JP6985630B2 - 発光モジュールの製造方法及び発光モジュール - Google Patents
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Description
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
Claims (14)
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
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