WO2015083366A1 - 発光ユニット、発光装置及び発光ユニットの製造方法 - Google Patents

発光ユニット、発光装置及び発光ユニットの製造方法 Download PDF

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pattern
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圭一 巻
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東芝ホクト電子株式会社
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Definitions

  • Embodiments of the present invention relate to a light emitting unit, a light emitting device, and a method for manufacturing the light emitting unit.
  • LEDs Light Emitting Diodes
  • the LED is small in size, generates a small amount of heat, and has a good response.
  • LEDs are widely used in optical devices such as indoor, outdoor, stationary, and moving display devices, display lamps, various switches, signal devices, and general illumination.
  • the LED chip is disposed between a pair of transparent films on which transparent electrodes are formed.
  • the present invention has been made under the circumstances described above, and it deals with achieving the transparency or flexibility of the module and supplying power efficiently.
  • the light emitting unit is arranged to face the first insulating film, for example, a light-transmitting first insulating film having transparency to visible light.
  • a second insulating film and a conductive pattern having transparency to visible light for example, and a plurality of conductive patterns formed on at least one surface of the first insulating film and the second insulating film;
  • a plurality of first light emitting elements connected to any two of the plurality of conductor patterns, the first light emitting elements are disposed between the first insulating film and the second insulating film, and hold the first light emitting elements.
  • a resin layer for example, a light-transmitting first insulating film having transparency to visible light.
  • FIG. 1 is a perspective view of a light emitting unit 10 according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the light emitting unit 10.
  • the light emitting unit 10 includes a light emitting panel 20, a flexible cable 40, a connector 50, and a reinforcing plate 60.
  • FIG. 3 is a side view of the light emitting panel 20.
  • the light emitting panel 20 includes a pair of transparent films 21 and 22, a resin layer 24 formed between the transparent films 21 and 22, and eight light emitting elements disposed inside the resin layer 24. Elements 30 1 to 30 8 are included.
  • the transparent films 21 and 22 are rectangular films whose longitudinal direction is the X-axis direction.
  • the transparent film 21 has a thickness of about 50 to 300 ⁇ m and is transparent to visible light.
  • the total light transmittance of the transparent film 21 is preferably about 5 to 95%.
  • the total light transmittance refers to the total light transmittance measured in accordance with Japanese Industrial Standard JISK7375: 2008.
  • the transparent films 21 and 22 have flexibility, and the bending elastic modulus is about 0 to 320 kgf / mm 2 .
  • a bending elastic modulus is the value measured by the method based on ISO178 (JIS K7171: 2008).
  • PET polyethylene terephthalate
  • PEN polyethylene naphthalate
  • PC polycarbonate
  • PES polyethylene succinate
  • ARTON arton
  • a conductive layer 23 having a thickness of about 0.05 ⁇ m to 2 ⁇ m is formed on the lower surface of the transparent film 21 (the surface on the ⁇ Z side in FIG. 3).
  • FIG. 4 is a plan view of the light emitting unit 10.
  • the conductor layer 23 includes an L-shaped conductor pattern 23 a formed along the + Y side outer edge of the transparent film 21, and the ⁇ Y side outer edge of the transparent film 21.
  • the rectangular conductor patterns 23b to 23i are arranged.
  • the conductor patterns 23a to 23i are conductor patterns made of a metal material such as copper (Cu) or silver (Ag).
  • the distance D between the conductor patterns 23a to 23i is about 100 ⁇ m or less.
  • the transparent film 21 is entirely covered with conductor patterns 23a to 23i separated by slits. Thereby, low resistance can be realized. Further, the L-shaped portion of the conductor pattern 23a forms a folded portion.
  • the transparent film 22 is shorter in the X-axis direction than the transparent film 21. Therefore, as can be seen with reference to FIG. 3, the + X side ends of the conductor pattern 23 a and the conductor pattern 23 i constituting the conductor layer 23 are exposed.
  • the resin layer 24 is formed between the transparent films 21 and 22.
  • the resin layer 24 has transparency to visible light.
  • the tensile storage elastic modulus of the resin layer 24 at the Vicat softening temperature is 0.1 MPa or more.
  • the melting temperature of the resin layer 24 is preferably 180 ° C. or higher, or 40 ° C. or higher than the Vicat softening temperature.
  • the glass transition temperature of the resin layer 24 is preferably ⁇ 20 ° C. or lower.
  • the elastomer used for the resin layer 24 include acrylic elastomers, olefin elastomers, styrene elastomers, ester elastomers, and urethane elastomers.
  • the resin layer 24 has a Vicat softening temperature in the range of 80 ° C. to 160 ° C., and a tensile storage modulus between 0 ° C. and 100 ° C. in the range of 0.01 GPa to 10 GPa.
  • Emitting element 30 1 is the square LED chip. As shown in FIG. 5, the light emitting element 30 1, the base substrate 31, N-type semiconductor layer 32, an LED chip having a four-layer structure composed of the active layer 33, P-type semiconductor layer 34. Rated voltage of the light emitting element 30 1 is about 2.5V.
  • the base substrate 31 is a sapphire substrate or a semiconductor substrate.
  • An N-type semiconductor layer 32 having the same shape as the base substrate 31 is formed on the upper surface of the base substrate 31.
  • An active layer 33 and a P-type semiconductor layer 34 are sequentially stacked on the upper surface of the N-type semiconductor layer 32.
  • the active layer 33 and the P-type semiconductor layer 34 stacked on the N-type semiconductor layer 32 have notches formed at the ⁇ Y side and ⁇ X side corners, and the surface of the N-type semiconductor layer is exposed.
  • a compound semiconductor is used as the N-type semiconductor layer 32, the active layer 33, and the P-type semiconductor layer 34.
  • a pad 36 that is electrically connected to the N-type semiconductor layer 32 is formed in a portion of the N-type semiconductor layer 32 exposed from the active layer 33 and the P-type semiconductor layer 34. Further, pads 35 that are electrically connected to the P-type semiconductor layer 34 are formed at the corners on the + X side and the + Y side of the P-type semiconductor layer 34.
  • the pads 35 and 36 are made of copper (Cu) or gold (Au), and conductive bumps 37 and 38 are formed on the upper surface.
  • the bumps 37 and 38 are made of metal bumps such as gold (Au) and a gold alloy, and are shaped into a hemisphere.
  • the metal bump an alloy of these metals such as gold (Au), silver (Ag), copper (Cu), nickel (Ni), AuSn, or the like can be used. Solder bumps may be used instead of metal bumps.
  • the bump 37 functions as a cathode electrode
  • the bump 38 functions as an anode electrode.
  • Emitting element 30 1 configured as described above, as shown in FIG. 6, the conductor patterns 23a, disposed between the 23b, the bump 37 is connected to the conductor pattern 23a, connection bumps 38 to the conductor pattern 23b Is done.
  • Figure 7 is a diagram showing a state of the light emitting element 30 1 is connected the conductor pattern 23a, to 23b.
  • the conductor patterns 23a to 23i are made of thin film conductors having a line width d1 of about 10 ⁇ m, and the pitch d2 of the thin film conductors is about 300 ⁇ m.
  • the line distance d3 is 290 ⁇ m.
  • the transmittance Pe of the conductor patterns 23a to 23i is expressed by the following equation. In the present embodiment, the transmittance Pe of the conductor patterns 23a to 23i is about 93.44%.
  • the light emitting element 30 1 the bump 37 is connected to the connection pads P provided on the conductor pattern 23a
  • the bumps 38 are connected to the connection pads P provided on the conductor pattern 23b.
  • the pitch of the bumps 37 and 38 of the light emitting element is The pitch is equal to or less than twice the pitch d2 of the thin film conductors constituting the conductor patterns 23a and 23b, and is equal to the pitch d2 in this example.
  • Other light emitting elements 30 2 to 30 8 also has the same configuration as the light emitting element 30 1. Then, the light emitting element 30 2, the conductor patterns 23b, is arranged between the 23c, it bumps 37 and 38 are respectively connected the conductor pattern 23b, a 23c. Similarly, the light emitting element 30 3, the conductor pattern 23c, are disposed across 23d. Emitting element 30 4, the conductor patterns 23d, is disposed over 23e. The light-emitting element 30 5, conductive patterns 23e, are disposed over 23f. Emitting element 30 6, the conductor pattern 23f, are arranged over 23 g. Emitting element 30 7, the conductor pattern 23g, is disposed over 23h.
  • Emitting element 30 8 the conductive pattern 23h, is placed over 23i. Thereby, the conductor patterns 23a to 23i and the light emitting elements 30 1 to 30 8 are connected in series. In the light emitting panel 20, the light emitting elements 30 are arranged at intervals of 10 mm.
  • FIG. 8 is a side view of the flexible cable 40. As shown in FIG. 8, the flexible cable 40 includes a base material 41, a conductor layer 43, and a cover lay 42.
  • the base material 41 is a rectangular member whose longitudinal direction is the X-axis direction.
  • the base material 41 is made of, for example, polyimide, and a conductor layer 43 is formed on the upper surface.
  • the conductor layer 43 is formed by patterning a copper foil attached to the upper surface of polyimide.
  • the conductor layer 43 includes two conductor patterns 43a and 43b, as shown in FIG.
  • the conductor layer 43 formed on the upper surface of the base material 41 is covered with a coverlay 42 that is vacuum-thermocompressed. As shown in FIG. 8, the coverlay 42 is shorter in the X-axis direction than the base material 41. For this reason, the ⁇ X side ends of the conductor patterns 43a and 43b constituting the conductor layer 43 are exposed. Further, the cover lay 42 is provided with an opening 42a, and the + X side ends of the conductor patterns 43a and 43b are exposed from the opening 42a.
  • the flexible cable 40 configured as described above has the conductor patterns 43a and 43b exposed from the coverlay 42 at the + X side ends of the conductor patterns 23a and 23i of the light emitting panel 20. It adheres to the light emitting panel 20 in a state in contact with the part.
  • the connector 50 is a rectangular parallelepiped component to which a cable routed from a DC power source is connected.
  • the connector 50 is mounted on the upper surface of the + X side end of the flexible cable 40.
  • the pair of terminals 50 a of the connector 50 are connected to the conductor pattern of the flexible cable 40 through the opening 42 a provided in the cover lay 42. 43a and 43b.
  • the reinforcing plate 60 is a rectangular plate-like member whose longitudinal direction is the X-axis direction.
  • the reinforcing plate 60 is made of, for example, epoxy resin or acrylic.
  • the reinforcing plate 60 is attached to the lower surface of the flexible cable 40 as shown in FIG. For this reason, the flexible cable 40 can be bent between the ⁇ X side end of the reinforcing plate 60 and the + X side end of the light emitting panel 20.
  • a method for manufacturing the light emitting panel 20 constituting the light emitting unit 10 will be described.
  • a transparent film 21 made of PET is prepared.
  • the mesh-shaped conductor layer 23 is formed in the whole statement of the transparent film 21 using a subtracting method or an additive method.
  • the conductor layer 23 is cut using an energy beam, for example, a laser to form conductor patterns 23a to 23i.
  • the conductor layer 23 is cut by irradiating the conductor layer 23 formed on the surface of the transparent film 21 with a laser beam. Then, the laser spot of the laser beam is moved along the dotted line shown in FIG. As a result, the conductor layer 23 is cut along the dotted slits, and conductor patterns 23a to 23i are formed as shown in FIG.
  • connection pads P are formed in advance on the conductor layer 23.
  • the connection pad P is provided corresponding to the position where the light emitting element 30 is mounted when the conductor layer 23 is formed.
  • the portion in the vicinity of the moving path of the laser spot melts and sublimates.
  • the conductor patterns 23a to 23i are cut out and a pair of connection pads P are formed.
  • a pair of connection pads P are formed at the positions indicated by black circles in FIG.
  • the conductor patterns 23a to 23i integrated with the connection pads P are subdivided with laser light.
  • the final-shaped conductor patterns with connection pads 23a to 23i shown in FIG. 14 may be formed in one lithography process without dividing the process into two steps.
  • connection pads shown in FIG. 13 are regularly dispersed in the conductor pattern, for example, in a matrix, so that the light-emitting elements required by individual light-emitting devices can be obtained.
  • a connection pad may be selected together with the conductor pattern and cut out with a laser beam. In this case, connection pads that are not used for connection of the light emitting elements remain as dummy pads.
  • the area used for the circuit becomes the cut-out pattern shown in FIG. 14, and the area not used for the circuit remains the initial pattern shown in FIG.
  • thermoplastic resin 240 is provided on the surface of the transparent film 21 on which the conductor patterns 23a to 23i are formed. Then, the light emitting elements 30 1 to 30 8 are disposed on the thermoplastic resin 240. Immediately below the bumps 37, 38 of the light emitting elements 30 1 to 30 8 In this case, the connection pads P formed in the conductor patterns 23a ⁇ 23i is to be positioned, the light-emitting elements 30 1 to 30 8 are positioned.
  • the transparent film 22 provided with the thermoplastic resin 240 on the lower surface is disposed on the upper surface side of the transparent film 21. And each of the transparent films 21 and 22 is heated and pressure-bonded in a vacuum atmosphere. Thereby, first, the bumps 37 and 38 formed on the light emitting element 30 penetrate the thermoplastic resin 240, reach the conductor patterns 23a to 23i, and are electrically connected to the conductor patterns 23a to 23i. Then, the thermoplastic resin 240 is filled between the conductive pattern 25 and the transparent films 21 and 22 and the light emitting element 30 without a gap. As shown in FIG. 3, the thermoplastic resin 240 becomes a resin layer 24 that holds the light emitting element 30 between the transparent films 21 and 22. The light emitting panel 20 is completed through the above steps.
  • thermoplastic resin 240 a sheet-like one may be used or applied. Further, instead of using the upper thermoplastic resin 240, only the lower thermoplastic resin 240 may be used. The whole is pressed with the upper and lower two layers of thermoplastic resin 240 sandwiched between the light emitting elements to obtain an electrical connection between the electrodes and the conductor pattern, and then the electrodes of the light emitting elements of the two layers of thermoplastic resin 240 The thermoplastic resin 240 located on the opposite side is peeled off, and the thermoplastic resin 240 having the same thickness as the peeled thermoplastic resin 240 and the final transparent film 22 are covered to obtain a similar configuration. Good.
  • the thermoplastic resin 240 is, for example, a thermoplastic elastomer. In addition, although the thermoplastic resin was used as the resin layer, it is not limited to this.
  • the flexible cable 40 with the reinforcing plate 60 attached thereto is connected to the light emitting panel 20 configured as described above, and the connector 50 is mounted on the flexible cable 40.
  • the light emitting unit 10 shown in FIG. 10 is connected to the light emitting panel 20 configured as described above, and the connector 50 is mounted on the flexible cable 40.
  • the light emitting element 30 constituting the light emitting panel 20 emits light. Since the rated voltage of the light emitting element 30 is approximately 2.5V, in the light emitting unit 10, a voltage of about 20V is applied to the conductor patterns 43a and 43b.
  • FIG. 18 is a block diagram of the light emitting device 100 including the light emitting unit 10. As shown in FIG. 18, the light emitting device 100 configured as described above is used together with a driving device 70 and a control device 80 that controls the driving device 70.
  • the control device 80 has a CPU (Central Processing Unit), a main storage unit that is a work area of the CPU, and an auxiliary storage unit that stores a program to be executed by the CPU.
  • a drive signal is output to the drive device 70 by executing a program read from the auxiliary storage unit by the CPU.
  • the driving device 70 applies a DC voltage to the light emitting unit 10 based on an instruction from the control device 80. Thereby, the light emitting unit 10 is controlled based on the program.
  • the light emitting elements 30 are connected by the conductor patterns 23a to 23i.
  • These conductor patterns 23a to 23i are formed of a metal thin film having a line width of about 10 ⁇ m.
  • Metals such as copper (Cu) and silver (Ag) are opaque metal materials, but the openings of the mesh pattern transmit light. For this reason, the transparency and flexibility of the light emitting panel 20 can be sufficiently secured.
  • the conductor patterns 23a to 23i are formed in a planar shape, the resistance value of the circuit that supplies power to the light emitting element 30 can be reduced. Thereby, electric power can be efficiently supplied to the light emitting element.
  • a conductor layer 23 composed of conductor patterns 23a to 23i is formed on the upper surface of the transparent film 21 of the pair of transparent films 21 and 22.
  • the light emitting panel 20 according to the present embodiment is thinner than the light emitting panel in which the conductor layers are formed on both the upper surface and the lower surface of the light emitting element 30. As a result, the flexibility and transparency of the light emitting panel 20 can be improved.
  • the present invention is not limited thereto, and the outer edges of the conductor patterns 23b to 23i may be bent as shown in FIG.
  • the light emitting elements 30 can be arranged so that the outer edges thereof are parallel to the X axis.
  • FIG. 20 is a diagram illustrating a light emitting panel 20 according to a modification.
  • the light emitting panel 20 has a pair of conductor patterns 23x, 23y on the transparent film 21 with the longitudinal direction as the X-axis direction.
  • a conductor pattern 26A made of copper or silver is connected to the entire outer edge on the ⁇ Y side of the conductor pattern 23x.
  • the conductor pattern 26B made of copper or silver is also connected to the entire outer edge on the + Y side of the conductor pattern 23y.
  • the line widths of the conductor patterns 26A and 26B are extremely larger than the line widths of the metal thin films constituting the conductor patterns 23y and 23x.
  • each light-emitting elements 30 1 to 30 8 the bumps 37 are connected to the conductor pattern 23x, in a state where the bumps 38 are connected to the conductor pattern 23y, it is arranged along the X-axis.
  • a DC power supply 200 is connected via a connector 50 between the conductor pattern 26A and the conductor pattern 26B.
  • This DC power supply 200 the voltage between the conductive pattern 26A and the conductive pattern 26B is applied, a voltage is applied to the light-emitting elements 30 1 to 30 8.
  • the light emitting elements 30 1 to 30 8 emit light.
  • a conductor pattern 26A made of copper or silver is connected to the entire outer edge on the ⁇ Y side of the conductor pattern 23x.
  • a conductor pattern 26B made of copper or silver is connected to the entire outer edge on the + Y side of the conductor pattern 23y.
  • the resistance values per unit volume of the conductor patterns 26A and 26B are significantly smaller than the resistance values per unit volume of the conductor patterns 23x and 23y.
  • the eight light emitting elements 30 1 to 30 8 constituting the light emitting panel 20 are connected in series.
  • the light emitting elements 30 11 to 30 18 may be connected in parallel to the light emitting elements 30 1 to 30 8, respectively.
  • the black circle indicates the anode electrode.
  • the respective light emitting elements 30 1 to 30 8 polar, while being matched polarity of the light emitting element 30 11-30 18, for each light emitting element 30 1 to 30 8, the light emitting element 30
  • each of the polar light-emitting elements 30 1 to 30 8 as the polarity of the light emitting element 30 11-30 18 are opposite to each other, the light-emitting elements 30 1 to 30 8 for each By connecting the light emitting elements 30 11 to 30 18 in parallel, the light emitting elements 30 1 to 30 8 and the light emitting elements 30 11 to 30 18 can be lit separately. Specifically, by reversing the voltage applied to the connector 50, each of the light emitting elements 30 1 to 30 8 and each of the light emitting elements 30 11 to 30 18 can be turned on alternately.
  • a pair of light emitting elements 30 that emit light of different color tones are connected in parallel so that the polarities are opposite to each other as described above, whereby different colors are alternately used by using one light emitting unit 10. It can be reproduced.
  • the eight light emitting elements 30 1 to 30 8 constituting the light emitting panel 20 are arranged in one row and connected in series to each other.
  • the light emitting elements 30 may be arranged in a plurality of rows.
  • a plurality of conductor patterns 23m are arranged in a matrix form with four in the Y-axis direction and three in the X-axis direction between a pair of conductor patterns 23a. Yes. Between each of the conductor patterns 23a and 23m, an insulating band 21a is formed by removing the conductive film.
  • Each of the light emitting elements 30 1 to 30 4 arranged in the X-axis direction, each of the light emitting elements 30 5 to 30 8, each of the light emitting elements 30 9 to 30 12, and each of the light emitting elements 30 13 to 30 16 are connected in series. It is connected. Then, an element group consisting of light emitting elements 30 1 to 30 4 connected in series, an element group consisting of light emitting elements 30 5 to 30 8 , an element group consisting of light emitting elements 30 9 to 30 12 , and a light emitting element 30 9 the element group consisting of 30 12 are connected in parallel.
  • conductor patterns 26A and 26B made of copper or silver are connected to the entire outer edges of the two conductor patterns 23a, respectively.
  • a DC power source 200 is connected between the conductor patterns 26A and 26B via the connector 50.
  • This DC power supply 200 the voltage between the conductive pattern 26A and the conductive pattern 26B is applied, a voltage is applied to the light-emitting elements 30 1 to 30 16.
  • the light emitting elements 30 1 to 30 16 emit light.
  • the light emitting elements 30 1 to 30 16 emit light.
  • the light emitting panel 20 can emit light in a planar shape.
  • another light emitting element 30 17 to 30 32 may be connected in parallel to each of the light emitting elements 30 1 to 30 16 .
  • the light emitting elements 30 1 to 30 32 can be turned on simultaneously.
  • the polarities of the light emitting elements 30 1 to 30 16 and the polarities of the light emitting elements 30 17 to 30 32 are opposite, for example, by connecting an AC power supply instead of the DC power supply 200, the light emitting elements 30 1 to 30 30 16 and the light emitting elements 30 17 to 30 32 can be turned on alternately.
  • the light emitting panel 20 can emit light with different colors alternately.
  • the light-emitting panel 20 it is necessary to apply a voltage to the pair of conductor patterns 23a located at the outer edge on the ⁇ X side and the outer edge on the + X side, as shown in FIG. In this case, it is necessary to route opaque wiring around the light emitting panel 20. Therefore, as shown in FIG. 25, one conductor pattern 23a may be routed to the vicinity of the other conductor pattern 23a. According to this, as shown in FIG. 25, it is only necessary to arrange the opaque wiring on one outer edge side (+ X side). Therefore, the use of the light emitting panel 20 can be expected to expand.
  • a metal layer made of copper or silver with the Y direction as the longitudinal direction may be attached to the entire outer edge on the ⁇ X side of the upper conductor pattern 23a that bundles the series circuit.
  • FIG. 26 shows an example in which the light emitting elements 30 are arranged in a curved line.
  • conductor patterns MP2 to MP8 are arranged in series with respect to the conductor pattern MP1
  • conductor patterns MP9 to MP15 are arranged in series with respect to the conductor pattern MP1.
  • the light emitting element 30 is arrange
  • the example shown in FIG. 26 is a series-parallel circuit of light-emitting elements.
  • a positive (negative) potential is applied to the transparent conductor pattern MP1 from both sides of the lower side, and two are simultaneously applied to the central two series circuits.
  • two negative (positive) potentials are alternately applied, the light-emitting elements of the two series circuits can be turned on simultaneously or in time series.
  • the light emitting element 30 can be arranged to be lit at an arbitrary position.
  • the subdivided conductor patterns are provided on the three sides of the substrate. However, the subdivided conductor patterns may be provided outside the two series circuits between the two series circuits. .
  • FIG. 27 is a diagram showing exemplary light-emitting element 30 1 of the light-emitting elements 30 1 to 30 8 of the present embodiment.
  • Emitting element 30 1 is the square LED chip, as shown in FIG. 27, a base substrate 31, N-type semiconductor layer 32 formed on the upper surface of the base substrate 31, active layer 33 and the P-type semiconductor layer 34 And have.
  • a pad 36 is formed on the lower surface of the base substrate 31, and a pad 35 is formed on the upper surface of the P-type semiconductor layer 34.
  • a hemispherical bump 38 is formed on the pad 35.
  • FIG. 28 is a perspective view showing the transparent films 21 and 22 constituting the light emitting panel 20.
  • an L-shaped conductor pattern 23a and rectangular conductor patterns 23b to 23e arranged along the outer edge on the ⁇ Y side of the transparent film 21 are formed on the lower surface of the transparent film 21.
  • rectangular conductor patterns 23g to 23i arranged along the outer edge on the ⁇ Y side of the transparent film 22 are formed.
  • FIG. 29 is a side view of the light-emitting panel 20. As shown in FIG. 29, the light emitting elements 30 1 to 30 8 are held by the resin layer 24 filled between the transparent film 21 and the transparent film 22.
  • the light emitting element 30 1 is disposed between the conductor patterns 23a and the conductor pattern 23f.
  • Emitting element 30 2 is disposed between the conductor pattern 23f and the conductor pattern 23b.
  • Emitting element 30 3 is arranged between the conductor patterns 23b and the conductor pattern 23 g.
  • Emitting element 30 4 is disposed between the conductor pattern 23g and the conductor pattern 23c.
  • the light-emitting element 30 5 is disposed between the conductor patterns 23c and the conductor patterns 23h.
  • Emitting element 30 6 is arranged between the conductor patterns 23h and the conductor patterns 23d.
  • Emitting element 30 7 is arranged between the conductor patterns 23d and the conductor pattern 23i.
  • Emitting element 30 8 is arranged between the conductor patterns 23i and the conductor pattern 23e.
  • the bumps 38 are connected to the conductor pattern of the transparent film 22, and the pads 36 are connected to the conductor pattern of the transparent film 21. .
  • the bumps 38 are connected to the conductor pattern of the transparent film 21, and the pads 36 are connected to the conductor pattern of the transparent film 22. As a result, the light emitting elements 30 1 to 30 8 are connected in series.
  • a mesh-like conductor layer 23 is formed on the surfaces of the transparent films 21 and 22 made of PET using a subtracting method or an additive method.
  • the conductor layer 23 is cut using a laser to form conductor patterns 23a to 23e on the surface of the transparent film 21, and conductor patterns 23f to 23i are formed on the surface of the transparent film 22.
  • connection pads P are formed in the respective conductor patterns 23a to 23i.
  • thermoplastic resin is provided on the surface of the transparent film 21, and the light emitting elements 30 1 to 30 8 are disposed on the thermoplastic resin. Then, the transparent film 22 provided with the thermoplastic resin on the lower surface is disposed on the upper surface side of the transparent film 21. These are heated and pressure-bonded in a vacuum atmosphere. The light emitting panel 20 is completed through the above steps.
  • the light emitting elements 30 are connected by the conductor patterns 23a to 23i.
  • These conductor patterns 23a to 23i are formed of a metal thin film having a line width of about 10 ⁇ m. For this reason, the transparency and flexibility of the light emitting panel 20 can be sufficiently secured. Further, since the conductor patterns 23a to 23i are formed in a planar shape, the resistance value of the circuit that supplies power to the light emitting element 30 can be reduced. Thereby, electric power can be efficiently supplied to the light emitting element.
  • the eight light emitting elements 30 1 to 30 8 constituting the light emitting panel 20 are connected in series.
  • the light emitting elements 30 11 to 30 18 may be connected in parallel to the light emitting elements 30 1 to 30 8 .
  • a white circle indicates the anode electrode.
  • the light emitting elements 30 11 to 30 18 are connected in parallel to the light emitting elements 30 1 to 30 8, respectively.
  • each of the light emitting elements 30 1 to 30 8 and each of the light emitting elements 30 11 to 30 18 can be turned on simultaneously.
  • each of the polar light-emitting elements 30 1 to 30 8 as the polarity of the light emitting element 30 11-30 18 are opposite to each other, each light-emitting element 30 1 to 30 8
  • the light emitting elements 30 1 to 30 8 and the light emitting elements 30 11 to 30 18 can be lit separately.
  • each of the light emitting elements 30 1 to 30 8 and each of the light emitting elements 30 11 to 30 18 can be turned on alternately.
  • a pair of light emitting elements 30 that emit light of different color tones are connected in parallel so that the polarities are opposite to each other as described above, whereby different colors are alternately used by using one light emitting unit 10. It can be reproduced.
  • the eight light emitting elements 30 1 to 30 8 constituting the light emitting panel 20 are connected in series has been described.
  • the number of the light emitting elements 30 is not limited to this.
  • a metal piece 39 such as a copper chip may be disposed in place of any one of the light emitting elements 30 as shown in FIG.
  • the light emitting elements may be arranged in a matrix composed of a plurality of columns and a plurality of rows.
  • the mesh pattern is made of copper or silver.
  • the mesh pattern is not limited to this, and may be made of metal such as gold (Au) or platinum (Pt).
  • FIG. 33A, FIG. 33B, FIG. 34A, and FIG. 34B are plan views for explaining the mode of the mesh pattern connection pads P used in the light-emitting elements having the double-sided electrode configuration described in FIGS.
  • connection with the mesh pattern includes a connection on the bump side (A) and a connection on the back side opposite to the bump (B).
  • conductive bumps are provided on the surface electrode of the light emitting element as described above.
  • FIG. 33A shows an example of the connection pad P in the case of (A) a), and FIG. 33B shows an example of the pad in the case of (A) b).
  • connection is made to the side opposite to the bump of the light emitting element, that is, the back electrode, and the connection to the mesh pattern is: B) Place a mesh smaller than the size of the chip (mesh area is about 1/2 to 1.5 times the size of the chip), c) No pad, and mesh intersection There is a method such as disposing an electrode on the opposite side of the bump.
  • Fig. 34A shows an example of the connection pad P in the case of (B) a), and Fig. 34B shows an example of the pad in the case of (B) b).
  • the pad on the bump side is slightly smaller than the mesh ridge, and the pad on the opposite side is the same size as the mesh ridge, but this is not restrictive.
  • connection pad P may be at an intersection of mesh patterns, or between two mesh intersections of mesh patterns so as to straddle two meshes. Also good. Further, as shown in FIGS. 34A and 34B, when the pads are the same size as the mesh ridges, the mesh pads can be arranged so that the connection pads P block the ridges.
  • FIGS. 33A, 33B, 34A, and 34B may be manufactured in two processing steps, but the patterning is not divided into two steps, and FIG. 33A, FIG. 33B, FIG. A mesh pattern with connection pads having a final shape as shown in FIG. 34B may be formed by one photolithography process.
  • the mesh patterns shown in FIGS. 33A, 33B, 34A, and 34B are used, and any one of the connection pads P is regularly dispersed in the mesh pattern, for example, in a matrix, so that the individual light emitting devices are used.
  • the region to be used for the circuit may be selected in accordance with the connection layout of the light emitting elements required in (1).
  • the light emitting unit 10 according to the present embodiment is different from the light emitting unit according to the first embodiment in that the conductor pattern is not a mesh pattern but a substantially transparent conductor.
  • FIG. 35 is a plan view of the light emitting unit 10.
  • the conductor layer 23 is arranged along the L-shaped conductor pattern 23 a formed along the + Y side outer edge of the transparent film 21 and the ⁇ Y side outer edge of the transparent film 21.
  • the conductor patterns 23a to 23i are made of a transparent conductive material such as indium tin oxide (ITO: Indium Tin Oxide).
  • ITO Indium Tin Oxide
  • the transparent film 22 is shorter in the X-axis direction than the transparent film 21. Therefore, as can be seen with reference to FIG. 3, the + X side ends of the conductor pattern 23 a and the conductor pattern 23 i constituting the conductor layer 23 are exposed.
  • a method for manufacturing the light emitting panel 20 constituting the light emitting unit 10 will be described.
  • a transparent film 21 made of PET is prepared, and a conductor layer 23 made of ITO is formed on the surface by sputtering or vapor deposition.
  • the conductor layers 23a to 23i are formed by patterning the conductor layer 23 using a laser.
  • the conductive layer 23 is patterned by irradiating the ITO film formed on the entire top surface of the transparent film 21 with laser light. Then, the laser spot of the laser beam is moved along the dotted line shown in FIG. As a result, the conductor layer 23 is cut along the dotted slits, and conductor patterns 23a to 23i are formed as shown in FIG. A conductor pattern 25 surrounding these conductor patterns 23 a to 23 i is formed along the outer edge of the transparent film 21.
  • the conductor pattern 25 is cut at a position indicated by an arrow in FIG. 38 using a laser. Thereby, as shown in FIG. 39, the conductor pattern 25 is subdivided into a plurality of small pieces 25a.
  • the plurality of small pieces 25a are electrically insulated from each other and from the conductor patterns 23a to 23i.
  • thermoplastic resin 240 is provided on the surface of the transparent film 21 on which the conductor patterns 23a to 23i are formed. Then, the light emitting elements 30 1 to 30 8 are disposed on the thermoplastic resin 240.
  • the transparent film 22 provided with the thermoplastic resin 240 on the lower surface is disposed on the upper surface side of the transparent film 21. And each of the transparent films 21 and 22 is heated and pressure-bonded in a vacuum atmosphere. Thereby, first, the bumps 37 and 38 formed on the light emitting element 30 penetrate the thermoplastic resin 240, reach the conductor patterns 23a to 23i, and are electrically connected to the conductor patterns 23a to 23i. And the thermoplastic resin 240 is filled between the conductor pattern 25, the small piece 25a, the transparent films 21 and 22, and the light emitting element 30 without a gap. As shown in FIG. 3, the thermoplastic resin 240 becomes a resin layer 24 that holds the light emitting element 30 between the transparent films 21 and 22. The light emitting panel 20 is completed through the above steps.
  • the flexible cable 40 with the reinforcing plate 60 attached thereto is connected to the light emitting panel 20 configured as described above, and the connector 50 is mounted on the flexible cable 40.
  • the light emitting unit 10 shown in FIG. 10 is connected to the light emitting panel 20 configured as described above, and the connector 50 is mounted on the flexible cable 40.
  • the light emitting elements 30 are connected by the conductor patterns 23a to 23i.
  • These conductor patterns 23a to 23i are formed as a planar pattern by patterning a transparent ITO film formed on the upper surface of the transparent film 21. Since the ITO film is highly transparent and flexible, the transparency and flexibility of the light emitting panel 20 can be sufficiently secured. Further, since the conductor patterns 23a to 23i are formed in a planar shape, the resistance value of the circuit that supplies power to the light emitting element 30 can be reduced. Thereby, electric power can be efficiently supplied to the light emitting element.
  • a conductor layer 23 composed of conductor patterns 23a to 23i is formed on the upper surface of the transparent film 21 of the pair of transparent films 21 and 22.
  • the light emitting panel 20 according to the present embodiment is thinner than the light emitting panel in which the conductor layers are formed on both the upper surface and the lower surface of the light emitting element 30. As a result, the flexibility and transparency of the light emitting panel 20 can be improved.
  • the ITO film formed on the surface of the transparent film 21 is patterned using laser light.
  • the conductor pattern 25 formed around the conductor patterns 23a to 23i is subdivided into a plurality of small pieces 25a. For this reason, the influence of the conductive relics generated in the manufacturing process of the light emitting panel 20 can be reduced.
  • the conductor pattern 25 when the conductor pattern 25 is not subdivided, the conductive foreign matter 91 adheres over the conductor pattern 25 and the conductor pattern 23f, and the conductive foreign matter 92 is 25 and the conductor pattern 23g, the conductor pattern 23f and the conductor pattern 23g are connected via the conductor pattern 25.
  • the light emitting element 30 arranged over the conductor pattern 23f and the conductor pattern 23g does not light up.
  • the conductor pattern 25 when the conductor pattern 25 is subdivided, the conductive foreign matter 91 adheres over the conductor pattern 25 and the conductor pattern 23f, and the conductive foreign matter 92 is attached to the conductor pattern 25 and the conductor.
  • the conductor pattern 23f and the conductor pattern 23g are not connected via the conductor pattern 25. Therefore, the influence of the conductive relics generated in the manufacturing process of the light emitting panel 20 is reduced.
  • the present invention is not limited thereto, and the outer edges of the conductor patterns 23b to 23i may be bent as shown in FIG.
  • the light emitting elements 30 can be arranged so that the outer edges thereof are parallel to the X axis.
  • the case where the light emitting elements 30 are connected in series has been described. Not limited to this, the light emitting elements 30 may be connected in parallel as shown in FIG.
  • the eight light emitting elements 30 1 to 30 8 constituting the light emitting panel 20 are connected in series.
  • the light emitting elements 30 11 to 30 18 may be connected in parallel to the light emitting elements 30 1 to 30 8, respectively.
  • each of the polar light-emitting elements 30 1 to 30 8 as the polarity of the light emitting element 30 11-30 18 are opposite to each other, the light-emitting elements 30 1 to 30 8 for each By connecting the light emitting elements 30 11 to 30 18 in parallel, the light emitting elements 30 1 to 30 8 and the light emitting elements 30 11 to 30 18 can be lit separately.
  • the eight light emitting elements 30 1 to 30 8 constituting the light emitting panel 20 are arranged in one row and connected in series to each other has been described.
  • the light emitting elements 30 may be arranged in a plurality of rows.
  • a plurality of conductor patterns 23m are arranged in a matrix form with four in the Y-axis direction and three in the X-axis direction between a pair of conductor patterns 23a. Yes. Between each of the conductor patterns 23a and 23m, an insulating band 21a is formed by removing the conductive film.
  • Each of the light emitting elements 30 1 to 30 4 arranged in the X-axis direction, each of the light emitting elements 30 5 to 30 8, each of the light emitting elements 30 9 to 30 12, and each of the light emitting elements 30 13 to 30 16 are connected in series. It is connected. Then, an element group consisting of light emitting elements 30 1 to 30 4 connected in series, an element group consisting of light emitting elements 30 5 to 30 8 , an element group consisting of light emitting elements 30 9 to 30 12 , and a light emitting element 30 9 the element group consisting of 30 12 are connected in parallel.
  • conductor patterns 26A and 26B made of copper or silver are connected to the entire outer edges of the two conductor patterns 23a, respectively.
  • a DC power source 200 is connected between the conductor patterns 26A and 26B via the connector 50.
  • This DC power supply 200 the voltage between the conductive pattern 26A and the conductive pattern 26B is applied, a voltage is applied to the light-emitting elements 30 1 to 30 16.
  • the light emitting elements 30 1 to 30 16 emit light.
  • the light emitting elements 30 1 to 30 16 emit light.
  • the light emitting panel 20 can emit light in a planar shape.
  • another light emitting element 30 17 to 30 32 may be connected in parallel to each of the light emitting elements 30 1 to 30 16 .
  • the light emitting elements 30 1 to 30 32 can be turned on simultaneously.
  • the polarities of the light emitting elements 30 1 to 30 16 and the polarities of the light emitting elements 30 17 to 30 32 are opposite, for example, by connecting an AC power supply instead of the DC power supply 200, the light emitting elements 30 1 to 30 30 16 and the light emitting elements 30 17 to 30 32 can be turned on alternately.
  • the light emitting panel 20 can emit light with different colors alternately.
  • the light emitting panel 20 As shown in FIG. 43, it is necessary to apply a voltage to the pair of conductor patterns 23a located at the outer edge on the ⁇ X side and the outer edge on the + X side. In this case, it is necessary to route opaque wiring around the light emitting panel 20. Therefore, as shown in FIG. 44, one conductor pattern 23a may be routed to the vicinity of the other conductor pattern 23a. According to this, as shown in FIG. 44, it is only necessary to arrange the opaque wiring on one outer edge side (+ X side). Therefore, the use of the light emitting panel 20 can be expected to expand.
  • a metal layer made of copper or silver whose longitudinal direction is the Y-axis direction may be attached to the entire outer edge on the ⁇ X side of the upper conductor pattern 23a that bundles the series circuit.
  • the case where the light emitting elements 30 are arranged on a straight line has been described. Not only this but the light emitting element 30 may be arranged on the curve, as FIG. 26 shows.
  • FIG. 45 is a diagram showing an example in which a finely divided conductor pattern S having a pitch smaller than that of a conductor pattern constituting a circuit is provided on all except the connection portion of the light emitting element 30.
  • a colored portion in the figure indicates a separation groove.
  • the subdivided conductor pattern S surrounded by the separation groove is formed between the conductor pattern 23a and the conductor pattern 23b in the circuit portion, and the conductor patterns 23a and 23b in the circuit portion and the conductor pattern around the light emitting panel. Between.
  • By providing such a subdivided conductor pattern S around the conductor pattern of the circuit portion it is possible to uniformly reduce the leak path caused by the conductive foreign matter.
  • channel was illustrated in the figure, if desired, it may be a groove
  • the region where the light emitting element 30 is attached is not provided with a subdivided conductor pattern, and only a groove exists.
  • the light emitting unit 10 according to the present embodiment is different from the light emitting unit according to the second embodiment in that the conductor pattern is not a mesh pattern but a substantially transparent conductor.
  • the conductor patterns 23a to 23i shown in FIG. 28 are made of a transparent conductive material made of indium tin oxide (ITO). As shown in FIG. 29, the light emitting elements 30 1 to 30 8 are held by the resin layer 24 filled between the transparent film 21 and the transparent film 22.
  • ITO indium tin oxide
  • the light emitting element 30 1 is disposed between the conductor patterns 23a and the conductor pattern 23f.
  • Emitting element 30 2 is disposed between the conductor pattern 23f and the conductor pattern 23b.
  • Emitting element 30 3 is arranged between the conductor patterns 23b and the conductor pattern 23 g.
  • Emitting element 30 4 is disposed between the conductor pattern 23g and the conductor pattern 23c.
  • the light-emitting element 30 5 is disposed between the conductor patterns 23c and the conductor patterns 23h.
  • Emitting element 30 6 is arranged between the conductor patterns 23h and the conductor patterns 23d.
  • Emitting element 30 7 is arranged between the conductor patterns 23d and the conductor pattern 23i.
  • Emitting element 30 8 is arranged between the conductor patterns 23i and the conductor pattern 23e.
  • the bumps 38 are connected to the conductor pattern of the transparent film 22, and the pads 36 are connected to the conductor pattern of the transparent film 21. .
  • the bumps 38 are connected to the conductor pattern of the transparent film 21, and the pads 36 are connected to the conductor pattern of the transparent film 22. As a result, the light emitting elements 30 1 to 30 8 are connected in series.
  • a method for manufacturing the light emitting panel 20 constituting the light emitting unit 10 will be described.
  • a transparent film 21 made of PET is prepared, and a conductor layer 23 made of ITO is formed on the entire surface by sputtering or vapor deposition. Then, this conductor layer 23 is patterned using a laser to form conductor patterns 23a to 23f.
  • the ITO film formed on the upper surface of the transparent film 21 is irradiated with laser light. Then, the laser spot of the laser beam is moved along the dotted line shown in FIG. As a result, the conductor layer 23 is cut along the dotted line, and conductor patterns 23a to 23e are formed as shown in FIG. A conductor pattern 25 surrounding these conductor patterns 23 a to 23 e is formed along the outer edge of the transparent film 21.
  • the conductor pattern 25 is cut using a laser. Thereby, as shown in FIG. 48, the conductor pattern 25 is subdivided into a plurality of small pieces 25a.
  • the plurality of small pieces 25a are electrically insulated from each other and from the conductor patterns 23a to 23e.
  • a transparent film 22 made of PET is prepared, and a conductor layer 23 made of ITO is formed on the entire surface using a sputtering method. Then, the conductor layer 23 is patterned using a laser to form conductor patterns 23f to 23i.
  • the conductive layer 23 is patterned by irradiating the ITO film formed on the upper surface of the transparent film 22 with laser light. Then, the laser spot of the laser beam is moved along the dotted line shown in FIG. As a result, the conductor layer 23 is cut along the dotted slits, and conductor patterns 23f to 23i are formed as shown in FIG. In addition, a conductor pattern 25 surrounding these conductor patterns 23f to 23i is formed.
  • the conductor pattern 25 is cut using a laser. Thereby, as shown in FIG. 51, the conductor pattern 25 is subdivided into a plurality of small pieces 25a.
  • the plurality of small pieces 25a are electrically insulated from each other and also from the conductor patterns 23f to 23i.
  • thermoplastic resin is applied to the surface of the transparent film 21, and the light emitting elements 30 1 to 30 8 are placed on the thermoplastic resin.
  • coated to the lower surface is arrange
  • FIG. These are heated and pressure-bonded in a vacuum atmosphere.
  • the light emitting panel 20 is completed through the above steps.
  • the light emitting elements 30 are connected by the conductor patterns 23a to 23i.
  • These conductor patterns 23a to 23i are formed as a planar pattern by patterning a transparent ITO film formed on the upper surface of the transparent film 21. Since the ITO film is highly transparent and flexible, the transparency and flexibility of the light emitting panel 20 can be sufficiently secured. Further, since the conductor patterns 23a to 23i are formed in a planar shape, the resistance value of the circuit that supplies power to the light emitting element 30 can be reduced. Thereby, electric power can be efficiently supplied to the light emitting element.
  • the conductor patterns 23a to 23i of the light emitting panel 20 are formed, the ITO film formed on the surfaces of the transparent films 21 and 22 is patterned using laser light. At that time, as shown in FIGS. 48 and 49, the conductor pattern 25 formed around the conductor patterns 23a to 23i is subdivided into a plurality of small pieces 25a. For this reason, the influence of the conductive relics generated in the manufacturing process of the light emitting panel 20 can be reduced.
  • the eight light emitting elements 30 1 to 30 8 constituting the light emitting panel 20 are connected in series.
  • the light emitting elements 30 11 to 30 18 may be connected in parallel to the light emitting elements 30 1 to 30 8, respectively.
  • a white circle indicates an anode electrode.
  • the light emitting elements 30 1 to 30 8 are made to correspond to the light emitting elements 30 1 to 30 8 in a state where the polarities of the light emitting elements 30 1 to 30 8 and the polarities of the light emitting elements 30 11 to 30 18 are matched.
  • each of the polar light-emitting elements 30 1 to 30 8 as the polarity of the light emitting element 30 11-30 18 are opposite to each other, each light-emitting element 30 1 to 30 8
  • the light emitting elements 30 1 to 30 8 and the light emitting elements 30 11 to 30 18 can be lit separately.
  • each of the light emitting elements 30 1 to 30 8 and each of the light emitting elements 30 11 to 30 18 can be turned on alternately.
  • a pair of light emitting elements 30 that emit light of different color tones are connected in parallel so that the polarities are opposite to each other as described above, whereby different colors are alternately used by using one light emitting unit 10. It can be reproduced.
  • the eight light emitting elements 30 1 to 30 8 constituting the light emitting panel 20 are connected in series has been described.
  • the number of the light emitting elements 30 is not limited to this.
  • a metal piece 39 such as a copper chip may be disposed in place of any one of the light emitting elements 30 as shown in FIG.
  • the light emitting elements may be arranged in a matrix composed of a plurality of columns and a plurality of rows.
  • the line width d1 of the thin film conductors constituting the conductor pattern is 10 ⁇ m and the arrangement pitch d2 of the thin film conductors is about 300 ⁇ m has been described.
  • the values of the line width d1 and the array pitch d2 can be variously changed.
  • the line width d1 is preferably in the range of 1 ⁇ m to 100 ⁇ m
  • the arrangement pitch d2 is preferably in the range of 10 ⁇ m to 1000 ⁇ m.
  • FIG. 54 shows a correspondence table showing the transmittance Pe corresponding to the line width d1 and the arrangement pitch d2.
  • the units of the arrangement pitches d1 and d2 are microns ( ⁇ m).
  • the line width d1 and the arrangement pitch d2 are set so that the transmittance Pe becomes 75% or more, for example, with reference to FIG.
  • the resistance of the conductor pattern is 100 ⁇ or less, for example, it is conceivable to set the line width d1 and the arrangement pitch d2 corresponding to the colored matrix.
  • the light emitting unit 10 including the eight light emitting elements 30 has been described. Not limited to this, the light emitting unit 10 may include 9 or more or 7 or less light emitting elements.
  • the conductor pattern is made of copper or silver.
  • the conductive pattern is not limited thereto, and may be made of metal such as gold (Au) or platinum (Pt).
  • the conductor pattern is formed by patterning the conductor layer 23 using a laser.
  • the present invention is not limited to this, and a conductive pattern made of ITO may be formed by printing on the transparent film 21 an ITO ink generated by converting the ITO into an ink.
  • the transparent conductive film is irradiated with an energy beam in an oxidizing or nitriding atmosphere, and the irradiation region is made into an insulating layer to separate the transparent conductive film. You may do it. That is, the insulating band can be a groove or an insulating layer.
  • ITO is used as the conductor pattern.
  • a transparent conductive material such as fluorine-doped tin oxide (FTO), zinc oxide, and indium zinc oxide (IZO) can also be used.
  • FTO fluorine-doped tin oxide
  • IZO indium zinc oxide
  • the conductor pattern can be formed by, for example, forming a thin film by applying a sputtering method, an electron beam vapor deposition method, or the like, and patterning the obtained thin film by laser processing, etching treatment, or the like.
  • the bump may be gold, AuSn alloy, silver, copper, nickel or an alloy with other metals, a mixture, a eutectic, an amorphous material, solder, eutectic solder, metal A mixture of fine particles and resin, an anisotropic conductive film, or the like may be used.
  • wire bumps using wire bonders, electrolytic plating, electroless plating, inks containing metal fine particles were baked by ink jet printing, pastes containing metal fine particles were formed, applied ball mounts, pellet mounts, vapor deposition sputtering, etc.
  • a bump may be used.
  • the conductive bump can be formed of a mixture of metal fine particles and resin.
  • a metal such as silver (Ag) or copper (Cu) or an alloy thereof is mixed with a thermosetting resin to make a paste, and droplets of the paste are sprayed onto the electrode by an ink jet method or a needle dispensing method to form a protrusion.
  • the conductive layer bumps may be formed by hardening by heat treatment.
  • the melting point of the bump is preferably 180 ° C. or higher, more preferably 200 ° C. or higher.
  • An upper limit is 1100 degrees C or less as a practical range. If the melting point of the bump is less than 180 ° C., the bump will be greatly deformed in the vacuum heat press process in the manufacturing process of the light emitting device, and the sufficient thickness cannot be maintained or it will protrude from the electrode, reducing the luminous intensity of the LED. Inconvenience occurs.
  • the melting point of the bump is, for example, a melting point value measured using a sample of about 10 mg at a heating rate of 5 ° C./min using a DSC-60 differential scanning calorimeter manufactured by Shimadzu Corporation. When the liquidus temperature is different, it is the value of the solidus temperature.
  • the dynamic hardness DHV of the bump is 3 or more and 150 or less, preferably 5 or more and 100 or less, and more preferably 5 or more and 50 or less.
  • the dynamic hardness DHV of the bump is less than 3, the bump is greatly deformed in the vacuum hot pressing process in the manufacturing process of the light emitting device, and a sufficient thickness cannot be maintained. In addition, the bump protrudes from the electrode, causing problems such as a decrease in the luminous intensity of the LED.
  • the dynamic hardness DHV of the bump exceeds 150, it is not preferable because the bump deforms the translucent support base in the vacuum hot pressing process in the manufacturing process of the light emitting device, thereby causing poor appearance and poor connection.
  • the dynamic hardness DHV of the bump is obtained, for example, by a test using a Shimadzu dynamic ultrafine hardness meter DUH-W201S manufactured by Shimadzu Corporation at 20 ° C.
  • a diamond regular pyramid indenter (Vickers indenter) having a facing angle of 136 ° is pushed into the bump at a load speed of 0.0948 mN / sec.
  • the test force (P / mN) when the indenter indentation depth (D / ⁇ m) reaches 0.5 ⁇ m is substituted into the following equation.
  • the height of the bump is preferably 5 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less, and more preferably 10 ⁇ m or more and 30 ⁇ m or less. If the bump height is less than 5 ⁇ m, the effect of preventing a short circuit between the conductor pattern and the P-type semiconductor layer or between the conductor pattern and the N-type semiconductor layer is weakened. On the other hand, if it exceeds 50 ⁇ m, the bump deforms the translucent support base in the vacuum hot pressing step in the manufacturing process of the light emitting device, which is not preferable.
  • the contact area of the electrode and the bump of the light emitting diode body is preferably 100 [mu] m 2 or more 15,000 2 or less, more preferably 400 [mu] m 2 or more 8,000Myuemu 2 or less.
  • Each of these dimensions is a value measured in a stable environment where the room temperature and the temperature of the object to be measured are 20 ° C. ⁇ 2 ° C.
  • the electrode of the light emitting diode main body and the conductor pattern of the translucent support base are connected by a vacuum hot press using bumps. Therefore, at least a part of the bump is not electrically melted during vacuum hot pressing and is electrically connected to the electrode of the light emitting diode. For this reason, the contact angle between the electrode surface of the light emitting diode body and the bump is preferably, for example, 135 degrees or less.
  • a sheet layer may be used as a resin layer formed between the transparent films, for example, a thermoplastic resin. And may be applied. Further, only the lower thermoplastic resin may be used without using the upper thermoplastic resin. Pressing the whole with two layers of upper and lower thermoplastic resin sandwiching the light emitting element to obtain an electrical connection between the electrode and the conductor pattern, and then out of the two layers of thermoplastic resin opposite to the electrode of the light emitting element The thermoplastic resin located at the surface of the thermoplastic resin is peeled off, and the thermoplastic resin having the same thickness as the peeled thermoplastic resin and the final transparent film are covered, and heated and pressurized to obtain a similar configuration. .
  • thermoplastic resin not only the thermoplastic resin but also a thermosetting resin can be used.
  • the first insulating film and the second insulating film sandwiching the light emitting element are translucent, and light can be emitted from both the upper and lower surfaces of the light emitting unit.
  • one side can be opaque or reflective.
  • the insulating film itself may have such a function, but an opaque or reflective material film may be applied to one side of the light emitting unit made of the transparent film LED described above.
  • Japanese Patent Application No. 2013-249453 Japanese Patent Application No. 2013-249454, Japanese Patent Application No. 2013-249456, Japanese Patent Application No. 2013-249457. based on.
  • the light emitting unit and the light emitting device of the present invention are suitable for a display device and a display lamp.
  • the light emitting unit manufacturing method of the present invention is suitable for manufacturing a light emitting unit.
  • Light emitting unit 20 Light emitting panel 21, 22 Transparent film 21a Insulation band 23 Conductor layer 23a-23i, 23m, 23x, 23y, 25, 26A, 26B Conductor pattern 24 Resin layer 25a Small piece 30 Light emitting element 31 Base substrate 32 N-type semiconductor layer 33 active layer 34 P-type semiconductor layer 35 pad 36 pad 37 bump 38 bump 39 metal piece 40 flexible cable 41 base material 42 coverlay 42a opening 43 conductor layer 43a, 43b conductor pattern 50 connector 50a terminal 60 reinforcing plate 70 driving device 80 Control device 91, 92 Conductive foreign matter 100 Light emitting device 200 DC power supply 240 Thermoplastic resin MP1 to MP15 Conductor pattern Connection P Pad

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Abstract

 可視光に対して透過性を有する光透過性の第1絶縁フィルムと、前記第1絶縁フィルムに対向して配置される第2絶縁フィルムと、例えば可視光に対して透過性を有するメッシュパターンからなり、前記第1絶縁フィルムと前記第2絶縁フィルムのうちの少なくとも一方の表面に形成される複数の導体パターンと、前記複数の導体ターンのうちのいずれか2つの導体パターンに接続される複数の第1発光素子と、前記第1絶縁フィルムと前記第2絶縁フィルムの間に配置され、前記第1発光素子を保持する樹脂層と、を有する。

Description

発光ユニット、発光装置及び発光ユニットの製造方法
 本発明の実施形態は、発光ユニット、発光装置及び発光ユニットの製造方法に関する。
 近年、エネルギー消費量の削減を目的とする取り組みが重要視されている。このような背景から、消費電力が比較的少ないLED(Light Emitting Diode)が次世代の光源として注目されている。LEDは、小型で発熱量が少なく、応答性もよい。このため、LEDは、屋内用、屋外用、定置用、移動用等の表示装置、表示用ランプ、各種スイッチ類、信号装置、一般照明等の光学装置に幅広く利用されている。
  従来、この種のLEDを配線板に実装する際には、ワイヤボンディング法が用いられてきた。しかしながら、ワイヤボンディング法は、LEDチップをフレキシブル基板などの可撓性のある材料に実装するのには適していない。そこで、LEDチップを、ワイヤボンディング法を用いることなく、実装するための技術が種々提案されている。
 このようなモジュールでは、LEDチップは、透明電極が形成された1組の透明フィルムの間に配置される。この種のモジュールでは、モジュールの透明性及び可撓性を確保しつつ、LEDチップへ効率よく電力を供給することが必要である。
特開2012-084855号公報
 本発明は、上述の事情の下になされたもので、モジュールの透明性又は可撓性の達成と、効率よく電力を供給することを課題として取り扱う。
 上述の課題を達成するために、本実施形態に係る発光ユニットは、例えば可視光に対して透過性を有する光透過性の第1絶縁フィルムと、前記第1絶縁フィルムに対向して配置される第2絶縁フィルムと、例えば可視光に対して透過性を有する導体パターンからなり、前記第1絶縁フィルムと前記第2絶縁フィルムのうちの少なくとも一方の表面に形成される複数の導体パターンと、前記複数の導体パターンのうちのいずれか2つの導体パターンに接続される複数の第1発光素子と、前記第1絶縁フィルムと前記第2絶縁フィルムの間に配置され、前記第1発光素子を保持する樹脂層と、を有する。
 本実施形態によれば、光に対する透過性又は可撓性を有する発光ユニットを提供できる。
発光ユニットの斜視図である。 発光ユニットの展開斜視図である。 発光パネルの側面図である。 発光ユニットの平面図である。 発光素子の斜視図である。 導体パターンに接続される発光素子を示す図である。 導体パターンに接続される発光素子の様子を示す図である 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続要領を説明するための図である。 導体パターンの製造要領を説明するための図である。 導体パターンの製造要領を説明するための図である。 導体パターンの製造要領を説明するための図である。 導体パターンの製造要領を説明するための図である。 導体パターンの製造要領を説明するための図である。 導体パターンの製造要領を説明するための図である。 発光パネルの製造要領を説明するための図である。 発光パネルの製造要領を説明するための図である。 発光ユニットを備える発光装置のブロック図である。 導体パターン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。 発光ユニットの変形例を示す図である。 発光ユニット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。 発光パネルの変形例を示す図である。 発光素子の側面図である。 透明フィルムの斜視図である。 発光パネルの側面図である。 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。 発光パネルの変形例を示す図である。 導体パターンの製造要領を説明するための図である。 導体パターンの製造要領を説明するための図である。 導体パターンの製造要領を説明するための図である。 導体パターンの製造要領を説明するための図である。 発光ユニットの平面図である。 導体パターンの製造要領を説明するための図である。 導体パターンの製造要領を説明するための図である。 導体パターンの製造要領を説明するための図である。 導体パターンの製造要領を説明するための図である。 本実施形態の効果を説明するための図である。 本実施形態の効果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。 導体パターンの製造要領を説明するための図である。 導体パターンの製造要領を説明するための図である。 導体パターンの製造要領を説明するための図である。 導体パターンの製造要領を説明するための図である。 導体パターンの製造要領を説明するための図である。 導体パターンの製造要領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。 導体パターンを構成する薄膜導体の線幅とピッチに対応する透過率を表す対応表を示す図である。
《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ユニット10の斜視図である。また、図2は発光ユニット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、発光ユニット10は、発光パネル20、フレキシブルケーブル40、コネクタ50、補強板60を有している。
 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組の透明フィルム21,22、透明フィルム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30~30を有している。
 透明フィルム21,22は、長手方向をX軸方向とする長方形のフィルムである。透明フィルム21は、厚さが50~300μm程度であり、可視光に対して透過性を有する。透明フィルム21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た全光透過率をいう。
 透明フィルム21,22は、可撓性を有し、その曲げ弾性率は、0~320kgf/mm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。
 透明フィルム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組の透明フィルム21,22のうち、透明フィルム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、発光ユニット10の平面図である。図3及び図4を参照するとわかるように、導体層23は、透明フィルム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、透明フィルム21の-Y側の外縁に沿って配列される長方形の導体パターン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導体パターンである。また、発光ユニット10では、導体パターン23a~23i同士の距離Dは、約100μm以下である。透明フィルム21は、スリットで区分された導体パターン23a~23iにより全面的に覆われている。これにより低抵抗化が実現できる。また、導体パターン23aのL字状の部分は折り返し部分を為す。
 発光ユニット10では、透明フィルム22の方が、透明フィルム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側端が露出した状態になっている。
 樹脂層24は、透明フィルム21,22の間に形成されている。樹脂層24は、可視光に対する透過性を有する。
 ビカット軟化温度における樹脂層24の引張貯蔵弾性率は0.1MPa以上である。また、樹脂層24の融解温度は180℃以上、もしくはビカット軟化温度よりも40℃以上高いことが好ましい。そして、樹脂層24のガラス転移温度は、-20℃以下であることが好ましい。樹脂層24に用いられるエラストマーとしては、アクリル系エラストマー、オレフィン系エラストマー、スチレン系エラストマー、エステル系エラストマー、ウレタン系エラストマーなどが考えられる。また、樹脂層24は、ビカット軟化温度が80℃以上160℃以下の範囲であり、0℃から100℃の間の引張貯蔵弾性率が0.01GPa以上10GPa以下の範囲である。
 発光素子30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30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30の定格電圧は約2.5Vである。
 ベース基板31は、サファイア基板又は半導体基板である。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、N型半導体層の表面が露出している。N型半導体層32、活性層33、P型半導体層34としては、例えば化合物半導体が用いられる。
 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パッド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パッド35が形成されている。パッド35,36は、銅(Cu)、金(Au)からなり、上面には、導電性を有するバンプ37,38が形成されている。バンプ37,38は、金(Au)や金合金などの金属バンプからなり、半球状に整形されている。金属バンプとしては、金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、ニッケル(Ni)や、AuSn等、これら金属の合金を用いることができる。金属バンプのかわりに半田バンプを用いてもよい。発光素子30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30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。
 図7は、導体パターン23a,23bに接続される発光素子30の様子を示す図である。図7を参照するとわかるように、導体パターン23a~23iは、線幅d1が約10μmの薄膜導体からなり、薄膜導体のピッチd2は約300μmである。また、線間距離d3は、290μmである。導体パターン23a~23iの透過率Peは、次式で示される。本実施形態では、導体パターン23a~23iの透過率Peは、93.44%程度である。
Pe=(d3×d3)/(d2×d2)=(d2-d1)/d2
 図7に示されるように、発光素子30は、導体パターン23aに設けられた接続パッドPにバンプ37が接続され、導体パターン23bに設けられた接続パッドPにバンプ38が接続されている。図7の例では、発光素子のバンプ37、38のピッチは、
導体パターン23a,23bを構成する薄膜導体のピッチd2の2倍以下であり、この例では、ピッチd2と同等である。
 他の発光素子30~30も、発光素子30と同等の構成を有している。そして、発光素子30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30は、導体パターン23c,23dにわたって配置される。発光素子30は、導体パターン23d,23eにわたって配置される。発光素子30は、導体パターン23e,23fにわたって配置される。発光素子30は、導体パターン23f,23gにわたって配置される。発光素子30は、導体パターン23g,23hにわたって配置される。発光素子30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30~30が直列に接続される。発光パネル20では、発光素子30が、10mm間隔で配置される。
 図8は、フレキシブルケーブル40の側面図である。図8に示されるように、フレキシブルケーブル40は、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、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、図4に示されるように、2つの導体パターン43a,43bからなる。
 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。このカバーレイ42は、図8に示されるように、基材41よりもX軸方向の長さが短い。このため、導体層43を構成する導体パターン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、導体パターン43a,43bの+X側端部が露出している。
 図4及び図9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ケーブル40は、カバーレイ42から露出する導体パターン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。
 図2に示されるように、コネクタ50は、直方体状の部品で、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、フレキシブルケーブル40の+X側端部上面に実装される。コネクタ50がフレキシブルケーブル40に実装されると、図9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、フレキシブルケーブル40の導体パターン43a,43bに接続される。
 図2に示されるように、補強板60は、長手方向をX軸方向とする長方形板状の部材である。補強板60は、例えばエポキシ樹脂やアクリルからなる。この補強板60は、図9に示されるように、フレキシブルケーブル40の下面に張り付けられる。このため、フレキシブルケーブル40は、補強板60の-X側端と発光パネル20の+X側端の間で屈曲させることができる。
 次に、上述した発光ユニット10を構成する発光パネル20の製造方法について説明する。まずPETからなる透明フィルム21を用意する。そして、図10に示されるように、透明フィルム21の表明全体に、サブトラクト法又はアディティブ法等を用いて、メッシュ状の導体層23を形成する。そして、この導体層23を、エネルギービーム、例えばレーザを用いて切断することにより、導体パターン23a~23iを形成する。
 導体層23の切断は、透明フィルム21の表面に形成された導体層23にレーザ光を照射する。そして、レーザ光のレーザスポットを、図11に示される点線に沿って移動させる。これにより、導体層23が、点線のスリットに沿って切断され、図12に示されるように、導体パターン23a~23iが形成される。
 本実施形態では、図13に示されるように、導体層23に接続パッドPがあらかじめ形成されている。接続パッドPは、導体層23が形成されるときに、発光素子30が実装される位置に対応して設けられる。図13に示される点線に沿って、導体層23の表面をレーザ光のレーザスポットが移動すると、レーザスポットの移動経路近傍にある部分が融解して昇華する。これにより、図14に示されるように、導体パターン23a~23iが切り出されるとともに、1対の接続パッドPが形成される。発光パネル20では、図15の黒丸に示されるところに1対の接続パッドPが形成される。
 図13、図14に示される例では、接続パッドP同士と一体になった導体パターン23a~23iを、レーザ光で細分化することとした。しかしながら、所望であれば、2回に工程を分けず、図14に示される最終形状の接続パッド付導体パターン23a~23iを、一回のリソグラフィー工程で形成することとしてもよい。
 あるいは、図13に示される導体パターンを用い、図13に示される接続パッドが導体パターンに例えばマトリクス状に規則的に散在されているようにしておき、個々の発光装置で要求される発光素子の接続レイアウトに応じて、導体パターンと共に接続パッドを選択してレーザ光で切り出すようにしてもよい。この場合、発光素子の接続に使用しない接続パッドはダミーパッドとして残る。
 そのようにした時は、回路に供する領域は、図14に示される切り出されたパターンとなり、回路に供さない領域は図13に示される初期パターンのままとなる。このように、導体パターンの形成には幾つかの方法がある。
 次に、図16に示されるように、導体パターン23a~23iが形成された透明フィルム21の表面に熱可塑性樹脂240を設ける。そして、発光素子30~30を、熱可塑性樹脂240の上に配置する。このとき発光素子30~30のバンプ37,38の直下に、導体パターン23a~23iに形成された接続パッドPが位置するように、発光素子30~30が位置決めされる。
 次に、図17に示されるように、下面に熱可塑性樹脂240が設けられた透明フィルム22を、透明フィルム21の上面側に配置する。そして、透明フィルム21,22それぞれを、真空雰囲気下で加熱し圧着させる。これにより、まず、発光素子30に形成されたバンプ37,38が、熱可塑性樹脂240を突き抜けて、導体パターン23a~23iに達し、当該導体パターン23a~23iに電気的に接続される。そして、熱可塑性樹脂240が、導体パターン25及び透明フィルム21,22と発光素子30との間に隙間なく充填される。この熱可塑性樹脂240は、図3に示されるように、透明フィルム21,22の間で発光素子30を保持する樹脂層24となる。以上の工程を経て、発光パネル20が完成する。
 熱可塑性樹脂240としては、シート状のものを用いてもよいし、塗布してもよい。また、上側の熱可塑性樹脂を240用いずに、下側の熱可塑性樹脂240だけを用いてもよい。上下2層の熱可塑性樹脂240を用いて発光素子を挟んだ状態で全体を加圧して、電極と導体パターンの電気的接続を得た後、2層の熱可塑性樹脂240うち発光素子の電極と反対側に位置する熱可塑性樹脂240を剥し、あらためて剥した熱可塑性樹脂240と同じ厚みを持つ熱可塑性樹脂240と、最終的な透明フィルム22とを被せて、同様な構成を得るようにしてもよい。熱可塑性樹脂240は、例えば熱可塑性のエラストマーである。なお、樹脂層として熱可塑性樹脂を用いたが、これに限るものではない。
 上述のように構成された発光パネル20に、図9に示されるように、補強板60が張り付けられたフレキシブルケーブル40を接続し、このフレキシブルケーブル40に、コネクタ50を実装することで、図1に示される発光ユニット10が完成する。
 上述のように構成された発光ユニット10は、コネクタ50を介して、図4に示される導体パターン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、発光ユニット10では、導体パターン43a,43bには、20V程度の電圧が印加される。
 図18は、発光ユニット10を備える発光装置100のブロック図である。図18に示されるように、上述のように構成された発光装置100は、駆動装置70、及び駆動装置70を制御する制御装置80とともに用いられる。
 制御装置80は、CPU(Central Processing Unit)、CPUの作業領域となる主記憶部、CPUに実行されるプログラムを記憶する補助記憶部を有している。制御装置80ででは、CPUが補助記憶部から読みだしたプログラムを実行することで、駆動装置70に駆動信号が出力される。駆動装置70は、制御装置80の指示に基づいて、発光ユニット10に直流電圧を印加する。これにより、プログラムに基づいて、発光ユニット10が制御される。
 以上説明したように、本実施形態では、発光素子30が、導体パターン23a~23iによって接続される。これらの導体パターン23a~23iは、線幅が約10μmの金属薄膜から構成される。銅(Cu)や銀(Ag)などの金属は不透明な金属材料であるが、メッシュパターンの開口部が光を透過する。このため、発光パネル20の透明性及び可撓性を十分に確保することができる。また、導体パターン23a~23iは、平面状に形成されるので、発光素子30へ電力を供給する回路の抵抗値を小さくすることができる。これにより、発光素子へ効率よく電力を供給することができる。
 本実施形態では、1組の透明フィルム21,22のうち、透明フィルム21の上面に、導体パターン23a~23iからなる導体層23が形成されている。このため、本実施形態に係る発光パネル20は、発光素子30の上面及び下面の双方に導体層が形成される発光パネルに比べて薄くなる。その結果、発光パネル20の可撓性と透明度を向上することができる。
 なお、上記実施形態では、導体パターン23b~23iが矩形である場合について説明した。これに限らず、導体パターン23b~23iは、図19に示されるように、外縁が屈曲していてもよい。この場合には、発光素子30を、その外縁がX軸に平行になるように配列することが可能となる。
 上記実施形態では、発光素子30が直列に接続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は、並列に接続されていてもよい。図20は、変形例に係る発光パネル20を示す図である。発光パネル20は、透明フィルム21に、長手方向をX軸方向とする一対の導体パターン23x,23yを有している。導体パターン23xの-Y側の外縁全体には、銅又は銀からなる導体パターン26Aが接続されている。そして、導体パターン23yの+Y側の外縁全体にも、銅又は銀からなる導体パターン26Bが接続されている。これらの、導体パターン26A,26Bの線幅は、導体パターン23y,23xを構成する金属薄膜の線幅に比べ、極めて大きい。
 各発光素子30~30は、導体パターン23xにバンプ37が接続され、導体パターン23yにバンプ38が接続された状態で、X軸に沿って配列されている。
 本変形例に係る発光パネル20では、導体パターン26Aと導体パターン26Bの間に、コネクタ50を介して直流電源200が接続される。この直流電源200によって、導体パターン26Aと導体パターン26Bの間に電圧が印加されると、各発光素子30~30に電圧が印加される。これにより、発光素子30~30が発光する。
 上述のように構成される発光パネル20では、導体パターン23xの-Y側の外縁全体に、銅又は銀からなる導体パターン26Aが接続されている。そして、導体パターン23yの+Y側の外縁全体に、銅又は銀からなる導体パターン26Bが接続されている。導体パターン26A,26Bの単位体積当たりの抵抗値は、導体パターン23x,23yの単位体積当たりの抵抗値に比べて著しく小さくなっている。
 このため、導体パターン23x,23yに隣接して、導体パターン26Aを設けることで、導体パターン23x,23yの電流密度が均一化され、発光素子30~30それぞれに印加される電圧にばらつきがなくなる。そのため、各発光素子30~30それぞれの明るさを均一化することができる。
 先述の実施形態では、発光パネル20を構成する8個の発光素子30~30が、直列に接続されている場合について説明した。これに限らず、図21に示されるように、発光素子30~30それぞれに対し、発光素子3011~3018が並列に接続されていてもよい。図21では、黒丸がアノード電極を示している。図21に示されるように、発光素子30~30それぞれの極性と、発光素子3011~3018の極性を一致させた状態で、発光素子30~30それぞれに対し、発光素子3011~3018を並列に接続することで、発光素子30~30それぞれと、発光素子3011~3018それぞれとを同時に点灯させることができる。
 また、図22に示されるように、発光素子30~30それぞれの極性と、発光素子3011~3018の極性が相互に反対になるように、発光素子30~30それぞれに対し、発光素子3011~3018を並列に接続することで、発光素子30~30それぞれと、発光素子3011~3018それぞれとを別々に点灯させることができる。具体的には、コネクタ50に印加される電圧を反転させることで、発光素子30~30それぞれと、発光素子3011~3018それぞれとを交互に点灯させることが可能となる。
 例えば、色調の異なる光を射出する一組の発光素子30を、上述のように極性が相互に反対になるように並列接続することで、1つの発光ユニット10を用いて、異なる色を交互に再現することが可能となる。
 上記実施形態では、発光パネル20を構成する8個の発光素子30~30が、1列に配置され、相互に直列に接続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23に示されるように、発光素子30は、複数の列に配置されていてもよい。図23に示される変形例に係る発光パネル20では、一組の導体パターン23aの間に、複数の導体パターン23mが、Y軸方向へ4つ、X軸方向へ3つのマトリクス状に配置されている。各導体パターン23a,23mの間は、導電性膜が除去されることにより形成された、絶縁帯21aとなっている。
 X軸方向へ配列された発光素子30~30それぞれと、発光素子30~30それぞれと、発光素子30~3012それぞれと、発光素子3013~3016それぞれとが、直列に接続されている。そして、直列に接続された発光素子30~30からな素子群と、発光素子30~30からなる素子群と、発光素子30~3012からなる素子群と、発光素子30~3012からなる素子群とが並列に接続されている。
 また、図23に示されるように、2つの導体パターン23aそれぞれの外縁全体には、銅又は銀からなる導体パターン26A,26Bがそれぞれ接続されている。そして、導体パターン26A,26Bの間に、コネクタ50を介して直流電源200が接続される。この直流電源200によって、導体パターン26Aと導体パターン26Bの間に電圧が印加されると、各発光素子30~3016に電圧が印加される。これにより、発光素子30~3016が発光する。このように、発光素子30をマトリクス状に配置することで、発光パネル20を面状に発光させることが可能となる。
 また、図24に示されるように、発光素子30~3016それぞれに対して、別の発光素子3017~3032を並列に接続してもよい。この場合には、発光素子30~3016の極性と、発光素子3017~3032の極性が等しい場合には、発光素子30~3032を同時に点灯させることができる。一方、発光素子30~3016の極性と、発光素子3017~3032の極性が逆の場合には、例えば、直流電源200に代えて交流電源を接続することで、発光素子30~3016と、発光素子3017~3032とを交互に点灯させることができる。これにより、発光素子30~3016の色調と、発光素子3017~3032の色調とに違いをもたせることで、発光パネル20を、交互に異なる色で発光させることが可能となる。
 なお、上記変形例に係る発光パネル20では、図24に示されるように、-X側の外縁と+X側の外縁に位置する一対の導体パターン23aに電圧をかける必要がある。この場合には、不透明な配線を発光パネル20の周囲に引き回す必要がある。そこで、図25に示されるように、一方の導体パターン23aを、他方の導体パターン23aの近傍まで引き回すこととしてもよい。これによれば、図25に示されるように、不透明な配線を一方の外縁側(+X側)に配置すればすむ。したがって、発光パネル20の用途の拡大が期待できる。
 なお、図25において、直列回路を束ねる上側の導体パターン23aの-X側の外縁全体に、Y方向を長手方向とする銅又は銀からなる金属層を張り付けてもよい。これにより、各発光素子30に流れる電流の大きさを均一化することができる。
 また、上記実施形態では、発光素子30が直線上に配列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は、曲線上に配列されていてもよい。図26には、発光素子30が曲線状に配列された例が示されている。図26に示されるように、導体パターンMP1に対して、導体パターンMP2~MP8が直列的に配置されるとともに、導体パターンMP1に対して、導体パターンMP9~MP15が直列的に配置されている。そして、発光素子30は、隣接する導体パターンにまたがって配置される。このため、導体パターンMP1と導体パターンMP8との間と、導体パターンMP1と導体パターンMP15との間に、直流電源200を用いて電圧を印加することで、曲線上に配置された発光素子30を点灯させることができる。
 図26に示される例は、発光素子の直並列回路であるが、下辺の両側から透明な導体パターンMP1に正(負)電位を与えておき、中央の2つの直列回路に対して2つ同時に又は2つ交互に負(正)電位を与えれば、2つの直列回路の発光素子を同時点灯又は時系列点灯させることができる。
 このように、発光素子30の配置位置に応じて、導体パターンを形成することで、発光素子30を任意の位置に点灯可能に配置することができる。
 なお、図26において、基板の3辺に、細分化した導体パターンを設けたが、2つの直列回路の間、2つの直列回路の外側についてもこのような細分化した導体パターンを設けてもよい。
 このような、細分化したパターンを設けることにより、導電性異物によるリークパスを減じることが出来る。
《第2の実施形態》
 次に、本発明の第2の実施形態について、図面を参照して説明する。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。本実施形態に係る発光ユニット10は、発光パネル20を構成する発光素子30が、両面に電極を有している点で相違している。
 図27は、本実施形態に係る発光素子30~30のうちの発光素子30を代表的に示す図である。発光素子30は、正方形のLEDチップであり、図27に示されるように、ベース基板31と、ベース基板31の上面に形成されたN型半導体層32、活性層33及びP型半導体層34と、を有している。ベース基板31の下面にはパッド36が形成され、P型半導体層34の上面には、パッド35が形成されている。また、パッド35には半球状のバンプ38が形成されている。
 図28は、発光パネル20を構成する透明フィルム21,22を示す斜視図である。図28に示されるように、透明フィルム21の下面には、L字状の導体パターン23aと、透明フィルム21の-Y側の外縁に沿って配列される長方形の導体パターン23b~23eが形成されている。また、透明フィルム22の上面には、透明フィルム22の-Y側の外縁に沿って配列される長方形の導体パターン23g~23iが形成されている。
 図29は、発光パネル20の側面図である。図29に示されるように、発光素子30~30は、透明フィルム21と透明フィルム22の間に充填される樹脂層24に保持されている。
 図28及び図29を参照するとわかるように、発光素子30は、導体パターン23aと導体パターン23fの間に配置されている。発光素子30は、導体パターン23fと導体パターン23bの間に配置されている。発光素子30は、導体パターン23bと導体パターン23gの間に配置されている。発光素子30は、導体パターン23gと導体パターン23cの間に配置されている。発光素子30は、導体パターン23cと導体パターン23hの間に配置されている。発光素子30は、導体パターン23hと導体パターン23dの間に配置されている。発光素子30は、導体パターン23dと導体パターン23iの間に配置されている。発光素子30は、導体パターン23iと導体パターン23eの間に配置されている。
 上述のように配置される発光素子30,30,30,30は、バンプ38が、透明フィルム22の導体パターンに接続され、パッド36が、透明フィルム21の導体パターンに接続される。また、発光素子30,30,30,30は、バンプ38が、透明フィルム21の導体パターンに接続され、パッド36が、透明フィルム22の導体パターンに接続される。これにより、発光素子30~30が直列に接続された状態になる。
 次に、上述した発光ユニット10を構成する発光パネル20の製造方法について説明する。サブトラクト法又はアディティブ法を用いて、PETからなる透明フィルム21,22の表面に、メッシュ状の導体層23を形成する。そして、この導体層23を、レーザを用いて切断することにより、透明フィルム21の表面に導体パターン23a~23eを形成し、透明フィルム22の表面に導体パターン23f~23iを形成する。このとき、各導体パターン23a~23iには、接続パッドPが形成される。
 次に、透明フィルム21の表面に熱可塑性樹脂を設け、発光素子30~30を、熱可塑性樹脂の上に配置する。そして、下面に熱可塑性樹脂が設けられた透明フィルム22を、透明フィルム21の上面側に配置する。これらを、真空雰囲気下で加熱し圧着させる。以上の工程を経て、発光パネル20が完成する。
 以上説明したように、本実施形態では、発光素子30が、導体パターン23a~23iによって接続される。これらの導体パターン23a~23iは、線幅が約10μmの金属薄膜から構成される。このため、発光パネル20の透明性及び可撓性を十分に確保することができる。また、導体パターン23a~23iは、平面状に形成されるので、発光素子30へ電力を供給する回路の抵抗値を小さくすることができる。これにより、発光素子へ効率よく電力を供給することができる。
 上記実施形態では、発光パネル20を構成する8個の発光素子30~30が、直列に接続されている場合について説明した。これに限らず、図30を参照するとわかるように、発光素子30~30それぞれに対し、発光素子3011~3018が並列に接続されていてもよい。図30では、白丸がアノード電極を示している。発光素子30~30それぞれの極性と、発光素子3011~3018の極性を一致させた状態で、発光素子30~30それぞれに対し、発光素子3011~3018を並列に接続することで、発光素子30~30それぞれと、発光素子3011~3018それぞれとを同時に点灯させることができる。
 また、図31を参照するとわかるように、発光素子30~30それぞれの極性と、発光素子3011~3018の極性が相互に反対になるように、発光素子30~30それぞれに対し、発光素子3011~3018を並列に接続することで、発光素子30~30それぞれと、発光素子3011~3018それぞれとを別々に点灯させることができる。具体的には、コネクタ50に印加される電圧を反転させることで、発光素子30~30それぞれと、発光素子3011~3018それぞれとを交互に点灯させることが可能となる。
 例えば、色調の異なる光を射出する一組の発光素子30を、上述のように極性が相互に反対になるように並列接続することで、1つの発光ユニット10を用いて、異なる色を交互に再現することが可能となる。
 上記実施形態では、発光パネル20を構成する8個の発光素子30~30が、直列に接続されている場合について説明した。発光素子30の数はこれに限定されるものではない。また、発光素子30の数が奇数の場合には、図32に示されるように、いずれかの発光素子30に代えて、銅チップなどの金属片39を配置してもよい。また、発光素子は、複数列と複数行からなるマトリクス状に配置されていてもよい。
 以上、第1の実施形態及び第2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、上記各実施形態では、メッシュパターンが銅或いは銀からなるものとした。これに限らず、メッシュパターンは、金(Au)、白金(Pt)などの金属で構成されていてもよい。
 図33A,図33B,図34A,図34Bは、図27~図32で説明した両面電極構成の発光素子に用いるメッシュパターンの接続パッドPの態様を説明するための平面図である。
 両面電極構成の発光素子の場合、メッシュパターンとの接続は、バンプ側の接続(A)と、バンプとは反対側の裏面の接続(B)とがある。
 (A)の場合、発光素子の表面電極には上述したように導電性のバンプが設けられるが、メッシュパターンとの接続については、a)片側2電極構成と同様のバッドを配置する、b)バンプ径より小さいメッシュを配置する(メッシュ面積はバンプ径~バンプ径の1.5倍程度))、c)パッドは配置せず、メッシュの交点にバンプ電極を配置する、等の方法がある。
 図33Aは、(A)a)の場合の接続パッドPの例で、図33Bは、(A)b)の場合のパッドの例を示している。
 一方、(B)の場合、発光素子のバンプとは反対側、即ち裏面電極との接続となり、メッシュパターンとの接続は、a)パッドを配置する(パッド面積は、チップの大きさの1/2~1.5倍程度)、b)チップの大きさより小さいメッシュを配置する(メッシュ面積はチップ大きさの1/2~1.5倍程度)、c)パッドは配置せず、メッシュの交点にバンプ反対側電極を配置する、等の方法がある。
 図34Aは、(B)a)の場合の接続パッドPの例で、図34Bは、(B)b)の場合のパッドの例を示している。
 図の例では、バンプ側のパッドはメッシュの升よりやや小さく、反対側のパッドはメッシュの升と同等の大きさとしたが、これに限るものではない。
 そして、図33A,図3B、図34A,図34B何れの例においても、接続パッドPはメッシュパターンの交点においてもよいし、メッシュパターンの隣り合うメッシュ交点の間に、2つのメッシュに跨るようにおいても良い。また、図34A,図34Bのように、パッドがメッシュの升と同等の大きさである場合には、メッシュパターンのひと升を接続パッドPが塞ぐように配置することもできる。
 図33A,図33B,図34A,図34Bのパッド付メッシュパターンは、2回の加工工程で製造してもよいが、パターニングを2回の工程を分けず、図33A,図33B,図34A,図34Bのような最終形状の接続パッド付メッシュパターンを1回のフォトリソグラフィー工程で形成するようにしてもよい。
 あるいは、図33A,図33B,図34A,図34Bのメッシュパターンを用い、何れかの接続パッドPがメッシュパターンに、例えばマトリクス状に規則的に散在されているようにしておき、個々の発光装置で要求される発光素子の接続レイアウトに応じて、回路に供する領域を選択するようにしてもよい。
《第3の実施形態》
 以下、本発明の第3の実施形態を、図面を用いて説明する。上記各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。
 本実施形態に係る発光ユニット10は、導体パターンがメッシュパターンではなく、略透明な導体からなる点で、上記第1の実施形態に係る発光ユニットと相違している。
 図35は、発光ユニット10の平面図である。図35を参照するとわかるように、導体層23は、透明フィルム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、透明フィルム21の-Y側の外縁に沿って配列される長方形の導体パターン23b~23iからなる。導体パターン23a~23iは、酸化インジウム錫(ITO:Indium Tin Oxide)などの透明な導電性材料からなる。また、発光ユニット10では、導体パターン23a~23i同士の距離Dは、約100μm以下である。
 発光ユニット10では、透明フィルム22の方が、透明フィルム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側端が露出した状態になっている。
 次に、上述した発光ユニット10を構成する発光パネル20の製造方法について説明する。まずPETからなる透明フィルム21を用意して、表面にスパッタリング法や蒸着法を用いてITOからなる導体層23を形成する。そして、この導体層23を、レーザを用いてパターニングすることにより、導体パターン23a~23iを形成する。
 導体層23のパターニングは、透明フィルム21の上面に全体に形成されたITO膜にレーザ光を照射する。そして、レーザ光のレーザスポットを、図36に示される点線に沿って移動させる。これにより、導体層23が、点線のスリットに沿って切断され、図37に示されるように、導体パターン23a~23iが形成される。また、これらの導体パターン23a~23iを包囲する導体パターン25が、透明フィルム21の外縁に沿って形成される。
 次に、導体パターン25を、レーザを用いて、図38の矢印に示される位置で切断する。これにより、図39に示されるように、導体パターン25が、複数の小片25aに細分化される。これらの複数の小片25aは、相互に電気的に絶縁されるととともに、導体パターン23a~23iからも絶縁されている。
 次に、図16に示されるように、導体パターン23a~23iが形成された透明フィルム21の表面に熱可塑性樹脂240を設ける。そして、発光素子30~30を、熱可塑性樹脂240の上に配置する。
 次に、図17に示されるように、下面に熱可塑性樹脂240が設けられた透明フィルム22を、透明フィルム21の上面側に配置する。そして、透明フィルム21,22それぞれを、真空雰囲気下で加熱し圧着させる。これにより、まず、発光素子30に形成されたバンプ37,38が、熱可塑性樹脂240を突き抜けて、導体パターン23a~23iに達し、当該導体パターン23a~23iに電気的に接続される。そして、熱可塑性樹脂240が、導体パターン25、小片25a、透明フィルム21,22と発光素子30との間に隙間なく充填される。この熱可塑性樹脂240は、図3に示されるように、透明フィルム21,22の間で発光素子30を保持する樹脂層24となる。以上の工程を経て、発光パネル20が完成する。
 上述のように構成された発光パネル20に、図9に示されるように、補強板60が張り付けられたフレキシブルケーブル40を接続し、このフレキシブルケーブル40に、コネクタ50を実装することで、図1に示される発光ユニット10が完成する。
 以上説明したように、本実施形態では、発光素子30が、導体パターン23a~23iによって接続される。これらの導体パターン23a~23iは、透明フィルム21の上面に形成された透明のITO膜をパターニングすることにより、平面パターンとして形成される。ITO膜は透明性及び可撓性が高いので、発光パネル20の透明性及び可撓性を十分に確保することができる。また、導体パターン23a~23iは、平面状に形成されるので、発光素子30へ電力を供給する回路の抵抗値を小さくすることができる。これにより、発光素子へ効率よく電力を供給することができる。
 本実施形態では、1組の透明フィルム21,22のうち、透明フィルム21の上面に、導体パターン23a~23iからなる導体層23が形成されている。このため、本実施形態に係る発光パネル20は、発光素子30の上面及び下面の双方に導体層が形成される発光パネルに比べて薄くなる。その結果、発光パネル20の可撓性と透明度を向上することができる。
 本実施形態では、発光パネル20の導体パターン23a~23iを形成する場合には、透明フィルム21の表面に形成されたITO膜を、レーザ光を用いてパターニングする。その際に、図39に示されるように、導体パターン23a~23iの周囲に形成される導体パターン25が、複数の小片25aに細分化される。このため、発光パネル20の製造工程で発生する導電性遺物の影響を低減することができる。
 具体的には、図40に示されるように、導体パターン25が細分化されていない場合に、導電性異物91が、導体パターン25と導体パターン23fにわたって付着し、導電性異物92が、導体パターン25と導体パターン23gにわたって付着したときには、導体パターン23fと導体パターン23gが、導体パターン25を介して接続されてしまう。この場合には、導体パターン23fと導体パターン23gにわたって配置される発光素子30が点灯しなくなってしまう。
 しかしながら、図41に示されるように、導体パターン25が細分化されている場合に、導電性異物91が、導体パターン25と導体パターン23fにわたって付着し、導電性異物92が、導体パターン25と導体パターン23gにわたって付着したときには、導体パターン25が、小片25aに細分化されているため、導体パターン23fと導体パターン23gが、導体パターン25を介して接続されてしまうことがない。したがって、発光パネル20の製造工程で発生する導電性遺物の影響が低減される。
 発光パネル20の製造工程では、導体層23の切り口で導電性異物が発生する頻度が高い。そのため、導体パターン23a~23iを包囲するように形成される導体パターン25を細分化することで、発光パネル20の歩留まりを大幅に向上させることが可能となる。
 なお、上記実施形態では、導体パターン23b~23iが矩形である場合について説明した。これに限らず、導体パターン23b~23iは、図19に示されるように、外縁が屈曲していてもよい。この場合には、発光素子30を、その外縁がX軸に平行になるように配列することが可能となる。
 上記実施形態では、発光素子30が直列に接続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は、図20に示されるように、並列に接続されていてもよい。
 先述の実施形態では、発光パネル20を構成する8個の発光素子30~30が、直列に接続されている場合について説明した。これに限らず、図21に示されるように、発光素子30~30それぞれに対し、発光素子3011~3018が並列に接続されていてもよい。
 また、図22に示されるように、発光素子30~30それぞれの極性と、発光素子3011~3018の極性が相互に反対になるように、発光素子30~30それぞれに対し、発光素子3011~3018を並列に接続することで、発光素子30~30それぞれと、発光素子3011~3018それぞれとを別々に点灯させることができる。
 上記実施形態では、発光パネル20を構成する8個の発光素子30~30が、1列に配置され、相互に直列に接続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42に示されるように、発光素子30は、複数の列に配置されていてもよい。図42に示される変形例に係る発光パネル20では、一組の導体パターン23aの間に、複数の導体パターン23mが、Y軸方向へ4つ、X軸方向へ3つのマトリクス状に配置されている。各導体パターン23a,23mの間は、導電性膜が除去されることにより形成された、絶縁帯21aとなっている。
 X軸方向へ配列された発光素子30~30それぞれと、発光素子30~30それぞれと、発光素子30~3012それぞれと、発光素子3013~3016それぞれとが、直列に接続されている。そして、直列に接続された発光素子30~30からな素子群と、発光素子30~30からなる素子群と、発光素子30~3012からなる素子群と、発光素子30~3012からなる素子群とが並列に接続されている。
 また、図42に示されるように、2つの導体パターン23aそれぞれの外縁全体には、銅又は銀からなる導体パターン26A,26Bがそれぞれ接続されている。そして、導体パターン26A,26Bの間に、コネクタ50を介して直流電源200が接続される。この直流電源200によって、導体パターン26Aと導体パターン26Bの間に電圧が印加されると、各発光素子30~3016に電圧が印加される。これにより、発光素子30~3016が発光する。このように、発光素子30をマトリクス状に配置することで、発光パネル20を面状に発光させることが可能となる。
 また、図43に示されるように、発光素子30~3016それぞれに対して、別の発光素子3017~3032を並列に接続してもよい。この場合には、発光素子30~3016の極性と、発光素子3017~3032の極性が等しい場合には、発光素子30~3032を同時に点灯させることができる。一方、発光素子30~3016の極性と、発光素子3017~3032の極性が逆の場合には、例えば、直流電源200に代えて交流電源を接続することで、発光素子30~3016と、発光素子3017~3032とを交互に点灯させることができる。これにより、発光素子30~3016の色調と、発光素子3017~3032の色調とに違いをもたせることで、発光パネル20を、交互に異なる色で発光させることが可能となる。
 なお、上記変形例に係る発光パネル20では、図43に示されるように、-X側の外縁と+X側の外縁に位置する一対の導体パターン23aに電圧をかける必要がある。この場合には、不透明な配線を発光パネル20の周囲に引き回す必要がある。そこで、図44に示されるように、一方の導体パターン23aを、他方の導体パターン23aの近傍まで引き回すこととしてもよい。これによれば、図44に示されるように、不透明な配線を一方の外縁側(+X側)に配置すればすむ。したがって、発光パネル20の用途の拡大が期待できる。
 なお、図44において、直列回路を束ねる上側の導体パターン23aの-X側の外縁全体に、Y軸方向を長手方向とする銅又は銀からなる金属層を張り付けてもよい。これにより、各発光素子30に流れる電流の大きさを均一化することができる。
 また、上記実施形態では、発光素子30が直線上に配列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は、図26に示されるように、曲線上に配列されていてもよい。
 図45は、回路を構成する導体パターンよりピッチの細かい、細分化された導体パターンSを、発光素子30の接続部を除いた全てに設けた例を示す図である。図中の着色された部分は、分離溝を示す。図示されたように、分離溝で囲まれた細分化された導体パターンSが、回路部の導体パターン23aと導体パターン23bとの間、回路部の導体パターン23a、23bと発光パネル周辺の導体パターンとの間に設けられている。このような、細分化された導体パターンSを回路部の導体パターンの周囲に設けることにより、導電性異物によるリークパスを一様に減じることが出来る。なお、図では斜めの溝を例示したが、所望であれば透明フィルム21の短辺に平行な溝であってもよいし、斜めの溝が互いにクロスするような構成であってもよい。なお、図45の例では、発光素子30を取り付ける領域には細分化した導体パターンは設けておらず、溝だけが存在している。
《第4の実施形態》
 次に、本発明の第4の実施形態について、図面を参照して説明する。上記各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。本実施形態に係る発光ユニット10は、導体パターンがメッシュパターンではなく、略透明な導体からなる点で、上記第2の実施形態に係る発光ユニットと相違している。
 図28に示される導体パターン23a~23iは、酸化インジウム錫(ITO:Indium Tin Oxide)からなる透明な導電性材料からなる。そして、図29に示されるように、発光素子30~30は、透明フィルム21と透明フィルム22の間に充填される樹脂層24に保持されている。
 図28及び図29を参照するとわかるように、発光素子30は、導体パターン23aと導体パターン23fの間に配置されている。発光素子30は、導体パターン23fと導体パターン23bの間に配置されている。発光素子30は、導体パターン23bと導体パターン23gの間に配置されている。発光素子30は、導体パターン23gと導体パターン23cの間に配置されている。発光素子30は、導体パターン23cと導体パターン23hの間に配置されている。発光素子30は、導体パターン23hと導体パターン23dの間に配置されている。発光素子30は、導体パターン23dと導体パターン23iの間に配置されている。発光素子30は、導体パターン23iと導体パターン23eの間に配置されている。
 上述のように配置される発光素子30,30,30,30は、バンプ38が、透明フィルム22の導体パターンに接続され、パッド36が、透明フィルム21の導体パターンに接続される。また、発光素子30,30,30,30は、バンプ38が、透明フィルム21の導体パターンに接続され、パッド36が、透明フィルム22の導体パターンに接続される。これにより、発光素子30~30が直列に接続された状態になる。
 次に、上述した発光ユニット10を構成する発光パネル20の製造方法について説明する。まずPETからなる透明フィルム21を用意して、表面全体にスパッタリング法や蒸着法を用いてITOからなる導体層23を形成する。そして、この導体層23を、レーザを用いてパターニングすることにより、導体パターン23a~23fを形成する。
 導体層23のパターニングは、透明フィルム21の上面に形成されたITO膜にレーザ光を照射する。そして、レーザ光のレーザスポットを、図46に示される点線に沿って移動させる。これにより、導体層23が、点線に沿って切断され、図47に示されるように、導体パターン23a~23eが形成される。また、これらの導体パターン23a~23eを包囲する導体パターン25が、透明フィルム21の外縁に沿って形成される。
 次に、導体パターン25を、レーザを用いて切断する。これにより、図48に示されるように、導体パターン25が、複数の小片25aに細分化される。これらの複数の小片25aは、相互に電気的に絶縁されるととともに、導体パターン23a~23eからも絶縁されている。
 次に、PETからなる透明フィルム22を用意して、表面全体にスパッタリング法を用いてITOからなる導体層23を形成する。そして、この導体層23を、レーザを用いてパターニングすることにより、導体パターン23f~23iを形成する。
 導体層23のパターニングは、透明フィルム22の上面に形成されたITO膜にレーザ光を照射する。そして、レーザ光のレーザスポットを、図49に示される点線に沿って移動させる。これにより、導体層23が、点線のスリットに沿って切断され、図50に示されるように、導体パターン23f~23iが形成される。また、これらの導体パターン23f~23iを包囲する導体パターン25が形成される。
 次に、導体パターン25を、レーザを用いて切断する。これにより、図51に示されるように、導体パターン25が、複数の小片25aに細分化される。これらの複数の小片25aは、相互に電気的に絶縁されるととともに、導体パターン23f~23iからも絶縁されている。
 次に、透明フィルム21の表面に熱可塑性樹脂を塗布し、発光素子30~30を、熱可塑性樹脂の上に配置する。そして、下面に熱可塑性樹脂が塗布された透明フィルム22を、透明フィルム21の上面側に配置する。これらを、真空雰囲気下で加熱し圧着させる。以上の工程を経て、発光パネル20が完成する。
 以上説明したように、本実施形態では、発光素子30が、導体パターン23a~23iによって接続される。これらの導体パターン23a~23iは、透明フィルム21の上面に形成された透明のITO膜をパターニングすることにより、平面パターンとして形成される。ITO膜は透明性及び可撓性が高いので、発光パネル20の透明性及び可撓性を十分に確保することができる。また、導体パターン23a~23iは、平面状に形成されるので、発光素子30へ電力を供給する回路の抵抗値を小さくすることができる。これにより、発光素子へ効率よく電力を供給することができる。
 本実施形態では、発光パネル20の導体パターン23a~23iを形成する場合には、透明フィルム21,22の表面に形成されたITO膜を、レーザ光を用いてパターニングする。その際に、図48,49に示されるように、導体パターン23a~23iの周囲に形成される導体パターン25が、複数の小片25aに細分化される。このため、発光パネル20の製造工程で発生する導電性遺物の影響を低減することができる。
 上記実施形態では、発光パネル20を構成する8個の発光素子30~30が、直列に接続されている場合について説明した。これに限らず、図52を参照するとわかるように、発光素子30~30それぞれに対し、発光素子3011~3018が並列に接続されていてもよい。図52では、白丸がアノード電極を示している。図52を参照するとわかるように、発光素子30~30それぞれの極性と、発光素子3011~3018の極性を一致させた状態で、発光素子30~30それぞれに対し、発光素子3011~3018を並列に接続することで、発光素子30~30それぞれと、発光素子3011~3018それぞれとを同時に点灯させることができる。
 また、図53を参照するとわかるように、発光素子30~30それぞれの極性と、発光素子3011~3018の極性が相互に反対になるように、発光素子30~30それぞれに対し、発光素子3011~3018を並列に接続することで、発光素子30~30それぞれと、発光素子3011~3018それぞれとを別々に点灯させることができる。具体的には、コネクタ50に印加される電圧を反転させることで、発光素子30~30それぞれと、発光素子3011~3018それぞれとを交互に点灯させることが可能となる。
 例えば、色調の異なる光を射出する一組の発光素子30を、上述のように極性が相互に反対になるように並列接続することで、1つの発光ユニット10を用いて、異なる色を交互に再現することが可能となる。
 上記実施形態では、発光パネル20を構成する8個の発光素子30~30が、直列に接続されている場合について説明した。発光素子30の数はこれに限定されるものではない。また、発光素子30の数が奇数の場合には、図32に示されるように、いずれかの発光素子30に代えて、銅チップなどの金属片39を配置してもよい。また、発光素子は、複数列と複数行からなる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、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、上記第1の実施形態では、導体パターンを構成する薄膜導体の線幅d1が10μmで、薄膜導体の配列ピッチd2が約300μmである場合について説明した。線幅d1及び配列ピッチd2の値は種々変更することができる。しかしながら、線幅d1は、1μm以上で100μm以下の範囲であり、配列ピッチd2が10μm以上で1000μm以下の範囲であることが好ましい。
 図54には、線幅d1と配列ピッチd2とに対応する透過率Peを表す対応表が示されている。配列ピッチd1,d2の単位はミクロン(μm)である。発光ユニット10の透過性を確保するためには、図54を参照して、例えば透過率Peが75%以上となるように、線幅d1と配列ピッチd2を設定することが考えられる。また、導体パターンの抵抗を100Ω以下とする場合には、例えば着色されたマトリクスに対応する線幅d1と配列ピッチd2を設定することが考えられる。これにより、発光ユニット10の透過性を確保するとともに、導体パターンの抵抗を小さくすることができる。
 上記実施形態では、8個の発光素子30を備える発光ユニット10について説明した。これに限らず、発光ユニット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。
 上記第1の実施形態及び第2の実施形態では、導体パターンが銅或いは銀からなるものとした。これに限らず、導体パターンは、金(Au)、白金(Pt)などの金属で構成されていてもよい。
 上記第3の実施形態及び第4の実施形態では、導体層23を、レーザを用いてパターニングすることによって、導体パターンを形成する場合について説明した。これに限らず、ITOがインク化されることにより生成されたITOインクを、透明フィルム21に印刷することにより、ITOからなる導体パターンを形成することとしてもよい。
 また、導電性膜を溝により区分する場合について説明してきたが、透明導電性膜に酸化性あるいは窒化性雰囲気中でエネルギービームを照射し、照射領域を絶縁層化して透明導電性膜を区分するようにしてもよい。すなわち、絶縁帯としては溝、絶縁層、いずれも可能である。
 また、第3の実施形態及び第4の実施形態では、導体パターンとしてITOを用いた。しかし、導体パターンの導電性膜としては、酸化インジウムスズ(ITO)の他、フッ素ドープ酸化スズ(FTO)、酸化亜鉛、酸化インジウム亜鉛(IZO)等の透明導電材料も用いることができる。導体パターンは、例えば、スパッタ法や電子ビーム蒸着法等を適用して薄膜を形成し、得られた薄膜をレーザ加工やエッチング処理等でパターニングして形成することができる。
 第1乃至第4の実施形態において、バンプとしては、金やAuSn合金や銀や銅やニッケルまたそれ以外の金属との合金、混合物、共晶、アモルファス材料でも良く、ハンダや共晶ハンダ、金属微粒子と樹脂の混合物、異方性導電膜などでもよい。また、ワイヤボンダを使ったワイヤバンプ、電解メッキ、無電解メッキ、金属微粒子を含むインクをインクジェット印刷して焼成したもの、金属微粒子を含むペーストの印刷や塗布ボールマウント、ペレットマウント、蒸着スパッタなどにより形成したバンプでも良い。
 ここで述べたように、例えば、導電性バンプを、金属微粒子と樹脂の混合物により形成することもできる。この場合、例えば、銀(Ag)や銅(Cu)などの金属やその合金を熱硬化樹脂に混ぜてペーストにし、インクジェット法やニードルディスペンス法でペーストの小滴を電極上に吹き付けて突起状にし、熱処理により固めて導電層バンプを形成すればよい。
 バンプの融点は、180℃以上が好ましく、より好ましくは200℃以上である。上限は、実用的な範囲として1100℃以下である。バンプの融点が180℃未満であると、発光装置の製造工程における真空熱プレス工程で、バンプが大きく変形して充分な厚さを維持出来なくなったり、電極からはみ出してしまい、LEDの光度を低下させる等の不具合が生じる。
 バンプの融点は、例えば、島津製作所製DSC-60示差走査熱量計を用いて5℃/分の昇温速度で、約10mgの試料を用いて測定した融点の値であり、固相線温度と液相線温度が異なる場合は固相線温度の値である。
 バンプのダイナミック硬さDHVは3以上150以下で、好ましくは5以上100以下であり、より好ましくは5以上50以下である。バンプのダイナミック硬さDHVが3未満であると、発光装置の製造工程における真空熱プレス工程で、バンプが大きく変形して充分な厚さを維持できなくなる。また、バンプが電極からはみ出してしまい、LEDの光度を低下させる等の不具合が生じる。一方、バンプのダイナミック硬さDHVが150を超えると、発光装置の製造工程における真空熱プレス工程で、バンプが透光性支持基体を変形させて外観不良や接続不良を生じさせるため好ましくない。
 バンプのダイナミック硬さDHVは、例えば、20℃において島津製作所製の島津ダイナミック超微硬度計DUH-W201Sを用いた試験により求める。この試験では、対面角136°のダイヤモンド正四角錐圧子(ビッカース圧子)を負荷速度0.0948mN/秒でバンプへ押し込む。そして、圧子の押し込み深さ(D/μm)が0.5μmに達した時の試験力(P/mN)を次式へ代入する。
 DHV=3.8584P/D=15.4336P
 バンプの高さは、5μm以上50μm以下であることが好ましく、より好ましくは、10μm以上30μm以下である。バンプの高さが5μm未満だと、導体パターンとP型の半導体層もしくは導体パターンとN型の半導体層との短絡を防ぐ効果が弱くなり好ましくない。一方、50μmを超えてしまうと、発光装置の製造工程における真空熱プレス工程で、バンプが透光性支持基体を変形させて外観不良や接続不良を生じさせるため好ましくない。
 また、発光ダイオード本体の電極とバンプの接触面積は100μm以上15,000μm以下が好ましく、より好ましくは400μm以上8,000μm以下が好ましい。これらの各寸法は室温と被測定物の温度が20℃±2℃となる安定した環境下で計測した値である。
 本実施形態に係る発光装置においては、発光ダイオード本体の電極と透光性支持基体の導体パターンとが、バンプを用いて真空熱プレスにより接続されている。従って、真空熱プレス時にバンプの少なくとも一部は融解していない状態で発光ダイオードの電極に電気的に接続される。このため、発光ダイオード本体の電極面とバンプの接触角は、例えば、135度以下であることが好適である。
 尚、第1の実施形態で述べたように、第1、第3の実施形態において、透明フィルムの間に形成される樹脂層、例えば熱可塑性樹脂としては、シート状のものを用いてもよいし、塗布してもよい。また、上側の熱可塑性樹脂を用いずに、下側の熱可塑性樹脂だけを用いてもよい。上下2層の熱可塑性樹脂を用いて発光素子を挟んだ状態で全体を加圧して、電極と導体パターンの電気的接続を得た後、2層の熱可塑性樹脂うち発光素子の電極と反対側に位置する熱可塑性樹脂を剥し、あらためて剥した熱可塑性樹脂と同じ厚みを持つ熱可塑性樹脂と、最終的な透明フィルムとを被せて、加熱・加圧し、同様な構成を得るようにしてもよい。
 また、第1乃至第4の実施形態では、熱可塑性樹脂に限らず、熱硬化性樹脂を用いることもできる。
 また、以上の実施形態では、発光素子を挟む第1絶縁フィルムと第2絶縁フィルムは、透光性のものを用い、発光ユニットの上下両面から光が射出できるものとした。しかし、もし、所望であれば、片側を不透明あるいは反射するようにすることもできる。その場合、絶縁フィルム自体にそのような機能を持たせることもできるが、上述した透明フィルムLEDからなる発光ユニットの片面に、不透明、あるいは反射材料のフィルムを上から貼ればよい。
 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。
 本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。つまり、本発明の範囲は、実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、本発明の範囲内とみなされる。
 本出願は、2013年12月2日に出願された、日本国特許出願2013-249453号、日本国特許出願2013-249454号、日本国特許出願2013-249456号、日本国特許出願2013-249457号に基づく。本明細書中に日本国特許出願2013-249453号、日本国特許出願2013-249454号、日本国特許出願2013-249456号、日本国特許出願2013-249457号の明細書、特許請求の範囲、図面全体を参照して取り込むものとする。
 本発明の発光ユニット、発光装置は、表示装置や表示用ランプに適している。本発明の発光ユニットの製造方法は、発光ユニットの製造に適している。
 10 発光ユニット
 20 発光パネル
 21,22 透明フィルム
 21a 絶縁帯
 23 導体層
 23a~23i,23m,23x,23y,25,26A,26B 導体パターン
 24 樹脂層
 25a 小片
 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 パッド
 36 パッド
 37 バンプ
 38 バンプ
 39 金属片
 40 フレキシブルケーブル
 41 基材
 42 カバーレイ
 42a 開口部
 43 導体層
 43a,43b 導体パターン
 50 コネクタ
 50a 端子
 60 補強板
 70 駆動装置
 80 制御装置
 91,92 導電性異物
 100 発光装置
 200 直流電源
 240 熱可塑性樹脂
 MP1~MP15 導体パターン
 接続P パッド

Claims (29)

  1.  光透過性を有する第1絶縁体と、
     前記第1絶縁体に対向して配置される第2絶縁体と、
     前記第1絶縁体と前記第2絶縁体のうちの少なくとも一方の表面に形成された光に対して透過性を有する複数の導体パターンと、
     電極上にバンプを有し、前記複数の導体パターンのうちのいずれか2つの導体パターンに接続される複数の第1発光素子と、
     前記第1絶縁体と前記第2絶縁体の間に配置され、前記第1発光素子を保持する樹脂層と、
     を有する発光ユニット。
  2.  前記導体パターンは、開口部が光を透過するメッシュパターン、又は光透過性を有する導電性膜である請求項1に記載の発光ユニット。
  3.  光透過性を有する第1絶縁フィルムと、
     前記第1絶縁フィルムに対向して配置される第2絶縁フィルムと、
     前記第1絶縁フィルムと前記第2絶縁フィルムのうちの少なくとも一方の表面に形成される複数のメッシュパターンと、
     前記複数のメッシュパターンのうちのいずれか2つのメッシュパターンに接続される複数の第1発光素子と、
     前記第1絶縁フィルムと前記第2絶縁フィルムの間に配置され、前記第1発光素子を保持する樹脂層と、
     を有する発光ユニット。
  4.  前記第1発光素子は、前記第1絶縁フィルムと前記第2絶縁フィルムのうちの一方の表面に形成される第1メッシュパターンに陽極が接続され、第2メッシュパターンに陰極が接続される請求項3に記載の発光ユニット。
  5.  前記第1発光素子は、前記第1絶縁フィルムの表面に形成される第1メッシュパターンに陽極が接続され、前記第2絶縁フィルムの表面に形成される第2メッシュパターンに陰極が接続される請求項3に記載の発光ユニット。
  6.  前記第1メッシュパターンと前記第2メッシュパターンの間には、2つ以上の前記第1発光素子が接続される請求項4又は5に記載の発光ユニット。
  7.  前記絶縁フィルムには3つ以上の前記メッシュパターンが形成され、前記第1発光素子は、直列に接続されている請求項3乃至6のいずれか一項に記載の発光ユニット。
  8.  前記メッシュパターンが接続パッドを有する請求項3乃至7のいずれか一項に記載の発光ユニット。
  9.  前記第1メッシュパターンと前記第2メッシュパターンの間に配置され、陰極が前記第1メッシュパターンに接続され、陽極が前記第2メッシュパターンに接続される、前記第1発光素子とは異なる第2発光素子を有する請求項4乃至6のいずれか一項に記載の発光ユニット。
  10.  前記第1発光素子と前記第2発光素子は、相互に異なるスペクトルの光を射出する請求項9に記載の発光ユニット。
  11.  前記メッシュパターンは、透過率が75%以上となるように線幅と配列ピッチが規定され、抵抗が100Ω以下であることを特徴とする請求項3乃至10のいずれか一項に記載の発光ユニット。
  12.  光透過性を有する第1絶縁フィルムと、
     前記第1絶縁フィルムに対向して配置される第2絶縁フィルムと、
     光透過性を有する導電性膜からなり、前記第1絶縁フィルムと前記第2絶縁フィルムのうちの少なくとも一方の表面に形成される複数の平面導体パターンと、
     前記複数の平面導体パターンのうちのいずれか2つの平面導体パターンに接続される複数の第1発光素子と、
     前記第1絶縁フィルムと前記第2絶縁フィルムの間に配置され、前記第1発光素子を保持する樹脂層と、
     を有し、
     前記平面導体パターンは、前記第1絶縁フィルムと前記第2絶縁フィルムのうちの少なくとも一方の表面に形成された前記導電性膜を区分することにより形成される発光ユニット。
  13.  前記第1発光素子は、前記第1絶縁フィルムと前記第2絶縁フィルムのうちの一方の表面に形成される第1平面導体パターンに陽極が接続され、第2平面導体パターンに陰極が接続される請求項12に記載の発光ユニット。
  14.  前記第1発光素子は、前記第1絶縁フィルムの表面に形成される第1平面導体パターンに陽極が接続され、前記第2絶縁フィルムの表面に形成される第2平面導体パターンに陰極が接続される請求項12に記載の発光ユニット。
  15.  前記第1平面導体パターンと前記第2平面導体パターンの間には、2つ以上の前記第1発光素子が接続される請求項13又は14に記載の発光ユニット。
  16.  前記絶縁フィルムには3つ以上の前記平面導体パターンが形成され、前記第1発光素子は、直列に接続されている請求項12乃至15のいずれか一項に記載の発光ユニット。
  17.  前記第1平面導体パターンと前記第2平面導体パターンの間に配置され、陰極が前記第1平面導体パターンに接続され、陽極が前記第2平面導体パターンに接続される、前記第1発光素子とは異なる第2発光素子を有する請求項13乃至16のいずれか一項に記載の発光ユニット。
  18.  前記第1発光素子と前記第2発光素子は、相互に異なるスペクトルの光を射出する請求項17に記載の発光ユニット。
  19.  前記平面導体パターンはITO膜である請求項12乃至18のいずれか一項に記載の発光ユニット。
  20.  前記複数の導体パターンは、L字状の折り返し部分を有する導体パターンを含む請求項1又は2に記載の発光ユニット。
  21.  前記導体パターンの周囲に、前記導体パターンの配列ピッチ以下の長さに切断された、細分化された導体パターンを有する請求項1、2及び20のいずれか一項に記載の発光ユニット。
  22.  前記導体パターンは、前記絶縁体の表面に形成された導体膜を、レーザを用いてパターニングすることにより形成される請求項1、2、20及び21のいずれか一項に記載の発光ユニット。
  23.  前記発光素子は、一方の面に陽極と陰極を有するLEDチップである請求項1乃至4のいずれか一項に記載の発光ユニット。
  24.  前記発光素子の陽極及び陰極には、前記一方の面から突出するバンプが形成されている請求項23に記載の発光ユニット。
  25.  スリットで区分された前記導体パターンが、前記絶縁体の表面を覆っている請求項1、2、20乃至24のいずれか一項に記載の発光ユニット。
  26.  請求項1乃至25のいずれか一項に記載の発光ユニットと、
     前記発光素子に電力を供給する電源と、
     を備える発光装置。
  27.  前記発光ユニットを所定のプログラムに従って制御する制御装置を備える請求項26に記載の発光装置。
  28.  光透過性を有する絶縁フィルムの一方の面に、複数のメッシュパターンを形成する工程と、
     前記複数のメッシュパターンのうちの第1メッシュパターンと第2メッシュパターンの間に発光素子を配置して、前記発光素子の陽極を前記第1メッシュパターンに接続し、前記発光素子の陰極を前記第2メッシュパターンに接続する工程と、
     を含む発光ユニットの製造方法。
  29.  光透過性を有する絶縁フィルムに、光透過性を有する導電性膜を形成する工程と、
     前記導電性膜をパターニングして、前記絶縁フィルムに、複数の平面導体パターンを形成する工程と、
     前記複数の平面導体パターンのうちの第1平面導体パターンと第2平面導体パターンの間に発光素子を配置して、前記発光素子の陽極を前記第1平面導体パターンに接続し、前記発光素子の陰極を前記第2平面導体パターンに接続する工程と、
     を含む発光ユニットの製造方法。
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