JP6852822B2 - 発光モジュール及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、発光モジュール及びその製造方法に関する。

発光ダイオード等の発光素子と、導光板とを組み合わせた発光モジュールは、例えば液晶ディスプレイのバックライト等の面光源に広く利用されている。例えば、特許文献１には、複数の光源を搭載した基板に対して、複数の貫通孔が形成された導光板を接合することで、貫通孔内に光源を配置する構成が開示されている。

特開２０１１−２１１０８５号公報

本発明は、導光板に対して発光装置を高い位置精度で配置できる発光モジュール及びその製造方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様によれば、発光モジュールは、第１面と、前記第１面の反対側の第２面と、前記第１面と前記第２面との間を貫通する貫通部とを有する導光板と、前記貫通部の前記第２面側に配置された発光装置と、前記貫通部内における前記第１面側であって前記発光装置の上、および前記発光装置と前記貫通部の側壁との間に設けられた光透過性部材と、前記発光装置の上面と前記光透過性部材との間に設けられ、前記発光装置の前記上面に接する第１光反射性部材と、を備え、前記光透過性部材の上面に凹部が設けられている。
また、本発明の他の一態様によれば、発光モジュールは、第１面と、前記第１面の反対側の第２面と、前記第１面と前記第２面との間を貫通する貫通部と、前記第２面との間に鈍角を形成した傾斜面とを有する導光板と、前記貫通部の前記第２面側に配置された発光装置と、前記貫通部内における前記第１面側であって前記発光装置の上、および前記発光装置と前記貫通部の側壁との間に設けられた光透過性部材と、前記発光装置の上面と前記光透過性部材との間に設けられ、前記発光装置の前記上面に接する第１光反射性部材と、前記第２面と前記傾斜面に設けられた第４光反射性部材と、を備えている。
また、本発明のさらに他の一態様によれば、発光モジュールは、第１面と、前記第１面の反対側の第２面と、前記第１面と前記第２面との間を貫通する貫通部と、前記第２面との間に鈍角を形成した傾斜面とを有する導光板と、前記貫通部の前記第２面側に配置された発光装置と、前記貫通部内における前記第１面側であって前記発光装置の上、および前記発光装置と前記貫通部の側壁との間に設けられた光透過性部材と、前記発光装置の上面と前記光透過性部材との間に設けられ、前記発光装置の前記上面に接する第１光反射性部材と、を備え、前記傾斜面は空気に接している。
また、本発明のさらに他の一態様によれば、発光モジュールの製造方法は、第１面と、前記第１面の反対側の第２面とを有する導光板の前記第２面に光反射性部材を形成し、前記光反射性部材も貫通するように前記第１面と前記第２面との間を貫通する貫通孔を前記導光板に形成する工程と、前記導光板の前記第２面側をシートに貼り付け、前記貫通孔の前記第２面側の開口を前記シートで閉塞する工程と、電極部を有する発光装置を前記貫通孔に配置し、前記電極部を前記貫通孔の前記開口を閉塞する前記シート上に貼り付ける工程と、前記貫通孔内における前記発光装置の上、および前記発光装置と前記貫通孔の側壁との間に光透過性部材を形成し、前記光透過性部材によって前記発光装置を前記導光板に固定する工程と、前記発光装置が固定された前記導光板と、前記シートとを分離し、前記発光装置の前記電極部を前記第２面側に露出させる工程と、を備えている。
また、本発明のさらに他の一態様によれば、発光モジュールの製造方法は、第１面と、前記第１面の反対側の第２面とを有し、前記第１面と前記第２面との間を貫通する貫通孔を有する導光板を準備する工程と、前記導光板の前記第２面側をシートに貼り付け、前記貫通孔の前記第２面側の開口を前記シートで閉塞する工程と、電極部を有する発光装置を前記貫通孔に配置し、前記電極部を前記貫通孔の前記開口を閉塞する前記シート上に貼り付ける工程と、前記貫通孔内における前記発光装置の上、および前記発光装置と前記貫通孔の側壁との間に光透過性部材を形成し、前記光透過性部材によって前記発光装置を前記導光板に固定する工程と、前記発光装置が固定された前記導光板と、前記シートとを分離し、前記発光装置の前記電極部を前記第２面側に露出させる工程と、を備えている。

本発明の一態様によれば、導光板に対して発光装置を高い位置精度で配置できる発光モジュール及びその製造方法を提供することができる。

一実施形態の発光モジュールの模式断面図である。 一実施形態の発光モジュールの模式断面図である。 一実施形態の発光モジュールの製造方法を示す模式断面図である。 一実施形態の発光モジュールの製造方法を示す模式断面図である。 一実施形態の発光モジュールの製造方法を示す模式断面図である。 一実施形態の発光モジュールの製造方法を示す模式断面図である。 一実施形態の発光モジュールの製造方法を示す模式断面図である。 一実施形態の発光モジュールの製造方法を示す模式断面図である。 一実施形態の発光モジュールの製造方法を示す模式断面図である。 一実施形態の発光モジュールの製造方法を示す模式断面図である。 一実施形態の発光モジュールの製造方法を示す模式断面図である。 一実施形態の発光モジュールの製造方法を示す模式斜視図である。 一実施形態の発光モジュールの製造方法を示す模式断面図である。 他の実施形態の発光モジュールの模式断面図である。 他の実施形態の発光モジュールの製造方法を示す模式断面図である。 他の実施形態の発光モジュールの製造方法を示す模式断面図である。 さらに他の実施形態の発光モジュールの模式断面図である。 さらに他の実施形態の発光モジュールの模式断面図である。 さらに他の実施形態の発光モジュールの模式断面図である。 さらに他の実施形態の発光モジュールの模式断面図である。 さらに他の実施形態の発光モジュールの模式断面図である。 さらに他の実施形態の発光モジュールの模式断面図である。 さらに他の実施形態の発光モジュールの模式断面図である。 さらに他の実施形態の発光モジュールの模式断面図である。 さらに他の実施形態の発光装置の模式断面図である。 さらに他の実施形態の発光装置の模式断面図である。 さらに他の実施形態の発光装置の模式断面図である。 一実施形態の発光モジュールの模式平面図である。 実施形態の液晶ディスプレイの構成を示す分解斜視図である。

以下、図面を参照し、実施形態について説明する。なお、各図面中、同じ要素には同じ符号を付している。

図１は、本発明の一実施形態の発光モジュールの模式断面図である。図１は、導光板１０に形成された貫通部１５の中心軸を通る位置で切断した断面を表す。

実施形態の発光モジュールは、導光板１０と、発光装置２０と、光透過性部材３０とを有する。

導光板１０は、発光装置２０が発する光に対する透過性を有する。導光板１０の材料としては、例えば、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、エポキシ若しくはシリコーン等の熱硬化性樹脂、又はガラスなどを用いることができる。導光板１０の厚さは、１００μｍ以上１０００μｍが好ましく、さらに、２００μｍ以上８００μｍ以下が好ましい。

導光板１０は、発光面となる第１面１１と、第１面１１の反対側の第２面１２とを有する。さらに、導光板１０は、第１面１１と第２面１２との間を貫通する貫通部１５を有する。

発光装置２０は、発光素子２１と光透過性部材として蛍光体層２２を有する。蛍光体層２２は、発光素子２１の上面に配置されている。蛍光体層２２は、発光素子２１の上面と接していてもよく、あるいは、接着剤等によって接合されていてもよい。発光素子２１は、半導体積層体を有する。半導体積層体は、例えば、Ｉｎ_ｘＡｌ_ｙＧａ_{１−ｘ−ｙ}Ｎ（０≦ｘ、０≦ｙ、ｘ＋ｙ≦１）を含み、青色光を発光することができる。

蛍光体層２２は、母材と、母材に分散された蛍光体とを有する。蛍光体層２２の母材の材料として、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ガラスなどを用いることができる。蛍光体は、発光素子２１が発する光によって励起され、発光素子２１が発する光の波長とは異なる波長の光を発する波長変換物質である。例えば、蛍光体として、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）、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）などの窒化物蛍光体、ＫＳＦ系蛍光体（Ｋ_２ＳｉＦ_６：Ｍｎ）又はＭＧＦ系蛍光体（３．５ＭｇＯ・０．５ＭｇＦ_２・ＧｅＯ_２：Ｍｎ）等のフッ化物系蛍光体、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）などを用いることができる。蛍光体層２２は、複数種類の蛍光体を含んでいてもよい。また、上記蛍光体を複数積層させてもよい。

発光素子２１の側面には、第２光反射性部材２４が設けられている。発光素子２１の上面の反対側には、正負の一対の素子電極が設けられている。素子電極は、半導体層とオーミック接触するオーミック電極と、さらにオーミック電極に接続される柱状の電極（ポスト電極２６）とを備えてもよい。ポスト電極２６の下面および第２光反射性部材２４の下面には、導電膜２７が設けられている。以下、ポスト電極２６を備える発光素子２１について説明するが、ポスト電極２６は省略可能であり、その場合は、ポスト電極２６を素子電極として置き換えることができる。

ポスト電極２６は、導電膜２７に接続している。ポスト電極２６は発光素子２１の下面に設けられ、導電膜２７はポスト電極２６から、発光素子２１の下面（側面）よりも外側の領域に延在している。ポスト電極２６および導電膜２７は、発光装置２０の電極部２５として機能する。なお、導電膜２７は、ポスト電極２６の下面のみを被覆していてもよい。さらに、導電膜２７を備えない発光装置としてもよい。

第２光反射性部材２４は、発光素子２１の側方における導電膜２７と蛍光体層２２との間に設けられている。第２光反射性部材２４は、発光素子２１の側面を直接的又は間接的に被覆している。例えば、蛍光体層２２と発光素子２１を接続するための接着剤等が、発光素子２１の側面に配置されていてもよい。そして、その接着剤を介して発光素子２１の側面を第２光反射性部材２４で被覆してもよい。第２光反射性部材２４は、発光素子２１の下面における一対のポスト電極２６の間にも設けられている。つまり、発光素子２１の半導体積層体の下面の少なくとも一部が、第２光反射性部材２４で被覆されている。

発光装置２０は、導光板１０の貫通部１５における第２面１２側に配置されている。すなわち、発光装置２０は、第１面１１よりも第２面１２に近い位置に配置されている。発光素子２１は蛍光体層２２よりも第２面１２に近い側に位置し、蛍光体層２２は発光素子２１よりも第１面１１に近い側に位置する。

導光板１０の貫通部１５内には、光透過性部材３０が設けられている。光透過性部材３０は、発光装置２０が発する光に対する透過性を有し、例えば、導光板１０の材料と同じ樹脂、または導光板１０の材料との屈折率差が小さい樹脂を用いることができる。または、光透過性部材３０の材料としてガラスを用いてもよい。

光透過性部材３０は、発光装置２０の上、および発光装置２０の側面と貫通部１５の側壁との間に設けられている。発光装置２０は、光透過性部材３０によって導光板１０に対して固定されている。発光装置２０の側面と光透過性部材３０との間、貫通部１５の側壁と光透過性部材３０との間、および発光装置２０の上面と光透過性部材３０との間には、空気層等の空間を形成しない。ただし、これに限らず、光透過性部材３０中に空気を含んでいてもよい。

光透過性部材３０の上面には、凹部３１を設けることができる。凹部３１は、円錐又は角錐等の錐体状、円錐台又は角錐台等の錐台状に窪んだ凹部とすることができる。あるいは、三角柱状又は半円柱状等、平面視において一方向にのみ光を屈折可能な形状に窪んだ凹部とすることができる。凹部３１の開口径は、貫通部１５の開口径と等しい径とすることができる。あるいは、凹部３１の開口径は、貫通部１５の開口径よりも小さい径とすることができる。また、凹部３１の中心は、平面視において貫通部１５の中心と一致することができる。さらに、凹部３１の中心は、平面視において発光装置２０の中心と一致することができる。あるいは、貫通部１５の位置によっては、凹部３１の中心は、平面視においては貫通部１５の中心と一致していなくてもよく、又は、発光装置２０の中心と一致していなくてもよい。図１に示す例では、断面Ｖ字状の凹部３１が設けられている。すなわち、光透過性部材３０の上面に、第１面１１に対して傾斜した傾斜面が設けられている。この傾斜面において光透過性部材３０と空気との界面における光の反射、屈折が生じることにより、発光装置２０の直上領域における輝度の集中を抑えることができる。または、光透過性部材３０の上面に曲面や凸部を設けることで、光の拡散や光取り出し効率の向上を図ってもよい。

発光装置２０の上面である蛍光体層２２の上面と、光透過性部材３０との間に、第１光反射性部材２３が設けられている。第１光反射性部材２３は、発光装置２０の上面（この例では蛍光体層２２の上面）に接し、発光装置２０の上面を直接覆っている。尚、第１光反射性部材２３は、発光装置２０の一部であってもよい。

導光板１０の第２面１２側における貫通部１５に配置された発光装置２０の周辺に、第３光反射性部材５０が設けられている。第３光反射性部材５０は、第２光反射性部材２４の側面に設けられ、蛍光体層２２の側面の少なくとも一部には設けられていない。蛍光体層２２の側面の一部もしくは全部は、光透過性部材３０によって覆われている。蛍光体層２２の側面の全部が、光透過性部材３０と接していることが好ましい。

導光板１０の第２面１２は、第１面１１と平行な平坦面と、傾斜面１３を内側面とする凹部と、を備える。なお、第２面１２と傾斜面１３との間の角部は曲率をもっていてもよい。また、第２面１２と傾斜面１３との間に直線部を含んでいてもよい。第２面１２と傾斜面１３（つまり凹部の内側面）には、第４光反射性部材４０が設けられている。第２面１２の傾斜面１３は、平面視において貫通孔を取り囲むように第２面１２に設けられた凹部の内側面である。導光板１０が貫通部１５を複数備える場合は、傾斜面１３は、例えば、図２に示すように、貫通部１５と、隣接する貫通部１５との間に配置される凹部の内側面である。導光板１０が貫通部１５を複数備える場合は、第２面１２の凹部は格子状に配置され、各格子で囲まれた領域に１つの貫通部１５を備える。なお、導光板１０の第２面１２は、傾斜面１３を備えていなくてもよい。つまり、第２面１２は平坦な面であってもよい。また、第２面１２は、平坦な面を備えず、傾斜面のみであってもよい。つまり、貫通部１５と傾斜面１３とが接していてもよい。

第１光反射性部材２３、第２光反射性部材２４、第３光反射性部材５０、および第４光反射性部材４０は、例えば、光反射材（または光散乱材）を含む白樹脂とすることができる。第１光反射性部材２３、第２光反射性部材２４、第３光反射性部材５０、および第４光反射性部材４０は、例えば、光反射材（または光散乱材）としてＴｉＯ_２、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＺｎＯ等の微粒子を含むシリコーン樹脂またはエポキシ樹脂である。第１光反射性部材２３及び第４光反射性部材４０は、光反射性の金属や、誘電体膜（誘電体シート）等を用いることもできる。また、第１光反射性部材２３及び第４光反射性部材４０として用いる場合、上述の白樹脂で構成される樹脂シートのほかに、気泡を含むことで白色に視認される樹脂シートを用いることができる。

第１光反射性部材２３は、発光装置２０の真上方向へ出射された光の一部を下方や横方向に反射させ、他の一部を透過させる。これにより、発光モジュールの発光面において、発光装置２０の真上付近が他の領域に比べて明るくなりすぎるのを抑えることができる。

蛍光体から下方に向かって出射した光や、発光素子２１から横方向および下方に向かって出射した光は、第２光反射性部材２４および第３光反射性部材５０によって上方へと反射され、発光面である第１面１１から取り出される光の輝度を向上できる。

また、導光板１０の第２面１２および傾斜面１３に設けられた第４光反射性部材４０によって、導光板１０内を導光された光を第１面１１に向かって反射させ、第１面１１から取り出される光の輝度を向上できる。

第４光反射性部材４０の下面、第３光反射性部材５０の下面、および導電膜２７の下面は同一面上に配置され、それら第４光反射性部材４０の下面、第３光反射性部材５０の下面、および導電膜２７の下面に、金属を含む配線６１が設けられている。導電膜２７は配線６１に接続している。配線６１を介して、発光モジュールは配線基板に実装される。

図２に示すように、１つの導光板１０に、複数の貫通部１５を設け、複数の発光装置２０を配置してもよい。それぞれの貫通部１５に発光装置２０が配置され、それぞれの発光装置２０は光透過性部材３０によって導光板１０に固定される。このような構成は、輝度ムラの小さい広い面光源を実現する。

次に、図３Ａ〜図８Ｂを参照して、一実施形態の発光モジュールの製造方法について説明する。

まず、図３Ａに示すように、導光板１０を準備する。導光板１０には、第１面１１と、第１面１１の反対側の第２面１２と、第２面１２との間に鈍角を形成した傾斜面１３を内側面とする凹部とが形成されている。この凹部は、平面視において格子状に形成されている。このような導光板１０は、例えば、平板状の透光部材を購入又は射出成形等で形成し、加工器具をもちいて凹部を形成することで準備することができる。あるいは、あらかじめ凹部を備えた導光板を購入することで準備してもよく、射出成形等により凹部を備えた導光板を形成して準備してもよい。

次に、図３Ｂに示すように、導光板１０の第２面１２（平坦面および凹部の内側面である傾斜面１３）に、第４光反射性部材４０を形成する。第４光反射性部材４０が白色の樹脂材料の場合、形成方法としては、液状又はペースト状の光反射性樹脂を印刷、スプレー、圧縮成形、トランスファモールド等で形成し、硬化する方法が挙げられる。あるいは、別途成形した光反射性のシートを貼り付けてもよい。また、第４光反射性部材４０が金属の場合は、金属箔の貼付けや、スパッタ、蒸着、ペーストの印刷等が挙げられる。第４光反射性部材４０が誘電体の場合は、誘電体シートの貼付け、スパッタによる形成等が挙げられる。

第４光反射性部材４０を形成した後、図４Ａに示すように、第４光反射性部材４０も貫通するように、第１面１１と第２面１２との間を貫通する複数の貫通孔１５’を導光板１０に形成する。図８Ａは、複数の貫通孔１５’が形成された導光板１０を第１面１１側から見た斜視図である。図４Ａは、図８ＡにおけるIVA-IVA線断面図である。図８Ａに示す例では、貫通孔１５’の平面形状は円形とすることができ、あるいは、三角形、四角形等の角形であってもよい。角形の場合は、角部が曲面又は面取りした形状であってもよい。

例えば、ドリル加工や打抜き加工などの機械的加工によって、貫通孔１５’を形成することができる。または、エッチングやレーザーで貫通孔１５’を形成してもよい。機械的加工の場合、図８Ｂに示すように、貫通孔１５’の端の角が丸み（曲率）をもつことがある。また、機械的加工の場合、貫通孔１５’の内壁に凹凸が形成されることがある。

貫通孔１５’を形成した後、図４Ｂに示すように、導光板１０の第２面１２側をシート１００に貼り付ける。この例では、第４光反射性部材４０の表面がシート１００に貼り付けられる。貫通孔１５’の第２面１２側の開口はシート１００で閉塞される。シート１００の一部が貫通孔１５’の底面を形成する。

前述した発光装置２０は、図５Ａに示すように、貫通孔１５’に配置される。詳細には、発光装置２０において図１に示す電極部２５を構成する導電膜２７が、貫通孔１５’の第２面１２側の開口を閉塞するシート１００上に貼り付けられる。発光装置２０の側面と、貫通孔１５’の側壁との間には隙間が存在する。

発光装置２０を貫通孔１５’に配置した後、図５Ｂに示すように、貫通孔１５’内に液状の樹脂３０’を供給する。樹脂３０’の供給方法としては、ポッティング、スプレー、ディスペンス、ジェットディスペンス、印刷等が挙げられる。樹脂３０’は、例えばＴｉＯ_２、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＺｎＯ等の微粒子の光反射材を含む。

そして、遠心法により、樹脂３０’に含まれる光反射材を、発光装置２０の上面、および貫通孔１５’の第２面１２側の開口を閉塞するシート１００上に沈降させる。シート１００上に沈降する光反射材は蛍光体層２２よりも下方の領域に沈降する。

光反射材の沈降により、図６Ａに示すように、発光装置２０の蛍光体層２２の上面上に第１光反射性部材２３が形成され、発光装置２０の第２面１２側の周辺に第３光反射性部材５０が形成される。

光反射材を沈降させた後、樹脂３０’を硬化させる。例えば、１５０℃前後の温度で樹脂３０’を熱硬化させる。シート１００は、このときの温度に対する耐熱性を有する。

樹脂３０’の硬化により、貫通孔１５’内における発光装置２０の上、および発光装置２０と貫通孔１５’の側壁との間に光透過性部材３０が形成され、この光透過性部材３０によって発光装置２０は導光板１０に固定される。

光透過性部材３０の上面は例えば成形型で押圧され、図６Ｂに示すように、光透過性部材３０の上面に凹部３１が形成される。また、凹部３１は、硬化により光透過性部材３０の体積を減少させることや表面張力を利用して貫通孔１５’の内側面に樹脂３０’を這い上がらせることで形成することもできる。

この後、発光装置２０が固定された導光板１０と、シート１００とを分離し、図７に示すように、発光装置２０の電極部２５を構成する導電膜２７が第２面１２側に露出する。その露出した導電膜２７に接続するように、図１に示す配線６１が第２面１２側に形成される。

実施形態によれば、第２面１２に第４光反射性部材４０を形成した後に、貫通孔１５’を形成し、その貫通孔１５’に発光装置２０を配置するので、発光装置２０の電極部２５が第４光反射性部材４０で覆われない。また、発光装置２０の電極部２５をシート１００に貼り付けた後に、貫通孔１５’内に樹脂３０’を供給するので、発光装置２０の電極面は樹脂３０’で覆われない。この例では導電膜２７の下面がシート１００と接しているため樹脂３０‘で覆われない。そして、樹脂３０’を硬化させた後、シート１００を剥離することで、発光装置２０の電極面が露出する。したがって、発光装置２０の電極面を覆う第４光反射性部材４０や樹脂３０’を除去する工程を不要とし、容易に電極面に配線６１を接続させることができる。

発光素子２１の下面に設けられたポスト電極２６から、発光素子２１の下面よりも外側の領域に延在させて導電膜２７を設けることで、発光装置２０の電極部２５と配線６１との接続が容易になり、信頼性の高い配線接続が行える。

特に複数の発光装置２０を配線基板に先に実装した構造体に対して、複数の貫通孔１５’が形成された導光板１０を貼り合わせることで、貫通孔１５’内に発光装置２０を配置する場合には、配線基板上における複数の発光装置２０の実装位置と、導光板１０における複数の貫通孔１５’の位置との間に高い精度が要求される。

これに対して、実施形態によれば、配線基板にではなく、導光板１０に発光装置２０を保持させ導光板１０と発光装置２０とを一体に構成するため、導光板１０に対して高い位置精度で発光装置２０を配置できる。これは、導光板１０の発光面内における輝度のムラを抑制する。

また、配線６１に対して、例えばフレキシブル配線板を貼り付けることで、配線板も含めたモジュール全体の薄型化が可能となる。このような発光モジュールは、例えば、液晶ディスプレイの直下型のバックライトに好適である。

図９は、他の実施形態の発光モジュールの模式断面図である。

導光板１０の凹部の傾斜面１３に第４光反射性部材４０は設けられず、凹部の傾斜面１３は第４光反射性部材４０と傾斜面１３との間に設けられた空気層７０に接している。導光板１０の材料の屈折率は、空気の屈折率よりも高い。ここでの屈折率は、発光装置２０が発する光に対する屈折率を表す。そのため、導光板１０内を導光された光を傾斜面１３で全反射させ、第１面１１に向かわせることができ、第１面１１から取り出される光の輝度を向上できる。

図９の構造を製造するにあたっては、図１０Ａに示すように、傾斜面１３を加工等により備える導光板１０の第２面１２をシート状の第４光反射性部材４０に貼り付けた後、第４光反射性部材４０も貫通するように導光板１０に貫通孔１５’を形成する。傾斜面１３と第４光反射性部材４０との間には空気層７０が介在される。シート状の第４光反射性部材４０としては、例えば、光反射材（または光散乱材）を含む白樹脂、または樹脂やセラミックスの多層膜、誘電体多層膜、金属等を用いることができる。

そして、図１０Ｂに示すように、第４光反射性部材４０をシート１００に貼り付ける。以降、貫通孔１５’に発光装置２０を配置し、前述した工程と同様の工程が続けられる。なお、図１０Ａおよび図１０Ｂは、他の図の模式断面図と同様に、複数の貫通孔１５’の中心を通るような断面を示している。

また、図１１に示すように、導光板１０の傾斜面１３に光透過性樹脂７１を設けてもよい。光透過性樹脂７１は、傾斜面１３と第４光反射性部材４０との間に設けられている。光透過性樹脂７１は、導光板より屈折率が小さい材料が適する。

また、導光板１０に傾斜面１３を形成せずに、図１２に示すように、導光板１０は平板状であってもよい。

また、導光板１０の第１面１１に、光を拡散させたり、光取り出し効率を向上させるための凹凸を形成してもよい。例えば図１３には、導光板１０の第１面１１に複数の凸部１６を形成した例を示す。複数の凸部１６は、例えば、貫通部１５の周囲に同心円状に形成されている。なお、凸部１６はドット状であってもよい。

例えば、発光装置２０からより遠い外周側の凸部１６の高さ及び幅は、発光装置２０により近い内周側の凸部１６の高さ及び幅よりも大きい。また、外周側の凸部１６の密度を内周側の凸部１６の密度よりも高くすることもできる。第１面１１には凸部１６に限らず、凹部を形成してもよい。

また、導光板１０の第２面１２に凹凸を形成してもよい。例えば図１４には、導光板１０の第２面１２に複数の凹部１７を形成した例を示す。第２面１２には凹部１７に限らず、凸部を形成してもよい。凹凸形状は断面視において曲面を有するものに限らず、連続する傾斜面からなる凹凸であってもよい。

図１５に示すように、配線６１を、発光モジュールの側面を構成する例えば第４光反射性部材４０の側面に形成してもよい。複数の発光モジュールが、互いの側面同士を隣接させて配列される場合、隣接する発光モジュールの側面に形成された配線６１同士を、直接または導電材料を介して接続することができる。

図１６に示すように、発光装置２０の周辺における導光板１０の第２面１２に蛍光体層１２２を設けてもよい。蛍光体層１２２で波長変換された光を導光板１０で面方向に拡散させることができ、導光板１０の面内における色ムラを抑制できる。

図１７に示すように、光透過性部材３０の上面の例えば断面Ｖ字状の凹部３１上に、光反射性部材７２を設けてもよい。光反射性部材７２は、発光装置２０が発する光の一部を反射させ、他の一部を透過させる。これにより、発光モジュールの発光面において、発光装置２０の真上付近が他の領域に比べて明るくなりすぎるのを抑えることができる。また、第１光反射性部材２３と光反射性部材７２との間に光透過性部材３０があることで、発光装置２０の真上付近が周辺よりも暗くなることを抑制することができる。

図１８は、さらに他の実施形態の発光モジュールの模式断面図である。

導光板１０の第２面１２に、接着シート９２を介して第４光反射性部材１４０が設けられている。接着シート９２は、例えばアクリル系の樹脂を用いることができる。第４光反射性部材１４０は、例えば、多数の気泡を形成させることで白色に視認されるポリエチレンテレフタレートなどを用いることができる。第４光反射性部材１４０の厚さは、３５μｍ以上３５０μｍ以下が好ましい。

光反射性部材１４０の下面は、接着シート９３を介して配線基板８０に接着されている。接着シート９３は、例えばアクリル系の樹脂を含む。配線基板８０は、絶縁基材８１と、配線層８２と、配線層８２と接続されたパッド８３とを有する。

発光装置２０は、発光素子２１と、発光素子２１の上面および側面を覆う蛍光体層２２とを有する。発光装置２０は貫通部１５に配置されている。貫通部１５内において、光透過性部材３０が、発光装置２０の上、および発光装置２０の側面と貫通部１５の側壁との間に設けられている。

発光装置２０の上面である蛍光体層２２の上面と、光透過性部材３０との間に、第１光反射性部材２３が設けられている。第１光反射性部材２３は、発光装置２０の上面（この例では蛍光体層２２の上面）に接し、発光装置２０の上面を直接覆っている。

発光素子２１の下面および蛍光体層２２の下面に光反射性部材１２４が設けられている。貫通部１５内における発光装置２０の周辺の配線基板８０の表面に、光反射性部材１５０が設けられている。光反射性部材１２４および光反射性部材１５０は、例えば、光反射材としてＴｉＯ_２、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＺｎＯ等の微粒子を含むシリコーン樹脂またはエポキシ樹脂である。

発光素子２１の電極２６は、接合部材（例えば、はんだ）９１を介して、配線基板８０のパッド８３に接合されている。

発光モジュールの光源として、上述のように蛍光体層２２等の光透過性部材を用いた発光装置に代えて、発光素子のみを用いることができる。また、図１９Ａに示すように、発光装置として、発光素子２１と、第１光反射性部材２３とを備える発光装置を用いることができる。この場合、第１光反射性部材２３は、発光素子２１の上面に配置される。

図１９Ｂに示すように、発光装置は、発光素子２１と、発光素子２１の上面および側面を覆う光透過性部材２９と、発光素子２１の下面および光透過性部材２９の下面を覆う光反射性部材１２４とを有する構成であってもよい。光透過性部材２９は、蛍光体を含む蛍光体層とすることができ、あるいは、蛍光体を含まない層とすることができる。第１光反射性部材２３は、光透過性部材２９の上面に配置される。

図１９Ｃに示すように、発光装置として、発光素子２１と、蛍光体層２２と、蛍光体を含まない光透過性部材１２９と、光反射性部材２４とを有する構成であってもよい。蛍光体層２２は、発光素子２１の上面を覆っている。発光素子２１は、接着部材２８を介して蛍光体層２２に接着されている。光反射性部材２４は、発光素子２１の側面、下面、および蛍光体層２２の側面を覆っている。光透過性部材１２９は、蛍光体層２２の上面に配置される。第１光反射性部材２３は、光透過性部材１２９の上面に配置される。

発光装置が蛍光体を含まない場合、導光板１０の第１面１１上に蛍光体シートを設けてもよい。

図２０は、実施形態の発光モジュールの発光面（導光板１０の第１面１１）側の模式平面図である。この平面視において、導光板１０の第１面１１は４つの角部を有する四角形状に形成され、発光装置２０も４つの角部を有する四角形状に形成されている。

平面視において、四角形の発光装置２０が、導光板１０の第１主面１１の四角形に対し、例えば４５度回転して配置され、第１面１１の角部を結ぶ対角線と、発光装置２０の側面（または辺部）とが交差している。例えば、導光板１０が正方形の場合は、発光装置２０の角部は、第１面１１の角部を結ぶ対角線上に位置していない。

平面視で四角形の発光装置２０において側面は角部よりも広い面積を有し、発光装置２０の側面から出射される光の輝度は、発光装置２０の対角方向に出射される光の輝度よりも高くなる傾向がある。

また、導光板１０の四角形の第１面１１において、発光装置２０が配置された中央部と第１面１１の角部との間の距離は、中央部と第１面１１の辺部との間の距離よりも長く、第１面１１の四隅に光が広がりにくい傾向がある。

図２０に示す実施形態によれば、第１面１１の角部を結ぶ対角線と、発光装置２０の側面（辺部）とが交差するように発光装置２０を導光板１０に対して配置して、発光装置２０の側面を第１面１１の角部に対向するように位置させることで、発光装置２０から出射した光を導光板１０の第１面１１の四隅に広げやすくすることができる。ただし、これに限らず、平面視が四角形の導光板１０と、平面視が四角形の発光装置２０とを用い、導光板１０の1つの辺と、発光装置２０の１つの辺とが平行になるように、発光装置２０を配置してもよい。

図２１は、実施形態の発光モジュール２００を備える液晶ディスプレイ１０００の構成を示す分解斜視図である。

この液晶ディスプレイ１０００は、上側から順に、液晶パネル１２０と、２枚のレンズシート１１０ａ、１１０ｂと、拡散シート１１０ｃと、発光モジュール２００とを備える。

発光モジュール２００は、前述した図１、図９、図１１〜図２０の構成、またはそれらを組み合わせた構成を有する。さらに、発光モジュール２００は、複数の貫通部１５、およびそれら貫通部１５に配置された複数の発光装置２０を備える。

液晶ディスプレイ１０００は、液晶パネル１２０の下方（裏側）にバックライトとして機能する発光モジュール２００を積層する、いわゆる直下型の液晶ディスプレイである。液晶ディスプレイ１０００は、発光モジュール２００から照射される光を、液晶パネル１２０に照射する。導光板１０の発光面である第１面１１に拡散シート１１０ｃが重ねられ、発光面内の輝度ムラを抑制できる。なお、液晶ディスプレイ１０００は、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等の部材を備えていてもよい。

以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。本発明の上述した実施形態を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての形態も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。

１０…導光板、１１…第１面、１２…第２面、１３…傾斜面、１５…貫通部、１５’…貫通孔、２０…発光装置、２１…発光素子、２２…蛍光体層、２３…第１光反射性部材、２４…第２光反射性部材、２５…電極部、２６…ポスト電極、２７…導電膜、３０…光透過性部材、３１…凹部、４０…第４光反射性部材、５０…第３光反射性部材、６１…配線、７０…空気層、１００…シート、１２０…液晶パネル、２００…発光モジュール、１０００…液晶ディスプレイ

Claims (14)

1. 第１面と、前記第１面の反対側の第２面と、前記第１面と前記第２面との間を貫通する貫通部とを有する導光板と、
   前記貫通部の前記第２面側に配置された発光装置と、
   前記貫通部内における前記第１面側であって前記発光装置の上、および前記発光装置と前記貫通部の側壁との間に設けられた光透過性部材と、
   前記発光装置の上面と前記光透過性部材との間に設けられ、前記発光装置の前記上面に接する第１光反射性部材と、
   を備え、
   前記光透過性部材の上面に凹部が設けられた発光モジュール。
2. 前記導光板は、前記第２面との間に鈍角を形成した傾斜面を有する請求項１記載の発光モジュール。
3. 前記第２面と前記傾斜面に設けられた第４光反射性部材をさらに備えた請求項２記載の発光モジュール。
4. 前記傾斜面は空気に接している請求項２記載の発光モジュール。
5. 第１面と、前記第１面の反対側の第２面と、前記第１面と前記第２面との間を貫通する貫通部と、前記第２面との間に鈍角を形成した傾斜面とを有する導光板と、
   前記貫通部の前記第２面側に配置された発光装置と、
   前記貫通部内における前記第１面側であって前記発光装置の上、および前記発光装置と前記貫通部の側壁との間に設けられた光透過性部材と、
   前記発光装置の上面と前記光透過性部材との間に設けられ、前記発光装置の前記上面に接する第１光反射性部材と、
   前記第２面と前記傾斜面に設けられた第４光反射性部材と、
   を備えた発光モジュール。
6. 第１面と、前記第１面の反対側の第２面と、前記第１面と前記第２面との間を貫通する貫通部と、前記第２面との間に鈍角を形成した傾斜面とを有する導光板と、
   前記貫通部の前記第２面側に配置された発光装置と、
   前記貫通部内における前記第１面側であって前記発光装置の上、および前記発光装置と前記貫通部の側壁との間に設けられた光透過性部材と、
   前記発光装置の上面と前記光透過性部材との間に設けられ、前記発光装置の前記上面に接する第１光反射性部材と、
   を備え、
   前記傾斜面は空気に接している発光モジュール。
7. 前記発光装置は、
   発光素子と、
   前記発光素子上に設けられた蛍光体層と、
   前記発光素子の側面に設けられた第２光反射性部材と、
   を有する請求項１〜６のいずれか１つに記載の発光モジュール。
8. 前記発光装置は、
   発光素子と、
   前記発光素子の上面および側面を覆う蛍光体層と、
   を有する請求項１〜６のいずれか１つに記載の発光モジュール。
9. 前記導光板の前記第２面側における前記貫通部に配置された前記発光装置の周辺に設けられた第３光反射性部材をさらに備えた請求項１〜８のいずれか１つに記載の発光モジュール。
10. 前記導光板に設けられた複数の前記貫通部のそれぞれに、前記発光装置および前記光透過性部材が配置された請求項１〜９のいずれか１つに記載の発光モジュール。
11. 第１面と、前記第１面の反対側の第２面とを有する導光板の前記第２面に光反射性部材を形成し、前記光反射性部材も貫通するように前記第１面と前記第２面との間を貫通する貫通孔を前記導光板に形成する工程と、
    前記導光板の前記第２面側をシートに貼り付け、前記貫通孔の前記第２面側の開口を前記シートで閉塞する工程と、
    電極部を有する発光装置を前記貫通孔に配置し、前記電極部を前記貫通孔の前記開口を閉塞する前記シート上に貼り付ける工程と、
    前記貫通孔内における前記発光装置の上、および前記発光装置と前記貫通孔の側壁との間に光透過性部材を形成し、前記光透過性部材によって前記発光装置を前記導光板に固定する工程と、
    前記発光装置が固定された前記導光板と、前記シートとを分離し、前記発光装置の前記電極部を前記第２面側に露出させる工程と、
    を備えた発光モジュールの製造方法。
12. 第１面と、前記第１面の反対側の第２面とを有し、前記第１面と前記第２面との間を貫通する貫通孔を有する導光板を準備する工程と、
    前記導光板の前記第２面側をシートに貼り付け、前記貫通孔の前記第２面側の開口を前記シートで閉塞する工程と、
    電極部を有する発光装置を前記貫通孔に配置し、前記電極部を前記貫通孔の前記開口を閉塞する前記シート上に貼り付ける工程と、
    前記貫通孔内における前記発光装置の上、および前記発光装置と前記貫通孔の側壁との間に光透過性部材を形成し、前記光透過性部材によって前記発光装置を前記導光板に固定する工程と、
    前記発光装置が固定された前記導光板と、前記シートとを分離し、前記発光装置の前記電極部を前記第２面側に露出させる工程と、
    を備えた発光モジュールの製造方法。
13. 前記光透過性部材を形成する工程は、
    光反射材を含む液状の樹脂を前記貫通孔に供給する工程と、
    前記光反射材を、前記発光装置の上面、および前記貫通孔の前記開口を閉塞する前記シート上に沈降させる工程と、
    前記光反射材を沈降させた後、前記樹脂を硬化させる工程と、
    を有する請求項１１または１２に記載の発光モジュールの製造方法。
14. 前記光透過性部材の上面に凹部を形成する工程をさらに備えた請求項１１〜１３のいずれか１つに記載の発光モジュールの製造方法。

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