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CN110364515A - 发光模块的制造方法及发光模块 - Google Patents

发光模块的制造方法及发光模块 Download PDF

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CN110364515A
CN110364515A CN201910232439.XA CN201910232439A CN110364515A CN 110364515 A CN110364515 A CN 110364515A CN 201910232439 A CN201910232439 A CN 201910232439A CN 110364515 A CN110364515 A CN 110364515A
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light
emitting element
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light emitting
light guide
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CN201910232439.XA
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桥本启
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Original Assignee
Japan Chemical Co
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Abstract

本发明提供一种薄型化、亮度不均较少的具备导光板和发光元件的发光模块。所述发光模块在设于成为发光面的第一主面的相反侧的第二主面的凹部的底面上固定有调光部，在调光部的表面接合有发光元件，使来自发光元件的发光透过调光部而射入导光板内，导光板将其发光从第一主面向外部辐射，在所述发光模块的制造方法中，作为将调光部与发光元件接合并将调光部和发光元件设为一体构造的发光元件单元，将发光元件单元的调光部固定在凹部内而将发光元件和调光部双方都固定在导光板的恒定位置。

Description

发光模块的制造方法及发光模块
技术领域
本发明涉及发光模块的制造方法及发光模块。
背景技术
使用发光二极管等发光元件的发光装置广泛用作液晶显示器的背光源、显示器等的各种光源。
例如，专利文献1公开的光源装置具备安装于安装基板的多个发光元件、将多个发光元件的各个密封的半球状的透镜部件、配置于其上的被射入来自发光元件的光的扩散部件。
另外，专利文献2公开的发光装置将由密封树脂层和荧光体层一体化而成的双层片固定在发光元件的上表面，并利用反射树脂覆盖其侧面。
专利文献1：(日本)特开2015－32373号公报
专利文献2：(日本)特开2016－115703号公报
但是，在专利文献1那样的光源装置中，需要使安装基板与扩散板之间的距离比透镜部件的厚度大，有可能不能实现充分的薄型化。另外，在专利文献2的发光装置中，不能使来自多个发光元件的光均匀地分散照射，不能用于请求具有亮度不均较少的发光特性的用途。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种可薄型化、能够均匀地实现亮度不均少的发光特性发光模块的制造方法及发光模块。
本发明的发光模块的制造方法中，所述发光模块具备：导光板，其具备成为发光面的第一主面、位于所述第一主面相反侧且设有凹部的第二主面；调光部，其包含荧光体；发光元件，其与调光部接合而构成，所述发光模块的制造方法通过如下工序来制造发光模块：准备导光板和发光元件单元，所述发光元件单元将调光部和发光元件接合并设为一体构造而成；将发光元件单元的调光部固定在凹部内；在发光元件的电极上形成配线。
另外，本发明的发光模块具备：透光性导光板，其在向外部辐射光的成为发光面的第一主面的相反侧的第二主面设有凹部；发光元件单元，其固定于导光板的凹部，发光元件单元在发光元件上接合有包含荧光体的调光部，发光元件单元使配置于凹部的插入部的外形比凹部的内形小，具有填充在形成于插入部与凹部之间的环形间隙内的透光性接合剂作为接合壁。
本发明的发光模块的制造方法能够提供既能够使整体薄型化，又能够减少亮度不均而实现均匀发光特性的具有导光板和发光元件的发光模块。这是因为在导光板的凹部内固定有调光部，将在该调光部接合有发光元件的发光元件单元配置在导光板的恒定位置的缘故。进而，以上的制造方法具有如下特征，即，作为将包含荧光体的调光部和发光元件设为一体构造的发光元件单元，由于将该发光元件单元的调光部固定在导光板的凹部，从而将发光元件单元配置在导光板的恒定位置，因此可消除调光部、发光元件、导光板的凹部之间的相对位置偏移，以极高的精度固定在正确位置，因此既能够使整体薄型化，又能够高效地大量生产，而且还能够减小导光板表面的亮度不均。
另外，本发明的发光模块具有如下特征，即，由于在导光板的凹部内固定有在发光元件的光辐射面上接合有包含荧光体的调光部的发光元件单元，并且使配置于发光元件单元的凹部内的插入部的外形比导光板的凹部的内形小，并将填充于插入部与凹部之间的环形间隙内的透光性接合剂设为接合壁，因此既能够使整体薄型化，又能够均匀地实现亮度不均较少的发光特性。那是因为，将发光元件单元的插入部配置在导光板的凹部，并且在发光元件单元的插入部与凹部之间设有透光性接合壁，在导光板的凹部的正确位置配置发光元件单元，能够使发光元件的发光经由调光部射入导光板，由导光板扩散而向外部辐射。
附图说明
图1是表示实施方式的液晶显示装置的各构成的构成图；
图2是一实施方式的发光模块的示意俯视图；
图3是一实施方式的发光模块的局部放大示意剖面图，且是使导光板面向下方而上下翻转后的图；
图4是其他实施方式的发光模块的示意仰视图；
图5是表示相对于四边形凹部以倾斜姿势配置四边形插入部的状态的示意仰视图；
图6是表示相对于四边形凹部以平行姿势配置四边形插入部的状态的示意仰视图；
图7是表示接合壁的表面水平因接合剂的填充量的误差而降低的状态的剖面图；
图8是表示接合壁的表面水平因接合剂的填充量的误差而升高的状态的剖面图；
图9A～图9D是表示实施方式的发光单元的制造工序之一例的放大示意剖面图；
图10A～图10D是表示实施方式的发光单元的制造工序之一例的放大示意剖面图；
图11A～图11C是表示实施方式的发光模块的制造工序之一例的放大示意剖面图；
图12A～图12C是表示实施方式的发光模块的制造工序之一例的放大示意剖面图；
图13是表示电路基板与图3所示的发光模块连接之一例的放大示意剖面图。
标记说明
1000：液晶显示装置
100、100’：发光模块
110a：透镜片
110b：透镜片
110c：扩散片
120：液晶面板
1、1’：导光板
1a：光学功能部
1b：凹部
1c：第一主面
1d：第二主面
1e：V形槽
1f：倾斜面
3：发光元件单元
5：发光片
10：调光部
11：发光元件
11b：电极
11c：光辐射面
11d：电极形成面
12：波长变换部
13：光扩散部
14：接合剂
15：密封树脂部
15A：第一密封树脂部
15B：第二密封树脂部
16A、16B：透光性接合部件
17：插入部
18：环形间隙
19：接合壁
22：金属膜
23：电极端子
24：导电膜
30：基片
31：第一片
32：第二片
33：板
具体实施方式
以下，基于附图对本发明进行详细说明。此外，在以下的说明中，根据需要，使用表示特定的方向、位置的术语(例如，“上”、“下”、及包含这些术语的其他术语)，但这些术语都是为便于参照附图来理解发明而使用的，本发明的技术范围不受这些术语的意思限制。另外，多个附图中表示的同一标记的部分表示的是同一或同等的部分或部件。
另外，以下所示的实施方式示例的是用于将本发明的技术思想具体化的发光模块及其制造方法，并非将本发明限定在以下内容。另外，以下记载的构成零件的尺寸、材质、形状、其相对配置等只要没有特定的记载，都不是将本发明的范围仅限定于此的意思，只是一种示例而已。另外，在一个实施方式、实施例中说明的内容也可应用于其他实施方式、实施例。另外，附图所示的部件的大小、位置关系等为了明确说明而会进行夸张表示。
(液晶显示装置1000)
图1是表示具备本实施方式的发光模块的液晶显示装置1000的各构成的的构成图。图1所示的液晶显示装置1000从上侧起依次具备液晶面板120、两块透镜片110a、110b、扩散片110c、发光模块100。图1所示的液晶显示装置1000是在液晶面板120的下方层叠发光模块100的所谓直下型液晶显示装置。液晶显示装置1000使从发光模块100照射的光向液晶面板120照射。此外，除了具备上述的构成部件以外，也可以还具备偏光膜、彩色滤光片等部件。
(发光模块100)
图2和图3表示的是本实施方式的发光模块的构成。图2是本实施方式的发光模块的示意俯视图。图3是表示本实施方式的发光模块的局部放大示意剖面图，且是将导光板配置在下方并上下翻转后的图。
这些图所示的发光模块100具备导光板1、配设于导光板1的凹部1b的多个发光元件单元3。这些图所示的发光模块100在一块导光板1上设有多个凹部1b，在各个凹部1b都固定有发光元件单元3。其中，如图4的示意仰视图所示，发光模块也能够在导光板1’上设置一个凹部1b，在凹部1b固定发光元件单元3并设为发光片(発光ビット)5，排列多个发光片5而形成为发光模块100’。进而，图3所示的发光模块100在发光元件单元3设有将外周面与调光部10的外周面设为同一平面，且埋设发光元件11的第一密封树脂部15A，在固定有发光元件单元3的导光板1的第二主面1d上设有埋设发光元件单元3的第二密封树脂部15B。
发光元件单元3在具有波长变换部12的调光部10的表面固定有发光元件11。发光元件11以上表面为电极形成面11d，以下表面为光辐射面11c。发光元件11主要从光辐射面11c辐射光而向调光部10照射光。图2和图3的发光模块100将多个发光元件单元3配置在矩阵状地设于导光板1上的凹部1b内并固定在导光板1上。导光板1以第一主面1c为向外部辐射光的发光面，在第二主面1d设有多个凹部1b。在该凹部1b内配置有发光元件单元3的一部分，在图中配置有调光部10。调光部10具备波长变换部12。图2的调光部10在波长变换部12层叠有光扩散部13。调光部10将波长变换部12层叠于发光元件11侧，且将光扩散部13层叠于导光板1侧。该调光部10由光扩散部13使透过波长变换部12的光扩散而照射到导光板1上，能够使从导光板1辐射的光更加均匀。
本发明的发光模块100由于在导光板1设有凹部1b，在该凹部1b配置固定有具备波长变换部12的调光部10的发光元件单元3，故而能够使整体薄型化。另外，由于在导光板1设有凹部1b，在凹部1b配置固定有发光元件单元3，因此与在基板上安装有发光元件并组合有导光板的发光模块相比，能够防止发光元件单元3和导光板1的位置偏移。特别是该发光模块100由于将在发光元件11上接合有波长变换部12而使发光元件11和调光部10成为一体构造的发光元件单元3配置在导光板1的凹部1b内，因此能够将波长变换部12和发光元件11双方都配置在导光板1的正确位置，能够实现良好的光学特性。特别是在使发光元件11的光透过波长变换部12而导入导光板1内并向外部辐射的发光模块100中，由于能够无位置偏移地配置发光元件11、波长变换部12、导光板1，故而能够改善从导光板1向外部辐射的光的颜色不均、亮度不均等发光特性，实现特别优异的发光特性。
在直下型液晶显示装置中，由于液晶面板与发光模块之间的距离较近，故而发光模块的颜色不均、亮度不均有可能影响到液晶显示装置的颜色不均、亮度不均。因此，作为直下型液晶显示装置的发光模块，期望颜色不均、亮度不均较少的发光模块。
如果采用本实施方式的发光模块100的构成，则既能够将发光模块100的厚度减小至5mm以下、3mm以下、1mm以下等，又能够减少亮度不均、颜色不均。
以下，对构成本实施方式的发光模块100的各部件及制造方法进行详细描述。
(导光板1)
导光板1是将从光源射入的光制成面状而向外部辐射的透光性部件。如图2所示，本实施方式的导光板1具备成为发光面的第一主面1c、第一主面1c相反侧的第二主面1d。该导光板1在第二主面1d上设有多个凹部1b，在相邻的凹部1b之间设有V形槽1e。在凹部1b内配置有发光元件单元3的一部分。通过将发光元件11的一部分插入导光板1的凹部1b，发光模块整体可薄型化。如图2及图3所示，导光板1可通过设置多个凹部1b，并在各个凹部1b内配置发光元件单元3而设为发光模块100，或者，如图4所示，可通过在具有一个凹部1b的导光板1’上配置一个发光元件单元3而设为发光片5，然后将多个发光片5平面状配置而形成为发光模块100’。如图3所示，设有多个凹部1b的导光板1在凹部1b之间设有格子状的V形槽1e。如图4所示，设有一个凹部1b的导光板1在第二主面1d的外周部设有向外周缘且向下倾斜的倾斜面1f。
在V形槽1e、倾斜面1f内设有使光反射的、后述的密封树脂部15。填充于V形槽1e的密封树脂部15优选为使光反射的白色树脂，白色树脂的密封树脂部15可防止发光元件11的发光向由V形槽1e区划的相邻导光板2射入，并可防止各个发光元件11的光泄漏到隔壁。与设于一个导光板1的第二主面1d的外周部的倾斜面1f接合的密封树脂部15可防止光泄漏到导光板1的周围，可防止自导光板1的第一主面11c的发光强度下降。
导光板1的大小根据凹部1b的个数设定为最佳的大小，但例如在具有多个凹部1b的导光板1中，一边可设为1cm～200cm左右，优选为3cm～30cm左右。厚度可设为0.1mm～5mm左右，优选为0.5mm～3mm。导光板1的平面形状例如可设为大致四边形、大致圆形等。
作为导光板1的材料，可使用丙烯酸酯、聚碳酸酯、环状聚烯烃、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酯等热塑性树脂、环氧树脂、硅树脂等热固性树脂等树脂材料、玻璃等光学透明的材料。特别是热塑性树脂材料因能够通过注射成型来高效地制造而优选。其中，优选透明性高且廉价的聚碳酸酯。在制造工序中，不暴露在如回流焊那样的高温环境中制造的发光模块也可使用如聚碳酸酯那样的热塑性且耐热性低的材料。
导光板1例如可通过注射成型、传递模塑来成型。导光板1可通过模具来形成具有凹部1b的形状，既能够降低凹部1b的位置偏移，又能够廉价地大量生产。其中，导光板也可通过在成型为板状后，利用NC加工机等进行切削加工来设置凹部。
本实施方式的导光板1可以单层地形成，也可以通过层叠多个透光性的层而形成。在层叠有多个透光性的层的情况下，优选在任意层间设置折射率不同的层，例如空气层等。由此，容易使光进一步扩散，能够设为降低了亮度不均的发光模块。这种构成例如可通过在任意多个透光性的层之间设置隔板而隔开，且设置空气层来实现。另外，也可以在导光板1的第一主面1c设置透光性的层，且在导光板1的第一主面1c与该透光性的层之间设置折射率不同的层，例如，空气层等。由此，容易使光进一步扩散，能够形成为降低了亮度不均的液晶显示装置。这种构成例如可通过在任意导光板1与透光性的层之间设置隔板而隔开，且设置空气层来实现。
(光学功能部1a)
导光板1也可以在第一主面1c侧具备光学功能部1a。光学功能部1a例如可具有使光在导光板1的面内扩展的功能。例如，设有折射率与导光板1的材料不同的材料。具体地，可使用设于第一主面1c侧的倒圆锥、倒四棱锥、倒六棱锥等倒多棱锥形等凹部、或者倒圆锥台、倒多棱锥台等凹部，即，使用由折射率与导光板1不同的材料(例如，空气)和凹部的倾斜面的界面使照射来的光向发光元件单元3的侧方方向反射的凹部。另外，例如，也可以在具有倾斜面的凹部1b设有反光性材料(例如，金属等反射膜、白色树脂)等。在剖视时，光学功能部1a的倾斜面可以是直线，也可以是曲线。如后所述，光学功能部1a优选设置在与各自的发光元件单元3对应的位置，即，与配置于第二主面1d侧的发光元件单元3相反侧的位置。特别优选发光元件单元3的光轴和光学功能部1a的光轴大致一致。光学功能部1a的大小可适当设定。
(凹部1b)
导光板1在第二主面1d侧设有凹部1b。凹部1b将发光元件单元3的一部分配置在内侧，并配置在恒定位置。图3所示的凹部1b是切除了第二主面1d的一部分而成的形状的凹部1b。虽然未作图示，但凹部也可在第二主面上环状地设置凸条而设于凸条的内侧。凹部1b的内形比将发光元件单元3配置于凹部1b内的插入部17的外形大，在配置有发光元件单元3的插入部17的状态下，在凹部1b的内周与发光元件单元3的插入部17的外周之间设有环形间隙18。环形间隙18通过填充接合剂14而成为接合壁19。凹部1b的内形采用环形间隙18的容积比发光元件单元3的插入部17的体积还大的形状。本实施方式的发光模块由于在导光板1的凹部1b配置有调光部10，因此将调光部10设为发光元件单元3的插入部17。但是，发光元件单元3的插入部17不特定为调光部10，例如也可将调光部10和发光元件11的一部分设为配置于凹部1b内的插入部17。
凹部1b的内形设定为环形间隙18的容量是发光元件单元3的插入部17的体积的例如1.2倍以上、优选1.5倍以上、进一步优选2倍以上的大小。环形间隙18通过填充透光性接合剂14而成为接合壁19。图4的导光板1将凹部1b的内形设为四边形，配置于此的发光元件单元3的插入部17的外形也设为四边形。四边形插入部17以各边与四边形凹部1b交叉的姿势，换句话说，以相对于四边形凹部1b旋转的姿势配置于凹部1b，在凹部1b与插入部17之间设有环形间隙18。该图的插入部17以各边倾斜45度的姿势配置于凹部1b内。以该姿势配置插入部17的凹部1b将其内形设为插入部17的外形的2倍以上。
将插入部17以图4的姿势配置于凹部1b内的导光板1具有能够减少第一主面1c的亮度不均的特征。这是因为从插入部17的各边向周围辐射的光强烈地向图5的虚线所示的箭头标记A的方向辐射，从而照亮图中的C区域。就四边形插入部17而言，与各边正交的箭头标记A所示的方向的光的强度比从角部向箭头标记B所示的方向辐射的光强。在图5中，由于C区域位于比D区域更远离插入部17的位置，因此有变暗的倾向，但由于箭头标记A所示的方向的光比箭头标记B所示的方向强，故而可防止亮度下降，减少亮度不均。如图6所示，当在四边形凹部1b以各边平行的姿势配置四边形插入部17时，由于C区域位于比D区域更远离插入部17的位置，而且从插入部17辐射的光的强度也降低，故而C区域的亮度比D区域低。
内形比插入部17的外形还大的凹部1b也实现如下特征，即，除了能够加大配置插入部17的姿势的自由度而防止亮度不均以外，还能够消除由填充于环形间隙18的接合剂14的填充量的误差引起的表面水平的偏差，将凹部1b的外周部的配光形成为理想状态。环形间隙18通过填充接合剂14而成为透光性接合壁19，但接合剂14的填充量的误差会使表面水平变动，成为扰乱发光的原因。图7和图8表示接合壁19的液面水平因接合剂14的填充量的误差而扰乱的状态。图7表示的是接合剂14的填充量过少的状态。该接合壁19的表面水平比导光板1的第二主面1d低，并低至环形间隙18的内部，从而在导光板1与插入部17之间形成空隙。图8表示的是接合剂14的填充量过多的状态，该状态的接合壁19的接合剂14从环形间隙18漏出，成为在第二主面1d上隆起的状态。导光板1与插入部17之间的间隙、在第二主面1d上隆起的接合剂14会使从插入部17向导光板1射入的光的路径发生变化而成为扰乱发光的原因。
使凹部1b的内形比插入部17大而使环形间隙18的容积比插入部17的体积还大的构造可减少由填充于环形间隙18的接合剂14的填充量的偏差引起的液面水平的变动，将导光板1和插入部17的区域的发光设为理想状态。
考虑到插入部17的外形和以上特性，凹部1b俯视时的大小可将圆形时的直径、椭圆形时的长径、四边形时的对角线的长度设为例如0.05mm～10mm，优选为0.1mm～2mm。深度可设为0.05mm～4mm，优选为0.1mm～1mm。光学功能部1a与凹部1b之间的距离可在光学功能部1a和凹部1b相互离开的范围内适当设定。凹部1b的俯视形状例如可设为大致四边形、大致圆形，可根据凹部1b的排列间距等而选择。在凹部1b的排列间距(最接近的两个凹部1b的中心间的距离)大致均等的情况下，优选为大致圆形或大致正方形。其中，设为大致圆形在使来自发光元件单元3的光良好地扩展上是有效的。
(发光元件单元3)
发光元件单元3是发光模块100的光源。如图3所示，发光元件单元3在发光元件11上接合有具有波长变换部12的调光部10。进而，本实施方式的发光元件单元3设有将外周面与调光部10的外周面设为同一平面，且埋设发光元件11的第一密封树脂部15A。发光元件单元3配置于导光板1的凹部1b，经由导光板1使发光向外部辐射。图3的发光元件单元3以调光部10为配置于导光板1的凹部1b内的插入部17，配置在凹部1b的内侧。发光元件单元3通过使调光部10与凹部1b的底面接合，被固定在设于导光板1的凹部1b内。
图3的发光元件单元3使调光部10与发光元件11的光辐射面11c接合。发光元件11以电极形成面11d的相反侧为光辐射面11c，在该表面接合有调光部10。本实施方式的发光模块使用的是以电极形成面11d的相反侧为光辐射面11c、以光辐射面11c为主发光面的面朝下型，但也可使用面朝上型的发光元件。图3的发光元件11以光辐射面11c相反侧为电极形成面11d，在电极形成面11d上设有一对电极11b。一对电极11b通过以后述的构造进行配线并电连接。发光元件单元3和导光板1经由透光性树脂等具有透光性的接合材料14而接合。
发光元件11例如具有蓝宝石等透光性基板、层叠于透光性基板上的半导体层叠构造。半导体层叠构造包含发光层、夹着发光层的n型半导体层及p型半导体层，在n型半导体层及p型半导体层上分别电连接n侧电极及p侧电极11b。发光元件11例如以具备透光性基板的光辐射面11c与导光板1对向的方式配置，在光辐射面11c相反侧的电极形成面11d上具有一对电极11b。
作为发光元件11，长、宽及高度的尺寸没有特别限制，但在俯视时，优选使用长及宽的尺寸为1000μm以下的半导体发光元件11，更优选使用长及宽的尺寸为500μm以下的发光元件11，进一步优选使用长及宽的尺寸为200μm以下的发光元件11。当使用这种发光元件11时，能够在进行了液晶显示装置1000的局部调光控制时，实现高精细的影像。另外，当使用长及宽的尺寸为500μm以下的发光元件11时，由于能够廉价地采购到发光元件11，故而能够使发光模块100廉价。此外，长及宽的尺寸双方都为250μm以下的发光元件11由于发光元件11的上表面的面积变小，故而来自发光元件11的侧面的光的出射量相对增多。即，这种发光元件11由于发光容易变成蝙蝠翼形状，故而优选用于发光元件11与导光板1接合，且发光元件11与导光板1的距离极短的本实施方式的发光模块100。
进而，导光板1可设置透镜等具有反射、扩散功能的光学功能部1a。该导光板1能够使来自发光元件11的光向侧方扩展，且能够使导光板1的面内的发光强度平均化。但是，在多个发光元件11的对应位置形成有多个光学功能部1a的导光板1有时难以正确地维持所有发光元件11和光学功能部1a的相对位置。特别是在设有多个小发光元件11的构造中，难以正确地维持所有发光元件11和光学功能部1a的相对位置。发光元件11和光学功能部1a的相对位置的偏移存在如下的问题，即，不能通过光学功能部1a使光充分地扩展，亮度会在面内部分下降等，造成亮度不均。特别是在配线基板上安装了发光元件11后再组合导光板1的方法中，由于需要分别在平面方向及层叠方向上对配线基板和发光元件11的位置偏移、导光板1的光学功能部1a的位置偏移加以考虑，故而有时更难以使发光元件11和光学功能部1a进行良好地光学结合。
本实施方式的发光模块100通过在导光板1上设有多个凹部1b和光学功能部1a，并在凹部1b内配置有发光元件单元3的构造，能够以较高的位置精度配置发光元件11和光学功能部1a双方。由此，能够通过光学功能部1a而使来自发光元件11的光精度良好地均匀化，能够形成为亮度不均、颜色不均都少的优质背光用光源。
在俯视透视时，在配置发光元件11的凹部1b的相反侧的面上设有光学功能部1a的导光板1通过在配置发光元件11的凹部1b的位置设置光学功能部1a，能够更容易地进行发光元件11和光学功能部1a的定位，能够以较高的位置精度且无相对位置偏移地配置二者。
作为发光元件11，可使用俯视时为正方形或长方形即方形的发光元件11。高精细的液晶显示装置所使用的发光元件11优选使用长方形的发光元件，其上表面形状优选具有长度和宽度。在高精细的液晶显示装置的情况下，使用的发光元件的数量成为数千个以上，发光元件的安装工序成为重要的工序。在发光元件的安装工序中，即使在多个发光元件中的一部分发光元件上发生了旋转偏移(例如，±90度方向的偏移)，也通过使用俯视时为长方形的发光元件，容易用肉眼进行确认。另外，由于能够隔开距离地形成p型电极和n型电极，故而能够容易进行后述的配线21的形成。另一方面，在使用俯视时为正方形的发光元件11的情况下，能够生产性良好地批量制造小发光元件11。发光元件11的密度(排列间距)，即，发光元件11间的距离例如可设为0.05mm～20mm程度，优选为1mm～10mm程度。
在具有多个凹部1b的导光板1上配置有多个发光元件单元3的发光模块100在俯视导光板1时，二维地排列有发光元件单元3。如图2所示，多个发光元件单元3优选配设在沿正交的两个方向即x方向及y方向二维排列的凹部1b内。如图2例所示，配置多个发光元件单元3的凹部1b的x方向的排列间距px、y方向的排列间距py可以在x方向及y方向之间为相同的间距，也可以不同。另外，排列的两个方向也可以不正交。另外，x方向或y方向的排列间距不限于等间隔，也可以为不等间隔。例如，配置发光元件单元3的凹部1b也可以按照从导光板1的中央向周边，间隔越来越大的方式排列。此外，配置于凹部1b的发光元件单元3间的间距是发光元件单元3的光轴间的距离，即，中心间的距离。
作为发光元件11，可利用公知的半导体发光元件。在本实施方式中，作为发光元件11，示例了面朝下型的发光二极管。发光元件11例如射出蓝色光。作为发光元件11，也可使用射出蓝色以外的光的元件，还可使用面朝上型的发光元件。另外，作为多个发光元件11，也可以使用发出不同颜色的光的发光元件。从发光元件11射出的光通过波长变换部12来调节向外部辐射的发光颜色。
作为发光元件11，可选择使用射出任意波长的光的元件。例如，作为射出蓝色、绿色光的元件，可使用由氮化物类半导体(InxAlyGa1－xyN，0≤X，0≤Y，X+Y≤1)或GaP构成的发光元件。另外，作为射出红色光的元件，可使用含有GaAlAs、AlInGaP等半导体的发光元件。进而，也可使用由它们以外的材料构成的半导体发光元件。可根据半导体层的材料及其混晶度来选择各种发光波长。所使用的发光元件的组成、发光颜色、大小、个数等只要根据目的而适当选择即可。
(调光部10)
在本实施方式中，发光元件单元3设有调节来自发光元件11的发光颜色并使其射入导光板1的调光部10。调光部10具备调节发光元件11的发光颜色的波长变换部12。通过使调光部10与发光元件11的光辐射面11c接合，来调节发光元件11的发光颜色。调光部10优选具备波长变换部12和光扩散部13。调光部10将波长变换部12和光扩散部13接合，并将波长变换部12配置于发光元件11侧。调光部10也可将多个波长变换部12、光扩散部13层叠。本实施方式的发光模块100将调光部10配置在导光板1的凹部1b内，形成为发光元件单元3的插入部17。调光部10使从发光元件11射入的光透过而射入导光板1。从发光模块100的薄型化等目的出发，如图3所示，调光部10优选配置在导光板1的凹部1b的内侧，且以不从第二主面1d向表面侧伸出的方式配置在凹部1b内。图3的调光部10设为与凹部1b的深度相等的厚度，将其表面与第二主面1d配置为同一平面。虽然未作图示，但调光部也可在凹部的内侧设为从导光板的第二主面向表面侧稍伸出的厚度。
图3的发光元件单元3使调光部10的外形比发光元件11的外形大。该发光元件单元3能够使从发光元件11的光辐射面11c射出的所有光透过调光部10而射入导光板1，减少颜色不均。
波长变换部12在母材中添加有波长变换材料，光扩散部13在母材中添加有扩散材料。母材的材料例如可使用环氧树脂、硅树脂、将二者混合而成的树脂、或者玻璃等透光性材料。从调光部10的耐光性及成型容易性的观点来看，作为母材，选择硅树脂时是有益的。作为调光部10的母材，优选使用折射率比导光板1的材料高的材料。
作为波长变换部12所含的波长变换材料，可列举YAG荧光体、β赛隆荧光体或KSF类荧光体等氟化物系荧光体等。特别是通过在一个波长变换部12中使用多种波长变换部件，更优选通过使波长变换部12含有发绿色系光的β赛隆荧光体和发红色系发光的KSF系荧光体等氟化物系荧光体，能够扩大发光模块的颜色再现范围。在这种情况下，发光元件11优选具备可射出能够高效地激发波长变换部件的短波长的光的氮化物半导体(InxAlyGa1－x－yN，0≤X，0≤Y，X+Y≤1)。另外，例如，在使用射出蓝色系光的发光元件11时，也可以在波长变换部12中含有60重量％以上、优选含有90重量％以上的KSF系荧光体(红色荧光体)，以使其能够得到红色系的光。即，也可以通过在波长变换部12中含有射出特定颜色光的波长变换部件，射出特定颜色的光。另外，波长变换材料也可以为量子点。在波长变换部12内，波长变换材怎样配置都可以。例如，可以大致均匀地分布，也可以偏重存在于局部。另外，也可以层叠设有分别含有波长变换部件的多个层。
光扩散部13例如可使用以上述的树脂材料为母材，在其中含有SiO2、TiO2等白色无机微粒的材料。
(密封树脂部15)
图3的发光模块100在导光板1的第二主面1d上接合设有密封树脂部15。密封树脂部15优选为将使光反射的添加物即白色粉末等添加在透明树脂中而成的白色树脂。白色树脂的密封树脂部15使从发光元件11的外周部或电极面辐射的光、从调光部10的背面辐射的光、从接合壁19的背面辐射的光、从导光板1的第二主面1d辐射的光反射，从而使发光元件11的发光有效地从导光板1的第一主面1c向外部辐射。图3的发光模块100将密封树脂部15区划为第一密封树脂部15A和第二密封树脂部15B。该图的发光模块100将密封树脂部15区划为与发光元件单元3成为一体构造的第一密封树脂部15A、与导光板1的第二主面1d接合的第二密封树脂部15B，但密封树脂部也可不区划为第一密封树脂部和第二密封树脂部而为一体构造。该发光模块通过在将未设有第一密封树脂部的发光元件单元固定于导光板后，将密封树脂部接合在导光板的第二主面上来制作。
区划第一密封树脂部15A和第二密封树脂部15B的发光模块100在发光模块100的制造工序中，通过将第一密封树脂部15A与发光元件11和调光部10接合，然后在将第一密封树脂部15A与发光元件11和调光部10设为一体构造的块的状态下来制作。第二密封树脂部15B通过在将设有第一密封树脂部15A的发光元件单元3与导光板1接合的状态下，与导光板1的第二主面1d接合，被填充在第一密封树脂部15A的间隙内。
第一密封树脂部15A和第二密封树脂部15B相互紧密贴合。进而，第一密封树脂部15A也与发光元件11紧密贴合。第一密封树脂部15A位于发光元件11的周围，埋设发光元件11，使发光元件11的电极11b在表面露出。第一密封树脂部15A通过将外周面与调光部10的外周面设为同一平面，也与调光部10紧密贴合。第一密封树脂部15A被制作成与发光元件11和调光部10接合为一体构造的发光元件单元3而固定于导光板1。另外，第一密封树脂部15A优选为白色树脂，该第一密封树脂部15A使向发光元件11的外周面方向射出的光反射，能够提高发光模块100的发光效率。第二密封树脂部15B在导光板1的第二主面1d与接合壁19的背面的边界紧密贴合。第二密封树脂部15B与第一密封树脂部15A的使电极11b露出的面设为同一平面。第二密封树脂部15B与固定有将第一密封树脂部15A设为一体构造的发光元件单元3的导光板1的第二主面1d接合，设置在第一密封树脂部15A之间。
第二密封树脂部15B层叠在导光板1上，用于加强导光板1。另外，第二密封树脂部15B优选为白色树脂，该密封树脂部15能够将来自发光元件11的发光高效地导入导光板1内，增大导光板1的第一主面1c的发光输出。另外，白色树脂即第二密封树脂部15B通过兼作保护发光元件11的部件、使导光板1的第二主面1d的表面反射的层，能够实现发光模块100的薄型化。
密封树脂部15适合使用对从发光元件11出射的光具有60％以上的反射率、优选具有90％以上的反射率的白色树脂。该密封树脂部15优选为含有白色粉末等白色颜料的树脂。特别优选为含有氧化钛等无机白色粉末的硅树脂。由此，通过较多使用如氧化钛那样的廉价的原材料作为大量地用于包覆导光板1的一面的材料，能够使发光模块100廉价。
(透光性接合部件)
图3的发光模块100利用透光性接合部件将波长变换部12和光扩散部13、调光部10和发光元件11、发光元件单元3和导光板1接合在一起。透光性接合部件将波长变换部12和光扩散部13接合而设为调光部10，且将调光部10和发光元件11接合而设为发光元件单元3。将发光元件单元3和导光板1的凹部1b的底面接合的接合剂14即透光性接合部件16A将发光元件单元3固定在导光板1上，填充于凹部1b与发光元件单元3的插入部17之间的环形间隙18内的接合剂14即透光性接合部件16A构成接合壁19，将调光部10接合在凹部1b的内表面。
透光性接合部件将光的透过率设为60％以上，优选设为90％以上。透光性接合部件16A使从发光元件11射出的光传播至导光板1。该透光性接合部件16A可包含扩散部件等，或者可包含使光反射的添加物即白色粉末等，但也可以仅由不含扩散部件、白色粉末等的透光性树脂材料构成。
作为透光性接合部件的材料，可使用环氧树脂、硅树脂等透光性的热固性树脂材料等。
(发光模块100的制造工序)
图9A～图9D及图10A～图10D表示本实施方式的发光元件单元3的制造工序。
在图9A及图9B所示的工序中，层叠波长变换部12和光扩散部13而形成为调光部10。
在图9A所示的工序中，在将波长变换部12和光扩散部13接合的状态下，将在基片30的表面以均匀厚度附着有波长变换部12的第一片31、在基片30的表面上厚度均匀地附着有光扩散部13的第二片32层叠。波长变换部12和光扩散部13通过透光性接合部件而接合。在基片30上，例如经由粘合层而以能够剥离的方式附着有波长变换部12和光扩散部13。
进而，在图9B所示的工序中，将第二片32的基片30以能够剥离的方式附着在板33上，然后将第一片31的与波长变换部12接合的基片30剥离。
在图9C所示的工序中，在调光部10上接合发光元件11。发光元件11将光辐射面11c侧与调光部10接合。发光元件11以规定的间隔与调光部10的波长变换部12接合。发光元件11经由透光性接合部件与调光部10接合。透光性接合部件被涂布于调光部10、发光元件11的表面，将发光元件11和调光部10接合。图9C表示的是涂布后的透光性接合部件16B在发光元件11的周围伸出而使发光元件11与调光部10接合的状态。如图10D所示，发光元件11的间隔设定为通过将发光元件11之间裁断而使调光部10的外形成为规定大小的尺寸。这是因为发光元件11的间隔可特定调光部10的外形。
在图9D所示的工序中，以埋设发光元件11的方式形成第一密封树脂部15A。第一密封树脂部15A优选为白色树脂。由白色树脂构成的第一密封树脂部15A被涂布于调光部10的表面，且在埋设发光元件11的状态下进行固化。第一密封树脂部15A以完全埋设发光元件11的厚度，在图中，以埋设发光元件11的电极11b的厚度进行涂布。
在图10A所示的工序中，将固化后的白色树脂研磨，使发光元件11的电极11b露出。
也可以使用金属膜而在发光元件11的电极11b上形成电极端子23。在这种情况下，例如，在图10B所示的工序中，在第一密封树脂部15A的表面设置金属膜22。金属膜22例如通过溅射等将铜、镍、金等金属膜设于第一密封树脂部15A的表面，与电极11b连接。
在图10C所示的工序中，将金属膜22的一部分除去，使金属膜22层叠在电极11b上而作为发光元件单元3的电极端子23。金属膜22的去除可利用干式蚀刻、湿式蚀刻、激光消融等。
在图10D所示的工序中，将由白色树脂构成的第一密封树脂部15A和成为调光部10的层裁断，分离为发光元件单元3。分离后的发光元件单元3在调光部10上接合发光元件11，且在发光元件11的周围设有第一密封树脂部15A，并使电极端子23在第一密封树脂部15A的表面露出。
由以上工序制造的发光元件单元3在图11A～图11C及图12A～图12C所示的工序中，与导光板1的凹部1b接合。
导光板1利用聚碳酸酯来制作。如图11A及图11B所示，导光板1通过将聚碳酸酯等热塑性树脂成型，在第二主面1d上成型凹部1b，并在第一主面1c上设有倒圆锥状的光学功能部1a。在该导光板1的凹部1b接合发光元件单元3。发光元件单元3通过将调光部10插入以未固化状态涂布有液体状的透光性接合部件16A的凹部1b内，且使透光性接合部件16A固化而固定于导光板1。发光元件单元3通过将调光部10正确地插入凹部1b的中心，且使透光性接合部件16A固化而与导光板1接合。涂布于凹部1b的处于未固化状态的透光性接合部件16A在将发光元件单元3与导光板1接合的状态下，被挤出至环形间隙18内，并调节到接合壁19的表面水平与导光板1的第二主面1d同水平的填充量。但是，未固化状态的透光性接合部件也可在将发光元件单元3接合于导光板1后，被填充在环形间隙18内，并将接合壁19的表面水平与导光板1的第二主面1d设为同一平面。因此，最初填充于凹部1b的未固化状态的透光性接合部件16A的填充量设为，在将发光元件单元3与凹部1b接合的状态下，使接合壁19的表面水平比导光板1的第二主面1d低的水平，即，位于环形间隙18的内部的较少量，在将发光元件单元3接合于导光板1后，再将透光性接合部件填充在环形间隙18内，并将接合壁19的表面水平与导光板1的第二主面1d设为同一平面。
使调光部10接合于凹部1b的底面的透光性接合部件16A在未固化状态下与两者的表面紧密贴合并进行固化，将调光部10的表面与凹部1b的底面接合。进而，从调光部10与凹部1b的底面之间挤出的透光性接合部件16A成为接合壁19，并将调光部10的外周与凹部1b的内周面接合。该制造方法将填充于凹部1b的未固化且液体状的透光性接合部件16A挤出至环形间隙18内而形成为接合壁19。该方法由于以填充于凹部1b的透光性接合部件16A为接合剂14，因此需要将透光性接合部件16A的填充量调节到接合壁19和导光板1的第二主面1d成为同一平面的量。当透光性接合部件16A的填充量少时，如图7所示，接合壁19的表面就会比导光板1的第二主面1d低。相反，当透光性接合部件16A的填充量多时，如图8所示，接合壁19就会从环形间隙18伸出，从而接合壁19的表面从导光板1的第二主面1d突出。当接合壁19的表面与导光板1的第二主面1d不是同一平面时，就不能将发光部周边的配光制成理想状态。这是因为从凹部1b伸出的透光性接合部件、透光性接合部件的未被填充的间隙会扰乱光的配光。透光性接合部件16A的填充量虽然以接合壁19和导光板1的第二主面1d成为同一平面的方式被调节，但填充量的些许偏差会成为扰乱接合壁19和导光板1的第二主面1d的相对位置的原因。
本实施方式的发光模块100为了防止由透光性接合部件16A的填充量的不平衡引起的接合壁19表面的水平和导光板1的第二主面1d的相对位置的偏移，使接合壁19整体的体积比配置于凹部1b的发光元件单元3的体积即凹部内体积大。在本实施方式中，由于发光元件单元3将调光部10配置在凹部1b内，因此凹部内体积成为调光部10的体积。因此，在本实施方式中，接合壁19整体的体积比调光部10的体积大。接合壁19整体的体积比发光元件单元3的凹部内体积还大的凹部1b能够相对于要填充的透光性接合部件16A的填充量的偏差而减少接合壁表面的位置偏移。
例如，作为具体例，将凹部的内形设为一边为0.6mm的四边形，且将深度设为0.2mm；将调光部的外形设为一边为0.5mm的四边形，且将厚度设为0.2mm，如果在该凹部内配置调光部，则发光元件单元的凹部内体积成为0.05mm3，接合壁19整体的体积成为0.022mm3，接合壁19整体的体积成为凹部内体积的约1/2。在该构造中，为了将接合壁19表面的水平差设为±0.01mm以内，需要将透光性接合部件的填充量极其准确地控制在±0.0036mm3以内。
与此相对，如果将凹部1b的内形设为一边为1.0mm的四边形且设为同一深度，则由于凹部内体积同样为0.05mm3，因此接合壁19整体的体积大至0.15mm3，成为凹部内体积的约3倍，这样的话，为了将接合壁19表面的水平差调节到±0.01mm以内，当将透光性接合部件的填充量的误差设为±0.01mm3以内时，也能够增大约2.8倍。
由此，加大了环形间隙18的容积，并加大了接合壁19的总体积而成的发光模块100能够吸收向凹部1b填充的透光性接合部件16A的填充量的误差，能够将接合壁19的表面水平与导光板1的第二主面1d正确地配置为同一平面。进而，由于较厚的接合壁19要使从调光部10辐射的光透过并向导光板1引导，因此通过在导光板1与调光部10之间层叠有不同于导光板1的较厚的接合壁19的构造，光被更均匀地分散，并从导光板1向外部辐射。另外，即使在将发光元件单元3与凹部1b接合，并使接合壁19的表面水平比导光板1的第二主面1d低之后，将透光性接合部件16A补充到凹部1b内而将接合壁19的表面水平与导光板1的第二主面1d设为同一平面的制造方法中，也能够由大容量的环形间隙18吸收向凹部1b补充的透光性接合部件16A的填充量的误差，将接合壁19的表面水平与第二主面1d制成同一平面。
在将发光元件单元3固定于导光板1之后，在图11C所示的工序中，将第二密封树脂部15B形成在导光板1的第二主面1d上。第二密封树脂部15B使用白色树脂，形成为将发光元件单元3埋设于内部的厚度。
在图12A所示的工序中，将固化后的第二密封树脂部15B的表面研磨，使电极端子23在表面露出。
此外，在图11C所示的工序中，将第二密封树脂部15B形成为要将发光元件单元3埋设于内部的厚度，但也可以形成为与电极端子23的表面成为同一平面、或成为比电极端子23的表面还低的位置的厚度，从而省略上述的研磨工序。
在图12B所示的工序中，在密封树脂部15的表面层叠导电膜24。在该工序中，通过溅射等，在发光元件11的电极端子23和密封树脂部15上的大致整个面上形成Cu/Ni/Au的金属膜24。
在图12C所示的工序中，去除导电膜24的一部分，经由导电膜24将各个发光元件11电连接。
在以上工序中，制造在一块导光板1上固定有多个发光元件单元3的发光模块100。在一块导光板1’上固定一个发光元件单元3而制造发光片5的方法如下所述，在利用图9A～图9D及图10A～图10D制作出了发光元件单元3之后，在图11A及图11B所示的工序中，在设有一个凹部1b的导光板1的凹部1b固定发光元件单元3，其后，与图11C所示的工序同样，将第二密封树脂部15B接合在导光板1上，进而，与图12A所示的工序同样，研磨第二密封树脂部15B的表面，使电极端子23露出，进而，在图12B所示的工序中，层叠导电膜24，在图12C所示的工序中，去除导电膜24的一部分，分离为一对电源端子23，将导电膜24电连接。
多个发光元件单元3也可以按照分别独立地进行驱动的方式配线。另外，也可以具备多个如下这种发光元件单元组，所述这种发光元件单元组是将导光板1分割为多个范围，然后将安装于一个范围内的多个发光元件单元3设为一个组，通过将该一个组内的多个发光元件单元3彼此串联或并联地电连接而连接在同一电路中而成的。通过进行这样的分组，能够设为可局部调光控制的发光模块。
本实施方式的发光模块100也可以使用一个作为一个液晶显示装置的背光源。另外，也可以排列多个发光模块100而用作一个液晶显示装置1000的背光源。制作多个小发光模块100，通过分别进行检查等，与制作大面积安装的发光元件11的数量较多的发光模块100的情况相比，能够提高成品率。
发光模块100也可以如图13所示地设有配线基板25。配线基板25例如形成有导电性部件26和配线层27，导电性部件26被填充在设于构成配线基板25的绝缘性基材上的多个通孔内，配线层27在基材的两面侧与导电性部件26电连接。而且，电极11b经由导电性部件26与配线层27电连接。
另外，一个发光模块100也可以与一个配线基板接合。另外，多个发光模块100也可以与一个配线基板接合。由此，能够将与外部电连接的连接端子(例如，连接器)集成(即，不需要每个发光模块都准备一个)，所以能够简化液晶显示装置1000的构造。
另外，也可以排列多个接合有该多个发光模块100的一个配线基板而作为一个液晶显示装置1000的背光源。此时，例如可将多个配线基板载置在框架等上，分别利用连接器等与外部的电源进行连接。
此外，也可以在导光板1上进一步层叠具有扩散等功能的透光性部件。在这种情况下，在光学功能部1a为凹部时，优选以堵塞凹部的开口(即，接近导光板1的第一主面1c的部分)，但不填埋凹部的方式设置透光性部件。由此，能够在光学功能部1a的凹部内设置空气层，能够使来自发光元件11的光良好地扩展。
工业上的可利用性
本发明的发光模块例如能够用作液晶显示装置的背光源、照明器具等。

Claims (15)

1.一种发光模块的制造方法，所述发光模块具备：
导光板，其具备成为发光面的第一主面、位于所述第一主面相反侧且设有凹部的第二主面；
调光部，其包含荧光体；
发光元件，其与所述调光部接合，
所述发光模块的制造方法包含如下工序：
准备所述导光板和发光元件单元，所述发光元件单元将所述调光部和所述发光元件接合并设为一体构造而成；
将所述发光元件单元的所述调光部固定在所述凹部内；
在所述发光元件的电极上形成配线。
2.如权利要求1所述的发光模块的制造方法，其中，
使用在所述第二主面设有多个凹部而构成的所述导光板，
在所述导光板的各个所述凹部固定所述发光元件单元，将多个所述发光元件单元固定在所述导光板的恒定位置。
3.如权利要求1或2所述的发光模块的制造方法，其中，
将所述发光元件的光辐射面与所述导光板的第二主面配置在同一平面上，将所述发光元件单元固定在所述导光板上。
4.如权利要求3所述的发光模块的制造方法，其中，
使配置于所述导光板的所述凹部的所述发光元件单元的插入部的外形比所述凹部的内形小，
向能够在所述凹部内配置所述插入部的、形成于所述凹部的内周与所述插入部的外周之间的环形间隙内填充接合剂，形成接合壁。
5.如权利要求4所述的发光模块的制造方法，其中，
使所述环形间隙的容积比所述发光元件单元的所述插入部的体积大。
6.如权利要求4或5所述的发光模块的制造方法，其中，
将所述接合壁的表面水平与所述导光板的第二主面设为同一平面。
7.如权利要求4～6中任一项所述的发光模块的制造方法，其中，
所述接合壁使用透光性树脂。
8.如权利要求1～7中任一项所述的发光模块的制造方法，其中，
在所述发光元件单元设置第一密封树脂部，所述第一密封树脂部将外周面与所述调光部的外周面设为同一平面，且埋设所述发光元件，
将设有所述第一密封树脂部而构成的发光元件单元固定在所述导光板上。
9.如权利要求8所述的发光模块的制造方法，其中，
将所述第一密封树脂部设为白色树脂。
10.如权利要求1～9中任一项所述的发光模块的制造方法，其中，
在固定有所述发光元件单元而构成的所述导光板的第二主面上设置用于埋设所述发光元件单元的第二密封树脂部。
11.一种发光模块，其具备：
透光性导光板，其在向外部辐射光的成为发光面的第一主面的相反侧的第二主面设有凹部；
发光元件单元，其固定于所述导光板的所述凹部，
所述发光元件单元在发光元件上接合有包含荧光体的调光部，
所述发光元件单元使配置于所述凹部的插入部的外形比所述凹部的内形小，
具有填充在形成于所述插入部与所述凹部之间的环形间隙内的透光性接合剂作为接合壁。
12.如权利要求11所述的发光模块，其中，
所述环形间隙的容积比所述发光元件单元的所述插入部的体积大。
13.如权利要求11或12所述的发光模块，其中，
在所述导光板的所述第二主面层叠有埋设所述发光元件单元而构成的第二密封树脂部。
14.如权利要求13所述的发光模块，其中，
所述发光元件单元具有第一密封树脂部，所述第一密封树脂部将外周面与所述调光部的外周面设为同一平面，且埋设所述发光元件，
设有所述第一密封树脂部而构成的所述发光元件单元被埋设于所述第二密封树脂部。
15.如权利要求13或14所述的发光模块，其中，
所述第二密封树脂部和所述第一密封树脂部为白色树脂。
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