JP7368749B2 - 発光装置の製造方法 - Google Patents
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Description
本開示に係る実施形態は、樹脂部材の厚みを制御することができる発光装置の製造方法を提供することを課題とする。
[発光装置]
図1Aは、第1実施形態に係る発光装置を示す模式平面図である。図1Bは、図1AのIB-IB線における模式断面図である。
以下、発光装置100の各構成について説明する。
M2[SipAlqMnrFs] (I)
発光装置100を駆動すると、外部電源から発光素子20に電流が供給され、発光素子20が発光する。発光素子20からの光は、一部の光が樹脂部材40及び光調整部材50を介して発光装置100の外部に取り出される。また、他の一部の光が被覆部材30及び光調整部材50で反射された後、発光装置100の外部に取り出される。
[第1の製造方法]
図2は、第1実施形態に係る発光装置の第1の製造方法のフローチャートである。図3A~図3Gは、第1実施形態に係る発光装置の第1の製造方法を示す模式断面図である。
光調整部材配置工程S101は、樹脂部材40の発光素子20が配置される一方の面とは反対側に位置する他方の面上に、光調整部材50を配置する工程である。この工程S101では、まず、耐熱性の両面粘着テープ71を介して、光調整部材50を支持体80上に配置する。次に、樹脂部材40を光調整部材50の一方の面上に配置する。樹脂部材40及び光調整部材50は、例えば、ポッティング、転写、印刷、スプレー等の方法によってそれぞれ形成される。また、光調整部材50が予め配置された樹脂部材40を、耐熱性の両面粘着テープ71を介して支持体80上に配置してもよい。また、樹脂部材40を、例えば接着部材を介して光調整部材50の上面に接合してもよい。
発光素子配置工程S102は、複数の発光素子20の第2面22が樹脂部材40に対面するように、樹脂部材40の一方の面上に複数の発光素子20を配置する工程である。この工程S102では、複数の発光素子20が所定間隔で配置される。
被覆部材配置工程S103は、樹脂部材40の一方の面を被覆すると共に発光素子20の第3面23の一部を被覆するように被覆部材30を配置する工程である。この工程S103では、被覆部材30が発光素子20の第3面23の一部を発光素子20の第1面21に向かって這い上がるように、発光素子20の第3面23の一部を被覆部材30で被覆する。
押し込み工程S104は、複数の発光素子20を、電極2が樹脂部材40から露出するように樹脂部材40に押し込む工程である。この工程S104では、複数の発光素子20を、発光素子20の第2面22が樹脂部材40の一方の面に対面するように、かつ発光素子20の第3面23の少なくとも一部が樹脂部材40に接するように押し込む。また、この工程S104では、発光素子20の第2面22の上方に樹脂部材40が残るように押し込む。なお、ここでいう第2面22の上方とは、第2面22に対面する垂直方向を意味する。
発光装置個片化工程S105は、樹脂部材40を、少なくとも1つの発光素子20が含まれるように切断して複数の発光装置100を得る工程である。この工程S105では、工程S101~工程S104を経て得られた構造体5を所定位置で切断することにより、発光装置100を個片化して、複数の発光装置100とする。構造体5は、発光素子20、被覆部材30、樹脂部材40、及び、光調整部材50を含むものである。構造体5の切断は、公知のブレード、例えば、ダイシングソー等の回転刃又はトムソン刃等のカッターを用いることにより、被覆部材30、樹脂部材40、及び、光調整部材50を切断することにより行うことができる。その後、発光装置100から耐熱性の両面粘着テープ71を剥がす。
図4は、第1実施形態に係る発光装置の第2の製造方法のフローチャートである。図5A~図5Eは、第1実施形態に係る発光装置の第2の製造方法を示す模式断面図である。
光調整部材配置工程S201は、樹脂部材40の発光素子20が配置される一方の面とは反対側に位置する他方の面上に、光調整部材50を配置する工程である。例えば、まず、耐熱性の粘着テープ72上に光調整部材50を配置する。次に、光調整部材50の上面に樹脂部材40を配置することにより、耐熱性の粘着テープ72上に光調整部材50を介して樹脂部材40が配置される(図5C参照)。樹脂部材40及び光調整部材50は、例えば、ポッティング、転写、印刷、スプレー等の方法によってそれぞれ形成される。また、光調整部材50が予め配置された樹脂部材40を、耐熱性の粘着テープ72上に配置してもよい。また、樹脂部材40を、例えば接着部材を介して光調整部材50の上面に接合してもよい。
発光素子配置工程S202は、発光素子20の第1面21が支持体80に対面するように支持体80上に複数の発光素子20を配置する工程である。この工程S202では、耐熱性の両面粘着テープ71を介して、支持体80上に複数の発光素子20を配置する。また、この工程S202では、電極2を耐熱性の両面粘着テープ71に押し込み、電極2が耐熱性の両面粘着テープ71に埋設した状態で、支持体80上に複数の発光素子20を所定間隔で配置する。
被覆部材配置工程S203は、支持体80上に発光素子20の第3面23の一部を被覆する被覆部材30を配置する工程である。この工程S203では、耐熱性の両面粘着テープ71を介して、支持体80上に被覆部材30を配置する。具体的には、発光素子20の間に位置する耐熱性の両面粘着テープ71上に被覆部材30を配置する。また、この工程S203では、被覆部材30は発光素子20の第1面21側の第3面23を所定厚さで被覆する。また、被覆部材30は発光素子20の第2面22に向かって這い上がり、発光素子20の第3面23の近傍において、第1面21側に凹むように湾曲した状態となる。その他の事項は、前記した被覆部材配置工程S103と同様である。
樹脂部材配置工程S204は、複数の発光素子20の第2面22が樹脂部材40に対面するように樹脂部材40を配置する工程である。即ち、複数の発光素子20の第2面22が樹脂部材40に対面するように、樹脂部材40の一方の面上に複数の発光素子20が配置される。この工程S204では、発光素子20の第2面22が樹脂部材40の一方の面に対面するように、複数の発光素子20の第2面22に樹脂部材40を配置する。
押し込み工程S205は、複数の発光素子20を、電極2が樹脂部材40から露出するように樹脂部材40に押し込む工程である。この工程S205では、複数の発光素子20を、発光素子20の第2面22が樹脂部材40の一方の面に対面するようにして発光素子20の第3面23の少なくとも一部が樹脂部材40に接するように押し込む。この工程S205では、まず、前工程として、樹脂部材配置工程S204により、複数の発光素子20上に、光調整部材50を設けた樹脂部材40を配置する。次に、樹脂部材40を加熱後(軟化させた後)又は加熱しながら(軟化させながら)、耐熱性の粘着テープ72の上方に配置された押し込み用の器具、例えばステンレス鋼等からなるプレートを用いて樹脂部材40を押すことで、発光素子20を樹脂部材40に押し込む。その後、光調整部材50から耐熱性の粘着テープ72を剥がす。
発光装置個片化工程S206は、前記した発光装置個片化工程S105と同様である。なお、発光装置個片化工程S206を行う前に、工程S201~工程S205を経て得られた構造体5を耐熱性の両面粘着テープ71を介して、光調整部材50が耐熱性の両面粘着テープ71に接合するように支持体80上に配置する。構造体5を切断した後、発光装置100から耐熱性の両面粘着テープ71を剥がす。
[発光装置]
図6Aは、第2実施形態に係る発光装置を示す模式平面図である。図6Bは、図6AのVIB-VIB線における模式断面図である。
発光装置100Aを駆動すると、外部電源から発光素子20に電流が供給され、発光素子20が発光する。発光素子20からの光は、一部の光が樹脂部材40及び光調整部材50を介して発光装置100の外部に取り出される。また、他の一部の光が被覆部材30a、被覆部材30b及び光調整部材50で反射された後、発光装置100Aの外部に取り出される。
[第1の製造方法]
図7は、第2実施形態に係る発光装置の第1の製造方法のフローチャートである。図8A~図8Dは、第2実施形態に係る発光装置の第1の製造方法を示す模式断面図である。
光調整部材配置工程S301は、前記した光調整部材配置工程S101と同様である。
被覆部材配置工程S302は、樹脂部材40の一方の面上、即ち発光素子20が配置される面上に被覆部材30を配置する工程である。被覆部材30は、ポッティング、転写、印刷、スプレー等の方法によって形成される。また、被覆部材30は、例えば、接着部材を介して樹脂部材40の上面に接合してもよい。本実施形態における被覆部材30の厚みは、5μm以上50μm以下が好ましく、さらに好ましくは10μm以上30μm以下である。
発光素子配置工程S303は、複数の発光素子20の第2面22が樹脂部材40に対面するように、樹脂部材40の一方の面上に複数の発光素子20を配置する工程である。この工程S303では、被覆部材30を介して樹脂部材40の一方の面上に複数の発光素子20を配置する。即ち、発光素子20の第2面22が樹脂部材40の一方の面上に配置された被覆部材30に接するように複数の発光素子20を所定間隔で配置する。
押し込み工程S304は、複数の発光素子20を、電極2が樹脂部材40から露出するように樹脂部材40に押し込む工程である。この工程S304では、複数の発光素子20を、発光素子20の第2面22が樹脂部材40の一方の面に対面するようにして発光素子20の第3面23の少なくとも一部が樹脂部材40に接するように押し込む。この工程S304では、発光素子20の第3面23の一部が樹脂部材40に接し、かつ発光素子20の第3面23の他の一部が被覆部材30に接するように、被覆部材30のうち発光素子20の第2面22が対面する部分を、第2面22が対面していない部分から分断して発光素子20と共に樹脂部材40に押し込む。
発光装置個片化工程S305は、前記した発光装置個片化工程S105と同様である。
図9は、第2実施形態に係る発光装置の第2の製造方法のフローチャートである。図10A~図10Dは、第2実施形態に係る発光装置の第2の製造方法を示す模式断面図である。
光調整部材配置工程S401は、前記した光調整部材配置工程S201と同様である。
被覆部材配置工程S402は、樹脂部材40の一方の面上、即ち発光素子20が配置される上面に被覆部材30配置する工程である(図10B参照)。被覆部材30は、ポッティング、印刷、スプレー等の方法によって形成される。また、被覆部材30は、例えば、接着部材を介して樹脂部材40の上面に接合してもよい。
発光素子配置工程S403は、前記した発光素子配置工程S202と同様である。
樹脂部材配置工程S404は、複数の発光素子20の第2面22が樹脂部材40に対面するように樹脂部材40を配置する工程である。即ち、複数の発光素子20の第2面22が樹脂部材40に対面するように、樹脂部材40の一方の面上に複数の発光素子20が配置される。この工程S404では、被覆部材30を介して樹脂部材40の一方の面上に複数の発光素子20を配置する。この工程S404では、樹脂部材40の一方の面上に配置された被覆部材30が発光素子20の第2面22に接するように、複数の発光素子20上に樹脂部材40を配置する。
押し込み工程S405は、複数の発光素子20を、電極2が樹脂部材40から露出するように樹脂部材40に押し込む工程である。この工程S405では、発光素子20の第3面23の一部が樹脂部材40に接し、かつ発光素子20の第3面23の他の一部が被覆部材30に接するように、被覆部材30のうち発光素子20の第2面22が対面する部分を、第2面22が対面しない部分から分断して発光素子20と共に樹脂部材40に押し込む。この工程S405では、樹脂部材40を加熱後(軟化させた後)又は加熱しながら(軟化させながら)、耐熱性の粘着テープ72の上方に配置された押し込み用の器具、例えばステンレス鋼等からなるプレートを用いて樹脂部材40を押すことで、発光素子20を樹脂部材40に埋め込む。その後、光調整部材50から耐熱性の粘着テープ72を剥がす。その他の事項は、前記した押し込み工程S304と同様である。
発光装置個片化工程S406は、前記した発光装置個片化工程S206と同様である。
[発光装置]
図11Aは、第3実施形態に係る発光装置を示す模式平面図である。図11Bは、図11AのXIB-XIB線における模式断面図である。
[第1の製造方法]
図12A~図12Cは、第3実施形態に係る発光装置の第1の製造方法を示す模式断面図である。
図13A~図13Cは、第3実施形態に係る発光装置の第2の製造方法を示す模式断面図である。
[発光装置]
図14Aは、第4実施形態に係る発光装置を示す模式平面図である。図14Bは、図14AのXIVB-XIVB線における模式断面図である。
[第1の製造方法]
図15A~図15Cは、第4実施形態に係る発光装置の第1の製造方法を示す模式断面図である。
図16A~図16Cは、第4実施形態に係る発光装置の第2の製造方法を示す模式断面図である。
[発光装置]
図17Aは、第5実施形態に係る発光装置を示す模式平面図である。図17Bは、図17AのXVIIB-XVIIB線における模式断面図である。
[第1の製造方法]
図18A~図18Cは、第5実施形態に係る発光装置の第1の製造方法を示す模式断面図である。
図19A~図19Cは、第5実施形態に係る発光装置の第2の製造方法を示す模式断面図である。
[発光装置]
図20Aは、第6実施形態に係る発光装置を示す模式平面図である。図20Bは、図20AのXXB-XXB線における模式断面図である。
図21は、第6実施形態に係る発光装置の製造方法のフローチャートである。図22A~図22Fは、第6実施形態に係る発光装置の製造方法を示す模式断面図である。
押し込み工程S503は、複数の発光素子20を、電極2が樹脂部材40から露出するように樹脂部材40に押し込む工程である。この工程S503では、発光素子20の第3面23の全部が樹脂部材40に接するように押し込む。また、電極2の側面が樹脂部材40から露出するように発光素子20を樹脂部材40に押し込む。なお、発光素子20の電極2は、その一部を後記する除去工程S505で除去するため、この段階では、発光装置100Eの電極2に比べて厚く形成されているが、発光素子20の電極2上にさらに柱状の電極を配置して厚くすることもできる。その他の事項については、前記した押し込み工程S104に準じて行うことができる。
被覆部材配置工程S504は、樹脂部材40の一方の面及び発光素子20の第1面21に電極2が露出するように被覆部材30を配置する工程である。この工程S504では、例えば、ポッティング、印刷、スプレー等により、樹脂部材40上及び発光素子20の第1面21上に液体状の樹脂材料を配置する。この際、電極2の側面の一部が露出するように液体状の樹脂材料を配置する。その後、液体状の樹脂材料を硬化させ、被覆部材30を形成する。
除去工程S505は、発光素子20の電極2の一部を除去する工程である。この工程S505では、被覆部材30の表面と電極2の表面(下面)とが略面一となるように、電極2の一部を研磨、研削、切削等により除去する。
金属層配置工程S506は、電極2の表面及び被覆部材30の表面の一部に金属層4を配置する工程である。この工程S506では、正負一対の電極2のそれぞれの表面よりも広い面積の金属層4を、正負一対の電極2のそれぞれの表面の全面に配置する。具体的には、正負一対の電極2のそれぞれの表面の全面及び、電極2の表面に隣り合う被覆部材30の表面の一部に金属層4を配置する。金属層4は、例えば、電解めっき、無電解めっき、蒸着、スパッタ等の方法によって形成することができ、他には、金、銀、銅、白金、アルミニウム等の金属粉末を含む導電性ペーストを塗布、印刷等することによっても形成することができる。また、予め作製された金属箔を電極2の表面に貼り付けてもよい。
図23Aは、第1実施形態の変形例に係る発光装置の一例を示す模式断面図である。図23Bは、第1実施形態の変形例に係る発光装置の製造方法の一例を示す模式断面図である。図24Aは、第2実施形態の変形例に係る発光装置の一例を示す模式断面図である。図24Bは、第2実施形態の変形例に係る発光装置の製造方法の一例を示す模式断面図である。図25Aは、第1実施形態の変形例に係る発光装置の一例を示す模式断面図である。図25Bは、第1実施形態の変形例に係る発光装置の製造方法の一例を示す模式断面図である。
また、発光装置100Fは、例えば、押し込み工程S104又は押し込み工程S205において、発光素子20の第2面22の上方に樹脂部材40が存在しなくなるまで発光素子20を樹脂部材40に押し込むことで製造することができる。なお、樹脂部材40の厚みは、適宜調整しておけばよい。
また、発光装置100Gは、例えば、押し込み工程S304又は押し込み工程S405において、発光素子20の第2面22の上方に樹脂部材40が存在しなくなるまで発光素子20を樹脂部材40に押し込むことで製造することができる。なお、樹脂部材40の厚みは、適宜調整しておけばよい。
図26Aは、実施形態に係る発光モジュールを示す模式斜視図である。図26Bは、図26AのXXVIB-XXVIB線における模式断面図である。図27は、実施形態に係る発光モジュールを利用した液晶ディスプレイ装置を示す模式分解斜視図である。図28Aは、実施形態に係る面状光源を示す模式斜視図である。図28Bは、図28AのXXVIIIB-XXVIIIB線における模式断面図である。
発光モジュール200は、1つの導光板10に下面に開口した複数の凹部14が設けられ、それぞれの凹部14に発光装置100が配置されている。発光装置100は、配線層16上に配置されている。発光装置100は接着樹脂である透光性部材41によって導光板10に固定されている。導光板10は、発光装置100が配置される凹部14と反対側の面に、光反射面を構成する上面に開口した円錐状の凹部15が設けられている。凹部15には、光調整部材(第2光調整部材)61が配置されている。導光板10の下面及び発光装置100の下面には、光反射性部材62が配置されている。
液晶ディスプレイ装置400は、液晶パネル210の下方(裏側)にバックライトとして機能する面状光源300を積層する、いわゆる直下型の液晶ディスプレイ装置である。面状光源300は、配線基板90上に発光モジュール200Aを配置したものである。発光モジュール200Aは、発光装置100の数及びサイズ等が異なるが、前記した発光モジュール200と同様の構成を有する。液晶ディスプレイ装置400は、面状光源300から照射される光を、液晶パネル210に照射する。液晶ディスプレイ装置400は、導光板10の発光面である上面が重ねられ、発光面内の輝度ムラを抑制できる。液晶ディスプレイ装置400は、導光板10の上面側から、光拡散シート220a、第1レンズシート220b、第2レンズシート220c、液晶パネル210がこの順に重ねられる。なお、液晶ディスプレイ装置400は、上述の構成部材以外に、さらに偏光フィルム、カラーフィルタ又はDBEF(登録商標)等の部材を備えていてもよい。
面状光源300Aは、配線基板90A上に発光モジュール200Bを配置したものである。配線基板90Aは、例えば、絶縁基材91と、絶縁基材91上に配置された配線層92と、配線層92上に配置された絶縁基材93とを含む。発光モジュール200Bは、1つの導光板10Aに複数の貫通孔17が設けられ、それぞれの貫通孔17に発光装置100が配置されている。発光装置100は、例えば半田等の接合部材6を介して配線層92上に配置されている。発光装置100は貫通孔17内に配置された透光性部材42によって覆われている。導光板10Aには、発光装置100ごとに区画する溝18が設けられ、溝18内に光反射性部材63が配置されている。光反射性部材63は、区画ごとに発光させたときの見切り部材として機能する。導光板10Aの下面には、光反射性シート64が配置されている。また、透光性部材42上及び導光板10A上の一部に、透光性部材42を覆うように光調整部材(第2光調整部材)65が配置されている。光調整部材65は、発光装置100からの光の一部を反射し、他の一部を透過させる部材であって、発光装置100からの光の一部を導光板10A内に伝搬させる部材である。
3 電極(第2電極)
4 金属層
5 構造体
6 接合部材
10、10A 導光板
14 凹部
15 凹部
16 配線層
17 貫通孔
18 溝
20 発光素子
21 発光素子の第1面
22 発光素子の第2面
23 発光素子の第3面
30 被覆部材
30a 被覆部材
30b 被覆部材
40 樹脂部材
41 透光性部材
42 透光性部材
50 光調整部材(第1光調整部材)
61 光調整部材(第2光調整部材)
62 光反射性部材
63 光反射性部材
64 光反射性シート
65 光調整部材(第2光調整部材)
71 耐熱性の両面粘着テープ
72 耐熱性の粘着テープ
80 支持体
90、90A 配線基板
91 絶縁基材
92 配線層
93 絶縁基材
100、100A、100B、100C、100D、100E、100F、100G、100H 発光装置
200、200A、200B 発光モジュール
210 液晶パネル
220a 光拡散シート
220b 第1レンズシート
220c 第2レンズシート
300、300A 面状光源
400 液晶ディスプレイ装置
Claims (11)
- 正負一対の電極が配置された第1面と、前記第1面の反対側に位置する第2面と、前記第1面と前記第2面の間に位置する第3面とを有する複数の発光素子を、前記第2面が対面するように樹脂部材の一方の面上に配置する工程と、
複数の前記発光素子を、前記電極が露出するように前記樹脂部材に押し込む工程と、
前記樹脂部材を、少なくとも1つの前記発光素子が含まれるように切断して複数の発光装置を得る工程と、を含み、
前記配置する工程の後、かつ前記押し込む工程の前に、前記樹脂部材の一方の面に前記発光素子の側面の一部を被覆するように被覆部材を配置する工程を含み、
前記押し込む工程は、前記発光素子の側面の一部が前記樹脂部材に接し、かつ前記発光素子の側面の他の一部が前記被覆部材に接するように前記発光素子を押し込む工程である発光装置の製造方法。 - 前記被覆部材を配置する工程において、前記被覆部材は、前記発光素子の側面の一部を前記発光素子の第1面に向かって這い上がるように被覆し、
前記押し込む工程において、前記被覆部材は、前記発光素子の側面の他の一部を前記発光素子の第2面に向かって這い上がったような形状にて被覆する請求項1に記載の発光装置の製造方法。 - 前記押し込む工程において、前記被覆部材の粘度は、前記樹脂部材の粘度よりも高い請求項1又は請求項2に記載の発光装置の製造方法。
- 正負一対の電極が配置された第1面と、前記第1面の反対側に位置する第2面と、前記第1面と前記第2面の間に位置する第3面とを有する複数の発光素子を、前記第2面が対面するように樹脂部材の一方の面上に配置する工程と、
複数の前記発光素子を、前記電極が露出するように前記樹脂部材に押し込む工程と、
前記樹脂部材を、少なくとも1つの前記発光素子が含まれるように切断して複数の発光装置を得る工程と、を含み、
前記配置する工程の前に、前記樹脂部材の一方の面上に被覆部材を配置する工程を含み、
前記配置する工程は、前記被覆部材を介して前記樹脂部材の一方の面上に複数の前記発光素子を配置する工程であり、
前記押し込む工程は、前記発光素子の側面の一部が前記樹脂部材に接し、かつ前記発光素子の側面の他の一部が前記被覆部材に接するように、前記被覆部材のうち前記発光素子の第2面が対面する部分を分断して前記発光素子と共に前記樹脂部材に押し込む工程である発光装置の製造方法。 - 前記押し込む工程において、前記被覆部材の硬度は、前記樹脂部材の硬度よりも高い請求項4に記載の発光装置の製造方法。
- 前記樹脂部材の他方の面上に光調整部材を配置する工程を含む請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法。
- 前記押し込む工程は、前記樹脂部材を40℃以上100℃以下で加熱後又は加熱しながら前記発光素子を前記樹脂部材に押し込む工程である請求項1乃至請求項6のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法。
- 前記押し込む工程は、前記発光素子の第2面の上方に前記樹脂部材が残るように押し込む工程である請求項1乃至請求項7のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法。
- 前記押し込む工程は、前記発光素子の第2面の上方に前記樹脂部材が存在しなくなるまで押し込む工程である請求項1乃至請求項7のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法。
- 前記発光装置を得る工程は、幅の異なる2種類のブレードを使用して前記樹脂部材を切断する工程である請求項1乃至請求項9のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法。
- 前記樹脂部材は、波長変換部材及び光拡散材のうちの1種以上を含む請求項1乃至請求項10のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法。
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