JP2021136170A - 面発光光源及びその製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】落下時の耐衝撃性が優れた面発光光源及びその製造方法を提供する。【解決手段】面発光光源１００において、複数の光源１を整列する複数の発光モジュール１０と、複数の発光モジュール１０を整列させて接着層２０を介して設けられる配線基板１５と、を備える。配線基板１５に設けられる複数の発光モジュール１０は、隣り合う発光モジュール１０に空間部１２を介して配置され、接着層２０は、熱硬化性樹脂からなり、空間部１２に入り込んだ進入部２１を有する。進入部２１には、発光モジュール１０の側面から剥離された剥離部２２が形成されている。【選択図】図３

Description

本開示は、面発光光源及びその製造方法に関するものである。
従来の面発光光源は、配線基板と、配線基板に搭載される複数の発光モジュールと、を備える。例えば、特許文献１〜４には、隣接する発光モジュール同士が接着層で接着された面発光光源が開示されている。
特開２００１−２３１７３４号公報 特開２０１０−０１０４１４号公報 特開２０１０−１５４２４５号公報 特開２０１７−２０８３８３号公報
本開示に係る実施形態は、落下時の耐衝撃性が優れた面発光光源及びその製造方法を提供することを課題とする。
本開示の実施形態の面発光光源は、複数の光源を整列する複数の発光モジュールと、前記複数の発光モジュールを整列させて接着層を介して設けられる配線基板と、を備え、前記配線基板に設けられる複数の前記発光モジュールは、隣り合う前記発光モジュールに空間部を介して配置され、前記接着層は、熱硬化性樹脂からなり、前記空間部に入り込んだ進入部を有し、前記進入部には、前記発光モジュールの側面から剥離された剥離部が形成されている。
本開示の実施形態の面発光光源の製造方法は、複数の光源を整列する複数の発光モジュールと、隣り合う前記発光モジュールに空間部を介して配置された前記複数の発光モジュールを整列させて、熱硬化性樹脂からなる接着層を介して接着する配線基板と、を準備する準備工程と、前記接着層を熱と圧力を加えることで、前記接着層が溶融硬化して前記配線基板と前記複数の発光モジュールとを接着させると共に、溶融した前記接着層が前記空間部に入り込んだ後に硬化して進入部を形成する加圧工程と、前記空間部を加圧することで、前記進入部に前記発光モジュールの側面から剥離した剥離部を形成する剥離工程と、を含む。
本開示の実施形態に係る面発光光源及びその製造方法によれば、落下時の耐衝撃性を優れたものとすることができる。
実施形態に係る面発光光源の一部を省略して全体を表面側から模式的に示す斜視図である。 実施形態に係る面発光光源の一部を裏面側から拡大して模式的に示す斜視図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線における断面を模式的に示す断面図である。 図３の一部を拡大して模式的に示す断面図である。 実施形態に係る面発光光源の製造方法を示すフローチャートである。 実施形態に係る面発光光源の製造方法の準備工程において準備した配線基板及び複数の発光モジュールを、図２のＸ−Ｘ線に対応する断面にして模式的に示す断面図である。 図６の一部を拡大して模式的に示す断面図である。 実施形態に係る面発光光源の製造方法の熱加圧工程において熱盤を介して接着層を押圧する状態を、図２のＸ−Ｘ線に対応する断面にして模式的に示す断面図である。 図８の一部を拡大して模式的に示す断面図である。 実施形態に係る面発光光源の製造方法の剥離工程においてローラーを介して空間部を押圧する状態を、図２のＸ−Ｘ線に対応する断面にして模式的に示す断面図である。 図１０の一部を拡大して模式的に示す断面図である。 実施形態に係る面発光光源の製造方法の導通部形成工程において配線パッドに形成したビアホールに導電部材を充填した状態を、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に対応する断面にして模式的に示す一部断面図である。 実施形態に係る面発光光源の製造方法の導通部形成工程において導電部材を熱盤を介して押圧する状態を、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に対応する断面にして模式的に示す一部断面図である。 実施形態に係る面発光光源の製造方法の導通部形成工程において硬化した導電部材上に保護部材を設ける状態を、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に対応する断面にして模式的に示す一部断面図である。
以下の実施形態に係る説明において参照する図面は、本発明を概略的に示したものであるため、各部材のスケールや間隔、位置関係などが誇張、あるいは、部材の一部の図示が省略されている場合がある。また、各部材のスケールや間隔が一致しない場合もある。また、以下の説明では、同一の名称および符号については原則として同一または同質の部材を示しており、詳細な説明を適宜省略することとする。また、配線基板の構成において、「上」、「下」、「左」および「右」などは、状況に応じて入れ替わるものである。本明細書において、「上」、「下」などは、説明のために参照する図面において構成要素間の相対的な位置を示すものであって、特に断らない限り絶対的な位置を示すことを意図したものではない。
＜面発光光源＞
面発光光源１００について図１乃至図４を参照して説明する。
図１は、実施形態に係る面発光光源の一部を省略して全体を表面側から模式的に示す斜視図である。図２は、実施形態に係る面発光光源の一部を裏面側から拡大して模式的に示す斜視図である。図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線における断面を模式的に示す断面図である。図４は、図３の一部を拡大して模式的に示す断面図である。
面発光光源１００は、複数の光源１を整列する複数の発光モジュール１０と、複数の発光モジュール１０を整列させて接着層２０を介して設けられる配線基板１５と、を備え、配線基板１５に設けられる複数の発光モジュール１０は、隣り合う発光モジュール１０に空間部１２を介して配置され、接着層２０は、熱硬化性樹脂からなり、空間部１２に入り込んだ進入部２１を有し、進入部２１には、発光モジュール１０の側面から剥離された剥離部２２が形成されている。以下、面発光光源１００の各構成について説明する。
［配線基板］
配線基板１５は、接着層２０を介して複数の発光モジュール１０を整列させると共に、発光モジュール１０に外部から電流を供給する。また、配線基板１５は、絶縁基材１６と絶縁基材１６に形成した第１配線層１７とを備えている。この配線基板１５は、発光モジュール１０ごとに、絶縁基材１６に形成した第１配線層１７に連続する一対の配線パッド１８を備えている。一対の配線パッド１８には、それぞれ、少なくとも２つ（図２では４つ）のビアホール１８ａ１、１８ａ２が形成されている。なお、一対の配線パッド１８は、配線基板１５の一面側に有していることが好ましい。また、配線基板１５は、ここでは、一面側に被覆層１９が形成され、他面側に接着層２０を介して複数の発光モジュール１０に接着するように形成されている。
配線基板１５を形成する絶縁基材１６は、例えば、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、シリコーン樹脂、ＢＴレジン、ポリフタルアミド等の絶縁性の樹脂材料から形成されている。また、絶縁基材１６は、金属部材の表面に絶縁性部材が層状に形成されたものでもよい。また、配線基板１５は、リジッド基板又はフレキシブル基板を用いることができる。さらに、配線基板１５は、絶縁基材１６を複数積層したものであってもよい。
第１配線層１７及び配線パッド１８は、金属材料を用いることができ、例えば、Ａｇ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｒｈ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｗ等の単体金属またはこれらの金属を含む合金を好適に用いることができる。さらに好ましくは、光反射性に優れたＡｇ、Ａｌ、Ｐｔ、Ｒｈ等の単体金属またはこれらの金属を含む合金を用いることができる。
配線パッド１８は、例えば、第１配線層１７の配線幅よりも幅広く形成された矩形の領域として形成されている。そして、配線パッド１８は、ここでは、発光モジュール１０の両端側に位置する第１配線層１７の左右に対向して形成されている。また、配線パッド１８は、一対のそれぞれに、２つのビアホール１８ａ１、１８ａ２を形成している。なお、ビアホール１８ａ１、１８ａ２は、絶縁基材１６及び接着層２０を貫通して形成されている貫通孔であるが、発光モジュール１０の第２配線層７を介して発光モジュール１０と接着することによって底部が形成されている有底孔となる。
ビアホール１８ａ１、１８ａ２は、その開口形状を、例えば、円、楕円、矩形、菱形、三角形、十字型等のいずれかとして形成される。また、ビアホールの数は、一対の配線パッド１８の一方に１つ以上が形成されていればよく、ここでは、２つ以上として４つが形成されている例を示している。
なお、ビアホール１８ａ１、１８ａ２は、光源１の整列方向に対して傾斜方向に２個づつが並列して配置されていることが好ましい。ビアホール１８ａ１、１８ａ２が傾斜方向に配置されることで、スクリーン印刷により充填される導電部材３０がビアホール１８ａ１、１８ａ２のそれぞれの２つの孔に跨って充填されやすくなる。
被覆層１９は、配線基板１５上に設けられている第１配線層１７等を保護するために所定の厚みで所定の範囲を被覆するように形成されている。この被覆層１９は、保護部材４０と同じ、ポリイミド樹脂、フェニルシリコーン樹脂、ジメチルシリコーン樹脂等を用いて形成することができる。なお、被覆層１９は、配線パッド１８を露出する開口あるいは配線パッド１８上に配線パッド１８の面積よりも開口面積を小さくする開口を形成することが好ましい。被覆層１９は、開口を介してビアホール１８ａ１、１８ａ２に導電部材３０を充填している。
接着層２０は、ウレタン樹脂等の熱硬化性樹脂からなり、隣り合う発光モジュール１０の側面の間に形成された空間部１２に入り込んだ進入部２１を有する。進入部２１は、後記する面発光光源１００の製造の際の加圧工程Ｓ１２において、熱硬化性樹脂からなる接着層２０が溶融し、溶融した接着層２０が空間部１２に入り込んで硬化することによって形成される。進入部２１の空間部１２での高さについては特に制限されないが、断面視において空間部１２の高さ方向における中間位置より配線基板１５側に位置することが好ましい。空間部１２に進入部２１が形成されない領域１２ａが形成されることよって、面発光光源１００に外部から衝撃が加わった際、領域１２ａで衝撃によるひずみや変形等を緩和できる。
進入部２１には、発光モジュール１０の側面から剥離された剥離部２２が形成されている。剥離部２２は、発光モジュール１０の側面に当接していても、離れていてもよい。剥離部２２は、後記する面発光光源１００の製造の際の剥離工程Ｓ１３において、空間部１２に圧力をかけることによって形成される。剥離部２２は、隣り合う発光モジュール１０の側面と対面する進入部２１の少なくともどちらか一方の側面に形成されていることが好ましく、進入部２１の両側面に形成されていることがさらに好ましい。また、剥離部２２は、発光モジュール１０の側面と対面する進入部２１の側面の一部のみに形成されていてもよい。剥離部２２の形成により、面発光光源１００に外部から衝撃が加わった際、空間部１２と共に剥離部２２で衝撃によるひずみや変形等を緩和できる。ここでいう剥離部２２とは、接着層２０から空間部１２に入り込んだ進入部２１が、発光モジュール１０の側面に対面するいずれか一方の位置において、半分以上剥離している状態をいう。
接着層２０は、６０℃における溶融粘度が５．０×１０４〜７．０×１０５ポイズであることが好ましい。溶融粘度が７．０×１０５ポイズ以下であると、加圧工程Ｓ１２において接着層２０が溶融流動しやすくなり、空間部１２に入り込んで進入部２１を形成しやすくなる。また、溶融粘度が５．０×１０４以上であると、進入部２１が断面視において空間部１２の高さ方向における中間位置よりも配線基板１５側に位置することができ、空間部１２にひずみや変形などを緩和する領域１２ａを確保しやすくなる。なお、溶融粘度の測定は、１２０℃であってもよく、その際の溶融粘度は、４．０×１０４〜２．０×１０５である。
配線基板１５は、２つのビアホール１８ａ１に跨がって充填された導電部材３０と、導電部材３０を配線基板１５の一面側から覆うように設けた保護部材４０と、を備えることが好ましい。
導電部材３０は、２つのビアホール１８ａ１、２つのビアホール１８ａ２にそれぞれ跨って充填されることで、整列する光源１に外部からの電流を供給するように電気的な導通を行うものである。導電部材３０は、２つのビアホール１８ａ１に充填される充填部３２と、充填部３２に亘って配線パッド１８の一部表面に介在する介在部３１とを有するように設けられる。同様に、導電部材３０は、２つのビアホール１８ａ２に充填される充填部３２と、充填部３２に亘って配線パッド１８の一部表面に介在する介在部３１と、を有するように設けられる。
導電部材３０としては、例えば、フレーク状、鱗片状または樹皮状の銀粉や銅粉などのフィラーと、熱硬化性のバインダ樹脂と、を混合したものを用いることができる。また、導電部材３０としては、できるだけ体積抵抗率が小さく、バインダ樹脂や溶剤成分の含有量が少ないものを用いることが好ましい。
保護部材４０は、配線パッド１８及び導電部材３０を保護するものである。保護部材４０は、ポリイミド樹脂、フェニルシリコーン樹脂、ジメチルシリコーン樹脂等を用いることができる。また、保護部材４０は、不透光性とするために、顔料が添加されていてもよい。
［発光モジュール］
面発光光源１００においては、複数の発光モジュール１０を、例えば矩形（２〜２００列×２〜２００行）に整列させて接着層２０を介して配線基板１５上に設けられる。配線基板１５上に設けられた複数の発光モジュール１０は、隣り合う発光モジュール１０に空間部１２を介して配置される。発光モジュール１０は、複数の光源１を、例えば矩形（２〜２００列×２〜２００行）に整列させて構成される。
光源１は、例えば、発光素子２と、発光素子２の光取出面側に取り付けられる透光性部材３と、発光素子２の側面に設けられる被覆部材４と、被覆部材４の側面に設けられる光反射部材６と、光反射部材６及び透光性部材３の上に設けられる光学機能部５ａを備える導光板５と、を備えていることが好ましい。
発光素子２は、例えば、公知の半導体発光素子を利用することができ、発光素子２として発光ダイオードを例示している。発光素子２は、青色光を出射する光源を用いること、又は、複数の異なる色光を発する発光素子を用い、例えば、赤色、青色、緑色の各色光を混合して白色光を出射することができる。発光素子２として、任意の波長の光を出射する素子を選択することができ、その目的に応じて、使用する発光素子の組成、発光色、大きさ、個数等も適宜、選択が可能である。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（ＩｎｘＡｌｙＧａ１−ｘ−ｙＮ、０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）又はＧａＰを用いた発光素子を用いることができる。また、赤色の光を出射する素子としては、ＧａＡｌＡｓ、ＡｌＩｎＧａＰなどの半導体を含む発光素子を用いることができる。また、前記以外の材料からなる半導体発光素子を用いることもでき、半導体層の材料及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。
透光性部材３は、発光素子２の発光色を調整する第１透光性部材３Ａと、第１透光性部材３Ａに積層された光を拡散する第２透光性部材３Ｂと、を有することが好ましい。第１透光性部材３Ａは、透光性材料と蛍光体を含んでいる。透光性材料には、導光板５の材料よりも高い屈折率を有する材料が好ましい。エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、これらを混合した樹脂、又は、ガラス等を用いることができるが、耐光性及び成形容易性の観点からは、シリコーン樹脂を選択することが好適である。
第１透光性部材３Ａは、蛍光体の種類に応じて、変換可能な波長の範囲が異なることになり、変換を希望する波長とするために適切な蛍光体を選択する必要がある。蛍光体としては例えば、ＹＡＧ蛍光体、ＬＡＧ蛍光体、クロロシリケート系蛍光体、βサイアロン蛍光体、ＣＡＳＮ蛍光体、ＳＣＡＳＮ蛍光体、ＫＳＦ系蛍光体等のフッ化物系蛍光体などを用いることができる。特に、複数種類の蛍光体を１つの第１透光性部材３Ａにおいて用いること、より好ましくは、第１透光性部材３Ａが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系蛍光体等のフッ化物系蛍光体とを含むことにより、面発光光源１００の色再現範囲を広げることが可能となる。
さらに、第１透光性部材３Ａは、特定の色の光を出射する蛍光体を含有させることで、特定の色の光を出射することが可能となる。また、第１透光性部材３Ａは量子ドットを含有させることも可能である。第１透光性部材３Ａ内において、蛍光体の配置態様には制限はなく、略均一に分布させること、一部に偏在させること、又は、異なる蛍光体をそれぞれ含有する複数の層を積層させること等、効果的な態様を選択することが可能である。
第２透光性部材３Ｂは、前記した透光性材料を母材として、これに白色粉末を分散状態に添加している。白色粉末には、ＳｉＯ２やＴｉＯ２等の無機微粒子を使用する。
被覆部材４は、発光素子２を保護すると共に、発光素子２の側面からの光を反射して光取出面側に送る部材である。被覆部材４は、発光素子２の周囲にあって発光素子２を埋設して保護する。
被覆部材４の材料は、発光素子２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光反射性材料であることが好ましい。被覆部材４を設けることで、発光素子２からの発光を導光板５に効率よく取り入れることができることになる。また、被覆部材４が、発光素子２を保護する部材と導光板５の出射面と反対側の面に設けられる反射部材とを兼ねることにより、面発光光源１００の薄型化を図ることができることになる。
被覆部材４の光反射性材料は、白色の顔料等を含有させた樹脂であることが好ましい。また、被覆部材４は、面発光光源１００のコストダウンを図るためには、安価な酸化チタンを含有させたシリコーン樹脂を用いることが好ましい。
光反射部材６は、導光板５を保護すると共に、発光素子２の側面からの光を反射して光取出面側に送る部材である。光反射部材６は、被覆部材４の周囲に配置して導光板５を保護する。光反射部材６は、被覆部材４と同様な光反射性材料で構成することが好ましい。また、被覆部材４と光反射部材６とは、区画することなく同一の光反射性物質で構成してもよい。
導光板５は、光源（発光素子２、透光性部材３及び被覆部材４）からの光が入射され、面状の発光を行う透光性の部材である。導光板５は、発光面となる第１主面に複数の光学機能部５ａを有するとともに、第１主面の反対側となる第２主面に透光性部材３を収納する凹部を有していてもよい。また、導光板５は、透光性部材３又は発光素子２を収納できる、第１主面と第２主面を貫通する貫通孔を有していてもよい。
導光板５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、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等の熱硬化性樹脂等の樹脂材料やガラス等の透光性を有する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く、透明性が高く、安価なポリカーボネートが更に好ましい。導光板５に発光素子２を実装した後に第２配線層７を形成する面発光光源１００では、半田リフローのような高温が作用す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使用可能である。また、導光板５は、例えば、射出成型やトランスファーモールドで成形することができる。
光学機能部５ａは、発光素子２からの光を反射して放射方向に広げ、導光板５の面内における発光強度を平均化させるために設けられている。光学機能部５ａは、導光板５にレンズ等の反射や拡散機能を有する部材を設けるなど、種々の構成により実現させることができる。例えば空気等、導光板５の材料と屈折率の異なる物質と界面を設ける構成とすることができる。また、光学機能部５ａは、逆円錐の凹みの空間として形成されているが、その大きさや形状は、適宜設定することができる。具体的には、逆四角錐、逆六角錐等の逆多角錐形等の凹みの空間として形成してもよい。そして、光学機能部５ａは、このように形成された凹みであって、導光板５と屈折率の異なる物質と凹みの傾斜面との界面で照射された光を、発光素子２の側方、つまり、光学機能部５ａを中心として放射方向に反射する構成とすることができる。例えば、光反射部材や遮光部材を光学機能部５ａに配置してもよい。また、光学機能部５ａは、断面視において直線状又は曲線状である傾斜面を有する凹部に、例えば金属等の反射膜や白色の樹脂等の反射性材料を設ける構成とすることができる。光学機能部５ａは、発光素子２の光軸と、光学機能部５ａの中心（凹部頂点）である光軸とが延長線上において略一致する位置に設けられることが
好ましい。
光源１では、発光素子２と透光性部材３とは透光性接着部材で接着されている。透光性接着部材は、発光素子２の側面にフィレットとして形成されることが好ましい。光源１では、導光板５と透光性部材３とは、接合部材８によって接合されている。この場合、導光板５の発光素子２側の表面に形成された凹部内に、発光素子２が接着した透光性部材３を配置し、凹部壁面と透光性部材３の側面との間に接合部材８を設けることが好ましい。なお、透光性接着部材及び接合部材８は、シリコーン樹脂等の公知の接着剤等を使用することができる。
発光モジュール１０では、複数の発光素子２の電極と電気的に接続される第２配線層７が設けられている。発光モジュール１０では、第２配線層７が発光素子２、被覆部材４及び光反射部材６の電極側の面に形成される。配線基板１５と接着層２０を介して発光モジュール１０が接続されると、第２配線層７とビアホール１８ａ１、１８ａ２の内部に設けた導電部材３０とが接続されて、複数の光源１の発光素子２を電気的に接続することができる。
発光モジュール１０は、面発光光源１００においては、隣り合う発光モジュール１０に空間部１２を介して複数配置されている。空間部１２は、その幅が１０〜１５０μｍであることが好ましい。より好ましくは、２０〜１００μmである。幅が１０μｍ以上であると、後記する加圧工程Ｓ１２において、溶融した接着層２０が空間部１２に入り込みやすく、進入部２１を形成しやすくなる。
発光モジュール１０は、面発光光源１００において、隣り合う発光モジュール１０の少なくとも一方の側面には、配線基板１５側に空間部１２の幅が拡大する面取部１１を備えることが好ましい。面取部１１を備えることによって、後記する加圧工程Ｓ１２において溶融した接着層２０が空間部１２に入り込みやすく、進入部２１を形成しやすくなる。面取部１１は、後記する準備工程Ｓ１１において、複数の光源１を整列させた発光モジュール１０を、ダイシングによる個片化で作製することによって形成することができる。
以上説明したように、面発光光源１００では、隣り合う発光モジュール１０が空間部１２を介して配置され、接着層２０が空間部１２に入り込む進入部２１を有し、その進入部２１に発光モジュール１０の側面から剥離する剥離部２２が形成されている。そのため、外部から衝撃が加わった際に、隣り合う発光モジュール１０同士が接触して生じる衝撃が軽減されるので、破損等が抑制される。また、空間部１２に入り込んだ進入部２１、その進入部２１に形成された剥離部２２が、外部からの衝撃を吸収する機能を有するため、衝撃によるひずみや変形が緩和される。その結果、面発光光源１００の落下時の耐衝撃性が向上する。また、面発光光源１００では、ひずみや変形による輝度ムラ、色ムラが抑制される。
＜面発光光源の製造方法＞
次に、前記した面発光光源１００を製造する製造方法について図５乃至図１１を参照して説明する。
図５は、実施形態に係る面発光光源の製造方法を示すフローチャートである。図６は、実施形態に係る面発光光源製造方法の準備工程において準備した配線基板及び複数の発光モジュールを、図２のＸ−Ｘ線に対応する断面にして模式的に示す断面図である。図７は、図６の一部を拡大して模式的に示す断面図である。図８は、実施形態に係る面発光光源の製造方法の熱加圧工程において熱盤を介して接着層を押圧する状態を、図２のＸ−Ｘ線に対応する断面にして模式的に示す断面図である。図９は、図８の一部を拡大して模式的に示す断面図である。図１０は、実施形態に係る面発光光源の製造方法の剥離工程においてローラーを介して空間部を押圧する状態を、図２のＸ−Ｘ線に対応する断面にして示す模式的に示す断面図である。図１１は、図１０の一部を拡大して模式的に示す断面図である。
面発光光源の製造方法は、複数の光源１を整列する複数の発光モジュール１０と、隣り合う発光モジュール１０に空間部１２を介して配置された複数の発光モジュール１０を整列させて、熱硬化性樹脂からなる接着層２０を介して接着する配線基板１５と、を準備する準備工程Ｓ１１と、接着層２０に熱と圧力を加えることで、接着層２０が溶融硬化して配線基板１５と複数の発光モジュール１０とを接着させると共に、溶融した接着層２０が空間部１２に入り込んだ後に硬化して進入部２１を形成する加圧工程Ｓ１２と、空間部１２を加圧することで、進入部２１と発光モジュール１０の側面とが剥離した剥離部２２を形成する剥離工程Ｓ１３と、を含む。以下、各工程について説明する。
［準備工程］
準備工程Ｓ１１は、複数の発光モジュール１０と、複数の発光モジュール１０を接着する配線基板１５と、を準備する工程である。この準備工程Ｓ１１では、発光モジュール１０は、多数の光源１が整列したセグメントアレイから、所定数の光源１が整列したものを発光モジュール１０として、ダイサー等でダイシングすることによって形成される。ダイシングによって、形成された発光モジュール１０は、少なくとも一方の側面に面取部１１が形成される。配線基板１５は、絶縁基材１６と、絶縁基材１６の一面側に形成された第１配線層１７と、第１配線層１７を覆う被覆層１９と、備える。また、絶縁基材１６の他面側には、接着層２０を設けた状態とする。そして、準備工程Ｓ１１では、空間部１２を介して複数の発光モジュール１０を配置し、発光モジュール１０と配線基板１５の接着層２０とが対面するように、発光モジュール１０の上に配線基板１５を配置する。
また、準備工程Ｓ１１では、光源１は、光学機能部５ａを予め形成した導光板５に、光学機能部５ａと対向する凹部を形成したものを準備する。そして、発光素子２、被覆部材４及び透光性部材３を備える光源を準備する。光源を導光板５の凹部に配置し、凹部壁面と透光性部材３の側面とを接合部材８で接合し、導光板５及び接合部材８を覆うように光反射部材６を設けた後に、発光素子２の外部リードを接続する第２配線層７を形成する。
［加圧工程］
加圧工程Ｓ１２は、接着層２０に熱と圧力を加えることで、配線基板１５と複数の発光モジュール１０とを接着させると共に、接着層２０に空間部１２に入り込む進入部２１を形成する工程である。この加圧工程Ｓ１２は、例えば、温度を制御することができる上下の熱盤ＨＬ１、ＨＬ２を用いて、接着層２０に熱と圧力を加える。熱盤ＨＬ１、ＨＬ２には、それぞれ離型フィルムを設けた状態で圧力を加えるようにしてもよい。加圧工程Ｓ１２では、接着層２０に熱と圧力が加わることで、熱硬化性樹脂から構成される接着層２０が溶融硬化して配線基板１５と複数の発光モジュール１０とを接着させる。また、加圧工程Ｓ１２では、溶融した接着層２０が空間部１２に入り込んだ後に硬化して、隣り合う発光モジュール１０の側面の一部と接着する進入部２１を形成する。
加圧工程Ｓ１２では、断面視における進入部２１の高さが、空間部１２の高さ方向における中間位置よりも配線基板１５側に位置するように、進入部２１を形成することが好ましい。このような進入部２１は、接着層２０を構成する熱硬化性樹脂の種類及び溶融粘度を考慮して、熱盤ＨＬ１、ＨＬ２の温度、及び、熱盤ＨＬ１、ＨＬ２にかける圧力を設定することによって達成される。
［剥離工程］
剥離工程Ｓ１３は、空間部１２を加圧することで、進入部２１に、進入部２１と発光モジュール１０の側面とが剥離した剥離部２２を形成する工程である。前記の加圧工程Ｓ１２では、接着層２０の硬化によって、配線基板１５に接着した複数の発光モジュール１０が、断面視において配線基板１５側に反った形状となる。剥離工程Ｓ１３では、空間部１２に入り込んだ接着層２０の進入部２１に剥離部２２が形成されることによって、配線基板１５に接着した複数の発光モジュール１０が、断面視において配線基板１５側に平坦な形状となる。
剥離工程Ｓ１３での空間部１２の加圧方法は、配線基板１５に接着した複数の発光モジュール１０が平坦になるように押圧することが好ましい。配線基板１５に接着した複数の発光モジュール１０が、断面視において配線基板１５側に平坦となる方法であれば、特に制限されるものではない。このような空間部１２の加圧方法としては、例えば、複数の発光モジュール１０が接着した配線基板１５の側から治具５０を押し当てる方法が好ましい。さらに好ましくは、配線基板１５に接着した発光モジュール１０を載置台５１に載置し、配線基板１５側から治具５０を押し当てる方法が挙げられる。載置台５１としては、発光モジュール１０に負荷される力を緩和して発光モジュール１０の破損等を防止できるスポンジ等の弾性体から構成されていることが好ましい。治具５０としては、作業性が良好な金属製のローラーを用いることが好ましい。また、剥離工程Ｓ１３では、配線基板１５側からの治具５０の押し当ては、空間部１２の形成位置を中心にして前後方向に、配線基板１５の長さ方向に沿って数回移動させることが好ましい。
面発光光源１００の製造方法は、剥離工程Ｓ１３の後に、複数の発光モジュール１０と配線基板１５とを電気的に導通する導通部を形成する導通部形成工程Ｓ１４を含んでもよい。その際、準備工程Ｓ１１では、複数の発光モジュール１０と接着する配線基板１５として、第１配線層１７と第１配線層１７に連続する一対の配線パッド１８ごとに形成した少なくとも２つのビアホール１８ａ１、１８ａ２とを一面側に有すると共に、２つのビアホール１８ａ１、１８ａ２に跨って充填された導電部材３０と、導電部材３０を一面側から覆うように設けた保護部材４０と、を備える配線基板１５を準備する。
［導通部形成工程］
導通部形成工程Ｓ１４について、図１２Ａ〜図１２Ｃを参照して説明する。図１２Ａは、実施形態に係る面発光光源の製造方法の導通部形成工程において配線パッドに形成したビアホールに導電部材を充填した状態を、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に対応する断面にして模式的に示す一部断面図である。図１２Ｂは、実施形態に係る面発光光源の製造方法の導通部形成工程において導電部材を熱盤を介して押圧する状態を、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に対応する断面にして模式的に示す一部断面図である。図１２Ｃは、実施形態に係る面発光光源の製造方法の導通部形成工程において押圧した導電部材上に保護部材を設ける状態を、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に対応する断面にして模式的に示す一部断面図である。
導通部形成工程Ｓ１４は、ビアホール１８ａ１、１８ａ２内に導電部材３０を充填する充填工程と、充填された導電部材３０を硬化させる熱加圧工程と、硬化させた導電部材３０を覆う保護部材４０を形成する保護部材形成工程と、を含む。
充填工程では、スクリーン印刷等の印刷作業でスキージを往復させながら、マスクＭＫの開口Ｍ１からビアホール１８ａ１、１８ａ２に導電部材３０を供給する。マスクＭＫの開口孔Ｍ１は、配線パッド１８を露出するように、あるいはビアホール１８ａ１、１８ａ２の少なくとも一部が重なるように配線パッド１８の一部表面を露出するように形成されている。そのため、充填工程では、導電部材３０は、ビアホール１８ａ１、１８ａ２に充填される充填部３２と、配線パッド１８の一部表面に設けられる介在部３１とが印刷される。
熱加圧工程では、例えば、温度を制御することができる上下の熱盤ＨＬ１、ＨＬ２を用いて熱をかけながら押圧する。熱盤ＨＬ１、ＨＬ２には、それぞれ離型フィルムを設けた状態で押圧するようにしてもよい。熱加圧工程では、導電部材３０の介在部３１が印刷時よりも圧縮された状態で硬化すると共に、ビアホール１８ａ１、１８ａ２に充填された導電部材３０の充填部３２が硬化する。
保護部材形成工程では、配線パッド１８を覆うように配線基板１５の一面側から保護部材４０を供給して押圧する。そして、保護部材形成工程では、保護部材４０は、被覆層１９の高さよりも高くなるように導電部材３０を覆うように形成される。
以上説明したように、面発光光源１００の製造方法では、準備工程Ｓ１１、加圧工程Ｓ１２及び剥離工程Ｓ１３を含む。そのため、隣り合う発光モジュール１０が空間部１２を介して配置され、接着層２０が空間部１２に入り込む進入部２１に剥離部２２が形成される。その結果、落下時の耐衝撃性が向上した面発光光源１００を製造できる。
なお、本開示として説明した面発光光源及び面発光光源の製造方法では、請求の範囲に記載された範囲において種々の変更を加えることができることはもちろんである。
１ 光源
２ 発光素子
３ 透光性部材
３Ａ 第１透光性部材
３Ｂ 第２透光性部材
４ 被覆部材
５ 導光板
５ａ 光学機能部
６ 光反射部材
７ 第２配線層
８ 接合部材
１２ 空間部
１２ａ 領域
１０ 発光モジュール
１１ 面取部
１５ 配線基板
１６ 絶縁基材
１７ 第１配線層
１８ 配線パッド
１８ａ１、１８ａ２ ビアホール
１９ 被覆層
２０ 接着層
２１ 進入部
２２ 剥離部
３０ 導電部材
３１ 介在部
３２ 充填部
４０ 保護部材
１００ 面発光光源
Ｓ１１ 準備工程
Ｓ１２ 加圧工程
Ｓ１３ 剥離工程
Ｓ１４ 導通部形成工程

Claims (10)

  1. 複数の光源を整列する複数の発光モジュールと、
    前記複数の発光モジュールを整列させて接着層を介して設けられる配線基板と、を備え、
    前記配線基板に設けられる複数の前記発光モジュールは、隣り合う前記発光モジュールに空間部を介して配置され、
    前記接着層は、熱硬化性樹脂からなり、前記空間部に入り込んだ進入部を有し、
    前記進入部には、前記発光モジュールの側面から剥離された剥離部が形成されている面発光光源。
  2. 前記配線基板は、一つの前記発光モジュールに対応して、第１配線層と前記第１配線層に連続する一対の配線パッドごとに形成した少なくとも２つのビアホールとを一面側に有すると共に、前記２つのビアホールに跨って充填された導電部材と、前記導電部材を一面側から覆うように設けた保護部材と、を備える請求項１に記載の面発光光源。
  3. 前記進入部は、断面視において前記空間部の高さ方向における中間位置より前記配線基板側に位置する請求項１又は２に記載の面発光光源。
  4. 前記剥離部は、隣り合う前記発光モジュールの少なくとも一方の側面と対面する前記進入部に形成されている請求項１乃至３のいずれか一項に記載の面発光光源。
  5. 隣り合う前記発光モジュールの少なくとも一方の側面には、配線基板側に前記空間部の幅が拡大する面取部を備える請求項１乃至４のいずれか一項に記載の面発光光源。
  6. 前記接着層は、６０℃における溶融粘度が５．０×１０４〜７．０×１０５ポイズ又は１２０℃における溶融粘度が４．０×１０４〜２．０×１０５ポイズである請求項１乃至５のいずれか一項に記載の面発光光源。
  7. 複数の光源を整列する複数の発光モジュールと、隣り合う前記発光モジュールに空間部を介して配置された前記複数の発光モジュールを整列させて、熱硬化性樹脂からなる接着層を介して接着する配線基板と、を準備する準備工程と、
    前記接着層を熱と圧力を加えることで、前記接着層が溶融硬化して前記配線基板と前記複数の発光モジュールとを接着させると共に、溶融した前記接着層が前記空間部に入り込んだ後に硬化して進入部を形成する加圧工程と、
    前記空間部を加圧することで、前記進入部と前記発光モジュールの側面とが剥離した剥離部を形成する剥離工程と、を含む面発光光源の製造方法。
  8. 前記剥離工程は、複数の前記発光モジュールに接着した前記配線基板の側から治具を押し当てることによって前記空間部を加圧する請求項７に記載の面発光光源の製造方法。
  9. 前記剥離工程は、前記配線基板に接着した複数の前記発光モジュールを載置台に載置し、ローラーを押し当てることで前記空間部を加圧する請求項７に記載の面発光光源の製造方法。
  10. 前記剥離工程は、前記配線基板に接着した複数の前記発光モジュールが平坦になるように押圧する請求項７に記載の面発光光源の製造方法。
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