WO2019092893A1 - 半導体モジュール、表示装置、及び半導体モジュールの製造方法 - Google Patents

半導体モジュール、表示装置、及び半導体モジュールの製造方法 Download PDF

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Abstract

半導体モジュール（１）は、下地基板（１１）と、複数の発光素子（１５）と、互いに隣接する複数の発光素子（１５）の各々の上部と接触する、複数の色変換層（３１・３２）と、互いに隣接する発光素子（１５）間及び互いに隣接する色変換層（３１・３２）間に配置され、かつ、複数の発光素子（１５）及び複数の色変換層（３１・３２）を分離する光遮蔽層（１６ｂ）とを備える。

Description

半導体モジュール、表示装置、及び半導体モジュールの製造方法
　本発明は半導体モジュール、表示装置、及び半導体モジュールの製造方法に関する。
　特許文献１には、基体と、基体上に配置される第１発光素子及び第２発光素子とを備える発光装置が開示されている。前記発光装置は、第１発光素子の上面に設けられた透光性部材と、第２発光素子の上面に設けられた波長変換部材と、第１発光素子、第２発光素子、透光性部材、及び波長変換部材の側面を被覆する遮光部材とをさらに備える。
日本国公開特許公報「特開２０１５－１２６２０９号公報（２０１５年７月６日公開）」
　特許文献１に開示されている発光装置では、発光素子と透光性部材とが、圧着、焼結、または接着剤による接着等の公知の方法により接続されるので、発光素子と透光性部材との間に接着層ができる。このため、光取り出し効率が下がるという問題がある。
　本発明の一態様は、個々の発光素子から出射される光を際立たせ、かつ、発光素子から出射される光の光取り出し効率を向上させることを目的とする。
　上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る半導体モジュールは、駆動回路が形成された下地基板と、前記駆動回路と電気的に接続された、複数の発光素子と、互いに隣接する複数の前記発光素子の各々の上部と接触する、複数の色変換層と、互いに隣接する前記発光素子間及び互いに隣接する前記色変換層間に配置され、かつ、複数の前記発光素子及び複数の前記色変換層を分離する光遮蔽層とを備える。
　本発明の一態様に係る半導体モジュールは、駆動回路が形成された下地基板と、前記駆動回路と電気的に接続された、複数の発光素子と、互いに隣接する前記発光素子間に配置され、かつ、複数の前記発光素子を分離する光遮蔽層と、前記下地基板上に設けられ、前記駆動回路を駆動するための電力を外部から供給するための金属端子と、前記下地基板上に設けられ、前記下地基板の上面の一部を覆う絶縁層とを備え、前記金属端子は、前記絶縁層を貫通して前記下地基板の上面に形成されたパッド電極と接触し、前記金属端子の一部は、前記絶縁層の上面と接触している。
　本発明の一態様に係る半導体モジュールの製造方法は、成長基板上に成長された半導体層から複数の発光素子を形成する工程と、レーザー照射により、前記成長基板を複数の前記発光素子から剥離する工程と、前記成長基板を剥離する工程の後、下地基板の上面及び前記発光素子の全露出面を覆うように、前記下地基板上に光遮蔽層を充填する工程と、前記光遮蔽層を充填する工程の後、前記発光素子の上面上にある前記光遮蔽層の部分を除去する工程と、前記発光素子の上部に色変換層を形成する工程とを含み、複数の前記発光素子は、前記下地基板に形成された駆動回路と電気的に接続されている。
　本発明の一態様に係る半導体モジュールの製造方法は、成長基板上に成長された半導体層から複数の発光素子を形成する工程と、レーザー照射により、前記成長基板を複数の前記発光素子から剥離する工程と、前記成長基板を剥離する工程の後、下地基板の上面及び前記発光素子の全露出面を覆うように、前記下地基板上に第１光遮蔽層を充填する工程と、前記第１光遮蔽層を充填する工程の後、前記発光素子の上面の前記下地基板からの高さより上にある前記第１光遮蔽層の部分を除去する工程と、前記第１光遮蔽層の部分を除去する工程の後、前記第１光遮蔽層の上部に、前記第１光遮蔽層の材料とは異なる材料からなる第２光遮蔽層を形成する工程と、前記第２光遮蔽層を形成する工程の後、前記発光素子の上面上にある前記第２光遮蔽層の部分を除去する工程と、前記発光素子の上部に色変換層を形成する工程とを含み、複数の前記発光素子は、前記下地基板に形成された駆動回路と電気的に接続されている。
　本発明の一態様に係る半導体モジュールの製造方法は、成長基板上に成長された半導体層から複数の発光素子を形成する工程と、レーザー照射により、前記成長基板を複数の前記発光素子から剥離する工程と、前記成長基板を剥離する工程の後、下地基板の上面、前記発光素子の全露出面、及び金属端子を覆うように、前記下地基板上に光遮蔽層を充填する工程と、前記光遮蔽層を充填する工程の後、前記発光素子の上面上にある前記光遮蔽層の部分と、前記金属端子上にある前記光遮蔽層の部分と、を除去する工程とを含み、複数の前記発光素子は、前記下地基板に形成された駆動回路と電気的に接続されており、前記金属端子は、前記下地基板上に設けられ、前記駆動回路を駆動するための電力を外部から供給するためのものである。
　本発明の一態様によれば、個々の発光素子から出射される光を際立たせ、かつ、発光素子から出射される光の光取り出し効率を向上させることができる。
本発明の実施形態１に係る半導体モジュールの製造方法を示す図である。 本発明の実施形態１に係る半導体モジュールの製造方法を示す図である。 本発明の実施形態１に係る半導体モジュールの製造方法を示すフローチャートである。 本発明の実施形態２に係る半導体モジュールの構成を示す断面図である。 本発明の実施形態３に係る半導体モジュールの構成を示す断面図である。 本発明の実施形態４に係る半導体モジュールの製造方法を示す図である。 本発明の実施形態４に係る半導体モジュールの製造方法を示すフローチャートである。 本発明の実施形態５に係る半導体モジュールの構成を示す断面図である。
　〔実施形態１〕
　図１及び図２は、本発明の実施形態１に係る半導体モジュール１の製造方法を示す図である。図３は、本発明の実施形態１に係る半導体モジュール１の製造方法を示すフローチャートである。半導体モジュール１の構成及び製造方法について図１、図２、及び図３に基づいて説明する。図２は、図１に示す半導体モジュール１の構成の一部を簡略化した図であり、金属配線１２及び絶縁層１３を省略し、基板側電極１４１及び発光素子側電極１４２を電極１４として表示している。なお、半導体モジュール１を備え、画像の表示を行う表示装置についても、本発明の技術的範囲に含まれる。
　（半導体モジュール１の構成）
　半導体モジュール１は、図２の（ｅ）に示すように、下地基板１１、電極１４、発光素子１５、光遮蔽層１６ｂ、金属端子２１、絶縁層２２、ダミー素子２３、パッド電極２４、及び色変換層３１・３２を備えている。半導体モジュール１では、下地基板１１上に電極１４を介して複数の発光素子１５が実際に設けられているが、図１及び図２では、下地基板１１上に電極１４を介して３つの発光素子１５が設けているものとして説明する。
　（下地基板１１）
　下地基板１１は、少なくともその表面が発光素子１５と接続できるよう、配線を形成したものが利用できる。下地基板１１には、発光素子１５を駆動する駆動回路が形成されている。また、下地基板１１の材料は、全体が窒化アルミニウムで構成される窒化アルミニウムの単結晶または多結晶等の結晶性基板、並びに焼結基板が好ましい。また、下地基板１１の材料は、アルミナ等のセラミック、ガラス、もしくはＳｉ等の半金属または金属基板が好ましく、また、それらの表面に窒化アルミニウム薄膜層が形成された基板等の積層体または複合体が使用できる。金属性基板及びセラミック基板は放熱性が高いため、下地基板１１の材料に好ましい。
　例えば、Ｓｉ上に発光素子１５の発光を制御する駆動回路を集積回路形成技術により形成したものを下地基板１１として使用することで、微細な発光素子１５を密集させた高解像度の表示装置を製造することができる。
　（金属配線１２）
　金属配線１２は、発光素子１５に制御電圧を供給する制御回路を少なくとも含む配線である。金属配線１２の形成は、イオンミリング法またはエッチング法等によって、金属層のパターニングが施される。例えば、Ｓｉ基板表面上に白金薄膜等からなる金属配線１２等を形成する例が挙げられる。さらに、金属配線１２を保護する目的で、下地基板１１の金属配線１２が形成された側の表面にＳｉＯ２等の薄膜からなる保護膜を形成してもよい。
　（絶縁層１３）
　絶縁層１３は、酸化膜、樹脂膜、及び樹脂層によって構成される、絶縁性の層である。絶縁層１３は、下地基板１１と電極１４とが直接接触することを防ぐ。
　（電極１４）
　電極１４は、金属配線１２と発光素子１５上に設けられた金属端子（不図示）とを電気的に接続するもので、バンプとも呼ばれる。図１の（ｅ）に示すように、電極１４における金属配線１２に接続される第１部分は基板側電極１４１であり、電極１４における発光素子１５上に設けられた金属端子（不図示）に接続される第２部分は発光素子側電極１４２である。基板側電極１４１及び発光素子側電極１４２は、例えば、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｎｉ、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｒ、及びＴｉのいずれかの金属、並びにこれらの合金またはそれらの組み合わせからなる。組合せの例としては、基板側電極１４１及び発光素子側電極１４２を金属電極層として構成する場合、下面からＷ／Ｐｔ／Ａｕ、Ｒｈ／Ｐｔ／Ａｕ、Ｗ／Ｐｔ／Ａｕ／Ｎｉ、Ｐｔ／Ａｕ、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ、Ｔｉ／Ｒｈ、またはＴｉＷ／Ａｕの積層構造が考えられる。発光素子側電極１４２はｎ側電極とｐ側電極とを同一面側に形成し、発光素子１５の光出射面とは逆側に配置するフリップチップタイプとすることができる。
　電極１４は、光出射方向において段差箇所を有する。基板側電極１４１における光出射方向と平行な断面の面積は、発光素子側電極１４２における光出射方向と平行な断面の面積と異なる。図１の（ｅ）では、基板側電極１４１の断面積は、発光素子側電極１４２の断面積よりも大きい。なお、基板側電極１４１及び発光素子側電極１４２の最表面はＡｕであることが好ましい。
　（発光素子１５）
　発光素子１５は、公知のもの、具体的には半導体発光素子を利用できる。例えば、ＧａＡｓ系、ＺｎＯ系、またはＧａＮ系のものがある。発光素子１５には、赤色、黄色、緑色、青色、または紫色の光を発光するＬＥＤ（Light Emitting Diode）を用いてもよく、また紫外光を発光するＬＥＤを用いてもよい。中でも、青色から紫色または紫色から紫外光の発光が可能なＧａＮ系半導体を発光素子１５として用いることが好ましい。ここでは、発光素子１５は青色の光を発光するものとする。発光素子１５は、図２の（ｅ）において、上面から光を出射する。発光素子１５の上面は光出射面である。発光素子１５は、電極１４を介して、下地基板１１に形成された駆動回路と電気的に接続されている。発光素子１５の上部に、光が照射されることで発光素子１５の発光色とは異なる発光色を示す色変換層３１・３２を配置することで、可視光領域にある様々な発光色を示すことができる。このため、効率よく励起できる短波長の光を発光することが可能である。また、発光効率が高く、寿命が長く、信頼性が高いといった特徴を有する点でも、ＧａＮ系半導体は、発光素子１５として好ましい。
　発光素子１５の半導体層としては、窒化物半導体が、可視光域の短波長域、近紫外域、またはそれより短波長域である点、その点と波長変換部材（蛍光体）とを組み合わせた半導体モジュール１において好適に用いられる。また、それに限定されずに、ＺｎＳｅ系、ＩｎＧａＡｓ系、ＡｌＩｎＧａＰ系などの半導体でもよい。
　半導体層による発光素子構造は、第１導電型（ｎ型）層、第２導電型（ｐ型）層との間に活性層を有する構造が出力効率上好ましいがこれに限定されない。また、各導電型層に、絶縁、半絶縁性、及び逆導電型構造が一部に設けられてもよく、またそれらが第１、２導電型層に対し付加的に設けられた構造でもよい。別の回路構造、例えば保護素子構造を付加的に有してもよい。
　本実施形態においては、後述のように成長基板１８をレーザー光の照射などにより剥離する。半導体モジュール１を表示装置に適用し、発光素子１５上に成長基板１８がある場合には、発光素子１５からの出射光が成長基板１８内で拡散し、高精細な表示が難しい。これに対し、発光素子１５上に成長基板１８がない場合には、個々の発光素子１５からの出射光が拡散せずに取り出されるため、表示装置は高精細な表示が可能となる。
　発光素子１５及びその半導体層の構造としては、ＰＮ接合を有したホモ構造、ヘテロ構造、またはダブルへテロ構成のものが挙げられる。また、各層を超格子構造としたりすることもできるし、活性層である発光層を量子効果が生じる薄膜に形成させた単一量子井戸構造または多重量子井戸構造としたりすることもできる。なお、発光素子１５間の距離は、上面視において、０．１μｍ以上２０μｍ以下であることが好ましい。これにより、成長基板１８を剥離させるとき、レーザー光の照射時に下地基板１１に到達するレーザー光の強度は低いものとなる。このため、成長基板１８を剥離させるときに伴う下地基板１１へのダメージを低減することができる。したがって、成長基板１８を剥離する工程等において、発光素子１５を駆動させる駆動回路を有する下地基板１１に対してのダメージを低減させることができる。
　また、発光素子１５間の距離が、上面視において、０．１μｍ以上２０μｍ以下であることにより、発光素子１５間にある光遮蔽層１６ｂの部分の厚みは、０．１μｍ以上２０μｍ以下になる。この厚みは、発光素子１５が並ぶ方向に沿った厚みである。
　（光遮蔽層１６ｂ）
　光遮蔽層１６ｂは、電極１４、発光素子１５、金属端子２１、絶縁層２２、及び色変換層３１・３２を下地基板１１に固定させると共に、発光素子１５及び色変換層３１・３２の側面から光が漏れることを防ぐ。光遮蔽層１６ｂは、互いに隣接する発光素子１５間及び互いに隣接する色変換層３１と色変換層３２との間に配置されており、複数の発光素子１５及び色変換層３１・３２を分離する。光遮蔽層１６ｂは、上面視において、色変換層３１・３２の周囲を覆っている。光遮蔽層１６ｂは、アンダーフィルとも呼ばれ、一例として液状である樹脂を硬化させて形成することが可能である。光遮蔽層１６ｂは、下地基板１１の上面、電極１４の側面、発光素子１５の側面、金属端子２１、絶縁層２２、ダミー素子２３、及び色変換層３１・３２の側面を覆っている。
　光遮蔽層１６ｂは、下地基板１１を保護することに加えて、レーザー光の反射または吸収によって、成長基板１８の剥離工程における下地基板１１へのダメージを低減することができる。また、発光素子１５の発光は、発光素子１５における下地基板１１側とは反対側の光出射面から放出される。したがって、発光素子１５の側面を光遮蔽層１６ｂで被覆することにより、以下の作用及び効果が得られる。第１に、発光素子１５の側面から光が漏れ出すのを回避できる。第２に、発光素子１５の光出射面からの発光と比較して、無視できないほどの色味差を有する光が、側面から外方へ放出するのを抑止して、全体の発光色における色ムラの発生を低減できる。第３に、側面方向へと進行した光を半導体モジュール１の光取り出し方向側へと反射させ、さらに外部への発光領域を制限する。これにより、放出される光の指向性を高めると共に、発光素子１５の光出射面における発光輝度を高められる。第４に、発光素子１５から発生する熱を光遮蔽層１６ｂへ伝導させることによって、発光素子１５の放熱性を高めることができる。第５に、光遮蔽層１６ｂを形成することにより、水または酸素などから発光素子１５の発光層を保護することができる。
　（金属端子２１、絶縁層２２、パッド電極２４）
　金属端子２１は、下地基板１１上に設けられ、下地基板１１に形成された駆動回路を駆動するための電力を外部から供給するためのものである。金属端子２１は、下地基板１１に形成された駆動回路を駆動するための電力を供給する電源（不図示）と電気的に接続されている。金属端子２１の代表的な材料は、例えばＡｕである。
　金属端子２１は、絶縁層２２を貫通して下地基板１１の上面に形成されたパッド電極２４と接触している。絶縁層２２は、下地基板１１上に設けられ、下地基板１１の上面の一部を覆う。絶縁層２２は、上面の中央に開口部を有する。金属端子２１は、絶縁層２２のその開口部から露出しているパッド電極２４を覆っており、かつ、電気的に接続している。つまり、金属端子２１は、パッド電極２４と電気的に接続するために、絶縁層２２を貫通している。金属端子２１の一部は、絶縁層２２の上面と接触することが好ましい。
　パッド電極２４は、下地基板１１に埋め込まれており、下地基板１１に形成された駆動回路に備えられたものである。パッド電極２４の代表的な材料は、例えばＡｌである。パッド電極２４の上面は、金属端子２１にのみ覆われていてもよく、金属端子２１及び絶縁層２２に覆われていてもよい。金属端子２１及びパッド電極２４を介して、外部から下地基板１１に形成された駆動回路に電力が供給される。パッド電極２４の上面は、金属端子２１にのみ覆われている、または金属端子２１及び絶縁層２２に覆われているので、後述する成長基板１８の剥離工程にて、パッド電極２４がレーザー光に照射されることを防ぐことができる。よって、レーザー光によってパッド電極２４がダメージを受けることを防ぐことができる。
　（ダミー素子２３）
　ダミー素子２３は、下地基板１１上に形成されている。ダミー素子２３は、上面視において、発光素子１５の外側にあり、下地基板１１上に機械的に接続されている。これにより、ダミー素子２３は下地基板１１上に形成されているので、後述する成長基板１８の剥離工程を行う場合、ダミー素子２３の飛散を防止することができる。
　（色変換層３１・３２）
　色変換層３１・３２は、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋、Ｙ３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅ３＋、Ｌｕ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋、（Ｓｒ，Ｂａ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋、Ｃａ２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋、Ｃａ３（Ｓｃ，Ｍｇ）２Ｓｉ３Ｏ１２：Ｃｅ３＋、β－ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ２＋、Ｃａ－α－ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ２＋、Ｌａ３Ｓｉ６Ｎ１１：Ｃｅ３＋、Ｋ２ＳｉＦ６：Ｍｎ４＋、ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ２＋、（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ２＋、（Ｂａ,Ｓｒ）２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ２＋、ＣｄＳｅ、ＣｄＳ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＣｄＴｅ、ＩｎＰ、ＩｎＧａＰ、ＧａＰ、ＧａＮ、ＩｎＧａＮ等の蛍光体材料、光吸収材料等の色変換材料、チタニア、シリカ、アルミナ等の光散乱材料、及び母材となる樹脂等からなり、発光素子１５が出射した光の波長を変換する。色変換層３１は、発光素子１５が出射した光を緑色の光に変換する緑色変換層であり、色変換層３２は、発光素子１５が出射した光を赤色の光に変換する赤色変換層である。
　色変換層３１・３２は、互いに隣接する複数の発光素子１５の各々の上部と接触する。図２の（ｅ）では、色変換層３１・３２は、３つの発光素子１５の各々の上部と接触する。色変換層３１は、その直下に配置される発光素子１５と直接接触しており、色変換層３２は、その直下に配置される発光素子１５と直接接触している。つまり、色変換層３１と発光素子１５との間には、発光素子１５から色変換層３１に向かう光を遮るものがなく、色変換層３２と発光素子１５との間には、発光素子１５から色変換層３２に向かう光を遮るものがない。３つの発光素子１５のうち１つの発光素子１５の上部は露出している。
　色変換層３１・３２の下地基板１１からの高さは、光遮蔽層１６ｂの下地基板１１からの高さと同一である。なお、色変換層３１と色変換層３２との間の距離は、上面視において、０．１μｍ以上２０μｍ以下であることが好ましい。色変換層３１と色変換層３２との間の距離が、上面視において、０．１μｍ以上２０μｍ以下であることにより、色変換層３１と色変換層３２との間にある光遮蔽層１６ｂの部分の厚みは、０．１μｍ以上２０μｍ以下になる。この厚みは、色変換層３１・３２が並ぶ方向に沿った厚みである。また、色変換層３１・３２は、メジアン径が２μｍ以下である蛍光体を有することが好ましい。これにより、色変換層３１・３２のサイズを小さくすることができるので、半導体モジュール１のサイズを小さくすることができる。
　（半導体モジュール１の製造方法）
　次に、半導体モジュール１の製造方法について、図１、図２、及び図３に基づいて説明する。
　（発光素子１５の形成工程）
　まず、図１の（ａ）に示すように、成長基板１８に後述する発光素子１５の基となる半導体層１５ａを設ける。成長基板１８は、半導体層１５ａをエピタキシャル成長させる基板である。
　成長基板１８に半導体層１５ａを設けた後、図１の（ｂ）に示すように、半導体層１５ａの上に複数の発光素子側電極１４２、及び第２のアライメントマーク片２０の一部となるダミー電極１０を形成する。この形成には、周知の一般的な電極形成技術が使用される。発光素子側電極１４２及びダミー電極１０の代表的な材料は、例えばＡｕである。
　（分離溝１９の形成工程）
　半導体層１５ａの上に発光素子側電極１４２及びダミー電極１０を設けた後、図１の（ｃ）に示すように、半導体層１５ａに複数の分離溝１９を形成する（ステップＳ１１０）。分離溝１９の形成には、標準的な半導体選択エッチングプロセスが使用される。図１の（ｃ）では、隣接する発光素子側電極１４２の間に、分離溝１９を形成する。形成される分離溝１９は、成長基板１８の表面にまで達する。
　分離溝１９が形成されることによって、一枚の半導体層１５ａが、成長基板１８の表面において複数の個別の発光素子１５（チップ）に分割され、複数の発光素子１５と並置された第２のアライメントマーク片２０が形成される。このように、複数の発光素子１５が形成される（複数の発光素子を形成する工程）。第２のアライメントマーク片２０は、半導体層であるダミー素子２３と、発光素子側電極１４２と同じ導電性材料からなるダミー電極１０を含む。また、分離溝１９の幅が０．１μｍ以上２０μｍ以下の範囲となるように、分離溝１９が形成される。換言すると、複数の発光素子１５を形成する工程にて、発光素子１５間の距離が、上面視において、０．１μｍ以上２０μｍ以下であるように、複数の発光素子１５を形成する。これにより、後述するステップＳ１７０の処理の後、発光素子１５の上部に形成された凹部間の、発光素子１５が並ぶ方向に沿った距離は、０．１μｍ以上２０μｍ以下になる。
　分離溝１９の幅が２０μｍ以下であることで、下地基板１１側へ到達するレーザー光量が小さくなるため、後述の成長基板１８の剥離工程において、下地基板１１、金属配線１２、絶縁層１３、及び電極１４へのダメージを低減することができる。
　一方、分離溝１９の幅が狭くなると、隣接する電極１４間及び隣接する発光素子１５間の静電容量が増加し、発光素子１５に電圧を印加したときに、隣接する発光素子１５間にカップリングノイズによる起電力が発生する可能性がある。これにより、発光素子１５の精密な点灯制御を妨げたり、発光素子１５に逆電圧が印加されたりすることで、発光素子１５の劣化が発生し得る。このため、分離溝１９の幅は０．１μｍ以上であることが好ましい。
　また、半導体モジュール１の信頼性の点で、発光素子１５は、製造時の初期の発光強度に対して、１０００時間点灯した後に５０％以上の発光強度を維持することが望ましい。逆電圧による発光素子１５の劣化を防ぐためにも、分離溝１９の幅は０．１μｍ以上であることが望ましい。
　（２つの基板の位置合わせ工程）
　分離溝１９の形成後、図１の（ｄ）に示すように、金属配線１２、絶縁層１３、基板側電極１４１、及び第１のアライメントマーク片１４１ａが予め形成された下地基板１１を用意する。下地基板１１に対する基板側電極１４１の形成には、周知の一般的な電極形成技術が使用される。具体的に以下に説明する。
　下地基板１１上に金属配線１２を形成する。金属配線１２の形成後、下地基板１１上に絶縁層１３を形成する。絶縁層１３の形成時、金属配線１２の一部及び第１のアライメントマーク片１４１ａが形成される下地基板１１上の領域が露出するように、ウエットエッチングなどにより絶縁層１３をパターニングする。次に、金属配線１２の一部を覆うように基板側電極１４１を形成する（ステップＳ１２０）。また、基板側電極１４１を形成すると共に、下地基板１１上に第１のアライメントマーク片１４１ａを形成する。基板側電極１４１及び第１のアライメントマーク片１４１ａの代表的な材料は、例えばＡｕである。下地基板１１の用意と並行して、図１の（ｄ）に示すように、成長基板１８を反転させる。成長基板１８の反転後、各基板側電極１４１と各発光素子側電極１４２とが対向するように、下地基板１１と成長基板１８とを位置合わせする。
　（基板の貼り合わせ工程）
　下地基板１１と成長基板１８との位置合わせの完了後、図１の（ｅ）に示すように、下地基板１１と成長基板１８とを貼り合わせる（ステップＳ１３０）。その際、成長基板１８側の第２のアライメントマーク片２０と下地基板１１側の第１のアライメントマーク片１４１ａとを用いて、対応する基板側電極１４１及び発光素子側電極１４２が接合するように、下地基板１１及び成長基板１８を加圧によって上下から抑える。これにより、対応する基板側電極１４１及び発光素子側電極１４２が一体化され、電極１４を構成する。また、成長基板１８側の第２のアライメントマーク片２０は、下地基板１１側の第１のアライメントマーク片１４１ａと接続される。これにより、第１のアライメントマーク片１４１ａと第２のアライメントマーク片２０とが接合されることによりアライメントマークＭを構成している。
　（成長基板１８の剥離工程）
　貼り合わせの完了後、図２の（ａ）に示すように、成長基板１８を複数の発光素子１５から剥離させる（ステップＳ１４０：成長基板を複数の発光素子から剥離する工程）。成長基板１８を剥離させる工程には、剥離手段の一例として、レーザー光の照射を利用した剥離技術を利用することができる。例えば成長基板１８にサファイアなどの透明基板を用い、発光素子層として窒化物半導体を結晶成長した場合、透明基板側からレーザー光を一定条件で照射することにより成長基板１８と結晶成長層との界面に与えるダメージを軽減することが可能である。レーザー光の波長は２００ｎｍ以上１１００ｎｍ以下の範囲であれば、特に限定されないが、成長基板１８の剥離を行うことが可能な波長、つまり、成長基板１８により光吸収される波長であることが必要である。
　なお、成長基板１８を剥離させた後、発光素子１５の上面（表面）を研磨してもよい。発光素子１５の上面の研磨は、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polish）等で実施することができる。また、発光素子１５の上面を研磨した後、発光素子１５の上面を洗浄してもよい。発光素子１５の上面の洗浄方法の詳細については、後述するステップＳ１９０で詳細に説明する。
　さらに、発光素子１５の上面を洗浄した後に、発光素子１５の上面を研磨してもよい。発光素子１５の上面を洗浄した後に、発光素子１５の上面を研磨する場合、発光素子１５の上面を研磨した後に、発光素子１５の上面を再度洗浄する。また、発光素子１５の上面を研磨せずに発光素子１５の上面を洗浄してもよい。
　（光遮蔽層１６の充填工程）
　成長基板１８を剥離させた後、図２の（ｂ）に示すように、下地基板１１の上面、電極１４、発光素子１５の全露出面、金属端子２１、絶縁層２２、及びダミー素子２３の全露出面を覆うように、下地基板１１上に光遮蔽層１６を充填する（光遮蔽層を充填する工程）。光遮蔽層１６の充填後の状態を図２の（ｂ）に示す。具体的に以下に説明する。
　光遮蔽層１６の硬化する前の状態を液状樹脂と称する。下地基板１１の上面、電極１４、発光素子１５の全露出面、金属端子２１、絶縁層２２、及びダミー素子２３の全露出面を覆うように、下地基板１１上に液状樹脂を充填する（ステップＳ１５０）。
　液状樹脂を充填させるためには、例えば、液状樹脂で満たされた容器内に、下地基板１１、電極１４、発光素子１５、金属端子２１、絶縁層２２、及びダミー素子２３を浸せばよい。液状樹脂の主材料としては、発光素子１５及び色変換層３１・３２から出射される光を遮蔽する（吸収または反射する）ものが好ましく、シリコーン系樹脂またはエポキシ系樹脂などにサブミクロンサイズの粒子を添加した白色の樹脂（以下、第１材料と称する）であることが好ましい。サブミクロンサイズの粒子としては、粒径が０．０１μｍ以上０．５μｍ以下であるチタニア、アルミナ、またはシリカなどがある。
　これにより、光取り出し効率を向上させることができる。なお、液状樹脂の注入方法は上記以外に注射針、特に下地基板１１と発光素子１５との間にできた空隙のサイズに合ったマイクロニードルで液状樹脂を注入する方法でもよい。この場合の注射針の材料としては金属製、またはプラスチック製などが用いられる。
　光遮蔽層１６の充填工程では、液状樹脂を５０℃以上２００℃以下の温度範囲内の温度下で充填することが好ましい。これにより、液状樹脂を正常に充填しやすくなる。さらに、温度範囲は、８０℃以上１７０℃以下であることがより好ましい。これにより、液状樹脂の特性（後述する硬化プロセス後の密着性、放熱性など）を損なう恐れを減少させることができる。また、温度範囲は、１００℃以上１５０℃以下であることがなお一層好ましい。これにより、下地基板１１と発光素子１５との間にできた空隙に発生する気泡などを少なくすることができ、対流などが発生することなくほぼ完全に充填することができ、半導体モジュール１を製造し易くなる。
　液状樹脂は、図２の（ｂ）に示すように、下地基板１１の上面、電極１４、発光素子１５の全露出面、金属端子２１、絶縁層２２、及びダミー素子２３の全露出面を覆う。液状樹脂の充填完了後、液状樹脂を硬化させて、光遮蔽層１６を形成する（ステップＳ１６０）。なお、液状樹脂を硬化させる方法については特に限定されないが、例えば、液状樹脂を加熱する、または、液状樹脂に紫外線を照射する、ことにより液状樹脂を硬化させてもよい。また、光遮蔽層１６を形成した後、光遮蔽層１６の上面を平坦にするために、光遮蔽層１６の上面を研磨してもよい。さらに、光遮蔽層１６の上面を研磨した後、光遮蔽層１６の上面を洗浄してもよい。
　（光遮蔽層１６の一部を除去する工程）
　光遮蔽層１６の充填後、図２の（ｃ）に示すように、発光素子１５の上面上にある光遮蔽層１６の部分、及びダミー素子２３の上面上にある光遮蔽層１６の部分を除去する（ステップＳ１７０：光遮蔽層の部分を除去する工程、ダミー素子の上面上にある光遮蔽層の部分を除去する工程）。このとき、発光素子１５の上部に形成された凹部間の、発光素子１５が並ぶ方向に沿った距離は、０．１μｍ以上２０μｍ以下になる。つまり、その凹部間に形成された凸部の、発光素子１５が並ぶ方向に沿った厚みは、０．１μｍ以上２０μｍ以下になる。発光素子１５の上面上にある光遮蔽層１６の部分、及びダミー素子２３の上面上にある光遮蔽層１６の部分を除去することにより、光遮蔽層１６ａを形成する。これにより、ダミー素子２３の上面は、光遮蔽層１６ａから露出するので、後述するステップＳ１８０において、ダミー素子２３の位置を基準とすることができる。また、発光素子１５の上面は、光遮蔽層１６ａから露出する。
　発光素子１５の上面上にある光遮蔽層１６の部分、及びダミー素子２３の上面上にある光遮蔽層１６の部分を除去した後、図２の（ｄ）に示すように、金属端子２１上にある光遮蔽層１６ａの部分を除去する（ステップＳ１８０：光遮蔽層の部分を除去する工程）。具体的には、ダミー素子２３の位置を基準として、金属端子２１上にある光遮蔽層１６ａの部分を除去することにより、光遮蔽層１６ｂを形成する。これにより、金属端子２１の上面は、光遮蔽層１６ｂから露出する。
　（発光素子１５の上面を洗浄する工程）
　金属端子２１上にある光遮蔽層１６ａの部分を除去した後、発光素子１５の上面を洗浄する（ステップＳ１９０：洗浄する工程）。ステップＳ１７０の処理の後、発光素子１５の上面上には、残渣が残っている。また、レーザー照射によって成長基板１８が剥離して露出した発光素子１５の上面上にはＧａ等のドロップレットが生じる。このドロップレットは、ステップＳ１７０の処理の後にも残存している可能性が高い。このため、Ｇａの融点以上の温度の水（３０℃以上の水）及び希塩酸類として１種類以上の洗浄剤を選択し、その露出表面をその洗浄剤によって洗浄する。
　なお、金属端子２１上にある光遮蔽層１６ａの部分を除去した後、発光素子１５の上面を研磨してもよい（研磨する工程）。また、発光素子１５の上面を研磨した後、発光素子１５の上面を洗浄してもよい（発光素子の上面を研磨した後に発光素子の上面を洗浄する工程）。さらに、発光素子１５の上面を洗浄した後に、発光素子１５の上面を研磨してもよい。発光素子１５の上面を洗浄した後に、発光素子１５の上面を研磨する場合、発光素子１５の上面を研磨した後に、発光素子１５の上面を再度洗浄する。
　発光素子１５の上面を洗浄する工程において、発光素子１５の上面にＧａの融点以上の温度の水（３０℃以上の水）をかけて洗い流すまたは発光素子１５の上面もしくは全体をＧａの融点以上の温度の水（３０℃以上の水）に浸けることによって、発光素子１５の上面上の残渣を除去することができる。また、室温の希塩酸類もしくは沸騰させた希塩酸類に発光素子１５の上面を浸ける、または室温の希塩酸類もしくは沸騰させた希塩酸類で発光素子１５の上面を洗い流すことも好ましい。さらに、まず発光素子１５の上面をＧａの融点以上の温度の水（３０℃以上の水）で洗い流し、且つＧａの融点以上の温度の水（３０℃以上の水）に浸けて、その後に希塩酸類に浸けることがより好ましい。
　発光素子１５の上面を洗浄しない場合、発光素子１５の上面上に残った残渣及び／またはＧａ等のドロップレットによって、光が吸収、反射、及び散乱されることで、発光素子１５から出射される光が遮られる。よって、発光素子１５の光取り出し効率が低下する。また、発光素子１５の上面を洗浄することにより、発光素子１５から出射される光が遮られることがない。よって、発光素子１５の光取り出し効率を格段に向上させることができる。また、発光素子１５の上面の洗浄に利用するお湯は、Ｇａの融点以上の温度であることが好ましく、希塩酸類の温度は、室温以上で１１０℃以下であることが好ましい。
　また、発光素子１５の上面を洗浄することにより、発光素子１５の上面に残渣が残らないようにすることができる。このため、発光素子１５上に色変換層３１・３２を配置する場合、残渣が残らない平面上に色変換層３１・３２を塗布またはパターニングすることができる。これにより、複数の発光素子１５上に、より均一な厚みの色変換層を配置することができる。
　（色変換層３１・３２を配置する工程）
　発光素子１５の上面を洗浄した後、図２の（ｅ）に示すように、発光素子１５の上部に色変換層３１・３２を配置する（ステップＳ２００：色変換層を形成する工程）。具体的には、発光素子１５の上部に色変換層３１を配置し、上部に色変換層３１が配置された発光素子１５と隣接する発光素子１５の上部に色変換層３２を配置する。
　以上により、半導体モジュール１では、光遮蔽層１６ｂが、互いに隣接する発光素子１５間及び互いに隣接する色変換層３１・３２間に配置されている。これにより、発光素子１５の側面及び色変換層３１・３２の側面から出射される光を遮蔽することができるので、色変換層３１から出射される光と、色変換層３２から出射される光とが混合することを低減することができる。よって、互いに隣接する色変換層３１・３２間で光の影響を及ぼし合うことを防ぐことができるので、個々の発光素子１５から出射される光を際立たせることができる。また、半導体モジュール１では、色変換層３１・３２が発光素子１５と直接接触する。つまり、色変換層３１・３２と発光素子１５との間には発光素子１５から色変換層３１・３２に向かう光を遮るものはないので、発光素子１５から出射される光が減衰することなく色変換層３１・３２に入る。よって、発光素子１５から出射される光の光取り出し効率を向上させることができる。
　〔実施形態２〕
　図４は、本発明の実施形態２に係る半導体モジュール２の構成を示す断面図である。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
　（半導体モジュール２の構成）
　半導体モジュール２は、図４に示すように、半導体モジュール１と比べて、色変換層３１・３２が色変換層３１ａ・３２ａに変更されている点が異なる。色変換層３１ａ・３２ａは、色変換層３１・３２と比べて、下地基板１１から発光素子１５に向かう方向の厚みが異なっている。色変換層３１ａ・３２ａの下地基板１１からの高さは、光遮蔽層１６ｂの下地基板１１からの高さより低いことが好ましい。これにより、発光素子１５の側面及び色変換層３１ａ・３２ａの側面から出射される光を遮蔽することができるので、色変換層３１ａから出射される光と、色変換層３２ａから出射される光とが混合することを低減することができる。よって、互いに隣接する色変換層３１ａ・３２ａ間で光の影響を及ぼし合うことを防ぐことができるので、個々の発光素子１５から出射される光を際立たせることができる。
　なお、色変換層３１ａの下地基板１１から発光素子１５に向かう方向の厚みは、色変換層３２ａの下地基板１１から発光素子１５に向かう方向の厚みと異なっていてもよい。また、色変換層３１ａが含有する蛍光体の濃度は、色変換層３２ａが含有する蛍光体の濃度と異なっていてもよい。各色変換層が含有する蛍光体の濃度、及び各色変換層の下地基板１１から発光素子１５に向かう方向の厚みを、色変換層毎に設定することにより、各色変換層から出射される光の色度を調整することができる。
　〔実施形態３〕
　図５は、本発明の実施形態３に係る半導体モジュール３の構成を示す断面図である。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
　（半導体モジュール３の構成）
　半導体モジュール３は、図５に示すように、半導体モジュール１と比べて、３つの発光素子のうちの１つの発光素子１５の上部に透明樹脂層３３が配置されている点が異なる。透明樹脂層３３は、発光素子１５から出射される光を通過させ、上面から出射する。透明樹脂層３３は、その直下に配置される発光素子１５から出射される光の波長を変換せず、その光を通過させる。つまり、透明樹脂層３３は青色の光を出射する。透明樹脂層３３には、必要に応じてシリカなどの散乱材を含めてもよい。
　半導体モジュール３は、３つの発光素子１５の各々の上部に、緑色変換層である色変換層３１、赤色変換層である色変換層３２、及び透明樹脂層３３を配置することにより、赤色の光、緑色の光、及び青色の光の三原色の色を発光することができる。青色の光を外部に出射させる部分において、発光素子１５の上部に透明樹脂層３３を配置することにより、発光素子１５を保護することができる。また、３つの発光素子１５の上部に配置するものを、同じ光拡散性のものとすることにより光学特性を得やすくなる。つまり、半導体モジュール３の製造が容易になる。さらに、半導体モジュール３が組み込まれる表示装置は、それぞれの発光素子１５を制御することによりカラー表示を行うことができる。
　〔実施形態４〕
　図６は、本発明の実施形態４に係る半導体モジュール４の製造方法を示す図である。図７は、本発明の実施形態４に係る半導体モジュール４の製造方法を示すフローチャートである。半導体モジュール４の構成及び製造方法について図６及び図７に基づいて説明する。図６は、図１に示す半導体モジュール１の構成の一部を簡略化した図であり、金属配線１２及び絶縁層１３を省略し、基板側電極１４１及び発光素子側電極１４２を電極１４として表示している。
　（半導体モジュール４の構成）
　半導体モジュール４は、図６の（ｆ）に示すように、半導体モジュール１と比べて、光遮蔽層１６ｂが、第１光遮蔽層４１ｂ及び第２光遮蔽層４２ｂに変更されている点が異なる。半導体モジュール４では、互いに隣接する発光素子１５間及び互いに隣接する色変換層３１・３２間に配置されている光遮蔽層は、複数の層からなっている。その複数の層は、例えば、第１光遮蔽層４１ｂ、及び第１光遮蔽層４１ｂの材料とは異なる材料からなる第２光遮蔽層４２ｂを含んでいてもよい。また、第１光遮蔽層４１ｂの上部には、第２光遮蔽層４２ｂが配置されている。さらに、第１光遮蔽層４１ｂと第２光遮蔽層４２ｂとの間の境界位置の下地基板１１からの高さは、発光素子１５と色変換層３１・３２との間の境界位置の下地基板１１からの高さと同一である。
　これにより、発光素子１５の側面は第１光遮蔽層４１ｂのみに覆われ、色変換層３１・３２は第２光遮蔽層４２ｂのみに覆われる。よって、半導体モジュール４に要求される光学特性から発光素子１５に要求される光学特性を決定したとき、発光素子１５に要求される光学特性を得るために適切な光学特性を持つ第１光遮蔽層４１ｂを形成することができる。また、半導体モジュール４に要求される光学特性から色変換層３１・３２に要求される光学特性を決定したとき、色変換層３１・３２に要求される光学特性を得るために適切な光学特性を持つ第２光遮蔽層４２ｂを形成することができる。したがって、第１光遮蔽層４１ａと第２光遮蔽層４２ｂの各々で適切な光学特性を持たせることができるため、優れた特性を持つ半導体モジュール４の実現が可能となる。
　第１光遮蔽層４１ｂは、発光素子１５間に配置されており、第２光遮蔽層４２ｂは、色変換層３１・３２間に配置されている。第１光遮蔽層４１ｂの下地基板１１からの高さは、発光素子１５の下地基板１１からの高さと同一であり、第２光遮蔽層４２ｂの下地基板１１からの高さは、色変換層３１・３２の下地基板１１からの高さと同一である。
　（半導体モジュール４の製造方法）
　次に、半導体モジュール４の製造方法について、図６及び図７に基づいて説明する。ステップＳ２１０～ステップＳ２４０の処理は、ステップＳ１１０～ステップＳ１４０の処理と同様である。
　（第１光遮蔽層４１の充填工程）
　成長基板１８を剥離させた後、図６の（ａ）に示すように、下地基板１１の上面、電極１４、発光素子１５の全露出面、金属端子２１、絶縁層２２、及びダミー素子２３の全露出面を覆うように、下地基板１１上に第１光遮蔽層４１を充填する（第１光遮蔽層を充填する工程）。第１光遮蔽層４１の充填方法は、半導体モジュール１の光遮蔽層１６の充填方法と同様である。第１光遮蔽層４１の充填方法においては、第１液状樹脂を充填させた後（ステップＳ２５０）、第１液状樹脂を硬化させることにより（ステップＳ２６０）、第１光遮蔽層４１を形成する。第１液状樹脂とは、第１光遮蔽層４１が硬化する前の状態である。第１液状樹脂の主材料は、半導体モジュール１の光遮蔽層１６の硬化する前の状態である液状樹脂の主材料と同一である。
　（第１光遮蔽層４１の一部を除去する工程）
　第１光遮蔽層４１の充填後、第１光遮蔽層４１の一部を除去する（ステップＳ２７０）。具体的には、複数の発光素子１５の上面を含む面を境界として当該面より上にある第１光遮蔽層４１の部分を除去する（第１光遮蔽層の部分を除去する工程）。
　（発光素子１５の上面を研磨する工程）
　発光素子１５の上面の下地基板１１からの高さより上にある第１光遮蔽層４１の部分を除去した後、発光素子１５の上面（表面）を研磨する（ステップＳ２８０：研磨する工程）。発光素子１５の上面の研磨方法は、成長基板１８の剥離後における半導体モジュール１の発光素子１５の上面の研磨方法と同様である。
　（発光素子１５の上面を洗浄する工程）
　発光素子１５の上面を研磨した後、発光素子１５の上面を洗浄する（ステップＳ２９０：洗浄する工程）。なお、ステップＳ２７０の処理の後、ステップＳ２９０の処理を行った後に、ステップＳ２８０の処理を行ってもよい。洗浄する工程を行った後、研磨する工程を行う場合、研磨する工程を行った後に、再度洗浄する工程を行う。また、ステップＳ２７０の処理の後、ステップＳ２８０の処理を行わずにステップＳ２９０の処理を行ってもよく、ステップＳ２９０の処理を行わずにステップＳ２８０の処理を行ってもよい。
　発光素子１５の上面の洗浄方法は、半導体モジュール１の発光素子１５の上面の洗浄方法と同様である。発光素子１５の上面を研磨する、及び／または発光素子１５の上面を洗浄することにより、発光素子１５の上面、及び第１光遮蔽層４１ａの上面に、残渣が残らないようにすることができる。特に、発光素子１５の上面を研磨することにより、発光素子１５の上面、及び第１光遮蔽層４１ａの上面を略平面の形状とすることができる。このため、発光素子１５上に色変換層３１・３２を配置する場合、残渣が残らない平面上に色変換層３１・３２を塗布またはパターニングすることができる。これにより、複数の発光素子１５上に、より均一な厚みの色変換層を配置することができる。
　（第２光遮蔽層４２の形成工程）
　発光素子１５の上面を洗浄した後、図６の（ｃ）に示すように、発光素子１５の上面、ダミー素子２３の上面、及び第１光遮蔽層４１ａの上面に第２光遮蔽層４２を形成する（第２光遮蔽層を形成する工程）。第２光遮蔽層４２は、第１光遮蔽層４１ａの材料とは異なる材料からなる。第２光遮蔽層４２の充填後の状態を図６の（ｃ）に示す。具体的に以下に説明する。
　第２光遮蔽層４２の硬化する前の状態を第２液状樹脂と称する。発光素子１５の上面、ダミー素子２３の上面、及び第１光遮蔽層４１ａの上面を覆うように第２液状樹脂を充填する（ステップＳ３００）。第２液状樹脂を充填させるためには、例えば、第２液状樹脂で満たされた容器内に、下地基板１１、発光素子１５、ダミー素子２３、及び第１光遮蔽層４１ａを浸せばよい。第２液状樹脂の主材料としては、発光素子１５及び色変換層３１・３２から出射される光を遮蔽する（吸収または反射する）ものが好ましく、シリコーン系樹脂またはエポキシ系樹脂などにカーボンブラックまたは黒色の顔料を添加した材料（以下、第２材料と称する）であることが好ましい。
　なお、第１液状樹脂の主材料が第２材料であり、第２液状樹脂の主材料が第１材料であってもよい。また、第１液状樹脂の主材料が第２液状樹脂の主材料と同一であってもよく、第１液状樹脂の主材料及び第２液状樹脂の主材料の両方が、第１材料または第２材料であってもよい。さらに、第１液状樹脂の主材料が第２液状樹脂の主材料と異なっており、かつ、第１液状樹脂の主材料及び第２液状樹脂の主材料の両方が、第１材料または第２材料であってもよい。第２液状樹脂の注入方法は上記以外に注射針、特にマイクロニードルで第２液状樹脂を注入する方法でもよい。この場合の注射針の材料としては金属製、またはプラスチック製などが用いられる。
　第２光遮蔽層４２の形成工程では、第２液状樹脂を５０℃以上２００℃以下の温度範囲内の温度下で形成することが好ましい。これにより、第２液状樹脂を正常に形成しやすくなる。さらに、温度範囲は、８０℃以上１７０℃以下であることがより好ましい。これにより、第２液状樹脂の特性（後述する硬化プロセス後の密着性、放熱性など）を損なう恐れを減少させることができる。また、温度範囲は、１００℃以上１５０℃以下であることがなお一層好ましい。これにより、第２液状樹脂中に発生する気泡などを少なくすることができ、対流などが発生することなくほぼ完全に形成することができ、半導体モジュール４を製造し易くなる。
　第２液状樹脂は、図６の（ｃ）に示すように、発光素子１５の上面、ダミー素子２３の上面、及び第１光遮蔽層４１ａの上面を覆う。第２液状樹脂の形成完了後、第２液状樹脂を硬化させて、第２光遮蔽層４２を形成する（ステップＳ３１０）。なお、第２液状樹脂を硬化させる方法については特に限定されないが、例えば、第２液状樹脂を加熱する、または、第２液状樹脂に紫外線を照射する、ことにより第２液状樹脂を硬化させてもよい。
　（第２光遮蔽層４２の一部を除去する工程）
　第２光遮蔽層４２の形成後、図６の（ｄ）に示すように、発光素子１５の上面上にある第２光遮蔽層４２の部分、及びダミー素子２３の上面上にある第２光遮蔽層４２の部分を除去する（ステップＳ３２０）。発光素子１５の上面上にある第２光遮蔽層４２の部分、及びダミー素子２３の上面上にある第２光遮蔽層４２の部分を除去することにより、第２光遮蔽層４２ａを形成する。これにより、ダミー素子２３の上面は、第２光遮蔽層４２ａから露出するので、後述するステップＳ３３０において、ダミー素子２３の位置を基準とすることができる。また、発光素子１５の上面は、第２光遮蔽層４２ａから露出する。
　発光素子１５の上面上にある第２光遮蔽層４２の部分、及びダミー素子２３の上面上にある第２光遮蔽層４２の部分を除去した後、図６の（ｅ）に示すように、第２光遮蔽層４２ａの一部を除去する。具体的には、ダミー素子２３の位置を基準として、金属端子２１上にある第１光遮蔽層４１ａ及び第２光遮蔽層４２ａの部分を除去することにより、第１光遮蔽層４１ｂ及び第２光遮蔽層４２ｂを形成する（ステップＳ３３０：第２光遮蔽層の部分を除去する工程）。これにより、金属端子２１の上面は、第１光遮蔽層４１ｂ及び第２光遮蔽層４２ｂから露出する。
　（色変換層３１・３２を配置する工程）
　発光素子１５上にある第２光遮蔽層４２ａの部分を除去し、金属端子２１上にある第１光遮蔽層４１ａ及び第２光遮蔽層４２ａの部分を除去した後、図６の（ｆ）に示すように、発光素子１５の上部に色変換層３１・３２を配置する（ステップＳ３４０：色変換層を形成する工程）。具体的には、発光素子１５の上部に色変換層３１を配置し、上部に色変換層３１が配置された発光素子１５と隣接する発光素子１５の上部に色変換層３２を配置する。
　〔実施形態５〕
　図８は、本発明の実施形態５に係る半導体モジュール５の構成を示す断面図である。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
　（半導体モジュール５の構成）
　半導体モジュール５は、図８に示すように、半導体モジュール４と比べて、下地基板１１上に第２ダミー素子５１が形成されている点が異なる。第２ダミー素子５１は、上面視において、複数の発光素子１５の周囲に形成される、つまり、発光素子１５の外側かつダミー素子２３の内側にある。これにより、発光素子１５の上面を研磨するとき、第２ダミー素子５１に負荷が大きくかかるようになる。よって、発光素子１５の上面を研磨する場合、発光素子１５が割れることを低減することができる。
　〔まとめ〕
　本発明の態様１に係る半導体モジュール１、２、３、４、５は、駆動回路が形成された下地基板１１と、前記駆動回路と電気的に接続された、複数の発光素子１５と、互いに隣接する複数の前記発光素子の各々の上部と接触する、複数の色変換層３１、３２、３１ａ、３２ａと、互いに隣接する前記発光素子間及び互いに隣接する前記色変換層間に配置され、かつ、複数の前記発光素子及び複数の前記色変換層を分離する光遮蔽層１６ｂとを備える。
　上記の構成によれば、半導体モジュールでは、光遮蔽層が、互いに隣接する発光素子間及び互いに隣接する色変換層間に配置されている。これにより、発光素子の側面及び色変換層の側面から出射される光を遮蔽することができるので、色変換層から出射される光と、色変換層から出射される光とが混合することを低減することができる。よって、互いに隣接する色変換層間で光の影響を及ぼし合うことを防ぐことができるので、個々の発光素子から出射される光を際立たせることができる。また、半導体モジュールでは、色変換層が発光素子と接触する。つまり、色変換層と発光素子との間には、発光素子から色変換層に向かう光を遮るものはないので、発光素子から出射される光が減衰することなく色変換層に入る。よって、発光素子から出射される光の光取り出し効率を向上させることができる。
　本発明の態様２に係る半導体モジュール１、２、３、４、５は、上記態様１において、前記発光素子１５間の距離は、上面視において、０．１μｍ以上２０μｍ以下であってもよい。
　上記の構成によれば、発光素子間の距離が、上面視において、０．１μｍ以上２０μｍ以下である。これにより、例えば、成長基板を剥離させるとき、レーザー光の照射時に下地基板に到達するレーザー光の強度は低いものとなる。このため、成長基板を剥離させるときに伴う下地基板へのダメージを低減することができる。したがって、成長基板を剥離する工程等において、発光素子を駆動させる駆動回路を有する下地基板に対してのダメージを低減させることができる。
　本発明の態様３に係る半導体モジュール１、２、３、４、５は、上記態様１または２において、前記色変換層３１、３２、３１ａ、３２ａ間の距離は、上面視において、０．１μｍ以上２０μｍ以下であってもよい。
　上記の構成によれば、色変換層間の距離は、上面視において、０．１μｍ以上２０μｍ以下である。これにより、互いに隣接する色変換層間で光の影響を及ぼし合うことを防ぐことができるので、個々の発光素子から出射される光を際立たせることができる。
　本発明の態様４に係る半導体モジュール１、２、３、４、５は、上記態様１から３のいずれかにおいて、前記下地基板１１上に設けられ、前記駆動回路を駆動するための電力を外部から供給するための金属端子２１と、前記下地基板上に設けられ、前記下地基板の上面の一部を覆う絶縁層２２とをさらに備え、前記金属端子は、前記絶縁層を貫通して前記下地基板の上面に形成されたパッド電極２４と接触し、前記金属端子の一部は、前記絶縁層の上面と接触していてもよい。
　本発明の態様５に係る半導体モジュール１、２、３、４、５は、上記態様４において、前記パッド電極２４の上面は、前記金属端子２１及び前記絶縁層２２に覆われていてもよい。
　上記の構成によれば、パッド電極の上面は、金属端子及び絶縁層に覆われている。これにより、例えば、発光素子からレーザー照射により成長基板を剥離させる処理を行う場合、パッド電極がレーザー光に照射されることを防ぐことができる。よって、レーザー光によってパッド電極がダメージを受けることを防ぐことができる。
　本発明の態様６に係る半導体モジュール１、２、３、４、５は、上記態様１から５のいずれかにおいて、前記下地基板１１上に形成されているダミー素子２３をさらに備えてもよい。
　上記の構成によれば、半導体モジュールは、下地基板上に形成されているダミー素子を備えている。これにより、例えば、光遮蔽層の一部を除去する処理を行う場合、ダミー素子の位置を基準として、光遮蔽層の一部を除去することができる。また、ダミー素子は下地基板上に形成されているので、例えば、発光素子から成長基板を剥離させる処理を行う場合、ダミー素子の飛散を防止することができる。
　本発明の態様７に係る半導体モジュール１、２、３、４、５は、上記態様１から６のいずれかにおいて、前記色変換層３１、３２、３１ａ、３２ａは、メジアン径が２μｍ以下である蛍光体を有してもよい。
　上記の構成によれば、色変換層は、メジアン径が２μｍ以下である蛍光体を有する。これにより、色変換層の厚みを小さくしても、色変換層は、発光素子から出射される光の色を変換することができる。よって、色変換層の厚みが小さくなるので、半導体モジュールのサイズを小さくすることができる。
　本発明の態様８に係る半導体モジュール２は、上記態様１から７のいずれかにおいて、前記色変換層３１ａ、３２ａの前記下地基板１１からの高さは、前記光遮蔽層１６ｂの前記下地基板からの高さより低くてもよい。
　上記の構成によれば、発光素子の側面及び色変換層の側面から出射される光を遮蔽することができるので、色変換層から出射される光と、色変換層から出射される光とが混合することを低減することができる。よって、互いに隣接する色変換層間で光の影響を及ぼし合うことを防ぐことができるので、個々の発光素子から出射される光を際立たせることができる。
　本発明の態様９に係る半導体モジュール４、５は、上記態様１から８のいずれかにおいて、前記光遮蔽層は、複数の層からなってもよい。
　本発明の態様１０に係る半導体モジュール４、５は、上記態様９において、前記複数の層は、第１光遮蔽層４１ｂ、及び前記第１光遮蔽層の材料とは異なる材料からなる第２光遮蔽層４２ｂを含んでもよい。
　上記の構成によれば、発光素子間に配置されている第１光遮蔽層の材料は、色変換層間に配置されている第２光遮蔽層の材料と異なる。これにより、発光素子の光学特性及び色変換層の光学特性それぞれに合わせて、第１光遮蔽層の材料及び第２光遮蔽層の材料を設定することができる。
　本発明の態様１１に係る半導体モジュール４、５は、上記態様１０において、前記第１光遮蔽層４１ｂの上部には前記第２光遮蔽層４２ｂが配置されており、前記第１光遮蔽層と前記第２光遮蔽層との間の境界位置の前記下地基板１１からの高さは、前記発光素子１５と前記色変換層３１・３２との間の境界位置の前記下地基板からの高さと同一であってもよい。
　本発明の態様１２に係る半導体モジュール５は、上記態様６において、前記下地基板１１上に形成されている第２ダミー素子５１をさらに備え、前記第２ダミー素子は、上面視において、前記発光素子１５の外側かつ前記ダミー素子２３の内側にあってもよい。
　上記の構成によれば、第２ダミー素子は、上面視において、発光素子の外側かつダミー素子の内側にある。これにより、例えば、発光素子の上面を研磨するとき、第２ダミー素子に負荷が大きくかかるようになる。よって、発光素子の上面を研磨する場合、発光素子が割れることを低減することができる。
　本発明の態様１３に係る半導体モジュール１、２、３は、上記態様１から１２のいずれかにおいて、前記光遮蔽層１６ｂは、白色の樹脂を含むように形成されてもよい。
　上記の構成によれば、光遮蔽層は、白色の樹脂を含むように形成される。よって、光取り出し効率を向上させることができる。
　本発明の態様１４に係る半導体モジュール１、２、３、４、５は、駆動回路が形成された下地基板１１と、前記駆動回路と電気的に接続された、複数の発光素子１５と、互いに隣接する前記発光素子間に配置され、かつ、複数の前記発光素子を分離する光遮蔽層１６ｂと、前記下地基板上に設けられ、前記駆動回路を駆動するための電力を外部から供給するための金属端子２１と、前記下地基板上に設けられ、前記下地基板の上面の一部を覆う絶縁層２２とを備え、前記金属端子は、前記絶縁層を貫通して前記下地基板の上面に形成されたパッド電極２４と接触し、前記金属端子の一部は、前記絶縁層の上面と接触している。
　本発明の態様１５に係る表示装置は、上記態様１から１４のいずれかにおいて、前記半導体モジュール１、２、３、４、５を備えてもよい。
　本発明の態様１６に係る半導体モジュール１、２、３、４、５の製造方法は、成長基板１８上に成長された半導体層から複数の発光素子１５を形成する工程と、レーザー照射により、前記成長基板を複数の前記発光素子から剥離する工程と、前記成長基板を剥離する工程の後、下地基板１１の上面及び前記発光素子の全露出面を覆うように、前記下地基板上に光遮蔽層１６を充填する工程と、前記光遮蔽層を充填する工程の後、前記発光素子の上面上にある前記光遮蔽層の部分を除去する工程と、前記発光素子の上部に色変換層３１、３２、３１ａ、３２ａを形成する工程とを含み、複数の前記発光素子は、前記下地基板に形成された駆動回路と電気的に接続されている。
　本発明の態様１７に係る半導体モジュール１、２、３、４、５の製造方法は、上記態様１６において、前記発光素子１５を形成する工程にて、前記発光素子間の距離が、上面視において、０．１μｍ以上２０μｍ以下であるように、複数の前記発光素子を形成してもよい。
　本発明の態様１８に係る半導体モジュール１、２、３、４、５の製造方法は、上記態様１６または１７において、前記光遮蔽層１６の部分を除去する工程は、前記発光素子１５の上面を研磨する工程、前記発光素子の上面を洗浄する工程、または前記発光素子の上面を研磨した後に前記発光素子の上面を洗浄する工程を含んでもよい。
　上記の構成によれば、発光素子の上面に残渣が残らないようにすることができる。また、発光素子１５から出射される光が残渣によって遮られることがない。よって、発光素子の光取り出し効率を格段に向上させることができる。例えば、発光素子上に色変換層を配置する場合、残渣が残らない平面上に色変換層を塗布またはパターニングすることができる。これにより、複数の発光素子上に、より均一な厚みの色変換層を配置することができる。
　本発明の態様１９に係る半導体モジュール１、２、３、４、５の製造方法は、上記態様１６から１８のいずれかにおいて、前記光遮蔽層１６の部分を除去する工程は、前記下地基板１１上に形成されたダミー素子２３の上面上にある前記光遮蔽層の部分を除去する工程を含んでもよい。
　上記の構成によれば、ダミー素子の上面は、光遮蔽層から露出するので、光遮蔽層の部分を除去する工程において、ダミー素子の位置を基準とすることができる。
　本発明の態様２０に係る半導体モジュール４、５の製造方法は、成長基板１８上に成長された半導体層から複数の発光素子１５を形成する工程と、レーザー照射により、前記成長基板を複数の前記発光素子から剥離する工程と、前記成長基板を剥離する工程の後、下地基板１１の上面及び前記発光素子の全露出面を覆うように、前記下地基板上に第１光遮蔽層４１を充填する工程と、前記第１光遮蔽層を充填する工程の後、前記発光素子の上面の前記下地基板からの高さより上にある前記第１光遮蔽層の部分を除去する工程と、前記第１光遮蔽層の部分を除去する工程の後、前記第１光遮蔽層の上部に、前記第１光遮蔽層の材料とは異なる材料からなる第２光遮蔽層４２を形成する工程と、前記第２光遮蔽層を形成する工程の後、前記発光素子の上面上にある前記第２光遮蔽層の部分を除去する工程と、前記発光素子の上部に色変換層を形成する工程とを含み、複数の前記発光素子は、前記下地基板に形成された駆動回路と電気的に接続されている。
　上記の構成によれば、上記態様１０と同様の効果を奏する。
　本発明の態様２１に係る半導体モジュール１、２、３、４、５の製造方法は、成長基板１８上に成長された半導体層から複数の発光素子１５を形成する工程と、レーザー照射により、前記成長基板を複数の前記発光素子から剥離する工程と、前記成長基板を剥離する工程の後、下地基板１１の上面、前記発光素子の全露出面、及び金属端子２１を覆うように、前記下地基板上に光遮蔽層１６を充填する工程と、前記光遮蔽層を充填する工程の後、前記発光素子の上面上にある前記光遮蔽層の部分と、前記金属端子上にある前記光遮蔽層の部分と、を除去する工程とを含み、複数の前記発光素子は、前記下地基板に形成された駆動回路と電気的に接続されており、前記金属端子は、前記下地基板上に設けられ、前記駆動回路を駆動するための電力を外部から供給するためのものである。
　本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
　１、２、３、４、５　半導体モジュール、１０　ダミー電極、１１　下地基板、１２　金属配線、１３、２２　絶縁層、１４　電極、１５　発光素子、１６、１６ａ、１６ｂ　光遮蔽層、１８　成長基板、１９　分離溝、２０　第２のアライメントマーク片、２１　金属端子、２３　ダミー素子、２４　パッド電極、３１、３２、３１ａ、３２ａ　色変換層、３３　透明樹脂層、４１、４１ａ、４１ｂ　第１光遮蔽層、４２、４２ａ、４２ｂ　第２光遮蔽層、５１　第２ダミー素子、１４１　基板側電極、１４１ａ　第１のアライメントマーク片、１４２　発光素子側電極、Ｍ　アライメントマーク

Claims (21)

  1. 　駆動回路が形成された下地基板と、
    　前記駆動回路と電気的に接続された、複数の発光素子と、
    　互いに隣接する複数の前記発光素子の各々の上部と接触する、複数の色変換層と、
    　互いに隣接する前記発光素子間及び互いに隣接する前記色変換層間に配置され、かつ、複数の前記発光素子及び複数の前記色変換層を分離する光遮蔽層とを備えることを特徴とする半導体モジュール。
  2. 　前記発光素子間の距離は、上面視において、０．１μｍ以上２０μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の半導体モジュール。
  3. 　前記色変換層間の距離は、上面視において、０．１μｍ以上２０μｍ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体モジュール。
  4. 　前記下地基板上に設けられ、前記駆動回路を駆動するための電力を外部から供給するための金属端子と、
    　前記下地基板上に設けられ、前記下地基板の上面の一部を覆う絶縁層とをさらに備え、
    　前記金属端子は、前記絶縁層を貫通して前記下地基板の上面に形成されたパッド電極と接触し、
    　前記金属端子の一部は、前記絶縁層の上面と接触していることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の半導体モジュール。
  5. 　前記パッド電極の上面は、前記金属端子及び前記絶縁層に覆われていることを特徴とする請求項４に記載の半導体モジュール。
  6. 　前記下地基板上に形成されているダミー素子をさらに備えることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の半導体モジュール。
  7. 　前記色変換層は、メジアン径が２μｍ以下である蛍光体を有することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の半導体モジュール。
  8. 　前記色変換層の前記下地基板からの高さは、前記光遮蔽層の前記下地基板からの高さより低いことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の半導体モジュール。
  9. 　前記光遮蔽層は、複数の層からなることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の半導体モジュール。
  10. 　前記複数の層は、第１光遮蔽層、及び前記第１光遮蔽層の材料とは異なる材料からなる第２光遮蔽層を含むことを特徴とする請求項９に記載の半導体モジュール。
  11. 　前記第１光遮蔽層の上部には前記第２光遮蔽層が配置されており、
    　前記第１光遮蔽層と前記第２光遮蔽層との間の境界位置の前記下地基板からの高さは、前記発光素子と前記色変換層との間の境界位置の前記下地基板からの高さと同一であることを特徴とする請求項１０に記載の半導体モジュール。
  12. 　前記下地基板上に形成されている第２ダミー素子をさらに備え、
    　前記第２ダミー素子は、上面視において、前記発光素子の外側かつ前記ダミー素子の内側にあることを特徴とする請求項６に記載の半導体モジュール。
  13. 　前記光遮蔽層は、白色の樹脂を含むように形成されることを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の半導体モジュール。
  14. 　駆動回路が形成された下地基板と、
    　前記駆動回路と電気的に接続された、複数の発光素子と、
    　互いに隣接する前記発光素子間に配置され、かつ、複数の前記発光素子を分離する光遮蔽層と、
    　前記下地基板上に設けられ、前記駆動回路を駆動するための電力を外部から供給するための金属端子と、
    　前記下地基板上に設けられ、前記下地基板の上面の一部を覆う絶縁層とを備え、
    　前記金属端子は、前記絶縁層を貫通して前記下地基板の上面に形成されたパッド電極と接触し、
    　前記金属端子の一部は、前記絶縁層の上面と接触していることを特徴とする半導体モジュール。
  15. 　請求項１から１４のいずれか１項に記載の半導体モジュールを備えることを特徴とする表示装置。
  16. 　成長基板上に成長された半導体層から複数の発光素子を形成する工程と、
    　レーザー照射により、前記成長基板を複数の前記発光素子から剥離する工程と、
    　前記成長基板を剥離する工程の後、下地基板の上面及び前記発光素子の全露出面を覆うように、前記下地基板上に光遮蔽層を充填する工程と、
    　前記光遮蔽層を充填する工程の後、前記発光素子の上面上にある前記光遮蔽層の部分を除去する工程と、
    　前記発光素子の上部に色変換層を形成する工程とを含み、
    　複数の前記発光素子は、前記下地基板に形成された駆動回路と電気的に接続されていることを特徴とする半導体モジュールの製造方法。
  17. 　前記発光素子を形成する工程にて、前記発光素子間の距離が、上面視において、０．１μｍ以上２０μｍ以下であるように、複数の前記発光素子を形成することを特徴とする請求項１６に記載の半導体モジュールの製造方法。
  18. 　前記光遮蔽層の部分を除去する工程は、前記発光素子の上面を研磨する工程、前記発光素子の上面を洗浄する工程、または前記発光素子の上面を研磨した後に前記発光素子の上面を洗浄する工程を含むことを特徴とする請求項１６または１７に記載の半導体モジュールの製造方法。
  19. 　前記光遮蔽層の部分を除去する工程は、前記下地基板上に形成されたダミー素子の上面上にある前記光遮蔽層の部分を除去する工程を含むことを特徴とする請求項１６から１８のいずれか１項に記載の半導体モジュールの製造方法。
  20. 　成長基板上に成長された半導体層から複数の発光素子を形成する工程と、
    　レーザー照射により、前記成長基板を複数の前記発光素子から剥離する工程と、
    　前記成長基板を剥離する工程の後、下地基板の上面及び前記発光素子の全露出面を覆うように、前記下地基板上に第１光遮蔽層を充填する工程と、
    　前記第１光遮蔽層を充填する工程の後、前記発光素子の上面の前記下地基板からの高さより上にある前記第１光遮蔽層の部分を除去する工程と、
    　前記第１光遮蔽層の部分を除去する工程の後、前記第１光遮蔽層の上部に、前記第１光遮蔽層の材料とは異なる材料からなる第２光遮蔽層を形成する工程と、
    　前記第２光遮蔽層を形成する工程の後、前記発光素子の上面上にある前記第２光遮蔽層の部分を除去する工程と、
    　前記発光素子の上部に色変換層を形成する工程とを含み、
    　複数の前記発光素子は、前記下地基板に形成された駆動回路と電気的に接続されていることを特徴とする半導体モジュールの製造方法。
  21. 　成長基板上に成長された半導体層から複数の発光素子を形成する工程と、
    　レーザー照射により、前記成長基板を複数の前記発光素子から剥離する工程と、
    　前記成長基板を剥離する工程の後、下地基板の上面、前記発光素子の全露出面、及び金属端子を覆うように、前記下地基板上に光遮蔽層を充填する工程と、
    　前記光遮蔽層を充填する工程の後、前記発光素子の上面上にある前記光遮蔽層の部分と、前記金属端子上にある前記光遮蔽層の部分と、を除去する工程とを含み、
    　複数の前記発光素子は、前記下地基板に形成された駆動回路と電気的に接続されており、
    　前記金属端子は、前記下地基板上に設けられ、前記駆動回路を駆動するための電力を外部から供給するためのものであることを特徴とする半導体モジュールの製造方法。
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