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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6732057
(24)【登録日】2020年7月9日
(45)【発行日】2020年7月29日
(54)【発明の名称】発光装置の製造方法
(51)【国際特許分類】
H01L 33/52 20100101AFI20200716BHJP
H01L 33/62 20100101ALI20200716BHJP
H01L 33/48 20100101ALI20200716BHJP
【ＦＩ】
H01L33/52
H01L33/62
H01L33/48
【請求項の数】16
【全頁数】42
(21)【出願番号】特願2019-4384(P2019-4384)
(22)【出願日】2019年1月15日
(62)【分割の表示】特願2016-147157(P2016-147157)の分割
【原出願日】2014年3月27日
(65)【公開番号】特開2019-71471(P2019-71471A)
(43)【公開日】2019年5月9日
【審査請求日】2019年1月15日
(31)【優先権主張番号】特願2013-68172(P2013-68172)
(32)【優先日】2013年3月28日
(33)【優先権主張国】JP
(31)【優先権主張番号】特願2013-68173(P2013-68173)
(32)【優先日】2013年3月28日
(33)【優先権主張国】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000113322
【氏名又は名称】東芝ホクト電子株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001092
【氏名又は名称】特許業務法人サクラ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】巻 圭一
【審査官】
高椋 健司
(56)【参考文献】
【文献】
特開２０１２−０８４８５５（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０１１−１３４９２６（ＪＰ，Ａ）
【文献】
国際公開第２０１１／１３２５８９（ＷＯ，Ａ１）
【文献】
特開２０１２−２３１０１８（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００８−１４１０２６（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００４−０１４９９３（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０１１−０９６９０１（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０１２−２０７１９５（ＪＰ，Ａ）
【文献】
米国特許第０５２７３６０８（ＵＳ，Ａ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｈ０１Ｌ ３３／００−３３／６４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
屈曲性を有する第１の透光性絶縁体を備える第１の透光性支持基体と、屈曲性を有する第２の透光性絶縁体を備える第２の透光性支持基体とを用意する工程と、
前記第１の透光性絶縁体の第１の表面、および前記第２の透光性絶縁体の第２の表面の少なくとも一方に導電回路層を形成する工程と、
第１の面と第２の面とを有する発光ダイオード本体と、前記発光ダイオード本体の前記第１の面に設けられた第１の電極と、前記発光ダイオード本体の前記第１の面または前記第２の面に設けられた第２の電極とをそれぞれ備える複数の発光ダイオードを用意する工程と、
前記第１の透光性絶縁体の前記第１の表面および前記第２の透光性絶縁体の前記第２の表面の少なくとも一方に形成された前記導電回路層上に透光性絶縁樹脂シートを配置する工程と、
前記透光性絶縁性樹脂シート上に、前記第１の電極および前記第２の電極が前記導電回路層と対向するように、前記複数の発光ダイオードを最小距離ｄが５００μｍ以上となるように配置する工程と、
少なくとも前記第１の透光性絶縁体と前記透光性絶縁樹脂シートと前記複数の発光ダイオードと前記第２の透光性絶縁体とを含む積層体を加熱しながら加圧することによって、前記複数の発光ダイオードの前記第１および第２の電極を前記導電回路層と電気的に接続しつつ、前記第１の透光性絶縁体と前記第２の透光性絶縁体との間の前記複数の発光ダイオードを除く領域に屈曲性を有する第３の透光性絶縁体を埋め込む工程とを具備し、
前記複数の発光ダイオードの高さをＴ１、前記第３の透光性絶縁体の前記複数の発光ダイオード間における最小厚さをＴ２としたとき、前記発光ダイオードの前記高さＴ１と前記第３の透光性絶縁体の前記最小厚さＴ２との差ΔＴ（Ｔ１−Ｔ２）が、前記差ΔＴ［単位：μｍ］を縦軸とし、前記複数の発光ダイオード間の前記最小距離ｄ［単位：μｍ］を横軸としたグラフにおいて、ΔＴ＝５で表される直線１と、ｄ＝５００で表される直線２と、ΔＴ＝０．０９ｄで表される直線３と、ΔＴ＝０．０２６７ｄ＋６０で表される直線４と、ΔＴ＝１／２Ｔ１で表される直線５とで囲われる範囲内になるように、前記第１の透光性絶縁体と前記第２の透光性絶縁体との間に前記第３の透光性絶縁体を埋め込む、発光装置の製造方法。
前記第１の透光性絶縁体の第１の表面、および前記第２の透光性絶縁体の第２の表面の少なくとも一方に導電回路層を形成する工程と、
第１の面と第２の面とを有する発光ダイオード本体と、前記発光ダイオード本体の前記第１の面に設けられた第１の電極と、前記発光ダイオード本体の前記第１の面または前記第２の面に設けられた第２の電極とをそれぞれ備える複数の発光ダイオードを用意する工程と、
前記第１の透光性絶縁体の前記第１の表面および前記第２の透光性絶縁体の前記第２の表面の少なくとも一方に形成された前記導電回路層上に透光性絶縁樹脂シートを配置する工程と、
前記透光性絶縁性樹脂シート上に、前記第１の電極および前記第２の電極が前記導電回路層と対向するように、前記複数の発光ダイオードを最小距離ｄが５００μｍ以上となるように配置する工程と、
少なくとも前記第１の透光性絶縁体と前記透光性絶縁樹脂シートと前記複数の発光ダイオードと前記第２の透光性絶縁体とを含む積層体を加熱しながら加圧することによって、前記複数の発光ダイオードの前記第１および第２の電極を前記導電回路層と電気的に接続しつつ、前記第１の透光性絶縁体と前記第２の透光性絶縁体との間の前記複数の発光ダイオードを除く領域に屈曲性を有する第３の透光性絶縁体を埋め込む工程とを具備し、
前記複数の発光ダイオードの高さをＴ１、前記第３の透光性絶縁体の前記複数の発光ダイオード間における最小厚さをＴ２としたとき、前記発光ダイオードの前記高さＴ１と前記第３の透光性絶縁体の前記最小厚さＴ２との差ΔＴ（Ｔ１−Ｔ２）が、前記差ΔＴ［単位：μｍ］を縦軸とし、前記複数の発光ダイオード間の前記最小距離ｄ［単位：μｍ］を横軸としたグラフにおいて、ΔＴ＝５で表される直線１と、ｄ＝５００で表される直線２と、ΔＴ＝０．０９ｄで表される直線３と、ΔＴ＝０．０２６７ｄ＋６０で表される直線４と、ΔＴ＝１／２Ｔ１で表される直線５とで囲われる範囲内になるように、前記第１の透光性絶縁体と前記第２の透光性絶縁体との間に前記第３の透光性絶縁体を埋め込む、発光装置の製造方法。
【請求項2】
前記複数の発光ダイオードは、前記最小距離ｄが１５００μｍ以下となるように配置される、請求項１に記載の発光装置の製造方法。
【請求項3】
前記第３の透光性絶縁体は、０℃以上１００℃以下の範囲において０．０１ＧＰａ以上１０ＧＰａ以下の引張貯蔵弾性率を有するエラストマーからなる、請求項１または請求項２に記載の発光装置の製造方法。
【請求項4】
前記第３の透光性絶縁体は、８０℃以上１６０℃以下のビカット軟化温度を有するエラストマーからなる、請求項３に記載の発光装置の製造方法。
【請求項5】
前記第３の透光性絶縁体は、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、およびウレタン系エラストマーから選ばれる少なくとも１つからなる、請求項４に記載の発光装置の製造方法。
【請求項6】
前記第３の透光性絶縁体のガラス転移温度が−２０℃以下である、請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の発光装置の製造方法。
【請求項7】
前記第３の透光性絶縁体の融解温度は、１８０℃以上もしくは前記ビカット軟化温度より４０℃以上高い、請求項４に記載の発光装置の製造方法。
【請求項8】
前記第３の透光性絶縁体の前記ビカット軟化温度における前記引張貯蔵弾性率が０．１ＭＰａ以上である、請求項４に記載の発光装置の製造方法。
【請求項9】
前記第１の透光性支持基体は、前記第１の透光性絶縁体と、前記第１の透光性絶縁体の前記第１の表面に前記導電回路層として設けられた第１の導電回路層とを備え、
前記第２の透光性支持基体は、前記第２の透光性絶縁体と、前記第２の透光性絶縁体の前記第２の表面に前記導電回路層として設けられた第２の導電回路層とを備え、
前記発光ダイオードは、前記発光ダイオード本体の前記第１の面に設けられ、前記第１の導電回路層と電気的に接続された前記第１の電極と、前記発光ダイオード本体の前記第２の面に設けられ、前記第２の導電回路層と電気的に接続された前記第２の電極とを備える、請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の発光装置の製造方法。
前記第２の透光性支持基体は、前記第２の透光性絶縁体と、前記第２の透光性絶縁体の前記第２の表面に前記導電回路層として設けられた第２の導電回路層とを備え、
前記発光ダイオードは、前記発光ダイオード本体の前記第１の面に設けられ、前記第１の導電回路層と電気的に接続された前記第１の電極と、前記発光ダイオード本体の前記第２の面に設けられ、前記第２の導電回路層と電気的に接続された前記第２の電極とを備える、請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の発光装置の製造方法。
【請求項10】
前記第１の電極は、前記第１の面より小さい面積と前記第１の面から突出した形状とを有し、前記第１の面における前記第１の電極の非形成面と前記第１の導電回路層との間に前記第３の透光性絶縁体が充填されている、請求項９に記載の発光装置の製造方法。
【請求項11】
前記第１の透光性支持基体は、前記第１の透光性絶縁体と、前記第１の透光性絶縁体の前記第１の表面に設けられた前記導電回路層とを備え、
前記発光ダイオードは、前記発光ダイオード本体の前記第１の面に設けられ、前記導電回路層と電気的に接続された前記第１の電極および前記第２の電極を備える、請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の発光装置の製造方法。
前記発光ダイオードは、前記発光ダイオード本体の前記第１の面に設けられ、前記導電回路層と電気的に接続された前記第１の電極および前記第２の電極を備える、請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の発光装置の製造方法。
【請求項12】
前記第１および第２の電極は、それぞれ前記発光ダイオード本体の前記第１の面より小さい面積と前記第１の面から突出した形状とを有し、前記第１の面における前記第１および第２の電極の非形成面と前記導電回路層との間に前記第３の透光性絶縁体が充填されている、請求項１１に記載の発光装置の製造方法。
【請求項13】
前記第１の電極または前記第２の電極と前記導電回路層との接触界面は、前記電極と前記導電回路層とが直接接触した電気的な接続領域と、前記電極と前記導電回路層との間に前記第３の透光性絶縁体が介在して結合された機械的な結合領域とを有する、請求項１ないし請求項１２のいずれか１項に記載の発光装置の製造方法。
【請求項14】
前記電極の前記導電回路層との接触面は凹凸形状を有し、前記凹凸形状における凸部が前記導電回路層と直接接触して前記電気的な接続領域を構成していると共に、前記凹凸形状における凹部に前記第３の透光性絶縁体が充填されて前記機械的な結合領域を構成している、請求項１３に記載の発光装置の製造方法。
【請求項15】
前記第１および第２の透光性絶縁体は、それぞれポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ポリエチレンサクシネート、環状オレフィン樹脂、およびアクリル樹脂から選ばれる少なくとも１つの樹脂材料からなり、かつ５０μｍ以上３００μｍ以下の厚さを有する、請求項１ないし請求項１４のいずれか１項に記載の発光装置の製造方法。
【請求項16】
ＪＩＳ Ｃ５０１６ ８．６に記載の耐屈曲試験を通電状態で行い、前記発光装置を屈曲半径を４０ｍｍとして１８０°屈曲させたときに、点灯状態が維持される、請求項１ないし請求項１５のいずれか１項に記載の発光装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、発光装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いた発光装置は、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。ＬＥＤを用いた発光装置のうち、各種の文字列、幾何学的な図形や模様等を表示する表示装置や表示用ランプに好適な装置として、２枚の透明基板間に複数のＬＥＤを配置した透明発光装置が知られている。透明基板として透明樹脂製のフレキシブル基板を使用することによって、表示装置や表示用ランプとしての発光装置の取り付け面に対する制約が軽減されるため、透明発光装置の利便性や利用可能性が向上する。
【0003】
透明発光装置は、例えば第１の導電回路層を有する第１の透明絶縁基板と第２の導電回路層を有する第２の透明絶縁基板との間に、複数のＬＥＤチップを配置した構造を有している。複数のＬＥＤチップは、それぞれ一対の電極を有している。一方の電極は第１の導電回路層と電気的に接続され、他方の電極は第２の導電回路層と電気的に接続される。複数のＬＥＤチップは、ある程度の間隔を開けて配置される。複数のＬＥＤチップの配置間隔に基づいて生じる第１の透明絶縁基板と第２の透明絶縁基板との間の空間には、電気絶縁性や屈曲性を有する透明樹脂等からなる透明絶縁体が充填されている。言い換えると、ＬＥＤチップは透明絶縁体に設けられた貫通孔内に配置される。
【0004】
透明発光装置におけるＬＥＤチップの電極と導電回路層との電気的な接続は、例えば第１の透明絶縁基板と貫通孔内にＬＥＤチップが配置された透明絶縁樹脂シートと第２の透明絶縁基板との積層体を真空熱圧着することにより行われる場合がある。ＬＥＤチップの電極と導電回路層とは、導電性接着剤で接着する場合もある。ＬＥＤチップを固定したホットメルト接着剤シートを、導電回路層を有する上下の絶縁基板で挟んで熱圧着し、ＬＥＤチップを接着剤シートに埋め込むことによって、上下の絶縁基板間の接着とＬＥＤチップの電極と導電回路層との電気的な接続とを同時に実施することも検討されている。
【0005】
しかしながら、いずれの場合にもＬＥＤチップの電極と導電回路層との電気的な接続性やその信頼性を十分に高めることができない。例えば、第１の透明絶縁基板と透明絶縁樹脂シートと第２の透明絶縁基板との積層体を真空熱圧着する場合、熱圧着後の透明絶縁樹脂シートの厚さ（透明絶縁体の厚さ）をＬＥＤチップの厚さより薄くすることによって、導電回路層をＬＥＤチップの電極に押し付けて接触させることが検討されている。ただし、透明絶縁体の材質や厚さ、またＬＥＤチップの配置間隔によっては、電極と導電回路層とを信頼性よく電気的に接続することができない。そこで、導電回路層とＬＥＤチップの電極との電気的な接続性やその信頼性を再現性よく高める技術が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開平１１−１７７１４７号公報
【特許文献2】特表２００７−５３１３２１号公報
【特許文献3】特表２００９−５１２９７７号公報
【特許文献4】特開２０１２−０８４８５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明が解決しようとする課題は、透光性絶縁体の表面に設けられた導電回路層とＬＥＤチップの電極との電気的な接続性やその信頼性を再現性よく高めることを可能にした発光装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
実施形態の発光装置の製造方法は、屈曲性を有する第１の透光性絶縁体を備える第１の透光性支持基体と、屈曲性を有する第２の透光性絶縁体を備える第２の透光性支持基体とを用意する工程と、 前記第１の透光性絶縁体の第１の表面、および前記第２の透光性絶縁体の第２の表面の少なくとも一方に導電回路層を形成する工程と、第１の面と第２の面とを有する発光ダイオード本体と、前記発光ダイオード本体の前記第１の面に設けられた第１の電極と、前記発光ダイオード本体の前記第１の面または前記第２の面に設けられた第２の電極とをそれぞれ備える複数の発光ダイオードを用意する工程と、前記第１の透光性絶縁体の前記第１の表面および前記第２の透光性絶縁体の前記第２の表面の少なくとも一方に形成された前記導電回路層上に透光性絶縁樹脂シートを配置する工程と、前記透光性絶縁性樹脂シート上に、前記第１の電極および前記第２の電極が前記導電回路層と対向するように、前記複数の発光ダイオードを最小距離ｄが５００μｍ以上となるように配置する工程と、少なくとも前記第１の透光性絶縁体と前記透光性絶縁樹脂シートと前記複数の発光ダイオードと前記第２の透光性絶縁体とを含む積層体を加熱しながら加圧することによって、前記複数の発光ダイオードの前記第１および第２の電極を前記導電回路層と電気的に接続しつつ、前記第１の透光性絶縁体と前記第２の透光性絶縁体との間の前記複数の発光ダイオードを除く領域に屈曲性を有する第３の透光性絶縁体を埋め込む工程とを具備し、前記複数の発光ダイオードの高さをＴ１、前記第３の透光性絶縁体の前記複数の発光ダイオード間における最小厚さをＴ２としたとき、前記発光ダイオードの前記高さＴ１と前記第３の透光性絶縁体の前記最小厚さＴ２との差ΔＴ（Ｔ１−Ｔ２）が、前記差ΔＴ［単位：μｍ］を縦軸とし、前記複数の発光ダイオード間の前記最小距離ｄ［単位：μｍ］を横軸としたグラフにおいて、ΔＴ＝５で表される直線１と、ｄ＝５００で表される直線２と、ΔＴ＝０．０９ｄで表される直線３と、ΔＴ＝０．０２６７ｄ＋６０で表される直線４と、ΔＴ＝１／２Ｔ１で表される直線５とで囲われる範囲内になるように、前記第１の透光性絶縁体と前記第２の透光性絶縁体との間に前記第３の透光性絶縁体を埋め込むことを特徴とする。【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】第１の実施形態による発光装置を示す断面図である。
【図4】第１の実施形態による発光装置の一部を拡大して示すＳＥＭ像である。
【図5】第１の実施形態による発光装置の製造工程を示す断面図である。
【図6】第２の実施形態による発光装置を示す断面図である。
【図9】第２の実施形態による発光装置の製造工程を示す断面図である。
【図10】第３の実施形態による発光装置を示す断面図である。
【図13】発光ダイオードの高さＴ１と第３の透光性絶縁体の最小厚さＴ２との差ΔＴと複数の発光ダイオード間の最小距離ｄとの関係を示す図である。
【図14】第３の実施形態による発光装置の製造工程を示す断面図である。
【図15】第４の実施形態による発光装置を示す断面図である。
【図18】第４の実施形態による発光装置の製造工程を示す断面図である。
【図19】実施形態による発光装置の適用例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、実施形態の発光装置とその製造方法について、図面を参照して説明する。
【0011】
（第１の実施形態）図１は第１の実施形態による発光装置の構成を示す断面図である。図１に示す発光装置１は、第１の透光性支持基体２と第２の透光性支持基体３とを具備している。第１の透光性支持基体２は、第１の透光性絶縁体４とその表面に形成された第１の導電回路層５とを備えている。第２の透光性支持基体３は第２の透光性絶縁体６とその表面に形成された第２の導電回路層７とを備えている。第１の透光性支持基体２と第２の透光性支持基体３とは、第１の導電回路層５と第２の導電回路層７とが対向するように、それらの間に所定の間隙を設けて配置されている。第１の透光性支持基体２と第２の透光性支持基体３との間隙には、複数の発光ダイオード８が配置されている。
【0012】
透光性絶縁体４、６には、例えば絶縁性と透光性とを有する樹脂材料が用いられ、さらに屈曲性を有する樹脂材料が好適に用いられる。このような絶縁樹脂材料としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンサクシネート（ＰＥＳ）、環状オレフィン樹脂（例えばＪＳＲ社製のアートン（商品名））、アクリル樹脂等が挙げられる。透光性絶縁体４、６の全光透過率（ＪＩＳ Ｋ７１０５）は９０％以上であることが好ましく、さらに９５％以上であることがより好ましい。透光性絶縁体４、６の厚さは５０〜３００μｍの範囲であることが好ましい。透光性絶縁体４、６の厚さが厚すぎると、透光性支持基体２、３に良好な屈曲性を付与することが困難となり、透光性も低下するおそれがある。
【0013】
透光性絶縁体４、６は、透光性を有する絶縁樹脂体（シート等）に限られるものではなく、例えばガラスのような絶縁性と透光性とを併せ持つ無機材料からなるものであってもよい。ただし、透光性絶縁体４、６としてガラス基板を用いた場合、第１および第２の透光性支持基体２、３に屈曲性を付与することができない。透光性支持基体２、３およびそれを用いた発光装置１に屈曲性を付与する場合には、透光性と屈曲性とを有する絶縁樹脂体からなる透光性絶縁体４、６を用いることが好ましい。第１および第２の透光性絶縁体４、６の一方を絶縁樹脂体のような屈曲性を有する材料で構成し、他方をガラス基板のようなリジッドな材料で構成してもよい。
【0014】
第１の透光性絶縁体４の表面には、第１の導電回路層５が形成されている。同様に、第２の透光性絶縁体６の表面には、第２の導電回路層７が形成されている。導電回路層５、７には、例えば酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、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）等の透明導電材料が用いられる。透明導電材料からなる導電回路層５、７としては、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回路を形成したものが挙げられる。導電回路層５、７は、透明導電材料の微粒子（例えば平均粒子径が１０〜１００ｎｍの範囲の微粒子）と透明樹脂バインダとの混合物をスクリーン印刷等で回路形状に塗布したものや、上記混合物の塗布膜にレーザ加工やフォトリソグラフィによるパターニング処理を施して回路を形成したものであってもよい。
【0015】
導電回路層５、７は、透明導電材料からなるものに限らず、金や銀等の不透明導電材料の微粒子をメッシュ状に付着させたものであってもよい。例えば、ハロゲン化銀のような不透明導電材料の感光性化合物を塗布した後、露光・現像処理を施してメッシュ状の導電回路層５、７を形成する。不透明導電材料微粒子を含むスラリーをスクリーン印刷等でメッシュ状に塗布して導電回路層５、７を形成してもよい。導電回路層５、７は透光性絶縁体４、６の表面に形成したときに透光性を示し、透光性支持基体２、３が得られるものであればよい。導電回路層５、７は、透光性支持基体２、３の全光透過率（ＪＩＳ Ｋ７１０５）が１０％以上、さらに発光装置１全体としての全光透過率が１％以上となるような透光性を有していることが好ましい。発光装置１全体としての全光透過率が１％未満であると、発光点が輝点として認識されなくなる。導電回路層５、７自体の透光性は、その構成によっても異なるが、全光透過率が１０〜８５％の範囲であることが好ましい。導電回路層５、７の全光透過率がどちらも８５％を超えると、配線パターンが肉眼で容易に認識できるようになり、発光装置１として不都合が生じる。
【0016】
第１の透光性支持基体２の第１の導電回路層５を有する表面と第２の透光性支持基体３の第２の導電回路層７を有する表面との間には、複数の発光ダイオード８が配置されている。発光ダイオードとしては、一般的にＰＮ接合を有するダイオードチップ（以下ではＬＥＤチップ８と記す）が用いられている。なお、ここで用いる発光ダイオードは、ＬＥＤチップ８に限られるものではなく、レーザダイオード（ＬＤ）チップ等であってもよい。ＬＥＤチップ８としては、例えばＮ型半導体基板上にＰ型半導体層を形成したもの、Ｐ型半導体基板上にＮ型半導体層を形成したもの、半導体基板上にＮ型半導体層とＰ型半導体層とを形成したもの、Ｐ型半導体基板上にＰ型ヘテロ半導体層とＮ型ヘテロ半導体層を形成したもの、Ｎ型半導体基板上にＮ型ヘテロ半導体層とＰ型ヘテロ半導体層を形成したもの等が知られており、いずれもＬＥＤチップ８の上下両面に電極９、１０が設けられる。
【0017】
第１の実施形態で用いるＬＥＤチップ８は、図２に示すように、活性層（ＰＮ接合界面やダブルヘテロ接合構造の発光部位となる半導体層等）１１を有するチップ本体（発光ダイオード本体）１２と、チップ本体１２の活性層１１に近い第１の面に設けられた第１の電極９と、チップ本体１２の活性層１１から遠い第２の面に設けられた第２の電極１０とを備えている。ここでは便宜的に活性層１１に近い第１の面を発光面、活性層１１から遠い第２の面を非発光面と記す場合があるが、これに限られない。第２の導電回路層７やチップ本体１２等の構成材料によっては、両面を発光面とすることができる。第１の電極９は第１の導電回路層５と直接接触することで電気的に接続されており、第２の電極１０は第２の導電回路層７と直接接触することで電気的に接続されている。第１の導電回路層５と第１の電極９とは、図３に示すように、第１の電極９上に設けられたバンプ電極９Ｂを介して電気的に接続してもよい。バンプ電極９Ｂは、例えば金ワイヤ等の導電性ワイヤの先端に形成したボールを第１の電極９に押し付けた後、ワイヤを切断することにより形成することができる。ＬＥＤチップ８は、第１および第２の電極９、１０を介して印加される直流電圧により点灯する。
【0018】
チップ本体１２の発光面に設けられた第１の電極９は、活性層１１からの発光が外部へ放出されることを妨げないように、発光面より小さい面積を有している。チップ本体１２の発光面は、第１の電極９の形成面と非形成面とを有している。さらに、第１の電極９は発光面から突出した形状、例えば０．１μｍ以上突出した形状を有している。第２の電極１０は、チップ本体１２の非発光面全体に設けられている。第２の電極１０の表面（導電回路層７との接触面）は、第２の導電回路層７との電気的な接続信頼性等を高めるために、例えば１μｍ以上の凹凸形状を有していることが好ましく、さらに微細な凹凸が繰り返した形状を有することが好ましい。第１の電極９の表面（導電回路層５との接触面）も同様な凹凸形状を有していることが好ましい。なお、通常のＬＥＤチップの電極の表面には、電気的な接続信頼性の向上用とは別に凹凸形状が形成されている場合がある。
【0019】
第１の透光性支持基体２と第２の透光性支持基体３との間における複数のＬＥＤチップ８の配置部分を除く部分には、８０〜１６０℃のビカット軟化温度、および０．０１〜１０ＧＰａの引張貯蔵弾性率の少なくとも一方を有する第３の透光性絶縁体１３が埋め込まれている。第３の透光性絶縁体１３は上記したビカット軟化温度および引張貯蔵弾性率の両方を有することが好ましい。ここで言う引張貯蔵弾性率は、０℃から１００℃の間の値を示すものである。第３の透光性絶縁体１３は、さらにビカット軟化温度で溶融せず、ビカット軟化温度における引張貯蔵弾性率が０．１ＭＰａ以上であることが好ましい。第３の透光性絶縁体１３は、１８０℃以上の融解温度、もしくはビカット軟化温度より４０℃以上高い融解温度を有することが好ましい。加えて、第３の透光性絶縁体１３は−２０℃以下のガラス転移温度を有することが好ましい。
【0020】
ビカット軟化温度は、試験荷重１０Ｎ、昇温速度５０℃／時間の条件で、ＪＩＳ Ｋ７２０６（ＩＳＯ ３０６：２００４）に記載のＡ５０条件で求めた値である。ガラス転移温度と融解温度は、ＪＩＳ Ｋ７１２１（ＩＳＯ ３１４６）に準拠した方法で、示差走査熱量計を用いて、５℃／分の昇温速度で、熱流束示差走査熱量測定により求めた値である。引張貯蔵弾性率は、ＪＩＳ Ｋ７２４４−１（ＩＳＯ ６７２１）に準拠して、動的粘弾性自動測定器を用いて、−１００℃から２００℃まで１℃／分で等速昇温し、周波数１０Ｈｚで求めた値である。
【0021】
第３の透光性絶縁体１３は、上記したビカット軟化温度、引張貯蔵弾性率、融解温度、ガラス転移温度等の特性を満足する透光性絶縁樹脂、特にエラストマーで構成されていることが好ましい。エラストマーは、高分子材料の弾性体である。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等が知られている。上述した特性を満足するアクリル系エラストマーは、透光性、電気絶縁性、屈曲性等に加えて、軟化時の流動性、硬化後の接着性、耐候性等に優れることから、第３の透光性絶縁体１３の構成材料として好適である。さらに、第３の透光性絶縁体１３の構成材料としてのエラストマーは、それを用いて形成した透光性絶縁体１３の導電回路層５、７に対する引き剥がし強度（ＪＩＳ Ｃ５０６１ ８．１．６の方法Ａによる）が０．４９Ｎ／ｍｍ以上であることがさらに好ましい。第３の透光性絶縁体１３は、上記したようなエラストマーを主成分として含むものであればよく、必要に応じて他の樹脂成分、充填剤、添加剤等を含んでいてもよい。
【0022】
上述したビカット軟化温度と引張貯蔵弾性率と融解温度とを有するエラストマー等を用いることによって、導電回路層５、７と複数のＬＥＤチップ８の電極９、１０との電気的な接続を良好に保ちつつ、複数のＬＥＤチップ８に密着させた状態で第３の透光性絶縁体１３を第１の透光性支持基体２と第２の透光性支持基体３との間に埋め込むことができる。言い換えると、導電回路層５、７と電極９、１０との接触状態がＬＥＤチップ８の周囲に密着した状態で配置された第３の透光性絶縁体１３により維持される。従って、導電回路層５、７とＬＥＤチップ８の電極９、１０との電気的な接続信頼性、特に発光装置１に屈曲試験や熱サイクル試験（ＴＣＴ）を施した際の導電回路層５、７と電極９、１０との電気的な接続信頼性を高めることができる。
【0023】
例えば、前述した特許文献３、４に記載されているように、第１および第２の透光性絶縁体間に充填する第３の透光性絶縁体の厚さに基づいて、単に導電回路層をＬＥＤチップの電極に押し付けて電気的な接続を行った場合、導電回路層と電極との電気的な接続性を十分に高めることができない。特に、発光装置を大きく屈曲させたり、熱サイクル試験を行った際に、導電回路層と電極との電気的な接続信頼性が低下しやすい。また、前述した特許文献３、４に記載されているように、ＬＥＤチップの電極と導電回路層とを導電性接着剤で接着した場合には、複数のＬＥＤチップ間を十分に絶縁することが困難であり、このために接続工程の複雑化や工数の増大等を招いて製造コストが増加しやすい。実施形態の発光装置１は、これら従来装置の難点を改善したものである。
【0024】
第３の透光性絶縁体１３のビカット軟化温度が１６０℃を超えると、後述する第３の透光性絶縁体１３の形成工程で透光性絶縁樹脂シートを十分に変形させることができず、これにより導電回路層５、７と電極９、１０との電気的な接続性が低下する。第３の透光性絶縁体１３のビカット軟化温度が８０℃未満であるとＬＥＤチップ８の保持力が不足し、導電回路層５、７と電極９、１０との電気的な接続信頼性が低下する。第３の透光性絶縁体１３のビカット軟化温度は１００℃以上であることがより好ましい。導電回路層５、７と電極９、１０との電気的な接続信頼性をさらに高めることができる。第３の透光性絶縁体１３のビカット軟化温度は１４０℃以下であることがより好ましい。導電回路層５、７と電極９、１０との電気的な接続性を有効に高めることができる。
【0025】
第３の透光性絶縁体１３の引張貯蔵弾性率が０．０１ＧＰａ未満である場合にも、導電回路層５、７と電極９、１０との電気的な接続性が低下する。ＬＥＤチップ８やその電極９、１０は微細であるため、後述する真空熱圧着時に複数のＬＥＤチップ８の電極９、１０を正確に導電回路層５、７の所定の位置に接続するためには、室温から真空熱圧着工程の加熱温度付近に至るまで、透光性絶縁樹脂シートが比較的高い貯蔵弾性を維持する必要がある。真空熱圧着時に樹脂の弾性が低下すると、加工途中でＬＥＤチップ８の傾きや横方向への微細な移動が起きて、電極９、１０と導電回路層５、７とを電気的に接続することができなかったり、接続抵抗が増加する等の事象が発生しやすくなる。これは発光装置１の製造歩留りや信頼性を低下させる要因となる。これを防止するために、０．０１ＧＰａ以上の引張貯蔵弾性率を有する第３の透光性絶縁体１３を適用することが好ましい。ただし、貯蔵弾性が高すぎると発光装置１の耐屈曲性等が低下するため、１０ＧＰａ以下の引張貯蔵弾性率を有する第３の透光性絶縁体１３を適用することが好ましい。第３の透光性絶縁体１３の０℃から１００℃の間の引張貯蔵弾性率は０．１ＧＰａ以上であることがより好ましく、また７ＧＰａ以下であることがより好ましい。
【0026】
第３の透光性絶縁体１３を構成するエラストマー等がビカット軟化温度で溶融せず、かつビカット軟化温度における引張貯蔵弾性率が０．１ＭＰａ以上であると、真空熱圧着時における電極９、１０と導電回路層５、７との位置精度をより一層高めることができる。このような点から、第３の透光性絶縁体１３を構成するエラストマーは１８０℃以上の融解温度、もしくはビカット軟化温度より４０℃以上高い融解温度を有することが好ましい。エラストマーのビカット軟化温度における引張貯蔵弾性率は１ＭＰａ以上であることがより好ましい。また、エラストマーの融解温度は２００℃以上、もしくはビカット軟化温度より６０℃以上高いことがより好ましい。
【0027】
例えば、前述した特許文献２に記載されているホットメルト接着剤シートは、加熱溶融することにより流動化させて被着体に密着した後に、冷却固化させて接着力を発現させるものであり、熱で流動化と固化を制御する接着剤である。ホットメルト接着剤は加工温度で溶融しているのが通例である。加工温度で溶融体であったり、また溶融していなくても引張貯蔵弾性率が０．１ＭＰａ未満というような粘性体であると、ホットメルト接着剤シート上に配置されたＬＥＤチップの位置や傾きを、加工温度まで所定の状態に維持することは困難である。このため、ＬＥＤチップの位置や傾きを所定の状態に維持することは難しく、設計通りの場所に所定の状態でＬＥＤチップを実装することは困難である。実施形態の発光装置１は、このような従来装置の難点を改善したものである。
【0028】
さらに、第３の透光性絶縁体１３は発光装置１の製造性のみならず、低温から高温に至る広い温度範囲で発光装置１の耐屈曲性や耐熱サイクル特性を向上させるために、上記したビカット軟化温度と引張貯蔵弾性率とガラス転移温度の特性バランスが重要である。上述した引張貯蔵弾性率を有するエラストマーを使用することで、発光装置１の耐屈曲性や耐熱サイクル特性を高めることができる。ただし、屋外用途や屋内でも冬期の生活環境によっては、低温での耐屈曲性や耐熱サイクル特性が求められる。エラストマーのガラス転移温度が高すぎると、低温環境下における発光装置１の耐屈曲性や耐熱サイクル特性が低下するおそれがある。このため、ガラス転移温度が−２０℃以下のエラストマーを使用することが好ましい。このようなガラス転移温度と引張貯蔵弾性率とに基づいて、発光装置１の低温から高温に至る広い温度範囲での耐屈曲性や耐熱サイクル特性を向上させることができる。エラストマーのガラス転移温度は−４０℃以下であることがより好ましい。
【0029】
第３の透光性絶縁体１３の厚さは、ＬＥＤチップ８の高さ（第１の電極９の表面から第２の電極１０の表面までの高さ）に基づく第１の透光性支持基体２と第２の透光性支持基体３との間隙と同等であってもよいが、導電回路層５、７と電極９、１０との接触性を高める上で、ＬＥＤチップ８の高さより薄いことが好ましい。さらに、第３の透光性絶縁体１３の厚さ（Ｔ）は、ＬＥＤチップ８の高さ（Ｈ）との差（Ｈ−Ｔ）が５〜２００μｍの範囲になるように設定することがより好ましい。ただし、第３の透光性絶縁体１３の厚さ（Ｔ）を薄くしすぎると、第３の透光性絶縁体１３の形状を維持することが困難となったり、ＬＥＤチップ８に対する密着性等が低下するおそれがあるため、ＬＥＤチップ８の高さ（Ｈ）と第３の透光性絶縁体１３の厚さ（Ｔ）との差（Ｈ−Ｔ）は、ＬＥＤチップ８の高さ（Ｈ）の１／２以下とすることが好ましい。なお、第１の電極９上にバンプ電極９Ａを設ける場合には、ＬＥＤチップ８の高さ（Ｈ）はバンプ電極９Ａの頂部から第２の電極１０の表面までの高さを示すものとする。
【0030】
さらに、上述したビカット軟化温度と引張貯蔵弾性率と融解温度を有する樹脂を用いることによって、第３の透光性絶縁体１３を第１の電極９の周囲にまで配置することができる。すなわち、第１の電極９がチップ本体１２の発光面より小さい面積と発光面から突出した形状とを有する場合、第１の電極９を第１の導電回路層５に接触させた状態で、発光面内における第１の電極９が形成されていない面（第１の電極９の非形成面）と第１の導電回路層５との間に空間が生じる。上述したビカット軟化温度と引張貯蔵弾性率と融解温度を有する樹脂によれば、第１の電極９の非形成面と第１の導電回路層５との間の空間に第３の透光性絶縁体１３の一部を良好に充填することができる。
【0031】
図４は発光装置１におけるＬＥＤチップ８およびその周囲を拡大して示すＳＥＭ像である。図４から明らかなように、チップ本体１２の発光面内における電極９の非形成面と導電回路層５との間に第３の透光性絶縁体１３の一部が充填されている。このように、チップ本体１２の発光面と導電回路層５との間に第３の透光性絶縁体１３の一部を充填し、電極９の周囲に第３の透光性絶縁体１３の一部を密着した状態で存在させることによって、電極９と導電回路層５との接触状態を第３の透光性絶縁体１３で良好に維持することができる。すなわち、発光装置１を屈曲させたような場合においても、電極９と導電回路層５との接触状態が良好に維持される。従って、第１の導電回路層５とＬＥＤチップ８の第１の電極９との電気的な接続信頼性をより再現性よく高めることが可能になる。
【0032】
第２の導電回路層７とＬＥＤチップ８の第２の電極１０との接触構造に関しては、第２の電極１０の周囲に第３の透光性絶縁体１３が密着した状態で存在するために接触状態が良好に維持される。さらに、第２の電極１０の表面が凹凸形状を有している場合、凹凸形状における凸部を導電回路層７と直接接触させて電気的な接続領域を形成すると共に、凹凸形状における凹部に第３の透光性絶縁体１３を充填して機械的な結合領域を形成することができる。すなわち、図４に示すように、導電回路層７と電極１０との接触界面に、導電回路層７と電極１０とが直接接触した電気的な接続領域と、導電回路層７と電極１０との間に第３の透光性絶縁体１３の一部が介在した機械的な結合領域とが形成される。これによって、導電回路層７と電極１０との電気的な接続性を維持しつつ、機械的な結合性を高めることができる。すなわち、第２の導電回路層７とＬＥＤチップ８の第２の電極１０との電気的な接続信頼性をより再現性よく高めることが可能になる。
【0033】
上述した電気的な接続領域と機械的な結合領域とを有する接触界面は、第２の導電回路層７と第２の電極１０との接触部分に限らず、第１の導電回路層５と第１の電極９との接触部分に対しても有効である。電気的な接続領域と機械的な結合領域とを有する接触界面は、電極９、１０の表面が凹凸形状を有している場合に限らず、比較的平坦な表面を有している場合であっても、上述したビカット軟化温度と引張貯蔵弾性率と融解温度を有する樹脂を用いると共に、後述する樹脂シートの真空熱圧着条件等を制御することにより得ることができる。すなわち、樹脂シートの真空熱圧着時における樹脂の延伸状態等を制御することによって、電気的な接続領域と機械的な結合領域とを有する導電回路層５、７と電極９、１０との接触界面を得ることができる。これによって、導電回路層５、７と電極９、１０との電気的な接続信頼性をさらに高めることができる。
【0034】
次に、第１の実施形態の発光装置１の製造方法について、図５を参照して述べる。まず、第１の透光性絶縁体４とその表面に形成された第１の導電回路層５とを有する第１の透光性支持基体２と、第２の透光性絶縁体６とその表面に形成された第２の導電回路層７とを有する第２の透光性支持基体３とを用意する。導電回路層５、７の構成材料や形成方法等は前述した通りである。次に、８０〜１６０℃の範囲のビカット軟化温度を有する第１および第２の透光性絶縁樹脂シート１４、１５を用意する。透光性絶縁樹脂シート１４、１５は、上述したビカット軟化温度に加えて、０℃から１００℃の間の引張貯蔵弾性率が０．０１〜１０ＧＰａの範囲で、ビカット軟化温度で溶融していないと共に、ビカット軟化温度における引張貯蔵弾性率が０．１ＭＰａ以上であり、融解温度が１８０℃以上もしくはビカット軟化温度より４０℃以上高く、ガラス転移温度が−２０℃以下である樹脂を主成分とすることが好ましい。透光性絶縁樹脂シート１４、１５としては、エラストマーシートが好ましく、さらにアクリル系エラストマーシートがより好ましい。
【0035】
第２の透光性支持基体３の第２の導電回路層７上に、導電回路層７全体を覆うように第２の透光性絶縁樹脂シート１５を配置する（図５（ａ））。第２の透光性絶縁樹脂シート１５は、導電回路層７上のＬＥＤチップ８の配置位置となる部分を含めて、導電回路層７全体、さらに透光性絶縁体６全体を覆うことが可能な形状を有している。第２の透光性絶縁樹脂シート１５上に複数のＬＥＤチップ８を配置する（図５（ｂ））。ＬＥＤチップ８は、第２の電極１０が第２の透光性絶縁樹脂シート１５側に位置するように、言い換えると第２の導電回路層７側に位置するように配置される。さらに、ＬＥＤチップ８上に第１の透光性絶縁樹脂シート１４を配置し（図５（ｃ））、その上に第１の透光性支持基体２を配置する（図５（ｄ））。
【0036】
第１の透光性支持基体２は、第１の導電回路層５が第１の透光性絶縁樹脂シート１４と対向するように配置される。第１の透光性絶縁樹脂シート１４は、導電回路層５上のＬＥＤチップ８の配置位置となる部分を含めて、導電回路層５全体、さらに透光性絶縁体４全体を覆うことが可能な形状を有している。従って、第１の透光性絶縁樹脂シート１４上に配置された第１の透光性支持基体２において、第１の導電回路層５の全体が第１の透光性絶縁樹脂シート１４で覆われることになる。図５（ａ）〜（ｄ）に示す工程を実施することによって、ＬＥＤチップ８は第１の電極９が第１の透光性絶縁樹脂シート１４側に位置し、かつ第２の電極１０が第２の透光性絶縁樹脂シート１５側に位置するように、第１の透光性絶縁樹脂シート１４と第２の透光性絶縁樹脂シート１５との間に配置される。
【0037】
第１および第２の透光性絶縁樹脂シート１４、１５は、以下に示す真空熱圧着工程で第１の透光性支持基体２と第２の透光性支持基体３との間の空間、すなわちＬＥＤチップ８を配置することにより生じる第１の透光性支持基体２と第２の透光性支持基体３との間隙に基づく空間を十分に埋めることが可能な厚さを有していればよい。具体的には、第１および第２の透光性絶縁樹脂シート１４、１５の合計厚さは、前述したＬＥＤチップ８の高さに基づく第１の透光性支持基体２と第２の透光性支持基体３との間隙を十分に埋めることが可能であれはよい。第３の透光性絶縁体１３の厚さ（Ｔ）をＬＥＤチップ８の高さ（Ｈ）より薄くする場合には、これらの差（Ｈ−Ｔ）に対応させて第１および第２の透光性絶縁樹脂シート１４、１５の合計厚さを設定すればよい。
【0038】
次に、図５（ｅ）に示すように、第２の透光性支持基体３と第２の透光性絶縁樹脂シート１５とＬＥＤチップ８と第１の透光性絶縁樹脂シート１４と第１の透光性支持基体２とが順に積層された積層体を真空雰囲気中で加熱しながら加圧する。真空雰囲気中における積層体の加熱・加圧工程（真空熱圧着工程）は、透光性絶縁樹脂シート１４、１５のビカット軟化温度Ｍｐ（℃）に対し、Ｍｐ−１０（℃）≦Ｔ≦Ｍｐ＋３０（℃）の温度Ｔに加熱しながら加圧することが好ましい。より好ましい加熱温度はＭｐ−１０（℃）≦Ｔ≦Ｍｐ＋２０（℃）、さらに好ましくはＭｐ−１０（℃）≦Ｔ≦Ｍｐ＋１０（℃）である。
【0039】
このような加熱条件を適用することによって、透光性絶縁樹脂シート１４、１５を適度に軟化させた状態で積層体を加圧することができる。従って、透光性絶縁樹脂シート１４を介して導電回路層５上に配置された第１の電極９を第１の導電回路層５の所定の位置に接続し、かつ透光性絶縁樹脂シート１５を介して導電回路層７上に配置された第２の電極１０を第２の導電回路層７の所定の位置に接続しつつ、第１の透光性支持基体２と第２の透光性支持基体３との間に軟化させた透光性絶縁樹脂シート１４、１５を埋め込んで第３の透光性絶縁体１３を形成することができる。
【0040】
積層体の真空熱圧着時の加熱温度Ｔが透光性絶縁樹脂シート１４、１５のビカット軟化温度Ｍｐより１０（℃）低い温度未満（Ｔ＜Ｍｐ−１０）であると、透光性絶縁樹脂シート１４、１５の軟化が不十分となり、透光性絶縁樹脂シート１４、１５（ひいては第３の透光性絶縁体１３）のＬＥＤチップ８に対する密着性が低下するおそれがある。さらに、チップ本体１２の発光面内における第１の電極９の非形成面と第１の導電回路層５との間の空間に透光性絶縁樹脂シート１４、１５（ひいては第３の透光性絶縁体１３）の一部を良好に充填することができないおそれがある。加熱温度Ｔが透光性絶縁樹脂シート１４、１５のビカット軟化温度Ｍｐより３０（℃）高い温度を超える（Ｍｐ＋３０＜Ｔ）と、透光性絶縁樹脂シート１４、１５が軟化しすぎて形状不良等が生じるおそれがある。
【0041】
透光性絶縁樹脂シート１４、１５に用いられるエラストマーの、ビカット軟化温度における引張貯蔵弾性率は、０．１ＭＰａ以上が好ましく、より好ましくは１ＭＰａ以上、例えば１ＭＰａ〜１ＧＰａである。透光性樹脂シート１４、１５に用いられるエラストマーの、加熱圧着温度における引張貯蔵弾性率は、０．１ＭＰａ以上が好ましく、より好ましくは１ＭＰａ以上、例えば１ＭＰａ〜１ＧＰａである。透光性樹脂シート１４、１５に用いられるエラストマーの、例えば１００℃より高く１７０℃以下の温度範囲での引張貯蔵弾性率は、０．１ＭＰａ以上が好ましく、例えば０．１ＭＰａ〜１ＧＰａである。ただし、加熱圧着温度における引張貯蔵弾性率が１ＭＰａ以上の値を確保できるように、加熱圧着温度を設定するのが好ましい。なお、これらビカット軟化温度、加熱圧着温度、および１００℃より高く１７０℃以下の温度範囲での引張貯蔵弾性率の好ましい範囲は、他のパラメータと同様に、他の実施形態についても同じである。
【0042】
積層体の真空雰囲気中での熱圧着工程は、以下のようにして実施することが好ましい。上述した積層体を予備加圧して各構成部材間を密着させる。次いで、予備加圧された積層体が配置された作業空間を真空引きした後、積層体を上記したような温度に加熱しながら加圧する。このように、予備加圧された積層体を真空雰囲気中で熱圧着することによって、第１の透光性支持基体２と第２の透光性支持基体３との間の空間に軟化させた透光性絶縁樹脂シート１４、１５を隙間なく埋め込むことができる。熱圧着時の真空雰囲気は５Ｐａ以下とすることが好ましい。予備加圧工程を省くことも可能であるが、この場合には積層体に位置ずれ等が生じやすくなるため、予備加圧工程を実施することが好ましい。
【0043】
積層体の熱圧着工程を大気雰囲気下や低真空下で実施すると、熱圧着後の発光装置１内、とりわけＬＥＤチップ８の周囲に気泡が残存しやすい。発光装置１内に残留する気泡は加圧されているため、熱圧着後の発光装置１の膨れやＬＥＤチップ８の透光性支持基体２、３から剥離の発生原因となる。さらに、発光装置１の内部、とりわけＬＥＤチップ８の近傍に気泡や膨れが存在していると、光が不均一に散乱されたりして、発光装置１の外観上の問題となるので好ましくない。第１の実施形態によれば、第３の透光性絶縁体１３の各種特性や真空熱圧着条件等に基づいて、発光装置１内の気泡の発生を抑制することができる。実施形態の発光装置１内には、外径が５００μｍ以上またはＬＥＤチップ８の外形サイズ以上の大きさを有する気泡が存在していないことが好ましい。
【0044】
例えば、前述した特許文献２に記載されているホットメルト接着剤は、加熱時に溶融するため、接着工程（熱圧着工程）を真空下で実施することが難しい。このため、ホットメルト接着剤シートを介在させた積層体を熱圧着することにより作製した発光装置内には、残存空気による気泡が残りやすく、特にＬＥＤチップの近傍に多数の気泡が残りやすい。残留気泡は加圧によって形成され、例えば内圧が０．１ＭＰａ以上であるため、時間が経つと気泡の膨れが生じる。このため、残留気泡を有する発光装置は、作製直後に点灯したとしても、時間の経過と共に生じる気泡の膨れで電気的な接続が損なわれ、不点灯になる製品が多発する。さらに、使用中の屈曲や熱履歴により不点灯になる製品が多発したり、また不点灯にならないまでも外観上の問題が生じるおそれが大きい。また、加熱時に溶融するホットメルト接着剤では、ＬＥＤチップの角部が導電回路層に当たってダメージが加わることを防止できない。実施形態の発光装置１およびその製造方法は、このような従来装置の製造工程における難点を改善したものである。
【0045】
積層体の真空熱圧着時に加える加圧力は、加熱温度、透光性絶縁樹脂シート１４、１５の材質、厚さ、最終的な第３の透光性絶縁体１３の厚さ等によっても異なるが、通常０．５〜２０ＭＰａの範囲であり、さらに１〜１２ＭＰａの範囲とすることが好ましい。このような加圧力を適用することによって、第１の透光性支持基体２と第２の透光性支持基体３との間隙に対する軟化させた透光性絶縁樹脂シート１４、１５の埋め込み性を高めることができる。さらに、ＬＥＤチップ８の特性低下や破損等を抑制することができる。
【0046】
上述したように、第１の導電回路層５とＬＥＤチップ８の第１の電極９との間に第１の透光性絶縁樹脂シート１４を介在させ、かつ第２の導電回路層７とＬＥＤチップ８の第２の電極１０との間に第２の透光性絶縁樹脂シート１５を介在させた状態で、真空熱圧着工程を実施することによって、第１の電極９と第１の導電回路層５および第２の電極１０と第２の導電回路層７とを電気的に接続しつつ、ＬＥＤチップ８の周囲に密着させた第３の透光性絶縁体１３が得られる。さらに、チップ本体１２の発光面内における第１の電極９の非形成面と第１の導電回路層５との間の空間に第３の透光性絶縁体１３の一部を良好に充填することができ、気泡の残留が抑制される。これらによって、導電回路層５、７と電極９、１０との電気的な接続信頼性を高めた発光装置１を得ることが可能になる。
【0047】
さらに、積層体の真空熱圧着時における加熱温度や加圧力、また加圧体の形状や硬さ等を制御することによって、第１の電極９または第２の電極１０と導電回路層５、７との接触界面（特に第２の電極１０と導電回路層７との接触界面）に、電極９、１０と導電回路層５、７とが直接接触した電気的な接続領域と、電極９、１０と導電回路層５、７との間に第３の透光性絶縁体１３の一部が介在して結合された機械的な結合領域とを形成することができる。このような構造を有する電極９、１０と導電回路層５、７との接触界面を得ることによって、電気的な接続信頼性をさらに高めることが可能になる。
【0048】
（第２の実施形態）次に、第２の実施形態の発光装置とその製造方法について、図６ないし図９を参照して説明する。これらの図において、第１の実施形態と同一部分については同一符号を付し、その説明の一部を省略する場合がある。第２の実施形態による発光装置２１は、図６に示すように、所定の間隙を持って対向配置された第１の透光性支持基体２と第２の透光性支持基体３とを具備している。第１の透光性支持基体２と第２の透光性支持基体３との間には、複数のＬＥＤチップ２２が配置されている。ＬＥＤチップ２２は、絶縁基板や半導体基板上に半導体層を形成したものであり、一方の面に一対の電極が配置されている。
【0049】
ＬＥＤチップ２２は、例えば図６に示すように、サファイア基板のような絶縁基板２３上に順に形成されたＮ型半導体層（例えばｎ−ＧａＮ層）２４、活性層（例えばＩｎＧａＮ層）２５、およびＰ型半導体層（例えばｐ−ＧａＮ層）２６を有するチップ本体（発光ダイオード本体）２７を備えている。Ｎ型半導体層とＰ型半導体層の配置位置は、逆であってもよい。このような素子構造を有するＬＥＤチップ２２では、第１の実施形態で用いたＬＥＤチップ８のような両面電極構造を適用することができない。このため、チップ本体２７の発光面側に第１および第２の電極２８、２９を設けた片面電極構造を適用している。半導体基板上に半導体層を形成したＬＥＤチップ２２においても、片面電極構造を適用する場合がある。ＬＥＤチップ２２の第１および第２の電極２８、２９は、それぞれ第１の透光性支持基体２の導電回路層５と電気的に接続されている。導電回路層５と第１の電極２８とは、図８に示すように、第１の電極２８上に設けられたバンプ電極２８Ｂを介して電気的に接続してもよい。同様に、導電回路層５と第２の電極２９とは、第２の電極２９上に設けられたバンプ電極２９Ｂを介して電気的に接続してもよい。
【0050】
導電回路層５は、第１の透光性支持基体２を構成する第１の透光性絶縁体４の表面のみに設けられている。第２の透光性支持基体３は導電回路層を有しておらず、第２の透光性絶縁体６のみで構成されている。第１の透光性支持基体２と第２の透光性支持基体３との間の空間、すなわち複数のＬＥＤチップ２２の配置部分を除く空間には、第１の実施形態と同様に、前述したビカット軟化温度と引張貯蔵弾性率とガラス転移温度と融解温度を有する第３の透光性絶縁体１３が埋め込まれている。第３の透光性絶縁体１３の構成材料は、第１の実施形態と同様に、透光性と電気絶縁性と屈曲性（柔軟性）に加えて、上述したビカット軟化温度と引張貯蔵弾性率とガラス転移温度と融解温度を有するエラストマー等の樹脂であることが好ましい。エラストマーの具体例等は前述した通りである。第３の透光性絶縁体１３の厚さは前述した第１の実施形態と同様である。
【0051】
上述したビカット軟化温度と引張貯蔵弾性率とガラス転移温度と融解温度を有する樹脂（特にエラストマー）を用いることによって、導電回路層５と複数のＬＥＤチップ２２の電極２８、２９との電気的な接続を良好に保ちつつ、複数のＬＥＤチップ２２に密着させた状態で第３の透光性絶縁体１３を第１の透光性支持基体２と第２の透光性支持基体３との間の空間に埋め込むことができる。すなわち、導電回路層５と電極２８、２９との接触状態がＬＥＤチップ２２の周囲に密着した状態で配置された第３の透光性絶縁体１３により維持される。従って、導電回路層５とＬＥＤチップ２２の電極２８、２９との電気的な接続信頼性、特に発光装置２１に屈曲試験や熱サイクル試験（ＴＣＴ）等を施した際の導電回路層５と電極２８、２９との電気的な接続信頼性を高めることができる。
【0052】
さらに、上述したビカット軟化温度と引張貯蔵弾性率と融解温度を有する樹脂を用いることによって、第３の透光性絶縁体１３を第１および第２の電極２８、２９の周囲にまで配置することができる。すなわち、第１および第２の電極２８、２９がそれぞれチップ本体２７の発光面より小さい面積と発光面から突出した形状とを有する場合、第１および第２の電極２８、２９を導電回路層５に接触させた状態で、発光面内における第１および第２の電極２８、２９が形成されていない面（第１および第２の電極２８、２９の非形成面）と導電回路層５との間に空間が生じる。上述したビカット軟化温度と引張貯蔵弾性率と融解温度を有する樹脂によれば、このような第１および第２の電極２８、２９の非形成面と導電回路層５との間の空間に第３の透光性絶縁体１３の一部を良好に充填することができる。電極２８、２９をチップ本体の裏面（非発光面）に形成する場合も同様である。従って、導電回路層５とＬＥＤチップ２２の第１および第２の電極２８、２９との電気的な接続信頼性をより再現性よく高めることが可能になる。
【0053】
また、導電回路層５とＬＥＤチップ２２の第１および第２の電極２８、２９との接触構造に関しては、第１の実施形態と同様な構造、すなわち導電回路層５と第１または第２の電極２８、２９との接触界面に、導電回路層５と電極２８、２９とが直接接触した電気的な接続領域と、導電回路層５と電極２８、２９との間に第３の透光性絶縁体１３の一部が介在した機械的な結合領域とを形成した構造を適用することも有効である。これによって、導電回路層５と電極２８、２９との電気的な接続性を維持しつつ、機械的な結合性を高めることができる。すなわち、導電回路層５とＬＥＤチップ２２の第１および第２の電極２８、２９との電気的な接続信頼性をより再現性よく高めることが可能になる。
【0054】
次に、第２の実施形態の発光装置２１の製造方法について、図９を参照して述べる。まず、第１の透光性絶縁体４とその表面に形成された導電回路層５とを有する第１の透光性支持基体２と、第２の透光性絶縁体６のみからなる第２の透光性支持基体３とを用意する。導電回路層５の構成材料や形成方法等は前述した通りである。次に、８０〜１６０℃の範囲のビカット軟化温度を有する透光性絶縁樹脂シート３０を用意する。透光性絶縁樹脂シート３０は、前述したように０℃から１００℃の間の引張貯蔵弾性率が０．１〜１０ＧＰａの範囲で、ビカット軟化温度で溶融しておらず、ビカット軟化温度における引張貯蔵弾性率が０．１ＭＰａ以上であり、融解温度が１８０℃以上もしくはビカット軟化温度より４０℃以上高く、ガラス転移温度が−２０℃以下であるエラストマーを主成分とすることが好ましい。透光性絶縁樹脂シート３０は、上述したビカット軟化温度と引張貯蔵弾性率とガラス転移温度と融解温度を有するエラストマーシートが好ましく、さらにアクリル系エラストマーシートがより好ましい。
【0055】
第１の透光性支持基体２の導電回路層５上に、導電回路層５全体を覆うように透光性絶縁樹脂シート３０を配置する（図９（ａ））。透光性絶縁樹脂シート３０は、導電回路層５上のＬＥＤチップ２２の配置位置となる部分を含めて、導電回路層５全体、さらに透光性絶縁体４全体を覆うことが可能な形状を有している。透光性絶縁樹脂シート３０上に複数のＬＥＤチップ２２を配置する（図９（ｂ））。ＬＥＤチップ２２は第１および第２の電極２８、２９が透光性絶縁樹脂シート３０側に位置するように、言い換えると導電回路層５側に位置するように配置される。ＬＥＤチップ２２上に第２の透光性支持基体３を配置する（図９（ｃ））。図９（ａ）〜（ｃ）に示す工程を実施することで、ＬＥＤチップ２２は第１および第２の電極２８、２９が透光性絶縁樹脂シート３０側に位置するように、第１の透光性絶縁樹脂シート３０と第２の透光性支持基体３との間に配置される。
【0056】
透光性絶縁樹脂シート３０は、以下に示す真空熱圧着工程で第１の透光性支持基体２と第２の透光性支持基体３との間の空間、すなわちＬＥＤチップ２２を配置することにより生じる第１の透光性支持基体２と第２の透光性支持基体３との間隙に基づく空間を十分に埋めることが可能な厚さを有していればよい。具体的には、透光性絶縁樹脂シート３０の厚さは、ＬＥＤチップ２２の高さに基づく第１の透光性支持基体２と第２の透光性支持基体３との間隙を十分に埋めることが可能であれはよい。第３の透光性絶縁体１３の厚さ（Ｔ）をＬＥＤチップ２２の高さ（Ｈ）より薄くする場合には、これらの差（Ｈ−Ｔ）に対応させて透光性絶縁樹脂シート３０の厚さを設定すればよい。
【0057】
次に、図９（ｄ）に示すように、第１の透光性支持基体２と透光性絶縁樹脂シート３０とＬＥＤチップ２２と第２の透光性支持基体３とが順に積層された積層体を真空雰囲気中で加熱しながら加圧する。積層体の真空雰囲気下での加熱・加圧工程（真空熱圧着工程）は、第１の実施形態と同様な条件下で実施することが好ましい。そして、導電回路層５とＬＥＤチップ２２の第１および第２の電極２８、２９との間に透光性絶縁樹脂シート３０を介在させた状態で、真空熱圧着工程を実施することによって、第１および第２の電極２８、２９と導電回路層５とを電気的に接続しつつ、ＬＥＤチップ２２の周囲に密着させた第３の透光性絶縁体１３を形成する。さらに、チップ本体２７の発光面内における第１および第２の電極２８、２９の非形成面と導電回路層５との間の空間に第３の透光性絶縁体１３の一部を良好に充填することができる。これらによって、導電回路層５とＬＥＤチップ２２の第１および第２の電極２８、２９との電気的な接続性やその信頼性を高めた発光装置２１を再現性よく得ることが可能になる。
【0058】
（第３の実施形態）図１０は第３の実施形態による発光装置の構成を示す断面図である。なお、前述した第１および第２の実施形態と同一部分については同一符号を付し、それらの説明を一部省略する場合がある。図１０に示す発光装置３１は、所定の間隙を持って対向配置された第１の透光性支持基体２と第２の透光性支持基体３とを具備している。第１の透光性支持基体２は、第１の透光性絶縁体４とその表面に形成された第１の導電回路層５とを備えている。第２の透光性支持基体３は、第２の透光性絶縁体６とその表面に形成された第２の導電回路層７とを備えている。第１の透光性支持基体２と第２の透光性支持基体３とは、第１の導電回路層５と第２の導電回路層７とが対向するように、それらの間に所定の間隙を設けて配置されている。第１の透光性支持基体２と第２の透光性支持基体３との間隙には、複数の発光ダイオード８が配置されている。
【0059】
透光性絶縁体４、６には、例えば絶縁性と透光性と屈曲性とを有する樹脂材料が用いられる。このような樹脂材料としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンサクシネート（ＰＥＳ）、環状オレフィン樹脂（例えばＪＳＲ社製のアートン（商品名））、アクリル樹脂等が挙げられる。透光性絶縁体４、６の全光透過率（ＪＩＳ Ｋ７１０５）は９０％以上であることが好ましく、さらに９５％以上であることがより好ましい。透光性絶縁体４、６の厚さは５０〜３００μｍの範囲であることが好ましい。透光性絶縁体４、６の厚さが厚すぎると、透光性支持基体２、３に良好な屈曲性を付与することが困難となり、また透光性も低下するおそれがある。透光性絶縁体４、６の厚さが薄すぎると、導電回路層５、７の形成基材としての特性等が十分に得られなくなるおそれがある。
【0060】
第１の透光性絶縁体４の表面には、第１の導電回路層５が形成されている。同様に、第２の透光性絶縁体６の表面には、第２の導電回路層７が形成されている。導電回路層５、７には、例えば酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、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）等の透明導電材料が用いられる。透明導電材料からなる導電回路層５、７としては、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回路を形成したものが挙げられる。また、透明導電材料の微粒子（例えば平均粒子径が１０〜１００ｎｍの範囲の微粒子）と透明樹脂バインダとの混合物をスクリーン印刷等で回路形状に塗布したものや、上記混合物の塗布膜にレーザ加工やフォトリソグラフィによるパターニング処理を施して回路を形成したものであってもよい。
【0061】
導電回路層５、７は、透明導電材料からなるものに限らず、金や銀等の不透明導電材料の微粒子をメッシュ状に形成したものであってもよい。例えば、ハロゲン化銀のような不透明導電材料の感光性化合物を塗布した後、露光・現像処理を施してメッシュ状の導電回路層５、７を形成する。また、不透明導電材料微粒子を含むスラリーをスクリーン印刷等でメッシュ状に塗布して導電回路層５、７を形成してもよい。導電回路層５、７は透光性絶縁体４、６の表面に形成したときに透光性を示し、透光性支持基体２、３が得られるものであればよい。導電回路層５、７は、透光性支持基体２、３の全光透過率（ＪＩＳ Ｋ７１０５）が１０％以上、また発光装置３１全体としての全光透過率が１％以上となるような透光性を有していることが好ましい。発光装置３１全体としての全光透過率が１％未満であると、発光点が輝点として認識されなくなる。導電回路層５、７自体の透光性は、その構成によっても異なるが、全光透過率が１０〜８５％の範囲であることが好ましい。導電回路層５、７の全光透過率がどちらも８５％を超えると、配線パターンが肉眼で容易に認識できるようになり、発光装置３１として不都合が生じる。
【0062】
第１の透光性支持基体２の第１の導電回路層５を有する表面と第２の透光性支持基体３の第２の導電回路層６を有する表面との間には、複数の発光ダイオード８が配置されている。発光ダイオードとしては、一般的にＰＮ接合を有するダイオードチップ（以下ではＬＥＤチップ８と記す）が用いられている。ここで用いる発光ダイオードは、ＬＥＤチップ８に限られるものではなく、レーザダイオード（ＬＤ）チップ等であってもよい。複数のＬＥＤチップ８は、チップ間の最小間隔である最小距離ｄが５００μｍ以上となるように配置されている。複数のＬＥＤチップ８の最小距離ｄは、１つのＬＥＤチップ８の外周面から最も近い位置に配置されたＬＥＤチップ８の外周面までの距離である。なお、ＬＥＤチップ８の最小距離ｄについては後に詳述する。
【0063】
ＬＥＤチップ８としては、例えばＮ型半導体基板上にＰ型半導体層を形成したもの、Ｐ型半導体基板上にＮ型半導体層を形成したもの、半導体基板上にＮ型半導体層とＰ型半導体層とを形成したもの、Ｐ型半導体基板上にＰ型ヘテロ半導体層とＮ型ヘテロ半導体層を形成したもの、Ｎ型半導体基板上にＮ型ヘテロ半導体層とＰ型ヘテロ半導体層を形成したもの等が知られており、いずれの場合にもＬＥＤチップ８の上下両面に電極９、１０が設けられている。第３の実施形態で用いるＬＥＤチップ８は、図１１に示すように、活性層（ＰＮ接合界面やダブルヘテロ接合構造の発光部位となる半導体層等）１１を有するチップ本体（発光ダイオード本体）１２と、チップ本体１２の活性層１１に近い側の表面（発光面）に設けられた第１の電極９と、チップ本体１２の活性層１１から遠い側の表面（非発光面）に設けられた第１の電極１０とを備えている。
【0064】
第１の電極９は第１の導電回路層５と直接接触することで電気的に接続されている。後述するように、第１の導電回路層５を第１の電極９に押し付けることによって、第１の導電回路層５と第１の電極９とを電気的に接続させている。同様に、第２の電極１０は第２の導電回路層７と直接接触することで電気的に接続されている。第２の導電回路層７を第２の電極１０に押し付けることによって、第２の導電回路層７と第２の電極１０とを電気的に接続させている。導電回路層５と第１の電極９とは、図１２に示すように、第１の電極９上に設けられたバンプ電極９Ｂを介して電気的に接続してもよい。ＬＥＤチップ８は、第１および第２の電極９、１０を介して印加される直流電圧により点灯する。
【0065】
チップ本体１２の発光面に設けられた第１の電極９は、活性層１１からの発光が外部へ放出されることを妨げないように、発光面より小さい面積を有している。チップ本体１２の発光面は、第１の電極９の形成面と非形成面とを有している。さらに、第１の電極９は発光面から突出した形状、例えば０．１μｍ以上突出した形状を有している。第２の電極１０は、チップ本体１２の非発光面全体に設けられている。第２の電極１０の表面（導電回路層７との接触面）は、第２の導電回路層７との電気的な接続信頼性等を高めるために、例えば１μｍ以上の凹凸形状を有していることが好ましく、さらに微細な凹凸が繰り返した形状を有することが好ましい。第１の電極９の表面（導電回路層５との接触面）も同様な凹凸形状を有していることが好ましい。なお、通常のＬＥＤチップの電極の表面には、電気的な接続信頼性の向上用とは別に凹凸形状が形成されている場合がある。
【0066】
第１の透光性支持基体２と第２の透光性支持基体３との間における複数のＬＥＤチップ８の配置部分を除く部分には、第３の透光性絶縁体１３が埋め込まれている。第３の透光性絶縁体１３は８０〜１６０℃の範囲のビカット軟化温度を有することが好ましい。第３の透光性絶縁体１３の０℃から１００℃の間の引張貯蔵弾性率は、０．０１〜１０ＧＰａの範囲であることが好ましい。第３の透光性絶縁体１３のビカット軟化温度は１００〜１４０℃の範囲であることがより好ましい。第３の透光性絶縁体１３の０℃から１００℃の間の引張貯蔵弾性率は０．１〜７ＧＰａの範囲であることが好ましい。
【0067】
さらに、第３の透光性絶縁体１３は、ビカット軟化温度で溶融しておらず、ビカット軟化温度における引張貯蔵弾性率が０．１ＭＰａ以上であることが好ましい。第３の透光性絶縁体１３は１８０℃以上の融解温度、もしくはビカット軟化温度より４０℃以上高い融解温度を有することが好ましい。加えて、第３の透光性絶縁体１３は−２０℃以下のガラス転移温度を有することが好ましい。第３の透光性絶縁体１３のガラス転移温度は−４０℃以下であることがより好ましい。これら特性の測定方法は前述した通りである。
【0068】
第３の透光性絶縁体１３は、上記したビカット軟化温度、引張貯蔵弾性率、融解温度、ガラス転移温度等の特性を満足する透光性絶縁樹脂、特にエラストマーで構成されていることが好ましい。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等が知られている。これらのうち、上述した特性を満足するアクリル系エラストマーは、透光性、電気絶縁性、屈曲性等に加えて、軟化時の流動性、硬化後の接着性、耐候性等に優れることから、第３の透光性絶縁体１３の構成材料として好適である。第３の透光性絶縁体１３は、上記したようなエラストマーを主成分として含む材料からなることが好ましく、また必要に応じて他の樹脂成分等を含んでいてもよい。
【0069】
第３の透光性絶縁体１３は、導電回路層５、７と電極９、１０との接触性を高める上で、ＬＥＤチップ８の高さＴ１（第１の電極９の表面から第２の電極１０の表面までの高さ）より薄い厚さを有している。なお、第１の電極９上にバンプ電極９Ａを設ける場合には、ＬＥＤチップ８の高さＴ１はバンプ電極９Ａの頂部から第２の電極１０の表面までの高さを示すものとする。第３の透光性絶縁体１３と密着している透光性支持基体２、３は、ＬＥＤチップ８が配置されている部分から隣接するＬＥＤチップ８間の中間部分に向けて内側に湾曲した形状を有している。第１および第２の透光性支持基体２、３は、それぞれ反対方向から内側に湾曲した形状を有している。従って、第１の透光性支持基体２は第１の導電回路層５を第１の電極９に押し付けており、第２の透光性支持基体３は第２の導電回路層７を第２の電極１０に押し付けている。これらによって、導電回路層５、７と電極９、１０との電気的な接続性やその信頼性を高めることができる。
【0070】
第３の透光性絶縁体１３は、ＬＥＤチップ８の高さＴ１より５μｍ以上１／２Ｔ１以下の範囲で薄い最小厚さＴ２、すなわち隣接するＬＥＤチップ８間における最小厚さＴ２を有している。言い換えると、ＬＥＤチップ８の高さＴ１と第３の透光性絶縁体１３の最小厚さＴ２との差ΔＴ（Ｔ１−Ｔ２）は、５μｍ以上１／２Ｔ１以下の範囲とされている。厚さの差ΔＴが５μｍ未満であると、導電回路層５、７を電極９、１０に押し付ける力が不足し、導電回路層５、７と電極９、１０との電気的な接続状態、特に耐屈曲試験や熱サイクル試験時に電気的な接続状態が不安定になる。厚さの差ΔＴがＬＥＤチップ８の高さＴ１の１／２（１／２Ｔ１）を超えると、第３の透光性絶縁体１３の形状を維持することが困難となったり、またＬＥＤチップ８に対する密着性等が低下するおそれがある。厚さの差ΔＴは２０〜８０μｍの範囲であることがより好ましい。
【0071】
第３の透光性絶縁体１３の最小厚さＴ２は、ＬＥＤチップ８の高さＴ１に加えて、ＬＥＤチップ８の最小距離ｄを考慮して設定する必要がある。ＬＥＤチップ８の最小距離ｄが短い場合に、ＬＥＤチップ８の高さＴ１と第３の透光性絶縁体１３の最小厚さＴ２との差ΔＴ（Ｔ１−Ｔ２）を小さくしすぎると、導電回路層５、７の湾曲形状がきつくなりすぎて不具合を招くことがある。すなわち、第１の導電回路層５にＬＥＤチップ８の発光面側の角部が食い込んで、例えばＬＥＤチップ８のＮ型半導体層とＰ型半導体層とが導電回路層５によりショートするおそれがある。これはＬＥＤチップ８の発光不良の発生原因となる。そこで、実施形態の発光装置３１においては、第３の透光性絶縁体１３の最小厚さＴ２がＬＥＤチップ８の高さＴ１とＬＥＤチップ８の最小距離ｄとに基づいて設定されている。
【0072】
第３の透光性絶縁体１３の最小厚さＴ２は、ＬＥＤチップ８の高さＴ１との差ΔＴ（Ｔ１−Ｔ２）が、図１３に示すように厚さの差ΔＴ［単位：μｍ］を縦軸とし、ＬＥＤチップ８の最小距離ｄ［単位：μｍ］を横軸としたグラフにおいて、ΔＴ＝５で表される直線１と、ｄ＝５００で表される直線２と、ΔＴ＝０．０９ｄで表される直線３と、ΔＴ＝０．０２６７ｄ＋６０で表される直線４と、ΔＴ＝１／２Ｔ１で表される直線５とで囲われる範囲内となるように設定されている。ＬＥＤチップ８の最小距離ｄが５００μｍ未満であると、厚さの差ΔＴを設けることが困難であるため、導電回路層５、７と電極９、１０との電気的な接続状態を良好に保つことができない。
【0073】
ＬＥＤチップ８の高さＴ１と第３の透光性絶縁体１３の最小厚さＴ２との差ΔＴは５μｍ以上１／２Ｔ１以下の範囲を基準とするものの、ＬＥＤチップ８の最小距離ｄが短い（おおよそ５００〜１０００μｍ程度）場合に、厚さの差ΔＴを大きくしすぎると、上述した導電回路層５によるＬＥＤチップ８のショートが発生しやすくなる。特に、耐屈曲試験や熱サイクル試験時にＬＥＤチップ８のショートが発生しやすくなる。このため、厚さの差ΔＴの上限は直線３（ΔＴ＝０．０９ｄ）となる。ＬＥＤチップ８の最小距離ｄが十分に長い（おおよそ１５００μｍ以上程度）場合には、厚さの差ΔＴを大きくしてもＬＥＤチップ８がショートするおそれがなくなるため、厚さの差ΔＴの上限は直線５（ΔＴ＝１／２Ｔ１）となる。これらの中間領域（最小距離ｄがおおよそ１０００〜１５００μｍ程度）の場合には、厚さの差ΔＴの上限は直線４となる。
【0074】
上述したように、第３の透光性絶縁体１３の最小厚さＴ２を、ＬＥＤチップ８の高さＴ１との差ΔＴ（Ｔ１−Ｔ２）が図１３に示す直線１と直線２と直線３と直線４と直線５とで囲われる範囲内となるように設定することによって、導電回路層５、７とＬＥＤチップ８の電極９、１０との電気的な接続性やその信頼性を高めた上で、導電回路層５、７によるＬＥＤチップ８のショート等の不具合の発生を再現性よく抑制することが可能になる。耐屈曲試験や熱サイクル試験時においても、ＬＥＤチップ８のショート等の不具合の発生を抑制することができる。従って、導電回路層５、７とＬＥＤチップ８の電極９、１０との電気的な接続信頼性やＬＥＤチップ８自体の信頼性を再現性よく高めることができる。すなわち、耐屈曲試験や熱サイクル試験（ＴＣＴ）等を施した場合においても、各ＬＥＤチップの発光信頼性に優れる発光装置３１を提供することができる。ＬＥＤチップ８の最小距離ｄは特に限定されるものではないが、実施形態の発光装置３１は複数のＬＥＤチップ８を最小距離ｄが１５００μｍ以下となるように高密度に実装する場合に有効である。
【0075】
ここで、前述した特許文献４に記載の発光装置、すなわち透光性絶縁体の貫通孔内にＬＥＤチップを配置した積層体の熱圧着体からなる発光装置では、導電回路層をＬＥＤチップの電極に押し付けて電気的に接続させているため、複数のＬＥＤチップを高密度に実装しようとすると電気的な接触が不安定になりやすい。また、発光装置を曲率半径が１００ｍｍ程度となるように屈曲させると、導電回路層と電極との間の接触が維持できなくなる。さらに、５００サイクル程度の熱サイクルでＬＥＤチップが点灯しなくなるおそれが大きい。前述した特許文献３、４に記載されているように、ＬＥＤチップの電極と導電回路層とを導電性接着剤で接着した場合、複数のＬＥＤチップ間を十分に絶縁することが困難であり、このために接続工程の複雑化や工数の増大等を招いて製造コストが増加しやすい。実施形態の発光装置３１は、これら従来装置の難点を改善したものである。
【0076】
さらに、前述した８０〜１６０℃の範囲のビカット軟化温度を有するエラストマーを用いることによって、複数のＬＥＤチップ８に密着させた状態で第３の透光性絶縁体１３を第１の透光性支持基体２と第２の透光性支持基体３との間の空間に埋め込むことができる。導電回路層５、７と電極９、１０との接触状態は、ＬＥＤチップ８の周囲に密着した状態で配置された第３の透光性絶縁体１３により維持される。従って、導電回路層５、７と電極９、１０との電気的な接続状態をより一層良好に保つことができる。エラストマーのビカット軟化温度が１６０℃を超えると、第３の透光性絶縁体１３の形成工程でエラストマーを十分に軟化させることができず、これにより導電回路層５、７と電極９、１０との電気的な接続性が低下するおそれがある。一方、エラストマーのビカット軟化温度が８０℃未満であるとＬＥＤチップ８の保持力が不足し、導電回路層５、７と電極９、１０との電気的な接続信頼性が低下するおそれがある。
【0077】
第１の電極９の周囲の状態に関しては、第３の透光性絶縁体１３を第１の電極９の周囲にまで配置することが好ましい。第１の電極９がチップ本体１２の発光面より小さい面積と発光面から突出した形状とを有する場合、第１の電極９を第１の導電回路層５に接触させた状態で、発光面内における第１の電極９が形成されていない面（第１の電極９の非形成面）と第１の導電回路層５との間に空間が生じる。このような第１の電極９の非形成面と第１の導電回路層５との間の微小空間にも、第３の透光性絶縁体１３が充填されていることが好ましい。第３の透光性絶縁体１３の微小空間に対する充填状態は、ビカット軟化温度が８０〜１６０℃の範囲のエラストマーを用いることで高めることができる。
【0078】
第２の導電回路層７とＬＥＤチップ８の第２の電極１０との接触構造に関しては、第２の電極１０の周囲に第３の透光性絶縁体１３が密着した状態で存在するために接触状態が良好に維持される。第２の電極１０の表面が凹凸形状を有している場合、凹凸形状における凸部を導電回路層７と直接接触させて電気的な接続領域を形成すると共に、凹凸形状における凹部の少なくとも一部に第３の透光性絶縁体１３を充填して機械的な結合領域を形成することができる。すなわち、導電回路層７と電極１０との接触界面に、導電回路層７と電極１０とが直接接触した電気的な接続領域と、導電回路層７と電極１０との間に第３の透光性絶縁体１３が介在した機械的な結合領域とが形成される。これによって、導電回路層７と電極１０との電気的な接続性を維持しつつ、機械的な結合性を高めることができる。すなわち、第２の導電回路層７とＬＥＤチップ８の第２の電極１０との電気的な接続信頼性をより再現性よく高めることが可能になる。
【0079】
上述した電気的な接続領域と機械的な結合領域とを有する接触界面は、第２の導電回路層７と第２の電極１０との接触部分に限らず、第１の導電回路層５と第１の電極９との接触部分に対しても有効である。電気的な接続領域と機械的な結合領域とを有する接触界面は、電極９、１０の表面が凹凸形状を有している場合に限らず、比較的平坦な表面を有している場合であっても、後述する透光性絶縁樹脂シートの熱圧着条件等を制御することによっても得ることができる。すなわち、透光性絶縁樹脂シートの真空下での熱圧着時における樹脂シートの延伸状態等を制御することによって、電気的な接続領域と機械的な結合領域とを有する導電回路層５、７と電極９、１０との接触界面を得ることができる。
【0080】
次に、第３の実施形態の発光装置３１の製造方法について、図１４を参照して述べる。まず、第１の透光性絶縁体４とその表面に形成された第１の導電回路層５とを有する第１の透光性支持基体２と、第２の透光性絶縁体６とその表面に形成された第２の導電回路層７とを有する第２の透光性支持基体３とを用意する。導電回路層５、７の構成材料や形成方法等は前述した通りである。次に、第１および第２の透光性絶縁樹脂シート１４、１５を用意する。透光性絶縁樹脂シート１４、１５は、前述したように８０〜１６０℃の範囲のビカット軟化温度を有するエラストマーシートであることがより好ましく、アクリル系エラストマーシートであることがさらに好ましい。
【0081】
透光性絶縁樹脂シート１４、１５を構成するエラストマーシートの０℃から１００℃の間における引張貯蔵弾性率は０．１〜７ＧＰａの範囲であることが好ましい。さらに、エラストマーシートはビカット軟化温度で溶融しておらず、ビカット軟化温度における引張貯蔵弾性率が０．１ＭＰａ以上であることが好ましい。エラストマーシートは１８０℃以上の融解温度、もしくはビカット軟化温度より４０℃以上高い融解温度を有することが好ましい。エラストマーシートのガラス転移温度は−２０℃以下であることが好ましい。
【0082】
第２の透光性支持基体３の第２の導電回路層７上に、導電回路層７全体を覆うように第２の透光性絶縁樹脂シート１５を配置する（図１４（ａ））。第２の透光性絶縁樹脂シート１５は、導電回路層７上のＬＥＤチップ８の配置位置となる部分を含めて、導電回路層７全体、さらに透光性絶縁体６全体を覆うことが可能な形状を有している。第２の透光性絶縁樹脂シート１５上に複数のＬＥＤチップ８を配置する（図１４（ｂ））。複数のＬＥＤチップ８は、第２の電極１０が第２の透光性絶縁樹脂シート１５側に位置し、言い換えると第２の導電回路層７側に位置し、かつ最小距離ｄが５００μｍ以上となるように配置される。さらに、複数のＬＥＤチップ８上に第１の透光性絶縁樹脂シート１４を配置し（図１４（ｃ））、その上に第１の透光性支持基体２を配置する（図１４（ｄ））。
【0083】
第１の透光性支持基体２は、第１の導電回路層５が第１の透光性絶縁樹脂シート１５と対向するように配置される。第１の透光性絶縁樹脂シート１４は、導電回路層５上のＬＥＤチップ８の配置位置となる部分を含めて、導電回路層５全体、さらに透光性絶縁体４全体を覆うことが可能な形状を有している。従って、第１の透光性絶縁樹脂シート１５上に配置された第１の透光性支持基体２において、第１の導電回路層５の全体が第１の透光性絶縁樹脂シート１５で覆われることになる。図１４（ａ）〜（ｄ）に示す工程を実施することによって、ＬＥＤチップ８は第１の電極９が第１の透光性絶縁樹脂シート１４側に位置し、かつ第２の電極１０が第２の透光性絶縁樹脂シート１５側に位置するように、第１の透光性絶縁樹脂シート１４と第２の透光性絶縁樹脂シート１５との間に配置される。
【0084】
第１および第２の透光性絶縁樹脂シート１４、１５は、以下に示す真空熱圧着工程で第１の透光性支持基体２と第２の透光性支持基体３との間の空間、すなわちＬＥＤチップ８を配置することにより生じる第１の透光性支持基体２と第２の透光性支持基体３との間隙に基づく空間を十分に埋めることが可能な厚さを有していればよい。具体的には、第１および第２の透光性絶縁樹脂シート１４、１５の合計厚さは、前述したＬＥＤチップ８の高さＴ１と第３の透光性絶縁体１３の最小厚さＴ２との差ΔＴ（Ｔ１−Ｔ２）に基づく形状を有する第３の透光性絶縁体１３が形成されるのに十分な厚さであればよい。
【0085】
次に、図１４（ｅ）に示すように、第２の透光性支持基体３と第２の透光性絶縁樹脂シート１５とＬＥＤチップ８と第１の透光性絶縁樹脂シート１４と第１の透光性支持基体２とが順に積層された積層体を真空雰囲気中で加熱しながら加圧する。積層体の加圧工程は、第３の透光性絶縁体１３の最小厚さＴ２がＬＥＤチップ８の高さＴ１より薄くするように、隣接するＬＥＤチップ８間に局部的に圧力を加えることが可能な加圧装置、例えばゴムのような弾性体を表面に設けた加圧板を有する加圧装置を用いて実施することが好ましい。これによって、ＬＥＤチップ８の高さＴ１と第３の透光性絶縁体１３の最小厚さＴ２との差ΔＴ（Ｔ１−Ｔ２）を、図１３に示す直線１と直線２と直線３と直線４と直線５とで囲われる範囲内にすることができる。
【0086】
積層体の真空雰囲気中での加熱・加圧工程（真空熱圧着工程）は、透光性絶縁樹脂シート１４、１５のビカット軟化温度Ｍｐ（℃）に対し、Ｍｐ−１０（℃）≦Ｔ≦Ｍｐ＋３０（℃）の範囲の温度Ｔに加熱しながら加圧することにより実施することが好ましい。このような加熱条件を適用することによって、透光性絶縁樹脂シート１４、１５を適度に軟化させた状態で積層体を加圧することができる。従って、透光性絶縁樹脂シート１４を介して導電回路層５上に配置された第１の電極９を第１の導電回路層５の所定の位置に接続し、かつ透光性絶縁樹脂シート１５を介して導電回路層７上に配置された第２の電極１０を第２の導電回路層７の所定の位置に接続しつつ、第１の透光性支持基体２と第２の透光性支持基体３との間の空間に軟化させた透光性絶縁樹脂シート１４、１５を隙間なく埋め込んで第３の透光性絶縁体１３を形成することができる。
【0087】
積層体の熱圧着時の加熱温度Ｔが透光性絶縁樹脂シート１４、１５のビカット軟化温度Ｍｐより１０（℃）低い温度未満（Ｔ＜Ｍｐ−１０）であると、透光性絶縁樹脂シート１４、１５の軟化が不十分となり、透光性絶縁樹脂シート１４、１５（ひいては第３の透光性絶縁体１３）のＬＥＤチップ８に対する密着性が低下するおそれがある。さらに、チップ本体１２の発光面内における第１の電極９の非形成面と第１の導電回路層５との間の空間に透光性絶縁樹脂シート１４、１５（ひいては第３の透光性絶縁体１３）を良好に充填することができないおそれがある。加熱温度Ｔが透光性絶縁樹脂シート１４、１５のビカット軟化温度Ｍｐより３０（℃）高い温度を超える（Ｍｐ＋３０＜Ｔ）と、透光性絶縁樹脂シート１４、１５が軟化しすぎて形状不良等が生じるおそれがある。
【0088】
積層体の真空雰囲気中での熱圧着工程は、以下のようにして実施することが好ましい。上述した積層体を予備加圧して各構成部材間を密着させる。次いで、予備加圧された積層体が配置された作業空間を真空引きした後、積層体を上記したような温度に加熱しながら加圧する。このように、予備加圧された積層体を真空雰囲気中で熱圧着することによって、第１の透光性支持基体２と第２の透光性支持基体３との間の空間に軟化させた透光性絶縁樹脂シート１４、１５を隙間なく埋め込むことができる。熱圧着時の真空雰囲気は５Ｐａ以下とすることが好ましい。予備加圧工程を省くことも可能であるが、この場合には積層体に位置ずれ等が生じやすくなるため、予備加圧工程を実施することが好ましい。
【0089】
積層体の熱圧着工程を大気雰囲気下や低真空下で実施すると、熱圧着後の発光装置３１内、とりわけＬＥＤチップ８の周囲に気泡が残存しやすい。発光装置３１内に残留する気泡は加圧されているため、熱圧着後の発光装置３１の膨れやＬＥＤチップ８の透光性支持基体２、３から剥離の発生原因となる。さらに、発光装置３１の内部、とりわけＬＥＤチップ８の近傍に気泡や膨れが存在していると、光が不均一に散乱されたりして、発光装置３１の外観上の問題となるので好ましくない。第３の実施形態によれば、第３の透光性絶縁体１３の各種特性や真空熱圧着条件等に基づいて、発光装置３１内の気泡の発生を抑制することができる。実施形態の発光装置３１内には、外径が５００μｍ以上またはＬＥＤチップ８の外形サイズ以上の大きさを有する気泡が存在していないことが好ましい。
【0090】
例えば、前述した特許文献２に記載されているホットメルト接着剤は、加熱時に溶融するため、接着工程（熱圧着工程）を真空下で実施することが難しい。このため、ホットメルト接着剤シートを介在させた積層体を熱圧着することにより作製した発光装置内には、残存空気による気泡が残りやすく、特にＬＥＤチップの近傍に多数の気泡が残りやすい。残留気泡は加圧によって形成され、例えば内圧が０．１ＭＰａ以上であるため、時間が経つと気泡の膨れが生じる。このため、残留気泡を有する発光装置は、作製直後に点灯したとしても、時間の経過と共に生じる気泡の膨れで電気的な接続が損なわれ、不点灯になる製品が多発する。さらに、使用中の屈曲や熱履歴により不点灯になる製品が多発したり、また不点灯にならないまでも外観上の問題が生じるおそれが大きい。また、加熱時に溶融するホットメルト接着剤では、ＬＥＤチップの角部が導電回路層に当たってダメージが加わることを防止できない。実施形態の発光装置３１およびその製造方法は、このような従来装置の製造工程における難点を改善したものである。
【0091】
積層体の熱圧着時に加える加圧力は、加熱温度、透光性絶縁樹脂シート１４、１５の材質、厚さ、最終的な第３の透光性絶縁体１３の厚さ等によっても異なるが、通常０．５〜２０ＭＰａの範囲であり、さらに１〜１２ＭＰａの範囲とすることが好ましい。このような加圧力を適用することによって、第１の透光性支持基体２と第２の透光性支持基体３との間隙に対する軟化させた透光性絶縁樹脂シート１４、１５の埋め込み性を高めることができる。さらに、ＬＥＤチップ８の特性低下や破損等を抑制することができる。
【0092】
上述したように、第１の導電回路層５とＬＥＤチップ８の第１の電極９との間に第１の透光性絶縁樹脂シート１４を介在させ、かつ第２の導電回路層７とＬＥＤチップ８の第２の電極１０との間に第２の透光性絶縁樹脂シート１５を介在させた状態で、真空熱圧着工程を実施することによって、第１の電極９と第１の導電回路層５および第２の電極１０と第２の導電回路層７とを電気的に接続しつつ、第３の透光性絶縁体１３の厚さを所望の範囲に制御することができる。さらに、第１の電極９の周囲を含むＬＥＤチップ８の周囲に第３の透光性絶縁体１３を密着させることができる。従って、導電回路層５、７と電極９、１０との電気的な接続信頼性を高めた発光装置３１を得ることが可能になる。
【0093】
さらに、積層体の真空熱圧着時における加熱温度や加圧力、また加圧体の形状や硬さ等を制御することによって、第１の電極９または第２の電極１０と導電回路層５、７との接触界面（特に第２の電極１０と導電回路層７との接触界面）に、電極９、１０と導電回路層５、７とが直接接触した電気的な接続領域と、電極９、１０と導電回路層５、７との間に第３の透光性絶縁体１３が介在して結合された機械的な結合領域とを形成することができる。このような構造を有する電極９、１０と導電回路層５、７との接触界面を得ることで電気的な接続信頼性をさらに高めることが可能になる。
【0094】
（第４の実施形態）次に、第４の実施形態の発光装置とその製造方法について、図１５ないし図１８を参照して説明する。これらの図において、第１ないし第３の実施形態と同一部分については同一符号を付し、その説明の一部を省略する場合がある。第４の実施形態による発光装置４１は、図１５に示すように、所定の間隙を持って対向配置された第１の透光性支持基体２と第２の透光性支持基体３とを具備している。第１の透光性支持基体２と第２の透光性支持基体３との間隙には、複数のＬＥＤチップ２２が配置されている。ＬＥＤチップ２２は、絶縁基板や半導体基板上に半導体層を形成したものであり、一方の面（図１５では上面）に一対の電極が配置されている。
【0095】
ＬＥＤチップ２２は、図１６に示すように、サファイア基板のような絶縁基板２３上に順に形成されたＮ型半導体層（例えばｎ−ＧａＮ層）２４、活性層（例えばＩｎＧａＮ層）２５、およびＰ型半導体層（例えばｐ−ＧａＮ層）２６を有するチップ本体（発光ダイオード本体）２７を備えている。Ｎ型半導体層とＰ型半導体層の配置位置は、逆であってもよい。このような素子構造を有するＬＥＤチップ２２では、第３の実施形態で用いたＬＥＤチップ８のような両面電極構造を適用することができない。このため、チップ本体２７の一方の面側に第１および第２の電極２８、２９を設けた片面電極構造を適用している。半導体基板上に半導体層を形成したＬＥＤチップ２２においても、片面電極構造を適用する場合がある。このようなＬＥＤチップ２２の第１および第２の電極２８、２９は、それぞれ第１の透光性支持基体２の導電回路層５に電気的に接続されている。導電回路層５と第１の電極２８とは、図１７に示すように、第１の電極２８上に設けられたバンプ電極２８Ｂを介して電気的に接続してもよい。同様に、導電回路層５と第２の電極２９とは、第２の電極２９上に設けられたバンプ電極２９Ｂを介して電気的に接続してもよい。
【0096】
導電回路層５は、第１の透光性支持基体２を構成する第１の透光性絶縁体４の表面のみに設けられている。第２の透光性支持基体３は導電回路層を有しておらず、第２の透光性絶縁体６のみで構成されている。第１の透光性支持基体２と第２の透光性支持基体３との間の空間、すなわち複数のＬＥＤチップ２２の配置部分を除く空間には、第３の実施形態と同様に第３の透光性絶縁体１３が埋め込まれている。第３の透光性絶縁体１３の構成材料は、第３の実施形態と同様なビカット軟化温度、引張貯蔵弾性率、融解温度、ガラス転移温度等の特性と共に、透光性と電気絶縁性と屈曲性（柔軟性）とを有することが好ましく、さらにエラストマーが好ましい。エラストマーの具体例等は前述した通りである。
【0097】
第３の透光性絶縁体１３は、導電回路層５と第１および第２の電極２８、２９との接触性を高める上で、第３の実施形態と同様に、ＬＥＤチップ８の高さＴ１より薄い厚さを有している。第３の透光性絶縁体１３と密着している第１の透光性支持基体２は、ＬＥＤチップ８が配置されている部分から隣接するＬＥＤチップ８間の中間部分に向けて内側に湾曲した形状を有している。従って、第１の透光性支持基体２は導電回路層５を第１および第２の電極２８、２９に押し付けている。これによって、導電回路層５と第１および第２の電極２８、２９との電気的な接続性やその信頼性を高めることができる。
【0098】
第３の透光性絶縁体１３は、ＬＥＤチップ８の高さＴ１より５μｍ以上１／２Ｔ１以下の範囲で薄い最小厚さＴ２を有している。言い換えると、ＬＥＤチップ８の高さＴ１と第３の透光性絶縁体１３の最小厚さＴ２との差ΔＴ（Ｔ１−Ｔ２）は、５μｍ以上１／２Ｔ１以下の範囲とされている。さらに、第３の透光性絶縁体１３の最小厚さＴ２は、ＬＥＤチップ８の高さＴ１との差ΔＴ（Ｔ１−Ｔ２）が、図１３に示すΔＴ＝５で表される直線１と、ｄ＝５００で表される直線２と、ΔＴ＝０．０９ｄで表される直線３と、ΔＴ＝０．０２６７ｄ＋６０で表される直線４と、ΔＴ＝１／２Ｔ１で表される直線５とで囲われる範囲内となるように設定されている。第３の透光性絶縁体１３の最小厚さＴ２および厚さの差ΔＴの規定理由は、第３の実施形態と同様である。
【0099】
上述したように、第３の透光性絶縁体１３の最小厚さＴ２を、ＬＥＤチップ８の高さＴ１との差ΔＴ（Ｔ１−Ｔ２）が図１３に示す直線１と直線２と直線３と直線４と直線５とで囲われる範囲内とすることで、導電回路層５ＬＥＤチップ８の第１および第２の電極２８、２９との電気的な接続性やその信頼性を高めた上で、導電回路層５によるＬＥＤチップ８のショート等の不具合の発生を再現性よく抑制することができる。耐屈曲試験や熱サイクル試験時においても、ＬＥＤチップ８のショート等の不具合の発生を抑制することができる。従って、導電回路層５とＬＥＤチップ８の第１および第２の電極２８、２９との電気的な接続信頼性やＬＥＤチップ８自体の信頼性を再現性よく高めることができる。すなわち、耐屈曲試験や熱サイクル試験（ＴＣＴ）等を施した場合においても、各ＬＥＤチップの発光信頼性に優れる発光装置４１を提供することが可能になる。ＬＥＤチップ８の最小距離ｄは特に限定されないが、実施形態の発光装置４１は複数のＬＥＤチップ８を最小距離ｄが１５００μｍ以下となるように高密度に実装する場合に有効である。
【0100】
第１の透光性絶縁体４は、第１の透光性支持基体２を内側に湾曲させるために、透光性と屈曲性とを有する絶縁樹脂体（シート等）で形成されていることが好ましい。ただし、第２の透光性絶縁体６は絶縁樹脂体に限られるものではなく、例えばガラスのような絶縁性と透光性とを併せ持つ無機材料からなるものであってもよい。透光性絶縁体６としてガラス基板を用いた場合、発光装置４１全体に屈曲性を付与することができない。発光装置４１に屈曲性を付与する場合には、第１の透光性絶縁体４のみならず、第２の透光性絶縁体６も透光性と屈曲性とを有する絶縁樹脂体で形成することが好ましい。
【0101】
第３の透光性絶縁体１３は、第３の実施形態と同様に、第１および第２の電極２８、２９の周囲にまで配置することができる。すなわち、第１および第２の電極２８、２９がそれぞれチップ本体２７の電極形成面（例えば発光面）より小さい面積と電極形成面から突出した形状とを有する場合、第１および第２の電極２８、２９を導電回路層５に接触させた状態で、電極形成面内における第１および第２の電極２８、２９が形成されていない面（第１および第２の電極２８、２９の非形成面）と導電回路層５との間に空間が生じる。このような第１および第２の電極２８、２９の非形成面と導電回路層５との間の微小空間にも、第３の透光性絶縁体１３を充填することが好ましい。
【0102】
また、導電回路層５とＬＥＤチップ８の第１および第２の電極２８、２９との接触構造に関しては、第３の実施形態と同様な構造、すなわち導電回路層５と第１または第２の電極２８、２９との接触界面に、導電回路層５と電極２８、２９とが直接接触した電気的な接続領域と、導電回路層５と電極２８、２９との間に第３の透光性絶縁体１３が介在した機械的な結合領域とを形成した構造を適用することが有効である。これによって、導電回路層５と電極２８、２９との電気的な接続性を維持しつつ、機械的な結合性を高めることができる。すなわち、導電回路層５とＬＥＤチップ８の第１および第２の電極２８、２９との電気的な接続信頼性をより再現性よく高めることが可能になる。
【0103】
次に、第４の実施形態の発光装置４１の製造方法について、図１８を参照して述べる。まず、第１の透光性絶縁体４とその表面に形成された第１の導電回路層５とを有する第１の透光性支持基体２と、第２の透光性絶縁体６のみからなる第２の透光性支持基体３とを用意する。導電回路層５の構成材料や形成方法等は前述した通りである。次に、透光性絶縁樹脂シート３０を用意する。透光性絶縁樹脂シート３０は、第３の実施形態と同様なエラストマーシートであることが好ましく、さらにアクリル系エラストマーシートであることがより好ましい。エラストマーシートの特性は前述した通りである。
【0104】
第１の透光性支持基体２の導電回路層５上に、導電回路層５全体を覆うように透光性絶縁樹脂シート３０を配置する（図１８（ａ））。透光性絶縁樹脂シート３０は、導電回路層５上のＬＥＤチップ２２の配置位置となる部分を含めて導電回路層５全体、さらには第１の透光性支持基体２全体を覆うことが可能な形状を有している。透光性絶縁樹脂シート３０上に複数のＬＥＤチップ２２を配置する（図１８（ｂ））。ＬＥＤチップ２２は第１および第２の電極２８、２９が透光性絶縁樹脂シート３０側に位置するように、言い換えると導電回路層５側に位置するように配置される。さらに、ＬＥＤチップ２２上に第２の透光性支持基体３を最小距離ｄが５００μｍ以上となるように配置する（図１８（ｃ））。図１８（ａ）〜（ｃ）に示す工程を実施することによって、ＬＥＤチップ２２は第１の透光性絶縁樹脂シート３０と第２の透光性支持基体３との間に配置される。
【0105】
透光性絶縁樹脂シート３０は、真空熱圧着工程で第１の透光性支持基体２と第２の透光性支持基体３との間の空間、すなわちＬＥＤチップ２２を配置することで生じる第１の透光性支持基体２と第２の透光性支持基体３との間隙に基づく空間を埋めることが可能な厚さを有していればよい。具体的には、透光性絶縁樹脂シート３０の厚さは、前述したＬＥＤチップ８の高さＴ１と第３の透光性絶縁体１３の最小厚さＴ２との差ΔＴ（Ｔ１−Ｔ２）に基づく形状を有する第３の透光性絶縁体１３が形成されるのに十分な厚さであればよい。
【0106】
次に、図１８（ｄ）に示すように、第１の透光性支持基体２と透光性絶縁樹脂シート３０とＬＥＤチップ２２と第２の透光性支持基体３とが順に積層された積層体を真空雰囲気中で加熱しながら加圧する。積層体の真空雰囲気中での加熱・加圧工程（真空熱圧着工程）は、第３の実施形態と同様な条件下で実施することが好ましい。導電回路層５とＬＥＤチップ２２の電極２８、２９との間に透光性絶縁樹脂シート３０を介在させた状態で、真空熱圧着工程を実施することで、第１および第２の電極２８、２９と導電回路層５とを電気的に接続しつつ、第３の透光性絶縁体１３の厚さを所望の範囲に制御することができる。さらに、電極２８、２９の周囲を含むＬＥＤチップ２２の周囲に第３の透光性絶縁体１３を密着させることができる。従って、導電回路層５と第１および第２の電極２８、２９との電気的な接続信頼性を高めた発光装置４１を得ることが可能になる。
【0107】
なお、第１ないし第４の実施形態においては、２枚の透光性絶縁体４、６で挟まれたＬＥＤチップ８、２２および第３の透光性絶縁体１３を備える発光装置１、２１、３１、４１について述べたが、これら発光装置の構成は本発明の基本的な構成を示したものであり、実施形態の基本構成を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、追加等を行うことができる。例えば、第１の透光性支持基体２を２枚の透光性絶縁体４で形成し、合計で３枚の透光性絶縁体で構成した発光装置、さらに透光性支持基体２、３の透光性絶縁体の枚数を種々に変更した発光装置等であっても、第１ないし第４の実施形態と同等の効果が得られる。これは透光性絶縁体の枚数を一例として挙げたものであり、他の構成についても実施形態の基本構成を逸脱しない範囲内で種々の変更や追加が可能である。
【0108】
（第５の実施形態）第１ないし第４の実施形態の発光装置１、２１、３１、４１は、ＬＥＤチップ８、２２を挟持する支持基体２、３に透光性部材を用いているため、例えば店舗、ショールーム、事務所等の建築物のドアや窓に各種の文字列、幾何学的な図形や模様等を表示する表示装置、展示板や掲示板等の表示装置、ブレーキランプやウインカー用ランプ等の車輌用ランプ等に好適である。図１９は実施形態の発光装置１、２１、３１、４１の使用例として、実施形態の発光装置１（２１、３１、４１）を取り付けた建築物のドア５１を示している。図１９に示すドア５１は、ドア枠５２内に設置されたガラス板５３と、ガラス板５３に取り付けられた発光装置１（２１、３１、４１）とを備えている。発光装置１（２１、３１、４１）は全体として透光性を有しているため、例えばドアであることの表示（図１９ではＥＮＴＲＡＮＣＥ）を可能にした上で、ドア５１を構成するガラス板５３の透明性を損なうことがない。このように、実施形態の発光装置１、２１、３１、４１は、透明性が求められる各種の表示装置やランプに好適に使用されるものである。
【実施例】
【0109】
次に、具体的な実施例とその評価結果について述べる。
【0110】
（実施例１）まず、第１および第２の透光性絶縁体として厚さが１８０μｍのポリエチレンテレフタレートシートを用意した。第１の透光性絶縁体としてのポリエチレンテレフタレートシートの表面にＩＴＯ微粒子を紫外線硬化型のアクリル系透明樹脂バインダ中に分散させたスラリーを印刷することによって、直線状に並ぶ６個のＬＥＤチップを直列に接続する導電回路層を形成して第１の透光性支持基体を作製した。第２の透光性絶縁体としてのポリエチレンテレフタレートシートの表面にも、同様にして導電回路層を形成して第２の透光性支持基体を作製した。第１および第２の透光性絶縁樹脂シートとして、ビカット軟化温度が１１０℃、融解温度が２２０℃、ガラス転移温度が−４０℃、０℃における引張貯蔵弾性率が１．１ＧＰａ、１００℃における引張貯蔵弾性率が０．３ＧＰａ、ビカット軟化点である１１０℃における引張貯蔵弾性率が０．２ＧＰａで、厚さが６０μｍのアクリル系エラストマーシートを用意した。
【0111】
ビカット軟化温度は、安田精機製作所社製のＮｏ．１４８−ＨＤ−ＰＣヒートディストーションテスタを用いて、試験加重１０Ｎ、昇温速度５０℃／時間の条件で、ＪＩＳ Ｋ７２０６（ＩＳＯ ３０６）記載のＡ５０条件で求めた。ガラス転移温度と融解温度は、ＪＩＳ Ｋ７１２１（ＩＳＯ ３１４６）に準拠した方法で、島津製作所社製の示差走査熱量計ＤＳＣ−６０を用いて、５℃／分の昇温速度で、熱流束示差走査熱量測定により求めた。引張貯蔵弾性率はＪＩＳ Ｋ７２４４−４（ＩＳＯ ６７２１−４）に準拠して、エー・アンド・ディ社製のＤＤＶ−０１ＧＰ動的粘弾性自動測定器を用いて、−１００℃から２００℃まで、１℃／分の等速昇温、周波数１０Ｈｚで求めた。以下の実施例および比較例におけるエラストマーの特性値は、実施例１と同様の方法、条件で測定した。
【0112】
６個の赤色発光のＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ系ＬＥＤチップを用意した。用意したＬＥＤチップは、チップ本体の発光面側に設けられた第１の電極と、チップ本体の非発光面側に設けられた第２の電極とを備えており、高さは１７５μｍである。第１の電極は、チップ本体の発光面より小さい面積を有し、さらに発光面から突出した形状を有している。第１の電極の発光面からの突出量は３μｍである。チップ本体の発光面に対する第１の電極の形成面の面積比率は約２０％である。チップ本体の発光面の約８０％（面積比率）が電極の非形成面とされている。第２の電極はチップ本体の非発光面全体に形成されており、その表面には微小な凹凸が設けられている。
【0113】
第２の透光性支持基体の導電回路層上に、導電回路層および透光性絶縁体の全体を覆うように第２の透光性絶縁樹脂シートを載せ、第２の透光性絶縁樹脂シート上の所定の位置に６個のＬＥＤチップを配置した。６個のＬＥＤチップは、それぞれ第２の電極が第２の透光性絶縁樹脂シート側に位置するように配置した。６個のＬＥＤチップ上に第１の透光性絶縁樹脂シートと第１の透光性支持基体とを積層した。第１の透光性絶縁樹脂シートは、第１の透光性支持基体の導電回路層が第１の透光性絶縁樹脂シート側に位置するように配置した。第１の透光性絶縁樹脂シートは第１の透光性支持基体の導電回路層および透光性絶縁体の全体を覆う形状を有している。
【0114】
次に、第２の透光性支持基体と第２の透光性絶縁樹脂シートとＬＥＤチップと第１の透光性絶縁樹脂シートと第１の透光性支持基体とを順に積層した積層体を０．１ＭＰａの圧力で予備プレスした後、作業空間を０．１ｋＰａまで真空引きした。５ｋＰａの真空雰囲気中にて積層体を１２０℃に加熱しながら９．８ＭＰａの圧力でプレスした。この加熱・加圧状態を１０分間維持することによって、ＬＥＤチップの電極と導電回路層とを電気的に接続しつつ、第１の透光性支持基体と第２の透光性支持基体との間に第１および第２の透光性絶縁樹脂シートを埋め込んで第３の透光性絶縁体を形成した。この後、紫外線硬化樹脂により端面のシール処理を行って発光装置を作製した。得られた発光装置を後述する特性評価に供した。
【0115】
このようにして得た発光装置について、作製してから２４時間放置後に、肉眼で目視して気泡とそれに起因する膨れの状況を確認した。その結果、目視できる気泡とそれに起因したと思われるような膨れは観察されなかった。気泡の評価は以下のようにして実施した。発光装置の表面または裏面を目視にて観察し、気泡の有無を一次確認した。一次確認で気泡の観察されなかった試料は、気泡なしと判定して検査を終了した。一次検査で気泡が観察された試料は、カメラ付きの顕微鏡を用いて、気泡の写真撮影を行った。写真を用いて、気泡の輪郭線上の任意の２点間距離を測定し、距離が最大となる長さを外径と定義した。そして、気泡の外径がＬＥＤのチップサイズ以上、もしくは５００μｍ以上である場合を気泡有りと判定し、それ以外の試料を気泡無しと判定した。
【0116】
次に、第３の透光性絶縁体の充填構造を確認するため、ＬＥＤチップとその周囲をＳＥＭにより観察した。その結果、図４に示したように、ＬＥＤチップの発光面内における第１の電極の非形成面と導電回路層との間に、第３の透光性絶縁体の一部が良好に充填されていることが確認された。第２の電極と導電回路層との接触界面には、第２の電極と導電回路層とが直接接触した電気的な接続領域と、第２の電極と導電回路層との間に第３の透光性絶縁体の一部が介在した機械的な結合領域とが形成されていることが確認された。肉眼およびＳＥＭによる観察結果は、実施例２、１８においても同様な結果が得られた。
【0117】
（実施例２〜５）透光性絶縁樹脂シートとして表２および表３に示すビカット軟化温度と引張貯蔵弾性率とガラス転移温度と融解温度を有するアクリル系エラストマーシートを用いると共に、加圧時に表３に示す加熱温度を適用する以外は、実施例１と同様にして発光装置を作製した。これら発光装置を後述する特性評価に供した。
【0118】
（実施例６〜１０）導電回路層をＩＴＯのスパッタ膜で形成し、かつ透光性絶縁樹脂シートとして表２および表３に示すビカット軟化温度と引張貯蔵弾性率とガラス転移温度と融解温度を有するアクリル系エラストマーシートを用いると共に、加圧時に表３に示す加熱温度を適用する以外は、実施例１と同様にして発光装置を作製した。これら発光装置を後述する特性評価に供した。
【0119】
（実施例１１）第１および第２の透光性絶縁体として厚さが１８０μｍのポリエチレンテレフタレートシートを用意した。第１の透光性絶縁体としてのポリエチレンテレフタレートシートの表面に、実施例１と同様にして、直線状に並ぶ６個のＬＥＤチップを直列に接続する導電回路層を形成して第１の透光性支持基体を作製した。第２の透光性絶縁体としてのポリエチレンテレフタレートシートは、そのまま第２の透光性支持基体として使用した。透光性絶縁樹脂シートとして、ビカット軟化温度が１１０℃、ガラス転移温度が−４０℃、融解温度が２２０℃、０℃における引張貯蔵弾性率が１．１ＧＰａ、１００℃における引張貯蔵弾性率が０．３ＧＰａ、ビカット軟化点である１１０℃における引張貯蔵弾性率が０．３ＧＰａで、厚さが６０μｍのアクリル系エラストマーシートを用意した。
【0120】
６個の青色発光のＧａＮ系ＬＥＤチップを用意した。用意したＬＥＤチップは、チップ本体の発光面側に設けられた第１および第２の電極を備えており、高さは９０μｍである。第１および第２の電極は、それぞれチップ本体の発光面より小さい面積を有し、さらに発光面から突出した形状を有している。電極の発光面からの突出量は１μｍである。チップ本体の発光面に対する第１および第２の電極の形成面の面積比率は約１５％である。チップ本体の発光面の約８５％（面積比率）が電極の非形成面とされている。
【0121】
第１の透光性支持基体の導電回路層上に、導電回路層全体を覆うように透光性絶縁樹脂シートを載せ、透光性絶縁樹脂シート上の所定の位置に６個のＬＥＤチップを配置した。６個のＬＥＤチップは、それぞれ第１および第２の電極が透光性絶縁樹脂シート側に位置するように配置した。６個のＬＥＤチップ上に第２の透光性支持基体を積層した。次に、第１の透光性支持基体と透光性絶縁樹脂シートとＬＥＤチップと第２の透光性支持基体とを順に積層した積層体を、実施例１と同一条件で真空下にて加熱・加圧処理した。紫外線硬化樹脂を用いて端面のシール処理を行って発光装置を作製した。得られた発光装置を後述する特性評価に供した。
【0122】
（実施例１２）導電回路層をＩＴＯのスパッタ膜で形成する以外は、実施例１１と同様にして発光装置を作製した。得られた発光装置を後述する特性評価に供した。
【0123】
（実施例１３）第１および第２の透光性絶縁体として厚さが１８０μｍのポリエチレンテレフタレートシートを用意した。第１の透光性絶縁体としてのポリエチレンテレフタレートシートの表面に、Ａｇ微粒子をアクリル系透明樹脂バインダ中に分散させたスラリーを目開きが０．５ｍｍのメッシュ状となるように印刷することによって、直線状に並ぶ６個のＬＥＤチップを直列に接続する導電回路層を形成して第１の透光性支持基体を作製した。第２の透光性絶縁体としてのポリエチレンテレフタレートシートの表面にも、同様にして導電回路層を形成して第２の透光性支持基体を作製した。これら第１および第２の透光性支持基体を使用する以外は、実施例１と同様にして発光装置を作製した。得られた発光装置を後述する特性評価に供した。
【0124】
（実施例１４〜１７）透光性絶縁樹脂シートとして表２および表３に示すビカット軟化温度と引張貯蔵弾性率とガラス転移温度と融解温度を有するアクリル系エラストマーシートを用いると共に、加圧時に表３に示す加熱温度を適用する以外は、実施例１３と同様にして発光装置を作製した。発光装置を後述する特性評価に供した。
【0125】
（実施例１８）実施例１３と同様なメッシュ状の導電回路層を適用する以外は、実施例１１と同様にして発光装置を作製した。得られた発光装置を後述する特性評価に供した。
【0126】
（比較例１〜６）透光性絶縁樹脂シートとして表２および表３に示すビカット軟化温度と引張貯蔵弾性率とガラス転移温度と融解温度を有するアクリル系エラストマーシートを用いると共に、加圧時に表３に示す加熱温度を適用する以外は、実施例１と同様にして発光装置を作製した。これら発光装置を後述する特性評価に供した。
【0127】
（比較例７）実施例１と同様にして第１および第２の透光性支持基体を作製した。厚さが１００μｍのアクリル系高粘性接着シートを用意し、これにＬＥＤチップより僅かに大きい貫通孔を、６個のＬＥＤチップが直線状に並ぶように形成した。第２の透光性支持基体上に貫通孔を有するアクリル系高粘性接着シートを載せた後、貫通孔内に実施例１と同様なＬＥＤチップを配置した。その上に第１の透光性支持基体を積層した後、熱ドラムで挟むことにより１６０℃に加熱しながら９．８ＭＰａの圧力でプレスした。この後、端面のシール処理を行って発光装置を作製した。得られた発光装置を後述する特性評価に供した。
【0128】
（比較例８）実施例１１と同様にして第１および第２の透光性支持基体を作製した。第２の透光性支持基体上の所定の位置に、実施例１１と同様な６個の青色発光のＧａＮ系ＬＥＤチップを配置した。ＬＥＤチップのサファイア基板側の表面を、第２の透光性支持基体に接着剤で固定した。ＬＥＤチップ上に第１の透光性支持基体を積層した後、第１の透光性支持基体と第２の透光性支持基体との間の隙間に真空雰囲気下でアクリル系粘着剤を充填した。アクリル系粘着剤に紫外線を照射し部分硬化させて発光装置を作製した。得られた発光装置を後述する特性評価に供した。
【0129】
（比較例９）第１の透光性絶縁体となる厚さが１８０μｍのポリエチレンテレフタレートシートの表面に、ＩＴＯ微粒子を分散させたスラリーを印刷して第１の導電回路層を形成した。次に、第２の透光性絶縁体となる厚さが１８０μｍのポリエチレンテレフタレートシート上に、ビカット軟化温度が１１０℃、ガラス転移温度が−１０℃、融解温度が２２０℃、０℃における引張貯蔵弾性率が０．００６ＧＰａ、１００℃における引張貯蔵弾性率が０．００３ＧＰａ、ビカット軟化点である１１０℃における引張貯蔵弾性率が０．２ＧＰａで、厚さが６０μｍのアクリル系エラストマーシートを積層した。
【0130】
青色発光のＧａＮ系ＬＥＤチップのサファイア基板側を、アクリル系エラストマーシートの所定の位置に配置した。第１の導電回路層がＬＥＤチップの電極側に位置するように、第１の透光性支持基体をＬＥＤチップ上に積層した。この積層体を真空雰囲気中にて１６０℃に加熱しながら９．８ＭＰａの圧力でプレスした。この加熱・加圧状態を１時間維持して発光装置を作製した。得られた発光装置を後述する特性評価に供した。
【0131】
（比較例１０）ビカット軟化温度が１１０℃、ガラス転移温度が−４０℃、融解温度が２２０℃、０℃における引張貯蔵弾性率が０．００６ＧＰａ、１００℃における引張貯蔵弾性率が０．００３ＧＰａ、ビカット軟化点である１１０℃における引張貯蔵弾性率が０．００２ＧＰａで、厚さが６０μｍのアクリル系エラストマーシートを用いると共に、熱圧着を大気中で実施する以外は、実施例１と同様にして発光装置を作製した。得られた発光装置を後述する特性評価に供した。
【0132】
（比較例１１）アクリル系エラストマーシートに代えて、環球法による軟化点が１４５℃、厚さが６０μｍのオレフィン系ホットメルト接着剤シートを使用し、積層体を大気中にて１６０℃で２０秒間の条件でホットロールプレスする以外は、実施例１と同様にして発光装置を作製した。この発光装置を後述する特性評価に供した。
【0133】
（比較例１２）厚さが８７．５μｍのオレフィン系ホットメルト接着剤シートを使用する以外は、比較例１１と同様にして発光装置を作製した。この発光装置を後述する特性評価に供した。
【0134】
【表1】
【0135】
【表2】
【0136】
【表3】
【0137】
次に、実施例１〜１８および比較例１〜１２の各発光装置の特性を以下のようにして評価した。実施例１〜１８および比較例１〜１２でそれぞれ１２個の試料を作製した。各例の１２個の試料について、ＪＩＳ Ｃ５０１６（ＩＥＣ２４９−１およびＩＥＣ３２６−２）８．６に記載の耐屈曲試験を通電状態で行った。屈曲試験は全ての試料について、温度２０±２℃、相対湿度６０〜７０％、気圧８６〜１０６ｋＰａの環境下で実施した。６個の試料はＬＥＤチップの配列方向に屈曲させ、残りの６個の試料はＬＥＤチップ列が屈曲部の中心にくるように、ＬＥＤチップの配列方向と直交する方向に屈曲させた。ＬＥＤチップの配列方向と直交する方向に屈曲させた試料の最小屈曲半径（点灯が維持される屈曲半径の最小値）を調べた。
【0138】
まず、半径が１００ｍｍから５ｍｍまでの均一の直径を持つ、断面が真円状の測定用円柱を複数種類用意した。次に、得られた発光装置を、ＬＥＤチップの発光面の裏面が測定用円柱の表面の曲面に当たるようにセットした。発光装置を点灯させ、この状態で測定用円柱の表面の曲面に沿って１８０°屈曲させた。この屈曲試験を半径の大きい測定用円柱から半径の小さい測定用円柱まで順番に実施し、どの屈曲半径の測定用円柱まで点灯状態が維持されるかを測定した。また、屈曲させていない試料について、ＪＩＳ Ｃ６００６８−１４にしたがって−２０℃と６０℃との間で熱サイクル試験を実施し、点灯状態が維持可能なサイクル数を調べた。熱サイクル試験は、さらし時間３０分、昇温速度３Ｋ／ｍｉｍの条件で行った。これらの測定・評価結果を表４に示す。
【0139】
【表4】
【0140】
表４から明らかなように、実施例１〜１８による発光装置は、いずれも耐屈曲試験において屈曲半径を小さくした状態でも点灯が維持されており、また熱サイクル試験において十分なサイクル数まで点灯状態が維持可能であることが確認された。従って、実施例１〜１８による発光装置は、いずれも耐屈曲性および耐熱サイクル特性に優れていることが分かる。すなわち、導電回路層とＬＥＤチップの電極との電気的な接続性信頼性を向上させた発光装置を提供することが可能になる。また、実施例１〜１８の発光装置について、前述した方法で気泡とそれに起因する膨れの状態を観察および判定したところ、いずれも「気泡無し」であることが確認された。
【0141】
比較例１〜１２の発光装置について、前述した方法で気泡とそれに起因する膨れの状態を観察および判定したところ、比較例１〜９の発光装置では気泡とそれに起因したと思われる膨れは観察されなかった。しかしながら、比較例１０〜１２の発光装置においては、ほとんどのＬＥＤの周囲に気泡が観察され、その両側の透光性導電体の多くに膨らみが観察された。特に、比較例１１は気泡の面積が大きく、また膨らみも多かった。次に、第３の透光性絶縁体の充填構造を確認するため、ＬＥＤチップおよびその周囲をＳＥＭにより観察した。比較例１１の発光装置においては、ＬＥＤチップの周辺を中心に広い領域で空隙が観察された。比較例７〜８の発光装置では、第２の電極と導電回路層との接触界面における第３の透光性絶縁体の存在は確認されなかった。
【0142】
また、比較例１〜６の発光装置は、第３の透光性絶縁体のビカット軟化温度、ガラス転移温度、引張貯蔵弾性率のいずれかが本発明の範囲から外れているため、耐屈曲性や耐熱サイクル特性に劣っていた。比較例７および比較例９の発光装置は、ＬＥＤチップを透光性絶縁樹脂シートの貫通孔内に配置しているため、ＬＥＤチップと第３の透光性絶縁体との密着性に劣ることから、良好な耐屈曲性や耐熱サイクル特性を得ることができなかった。比較例８の発光装置は、比較例７の発光装置とほぼ同様であり、耐屈曲性や耐熱サイクル特性に劣っていた。比較例１０〜１２の発光装置では残留した気泡が膨らんだために、ＬＥＤチップと第３の透光性絶縁体との接着が保てなくなり、耐屈曲性や耐熱サイクル特性に劣る結果になったものと推定される。
【0143】
（実施例１９〜２４、比較例１３〜１６）まず、第１および第２の透光性絶縁体として厚さが１８０μｍのポリエチレンテレフタレートシートを用意した。第１の透光性絶縁体としてのポリエチレンテレフタレートシートの表面にＩＴＯ微粒子を紫外線硬化型のアクリル系透明樹脂バインダ中に分散させたスラリーを印刷することによって、直線状に並ぶ６個のＬＥＤチップを直列に接続する導電回路層（厚さ：３μｍ）を形成して第１の透光性支持基体を作製した。第２の透光性絶縁体としてのポリエチレンテレフタレートシートの表面にも、同様にして導電回路層（厚さ：３μｍ）を形成して第２の透光性支持基体を作製した。第１および第２の透光性絶縁樹脂シートとして、ビカット軟化温度が１１０℃、融解温度が２２０℃、ガラス転移温度が−４０℃、０℃における引張貯蔵弾性率が１．１ＧＰａ、１００℃における引張貯蔵弾性率が０．３ＧＰａ、ビカット軟化点である１１０℃における引張貯蔵弾性率が０．２ＧＰａで、表５に示す厚さを有するアクリル系エラストマーシートを用意した。
【0144】
６個の赤色発光のＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ系ＬＥＤチップを用意した。用意したＬＥＤチップは、チップ本体の発光面側に設けられた第１の電極と、チップ本体の非発光面側に設けられた第２の電極とを備えており、高さＴ１は１７５μｍである。第１の電極は、チップ本体の発光面より小さい面積を有し、さらに発光面から突出した形状を有している。第１の電極の発光面からの突出量は３μｍである。チップ本体の発光面に対する第１の電極の形成面の面積比率は約２０％である。チップ本体の発光面の約８０％（面積比率）が電極の非形成面とされている。第２の電極はチップ本体の非発光面全体に形成されており、その表面には微小な凹凸が設けられている。
【0145】
第２の透光性支持基体の導電回路層上に、導電回路層および透光性絶縁体の全体を覆うように第２の透光性絶縁樹脂シートを載せ、第２の透光性絶縁樹脂シート上の所定の位置にチップ間距離（最小距離ｄ）が表５に示す値となるように６個のＬＥＤチップを配置した。６個のＬＥＤチップは、それぞれ第２の電極が第２の透光性絶縁樹脂シート側に位置するように配置した。次いで、６個のＬＥＤチップ上に第１の透光性絶縁樹脂シートと第１の透光性支持基体とを積層した。第１の透光性絶縁樹脂シートは、第１の透光性支持基体の導電回路層が第１の透光性絶縁樹脂シート側に位置するように配置した。第１の透光性絶縁樹脂シートは第１の透光性支持基体の導電回路層および透光性絶縁体の全体を覆う形状を有している。
【0146】
次に、第２の透光性支持基体と第２の透光性絶縁樹脂シートとＬＥＤチップと第１の透光性絶縁樹脂シートと第１の透光性支持基体とを順に積層した積層体を０．１ＭＰａの圧力で予備プレスした後、作業空間を５ｋＰａまで真空引きした。このような真空雰囲気中にて積層体を１２０℃に加熱しながら１０ＭＰａの圧力でプレスした。この加熱・加圧状態を１０分間維持することによって、ＬＥＤチップの電極と導電回路層とを電気的に接続しつつ、第１の透光性支持基体と第２の透光性支持基体との間の空間に第１および第２の透光性絶縁樹脂シートを埋め込んで第３の透光性絶縁体を形成した。この後、紫外線硬化樹脂による端面のシール処理を行って発光装置を作製した。ＬＥＤチップ高さＴ１と第３の透光性絶縁体の最小厚さＴ２との差ΔＴ（Ｔ１−Ｔ２）は、表５に示す通りである。なお、表５における比較例は、厚さの差ΔＴを本発明の範囲外としたものである。
【0147】
このようにして得た実施例１９〜２４の発光装置について、発光装置内の気泡の有無を確認した。気泡の評価は以下のようにして実施した。発光装置の表面または裏面を目視にて観察し、気泡の有無を一次確認した。一次確認で気泡の観察されなかった試料は、気泡なしと判定して検査を終了した。一次検査で気泡が観察された試料は、カメラ付きの顕微鏡を用いて、気泡の写真撮影を行った。写真を用いて、気泡の輪郭線上の任意の２点間距離を測定し、距離が最大となる長さを外径と定義した。そして、気泡の外径がＬＥＤのチップサイズ以上、もしくは５００μｍ以上である場合を気泡有りと判定し、それ以外の試料を気泡無しと判定した。その結果、実施例１９〜２４の発光装置では、目視できる気泡は観察されなかった。一方、比較例１３〜１６では目視により発光装置内のＬＥＤチップ間の一部に気泡のように見える領域が確認された。さらに、ＳＥＭ観察の結果、ＬＥＤチップ間に第３の透光性絶縁体が充填されていない部分があることが確認された。
【0148】
第３の透光性絶縁体の充填構造を確認するために、ＬＥＤチップおよびその周囲をＳＥＭにより観察した。その結果、実施例１９〜２４の発光装置においては、いずれもＬＥＤチップの第１の電極の非形成面と導電回路層との間、およびＬＥＤチップの第２の電極の非形成面と導電回路層との間に、第３の透光性絶縁体が良好に充填されていることが確認された。さらに、第１の電極と導電回路層との接触界面、および第２の電極と導電回路層との接触界面には、いずれの実施例においても、電極と導電回路層とが直接接触した電気的な接続領域と、電極と導電回路層との間に第３の透光性絶縁体が介在した機械的な結合領域とが形成されていることが確認された。
【0149】
次に、上述した発光装置の特性を以下のようにして評価した。表５に示す各例において、それぞれ１８個の試料を作製した。各例の１８個の試料について、ＪＩＳ Ｃ５０１６（ＩＥＣ２４９−１およびＩＥＣ３２６−２）８．６に記載の耐屈曲試験を通電状態で行った。６個の試料はＬＥＤチップ列が屈曲部の中心にくるように、ＬＥＤチップの配列方向と直交する方向に屈曲させ、他の６個の試料はＬＥＤチップの配列方向に屈曲させた。各試料を屈曲半径を４０ｍｍとして１８０°屈曲させ、その際にＬＥＤチップの点灯状態が維持されている試料数を調べた。屈曲試験は全ての試料について、温度２０±２℃、相対湿度６０〜７０％、気圧８６〜１０６ｋＰａの環境下で実施した。また、残りの６個の試料をＪＩＳ Ｃ６００６８−１４にしたがって−２０℃と６０℃との間で熱サイクル試験を実施し、１０００サイクル後および３０００サイクル後にＬＥＤチップの点灯状態が維持されている試料数を調べた。熱サイクル試験は、さらし時間３０分、昇温速度３Ｋ／ｍｉｍの条件で行った。これらの測定・評価結果を表５に示す。
【0150】
【表5】
【0151】
表５から明らかなように、実施例１９〜２４による発光装置は、いずれも耐屈曲試験において屈曲半径を小さくした状態でも点灯が維持されており、また熱サイクル試験において十分なサイクル数まで点灯状態が維持可能であることが確認された。従って、実施例１９〜２４による発光装置は、いずれも耐屈曲性および耐熱サイクル性に優れていることが分かる。すなわち、導電回路層とＬＥＤチップの電極との電気的な接続性信頼性やＬＥＤチップの信頼性を向上させた発光装置を提供することが可能であった。一方、比較例１３〜１６による発光装置においては、そのような特性を発揮させることができなかった。これは発光装置内のＬＥＤチップの電極と導電回路層との間に、機械的および電気的に接続されていない部分が残っていたことが原因と考えられる。
【0152】
（実施例２５〜２７、比較例１７〜１９）第１および第２の透光性絶縁体として厚さが１８０μｍのポリエチレンテレフタレートシートを用意した。第１の透光性絶縁体としてのポリエチレンテレフタレートシートの表面に、実施例１９と同様に厚さが３μｍの導電回路層を形成して第１の透光性支持基体を作製した。第２の透光性絶縁体としてのポリエチレンテレフタレートシートはそのまま第２の透光性支持基体として使用した。透光性絶縁樹脂シートとして実施例１９と同じ物性と表６に示す厚さとを有するアクリル系エラストマーシートを用意した。
【0153】
６個の青色発光のＧａＮ系ＬＥＤチップを用意した。用意したＬＥＤチップは、チップ本体の発光面側に設けられた第１および第２の電極を備えており、高さＴ１は９０μｍである。第１および第２の電極は、それぞれチップ本体の発光面より小さい面積を有し、さらに発光面から突出した形状を有している。電極の発光面からの突出量は１μｍである。チップ本体の発光面に対する第１および第２の電極の形成面の面積比率は約１５％である。チップ本体の発光面の約７０％（面積比率）が電極の非形成面とされている。
【0154】
第１の透光性支持基体の導電回路層上に、導電回路層および透光性絶縁体の全体を覆うように透光性絶縁樹脂シートを載せ、透光性絶縁樹脂シート上の所定の位置にチップ間距離（最小距離ｄ）が表６に示す値となるように６個のＬＥＤチップを配置した。６個のＬＥＤチップは、それぞれ第１および第２の電極が透光性絶縁樹脂シート側に位置するように配置した。さらに、６個のＬＥＤチップ上に第２の透光性支持基体を積層した。
【0155】
次に、第１の透光性支持基体と透光性絶縁樹脂シートとＬＥＤチップと第２の透光性支持基体とを順に積層した積層体を０．１ＭＰａの圧力で予備プレスした後、作業空間を５ｋＰａまで真空引きした。このような真空雰囲気中にて積層体を１２０℃に加熱しながら３０ＭＰａの圧力でプレスした。この加熱・加圧状態を１０分間維持することによって、ＬＥＤチップの電極と導電回路層とを電気的に接続しつつ、第１の透光性支持基体と第２の透光性支持基体との間の空間に第１および第２の透光性絶縁樹脂シートを埋め込んで第３の透光性絶縁体を形成した。この後、紫外線硬化樹脂による端面のシール処理を行って発光装置を作製した。ＬＥＤチップ高さＴ１と第３の透光性絶縁体の最小厚さＴ２との差ΔＴ（Ｔ１−Ｔ２）は、表６に示す通りである。なお、表６における比較例は、厚さの差ΔＴを本発明の範囲外としたものである。
【0156】
このようにして得た実施例２５〜２７および比較例１７〜１９の発光装置について、発光装置内の気泡の有無とＬＥＤチップとその周囲の第３の透光性絶縁体の充填状態を、実施例１９と同様にして観察した。その結果、実施例２５〜２７の発光装置では、目視できる気泡は観察されなかった。実施例２５〜２７の発光装置では、いずれもＬＥＤチップの電極の非形成面と導電回路層との間に第３の透光性絶縁体が良好に充填されており、さらに電極と導電回路層との接触界面に、電極と導電回路層とが直接接触した電気的な接続領域と電極と導電回路層との間に第３の透光性絶縁体が介在した機械的な結合領域とが形成されていることが確認された。一方、比較例１７〜１９では目視により発光装置内のＬＥＤチップ間の一部に気泡のように見える領域が確認され、さらにＳＥＭ観察の結果、ＬＥＤチップ間に第３の透光性絶縁体が充填されていない部分があることが確認された。
【0157】
次に、上述した発光装置の特性を以下のようにして評価した。表６に示す各例において、それぞれ１８個の試料を作製した。各例の１８個の試料について、ＪＩＳ Ｃ５０１６（ＩＥＣ２４９−１およびＩＥＣ３２６−２）８．６に記載の耐屈曲試験を通電状態で行った。６個の試料はＬＥＤチップ列が屈曲部の中心にくるように、ＬＥＤチップの配列方向と直交する方向に屈曲させ、他の６個の試料はＬＥＤチップの配列方向に屈曲させた。各試料を屈曲半径を４０ｍｍとして１８０°屈曲させ、その際にＬＥＤチップの点灯状態が維持されている試料数を調べた。また、残りの６個の試料をＪＩＳ Ｃ６００６８−１４にしたがって−２０℃と６０℃との間で熱サイクル試験を実施し、１０００サイクル後および３０００サイクル後にＬＥＤチップの点灯状態が維持されている試料数を調べた。熱サイクル試験は、さらし時間３０分、昇温速度３Ｋ／ｍｉｍの条件で行った。これらの測定・評価結果を表６に示す。
【0158】
【表6】
【0159】
表６から明らかなように、実施例２５〜２７による発光装置は、いずれも耐屈曲試験において屈曲半径を小さくした状態でも点灯が維持されており、また熱サイクル試験において十分なサイクル数まで点灯状態が維持可能であることが確認された。従って、実施例２５〜２７による発光装置は、いずれも耐屈曲性および耐熱サイクル性に優れていることが分かる。すなわち、導電回路層とＬＥＤチップの電極との電気的な接続性信頼性やＬＥＤチップの信頼性を向上させた発光装置を提供することが可能になる。
【0160】
なお、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得るものであり、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。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、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。