JP7295438B2 - 面状光源 - Google Patents

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Description

本発明に係る実施形態は、面状光源に関する。
発光ダイオード等の発光素子と、導光部材とを組み合わせた発光モジュールは、例えば液晶ディスプレイのバックライト等の面状光源に広く利用されている。例えば、特許文献１に開示の面状光源によれば、光源を外部回路と電気的に接続させるにあたって、光源を配線基板（例えばフレキシブルプリント基板）上に配置している。
特開２０１０－８８３７号公報
本発明に係る実施形態は、光源と配線層との電気的接続の信頼性を高くすることができる面状光源を提供することを目的とする。
本発明の一態様によれば、面状光源は、第１上面と、前記第１上面の反対側にある第１下面と、前記第１上面および前記第１下面を貫通する第１孔部と、前記第１下面側に配置された配線層とを含む支持部材と、第２上面と、前記第２上面の反対側にある第２下面とを含む発光素子と、前記第２下面に配置された電極とを含み、前記支持部材の前記第１上面上に配置された光源と、前記第１孔部内に配置され、前記電極と前記配線層とを電気的に接続する導電部材と、を備え、前記電極の下面は、前記支持部材の前記第１上面より下方で前記第１孔部内に位置し、前記導電部材は、前記電極の前記下面および側面に接している。
本発明に係る実施形態によれば、光源と配線層との電気的接続の信頼性を高くすることができる。
本発明の一実施形態の面状光源の上面図である。 図１のII－II線における断面図である。 本発明の一実施形態の光源の断面図である。 図３Ａに示す光源の下面図である。 本発明の一実施形態の面状光源の製造方法を示す断面図である。 本発明の一実施形態の面状光源の製造方法を示す断面図である。 本発明の一実施形態の面状光源の製造方法を示す断面図である。 本発明の一実施形態の面状光源の製造方法を示す断面図である。 本発明の一実施形態の面状光源の製造方法を示す断面図である。 本発明の一実施形態の面状光源の製造方法を示す断面図である。 本発明の一実施形態の面状光源の製造方法を示す断面図である。 図４Ｇに示す工程の上面図である。 本発明の一実施形態の面状光源の製造方法を示す断面図である。 本発明の一実施形態の面状光源の製造方法を示す断面図である。 本発明の一実施形態の面状光源の製造方法を示す断面図である。 本発明の一実施形態の面状光源の製造方法を示す断面図である。 本発明の一実施形態の面状光源の製造方法を示す断面図である。 本発明の一実施形態の面状光源の製造方法を示す断面図である。 変形例による図４Ｈと同様の上面図である。 本発明の他の実施形態の光源の断面図である。 本発明のさらに他の実施形態の光源の断面図である。
以下、図面を参照し、実施形態について説明する。各図面は、実施形態を模式的に示したものであるため、各部材のスケール、間隔若しくは位置関係などが誇張、部材の一部の図示が省略、又は、断面図として切断面のみを示す端面図を用いる場合がある。なお、各図面中、同じ構成には同じ符号を付している。
図１は、本発明の一実施形態の面状光源３００の上面図である。
図２は、図１のII－II線における断面図である。
面状光源３００は、支持部材２００と、光源２０Ａと、導光部材１０と、導電部材６１とを含む。
支持部材２００は、第１上面２０１と、第１上面２０１の反対側にある第１下面２０２と、第１上面２０１および第１下面２０２を貫通する第１孔部２１０と、第１下面２０２側に配置された配線基板５０とを含む。なお、配線基板５０の第１下面２０２側に接続部５１を配置してもよい。
光源２０Ａは、発光素子２１を含み、支持部材２００の第１上面２０１上に配置されている。
図３Ａは、光源２０Ａの断面図である。図３Ｂは、図３Ａに示す光源２０Ａの下面図である。図３Ａは、図３ＢのIIIＡ－IIIＡ線における断面図である。
光源２０Ａは、発光素子２１と、電極２６と、第１透光性部材２３を含む。
発光素子２１は、第２上面２１ａと、第２上面２１ａの反対側にある第２下面２１ｂと、第２上面２１ａと第２下面２１ｂとの間にある第２側面２１ｃとを含む。
発光素子２１は、半導体積層体を含む。半導体積層体は、例えば、サファイア又は窒化ガリウム等の支持基板と、支持基板上に配置されるｎ型半導体層およびｐ型半導体層と、これらに挟まれた発光層と、ｎ型半導体層およびｐ型半導体層とそれぞれ電気的に接続されたｎ側電極およびｐ側電極とを含む。なお、半導体積層体は、支持基板を備えないものを用いてもよい。
発光層の構造としては、ダブルヘテロ構造、単一量子井戸構造（ＳＱＷ）のように単一の活性層を持つ構造でもよいし、多重量子井戸構造（ＭＱＷ）のようにひとまとまりの活性層群を持つ構造でもよい。発光層は、可視光又は紫外光を発光可能である。発光層は、可視光として、青色から赤色までを発光可能である。このような発光層を含む半導体積層体としては、例えばＩｎｘＡｌｙＧａ１－ｘ－ｙＮ（０≦ｘ、０≦ｙ、ｘ＋ｙ≦１）を含むことができる。
半導体積層体は、上述した発光色を発光可能な発光層を少なくとも１つ含むことができる。例えば、半導体積層体は、ｎ型半導体層とｐ型半導体層との間に１つ以上の発光層を含む構造であってもよいし、ｎ型半導体層と発光層とｐ型半導体層とを順に含む構造が複数回繰り返された構造であってもよい。半導体積層体が複数の発光層を含む場合、発光色が異なる発光層を含んでいてもよいし、発光色が同じ発光層を含んでいてもよい。なお、発光色が同じとは、使用上同じ発光色とみなせる範囲、例えば、主波長で数ｎｍ程度のばらつきがあってもよい。発光色の組み合わせとしては適宜選択することができ、例えば半導体積層体が２つの発光層を含む場合、発光色の組み合わせとしては、青色光と青色光、緑色光と緑色光、赤色光と赤色光、紫外光と紫外光、青色光と緑色光、青色光と赤色光、又は緑色光と赤色光などが挙げられる。また、発光層は、発光色が異なる複数の活性層を含んでいてもよいし、発光色が同じ複数の活性層を含んでいてもよい。
発光素子２１のｐ側電極およびｎ側電極のそれぞれと電気的に接続された正負の一対の電極２６が、発光素子２１の第２下面２１ｂに配置されている。
第１透光性部材２３は、発光素子２１の第２上面２１ａおよび第２側面２１ｃに配置され、第２上面２１ａおよび第２側面２１ｃを覆っている。発光素子２１の第２下面２１ｂ第１透光性部材２３から露出している。第１透光性部材２３の下面は、発光素子２１の第２下面２１ｂとともに光源２０Ａの下面２０ｂを構成する。
第１透光性部材２３は、発光素子２１を保護するとともに、第１透光性部材２３に添加される粒子に応じて、波長変換および光拡散等の機能を備える。具体的には、第１透光性部材２３は、透光性樹脂を含み、蛍光体を更に含んでいてもよい。透光性樹脂としては、例えば、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂又はアクリル樹脂等を用いることができる。また、蛍光体としては、イットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体（例えば、Ｙ３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅ）、ルテチウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体（例えば、Ｌｕ３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅ）、テルビウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体（例えば、Ｔｂ３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅ）、βサイアロン蛍光体（例えば、（Ｓｉ，Ａｌ）３（Ｏ，Ｎ）４：Ｅｕ）、αサイアロン蛍光体（例えば、Ｍｚ（Ｓｉ，Ａｌ）１２（Ｏ，Ｎ）１６（但し、０＜ｚ≦２であり、ＭはＬｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｙ、およびＬａとＣｅを除くランタニド元素））、ＣＡＳＮ系蛍光体（例えば、ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ）若しくはＳＣＡＳＮ系蛍光体（例えば、（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ）等の窒化物系蛍光体、ＫＳＦ系蛍光体（例えば、Ｋ２ＳｉＦ６：Ｍｎ）若しくはＭＧＦ系蛍光体（例えば、３．５ＭｇＯ・０．５ＭｇＦ２・ＧｅＯ２：Ｍｎ）等のフッ化物系蛍光体、又は、量子ドット蛍光体等を用いることができる。第１透光性部材２３に添加する蛍光体としては、１種類の蛍光体を用いてもよく、複数種類の蛍光体を用いてもよい。
電極２６の下面２６ａおよび側面２６ｂは、第１透光性部材２３で覆われず、第１透光性部材２３から露出している。例えば、電極２６の材料はＣｕである。図３Ｂに示すように、電極２６の下面２６ａの形状は、例えば三角形である。また、電極２６の下面２６ａの形状は、円形、楕円形、または四角形等の多角形でもよい。
光源２０Ａは、所望の配光に応じて、第１光調整部材２８を含むことができる。第１光調整部材２８は、第１透光性部材２３の上面に配置され、光源２０Ａの上面２０ａを構成する。又は、第１透光性部材２３上に第１光調整部材２８を配置しない、言い換えると、光源２０Ａの上面２０ａを第１透光性部材２３の上面にて構成することができる。
第１光調整部材２８は、第１透光性部材２３の上面から出射する光の量や出射方向を制御する。第１光調整部材２８は、発光素子２１や蛍光体が発する光に対する反射性および透光性を有する。第１透光性部材２３の上面から出射した光の一部は、第１光調整部材２８により反射し、他の一部は、第１光調整部材２８を透過する。第１光調整部材２８の透過率は、例えば、１％以上５０％以下が好ましく、３％以上３０％以下であることがより好ましい。これにより、光源２０Ａの直上での輝度を低下させ、面状光源３００面内の輝度ムラを軽減させることができる。
第１光調整部材２８は、透光性樹脂と、透光性樹脂中に含まれる光拡散剤等によって構成することができる。透光性樹脂は、例えば、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂又はアクリル樹脂である。光拡散剤は、例えばＴｉＯ２、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＺｎＯ又はガラス等の粒子が挙げられる。第１光調整部材２８は、例えば、Ａｌ若しくはＡｇなどの金属部材、又は誘電体多層膜であってもよい。
図２に示すように、導光部材１０は、第３上面１１と、第３上面１１の反対側にある第３下面１２と、光源２０Ａが配置される第２孔部１３とを含む。例えば、第２孔部１３は、第３上面１１から第３下面１２まで貫通する貫通孔である。導光部材１０は、第３下面１２を支持部材２００の第１上面２０１に対向させて支持部材２００上に配置されている。
導光部材１０は光源２０Ａが発する光に対する透光性を有する。光源２０Ａが発する光とは、少なくとも発光素子２１が発する光を含む。光源２０Ａが蛍光体を含む場合には、光源２０Ａが発する光には蛍光体が発する光も含まれる。光源２０Ａからの光に対する導光部材１０の透過率は、例えば、８０％以上が好ましく、９０％以上がより好ましい。
導光部材１０の材料としては、例えば、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若しくはポリエステル等の熱可塑性樹脂、エポキシ若しくはシリコーン等の熱硬化性樹脂、又は、ガラスなどの導光板又は導光シートを用いることができる。なお、導光部材を使用せず、空気層としてもよい。
導光部材１０の厚さは、例えば、２００μｍ以上８００μｍ以下が好ましい。導光部材１０は、その厚さ方向に、単層で構成されてもよいし、複数の層の積層体で構成されてもよい。導光部材１０が積層体で構成される場合、各層の間に透光性の接着部材を配置してもよい。積層体の各層は、異なる種類の主材を用いてもよい。接着部材の材料としては、例えば、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若しくはポリエステル等の熱可塑性樹脂、又は、エポキシ若しくはシリコーン等の熱硬化性樹脂を用いることができる。
図１に示すように、導光部材１０は、区画溝１４によって複数の発光領域５に区画されている。区画溝１４は、平面視において格子状であり、少なくとも１つの光源２０Ａが１つの発光領域５に含まれるように導光部材１０を区画している。図１には、例えば、２行２列に区画された４つの発光領域５を備える面状光源３００を示す。区画溝１４で区画された各発光領域５は、例えばローカルディミングの駆動単位とすることができる。なお、面状光源３００を構成する発光領域５の数は図１に示す数に限らない。
導光部材１０に形成された第２孔部１３は、図１に示す上面視において例えば円形とすることができる。また、第２孔部１３は、上面視において、例えば、楕円、又は、三角形、四角形、六角形若しくは八角形等の多角形とすることができる。
図２に示すように、光源２０Ａは、導光部材１０の第２孔部１３内で支持部材２００上に配置されている。
面状光源３００は、さらに、第２透光性部材７１と、波長変換部材７２と、第３透光性部材７３と、第２光調整部材７４とを備えることができる。第２透光性部材７１、波長変換部材７２、および第３透光性部材７３は、導光部材１０の第２孔部１３内に配置されている。
第２透光性部材７１および第３透光性部材７３は、光源２０Ａが発する光に対する透光性を有し、例えば、導光部材１０の材料と同じ樹脂、又は導光部材１０の材料との屈折率差が小さい樹脂を用いることができる。
第２透光性部材７１は、光源２０Ａの側面と、導光部材１０の第２孔部１３の側面との間に配置されている。光源２０Ａの側面と第２透光性部材７１との間、および第２孔部１３の側面と第２透光性部材７１との間に空気層等の空間が形成されないように、第２透光性部材７１を配置することが好ましい。これにより、光源２０Ａからの光が導光部材１０に導光されやすくできる。
波長変換部材７２は、光源２０Ａの上面２０ａを覆っている。波長変換部材７２は、第２透光性部材７１の上面も覆っている。波長変換部材７２は、光源２０Ａの色調整用の蛍光体を含む透光性の樹脂部材である。
第３透光性部材７３は、波長変換部材７２の上面を覆っている。第３透光性部材７３の上面は、平坦な面とすることができる。又は、第３透光性部材７３の上面は、凹状又は凸状の曲面とすることができる。
第２光調整部材７４は、第３透光性部材７３上に配置されている。第２光調整部材７４は、光源２０Ａが発する光に対する反射性および透光性を有する。第２光調整部材７４は、透光性樹脂と、透光性樹脂中に含まれる光拡散剤等によって構成することができる。透光性樹脂は、例えば、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂又はアクリル樹脂である。光拡散剤は、例えばＴｉＯ２、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＺｎＯ又はガラス等の粒子が挙げられる。
第２光調整部材７４は、第３透光性部材７３の上面の全部又は一部を覆うように配置することができる。また、第２光調整部材７４は、第３透光性部材７３の上面と、その周辺の導光部材１０の第３上面１１の上にまで延伸させることができる。
図１に示すように、第２光調整部材７４は、上面視において光源２０Ａと重なる位置に配置される。図１に示す例では、第２光調整部材７４は、上面視が四角形の光源２０Ａよりも大きい四角形である。第２光調整部材７４は、上面視において、円形、三角形、六角形又は八角形等の多角形の形状とすることができる。
第２光調整部材７４は、光源２０Ａの真上方向へ出射された光の一部を反射させ、他の一部を透過させる。これにより、面状光源３００の発光面（光出射面）である導光部材１０の第３上面１１において、光源２０Ａの直上領域の輝度が他の領域の輝度に比べて極端に高くなることを抑制できる。つまり、区画溝１４で区画された１つの発光領域５から出射される光の輝度ムラを軽減することができる。
第２光調整部材７４の厚さは、０．００５ｍｍ以上０．２ｍｍ以下とするのが好ましく、さらに好ましくは０．０１ｍｍ以上０．０７５ｍｍ以下である。また、第２光調整部材７４の反射率としては、光源２０Ａの第１光調整部材２８の反射率よりも低く設定するのが好ましく、光源２０Ａからの光に対して、例えば２０％以上９０％以下が好ましく、さらに好ましくは３０％以上８５％以下である。
第２光調整部材７４と第１光調整部材２８との間に、第３透光性部材７３が配置されている。第３透光性部材７３は、第１光調整部材２８および第２光調整部材７４よりも光源２０Ａが発する光に対する透過率が高い。光源２０Ａが発する光に対する第３透光性部材７３の透過率は、１００％以下の範囲において、第１光調整部材２８の透過率および第２光調整部材７４の透過率の２倍以上１００倍以下とすることができる。これにより、光源２０Ａの直上領域が明るくなりすぎず、且つ暗くなりすぎず、結果として、各発光領域５の発光面内における輝度ムラを軽減することができる。
図２に示すように、支持部材２００は、配線基板５０と、第１接着部材４１と、光反射性シート４２と、第２接着部材４３とを備える。配線基板５０上に、第１接着部材４１、光反射性シート４２、および第２接着部材４３が順に配置されている。
第１接着部材４１は、配線基板５０と光反射性シート４２との間に配置され、配線基板５０と光反射性シート４２とを接着している。第２接着部材４３は、光反射性シート４２と、導光部材１０の第３下面１２との間に配置され、光反射性シート４２と導光部材１０とを接着している。第２接着部材４３は第２孔部１３の下方にも配置され、光源２０Ａは第２孔部１３内において第２接着部材４３上に配置されている。第２接着部材４３の上面は、支持部材２００の第１上面２０１を構成する。光源２０Ａの下面２０ｂは、第２接着部材４３の上面に接している。
第２接着部材４３は、光源２０Ａが発する光に対する透光性を有する。第１接着部材４１および第２接着部材４３は、例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂又は環状ポリオレフィン樹脂などが挙げられる。
光反射性シート４２は、配線基板５０と導光部材１０の第３下面１２との間、および配線基板５０と光源２０Ａとの間に配置されている。配線基板５０と第３下面１２との間の光反射性シート４２と、配線基板５０と光源２０Ａとの間の光反射性シート４２とは、一体でも別体でもよい。
光反射性シート４２は、光源２０Ａが発する光に対する反射性を有する。光反射性シート４２には、例えば、多数の気泡を含む樹脂部材や、光拡散剤を含む樹脂部材を用いることができる。樹脂部材の材料は、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂、環状ポリオレフィン樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂又はエポキシ樹脂などである。光拡散剤としては、例えば、ＳｉＯ２、ＣａＦ２、ＭｇＦ２、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、ＢａＴｉＯ３、Ｔａ２Ｏ５、Ｚｒ２Ｏ３、ＺｎＯ、Ｙ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ又はＢａＳＯ４などを用いることができる。
面状光源３００において、導光部材１０内を導光され、第３下面１２側に向かった光は、光反射性シート４２によって、面状光源３００の発光面である第３上面１１側に反射され、第３上面１１から取り出される光の輝度を向上させることができる。
光反射性シート４２と第３上面１１との間の領域においては、光反射性シート４２と第３上面１１とで全反射が繰り返されつつ、光源２０Ａからの光が区画溝１４に向かって導光部材１０内を導光される。第３上面１１に向かった光の一部は、第３上面１１から導光部材１０の外部に取り出される。
配線基板５０は、絶縁基材と配線層とを含む。配線層は、配線基板５０の厚さ方向に２層以上含まれていてもよい。配線基板５０の上面は、第１接着部材４１に配置されている。配線基板５０の下面には、配線基板５０の一部を除き、絶縁膜５２が配置されている。言い換えると、配線基板５０の下面の一部は、絶縁膜５２から露出している。絶縁膜５２の下面は、支持部材２００の第１下面２０２を構成する。また、支持部材２００は、第１下面２０２側に、配線層の接続部５１を有してもよい。
光源２０Ａの下方に導電部材６１が配置されている。導電部材６１は、支持部材２００の第１上面２０１および第１下面２０２を貫通する第１孔部２１０内に配置され、さらに支持部材２００の第１下面２０２側において配線層の接続部５１まで延在している。
導電部材６１は、例えば、バインダー樹脂中に導電性のフィラーが分散された導電ペーストを硬化したものである。導電部材６１は、フィラーとして、例えば、銅又は銀等の金属を含むことができる。フィラーは、粒状又は、扁平状若しくは薄片状等の扁平状、薄片状扁平状、薄片状フレーク状である。
後述する図４Ｊに示すように、光源２０Ａの電極２６の下面２６ａおよび側面２６ｂは、支持部材２００の第１上面２０１より下方で第１孔部２１０内に位置している。導電部材６１は、電極２６の下面２６ａおよび側面２６ｂに接している。導電部材６１は、光源２０Ａの電極２６と、配線層の接続部５１とを電気的に接続している。外部回路から、配線基板５０の配線層、接続部５１、導電部材６１、および電極２６を介して、光源２０Ａに電力が供給される。
光源２０Ａの電極２６の下面２６ａを支持部材２００の第１上面２０１より下方で第１孔部２１０内に位置させることで、第１孔部２１０内に配置される導電部材６１は電極２６の下面２６ａだけでなく、側面２６ｂにも接する。これにより、電極２６と導電部材６１との接触面積を増やすことができ、光源２０Ａと配線層との電気的接続の信頼性を高くすることができる。
正負の一対の電極２６に対応して一対の導電部材６１が配置され、正側の電極２６と接続された導電部材６１と、負側の電極２６と接続された導電部材６１は、互いに離隔されており、電気的に接続されていない。絶縁膜５２の下面には、導電部材６１を覆うように絶縁膜５３が配置されている。絶縁膜５３は、一対の導電部材６１の間を覆うように形成され、一対の導電部材６１間の絶縁性を高める。
次に、図４Ａ～図４Ｎを参照して、面状光源３００の製造方法について説明する。
面状光源３００の製造方法は、図４Ａに示す導光部材１０を準備する工程を有する。導光部材１０は、第３上面１１と、第３上面１１の反対側にある第３下面１２とを含む。
図４Ｂに示すように、導光部材１０に第２孔部１３が形成される。第２孔部１３は、例えば、ドリル加工、パンチ加工、レーザー加工により、第３上面１１および第３下面１２を貫通する貫通孔として形成される。第２孔部１３を含む導光部材１０は、購入して準備してもよい。
面状光源３００の製造方法は、さらに、支持部材２００を準備する工程を有する。支持部材２００を準備する工程は、図４Ｃに示す配線基板５０を準備する工程を有する。配線基板５０の下面には、配線層の接続部５１と絶縁膜５２が配置される。接続部５１は、絶縁膜５２に形成された開口に配置され、絶縁膜５２から露出する。
図４Ｄに示すように、配線基板５０の上面上に、第１接着部材４１、光反射性シート４２、および第２接着部材４３が積層される。
図４Ｅに示すように、第２接着部材４３、光反射性シート４２、第１接着部材４１、配線基板５０、および絶縁膜５２を貫通する第１孔部２１０が形成され、支持部材２００が得られる。第１孔部２１０は、例えば、パンチ加工、ドリル加工、レーザー加工によって形成される。上面視における第１孔部２１０の形状は、例えば円形状である。上面視における第１孔部２１０の形状は、円形状以外にも、楕円形状または多角形形状であってもよい。この支持部材２００は、購入して準備してもよい。
支持部材２００上には、導光部材１０が配置される。導光部材１０の第３下面１２が、支持部材２００の第１上面２０１を構成する第２接着部材４３の上面に対向し、第２接着部材４３の上面に接着される。
支持部材２００に形成された第１孔部２１０は、導光部材１０に形成された第２孔部１３に重なるように配置され、第２孔部１３に連通する。平面視において、１つの第２孔部１３に２つの第１孔部２１０が重なる。
支持部材２００上に導光部材１０を配置した後、図４Ｆに示すように、導光部材１０の第２孔部１３内に光源２０Ａを配置する。光源２０Ａの下面２０ｂが、第２孔部１３内に露出する第２接着部材４３の上面に接着する。
図４Ｇは、図４Ｆに示す支持部材２００上における光源２０Ａの配置部分の拡大図である。図４Ｈは、図４Ｇの上面図である。
光源２０Ａの正負一対の電極２６は、それぞれ対応する１つの第１孔部２１０に位置決めされる。図４Ｇに示すように、電極２６の下面２６ａおよび側面２６ｂは、支持部材２００の第１上面２０１（この例では第２接着部材４３の上面）よりも下方で第１孔部２１０内に位置する。
支持部材２００上に光源２０Ａを配置した後、図４Ｆの状態で、面状光源３００の上下を反転させる。その後、支持部材２００の第１下面２０２側から第１孔部２１０内に導電ペーストを供給する。例えば印刷、ディスペンス等の方法で、導電ペーストを第１孔部２１０内に供給する。第１孔部２１０内に供給された導電ペーストを例えば熱硬化させることで、図４Ｉに示すように、光源２０Ａの電極２６と接続された導電部材６１が形成される。例えば、このときの加熱温度は１００℃以上１２０℃以下であり、加熱時間は０．５時間以上１時間以下である。なお、第１孔部２１０内に導電ペーストを供給し、５以上１０以下の気圧で加圧しながら導電ペーストを硬化してもよい。支持部材２００の第１下面２０２側から第１孔部２１０内に導電ペーストを供給することで、導光部材１０の第２孔部１３に導電部材６１が配置されないので、光源２０Ａから出射する光が導電部材６１に吸収されるのを抑制できる。
導電ペーストは支持部材２００の第１下面２０２側にも供給され、第１下面２０２側に、配線層の接続部５１と接続された導電部材６１が形成される。したがって、導電部材６１は、光源２０Ａの電極２６と、配線基板５０の接続部５１とを電気的に接続する。
図４Ｊは、図４Ｉに示す支持部材２００上における光源２０Ａの配置部分の拡大図である。
導電部材６１は、第１孔部２１０内に位置する電極２６の下面２６ａおよび側面２６ｂに接する。なお、図４Ｈに示す上面視において、第１孔部２１０の面積は電極２６の面積より２００％以上５００％以下、より好ましくは２５０％以上３００％以下の大きさがよい。これにより、導電ペーストを第１孔部２１０内に供給するときに第１孔部２１０内にボイドが生じにくく、電極２６と導電部材６１との間で十分な接触面積が確保できる。
本実施形態では、導電部材６１が電極２６の下面２６ａだけでなく側面２６ｂにも接することで、電極２６と導電部材６１との接触面積を増やすことができ、それら両者の電気的接続の信頼性を高くすることができる。電極２６の側面２６ｂに導電部材６１を接触させるためには、光源２０Ａを支持部材２００の第１上面２０１上に配置したときに、電極２６が第１上面２０１から第１孔部２１０内に少しでも突出すればよい。
また、電極２６が光源２０Ａの下面２０ｂから第１孔部２１０内に突出することで、支持部材２００の第１上面２０１上に配置された光源２０Ａが傾きにくく、光源２０Ａの姿勢を安定させることができる。導電ペーストが電極２６に接する面積が増えることで、流動性をもつ導電ペーストからの張力が電極２６に作用して、光源２０Ａが下方に引っ張り込まれ、光源２０Ａの下面２０ｂが支持部材２００の第１上面２０１に密着し、光源２０Ａが傾きにくくなる。また、電極２６が第１孔部２１０からずれた状態で光源２０Ａが支持部材２００の第１上面２０１上に配置されると、電極２６が第１上面２０１上に乗り上がり、光源２０Ａが傾くので、検査によって容易に光源２０Ａの傾きが検知され対処することができる。
光源２０Ａの傾きを抑制し支持部材２００上で光源２０Ａの姿勢を安定させるために、光源２０Ａの下面２０ｂから第１孔部２１０内への電極２６の突出量は１０μｍ以上が好ましい。本実施形態では、光源２０Ａの下面２０ｂから第１孔部２１０内への電極２６の突出する長さは例えば５５μｍである。
また、図４Ｊに示す断面視において、電極２６の下面２６ａは、支持部材２００の第２接着部材４３の上面と下面の間に位置する。
なお、図４Ｈに示す上面視において、電極２６は第１孔部２１０の開口形状の中心（この例では円の中心）と重なる位置にあることが好ましい。電極２６が第１孔部２１０の開口形状の中心と重なる位置にあることで、電極２６の側面２６ｂと第１孔部２１０の側面との間の間隔が取れ、電極２６の側面２６ｂと第１孔部２１０の側面との間に導電ペーストが入る。これにより、電極２６の側面２６ｂと導電ペーストとの接触不良を起こしにくく、電気的接続の信頼性を高くすることができる。
導電部材６１を形成した後、図４Ｋに示すように、導光部材１０の第２孔部１３内に第２透光性部材７１を形成する。第２透光性部材７１は、光源２０Ａの側面と、第２孔部１３の側面との間に形成される。光源２０Ａの上面２０ａは、第２透光性部材７１から露出している。例えば、液状の透光性樹脂を第２孔部１３内に供給した後、加熱して硬化させることで、第２透光性部材７１が形成される。例えば、このときの加熱温度は１００℃以上１２０℃以下であり、加熱時間は０．５時間以上１時間以下である。光源２０Ａは、第２透光性部材７１によって、導光部材１０に対して固定される。
第２透光性部材７１を形成した後、図４Ｌに示すように、第２孔部１３内における光源２０Ａ上および第２透光性部材７１上に、波長変換部材７２を形成する。例えば、蛍光体を含む液状の樹脂を第２孔部１３内に供給した後、熱硬化させることで、波長変換部材７２が形成される。例えば、このときの加熱温度は８０℃以上１２０℃以下であり、加熱時間は５分以上３０分以下である。
波長変換部材７２を形成した後、図４Ｍに示すように、第２孔部１３内における波長変換部材７２上に、第３透光性部材７３を形成する。例えば、液状の樹脂を波長変換部材７２上に供給した後、熱硬化させることで、第３透光性部材７３が形成される。例えば、このときの加熱温度は８０℃以上１２０℃以下であり、加熱時間は５分以上３０分以下である。
第３透光性部材７３を形成した後、図４Ｎに示すように、第３透光性部材７３上に第２光調整部材７４を形成する。例えば、光拡散剤を含む液状の樹脂を第３透光性部材７３上に供給した後、熱硬化させることで、第２光調整部材７４が形成される。例えば、このときの加熱温度は８０℃以上１２０℃以下であり、加熱時間は５分以上３０分以下である。
第２光調整部材７４を形成した後、図２に示すように、支持部材２００の第１下面２０２に、導電部材６１を覆うように絶縁膜５３を形成する。絶縁膜５３は、例えば、印刷、ポッティング、スプレー、インクジェット、樹脂シートの貼り合わせ等の方法により形成される。
以上、面状光源３００の製造方法について説明したが、この順に限らない。例えば、支持部材２００上に光源２０Ａを配置した後、光源２０Ａの周囲に導光部材１０を配置してもよい。また、例えば、支持部材２００上に光源２０Ａを配置し、導光部材１０の第２孔部１３内に第２透光性部材７１を形成後、第１孔部２１０内に導電ペーストを供給してもよい。なお、第２孔部１３内に、第２透光性部材７１、波長変換部材７２および第３透光性部材７３を形成したが、これに限らない。第２孔部１３内に、さらに複数の層を形成してもよいし、透光性部材または波長変換部材のみの単層で形成してもよい。
図５は、変形例による図４Ｈと同様の図４Ｇの上面図である。
この上面視において、第１孔部２１０と、光源２０Ａの電極２６は相似形状である。なお、「相似形状」とは数学的に正確な相似の関係にあることに限らず、一方を拡大又は縮小した場合に他方の形状に完全に一致せずに多少ずれがあるような関係も「相似形状」に含まれる。
図５に示す例では、上面視において、第１孔部２１０と電極２６は、同じ数の角部（３つの角部）を有する三角形であり、互いの角部同士を対向させている。又は、上面視において、第１孔部２１０と電極２６は円形であってもよい。又は、上面視において、第１孔部２１０と電極２６は、同じ数の角部を有する四角形以上の多角形であり、互いの角部同士を対向させる関係であってもよい。
上面視において、第１孔部２１０の形状を電極２６の形状に相似させることで、それら両者が相似形状でない場合に比べて、第１孔部２１０のサイズを小さくすることができる。ここで、第１孔部２１０のサイズとは、第１孔部２１０の深さ方向に対して直交する方向のサイズ（直径又は幅方向のサイズ）を表す。第１孔部２１０の形状と電極２６の形状が相似形状の場合は、上面視において、第１孔部２１０の面積は電極２６の面積の１５０％以上３００％以下が好ましい。
第１孔部２１０のサイズが小さくなると、その分、光源２０Ａの下方に広がる光反射性シート４２の面積が広くなり、輝度の向上につながる。また、第１孔部２１０のサイズが小さくなると、正負の一対の電極２６にそれぞれ接続された一対の導電部材６１間の間隔を広くでき、一対の導電部材６１間の短絡を抑制し、絶縁性を高めることができる。
図６Ａは、本発明の他の実施形態の光源２０Ｂの断面図である。
この光源２０Ｂにおいては、被覆部材２４が、発光素子２１の第２下面２１ｂに配置され、発光素子２１の第２下面２１ｂを覆っている。また、被覆部材２４は、第１透光性部材２３の下面にも配置され、第１透光性部材２３の下面を覆っている。被覆部材２４の下面が、支持部材２００の第２接着部材４３の上面に接着される光源２０Ｂの下面２０ｂを構成する。発光素子２１の第２下面２１ｂに配置された電極２６の下面２６ａおよび側面２６ｂは、被覆部材２４から露出している。
発光素子２１の第２下面２１ｂに配置された電極２６の下面２６ａおよび側面２６ｂが被覆部材２４から露出する方法としては、まず、被覆部材２４で電極２６を完全に埋めてしまう。この後、レーザー光を照射し被覆部材２４を除去することで電極２６の下面２６ａおよび側面２６ｂの一部を露出させる。このレーザー光で除去することにおいて、例えば樹脂である被覆部材２４の除去は、金属である電極２６の除去よりも除去速度が速いため、被覆部材２４の下面全体にレーザー光を照射すると電極２６の下面２６ａおよび側面２６ｂの一部を被覆部材２４から露出させることができる。このレーザー光で被覆部材２４を除去することにより、被覆部材２４の下面に凹凸が形成される。
被覆部材２４は、発光素子２１が発する光に対する反射性を有する。第１透光性部材２３に蛍光体が含まれる場合、被覆部材２４は、蛍光体が発する光に対しても反射性を有する。被覆部材２４は、例えば、ＴｉＯ２、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＺｎＯ又はガラス等の粒子からなる光拡散剤を含む、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂又はアクリル樹脂である。
図６Ｂは、本発明のさらに他の実施形態の光源２０Ｃの断面図である。
この光源２０Ｃにおいては、第１透光性部材２３が発光素子２１の第２下面２１ｂを覆っている。第１透光性部材２３の下面が、支持部材２００の第２接着部材４３の上面に接着される光源２０Ｃの下面２０ｂを構成する。電極２６の下面２６ａおよび側面２６ｂは、第１透光性部材２３から露出している。
図６Ａに示す光源２０Ｂおよび図６Ｂに示す光源２０Ｃも、前述した導光部材１０の第２孔部１３内で支持部材２００上に配置され、その電極２６の下面２６ａおよび側面２６ｂは支持部材２００の第１孔部２１０内に位置し、導電部材６１が電極２６の下面２６ａおよび側面２６ｂに接する。なお、光源２０は、図６Ａおよび図６Ｂ等で示す以外に第１透過性部材２３、被覆部材２４および第１光調整部材２８等を備えない発光素子２１のみでもよい。
導光部材１０に形成される第２孔部は貫通孔に限らず、第３下面１２側に開口する凹部であってもよい。光源２０Ａ～２０Ｃは、その凹部内に配置される。
１０…導光部材、１１…第３上面、１２…第３下面、１３…第２孔部、２０Ａ～２０Ｃ…光源、２１…発光素子、２１ａ…第２上面、２１ｂ…第２下面、２３…第１透光性部材、２４…被覆部材、２８…第１光調整部材、２６…電極、４１…第１接着部材、４２…光反射性シート、４３…第２接着部材、５０…配線基板、５１…配線層の接続部、６１…導電部材、７１…第２透光性部材、７２…波長変換部材、７３…第３透光性部材、７４…第２光調整部材、２００…支持部材、２０１…第１上面、２０２…第１下面、２１０…第１孔部、３００…面状光源

Claims (9)

  1. 第１上面と、前記第１上面の反対側にある第１下面と、前記第１上面および前記第１下面を貫通する第１孔部と、前記第１下面側に配置された接続部を含む配線層とを含む支持部材と、
    第２上面と、前記第２上面の反対側にある第２下面とを含む発光素子と、前記第２下面に配置された電極とを含み、前記支持部材の前記第１上面上に配置された光源と、
    前記第１孔部内に配置され、前記電極と前記配線層とを電気的に接続する導電部材と、
    を備え、
    前記電極の下面は、前記支持部材の前記第１上面より下方で前記第１孔部内に位置し、
    前記導電部材は、前記電極の前記下面および側面に接すると共に、前記配線層の前記接続部の下面および側面に接している面状光源。
  2. 前記支持部材は接着部材を含み、前記接着部材の上面が前記第１上面を構成し、
    前記光源の下面が、前記接着部材の前記上面に接している請求項１に記載の面状光源。
  3. 上面視において、前記電極は前記第１孔部の開口形状の中心と重なる位置にある請求項１または２に記載の面状光源。
  4. 第３上面と、前記第３上面の反対側にある第３下面と、前記光源が配置される第２孔部とを含み、前記第３下面を前記支持部材の前記第１上面に対向させて前記支持部材上に配置された導光部材をさらに備える請求項１～３のいずれか１つに記載の面状光源。
  5. 前記支持部材は、
    前記配線層を含む配線基板と、
    前記配線基板と前記導光部材の前記第３下面との間、および前記配線基板と前記光源との間に配置された光反射性シートと、
    を含む請求項４に記載の面状光源。
  6. 上面視において、前記第１孔部と前記電極は相似形状である請求項１～５のいずれか１つに記載の面状光源。
  7. 上面視において、前記第１孔部と前記電極は円形である請求項１～５のいずれか１つに記載の面状光源。
  8. 上面視において、前記第１孔部と前記電極は、同じ数の角部を有する多角形であり、互いの角部同士を対向させている請求項１～５のいずれか１つに記載の面状光源。
  9. 断面視において、前記電極の前記下面は、前記支持部材の前記接着部材の前記上面と下面の間に位置する請求項２に記載の面状光源。
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