特開 2024-2729 発光モジュール

(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】P2024002729

(43)【公開日】2024-01-11

(54)【発明の名称】発光モジュール

(51)【国際特許分類】

   H01L 33/58 20100101AFI20231228BHJP

【ＦＩ】

H01L33/58

【審査請求】有

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022102116

(22)【出願日】2022-06-24

(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】100108062

【弁理士】

【氏名又は名称】日向寺 雅彦

(74)【代理人】

【識別番号】100168332

【弁理士】

【氏名又は名称】小崎 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100172188

【弁理士】

【氏名又は名称】内田 敬人

(72)【発明者】

【氏名】山岡 賢介

【テーマコード（参考）】

5F142

【Ｆターム（参考）】

5F142AA02

5F142BA02

5F142BA32

5F142CA01

5F142CB23

5F142CD02

5F142CD15

5F142CG03

5F142CG27

5F142CG42

5F142CG45

5F142DB18

5F142FA50

5F142GA11

5F142GA28

(57)【要約】

【課題】輝度を向上可能な発光モジュールを提供する。
【解決手段】発光モジュールは、第１配線基板と、前記第１配線基板上に配置された複数の発光素子と、前記複数の発光素子を覆う第１透光層と、前記第１透光層上に配置されたスペーサと、前記スペーサ上に配置された第２透光層と、を備える。前記第１透光層と前記第２透光層との間には空気層が配置されている。平面視で、前記スペーサは前記複数の発光素子の少なくとも１つの発光素子と重ならない。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１配線基板と、
前記第１配線基板上に配置された複数の発光素子と、
前記複数の発光素子を覆う第１透光層と、
前記第１透光層上に配置されたスペーサと、
前記スペーサ上に配置された第２透光層と、
を備え、
前記第１透光層と前記第２透光層との間には空気層が配置されており、
平面視で、前記スペーサは前記複数の発光素子の少なくとも１つの発光素子と重ならない発光モジュール。

【請求項2】

平面視で、前記スペーサは前記複数の発光素子を囲む枠状である請求項１に記載の発光モジュール。

【請求項3】

平面視で、前記スペーサの外縁は前記第２透光層の外縁と一致する請求項１に記載の発光モジュール。

【請求項4】

前記スペーサは前記第１透光層に接している請求項１に記載の発光モジュール。

【請求項5】

前記スペーサは樹脂を含み、前記第２透光層はガラスを含む請求項１に記載の発光モジュール。

【請求項6】

前記第２透光層の側面の少なくとも一部及び前記スペーサの側面を覆う第１樹脂をさらに備えた請求項１に記載の発光モジュール。

【請求項7】

第２配線基板をさらに備え、
前記第１配線基板は前記第２配線基板上に配置されており、
前記第１樹脂は、前記第１配線基板の上面の一部、及び、前記第２配線基板の上面の一部を覆う請求項６に記載の発光モジュール。

【請求項8】

前記第１樹脂内に配置され、前記第１配線基板と前記第２配線基板とを接続するワイヤをさらに備えた請求項７に記載の発光モジュール。

【請求項9】

前記第１樹脂の上端は、前記第２透光層の上面と同じ位置かそれよりも低い位置にある請求項６に記載の発光モジュール。

【請求項10】

前記第１透光層は、前記第１配線基板に接する請求項１に記載の発光モジュール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

実施形態は、発光モジュールに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、車載用の光源やプロジェクタの光源として、複数の発光素子を備える発光モジュールが用いられている。このような発光モジュールとして、複数の発光素子がサブマント上に配列され、さらにサブマウントを配線基板に搭載した構成が知られている。(例えば特許文献１)

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１７－２１２３０１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明の実施形態は、輝度を向上可能な発光モジュール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】

本発明の実施形態に係る発光モジュールは、第１配線基板と、前記第１配線基板上に配置された複数の発光素子と、前記複数の発光素子を覆う第１透光層と、前記第１透光層上に配置されたスペーサと、前記スペーサ上に配置された第２透光層と、を備える。前記第１透光層と前記第２透光層との間には空気層が配置されている。平面視で、前記スペーサは前記複数の発光素子の少なくとも１つの発光素子と重ならない。

【発明の効果】

【0006】

本発明の実施形態によれば、輝度を向上可能な発光モジュールを実現できる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、第１の実施形態に係る発光モジュールを模式的に示す斜め上側から見た斜視図である。

【図2】図２は、第１の実施形態に係る発光モジュールを、その構成の一部を省略して模式的に示す斜め上側から見た斜視図である。

【図3】図３は、第１の実施形態に係る発光モジュールを模式的に示す斜め下側から見た斜視図である。

【図4】図４は、図２の領域IVを模式的に示す拡大平面図である。

【図5】図５は、図２に示すV－V線における断面図である。

【図6】図６は、第１の実施形態に係る発光モジュールを模式的に示す上面図である。

【図7】図７は、第１の実施形態における第２透光層及びスペーサを模式的に示す下面図である。

【図8】図８は、第１の実施形態における第２透光層及びスペーサを模式的に示す断面図である。

【図9A】図９Ａは、第１の実施形態におけるスペーサ及び第２透光層の製造方法の一例を模式的に示す図である。

【図9B】図９Ｂは、第１の実施形態におけるスペーサ及び第２透光層の製造方法の一例を模式的に示す図である。

【図9C】図９Ｃは、第１の実施形態におけるスペーサ及び第２透光層の製造方法の一例を模式的に示す図である。

【図9D】図９Ｄは、第１の実施形態におけるスペーサ及び第２透光層の製造方法の一例を模式的に示す図である。

【図9E】図９Ｅは、第１の実施形態におけるスペーサ及び第２透光層の製造方法の一例を模式的に示す図である。

【図10】図１０は、第１の実施形態におけるスペーサ及び第２透光層の製造方法の他の一例を模式的に示す図である。

【図11】図１１は、第２の実施形態に係る発光モジュールを模式的に示す断面図である。

【図12】図１２は、第２の実施形態における第２透光層を模式的に示す上面図である。

【図13】図１３は、第３の実施形態に係る発光モジュールを模式的に示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、各図は模式的なものであり、適宜強調又は簡略化されている。例えば、いくつかの図においては、発光モジュールと比較して、発光素子は実際よりも大きく描かれている。また、図間において、各構成要素の寸法比は必ずしも整合していない。図面が過度に複雑になることを避けるために、一部の要素の図示を省略したり、断面図として切断面のみを示す端面図を用いたりすることがある。

【0009】

＜第１の実施形態＞
第１の実施形態に係る発光モジュール１は、平面視が長方形状であり、第１配線基板２０と、第１配線基板２０上に配置された複数の発光素子３０と、複数の発光素子３０を覆う第１透光層５０と、第１透光層５０上に配置されたスペーサ８０と、スペーサ８０上に配置された第２透光層９０と、を備える。第１透光層５０と第２透光層９０との間には空気層１００が配置されている。平面視で、スペーサ８０は複数の発光素子３０の少なくとも１つの発光素子３０と重ならない。

【0010】

図１は、本実施形態に係る発光モジュールを模式的に示す斜め上側から見た斜視図である。
図２は、本実施形態に係る発光モジュールを、その構成の一部を省略して模式的に示す斜め上側から見た斜視図である。
図３は、本実施形態に係る発光モジュールを模式的に示す斜め下側から見た斜視図である。
図４は、図２の領域IVを模式的に示す拡大平面図である。
図５は、図２に示すV－V線における断面図である。
図６は、本実施形態に係る発光モジュールを模式的に示す上面図である。
図７は、本実施形態における第２透光層及びスペーサを模式的に示す下面図である。
図８は、本実施形態における第２透光層及びスペーサを模式的に示す断面図である。
図２及び図４においては、第２透光層及びスペーサは図示を省略している。

【0011】

本明細書においては、説明の便宜上、ＸＹＺ直交座標系を採用する。第１配線基板２０から第２透光層９０に向かう方向を「Ｚ方向」とする。発光モジュール１の長手方向を「Ｘ方向」とし、短手方向を「Ｙ方向」とする。なお、Ｚ方向を「上」ともいい、Ｚ方向の反対方向を「下」ともいうが、この表現も便宜的なものであり、重力の方向とは無関係である。また、本明細書における「平面視」との表現は、Ｚ方向から見た場合を意味している。

【0012】

図１～図５に示すように、本実施形態の発光モジュール１は、第１配線基板２０、第２配線基板１０、複数の発光素子３０、第２樹脂４０、第１透光層５０、複数のワイヤ６０、第１樹脂７０、スペーサ８０、及び、第２透光層９０を備える。なお、図２においては、図示の便宜上、第２透光層９０の全体、スペーサ８０の全体、第１樹脂７０の一部及び第１透光層５０の一部を省略しており、ワイヤ６０の一部及び発光素子３０の一部等を可視化している。

【0013】

第１配線基板２０は、例えば、集積回路が内蔵されたシリコン基板であり、例えば、特定用途向け集積回路基板（Application Specific Integrated Circuit基板：ＡＳＩＣ基板）である。第１配線基板２０の下面は後述する第２配線基板１０の上面に接合部材１５を介して接合されている。接合部材１５としては、銀ペースト、銀焼結体、はんだなどを用いることができる。接合部材１５は、例えばシリコーン樹脂を含む銀ペーストである。第１配線基板２０は、平面視長方形状であり、第１配線基板２０の上面２１の中央部は、発光素子３０が載置される領域となっている。この領域には発光素子３０に接続される上面パッドが配置されており、この領域の周辺部には、上面パッドと電気的に接続される第１端子２２が配置されている。

【0014】

第２配線基板１０は、例えば、平面視で長方形状であり、平板状の基体１１と、基体１１の少なくとも上面に配置された配線とを含む。第２配線基板１０は、平板状のものを用いてもよく、上面に第１配線基板２０を収納する凹部を備えるものを用いてもよい。基体１１の材料には、放熱性が高い材料を用いることが好ましく、高い遮光性や強度を備える材料を用いることがより好ましい。具体的には、基体１１の材料は、アルミニウム（Ａｌ）若しくは銅（Ｃｕ）等の金属、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、若しくは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）若しくはポリフタルアミド（ＰＰＡ）等の樹脂、又は、樹脂と金属若しくはセラミックスとで構成される複合材等が挙げられる。配線の材料としては、例えば、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、白金（Ｐｔ）、チタン（Ｔｉ）、タングステン（Ｗ）、パラジウム（Ｐｄ）、鉄（Ｆｅ）若しくはニッケル（Ｎｉ）等の金属、又はその合金等が挙げられる。

【0015】

一例として、第２配線基板１０は、配線を構成するアルミニウム（Ａｌ）や銅（Ｃｕ）等の金属性部材と、基体１１を構成するエポキシ樹脂等の絶縁性部材との積層基板である。第２配線基板１０は、表面及び内部に配線が配置されている。配線の一部は、第２配線基板１０の上面１０ａにおいて複数の第２端子１２を構成し、配線の他の一部は第２配線基板１０の下面１０ｂにおいて複数の下面パッド１３を構成している。

【0016】

また、第２配線基板１０の上面１０ａ及び下面１０ｂには、金属性部材が絶縁性部材から露出して放熱部１４を構成している。平面視で、放熱部１４は第２配線基板１０の中央部に配置されており、第２端子１２及び下面パッド１３は、それぞれ放熱部１４を挟むように放熱部１４の両側に複数ずつ配置されている。第１配線基板２０は、第２配線基板１０の上面１０aの放熱部１４上に配置されている。第２端子１２及び下面パッド１３は、例えば、第２配線基板１０の長辺に沿って配列されている。

【0017】

ワイヤ６０は、第２配線基板１０と第１配線基板２０とを電気的に接続するための部材である。ワイヤ６０は、第２配線基板１０の第２端子１２と第１配線基板２０の第１端子２２とに接続されている。ワイヤ６０の材料としては、例えば、金（Ａｕ）が挙げられる。例えば、ワイヤ６０の数は第２端子１２の数と同じである。複数のワイヤ６０は、第１配線基板２０の外縁に沿って列状に配置され、第１配線基板２０の外縁を跨いで第２配線基板１０に接続されている。

【0018】

複数の発光素子３０は、第１配線基板２０の上面２１の中央部に載置されている。発光素子３０は、平面視での形状が略矩形状である。複数の発光素子３０は、例えば行列状に配列されている。一例では、上面が略正方形の発光素子３０が６４行２５６列に配列されており、発光素子３０は合計で１６，３８４個配置されている。一例では、発光素子３０の配列ピッチ（例えばＸ方向及び／又はＹ方向に隣接する発光素子３０の中心間の距離）は４５μｍ～５５μｍであり、各発光素子３０の一辺の長さは４０μｍ～５０μｍである。したがって、隣り合う発光素子３０間の距離は５μｍ～１５μｍである。また、一例では、発光素子３０の厚みは５μｍ～１０μｍである。発光素子３０は第１配線基板２０の上面２１の上面パッドに接続されている。発光素子３０は、例えば、発光ダイオード（Light Emitting Diode：ＬＥＤ）であり、例えば、青色の光を出射する。

【0019】

なお、発光素子３０は、任意の波長の光を出射する素子を選択することができる。例えば、青色や緑色の光を出射する発光素子としては、ＺｎＳｅ、窒化物半導体（Ｉｎ_ｘＡｌ_ｙＧａ_{１－ｘ－ｙ}Ｎ、０≦ｘ、０≦ｙ、ｘ＋ｙ＜１）、又はＧａＰを用いたものが選択できる。また、赤色の光を出射する発光素子３０としては、ＧａＡｌＡｓ又はＡｌＩｎＧａＰで表される半導体を好適に用いることができる。更に、これら以外の材料からなる半導体発光素子を用いることもできる。発光素子３０の組成や発光色は、目的に応じて適宜選択することができる。

【0020】

第２樹脂４０は、光反射性を有する。第２樹脂４０は、隣接する発光素子３０間に配置されている。さらに、第２樹脂４０は、第１配線基板２０の上面２１と発光素子３０の下面との間に配置されていてもよい。つまり、第２樹脂４０は、発光素子３０の上面を露出し、発光素子３０の側面と下面とを被覆してもよい。なお、第２樹脂４０は、発光素子３０の側面の全てを被覆して配置されていてもよく、発光素子３０の上面２１に連なる側面の上方の一部を露出して配置されていてもよい。発光素子３０の側面が光反射性を有する第２樹脂４０に被覆されることにより、発光素子３０から出射される光のより多くを上面２１から取り出すことができる。第２樹脂４０は、透光性樹脂からなる母材と、母材に含有される光反射性物質とを含む。第２樹脂４０に含まれる光反射性物質の含有量を多くすることで、発光素子３０からの光取り出し効率を高めることができる。第２樹脂４０における光反射性物質の濃度は、光取り出し効率の向上および樹脂の流動性の観点から、５０質量％以上７０質量％以下であることが好ましく、例えば、６０質量％程度である。

【0021】

第２樹脂４０の母材を構成する透光性樹脂としては、例えば、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、又はアクリル樹脂、また、これらの樹脂を少なくとも一種以上含むハイブリッド樹脂等の樹脂を用いることができる。なかでも耐熱性、耐光性に優れるシリコーン樹脂を用いることが好ましく、ジメチルシリコーン樹脂を用いることがより好ましい。ジメチルシリコーン樹脂は、より高温耐性等の信頼性に優れるため、車載用途の材料として好適に使用することができる。光反射性物質としては、例えば、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、炭酸バリウム、硫酸バリウム、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、又はガラスフィラーなどを好適に用いることができる。一例として、母材はジメチルシリコーン樹脂であり、光反射性物質は酸化チタンである。第２樹脂４０の外観色は例えば白色である。

【0022】

第１透光層５０は、透光性を有し、発光素子３０の上面及び第２樹脂４０の上面を被覆している。第１透光層５０は、発光素子３０の上面、発光素子３０の側面の上部、及び、第２樹脂４０の上面に接している。また、発光素子３０及び第２樹脂４０が設けられていない領域において、第１透光層５０は第１配線基板２０の上面に接している。第１透光層５０は、少なくとも透光性樹脂からなる母材を含み、その母材中に蛍光体を含んでいてもよい。一例では、発光素子３０を被覆する第１透光層５０の厚さ（つまり発光素子３０の上面から第１透光層５０の上面までの距離）は２５μｍ～３５μｍである。第１透光層５０の上面のうち、複数の発光素子３０の直上に位置する第１透光層５０の上面が発光モジュール１の発光面３８を構成する。

【0023】

第１透光層５０の母材としては、上述した第２樹脂４０の母材と同様の材料を用いることができる。蛍光体としては、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，Ｇｄ）_３（Ａｌ，Ｇａ）_５Ｏ_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_３（Ａｌ，Ｇａ）_５Ｏ_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_３（Ａｌ，Ｇａ）_５Ｏ_１２：Ｃｅ）、ＣＣＡ系蛍光体（例えば、Ｃａ_１０（ＰＯ_４）_６Ｃ_ｌ２：Ｅｕ）、ＳＡＥ系蛍光体（例えば、Ｓｒ_４Ａｌ_１４Ｏ_２５：Ｅｕ）、クロロシリケート系蛍光体（例えば、Ｃａ_８ＭｇＳｉ_４Ｏ_１６Ｃ_ｌ２：Ｅｕ）、シリケート系蛍光体（例えば、（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ，Ｍｇ）_２ＳｉＯ_４：Ｅｕ）、βサイアロン系蛍光体（例えば、（Ｓｉ，Ａｌ）_３（Ｏ，Ｎ）_４：Ｅｕ）若しくはαサイアロン系蛍光体（例えば、Ｃａ（Ｓｉ，Ａｌ）_１２（Ｏ，Ｎ）_１６：Ｅｕ）等の酸窒化物系蛍光体、ＬＳＮ系蛍光体（例えば、（Ｌａ，Ｙ）_３Ｓｉ_６Ｎ_１１：Ｃｅ）、ＢＳＥＳＮ系蛍光体（例えば、（Ｂａ，Ｓｒ）_２Ｓｉ_５Ｎ_８：Ｅｕ）、ＳＬＡ系蛍光体（例えば、ＳｒＬｉＡｌ_３Ｎ_４：Ｅｕ）、ＣＡＳＮ系蛍光体（例えば、ＣａＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ）若しくはＳＣＡＳＮ系蛍光体（例えば、（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ）等の窒化物系蛍光体、ＫＳＦ系蛍光体（例えば、Ｋ_２ＳｉＦ_６：Ｍｎ）、ＫＳＡＦ系蛍光体（例えば、Ｋ_２（Ｓｉ_１－ｘＡｌ_ｘ）Ｆ_６－ｘ：Ｍｎ ここで、ｘは、０＜ｘ＜１を満たす。）若しくはＭＧＦ系蛍光体（例えば、３．５ＭｇＯ・０．５ＭｇＦ_２・ＧｅＯ_２：Ｍｎ）等のフッ化物系蛍光体、ペロブスカイト構造を有する量子ドット（例えば、（Ｃｓ，ＦＡ，ＭＡ）（Ｐｂ，Ｓｎ）（Ｆ，Ｃｌ，Ｂｒ，Ｉ）_３ ここで、ＦＡとＭＡは、それぞれホルムアミジニウムとメチルアンモニウムを表す。）、ＩＩ－ＶＩ族量子ドット（例えば、ＣｄＳｅ）、ＩＩＩ－Ｖ族量子ドット（例えば、ＩｎＰ）、又はカルコパイライト構造を有する量子ドット（例えば、（Ａｇ，Ｃｕ）（Ｉｎ，Ｇａ）（Ｓ，Ｓｅ）_２）等を用いることができる。

【0024】

第１樹脂７０は、第２配線基板１０と第１配線基板２０とを接続するワイヤ６０を保護する。平面視で、第１樹脂７０の形状は、第１配線基板２０の外縁に沿った矩形の枠状である。第１樹脂７０は、第２配線基板１０の上面の一部、及び、第１配線基板２０の上面の一部を覆う。ワイヤ６０は第１樹脂７０の内部に配置されている。すなわち、第１樹脂７０は、第２配線基板１０の第２端子１２、ワイヤ６０、及び、第１配線基板２０の第１端子２２を覆っている。一例では、第１配線基板２０の上面から第１樹脂７０の頂部までの高さは２００μｍ～５００μｍである。ここで、第１樹脂７０の頂部とは、発光面３８を通る断面における第１樹脂の最も高い位置を意味する。

【0025】

第１樹脂７０は、透光性を有していてもよく、遮光性を有していてもよい。なかでも、第１樹脂７０は、遮光性を有することが好ましく、光反射性を有することがより好ましい。これにより、例えば、太陽光との外光が光学系を介して発光モジュール１付近に集光されたとしても、外光を吸収することによる第１樹脂７０の劣化や焼損が抑制され、信頼性に優れる発光モジュール１とすることができる。例えば、第１樹脂７０は、外光を吸収しにくい白色又は白色に近い色であることが好ましい。第１樹脂７０は、少なくとも透光性樹脂からなる母材を含み、その母材中に光反射性物質を含むことが好ましい。母材としては、上述した第２樹脂４０の母材と同様の材料を用いることができる。光反射性物質としては、上述した第２樹脂４０の光反射性物質と同様の材料を用いることができる。第１樹脂７０における光反射性物質の濃度は、光吸収率の低減および樹脂の流動性の観点から、１５質量％以上３０質量％以下であることが好ましく、例えば、２３質量％程度である。一例として、母材はジメチルシリコーン樹脂であり、光反射性物質は酸化アルミニウムである。

【0026】

第１樹脂７０は、上述したように外部からの光吸収を抑えるために、光反射性を有することが好ましいが、表面の光沢は抑えられていることが好ましい。表面が光沢面であると、発光面３８から出射された光の多くを反射させやすくなり、迷光（つまり光学系において不必要な光の反射や散乱）を発生させやすい。第１樹脂７０の表面の光沢を抑えるために、例えば、第１樹脂７０は、表面に微細な凹凸を有していることが好ましい。微細な凹凸とは、例えば、第１樹脂の表面粗さＲａが０．１０μｍ以上３．０μｍ以下である。このような表面形状は、例えば母材の樹脂に含有させた光反射性物質が樹脂中で沈降する前に硬化することで形成することができる。また、第１樹脂７０は、表面形状を調整するためのフィラーとして、樹脂中で浮きやすい中空粒子を含有してもよい。中空粒子としては、中空ガラス、中空シリカ、多孔質シリカ、フライアッシュバルーン、シラスバルーン、中空ポリマー粒子等が挙げられる。耐熱性、耐光性等の観点から、中空粒子は、中空シリカ、又は中空ガラスであることが好ましい。また、第１樹脂は光反射性を調整するためのフィラーとして光吸収性物質を含んでいてもよい。光吸収性物質としては、カーボンブラック等の黒色顔料、グラファイト等が挙げられる。

【0027】

なお、第２樹脂４０、第１透光層５０、第１樹脂７０には、それぞれ、必要に応じて着色剤や光拡散材、粘度を調整するためのフィラー等が含有されていてもよく、それぞれの外観色は異なっていてもよい。

【0028】

図５に示すように、第１樹脂７０は、外側樹脂枠７１及び保護樹脂７３を含む。外側樹脂枠７１は第２配線基板１０上に配置されている。保護樹脂７３は第２配線基板１０上及び第１配線基板２０上であって外側樹脂枠７１の内側に配置されている。ワイヤ６０は保護樹脂７３内に配置されている。これにより、保護樹脂７３がワイヤ６０を保護する。

【0029】

第１透光層５０の上面のうち、第１樹脂７０によって囲まれた領域は発光モジュール１の発光面３８となる。言い換えると、第１樹脂７０は、発光面３８を囲むように配置されている。発光面３８においては、第１透光層５０の下に複数の発光素子３０と第２樹脂４０が配置されている。発光素子３０から出射した光は、第２樹脂４０によって反射され、第１透光層５０に入射し、発光面３８から出射される。

【0030】

図５～図８に示すように、スペーサ８０は第１透光層５０上に配置されている。スペーサ８０は、後述する第２透光層９０を第１透光層５０上に配置する際に、第１透光層５０と離隔させるための部材である。スペーサ８０の下面は第１透光層５０の上面に接している。平面視で、スペーサ８０は複数の発光素子３０を囲む枠状である。平面視で、スペーサ８０は複数の発光素子３０の少なくとも１つの発光素子３０と重ならない。本実施形態においては、スペーサ８０は全ての発光素子３０と重ならないように配置されている。すなわち、平面視で、スペーサ８０は発光面３８を囲んでいる。スペーサ８０は例えば樹脂を含み、例えばシリコーン樹脂からなる。

【0031】

第２透光層９０はスペーサ８０上に配置されている。第２透光層９０の形状は例えば長方形の板状である。第２透光層９０の上面９１と下面９２は相互に平行である。第２透光層９０はスペーサ８０を介して第１透光層５０から離れている。これにより、第１透光層５０と第２透光層９０との間には、空気層１００が配置される。平面視で、空気層１００はスペーサ８０の内側に位置している。すなわち、空気層１００は、第１透光層５０、スペーサ８０及び第２透光層９０により囲まれている。空気層１００は、第１透光層５０、スペーサ８０及び第２透光層９０により、密閉されていてもよく、発光モジュール１の外部と連通していてもよい。空気層１００と外部とを連通させる場合は、例えばスペーサ８０及び／又は第２透光層の下面９２に溝等の連通経路を設けることにより連通させることができる。

【0032】

第２透光層９０は透光性を有する。第２透光層９０は、第１透光層５０上にスペーサ８０を介して配置される。換言すると、第２透光層９０は、第１透光層５０上に、空気層１００を介して配置される。第１透光層５０から出射した光は、空気層１００を介して第２透光層９０に入射する。このため、第２透光層９０としては、空気よりも屈折率の高い材料を用いることが好ましい。これにより、発光モジュール１から出射される光を光学系に向かって集光させることができる。第２透光層９０の材料としては、例えばガラスや樹脂が挙げられる。なかでも、第２透光層９０はガラス板を用いることが好ましい。ガラスとしては、例えばホウケイ酸ガラスや石英ガラスが挙げられる。発光モジュール１は、第２透光層９０を備えることにより、発光素子３０から放射される光や熱等で第２透光層９０が劣化することを抑制できる。また、発光面３８を、塵芥等の付着から保護することができる。

【0033】

図５に示すように、Ｚ方向において、第１樹脂７０の上端は第２透光層９０の上面９１と略同じ位置にある。これにより、第１樹脂７０の上面と第２透光層９０の上面は略連続した面を形成している。一例では、第２透光層９０の厚さは２００μｍ以上１ｍｍ以下であり、スペーサ８０の厚さは１００μｍ以上２００μｍ以下である。

【0034】

図６に示すように、平面視で、第２透光層９０は枠状の第１樹脂７０の内側に配置されている。また、平面視で、スペーサ８０の外縁は第２透光層９０の外縁と一致している。一例として、スペーサ８０の側面及び第２透光層９０の側面は連続した平面を構成しており、この平面はＺ方向に対して平行である。スペーサ８０の側面及び第２透光層９０の側面は第１樹脂７０の保護樹脂７３に接している。保護樹脂７３は、外側樹脂枠７１と、スペーサ８０及び第２透光層９０の間に配置され、外側樹脂枠７１と、スペーサ８０及び第２透光層９０によって保持されている。つまり、第２透光層９０の側面及びスペーサ８０の側面は、外側樹脂枠７１に対応する内側の枠（つまり、保護樹脂７３を保持する部材）として機能することができる。

【0035】

本実施形態においては、平面視で、第２透光層９０におけるスペーサ８０の内側の領域は、空気層１００、第１透光層５０、及び、複数の発光素子３０と重なっている。すなわち、第２透光層９０は空気層１００介して発光面３８と対向している。また、平面視で、第２透光層９０におけるスペーサ８０と重なっている領域は、第１透光層５０と重なっており、空気層１００及び発光素子３０とは重なっていない。第１透光層５０は、発光面３８の周囲において、第１配線基板２０及びスペーサ８０と接している。なお、本実施形態においては、第１配線基板２０とスペーサ８０との間には発光素子３０は配置されていないが、発光面３８を構成しない発光素子や受光素子等の電子部品が配置されていてもよい。

【0036】

次に、本実施形態におけるスペーサ８０及び第２透光層９０の製造方法の一例について説明する。
図９Ａ～図９Ｅは、本実施形態におけるスペーサ８０及び第２透光層９０の製造方法の一例を模式的に示す図である。

【0037】

先ず、図９Ａに示すように、円板状のガラス基板９０ａを準備する。そして、ガラス基板９０ａを回転させつつ、ノズル２０１から液体状の樹脂材料としてレジストをガラス基板９０ａ上に吐出する。これにより、液体状の樹脂材料がガラス基板９０ａの上面上に拡がる。このようにして、ガラス基板９０ａ上に樹脂膜８０ａが形成される。

【0038】

次に、図９Ｂに示すように、格子状のマスク２０２を介して樹脂膜８０ａを露光する。
次に、図９Ｃに示すように、樹脂膜８０ａを現像する。これにより、樹脂膜８０ａが選択的に除去されて、格子状の樹脂枠８０ｂが形成される。
次に、図９Ｄに示すように、樹脂枠８０ｂに沿って樹脂枠８０ｂ及びガラス基板９０ａを切断する。

【0039】

これにより、図９Ｅに示すように、ガラス基板９０ａから長方形の板状の第２透光層９０が個片化され、樹脂枠８０ｂから枠状のスペーサ８０が個片化される。このようにして、スペーサ８０及び第２透光層９０が作製される。

【0040】

次に、本実施形態におけるスペーサ８０及び第２透光層９０の製造方法の他の一例について説明する。
図１０は、本実施形態におけるスペーサ８０及び第２透光層９０の製造方法の他の一例を模式的に示す図である。

【0041】

図１０に示すように、ノズル２０３をガラス基板９０ａに対して相対的に移動させながら、液体状の樹脂材料をノズル２０３から吐出させ、ガラス基板９０ａ上に樹脂材料を格子状に配置する。次に、樹脂材料を固化させる。これにより、ガラス基板９０ａ上に格子状の樹脂枠８０ｂが形成される。以後の製造方法は、一例として説明した製造方法と同様である。すなわち、図９Ｄ及び図９Ｅに示すように、樹脂枠８０ｂ及びガラス基板９０ａを個片化する。

【0042】

本実施形態に係る発光モジュール１の製造方法について説明する。
図１～図６に示すように、複数の発光素子３０を搭載し、複数の発光素子３０間に第２樹脂４０が配置された第１配線基板２０を準備する。
次に、第２配線基板１０上に接合部材１５を介して第１配線基板２０を配置する。
次に、第２配線基板１０の第２端子１２と第１配線基板２０の第１端子２２とを、ワイヤ６０によって接続する。
次に、複数の発光素子３０及び第２樹脂４０を覆うように、第１透光層５０を形成する。

【0043】

次に、例えば上述の方法によって作製したスペーサ８０及び第２透光層９０からなる構造体を、第１透光層５０上に配置する。このとき、未硬化の第１透光層５０上にスペーサ８０が接するように構造体を配置することが好ましい。これにより、第１透光層５０を接着剤として、スペーサ８０を第１配線基板２０に接着することができる。
次に、第２配線基板１０上に外側樹脂枠７１を形成する。
次に、外側樹脂枠７１と構造体との間に、液体状の樹脂材料を流し込み、硬化させる。これにより、保護樹脂７３が形成される。
このようにして、発光モジュール１が得られる。

【0044】

次に、本実施形態に係る発光モジュール１の動作について説明する。
第２配線基板１０、ワイヤ６０及び第１配線基板２０を介して発光素子３０に電力を供給すると、発光素子３０が発光する。例えば、発光素子３０から青色の光が出射する。第１透光層５０が蛍光体を含有する場合は、この蛍光体が発光素子３０から出射した青色光を吸収し、例えば黄色光が放射される。これにより、第１透光層５０から空気層１００に向かって、例えば青色光と黄色光の混色光として白色光が出射される。

【0045】

第１透光層５０から出射された光は空気層１００から第２透光層９０に入射する。このとき、第２透光層９０を構成するガラスの屈折率は空気層１００の屈折率よりも高いため、第２透光層９０の下面９２に斜めに入射した光は、下面９２において屈折して、その進行方向が下面９２に対して垂直に近くなる。この光が第２透光層９０の上面９１から発光モジュール１の外部に出射する。このように、第１透光層５０と第２透光層９０との間に空気層１００が配置されていることにより、発光モジュール１から出射する光が発光モジュール１の正面（Ｚ方向）に集光されやすくなる。この結果、発光モジュール１の輝度が向上する。

【0046】

次に、本実施形態の効果について説明する。
上述の如く、本実施形態に係る発光モジュール１は第２透光層９０を備え、第１透光層５０と第２透光層９０との間に空気層１００が配置されるため、輝度を向上させることができる。

【0047】

また、本実施形態においては、第２透光層９０を、スペーサ８０を介して第１透光層５０と対向させているため、第１透光層５０と第２透光層９０との距離を均一にすることができる。これにより、発光させる発光素子３０によらず、安定して輝度を向上できる。

【0048】

さらに、本実施形態においては、第２透光層９０が第１透光層５０及び複数の発光素子３０を覆っているため、塵芥や水分等から第１透光層５０や発光素子３０を保護できる。また、第２透光層９０の上面９１に塵芥等の異物が付着した場合でも、Ｚ方向において異物を光学系の焦点位置である発光面３８から離すことができるため、光学系を通過した投影像に及ぼす影響を低減することができる。

【0049】

さらにまた、本実施形態においては、第１樹脂７０の側面をスペーサ８０及び第２透光層９０によって略垂直に保持することで、第１透光層５０から出射し、第１樹脂７０の側面において反射した光が上方に反射しにくくなる。これにより、第１樹脂７０の側面において反射した光が外部の光学系に入射しにくくなり、迷光を抑制できる。

【0050】

＜第２の実施形態＞
図１１は、本実施形態に係る発光モジュールを模式的に示す断面図である。
図１２は、本実施形態における第２透光層９０を模式的に示す上面図である。

【0051】

図１１及び図１２に示すように、本実施形態に係る発光モジュール２においては、第２透光層９０は、上面９１に、表面に凹凸構造を有する中央領域９１ａと、中央領域９１ａの周囲に配置され、中央領域９１ａよりも表面が平滑な外部領域９１ｂと、を有する。また、第２透光層９０の下面９２は全体が平滑である。このような中央領域９１ａの表面凹凸は、ブラストやエッチング等の公知の方法を用いて形成することができる。また、表面凹凸はプリズム面としてもよい。

【0052】

平面視で、中央領域９１ａの外縁は第２透光層９０の外縁より内側に位置しており、複数の発光素子３０が配置された発光面３８の外縁よりは外側に位置している。平面視で、中央領域９１ａの外縁はスペーサ８０の内縁よりも外側に位置していてもよく、内側に位置していてもよい。

【0053】

本実施形態においては、第２透光層９０の上面９１の中央領域９１ａは表面に凹凸構造を有するため、第２透光層９０からの光の取出効率が高い。一方、第２透光層９０の上面９１の外部領域９１ｂは表面に凹凸構造が配置されていないため、第１樹脂７０が外部領域９１ｂを伝わって中央領域９１ａに浸入してくることを低減できる。本実施形態における上記以外の構成、製造方法、動作及び効果は、第１の実施形態と同様である。

【0054】

＜第３の実施形態＞
図１３は、本実施形態に係る発光モジュールを模式的に示す断面図である。

【0055】

図１３に示すように、本実施形態に係る発光モジュール３においては、第１実施形態の発光モジュール１よりも第２透光層９０の厚さが厚い。このため、第２透光層９０は、上部が第１樹脂７０から上方に突出するように第１透光層７０上に配置されている。本実施形態においては、第２透光層９０の側面は、上面９１に連なる厚さ方向の一部が第１樹脂７０から露出していてもよく、上面９１に連なる厚さ方向の全てが第１樹脂７０により被覆されていてもよい。なかでも第２透光層９０の側面は、厚さ方向のほぼ全てが第１樹脂７０により被覆されていることが好ましい。第２透光層９０の側面のほぼすべてを被覆する第１樹脂７０は、外側樹脂枠７１と構造体との間に配置された液体状の樹脂材料が第２透光層９０の側面を這い上がることにより形成される。

【0056】

本実施形態においては、第２透光層９０を厚くすることにより、発光素子３０を保護する効果と、第２透光層９０の上面９１に異物が付着したときに、この異物を発光素子３０から離す効果を増大させることができる。本実施形態における上記以外の構成、製造方法、動作及び効果は、第１の実施形態と同様である。

【0057】

前述の各実施形態は、本発明を具現化した例であり、本発明はこれらの実施形態には限定されない。例えば、前述の各実施形態において、いくつかの構成要素又は工程を追加、削除又は変更したものも本発明に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。

【0058】

実施形態は、以下の態様を含む。

【0059】

（付記１）
第１配線基板と、
前記第１配線基板上に配置された複数の発光素子と、
前記複数の発光素子を覆う第１透光層と、
前記第１透光層上に配置されたスペーサと、
前記スペーサ上に配置された第２透光層と、
を備え、
前記第１透光層と前記第２透光層との間には空気層が配置されており、
平面視で、前記スペーサは前記複数の発光素子の少なくとも１つの発光素子と重ならない発光モジュール。

【0060】

（付記２）
平面視で、前記スペーサは前記複数の発光素子を囲む枠状である付記１に記載の発光モジュール。

【0061】

（付記３）
平面視で、前記スペーサの外縁は前記第２透光層の外縁と一致する付記１または２に記載の発光モジュール。

【0062】

（付記４）
前記スペーサは前記第１透光層に接している付記１～３のいずれか１つに記載の発光モジュール。

【0063】

（付記５）
前記スペーサは樹脂を含み、前記第２透光層はガラスを含む付記１～４のいずれか１つに記載の発光モジュール。

【0064】

（付記６）
前記第２透光層の側面の少なくとも一部及び前記スペーサの側面を覆う第１樹脂をさらに備えた付記１～５のいずれか１つに記載の発光モジュール。

【0065】

（付記７）
第２配線基板をさらに備え、
前記第１配線基板は前記第２配線基板上に配置されており、
前記第１樹脂は、前記第１配線基板の上面の一部、及び、前記第２配線基板の上面の一部を覆う付記６に記載の発光モジュール。

【0066】

（付記８）
前記第１樹脂内に配置され、前記第１配線基板と前記第２配線基板とを接続するワイヤをさらに備えた付記７に記載の発光モジュール。

【0067】

（付記９）
前記第１樹脂の上端は、前記第２透光層の上面と同じ位置かそれよりも低い位置にある付記６～８のいずれか１つに記載の発光モジュール。

【0068】

（付記１０）
前記第１透光層は、前記第１配線基板に接する付記１～９のいずれか１つに記載の発光モジュール。

【産業上の利用可能性】

【0069】

本発明の実施形態は、例えば、車両の前照灯又は表示装置等の光源に利用することができる。

【符号の説明】

【0070】

１、２、３：発光モジュール
１０：第２配線基板
１０ａ：上面
１０ｂ：下面
１１：基体
１２：第２端子
１３：下面パッド
１４：放熱部
１５：接合部材
２０：第１配線基板
２１：上面
２２：第１端子
３０：発光素子
３８：発光面
４０：第２樹脂
５０：第１透光層
６０：ワイヤ
７０：第１樹脂
７１：外側樹脂枠
７３：保護樹脂
８０：スペーサ
８０ａ：樹脂膜
８０ｂ：樹脂枠
９０：第２透光層
９０ａ：ガラス基板
９１：上面
９１ａ：中央領域
９１ｂ：外部領域
９２：下面
１００：空気層
２０１：ノズル
２０２：マスク
２０３：ノズル

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9A】

【図9B】

【図9C】

【図9D】

【図9E】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】