(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属板をベース層とする基板の表面部に、電極層とこの電極層を通じて給電されたときにそれぞれ面発光を行う複数の面発光体とが形成された面発光体ユニットであって、
前記複数の面発光体は、それぞれ、実装された発光素子を蛍光体が混入した封止用透光部材で封止して成る、角部のない面発光体であり、
前記電極層の表面は個々の前記面発光体および前記基板の表面上で隣合う面発光体間で光を散乱可能に形成されており、該面発光体間には、各面発光体からそれらの周囲に向けて放散された光と前記電極層の表面から散乱された光とを前記基板の表面部に対して全方位に０度以上の角度で散乱可能な散乱用透光部材が充填されていることを特徴とする、
面発光体ユニット。
【請求項２】
前記複数の面発光体は、それぞれ等間隔で１又は複数の列に配置されており、
複数の列に配置される場合は、一の列における一の面発光体の中心部が、隣合う列のうち最も近い２つの面発光体間の中間部位となるように位置決めされることを特徴とする、
請求項１記載の面発光体ユニット。
【請求項３】
前記電極層は、それぞれ正電圧が給電される複数の第１電極面と、それぞれ負電圧が給電される複数の第２電極面とを含む電極面パターンが、前記基板のベース層の上位層で且つ前記複数の面発光体の下位層に、気密に形成されるものであり、
前記面発光体の発光素子及びその正端子がいずれかの前記第１電極面と導通し、当該発光素子の負端子が前記第２電極面と導通することを特徴とする、
請求項１又は２記載の面発光体ユニット。
【請求項４】
前記基板の表面部の外周端から所定距離だけ内側となる部位に筒状のシルクダムが形成されており、
前記複数の面発光体は、このシルクダムで囲まれた窪み領域に形成されており、
前記散乱用透光部材は、すべての面発光体と接しながら前記シルクダムで堰き止められた透光性樹脂を硬化させたものであることを特徴とする、
請求項１、２又は３記載の面発光体ユニット。
【請求項５】
前記複数の面発光体及び前記散乱用透光部材の露出面が透光性膜でコーティングされていることを特徴とする、
請求項４記載の面発光体ユニット。
【請求項６】
前記複数の面発光体の一部又は全部は、育成対象となる植物毎に選定された赤色光、緑色光、青色光のいずれか又はこれらを組み合わせた光を面発光することを特徴とする、
請求項５記載の面発光体ユニット。
【請求項７】
前記シルクダムと前記外周端との間の基板の表面部に、前記第１電極面と導通する第１外部連結端子部と、前記第２電極面と導通する第２外部連結端子部とが形成されており、これらの外部連結端子部を通じて、電源供給機構または同一構成の他の面発光体ユニットと電気的に接続可能に構成されることを特徴とする、
請求項４ないし６のいずれか１項記載の面発光体ユニット。
【請求項８】
前記第１外部連結端子部及び前記第２外部連結端子部は、それぞれ、導電部を有する所定の連結具の前記導電部を介して、前記電源供給機構または前記他の面発光体ユニットと接合され、且つ、電気的に接続されることを特徴とする、
請求項７記載の面発光体ユニット。
【請求項９】
前記連結具は、
前記第１外部連結端子部と導通状態で接合する第１端子部と、
前記第２外部連結端子部と導通状態で接合する第２端子部と、
前記第１端子部と導通し且つ前記電源供給機構又は他の面発光体ユニットの正端子と導通状態で接合する第３端子部と、
前記第２端子部と導通し且つ前記電源供給機構又は他の面発光体ユニットの負端子と導通状態で接合する第４端子部と、
これらの端子部を一体に支持する支持筐体と、
を有することを特徴とする、
請求項８記載の面発光体ユニット。
【請求項１０】
ベース層となる金属板の表面部に、複数の電極面が同一平面上に配列された電極層と、この電極層を通じて給電されることにより面発光を行う複数の面発光体を実装するための実装層とを有し、前記電極層の表面は個々の前記面発光体および隣合う面発光体間で光を散乱可能に形成された基板を製造する工程と、
前記実装層の外周端から所定距離だけ内側となる部位に封止用透光部材で封止して成る、角部の無い第１シルクダムを形成するとともに、この第１シルクダムで囲まれた窪み領域に、それぞれ光の透過を可能にする透光部材から成る第２シルクダムを所定配列で複数形成する工程と、
それぞれ前記第２シルクダムで囲まれた窪み領域に、金属色の部材を用いて実装された発光素子を実装するとともに、この窪み領域を封止用透光部材で封止することにより、前記面発光体を製造する工程と、
透光性樹脂を、すべての前記面発光体と接しながら前記第１シルクダムにより堰き止められるまで充填し、充填された透光性樹脂を硬化させることにより、各面発光体からそれらの周囲に向けて放散された光と前記電極層の表面から散乱された光とを前記実装層の表面部に対して全方位に０度以上の角度で散乱可能な散乱用透光部材を形成する工程と、を有することを特徴とする、
面発光体ユニットの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の面発光体が基板上に形成された面発光体ユニット、及び面発光体ユニット等の連結に用いるユニット連結具に関する。「面発光体」とは、外部への発光出力を面状にした光源をいう。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、耐熱性有機樹脂基板、例えば熱電導性フィラー入りの樹脂基板上にピンホールを作った後、複数の発光素子を実装し、さらに、発光時の反射率を上げる印刷層を形成したうえで発光素子等を封止用樹脂で封止した面発光体が開示されている。この面発光体は、有機樹脂基板上に残ったピンホールに封止用樹脂が食い込んだ状態となる。そのため、封止用樹脂の接着性が極めて高いものになるとされている。
しかし、この面発光体は、熱電導性を考慮しているとはいえ、樹脂基板をベース層とするため、発光強度を高めるために発光素子の数を増やしたり、発光素子に流す電流を大きくしたり、あるいは、通電を長い時間にわたって継続すると、放熱性が十分でないという課題がある。また、エッチング時や封止用樹脂を硬化させる際の変形を防ぐことが困難であり、さらに、耐久性も十分でないという課題がる。
【０００３】
放熱性、耐変形性、耐久性の問題を解決する技術として、特許文献２には、ベース層をアルミニウム等の金属製基材とした発光ダイオード光源ユニットが開示されている。この発光ダイオード光源ユニットでは、ユニット全体から発光される光の発光量（照度）を増加させるために、後方反射面を有効に利用することも示されている。すなわち、金属製基材の表面にコーティングによりセラミック層を形成する。その後、このセラミック層に、配線ランドと発光素子（発光ダイオード）のための表面実装パッドを形成する。そして、この表面実装パッドの周囲に、セラミック層が表出するように表面実装パッドよりも大きな面積の空白領域を残してレジストを形成し、セラミック層が発光ダイオード素子の後方反射面として機能するようにする。発光素子の両側には、反射面を有する反射体が設けられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２３０４５０号公報
【特許文献２】特開２００４−２６５９８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献２に開示された発光ダイオード光源ユニットは、セラミック層がプリント配線基板の表面に覆われるレジストに比べて高い反射特性を有する点に着目したものである。すなわち、セラミック層を発光素子の後方反射面として機能させ、さらに、発光素子の両側に反射面を有する反射体を設けることで、セラミック層との相乗効果により発光量アップを図るものである。セラミック材料は、優れた反射特性を有するものを選定する必要があり、そのコーティング方法も鏡面状表面が得られるような方法でなければならないとされている。そのため、特殊治具が必要となるなど、製造コストを低減させることが困難であった。
【０００６】
また、特許文献１に開示された面発光体にしても、特許文献２に開示された発光ダイオード光源ユニットにしても、一枚の基板に複数の光源を搭載して全体的に大きな発光面積のユニットにする場合、各光源による照度ムラが問題となる。特に、特許文献２に開示された発光ダイオード光源ユニットのように、発光素子の周辺に反射面を設けると、反射方向が固定されることになる。そのため、搭載する光源の数を多くしてユニット化する際に、そのように反射面が設けられた発光素子において発光量不良等が生じると、それを他の発光素子で補うことができないため、そのまま照度ムラとなって表れる。
このように、従来のこの種の技術では、一枚の基板に搭載する光源の数を多くするにつれて歩留まり率が低下するというリスクが伴うため、面発光可能な面積を拡大することが困難であった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記の問題を解決することができる面発光体ユニット、ユニット連結具、及び面発光体のユニットの製造方法を提供する。
本発明の面発光ユニットは、金属板をベース層とする基板の表面部に、電極層とこの電極層を通じて給電されたときにそれぞれ面発光を行う複数の面発光体とが形成された面発光体ユニットであって、前記複数の面発光体は、それぞれ、実装された発光素子を蛍光体が混入した封止用透光部材で封止して成る、角部のない面発光体であり、前記電極層の表面は個々の前記面発光体および前記基板の表面上で隣合う面発光体間で光を散乱可能に形成されており、該面発光体間には、各面発光体からそれらの周囲に向けて放散された光と前記電極層の表面から散乱された光とを前記基板の表面部に対して全方位に０度以上の角度で散乱可能な散乱用透光部材が充填されていることを特徴とする。
【０００８】
ある実施の態様では、前記基板の表面部の外周端から所定距離だけ内側となる部位に筒状のシルクダムが形成されており、前記複数の面発光体は、このシルクダムで囲まれた窪み領域に形成されており、前記散乱用透光部材は、すべての面発光体と接しながら前記シルクダムで堰き止められた透光性樹脂を硬化させたものである。また、前記シルクダムと前記外周端との間の基板の表面部に、すべての前記第１電極面と導通する第１外部連結端子部と、すべての前記第２電極面と導通する第２外部連結端子部とが形成されており、これらの外部連結端子部を通じて、電源供給機構又は他の面発光体と同一平面上で電気的に接続可能に構成される。
【０００９】
ある実施の態様では、前記第１外部連結端子部及び前記第２外部連結端子部は、それぞれ、導電部を有する所定の連結具の前記導電部を介して、前記電源供給機構または前記他の面発光体ユニットと接合され、且つ、電気的に接続される。前記連結具は、前記第１外部連結端子部と導通状態で接合する第１端子部と、前記第２外部連結端子部と導通状態で接合する第２端子部と、前記第１端子部と導通し且つ前記電源供給機構又は他の面発光体ユニットの正端子と導通状態で接合する第３端子部と、前記第２端子部と導通し且つ前記電源供給機構又は他の面発光体ユニットの負端子と導通状態で接合する第４端子部と、これらの端子部を一体に支持する支持筐体とを有するものである。
【００１０】
本発明の製造方法は、ベース層となる金属板の表面部に、複数の電極面が同一平面上に配列された電極層と、この電極層を通じて給電されることにより面発光を行う複数の面発光体を実装するための実装層とを有し、前記電極層の表面は個々の前記面発光体および隣合う面発光体間で光を散乱可能に形成された基板を製造する工程と、前記実装層の外周端から所定距離だけ内側となる部位に封止用透光部材で封止して成る、角部の無い第１シルクダムを形成するとともに、この第１シルクダムで囲まれた窪み領域に、それぞれ光の透過を可能にする透光部材から成る第２シルクダムを所定配列で複数形成する工程と、それぞれ前記第２シルクダムで囲まれた窪み領域に、金属色の部材を用いて実装された発光素子を実装するとともに、この窪み領域を封止用透光部材で封止することにより、前記面発光体を製造する工程と、透光性樹脂を、すべての前記面発光体と接しながら前記第１シルクダムにより堰き止められるまで充填し、充填された透光性樹脂を硬化させることにより、各面発光体からそれらの周囲に向けて放散された光と前記電極層の表面から散乱された光とを前記実装層の表面部に対して全方位に０度以上の角度で散乱可能な散乱用透光部材を形成する工程とを有する方法である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の面発光体ユニットは、金属板をベース層とする基板を用いているので、発光素子又はそれによって構成される面発光体の数を増やした場合、あるいは、各発光素子に大きな電流を流した場合（長い間通電を継続する場合を含む）であっても、放熱性が確保され、しかも十分な耐変形性および耐久性を確保することができる。
また、そのような基板の表面部に形成される面発光体は、角部のない筒状のものであり、実装された発光素子を蛍光体が混入した封止用透光部材で封止されているので、発光素子から発光された光は蛍光体との光の合成作用により所定色となり、かつ、封止用透光部材の全表面から散光されるため、発光素子単独の場合よりも発光量が増加する。このようにして発光量が増加した光は、その周囲の散乱用透光部材へほぼ均等に放散される。
散乱用透光部材は、各面発光体の封止用透光部材から放散された光を基板の表面部に対して０度以上の角度で散乱可能な散乱面を有するので、ある面発光体の封止用透光部材から放散された光の集光と散乱面での散乱とを繰り返し、あたかもそれ自体が発光しているように見える。また、散乱された光（散乱光）は他の面発光体の封止用透光部材にも到達するので、例えばいくつかの面発光体において発光量不足などが生じた場合であっても、周囲から集まる散乱光によってそれが補われ、照度ムラの発生が抑制される。そのため、一枚の基板に搭載する面発光体の数を多くすることのリスクが軽減される。
これにより、大きな発光面積を確保することが容易となる。
【００１２】
また、本発明のユニット連結具によれば、本発明の面発光体ユニットの連携数を用途に応じて適宜調整することができるので、必要とされる発光面積に応じた発光量の光源を容易に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施形態に係る面発光体ユニットの上面図。
【図２】基板の製造工程を示す図であり、（ａ）は基板のベース層付近の部分断面図、（ｂ）は銅箔付アルミニウム基板の部分断面図、（ｃ）はその上面図、（ｄ）は保護膜が形成される状態を示した部分断面図、（ｅ）はその上面図、（ｆ）は導電部分を表す部分断面図、（ｇ）はその上面図、（ｈ）は基板端部付近の部分断面図、（ｉ）はその上面図、（ｊ）は金メッキがなされた状態を表す部分断面図、（ｋ）はその上面図、（ｌ）は基板端部付近の部分断面図、（ｍ）はその上面図。
【図３】（ａ）はマーキングされる位置の説明図、（ｂ）は各位置の拡大図。
【図４】（ａ）はポッティングシルクダムの位置関係を示す部分断面図、（ｂ）は、外周シルクダムの位置関係を示す部分断面図。
【図５】ポッティングシルクダムの中央部を切断したときの構造例を示す説明図。
【図６】ダイボンディングの状態を示す部分断面図、（ｂ）はその要部上面図。
【図７】ワイヤボンディングの状態を示す部分断面図、（ｂ）はその要部上面図。
【図８】ポッティングの状態を示す部分断面図、（ｂ）はその要部上面図。
【図９】図８に示した部分断面図に透光性樹脂が充填された状態を追記した図。
【図１０】図９に示した部分断面図に透光性膜が充填された状態を追記した図。
【図１１】透光性膜が施された面発光体ユニットの上面図。
【図１２】第２実施形態に係る面発光体ユニットの上面図。
【図１３】第３実施形態に係る面発光体ユニットの上面図。
【図１４】第４実施形態に係る面発光体ユニットの上面図。
【図１５】第４実施形態に係る他の面発光体ユニットの上面図。
【図１６】第５実施形態に係る面発光体ユニットの上面図。
【図１７】第５実施形態に係る他の面発光体ユニットの上面図であり、（ａ）は１列配置、（ｂ）は２列配置の例を示した図。
【図１８】（ａ）はユニット連結具の構造の一例を示す正面図、（ｂ）は上面図、（ｃ）は側面図。
【図１９】ユニット連結具の使用状態例を示す上面図。
【図２０】ユニット連結具の他の使用状態例を示す上面図。
【図２１】ユニット連結具の他の構造例を示す図であり、（ａ）は外観斜視図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は上面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態例を説明する。
［第１実施形態］
＜面発光体ユニットの構成＞
本実施形態では、２種類のシルクダムを用いて構成される面発光体ユニットの例を説明する。シルクダムは、シルク印刷により微細に形成される筒状の堤防のようなものである。本実施形態では、基板の表面部の外周端から所定距離だけ内側となる部位に略矩形筒状のシルクダムを形成する。また、そのシルクダムにより囲まれる窪み領域に、それぞれ面発光体を形成するための複数のシルクダムを形成する。便宜上、前者のシルクダムを「外周シルクダム」、後者のシルクダムを「ポッティングシルクダム」という。各シルクダムは、透光部材で構成される。
【００１５】
図１は、本実施形態に係る面発光体ユニットの上面図である。この面発光体ユニット１は、矩形状のアルミニウム板をベース層とする一枚の基板１０を用いる。そして、この基板１０の表面部の外周端付近に外周シルクダム１１が形成される。また、この外周シルクダム１１で囲まれた基板１０の表面に、それぞれ楕円筒状に成形されたポッティングシルクダム１２が所定配列、例えば千鳥配列で複数形成される。面発光体１３は、ポッティングシルクダム１２に発光素子を実装した後、封止樹脂を充填し、熱硬化することで形成される。隣合う面発光体間、すなわちポッティングシルクダム１２間は、散乱用透光部材１４が充填されている。また、面発光体１３及び散乱用透光部材１４の露出面が透光性膜でコーティングされている。
なお、図１では、面発光体１３は、長軸方向の向きが同一となる例が示されているが、この例に限定されるものではない。これについては、後述する。
【００１６】
基板１０は、ベース層（アルミニウム板）に透光性膜である絶縁膜を介して電極層が形成され、さらにその表面層に面発光体１３を実装するための実装層が形成される。電極層は、それぞれ正電圧が給電される複数の第１電極面と、それぞれ負電圧が給電される複数の第２電極面とを含む電極面パターンの層である。この電極層は、ベース層の上位層で且つ実装層との間、つまり、実装層の下位層に、気密に形成される。
各電極面は、本実施形態では、配線パターンに従って銅箔で形成される。実装層は、電極層の表面上でエッチングされた透光色の保護膜の層である。そのため、実装層の表面は金属色であり、光を散乱させるための散乱面として機能する。上述した外周シルクダム１１及びポッティングシルクダム１２は、この実装層の表面に形成される。
【００１７】
個々の面発光体１３は、青色のような単一色を発光する発光素子と、発光素子をポッティングシルクダム１２で囲まれた窪み領域に実装するための実装機構と、実装された発光素子から発出される光を拡散させる拡散機構とにより実現される。
【００１８】
面発光体１３の実装機構は、それぞれ金メッキされた発光素子搭載部と電極部とを備える。発光素子は、光反射性、放熱性の高い導電性接着剤により発光素子搭載部にダイボンディングされ、さらに、金線により電極部にワイヤボンディングされる。電極部は、正電圧印加用の正電極と負電圧印加用の負電極とで構成される。正電極は、上述した基板１０上の第１電極面と導通し、負電極は、上述した２電極面と導通する。
導電性接着剤は、金属粉が混入した樹脂、本例では所定量の銀が混合されたエポキシ系樹脂を成分として含む接着剤を用いる。発光素子が通電し、発光する際に生じる熱は、発光素子搭載部及び絶縁膜を介してアルミニウム板に伝熱し、放熱される。
【００１９】
面発光体１３の拡散機構は、主として、実装された発光素子の周囲を所定色の蛍光体が混入した封止用透光部材で封止することにより実現される。封止用部材は、蛍光体が混入した封止樹脂を加熱等により硬化させたものである。蛍光体は、無機蛍光体、有機蛍光体、蛍光染料、蛍光顔料などを用いることができる。また、蛍光体の色は、面発光体１３からの発光色をどのような色にするかによって異なるものとなる。本実施形態では、黄色の蛍光体とする。上述したとおり、発光素子は青色を発光するので、黄色の蛍光体との光の合成作用により、高輝度の白色光を得ることができる。
封止樹脂は、面発光体１３の用途に応じて、透光性のエポキシ系樹脂、ユリア樹脂、アクリル樹脂などが選定されるが、後述するオーバーコートとして積層される透光性膜との接着性を考慮して、本実施形態では、エポキシ系樹脂を用いる。エポキシ系樹脂は、黄変もなく、透光する際の光の減衰量も小さいし、硬化後にオーバーコートされるエポキシ系樹脂との接着性も十分となるものである。
【００２０】
外周シルクダム１１で囲まれた窪み領域のうち、各面発光体１３を除く部位に充填される散乱用透光部材１４は、例えば１．１以上の屈折率をもつ透光性の散乱用樹脂と光反射剤とを含有したものを熱硬化させることで実現が可能である。
散乱用樹脂としては、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂などを用いることができるが、本実施形態では、上述した理由より、エポキシ系樹脂を用いる。
光反射剤は、例えば、酸化チタン、アルミナ、硫酸バリウム、マグネシア、チッ化アルミニウム、チッ化ホウ素、チタン酸バリウム、カオリン、タルク、炭酸カルシウム、酸化亜鉛、シリカ、マイカ粉、粉末ガラス、粉末ニッケル及び粉末アルミニウムの少なくとも１種又はこれらの組み合わせである。これにより、樹脂でありながら、熱及び光に対する耐変色性に優れたものとすることができる。散乱用透光部材１４は、結局、各面発光体１３から放散された光を実装層（基板１０）の表面部に対して、全方位にわたり、０度以上の角度で散乱可能な散乱面を有するものとなる。もちろん、光伝搬の障害物がなければ全角度範囲にわたって光が散乱されることになる。
【００２１】
基板１０の一対の短辺部であって外周シルクダム１１の外側には、それぞれ金メッキされた一対の外部連結端子部１５ａ，１６ａ，１５ｂ，１６ｂが形成される。上述した電極層の第１電極は、外部連結端子部１５ｂ，１６ｂと導通する。また、第２電極は、外部連結端子部１５ａ，１６ａと導通する。外部連結端子部１５ａ，１６ａ，１５ｂ，１６ｂは、外部の電源供給機構又は他の面発光体ユニットと、図示しないユニット連結具を介して電気的に接続可能となる。
【００２２】
以上のように構成される面発光体ユニット１は、複数の面発光体１３に給電するための電極層（電極パターン）が基板１０内で同一平面上に気密に形成され、外部連結端子部１５ａ，１６ａへ直流電圧を印加するだけですべての面発光体１３への給電が可能になる。そのため、面発光体ユニット１の製造工程、特に面発光体１３の搭載数が多いときの配線工程が、きわめて簡略なものとなる。
【００２３】
また、ポッティングシルクダム１２が角部のない透光性のものなので、個々の面発光体１３から発光された光は、当該面発光体１３のみならず、その周囲の散乱用透光部材１４に向けてほぼ均等に放散される。散乱用透光部材１４は、各面発光体１３から放散された光を散乱面で様々な方向へ散乱させながら拡散させる。そのため、あたかも散乱用透光部材１４からも光が発光しているように見える。しかも、面発光体１３は、図１の例では千鳥配列で並んでいるので、散乱用透光部材１４には、複数の面発光体１３からほぼ均等量の光が放散されてくる。拡散された光は、他の面発光体１３へも回り込むので、いくつかの面発光体１３において発光量不良などが生じた場合であっても、それが散乱用透光部材１４に回り込むことで当該発光量不足が補われる。拡散された光は、また、基板１０の表面から全方位に０度以上の角度方向に散乱する。
このような構造にすることにより、基板１０に搭載する面発光体１３の数を増やすことによるリスクを解消することができる。
【００２４】
この面発光体ユニット１は、また、アルミニウム板をベース層とする基板１０で構成されているので、樹脂製のものよりも強度が高く、樹脂を加熱して硬化させる際の変形も置きにくい。また、各面発光体１３の発光素子に電流が流れ、発光する際に生じる熱が、発光素子搭載部、電極部及びアルミニウム板を通じて効率的に放熱される。そのため、樹脂製の基板を用いて面発光体ユニットを構成する場合よりも多くの面発光体１３を搭載することができ、しかも、大きな電流を長期にわたって各面発光体１３に流すことができる。この点からも、面発光体ユニット１全体からの発光量を増加させることができる。
【００２５】
また、各シルクダム１１，１２がシルク印刷で形成できるほどの薄さであり、面発光体１３及び散乱用透光部材１４の露出面が透光性膜でコーティング（オーバーコート）されるので、防水性に優れ、各透光部材の退色も抑えられるだけでなく、基板１０内での蓄熱も抑制される。これにより、温度の変化が大きい環境のもとでも結露等の発生が抑制される。
【００２６】
［面発光体ユニットの製造方法］
次に、面発光体ユニット１の製造方法の一例を説明する。
（１）銅箔付アルミニウム基板製造
図２（ａ）に基板１０のベース層付近の部分断面図を示す。以下、特記しない限り、「部分断面図」というときは、基板１０の該当部分の部分断面図であるものとする。
本実施形態では、長辺が２００［ｍｍ］、短辺が３５［ｍｍ］、厚みが１０００［μｍ］の矩形状のアルミニウム板１０１をベース層とする基板１０を用意する。このアルミニウム板１０１の表面に８０［μｍ］の絶縁膜１０２を形成し、さらに、その上に３５［μｍ］の銅箔１０３を形成することにより、銅箔付アルミニウム基板を得る。
【００２７】
（２）電極層形成
図２（ｂ）の銅箔付アルミニウム基板の部分断面図、図２（ｃ）の同上面図に示すように、銅箔付アルミニウム基板において銅箔１０３の部分を、実装すべき面発光体１３の配置に応じた電極面パターンにするためのエッチングを行う。エッチングにより、隣合う銅箔１０３、すなわち第１電極面となる銅箔１０３と、第２電極面となる銅箔１０３とが、空隙部１０４により分離される。空隙部１０４からは絶縁膜１０２が露出することになる。図２（ｃ）には、３つの空隙部１０４により、銅箔１０３が４分割（２組の電極ペアが形成される）された例が示されている。
【００２８】
（３）保護膜形成
図２（ｄ）の部分断面図、図２（ｅ）の上面図に示すように、エッチングされた銅箔付アルミニウム基板の表面にレジストを塗布した後、硬化させる。これにより、保護膜１０５を形成する。レジスト（保護膜１０５）は、透光色素材で形成される。銅箔１０３間の空隙部１０４にレジストが侵入する結果、保護膜１０５は、段差の無い平面層となる。保護膜１０５の銅箔１０３の表面からの厚みは、約２０［μｍ］である。
【００２９】
（４）マーキング（位置決め）
金メッキが予定される導電部分をマーキング（位置決め）するとともに、マーキングされた位置をレジストエッチング（保護膜削除）する。図３（ａ）はマーキングされる位置の説明図、同（ｂ）はマーキングされた位置の拡大図である。図示の例では、マーキングは千鳥配列となるようにマーキングする。すなわち、一の列における一の面発光体１３の中心部が、隣合う列のうち最も近い２つの面発光体１３間の中間部位となるように位置決めする。面発光体１３の間隔は、外周シルクダム１１及びポッティングシルクダム１２のサイズを考慮して決定される。個々のマーキング位置には、発光素子搭載部に対応する円形部位と、その両脇の発光素子電極部に対応する２つの矩形部位とが１組としてマーキングされる。但し、これらの形状は任意である。
【００３０】
（５）マーキングされた位置への導電部分の形成
マーキングされると、それに従い、レジストエッチングを行う。レジストエッチングは、図２（ｆ）〜（ｉ）に示す要領で行われる。図２（ｆ）は面発光体１３の実装部位を表す部分断面図、同（ｇ）はその上面図、同（ｈ）は外部連結端子部（１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂ）となる基板端部付近の部分断面図、同（ｉ）はその上面図である。
発光素子の実装部位では、発光素子搭載部に対応する円形部位１０６ａ、電極層の第１電極と導通する部位１０６ｂ，同じく第２電極と導通する部位１０６ｃ及び外部連結端子部（１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂ）に対応する部位１０６ｄである。それぞれエッチングにより、銅箔１０３が露出した状態になる。
【００３１】
この銅箔１０３が露出した部分への金メッキを行う。図２（ｊ）は図２（ｆ）に対応する。同（ｋ）は同（ｇ）に対応する。同（ｌ）は同（ｈ）に対応する。同（ｍ）は同（ｉ）に対応する。これらの図に示されるように、金メッキにより、発光素子搭載部１０７ａ，電極部１０７ｂ，１０７ｃ及び外部連結端子部１０７ｄ（１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂ）が形成される。
【００３２】
（６）シルクダム形成
次に、シルク印刷装置を用いて、外周シルクダム１１とポッティングシルクダム１２とを形成する。外周シルクダム１１は、基板１０の外周端からやや中央よりの部分に略矩形状に形成される。ポッティングシルクダム１２は、発光素子搭載部１０７ａと電極部１０７ｂ，１０７ｃを囲むように楕円筒状に複数形成される。ポッティングシルクダム１２は、例えば長軸方向の長さが８［ｍｍ］、短軸方向の長さが４［ｍｍ］、高さは、約１００［μｍ］である。外周シルクダム１１の高さは、ポッティングシルクダム１２の高さと同じか、あるいは、それよりもやや高くする。
【００３３】
図４（ａ）はポッティングシルクダム１２の位置関係を示す部分断面図、同（ｂ）は、外周シルクダム１１の位置関係を示す部分断面図である。図５は、ポッティングシルダム１２の中央部分を切断したときの構造例を示す図である。図５を参照すると、ポッティングシルクダム１２で囲まれた窪み領域は、空隙部１０４によって２つの領域に電気的に分離されている。一方の領域には、発光素子搭載部１０７ａと電極部１０７ｂとが電極層の銅箔１０３（第１電極）と導電するように配置され、他方の領域には、電極部１０７ｂが他の銅箔１０３（第２電極）と導通するように配置されている。
【００３４】
（７）発光素子の実装１
まず、発光素子のダイボンディング及び熱硬化を行う。すなわち、図６（ａ）の部分断面図、同（ｂ）の要部上面図に示すように、発光素子搭載部１０７ａに、ペースト状の導電性接着剤１４０により発光素子１３０を接着させる。導電性接着剤の成分については、上述したとおりである。その後、恒温炉で加熱して導電性接着剤を硬化させる。
【００３５】
（８）発光素子の実装２
次に、発光素子のワイヤボンディングを行う。すなわち、図７（ａ）の部分断面図、同（ｂ）の要部上面図に示すように、発光素子１３０の正端子と電極部１０７ｂを金線１３１でボンディングするとともに、発光素子１３０の負端子と電極部１０７ｃとを金線１３２でワイヤボンディングする。この状態で直流電圧を印加し、発光状態を検査する。発光不良の素子等があれば、この時点で取り替える。
【００３６】
（９）ポッティング
図８（ａ）の部分断面図、同（ｂ）の要部上面図に示すように、発光検査済の発光素子１３０を含む、ポッティングシルクダム１２で囲まれた充填ダムに、封止樹脂１０８を充填し、発光素子１３０等を封止する。封止樹脂１０８は、上述したとおり、エポキシ系樹脂であるが、粘度があるため、表面張力により、ポッティングシルクダム１２の高さよりもやや膨らんだ状態となる。この状態で、恒温炉で封止樹脂１０８を硬化させ、封止用透光部材として固定させる。この時点で、再度、直流電圧を印加し、発光状態、色温度、光量等を検査する。発光不良があれば、この時点で取り替える。
【００３７】
（１０）散乱用透光部材形成
すべての面発光体１３が完成した後、外周シルクダム１１で囲まれた充填ダムに、散乱用樹脂１０９を充填し、恒温炉で硬化させる。これにより、散乱用透光部材１４を形成する。図９は、図８に示した部分断面図に散乱用樹脂１０９が充填された状態を追記したものである。散乱用樹脂１０９は、上述したとおりエポキシ系樹脂を用いている。散乱用透光部材１４の高さは、各ポッティングシルクダム１２と同じか、又は、それよりも多少高めにする。
【００３８】
（１１）オーバーコート
散乱用透光部材１４を形成した時点で製造工程を終了させても良いが、本実施形態では、防水性を強化しつつ封止用透光部材１０８や散乱用透光部材１４の退色を抑制する観点から、透光性膜１１０を基板１０表面に全面コーティングする。図１０は、図９に示した部分断面図に透光性膜１１０がコーティングされた状態を追記したものである。
透光性膜１１０には、例えばアクリル樹脂又はエポキシ系樹脂を用いることができるが、封止樹脂１０８及び散乱用樹脂１０９との接着持続性を考慮し、本実施形態では、エポキシ系樹脂を用いる。
最後に、各面発光体１３に直流電圧を印加して（直流電流を流して）発光状態を検査し、合格であれば、製造工程を終了する。
【００３９】
図１１は、上記の工程を経て製造された面発光体ユニット１の上面図であり、図１に示したものと同じである。この面発光体ユニット１は、個々の面発光体１３は、黄色の蛍光体混入の封止用透光部材１０８により封止されているので、黄色がかった色となる。散乱用透光部材１４は乳白色となるが、通電時には、高輝度で光量ムラのない白色光が、外周シルクダム１１で囲まれた領域から面発光される。
【００４０】
［第２実施形態］
図１２は、本発明の第２実施形態に係る面発光体ユニットの上面図である。第１実施形態の面発光体ユニット１の構成部品と同じものについては、同一符号を付して、その説明を省略する。第２実施形態の面発光体ユニット２は、２枚の基板１０を１組にしたものである。一枚の基板１０に搭載される面発光体１３の数は、面発光体ユニット１と同じであるが、図１に示したものよりも全体的に広い面積で面発光することができる。そのため、広い範囲における照明に用いる場合に好適となる。２枚の基板１０であっても、電極層の第１電極に相当する銅箔１０３同士、第２電極に相当する銅箔１０３同士を電気的に接続しておくことで、外部連結端子部１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂを１組減らすことができる。
なお、図１２では、２枚の基板１０を横に接合した場合の例であるが、縦に接合することもできる。このようにすれば、縦長の照明灯等に応用することができる。
【００４１】
［第３実施形態］
本発明の第３実施形態について説明する。第３実施形態では、用途に応じて、一枚の基板上に複数種類の発光色を発光する面発光体を設けるようにしたものである。
図１３は、第３実施形態に係る面発光体ユニットの上面図である。
この面発光体ユニット３は、植物育成用のものであり、植物の育成に必要な光である赤色光、緑色光、青色光を発光する面発光体を一枚の基板上に並べ、第１実施形態において説明した製造工程により、防水薄型の面発光体ユニットとしたものである。各色光を発光する面発光体は、発光素子と封止用透光部材の材質で決まるものであり、それ自体は周知事項なので、ここではそれぞれの面発光体の製造工程については説明を省略する。
【００４２】
図１３の例では、１列目は赤色光を発光する面発光体１３ａ、２列目は青色光を発光する面発光体１３ｂ、３列目は緑色光を発光する面発光体１３ｃ、４列目は赤色光を発光する面発光体１３ｄである。但し、発光色の組み合わせは、育成対象となる植物の種類により変えることができる。つまり、複数の面発光体の一部又は全部が、育成対象となる植物毎に選定された赤色光、緑色光、青色光のいずれか又はこれらを組み合わせた光を面発光するようにする。
例えば、図１３の例において、１行分だけを白色光を発光する面発光体にすることにより、波長が広範囲となり、より植物の育成を促進することができる。
防水かつ薄く仕上げられるため、湿度の高い部屋での使用が可能となる。
【００４３】
［第４実施形態］
本発明の第４実施形態について説明する。第４実施形態では、複数の面発光体を第１実施形態等と異なる配列とした面発光体ユニットの例を説明する。図１４及び図１５は、第４実施形態に係る面発光体ユニットの上面図である。
図１４に示した面発光体ユニット４は、長軸方向を、１列目は図面に対して横方向に並べた面発光体１３ｅ、２列目は図面に対して縦方向に並べた面発光体１３ｆ、３列目は横方向に並べた面発光体１３ｇ、４列目は縦方向に並べた面発光体１３ｈとしている。
図１５の面発光体ユニット５の例では、１列目は横方向に並べた面発光体１３ｉ、２列目は縦方向に並べた面発光体１３ｊ、３列目も縦方向に並べた面発光体１３ｋ、４列目は横方向に並べた面発光体１３ｌとしている。楕円筒状の面発光体では、短軸方向の発光量（照度）が長軸方向よりも相対的に強くなるが、図１４又は図１５のように配置することにより、面発光体が設けられていない部位に放散される光の光量を適宜調整することができる。
【００４４】
［第５実施形態］
本発明の第５実施形態について説明する。第５実施形態では、他の面発光体ユニットとの接合を容易にした面発光体ユニットの例を説明する。
図１６は、第５実施形態に係る面発光体ユニット６の上面図である。第１実施形態において説明した面発光体ユニット１と同じ構成要素については、その説明を省略する。
この面発光体ユニット６は、基板１０の長辺端部にも外部連結端子部６５ａ，６５ｂ、６６ａ，６６ｂが設けられている。外部連結端子部６５ａ，６６ａは、上述した第１電極面と導通し、外部連結端子部６５ｂ，６６ｂは第２電極面と導通する。このような構成の面発光体ユニット６は、例えば後述するユニット連結具等により、様々な方向への連結が可能になるため、証明器具等への応用範囲が拡大する利点が得られるものとなる。
【００４５】
なお、図１６では、図１のように各面発光体１３を４列の千鳥配列にした場合の例を示したが、面発光体１３の数は、この例に限定されるものではない。例えば、図１７（ａ）のように１列の面発光体ユニット７であっても良いし、同（ｂ）のように２列の面発光体ユニット８であっても良い。２列の面発光体ユニット８とした場合は、上述したように、一の列における面発光体が隣合う列において最も近い２つの面発光体の中心の中間に配列されるようにする。
【００４６】
［ユニット連結具の実施形態］
次に、面発光体ユニット同士又は面発光体ユニットと電源供給機構との接合を可能にするためのユニット連結具の実施形態例を説明する。
図１８（ａ）は、この実施形態に係るユニット連結具の短辺方向の側面図、同（ｂ）は上面図、同（ｃ）は長辺方向の側面図である。このユニット連結具６００は、二つの係合溝の長辺開口部を相反する方向に有する断面「工」状の支持筐体６０１を有する。この支持筐体６０１の係合溝６０１ａ，６０１ｂの長辺方向の長さ（溝幅）は、上述した面発光体ユニット１，１６の（基板１０の）短辺サイズと同じとなる。係合溝６０１ａ，６０１ｂの短辺方向の長さ（溝の奥行き）は、面発光体ユニット１，１６の短辺部端部から最も近い外周シルクダム１１までの長さ以下である。係合溝６０１ａ，６０１ｂの上壁と下壁との間の間隔（溝の高さ）は、面発光体ユニット１，１６の基板１０の厚み以上となる。
【００４７】
各係合溝６０１ａ，６０１ｂの上壁には、それぞれその表面が金メッキされた板バネで構成される第１端子部６０２、第２端子部６０３、第３端子部６０５、第４端子部６０６が支持筐体６０１に一体に支持されている。また、各係合溝６０１ａ，６０１ｂの下壁には支持用板バネ６０４，６０７が設けられている。
第１端子部６０２と第２端子部６０３との中心部間隔、及び、第３端子部６０５と第４端子部６０６との中心部間隔は、例えば面発光体ユニット１における外部連結端子部１５ａ，１５ｂの中央部間隔とほぼ同じである。
【００４８】
支持筐体６０１の材質は、金属、カーボン、セラミック、硬質樹脂、木材など、任意の材質のもので良い。但し、いずれにしても、第１端子部６０２と第３端子部６０５、第２端子部６０３と第４端子部６０６は、それぞれ支持筐体６０１の内部で電気的に接続されるようにする。つまり、これらが導通状態で接合されるようにする。
このようなユニット連結具６００は、例えば図１に示した面発光体ユニット１の短辺部同士を同一平面上で接合しながら電気的に接続可能となる。すなわち、複数の面発光体ユニット１を同一平面上で長辺方向に何枚でも連結させることができる。そのため、面発光体ユニット１の応用範囲を拡げることができる。例えば、規定サイズの蛍光灯と同じサイズの照明器具や、照明対象となる部屋の間取りに応じて任意の設置場所を決められるフレキシブルな照明器具を容易に実現することができる。
【００４９】
また、図１に示した面発光体ユニット１と図１６に示した面発光体ユニット６とを用いて、図１９に示すように、同一平面上で、面発光体ユニット１を、その中心軸を変えて他の面発光体ユニット１６に連結させることもできる。これにより、矩形筒状その他の任意な形状の照明器具を容易に実現することができる。
【００５０】
さらに、このユニット連結具６００は、面発光体ユニット１において電極層の第１電極又は第２電極が配設されていない部分の連結手段として使用することもできる。例えば、図２０に示すように、このユニット連結具６００のうち、一つは、面発光体ユニット１６の長辺の一端同士の外部連結端子部６５ａ，６５ｂ，６６ａ，６６ｂの連結に用いる。もう一つのユニット連結具６００を、面発光体ユニット１６の長辺部の他端（外部連結端子部が存在しない端部）同士の連結に用いる。これにより、図１２に示した２枚基板の面発光体ユニットを構成しなくとも、同等の広さの面発光照度を得ることができる。
【００５１】
図２１（ａ）は、ユニット連結具の他の実施形態例を示す外観斜視図、同（ｂ）はその側面図、同（ｃ）はその正面図である。
このユニット連結具７００は、本実施形態の面発光体ユニット１を複数枚連結して既存の蛍光灯と互換性のある筒状の照明器具を実現するときの口金に相当するものである。すなわち、円筒状の支持筐体７０１の一方の端部に図１７に示した係合溝６０１ａと同じ形状、構造及びサイズの係合溝７０１ａを設ける。係合溝７０１ａの上壁には、第１端子部７０２及び第２端子部７０３、下壁には、支持用板バネ７０４を設ける。支持筐体７０１の他方の端部には、一対の電極ピン７０５，７０６が設けられる。電極ピン７０５，７０６の太さ及びその間隔は、既存の蛍光管の口金に設けられているものと同じである。
第１端子部７０２と電極ピン７０５、第２端子部７０３と電極ピン７０６は、これらを直接配線することで導通させても良い。また、第１端子部７０２と第２端子部７０３へは、電極ピン７０５，７０６より供給される電力を直流電圧に変換するコンバータを介して給電するようにしても良い。このようなユニット連結具７００を用いることにより、蛍光管と互換性のあるサイズの照明器具を、本発明の面発光体ユニットを用いて容易に実現することができる。
【００５２】
なお、これらのユニット連結具６００，７００において、第１端子部６０２，７０２、第２端子部６０３，７０３、第３端子部６０５、第４端子部６０６は、必ずしも金メッキされた板バネでなくとも良い。例えばスプリングコンタクトその他の弾性を有する導電体を用いても良い。あるいは、弾性による付勢は支持用板バネ６０３，６０７，７０４に委ね、各端子部６０２，７０２，６０３，７０３，６０５，６０６は、厚みのある金属箔又は外部連結端子部１５ａ等に対応する部位だけに導電ポイントを設けたものとすることができる。
【００５３】
本発明の実施の形態例は以上のとおりであるが、本発明の実施範囲は上記の形態例に限定されるものではない。例えば、第１実施形態では、面発光体１３の周囲の散乱用透光部材１４との間で光を透過しやすくすることと、主として封止用透光部材を形成する際の便宜から、透光部材から成るポッティングシルクダム１２を形成する例を説明した。しかし、ポッティングシルクダム１２に代えて型枠によって封止用透光部材１０８を形成し、その後に型枠を除去するようにしても良い。
また、面発光体１３の形状は、楕円筒状に限らず、略楕円筒状あるいは角部のない他の筒状に生成したものであっても良い。また、電極等を金メッキで形成した場合の例を示したが、銅などの廉価な金属によってそれらを形成しても良い。
さらに、隣合う面発光体１３同士の距離がほぼ均等になれば良いので、必ずしも千鳥配列でなくとも良い。
【符号の説明】
【００５４】
１〜８・・・面発光体ユニット、１０・・・基板、１１・・・外周シルクダム、１２・・・ポッティングシルクダム、１３・・・面発光体、１４・・・散乱用透光部材、１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂ，６５ａ，６５ｂ，６６ａ，６６ｂ（１０７ｄ）・・・外部連結端子部。１０８・・・封止樹脂、１０９・・・散乱用樹脂、１１０・・・透光性膜。１３０・・・発光素子、１４０・・・導電性接着剤。６００，７００・・・ユニット連結具、６０１，７０１・・・支持筐体、６０１ａ，６０１ｂ，７０１ａ・・・係合溝。
【要約】
【課題】複数の面発光体の光量をほぼ均等にしつつ全体的な光量アップを図る面発光体ユニットを提供する。
【解決手段】アルミニウム板をベース層とする一枚の基板１０の表面に略矩形筒状の外周シルクダム１１が形成され、この外周シルクダム１１で囲まれた基板１０の表面に、平行方向への光も透過させる楕円筒状の面発光体１３が千鳥配列で形成される。外周シルクダム１１で囲まれた窪み領域には、散乱用透光部材１４が充填され、面発光体１３から伝わる光を全方位にわたって０度以上の角度で散乱させる。この散乱光は面発光体１３へも伝わるので、発光量不良がある場合でもそれが補われる。基板１０の短辺部には、一対の外部連結端子部１５ａ，１６ａ，１５ｂ，１６ｂが形成される。
【選択図】図１【図１】
0005635659.tif 000002
【図３】
0005635659.tif 000003
【図１２】
0005635659.tif 000004
【図１６】
0005635659.tif 000005
【図１７】
0005635659.tif 000006
【図１８】
0005635659.tif 000007
【図１９】
0005635659.tif 000008
【図２０】
0005635659.tif 000009
【図２１】
0005635659.tif 000010
【図２】
0005635659.tif 000011
【図４】
0005635659.tif 000012
【図５】
0005635659.tif 000013
【図６】
0005635659.tif 000014
【図７】
0005635659.tif 000015
【図８】
0005635659.tif 000016
【図９】
0005635659.tif 000017
【図１０】
0005635659.tif 000018
【図１１】
0005635659.tif 000019
【図１３】
0005635659.tif 000020
【図１４】
0005635659.tif 000021
【図１５】
0005635659.tif 000022