JP6928289B2 - 発光モジュール - Google Patents

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Description

本発明は、発光素子を用いた発光モジュールに関する。
発光ダイオード等の発光素子を用いた発光装置は、液晶ディスプレイのバックライトやディスプレイ等の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。
さらに、特許文献２に開示される発光装置は、封止樹脂層と蛍光体層を一体化した２層シートを発光素子の上面に配置して、その側面を反射樹脂で覆っている。
特開２０１５−３２３７３号公報 特開２０１６−１１５７０３号公報
しかしながら、発光装置は元来指向性が強く、特定部位の輝度が他の部位よりも高くなって輝度が不均一となる傾向にある。
本発明の目的の一は、輝度ムラの少ない発光特性を実現可能な発光モジュールを提供することにある。
以上の目的を達成するために、本発明の一の形態に係る発光モジュールによれば、発光素子と、前記発光素子の主発光面を覆う透光性部材と、前記発光素子の側面を覆う第一光反射性部材とを備える発光素子ユニットと、外部に光を放射する発光面となる第一主面と、前記第一主面の反対側の面であり、前記発光素子ユニットが配置される凹部を備える第二主面とを有する透光性の導光板と、前記導光板の前記第二主面及び前記発光素子ユニットを覆う第二光反射性部材とを備える発光モジュールであって、断面視において、前記第一光反射性部材の少なくとも一部は、前記凹部の外に位置し、前記凹部の内側面および前記発光素子ユニットの外側面と接する透光性の接合部材を有し、前記接合部材は、前記凹部の外に位置する前記第一光反射性部材の一部と接し、前記第一光反射性部材の外側面との間で鋭角をなす傾斜面を備えている。
本発明の一の形態に係る発光モジュールによれば、光の放射特性をコントロールして輝度ムラを抑制できる。
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。 一実施形態にかかる発光モジュールの模式平面図である。 一実施形態にかかる発光モジュールの一部拡大模式断面図であって、導光板を下にして上下を反転した図である。 他の実施形態にかかる発光モジュールの模式底面図である。 他の実施形態にかかる発光モジュールの拡大模式断面図である。 他の実施形態にかかる発光モジュールの拡大模式断面図である。 図７Ａ〜図７Ｃは、発光ユニットの製造工程の一例を示す拡大模式断面図である。 図８Ａ〜図８Ｃは、発光ユニットの製造工程の一例を示す拡大模式断面図である。 図９Ａ〜図９Ｃは、発光モジュールの製造工程の一例を示す拡大模式断面図である。 図１０Ａ〜図１０Ｃは、発光モジュールの製造工程の一例を示す拡大模式断面図である。 図１１Ａ〜図１１Ｄは、他の実施形態にかかる発光ユニットの製造工程の一例を示す拡大模式断面図である。 図１２Ａ〜図１２Ｃは、他の実施形態にかかる発光ユニットの製造工程の一例を示す拡大模式断面図である。 図１３Ａ〜図１３Ｄは、他の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拡大模式断面図である。 他の実施形態にかかる発光モジュールの拡大模式断面図である。 図３に示す発光モジュールに回路基板を接続する一例を示す拡大模式断面図である。 発光モジュールにおいて傾斜角度を示す拡大模式断面図である。 変形例に係る発光モジュールを示す拡大模式断面図である。 変形例にかかる発光モジュールの模式底面図である。 傾斜角を変化させた発光モジュールの例を示す模式断面図である。 図１６に示す発光モジュールにおいて傾斜角度を示す拡大模式断面図である。 図１７に示す発光モジュールにおいて傾斜角度を示す拡大模式断面図である。 変形例に係る発光モジュール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。
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、発光モジュールを備える液晶ディスプレイ装置１０００の各構成を示す構成図を示す。この液晶ディスプレイ装置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、拡散シート１１０ｃと、発光モジュール１００とを備える。図１に示す液晶ディスプレイ装置１０００は、液晶パネル１２０の下方に発光モジュール１００を積層する、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１０００は、発光モジュール１００から照射される光を、液晶パネル１２０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等の部材を備えてもよい。
（発光モジュール１００）
本実施形態の発光モジュール１００の構成を図２と図３に示す。本実施形態の発光モジュール１００は白色の面発光である。図２は、本実施形態にかかる発光モジュールの模式平面図である。図３は、本実施形態にかかる発光モジュールを示す一部拡大模式断面図である。これらの図に示す発光モジュール１００は、光源である発光素子ユニット３と、外部に光を放射する発光面となる第一主面１ｃと、発光素子ユニット３が配置される凹部１ｂを備える第二主面１ｄとを有する導光板１とを備えている。
さらに、発光モジュール１００は、導光板１の第二主面１ｄの一部と発光素子ユニット３の一部を覆う第二光反射性部材１６を備えている。凹部１ｂの内側面、および発光素子ユニット３の外側面と接する透光性の接合部材１４を備える。
図２と図３に示す発光モジュール１００は、１枚の導光板１に複数の凹部１ｂを設けて、各々の凹部１ｂに発光素子ユニット３を配置している。ただし、発光モジュールは、図４の模式底面図に示すように、導光板１’に一つの凹部１ｂを設けて、凹部１ｂに発光素子ユニット３を配置したものを複数配列して発光モジュール１００’とすることもできる。
（発光素子ユニット３）
発光素子ユニット３は、発光素子１１と、発光素子１１の主発光面１１ｃを覆う透光性部材１０と、発光素子１１の側面を覆う第一光反射性部材１５とを備えている。
発光素子１１は、主発光面１１ｃと、主発光面１１ｃの反対側に電極形成面１１ｄと、主発光面１１ｃと電極形成面１１ｄの間に側面を有している。さらに、電極形成面１１ｄには一対の素子電極１１ｂを有している。
発光素子１１は、主として主発光面１１ｃから光を放射し、主発光面１１ｃを覆う透光性部材１０に光を照射する。
図３の発光素子ユニット３は、発光素子１１の主発光面１１ｃを透光性部材１０が被覆している。
さらに、発光素子ユニット３は、発光素子１１の側面を第一光反射性部材１５で被覆している。図に示す発光素子ユニット３は、第一光反射性部材１５の外側面と透光性部材１０の外側面を略同一平面としている。
（発光素子１１）
発光素子１１は、正負一対の素子電極１１ｂを備える電極形成面１１ｄと、電極形成面１１ｄと反対側に主発光面１１ｃを有する。なお、本実施形態の発光モジュールは、発光素子１１をフリップチップ実装したものでもよいし、ワイヤを使用して電気的に接続したものでもよい。
発光素子１１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、素子電極１１ｂであるｎ側電極およびｐ側電極がそれぞれ電気的に接続される。発光素子１１は、例えば透光性基板を備える主発光面１１ｃが導光板１と対向して配置され、主発光面１１ｃと反対側の電極形成面１１ｄに一対の素子電極１１ｂを有する。
発光素子１１としては、縦、横および高さの寸法に特に制限は無いが、好ましくは平面視において縦および横の寸法が１０００μｍ以下の半導体発光素子を用い、より好ましくは縦および横の寸法が５００μｍ以下であり、さらに好ましくは、縦および横の寸法が２００μｍ以下の発光素子を用いる。このような発光素子を用いると、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、縦および横の寸法が５００μｍ以下の発光素子を用いると、発光素子を安価に調達することができるため、発光モジュール１００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、相対的に発光素子の側面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は発光がバットウィング形状になりやすくなるため、発光素子が導光板に接合され、発光素子と導光板との距離がごく短い本実施形態の発光モジュールに好ましく用いられる。
また発光素子１１の高さは、０．１０ｍｍ〜０．２５ｍｍとすることが好ましい。発光素子１１の高さは、発光素子ユニット３を凹部１ｂに実装した状態で、発光素子１１の電極形成面１１ｄが凹部１ｂから突出していることが好ましい。
発光素子１１は、平面視においてどのような形状でもよく、例えば、正方形又は長方形である。高精細な液晶ディスプレイ装置に使用される発光素子は、好ましくは、長方形の発光素子を使用して、その上面形状が長手と短手を有することが好ましい。高精細な液晶ディスプレイ装置の場合、使用する発光素子の数は数千個以上となり、発光素子の実装工程は重要な工程となる。発光素子の実装工程において、複数の発光素子の一部の発光素子に回転ずれ（例えば±９０度方向のずれ）が発生したとしても、平面視において長方形の発光素子を用いることで目視での確認が容易となる。また、ｐ型電極とｎ型電極の距離を離して形成することができるため、後述する配線の形成を容易に行うことができる。一方、平面視において正方形の発光素子を用いる場合は、小さい発光素子を量産性良く製造することができる。発光素子１１の密度（配列ピッチ）、すなわち発光素子１１間の距離は、例えば、０．０５ｍｍ〜２０ｍｍ程度とすることができ、１ｍｍ〜１０ｍｍ程度が好ましい。なお発光素子１１の配列ピッチは、隣接する２つの発光素子１１の中心間の距離である。発光素子１１は、発光ユニット３のほぼ中心に配置されるように設計される結果、発光ユニット３の配列ピッチも同様に０．０６ｍｍ〜２０ｍｍ程度、好ましくは１ｍｍ〜１０ｍｍ程度となる。
発光素子１１には、公知の半導体発光素子を利用することができる。本実施形態においては、発光素子１１としてフリップチップ実装された発光ダイオードを例示する。発光素子１１は、例えば青色光を出射する。発光素子１１には、青色以外の光を出射する素子も使用できる。また、複数の発光素子１１として異なる色の光を発する発光素子を用いてもよい。発光素子ユニット３から出射される光は、発光素子１１から出射される光（例えば青色）と波長変換部材１２で波長変換された光（例えば黄色）の混色により生成された白色光として放射される。
発光素子１１として、任意の波長の光を出射する素子を選択することができる。例えば、青色、緑色の光を出射する素子としては、窒化物系半導体（ＩｎXＡｌYＧａ1-X-YＮ、０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）またはＧａＰ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。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。半導体層の材料およびその混晶度を変更することによって発光波長を変化させることができる。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ればよい。
（透光性部材１０）
透光性部材１０は、発光素子１１の主発光面１１ｃを被覆しており、主発光面１１ｃから出射される光を透過させる。この透光性部材１０は、発光素子１１から出射される光を励起する物質が含まれていてもよいし、拡散または／および反射する物質が含まれていてもよい。図３の透過性部材１０は、波長変換部材１２を備えると共に、波長変換部材１２に光拡散部１３を積層して設けている。図の透光性部材１０は、波長変換部材１２を発光素子１１側に、光拡散部１３を導光板１側に積層している。この透光性部材１０は、発光素子１１から照射される光の波長を波長変換部材１２で調整し、波長変換部材１２を透過する光を光拡散部１３で拡散して導光板１に照射する。これにより、導光板１から放射される光をより均一にできる。
図３に示す発光素子ユニット３は、波長変換部材１２と光拡散部１３を備える透光性部材１０を、発光素子１１に接合している。このように、透光性部材１０は、波長変換部材１２と光拡散部１３とを備えることが好ましい。また、透光性部材１０は、複数の波長変換部材１２や光拡散部１３を積層することもできる。なお、透光性部材１０は、波長変換部材のみで構成することも、光拡散部のみで構成することも、あるいは、透光性部材や光拡散部を備えることなく透光性を有する樹脂のみで構成することもできる。透光性部材１０の厚さは、０．０５ｍｍ〜０．３０ｍｍとすることが好ましい。透光性部材が薄すぎると、波長変換や光拡散の効果を発揮し難くなる。また厚すぎると、波長変換された光の吸収が生じたり、光拡散の効果が飽和する等の問題が生じる。このため、波長変換部材１２と光拡散部１３を含めた透光性部材１０の厚さを、上記範囲内とすることが好ましい。また波長変換部材１２の厚さは、０．０２ｍｍ〜０．３０ｍｍとすることが好ましい。
（波長変換部材１２）
波長変換部材１２は、発光素子１１が発する光を受けて、異なる波長の光に変換するための部材である。波長変換部材１２は、波長変換物質を母材に分散させたものである。また、波長変換部材１２は、複数層で構成していてもよい。例えば波長変換部材１２を、母材に波長変換物質を添加した第一層と、母材に拡散材を添加した光拡散部を第二層とする二層構造とすることができる。
母材の材料は、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、またはガラスなどの透光性材料を用いることができる。波長変換部材の耐光性および成形容易性の観点からは、母材としてシリコーン樹脂を選択すると有益である。また、波長変換部材１２の母材としては、導光板１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１２が含有する波長変換物質の一例として、蛍光体がある。例えば、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などが挙げられる。波長変換部材１２は、単数の波長変換物質が含有されていてもよいし、複数の波長変換物質が含有されていてもよい。複数の波長変換物質を含有する場合は、例えば、波長変換部材が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系蛍光体等のフッ化物系蛍光体とを含むことができる。これにより、発光モジュール１００の色再現範囲を広げることができる。この場合、発光素子１１は、波長変換部材１２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系半導体（ＩｎXＡｌYＧａ1-X-YＮ、０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）を備えることが好ましい。また、例えば、青色系の光を出射する発光素子１１を用いた際に、電池モジュールとして赤色系の光を得たい場合は、波長変換部材１２にＫＳＦ系蛍光体（赤色蛍光体）を６０重量％以上、好ましくは９０重量％以上含有させてもよい。つまり、特定の色の光を出射する波長変換部材を波長変換部材１２に含有させることで、特定の色の光を出射するようにしてもよい。また、波長変換物質は量子ドットであってもよい。波長変換部材１２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、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、波長変換部材をそれぞれ含有する複数の層が積層されて設けられていてもよい。
（光拡散部１３）
光拡散部１３は、発光素子１１から照射される光を拡散および／または反射させることで、主発光面１１ｃに局部的に光が集中するのを阻止し、輝度ムラが生じるのを防止する。この光拡散部１３は、母材に拡散材を添加している。光拡散部１３は、例えば上述した樹脂材料を母材として、これにＳｉＯ2やＴｉＯ2等の白色の無機微粒子を含有させたものを用いることができる。また、拡散材には、光反射性部材である白色系の樹脂や金属を微粒子状に加工したものを使用することもできる。これらの拡散材は、母材の内部に不規則に含有されることで、光拡散部の内部を通過する光を不規則に、かつ繰り返し反射させて、透過光を多方向に拡散することで、照射光が局部的に集中するのを抑制して、輝度ムラが生じるのを防止する。
なお、光拡散部は、発光素子１１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。
図３の発光素子ユニット３は、平面視において、波長変換部材１２や光拡散部１３で構成される透光性部材１０の外形を発光素子１１の外形よりも大きくしている。この発光素子ユニット３は、発光素子１１の主発光面１１ｃから出射されるより多くの光を波長変換部材１２や光拡散部１３に透過させて導光板１に入射して色ムラや輝度ムラを少なくできる。
（透光性接着部材１９）
図３に示すように、発光素子１１の側面の一部および透光性部材１０の一部を透光性接着部材１９が被覆している。なお、透光性接着部材１９の外側面は、発光素子１１の側面から透光性部材１０に向かって広がる傾斜面であることが好ましく、発光素子１１側に凸状の曲面であることがより好ましい。これにより、発光素子１１の側面から出る光をより透光性部材１０に導くことができ、光取り出し効率を高めることができる。
また、発光素子１１の主発光面１１ｃと透光性部材１０の間には、透光性接着部材１９を有してもよい。これにより、例えば、透光性接着部材１９に拡散剤等を含有することで発光素子１１の主発光面１１ｃから出る光が、透光性接着部材１９で拡散され、透光性部材１０に入ることで輝度ムラを少なくできる。
透光性接着部材１９は、後述する接合部材１４と同じ部材を使用することができる。
（第一光反射性部材１５）
さらに、発光素子ユニット３は、発光素子１１に透光性部材１０を設けた状態で、発光素子１１の側面を第一光反射性部材１５で被覆している。詳細には、透光性接着部材１９で覆われていない発光素子１１の側面および透光性接着部材１９の外側面を第一光反射性部材１５で被覆している。
第一光反射性部材１５は、光反射性に優れた材質で、好ましくは、光を反射する添加物である白色粉末等を透明樹脂に添加している白色樹脂である。発光素子ユニット３は、発光素子１１の主発光面１１ｃを除く他の面をこの第一光反射性部材１５で被覆することにより、主発光面１１ｃ以外の方向への光の漏れを抑制している。すなわち、第一光反射性部材１５は、発光素子１１の側面や電極形成面１１ｄから出射される光を反射して、発光素子１１の発光を有効に導光板１の第一主面１ｃから外部に放射させて、発光モジュール１００の光取り出し効率を高めることができる。
第一光反射性部材１５は、発光素子１１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白色樹脂が適している。この第一光反射性部材１５は、白色粉末等の白色の顔料を含有させた樹脂であることが好ましい。特に、酸化チタン等の無機白色粉末を含有させたシリコーン樹脂が好ましい。
第一光反射性部材１５は、発光素子１１の側面の少なくとも一部に接しており、発光素子１１の周囲にあって発光素子１１を埋設して、発光素子１１の素子電極１１ｂを表面に露出させている。第一光反射性部材１５は、透光性部材１０と接しており、第一光反射性部材１５の外側面と透光性部材１０の外側面は同一平面である。第一光反射性部材１５は、発光素子１１と透光性部材１０と一体構造に接合された発光素子ユニット３を導光板１に配置される。
（導光板１）
導光板１は、光源から入射される光を面状にして外部に放射する透光性の部材である。導光板１は、図３に示すように、発光面となる第一主面１ｃと、第一主面１ｃと反対側に第二主面１ｄとを備える。この導光板１は、第二主面１ｄに複数の凹部１ｂを設けている。また、本実施形態では隣接する凹部１ｂの間に溝１ｅを設けている。
また、凹部１ｂ内には、発光素子ユニット３の一部を配置している。詳細には、透光性部材１０が、凹部１ｂの底面と対向するように発光素子ユニット３の一部を導光板１の凹部１ｂに配置する。これにより、発光モジュール全体は薄型化が可能になる。導光板１は、図２及び図３に示すように、複数の凹部１ｂを設けて各々の凹部１ｂに発光素子ユニット３の一部を配置して発光モジュール１００とすることができる。
あるいは、図４に示すように、ひとつの凹部１ｂのある導光板１’にひとつの発光素子ユニット３の一部を配置し、複数の導光板１’を平面形状に配置して発光モジュール１００’とすることができる。複数の凹部１ｂを設けている導光板１は、図３に示すように、凹部１ｂの間に格子状の溝１ｅを設けている。ひとつの凹部１ｂを設けている導光板１’は、図４に示すように、第二主面１ｄの外周部に、外周縁に向かって傾斜面１ｆを設けている。
溝１ｅや傾斜面１ｆは、その表面に、第二光反射性部材１６が設けられる。溝１ｅに配置される第二光反射性部材１６は、詳細には後述するが、好ましくは発光素子ユニット３からの光を反射する白色樹脂で、発光素子１１の発光が、溝１ｅで区画された隣の導光板１に入射するのを防止して、各々の発光素子１１の光が隣に漏れるのを防止する。ひとつの導光板１’の第二主面１ｄの外周部に設けている傾斜面１ｆに接合される第二光反射性部材１６は、導光板１の周囲に光が漏れるのを防止して、導光板１の第一主面１ｃからの発光強度が低下するのを防止する。
導光板１の大きさは、液晶ディスプレイ装置１０００の大きさにより適宜設定されるが、例えば、複数の凹部１ｂのある導光板１にあっては、一辺が１ｃｍ〜２００ｃｍ程度とすることができ、３ｃｍ〜３０ｃｍ程度が好ましい。厚みは０．１ｍｍ〜５ｍｍ程度とすることができ、０．１ｍｍ〜３ｍｍが好ましい。導光板１の平面形状は、例えば、略矩形や略円形等とすることができる。
導光板１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。中でも、透明性が高く、安価なポリカーボネートが好ましい。製造工程において、半田リフローのような高温環境にさらされることなく製造される発光モジュールは、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。
また、導光板１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１の第一主面１ｃ上に透光性の層と、導光板１の第一主面１ｃと該透光性の層の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液晶ディスプレイ装置とすることができる。このような構成は、例えば、任意の導光板１と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。
（凹部１ｂ）
導光板１は、第二主面１ｄ側に、凹部１ｂを設けている。発光素子ユニット３の一部を、透光性部材１０が凹部１ｂの底面と対向するように凹部１ｂ内に配置する。
凹部１ｂの内側面は、平面視において、発光素子ユニット３の外側面よりも大きい。
詳細には、図３に示すように、凹部１ｂの内側面は、発光素子ユニット３の外側面より外側に位置する。
なお凹部１ｂの内側面は、図２２に示す変形例に係る発光モジュールの断面図に示すように、凹部１ｂの底面側から、第二主面１ｄに向かって広がる傾斜を有する形状としてもよい。
図２〜図４の導光板１、１’は、平面視において、凹部１ｂの内形を四角形として、ここに配置する発光素子ユニット３の外形も四角形としている。四角形の凹部１ｂに配置される四角形の発光素子ユニット３は、発光素子ユニット３の各外側面が、対向する凹部１ｂの内側面が平行となるように配置してもよい。また、図４に示すように、発光素子ユニット３の各外側面が、凹部１ｂの各内側面に対し４５°回転するように配置することがより好ましい。さらに、平面視において、凹部１ｂの底面の中心と発光素子ユニット３の中心がほぼ一致するように配置されることが好ましい。これにより、発光素子ユニット３の側面から凹部１ｂの内側面までの距離を一定にすることができ、発光モジュールの色ムラを改善することができる。ただ、外形を四角形とする発光素子ユニットは、四角形の凹部に対して各々の辺が交差、いいかえると、四角形の凹部に対して回転する姿勢で配置することもできる。図４の例において、発光素子ユニット３は、発光素子ユニット３の中心を回転軸として四角形の凹部に対して４５°回転させた配置としている。その他、図１８に示すように発光素子ユニット３の各外側面を、凹部１ｂの各内側面とほぼ平行に配置してもよい。
ここで、凹部１ｂの平面視における大きさは、発光素子ユニット３の外形によっても変更されるが、円形にあっては直径、楕円形にあっては長径、四角形にあっては対角線の長さを、例えば、０．０５ｍｍ〜１０ｍｍとすることができ、好ましくは０．１ｍｍ〜２ｍｍ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１ｂの平面視形状は、例えば、略矩形、略円形とすることができ、凹部１ｂの配列ピッチ等によって選択可能である。凹部１ｂの配列ピッチ（最も近接した２つの凹部１ｂの中心間の距離）が略均等である場合には、略円形または略正方形が好ましい。なかでも、略円形とすることは、発光素子ユニット３からの光を良好に広げることに効果がある。
凹部１ｂの底面から第二主面１ｄまでの凹部１ｂの高さは、断面視において、より好ましくは、図３に示すように、発光素子１１の主発光面１１ｃと第二主面１ｄが略同一平面になる凹部１ｂの高さである。また凹部１ｂの高さを、凹部１ｂに発光素子１１を実装した状態で、発光素子１１の上面が第二主面１ｄよりも高くなるようにしてもよい。これによって、発光素子１１を凹部１ｂから突出させて、素子電極１１ｂの配線作業等を容易に行うことができる。このように、発光素子１１の高さに応じて、凹部１ｂの高さを調整することが好ましい。
（接合部材１４）
透光性の接合部材１４は、凹部１ｂの内側面および発光素子ユニット３の外側面と接している。また、接合部材１４は、凹部１ｂの外側に位置する第一光反射性部材１５の一部と接するように、言い換えると、透光性部材１０の外側面から第一光反射性部材１５の外側面に跨がる領域を被覆するように配置されている。さらに、接合部材１４の外側面は、傾斜面１４ａである。この傾斜面１４ａは、第一光反射性部材１５の外側面との間でなす傾斜角αが鋭角となるようにしている。
ここで、凹部１ｂの内側面の上端、すなわち第二主面１ｄの位置を示す仮想線を図２０〜図２２に示す発光モジュールの断面図において破線で示す。透光性の接合部材１４は、仮想線と傾斜面１４ａとの間でなす角傾斜角βも鋭角となるようにしている。図２２の例においては、傾斜角αの頂点から垂直に仮想線に交わる点をＡ点とするとき、傾斜角βの頂点からＡ点までの距離は、傾斜角αの頂点からＡ点までの距離よりも長くしている。このように透光性の接合部材１４を広範囲に拡げたことで、接合部材１４に入射した光を広く導光板１側へ誘導することができ、さらに発光素子モジュール全体としての色の安定性にも寄与する。
また接合部材１４は、透光性部材１０と凹部１ｂの底面の間に配置されてもよい。
さらに、図３に示すように、接合部材１４は、導光板１の第二主面１ｄと接している。これにより、傾斜面１４ａが形成される領域を広くして、多くの光を反射できるようになり、輝度ムラを低減できるようにしている。ここで、接合部材１４の傾斜面１４ａが第一光反射性部材１５の外側面となす傾斜角αは、５°〜８５°、好ましくは５°〜５０°、より好ましくは１０°〜４５°とすることができる。傾斜角を約８５°とした傾斜角α２を例を図１９に示す（なお図示の関係上、図面での表示は実際の角度と一致していない）。接合部材１４は、凹部１ｂの内部において、凹部１ｂの内側面と発光素子ユニット３の外側面の間を満たし、導光板１の第二主面１ｄと接するように裾状に拡がる。発光素子ユニット３の外側面と凹部１ｂの内側面との間の幅ｄ１は、凹部１ｂの内径と、発光素子ユニット３の外径、あるいはこれらの形状や発光素子ユニット３を凹部１ｂに実装する際の姿勢、発光素子ユニット３の実装位置の公差等によって変化する。加えて、接合部材１４の高さ、すなわち発光素子ユニット３の高さ（発光素子１１の高さや透光性部材１０の厚さ）、凹部１ｂの深さ（高さ）によっても、傾斜角αは変化する。よって、これらの各条件に応じて、第二主面１ｄに向かって裾広がりの接合部材１４の傾斜面１４ａが第一光反射性部材１５の外側面となす傾斜角αも設定される。
また、図３に示すように、接合部材１４は、断面視において傾斜面１４ａを有している。この形状は、接合部材１４を透過して傾斜面１４ａに入射する光を一様な状態で発光面側に反射できる。
接合部材１４として、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。また、接合部材１４は、光の透過率を６０％以上とし、好ましくは９０％以上とする。さらに、接合部材１４は、拡散材等を含み、あるいは光を反射する添加物である白色粉末等を含んでもよいし、拡散材や白色粉末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。
（傾斜面１４ａの変形例）
さらに、透光性の接合部材１４は、傾斜面１４ａを、断面視において、曲面とすることもできる。図５に示す接合部材１４は、傾斜面１４ａを凹部１ｂ側に向かって凸状となる曲面としている。この傾斜面１４ａは、傾斜面１４ａにおける反射光の進行方向を広範囲にし、輝度ムラを低減できる。
さらに、図６に示す接合部材１４は、傾斜面１４ａが、図５に示す状態よりも導光板１の第二主面１ｄの外側まで被覆している。詳細には、断面視において、接合部材１４が第二主面１ｄをより多く被覆していることが好ましい。ただし、１つの導光板１が複数の発光素子ユニット３を有している場合、接合部材１４は、隣接する発光素子ユニット３を被覆する接合部材１４と接しないことが好ましい。
これにより、傾斜面１４ａの面積を広くしてより多くの光を反射できる。また、この図に示す接合部材１４も、傾斜面１４ａを、断面視において、凹部１ｂ側に向かって凸状の曲面とすることで、反射光を広範囲に拡散して、輝度ムラを低減できる。
また傾斜面１４ａは、第一光反射性部材１５の外側面の全面を覆ってもよい。図３等の例では、第一光反射性部材１５の外側面の上部を残して部分的に傾斜面１４ａで被覆しているが、傾斜面１４ａの上端を第一光反射性部材１５の上端まで延長させてもよい。このような例を図１７の変形例に示す。このようにすることで、発光素子ユニットの側面方向の光も傾斜面１４ａで反射させて最大限利用することができ、光をより外側に広げることが可能となる。なお、接合部材１４が第一光反射性部材１５を這い上がった上部において光漏れが懸念されるが、本発光装置においては、その上に導電膜２４があることにより、導電膜２４の反射を利用して光漏れを抑制できる。
なお、図６に示す発光モジュール２００では、発光素子ユニット３Ａの透光性部材１０の外側面に透光性樹脂部２０をさらに有している。この透光性樹脂部２０は、後述する発光ユニット３に個片化する工程において、波長変換部材１２及び光拡散部１３の外側面を保護できる。このような透光性樹脂部２０として、例えば、光の透過率を６０％以上とし、好ましくは９０％以上とする透光性の樹脂が使用できる。この発光素子ユニット３Ａは、透光性部材１０と透光性樹脂部２０に接するように第一光反射性部材１５を設けている。
（光学機能部１ａ）
導光板１は、第一主面１ｃ側に、発光素子ユニット３からの光の反射や拡散機能を有する光学機能部１ａを設けることができる。この導光板１は、発光素子ユニット３からの光を側方に広げ、導光板１の面内における発光強度を平均化させることができる。光学機能部１ａは、例えば、光を導光板１の面内で広げる機能を有することができる。光学機能部１ａは、例えば、第一主面１ｃ側に設けられた円錐（図３及び図５参照）や四角錐、六角錐等の多角錐形等の凹み、あるいは、円錐台（図６参照）や多角錐台等の凹みである。これにより、導光板１と、光学機能部１ａ内にある屈折率の異なる材料（例えば空気）と凹みの傾斜面との界面で照射された光を発光素子ユニット３の側方方向に反射するものを用いることができる。また、例えば、傾斜面を有する凹みに光反射性の材料（例えば金属等の反射膜や白色の樹脂）等を設けたものであってもよい。光学機能部１ａの傾斜面は、断面視において平面でもよく、曲面でもよい。図５、図６は、傾斜面１４ａを曲面とした例を示している。なお曲面の場合において傾斜角αは、図１６の拡大図に示すように、接合部材１４の傾斜面１４ａが第一光反射性部材１５の外側面を被覆する上限と、導光板１の第二主面１ｄを被覆する外縁とを結んだ直線（図１６において一点鎖線）が、第一光反射性部材１５の外側面となす角で規定される。
さらに、光学機能部１ａである凹みの深さは、前述の凹部１ｂの深さを考慮して決定される。すなわち、光学機能部１ａと凹部１ｂの深さは、これらが離間している範囲で適宜設定できる。
光学機能部１ａは、後述するように、それぞれの発光素子ユニット３に対応する位置、つまり、第二主面１ｄ側に配置された発光素子ユニット３と反対側の位置に設けられることが好ましい。特に、発光素子ユニット３の光軸と、光学機能部１ａの中心軸とが略一致することが好ましい。したがって、第一主面１ｃに形成される光学機能部１ａは、その中心が第二主面１ｄに形成される凹部１ｂの底面の中心と一致するように設けられる。これにより、凹部１ｂの中心に発光素子ユニット３を配置することで、発光素子ユニット３の光軸を光学機能部１ａの中心軸に容易に一致させることが可能となる。光学機能部１ａの大きさは、適宜設定することができる。
導光板１に複数の凹部１ｂと光学機能部１ａを設けて、凹部１ｂに発光素子ユニット３を配置する構造によって、発光素子ユニット３と光学機能部１ａとの両方を高い位置精度で配置できる。このことにより、発光素子１１からの光を光学機能部１ａで精度よく均一化させ、輝度ムラや色ムラの少ない良質なバックライト用光源とすることができる。発光素子ユニット３を配置する凹部１ｂの反対側の面に光学機能部１ａを設ける導光板１は、発光素子ユニット３を配置する凹部１ｂの位置に光学機能部１ａを設けることで、発光素子１１と光学機能部１ａとの位置決めをより容易にすることができ、位置ずれを抑制し配置できる。
複数の凹部１ｂのある導光板１に複数の発光素子ユニット３を配置する発光モジュール１００は、導光板１の平面視において、発光素子ユニット３を二次元に配列する。好ましくは、複数の発光素子ユニット３は、図２に示すように、直交する二方向、つまり、ｘ方向およびｙ方向に沿って二次元的に配列される凹部１ｂに配設される。複数の発光素子ユニット３を配置する凹部１ｂのｘ方向の配列ピッチｐxと、ｙ方向の配列ピッチｐyは、図２の例に示すように、ｘ方向およびｙ方向の間でピッチが同じであってもよいし、異なっていてもよい。また、配列の二方向は必ずしも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１の中央から周辺に向かって間隔が広くなるように発光素子ユニット３を配置する凹部１ｂが配列されていてもよい。なお、凹部１ｂに配置される発光素子ユニット３間のピッチとは、発光素子ユニット３の光軸間の距離、すなわち中心間の距離である。
（第二光反射性部材１６）
第二光反射性部材１６は、図３に示すように、導光板１の第二主面１ｄおよび発光素子ユニット３を被覆する。詳細には、第二光反射性部材１６は、導光板１の第二主面１ｄ、透光性の接合部材１４の傾斜面１４ａおよび第一光反射性部材１５の外側面で、接合部材１４で被覆していない領域を被覆する。
第二光反射性部材１６は、発光素子１１から出射する光、導光板１内に入射した光を反射し、外部に光を放射する発光面となる第一主面１ｃ側に光を導くことで、光取り出し効率を向上することができる。また、導光板１に積層することで、導光板１を補強する。さらに、発光素子１１を保護する部材と導光板１の第二主面１ｄの表面を反射する層とを兼ねることにより、発光モジュール１００の薄型化を図ることができる。
第二光反射性部材１６は、前述の第一光反射性部材１５と同じ材料、すなわち、光を反射する添加物である白色粉末等を透明樹脂に添加している白色樹脂が好適に使用できる。第二光反射性部材１６は、発光素子１１の発光を有効に導光板１の第一主面１ｃから外部に放射させる。
また、第二光反射性部材１６は、第一光反射性部材１５と同じように発光素子１１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白色樹脂が適している。この白色樹脂は、白色粉末等の白色の顔料を含有させた樹脂であることが好ましい。特に、酸化チタン等の無機白色粉末を含有させたシリコーン樹脂が好ましい。これにより、導光板１の一面を被覆するために比較的大量に用いられる材料として酸化チタンのような安価な原材料を多く用いることで、発光モジュール１００を安価にすることができる。
以上の発光モジュール１００は、導光板１に凹部１ｂを設けて、この凹部１ｂに、発光素子ユニット３を配置するので、全体を薄型化できる。また、導光板１に凹部１ｂを設けて、凹部１ｂに発光素子ユニット３を配置するので、発光素子ユニット３と導光板１との実装精度が向上する。とくに、発光素子１１に波長変換部材１２を接合して、発光素子１１と透光性部材１０とが一体構造となった発光素子ユニット３を導光板１の凹部１ｂに配置する構造とすることで、波長変換部材１２と発光素子１１の導光板１への実装精度が向上し、優れた発光特性を実現できる。また、発光素子１１の光を波長変換部材１２に透過させて導光板１に導光し、外部に放射する発光モジュール１００においては、発光素子１１と波長変換部材１２と導光板１とを精度よく配置できることから、導光板１から外部に放射される光の色ムラや輝度ムラ等の発光特性を改善して、特に優れた発光特性を実現する。
透光性部材１４が、透光性部材１０の外側面、導光板１の内側面と接し、さらに、凹部１ｂの外に位置する第一光反射性部材１５と接することで、透光性部材１０から出射光で、第二光反射性部材１６側に出た光をより発光素子ユニット３の側方に導くことができ輝度ムラが改善される。また、透光性部材１０から出射光をより導光板１に入射することができ、光取り出し効率を向上することができる。
直下型の液晶ディスプレイ装置では、液晶パネルと発光モジュールとの距離が近いため、発光モジュールの色ムラや輝度ムラが液晶ディスプレイ装置の色ムラや輝度ムラに影響を及ぼす可能性がある。そのため、直下型の液晶ディスプレイ装置の発光モジュールとして、色ムラや輝度ムラの少ない発光モジュールが望まれている。本実施形態の発光モジュール１００の構成をとれば、発光モジュール１００の厚みを、５ｍｍ以下、３ｍｍ以下、１ｍｍ以下等と、薄くしながら、輝度ムラや色ムラを少なくできる。
以上の実施形態では、発光素子ユニット３が透光性部材１０に波長変化部材１２と光拡散部１３とを備えており、この発光素子ユニット３の一部を導光板１の凹部１ｂに配置することで、発光素子１１から照射される光を波長変化部材１２と光拡散部１３とに透過させて導光板１に照射する構造としている。ただ、発光モジュールは、必ずしも発光素子ユニットの透光性部材が、波長変化部材と光拡散部の両方を備える必要はない。発光モジュールは、例えば発光素子ユニットの透光性部材に波長変化部材のみを設けて、導光板の凹部の底面に光拡散部を設けることもできる。
（発光モジュール１００の製造工程）
まず、発光素子ユニット３を準備する。以下、図７Ａ〜図７Ｃ、及び図８Ａ〜図８Ｃは、本実施形態にかかる発光素子ユニット３の製造工程を示している。
図７Ａ及び図７Ｂに示す工程で、発光素子１１の主発光面１１ｃを覆う透光性部材１０を形成する。図に示す透光性部材１０は、波長変換部材１２と光拡散部１３の積層体としている。
図７Ａに示す工程で、ベースシート３０の表面に均一な厚さで波長変換部材１２を配置した第１のシート３１と、ベースシート３０の表面に均一な厚さに光拡散部１３を配置した第２のシート３２とを、波長変換部材１２と光拡散部１３とを接合する状態で積層する。波長変換部材１２および光拡散部１３が熱硬化樹脂を母材とする場合は、半硬化状態で２つを積層し硬化させることで接合することができる。また、波長変換部材１２と光拡散部１３は透光性接合部材で接合してもよい。ベースシート３０には、たとえば粘着層を介して剥離できるように波長変換部材１２と光拡散部１３を付着してもよい。
さらに、図７Ｂに示す工程で、第２のシート３２のベースシート３０をプレート３３に剥離できるように配置し、第１のシート３１の波長変換部材１２に接合しているベースシート３０を剥離する。
図７Ｃに示す工程で、透光性部材１０に発光素子１１が接合される。発光素子１１は、主発光面１１ｃ側を透光性部材１０に接合する。透光性部材１０が、波長変換部材１２および光拡散部１３で形成されている場合には、発光素子１１は、透光性部材１０の波長変換部材１２に所定の間隔で接合される。
発光素子１１は、透光性接着部材１９を介して透光性部材１０に接合する。透光性接着部材１９は、透光性部材１０上および／または発光素子１１の主発光面１１ｃ上に塗布されて、発光素子１１と透光性部材１０を接合する。この時、図７Ｃに示すように、塗布された透光性接着部材１９が発光素子１１の側面に這い上がり、発光素子１１の側面の一部を透光性接着部材１９が被覆する。また、透光性部材１０と発光素子１１の主発光面１１ｃの間にも透光性接着部材１９を配置してもよい。
発光素子１１の間隔は、図８Ｃで示すように、発光素子１１の間を切断して、透光性部材１０の外形が所定の大きさとなる寸法に設定される。発光素子１１の間隔が、透光性部材１０の外形を特定するからである。
図８Ａに示す工程で、発光素子１１を埋設するように、第一光反射性部材１５を形成する。第一光反射性部材１５は、好ましくは白色樹脂である。第一光反射性部材１５は、透光性部材１０上に配置され、発光素子１１を埋設する状態で硬化する。第一光反射性部材１５は、発光素子１１を完全に埋設する厚さ、図８Ａにあっては発光素子１１の素子電極１１ｂを埋設する厚さに配置される。第一光反射性部材１５は、圧縮成形、トランスファー成形または塗布等で成形することができる。
図８Ｂに示す工程で、硬化した第一光反射性部材１５の一部を除去して発光素子１１の素子電極１１ｂを露出させる。さらに、第一光反射性部材１５から露出する素子電極１１ｂには、図示しないが、導電膜を用いて電極保護端子を形成してもよい。この場合、第一光反射性部材１５の表面に、銅、ニッケル、金等の導電膜をスパッタなどで設けて素子電極１１ｂに接続し、その後、導電膜の一部を除去して、素子電極１１ｂに導電膜を積層して発光素子ユニット３の電極保護端子とする。導電膜の除去は、ドライエッチング、ウエットエッチング、レーザアブレーション等を用いることができる。
図８Ｃに示す工程で、第一光反射性部材１５と、透光性部材１０を裁断して発光素子ユニット３に個片化する。個片化された発光素子ユニット３は、透光性部材１０に発光素子１１が接合され、発光素子１１の周囲には第一光反射性部材１５が設けられて、素子電極１１ｂを第一光反射性部材１５の表面に露出させている。
以上、発光素子ユニットの準備について、上述の全ての工程を行ってもよいし、一部の工程を行ってもよい。あるいは、発光素子ユニットを購入によって準備してもよい。
以上の工程で製造された発光素子ユニット３は、図９Ａ〜図９Ｃ及び図１０Ａ〜図１０Ｃに示す工程で、導光板１の凹部１ｂに接合される。
まず、第二主面１ｄに凹部１ｂが設けられた導光板１を準備する。
導光板１は、例えば、ポリカーボネートなどの熱可塑性樹脂からなり、図９Ａ及び図９Ｂに示すように、第二主面１ｄに凹部１ｂが設けられている。
導光板１は、例えば、射出成型やトランスファーモールド、圧縮成形等で成形することができる。導光板１は、凹部１ｂのある形状に金型で形成して、凹部１ｂの位置ずれを低減しながら、安価に多量生産できる。ただし、導光板は、板状に成形した後、ＮＣ加工機等で切削加工して凹部を設けることもできる。また、第一主面１ｃに、例えば円錐状の光学機能部１ａを設けることもできる。
この導光板１の凹部１ｂに、発光素子ユニット３が接合される。発光素子ユニット３は、液状である透光性の接合部材１４を塗布した凹部１ｂ内に、発光素子ユニット３の一部を配置する。詳細には、発光素子ユニット３の透光性部材１０が、凹部１ｂの底面に対向するように配置する。また、第一光反射性部材の一部は、凹部１ｂの外に位置する。
発光素子ユニット３は、平面視において、透光性部材１０の中心と凹部１ｂの中心が一致するように配置し、接合部材１４を硬化させて導光板１に接合される。
ここで、平面視において、凹部１ｂの内側面は、発光素子ユニット３の外側面より大きく、凹部１ｂ内に発光素子ユニット３の一部を配置した際、凹部１ｂの内側面と発光素子ユニット３の外側面との間にスペース１８が形成される。このスペース１８は、凹部１ｂに塗布される未硬化状態の接合部材１４で充填される。
また、凹部１ｂ内に塗布する接合部材１４の塗布量を調整することで、凹部１ｂの内側面と発光素子ユニット３の外側面との間のスペース１８から凹部１ｂの外側まで接合部材１４が押し出される。凹部１ｂから押し出される接合部材１４は、第一光反射性部材１５の一部と接する位置まで這い上がって第一光反射性部材１５の一部を被覆する。さらに、接合部材１４は、第二主面１ｄと接する位置まで広がって、第二主面１ｄの一部を被覆するこの状態で、接合部材１４の上面は、垂直断面視において、発光素子ユニット３の上端部から外側に向かって傾斜面１４ａが形成される。接合部材１４の傾斜面１４ａは、第一光反射性部材１５の外側面との間でなす角を鋭角とし、好ましくは傾斜角αが５°〜５０°となるように形成される。
凹部１ｂに塗布する接合部材１４の塗布量は、発光素子ユニット３を凹部１ｂに接合する状態で、発光素子ユニット３の外側面を被覆する接合部材１４が導光板１の第二主面１ｄよりも高くなる量、すなわち凹部１ｂから外側に溢れるような量とすることができる。ただし、接合部材１４の塗布量は、接合部材１４の傾斜面１４ａと第一光反射性部材１５の外側面と接する位置が、発光素子ユニット３の外側面の電極側の縁よりも低くなるように調整される。
また、未硬化状態の接合部材１４は、発光素子ユニット３を導光板１に接合した後、スペース１８に塗布して第一光反射性部材１５の一部を被覆する位置まで設けてもよい。換言すると、凹部１ｂ内に発光素子ユニット３の一部を配置する際、接合部材１４が凹部１ｂ内に収まる量を塗布する。その後、発光素子ユニット３の外側面、詳細には、第一光反射性部材１５の外側面を被覆するように、接合部材１４をさらに塗布する。この時、接合部材１４の塗布量は、発光素子ユニット３の外側面すべてを被覆しない量とする。また、接合部材１４が導光板１の第二主面１ｄの一部を被覆するように接合部材１４を塗布することがより好ましい。
発光素子ユニット３を導光板１に配置した後、図９Ｃに示す工程で、第二光反射性部材１６を導光板１の第二主面１ｄに形成する。第二光反射性部材１６は発光素子ユニット３を内部に埋設する厚さに形成される。
図１０Ａに示す工程で、硬化した第二光反射性部材１６の一部を除去して、素子電極１１ｂを表面に露出させる。
なお、図９Ｃに示す工程では、第二光反射性部材１６を、発光素子ユニット３を内部に埋設する厚さに形成したが、素子電極１１ｂの表面と同一平面、または素子電極１１ｂの表面よりも低い位置となる厚さに形成して、上述した除去工程を省略してもよい。
図１０Ｂに示す工程で、第二光反射性部材１６及び第一光反射性部材１５の表面に導電膜２４を積層する。この工程では、発光素子１１の素子電極１１ｂと第一光反射性部材１５と第二光反射性部材１６の上の略全面に、例えば、Ｃｕ／Ｎｉ／Ａｕの導電膜２４をスパッタ等で形成する。
図１０Ｃに示す工程で、素子電極１１ｂ間の導電膜２４の一部を除去する。
以上の工程では、１枚の導光板１に１または複数の発光素子ユニット３を配置している発光モジュール１００を製造する。
（発光モジュール２００の製造方法）
図６に示す発光モジュール２００の発光素子ユニット３Ａは、以下のようにして製造される。
図１１Ａに示す工程で、透光性部材１０を形成する。図に示す透光性部材１０は、所定の大きさの波長変換部材１２と光拡散部１３を積層してなる積層体としている。
図１１Ｂに示す工程で、透光性部材１０を埋設するように、透光性樹脂部２０を形成する。このように、波長変換部材１２と光拡散部１３の外側面を透光性樹脂部２０で被覆して保護する。その後、図１１Ｃに示す工程で、硬化した透光性樹脂部２０の一部を除去して光拡散部１３を露出させる。
図１１Ｄで示すように、透光性部材１０をプレート３３に配置したベースシート３０の上に光拡散部１３が接するように配置する。その後、透光性部材１０に発光素子１１を接合させる。透光性部材１０上および／または発光素子１１の主発光面１１ｃ上に透光性接着部材１９を塗布し、主発光面１１ｃ側を透光性部材１０に接合する。発光素子１１は、１つの透光性部材１０の波長変換部材１２上に、上面視において、発光素子１１の主発光面１１ｃの中心と透光性部材１０の中心がほぼ一致するように接合される。
図１２Ａに示す工程で、発光素子１１を埋設するように、第一光反射性部材１５を形成する。第一光反射性部材１５は、透光性部材１０上に塗布され、発光素子１１を埋設する状態で硬化する。その後、図１２Ｂに示す工程で、硬化した第一光反射性部材１５の一部を除去して発光素子１１の素子電極１１ｂを露出させる。
図１２Ｃに示す工程で、第一光反射性部材１５と透光性樹脂部２０とを切断して発光素子ユニット３Ａに個片化する。個片化された発光素子ユニット３Ａは、波長変換部材１２と光拡散部１３の積層体の外周面が透光性樹脂部２０で被覆された透光性部材１０が発光素子１１に接合され、さらに、発光素子１１の周囲には第一光反射性部材１５が設けられて、素子電極１１ｂを第一光反射性部材１５の表面に露出させている。
以上の工程で製造された発光素子ユニット３Ａは、図９Ａ〜図９Ｃ及び図１０Ａ〜図１０Ｃに示す前述の工程と同様にして、導光板１の凹部１ｂに接合された後、導光板１の第二主面１ｄと発光素子ユニット３Ａを被覆する第二光反射性部材１６が形成されて発光モジュール２００が製造される。
（他の製造方法）
図１３Ａ〜図１３Ｄは、透光性部材１０が波長変換部材１２のみを備える発光素子ユニット３Ｂを使用し、この発光素子ユニット３Ｂを導光板１に設けた凹部１ｂに接合して製造される、図１４に示す発光モジュール３００の製造工程を示している。この発光モジュール３００は、発光素子ユニット３Ｂが配置される凹部１ｂの底面に光拡散部１３を配置して製造される。この発光素子ユニット３Ｂは、波長変換部材１２の表面に発光素子１１を接合した後、図８Ａ〜図８Ｃに示す工程と同様にして、波長変換部材１２と発光素子１１の表面に第一光照射性部材１５を配置し、透光性部材１０が波長変換部材１２のみを備える発光素子ユニット３Ｂを製造する。
この発光モジュール３００は、以下の工程で製造される。
図１３Ａに示す工程で、導光板１の凹部１ｂの底面に光拡散部１３を設ける。この光拡散部１３は、所定のサイズに成形された板状もしくはシート状の光拡散部を、凹部１ｂの底面に接合してもよいし、印刷、塗布等で凹部１ｂの底面に配置することで設けられてもよい。
図１３Ｂに示すように、底面に光拡散部１３が設けられた凹部１ｂに、発光素子ユニット３Ｂが接合される。発光素子ユニット３Ｂは、未硬化状態で液状である透光性の接合部材１４を塗布した凹部１ｂに、発光素子ユニット３Ｂの一部を透光性部材１０が光拡散部１３に対向するように配置し、接合部材１４を硬化させて導光板１に配置される。
凹部１ｂに塗布される未硬化状態の接合部材１４は、発光素子ユニット３Ｂの一部を凹部１ｂに配置した際に、凹部１ｂの内側面と発光素子ユニット３Ｂの外側面との間のスペース１８に充填される。この時、凹部１ｂの外側まで押し出されて接合部材１４が形成される。凹部１ｂから押し出される接合部材１４は、前述と同様にして、図１３Ｃに示すように第一光反射性部材１５の一部と接する位置まで這い上がって第一光反射性部材１５の一部を被覆する。さらに、接合部材１４の上面は、垂直断面視において、発光素子ユニット３の上端部から外側に向かって傾斜面１４ａが形成される。
発光素子ユニット３を導光板１に配置した後、図１３Ｄに示す工程で、第二光反射性部材１６を導光板１の第二主面１ｄに形成する。第二光反射性部材１６には白色樹脂が使用され、発光素子ユニット３を内部に埋設する厚さに形成される。
その後、図１０Ａ〜図１０Ｃと同様にして、第二光反射性部材１６の表面を研磨して、素子電極１１ｂを表面に露出させた後、第二光反射性部材１６及び第一光反射性部材１５の表面に導電膜２４を積層し、導電膜２４の一部を除去して、図１４に示す構造の発光モジュール３００が製造される。
本実施形態の発光モジュール１００は、複数の発光素子ユニット３を、それぞれが独立で駆動するように配線されてもよい。また、導光板１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発光素子ユニット３を１つのグループとし、該１つのグループ内の複数の発光素子ユニット３同士を直列または並列に電気的に接続することで同じ回路に接続し、このような発光素子ユニット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。
本実施形態の発光モジュール１００は、１つが１つの液晶ディスプレイ装置のバックライトとして用いられてもよい。また、複数の発光モジュール１００が並べられて１つの液晶ディスプレイ装置１０００のバックライトとして用いられてもよい。小さい発光モジュール１００を複数作り、それぞれ検査等を行うことで、大きく実装される発光素子１１の数が多い発光モジュール１００を作成する場合と比べて、歩留まりを向上させることができる。
発光モジュール１００は、図１５に示すように、配線基板２５を有していてもよい。配線基板２５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２６と、基材の両面側において導電性部材２６と電気的に接続された配線層２７が形成されている。そして、素子電極１１ｂが、配線基板２５と電気的に接続されている。
なお、１つの発光モジュール１００が１つの配線基板に接合されてもよいし、複数の発光モジュール１００が、１つの配線基板に接合されてもよい。これにより、外部との電気的な接続端子（例えばコネクタ）を集約できる（つまり、発光モジュール１つごとに用意する必要がない）ため、液晶ディスプレイ装置１０００の構造を簡易にすることができる。
また、この複数の発光モジュール１００が接合された１つの配線基板を複数並べて一つの液晶ディスプレイ装置１０００のバックライトとしてもよい。この時、例えば、複数の配線基板をフレーム等に載置し、それぞれコネクタ等を用いて外部の電源と接続することができる。
なお、導光板１上には、拡散等の機能を有する透光性の部材をさらに積層してもよい。その場合、光学機能部１ａが凹みである場合には、凹みの開口（つまり、導光板１の第一主面１ｃに近い部分）を塞ぐが、凹みを埋めないように、透光性の部材を設けることが好ましい。これにより、光学機能部１ａの凹み内に空気の層を設けることができ、発光素子１１からの光を良好に広げることができる。
本開示に係る発光モジュールは、テレビやタブレット、液晶ディスプレイ装置のバックライトとして、テレビやタブレット、スマートフォン、スマートウォッチ、ヘッドアップディスプレイ、デジタルサイネージ、掲示板などに好適に利用できる。また、照明用の光源としても利用でき、非常灯やライン照明、あるいは各種のイルミネーションや車載用のインストール等にも利用できる。
１０００…液晶ディスプレイ装置
１００、１００’、２００、３００…発光モジュール
１１０ａ…レンズシート
１１０ｂ…レンズシート
１１０ｃ…拡散シート
１２０…液晶パネル
１、１’…導光板
１ａ…光学機能部
１ｂ…凹部
１ｃ…第一主面
１ｄ…第二主面
１ｅ…溝
１ｆ…傾斜面
３、３Ａ、３Ｂ…発光素子ユニット
１０…透光性部材
１１…発光素子
１１ｂ…素子電極
１１ｃ…主発光面
１１ｄ…電極形成面
１２…波長変換部材
１３…光拡散部
１４…接合部材
１４ａ…傾斜面
１５…第一光反射性部材
１６…第二光反射性部材
１８…スペース
１９…透光性接着部材
２０…透光性樹脂部
２４…導電膜
２５…配線基板
２６…導電性部材
２７…配線層
３０…ベースシート
３１…第１のシート
３２…第２のシート
３３…プレート

Claims (12)

  1. 発光素子と、
    前記発光素子の主発光面を覆う透光性部材と、
    前記発光素子の側面を覆う第一光反射性部材とを備える発光素子ユニットと、
    外部に光を放射する発光面となる第一主面と、
    前記第一主面の反対側の面であり、前記発光素子ユニットが配置される凹部を備える第二主面とを有する透光性の導光板と、
    前記導光板の前記第二主面及び前記発光素子ユニットの外側面を覆う第二光反射性部材と、
    前記凹部の内側面及び底面と、前記発光素子ユニットの外側面及び底面と接する透光性の接合部材と、
    を備える発光モジュールであって、
    断面視において、前記第一光反射性部材の少なくとも一部は、前記凹部の外に位置し、
    前記接合部材は、前記凹部の外に位置する前記第一光反射性部材の一部と接する発光モジュール。
  2. 請求項１に記載の発光モジュールであって、
    前記第二光反射性部材は、導光板の第二主面、透光性の接合部材の傾斜面および第一光反射性部材の外側面で、接合部材で被覆されていない領域を被覆してなる発光モジュール。
  3. 請求項２のいずれか一項に記載の発光モジュールであって、
    断面視において、前記傾斜面は曲面である発光モジュール。
  4. 請求項３に記載の発光モジュールであって、
    前記傾斜面が、前記凹部側に向かって凸状となる曲面である発光モジュール。
  5. 請求項２〜４のいずれか一項に記載の発光モジュールであって、
    前記傾斜面と前記第一光反射性部材の外側面とがなす角度が５°〜５０°である発光モジュール。
  6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の発光モジュールであって、
    前記導光板の前記第二主面の、前記発光素子ユニット及び接合部材で覆われた部分を除く表面を、前記第二光反射性部材で被覆してなる発光モジュール。
  7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の発光モジュールであって、
    前記接合部材は、前記導光板の第二主面と接する発光モジュール。
  8. 請求項１〜７のいずれか一項に記載の発光モジュールであって、
    前記透光性部材は、波長変換部材を備える発光モジュール。
  9. 請求項１〜８のいずれか一項に記載の発光モジュールであって、
    前記発光素子ユニットと前記凹部の底面との境界に光拡散部を備える発光モジュール。
  10. 請求項１〜９のいずれか一項に記載の発光モジュールであって、
    前記第一主面は、凹状の光学機能部を備える発光モジュール。
  11. 請求項１〜１０のいずれか一項に記載の発光モジュールであって、
    前記凹部の底面から前記発光素子の主発光面までの高さが、前記凹部の深さと略等しい発光モジュール。
  12. 請求項１〜１１のいずれか一項に記載の発光モジュールであって、
    前記透光性部材は外側面に、透光性樹脂部を備える発光モジュール。
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