特許 6833722 発光モジュール

(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】6833722

(24)【登録日】2021年2月5日

(45)【発行日】2021年2月24日

(54)【発明の名称】発光モジュール

(51)【国際特許分類】

   H01L 33/62 20100101AFI20210215BHJP

   H01L 33/48 20100101ALI20210215BHJP

   H01L 33/00 20100101ALI20210215BHJP

【ＦＩ】

   H01L33/62

   H01L33/48

   H01L33/00 J

【請求項の数】11

【全頁数】23

(21)【出願番号】特願2017-559161(P2017-559161)

(86)(22)【出願日】2016年12月22日

(86)【国際出願番号】JP2016088318

(87)【国際公開番号】WO2017115712

(87)【国際公開日】20170706

【審査請求日】2019年2月13日

(31)【優先権主張番号】特願2015-257166(P2015-257166)

(32)【優先日】2015年12月28日

(33)【優先権主張国】JP

(31)【優先権主張番号】特願2016-62160(P2016-62160)

(32)【優先日】2016年3月25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】110000235

【氏名又は名称】特許業務法人 天城国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】巻 圭一

【審査官】 右田 昌士

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１５／０８３３６６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００５−３０３２７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１５／００６０９０５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１０−２１２３２０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ３３／００−３３／６４

Ｈ０５Ｋ １／００− １／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

曲げ弾性率が０ｋｇｆ／ｍｍ^２より大きく３２０ｋｇｆ／ｍｍ^２以下で、透光性を有する第１絶縁フィルムと、
前記第１絶縁フィルムの一側の面に設けられる導体層と、
前記第１絶縁フィルムに対向して配置され、曲げ弾性率が０ｋｇｆ／ｍｍ^２より大きく３２０ｋｇｆ／ｍｍ^２以下の透光性を有する第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、一方の面に前記導体層に接続される一対の電極を有する複数の発光素子と、
複数の前記発光素子を前記第１絶縁フィルムに対して保持し、０℃から１００℃の範囲での引張貯蔵弾性率が０．０１ＧＰａ以上で１０００ＧＰａ以下である樹脂層と、
を有する可撓性のある発光パネルと、
絶縁性を有する基材と、
前記基材の一側の面に設けられ、前記発光パネルの前記導体層を介して、複数の前記発光素子それぞれに接続される複数の第１導体パターンと、
前記基材の他側の面に設けられ、複数の前記第１導体パターンと交差する方向に設けられるとともに、前記第１導体パターンを介して、複数の前記発光素子にそれぞれ接続される第２導体パターンと、
前記第１導体パターンと前記第２導体パターンとを接続するビアと、
を有し、前記発光パネルの可撓性よりも可撓性が高く、前記第１絶縁フィルムに接続されるフレキシブル基板と、
を備え、
複数の前記発光素子は、相互に発光色が異なる第１発光素子及び第２発光素子を含み、
前記発光パネルの前記導体層と、前記フレキシブル基板の前記第１導体パターン及び前記第２導体パターンとによって、前記第１発光素子及び前記第２発光素子の一方の前記電極に共通して接続されるコモンラインと、前記第１発光素子及び前記第２発光素子の他方の前記電極にそれぞれ接続される個別ラインと、が形成され、
前記コモンライン及び前記個別ラインの間に電圧が選択的に印加されることで、複数の前記発光素子に含まれる前記第１発光素子及び前記第２発光素子を選択的に発光させることが可能な発光モジュール。

【請求項2】

前記フレキシブル基板は、多層配線基板である請求項１に記載の発光モジュール。

【請求項3】

前記導体層は、前記発光素子の一方の前記電極と前記第１導体パターンに接続される第１回路パターンと、前記発光素子の他方の前記電極と前記第１導体パターンに接続される第２回路パターンと、を有する請求項１又は２に記載の発光モジュール。

【請求項4】

前記フレキシブル基板には、前記第２導体パターンと外部機器を接続するためのコネクタが設けられる請求項１乃至３のいずれか一項に記載の発光モジュール。

【請求項5】

全光線透過率が５％以上９５％以下で、曲げ弾性率が０ｋｇｆ／ｍｍ^２より大きく３２０ｋｇｆ／ｍｍ^２以下であり、透光性を有する第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、全光線透過率が５％以上９５％以下で、曲げ弾性率が０ｋｇｆ／ｍｍ^２より大きく３２０ｋｇｆ／ｍｍ^２以下であり、透光性を有する第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、一方の面に一対の電極を有する複数の発光素子と、
複数の前記発光素子を前記第１絶縁フィルムに対して保持し、０℃から１００℃の範囲での引張貯蔵弾性率が０．０１ＧＰａ以上で１０００ＧＰａ以下である樹脂層と、
前記第１絶縁フィルムの一側の面に設けられ、複数の前記発光素子の一方の前記電極をそれぞれ並列に接続する第１回路パターンと、
前記第１絶縁フィルムの一側の面に設けられ、複数の前記発光素子の他方の前記電極をそれぞれ並列に接続する第２回路パターンと、
を備え、
前記第１回路パターンと前記第２回路パターンの所定の位置に電圧を印加したときに、並列に接続された複数の前記発光素子のうちの端に位置する発光素子を流れる電流の電流値と、中央に位置する発光素子を流れる電流の電流値の差が５％以下であり、
並列に接続される複数の前記発光素子を４０ｃｍ又は３ｍ離れて観察したときに、複数の前記発光素子の発光強度の違いが感じられないことを特徴とする発光モジュール。

【請求項6】

前記第１回路パターン及び前記第２回路パターンは、メッシュパターンである請求項３又は５に記載の発光モジュール。

【請求項7】

前記発光素子の前記電極には、バンプが形成される請求項１乃至６のいずれか一項に記載の発光モジュール。

【請求項8】

前記発光素子は、マトリクス状に二次元配置されている請求項１乃至７のいずれか一項に記載の発光モジュール。

【請求項9】

複数の前記発光素子は、相互に異なる色の光を射出する第１発光素子と第２発光素子を含む請求項５に記載の発光モジュール。

【請求項10】

複数の前記発光素子は、前記第１発光素子と前記第２発光素子を含む発光素子群を構成し、前記発光素子群は、マトリクス状に配列されている請求項１乃至４及び９のいずれか一項に記載の発光モジュール。

【請求項11】

前記第１回路パターンと前記第２回路パターンに並列接続される前記発光素子の数は、１５個以下である請求項５に記載の発光モジュール。

【発明の詳細な説明】

【関連出願の引用】

【0001】

本出願は、２０１５年１２月２８日に出願された日本国特許出願第２０１５−２５７１６６号、及び２０１６年３月２５日に出願された日本国特許出願２０１６−６２１６０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。

【技術分野】

【0002】

本発明の実施形態は、発光モジュールに関する。

【背景技術】

【0003】

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透光性基板に配置されたＬＥＤを光源とするモジュールが提案されている。この種のモジュールでは、ＬＥＤへの電力の供給方法が課題である。

【0004】

特に、複数のＬＥＤを光源として備えるモジュールでは、透明性を確保する観点から、ＬＥＤが実装される透光性基板上での配線が制限される。特に、モジュールに実装されるＬＥＤの数が多い場合には、モジュール上で複雑な配線を組むことが困難になってくる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】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】

【0006】

本発明は、上述の事情の下になされたもので、透明性及び可撓性を有するモジュールの接続性を向上させることを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

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、可撓性のある発光パネルと、フレキシブル基板と、を備える。発光パネルは、曲げ弾性率が０ｋｇｆ／ｍｍ^２より大きく３２０ｋｇｆ／ｍｍ^２以下で、透光性を有する第１絶縁フィルムと、第１絶縁フィルムの一側の面に設けられる導体層と、第１絶縁フィルムに対向して配置され、曲げ弾性率が０ｋｇｆ／ｍｍ^２より大きく３２０ｋｇｆ／ｍｍ^２以下の透光性を有する第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、一方の面に導体層に接続される一対の電極を有する複数の発光素子と、複数の発光素子を第１絶縁フィルムに対して保持し、０℃から１００℃の範囲での引張貯蔵弾性率が０．０１ＧＰａ以上で１０００ＧＰａ以下である樹脂層と、を有する。フレキシブル基板は、絶縁性を有する基材と、基材の一側の面に設けられ、発光パネルの導体層を介して、複数の発光素子それぞれに接続される複数の第１導体パターンと、基材の他側の面に設けられ、複数の第１導体パターンと交差する方向に設けられるとともに、第１導体パターンを介して、複数の発光素子にそれぞれ接続される第２導体パターンと、第１導体パターンと第２導体パターンとを接続するビアと、を有し、発光パネルの可撓性よりも可撓性が高く、第１絶縁フィルムに接続される。複数の発光素子は、相互に発光色が異なる第１発光素子及び第２発光素子を含む。発光パネルの導体層と、フレキシブル基板の第１導体パターン及び第２導体パターンとによって、第１発光素子及び第２発光素子の一方の電極に共通して接続されるコモンラインと、第１発光素子及び第２発光素子の他方の電極にそれぞれ接続される個別ラインと、が形成される。発光モジュールは、前記コモンライン及び前記個別ラインの間に電圧が選択的に印加されることで、複数の発光素子に含まれる第１発光素子及び第２発光素子を選択的に発光させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本実施形態に係る発光モジュールの平面図である。

【図2】発光モジュールの展開斜視図である。

【図3】発光パネルの断面を示す図である。

【図4】発光パネルの平面図である。

【図5】メッシュパターンの一部を拡大して示す図である。

【図6】発光素子の斜視図である。

【図7】発光素子と、メッシュパターンの位置関係を示す図である。

【図8】基板の平面図である。

【図9】基板の断面図である。

【図10】発光パネルと基板の接続箇所を示す図である。

【図11】発光モジュールの配線図を示す図である。

【図12】発光パネルの製造方法を説明するための図である。

【図13】発光パネルの製造方法を説明するための図である。

【図14】発光パネルの製造方法を説明するための図である。

【図15】発光パネルの製造方法を説明するための図である。

【図16】発光パネルの製造方法を説明するための図である。

【図17】発光パネルの製造方法を説明するための図である。

【図18】発光モジュールの変形例を示す図である。

【図19】発光モジュールの変形例を示す図である。

【図20】各発光素子の電流分布を表すグラフを示す図である。

【図21】各発光素子の電流分布を表すグラフを示す図である。

【図22】各発光素子の電流分布を表すグラフを示す図である。

【図23】各発光素子の電流分布を表すグラフを示す図である。

【図24】各発光素子の電流分布を表すグラフを示す図である。

【図25】各発光素子の電流分布を表すグラフを示す図である。

【図26】発光モジュールの変形例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

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。

【0010】

図１は、本実施形態に係る発光モジュール１０の斜視図である。また、図２は、発光モジュール１０の展開斜視図である。図１及び図２に示されるように、発光モジュール１０は、発光パネル２０、発光パネル２０に接続される基板３０、基板３０に実装されるコネクタ７０を有している。図１及び図２では、発光パネル２０の表面全体が図示されているが、発光パネル２０と基板３０の上下の位置関係は任意であり、図示される位置関係に限定されるものではない。以下の実施形態では、発光パネル２０の端部下面に基板３０が接続され、基板３０の下面にコネクタ７０が実装される。また、後述するように、発光パネル２０は、ほぼ透明であるが、図１及び図２では、説明の便宜上、発光素子５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂに接続される配線も線図で示されている。図１及び図２では、発光素子５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂは、配線の下方に位置している（図３参照）。

【0011】

発光パネル２０は、任意の形状、例えば長手方向をＹ軸方向とする長方形の部材である。発光パネル２０は、相互に近接配置された３色の発光素子５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂを光源とする。図３は、図２における発光パネル２０のＡＡ線に示される断面を示す図である。図３に示されるように、発光パネル２０は、１組の透明フィルム２１，２２、透明フィルム２１，２２の間に形成された樹脂層２４、樹脂層２４の内部に配置された発光素子５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂを有している。なお、図３には、発光素子５０Ｒのみが示されている。

【0012】

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。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。

【0013】

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。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。

【0014】

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。

【0015】

上記１組の透明フィルム２１，２２のうち、透明フィルム２１の下面（図３における−Ｚ側の面）には、厚さが０．０５μｍ〜１０μｍ程度の導体層２３が形成されている。導体層２３は、例えば、銅（Ｃｕ）や銀（Ａｇ）などの金属材料からなる蒸着膜、或いはスパッタ膜である。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程度となる。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程度となる。以下の実施形態では、各導体層２３は金属材料からなるメッシュパターンである。

【0016】

図４は、発光パネル２０の平面図である。図４に示されるように、導体層２３は、例えば３７のメッシュパターン２０１〜２３７に分割されている。各メッシュパターン２０１〜２３６は、透明フィルム２１の＋Ｘ側端からいずれかの発光素子５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂにわたって設けられている。また、メッシュパターン２３７は、透明フィルム２１の−Ｘ側の外縁と、Ｙ軸方向両端の外縁に沿って設けられている。

【0017】

図５は、メッシュパターン２０１〜２３７の一部を拡大して示す図である。図５に示されるように、メッシュパターン２０１〜２３７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。メッシュパターン２３７を除いたメッシュパターン２０１〜２３６には、発光素子５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂのパッド（電極）が接続される接続パッド２４Ｐが形成されている。

【0018】

各メッシュパターン２０１〜２３７は、発光パネル２０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。発光パネル２０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。メッシュパターン２０１〜２３７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。

【0019】

図３に示されるように、発光パネル２０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Ｘ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２０１〜２３６の＋Ｘ側端部が露出した状態になっている。

【0020】

図３に示されるように、樹脂層２４は、透明フィルム２１と透明フィルム２２の間に形成された絶縁体である。樹脂層２４は、例えば、透光性を有するエポキシ系の熱硬化性樹脂からなる。樹脂層２４は、例えば、硬化前の最低溶融粘度ＶＣ１が８０〜１６０℃の範囲で１０〜１００００Ｐａ・ｓであることが好ましい。また、硬化前の最低溶融粘度ＶＣ１における温度Ｔ１（最軟化温度）に到達するまでの溶融粘度変化率ＶＲが１／１０００以下（１０００分の１以下）であることが好ましい。加熱により樹脂層２４の温度が上昇してＴ１になると、樹脂層２４の粘度は、最低溶融粘度ＶＣ１に到達する。その後、樹脂層２４の温度がＴ１を超えると、樹脂層２４が硬化する。樹脂層２４については、硬化した後のビカット軟化温度Ｔ２が、８０〜１６０℃の範囲であることが好ましい。０℃から１００℃の範囲での引張貯蔵弾性率ＥＭが、０．０１〜１０００ＧＰａであることが好ましい。また、樹脂層２４のガラス転移温度Ｔ３が、１００〜１６０℃であることが好ましい。

【0021】

溶融粘度は、ＪＩＳ Ｋ７２３３に記載の方法に従って、測定対象物の温度を５０℃〜１８０℃まで変化させて求められる値である。ビカット軟化温度は、ＪＩＳ Ｋ７２０６（ＩＳＯ ３０６：２００４）に記載のＡ５０に従って、試験荷重１０Ｎ、昇温速度５０℃／時間の条件で求められる値である。ガラス転移温度と融解温度は、ＪＩＳ Ｋ７１２１（ＩＳＯ ３１４６）に準拠した方法に従って、示差走査熱量測定により求められる値である。引張貯蔵弾性率は、ＪｌＳ Ｋ７２４４−１（ＩＳＯ ６７２１）に準拠した方法に従って求められる値である。具体的には、−１００℃から２００℃まで１分間に１℃ずつ等速昇温される測定対象物を、動的粘弾性自動測定器用いて周波数１０Ｈｚでサンプリングすることにより得られる値である。

【0022】

発光素子５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂそれぞれは、一辺が０．１乃至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５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂを発光素子５０と総称する。

【0023】

図６は、発光素子５０の斜視図である。図６に示されるように、発光素子５０は、ベース基板５１、Ｎ型半導体層５２、活性層５３、Ｐ型半導体層５４からなるＬＥＤチップである。発光素子５０の定格電圧は約２．５Ｖである。

【0024】

ベース基板５１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５１の上面には、当該ベース基板５１と同形状のＮ型半導体層５２が形成されている。そして、Ｎ型半導体層５２の上面には、順に、活性層５３、Ｐ型半導体層５４が積層されている。

【0025】

Ｎ型半導体層５２、活性層５３、Ｐ型半導体層５４は化合物半導体材料からなる。赤色に発光する発光素子では、例えば、活性層としてＩｎＡｌＧａＰ系の半導体材料が用いられる。また、青色や緑色に発光する発光素子では、例えば、Ｐ型半導体層５４、Ｎ型半導体層５２としてＧａＮ系の半導体材料が用いられ、活性層５３としてＩｎＧａＮ系の半導体材料が用いられる。

【0026】

Ｎ型半導体層５２に積層される活性層５３、及びＰ型半導体層５４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５２の表面は、活性層５３、及びＰ型半導体層５４の切欠きから露出している。

【0027】

Ｎ型半導体層５２の、活性層５３とＰ型半導体層５４から露出する領域には、Ｎ型半導体層５２と電気的に接続される電極５５が形成されている。また、Ｐ型半導体層５４の＋Ｘ側かつ＋Ｙ側のコーナー部分には、Ｐ型半導体層５４と電気的に接続される電極５６が形成されている。電極５５，５６は、銅（Ｃｕ）や、金（Ａｕ）からなり、上面には、バンプ５７，５８が形成されている。バンプ５７，５８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５０では、バンプ５７が、カソード電極として機能し、バンプ５８が、アノード電極として機能する。

【0028】

本実施形態では、発光素子５０Ｒは赤色に発光する。また、発光素子５０Ｇは緑色に発光し、発光素子５０Ｂは青色に発光する。具体的には、発光素子５０Ｒは、ピーク波長が６００ｎｍから７００ｎｍ程度の光を射出する。発光素子５０Ｇは、ピーク波長が５００ｎｍから５５０ｎｍ程度の光を射出する。発光素子５０Ｂは、ピーク波長が４５０ｎｍから５００ｎｍ程度の光を射出する。

【0029】

図５を参照するとわかるように、発光素子５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂそれぞれは、バンプ５７，５８がメッシュパターン２０１〜２３６に形成された接続パッド２４Ｐに接続された状態で、２つのメッシュパターンの間に配置される。

【0030】

図７は、発光素子５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂと、メッシュパターン２０１〜２３７の位置関係を示す図である。図７に示されるように、発光パネル２０では、相互に近接して配置された３つの発光素子５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂからなる９つの発光素子群Ｇ１〜Ｇ９が、３行３列のマトリクス状に配置されている。

【0031】

発光パネル２０では、メッシュパターン２０１は、発光素子群Ｇ１の発光素子５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂを介して、メッシュパターン２０２〜２０４と直列に接続される。メッシュパターン２０５は、発光素子群Ｇ２の発光素子５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂを介して、メッシュパターン２０６〜２０８と直列に接続される。メッシュパターン２０９は、発光素子群Ｇ３の発光素子５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂを介して、メッシュパターン２１０〜２１２と直列に接続される。メッシュパターン２１３は、発光素子群Ｇ４の発光素子５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂを介して、メッシュパターン２１４〜２１６と直列に接続される。メッシュパターン２１７は、発光素子群Ｇ５の発光素子５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂを介して、メッシュパターン２１８〜２２０と直列に接続される。メッシュパターン２２１は、発光素子群Ｇ６の発光素子５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂを介して、メッシュパターン２２２〜２２４と直列に接続される。メッシュパターン２２５は、発光素子群Ｇ７の発光素子５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂを介して、メッシュパターン２２６〜２２８と直列に接続される。メッシュパターン２２９は、発光素子群Ｇ８の発光素子５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂを介して、メッシュパターン２３０〜２３２と直列に接続される。メッシュパターン２３３は、発光素子群Ｇ９の発光素子５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂを介して、メッシュパターン２３４〜２３６と直列に接続される。このため、発光パネル２０のメッシュパターンに選択的に電圧を印加することで、各発光素子５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂを個別に駆動することができる。

【0032】

図２に示されるように、基板３０は、長手方向をＹ軸方向とする長方形のフレキシブル基板である。ここでは、基板３０として、ＦＰＣ（Flexible printed circuit）基板を用いる。基板３０は、配線マトリクス、即ち交差配線、換言すれば立体交差した配線を有する。以下の実施形態の説明では、基板３０が、表裏２層の配線層を有する多層配線基板であるものとするが、基板３０は、３層以上の配線層を有する多層配線基板であってもよい。図８は、基板３０の平面図である。図８に示されるように、基板３０は、上面（＋Ｚ側の面）に導体層３２が形成され、下面（−Ｚ側の面）に導体層３３が形成された基板である。

【0033】

図９は、図８のＡＡ線に示される基板３０の断面を示す図である。図９に示されるように、基板３０は、導体層３２，３３が形成される基材３１、基材３１の上面に貼り付けられる絶縁シート３５、基材３１の下面に貼り付けられる絶縁シート３６から構成されている。

【0034】

基材３１は、例えば、絶縁性及び可撓性を有するポリイミドからなり、上面に導体層３２が形成され、下面に導体層３３が形成されている。基材３１は、例えば両面に銅箔が貼り付けられた銅張積層板を用いて製造することができる。

【0035】

具体的には、基板３０とサイズが等しい銅張積層板を用意して、当該銅張積層板の表裏面に設けられた銅箔をパターニングすることにより、導体層３２，３３が形成された基板３０を製造することができる。

【0036】

図８に示されるように、基材３１の上面に設けられる導体層３２は、Ｘ軸に平行な３６の導体パターン３０１〜３３６から構成される。各導体パターン３０１〜３３６は、発光パネル２０のメッシュパターン２０１〜２３６に対応して設けられており、基材３１の−Ｘ側端から＋Ｘ方向へ向かって形成されている。

【0037】

また、基材３１の下面に設けられる導体層３３は、導体パターン３０１〜３３６を、基材３１の＋Ｘ側端部に引き回すために用いられるパターンである。導体層３３は、１２の導体パターン３５１〜３６２から構成されている。

【0038】

導体パターン３５１は、一側が、基材３１に設けられるビア３４を介して、導体パターン３０２、３０６、３１０に接続され、他側が基材３１の＋Ｘ側端に引き回されている。ビア３４は、スルーホールに形成された電気的接続部である。ビア３４は、例えば基材３１に設けられたスルーホールの内壁面のめっき膜や、スルーホールに充填される導体などからなる。導体パターン３５２は、一側が、基材３１に設けられるビア３４を介して、導体パターン３０３、３０７、３１１に接続され、他側が基材３１の＋Ｘ側端に引き回されている。導体パターン３５３は、一側が、基材３１に設けられるビア３４を介して、導体パターン３０４、３０８、３１２に接続され、他側が基材３１の＋Ｘ側端に引き回されている。導体パターン３５４は、一側が、基材３１に設けられるビア３４を介して、導体パターン３１４、３１８、３２２に接続され、他側が基材３１の＋Ｘ側端に引き回されている。導体パターン３５５は、一側が、基材３１に設けられるビア３４を介して、導体パターン３１５、３１９、３２３に接続され、他側が基材３１の＋Ｘ側端に引き回されている。導体パターン３５６は、一側が、基材３１に設けられるビア３４を介して、導体パターン３１６、３２０、３２４に接続され、他側が基材３１の＋Ｘ側端に引き回されている。導体パターン３５７は、一側が、基材３１に設けられるビア３４を介して、導体パターン３２６、３３０、３３４に接続され、他側が基材３１の＋Ｘ側端に引き回されている。導体パターン３５８は、一側が、基材３１に設けられるビア３４を介して、導体パターン３２７、３３１、３３５に接続され、他側が基材３１の＋Ｘ側端に引き回されている。導体パターン３５９は、一側が、基材３１に設けられるビア３４を介して、導体パターン３２８、３３２、３３６に接続され、他側が基材３１の＋Ｘ側端に引き回されている。導体パターン３６０は、一側が、基材３１に設けられるビア３４を介して、導体パターン３０１、３１３、３２５に接続され、他側が基材３１の＋Ｘ側端に引き回されている。導体パターン３６１は、一側が、基材３１に設けられるビア３４を介して、導体パターン３０５、３１７、３２９に接続され、他側が基材３１の＋Ｘ側端に引き回されている。導体パターン３６２は、一側が、基材３１に設けられるビア３４を介して、導体パターン３０９、３２１、３３３に接続され、他側が基材３１の＋Ｘ側端に引き回されている。

【0039】

上記各導体パターン３５１〜３６２の＋Ｘ側端部には、コネクタ７０に設けられる端子を接続するための長方形の電極パッドが形成されている。

【0040】

図９に戻り、絶縁シート３５，３６は、例えばポリイミドからなり、基材３１と同等の大きさに整形されている。絶縁シート３５，３６は、基材３１に接着されることで、導体層３２，３３を被覆する。絶縁シート３５は、基材３１よりもＸ軸方向の長さが短い。このため、基板３０では、導体層３２の−Ｘ側端部が外部へ露出している。上述のように構成される基板３０は、発光パネル２０よりも、高い可撓性を有する。

【0041】

図１に示されるように、コネクタ７０は、長手方向をＹ軸方向とする部品である。コネクタ７０は、基板３０の導体パターン３５１〜３６２に接続される端子を有している。図８に示されるように、コネクタ７０は、導体パターン３５１〜３６２に形成された電極パットに重なるように、基板３０の下面（−Ｚ側の面）に実装される。コネクタ７０が実装されることで、コネクタ７０を介して、外部機器と発光モジュール１０とを電気的に接続することが可能になる。

【0042】

図１０を参照するとわかるように、発光パネル２０と基板３０は、発光パネル２０の透明フィルム２１下面と、基板３０の基材３１の上面とが、樹脂の中に導電粒子を分散させた異方性導電材料によって接着されることで一体化されている。また、発光パネル２０と基板３０とがプレスされることで、発光パネル２０の＋Ｘ側端部から露出する導体層２３と、基板３０の−Ｘ側端部から露出する導体層３２が、異方性導電材料に含まれる導電粒子を介して電気的に接続される。発光パネル２０の導体層２３と基板３０の導体層３２が接続されたときには、発光パネル２０の導体層２３を構成するメッシュパターン２０１〜２３６と、基板３０の導体層２３を構成する導体パターン３０１〜３３６がそれぞれ接続される。

【0043】

なお、異方性導電材料としては、異方性導電フィルム、異方性導電ペーストなどを用いることができる。これらは、異方性導電接着剤と呼ばれることもある。本実施形態では、異方性導電材料としてフィルム状のものを用いたが、異方性導電材料はこれに限定されない。

【0044】

図１１は、発光モジュール１０の配線図を示す図である。図１１を参照するとわかるように、発光パネル２０と基板３０が接続されることで、各発光素子群Ｇ１〜Ｇ９を構成する発光素子５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂが、基板３０の導体層３３を構成する導体パターン３５１〜３６２に接続される。発光モジュール１０では、発光素子群Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３を構成する発光素子５０Ｒ，５０Ｇ、５０Ｂのアノードに、導体パターン３６０，３６１，３６２がコモンとして接続される。そして、発光素子群Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３を構成する発光素子５０Ｒ，５０Ｇ、５０Ｂのカソードに、導体パターン３５２，３５３，３５１が接続される。

【0045】

同様に、発光素子群Ｇ４，Ｇ５，Ｇ６を構成する発光素子５０Ｒ，５０Ｇ、５０Ｂのアノードに、導体パターン３６０，３６１，３６２がコモンとして接続される。そして、発光素子群Ｇ４，Ｇ５，Ｇ６を構成する発光素子５０Ｒ，５０Ｇ、５０Ｂのカソードに、導体パターン３５５，３５６，３５４が接続される。また、発光素子群Ｇ７，Ｇ８，Ｇ９を構成する発光素子５０Ｒ，５０Ｇ、５０Ｂのアノードに、導体パターン３６０，３６１，３６２がコモンとして接続される。そして、発光素子群Ｇ７，Ｇ８，Ｇ９を構成する発光素子５０Ｒ，５０Ｇ、５０Ｂのカソードに、導体パターン３５８，３５９，３５７が接続される。

【0046】

このため、導体パターン３６０〜３６２と、導体パターン３５１〜３５９との間に選択的に電圧を印加することで、発光素子群Ｇ１〜Ｇ９の発光素子５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂを個別に点灯したり消灯することができる。例えば、発光素子群Ｇ１の発光素子５０Ｒを点灯させるには、導体パターン３６０と導体パターン３５２の間に電圧を印加すればよい。また、発光素子群Ｇ５の発光素子５０Ｇを点灯させるには、導体パターン３６１と導体パターン３５６の間に電圧を印加すればよい。このように、適当な１組の導体パターンに電圧を印加することで、所望の発光素子を点灯させることができる。

【0047】

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。発光モジュール１０は、まず、発光パネル２０を製造し、その後、発光パネル２０に、導体パターン３０１〜３３６，３５１〜３６２が形成された基板３０を接続することにより完成する。

【0048】

発光パネル２０の製造では、まずＰＥＴからなる透明フィルム２１を用意する。そして、図１２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１３は、導体層２３の一部を拡大して示す図である。図１３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２０１〜２３７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２４Ｐが、発光素子５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂが実装される位置に形成されている。

【0049】

次に、この導体層２３を切断することにより、メッシュパターン２０１〜２３７を形成する。導体層２３の切断は、例えばレーザ光などのエネルギービームを用いて行う。エネルギービームを用いる場合は、透明フィルム２１に形成された導体層２３にエネルギービームを照射し、エネルギービームのレーザスポットを、導体層２３の表面上を移動させることにより行う。上記処理によって、図１４に示されるように、導体層２３が切断され、メッシュパターン２０１〜２３７が形成される。

【0050】

導体層２３の表面をエネルギービーム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、メッシュパターン２０１〜２３７が切り出されるとともに、図５に示されるように、隣接して形成された接続パッド２４Ｐ同士が電気的に切り離される。発光モジュール１０では、図１５の丸に示されるところに１対の接続パッド２４Ｐが形成されている。

【0051】

次に、図１６に示されるように、メッシュパターン２０１〜２３７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５０のバンプ５７，５８の高さとほぼ同等である。熱硬化性樹脂２４１は、フィルム状の部材であり、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。

【0052】

次に、発光素子５０を、熱硬化性樹脂２４１の上に配置する。このとき発光素子５０のバンプ５７，５８の直下に、メッシュパターン２０１〜２３６に形成された接続パッド２４Ｐが位置するように、発光素子５０が位置決めされる。

【0053】

次に、図１７に示されるように、下面にフィルム状の熱可塑性樹脂２４２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。

【0054】

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５０に形成されたバンプ５７，５８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２０１〜２３６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５０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３に示されるように、透明フィルム２１，２２の間で発光素子５０を保持する樹脂層２４となる。以上の工程を経て、発光パネル２０が完成する。

【0055】

次に、図１０を参照するとわかるように、完成した発光パネル２０に、コネクタ７０が実装された基板３０を接続する。発光パネル２０と基板３０の接続は、発光パネル２０の＋Ｘ側端部から露出するメッシュパターン２０１〜２３６と、基板３０の導体パターン３０１〜３３６が対向するように、発光パネル２０と基板３０とを位置決めする。そして、発光パネル２０を構成する透明フィルム２１の下面と基板３０の上面との間にフィルム状の異方性導電材料を挟んで、発光パネル２０と基板３０とを熱プレスする。

【0056】

熱プレスにより、異方性導電材料に含まれる導電粒子を介して、発光パネル２０のメッシュパターン２０１〜２３６と、基板３０の導体パターン３０１〜３３６とが電気的に接続される。また、異方性導電材料の樹脂によって、発光パネル２０の透明フィルム２１と基板３０の基材３１が接着される。これにより、発光パネル２０と基板３０が一体化し、発光モジュール１０が完成する。

【0057】

以上説明したように、本実施形態に係る発光モジュール１０では、基板３０が２つの導体層３２，３３を有する多層配線基板である。このため、発光素子群Ｇ１〜Ｇ９を構成する発光素子５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂへの配線を基板３０において立体的に引き回すことができる。このため、発光素子５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂへの配線を発光素子５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂ間で共通化することができ、発光モジュール１０と外部機器との接続性を向上させることができる。

【0058】

例えば、発光モジュール１０の基板３０は、２層の導体層３２，３３を有している。このため、発光素子群Ｇ１，Ｇ４，Ｇ７を構成する発光素子５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂのアノードへの３本の入力ラインを、１つの導体パターン３６０に共通化することができる。同様に、発光素子群Ｇ２，Ｇ５，Ｇ８を構成する発光素子５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂのアノードへの３本の入力ラインを、１つの導体パターン３６１に共通化することができる。また、発光素子群Ｇ３，Ｇ６，Ｇ９を構成する発光素子５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂのアノードへの３本の入力ラインを、１つの導体パターン３６２に共通化することができる。

【0059】

また、発光素子群Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３を構成する発光素子５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂのカソードからの９本の出力ラインを、３本の導体パターン３５１，３５２，３５３に共通化することができる。同様に、発光素子群Ｇ４，Ｇ５，Ｇ６を構成する発光素子５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂに設けられたカソードからの９本の出力ラインを、３本の導体パターン３５４，３５５，３５６に共通化することができる。そして、発光素子群Ｇ７，Ｇ８，Ｇ９を構成する発光素子５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂに設けられたカソードからの９本の出力ラインを、３本の導体パターン３５７，３５８，３５９に共通化することができる。

【0060】

以上のように、本来、モジュール全体で３６本必要な引き出し線を、１２本にすることができるので、発光素子５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂそれぞれの個別駆動を可能としつつ、発光モジュール１０と外部機器との接続を容易にすることが可能となる。

【0061】

本実施形態では、発光モジュール１０が、発光パネル２０よりも高い可撓性を有する基板３０を備えている。このため、基板３０を湾曲させることで、発光モジュール１０を狭所等に設置することができる。また、基板３０は、発光モジュール１０より構造がシンプルである。このため、基板３０を湾曲させて発光モジュール１０を設置しても、発光モジュール１０の信頼性を維持することができる。

【0062】

本実施形態に係る発光モジュール１０では、図３に示されるように、発光パネル２０を構成する発光素子５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂのバンプ５７，５８が、発光素子５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂの上面側にのみ形成されている。このため、発光素子５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂに接続されるメッシュパターン２０１〜２３６を、透明フィルム２１の下面にのみ形成すれば、発光素子５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂの制御が可能となる。したがって、発光パネル２０への配線を発光素子５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂの上面側と下面側に形成する必要がなく、発光パネル２０の透光性及び可撓性を良好に確保することができる。

【0063】

また、本実施形態では、メッシュパターン２０１〜２３７が、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が十分に確保される。

【0064】

本実施形態では、図５に示されるように、接続パッド２４Ｐ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２０１〜２３７を形成することとした。これに限らず、メッシュパターン２０１〜２３７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。

【0065】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態によって限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、例えば図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５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂからなる９つの発光素子群Ｇ１〜Ｇ９が形成されている場合について説明した。これに限らず、各発光素子群Ｇ１〜Ｇ９は、赤、緑、青以外の色を含む４つ以上の発光素子から形成されていてもよい。また、発光モジュール１０は、１０以上の発光素子群を有していてもよい。

【0066】

上記実施形態では、発光モジュール１０の発光素子群Ｇ１〜Ｇ９が、赤、緑、青にそれぞれ発光する発光素子５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂを含む場合について説明した。これに限らず、発光モジュール１０の発光素子群Ｇ１〜Ｇ９は、同じ色に発光する発光素子から構成されていてもよい。

【0067】

上記実施形態では、発光モジュール１０の基板３０に２層の導体層３２，３３が形成されている場合について説明した。これに限らず、発光モジュール１０の発光素子５０の数や配列によっては、基板３０の導体層は一層であってもよい。図１８は、本実施形態の変形例に係る発光モジュール１０Ａを示す図である。例えば図１８に示されるように、メッシュパターン２５１，２５２の間に、発光モジュール１０の発光素子５０が、Ｙ軸方向に一次元的に配列されているような場合には、基板３０の一側の面にのみ導体パターン３７１，３７２が形成されていればよい。この場合には、導体パターン３７１に、発光素子５０のアノードに接続されるメッシュパターン２５１それぞれが接続される。これにより、各発光素子５０の１組のバンプ５７，５８を個別にコネクタ７０に接続する場合に比較して、コネクタ７０に接続される導体パターンの数を減らすことができる。具体的には、発光パネル２０に直接コネクタ７０を実装する場合には、１８個以上の端子を有するコネクタが必要になるが、本実施形態では、１０の端子を有するコネクタを用いることが可能となる。したがって、装置の低コスト化や、装置の信頼性の向上を図ることができる。

【0068】

上記実施形態では、発光モジュール１０の基板３０に２層の導体層３２，３３が形成されている場合について説明した。これに限らず、基板３０は、３以上の導体層が形成された多層配線基板であってもよい。また、基板３０は、可撓性を有するフレキシブルな配線基板でなく、可撓性の低いリジッド配線基板であってもよい。

【0069】

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から形成することとした。これに限らず、透明フィルム２１，２２に、例えばペースト状或いは液状の熱硬化性樹脂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。

【0070】

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から形成されることとした。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。

【0071】

上記実施形態では、メッシュパターン２０１〜２３７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（透明導電膜）から形成されていてもよい。この場合には、図４に示されるメッシュパターン２０１〜２３７が、透明導電膜からなる一様な厚さのパターン（ソリッドパターン）から構成される。

【0072】

上記実施形態では、発光素子５０が、片面に２つの電極５５，５６が形成された片側２電極型の発光素子である場合について説明した。これに限らず、発光素子５０は、上面及び下面にパッドを有する両面電極型の発光素子であってもよい。この場合には、発光パネル２０では、透明フィルム２１，２２の双方に導体層が形成される。

【0073】

上記実施形態では、一例として図１に示されるように、発光パネル２０の＋Ｘ側から引き出された導体層２３が基板３０に接続されるものとした。これに限らず、発光パネル２０の−Ｘ側の外縁やＹ軸方向両端の外縁から導体層２３を引き出して、導体層２３を基板３０等へ接続することとしてもよい。また、発光パネル２０にＺ軸方向に貫通する開口部を設け、この開口部から導体層２３を引き出して、導体層２３を基板３０やコネクタ７０に接続することとしてもよい。

【0074】

上記実施形態では、発光パネル２０と基板３０とが直接接続される場合について説明した。これに限らず、発光パネル２０と基板３０とが、他のフレキシブル配線基板等を介して接続されていてもよい。

【0075】

上記実施形態では、発光パネル２０の透明フィルム２１，２２のうちの透明フィルム２１にのみ導体層が形成されている場合について説明した。これに限らず、透明フィルム２２にも導体層が形成されていてもよい。透明フィルム２１，２２の導体層同士を導電性のピラーによって接続することで、発光パネル２０に立体的な配線をすることができる。或いは、透明フィルム２１の上面に、導体層２３とは別の新たな導体層を設け、透明フィルム２１の表裏の導体層同士をスルーホールによって接続することで、発光パネル２０に立体的な配線をすることもできる。このような多層配線は、発光パネル２０の周辺部に設けてもよいし、発光パネル２０の内部に設けてもよい。

【0076】

上記実施形態では、一対のメッシュパターンに１つの発光素子５０が接続されている場合について説明した。これに限らず、例えば図１９に示される発光モジュール１０Ｂのように、一対のメッシュパターン２６１，２６２に対して、複数の発光素子５０が接続されていてもよい。

【0077】

発光モジュール１０Ｂの発光パネル２０は、１０個の発光素子（ＬＥＤ）５０と、Ｙ軸方向に隣接して配置される一対のメッシュパターン２６１，２６２を有している。各メッシュパターン２６１，２６２は長手方向をＸ軸方向とする長方形に整形されている。メッシュパターン２６１，２６２は、例えば厚さ２μｍの銅からなり線幅が約１０μｍのラインパターンから構成されている。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。

【0078】

１０個の発光素子５０は、メッシュパターン２６１，２６２にわたって配置され、電極５５，５６が、メッシュパターン２６１、２６２と電気的に接続されている。

【0079】

上述のように構成される発光モジュール１０Ｂにおいて、白抜き矢印に示される２つの位置に電圧を印加すると、発光素子５０が発光する。例えば図１９に示されるように、１０個の発光素子５０がメッシュパターン２６１，２６２に接続されると、発光素子５０の位置によって発光素子５０に流れる電流値に分布が生じる。

【0080】

図２０乃至図２５は、電流値分布のシミュレーション結果を示す図である。図２０は、１０個の発光素子５０それぞれの電流分布を表すグラフを示す。横軸は、図１９の矢印で示される発光素子５０の位置を示し、縦軸は、発光素子５０の電流の割合（電流値比率）を示す。発光素子５０が、長方形のメッシュパターン２６１，２６２に並列に接続された場合には、メッシュパターン２６１，２６２の端部に位置する発光素子５０の電流が最も大きくなり、中心部に位置する発光素子５０の電流が最も小さくなる傾向がある。図２０に示されるシミュレーション結果は、発光素子５０の位置を、＋Ｘ方向に向かってＰ１，Ｐ２，…Ｐｎ（ｎは自然数）とし、位置Ｐ１にある発光素子５０の電流（基準電流）を１００％としたときの、各発光素子５０の電流の割合を示している。

【0081】

発光モジュール１０Ｂの発光素子５０を３ｍｍおきに配置し、発光モジュール１０Ｂの電源を６０ｍＡ（６ｍＡ×１０）の定電流源とし、各メッシュパターン２６１，２６２のＹ軸方向の寸法を５．１ｍｍとし、メッシュパターンの格子一辺の抵抗値を０．２１５４６Ωとする。この場合には、メッシュパターン２６１，２６２の中央部の位置Ｐ５，Ｐ６にある発光素子５０の電流は、基準電流の９８．６％〜９８．７％程度となる。１０個の発光素子５０相互間で、電流の大きさに最大で１．３％〜１．４％程度の差が生じる。

【0082】

発光素子間の電流のバラつき度合いは、発光素子の数に応じて級数的に増加する。例えば、発光モジュール１０Ｂにおいて、発光素子５０の数を５個にした場合には、各発光素子５０の電流割合は、図２１に示されようになる。この場合には、５個の発光素子５０の電流相互間に最大で０．６％程度の差しか生じない。

【0083】

一方、発光モジュール１０Ｂにおいて、発光素子５０の数を１５個、２０個或いは２５個にした場合には、各発光素子５０の電流割合は図２２乃至図２４に示されるようになる。図２２に示されるように、発光素子５０の数が１５個の場合には、発光素子５０の電流相互間に最大で３％以上の差が生じる。図２３に示されるように、発光素子５０の数が２０個の場合には、発光素子５０の電流相互間に最大で５％以上の差が生じる。また、図２４に示されるように、発光素子５０の数が２５個の場合には、発光素子５０の電流相互間に最大で８％以上の差が生じる。

【0084】

このように、各発光素子相互間で電流の大きさが異なる場合には、発光モジュールの発光素子それぞれの発光強度がばらついてしまう。その結果、人の眼には、１つの発光モジュールを構成する発光素子の明るさが相互に異なっているように見えてしまう。そのため、発光モジュールでは、一対のメッシュパターンに並列接続される発光素子の数を、各発光素子の電流と基準電流との差（以下、電流差という）が所定の閾値以下になるように決定する必要がある。閾値は、例えば、発光素子の特性や、メッシュパターンの抵抗率、寸法、メッシュパターンを構成するラインパターンの幅等によって決められる。

【0085】

発光素子の光に対する感度は、発光素子を観察する観察者（被験者）それぞれによって異なるものである。そこで、複数人（約１０人）によって、例えば顔から４０ｃｍ程度及び３ｍ程度離れた２種の条件で、Ｒ，Ｇ，Ｂ夫々のＬＥＤについて発光モジュールを観察したところ、電流のバラつきが３％以下であると、ほとんどの人が発光強度の違いを感じなかった。一方、電流のバラつきが３％より大きく５％以下であると、電流のバラつきを感じる人が一部見られた。したがって、発光モジュールでは、各発光素子の電流と基準電流との差が基準電流の５％以下になるように、並列接続される発光素子の数を決定することが好ましい。また、各発光素子の電流と基準電流との差が基準電流の３％以下になるように、並列接続される発光素子の数を決定することがより好ましい。

【0086】

例えば、各メッシュパターン２６１，２６２のＹ軸方向の寸法を５．１ｍｍ、メッシュパターンの格子一辺の抵抗値を０．２１５４６Ωとすると、並列接続される発光素子の数は１５個以下であることが好ましく、１０個以下であることがより好ましい。

【0087】

発光素子５０の電流のバラつきは、メッシュパターン２６１，２６２の大きさや抵抗値によっても変動する。例えば、図２５に示される曲線Ｓ０は、図２０に示される曲線と同等の曲線である。このときのメッシュパターン２６１，２６２の抵抗値をＲ０とする。また、曲線Ｓ１は、メッシュパターン２６１，２６２の抵抗値が、Ｒ０より５０％高くなったときの各発光素子の電流の割合を示す。そして、曲線Ｓ２は、メッシュパターン２６１，２６２の抵抗値が、Ｒ０より５０％低くなったときの各発光素子の電流の割合を示す。曲線Ｓ０，Ｓ１，Ｓ２に示されるように、発光素子の電流のバラつきは、メッシュパターン２６１，２６２の抵抗値に依存する。したがって、発光素子の個数とメッシュパターンの抵抗値とを総合的に勘案して、発光モジュールを設計する必要がある。

【0088】

尚、図１９では、白抜き矢印で示した２つの方向からメッシュパターン２６１，２６２に電圧を印加したが、メッシュパターン２６１，２６２に対して同じ方向から電圧を印加してもよい。その場合も同様に、両端の発光素子を流れる電流の電流値に比べて中央の発光素子を流れる電流の電流値が小さくなる。このときには、発光モジュールに図２０等の凹状の曲線に示される電流値分布が生じる。

【0089】

また、図１９では、発光素子５０が１列（１段）に配列されている。しかしながら、図１９に示される構成を複数列（複数段）設けることとしてもよい。例えば、図２６に示される発光モジュール１０Ｃのように、発光パネル２０に、複数のメッシュパターン２６１〜２６５を設け、隣接するメッシュパターン２６１〜２６５にわたって複数の発光素子５０を配置することにより、ｍ並列×ｎ直列の発光素子の格子状回路を構成することもできる。

【0090】

この場合、Ｙ軸方向両端のメッシュパターン２６１，２６５に電圧を印加すれば、格子状回路の発光素子を発光させることができる。発光素子列の数（段数）は、電源電圧の範囲内で定めることができる。あるいは、発光素子列の数を必要とされる発光面積に応じて定めてもよい。図１９に示される発光モジュール１０Ｂを単純に直列的につなげることも勿論可能である。いずれの場合も、発光素子５０の数や位置に応じて、図２０乃至図２５の凹状の曲線に示される電流値分布が生じる。

【0091】

発光モジュールの発光素子５０を流れる電流の電流分布は凹状の曲線に示されるようになる。発光モジュールの端部もしくは両端部の発光素子を流れる電流の電流値と、中央部の発光素子を流れる電流の電流値の差ΔＩ（＝Ｉｍａｘ−Ｉｍｉｎ）は、１０％以下に抑制される必要がある。実際に行った観察者による実験からは、ΔＩが５％以下になるように、発光モジュールの発光素子の数を決定することが好ましく、現実には、ΔＩが３％以下、さらにはΔＩが２％以下になるように発光素子の数を決定することがより好ましいとの結果が得られた。なお、発光素子５０の発光色は、Ｒ、Ｇ、Ｂの何れでもよい。また、発光素子５０の発光色は、白色であってもよい。

【0092】

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。

【産業上の利用可能性】

【0093】

本発明の発光モジュールは、例えば店舗、ショールーム等のドアや窓に各種の文字列、幾何学的な図形、光学的な装飾・模様等を表示する表示装置、ブレーキランプやウインカー用ランプ等の車輛用ランプ等に好適である。

【符号の説明】

【0094】

１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ 発光モジュール
２０ 発光パネル
２１，２２ 透明フィルム
２３ 導体層
２４ 樹脂層
２４Ｐ 接続パッド
３０ 基板
３１ 基材
３２ 導体層
３３ 導体層
３４ ビア
３５ 絶縁シート
３６ 絶縁シート
５０ 発光素子
５０Ｂ 発光素子
５０Ｇ 発光素子
５０Ｒ 発光素子
５１ ベース基板
５２ Ｎ型半導体層
５３ 活性層
５４ Ｐ型半導体層
５５，５６ 電極
５７，５８ バンプ
７０ コネクタ
２０１〜２３７，２５１，２５２，２６１〜２６５ メッシュパターン
２４１ 熱硬化性樹脂
２４２ 熱可塑性樹脂
３０１〜３３６，３５１〜３６２，３７１，３７２，３８１，３８２ 導体パターン
Ｇ１〜Ｇ９ 発光素子群

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】