JP6619373B2 - 面状照明装置および面状照明装置の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、面状照明装置および面状照明装置の製造方法に関する。

トップビュー型やサイドビュー型のＬＥＤ（Light Emitting Diode）のような半田によって基板に実装されたＬＥＤが、導光板の入光面に対向するように配置される面状照明装置がある。

従来、ＬＥＤを半田付けする場合に、半田が溶融することで発生するＬＥＤの位置ずれや傾き（姿勢変化）をセルフアライメントによって矯正する技術が知られている。

特開平８−１３０３６３号公報

近年、面状照明装置の狭額縁化の要求に伴い、トップビュー型のＬＥＤの厚さに対して導光板が相対的に薄くなってきている。このような状況下にあっても十分な輝度特性を得るためにはＬＥＤと導光板とを高精度で位置合わせする必要があり、そのためには、ＬＥＤを基板に高精度で実装しておく必要がある。

しかしながら、上記したような従来技術では、セルフアライメントが作用することで、ＬＥＤの実装精度がかえって悪化してしまい、これにより、十分な輝度特性が得られないことがあった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、薄型化の要求に応えつつ、優れた輝度特性を得ることができる面状照明装置および面状照明装置の製造方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様に係る面状照明装置は、側面から入射された光を出射面から出射する導光板と、前記導光板の前記側面側に配置され該側面に向けて光を発する発光面を有する光源と、前記光源の接合面が半田によって接合されることで、前記光源が実装される基板と、前記半田の融点よりも低温で硬化し、前記光源の位置および姿勢を保持しつつ該光源を前記基板に固着させる固着部材と、を備え、前記光源の長手方向の一対の側面に前記半田によるフィレットが形成されておらず、上面視により、前記光源の長手方向の両端から前記固着部材がはみ出していない。

本発明の一態様によれば、薄型化の要求に応えつつ、優れた輝度特性を得ることができる。

図１は、実施形態に係る面状照明装置の外観の一例を示す上面図である。 図２は、図１のＡ−Ａ線における断面図である。 図３Ａは、基板に実装された光源を示す模式図（その１）である。 図３Ｂは、基板に実装された光源を示す模式図（その２）である。 図３Ｃは、基板に実装された光源を示す模式図（その３）である。 図４は、光源の複数配置の構成例を示す側面図である。 図５Ａは、光源の固着構造の変形例１を示す図である。 図５Ｂは、光源の固着構造の変形例２を示す図である。 図５Ｃは、光源の固着構造の変形例３を示す図である。 図６は、光源の実装工程の一例について説明するための図である。 図７は、基板の電極の一例を示す図である。 図８は、半田の塗布方法の一例を示す図である。 図９は、半田の塗布方法の他の例を示す図である。 図１０Ａは、光源の電極に対する基板の電極を示す模式図（その１）である。 図１０Ｂは、光源の電極に対する基板の電極を示す模式図（その２）である。 図１０Ｃは、光源の電極に対する基板の電極を示す模式図（その３）である。 図１１は、面状照明装置の組み立て工程の一例について説明するための図である。

以下、実施形態に係る面状照明装置および製造方法について図面を参照して説明する。なお、図面における各要素の寸法の関係、各要素の比率などは、現実と異なる場合がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。

＜面状照明装置の概要＞
まずは、面状照明装置１０の概要について、図１を用いて説明する。図１は、実施形態に係る面状照明装置１０の外観の一例を示す上面図である。図１に示すように、実施形態に係る面状照明装置１０は、遮光シート３０で覆われていない出射領域である有効エリア４０から光を出射する。すなわち、遮光シート３０により、有効エリア４０が規定される。

実施形態に係る面状照明装置１０は、液晶表示装置のバックライトとして用いられる。かかる液晶表示装置は、たとえば、スマートフォンにおいて用いられる。

なお、図１において、右側の遮光シート３０よりも左側の遮光シート３０の方が、幅が広い。これは、右側の遮光シート３０は、後述する光源１４や基板１２（図２参照）などが含まれない比較的狭い領域を覆う一方で、左側の遮光シート３０は、光源１４や基板１２などを含む比較的広い領域を覆うためである。

左側の遮光シート３０の幅は、たとえば、１．５ｍｍである。また、図１においては、後述する遮光シート３１（図２参照）を省略している。なお、以下では、遮光シート３０と遮光シート３１とを区別するために、遮光シート３０を「第１遮光シート３０」といい、遮光シート３１を「第２遮光シート３１」という。

＜面状照明装置の詳細な構成＞
つづいて、面状照明装置１０の詳細な構成について、図２を用いて説明する。図２は、図１のＡ−Ａ線における断面図である。図２に示すように、面状照明装置１０は、フレーム１１と、基板１２であるＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）（以下、ＦＰＣ１２と記載）と、接続部材１３と、光源１４であるＬＥＤ（以下、ＬＥＤ１４と記載）と、導光板１５と、連結部材１６と、接続部材１７と、拡散シート１８と、プリズムシート１９と、反射シート２０と、第１遮光シート３０と、第２遮光シート３１とを備える。

フレーム１１は、ＦＰＣ１２、接続部材１３、ＬＥＤ１４、導光板１５、連結部材１６、接続部材１７、拡散シート１８およびプリズムシート１９を収納する部材である。フレーム１１は、剛性と光の反射率が大きい、たとえば、ステンレス製の板金フレームである。フレーム１１は、底部１１ａと、側壁部１１ｂとを有する。

底部１１ａは、導光板１５の後述する裏面１５ｃに沿って広がる部位である。底部１１ａは、床面１１ｃを有する。床面１１ｃは、平面１１ｃ１と、後述する凹部１１ｅに形成される凹状の面１１ｃ２とを有する。このうち、平面１１ｃ１には、ＬＥＤ１４や導光板１５が載置される。

側壁部１１ｂは、導光板１５の後述する側面１５ａの長辺に沿って、底部１１ａから光が出射する方向（床面１１ｃの平面１１ｃ１の法線方向）に一体に立ちあがる部位である。側壁部１１ｂは、側面１１ｄを有する。

また、底部１１ａには、凹部１１ｅが形成されている。凹部１１ｅは、床面１１ｃの側面１１ｄ側の部分から側面１１ｄに沿って光が出射する方向とは逆の方向に凹むように形成される、ＦＰＣ１２の下端部を逃がす部位である。凹部１１ｅの幅は、より大きな連結部材１６が床面１１ｃの平面１１ｃ１に配置されるように、狭く形成されている。凹部１１ｅは、底部に凹状の面１１ｃ２を有する。

ＦＰＣ１２は、２つの主面１２ａ，１２ｂを有し、一方の主面１２ａにＬＥＤ１４が実装される基板である。ＦＰＣ１２は、たとえば、ポリイミド基板である。ＦＰＣ１２には所定の配線パターン（図示せず）が形成されており、かかる配線パターンを介して、外部電源（図示せず）からの電力がＬＥＤ１４に供給され、ＬＥＤ１４を発光させることができる。

接続部材１３は、フレーム１１の側面１１ｄに対してＦＰＣ１２を固定させる部材である。接続部材１３は、たとえば、両面テープである。そして、接続部材１３の一方の面がＦＰＣ１２の主面１２ａとは反対側の主面１２ｂに貼り付けられ、他方の面が側面１１ｄに貼り付けられることにより、側面１１ｄに対してＦＰＣ１２が固定される。

ＬＥＤ１４は、点状の光源（点状光源）である。ＬＥＤ１４は、たとえば、青色ＬＥＤと黄色蛍光体とからなる疑似白色ＬＥＤである。ＬＥＤ１４は、全体として直方体状に形成され、導光板１５の側面１５ａに向けて光を発する発光面１４ａを有する。ＬＥＤ１４は、発光面１４ａ以外の面（接合面）が半田によって接合されることで、ＦＰＣ１２に実装される。ＬＥＤ１４は、たとえば、ＦＰＣ１２に実装される面とは反対側の面に発光面１４ａを有する、いわゆるトップビュー型のＬＥＤである。

実施形態では、ＬＥＤ１４が複数設けられる。また、複数のＬＥＤ１４は、その発光面１４ａを、導光板１５の側面１５ａに対向させた状態で、側面１５ａの長辺方向に沿って並んで配置される。そして、複数のＬＥＤ１４は、側面１５ａに向けて光を発する。このように、複数のＬＥＤ１４は、側面１５ａに入射される光を発光する。

また、図２のＢ部において、ＬＥＤ１４は、ＦＰＣ１２に半田付けされることで、ＦＰＣ１２に実装される。同時に、ＬＥＤ１４は、ＦＰＣ１２に固着される。なお、Ｂ部における詳細な構成（ＬＥＤ１４の固着構造）については、図３Ａおよび図３Ｂを用いて後述する。

導光板１５は、透明材料（たとえば、ポリカーボネート樹脂）を用いて平板状に形成されている。導光板１５は、その外表面に、側面１５ａと、主面１５ｂと、裏面１５ｃとを有する。

側面１５ａは、ＬＥＤ１４の発光面１４ａから発光した光が入射される入射面である。また、主面１５ｂは、側面１５ａから入射された光が外方に出射される出射面である。さらに、主面１５ｂとは反対側の面である裏面１５ｃには、たとえば、複数のドットからなる光路変更パターンが形成されている。

かかる光路変更パターンを形成することにより、導光板１５内を進む光の進行方向が変更されて、主面１５ｂから効率的に光が出射される。すなわち、実施形態に係る面状照明装置１０は、いわゆるエッジライト型の照明装置である。

連結部材１６は、ＬＥＤ１４および導光板１５と、床面１１ｃの平面１１ｃ１との間に配置され、導光板１５とＬＥＤ１４とを光学的および機械的に連結させる部材である。

具体的には、連結部材１６は、ＬＥＤ１４の光軸と導光板１５の光軸とが一致された状態で、ＬＥＤ１４の発光面１４ａと導光板１５の側面１５ａとを連結させる。連結部材１６は、たとえば、短冊状の片面テープであり、基材１６ａと固定部材１６ｂとを有する。すなわち、連結部材１６は、固定部材１６ｂ側のみが接着可能となる部材である。

基材１６ａは、たとえば、ＰＥＴなどの樹脂である。固定部材１６ｂは、たとえば、シリコンやアクリルなどの樹脂であり、接着層を形成する。固定部材１６ｂは、導光板１５の裏面１５ｃのＬＥＤ１４寄りの少なくとも一部に接着されるとともに、ＬＥＤ１４の床面１１ｃ側の面の導光板１５寄りの少なくとも一部に接着される。

すなわち、連結部材１６に、導光板１５の裏面１５ｃの少なくとも一部と、ＬＥＤ１４の床面１１ｃ側の面の少なくとも一部とが取り付けられる。これにより、連結部材１６は、導光板１５の側面１５ａとＬＥＤ１４の発光面１４ａとを連結させることができる。

ここで、仮に、連結部材１６を両面テープとした場合、床面１１ｃに対して導光板１５およびＬＥＤ１４が固定されるため、面状照明装置１に外部から力が加わると、導光板１５およびＬＥＤ１４がその外力を逃がすことができずに、破損してしまうおそれがある。実施形態では、連結部材１６が片面テープであるため、床面１１ｃに対して導光板１５およびＬＥＤ１４が固定されないので、導光板１５およびＬＥＤ１４は外力を逃がすことができる。したがって、実施形態によれば、ＬＥＤ１４および導光板１５の破損の発生を抑制することができる。

また、連結部材１６は、光を吸収する部材、または光を反射する部材を有する。たとえば、連結部材１６が光を反射する部材を有する場合は、ＬＥＤ１４の発光面１４ａからの光を反射して導光板１５に戻すため、輝度を向上させることができる。

なお、たとえば、ＬＥＤ１４の厚さよりも導光板１５の厚さの方が厚いなど、ＬＥＤ１４の厚さと導光板１５の厚さが異なる場合であっても、連結部材１６を用いることで、ＬＥＤ１４の床面１１ｃ側の面と導光板１５の裏面１５ｃとを面一にして、ＬＥＤ１４と導光板１５とを連結することができる。したがって、実施形態によれば、連結部材１６を用いることで、ＬＥＤ１４と導光板１５との光の結合効率を安定させることができる。

接続部材１７は、ＬＥＤ１４および導光板１５に対して連結部材１６とは反対側に配置され、ＬＥＤ１４と導光板１５とを光学的および機械的に連結させる部材である。具体的には、接続部材１７は、ＬＥＤ１４の発光面１４ａと導光板１５の側面１５ａとを連結させる。接続部材１７は、後述する拡散シート１８と、ＬＥＤ１４および導光板１５との間に配置される。

接続部材１７は、たとえば、両面テープであり、一方の面が、ＬＥＤ１４の床面１１ｃとは反対側の面の導光板１５寄りの少なくとも一部に貼り付けられるとともに、導光板１５の主面１５ｂのＬＥＤ１４寄りの少なくとも一部に貼り付けられる。

すなわち、接続部材１７に、ＬＥＤ１４の床面１１ｃとは反対側の面の少なくとも一部と、導光板１５の主面１５ｂの少なくとも一部とが取り付けられる。これにより、接続部材１７は、ＬＥＤ１４の発光面１４ａと導光板１５の側面１５ａとを連結させることができる。

また、接続部材１７の他方の面は、拡散シート１８の側壁部１１ｂ側の少なくとも一部に貼り付けられる。これにより、接続部材１７は、拡散シート１８を導光板１５に固定させることから、拡散シート１８が導光板１５から浮いてしまうことを抑制することができる。したがって、実施形態によれば、有効エリア４０から出射される光の輝度や輝度分布などの輝度特性の劣化を抑制することができる。

拡散シート１８は、導光板１５の主面１５ｂ側に配置され、主面１５ｂから出射される光を拡散する部材である。具体的には、拡散シート１８は、主面１５ｂおよびＬＥＤ１４の床面１１ｃとは反対側の面の少なくとも一部を覆うように配置される。

プリズムシート１９は、拡散シート１８に対して導光板１５とは反対側に配置され、拡散シート１８により拡散された光の配光制御を行い、配光制御が行われた光を出射する部材である。

反射シート２０は、導光板１５の裏面１５ｃから漏れた光を反射して再び導光板１５に戻す部材である。反射シート２０は、両面テープ２１によって床面１１ｃの平面１１ｃ１上に固定された状態で、導光板１５の裏面１５ｃと床面１１ｃとの間に配置される。

両面テープ２１は、たとえば、白色のテープであり、一方の面が反射シート２０の一部に貼り付けられ、他方の面が床面１１ｃの平面１１ｃ１に貼り付けられる。これにより、反射シート２０は床面１１ｃ上に固定される。

第１遮光シート３０は、プリズムシート１９の側壁部１１ｂ側の一部を覆うように配置され、導光板１５の主面１５ｂのうち一部の領域から出射される光を遮ることにより、面状照明装置１０から光が出射される有効エリア４０を規定する部材である。

たとえば、第１遮光シート３０は、光を遮ることが可能な片面テープであり、一端側の部分がフレーム１１の側壁部１１ｂの外側の面に貼り付けられる。また、第１遮光シート３０の他端側の部分のプリズムシート１９側の面は、プリズムシート１９の側壁部１１ｂ側の一部に貼り付けられる。

第２遮光シート３１は、第１遮光シート３０を覆うように配置される。第２遮光シート３１は、たとえば、光を遮ることが可能な両面テープである。第２遮光シート３１の２つの面のうち、一方の面は、第１遮光シート３０の他端側の部分に貼り付けられ、他方の面は、面状照明装置１０をバックライトとして用いる液晶表示装置（図示せず）などに貼り付けられる。これにより、液晶表示装置などに面状照明装置１０を固定することができる。

ここで、ＬＥＤを複数設ける場合、複数のＬＥＤは、その発光面を導光板の側面（入光面）の形状に対応させて、高精度で位置合わせしつつＦＰＣに実装する必要がある。この場合、通常はセルフアライメントが作用して、半田が溶融することで発生するＬＥＤの位置ずれや傾き（姿勢変化）を矯正する。

ところが、面状照明装置の高性能化に伴い、セルフアライメントでは所望の実装精度が得られない場合がある。とくに、面状照明装置が薄型化するなかで、ＬＥＤのアスペクト比が大きくなる（１以上になる）傾向にあり、また、重さが軽くなるため、半田のリフロー時にＬＥＤが傾いたり位置ずれしやすく、これにより、ＬＥＤの実装精度が低下してしまう。ＬＥＤの実装精度が低下すると、輝度特性（輝度や輝度分布などの光学特性）に悪影響を及ぼすようになる。

実施形態では、ＬＥＤ１４をＦＰＣ１２に実装する場合にセルフアライメントの作用を規制して、ＬＥＤ１４を、位置や姿勢を保持しつつＦＰＣ１２に固着させる構成とした。このため、面状照明装置１０は、後述する固着部材５１（図３Ａ〜図３Ｃ参照）をさらに備える。

＜ＬＥＤの固着構造＞
ここから、ＬＥＤ１４をＦＰＣ１２に高精度で固着させるための固着構造について、図３Ａ〜図３Ｃを用いて説明する。図３Ａ〜図３Ｃは、基板（ＦＰＣ）１２に実装された光源（ＬＥＤ）１４を示す模式図である。なお、図３Ａには、実装された状態におけるＬＥＤ１４の側面（図２における矢線Ｄ１方向視）を示し、図３Ｂには、同ＬＥＤ１４の上面（図２における矢線Ｄ２方向視）を示し、図３Ｃには、同ＬＥＤ１４の他の側面（図２において紙面の手前から奥または奥から手前へと向かう方向視、または、図３Ｂにおける矢線Ｄ３方向視）を示している。

図３Ａ〜図３Ｃに示すように、ＬＥＤ１４は、直方体状に形成され、高さｈと幅ｗのアスペクト比が、たとえば、１以上となる形状である。たとえば、高さｈ＝０．５ｍｍ、幅ｗ＝０．３ｍｍと設定することで、高さｈと幅ｗのアスペクト比が１以上となる。なお、本実施形態では、ＬＥＤ１４は、高さｈ＝０．５ｍｍ、幅ｗ＝０．３ｍｍ、奥行きｄ＝１．３ｍｍに設定された直方体である。

ここで、ＬＥＤ１４について、「奥行き（ｄ）」とは、ＦＰＣ１２に配置されたＬＥＤ１４の並び方向の長さである。また、図３Ｂおよび図３Ｃに示すように、「高さ（ｈ）」とは、ＦＰＣ１２に配置されたＬＥＤ１４における、ＦＰＣ１２から離れる方向の長さであり、「幅（ｗ）」とは、「奥行き（ｄ）」と「高さ（ｈ）」のそれぞれに直交する方向の長さである。

また、上記したように、ＬＥＤ１４は、高さｈと幅ｗのアスペクト比が、たとえば、１以上となる形状であるが、高さｈと幅ｗ、幅ｗと奥行きｄ、奥行きｄと高さｈのそれぞれのアスペクト比が、たとえば、１以上となる形状であってもよい。

ＬＥＤ１４は、ＦＰＣ１２に、発光面１４ａとは反対側の面に設けられた電極５０を含むように半田５２によって接合（半田付け）されることで、ＦＰＣ１２に設けられた電極５３と通電可能に接合される。なお、ＦＰＣ１２の電極５３は、ＬＥＤ１４の電極５０よりも接合面方向に広く形成されてもよい。このような電極５３の構成については、図９を用いて後述する。また、ＬＥＤ１４は、固着部材５１によってもＦＰＣ１２に固着される。固着部材５１は、ＬＥＤ１４の位置および姿勢を保持しつつ、ＬＥＤ１４をＦＰＣ１２に固着させる。固着部材５１は、半田５２の融点よりも低温で硬化する。また、固着部材５１は、熱硬化性接着剤であることが好ましい。

図３Ａおよび図３Ｃに示すように、固着部材５１は、ＬＥＤ１４の発光面１４ａとは反対側の面における長手方向の略中央、かつ、厚み方向の両端部の２箇所に配置されることが好ましい。ここで、長手方向とは、図３Ａに示すように、ＦＰＣ１２に配置されたＬＥＤ１４の奥行きｄ方向であり、厚み方向とは、図３Ｃに示すように、ＦＰＣ１２に配置されたＬＥＤ１４の幅ｗ方向である。なお、固着部材５１は、必ずしも分離している必要はなく、製造時には複数箇所に配置され、製品完成後には１箇所に連続体として配置されてもよい。また、固着部材５１は、たとえば、１つの楕円形状で配置されてもよい。

また、図３Ａおよび図３Ｃに示すように、固着部材５１は、ＬＥＤ１４の発光面１４ａとは反対側の面から外側のＦＰＣ１２上にはみ出していることが好ましい。なお、本実施形態では、固着部材５１がＬＥＤ１４の発光面１４ａとは反対側の面からはみ出している構成について説明しているが、固着部材５１がＬＥＤ１４の発光面１４ａとは反対側の面からはみ出していない構成であってもよい。

上述したように、実施形態に係る面状照明装置１０によれば、固着部材５１が半田５２の融点よりも低温で硬化する。すなわち、固着部材５１は、半田５２のリフロー時に、半田５２が溶融するよりも先に硬化する。このため、ＬＥＤ１４は、半田５２が溶融しても、固着部材５１によって、位置や姿勢が保持される。このため、溶融した半田５２によるセルフアライメントが作用しない。これにより、ＬＥＤ１４をＦＰＣ１２に高精度で実装することができる。この結果、薄型化の要求に応えつつ、優れた輝度特性を得ることができる。

また、ＬＥＤ１４が、アスペクト比が１以上のような実装するにはバランスの悪い形状であっても、ＬＥＤ１４の高精度実装が可能となる。固着部材５１が、ＬＥＤ１４の長手方向の略中央、かつ、厚み方向の両端部の２箇所に配置されることで、ＬＥＤ１４を強固に固着させることができる。また、ＬＥＤ１４を、高さｈと幅ｗ、幅ｗと奥行きｄ、奥行きｄと高さｈのそれぞれのアスペクト比が１以上となるようなバランスの悪い形状としても、ＬＥＤ１４の高精度実装が可能となる。

また、固着部材５１が、熱硬化性接着剤であり、ＦＰＣ１２との接合面から外側にはみ出していることで、ＬＥＤ１４をより強固に固着させることができる。トップビュー型のＬＥＤ１４の場合には、ＬＥＤ１４の外形から固着部材５１がはみ出しても、はみ出した固着部材５１が他の部材と干渉することがない。このため、サイドビュー型のＬＥＤの場合に懸念されるＬＥＤ１４と導光板１５との間にギャップが生じることが抑制され、ＬＥＤ１４と導光板１５との光の結合率が低下することによる輝度の低下も抑制される。さらに、製造時に固着部材５１の配置精度を要求されないため、製造容易となる。

なお、本実施形態では、固着部材５１を熱硬化性を有する部材（たとえば熱硬化性接着剤）とすることで、固着部材５１が半田５２の融点よりも低温で硬化するが、これに限定されず、固着部材を、たとえば、光（たとえば紫外線）硬化性を有する部材として、半田５２の融点に到達するよりも先に固着部材を硬化させるようにしてもよい。光硬化性を有する固着部材としては、たとえば、紫外線硬化樹脂が好ましい。固着部材を紫外線硬化樹脂としても、半田５２の融点に到達するよりも先に固着部材が硬化することで、ＬＥＤ１４にセルフアライメントが作用するのを抑えることができる。

＜ＬＥＤの複数配置の構成例＞
ここで、ＬＥＤ１４が複数配置された場合の構成例について、図４を用いて説明する。図４は、光源（ＬＥＤ）１４の複数配置の構成例を示す側面図である。上記したように、光源として複数のＬＥＤ１４を用いる場合、隣り合うＬＥＤ１４，１４同士が近接して狭ピッチで一直線状に配置されることが好ましい。

ところが、ＬＥＤ１４が狭ピッチで複数配置される場合、ＬＥＤ１４の長手方向の一対の側面に半田５２（図３Ｂおよび図３Ｃ参照）のフィレットを形成するスペースがない。このため、半田５２の量を減らして、ＬＥＤ１４を接合することが考えられるが、接合強度不足となるおそれがある。実施形態では、固着部材５１によってＬＥＤ１４をＦＰＣ１２に固着させるため、半田５２による接合と重畳され、ＬＥＤ１４の接合強度を増強することができる。

また、たとえば、製造時において固着部材（接着剤）５１が少量の場合、固着部材５１の高さが足りないことがあり、固着部材５１がＬＥＤ１４の側面に到達しない場合がある。このため、固着部材５１とＦＰＣ１２との間に後述するスペーサが設けられてもよい。

＜変形例＞
次に、ＬＥＤ１４の固着構造の変形例について、図５Ａ〜図５Ｃを用いて説明する。図５Ａ〜図５Ｃは、ＬＥＤ１４の固着構造の変形例１〜３を示す図である。なお、図５Ａ〜図５Ｃには、実装された状態のＬＥＤ１４の上面を示している。また、図５Ａ〜図５Ｃに示す変形例１〜３は、スペーサを備える点で上記した実施形態とは構成が異なる。その他の部位については実施形態と同様であるため、詳細な説明は省略する。

図５Ａに示すように、変形例１では、ＬＥＤ１４の側面には、電極５０，５０のうちのいずれか一方が中央付近まで延びて設けられる。変形例１においては、ＬＥＤ１４側の電極５０とＦＰＣ１２側の電極５３との間に半田５２が配置されＬＥＤ１４とＦＰＣ１２との間に距離があっても、少量の固着部材５１でＬＥＤ１４に到達する。このように、中央付近まで延設された電極５０は、スペーサとして機能する。言い換えると、スペーサは、電極５０が延設されて形成される。変形例１の構成によれば、一対の電極５３，５３間の距離が小さく固着部材５１を少量しか塗布できないような場合であっても、固着部材５１をＬＥＤ１４まで確実に到達させることができる。

図５Ｂに示すように、変形例２では、ＬＥＤ１４の側面には、電極５０，５０の他に、電極５０，５０とは異なる導体（ダミー電極）６０がスペーサとして設けられる。言い換えると、スペーサは、ダミー電極６０によって形成される。変形例２においても、ＬＥＤ１４側の電極５０とＦＰＣ１２側の電極５３との間に半田５２が配置されＬＥＤ１４とＦＰＣ１２との間に距離があっても、少量の固着部材５１でＬＥＤ１４に到達する。なお、ダミー電極６０は、電極としては機能しない。変形例２の構成によれば、上記した変形例１と同様、固着部材５１が少量であっても、固着部材５１をＬＥＤ１４まで確実に到達させることができる。

また、ＦＰＣ１２側にスペーサが設けられてもよい。図５Ｃに示すように、変形例３では、ＦＰＣ１２におけるＬＥＤが実装される面に電極５３，５３とは異なる導体（たとえば、ＦＰＣ１２にパターン形成された銅はく）６１がスペーサとして機能する。言い換えると、スペーサは、電極５３，５３とは異なる導体（銅はく）６１によって形成される。変形例３においても、ＬＥＤ１４側の電極５０とＦＰＣ１２側の電極５３との間に半田５２が配置されＬＥＤ１４とＦＰＣ１２との間に距離があっても、少量の固着部材５１でＬＥＤ１４に到達する。変形例３の構成によれば、上記した変形例１および２と同様、固着部材５１が少量であっても、固着部材５１をＬＥＤ１４まで確実に到達させることができる。

また、上記したような構成の他、たとえば、固着部材５１とＦＰＣ１２との間に、ＦＰＣ１２の表面を覆っている保護フィルムであるカバーレイフィルムがスペーサとして機能するように構成してもよい。このような構成によっても、上記した変形例１〜３と同様、固着部材５１が少量であっても、固着部材５１をＬＥＤ１４まで確実に到達させることができる。

＜ＬＥＤの実装工程＞
次に、ＬＥＤ１４の実装（リフロー）工程について、図６を用いて説明する。図６は、光源（ＬＥＤ）１４の実装工程の一例について説明するための図である。なお、図６には、ＦＰＣ１２に実装されるＬＥＤ１４の上面を示している。また、図６には、固着部材５１を強調するために、固着部材５１に斜線を付している。図６に示すように、まず、工程１では、ＦＰＣ１２におけるＬＥＤ１４の実装面上に半田５２，５２が印刷（塗布）される。この場合、たとえば、金属薄板に電極５３の形状、具体的には、電極として用いるランドまたはパッド（以下、ランドまたはパッドについても「電極」という）の形状にあわせて開口した、いわゆるメタルマスクを用いる。

次いで、工程２では、ＦＰＣ１２の面上に固着部材（接着剤）５１が塗布される。なお、固着部材５１は、ＦＰＣ１２の面上において、実装後にＬＥＤ１４の発光面１４ａとは反対側の面における長手方向の略中央、かつ、厚み方向の両端部の２箇所に位置するように配置されることが好ましい。

次いで、工程３では、ＬＥＤ１４が、位置や姿勢が制御されながら、ＦＰＣ１２に配置される。

次いで、工程４では、半田５２のリフローのために、半田５２の融点以上となるように温度を上昇させる。ここで、固着部材５１は、半田５２の融点よりも低温で硬化する熱硬化性を有する。このため、温度が上昇して、固着部材５１が硬化する温度に達すると、半田５２が、たとえば、ペースト状のような半固体状の時点で固着部材５１が硬化を開始する。

さらに温度が上昇して、半田５２の融点温度に達すると、半田５２が溶融を開始する。この段階で、ＬＥＤ１４に対してセルフアライメントが作用しようとするが、固着部材５１によってＬＥＤ１４の位置および姿勢が保持されているため、ＬＥＤ１４にセルフアライメントが作用しない。

上述したように、実施形態に係る面状照明装置１０の製造方法によれば、固着部材５１が半田５２の融点よりも低温で硬化する。すなわち、固着部材５１は、半田５２のリフロー時に、半田５２が溶融するよりも先に硬化する。このため、ＬＥＤ１４は、半田５２が溶融しても、固着部材５１によって、位置や姿勢が保持され、半田５２の溶融に伴うセルフアライメントが作用しない。これにより、ＬＥＤ１４をＦＰＣ１２に高精度で実装することができる。この結果、薄型化の要求に応えつつ、優れた輝度特性を得ることができる。

なお、実施形態では、熱硬化性を有する固着部材５１の特性を用いて、上記した工程４、すなわち、ＦＰＣ１２に配置された固着部材５１を硬化させた後に半田５２を溶融させる工程を行うが、これに限定されず、たとえば、光（たとえば紫外線）硬化性を有する固着部材（たとえば紫外線硬化樹脂）の特性を用いて、ＦＰＣ１２に配置された固着部材を硬化させた後に半田５２を溶融させる工程を行ってもよい。この場合、たとえば、半田５２の融点以上に温度が上昇するよりも先に固着部材に向けて紫外線を照射するなどして固着部材を硬化させる。このような工程としても、ＬＥＤ１４にセルフアライメントが作用するのを抑えることができる。

ところで、ＬＥＤの実装工程では、リフロー時に半田の体積が減少することで、ＬＥＤとＦＰＣとの間における半田の量が不足してしまい、ＬＥＤとＦＰＣとの接合が安定しないことがある。このため、実施形態では、図６における工程１、すなわち、半田５２の塗布工程において、ＬＥＤ１４とＦＰＣ１２との接合を安定させるように、ＦＰＣ１２の電極５３に半田５２を塗付する。

＜半田の塗布方法の一例＞
次に、半田５２の塗布方法の一例について、図７および図８を用いて説明する。図７は、基板（ＦＰＣ）１２の電極５３の一例を示す図である。図８は、半田５２の塗布方法の一例を示す図である。なお、図７および図８には、ＦＰＣ１２を、図２における矢線Ｄ１方向から見た場合（矢線Ｄ１方向視）を示している。

図７に示すように、ＦＰＣ１２の電極５３は、たとえば、電極形状が矩形状であり、ＬＥＤ１４が実装される面の長手方向に複数並んで設けられる。なお、ＦＰＣ１２の電極５３は、隣り合うＬＥＤ１４の間において小幅部５３ａを介して導通可能に接続される。また、ＬＥＤ１４の電極５０は、ＦＰＣ１２の電極５３と同等形状であり、ＦＰＣ１２におけるＬＥＤ１４の実装面内に収まる大きさである。

図８に示すように、半田５２の塗布工程では、ＦＰＣ１２の電極５３に対して、電極５３から実装面上にはみ出すように半田５２を塗付する。ここでは、メタルマスクの開口をＦＰＣ１２の電極５３の幅Ｗよりも大きく形成することで、実装面上にはみ出すように範囲を広げて半田５２を塗布する。なお、半田５２を、電極５３の奥行き方向（幅Ｗと直交する方向）にもはみ出すように塗布してもよい。

このように、半田５２を電極５３から実装面上にはみ出すように多めに塗布することで、半田５２のリフロー工程において、溶融した半田５２がＬＥＤ１４の電極５０とＦＰＣ１２の電極５３との間の空間に凝集する。また、電極５３の一方向（幅Ｗ方向）について電極５３からα１，α２，α３［μｍ］のように半田５２の塗布範囲を広げても、より良好な半田接合が可能となる。

なお、ＦＰＣ１２は、上記したように、たとえば、ポリイミド基板である。このため、ＦＰＣ１２の実装面に半田５２がはみ出しても、リフロー時には半田５２が電極５３側に移動して実装面上に半田５２が残りにくい。

このように、実施形態に係る半田５２の塗布方法によれば、リフロー時の半田５２の体積が減少してもＬＥＤ１４とＦＰＣ１２との間に半田５２が充填されるため、ＬＥＤ１４とＦＰＣ１２との接合を安定させることができる。これにより、ＬＥＤ１４をＦＰＣ１２に高精度で実装することができる。この結果、薄型化の要求に応えつつ、優れた輝度特性を得ることができる。

＜半田の塗布方法の他の例＞
次に、半田５２の塗布方法の他の例について、図９〜図１０Ｃを用いて説明する。図９は、半田５２の塗布方法の他の例を示す図である。図１０Ａ〜図１０Ｃは、光源（ＬＥＤ）１４の電極５０に対する基板（ＦＰＣ）１２の電極５３を示す模式図である。なお、図９には、図６における工程３〜工程４の半田５２の態様を示している。また、図１０Ａ〜図１０Ｃには、実装された状態におけるＬＥＤ１４の側面（図２における矢線Ｄ１方向視）を示し、ＬＥＤ１４およびＦＰＣ１２のそれぞれの電極５０，５３以外を省略している。また、図１０Ａ〜図１０Ｃにおいては、図をわかりやすくするために、ＬＥＤ１４の電極５０をＦＰＣ１２の電極５３よりも小さく示しているが、実際にはＬＥＤ１４の電極５０とＦＰＣ１２の電極５３とは、互いの辺が重なっていてもよいし、ＬＥＤ１４の電極５０の方が僅かに大きくてもよい。

図９に示すように、ＦＰＣ１２の電極５３は、ＬＥＤ１４の電極５０よりも接合面方向に広く形成されてもよい。なお、ＬＥＤ１４の電極５０は、ＦＰＣ１２におけるＬＥＤ１４の実装面内に収まる大きさである。

半田５２の塗布工程では、ＦＰＣ１２の電極５３に対して、電極５３の全面に半田５２を塗付することで、結果的にＬＥＤ１４の電極５０よりも広い範囲に半田５２を塗付する。なお、ＦＰＣ１２の電極５３を、ＬＥＤ１４の電極５０よりも接合面の一方向（奥行き方向）だけに広げて形成してもよいし、接合面の一方向以外の方向（奥行き方向と直交する方向）に広げて形成してもよい。

図１０Ａに示すように、ＦＰＣ１２の電極５３は、たとえば、ＬＥＤ１４の電極５０に対して奥行き方向の一方側に広げて形成されてもよい。また、図１０Ｂに示すように、ＦＰＣ１２の電極５３は、たとえば、ＬＥＤ１４の電極５０に対して奥行き方向と直交する方向（幅方向）の一方側および他方側の双方に広げて形成されてもよい。また、図１０Ｃに示すように、ＦＰＣ１２の電極５３は、たとえば、ＬＥＤ１４の電極５０に対して奥行き方向の一方側、および幅方向の一方側および他方側の双方に広げて形成されてもよい。

なお、他の例においても、メタルマスクの開口を大きく形成することで、塗布範囲を広げて半田５２を塗布する。また、半田５２を、ＬＥＤ１４の電極５０よりも接合面方向に広い電極５３に塗布することで、塗布される半田５２の量が多くなり、半田５２のリフロー工程において、溶融した半田５２がＬＥＤ１４の電極５０とＦＰＣ１２の電極５３との間の空間に凝集する。

このような他の例に係る半田５２の塗布方法によっても、リフロー時の半田５２の体積が減少してもＬＥＤ１４とＦＰＣ１２との間に半田５２が充填されるため、ＬＥＤ１４とＦＰＣ１２との接合を安定させることができる。これにより、ＬＥＤ１４をＦＰＣ１２に高精度で実装することができる。この結果、薄型化の要求に応えつつ、優れた輝度特性を得ることができる。

＜面状照明装置の組み立て工程＞
次に、面状照明装置１０の組み立て工程について、図１１を用いて説明する。図１１は、面状照明装置１０の組み立て工程の一例について説明するための図である。なお、図１１に示す断面は、ＬＥＤ１４の発光面１４ａを含んだ断面である。

図１１に示すように、工程１では、まず、ＦＰＣ１２の主面１２ａにＬＥＤ１４を実装する。次に、ＬＥＤ１４の床面１１ｃ側の面の少なくとも一部に連結部材１６を取り付ける。そして、ＦＰＣ１２の主面１２ｂを、接続部材１３を用いてフレーム１１の側面１１ｄに固定させる。

たとえば、連結部材１６を床面１１ｃの平面１１ｃ１に載置する。そして、連結部材１６が床面１１ｃの平面１１ｃ１上を滑るように、ＦＰＣ１２およびＬＥＤ１４を側面１１ｄに向けて移動させる。そして、接続部材１３を用いて、ＦＰＣ１２の主面１２ｂを側面１１ｄに固定させる。

実施形態によれば、このように、連結部材１６を床面１１ｃの平面１１ｃ１に載置し、連結部材１６が床面１１ｃの平面１１ｃ１上を滑るようにＦＰＣ１２およびＬＥＤ１４を側面１１ｄに向けて移動させるという簡便な方法で、ＦＰＣ１２を側面１１ｄに固定させることができる。

ここで、仮に、連結部材１６が両面とも接着可能である場合について説明する。この場合には、工程１において、連結部材１６を床面１１ｃの平面１１ｃ１に載置すると、連結部材１６が床面１１ｃの平面１１ｃ１に貼り付いてしまう。

これにより、連結部材１６が床面１１ｃの平面１１ｃ１上を滑るようにＦＰＣ１２およびＬＥＤ１４を側面１１ｄに向けて移動させることができない。したがって、連結部材１６が両面とも接着可能である場合には、実施形態のように、簡便な方法で、主面１２ｂを、接続部材１３を用いて側面１１ｄに固定させることができない。

しかしながら、上述したように、実施形態によれば、連結部材１６は固定部材１６ｂが配置された片面のみが接着可能であるため、簡便な方法で、ＦＰＣ１２を側面１１ｄに固定させることができる。

工程２では、床面１１ｃの平面１１ｃ１を厚さ方向の位置合わせ基準として導光板１５の光軸とＬＥＤ１４の光軸との位置合わせ（ＬＥＤ１４の床面１１ｃ側の面と導光板１５の裏面１５ｃの位置合わせ）を行う。

そして、２つの光軸が一致する状態で、導光板１５の裏面１５ｃの少なくとも一部を連結部材１６に取り付ける。これにより、導光板１５の光軸とＬＥＤ１４との光軸が一致し、導光板１５の側面１５ａとＬＥＤ１４の発光面１４ａとが連結した状態でＬＥＤ１４に対して導光板１５が固定される。

したがって、実施形態によれば、導光板１５とＬＥＤ１４との光軸の位置合わせ精度が向上される。したがって、実施形態に係る面状照明装置１０によれば、輝度や輝度分布などの輝度特性を高いレベルで安定化させることができる。

また、実施形態によれば、導光板１５とＬＥＤ１４とを連結させる連結部材１６の厚さが薄いため、薄型化の要求に応えることができる。以上のことから、実施形態によれば、薄型化の要求に応えつつ、優れた輝度特性を有することができる。

また、工程２では、導光板１５を連結部材１６に取り付ける場合に、両面テープ２１を用いて、反射シート２０を床面１１ｃの平面１１ｃ１上に固定してもよい。

工程３では、両面テープである接続部材１７の一方の面を、導光板１５の主面１５ｂのＬＥＤ１４寄りの少なくとも一部に貼り付けるとともに、ＬＥＤ１４の床面１１ｃとは反対側の面の導光板１５寄りの少なくとも一部に貼り付ける。これにより、接続部材１７は、導光板１５の側面１５ａとＬＥＤ１４の発光面１４ａとを連結させることができる。

工程４では、接続部材１７の他方の面に、拡散シート１８の側壁部１１ｂ側の少なくとも一部を貼り付ける。

工程５では、プリズムシート１９を、拡散シート１８に対して導光板１５とは反対側に配置する。また、工程５では、片面テープである第１遮光シート３０の一端側の部分をフレーム１１の側壁部１１ｂの外側の面に貼り付ける。

さらに、工程５では、第１遮光シート３０の他端側の部分のプリズムシート１９側の面を、プリズムシート１９の側壁部１１ｂ側の一部に貼り付ける。そして、工程５では、両面テープである第２遮光シート３１の２つの面のうち、一方の面を、第１遮光シート３０の他端側の部分に貼り付ける。ここまでの工程１〜工程５により、実施形態に係る面状照明装置１０が完成する。

なお、上記した実施形態では、ＬＥＤ１４がトップビュー型のＬＥＤである場合を説明したが、たとえば、ＬＥＤ１４が、発光面１４ａとは異なる面であって、発光面１４ａに沿う方向と直交する方向に沿う面が接合面となり、固着部材５１によって接合面がＦＰＣ１２に接合される、いわゆるサイドビュー型のＬＥＤであってもよい。

また、上記実施の形態により本発明が限定されるものではない。上述した各構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。また、さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、上記の実施形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。

１０ 面状照明装置
１２ 基板（ＦＰＣ）
１４ 光源（ＬＥＤ）
１４ａ 発光面
１５ 導光板
５１ 固着部材（接着剤）
５２ 半田

Claims (16)

1. 側面から入射された光を出射面から出射する導光板と、
   前記導光板の前記側面側に配置され該側面に向けて光を発する発光面を有する光源と、
   前記光源の接合面が半田によって接合されることで、前記光源が実装される基板と、
   前記半田の融点よりも低温で硬化し、前記光源の位置および姿勢を保持しつつ該光源を前記基板に固着させる固着部材と、
   を備え、
   前記光源の長手方向の一対の側面に前記半田によるフィレットが形成されておらず、
   上面視により、前記光源の長手方向の両端から前記固着部材がはみ出していない、
   面状照明装置。
2. 前記基板の前記光源が実装される面にはカバーレイが無い、請求項１に記載の面状照明装置。
3. 前記固着部材は、前記基板の長手方向に沿って形成された複数の電極間に形成されている、請求項１または２に記載の面状照明装置。
4. 前記固着部材は、前記接合面における前記光源の長手方向の略中央かつ厚み方向の両端部に配置される、請求項１〜３のいずれか１項に記載の面状照明装置。
5. 前記固着部材は、熱硬化性接着剤であり、前記光源の前記発光面とは反対側の面から外側にはみ出している、請求項４に記載の面状照明装置。
6. 前記光源と前記固着部材との間、または、前記固着部材と前記基板との間に設けられるスペーサをさらに備える、請求項１〜５のいずれか１項に記載の面状照明装置。
7. 前記光源は、前記接合面に電極を有し、
   前記スペーサは、前記電極が延設されて形成される、請求項６に記載の面状照明装置。
8. 前記光源は、前記接合面に電極とは異なる導体を有し、
   前記スペーサは、前記導体によって形成される、請求項６に記載の面状照明装置。
9. 前記基板は、前記光源が実装される面に電極とは異なる導体を有し、
   前記スペーサは、前記導体によって形成される、請求項６に記載の面状照明装置。
10. 前記基板の電極は、前記光源の電極よりも前記接合面方向に広い、請求項９に記載の面状照明装置。
11. 前記光源は、直方体状に形成されるとともに高さと幅の寸法のアスペクト比が１以上となる形状である、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の面状照明装置。
12. 前記光源は、前記発光面とは反対側の面に前記接合面を有する、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の面状照明装置。
13. 前記光源は、隣り合うもの同士が近接して複数配置される、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の面状照明装置。
14. 請求項１〜１３のいずれか１項に記載の面状照明装置の製造方法であって、
    前記基板に配置された前記固着部材を硬化させた後に前記半田を溶融させる工程を含む、面状照明装置の製造方法。
15. 前記基板における前記光源の電極と同等形状の電極に対して、前記基板の電極からはみ出すように前記半田を塗付する、請求項１４に記載の面状照明装置の製造方法。
16. 前記基板における前記光源の電極よりも接合面方向に広い電極に対して、前記光源の電極よりも広い範囲に前記半田を塗布する、請求項１４に記載の面状照明装置の製造方法。

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