JP2014060196A - 発光装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】光素子に負荷される応力を最小限にとどめることができる発光装置を提供することを目的とする。
【解決手段】可撓性を有する基体１１と、基体１１の一面に設けられた複数の配線部１２とを備えた可撓性基板１０、可撓性基板１０の一面上に配置され、配線部１２に電気的に接続された発光素子３０、発光素子３０を封止する封止樹脂２０及び可撓性基板１０の一面と異なる他面上に配置された接着層４０を備えてなり、接着層４０は、少なくとも発光素子３０が配置された一面上の領域に対応する他面上の領域に該領域以外の領域よりも小さい膜厚の部位を有する発光装置。
【選択図】図１Ｂ

Description

本発明は、可撓性基板及び発光素子を備える発光装置に関する。
従来から、可撓性を有する基板上に配置された発光素子等を備える発光装置が提案されており、このような発光装置は、実装基板上又は狭い空間、凹凸のある面、Ｌ字状の直線でない場所等の種々の部位に設置できるように、その可撓性を有する基板の裏面側に接着層又はマグネットテープなどが設けられている（特許文献１、２参照）。
特開２０１０−２１１２３号公報 特開２０１２−４３７５６号公報
しかし、接着層やマグネットテープが、基板の裏面側の全面、特に、発光素子が搭載されている領域の基板の裏面側に形成されている場合には、このような発光装置を実装基板又は種々の部位に設置した場合に、接着層によって、発光素子自体が、可撓性基板とともに、実装基板等によって拘束されることとなり、発光素子に対する応力の負荷を招く。これによって、発光素子自体の特性が劣化する及び可撓性基板からの発光素子の剥がれが生じるなどの不具合をもたらす。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、発光素子に負荷される応力を最小限にとどめることができる発光装置を提供することを目的とする。
本発明は、以下の発明を有する。
（１）可撓性を有する基体と、前記基体の一面に設けられた複数の配線部とを備えた可撓性基板、
前記可撓性基板の一面上に配置され、前記配線部に電気的に接続された発光素子、
前記発光素子を封止する封止樹脂及び
前記可撓性基板の一面と異なる他面上に配置された接着層を備えてなり、
該接着層は、少なくとも前記発光素子が配置された一面上の領域に対応する他面上の領域に該領域以外の領域よりも小さい膜厚の部位を有することを特徴とする発光装置。
（２）前記接着層の小さい膜厚の部位が、膜厚がゼロの部位である上記発光装置。
（３）前記接着層は、前記小さい膜厚の部位内に剥離層を備える上記いずれかの発光装置。
（４）前記剥離層は、前記小さい膜厚の部位の深さ以下の厚みを有する上記いずれかの発光装置。
（５）前記可撓性基板の一面上において、前記発光素子が前記複数の配線部に、ワイヤによって電気的に接続されており、
前記発光素子が配置された領域から、前記ワイヤによって電気的に接続された領域までの領域に対応する他面上の領域に、前記接着層の小さい膜厚の部位を有する上記いずれかの発光装置。
（６）可撓性を有する基体と、前記基体の一面に設けられた複数の配線部とを備えた可撓性基板、
前記可撓性基板の一面上に配置され、前記配線部に電気的に接続された発光素子、
前記発光素子を封止する封止樹脂及び
前記可撓性基板の一面と異なる他面上に配置された接着層を備えてなり、
該接着層は、少なくとも前記発光素子が配置された一面上の領域に対応する他面上の領域が、非接着層で被覆されていることを特徴とする発光装置。
（７）前記発光素子が配置された一面上の領域に対応する他面上の領域が、前記発光素子の１〜１００倍の面積を有する上記いずれかの発光装置。
（８）さらに、前記可撓性基板の他面側に支持体を備え、
該支持体は、前記可撓性基板の前記発光素子が配置された一面上の領域に対応する他面上の領域に、非接着状態で配置されている上記いずれかの発光装置。
（９）可撓性を有する基体と、前記基体の一面に設けられた複数の配線部とを備えた可撓性基板、
前記可撓性基板の一面上に配置され、前記配線部に電気的に接続された発光素子、
前記発光素子を封止する封止樹脂ならびに
前記可撓性基板の一面と異なる他面上に、接着層及び支持体をこの順に備えてなり、
該支持体は、少なくとも前記発光素子が配置された一面上の領域に対応する領域に凹部を有することを特徴とする発光装置。
本発明によれば、発光素子に負荷される応力を最小限に止めることができる発光装置を提供することができる。
本発明の発光装置の一実施形態を示す概要平面図である。 本発明の発光装置の一実施形態を示す概要側面図である。 可撓性基板の裏面における発光素子付近の拡大図である。 図２のＡ−Ａ断面図である。 本発明の発光装置の別の実施形態を示す要部の概要断面図である。 本発明の発光装置のさらに別の実施形態を示す要部の概要断面図である。 本発明の発光装置のさらに別の実施形態を示す概要側面図である。 本発明の発光装置のさらに別の実施形態を示す概要側面図である。 本発明の発光装置のさらに別の実施形態を示す概要側面図である。 本発明の発光装置のさらに別の実施形態を示す概要側面図である。 本発明の発光装置のさらに別の実施形態を示す概要側面図である。
本発明の発光装置は、主として、可撓性基板と、発光素子と、封止樹脂と、接着層とを備える。このような発光装置は、可撓性を有するため、曲面に沿わせて取り付けることができる。また、長手方向に延長する形態であれば、リールなどによってロール状に巻き取った状態で保管することができる。
（可撓性基板）
可撓性基板は、発光装置の母体となる部材であり、目的や用途等に応じて所望の形状（大きさ、長さ）とすることができる。可撓性基板は、少なくとも可撓性を有する基体と、この基体の一面上に設けられた複数の配線部とを備える。この可撓性基板は、発光素子と電気的に接続される配線部の一部を除いて、配線部の表面（基体が配置する側と反対側の面）が絶縁膜で被覆されていることが好ましい。
可撓性を有する基体は、可撓性を有する絶縁材料によって形成されていることが好ましい。このような材料としては、特に限定されるものではなく、例えば、絶縁性樹脂のシートを用いることによって好適に形成することができる。具体的には、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、液晶ポリマーなどの樹脂が好ましい。基体の材料は、発光素子の実装、光反射率、他の部材との密着性などを考慮して、適宜選択することができる。特に、発光素子の実装にはんだを用いる場合には、耐熱性の高いポリイミドを用いることが好ましい。また、基体を形成する材料に、光反射率の高い材料（例えば、酸化チタン等の白色フィラーなど）を含有させていてもよい。可撓性基体は、例えば、１０μｍ〜数ｍｍ程度の厚みとすることができるが、特に、１０μｍ〜１００μｍ程度の厚みとすることが好ましい。
基体は、特に限定されるものではなく、種々の形状とすることができる。例えば、四角形、長方形、多角形、円形、楕円形、及びそれらを組み合わせた形状とすることができる。直管の蛍光灯などに使用する場合、短手方向の幅に比して、１０倍以上の長さを有するような長尺形状とするのが好ましい。例えば、約１２０ｃｍの直管型の照明とする場合、幅が０．５ｃｍ〜５ｃｍで、長さが３０ｃｍ〜１２０ｃｍの基体などとすることができる。可撓性の基体の場合は、このような長尺形状の基体（可撓性基板）を、複数個分合わせてロール・ｔｏ・ロール方式で製造することができる。この場合、基体にスプロケットホールを有していてもよい。
複数の配線部は、発光素子に直接または間接的に接続され、外部電源から印加可能とする導電部材であり、基体の一面上に配置される。通常、配線部に発光素子が載置される。配線部は、例えば、銅、金、銀、及びアルミニウム等の金属又はこれらの金属を用いた合金の単層又は積層構造の薄膜によって形成することができる。配線部は、基体の一面上のみならず、可撓性基板の種類によっては、その内部又は他面に配置されていてもよい。配線部は、例えば、基板の可撓性を損なわない厚みとすることが好ましく、８μｍ〜１５０μｍ程度の厚みとすることができる。
複数の配線部の形状（パターン）は、特に限定されるものではなく、通常、複数の発光素子を搭載する可撓性基板における配線の形状又はパターンと同様又は準じた形状等が挙げられる。特に、発光素子における放熱性、可撓性基板の折れ又は破断等を考慮した強度等を考慮して、その形状を設定することが好ましい。例えば、クランク形状、三角形、四角形等の多角形、円、楕円等の角のない形状、これらの形状に部分的に凹凸を有する形状等の１種又はこれらを組み合わせて利用することができる。なお、配線部の角部は、丸みを帯びていることが好ましい。
複数の配線部は、互いに離間するように配置されるとともに、発光素子に直接または間接的に電気的に接続される配線部に加えて、同様又は異なる形状等であって、通電に寄与しない配線部が配置されていてもよい。この通電に寄与しない配線部は、放熱部材又は発光素子の載置部として機能させることができる。例えば、基体が長方形の場合には、この通電に寄与しない配線部は、長手方向の端部まで延長されるとともに、短手方向において、配線部の両側に配置されることが好ましい。また、配線部には、外部接続用の端子を配置しておくことができる。例えばコネクタなどを配置し、外部電源から発光素子に給電することができる。また、この通電に寄与しない配線部を、発光素子やその他の電子部品を実装する際の位置決めマークとして用いてもよい。
このような配線部は、特に、その一部を基体の略全体に配置（好ましくは、切れ目なく配置）させることにより、可撓性基板が湾曲した場合などの発光素子及び封止部材への応力負荷を軽減することができる。具体的には、長尺形状の基体を用いる場合、その長手方向において長く配置させることが好ましく、長手方向の１／３〜１倍の長さで配置させることが好ましい。
端子として機能し得る配線部は、正側端子と負側端子とによって構成されていればよく、一対の端子のそれぞれを構成する配線部の数は特に限定されない。例えば、一対の端子のそれぞれが、１つの端子のみによって構成されていてもよいし、複数の端子によって構成されていてもよい。
端子として機能し得る配線部は、例えば、一対の外部配線に接続されることが好ましい。これによって、外部配線から電力が供給される。また、一対の外部配線は公知のコネクタ（不図示）等に接続されていてもよい。
配線部は、比較的大面積で、種々の形状を有する配線部を組み合わせて配置することにより、発光装置の配置自由度を高めることができる。例えば、基体が長方形の場合には、長手方向に３個ずつ、短手方向に２個ずつ並べられた６個の発光素子を１ブロックとして並列に接続し、長手方向に並べられた１２ブロックを一対の端子として機能し得る配線部によって直列に接続することなどが可能になる。また、基体が略正方形、円形又は楕円形状であり、１つの発光素子を通常の正負それぞれの配線部に接続したものであってもよい。
また、配線部は、基体の一面において、できるだけ広い面積で設けられることにより、放熱性を高めることができる。
なお、基体の一面上において、複数の配線部は、それぞれ分離されているため、その分離のために、配線部が設けられていない溝部（すなわち、基体が露出している部分）を有していることになる。溝部は、配線部間に配置されることから、その形状は配線部の形状に対応しており、例えば、クランク形状が挙げられる。溝部の幅は、配線部の幅より狭いこと、言い換えると、配線部が広い面積で設けることが好ましく、例えば０．０５ｍｍ〜５ｍｍ程度とすることができる。
さらに、配線部（端子として機能し得る配線部も含む）が基体の一表面において、全面に比較的大面積で配置されている場合には、基板の可撓性を保持しながら、かつ、適度な強度を付加することができ、可撓性基板の屈曲による配線部の断線、可撓性基板自体の破断等を有効に防止することができる。具体的には、基体の面積に対して５０％以上、
７０％以上が好ましく、９０％以上の面積で配線部を設けるのがより好ましい。
上述したように配線部の一部は、絶縁膜で被覆されていることが好ましい。この絶縁膜は、特に限定されるものではなく、発光素子から出射される光の反射膜として機能し得るものが好ましい。
絶縁膜は、後述するように、その一部に配線部を露出するような開口部を有しており、この開口部を除いて、可撓性基板の一面（発光素子が配置される面、以下、「表面」ということがある）の略全面を被覆していることが好ましく、上述した配線間の溝部も被覆していることが好ましい。
被覆膜の開口部は、少なくとも、発光素子を正負対となる２つの配線部に接続するため、配線部を露出するように設けられている。
発光装置は、その出力、配光等に応じて必要な発光素子の数及び配置が調整され、それによって開口部の個数、位置が決められる。発光素子の個数と同じ個数の開口部又は発光素子の個数と異なる個数の開口部を設けることができる。例えば、発光素子が２０個必要な場合で、各発光素子を1つの開口に載置させる場合は、被腹膜には２０個の開口を形成させる。あるいは、1つの開口部に２つの発光素子を載置させる場合は、この場合１０個の開口部を設けるなど、先に発光素子の数及び配置が決定された後に開口の数及び配置は決定される。場合によっては開口内に発光素子が載置されていなくてもよく、例えば、発光装置をいくつかのランク（例えば、出力の異なる発光装置）として作成する際、同じ可撓性基板（すなわち、被腹膜に設けられる開口部の数及び配置が同じもの）を用いて、発光素子が載置されない開口部とすることで出力を異ならせることができる。また、コネクタなど、発光素子に通電させるための領域にも被腹膜のない領域（開口）を設ける。
なお、フリップチップ実装する場合は、１つの開口部内に溝の一部を露出させるのが好ましい。
絶縁膜は、発光素子の出射光及び後述する波長変換部材により変換された波長の光を反射する材料によって形成されることが好ましい。このような材料としては、例えば、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ＢＴレジン、ＰＰＡ、シリコーン樹脂、ユリア樹脂等の樹脂が挙げられる。また、これらの材料に、例えば、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２、ＭｇＯ等のフィラーを含有させてもよい。
（発光素子）
発光素子は、可撓性基板の表面の上述した絶縁膜の開口部の内側において、２つの配線部を跨いで又は１つの配線部上に配置される。このような配置により、発光素子を正負一対の配線部に電気的に接続することができる。
複数の発光素子は、発光装置として必要な出力及び配光を充足するように、その個数や色調及び配置が決められ、それに応じて配線部や、被覆膜の開口部等の形状及び位置等が調整される。例えば、可撓性基板上において、短手方向の中央に、かつ長手方向に一列に配置することが挙げられる。
発光素子は、半導体構造と、ｐ側電極と、ｎ側電極とを有する。
半導体構造は、例えば、透光性を有するサファイア基板上に順次積層された窒化ガリウム系半導体からなるｎ型層、活性層及びｐ型層等によって形成することができる。ただし、窒化ガリウム系半導体に限らず、ＩＩ−ＩＶ族、ＩＩＩ−Ｖ族半導体のいずれを用いてもよい。
ｎ側電極及びｐ側電極は、公知の電極材料の単層膜又は積層膜によって形成することができる。
発光素子は、可撓性基板上（通常、２つの配線層を跨いで配線層上）に、接合部材によって配置／搭載することができる。
発光素子は、可撓性基板上に、フリップチップ実装されていてもよいし、フェイスアップ実装されていてもよい。
例えば、発光素子を可撓性基板上にフリップチップ実装する場合、ｐ側電極及びｎ側電極は、一対の接合部材を介して一対の配線部にそれぞれ接続されている。接合部材としては、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系、Ａｕ−Ｓｎ系、Ｓｎ−Ｃｕ系等のはんだ、Ａｕ等の金属のバンプ等、異方性導電ペースト、Ａｇペースト等を用いることができる。
フェイスアップ実装される場合には、発光素子は、樹脂などの絶縁性接合部材、前述の導電性の接合部材によって基体上（配線部上）に固定され、ワイヤによって配線部に電気的に接続される。発光素子の基板が導電性の場合は、接合部材によって電気的に接続される。
基板の表面には、発光素子のみならず、ツェナーダイオードなどの保護素子又は関連部品が配置されていてもよい。このような保護素子及び関連部品は、発光素子が載置された開口部内に、共に配置させることもできるし、それ以外の開口部内に設けることもできる。ただし、発光素子からの光を吸収しない位置に設けるのが好ましく、発光素子と同数の保護素子は必要ではないため、例えば、複数個の発光素子が直列接続された配線部に１つの保護素子を載置させ、その際に、発光素子の配置に関係なくコネクタ付近に載置させるなど、任意の位置に載置させることができる。
また、ｐ側電極及びｎ側電極、接合部材ならびに発光素子の近傍、具体的には、配線部間の溝部、配線部、絶縁膜上には、アンダーフィルを充填してもよい。通常、アンダーフィルは、発光素子と可撓性基板との間、発光素子の周囲に充填されている。アンダーフィルは、例えば、シリコーン樹脂組成物、変性シリコーン樹脂組成物、エポキシ樹脂組成物、変性エポキシ樹脂組成物、アクリル樹脂組成物等、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ユリア樹脂、フッ素樹脂及びこれらの樹脂を少なくとも１種以上含むハイブリッド樹脂等をベースポリマーとして含有する樹脂等によるものが挙げられるが、光反射性を有することが好ましいため、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２、ＭｇＯなどの拡散材又は反射材等が含有されていてもよい。これにより、光の取出し効率を高めることができるとともに、可撓性基板において、発光素子が配置されている部分を効率的に補強することができる。
（封止樹脂）
封止樹脂は、可撓性基板上において、発光素子を封止及び被覆する。この封止樹脂は、上述した絶縁膜の開口部の全てを塞ぐように配置されることが好ましい。
封止樹脂の形状は、特に限定されるものではないが、発光素子から出射される光の配光性及び指向性を考慮して、凹レンズ、凸レンズとすることが好ましい。なかでも、半球形状の凸レンズとすることがより好ましい。
封止樹脂は、透光性を有する樹脂（例えば、エポキシ樹脂、ユリア樹脂、シリコーン樹脂など上述したアンダーフィルの材料として例示されているもの）であることが好ましい。特に、上述したアンダーフィルが配置されている場合には、それと同じ種類の樹脂であることがより好ましい。ここでの透光性とは、発光素子の出射光の６０％程度以上を透過する性質、好ましくは７０％以上又は８０％以上の光を透過する性質を意味する。
封止樹脂は、発光素子から出射される光を吸収して異なる波長の光に変換する蛍光体等の波長変換部材を含有していることが好ましい。このような波長変換部材としては、例えば、酸化物系、硫化物系、窒化物系の蛍光体などが挙げられる。例えば、発光素子として青色発光する窒化ガリウム系発光素子を用いる場合、青色光を吸収して黄色〜緑色系発光するＹＡＧ系、ＬＡＧ系、緑色発光するＳｉＡｌＯＮ系、赤色発光するＳＣＡＳＮ、ＣＡＳＮ系の蛍光体を単独で又は組み合わせて用いることが好ましい。特に、液晶ディスプレイ、テレビのバックライト等の表示装置に用いる発光装置では、ＳｉＡｌＯＮ系蛍光体とＳＣＡＳＮ蛍光体とを組み合わせて用いることが好ましい。また、照明用途としては、ＹＡＧ系又はＬＡＧ系の蛍光体とＳＣＡＳＮ又はＣＡＳＮ蛍光体とを組み合わせて用いることが好ましい。
また、封止樹脂は、光散乱材（硫酸バリウム、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化珪素など）を含有していてもよい。
封止樹脂の大きさは、特に限定されないが、可撓性基板の可撓性を損なわない程度の大きさであることが好ましく、例えば、発光素子の全てを被覆することができる大きさ以上であって、発光素子の一辺の長さの２倍程度の径又は長さ以下であることがより好ましい。具体的には、一辺（直径）１ｍｍ〜４ｍｍ程度が挙げられる。
（接着層）
上述した可撓性基板の一面（表面）とは異なる他面上、つまり、裏面上（厳密には、可撓性を有する基体の、配線部等が配置された側と反対側の面（裏面）上）には接着層が形成されている。
接着層は、接着剤又は粘着剤等によって形成することができる。接着剤及び粘着剤としては、特に限定されるものではなく、通常、プラスチック板を被着体に接着させる際に使用される接着剤及び粘着剤であれば、どのようなものでも使用することができる。
例えば、アクリル樹脂系、α−オレフィン系、ウレタン樹脂系、エーテル系セルロ−ス、エチレン−酢酸ビニル樹脂系、エポキシ樹脂系、塩化ビニル樹脂系、クロロプレンゴム系、酢酸ビニル樹脂系、シアノアクリレート系、シリコーン系、水性高分子−イソシアネート系、スチレン−ブタジエンゴム系、ニトリルゴム系、ニトロセルロース系、フェノール樹脂系、変成シリコーン系、ポリアミド系、ポリイミド系、ポリスチレン樹脂系、ポリビニルアルコール系、ポリビニルピロリドン樹脂系、ポリビニルブチラール樹脂系、ポリベンズイミダソール系、メラミン樹脂系、ユリア樹脂系及びレゾルシノール系等の接着剤及び粘着剤が挙げられる。
接着層は、上述した接着剤をそのまま、溶融させて又は適当な溶媒に溶解させて可撓性基板の裏面の適所に直接塗布し、乾燥／固化させることができる。接着剤は、グラビアコート法、ロールコート法、スプレーコート法、リップコート法、コンマコート法などのコート法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法等の印刷法により塗布／形成することができる。
また、適当な離型性を有する基材上に、上述したように塗布／形成して接着剤層を形成し、この接着剤層を可撓性基板に転写させてもよい。
さらに、接着層は、市販の両面テープ等を利用して、所定形状に加工し、一方の接着面を可撓性基板の裏面に貼り付けるのみの簡便な手法を利用して配置してもよい。
接着層の厚みは、特に限定されるものではなく、例えば、５μｍ〜３ｍｍ程度の範囲とすることができる。
この接着層は、一実施形態においては、後述するように、特定の領域に、それ以外の領域よりも小さい膜厚（ゼロも含む）の部位を有している。
この小さい膜厚の部位は、通常、接着層の、可撓性基板が配置されている側とは反対側の面（以下「接着層の他面」又は「接着層の裏面」ということがある）における凹部を指すか、実質的に接着層の膜厚がゼロとなる部位を指す。言い換えると、接着層は、その表面に１又は複数の凹部を有している形態であってもよいし、接着層に１又は複数の貫通孔が形成されている形態であってもよいし、接着層が種々の形状の浮島状、ストライプ状又はランド状に配置された形態であってもよいことを意味する。この小さい膜厚の部位は、他の部位の０〜８０％程度の膜厚とすることができる。
接着層が、上述したような小さい膜厚の部位を有する場合、その小さい膜厚の部位内には、剥離層を備えていてもよい。剥離層は、接着性を有さない限り、どのような材料で形成されていてもよく、一般に離型剤として使用される材料を用いることができる。例えば、メラミン樹脂系離型剤、シリコーン樹脂系離型剤、アクリル樹脂系離型剤、フッ素樹脂系離型剤、セルロース誘導体系離型剤、尿素誘導体系離型剤、ポリオレフィン樹脂系離型剤、パラフィン系離型剤及びこれらの複合型離型剤等が挙げられる。
剥離層は、平面視において、小さい膜厚の部位内の一部のみに配置されていてもよいが、小さい膜厚の部位内の全部に配置されていることが好ましい。また、剥離層の厚みは、特に限定されるものではないが、小さい膜厚の部位の深さ以下であることが好ましい。ただし、剥離層は通常可撓性を有するため、小さい膜厚の部位の深さの１０％程度以下の範囲で、この深さよりも厚膜であってもよい。
別の実施形態では、接着層は、可撓性基板の他面上の全面において均一な膜厚で形成されていてもよい。
このように、可撓性基板の他面上の全面において均一な膜厚で形成されている場合には、少なくとも発光素子が配置された一面上の領域に対応する、接着剤層の他面上の領域が、非接着層で被覆されていることが好ましい。
ここで、非接着層としては、発光装置を被着体に接着させない層であれば、どのような材料層であってもよいが、耐熱性及び／又は絶縁性の層が好ましい。例えば、樹脂又は紙の層とすることができ、具体的には、ポリプロピレン、ポリスルホン、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等又は上述した剥離層を構成する材料による層であってもよい。この層の厚みは、特に限定されるものではないが、例えば、５〜２００μｍ程度が挙げられる。
また、非接着層は、可撓性基板の他面上の全面において均一な膜厚で接着層が形成されている場合に加えて、発光素子が配置された一面上の領域に対応する他面上の領域において、他の領域以外の領域よりも小さい膜厚の部位を有するが、その小さい膜厚の程度が極わずかである場合にも、その小さい膜厚の部位を非接着層が被覆していてもよい。ここで、小さい膜厚の程度が極わずかとは、例えば、粘着剤厚みの２０％程度以下（言い換えると、その小さい膜厚の部位が接着層の厚みの８０％程度以上の膜厚を有する場合）を意味する。
このような非接着層を有する場合には、発光装置において、発光素子の直下及びその周辺を、被着体に接着して拘束される状態から開放することができ、かつ、可撓性の基板、接着層および非接着層を介して発光素子を被着体自体に接触させることができるため、発光素子から発生する熱を、これらを通して効率的に被着体に放出することができる。
なお、本発明において、発光素子が配置された一面上の領域とは、発光素子と同じ面積を有する、発光素子の投影領域であってもよいが、この投影領域を含んでその外周に及ぶ領域であってもよい。この領域の大きさは、発光素子の面積に対して、１〜１００倍程度、好ましくは１〜５０倍程度、さらに好ましくは１〜２０倍程度とすることができる。
このような領域の広さとすることにより、被着体、つまり、支持体又は実装基板と可撓性の基板又は発光素子を接合する接合部材等との線膨張係数差による応力を、発光素子に直接負荷されない状態を確保することができ、発光素子の接合信頼性を向上させることができる。さらに、可撓性基板の配線部を通した支持体等への放熱を確保することができる。
接着層の他面（可撓性基板が配置している側とは反対側の面）には、上述した非接着層の有無にかかわらず、離型シートが被覆されていることが好ましい。離型シートは、接着層によって被着体に貼着するまでの間、接着層表面を保護するものであり、使用の際に除去されるシートである。離型剤は、例えば、メラミン樹脂系離型剤、シリコーン樹脂系離型剤、アクリル樹脂系離型剤、フッ素樹脂系離型剤、セルロース誘導体系離型剤、尿素誘導体系離型剤、ポリオレフィン樹脂系離型剤、パラフィン系離型剤及びこれらの複合型離型剤等により形成することができる。なお、このシートを、少なくとも発光素子が配置された一面上の領域に対応する、接着剤層の他面上の領域においては除去しないことによって、上述した非接着層として用いることができる。
本発明の発光装置は、被着体、例えば、支持体又は実装基板等に貼着して利用することができる。ここでの支持体又は実装基板は、特に限定されるものではなく、プラスチック基板、金属基板、セラミックス基板、これらの基板に配線等が形成又は埋設された基板等、種々のものが挙げられる。なかでも、放熱性を考慮して、金属基板、例えば、アルミニウム等による基板が好ましい。支持体の厚みは、特に限定されず、支持体の材料及び強度、発光装置の最終形態等に応じて適宜調整することができる。
本発明の発光装置は、上述した接着層を利用して、支持体又は実装基板に貼着されるため、可撓性基板の他面側に配置されている。
一実施形態では、上述したように、接着層が部分的に小さい膜厚の部位を有しているため、その部位が、支持体に対して非接着の状態で配置されることとなる。
他の実施形態では、上述したように、接着層の一部の領域において非接着層が被覆されているため、その非接着層が、支持体と接触するとしても、接着された状態ではなく、非接着の状態で配置されることとなる。
さらに別の実施形態では、発光装置の可撓性基板の他面側に支持体を配置した場合に、発光素子が配置された一面上の領域に対応する領域において、支持体の可撓性基板側の面に凹部が形成されていてもよい。このような支持体の凹部によって、接着層の形態、非接着層の有無にかかわらず、可撓性基板の発光素子が配置された一面上の領域に対応する他面上の領域が、支持体に対して非接着及び／又は非接触の状態で配置されることになる。
なお、支持体の凹部深さは特に限定されるものではなく、支持体の全厚み、材料及び強度等を考慮して適宜調整することができる。例えば、５μｍ〜３ｍｍ程度が挙げられる。別の観点から、支持体の厚みの５〜５０％程度が挙げられる。
本発明の発光装置では、上述したように、可撓性基板の発光素子が配置された一面上の領域に対応する他面上の領域が、支持体等に拘束されない状態を確保することにより、支持体等と可撓性の基板又は発光素子を接合する接合部材等との線膨張係数差による応力を、可撓性基板側が部分的に変形等することによって、発光素子への直接的な負荷を緩和又は回避させることができる。これによって、発光素子の接合信頼性を向上させることができる。これは、通常使用される剛性な基板では実現できない作用／機能である。
以下に、本発明の発光装置についての具体的な実施の形態を図面に基づいて説明する。
（実施の形態１）
この実施の形態１の発光装置１００は、図１Ａ〜図１Ｄに示すように、可撓性基板１０と、可撓性基板１０の表面に配置された発光素子３０と、可撓性基板１０上であって発光素子３０を被覆する封止樹脂２０と、粘着層４０とを有する。
可撓性基板１０は、ポリイミド（膜厚２５μｍ程度）からなる可撓性を有する基体１１と、その一面に設けられ、溝部１４によって分離された配線部１２（膜厚３５μｍ程度）と、その上に被覆された絶縁性を有する反射膜１５（膜厚１５μｍ程度、酸化チタン含有シリコーン系樹脂からなる）との積層構造によって形成されている。
可撓性基板１０は、発光素子３０との電気的な接続のために、その一部領域において、配線部１２間の溝部１４と、配線部１２とを、反射膜１５から露出させている。
配線部１２のうち、一対の配線部１３が外部端子１３１と接続される。
発光素子３０は、図１Ｄに示すように、半導体構造３１と、ｐ側電極３２と、ｎ側電極３３とを有する。半導体構造３１は、一部領域において、ｐ型半導体層及び発光層が除去されて、ｎ型半導体層が露出しており、その露出面にｎ側電極３３が形成されている。ｐ型半導体層の上面にはｐ側電極３２が形成されている。従って、ｎ側電極３３とｐ側電極３２とは、半導体構造３１に対して同じ面側に形成されていることとなる。
このような発光素子３０は、可撓性基板１０の反射膜１５から露出した一対の配線部１２に、ｎ側電極３３及びｐ側電極３２が配置された面を下に向けて、接合部材３５によって電気的に接続されている。
一対の配線部１２間の溝部１４には、アンダーフィル３６（酸化チタンが３０重量％程度含有されたシリコーン樹脂）が充填されている。
発光素子３０が搭載された可撓性基板１０上であって、発光素子３０及び発光素子３０の外側に配置された被覆膜１５の上に、これらを被覆する封止部材２０が形成されている。封止部材２０は、例えば、蛍光体（ＬＡＧ・ＳＣＡＳＮ）が１０重量％程度含有されたシリコーン樹脂によって形成されている。つまり、封止部材２０は、アンダーフィル３６を構成するポリマーと同種のポリマーを含む。封止部材２０の外縁は、可撓性基板１０の被覆膜１５上に配置されている。封止部材２０は、ボッティング等によって、半円球状に成形されている。封止部材２０の直径は、例えば、３．５ｍｍ程度である。
可撓性基板１０の裏面上には、接着層４０が形成されている。この接着層４０は、可撓性基板１０表面の発光素子３０が配置された領域に対応する、可撓性基板１０の裏面上の領域に、実質的に膜厚がゼロの部位、つまり貫通孔４０ａを備える。ただし、接着層４０は、発光素子３０が配置された領域に対応する、可撓性基板１０の裏面上の領域に、他の領域よりも厚みが小さい（厚みがゼロも含む）接着層が配置している限り、発光素子３０が配置されていない領域に対応する、可撓性基板１０の裏面上の領域に接着層（厚みが小さい接着層も含む）が配置されていてもよいし、配置されていなくてもよい。
ここで、可撓性基板１０表面の発光素子３０が配置された領域とは、発光素子３０の外縁Ｘ（図１Ｃ）の内側の領域を意味する。つまり、発光素子３０の外縁Ｘから、発光素子３０の中心と反対側に位置する領域の全てを意味する。しかし、上述したような発光素子３０の接合によっては、接合部材３５が発光素子３０の外縁Ｘからはみ出すことがある。従って、このような場合には、発光素子３０が配置された領域には、接合部材３５のはみ出した領域をも含める。
言い換えると、発光装置１００では、可撓性基板１０の裏面全面において、発光素子３０及びそれを接合する接合部材のはみ出しの大きさ及び配置に対応する領域に貫通孔４０ａを備えた接着層４０が配置されている。
貫通孔４０ａ内においては、何も充填されておらず、可撓性基板１０の裏面、つまり、可撓性を有する基体１１が露出されている。
接着層４０は、例えば、アクリル系接着剤によって、膜厚５０μｍ程度で形成されている。
このような発光装置は、例えば、市販の両面テープを準備し、可撓性基板１０の短手方向の幅に両面テープの幅を調整し、発光素子３０が載置され、接合部材３５のはみ出しを考慮した部位に貫通孔を形成する。これを、可撓性基板１０の裏面に適切にアライメントして、貼着することにより形成することができる。
上述したように、発光素子３０の配置された領域に対応する可撓性基板１０の裏面は、接着層４０が配置されておらず、露出されているため、この発光装置１００を接着層４０によって被着体に貼着した場合であっても、発光素子３０が配置された領域の可撓性基板１０は、被着体によって拘束されることがない。また、発光素子３０自体も、被着体によって拘束されることがない。
被着体として、例えば、アルミニウム等の金属による実装基板を用いた場合、アルミニウムの膨張率（膨張係数：２５ｐｐｍ／℃）は、可撓性基板１０を構成する可撓性を有する基体１であるポリイミド（膨張係数：１７ｐｐｍ／℃）に対して相当大きいため、発光素子３０からの熱によってアルミニウムが相当に膨張する。具体的には、５０℃の温度上昇で１ｍにつき、アルミニウムが基体１に対して０．４ｍｍ程度膨張することとなる。従って、発光素子３０が配置された領域直下、つまり、上述した領域Ｘに相当する可撓性基板１０の裏面が、そこに配置された接着層４０によって実装基板に固定されていると、発光素子３０周りの接合部材３５である半田にクラックが生じ、発光素子３０が可撓性基板１０から剥離する恐れがある。
一方、上述したように、領域Ｘに対応する可撓性基板１０の裏面に接着層４０が形成されていなければ、アルミニウムが相当に膨張しても、発光素子３０周辺はそれに拘束されることなく、引っ張られない。従って、接合部材３５におけるクラックが生じず、発光素子３０の可撓性基板１０からの剥離を効果的に防止することができる。
また、この発光装置１００では、接着層４０は、例えば、接着剤のような可撓性を有するものによって形成されることから、接着層の存在によって、発光装置１００自体の可撓性が阻害されることはなく、どのような形状の被着体にも適用することが可能となる。
（実施の形態２）
この実施の形態２の発光装置２００は、例えば、図２に示したように、可撓性基板１０の裏面において、接着層４０の貫通孔４０ａ内にシリコーンからなる剥離層５０が形成されている以外、実質的に発光装置１００と同様の構成を有する。
この剥離層５０は、接着層４０と略同じ厚みで形成されている。
このような剥離層５０は、例えば、上述した領域Ｘに対応する領域に開口を有するマスクを準備し、このマスクを可撓性基板１０の裏面に、マスクの開口が領域Ｘに対応する領域に配置されるようにアライメントする。次いで、このマスクを利用して、剥離層を塗布することにより、剥離層を、領域Ｘに対応する可撓性基板１０の裏面に形成することができる。続いて、この剥離層５０の上を含む可撓性基板１０の裏面全面に、接着層４０を塗布する。これによって、接着層４０は、剥離層５０によりはじかれ、剥離層５０以外の領域に整合した貫通孔４０ａを有する接着層４０を形成することができる。
このように、剥離層５０を備える場合においても、実施の形態１と同様の効果を有するとともに、接着層４０の適所への形成を容易に行うことが可能となる。
なお、剥離層５０の厚みを接着層４０と同様の厚みに設定した場合には、接着層４０により、実装基板に発光装置２００を実装した際に、剥離層５０が実装基板に接触することとなり、剥離層５０への発光素子３０からの熱を実装基板側に逃がす経路が形成されることとなる。これによって、発光装置２００における発光素子３０の放熱性を確保することが可能となる。
また、剥離層５０の厚みを接着層４０の厚みよりも薄くした場合には、接着層４０により、実装基板に発光装置２００を実装した際に、剥離層５０と実装基板との間に隙間が生じることとなり、その隙間における気体の移動によって、放熱性を確保することが可能となる。
（実施の形態３）
この実施の形態３の発光装置３００は、図３に示すように、発光素子３０が、可撓性基板１０の配線部１２に対してフェイスアップ実装されており、ｎ側電極３３及びｐ側電極３２が、それぞれ配線部１２に対してワイヤ１６によって電気的に接続されており、よって、可撓性基板１０において、配線部１２の反射膜１５から露出する領域が若干広くなり、ワイヤ１６と配線部１２との接続領域をも、発光素子３０の配置された領域と同様に、可撓性基板１０の裏面におけるその対応領域に含ませ、可撓性基板１０の接着層４１の貫通孔４１ａがこれに伴って大きくなる以外、実質的に発光装置１００と同様の構成を有する。
つまり、接着層４１は、発光素子３０が配置された一面の領域の外周であって、さらに、配線部１２とワイヤ１６との接続部位よりも外側に及ぶ貫通孔４１ａを備えている。
このような発光素子３０の発光装置３００では、可撓性基板１０上の発光素子３０が配置された領域とは、必ずしも、発光素子３０又は接合部材３５の外縁から、発光素子３０の中心と反対側に位置する領域の全てを意味するものではなく、配線部１２とワイヤ１６との接続部位より若干外側の縁（発光素子３０に対して外側の縁）から、発光素子３０の中心と反対側に位置する領域の全てを意味する。
上述したように、発光素子３０の配置された領域のみならず、配線部１２にワイヤボンディングされた部位に対応する可撓性基板１０の裏面にも接着層４１の貫通孔４１ａがおよび、その部位に接着層４１が配置されておらず、露出されているため、この発光装置１００を接着層４１によって被着体に貼着した場合であっても、発光素子３０が配置された領域及び配線部１２にワイヤボンディングされた領域においても、可撓性基板１０は、被着体によって拘束されることがない。
これによって、接合部材３５におけるクラックの防止のみならず、ワイヤの断線をも確実に防止することができ、発光素子３０の可撓性基板１０からの剥離及び発光素子３０の不具合を効果的に防止することができる。
（実施の形態４）
この実施の形態４の発光装置１０１は、図４に示すように、接着層４００が、発光素子３０が配置された領域の外周における可撓性基板１０の裏面の全面でなく、その一部のみにおいて配置されている、つまり、浮島状に配置されている以外、実施の形態１の発光装置１００と実質的に同様の構成を有する。
これによって、実施の形態１の発光装置１００と同様の効果を有する。
（実施の形態５）
この実施の形態５の発光装置１０２は、図５に示すように、接着層４０に貫通孔４ではなく、薄膜部４０ｂが配置している以外、実施の形態１の発光装置１００と実質的に同様の構成を有する。
薄膜部の膜厚は、例えば、他の接着層の膜厚の２０％程度とした。
これによって、薄膜部４０ｂに接着層４０が存在しても、実質的には実装基板に接触しないため、実施の形態１の発光装置１００と同様の効果を有する。また、薄膜部４０ｂに空気層が形成されるために、この空気層によって放熱性を向上させることができる場合もある。
（実施の形態６）
この実施の形態６の発光装置５００は、図６に示すように、均一な膜厚の接着層４２が形成されており、発光素子３０が配置されている領域に対応する接着層４２の裏面域が、厚み１０μｍ程度のポリプロピレン膜による非接着層５２で部分的に被覆されている以外、実施の形態１の発光装置１００と実質的に同様の構成を有する。
そして、このような発光装置５００を、図７に示すように、支持体（例えば、数ｍｍ厚のアルミニウム基板）６０に搭載することにより、非接着層５２は支持体６０に接着しないが、可撓性基板１０の変形によって、接着層４２は略全面が支持体６０に接着されることとなるため、実施の形態１の発光装置１００と同様の効果を有する。
また、発光素子３０直下は、接着層４２及び非接着層５２を介して支持体に接触するため、実施の形態２の発光装置２００と同様に、この領域を利用して、放熱性を向上させることができる。
（実施の形態７）
この実施の形態７の発光装置６００は、図８に示すように、均一な膜厚の接着層４２が形成され、非接着層５２で部分的に被覆されていない以外、実施の形態６の発光装置５００と実質的に同様の構成を有する。そして、このような発光装置６００を、発光素子２０が配置されている領域に対応する表面領域に凹部６１を有する支持体（例えば、アルミニウム基板）６２に貼着された構成を有する。
ここでの支持体の凹部は、例えば、５０μｍ程度の深さを有する。
このように、凹部６１によって、発光素子３０周りは接着層４２及び支持体６２に拘束されることがないため、実施の形態１の発光装置１００と同様の効果を有する。
また、発光素子２０直下は、空気層が配置されることとなり、この空気層を利用して、放熱性を向上させることができる。
１００、２００、３００、１０１、１０２、５００、６００ 発光装置
１０ 可撓性基板
１１ 基体
１２、１３ 配線部
１４ 溝部
１５ 反射膜
１６ ワイヤ
２０ 封止樹脂
３０ 発光素子
３１ 半導体構造
３２ ｐ側電極
３３ ｎ側電極
３５ 接合部材
３６ アンダーフィル
４０、４１、４２、４００ 接着層
４０ａ、４１ａ、４００ａ 貫通孔
４０ｂ 薄膜部
５０、５２ 剥離層
６０、６２ 支持体
６１ 凹部
１３１ 外部端子

Claims (9)

  1. 可撓性を有する基体と、前記基体の一面に設けられた複数の配線部とを備えた可撓性基板、
    前記可撓性基板の一面上に配置され、前記配線部に電気的に接続された発光素子、
    前記発光素子を封止する封止樹脂及び
    前記可撓性基板の一面と異なる他面上に配置された接着層を備えてなり、
    該接着層は、少なくとも前記発光素子が配置された一面上の領域に対応する他面上の領域に該領域以外の領域よりも小さい膜厚の部位を有することを特徴とする発光装置。
  2. 前記接着層の小さい膜厚の部位が、膜厚がゼロの部位である請求項１に記載の発光装置。
  3. 前記接着層は、前記小さい膜厚の部位内に剥離層を備える請求項１又は２に記載の発光装置。
  4. 前記剥離層は、前記小さい膜厚の部位の深さ以下の厚みを有する請求項３に記載の発光装置。
  5. 前記可撓性基板の一面上において、前記発光素子が前記複数の配線部に、ワイヤによって電気的に接続されており、
    前記発光素子が配置された領域から、前記ワイヤによって電気的に接続された領域までの領域に対応する他面上の領域に、前記接着層の小さい膜厚の部位を有する請求項１〜４のいずれか１つに記載の発光装置。
  6. 可撓性を有する基体と、前記基体の一面に設けられた複数の配線部とを備えた可撓性基板、
    前記可撓性基板の一面上に配置され、前記配線部に電気的に接続された発光素子、
    前記発光素子を封止する封止樹脂及び
    前記可撓性基板の一面と異なる他面上に配置された接着層を備えてなり、
    該接着層は、少なくとも前記発光素子が配置された一面上の領域に対応する他面上の領域が、非接着層で被覆されていることを特徴とする発光装置。
  7. 前記発光素子が配置された一面上の領域に対応する他面上の領域が、前記発光素子の１〜１００倍の面積を有する請求項１〜６のいずれか１つに記載の発光装置。
  8. さらに、前記可撓性基板の他面側に支持体を備え、
    該支持体は、前記可撓性基板の前記発光素子が配置された一面上の領域に対応する他面上の領域に、非接着状態で配置されている請求項１〜７のいずれか１つに記載の発光装置。
  9. 可撓性を有する基体と、前記基体の一面に設けられた複数の配線部とを備えた可撓性基板、
    前記可撓性基板の一面上に配置され、前記配線部に電気的に接続された発光素子、
    前記発光素子を封止する封止樹脂ならびに
    前記可撓性基板の一面と異なる他面上に、接着層及び支持体をこの順に備えてなり、
    該支持体は、少なくとも前記発光素子が配置された一面上の領域に対応する領域に凹部を有することを特徴とする発光装置。
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