JP4969830B2 - 発光素子モジュールの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、発光素子モジュールの製造方法に関する。特に、複数の発光素子及び電気配線を有する回路基板が、２枚の表面シートの間に樹脂で封止されてなる発光素子モジュールの製造方法に関する。

発光ダイオードに代表される発光素子は、その色調や光強度などの多様性、長寿命、省電力などの面から、照明、装飾、表示装置など、様々な用途に用いられている。このとき、多数の発光素子を平面に配列してモジュール化することも広く行われている。例えば、回路基板上に配列したＬＥＤを樹脂で封止したり（例えば特許文献１）、ガラス板で覆ったり（例えば特許文献２）する方法が知られている。また、回路基板上に配列した発光素子（有機ＥＬ素子）を、封止樹脂を介してガラス板で覆う方法も知られている（特許文献３）。

これらの方法は、いずれも回路基板の表面を樹脂で覆ったり、ガラスで覆ったりするものである。しかしながら、通常、大型の回路基板を製造することは困難である。また、様々な形状に対応するために多種類の回路基板を製造したのでは、生産性が低下する。さらに、液状の封止樹脂を使用して封止するのは均一性、操作性、生産性などの面からも必ずしも容易ではなかった。

特開２００４−１９３３５７号公報 特開２００５−９３６８１号公報 特開２００５−３２６８２号公報

本発明は、上記題を解決するためになされたものであり、大型化が容易で、様々な形状や寸法への対応が容易で、信頼性が高く、しかも容易に製造できる発光素子モジュールの製造方法を提供することを目的とするものである。

上記課題は、複数の発光素子が２枚の表面シートの間に樹脂で封止されてなる発光素子モジュールの製造方法であって、一方の表面シートの上にその実質的に全面を覆う封止樹脂シートを配置し、その上に複数の発光素子及び電気配線を有する回路基板を配置し、その上に前記表面シートの実質的に全面を覆う封止樹脂シートを配置し、さらにその上に他方の表面シートを配置し、前記回路基板の外側の余白部又は前記回路基板間の間隙部に、その厚みが前記回路基板と発光素子の合計厚みよりも厚い封止樹脂シート片を、封止樹脂シートに挟持されるように配置してから、２枚の表面シートの間の空気を排出し、加熱して樹脂を溶融させてから冷却して封止することを特徴とする発光素子モジュールの製造方法を提供することによって解決される。

また、上記課題は、複数の発光素子が、一方が板であり他方がフィルムである２枚の表面シートの間に樹脂で封止されてなる発光素子モジュールの製造方法であって、一方の表面シートの上にその実質的に全面を覆う封止樹脂シートを配置し、その上に複数の発光素子及び電気配線を有する回路基板を配置し、その上に前記表面シートの実質的に全面を覆う封止樹脂シートを配置し、さらにその上に他方の表面シートを配置してから、２枚の表面シートの間の空気を排出し、加熱して樹脂を溶融させてから冷却して封止することを特徴とする発光素子モジュールの製造方法を提供することによっても解決される。

さらにまた、上記課題は、複数の発光素子が２枚の表面シートの間に樹脂で封止されてなる発光素子モジュールの製造方法であって、一方の表面シートの上にその実質的に全面を覆う封止樹脂シートを配置し、その上に複数の発光素子及び電気配線を有する回路基板を配置し、その上に前記表面シートの実質的に全面を覆う封止樹脂シートを配置し、さらにその上に他方の表面シートを配置してから、気体不透過性の柔軟なシートからなる封止処理容器内で２枚の表面シートの間の空気を排出し、加熱して樹脂を溶融させてから冷却して封止するに際し、工程２に先立って封止処理容器内の圧力を０．０５ＭＰａ以上に保って封止樹脂を加熱する工程（工程１）、封止樹脂の融点未満の温度において封止処理容器内を０．０１ＭＰａ以下の圧力まで減圧する工程（工程２）、減圧したままで封止樹脂の融点以上の温度まで昇温する工程（工程３）、冷却する工程（工程５）及び前記封止処理容器内の圧力を上昇させる工程（工程６）の各工程からなる封止操作を行うことを特徴とする発光素子モジュールの製造方法を提供することによっても解決される。

上記各製造方法において、前記回路基板が樹脂フィルムからなることが好適な実施態様である。

また、上記課題は、複数の発光素子が２枚の表面シートの間に樹脂で封止されてなる発光素子モジュールの製造方法であって、一方の表面シートの上にその実質的に全面を覆う封止樹脂シートを配置し、その上に複数の発光素子及び電気配線を有しガラス板からなる複数の回路基板を相互に導線で接続して配置し、回路基板相互の間に封止樹脂ラインが狭持されるように配置し、その上に前記表面シートの実質的に全面を覆う封止樹脂シートを配置し、さらにその上に他方の表面シートを配置してから、２枚の表面シートの間の空気を排出し、加熱して樹脂を溶融させてから冷却して封止することを特徴とする発光素子モジュールの製造方法を提供することによっても解決される。

上記各製造方法において、前記発光素子が表面実装された発光ダイオードであることが好適な実施態様である。

また、上記各製造方法において、前記封止樹脂シートが、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリビニルブチラール及びポリウレタンからなる群から選択される一種の樹脂からなることも好適な実施態様である。

本発明の製造方法によれば、大型化が容易で、様々な形状や寸法への対応が容易で、信頼性が高い発光素子モジュールを容易に製造することができる。

以下、図面を用いて本発明を詳細に説明する。図１は封止操作後の発光素子モジュールの一例の断面模式図である。図２〜６は封止操作前の積層体の一例の断面模式図である。図７は封止処理装置の一例の模式図である。

本発明の製造方法によって得られる発光素子モジュール１は、２枚の表面シート２の間に、複数の発光素子３及び電気配線４を有する回路基板５が封止樹脂６で封止されてなるものである。断面模式図を図１に示す。

本発明で使用される発光素子３は特に限定されず、発光ダイオード（ＬＥＤ）素子、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子などが使用できる。ＥＬ素子としては、有機及び無機のＥＬ素子のいずれも使用することが可能である。これらのなかでも、ＬＥＤ素子が好適に採用される。

本発明の発光素子３は、電気配線４を有する回路基板５上に配置される。複数の発光素子３が回路基板５上に配置されることによって、多数の発光素子３を効率良く配列させることが容易になる。発光素子３を回路基板５上に配置する方法は特に限定されず、回路基板５上に形成された電気配線４に対して電気的に接続されていればよい。予めプリント配線された基板に対して接続する場合には、規則正しく配列させることが容易である。また、基板そのものに対して、薄膜形成、拡散、エッチング、化学処理、熱処理などの操作を施して、直接電気配線４や発光素子３を形成することも可能である。好適には、半田や導電ペーストなどを用いて発光素子３を回路基板５上の電気配線４に対して電気的に接続させる。この場合の発光素子３の形態は特に限定されないが、表面実装の可能なチップであることが好ましい。表面実装用のチップは、発光素子３をパッケージに封入したものであってもよいし、発光素子３のベアチップであってもよい。このような表面実装は機械を用いて高精度に迅速に行うことが可能である。また、表面実装用のチップは寸法が小さいので、封止する際に上下からの荷重によって、発光素子３が破壊されにくい。ここで、本明細書において、発光素子３の破壊とは、発光素子３そのものの破壊やそれを含むパッケージの破壊のみならず、発光素子３と電気配線４との接続の断絶なども含み、発光素子３が正常に発光しなくなるような全ての現象を含むものである。

電気配線４を有する回路基板５の素材は特に限定されない。例えば、ガラス基板、セラミックス板、ガラスエポキシ複合体基板、プラスチック板、プラスチックフィルムなどを使用することが可能である。発光素子モジュール１全体の透明性が要求される用途であれば、ガラス基板、透明プラスチック板、透明プラスチックフィルムが好適に使用される。また、電気配線４を形成する方法は特に限定されず、基板上に形成された導電層をエッチングしてパターン形成してもよいし、導電ペーストを印刷してもよい。そして、回路基板５上の電気配線４に電気を供給されるための導線７が接続される。この導線７としては銅などの金属性のものが好適であり、平坦なリボン状のものが好適である。

１つの回路基板５上に配置される発光素子３の数は、複数であればよく特に限定されない。生産効率という点からは、数が多いほうが好ましく、１０個以上であることが好ましく、２０個以上であることがより好ましい。一方、数が多すぎると、基板寸法が大きくなりすぎて製造するのが困難になるおそれがあるし、モジュールの寸法の自由度も低下するので、通常１００００個以下である。

１つの発光素子モジュール１の中に封止される回路基板５は１つであっても構わないし、複数であっても構わない。大型のモジュールを製造する場合には、複数の前記回路基板５を相互に導線８で接続してから封止することが好ましい。これによって、建築用途などに使用される大面積のモジュールを製造するのも容易になるし、様々な寸法のモジュールをいくつかの回路基板パターンに基づいて自由に設計することも可能になる。１つの発光素子モジュール１の中に封止される発光素子３の数は、複数であればよく特に限定されない。大面積のモジュールを容易に製造できるという本発明の製造方法の利益を得るという面からは、発光素子３の数が多いことが好ましく、好適には２０個以上、より好適には５０個以上である。また、通常１０００００個以下である。

本発明の製造方法で使用される表面シート２は、少なくとも一方が透明であることが必要である。ここで要求される透明性は、一定割合の光が通過しさえすればよいという意味である。したがって、例えば、表面シート２が着色していてもよいし、白濁していてもよいし、表面シート２の表面にスリが入っていてもよい。表裏両面に対して光を放出させるモジュールである場合や、モジュール越しに外光を採り入れたり、風景を視認するような場合には、２枚の表面シート２がいずれも透明であることが好ましい。また、効率的に一方にのみ光を放出させる場合には、表面シート２の一方が鏡であり、その反射面が前記発光素子３側に向いていることが好ましい。また、同様の理由から、反射率の高い白色拡散シートを表面シート２の一方に使用することも好ましい。

表面シート２の材質は特に限定されず、ガラス、プラスチック、金属などを使用することができ、用途に応じて適宜選択される。また、その厚みも特に限定されず、板状のものからフィルム状のものまで使用することができる。

透明性を有する板状体という点からは、表面シート２としてアクリル樹脂やポリカーボネート樹脂などのプラスチックを使用しても構わないし、ガラスを使用しても構わない。しかしながら、耐久性、硬度、難燃性などを考慮すると、表面シート２としてガラス板を使用することが好適である。特に、２枚の表面シート２がいずれもガラス板であることが好適である。広い面積の構造材を構成することも多いことから、表面圧縮応力が２０ＭＰａ以上のガラス板であることが、強度の面から好ましい。また、面積が広い場合には、屋外で使用する場合などに日照などによる温度上昇に伴う熱割れも生じやすいので、この点からも表面圧縮応力が２０ＭＰａ以上のガラス板を使用することが好適である。しかしながら、大きい表面圧縮応力を有するガラス板は、通常、フロート板ガラスを加熱、急冷して製造されることから、一定の歪の発生が避けられない。そのために生じるガラスの反りによって、封止時に一部の発光素子３に過剰な荷重がかかりやすく、発光素子３の破壊を防止するために、封止操作の工夫が必要な場合がある。

ここで、板ガラスの表面圧縮応力は、ＪＩＳ Ｒ３２２２に準じて測定される値である。表面圧縮応力が２０ＭＰａ以上のガラス板としては、具体的には、倍強度ガラス、強化ガラス、超強化ガラスなどが挙げられる。倍強度ガラスは表面圧縮応力が通常２０〜６０ＭＰａのものであり、強化ガラスは表面圧縮応力が通常９０〜１３０ＭＰａのものであり、超強化ガラスは表面圧縮応力が通常１８０〜２５０ＭＰａのものである。表面圧縮応力を大きくするほど、強度は向上するが、反りが大きくなりやすく製造コストも大きくなりやすい。また倍強度ガラスは、比較的反りの少ないものを製造しやすく、破損したときに細片になって落下することがない点で好ましい。ガラス板は、用途や目的に応じて選択される。

ガラスの材質は特に限定されず、ソーダライムガラスが好適に使用される。また、熱線反射ガラス、熱線吸収ガラスなどを使用することも用途によっては好ましい。また、表面にエンボス模様を形成した型板ガラスやスリガラスなどを使用することもできる。ガラス板の厚みは、特に限定されないが、構造材として使用するのであれば、２ｍｍ以上であることが好ましく、３ｍｍ以上であることがより好ましく、５ｍｍ以上であることがさらに好ましい。このように厚いガラス板を使用する際には自重の影響が大きく、貼り合わせ前にガラス板を重ねる際に発光素子が破損するおそれがあり、封止操作の工夫が必要な場合がある。ガラス板の厚みは通常２０ｍｍ以下である。また、ガラスの面積は用途によって様々であるが、本発明の製造方法によれば、１ｍ^２以上の大型のモジュールを製造することも容易である。

本発明で使用される表面シート２は、平坦なものであっても良いし、湾曲を有するものであっても構わない。表面シート２が湾曲している場合には、従来広く行われているように液状の樹脂を硬化させて封止することが困難なので本発明の製造方法を採用する利益が大きい。湾曲を有する場合の局率は特に限定されないが、通常、曲率半径が１００〜１００００ｍｍの湾曲を有するものが好適である。ここで、表面シート２の形状は円筒の一部であっても構わないし、球の一部であっても構わない。また、場所や向きによって曲率が変化していてもよい。

また、本発明で使用される表面シート２は、孔を有していても構わない。例えば、近年ＤＰＧ（Dot Point Glazing）工法によって建築物のガラス壁面を構築する方法が広く採用されているが、この場合には、ガラスに設けられた孔に金具を挿入することが必要になるので、孔を有する表面シート２を用いて封止することになる。このとき、当該穴に金具を装着した状態で封止したい場合もあり、そのような場合には柔軟なシートからなる封止処理容器を使用する後述の方法が好適に採用される。

表面シート２の一方が板であり他方がフィルムであることも軽量化が要求される用途などでは好適である。この場合、板はモジュール全体の強度を担うものであり、剛性を有する板状体である。板の厚みは、２〜２５ｍｍであることが好ましい。薄すぎる場合には、モジュール全体の強度が低下するおそれがあり、より好適には３ｍｍ以上である。一方、厚すぎる場合にはモジュール全体の重量が重くなりすぎるおそれがあり、より好適には１５ｍｍ以下である。

フィルムの材質は特に限定されないが、通常、樹脂フィルム又は少なくとも１層以上の樹脂層を有する多層フィルムである。使用される樹脂は特に限定されず、ポリエチレンテレフタレートに代表されるポリエステル樹脂や、ポリフッ化ビニリデンに代表されるフッ素系樹脂、ポリアミド樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂などが好適に使用される。屋外に配置される用途では、耐候性に優れたフッ素系樹脂が好適に使用される。また、強度や寸法精度が要求される用途ではポリエステル樹脂が好適に使用される。多層フィルムにする場合には、種類の異なる樹脂を積層してもかまわないし、アルミ箔に代表される金属箔などと積層しても構わない。フィルムの厚みは通常０．０１〜１ｍｍである。フィルムの厚みが０．０１ｍｍ未満である場合には、フィルムの強度が低下して保護性能が低下するおそれがあり、より好適には０．０２ｍｍ以上、さらに好適には０．０３ｍｍ以上である。一方、フィルムの厚みが１ｍｍを超える場合には軽量化の効果が小さくなり、より好適には０．５ｍｍ以下、さらに好適には０．３ｍｍ以下である。フィルムが光出射面側に配置される場合には、透明でなければならないが、裏側に配置されるのであれば、透明である必要はなく、着色したものを用いても構わない。２枚の表面シート２のいずれもがフィルムであってもよく、この場合には回路基板５も柔軟なフィルムからなることが好ましい。これによってフレキシブルな発光素子モジュールを得ることもできる。

封止樹脂６の材質は、透明であって、熱可塑性及び接着性を有するものであればよく、特に限定されないが、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、ポリビニルブチラール及びポリウレタンからなる群から選択される一種の樹脂が好適に使用される。このとき、架橋可能な熱可塑性樹脂、特に加熱することによって架橋反応が進行する樹脂であることが強度や耐久性の面からは好ましい。加熱によって架橋される樹脂であることが、好ましい。したがって、このような樹脂をシートの形態で２枚の表面シート２の間に挟み、加熱溶融してから、必要に応じて架橋反応を進行させ、その後冷却固化させて、複数の発光素子３及び電気配線４を有する回路基板５を封止する。加熱によって架橋されるものを使用することによって、耐久性や接着性に優れたものとできる。架橋可能な熱可塑性樹脂としては、加熱した時に架橋反応が進行するものであれば特に限定されない。例えばＥＶＡであれば架橋剤を配合して加熱することで架橋させることができるし、ポリウレタンであればイソシアネート基と水酸基とを反応させることによって架橋させることができる。

ポリウレタンの場合には、比較的低温で架橋反応が進行するので、表面シート２の少なくとも一方に耐熱性の低い樹脂板を使用する場合などに好適である。また、ポリウレタンは柔軟性にも優れているので、ガラスとプラスチックのように熱膨張係数の大きく異なる材料を組み合わせて、表面シート２として使用する場合にも、剥離が生じにくく好適である。さらにポリウレタンは、貫通強度にも優れている。

架橋可能な熱可塑性樹脂のうちでも、架橋剤を含有する熱可塑性樹脂を使用することが好適である。このときの熱可塑性樹脂は、架橋剤とともに加熱した時に架橋反応が進行するものであれば特に限定されないが、透明性、柔軟性、耐久性などに優れたエチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）が最も好適に使用される。

本発明の製造方法では、封止樹脂シートを２枚の表面シート２の間に挟み、加熱溶融してから冷却固化させて、複数の発光素子３及び電気配線４を有する回路基板５を封止する。封止樹脂シートがＥＶＡ樹脂に架橋剤を含有するものであることが好ましく、この場合には、加熱溶融してから架橋反応を進行させ、その後冷却することで架橋されたＥＶＡで封止することができる。封止樹脂シート中のＥＶＡは、ＤＳＣ法で測定した融点が５０〜８０℃のものであることが、透明性と形態保持性のバランスの観点から好ましい。

封止樹脂シートは、その片面又は両面に適当なエンボスを有することがブロッキングを防止でき、気泡残りも抑制しやすいので好ましい。好適なエンボス深さは１０〜１００μｍであり、深すぎると逆に気泡が残存するおそれがある。シート厚みは好適には０．２〜２ｍｍ、より好適には０．３〜１ｍｍであり、これを一枚又は複数枚重ねて厚み調節して使用することができる。

以下、本発明の製造方法による封止操作を説明する。まず、図２の例について説明する。図２は、封止操作前の積層体の一例の断面模式図である。２枚の表面シート２がいずれもガラス板であり、複数の回路基板５を相互に導線８で接続してから封止する場合を例にして操作を説明する。上下を反対にして、以下の例の逆の順番で重ねても構わない。

最初に、ガラス板からなる表面シート２の上に、実質的にその全面を覆うように第１の封止樹脂シート１１を重ねる。第１の封止樹脂シート１１は、回路基板５の裏面（発光素子３の載置されていない面）と接する封止樹脂シートである。このとき、第１の封止樹脂シート１１の厚さは０．３ｍｍ以上であることが好ましく、０．５ｍｍ以上であることがより好ましい。一定以上の厚みとすることで、衝撃を効率的に吸収できて発光素子３を有効に保護することができる。一方、その厚さは、通常３ｍｍ以下、好適には２ｍｍ以下である。第１の封止樹脂シート１１は表面シート２と回路基板５の裏面との間に挟まれるものであり、平坦なもの同士に挟まれるものであるから、それほど厚くなくても発光素子３に過大な荷重がかかることは少ない。第１の封止樹脂シート１１を、複数の封止樹脂シートを積層することによって構成してもよい。第１の封止樹脂シート１１は、表面シート２の実質的に全面を覆っていればよく、導線の配置などのために一部が欠落していても構わないし、サイド・バイ・サイドに配置された複数枚の封止樹脂シートから構成されていても構わない。

第１の封止樹脂シート１１の上に、複数の発光素子３及び電気配線４を有する回路基板５を載置する。このとき、回路基板５の裏面側が第１の封止樹脂シート１１に接し、発光素子３が上になるような向きで載置する。複数の回路基板５を封止する場合には、予め相互に接続された複数の回路基板５を載置してもよいし、一部接続したものを載置してから残りを接続してもよいし、複数の回路基板５を載置してから相互に接続してもよい。

第１の封止樹脂シート１１の上に回路基板５を載置するとともに、回路基板５の外側の余白部２０に封止樹脂シート片１２〜１５を配置することが好ましい。回路基板５の外側の余白部２０に、このような封止樹脂シート片１２〜１５を配置することによって、内部を減圧した際に、表裏両面からの大気圧による荷重が発光素子３に直接かかることがなく、封止樹脂シート片１２〜１５がその荷重を受ける。そして、温度が上昇するにしたがって、封止樹脂は軟化して荷重のかかった封止樹脂シート片１２〜１５の厚みが減少していき、発光素子３と、封止樹脂シート１６とが接触することになるが、そのときには封止樹脂シート１６が軟化しているので局所的な荷重がかかることがなく、発光素子３が軟化した封止樹脂シート１６に埋まりこむように密着することができる。これによって、減圧工程での発光素子３の破壊を防止することができる。特に、１つのモジュールに封入される発光素子３の個数が多いほど、発光素子３の破損に由来する不良品率が上昇することから、当該封止樹脂シート片１２〜１５を配置する利益が大きい。また、こうすることによって、回路基板５がガラス板からなる場合に、回路基板５が割れるのを防止することもできる。

回路基板５の外側の余白部２０に配置される封止樹脂シート片１２〜１５の厚みは、その合計の厚みが回路基板５と発光素子３の合計厚みよりも厚いことが好ましい。ここで、合計の厚みとは、複数枚の封止樹脂シート片１２〜１５を重ねて使用した場合には、その合計の厚みということである。例えば、封止樹脂シート片を、第１の封止樹脂シート１１と第２の封止樹脂シート１６の間にだけ配置する場合のみならず、第２の封止樹脂シートを構成する複数の封止樹脂シート１６〜１９相互の間に挟持されるように配置する場合も含むものである。図２の例では、第１の封止樹脂シート１１と第２の封止樹脂シート１６の間に配置される１枚の封止樹脂シート片１２と、第２の封止樹脂シートを構成する４枚の封止樹脂シート１６〜１９相互の間に挟持される３枚の封止樹脂シート片１３〜１５との合計（４枚）の厚みということである。

封止樹脂シート片１２〜１５の合計の厚みが、回路基板５と発光素子３の合計厚みより０．５ｍｍ以上厚いことがより好ましく、１ｍｍ以上厚いことがさらに好ましい。具体的には、封止樹脂シート片１２〜１５の合計の厚みが１〜５ｍｍであることが好適である。封止樹脂シート片１２〜１５の合計の厚みはより好適には１．５ｍｍ以上であり、さらに好適には２ｍｍ以上である。また、より好適には４ｍｍ以下であり、さらに好適には３ｍｍ以下である。

封止樹脂シート片１２〜１５を、水平方向に相互に間隔をあけて配置し、そこから内部の空気を排出できるようにすることが好ましい。内部の空気を積極的に排出する通路を確保することで、気泡の残存を抑制することができ、外観の良好なモジュールを製造することができる。このとき、封止樹脂シート片１２〜１５同士が直接重ねられた構成である場合には、その少なくとも１枚において封止樹脂シート片１２〜１５相互の間に水平方向に間隔をあけて、そこから内部の空気を排出できれば良い。

複数の回路基板５を封止する場合には、図２のように隣接する回路基板５を接近させて配置してもよいし、水平方向に間隔を空けて配置してもよい。間隔を空けて回路基板５を配置する場合には、その間隙部に封止樹脂シート片を配置することも好ましい。回路基板５間の間隙部に封止樹脂シート片を配置する場合の、寸法や配置方法については、回路基板５の外側の余白部２０に封止樹脂シート片を配置する場合と同様である。特に、隣接する回路基板５相互の間に適当なスペースがあり、モジュール全体の面積が大きい場合には、回路基板５の外側の余白部２０に加えて、回路基板５間の間隙部にも封止樹脂シート片を配置することが好ましい。

第１の封止樹脂シート１１の上に回路基板５を載置し、回路基板５の外側の余白部２０に封止樹脂シート片１２を間歇的に載置してから封止樹脂シート１６で全体を覆う。引き続き、余白部２０に封止樹脂シート片１３を間歇的に載置し、封止樹脂シート１７で全体を覆い、余白部２０に封止樹脂シート片１４を間歇的に載置し、封止樹脂シート１８で全体を覆い、余白部２０に封止樹脂シート片１５を間歇的に載置し、封止樹脂シート１９で全体を覆う。これにより、４枚の封止樹脂シート１６〜１９で第２の封止樹脂シートが構成されることになる。第２の封止樹脂シート１６〜１９は、回路基板５の表面（発光素子３の載置されている面）と接する側の封止樹脂シートである。第２の封止樹脂シート１６〜１９の厚さは０．５ｍｍ以上であることが好ましく、１ｍｍ以上であることがより好ましく、１．５ｍｍ以上であることがさらに好ましい。一定以上の厚みとすることで、衝撃を効率的に吸収できて発光素子３を有効に保護することができる。一方、その厚さは、通常５ｍｍ以下、好適には３ｍｍ以下である。第２の封止樹脂シート１６〜１９は回路基板５に配置された発光素子３に直接触れるものであり、発光素子３にかかる荷重を抑制するためには、その厚さを第１の封止樹脂シート１１の厚さよりも厚くする方が好ましい。第２の封止樹脂シート１６〜１９を、複数の封止樹脂シートを積層することによって構成することが好ましい。第２の封止樹脂シート１６〜１９は、それと接する表面シート２の実質的に全面を覆っていればよく、導線の配置などのために一部が欠落していても構わないし、サイド・バイ・サイドに配置された複数枚の封止樹脂シートから構成されていても構わない。最後に、封止樹脂シート１９の上にガラス板からなる表面シート２が載置され、封止処理前の積層体が得られる。

次に、図３の例について説明する。図３は、封止操作前の積層体の一例の断面模式図であり、回路基板５がガラス板からなる例である。このように、複数のガラス板からなる回路基板５を封止する場合には、回路基板５相互の間に封止樹脂ライン２１が狭持されるように配置してから封止することが好ましい。例えば、回路基板５の厚み程度の幅のライン状に封止樹脂シートを細く切断して、それを隣接する回路基板５の端部同士で挟み込むことが好ましい。こうすることによって、ガラス板同士の距離を狭くしても、ガラス板同士が接触して破損するのを防止することができる。

図３の例では、回路基板５の厚みが大きいので、封止樹脂シート片１２を２枚重ねにして厚くしている。また、封止樹脂ライン９を両側から押さえるようにして回路基板５を第１の封止樹脂シート１１の上に配置し、その後導線８及び導線７で回路基板５同士を接続するのが作業性の面から好ましい。その他については、図２の例と同様にして積層体を得ることができる。

次に、図４の例について説明する。図４は、封止操作前の積層体の一例の断面模式図であり、表面シート２の一方がフィルム３１であり、他方がガラス板３２である例である。この場合には、封止するに際しては、フィルム３１の縁部を固定することが好ましい。また、フィルム３１の外側に当て板３４を配置してから封止することも好ましい。図４に示すようにフィルム３１の縁部３３を当て板３４に固定してから封止することがより好ましい。こうすることによって、得られるモジュールのフィルム３１面を平滑にすることができ、外観の美麗なモジュールを得ることができる。当て板３４は、封止する際に、フィルム３１の外側に配置される板のことをいう。フィルム３１の外側とは、フィルム３１の封止樹脂６と接しない側のことをいう。当て板３４には、封止操作中に容易に撓むことがない程度の剛性が必要である。当て板３４の厚みは、１〜２５ｍｍであることが好ましい。当て板３４の材質は特に限定されず、ガラス、プラスチック、金属、セラミックスなどを使用することができる。図４の例では、表面シート２の一方を形成するガラス板３２と同寸法のガラス板を使用している。

予め当て板３４となるガラス板の片面にフィルム３１を重ねて、フィルム３１の縁部３３を折り返して当て板３４の裏面側で固定することが好ましい。図４の例では、折り返して耐熱粘着テープ３５で固定している。このように当て板３４に固定されたフィルム３１を、表面シート２として使用する以外は、図２の例と同様にして各部材を配置する。このとき、フィルム３１を下側に配置すれば、ガラス板３２側に発光素子が向くことになるし、フィルム３１を上側に配置すれば、フィルム３１側に発光素子が向くことになる。用途に応じていずれを採用することもできる、図４の例は、後者の例である。

フィルム３１を当て板３４に固定してから封止することによって、封止後のフィルム３１にシワが発生しにくくなり、外観の良好なモジュールを得ることができる。特に、樹脂のみからなるフィルム３１は加熱によって収縮するものが多いため、加熱して封止する際にシワが発生しやすいが、そのような場合であっても、シワの発生の少ない、フィルム３１表面の平滑な外観の良好な発光素子モジュール１を得ることができる。封止操作後に耐熱粘着テープ３５を剥離して当て板３４を外し、余分なフィルム３１を切り落とす。

縁部を固定する方法としては、図４のようにフィルム３１の縁部を前記当て板に固定する方法以外にも、フィルム３１の縁部を枠体に固定する方法などが例示される。また、複数の太陽電池モジュールを重ねて同時に封止し、その際、フィルム３１の縁部を表面シート２を構成する板に固定するとともに、隣接する太陽電池モジュールにおいて表面シート２を構成する板を前記当て板として使用することもできる。

次に、図５の例について説明する。図５は、封止操作前の積層体の一例の断面模式図であり、２枚の表面シートのいずれもが湾曲したガラス板４１、４２である。このとき、作業性の点から、凹面側が上になるようにガラス板４１を配置し、その上に第１の封止樹脂シート１１を重ねることが好適である。

図５の例では、下側のガラス板４１の上に、第１の封止樹脂シート１１、複数の発光素子３及び電気配線４を有する回路基板５、封止樹脂シート片１２〜１５及び第２の封止樹脂シート１６〜１９を重ねるが、その具体的方法は図２の例と同様である。ただし、回路基板５は樹脂フィルムからなるものにすることが、ガラス板４１、４２の曲率に沿わせやすくて好ましい。最後に、第２の封止樹脂シート１９の上にガラス板４２が載置される。このとき、上側のガラス板４２は下側のガラス板４１と実質的に同じ曲率半径の湾曲を有することが好ましく、その凸面側が下に向けられて重ねられる。図５の例では、凹面側の方に向けて光が出射されるモジュールが得られるが、逆にすることもできる。

また次に、図６の例について説明する。図６の例は、一方の表面シート５１に皿孔５２が設けられ、そこにモジュール取付け金具５３が挿入されている例である。表面シート５１は板、特にガラス板であることが好ましい。図６は、封止操作前の積層体の一例の断面模式図である。重ねる順番は特に限定されないが、モジュール取付け金具５３の先端部が突出している側が上側になるようにして重ねるほうが、作業性の面から好ましい。表面シート５４の上に、封止樹脂シート１１、複数の発光素子３及び電気配線４を有する回路基板５、封止樹脂シート片１２〜１５及び封止樹脂シート１６〜１９を重ねる具体的方法は図２の例と同様である。

最後に、封止樹脂シート１９の上に皿孔５２を有する表面シート５１が載置されるが、このとき、モジュール取付け金具５３の頭部が皿孔５２に嵌め込まれるようにする。封止する前にモジュール取付け金具５３の頭部をモジュールの内部に配置することによって、もう一方の表面シート５４に孔をあけることなく、モジュール取付け金具５３をしっかりと固定することができる。モジュール取付け金具５３の形態は特に限定されないが、皿孔５２に沿うことのできる形状の頭部を有するものであることが好ましい。また、適宜ネジ切などが施されていてもよい。表面シート５４は、板、特にガラス板であることが好ましいが、軽量化のために樹脂フィルムを採用することもできる。

以上、図２〜６を使用して、封止操作前の積層体の構成について説明した。引き続き、２枚の表面シート２の間の空気を排出し、加熱して樹脂を溶融させてから冷却して封止する。このとき、加熱して樹脂を溶融させ、架橋反応を進行させてから冷却して封止することが好ましい。

図７は、封止処理装置の一例の模式図である。この封止処理装置は、積層体６０を内部に収容する複数の封止処理容器６１を有し、空気の排出操作と加熱操作の可能なものである。このとき、封止処理容器６１はその一部又は全部が気体非透過性の柔軟な膜からなるものである。当該膜の素材は、気体非透過性の柔軟な膜であれば良く、一定以上の柔軟性と強度があって、膜の内部が真空になった時に外気圧が積層体６０全体に均一にかかるようになるものであれば特に限定されず、ゴムや樹脂のシートやフィルムが使用できる。このとき、全体が気体非透過性の柔軟な膜からなる袋を使用することが好ましい。この場合には、封止処理容器６１は単なる袋であるから、様々な形状や寸法の発光素子モジュールを製造する際に柔軟に対応することが可能であり、建材や内装材など、多様な寸法の製品を製造することが要求される用途に対して好適である。

特に、積層体６０において、表面シート２の少なくとも一方が湾曲したガラス板である場合に、このような封止処理容器６１を使用することが好ましい。封止処理容器６１の内部を減圧して上下からの荷重が積層体６０にかかった時に、表面シート２が割れるのを防止することができる。この場合には、封止処理容器６１である袋を、表面シート２の表面に沿わせてから封止するのが好ましい。

また、積層体６０が、モジュール取付け金具５３などのように表面シートから外側へ突出した部材を有する場合にも、このような封止処理容器６１を使用することが好ましい。この場合にも、封止処理容器６１である袋を、突出した部材の形状に沿わせてから封止するのが好ましい。突出した部材の形状によっては、その形状に対応したポケットを有する袋を使用しても良い。また、突出部に過剰の荷重がかかるのを防止するために、突出部を、減圧時に変形しにくいカバーで覆ってから、封止処理容器６１の中に導入することも好ましい。こうすることによって封止処理容器６１の破損を防止することもできる。

積層体６０を封止処理容器６１に導入する際には、積層体６０の外縁を通気性のある素材からなるブリーダー６２で覆って、積層体６０内部の溶融樹脂が流出するのを防ぐとともに、積層体６０内部からの空気の排出ルートを確保することが好ましい。ブリーダー６２に使用される素材としては、織布、編地、不織布などの布帛が使用可能である。

このようにして積層体６０が入れられた複数の封止処理容器６１をオーブン６３内に導入して相互に間隔をあけて平行に配置する。これによって、封止処理容器６１内の積層体６０は相互に平行に配置されることになる。複数の封止処理容器６１は、上下方向に、間隔をあけて重ねて配置されることが好ましい。所定の間隔をあけて配置する方法は特に限定されず、所定の間隔を有する棚をオーブン６３内に設ける方法などが例示される。

オーブン６３内において積層体６０と平行の向きに熱風を流すことによって積層体６０を加熱する。積層体６０と平行の向きに熱風を流すことによって、積層体６０に効率良くかつ均一に熱を伝えることが可能である。このとき、封止処理容器６１の下面にも熱風が接触するようにすることが好ましく、そのためには、封止処理容器６１と棚との間にスペーサーを配置する方法や、棚自体を網棚にする方法などが好適に採用される。熱風を供給する方法は特に限定されず、オーブン６３内にヒーターを設けて、ファンを用いて積層体６０と平行の向きに熱風を流しても良い。しかしながら、オーブン６３の外部にヒーターを設けて、熱風をオーブン６３内に導入する方法が、均一に加熱しやすくて好ましい。この場合、オーブン６３が、熱風導入口と、その反対側に設けられた熱風導出口とを有し、熱風導入口から熱風導出口へと流れる通路の間に複数の封止処理容器６１が配置されることが好ましい。また、オーブン６３内を実質的に大気圧に維持しながら積層体６０を加熱することが、装置コストの面から好ましい。

封止処理に際しては、前記封止処理容器６１内を減圧して２枚の表面シート２の間の空気を排出する。図７の封止処理装置では、それぞれの封止処理容器６１に排気するためのパイプ６４が接続されている。パイプ６４は、３本まとめられてパイプ６５に接続されている。さらにこのようにまとめられたパイプ６５が６本（一部図示を省略）、タンク６６に接続されている。タンク６６は真空ポンプ６７に接続されており、これによって封止処理容器６１内部の空気を排出することが可能である。封止処理容器６１の数は、複数であれば特に限定されないが、生産効率を考慮すれば、６個以上であることが好ましく、１２個以上であることがより好ましい。

６本のパイプ６５のそれぞれには、バルブ６８を介して圧力計６９が接続され、またパイプ６５中の流れを遮断することの可能な電磁弁７０が設けられている。これによって、パイプ６５に接続された封止処理容器６１のいずれかに漏れが発生した場合に、圧力計６９が圧力の上昇を検知し、制御回路７１が電磁弁７０に信号を送って電磁弁７０を閉じる。これによって、封止操作の途中で一つの封止処理容器６１に漏れが発生しても、他の封止処理容器６１にその悪影響が及ぶのを防止することができる。本発明で使用する封止処理容器６１は、柔軟なシートからなるものであるし、発光素子モジュールの形態にしたがってさまざまな形状のものを準備する必要があるので、漏れが発生するおそれがある。しかも、一般に発光素子モジュールはかなり高価である。したがって、このような制御方法を採用することが好ましい。図７の例では、３つの封止処理容器６１ごとに一つの制御を行っているが、これは設備コストと効果とのバランスに基づくものである。圧力計６９と電磁弁７０のセットは、２セット以上あればよいが、好適には３セット以上、より好適には５セット以上である。制御回路７１からアラーム信号を出して、オペレーターに知らせることもできる。

６本のパイプ６５はタンク６６に接続されており、電磁弁７０が開いている状態では、全ての封止処理容器６１がタンク６６と連通している。タンク６６の空気は真空ポンプ６７によって排出される。また、タンク６６にはコントロールバルブ７２を介して外気を導入することができる。

後に説明するように、封止処理容器６１内の圧力は、厳密に制御する必要がある。図７の封止処理装置においては、タンク６６内の圧力を制御することによって全ての封止処理容器６１の内部の圧力を同時に制御することができる。タンク６６内部の圧力は、バルブ７３を介して接続された圧力計７４で計測され、この圧力データを受け取った制御回路７５がコントロールバルブ７２に信号を送って外気を取り入れながら所望の圧力に微調整する。この間真空ポンプ６７は運転を継続している。比較的容量の大きなタンク６６に対して外気を取り込みながら制御することで封止処理容器６１内の圧力の微調整が可能である。

また、封止処理容器６１内の減圧操作を開始する前に、電磁弁７０及びコントロールバルブ７２を閉めた状態で真空ポンプ６７の運転を行うことによって、タンク６６内を予め減圧しておくこともできる。この場合には、電磁弁７０を開くことによって迅速に封止処理容器６１内の空気を排出することができる。これによって、真空ポンプ６７の排気能力が小さい場合であっても、封止処理容器６１内を迅速に減圧するのに役立つ。

タンク６６の容量は特に限定されるものではないが、１０リットル以上であることが好ましく、２０リットル以上であることがより好ましい。また、容量が大きすぎる場合には、コントロールバルブ７２による圧力制御が迅速にできなくなるおそれがあるので、５００リットル以下であることが好ましい。後に説明する実施例で使用した封止処理装置は、５０リットルのタンク６６を備えていた。

図７には具体的に示されてはいないが、前記オーブン６３に隣接する温度調節室を少なくとも１つ設け、該温度調節室において予熱操作又は冷却操作を行うことも好適である。これによって、予熱操作や徐冷操作に必要な時間の分だけ封止操作のサイクルタイムを短縮することができる。温度調節室は、オーブン６３に隣接して配置され、その内部で温度調整ができるものであれば特に限定されない。

以上説明したような封止処理装置を用いて２枚の表面シート２の間の空気を排出し、加熱して樹脂を溶融させてから冷却して封止する。このときの温度条件は特に限定されるものではなく、樹脂が溶融することの可能な温度まで上昇させれば良く、結晶性の樹脂であればその樹脂の融点以上まで加熱すれば良い。また、封止樹脂が架橋可能な熱可塑性樹脂であれば、架橋可能な温度まで上昇させて、所定の時間架橋可能な温度に保持する。圧力も積層体６０内の空気を排出できて気泡残りが低減できるような圧力まで減圧できるのであればその圧力は特に限定されない。

具体的には、封止処理容器６１内で封止するに際して、封止樹脂の融点未満の温度において封止処理容器内を減圧する工程（工程２）、減圧したままで封止樹脂の融点以上の温度まで昇温する工程（工程３）、冷却する工程（工程５）及び前記封止処理容器内の圧力を上昇させる工程（工程６）の各工程からなる封止操作を行うことが好適である。このとき、前記工程２において封止樹脂の融点未満の温度において封止処理容器内を０．０１ＭＰａ以下の圧力まで減圧するとともに、該工程２に先立って、封止処理容器内の圧力を０．０５ＭＰａ以上に保って封止樹脂を加熱する工程（工程１）を有することがより好適である。

前記工程１は、封止処理容器６１内の圧力を０．０５ＭＰａ以上に保って封止樹脂を加熱する工程である。封止処理容器６１内の圧力を０．０５ＭＰａ以上に保つことによって、積層体６０の上下方向から発光素子３に大きな荷重がかかるのを防止することができる。より好適には当該圧力は０．０６ＭＰａ以上である。封止樹脂シート片を使用しない場合、封止樹脂シート片の厚さが薄い場合、発光素子の高さが高い場合、表面シート２の寸法が大きい場合、表面シート２が湾曲している場合など、発光素子の破損や電気配線の断線が発生しやすい場合には特に工程１を採用することが好ましい。

工程１における封止処理容器６１内の圧力は実質的に大気圧（０．１ＭＰａ）と同じであることが、セルに対して上下からかかる荷重が小さくて好ましい。また、装置や操作が簡便になる点からも好ましい。一方、一旦０．０９ＭＰａ以下まで減圧することで、封止処理容器６１の漏れをチェックすることができる。工程１においては、封止樹脂が未だ溶融していないので、封止処理容器６１に漏れがあった場合には、この段階で補修することが可能である。本発明の製造方法で使用する封止処理容器６１は柔軟なシートからなり、破損や漏れが生じる場合があるので、このように少し減圧してもよい。大気圧から０．０５ＭＰａ以上の所定の圧力まで減圧する際には、減圧操作に要する時間を１０分以上かけることが好ましい。大きな荷重はかからないものの、急激な減圧操作は発光素子の破損を引き起こす可能性があるからである。

以上のように、封止処理容器６１内の圧力が高い状態で封止樹脂を加熱することによって、封止樹脂を予め軟化させる。このときの加熱によって到達する温度は、封止樹脂が溶融しない温度でありながら、弾性率が低下する温度である。ここで、封止樹脂が溶融しない温度とは、通常、融点（Ｔｍ）よりも低い温度ということであり、好適には（Ｔｍ−５）℃以下であり、より好適には（Ｔｍ−１０）℃以下である。封止樹脂が融点を有しない場合には、ここでいう融点をガラス転移点又は軟化点と置き換えて考えればよい。多くの封止樹脂において好適な温度は７０℃以下であり、より好適な温度は６５℃以下である。当該温度が高すぎると、工程２において封止処理容器６１内の圧力が０．０１ＭＰａ以下まで下がる前に樹脂の流動が開始してしまい、積層体６０の内部の空気を排出するための通路が塞がれて、気泡残りが発生するおそれがある。また、前記加熱によって到達する温度は、好適には（Ｔｍ−３０）℃以上であり、より好適には（Ｔｍ−２０）℃以上である。多くの封止樹脂において好適な温度は４０℃以上であり、より好適な温度は４５℃以上である。当該温度が低すぎる場合には、封止樹脂の弾性率の低下が不十分であり、工程２において封止処理容器６１内の圧力を下げた場合に発光素子３が破損するおそれがある。このような温度範囲で５分以上、より好適には１０分以上維持してから工程２の減圧操作を開始することが好ましい。

工程２は、封止樹脂の融点未満の温度において封止処理容器６１内を減圧する工程であり、工程１が採用される場合には、工程１に引き続いて行われる工程である。封止樹脂の融点未満の温度で減圧することによって積層体６０の内部の空気が排出される通路が確保されるものである。このとき、封止処理容器６１内の圧力は、好適には０．０１ＭＰａ以下、より好適には０．００５ＭＰａ以下まで減圧される。十分に減圧することによって封止後の気泡残りを効果的に抑制することができる。工程２において０．０５ＭＰａから０．０１ＭＰａまで減圧する間の温度は、工程１で説明した前記加熱によって到達する温度と同じ温度範囲に維持されることが好ましい。また、急激な減圧操作による発光素子３の破損を防止するためには、０．０５ＭＰａから０．０１ＭＰａまで、５分以上かけてゆっくり減圧することが好ましい。

工程３は、減圧したままで封止樹脂の融点以上の温度まで昇温する工程であり、工程２に引き続いて行われる工程である。封止樹脂を昇温すると融点付近で弾性率が大きく低下し高粘度の液体へと変化することになるが、工程３は、そのような温度に到達するまで減圧したままにする工程である。弾性率が高いうちに減圧度を下げて昇圧したのでは、積層体６０の内部へ空気が流入してしまい、封止樹脂中に気泡が残留するおそれがある。ここで、工程３の昇温操作で到達する温度の下限値は、好適には（Ｔｍ＋１０）℃以上であり、より好適には（Ｔｍ＋２０）℃以上である。多くの封止樹脂において好適な下限値は８０℃以上であり、より好適には８５℃以上である。また上限値は、通常２００℃以下である。

工程３で昇温する速度はゆっくりであることが好ましく、室温から上記温度まで昇温するのにかかる時間が１５分以上であることが好ましく、３０分以上であることがより好ましく、１時間以上であることがさらに好ましい。ゆっくり昇温することによって、急に荷重がかかることがなく、発光素子３の破壊を効率的に防止することができる。このとき、途中で昇温速度を変化させてもよいし、昇温を停止して積層体６０の内部の温度分布を解消させる、バランシング操作を施しても良い。生産性の観点から、昇温時間は通常１０時間以下であり、好適には５時間以下である。

封止樹脂として、架橋可能な熱可塑性樹脂を使用する場合には、減圧したままで封止樹脂の融点付近以上まで昇温する工程（工程３）の後に、架橋反応が進行する温度範囲で架橋反応を進行させる工程（工程４）を有することが好ましい。この場合、上記工程３において、架橋反応が進行する温度範囲まで昇温する。通常１００℃以上、好適には１２０℃以上、より好適には１３０℃以上、さらに好適には１４０℃以上に加熱して架橋反応を進行させる。樹脂の劣化を防止するために、通常は２００℃以下の架橋温度が採用される。架橋反応が進行する温度範囲に保つ時間は、目指す架橋度などにより異なるが、通常５分〜２時間、好適には１０分〜１時間である。工程４で架橋反応を進行させるときの封止処理容器６１内の圧力は特に限定されず、工程３における減圧状態を維持したままであっても構わないし、圧力を上昇させても構わない。

工程５は冷却する工程であり、工程３又は工程４に引き続いて行われる工程である。工程５においては、通常、室温付近まで冷却するが、冷却速度が早すぎると、表面シート２や回路基板５に用いられているガラス板が割れるおそれがある。また、得られる発光素子モジュール１に反りが発生するおそれもある。したがって、好適には１０分以上、より好適には２０分以上かけて冷却する。

また、工程６は封止処理容器６１内の圧力を上昇させる工程である。工程６は、工程３に引き続いて行われる工程であるが、工程４あるいは工程５よりも前に行っても後に行っても構わないし、工程４あるいは工程５と同時に行っても構わない。通常、大気圧と実質的に同じ圧力（０．１ＭＰａ）まで昇圧する。工程５において室温付近まで冷却した後に圧力を上昇させるのであれば、短時間で昇圧すればよいが、樹脂が溶融状態にあるときに昇圧する場合には、ゆっくり昇圧するほうが好ましい。また、段階的に昇圧しても構わない。

こうして得られた発光素子モジュール１は、モジュールの周縁部まで封止樹脂６が充填されており、封止樹脂層の周縁にスペーサーを有さないものである。接着性や耐久性に優れた封止樹脂で周縁部まで封止することができるので、信頼性の高い発光素子モジュールを提供することができる。封止樹脂層の厚みは全体で１〜６ｍｍであることが好ましい。より好適には２ｍｍ以上であり、また５ｍｍ以下である。

気体不透過性の柔軟なシートからなる封止処理容器内で封止するという、上記製造方法によれば、表面シート２の少なくとも一方が湾曲したガラス板である場合であっても、封止操作が容易である。この場合、曲げガラスにはさまれた発光素子モジュールを提供することができるので、建築物のデザインの多様化の要求に応えることができる。また、モジュール固定用の金具を備え、該金具が表面シートに形成された貫通孔に挿入され、該金具の頭部側の端部が封止樹脂層側に配置され、該金具の反対側の端部が外側に突出している発光素子モジュールも容易に製造できる。これによって、近年広く行われるようになったＤＰＧ工法に適用できる発光素子モジュールを提供することができる。

また、本発明の発光素子モジュールは、２枚の表面シート２の間に複数の発光素子３が破損されることなく、規則正しく整列されたものである。多数の発光素子３を破損することなく封止樹脂６で封止することができるので、大型の発光素子モジュールを提供することができる。しかも、気泡残りが抑制され、端部からの樹脂のはみ出しも抑制され、正しく整列されて外観が美麗であるので、各種の照明、装飾、表示装置として好適に使用される。特に、様々な形状や寸法への対応が容易なので、建築物の外壁、屋根、窓、天井、内壁などに好適に使用されるとともに、屋内外の装飾や表示装置としても好適に使用される。

縦１００ｍｍ、横１００ｍｍ、厚さ０．２ｍｍのポリエステル製樹脂フィルムからなり、その表面に、発光素子３としてＬＥＤチップが２０個マウントされた回路基板５を使用した。ここで使用したＬＥＤチップは、長さ４．５ｍｍ、幅２ｍｍ、高さ１．５ｍｍの寸法で、上方に向けて光が放出されるものである。４個の発光素子３が、銀ペーストを印刷することによって形成された幅２ｍｍの電気配線４によって直列に接続され、その列が等間隔に５列形成されている。電気配線４のそれぞれの中央付近には抵抗１０が設けられており、電気配線４のそれぞれに流れる電流が均一になるようにしてある。並列に並べられた５本の電気配線４の両端は、幅２ｍｍ、厚さ０．１ｍｍの導線７（ハンダディップ銅リボン線）に接続されている。以下、このような回路基板５が４枚封止された発光素子モジュール１を製造した。

下側の表面シート２として、２２０ｍｍ×２２０ｍｍ×３．２ｍｍのフロート板強化ガラス（青板ガラス）を使用した。当該強化ガラスの表面圧縮応力は１００ＭＰａである。本実施例で使用する封止樹脂シートとしては、三井化学ファブロ株式会社製「ソーラーエバＳＣ３６」の厚さ０．６ｍｍのものを使用した。当該封止樹脂シートは、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）に架橋剤、シランカップリング剤、安定剤などを配合したものであり、架橋前の樹脂のＤＳＣ法で測定した融点は７１℃である。封止樹脂シートの片面には浅いエンボス模様（梨地）が形成されていて、その深さは約４５μｍである。表面シート２の上に、２２０ｍｍ×２２０ｍｍの寸法の封止樹脂シートを重ねた。この封止樹脂シートが厚さ０．６ｍｍの第１の封止樹脂シート１１を構成する。

続いて、図８に示されるように、４枚の回路基板５を重ならない程度に接近させて、第１の封止樹脂シート１１の上に載置した。引き続き、幅２ｍｍ、厚さ０．１ｍｍの導線８（ハンダディップ銅リボン線）をはんだ付けして、電気配線４同士を直列に接続した。そして、幅２ｍｍ、厚さ０．１ｍｍの導線９（ハンダディップ銅リボン線）を導線７にはんだ付けして表面シート２の外側にまで引き出した。これにより、合計８０個の発光素子３が１つの発光素子モジュール１の中に配置された。４枚の回路基板５の外側には、幅１０ｍｍの余白部２０が全周にわたって設けられた。

続いて、図２及び図８に示すように、回路基板５の外側の余白部２０に、１０ｍｍ×１５ｍｍの寸法の封止樹脂シート片１２を８枚配置した。ここまで重ねたところの状態を図８に示す。続いて２２０ｍｍ×２２０ｍｍの寸法の封止樹脂シート１６を重ねてから、封止樹脂シート片１２と重なる位置に１０ｍｍ×１５ｍｍの寸法の封止樹脂シート片１３を８枚配置した。続いて２２０ｍｍ×２２０ｍｍの寸法の封止樹脂シート１７を重ねてから、封止樹脂シート片１３と重なる位置に１０ｍｍ×１５ｍｍの寸法の封止樹脂シート片１４を８枚配置した。続いて２２０ｍｍ×２２０ｍｍの寸法の封止樹脂シート１８を重ねてから、封止樹脂シート片１４と重なる位置に１０ｍｍ×１５ｍｍの寸法の封止樹脂シート片１５を８枚配置した。その上に、２２０ｍｍ×２２０ｍｍの寸法の封止樹脂シート１９を重ねてから、２２０ｍｍ×２２０ｍｍ×３．２ｍｍのフロート板強化ガラス（白板ガラス）からなる表面シート２を載置した。当該強化ガラスの表面圧縮応力は１００ＭＰａである。

こうして得られた積層体６０を用い、また、図７に示す封止処理装置を用いて封止操作を行った。まず、積層体６０の外縁の全周をブリーダー６２で覆い、封止処理容器６１であるゴム製の袋の中に投入し、パイプ６４と接続してオーブン６３に入れた。

以上のようにセッティングしてから、以下の工程１〜６の封止処理操作を行った。このときの温度と圧力は、表１及び図９に示すとおりに制御した。このとき温度はオーブン６３内の温度であり、圧力は圧力調整弁６４で設定した圧力である。

工程１：「封止処理容器内の圧力を０．０５ＭＰａ以上に保って封止樹脂を加熱する工程」
大気圧（０．１ＭＰａ）に保ったままで、３０分かけて室温（３０℃）からゆっくりと５６℃まで昇温させ、引続き３０分間５６℃に維持した。

工程２：「封止樹脂の融点未満の温度において封止処理容器内を減圧する工程」
５４分かけて、５６℃から６５℃まで昇温するとともに大気圧から０．００５ＭＰａ未満まで減圧した。

工程３：「減圧したままで封止樹脂の融点以上の温度まで昇温する工程」
３６分かけて６５℃から７１℃まで昇温し、７１℃で１０分間維持してから、９０分かけて７１℃から１５５℃まで昇温した。この間、圧力は０．００５ＭＰａ未満に維持した。

工程４：「架橋反応が進行する温度範囲で架橋反応を進行させる工程」
１５５℃で２７分間維持して架橋反応を進行させた。この間、圧力は０．００５ＭＰａ未満に維持した。

工程５：「冷却する工程」
６０分かけて１５５℃から３０℃まで冷却した。この間、圧力は０．００５ＭＰａ未満に維持した。

工程６：「前記封止処理容器内の圧力を上昇させる工程」
約１分かけて封止処理容器内の圧力を０．１ＭＰａ（大気圧）まで上昇させ、オーブン６３から取り出した。

得られた発光素子モジュールは、全てのＬＥＤが規則正しく整列されていて、通電することによって８０個全てのＬＥＤが発光した。また、封止樹脂内に気泡残りも観察されず、周辺部での封止樹脂のはみ出しやヒケもほとんど観察されなかった。

封止操作後の発光素子モジュールの一例の断面模式図である。 封止操作前の積層体の一例の断面模式図である。 封止操作前の積層体の他の一例の断面模式図である。 封止操作前の積層体の他の一例の断面模式図である。 封止操作前の積層体の他の一例の断面模式図である。 封止操作前の積層体の他の一例の断面模式図である。 封止処理装置の一例の模式図である。 実施例１における回路基板と封止樹脂シート片の配置を示した図である。 実施例１における封止処理時の温度と圧力を示した図である。

符号の説明

１ 発光素子モジュール
２ 表面シート
３ 発光素子
４ 電気配線
５ 回路基板
６ 封止樹脂
７、８ 導線
９ 封止樹脂ライン
１１ 第１の封止樹脂シート
１２〜１５ 封止樹脂シート片
１６〜１９ 第２の封止樹脂シート
２０ 余白部
３１ フィルム
３４ 当て板
５３ モジュール取付け金具
６０ 積層体
６１ 封止処理容器
６３ オーブン
６６ タンク
６７ 真空ポンプ

Claims (7)

1. 複数の発光素子が２枚の表面シートの間に樹脂で封止されてなる発光素子モジュールの製造方法であって、一方の表面シートの上にその実質的に全面を覆う封止樹脂シートを配置し、その上に複数の発光素子及び電気配線を有する回路基板を配置し、その上に前記表面シートの実質的に全面を覆う封止樹脂シートを配置し、さらにその上に他方の表面シートを配置し、前記回路基板の外側の余白部又は前記回路基板間の間隙部に、その厚みが前記回路基板と発光素子の合計厚みよりも厚い封止樹脂シート片を、封止樹脂シートに挟持されるように配置してから、２枚の表面シートの間の空気を排出し、加熱して樹脂を溶融させてから冷却して封止することを特徴とする発光素子モジュールの製造方法。
2. 複数の発光素子が、一方が板であり他方がフィルムである２枚の表面シートの間に樹脂で封止されてなる発光素子モジュールの製造方法であって、一方の表面シートの上にその実質的に全面を覆う封止樹脂シートを配置し、その上に複数の発光素子及び電気配線を有する回路基板を配置し、その上に前記表面シートの実質的に全面を覆う封止樹脂シートを配置し、さらにその上に他方の表面シートを配置してから、２枚の表面シートの間の空気を排出し、加熱して樹脂を溶融させてから冷却して封止することを特徴とする発光素子モジュールの製造方法。
3. 複数の発光素子が２枚の表面シートの間に樹脂で封止されてなる発光素子モジュールの製造方法であって、一方の表面シートの上にその実質的に全面を覆う封止樹脂シートを配置し、その上に複数の発光素子及び電気配線を有する回路基板を配置し、その上に前記表面シートの実質的に全面を覆う封止樹脂シートを配置し、さらにその上に他方の表面シートを配置してから、気体不透過性の柔軟なシートからなる封止処理容器内で２枚の表面シートの間の空気を排出し、加熱して樹脂を溶融させてから冷却して封止するに際し、工程２に先立って封止処理容器内の圧力を０．０５ＭＰａ以上に保って封止樹脂を加熱する工程（工程１）、封止樹脂の融点未満の温度において封止処理容器内を０．０１ＭＰａ以下の圧力まで減圧する工程（工程２）、減圧したままで封止樹脂の融点以上の温度まで昇温する工程（工程３）、冷却する工程（工程５）及び前記封止処理容器内の圧力を上昇させる工程（工程６）の各工程からなる封止操作を行うことを特徴とする発光素子モジュールの製造方法。
4. 前記回路基板が樹脂フィルムからなる請求項１〜３のいずれか記載の発光素子モジュールの製造方法。
5. 複数の発光素子が２枚の表面シートの間に樹脂で封止されてなる発光素子モジュールの製造方法であって、一方の表面シートの上にその実質的に全面を覆う封止樹脂シートを配置し、その上に複数の発光素子及び電気配線を有しガラス板からなる複数の回路基板を相互に導線で接続して配置し、回路基板相互の間に封止樹脂ラインが狭持されるように配置し、その上に前記表面シートの実質的に全面を覆う封止樹脂シートを配置し、さらにその上に他方の表面シートを配置してから、２枚の表面シートの間の空気を排出し、加熱して樹脂を溶融させてから冷却して封止することを特徴とする発光素子モジュールの製造方法。
6. 前記発光素子が表面実装された発光ダイオードである請求項１〜５のいずれか記載の発光素子モジュールの製造方法。
7. 前記封止樹脂シートが、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリビニルブチラール及びポリウレタンからなる群から選択される一種の樹脂からなる請求項１〜６のいずれか記載の発光素子モジュールの製造方法。

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