JP7148810B2 - 発光モジュールの製造方法及び発光モジュール - Google Patents

Description

本開示は、発光モジュールの製造方法及び発光モジュールに関する。

発光ダイオード等の発光素子と、導光板とを備える発光モジュールは、液晶ディスプレイのバックライトの光源及びディスプレイ等として広く利用されている（例えば、特許文献１、２等）。

特開２０１０－１６４９７６号公報 特表２０１５－５２５００１号公報

本開示は、色ずれを低減した発光モジュールの製造方法及び発光モジュールを提供することを目的とする。

本開示は以下の構成を含む。
（１）発光面となる第１主面と、前記第１主面の反対側であって、複数の凹部を備える第２主面を有する導光板を準備する工程と、
平面視において、前記凹部の面積よりも小さい面積の波長変換部材を準備する工程と、
第１面と該第１面の反対側の第２面とを備える半導体積層体及び前記第２面に配置される電極を備える発光素子と、前記発光素子の側面を被覆し、前記電極を露出する被覆部材とを備える光源を準備する工程と、
前記凹部内に前記波長変換部材を配置する工程と、
前記波長変換部材上に、前記発光素子における前記半導体積層体の前記第１面側を対向させて前記光源を固定する工程と、
前記光源と前記導光板の前記第２主面とを光反射部材で封止する工程と、
を含む発光モジュールの製造方法。
（２）発光面となる第１主面と、前記第１主面の反対側であって、複数の凹部を備える第２主面を有する導光板と、
前記導光板の前記凹部内に配置された波長変換部材と、
該波長変換部材に接合された光源であって、発光素子と、該発光素子の側面を被覆する被覆部材と、を備える光源と、
前記導光板の前記第２主面と前記光源とを封止する光反射部材と、
前記被覆部材と前記光反射部材との間に配置され、前記光源の側面の一部を被覆する透光性接合部材とを備え、
平面視において、前記光源の外縁が前記波長変換部材の外側に配置されてなる発光モジュール。

本開示によれば、色ずれを低減した発光モジュールを簡便に製造することができる製造方法及び色ずれを低減した発光モジュールを提供することができる。

本発明の一実施形態の発光モジュールの製造方法を示す概略断面図である。 本発明の一実施形態の発光モジュールの製造方法を示す概略断面図である。 本発明の一実施形態の発光モジュールの製造方法を示す概略断面図である。 本発明の一実施形態の発光モジュールの製造方法を示す概略断面図である。 本発明の一実施形態の発光モジュールの製造方法を示す概略断面図である。 本発明の一実施形態の発光モジュールの製造方法を示す概略断面図である。 本発明の一実施形態の発光モジュールの製造方法を示す概略断面図である。 本発明の一実施形態の発光モジュールの製造方法を示す概略断面図である。 発光モジュールの光源の製造方法を示す概略断面図である。 発光モジュールの光源の製造方法を示す概略断面図である。 発光モジュールの光源の製造方法を示す概略断面図である。 発光モジュールの光源の製造方法を示す概略断面図である。 発光モジュールの光源の製造方法を示す概略断面図である。 本発明の一実施形態の発光モジュールの一部の概略断面図である。 本発明の別の実施形態の発光モジュールの一部の概略断面図である。 本発明のさらに別の実施形態の発光モジュールの一部の概略断面図である。 本発明の一実施形態の発光モジュールの概略平面図である。 本発明の発光モジュールを利用した液晶ディスプレイ装置を示す分解斜視図である。

以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明する。以下の説明では、必要に応じて特定の方向又は位置を示す用語（例えば、「上」、「下」及びそれらの用語を含む別の用語）を用いる場合、それらの用語の使用は図面を参照して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。例えば、発光モジュールの発光面側に配置される各部材の面を第１主面、第１面又は上面、発光面の反対側の面を第２主面、第２面又は下面と称することがある。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、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。さらに、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。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。図面が示す部材の大きさ、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。

〔発光モジュールの製造方法〕
本開示の一実施形態の発光モジュールの製造方法で得られる発光モジュール２０の一例は、図３Ａに示すように、導光板１０と、波長変換部材１１と、光源２５と、光反射部材１５とを備える。

導光板１０は、図１Ａに示すように、第１主面１０Ｕと、第２主面１０Ｂとを備える。第２主面１０Ｂは、凹部１０Ｒを備える。波長変換部材１１は、凹部１０Ｒ内に配置されている。光源２５は、発光素子１２と、発光素子１２の側面を被覆する被覆部材１３とを備える。光源２５は、波長変換部材１１に接合されている。光反射部材１５は、導光板１０の第２主面１０Ｂと光源２５とを封止している。

本開示の一実施形態の発光モジュールの製造方法は、主に以下の工程を含む。
発光面となる第１主面１０Ｕと、第１主面１０Ｕと反対側の第２主面１０Ｂであって、複数の凹部１０Ｒを備える第２主面１０Ｂと、を含む導光板１０を準備する工程と、
平面視において、凹部１０Ｒの面積よりも小さい面積の波長変換部材１１を準備する工程と、
第１面１２Ｕと第１面１２Ｕの反対側の第２面とを備える半導体積層体及び第２面に配置される電極１２ｎ、１２ｐを備える発光素子１２と、発光素子１２の側面を被覆し、電極１２ｎ、１２ｐを露出する被覆部材１３とを備える光源２５を準備する工程と、
凹部１０Ｒ内に波長変換部材１１を配置する工程と、
波長変換部材１１上に、発光素子１２における半導体積層体の第１面１２Ｕを対向させて光源２５を固定する工程と、
光源２５と導光板１０の第２主面１０Ｂとを光反射部材１５ａで封止する工程とを含む。

本実施形態における発光モジュールの製造方法では、導光板１０の複数の凹部１０Ｒに対して、波長変換部材１１及び光源２５を配置するため、波長変換部材１１及び光源２５の位置決めを容易に行うことができる。また、光源２５が発光素子１２と被覆部材１３とを備えるため、発光素子１２のみを用いる場合に比して、取り扱いが容易であり、位置合わせの精度を向上させることができる。その結果、光源２５からの光を均一化させ、色ずれの少ない発光モジュールとすることができる。

実施形態の発光モジュールの製造方法は、上述の工程に加え、例えば、凹部１０Ｒ内に透光性部材１４を配置する工程（図１Ｂ）、光反射部材１５で封止した後、光源２５の電極を光反射部材１５から露出する工程（図１Ｆ）、電極に接続する配線層１６を形成する工程（図１Ｇ）、配線層１６を形成した後、光反射部材１５及び導光板１０を切断する工程（図１Ｈ）のいずれか１つ以上を含んでいてもよい。

（導光板を準備する工程）
まず、図１Ａに示すように、導光板１０を準備する。

（導光板１０）
導光板１０は、光源からの光が入射され、面状の発光を行うための透光性の部材である。導光板１０は、発光面となる第１主面１０Ｕと、第１主面１０Ｕと反対側の第２主面１０Ｂとを備える。

第２主面１０Ｂには、複数の凹部１０Ｒが配置されている。凹部１０Ｒは、底面と側面と、を備える。凹部１０Ｒの平面視における大きさは、例えば、最大長が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。凹部１０Ｒの平面視形状は、四角形、五角形等の多角形、円形又は楕円形等が挙げられる。凹部１０Ｒの平面視形状は、四角形又は円形が好ましい。また、凹部１０Ｒの側面は、第１主面又は第２主面に垂直な面、又は、傾斜した面とすることができる。また、凹部１０Ｒの底面は、第１主面又は第２主面に平行な面とすることができる。

複数の凹部１０Ｒは、行方向又は列方向に等間隔に配置することができる。あるいは、複数の凹部１０Ｒは行方向又は列方向に不等間隔で配置することができる。例えば、複数の凹部１０Ｒは、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配列することができる。

導光板１０における凹部１０Ｒの配列ピッチ（最も近接した２つの凹部の間の距離）は、凹部１０Ｒの大きさ、用いる光源の大きさ、特性、得ようとする導光板での輝度等を考慮して適宜調整することができる。例えば、凹部１０Ｒの配列ピッチは、光源の一辺の長さの５倍～２０倍が挙げられる。具体的には、０．０５ｍｍ～２０ｍｍとすることができ、２ｍｍ～１２ｍｍが好ましく、１ｍｍ～１０ｍｍがより好ましい。

導光板１０の平面形状は、例えば、多角形、円形等とすることができる。導光板１０の大きさは、例えば、一辺が１ｃｍ～２００ｃｍとすることができ、３ｃｍ～３０ｃｍが好ましい。導光板１０の厚みは０．１ｍｍ～５ｍｍとすることができ、０．５ｍｍ～３ｍｍが好ましい。

導光板１０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若しくはポリエステル等の熱可塑性樹脂、エポキシ樹脂若しくはシリコーン樹脂等の熱硬化性樹脂等の樹脂材料、又はガラスなどの光学的に透明な材料を用いて形成することができる。特に、射出成形によって効率よく製造できるという観点から、熱可塑性の樹脂材料が好ましい。特に、透明性が高く、安価なポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレートが好ましい。

導光板１０は、例えば、射出成形、トランスファ成形等で成形して準備することができる。導光板１０の凹部１０Ｒは、導光板１０の成形時に凹部１０Ｒも同時に形成することが好ましい。これにより、凹部１０Ｒの位置ずれを低減することができる。導光板１０は、購入により準備することができる。また、凹部を備えない平板状の導光板を購入又は成形し、凹部を形成するなどの加工工程を経て準備することができる。

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、透光性の各層の全面を、接着剤又は接着シートで接合させることができる。あるいは、透光性の層間に、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。

導光板１０は、第１主面１０Ｕに、反射又は拡散機能等を有する光学機能部１０Ｆを備えていてもよい。

光学機能部１０Ｆは、光を導光板１０の面内で広げ、導光板１０の面内における発光強度を平均化させる機能を有するものが好ましい。例えば、光学機能部１０Ｆは、第１主面１０Ｕ側に設けた凹みとすることができる。光学機能部１０Ｆは、例えば、円錐状、四角錐状、六角錐状等の多角錐形等の凹み、円錐台状、四角錘台状又は六角錘台状等の多角錘台状の凹みが挙げられる。

これらの凹みの内部に、導光板１０と屈折率の異なる材料（例えば空気）を配置することで、凹みの側面（傾斜面）との界面に照射された光を光源２５の側方方向に反射させることができる。また、凹み内には、光反射性材料（例えば、光反射性の金属、白色樹脂、誘電体膜）等を配置してもよい。

光学機能部１０Ｆとして機能する凹みの側面（傾斜面）は、断面視において直線でもよく、曲線でもよい。凹みの側面は、断面視において内側に凸状となる曲面とすることができ、又は、内側に凹状となる曲面とすることができる。また、凹みの側面は、断面視において曲率の異なる曲面を２以上備えていてもよい。上述の光反射性材料は、凹みの側面の、一部又は全部を被覆するように配置することができる。

光学機能部１０Ｆは、平面視において凹部１０Ｒと重なる位置に設けられていることが好ましい。平面視において光学機能部１０Ｆの中心と、凹部１０Ｒの中心とは一致することが好ましい。

導光板１０の第１主面１０Ｕ、第２主面１０Ｂには、凹凸が形成されていてもよい。

（波長変換部材を準備する工程）
図１Ａに示すように、波長変換部材１１を準備する。波長変換部材１１は、導光板の凹部の数と同数以上を準備する。波長変換部材１１は、後述の樹脂材料又はガラスと蛍光体とを含む材料を用いて、射出成形、トランスファ成形、印刷等の方法で板状に成形した後、切断する等の工程を経て準備することができる。また、あらかじめ小片の波長変換部材を形成する場合は、切断工程を省略することができる。さらに、蛍光体を含まない、又は、蛍光体を含む板状の樹脂材料又はガラスを準備し、その板状部材の１以上の面に、蛍光体を含む液状の樹脂材料を印刷又はスプレーすることで蛍光体層を形成することによって、波長変換部材を準備することができる。あるいは、蛍光体を含まない、又は、蛍光体を含む板状の樹脂材料又はガラスを準備し、電気泳動により板状部材の表面に蛍光体を付着させることで、波長変換部材を準備することができる。また、板状の波長変換部材を購入し、切断することで準備してもよい。あるいは、小片の波長変換部材を購入することで準備してもよい。

（波長変換部材）
波長変換部材１１は、発光素子から出射された光の波長を変換し得る部材であり、例えば、蛍光体又は蛍光体を含有する透光性の材料を含む。波長変換部材１１は、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、これらを混合した樹脂、又は、ガラスなどの透光性材料を用いることができる。波長変換部材１１の耐光性及び成形容易性の観点からは、シリコーン樹脂が好ましい。波長変換部材１１を構成する透光性の材料は、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。

波長変換部材１１が含有する蛍光体としては、イットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体（例えばＹ_３（Ａｌ，Ｇａ）_５Ｏ_１２：Ｃｅ）、ルテチウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体（例えばＬｕ_３（Ａｌ，Ｇａ）_５Ｏ_１２：Ｃｅ）、テルビウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体（例えばＴｂ_３（Ａｌ，Ｇａ）_５Ｏ_１２：Ｃｅ）系蛍光体、シリケート系蛍光体（例えば（Ｂａ，Ｓｒ）_２ＳｉＯ_４：Ｅｕ）、クロロシリケート系蛍光体（例えばＣａ_８Ｍｇ（ＳｉＯ_４）_４Ｃｌ_２：Ｅｕ）が挙げられる。さらに、窒化物系蛍光体として、βサイアロン系蛍光体（例えばＳｉ_６－ｚＡｌｚＯｚＮ_８－ｚ：Ｅｕ（０＜ｚ＜４．２））、αサイアロン系蛍光体（例えばＭｚ（Ｓｉ，Ａｌ）_１２（Ｏ，Ｎ）_１６（但し、０＜ｚ≦２であり、ＭはＬｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｙ、及びＬａとＣｅを除くランタニド元素）、窒素含有アルミノ珪酸カルシウム（ＣＡＳＮ又はＳＣＡＳＮ）系蛍光体（例えば（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ）などが挙げられる。一般式（Ｉ）ＭａｘＭｂｙＡｌ_３Ｎｚ：Ｅｕで表される蛍光体（ただし、上記一般式（I））中、Ｍａは、Ｃａ、Ｓｒ及びＢａからなる群から選択される少なくとも１種の元素であり、Ｍｂは、Ｌｉ、Ｎａ及びＫからなる群から選択される少なくとも１種の元素であり、ｘ、ｙ及びｚはそれぞれ、０．５≦ｘ≦１．５、０．５≦ｙ≦１．２、及び３．５≦ｚ≦４．５を満たす）、が挙げられる。さらに、ＳＧＳ系蛍光体（例えばＳｒＧａ_２Ｓ_４：Ｅｕ）が挙げられる。このほか、マンガン賦活フッ化物系蛍光体（一般式（ＩＩ）Ａ_２［Ｍ_１－ａＭｎａＦ_６］で表される蛍光体（但し、上記一般式（ＩＩ）中、Ａは、Ｋ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｒｂ、Ｃｓ及びＮＨ_４からなる群から選ばれる少なくとも１種であり、Ｍは、第４族元素及び第１４族元素からなる群から選ばれる少なくとも１種の元素であり、ａは０＜ａ＜０．２を満たす））が挙げられる。このマンガン賦活フッ化物系蛍光体の代表例としては、マンガン賦活フッ化珪酸カリウムの蛍光体（例えばＫＳＦ（Ｋ_２ＳｉＦ_６：Ｍｎ））がある。特に、複数種類の波長変換部材を１つの波長変換部材１１において用いること、より好ましくは、波長変換部材１１が緑色系の発光をするβサイアロン系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により、発光モジュールの色再現範囲を広げることができる。

波長変換部材１１を構成する蛍光体及び／又は透光性材料は、目的とする色度等によって適宜選択し、それらの量を調整することができる。透光性の材料が蛍光体を含む場合、蛍光体は、透光性の材料中に略均一に分布していてもよく、一部に偏在してもよい。また、波長変換部材は、同じ又は異なる蛍光体をそれぞれ同じ又は異なる濃度で含有する複数の層が積層されて形成されていてもよい。

波長変換部材１１には、蛍光体が含有された層と同じ層に、又は、異なる層に、拡散材を含有する層が配置されていてもよい。拡散材としては、ＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２等が挙げられる。

波長変換部材１１は、任意の大きさの板状体として、複数準備することが好ましい。波長変換部材１１の平面形状は、多角形、円形等とすることができる。波長変換部材１１の平面形状は、四角形であることが好ましい。波長変換部材１１の大きさは、平面視において、導光板１０の凹部１０Ｒよりも面積が小さいものが好ましい。言い換えると、波長変換部材１１の外縁の全部が、導光板１０の凹部１０Ｒの外縁内に収まる大きさであることが好ましい。特に、波長変換部材１１の平面視における面積は、導光板１０の凹部１０Ｒの平面視における面積の９９％～６０％であることが好ましく、９５％～８０％であることがより好ましい。

波長変換部材１１の断面形状は、波長変換部材１１が、導光板１０の凹部１０Ｒに収まる形状とすることができる。例えば、波長変換部材１１の断面視形状は、上面が幅狭又は幅広の台形、半円等のいずれでもよい。特に、波長変換部材１１の断面視形状は、四角形であることが好ましい。波長変換部材１１の厚みは、導光板１０の凹部１０Ｒの深さと同じ厚み又は小さい厚みとすることができる。

波長変換部材１１は、その表面に凹凸が形成されていてもよい。

（光源を準備する工程）
図１Ａに示すように、光源２５を準備する。光源２５は、波長変換部材１１と同様に、導光板１０の凹部１０Ｒの数と同数以上を準備する。光源２５は、発光素子１２と、被覆部材１３とを備える。

図３Ａ及び図３Ｂに示す発光モジュールでは、光源２５の幅は、波長変換部材１１の幅よりも大きい、つまり、平面視において、光源２５の外縁は波長変換部材１１の外側に配置されている例を示している。また、光源２５の幅は、波長変換部材１１の幅と同じでもよく、図３Ｃに示すように、光源２５の幅は、波長変換部材１１の幅よりも小さくてもよい。

（発光素子）
発光素子１２は、第１面１２Ｕと、第１面の反対側の第２面とを備える半導体積層体と、第２面に配置される電極１２ｎ、１２ｐとを備える。発光素子としては、公知の半導体発光素子を利用することができる。例えば、半導体積層体として、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有する。半導体層は、発光層と、発光層を挟むｎ型半導体層及びｐ型半導体層とを含み、ｎ型半導体層及びｐ型半導体層に電極１２ｎ、１２ｐがそれぞれ電気的に接続される。電極１２ｎ、１２ｐは、双方とも、発光素子の半導体積層体の第２面側に配置されている。

複数の光源２５は、それぞれ異なる色の光を出射する発光素子を備えることができる。又は、複数の光源２５は、同じ色の光を出射する発光素子を備えることができる。例えば、青色、緑色の光を出射する発光素子としては、窒化物系半導体（Ｉｎ_ｘＡｌ_ｙＧａ_{１－ｘ－ｙ}Ｎ、０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）又はＧａＰを用いた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。半導体層の材料及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ることができる。

１つの光源２５は、１又は２以上の発光素子１２を備えることができる。1つの光源２５は、同じ色の光を出射する発光素子を備えることができる。あるいは、１つの光源２５は、異なる色の光を出射する光を備えることができる。その場合、青色、又は緑色の光を発する発光素子との組み合わせとして、赤色の光を出射する発光素子を用いることができる。赤色の光を出射する発光素子としては、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。

発光素子１２は、縦、横及び高さの寸法は任意に設定することができる。平面視において縦及び横の寸法が１０００μｍ以下であることが好ましく、５００μｍ以下であることがより好ましい。このような発光素子を用いることにより、例えば、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。また、光源２５を安価に調達することができるため、発光モジュール２０を安価にすることができる。

（被覆部材）
被覆部材１３は、光源の一部を構成し、発光素子１２の半導体積層体の側面を被覆する。さらに、被覆部材１３は、発光素子１２の電極１２ｎ、１２ｐの表面の少なくとも一部が露出するように半導体積層体の第２面を被覆する。被覆部材１３は、電極１２ｎ、１２ｐの側面の少なくとも一部を被覆する。

被覆部材１３は、光反射性の材料を用いることができる。被覆部材１３の反射率は、発光素子から出射される光に対し、例えば、６０％以上の反射率を有するものが挙げられ、９０％以上の反射率を有するものが挙げられる。光反射性を有する被覆部材１３は、例えば、樹脂材料として、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂などに、光反射性物質を含有するもの等を用いることができる。具体的には、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、シリコーン変性エポキシ樹脂などの変性エポキシ樹脂、エポキシ変性シリコーン樹脂などの変性シリコーン樹脂、不飽和ポリエステル、飽和ポリエステル、ポリイミド樹脂、変性ポリイミド樹脂、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）、ポリカーボネート、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ＡＢＳ樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、ＰＢＴ樹脂等の樹脂を用いることができる。特に、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂又は変性シリコーン樹脂の熱硬化性樹脂を用いることが好ましい。光反射性物質としては、酸化チタン、酸化ケイ素、酸化ジルコニウム、チタン酸カリウム、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、ムライトなどを挙げることができる。光反射性物質は、例えば、樹脂の全重量に対して、２０重量％～６０重量％含有することができる。

平面視において、光源２５が波長変換部材１１と同じ大きさ又は小さい場合、被覆部材１３は、透光性の材料を用いることができる。つまり、図３Ｂに示すように、平面視において、光源２５の全てが波長変換部材１１と重なる場合、発光素子からの光は、半導体積層体の第１面及び被覆部材から、波長変換部材１１に入射される。被覆部材１３の透過率は、発光素子から出射される光に対し、例えば、９５％以上とすることができる。

被覆部材１３は、発光素子１２の側面の全部又は一部に接触して被覆することができる。被覆部材１３は、図３Ａ等に示すように、発光素子１２の側面の全部に接触して被覆することができる。

また、被覆部材１３は、図３Ｂに示すように、透光性接合部材１９を介して、発光素子１２の側面の一部を被覆していてもよい。この場合の透光性接合部材１９は、例えば、外側の側面が発光素子１２の側面に対してなだらかな凹面状となるように、発光素子１２の側面の一部を被覆することが好ましい。言い換えると、透光性接合部材１９の断面視形状は、発光素子１２の側面の半導体積層体の第１面側で幅が広く、第２面に向かって徐々に幅が狭くなる形状とすることが好ましい。

発光素子の半導体積層体の第１面は、透光性の薄膜で覆われていてもよい。透光性の薄膜としては、例えば、前述の波長変換部材に含まれる透光性材料として挙げられた材料と同様の材料を用いることができる。

このような光源２５は、購入して準備することができる。あるいは、光源２５は、発光素子１２を形成する工程、発光素子１２を被覆部材１３で被覆する工程等の少なくとも１つの工程を経て準備することができる。図２Ａ～図２Ｃに、光源２５の製造方法の一例を示す。

（発光素子を固定する工程）
まず、図２Ａに示したように、上述した発光素子１２における半導体積層体の第１面（発光面）側を、基材１８上に透光性接合材料１９ａによって固定する。ここで用いる透光性接合材料１９ａは、透光性を有するもの、例えば、発光素子から出射される光の６０％以上を透過する樹脂、７０％以上を透過する樹脂が好ましい。透光性接合材料としては、例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂又は変性シリコーン樹脂の熱硬化性樹脂を用いることが挙げられる。

透光性接合材料１９ａは、ポッティング、印刷等により基材１８上に配置することができる。透光性接合材料１９ａの上に、発光素子１２における半導体積層体の第１面を載置する。透光性接合材料１９ａを加熱して硬化させる。図２Ａでは、透光性接合材料１９ａが発光素子１２の側面に這い上がって、発光素子１２の側面の一部を覆うように配置されている。ただし、図１Ａに示すように、透光性接合材料１９ａは発光素子１２の側面に配置されていなくてもよい。透光性接合材料１９ａが発光素子１２の側面に配置される場合には、発光素子１２の側面方向に出射された光を、波長変換部材１１及び導光板１０の方向に効率よく取り出すことができる。

基材１８としては、剛性又は柔軟性を有する絶縁材料又は導電材料等のいずれの材料で形成されたものでもよい。例えば、基材１８として、樹脂材料、金属材料等が挙げられる。基材１８は、安価であり、除去が容易であるという観点から、一方の面に透光性接合材料が塗布された樹脂シート等が好ましい。

（発光素子を被覆する工程）
次いで、図２Ｂに示すように、基材１８上に固定された発光素子１２の発光素子１２の全部を被覆するように、被覆部材１３ａを形成する。その後、図２Ｃに示すように、被覆部材１３ａの一部を除去して、発光素子１２の電極１２ｎ、１２ｐを露出させる。電極１２ｎ、１２ｐは少なくとも上面の一部が露出していればよい。被覆部材１３ａの一部の除去は、研削、エッチング等によって行うことができる。なお、被覆部材１３を形成する際に、電極１２ｎ、１２ｐの上面を覆わないように形成する場合は、被覆部材１３ａの一部を除去する工程は省略することができる。

（基材を除去する工程）
発光素子１２の側面を被覆部材１３で被覆した後、図２Ｄに示すように、発光素子１２から基材１８を除去する。
基材１８を除去した後、図２Ｅに示すように、少なくとも１つの発光素子１２を含むように被覆部材１３を切断する。また、基材１８上で被覆部材１３を切断した後、基材１８を除去してもよい。
このような方法によって、発光素子１２と被覆部材１３とを含む光源２５を形成することができる。

（凹部内に波長変換部材を配置する工程）
導光板１０の凹部１０Ｒ内に、波長変換部材１１を配置する。波長変換部材１１は、例えば、透光性部材１４によって固定することが好ましい。そのために、図１Ｂに示すように、まず、導光板１０の凹部１０Ｒ内に、透光性部材１４を配置する。透光性部材１４は、凹部内ではなく、光源２５上に設けてもよい。あるいは、透光性部材１４は、凹部１０Ｒ内及び光源２５上の両方に設けてもよい。

透光性部材１４としては、例えば、発光素子から出射される光の６０％以上を透過する樹脂、７０％以上を透過する樹脂が好ましい。透光性部材１４としては、例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、これらを混合した樹脂等が挙げられる。透光性部材１４は、透光性及び耐光性等を考慮して、シリコーン樹脂を用いることが好ましい。透光性部材１４は、凹部１０Ｒの５０％以上の容積、６０％以上の容積、９５％以下の容積、９０％以下の容積で、凹部１０Ｒ内に配置することが好ましい。透光性部材１４を配置する方法としては、ポッティング、転写、スプレー等が挙げられる。

次いで、図１Ｃに示すように、透光性部材１４が配置された凹部１０Ｒ内に、波長変換部材１１を配置する。波長変換部材１１は、透光性部材１４を介して凹部１０Ｒの底面に固定される。波長変換部材１１の一部又は全部は、凹部１０Ｒ内の透光性部材１４に被覆されることが好ましい。また、透光性部材１４は、その一部が、凹部１０Ｒの外側の第２主面上に延在してもよい。

（光源を固定する工程）
続いて、図１Ｄに示すように、凹部１０Ｒ内に固定された波長変換部材１１の上に、光源２５における発光素子１２の半導体積層体の第１面を固定する。光源２５は、上述した透光性接合部材として用いて波長変換部材１１上に固定される。これにより、図３Ａに示すように、光源２５を波長変換部材１１上に固定することができる。

また、図３Ｂに示すように、透光性接合部材１９は、透光性部材１４の上面の少なくとも一部を被覆してもよい。その場合、透光性接合部材１９は、光源２５の側面を這い上がるようにしてもよい。詳細には、透光性接合部材１９は、光源２５の被覆部材１３の側面を這い上がる。この場合、透光性接合部材１９は、波長変換部材１１及び透光性部材１４と接するように配置される。透光性接合部材１９は、光源２５の被覆部材１３の側面の各面において、少なくとも一部を被覆することができる。

このように、導光板１０の凹部１０Ｒ内に波長変換部材１１を固定した後、その波長変換部材１１上に光源２５を固定することにより、光源２５の光軸を、凹部１０Ｒ及び／又は波長変換部材１１の所望の位置に配置することができる。その結果、色ずれを効果的に防止することができる。

光源２５の配列ピッチは、上述した導光板１０の凹部１０Ｒの位置と同じピッチとすることができる。あるいは、導光板の第１面又は第２面における凹部１０Ｒの位置に応じて、凹部のピッチと異なる配列ピッチで配置することができる。例えば、光源２５間の距離は、０．０５ｍｍ～２０ｍｍとすることができ、２ｍｍ～１２ｍｍが好ましく、１ｍｍ～１０ｍｍがより好ましい。このような配列ピッチとすることで、導光板１０の面内において均一な輝度を確保することができる。

（光反射部材で封止する工程）
図１Ｅに示すように、光源２５と導光板１０の第２主面１０Ｂとを光反射部材１５ａで封止する。また、導光板１０の第２主面１０Ｂも、光反射部材１５ａで封止する。ここでは、光源２５の電極１２ｎ、１２ｐの上面も覆うように光反射部材１５ａを形成する。

次に、図１Ｆに示すように、光反射部材１５ａの一部を除去して、発光素子１２の電極１２ｎ、１２ｐ表面を露出させる。なお、あらかじめ電極の上面を埋めないように光反射部材１５を形成する場合は、光反射部材１５の一部を除去する工程は省略することができる。光反射部材１５と電極１２ｎ、１２ｐとは、面一であることが好ましい。

光反射部材１５、１５ａは、樹脂材料及び光反射性物質等によって形成することができる。例えば、酸化チタンが混合されたシリコーン樹脂が挙げられる。光反射部材１５は、例えば、トランスファーモールド、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。厚み方向の一部の除去は、研削、エッチング等、当該分野で公知の方法によって行うことができる。

（配線層を形成する工程）
次に、発光素子１２の電極１２ｎ、１２ｐと電気的に接続される配線層１６を形成する。例えば、電極１２ｎ、１２ｐの上面と光反射部材１５の上面とを含む略全面に、スパッタ等により金属膜を形成する。その後、レーザ光を照射することで金属膜の一部を除去することで、所望の形状の配線層１６を形成することができる。また、マスク等を用いて導電ペーストを印刷することで所望の形状の配線層１６を形成することができる。

配線層としては、例えば、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｎｉ、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｔｉ等の金属又はこれらの合金の単層膜又は積層膜が挙げられる。具体的には、導光板１０側からＣｕ／Ｎｉ／Ａｕの金属膜等が挙げられる。

続いて、図１Ｇに示すように、配線層１６と、別途準備した配線基板１７の配線層とを圧着して接合し、配線層１６と、配線基板１７の配線層とを電気的に接続する。これによって、配線基板１７と光源２５とを電気的に接続することができる。

配線基板１７の母材は、例えば、窒化アルミ等のセラミックス、樹脂等を用いて形成することができる。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が挙げられる。配線基板１７は、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。

配線層１６は、複数の光源２５が、それぞれが独立して点灯するように形成することができる。また、導光板１０を、複数の光源２５が同時に点灯して１つの発光領域となるように、配線層１６を形成することができる。例えば、行列状に配置された光源２５を、２行２列に配置された４つの光源グループとし、グループごとに発光する配線層を形成することにより、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。

（導光板を切断する工程）
任意に、図１Ｈに示すように、少なくとも１以上の光源２５を含むように、導光板１０を切断することができる。また、切断位置に光反射部材１５又は配線基板１７がある場合は、これらも導光板１０と同時に切断することができる。また、あらかじめ所定の形状及び大きさの導光板１０を準備する場合は、導光板１０を切断する工程は省略することができる。

〔発光モジュール〕
本実施形態の発光モジュール２０を図３Ｂに示す。
発光モジュール２０は、
第１主面１０Ｕと第２主面１０Ｂとを備え、第２主面１０Ｂに凹部１０Ｒを有する導光板１０と、
導光板１０の第２主面１０Ｂ側の凹部１０Ｒ内に配置された波長変換部材１１と、
波長変換部材１１に接合される光源２５であって、発光素子１２と、発光素子１２の側面を被覆する被覆部材１３とを備える光源２５と、
導光板１０の第２主面１０Ｂと光源２５とを封止する光反射部材１５と、
光源２５と光反射部材１５との間に配置され、光源２５の側面の一部を被覆する透光性部材（第２透光性部材１４ａ）とを備える。
発光モジュール２０は、平面視において、光源２５の外縁が波長変換部材１１の外縁に配置されている。詳細には、被覆部材１３の外縁が波長変換部材１１の外側に配置されている。

また、発光モジュール２０は、光源２５の電極１２ｎ、１２ｐと接続された配線層１６をさらに備える。

１つの導光板１０は複数の凹部１０Ｒを有し、凹部１０Ｒのそれぞれにおいて、１つの波長変換部材１１と、１つの光源２５とが配置される。

このような構成の発光モジュール２０とすることで、発光素子からの光をより均一に横方向に広げることができる。平面視において、被覆部材の外縁が波長変換部材の外側に配置されていることで、波長変換部材に入射した光を、導光板に効率的に入光させることができる。そのため、発光モジュールの色ずれを低減することができる。

発光モジュール２０は、例えば、図４Ｂに示すように、液晶ディスプレイ装置３０に利用することができる。液晶ディスプレイ装置３０は、上側から順に、液晶パネル２１、レンズシート２２、２３、拡散シート２４、発光モジュール２０を備える。この液晶ディスプレイ装置３０は、液晶パネル２１の下方に発光モジュール２０が配置された、いわゆる直下型の液晶ディスプレイ装置である。液晶ディスプレイ装置３０は、発光モジュール２０から照射される光を、液晶パネル２１に照射する。液晶ディスプレイ装置３０は、さらに偏光フィルム、カラーフィルタ等の部材を備えてもよい。

１０ 導光板
１０Ｂ 第２主面
１０Ｆ、１０Ｆ１ 光学機能部
１０Ｒ 凹部
１０Ｕ 第１主面
１１ 波長変換部材
１２ 発光素子
１２ｎ 電極
１２ｐ 電極
１２Ｕ 第１面
１３、１３a 被覆部材
１４ 透光性部材
１４ａ 第２透光性部材
１５、１５a 光反射部材
１６ 配線層
１７ 配線基板
１８ 基材
１９ 透光性接合部材
１９ａ 透光性接合材料
２０ 発光モジュール
２１ 液晶パネル
２２、２３ レンズシート
２４ 拡散シート
２５ 光源
３０ 液晶ディスプレイ装置

Claims (7)

1. 発光面となる第１主面と、前記第１主面の反対側であって、複数の凹部を備える第２主面を有する導光板を準備する工程と、
   平面視において、前記凹部の面積よりも小さい面積の波長変換部材を準備する工程と、
   第１面と該第１面の反対側の第２面とを備える半導体積層体及び前記第２面に配置される電極を備える発光素子と、前記発光素子の側面を被覆し、前記電極を露出する被覆部材とを備える光源を準備する工程と、
   前記凹部内に、前記波長変換部材の側面を被覆するように、透光性部材及び前記波長変換部材を配置する工程と、
   前記波長変換部材上に、前記発光素子における前記半導体積層体の前記第１面側を対向させて前記光源を固定する工程と、
   前記光源と前記導光板の前記第２主面とを光反射部材で封止する工程と、を含む発光モジュールの製造方法。
2. 前記光反射部材で封止した後、前記発光素子の前記電極を前記光反射部材から露出し、前記電極に接続する配線層を形成する工程を備える、請求項１に記載の発光モジュールの製造方法。
3. 前記配線層を形成した後、前記光反射部材及び前記導光板を切断する工程を備える、請求項２に記載の発光モジュールの製造方法。
4. 前記発光素子を準備する工程は、
   基材上に透光性接合材料によって前記発光素子における前記半導体積層体の第１面を固定する工程と、
   前記電極が前記被覆部材から露出するように前記発光素子の側面に前記被覆部材を被覆する工程と、
   前記基材を前記発光素子から除去する工程と、を備える請求項１～請求項３のいずれか１項に記載の発光モジュールの製造方法。
5. 発光面となる第１主面と、前記第１主面の反対側であって、複数の凹部を備える第２主面を有する導光板と、
   前記導光板の前記凹部内に配置された波長変換部材と、
   該波長変換部材に接合された光源であって、発光素子と、該発光素子の側面を被覆する被覆部材と、を備える光源と、
   前記導光板の前記第２主面と前記光源とを封止する光反射部材と、
   前記被覆部材と前記光反射部材との間に配置され、前記光源の側面の一部を被覆する透光性接合部材とを備え、
   平面視において、前記光源の外縁が前記波長変換部材の外側に配置されてなる発光モジュール。
6. 前記光源の電極と接続された配線層をさらに備える請求項５に記載の発光モジュール。
7. １つの前記導光板は複数の凹部を有し、
   前記凹部のそれぞれにおいて、
   １つの前記波長変換部材と、１つの前記発光素子とが配置される請求項５又は請求項６に記載の発光モジュール。
   

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