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特開2023-147149発光モジュール、光源の製造方法および発光モジュールの製造方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023147149
(43)【公開日】2023-10-12
(54)【発明の名称】発光モジュール、光源の製造方法および発光モジュールの製造方法
(51)【国際特許分類】
   H01L 33/60 20100101AFI20231004BHJP
   H01L 33/50 20100101ALI20231004BHJP
   H01L 33/62 20100101ALI20231004BHJP
【FI】
H01L33/60
H01L33/50
H01L33/62
【審査請求】有
【請求項の数】24
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022133115
(22)【出願日】2022-08-24
(31)【優先権主張番号】P 2022053831
(32)【優先日】2022-03-29
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】000226057
【氏名又は名称】日亜化学工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100145403
【弁理士】
【氏名又は名称】山尾 憲人
(74)【代理人】
【識別番号】100138863
【弁理士】
【氏名又は名称】言上 惠一
(74)【代理人】
【識別番号】100187584
【弁理士】
【氏名又は名称】村石 桂一
(72)【発明者】
【氏名】岡 祐太
【テーマコード(参考)】
5F142
【Fターム(参考)】
5F142AA56
5F142BA02
5F142BA32
5F142CA01
5F142CA11
5F142CB03
5F142CB23
5F142CB24
5F142CD02
5F142CD16
5F142CD17
5F142CD18
5F142CE03
5F142CE16
5F142CE32
5F142DA13
5F142DA14
5F142DA21
5F142DB13
5F142FA21
(57)【要約】      (修正有)
【課題】小型の発光モジュール、光源の製造方法および発光モジュールの製造方法を提供する。
【解決手段】本開示の発光モジュールは、複数の発光素子11と、複数の発光素子11上のそれぞれに配置される透光性部材12と、複数の発光素子11および複数の透光性部材12の少なくとも一部を被覆する光反射性部材13と、を備える光源10と、上面に光源10を配置し、複数の発光素子11を個別に制御する制御部20と、を備え、光反射性部材13は、隣接する透光性部材12の間に配置されている。
【選択図】図4
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の発光素子と、前記複数の発光素子上のそれぞれに配置される透光性部材と、前記複数の発光素子および前記複数の透光性部材の少なくとも一部を被覆する光反射性部材と、を備える光源と、
上面に前記光源を配置し、前記複数の発光素子を個別に制御する制御部と、を備え、
前記光反射性部材は、隣接する前記透光性部材の間に配置されている、発光モジュール。
【請求項2】
前記光反射性部材の内部には、複数の導電部材が設けられており、
前記複数の導電部材は、それぞれ、前記光反射性部材の下面から露出する一端部と、前記光反射性部材の上面から露出する他端部と、を備え、
前記複数の導電部材の一端部は、前記制御部の上面に位置する外部接続端子に電気的に接続されている、請求項1に記載の発光モジュール。
【請求項3】
前記複数の導電部材は、上面視において前記光源の端部と、最外部に位置する発光素子と、の間に位置している、請求項2に記載の発光モジュール。
【請求項4】
前記発光モジュールは、基部の上面に配線部が配置される実装基板をさらに備え、
前記制御部は前記実装基板上に配置され、
前記光反射性部材の上面において、前記光反射性部材から露出する前記複数の導電部材の他端部と、前記実装基板上に位置する前記配線部と、がワイヤによって電気的に接続されている、請求項2に記載の発光モジュール。
【請求項5】
前記発光モジュールは、基部の上面に配線部が配置される実装基板をさらに備え、
前記制御部の下面に配置される接続端子と、前記実装基板の上面に配置される配線部と、が対向するように、前記制御部が前記実装基板上に配置されている、請求項2に記載の発光モジュール。
【請求項6】
前記発光モジュールは、前記光源と前記制御部との間に絶縁性の接合部材が配置されている、請求項1~5のいずれか1項に記載の発光モジュール。
【請求項7】
複数の発光素子と、前記複数の発光素子の少なくとも一部を被覆する光反射性部材と、を備える光源と、
前記光源の下側に位置し、基部の上面に配線部が配置される実装基板と、
前記光反射性部材の内部に設けられ、前記光反射性部材の下面から露出する一端部と、前記光反射性部材の上面から露出する他端部と、を有する複数の導電部材と、を備え、
前記光反射性部材の上面において、前記光反射性部材から露出する前記複数の導電部材の他端部と、前記実装基板上の前記配線部と、が電気的に接続されている発光モジュール。
【請求項8】
前記発光モジュールは、前記実装基板と前記光源との間に、前記複数の発光素子を個別に制御する制御部が配置されており、
前記制御部の上面に位置する外部接続端子は、前記光反射性部材の下面において前記光反射性部材から露出する前記複数の導電部材の一端部と電気的に接続されている、請求項7に記載の発光モジュール。
【請求項9】
前記制御部の下面に配置される接続端子と、前記実装基板の上面に配置される配線部と、が対向するように、前記制御部が前記実装基板上に配置されている、請求項8に記載の発光モジュール。
【請求項10】
前記発光モジュールは、前記光源と前記制御部との間に絶縁性の接合部材が配置されている、請求項8に記載の発光モジュール。
【請求項11】
前記光反射性部材の上面において、前記光反射性部材から露出する前記複数の導電部材の他端部と、前記実装基板上に位置する配線部と、がワイヤによって電気的に接続されている請求項7に記載の発光モジュール。
【請求項12】
前記複数の導電部材は、上面視において光源の端部と、最外部に位置する発光素子と、の間に位置している、請求項7~11のいずれか1項に記載の発光モジュール。
【請求項13】
前記光反射性部材の上面において、前記光反射性部材から露出する前記複数の導電部材の他端部は樹脂部材によって被覆されている、請求項4または11に記載の発光モジュール。
【請求項14】
前記樹脂部材は、前記ワイヤを被覆している、請求項13に記載の発光モジュール。
【請求項15】
前記複数の導電部材の他端部の幅は、前記複数の導電部材の一端部の幅よりも小さい、請求項2または7に記載の発光モジュール。
【請求項16】
前記複数の導電部材と、前記複数の導電部材を中に配置する母材と、を有する保持部材を有し、前記保持部材は前記光反射性部材中に設けられている、請求項2または7に記載の発光モジュール。
【請求項17】
上面視において、前記複数の発光素子のうち隣接する前記発光素子の間にある前記光反射性部材の延長線上に、前記少なくとも1つの導電部材が配置されている、請求項2または7に記載の発光モジュール。
【請求項18】
前記光源の上方にレンズが配置されている、請求項1または7に記載の発光モジュール。
【請求項19】
透光性シートを準備する準備工程と、
前記透光性シートに対して複数の発光素子を配置する発光素子配置工程と、
上面視において、複数の発光素子の外側に複数の導電部材を配置する導電部材配置工程と、
前記透光性シート、前記複数の発光素子および前記複数の導電部材の少なくとも一部を光反射性部材によって被覆する被覆工程と、
を備える、光源の製造方法。
【請求項20】
前記準備工程において、前記複数の発光素子のそれぞれに対応させるように前記透光性シートに複数のスリットを設けるスリット設置工程を含む、請求項19に記載の光源の製造方法。
【請求項21】
前記被覆工程において、前記光反射性部材の一部が前記複数のスリット内に配置されている、請求項20に記載の光源の製造方法。
【請求項22】
前記被覆工程後に、前記透光性シートを前記複数の発光素子に対応させて分離する工程を備えている、請求項19に記載の光源の製造方法。
【請求項23】
請求項19~22のいずれか1項に記載の光源の製造方法の後に、
前記光源と、前記複数の発光素子を個別に制御する制御部と、を電気的に接続する接続工程を備える、発光モジュールの製造方法。
【請求項24】
前記接続工程後に、実装基板上に前記制御部を配置し、前記実装基板と前記複数の導電部材とを電気的に接続する配線工程を備える、請求項23に記載の発光モジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、発光モジュール、光源の製造方法および発光モジュールの製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、発光ダイオード等の発光素子を用いた光源が幅広く使用されるようになってきている。例えば、特許文献1には、多層セラミック基板を介して半導体素子(LED)の個別制御が可能である多層キャリアシステムが開示されている(段落[0013]等参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特表2019-514226号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本開示は、小型の発光モジュール、光源の製造方法および発光モジュールの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本開示に係る発光モジュールは、複数の発光素子と、前記複数の発光素子上のそれぞれに配置される透光性部材と、前記複数の発光素子および前記複数の透光性部材の少なくとも一部を被覆する光反射性部材と、を備える光源と、上面に前記光源を配置し、前記複数の発光素子を個別に制御する制御部と、を備え、前記光反射性部材は、隣接する前記透光性部材の間に配置されている。
【0006】
また、本開示に係る発光モジュールは、複数の発光素子と、前記複数の発光素子の少なくとも一部を被覆する光反射性部材と、を備える光源と、前記光源の下側に位置し、基部の上面に配線部が配置される実装基板と、前記光反射性部材の内部に設けられ、前記光反射性部材の下面から露出する一端部と、前記光反射性部材の上面から露出する他端部と、を有する複数の導電部材と、を備え、前記光反射性部材の上面において、前記光反射性部材から露出する前記複数の導電部材の他端部と、前記実装基板上の前記配線部と、が電気的に接続されている。
【0007】
また、本開示に係る光源の製造方法は、透光性シートを準備する準備工程と、前記透光性シートに対して複数の発光素子を配置する発光素子配置工程と、上面視において、複数の発光素子の外側に複数の導電部材を配置する導電部材配置工程と、前記透光性シート、前記複数の発光素子および前記複数の導電部材の少なくとも一部を光反射性部材によって被覆する被覆工程と、を備えている。
【0008】
また、本開示に係る発光モジュールの製造方法は、上述の光源の製造方法の後に、前記光源と、前記複数の発光素子を個別に制御する制御部と、を電気的に接続する接続工程を備えている。
【発明の効果】
【0009】
本開示は、小型の発光モジュール、光源の製造方法および発光モジュールの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
図1】本開示の一実施形態に係る発光モジュールを示す断面図である。
図2A】本開示の一実施形態に係る光源を示す平面図である。
図2B】本開示の一実施形態に係る光源を示す底面図である。
図3A】本開示の一実施形態に係る発光モジュールの変形例を示す正面図である。
図3B】本開示の一実施形態に係る発光モジュールの変形例を示す平面図である。
図3C】本開示の一実施形態に係る発光モジュールの変形例について、制御部および実装基板の平面図である。
図4】他の実施形態に係る発光モジュールを示す断面図である。
図5A】他の実施形態に係る光源を示す平面図である。
図5B】他の実施形態に係る光源を示す底面図である。
図6】発光モジュールにワイヤボンディングを施している状態を説明する断面図である。
図7】他の実施形態の変形例1に係る発光モジュールを示す断面図である。
図8A】他の実施形態の変形例1に係る光源を示す平面図である。
図8B】他の実施形態の変形例1に係る光源を示す底面図である。
図9図8AのV-V線における矢視方向の断面図である。
図10A】他の実施形態の変形例2に係る光源を示す平面図である。
図10B】他の実施形態の変形例2に係る光源を示す底面図である。
図11】他の実施形態の変形例3に係る発光モジュールを示す断面図である。
図12】他の実施形態の変形例4に係る発光モジュールを示す断面図である。
図13】他の実施形態の変形例5に係る発光モジュールを示す断面図である。
図14A】本開示の一実施形態に係る発光モジュールの製造方法を説明する断面図である。
図14B】本開示の一実施形態に係る発光モジュールの製造方法を説明する断面図である。
図14C】本開示の一実施形態に係る発光モジュールの製造方法を説明する断面図である。
図14D】本開示の一実施形態に係る発光モジュールの製造方法を説明する断面図である。
図14E】本開示の一実施形態に係る発光モジュールの製造方法を説明する断面図である。
図14F】本開示の一実施形態に係る発光モジュールの製造方法を説明する断面図である。
図14G】本開示の一実施形態に係る発光モジュールの製造方法を説明する断面図である。
図14H】本開示の一実施形態に係る発光モジュールの製造方法を説明する断面図である。
図14I】本開示の一実施形態に係る発光モジュールの製造方法を説明する断面図である。
図15】本開示の一実施形態に係る導電部材を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、図面を参照しながら、本開示を実施するための実施形態を説明する。なお、以下に説明する発光モジュール、光源の製造方法および発光モジュールの製造方法は、本開示の技術思想を具体化するためのものであって、特定的な記載がない限り、本開示を以下のものに限定しない。
【0012】
各図面中、同一の機能を有する部材には、同一符号を付している場合がある。要点の説明または理解の容易性を考慮して、便宜上複数の実施形態に分けて示す場合があるが、異なる実施形態で示した構成の部分的な置換または組み合わせは可能である。後述の実施形態では、前述と共通の事柄についての記述を省略し、異なる点についてのみ説明する。特に、同様の構成による同様の作用効果については、実施形態ごとには逐次言及しないものとする。各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため、誇張して示している場合もある。断面図として切断面のみを示す端面図を用いる場合がある。
【0013】
<実施形態1>
本開示に係る実施形態1の発光モジュール1を、図1~2Bを参照しながら詳細に説明する。本開示に係る実施形態1の発光モジュール1は、複数の発光素子11と、複数の発光素子11上のそれぞれに配置された透光性部材12と、複数の発光素子11および複数の透光性部材12の少なくとも一部を被覆する光反射性部材13と、を備えた光源10と、上面に光源10を配置し、複数の発光素子11を個別に制御する制御部20と、を備え、光反射性部材13は、隣接する透光性部材12の間に配置されている。このような発光モジュール1によれば、上面視において、光源10および制御部20のそれぞれの占有面積を確保する必要がない。これにより、発光モジュール1の上面視における大きさを小型にすることができる。また、隣接する透光性部材12の間に光反射性部材13が配置されているため、発光面において一の発光素子11が透光性部材12を介して照射する光が隣接する発光素子が透光性部材を介して照射する発光領域に入射することを低減することができる。これにより、発光領域と非発光領域との見切り性の良い発光モジュールとすることができる。本明細書において、発光領域と非発光領域との見切り性が良いとは、換言すると、発光領域と非発光領域とのコントラストが高いということを意味してよい。
【0014】
以下、実施形態1に係る発光モジュールの各構成部材について、図1~2Bを参照して説明する。
【0015】
[光源]
光源10は、複数の発光素子11と、複数の発光素子11上のそれぞれに配置された透光性部材12と、複数の発光素子11および複数の透光性部材12の少なくとも一部を被覆する光反射性部材13と、を備えている。図1に例示する光源10は、上面が発光面であり、上面と反対側の下面が実装面である。
【0016】
[発光素子]
複数の発光素子11は、後述する制御部20により個別に点灯可能である。図2Aに示すように、複数の発光素子11は、上面視において、正方格子状又は長方格子状に配置されていることが好ましい。図2Aでは、発光素子11が3行3列で正方格子状に配置されている形態を例示している。複数の発光素子11は、縦方向および横方向に等間隔で整列してよい。なお、発光素子11の上面視における形状は、例えば正方形を含む四角形が挙げられるが、三角形、六角形等の多角形や円形、楕円形であってもよい。
【0017】
発光素子11の発光面と反対側の面には正負の電極15が設けられていることが好ましい。これにより、正負の電極15を介して発光素子11に電流を流すことが可能となる。
【0018】
発光素子11は、III~V族化合物半導体、II~VI族化合物半導体等の種々の半導体からなることが好ましい。半導体としては、InAlGa1-X-YN(0≦X、0≦Y、X+Y≦1)等の窒化物系半導体を使用することが好ましく、InN、AlN、GaN、InGaN、AlGaN、InGaAlN等も使用できる。
【0019】
[透光性部材]
透光性部材12は、上面視形状が略矩形状の板状の部材であり、発光素子11の上面を覆うように設けられている。透光性部材12は、例えば、100μm角以上300μm角以下の矩形状の部材を用いてよい。透光性部材12は、透光性の樹脂材料や、セラミックス、ガラス等の無機物を用いて形成することができる。樹脂材料としては、シリコーン樹脂、シリコーン変性樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などの熱硬化性樹脂を用いることができる。また、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、メチルペンテン樹脂、ポリノルボルネン樹脂などの熱可塑性樹脂を用いることができる。特に、耐光性、耐熱性に優れるシリコーン樹脂又はシリコーン変性樹脂が好適である。なお、ここでの透光性とは、発光素子11からの光の60%以上を透過し得る性質を指す。さらに、透光性部材12は、光拡散部材や発光素子11からの光の少なくとも一部を波長変換する波長変換物質を含有してもよい。波長変換物質を含有する透光性部材12としては、上述した樹脂材料、セラミックス、ガラス等に波長変換物質を含有させたもの、波長変換物質の焼結体等が挙げられる。また、透光性部材12は、樹脂、ガラス、セラミック等の成形体の下面に波長変換物質や光拡散部材を含有する樹脂層を形成したものでもよい。
【0020】
透光性部材12に含まれる波長変換物質としては、例えば、イットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体(例えば、Y(Al,Ga)12:Ce)、ルテチウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体(例えば、Lu(Al,Ga)12:Ce)、テルビウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体(例えば、Tb(Al,Ga)12:Ce)、CCA系蛍光体(例えば、Ca10(POCl:Eu)、SAE系蛍光体(例えば、SrAl1425:Eu)、クロロシリケート系蛍光体(例えば、CaMgSi16Cl:Eu)、窒化物系蛍光体、フッ化物系蛍光体、ペロブスカイト構造を有する蛍光体(例えば、CsPb(F,Cl,Br,I))、量子ドット蛍光体(例えば、CdSe、InP、AgInS、AgInGaS、CuAgInSまたはAgInSe)等を用いることができる。窒化物系蛍光体の例は、βサイアロン系蛍光体(例えば、(Si,Al)(O,N):Eu)、αサイアロン系蛍光体(例えば、Ca(Si,Al)12(O,N)16:Eu)、SLA系蛍光体(例えば、SrLiAl:Eu)、CASN系蛍光体(例えば、CaAlSiN:Eu)およびSCASN系蛍光体(例えば、(Sr,Ca)AlSiN:Eu)等であり、フッ化物系蛍光体の例は、KSF系蛍光体(例えば、KSiF:Mn)、KSAF系蛍光体(例えば、K(Si,Al)F:Mn)およびMGF系蛍光体(例えば、3.5MgO・0.5MgF・GeO:Mn)等である。上記の蛍光体は、粒子である。また、これらの波長変換物質のうちの1種を単体で、またはこれらの波長変換物質のうち2種以上を組み合わせて用いることができる。
【0021】
KSAF系蛍光体としては、下記式(I)で表される組成を有していてよい。
[SiAlMn] (I)
【0022】
式(I)中、Mはアルカリ金属を示し、少なくともKを含んでよい。Mnは4価のMnイオンであってよい。p、q、rおよびsは、0.9≦p+q+r≦1.1、0<q≦0.1、0<r≦0.2、5.9≦s≦6.1を満たしていてよい。好ましくは、0.95≦p+q+r≦1.05または0.97≦p+q+r≦1.03、0<q≦0.03、0.002≦q≦0.02または0.003≦q≦0.015、0.005≦r≦0.15、0.01≦r≦0.12または0.015≦r≦0.1、5.92≦s≦6.05または5.95≦s≦6.025であってよい。例えば、K[Si0.946Al0.005Mn0.0495.995]、K[Si0.942Al0.008Mn0.0505.992]、K[Si0.939Al0.014Mn0.0475.986]で表される組成が挙げられる。このようなKSAF系蛍光体によれば、輝度が高く、発光ピーク波長の半値幅の狭い赤色発光を得ることができる。
【0023】
光源10から白色光を発光させる場合は、例えば、青色に発光する発光素子と、発光素子からの光により黄色に発光する波長変換物質を含む透光性部材12と、を組み合わせることができる。
【0024】
透光性部材12に含まれる光拡散部材としては、例えば、酸化チタン、チタン酸バリウム、酸化アルミニウム、酸化ケイ素などを用いることができる。
【0025】
透光性部材12の上面視形状は、発光素子11の形状に対応する形状としてよい。つまり、三角形、四角形、六角形等の多角形や円形、楕円形であってよい。上面視において、透光性部材12の外縁は、発光素子11の外縁よりも外側に位置してよい。これにより、発光素子11から出射する光を適切に透光性部材12に入射させることができる。
【0026】
[光反射性部材]
光反射性部材13は、隣接する透光性部材12の間に配置されている。光反射性部材13は、複数の発光素子11および複数の透光性部材12を一括して被覆する部材である。換言すると、光反射性部材13は、隣接する発光素子11および隣接する透光性部材12の間に位置し、各発光素子11および各透光性部材12を保持する部材である。光反射性部材13が隣接する透光性部材12の間に配置されていることで、発光面において一の発光素子11が透光性部材12を介して照射する光が隣接する発光素子が透光性部材を介して照射する発光領域に入射することを低減することができる。これにより、発光領域と非発光領域との見切り性の良い発光モジュールとすることができる。発光面における隣接する光反射性部材13の間に位置する光反射性部材13の幅は、例えば5μm以上100μm以下であり、10μm以上70μm以下であることが好ましく、15μm以上50μm以下であることがより好ましい。これにより、光源10を小型化にしつつ、発光領域と非発光領域との見切り性の良い発光モジュールとすることができる。
【0027】
透光性部材12の上面は光反射性部材13から露出し、光源10の発光面を構成する。発光面は主たる光取出し面である。光反射性部材13は、光取出し効率を向上させるために、光反射率の高い部材で構成されることが好ましい。
【0028】
光反射性部材13は、例えば、白色顔料等の光反射性物質を含有する樹脂材料を用いることができる。光反射性物質としては、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム、珪酸カルシウム、珪酸マグネシウム、チタン酸バリウム、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化ケイ素等が挙げられ、これらのうちの1種を単独で、又はこれらのうちの2種以上を組み合わせて使用することが好ましい。また、樹脂材料としては、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、シリコーン変性樹脂、フェノール樹脂などの熱硬化性樹脂を主成分とする樹脂材料を母材とすることが好ましい。
【0029】
[制御部]
制御部20は、後述する実装基板30と光源10との間に配置されており、複数の発光素子11を個別に制御するものである。制御部20の上面には、電流を印加するための端子および電気信号を入力または出力するための端子を含む外部接続端子が設けられている。具体的に、制御部20の上面には、実装基板30と電気的に接続される外部接続端子21aと、複数の発光素子11に対応して設けられている複数の端子21bを備えている。複数の端子21の一例としては、発光素子11のカソード用端子、アノード用端子、発光素子11を個別に制御する制御入力信号用端子、および出力信号用端子が挙げられる。
【0030】
制御部20は、上面視において、光源10の外形と略等しいことが好ましい。上面視において、制御部20の平面積は、光源10の平面積と略等しいことが好ましい。ここで、制御部20と光源10の平面積が「略等しい」とは、制御部20の平面積が光源10の平面積に対して±20%の範囲を包含することを意図している。これにより、上面視における発光モジュールの占有面積が光源10の占用面積と略同じになりやすくなるため、発光モジュールの大型化を低減することができる。本明細書において、平面積とは、平面視における面積のことをいう。
【0031】
制御部20の上面に位置する外部接続端子21aは、後述する実装基板30の配線部32と、例えばワイヤボンディングによって電気的に接続される。これにより、実装基板30から出力される電気信号を制御部20に供給することができる。
【0032】
制御部20の上面に位置する端子21bは、光反射性部材13の下面において光反射性部材13から露出する複数の電極15と、例えば導電性の接合部材を介して接続される。これにより、発光モジュール1の外部から出力される電気信号を発光素子11に供給することができる。
【0033】
[実装基板]
実装基板30は、制御部20の下方に配置されており、基部31と配線部32とを備えている。基部31は、絶縁性材料を用いることが好ましく、かつ、光源10から出射される光や外光などを透過しにくい材料を用いることが好ましい。また、基部31は、ある程度の強度を有する材料を用いることが好ましい。具体的には、基部31は、アルミナ、窒化アルミニウム、ムライト等のセラミックス、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、BTレジン(bismaleimide triazine resin)、ポリフタルアミド等の樹脂等を用いることができる。
【0034】
配線部32は、ワイヤボンディングによるワイヤWが接合し易い金属材料を用いることが好ましい。例えば、銅、鉄、ニッケル、タングステン、クロム、アルミニウム、銀、金、チタン、パラジウム、ロジウムまたはこれらの合金等の少なくとも1種で構成される部材を用いることが好ましい。これにより、実装基板30上に位置する配線部32と、光源10の上面において光反射性部材13から露出する複数の導電部材14の他端部14bとが、それぞれワイヤWによって電気的に接続することができる。
【0035】
<実施形態1の発光モジュールの変形例>
次に、本開示に係る実施形態1の発光モジュール1の変形例について、図3A図3Cを参照しながら説明する。本変形例に係る発光モジュール1は、上述の実施形態1で説明した光源10と、上面に光源10を配置して電気的な配線が行われるサブマウント基板70と、サブマウント基板70の下方に配置されており、複数の発光素子11を個別に制御する制御部20と、制御部20の下方に配置されている実装基板30と、を備えている。なお、本説明では、上述の実施形態1で説明した発光モジュールと異なる点を中心に説明する。
【0036】
[サブマウント基板]
サブマウント基板70は、図3Bに示すとおり、平面視で略矩形状の基板である。本実施形態では、平面視において、サブマウント基板70の外縁が光源10の外縁および制御部20の外縁よりも外側に位置している。サブマウント基板70の下方には、後述するチップ抵抗及び/又はコンデンサ等の電子部品80を配置することができる。具体的には、電子部品80は、平面視において、サブマウント基板70の下方であって、且つサブマウント基板70の外縁と制御部20との間に配置することができる。これにより、光源10が発する光が電子部品80に到達することを低減することができ、光源10が発する光の一部が例えば表面が黒色系である電子部品80に吸収されることを低減することができる。また、サブマウント基板70の下方に電子部品を配置することで、平面視において、電子部品80を視認しづらくし、発光モジュール1の美観を向上させることができる。
【0037】
サブマウント基板70は、光源10が配置される領域を取り囲むように、複数の開口70hが設けられていてよい。開口70hは、制御部20と実装基板30とを電気的に接続するワイヤW2を配置するための空間となっている。つまり、サブマウント基板70に開口70hを設けることにより、制御部20と実装基板30とを電気的に接続するワイヤW2が開口70hに入り込み、ワイヤW2がサブマウント基板70に接触することを防いでいる。さらに、平面視で開口70hを介してワイヤW2によって制御部20と実装基板30とが適切に電気的に接続していることを確認することもできる。
【0038】
サブマウント基板70の上面における一対の角部には、光源10に電気供給するためのパッド71aがそれぞれ設けられていてよい。本実施形態においては、パッド71aは、サブマウント基板70における対角線上に配置されている。なお、パッド71aの配置は、これに限定されない。
【0039】
各パッド71aには、光源10のアノード電極またはカソード電極と電気的に接続するための引出配線71bが設けられてよい。この引出配線71bは、絶縁層を介して部分的に積層されて配線されていてよい。
【0040】
サブマウント基板70の母体は、絶縁性材料を用いることが好ましく、かつ、光源10から出射される光や外光などを透過しにくい材料を用いることが好ましい。また、サブマウント基板70は、ある程度の強度を有する材料を用いることが好ましい。具体的には、窒化アルミニウム基板または窒化珪素基板が好ましい。
【0041】
[制御部]
制御部20は、図3Cに示すとおり、平面視で略矩形状であり、実装基板30上に配置されている。上面視において、制御部20の平面積は、光源10の平面積に対して±20%の範囲にあってよい。そして、制御部20において、開口70hから視認可能な外縁20e近傍に、実装基板30と電気的に接続するための端子21eが配置されていてよい。本変形例では、図3Bおよび図3Cに示すように、1つの開口70hあたりで4つの端子21eを視認することができる。
【0042】
[実装基板]
実装基板30は、図3Cに示すとおり、平面視で略矩形状である。実装基板30には、サブマウント基板70と電気的に接続するためのサブマウント基板用電極32aおよび制御部20と電気的に接続するための制御部用電極32bとが設けられてよい。
【0043】
サブマウント基板用電極32aは、サブマウント基板70のパッド71aの近傍に配置されていてよい。具体的に、サブマウント基板用電極32aは、サブマウント基板70のパッド71aに対応して、実装基板30の角部に配置されていてよい。このような配置とすることにより、ワイヤW1を可能な限り短くして配線抵抗を低減できる。
【0044】
制御部用電極32bは、制御部20の端子21eと隣接するように配置されていてよい。具体的に、制御部用電極32bは、制御部20の端子21eに対応して、平面視においてサブマウント基板70の開口70hから視認できる位置に配置されていてよい。このような配置とすることにより、ワイヤW2を可能な限り短くして配線抵抗を低減できる。
【0045】
実装基板30には、電子部品80(チップ抵抗及び/又はコンデンサ等)を設けていてよい。一例として、平面視においてサブマウント基板70の下方に電子部品80が配置されてよい。具体的には、サブマウント基板70における角部位置の下方に電子部品80が配置されてよい。このような位置に電子部品80を配置することによって、光源10が発する光が電子部品80に到達することを低減することができ、光源10が発する光の一部が例えば表面が黒色系である電子部品80に吸収されることを低減することができる。また、サブマウント基板70の下方に電子部品を配置することで、平面視において、電子部品80を視認しづらくし、発光モジュール1の平面視における美観を向上させることができる。
【0046】
<実施形態2>
次に、本開示に係る実施形態2の発光モジュール1について図4~5Bを参照しながら説明する。なお、本説明では、上述の実施形態1で説明した発光モジュールと異なる点を中心に説明する。
【0047】
本開示に係る発光モジュール1は、複数の発光素子11と、複数の発光素子11の少なくとも一部を被覆する光反射性部材13と、を備えた光源10と、光源10の下側に位置し、基部31の上面に配線部32が配置された実装基板30と、光反射性部材13の内部に設けられ、光反射性部材13の下面から露出する一端部14aと、光反射性部材13の上面から露出する他端部14bと、を有する複数の導電部材14と、を備え、光反射性部材13の上面において、光反射性部材13から露出する複数の導電部材14の他端部14bと、実装基板上の配線部32と、が電気的に接続されている。このような発光モジュール1によれば、光反射性部材13の内部にある導電部材14と、実装基板上の配線部32と、が電気的に接続される。これにより、例えば、導電部材を備えていない図6のような発光モジュールの場合、ワイヤボンディングを行うスペースSPが必要になるところ、本開示の発光モジュールでは上記のスペースSPを確保する必要がない。そのため、更なる小型化を可能とする発光モジュール、光源の製造方法および発光モジュールの製造方法を提供することができる。
【0048】
以下、実施形態2に係る発光モジュールの各構成部材について説明する。
【0049】
[光源]
光源10は、複数の発光素子11と、複数の発光素子11の少なくとも一部を被覆する光反射性部材13と、光反射性部材13の内部に設けられた導電部材14と、を備えている。本開示において透光性部材12は、任意付加的な構成であって良い。
【0050】
[発光素子]
複数の発光素子11は、図5Aに示すように、上面視において、全体として矩形状に配置されていることが好ましい。なお、図5Aでは、発光素子11が3行3列で正方格子状に配置されている形態を例示している。
【0051】
[導電部材]
実施形態2に係る発光モジュールは、導電部材14を備えている。導電部材14は、上述の光反射性部材13の内部に設けられた導電性の部材である。なお、「導電性」とは、半導体の体積抵抗率10Ω・cm以下であることを意味し、好ましくは、体積抵抗率が10-7Ω・cm以下であることを意味する。導電部材14は、例えば、銅、鉄、ニッケル、タングステン、クロム、アルミニウム、銀、金、チタン、パラジウム、ロジウムまたはこれらの合金等の少なくとも1種で構成される部材を用いることができる。特に、電気伝導率の観点で銅が好適である。
【0052】
導電部材14は、複数の発光素子11を個別に制御するための配線として用いられるため、複数設けられることが好ましい。図5には、6つの導電部材14が配置されている。複数の導電部材14は、それぞれ、光反射性部材13の下面から露出する一端部14aと、光反射性部材13の上面から露出する他端部14bと、を備える。導電部材14の一端部14aは、後述する制御部20の上面に位置する外部接続端子21aに電気的に接続されてよい。なお、導電部材14の数は上記に限定されることなく、発光素子の数や配線方法等に応じて変更可能である。
【0053】
実施形態2に係る導電部材14は、一端部14aの幅と他端部14bの幅とが略同一とされている。なお、導電部材14の一端部14aの幅は、他端部14bの幅よりも大きくてもよい。導電部材14の一端部14aの幅が他端部14bの幅よりも大きいことで、導電部材14の一端部14aと制御部20との電気的接続を行い易くすることができる。また、他端部14bの幅を小さくすることで、光源10の上面から露出する導電部材14の領域が小さくなり、後述する樹脂部材40を配置する領域を小さくすることができる。これにより、少量の樹脂部材40で導電部材14を被覆することができるため、樹脂部材40が意図せず透光性部材12の上面に配置し、光源10の照射光に影響を及ぼすことを低減することができる。なお、導電部材14の一端部14aの幅は、他端部14bの幅よりも小さくてもよい。このような構成であれば、導電部材14の他端部14bに対してワイヤボンディングを容易に行うことができる。
【0054】
複数の導電部材14は、上面視において光源10の端部と最外部に位置する発光素子11との間に位置している。言い換えると、発光素子11による発光領域よりも外側に導電部材14が配置されている。実施形態2に係る導電部材14は、発光素子11を挟むように配置されている。このような導電部材14の配置により、導電部材14と電気的に接続されるワイヤWが光源10の発光の妨げとなることを低減することができる。なお、図5に示すように、導電部材14は、上面視において円形としているが、三角形、四角形、六角形等の多角形や楕円形であってもよい。導電部材14は、例えば直径が30μm以上~100μm以下の円形状である。
【0055】
[制御部]
制御部20の上面には、上述の複数の導電部材14に対応して設けられている複数の外部接続端子21cと、複数の発光素子11に対応して設けられている複数の端子21bと、を備えている。一例として、外部接続端子21cは、光反射性部材13の下面において光反射性部材13から露出する複数の導電部材14の一端部14aと導電性の接合部材を介して電気的に接続される。これにより、発光モジュール1の外部から出力される電気信号を発光素子11に供給することができる。
【0056】
<実施形態2の発光モジュールの変形例1>
次に、本実施形態2の変形例1について図7~9を参照しながら説明する。本変形例は、実施形態2に係る発光モジュールと導電部材の形態が異なり、その他の構成は実施形態2に係る発光モジュールと同様である。本変形例では、導電部材が母材の中に配置された保持部材14hが用いられている。
【0057】
保持部材14hは、複数の導電部材14と、複数の導電部材14を中に配置する母材14iと、を有している。このような構成であれば、複数の導電部材14を母材14i中に配置した保持部材14hを1つのパーツとして取り扱うことができる。これにより、製造の観点から複数の導電部材14を光反射性部材13に容易に組み込むことが可能となる。また、保持部材14hは、光反射性部材13の強度を高めるための補強部材としても作用する。
【0058】
母材14iの一例として、無機材料を用いることができ、無機材料は、窒化アルミニウムや窒化ケイ素等のセラミック基板が挙げられる。当該母材14iに対して貫通ビアを形成し、当該貫通ビアに導電部材14を埋めることによって保持部材14hを形成することができる。なお、当該形成手法に代えて、複数の導電部材14を並置させた後に導電部材14の周囲にセラミック材料等の母材14iを配置し、焼結させて保持部材14hを形成してもよい。
【0059】
図8Aおよび図8Bに例示するとおり、保持部材14hは、複数の発光素子11を囲うような形状としてよい。つまり、保持部材14hは、上面視において、複数の光源10の最外縁の形状に沿う形状としてよい。なお、当該保持部材14hの形状に変えて、発光素子11を囲わず、光源10の1辺に沿う形状としてもよい。また、光源10の対向する2辺に沿って保持部材14hを設けてもよい。
【0060】
図9に示すとおり、導電部材14は、一端部14aの幅が他端部14bの幅よりも大きくてもよい。このような構成であれば、導電部材14の一端部14aと制御部20との電気的接続を行い易くすることができる。また、他端部14bの幅を小さくすることで、光源10の上面から露出する導電部材14の領域が小さくなり、後述する樹脂部材40を配置する領域を小さくすることができる。これにより、少量の樹脂部材40で導電部材14を被覆することができるため、樹脂部材40が意図せず透光性部材12の上面に配置し、光源10の照射光に影響を及ぼすことを低減することができる。
【0061】
<発光モジュールの変形例2>
次に、本実施形態の変形例2について図10Aおよび図10Bを参照しながら説明する。本変形例は、実施形態2に係る発光モジュールと導電部材の形態が異なり、その他の構成は実施形態2に係る発光モジュールと同様である。本変形例は、上面視において、複数の発光素子11のうち隣接する発光素子11の間にある光反射性部材13の延長線上に、例えば、発光素子が配置された列と列の間及び/又は発光素子が配置された行と行の間に、少なくとも1つの導電部材14が配置されている。言い換えると、導電部材14は、発光素子11を区画するように配置されている。
【0062】
このように、隣接する発光素子11の間の光反射性部材13中に導電部材14を設けることによって、光反射性部材13を補強する作用を有する。さらに、全ての発光素子11を区画するように導電部材14を設けることにより、隣接する発光素子11同士の光の干渉をさらに低減することもできる。なお、図10では、隣接する発光素子11の全ての光反射性部材13の位置に導電部材14を設けたが、光反射性部材13の強度を上げる観点では、隣接する発光素子のいずれかの位置に導電部材14を設けることとしてもよい。
【0063】
<発光モジュールの変形例3>
次に、本実施形態の変形例3について図11を参照しながら説明する。本変形例は、樹脂部材40および絶縁性の接合部材50を備える点で実施形態2に係る発光モジュールと異なる。本変形例は、光源10と制御部20とを電気的に接続する接合部材Hの他に、光源10と制御部20との間に位置し、光源10と制御部20とを接合する絶縁性の接合部材50が配置されている。絶縁性の接合部材50は、制御部20の端子21同士および発光素子11の電極15同士の電気的短絡を防止する。絶縁性の接合部材50によって光源10と制御部20とを強固に接着することができる。
【0064】
絶縁性の接合部材50は、例えば樹脂材料であり、シリコーン樹脂、シリコーン変性樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などの熱硬化性樹脂を用いることができる。また、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、メチルペンテン樹脂、ポリノルボルネン樹脂などの熱可塑性樹脂を用いることができる。特に、耐光性、耐熱性に優れるシリコーン樹脂又はシリコーン変性樹脂が好適である。絶縁性の接合部材50は、酸化チタン、チタン酸バリウム、酸化アルミニウム、酸化ケイ素などの光拡散部材を含んでいてもよい。これにより、光源10から出射された光のうち下方に出射された光を絶縁性の接合部材50により反射することで、上方に取り出しやすくなる。
【0065】
また、本変形例は、光反射性部材13の上面において、光反射性部材13から露出する複数の導電部材14の他端部14bは樹脂部材40によって被覆されている。樹脂部材40は、導電部材14との電気的短絡を防止すため、絶縁性材料であることが好ましい。つまり、樹脂部材40は、導電部材14に対する保護部材として、予期せぬ電気的短絡を防ぐことができる。なお、樹脂部材40は、材料コストの観点から、導電部材14を被覆する光反射性部材13と同じ材料であることが好ましいが、導電部材14を被覆する光反射性部材13と異なる材料であってもよい。
【0066】
また、本変形例の樹脂部材40は、ワイヤWを被覆している。これにより、発光モジュール1を上方から見たときにワイヤWが視認されにくくなるので、発光モジュール1の外観の美観を向上させることができる。
【0067】
<発光モジュールの変形例4>
次に、本実施形態の変形例4について図12を参照しながら説明する。本変形例は、上述した実施形態1および実施形態2に係る発光モジュールとは異なり、ワイヤWおよび導電部材14を用いずに実装基板30、制御部20および光源10を電気的に接続している。
【0068】
具体的には、制御部20は、制御部20の下面に配置される接続端子21dを備えており、当該接続端子21dと電気的に接続された端子が上面にも配置されている。一例として、図12に示すとおり、制御部20の内部を貫通する端子21としてよい。また、制御部20の下面の端子と上面の端子とを電気的に接続するように制御部20内で配線されていてもよい。
【0069】
制御部20の下面に配置される接続端子21dは、実装基板30の上面に配置される配線部32と対向しており、制御部20の接続端子21dと実装基板30の上面の配線部32が電気的に接続されている。さらに、制御部20の端子21と発光素子11の電極15とが電気的に接続されている。
【0070】
このような発光モジュール1であれば、ワイヤボンディングを用いずに実装基板30、制御部20および光源10を電気的に接続することができるため、更なる発光モジュールの小型化が可能となる。
【0071】
<発光モジュールの変形例5>
次に、本実施形態の変形例5について図13を参照しながら説明する。本変形例は、光源10の上方にレンズ60が配置されている。本変形例において、レンズ60は発光モジュール1の一部である。一例として、光源10上に第1レンズ61を設け、その上に、第2レンズ62を設けてよい。第2レンズ62は、例えば、フレネルレンズである。フレネルレンズは、凹凸が配置された下面を光源10側に向けて、光源10から出射される光を入射させて、平坦な上面から出射させるように配置されている。フレネルレンズを用いることで、レンズ60の厚みを薄くすることができる。本変形例に係る発光モジュール1では、光源10と制御部20とを高さ方向に重ねて配置するため、光源10と制御部20とを別々に配置する発光モジュールと比べて発光モジュールの厚みが厚くなる。そのため、レンズ60またはレンズ60の一部のレンズをフレネルレンズとすることで、発光モジュール全体の厚みが厚くなることを低減することができる。これにより、発光モジュール1を小型化することができる。
【0072】
<光源および発光モジュールの製造方法>
次に、光源および発光モジュールの製造方法について、図14A図14Iおよび図15を参照しながら説明する。
【0073】
本実施形態の光源10の製造方法は、透光性シートを準備する準備工程と、発光素子配置工程と、導電部材配置工程と、被覆工程と、を備えている。以下、工程に沿って説明する。
【0074】
[透光性シートを準備する準備工程]
まず、図14Aで示すように、光拡散層12aと波長変換層12bを含む透光性シート12’を準備する。光拡散層12aは、酸化チタン、チタン酸バリウム、酸化アルミニウム、酸化ケイ素等を含有し、波長変換層12bはYAG蛍光体等の波長変換物質を含有する。
【0075】
透光性シート12’は、透光性シート12’を加工するためのダイシングシート等のシートSに貼り付けられてよい。その際、透光性シート12’を予め所望の大きさに切断していてもよい。また、透光性シート12’は、下側から光拡散層12a、波長変換層12bとなるように、配置される。
【0076】
次に、図14Bで示すように、複数の発光素子11のそれぞれに対応させるように、透光性シート12’に複数のスリットCを設けるスリット設置工程を行ってもよい。複数のスリットCは、上面視において、各発光素子が載置される予定の領域の周囲に設けられる。スリット設置工程は、波長変換層12b側から行われる。スリットCは、厚み方向において、波長変換層12bを貫通し、光拡散層12aの一部を除去するように設けられる。言い換えると、スリットCは、光拡散層12aの一部を残すように設けられる。これにより、一部が繋がった状態で透光性シート12’を取り扱うことができるため、製造工程を容易にすることができる。
【0077】
[発光素子配置工程]
発光素子配置工程は、図14Cおよび図14Dに示すように、準備された透光性シート12’に対して複数の発光素子を配置する工程である。まず、透光性シート12’の波長変換層12b上に接着剤Aを配置する。そして、接着剤A上に発光素子11を配置することにより、透光性シート12’と発光素子11とが接着される。これにより、透光性シート12’に設けられたスリットCに対応させて複数の発光素子11を配置することができる。透光性シート12’に発光素子11を配置した後、透光性シート12’側が上面となるようにシートを張り替える。
【0078】
[導電部材配置工程]
導電部材配置工程は、図14Eに示すように、上面視において、複数の発光素子11の外側に複数の導電部材14を配置する工程である。
【0079】
導電部材配置工程の一例として、図15に示すようにベースBの上に複数の導電部材14が保持された部材を準備した上で、当該ベースBおよび導電部材14を発光素子11の外側に配置してよい。ベースBは、導電部材14を直立させることができ、後の工程で研削することができれば、どのような部材であってもよい。例えば、サファイヤ、シリコン、樹脂、金属であってよい。導電部材14は、電気伝導率の観点でCuが好適であり、例えば、光源10の厚みと同程度の高さである柱形状のものを用いてよい。
【0080】
このように、ベースBによって導電部材14が保持されていると、後述する被覆工程において、光反射性部材13の供給に伴う導電部材14の転倒を防止することができる。また、当該導電部材14の転倒を防ぐ観点において、導電部材14のベース側の幅を大きくし、導電部材14を安定して直立させてもよい。
【0081】
上述の説明において、導電部材は、ベースB上に柱形状のCuを用いる態様を説明したが、この態様に限定されず、例えば、導電部材として、複数のめっきによる層を積層する態様としてもよい。または、変形例1に記載の母材14iに複数の導電部材14を配置する態様としてもよい。または、ベースBを用いずに導電部材14を発光素子11の外側に配置してもよい。
【0082】
[被覆工程]
被覆工程は、図14Fで示すように、透光性シート12’、複数の発光素子11および複数の導電部材14を光反射性部材13’によって被覆する工程である。光反射性部材13’は、例えば、白色顔料等の光反射性物質を含有する樹脂材料である。
【0083】
被覆工程は、透光性シート12’、複数の発光素子11および複数の導電部材14が完全に埋まるように、光反射性部材13’を用いて被覆する。これにより、スリット設置工程によって設けられたスリットC内に光反射性部材13の一部が配置されるため、発光面において一の発光素子11が透光性部材を介して照射する光が隣接する発光素子が透光性部材を介して照射する発光領域に入射することを低減することができる。これにより、発光領域と非発光領域との見切り性の良い発光モジュールとすることができる。
【0084】
さらに被覆工程において、図10に示したように、導電部材14を複数の発光素子11を区画するように配置した後に、発光素子11を区画する導電部材14を光反射性部材13’で被覆してもよい。
【0085】
[分離工程(付加的工程)]
図14Gで示すように、被覆工程後には、透光性シート12’を複数の発光素子に対応させて分離する工程を備えてよい。透光性シート12’の上面側には光反射性部材13’の一部が配置されており、透光性シート12’は上面側の一部で連続して繋がった状態になっている。分離工程では、透光性シート12’の上面側から例えば研削装置により研削していく。分離工程は、透光性シート12’の上面側に配置された光反射性部材13’の一部および透光性シート12’が繋がった部分を除去することによってそれぞれの発光素子ごとに分離する。
【0086】
分離工程後は、図14Hに示すように、発光素子11側が上面となるようにシートを張り替えて、発光素子11の電極15が露出するように研削を行う。これにより、導電部材を支持していたベースBが同時に除去される。発光素子11の電極15を露出させた後、再度、シートを張り替え、図14Iに示すように所望の大きさとなるように光反射性部材13’の外形を整える加工を行う。以上により、発光モジュールに用いられる光源10を製造することができる。
【0087】
光源10を製造した後、光源10と、複数の発光素子11を個別制御する制御部20とを準備し、光源10と制御部20とを電気的に接続する接続工程を備える。具体的には、制御部20の端子21と光源10の電極15とを導電性の接合材によって電気的に接続する。
【0088】
次に、制御部20と光源10とを強固に接着するために、接続工程の後に絶縁性の接合部材50を介して制御部20と光源10とを接着する接着工程をさらに備えていてよい。
【0089】
次に、接続工程後に、実装基板30上に制御部20を配置し、実装基板30と複数の導電部材14とを電気的に接続する配線工程を備えていてよい。具体的には、制御部20と光源10とを電気的に接続した後に、これら制御部20および光源10を実装する実装基板30を準備する。そして、実装基板30上に制御部20を配置し、実装基板30と複数の導電部材14とを電気的に接続する。例えば、実施形態2に係る発光モジュール1を製造する場合は、ワイヤボンディングによって実装基板30と複数の導電部材14とを電気的に接続する。例えば、図12に示す発光モジュールを製造する場合は、導電性の接合材によって電気的に接続する。さらに、例えば、図11に示すように、光反射性部材13から露出する複数の導電部材14を樹脂部材40によって被覆してもよい。また、樹脂部材40はワイヤWを被覆してもよい。
【0090】
次に、例えば、図13に示す発光モジュール1を製造する場合は、実装基板上に所望のレンズを配置する工程を備えていてよい。
【0091】
なお、今回開示した実施態様は、すべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本開示の技術的範囲は、上記した実施態様のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、本開示の技術的範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【0092】
本開示の発光モジュールおよび発光モジュールの製造方法は、以下の態様を包含する。
[項1]
複数の発光素子と、前記複数の発光素子上のそれぞれに配置される透光性部材と、前記複数の発光素子および前記複数の透光性部材の少なくとも一部を被覆する光反射性部材と、を備える光源と、
上面に前記光源を配置し、前記複数の発光素子を個別に制御する制御部と、を備え、
前記光反射性部材は、隣接する前記透光性部材の間に配置されている、発光モジュール。
[項2]
前記光反射性部材の内部には、複数の導電部材が設けられており、
前記複数の導電部材は、それぞれ、前記光反射性部材の下面から露出する一端部と、前記光反射性部材の上面から露出する他端部と、を備え、
前記複数の導電部材の一端部は、前記制御部の上面に位置する外部接続端子に電気的に接続されている、[項1]に記載の発光モジュール。
[項3]
前記複数の導電部材は、上面視において前記光源の端部と、最外部に位置する発光素子と、の間に位置している、請求項2に記載の発光モジュール。
[項4]
前記発光モジュールは、基部の上面に配線部が配置される実装基板をさらに備え、
前記制御部は前記実装基板上に配置され、
前記光反射性部材の上面において、前記光反射性部材から露出する前記複数の導電部材の他端部と、前記実装基板上に位置する前記配線部と、がワイヤによって電気的に接続されている、請求項2または3に記載の発光モジュール。
[項5]
前記発光モジュールは、基部の上面に配線部が配置される実装基板をさらに備え、
前記制御部の下面に配置される接続端子と、前記実装基板の上面に配置される配線部と、が対向するように、前記制御部が前記実装基板上に配置されている、[項2]または[項3]に記載の発光モジュール。
[項6]
前記発光モジュールは、前記光源と前記制御部との間に絶縁性の接合部材が配置されている、[項1]~[項5]のいずれか1項に記載の発光モジュール。
[項7]
複数の発光素子と、前記複数の発光素子の少なくとも一部を被覆する光反射性部材と、を備える光源と、
前記光源の下側に位置し、基部の上面に配線部が配置される実装基板と、
前記光反射性部材の内部に設けられ、前記光反射性部材の下面から露出する一端部と、前記光反射性部材の上面から露出する他端部と、を有する複数の導電部材と、を備え、
前記光反射性部材の上面において、前記光反射性部材から露出する前記複数の導電部材の他端部と、前記実装基板上の前記配線部と、が電気的に接続されている発光モジュール。
[項8]
前記発光モジュールは、前記実装基板と前記光源との間に、前記複数の発光素子を個別に制御する制御部が配置されており、
前記制御部の上面に位置する外部接続端子は、前記光反射性部材の下面において前記光反射性部材から露出する前記複数の導電部材の一端部と電気的に接続されている、[項7]に記載の発光モジュール。
[項9]
前記制御部の下面に配置される接続端子と、前記実装基板の上面に配置される配線部と、が対向するように、前記制御部が前記実装基板上に配置されている、[項8]に記載の発光モジュール。
[項10]
前記発光モジュールは、前記光源と前記制御部との間に絶縁性の接合部材が配置されている、[項8]または[項9]に記載の発光モジュール。
[項11]
前記光反射性部材の上面において、前記光反射性部材から露出する前記複数の導電部材の他端部と、前記実装基板上に位置する配線部と、がワイヤによって電気的に接続されている[項7]~[項10]のいずれか1項に記載の発光モジュール。
[項12]
前記複数の導電部材は、上面視において光源の端部と、最外部に位置する発光素子と、の間に位置している、[項7]~[項11]のいずれか1項に記載の発光モジュール。
[項13]
前記光反射性部材の上面において、前記光反射性部材から露出する前記複数の導電部材の他端部は樹脂部材によって被覆されている、[項2]~[項12]のいずれか1項に記載の発光モジュール。
[項14]
前記樹脂部材は、前記ワイヤを被覆している、[項4]または[項11]を引用する[項13]に記載の発光モジュール。
[項15]
前記複数の導電部材の他端部の幅は、前記複数の導電部材の一端部の幅よりも小さい、[項2]~[項14]のいずれか1項に記載の発光モジュール。
[項16]
前記複数の導電部材と、前記複数の導電部材を中に配置する母材と、を有する保持部材を有し、前記保持部材は前記光反射性部材中に設けられている、[項2]~[項15]のいずれか1項に記載の発光モジュール。
[項17]
上面視において、前記複数の発光素子のうち隣接する前記発光素子の間にある前記光反射性部材の延長線上に、前記少なくとも1つの導電部材が配置されている、[項2]~[項16]のいずれか1項に記載の発光モジュール。
[項18]
前記光源の上方にレンズが配置されている、[項1]~[項17]のいずれか1項に記載の発光モジュール。
[項19]
透光性シートを準備する準備工程と、
前記透光性シートに対して複数の発光素子を配置する発光素子配置工程と、
上面視において、複数の発光素子の外側に複数の導電部材を配置する導電部材配置工程と、
前記透光性シート、前記複数の発光素子および前記複数の導電部材の少なくとも一部を光反射性部材によって被覆する被覆工程と、
を備える、光源の製造方法。
[項20]
前記準備工程において、前記複数の発光素子のそれぞれに対応させるように前記透光性シートに複数のスリットを設けるスリット設置工程を含む、[項19]に記載の光源の製造方法。
[項21]
前記被覆工程において、前記光反射性部材の一部が前記複数のスリット内に配置されている、[項20]に記載の光源の製造方法。
[項22]
前記被覆工程後に、前記透光性シートを前記複数の発光素子に対応させて分離する工程を備えている、[項19]~[項21]のいずれか1項に記載の光源の製造方法。
[項23]
[項19]~[項22]のいずれか1項に記載の光源の製造方法の後に、
前記光源と、前記複数の発光素子を個別に制御する制御部と、を電気的に接続する接続工程を備える、発光モジュールの製造方法。
[項24]
前記接続工程後に、実装基板上に前記制御部を配置し、前記実装基板と前記複数の導電部材とを電気的に接続する配線工程を備える、[項23]に記載の発光モジュールの製造方法。
【符号の説明】
【0093】
1 発光モジュール
10 光源
11 発光素子
12 透光性部材
12’ 透光性シート
12a 光拡散層
12b 波長変換層
13 光反射性部材
13’ 光反射性部材
14 導電部材
14a 一端部
14b 他端部
14h 保持部材
14i 母材
15 電極
20 制御部
20e 外縁
21 端子
21a 外部接続端子
21b 端子
21c 外部接続端子
21d 接続端子
21e 端子
30 実装基板
31 基部
32 配線部
32a サブマウント基板用電極
32b 制御部用電極
40 樹脂部材
50 絶縁性の接合部材
60 レンズ
61 第1レンズ
62 第2レンズ
70 サブマウント基板
70h 開口
71a パッド
71b 引出配線
80 電子部品
A 接着剤
B ベース
C スリット
H 光源と制御部とを電気的に接続する接合部材
S シート
SP スペース
W,W1,W2 ワイヤ
図1
図2A
図2B
図3A
図3B
図3C
図4
図5A
図5B
図6
図7
図8A
図8B
図9
図10A
図10B
図11
図12
図13
図14A
図14B
図14C
図14D
図14E
図14F
図14G
図14H
図14I
図15
【手続補正書】
【提出日】2022-12-15
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0026
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0026】
[光反射性部材]
光反射性部材13は、隣接する透光性部材12の間に配置されている。光反射性部材13は、複数の発光素子11および複数の透光性部材12を一括して被覆する部材である。換言すると、光反射性部材13は、隣接する発光素子11および隣接する透光性部材12の間に位置し、各発光素子11および各透光性部材12を保持する部材である。光反射性部材13が隣接する透光性部材12の間に配置されていることで、発光面において一の発光素子11が透光性部材12を介して照射する光が隣接する発光素子が透光性部材を介して照射する発光領域に入射することを低減することができる。これにより、発光領域と非発光領域との見切り性の良い発光モジュールとすることができる。発光面における隣接する発光素子11の間に位置する光反射性部材13の幅は、例えば5μm以上100μm以下であり、10μm以上70μm以下であることが好ましく、15μm以上50μm以下であることがより好ましい。これにより、光源10を小型化にしつつ、発光領域と非発光領域との見切り性の良い発光モジュールとすることができる。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0034
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0034】
配線部32は、ワイヤボンディングによるワイヤWが接合し易い金属材料を用いることが好ましい。例えば、銅、鉄、ニッケル、タングステン、クロム、アルミニウム、銀、金、チタン、パラジウム、ロジウムまたはこれらの合金等の少なくとも1種で構成される部材を用いることが好ましい。これにより、実装基板30上に位置する配線部32と、制御部20の上面に位置する外部接続端子21aとが、それぞれワイヤWによって電気的に接続することができる。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0052
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0052】
導電部材14は、複数の発光素子11を個別に制御するための配線として用いられるため、複数設けられることが好ましい。図5には、6つの導電部材14が配置されている。複数の導電部材14は、それぞれ、光反射性部材13の下面から露出する一端部14aと、光反射性部材13の上面から露出する他端部14bと、を備える。導電部材14の一端部14aは、後述する制御部20の上面に位置する外部接続端子21に電気的に接続されてよい。なお、導電部材14の数は上記に限定されることなく、発光素子の数や配線方法等に応じて変更可能である。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0059
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0059】
図8Aおよび図8Bに例示するとおり、保持部材14hは、複数の発光素子11を囲うような形状としてよい。つまり、保持部材14hは、上面視において、源10の最外縁の形状に沿う形状としてよい。なお、当該保持部材14hの形状に変えて、発光素子11を囲わず、光源10の1辺に沿う形状としてもよい。また、光源10の対向する2辺に沿って保持部材14hを設けてもよい。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0092
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0092】
本開示の発光モジュールおよび発光モジュールの製造方法は、以下の態様を包含する。
[項1]
複数の発光素子と、前記複数の発光素子上のそれぞれに配置される透光性部材と、前記複数の発光素子および前記複数の透光性部材の少なくとも一部を被覆する光反射性部材と、を備える光源と、
上面に前記光源を配置し、前記複数の発光素子を個別に制御する制御部と、を備え、
前記光反射性部材は、隣接する前記透光性部材の間に配置されている、発光モジュール。
[項2]
前記光反射性部材の内部には、複数の導電部材が設けられており、
前記複数の導電部材は、それぞれ、前記光反射性部材の下面から露出する一端部と、前記光反射性部材の上面から露出する他端部と、を備え、
前記複数の導電部材の一端部は、前記制御部の上面に位置する外部接続端子に電気的に接続されている、[項1]に記載の発光モジュール。
[項3]
前記複数の導電部材は、上面視において前記光源の端部と、最外部に位置する発光素子と、の間に位置している、[項2]に記載の発光モジュール。
[項4]
前記発光モジュールは、基部の上面に配線部が配置される実装基板をさらに備え、
前記制御部は前記実装基板上に配置され、
前記光反射性部材の上面において、前記光反射性部材から露出する前記複数の導電部材の他端部と、前記実装基板上に位置する前記配線部と、がワイヤによって電気的に接続されている、[項2]または[項3]に記載の発光モジュール。
[項5]
前記発光モジュールは、基部の上面に配線部が配置される実装基板をさらに備え、
前記制御部の下面に配置される接続端子と、前記実装基板の上面に配置される配線部と、が対向するように、前記制御部が前記実装基板上に配置されている、[項2]または[項3]に記載の発光モジュール。
[項6]
前記発光モジュールは、前記光源と前記制御部との間に絶縁性の接合部材が配置されている、[項1]~[項5]のいずれか1項に記載の発光モジュール。
[項7]
複数の発光素子と、前記複数の発光素子の少なくとも一部を被覆する光反射性部材と、を備える光源と、
前記光源の下側に位置し、基部の上面に配線部が配置される実装基板と、
前記光反射性部材の内部に設けられ、前記光反射性部材の下面から露出する一端部と、前記光反射性部材の上面から露出する他端部と、を有する複数の導電部材と、を備え、
前記光反射性部材の上面において、前記光反射性部材から露出する前記複数の導電部材の他端部と、前記実装基板上の前記配線部と、が電気的に接続されている発光モジュール。
[項8]
前記発光モジュールは、前記実装基板と前記光源との間に、前記複数の発光素子を個別に制御する制御部が配置されており、
前記制御部の上面に位置する外部接続端子は、前記光反射性部材の下面において前記光反射性部材から露出する前記複数の導電部材の一端部と電気的に接続されている、[項7]に記載の発光モジュール。
[項9]
前記制御部の下面に配置される接続端子と、前記実装基板の上面に配置される配線部と、が対向するように、前記制御部が前記実装基板上に配置されている、[項8]に記載の発光モジュール。
[項10]
前記発光モジュールは、前記光源と前記制御部との間に絶縁性の接合部材が配置されている、[項8]または[項9]に記載の発光モジュール。
[項11]
前記光反射性部材の上面において、前記光反射性部材から露出する前記複数の導電部材の他端部と、前記実装基板上に位置する配線部と、がワイヤによって電気的に接続されている[項7]~[項10]のいずれか1項に記載の発光モジュール。
[項12]
前記複数の導電部材は、上面視において光源の端部と、最外部に位置する発光素子と、の間に位置している、[項7]~[項11]のいずれか1項に記載の発光モジュール。
[項13]
前記光反射性部材の上面において、前記光反射性部材から露出する前記複数の導電部材の他端部は樹脂部材によって被覆されている、[項2]~[項12]のいずれか1項に記載の発光モジュール。
[項14]
前記樹脂部材は、前記ワイヤを被覆している、[項4]または[項11]を引用する[項13]に記載の発光モジュール。
[項15]
前記複数の導電部材の他端部の幅は、前記複数の導電部材の一端部の幅よりも小さい、[項2]~[項14]のいずれか1項に記載の発光モジュール。
[項16]
前記複数の導電部材と、前記複数の導電部材を中に配置する母材と、を有する保持部材を有し、前記保持部材は前記光反射性部材中に設けられている、[項2]~[項15]のいずれか1項に記載の発光モジュール。
[項17]
上面視において、前記複数の発光素子のうち隣接する前記発光素子の間にある前記光反射性部材の延長線上に、前記少なくとも1つの導電部材が配置されている、[項2]~[項16]のいずれか1項に記載の発光モジュール。
[項18]
前記光源の上方にレンズが配置されている、[項1]~[項17]のいずれか1項に記載の発光モジュール。
[項19]
透光性シートを準備する準備工程と、
前記透光性シートに対して複数の発光素子を配置する発光素子配置工程と、
上面視において、複数の発光素子の外側に複数の導電部材を配置する導電部材配置工程と、
前記透光性シート、前記複数の発光素子および前記複数の導電部材の少なくとも一部を光反射性部材によって被覆する被覆工程と、
を備える、光源の製造方法。
[項20]
前記準備工程において、前記複数の発光素子のそれぞれに対応させるように前記透光性シートに複数のスリットを設けるスリット設置工程を含む、[項19]に記載の光源の製造方法。
[項21]
前記被覆工程において、前記光反射性部材の一部が前記複数のスリット内に配置されている、[項20]に記載の光源の製造方法。
[項22]
前記被覆工程後に、前記透光性シートを前記複数の発光素子に対応させて分離する工程を備えている、[項19]~[項21]のいずれか1項に記載の光源の製造方法。
[項23]
[項19]~[項22]のいずれか1項に記載の光源の製造方法の後に、
前記光源と、前記複数の発光素子を個別に制御する制御部と、を電気的に接続する接続工程を備える、発光モジュールの製造方法。
[項24]
前記接続工程後に、実装基板上に前記制御部を配置し、前記実装基板と前記複数の導電部材とを電気的に接続する配線工程を備える、[項23]に記載の発光モジュールの製造方法。