(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記基板上の前記余白領域の前記第1方向に配列された複数の第4アライメントマークであって、それぞれが、前記複数の行の1つと、前記第2方向における位置に対応した位置で配置された、複数の第4アライメントマークをさらに備え、
前記複数の第3アライメントマークのそれぞれは、各行の第3端の前記第2方向における位置に対応した位置に配置されており、
前記複数の第4アライメントマークのそれぞれは、各列の第4端の前記第2方向における位置に対応した位置に配置されている、請求項5に記載の導光体集合基板。
【発明を実施するための形態】
【0010】
特許文献1に開示されるような導光板に発光素子が接合された集積型発光装置をディスプレイの直下型バックライトとして使用する場合、例えば、ディスプレイの画面の大きさに対応した1つの集積型発光装置を用いることが考えられる。この場合、画面の大きさに対応した1枚の導光板に多数の発光素子を配列し、接合する必要がある。このため、例えば、1枚の導光板に1つでも点灯しない発光素子が接合されたり、適切な位置に発光素子が配置されない場合、全体として集積型発光装置が不良となる可能性があり、製造歩留りが低くなり得る。
【0011】
このような製造歩留まりの低下を回避するために、ディスプレイの画面を複数領域に分割し、分割された領域に対応した大きさの集積型発光装置を複数作製し、複数の集積型発光装置を配置することが考えられる。例えば、まず、1辺が数センチの矩形の導光板に複数の発光素子を配列し、接合することによって小型の集積型発光装置を作製する。その後、複数の小型の集積型発光装置を2次元に配置することによって、全体として大きな画面に対応したバックライトとして用いることができる。
【0012】
この小型の集積型発光装置に接合される発光素子数は、画面全体の大きさの導光板に発光素子を配列し、接合する場合の発光素子数に比べて少なくなるため、製造歩留りを高めることが可能である。また、小型の集積型発光装置を配置する数を異ならせることによって、種々の大きさのディスプレイの画面にも対応させることが可能であり、画面のサイズごとに対応した大きさの導光板を有する集積型発光装置を用意する場合に比べて、製造コストを低減することが可能である。
【0013】
小型の集積型発光装置を製造する場合、製造効率を高め、製造コストを低減するためには、同一の工程で、小型の集積型発光装置を複数作製することが好ましい。つまり、1枚の集合基板を用いて、複数の小型の集積型発光装置の集合体を作製し、その後、個片化することによって、複数の小型の集積型発光装置を作製することが好ましい。この方法によれば、仮に複数の小型の集積型発光装置の集合体に1つの発光素子に不具合がある場合、その発光素子を含む1つの小型の集積型発光装置が不良となるだけであるため、上述した画面の大きさに対応した1つの集積型発光装置を製造する場合に比べて、製造歩留りを高く維持することが可能である。
【0014】
しかし、このような製造方法で、小型の集積型発光装置を製造する場合、製造工程中、集合基板に発光素子を接合させたり、反射部材を形成する際に集合基板が熱に晒され、集合基板に膨張や収縮が生じる。その結果、集合基板を個片化すべき位置がずれてしまう。例えば、
図1Aに示すように、導光体集合基板500に集積型発光装置を形成する領域510が4行5列に配置されているとする。導光体集合基板500に発光素子を接合したり、反射部材を形成される際、熱処理が施されることにより、導光体集合基板500は膨張し、導光体集合基板500’となる。導光体集合基板500’における集積型発光装置を形成する領域510’は、導光体集合基板500’の膨張に伴い移動する。
【0015】
図1Aに示すように、X軸およびY軸をとり、導光体集合基板500および500’の4つの頂点の1つを座標の原点に配置した場合、
図1Aに示すように、導光体集合基板500’における領域510’の位置は、原点から遠ざかるにつれて、導光体集合基板500の領域510の位置から大きくずれる。このため、導光体集合基板500に形成した領域510のピッチ、つまり、
図1Aにおいて一点鎖線で示す位置で、導光体集合基板500’の各領域510’を個片化した場合、
図1Bに示すように、原点に最も近い導光体集合基板500’の領域510’は、ほぼ設計通りに切り出した個片の中央に配置されるが、
図1Cに示すように、原点から最も離れた導光体集合基板500’の領域510’は、個片の中央から領域510’は大きくずれてしまう。
【0016】
本願発明者はこのような課題に鑑み新規な導光体集合基板および集積型発光装置の製造方法を想到した。以下、図面を参照しながら、本開示の実施形態を詳細に説明する。以下の実施形態は、例示であり、本開示による導光体集合基板および集積型発光装置の製造方法は、以下の実施形態に限られない。例えば、以下の実施形態で示される数値、形状、材料、ステップ、そのステップの順序などは、あくまでも一例であり、技術的に矛盾が生じない限りにおいて種々の改変が可能である。以下に説明する各実施形態は、あくまでも例示であり、技術的に矛盾が生じない限りにおいて種々の組み合わせが可能である。
【0017】
図面が示す構成要素の寸法、形状等は、わかり易さのために誇張されている場合があり、実際の発光モジュールにおける寸法、形状および構成要素間の大小関係を反映していない場合がある。また、図面が過度に複雑になることを避けるために、一部の要素の図示を省略することがある。
【0018】
以下の説明において、実質的に同じ機能を有する構成要素は共通の参照符号で示し、説明を省略することがある。以下の説明では、特定の方向または位置を示す用語(例えば、「上」、「下」、「右」、「左」およびそれらの用語を含む別の用語)を用いる場合がある。しかしながら、それらの用語は、参照した図面における相対的な方向または位置をわかり易さのために用いているに過ぎない。参照した図面における「上」、「下」等の用語による相対的な方向または位置の関係が同一であれば、本開示以外の図面、実際の製品、製造装置等において、参照した図面と同一の配置でなくてもよい。本開示において「平行」とは、特に他の言及がない限り、2つの直線、辺、面等が0°から±5°程度の範囲にある場合を含む。また、本開示において「垂直」または「直交」とは、特に他の言及がない限り、2つの直線、辺、面等が90°から±5°程度の範囲にある場合を含む。
【0019】
(集積型発光装置の構造)
まず、本開示の導光体集合基板を用いて作製される集積型発光装置を説明する。
図2は、本開示のある実施形態による集積型発光装置の例示的な構成を示す。
図2に示す集積型発光装置200は、上面210aを有する導光体210と、導光体210の下面210b側に位置する層状の光反射層240とを含む。なお、
図2には、説明の便宜のために、互いに直交するX方向、Y方向およびZ方向を示す矢印があわせて図示されている。本開示の他の図面においてもこれらの方向を示す矢印を図示することがある。X方向およびY方向は第1方向および第2方向でもある。
【0020】
集積型発光装置200は、全体として板形状を有する。導光体210は、下面210bに配置される複数の発光素子から出射する光を上面210aから出射する導光構造をし、上面210aは、集積型発光装置200の発光面である。典型的には、導光体210の上面210aは矩形状を有する。ここでは、上述のX方向およびY方向は、導光体210の矩形状の互いに直交する辺の一方および他方にそれぞれ一致している。上面210aの矩形状の一辺の長さは、例えば1cm以上200cm以下の範囲である。本開示の典型的な実施形態では、導光体210の上面210aの矩形状の一辺は、10mm以上30mm以下の長さを有する。上面210aの矩形状の縦方向および横方向の長さは、例えば、それぞれおよそ24.3mmおよび21.5mmであり得る。
【0021】
図2に例示する構成において、集積型発光装置200は、各々が少なくとも1つの発光素子を含む複数の発光モジュール100の集合体である。
図2に模式的に示すように、集積型発光装置200は、この例では、二次元に配列された合計16個の発光モジュール100を含んでおり、ここでは、これら16個の発光モジュール100が4行4列に配置されている。集積型発光装置200に含まれる発光モジュール100の数およびそれら発光モジュール100の配置は、任意であり、
図2に示す構成に限定されない。
【0022】
図2に示すように、各発光モジュール100は、導光体210の上面210aに位置する開口をその一部に含む第1穴部10を有する。後に詳しく説明するように、各発光モジュール100の発光素子は、第1穴部10の概ね直下の位置に配置される。この例では、発光モジュール100が4行4列に配置されていることに対応して、発光素子は、X方向およびY方向に沿って4行4列に配列される。発光素子の配置ピッチは、例えば0.05mm以上20mm以下程度とすることができ、1mm以上10mm以下程度の範囲であってもよい。ここで、発光素子の配置ピッチとは、発光素子の光軸間の距離を意味する。発光素子は、等間隔に配置されてもよいし、不等間隔で配置されてもよい。発光素子の配置ピッチは、互いに異なる二方向の間で同じであってもよいし、異なっていてもよい。
【0023】
図3は、発光モジュール100を示す。
図3では、発光モジュール100を発光モジュール100の中央付近で導光体210の上面210aに垂直に切断したときの断面と、導光体210の上面210a側から上面210aに垂直に見たときの発光モジュール100の例示的な外観とをあわせて1つの図に模式的に示している。
【0024】
発光モジュール100は、第1穴部10が設けられた上面110aおよび上面110aとは反対側の下面110bを有する導光体110と、発光素子120を含む光源160と、第1穴部10の内部に位置する反射性樹脂層130とを含む。導光体110は、
図2に示す導光体210の一部であり、導光体110の第1穴部10は、
図2に表された複数の第1穴部10のうちの1つである。なお、導光体110は、集積型発光装置200において互いに隣接する2つの発光モジュール100の間で連続した単一の導光板の形で形成され得る。ただし、例えば各発光モジュール100が独立した導光体110を有することにより、集積型発光装置200において2つの発光モジュール100の導光体110の間に明確な境界が確認できてもよい。
【0025】
図3に例示する構成において、発光モジュール100は、導光体110の下面110b側に位置する光反射部材140をさらに有する。光反射部材140は、
図2に示す光反射層240の一部である。この例では、光反射部材140は、層状の基部140nと、導光体110の下面110b側から上面110a側に向かって立ち上がる壁部140wとを含む。
図2の下段に示す破線の矩形のうち最も外側にある矩形Bは、壁部140wの内縁の位置を示している。ここでは、壁部140wの内縁が矩形状である例を示しているが、壁部140wの内縁は、円形状、楕円形状等の他の形状であってもよい。導光体110と同様に、光反射部材140は、集積型発光装置200において互いに隣接する2つの発光モジュール100にまたがって連続的に形成され得る。
【0026】
導光体110の第1穴部10は、上面110aの中央付近に形成されており、ここでは、第1穴部10は、上面110aに対して傾斜する第1側面11cを有する第1部分11と、上面110aに対して傾斜する第2側面12cを有する第2部分12とを含む。図示するように、第2部分12の第2側面12cは、第1穴部10の形状を規定する1以上の側面のうち、導光体110の上面110aに位置する開口12aと、第1部分11の第1側面11cとの間に位置する部分である。上面110aに対する第1側面11cの傾斜の大きさと、上面110aに対する第2側面12cの傾斜の大きさとは、互いに異なる。この例では、第1穴部10の第1部分11は、概ね逆円錐体形状を有し、第2部分12は、逆円錐台形状を有する。第1穴部10は、穴の内面と外部との環境との境界における光の屈折を利用して光の出射方向を制御するレンズとして機能する。
【0027】
発光モジュール100において、光源160は、導光体110の上面110aに設けられた第1穴部10に対向して導光体110の下面110b側に配置される。
図3に示す例では、導光体110の下面110b側に第2穴部20が設けられており、光源160は、平面視においてこの第2穴部20の内側に位置する。光源160の光軸は、第1穴部10の中心に概ね一致させられる。
【0028】
上述したように、各発光モジュール100の反射性樹脂層130は、第1穴部10の内部に位置する。本実施形態では、反射性樹脂層130は、第1穴部10のうち発光素子120により近い第1部分11に位置している。この例では、反射性樹脂層130は、第1穴部10の内部において第1部分11の全体を占めるように形成されている。
【0029】
反射性樹脂層130は、光反射性の材料から形成される。導光体110の、発光素子120に対向する位置に第1穴部10を設けることにより、第1穴部10の形状を規定する側面の位置で、発光素子120から出射させた光を反射させることが可能になる。特に、本開示の実施形態では、第1側面11cを有する第1部分11と第2側面12cを有する第2部分12とを含む第1穴部10を導光体110の上面110a側に設けているので、上面110aに対する傾斜が互いに異なる第1側面11cおよび第2側面12cを反射面として利用して、発光素子120からの光をより効率的に導光体110の面内に拡散させることが可能である。さらに、発光素子120に対向するように反射性樹脂層130が配置されているので、導光体110の上面110aにおいて発光素子120の直上の輝度が他の領域と比較して極端に高くなることを抑制できる。ここで、反射性樹脂層130を第1穴部10のうち第1部分11の内部に選択的に形成しているので、発光素子120の直上の輝度が必要以上に低下することを回避できる。その結果、発光モジュール100全体の厚さを低減しながら、より均一性が向上された光を得ることが可能になる。
【0030】
導光体110は、下面110b側の、第1穴部10と対向する位置に第2穴部20を有する。第2穴部20は、例えば四角錐台状を有する。典型的には、導光体110の下面110b側に位置する第2穴部20の中心は、上面110a側に位置する第1穴部10の中心に概ね一致させられる。
【0031】
光源160は、発光素子120と、波長変換部材150と、光反射部材170とを含む。発光素子120の出射面に波長変換部材150が接合され、発光素子120の側面および出射面と反対の面には光反射部材170が配置されている。波長変換部材150が下面110b側から見た第2穴部20の底部に位置するように配置されることによって、発光素子120から出射する光が波長変換部材150を透過し、導光構造である導光体110内に入射する。波長変換部材150および光反射部材170の側面を覆うように、第2穴部20内に接合部材190が配置されている。
【0032】
発光モジュール100は、光反射部材140の下面140b上に位置する配線層180をさらに有する。配線層180は、発光素子120の電極に電気的に接続されている。また配線層180は、ユニット領域内に配置された複数の発光素子120の電極を必要に応じて電気的に接続する。
【0033】
本実施形態では、光源160は1つの発光素子を含んでいるが、光源160は複数の発光素子を含んでいてもよい。光源160は、典型的には白色光を出射する。本実施形態では、発光素子120は、例えば、青色光を出射する発光ダイオードであり、出射した青色光の一部が、波長変換部材150によって黄色光に変換される。青色光および黄色光が光源160から出射することによって全体として白色光を出射する。光源160は、例えば、赤、青、および緑の波長の光をそれぞれ出射する3つの発光素子を含んでおり、これらの光が混色されることによって白色光を出射してもよい。
【0034】
集積型発光装置200に使用される各構成要素には、発光ダイオードを用いた発光装置の実装に一般的に用いられる部材や材料を用いることができる。
【0035】
(導光体集合基板の構造)
次に導光体集合基板の構造を説明する。
図4Aおよび
図4Bは導光体集合基板301の平面図および底面図であり、
図4Cは
図4Aの4C−4C線における導光体集合基板301の断面図である。
【0036】
導光体集合基板301は、主面300aおよび主面300aと反対側に位置する裏面300bを有する基板300と、主面300a上に位置する複数のユニット領域310、余白領域311および複数のアライメントマークとを備える。主面300aは、複数のアライメントマークが形成される面である。
【0037】
基板300は透光性を備えており、複数の集積型発光装置200の導光体210が一体的に形成されている。具体的には、基板300の主面300aにおいて、複数のユニット領域310が1次元または2次元に互いに離間して配置されている。複数のユニット領域310のそれぞれは、切断されることによって、導光体210となる領域である。ユニット領域310は導光体構造を有している。具体的には、上述したように、各ユニット領域310における主面300aは、導光体210の上面210aであり、上述した第1穴部10が設けられている。また、各ユニット領域310における裏面300bは、導光体210の下面210bであり、上述した第2穴部20が設けられている。第2穴部20に配置される発光素子120から出射する光が、ユニット領域310内を透過して、第1穴部10を含む主面300a側から出射し得る。ただし、基板300の主面300aおよび裏面300bと導光体210の上面210aおよび下面210bとの対応は逆でもよい。つまり、基板300の主面300aが導光体210の下面210bに対応し、裏面300bが導光体の上面210aに対応していてもよい。この場合、基板300の主面300aに第2穴部20が設けられ、裏面300bに第1穴部10が設けられる。このように、集積型発光装置200の導光体210を基準とした場合、上面210aおよび下面210bのいずれに後述するアライメントマークが設けられていてもよい。
【0038】
複数のユニット領域310は、本実施形態では、X軸方向(第1方向)およびY軸方向(第2方向)に、複数の行および複数の列をなすように、2次元に互いに離間して配置されている。しかし、複数のユニット領域310は、X軸方向(第1方向)に、1行および複数の列をなすように、1次元に互いに離間して配置されていてもよい。この場合、各列は、1つのユニット領域310を含む。本実施形態では、4行5列に複数のユニット領域310が配置されている。つまり、Y軸方向に配列された4つのユニット領域310からなる列310CがX方向に5列配置されている。また、X軸方向に配列された5つのユニット領域310からなる行310RがY方向に4行配置されている。
【0039】
図4Bに示すように、基板300の裏面300bから見た場合も、複数のユニット領域310が第1方向および第2方向に、1または複数行および複数列をなすように1次元または2次元に互いに離間して配置されている。
【0040】
主面300aおよび裏面300bにおいて、各ユニット領域310の周囲には、余白領域311が配置されている。つまり各ユニット領域310は余白領域311を挟んで離間している。余白領域311は、後述するように、基板300に、発光素子120、光反射層240等を接合した後、基板300および光反射層240を切断するための削りしろ、または、切りしろである。
【0041】
複数のアライメントマークは、基板300における複数のユニット領域310の位置を規定する。導光体集合基板301は、求められる加工精度、個片化に使用する切断装置の仕様や加工精度に応じて、複数のセットのアライメントマークを備えていてもよい。本実施形態では、導光体集合基板301は、複数の第1アライメントマーク331、複数の第2アライメントマーク332、複数の第3アライメントマーク333、および、複数の第4アライメントマーク334を備える。複数のアライメントマークは余白領域311に配置されている。以下複数の第1アライメントマーク331、複数の第2アライメントマーク332、複数の第3アライメントマーク333、および、複数の第4アライメントマーク334を総称する場合には単にアライメントマーク331−334と呼ぶ場合がある。
【0042】
複数の第1アライメントマーク331は、X軸方向に配列されており、各第1アライメントマーク331は、複数のユニット領域310の列310Cの1つのX軸方向における位置に対応した位置で主面300aに配置されている。列310Cの1つのX軸方向における位置とは、具体的には、列310Cに含まれるユニット領域310を規定する矩形の4辺のうち、Y軸と平行な一対の辺のうちの一方のX軸方向における位置をいう。本実施形態では、第1アライメントマーク331は、各列310Cのユニット領域310の4つの辺のうち、Y軸方向に伸びる2つ辺の原点に近い側の辺を含む第1端310C1に対応した位置で配置されている。ここで対応とは、各列310Cの第1端310C1に対して、同じ条件で第1アライメントマーク331の位置が決定され、その位置に第1アライメントマーク331が配置されていることをいう。例えば、X軸における第1端310C1と同じ位置に第1アライメントマーク331が配置されていてもよいし、第1端310C1に対して、所定の距離、例えば、0.5mm分加算した位置に第1アライメントマーク331が配置されていてもよい。
【0043】
本実施形態では、導光体集合基板301は、複数の第1アライメントマーク331を2セット備え、2つのセットは、余白領域311のうち、各列310CのY方向における両端よりも外側の領域311T、311Bにおいてそれぞれ配置されている。
【0044】
複数の第2アライメントマーク332は、X軸方向に配列されており、各第2アライメントマーク332は、複数のユニット領域310の列310Cの1つのX軸方向における他の位置に対応した位置で主面300aに配置されている。本実施形態では、第2アライメントマーク332は、各列310Cのユニット領域310の4つの辺のうち、Y軸方向に伸びる2つ辺の原点から遠い側の辺を含む第2端310C2に対応した位置で配置されている。本実施形態では、導光体集合基板301は、複数の第2アライメントマーク332を2セット備え、2つのセットは、余白領域311のうち、各列310CのY方向における両端よりも外側の領域311T、311Bにおいてそれぞれ配置されている。
【0045】
第1アライメントマーク331および第2アライメントマーク332は、本実施形態では、Y軸方向において異なる2つの行をなすように配置されている。これにより、例えば、複数のユニット領域310のX方向における余白領域311が狭く、第1アライメントマーク331と第2アライメントマーク332とを1行に配置できない場合でも、第1アライメントマーク331と第2アライメントマーク332とを備えることができる。余白領域311が広い場合には、第1アライメントマーク331および第2アライメントマーク332は、1行をなすように配置されていてもよい。
【0046】
複数の第3アライメントマーク333、および、複数の第4アライメントマーク334も、Y軸方向に配列されている点を除き、第1アライメントマーク331および第2アライメントマーク332と同様に配置されている。具体的には、複数の第3アライメントマーク333は、Y軸方向に配列されており、各第3アライメントマーク333は、複数のユニット領域310の行310Rの1つのY軸方向における位置に対応した位置で主面300aに配置されている。行310Rの1つのY軸方向における位置とは、具体的には、行310Rに含まれるユニット領域310を規定する矩形の4辺のうち、X軸と平行な一対の辺のうちの一方のY軸方向における位置をいう。本実施形態では、第3アライメントマーク333は、各行310Rのユニット領域310の4つの辺のうち、X軸方向に伸びる2つ辺の原点に近い側の辺を含む第3端310R3に対応した位置で配置されている。導光体集合基板301は、複数の第3アライメントマーク333を2セット備え、2つのセットは、余白領域311のうち、各行310RのX方向における両端よりも外側の領域311R、311Lにおいてそれぞれ配置されている。
【0047】
複数の第4アライメントマーク334は、Y軸方向に配列されており、各第4アライメントマーク334は、複数のユニット領域310の行310Rの1つのY軸方向における他の位置に対応した位置で主面300aに配置されている。本実施形態では、第4アライメントマーク334は、各行310Rのユニット領域310の4つの辺のうち、X軸方向に伸びる2つ辺の原点から遠い側の辺を含む第4端310C4対応した位置で配置されている。
【0048】
第3アライメントマーク333および第4アライメントマーク334は、本実施形態では、X軸方向において異なる2つの列をなすように配置されている。しかし、第3アライメントマーク333および第4アライメントマーク334は、1列をなすように配置されていてもよい。
【0049】
アライメントマーク331−334は、光学的に認識し得る態様で主面300aに形成されている。例えば、アライメントマーク331−334は、主面300aより高い凸形状を有していてもよいし、主面300aより窪んだ凹形状を有していてもよい。凸形状であれば、導光体集合基板の強度を保つことができる。また凹形状の場合は導光体集合基板をシート等で保持しやすい。また、凹凸どちらの形状も側面に傾斜をつけることで、装置による画像の認識においてコントラスト差が出て見えやすく認識が行いやすくなる。凹形状の場合は開口部上面の面積より底面の面積が小さくなるように傾斜し、凸形状の場合は、上面の面積が小さくなるよう錐台形に傾斜させるほうがアライメントマーク331ー334を成形しやすく好ましい。また、アライメントマーク331−334は、主面300aにおいて他の領域と異なる面粗度を有していてもよい。また、アライメントマーク331−334は、個片化に使用する切断装置の画像認識機能が認識し得る形状を有していればよい。本実施形態では、2つの矩形と矩形に挟まれるスペースによって、アライメントマーク331−334を構成している。2つの矩形に挟まれたスペースの位置が、アライメントマーク331−334の基準となる位置である。
【0050】
導光体集合基板301は、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、ポリエステル等の熱可塑性樹脂、エポキシ、シリコーン等の熱硬化性樹脂、ガラス等の透光性材料の基板300に、ユニット領域310の導光体構造およびアライメントマーク331−334を形成することによって製造し得る。例えば、ユニット領域310の導光体構造およびアライメントマーク331−334に対応した形状の金型を用い、射出成型などによって、基板300の成形とユニット領域310の導光体構造およびアライメントマーク331−334の形成とを同時に行ってもよい。あるいは、射出成型によってまず、基板300の成形とユニット領域310の導光体構造の形成を同時に行い、その後、レーザー加工等によって、主面300aにアライメントマーク331−334を形成してもよい。基板300の材料としては、安価で透明性が高いという観点では、ポリカーボネートが好適に用いられる。
【0051】
導光体集合基板301によれば、ユニット領域310の複数の列310Cの1つのX軸方向における位置に対応した位置で複数の第1アライメントマーク331の1つが配置されている。このため、導光体集合基板301に発光素子120、光反射層240等を形成し、集積型発光装置の集合体を製造する際に種々の工程で熱処理を行った場合、熱処理による基板300の膨張収縮によって、ユニット領域310の位置がシフトした場合に、複数の第1アライメントマーク331の位置も同様にシフトする。このため、集積型発光装置の集合体を個片化する際第1アライメントマーク331を基準として切断すれば、膨張による影響を抑制して、各列を分断することが可能である。また、導光体集合基板301が、X軸方向に配列された第2アライメントマーク332を備えることによって、熱膨張による各列のX軸方向における両端の位置のシフトが、第1アライメントマーク331および第2アライメントマーク332に反映されるため、より膨張による影響を抑制し各列を分断することが可能である。
【0052】
同様に、導光体集合基板301が第3アライメントマーク333および第4アライメントマーク334をそなえることによって、熱膨張によるユニット領域310の各行のY軸方向における両端の位置のシフトが、第3アライメントマーク333および第4アライメントマーク334に反映されるため、Y軸方向の膨張による影響を抑制し各行を分断することが可能である。これにより、2方向において熱膨張による影響を抑制し、集積型発光装置の集合体を個片化できるため、切断された各集積型発光装置におけるXY平面における導光構造の中心と切断された個片の中心とを一致させることが可能となる。さらに、アライメントマーク331−334は、各ユニット領域310に対応して配置されているため、導光体集合基板301における膨張が位置により不均一であっても、アライメントマーク331−334を基準にすることによって、切断された各集積型発光装置におけるXY平面における導光構造の中心と切断された個片の中心とを一致させることが可能となる。
【0053】
(集積型発光装置の製造方法)
本開示の集積型発光装置の製造方法の実施形態を説明する。
図5は、集積型発光装置の製造方法の工程を示すフローチャートである。集積型発光装置の製造方法は、(1)導光体集合基板を用意する工程と、(2)複数の光源を導光体集合基板に配置する工程と、(3)基板を切断する工程とを含む。以下各工程を詳細に説明する。
【0054】
(1)導光体集合基板を用意する工程(S1)
まず、導光体集合基板301を用意する。例えば、
図4A〜
図4Cに示す形状を有する導光体集合基板301を用意する。上述したように、各ユニット領域310の第1穴部10および第2穴部20を含む導光体構造、および、アライメントマーク331−334に対応した形状の金型を用い、射出成型などによって、基板300の主面300aにアライメントマーク331−334が形成され、各ユニット領域310が基板300に2次元に配置された導光体集合基板301を作製する。
【0055】
(2)複数の光源を導光体集合基板に配置する工程(S2)
導光体集合基板301に光源160を配置する。まず、光源160を作製する。例えば、板状の波長変換部材150に透光性接合部材などを用い複数の発光素子120を2次元に配置し、接合する。その後、発光素子120の側面を覆うように光反射部材170を波長変換部材150上に配置し、各発光素子120を含むように波長変換部材150および光反射部材170を個片化する。これにより、光源160が作製される。
【0056】
次に、導光体集合基板301の裏面300bに位置する第2穴部20に未硬化の接合部材を配置し、さらに第2穴部20に光源160を配置する。これにより第2穴部20の底が波長変換部材150と対向し、未硬化の接合部材が、光源160の側面である波長変換部材150と光反射部材170の側面を覆う。その後、未硬化の接合部材を光、熱、紫外線等のエネルギを与え、硬化させる。これにより、発光素子120から出射する光が入射するようにユニット領域310に対して光源160が配置される。
【0057】
その後、裏面300bに未硬化の光反射部材を配置する。また、主面300aの第1穴部10の第1部分11にも未硬化の反射性樹脂層を配置する。つづいて、これら未硬化の光反射部材を、光、熱、紫外線等のエネルギを与え、硬化させる。これにより、光反射部材140が裏面300bに形成される。また、第1穴部10内に反射性樹脂層130が配置される。さらに、光反射部材140の下面140bに発光素子120と電気的に接続さえた配線層180を形成する。これにより、各ユニット領域310において、集積型発光装置が形成された複合基板が完成する。
【0058】
なお、主面300aが導光体210の上面210aに対応しており、かつ、次の基板を切断する工程(S3)において、導光体集合基板301の裏面300bを上にして基板切断装置に導入する場合には、光反射部材140は、アライメントマーク331−334が設けられる余白領域311に形成しないことが好ましい。また、主面300aが導光体210の下面210bに対応しており、かつ、次の基板を切断する工程(S3)において、導光体集合基板301の主面300aを上にして基板切断装置に導入する場合には、光反射部材140は、アライメントマーク331−334が設けられる余白領域311に形成しないことが好ましい。
【0059】
上述した工程中、導光体集合基板301には熱処理が施される場合があり、熱処理により、導光体集合基板301が膨張または収縮する可能性がある。この場合、膨張または収縮による導光体集合基板301におけるユニット領域310の移動と一緒にアライメントマーク331−334も移動する。よって、アライメントマーク331−334は、膨張または収縮があっても、ユニット領域310の列または行の第1端310C1、第2端310C2、第3端310R3および第4端310R4に対応した位置に配置されている。
【0060】
(3)基板を切断する工程(S3)
次に、集積型発光装置が複数形成された導光体集合基板301(複合基板)を切断し、個片化する。導光体集合基板301の切断には、半導体装置の製造工程に用いられる半導体基板、樹脂基板等の基板切断(分割)装置を用いることができる。切断装置は、回転刃を備えていてもよいし、直線刃を備えていてもよい。
【0061】
まず、個片化後の集積型発光装置200が移動しないように、基板切断装置に適した方法で、集積型発光装置が複数形成された導光体集合基板301の裏面300bを真空吸着、粘着シートなどで支持し、例えば、主面300aを上にして、集積型発光装置が複数形成された導光体集合基板301を基板切断装置のステージに配置する。あるいは、導光体集合基板301の裏面300bを上にして、集積型発光装置が複数形成された導光体集合基板301を基板切断装置のステージに配置してもよい。この場合、上述したように裏面300b側からアライメントマーク331−334が画像認識し得るように、光反射部材140が形成されていないことが好ましい。
【0062】
集積型発光装置の撮像装置でステージに配置された導光体集合基板301の主面300aを撮影し、画像認識によって、撮影した画像中のアライメントマーク331−334の位置を取得する。必要に応じて、取得したアライメントマーク331−334の位置に応じて、切断方向が導光体集合基板301のY軸と平行になるように、ステージを回転させる。本実施形態では、導光体集合基板301は、第1アライメントマーク331、第2アライメントマーク332、第3アライメントマーク333、および、第4アライメントマーク334をそれぞれ2セットずつ備えている。このため、各列または各行の両端に位置するアライメントマークを結ぶ直線を導光体集合基板301のX軸およびY軸として決定してもよい。導光体集合基板301が、アライメントマーク331−334を1セットずつ備えている場合には、アライメントマーク331−334のそれぞれの配列方向に基づいて、導光体集合基板301のX軸およびY軸を決定してもよい。
【0063】
図6に示すように、複数の第1アライメントマーク331のそれぞれの位置を基準として、複数のユニット領域310の複数の列310Cのうち、隣接する各一対の列310Cの間の余白領域において、導光体集合基板301および光反射層240をY軸方向に沿って切断する。本実施形態では、導光体集合基板301は複数の第2アライメントマーク332も備えているので、複数の第2アライメントマーク332のそれぞれの位置を基準として、複数のユニット領域310の複数の列310Cのうち、隣接する各一対の列310Cの間の余白領域において、導光体集合基板301および光反射層240をY軸方向に沿って切断する。これによりユニット領域310の列310CのX方向における第1端310C1および第2端310C2または、これらに近接した位置でY軸方向に沿って導光体集合基板301および光反射層240が切断される。
【0064】
次に、ステージを90度回転させる。その後、複数の第3アライメントマーク333のそれぞれの位置を基準として、複数のユニット領域310の複数の行310Rのうち、隣接する各一対の行310Rの間の余白領域において、導光体集合基板301をX軸方向に沿って切断する。本実施形態では、導光体集合基板301は複数の第4アライメントマーク334も備えているので、複数の第4アライメントマーク334のそれぞれの位置を基準として、複数のユニット領域310の複数の行310Rのうち、隣接する各一対の行310Rの間の余白領域において、導光体集合基板301および光反射層240をX軸方向に沿って切断する。これによりユニット領域310の行310RのY方向における第3端310R3および第4端310R4、または、これらに近接した位置でX軸方向に沿って導光体集合基板301および光反射層240が切断される。これにより、導光体集合基板301が個片化され、複数の集積型発光装置200が得られる。
【0065】
本開示の集積型発光装置の製造方法によれば、上述したように、複数の光源を導光体集合基板に配置する工程において、熱処理を受けて、導光体集合基板301が膨張または収縮していても、導光体集合基板301におけるアライメントマーク331−334の位置は、ユニット領域310の列または行の第1端310C1、第2端310C2、第3端310R3および第4端310R4に対応した位置にある。このため、アライメントマーク331−334を基準として切断位置を決定することにより、膨張による影響を抑制して、導光体集合基板301の個片化を行うことが可能である。
【0066】
(他の形態)
本開示の導光体集合基板および集積型発光装置の製造方法には種々の改変が可能である。例えば、導光体集合基板301では、第1アライメントマーク331、第2アライメントマーク332、第3アライメントマーク333および第4アライメントマーク334は第1端310C1、第2端310C2、第3端310R3および第4端310R4の位置にそれぞれ対応した位置に配置されていた。しかし、アライメントマーク2つの端の位置に対応した位置に配置されていてもよい。例えば、
図7に示すように、導光体集合基板302は、第1アライメントマーク331、第2アライメントマーク332、第3アライメントマーク333および第4アライメントマーク334の代わりに、複数の第1アライメントマーク331’および複数の第3アライメントマーク333’を備えていてもよい。
【0067】
複数の第1アライメントマーク331’はX軸方向に配列されており、複数の第1アライメントマーク331’のそれぞれは、各列X軸方向における第1端310C1と第2端310C2との中央の位置に対応した位置に配置されている。同様に、複数の第3アライメントマーク333’はY軸方向に配列されており、複数の第3アライメントマーク333’のそれぞれは、各行のY軸方向における第3端310R3と第4端310R4との中央の位置に対応した位置に配置されている。
【0068】
導光体集合基板301は熱処理によって膨張または収縮するが、導光体集合基板301上における比較的短い2点間では、膨張または収縮の量は小さい。このため、ユニット領域310の各列310CのX軸方向における第1端310C1と第2端310C2と間、および、Y軸方向における第3端310CR3と第4端310R4と間では、膨張または収縮の量は無視することができる場合がある。この場合、各列310CのX軸方向および各行のY軸方向における位置は、それぞれ1種類のアライメントマークの位置で対応させても、膨張収縮の影響を十分に抑制することができる。1種類のアライメントマークの場合、例えば2つの矩形に挟まれたスペースの位置を利用せず、一つの矩形で形成しそれぞれの端部で対応させても、膨張収縮の影響を十分に抑制することができる。このような一つの矩形であれば、基板切断装置の切断位置の補正が容易になる。また、ユニット領域の中心に配置することで、発光部の中心を基準としたユニット領域とするこができる。
【0069】
導光体集合基板302を用いて集積型発光装置を製造する場合、基板を切断する工程(S3)において、複数のユニット領域310の各列310Cを切断する設計位置を複数の第1アライメントマーク331’のそれぞれの位置を用いて調整し、調整後の位置において、導光体集合基板302をY軸方向に沿って切断する。
【0070】
ステージを90度回転させた後、複数のユニット領域310の各行310Rを切断する設計位置を複数の第3アライメントマーク333’のそれぞれの位置を用いて調整し、調整後の位置において、導光体集合基板302をX軸方向に沿って切断する。
【0071】
導光体集合基板302を用いて集積型発光装置を製造する場合にも、導光体集合基板302の膨張による影響を抑制して、導光体集合基板302の個片化を行うことが可能である。
【0072】
上述したように、導光体集合基板の熱処理による膨張または収縮の影響は、2点間の距離が長くなるほど大きくなる。その他、導光体110の形状、導光体の下面110b側に位置する光反射部材140の成型方法などにより、膨張または伸縮の度合いが異なることがある。このため、例えば、導光体集合基板において、複数のユニット領域310がX軸方向およびY軸方向の2次元に配置されている場合、膨張または伸縮の影響の小さい方向には、アライメントマークを形成しなくてもよい。
図8に示す導光体集合基板303は、第3アライメントマークおよび第4アライメントマークを備えておらず、Y軸方向に配置されるユニット領域310の数は2つである点で、導光体集合基板301と異なる。また、
図9に示す導光体集合基板304は、第3アライメントマークを備えておらず、Y軸方向に配置されるユニット領域310の数が2つである点で、導光体集合基板302と異なる。
【0073】
この場合、各行310RをX軸方向に沿って行う切断は、例えば、Y軸方向における導光体集合基板303、304の中央、および、中央からユニット領域310のY軸方向における幅Wの値を増減した位置であってもよい。
【0074】
また、導光体集合基板の基板300にはアライメントマーク以外の構造が設けられていてもよい。例えば、
図10Aから
図10Cに示す導光体集合基板305は、基板300に設けられたリブ341、342をさらに備えている。リブ341、342は、基板300の主面300aおよび裏面300bのうち、光反射部材140が設けられる面、つまり、第2穴部20が設けられる面に配置されることが好ましい。
図10Aから
図10Cに示す例では、導光体集合基板305において、基板300の裏面300bに、複数の第2穴部20が配置されている。このため、リブ341、342も裏面300bに配置されている。
【0075】
図10Bでは、リブ341、342は、具体的には、余白領域311のうち、複数のユニット領域310の各列310CのY軸方向における両端よりも外側の領域311T、311Bにおいて、それぞれ配置されている。アライメントマーク331、332が画像認識し得るのであれば、アライメントマーク331、332とリブ341、342とは、Z軸方向において重なっていてもよい。アライメントマーク331、332とリブ341、342とをZ軸方向において重ねて配置しない場合には、リブ341、342は、Z軸方向から見て、アライメントマーク331、332と各列310Cとの間に位置していてもよいし、アライメントマーク331、332よりも外側に位置していてもよい。リブ341、342はX軸方向に延びる凸部であり、Z軸方向の高さは、例えば、裏面300bに形成される光反射部材140の厚さとほぼ等しい。
【0076】
リブ341、342は、例えば、光反射部材140を形成する際、基板300の裏面300bに配置された未硬化の光反射部材が広がるのを堰き止める。また、リブ341、342は、その高さを基準として、配置する未硬化の光反射部材の厚さを調整したり、硬化した光反射部材の厚さを調整したりするために用いられる。
【0077】
なお、
図10Aから
図10Cに示す導光体集合基板305では、リブ341、342は複数のユニット領域310の各列310CのY方向における両端よりも外側の領域311T、311Bにそれぞれ配置されている。しかし、複数のユニット領域310の各行310RのX軸方向における両端よりも外側の領域311L、311Rに、Y軸方向に延びる一対のリブを配置してもよい。