JP7456858B2 - 発光モジュール - Google Patents

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Description

本開示は、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。
特開2015-32373号公報
しかしながら、特許文献1のような光源装置では、実装基板と拡散板との間の距離をレンズ部材の厚みよりも大きくする必要があり、十分な薄型化が達成できない可能性がある。
そこで、本開示は、薄型化が可能な、導光板と発光素子とを備える発光モジュールを提供することを目的とする。
本開示にかかる発光モジュールの製造方法は、以下の構成を備える。
第1主面と、第1主面の反対側の第2主面を有する導光板と、第2主面側に配置される光源部材であって、主発光面と主発光面の反対側に位置する電極形成面と主発光面と電極形成面との間の側面とを有する発光素子と、発光素子の主発光面及び側面を覆う波長変換部材と、を備える複数の光源部材と、光源部材及び導光板の前記第2主面を覆う封止部材と、を備え、導光板は第2主面に位置する複数の第1凹部を有し、断面視において発光素子の側面の少なくとも一部が第1凹部内に位置するように配置される、発光モジュール。
これにより、薄型化が可能な、導光板と発光素子とを備える発光モジュールを提供することができる。
実施形態1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1にかかる発光モジュールの一部拡大模式断面図である。 実施形態1にかかる発光モジュールの一部拡大模式断面図である。 実施形態1にかかる発光モジュールの一部拡大模式断面図である。 実施形態1にかかる導光板の一例を示す一部拡大模式平面図と一部拡大模式側面図である。 実施形態1にかかる導光板の一例を示す一部拡大模式断面図である。 実施形態1に係る発光モジュールの一例を示す一部拡大模式断面図である。 実施形態1に係る発光モジュールの一例を示す一部拡大模式断面図である。 実施形態1にかかる発光モジュールの光源部材の一例を示す模式断面図である。 実施形態1にかかる発光モジュールの光源部材の一例を示す模式断面図である。 実施形態1にかかる発光モジュールの光源部材の一例を示す模式断面図である。 実施形態1にかかる発光モジュールの光源部材の一例を示す模式断面図である。 光源部材の製造工程の一例を示す一部拡大模式断面図である。 光源部材の製造工程の一例を示す一部拡大模式断面図である。 光源部材の製造工程の一例を示す一部拡大模式断面図である。 光源部材の製造工程の一例を示す一部拡大模式断面図である。 光源部材の製造工程の一例を示す一部拡大模式断面図である。 光源部材の製造工程の一例を示す一部拡大模式断面図である。 実施形態1にかかる発光モジュールの製造工程の一例を示す一部拡大模式断面図である。 実施形態1にかかる発光モジュールの製造工程の一例を示す一部拡大模式平面図である。 実施形態1にかかる発光モジュールの製造工程の一例を示す一部拡大模式平面図である。 実施形態1にかかる発光モジュールの製造工程の一例を示す一部拡大模式断面図である。 実施形態1にかかる発光モジュールの製造工程の一例を示す一部拡大模式断面図である。 実施形態1にかかる発光モジュールの製造工程の一例を示す一部拡大模式断面図である。 実施形態1にかかる発光モジュールの製造工程の一例を示す一部拡大模式断面図である。 実施形態1にかかる発光モジュールの製造工程の一例を示す一部拡大模式断面図である。 実施形態1にかかる発光モジュールの製造工程の一例を示す一部拡大模式断面図である。 実施形態1にかかる発光モジュールの製造工程の一例を示す一部拡大模式断面図である。 実施形態2にかかる発光モジュールの一部拡大模式断面図である。 図9Aの一部を拡大して示す模式断面図である。 実施形態2にかかる発光モジュールの光源部材の一例を示す模式断面図である。 実施形態2にかかる発光モジュールの変形例1の光源部材の模式断面図である。 実施形態2にかかる発光モジュールの変形例2の光源部材の模式断面図である。 実施形態2にかかる発光モジュールの変形例3の光源部材の模式断面図である。 実施形態2にかかる発光モジュールにおいて変形例3の光源部材を用いたときの発光モジュールの一部拡大模式断面図である。
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、例えば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。
実施形態1
本実施形態1の発光モジュールの構成を主として図1A~図1Dに示す。
図1Aは、本実施形態1にかかる発光モジュール100の模式平面図である。図1Bは、本実施形態1にかかる発光モジュール100を示す一部拡大模式断面図であり、ここでは、図1Aに示す領域Sに示すIB(IB)線における断面図を示す。図1Cは、図1Bの1つの光源部材20と第2凹部122を含む部分を拡大した図であり、図1Dは、1つの光源部材20を拡大した図である。
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部材20と、封止部材50と、を備える。導光板10は、光取り出し面となる第1主面11と、第1主面11と反対側の第2主面12と、を備える。導光板10は第2主面12にマトリクス状に配置される複数の第1凹部121を備えている。光源部材20は、発光素子21と波長変換部材26と、を備える。複数の光源部材20は、導光板10の第2主面12の第1凹部121の底面121aの上に、接合部材40によって接合されている。封止部材50は、光源部材20と導光板10の第2主面12と覆うように配置される。
光源部材20は、断面視において、発光素子21の側面21cの少なくとも一部が第1凹部121内に位置するように配置される。換言すると、光源部材20は、断面視において発光素子21の主発光面21aが、第1凹部121の周りの第2主面12より下側に位置するように配置される。
発光素子21の主発光面21aから出射される光は、発光素子21の主発光面21aを覆う波長変換部材26に照射される。そして、光源部材20からの光は、発光素子21からの光と波長変換部材26からの混色光として、第1凹部121の底面121aから導光板10内に入射される。
発光素子21の側面21cから出射される光は、発光素子21の側面21cを覆う波長変換部材26に照射される。そして、光源部材20からの光は、発光素子21からの光と波長変換部材26からの光の混色光として、第1凹部121の側面121bから導光板10内に入射される。
発光素子21の少なくとも一部が導光板10の第1凹部121内に位置することで、光源部材20から出射される光を、導光板10内において効率よく側方に広げやすくすることができる。そのため、導光板10の第1主面11の全面の輝度ムラの少ない面発光が可能な発光モジュールとすることができる。
断面視において、発光素子21の側面21cと第1凹部121の側面121bとが対向する長さToは、発光素子21の側面21cの長さTc(主発光面21aと電極形成面21bとの距離)の20%~100%が好ましく、50%~100%とすることがより好ましい。
また、発光素子21が、素子基板22sを備える半導体積層体22を備える場合は、断面視において、素子基板22sの側面の長さの20%~100%が、第1凹部121の側面121bと対向することが好ましく、さらに、50%~100%がより好ましい。
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10]
図2Aは、図1Aに示す導光板10の一部分である領域Sを拡大した図であり、それぞれ第1主面11、第2主面12及びIB(IB)線における断面図を示す。図2Bは、図2Aの断面図を拡大して示す断面図である。導光板10は、光源部材20からの光が入射され、面状の発光を行う透光性の板状部材である。導光板10は、光取り出し面となる第1主面11と、第1主面11と反対側の第2主面12と、を備える。第1主面11には光源部材20が配置される第1凹部121を備える。
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。
導光板10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。導光板10に光源部材20を接合した後に配線基板を貼りつける工程を備える場合は、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てもよい。これにより、光をより拡散させやすくなり、輝度ムラを低減した発光モジュールとすることができる。
(第1凹部:光源部材配置部)
導光板10は、第2主面12側に、第1凹部121を備える。第1凹部121は、光源部材20が配置される部分である。
複数の第1凹部121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、複数の第1凹部121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。図1Aに示すように、第1凹部121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第1凹部121が配列されていてもよい。
第1凹部121の平面視における大きさ(開口部の面積)は、光源部材20の平面視形状と略同じか、それよりも大きいことが好ましい。例えば、第1凹部121の開口部の平面視における大きさは、光源部材20の平面視における面積に対して、100%~200%とすることができる。
第1凹部121の開口部の平面視形状は、例えば、略矩形、略円形とすることができる。第1凹部121の開口部の平面視形状は、第1凹部121の配列ピッチ(最も近接した2つの第1凹部121の中心(光軸)間の距離)等に応じて調整することができる。例えば、第1凹部121の配列ピッチ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、略円形とすることで、光源部材20からの光を良好に広げることができる。
例えば、第1凹部121の開口部の平面視形状が四角形の場合であって、発光素子21が平面視において縦および横の寸法が1000μm以下程度であり、発光素子21の側面21cを覆う波長変換部材26の厚みが0.1mm~5mm程度の場合、第1凹部121間の配列ピッチは、例えば、0.5mm~50mm程度とすることができ、3mm~30mm程度が好ましい。
第1凹部121の底面121aの平面視形状は、開口部の平面視形状と同じとすることが好ましい。ただし、これに限らず、第1凹部121の底面121aの平面視形状を、開口部の平面視形状と異なる形状としてもよい。また、第1凹部121の底面121aは、開口部と同じ大きさ、又は、開口部よりも小さい大きさとすることができる。
第1凹部121の深さTr1、すなわち、第1凹部121の底面121aから開口部(第2主面)までの距離は、発光素子21の側面21cの少なくとも一部が第1凹部121内に位置することが可能な深さとすることが好ましい。換言すると、発光素子21の側面21cの側方に、第1凹部121の側面121bの少なくとも一部が位置することが好ましい。
また、第1凹部121内において、発光素子21は、主発光面21aを覆う波長変換部材26を介して第1凹部121の底面121a上に配置されている。そのため、発光素子21の側面21cが第1凹部121内に位置するためには、第1凹部121の深さTr1は、発光素子21の主発光面21aと第1凹部121の底面121aとの間の波長変換部材26の厚みよりも大きいことが好ましい。
波長変換部材26と第1凹部121の底面121aとの間に、透光性の接合部材40が配置される場合は、第1凹部121の深さTr1は、発光素子21の主発光面21aと第1凹部121の底面121aとの間の波長変換部材26の厚みと接合部材40の厚みの総和よりも大きいことが好ましい。
例えば、発光素子21の側面21cの長さ(主発光面21aと電極形成面21bの間の距離)が50μm~200μm程度であり、波長変換部材26の厚み、又は、波長変換部材26の厚みと接合部材40の厚みの総和が50μm~600μm程度の場合、第1凹部121の深さTr1は、50μm~5000μmとすることができ、100μm~350μmが好ましい。尚、導光板10が後述の光学機能部111を備える場合、光学機能部111と第1凹部121の間の距離は、光学機能部111と凹部121が離間している範囲で適宜設定できる。
また、第1凹部121の側面121bは、第1凹部121の底面121aに対して垂直又は傾斜した面とすることができる。側面121bの傾斜角度としては、底面121aから45度~90度とすることができる。また、第1凹部121の側面121bは、断面視において直線又は曲線とすることができる。
(第2凹部:リフレクタ)
導光板10は、第2主面12に位置する第2凹部122を有することが好ましい。第2凹部122は、第1凹部121内に配置された光源部材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、第2凹部122は、上面視において、光源部材20が配置される1つの第1凹部121を囲むように配置されることが好ましい。
第2凹部122を光源部材20が配置される1つの第1凹部121を囲むように配置する場合、例えば、第2凹部は導光板の第2主面を複数の領域に区分するように設けその区分された領域にそれぞれ第1凹部121を設けるようにしてもよい。この場合、上面視において、1つの第1凹部121を囲む第2凹部122の一部は、隣接する第1凹部121を囲む第2凹部122の一部を兼ねていてもよい。つまり、断面視において、第2凹部122の一部が2つの第1凹部121の間に位置し、その第2凹部122の一部が隣接する2つの第1凹部121に共有される。例えば、図2Bに示すように、第2凹部122の底部122aを中心にして右側に位置する側面122bは、右側に位置する第1凹部121に配置される光源部材からの光を反射する。同様に、第2凹部122の底面122aを中心にして左側に位置する側面122bは、左側に位置する第1凹部121に配置される光源部材からの光を反射する。
このように、1つの第1凹部121を囲む第2凹部122が、隣接する第1凹部121を囲む第2凹部122の一部としても機能するために、第2凹部122は、図2Aに示すように、格子状の底部122aとすることができる。
第2凹部122の側面122b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、第2凹部122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。例えば、図1C等に示す第2凹部122は、第2主面12と連続する部分において、緩やかに曲率が変化する曲面の側面122bを例示している。このような第2凹部122の場合、第2凹部122と第2主面12との境界は明確に視認しにくい場合がある。
第2凹部122内には、導光板10よりも低屈折率である低屈折率部材を配置することができる。低屈折率部材としては、例えば、空気、樹脂材料、ガラス材料を用いることができる。さらに、第2凹部122内に、光反射性部材を配置してもよい。光反射性部材としては、後述の封止部材50と同様の光反射部材を用いることができる。また、封止部材50の一部を第2凹部122内に配置することができる。
図1Cに示すように、第2凹部122の底部122aの深さTr2は、第1凹部121の深さTr1と同じ程度とすることができる。また、光源部材20の発光面20aの位置と同じ程度の位置に、第2凹部122の底部122aが位置するようにすることができる。
(光学機能部)
導光板10は、第1主面11側に光学機能部111を備えていてもよい。光学機能部111は、例えば、光を導光板10の面内で広げる機能を有することができる。
光学機能部111は、それぞれの第1凹部121に対応する位置、つまり、第2主面12側に配置された光源部材20と反対側の位置に設けられることが好ましい。特に、光源部材20の光軸と、光学機能部111の光軸とが略一致することが好ましい。例えば、光学機能部111の凹みが錐体又は錘台の場合は、その頂部又は中心軸が光源部材20の光軸と略一致することが好ましい。また、光学機能部111の凹みが錐体台の場合は、頂部に相当する面が、光源部材20の光軸上に位置することが好ましい。
光学機能部111としては、第1主面11側に設けられた錐体状又は錐台体状の凹みとすることができる。具体的には、錐体状の凹みとしては、円錐や四角錐、六角錐等の多角錐形が挙げられ、錐台体状の凹みとしては、円錐台や四角錐台、六角錐台等の多角錐台形が挙げられる。光学機能部111の側面111bは、断面視において直線でもよく、曲線でもよい。
光学機能部111の平面視における開口部の大きさは、適宜設定することができる。光学機能部111の開口部の大きさは、例えば、第1凹部121の底面121aの面積の100%~300%とすることができる。また、光学機能部111が錐体台状の凹みの場合、底面111a(錐体台の頂部に相当する面)の平面視における大きさは、例えば、光源部材20の平面視における大きさの50%~100%とすることができ、あるいは、第1凹部121の底面121aの面積の20%~100%とすることができる。図1A~図1Dに示す光学機能部111は、第1主面11において円形の開口部を備える円錐台状の凹部であり、開口の直径は光源部材20よりも大きく、さらに第1凹部121よりも大きい例を示している。
光学機能部111として用いられる凹みには、図3Aに示すように、導光板10と屈折率の異なる材料(例えば空気、低屈折率部材112等)を配置することができる。また、図3Bに示すように、凹みの内面に、光源部材20からの光を反射する第1反射部材113を配置してもよい。第1反射部材113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。
[光源部材]
光源部材20は、発光素子21と波長変換部材26とを備える。波長変換部材26は、発光素子21の主発光面22a及び側面22cを被覆する部材であり、主として樹脂材料と波長変換物質とを含む。
光源部材20としては、あらかじめ図4A~図4Cに示すような、発光素子21と波長変換部材26とを備える発光装置30を光源部材20として用いることができる。あるいは、導光板10の第1凹部121内に、波長変換部材26を配置し、その波長変換部材26に発光素子21を埋め込むようにして配置することで光源部材20としてもよい。
発光装置30としては、例えば、図4A~図4Cに示すような構造とすることができる。いずれの発光装置も、発光素子21の主発光面21aと側面21cとを覆うように波長変換部材26が配置されている点において共通している。
図4Aに示す発光装置30は、発光素子21の主発光面21aと側面21cとを覆う波長変換部材26を備える。この場合、発光素子21の電極形成面21bは波長変換部材26に覆われておらず、露出されている。一対の電極24の底面及び側面も露出されている。電極形成面21bは、発光モジュールの一部として組み込まれた後は、封止部材50で覆われることになるため、発光装置30の状態において外部に露出されていても問題ない。
図4Bに示す発光装置30Aは、発光素子21の主発光面21aと側面21cに加え、電極形成面21bも覆うように波長変換部材26が配置される。一対の電極24の側面も、波長変換部材26で覆われる。さらに、一対の電極24の底面は、波長変換部材26に覆われず、第1金属膜25で覆われている。第1金属膜25は、電極24の大きさよりも大きい面積とすることができる。これにより、例えば、発光装置30Aの発光特性を検査し易くすることができる。そのため、発光モジュールの一部として発光装置を組み込む際に、発光装置の色度や輝度等を選別し易くなり、色ムラや輝度ムラの少ない発光モジュールとすることができる。
図4Cに示す発光装置30Bは、発光素子21の主発光面21aと側面21cとを覆う波長変換部材26を備える。電極形成面21b及び一対の電極24の側面は、第2反射部材27で覆われる。一対の電極24の底面は、波長変換部材26及び第2反射部材27で覆われずに露出されている。そして、これらから露出された電極24の底面は、第1金属膜25で被覆されている。電極形成面21bを、第2反射部材27で被覆することで、電極24で光が吸収されることを低減することができる。さらに、電極24よりも大きい面積の第1金属膜25を用いることで、図4Bに示す発光装置30Aと同様に、発光特性の検査がし易く、色ムラや輝度ムラの少ない発光モジュールを得やすくすることができる。
(発光素子)
発光素子21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1においては、発光素子21として発光ダイオードを例示する。
発光素子21は、例えば、サファイア等の透光性の素子基板22sと、素子基板22sの上に積層された半導体層とを備えた半導体積層体22を備える。半導体積層体22は、発光層22aと、発光層22aを挟むn型半導体層22nおよびp型半導体層22pとを含み、n型半導体層22nおよびp型半導体層22pに、一対の電極24としてn電極24nおよびp電極24pがそれぞれ電気的に接続される。発光素子21は、例えば素子基板22sを含む主発光面22aが導光板10の第1凹部121の底面121aと対向するように配置される。
発光素子21は、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(InAlGa1-x-yN、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。半導体積層体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。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。発光素子21は、波長変換部材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(InAlGa1-x-yN、0≦X、0≦Y、X+Y≦1)を備えることが好ましい。
発光素子21の形状は、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21の大きさは、例えば、平面視において縦および横の寸法が1000μm以下とすることが好ましく、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以下である。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。
(波長変換部材)
波長変換部材26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。例えば、波長変換部材26は、単層又は複数層とすることができる。
波長変換部材26は、母材として透光性材料と、波長変換物質として粒子状の蛍光体と、を含む。
透光性材料は、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。波長変換部材26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。
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(Al,Ga)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(Al,Ga)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(Al,Ga)12:Ce)系蛍光体、シリケート系蛍光体(例えば(Ba,Sr)SiO:Eu)、クロロシリケート系蛍光体(例えばCaMg(SiOCl: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Si6-zAl8-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:Eu)などが挙げられる。一般式(I)MaMbAl: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: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[M1-aMn]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(KSiF:Mn))がある。
1つの波長変換部材に、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、波長変換部材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。
波長変換部材は、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、TiO、Al、ZnO等の微粒子が挙げられる。
図4A~図4Cに示す発光装置において、発光素子21の主発光面21aを覆う波長変換部材26の厚みは、30μm~50μmとすることができる。また、発光素子21の側面21cを覆う波長変換部材26の厚みは、10μm~1000μmとすることができる。発光素子21の主発光面21aを覆う波長変換部材26の厚みと、発光素子21の側面21cを覆う波長変換部材26の厚みは、同じとすることが好ましい。ただし、これに限らず、異なる厚みであってもよい。
図4Bに示す発光装置30Aにおいて、発光素子21の電極形成面21bを覆う波長変換部材26の厚みは、5μm~50μm程度とすることができる。また、発光素子21の電極形成面21bを覆う波長変換部材26の厚みを、一対の電極24の厚みと同程度とすることができる。
光源部材20として発光装置30を用いずに、導光板10の第1凹部121に波長変換部材26を配置する場合における波長変換部材26について説明する。
図5に示すように、波長変換部材26は、発光素子21の主発光面21aと、第1凹部121の底面121aとに挟まれた領域の全てに配置されることが好ましい。さらに、波長変換部材26は、第1凹部121の底面121aの全体を覆うように配置されることが好ましい。発光素子21の側面21cと、第1凹部121の側面121bとに挟まれた領域の全てに配置されることが好ましい。
(第2反射部材)
光源部材20として、図4Cに示すような発光装置30Bを用いる場合、発光素子21の電極形成面22b及び一対の電極24の側面を覆う第2反射部材27を備える。第2反射部材27の厚みは、例えば、5μm~200μm程度とすることができる。また、第2反射部材27は、一対の電極24の高さと同じ程度とすることができる。
第2反射部材27は、発光素子21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。第2反射部材27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。
(第1金属膜)
光源部材20として、図4B、図4Cに示すような発光装置30A、30Bを用いる場合、すなわち、発光素子21の電極形成面21bが波長変換部材26や第2反射部材27で被覆されている場合、発光装置30A、30Bは、一対の電極24と電気的に接続され、一対の電極24の底面をそれぞれ被覆する金属膜25を備えていてもよい。金属膜25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25は、一対の電極24の側面を被覆する第2反射部材27や波長変換部材26と、電極24とを連続して覆うように配置されていてもよい。
[接合部材]
光源部材20として、図4A~図4Cに示す発光装置を用いる場合、発光装置と導光板10とは、透光性の接合部材40によって接合される。接合部材40は、光源部材20である発光装置30から出射される光を導光板10に伝播させる役割を有する。接合部材40は、導光板10の第2主面12側の第1凹部121の底面121aと発光装置30との間に配置される。さらに、発光装置30と第1凹部121の側面121bとの間に配置される。さらに、接合部材40は、導光板10の第2主面12にまで延在されていてもよい。
接合部材40は、透光性であり、光源部材20(発光装置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。また、接合部材40は、導光板10の材料と同程度の屈折率を有する材料が好ましい。例えば、母材の材料として、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。接続部材40の耐光性および成形容易性の観点からは、接合部材40の母材としてシリコーン樹脂を選択すると有益である。
[封止部材50]
封止部材50は、複数の光源部材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。封止部材50を光反射性部材とすることで、光源部材20からの発光を導光板10に効率よく取り入れることができる。
封止部材50は、光源部材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。封止部材50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。これにより、導光板10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。
[第2金属膜]
発光モジュール100には、封止部材50の上に、複数の光源部材20の電極24と電気的に接続される第2金属膜60が設けられていてもよい。第2金属膜60は、封止部材50の上に配置されていてもよい。光源部材20として、図4B、図4Cに示すような、第1金属膜25を備える発光装置を用いる場合は、第2金属膜60は、第1金属膜25と電気的に接続するように配置してもよい。また、第1金属膜25を備える発光装置を用いる場合であっても、工程内において第1金属膜25を除去した後、電極24と接するように第2金属膜60を形成してもよい。第2金属膜60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。
[配線基板]
発光モジュール100は、図1Bに示すように、配線基板70を有していてもよい。配線基板70は、絶縁性の基材71と、複数の光源部材20と電気的に接続される配線72等を備える基板である。配線基板70を備えることで、ローカルディミング等に必要な複雑な配線を容易に形成することができる。この配線基板70は、光源部材20を導光板10に接続し、封止部材50及び第2金属膜60を形成した後に、別途準備した配線基板70の配線72と、第2金属膜60とを、接合することができる。
配線基板70は、例えば、絶縁性の基材71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71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72と、を備える。
配線基板70は、積層構造を有していてもよい。例えば、配線基板70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70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70の基材71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71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72は、例えば、基材71上に設けられた導電箔(導体層)であり、複数の光源部材20と電気的に接続される。配線72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72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62の厚みは、例えば、5~50μm程度である。
配線基板70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、導光板10の反対側に設けられた封止部材50の表面と、配線基板70の表面との間に配置し、圧着することで、接合することができる。また、配線基板70の配線72と光源部材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第2金属膜60と接合することができる。
このような発光モジュールの製造方法の一例として、以下の工程を挙げることができる。
(1)発光素子と、発光素子の主発光面と側面とを覆う波長変換部材を備えた光源部材を準備する工程
(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主面であって、複数の凹部を備える第2主面を備える導光板を準備する工程
(3)凹部の側面と発光素子の側面とが、少なくとも対向するように、凹部の底面上に光源部材を載置する工程
(4)光源部材と第2主面を被覆する封止部材を配置する工程
発光モジュール100の製造方法の各工程について、以下に詳述する。
(1)発光素子と波長変換部材とを備えた光源部材(発光装置)を準備する工程
光源部材20は、例えば、図6A~図6D、図7A、図7Bに示す工程で製造することができる。まず、図6Aに示すように、複数の発光素子21を、一対の電極を下にして支持体80上に配置する。そして、発光素子21を埋めるように、波長変換部材26を形成する。波長変換部材26は、例えば、硬化前の波長変換部材26を支持体80上に配置し、スキージ81等を用いて印刷した後、硬化する方法で形成することができる。
また、波長変換部材26は、図7Aに示すように、硬化前の波長変換部材26を、スプレーノズル83を用いてスプレーし、図7Bに示すように発光素子21を埋めるように形成した後、硬化する方法で形成することができる。
次に、図6Cに示すように、ダイサー等の切断刃82を用いて波長変換部材26を切断し、光源部材20となる発光装置30を得ることができる。
(2)発光面となる第1主面と、第1主面と反対側の第2主面であって、複数の凹部を備える第2主面を備える導光板を準備する工程
導光板10を準備する。図8Aに示すように、導光板10の第2主面12に開口部の形状が略四角形の第1凹部121を複数備える。さらに、第2主面12には、隣接する第1凹部121の間に、第2凹部122を備える。第2凹部122は、図2Aに示すように、上面視において第1凹部121を取り囲むように配置されている。第2主面12の反対側の第1主面11には、円錐台形の窪みである光学機能部111を備える。
このような導光板10は、例えば、射出成型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の第1凹部121、第2凹部122や、光学機能部111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、第1凹部121、第2凹部122、光学機能部111を有しない板を準備し、加工することで導光板10を準備してもよい。あるいは、第1凹部121、第2凹部122、光学機能部111を備えた導光板10を、購入して準備してもよい。
(3)第1凹部の側面と発光素子の側面とが、少なくとも対向するように、凹部の底面上に光源部材(発光装置)を載置する工程
次に、図8Bに示すように、第1凹部121の底面121a上に、液状の接合部材40を配置する。接合部材40は、ポッティング、転写、印刷等の方法で塗布することができる。図8Bでは、ディスペンスノズル84を用いてポッティングすることで接合部材40を配置する場合を例示している。また、接合部材40は、発光装置30側に設けてもよい。例えば、吸着コレット等の吸着部材で発光装置30をピックアップし、液状の接合部材40に発光装置30の発光面を浸漬して接合部材40を付着させる等の方法を用いてもよい。
次に、図8Cに示すように、第1凹部121内の接合部材40上に、発光装置30を載置する。このとき、電極24を上にして発光装置30を載置する。このとき、発光装置30の発光素子21の側面の少なくとも一部が、第1凹部121の側面と対向するようにする。すなわち、接合部材40に発光装置30の一部を埋め込むように配置する。その後、接合部材40を硬化させることで、発光装置30と導光板10とを接合する。
(4)光源部材と第2主面を被覆する封止部材を配置する工程
次に、図8Dに示すように、導光板10の第2主面12と複数の発光装置30とを被覆する封止部材50を形成する。封止部材50は、例えばトランスファモールド、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。図8Dでは、ディスペンスノズル84を用いて、発光装置320の電極24も被覆するように封止部材50を厚く形成する例を示している。尚、電極24を埋めないように、換言すると、少なくとも電極24の一部が露出するように封止部材50を形成してもよい。
(5)電極が露出するまで封止部材を除去する工程
次に、図8Eに示すように、封止部材50の表面を全面にわたって除去する。これにより、図8Gに示すように、封止部材50から発光装置30の電極24を露出させる。研削の方法としては、砥石等の研削部材90を用いて封止部材50を面状に研削する方法が挙げられる。あるいは、図8Fに示すように、ブラストノズル91を用いて、硬質の粒子92を吐出して、封止部材50の一部を除去してもよい。
また、発光装置30が電極24に接続される第1金属膜25を備える場合は、第1金属膜25が露出されるまで封止部材50を除去してもよい。いずれの場合も、光源部材20の発光素子21に給電することが可能な導電部材が露出されるまで、封止部材50を除去する。また、あらかじめ電極24を埋めないように封止部材50を形成する場合は、この工程を省略することができる。
(6)複数の発光素子と電気的に接続する金属膜を形成する工程
次に、図8Hに示すように、発光装置30の電極24と封止部材50上の略全面に、第2金属膜60を形成する。第2金属膜60としては、例えば、導光板10側からCu/Ni/Auの順に積層させた積層構造とすることができる。第2金属膜60の形成方法としては、スパッタ、メッキ等が挙げられ、スパッタで形成することが好ましい。
次に、図8Iに示すように、レーザ光源93からのレーザ光94を第2金属膜60に照射し、照射した部分の第2金属膜60を除去するレーザアブレーションによってパターニングする。これにより、図8Jに示すような、分離された第2金属膜60を形成する。第2金属膜60は、発光装置30の電極24と電気的に接続されている。
このようにして、発光モジュール100Aを得ることができる。さらに、第2金属膜60と、別途準備した配線基板70の配線72とを接着することもでき、これにより図1Bに示すような配線基板70を備えた発光モジュール100を得ることができる。
複数の光源部材20は、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発光装置30を1つのグループとし、1つのグループ内の複数の発光装置30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、このような発光装置(光源部材)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。
実施形態2
次に、本発明に係る実施形態2の発光モジュール100Bについて図9A~図9Cを参照しながら説明する。図9Aは、発光モジュール100Bの断面図であり、図9Bは、図9Aの断面図における1つの光源部材及びその近傍を拡大して示す断面図であり、図9Cは、光源部材120の構成を示す断面図である。
実施形態2の発光モジュール100Bは、図9A~図9Cに示すように、光源部材120の構成が実施形態1と異なる以外は実施形態1と同様に構成される。ここで、図9A~図9Cにおいて、実施形態1で説明した部材と同様の部材については同様の符号を付して示し、同様の部材についての具体的な説明は省略する。
以下、実施形態2の発光モジュール100Bについて、実施形態1と異なる部分について説明する。
実施形態2の発光モジュール100Bにおいて、光源部材120は、波長変換部材126の上面に設けられた光拡散導光部材127を有している。光拡散導光部材127は、光拡散物質を含む透光性部材であり、波長変換部材126の上面から出射された光を横方向に拡散して出射させる。
図9Cに示す例では、波長変換部材126の上面には第3凹部126rが形成され、光拡散導光部材127は、第3凹部126rの内部と第3凹部126rの周りの波長変換部材126の上面に設けられている。ここで、図9Cに示す例において、波長変換部材126の上面とは、第3凹部126rの内面と第3凹部126rの周りの波長変換部材126の上面を含む。また、図9C等では、第3凹部126rの大きさを発光素子21の主発光面21aと同じ大きさに描いているが、本発明はこれに限定されるものではなく、第3凹部126rの平面視形状は主発光面21aより大きくてもよいし、小さくてもよい。
実施形態2の発光モジュール100Bにおいて、光拡散導光部材127は、実施形態1で説明した光学機能部111と同様、光を導光板10の面内で広げる機能を有する。光拡散導光部材127は、光拡散導光部材127の中心軸が発光素子21の主発光面の中心軸に一致するように設けられていることが好ましく、これにより光を導光板10の面内に均一に、言い換えれば当該面内において、光を特定の方向に偏ることなく広げることができる。
光拡散導光部材127は、波長変換部材126の上面から出射される光を吸収することなく出射させることが好ましく、例えば、波長変換部材126の上面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。光拡散導光部材127は、上述した透光性と光拡散性を備えるために、例えば、光拡散導光部材127は、発光素子21及び波長変換部材126によって波長変換された光を、例えば、60%以上を透過し、好ましくは90%以上を透過する透光性材料により構成される母材である透光性部材に、上記光を吸収することなく反射させる光拡散物質を含有させてなる。
透光性部材を構成する透光性材料としては、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。光拡散物質としては、例えばSiO、TiO、Al、ZnO等の微粒子が挙げられる。
光拡散導光部材127において、透光性部材に含有させる光拡散物質の割合は、発光モジュール100Bに要求される特性に基づき、光拡散物質として用いる材料の光反射性、粒径及び粒度分布、導光板10の形状等に考慮して適宜設定される。
以上のように構成される発光モジュール100Bでは、光学機能部を用いることなく、発光素子21及び波長変換部材126により波長変換された光を導光板10の面内に均一に広げることができる。
したがって、実施形態2の発光モジュール100Bによれば、光学機能部を用いることなく、導光板10の主発光面11から色むら及び輝度むらの少ない光を出射させることができる。
また、実施形態2の発光モジュール100Bによれば、光源部材120から導光板10の面内に均一に光を広げて出射させることができるので、光学機能部を用いることなく導光板10の主発光面11から色むら及び輝度むらの少ない光を出射させることができ、薄型の面発光光源を提供することが可能になる。
また、実施形態2の発光モジュール100Bでは、光拡散導光部材127を含む光源部材120に加えてさらに、導光板10に光学機能部を設けてもよい。
以上の実施形態2の発光モジュール100Bは、光源部材120を作製する工程において光拡散導光部材127を形成する工程を含む以外は実施形態1の発光モジュール100Aと同様の方法により製造することができる。
実施形態2において、光源部材120は、例えば、以下のようにして作製する。
実施形態1で参照した図6Aに示すように、複数の発光素子21を、一対の電極を下にして支持体80上に配置する。
そして、発光素子21を埋めるように、未硬化の波長変換部材126を形成する。
次に、硬化前の波長変換部材126の上面のそれぞれ発光素子21に対向する位置に、例えば、金型を用いて第3凹部126rを形成する。第3凹部126rの形状を維持した状態で波長変換部材126を硬化する。
次に、光拡散物質を含む未硬化の透光性樹脂材料を、第3凹部126rをそれぞれ埋めるように硬化させた波長変換部材126の上面に形成する。
そして、透光性樹脂材料を硬化させることにより、波長変換部材126上に一体となった光反射性導光部材層を形成する。
次に、図6Cを参照しながら説明したように、ダイサー等の切断刃82を用いて切断する。以上のようにして、光源部材120を得ることができる。
実施形態2の変形例1
実施形態2の発光モジュール100Bでは、図9Cに示す光源部材120を用いた例により説明した。しかしながら、実施形態2の発光モジュール100Bは、図10Aに示す光源部材120aを用いて構成してもよい。この図10Aに示す光源部材120aは、図9Cに示す第3凹部126rを備えた波長変換部材126に代えて、第3凹部126rを備えていない波長変換部材126aを含み、波長変換部材126aの平坦な上面に厚さがほぼ一定の光拡散導光部材127aを有している点が図9Cに示す光源部材120とは異なっている。
実施形態2の発光モジュール100Bは、以上のように構成された光源部材120aを用いて構成することもできる。
実施形態2の変形例2
実施形態2の発光モジュール100Bでは、図9Cに示す光源部材120を用いた例により説明した。しかしながら、実施形態2の発光モジュール100Bは、図10Bに示す光源部材120bを用いて構成してもよい。この図10Bに示す光源部材120bは、図9Cに示す第3凹部126rを備えた波長変換部材126を有している点では図9Cと同じであるが、図10Bに示す光源部材120bでは第3凹部126rの内部のみに光拡散導光部材127bが設けられている点で図9Cに示す光源部材120とは異なっている。
実施形態2の発光モジュール100Bは、以上のように構成された光源部材120bを用いて構成することもできる。
以上変形例1及び2で説明したように、光源部材において、光拡散導光部材は、波長変換部材の上面に種々の形態で形成することができる。図9C、図10A及び図10Bに例示した以外であっても、例えば、第3凹部を錐体又は錘台形状に形成して、その内部のみ又はその内部からその周りに延在するように光拡散導光部材を形成するようにしてもよい。
さらに第3凹部は、四角錐、六角錐等の多角錐形であってもよい。
実施形態2の変形例3
実施形態2の発光モジュール100Bは、図11Aに示す光源部材120cを用いて構成してもよい。この図11Aに示す光源部材120cは、図10Bに示す光源部材120bとは波長変換部材126cの側面が傾斜している点で異なっている。光源部材120cは、波長変換部材126cの側面が傾斜している点を除いて図10Bに示す光源部材120bと同様である。
より具体的には、発光素子21の電極形成面付近で発光素子21の側面を覆う波長変換部材126cの厚さがほぼゼロになっており、発光素子21の電極形成面から主発光面21aに向かって徐々に厚さが大きくなっている。
また、図11Bは、図11Aに示す光源部材120cを実装したときの発光モジュールの断面の一部を拡大して示す断面図である。
以上のように構成された変形例3の光源部材120cを含んで構成された発光モジュールは、光源部材120cにおいて波長変換部材126cの側面が傾斜していることから、光学部材120cの側面の面積が、傾斜していな場合に比して大きくすることができる。これにより、導光板10に出射される光を多くすることができ、発光モジュールの輝度を高くすることができる。
本実施形態の発光モジュール100及びは、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のバックライトとして用いられてもよい。
1つの発光モジュール100は1つの配線基板70に接合されてもよい。また、複数の発光モジュール100が、1つの配線基板70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70を複数並べて一つの液晶ディスプレイ装置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70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。
本開示に係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として利用することができる。
100、100B…発光モジュール
10…導光板
11…第1主面(光取り出し面)
111…光学機能部
111a…光学機能部の底面
111b…光学機能部の側面
112…低屈折率部材
113…第1反射部材
12…第2主面
121…第1凹部
121a…第1凹部の底面
121b…第1凹部の側面
122…第2凹部
122a…第2凹部の底部
122b…第2凹部の側面
20、120、120a、120b、120c…光源部材
20a…光源部材の発光面
20b…光源部材の電極形成面
20c…光源部材の側面
21…発光素子
21a…主発光面
21b…電極形成面
21c…側面
22…半導体積層体
22p…p型半導体層
22n…n型半導体層
22a…発光層
22s…素子基板
24…電極
24p…p電極
24n…n電極
25…第1金属膜
26、126、126a、126c…波長変換部材
27…第2反射部材
30、30A、30B…発光装置
40…接合部材
50…封止部材
60…第2金属膜
70…配線基板
71…基材
72…配線
80…支持体
81…スキージ
82…切断刃
83…スプレーノズル
84…ディスペンスノズル
90…研削部材
91…ブラストノズル
92…粒子
93…レーザ光源
94…レーザ光
126r…第3凹部
127、127a、127b…光拡散導光部材

Claims (10)

  1. 第1主面と、前記第1主面の反対側であって第1凹部を備える第2主面と、を有する導光板と、
    前記第2主面側に配置される光源部材であって、主発光面と前記主発光面の反対側に位置する電極形成面と前記主発光面と前記電極形成面との間の側面とを有する発光素子と、前記発光素子の前記主発光面及び前記側面を覆う波長変換部材と、を備える複数の光源部材と、
    前記光源部材及び前記導光板の前記第2主面を覆う封止部材と、を備え、
    前記光源部材は、前記第1凹部の底面と前記光源部材との間及び前記第1凹部の側面と前記光源部材と間に配置された接合部材によって前記導光板と接合され、
    前記導光板は、前記第2主面に前記第1凹部を囲む第2凹部を有する、発光モジュール。
  2. 前記第1凹部の深さは、前記発光素子の前記主発光面と前記第1凹部の前記底面との間の前記波長変換部材の厚みと、前記第1凹部の前記底面と前記波長変換部材との間の前記接合部材の厚みと、の総和よりも大きい、請求項1に記載の発光モジュール。
  3. 前記発光素子は、素子基板を備える半導体積層体を備え、断面視において前記素子基板の側面の長さの20%以上が前記第1凹部の前記側面と対向する、請求項1又は請求項2に記載の発光モジュール。
  4. 前記発光素子は、素子基板を備える半導体積層体を備え、断面視において前記素子基板の側面の長さの50%以上が前記第1凹部の前記側面と対向する、請求項1又は請求項2に記載の発光モジュール。
  5. 前記第2凹部内に、前記導光板よりも屈折率の低い低屈折率部材が配置されている、請求項1~請求項のいずれか1項に記載の発光モジュール。
  6. 前記導光板は、前記第1主面に位置し、前記第1凹部に対応する位置に配置される光学機能部を備える、請求項1~請求項5のいずれか1項に記載の発光モジュール。
  7. 前記光学機能部は、第1反射部材を備える、請求項6に記載の発光モジュール。
  8. 前記光学機能部は、前記発光素子の発光面に向かって断面積が小さくなる錐体または錘台形状の凹部である請求項6又は請求項7に記載の発光モジュール。
  9. 前記光源部材は、前記発光素子の前記電極形成面を覆う第2反射部材を備える、請求項1~請求項8のいずれか1項に記載の発光モジュール。
  10. 前記接合部材は前記第2主面に延在している、請求項1~請求項9のいずれか1項に記載の発光モジュール。
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6717421B1 (ja) * 2018-12-28 2020-07-01 日亜化学工業株式会社 発光モジュール
CN113363367A (zh) 2020-03-06 2021-09-07 隆达电子股份有限公司 发光二极管结构
JP7266175B2 (ja) * 2020-07-21 2023-04-28 日亜化学工業株式会社 発光モジュールおよび面状光源
TWI786715B (zh) 2020-07-21 2022-12-11 日商日亞化學工業股份有限公司 發光模組及面狀光源
JP7174269B2 (ja) * 2020-08-25 2022-11-17 日亜化学工業株式会社 発光モジュール
JP7256946B2 (ja) * 2020-08-25 2023-04-13 日亜化学工業株式会社 発光モジュール
JP7484075B2 (ja) 2020-08-31 2024-05-16 日亜化学工業株式会社 発光モジュールの製造方法
TWI807401B (zh) 2020-08-31 2023-07-01 日商日亞化學工業股份有限公司 發光模組之製造方法
JP7239840B2 (ja) 2020-08-31 2023-03-15 日亜化学工業株式会社 発光装置の製造方法
JP7311796B2 (ja) * 2020-09-29 2023-07-20 日亜化学工業株式会社 面発光光源及びその製造方法
CN114335304A (zh) 2020-09-29 2022-04-12 日亚化学工业株式会社 面发光光源以及其制造方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005136420A (ja) 2003-10-31 2005-05-26 Lumileds Lighting Us Llc 発光効率が高い発光デバイス
JP2007329114A (ja) 2006-05-12 2007-12-20 Sharp Corp 導光板およびそれを備えた面状発光装置
JP2008305642A (ja) 2007-06-06 2008-12-18 Sony Corp 発光装置、面光源装置及び画像表示装置
JP2009289701A (ja) 2008-05-30 2009-12-10 Sharp Corp 照明装置、面光源装置、および液晶表示装置
JP2012146942A (ja) 2010-12-24 2012-08-02 Citizen Holdings Co Ltd 半導体発光装置及びその製造方法
JP2012248672A (ja) 2011-05-27 2012-12-13 Citizen Holdings Co Ltd 半導体発光素子の製造方法
JP2014157989A (ja) 2013-02-18 2014-08-28 Toshiba Corp 半導体発光装置及びその製造方法
JP2018101521A (ja) 2016-12-20 2018-06-28 オムロン株式会社 導光板、面光源装置、表示装置及び電子機器
JP2018133304A (ja) 2017-02-17 2018-08-23 日亜化学工業株式会社 発光モジュールの製造方法及び発光モジュール

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4106876B2 (ja) * 2001-03-30 2008-06-25 日亜化学工業株式会社 発光装置
JP2004171966A (ja) * 2002-11-21 2004-06-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd 面照明装置
JP2007059164A (ja) * 2005-08-23 2007-03-08 Fujifilm Corp 導光板、これを用いる面状照明装置および液晶表示装置
JP4600257B2 (ja) * 2005-11-25 2010-12-15 ソニー株式会社 導光板、バックライト装置とその製造方法及び液晶表示装置
JP2010008837A (ja) * 2008-06-30 2010-01-14 Hitachi Displays Ltd 液晶表示装置
JP2010092777A (ja) * 2008-10-09 2010-04-22 Citizen Electronics Co Ltd 面状ライトユニット及び表示装置
CN102216672A (zh) * 2008-11-20 2011-10-12 夏普株式会社 照明装置、显示装置和电视接收装置
US20120013811A1 (en) * 2009-04-03 2012-01-19 Sharp Kabushiki Kaisha Lighting device, display device and television receiver
TW201224334A (en) * 2010-12-07 2012-06-16 Ind Tech Res Inst Flexible light source module
JP5535114B2 (ja) * 2011-03-25 2014-07-02 株式会社東芝 発光装置、発光モジュール、発光装置の製造方法
TW201526292A (zh) * 2013-12-17 2015-07-01 Lextar Electronics Corp 發光二極體封裝結構及其製造方法
TWI522695B (zh) * 2014-03-06 2016-02-21 Epoch Chemtronics Corp Side light type light emitting module structure
TWI555051B (zh) * 2015-07-14 2016-10-21 達方電子股份有限公司 發光模組及發光鍵盤
JP6217711B2 (ja) * 2015-08-21 2017-10-25 日亜化学工業株式会社 発光装置の製造方法
JP6955135B2 (ja) * 2016-10-19 2021-10-27 日亜化学工業株式会社 発光装置およびその製造方法
KR102354871B1 (ko) * 2016-12-21 2022-01-21 니치아 카가쿠 고교 가부시키가이샤 발광 장치의 제조 방법
JP6597657B2 (ja) * 2017-01-24 2019-10-30 日亜化学工業株式会社 発光装置
US20180335559A1 (en) * 2017-05-17 2018-11-22 Seohan Litek Co., Ltd. Backlight unit and luminous flux control member for local dimming
JP6717421B1 (ja) * 2018-12-28 2020-07-01 日亜化学工業株式会社 発光モジュール

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005136420A (ja) 2003-10-31 2005-05-26 Lumileds Lighting Us Llc 発光効率が高い発光デバイス
JP2007329114A (ja) 2006-05-12 2007-12-20 Sharp Corp 導光板およびそれを備えた面状発光装置
JP2008305642A (ja) 2007-06-06 2008-12-18 Sony Corp 発光装置、面光源装置及び画像表示装置
JP2009289701A (ja) 2008-05-30 2009-12-10 Sharp Corp 照明装置、面光源装置、および液晶表示装置
JP2012146942A (ja) 2010-12-24 2012-08-02 Citizen Holdings Co Ltd 半導体発光装置及びその製造方法
JP2012248672A (ja) 2011-05-27 2012-12-13 Citizen Holdings Co Ltd 半導体発光素子の製造方法
JP2014157989A (ja) 2013-02-18 2014-08-28 Toshiba Corp 半導体発光装置及びその製造方法
JP2018101521A (ja) 2016-12-20 2018-06-28 オムロン株式会社 導光板、面光源装置、表示装置及び電子機器
JP2018133304A (ja) 2017-02-17 2018-08-23 日亜化学工業株式会社 発光モジュールの製造方法及び発光モジュール

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