(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
合成樹脂材料からなり変形可能な基材と、
前記基材上に配置された金属配線パターンと、
前記金属配線パターンと接合手段で電気的に接合された発光素子と、
前記金属配線パターンと接合手段で電気的に接合され前記基材の外部に設けられた外部素子とを電気的に接続するための外部接続端子と、
前記外部接続端子の表面である端子表面が露出するように前記外部接続端子を囲むハウジングと、前記発光素子と相対して前記発光素子が発する光を受けて前記光を内部に入射させる入射部と、前記光を外部に出射させる出射部と、前記入射部と前記出射部との間に配置され、前記光を拡散させる複数の凸部および複数の凹部の少なくとも一方が形成された反射面を有し前記光を前記出射部に反射して伝播させる導光部と、からなり前記光を外部へ出射する導光体を形成し前記基材の少なくとも一面を覆う樹脂層と、を備えた、
ことを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記反射面が、入射部に入射する前記光を前記出射部に全反射で伝播させる角度で形成されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
合成樹脂材料からなり変形可能な基材と、
前記基材上に配置された金属配線パターンと、
前記金属配線パターンと接合手段で電気的に接合された発光素子と、
前記金属配線パターンと接合手段で電気的に接合され前記基材の外部に設けられた外部素子とを電気的に接続するための外部接続端子と、
前記外部接続端子の表面である端子表面が露出するように前記外部接続端子を囲むハウジングと、前記発光素子の発光面が嵌まり込んで前記発光素子が発する光を内部に入射させる凹状の入射部と、前記光を外部に出射させる出射部と、前記入射部と前記出射部との間に配置され、前記光を前記出射部に伝播させる導光部とからなり、前記光を外部へ出射する導光体を形成し前記基材の少なくとも一面を覆う樹脂層と、を備えた、
ことを特徴とする表示装置。
【請求項４】
前記樹脂層は、前記出射部から出射する前記光を反射させながら外部に導く導出部を有する、
ことを特徴とする請求項３に記載の表示装置。
【請求項５】
前記基材と前記樹脂層の間に接着層をさらに備えた、
ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項６】
、
前記接着層は、前記光を不透光にするように着色されている、
ことを特徴とする請求項５に記載の表示装置。
【請求項７】
前記接着層は、前記光を前記樹脂層の内部へ拡散させるように白色又は乳白色に調色されている、
ことを特徴とする請求項５記載の表示装置。
【請求項８】
前記樹脂層の前記基材と接する面とは反対側の一面に前記光の外部への拡散を抑制するフィルムを更に備えた、
ことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項９】
前記フィルムは、前記光の一部を透光する加飾部を有する、
ことを特徴とする請求項８に記載の表示装置。
【請求項１０】
前記金属配線パターンは、金属めっき成長のきっかけとなる触媒からなる下地層上に形成されたＣｕ、Ｎｉ、Ａｇ、Ａｕの中から選択される少なくとも１種の金属よりなる金属めっき層である、
ことを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項１１】
合成樹脂材料からなり変形可能な基材と、
前記基材上に配置された金属配線パターンと、
前記金属配線パターンと接合手段で電気的に接合された発光素子と、
前記金属配線パターンと接合手段で電気的に接合され前記基材の外部に設けられた外部素子とを電気的に接続するための外部接続端子と、
前記外部接続端子の表面である端子表面が露出するように前記外部接続端子を囲むハウジングと、前記発光素子と相対して前記発光素子が発する光を受けて前記光を内部に入射させる入射部と、前記光を外部に出射させる出射部と、前記入射部と前記出射部との間に配置され、前記光を拡散させる複数の凸部および複数の凹部の少なくとも一方が形成された反射面を有し前記光を前記出射部に反射して伝播させる導光部と、からなり前記光を外部へ出射する導光体を形成し前記基材の少なくとも一面を覆う樹脂層と、を備える表示装置の製造方法であって、
前記基材を準備する工程と、
前記基材上に前記金属配線パターンを配置する工程と、
前記金属配線パターンが配置された前記基材と前記外部接続端子を金型に載置して前記樹脂層を射出成形する工程と、
前記金属配線パターンと前記外部接続端子及び前記発光素子とを接合手段で電気的に接合する工程と、を含む、
ことを特徴とする表示装置の製造方法。
【請求項１２】
前記基材上に前記金属配線パターンを配置する工程において、前記基材上にはんだ付け可能な金属配線層を形成する
ことを特徴とする請求項１１に記載の表示装置の製造方法。
【請求項１３】
前記基材上に前記金属配線パターンを配置する工程において、前記基材上に触媒インクを塗布したあと、乾燥および焼成を行うことにより、前記基材上に融結した触媒ナノ粒子を含む金属配線パターンとして配置する、
ことを特徴とする請求項１１に記載の表示装置の製造方法。
【請求項１４】
前記触媒インクが、インクジェット印刷方式、シルクスクリーン印刷方式、グラビア印刷方式、オフセット印刷方式、フレキソ印刷方式、ローラーコーター方式、刷毛塗り方式、スプレー方式、ナイフジェットコーター方式、パッド印刷方式、グラビアオフセット印刷方式、ダイコーター方式、バーコーター方式、スピンコーター方式、コンマコーター方式、含浸コーター方式、ディスペンサー方式、メタルマスク方式から選ばれる少なくとも１つで塗布される、
ことを特徴とする請求項１３に記載の表示装置の製造方法。
【請求項１５】
前記樹脂層を射出成形する工程において、前記基材の前記金属配線パターンが形成された面と反対側の一面に接着層を塗布する、
ことを特徴とする請求項１１に記載の表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
予め定められた処理を行う電子回路と、電子回路が配置された基体と、一方端部が折り曲げられて基体に設けられたパッドと接合されると共にパッドを介して電子回路と電気的に接続され、また他方端部がコネクタ端子となって二次モールドの際の位置決めに使用されるピンヘッダと、コネクタ端子が露出するように、電子回路、基体及びピンヘッダの一方端部を樹脂封止して得られた一次モールド体と、を備えたモジュールが知られている（特許文献１）。
【０００３】
導光板と、正負一対の素子電極を備える電極形成面と、電極形成面と反対側の実装面を有する発光素子と、素子電極と接続される導電性のワイヤと、発光素子が発する光を受けて、異なる波長の光に変換する波長変換部材と、発光素子及び波長変換部材を封止する封止樹脂と、を備える発光モジュールの製造方法であって、導光板を準備する工程と、導光板上に、波長変換部材を配置する工程と、波長変換部材上に、電極形成面を上に向け、かつ実装面を下に向けた姿勢で、発光素子を実装する工程と、導光板上であって、発光素子の周囲に、光反射性層を形成する工程と、光反射性層の上面に、電極層を形成する工程と、電極層と、素子電極とをワイヤで接続する工程と、電極層、光反射性層及び発光素子を、封止樹脂で封止する工程と、を含む発光モジュールの製造方法も知られている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１７−２０７３１８号公報
【特許文献２】特開２０１９−１７５８９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、部品点数を削減しつつ金属配線パターンが形成された変形可能な基材上に外部接続端子及び導光体を位置精度よく配置するとともに全体を薄型化することができる表示装置及び製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するために、請求項１に記載の表示装置は、
合成樹脂材料からなり変形可能な基材と、
前記基材上に配置された金属配線パターンと、
前記金属配線パターンと接合手段で電気的に接合された発光素子と、
前記金属配線パターンと接合手段で電気的に接合され前記基材の外部に設けられた外部素子とを電気的に接続するための外部接続端子と、
前記外部接続端子の表面である端子表面が露出するように前記外部接続端子を囲むハウジングと、前記発光素子と相対して前記発光素子が発する光を受けて前記光を内部に入射させる入射部と、前記光を外部に出射させる出射部と、前記入射部と前記出射部との間に配置され、前記光を拡散させる複数の凸部および複数の凹部の少なくとも一方が形成された反射面を有し前記光を前記出射部に反射して伝播させる導光部と、からなり前記光を外部へ出射する導光体を形成し前記基材の少なくとも一面を覆う樹脂層と、を備えた、
ことを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の表示装置において、
前記反射面が、入射部に入射する前記光を前記出射部に全反射で伝播させる角度で形成されている、
ことを特徴とする。
【０００９】
前記課題を解決するために、請求項３に記載の表示装置は、
合成樹脂材料からなり変形可能な基材と、
前記基材上に配置された金属配線パターンと、
前記金属配線パターンと接合手段で電気的に接合された発光素子と、
前記金属配線パターンと接合手段で電気的に接合され前記基材の外部に設けられた外部素子とを電気的に接続するための外部接続端子と、
前記外部接続端子の表面である端子表面が露出するように前記外部接続端子を囲むハウジングと、前記発光素子の発光面が嵌まり込んで前記発光素子が発する光を内部に入射させる凹状の入射部と、前記光を外部に出射させる出射部と、前記入射部と前記出射部との間に配置され、前記光を前記出射部に伝播させる導光部とからなり、前記光を外部へ出射する導光体を形成し前記基材の少なくとも一面を覆う樹脂層と、を備えた、
ことを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の表示装置において、
前記樹脂層は、前記出射部から出射する前記光を反射させながら外部に導く導出部を有する、
ことを特徴とする。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の表示装置において、
前記基材と前記樹脂層の間に接着層をさらに備えた、
ことを特徴とする。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の表示装置において、
前記接着層は、前記光を不透光にするように着色されている、
ことを特徴とする。
【００１３】
請求項７に記載の発明は、請求項５記載の表示装置において、
前記接着層は、前記光を前記樹脂層の内部へ拡散させるように白色又は乳白色に調色されている、
ことを特徴とする。
【００１４】
請求項８に記載の発明は、請求項１ないし７のいずれか１項に記載の表示装置において、
前記樹脂層の前記基材と接する面とは反対側の一面に前記光の外部への拡散を抑制するフィルムを更に備えた、
ことを特徴とする。
【００１５】
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の表示装置において、
前記フィルムは、前記光の一部を透光する加飾部を有する、
ことを特徴とする。
【００１６】
請求項１０に記載の発明は、請求項１ないし９のいずれか１項に記載の表示装置において、
前記金属配線パターンは、金属めっき成長のきっかけとなる触媒からなる下地層上に形成されたＣｕ、Ｎｉ、Ａｇ、Ａｕの中から選択される少なくとも１種の金属よりなる金属めっき層である、
ことを特徴とする。
【００１７】
前記課題を解決するために、請求項１１に記載の表示装置の製造方法は、
合成樹脂材料からなり変形可能な基材と、
前記基材上に配置された金属配線パターンと、
前記金属配線パターンと接合手段で電気的に接合された発光素子と、
前記金属配線パターンと接合手段で電気的に接合され前記基材の外部に設けられた外部素子とを電気的に接続するための外部接続端子と、
前記外部接続端子の表面である端子表面が露出するように前記外部接続端子を囲むハウジングと、前記発光素子と相対して前記発光素子が発する光を受けて前記光を内部に入射させる入射部と、前記光を外部に出射させる出射部と、前記入射部と前記出射部との間に配置され、前記光を拡散させる複数の凸部および複数の凹部の少なくとも一方が形成された反射面を有し前記光を前記出射部に反射して伝播させる導光部と、からなり前記光を外部へ出射する導光体を形成し前記基材の少なくとも一面を覆う樹脂層と、を備える表示装置の製造方法であって、
前記基材を準備する工程と、
前記基材上に前記金属配線パターンを配置する工程と、
前記金属配線パターンが配置された前記基材と前記外部接続端子を金型に載置して前記樹脂層を射出成形する工程と、
前記金属配線パターンと前記外部接続端子及び前記発光素子とを接合手段で電気的に接合する工程と、を含む、
ことを特徴とする。
【００１８】
請求項１２に記載の発明は、請求項１１に記載の表示装置の製造方法において、
前記基材上に前記金属配線パターンを配置する工程において、前記基材上にはんだ付け可能な金属配線層を形成する
ことを特徴とする。
【００１９】
請求項１３に記載の発明は、請求項１１に記載の表示装置の製造方法において、
前記基材上に前記金属配線パターンを配置する工程において、前記基材上に触媒インクを塗布したあと、乾燥および焼成を行うことにより、前記基材上に融結した触媒ナノ粒子を含む金属配線パターンとして配置する、
ことを特徴とする。
【００２０】
請求項１４に記載の発明は、請求項１３に記載の表示装置の製造方法において、
前記触媒インクが、インクジェット印刷方式、シルクスクリーン印刷方式、グラビア印刷方式、オフセット印刷方式、フレキソ印刷方式、ローラーコーター方式、刷毛塗り方式、スプレー方式、ナイフジェットコーター方式、パッド印刷方式、グラビアオフセット印刷方式、ダイコーター方式、バーコーター方式、スピンコーター方式、コンマコーター方式、含浸コーター方式、ディスペンサー方式、メタルマスク方式から選ばれる少なくとも１つで塗布される、
ことを特徴とする。
【００２１】
請求項１５に記載の発明は、請求項１１に記載の表示装置の製造方法において、
前記樹脂層を射出成形する工程において、前記基材の前記金属配線パターンが形成された面と反対側の一面に接着層を塗布する、
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
請求項１に記載の発明によれば、外部接続端子の表面である端子表面が露出するように外部接続端子を囲むハウジングと発光素子が発する光を受けて光を外部へ出射する導光体を形成し基材の少なくとも一面を覆う樹脂層を備えていない構成に比べて、部品点数を削減しつつ金属配線パターンが形成された変形可能な基材上に外部接続端子及び導光体を位置精度よく配置するとともに全体を薄型化することができる。
【００２４】
請求項２に記載の発明によれば、入射部から入射する光の反射を最大化することができる。
【００２５】
請求項３に記載の発明によれば、表示装置の全体を薄型化することができる。
【００２６】
請求項４に記載の発明によれば、出射部から出射する光の強度を均一化することができる。
【００２７】
請求項５に記載の発明によれば、基材と樹脂層の接着強度を向上させることができる。
【００２８】
請求項６に記載の発明によれば、導光部から樹脂層へ伝播した光の漏れを抑制することができる。
【００２９】
請求項７に記載の発明によれば、導光部から樹脂層へ伝播した光の漏れを抑制しながら光を樹脂層全体へ拡散させることができる。
【００３０】
請求項８に記載の発明によれば、導光部から樹脂層へ伝播した光の外部への拡散を抑制することができる。
【００３１】
請求項９に記載の発明によれば、導光部から樹脂層へ伝播した光の外部への拡散を抑制するとともに表示装置の表面に加飾を施すことができる。
【００３２】
請求項１０に記載の発明によれば、金属配線パターンを変形された基材の３次元形状に沿って配置することができる。
【００３３】
請求項１１に記載の発明によれば、部品点数を削減しつつ金属配線パターンが形成された変形可能な基材上に外部接続端子及び導光体を位置精度よく配置するとともに全体を薄型化することができる。
【００３４】
請求項１２に記載の発明によれば、金属配線パターンと外部接続端子を電気的に接合することができる。
【００３５】
請求項１３に記載の発明によれば、絶縁性の基材上にめっきで金属配線パターンを配置することができる。
【００３６】
請求項１４に記載の発明によれば、基材上に下地層を容易に精度よく形成することができる。
【００３７】
請求項１５に記載の発明によれば、基材と樹脂層の接着強度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】（ａ）は本実施形態に係る表示装置の一例を示す平面模式図、（ｂ）は一部を断面で示す表示装置の部分断面模式図である。
【図２】本実施形態に係る表示装置の一例を示す部分断面模式図である。
【図３】表面側にフィルムが貼付された表示装置の一例を示す部分断面模式図である。
【図４】表面側にフィルムが貼付された表示装置の他の一例を示す部分断面模式図である。
【図５】導光部にバックライト部を有する表示装置の一例を示す部分断面模式図である。
【図６】変形例に係る表示装置の一例を示す部分断面模式図である。
【図７】表面側にフィルムが貼付された変形例に係る表示装置の一例を示す部分断面模式図である。
【図８】変形例に係る表示装置の他の一例を示す部分断面模式図である。
【図９】本実施形態に係る表示装置の製造方法の概略の手順の一例を示すフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
次に図面を参照しながら、本発明の実施形態の具体例を説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
尚、以下の図面を使用した説明において、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきであり、理解の容易のために説明に必要な部材以外の図示は適宜省略されている。
【００４０】
（１）表示装置の全体構成
図１（ａ）は表示装置の一例を示す平面模式図、（ｂ）は一部を断面で示す表示装置１の部分断面模式図、図２は表示装置１の一例を示す部分断面模式図、図３は表面側にフィルムが貼付された表示装置１の一例を示す部分断面模式図、図４は表面側にフィルムが貼付された表示装置１の他の一例を示す部分断面模式図、図５は導光部にバックライト部を有する表示装置の一例を示す部分断面模式図である。
以下、図面を参照しながら、本実施形態に係る表示装置１の構成について説明する。
【００４１】
表示装置１は、図１、図２に示すように、合成樹脂材料からなり変形可能な絶縁性の基材２と、この基材２上に配置された金属配線パターン３と、金属配線パターン３と接合手段としての接合材６で電気的に接合された外部接続端子４と、金属配線パターン３と接合材６で電気的に接合された発光素子５と、外部接続端子４の表面である端子表面が露出するように外部接続端子４を囲むハウジング７２と発光素子５が発する光を受けて光を外部へ出射する導光体７３を形成し基材２の少なくとも一面を覆う樹脂層７と、を備えて構成されている。
【００４２】
（基材）
本実施形態において使用する絶縁性の変形可能な基材２は特にフィルム状の基材に限らないが、以下、フィルム状の基材として説明する。ここで、「変形可能な基材」は、金属配線パターン３を配置後に変形できる、すなわち、熱成形、真空成形または圧空成形によって実質的に平坦な二次元形状から実質的に３次元形状に形成されることができる基材を意味する。
基材２の素材は、絶縁性の変形可能な熱可塑性樹脂であって、融点Ｔｍが存在する場合は１５０℃以上であることが好ましく、２００℃以上であることがより好ましい。
また、基材２のガラス転移点Ｔｇの範囲は２０℃〜２５０℃が好ましく、５０℃〜２００℃がより好ましく、７０℃〜１５０℃が最も好ましい。ガラス転移点Ｔｇが低すぎる場合、金属配線パターン３の形成時に基材２の歪みが大きくなる虞がある。
【００４３】
基材２の材質は、上記のような融点Ｔｍおよびガラス転移点Ｔｇの条件に該当すれば特に限定されないが、具体的には、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）などのポリエステル、ナイロン６−１０、ナイロン４６などのポリアミド、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ＡＢＳ、ＰＭＭＡ、ポリ塩化ビニルなどの熱可塑性樹脂が挙げられる。
特にポリエステルがより好ましく、さらにその中でもポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）が経済性、電気絶縁性、耐薬品性等のバランスが良く最も好ましい。
【００４４】
基材２の厚みは、５μｍ〜３ｍｍが好ましく、１２μｍ〜１ｍｍがより好ましく、５０μｍ〜２００μｍが最も好ましい。基材２の厚みが薄すぎる場合、強度が不十分になるとともに、金属配線パターン３のめっき工程時に基材２の歪みが大きくなる虞がある。尚、この厚みは基材２がフィルム状の基材である場合の条件であり、本発明が適用される絶縁性の基材２はフィルム状の基材に限定されない。
【００４５】
基材２の表面には、金属ナノ粒子等の触媒インクを均一に塗布するために、表面処理を施すことが好ましい。表面処理としては、例えば、コロナ処理、プラズマ処理、溶剤処理、プライマー処理を用いることができる。
【００４６】
このような変形可能な熱可塑性樹脂からなるフィルム状の基材２は、表示装置１の要求される使用態様によって、実質的に平坦な二次元形状から実質的に３次元形状に賦形される。
【００４７】
（金属配線パターン）
基材２の表面に金属配線パターン３を配置する場合、さきに、金属めっき成長のきっかけとなる金属ナノ粒子等の触媒からなる下地層（不図示）を所定のパターン状に形成する。
下地層は、基材２上に金属ナノ粒子等の触媒インクを塗布したあと、乾燥および焼成を行うことにより形成する。
【００４８】
下地層３ａの厚みは、１００ｎｍ〜２０μｍが好ましく、２００ｎｍ〜５μｍがさらに好ましく、５００ｎｍ〜２μｍが最も好ましい。下地層が薄すぎると、下地層の強度が低下するおそれがある。また、下地層が厚すぎると、金属ナノ粒子は通常の金属よりも高価であるため、製造コストが増大する虞がある
【００４９】
触媒の材料としては、金、銀、銅、パラジウム、ニッケルなどが用いられ、導電性の観点から金、銀、銅が好ましく、金、銀に比べて安価な銅が最も好ましい。
【００５０】
触媒の粒子径は１ｎｍ〜５００ｎｍが好ましく、１０ｎｍ〜１００ｎｍがより好ましい。粒子径が小さすぎる場合、粒子の反応性が高くなりインクの保存性・安定性に悪影響を与える虞がある。粒子径が大きすぎる場合、薄膜の均一形成が困難になるとともに、インクの粒子の沈殿が起こりやすくなる虞がある。
【００５１】
金属配線パターン３は、下地層の上に電解めっきまたは無電解めっきにより形成される。めっき金属としては、銅、ニッケル、錫、銀、金などを用いることができるが、伸長性、導電性および価格の観点から銅を用いることが最も好ましい。
【００５２】
めっき層の厚さは、０．０３μｍ〜１００μｍが好ましく、１μｍ〜３５μｍがより好ましく、３μｍ〜１８μｍが最も好ましい。めっき層が薄すぎると、機械的強度が不足するとともに、導電性が実用上十分に得られない虞がある。めっき層が厚すぎると、めっきに必要な時間が長くなり、製造コストが増大する虞がある。
【００５３】
金属配線パターン３は、図１においては、外部接続端子４と発光素子５とを電気的に接続する例を示しているが、金属配線パターン３には、発光素子５以外に複数の電子部品が取り付けられてもよい。電子部品としては、制御回路、歪み、抵抗、静電容量、ＴＩＲなどの接触感知、および光検出部品、圧電アクチュエータなどの触知部品、マイクおよびスピーカーなどの発音または受音、メモリチップ、プログラマブルロジックチップおよびＣＰＵなどのデバイス操作部品、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、ＡＬＳデバイス、ＰＳデバイス、処理デバイス、ＭＥＭＳ等が挙げられる。
【００５４】
（外部接続端子）
金属配線パターン３上には、図２に示すように、表示装置１の外部に設けられた外部素子と電気的に接続するための外部接続端子４が電気的に接合されている。
外部接続端子４は、例えば、銅の合金などを用いて四角柱形状に形成されている。尚、外部接続端子４は、一例として、表面にニッケルメッキを施し、そのニッケルメッキの上に、金、錫などの金属やそれら金属を含む合金などのメッキが施されても良い。外部接続端子４のピッチは、接続先のコネクタの規格に応じている。外部接続端子４は、例えば、コネクタ端子となる端子部４ａと、金属配線パターン３と接合材６で接合されるアンカー部４ｂとからなり、アンカー部４ｂが接合材６で金属配線パターン３に電気的に接合される。
【００５５】
（発光素子）
発光素子５は、例えば、ＬＥＤ等の半導体発光素子である。発光素子５は、金属配線パターン３に接合材６により電気的に接合されている。発光素子５はレンズ（不図示）を備えていることが好ましい。そのようなＬＥＤとしては、例えば、日亜化学工業社、クリー（Ｃｒｅｅ）社、オスラム（Ｏｓｒａｍ）社、豊田合成社等各社の製品などの市販の半導体発光素子を用いることができる。これらの半導体発光素子は、形態、サイズ及び取り付け方法がそれぞれ異なるが、基材２上に形成された金属配線パターン３上に接合材６により電気的に接合され、金属配線パターン３に電気的に接合された外部接続端子４を介して外部から給電されて発光する。
【００５６】
（接合材）
図２に示すように、外部接続端子４のアンカー部４ｂ及び発光素子５は金属配線パターン３と接合手段の一例としての接合材６で電気的に接合されている。接合材６としては、はんだが挙げられる。はんだは、基材２の軟化点より低温の溶融温度を有する低温はんだが望ましく、例えば、錫（Ｓｎ）とビスマス（Ｂｉ）との合金（ＳｎＢｉ）、錫（Ｓｎ）とビスマス（Ｂｉ）とニッケル（Ｎｉ）と銅（Ｃｕ）との合金（ＳｎＢｉＮｉＣｕ）、錫（Ｓｎ）とビスマス（Ｂｉ）と銅（Ｃｕ）とアンチモン（Ｓｂ）との合金（ＳｎＢｉＣｕＳｂ）、錫（Ｓｎ）と銀（Ａｇ）とビスマス（Ｂｉ）との合金（ＳｎＡｇＢｉ）、錫（Ｓｎ）とインジウム（Ｉｎ）との合金（ＳｎＩｎ）、錫（Ｓｎ）とインジウム（Ｉｎ）とビスマス（Ｂｉ）との合金（ＳｎＩｎＢｉ）、又は、基材２の軟化点と比較して相対的に低い融点を持つその他の合金とビスマス（Ｂｉ）及び／又はインジウム（Ｉｎ）とのその他の組み合わせとすることができ、例えば基材２としてのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）の軟化点より低い１２０〜１４０℃の融点を有することが望ましい。
【００５７】
基材２の軟化点よりも低い融点を持つはんだペーストを用いることにより、基材２は溶融又はその他の変形をしない一方で、はんだペーストは溶融して金属配線パターン３と化学的かつ物理的に接合し得る状態になる。そして、はんだが固化して、はんだを介して金属配線パターン３に外部接続端子４及び発光素子５が電気的に接合される。
【００５８】
また、外部接続端子４及び発光素子５と金属配線パターン３との電気的接合には、レーザーはんだ付けや光焼成はんだ付けを用いてもよい。この場合は、こてはんだ付けに比べて、非接触で基材２に負荷を与えないことから、はんだは特に低温はんだに限らず、通常のはんだでもよい。
【００５９】
（樹脂層）
樹脂層７は、外部接続端子４の端子部４ａが露出するように基材２の金属配線パターン３が形成された面２ａとは反対側の一面２ｂに対して接着層ＡＤを介して形成され、図２に示すように、金属配線パターン３が配置された面２ａとは反対側の一面２ｂを覆う本体部７１と、筒形状を有し、筒の内部に外部接続端子４の端子部４ａが露出するように囲むハウジング７２と、発光素子５が発する光を受けて光を外部へ出射する導光体７３と、を備えて構成されている。本実施形態に係る表示装置１においては、外部接続端子４及びハウジング７２が、表示装置１と表示装置１の外部に設けられた外部素子とを電気的に接続するコネクタを構成し、導光体７３と本体部７１が、表示装置１のバックライト部を構成している。
これにより、部品点数を削減しつつ金属配線パターン３が形成された変形可能な基材２上に外部接続端子４及び導光体７３を位置精度よく配置するとともに表示装置１の全体を薄型化することができる。
【００６０】
導光体７３は、発光素子５と相対して発光素子５から発する光を内部に入射させる入射部７３Ａと、光を外部に出射させる出射部７３Ｂと、入射部７３Ａと出射部７３Ｂとの間に配置され、反射面７３Ｃを有し光を出射部７３Ｂに反射して伝播させる導光部７３Ｄと、を備えている。
【００６１】
反射面７３Ｃは、入射部７３Ａに入射する光を出射部７３Ｂに全反射で伝播させる角度で形成されている。具体的には、図２に示すように、入射部７３Ａに入射する光の入射方向と反射面７３Ｃとの為す角度Θが４３度ないし４８度で形成されている。
また、反射面７３Ｃは、内部に入射した光を拡散させる複数の凸部７３Ｃａおよび複数の凹部７３Ｃｂの少なくとも一方が形成された光拡散部７３ＣＡが設けられている。これにより、入射部７３Ａから入射する光の反射を最大化することができる。
【００６２】
樹脂層７は、二次モールド成形可能な透光性の熱可塑性樹脂材料からなる熱可塑性樹脂である。具体的には、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリアミド（ＰＡ）、アクリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、変性ポリフェニレンエーテル（ｍ−ＰＰＥ）、変性ポリフェニレンオキサイト（ｍ−ＰＰＯ）、シクロオレフィンコポリマー（ＣＯＣ）、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）が挙げられるが、これらに限定されることはなく、導光体として一般的に使用される材料で形成することができる。
【００６３】
接着層ＡＤは、導光体７３の導光部７３Ｄから本体部７１に伝播する光を不透光にするように着色されていることが好ましい。具本的には黒色とすることで、基材２と樹脂層７の接着強度を向上させるとともに、本体部７１へ伝播した光の漏れを抑制することができる。
【００６４】
接着層ＡＤは、導光体７３の導光部７３Ｄから本体部７１に伝播する光を本体部７１に拡散させるように白色又は乳白色に調色されていてもよい。これにより、導光部７３Ｄから本体部７１へ伝播した光の漏れを抑制しながら光を樹脂層７の本体部７１全体へ拡散させることができる。
【００６５】
樹脂層７の基材２と接する面７ａとは反対側の一面７ｂには、図３に示すように、光の外部への拡散を抑制するフィルム７Ａを貼付してもよい。フィルム７Ａは、不透光に着色されることで、本体部７１から外部への光の拡散を抑制することができる。
【００６６】
また、図４に示すように、フィルム７Ａは、樹脂層７の基材２と接する面７ａとは反対側の一面７ｂ全体を覆うように貼付してもよい。フィルム７Ａには細孔が形成された加飾部（不図示）を設け、本体部７１へ伝播した光の一部を透過させることで、加飾部の視認性を向上させることができる。
【００６７】
図５に示すように、導光部７３Ｄに隣接して光の入射方向に平行な反射面７３Ｅを設けていわゆるバックライト部を形成してもよい。反射面７３Ｅには、本体部７１に伝播する
光を拡散させる複数のプリズム状凸部７３Ｅａが形成されている。これにより、フィルム７Ａに形成された加飾部をより明るくして視認性を向上させることができる。
【００６８】
（変形例）
図６は変形例に係る表示装置１の一例を示す部分断面模式図、図７は表面側にフィルムが貼付された変形例に係る表示装置の一例を示す部分断面模式図、図８は変形例に係る表示装置１の他の一例を示す部分断面模式図である。
表示装置１は、図６に示すように、導光体７３は、発光素子５の発光面５ａが嵌まり込んで光を内部に入射させる凹状の入射部７３Ａと、光を外部に出射させる出射部７３Ｂと、入射部７３Ａと出射部７３Ｂとの間に配置され、光を出射部７３Ｂに伝播させる導光部７３Ｄと、を備えている。変形例に係る表示装置１によれば、表示装置１の全体を薄型化することができる。
【００６９】
変形例に係る表示装置１には、図７に示すように、樹脂層７の基材２と接する面７ａとは反対側の一面７ｂ全体を覆うように、光の外部への拡散を抑制するフィルム７Ａを貼付してもよい。また、フィルム７Ａには細孔が形成された加飾部（不図示）を設け、本体部７１へ伝播した光の一部を透過させることで、加飾部の視認性を向上させることができる。
【００７０】
図８に示す変形例に係る表示装置１は、樹脂層７の本体部７１に、出射部７３Ｂから出射する光を反射させながら外部に導く導出部７１Ａを有する。図８に矢印で模式的に示すように、出射部７３Ｂから出射する光の一部は、導出部７１Ａの反射面７１Ａａで反射して導光部７３Ｄから直接出射する光と合わさるように出射する。これにより、出射部７３Ｂから出射する光の強度を均一化することができる。
【００７１】
（２）表示装置の製造方法
図９は表示装置１の製造方法の概略の手順の一例を示すフローチャート図である。
表示装置１は、熱可塑性樹脂により構成された熱成形可能な基材２上に、金属ナノ粒子等の触媒インクを塗布する下地層形成工程Ｓ１と、めっき処理により下地層３ａの上に金属配線パターン３を形成するめっき工程Ｓ２と、金属配線パターン３が配置された基材２と外部接続端子４を金型に載置して基材２の少なくとも一面を覆うように射出成形により熱可塑性樹脂を二次モールドする樹脂充填工程Ｓ３と、金属配線パターン３と外部接続端子４及び発光素子５とを接合材６で電気的に接合する電気的接合工程Ｓ４と、を経て製造される。
【００７２】
（下地層形成工程）
所定の形状及び大きさに形成された実質的に平坦なフィルム状の基材２上に金属配線パターン３を配置するために、基材２上に金属めっき成長のきっかけとなる金属ナノ粒子等の触媒粒子からなる下地層３ａを所定のパターン状に形成する。尚、基材２は、金属ナノ粒子等の触媒粒子からなる触媒インクを均一に塗布するために、例えば、コロナ処理、プラズマ処理、溶剤処理、プライマー処理等の表面処理を施すことが好ましい。
【００７３】
基材２上に金属ナノ粒子等の触媒粒子からなる触媒インクを塗布する方法としては、インクジェット印刷方式、シルクスクリーン印刷方式、グラビア印刷方式、オフセット印刷方式、フレキソ印刷方式、ローラーコーター方式、刷毛塗り方式、スプレー方式、ナイフジェットコーター方式、パッド印刷方式、グラビアオフセット印刷方式、ダイコーター方式、バーコーター方式、スピンコーター方式、コンマコーター方式、含浸コーター方式、ディスペンサー方式、メタルマスク方式が挙げられるが、本実施形態においてはインクジェット印刷方式を用いている。
【００７４】
具体的には、１０００ｃｐｓ以下、例えば、２ｃｐｓから３０ｃｐｓの低粘度の触媒インクをインクジェット印刷方式で塗布した後、溶媒を揮発させ金属ナノ粒子のみを残す。その後、溶媒を除去し（乾燥）、金属ナノ粒子を焼結させる（焼成）。
焼成温度は、１００°Ｃ〜３００°Ｃが好ましく、１５０°Ｃ〜２００°Ｃがより好ましい。焼成温度が低すぎると、金属ナノ粒子同士の焼結が不十分となるとともに、金属ナノ粒子以外の成分が残ることで、密着性が得られない虞がある。また、焼成温度が高すぎると、基材２の劣化や歪みが発生する虞がある。
【００７５】
触媒インク中の金属ナノ粒子の含有割合については、質量比で５％〜６０％が好ましく、１０％〜３０％がさらに好ましい。含有割合が低すぎる場合、金属ナノ粒子による下地層３ａを形成するのに必要なナノ粒子が足らずピンホールが発生する虞があり、含有割合が高過ぎるとインクの中で粒子同士が凝集しやすくなるなど安定性が損なわれる虞がある。
【００７６】
（めっき工程）
下地層形成工程Ｓ１を経て基材２上に形成された下地層に対し、めっき工程Ｓ２において電解めっきまたは無電解めっきを行うことにより、下地層の表面および内部にめっき金属を析出させる。めっき方法は公知のめっき液およびめっき処理と同様であり、具体的に無電解銅めっき、電解銅めっきが挙げられる。
【００７７】
（樹脂充填工程）
樹脂充填工程Ｓ３では、まず、めっき工程Ｓ２で基材２の金属配線パターン３が配置された面２ａの反対側の一面２ｂに接着層ＡＤを形成するバインダーインクを塗布する。バインダーインクは、接着性樹脂を含み、スクリーン印刷、インクジェット印刷、スプレーコート、筆塗り等で塗布され、基材２と二次モールドされる樹脂層７との接着性を向上させる。尚、透光性の熱可塑性樹脂材料からなる樹脂層７が形成される場合は、不透光となるように黒色に着色されることが好ましい。
【００７８】
次に、接着層ＡＤを形成したと外部接続端子４を、二次モールド成形用金型に位置決めして載置した状態で金型を閉じて熱可塑性樹脂を基材２の一面２ｂを覆うように射出成形する。これにより、基材２の金属配線パターン３が配置された面２ａとは反対側の一面２ｂを覆う本体部７１と、筒形状を有し、筒の内部に外部接続端子４の端子部４ａが露出するように囲むハウジング７２と、発光素子５が発する光を受けて光を外部へ出射する導光体７３と、が一体となった樹脂層７が形成される。
【００７９】
このように、外部接続端子４と金属配線パターン３が配置された基材２を金型に位置決めして載置した状態で樹脂層７を二次モールドすることで、部品点数を削減しつつ金属配線パターン３が形成された変形可能な基材２上に外部接続端子４及び導光体７３を位置精度よく配置するとともに全体を薄型化することができる。
【００８０】
（電気的接合工程）
基材２上に形成された金属配線パターン３上に外部接続端子４及び発光素子５を接合材６としてのはんだで接合するために、金属配線パターン３、外部接続端子４のアンカー部４ｂ、発光素子５のリード部にはんだペーストを塗布する。はんだペーストの塗布は、ステンシル印刷装置、スクリーン印刷装置、ディスペンサー装置等の公知の装置を用いて行うことができる。本実施形態においては、ディスペンサー装置を用いてはんだペーストを塗布する。
【００８１】
ディスペンサー装置によって金属配線パターン３、外部接続端子４のアンカー部４ｂ及び発光素子５のリード部上にはんだペーストを塗布後、はんだを溶融、固化させて、金属配線パターン３上にはんだを介して外部接続端子４のアンカー部４ｂ及び発光素子５を電気的に接合する。例えば、熱成形等で変形可能な熱可塑性樹脂からなる基材２は、その軟化点が低いが、はんだに低温はんだを用いてこてはんだ付けすることで、基材２は電気的接合工程の熱によって溶融又はその他の変形をすることはない。
【００８２】
また、はんだ付けは、レーザーはんだ付けや光焼成はんだ付けを用いてもよい。この場合は、非接触で基材２に負荷を与えないことから、はんだは特に低温はんだに限らず、通常のはんだでもよい。
【００８３】
本実施形態に係る表示装置１によれば、部品点数を削減しつつ金属配線パターン３が形成された変形可能な基材２上に外部接続端子４及び導光体７３を位置精度よく配置するとともに全体を薄型化することができる。位置精度よく配置された外部接続端子４と金属配線パターン３は、はんだではんだ付けされ電気的に接合され、発光素子５と金属配線パターン３も、はんだではんだ付けされ電気的に接合される。
【符号の説明】
【００８４】
１・・・表示装置
２・・・基材
３・・・金属配線パターン
４・・・外部接続端子
４ａ・・・端子部
４ｂ・・・アンカー部
５・・・発光素子
６・・・接合材
７・・・樹脂層
７１・・・本体部
７２・・・ハウジング
７３・・・導光体
７３Ａ・・・入射部
７３Ｂ・・・出射部
７３Ｃ・・・反射面
７３Ｄ・・・導光部
ＡＤ・・・接着層
【要約】
【課題】部品点数を削減しつつ金属配線パターンが形成された変形可能な基材上に外部接続端子及び導光体を位置精度よく配置するとともに全体を薄型化することができる表示装置及び製造方法を提供する。
【解決手段】合成樹脂材料からなり変形可能な基材と、基材上に配置された金属配線パターンと、金属配線パターンと接合手段で電気的に接合された発光素子と、金属配線パターンと接合手段で電気的に接合され基材の外部に設けられた外部素子とを電気的に接続するための外部接続端子と、外部接続端子の表面である端子表面が露出するように外部接続端子を囲むハウジングと発光素子が発する光を受けて光を外部へ出射する導光体を形成し基材の少なくとも一面を覆う樹脂層と、を備えた。
【選択図】図２【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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