JP2021036575A - 発光装置、接合部の保護方法、発光装置の製造方法、及び、車両用灯具 - Google Patents

発光装置、接合部の保護方法、発光装置の製造方法、及び、車両用灯具 Download PDF

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直樹 田古嶋
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海里 蒔田
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Abstract

【課題】信頼性の高い発光装置を提供する。【解決手段】本実施形態に係る発光装置は、発光パネルと、フレキシブル配線基板と、モールド樹脂と、保護テープと、を備える。発光パネルは、光透過性を有する第１基板、前記第１基板の表面に形成される複数の導体パターン、前記導体パターンのいずれかに接続される複数の発光素子、及び、前記第１基板に対して、前記発光素子を保持する樹脂層を有する。フレキシブル配線基板は、前記樹脂層の端部から露出する前記導体パターンの露出部に電気的に接続される回路パターンを有する。モールド樹脂は、前記導体パターンの露出部と前記回路パターンの露出部を被覆するとともに、前記発光パネルの端部と前記フレキシブル配線基板の端部を被覆する。保護テープは、前記モールド樹脂を覆い、前記発光パネルと前記フレキシブル配線基板の接合部に巻回される。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、発光装置、接合部の保護方法、発光装置の製造方法、及び、車両用灯具に関する。
可撓性を有し、発光部と、発光部に接続される外部配線と、を備える発光装置が開示されている。
発光装置の発光部は、透光性及び可撓性を有する一対の絶縁基板と、一対の絶縁基板間に配列された複数個の発光素子と、一対の絶縁基板の少なくとも１方の内側表面に形成された、発光素子に接続される内部配線パターンと、一対の絶縁基板間に設けられた、透光性及び絶縁性を有する樹脂層と、を備えている。また、外部配線の端部は、内部配線の線幅よりも狭い線幅を有する複数の配線に分割されている。そして、内部配線パターンの端部は、絶縁基板の端部において、複数の配線に分割された外部配線の端部と、異方性導電接着剤により接合されている。
特許第６４３１４８５号
上述した発光装置では、発光部と外部配線の接合部で、マイグレーションによる絶縁破壊が生じたり、経年劣化が進みやすいという問題がある。
本発明は、上述の事情の下になされたもので、発光装置の接合部の信頼性を向上することを第１の課題とする。さらにより好適には、本発明の従属的な発明において、車両用、インダストリアル・トラック用、航空機での使用など、過酷な条件下での発光装置の信頼性を担保することを別の課題とする。
上述の課題を達成するために、本実施形態に係る発光装置は、発光パネルと、フレキシブル配線基板と、モールド樹脂と、保護テープと、を備える。発光パネルは、光透過性を有する第１基板、前記第１基板の表面に形成される複数の導体パターン、前記導体パターンのいずれかに接続される複数の発光素子、及び、前記第１基板に対して、前記発光素子を保持する樹脂層を有する。フレキシブル配線基板は、前記樹脂層の端部から露出する前記導体パターンの露出部に電気的に接続される回路パターンを有する。モールド樹脂は、前記導体パターンの露出部と前記回路パターンの露出部を被覆するとともに、前記発光パネルの端部と前記フレキシブル配線基板の端部を被覆する。保護テープは、前記モールド樹脂を覆い、前記発光パネルと前記フレキシブル配線基板の接合部に巻回される。
第１の実施形態に係る発光装置の斜視図である。 発光装置の展開斜視図である。 発光パネルの側面図である。 発光装置の平面図である。 発光素子の斜視図である。 メッシュパターンに接続される発光素子を示す図である。 フレキシブルケーブルの側面図である。 発光パネルとフレキシブルケーブルの接合部を示す図である。 発光装置の製造方法を説明するための図である。 発光装置の製造方法を説明するための図である。 発光装置の製造方法を説明するための図である。 樹脂層と基板との位置関係を説明するための図である。 樹脂層と基板との位置関係を説明するための図である。 サンプルの試験結果を表す表を示す図である。 変形例に係る発光装置を説明するための図である。 変形例に係る発光装置の製造方法を説明するための図である。 第２の実施形態に係る発光装置の斜視図である。 発光装置の展開斜視図である。 発光装置の平面図である。 発光パネルとフレキシブル配線基板の接合部分を示す図である。 発光装置の製造方法を説明するための図である。 発光装置の製造方法を説明するための図である。 複合封止材の斜視図である。 発光装置の製造方法を説明するための図である。 発光装置の製造方法を説明するための図である。 発光装置の製造方法を説明するための図である。 断面空隙観察試験及び浸潤探索試験の結果を示す図である。 ９０度引き剥がし耐力試験の要領を説明するための図である。 ９０度引き剥がし耐力試験の結果を示す図である。 ９０度引き剥がし耐力試験の要領を説明するための図である。 ９０度引き剥がし耐力試験の要領を説明するための図である。 ９０度引き剥がし耐力試験の結果を示す図である。 接合部引張信頼性試験の評価結果を示す図である。 接合部繰返屈曲信頼性試験の評価結果を示す図である。 発光パネルの形状を説明するための図である。 発光パネルの変形例を示す図である。 発光パネルの変形例を示す図である。 発光装置の使用態様を示す図である。 発光装置の使用態様を示す図である。 発光パネルの変形例を示す図である。 発光パネルとフレキシブル配線基板の接合部の断面を示す写真である。 発光パネルとフレキシブル配線基板の接合部の断面を示す写真である。
《第１の実施形態》
以下、本発明の第1の実施形態を、図面を用いて説明する。説明には、相互に直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸からなるＸＹＺ座標系を用いる。
図１は本実施形態に係る発光装置１０の斜視図である。また、図２は発光装置１０の展開斜視図である。図１及び図２を参照するとわかるように、発光装置１０は、発光パネル２０、発光パネル２０に接続されるフレキシブル配線基板４０、フレキシブル配線基板４０に実装されるコネクタ５０を備えている。発光パネル２０とフレキシブル配線基板４０の接合部には保護テープ６０が接着される。
図３は、発光パネル２０の側面図である。図３に示されるように、発光パネル２０は、１組の基板２１，２２、基板２１，２２の間に形成された樹脂層２４、樹脂層２４の内部に配置された８個の発光素子３０１〜３０８を有している。
基板２１，２２は、長手方向をＸ軸方向とする長方形の基板である。基板２１は、厚さが５０〜３００μｍ程度のフィルム状の部材である。基板２１，２２は、可視光に対する透過性を有する。基板２１，２２の全光線透過率は、５〜９５％程度であることが好ましい。なお、全光線透過率とは、日本工業規格ＪＩＳＫ７３７５：２００８に準拠して測定される全光透過率をいう。
また、基板２１，２２は、可撓性を有し、その曲げ弾性率は、０〜３２０ｋｇｆ／ｍｍ２程度である。なお、曲げ弾性率とは、ＩＳＯ１７８（ＪＩＳ Ｋ７１７１：２００８）に準拠する方法で測定された値である。
基板２１，２２の素材としては、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）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンサクシネート（ＰＥＳ）、アートン（ＡＲＴＯＮ）、アクリル樹脂などを用いることが考えられる。
上記１組の基板２１，２２のうち、基板２１の下面（図３における−Ｚ側の面）には、厚さが０．０５μｍ〜２μｍ程度の導体層２３が形成されている。
図４は、発光装置１０の平面図である。図４を参照するとわかるように、導体層２３は、基板２１の＋Ｙ側外縁に沿って形成されるＬ字状の導体パターン２３ａと、基板２１の−Ｙ側の外縁に沿って配列される複数の四角形の導体パターン２３ｂ〜２３ｉからなる。導体パターン２３ａ〜２３ｉは、銅（Ｃｕ）や銀（Ａｇ）などの金属材料からなる。発光装置１０では、導体パターン２３ａ〜２３ｉ同士の距離は、約１００μｍ以下である。導体パターン２３ａ〜２３ｉは、相互に直交する複数のラインパターンからなるメッシュパターンである。ラインパターンの線幅は約５μｍであり、配列ピッチは約１５０μｍである。
導体層２３を構成する導体パターンについては、米国特許出願公開明細書US2016/0276322（WO/2015/083366）に詳細に開示されている。その内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
発光装置１０では、基板２２の方が、基板２１よりもＸ軸方向の長さが短い。このため、図３を参照するとわかるように、導体層２３を構成する導体パターン２３ａと導体パターン２３ｉの＋Ｘ側端が露出した露出部２３ｊになっている。
図３に示されるように、樹脂層２４は、基板２１と基板２２の間に形成された絶縁体である。樹脂層２４は、厚さが５０〜１００μｍ程度であり、例えば、透光性を有するエポキシ系の熱硬化性樹脂からなる。樹脂層２４は、透過率が少なくとも５％以上で、熱硬化性を有する樹脂を主成分とする材料からなることが好ましい。樹脂層２４を構成する素材は、必要に応じて他の樹脂成分等を含んでいてもよい。熱硬化性を有する樹脂としては、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、エステル系樹脂、ウレタン系樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂等が知られている。
また、樹脂層２４は、熱可塑性樹脂から構成されていてもよい。熱可塑性を有する樹脂としては、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、アクリル樹脂、テフロン（登録商標）樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリロニトルブダジエンスチレン樹脂、ポリアミドイミド樹脂等が知られている。
本実施形態に係る樹脂層２４については、米国特許出願公開号明細書US2016/0155913（WO2014156159）にも詳細に開示されている。その内容は、参照により本明細書に組み込まれる。また、樹脂層２４の機械的損失正接などの物性については、日本国特許出願2018-164946に詳細に開示されている。その内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
発光素子３０１は、正方形のＬＥＤチップである。図５に示されるように、発光素子３０１は、ベース基板３１、Ｎ型半導体層３２、活性層３３、Ｐ型半導体層３４からなる４層構造のＬＥＤチップである。発光素子３０１には、約２．５Ｖの電圧が印加される。
ベース基板３１は、ＧａＡｓやＳｉやＧａＰ等からなる正方形板状の半導体基板である。ベース基板３１の上面には、当該ベース基板３１と同形状のＮ型半導体層３２が形成されている。そして、Ｎ型半導体層３２の上面には、順に、活性層３３、Ｐ型半導体層３４が積層されている。Ｎ型半導体層３２に積層される活性層３３、及びＰ型半導体層３４は、−Ｙ側かつ−Ｘ側のコーナー部分に切欠きが形成され、切欠きからＮ型半導体層３２の表面が露出している。Ｎ型半導体層とＰ型半導体層が逆転していてもよい。
Ｎ型半導体層３２の、活性層３３とＰ型半導体層３４から露出する部分には、Ｎ型半導体層３２と電気的に接続される電極３６が形成されている。また、Ｐ型半導体層３４の＋Ｘ側かつ＋Ｙ側のコーナー部分には、Ｐ型半導体層３４と電気的に接続される電極３５が形成されている。電極３５，３６は、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）からなり、上面には、バンプ３７，３８が形成されている。バンプ３７，３８は、半田からなり、半球状に整形されている。半田バンプのかわりに金（Ａｕ）や金合金などの金属バンプを用いてもよい。発光素子３０１では、バンプ３７が、カソード電極として機能し、バンプ３８が、アノード電極として機能する。
上述のように構成される発光素子３０１は、図６に示されるように、導体パターン２３ａ，２３ｂの間に配置され、バンプ３７が導体パターン２３ａに接続され、バンプ３８が導体パターン２３ｂに接続される。
発光素子３０１のＮ型半導体層３２は、バンプ３７が接続される導体パターン２３ａのみに対向し、発光素子３０１のＰ型半導体層３４は、バンプ３７が接続される導体パターン２３ａと、バンプ３８が接続される導体パターン２３ｂの双方に対向している。
他の発光素子３０２〜３０８も、発光素子３０１と同等の構成を有している。そして、発光素子３０２が、導体パターン２３ｂ，２３ｃの間に配置され、バンプ３７，３８が導体パターン２３ｂ，２３ｃにそれぞれ接続される。以下同様に、発光素子３０３は、導体パターン２３ｃ，２３ｄにわたって配置される。発光素子３０４は、導体パターン２３ｄ，２３ｅにわたって配置される。発光素子３０５は、導体パターン２３ｅ，２３ｆにわたって配置される。発光素子３０６は、導体パターン２３ｆ，２３ｇにわたって配置される。発光素子３０７は、導体パターン２３ｇ，２３ｈにわたって配置される。発光素子３０８は、導体パターン２３ｈ，２３ｉにわたって配置される。これにより、導体パターン２３ａ〜２３ｉ、及び発光素子３０１〜３０８が直列に接続される。発光パネル２０では、発光素子３０が、約１０ｍｍ間隔で配置される。
発光素子３０に設けられるバンプ３７，３８については、米国特許出願公開明細書US2016/0276561（WO/2015/083365）にも詳細に開示されている。その内容は、参照により本明細書に組み込まれる。また、発光装置におけるバンプ３７，３８と導体層２３と電気的な接続については、日本国特許出願2018-16165に詳細に開示されている。その内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
図７は、フレキシブル配線基板４０の側面図である。フレキシブル配線基板４０は、厚さが８０μｍ程度であり、基材４１、導体層４３、カバーレイ４２から構成されている。
基材４１は、図２に示されるように、長手方向をＸ軸方向とする長方形の部材である。この基材４１は、例えばポリイミドからなり、上面に導体層４３が形成されている。導体層４３は、ポリイミドの上面に張り付けられた銅箔をパターニングすることにより形成される。本実施形態では、導体層４３は、２つの回路パターン４３ａ，４３ｂからなる。
回路パターン４３ａ，４３ｂは、基材４１の−Ｘ側端から＋Ｘ側端にわたって形成されている。回路パターン４３ａ、４３ｂは、−Ｘ側端部が複数に分岐しており、＋Ｘ側端部が＋Ｘ方向に向かって幅が狭くなるテーパー形状に整形されている。
図７に示されるように、基材４１の上面に形成された導体層４３は、真空熱圧着されたカバーレイ４２によって被覆されている。このカバーレイ４２は、基材４１よりもＸ軸方向の長さが短い。このため、導体層４３を構成する回路パターン４３ａ，４３ｂの−Ｘ側端部は、露出した状態になっている。また、カバーレイ４２には、開口部４２ａが設けられ、この開口部４２ａからは、回路パターン４３ａ，４３ｂの＋Ｘ側端部が露出している。
図４及び図８を参照するとわかるように、上述のように構成されたフレキシブル配線基板４０は、カバーレイ４２から露出する回路パターン４３ａ，４３ｂが、発光パネル２０の導体パターン２３ａ，２３ｉの＋Ｘ側端部に接触した状態で、発光パネル２０に接着される。回路パターン４３ａ，４３ｂと、導体パターン２３ａ，２３ｉの接着には、例えば異方性導電フィルム（ＡＣＦ）が用いられる。
フレキシブル配線基板４０については、米国特許出願公開明細書US2016/0276321（WO/2015/083364）に詳細に開示されている。その内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
図８に示されるように、発光パネル２０を構成する樹脂層２４及び基板２２と、フレキシブル配線基板４０を構成する基材４１の間隙にはモールド樹脂６２が充填されている。上記間隙の幅ｄ１（Ｘ軸方向の大きさ）は、２ｍｍ程度である。モールド樹脂６２は、熱可塑性を有するＥＶＡ樹脂（Ethylene-Vinyl Acetate）、ポリオレフィン、合成ゴム、ポリアミド、ポリエステル、ポリウレタン等を主成分とする樹脂である。モールド樹脂６２は、樹脂層２４、基板２２、及び基材４１の側面や、導体層２３（導体パターン２３ａ，２３ｉ，）に隙間なく密着している。
発光パネル２０とフレキシブル配線基板４０の接合部１００の周囲には、保護テープ６０が貼り付けられている。保護テープ６０は、図１に示されるように、発光パネル２０とフレキシブル配線基板４０の周囲に巻回されている。保護テープ６０は、例えばポリイミドなど耐熱性及び絶縁性に優れた素材からなる。
図２に示されるように、コネクタ５０は、直方体状の部品であり、直流電源から引き回されるケーブルが接続される。コネクタ５０は、フレキシブル配線基板４０の＋Ｘ側端部上面に実装される。コネクタ５０がフレキシブル配線基板４０に実装されると、図８に示されるように、コネクタ５０の一対の端子５０ａそれぞれが、カバーレイ４２に設けられた開口部４２ａを介して、フレキシブル配線基板４０の導体層４３を構成する回路パターン４３ａ，４３ｂに接続される。
次に、上述した発光パネル２０とフレキシブル配線基板４０の接続方法について説明する。発光パネル２０とフレキシブル配線基板４０を接続する際には、まず、図９に示されるように、発光パネル２０を構成する導体層２３と、フレキシブル配線基板４０の導体層４３とを、異方性導電フィルム６５を用いて接続する。図２を参照するとわかるように、導体層２３，４３の接続の際には、異方性導電フィルム６５は、カバーレイ４２から露出する基材４１と導体層４３の露出部４３ｃに設けられる。異方性導電フィルム６５によって、導体層２３の露出部２３ｊと導体層４３の露出部４３ｃとが電気的に接続される。
次に、発光パネル２０とフレキシブル配線基板４０の境界に重なるように樹脂材料としてのホットメルト樹脂６２０を配置する。具体的には、発光パネル２０の基板２２及び樹脂層２４と、フレキシブル配線基板４０の基材４１とにわたってホットメルト樹脂６２０を配置する。ホットメルト樹脂６２０は、図１０に示されるように、長手方向をＹ軸方向とする長方形に整形されている。ホットメルト樹脂６２０のＹ軸方向の寸法は、発光パネル２０の幅（Ｙ軸方向の寸法）と同等である。
次に、図１１に示されるように、発光パネル２０とフレキシブル基板の接合部、及びホットメルト樹脂６２０に保護テープ６０を巻回して接着する。この状態のときには、保護テープ６０の−Ｘ側端部が発光パネル２０に接着し、＋Ｘ側の端部がフレキシブル配線基板４０に接着している。そのため、ホットメルト樹脂６２０は、保護テープ６０と、発光パネル２０及びフレキシブル基板とによって規定される空間に配置された状態になる。
次に、保護テープ６０とともにホットメルト樹脂６２０を、発光パネル２０及びフレキシブル配線基板４０に対して熱圧着する。これにより、ホットメルト樹脂６２０は、図８に示されるように、発光パネル２０とフレキシブル配線基板４０の間に隙間なく充填されたモールド樹脂６２になる。モールド樹脂６２は、樹脂層２４、基板２２、及び基材４１の側面や、露出した導体層２３（導体パターン２３ａ，２３ｉ，）に隙間なく密着している。
次に、フレキシブル配線基板４０に、コネクタ５０を実装する。これにより、図１に示される発光装置１０が完成する。
上述のように構成された発光装置１０では、コネクタ５０を介して、図４に示される回路パターン４３ａ，４３ｂに直流電圧が印加されると、発光パネル２０を構成する発光素子３０が発光する。発光素子３０の定格電圧はおおよそ２．５Ｖなので、発光装置１０では、回路パターン４３ａ，４３ｂには、２０Ｖ程度の電圧が印加される。
以上説明したように、本実施形態では、例えば図９に示されるように、発光パネル２０とフレキシブル配線基板４０の境界に重なるようにホットメルト樹脂６２０を配置する。そして、発光パネル２０とフレキシブル基板の接合部に巻回して接着した保護テープ６０とともに、ホットメルト樹脂６２０を、発光パネル２０及びフレキシブル配線基板４０に対して熱圧着することで、発光パネル２０とフレキシブル配線基板４０の間に充填されたモールド樹脂６２を形成することができる。
したがって、例えば樹脂のポッティングや、ディスペンサによる樹脂の塗布によりモールド樹脂６２を形成する場合に比較して、容易かつ短時間にモールド樹脂６２を形成することができる。また、本実施形態では、保護テープ６０の熱圧着処理と並行して、モールド樹脂６２の形成処理を行うことができる。したがって、発光装置１０の製造工程を簡略化することができ、ひいては発光装置１０の製造コストを削減することができる。
本実施形態では、相互に接続された発光パネル２０とフレキシブル配線基板４０との間にモールド樹脂６２が充填される。このモールド樹脂６２は、樹脂層２４、基板２２、及び基材４１の側面や、露出した導体層２３（導体パターン２３ａ，２３ｉ，）に隙間なく密着する。そのため、露出した導体層２３が、外気や結露にさらされることがなく、導体層２３の腐食を抑制することができる。したがって、発光装置１０の信頼性を向上することができる。
例えば、発光パネル２０とフレキシブル配線基板４０とを異方性導電フィルム６５を用いた後に、接合部の補強や防湿対策として、保護テープ６０だけを用いることも考えられる。しかしながら、保護テープ６０では、相互に接続された発光パネル２０とフレキシブル配線基板４０の間隙を外部から十分に密閉することが困難である。そのため、マイグレーションによる絶縁破壊や、接合部の経年劣化を十分に抑制することができない。本実施形態では、モールド樹脂６２が発光パネル２０とフレキシブル配線基板の間に隙間なく充填されるため、マイグレーションによる絶縁破壊や、接合部の経年劣化を十分に抑制することができる。
例えば、発光装置１０では、図１２に示されるように、樹脂層２４に対して、基板２２の＋Ｘ側端が突出する場合、図１３に示されるように、基板２２の＋Ｘ側端に対して、樹脂層２４が突出する場合が考えられる。
本実施形態では、図１２及び図１３に示されるいずれの場合であっても、樹脂層２４の側面及び基板２１の側目に密着するように、モールド樹脂６２が形成される。このため、発光パネル２０の基板２２と、フレキシブル配線基板４０の基材４１の間から露出する導体層２３をモールド樹脂６２で気密することができる。したがって、導体層２３のマイグレーションによる絶縁破壊や、接合部の経年劣化を十分に抑制することができる。
特に、図１２に示されるように、基板２２が庇のように突出する場合には、結露により生じる水の通路となる溝が形成される。しかしながら、本実施形態では、モールド樹脂６２によって、上記通路を介した水の侵入を抑制し、発光装置１０の信頼性を向上することができる。
発光装置１０を構成するモールド樹脂６２のマスフローレート（ＭＦＲ）は、３．０ｇ／１０ｍｉｎ以上１２．３ｇ／１０ｍｉｎ以下であることが好ましい。以下、その理由について説明する。
発明者等は、図１に示される発光装置１０について１０種類のサンプルＡ〜Ｊを用意して試験を行った。サンプルＡ〜Ｊは、図８に示されるモールド樹脂６２のＭＦＲが相互に異なる。また、各サンプルＡ〜Ｊの基板２１，２２の厚さは１００μｍであり、樹脂層２４の厚さは６０μｍであり、フレキシブル配線基板４０の厚さは８０μｍである。図１４は、サンプルＡ〜Ｊの試験結果を示す表の一例である。図１４に示されるように、サンプルＡ〜Ｊは、ＭＦＲがそれぞれ１．５，２．０，３．０，５．２，７．２，９．５，１２．３，１３．０，３０．０，５０．０ｇ／１０ｍｉｎである。これらのサンプルＡ〜Ｊをそれぞれ１０個ずつ用意した。
表に示される「常温」の項は、室内温度（２５〜３０℃）の環境下において、点灯を確認することができた各種類のサンプルＡ〜Ｊの個数を示す。常温の項の数字は、分母が各種類のサンプルの数を示し、分子は点灯不良などの不具合を生じたサンプルの数を示す。例えば、「０／１０」は、１０個のサンプルのうち不具合が生じたサンプルの数が零であることを示す。表に示されるように、気温が室内温度（２５〜３０℃）の環境下においては、１０種類のサンプルＡ〜Ｊそれぞれの１０個のサンプルが正常に点灯することを確認した。
そして、各サンプルＡ〜Ｊについて、プレッシャークッカー試験（ＰＣＴ）、及び温水浸水試験を行った。ＰＣＴは、温度１２１℃、湿度１００％の環境下で、各サンプルＡ〜Ｊに２４時間通電する試験である。また、温水浸水試験は、８５℃の温水中で、各サンプルＡ〜Ｊに２４時間通電する試験である。
図１４の表に示されるように、サンプルＣ〜Ｇは、ＰＣＴ及び温水浸水試験において、点灯不良が生じたサンプルの数が零であった。一方、サンプルＡ，Ｂ，Ｉ，Ｊは、ＰＣＴ及び温水浸水試験の双方で点灯不良になったサンプルが見られた。また、サンプルＨは、温水浸水試験で点灯不良になったサンプルが見られた。したがって、サンプルＣ〜Ｇのように、ＭＦＲが３．０以上１２．３以下の場合には、発光装置１０の発光パネル２０とフレキシブル配線基板４０との接合部への水の侵入が抑制されていると考えることができる。したがって、モールド樹脂６２のマスフローレート（ＭＦＲ）は、３．０ｇ／１０ｍｉｎ以上１２．３ｇ／１０ｍｉｎ以下であることが好ましい。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態によって限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、図８に示されるように、発光パネル２０を構成する樹脂層２４及び基板２２と、フレキシブル配線基板４０を構成する基材４１の間隙にモールド樹脂６２が充填されている場合について説明した。これに限らず、例えば、図１５に示されるように、発光パネル２０を構成する基板２１と、フレキシブル配線基板４０を構成するカバーレイ４２の間隙にモールド樹脂６２が充填されていてもよい。これによれば、発光パネル２０とフレキシブル配線基板４０と間の２つの境界がすべてモールド樹脂６２によって封止される。したがって、マイグレーションによる絶縁破壊や、接合部の経年劣化を十分に抑制することが可能となる。
上述の発光装置１０を製造するためには、図１６を参照するとわかるように、まず、発光パネル２０を構成する導体層２３と、フレキシブル配線基板４０の導体層４３とを、異方性導電フィルム６５を用いて接続する。次に、発光パネル２０とフレキシブル配線基板４０の２つの境界に重なるように樹脂材料としてのホットメルト樹脂６２０を配置する。具体的には、発光パネル２０の基板２２及び樹脂層２４と、フレキシブル配線基板４０の基材４１とにわたってホットメルト樹脂６２０を配置する。同様に、発光パネル２０を構成する基板２１と、フレキシブル配線基板４０を構成するカバーレイ４２とにわたってホットメルト樹脂６２０を配置する。次に、発光パネル２０とフレキシブル基板の接合部、及びホットメルト樹脂６２０に保護テープ６０を巻回して接着する。この状態のときには、保護テープ６０の−Ｘ側端部が発光パネル２０に接着し、＋Ｘ側の端部がフレキシブル配線基板４０に接着している。そのため、２つのホットメルト樹脂６２０は、保護テープ６０と、発光パネル２０及びフレキシブル基板とによって規定される空間に配置された状態になる。
次に、保護テープ６０とともに２つのホットメルト樹脂６２０を、発光パネル２０及びフレキシブル配線基板４０に対して熱圧着する。これにより、ホットメルト樹脂６２０は、図１５に示されるように、発光パネル２０とフレキシブル配線基板４０の間に隙間なく充填されたモールド樹脂６２になる。
上記実施形態では、８個の発光素子３０を備える発光装置１０について説明した。これに限らず、発光装置１０は、９個以上或いは７個以下の発光素子を備えていてもよい。
上記実施形態では、導体層２３が金属からなる場合について説明した。これに限らず、導体層２３は、ＩＴＯなどの透明導電材料から構成されていてもよい。
上記実施形態では、基板２１，２２の間に隙間なく樹脂層２４が形成されている場合について説明した。これに限らず、樹脂層２４は、基板２１，２２の間に部分的に形成されていてもよい。例えば、発光素子の周囲にのみ形成されていてもよい。
上記実施形態では、発光装置１０の発光パネル２０が、基板２１，２２と、樹脂層２４を備えている場合について説明した。これに限らず、発光パネル２０は、基板２１と発光素子３０を保持する樹脂層２４のみから構成されていてもよい。
以上、本発明の実施形態について説明したが、発光装置１０の製造法については、米国特許出願公開明細書US2017/0250330（WO/2016/047134）に詳細に開示されている。図４０に示されるように、発光素子がマトリクス状に配置される発光装置については、日本国特許出願2018-164963に詳細に開示されている。それらの内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
《第２の実施形態》
次に、第２の実施形態を図面に基づいて説明する。第１の実施形態と同一又は同等の構成については、同等の符号を用いるとともに、その説明を省略又は簡略する。第２の実施形態に係る発光装置１０は、保護テープ６０とモールド樹脂６２からなる複合封止体６１を有している点で、第１の実施形態に係る発光装置１０と相違する。
図１７は本実施形態に係る発光装置１０の一例を示す斜視図である。図１７に示されるように、発光装置１０は、長手方向をＸ軸方向とする装置である。発光装置１０は、発光する発光パネル２０、発光パネル２０に接続されるフレキシブル配線基板４０、フレキシブル配線基板４０に実装されるコネクタ５０を備えている。発光パネル２０とフレキシブル配線基板４０の接合部には複合封止体６１が巻回されている。発光パネル２０の幅は、２０ｍｍである。
図１８は発光装置１０の展開斜視図である。発光パネル２０及びフレキシブル配線基板４０は、長手方向をＸ軸方向とする部材である。フレキシブル配線基板４０は、厚さが８０μｍであり、ベースとなる基材４１、基材４１の上面に形成された導体層４３、導体層４３を被覆するカバーレイ４２から構成されている。
基材４１は、長手方向をＸ軸方向とする長方形の部材である。この基材４１は、例えばポリイミドからなり、上面に導体層４３が形成されている。導体層４３は、基材４１の上面に張り付けられた銅箔をパターニングすることにより形成される。本実施形態では、導体層４３は、２つの回路パターン４３ａ，４３ｂからなる。
回路パターン４３ａ，４３ｂは、基材４１の−Ｘ側端から＋Ｘ側端にわたって形成されている。回路パターン４３ａ、４３ｂは、−Ｘ側端部が複数に分岐しており、＋Ｘ側端部が＋Ｘ方向に向かって幅が狭くなるテーパー形状に整形されている。
基材４１の上面に形成された導体層４３は、真空熱圧着されたカバーレイ４２によって被覆されている。
コネクタ５０は、直方体状の部品であり、直流電源から引き回されるケーブルが接続される。コネクタ５０は、フレキシブル配線基板４０の＋Ｘ側端部上面に実装される。
複合封止体６１は、耐熱性及び絶縁性に優れていることが望ましく、例えば、ポリイミド、ポリエステル、ポリアミド、液晶ポリマー、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）などを素材とする保護テープ６０と、モールド樹脂６２からなる。
本実施形態に係る発光パネル２０は、第１の実施形態に係る発光パネル２０と同等の構成を有している。図３に示されるように、発光パネル２０は、１組の基板２１，２２、基板２１，２２の間に形成された樹脂層２４、樹脂層２４の内部に配置された８個の発光素子３０１〜３０８を有している。
基板２１，２２は、長手方向をＸ軸方向とする長方形の基板である。基板２１は、厚さが５０〜３００μｍ程度のフィルム状の部材であり、本実施例では厚さ１００μｍのＰＥＴフィルムを用いている。基板２１，２２は、可視光に対する透過性を有する。基板２１，２２の全光線透過率は、５％以上９５％以下であることが好ましい。なお、全光線透過率とは、日本工業規格ＪＩＳＫ７３７５：２００８に準拠して測定される全光透過率をいう。
また、基板２１，２２は、可撓性を有し、その曲げ弾性率は、０〜３２０ｋｇｆ／ｍｍ２程度である。なお、曲げ弾性率とは、ＪＩＳ Ｋ７１７１：２０１６に準拠する方法で測定された値である。
基板２１，２２の素材としては、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）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンサクシネート（ＰＥＳ）、環状オレフィン系樹脂、アクリル樹脂、ポリイミドなどを用いることが考えられる。
上記１組の基板２１，２２のうち、基板２１の下面（−Ｚ側の面）には、厚さが０．０５μｍ〜２μｍ程度の導体層２３が形成されている。
樹脂層２４は、基板２１と基板２２の間に形成された絶縁体である。樹脂層２４は、厚さが５０〜１５０μｍ程度であり、例えば、透光性を有するエポキシ系の熱硬化性樹脂やポリイミド系の熱硬化性樹脂などからなる。樹脂層２４は、透過率が少なくとも５％以上で、熱硬化性樹脂を主成分とする材料からなることが好ましい。樹脂層２４を構成する素材は、必要に応じて他の樹脂成分等を含んでいてもよい。熱硬化性樹脂としては、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、エステル系樹脂、ウレタン系樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ポリイミド等が考えられる。
また、樹脂層２４は、熱可塑性樹脂を主成分とする樹脂から構成されていてもよい。熱可塑性樹脂としては、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、アクリル樹脂、テフロン（登録商標）樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリロニトルブダジエンスチレン樹脂、ポリアミドイミド樹脂等が挙げられる。
本実施形態に係る樹脂層２４については、米国特許出願公開号明細書US2016/0155913（WO2014156159）にも詳細に開示されている。その内容は、参照により本明細書に組み込まれる。また、樹脂層２４の機械的損失正接などの物性については、日本国特許出願2018-164946に詳細に開示されている。その内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
発光装置１０では、基板２２の方が、基板２１よりもＸ軸方向の長さが短い。このため、導体層２３の＋Ｘ側端が露出した状態になっている。
図１９は、発光装置１０の平面図である。図１９を参照するとわかるように、導体層２３は、基板２１の＋Ｙ側外縁に沿って形成されるＬ字状の導体パターン２３ａと、基板２１の−Ｙ側の外縁に沿って配列される複数の四角形の導体パターン２３ｂ〜２３ｉからなる。導体パターン２３ａ〜２３ｉは、銅（Ｃｕ）や銀（Ａｇ）などの金属材料からなる。発光装置１０では、導体パターン２３ａ〜２３ｉ同士の距離は、約１００μｍ以下である。導体パターン２３ａ〜２３ｉは、相互に直交する複数のラインパターンからなるメッシュパターンである。ラインパターンの線幅は約５μｍであり、配列ピッチは約１５０μｍである。
導体層２３は、メッシュパターンに限定されることなく、ストライプパターンやハニカムパターン、さらにはパターン化された透明導電体膜などであってもよい。導体層２３は、全光線透過率が、５％以上９５％以下でかつシート抵抗が１００Ω／ｓｑ以下である材料であればよい。
導体層２３を構成する導体パターンについては、米国特許出願公開明細書US2016/0276322（WO/2015/083366）に詳細に開示されている。その内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
本実施形態に係る発光素子３０１〜３０８は、第１の実施形態に係る発光素子３０１〜３０８と同等の構成を有している。図５を参照するとわかるように、発光素子３０１〜３０８は、正方形のＬＥＤチップであり、ベース基板３１、Ｎ型半導体層３２、活性層３３、Ｐ型半導体層３４からなる４層構造のＬＥＤチップである。
発光素子３０に設けられるバンプ３７，３８については、米国特許出願公開明細書US2016/0276561（WO/2015/083365）にも詳細に開示されている。その内容は、参照により本明細書に組み込まれる。また、発光装置におけるバンプ３７，３８と導体層２３と電気的な接続については、日本国特許出願2018-16165に詳細に開示されている。その内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
図６を参照するとわかるように、発光素子３０１は、導体パターン２３ａ，２３ｂの間に配置され、バンプ３７が導体パターン２３ａに接続され、バンプ３８が導体パターン２３ｂに接続される。
発光素子３０１のＮ型半導体層３２は、バンプ３７が接続される導体パターン２３ａのみに対向し、発光素子３０１のＰ型半導体層３４は、バンプ３７が接続される導体パターン２３ａと、バンプ３８が接続される導体パターン２３ｂの双方に対向している。
他の発光素子３０２〜３０８も、発光素子３０１と同等の構成を有している。そして、発光素子３０２が、導体パターン２３ｂ，２３ｃの間に配置され、バンプ３７，３８が導体パターン２３ｂ，２３ｃにそれぞれ接続される。以下同様に、発光素子３０３は、導体パターン２３ｃ，２３ｄにわたって配置される。発光素子３０４は、導体パターン２３ｄ，２３ｅにわたって配置される。発光素子３０５は、導体パターン２３ｅ，２３ｆにわたって配置される。発光素子３０６は、導体パターン２３ｆ，２３ｇにわたって配置される。発光素子３０７は、導体パターン２３ｇ，２３ｈにわたって配置される。発光素子３０８は、導体パターン２３ｈ，２３ｉにわたって配置される。これにより、導体パターン２３ａ〜２３ｉ、及び発光素子３０１〜３０８が直列に接続される。発光パネル２０では、発光素子３０が、約１０ｍｍ間隔で配置される。
本実施形態に係るフレキシブル配線基板４０は、第１の実施形態に係るフレキシブル配線基板４０と同等の構成を有している。図７を参照するとわかるように、フレキシブル配線基板４０のカバーレイ４２は、基材４１よりもＸ軸方向の長さが短い。このため、導体層４３の−Ｘ側端部は、露出した状態になっている。
フレキシブル配線基板４０については、米国特許出願公開明細書US2016/0276321（WO/2015/083364）に詳細に開示されている。その内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
図２０に示されるように、フレキシブル配線基板４０は、カバーレイ４２から露出する導体層４３が、発光パネル２０の導体層２３の＋Ｘ側端部に接触した状態で、発光パネル２０に接着される。導体層４３と、導体層２３の接着には、例えば異方性導電フィルム（ＡＣＦ）６５が用いられる。異方性導電フィルム６５としては、例えば膜厚２５μｍ程度の熱硬化性の接着剤中に、導電材として、例えば直径２μｍ程度の粒径のＮｉを混入させたものを用いることができる。また、異方性導電フィルムの代わりに、異方性導電ペーストや異方性導電インクを用いて導体層４３と導体層２３を接着してもよい。異方性導電ペーストや異方性導電インクは、印刷やインクジェット等により、導体層４３と導体層２３の接合部に塗布することができる。
異方性導電フィルム（ＡＣＦ）６５については、米国特許出願公開明細書US2016/0276321（WO/2015/083364）に開示されている。その内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
発光パネル２０を構成する樹脂層２４及び基板２２と、フレキシブル配線基板４０を構成する基材４１の間隙にはモールド樹脂６２が充填されている。上記間隙の距離ｄ１（Ｘ軸方向の大きさ）は、２ｍｍ程度である。モールド樹脂６２は、保護テープ６０とともに、複合封止体６１を構成する。モールド樹脂６２は、複合封止体６１の接着層を構成する樹脂である。
モールド樹脂６２は、熱硬化性樹脂である。モールド樹脂６２の熱硬化性樹脂としては、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、エステル系樹脂、ウレタン系樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ポリイミド等を用いることができる。モールド樹脂６２の最低溶融粘度は、１．０Ｅ＋０．５Ｐａ・ｓ以下である。モールド樹脂６２は、樹脂層２４、基板２２、及び基材４１の側面や、導体層２３（導体パターン２３ａ，２３ｉ，）に隙間なく密着している。
モールド樹脂６２は、熱可塑性樹脂であってもよい。熱可塑性樹脂としては、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、アクリル樹脂、テフロン（登録商標）樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリロニトルブダジエンスチレン樹脂、ポリアミドイミド樹脂を用いることができる。モールド樹脂６２として、ホットメルト接着剤を用いてもよい。ホットメルト接着剤としては、エチレン酢酸ビニル系、オレフィン系、ゴム系、ポリエステル等のポリアミド系、ポリウレタン系の接着剤、もしくは、プロピレン、あるいはプロピレンとエチレン、プロピレンとブテン−１などを共重合させた熱可塑性のオレフィン系ポリマーなどを用いる事ができる。
コネクタ５０がフレキシブル配線基板４０に実装されると、コネクタ５０の一対の端子５０ａそれぞれが、カバーレイ４２に設けられた開口部４２ａを介して、フレキシブル配線基板４０の導体層４３を構成する回路パターン４３ａ，４３ｂに接続される。
次に、上述した発光装置１０の発光パネル２０とフレキシブル配線基板４０の接続手順について説明する。
まず、図２１に示されるように、発光パネル２０の＋Ｘ側端部から露出する導体パターン２３ａ，２３ｉの端部に異方性導電フィルム６５を配置する。異方性導電フィルム６５は、導体パターン２３ａ，２３ｉに渡って配置される。そして、図２２に示されるように、発光パネル２０を構成する導体層２３の導体パターン２３ａ，２３ｉと、フレキシブル配線基板４０の端部から露出する導体層４３と、を、異方性導電フィルム６５を用いて熱圧着し、電気的接触を実現する。
発光装置１０では、発光パネル２０とフレキシブル配線基板４０の接合部１００を封止するためにモールド樹脂６２を用い、その外周を保護テープ６０でカバーすることで、機械的信頼性の高い封止を実現している。そのためには、モールド樹脂６２を、接合部１００に塗布したり、巻回等することにより、接合部１００をモールド樹脂６２で覆う。
モールド樹脂６２に保護テープ６０を巻回してから、モールド樹脂６２の加熱や熱圧着や真空熱圧着などを行ってもよいが、そのような場合、保護テープ６０とモールド樹脂６２の間に空隙が残留しがちである。そのため、接合部１００への水分の浸入などの不具合が発生する可能性がある。
そこで、図２３に示されるように、接合部１００に巻回すことができる長さの複合封止材６３を用意する。この複合封止材６３は、熱圧着により複合封止体６１となる部材である。この複合封止材６３は、保護テープ６０と、接着層としてのモールド樹脂６２からなる。複合封止材６３を構成するモールド樹脂６２は、例えば、厚さ２０μｍの樹脂シートを積層することで、厚さが調整されている。例えば、モールド樹脂６２の厚さは、６０μｍ〜１２０μｍである。このように、あらかじめ保護テープ６０とモールド樹脂６２が積層されている複合封止材６３を、接合部１００に巻回した後、真空熱圧着することで、空隙が残留しない接合部１００を少ない工程で作成することができる。
図２４に示されるように複合封止材６３を、発光パネル２０とフレキシブル配線基板４０の接合部１００に巻回す。複合封止材６３の長さは、複合封止材６３を発光パネル２０とフレキシブル配線基板４０の接合部１００に巻回したときに、発光パネル２０とフレキシブル配線基板４０を一周するのに十分な長さにすることが必要である。具体的には、複合封止体６１の長さは、複合封止体６１の巻回部分において、位置Ｐ０から位置Ｐ３のある１箇所をとれば、その場所での値２πＲ（全周の長さ）が、発光パネル２０とフレキシブル配線基板４０を、１．１２５周以上で、１．８７５５周以下巻回す長さにすることが必要である。複合封止体６１の長さが、この範囲以下であると、接合部１００への水の浸入等の不具合が生じやすく、この範囲以上であると、発光装置１０の可撓性が著しく損なわれるからである。
複合封止材６３を、発光パネル２０とフレキシブル配線基板４０に巻回すときには、図２５に示されるように、複合封止材６３を発光パネル２０及びフレキシブル配線基板４０に仮止めする。複合封止材６３を仮止めするために、複合封止材６３を巻回す前に、複合封止材６３やモールド樹脂６２に、別途接着剤を塗布することとしてもよい。
次に、複合封止材６３を、発光パネル２０及びフレキシブル配線基板４０に対して熱圧着する。これにより、複合封止材６３のモールド樹脂６２は、図２６に示されるように、発光パネル２０とフレキシブル配線基板４０の間に隙間なく充填される。モールド樹脂６２は、樹脂層２４、基板２２、及び基材４１の側面や、露出した導体層２３（導体パターン２３ａ，２３ｉ）に隙間なく密着している。
上述した発光装置１０では、コネクタ５０を介して、図１９に示される回路パターン４３ａ，４３ｂに直流電圧が印加されると、発光パネル２０を構成する発光素子３０が発光する。発光装置１０では、回路パターン４３ａ，４３ｂには、２０Ｖ程度の電圧が印加される。
以上説明したように、本実施形態では、発光装置１０を製造するときに、例えば図２５に示されるように、発光パネル２０とフレキシブル配線基板４０の接合部１００に、複合封止材６３が巻回される。次に、複合封止材６３が、発光パネル２０及びフレキシブル配線基板４０に対して熱圧着される。以上の工程を経て、発光パネル２０とフレキシブル配線基板４０の間にモールド樹脂６２が充填される。
このモールド樹脂６２は、樹脂層２４、基板２２、及び基材４１の側面や、露出した導体層２３（導体パターン２３ａ，２３ｉ，）に隙間なく密着する。そのため、露出した導体層２３が、外気や結露にさらされることがなく、導体層２３の腐食や、マイグレーションによる絶縁破壊を抑制し、ひいては、接合部１００の経年劣化を抑制することができる。したがって、発光装置１０の信頼性を向上することができる。
なお、本実施形態においては、保護テープ６０とモールド樹脂６２が積層された複合フィルム材料のことを複合封止材６３といい、発光パネル２０と発光装置１０の接合部１００に巻回され、加工された後の、発光装置１０内部の当該部分を複合封止体６１と表現した。
図２０における発光パネル２０とフレキシブル配線基板４０とのギャップ長ｄ１は１ｍｍ以上、５ｍｍ以下となることが好ましく、１．５ｍｍ以上３ｍｍ以下であることがより好ましい。その理由は、複合封止体６１となる複合封止材６３を真空熱圧着する際に、変形して拡散するモールド樹脂６２によって、接合部１００近傍の空隙にモールド樹脂６２が充填され、その緩衝効果により接合部１００の変形が防止され、結果的に、接合部の信頼性が向上し、外部からの水の浸透が防止されるからである。また、ギャップ長ｄ１が１ｍｍ未満であると、そこにモールド樹脂６２が充分に充填されず、空隙ができてしまう傾向がある。また、ギャップ長ｄ１が５ｍｍを超えると、ギャップ部分での接合が弱くなり、繰返し応力付加などの過酷な使用条件下で剥離や亀裂が生じ、長期の信頼性が損なわれる。
例えば、発光パネル２０とフレキシブル配線基板４０とを異方性導電フィルム６５で接着した後に、接合部１００の補強や防湿対策として、保護テープ６０だけを用いることも考えられる。しかしながら、保護テープ６０だけでは、相互に接続された発光パネル２０とフレキシブル配線基板４０の間隙を外部から十分に密閉することが困難である。そのため、マイグレーションによる絶縁破壊や、接合部１００の経年劣化を十分に抑制することができない。本実施形態では、モールド樹脂６２が発光パネル２０とフレキシブル配線基板の間に隙間なく充填されるため、マイグレーションによる絶縁破壊や、接合部１００の経年劣化を十分に抑制することができる。
また、例えば樹脂のポッティングや、ディスペンサによる樹脂の塗布によりモールド樹脂６２を形成する場合に比較して、容易かつ短時間にモールド樹脂６２を形成することができる。更に、本実施形態では、複合封止材６３の熱圧着処理と並行して、モールド樹脂６２の形成処理を行うことができる。したがって、発光装置１０の製造工程を簡略化することができ、ひいては発光装置１０の製造コストを削減することができる。
複合封止材６３のモールド樹脂６２の厚さは、６０μｍ以上であることが好ましく、８０μｍ以上であることがより好ましい。複合封止材６３のモールド樹脂６２の厚さを６０μｍ以上とすることで、発光パネル２０とフレキシブル配線基板４０の接合部１００への水分等の侵入を防止することができる。また、複合封止材６３のモールド樹脂６２の厚さを８０μｍ以上とすることで、発光パネル２０とフレキシブル配線基板４０の接合部１００への水分等の侵入をほぼ完全に防止することができる。
また、発光装置１０では、可撓性を確保する観点から、複合封止材６３のモールド樹脂６２の厚さは小さい方がよい。本実施形態では、複合封止材６３のモールド樹脂６２の厚さを１６０μｍ以下とすることで、発光装置１０の可撓性を維持することができる。
複合封止体６１のモールド樹脂６２は、熱圧着されることで、厚さが８０％程度になる。そのため、発光装置１０のモールド樹脂６２の厚さは、５６μｍ以上であることが好ましく、６４μｍ以上であることがより好ましい。また、発光装置１０のモールド樹脂６２の厚さは、１２８μｍ以下であることが好ましい。したがって、発光パネル２０とフレキシブル配線基板４０との接合部１００での、複合封止体６１を含めた発光装置１０の最も厚い部分の厚さは、発光パネル２０の厚さに、１３８μｍを加えた値以上、発光パネルの厚さに４４６μｍを加えた値以下であることが必要である。
上述のように規定されるモールド樹脂６２の厚さの最適値は、基板２２及び樹脂層２４の厚さの和に応じて変動する。発光装置１０では、基板２２の厚さと樹脂層２４の厚さの和ＳＵＭは、約２２０μｍである。発光装置１０では、和ＳＵＭよりモールド樹脂６２の厚さが小さくてもよく、モールド樹脂６２の厚さは、和ＳＵＭの２５％以上５８％以下であることがよく、２９％以上で５８％以下であることがより好ましい。
同様に、モールド樹脂６２の厚さの最適値は、フレキシブル配線基板４０の厚さに応じて変動する。発光装置１０では、フレキシブル配線基板４０の厚さは、約８０μｍである。発光装置１０では、モールド樹脂６２の厚さは、フレキシブル配線基板４０の厚さの７０％以上１６０％以下であることが好ましく、８０％以上で１６０％以下であることがより好ましい。
保護テープ６０及びモールド樹脂６２を有する発光装置１０では、発光パネル２０とフレキシブル配線基板４０の接合部１００の近傍での接着強度を高く維持することができる。これにより、発光パネル２０とフレキシブル配線基板４０の剥離を抑制することが可能になる。
発光装置１０では、図２０に示されるように、基板２２とフレキシブル配線基板４０との距離ｄ１は、約２ｍｍである。モールド樹脂６２の厚さは、距離ｄ１の２％以上で５％以下であることが好ましく、３％以上で５％以下であることがより好ましい。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態によって限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、直列接続された８個の発光素子３０を備える発光装置１０について説明した。これに限らず、発光装置１０は、９個以上或いは７個以下の発光素子を備えていてもよい。発光装置１０は、並列接続された複数個の発光素子３０を備えていてもよい。また、発光装置１０は、直列接続された発光素子３０と並列接続された発光素子３０が混在した複数個の発光素子３０を備えていてもよい。
上記実施形態では、導体層２３が金属からなる場合について説明した。これに限らず、導体層２３は、ＩＴＯなどの透明導電材料から構成されていてもよい。
上記実施形態では、発光素子３０の電極３５，３６にバンプ３７，３８が形成されている場合について説明した。これに限らず、発光素子３０の電極３５，３６には、バンプ３７，３８が形成されていなくてもよい。
上記実施形態では、発光素子３０が、一側の面に一対の電極３５，３６が形成されていることとした。これに限らず、発光素子３０は、一側の面と他側の面に電極を備える発光素子であってもよい。この場合には、基板２２にも導体層が形成される。
図３５に示されるように、実際には、基板２１、２２は、発光素子３０に沿って湾曲した形状になっている。具体的には、樹脂層２４の厚さＴ２は、導体層２３とバンプ３７，３８とが良好に接触するように、発光素子３０１〜３０８の高さＴ１より小さくなっている。樹脂層２４と密着している基板２１，２２は、発光素子３０１〜３０８が配置されている部分が外側に突出し、発光素子３０１〜３０８同士の間の部分が窪むように湾曲した形状を有している。このように基板２１，２２が湾曲することで、基板２１，２２によって、導体層２３がバンプ３７，３８に押し付けられた状態になっている。
上記実施形態では、基板２１，２２の間に隙間なく樹脂層２４が形成されている場合について説明した。これに限らず、樹脂層２４は、基板２１，２２の間に部分的に形成されていてもよい。例えば、発光素子の周囲にのみ形成されていてもよい。また、例えば図３６に示されるように、樹脂層２４は、発光素子３０を包囲するスペーサを構成するように形成されていてもよい。
上記実施形態では、発光装置１０の発光パネル２０が、一対の基板２１，２２及び樹脂層２４を備えている場合について説明した。これに限らず、図３７に示されるように、発光パネル２０は、１つの基板２１と発光素子３０を保持する樹脂層２４から構成されていてもよい。
発光装置１０において、発光パネル２０と、フレキシブル配線基板４０とは、同一平面上に配置されない場合がある。とりわけ、発光装置１０が車両に搭載される場合は、発光パネル２０と、フレキシブル配線基板４０などの配線・回路部分は、同一平面に配置されない場合が多い。その際、発光パネル２０とフレキシブル配線基板４０との接合部１００が、発光パネル２０が配置される平面とは異なる方向に引っ張られたり、発光パネル２０とフレキシブル配線基板４０の間の接合部１００に、繰り返し屈曲応力がかかることを考慮する必要がある。
また、車両（vehiecle）搭載用の発光装置１０の場合、前記応力と同時に、高温・高湿による影響が加わることも考慮する必要がある。そのため、発光装置１０への応力付加と、発光装置１０の高温・高湿環境での使用による影響を合わせて評価する必要がある。引っ張り応力に関しては、１６Ｎの引っ張り応力付加に耐え、繰り返し屈曲（振動）に対しては、４Ｎで１０００回の繰り返し屈曲に耐え、かつ温度８５℃、湿度８５％の条件下で１０００時間稼働した後も正常に作動することが、車両搭載用の発光装置１０の信頼性確保のために求められる。この観点から、本実施形態に関わる発光装置１０に対して、下記のような試験を実施することとした。
以下に、本実施形態に係る発光装置１０に対して実施した試験評価方法を記述する。
＜浸透探索試験＞
得られた、発光装置１０に対してＪＩＳ Ｚ ２３４３−１ 第１部：一般通則：浸透探傷試験方法及び浸透指示模様の分類、及び、ＪＩＳ Ｚ ２３４３−２ 第２部：浸透探傷剤の試験に概ね準拠した浸潤探索試験を行った。具体的には、栄進化学社製Ｒ−３Ｂ（ＮＴ）水洗性浸透液を用い、当該浸透液に２４時間真空下で浸漬した後、上記浸透液に２４時間常圧下で浸漬した。その後、直ちに接合部１００の上面から顕微観察を行ない、浸透液の浸透がないかどうかを確認した。供試体数は５である。
＜断面空隙観察試験＞
発光装置１０の断面空隙観察試験を実施した。断面空隙観察試験では、図２０のＡＡ線に沿って発光装置１０を切断した後、研磨した切断面を光学顕微鏡で観察し、保護テープ６０より内側の領域に空隙がないかを確認した。供試体数は５である。
＜平均９０度引き剥がし耐力試験＞
発光装置１０の平均９０度引き剥がし耐力試験を実施した。試験方法は、基本的にＪＩＳ Ｋ ６８５４−１：１９９９に準拠する９０度引きはがし試験と同等である。９０度引きはがし試験では、図２８や、図３１に示されるように、頑丈な定板上に、発光パネル２０を置き、基板２１を定盤に接着した。基板２１の接着については、図２８の位置Ｑ２より＋Ｘ側の領域、或いは、図３１の位置Ｐ３より＋Ｘ側の領域を定盤に接着して水平な状態を維持した。そして、フレキシブル配線基板４０を鉛直上方へ引き上げることにより、フレキシブル配線基板４０を発光パネル２０から引きはがしながら、各位置における引き剥がし耐力（Ｎ／ｃｍ）を計測した。
平均９０度引き剥がし耐力試験では、引き剥がし測定機として、日新化学（株）製の９０度引き剥がし測定機を用いた。強度測定機として、ＡＩＫＯＨ製 ９５２０型の測定機を用いた。データ収集機として、（株）キーエンス製 ＧＲ−３５００の収集機を用いた。また、引き剥がし方向を９０度、引き剥がし幅を５ｍｍ、引き剥がし速度を２４ｍｍ／ｓｅｃ、サンプリング時間を５０ｍｓ／ｓとした。
測定の開始位置は図２８の位置Ｑ１や、図３１の位置Ｐ０である。すなわち、発光装置１０が、モールド樹脂６２及び保護テープ６０を備えていない場合は、異方性導電フィルム６５が導体層２３もしくは基板２１から剥離し始める点である。また、発光装置１０が、モールド樹脂６２及び保護テープ６０を備える場合は、モールド樹脂６２がカバーレイ４２から剥離し始める位置である。測定の終了位置は接合部１００において、異方性導電フィルム６５と導体層２３の電気的接触が絶たれる点である。開始点は目視により判定し、終点は導体層４３と導体層２３の電気抵抗の変化から判定した。
開始位置から終了位置までの密着強度（Ｎ／ｃｍ）の平均値をもって、発光装置１０の平均９０度引き剥がし耐力とした。なお、保護テープ６０を接合部１００及びその周辺、具体的には、図３１に例示される位置Ｐ０か位置Ｐ３部分に保護テープ６０が巻回された発光装置１０の場合は、図３０に示されるように、発光装置１０を−Ｚ方向に向かって見たときの保護テープ６０の両端を破線に沿って予め切断して試験を行った。これにより、保護テープ６０が上下に分離された状態で試験が行われた。本試験における供試体数は５である。
図２９は、図２８に示される、接合部１００に保護テープ６０も、モールド樹脂６２も実装していない発光装置１０での引きはがし試験結果を示す図である。図２９に示されるように、接合部１００の−Ｘ側端の位置Ｑ１から＋Ｘ側端の位置Ｑ２までの範囲では、密着強度が４Ｎ／ｃｍ以下である。また、位置Ｑ１以下のところや、位置Ｑ２以上のところでは、一時的に密着強度が高くなる位置があるが、それ以外の位置では密着強度は４Ｎ／ｃｍ以下である。
なお、保護テープ６０の両端を切断することなく、発光パネル２０とフレキシブル配線基板４０の引きはがし試験も行った。この場合には、引きはがし耐力は、いずれの箇所においても１５Ｎ／ｃｍ以上となったが、発光装置１０の変形量や、計測値の変動が大きく、発光パネル２０とフレキシブル配線基板４０の間の正確な引き剥がし耐力は計測することができなかったのでこの方法は採用しなかった。
＜接着強度試験＞
発光装置１０の接着強度試験を実施した。この場合も試験方法は、基本的にＪＩＳ Ｋ ６８５４−１：１９９９に準拠する９０度引きはがし試験と同等である。接着強度試験では、図２８や、図３１に示されるように、頑丈な定番上に、発光パネル２０を置き、基板２１を定盤に接着した。基板２１の接着については、図２８の位置Ｑ２より＋Ｘ側の領域、或いは、図３１の位置Ｐ３より＋Ｘ側の領域を定盤に接着して水平な状態を維持した。
そして、フレキシブル配線基板４０を鉛直上方へ引き上げることにより、フレキシブル配線基板４０を発光パネルから引き剥がしながら、各位置における密着強度（Ｎ／ｃｍ）を計測した。次に、図２９及び図３２に示されるように、密着強度（Ｎ／ｃｍ）と引き剥がし位置の関係をプロットし、引き剥がしを開始してから、密着強度が最初に極大となる点から最初に極小となる点のまでの密着強度（Ｎ／ｃｍ）の平均値を計算し、これを発光装置１０の接着強度として求めた。
なお、保護テープ６０を接合部１００及びその周辺、具体的には、図３１に例示される位置Ｐ０か位置Ｐ３部分に保護テープ６０が巻回された発光装置１０の場合は、図３０に示されるように、発光装置１０を−Ｚ方向に向かって見たときの保護テープ６０の両端を破線に沿って切断した。これにより、保護テープ６０が上下に分離された状態で試験が行われた。本試験における供試体数は５である。
＜接合部引張信頼性試験＞
発光装置１０の接合部引張信頼性試験を実施した。接合部引張信頼性試験では、図３１に示されるように、頑丈な定板上に、発光パネル２０を置き、基板２１を定盤に接着した。基板２１の接着については、図２８の位置Ｑ２より＋Ｘ側の領域、或いは、図３１の位置Ｐ３より＋Ｘ側の領域を定盤に接着して水平な状態を維持した。そして、まず、フレキシブル配線基板４０を鉛直上方へ、引張応力が４秒間で０Ｎから１６Ｎに至るように引っ張り、引張応力が１６Ｎの状態で５秒間保持した後、応力を開放した。この動作を５回繰り返し行った。なお、平均９０度引き剥がし耐力試験の場合と異なり、保護テープ６０を切断することなく試験を行った。
その後、発光装置１０を、温度８５℃、湿度８５％の環境下で２０個の発光装置１０を５００時間放置、別の２０個の発光装置１０を１０００時間放置してから、発光装置１０に通電した。そして、発光パネル２０の発光素子３０が１つも不点灯とならなかった発光装置１０の数をカウントした。
＜接合部繰返屈曲信頼性試験＞
発光装置１０の接合部繰返屈曲信頼性試験を実施した。接合部繰返屈曲信頼性試験では、図３１に示されるように、頑丈な定板上に、発光パネル２０を置き、基板２１を定盤に接着した。基板２１の接着については、図２８の位置Ｑ２より＋Ｘ側の領域、或いは、図３１の位置Ｐ３より＋Ｘ側の領域を定盤に接着して水平な状態を維持した。そして、まず、フレキシブル配線基板４０を鉛直上方へ、引張応力が５秒間で０Ｎから４Ｎに至るよう引っ張った。次に、引張応力が５秒間で４Ｎから０Ｎに至るように、フレキシブル配線基板４０を伸長した。この２つの動作を１セットとして１０００回繰り返し行った。
なお、この際、平均９０度引き剥がし耐力試験の場合と異なり、保護テープ６０を切断することなく試験を行った。その後、発光装置１０を、温度８５℃、湿度８５％の環境下で２０個の発光装置１０を５００時間放置し、別の２０個の発光装置１０を１０００時間放置してから、発光装置１０に通電した。そして、発光パネル２０の発光素子３０が１つも不点灯とならなかった発光装置１０の数をカウントした。
《実施例》
次に、具体的な実施例及びその評価結果について述べる。
（実施例１〜４）
上記実施形態に係る発光パネル２０とフレキシブル配線基板４０において、図２１に示されるように、発光パネル２０の＋Ｘ側端部から露出する導体パターン２３ａ，２３ｉの端部にセパレータの付いた異方性導電フィルム６５を配置し、異方性導電フィルム６５を１６０℃で１０秒間加熱圧着する。その後、セパレータを剥離する。これにより、異方性導電フィルム６５が、導体パターン２３ａ，２３ｉに渡って配置される。
次に、図２２に示されるように、発光パネル２０を構成する導体層２３の導体パターン２３ａ，２３ｉと、フレキシブル配線基板４０の端部から露出する導体層４３と、を、異方性導電フィルム６５を介して熱圧着し、導体層２３と導体パターン２３ａ，２３ｉとの電気的接触を実現する。
次に、発光パネル２０とフレキシブル配線基板４０との接合部１００を１．５周、巻回すことができる長さの、モールド樹脂６２の厚さが異なる４種類の複合封止材６３を用意する。そして、複合封止材６３を発光パネル２０とフレキシブル配線基板４０の接合部１００に捲回した後、真空熱圧着した。
複合封止材６３の保護テープ６０としては、ポリイミドフィルムを用い、モールド樹脂６２としては、エポキシ系の熱硬化性樹脂を用いる。実施例１乃至４に係る発光装置１０においては、それぞれモールド樹脂６２の厚さが６０μｍ，８０μｍ，１００μｍ，１２０μｍの複合封止材６３を用いる。接合部１００の封止には、モールド樹脂６２が保護テープ６０上にあらかじめ積層一体化されている複合封止材６３（図２３参照）を使用した。
上述した手順で各実施例１〜４に係る発光装置１０Ａ〜１０Ｄを、１１０個ずつ製造した。そして、４種類の各発光装置１０Ａ〜１０Ｄについて、各５個の発光装置に、上述の断面空隙観察試験及び浸潤探索試験を実施した。結果を、図２７に示す。発光装置１０Ａ〜１０Ｄのいずれも、断面観察による空隙は観察されず、浸潤探索試験においても、浸潤液の浸潤は見られなかった。
また、同じく各１０個の発光装置に対し上述の、平均９０度引き剥がし耐力試験、接着強度試験を実施した。図３２は、図３１に示される、実施例１の発光装置１０Ａでの引きはがし耐力試験結果を示す図である。図３２に示されるように、接合部１００の−Ｘ側端の位置Ｐ１から＋Ｘ側端の位置Ｐ２までの位置では、密着強度が４Ｎ／ｃｍ以下になることがある。しかしながら、位置Ｐ１以下で位置Ｐ０までのところや、位置Ｐ２以上で位置Ｐ３以下のところでは、常時密着強度が４Ｎ／ｃｍの２倍かそれ以上になる。なお、位置Ｐ０は、モールド樹脂６２の−Ｘ側端の位置であり、位置Ｐ３は、モールド樹脂６２の＋Ｘ側端の位置である。
つまり、モールド樹脂６２を有する発光装置１０では、接合部１００の＋Ｘ側及び−Ｘ側の部分で密着強度が高くなり、これにより、接合部１００の剥離がモールド樹脂６２によって十分に抑制される。なお、位置Ｐ０から位置Ｐ１までの、接着強度は、モールド樹脂６２とフレキシブル配線基板４０のカバーレイ４２との間の接着強度である。また、位置Ｐ２から位置Ｐ３までの、接着強度は、モールド樹脂６２と発光パネル２０の基板２２との間の接着強度である。
平均９０度引き剥がし耐力試験における、１０個の発光装置１０の試料の平均値を図３３に示す。また、１０個の発光装置１０の接着強度試験の平均値を、図３４に示す。さらに、４０個の発光装置１０を用いて、接合部引張信頼性試験を行った。その後、温度８５℃、湿度８５％の環境下で２０個の発光装置１０を５００時間放置し、別の２０個の発光装置１０を１０００時間放置した。その後、発光装置１０に通電した。そして、発光パネル２０の発光素子３０が１つも不点灯とならなかった発光装置１０の数をカウントした。結果を図３３に示す。
接合部引張信頼性試験の結果は、実施例１から４の発光装置１０Ａ〜１０Ｄの全試料とも、高温高湿試験における５００時間稼働後も、１０００時間稼働後も、全品点灯不良は起きなかった。また、実施例１から４に関して、各４０個の発光装置１０Ａ〜１０Ｄを用いて、接合部繰返屈曲信頼性試験を行った。結果を図３４に示す。実施例１から４の発光装置１０Ａ〜１０Ｄの全試料とも、高温高湿試験における５００時間稼働後も、１０００時間稼働後も、全品点灯不良は起きなかった。
（比較例１、２）
比較例１，２に係る発光装置１０は、モールド樹脂６２の厚さがそれぞれ４０μｍ及び１４０μｍの複合封止材６３を用いて製造した発光装置である。モールド樹脂６２の厚み以外は、構成及び製造工程ともに実施例１の発光装置１０Ａと同様である。比較例１，２に係る発光装置１０では、いくつかの試料において、空隙や浸潤液の浸透が観測され、平均９０度引き剥がし耐力試験の接着強度は、実施例１から４の発光装置１０Ａ〜０Ｄに比較して低い値であった。実施例１に係る発光装置１０Ａと同様にして、接合部引張信頼性試験、及び、接合部繰返屈曲信頼性試験を行った。結果を図３３、３４に示す。いずれの試験でも点灯不良品が存在していた。
（比較例３）
比較例３に係る発光装置１０は、保護テープ６０を使用せず、厚さが８０μｍになるようにエポキシ接着剤をモールド樹脂６２として用い、接合部１００をモールドした発光装置である。保護テープ６０を使用しない点以外は、構成及び製造工程ともに実施例１の発光装置１０Ａと同様である。比較例３の発光装置１０について、実施例１に係る発光装置１０Ａと同様の手順で、断面空隙観察試験、浸潤探索試験、平均９０度引き剥がし耐力試験、接着強度試験、接合部引張信頼性試験、及び、接合部繰返屈曲信頼性試験を実施した。結果を図２７，図３３，図３４に示す。いずれの試験でも点灯不良品が存在していた。
（比較例４）
比較例４に係る発光装置１０は、モールド樹脂６２を用いることなく、接合部１００に保護テープ６０のみを巻回して製造した発光装置である。モールド樹脂６２を用いない点以外は、構成及び製造工程ともに実施例１の発光装置１０Ａと同様である。比較例４の発光装置１０について、実施例１に係る発光装置１０Ａと同様の手順で、断面空隙観察試験、浸潤探索試験、平均９０度引き剥がし耐力試験、接着強度試験、接合部引張信頼性試験、及び、接合部繰返屈曲信頼性試験を実施した。結果を図２７，図３３，図３４に示す。いずれの試験でも信頼性を著しく欠く結果となった。
図４１は、比較例１に係る発光装置１０における断面を示す画像である。当該画像は、図２０に示される断面に対応している。図４１の写真に示されるように、発光装置１０Ｅでは、矢印に示されるところに、空隙が観察された。写真の白い部分が空隙である。比較例１に係る発光装置１０においては、断面空隙観察試験及び浸潤探索試験の双方において、空隙と浸透探索液の浸潤が明らかに観察された。
一方、図２７に示されるように、モールド樹脂６２の厚さが６０μｍの複合封止材６３を用いた実施例１に係る発光装置１０Ａでは、５個のサンプルとも充填不良が確認されなかった。また、モールド樹脂６２の厚さが８０μｍ、１００μｍ及び１２０μｍの複合封止材６３を用いた実施例２〜４に係る発光装置１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄでも、断面空隙観察試験及び浸潤探索試験の双方で、モールド樹脂６２の充填不良が確認されなかった。
図４２は、実施例３に係る発光装置１０Ｃにおける断面を示す画像である。当該画像は、図２０に示される断面に対応している。図４２の写真に示されるように、発光装置１０Ｃでは、保護テープ６０と基板２２の間に、モールド樹脂６２が隙間なく充填されている。
比較例２に係る発光装置１０の場合、図３１の位置Ｐ３、すなわち複合封止体６１の端からモールド樹脂６２が、発光パネル２０の表面に流れ出し、その結果、発光パネル２０を部分的に被覆してしまい、発光パネル２０の透光性、視認性を一部阻害することとなった。
＜実施例５＞
実施例５に係る発光装置１０は、複合封止材６３を構成するモールド樹脂６２として、厚さ８０μｍのアクリル系の熱可塑性樹脂を用い、保護テープ６０としてポリアミド系のフィルムをもちいた。モールド樹脂６２の厚さは、実施例２と同様である。モールド樹脂６２の素材や厚み以外は、構成及び製造工程ともに実施例１の発光装置１０Ａと同様である。実施例５に係る発光装置１０を、７０個製造した。そして、実施例１〜４に係る発光装置１０Ａ〜１０Ｄと同様の手順で、実施例５に係る５個の発光装置１０に、上述の断面空隙観察試験及び浸潤探索試験を実施し、同じく、実施例５に係る１０個の発光装置１０Ｅに対し、上述の平均９０度引き剥がし耐力試験、接着強度試験を実施した。さらに、実施例５に係る４０個の発光装置１０を用いて、引張動作及び伸長動作の１セットを４００サイクル及び１０００サイクル行う接合部繰返屈曲信頼性試験を実施した。
＜実施例６＞
実施例６に係る発光装置１０は、複合封止材６３の保護テープ６０として、ポリイミドの代わりに、厚さ２０μｍのポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）フィルムを用いた。モールド樹脂として熱硬化性ポリイミド系の樹脂を用いた。保護テープ６０とモールド樹脂６２の素材以外は、構成及び製造工程ともに実施例１の発光装置１０Ａと同様である。実施例６に係る発光装置１０を、７０個製造した。そして、実施例１〜４に係る発光装置１０Ａ〜１０Ｄと同様の手順で、実施例６に係る５個の発光装置１０に、上述の断面空隙観察試験及び浸潤探索試験を実施し、同じく実施例６に係る１０個の発光装置１０に対し、上述の平均９０度引き剥がし耐力試験、接着強度試験を実施した。さらに、実施例６に係る４０個の発光装置１０を用いて、引張動作及び伸長動作の１セットを４００サイクル及び１０００サイクル行う接合部繰返屈曲信頼性試験を実施した。
＜実施例７、８及び比較例５、６＞
上記、実施例１から６、及び比較例１から４においては、発光パネル２０の端面と、フレキシブル配線基板４０の端面と間に、２ｍｍの間隙ができるように設計していた。発光パネル２０の端面と、フレキシブル配線基板４０の端面と間に設計上の間隙がないと、両端面の間に、モールド樹脂６２が進入できず、空隙ができたり、両端面が近接しすぎて膨れ上がったり、フレキシブル配線基板４０の導体層や異方性導電膜による接合部に剥離が生じたりする可能性がある。また、発光パネル２０の端面と、フレキシブル配線基板４０の端面との間隙が広すぎると、モールド樹脂６２による充填に偏りができたり、接着強度の低下がみられるようになる。そこで、対環境信頼性の観点から、発光パネル２０の端面と、フレキシブル配線基板４０の端面との適切な間隔を実験的に求めることを試みた。
実施例７と比較例５においては、発光パネル２０の端面と、フレキシブル配線基板４０の端面との間隙が、それぞれ１．３ｍｍ、０．８ｍｍとなるように、また実施例８及び比較例６においては、発光パネル２０の端面と、フレキシブル配線基板４０の端面との間隙が、それぞれ４．５ｍｍ、５．２ｍｍとなるように慎重に組み立てた。このようにして、実施例７、８及び比較例５、６に係る発光装置１０を製造した。それ以外の、材料選択、製造工程等に関しては実施例１に係る発光装置１０Ａとまったく同様にして製造した。
出来上がった各実施例７、８及び比較例５、６に係る発光装置１０の断面空隙観察の際に、発光パネル２０の端面と、フレキシブル配線基板４０の端面との間隙ｄ１を実測した値を図２７に示す。図２７に示されるように、各実施例７、８及び比較例５、６に係る発光装置１０は、設計どおりに製造されていることがわかる。各試料について、実施例１に係る発光装置１０Ａと同様の手順で、断面空隙観察試験、浸潤探索試験、平均９０度引き剥がし耐力試験、接着強度試験、接合部引張信頼性試験、及び、接合部繰返屈曲信頼性試験を実施した。結果を図２７，図３３，図３４に示す。この結果から、発光パネル２０の端面と、フレキシブル配線基板４０の端面との間隙ｄ１は１ｍｍ以上、５ｍｍ以下でないと、充分な接続信頼性が得られないことがわかった。
上記、実施例と比較例の中で、接合部引張信頼性試験、及び、もしくは、接合部繰返屈曲信頼性試験後の高温高湿試験における５００時間稼働後、及び、１０００時間稼働後に、全数点灯とならなかった例について、信頼性試験と、引き剥がし耐力、及び接着強度との相関を回帰分析によって調べた。
接合部引張信頼性試験結果と、引き剥がし耐力との多項式回帰曲線の決定係数Ｒ２は０．７１１であったのに対し、接合部引張信頼性試験結果と、接着強度との多項式回帰曲線の決定係数Ｒ２は０．６９１であった。したがって、接合部引張信頼性試験結果は引き剥がし耐力との相関がより強いといえる。温度８５℃、湿度８５％の環境下で、１０００時間の稼働を必要とする車載用部品に通常求められる、高温・高湿環境下にさらしても接合部の引張信頼性を確保するためには、引き剥がし耐力が、少なくとも、４Ｎ／ｃｍ以上、望ましくは６Ｎ／ｃｍ以上、より望ましくは８Ｎ／ｃｍ以上必要である。ただし、実施例５のデータは除外している。理由は、アクリル樹脂が高温・高湿下で変性しやすいという、材料固有の問題に起因するためである。
次に、上記実施例と比較例の中で、接合部引張信頼性試験、及び、もしくは、接合部繰返屈曲信頼性試験後の高温高湿試験における５００時間稼働後、及び、１０００時間稼働後に全数点灯とならなかった例について、信頼性試験と、引き剥がし耐力、及び接着強度との相関を回帰分析によって調べた。
接合部繰り返し屈曲信頼性試験結果と、引き剥がし耐力との多項式回帰曲線の決定係数Ｒ２は０．８４７であったのに対し、接合部引張信頼性試験結果と、接着強度との多項式回帰曲線の決定係数Ｒ２は０．８６４であった。従って、接合部繰返屈曲信頼性試験結果は接着強度との相関がより強いといえる。
温度８５℃、湿度８５％の環境下で、１０００時間の稼働を必要とする車載用部品に通常求められる、高温・高湿環境下にさらしても、接合部の繰り返し屈曲信頼性を確保するためには、接着強度が、少なくとも、６Ｎ／ｃｍ以上、望ましくは８Ｎ／ｃｍ以上であることが必要である。但し、実施例７のデータは除外している。理由は、アクリル樹脂が高温・高湿下で変性しやすいという、材料固有の問題に起因するためである。
本実施形態に係る発光装置１０は可撓性を有している。このため、例えば図３８に示されるように、曲面ガラス５０１を介して商品などを展示するショーケース５００などの装飾に用いることができる。発光装置１０を曲面ガラス５０１に配置しても、発光装置１０を介して商品の展示が可能である。このため、商品の展示を損なうことなく、発光装置１０を用いたメッセージの表示などを行うことができる。複数の発光装置１０を並べて配置することで、ショーケース５００の大きさに応じた表示が可能となる。ショーケースやショーウィンドの装飾に限らず、発光装置１０は種々の装飾やメッセンジャーとして用いることができる。
本実施形態に係る発光装置１０は、車両のテールランプに用いることができる。透光性及び可撓性を有する発光装置１０を光源として用いることで、種々の視覚的な効果を実現することができる。図３９は、車両８５０のテールランプ８００について、水平面での樹脂筐体の断面と内部構造を模式的に示す図である。発光装置１０をテールランプ８００の樹脂筐体の内壁面に沿って配置するとともに、発光装置１０の背面にミラー８０１を配置することで、発光装置１０からミラー８０１へ射出された光は、ミラー８０１で反射された後に発光装置１０を透過して、外部へ射出される。これにより、あたかもテールランプ８００の奥方向に発光装置１０とは別の光源があるようなユニットを形成することができる。
上記実施形態に係る発光装置１０は、図４に示されるように、発光素子３０が直線上に配置されていることとした。これに限らず、例えば、図４０に示されるように、発光素子３０が二次元平面上にマトリクス状に配置されていてもよい。
以上、本発明の実施形態について説明したが、発光装置１０の製造法については、米国特許出願公開明細書US2017/0250330（WO/2016/047134）に詳細に開示されている。図４０に示されるように、発光素子がマトリクス状に配置される発光装置については、日本国特許出願2018-164963に詳細に開示されている。それらの内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施しうるものであり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
１０ 発光装置
２０ 発光パネル
２１，２２ 基板
２３ 導体層
２３ａ〜２３ｉ 導体パターン
２４ 樹脂層
３０ 発光素子
３１ ベース基板
３２ Ｎ型半導体層
３３ 活性層
３４ Ｐ型半導体層
３５，３６ 電極
３７，３８ バンプ
４０ フレキシブル配線基板
４１ 基材
４２ カバーレイ
４２ａ 開口部
４３ 導体層
４３ａ 回路パターン
４３ｂ 回路パターン
４３ｃ 露出部
５０ コネクタ
５０ａ 端子
６０ 保護テープ
６１ 複合封止体
６２ モールド樹脂
６３ 複合封止材
６５ 異方性導電フィルム
１００ 接合部
５００ ショーケース
５０１ 曲面ガラス
６２０ ホットメルト樹脂
８００ テールランプ
８０１ ミラー
８５０ 車両

Claims (28)

  1. 光透過性を有する第１基板、
    前記第１基板の表面に形成される複数の導体パターン、
    前記導体パターンのいずれかに接続される複数の発光素子、
    及び、前記第１基板に対して、前記発光素子を保持する樹脂層
    を有する発光パネルと、
    前記樹脂層の端部から露出する前記導体パターンの露出部に電気的に接続される回路パターンを有するフレキシブル配線基板と、
    前記導体パターンの露出部と前記回路パターンの露出部を被覆するとともに、前記発光パネルの端部と前記フレキシブル配線基板の端部を被覆するモールド樹脂と、
    前記モールド樹脂を覆い、前記発光パネルと前記フレキシブル配線基板の接合部に巻回された保護テープと、
    を備える発光装置。
  2. 前記モールド樹脂は、前記樹脂層の前記端部と、前記フレキシブル配線基板と、の間に充填される請求項１に記載の発光装置。
  3. 光透過性を有し、前記第１基板に複数の前記発光素子を介して対向して配置される第２基板を備え、
    前記モールド樹脂は、前記樹脂層の前記端部から前記第２基板にわたって設けられている請求項１又は２に記載の発光装置。
  4. 前記導体パターンの露出部と前記回路パターンの露出部は、異方性導電基板によって接続されている請求項１乃至３のいずれか一項に記載の発光装置。
  5. 前記モールド樹脂は、前記保護テープともに、前記導体パターンの露出部に熱圧着されている請求項１乃至４のいずれか一項に記載の発光装置。
  6. 前記モールド樹脂は、前記第１基板と前記第２基板の第１の境界及び第２の境界に設けられる請求項１乃至５のいずれか一項に記載の発光装置。
  7. 前記モールド樹脂のマスフローレートは、３．０ｇ／１０ｍｉｎ以上１２．３ｇ／１０ｍｉｎ以下である請求項１乃至６のいずれか一項に記載の発光装置。
  8. 前記発光パネルと前記フレキシブル配線基板の平均９０度引き剥がし耐力が４Ｎ／ｃｍ以上である請求項１乃至７のいずれか一項に記載の発光装置。
  9. 前記発光パネルと前記フレキシブル配線基板の平均密着強度が６Ｎ／ｃｍ以上である請求項１乃至８のいずれか一項に記載の発光装置。
  10. 断面空隙観察試験及び浸潤探索試験において、前記モールド樹脂に空隙もしくは浸潤がないことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の発光装置。
  11. 前記発光パネルの端面と、前記フレキシブル配線基板の端面と間に、１ｍｍ以上５ｍｍ以下の間隙が形成される請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の発光装置。
  12. 前記樹脂層の端部から露出する前記導体パターンの露出部と、前記フレキシブル基板の回路パターンが、異方性導電膜、異方性導電ペースト、又は、異方性導電インクを介して電気的に接続されている請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の発光装置。
  13. 前記保護テープが、前記発光装置の全周の長さの１２．５％以上８７．５％以下の長さ余分に巻回されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の発光装置。
  14. 前記モールド樹脂は熱硬化性樹脂である請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の発光装置。
  15. 前記発光パネルと前記フレキシブル配線基板との接合部での、前記保護テープを含めた前記発光装置の最も厚い部分の厚さは、前記発光パネルの厚さに、１３８μｍを加えた値以上、前記発光パネルの厚さに４４６μｍを加えた値以下である請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の発光装置。
  16. 第１基板に形成された第１導体パターンと、第２基板に形成された第２導体パターンと、を重ね合わせて導電性接着材で接着することにより、前記第１基板と前記第２基板とを電気的に接続する工程と、
    前記第１基板と前記第２基板の接合部の境界それぞれに、樹脂材料を配置する工程と、
    前記第１基板と前記第２基板の境界を被覆する保護テープを前記第１基板及び前記第２基板に貼り付ける工程と、
    前記保護テープを介して、前記樹脂材料を前記第１基板と前記第２基板に熱圧着する工程と、
    を含む接合部の保護方法。
  17. 前記樹脂材料はホットメルト樹脂である請求項１６に記載の接合部の保護方法。
  18. 前記樹脂材料のマスフローレートは、３．０ｇ／１０ｍｉｎ以上１２．３ｇ／１０ｍｉｎ以下である請求項１６又は１７に記載の接合部の保護方法。
  19. 光透過性を有する第１基板及び第２基板と、前記第１基板の表面に形成される複数の導体パターンと、前記導体パターンのいずれかに接続される複数の発光素子と、前記第１基板と前記第２基板の間に設けられ、前記発光素子を保持する樹脂層と、前記樹脂層の端部から露出する前記導体パターンの露出部に電気的に接続される回路パターンを有するフレキシブル配線基板と、を備える発光装置の製造方法であって、
    前記導体パターンの露出部と、前記回路パターンと、を異方性導電基板を用いて接着する工程と、
    樹脂材料を前記導体パターンの露出部に配置する工程と、
    前記樹脂材料とともに、前記導体パターンの露出部を覆う保護テープを、前記フレキシブル配線基板に接着する工程と、
    前記保護テープともに、前記樹脂材料を前記導体パターンの露出部に熱圧着する工程と、
    を含む発光装置の製造方法。
  20. 前記保護テープを接着する工程では、
    前記保護テープを、前記第１基板及び前記第２基板に巻回して接着する請求項１９に記載の発光装置の製造方法。
  21. 前記樹脂材料を、前記第１基板の前記導体パターンの露出部が形成された第１面と反対の第２面と、前記フレキシブル配線基板と、の境界に配置する工程を含む請求項１９又は２０に記載の発光装置の製造方法。
  22. 前記樹脂材料はホットメルト樹脂である請求項１９乃至２１のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法。
  23. 前記樹脂材料のマスフローレートは、３．０ｇ／１０ｍｉｎ以上１２．３ｇ／１０ｍｉｎ以下である請求項１９乃至２２のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法。
  24. 光透過性を有する第１基板と、前記第１基板の表面に形成される複数の導体パターンと、前記導体パターンのいずれかに接続される複数の発光素子と、前記第１基板に対して、前記発光素子を保持する樹脂層と、前記樹脂層の端部から露出する前記導体パターンの露出部に電気的に接続される回路パターンを有するフレキシブル配線基板と、を備える発光装置の製造方法であって、
    前記導体パターンの前記露出部と、前記回路パターンと、を接着する工程と、
    モールド樹脂と保護テープが積層されている複合封止材を、前記露出部に巻回す工程と、
    前記保護テープを、前記露出部に熱圧着する工程と、
    を含む発光装置の製造方法。
  25. 前記発光装置は、前記樹脂層を介して前記第１基板に対向する第２基板を備え、
    前記モールド樹脂の厚さが、前記第２基板の厚さと前記樹脂層の厚さの和の２７％以上で７２％未満であるような複合封止材を用いて製造される、請求項２４に記載の発光装置の製造方法。
  26. 前記モールド樹脂の厚さが、前記フレキシブル配線基板の厚さの７５％以上で２００％未満であるような複合封止材を用いて製造される、請求項２４又は２５に記載の発光装置の製造方法。
  27. 前記樹脂層を介して前記第１基板に対向する第２基板を備え、
    前記第２基板と前記フレキシブル配線基板の距離は前記モールド樹脂の厚さの、２％以上で５％以下である請求項２４乃至２６のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法。
  28. 車両用灯具において、
    光透過性を有し、導体パターンが形成された第１基板と、前記導体パターンに接続される発光素子を保持する樹脂層を有する発光パネルと、前記導体パターンに接続される回路パターンを有するフレキシブル配線基板と、前記導体パターンと前記回路パターンとの接合部を被覆するともに、前記発光パネルと前記フレキシブル配線基板の一部を被覆するモールド樹脂と、前記モールド樹脂を覆い、前記発光パネルと、前記フレキシブル配線基板の接合部に配設された保護テープと、を備え、
    前記発光パネルと前記フレキシブル配線基板の平均９０度引き剥がし耐力が４Ｎ／ｃｍ以上であり、かつ、前記フレキシブル配線基板を鉛直上方へ４Ｎに至るよう引張り、引張応力が４Ｎから０Ｎに至るように、前記フレキシブル配線基板を伸長する動作を１０００回繰り返し行った後、温度８５℃、湿度８５％の環境下で５００時間放置後、点灯状態を維持する発光装置と；
    前記車両用灯具の筐体内壁面に沿って配置され、前記発光装置の背面に配置された反射部材と；
    を有し、
    前記発光装置から前記反射部材方向に射出された光は、前記反射部材にて反射された後に前記発光装置を透過して、外部へ射出することを特徴とする車両用灯具。
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