发光装置以及发光装置的制造方法与流程

文档序号:24158655发布日期:2021-03-05 13:48阅读:123来源:国知局
发光装置以及发光装置的制造方法与流程
发光装置以及发光装置的制造方法
[0001]
本申请以2019年9月3日提出申请的日本专利申请2019-160709号为基础,从该申请享受优先的利益。本申请通过参照该申请,包含该申请的全部内容。
技术领域
[0002]
本发明的实施方式涉及发光装置以及发光装置的制造方法。


背景技术:

[0003]
公开了一种发光装置,该发光装置具有挠性,通过利用各向异性导电粘接剂将发光面板与连接于发光面板的外部布线连接而构成。


技术实现要素:

[0004]
为了使发光装置动作,需要将外部电源或其他外部装置(以下称为“外部装置等”)的电气布线与发光面板电连接。但是,构成发光装置的发光面板具有挠性,发光面板的导体图案极薄。难以在这样的导体图案上直接连接外部装置等。因此,在发光面板的导体图案上,需要连接具有电路图案的具有挠性的柔性布线基板作为外部布线。
[0005]
本发明是鉴于上述情况而做出的,其目的在于,提供一种具备容易与外部装置等连接的外部布线部的发光装置。
[0006]
本实施方式的发光装置具备发光面板和柔性布线基板,所述发光面板具有:第一基板,具有透光性和挠性;形成于基板的表面的多个导体图案;与导体图案中的任一个连接的多个发光元件;以及第二基板,相对于第一基板保持发光元件且具有透光性和挠性;所述柔性布线基板具有电路图案,该电路图案经由各向异性导电层与在从第二基板的端部露出的第一基板上形成的导体图案的露出部电连接。
[0007]
根据上述发光装置,能够提供具备容易与外部装置等连接的外部布线部的发光装置。
附图说明
[0008]
图1是本实施方式的发光装置的立体图。
[0009]
图2是本实施方式的发光装置的展开立体图。
[0010]
图3是发光面板的剖视图。
[0011]
图4是发光装置的俯视图。
[0012]
图5是发光元件的立体图。
[0013]
图6是表示与导体图案连接的发光元件的图。
[0014]
图7是柔性布线基板的侧视图。
[0015]
图8是表示发光面板与柔性布线基板的连接部的图。
[0016]
图9是各向异性导电膜的立体图。
[0017]
图10是用于说明发光装置的制造方法的图。
[0018]
图11是用于说明发光装置的制造方法的图。
[0019]
图12是用于说明发光装置的制造方法的图。
[0020]
图13是用于说明发光装置的制造方法的图。
[0021]
图14是发光装置的连接部的俯视图。
[0022]
图15是发光装置的连接部的剖视图。
[0023]
图16是复合密封体的立体图。
[0024]
图17是用于说明基于复合密封体的保护方法的图。
[0025]
图18是示意性地表示发光装置的连接部剖面的图。
[0026]
图19是表示实施例的试验结果的图。
[0027]
图20是表示实施例的试验结果的图。
[0028]
图21是示意性地表示导体层、布线基板导体层、导电粒子的关系的图。
[0029]
图22是将与布线基板导体层和导体层两者接触的导电粒子放大表示的示意图。
[0030]
图23是表示发光面板的变形例的图。
[0031]
图24是表示发光面板的变形例的图。
[0032]
图25是表示发光装置的使用形态的图。
[0033]
图26是表示发光装置的使用形态的图。
[0034]
图27是表示发光面板的变形例的图。
[0035]
图28a与是图18的示意图对应的发光装置的连接部剖面的图片。
[0036]
图28b是与图18的示意图对应的发光装置的连接部剖面的图片。
[0037]
图29a是实施例1的发光装置的连接部剖面的图片。
[0038]
图29b是实施例2的发光装置的连接部剖面的图片。
[0039]
图29c是实施例3的发光装置的连接部剖面的图片。
[0040]
图29d是实施例4的发光装置的连接部剖面的图片。
[0041]
图29e是实施例5的发光装置的连接部剖面的图片。
[0042]
图29f是实施例6的发光装置的连接部剖面的图片。
[0043]
图29g是实施例7的发光装置的连接部剖面的图片。
[0044]
图29h是实施例8的发光装置的连接部剖面的图片。
[0045]
图30a是实施例1的发光装置的连接部剖面的图片。
[0046]
图30b是实施例2的发光装置的连接部剖面的图片。
[0047]
图30c是实施例3的发光装置的连接部剖面的图片。
[0048]
图30d是实施例4的发光装置的连接部剖面的图片。
[0049]
图30e是实施例5的发光装置的连接部剖面的图片。
[0050]
图30f是实施例6的发光装置的连接部剖面的图片。
[0051]
图30g是实施例7的发光装置的连接部剖面的图片。
[0052]
图30h是实施例8的发光装置的连接部剖面的图片。
[0053]
图31a是实施例1的发光装置的连接部剖面的图片。
[0054]
图31b是实施例2的发光装置的连接部剖面的图片。
[0055]
图31c是实施例3的发光装置的连接部剖面的图片。
[0056]
图31d是实施例4的发光装置的连接部剖面的图片。
[0057]
图31e是实施例5的发光装置的连接部剖面的图片。
[0058]
图31f是实施例6的发光装置的连接部剖面的图片。
[0059]
图31g是实施例7的发光装置的连接部剖面的图片。
[0060]
图31h是实施例8的发光装置的连接部剖面的图片。
[0061]
图32a是实施例1的发光装置的连接部剖面的图片。
[0062]
图32b是实施例2的发光装置的连接部剖面的图片。
[0063]
图32c是实施例3的发光装置的连接部剖面的图片。
[0064]
图32d是实施例4的发光装置的连接部剖面的图片。
[0065]
图32e是实施例5的发光装置的连接部剖面的图片。
[0066]
图32f是实施例6的发光装置的连接部剖面的图片。
[0067]
图32g是实施例7的发光装置的连接部剖面的图片。
[0068]
图32h是实施例8的发光装置的连接部剖面的图片。
[0069]
图33是发光装置的连接部剖面的图片。
具体实施方式
[0070]
以下,使用附图对本发明的一个实施方式进行说明。在说明中,使用由相互正交的x轴、y轴、z轴构成的xyz坐标系。
[0071]
<发光装置的构成>
[0072]
图1是表示本实施方式的发光装置10的一例的立体图。另外,图2是发光装置10的展开立体图。发光装置10具备发光面板20、与发光面板20连接的柔性布线基板40、安装于柔性布线基板40的连接器50。发光装置10经由连接器50与外部电源或其他外部装置等连接。发光面板20的导体层23和柔性布线基板40的布线基板导体层43通过各向异性导电层63电连接、机械连接。
[0073]
<发光面板的说明>
[0074]
图3是发光面板20的侧视图。如图3所示,发光面板20具有一组基板21、22、形成于基板21、22之间的中间树脂层24、配置于中间树脂层24的内部的多个(例如8个)发光元件301至308。
[0075]
基板21是厚度为50μm至300μm的膜状的绝缘部件,在本实施方式中使用厚度100μm的pet膜。基板21、22具有对可见光的透过性。基板21、22的全光线透过率为5%以上且95%以下。另外,全光线透过率是指按照日本工业标准jisk7375:2008测定的全光线透过率。
[0076]
基板21、22具有挠性,其弯曲弹性模量为0.1kgf/mm2至320kgf/mm2。弯曲弹性模量是用按照jis k7171-2016的方法测定到的值。
[0077]
作为基板21、22的原材料,使用聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚萘二甲酸乙二醇酯(pen)、聚碳酸酯(pc)、聚丁二酸乙二醇酯(pes)、环状烯烃类树脂、丙烯酸树脂、聚酰亚胺等。
[0078]
在上述一组基板21、22中基板21的内侧面,形成有厚度为0.05μm至4μm的导体层23。
[0079]
中间树脂层24是形成在基板21与基板22之间的绝缘体。中间树脂层24的厚度为50μm至200μm,由环氧类的热固化性树脂或聚酰亚胺类的热固化性树脂等构成。中间树脂层24
由全光线透过率为5%以上且95%以下且以热固化性树脂为主成分的材料构成。构成中间树脂层24的原材料根据需要也可以包含其他树脂成分等。作为热固化性树脂,可以使用环氧类树脂、丙烯酸类树脂、苯乙烯类树脂、酯类树脂、聚氨酯类树脂、三聚氰胺树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯树脂、邻苯二甲酸二烯丙酯树脂、聚酰亚胺等。
[0080]
中间树脂层24也可以由以热塑性树脂为主成分的树脂构成。作为热塑性树脂,使用聚丙烯树脂、聚乙烯树脂、聚氯乙烯树脂、丙烯酸树脂、特氟龙树脂、聚碳酸酯树脂、丙烯酰苯胺二烯烃苯乙烯树脂、聚酰胺酰亚胺树脂等。
[0081]
关于本实施方式的中间树脂层24,在美国专利申请公开号说明书us2016/0155913(wo2014156159)中也被详细地公开。其内容通过参照而被引入至本说明书中。另外,关于中间树脂层24的机械损耗角正切等物性,在日本专利申请2018-164946中详细地公开。其内容通过参照而被引入至本说明书中。
[0082]
将基板22的+x侧一端表示为位置a1,将基板21的+x侧一端表示为位置a2,将导体层23的+x侧一端表示为位置a3。在发光装置10中,基板22与基板21相比,x轴方向的长度短。因此,从位置a1到位置a3,成为导体层23露出的状态。
[0083]
图4是发光装置10的俯视图。参照图4可知,导体层23由沿着基板21的+y侧外缘形成的l字状的导体图案231和沿着基板21的-y侧的外缘排列的多个四边形的导体图案232至239构成。导体图案231至239由铜(cu)、银(ag)等金属材料、ito等透明导电膜构成。在发光装置10中,导体图案231至239彼此的距离至少为500μm以下,通常为100μm以下。
[0084]
例如,导体图案231至239是通过由铜(cu)构成的相互正交的多个线图案构成的网格图案。线图案的线宽为1μm至20μm,在本实施例中为5μm。线图案的排列间距为0.1μm至0.25μm,在本实施例中为150μm。
[0085]
导体层23不限于网格图案,也可以是条纹图案或蜂巢图案,进而也可以是ito、氧化锌、氧化锡等无机类或有机类的透明导电体膜等。导体层23的全光线透过率为5%以上且95%以下,且方块电阻(sheet resistance)为100ω/sq以下。
[0086]
关于构成导体层23的导体图案,在美国专利申请公开说明书us2016/0276322(wo/2015/083366)中详细地公开。其内容通过参照而被引入至本说明书中。
[0087]
发光元件30是led芯片。如图5所示,发光元件30是由基底基板31、n型半导体层32、活性层33、p型半导体层34构成的4层构造的led芯片。
[0088]
基底基板31是由gaas、si、gap等构成的半导体基板。在基底基板31的上表面形成有与该基底基板31相同形状的n型半导体层32。而且,在n型半导体层32的上表面,依次层叠有活性层33、p型半导体层34。层叠于n型半导体层32的活性层33以及p型半导体层34在-y侧且-x侧的角部分形成有切口,n型半导体层32的表面从切口露出。n型半导体层和p型半导体层的位置也可以相反。
[0089]
在n型半导体层32的从活性层33和p型半导体层34露出的部分形成有与n型半导体层32电连接的电极36。另外,在p型半导体层34的+x侧且+y侧的角部分形成有与p型半导体层34电连接的电极35。电极35、36由铜(cu)或金(au)等良导体构成,在上表面形成有凸块37、38。凸块37、38由焊料构成,被整形为半球状。也可以代替焊料凸块而使用金(au)或金合金等金属凸块。在发光元件30中,凸块37作为阴极电极而发挥功能,凸块38作为阳极电极而发挥功能。
[0090]
关于设置于发光元件30的凸块37、38,在美国专利申请公开说明书us2016/0276561(wo/2015/083365)中也被详细地公开。其内容通过参照而被引入至本说明书中。另外,关于发光装置中的凸块37、38与导体层23的电连接,在日本专利申请2018-16165中详细地公开。其内容通过参照而被引入至本说明书中。
[0091]
如上述那样构成的发光元件301例如如图6所示那样配置在导体图案231、232之间,凸块37与导体图案231连接,凸块38与导体图案232连接。发光元件301的n型半导体层32仅与供凸块37连接的导体图案231对置,发光元件301的p型半导体层34与供凸块37连接的导体图案231供和凸块38连接的导体图案232这两者对置。
[0092]
其他发光元件302至308也具有与发光元件301相同的构成。而且,发光元件302配置于导体图案232、233之间,凸块37、38分别连接于导体图案232、233。
[0093]
以下同样地,发光元件303遍及导体图案233、234而配置。发光元件304遍及导体图案234、235而配置。发光元件305遍及导体图案235、236而配置。发光元件306遍及导体图案236、237而配置。发光元件307遍及导体图案237、238而配置。发光元件308遍及导体图案238、239而配置。由此,导体图案231至239以及发光元件30串联连接。在发光面板20中,发光元件30以0.5mm至20mm的间隔配置。图3所示的发光元件301至308以10mm间隔配置。
[0094]
<柔性布线基板的说明>
[0095]
图7是柔性布线基板40的侧视图。如图7所示,柔性布线基板40的覆盖层42与基材41相比x轴方向上的长度更短。因此,在布线基板导体层43中,成为布线基板导体层43的-x侧端部在位置b3到覆盖层42的-x侧端部的位置b1之间露出的状态。
[0096]
关于柔性布线基板40,在美国专利申请公开说明书us2016/0276321(wo/2015/083364)中详细地公开。其内容通过参照而被引入至本说明书中。
[0097]
柔性布线基板40的厚度为30μm至140μm,典型地为60μm至100μm。柔性布线基板40由成为基底的绝缘性的基材41、形成于基材41的上表面的布线基板导体层43、覆盖布线基板导体层43的绝缘性的覆盖层42构成。
[0098]
基材41由聚酰亚胺、聚酯等构成,在上表面隔着粘接材料层44形成有布线基板导体层43。布线基板导体层43由铜箔或银箔等金属箔构成,通过在基材41的上表面粘贴已图案化的金属箔而形成。在本实施方式中,布线基板导体层43由2个电路图案43a、43b构成。
[0099]
电路图案43a、43b遍及基材41的-x侧端到+x侧端而形成。如图2所示,电路图案43a、43b的-x侧端部分支为多个,成为导电梳状露出部43c。另外,电路图案43a、43b成为+x侧端部朝向+x方向而宽度变窄的锥形状。
[0100]
形成于基材41的上表面的布线基板导体层43通过被真空热压接的覆盖层42来覆盖。覆盖层42上有开口部42a,连接器50与布线基板导体层43或者电路图案43a、43b经由开口部42a电连接。在柔性布线基板上设置单个或多个开口部42a的情况存在,有时构成布线基板导体层43的互不相同的电路图案分别与不同的连接器50连接。
[0101]
<发光面板与柔性布线基板的连接部;各向异性导电层>
[0102]
如图8所示,柔性布线基板40以从覆盖层42露出的布线基板导体层43与发光面板20的导体层23的+x侧端部接触的状态、粘接于发光面板20。布线基板导体层43与导体层23的电连接通过成为各向异性导电层63的各向异性导电膜630进行。
[0103]
图9是将各向异性导电膜630与隔膜64一起表示的立体图。作为各向异性导电膜
630,能够使用在膜厚25μm左右的热固化性的粘接材料层66中混入了平均直径为5μm的ni粒子作为导电粒子67而得到的材料。作为粘接材料层66,能够使用以热固化树脂为主成分的树脂组分、以热塑性树脂为主成分的树脂组分、或者热熔树脂。粘接材料层66例如由氟树脂构成。另外,粘接材料层66也能够使用环氧类树脂、丙烯酸类树脂、苯乙烯类树脂、酯类树脂、聚氨酯类树脂、三聚氰胺树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯树脂、邻苯二甲酸二烯丙酯树脂、聚酰亚胺等。
[0104]
各向异性导电膜630的粘接材料层66的厚度为2μm至50μm,优选为25μm至45μm。作为导电粒子67,可以使用将表面镀ni、au或ni/au后的树脂粒子或ni等金属粒子。导电粒子67的平均直径为2μm至10μm,更优选为4μm至8μm。
[0105]
在使用前的各向异性导电膜630上粘贴有隔膜64。隔膜64是保持粘接材料层66的膜状的部件。隔膜64在各向异性导电膜630与柔性布线基板40粘接之后,从各向异性导电膜630被剥离并被除去。
[0106]
也可以代替各向异性导电膜630,而使用各向异性导电膏或各向异性导电油墨将布线基板导体层43与导体层23粘接。各向异性导电糊、各向异性导电墨可以通过印刷或喷墨等涂布或设置于布线基板导体层43与导体层23的连接部。
[0107]
关于各向异性导电膜630及各向异性导电粘接剂,在美国专利申请公开说明书us2016/0276321(wo/2015/083364)中被公开。其内容通过参照而被引入至本说明书中。
[0108]
<连接器的安装>
[0109]
当连接器50安装于柔性布线基板40时,连接器50的一对端子分别经由设置于覆盖层42的开口部42a与构成柔性布线基板40的布线基板导体层43的电路图案43a、43b连接。
[0110]
<发光面板与柔性布线基板的连接方法>
[0111]
接着,对上述发光装置10的发光面板20与柔性布线基板40的连接步骤进行说明。
[0112]
首先,如图10所示,在从构成柔性布线基板40的基材41的-x侧端部露出的电路图案43a、43b的端部,配置粘贴有隔膜64的状态的各向异性导电膜630。各向异性导电膜630配置在图7所示的发光面板20的位置b1至位置b3之间。
[0113]
图11是表示图4的aa剖面的图。在电路图案43a、43b的端部配置各向异性导电膜630后,以温度160℃至180℃、加压力1.5mpa至3mpa、15秒至30秒进行热压接,而将各向异性导电膜630粘接于电路图案43a、43b。由此,各向异性导电膜630粘接于图7所示的基板21的位置b1至位置b3之间的部分。
[0114]
接着,剥离并除去隔膜64,如图12所示,将构成发光面板20的基板21与各向异性导电膜630重叠。在重叠基板21时,图3中的位置a1到位置a3之间的露出部被定位于各向异性导电膜630。然后,以温度160℃至180℃、加压力1.5mpa至3mpa、15秒至30秒进行热压接。由此,如图13所示,各向异性导电膜630成为与发光面板20及柔性布线基板40一体化的各向异性导电层63,基板21与基材41通过构成粘接材料层66的粘接材料机械连接。另外,基板21的导体图案231、239与基材41的电路图案43a、43b通过导电粒子67电连接,并且通过粘接材料层66机械连接。这样,发光面板20和柔性布线基板40电连接、机械连接。
[0115]
在将发光面板20与柔性布线基板40粘接时,也可以首先将各向异性导电膜630热压接于发光面板20的位置a1至位置a2的部分,之后,将各向异性导电膜630热压接于柔性布线基板40的位置b1至位置b2之间的部分。各向异性导电膜630遍及导体图案231、239配置。
[0116]
<连接部的机械/耐环境的保护>
[0117]
如图8所示,在发光面板20与柔性布线基板40的连接部100、具体而言从位置a1到位置b1的部分,成为导体层23以及布线基板导体层43露出的状态。另外,在连接部100,仅利用各向异性导电层63将发光面板20与柔性布线基板40电连接且机械连接。因此,发光装置10的车载等在苛刻的条件下使用发光装置10时,连接部100的连接可靠性不足。
[0118]
因此,优选如图14和图15所示那样、用模塑树脂62、保护带61或作为其复合体的复合密封体60覆盖并保护连接部100。
[0119]
保护带61是膜状的部件,耐热性和绝缘性优是优选的。作为保护带61,例如能够使用聚酰亚胺、聚酯、聚酰胺、液晶聚合物、peek(聚醚醚酮)等。
[0120]
模塑树脂62是热固化性树脂。作为模塑树脂62的热固化性树脂,能够使用环氧类树脂、丙烯酸类树脂、苯乙烯类树脂、酯类树脂、聚氨酯类树脂、三聚氰胺树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯树脂、邻苯二甲酸二烯丙酯树脂、聚酰亚胺等。模塑树脂62的最低熔融粘度为1.0e+0.5pa
·
s以下。
[0121]
模塑树脂62也可以是热塑性树脂。作为热塑性树脂,能够使用聚丙烯树脂、聚乙烯树脂、聚氯乙烯树脂、丙烯酸树脂、特氟龙树脂、聚碳酸酯树脂、丙烯酰苯胺黑苯乙烯树脂、聚酰胺酰亚胺树脂。作为模塑树脂62,也可以使用热熔粘接剂。作为热熔粘接剂,可以使用乙烯乙酸乙烯酯类、烯烃类、橡胶类、聚酯等聚酰胺类、聚氨酯类的粘接剂、或丙烯、或使丙烯与乙烯、丙烯与丁烯-1等共聚而得到的热塑性烯烃类聚合物等。
[0122]
构成发光面板20的中间树脂层24及基板22与构成柔性布线基板40的覆盖层41的间隙、即图8的位置a1至位置b2之间,优选被模塑树脂62无间隙地覆盖。以基板21的+x侧端部的位置a1与基材41的-x侧端部的位置b2之间的间隙的距离d1(参照图15)为1mm至5mm的方式,进行发光面板20及柔性布线基板40的设计及配置。距离d1更优选为1.5mm至3mm。
[0123]
另外,以基板21的+x侧端部的位置a2与覆盖层42的-x侧端部的位置b1之间的间隙的距离d2也为1mm至5mm的方式,进行发光面板20及柔性布线基板40的设计及配置。距离d2(参照图5)更优选为1.5mm至3mm。
[0124]
在发光装置10中,为了将发光面板20与柔性布线基板40的连接部100密封而使用模塑树脂62,将其外周利用保护带61来覆盖,由此能够实现机械可靠性高的密封。为此,通过将模塑树脂62对于连接部100进行涂敷或卷绕等,由此用模塑树脂62覆盖连接部100。
[0125]
也可以在将保护带61卷绕于模塑树脂62之后进行模塑树脂62的加热、热压接、真空热压接等,但在这样的情况下,在保护带61与模塑树脂62之间容易残留空隙。因此,有可能产生水分向连接部100浸入等不良情况。
[0126]
因此,准备如图16所示那样能够卷绕于连接部100的长度的复合密封体60。该复合密封体60由保护带61和作为粘接层的模塑树脂62构成。构成复合密封体60的模塑树脂62的厚度例如通过层叠厚度20μm的树脂片来进行调整。例如,模塑树脂62的厚度为60μm至120μm。这样,通过将预先层叠有保护带61和模塑树脂62的复合密封体60卷绕于连接部100之后进行真空热压接,从而能够以较少的工序制作出不残留空隙的复合密封体60。
[0127]
具体而言,如图17所示,将复合密封体60卷绕于发光面板20与柔性布线基板40的连接部100。复合密封体60的长度需要设为,在将复合密封体60卷绕于发光面板20与柔性布线基板40的连接部时足以环绕发光面板20和柔性布线基板40一周的长度。例如,复合密封
体60的长度需要设为卷绕发光面板20和柔性布线基板40上1.125周以上且1.875周以下的长度。这是因为,如果为该范围以下,则容易产生水向连接部100浸入等不良情况,如果为该范围以上,则发光装置10的挠性显著受损。
[0128]
在将复合密封体60卷绕于发光面板20和柔性布线基板40时,将复合密封体60临时固定于发光面板20及柔性布线基板40。为了临时固定复合密封体60,也可以在卷绕复合密封体60之前,对复合密封体60、模塑树脂62另外涂布粘接剂。
[0129]
接着,将复合密封体60热压接于发光面板20及柔性布线基板40。由此,复合密封体60的模塑树脂62如图15所示那样,无间隙地填充于发光面板20与柔性布线基板40之间。模塑树脂62无间隙地紧贴于中间树脂层24、基板22以及基材41的侧面、已露出的导体层23(导体图案231、239)。
[0130]
另外,模塑树脂62不一定需要与保护带61一起使用,只要形成为将发光面板20与柔性布线基板40的连接部覆盖即可。
[0131]
在上述的发光装置10中,若经由连接器50对图4所示的电路图案43a、43b施加直流电压,则构成发光面板20的发光元件30发光。
[0132]
<利用各向异性导电膜将具有挠性的导体基板彼此连接时的问题和解决方法>
[0133]
接着,对本实施方式的发光装置10的实施例进行说明。图18是示意性地表示图4所示的发光装置10的aa剖面(以下称为连接部剖面)的图。在发光装置10中,如图18所示,在导电梳状露出部43c的附近,例如在分支的电路图案43a之间,基材41以向相邻的电路图案43a之间突出的方式弯曲。另外,导体层23也同样以向相邻的电路图案43a之间突出的方式弯曲。基材41、导体层23弯曲的原因的一部分是发光装置10的制造时的加压处理引起的,主要原因是构成各向异性导电膜630的热固化树脂在接合工序中发生固化收缩。
[0134]
例如,图28a和图28b是与图18的示意图对应的发光装置10的连接部剖面的显微镜图片。
[0135]
图28a的图片所示的发光装置10具有:具有实施方式的发光装置10的导体层23的发光面板20、和以玻璃环氧基板为基材41的柔性布线基板40。发光面板20和柔性布线基板40经由各向异性导电层63连接。图28b的图片中出现的发光装置10在温度85℃、湿度85%的环境下使用1000小时。可知,在图28a的发光装置10中,基材41与玻璃基板21及导体层23以在电路图案之间突出的方式弯曲。
[0136]
图28b的图片所示的发光装置是比较例的发光装置。在比较例中,基板21不是pet膜,而是由具有刚性的玻璃环氧基板构成。在图28b的图片中示出的比较例是在温度85℃、湿度85%的环境下使用1000小时的比较例。从图28b的发光装置10可知,基材41和导体层23以在导体图案之间突出的方式弯曲。关于基板21,通过消除弯曲并复原,而成为大致平坦。因此,在导体层23与基板21之间确认到剥离。
[0137]
由于在高湿下的长期使用,发光装置10的机械连接、电连接的可靠性降低。由于弯曲的发光面板20的基板21的复原,基板21与导体层23剥离也被认为是可靠性降低的主要原因。例如,认为如果基板21的弯曲程度小,则由于高温高湿环境下的使用,难以引起导体层23从基板21剥离。因此,改变各向异性导电层63的组分和真空加压热处理的条件,进行了各种试验。
[0138]
<实施例1至8>
[0139]
作为各向异性导电层63,准备了使用了固化收缩率不同的两种各向异性导电层a和各向异性导电层b的实施例1至8的发光装置10。在实施例1至4的发光装置10中使用各向异性导电层a,在实施例5至8的发光装置10中使用各向异性导电层b。
[0140]
各向异性导电层a以环氧类的热固化树脂为主成分,包含平均粒径5μm的ni粒子作为导电粒子。各向异性导电层b以芴类的固化树脂为主成分,包含平均粒径5μm的ni粒子作为导电粒子。在图7所示的柔性布线基板40的布线基板导体层43的导体露出部43d临时粘接各向异性导电层a或各向异性导电层b之后,剥离隔膜,层叠图3所示的发光面板20的导体层露出部23z。然后,进行真空热压接,将发光面板20和柔性布线基板40连接。使真空热压接时的加压力变化为4种来进行制造。在此,将8种实施例1至8分别制作各6个样品。将真空热压接时的条件示于图19。图19所示的表的“温度”、“加压力”、“时间”表示真空热压接时的温度、加压力、加压时间。
[0141]
各实施例1至8的发光装置10的发光面板20和柔性布线基板40,经由各向异性导电层63的导电粒子67,在发光面板20的导体层露出部23z与柔性布线基板40的导体露出部43d之间被电连接。基板21是厚度为100μm的具有挠性的pet膜,柔性布线基板40的基材41是厚度为25μm的具有挠性的聚酰亚胺膜。另外,导体露出部43d处的电路图案43a、43b的厚度为25μm,导体层露出部23z处的导体图案231、239的厚度为2μm,在图18中的连接部剖面中出现的构成部件中相对地绝对地都较薄。
[0142]
如图18所示,经过经由各向异性导电层63使发光面板20和柔性布线基板40连接的工序时,由于热压接时的加压力、以及粘接材料层66的热固化收缩这两者,粘接材料层66变形收缩,基板21和基材41都向内侧凹陷。由此,在发光面板20与柔性布线基板40的连接部100,发光装置10变形为与导电梳状露出部43c的电路图案43a、43b对应的部位变厚的毛豆状。由此,导体层露出部23z与导体露出部43d牢固地连接。
[0143]
另一方面,在粘接材料层66作用有基板21和基材41欲恢复为原来的平板状的恢复力即拉伸应力。如上述那样制造出的发光装置10只要在通常的室内外环境的温湿度条件下使用就没有问题,但在将发光装置10车载于车辆等使用的情况下,有可能会产生问题。
[0144]
例如,对将实施例2至4的发光装置10在温度85℃、湿度85%的环境下使用了1000小时后的各发光装置10的连接部剖面进行表示的典型的实测显微镜图片是图28b所示的图片。可知导体层23从基板21剥离。
[0145]
将使用前的实施例1至8的发光装置10各自的连接部剖面的显微镜图片示于图29a至图29h。另外,将在温度85℃、湿度85%的环境下使用了1000小时后的实施例1至8的发光装置10各自的连接部剖面的显微镜图片示于图30a至图30h。从图29a至图29h及图30a至图30h可知,在实施例1、5至8中,未确认到导体层23与基板21的剥离。
[0146]
如图19所示,实施例1、5至8的发光装置10中,各向异性导电层63的绝缘部68(参照图18)的弯曲率为0.96、0.97、0.88、0.85和0.8。因此,在绝缘部68的弯曲率为0.75以上且0.9以下的情况下,可以说即使在1000小时的耐湿性试验(pct)之后,也不会发生发光面板20的导体层23的剥离。
[0147]
但是,在此所说的弯曲率是指,在各向异性导电层63中、导体图案231、239与电路图案43a、43b不具有电接触的部分中的、柔性布线基板40的基材41与基板21之间的最小距离e、与导体图案231、239与电路图案43a、43b具有电接触的部分中的、柔性布线基板40的基材
41与基板21之间的距离f之比(e/f)。
[0148]
在绝缘部68的弯曲率为0.75以上且0.9以下的情况下,距离e与距离f之比为3/4以上且9/10以下。
[0149]
图19的表中的“接触电阻”是通过使用直径为20μm的金线的引线接合将发光装置10的导体图案231至239串联连接而测定时的连接部100的电阻值。关于实施例1至8的发光装置10,5个样品的接触电阻的平均值成为图19的表中所示的结果。
[0150]
另外,图20表示对实施例1至8的发光装置10的高温高湿1000小时试验(pct)前后的发光装置10的接触电阻和间隙ga的值。另外,将实施例1至8的发光装置10各自的连接剖面的显微镜图片示于图31a至图31h和图32a至图32h。图31a至图31h的图片表示pct前的连接剖面。另外,图32a至图32h的图片表示pct后的连接剖面。
[0151]
图21是示意性地表示发光面板20的导体层露出部23z中的导体层23、柔性布线基板40的导体露出部43d中的布线基板导体层43与导电粒子67的位置关系的图。图21与图33的图片对应。
[0152]
参照图21可知,上述间隙ga是指,在发光面板20的导体层露出部23z中的导体层23与柔性布线基板40的导体露出部43d中的布线基板导体层43具有电接触的区域,从与导电梳状露出部43c的布线基板导体层43和导体层露出部23z的导体层23这两者接触的各向异性导电层63所包含的导电粒子67的接触点起、向沿着基板21的方向离开了导电粒子67的直径d的8倍的距离8d后的地点处的、布线基板导体层43与导体层23的间隔。
[0153]
图22是放大表示与布线基板导体层43和导体层23这两者接触的导电粒子67的示意图。如图22所示,间隙ga小于导电粒子67的直径d。
[0154]
在各向异性导电膜630的导电粒子67的平均直径为5μm的情况下,如参照图20的表可知,若间隙ga为2.5μm以下,则能够得到良好的接触电阻。此时的接触电阻的值大致为100mω以下。另外,若间隙ga低于0.2μm,则弯曲率e/f降低3/4,如图19所示的实施例2至4的发光装置10那样,在pct后在导体层23与基板21之间产生剥离。因此,间隙ga优选为0.2μm以上且2.5μm以下。
[0155]
即,若上述间隙ga为各向异性导电膜630的导电粒子67的平均直径的1/2以下、1/20以上,则可得到良好的接触电阻。另外,在1000小时的pct后也是,为了将发光面板20的导体层23与柔性布线基板40的布线基板导体层43之间的接触电阻保持得充分低,经由各向异性导电层63的、发光面板20的导体层23与柔性布线基板40的布线基板导体层43之间的热压接时的加压力需要为0.75mpa以上且3.5mpa以下。
[0156]
在本实施方式中,在制造发光装置10时,例如如图17所示,在发光面板20与柔性布线基板40的连接部100卷绕复合密封体60。接着,将复合密封体60热压接于发光面板20及柔性布线基板40。经过以上的工序,在发光面板20与柔性布线基板40之间填充模塑树脂62。
[0157]
该模塑树脂62无间隙地紧贴于中间树脂层24、基板22以及基材41的侧面、露出的导体层23(导体图案231、239)。因此,能够在露出的导体层23不会暴露于外部气体、不会暴露于结露的情况下,抑制导体层23的腐蚀、移动引起的绝缘破坏,进而能够抑制连接部100的经年劣化。因此,能够提高发光装置10的可靠性。
[0158]
图15中的发光面板20与柔性布线基板40的间隙长度d1、d2,优选为1mm以上且5mm以下,更优选为1.5mm以上且3mm以下。其理由在于,在对复合密封体60进行真空热压接时,
通过变形并扩散的模塑树脂62,在连接部100附近的空隙中填充模塑树脂62,通过其缓冲效果来防止连接部100的变形,结果,提高连接部的可靠性,防止来自外部的水的渗透。若间隙长度小于1mm,则存在无法向其中充分地填充模塑树脂而形成空隙的倾向。另外,若间隙长度超过5mm,则间隙部分的接合变弱,在反复应力施加等苛刻的使用条件下产生剥离或龟裂,长期的可靠性受损。
[0159]
例如,也可以考虑在用各向异性导电膜630将发光面板20与柔性布线基板40粘接之后,作为连接部100的加强或防湿对策而仅使用保护带61。但是,若仅使用保护带61,则难以将相互连接的发光面板20与柔性布线基板40的间隙从外部充分地密闭。因此,无法充分抑制由移动引起的绝缘破坏、连接部100的经年劣化。
[0160]
在本实施方式中,由于模塑树脂62无间隙地填充于发光面板20与柔性布线基板之间,因此能够充分地抑制由移动引起的绝缘破坏、连接部100的经年劣化。
[0161]
另外,与例如通过树脂的浇注、基于分配器的树脂的涂敷来形成模塑树脂62的情况相比,能够容易且短时间地形成模塑树脂62。而且,在本实施方式中,能够与复合密封体60的热压接处理并行地进行模塑树脂62的形成处理。因此,能够简化发光装置10的制造工序,进而能够削减发光装置10的制造成本。
[0162]
复合密封体60的模塑树脂62的厚度优选为60μm以上,更优选为80μm以上。通过将复合密封体60的模塑树脂62的厚度设为60μm以上,能够防止水分等向发光面板20与柔性布线基板40的连接部100的侵入。另外,通过将复合密封体60的模塑树脂62的厚度设为80μm以上,从而能够几乎完全地防止水分等向发光面板20与柔性布线基板40的连接部100的侵入。
[0163]
另外,在发光装置10中,从确保挠性的观点出发,复合密封体60的模塑树脂62的厚度越小越好。在本实施方式中,通过使复合密封体60的模塑树脂62的厚度为160μm以下,能够维持发光装置10的挠性。
[0164]
复合密封体60的模塑树脂62通过热压接而厚度成为80%左右。因此,发光装置10的模塑树脂62的厚度优选为56μm以上,更优选为64μm以上。另外,发光装置10的模塑树脂62的厚度优选为128μm以下。因此,发光面板20与柔性布线基板40的连接部100中的包含复合密封体60的发光装置10的最厚的部分的厚度,需要为对发光面板20的厚度加上138μm以后的值以上、对发光面板的厚度加上446μm以后的值以下。
[0165]
如上述那样规定的模塑树脂62的厚度的最优值,根据基板22以及中间树脂层24的厚度之和而变动。在发光装置10中,基板22的厚度与中间树脂层24的厚度之和sum约为220μm。在发光装置10中,模塑树脂62的厚度也可以比和sum小,模塑树脂62的厚度优选为和sum的25%以上且58%以下,更优选为29%以上且58%以下。
[0166]
同样地,模塑树脂62的厚度的最优值,根据柔性布线基板40的厚度而变动。在发光装置10中,柔性布线基板40的厚度约为80μm。在发光装置10中,模塑树脂62的厚度优选为柔性布线基板40的厚度的70%以上且160%以下,更优选为80%以上且160%以下。
[0167]
在具有保护带61及模塑树脂62的发光装置10中,能够较高地维持发光面板20与柔性布线基板40的连接部附近的粘接强度。由此,能够抑制发光面板20与柔性布线基板40的剥离。
[0168]
在发光装置10中,如图15所示,基板22与柔性布线基板40的距离d1为约2mm。模塑树脂62的厚度优选为距离d1的2%以上且5%以下,更优选为3%以上且5%以下。
[0169]
如图3所示,基板21、22成为沿着发光元件30弯曲的形状。具体而言,中间树脂层24的厚度比发光元件301至308的高度小,以使导体层23与凸块37、38良好地接触。与中间树脂层24紧贴的基板21至22的配置有发光元件301至308的部分向外侧突出,具有以发光元件301至308彼此之间的部分凹陷的方式弯曲的形状。通过这样使基板21、22弯曲,成为通过基板21、22将导体层23按压于凸块37、38的状态。
[0170]
以上,对本发明的实施方式进行了说明,但本发明并不限定于上述实施方式。例如,在上述实施方式中,对具备串联连接的8个发光元件30的发光装置10进行了说明。不限于此,发光装置10也可以具备9个以上或者7个以下的发光元件。发光装置10也可以具备并联连接的多个发光元件30。另外,发光装置10也可以具备串联连接的发光元件30与并联连接的发光元件30混在一起的多个发光元件30。
[0171]
在上述实施方式中,对导体层23由金属构成的情况进行了说明。不限于此,导体层23也可以由ito等透明导电材料构成。
[0172]
在上述实施方式中,对在发光元件30的电极35、36上形成有凸块37、38的情况进行了说明。不限于此,在发光元件30的电极35、36上也可以不形成凸块37、38。
[0173]
在上述实施方式中,设为发光元件30在一侧的面上形成有一对电极35、36。不限于此,发光元件30也可以是在一侧的面和另一侧的面具备电极的发光元件。在该情况下,在基板22上也形成导体层。
[0174]
在上述实施方式中,对在基板21、22之间无间隙地形成有中间树脂层24的情况进行了说明。不限于此,中间树脂层24也可以部分地形成在基板21、22之间。例如,也可以仅形成在发光元件的周围。另外,例如如图23所示,中间树脂层24也可以形成为构成将发光元件30包围的间隔件。
[0175]
在上述实施方式中,对发光装置10的发光面板20具备一对基板21、22以及中间树脂层24的情况进行了说明。不限于此,如图24所示,发光面板20也可以由一个基板21和保持发光元件30的中间树脂层24构成。
[0176]
本实施方式的发光装置10具有挠性。因此,例如如图25所示,能够用于经由曲面玻璃501展示商品等的陈列橱500等的装饰。即使将发光装置10配置于曲面玻璃501,也能够经由发光装置10展示商品。因此,能够不损害商品的展示地进行使用了发光装置10的消息的显示等。通过排列配置多个发光装置10,能够进行与陈列柜500的大小相应的显示。不限于展示柜或橱窗的装饰,发光装置10能够作为各种装饰或吊线使用。
[0177]
本实施方式的发光装置10能够用于车辆的尾灯。通过使用具有透光性和挠性的发光装置10作为光源,能够实现各种视觉效果。图26是关于车辆850的尾灯800示意地表示在水平面中的树脂框体的剖面和内部构造的图。通过将发光装置10沿着尾灯800的树脂框体的内壁面配置,并且在发光装置10的背面配置反射镜801,从而从发光装置10向反射镜801射出的光在被反射镜801反射后透过发光装置10,向外部射出。由此,能够形成如同在尾灯800的里侧方向具有与发光装置10不同的光源那样的单元。
[0178]
在发光装置10中,存在发光面板与柔性布线基板不配置在同一平面上的情况。尤其是,在搭载于车辆的情况下,发光面板与布线/电路部分不配置于同一平面的情况多。此时,需要考虑发光面板与柔性布线基板的连接部分向与发光面板平面不同的方向被拉伸,或者在发光面板与柔性布线基板之间的连接部分反复施加屈曲应力。另外,在车辆
(vehicle)搭载用的发光装置的情况下,需要也考虑与应力同时地施加高温/高湿条件。因此,需要将应力施加和高温/高湿环境一起评价。为了确保车辆搭载用的发光装置的可靠性,要求:关于拉伸应力,耐受16n的拉伸应力,对于反复屈曲(振动),耐受在4n下反复弯曲1000次,且在85℃、85%条件下1000小时后也正常工作。
[0179]
<技术领域>
[0180]
上述实施方式的发光装置10如图3所示那样,设为发光元件30配置在直线上。不限于此,也可以如图27所示那样,发光元件30在二维平面上矩阵状配置,发光元件30的配置没有特别限制。
[0181]
以上,对本发明的实施方式进行了说明,但关于发光装置10的制造方法,在美国专利申请公开说明书us2017/0250330(wo/2016/047134)中被详细地公开。关于发光元件矩阵状配置的发光装置,在日本专利申请2018-164963中被详细地公开。这些内容通过参照而被引入至本说明书中。
[0182]
根据以上所述的至少一个实施方式的发光装置,能够提供具备容易与外部装置等连接的外部布线部的发光装置。
[0183]
对本发明的几个实施方式进行了说明,但这些实施方式是作为例子而提示的,无意限定发明的范围。这些新的实施方式能够以其他各种方式实施,在不脱离发明的主旨的范围内,能够进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变形包含在发明的范围及主旨中,并且包含在权利要求书所记载的发明及其等同的范围内。
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