JP6753438B2 - 発光モジュールおよびその製造方法 - Google Patents

Description

本開示は、発光モジュールおよびその製造方法に関する。

発光ダイオード等の発光素子を用いた発光装置は、液晶表示装置のバックライトや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。

特開２０１５−３２３７３号公報

近年、より薄型の表示装置が求められており、これに伴い、より薄型のバックライトが求められている。特許文献１に開示される光源装置などは、実装基板と拡散板との間の距離をレンズ部材の厚さよりも大きくする必要がるため、十分な薄型化が困難な場合がある。本開示は、薄型化が可能な発光モジュールを提供する。

本開示の一実施形態に係る発光モジュールは、主発光面を有する複数の発光素子と、前記複数の発光素子の主発光面にそれぞれ配置された複数の波長変換部材と、前記複数の波長変換部材間に配置され、前記波長変換部材の側面を覆う樹脂部材と、第１面および第２面を有し、前記第２面が前記樹脂部材および前記複数の波長変換部材と対向するように前記樹脂部材および前記複数の波長変換部材上に配置された導光板であって、前記複数の波長変換部材上の前記第２面に位置する複数の凹部を有する導光板とを備える。

本開示によれば、薄型の発光モジュールが実現し得る。

図１は、第１の実施形態の液晶表示装置を示す分解斜視図である。 図２Ａは、第１の実施形態の発光モジュールを示す模式的上面図である。 図２Ｂは、図２Ａの２Ｂ−２Ｂ線における発光モジュールの模式的断面図である。 図２Ｃは、図２Ｂの一部の拡大模式的断面図である。 図２Ｄは、図２Ｂの他の一部の拡大模式的断面図である。 図２Ｅは、導光板の模式的下面図である。 図２Ｆは、樹脂部材の模式的断上面図である。 図２Ｇは、樹脂部材の他の形態を示す模式的断上面図である。 図３Ａは、第１の実施形態の発光モジュールの製造方法における模式的工程断面図である。 図３Ｂは、第１の実施形態の発光モジュールの製造方法における模式的工程断面図である。 図３Ｃは、第１の実施形態の発光モジュールの製造方法における模式的工程断面図である。 図３Ｄは、第１の実施形態の発光モジュールの製造方法における模式的工程断面図である。 図３Ｅは、第１の実施形態の発光モジュールの製造方法における模式的工程断面図である。 図３Ｆは、第１の実施形態の発光モジュールの製造方法における模式的工程断面図である。 図３Ｇは、第１の実施形態の発光モジュールの製造方法における模式的工程断面図である。 図４Ａは、第２の実施形態の発光モジュールの模式的断面図である。 図４Ｂは、図４Ａの一部の拡大模式的断面図である。 図４Ｃは、図４Ａの他の一部の拡大模式的断面図である。 図５Ａは、第２の実施形態の発光モジュールの製造方法における模式的工程断面図である。 図５Ｂは、第２の実施形態の発光モジュールの製造方法における模式的工程断面図である。 図５Ｃは、第２の実施形態の発光モジュールの製造方法における模式的工程断面図である。 図５Ｄは、第２の実施形態の発光モジュールの製造方法における模式的工程断面図である。 図５Ｅは、第２の実施形態の発光モジュールの製造方法における模式的工程断面図である。 図６は、第２の実施形態の変形例による発光モジュールの模式的断面図である。 図７Ａは、第２の実施形態の変形例による発光モジュールの製造方法における模式的工程断面図である。 図７Ｂは、第２の実施形態の変形例による発光モジュールの製造方法における模式的工程断面図である。 図７Ｃは、第２の実施形態の変形例による発光モジュールの製造方法における模式的工程断面図である。 図７Ｄは、第２の実施形態の変形例による発光モジュールの製造方法における模式的工程断面図である。 図７Ｅは、第２の実施形態の変形例による発光モジュールの製造方法における模式的工程断面図である。 図８は、他の実施形態による発光モジュールの模式的断面図である。 図９は、他の実施形態による発光モジュールの模式的断面図である。 図１０は、図９に示す発光モジュールにおける導光板の模式的下面図である。 図１１Ａは、図９に示す発光モジュールの製造方法における模式的工程断面図である。 図１１Ｂは、図９に示す発光モジュールの製造方法における模式的工程断面図である。 図１１Ｃは、図９に示す発光モジュールの製造方法における模式的工程断面図である。 図１１Ｄは、図９に示す発光モジュールの製造方法における模式的工程断面図である。 図１２は、他の実施形態による発光モジュールの模式的断面図である。 図１３は、他の実施形態による発光モジュールの模式的断面図である。 図１４Ａは、他の実施形態の発光モジュールを示す模式的上面図である。 図１４Ｂは、図１４Ａの２Ｂ−２Ｂ線における発光モジュールの模式的断面図である。

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。

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。

（液晶表示装置１０００）
図１は、本実施形態の液晶表示装置１０００の各構成を示す模式的な分解斜視図である。液晶表示装置１０００は、発光モジュール１０１と、液晶パネル１２０と、発光モジュール１０１および液晶パネル１２０の間に位置する、レンズシート１１１、１１２および拡散シート１１３とを含む。本実施形態では、拡散シート１１３は、レンズシート１１１、１１２よりも発光モジュール１０１側に配置されている。

液晶表示装置１０００が備えるレンズシートの数や拡散シートの数は図１に示した例に限られない。例えば、液晶表示装置１０００は、２以上の拡散シートを備えていてもよい。また、液晶表示装置１０００は、偏光フィルム、カラーフィルタ、輝度上昇フィルム、反射板等の他の部材をさらに備えてもよい。

発光モジュール１０１は、面発光光源であり、主面１０１ａの全体から光を出射する。発光モジュール１０１から出射した光は、拡散シート１１３を透過する際、ランダムに拡散する。これにより、輝度ムラが抑制される。レンズシート１１１、１１２は、拡散シート１１３を透過した光を、液晶パネル１２０に対してできるだけ垂直に入射するように屈折させる。

後述するように発光モジュール１０１の主面１０１ａの下方において複数の発光素子が２次元に配列されており、発光モジュール１０１は、白色光を出射する直下型のバックライトを構成している。発光モジュール１０１において、複数の発光素子は導光板に設けられており、また、導光板に光の配光を制御するレンズとして機能する部分が設けられている。このため、発光モジュール１０１全体の厚さが小さくなっている。

（第１の実施形態）
以下、本開示の発光モジュールの第１の実施形態を説明する。

（発光モジュール１０１）
発光モジュール１０１の第１の実施形態を詳述する。図２Ａは発光モジュール１０１の模式的上面図であり、図２Ｂは、発光モジュール１０１の図２Ａの２Ｂ−２Ｂ線における模式的断面図であり、図２Ｃおよび図２Ｄは図２Ｂの一部を拡大した模式的断面図である。２Ｂ−２Ｂ線はｘ軸に平行であるが、ｙ軸に平行な断面も同じ構造を有している。発光モジュール１０１は、導光板１０と、複数の波長変換部材２０と、複数の発光素子３０と樹脂部材５０とを備える。

発光素子３０は、主発光面３０ａおよび側面３０ｃを有し、複数の発光素子３０の主発光面３０ａ上に複数の波長変換部材２０がそれぞれ配置されている。樹脂部材５０は、複数の波長変換部材２０間に配置されている。本実施形態では、複数の波長変換部材２０と樹脂部材５０とは複合体６０を構成している。

導光板１０は、第１主面１０ａおよび第２主面１０ｂを有しており、第２主面１０ｂが樹脂部材５０および複数の波長変換部材２０と対向するように樹脂部材５０および複数の波長変換部材２０上に配置されている。つまり、導光板１０の第２主面１０ｂと対向するように複合体６０が位置している。導光板１０は、第２主面１０ｂに位置する複数の凹部１２を有する。後述するように本実施形態では、凹部１２は断面形状が異なる凹部１２Ａおよび凹部１２Ｂを含み、複数の波長変換部材２０上に位置している。以下、発光モジュール１０１の各部の構成を詳細に説明する。

［導光板１０］
導光板１０は、発光素子３０からの光が入射し、面状の発光を行う透光性の部材である。本実施形態の導光板１０は、発光面である第１主面１０ａと、第１主面１０ａと反対側に位置する第２主面１０ｂとを備える。

第１主面１０ａは平坦であってもよいし、光学レンズとして機能し、出射する光の方向および分布を調整する配光機能を有する光学素子が配置されていてもよい。例えば、図２Ａおよび図２Ｂに示すように、本実施形態では、導光板１０は、第１主面１０ａにおいて、形状が異なる複数の光学機能部１１Ａおよび複数の光学機能部１１Ｂを有する。複数の光学機能部１１Ａ、１１Ｂは、第１主面１０ａ上において、ｘ軸方向およびｙ軸方向に２次元に配置されている。本実施形態では、複数の光学機能部１１Ａ、１１Ｂは、第１主面１０ａ上において、ｘ軸方向およびｙ軸方向に沿ってマトリクス状に２次元に配置されている。また、ｘ方向およびｙ方向のいずれにおいても、光学機能部１１Ａと光学機能部１１Ｂとが交互に配置されている。本実施形態における光学機能部１１Ａ、１１Ｂの配置は一例であって、光学機能部１１Ａ、１１Ｂの配置はこれに限られない。例えば、第１主面１０ａ上に光学機能部１１Ａまたは光学機能部１１Ｂのいずれか一方が配置されていてもよい。また、光学機能部１１Ａ、１１Ｂが第１主面１０ａに配置されている場合において、光学機能部１１Ａの数と光学機能部１１Ｂの数との比は、１：１に限られず、他の比率であってもよい。

光学機能部１１Ａ、１１Ｂは、第１主面１０ａに設けられた凹部、凸部、あるいは、これらを組み合わせた形状を有している。光学機能部１１Ａ、１１Ｂの形状によって、透過する光を屈折させ、光の配光を調節する。本実施形態では、光学機能部１１Ａは、逆円錐状（第１主面１０ａに底面を有する円錐形状）の凹部と、凹部の開口に沿って第１主面１０ａから突出したリング状の凸部とを組み合わせた形状を有している。光学機能部１１Ｂは、逆円錐台形状（第１主面１０ａに底面を有する円錐台形状）の凹部である。

本開示の発光モジュール１０１は、薄型の面発光光源を実現するため、発光素子３０から出射する光を、発光素子からできるだけ短い距離で広く出射させることが好ましい。このため、光学機能部１１Ａ、１１Ｂはそれぞれ光軸を有しており、一般に第１主面１０ａにおける開口が底部よりも大きい凹部形状を有していることが好ましい。例えば、光学機能部１１Ａおよび光学機能部１１Ｂは逆円錐形状や逆四角錐形状、逆六角錐形状等の逆多角錐形状を有することが好ましい。凹部は空洞であり、例えば空気で満たされていてもよいし、導光板１０の材料と異なる屈折率を有する材料が配置されていてもよい。また、光学機能部１１Ａおよび光学機能部１１Ｂは、形状の一部に配置された金属、白色樹脂等の光反射性部材をさらに備えていてもよい。

図２Ｅは導光板１０の下面図である。導光板１０は、第２主面１０ｂにおいて、形状が異なる複数の凹部（第１凹部）１２Ａおよび複数の凹部（第２凹部）１２Ｂを有する。複数の凹部１２Ａ、１２Ｂは、波長変換部材２０から出射する光の方向や分布を調節する光学レンズとして機能する。複数の凹部１２Ａ、１２Ｂは、第２主面１０ｂ上において、ｘ軸方向およびｙ軸方向に２次元に配置されている。本実施形態では、複数の凹部１２Ａ、凹部１２Ｂは、第２主面１０ｂ上において、ｘ軸方向およびｙ軸方向に沿ってマトリクス状に２次元に配置されている。ｘ方向およびｙ方向のいずれにおいても、凹部１２Ａと凹部１２Ｂとが交互に配置されている。凹部１２Ａ、１２Ｂの位置は、第１主面１０ａの光学機能部１１Ａ、１１Ｂの位置と対応している。より具体的には、第２主面１０ｂに配置された凹部１２Ａ、１２Ｂそれぞれの光軸と第１主面１０ａに設けられた光学機能部１１Ａ、１１Ｂそれぞれの光軸とは、略一致していることが好ましい。

第２主面１０ｂから見た凹部１２Ａおよび凹部１２Ｂの開口１２Ａｂ、１２Ｂｂの形状は、例えば、略矩形、略円形であってよい。ｘ方向およびｙ方向における凹部１２Ａおよび凹部１２Ｂの配列ピッチが等しい場合には、平面形状は、略円形または略正方形であることが好ましい。これにより、波長変換部材２０から出射した光の分布を２方向において揃えることができ、導光板１０から出射する光のムラを抑制することができる。

凹部１２Ａは、本実施形態では、第２主面１０ｂ側から見て、頂部が丸められた逆円錐形状を有している。つまり、凹部１２Ａの底は、導光板１０の第１主面１０ａ側に凸である形状を有する。凹部１２Ｂは、第２主面１０ｂ側から見て、底部が凹部側に凸の曲面を有する円筒形状を有している。つまり、凹部１２Ｂの底部は、導光板１０の第２主面１０ｂ側に凸である形状を有する。

凹部１２Ａ、１２Ｂの開口１２Ａｂ、１２Ｂｂに面して波長変換部材２０が配置される。凹部１２Ａ、１２Ｂは空洞であり、空気などの気体で満たされている。導光板１０がこのような構造を有することによって、波長変換部材２０から出射した光は、凹部１２Ａ、１２Ｂから導光板１０の内部へ入射する。このとき、光は、空気などの気体である低屈折率領域から導光板１０である高屈折率領域へ進むため、これらの界面における全反射が生じない。このため、波長変換部材２０から出射した光を高い効率で導光板１０の内部へ入射させることができる。

光学機能部１１Ａ、１１Ｂ、凹部１２Ａ、１２Ｂの平面視におけるサイズは、例えば、０．０５ｍｍ程度以上１０ｍｍ程度以下であり、０．１ｍｍ程度以上１ｍｍ程度以下が好ましい。また、深さは０．０５ｍｍ程度以上４ｍｍ程度以下であり、０．１ｍｍ程度以上１ｍｍ程度以下が好ましい。光学機能部１１Ａおよび光学機能部１１Ｂの底部と、凹部１２Ａおよび凹部１２Ｂの底部とは離間していればよく、特に制限はない。なお、平面視とは、第１主面１０ａまたは第２主面１０ｂに垂直な方向に見ることを意味している。また、サイズは、平面視における形状の外接円の直径で定義される。

光学機能部１１Ａ、１１Ｂの配列ピッチは、発光素子３０の配列ピッチと等しく、例えば、０．０５ｍｍ程度以上２０ｍｍ程度以下であり、１ｍｍ程度以上１０ｍｍ程度以下が好ましい。

導光板１０の大きさは、例えば、一辺が１ｃｍ程度以上２００ｃｍ程度以下であり、３ｃｍ程度以上３０ｃｍ程度以下であることが好ましい。導光板１０の厚さは、０．１ｍｍ程度以上５ｍｍ程度以下であり、０．５ｍｍ程度以上３ｍｍ程度以下であることが好ましい。導光板１０は、用途に応じた種々の平面形状を備えることができる。導光板１０は、例えば、略矩形形状等の多角形状、または略円形形状を有していてもよい。

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。後述するように、導光板１０に発光素子３０を実装した後に配線基板を貼りつけ発光装置を製造する場合に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。

導光板１０は、例えば、射出成型やトランスファーモールド、熱転写等で成形することができる。導光板１０の第１主面１０ａに配置される光学機能部１１Ａ、１１Ｂおよび第２主面１０ｂに配置される凹部１２Ａ、１２Ｂも一体的に金型で形成することが好ましい。これにより、光学機能部１１Ａ、１１Ｂと凹部１２Ａ、１２Ｂとの成形位置ずれを低減することができる。

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、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ることが好ましい。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。

また、導光板１０の第１主面１０ａおよび第２主面１０ｂ上にスペーサ等を介して透光性の層を設けてもよい。これにより、導光板１０と透光性の層との間に空気層が形成され、光をより拡散させることができるため、発光モジュール１０１から出射する光の輝度ムラを低減することができる。

［波長変換部材２０］
波長変換部材２０は、発光素子３０から出射する光の一部の波長を変換する。波長変換部材２０は、第１主面２０ａ、第２主面２０ｂおよび側面２０ｃを有し、側面２０ｃは複数の波長変換部材２０間に配置された樹脂部材５０によって覆われている。複数の波長変換部材２０の第１主面２０ａは、凹部１２Ａ、１２Ｂの空洞に接して配置される。換言すると、波長変換部材２０の第１主面２０ａは、凹部１２Ａ、１２Ｂの空洞に露出されている。

波長変換部材２０は、平面視において、発光素子３０の主発光面３０ａよりも大きいことが好ましい。これにより、発光素子３０から出射した光を効率よく波長変換部材２０に入射させ出射光の波長を変換することが可能である。波長変換部材２０の平面視における大きさに制限はなく、凹部１２Ａ、１２Ｂよりも大きくてもよいし、小さくてもよい。コストの観点では、波長変換部材２０は、比較的高価な部材であるため、小さいほうが好ましい。したがって、例えば、波長変換部材２０は、凹部１２Ａ、１２Ｂの開口１２Ａｂ、１２Ｂｂよりも小さいことが好ましい。

波長変換部材２０は、平面視において、矩形等の多角形形状または円形形状を有する。本実施形態では、波長変換部材２０は平面視において正方形形状を有する。後述するように、平面視において、各辺がｘ軸およびｙ軸に平行となるように複数の波長変換部材２０は配置される。

波長変換部材２０は、板状の成形品であってもよいし、常温で塑性加工が可能な硬度を有する材料（以下、未硬化材料という）を硬化させたものであってもよい。後述するように波長変換部材２０は樹脂部材５０とともに複合体６０を形成している。

波長変換部材２０は、例えば、母材として、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、波長変換部材２０の母材としてシリコーン樹脂を選択することが好ましい。また、波長変換部材２０の母材としては、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２０は、波長変換物質として、ＹＡＧ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を含む。特に、波長変換部材２０は、複数種類の波長変換物質を含むことが好ましい。例えば、波長変換部材２０は、緑色系の発光を生じるβサイアロン蛍光体と、赤色系の発光を生じるＫＳＦ系蛍光体等のフッ化物系蛍光体とを含むことが好ましい。これにより、白色系の面発光が可能な発光モジュール１０１とすることができる。そして、このような発光モジュール１０１を用いることで、液晶表示装置１０００の色再現範囲を広げることができる。また、例えば、青色系の光を出射する発光素子３０を用いた場合に、赤色系の光を得ることができるように、波長変換部材２０はＫＳＦ系蛍光体（赤色蛍光体）を６０重量％以上、好ましくは９０重量％以上含有していてもよい。つまり、特定の色の光を出射する波長変換物質を波長変換部材２０が含有することによって、特定の色の光を出射するようにしてもよい。また、波長変換物質は蛍光体に限られず、量子ドット等であってもよい。

波長変換部材２０内において、波長変換物質はどのように配置されていてもよい。例えば、波長変換物質は、波長変換部材２０内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。一部に偏在、とは、例えば、波長変換物質が、波長変換部材２０の第１面２０ａ側、又は、第２面２０ｂ側においてその濃度が高くなるように配置されることを指す。あるいは、平面視における、中央近傍または外周近傍において濃度が高くなるように波長変換物質が配置されることを指す。また、波長変換物質をそれぞれ含有する複数の層が積層されることによって波長変換部材２０が構成されていてもよい。

波長変換部材２０は、波長変換物質以外の材料を含んでいてもよい。例えば、波長変換部材２０は、拡散材を含んでいてもよい。具体的には、波長変換部材２０は、拡散材として、ＳｉＯ_２やＴｉＯ_２等の微粒子を含んでいてもよい。

[樹脂部材５０]
樹脂部材５０は、複数の波長変換部材２０を支持し、導光板１０の第２主面１０ｂに設けられた凹部１２Ａ、１２Ｂに対して波長変換部材２０を所定の位置に配置する。特に、発光モジュール１０１では、凹部１２Ａ、１２Ｂが空洞であるため、樹脂部材５０は、製造時において、空洞に接するようにして波長変換部材２０を保持する機能を有する。

樹脂部材５０は、透光性または光反射性を有する板状の部材である。図２Ｆは樹脂部材５０の模式的な平面図である。樹脂部材５０は、２つの主面に開口を有する複数の貫通穴５０ｈを有している。複数の貫通穴５０ｈは導光板１０の第２主面２０ｂに設けられた凹部１２Ａ、１２Ｂの配列ピッチに対応したピッチで２次元に配置されている。

貫通穴５０ｈには波長変換部材２０が配置され、複合体６０を構成する。貫通穴５０ｈの平面視における形状は波長変換部材２０の平面視における形状と一致している。また、樹脂部材５０の厚さは、波長変換部材２０の厚さと略等しい。本実施形態では、波長変換部材２０は平面視において正方形形状を有するため、貫通穴５０ｈも平面視において正方形形状を有する。図２Ｆに示すように、平面視、つまりｙｘ平面において、正方形形状を有する貫通穴５０各辺はｘ軸およびｙ軸に平行である。しかし、図２Ｇに示すように、正方形形状を有する貫通穴５０各辺はｘ軸およびｙ軸に対して４５°の角度をなすように、配置されていてもよい。

図２Ｃ、図２Ｄに示すように、貫通穴５０ｈの側面５０ｃは第１主面５０ａおよび／または第２主面５０ｂに垂直な面とすることができる。あるいは、貫通孔５０ｈの側面５０ｃは、第１主面５０ａおよび／または第２主面５０ｂに対して９０°以外の角度をなす傾斜面であってよい。また、側面５０ｃに段差が設けられていてもよい。側面５０ｃが傾斜している、あるいは、側面５０ｃに段差が設けられている場合、貫通孔５０ｈの第１主面５０ａの開口は、第２主面５０ｂの開口よりも大きくてもよいし、小さくてもよい。側面５０ｃが傾斜している、あるいは、側面５０ｃに段差が設けられていることによって、波長変換部材２０の側面２０ｃと樹脂部材５０の側面５０ｃとの接触面積を大きくし、波長変換部材２０と樹脂部材５０との密着性を高めることができ、波長変換部材２０の脱落を抑制することができる。

樹脂部材５０を透光性の板状部材で構成する場合、波長変換部材２０の側面２０ｃから出射する光が樹脂部材５０を透過することによって、発光素子３０から出射する光を導光板１０の第２主面１０ｂ側において、より広い角度で導光板１０へ入射させることできる。一方、樹脂部材５０を光反射の板状部材で構成する場合、波長変換部材２０の側面２０ｃから出射する光は波長変換部材２０側へ反射するため、波長変換部材２０の第１主面２０ａから出射する光量を高めることができる。

樹脂部材５０を透光性の板状部材で構成する場合、樹脂部材５０は、上述した導光板１０に用いることができる透光性の材料によって構成することができる。樹脂部材５０は導光板１０と同じ材料によって形成されていてもよいし、異なる材料によって形成してもよい。

樹脂部材５０を光反射の板状部材で構成する場合、波長変換部材２０は、白色の顔料等を含有させた樹脂を用いることができる。例えば、白色顔料として酸化チタンを含有させたシリコーン樹脂を樹脂部材５０の材料として用いることができる。この場合、樹脂部材５０は、発光素子３０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。

樹脂部材５０は、射出成型やトランスファーモールド、熱転写等で成形することができる。あるいは、板状の部材にレーザー加工等によって複数の貫通穴５０ｈを形成し、樹脂部材５０を作製してもよい。

樹脂部材５０の複数の貫通穴５０ｈに、板状の波長変換部材２０を挿入することによって複合体６０を得ることができる。この際、接着剤等で波長変換部材２０を樹脂部材５０に固定してもよい。あるいは、平坦な支持体上に樹脂部材５０を配置し、貫通穴５０ｈに、波長変換部材２０の未硬化材料を充填し、余分な材料をスキージ等で除去した後、波長変換部材２０の材料を硬化させてもよい。

複合体６０は、波長変換部材２０が凹部１２Ａ、１２Ｂに接するように、位置合わせされた状態で、接着剤などによって導光板１０の第２主面に接合される。

［発光素子３０］
発光素子３０は発光モジュール１０１の光源である。発光モジュール１０１は複数の発光素子３０を備え、複数の発光素子３０が波長変換部材２０を介して１つの導光板１０に接合されている。

発光素子３０は、主に発光を取り出す主発光面３０ａ、主発光面３０ａと反対側に位置する電極形成面３０ｂ、および、主発光面３０ａと電極形成面３０ｂとの間に位置する側面３０ｃを備える半導体積層構造と、電極形成面３０ｂに位置する一対の電極３１とを備える。電極３１は後述する配線基板２００と電気的に接続される。発光素子３０の主発光面３０ａは、波長変換部材２０と、透光性樹脂等の透光性を有する透光性接合部材３５を介して接合される。

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積層構造とを有する。半導体積層構造は、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型半導体層に電極３１がそれぞれ電気的に接続される。発光層は、波長変換部材２０の波長変換物質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（Ｉｎ_ｘＡｌ_ｙＧａ_{１−ｘ−ｙ}Ｎ、０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）によって形成されていることが好ましい。

発光素子３０のサイズに特に制限はない。平面視において、発光素子３０の縦および横の寸法は、例えば、１０００μｍ以下である。好ましくは、縦及び横の寸法は５００μｍ以下であり、２００μｍ以下であることがさらに好ましい。このようなサイズの発光素子３０を用いると、発光モジュール１０１を部分駆動させて液晶表示装置１０００に画像を表示させる場合、より小さな単位で明暗のコントラストを生じさせることができるため、高精細な映像を実現することができる。また、縦および横の寸法が５００μｍ以下の発光素子３０を用いると、発光素子３０を安価に調達することができるため、発光モジュール１０１を安価にすることができる。なお、縦および横の寸法の両方が２５０μｍ以下である発光素子は、発光素子の上面の面積が小さくなるため、相対的に発光素子３０の側面３０ｃからの光の出射量が多くなる。つまり、このような発光素子３０は、バットウィング形の配光特性を有するため、導光板１０と発光素子３０との距離が短い本実施形態の発光モジュール１０１に好適に用いることができる。

発光素子３０は平面視において、矩形等の多角形形状を有する。平面視において波長変換部材２０の各辺が発光素子３０の各辺と平行になるよう、発光素子３０が配置されることが好ましい。例えば、発光素子３０は平面視において、正方形または長方形の形状を有する。発光素子３０の平面視における形状が長方形である場合、多数の発光素子３０を波長変換部材２０に接合した場合に、回転ずれが生じている発光素子３０を目視で確認しやすい。一方、発光素子３０の平面視における形状が正方形である場合、発光素子３０の量産性に優れる。また、ｘ方向およびｙ方向のピッチを同じにすることができる。

発光素子３０の配置は、導光板１０の第２主面１０ｂに設けられた凹部１２Ａおよび凹部１２Ｂの位置に依存する。具体的には、凹部１２Ａ、１２Ｂの光軸に発光素子３０の光軸が一致するように配置される。つまり、発光素子３０は、第２主面１０ｂ上においてｘ軸方向およびｙ軸方向の２次元に配列される。

［透光性接合部材３５］
図２Ｃおよび図２Ｄに示すように、発光素子３０の主発光面３０ａは透光性接合部材３５によって波長変換部材２０に接合されていてもよい。透光性接合部材３５は、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。透光性接合部材３５は、発光素子３０から出射される光を波長変換部材２０に伝播させる役割を有する。そのため、透光性接合部材３５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。

透光性接合部材３５は、発光素子３０の側面３０ｃを被覆していてもよい。さらに、発光素子３０の発光層の側面を被覆することが好ましい。これにより、発光素子３０の側面方向に出射された光を透光性接合部材３５内に効率的に取り出し、波長変換部材２０へ入射させることによって、発光モジュール１０１の光取り出し効率を高めることができる。透光性接合部材３５が発光素子３０の側面３０ｃを被覆する場合には、透光性接合部材３５の、側面３０ｃを覆う部分が波長変換部材２０とも接していることがこのましく、断面視において、波長変換部材２０の方向に向かって広がる形状を有していることが好ましい。これにより、発光素子３０の側面３０ｃ方向に出射された光を効率的に導光板１０に入射させることができる。

透光性接合部材３５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。

［封止部材４０］
発光モジュール１０１は、複数の発光素子３０の側面３０ｃと樹脂部材５０および波長変換部材２０を覆って封止する封止部材４０を備えていてもよい。これにより、発光素子３０、波長変換部材２０を保護し、導光板１０の第２主面１０ｂ側の構造強度を高めることによって、発光モジュール１０１全体の強度を高めることができる。発光素子３０の側面３０ｃに透光性接合部材３５が配置されている場合には、封止部材４０は、透光性接合部材３５も覆っていることが好ましい。発光素子３０の電極３１は、封止部材４０から露出している。封止部材４０は、樹脂部材５０に接する第１主面４０ａと、反対側に位置する第２主面４０ｂを有する層形状を備える。

封止部材４０として用いる光反射性部材は、発光素子３０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。

光反射性部材は、白色の顔料等を含有させた樹脂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。封止部材４０は、広く導光板１０を覆う必要があるため、酸化チタンのような安価な物質を利用することによって、発光モジュール１０１の製造コストを低減することが可能となる。

［配線２０１］
発光モジュール１０１は、外部との電気的接続のため、あるいは、配線基板２００との接続のため、複数の発光素子３０の電極３１と電気的に接続された配線２０１を備えていてもよい。配線２０１は、封止部材４０の第２主面４０ｂに形成することができる。配線２０１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、発光モジュールを部分駆動する場合に必要な回路を形成することができる。

配線２０１は金属等の導電性を有する材料によって形成され、例えば、薄膜形成技術およびパターニング技術を用いて形成することが可能である。

［配線基板２００］
発光モジュール１０１は配線基板２００を備えていてもよい。配線基板２００には、予め配線パターンを設けることができるため、配線基板２００を備えることによって、発光モジュール１０１は、部分駆動等に必要なより複雑な配線を備えることが可能となる。

配線基板２００は、半導体装置の実装等に用いられる種々の形態の配線基板を用いることができる。例えば、配線基板２００は、板状またはシート状の基材２１０を含む。基材２１０は第１主面２１０ａおよび第２主面２１０ｂを有し、第２主面２１０ｂに配線層２１２が設けられている。第１主面２１０ａから第２主面２１０ｂの配線層２１２に達する貫通穴が設けられ貫通穴内に導電性部材２１３が充填されている。第１主面２１０ａにおいて、導電性部材２１３が露出している。

基材２１０は、導電性部材２１３が発光素子３０の電極３１または配線２０１と電気的に接続されるように、第１主面２１０ａと封止部材４０の面４０ｂとを対向させて封止部材４０に接合される。配線２０１は、発光素子３０の電極３１よりも大きくすることが可能であるため、配線２０１を設けることによって、位置合わせの許容差を大きくし、配線基板２００の接合を容易にすることができる。

基材２１０には、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２１０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。発光モジュール１０１において、発光素子３０は導光板１０に固定された波長変換部材２０に接合されている。言い換えると、発光素子３０は導光板１０に支持されている。このため、配線基板２００は、発光素子３０を支持する機能を有していなくてもよく、基材２１０は、ガラスエポキシ等の安価で熱変形が生じやすい材料や、薄く変形しやすいシート状の材料を用いることが可能である。

配線層２１２の材料は、導線性を有する種々の材料を用いることができる。好ましくは、配線層２１２は高い熱伝導性を有している。例えば、銅などの導電材料を挙げることができる。配線層２１２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る。配線層２１２の厚さは、例えば、５〜５０μｍ程度である。

配線基板２００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、封止部材４０の第２主面４０ｂと、配線基板２００の第１主面２００ａ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、導電性部材２１３と発光素子３０の電極３１または配線２０１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、導電性部材２１３を加圧と加熱により溶融させ、配線２０１と接合してもよい。

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ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ−Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などの能動部品と、キャパシタ、抵抗等の受動部品とを含み、第２主面２１０ｂの配線層２１２に実装されていてもよい。

［発光モジュールの特徴］
発光モジュール１０１によれば、発光素子３０が接続された波長変換部材２０は、レンズ等の他の部材を介することなく導光板１０の凹部１２の空間に接して配置されるため、発光モジュール１０１全体の厚さを小さくできる。また、波長変換部材２０の側面を覆う樹脂部材５０が透光性を有する場合には、波長変換部材２０の側面から出射する光を樹脂部材５０を介して導光板１０内に入射させ、取り出すことが可能である。波長変換部材２０の側面を覆う樹脂部材５０が光反射性を有する場合には、樹脂部材５０によって、波長変換部材２０の側面からの光の出射を抑制し、凹部１２へ出射する光を増大させることができる。

導光板１０において、発光素子３０から出射した光は、波長変換部材２０を透過することによって、透過した光の一部が異なる波長の光に変換され、凹部１２内に出射される。このとき、凹部１２と導光板１０との界面において光が屈折し、凹部１２は、界面を透過する光を発散させたり、収束させたりして、光の透過方向を変化させる光学レンズとして機能する。このため、凹部１２によって光の配光が調整され、発光素子から発光モジュール１０１の出射面である第１主面までの距離が短くても光の配光を調節することが可能となり、薄型のバックライトを実現することができる。

特に、凹部１２が空隙であることによって、発光素子３０から出射した光は、凹部１２から導光板１０へ入射する際、低屈折率の領域から高屈折率の領域を透過することになる。このため、凹部１２と導光板１０との界面において全反射が生じず、発光モジュール１０１の光取り出し効率を向上させることが可能となる。

また、導光板１０が、光学レンズとして機能する凹部１２および光学機能部１１Ａ、１１Ｂを備えることによって、発光素子３０から出射する光を２つの光学レンズで調節することが可能となり、より、短い距離で、光の出射方向を調整し、バックライトに適した配光の光を出射させることが可能となる。本実施形態の発光モジュール１０１によれば、発光モジュール１０１の厚さを、例えば、５ｍｍ以下に、３ｍｍ以下、１ｍｍ以下にすることが可能である。

（発光モジュール１０１の製造方法）
以下、図３Ａから図３Ｇを参照しながら、本実施形態示の発光モジュールの製造方法の一例を説明する。

まず、図３Ａに示すように、第１主面１０ａおよび第２主面１０ｂと、第２主面１０ｂに位置する複数の凹部１２Ａ、１２Ｂを有する導光板１０を用意する。例えば、射出成型によって、第１主面１０ａに複数の光学機能部１１Ａ、１１Ｂが設けられ、第２主面１０ｂに複数の凹部１２Ａ、１２Ｂが設けられたポリカーボネート製の導光板１０を用意する。

図３Ｂに示すように、複合体６０を作製する。まず、複数の貫通穴５０ｈが設けられた樹脂部材５０を用意し、貫通穴５０ｈに、板状の波長変換部材２０を挿入することによって複合体６０を得る。あるいは、平坦な支持体上に樹脂部材５０を配置し、貫通穴５０ｈに、波長変換部材２０の未硬化材料を充填し、余分な材料をスキージ等で除去した後、波長変換部材２０の材料を硬化させる。これにより、波長変換部材２０の側面２０ｃを覆うように、複数の波長変換部材間に配置された樹脂部材５０が配置された複合体６０が得られる。あるいは、個片化された小片の波長変換部材２０を、例えば平らな基台上に一定の間隔を空けて複数個配置し、各波長変換部材２０間を埋めるように樹脂部材５０を形成することで、複合体６０を形成することができる。上記のいずれの作製方法においても、板状の複合体６０の両面において波長変換部材２０が露出した複合体６０を得ることができる。

続いて、主発光面３０ａが波長変換部材２０と対向するように、複数の発光素子３０を複合体６０の複数の波長変換部材２０にそれぞれ接合する。具体的には、透光性接合部材の材料３５’を介して主発光面３０ａが波長変換部材２０に対向するように、発光素子３０を波長変換部材２０に配置し、透光性接合部材の材料３５’を硬化させ、透光性接合部材３５を得る。このとき、発光素子３０の側面３０ｃを透光性接合部材３５の材料で覆っていてもよい。主発光面３０ａが波長変換部材２０と対向するので、電極３１が設けられた電極形成面３０ｂは上を向いている。発光素子３０は、複合体６０を導光板１０に接合した後に波長変換部材２０に接合してもよい。

図３Ｃに示すように、発光素子３０が接合された複合体６０を導光板１０の第２主面１０ｂに接着剤などを用いて接合する。この時、波長変換部材２０が凹部１２Ａ、１２Ｂの開口に位置するように、導光板１０に対して複合体６０を位置合わせする。

次に、図３Ｄに示すように、発光素子３０全体を覆った封止部材４０’を複合体６０上に形成する。複数の発光素子３０および透光性接合部材３５を埋め込むように、封止部材の材料を樹脂部材５０および波長変換部材２０上に配置し、硬化させる。これにより、発光素子３０全体が封止部材４０’で覆われる。封止部材４０’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。

次に、封止部材４０’の第２主面４０’ｂから研磨または研削し、発光素子３０の電極３１を露出させる。研磨または研削には、半導体装置の製造に用いられるＣＭＰ等の化学的方法、ブラスト、砥石等による機械的方法などの平坦化技術を用いることができる。これにより、図３Ｅに示すように、発光素子３０の側面３０ｃを覆い、電極３１の表面を露出させた封止部材４０が得られる。

次に、電極３１の表面を覆って封止部材４０の第２主面４０ｂの全面にＣｕ／Ｎｉ／Ａｕの積層構造を有する金属膜を、スパッタ等の薄膜形成技術によって形成し、レーザー光を照射することによるレーザーアブレーションなどによってパターニングすることにより、図３Ｆに示すように、電極３１に接続された配線２０１を封止部材４０の第２主面４０ｂに形成する。

次に、図３Ｇに示すように、接着シートを介して封止部材４０の第２主面４０ｂ上に配線基板２００を配置し、圧着により、配線基板２００を封止部材４０に接合する。このとき、導電性部材２１３を加圧と加熱によって一部溶解させることにより、導電性部材２１３と配線２０１とを電気的に接続する。これにより、発光モジュール１０１を得ることができる。

本実施形態の発光モジュールの製造方法によれば、波長変換部材２０を有する複合体６０を導光板１０の第２主面１０ｂに接合するため、波長変換部材２０が導光板１０の凹部１２Ａ、１２Ｂの開口よりも小さくても、空洞の凹部１２Ａ、１２Ｂに接して波長変換部材２０を配置することが可能である。

（第２の実施形態）
以下、本開示の発光モジュールの第２の実施形態を説明する。

（発光モジュール１０２）
本開示の発光モジュールの第２の実施形態を詳述する。図４Ａは発光モジュール１０２の模式的断面図であり、図４Ｂおよび図４Ｃは図４Ａにおける一部を拡大した断面図である。図４Ａは、図２Ａにおける２Ｂ−２Ｂ線に対応した位置における断面である。

発光モジュール１０２は、複合体６０に代えて、波長変換部材２１と樹脂部材５１とを含む複合体６１を備えている点で第１の実施形態の発光モジュール１０１と異なる。

波長変換部材２１は、第１の実施形態とは異なり、平面視において、凹部１２Ａ、１２Ｂよりも大きい。つまり、波長変換部材２１は、凹部１２Ａ、１２Ｂの第２主面１０ｂにおける開口１２Ａｂ、１２Ｂｂを塞ぐように第２主面１０ｂに位置している。樹脂部材５１は、本実施形態では、樹脂層であり、発光モジュール１０２の製造時において、複合体６１は別部材としてあらかじめ作製されない。

樹脂部材５１は第１の実施形態で説明したように、透光性の材料によって構成されていてもよいし、光反射性の材料によって構成されていてもよい。

（発光モジュール１０２の製造方法）
以下、図５Ａから図５Ｅを参照しながら、本実施形態示の発光モジュールの製造方法の一例を説明する。

まず、図５Ａに示すように、第１主面１０ａおよび第２主面１０ｂと、第２主面１０ｂに複数の凹部１２Ａ、１２Ｂとを有する導光板１０を用意する。例えば、射出成型によって、第１主面１０ａに複数の光学機能部１１Ａ、１１Ｂが設けられ、第２主面１０ｂに複数の凹部１２Ａ、１２Ｂが設けられたポリカーボネート製の導光板１０を用意する。

図５Ｂに示すように、第２主面１０ｂの凹部１２Ａ、１２Ｂの開口１２Ａｂ、１２Ｂｂを覆うように波長変換部材２１を配置する。配置した波長変換部材２１の位置がずれないように、接着剤などで波長変換部材２１を導光板１０に固定することが好ましい。接着剤は、あらかじめ導光板１０側に配置してもよく、あるいは、波長変換部材２１側に配置していてもよく、両方に配置していてもよい。

次に図５Ｃに示すように、波長変換部材２１の全体を覆った樹脂部材５１’を導光板１０の第２主面１０ｂ上に形成する。複数の波長変換部材２１の全体を埋め込んで樹脂部材の未硬化の材料を導光板１０の第２主面１０ｂ上に配置し、硬化させる。これにより、波長変換部材２１全体が樹脂部材５１’で覆われる。樹脂部材５１’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。

次に、樹脂部材５１’を第２主面５１’ｂから研磨または研削し、波長変換部材２１の第２主面２１ｂを露出させる。研磨または研削には、半導体装置の製造に用いられるＣＭＰ等の化学的方法、ブラスト、砥石等による機械的方法などの平坦化技術を用いることができる。これにより、図５Ｄに示すように、波長変換部材２１の側面２１ｃを覆い、第２主面２１ｂを露出させた樹脂部材５１が得られる。すなわち、導光板１０の第２面１０ｂ側に波長変換部材２１と樹脂部材５１とを備えた複合体６１が形成される。

その後、図５Ｅに示すように、主発光面３０ａが波長変換部材２０と対向するように、複数の発光素子３０を複数の波長変換部材２０にそれぞれ接合する。これ以降、第１の実施形態と同様の方法によって、発光モジュール１０２を製造することができる。

発光モジュール１０２によれば、第１の実施形態と同様、薄型の発光モジュールが実現し得る。また、別部材として複合体６１を作製しないため、凹部１２Ａ、１２Ｂの配置や形状に応じた樹脂部材５１を作製したり、樹脂部材５１を作製するための金型を用意する必要がない。このため、仕様の異なる発光モジュール１０２を作製する場合の製造コストを低減することが可能となる。

（変形例）
発光モジュール１０２において、樹脂部材５１は、透光性の材料によって構成されていてもよいし、光反射性の材料によって構成されていてもよい。樹脂部材５１を光反射性の材料によって構成する場合には、封止部材４０と樹脂部材５１とを一体的に形成することが可能である。図６に示す発光モジュール１０３は導光板１０の第２主面に配置され、波長変換部材２１の側面２１ｃおよび発光素子３０の側面３０ｃを覆う樹脂部材５２を備える。樹脂部材５２は光反射性を有しており、封止部材４０に用いられる材料によって構成されている。樹脂部材５２の第２主面５２ｂには発光素子３０の電極３１が露出している。

図７Ａから図７Ｅを参照しながら、発光モジュール１０３の製造方法を説明する。

図７Ａに示すように、導光板１０を用意し、図７Ｂに示すように、第２主面１０ｂの凹部１２Ａ、１２Ｂの開口１２Ａｂ、１２Ｂｂを覆うように波長変換部材２１を第２主面１０ｂに配置する。

図７Ｃに示すように、主発光面３０ａが波長変換部材２１と対向するように、複数の発光素子３０を複数の波長変換部材２１にそれぞれ接合する。

図７Ｄに示すように、波長変換部材２１の全体および発光素子３０の全体を覆った樹脂部材５２’を導光板１０の第２主面１０ｂ上に形成する。複数の波長変換部材２１の全体および発光素子３０の全体を埋め込んで、樹脂部材の未硬化の材料を導光板１０の第２主面１０ｂ上に配置し、硬化させる。これにより、発光素子３０の全体および波長変換部材２１の全体が樹脂部材５２’で覆われる。樹脂部材５４’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。

次に、樹脂部材５２’を第２主面５２’ｂから研磨または研削し、発光素子３０の電極３１を露出させる。研磨または研削には、半導体装置の製造に用いられるＣＭＰ等の化学的方法、ブラスト、砥石等による機械的方法などの平坦化技術を用いることができる。これにより、図７Ｅに示すように、発光素子３０の側面３０ｃおよび波長変換部材２１の側面２１ｃを覆い、電極３１を露出させた樹脂部材５２が得られる。以降、第１の実施形態と同様の方法によって、発光モジュール１０３を製造することができる。

発光モジュール１０３によれば、樹脂部材と封止部材とを一体的に形成できるため、製造工程数を減らし、製造コストを低減することが可能である。

（他の実施形態）
［樹脂部材の他の形態］
本開示の発光モジュールには種々の改変が可能である。第１の実施形態の発光モジュール１０１では、樹脂部材５０は、波長変換部材２０を保持するための貫通穴５０ｈを備えていたが、樹脂部材は凹部を備えていてもよい。図８に示す発光モジュール１０４は、複数の凹部５３ｈを有する樹脂部材５３を備えている。樹脂部材５３は板状の部材であり、第２主面５３ｂに複数の凹部５３ｈを有している。本形態は、第１の実施形態において、樹脂部材が透光性を有する場合および光反射性を有する場合に好適に組み合わせることができる。

波長変換部材２０は、樹脂部材５３の凹部５３ｈに配置されており、樹脂部材５３によって側面２０ｃおよび第１主面２０ａが覆われている。波長変換部材２０のうち、樹脂部材５３に覆われていない第２主面２０ｂには発光素子３０が接続されている。

発光モジュール１０４によれば、樹脂部材５３の複数の凹部５３ｈに、波長変換部材２０の未硬化材料を充填し、余分な材料をスキージ等で除去した後、波長変換部材２０の材料を硬化させることによって、波長変換部材２０および樹脂部材５３を含む複合体６３が形成可能である。よって、複合体６３の作製がより容易となる。

［区分部材を有する形態］
発光モジュールは単位発光領域を画定する区分部材を備えていてもよい。図９に示す発光モジュール１０５は、複数の発光素子のそれぞれを区画する区分部材５４ｘ、５４ｙを備えている点で発光モジュール１０３と異なる。図１０は発光モジュール１０５の導光板の下面図である。発光モジュール１０５において、導光板１０は、第２主面１０ｂに区分部材５４ｘ、５４ｙを配置するための複数の溝１３ｘおよび複数の溝１３ｙを有している。第２主面１０ｂにおいて、溝１３ｘはｘ方向に伸びており、ｘ方向に配列された凹部１２Ａおよび凹部１２Ｂの複数の行の間に配置されている。また、溝１３ｙはｙ方向に伸びており、ｙ方向に配列された凹部１２Ａおよび凹部１２Ｂの複数の列の間に配置されている。溝１３ｘおよび溝１３ｙは交差しており、溝１３ｘおよび溝１３ｙによって、各凹部１２Ａまたは凹部１２Ｂは囲まれており、溝１３ｘおよび溝１３ｙに囲まれた領域が、発光モジュール１０５の発光単位領域を構成する。

区分部材５４ｘ、５４ｙは、第２主面１０ｂに配置された複数の溝１３ｘ、１３ｙに対応した構成を有する。つまり、発光モジュール１０５は、第２主面１０ｂから導光板１０の内部に埋設された複数の区分部材５４ｘおよび複数の区分部材５４ｙを備えている。区分部材５４ｘはｘ方向に伸びており、ｘ方向に配列された凹部１２Ａおよび凹部１２Ｂの複数の行の間に配置されている。また、区分部材５４ｙはｙ方向に伸びており、ｙ方向に配列された凹部１２Ａおよび凹部１２Ｂの複数の列の間に配置されている。区分部材５４ｘおよび区分部材５４ｙによって、各凹部１２Ａまたは凹部１２Ｂは囲まれており、区分部材５４ｘおよび区分部材５４ｙに囲まれた領域が、発光モジュール１０５の発光単位領域を構成する。

区分部材５４ｘ、５４ｙは、光反射性の材料によって形成されており、樹脂部材５４と接続されることによって、樹脂部材５４と一体的に成形することができる。

図１１Ａから図１１Ｃを参照しながら、発光モジュール１０５の製造方法を説明する。図１１Ａに示すように、第１主面１０ａに複数の光学機能部１１Ａ、１１Ｂが設けられ、第２主面１０ｂに複数の凹部１２Ａ、１２Ｂおよび複数の溝１３ｘ、１３ｙが設けられた導光板１０を用意する。

次に、第２主面１０ｂの凹部１２Ａ、１２Ｂの開口１２Ａｂ、１２Ｂｂを覆うように波長変換部材２１を第２主面１０ｂに配置する。さらに図１１Ｂに示すように、複数の発光素子３０を複数の波長変換部材２０にそれぞれ接合する。

図１１Ｃに示すように、波長変換部材２１の全体および発光素子３０の全体を覆った樹脂部材５４’を導光板１０の第２主面１０ｂ上に形成する。導光板１０の複数の溝１３ｘ、１３ｙを埋め込み、かつ、複数の波長変換部材２１の全体および発光素子３０の全体を埋め込んで、樹脂部材の未硬化の材料を導光板１０の第２主面１０ｂ上に配置し、硬化させる。これにより、発光素子３０の全体および波長変換部材２１の全体が樹脂部材５４’で覆われる。また、複数の溝１３ｘ、１３ｙ内に、区分部材５４ｘ、５４ｙが形成される。樹脂部材５４’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。

次に、同様にして、樹脂部材５４’を第２主面５４’ｂから研磨または研削して、発光素子３０の電極３１を露出させることによって、図１１Ｄに示すように、発光素子３０の側面３０ｃおよび波長変換部材２１の側面２１ｃを覆い、電極３１を露出させた樹脂部材５４が得られる。以降、第１の実施形態と同様の方法によって、発光モジュール１０５を製造することができる。

発光モジュール１０５によれば、区分部材５４ｘ、５４ｙを備えることによって、各発光素子３０から出射した光は、発光素子３０に対応した凹部１２Ａまたは１２Ｂを囲む区分部材５４ｘ、５４ｙによって反射し第１主面１０ａから出射する。発光モジュール１０５を部分駆動した場合において、明暗のコントラストを高めることでき、コントラストの高い画像表示が可能な液晶表示装置１０００を実現することが可能となる。

本形態は、区分部材を樹脂部材と一体的に成形する場合、つまり、第２の実施形態において、樹脂部材が光反射性を有する場合に好適に用いられる。しかし、区分部材と樹脂部材と別の部材として備えるのであれば、第１の実施形態および第２の実施形態において樹脂部材が透光性を有する場合にも用いることができる。具体的には、第２主面１０ｂに複数の溝１３ｘ、１３ｙを有する導光板を用意し、樹脂部材を接合または形成するまでに、上述した方法によって、複数の溝１３ｘ、１３ｙ内に区分部材５４ｘ、５４ｙを形成すればよい。

［透光性低屈折率部材を有する形態］
これまでの実施形態では、導光板１０の第２主面１０ｂに形成された凹部１２Ａ、１２Ｂは空洞である。しかし、凹部１２Ａ、１２Ｂの全部または一部は導光板１０の材料よりも屈折率が小さい透光性低屈折率部材で満たされていてもよい。

図１２に示す発光モジュール１０６は、凹部１２Ａ、１２Ｂに充填された、導光板１０よりも屈折率の小さい透光性低屈折率部材１４をさらに備える。また、図１３に示す発光モジュール１０７は、凹部１２Ａ、１２Ｂのそれぞれ一部に充填された、導光板１０よりも屈折率の小さい透光性低屈折率部材１５をさらに備え、凹部１２Ａ、１２Ｂの他の部分は空洞である。言い換えれば、凹部１２Ａ、１２Ｂにおいて、透光性低屈折率部材１５と、波長変換部材２０との間に空隙が設けられている。

透光性低屈折率部材１４、１５は、発光素子３０から出射する光に対して透光性を有しており、導光板１０よりも小さい屈折率を有している。透光性低屈折率部材１４、１５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。例えば、ポリカーボネート製の導光板１０を用いる場合、シリコーン樹脂等を好適に用いることができる。

透光性低屈折率部材１４、１５は、上述した樹脂に含有された散乱材をさらに含んでいてもよい。散乱材としては、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛などが挙げられる。透光性低屈折率部材１４、１５は、これらの散乱材のうちの１種、または、２種以上を含んでいてもよい。また、散乱材として、白色顔料を含んでいてもよい。例えば、白色顔料として、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム、珪酸カルシウム、珪酸マグネシウム、チタン酸バリウム、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウムなどが挙げられる。透光性低屈折率部材１４、１５は、これらの白色顔料のうちの１種、または２種以上を含んでいてもよい。

発光モジュール１０６、１０７は導光板１０を用意し、凹部１２Ａ、１２Ｂの底から所定の高さで、透光性低屈折率部材の材料を充填し、硬化させることによって、透光性低屈折率部材１４、１５が凹部１２Ａ、１２Ｂに配置された導光板１０を用意することができる。

このような透光性低屈折率部材１４、１５が凹部１２Ａ、１２Ｂに設けられていても、発光素子３０から出射した光は、凹部１２から導光板１０へ入射する際、低屈折率の領域から高屈折率の領域を透過することになるため、凹部１２と導光板１０との界面において全反射が生じず、発光モジュール１０６、１０７の光取り出し効率を向上させることが可能となる。

本形態は、第１の実施形態および第２の実施形態において、樹脂部材が透光性を有する場合および光反射性を有する場合の、いずれにも用いることができる。特に発光モジュール１０７のように、凹部１２Ａ、１２Ｂの全部に透光性低屈折率部材１４が満たされている場合、透光性低屈折率部材１４が波長変換部材２０を支持することができるため、樹脂部材として樹脂層を用い、第２の実施形態の製造方法で発光モジュールを製造する場合、平面視において、凹部１２Ａ、１２Ｂよりも小さい波長変換部材２０を用いることが可能である。

［光学機能部の配置の他の形態］
上記実施形態では、発光モジュールは、２種類の光学機能部が配列された導光板を備えていた。しかし、導光板には１種類の光学機能部のみが設けられていてもよい。図１４Ａはこのような形態の発光モジュール１０８の模式的上面図であり、図１４Ｂは、発光モジュール１０８の図１４Ａの２Ｂ−２Ｂ線における模式的断面図である。発光モジュール１０８は、導光板１０の第１主面１０ａ上において、２次元に配列された複数の光学機能部１１Ｂのみを備えている。また導光板１０の第２主面１０ｂにおいて、複数の凹部（第２凹部）１２Ｂのみを有している。

この他、発光モジュールは、光学機能部１１Ａと凹部１２Ａとのみを備えていてもよいし、光学機能部１１Ａ、１１Ｂは備えておらず、複数の凹部１２Ａのみ、または、複数の凹部１２Ｂのみを備えていてもよい。

本開示の発光モジュールは、種々の面光源に利用可能であり、例えば、液晶表示装置のバックライトとして利用することができる。

１０ 導光板
１０ａ 第１主面
１０ｂ 第２主面
１１Ａ 光学機能部
１１Ｂ 光学機能部
１２、１２Ａ、１２Ｂ 凹部
１２Ａｂ、１２Ｂｂ 開口
１３ｘ、１３ｙ 溝
１４、１５ 透光性低屈折率部材
２０、２１ 波長変換部材
３０ 発光素子
３０ａ 主発光面
３０ｂ 電極形成面
３１ 電極
３５ 透光性接合部材
４０ 封止部材
５０〜５４ 樹脂部材
６０、６１、６３ 複合体
１０１〜１０７ 発光モジュール
１１１ レンズシート
１１２ レンズシート
１１３ 拡散シート
１２０ 液晶パネル
２００ 配線基板
２０１ 配線
２１０ 基材
２１２ 配線層
２１３ 導電性部材
１０００ 液晶表示装置

Claims (25)

1. 主発光面を有する複数の発光素子と、
   前記複数の発光素子の主発光面にそれぞれ配置された複数の波長変換部材と、
   前記複数の波長変換部材間に配置され、前記波長変換部材の側面を覆う樹脂部材と、
   第１主面および第２主面を有し、前記第２主面が前記樹脂部材および前記複数の波長変換部材と対向するように前記樹脂部材および前記複数の波長変換部材上に配置された導光板であって、前記複数の波長変換部材上の前記第２主面に位置する複数の凹部を有する導光板と、
   を備え、
   各波長変換部材は、対応する前記複数の凹部の１つの外側に位置している、発光モジュール。
2. 前記樹脂部材は、透光性を有する請求項１に記載の発光モジュール。
3. 前記樹脂部材は、光反射性を有する請求項１に記載の発光モジュール。
4. 前記複数の凹部は空洞である請求項１から３のいずれか一項に記載の発光モジュール。
5. 前記複数の凹部に充填された、前記導光板よりも屈折率の小さい透光性低屈折率部材をさらに備える、請求項１から３のいずれか一項に記載の発光モジュール。
6. 前記複数の凹部のそれぞれ一部に充填された、前記導光板よりも屈折率の小さい透光性低屈折率部材をさらに備え、前記複数の凹部の他の部分は空洞である、請求項１から４のいずれか一項に記載の発光モジュール。
7. 平面視において、前記凹部よりも前記波長変換部材は大きい請求項４から６のいずれか一項に記載の発光モジュール。
8. 平面視において、前記凹部よりも前記波長変換部材は小さい請求項５または６に記載の発光モジュール。
9. 前記波長変換部材は、前記導光板の第２主面と対向する第１主面を有し、
   前記樹脂部材は、前記波長変換部材の前記第１主面をさらに覆っている、請求項１から８のいずれか一項に記載の発光モジュール。
10. 前記複数の凹部は、複数の第１凹部および複数の第２凹部を含み、少なくとも前記第１凹部の底と前記第２凹部の底は異なる形状を有している、請求項１から９のいずれか一項に記載の発光モジュール。
11. 前記第１凹部の底は、第１主面側に凸である形状を有し、前記第２凹部の底は、第２主面側に凸である形状を有する請求項１０に記載の発光モジュール。
12. 前記導光板は、第１主面の、前記第２主面の凹部に対応する位置に配置された複数の光学機能部をさらに有する請求項１から１１のいずれか一項に記載の発光モジュール。
13. 前記複数の光学機能部の光軸は、前記第２主面の複数の凹部の光軸と略一致している、請求項１２に記載の発光モジュール。
14. 第１主面および第２主面と、前記第２主面に設けられた複数の凹部とを有する導光板を用意する工程と、
    前記複数の凹部の開口にそれぞれ位置する複数の波長変換部材と、前記複数の波長変換部材の側面を覆うように前記複数の波長変換部材間に配置された樹脂部材とを含む複合体を前記導光板の前記第２主面に配置する工程と、
    を含み、
    各波長変換部材は、対応する前記複数の凹部の１つの外側に位置している、発光モジュールの製造方法。
15. 前記複数の凹部は空洞である請求項１４に記載の発光モジュールの製造方法。
16. 前記導光板を用意する工程の後に、前記複数の凹部のそれぞれの一部に、前記導光板よりも屈折率の小さい透光性低屈折率部材を配置する工程をさらに含む、請求項１４に記載の発光モジュールの製造方法。
17. 前記導光板を用意する工程の後に、前記複数の凹部のそれぞれに、前記導光板よりも屈折率の小さい透光性低屈折率部材を配置する工程をさらに含む、請求項１４に記載の発光モジュールの製造方法。
18. 前記樹脂部材は樹脂板であり、
    前記複合体を配置する工程は、
    複数の貫通穴または凹部を有する樹脂板を用意し、前記複数の貫通穴または前記複数の凹部に前記複数の波長変換部材をそれぞれ配置し、前記複合体を形成する工程と、
    前記複合体を前記導光板の前記第２主面に接合する工程と、
    を含む請求項１５から１７のいずれか一項に記載の発光モジュールの製造方法。
19. 前記複合体を形成する工程は、主発光面を有する複数の発光素子を、前記主発光面が対向するように前記複数の波長変換部材にそれぞれ接合する工程をさらに含む請求項１８に記載の発光モジュールの製造方法。
20. 前記樹脂板は、透光性を有する請求項１９に記載の発光モジュールの製造方法。
21. 前記樹脂板は、光反射性を有する請求項１９に記載の発光モジュールの製造方法。
22. 前記樹脂部材は樹脂層であり、
    前記複合体を配置する工程は、
    前記複数の凹部の開口を塞ぐように、前記複数の波長変換部材をそれぞれ配置する工程と、
    前記複数の波長変換部材の側面を覆うように、前記導光板の第２主面上に前記樹脂層を形成する工程と、
    を含む請求項１５または１６に記載の発光モジュールの製造方法。
23. 前記樹脂部材は樹脂層であり、
    前記複合体を配置する工程は、
    前記複数の凹部に充填された透光性低屈折率部材上に前記複数の波長変換部材をそれぞれ接合する工程と、
    前記複数の波長変換部材の側面を覆うように、前記導光板の第２主面上に前記樹脂層を配置する工程と、
    を含む請求項１７に記載の発光モジュールの製造方法。
24. 前記樹脂層は、透光性を有する請求項２２または２３に記載の発光モジュールの製造方法。
25. 前記樹脂層は、光反射性を有する請求項２２または２３に記載の発光モジュールの製造方法。

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