JP7117684B2 - 面状光源の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、面状光源の製造方法に関する。
発光ダイオード等の発光素子と、導光板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には、導光板と、導光板に形成した貫通孔内に配置された光源とを含む構造が開示されている。
本発明は、導光板の第１孔部の内側面、および第１孔部内に配置される光源の側面に光反射性部材が形成されることを抑制できる面状光源の製造方法を提供することを目的とする。
本発明の一態様によれば、面状光源の製造方法は、配線基板を準備する工程と、前記配線基板の光源配置部を含む第１領域に光反射性部材を配置する工程と、第１主面と、前記第１主面の反対側の第２主面と、前記第１主面から前記第２主面まで貫通する第１孔部を含む導光板を準備する工程と、前記光源配置部の前記光反射性部材上に、光源を配置する工程と、前記第１孔部内に前記光源が位置するように、前記配線基板と前記導光板の前記第２主面とを対向させて前記配線基板上に前記導光板を配置する工程と、前記第１貫通孔内に、第１透光性部材を配置する工程と、を備え、前記光反射性部材は、前記光源配置部に配置され、前記導光板の前記第２主面と前記配線基板との間の部分よりも厚い厚膜部を含む。
本発明の一態様によれば、面状光源の製造方法は、配線基板を準備する工程と、前記配線基板の光源配置部を含む第１領域に光反射性部材を配置する工程と、第１主面と、前記第１主面の反対側の第２主面と、前記第１主面から前記第２主面まで貫通する第１孔部を含む導光板を準備する工程と、前記光源配置部の前記光反射性部材上に、光源を配置する工程と、前記第１孔部内に前記光源が位置するように、前記配線基板と前記導光板の前記第２主面とを対向させて前記配線基板上に前記導光板を配置する工程と、前記第１貫通孔内に、第１透光性部材を配置する工程と、を備え、前記光源は、第１面と、前記第１面の反対側の第２面と、前記第１面と前記第２面の間の側面と、を備える半導体積層体と、前記第２面に配置される電極と、を備える発光素子と、前記半導体積層体の前記側面を被覆する第２透光性部材と、前記第２面を被覆し、前記電極を露出する被覆部材と、前記第１面の上方に配置され、光拡散剤を含む第２光調整部材と、を備える。
本発明の一態様によれば、面状光源の製造方法は、配線基板を準備する工程と、前記配線基板の光源配置部を含む第１領域に光反射性部材を配置する工程と、第１主面と、前記第１主面の反対側の第２主面と、前記第１主面から前記第２主面まで貫通する第１孔部を含む導光板を準備する工程と、前記光源配置部の前記光反射性部材上に、光源を配置する工程と、前記第１孔部内に前記光源が位置するように、前記配線基板と前記導光板の前記第２主面とを対向させて前記配線基板上に前記導光板を配置する工程と、前記第１貫通孔内に、第１透光性部材を配置する工程と、を備え、前記光源は、第１面と、前記第１面の反対側の第２面と、前記第１面と前記第２面の間の側面と、を備える半導体積層体と、前記第２面に配置される電極と、を備える発光素子と、前記半導体積層体の前記側面を被覆する第２透光性部材と、前記第２面を被覆し、前記電極を露出する被覆部材と、前記第１面の上方に配置され、光拡散剤を含む第２光調整部材と、を備える。
本発明によれば、導光板の第１孔部の内側面、および第１孔部内に配置される光源の側面に光反射性部材が形成されることを抑制できる。
以下、図面を参照し、実施形態について説明する。なお、各図面中、同じ要素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１００の模式平面図である。図１は、面状光源１００の発光面を見た上面視を表す。図１において、面状光源１００の発光面に対して平行であり、且つ互いに直交する２方向をＸ方向およびＹ方向とする。
面状光源１００は、１又は複数の光源２０を備えることができる。面状光源１００が複数の光源２０を備える場合、各光源２０の間は、区画溝１４で区画されている。この区画された１つの領域を、発光領域１とも称する。また、１つの光源２０を備える面状光源の場合は、１つの面状光源が１つの発光領域１を備える。このように、１つの光源２０を備える面状光源や、複数の光源２０を備える面状光源１００を、それぞれ複数並べることで、より面積の大きい面状光源装置とすることもできる。
図１に示す面状光源１００はＸ方向に沿って延びる２辺と、Ｙ方向に沿って延びる２辺とをもつ四角形の外形を有する。
１つの発光領域１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。図１には、２行３列に区画された６つの発光領域１を備える面状光源１００を例示している。なお、面状光源１００を構成する発光領域１の数は図１に示す数に限らない。
図２は、図１のII－II線における模式断面図であり、１つの光源２０を含む発光領域１を含む部分の模式断面を表す。図３は、図２におけるＡ部の拡大断面図である。
面状光源１００は、配線基板５０と、積層構造体１１１と、光源２０と、光反射性部材４１と、光反射シート４２と、第１透光性部材７０とを有する。
積層構造体１１１は、導光板１０と、光反射シート４２とを有する。後述する図６に示すように、導光板１０は第１孔部１５を備える。光反射シート４２は第１孔部１５と重なる位置に第２孔部１６を備える。すなわち、積層構造体１１１は、第１孔部１５と第２孔部１６を含む貫通孔１３を備える。
第１孔部１５及び第２孔部１６の内側面は、導光板１０の第１主面１１又は第２主面１２に対して、垂直な面、又は、傾斜した傾斜面とすることができる。また、第１孔部１５及び第２孔部１６の内側面は、導光板１０の第１主面１１又は第２主面１２に対して、垂直な面、又は傾斜した傾斜面を組み合わせた形状とすることができる。
第１孔部１５と第２孔部１６は、平面視において円形、楕円形とすることができる。第１孔部１５と第２孔部１６は、平面視において三角形、四角形、六角形、八角形等の角形とすることができる。第１孔部１５と第２孔部１６は、平面視において、それぞれの中心が一致していることが好ましい。
導光板１０は、光源２０が発する光に対する透光性を有する。光源２０は発光素子２１を有する。光源２０が発する光とは、発光素子２１が発する光を表す。また、光源２０が蛍光体を含む場合には、光源２０が発する光には蛍光体が発する光も含まれる。光源２０からの光に対する導光板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。
導光板１０は、例えば２層の透光性部材１０ａ、１０ｂを透光性の接着層６２ａを介して積層した構成を有する。なお、導光板１０は単層で構成されてもよいし、３層以上の透光性部材を積層して構成されてもよい。
透光性部材１０ａ、１０ｂ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、若しくはエポキシ、シリコーン等の熱硬化性樹脂、又はガラスなどを用いることができる。
導光板１０は、面状光源１００の発光面となる第１主面１１と、第１主面１１の反対側の第２主面１２とを有する。図６を参照して前述したように、導光板１０は、第１主面１１から第２主面１２まで貫通する第１孔部１５を有する。導光板１０の厚さは、２００μｍ以上８００μｍ以下が好ましい。
１つの面状光源１００は、複数の光源２０を備えることができる。つまり、１枚の導光板１０は、複数の第１孔部１５を備えることができる。その場合、導光板１０は、図１に示すように、Ｘ方向に直線状に延びる区画溝１４と、Ｙ方向に延びる区画溝１４とで構成される格子状の区画溝１４を備えることが好ましい。区画溝１４は、それぞれの発光領域１を区画している。換言すると、区画溝１４で囲まれた領域は、１つの発光領域１である。
区画溝１４の平面視形状は、発光領域１の形状によって決めることができる。例えば、隣接する発光領域１がそれぞれ四角形の場合、それらの間に配置される区画溝１４は、平面視において、幅が一定の直線形状となる。区画溝１４の幅は、例えば、発光領域１の幅の５％以下程度とすることができる。区画溝１４内に光反射性部材を配置する場合は、それらを配置することが可能な開口幅を備える区画溝１４とすることが好ましい。区画溝１４の開口幅は、例えば、光反射性部材として、光拡散剤を含む樹脂材料を用いる場合、その樹脂材料の粘度等に応じて適宜選択することができる。特に、光反射性部材の反射率を高くするために、光拡散剤の含有量が多くなる場合は、光反射性部材の粘度が高くなり易い。そのため、開口幅が狭すぎると、区画溝１４内の内側面の適切な位置に光反射性部材を配置することが困難となる。そのような場合は、開口幅を適宜広くした区画溝１４とすることが好ましい。
図２に示すように、区画溝１４内に光反射性部材４３を配置することができる。光反射性部材４３は、光源２０が発する光に対する反射性を有することができる。光反射性部材４３は、例えばＴｉＯ２、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＺｎＯ等の微粒子を含む樹脂材料が挙げられる。または、光反射性部材４３は、Ａｌ、Ａｇなどの光反射性の金属部材を用いてもよい。また、区画溝１４内に、導光板１０の屈折よりも低屈折率の部材を配置してもよい。低屈折率の部材としては、空気等が挙げられる。
また、区画溝１４内に配置される光反射性部材４３は、区画溝１４内の空間をすべて埋めるように形成することができる。
さらに、光反射性部材４３は、区画溝１４内から、導光板１０の第１主面１１上に延在する部分を備えていてもよい。
区画溝１４内に光反射性部材４３を配置する場合、例えば、図２に示すように、区画溝１４の内側面の形状に沿うように配置することができる。光反射性部材４３の上面の一部が、導光板１０の第１主面１１よりも低い位置となるように配置することができる。区画溝１４の断面がＶ字状であり、光反射性部材４３の断面もＶ字状であってもよい。また、光反射性部材４３は、区画溝１４の内側面の全てを被覆するように配置することが好ましい。
図２には、導光板１０を貫通する区画溝１４を例示している。第１主面１１側に開口を有し、底が第２主面１２に達しない有底の区画溝１４であってもよい。有底の区画溝１４の場合、底の位置は、導光板１０の厚み方向において、任意の位置とすることができる。例えば、隣接する発光領域１への光漏れを抑制したい場合は、導光板１０の厚みの５０％以上が好ましく、７０％がさらに好ましく、９０％以上が特に好ましい。つまり、区画溝１４の底は、第２主面１２に近い方が好ましい。
また、区画溝１４は、第２主面１２側に開口を有し、底が第１主面１１に達しない有底の溝であってもよい。
区画溝１４は、第１主面１１及び第２主面１２から離隔していてもよい。例えば、導光板１０が第１主面１１となる面を含む透光性部材１０ａと、第２主面１２となる面を含む透光性部材１０ｂと、の２枚が積層された積層構造の導光板を用いることができる。透光性部材１０ａの下面は有底の第１溝を備え、透光性部材１０ｂの上面は有底の第２溝を備える。そして、第１溝と第２溝とが、平面視において重なるように配置することで、第１主面１１と第２主面１２から離れた位置に、第１溝と第２溝とで構成される区画溝を備える導光板１０とすることができる。
さらに、区画溝１４は第１主面１１から第２主面１２まで貫通していてもよい。さらに、導光板１０を貫通する区画溝１４が、導光板１０と共に積層構造体１１１を構成する光反射シート４２に配置された溝とつながっていてもよい。つまり、導光板１０を貫通する貫通溝と、光反射シート４２に配置される有底の貫通溝とを含む、区画溝とすることができる。
光源２０は、積層構造体１１１の貫通孔１３内における配線基板５０上に配置されている。導光板１０の第２主面１２に、透光性の接着層６２ｂを介して光反射シート４２が接合されている。
光反射シート４２は、光源２０が発する光に対する反射性を有する。光反射シート４２は、例えば、シート状の樹脂材料を用いることができる。光反射シート４２は、光拡散剤として光拡散剤を含む白色の樹脂材料や、多数の気泡を含む白色の樹脂とすることができる。光拡散剤としては、例えばＴｉＯ２、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＺｎＯ等の微粒子が挙げられる。光反射シート４２に含まれる樹脂材料としては、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、又はガラスなどを用いることができる。
積層構造体１１１は配線基板５０上に配置されている。導光板１０の第２主面１２が配線基板５０と対向し、光反射シート４２が、導光板１０の第２主面１２と、配線基板５０との間に配置されている。
光反射シート４２は、接着層６３を介して配線基板５０に接着されている。すなわち、導光板１０は、接着層６３、光反射シート４２、および接着層６２ｂを介して、配線基板５０上に配置されている。接着層６３、６２ｂは、例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、オレフィン樹脂などの樹脂層である。
図４Ａは、光源２０の模式断面図である。
光源２０は、発光素子２１と、第２透光性部材２２とを含む。光源２０はさらに、被覆部材２４、第２光調整部材２５の少なくとも１つを含んでもよい。
発光素子２１は半導体積層体と、正負一対の電極２３と、を有する。発光素子２１は、紫外光又は可視光を発光可能である。発光素子２１は、可視光として、青色～赤色までを発光可能である。半導体積層体として例えばＩｎｘＡｌｙＧａ１－ｘ－ｙＮ（０≦ｘ、０≦ｙ、ｘ＋ｙ≦１）を含むことができる。
発光素子２１の半導体積層体は、素子上面２１ａと、素子下面２１ｂと、素子上面２１ａと素子下面２１ｂとの間の素子側面２１ｃとを含む。正負一対の電極２３は、素子下面２１ｂに配置される。正負一対の電極２３は、素子上面２１ａに配置されていてもよい。
第２透光性部材２２は、発光素子２１の素子上面２１ａおよび素子側面２１ｃを覆っている。第２透光性部材２２は、透光性樹脂と、透光性樹脂中に分散して含まれる蛍光体とを有する。透光性樹脂は、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂である。蛍光体は、発光素子２１が発する光によって励起され、発光素子２１が発する光の波長とは異なる波長の光を発する。例えば、蛍光体として、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サイアロン系蛍光体（例えばＳｉ６－ｚＡｌｚＯｚＮ８－ｚ：Ｅｕ（０＜ｚ＜４．２））、αサイアロン系蛍光体（例えばＭｚ（Ｓｉ，Ａｌ）１２（Ｏ，Ｎ）１６（但し、０＜ｚ≦２であり、ＭはＬｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｙ、及びＬａとＣｅを除くランタニド元素）、窒素含有アルミノ珪酸カルシウム（ＣＡＳＮ又はＳＣＡＳＮ）系蛍光体（例えば（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ）などの窒化物蛍光体、ＫＳＦ系蛍光体（Ｋ２ＳｉＦ６：Ｍｎ）又はＭＧＦ系蛍光体（３．５ＭｇＯ・０．５ＭｇＦ２・ＧｅＯ２：Ｍｎ）等のフッ化物系蛍光体、などを用いることができる。第２透光性部材２２は、複数種類の蛍光体を含んでいてもよい。また、第２透光性部材２２は、異なる種類の蛍光体の層を複数積層させた構成であってもよい。
被覆部材２４は、発光素子２１の素子下面２１ｂに配置される。被覆部材２４は、電極２３の表面（図４Ａにおける下面）の少なくとも一部が被覆部材２４から露出するように配置される。被覆部材２４は、発光素子２１の素子側面２１ｃを覆う第２透光性部材２２の下面にも配置することができる。
被覆部材２４は、光源２０が発する光に対する反射性を有する。被覆部材２４は、例えば、光拡散剤を含む白色の樹脂部材である。光拡散剤としては、例えばＴｉＯ２、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＺｎＯ等の微粒子が挙げられる。
光源２０は、第２光調整部材２５を備えることができる。第２光調整部材２５は、第２透光性部材２２の上面に配置される。第２光調整部材２５は、第２透光性部材２２の上面を覆うように配置される。第２光調整部材２５は、発光素子２１および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２光調整部材２５は、透光性樹脂と、透光性樹脂中に分散して含まれる光拡散剤とを有することができる。透光性樹脂は、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂である。光拡散剤は、例えばＴｉＯ２、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＺｎＯ等の微粒子が挙げられる。第２光調整部材２５は、例えば、Ａｌ、Ａｇなどの金属部材、またはＤＢＲ（Distributed Bragg Reflector）であってもよい。
図３に示すように、積層構造体１１１と配線基板５０との間に、光反射性部材４１が設けられている。貫通孔１３内における光源２０の周辺の配線基板５０上にも、光反射性部材４１が設けられている。光反射性部材４１は、例えば、光拡散剤としてＴｉＯ２、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＺｎＯ等の微粒子を含む白色の樹脂層である。また、光反射性部材４１は、光源２０の下面と配線基板５０との間の領域の一部にも設けられている。光反射性部材４１は、貫通孔１３の面積（開口面積）よりも大きい面積で配線基板５０上に配置されている。
光反射性部材４１は、導光板１０の第２主面１２と配線基板５０との間に配置された部分４１ａと、この部分４１ａよりも厚い厚膜部４１ｂとを含む。厚膜部４１ｂの少なくとも一部は、光源２０の下面と配線基板５０との間に設けられ、光源２０の一部は厚膜部４１ｂの上に配置されている。
光源２０の第２透光性部材２２の下面は、導光板１０の第２主面１２の下方に配置された光反射シート４２の下面よりも高い位置にある。
貫通孔１３内に第１透光性部材７０が設けられている。第１透光性部材７０は、光源２０が発する光に対する透光性を有し、例えば、導光板１０の透光性部材１０ａ、１０ｂの材料と同じ樹脂、または透光性部材１０ａ、１０ｂ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。または、第１透光性部材７０の材料としてガラスを用いてもよい。
第１透光性部材７０は、光源２０の側面と、貫通孔１３の内側面１３ａとの間に設けられている。光源２０の側面と第１透光性部材７０との間、および貫通孔１３の内側面１３ａと第１透光性部材７０との間には、空気層等の空間が形成されないように配置することができる。
第１透光性部材７０は、貫通孔１３内の光反射性部材４１上に配置され、光反射性部材４１を覆っている。また、第１透光性部材７０は、光源２０上に配置され、光源２０の上面（第２光調整部材２５の上面）を覆っている。第１透光性部材７０の上面は、平坦な面とすることができる。あるいは、第１透光性部材７０の上面は、凹状又は凸状の曲面とすることができる。第１透光性部材７０は、貫通孔１３の内面の全面と接することができる。あるいは、第１透光性部材７０は、第１孔部１５の内側面の一部が露出するように配置することができる。また、第１透光性部材７０は、貫通孔１３内から導光板１０の第１主面１１の上に延在する部分を備えていてもよい。
配線基板５０は、絶縁基材５１と、絶縁基材５１上に設けられた第１配線層５２ａと、第１配線層５２ａ上に設けられた絶縁性の第１被覆層５３と、第１被覆層５３上に設けられた第２配線層５２ｂと、第２配線層５２ｂの一部を被覆する第２被覆層５４とを有する。第２被覆層５４は、光反射性部材４１における積層構造体１１１の下に配置された部分４１ａと、第２配線層５２ｂとの間に設けられている。
絶縁基材５１、第１被覆層５３、および第２被覆層５４は、例えば、ポリイミド、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンテレフタレートなどの樹脂を含むことができる。第１配線層５２ａおよび第２配線層５２ｂは、例えば銅、アルミニウム等の金属材料を含むことができる。
光源２０の電極２３は、導電性の接合部材６１を介して第２配線層５２ｂに接合されている。接合部材６１は、例えばＡｕ－Ｓｎ、Ａｕ－Ａｇ－Ｃｕ、Ａｕ-Ｂｉ等のはんだを用いることができる。第１透光性部材７０は、光源２０の下面と配線基板５０との間における接合部材６１のまわりにも設けられている。
第１透光性部材７０上に、第１光調整部材８０が設けられている。第１光調整部材８０は、光源２０が発する光に対する反射性および透光性を有する。第１光調整部材８０は、光拡散剤を含む樹脂部材とすることができる。第１光調整部材８０は、第１透光性部材７０の上面の全部または一部を覆うように配置することができる。第１光調整部材８０は、平面視において光源２０と重なる位置に配置されることが好ましい。図２に示す例では、第１光調整部材８０は、平面視において光源２０と重なる位置に配置されている。さらに、第１光調整部材８０は、図１に示すように、平面視が四角形の光源２０よりも大きい四角形である。第１光調整部材８０は、平面視において、円形、三角形、六角形、八角形等の形状とすることができる。また、第１光調整部材８０は、第１透光性部材７０の上面と、その周辺の導光板の第１面１１の上にまで延伸させてもよい。光拡散剤として例えばＴｉＯ２、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＺｎＯ等の微粒子が挙げられる。
光源２０上の第２光調整部材２５と第１光調整部材８０との間に、第１透光性部材７０が設けられている。第１透光性部材７０は、第２光調整部材２５および第１光調整部材８０よりも光源２０が発する光に対する透過率が高い。光源２０が発する光に対する第１透光性部材７０の透過率は、第２光調整部材２５および第１光調整部材８０の透過率の２倍～１００倍とすることができる。
区画溝１４内の光反射性部材４３は、隣接する発光領域１間の導光を抑制する。例えば、発光状態の発光領域１から、非発光状態の発光領域１への導光が制限される。これにより、それぞれの発光領域１を駆動単位としたローカルディミングが可能となる。
光源２０上の第２光調整部材２５および第１光調整部材８０は、光源２０の真上方向へ出射された光の一部を拡散反射させ、他の一部を透過させる。これにより、面状光源１００の発光面において、光源２０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。
また、本実施形態では、第２光調整部材２５から離隔するように、第１透光性部材７０上に第１光調整部材８０を配置することができる。換言すると、第２光調整部材２５と第１光調整部材８０との間に、第２光調整部材２５および第１光調整部材８０よりも透過率が高い第１透光性部材７０が介在している。第２光調整部材２５と第１光調整部材８０との間の第１透光性部材７０には、光源２０から出射した光や、光源２０の周辺の光反射性部材４１で反射された光などが導光される。第１透光性部材７０に導光された光の一部は第１光調整部材８０で拡散反射され、他の一部は第１光調整部材８０を透過する。これにより、光源２０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、発光領域１の発光面内における輝度ムラを低減することができる。
光源２０の下面に設けられた被覆部材２４、および光源２０の周辺の配線基板５０上に設けられた光反射性部材４１は、光源２０の近傍の配線基板５０が光源２０から出射された光にさらされるのを抑制し、配線基板５０の劣化を防ぐことができる。また、被覆部材２４および光反射性部材４１は、面状光源１００の発光面である第１主面１１側に光を反射させ、第１主面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。
導光板１０においては、光反射シート４２および光反射性部材４１での反射と、第１主面１１での全反射が繰り返されつつ、光源２０からの光が区画溝１４に向かって導光板１０内を導光される。導光板１０内を導光された光の一部は第１主面１１から導光板１０の外部に取り出される。
次に、図５～図９を参照して、面状光源１００の製造方法について説明する。
実施形態の面状光源１００の製造方法は、積層構造体１１１を準備する工程を有する。
図５および図６は、積層構造体１１１を準備する工程を示す模式断面図である。
図５および図６は、積層構造体１１１を準備する工程を示す模式断面図である。
積層構造体１１１を準備する工程は、図５に示すように、第１積層構造体１１０を準備する工程を含む。第１積層構造体１１０は、第１主面１１と、第１主面１１の反対側の第２主面１２とを含む第１導光板１０’と、第１導光板１０’の第２主面１２に接着層６２ｂを介して接合された光反射シート４２’とを有する。
この第１積層構造体１１０に、図６に示す第１孔部１５および第２孔部１６を含む貫通孔１３が形成される。第１積層構造体１１０に、その積層方向を貫通する貫通孔１３が形成され、積層構造体１１１が得られる。光反射シート４２に形成される第２孔部１６は導光板１０の第１孔部１５と重なる位置に形成される。
貫通孔１３を備える積層構造体１１１は、購入して準備してもよい。また、貫通孔１３を備えない第１積層構造体１１０を購入し、貫通孔１３を形成する工程を行うことで積層構造体１１１を準備してもよい。あるいは、第１孔部１５を有しない第１導光板１０’又は第２孔部１６を有しない光反射シート４２’を購入して、それらを積層させて第１積層構造体１１０を形成し、貫通孔１３を形成する工程を行うことで積層構造体１１１を準備してもよい。
実施形態の面状光源１００の製造方法は、さらに、配線基板５０を準備する工程と、配線基板５０上に光反射性部材４１を配置する工程とを有する。
図７に示すように、配線基板５０は、光源配置部１２０を含む第１領域１３０を含む。光源配置部１２０は光源２０と重なる部分であり、第１領域１３０は積層構造体１１１の貫通孔１３と重なる部分である。
少なくとも第１領域１３０に、光反射性部材４１が配置される。本実施形態では、光反射性部材４１は、第１領域１３０よりも広い面積で配置される。光源配置部１２０の中央部には光反射性部材４１は配置されない。
光反射性部材４１は、例えば、インクジェット、印刷、および樹脂シートの貼り合わせのいずれか１つの方法で形成される。例えば、光反射性部材４１を部分的に２層で形成することで、光源配置部１２０の外縁部付近に厚膜部４１ｂが配置される。
図８に示すように、光源配置部１２０に光源２０を配置する。光源配置部１２０における光反射性部材４１が配置されていない中央部の第２配線層５２ｂ上に、接合部材６１が供給される。接合部材６１として、例えば、はんだが、印刷法、ジェットディスペンサー法などで供給される。光源２０の下面の外側の一部は、光反射性部材４１の厚膜部４１ｂの上に配置される。
発光素子２１の電極２３が接合部材６１に接するように、光源配置部１２０に光源２０を配置する。そして、接合部材６１であるはんだをリフローさせ、接合部材６１を介して発光素子２１の電極２３と第２配線層５２ｂが接続される。
このとき、導光板１０はまだ配線基板５０上に配置されていない。そのため、導光板１０の材料として、はんだのリフロー温度に対する耐熱性が低い材料も使用することができ、導光板１０の材料の選択自由度が高い。なお、導光板１０の材料としてはんだのリフロー温度に対して耐熱性が高い材料を用いた場合には、先に導光板１０を配線基板５０上に配置した後に、光源２０を配線基板５０上に配置することも可能である。
配線基板５０の光源配置部１２０に光源２０を配置した後、図９に示すように、第１領域１３０に積層構造体１１１の貫通孔１３が重なるように、且つその貫通孔１３内に光源２０が位置するように、導光板１０の第２主面１２を配線基板５０に対向させて、配線基板５０上に積層構造体１１１を配置する。積層構造体１１１の光反射シート４２と、配線基板５０上の光反射性部材４１との間に接着層６３が介在される。貫通孔１３内に配置された光源２０の側面と、貫通孔１３の内側面１３ａとの間には隙間が存在する。
配線基板５０上に積層構造体１１１を配置した後、図３に示すように、貫通孔１３内に第１透光性部材７０を形成する。第１透光性部材７０は、貫通孔１３内の光反射性部材４１上に形成され、光反射性部材４１を覆う。また、第１透光性部材７０は、貫通孔１３の内側面１３ａ、光源２０の側面および上面を覆う。
第１透光性部材７０を形成した後、導光板１０に図２に示す区画溝１４を形成する。例えば、レーザー、または金型、ダイシングソーなどの回転刃、トムソン刃等のカッターを用いて区画溝１４を形成する。区画溝１４内には光反射性部材４３が形成される。さらに、第１透光性部材７０上に、第１光調整部材８０を形成する。光反射性部材４３および第１光調整部材８０は、例えば同材料で同時に形成することができる。
本実施形態によれば、貫通孔１３内の配線基板５０上に先に光反射性部材４１を形成しておき、その光反射性部材４１の一部に光源２０の一部が重なるように光源２０を配置する。そのため、光源２０の側面および貫通孔１３の内側面１３ａに光反射性部材４１が付着しない。光源２０の側面から出射した光を貫通孔１３の内側面１３ａを介して導光板１０内に導光させることができる。これにより、発光面である第１主面１１から出射される光の輝度を向上させることができる。
また、光反射性部材４１において、光源２０が配置される一部に、導光板１０と配線基板５０との間の部分４１ａよりも厚い厚膜部４１ｂを形成している。この厚膜部４１ｂにより、光源２０の第２透光性部材２２の側面の下端の位置をより高くして、第２透光性部材２２の側面が、光反射シート４２における貫通孔１３側の端面に対向する面積を小さくすることができる。これにより、面状光源１００の全体の厚さを抑えつつ、光源２０の第２透光性部材２２の側面から出射された光が光反射シート４２の端面で反射されるのを抑制して導光板１０への導光量を増やすことができる。また、厚膜部４１ｂは、光源２０の被覆部材２４と接していてもよい。これにより、光源２０からの光が接合部材６１まで伝搬しないようにすることができ、接合部材６１による光の吸収を低減することができる。
図４Ｂは、光源の他の例の模式断面図である。
発光素子２１の素子側面２１ｃおよび素子下面２１ｂを被覆部材１２４が覆っている。被覆部材１２４は、光源２０が発する光に対する反射性を有する。被覆部材１２４は、例えば、光拡散剤としてＴｉＯ２、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＺｎＯ等の微粒子を含む白色の樹脂部材である。
発光素子２１の素子上面２１ａ上に第２透光性部材２２が設けられている。発光素子２１の素子側面２１ｃを覆う被覆部材１２４上にも第２透光性部材２２が設けられている。
以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。本発明の上述した実施形態を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての形態も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。
１…発光領域、１０…導光板、１１…第１主面、１２…第２主面、１３…貫通孔、１５…第１孔部、１６…第２孔部、２０…光源、２１…発光素子、２２…第２透光性部材、２４…被覆部材、２５…第２光調整部材、４１…光反射性部材、４１ｂ…厚膜部、４２…光反射性シート、５０…配線基板、７０…第１透光性部材、８０…第１光調整部材、１００…面状光源、１１１…積層構造体、１２０…光源配置部、１３０…第１領域
Claims (7)
- 配線基板を準備する工程と、
前記配線基板の光源配置部を含む第１領域に光反射性部材を配置する工程と、
第１主面と、前記第１主面の反対側の第２主面と、前記第１主面から前記第２主面まで貫通する第１孔部を含む導光板を準備する工程と、
前記光源配置部の前記光反射性部材上に、光源を配置する工程と、
前記第１孔部内に前記光源が位置するように、前記配線基板と前記導光板の前記第２主面とを対向させて前記配線基板上に前記導光板を配置する工程と、
前記第１貫通孔内に、第１透光性部材を配置する工程と、
を備え、
前記光反射性部材は、前記光源配置部に配置され、前記導光板の前記第２主面と前記配線基板との間の部分よりも厚い厚膜部を含む面状光源の製造方法。 - 配線基板を準備する工程と、
前記配線基板の光源配置部を含む第１領域に光反射性部材を配置する工程と、
第１主面と、前記第１主面の反対側の第２主面と、前記第１主面から前記第２主面まで貫通する第１孔部を含む導光板を準備する工程と、
前記光源配置部の前記光反射性部材上に、光源を配置する工程と、
前記第１孔部内に前記光源が位置するように、前記配線基板と前記導光板の前記第２主面とを対向させて前記配線基板上に前記導光板を配置する工程と、
前記第１貫通孔内に、第１透光性部材を配置する工程と、
を備え、
前記光源は、
第１面と、前記第１面の反対側の第２面と、前記第１面と前記第２面の間の側面と、を備える半導体積層体と、前記第２面に配置される電極と、を備える発光素子と、
前記半導体積層体の前記側面を被覆する第２透光性部材と、
前記第２面を被覆し、前記電極を露出する被覆部材と、
前記第１面の上方に配置され、光拡散剤を含む第２光調整部材と、を備える面状光源の製造方法。 - 前記導光板を準備する工程は、
前記導光板と、前記導光板の前記第２主面に接合され、前記第１孔部と重なる位置に第２孔部を備える光反射シートとを含み、前記第１孔部及び前記第２孔部を含む貫通孔を備える積層構造体を準備する工程を含む、請求項１または２に記載の面状光源の製造方法。 - 前記積層構造体を準備する工程は、
前記第１主面と、前記第２主面とを備え、前記第１孔部を備えない第１導光板と、前記第２主面に接合され、前記第２孔部を備えない第１光反射シートと、を備え、前記貫通孔を備えない第１積層構造体を準備する工程と、
前記第１積層構造体を積層方向に貫通し、前記導光板の前記第１孔部と前記光反射シートの前記第２孔部を含む前記貫通孔を形成する工程を含む、請求項３に記載の面状光源の製造方法。 - 前記光反射性部材は、前記導光板の前記第１孔部の面積よりも大きい面積で配置されている、請求項１～４のいずれか１つに記載の面状光源の製造方法。
- 前記光反射性部材を形成する工程は、インクジェット、印刷、および樹脂シートの貼り合わせのいずれか１つの方法で形成する工程を含む、請求項１～５のいずれか１つに記載の面状光源の製造方法。
- 前記第１透光性部材上に、光拡散剤を含む第１光調整部材を形成する工程をさらに備える、請求項１～６のいずれか１つに記載の面状光源の製造方法。
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