(57)【要約】【課題】薄型化が可能な発光モジュールを提供する。【解決手段】  本開示にかかる発光モジュールの製造方法は、以下の構成を備える。  半導体積層体と電極とを備える発光素子を準備する工程と、発光面となる第１主面と、第１主面と反対側の第２主面と、を備える導光板を準備する工程と、第２主面上に、複数の接合部材を配置する工程と、接合部材上に、電極を上にして発光素子を載置する工程と、第２主面及び発光素子を被覆する反射膜を形成する工程と、反射膜を被覆する被覆部材を配置する工程と、電極が露出するまで反射膜及び被覆部材を除去する工程と、複数の発光素子と電気的に接続される導電部材を形成する工程と、を備える発光モジュールの製造方法。【選択図】図１Ｂ
2020030931.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体積層体と電極とを備える発光素子を準備する工程と、
発光面となる第１主面と、前記第１主面と反対側の第２主面と、を備える導光板を準備する工程と、
前記第２主面上に、複数の接合部材を配置する工程と、
前記接合部材上に、前記電極を上にして発光素子を載置する工程と、
前記第２主面及び前記発光素子を被覆する反射膜を形成する工程と、
前記反射膜を被覆する被覆部材を配置する工程と、
前記電極が露出するまで前記反射膜及び被覆部材を除去する工程と、
前記複数の発光素子と電気的に接続される導電部材を形成する工程と、
を備える発光モジュールの製造方法。
【請求項２】
前記反射膜は、スパッタ又はスプレーで形成する、請求項１記載の発光モジュールの製造方法。
【請求項３】
前記第２主面上に、透光部材を形成する工程を備え、
前記接合部材は、前記透光部材を介して前記第２主面上に配置される、請求項１又は請求項２に記載の発光モジュールの製造方法。
【請求項４】
前記第２主面は凹部を備え、前記透光部材を前記凹部内に配置する工程を含む、請求項３に記載の発光モジュールの製造方法。
【請求項５】
前記透光部材は、波長変換部材を含む、請求項３又は請求項４に記載の発光モジュールの製造方法。
【請求項６】
前記反射膜を形成する前に、前記導光板の前記第２面上に薄膜を形成する工程を備える、請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の発光モジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、発光モジュールの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード等の発光素子を用いた発光装置は、液晶ディスプレイのバックライトやディスプレイ等の各種の光源として広く利用されている。
例えば、特許文献１に開示される光源装置は、実装基板に実装される複数の発光素子と、複数の発光素子のそれぞれを封止する半球状のレンズ部材とその上に配置された発光素子からの光が入射される拡散部材を備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−３２３７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１のような光源装置では、実装基板と拡散板との間の距離をレンズ部材の厚みよりも大きくする必要があり、十分な薄型化が達成できない可能性がある。
【０００５】
そこで、本開示は、薄型化が可能な、導光板と発光素子とを備える発光モジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示にかかる発光モジュールの製造方法は、以下の構成を備える。
半導体積層体と電極とを備える発光素子を準備する工程と、発光面となる第１主面と、第１主面と反対側の第２主面と、を備える導光板を準備する工程と、第２主面上に、複数の接合部材を配置する工程と、接合部材上に、電極を上にして発光素子を載置する工程と、第２主面及び発光素子を被覆する反射膜を形成する工程と、反射膜を被覆する被覆部材を配置する工程と、電極が露出するまで反射膜及び被覆部材を除去する工程と、複数の発光素子と電気的に接続される導電部材を形成する工程と、を備える発光モジュールの製造方法。
【発明の効果】
【０００７】
これにより、薄型化が可能な、導光板と発光素子とを備える発光モジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１Ａ】実施形態にかかる発光モジュールの模式平面図である。
【図１Ｂ】実施形態にかかる発光モジュールの一部拡大模式断面図である。
【図２Ａ】実施形態にかかる導光板の光学機能部と位置決め部の一例を示す一部拡大模式平面図と一部拡大模式側面図である。
【図２Ｂ】実施形態にかかる発光モジュールの製造工程の一例を示す一部拡大模式断面図である。
【図２Ｃ】実施形態にかかる発光モジュールの製造工程の一例を示す一部拡大模式断面図である。
【図２Ｄ】実施形態にかかる発光モジュールの製造工程の一例を示す一部拡大模式断面図である。
【図２Ｅ】実施形態にかかる発光モジュールの製造工程の一例を示す一部拡大模式断面図である。
【図２Ｆ】実施形態にかかる発光モジュールの製造工程の一例を示す一部拡大模式断面図である。
【図２Ｇ】実施形態にかかる発光モジュールの製造工程の一例を示す一部拡大模式断面図である。
【図２Ｈ】実施形態にかかる発光モジュールの製造工程の一例を示す一部拡大模式断面図である。
【図２Ｉ】実施形態にかかる発光モジュールの製造工程の一例を示す一部拡大模式断面図である。
【図２Ｊ】実施形態にかかる発光モジュールの製造工程の一例を示す一部拡大模式断面図である。
【図２Ｋ】実施形態にかかる発光モジュールの製造工程の一例を示す一部拡大模式断面図である。
【図２Ｌ】実施形態にかかる発光モジュールの製造工程の一例を示す一部拡大模式断面図である。
【図２Ｍ】実施形態にかかる発光モジュールの製造工程の一例を示す一部拡大模式断面図である。
【図３】実施形態にかかる発光モジュールの変形例の一部拡大模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面に基づいて本発明を詳細に説明する。なお、以下の説明では、必要に応じて特定の方向や位置を示す用語（例えば、「上」、「下」、及びそれらの用語を含む別の用語）を用いるが、それらの用語の使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明の技術的範囲が制限されるものではない。また、複数の図面に表れる同一符号の部分は同一もしくは同等の部分又は部材を示す。また、各部材は、硬化の前後において、また、切断の前後等において、状態や形状等が異なる場合であっても同じ名称を用いるものとする。
【００１０】
さらに以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための発光モジュールを例示するものであって、本発明を以下に限定するものではない。また、以下に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特定的な記載がない限り、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、例示することを意図したものである。また、一の実施の形態、実施例において説明する内容は、他の実施の形態、実施例にも適用可能である。また、図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため、誇張していることがある。
【００１１】
（発光モジュール）
本実施形態の発光モジュールの構成を図１Ａ、図１Ｂに例示する。
図１Ａは、本実施形態にかかる発光モジュール１００の模式平面図である。図１Ｂは、本実施形態にかかる発光モジュール１００を示す一部拡大模式断面図である。
【００１２】
発光モジュール１００は、導光板１０と、導光板１０に接合された複数の発光素子３０と、を備える。複数の発光素子３０は、導光板１０の第２主面１２上にマトリクス状に配置されている。発光モジュール１００の導光板１０は、光取り出し面となる第１主面１１と、第１主面１１と反対側の第２主面１２と、を備える。ここでは、導光板１０として、第２主面１２に複数の凹部１２１を備えている導光板１０を例示する。凹部１２１内には、透光部材５０が配置されている。透光部材５０上に、接合部材６０を介して発光素子３０が配置されている。換言すると、発光素子３０は、透光部材５０、接合部材６０等の部材を介して導光板１０の第２主面１２上に配置されている。尚、透光部材１０は省略することができ、その場合は、発光素子３０は、接合部材６０を介して導光板１０と接合される。
【００１３】
導光板１０の第２主面１２と発光素子３０は、反射膜４０で被覆されている。更に、透光部材５０及び接合部材６０も、反射膜４０で被覆されている。さらに、導光板１０の第２主面１２と発光素子３０は、反射膜４０を介して被覆部材７０で被覆されている。透光部材５０及び接合部材６０も、反射膜４０を介して被覆部材７０で被覆されている。さらに、発光素子３０の電極３２と電気的に接続される導電部材８０を備えている。図１Ｂに示す例では、さらに配線基板９０を備えている。
【００１４】
このような発光モジュールは、以下の工程を備える製造方法により得ることができる。
発光モジュールの製造方法は、
（１）半導体積層体と電極とを備える発光素子を準備する工程
（２）発光面となる第１主面と、第１主面と反対側の第２主面と、を備える導光板を準備する工程
（３）第２主面上に、複数の接合部材を配置する工程
（４）各接合部材上に、電極を上にして発光素子を載置する工程
（５）第２主面及び発光素子を被覆する反射膜を形成する工程
（６）反射膜を被覆する被覆部材を配置する工程
（７）電極が露出するまで反射膜及び被覆部材を除去する工程
（８）複数の発光素子と電気的に接続される導電部材を形成する工程
を備える。
【００１５】
本開示に係る発光モジュールは、導光板上に発光素子を接合しているため、薄型化が可能となる。また、導光板上に発光素子を搭載し、接着するため、基板上に発光素子を実装したものと導光板とを組み合わせる場合と比べ、発光素子と導光板と位置ずれが発生しづらい。これにより、良好な光学特性を備える発光モジュールとすることができる。さらに、発光素子と導光板とを覆う反射膜を備えることで、発光素子からの光を効率よく導光板内で伝搬させることができる。
【００１６】
本実施形態にかかる発光モジュール１００の製造方法の各工程について、以下に詳述する。図２Ａ〜図２Ｌに本実施形態の発光モジュールの製造方法の一例を示す。図２Ｂ〜図２Ｌに示す断面図は、Ｘ方向の断面図であり、Ｙ方向の断面図でもある。
【００１７】
（１）半導体積層体と電極とを備える発光素子を準備する工程
発光素子３０は、発光モジュール１００の光源である。発光素子３０は、１つの導光板１０に複数個が接合される。発光モジュール１００の大きさや目的とする光学特性に応じて、必要な発光素子を準備する。発光素子３０は、半導体成長等の工程を経るなど、製造工程の一部又は全部を経ることで準備することができる。あるいは、発光素子３０は、購入等により準備してもよい。
【００１８】
（２）発光面となる第１主面と、第１主面と反対側の第２主面と、を備える導光板を準備する工程
導光板１０は、発光素子３０からの光を面状に広げる部材であり、光取り出し面である第１主面１１と、その反対側に位置する第２主面１２とを備えた略板状の部材である。図２Ａは、図１Ａに示す導光板１０の一部分である領域Ｓを拡大した図であり、導光板１０の第１主面１１の光学機能部１１１と、第２主面１２の凹部１２１の一例を示す一部拡大模式平面図と一部拡大模式断面図である。図２Ａでは、光学機能部１１１として円錐台形の凹みを備えた第１主面１１を例示している。また、開口形状が略四角形の凹部１２１を備える第２主面１２を例示している。導光板１０の第１主面１１及び第２主面１２は、このような凹部等のない平坦な面であってもよい。
【００１９】
このような導光板１０は、例えば、射出成型やトランスファモールド、熱転写等で成形することにより準備することができる。導光板１０が光学機能部１１１や凹部１２１を有する場合は、導光板１０の成形時に一括して金型で形成することができる。これにより、光学機能部１１１と凹部１２１の成形位置ずれを低減することができる。また、凹部や光学機能部を有しない板を準備し、加工することで導光板１０を準備してもよい。あるいは、凹部や光学機能部を備えない平板状の導光板や、凹部１２１や光学機能部１１１を備えた導光板１０を、購入して準備してもよい。
【００２０】
発光モジュールは、発光素子３０と導光板１０の間に、拡散部材や波長変換部材等の透光部材を備えることができる。その場合、透光部材を備える導光板１０を購入等により準備してもよいし、透光部材を備えない導光板１０上に、透光部材を配置する工程を備えてもよい。例えば、平板状の導光板の場合は、発光素子を載置する箇所に透光部材を配置する工程を備える。また、凹部を備える導光板の場合は、図２Ｂ〜図２Ｄに示すように、導光板１０の第２主面１２の凹部１２１内に透光部材５０を配置する工程を備える。
【００２１】
透光部材５０を配置する方法としては、印刷、スプレー、ポッティング等が挙げられる。透光部材５０を印刷で形成する場合を例に挙げて説明する。例えば、図２Ｂに示すように、凹部１２１に対応する開口部を備えたマスクＭを、導光板１０の第２主面１２上に載置する。次に、図２Ｃに示すように、硬化前の流動性のあるペースト状又は液状の透光部材５０をマスクＭの開口部内及び導光板１０の凹部１２１内に配置する。その際、図２Ｃに示すようにスキージＦ等を用いることで透光部材５０の上面を平らにすることができる。その後、加熱又は紫外線照射等により透光部材５０を硬化させる。
【００２２】
マスクＭの開口部は、凹部１２１の開口部の大きさと略等しい大きさ及び形状とすることができる。図２Ｂ、図２Ｃに示す例では、マスクＭの開口部は凹部１２１の開口部よりもやや大きい。これにより、マスクＭの開口部と凹部１２１の位置精度が低い場合であっても、凹部１２１内部に透光部材５０を配置し易くすることができる。マスクＭの開口部の形状は、凹部１２１の開口部の形状の相似形であることが好ましい。例えば、凹部１２１の開口部が正方形の場合、マスクＭの開口部は正方形とすることが好ましい。
【００２３】
次に、マスクＭを外すことで、図２Ｄに示すように、凹部１２１に透光部材５０が配置される。尚、マスクＭの開口部が、凹部１２１の開口部よりも大きい場合は、透光部材５０は、凹部１２１の内部だけでなく、導光板１０の第２主面１２の上にも連続して設けられる。導光板１０の第２主面１２の上にも透光部材５０が形成さえる場合、第２主面１２上の透光部材５０の厚みは、凹部１２１内の透光部材５０の厚みより薄いことが好ましい。例えば、凹部１２１の深さ、つまり、凹部１２１内の透光部材５０の厚みが２５０μｍ〜５０μｍの場合、第２主面１２上の透光部材５０の厚みは２０μｍ〜１００μｍとすることができる。
【００２４】
尚、透光部材５０の硬化は、マスクＭを除去した後に行う。
【００２５】
また、透光部材５０は、上記の方法のほか、あらかじめ板状等に成形された透光部材５０の成形品を準備し、導光板１０の第２面１２上、又は、凹部１２１を備える導光板１０の場合はその凹部１２１の底面上に、準備した透光部材５０成形品を載置する方法を用いてもよい。透光部材５０の成形品の形成方法は、例えば、大面積の板状又はシート状の透光部材を、切断、パンチング等によって個片化する方法が挙げられる。あるいは、金型等を用いて射出成形、トランスファモールド法、圧縮成形などの方法によって小片の透光部材５０の成形品を形成することができる。透光部材５０の成形品は、接着剤等を用いて導光板１０の第２主面１２上に、あるいは、第２主面１２が凹部１２１を備える場合はその凹部１２１内に、接着することができる。
【００２６】
図３に示す発光モジュール１００Ａは、透光部材５０の上に、更に薄膜５１を備えている。この薄膜５１は、透光性の部材であり、かつ、絶縁性の部材である。例えば、後述の反射膜４０の形成時に用いられる材料が、導光板１０等を溶解する可能性のある材料を用いる場合に、そのバリア層として機能することができる。そのため、反射膜４０を形成する前の任意の段階で形成することができる。
【００２７】
薄膜５１は、導光板１０の第２面１２を被覆していればよいため、導光板１０を準備する工程の後に行うことができる。また、薄膜５１は、透光部材５０を配置した後に行うことができる。この場合、薄膜５１は透光部材５０も被覆する。さらに、発光素子３０や接合部材６０を配置した後に薄膜５１を形成してもよい。その場合、薄膜５１は発光素子３０及び接合部材６０も被覆する。薄膜５１の形成方法としては、スパッタ、蒸着、塗布、スプレー等が挙げられる。
【００２８】
（３）第２主面上に、複数の接合部材を配置する工程
次に、導光板１０の第２主面１２上に、複数の接合部材６０を配置する。ここでは、図２Ｅに示すように、導光板１０の第２主面１２の凹部１２１内の透光部材５０の上に、液状の接合部材６０をそれぞれ配置する。接合部材６０は、ポッティング、転写、印刷等の方法で塗布することで配置することができる。図２Ｅでは、ディスペンスノズルＤを用いてポッティングすることで接合部材６０を塗布する場合を例示しており、塗布された接合部材６０の上面２１は、凸曲面状となっている。透光部材５０を備える場合、接合部材６０は、平面視において透光部材５０の大きさよりも小さくすることが好ましい。
【００２９】
（４）各接合部材上に、電極を上にして発光素子を載置する工程
次に、図２Ｆに示すように、複数の接合部材６０のそれぞれの上に発光素子３０を載置する。この時、電極３２（電極形成面３１２）を上に発光素子３０を載置する。つまり、主発光面３１１を接合部材６０と対向するように載置する。その後、接合部材６０を硬化させ、発光素子３０と導光板１０とを接合する。
【００３０】
複数の発光素子３０は、導光板１０の平面視において、二次元に配列される。好ましくは、複数の発光素子３０は、図１Ａに示すように、直交する二方向、つまり、ｘ方向（横方向）およびｙ方向（縦方向）に沿って二次元的に配列される。複数の光学機能部１１１に対応するように配置される複数の発光素子３０のｘ方向の配列ピッチとｙ方向の配列ピッチは、同じであってもよいし、異なっていてもよい。また、配列の二方向は、直交していなくてもよい。また、ｘ方向またはｙ方向の配列ピッチは等間隔に限られず、不等間隔であってもよい。例えば、導光板１０の中央から周辺に向かって間隔が広くなるように発光素子３０が配列されていてもよい。なお、発光素子３０間のピッチとは、発光素子３０の光軸間の距離である。発光素子３０間のピッチは、例えば、０．０５ｍｍ〜２０ｍｍ程度とすることができ、１ｍｍ〜１０ｍｍ程度が好ましい。導光板１０が凹部１２１を備える場合は、凹部１２１の位置は上述の発光素子３０に合わせた位置に配置される。
【００３１】
（５）第２主面及び発光素子を被覆する反射膜を形成する工程
次に、図２Ｇに示すように、導光板１０の第２主面１２と複数の発光素子３０とを被覆する反射膜４０を形成する。反射膜４０は、例えば、スパッタ、蒸着、塗布、スプレー等によって形成することができる。透光部材５０、接合部材６０等を備える場合、反射膜４０はこれらも被覆するように形成される。反射膜４０は、上述の方法で形成されることで、図２Ｇに示すように、発光素子３０等の形状に追随した形状で形成される。例えば、導光板１０の第２主面１２上に形成される反射膜４０の上面は、発光素子３０上に形成される反射膜４０の上面よりも低い位置となる。このように反射膜４０は高低差が異なる上面となるように形成される。
【００３２】
反射膜４０は、絶縁性、導電性のいずれか、若しくは両方で構成することができる。反射膜４０が絶縁性の場合、例えば、金属の酸化物や窒化物等の絶縁性部材で構成される場合は、反射膜４０は、発光素子３０の側面及び電極形成面と直接接して形成することができる。また、反射膜４０は、工程内におけるこの段階（被覆部材を形成させる前）においては、発光素子３０の電極３２の上面も覆うことができる。ただし、その場合は、後工程において、電極３０が露出されるように反射膜４０の一部を除去する工程が必須となる。
【００３３】
反射膜４０が導電性の場合、例えば、金属で構成される場合は、発光素子３０の半導体積層体３１とは直接接触しないように、透光性又は反射性の絶縁部材を介して、発光素子３０を被覆する。反射膜４０が導電性の場合は、発光素子３０の電極３２と接していてもよい。ただし、１つの発光素子３０の一対の電極３２同士が電気的に接続されないよう、電極３２間において導電性の反射膜４０は連続しないように形成するか、連続するように形成した後、その一部を除去する工程が必要である。また、導電性の反射膜４０の場合は、複数の発光素子３０の電極３２と接していてもよいが、好ましは、接しないようにする。そのため、他の発光素子３０と電気的に接続されないよう導電性の反射膜４０を形成するか、他の発光素子３０と連続するように導電性の反射膜４０を形成した後に、その一部を除去する工程を備えることが好ましい。
【００３４】
（６）反射膜を被覆する被覆部材を配置する工程
次に、図２Ｈに示すように、反射膜４０を被覆する被覆部材７０を形成する。被覆部材７０は、発光素子３０が載置されていない導光板１０の第２主面１２の上方と、複数の発光素子３０の上方において、略同じ高さとなるように形成することが好ましい。つまり、発光素子３０が配置されている部分と配置されていない部分とで、被覆部材７０自体の厚みは異なるものの、上面の位置高さは略同じとなるように形成することが好ましい。被覆部材７０は、最も高い位置となる発光素子３０の電極３２を覆う反射膜４０も覆うように形成することが好ましい。
【００３５】
被覆部材７０は、例えばトランスファモールド、ポッティング、印刷、スプレー等の方法で形成することができる。
【００３６】
（７）電極が露出するまで反射膜及び被覆部材を除去する工程
次に、図２Ｉに示すように、反射膜４０と被覆部材７０の一部を研削し、発光素子３０の電極３２を露出させる。研削の方法としては、砥石等の研削部材を用いて被覆部材４０を面状に研削し、反射膜４０の一部まで除去することで、発光素子３０の電極３２を露出させる。このとき、電極３２の一部も除去されてもよい。尚、反射膜４０が導電性の場合は、発光素子３０の電極３２と電気的に接続された導電性の反射膜４０が露出されていればよい。つまり、「電極が露出するまで」とは、このように、電極３２と電気的に接続される導電性の反射膜４０が露出するまで、という工程に替えることもできる。図２Ｊは、反射膜４０の一部を露出して電極３２自体を露出させた場合を例示している。砥石を用いて研削することで、被覆部材７０の上面を平坦な面とすることができ、さらに、露出された電極３２が被覆部材７０の上面と略同一面とすることができる。さらに、その露出された電極３２の周りに、反射膜４０も露出されており、反射膜４０の露出面は電極３２及び被覆部材７０と同一面を構成している。
【００３７】
（８）複数の発光素子と電気的に接続する導電部材を形成する工程
次に、図２Ｋに示すように、発光素子３０の電極３２と、反射膜４０と、被覆部材７０の上面の略全面に、導電部材８０となる金属膜を形成する。金属膜としては、例えば、導光板１０側からＣｕ／Ｎｉ／Ａｕの順に積層させた積層構造とすることができる。金属膜の形成方法としては、スパッタ、メッキ等が挙げられ、スパッタで形成することが好ましい。
【００３８】
次に、発光素子３０間の金属膜にレーザ光を照射する。さらに、１つの発光素子３０の電極３２間の金属膜にもレーザ光を照射する。レーザ光が照射された部分はレーザアブレーションによって金属膜が除去される。このようにして金属膜を部分的の除去するようにしてパターニングすることで、図２Ｌに示すような導電部材８０を形成する。
【００３９】
次に、図２Ｍに示すように、この導電部材８０と別途準備した配線基板９０の配線層９２とを接着シートを間に介して圧着して接合する。この時、配線層９２の一部（例えばビア）内に充填された導電性材料を加圧と加熱によって一部溶解させることで、導電部材８０と配線層９２とを電気的に接続する。
このようにして、本実施形態の発光モジュール１００を得ることができる。
【００４０】
複数の発光素子３０は、それぞれが独立で駆動するように配線されてもよい。また、導光板１０を複数の範囲に分割し、１つの範囲内に実装された複数の発光素子３０を１つのグループとし、１つのグループ内の複数の発光素子３０同士を直列又は並列に電気的に接続することで同じ回路に接続し、このような発光素子グループを複数備えるようにしてもよい。このようなグループ分けを行うことで、ローカルディミング可能な発光モジュールとすることができる。
【００４１】
本実施形態の発光モジュール１００は、１つが１つの液晶ディスプレイ装置のバックライトとして用いられてもよい。また、複数の発光モジュール１００が並べられて１つの液晶ディスプレイ装置のバックライトとして用いられてもよい。小さい発光モジュール１００を複数作り、それぞれ検査等を行うことで、大きく実装される発光素子３０の数が多い発光モジュール１００を作成する場合と比べて、歩留まりを向上させることができる。
【００４２】
１つの発光モジュール１００は１つの配線基板９０に接合されてもよい。また、複数の発光モジュール１００が、１つの配線基板９０に接合されてもよい。これにより、外部との電気的な接続端子（例えばコネクタ）を集約できる（つまり、発光モジュール１つごとに用意する必要がない）ため、液晶ディスプレイ装置の構造を簡易にすることができる。
【００４３】
また、この複数の発光モジュール１００が接合された１つの配線基板９０を複数並べて一つの液晶ディスプレイ装置のバックライトとしてもよい。この時、例えば、複数の配線基板７０をフレーム等に載置し、それぞれコネクタ等を用いて外部の電源と接続することができる。
【００４４】
発光モジュールを構成する各部材について、以下に詳述する。
【００４５】
（発光素子）
発光素子３０は、公知の半導体発光素子を利用することができる。本実施形態においては、発光素子３０として発光ダイオードを例示する。発光素子は、主に発光を取り出す主発光面３１１と、主発光面３１１と反対側の電極形成面３１２に一対の電極３２を有する。一対の電極３２は後述する配線基板９０と対向して配置され、任意に導電部材８０等を介して、適宜配線基板９０の配線層９２と電気的に接続される。
【００４６】
発光素子３０は、例えば、サファイア等の透光性基板と、透光性基板の上に積層された半導体層とを備えた半導体積層体を備える。半導体積層体３１は、発光層と、発光層を挟むｎ型半導体層およびｐ型半導体層とを含み、ｎ型半導体層およびｐ型半導体層にｎ側電極およびｐ側電極がそれぞれ電気的に接続される。発光素子３０は、例えば透光性基板を備える主発光面３１１が導光板と対向して配置され、主発光面３１１と反対側の電極形成面３１２に一対の電極３２を有する。
【００４７】
発光素子３０、任意の波長の光を出射する素子を選択することができる。例えば、青色、緑色の光を出射する素子としては、窒化物系半導体（ＩｎｘＡｌｙＧａ１−ｘ−ｙＮ、０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）またはＧａＰを用いた発光素子を用いることができる。また、赤色の光を出射する素子としては、ＧａＡｌＡｓ、ＡｌＩｎＧａＰなどの半導体を含む発光素子を用いることができる。さらに、これら以外の材料からなる半導体発光素子を用いることもできる。半導体層の材料およびその混晶度によって発光波長を種々選択することができる。用いる発光素子の組成、発光色、大きさ、個数などは、目的に応じて適宜選択すればよい。発光モジュール１００が波長変換部材を備える場合、発光素子３０は、波長変換部材を効率良く励起できる短波長の光を出射することが可能な窒化物半導体（ＩｎｘＡｌｙＧａ１−ｘ−ｙＮ、０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）を備えることが好ましい。
【００４８】
発光素子３０の大きさは、例えば、平面視において縦および横の寸法は１０００μｍ以下が好ましく、より好ましくは縦および横の寸法が５００μｍ以下であり、さらに好ましくは、縦および横の寸法が２００μｍ以下である。このような発光素子を用いると、液晶ディスプレイ装置のローカルディミングを行った際に、高精細な映像を実現することができる。
【００４９】
（導光板）
導光板１０は、発光素子からの光が入射され、面状の発光を行う透光性の板状部材である。導光板１０は、発光面となる第１主面１１と、第１主面１１と反対側の第２主面１２と、を備える。
【００５０】
導光板１０の大きさは、例えば、一辺が１ｃｍ〜２００ｃｍ程度とすることができ、３ｃｍ〜３０ｃｍ程度が好ましい。厚みは０．１ｍｍ〜５ｍｍ程度とすることができ、０．５ｍｍ〜３ｍｍが好ましい。尚、ここでの「厚み」とは、例えば、第１主面１１や第２主面１２に凹部や凸部等がある場合は、それらがないものと仮定した場合の厚みを指すものとする。
導光板１の平面形状は例えば、略矩形や略円形等とすることができる。
【００５１】
導光板１０の材料としては、アクリル、ポリカーボネート、環状ポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエステル等の熱可塑性樹脂、エポキシ、シリコーン等の熱硬化性樹脂等の樹脂材料やガラスなどの光学的に透明な材料を用いることができる。特に、熱可塑性の樹脂材料は、射出成型によって効率よく製造することができるため、好ましい。なかでも、透明性が高く、安価なポリカーボネートが好ましい。導光板１０に発光素子３０を接合した後に配線基板を貼りつける本実施形態の発光装置の製造方法においては、半田リフローのような高温がかかる工程を省略できるため、ポリカーボネートのような熱可塑性であり耐熱性の低い材料であっても用いることができる。
【００５２】
導光板１０は単層で形成されていてもよく、複数の透光性の層が積層されて形成されていてもよい。複数の透光性の層が積層されている場合には、任意の層間に屈折率の異なる層、例えば空気の層等を設けてもよい。これにより、光をより拡散させやすくなり、輝度ムラを低減した発光モジュールとすることができる。このような構成は、例えば、任意の複数の透光性の層の間にスペーサを設けて離間させ、空気の層を設けることで実現することができる。
【００５３】
（凹部）
導光板１０は、第２主面１２側に、凹部１２１を備えていてもよい。凹部１２１は、発光素子３０を配置する位置の目標とすることができる。
凹部１２１の平面視における大きさは、例えば、０．０５ｍｍ〜１０ｍｍとすることができ、０．１ｍｍ〜１ｍｍが好ましい。深さは０．０５ｍｍ〜４ｍｍとすることができ、０．１ｍｍ〜１ｍｍが好ましい。光学機能部１１１と凹部１２１の間の距離は、光学機能部１１１と凹部１２１が離間している範囲で適宜設定できる。
【００５４】
凹部１２１の平面視形状は、例えば、略矩形、略円形とすることができ、凹部の配列ピッチ等によって選択可能である。凹部の配列ピッチ（最も近接した２つの凹部の間の距離）が略均等である場合には、略円形または略正方形が好ましい。なかでも、略円形とすることで、発光素子３０からの光を良好に広げることができる。
【００５５】
（光学機能部）
導光板１０は、第１主面１１側に光学機能部１１１を備えていてもよい。光学機能部１１１は、例えば、光を導光板１０の面内で広げる機能を有することができる。
【００５６】
光学機能部１１１としては、第１主面１１側に設けられた錐体状又は錐台体状の凹みとすることができる。具体的には、錐体状の凹みとしては、円錐や四角錐、六角錐等の多角錐形が挙げられ、錐台体状の凹みとしては、円錐台や四角錐台、六角錐台等の多角錐台形が挙げられる。錐体台状の凹みの場合、その頂部に相当する部分の平面視における大きさは、発光素子３０の平面視における大きさの１００％〜５００％とすることができる。
【００５７】
これらの凹みには、導光板１０と屈折率の異なる材料（例えば空気）を配置することができる。また、凹みに光反射性の材料（例えば金属等の反射膜や白色の樹脂）等を設けたものであってもよい。光学機能部１１１の傾斜面は、断面視において直線でもよく、曲線でもよい。
【００５８】
光学機能部１１１は、後述するように、それぞれの発光素子３０に対応する、つまり、第２主面１２側に配置された発光素子３０と反対側の位置に設けられることが好ましい。特に、発光素子３０の光軸と、光学機能部１１１の光軸とが略一致することが好ましい。例えば、光学機能部１１１の凹みが錐体の場合は、その頂部が発光素子３０の光軸と略一致することが好ましい。また、光学機能部１１１の凹みが錐体台の場合は、頂部に相当する面が、発光素子３０の光軸上に位置することが好ましい。
【００５９】
光学機能部１１１の大きさは、適宜設定することができる。図１Ｂに示す光学機能部１１１は、第１主面１１において円形の開口部を備える円錐台状の凹部であり、開口の直径は発光素子３０よりも大きい例を示している。
【００６０】
なお、導光板１０には、光学機能部１１１以外の部分に光拡散、反射等をさせる加工を有していてもよい。例えば、光学機能部１１１から離間した部分に微細な凹凸を設ける、または粗面としてもよい。これにより、さらに光を拡散させ、輝度ムラを低減するようにすることができる。
【００６１】
（透光部材）
導光板１０の第２主面１２と発光素子３０との間に、透光部材５０を配置することができる。透光部材５０は、発光素子３０からの光を拡散させる光拡散物質を含有する部材である。また、透光部材５０は、発光素子３０からの光の波長を異なる波長の光に変換する蛍光体を含有する波長変換部材であってもよい。さらに、蛍光体を含有する蛍光体含有層と、蛍光体を含有しない蛍光体非含有層とを積層させた透光部材５０としてもよい。あるいは、蛍光体を含有する蛍光体含有層と、波長を変換しない光拡散物質を含有する拡散層とを積層させた透光部材５０としてもよい。
【００６２】
透光部材５０は、導光板１０の凹部１２１内に配置することができる。あるいは、凹部１２１を有しない平板状の導光板１０の第２主面１２上に配置され、第２主面１２より突出するように設けられていてもよい。
【００６３】
透光部材５０は、導光板１０の材料よりも高い屈折率を有する材料が好ましい。例えば、母材の材料として、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、これらを混合した樹脂、または、ガラスなどの透光性材料を用いることができる。耐光性および成形容易性の観点からは、透光部材５０の母材としてシリコーン樹脂を選択すると有益である。
【００６４】
光拡散物質としては、例えばＳｉＯ２、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＺｎＯ等の微粒子が挙げられる。
【００６５】
透光部材５０は、波長変換物質として粒子状の蛍光体を含むことができる。蛍光体としては、例えば、ＹＡＧ系蛍光体、βサイアロン蛍光体またはＫＳＦ系蛍光体等のフッ化物系蛍光体などが挙げられる。１つの透光部材５０に、１種類又は複数種類の蛍光体を含むことができる。複数種類の蛍光体は、混合させて用いてもよく、あるいは積層させて用いてもよい。例えば、青色系の光を出射する発光素子３０を用い、蛍光体として緑色系の発光をするβサイアロン蛍光体と赤色系の発光をするＫＳＦ系蛍光体等のフッ化物系蛍光体とを含むことができる。このような２種類の蛍光体を用いることで、発光モジュールの色再現範囲を広げることができる。また、蛍光体は量子ドットであってもよい。
【００６６】
透光部材５０が蛍光体を含む場合、その内部において蛍光体はどのように配置されていてもよい。例えば、略均一に分布していてもよく、一部に偏在してもよい。
【００６７】
（薄膜）
薄膜５１は、例えばＳｉＯ２、ＳｉＯＮ、ＳｉＮ、ＡｌＮ等の透光性の絶縁性材料を用いることができる。薄膜５１の厚みは、例えば、０．１μｍ〜１μｍとすることができる。
【００６８】
（接合部材）
接合部材６０は、発光素子３０から出射される光を導光板１０に伝播させる役割を有する。接合部材６０は、発光素子３０と導光板１０とを、直接又は間接的に接合する部材である。間接的に接合する、とは、例えば、導光板１０に配置された透光部材５０と、その上の接合部材６０と、を介して、発光素子３０が接合されることなど、別部材を介して接合されることを指す。
【００６９】
接合部材６０は、透光性であり、発光素子３０から出射される光の６０％以上を透過し、好ましくは９０％以上を透過する。そのため、接合部材６０は、拡散部材等を含むことは可能であり、拡散部材等を含まない透光性の樹脂材料のみで構成されてもよい。
【００７０】
接合部材６０は、発光素子３０の側面（主発光面３１１と電極形成面３１２をつなぐ面）を被覆していてもよい。これにより、発光素子３０の側面方向に出射された光を接合部材６０内に効率的に取り出し、発光モジュール１００の光取り出し効率を高めることができる。
【００７１】
接合部材６０の材料としては、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等の透光性の熱硬化性の樹脂材料等を用いることができる。
【００７２】
（反射膜）
反射膜４０は、発光素子３０と被覆部材７０の間に配置されるものである。反射膜４０は、発光素子３０からの光を６０％以上反射するものが好ましく、９０％以上反射するものがより好ましい。後述の工程で形成される被覆部材７０が反射性の部材である場合は、反射膜４０の反射率は、被覆部材７０の反射率よりも高い反射率とすることが好ましい。
【００７３】
反射膜７０の材料は、絶縁性、又は導電性のいずれか、若しくは、両方を組み合わせたもので構成することができる。絶縁性の材料としては、例えば、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｓｉ等の金属の酸化物やＳｉ、Ａｌ等の金属の窒化物、フィラー入り樹脂等が挙げられ、これらを単層又は複数層積層させることができる。また、導電性の材料としては、例えば、金属ペースト、金属スパッタ膜等が挙げられ、これらを単層又は複数層積層させることができる。反射膜４０の厚みは、例えば、０．１μｍ〜１００μｍとすることができる。反射膜４０が複数層である場合は、その合計の厚みが上記範囲とすることができる。
【００７４】
（被覆部材）
被覆部材７０は、複数の発光素子３０と導光板１０の第２主面１２とを、反射膜４０を介して被覆している。これにより、発光素子３０と導光板１０を補強することができる。また、被覆部材７０は、樹脂材料であることが好ましい。被覆部材は、透光性又は遮光性のいずれの材料であってもよい。遮光性の反射部材としては、例えば白色顔料を含有する白色樹脂や、黒色顔料を含有する黒色樹脂等を用いることができる。
【００７５】
被覆部材７０と導光板１０の間、及び、被覆部材７０と発光素子３０との間には、反射膜４０が配置されている。そのため、例えば、反射膜４０の反射率が高い場合は、被覆部材７０内に光が到達しにくい。そのため、被覆部材７０は、反射率を考慮しない材料を用いることができる。例えば、被覆部材７０として、硬度の高い材料を用いることで発光モジュール１００の強度を向上させることができる。また、被覆部材７０として、導光板１０の線膨張係数と近似する線膨張係数の材料を用いることで、反りの少ない発光モジュール１００とすることができる。このように、発光モジュール１００を構成する部材として大きな部分を占める被覆部材７０を、目的や用途に応じた特性の材料を用いることができる。特に、反射率を考慮する必要がなくなることで、材料の選択肢を増加させることができる。
【００７６】
反射性の被覆部材７０は、例えば、発光素子３０から出射される光に対して５％以上の反射率を有する反射性の被覆部材７０とすることができる。反射性の被覆部材７０の材料としては、白色の顔料等を含有させた樹脂材料であることが好ましい。特に、酸化チタンを含有させたシリコーン樹脂が好ましい。また、遮光性の被覆部材７０として、カーボン等の黒色の顔料等を含有させた樹脂材料を用いてもよい。また、透光性の被覆部材７０とすることもでき、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂等が挙げられる。
【００７７】
（導電部材）
発光モジュール１００には、複数の発光素子３０の電極３２と電気的に接続される導電部材８０が設けられていてもよい。導電部材８０は、被覆部材７０と電極３２との両方を被覆するように配置される。導電部材８０を設けることにより、例えば複数の発光素子３０同士を電気的に接続することができ、液晶ディスプレイ装置ローカルディミング等に必要な回路を容易に形成することができる。
【００７８】
（配線基板）
発光モジュール１００は、図１Ｂに示すように、配線基板９０を有していてもよい。配線基板９０は、絶縁性の基材９１と、複数の発光素子３０と電気的に接続される配線層９２等を備える基板である。配線基板９０を備えることで、ローカルディミング等に必要な複雑な配線を容易に形成することができる。この配線基板９０は、発光素子３０を導光板１０に接合し、被覆部材７０及び導電部材８０を形成した後に、別途準備した配線基板９０の配線層９２と、導電部材８０とを、接合することで形成することができる。また、発光素子３０と接続する導電部材８０を設ける際、導電部材８０を発光素子３０の電極３２の平面形状よりも大きい形状とすることで、この配線基板９０と発光素子３０との電気的な接合を容易に行うことができる。
【００７９】
配線基板９０は、例えば、絶縁性の基材９１に設けられた複数のビアホール内に充填された導電性部材と、基材９１の両面側において導電性部材と電気的に接続された配線層９２と、を備える。
【００８０】
配線基板９０の基材９１の材料としては、どのようなものであってもよい。例えば、セラミックスおよび樹脂を用いることができる。低コストおよび成形容易性の点から、樹脂を基材９１の材料として選択してもよい。樹脂としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ＢＴレジン、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、不飽和ポリエステル、ガラスエポキシ等の複合材料等を挙げることができる。また、リジッド基板であってもよく、フレキシブル基板であってもよい。
【００８１】
配線層９２は、例えば、基材９１上に設けられた導電箔（導体層）であり、複数の発光素子３０と電気的に接続される。配線層９７２の材料は、高い熱伝導性を有していることが好ましい。このような材料として、例えば銅などの導電材料が挙げられる。また、配線層９２は、メッキや導電性ペーストの塗布、印刷などで形成することができ、配線層９２の厚みは、例えば、５〜５０μｍ程度である。
【００８２】
配線基板９０は、どのような方法で導光板１０等と接合されていてもよい。例えば、シート状の接着シートを、導光板１０の反対側に設けられた被覆部材７０の表面と、配線基板９０の表面との間に配置し、圧着することで、接合することができる。また、配線基板９０の配線層９２と発光素子３０との電気的接続はどのような方法で行われてもよい。例えば、ビアホール内に埋め込んだ金属である導電性部材を加圧と加熱により溶かして導電部材８０と接合することができる。
【００８３】
なお、配線基板９０は、積層構造を有していてもよい。例えば、配線基板９０として、表面に絶縁層が設けられた金属板を用いてもよい。また、配線基板７０は複数のＴＦＴ（Ｔｈｉｎ−Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を有するＴＦＴ基板であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
本開示に係る発光モジュールは、例えば、液晶ディスプレイ装置のバックライトとして利用することができる。
【符号の説明】
【００８５】
１００、１００Ａ…発光モジュール
１０…導光板
１１…第１主面（光取り出し面）
１１１…光学機能部
１２…第２主面
１２１…凹部
２０…接合部材
３０…発光素子
３１…半導体積層体
３１１…主発光面
３１２…電極形成面
３２…電極
４０…反射膜
５０…透光部材（拡散部材、波長変換部材）
５１…薄膜
６０…接合部材
７０…被覆部材
８０…導電部材
９０…配線基板
９１…基材
９２…配線層
Ｄ…ディスペンスノズル
Ｇ…研削部材
Ｆ…スキージ
【図１Ａ】
2020030931.tif 000003
【図１Ｂ】
2020030931.tif 000004
【図２Ａ】
2020030931.tif 000005
【図２Ｂ】
2020030931.tif 000006
【図２Ｃ】
2020030931.tif 000007
【図２Ｄ】
2020030931.tif 000008
【図２Ｅ】
2020030931.tif 000009
【図２Ｆ】
2020030931.tif 000010
【図２Ｇ】
2020030931.tif 000011
【図２Ｈ】
2020030931.tif 000012
【図２Ｉ】
2020030931.tif 000013
【図２Ｊ】
2020030931.tif 000014
【図２Ｋ】
2020030931.tif 000015
【図２Ｌ】
2020030931.tif 000016
【図２Ｍ】
2020030931.tif 000017
【図３】
2020030931.tif 000018