WO2016047132A1 - 発光モジュール - Google Patents

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light
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double
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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 module.
  • LEDs Light Emitting Diodes
  • the LED is small in size, generates a small amount of heat, and has a good response. For this reason, it is widely used in various optical devices.
  • a module using an LED disposed on a flexible and translucent substrate as a light source has been proposed.
  • the light from the LED is monochromatic light such as R (Red), G (Green), and B (Blue). For this reason, it is necessary to use a plurality of LEDs that emit light of different colors in order to realize white light or an intermediate color with a module using LEDs as a light source.
  • the present invention has been made under the above-described circumstances, and an object thereof is to provide a light emitting module that emits white light or intermediate color.
  • a light emitting module includes a first insulating film having optical transparency, a second insulating film disposed to face the first insulating film, and a first insulating film. Between the first insulating film and the second insulating film, the first double-sided light emitting element having a pair of electrodes on one surface, and the first double-sided light emitting element between the first insulating film and the second insulating film.
  • a second double-sided light-emitting element that has a pair of electrodes on one surface and emits light different from the first double-sided light-emitting element, and is formed on the surface of the first insulating film. And a conductor pattern connected to each electrode of the double-sided light emitting element.
  • FIG. (1) which shows the light distribution curve of the three light emitting elements arrange
  • FIG. (2) which shows the light distribution curve of three light emitting elements arrange
  • FIG. (3) which shows the light distribution curve of three light emitting elements arrange
  • FIG. (1) which shows the light distribution curve of three light emitting elements arrange
  • FIG. (2) which shows the light distribution curve of the three light emitting elements arrange
  • FIG. (3) which shows the light distribution curve of the three light emitting elements arrange
  • FIG. (1) which shows the light distribution curve of three light emitting elements arrange
  • FIG. (2) which shows the light distribution curve of three light emitting elements arrange
  • FIG. (The 3) which shows the light distribution curve of the three light emitting elements arrange
  • an XYZ coordinate system including an X axis, a Y axis, and a Z axis that are orthogonal to each other is used.
  • FIG. 1 is a plan view of a light emitting module 10 according to the present embodiment.
  • the light emitting module 10 is a module whose longitudinal direction is the Y-axis direction.
  • the light emitting module 10 uses light emitting elements 30R, 30G, and 30B of three colors arranged close to each other as a light source.
  • FIG. 2 is a view showing a cross section indicated by line AA of the light emitting module 10 in FIG.
  • the light emitting module 10 includes a pair of transparent films 21 and 22, a resin layer 24 formed between the transparent films 21 and 22, and a light emitting element 30 ⁇ / b> R disposed inside the resin layer 24. To 30B. In FIG. 2, only the light emitting element 30B is shown.
  • the transparent films 21 and 22 are rectangular films whose longitudinal direction is the Y-axis direction.
  • the transparent films 21 and 22 have a thickness of about 50 to 300 ⁇ m and are transparent to visible light.
  • the total light transmittance of the transparent films 21 and 22 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 are flexible and have a flexural modulus of about 0 to 320 kgf / mm 2 (excluding zero).
  • a bending elastic modulus is the value measured by the method based on ISO178 (JISK7171: 2008).
  • PET polyethylene terephthalate
  • PEN polyethylene naphthalate
  • PC polycarbonate
  • PES polyethylene succinate
  • ARTON arton
  • a conductor layer 23 having a thickness of about 0.05 ⁇ m to 10 ⁇ m is formed on the lower surface of the transparent film 21 (the surface on the ⁇ Z side in FIG. 2).
  • the conductor layer 23 is, for example, a vapor deposition film or a sputtered film. Further, the conductor layer 23 may be a metal film attached with an adhesive. When the conductor layer 23 is a deposited film or a sputtered film, the thickness of the conductor layer 23 is about 0.05 to 2 ⁇ m. When the conductor layer 23 is a bonded metal film, the thickness of the conductor layer 23 is about 2 to 10 ⁇ m, or about 2 to 7 ⁇ m.
  • the conductor layer 23 includes an L-shaped mesh pattern 200 formed along the + X side outer edge of the transparent film 21 and a mesh arranged along the ⁇ X side outer edge of the mesh pattern 200.
  • Each mesh pattern 200 to 209 is made of a metal material such as copper (Cu) or silver (Ag).
  • FIG. 3 is an enlarged view showing a part of the mesh patterns 200, 203, 206, and 209.
  • the mesh patterns 200 to 209 are line patterns having a line width of about 10 ⁇ m.
  • Line patterns parallel to the X axis are formed at intervals of about 300 ⁇ m along the Y axis.
  • Line patterns parallel to the Y axis are formed at intervals of about 300 ⁇ m along the X axis.
  • Each of the mesh patterns 200 to 209 is formed with a connection pad 200P to which the electrodes of the light emitting elements 30R, 30G, and 30B are connected.
  • the lower transparent film 22 is shorter in the Y-axis direction than the transparent film 21. Therefore, the ⁇ Y side end portions of the mesh patterns 200, 201, 204, and 207 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.
  • Each of the light emitting elements 30R, 30G, and 30B is a square LED chip having a side of about 0.1 to 3 mm.
  • the light emitting elements 30R, 30G, and 30B are collectively referred to as the light emitting element 30 as appropriate.
  • the light emitting elements 30R, 30G, and 30B are bare chips.
  • the light emitting element 30 is an LED chip including a base substrate 31, an N-type semiconductor layer 32, an active layer 33, and a P-type semiconductor layer 34.
  • the rated voltage of the light emitting element 30 is about 2.5V.
  • the base substrate 31 is a square plate substrate made of, for example, sapphire.
  • 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 N-type semiconductor layer 32, the active layer 33, and the P-type semiconductor layer 34 are made of a compound semiconductor material.
  • an InAlGaP system can be used as an active layer.
  • a P-type semiconductor layer 34 As a light emitting element that emits blue or green light, a P-type semiconductor layer 34, a GaN-based semiconductor as the N-type semiconductor layer 32, and an InGaN-based semiconductor as the active layer 33 can be used.
  • the active layer may have a double hetero (DH) junction structure or a multiple quantum well (MQW) structure. Further, a PN junction configuration may be used.
  • 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.
  • the surface of the N-type semiconductor layer 32 is exposed from the notch of the active layer 33 and the P-type semiconductor layer 34.
  • a pad 36 electrically connected to the N-type semiconductor layer 32 is formed in a region 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 bumps 37 and 38 are formed on the upper surface.
  • the bumps 37 and 38 are formed from metal bumps such as gold (Au) or a gold alloy. Instead of metal bumps, solder bumps formed in a hemispherical shape may be used. In the light emitting element 30, the bump 37 functions as a cathode electrode, and the bump 38 functions as an anode electrode.
  • the light emitting element 30R emits red light.
  • the light emitting element 30G emits green light, and the light emitting element 30B emits blue light.
  • the light emitting element 30R emits light having a peak wavelength of about 600 nm to 700 nm.
  • the light emitting element 30G emits light having a peak wavelength of about 500 nm to 550 nm.
  • the light emitting element 30B emits light having a peak wavelength of about 450 nm to 500 nm.
  • FIG. 5 is a diagram showing a light distribution curve of the light emitting element 30R.
  • the light distribution curve here means that, as shown in FIG. 6, when the light emitting element 30 is arranged at the point O, the light emission intensity at the point on the circle C1 is moved from the point P1 in the direction indicated by the arrow a1. It is a curve obtained by sampling while.
  • the circle C1 is a circle that is centered on the point O and intersects the vertical axis S that passes through the point O.
  • the circle C1 is defined by two points P2 and P3 on a circle C2 centered on the point O and located on the XY plane. In the present embodiment, the points P2 and P3 are moved 15 degrees in the direction indicated by the arrow a2 in FIG. 6 to define the circle C1 in order, and the light distribution curve is sampled for each circle C1. For this reason, there are twelve light distribution curves for the light emitting element 30R.
  • the light emitting element 30R emits light on the front surface (+ Z side surface) and the back surface ( ⁇ Z side surface).
  • Light from the upper surface of the light emitting element 30R is affected by the pads 35 and 36 formed on the upper surface of the light emitting element 30, and then bumps 37 and 38 having a height. For this reason, a portion where the light emission intensity is slightly weak exists above the light emitting element 30R.
  • FIG. 7 is a diagram showing a light distribution curve of the light emitting element 30G.
  • FIG. 8 is a diagram showing a light distribution curve of the light emitting element 30B.
  • the light emitting elements 30G and 30B also emit light on the front surface (+ Z side surface) and the back surface (surface on the ⁇ Z side), similarly to the light emitting element 30R.
  • Light from the upper surfaces of the light emitting elements 30G and 30B is affected by the pads 35 and 36 and the bumps 37 and 38. For this reason, a portion where the emission intensity is slightly weak exists above the light emitting elements 30G and 30B.
  • each of the light emitting elements 30R, 30G, and 30B has bumps 37 and 38 connected to connection pads 200P formed on the mesh patterns 200 to 209, so that the gap between the two mesh patterns can be reduced. Be placed.
  • the three light emitting elements 30R are arranged between the mesh pattern 204 and the mesh pattern 205, the mesh pattern 205 and the mesh pattern 206, and the mesh pattern 206 and the mesh pattern 200, respectively.
  • the three light emitting elements 30G are arranged between the mesh pattern 207 and the mesh pattern 208, the mesh pattern 208 and the mesh pattern 209, and the mesh pattern 209 and the mesh pattern 200, respectively.
  • the three light emitting elements 30B are arranged between the mesh pattern 201 and the mesh pattern 202, the mesh pattern 202 and the mesh pattern 203, and the mesh pattern 203 and the mesh pattern 200, respectively.
  • the light emitting element 30R and the mesh patterns 200, 204 to 206 are connected in series.
  • the light emitting element 30G and the mesh patterns 200 and 207 to 209 are connected in series, and the light emitting element 30B and the mesh patterns 200 and 201 to 203 are connected in series.
  • FIG. 9 is a diagram showing a positional relationship between the light emitting elements 30R, 30G, and 30B arranged in the mesh patterns 200 to 209.
  • FIG. 9 the light emitting elements 30R, 30G, and 30B are arranged close to each other so that the distance d2 to the adjacent light emitting elements 30R, 30G, and 30B is less than or equal to the width d1 of the light emitting elements 30R, 30G, and 30B. Is done.
  • the distance d2 between the adjacent light emitting elements is equal to or less than the width d1 of the larger light emitting element among the adjacent light emitting elements.
  • the light emitting elements 30R, 30G, and 30B are arranged.
  • the light emitting elements 30R, 30G, and 30B are arranged so that the distance d2 between the light emitting elements 30R, 30G, and 30B is equal to or less than the width d1 of the largest light emitting elements 30R, 30G, and 30B.
  • Each of the light emitting elements 30R, 30G, and 30B may be a rectangle having a ratio of the short side to the long side of, for example, 1: 1 to 1: 1.5.
  • the width d1 may be handled.
  • FIG. 10 a transparent film 21 made of PET is prepared.
  • the mesh-shaped conductor layer 23 is formed in the whole surface of the transparent film 21 using a subtracting method or an additive method.
  • FIG. 11 is an enlarged view showing a part of the conductor layer 23.
  • the portions to be mesh patterns 200 to 209 are integrally formed.
  • connection pads 200P are formed as wide portions of the mesh pattern at positions where the light emitting elements 30R, 30G, and 30B are mounted.
  • the conductor layer 23 is cut using an energy beam, in this embodiment, a laser, thereby forming mesh patterns 200 to 209.
  • the conductor layer 23 is cut by irradiating the conductor layer 23 formed on the surface of the transparent film 21 with laser light. Then, the laser spot of the laser light is moved along the broken line shown in FIG. As a result, the conductor layer 23 is cut along the broken line, and mesh patterns 200 to 209 are formed as shown in FIG.
  • connection pads 200 ⁇ / b> P is formed at a position indicated by a circle ( ⁇ ) in FIG. 13.
  • thermosetting resin 241 is provided on the surface of the transparent film 21 on which the mesh patterns 200 to 209 are formed.
  • the thickness of the thermosetting resin 241 is substantially equal to the height of the bumps 37 and 38 of the light emitting element 30.
  • the thermosetting resin 241 is a resin film and is disposed on the surface of the transparent film 21.
  • an epoxy resin is used as a material of the thermosetting resin 241.
  • the light emitting element 30 is disposed on the thermosetting resin 241. At this time, the light emitting element 30 is positioned so that the connection pads 200P formed in the mesh patterns 200 to 209 are located immediately below the bumps 37 and 38 of the light emitting element 30.
  • thermoplastic resin 242 As a material of the thermoplastic resin 242, for example, an acrylic elastomer is used.
  • each of the transparent films 21 and 22 is heated and pressure-bonded in a vacuum atmosphere.
  • the bumps 37 and 38 formed on the light emitting element 30 penetrate the thermosetting resin 241 to reach the conductor layer 23 and are electrically connected to the mesh patterns 200 to 209.
  • the thermoplastic resin 242 softened by heating is filled around the light emitting element 30 without a gap, and the thermosetting resin 241 is cured.
  • the thermosetting resin 241 and the thermoplastic resin 242 become the resin layer 24 that holds the light emitting element 30 between the transparent films 21 and 22, as shown in FIG.
  • the light emitting module 10 is completed through the above steps.
  • each light emitting element 30R, 30G, 30B emits light.
  • the distance d ⁇ b> 2 between the adjacent light emitting elements is equal to or less than the length d ⁇ b> 1 of one side of the light emitting element 30. For this reason, the light of red (R), green (G), and blue (B) emitted from the light emitting elements 30R, 30G, and 30B is mixed, and the light emitting module 10 shines white to human eyes. looks like.
  • FIG. 17 is a diagram illustrating an emission curve of light emitted downward from each of the light emitting elements 30R, 30G, and 30B.
  • the distance d2 between the light emitting elements 30 at this time is 1 mm.
  • the light emission color of the light emitting module 10 can be adjusted by adjusting the values of the voltages V1 to V3. Further, by changing the voltages V1 to V3 and adjusting the intensity of red (R), green (G), and blue (B) light respectively emitted from the light emitting elements 30R, 30G, and 30B, the light emitting module 10 Can be made to emit light in an intermediate color other than white.
  • the intermediate color is a primary color of red (R), green (G), or blue (B) or an intermediate color between them.
  • a light emitting element 30G that emits green light and a light emitting element 30B that emits blue light are disposed adjacent to the light emitting element 30R that emits red light.
  • the human eye is highly sensitive to red. For this reason, when the light emitting elements 30G and 30B are arranged around the light emitting element 30R that emits red light, the light from the light emitting module 10 is felt to be uniform.
  • the light emitting element 30R that emits red light, the light emitting element 30G that emits green light, and the light emitting element 30B that emits blue light are arranged close to each other.
  • the light emitting module 10 can emit light in white and intermediate colors by mixing red (R), green (G), and blue (B) light respectively emitted from the light emitting elements 30R, 30G, and 30B. it can.
  • the three light emitting elements 30R are connected in series. For this reason, the electric current which flows into each light emitting element 30R becomes equal. Thereby, the light emission intensity of the three light emitting elements 30R becomes substantially equal.
  • three light emitting elements 30G and three light emitting elements 30B are also connected in series. Thereby, the light emission intensity of each of the three light emitting elements 30G and the light emission intensity of each of the three light emitting elements 30B are substantially equal. Therefore, the light emitting element 30 of the light emitting module 10 can easily emit light with uniform intensity.
  • each light emitting element 30R, 30G, 30B is disposed between a pair of transparent films 21, 22 as shown in FIG. For this reason, the light emitting module 10 can be made thinner compared to the case where the light emitting elements 30R, 30G, and 30B are arranged in the normal direction of the transparent films 21 and 22.
  • the light emitting elements 30 are connected by the mesh patterns 200 to 209.
  • These mesh patterns 200 to 209 are composed of a metal thin film having a line width of about 10 ⁇ m. For this reason, the transparency and flexibility of the light emitting module 10 can be sufficiently ensured.
  • a conductor layer 23 composed of mesh patterns 200 to 209 is formed on the upper surface of the transparent film 21 of the pair of transparent films 21 and 22.
  • the light emitting module 10 according to the present embodiment is thinner than the light emitting module in which the conductor layer is 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 module 10 can be improved.
  • the conductor layer 23 on which the connection pads 200P are formed is subdivided with laser light to form the mesh patterns 200 to 209.
  • the mesh patterns 200 to 209 shown in FIG. 3 may be formed by photolithography.
  • thermosetting resin 241 and the thermoplastic resin 242 may be applied to the transparent films 21 and 22, and the resin layer 24 may be formed from the thermosetting resin 241 and the thermoplastic resin 242.
  • the resin layer 24 is formed of the thermosetting resin 241 and the thermoplastic resin 242 has been described. Not only this but the resin layer 24 may be formed only from the thermoplastic resin. Moreover, the resin layer 24 may be formed only from the thermosetting resin.
  • the conductor layer 23 made of the mesh patterns 200 to 209 is made of a metal material such as copper (Cu) or silver (Ag) has been described.
  • the conductive layer 23 is not limited thereto, and may be formed of a conductive transparent material such as indium tin oxide (ITO).
  • the mesh patterns 200 to 209 shown in FIG. 1 are formed of a solid pattern (solid pattern) having a uniform thickness made of a transparent conductive film.
  • the case where the light emitting module 10 is formed with three groups of the three light emitting elements 30R, 30G, and 30B arranged close to each other has been described.
  • four or more groups of three light emitting elements 30R, 30G, and 30B may be formed.
  • the wiring resistance of the light emitting elements 30R, 30G, and 30B is made uniform by changing the width of the conductor layer 23 between the area around the light emitting elements 30 constituting one group and the area between the groups of the light emitting elements.
  • the three light emitting elements 30R, 30G, and 30B are arranged in an L shape as shown in FIG. 9 .
  • the three light emitting elements 30R, 30G, and 30B may be arranged in a straight line as shown in FIG. 19 or FIG. 20 as an example.
  • the arrangement order of the light emitting elements 30 is not limited to this.
  • another light emitting element 30 may be adjacent to the light emitting element 30G or the light emitting element 30B.
  • FIG. 21 is a diagram illustrating a light distribution curve observed when a light emitting element 30R that emits red light and a light emitting element 30G that emits green light are adjacent to the light emitting element 30B that emits blue light. . Also in this case, the distance d2 between the light emitting elements 30 is 1 mm. As shown in FIG. 21, most of the regions surrounded by the respective emission curves of the light emitting elements 30R, 30G, 30B overlap. For this reason, it turns out that the light inject
  • the light distribution curve of the light emitting module 10 (RBG arrangement) shown in FIG. 21 centered on the light emitting element 30B emitting blue light and the light emission shown in FIG. 17 centered on the light emitting element 30R emitting red light.
  • the light distribution curve shown in FIG. 21 has a lower degree of overlap than the light distribution curve shown in FIG.
  • the distance d2 from the light emitting element 30B located at the center to the light emitting element 30R and the light emitting element 30G is set to 0.1 mm, as shown in FIG. 22 (RBG arrangement), the light distribution curves overlap. The degree can be increased.
  • FIGS. 17, 21, and 22 show that light from the light emitting elements 30R, 30G, and 30B is sufficiently mixed if each distance d2 between the light emitting elements 30R, 30G, and 30B is at least 1 mm or less. Show. Thereby, it was confirmed that the light emitting module 10 seems to emit white light to human eyes.
  • FIG. 23 is a diagram showing a sampled light distribution curve when the light emitting elements 30R, 30G, and 30B are arranged in a straight line at intervals of 1 mm as shown in FIG.
  • the light distribution curve in FIG. 23 shows the intensity distribution of light emitted upward (+ Z direction) and downward ( ⁇ Z direction) of the light emitting elements 30R, 30G, and 30B.
  • FIG. 24 is a diagram showing a light distribution curve when the light emitting elements 30R, 30G, and 30B are arranged at intervals of 5 mm.
  • FIG. 25 is a diagram showing a light distribution curve when the light emitting elements 30R, 30G, and 30B are arranged at intervals of 10 mm.
  • the light emitting elements 30G and 30B are arranged on both sides of the light emitting element 30R.
  • the light emitting elements 30R, 30G, and 30B each have a width d1 of 0.3 to 0.4 mm.
  • the distance between the light emitting element and the light receiver of the light distribution measuring device was measured with three types of 50 mm, 100 mm, and 150 mm.
  • the outer light distribution curve is the case where the distance of the light receiver is 50 mm, the light distribution curve seen near 20 ° of the center is 100 mm, and the light distribution curve seen smaller inside is 150 mm.
  • the product was evaluated for the case where the distance between the light emitting element and the light receiver was 50 mm under the most severe conditions.
  • the shorter the distance between the light emitting elements 30R, 30G, and 30B the higher the overlapping degree of the light emission curves.
  • the distance between the light emitting elements 30R, 30G, and 30B is increased to 10 mm or more, the light emitted from the light emitting elements is reflected by the adjacent light emitting elements, and the overlapping degree of the light emission curves is reduced.
  • the distance d2 between the light emitting elements 30R, 30G, 30B is 5 mm or less, preferably 1 mm or less.
  • FIG. 26 is a diagram showing a sampled light distribution curve when the light emitting elements 30R, 30G, and 30B are arranged at intervals of 1 mm as shown in FIG.
  • the arrangement of the light emitting elements 30R, 30G, and 30B is different from that shown in FIG. 23 in that the light emitting elements 30R and 30B are arranged on both sides of the light emitting element 30G.
  • FIG. 27 is a diagram showing a light distribution curve when the light emitting elements 30R, 30G, and 30B are arranged at intervals of 5 mm.
  • FIG. 28 is a diagram showing a light distribution curve when the light emitting elements 30R, 30G, and 30B are arranged at intervals of 10 mm.
  • the distance d2 between the light emitting elements 30R, 30G, and 30B is preferably 1 mm or less.
  • FIG. 29 is a diagram showing a sampled light distribution curve when the light emitting elements 30R, 30G, and 30B are arranged at intervals of 1 mm as shown in FIG.
  • the arrangement of the light emitting elements 30R, 30G, and 30B is such that the light emitting elements 30R and 30G are arranged on both sides of the light emitting element 30B, respectively.
  • FIG. 30 is a diagram showing a light distribution curve when the light emitting elements 30R, 30G, and 30B are arranged at intervals of 5 mm.
  • FIG. 31 is a diagram showing a light distribution curve when the light emitting elements 30R, 30G, and 30B are arranged at intervals of 10 mm.
  • the distance d2 between the light emitting elements 30R, 30G, and 30B is preferably 1 mm or less.
  • the light emitting elements 30R, 30G, and 30B are arranged with the light emitting elements 30G and 30B on both sides of the light emitting element 30R that emits red light.
  • the light emitting elements 30R, 30G, and 30B it is preferable to arrange the light emitting elements 30G and 30B so that the light emitting element 30R that emits red light is at the center.
  • the distance d2 between the light emitting elements of 1 mm or less corresponds to approximately 3 ⁇ d1 or less (d2 ⁇ 3 ⁇ d1), and a color mixing effect can be expected.
  • (3 ⁇ d1 means 3 ⁇ d1)
  • the distance from the LED is viewed by a person close to some extent.
  • the distance d2 between the light emitting elements was preferably set to be equal to or less than the width d1 of the light emitting elements (d2 ⁇ d1).
  • d1 or less it could be recognized as a clean white point light source.
  • the human eye has a unique wavelength characteristic and is highly sensitive to red, for example.
  • the light emission luminance of the light emitting elements 30R, 30G, and 30B also varies. However, when d2 is equal to or less than d1, it can be visually recognized as a beautiful white point light source without blurring of a specific color.
  • the distance d2 between the light emitting elements is 0.5 ⁇ d1 or less, such as 0.3 ⁇ d1 or 0.4 ⁇ d1, (d2 ⁇ 0.5 ⁇ d1). ) Is also feasible.
  • the light emitting module of the present invention is suitable for display devices and display lamps.

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Abstract

　実施形態に係る発光モジュールは、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絶縁フィルムの間に配置され、一方の面に一対の電極を有する第１両面発光素子と、前記第１絶縁フィルムと前記第２絶縁フィルムの間に、前記第１両面発光素子に近接して配置され、一方の面に一対の電極を有し、前記第１両面発光素子とは異なる光を射出する第２両面発光素子と、前記第１絶縁フィルムの表面に形成され、前記第１両面発光素子及び前記第２両面発光素子それぞれの電極に接続される導体パターンと、を備える。

Description

発光モジュール 関連出願の引用
　本出願は、２０１４年９月２６日に出願された、日本国特許出願第２０１４－１９６３７９号、及び２０１５年４月２８日に出願された、日本国特許出願２０１５－０９２０５５号による優先権の利益に基礎をおき、かつ、その利益を求めており、その内容全体が引用によりここに包含される。
　本発明の実施形態は、発光モジュールに関する。
　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、種々の光学装置に幅広く利用されている。例えば、近年では、可撓性及び透光性を有する基板に配置されたＬＥＤを光源とするモジュールが提案されている。
　ＬＥＤからの光は、Ｒ（Red）、Ｇ（Green）、Ｂ（Blue）などの単色光である。このため、ＬＥＤを光源とするモジュールで、白色光や中間色を実現するためには、異なる色に発光する複数のＬＥＤを用いる必要がある。
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、白色光や中間色に発光する発光モジュールを提供することを課題とする。
　上述の課題を達成するために、本実施形態に係る発光モジュールは、光透過性を有する第１絶縁フィルムと、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、第１絶縁フィルムと第２絶縁フィルムの間に配置され、一方の面に一対の電極を有する第１両面発光素子と、第１絶縁フィルムと第２絶縁フィルムの間に、第１両面発光素子に近接して配置され、一方の面に一対の電極を有し、第１両面発光素子とは異なる光を射出する第２両面発光素子と、第１絶縁フィルムの表面に形成され、第１両面発光素子及び第２両面発光素子それぞれの電極に接続される導体パターンと、を備える。
本実施形態に係る発光モジュールの平面図である。 発光モジュールの断面を示す図である。 導体層を構成するメッシュパターンの一部を拡大して示す図である。 発光素子の斜視図である。 発光素子の配光曲線を示す図である。 配光曲線のサンプリング要領を説明するための図である。 発光素子の配光曲線を示す図である。 発光素子の配光曲線を示す図である。 発光素子の配置を示す図である。 発光モジュールの製造方法を説明するための図である。 発光モジュールの製造方法を説明するための図である。 発光モジュールの製造方法を説明するための図である。 発光モジュールの製造方法を説明するための図である。 発光モジュールの製造方法を説明するための図である。 発光モジュールの製造方法を説明するための図である。 発光モジュールの動作を説明するための図である。 発光モジュールの配光曲線を示す図である。 発光モジュールの変形例を示す図である。 発光モジュールの変形例を説明するための図である。 発光モジュールの変形例を説明するための図である。 変形例に係る発光モジュールの配光曲線を示す図である。 変形例に係る発光モジュールの配光曲線を示す図である。 赤色に発光する発光素子を中心に配置された３つの発光素子の配光曲線を示す図（その１）である。 赤色に発光する発光素子を中心に配置された３つの発光素子の配光曲線を示す図（その２）である。 赤色に発光する発光素子を中心に配置された３つの発光素子の配光曲線を示す図（その３）である。 緑色に発光する発光素子を中心に配置された３つの発光素子の配光曲線を示す図（その１）である。 緑色に発光する発光素子を中心に配置された３つの発光素子の配光曲線を示す図（その２）である。 緑色に発光する発光素子を中心に配置された３つの発光素子の配光曲線を示す図（その３）である。 青色に発光する発光素子を中心に配置された３つの発光素子の配光曲線を示す図（その１）である。 青色に発光する発光素子を中心に配置された３つの発光素子の配光曲線を示す図（その２）である。 青色に発光する発光素子を中心に配置された３つの発光素子の配光曲線を示す図（その３）である。
　以下、本発明の一実施形態を、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モジュール１０の平面図である。図１に示されるように、発光モジュール１０は、長手方向をＹ軸方向とするモジュールである。この発光モジュール１０は、相互に近接配置された３色の発光素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂを光源とする。
　図２は、図１における発光モジュール１０のＡＡ線に示される断面を示す図である。図２を参照するとわかるように、発光モジュール１０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発光素子３０Ｒ～３０Ｂを有している。なお、図２には、発光素子３０Ｂのみが示されている。
　透明フィルム２１，２２は、長手方向をＹ軸方向とする長方形のフィルムである。透明フィルム２１，２２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、２２の全光線透過率は、５～９５％程度であることが好ましい。なお、全光線透過率とは、日本工業規格ＪＩＳＫ７３７５：２００８に準拠して測定され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／ｍｍ２程度（ゼロを除く）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２における－Ｚ側の面）には、厚さが０．０５μｍ～１０μｍ程度の導体層２３が形成されている。導体層２３は、例えば、蒸着膜や、スパッタ膜である。また、導体層２３は、金属膜を接着剤で貼り付けたものであってもよい。導体層２３が、蒸着膜やスパッタ膜である場合は、導体層２３の厚さは０．０５～２μｍ程度である。導体層２３が、接着された金属膜である場合は、導体層２３の厚さは２～１０μｍ、或いは２～７μｍ程度である。
　図１に示されるように、導体層２３は、透明フィルム２１の＋Ｘ側外縁に沿って形成されるＬ字状のメッシュパターン２００と、メッシュパターン２００の－Ｘ側外縁に沿って配列されるメッシュパターン２０１，２０２，２０３と、メッシュパターン２０１～２０３の－Ｘ側に配置されるメッシュパターン２０４，２０５，２０６と、メッシュパターン２０４～２０６の－Ｘ側に配置されるメッシュパターン２０７，２０８，２０９からなる。各メッシュパターン２００～２０９は、銅（Ｃｕ）や銀（Ａｇ）などの金属材料からなる。
　図３は、メッシュパターン２００，２０３，２０６，２０９の一部を拡大して示す図である。図３に示されるように、メッシュパターン２００～２０９は、線幅が約１０μｍのラインパターンからなる。Ｘ軸に平行なラインパターンは、Ｙ軸に沿って約３００μｍ間隔で形成されている。また、Ｙ軸に平行なラインパターンは、Ｘ軸に沿って約３００μｍ間隔で形成されている。各メッシュパターン２００～２０９には、発光素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの電極が接続される接続パッド２００Ｐが形成されている。
　図２に示されるように、発光モジュール１０では、下側の透明フィルム２２の方が、透明フィルム２１よりもＹ軸方向の長さが短い。このため、導体層２３を構成するメッシュパターン２００，２０１，２０４，２０７の－Ｙ側端部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。
　発光素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂそれぞれは、一辺が０．１～３ｍｍ程度の正方形のＬＥＤチップである。以下、説明の便宜上、適宜発光素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂを発光素子３０と総称する。本実施例では、発光素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂはベアチップである。
　図４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、例えばサファイアからなる正方形板状の基板である。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、活性層３３、Ｐ型半導体層３４は化合物半導体材料からなる。例えば、赤色に発光する発光素子としては、活性層としてＩｎＡｌＧａＰ系を用いることができる。また、青色や緑色に発光する発光素子としてはＰ型半導体層３４、Ｎ型半導体層３２としてＧａＮ系、活性層３３としてＩｎＧａＮ系の半導体を用いることができる。いずれの場合も、活性層はダブルヘテロ（ＤＨ）接合構造であってもよいし、多重量子井戸（ＭＱＷ）構造であってもよい。また、ＰＮ接合構成であってもよい。
　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ている。Ｎ型半導体層３２の表面は、活性層３３、及びＰ型半導体層３４の切欠きから露出している。
　Ｎ型半導体層３２の、活性層３３とＰ型半導体層３４から露出する領域には、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）や、金（Ａｕ）からなり、上面には、バンプ３７，３８が形成されている。バンプ３７，３８は、金（Ａｕ）や金合金などの金属バンプから形成されている。金属バンプのかわりに半球状に成形した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。
　本実施形態では、発光素子３０Ｒは赤色に発光する。また、発光素子３０Ｇは緑色に発光し、発光素子３０Ｂは青色に発光する。具体的には、発光素子３０Ｒは、ピーク波長が６００ｎｍから７００ｎｍ程度の光を射出する。また、発光素子３０Ｇは、ピーク波長が５００ｎｍから５５０ｎｍ程度の光を射出する。そして、発光素子３０Ｂは、ピーク波長が４５０ｎｍから５００ｎｍ程度の光を射出する。
　図５は、発光素子３０Ｒの配光曲線を示す図である。ここでいう配光曲線とは、図６に示されるように、点Ｏに発光素子３０を配置したときに、円Ｃ１上の点の発光強度を、点Ｐ１から矢印ａ１に示される方向へ移動しながらサンプリングすることにより得られる曲線である。円Ｃ１は、点Ｏを中心とし、点Ｏを通る鉛直軸Ｓと交わる円である。この円Ｃ１は、点Ｏを中心とし、ＸＹ平面に位置する円Ｃ２上の２点Ｐ２，Ｐ３により規定される。本実施形態では、点Ｐ２，点Ｐ３を、図６の矢印ａ２に示される方向に、１５度ずつ移動さて円Ｃ１を順に規定し、円Ｃ１ごとに配光曲線をサンプリングする。このため、発光素子３０Ｒについては、１２の配光曲線が存在する。
　図５の配光曲線に示されるように、発光素子３０Ｒは、表面（＋Ｚ側の面）と裏面（－Ｚ側の面）が発光することがわかる。発光素子３０Ｒの上面からの光は、発光素子３０の上面に形成されたパッド３５，３６、次いで高さを持ったバンプ３７，３８の影響を受ける。このため、発光素子３０Ｒの上方には、発光強度がやや弱い部分が存在する。
　図７は、発光素子３０Ｇの配光曲線を示す図である。また、図８は、発光素子３０Ｂの配光曲線を示す図である。図７及び図８に示されるように、発光素子３０Ｇ、３０Ｂも、発光素子３０Ｒと同様に、表面（＋Ｚ側の面）と裏面（－Ｚ側の面）が発光することがわかる。発光素子３０Ｇ、３０Ｂの上面からの光は、パッド３５，３６やバンプ３７，３８の影響を受ける。このため、発光素子３０Ｇ、３０Ｂの上方には、発光強度がやや弱い部分が存在する。
　図３を参照するとわかるように、発光素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂそれぞれは、バンプ３７，３８がメッシュパターン２００～２０９に形成された接続パッド２００Ｐに接続されることで、２つのメッシュパターンの間に配置される。
　発光モジュール１０では、図１に示されるように、３つの発光素子３０Ｒそれぞれが、メッシュパターン２０４とメッシュパターン２０５、メッシュパターン２０５とメッシュパターン２０６、メッシュパターン２０６とメッシュパターン２００の間に配置される。また、３つの発光素子３０Ｇそれぞれが、メッシュパターン２０７とメッシュパターン２０８、メッシュパターン２０８とメッシュパターン２０９、メッシュパターン２０９とメッシュパターン２００の間に配置される。そして、３つの発光素子３０Ｂそれぞれが、メッシュパターン２０１とメッシュパターン２０２、メッシュパターン２０２とメッシュパターン２０３、メッシュパターン２０３とメッシュパターン２００の間に配置される。
　これにより、発光素子３０Ｒ、メッシュパターン２００，２０４～２０６が直列に接続される。同様に、発光素子３０Ｇ、メッシュパターン２００，２０７～２０９が直列に接続され、発光素子３０Ｂ、メッシュパターン２００，２０１～２０３が直列に接続される。
　図９は、メッシュパターン２００～２０９に配置された発光素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの位置関係を示す図である。図９に示されるように、各発光素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂは、隣接する発光素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂまでの距離ｄ２が、発光素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの幅ｄ１以下になるように近接配置される。
　なお、近接配置される発光素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの大きさが異なる場合には、隣接する発光素子間の距離ｄ２が、隣接する発光素子のうち大きい方の発光素子の幅ｄ１以下となるように、発光素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂを配置する。あるいは、発光素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂ相互間の距離ｄ２が、最も大きい発光素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの幅ｄ１以下となるように、発光素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂを配置する。発光素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの夫々は、短辺と長辺の比が例えば１：１～１：１．５の長方形であってよく、１：１以外の場合は短辺をその発光素子の幅ｄ１として取り扱えばよい。
　次に、上述した発光モジュール１０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の表面全体に、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。図１１は、導体層２３の一部を拡大して示す図である。図１１に示されるように、このときの導体層２３では、メッシュパターン２００～２０９になる部分が一体的に形成されている。また、導体層２３には、接続パッド２００Ｐが、メッシュパターンの幅広部として、発光素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂが実装される位置に形成されている。
　次に、この導体層２３を、エネルギービーム、本実施形態ではレーザを用いて切断することにより、メッシュパターン２００～２０９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１２に示される破線に沿って移動させる。これにより、導体層２３が、破線に沿って切断され、図１３に示されるように、メッシュパターン２００～２０９が形成される。
　図１２に示される破線に沿って、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３に示されるように、メッシュパターン２００～２０９が切り出されるとともに、隣接して形成された接続パッド２００Ｐ同士が電気的に切り離される。発光モジュール１０では、図１３の丸（○）に示されるところに１対の接続パッド２００Ｐが形成される。
　次に、図１４に示されるように、メッシュパターン２００～２０９が形成された透明フィルム２１の表面に熱硬化性樹脂２４１を設ける。この熱硬化性樹脂２４１の厚みは、発光素子３０のバンプ３７，３８の高さとほぼ同等である。本実施形態では、熱硬化性樹脂２４１は、樹脂フィルムであり、透明フィルム２１の表面に配置される。熱硬化性樹脂２４１の素材としては、例えば、エポキシ系樹脂が用いられる。
　次に、発光素子３０を、熱硬化性樹脂２４１の上に配置する。このとき発光素子３０のバンプ３７，３８の直下に、メッシュパターン２００～２０９に形成された接続パッド２００Ｐが位置するように、発光素子３０が位置決めされる。
　次に、図１５に示されるように、下面に熱可塑性樹脂２４２からなるフィルムが張り付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。熱可塑性樹脂２４２の素材としては、例えば、アクリル系エラストマーが用いられる。
　次に、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、熱硬化性樹脂２４１を突き抜けて、導体層２３に達し、各メッシュパターン２００～２０９に電気的に接続される。そして、加熱されることで柔らかくなった熱可塑性樹脂２４２が、発光素子３０の周囲に隙間なく充填されるとともに、熱硬化性樹脂２４１が硬化する。これにより、熱硬化性樹脂２４１及び熱可塑性樹脂２４２は、図２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、発光モジュール１０が完成する。
　上述のように構成された発光モジュール１０では、図１６に示されるように、メッシュパターン２００をグランドとして、メッシュパターン２０１，２０４，２０７に電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３が印加される。これにより、各発光素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂが発光する。図９に示されるように、発光素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂは、隣接する発光素子間の距離ｄ２が、発光素子３０の一辺の長さｄ１以下となっている。このため、発光素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂからそれぞれ射出される赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の光が混色し、人の目には、発光モジュール１０が白色に光っているように見える。
　例えば、図１７は、各発光素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂから下方に射出される光の発光曲線を示す図である。このときの発光素子３０相互間の距離ｄ２は１ｍｍである。図１７に示されるように、各発光素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂそれぞれの発光曲線によって囲まれる領域は大部分が重複する。このため、各発光素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂそれぞれから射出する光が十分に混色していることがわかる。
　混色の度合いにより、発光モジュール１０からの光が、赤みがかっていたり、青みがかっていたりする場合には、電圧Ｖ１～Ｖ３の値を調整することで、発光モジュール１０の発光色を調整することができる。また、電圧Ｖ１～Ｖ３を変化させて、発光素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂからそれぞれ射出される赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の光の強度を調整することで、発光モジュール１０を、白色以外の中間色に発光させることもできる。ここで中間色とは、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の原色やそれらの中間の色である。
　本実施形態では、赤色に発光する発光素子３０Ｒに隣接して、緑色に発光する発光素子３０Ｇと、青色に発光する発光素子３０Ｂが配置されている。一般に、人の目は赤色に対する感度が高い。このため、赤色に発光する発光素子３０Ｒを中心に、発光素子３０Ｇ，３０Ｂを配置すると、発光モジュール１０からの光が均一であるように感じられる。
　以上説明したように、本実施形態では、赤色に発光する発光素子３０Ｒと、緑色に発光する発光素子３０Ｇと、青色に発光する発光素子３０Ｂが近接配置されている。このため、各発光素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂからそれぞれ射出される赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の光を混色させることにより、発光モジュール１０を白色及び中間色に発光させることができる。
　本実施形態では、３つの発光素子３０Ｒは直列に接続されている。このため、各発光素子３０Ｒに流れる電流が等しくなる。これにより、３つ発光素子３０Ｒの発光強度はほぼ等しくなる。同様に、３つの発光素子３０Ｇ、及び３つの発光素子３０Ｂも直列に接続されている。これにより、３つの発光素子３０Ｇそれぞれの発光強度、及び３つの発光素子３０Ｂそれぞれの発光強度がほぼ等しくなる。したがって、発光モジュール１０の発光素子３０を、容易に均一の強度で発光させることが可能となる。
　本実施形態では、各発光素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂが、図２に示されるように、一組の透明フィルム２１，２２の間に配置されている。このため、発光素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂを、透明フィルム２１，２２の法線方向に重ねて配置する場合に比べて、発光モジュール１０を薄くすることができる。
　本実施形態では、発光素子３０が、メッシュパターン２００～２０９によって接続される。これらのメッシュパターン２００～２０９は、線幅が約１０μｍの金属薄膜から構成される。このため、発光モジュール１０の透明性及び可撓性を十分に確保することができる。
　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、メッシュパターン２００～２０９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モジュール１０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モジュールに比べて薄くなる。その結果、発光モジュール１０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、接続パッド２００Ｐが形成された導体層２３を、レーザ光で細分化して、メッシュパターン２００～２０９を形成することとした。これに限らず、図３に示されるメッシュパターン２００～２０９を、フォトリソグラフィーにより形成することとしてもよい。
　上記実施形態では、樹脂層２４を、シート状の熱硬化性樹脂２４１及び熱可塑性樹脂２４２から形成する場合について説明した。これに限らず、透明フィルム２１，２２に熱硬化性樹脂２４１及び熱可塑性樹脂２４２を塗布し、これらの熱硬化性樹脂２４１及び熱可塑性樹脂２４２から、樹脂層２４を形成することとしてもよい。
　上記実施形態では、樹脂層２４が熱硬化性樹脂２４１及び熱可塑性樹脂２４２から形成される場合について説明した。これに限らず、樹脂層２４は、熱可塑性樹脂のみから形成されていてもよい。また、樹脂層２４は、熱硬化性樹脂のみから形成されていてもよい。
　上記実施形態では、メッシュパターン２００～２０９からなる導体層２３が、銅（Ｃｕ）や銀（Ａｇ）などの金属材料からなる場合について説明した。これに限らず、導体層２３は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ：indium tin oxide）などの導電性を有する透明材料から形成されていてもよい。この場合には、図１に示されるメッシュパターン２００～２０９が、透明導電膜からなる一様な厚さのべたパターン（ソリッドパターン）から構成される。
　上記実施形態では、図１に示されるように、発光モジュール１０が、相互に近接配置された３つ発光素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂからなるグループが３つ形成されている場合について説明した。これに限らず、一例として図１８に示されるように、３つ発光素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂからなるグループが４つ以上形成されていてもよい。図示のように、１つのグループを構成する発光素子３０周辺の領域と、発光素子のグループ間の領域とで導体層２３の幅を変えることにより、発光素子３０Ｒ、３０Ｇ、３０Ｂの配線抵抗を均一化することができる。
　上記実施形態では、３つ発光素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂが、図９に示されるように、Ｌ字状に配置されている場合について説明した。これに限らず、３つ発光素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂは、一例として図１９又は図２０に示されるように、直線状に配置されていてもよい。
　上記実施形態では、発光素子３０Ｒに発光素子３０Ｇ，３０Ｂが隣接する場合について説明した。発光素子３０の配列順はこれに限定されるものではない。例えば、発光素子３０Ｇ或いは発光素子３０Ｂに、他の発光素子３０が隣接していてもよい。
　例えば、図２１は、青く発光する発光素子３０Ｂに、赤く発光する発光素子３０Ｒと、緑に発光する発光素子３０Ｇが隣接するように配置されたときに観察される配光曲線を示す図である。この場合も、発光素子３０の間の距離ｄ２は１ｍｍである。図２１に示されるように、各発光素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂそれぞれの発光曲線によって囲まれる領域は大部分が重複する。このため、各発光素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂそれぞれから射出する光が十分に混色していることがわかる。
　図２１に示される、青く発光する発光素子３０Ｂが中心に配置される発光モジュール１０（ＲＢＧ配置）の配光曲線と、図１７に示される、赤く発光する発光素子３０Ｒが中心に配置される発光モジュール１０（ＢＲＧ配置）の配光曲線とを比較すると、図１７に示される配光曲線の重なり度合いに比較して、図２１に示される配光曲線は、重なり度合いが低く、それぞれの配光曲線の配置にばらつきがある。しかしながら、中心に位置する発光素子３０Ｂから、発光素子３０Ｒ、及び発光素子３０Ｇまでの距離ｄ２を、０．１ｍｍにすることで、図２２（ＲＢＧ配置）に示されるように、配光曲線の重なり度合いを高くすることができる。
　また、図１７、図２１、図２２は、発光素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの間の各距離ｄ２が、少なくとも１ｍｍ以下であれば、発光素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂからの光が十分混色することを示している。これにより、人の眼には、発光モジュール１０が白色に発光しているように見えることが裏付けられた。
　図２３は、発光素子３０Ｒ，３０Ｇ、３０Ｂが、図１９に示されるように、１ｍｍ間隔で一直線に配列しているときに、サンプリングされた配光曲線を示す図である。図２３の配光曲線は、発光素子３０Ｒ，３０Ｇ、３０Ｂの上方（＋Ｚ方向）と下方（－Ｚ方向）に射出される光の強度分布を示している。
　図２３の場合と同様に、図２４は、発光素子３０Ｒ，３０Ｇ、３０Ｂが、５ｍｍ間隔で配列しているときの配光曲線を示す図である。また、図２５は、発光素子３０Ｒ，３０Ｇ、３０Ｂが、１０ｍｍ間隔で配列しているときの配光曲線を示す図である。図２３～図２５は、発光素子３０Ｒの両側に発光素子３０Ｇ、３０Ｂを配置したものである。
発光素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂ夫々の幅ｄ１は、０．３～０．４ｍｍのものを用いた。発光素子と、配光測定装置の受光器との距離は５０ｍｍ、１００ｍｍ、１５０ｍｍの３種類で測定した。図において外側の配光曲線が受光器の距離が５０ｍｍの場合で、中心の２０°付近に見える配光曲線が１００ｍｍの場合、さらにその内側に小さく見える配光曲線が１５０ｍｍの場合である。条件が最も厳しい、発光素子と受光器との距離が５０ｍｍの場合について製品の評価を行った。
　図２３乃至図２５を比較するとわかるように、発光素子３０Ｒ，３０Ｇ、３０Ｂ間の距離が短いほど、発光曲線の重なり度合いが高くなる。また、発光素子３０Ｒ，３０Ｇ、３０Ｂ間の距離が１０ｍｍ以上に大きくなると、発光素子から射出した光が、隣接する発光素子に反射されて著しく、発光曲線の重なり度合いが小さくなる。
　このため、発光素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂ間の距離ｄ２は、５ｍｍ以下、好ましくは１ｍｍ以下である。
　図２６は、発光素子３０Ｒ，３０Ｇ、３０Ｂが、図１９に示されるように、１ｍｍ間隔で配列しているときに、サンプリングされた配光曲線を示す図である。発光素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの配列は、図２３に示される場合と異なり、発光素子３０Ｇの両側にそれぞれ発光素子３０Ｒ，３０Ｂが配置されたものである。
　図２６の場合と同様に、図２７は、発光素子３０Ｒ，３０Ｇ、３０Ｂが、５ｍｍ間隔で配列しているときの配光曲線を示す図である。また、図２８は、発光素子３０Ｒ，３０Ｇ、３０Ｂが、１０ｍｍ間隔で配列しているときの配光曲線を示す図である。
　図２３の配光曲線と図２６の配光曲線の分布にはばらつきはほとんどないが、図２４の配光曲線と比較すると、図２７の配光曲線はばらつきが大きく、重なり度合いも小さくなる。同様に、図２５の配光曲線と比較すると、図２８の配光曲線はばらつきが大きく、重なり度合いも小さくなる。従って、図２６乃至図２８の場合、発光素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂ間の距離ｄ２は、１ｍｍ以下であることが好ましい。
　図２９は、発光素子３０Ｒ，３０Ｇ、３０Ｂが、図１９に示されるように、１ｍｍ間隔で配列しているときに、サンプリングされた配光曲線を示す図である。発光素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの配列は、発光素子３０Ｂの両側にそれぞれ発光素子３０Ｒ，３０Ｇが配置されたものである。
　図３０は、発光素子３０Ｒ，３０Ｇ、３０Ｂが、５ｍｍ間隔で配列しているときの配光曲線を示す図である。また、図３１は、発光素子３０Ｒ，３０Ｇ、３０Ｂが、１０ｍｍ間隔で配列しているときの配光曲線を示す図である。
　図２９乃至図３１の場合、図３０の配光曲線のばらつきが大きく、重なり度合いも小さくなる。このため、発光素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂ間の距離ｄ２は、１ｍｍ以下であることが好ましい。
　このように、発光素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの配列は、赤色に発光する発光素子３０Ｒを中心にして、その両側にそれぞれ発光素子３０Ｇ，３０Ｂを配置するのが好ましい。換言すれば、発光素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂのうち、赤色に発光する発光素子３０Ｒが中心になるように、発光素子３０Ｇ，３０Ｂを配置するのが好ましい。
　図２３乃至図３１の配光測定において、発光素子間の距離ｄ２が１ｍｍ以下というのは、およそ３・ｄ１以下に相当し（ｄ２≦３・ｄ１）、混色の効果が期待できる。（３・ｄ１は３×ｄ１の意味である）
　図５、７，８，１７，２１～３１の配光曲線の測定では、発光素子間の距離ｄ２をパラメータとして、ｄ２＝０．１～１０ｍｍの範囲で測定が行われ、ｄ２は１ｍｍ以下であることが好ましかった。
　表示装置や装飾機器への適用を考えた場合、ＬＥＤとの距離は、人がある程度近くで見ることを想定しておくことが好ましい。
　作製した発光モジュールを、実際に手に取って顔を近づけて見るようにした実験では、発光素子間の距離ｄ２は発光素子の幅ｄ１以下とすることが好ましかった（ｄ２≦ｄ１）。実際に肉眼で見た実験では、ｄ１以下であれば、きれいな白色の点光源として認識することができた。人の目は固有の波長特性を持っていて、例えば赤色に対する感度が高い。また、発光素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの発光輝度にもばらつきがある。しかしながら、ｄ２がｄ１以下であれば、特定の色の滲みの無い、きれいな白色の点光源として視認することができた。更には、０．１ｍｍの配線パターンの加工も可能なので、発光素子間の距離ｄ２は、０．３・ｄ１や０．４・ｄ１等、０．５・ｄ１以下（ｄ２≦０．５・ｄ１）のものも実現可能である。
　本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施しうるものであり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
　本発明の発光モジュールは、表示装置や表示用ランプに適している
　１０　発光モジュール
　２１，２２　透明フィルム
　２３　導体層
　２４　樹脂層
　３０，３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂ　発光素子
　３１　ベース基板
　３２　Ｎ型半導体層
　３３　活性層
　３４　Ｐ型半導体層
　３５，３６　パッド
　３７，３８　バンプ
　２００～２０９　メッシュパターン
　２００Ｐ　接続パッド
　２４２　熱可塑性樹脂

Claims (16)

  1. 　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絶縁フィルムの間に配置され、一方の面に一対の電極を有する第１両面発光素子と、
    　前記第１絶縁フィルムと前記第２絶縁フィルムの間に、前記第１両面発光素子に近接して配置され、一方の面に一対の電極を有し、前記第１両面発光素子とは異なる光を射出する第２両面発光素子と、
    　前記第１絶縁フィルムの表面に形成され、前記第１両面発光素子及び前記第２両面発光素子それぞれの電極に接続される導体パターンと、
    　を備える発光モジュール。
  2. 　前記第１両面発光素子と前記第２両面発光素子相互間の距離は、前記両面発光素子の幅以下である請求項１に記載の発光モジュール。
  3. 　前記第１絶縁フィルムと前記第２絶縁フィルムの間に、前記第１両面発光素子及び前記第２両面発光素子に近接して配置され、一方の面に一対の電極を有し、前記第１両面発光素子及び前記第２両面発光素子とは異なる光を射出する第３両面発光素子を備える請求項１又は２に記載の発光モジュール。
  4. 　前記第３両面発光素子と、前記第１両面発光素子又は前記第２両面発光素子相互間の距離は、前記両面発光素子の幅以下である請求項３に記載の発光モジュール。
  5. 　前記導体パターンは、前記両面発光素子の前記電極に接続されるメッシュパターンを有する請求項１乃至４のいずれか一項に記載の発光モジュール。
  6. 　複数の前記第１両面発光素子、前記第２両面発光素子、前記第３両面発光素子を備え、前記第１両面発光素子同士、前記第２両面発光素子同士、前記第３両面発光素子同士は、直列に接続される請求項３又は４に記載の発光モジュール。
  7. 　前記両面発光素子は、一方の面と他方の面で配光分布が異なる請求項１乃至６のいずれか一項に記載の発光モジュール。
  8. 　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、光透過性を有する第２絶縁フィルムと、前記第１絶縁フィルムと前記第２絶縁フィルムの間に配置され、半導体層に電気を供給するための電極を有し、略３６０度に発光する発光素子と、前記第１絶縁フィルムに形成され、前記発光素子の前記電極に接続される導体パターンとを備えた発光モジュールにおいて、
    　前記第１絶縁フィルム側から照射される第１配光分布と前記第２絶縁フィルム側から照射される第２配光分布が相違することを特徴とする発光モジュール。
  9. 　前記電極はバンプ又は接続パッドを含むことを特徴とする請求項８に記載の発光モジュール。
  10. 　前記第１配光分布の発光強度より前記第２配光分布の発光強度が強いことを特徴とする請求項８又は９に記載の発光モジュール。
  11. 　前記発光素子は複数からなり、さらに赤色を発光する赤色発光素子、緑色を発光する緑色発光素子、及び青色を発光する青色発光素子を含み、それぞれ近接配置され、前記各発光素子からそれぞれ射出する光が混色することを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか一項に記載の発光モジュール。
  12. 　前記赤色発光素子を中心にして、前記緑色発光素子と前記青色発光素子が配置されていることを特徴とする請求項１１に記載の発光モジュール。
  13. 　前記発光素子間の距離は、前記発光素子の幅以下である請求項１１又は１２に記載の発光モジュール。
  14. 　前記発光素子間の距離は１ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の発光モジュール。
  15. 　前記発光素子間の距離は、前記発光素子の幅以下であり、且つ、前記発光素子間の距離は、１ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の発光モジュール。
  16. 　前記発光素子間の距離は０．１ｍｍ～１ｍｍであることを特徴とする請求項１４又は１５記載の発光モジュール。
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