特許 6985630 発光モジュールの製造方法及び発光モジュール

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6985630

(24)【登録日】2021年11月30日

(45)【発行日】2021年12月22日

(54)【発明の名称】発光モジュールの製造方法及び発光モジュール

(51)【国際特許分類】

   F21S 2/00 20160101AFI20211213BHJP

   H01L 33/60 20100101ALI20211213BHJP

   F21V 8/00 20060101ALI20211213BHJP

   F21V 19/00 20060101ALI20211213BHJP

   H01L 21/56 20060101ALI20211213BHJP

   H01L 23/29 20060101ALI20211213BHJP

   H01L 23/31 20060101ALI20211213BHJP

   F21Y 115/10 20160101ALN20211213BHJP

   F21Y 105/10 20160101ALN20211213BHJP

【ＦＩ】

   F21S2/00 419

   H01L33/60

   F21S2/00 413

   F21S2/00 415

   F21S2/00 423

   F21V8/00 100

   F21V19/00 170

   H01L21/56 J

   H01L23/30 F

   F21Y115:10 300

   F21Y105:10

【請求項の数】14

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2020-142552(P2020-142552)

(22)【出願日】2020年8月26日

(65)【公開番号】特開2021-57337(P2021-57337A)

(43)【公開日】2021年4月8日

【審査請求日】2020年12月10日

(31)【優先権主張番号】特願2019-174798(P2019-174798)

(32)【優先日】2019年9月25日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000226057

【氏名又は名称】日亜化学工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001807

【氏名又は名称】特許業務法人磯野国際特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】田口 晃治

(72)【発明者】

【氏名】勝又 雅昭

【審査官】 竹中 辰利

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１８−１３３３０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１５６４４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１８−０１８９１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１９−０８７６８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−０７２４７１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２１Ｓ ２／００

Ｈ０１Ｌ ３３／６０

Ｆ２１Ｖ ８／００

Ｆ２１Ｖ １９／００

Ｈ０１Ｌ ２１／５６

Ｈ０１Ｌ ２３／２９

Ｆ２１Ｙ １１５／１０

Ｆ２１Ｙ １０５／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

発光素子の上面に電極が設けられ、前記発光素子の側面に第１光反射性部材が設けられ、前記電極と前記第１光反射性部材との表面に金属膜が形成された発光装置を準備する準備工程と、
前記金属膜を上に向けて、前記発光装置を互いに間隙を空けて導光板上に載置する発光装置載置工程と、
前記発光装置の前記金属膜を被覆するマスクを形成するマスク形成工程と、
前記導光板上の前記発光装置同士の間隙に、第２光反射性部材を形成する第２光反射性部材形成工程と、
前記マスクを除去するマスク除去工程と、
前記発光装置及び前記第２光反射性部材の上に、前記発光装置の前記金属膜と接続する配線を形成する配線形成工程と、を含む発光モジュールの製造方法。

【請求項2】

前記マスク形成工程は、前記準備工程よりも後かつ前記発光装置載置工程よりも前に行い、前記発光装置を間隙なく配列して、その上面に前記マスクを形成する請求項１に記載の発光モジュールの製造方法。

【請求項3】

前記マスク形成工程は、前記準備工程中に行い、前記金属膜の形成後の個辺化される前の配列された前記発光装置の上面に、前記マスクを形成する請求項１に記載の発光モジュールの製造方法。

【請求項4】

前記マスクは粘着シートからなり、
前記マスク除去工程は、前記マスクを、当該マスクよりも粘着力の強い粘着シートに付着させることにより前記発光装置から剥離する請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の発光モジュールの製造方法。

【請求項5】

前記マスク形成工程は、前記発光装置載置工程よりも後かつ前記第２光反射性部材形成工程よりも前に行い、前記マスクを感光性フィルムで形成する請求項１に記載の発光モジュールの製造方法。

【請求項6】

前記第２光反射性部材形成工程は、硬化前の前記第２光反射性部材を、前記発光装置を載置した前記導光板上に前記発光装置を覆うように充填し、硬化した前記第２光反射性部材の前記発光装置の上に堆積された部分を除去して前記マスクを露出させる請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の発光モジュールの製造方法。

【請求項7】

前記配線形成工程は、前記配線として導電性ペーストを印刷する請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の発光モジュールの製造方法。

【請求項8】

導光板と、
上面に電極を有し、側面に第１光反射性部材を有し、互いに間隙を空けて前記導光板上に配列された複数の発光素子と、
前記電極の上面を露出させて前記発光素子同士の間隙に形成された第２光反射性部材と、 前記電極及び前記第１光反射性部材の上面に形成され、前記電極毎にその上面に接続する金属膜と、
前記金属膜の少なくとも一部の領域に接続するように、前記金属膜及び前記第２光反射性部材の上面に形成された配線と、を備え、
前記金属膜は、平面視で、接続している前記電極から前記発光素子の外側の前記第１光反射性部材の表面まで延在している発光モジュール。

【請求項9】

前記発光素子と前記第１光反射性部材との間に、前記発光素子の側面に接続する導光性部材を備える請求項８に記載の発光モジュール。

【請求項10】

前記金属膜は、平面視において、前記発光素子よりも大きい矩形を、前記電極間の間隙で分割した形状である請求項８又は請求項９に記載の発光モジュール。

【請求項11】

前記金属膜は、平面視形状が前記発光素子の電極と相似である請求項１０に記載の発光モジュール。

【請求項12】

前記金属膜は、平面視において、矩形の前記発光素子の対角線に沿って並んで配置されている請求項１０又は請求項１１に記載の発光モジュール。

【請求項13】

前記配線は、前記金属膜に接続する領域において、互いに対向する方向と直交する方向にずれて配置されている請求項１２に記載の発光モジュール。

【請求項14】

前記配線は、前記金属膜に接続する領域において、互いに対向する方向への延長線上において重複する線幅に形成され、又は、端部が前記方向と直交する方向への延長線上において重複するように形成されている請求項１３に記載の発光モジュール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、発光モジュールの製造方法及び発光モジュールに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、液晶ディスプレイのバックライト等に適用される発光モジュールは、導光板上に配列した発光素子同士の間を白色樹脂で埋めて、発光素子の電極に接続する配線を金属膜で形成することにより、薄型化したものが知られている（例えば、特許文献１）。また、半導体素子の小型化に伴う実装の高密度化を緩和するために、樹脂で平面視サイズをチップよりも一回り大きくした構造の発光装置（Chip On Board：ＣＯＢ）が開発されている。例えば、特許文献２には、平面視で発光素子の電極からチップの外側まで延在する金属膜を実装用の端子とする、薄型の発光装置が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１８−１３３３０４号公報

【特許文献2】特開２０１７−１１８０９８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本開示に係る実施形態は、接続信頼性の高い発光モジュールの製造方法及び発光モジュールを提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の実施形態に係る発光モジュールの製造方法は、発光素子の上面に電極が設けられ、前記発光素子の側面に第１光反射性部材が設けられ、前記電極と前記第１光反射性部材との表面に金属膜が形成された発光装置を準備する準備工程と、前記金属膜を上に向けて、前記発光装置を互いに間隙を空けて導光板上に載置する発光装置載置工程と、前記発光装置の前記金属膜を被覆するマスクを形成するマスク形成工程と、前記導光板上の前記発光装置同士の間隙に、第２光反射性部材を形成する第２光反射性部材形成工程と、前記マスクを除去するマスク除去工程と、前記発光装置及び前記第２光反射性部材の上に、前記発光装置の前記金属膜と接続する配線を形成する配線形成工程と、を含む。

【0006】

本開示の実施形態に係る発光モジュールは、導光板と、上面に電極を有し、側面に第１光反射性部材を有し、互いに間隙を空けて前記導光板上に配列された複数の発光素子と、前記電極の上面を露出させて前記発光素子同士の間隙に形成された第２光反射性部材と、前記電極及び前記第１光反射性部材の上面に形成され、前記電極毎にその上面に接続する金属膜と、前記金属膜の少なくとも一部の領域に接続するように、前記金属膜及び前記第２光反射性部材の上面に形成された配線と、を備え、前記金属膜は、平面視で、接続している前記電極から前記発光素子の外側の前記第１光反射性部材の表面まで延在している。

【発明の効果】

【0007】

本開示に係る実施形態によれば、接続信頼性の高い発光モジュールの製造方法及び発光モジュールを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1A】実施形態に係る発光モジュールの外観を模式的に示す平面図である。

【図1B】図１Ａに示す発光モジュールの外観を下方から模式的に示す斜視図である。

【図1C】図１Ａに示す発光モジュールを図１Ｂとは異なる形状の光反射部を有する導光板を用いて構成した場合の外観を下方から模式的に示す斜視図である。

【図1D】図１Ａの発光素子近傍を拡大して模式的に示す部分拡大図である。

【図1E】発光モジュールを図１Ｂに示す導光板を用いて構成した場合の、図１ＡのＩＥ−ＩＥ線における断面を模式的に示す部分断面図である。

【図2A】実施形態に係る発光モジュールに搭載された発光装置の外観を下方から模式的に示す斜視図である。

【図2B】図２ＡのＩＩＢ−ＩＩＢ線における断面図である。

【図3】実施形態に係る発光モジュールの製造方法を示すフローチャートである。

【図4A】実施形態に係る発光モジュールの製造方法の準備工程において発光素子を透光性部材に配列して接合した状態を説明する部分断面図である。

【図4B】実施形態に係る発光モジュールの製造方法の準備工程において発光素子を第１光反射性部材で覆った状態を説明する部分断面図である。

【図4C】実施形態に係る発光モジュールの製造方法の準備工程において発光素子の電極が露出するように第１光反射性部材を研削した状態を説明する部分断面図である。

【図4D】実施形態に係る発光モジュールの製造方法の準備工程において金属膜を成膜した状態を説明する部分断面図である。

【図4E】実施形態に係る発光モジュールの製造方法の準備工程において発光装置の個片化前の状態を説明する部分断面図である。

【図5A】実施形態に係る発光モジュールの製造方法の発光装置載置工程を説明する部分断面図である。

【図5B】実施形態に係る発光モジュールの製造方法のマスク形成工程を説明する部分断面図である。

【図5C】実施形態に係る発光モジュールの製造方法の第２光反射性部材形成工程において発光装置を第２光反射性部材で覆った状態を説明する部分断面図である。

【図5D】実施形態に係る発光モジュールの製造方法の第２光反射性部材形成工程においてマスクが露出するように第２光反射性部材を研削した状態を説明する部分断面図である。

【図5E】実施形態に係る発光モジュールの製造方法のマスク除去工程を説明する部分断面図である。

【図6A】実施形態に係る発光モジュールの製造方法の変形例のマスク形成工程を説明する部分断面図である。

【図6B】実施形態に係る発光モジュールの製造方法の変形例のマスク除去工程を説明する部分断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、発光モジュール及び発光モジュールの製造方法について、図面を参照して説明する。以下の説明において参照する図面は、本開示の実施形態を概略的に示しているため、図面に示す部材は、大きさや位置関係等を誇張していることがあり、また、形状を単純化していることがある。また、以下の説明において、同一の名称、符号は、原則として同一の又は同質の部材や工程を示すものであり、詳細な説明を適宜省略する。

【0010】

〔発光モジュール〕
実施形態に係る発光モジュールの構成について、図１Ａ〜１Ｅを参照して説明する。図１Ａは、実施形態に係る発光モジュールの外観を模式的に示す平面図である。図１Ｂは、図１Ａに示す発光モジュールの外観を下方から模式的に示す斜視図である。図１Ｃは図１Ａに示す発光モジュールを図１Ｂとは異なる形状の光反射部を有する導光板を用いて構成した場合の外観を下方から模式的に示す斜視図である。図１Ｄは、図１Ａの発光素子近傍を拡大して模式的に示す部分拡大図である。図１Ｅは、発光モジュールを図１Ｂに示す導光板を用いて構成した場合の、図１ＡのＩＥ−ＩＥ線における断面を模式的に示す部分断面図である。

【0011】

発光モジュール１０は、導光板７と、上面に電極１２ａ，１２ｃを有し、互いに間隙を空けて導光板７上に配列された複数の発光素子１１と、電極１２ａ，１２ｃの上面を露出させて発光素子１１，１１間に形成された第１光反射性部材４２及び第２光反射性部材６と、電極１２ａ，１２ｃ及び第１光反射性部材４２の上面に形成され、電極１２ａ，１２ｃ毎にその上面に接続する金属膜２ａ，２ｃと、金属膜２ａ，２ｃの少なくとも一部の領域に接続するように、金属膜２ａ，２ｃ及び第２光反射性部材６の上面に形成された配線８と、を備えている。そして、金属膜２ａ，２ｃは、平面視で、接続している電極１２ａ，１２ｃから発光素子１１の外側まで延在している。さらに、発光モジュール１０は、発光素子１１と第１光反射性部材４２との間に、発光素子１１の側面に接続する導光性部材４１を備え、発光素子１１の下側の導光板７との間に透光性部材３（図２Ｂ参照）及び接合部材５を備えている。

【0012】

発光モジュール１０は、バックライト等に適用される面状発光装置であり、間隙を空けて配列された発光素子１１が発光した光を、導光板７で面内均一化して、導光板７側（図１Ｅにおける下側）へ照射する。発光モジュール１０は、平面視における形状および寸法を、用途に応じて適宜選択することができ、ここでは、平面視形状を矩形とする。また、発光モジュール１０は、用途や発光素子１１の輝度等に応じて発光素子１１の配列ピッチを適宜選択することができ、配列ピッチと発光モジュール１０の寸法に基づいて発光素子１１の個数が決定される。例えば、発光モジュール１０は、チップサイズ１００〜２００μｍの発光素子１１を備え、その配列ピッチ、つまり隣り合う発光素子１１，１１の中心間隔が５〜１０ｍｍの範囲で設計されている。ここでは、簡潔に説明するために、発光モジュール１０は、一例として、１６個の発光素子１１を、矩形格子状に４×４に配列して備えるものとして説明する。また、発光モジュール１０の発光素子１１の１個分毎に当該発光素子１１が中心に位置するように区画した矩形領域をセルと称し、各図面において、導光板７にセルの境界線を仮想的に付す。

【0013】

発光モジュール１０は、全体の寸法や配列ピッチに対して極めて小さい発光素子１１を配列して備えるために、後記製造方法で説明するように、１個の発光素子１１を、第１光反射性部材４２等で封止した発光装置１として導光板７上に配列して製造される。以下、発光装置及びこれを構成する各部材について、図２Ａ，２Ｂ及び図１Ｂ、１Ｃを参照して説明する。図２Ａは、実施形態に係る発光モジュールに搭載された発光装置の外観を下方から模式的に示す斜視図である。図２Ｂは、図２ＡのＩＩＢ−ＩＩＢ線における断面図である。なお、図２Ａにおいては、透光性部材３及び導光性部材４１を透明として輪郭線のみで表す。

【0014】

（発光装置）
発光装置１は、発光素子１１と、発光素子１１の一対の電極１２ａ，１２ｃが形成された面と反対側の面に接合された板状の透光性部材３と、透光性部材３と発光素子１１とを接合すると共に発光素子１１の側面を被覆する導光性部材４１と、発光素子１１及び導光性部材４１を被覆する第１光反射性部材４２と、透光性部材３と対向する面に設けられて電極１２ａ，１２ｃにそれぞれ接続する金属膜２ａ，２ｃと、を有する。発光装置１は、ファンアウト構造のＣＳＰであり、透光性部材３の側へ光を照射する。そして、発光装置１は、略直方体形状に形成され、平面視形状が、ここでは正方形で、例えば一辺の長さが発光モジュール１０における配列ピッチの１／１０程度に設計されている。なお、発光装置１は、ここでは、透光性部材３の側を下とし、金属膜２ａ，２ｃが形成された面を上面として説明する。

【0015】

発光素子１１は、上面に電極１２ａ，１２ｃを備え、主に下面と側面から光を照射する半導体発光素子である。発光素子１１は、フリップチップ実装される半導体発光素子を適用することが好ましい。発光素子１１は、形状や寸法等は任意のものを選択することができ、一例として、平面視形状が正方形とする。また、発光素子１１は、発光色は特に限定されず、発光モジュール１０の用途に応じて任意の波長のものを選択することができ、例えば、４３０〜４７０ｎｍに発光ピークを有する青色発光の発光素子として、Ｉｎ_ＸＡｌ_ＹＧａ_{１−Ｘ−Ｙ}Ｎ（０≦Ｘ≦１、０≦Ｙ≦１、Ｘ＋Ｙ≦１）等のＩｎＧａＮ系の窒化物半導体が挙げられる。また、発光モジュール１０において、発光装置１毎に発光色の異なる発光素子１１を備えていてもよい。

【0016】

電極１２ａ，１２ｃは、発光素子１１に電流を供給するためのアノードとカソードの一対の端子であり、Ｃｕ，Ａｕ等からなるパッド電極である。電極１２ａ，１２ｃは、一例として、発光素子１１の平面視形状である正方形の対角線に沿って並んで配置され、平面視形状が直角三角形に形成されている。

【0017】

透光性部材３は、発光装置１と同じ平面視形状の矩形の板状部材であり、発光装置１の下部に設けられ、発光素子１１が発光する光を透過する材料で形成されている。例えば、透光性部材３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、またはガラス等を適用することができる。また、透光性部材３は、発光モジュール１０の用途に応じて発光装置１が所望の光色の光を照射するように、波長変換部材として蛍光体を含有していてもよい。蛍光体は、透光性部材３の樹脂材料に分散されてもよいし、ガラス等の無機材料と共に焼結されてもよい。

【0018】

導光性部材４１は、発光素子１１を透光性部材３に接合するための接着剤であり、発光素子１１が発光する光を透過する材料で形成されている。導光性部材４１は、発光素子１１の下面の透光性部材３との間に設けられると共に、透光性部材３に向けて広がるようにフィレットを形成して発光素子１１の側面を被覆する。導光性部材４１は、絶縁性で、発光素子１１の耐熱温度以下で硬化させることができる流動性の材料で形成されることが好ましい。例えば、導光性部材４１は、エポキシ、シリコーン等の熱硬化性樹脂や半導体素子の封止用のガラス材料等を適用することができる。また、導光性部材４１は、波長変換部材として蛍光体を含有していてもよい。

【0019】

第１光反射性部材４２は、発光素子１１が発光する光を反射して透光性部材３から出射させる。第１光反射性部材４２は、電極１２ａ，１２ｃの上面を露出させて発光素子１１及び導光性部材４１を被覆する。第１光反射性部材４２は、絶縁性で、発光素子１１の耐熱温度以下で硬化させることができる流動性の材料で形成されることが好ましい。例えば、第１光反射性部材４２は、導光性部材４１の材料に挙げた熱硬化性樹脂やガラス材料等に、酸化チタン（ＴｉＯ_２）等の光反射性物質を添加したもので形成することができる。

【0020】

金属膜２ａは、発光素子１１の電極１２ａを拡張した発光装置１の外部接続用端子として機能するものであり、電極１２ａの上面に接続されている。同様に、金属膜２ｃは、発光素子１１の電極１２ｃを拡張した発光装置１の外部接続用端子として機能するものであり、電極１２ｃの上面に接続されている。金属膜２ａと金属膜２ｃは、平面視で、電極１２ａ，１２ｃの相似形状である直角三角形に形成され、斜辺同士を対向させて、発光装置１の平面視形状である正方形の対角線に沿って並んで配置される。金属膜２ａ，２ｃは、このような形状及び配置とすることにより、電極１２ａ，１２ｃに短絡させることなくそれぞれ接続することができる。そして、金属膜２ａ，２ｃは、電極として、より広い面積で機能することができ、また、容易に形成することができる。金属膜２ａ，２ｃは、Ｃｕ，Ｎｉ等の配線に適用される金属が適用され、２種類以上の金属膜が積層されてもよい。

【0021】

（導光板）
導光板７は、上面に間隔を空けて配列された発光素子１１が発光した光を、下方へ効率よく、かつ面内均一に照射する光学部材である。そのために、導光板７は、図１Ｂまたは図１Ｃ，及び図１Ｅに示すように、光透過部７１、光反射部７２、及び光遮蔽部７３を備える。
光透過部７１は、発光素子１１が発光する光を透過する材料で形成され、両面のそれぞれに、発光素子１１の配置に合わせて凹部分を有する板状に形成されている。光透過部７１の上面には、セルの縦横の境界線の交点を最深部とする円錐形状又は四角錐形状の凹部（図１Ｂ参照）、もしくは、セルの縦横の境界線に沿って延び、境界線上で最深部となる断面Ｖ字形の溝状の凹部（図１Ｃ参照）が形成されている。さらに、光透過部７１の上面には、セルの中央において、発光装置１を収容するための発光素子設置穴７ｄが形成されている。発光素子設置穴７ｄは、底面が発光装置１の平面視形状を内包し、さらに、前記平面視形状に対して大き過ぎないことが好ましい。また、発光素子設置穴７ｄの深さは、発光装置１の厚さ以下であることが好ましく、透光性部材３の厚さ以下であることがさらに好ましい。一方、光透過部７１の下面には、セルの中央において、円錐台形状の凹部が形成されている。光透過部７１は、発光装置１の透光性部材３の材料として前記に挙げたもので形成することができる。

【0022】

光反射部７２は、光透過部７１の上面を被覆して、光透過部７１を透過してその表面に到達した光を反射して光透過部７１の下面から出射させる。光反射部７２は、発光素子設置穴７ｄを除いて導光板７の上面を平坦化するように、光透過部７１の上面の円錐形状、四角錐形状、または溝状のいずれかとなる凹部に配置され、それぞれの凹部に沿った形状を有する。光透過部７１の上面の凹部を円錐形状に形成する場合、凹部に配置される光反射部７２は、光透過部７１の上面で縦横方向に隣り合う４つのセルの境界線が交差する点を最深部とする円錐形状であり（図１Ｅ参照）、光透過部７１の側端部の凹部に配置される光反射部７２はセルの境界線が側端部に垂直に交わる点を最深部とする半円錐形状であり（図１Ｂ参照）、光透過部７１の角部の凹部に配置される光反射部７２は角部の頂点を最深部とする四分の一円錐形状である（図１Ｂ参照）。また、光透過部７１の上面の凹部を四角錐形状に形成する場合、凹部に配置される光反射部７２は、光透過部７１の上面で縦横方向に隣り合う４つのセルの境界線が交差する点を最深部とする四角錐形状であり（図１Ｅ参照）、その４つの稜線は平面視で４つのセルの境界線と重なり、光透過部７１の側端部の凹部に配置される光反射部７２はセルの境界線が側端部に垂直に交わる点を最深部とし、四角錐の２つの稜線を通る面で四角錐を半分にした三角錐形状であり（図１Ｂ参照）、光透過部７１の角部の凹部に配置される光反射部７２は四角錐をその稜線を通り互いに直交する２つの面で分割して四分の一にした三角錐形状である（図１Ｂ参照）。光透過部７１の上面の凹部を溝状に形成する場合、凹部に配置される光反射部７２は、断面三角形の頂点を下に向けた三角柱を、発光素子１１の配列ピッチで配列し（図１Ｅ参照）、格子状に連結した形状に形成されている（図１Ｃ参照）。光反射部７２は、発光装置１の第１光反射性部材４２の材料として前記に挙げたもので形成することができる。

【0023】

光遮蔽部７３は、発光素子１１毎にその直下に配置され、発光素子１１から真下へ強い光が直接に出射しないようにしている。光遮蔽部７３は、光透過部７１の下面の凹部に埋め込まれ、平面視形状が発光装置１と同程度の大きさの円錐台に形成されている。光遮蔽部７３は光を反射することが好ましく、したがって、第１光反射性部材４２の材料として前記に挙げたもので形成することができる。あるいは、光遮蔽部７３は、光の一部を反射して、残りを透過するように構成されてもよい。

【0024】

導光板７は、このような構成により、発光素子１１から側方へ出射した光が、光透過部７１を透過して光反射部７２に到達して下方へ反射するので、隣り合う発光素子１１，１１の中間の領域から照射する光の量を多くすることができる。また、導光板７は、発光装置１の直下に光遮蔽部７３が配置されていることにより、この領域に偏ってドットパターン状に強い光が出射することがない。

【0025】

光透過部７１は、屈折率の異なる複数の材料を組み合わせて、レンズ等の光学機能を付与されていてもよい。また、光透過部７１は、上面及び下面の凹部内面が球面等に形成されたり、上面の凹部内面がフレネルレンズ形状に形成されたりしていてもよい。この場合には、光反射部７２及び光遮蔽部７３はそれに合わせた形状に形成される。また、光反射部７２及び光遮蔽部７３は、少なくとも光透過部７１の凹部の内面を被覆していればよく、したがって、膜状の部材でもよい。また、導光板７は、上面に発光素子設置穴７ｄが形成されていなくてもよい。

【0026】

（接合部材）
接合部材５は、発光装置１を導光板７に接合するための接着剤であり、発光素子１１が発光する光を透過する材料で形成されている。ここでは、導光板７に発光素子設置穴７ｄが形成されているので、接合部材５は、発光装置１の下面と発光素子設置穴７ｄの底面との間に設けられるだけでなく、発光素子設置穴７ｄ内を充填するように発光装置１の下部における側面を被覆し、透光性部材３の側面の全体を被覆することが好ましい。接合部材５は、発光装置１及び導光板７の耐熱温度以下で硬化させることができる流動性の材料で形成されることが好ましく、したがって、発光装置１の導光性部材４１の材料として前記に挙げたもので形成することができる。

【0027】

（第２光反射性部材）
第２光反射性部材６は、導光板７上の発光装置１，１間の間隙を埋めて、配線８の形成面を平坦にすると共に、配線８，８間を絶縁する絶縁部材である。さらに、第２光反射性部材６は、接合部材５や導光板７の上面に露出した光透過部７１を被覆して、光を上方に漏らさず反射して下方へ出射させる。第２光反射性部材６は、発光装置１及び導光板７の耐熱温度以下で硬化させることができる流動性の材料で形成されることが好ましく、したがって、発光装置１の第１光反射性部材４２の材料として前記に挙げたもので形成することができる。

【0028】

（配線）
配線８は、金属膜２ａ，２ｃ及び第２光反射性部材６の上面に形成され、発光素子１１に外部から電流を供給するために、金属膜２ａ，２ｃを経由して電気的に接続する。図１Ａに示すように、発光モジュール１０においては、配線８は、２個の発光素子１１を直列に接続し、さらにこの発光素子１１の組を並列に接続する。配線８はさらに、外部との接続パッドとして、アノード、カソードそれぞれの側に面積を拡張した部分が形成されている。配線８は、後記製造方法で説明するように印刷によってパターン形成されるために、銀や銅等の金属フィラーを熱硬化性樹脂材料に混合した導電性ペーストで形成される。配線８が厚いほど、発光モジュール１０の接続信頼性が高くなるが、一方で、製造コストが増大する。具体的には、配線８の厚さは、１μｍ以上５０μｍ以下が好ましく、３μｍ以上がより好ましく、５μｍ以上がさらに好ましい。

【0029】

配線８は、発光素子１１との接続における導電性が確保されるように、金属膜２ａ，２ｃにそれぞれ十分な面積で接続し、かつ、各発光装置１における金属膜２ａ，２ｃを短絡させないように、パターン設定される。ここで、配線８は、予め製作されたマスクによって、発光モジュール１０全体でパターン形成される。発光モジュール１０においては、配線８が、左右に対向し合い、発光装置１の金属膜２ａ，２ｃのそれぞれに接続するように、縦にずらして配置される。配線８は、このようなパターン形状に設定されることにより、発光装置１の位置にある程度誤差があっても、金属膜２ａ，２ｃに十分な面積で接続し、かつ短絡させないようにすることができる。

【0030】

〔発光モジュールの製造方法〕
実施形態に係る発光モジュールの製造方法について、図３を参照して説明する。図３は、実施形態に係る発光モジュールの製造方法を示すフローチャートである。発光モジュールの製造方法は、発光素子１１の電極１２ａ，１２ｃに接続した金属膜２ａ，２ｃが表面に形成された発光装置１を準備する準備工程Ｓ１と、金属膜２ａ，２ｃを上に向けて発光装置１を互いに間隙を空けて導光板７上に載置する発光装置載置工程Ｓ３と、金属膜２ａ，２ｃを被覆するマスクを形成するマスク形成工程Ｓ４と、導光板７上の発光装置１，１同士の間隙に第２光反射性部材６を形成する第２光反射性部材形成工程Ｓ５と、前記マスクを除去するマスク除去工程Ｓ６と、発光装置１及び第２光反射性部材６の上に、金属膜２ａ，２ｃと接続する配線８を形成する配線形成工程Ｓ７と、を含む。さらに、発光装置載置工程Ｓ３よりも前に、導光板７を準備する導光板準備工程Ｓ２を行う。以下、各工程について詳細に説明する。

【0031】

（準備工程）
準備工程Ｓ１について、図３及び図４Ａ〜４Ｅを参照して説明する。図４Ａは、実施形態に係る発光モジュールの製造方法の準備工程において発光素子を透光性部材に配列して接合した状態を説明する部分断面図である。図４Ｂは、実施形態に係る発光モジュールの製造方法の準備工程において発光素子を第１光反射性部材で覆った状態を説明する部分断面図である。図４Ｃは、実施形態に係る発光モジュールの製造方法の準備工程において発光素子の電極が露出するように第１光反射性部材を研削した状態を説明する部分断面図である。図４Ｄは、実施形態に係る発光モジュールの製造方法の準備工程において金属膜を成膜した状態を説明する部分断面図である。図４Ｅは、実施形態に係る発光モジュールの製造方法の準備工程において発光装置の個片化前の状態を説明する部分断面図である。

【0032】

準備工程Ｓ１は、図１Ｄ及び図２Ａ，２Ｂに示す発光装置１を準備する工程である。準備工程Ｓ１は、発光素子１１を透光性部材３上に配列して接合する発光素子配列工程Ｓ１１と、発光素子１１を第１光反射性部材４２で封止する封止工程Ｓ１２と、金属膜２ａ，２ｃを形成する金属膜形成工程Ｓ１３と、連結した発光装置１を切断して個片化する個片化工程Ｓ１４と、を行う。準備工程Ｓ１は、多数個の発光装置１を二次元配列して連結した状態で製造し、最後に切断して個片化する。

【0033】

発光素子配列工程Ｓ１１は、図４Ａに示すように、発光素子１１を透光性部材３上に所定のピッチで二次元配列し、導光性部材４１で接合する。発光素子１１の配列ピッチは、発光装置１の平面視サイズに、個片化工程Ｓ１４で切断線に沿って削られる分を加算して設定する。ここでは、発光装置１の平面視形状が正方形であるから、発光素子１１を正方格子状に配列する。また、透光性部材３は、発光素子１１の配列ピッチ及び個数に応じた大判サイズとする。まず、大判サイズの透光性部材３上の発光素子１１のそれぞれの載置箇所に、硬化前の導光性部材４１を所定量滴下する。次に、発光素子１１を、電極１２ａ，１２ｃを上に向けて導光性部材４１の上に載置する。そして、導光性部材４１をその材料に対応した条件で硬化させる。なお、大判サイズの透光性部材３の１枚あたりの発光素子１１の個数、すなわち発光装置１の個数は特に規定されない。

【0034】

封止工程Ｓ１２は、上面に電極１２ａ，１２ｃを露出させて発光素子１１を封止する第１光反射性部材４２を形成する。まず、図４Ｂに示すように、硬化前の第１光反射性部材４２を、透光性部材３上に、発光素子１１及び導光性部材４１を完全に覆うように充填する。そして、第１光反射性部材４２をその材料に対応した条件で硬化させる。次に、上面から第１光反射性部材４２を研削して、図４Ｃに示すように、上面に電極１２ａ，１２ｃを露出させる。このとき、電極１２ａ，１２ｃは、第１光反射性部材４２と共にある程度研削されて薄肉化してもよいが、十分な厚さで残存するようにする。

【0035】

金属膜形成工程Ｓ１３は、上面に、金属膜２ａ，２ｃを構成する金属膜２０を形成する。まず、図４Ｄに示すように、上面全体に、すなわち第１光反射性部材４２及び電極１２ａ，１２ｃの上に、金属膜２０を成膜する。金属膜２０の成膜は、スパッタリングや蒸着等の、材料および膜厚に対応した方法で行うことができる。次に、図４Ｅに示すように、金属膜２０を、各発光素子１１の電極１２ａ，１２ｃ間の間隙に沿った領域において除去して、第１光反射性部材４２を露出させる。発光素子１１が電極１２ａ，１２ｃを対角線に沿って配置しているので、前記対角線と直交する線を中心線とした、電極１２ａ，１２ｃの間隙の幅の帯状の領域から金属膜２０を除去する。金属膜２０の除去方法は、前記帯状の領域へのレーザー光の照射によるレーザーアブレーション加工を用いることができる。あるいは、フォトリソグラフィとエッチングによって、金属膜２０における電極１２ａ，１２ｃの間隙の幅の帯状の領域を除去することもできる。

【0036】

個片化工程Ｓ１４は、図４Ｅに示す切断線ＣＬに沿って、金属膜２０、第１光反射性部材４２、及び透光性部材３を切断して、個片化した発光装置１を得る。個片化工程Ｓ１４では、ブレードダイシングやレーザダイシング等の、金属膜２０、第１光反射性部材４２、及び透光性部材３の材料及び厚さに対応した方法で切断することができる。金属膜２０は、切断線ＣＬで切断されることにより、分離した金属膜２ａ，２ｃとなる。

【0037】

以降の工程について、図３及び図５Ａ〜５Ｅを参照して説明する。図５Ａは、実施形態に係る発光モジュールの製造方法の発光装置載置工程を説明する部分断面図である。図５Ｂは、実施形態に係る発光モジュールの製造方法のマスク形成工程を説明する部分断面図である。図５Ｃは、実施形態に係る発光モジュールの製造方法の第２光反射性部材形成工程において発光装置を第２光反射性部材で覆った状態を説明する部分断面図である。図５Ｄは、実施形態に係る発光モジュールの製造方法の第２光反射性部材形成工程においてマスクが露出するように第２光反射性部材を研削した状態を説明する部分断面図である。図５Ｅは、実施形態に係る発光モジュールの製造方法のマスク除去工程を説明する部分断面図である。

【0038】

（導光板準備工程）
導光板準備工程Ｓ２は、導光板７を製造する。例えば、まず、光透過部７１を金型で成形したり、板状部材を機械加工したりして形成する。次に、光透過部７１に対して、上面の発光素子設置穴７ｄ以外の凹部に硬化前の光反射部７２を充填して硬化させ、下面の凹部に硬化前の光遮蔽部７３を充填して硬化させる。

【0039】

（発光装置載置工程）
発光装置載置工程Ｓ３は、図５Ａに示すように、導光板７の上面の発光素子設置穴７ｄの底面に、発光装置１の透光性部材３を接合部材５で接合する。発光素子配列工程Ｓ１１と同様に、硬化前の接合部材５を導光板７の発光素子設置穴７ｄに滴下し、その上に、発光装置１を、金属膜２ａ，２ｃを上に向けて載置する。そして、接合部材５をその材料に対応した条件で硬化させる。

【0040】

（マスク形成工程）
マスク形成工程Ｓ４は、図５Ｂに示すように、発光装置１の上面を被覆するマスクＭを形成する。導光板７上に配列された発光装置１のそれぞれを被覆するマスクＭは、フォトリソグラフィによって形成することができ、感光性フィルム（ドライフィルムレジスト、ＤＦＲ）で形成することが好ましい。感光性フィルム（レジスト層）の厚さは、１０〜１００μｍが好ましい。発光装置１を搭載した導光板７の上面全体に、感光性フィルムを、カバーフィルムを剥離しながらラミネートする。そして、感光性フィルムをキャリアフィルム越しにパターン露光し、感光性フィルムからキャリアフィルムを剥離する。その後、アルカリ水溶液で現像して、マスクＭが形成される。なお、マスクＭは、耐熱温度が第２光反射性部材６の硬化温度以上とする。マスクＭは、発光装置１の平面視形状と同一形状でもよいし、発光装置１の外側にはみ出し難くなるように、それよりも少し小さく設定されてもよい。

【0041】

（第２光反射性部材形成工程）
第２光反射性部材形成工程Ｓ５は、導光板７上の発光装置１，１間の間隙に第２光反射性部材６を形成する。封止工程Ｓ１２と同様に、まず、図５Ｃに示すように、硬化前の第２光反射性部材６を、導光板７上に、発光装置１及びその上のマスクＭ、ならびに接合部材５を完全に覆うように充填する。そして、第２光反射性部材６をその材料に対応した条件で硬化させる。次に、上面から第２光反射性部材６を研削して、図５Ｄに示すように、上面にマスクＭを完全に露出させる。このとき、第２光反射性部材６と共にマスクＭを薄肉化してもよく、ただし、その下の発光装置１の金属膜２ａ，２ｃが露出しないようにする。マスクＭの残厚は、配線８の厚さ以下であることが好ましい。

【0042】

（マスク除去工程）
マスク除去工程Ｓ６は、発光装置１の上面を被覆するマスクＭを、剥離液で除去する。すると、図５Ｅに示すように、金属膜２ａ，２ｃが露出し、また、発光装置１上がマスクＭの残厚だけ凹んだ段差となる以外は、上面が第２光反射性部材６で平坦となる。

【0043】

（配線形成工程）
配線形成工程Ｓ７は、第２光反射性部材６及び金属膜２ａ，２ｃの上に、導電性ペーストで配線８を形成する（図１Ｄ，１Ｅ参照）。導電性ペーストは、スクリーン印刷で形成することが好ましく、メッシュに乳剤の膜を形成したマスク等でパターン形成する。その後、導電性ペーストをその材料に対応した条件で硬化させて配線８とする。

【0044】

発光モジュール１０は、配線８及び金属膜２ａ，２ｃを保護するために、これらを被覆する絶縁膜を上面に備えてもよく、この場合、配線形成工程Ｓ７の後に絶縁膜を形成する。絶縁膜は、ポリイミド等からなるフィルムを接着剤で貼り付けてもよいし、絶縁膜を構成する塗料を塗布して乾燥させてもよい。絶縁膜は、配線８の外部との接続パッド部分を除いた上面全体に設けられていてもよいし、配線８及び金属膜２ａ，２ｃならびにその近傍を被覆するようにパターン成形されてもよい。あるいは、絶縁膜は、金属膜２ａ，２ｃ及び金属膜２ａ，２ｃと配線８との接続部分を被覆するように、発光装置１毎に、それよりも平面視で一回り大きな矩形のパターンに形成されてもよい。

【0045】

以上、本開示の実施形態に係る発光モジュールの製造方法は、接続信頼性に優れた薄型の発光モジュールを製造することができる。

【0046】

（変形例）
準備工程Ｓ１の金属膜形成工程Ｓ１３において、金属膜２０を、電極１２ａ，１２ｃの間隙に沿った帯状の領域だけでなく、切断線ＣＬに沿った領域も除去してもよい。これにより、個片化工程Ｓ１４で、第１光反射性部材４２及び透光性部材３のみを切断すればよい。また、発光装置１は、発光素子１１の側面を直接に第１光反射性部材４２で被覆してもよい。この場合、準備工程Ｓ１の発光素子配列工程Ｓ１１において、導光性部材４１の滴下量を調整するか、導光性部材４１を用いず原子拡散接合等で発光素子１１を透光性部材３に接合する。さらに、発光装置１は、透光性部材３を備えなくてもよい。この場合、例えば、準備工程Ｓ１の発光素子配列工程Ｓ１１において、パッケージ製造用のチップ固定テープ等に発光素子１１を配列して固定する。そして、封止工程Ｓ１２の後、発光素子１１及び形成された第１光反射性部材４２からチップ固定テープを剥離する。

【0047】

発光装置１の上面を被覆するマスクは、発光装置載置工程Ｓ３よりも前に形成することもできる。以下、実施形態の変形例に係る発光モジュールの製造方法について、図６Ａ，６Ｂを参照して説明する。図６Ａは、実施形態に係る発光モジュールの製造方法の変形例のマスク形成工程を説明する部分断面図である。図６Ｂは、実施形態に係る発光モジュールの製造方法の変形例のマスク除去工程を説明する部分断面図である。

【0048】

本変形例においては、準備工程Ｓ１の金属膜形成工程Ｓ１３の後（図４Ｅ参照）にマスク形成工程を行い、図６Ａに示すように、二次元配列して連結した発光装置１の上面全体に、粘着フィルムからなるマスクＭＡを貼り付ける。マスクＭＡは、個片化工程Ｓ１４や発光装置載置工程Ｓ３において発光装置１から剥離しない程度の粘着力を有し、かつ、金属膜２ａ，２ｃ及び第１光反射性部材４２との剥離性が良好な粘着フィルムが好ましい。また、マスクＭＡは、基材及び粘着層（糊）の耐熱温度が、接合部材５及び第２光反射性部材６の硬化温度以上とする。また、マスクＭＡは、基材と粘着層との合計の厚さが、４０〜１００μｍであることが好ましい。このようなマスクＭＡは、例えば、半導体素子製造用の、ポリイミドフィルム等を基材とするマスキングテープを適用することができる。次に、個片化工程Ｓ１４で、図６Ａに示す切断線ＣＬに沿って、第１光反射性部材４２及び透光性部材３等と同時にマスクＭＡを切断する。これにより、上面全体にマスクＭＡが貼り付けられた発光装置１が得られる。

【0049】

発光装置載置工程Ｓ３を行い、発光装置１をマスクＭＡが貼り付けられた状態で、前記実施形態と同様に接合部材５で導光板７に固定する。これにより、図５Ｂに示す前記実施形態におけるマスク形成工程Ｓ４後の状態になる。そして、第２光反射性部材形成工程Ｓ５を、図５Ｃ，５Ｄに示す前記実施形態と同様に行う。次に、マスク除去工程Ｓ６を行う。本変形例では、以下の方法で、マスクＭＡを発光装置１から除去する。図６Ｂに示すように、上面全体に、すなわち第２光反射性部材６及びマスクＭＡに、粘着シートＡＳを貼り付ける。粘着シートＡＳは、マスクＭＡよりも強い粘着力を有するものとし、さらに、第２光反射性部材６との剥離性が良好であることが好ましい。粘着シートＡＳを剥離すると、マスクＭＡが粘着シートＡＳに付着して、発光装置１から剥離する。その後、必要に応じて、第２光反射性部材６及び発光装置１の表面を洗浄してもよい。

【0050】

マスクＭＡは、個片化工程Ｓ１４の後に形成することもできる。例えば、個片化工程Ｓ１４において、ダイシングテープを発光装置１の下面の透光性部材３に貼り付け、ダイシングテープを完全に切断しないように透光性部材３等を切断する。そして、個片化した発光装置１をダイシングテープから剥離する前に、発光装置１の上面にその形状に切断したマスクＭＡを貼り付ける。

【0051】

マスクＭ，ＭＡは、マスク形成工程において、発光装置１の上面全体を被覆しなくてもよく、少なくとも金属膜２ａ，２ｃのそれぞれの一部を被覆すればよい。したがって、例えば、前記変形例で、個片化前の発光装置１の上面にマスクＭＡを貼り付けた後に、金属膜２０が除去された領域にレーザー光を照射してマスクＭＡを除去して第１光反射性部材４２を露出させてもよい。または、金属膜形成工程Ｓ１３において、上面全体に金属膜２０が成膜された状態（図４Ｄ参照）で、この金属膜２０にマスクＭＡを貼り付け、その後、マスクＭＡ、金属膜２０を順次レーザー光で加工してもよい。さらに、マスクＭ，ＭＡは、金属膜２ａ，２ｃをそれぞれ被覆するパターン間の間隙を金属膜２ａ，２ｃ間の間隙よりも広く設定されて、金属膜２ａ，２ｃの一部を覆う第２光反射性部材６を形成してもよい。第２光反射性部材６から露出した金属膜２ａ，２ｃ間の間隙を発光素子１１の電極１２ａ，１２ｃ間の間隙よりも広くすることができ、配線８のパターンがずれても短絡し難い。この場合、金属膜２ａ，２ｃは、一部を第２光反射性部材６に被覆されて配線８と接続可能な面積が減少するので、発光装置１の平面視サイズを大きく設定することが好ましい。

【0052】

発光モジュール１０においては、発光素子１１の電極１２ａ，１２ｃの配置に対応して発光装置１の金属膜２ａ，２ｃの平面視形状及び配置を設定し、さらに配線８のパターン形状を設定する。例えば、平面視形状が正方形の発光素子１１の横一辺方向に並んで電極１２ａ，１２ｃが配置されている場合には、金属膜２ａ，２ｃは、正方形の中央で横に二分割した縦長の長方形に設定することができる。そして、このような発光装置１の金属膜２ａ，２ｃに接続する配線８，８は、縦方向の位置を揃えたパターン形状に設定してもよい。

【産業上の利用可能性】

【0053】

本開示に係る発光モジュールは、液晶ディスプレイを備える各種電子機器に利用することができる。

【符号の説明】

【0054】

１０ 発光モジュール
１ 発光装置
１１ 発光素子
１２ａ，１２ｃ 電極
２０ 金属膜
２ａ，２ｃ 金属膜
３ 透光性部材
４１ 導光性部材
４２ 第１光反射性部材
５ 接合部材
６ 第２光反射性部材
７ 導光板
７１ 光透過部
７２ 光反射部
７３ 光遮蔽部
８ 配線
ＡＳ 粘着シート
Ｍ，ＭＡ マスク
Ｓ１ 準備工程
Ｓ２ 導光板準備工程
Ｓ３ 発光装置載置工程
Ｓ４ マスク形成工程
Ｓ５ 第２光反射性部材形成工程
Ｓ６ マスク除去工程
Ｓ７ 配線形成工程

【図1A】

【図1B】

【図1C】

【図1D】

【図1E】

【図2A】

【図2B】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図4D】

【図4E】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図5D】

【図5E】

【図6A】

【図6B】