WO2019156105A1 - 面発光体 並びにその製造方法 - Google Patents

Abstract

[課題] 発光に伴いＬＥＤ素子から生じる熱を、シンプルな構造でありながらも、効率的に外部に放散できるようにした新規な面発光体並びにその製造方法を提供する。　[解決手段] 本発明に係る面発光体（１）は、適宜の回路パターン（１２）が形成された基材（１１）と、この基材（１１）上にほぼ規則的に配置される複数のＬＥＤ素子（１３）とを具えて成り、基材（１１）は、絶縁性を有する輻射放熱材、例えば粘土を主原料とし、ここに樹脂を組み合わせた複合素材によって形成されることを特徴とする。また回路パターン（１２）は、導電性接着剤で形成され、且つこの導電性接着剤によりＬＥＤ素子（１３）が基材（１１）上に接合されることが好ましい。

Description

面発光体　並びにその製造方法

　本発明は、適宜の回路パターンが形成された基材上に、複数のＬＥＤ素子を取り付けて成る面発光体に関するものであって、特に発光時にＬＥＤ素子から発生する熱を効率的に外部に放散できるようにした新規な面発光体並びにその製造方法に係るものである。

　ＬＥＤ素子を用いた面発光体が普及している（例えば特許文献１参照）。このものの基本構造は、適宜の回路パターンが形成された基材（基板）と、この基板上にほぼ規則的に配置される複数のＬＥＤ素子とを具えて成るものである。
　ところで、このような面発光体においては、発光に伴いＬＥＤ素子が大量の熱を発するため、この熱をいかに外部に放散させるかが一つの技術的課題となっている（例えば特許文献２、３参照）。

　このようなことから、従来の面発光体１′においては、例えば図５（ａ）に示すように、ＬＥＤ素子１３′が設けられる基材の反対側（銅箔等で形成された回路パターン１２′の反対側）に絶縁層Ｍを介して、放熱板としてのアルミ板ＡＬが設けられることがあった。ここで、絶縁層Ｍを介在させたのは、アルミ板ＡＬによって回路パターン１２′のつながっていない部分が電気的に接続されることを防止するため（電気的な非導通状態を維持するため）である。
　そして、上記構造による放熱態様は、ＬＥＤ素子１３′から発生した熱を、絶縁層Ｍを介してアルミ板ＡＬに伝え、このアルミ板ＡＬを通して大気中に放出させようとしたものである。
　しかしながら、絶縁層Ｍは、電気を通さないだけでなく、熱も通し難い性状のものが多く（熱抵抗が大きく）、結果的に充分な放熱性が得られず、ＬＥＤ素子１３′や回路パターン１２′に熱が溜まり易いことがあり、これが問題であった。すなわち、場合によっては、籠もった熱のために面発光体１′の性能低下を招くことがあった。

　このようなことから、上記構造を見直し、例えば図５（ｂ）に示すように、絶縁層Ｍとアルミ板ＡＬの間に、アルミニウムとカーボンの合金等、熱伝導率の高い熱拡散材ＡＬＣを介在させ、ＬＥＤ素子１３′から回路パターン１２′に至った熱をスムーズにアルミ板ＡＬに流すようにすることが案出されている。
　しかしながら、この場合であっても回路パターン１２′の下には依然として絶縁層Ｍが設けられているため、たとえ上記のような熱拡散材ＡＬＣを設けたとしても、熱が絶縁層Ｍを通過し難いことは否めず、更なる改良が求められていた。

　また、たとえＬＥＤ素子１３′から発生した熱が、スムーズにアルミ板ＡＬまで伝わったとしても、例えば面発光体１′を設置する下地部材が、熱の伝わりにくい素材、例えば木製の床や壁面などの場合には、面発光体１′内（アルミ板ＡＬ）に熱が籠もり易いものであった。もちろん、下地部材が熱の伝わり易い素材、例えば鉄板等の金属素材である場合には、アルミ板ＡＬまで伝わった熱は、このアルミ板ＡＬから下地面を伝って逃がすことができ、面発光体１′内（アルミ板ＡＬ）に熱が籠もることは回避できる。
　しかしながら、面発光体１′としては、このような下地素材に左右されずに、ＬＥＤ素子１３′から発生した熱を効率的に放出できる構造が求められていた。

特開２００７－３３６６２号公報 特開２０１０－９８１２８号公報 特開２０１３－４９４０号公報

　本発明は、このような背景を認識してなされたものであって、発光に伴いＬＥＤ素子から生じる熱を、シンプルな構造でありながら、効率的に外部に放散できるようにした新規な面発光体並びにその製造方法の開発を試みたものである。

  すなわち請求項１記載の面発光体は、
　適宜の回路パターンが形成された基材と、この基材上にほぼ規則的に配置される複数のＬＥＤ素子とを具えて成る面発光体において、
　前記基材は、絶縁性を有する輻射放熱材によって形成されることを特徴として成るものである。

  また請求項２記載の面発光体は、前記請求項１記載の要件に加え、
　前記基材を構成する輻射放熱材は、粘土を主原料とし、ここに樹脂を組み合わせた複合素材であることを特徴として成るものである。

  また請求項３記載の面発光体は、前記請求項１または２記載の要件に加え、
　前記回路パターンは、導電性接着剤で形成され、且つこの導電性接着剤によりＬＥＤ素子も基材上に接合されることを特徴として成るものである。

  また請求項４記載の面発光体は、前記請求項１から３のいずれか１項記載の要件に加え、
　前記ＬＥＤ素子が設置された基材上には、フィルム張設によるトップカバーが設けられるものであり、
　また前記基材には、ＬＥＤ素子よりも高い天端を有する初期接触体が、ＬＥＤ素子を挟むように設けられ、
　且つ前記トップカバーとしてのフィルムは、真空加熱圧着により基材上に張設されるものであり、この際、まずフィルムは、加熱による自重変形で初期接触体に接触し、次いでＬＥＤ素子の天端に接触する構成であることを特徴として成るものである。

  また請求項５記載の、面発光体の製造方法は、
　適宜の回路パターンが形成された基材と、この回路パターン上にほぼ規則的に配置される複数のＬＥＤ素子とを具えて成る面発光体を製造する方法において、
　前記ＬＥＤ素子が配置された基材上には、真空加熱圧着によりフィルムを張設して成るトップカバーが設けられるものであり、
　また基材には、ＬＥＤ素子よりも高い天端を有する初期接触体が、ＬＥＤ素子を挟むように設けられ、真空加熱圧着における加熱時には、まずフィルムを自重変形により初期接触体に接触させてから、次いでＬＥＤ素子の天端に接触させるようにしたことを特徴として成るものである。

　これら各請求項記載の発明の構成を手段として前記課題の解決が図られる。
　すなわち、請求項１または２記載の発明によれば、ＬＥＤ素子がマウントされる基材として、絶縁性を有する輻射放熱材、具体的には粘土を主原料とし、ここに樹脂を組み合わせた複合素材が適用されるため、発光に伴って生じるＬＥＤ素子の発熱を、この基材によって効率的に外部に放出することができる。

　また、請求項３記載の発明によれば、回路パターンの形成は、基材上に導電性接着剤を塗布（吐出）することにより形成され、且つ当該導電性接着剤によってＬＥＤ素子を基材上に固定するため、面発光体の製造工程を全体的に簡略化することができる。
　なお、従来は、例えば銀ペースト等の導電性インクを用いてシルク印刷もしくはインクジェットプリンティングでＰＥＴシート上に回路パターンを形成し、この導電性インクが乾燥した後、今度はこの上にペースト状接着剤を塗布して、ＬＥＤ素子を実装することがあった。ここで銀ペースト等の導電性インクは抵抗値が高いため、抵抗値を下げるべく二度塗りや三度塗りを行うことが多く、また回路パターンとして一定以上の幅寸法も必要であった。このため従来は、比較的多量の導電性インクが必要となり、コストとしても上昇しがちであった。また、導電性インクとペースト状接着剤とは、異なる素材であるため（似た素材であっても異種素材であるため）、一見、導電性インクとペースト状接着剤とが一体化しているように見えても、時間の経過に伴い、この境界部にワレが生じたり、境界部が曲げに弱かったり、境界部で剥がれが生じたりすることがあった。
　これに対し、本発明は、上記のように回路パターンを形成する工程と、ＬＥＤ素子の設置工程とを簡略化することができるものであり、更には上記のようなワレ等の問題を解消することができるものである。

　また、請求項４または５記載の発明によれば、ＬＥＤ素子がマウントされた基材上にトップカバーとしてのフィルムを張設するにあたり、加熱したフィルムを、まずＬＥＤ素子よりも高い天端を有する初期接触体に接触させ、次いでＬＥＤ素子の天端に接触させるため、フィルムの張設時、ＬＥＤ素子に面方向のズレを生じさせることなく、またフィルムをＬＥＤ素子に対して正確な位置に張設することができる。これにより初期接触時のフィルムのシワを防ぎ、また張設時にフィルムを部分的に強く引っ張ってしまうことがなく、フィルムの伸びを全体的に均一化することができる。なお、従来は、フィルム張設時の初期位置決めが各実装品（ＬＥＤ素子）の天端だったため、高さが均等でないことが多く、シワになることが多かった。

本発明に係る面発光体の一例を骨格的に示す斜視図（ａ）、並びに骨格的な断面図（ｂ）である。 基材上に導電性接着剤を塗布することによって、面発光体の回路パターンを形成する様子を示す説明図である。 面発光体のトップカバーをフィルムの張設によって形成する場合、基材に設ける初期接触体や面発光体の一例を示す説明図（ａ）、並びに初期接触体の態様を異ならせた初期接触体や面発光体を示す説明図（ｂ）である。 フィルムを基材に張設する場合の態様を順次示す説明図である。 放熱性が低い従来の面発光体の構造を骨格的に二種示す断面図である。

　本発明を実施するための最良の形態は、以下の実施例に述べるものをその一つとするとともに、更にその技術思想内において改良し得る種々の手法をも含むものである。

　本発明の面発光体１は、一例として図１に示すように、適宜の回路パターン（電気配線）１２を有した屈曲可能な基材１１と、この基材１１上にほぼ規則的に配置される複数のＬＥＤ素子１３と、ＬＥＤ素子１３を被覆するように基材１１の上に設けられるトップカバー１４とを具えて成るものである。
　以下、面発光体１を構成する各部材について説明する。

　まず基材１１について説明する。
　基材１１は、ＬＥＤ素子１３が規則的に取り付けられる（マウントされる）ベース部材であり、例えばフィルム状またはシート状を成し、絶縁性や屈曲性等を有する種々の素材が適用され得る。特に、本発明においては、基材１１は、絶縁性を有する輻射放熱材（熱を遠赤外線に変換して放熱する素材）によって形成され、具体的には粘土を主原料とした素材に樹脂を組み合わせて成る複合素材（ハイブリッド素材）で形成され得る。なお、このような素材としては、例えば住友精化株式会社製の製品名「タフクレースト（登録商標）」を適用することができ、これはポリイミド中にタルクの微粉結晶が均一に分散した、いわゆるポリマークレイコンポジットである。

　また、この基材１１上には、ＬＥＤ素子１３に通電させ、これを点灯・点滅させるための回路パターン１２が形成される。ここで基材１１上に回路パターン１２を形成するにあたっては、導電性接着剤Ａを塗布することにより形成し得る。具体的には、例えば図２に示すように、固定した基材１１に対し、導電性接着剤Ａを塗布するノズルＮを移動させながら、基材１１上の必要な部位に導電性接着剤Ａを吐出させ、基材１１上に適宜の回路パターン１２を形成して行くものである。このため、ＬＥＤ素子１３の設置部位では、導電性接着剤Ａの吐出を一時中断して、ノズルＮを一定距離送り、再度、吐出を再開するような吐出形態となる。このように導電性接着剤Ａを基材１１上に塗布して、回路パターン１２を形成して行く場合には、ノズルＮからの吐出が断続的となる。
　なお、導電性接着剤Ａの塗布、すなわち回路パターン１２の形成にあたっては、必ずしも直線状に形成（塗布）する必要はなく、適宜の曲線状に形成することも可能である。
　また、ＬＥＤ素子１３をこの回路パターン１２上に固定（マウント）する際にも、塗布した導電性接着剤Ａを利用して接着（接合）を図るものである。もちろん接着効果を高めるには、設置後（マウント後）、適宜の乾燥時間を確保することが好ましい。

　因みに、回路パターン１２を形成する他の手法としては、例えばフィルムまたはシート状部材の一方の面に、予め設定された適宜の配線パターンをプリントしておき、このプリント配線を基材１１に重ね合わせるように転写して、所望の回路パターン１２を形成することが可能である。また、例えばシート状部材に導電性銀ペーストをスクリーン印刷して、所望のプリント配線を得、このシート状部材を基材１１に接合して基材１１上に適宜の回路パターン１２を形成することも可能である。もちろん、基材１１上に回路パターン１２を形成するには、このような手法以外にも、蒸着やエッチングなど種々の方法も採り得る。

　次に、光源となるＬＥＤ素子１３について説明する。
　ＬＥＤ素子１３は、このような基材１１に対して複数、規則的に配設されるものであり、特にここでは、図１（ａ）示すように、縦・横ともに一定の間隔で複数のＬＥＤ素子１３が配置された基材１１を１ユニットとし、このユニットを複数連結（接続）したり、カットしたりして実際の使用に供するものである。ここで複数のＬＥＤ素子１３を縦・横方向ともに一定の間隔で配置するのは、ユニットとしての汎用性（施工性）を高めるためであり、またユニットを看板等に使用した場合に、ＬＥＤ素子１３のドットや、光のムラを生じさせないためである。
　なお、面発光体１をユニット化することによって、配線や取り付けを簡便にする効果も挙げられる。

　１ユニットの面発光体１としては、例えば基材１１を４５０ｍｍ×４５０ｍｍの正方形の大きさとし、ここに１２個×１２個（計１４４個）のＬＥＤ素子１３を均等にマウントするものである（一例として１ユニット当たり約２８０ｇ）。因みに１ユニットの面発光体１をカット等して看板等に用いる場合でも、ＬＥＤ素子１３は少なくとも２４個程度（例えば最低２列）用いることが望ましい。なお、１ユニットの面発光体１を列状（例えば２列、３列等）にカットして用いる場合、カットされた基材１１の外縁から、最も外縁寄りのＬＥＤ素子１３までの距離は、ＬＥＤ素子１３どうしの間隔の半分程度にすることが見栄え等の点から好ましい。
　もちろん面発光体１としては、必ずしも上記４５０×４５０（１２列）のユニットを適宜カットして用いるだけでなく、予め幾つかのユニットでパターン化しておく製品展開が可能である。例えば、一般的なパターンとしては、上記４５０×４５０（１２列）以外に、４５０×２２５（６列）、４５０×１８７．５（５列）、４５０×１５０（４列）、４５０×１１２．５（３列）、４５０×７５（２列）等が想定される。
　もちろん、面発光体１は、上記のようにＬＥＤ素子１３を格子点状（グリッド状）に配置したものだけでなく、一列のＬＥＤ素子１３が適宜の曲線を描くような不定型パターンとしても構わない。

　また、ＬＥＤ素子１３としては、一例として日亜製のNSSWシリーズが適用され、発光角度（いわゆるビュー角）としては約６０度～約１２０度程度である。またＬＥＤ素子１３の形状（ケーシング形状）としては、平面丸型または角形が好ましい。なお、上述した実施例において、１ユニットの面発光体１は、ＬＥＤ素子１３の縦・横の間隔が、概ね３７．５ｍｍ程度になるが（４５０ｍｍ÷１２）、この間隔は例えば１０ｍｍ～６０ｍｍの範囲で適宜変更し得るものである。更に、回路パターン１２を形成した基材１１上に、ＬＥＤ素子１３をマウントするにあたっては、上記のように接着剤（特に導電性接着剤Ａ）による固定手法（接合手法）が採用できる他、ハンダ付けによる固定手法も採り得る。
　因みに、ＬＥＤ素子１３は、同じ色でも製造ロットによって発色の違いが多少生じ得るため、同一の面発光体１に使用する複数のＬＥＤ素子１３には、同一ロットのものを使用することが好ましい。

　次にトップカバー１４について説明する。
　トップカバー１４は、一例として図１（ｂ）に示すように、ＬＥＤ素子１３が取り付けられた基材１１上に設けられ、これらを保護・被覆するものであり、これにより面発光体１の耐蝕性や防水性を向上させるものである。もちろん、このような目的の他に、上記トップカバー１４は、ＬＥＤ素子１３（面発光体１）を外力や太陽光から保護・強化する作用等も担う。
　なお、このようなトップカバー１４としては、フィルム（トップカバーと同じ符号１４を付す）の張設により形成することが可能であり、この場合、フィルム１４は、ＬＥＤ素子１３が取り付けられた基材１１の上から、これらをラミネート状に被覆するように張設される。
　またフィルム１４としては、透過性に優れた透明プラスチックシートだけでなく、曇りガラスシート、スリガラスシート、内装用クロス、印刷物などの透過性の低い素材も適用でき、これらは主に面発光体１の使用形態（用途）によって適宜選択され得る（使い分けられる）。

　また、このようなフィルム１４の材質としては、機械的強度が大きく、耐候性（耐水性、耐熱性及び耐光性等）に優れ、加工性の良いものが適用でき、例えばポリスチレン、ポリエステル、塩化ビニル、ＡＢＳ等が挙げられるが、フィルム１４としては、環境に優しく、燃えない素材または難燃性の素材も適用できる。また、フィルム１４としては、強粘着性及び高伸縮性に優れた樹脂製フィルムの適用が好ましく（例えば住友３Ｍ製の１００ミクロンの塩ビフィルム）、このものは素材中にピンホールがないため、このことが防水性向上に大きく寄与すると考えられる。

　また、トップカバー１４としてフィルム１４を張設する場合には、基材１１に初期接触体１７を設けることが好ましく、これはフィルム１４を基材１１上に真空加熱圧着するにあたり、加熱によるフィルム１４の自重変形により、フィルム１４をＬＥＤ素子１３よりも前に、初期接触体１７と接触させ、あたかもフィルム１４を位置決めした状態で安定して圧着させるためである。
　すなわち、フィルム１４を基材１１（ＬＥＤ素子１３）に張設する際には、例えば図４（特に（ｄ）・（ｅ））に示すように、加熱時の自重変形によって、フィルム１４を、まず初期接触体１７の天端に接触させてから、ＬＥＤ素子１３の表面凹凸に密着状態に張設することが好ましく、これによってＬＥＤ素子１３に面方向のズレを生じさせることなく、フィルム１４をＬＥＤ素子１３に対して正確な位置に張設することができるものである。なお、この具体的手法については後述する。

　以下、上記初期接触体１７について説明する。
　初期接触体１７は、ＬＥＤ素子１３の天端（トップ面）より、わずかに高い（例えば１ｍｍ程度高い）天端を有する部材であり、例えば図３（ａ）に示すように、個々の初期接触体１７をピン状部材で形成し、これを格子点状に配置された複数のＬＥＤ素子１３を取り囲むように設けることが可能である。これにより四つの初期接触体１７がフィルム１４の張設時に、平面矩形状のフィルム１４の四隅位置を押さえるように機能する。
　ここで上記図３（ａ）では、実線で描いた四隅の初期接触体１７に加え、各辺のほぼ中間位置に想像線で初期接触体１７を描いているが、これはこのような場所にも初期接触体１７が設置可能であることを示している（これについては後述する）。

　なお、トップカバー１４としては、フィルム１４の張設以外にも、例えばセラミックの表面コーティング（表面塗布）も可能であり、この場合には塗布したセラミックコーティングの上に、更にフィルム１４を張設する必要はない。因みに、ＬＥＤ素子１３が取り付けられた基材１１の上に、セラミックの表面塗布を施した場合には、このトップカバー１４としてのセラミックコーティングからも放熱作用（熱を遠赤外線に変換して外部に逃がす熱放射作用）が期待できる。

　面発光体１は、以上のような基本構造を有するものであり、以下、トップカバー１４としてフィルム１４を張設する場合の態様（加熱真空圧着態様）について説明する。
　フィルム１４の張設にあたっては、ＬＥＤ素子１３によって形成される凹凸形状に合わせてフィルム１４を密着状態に張設するものであり、具体的にはＬＥＤ素子１３とフィルム１４との間を真空状態にしてフィルム１４を張設する（真空圧着）。このような真空圧着を行うには、一例として図４に示すような真空圧着装置４を適用するものである。なお、この図は、真空圧着の様子を分かり易く示したものであり、圧着処理を受ける基材１１等と、装置との縮尺は同一ではない。また、本明細書において「（フィルム１４を）密着状態に張設する」とは、ＬＥＤ素子１３とフィルム１４との間にエアが入り込まないように貼ること、つまりこれらの間に空気ダマリを生じさせずにフィルム１４をＬＥＤ素子１３のよる凹凸にぴったり貼り合わせることを意味する。以下、真空圧着装置４について説明する。

　図４に示す真空圧着装置４は、いわゆる「次世代成形法（Next Generation Forming;NGF)」の一種であり、上下に密閉可能な一組のボックスを設けて成る。ここで上側のボックスを４１Ａ、下側のボックスを４１Ｂとし、上側ボックス４１Ａは下方が開口される一方、下側ボックス４１Ｂは、上方が開口されて成り、上下のボックス４１Ａ・４１Ｂを当接させた際に、張設するフィルム１４を挟んで内部が密閉空間となるように構成される。ここで各ボックス内に形成される密閉空間を各々、４１ＡＲ・４１ＢＲとする。
　また、上側ボックス４１Ａは、ボックス全体が上下動自在に形成され、該ボックス内には電気ヒータ４２が内蔵される。更に下側ボックス４１Ｂは、ボックス自体は不動状態に構成されるものの、その内部には、上下動可能な昇降テーブル４３が設けられる。なお、図中符号４４は圧空タンク、符号４５は真空タンク、符号４６は切換バルブである。
　因みに、真空タンク４５は常に下側の密閉空間４１ＢＲと連通しており、真空タンク４５の作動時には、当該密閉空間４１ＢＲ内を真空状態にする。一方、上側の密閉空間４１ＡＲは、切換バルブ４６によって真空タンク４５や圧空タンク４４と連通／非連通が切り換えできるように構成され、例えば真空タンク４５と連通状態に設定された場合に、当該密閉空間４１ＡＲ内が真空引きされ、真空状態となる。
　以下、このような真空圧着装置４によって、フィルム１４を基材１１上に密着状態に張設する作動態様について詳細に説明する。

〔１〕事前準備工程
　この工程は、実質的な張設作業に先立ち行われるものであり、まず図４（ａ）に示すように、離間開放状態にある下側ボックス４１Ｂ内の昇降テーブル４３に、ＬＥＤ素子１３をマウントした基材１１（これを中間製品１ａとする）を載置する。次いで、下側ボックス４１Ｂの上方に、フィルム１４を設置する。具体的には下側ボックス４１Ｂの上部外周に設けられた枠Ｆにフィルム１４をセットし、下側ボックス４１Ｂの上部開口をフィルム１４で密閉するように覆う。

〔２〕密閉工程
　その後、図４（ｂ）に示すように、上側ボックス４１Ａを下降させて、フィルム１４を上下のボックス４１Ａ・４１Ｂで挟み込む。この状態で、上下のボックス４１Ａ・４１Ｂ内には、フィルム１４を挟んで各々独立した密閉空間４１ＡＲ・４１ＢＲが形成される。

〔３〕真空工程
　その後、同図４（ｂ）に示すように、切換バルブ４６を操作して、真空タンク４５が密閉空間４１ＡＲにも作用するようにし、両密閉空間４１ＡＲ・４１ＢＲを真空状態にする。

〔４〕フィルム加熱工程
　そして、両密閉空間４１ＡＲ・４１ＢＲが、一定の真空度に達した後、同図４（ｂ）に示すように、上側ボックス４１Ａ内の電気ヒータ４２を作動させ、フィルム１４を加熱する。

〔５〕初期接触体当接工程
　加熱によってフィルム１４が所望の成形温度に達した段階で（フィルム１４の伸び率が最高となる温度が望ましい）、図４（ｃ）に示すように、下側ボックス４１Ｂ内の昇降テーブル４３を上昇させる。これにより、ワークたる中間製品１ａが上昇し、このものの最も高い位置となる初期接触体１７の天端をフィルム１４と接触させる。
　なお、ここでは上記図３（ａ）に示すように、初期接触体１７は格子点状に配設された複数のＬＥＤ素子１３を取り囲むような四隅に設置されており、これは矩形状を成すフィルム１４の四隅に対応した位置となっている。このため、この段階でフィルム１４は、四隅が初期接触体１７の天端と接触した状態となっており、これはフィルム１４の四隅が初期接触体１７によって支持された状態であり、言わば位置決めされた状態である。

〔６〕ＬＥＤ素子接触工程
　このように初期接触体１７との接触により、あたかも四隅がホールドされ、基材１１に対する位置決めが成されたフィルム１４は、その後、一例として図４（ｄ）に示すように、加熱による自重変形で徐々に垂れ下がり、ＬＥＤ素子１３の天端と接触する。

〔７〕基材接触工程
　その後も、フィルム１４は、加熱による自重変形で徐々に垂れ下がり、一例として図４（ｅ）に示すように、基材１１上面に接触する。

〔８〕圧着工程
　このような状態になった後、上側ボックス４１Ａの内部である密閉空間４１ＡＲのみ、真空を解除する。これには、図４（ｆ）に示すように、切換バルブ４６を操作して、密閉空間４１ＡＲを大気開放状態に切り換えた後、密閉空間４１ＡＲに大気を導入して、上側ボックス４１Ａ内を大気圧状態にする。このとき下側ボックス４１Ｂ内すなわち中間製品１ａが存在するフィルム１４よりも下側の空間は、依然として真空状態であるため、上側ボックス４１Ａ内に導入した大気圧により、言い換えればフィルム１４の上下に形成される圧力差によって、フィルム１４が中間製品１ａに押し付けられ、ＬＥＤ素子１３や初期接触体１７によって形成された出隅や入隅等にもフィルム１４が確実に密着する（図４（ｇ）参照）。

　なお、このようにフィルム１４を境にして形成した圧力差によって、フィルム１４を基材１１上に張設する圧着時には、フィルム１４が基材１１の面方向に沿って引っ張られ易いが、ここではフィルム１４をまず初期接触体１７に接触させ（特にここでは四隅を接触させ）位置決めを行い、且つその後にフィルム１４をＬＥＤ素子１３、基材１１に順次接触させてから最終的に加圧を行うため、フィルム１４には面方向の引っ張りが生じ難く、基材１１にマウント済みのＬＥＤ素子１３を面方向にずらしてしまうこともないものである。
　また、従来は、フィルムがＬＥＤ素子の天端に接触した時点から一気に加圧されるため、フィルムが過剰に伸びる部分が多かった。これに対し、上記図４では、フィルム１４が加熱による自重変形で、ＬＥＤ素子１３の天端及び基材１１上面と接触した後、加圧が図れるため、フィルム１４において過剰に伸びる部分を最小限にでき、圧着時にフィルム１４が裂けてしまうことも効果的に防止できる。

　なお、初期接触体１７が形成された部位は、フィルム１４の張設後に基材１１ごと切除することが可能であり、具体的には例えば図３（ａ）に示すように、初期接触体１７を最終製品段階で切除することができる。もちろん、ＬＥＤ素子１３よりも高い天端を有する初期接触体１７は、最終製品段階で残してもおいても面発光体１としての見栄え等、何ら悪影響を及ぼすものではないが、最終製品段階で初期接触体１７を切除すれば、従来の面発光体１（初期接触体１７を用いない面発光体１）と見かけ上、変わらない外観にすることができる。

　また、上記図３（ａ）では、ピン状部材で形成された四本の初期接触体１７を、格子点状に配置されたＬＥＤ素子１３を取り囲むように、矩形状のフィルム１４の四隅に対応する位置に立設した。しかしながら、初期接触体１７は、必ずしもフィルム１４の四隅に配置する必要はなく、例えば図３（ａ）の想像線で示すように、平面矩形状のフィルム１４の周縁に沿って、より多くの初期接触体１７をほぼ等間隔で配置することも可能である。

　また、初期接触体１７そのものは、必ずしもピン状部材として形成する必要はなく、例えば図３（ｂ）に示すように、基材１１に沿う細長い立体部材として形成することも可能であり、ここでは上方を鋭角とした三角形断面の細長い立体部材を図示している。
　なお、三角形断面の細長い初期接触体１７は、ＬＥＤ素子１３から放出された光を屈折や分散させる、いわゆるプリズム効果が期待でき、面発光体１としての見栄えを向上させ得るものである。
　またこの場合も、当然、初期接触体１７は、ＬＥＤ素子１３の天端よりも高い天端を有するように形成される。
　更に、この場合には、上記図３（ｂ）に示すように、格子点状に配置された複数のＬＥＤ素子１３を、少なくとも二本の初期接触体１７で両側から挟むように、二本の初期接触体１７を平面矩形状のフィルム１４の対向両辺に沿って設置するものであるが、格子点状に配置された複数のＬＥＤ素子１３を、四本の初期接触体１７で取り囲むように、これらを平面矩形状のフィルム１４の四辺に沿って設置することも可能である。
　また、三角形断面の細長い初期接触体１７は、下方の設置面が比較的幅広状であることから、本図３（ｂ）に併せ示すように、基材１１に塗布した導電性接着剤Ａによって基材１１に接着することが可能である。

　また、初期接触体１７として細長い立体部材を適用した場合、初期接触体１７の断面形状は、必ずしも上部が鋭角となった三角形状に形成する必要はなく、上記プリズム効果をそれほど期待しなければ、図３（ｂ）の部分図に示すように、上部が短い辺となる台形（等脚台形）状に形成することも可能であるし、単なる長方形断面、正方形断面、多角形断面等、種々の形状に形成することも可能である。
　更に、初期接触体１７としては、ピン状部材と細長立体部材を組み合わせて用いることもでき、例えばフィルム１４の一辺に沿って細長立体部材を配し、これに対向する辺にはピン状部材を平行して複数設置することが可能である。

　１　　　　　面発光体
　１ａ　　　　中間製品
　１１　　　　基材
　１２　　　　回路パターン（電気配線）
　１３　　　　ＬＥＤ素子
　１４　　　　トップカバー（フィルム）
　１７　　　　初期接触体

　４　　　　　真空圧着装置
　４１Ａ　　　上側ボックス
　４１ＡＲ　　密閉空間
　４１Ｂ　　　下側ボックス
　４１ＢＲ　　密閉空間
　４２　　　　電気ヒータ
　４３　　　　昇降テーブル
　４４　　　　圧空タンク
　４５　　　　真空タンク
　４６　　　　切換バルブ

　Ａ　　　　　導電性接着剤
　Ｆ　　　　　枠
　Ｎ　　　　　ノズル

　Ｍ　　　　　絶縁層
　ＡＬ　　　　アルミ板
　ＡＬＣ　　　熱拡散材

Claims (5)

1. 　適宜の回路パターンが形成された基材と、この基材上にほぼ規則的に配置される複数のＬＥＤ素子とを具えて成る面発光体において、
   　前記基材は、絶縁性を有する輻射放熱材によって形成されることを特徴とする面発光体。
   
   
2. 　前記基材を構成する輻射放熱材は、粘土を主原料とし、ここに樹脂を組み合わせた複合素材であることを特徴とする請求項１記載の面発光体。
   
   
3. 　前記回路パターンは、導電性接着剤で形成され、且つこの導電性接着剤によりＬＥＤ素子も基材上に接合されることを特徴とする請求項１または２記載の面発光体。
   
   
4. 　前記ＬＥＤ素子が設置された基材上には、フィルム張設によるトップカバーが設けられるものであり、
   　また前記基材には、ＬＥＤ素子よりも高い天端を有する初期接触体が、ＬＥＤ素子を挟むように設けられ、
   　且つ前記トップカバーとしてのフィルムは、真空加熱圧着により基材上に張設されるものであり、この際、まずフィルムは、加熱による自重変形で初期接触体に接触し、次いでＬＥＤ素子の天端に接触する構成であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の面発光体。
   
   
5. 　適宜の回路パターンが形成された基材と、この回路パターン上にほぼ規則的に配置される複数のＬＥＤ素子とを具えて成る面発光体を製造する方法において、
   　前記ＬＥＤ素子が配置された基材上には、真空加熱圧着によりフィルムを張設して成るトップカバーが設けられるものであり、
   　また基材には、ＬＥＤ素子よりも高い天端を有する初期接触体が、ＬＥＤ素子を挟むように設けられ、真空加熱圧着における加熱時には、まずフィルムを自重変形により初期接触体に接触させてから、次いでＬＥＤ素子の天端に接触させるようにしたことを特徴とする、面発光体の製造方法。

Images