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<図1>
  • 特許-面発光体  並びにその製造方法 図1
  • 特許-面発光体  並びにその製造方法 図2
  • 特許-面発光体  並びにその製造方法 図3
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-06-23
(45)【発行日】2023-07-03
(54)【発明の名称】面発光体 並びにその製造方法
(51)【国際特許分類】
   F21V 29/70 20150101AFI20230626BHJP
   F21V 29/503 20150101ALI20230626BHJP
   F21V 19/00 20060101ALI20230626BHJP
   F21V 5/00 20180101ALI20230626BHJP
   F21Y 115/10 20160101ALN20230626BHJP
   F21Y 105/10 20160101ALN20230626BHJP
【FI】
F21V29/70
F21V29/503
F21V19/00 150
F21V5/00 100
F21Y115:10
F21Y105:10
【請求項の数】 4
(21)【出願番号】P 2019570770
(86)(22)【出願日】2019-02-06
(86)【国際出願番号】 JP2019004187
(87)【国際公開番号】W WO2019156105
(87)【国際公開日】2019-08-15
【審査請求日】2022-01-28
(31)【優先権主張番号】P 2018020839
(32)【優先日】2018-02-08
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】518047470
【氏名又は名称】田辺 暁人
(74)【代理人】
【識別番号】100086438
【弁理士】
【氏名又は名称】東山 喬彦
(72)【発明者】
【氏名】田辺 暁人
(72)【発明者】
【氏名】吉田 敏文
(72)【発明者】
【氏名】池田 大介
【審査官】安食 泰秀
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第2009/054153(WO,A1)
【文献】特開2003-142738(JP,A)
【文献】川崎加瑞範,無機素材を主原料とした新規機能材「タフクレースト」,住友化学技術誌2014,2014年07月31日,p.45-47,https://www.sumitomo-chem.co.jp/rd/report/files/docs/2014J_5.pdf
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
F21V 29/70
F21V 29/503
F21V 19/00
F21V 5/00
F21Y 115/10
F21Y 105/10
(57)【特許請求の範囲】
【請求項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ものであり、
更に前記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面発光体。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項4】
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
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。
【背景技術】
【0002】
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)。
【0003】
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。
【0004】
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。
【0005】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【文献】特開2007-33662号公報
【文献】特開2010-98128号公報
【文献】特開2013-4940号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
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。
【課題を解決するための手段】
【0008】
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ものであり、
更に前記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。
【0009】
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。
【0010】
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。
【0011】
また請求項記載の、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。
【発明の効果】
【0012】
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。
【0013】
また、請求項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。
【0014】
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。
【図面の簡単な説明】
【0015】
図1】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。
図2】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。
図3】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、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。
図4】フィルムを基材に張設するの態様を順次示す説明図である。
図5】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。
【発明を実施するための形態】
【0016】
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。
【実施例
【0017】
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。
【0018】
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。
【0019】
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。
【0020】
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。
【0021】
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。
【0022】
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。
【0023】
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。
【0024】
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ものであり、この、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)。
【0025】
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。
【0026】
また、トップカバー14としてフィルム14を張設するには、基材11に初期接触体17を設けるものであり、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ものであり、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。
【0027】
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)。
【0028】
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)も考えられるが、これは本発明に関連する参考例である。そして、この参考例で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。
【0029】
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。
【0030】
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。
【0031】
〔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。
【0032】
〔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。
【0033】
〔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。
【0034】
〔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。
【0035】
〔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。
【0036】
〔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。
【0037】
〔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。
【0038】
〔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)。
【0039】
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。
【0040】
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。
【0041】
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。
【0042】
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。
【0043】
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。
【符号の説明】
【0044】
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
図1
図2
図3
図4
図5