(57)【要約】【課題】  照射パターンが均一化な発光モジュールとそれを用いた投射型表示装置用光源ユニットを提供する。【解決手段】  基板と、前記基板の一主面に形成された電極と、前記一主面の上に実装された複数の発光素子とを含み、前記発光素子は、第１導電型半導体層と、発光層と、第２導電型半導体層とが、前記基板側からこの順に積層された半導体多層膜を含み、前記第２導電型半導体層の上面部の外周端部と前記電極とは、電気的に接続され、前記第１導電型半導体層の下面部と前記電極とは、電気的に接続されている発光モジュールとする。【選択図】  図１
2007042806.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、前記基板の一主面に形成された電極と、前記一主面の上に実装された複数の発光素子とを含む発光モジュールであって、
前記発光素子は、第１導電型半導体層と、発光層と、第２導電型半導体層とが、前記基板側からこの順に積層された半導体多層膜を含み、
前記第２導電型半導体層の上面部の外周端部と前記電極とは、電気的に接続され、
前記第１導電型半導体層の下面部と前記電極とは、電気的に接続されていることを特徴とする発光モジュール。
【請求項２】
前記第２導電型半導体層の上面部の外周端部に、集電電極がさらに形成されている請求項１に記載の発光モジュール。
【請求項３】
前記第１導電型半導体層の下面部に、全面電極がさらに形成されている請求項１に記載の発光モジュール。
【請求項４】
前記第２導電型半導体層の上に、透明電極がさらに形成されている請求項１に記載の発光モジュール。
【請求項５】
前記複数の発光素子は、相互に電気的に接続されている請求項１に記載の発光モジュール。
【請求項６】
第１の基板の上に、第２導電型半導体層、発光層、第１導電型半導体層及び全面電極をこの順に積層して半導体層を形成する工程と、
前記半導体層を複数に分割して、前記第１の基板の上に、前記第２導電型半導体層、前記発光層、前記第１導電型半導体層及び前記全面電極をこの順に積層した発光素子を複数形成する工程と、
第２の基板の上に複数の電極を形成する工程と、
前記第１の基板と前記第２の基板とを接合して、前記発光素子の全面電極と、前記第２の基板の電極とを接合する工程と、
前記接合の後に前記第１の基板を除去する工程と、
前記第２導電型半導体層の上面部の外周端部に集電電極を設け、前記集電電極と前記第２の基板の電極とを電気的に接続する工程と、
を含むことを特徴とする発光モジュールの製造方法。
【請求項７】
前記第２導電型半導体層の上に透明電極を積層する工程をさらに含む請求項６に記載の発光モジュールの製造方法。
【請求項８】
第１の基板の上に、第２導電型半導体層、発光層、第１導電型半導体層及び全面電極をこの順に積層して半導体層を形成する工程と、
前記半導体層を形成した前記第１の基板を複数に分割して、発光素子を形成する工程と、
第２の基板の上に複数の電極を形成する工程と、
分割された複数の前記第１の基板と前記第２の基板とを接合して、複数の前記発光素子の全面電極と、前記第２の基板の電極とを接合する工程と、
前記接合の後に前記第１の基板を除去する工程と、
前記第２導電型半導体層の上面部の外周端部に集電電極を設け、前記集電電極と前記第２の基板の電極とを電気的に接続する工程と、
を含むことを特徴とする発光モジュールの製造方法。
【請求項９】
前記第２導電型半導体層の上に透明電極を積層する工程をさらに含む請求項８に記載の発光モジュールの製造方法。
【請求項１０】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の発光モジュールを光源とすることを特徴とする投射型表示装置用光源ユニット。
【請求項１１】
前記発光モジュールから出射された光の少なくとも一部を透過又は遮断することにより、投射される画面の各画素に応じて表示／非表示の切り替えを行う液晶パネルをさらに含む請求項１０に記載の投射型表示装置用光源ユニット。
【請求項１２】
前記発光モジュールは、放熱体をさらに含む請求項１０に記載の投射型表示装置用光源ユニット。
【請求項１３】
前記発光モジュールを着脱可能なソケットをさらに含む請求項１０に記載の投射型表示装置用光源ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光モジュールとその製造方法、並びにその発光モジュールを用いた投射型表示装置用光源ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体多層膜を含む発光素子として、発光ダイオード（ＬＥＤ）が知られている。この発光素子は、液晶バックライト用光源、インジケータ用光源、ディスプレイ用光源、読み取りセンサ用光源等に使用されている。特に、近年のＬＥＤの高出力化に伴い、ＬＥＤは、スクリーン等の照射面に画像を表示する投射型表示装置の光源として実用化されつつある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
図１３に従来のＬＥＤを用いた投射型表示装置用光源の概略平面図を示す。図１３に示すように、投射型表示装置用光源１００は、赤色発光モジュール１０１Ｒ、緑色発光モジュール１０１Ｇ及び青色発光モジュール１０１Ｂを備え、各発光モジュール１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂの発光面側には、各出射光の光軸に直交する面内の光強度を均一化するインテグレータレンズ１０２と、インテグレータレンズ１０２からの出射光を平行光に整形するコリメータレンズ１０３と、コリメータレンズ１０３から出射された光の少なくとも一部を透過又は遮断することにより、投射される画面（図示せず。）の各画素に応じて表示／非表示の切り替えを行う液晶アレイスイッチ１０４とが配置されている。さらに、液晶アレイスイッチ１０４の前面には合波プリズム１０５が配置されている。この合波プリズム１０５によって、液晶アレイスイッチ１０４からの出射光を屈折させ、て出射方向を一致させて画面に投射している。また、各発光モジュール１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂの背面側には、ヒートシンク１０６が装着されており、各発光モジュール１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂから発せられる熱をこのヒートシンク１０６から放熱するように構成されている。
【０００４】
また、図１４Ａは従来のＬＥＤの断面図であり、図１４ＢはそのＬＥＤベアチップの平面図である。図１４Ａに示すように、ＬＥＤ２００は、基板２０１と、基板２０１上に形成された電極２０２と、電極２０２上にフリップチップ実装されたＬＥＤベアチップ２０３とを含む。また、ＬＥＤベアチップ２０３は、サファイア基板２１０と、サファイア基板２１０上に順次積層されたｎ型半導体層２１１、発光層２１２及びｐ型半導体層２１３とを含む。ｎ型半導体層２１１の基板２０１側の主面の一部２１１ａには、発光層２１２が接触しておらず、ｎ側電極２１４ａが設けられている。そして、ｎ型半導体層２１１は、ｎ側電極２１４ａと導電接着層２１５とを介して電極２０２と電気的に接続されている。ｐ型半導体層２１３は、ｐ側電極２１４ｂと導電接着層２１５とを介して電極２０２と電気的に接続されている。上記構造から、図１４Ｂに示すように、ＬＥＤベアチップ２０３の発光面のうちｎ側電極２１４ａの上部の領域は非発光部２０４ａとなり、その他の部分は発光部２０４ｂとなる。
【０００５】
また、図１５Ａは従来の他のＬＥＤの断面図であり、図１５ＢはそのＬＥＤベアチップの平面図である。図１５Ａに示すように、ＬＥＤ３００は、基板３０１と、基板３０１上に形成された電極３０２と、電極３０２上に実装されたＬＥＤベアチップ３０３とを含む。また、ＬＥＤベアチップ３０３は、ＳｉＣ基板３１０と、ＳｉＣ基板３１０上に順次積層されたｎ型半導体層３１１、発光層３１２及びｐ型半導体層３１３とを含む。ＳｉＣ基板３１０と電極３０２とは、上面電極３０４を介してワイヤ３０５により電気的に接続されている。また、ｐ型半導体層３１３は、ｐ側電極３１４と導電接着層３１５とを介して電極３０２と電気的に接続されている。上記構造から、図１５Ｂに示すように、ＬＥＤベアチップ３０３の発光面に設けられた上面電極３０４及びワイヤ３０５の部分は、発光が遮られ影部３０６となる。
【特許文献１】特開平１０−１２３５１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した構成を有するＬＤＥ２００又は３００を備えた投射型表示装置用光源の出射光をコリメータレンズによりコリメートすると、上述の非発光部２０４ａ又は影部３０６の影響により、照射パターンの一部が欠けたり、影部３０６が照射パターンに投影されてしまう問題がある。そこで、従来の投射型表示装置用光源１００は、出射光をコリメートする前にインテグレータレンズ１０２を用いて光強度を均一化して、均一な照射パターンを得ている。しかし、インテグレータレンズ１０２を用いると、投射型表示装置用光源の大きさ、重量が増加するという問題がある。
【０００７】
本発明は上記従来の問題を解決したもので、薄くて、軽量な投射型表示装置用光源及びそれに用いる発光モジュールとその製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の発光モジュールは、基板と、前記基板の一主面に形成された電極と、前記一主面の上に実装された複数の発光素子とを含む発光モジュールであって、前記発光素子は、第１導電型半導体層と、発光層と、第２導電型半導体層とが、前記基板側からこの順に積層された半導体多層膜を含み、前記第２導電型半導体層の上面部の外周端部と前記電極とは、電気的に接続され、前記第１導電型半導体層の下面部と前記電極とは、電気的に接続されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明の第１の発光モジュールの製造方法は、第１の基板の上に、第２導電型半導体層、発光層、第１導電型半導体層及び全面電極をこの順に積層して半導体層を形成する工程と、前記半導体層を複数に分割して、前記第１の基板の上に、前記第２導電型半導体層、前記発光層、前記第１導電型半導体層及び前記全面電極をこの順に積層した発光素子を複数形成する工程と、第２の基板の上に複数の電極を形成する工程と、前記第１の基板と前記第２の基板とを接合して、前記発光素子の全面電極と、前記第２の基板の電極とを接合する工程と、前記接合の後に前記第１の基板を除去する工程と、前記第２導電型半導体層の上面部の外周端部に集電電極を設け、前記集電電極と前記第２の基板の電極とを電気的に接続する工程とを含むことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の第２の発光モジュールの製造方法は、第１の基板の上に、第２導電型半導体層、発光層、第１導電型半導体層及び全面電極をこの順に積層して半導体層を形成する工程と、前記半導体層を形成した前記第１の基板を複数に分割して、発光素子を形成する工程と、第２の基板の上に複数の電極を形成する工程と、分割された複数の前記第１の基板と前記第２の基板とを接合して、複数の前記発光素子の全面電極と、前記第２の基板の電極とを接合する工程と、前記接合の後に前記第１の基板を除去する工程と、前記第２導電型半導体層の上面部の外周端部に集電電極を設け、前記集電電極と前記第２の基板の電極とを電気的に接続する工程とを含むことを特徴とする。
【００１１】
投射型表示装置用光源ユニットは、上記本発明の発光モジュールを光源とすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の発光モジュールは、発光面に出射光を遮るものがないため、均一な発光を実現できる。また、本発明の投射型表示装置用光源ユニットは、本発明の発光モジュールを光源として用いているため、インテグレータレンズを用いなくても照射パターンを均一化できる。
【００１３】
本発明の発光モジュールの製造方法は、上記本発明の発光モジュールを合理的に製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の発光モジュールは、基板と、この基板の一主面に形成された電極と、この一主面の上に実装された複数の発光素子とを含む。
【００１５】
上記基板を構成する基材は、特に限定されず、例えば、Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＮ等からなるセラミック基材や、Ｓｉ等からなる半導体基材、あるいは金属層上に電気絶縁材層を積層させた積層基材等が使用できる。上記電気絶縁材層としては、例えば無機フィラー７０〜９５質量％と、熱硬化樹脂組成物５〜３０質量％とを含むコンポジット材が使用できる。なお、上記基板を構成する基材の厚みは、例えば０．１〜１ｍｍとすればよい。
【００１６】
また、上記発光素子は、第１導電型半導体層と、発光層と、第２導電型半導体層とが、上記基板側からこの順に積層された半導体多層膜を含む。
【００１７】
上記構造の発光素子では、第２導電型半導体層側が発光面となる。ここで、「第１導電型」とは、ｐ型又はｎ型の導電型のことであり、「第２導電型」とは、第１導電型と逆の導電型のことである。例えば、第１導電型半導体層がｐ型半導体層の場合、第２導電型半導体層はｎ型半導体層となる。第１導電型半導体層としては、例えば、ｐ型半導体層であるｐ−ＧａＮ層や、ｎ型半導体層であるｎ−ＧａＮ層等を使用することができる。第２導電型半導体層としては、第１導電型半導体層と同様に、例えば、ｐ型半導体層であるｐ−ＧａＮ層や、ｎ型半導体層であるｎ−ＧａＮ層等を使用することができる。発光層としては、例えば、ＧａＩｎＮ発光層等を使用できる。また、ｐ型半導体層、発光層及びｎ型半導体層の厚みは、例えばそれぞれ０．１〜０．５μｍ、０．０１〜０．１μｍ及び０．５〜３μｍとすればよい。
【００１８】
上記発光素子としては、例えば、５９０〜６５０ｎｍの波長の赤色光を放つ赤色ＬＥＤ、５００〜５５０ｎｍの波長の緑色光を放つ緑色ＬＥＤ及び４５０〜５００ｎｍの青色光を放つ青色ＬＥＤ等を使用できる。上記赤色ＬＥＤとしては、例えばＡｌＧａＩｎＰ系材料を用いたＬＥＤが使用でき、上記緑色ＬＥＤとしては、例えばＧａＩｎＮ系材料を用いたＬＥＤが使用でき、上記青色ＬＥＤとしては、例えばＧａＩｎＮ系材料を用いたＬＥＤが使用できる。
【００１９】
また、上記第２導電型半導体層の上面部の外周端部と上記基板の電極とは、電気的に接続され、上記第１導電型半導体層の下面部と上記電極とは、電気的に接続されている。発光面側である第２導電型半導体層の上面部の外周端部と上記電極とを電気的に接続することにより、発光面から光を遮ることなく出射させることができる。
【００２０】
上記第２導電型半導体層の上面部の外周端部には、第２導電型半導体層からの集電を良好にするために、集電電極を設けることができる。集電電極としては、例えば、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｌ電極等が使用できる。集電電極の厚みは、例えば０．１〜１μｍである。
【００２１】
さらに、第２導電型半導体層からの集電を良好にするために、上記第２導電型半導体層の上に、透明電極を形成することもできる。透明電極としては、例えば、インジウム−錫複合酸化物（ＩＴＯ）等の導電性透明酸化物等から形成できる。
【００２２】
また、上記第１導電型半導体層の下面部には、第１導電型半導体層と基板の電極との電気的接続を良好にするために、全面電極を設けることができる。全面電極としては、例えば、Ｒｈ／Ｐｔ／Ａｕ電極等が使用できる。全面電極の厚みは、例えば０．５〜２μｍである。
【００２３】
上記複数の発光素子は、相互に電気的に接続され、発光モジュールを形成している。これにより、発光強度を大きくできる。
【００２４】
次に、本発明の発光モジュールの製造方法について説明する。本発明の発光モジュールの製造方法は、上述した本発明の発光モジュールの好適な製造方法である。なお、以下の記述において、上述した本発明の発光モジュールの説明と重複するの内容については、その説明を省略する。
【００２５】
本発明の発光モジュールの第１の製造方法は、第１の基板の上に、第２導電型半導体層、発光層、第１導電型半導体層及び全面電極をこの順に積層して半導体層を形成する工程と、上記半導体層を複数に分割して、上記第１の基板の上に、上記第２導電型半導体層、上記発光層、上記第１導電型半導体層及び上記全面電極をこの順に積層した発光素子を複数形成する工程と、第２の基板の上に複数の電極を形成する工程と、上記第１の基板と上記第２の基板とを接合して、上記発光素子の全面電極と、上記第２の基板の電極とを接合する工程と、上記接合の後に上記第１の基板を除去する工程と、上記第２導電型半導体層の上面部の外周端部に集電電極を設け、この集電電極と上記第２の基板の電極とを電気的に接続する工程とを含む。
【００２６】
これにより、発光面から光を遮ることなく出射させることができる発光モジュールを合理的に製造できる。
【００２７】
また、本発明の発光モジュールの第１の製造方法は、上記第２導電型半導体層の上に透明電極を積層する工程をさらに含むことができる。
【００２８】
また、本発明の発光モジュールの第２の製造方法は、第１の基板の上に、第２導電型半導体層、発光層、第１導電型半導体層及び全面電極をこの順に積層して半導体層を形成する工程と、上記半導体層を形成した上記第１の基板を複数に分割して、発光素子を形成する工程と、第２の基板の上に複数の電極を形成する工程と、分割された複数の上記第１の基板と上記第２の基板とを接合して、複数の上記発光素子の全面電極と、上記第２の基板の電極とを接合する工程と、上記接合の後に上記第１の基板を除去する工程と、上記第２導電型半導体層の上面部の外周端部に集電電極を設け、この集電電極と上記第２の基板の電極とを電気的に接続する工程とを含む。
【００２９】
これにより、発光面から光を遮ることなく出射させることができる発光モジュールを合理的に製造できる。
【００３０】
また、本発明の発光モジュールの第２の製造方法は、上記第２導電型半導体層の上に透明電極を積層する工程をさらに含むことができる。
【００３１】
次に、本発明の投射型表示装置用光源ユニットについて説明する。本発明の投射型表示装置用光源ユニットは、上述した本発明の発光モジュールを光源とする。なお、以下の記述において、上述した本発明の発光モジュールの説明と重複するの内容については、その説明を省略する。
【００３２】
本発明の投射型表示装置用光源ユニットは、本発明の発光モジュールを光源として用いているので、インテグレータレンズを用いなくても照射パターンを均一化できる。
【００３３】
また、本発明の投射型表示装置用光源ユニットは、上記発光モジュールから出射された光の少なくとも一部を透過又は遮断することにより、投射される画面の各画素に応じて表示／非表示の切り替えを行う液晶パネルをさらに含んでもよい。上記液晶パネルとしては、例えば投射される画面の各画素に対応して液晶素子部が分割されている液晶アレイスイッチ等を使用できる。
【００３４】
また、本発明の投射型表示装置用光源ユニットは、上記発光モジュールの上記基板における上記一主面とは反対側の主面に接触する放熱体をさらに含んでもよい。発光素子から発せられる熱を放熱体から放熱することができるため、発光モジュールの熱による劣化を防止することができるからである。上記放熱体は特に限定されず、例えばヒートシンク等を使用することができる。
【００３５】
また、本発明の投射型表示装置用光源ユニットは、上記発光モジュールを着脱可能なソケットをさらに含んでいてもよい。発光モジュールの取り替えが容易となるからである。
【００３６】
以下、図面に基づき本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の記述において、上述の説明と重複するの内容については、その説明を省略する場合がある。
【００３７】
（実施形態１）
先ず、本発明の第１の発光モジュールの実施形態について説明する。図１は、本発明の第１の発光モジュールを示す平面図であり、図２Ａは、図１のＩ−Ｉ線の断面図であり、図２Ｂは、図２Ａの要部断面図である。図２Ａ、Ｂにおいて、発光モジュール１は、アルミナからなるサブマウント基板１０と、サブマウント基板１０の一主面１０ａに形成されたＴｉ／Ｐｔ／Ａｕからなる電極１１と、一主面１０ａの上に実装された複数の発光素子１２とを備えている。発光素子１２は、ｐ−ＧａＩｎＮ層（第１導電型半導体層）１２ａと、ＧａＩｎＮ発光層１２ｂと、ｎ−ＧａＩｎＮ層（第２導電型半導体層）１２ｃとが、サブマウント基板１０側からこの順に積層されている。ｎ−ＧａＩｎＮ層１２ｃの上面部の外周端部には、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｌからなる集電電極１３が設けられ、集電電極１３と電極１１とは、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｌからなる導電体１４を通じて電気的に接続されている。集電電極１３と導電体１４とは一体として形成されている。ｐ−ＧａＩｎＮ層１２ａの下面部と電極１１とは、Ｒｈ／Ｐｔ／Ａｕからなる全面電極１５及びＡｕ／Ｓｎからなる導電接着層１６を介して電気的に接続されている。各発光素子１２は、電極１１と導電体１４を介して相互に電気的に接続されている。また、発光素子１２と導電体１４との間には、窒化シリコン膜からなる絶縁層２３が配置されている。
【００３８】
また、電極１１は、サブマウント基板１０を貫通するＰｔからなるコンタクトピン１７を介して、裏面電極１８と電気的に接続されている。また、サブマウント基板１０は、モジュール基板１９の上に実装されている。モジュール基板１９は、Ａｌ基板１９ａとコンポジト層１９ｂとの積層体から形成され、コンポジト層１９ｂの上には導体パターン２０が形成されている。また、Ｔｉ／Ａｕからなる裏面電極１８と導体パターン２０とは、ハンダ等からなる導電接着層２１を介して電気的に接続されている。さらに、発光素子１２及びサブマウント基板１０は、エポキシ樹脂やシリコーン樹脂からなる透明樹脂２２により覆われている。透明樹脂２２の光出射面（上面）の表面にノコギリ波状の凹凸を設けることで反射を防ぎ、光取出効率を高めることができる。なお、導体パターン２０は、透明樹脂２２から外部に導出され、給電端子２４を形成している（図１）。
【００３９】
上記本実施形態の発光モジュールは、上記構成とすることにより、発光素子１２の発光面から光を遮ることなく出射させることができる。
【００４０】
次に、本実施形態の発光モジュールの製造方法の一例について説明する。参照する図３〜図６は、本実施形態の発光モジュールの製造方法を説明する工程断面図である。なお、図３〜図６において、図１及び図２と同一の構成要素については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００４１】
先ず、図３Ａに示すように、Ｓｉ基板（第１の基板）３０の上に、ＭＯＣＶＤ法による結晶成長により、ｎ−ＧａＩｎＮ層（第２導電型半導体層）１２ｃと、ＧａＩｎＮ発光層１２ｂと、ｐ−ＧａＩｎＮ層（第１導電型半導体層）１２ａとを形成する。次に、図３Ｂに示すように、ｐ−ＧａＩｎＮ層１２ａの上にスパッタリングにより、全面電極１５を形成する。次に、図３Ｃに示すように、結晶成長させた層の一部をＳｉ基板３０に達するまで部分的に選択エッチングにより除去し、Ｓｉ基板３０の上に発光素子１２となる部分を複数に分割して形成する。
【００４２】
続いて、図４Ｄに示すように、コンタクトピン１７を含むサブマウント基板（第２の基板）１０を準備する。次に、図４Ｅに示すように、サブマウント基板１０の一主面に複数の電極１１と、その上に導電接着層１６を形成する。また、サブマウント基板１０の上記一主面とは反対面にメッキにより裏面電極１８を形成する。次に、図４Ｆに示すように、Ｓｉ基板３０に形成した発光素子１２の全面電極１５と、サブマウント基板１０に形成した導電接着層１６とを重ね、押圧しながら約３００℃に温度を上げることにより、全面電極１５と導電接着層１６とを接合する。
【００４３】
次に、図５Ｇに示すように、Ｓｉ基板３０（図４Ｆ）を約３０μｍまで機械研磨により削り取り、残りのＳｉ基板３０をＮａＯＨ等による化学エッチングにより除去する。この際、ｎ−ＧａＩｎＮ層１２ｃの表面３１も僅かにエッチングされて、表面３１に無数のピットが形成される。次に、図５Ｈに示すように、発光素子１２の周囲に絶縁層２３を形成した後、ｎ−ＧａＩｎＮ層１２ｃの表面３１の外周端部に集電電極１３と導電体１４とを一体として形成し、集電電極１３と電極１１とを電気的に接続する。次に、図５Ｉに示すように、サブマウント基板１０を個片に分割して、発光素子付サブマウント基板３２を得る。
【００４４】
続いて、図６Ａに示すように、モジュール基板１９の上に導体パターン２０と給電端子２４を形成する。次に、図６Ｂに示すように、導体パターン２０の上に導電接着層２１を形成する。次に、図６Ｃに示すように、発光素子付サブマウント基板３２をモジュール基板１９の上に配置して、裏面電極（１８）と導電接着層（２１）とを超音波接合する。最後に、図６Ｄに示すように、発光素子付サブマウント基板３２を透明樹脂２２で覆うことにより、本実施形態の発光モジュールが得られる。
【００４５】
本実施形態では省略したが、ｎ−ＧａＩｎＮ層１２ｃの上にさらにスパッタリング等によりＩＴＯ電極（透明電極）を形成してもよい。
【００４６】
（実施形態２）
次に、本発明の第２の発光モジュールの実施形態について説明する。図７は、本発明の第２の発光モジュールを示す平面図であり、図８は、図７のＩＩ−ＩＩ線の断面図である。本実施形態の発光モジュールは、実施形態１の発光モジュールからサブマウント基板を除いた以外は、実施形態１の発光モジュールとほぼ同一の構造であり、図１及び図２Ａ、Ｂと同一の構成要素には同一の符号を付した。
【００４７】
図８において、発光モジュール１は、アルミナからなるモジュール基板４０と、モジュール基板４０の一主面４０ａに形成されたＴｉ／Ｐｔ／Ａｕからなる導体パターン２０と、一主面４０ａの上に実装された複数の発光素子１２とを備えている。発光素子１２は、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ層（第１導電型半導体層）１２ｄと、ＡｌＧａＩｎＰ発光層１２ｅと、ｎ−ＡｌＧａＩｎＰ層（第２導電型半導体層）１２ｆとが、モジュール基板４０側からこの順に積層されている。ｎ−ＡｌＧａＩｎＰ層１２ｆの上面部の外周端部には、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｌからなる集電電極１３が設けられ、集電電極１３と導体パターン２０とは、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｌからなる導電体１４を通じて電気的に接続されている。集電電極１３と導電体１４とは一体として形成されている。ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ層１２ｄの下面部と導体パターン２０とは、Ｒｈ／Ｐｔ／Ａｕからなる全面電極１５及びＡｕ／Ｓｎからなる導電接着層１６を介して電気的に接続されている。各発光素子１２は、導体パターン２０と導電体１４を介して相互に電気的に接続されている。
【００４８】
また、発光素子１２は、エポキシ樹脂からなる透明樹脂２２により覆われている。なお、発光素子１２と導電体１４との間には、窒化シリコン膜からなる絶縁層２３が配置されている。なお、導体パターン２０は、透明樹脂２２から外部に導出され、給電端子２４を形成している（図１）。
【００４９】
上記本実施形態の発光モジュールは、上記構成とすることにより、発光素子１２の発光面から光を遮ることなく出射させることができる。
【００５０】
次に、本実施形態の発光モジュールの製造方法の一例について説明する。参照する図９〜図１１は、本実施形態の発光モジュールの製造方法を説明する工程断面図である。なお、図９〜図１１において、図３〜図５と同一の構成要素については同一の符号を付した。
【００５１】
先ず、図９Ａに示すように、ｎ−ＧａＡｓ基板（第１の基板）４１の上に、ＭＯＣＶＤ法による結晶成長により、ｎ−ＡｌＧａＩｎＰ層（第２導電型半導体層）１２ｆと、ＡｌＧａＩｎＰ発光層１２ｅと、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ層（第１導電型半導体層）１２ｄとを形成する。次に、図３Ｂに示すように、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ層１２ｄの上にスパッタリングにより、全面電極１５を形成する。次に、図３Ｃに示すように、ｎ−ＧａＡｓ基板４１をグラインダ４２により個片に分割する。
【００５２】
続いて、図１０Ｄに示すように、モジュール基板４０（第２の基板）の一主面に複数の導体パターン２０と、その上に導電接着層１６を形成する。次に、図１０Ｅに示すように、ｎ−ＧａＡｓ基板４１に形成した発光素子１２の全面電極１５と、モジュール基板４０に形成した導電接着層１６とを重ね、押圧しながら約３００℃に温度を上げることにより、全面電極１５と導電接着層１６とを接合する。次に、図５Ｆに示すように、ｎ−ＧａＡｓ基板４１（図５Ｅ）を研磨とＮａＯＨ等による化学エッチングにより除去する。この際、ｎ−ＡｌＧａＩｎＰ層１２ｆの表面３１も僅かにエッチングされて、表面３１に無数のピットが形成される。
【００５３】
次に、図１１Ｇに示すように、発光素子１２の周囲に絶縁層２３を形成する。次に、図１１Ｈに示すように、ｎ−ＡｌＧａＩｎＰ層１２ｆの表面３１の外周端部に集電電極１３と導電体１４とを一体として形成し、集電電極１３と導体パターン２０とを電気的に接続する。最後に、図１１Ｉに示すように、発光素子１２を透明樹脂２２で覆うことにより、本実施形態の発光モジュールが得られる。
【００５４】
本実施形態では省略したが、ｎ−ＡｌＧａＩｎＰ層１２ｆの上にさらにスパッタリング等によりＩＴＯ電極（透明電極）を形成してもよい。
【００５５】
（実施形態３）
次に、本発明の投射型表示装置用光源ユニットの実施形態について説明する。図１２は、本発明の投射型表示装置用光源ユニットの一例を示す概略平面図である。本実施形態の投射型表示装置用光源ユニットは、実施形態１又は実施形態２で説明した発光モジュールと同一構造の発光モジュールを用いたものである。
【００５６】
図１２に示すように、投射型表示装置用光源ユニット５０は、赤色発光モジュール５１Ｒ、緑色発光モジュール５１Ｇ及び青色発光モジュール５１Ｂを備え、発光モジュール５１Ｒ、５１Ｇ、５１Ｂの発光面側には、発光モジュール５１Ｒ、５１Ｇ、５１Ｂから出射された光の少なくとも一部を透過又は遮断することにより、投射される画面５６の各画素に応じて表示／非表示の切り替えを行う液晶アレイスイッチ５２と、出射光を平行光に整形するコリメータレンズ５３とが配置されている。さらに、コリメータレンズ５３の前面には合波プリズム５４が配置されている。この合波プリズム５４によって出射光を屈折させることにより、発光モジュール５１Ｒ、５１Ｇ、５１Ｂからの各出射光の方向を一致させている。また、合波プリズム５４の前面には投射レンズ５５が配置され、出射光は投射レンズ５５により画面５６に投射される。また、各発光モジュール５１Ｒ、５１Ｇ、５１Ｂの背面側には、ヒートシンク５７が装着されており、各発光モジュール５１Ｒ、５１Ｇ、５１Ｂから発せられる熱をこのヒートシンク５７から放熱するように構成されている。
【００５７】
本実施形態の投射型表示装置用光源ユニット５０は、実施形態１又は実施形態２の発光モジュールを用いているため、インテグレータレンズを用いなくても照射パターンを均一化できる。また、インテグレータレンズを用いていないため、薄くて、軽量な投射型表示装置用光源ユニットを提供できる。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明の発光モジュールとこれを用いた投射型表示装置用光源ユニットは、インテグレータレンズを用いなくても照射パターンを均一化できため、薄くて、軽量な投射型表示装置等の実現に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の第１の発光モジュールを示す平面図である。
【図２】Ａは、図１のＩ−Ｉ線の断面図であり、Ｂは、Ａの要部断面図である。
【図３】実施形態１の発光モジュールの製造方法を説明する工程断面図である。
【図４】実施形態１の発光モジュールの製造方法を説明する工程断面図である。
【図５】実施形態１の発光モジュールの製造方法を説明する工程断面図である。
【図６】実施形態１の発光モジュールの製造方法を説明する工程断面図である。
【図７】本発明の第２の発光モジュールを示す平面図である。
【図８】図７のＩＩ−ＩＩ線の断面図である。
【図９】実施形態２の発光モジュールの製造方法を説明する工程断面図である。
【図１０】実施形態２の発光モジュールの製造方法を説明する工程断面図である。
【図１１】実施形態２の発光モジュールの製造方法を説明する工程断面図である。
【図１２】本発明の投射型表示装置用光源ユニットの一例を示す概略平面図である。
【図１３】従来のＬＥＤを用いた投射型表示装置用光源の概略平面図である。
【図１４】Ａは従来のＬＥＤの断面図であり、ＢはそのＬＥＤベアチップの平面図である。
【図１５】Ａは従来の他のＬＥＤの断面図であり、ＢはそのＬＥＤベアチップの平面図である。
【符号の説明】
【００６０】
１  発光モジュール
１０  サブマウント基板
１１  電極
１２  発光素子
１２ａ  ｐ−ＧａＩｎＮ層
１２ｂ  ＧａＩｎＮ発光層
１２ｃ  ｎ−ＧａＩｎＮ層
１２ｄ  ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ層
１２ｅ  ＡｌＧａＩｎＰ発光層
１２ｆ  ｎ−ＡｌＧａＩｎＰ層
１３  集電電極
１４  導電体
１５  全面電極
１６  導電接着層
１７  コンタクトピン
１８  裏面電極
１９  モジュール基板
１９ａ  Ａｌ基板
１９ｂ  コンポジト層
２０  導体パターン
２１  導電接着層
２２  透明樹脂
２３  絶縁層
２４  給電端子
３０  Ｓｉ基板
３１  表面
３２  発光素子付サブマウント基板
４０  モジュール基板
４１  ｎ−ＧａＡｓ基板
４２  グラインダ
５０  投射型表示装置用光源ユニット
５１Ｒ  赤色発光モジュール
５１Ｇ  緑色発光モジュール
５１Ｂ  青色発光モジュール
５２  液晶アレイスイッチ
５３  コリメータレンズ
５４  合波プリズム
５５  投射レンズ
５６  画面
５７  ヒートシンク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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