JP7111993B2 - 発光モジュールの製造方法 - Google Patents

Description

本開示は、発光モジュールの製造方法に関する。

本開示は、発光モジュール及び発光モジュールの製造方法に関する。

韓国特開１０－２００９－０１１７４１９号公報 特表２００８－５０３０３４号公報 特開２０１９－０１２６８１号公報

薄型化が可能な、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。
半導体積層体と電極とを備える光源を複数準備する工程と、
光取り出し面となる第１主面と、前記第１主面と反対側の第２主面と、前記第１主面から前記第２主面まで貫通する貫通孔を複数備える導光板を準備する工程と、
前記貫通孔内にそれぞれ光調整部材を配置する工程と、
前記光調整部材上に、それぞれ接合部材を配置する工程と、
前記複数の接合部材の上面の高さを揃える工程と、
前記接合部材上に、前記電極を上にして前記光源をそれぞれ載置する工程と、
前記第２主面を被覆する被覆部材を配置する工程と、
前記光源と電気的に接続される配線層を形成する工程
を備える発光モジュールの製造方法。

薄型化が可能な、発光モジュールを提供することができる。

実施形態にかかる液晶ディスプレイ装置の各構成を示す構成図である。 実施形態にかかる発光モジュールの一例を示す模式平面図である。 実施形態にかかる発光モジュールの一例を示す模式平面図である。 実施形態にかかる発光モジュールの一例を示す模式平面図と模式断面図である。 実施形態にかかる発光モジュールの一例を示す模式断面図である。 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模式断面図である。 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模式断面図である。 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模式断面図である。 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模式断面図である。 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模式断面図である。 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模式断面図である。 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模式断面図である。 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模式断面図である。 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模式断面図である。 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模式断面図である。 実施形態にかかる面状光源の一例を示す模式断面図である。 実施形態にかかる発光モジュールの一例を示す模式断面図である。 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模式断面図である。 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模式断面図である。 実施形態にかかる発光モジュールの一例を示す模式断面図である。 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模式断面図である。 実施形態にかかる発光モジュールの一例を示す模式断面図である。 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模式 実施形態にかかる発光モジュールの一例を示す模式断面図である。面図である。 実施形態にかかる発光モジュールの導光板の一例を示す模式平面図と模式断面図である。 実施形態にかかる光源の一例を示す模式断面図である。 実施形態にかかる光源の一例を示す模式断面図である。 実施形態にかかる光源の一例を示す模式断面図である。 実施形態にかかる光源の一例を示す模式断面図である。 実施形態にかかる光源の一例を示す模式断面図である。 実施形態にかかる光源の一例を示す模式平面図及び模式断面図である。 実施形態にかかる発光モジュールの一例を示す模式断面図である。 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模式断面図である。 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模式断面図である。 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模式断面図である。

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。

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。

＜液晶ディスプレイ装置１０００＞
図１は、本実施形態にかかる液晶ディスプレイ装置１０００の各構成を示す構成図である。図１で示す液晶ディスプレイ装置１０００は、上から順に、液晶パネル１１００と、２枚のレンズシート１２１０、１２２０と、拡散シート１３００と、面状光源１４００と、を備える。本実施形態にかかる液晶ディスプレイ装置１０００は、液晶パネル１１００の下方に面状光源１４００を配置するいわゆる直下型の液晶ディスプレイ装置１０００である。液晶ディスプレイ装置１０００は、発光モジュール１００から照射される光を、液晶パネル１１００に照射する。なお、上述の構成部材以外に、さらに偏光フィルムやカラーフィルタ、ＤＢＥＦ等の部材を備えてもよい。

＜面状光源＞
面状光源１４００は、少なくとも１つの発光モジュールと少なくとも１つの配線基板と、を備える。液晶パネル１１００や面状光源１４００等の大きさに応じて、発光モジュール及び配線基板の数や大きさ、配置等を選択することができる。

＜発光モジュール＞
図２Ａに示す発光モジュール１００は、面状光源１４００と略同じ大きさの発光モジュール１００の一例を示しており、１つの面状光源１４００は１つの発光モジュール１００を備える。また、図２Ｂに示す発光モジュール１００は、面状光源１４００よりも小さい大きさの発光モジュール１００の一例を示しており、１つの面状光源１４００は、複数の発光モジュール１００を備える。以下、図２Ｂに示す発光モジュール１００を例に挙げて説明する。

図３Ａ及び図３Ｂに、実施形態にかかる発光モジュール１００の一例を示す。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光源２０とを備える。光源２０は、電極２３を含む第１面２０ａと、第１面２０ａの反対側の第２面２０ｂと、を備える。光源２０は、発光素子のみを光源とする場合と、発光素子と他の部材を含む発光装置を光源とする場合とがある。導光板１０は、第１主面１１と、第１主面１１の反対側の第２主面１２と、第１主面１１から第２主面１２まで貫通する貫通孔１３と、を備える。

貫通孔１３内には、光調整部材５０が配置されている。光調整部材５０と光源２０とは、接合部材３０によって接合されている。

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光源を複数準備する工程と、
（２）光取り出し面となる第１主面と、第１主面と反対側の第２主面と、第１主面から第２主面まで貫通する貫通孔を複数備える導光板を準備する工程と、
（３）貫通孔内にそれぞれ光調整部材を配置する工程と、
（４）光調整部材上に、それぞれ接合部材を配置する工程と、
（５）複数の接合部材の上面の高さを揃える工程と、
（６）接合部材上に、電極を上にしてそれぞれ光源を載置する工程と、
（７）第２主面を被覆する被覆部材を配置する工程と、
（８）光源と電気的に接続される配線層を形成する工程と、
を備える。

本開示にかかる発光モジュールは、接合部材の高さを揃えることで、光源の高さバラつきを低減することができる。

（実施形態１）
実施形態１にかかる発光モジュールの製造方法について詳説する。

（１）半導体積層体と電極とを備える光源を複数準備する工程
複数の光源を準備する。実施形態にかかる製造方法に用いることが可能な光源２０としては、例えば、図１４Ａ～図１４Ｆに示す光源２０Ａ～２０Ｆのように、発光素子のみ、あるいは、発光素子と他の部材を含む発光装置が挙げられる。このような光源２０は、電極２３を備える第１面（上面）２０ａと、第１面２０ａの反対側の第２面（上面）２０ｂと、を備える。発光装置を光源２０として用いる場合、発光素子２１と他の部材とを組み合わせる工程として、例えば、後述の被覆部材２６、透光性部材２４等を形成する工程の一部又は全部を行うことで準備することができる。あるいは、光源２０は、購入することで準備することもできる。以下の説明では、光源２０として発光素子２１を用いた発光モジュール１００の製造方法の各工程について説明する。

（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
図４Ａに示すように、導光板１０を準備する。導光板１０は、光源２０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。導光板１０は、第１主面１１から第２主面１２まで貫通する貫通孔１３を、複数備える。ここでは、１つの導光板１０が４つの貫通孔１３を備える例を示す。

このような導光板１０は、例えば、射出成形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。また、導光板１０の貫通孔１３や、後述する凹部１４等は、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、成形時の位置ずれを低減することができる。また、貫通孔１３や凹部１４を有しない透光性の板を購入又は準備し、加工することで導光板１０を準備してもよい。あるいは、貫通孔１３や凹部１４を備えた導光板１０を購入することで準備してもよい。

（３）貫通孔内にそれぞれ光調整部材を配置する工程
貫通孔１３内に、光調整部材５０を配置する。光調整部材５０は、光反射性の部材を含む。光調整部材５０は、貫通孔１３の全部を埋めるようにすることができる。例えば、図４Ｂに示すように、導光板１０の第１主面１１を下側に向け、第２主面１２が上側に向くようにして作業台等の上に載置する。そして、貫通孔１３の第２主面１２側の開口部から貫通孔１３の内部に、液状の光調整部材５０を配置する。ここで、液状とはペースト状、ゲル状など、流動可能な状態のものを指す。液状の接合部材３０を用いる場合は、トランスファモールド法、圧縮成形法、ポッティング法、転写法、印刷法、ジェットディスペンス法等の方法で形成することができる。図４Ｂに示す例では、スキージ７０を用いた印刷法により、貫通孔１３内に光調整部材５０を配置している。また、あらかじめ成形された光調整部材５０を準備し、貫通孔１３内に配置してもよい。このとき、光調整部材５０の大きさによっては、押圧するなどにより貫通孔１３内に光調整部材５０を押し込んでもよい。

（４）光調整部材上に、それぞれ接合部材を配置する工程
次に、図４Ｃに示すように、それぞれの光調整部材５０の上に液状の接合部材３０をそれぞれ配置する。接合部材３０は、ポッティング、転写、印刷等の方法で配置することができる。図４Ｃでは、ディスペンスノズル７１を用いてポッティングすることで接合部材３０を配置する場合を例示している。図４Ｄに示すように、光調整部材５０上に配置された接合部材３０の上面は、凸曲面状となっている。

（５）複数の接合部材の上面の高さを揃える工程
次に、図４Ｅに示すように、複数の接合部材３０の上面の高さを揃える。ここでは、砥石等の研削部材７２を用いて接合部材３０を研削している。これにより、図４Ｆに示すように、接合部材３０の上面の高さを揃えている。尚、ここでの「高さ」とは、接合部材３０の厚みを指すものではなく、接合部材３０の上面の位置を指す。また、接合部材３０の高さを揃える方法としては、接合部材３０を押圧する方法が挙げられる。

（６）接合部材上に、電極を上にしてそれぞれ光源を載置する工程
次に、図４Ｇに示すように、接合部材３０の上面にそれぞれ光源２０を載置する。この時、電極２３（第１面２０ａ）を上にして光源２０を載置する。つまり、光源２０の第２面２０ｂを接合部材３０の上面と対向するように載置する。その後、接合部材３０を硬化させ、光源２０と光調整部材５０とを接合する。

（７）第２主面を被覆する光反射性部材を配置する工程
次に、図４Ｈに示すように、導光板１０の第２主面１２を覆うように光反射性部材４０を形成する。この時、光源２０の電極２３（第１面２０ａ）も被覆するように光反射性部材４０を厚く形成する。光反射性部材４０は、例えば液状の光反射性部材４０を、トランスファモールド法、圧縮成形法、ポッティング法、印刷法、スプレー法等の方法で形成し、硬化することで形成することができる。

次に、図４Ｉに示すように、光反射性部材４０の一部を除去し、光源２０の電極２３を露出させる。除去する方法としては、砥石等の研削部材を用いた研削や、ブラストなどが挙げられる。接合部材３０の高さを揃えているために、複数の光源２０の電極２３の全てを、同一工程で露出させることができる。
光反射性部材４０を形成する際に、光源２０の第１面２０ｂが露出するように形成する。特に、電極２３が露出するように光反射性部材４０を形成する。

（８）複数の発光素子を電気的に接続する配線層を形成する工程
次に、図４Ｊに示すように、光源２０の電極２３と光反射性部材４０上に、配線層６０となる金属膜を形成する。配線層６０としては、例えば、Ａｇ、Ａｇ／Ｃｕ、Ｎｉ／Ａｕ等を用いることができる。配線層６０は、これらの材料を単独で用いてもよく、あるいは、複数の材料を含む合金や、積層構造とすることができる。配線層６０の形成方法としては、スパッタ、メッキ、印刷、金属箔の貼り合わせ等が挙げられる。

配線層６０は、マスク等を用いることで所定のパターンの配線層６０を形成することができる。また、光源２０の電極２３と、光反射性部材４０を含む面全体に配線層６０を形成し、その後、部分的に配線層６０を除去することで、所定のパターンの配線層６０を形成することができる。部分的に配線層を除去する方法としては、エッチングやレーザ光照射などが挙げられる。
以上のようにして、本実施形態の発光モジュール１００を得ることができる。

発光モジュール１００が複数の光源２０を備える場合、それぞれが独立で駆動するように配線することができる。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光源２０を１つのグループとし、１つのグループ内の複数の光源２０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、このような光源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。図３Ａ等に示す例では、４つの光源２０は、右側の二つが直列接続され、左側の二つが直列接続されている。そして、これらの直列接続された二組が、さらに並列接続されている。

上述のようにして得られた発光モジュール１００と、配線基板２００の配線２２０とを接着シート等を用いて接着することができる。これにより図５に示すような面状光源１４００を得ることができる。配線基板２００の配線は、発光モジュール１００の配線層６０の外部端子６１及び６２と電気的に接続されている。そして、給電により、４つの光源２０が同時点灯することができる。

配線基板２００は、どのような方法で発光モジュール１００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光反射性部材４０の表面と、配線基板２００の面との間に配置し、圧着することで、接合することができる。また、配線基板２００の配線と光源２０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金属膜と接合することができる。

（実施形態２）
図６は、実施形態２にかかる発光モジュールの一例である。発光モジュール１００Ａでは、導光板１０の貫通孔１３内には、第１主面１１側に光調整部材５０が配置され、第２主面１２側には透光性部材４２（第２透光性部材）が配置されている。透光性部材４２は、光源２０からの光が、例えば９０％以上透過する部材が用いられる。透光性部材４２は、光源２０からの光を吸収して異なる波長の光に変換する蛍光体等の波長変換物質を含むことができる。

このような、発光モジュール１００Ａの製造方法は、光調整部材５０を配置する工程及び透光性部材４２を配置する工程を含む工程以外の工程は、実施形態１と同じようにすることができる。

光調整部材５０を配置する方法は、例えば、光調整部材５０は、あらかじめ成形された光調整部材５０を準備し、貫通孔１３内に配置することができる。例えば、図７Ａに示すように、光調整部材５０の幅は、貫通孔１３の幅（開口径）と同じ幅（直径）か、それよりも小さい幅となるように成形されたものを準備し、貫通孔１３内に挿入する。光調整部材５０の平面視形状は、貫通孔１３の平面視形状と、同じであることが好ましい。

成形された光調整部材５０の第１面（上面）５１又は第２面（下面）５２は、平坦な面、又は曲面とすることができる。あるいは、光調整部材５０の第１面５１又は第２面５２は、凸状又は凹状とすることができる。

光調整部材５０と貫通孔１３の内側面との間に、接着剤を備えることで、貫通孔１３内に光調整部材５０を固定することができる。接着剤は、貫通孔１３の内側面又は光調整部材５０の側面に形成することができる。

光調整部材５０の高さは、貫通孔１３の深さよりも小さい。例えば、光調整部材５０の高さは、貫通孔１３の深さの１０％～９０％とすることができる。このように、貫通孔１３の深さよりも小さい光調整部材５０を配置することで、光調整部材５０の第２面５２を底面とし、貫通孔１３の内側面１３１を側面とする凹部が形成されることになる。

光調整部材５０の第１面５１又は第２面５２は、平坦な面、又は曲面とすることができる。あるいは、光調整部材５０の第１面５１又は第２面５２は、凸状又は凹状とすることができる。光調整部材５０と貫通孔１３の内側面１３１との間に、接着剤を備えることで、光調整部材５０と導光板１０とを固定することができる。

光調整部材５０の形成方法は、例えば、大面積の板状又はシート状の光調整部材５０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、圧縮成形などの方法によって小片の光調整部材５０の成形品を形成することができる。

次に、図７Ｂに示すように、貫通孔１３内の光調整部材５０上に、透光性部材４２を配置する。透光性部材４２を配置する方法は、トランスファモールド法、圧縮成形法、ポッティング法、転写法、印刷法、ジェットディスペンス法等の方法で形成することができる。図７Ｂに示す例では、スキージ７０を用いた印刷法により、透光性部材４２を配置している。また、あらかじめ成形された透光性部材４２を準備し、貫通孔１３内に配置してもよい。その後、実施形態１と同様の工程を行うことで、図６に示す発光モジュール１００Ａを得ることができる。

図８は、発光モジュールの変形例の一例である。発光モジュール１００Ｂの導光板１０において、貫通孔１３の内側面１３１の一部が、断面視において傾斜面となっている。詳細には、貫通孔１３のうち第１主面１１側の内側面１３１が断面視において傾斜面である。これに限らず貫通孔１３の全体が傾斜面であってもよい。また、傾斜面ではなく、段差を備えていてもよい。

成形された光調整部材５０の側面も、傾斜面とすることができる。光調整部材５０の側面を、貫通孔１３の内側面１３１の傾斜面の角度と同様の角度の傾斜面とすることができる。

成形された光調整部材５０の幅（直径）が、貫通孔１３の第２主面１２側の開口部の幅（直径）と同じ場合は、導光板１０の第１主面１１と光調整部材５０の第１面５１とを、同一面とすることができる。

光調整部材５０の幅（直径）が、貫通孔１３の第２主面１２側の開口部の幅（直径）よりも小さい場合は、図８に示すように、導光板１０の第１主面１１よりも低い位置に光調整部材５０の第１面５１が位置する。換言すると、貫通孔１３の内側面１３１の一部が、空気層と接している。これにより、空気層で光を反射させることで、光取り出し効率が向上させることができる。

図９に示すように、導光板１０の第１主面１１側の開口径が、第２主面１２側の開口径より小さい貫通孔１３を、第１主面１１を下側にして載置する。そして、第１面５１の幅が第１主面１１の幅（開口径）よりも大きな幅（直径）である光調整部材５０を、第１面５１を下にして、導光板１０の第２主面１２側の開口部から貫通孔１３内に挿入する。これにより、接着剤を用いずに、光調整部材５０を貫通孔１３内に固定することができる。

図１０は、発光モジュールの変形例の一例である。発光モジュール１００Ｃの光調整部材５０は、第２面５２が凸状となっている。このような光調整部材５０は、例えば、図１１に示すように、ディスペンスノズル７１を用いて液状の光調整部材５０を貫通孔１３内に供給し、表面張力によって上面（第２面５２）を凸状とし、この状態で硬化させることで形成することができる。これにより、図１０に示すように、光源２０側に凸となる光調整部材５０を光源２０の直上に配置することができる。このような光調整部材５０を備えることで、光源２０からの光を効率よく横方向に広げることができる。

図１２は、発光モジュールの変形例の一例である。発光モジュール１００Ｄの導光板１０の貫通孔１３は、第１主面１１側の開口部の幅（直径）が、第２主面１２側の開口部の幅（直径）よりも大きい。さらに、貫通孔１３は、第１主面１１側の開口部に近づくにつれて幅が広くなる部分を含む。

図１３は、図１２に示す発光モジュール１００Ｄに用いられる導光板１０の断面図である。このような導光板１０を準備し、図１１で例示した方法と同様に、ディスペンスノズル７１を用いて、第２主面１２側の開口部から貫通孔１３内に、液状の光調整部材５０を供給する。これにより、光源２０側に凸となる形状であり、さらに傾斜面を備える光調整部材５０を光源２０の直上に配置することができる。このような光調整部材５０を備えることで、光源２０からの光を、より効率よく横方向に広げることができる。

また、図１３に示す導光板１０は、第２主面１２側に、凹部１４を備える。凹部１４は、断面視において隣接する貫通孔１３の間に配置される。凹部１４は、平面視において、貫通孔１３を取り囲むように環状に配置される。この凹部１４内には、図１２に示すように光反射性部材４０の一部を配置することができる。これにより、光源２０からの光を第１主面１１側に向けて反射し易くすることができる。

（実施形態３）
図１５は、実施形態３にかかる発光モジュールの一例である。発光モジュール１００Ｅでは、導光板１０の貫通孔１３内には、第１主面１１側に光調整部材５０が配置され、第２主面１２側に透光性部材４２が配置されている点において、実施形態２と同様の構成である。実施形態３では、透光性部材４２が貫通孔１３の開口部よりも上側に位置している。図１５に示す例では、透光性部材４２は、貫通孔１３から第２主面１２上に延伸して配置されている。

このような透光性部材４２を形成する方法は、まず、図１６Ａに示すように、貫通孔１３内の光調整部材５０上に、ディスペンスノズル７１等を用いて透光性部材４２を配置する。このとき、透光性部材４２の上面が、第２主面１２よりも高い位置となるように形成する。その後、図１６Ｂに示すように、研削部材７２で透光性部材４２の高さを揃える。透光性部材４２の高さを揃えることで、導光板１０自体を研削することを抑制することができる。導光板１０は研削痕などの微細な凹凸があると、その部分で光が拡散してしまい、光の伝搬効率が低下し易い。そのため、透光性部材４２を研削することで、研削痕による光損失を低減することができる。なお、透光性部材４２の高さは、押圧によって揃えてもよい。

透光性部材４２の高さを揃える工程以外の工程は、実施形態２と同様に行うことができる。実施形態３では、高さを揃えた透光性部材４２の上に、図１６Ｃの左側図に示すように接合部材３０を配置することができる。このとき、配置された接合部材の高さを揃える工程を行ってもよく、又は、省略してもよい。

また、透光性部材４２上に、図１６Ｃの右側図に示すように、波長変換部材４３を配置し、その上に接合部材３０を配置してもよい。波長変換部材４３は、あらかじめ成形されたシート状又はブロック状のものを用いることができる。あるいは、ポッティング、転写、印刷等の方法で形成してもよい。

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。

（導光板）
導光板１０が平面視形状が四角形の場合、平面視における大きさは、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。また、導光板１０の厚みは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。例えば、図４Ｂに示すように、貫通孔１３の周囲における第１主面１１と第２主面１２との間の厚みＨを、導光板１０の厚みとする。導光板１０の平面視形状は例えば、正方形、長方形等の四角形とすることができる。あるいは、三角形、六角形、八角形等の多角形や、円形、楕円形等とすることができる。さらに、これらを組みあせた形状や、一部が丸みを帯びた形状や、一部が欠けた形状等とすることができる。

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、射出成形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。また、ポリエチレンテレフタレート等の安価な材料を用いることで、発光モジュールのコストを低減することができる。さらに、ポリカーボネートよりも耐熱性を向上させることができる。

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。複数の透光性の層を積層する場合は、接着剤を用いて各層を貼り合わせることができる。また、複数の透光性の層が積層されている場合、一部又は全部の層が、貫通孔や凹部を備えることで、導光板の内部に空気層を備えるような構造とすることもできる。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。

（貫通孔）
貫通孔１３は、導光板１０の第１主面１１から第２主面１２まで貫通し、その内部に光源２０が配置される部分である。

複数の貫通孔１３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、複数の貫通孔１３は、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。例えば、図２Ａ、図２Ｂ等に示すように、貫通孔１３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貫通孔１３が配列されていてもよい。

貫通孔１３の開口部は、平面視において、円形又は楕円形とすることができる。あるいは、正方形、ひし形、長方形等の四角形とすることができる。さらに、三角形、六角形、八角形等の多角形とすることができる。

（凹部：リフレクタ）
導光板１０は、第２主面１２において、貫通孔１３以外は平坦な面であってもよい。凹部１４の側面は、貫通孔１３内に配置された光源２０からの光を、第１主面１１側に反射させるリフレクタとして機能させることができる。そのため、凹部１４は、上面視において、光源２０が配置される貫通孔１３ごとに配置されることが好ましい。

凹部１４の側面は、断面視において直線又は曲面とすることができ、さらには、これらを組み合わせてもよい。また、凹部１４の側面を曲面とする場合、その曲率は一定でもよく、また、位置によって任意の曲率を有することもできる。

（光源）
図１４Ａ～図１４Ｆ、実施形態にかかる発光モジュールに用いることが可能な光源２０を例示する。各光源２０は、電極２３を備える第１面（下面）２０ａと、第１面２０ａの反対側の第２面（上面）２０ｂと、を備える。

光源２０として、発光素子２１を用いることができる。あるいは、光源２０は、発光素子２１と、発光素子２１を被覆する部材と、を含む発光装置を用いることができる。

図１４Ａに示す光源２０Ａは、発光素子２１のみからなる。発光素子２１は、半導体積層体２２と、その下面に設けられる一対の電極２３と、を備える。光源２０Ａの第１面２０ａは、発光素子２１の第１面２１ａである。光源２０Ａの第２面２０ｂは、発光素子２１の上面である。光源２０Ａの側面は、発光素子２１の側面である。

発光素子２１は、発光ダイオードなど、公知の半導体発光素子を利用することができる。用いる発光素子２１の半導体積層体２２の組成、発光波長、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。発光素子２１は、紫外光～可視光の任意の波長の光を出射する発光素子を選択することができる。例えば、紫外、青色、緑色の光を出射する発光素子としては、半導体積層体２２として、窒化物系半導体（Ｉｎ_ｘＡｌ_ｙＧａ_{１－ｘ－ｙ}Ｎ、０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）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発光素子としては、ＧａＡｓ，ＧａＰ、ＩｎＰ等を挙げることができる。半導体積層体２２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。発光素子２１の半導体積層体２２の形状は、平面視において正方形、長方形等の四角形や、三角形、六角形等の多角形とすることができる。発光素子の平面視における大きさは、例えば、一辺の長さが、５０μｍ～１０００μｍとすることができる。また、発光素子２１の高さは、例えば、５μｍ～３００μｍとすることができる。発光素子２１の電極２３としては、例えば、Ｃｕ、Ａｕ、Ｎｉ等を用いることができる。電極２３の厚みは、例えば、０．５μｍ～１００μｍとすることができる。

図１４Ｂ及び図１４Ｃに示す光源２０Ｂ及び２０Ｃは、発光素子２１の半導体積層体２２の側面及び上面が、透光性部材（第１透光性部材）２４で被覆されている発光装置である。透光性部材２４は、発光素子２１の側方において、透光性部材２４が光源の側面の一部を構成することで、発光素子２１の側方から出射される光を、光源の側方に向けて出射し易くすることができる。そして、このような構造の光源の透光性部材２４の少なくとも一部を、貫通孔１３内に配置することで、貫通孔１３の内側面から導光板１０内に光を入射させることができる。

透光性部材２４は、単一の層でもよく、複数の層を含む積層構造でもよい。透光性部材２４が積層構造の場合は、例えば、蛍光体等の波長変換物質を含む層と、含まない層の組み合わせとすることができる。あるいは、異なる波長変換物質を含む複数の層とすることができる。

光源２０Ｂは、発光素子２１の半導体積層体２２の下面と電極２３が透光性部材２４から露出されている。このような場合、発光素子２１の電極２３の厚みは薄くすることが好ましい。電極２３の厚みは、例えば、０．５μｍ～１００μｍ程度とすることができる。このような構造とすることで、光源の厚みを小さくすることができる。そのため、発光モジュールを薄型にすることができる。

光源２０Ｃは、発光素子２１の半導体積層体２２の下面と電極２３の側面とを被覆する光反射性の被覆部材２６を含む。つまり、光源の第１面２０ａは、被覆部材２６と、発光素子２１の電極２３とで構成される。これにより、発光素子２１からの光が配線基板等によって吸収されることを抑制することができる。

図１４Ｄ～図１４Ｆに示す光源２０Ｄ～２０Ｆは、発光素子２１の側方に、光反射性の被覆部材２６が配置されている発光装置である。このような構造の光源とすることで、発光素子２１からの光を光調整部材５０に入射し易くすることができる。また、透光性部材２４が波長変換物質を含む場合は、発光素子２１の側方に光反射性の被覆部材２６を配置することで、発光素子２１からの光のみが光調整部材５０内に入射されること抑制することができる。つまり、発光素子２１からの光と波長変換物質からの光との混色光を、光調整部材５０内に入射することができ、色ムラを低減することができる。

被覆部材２６は、発光素子２１の半導体積層体２２側面を直接又は間接的に被覆している。光源２０Ｄ及び２０Ｅでは、被覆部材２６は、発光素子２１の半導体積層体２２の側面を被覆する透光性接着部材２５を介して発光素子２１の半導体積層体２２の側面を被覆している。ただし、これに限らず、光源２０Ｆのように、被覆部材２６が発光素子２１の半導体積層体２２の側面と接していてもよい。

光源２０Ｅでは、被覆部材２６は透光性部材２４の側面を被覆している。このような構造とすることで、透光性部材２４の上面に位置する光調整部材５０に効率よく光を入射することができる。また、透光性部材２４が波長変換物質を含む場合は、透光性部材２４の側方に光反射性の被覆部材２６を配置することで、発光素子２１からの光のみが光調整部材５０内に入射されること効率よく抑制することができる。つまり、発光素子２１からの光と波長変換物質からの光との混色光を、光調整部材５０内に効率よく入射することができ、色ムラを低減することができる。

光源２０Ｄ及び２０Ｅは、透光性部材２４と発光素子２１とは、透光性接着部材２５で接着されている。透光性接着部材２５は、発光素子２１の半導体積層体２２の側面を被覆している。透光性接着部材２５は、発光素子２１と透光性部材２４の間にあってもよい。また、透光性接着部材２５は、光源２０Ｆに示すように省略してもよい。透光性接着部材２５としては、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、これらを混合した樹脂等を用いることができる。

光源２０Ｆは、複数の発光素子２１を備える。ここでは、２列２行に配列した４つの発光素子２１を備える例を示す。発光素子２１の数は、これに限らない。発光素子２１の発光波長は、同じでもよく、異なっていてもよい。例えば、図１４Ｆの上図において上側の列には、左から赤色発光素子、緑色発光素子を並べ、下側の列には、左から青色発光素子、赤色発光素子を並べることができる。このように光の三原色である３色の発光素子を備える場合は、これらの上に配置される透光性部材２４には波長変換物質を備えなくてもよい。

発光素子２１の半導体積層体２２の底面及び電極２３の側面を、被覆部材２６又は透光性部材２４で被覆される光源は、電極２３を覆うめっき層やスパッタ膜などの金属膜を含んでもよい。金属膜の材料は、例えば、Ｃｕ／Ｎｉ／Ａｕの順に積層させた積層構造とすることができる。金属膜は、一対の電極２３の側面を被覆する被覆部材２６や透光性部材２４の一部と、電極２３とを連続して覆うように配置されていてもよい。

（透光性部材）
透光性材料２４は、少なくとも発光素子２１からの光を透過させる透光性であり、発光素子２１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。透光性部材２４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。

透光性部材２４は、上記の樹脂材料中に、波長変換物質として粒子状の蛍光体を含んでもよい。波長変換物質は、発光素子２１から出射される光の波長を、異なる波長の光に変換する蛍光体等の波長変換物質を含む。透光性部材２４は、波長変換物質を含む層が単層又は複数層含むことができる。また、波長変換物質を含む層と、実質的に波長変換物質を含まない層との積層構造を含むことができる。

蛍光体としては、例えば、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－ｚＡｌ_ｚＯ_ｚＮ_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）Ｍａ_ｘＭｂ_ｙＡｌ_３Ｎ_ｚ：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－ａＭｎ_ａＦ_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ＮＨ４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。

１つの透光性部材に、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２１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。

蛍光体は、透光性部材２４の内部においてどのように配置されていてもよい。例えば、蛍光体は、波長変換部材の内部において略均一に分布していてもよく、一部に偏在してもよい。

透光性部材２４は、光拡散物質を含んでいてもよい。光拡散物質としては、例えばＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＺｎＯ等の微粒子が挙げられる。

貫通孔１３内に配置される透光性部材（第２透光性部材）４２は、上述の光源２０に用いられる透光性部材（第１透光性部材）２４と同様のものを用いることができる。第１透光性部材２４と第２透光性部材４２とは、同じものでもよく、異なるものでもよい。また、第１透光性部材２４が波長変換物質を含有し、第２透光性部材４２が波長変換物質を実質的に含まなくてもよい。また、それとは逆に、また、第２透光性部材４２が波長変換物質を含有し、第１透光性部材２４が波長変換物質を実質的に含まなくてもよい。

（被覆部材）
被覆部材２６は、光反射性の部材である。被覆部材２６は、発光素子２１から出射される光に対する反射率が、例えば、６０％以上とすることができ、７０％以上が好ましく、９０％以上がより好ましい。被覆部材２６の材料は、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。

（接合部材）
接合部材３０は、光源２０と導光板１０とを接合させる透光性の部材である。

接合部材３０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。

（光反射性部材）
光反射性部材４０は、複数の光源２０と導光板１０の第２主面１２とを被覆する光反射性の部材である。光反射性部材４０で第２主面１２の全面を覆うことで、光源２０からの光を導光板１０に効率よく取り入れることができる。

光反射性部材４０は、光源２０から出射される光に対して６０％以上の反射率を有し、好ましくは９０％以上の反射率を有する。光反射性部材４０の材料は、例えば、金属や、白色の樹脂材料、ＤＢＲ膜等を用いることができる。光反射性部材４０の材料は、特に、白色の樹脂材料が好ましい。白色の樹脂材料としては、例えば、光反射性物質として酸化チタンを含む樹脂材料や、発泡樹脂材料等が挙げ有られる。樹脂材料としては、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリエチレンテレフタレート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。

（光調整部材）
光調整部材５０は、導光板１０の貫通孔１３内に配置され、光源２０からの光の一部を反射する機能を備えることが好ましい。例えば、光源２０から出射される光に対して７０％～９０％の反射率を有し、好ましくは８０％～８５％反射率を有する。光調整部材５０の材料は、例えば、白色の樹脂材料を用いることができる。光調整部材５０の材料は、特に、白色の樹脂材料が好ましい。白色の樹脂材料としては、例えば、光反射性物質として酸化チタンを含む樹脂材料や、発泡樹脂材料等が挙げ有られる。樹脂材料としては、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリエチレンテレフタレート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。

（波長変換部材）
波長変換部材４３は、貫通孔１３内の透光性部材（第２透光性部材）４２上に配置される部材であり、透光性部材（第１透光性部材２４、第２透光性部材４２）で挙げた波長変換物質を含有することができる。

（配線基板）
配線基板２００は、絶縁性の基材２１０と、配線２２０とを備える。配線は、複数の光源２０と電気的に接続される。

配線基板２００は、例えば、絶縁性の基材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と、を備える。

配線基板２００は、積層構造を有していてもよい。例えば、配線基板２００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２００は複数のＴＦＴ（Ｔｈｉｎ－Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を有するＴＦＴ基板であってもよい。

配線基板の基材の材料としては、例えば、セラミックス又は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。

配線は、例えば、基材上に設けられた導電箔（導体層）であり、複数の光源２０と電気的に接続される。配線の材料は、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、配線の厚みは、例えば、５～５０μｍ程度である。

本開示にかか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、各種表示装置等として利用することができる。

１０００…液晶ディスプレイ装置
１１００…液晶パネル
１２１０、１２２０…レンズシート
１３００…拡散シート
１４００…面状光源
１００、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄ、１００Ｅ…発光モジュール
２００…配線基板
２１０…基材
２２０…配線
１０…導光板
１１…第１主面（光取り出し面）
１２…第２主面
１３…貫通孔
１３１…貫通孔の内側面
１４…凹部
２０…発光装置（光源）
２０ａ…第１面（光源の電極形成面）
２０ｂ…第２面（光源の上面）
２０ｃ…光源の側面
２１…発光素子（光源）
２２…半導体積層体
２３…電極
２４…透光性部材（第１透光性部材／光源の透光性部材）
２４１…第１透光性部材
２４２…第２透光性部材
２５…透光性接着部材
２６…被覆部材
３０…接合部材
４０…光反射性部材
４２…透光性部材（第２透光性部材／貫通孔内の透光性部材）
４３…波長変換部材
５０…光調整部材
５１…光調整部材の第１面（導光板の第１主面側）
５２…光調整部材の第２面（導光板の第２主面側）
６０…配線層
６１、６２…外部端子
７０…スキージ
７１…ディスペンスノズル
７２…研削部材

Claims (8)

1. 半導体積層体と電極とを備える光源を複数準備する工程と、
   光取り出し面となる第１主面と、前記第１主面と反対側の第２主面と、前記第１主面から前記第２主面まで貫通する貫通孔を複数備える導光板を準備する工程と、
   前記貫通孔内にそれぞれ光調整部材を配置する工程と、
   前記光調整部材上に、それぞれ接合部材を配置する工程と、
   前記複数の接合部材の上面の高さを揃える工程と、
   前記接合部材上に、前記電極を上にして前記光源をそれぞれ載置する工程と、
   前記第２主面を被覆する被覆部材を配置する工程と、
   前記光源と電気的に接続される配線層を形成する工程と、
   を備える発光モジュールの製造方法。
2. 前記接合部材の上面の高さを揃える工程は、研削することで高さを揃える工程を含む、請求項１記載の発光モジュールの製造方法。
3. 前記接合部材の上面の高さを揃える工程は、押圧することで高さを揃える工程を含む、請求項１記載の発光モジュールの製造方法。
4. 前記接合部材を載置する工程は、前記光調整部材上に透光性部材を形成し、前記透光性部材上に接合部材を配置する工程を含む、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. 半導体積層体と電極とを備える光源を複数準備する工程と、
   光取り出し面となる第１主面と、前記第１主面と反対側の第２主面と、前記第１主面から前記第２主面まで貫通する貫通孔を複数備える導光板を準備する工程と、
   前記貫通孔内にそれぞれ光調整部材を配置する工程と、
   前記光調整部材上に、少なくとも前記第２主面よりも高い位置に上面を有する透光性部材をそれぞれ配置する工程と、
   前記複数の透光性部材の上面の高さを揃える工程と、
   接合部材上に、前記電極を上にして前記光源をそれぞれ載置する工程と、
   前記第２主面を被覆する被覆部材を配置する工程と、
   前記光源と電気的に接続される配線層を形成する工程と、
   を備える発光モジュールの製造方法。
6. 前記透光性部材の上面の高さを揃える工程は、研削することで高さを揃える工程を含む、請求項５に記載の発光モジュールの製造方法。
7. 前記透光性部材の上面の高さを揃える工程は、押圧することで高さを揃える工程を含む、請求項５に記載の発光モジュールの製造方法。
8. 前記光源を載置する工程は、前記透光性部材上に接合部材を配置する工程を含む、請求項５～請求項７のいずれか１項に記載の発光モジュールの製造方法。

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