特許 7267683 発光素子モジュール

(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】

(24)【登録日】2023-04-24

(45)【発行日】2023-05-02

(54)【発明の名称】発光素子モジュール

(51)【国際特許分類】

   H01L 33/62 20100101AFI20230425BHJP

【ＦＩ】

H01L33/62

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2018084447

(22)【出願日】2018-04-25

(65)【公開番号】P2019192800

(43)【公開日】2019-10-31

【審査請求日】2021-03-24

(73)【特許権者】

【識別番号】000005049

【氏名又は名称】シャープ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000947

【氏名又は名称】弁理士法人あーく事務所

(72)【発明者】

【氏名】井川 祐太

(72)【発明者】

【氏名】東坂 浩由

(72)【発明者】

【氏名】小野 剛史

(72)【発明者】

【氏名】澤井 敬一

【審査官】大西 孝宣

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０２０７２４９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１２－０９４４０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－２０７６５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１７／０１２７６３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１５－１９８１４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－０７３７５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－１５６４４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１６８５４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１２２９５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１２／０８６５１７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開平０２－００２６６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－１５２１００（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１４／０２６４４０７（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ３３／００ － ３３／６４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回路素子を備えた第１基板における少なくとも２つ以上の第１電極と、少なくとも２つ以上の発光素子とが接合された発光素子モジュールであって、
前記第１基板には該第１基板の厚み方向において前記発光素子側から順に層状に第１配線から第ｎ配線（ｎは２以上の整数）が形成されており、
前記第１基板における最も前記発光素子側の層に位置する前記第１配線は、平面視において、前記第１基板における隣り合う前記第１電極間のうち少なくとも一か所の電極間領域に形成されており、
前記ｎは１０以下であり、配線層の他、ゲートポリシリコン層及び／又は拡散層を有しており、前記第１配線から第ｎ配線のうち、少なくとも１つの配線が、ゲートポリシリコン層及び／又は拡散層で形成された抵抗に接続されることにより、前記第１基板と前記発光素子との貼り合わせの際に生じるＥＳＤ（Ｅｌｅｃｔｒｏ－Ｓｔａｔｉｃ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ：静電気放電）等の外的破壊要因に対する保護回路を形成し、
前記第１基板の前記第１配線は、前記発光素子からの光を反射する光反射機能と前記発光素子からの熱を放熱する放熱機能とを備え、
平面視において前記発光素子における第２電極間の前記第１配線が電極間領域に占める面積の割合は、２５［％］以上であることを特徴とする発光素子モジュール。

【請求項2】

回路素子を備えた第１基板における少なくとも２つ以上の第１電極と、少なくとも２つ以上の発光素子とが接合された発光素子モジュールであって、
前記第１基板には該第１基板の厚み方向において前記発光素子側から順に層状に第１配線から第ｎ配線（ｎは２以上の整数）が形成されており、
前記第１基板における最も前記発光素子側の層に位置する前記第１配線は、平面視において、前記第１基板における隣り合う前記第１電極間のうち少なくとも一か所の電極間領域に形成されており、
前記第１配線の前記第１電極に対応する位置には指標部がそれぞれ設けられており、
前記第１配線は、長尺状に形成されており、
前記指標部は、何れも前記第１配線の長手方向に交差する方向の両側に突出する矩形状の突出部とされていることを特徴とする発光素子モジュール。

【請求項3】

回路素子を備えた第１基板における少なくとも２つ以上の第１電極と、第２基板上に配置される少なくとも２つ以上の発光素子とが接合された発光素子モジュールであって、
前記第１基板には該第１基板の厚み方向において前記発光素子側から順に層状に第１配線から第ｎ配線（ｎは２以上の整数）が形成されており、
前記第１基板における最も前記発光素子側の層に位置する前記第１配線は、平面視において、前記第１基板における隣り合う前記第１電極間のうち少なくとも一か所の電極間領域に形成されており、
前記発光素子モジュールに対して異常な応力が加わったか否かを検知するダメージ検知回路が形成されており、
前記ダメージ検知回路は、前記第１基板へ前記第２基板に配置した前記発光素子を貼り合わせる際に前記第１基板に設けられて前記回路素子を含む回路が壊れる規定以上の圧力が加わる前に自ら破断することを特徴とする発光素子モジュール。

【請求項4】

請求項２又は請求項３に記載の発光素子モジュールであって、
前記第１基板の前記第１配線は、前記発光素子からの光を反射する光反射機能と前記発光素子からの熱を放熱する放熱機能とを備えていることを特徴とする発光素子モジュール。

【請求項5】

請求項１から請求項４までの何れか１項に記載の発光素子モジュールであって、
前記第１基板が備える前記回路素子は、前記第１基板における前記第１電極と、前記発光素子における第２電極とが平面視において重複する重複領域に設けられていることを特徴とする発光素子モジュール。

【請求項6】

請求項１から請求項４までの何れか１項に記載の発光素子モジュールであって、
前記第１基板の前記発光素子側の最表面には、保護層が形成されており、前記保護層には、前記発光素子における第２電極と接合される前記第１基板における前記第１電極が貫通する開口部が設けられており、該第１電極に接続される前記第１配線の次の層に位置する第２配線は、該第１配線の端部のうち少なくとも一か所の端部と平面視において重なるように配設されていることを特徴とする発光素子モジュール。

【請求項7】

請求項２から請求項４までの何れか１項に記載の発光素子モジュールであって、
前記ｎは１０以下であり、配線層の他、ゲートポリシリコン層及び／又は拡散層を有しており、前記第１配線から第ｎ配線のうち、少なくとも１つの配線が、ゲートポリシリコン層及び／又は拡散層で形成された抵抗に接続されることを特徴とする発光素子モジュール。

【請求項8】

請求項１又は請求項７に記載の発光素子モジュールであって、
前記第１基板が備える前記回路素子は、トランジスタで構成されており、
前記抵抗は、前記第１基板における前記トランジスタのゲート電極に接続される抵抗であることを特徴とする発光素子モジュール。

【請求項9】

請求項１又は請求項７に記載の発光素子モジュールであって、
前記抵抗は、前記第１基板における第１電極に接続される抵抗であることを特徴とする発光素子モジュール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、回路素子を備えた第１基板における第１電極と、発光素子とが接合された発光素子モジュールに関する。

【背景技術】

【0002】

回路素子を備えた第１基板における第１電極と、第２基板上に配置された発光素子における第２電極とが接合された発光素子モジュールでは、例えば、第１基板には第１基板の厚み方向において発光素子側から順に層状に複数の配線が形成され、通常は、複数層の配線の第１基板の厚み方向における隣り合う配線間には層間絶縁膜が形成される。

【0003】

このような発光素子モジュールを製造する製造工程において、第１基板及び第２基板を貼り合わせる際には、第１基板における第１電極と第２電極とを確実に接合するために第２基板に対して所定の圧力の荷重をかける場合がある。係る荷重は第１基板側にも加わる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００８－１５９９５０号公報

【文献】特許第４２６７４８１号公報

【文献】特開２００９－１２４０９９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、発光素子の第２電極の面積が小さくなるに従い、また、第１基板における複数の第１電極と第２電極との接続点が多くなるに従い、第１基板における第１電極と第２電極との単位面積当たりの接合荷重が大きくなる。例えば、第２電極が１０μｍ□より小さく、従来の単位面積当たりの接合荷重に対して、２０倍～１００倍以上の荷重が必要となる。

【0006】

その場合、接合時の荷重により、第１基板の配線の粗密状態により、配線への第１基板の厚み方向（縦方向）及び第１基板の厚み方向に直交する方向（横方向）の力が加わる。

【0007】

図１６は、第１基板１００へ発光素子２１０を貼り合わせる際に第１配線１１０（１）に加わる圧力の状態を示す概略断面図である。図１７は、第１配線１１０（１）に加わる圧力を分解した圧力分解図である。図１６において、符号２００ａは発光素子２１０の電極、符号１００ａは第１基板１００における電極を示している。

【0008】

図１６に示すように、第１基板１００へ発光素子２１０を貼り合わせる際の荷重により、図１６の左側の矢印方向に力Ｆが加わる。これにより、図１６の右側に示すように、力Ｆにより第１基板１００における最も発光素子側の層に位置する第１配線１１０（１）が撓む。この力Ｆは、図１７に示すように、第１基板１００の厚み方向Ｙ（縦方向）に直交する方向Ｘ（横方向）の第１分力Ｆｘと、厚み方向Ｙの第２分力Ｆｙとに分解される。

【0009】

図１６及び図１７に示すように、第１分力Ｆｘ及び第２分力Ｆｙが加わることで、第１基板１００における層間絶縁膜へのマイクロクラック及び下地回路（回路１３０）へのダメージが生じ、回路動作への不具合が生じ、信頼性の低下につながるという課題が発生する。例えば、回路素子（具体的にはトランジスタ）を含む回路１３０（具体的には大規模集積回路：ＬＳＩ等の回路）が搭載された第１基板１００へ、発光素子２１０（具体的には発光ダイオード：ＬＥＤ等の発光素子）を具備した第２基板２００を貼り合わせる場合には、図１８に示すような不具合が生じる。このことは、特に、回路素子が第１基板の電極と発光素子の第２電極の接続点の直下に配置される場合に顕著となる。

【0010】

図１８は、従来の発光素子モジュール３００において、第１基板１００へ第２基板２００を貼り合わせる様子を模式的に示す概略断面図である。第１基板１００には、回路素子１３０ａを含む回路１３０が搭載されている。第２基板２００には、発光素子２１０を具備している。なお、図１８において、符号１００ａは第１基板１００における電極、符号１００ｂは第１基板１００における回路１３０の端子の一部、符号１１０（１）は第１基板１００における第１配線、符号１１０（２）は第１基板１００における第２配線、符号１１０（３）は第１基板１００における第３配線、符号１２０は第１基板１００における層間絶縁膜、符号１４０は第１基板１００における保護層、また、符号２００ａは第２基板２００（発光素子２１０）における電極を示している。

【0011】

図１８に示すように、発光素子２１０の真下に回路素子１３０ａが形成されている場合や、回路素子１３０ａのメタル層やゲートポリシリコン層が一部にのみ形成されている場合、第１基板１００へ第２基板２００を貼り合わせる際の荷重により、第１配線１１０（１）が撓む他、発光素子２１０や回路１３０へ応力がかかり、極端な場合には発光素子２１０の破壊や、回路１３０の破壊につながることが懸念される。

【0012】

この点に関し、特許文献１には、無機材料からなる無機薄膜が、層間絶縁膜の表面の周縁部から側面に回り込み、半導体基板の表面に達する構成が記載されている。特許文献２には、最上層のパッド直下のビアを格子状にした構成が記載されている。また、特許文献３には、パッドメタルと配線メタルとの間に電位を有さないダミーパターンをバリアメタルのエッジ位置を鉛直方向に延ばした部分を含む領域に形成した構成が開示されている。

【0013】

しかしながら、特許文献１～３に記載の何れの構成においても、第１基板と第２基板とを貼り合わせる際の荷重により生じる不都合（例えば、第１基板における回路の破壊や、発光素子の破壊）について何も対策がなされていない。

【0014】

そこで、本発明は、回路素子を備えた第１基板における第１電極と、発光素子とが接合された発光素子モジュールであって、第１基板と発光素子とを貼り合わせる際の荷重により生じる不都合（例えば、第１基板における回路の破壊や、接合された発光素子の破壊）を効果的に防止することができる発光素子モジュールを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0015】

前記課題を解決するために、次の第１態様から第３態様の発光素子モジュールを提供する。
（１）第１態様の発光素子モジュール
本発明に係る第１態様の発光素子モジュールは、回路素子を備えた第１基板における少なくとも２つ以上の第１電極と、少なくとも２つ以上の発光素子とが接合された発光素子モジュールであって、前記第１基板には該第１基板の厚み方向において前記発光素子側から順に層状に第１配線から第ｎ配線（ｎは２以上の整数）が形成されており、前記第１基板における最も前記発光素子側の層に位置する前記第１配線は、平面視において、前記第１基板における隣り合う前記第１電極間のうち少なくとも一か所の電極間領域に形成されており、前記ｎは１０以下であり、配線層の他、ゲートポリシリコン層及び／又は拡散層を有しており、前記第１配線から第ｎ配線のうち、少なくとも１つの配線が、ゲートポリシリコン層及び／又は拡散層で形成された抵抗に接続されることにより、前記第１基板と前記発光素子との貼り合わせの際に生じるＥＳＤ（Ｅｌｅｃｔｒｏ－Ｓｔａｔｉｃ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ：静電気放電）等の外的破壊要因に対する保護回路を形成し、前記第１基板の前記第１配線は、前記発光素子からの光を反射する光反射機能と前記発光素子からの熱を放熱する放熱機能とを備え、平面視において前記発光素子における第２電極間の前記第１配線が電極間領域に占める面積の割合は、２５［％］以上であることを特徴とする。
（２）第２態様の発光素子モジュール
本発明に係る第２態様の発光素子モジュールは、回路素子を備えた第１基板における少なくとも２つ以上の第１電極と、少なくとも２つ以上の発光素子とが接合された発光素子モジュールであって、前記第１基板には該第１基板の厚み方向において前記発光素子側から順に層状に第１配線から第ｎ配線（ｎは２以上の整数）が形成されており、前記第１基板における最も前記発光素子側の層に位置する前記第１配線は、平面視において、前記第１基板における隣り合う前記第１電極間のうち少なくとも一か所の電極間領域に形成されており、前記第１配線の前記第１電極に対応する位置には指標部がそれぞれ設けられており、前記第１配線は、長尺状に形成されており、前記指標部は、何れも前記第１配線の長手方向に交差する方向の両側に突出する矩形状の突出部とされていることを特徴とする。
（３）第３態様の発光素子モジュール
本発明に係る第３態様の発光素子モジュールは、回路素子を備えた第１基板における少なくとも２つ以上の第１電極と、第２基板上に配置される少なくとも２つ以上の発光素子とが接合された発光素子モジュールであって、前記第１基板には該第１基板の厚み方向において前記発光素子側から順に層状に第１配線から第ｎ配線（ｎは２以上の整数）が形成されており、前記第１基板における最も前記発光素子側の層に位置する前記第１配線は、平面視において、前記第１基板における隣り合う前記第１電極間のうち少なくとも一か所の電極間領域に形成されており、前記発光素子モジュールに対して異常な応力が加わったか否かを検知するダメージ検知回路が形成されており、前記ダメージ検知回路は、前記第１基板へ前記第２基板に配置した前記発光素子を貼り合わせる際に前記第１基板に設けられて前記回路素子を含む回路が壊れる規定以上の圧力が加わる前に自ら破断することを特徴とする。

【発明の効果】

【0016】

本発明によると、第１基板と発光素子とを貼り合わせる際の荷重により生じる不都合（例えば、第１基板における回路の破壊や、第１基板に接合された発光素子の破壊）を効果的に防止することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の実施の形態に係る発光素子モジュールにおいて、第１基板へ第２基板を貼り合わせる様子を模式的に示す概略断面図である。

【図2】第１基板に形成された第１配線の一例を第２基板と共に示す概略平面図である。

【図3】第１基板に形成された第１配線の他の例を第２基板と共に示す概略平面図である。

【図4】第２電極が２個配置された発光素子及び第１配線の構成の一例を模式的に示す概略斜視図である。

【図5】第２電極が２個配置された発光素子及び第１配線の構成の他の例を模式的に示す概略斜視図である。

【図6】第２電極が２個配置された発光素子の第２電極間の電極間領域に対する第１配線の面積を示す概略平面図である。

【図7】第２電極が２個配置された発光素子の電極間領域に対する第１配線の面積比と光反射率比との関係を示すグラフである。

【図8】図１に示す発光素子モジュールで且つ、第２電極が２個配置された発光素子における熱の流れを模式的に示す概略断面図である。

【図9】電極間領域に対する第１配線の面積比と発熱温度比との関係を示すグラフである。

【図10】第１基板の平面視において第１配線の端部の少なくとも１つと重複する第２配線の一例を示す概略平面図である。

【図11】第１基板の平面視において第１配線の端部の少なくとも１つと重複する第２配線の他の例を示す概略平面図である。

【図12】第１基板の平面視において第１配線の端部の少なくとも１つと重複する第２配線のさらに他の例を示す概略平面図である。

【図13】第１基板において面方向に複数列設された第１配線の一例に対して第２電極を２個有する発光素子が複数列設された構成を示す概略平面図である。

【図14】第１電極が面方向に複数列設された第１基板において第１電極間に配置された第１配線の一例に対して一方の第２電極が複数列設されかつ他方の第２電極が単一の共通電極として配置された構成を示す概略平面図である。

【図15】第１電極が面方向に複数列設された第１基板において第１電極間に配置された第１配線の他の例に対して第２電極を２個有する発光素子が複数列設された構成を示す概略平面図である。

【図16】第１基板へ第２基板を貼り合わせる際に第１配線に加わる圧力の状態を示す概略断面図である。

【図17】第１配線に加わる圧力を分解した圧力分解図である。

【図18】従来の発光素子モジュールにおいて、第１基板へ第２基板を貼り合わせる様子を模式的に示す概略断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明に係る実施の形態について図面を参照しながら説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称及び機能も同じである。従って、それらについての詳細な説明は繰り返さない。

【0019】

図１は、本発明の実施の形態に係る発光素子モジュール３０において、第１基板１０へ第２基板２０に配置した発光素子２１を貼り合わせる様子を模式的に示す概略断面図である。

【0020】

図１に示すように、発光素子モジュール３０は、回路素子１３ａ（例えばトランジスタ）を備えた第１基板１０における第１電極１０ａと、第２基板２０上に配置された発光素子２１の第２電極２０ａとが接合される。第２基板２０としては、発光素子を形成するために必要な基板（例えば、サファイヤ基板、シリコン基板）や、発光素子の貼り付け時の治具からの発光素子へのダメージを保護するためのフィルム（例えば、ＰＥＴ）の他、複数の発光素子を同時に貼り付ける際に発光素子を所定の位置に固定しておくフィルム・治具を例示できる。

【0021】

第１基板１０の第２基板２０又は発光素子２１側には、第１基板１０の厚み方向Ｙにおいて、第２基板２０側から第１基板１０側に向けて、保護層１４、層状の第１配線１１（１）から第ｎ配線１１（ｎ）（ｎは２以上の整数、この例ではｎ＝３）、回路素子１３ａ、回路１３の端子１０ｂがこの順に形成されている。以下ではｎ＝３として説明することがある。

【0022】

第１基板１０と保護層１４との間には層間絶縁膜１２が設けられている。すなわち、第１配線１１（１）から第３配線１１（３）のそれぞれの配線間、第１配線１１（１）から第３配線１１（３）の厚み方向Ｙにおける隣り合う配線間、第３配線１１（３）と第１基板１０との間には層間絶縁膜１２が形成されている。

【0023】

第２基板２０には、発光素子２１が設けられている。発光素子２１の第２電極２０ａ，２０ａが第１基板１０側に形成されている。

【0024】

詳しくは、第１基板１０には、回路素子１３ａを含む回路１３（例えばＬＳＩ）が搭載されている。

【0025】

そして、第１基板１０における最も第２基板２０又は発光素子２１側の層に位置する第１配線１１（１）は、平面視において、隣り合う第２電極２０ａ，２０ａ間の少なくとも一か所の電極間領域αに形成されている。ここで、平面視とは、第２基板２０の基板面から第１基板１０側を視た状態をいう。

【0026】

第１配線１１（１）は、平面視において第２電極２０ａ，２０ａ間の電極間領域αに加えて、第２電極２０ａ，２０ａを含む電極領域β，βにも形成されている。

【0027】

本実施の形態によれば、第１基板１０における最も発光素子２１側の層に位置する第１配線１１（１）が平面視において隣り合う第２電極２０ａ，２０ａ間の少なくとも１か所の電極間領域αに形成されているので、少なくとも１か所の隣り合う第２電極２０ａ，２０ａ間において第１配線１１（１）が設けられていない面積を減らすことができる。すなわち、第１基板１０の厚み方向Ｙに直交する方向Ｘ（横方向）において、第１配線１１（１）の占有面積を増やすことができる。これにより、第１基板１０と発光素子２１とを接合させる際の荷重による第１基板１０への応力を緩和させることができる。従って、第１基板１０と発光素子２１とを接合させる際の荷重により生じる不都合（例えば、第１基板１０における回路１３の破壊）を効果的に防止することができる。しかも、第１基板１０の厚み方向Ｙに直交する方向Ｘ（横方向）への力が加わることで発生するマイクロクラックを抑制することができる。ひいては、発光素子２１が発光した場合の反射光量の均一性（例えば色均一性）を向上させることができる。これらのことは、発光素子２１における第２電極２０ａの面積が小さく、第１基板１０における第１電極１０ａとの接続点が多くなる場合（例えば、第２基板２０における第２電極２０ａが１０μｍ□より小さく、第２基板２０に配置される発光素子２１の数が複数となり、第１基板１０における第１電極１０ａとの接続点が５０，０００点以上ある場合）に特に有効となる。

【0028】

第１配線１１（１）及び第ｎ配線１１（ｎ）としては、それには限定されないが、代表的には金属配線を例示できる。

【0029】

図２は、第１基板１０に形成された第１配線１１（１）の一例を第２基板２０と共に示す概略平面図である。また、図３は、第１基板１０に形成された第１配線１１（１）の他の例を第２基板２０と共に示す概略平面図である。

【0030】

第１配線１１（１）は、単一の形状に形成されていてもよいし（図２参照）、ラインアンドスペース（Ｌ＆Ｓ）形状に複数形成されていてもよい（図３参照）。ここで、Ｌ＆Ｓ形状は、間隔をおいて形成されたストライプ状の形状である。この例では、Ｌ＆Ｓ形状に形成された複数の第１配線１１（１）は、隣り合う電極間方向に直交又は略直交する方向に沿って隣り合う電極間方向に間隔をおいて形成されている。

【0031】

第１配線１１（１）から第ｎ配線１１（ｎ）としては、金属配線に限らず、その他の層（ゲートポリシリコン層など）の配線も適用することができる。

【0032】

金属配線、ゲートポリシリコン層（ＧＰ層）は、抵抗やコンデンサとして配設されていてもよい。例えば、ゲートポリシリコン層、拡散層を形成し、ゲートポリシリコン層の抵抗（ＧＰ抵抗）、拡散層の抵抗（拡散抵抗）が、第１基板１０と発光素子２１との貼り合わせの際に生じるＥＳＤ（Ｅｌｅｃｔｒｏ－Ｓｔａｔｉｃ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ：静電気放電）等の外的破壊要因の保護素子として機能してもよい。

【0033】

第１電極１０ａ及び第２電極２０ａの形状は、特に限定されるものではなく、平面視で矩形状（正方形状、長方形状）であってもよいし、円形状、楕円形状であってもよい。

【0034】

また、第１配線１１（１）は、発光素子２１からの光反射機能を備えていることが望ましい。光反射機能により、発光素子２１からの第１基板１０から第２基板２０又は発光素子側への光取り出し効率を向上させることができる。これについて、図４から図７を参照しながら以下に説明する。

【0035】

図４は、第２電極２０ａが２個、発光素子２１に配置された場合（例えば、ＬＥＤのアノードとカソード）の第２電極２０ａ（ａ）（アノード電極），２０ａ（ｂ）（カソード電極）及び第１配線１１（１）の構成の一例を模式的に示す概略斜視図である。２個の第２電極２０ａ（ａ），２０ａ（ｂ）は発光素子２１のアノード及びカソードに相当し、片側に電極があることで、第１基板１０と発光素子２１との接合時に一度に発光素子２１と第１基板１０との電気的な導通を得ることができる構造となる。図５は、第２電極が２個発光素子２１に配置された場合の第２電極２０ａ（ａ），２０ａ（ｂ）及び第１配線１１（１）の構成の他例を模式的に示す概略斜視図である。図６は、第２電極が２個発光素子２１に配置された場合の第２電極２０ａ（ａ），２０ａ（ｂ）間の電極間領域αに対する第１配線１１（１）の面積を示す概略平面図である。図６において、ハッチング部が第２電極２０ａ（ａ），２０ａ（ｂ）間の電極間領域αを示している。また、図７は、図６に示した電極間領域αに対する第１配線１１（１）の面積比と光反射率比との関係を示すグラフである。図７において、横軸は電極間領域αに対する第１配線１１（１）の面積比を表している。この面積比は、電極間領域αの面積に対する電極間領域α内で第１配線１１（１）が占める面積の割合をパーセントで表した値である。縦軸は、光反射率比を表している。この光反射率比は、電極間領域αに対する第１配線１１（１）の面積比を１００とした状態における光反射率に対する第１配線１１（１）の光反射率の割合をパーセントで表した値である。

【0036】

図４及び図５に示すように、発光素子からでる光Ｌは、第１基板１０側方向に出射されるのに加えて、第１基板１０の反対方向にも出射されることがある。第１基板１０側方向に出射された光は、第１基板１０によって、その一部が吸収される。従って、図４に示す構成では、光取り出し効率の低下を招く。本実施の形態の図５では、第１配線１１（１）が、発光素子２１からの光Ｌを反射する光反射機能を備えている。そのため、第１基板１０の第２基板２０側の方向に出射された光Ｌが第１配線１１（１）で反射され、第１基板１０の第２基板２０側とは反対側の方向に出射されることになり、光取り出し効率が高くなる。

【0037】

ここで、電極間領域αに対する第１配線１１（１）の面積比と光反射率比とは、図７に示すように、比例関係にある。従って、第１基板１０側に向かう光Ｌを第２基板２０側へ取り出し、光取り出し効率を向上させるためには、第２電極２０ａ（ａ），２０ａ（ｂ）間の電極間領域α（図６参照）における第１配線１１（１）の面積をできるだけ大きくすることが望ましい。こうすることで、光取り出し効率を向上させることができる。

【0038】

また、第１配線１１（１）は、発光素子２１からの熱を伝搬する放熱機能を備えている。従って、発光素子２１による発光素子モジュール３０の温度上昇を抑制することができる。これについて、図８及び図９を参照しながら以下に説明する。

【0039】

図８は、図１に示す発光素子モジュール３０で且つ、第２電極２０ａが２個配置された発光素子２１における熱Ｈの流れを模式的に示す概略断面図である。図９は、電極間領域αに対する第１配線１１（１）の面積比と発熱温度比との関係を示すグラフである。図９において、横軸は電極間領域αに対する第１配線１１（１）の面積比を表している。この面積比は、図７で説明した値と同じ値である。縦軸は、発熱温度比を表している。この発熱温度比は、電極間領域αに対する第１配線１１（１）の面積比を１００とした状態における第１配線１１（１）による発光素子２１の発熱温度に対する発光素子２１の発熱温度の割合をパーセントで表した値である。

【0040】

図８に示すように、発光素子２１は、光Ｌを出射し、かつ、自己発熱する。そして、第１配線１１（１）は、発光素子２１からの熱を外部に伝搬する放熱機能を備えている。なお、放熱機能は、積極的に外部に伝搬させる構成（放熱路）を有しなくとも、発光素子２１からの熱を吸収する（発光素子２１の熱を放熱させる）放熱機能を備えればよいことは言うまでもない。従って、例えば、平面視において第１配線１１（１）が第２電極２０ａ，２０ａ間の電極間領域αに形成されていない場合には、発光素子モジュール３０の温度が上昇し易く、それだけ発光素子モジュール３０の信頼性の低下を招く。

【0041】

ここで、電極間領域αに対する第１配線１１（１）の面積比と発熱温度比とは、図９に示すように、反比例の関係にある。従って、発光素子２１の自己発熱による発光素子モジュール３０の温度上昇、発光素子モジュール３０の信頼性の低下を抑えるためのヒートシンクの役割として、第２電極２０ａ，２０ａ間の電極間領域α（図６参照）における第１配線１１（１）の面積をできるだけ大きくすることが望ましい。こうすることで、発光素子モジュール３０の温度上昇を抑制することができ、それだけ高い信頼性の発光素子モジュール３０にすることができる。

【0042】

平面視において第２電極２０ａ，２０ａ間の第１配線１１（１）が電極間領域αに占める面積の割合としては、２５［％］以上、より好ましくは５０［％］以上、さらに好ましくは７５［％］以上を例示できる。

【0043】

さらに、第１配線１１（１）は、第１基板１０に設けられた回路１３の端子１０ｂにつなぐことができる。こうすることで、熱Ｈの経路を第１基板１０まで確保することができる。これにより、熱Ｈを第１基板１０から効果的に逃すことができ、発光素子モジュール３０の温度上昇をさらに抑制することができる。

【0044】

（第１実施形態）
本実施の形態では、第１基板１０が備える回路素子１３ａは、第１基板１０における第１電極１０ａと、発光素子２１における第２電極２０ａとが重複する重複領域に設けられている。

【0045】

本実施の形態では、第１基板１０の発光素子２１側の最表面には、保護層１４（図１参照）が形成されている。保護層１４には開口部１４ａが設けられている。開口部１４ａは、発光素子２１における第２電極２０ａと接合される第１基板１０における第１電極１０ａが貫通する。第１電極１０ａに接続される第１配線１１（１）の次の層に位置する第２配線１１（２）は、該第１配線１１（１）の端部のうち少なくとも一つの端部と平面視において重複するように配設されている。すなわち、第２配線１１（２）は、該第１配線１１（１）の両端部１１ａ，１１ｂ、一端部１１ａ或いは他端部１１ｂと平面視において重複するように配設されている。さらに、第２配線１１（２）は、該第１配線１１（１）に隣接する他の第１配線１１（１）の端部１１ｃまで形成されていてもよい。

【0046】

こうすることで、第１基板１０における回路１３の破壊耐性を向上させることができる。しかも、第１基板１０の厚み方向Ｙ（縦方向）への力により生じるマイクロクラックを抑制することができる。

【0047】

図１０は、第１基板１０において第１配線１１（１）と重複する第２配線１１（２）の一例を示す概略平面図である。図１１は、第１基板１０において第１配線１１（１）と重複する第２配線１１（２）の他の例を示す概略平面図である。図１２は、第１基板１０において第１配線１１（１）と重複する第２配線１１（２）のさらに他の例を示す概略平面図である。

【0048】

図１０から図１２に示すように、第２配線１１（２）は、第１配線１１（１）と交差（直交又は略直交）するように形成されている。第２配線１１（２）は、平面視において第１配線１１（１）と同じ又は略同じ幅の配線であることが望ましい。また、第２配線１１（２）は、単一の形状に形成されていてもよい図１０参照）。また、一部が切り欠かれていてもよいし（図１１参照）、ラインアンドスペース（Ｌ＆Ｓ）形状に形成されていてもよい（図１２参照）。

【0049】

（第２実施形態）
本実施の形態では、ｎは１０以下（この例ではｎ＝３）であり、配線層の他、ゲートポリシリコン層及び／又は拡散層を有している。第１配線１１（１）から第ｎ配線のうち、少なくとも１つの配線が、ゲートポリシリコン層及び／又は拡散層で形成された抵抗１６に接続されている。

【0050】

本実施の形態では、抵抗１６は、第１基板１０におけるゲート電極に接続される抵抗である。また、抵抗１６は第１基板１０における第１電極１０ａに接続されてもよい。

【0051】

こうすることで、第１基板１０と発光素子２１との貼り合わせの際に生じるＥＳＤ等の外的破壊要因に対する保護回路を形成することができる。

【0052】

また、本実施の形態では、ゲート電極に接続される層は、ゲートポリシリコン層及び／又は拡散層である。

【0053】

こうすることで、ゲートポリシリコン層及び／又は拡散層を用いるといった簡単な構成でＥＳＤ等の外的破壊要因に対する保護回路を容易に実現させることができる。

【0054】

（第３実施形態）
ところで、第２基板２０が可視光を透過する材料で形成されている場合、第１基板１０において面方向に複数列設された第１配線１１（１）をそれらに対応する第２基板２０を介して平面から観察することができる。

【0055】

図１３は、第１基板１０において面方向に複数列設された第１配線１１（１）の一例に対して第２電極２０ａを２個有する発光素子２１が複数列設された構成を示す概略平面図である。

【0056】

本実施の形態では、図１３に示すように、第１配線１１（１）の所定位置には指標部γが設けられている。この例では、指標部γは、第１配線１１（１）の本体部１１ｄから本体部１１ｄが延びる方向に交差（直交又は略直交）する方向の少なくとも一方側（具体的には両側）に突出する突出部１１ｅ，１１ｅとされている。

【0057】

こうすることで、指標部γを目印（Ｍａｒｋ）として使用することができる。この目印は、第２基板２０を第１基板１０に貼り合わせるときに第１基板１０（第１電極１０ａ）と第２基板２０（第２電極２０ａ）とを位置合わせするためのものとすることができる。こうすることで、第２基板２０への第１基板１０への位置合わせをより精度良く行うことができる。

【0058】

（第４実施形態）
図１４は、第１電極１０ａが面方向に複数列設された第１基板１０において第１電極１０ａ，１０ａ間に配置された第１配線１１（１）の一例に対して一方の第２電極２０ａ（ａ）が複数列設されかつ他方の第２電極２０ａ（ｂ）が単一の共通電極として配置された構成を示す概略平面図である。また、図１５は、第１電極１０ａが面方向に複数列設された第１基板１０において第１電極１０ａ，１０ａ間に配置された第１配線１１（１）の他の例に対して第２電極２０ａを２個有する発光素子２１が複数列設された構成を示す概略平面図である。

【0059】

図１４に示す構成では、発光素子２１～２１の共通電極構造は、４行×６列のマトリクス状に列設された一方の第２電極２０ａ（ａ）～２０ａ（ａ）と、そのマトリクス領域から孤立している他方の第２電極２０ａ（ｂ）とで構成されている。図１４に示す構成では、第１配線１１（１）は、第１電極１０ａ，１０ａ間に横方向（長手方向）に沿って延びている。また、図１５に示す構成では、第１配線１１（１）は、発光素子２１，２１間に相当する位置に縦方向（短手方向）に沿って延びている。

【0060】

本実施の形態では、図１４及び図１５に示すように、複数の発光素子２１～２１が接合される第１基板１０の第１電極１０ａ，１０ａ間に第１配線１１（１）があれば、発光素子２１のレイアウト及び／又は電極構造に特に限定されるものではない。

【0061】

例えば、図１４に示す構成では、第１配線１１（１）は、横方向（長手方向）に沿って延びているが、図１５に示すように、縦方向（短手方向）に沿って延びていてもよいことは言うまでもない。また、図１４に示す構成において、孤立している他方の第２電極２０ａ（ｂ）に代えて、一方の電極２０ａ（ａ）～２０ａ（ａ）の裏側（表示面側）に他方の第２電極２０ａ（ｂ）～２０ａ（ｂ）を各々形成してもよいことは言うまでもない。

【0062】

（その他の実施の形態）
以上説明した本実施の形態に係る発光素子モジュール３０において、ダメージ検出回路が形成されてもよい。ダメージ検出回路は、通常、発光素子モジュール３０において圧力が加わる領域に設置され、発光素子モジュール３０に対して異常な応力が加わったか否かを検知することができる。ダメージ検出回路としては、例えば、規定以上の圧力（例えば回路１３が壊れる程度の圧力）が加わる前に自ら破断する構成のものを例示できる。他に、発光素子２１は複数の発光色を有しておいてもよく、発光色毎に第２基板２０に発光素子２１を配置し、第１基板１０と接続を繰り返すことも可能となる。第２基板２０は、第１電極１０ａと第２電極２０ａとの接合後に取り外すことも可能である。

【0063】

本発明は、以上説明した実施の形態に限定されるものではなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、係る実施の形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

【符号の説明】

【0064】

１０ 第１基板
１０ａ 第１電極
１０ｂ 回路の端子
１１（１） 第１配線
１１（２） 第２配線
１１（３） 第３配線
１１（ｎ） 第ｎ配線
１１ａ 一端部
１１ｂ 他端部
１１ｃ 端部
１１ｄ 本体部
１１ｅ 突出部
１２ 層間絶縁膜
１３ 回路
１３ａ 回路素子
１４ 保護層
１４ａ 開口部
１６ 抵抗
２０ 第２基板
２０ａ 第２電極
２１ 発光素子
３０ 発光素子モジュール
Ｆ 力
Ｆｘ 第１分力
Ｆｙ 第２分力
Ｈ 熱
Ｌ 光
Ｘ 厚み方向に直交する方向
Ｙ 厚み方向
α 電極間領域
β 電極領域
γ 指標部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】