CN113497019A - 发光装置及发光模块、以及发光模块的制造方法 - Google Patents

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荫山弘明
石井贵士
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Nichia Corp
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Abstract

本发明提供能够高密度且高精度地配置多个发光面的发光装置及发光模块、以及发光模块的制造方法。发光装置(100)具备:多个元件结构体(15),所述多个元件结构体(15)具备基板(10)、发光元件(20)及透光性部件(30),至少3个元件结构体(15)沿着一个方向(X)配置;第一覆盖部件(51),所述第一覆盖部件(51)覆盖各个元件结构体(15)的基板(10)、发光元件(20)及透光性部件(30)的侧面;以及支承部件(60),所述支承部件(60)覆盖第一覆盖部件(51)的侧面,在一个方向(X)上遍及多个元件结构体(15)的侧方而配置,且刚性比第一覆盖部件(51)的刚性高。

Description

发光装置及发光模块、以及发光模块的制造方法
技术领域
本公开涉及发光装置及发光模块、以及发光模块的制造方法。
背景技术
已知有具备多个发光面的发光装置。例如,在专利文献1中公开了发光二极管在基板上每列具有24个地排列成4列的光源单元。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2018-81832号公报
发明内容
发明要解决的课题
关于高密度且高精度地配置多个发光面,其结构存在进一步改善的余地。
本公开的实施方式的课题在于提供一种能够高密度且高精度地配置多个发光面的发光装置及发光模块、以及发光模块的制造方法。
用于解决课题的方案
本公开的实施方式的发光装置具备:多个元件结构体,所述多个元件结构体具备基板、载置于所述基板上的发光元件、及配置在所述发光元件上的透光性部件,至少3个所述元件结构体沿着一个方向配置;第一覆盖部件,所述第一覆盖部件覆盖各个所述元件结构体的所述基板、所述发光元件及所述透光性部件的侧面;以及支承部件,所述支承部件覆盖所述第一覆盖部件的侧面,在所述一个方向上遍及多个所述元件结构体的侧方而配置,且刚性比所述第一覆盖部件的刚性高。
本公开的实施方式的发光模块具备:上述记载的发光装置;以及以与所述基板面对的方式载置有所述发光装置的模块基板。
本公开的实施方式的发光模块的制造方法包括:准备上述记载的发光装置的工序;以及以所述基板与模块基板面对的方式载置所述发光装置的工序,所述模块基板在所述支承部件各自的贯通孔相向的位置具有孔,所述载置的工序将所述支承部件的贯通孔与所述模块基板的孔的位置对准而将所述发光装置载置于所述模块基板。
发明效果
本公开的实施方式的发光装置能够高密度地将多个发光面高精度地配置在所希望的位置。
本公开的实施方式的发光模块能够高密度地将多个发光面高精度地配置在所希望的位置。
本公开的实施方式的发光模块的制造方法能够高密度地将多个发光面高精度地配置在所希望的位置。
附图说明
图1A是示意性地表示具备实施方式的发光装置的发光模块的一例的立体图。
图1B是示意性地表示具备实施方式的发光装置的发光模块的一例的俯视图。
图1C是图1B的IC-IC线处的示意剖视图。
图1D是图1B的ID-ID线处的示意剖视图。
图1E是示意性地表示实施方式的发光装置的一例的剖视图。
图1F是示意性地表示实施方式的发光装置的一例的仰视图。
图1G是示意性地表示实施方式的发光装置的支承部件的一例的示意俯视图。
图2是实施方式的发光装置的制造方法的流程图。
图3是实施方式的发光模块的制造方法的流程图。
图4A是示意性地表示实施方式的发光装置的制造方法的一例的剖视图。
图4B是示意性地表示实施方式的发光装置的制造方法的一例的剖视图。
图4C是示意性地表示实施方式的发光装置的制造方法的一例的剖视图。
图4D是示意性地表示实施方式的发光装置的制造方法的一例的剖视图。
图4E是示意性地表示实施方式的发光装置的制造方法的一例的剖视图。
图4F是示意性地表示实施方式的发光装置的制造方法的一例的俯视图。
图4G是示意性地表示实施方式的发光装置的制造方法的一例的剖视图。
图4H是示意性地表示实施方式的发光装置的制造方法的一例的剖视图。
图4I是示意性地表示实施方式的发光装置的制造方法的一例的剖视图。
图4J是示意性地表示实施方式的发光装置的制造方法的一例的剖视图。
图4K是示意性地表示实施方式的发光模块的制造方法的一例的剖视图。
图5A是示意性地表示具备第一变形例的发光装置的发光模块的一例的俯视图。
图5B是示意性地表示具备第二变形例的发光装置的发光模块的一例的俯视图。
图5C是示意性地表示具备第三变形例的发光装置的发光模块的一例的俯视图。
图5D是示意性地表示具备第四变形例的发光装置的发光模块的一例的俯视图。
图5E是示意性地表示具备第五变形例的发光装置的发光模块的一例的俯视图。
图5F是示意性地表示具备第六变形例的发光装置的发光模块的一例的俯视图。
图5G是示意性地表示具备第七变形例的发光装置的发光模块的一例的俯视图。
图5H是示意性地表示第八变形例的发光模块的制造方法的一例的剖视图。
图6A是示意性地表示具备第九变形例的发光装置的发光模块的一例的俯视图。
图6B是示意性地表示第九变形例的发光装置的一例的仰视图。
图6C是图6A的VIC-VIC线处的示意剖视图。
图6D是示意性地表示在第九变形例的发光模块中使用的模块基板的一例的俯视图。
图6E是将第九变形例的发光模块的一例局部放大而示意性地表示的俯视图,是表示图6D的模块基板与图6A的发光装置之间的位置关系的俯视图。
图6F是示意性地表示在第十变形例的发光模块中使用的模块基板的一例的俯视图。
图6G是将第十变形例的发光模块的一例局部放大而示意性地表示的俯视图,是表示图6F的模块基板与图6A的发光装置之间的位置关系的俯视图。
图7A是示意性地表示具备第十一变形例的发光装置的发光模块的一例的俯视图。
图7B是示意性地表示第十一变形例的发光装置的一例的仰视图。
图7C是示意性地表示在第十一变形例的发光模块中使用的模块基板的一例的俯视图。
图7D是将第十一变形例的发光模块的一例局部放大而示意性地表示的俯视图,是表示图7C的模块基板与图7A的发光装置之间的位置关系的俯视图。
图7E是示意性地表示在第十二变形例的发光模块中使用的模块基板的一例的俯视图。
图7F是将第十二变形例的发光模块的一例局部放大而示意性地表示的俯视图,是表示图7E的模块基板与图7A的发光装置之间的位置关系的俯视图。
图8是实施方式的发光装置的另一制造方法的流程图。
附图标记说明
1 基体
2 上表面配线
3、3A 外部连接电极
3a、3Aa 阳极电极
3b、3A b阴极电极
4 通孔
5 第一散热端子
6 基体部
7、7A 配线部
7Aa 阳极电极侧配线部
7Ab 阴极电极侧配线部
8 导电性粘接材料
9 导电性粘接材料
10 基板
11 集合基板
12 第一区域
15、15A 元件结构体
17、17A、17B、17C、17Ca、17Cb 第二散热端子
20 发光元件
25 保护元件
30 透光性部件
40 导光部件
51 第一覆盖部件
52 第二覆盖部件
53 第三覆盖部件
60、60A、60B、60C、60D 支承部件
60a1、60a2、60b1、60b2 贯通孔
60a3 开口
61 连结部
65 支承部件集合体
70 片部件
71 支承体
72 粘合剂
80、80A、80B、80C、80D、80E 模块基板
80a1、80a2、80c1、80c2、80d1、80d2 孔
90、90A 定位夹具
91a、91b、91Aa、91Ab 紧固件
100、100A、100B、100C、100D、100E、100F、100G、100H、100I 发光装置
200、200A、200B、200C、200D、200E、200F、200G、200H、200I、200J、200K、200L 发光模块
L1 相邻的基板之间的距离
L2 相邻的透光性部件之间的距离
H 支承部件的高度
W 支承部件的宽度
X 一个方向
具体实施方式
以下,参照附图对实施方式进行说明。但是,以下所示的方式例示用于实现本实施方式的技术思想的发光装置及发光模块、以及发光模块的制造方法,并不限定于以下内容。另外,实施方式所记载的结构部件的尺寸、材质、形状、其相对配置等,只有没有特定的记载,其主旨并非将本发明的范围仅限定于此,只不过是例示。需要说明的是,各附图所示的部件的大小、位置关系等有时为了明确说明而夸张或简化。在剖视图中,有时使用仅表示剖切面的端面图。另外,各图所示的发光元件、元件结构体、支承体等各部件以作为一例而设定的数量图示,以便容易理解结构。另外,在实施方式中,“覆盖”不限于直接接触的情况,也包括间接地例如经由其他部件覆盖的情况。
《实施方式》
图1A是示意性地表示具备实施方式的发光装置的发光模块的一例的立体图。图1B是示意性地表示具备实施方式的发光装置的发光模块的一例的俯视图。图1C是图1B的IC-IC线处的示意剖视图。图1D是图1B的ID-ID线处的示意剖视图。图1E是示意性地表示实施方式的发光装置的一例的剖视图。图1F是示意性地表示实施方式的发光装置的一例的仰视图。图1G是示意性地表示实施方式的发光装置的支承部件的一例的示意俯视图。
发光模块200具备发光装置100和载置有发光装置100的模块基板80。
[发光装置]
首先,对发光装置100进行说明。
发光装置100在上表面具备多个发光面。
发光装置100具备:多个元件结构体15,其具备基板10、载置于基板10上的发光元件20、及配置在发光元件20上的透光性部件30,至少3个元件结构体15沿着一个方向X配置;第一覆盖部件51,其覆盖各个元件结构体15的基板10、发光元件20及透光性部件30的侧面;以及支承部件60,其覆盖第一覆盖部件51的侧面,在一个方向X上遍及多个元件结构体15的侧方而配置,且刚性比第一覆盖部件51的刚性高。
发光装置100主要具备元件结构体15、第一覆盖部件51以及支承部件60。
元件结构体15主要具备基板10、发光元件20、保护元件25、透光性部件30、导光部件40、第三覆盖部件53以及第二覆盖部件52。元件结构体15的外观形状例如为大致长方体。元件结构体15的上表面包括透光性部件30的上表面和包围透光性部件30的上表面的第二覆盖部件52的上表面。元件结构体15的侧面包括第二覆盖部件52的侧面和基板10的侧面。元件结构体15的下表面包括基板10的下表面。另外,元件结构体15在从与透光性部件30的上表面垂直的方向俯视时,发光元件20以及透光性部件30内包于基板10。而且,发光元件20以及透光性部件30优选为发光元件20和透光性部件30中的任一方内包于另一方。
由于多个元件结构体15分别具备发光元件20,因此,发光装置100能够针对多个元件结构体15的每一个单独驱动发光元件20。
以下,对发光装置100的各结构进行说明。
基板10是载置发光元件20以及保护元件25的部件。基板10例如是俯视时呈大致矩形的板状。由此,在发光装置100中,能够使多个元件结构体15接近地配置。
基板10具备基体1和在基体1的上表面、下表面以及内部用于与发光元件20、外部电源电连接的配线。作为配线的材料,例如可以列举Fe、Cu、Ni、Al、Ag、Au、Pt、Ti、W、Pd等金属或包含它们中的至少一种的合金等。
作为基板10,例如可以列举在载置发光元件20的上表面具备与发光元件20连接的上表面配线2且在与载置发光元件20的上表面相反的一侧的下表面具备与外部电源电连接的外部连接电极3(例如,阳极电极3a以及阴极电极3b)的基板。在该情况下,上表面配线2和外部连接电极3也可以具备达到上表面以及下表面双方的、即贯通基体1的通孔4。由此,上表面配线2与外部连接电极3电连接。基体1可以由单层构成,也可以由多层构成。在基体1由多层构成的情况下,贯通各层的通孔也可以经由配置于各层之间的内层配线,将上表面配线2与下表面的外部连接电极3电连接。
作为基体1,优选使用绝缘性材料,并且优选使用不容易使从发光元件20出射的光、外部光等透过的材料。例如可以使用氧化铝、氮化铝、莫来石等陶瓷、PA(聚酰胺)、PPA(聚邻苯二甲酰胺)、PPS(聚苯硫醚)、或液晶聚合物等热塑性树脂、环氧树脂、有机硅树脂、改性环氧树脂、聚氨酯树脂或酚醛树脂等树脂。其中,优选使用散热性优异的陶瓷。
在发光装置100中,相邻的元件结构体15之间的距离L1优选为0.01mm以上且0.15mm以下。由此,将配置在元件结构体15之间的第一覆盖部件51的厚度设为0.01mm以上且0.15mm以下,能够使相邻的元件结构体15彼此接近而接合。另外,在具备多个元件结构体15的发光装置100中,多个元件结构体15分别具备基板10,并且,通过在基板10之间配置第一覆盖部件51,能够抑制由各个元件结构体15产生的热以及发光装置安装时的热过程等引起的基板10的膨胀或缩小所带来的热应力的影响。
发光元件20载置于基板10上。发光元件20的形状、大小等能够选择任意的形状、大小等。发光元件20的俯视形状例如为矩形。另外,例如,为了实现高输出的发光装置,发光元件20的俯视时的纵横尺寸优选为600μm以上,更优选为800μm以上。另外,从发光强度的均匀性、安装容易度等观点出发,纵横尺寸优选为1500μm以下。
作为发光元件20的发光色,可以根据用途选择任意波长的发光色。例如,作为蓝色系(波长430~500nm的光)、绿色系(波长500~570nm的光)的发光元件20,可以使用利用了氮化物系半导体(InXAlYGa1-X-YN、0≤X、0≤Y、X+Y≤1)、GaP等的发光元件。作为红色系(波长610~700nm的光)的发光元件20,除了氮化物系半导体元件以外,还可以使用GaAlAs、AlInGaP等。
发光元件20优选使用在一个面具备正负的元件电极的发光元件,由此,能够利用导电性粘接材料8在基板10上倒装芯片安装于配线。作为导电性粘接材料8,例如使用共晶焊料、导电膏、凸块等即可。
保护元件25例如可以使用齐纳二极管。保护元件25在一个面具备正负的元件电极,利用导电性粘接材料8在基板10上倒装芯片安装于配线。需要说明的是,发光装置也可以不具备保护元件25。保护元件25的俯视形状例如为矩形。
透光性部件30是配置在发光元件20上并且使从发光元件20出射的光透过并向外部放出的部件。透光性部件30可以列举使来自发光元件20的光以及/或者对来自发光元件20的光进行波长转换后的光(例如,波长320nm~850nm的范围的光)的60%以上透过的部件,优选使70%以上的光透过的部件。
透光性部件30是具有成为各个元件结构体15以及发光装置100的主要的发光面的上表面和与上表面相向的下表面的板状的部件。透光性部件30例如可以由玻璃、陶瓷、蓝宝石等无机材料、包含有机硅树脂、改性有机硅树脂、环氧树脂、改性环氧树脂、丙烯酸树脂、酚醛树脂、氟树脂中的一种以上的树脂或混合树脂等有机材料中的任一种形成。透光性部件30配置在发光元件20上。透光性部件30优选具有比发光元件20的上表面宽的上表面以及/或者下表面,优选配置成在俯视时内包发光元件20。
在发光装置100的上表面,相邻的透光性部件30之间的距离L2优选为0.2mm以下。由此,例如,在将发光装置100用于车的配光可变型前照灯的光源的情况下,能够减小光源,能够减小前照灯透镜的尺寸。
即,在发光装置100的上表面,相邻的透光性部件30之间(即相邻的发光面之间)为非发光区域,因此,在使相邻的透光性部件30同时点亮时,有可能在被照射区域产生暗部。因此,为了不在被照射区域产生暗部,例如需要使用主透镜来调节多个发光面的焦点位置等使光学系统的结构最优化。与此相对,在本实施方式的发光装置100中,能够将相邻的发光面(即透光性部件30的上表面)之间的距离L2减小为0.2mm以下。因此,在光学系统中省略主透镜等,能够实现包括透镜等光学系统的灯具整体的结构的简化、小型化。另外,通过省略透镜,能够减少通过光学系统时的光的损失。
相邻的透光性部件30之间的距离L2更优选为0.1mm以下。从元件结构体15以及发光装置100的制造容易度的观点出发,透光性部件30之间的距离L2例如可以列举0.02mm以上。
透光性部件30的平面形状例如为矩形。由此,能够使多个发光面高密度接近地配置。其中,更优选为与发光元件20的平面形状类似的形状。透光性部件30的下表面的面积优选为发光元件20的上表面的面积的0.8~1.5倍左右。透光性部件30的厚度可以在整体上恒定,也可以一部分薄或厚。透光性部件30的厚度例如可以为50μm以上且300μm以下的范围。
透光性部件30也可以含有能够对入射的光的至少一部分进行波长转换的荧光体。含有荧光体的透光性部件30例如可以列举荧光体的烧结体、在上述材料中含有荧光体的部件。另外,透光性部件30也可以具备在树脂、玻璃、陶瓷等成形体的表面含有荧光体的树脂层、含有荧光体的玻璃层等荧光体层。另外,透光性部件30也可以根据目的而含有扩散材料等填料。另外,在含有扩散材料等填料的情况下,透光性部件30可以在上述材料中含有填料,也可以在树脂、玻璃、陶瓷等成形体的表面具备含有填料的树脂层、含有填料的玻璃层等扩散材料层。
作为荧光体,可以使用该领域中公知的荧光体。例如,作为绿色发光的荧光体,可以列举钇铝石榴石系荧光体(例如Y3(Al,Ga)5O12:Ce)、镥铝石榴石系荧光体(例如Lu3(Al,Ga)5O12:Ce)、铽铝石榴石系荧光体(例如Tb3(Al,Ga)5O12:Ce)、硅酸盐系荧光体(例如(Ba,Sr)2SiO4:Eu)、氯硅酸盐系荧光体(例如Ca8Mg(SiO4)4Cl2:Eu)、β塞隆系荧光体(例如Si6- zAlzOzN8-z:Eu(0<z<4.2))、SGS系荧光体(例如SrGa2S4:Eu)等。作为黄色发光的荧光体,可以列举α塞隆系荧光体(例如Mz(Si,Al)12(O,N)16(其中,0<z≤2,M为Li、Mg、Ca、Y、以及除La和Ce之外的镧系元素))等。此外,在上述绿色发光的荧光体中也有黄色发光的荧光体。
另外,例如,钇铝石榴石系荧光体通过将Y的一部分用Gd置换,从而能够使发光峰值波长向长波长侧偏移,能够进行黄色发光。另外,在这些中,也有能够进行橙色发光的荧光物质。作为红色发光的荧光体,可以列举含氮的铝硅酸钙(CASN或SCASN)系荧光体(例如(Sr,Ca)AlSiN3:Eu)、BSESN系荧光体(例如(Ba,Sr,Ca)2Si5N8:Eu)等。此外,可以列举锰活化氟化物系荧光体(通式(I)A2[M1-aMnaF6]所示的荧光体(其中,在上述通式(I)中,A为选自K、Li、Na、Rb、Cs以及NH4的组中的至少一种,M为选择第四族元素和第十四族元素的组中的至少一种元素,a满足0<a<0.2))。作为该锰活化氟化物系荧光体的代表例,有锰活化氟化硅酸钾的荧光体(例如K2SiF6:Mn)。
作为扩散材料,可以使用该领域中公知的材料。例如可以使用二氧化硅、氧化铝、钛酸钡、氧化钛等。
另外,在使用树脂作为荧光体层、扩散材料层的粘合剂的情况下,作为树脂,例如可以列举环氧树脂、改性环氧树脂、有机硅树脂、改性有机硅树脂等热固性树脂等。
导光部件40配置在透光性部件30与发光元件20之间以及/或者发光元件20的侧面。导光部件40是容易从发光元件20取出光并将来自发光元件20的光向透光性部件30引导的部件。导光部件40例如是将发光元件20与透光性部件30接合的粘接部件。将发光元件20与透光性部件30接合的导光部件40优选从透光性部件30与发光元件20之间延伸,并且还配置于发光元件20的侧面。由此,能够使从发光元件20的侧面出射的光向透光性部件30引导,从而提高来自发光元件20的光的取出效率。
导光部件40在剖视时具有从发光元件20的下表面侧(即,与基板10接合的接合面侧)朝向透光性部件30以宽度变宽的方式倾斜的形状。通过设为这样的方式,从发光元件20向横向前进的光容易向上方反射,因此,光的取出效率进一步提高。但是,导光部件40的外侧面的截面形状可以是直线形状,也可以是弯曲形状。例如,在剖视时的导光部件40的外侧面为弯曲形状的情况下,弯曲形状既可以是向第三覆盖部件53侧凹陷的弯曲形状,也可以是向发光元件20侧凹陷的弯曲形状。
导光部件40只有覆盖发光元件20的侧面中的包括发光部的区域即可,但从提高光的取出效率的观点出发,更优选覆盖发光元件20的侧面的大致全部。
作为导光部件40,例如可以使用透光性的树脂。另外,导光部件40例如可以列举上述透光性部件30所使用的树脂等。另外,也可以含有上述扩散材料。由此,能够更均等地向透光性部件30入射光,能够抑制发光装置100的颜色不均。
第三覆盖部件53在基板10上设置在发光元件20的周围。第三覆盖部件53覆盖发光元件20的侧面,从发光元件20的侧面延伸至基板10的上表面而设置。第三覆盖部件53能够提高基板10与发光元件20的粘接力。在此,第三覆盖部件53经由导光部件40覆盖发光元件20的侧面。
第三覆盖部件53从透光性部件30侧朝向基板10侧,沿着发光元件20的侧面形成为圆角状。换句话说,第三覆盖部件53的外侧面的截面形状例如具有从透光性部件30侧朝向基板10以部件宽度变宽的方式倾斜的形状。第三覆盖部件53的外侧面的截面形状可以是直线形状,也可以是弯曲形状。例如,在剖视时的第三覆盖部件53的外侧面为弯曲形状的情况下,第三覆盖部件53的弯曲形状既可以是向第二覆盖部件52侧凹陷的弯曲形状,也可以是向发光元件20侧凹陷的弯曲形状。
第三覆盖部件53优选使用树脂。第三覆盖部件53例如能够由具有光反射性的白色树脂形成。
作为第三覆盖部件53,例如可以使用在透光性的树脂中含有反射材料的部件。作为第三覆盖部件53所使用的树脂,例如可以列举环氧树脂、改性环氧树脂、有机硅树脂、改性有机硅树脂等。特别优选使用耐光性、耐热性优异的有机硅树脂。作为反射材料,例如可以列举氧化钛、二氧化硅、氧化铝、氧化锆、氧化镁、钛酸钾、氧化锌、氮化硅、氮化硼等。其中,从光反射的观点出发,优选使用折射率比较高的氧化钛。
第三覆盖部件53只有覆盖发光元件20的侧面的至少一部分即可。优选第三覆盖部件53覆盖发光元件20的整个侧面。更优选从发光元件20的侧面延伸并覆盖透光性部件30的侧面的至少一部分。由此,在各个元件结构体15中,能够抑制从发光元件20的侧面出射的光向横向的泄漏。而且,在具备多个元件结构体15的发光装置100中,能够抑制向相邻的元件结构体15的漏光,成为发光不均较少的发光装置100。另外,通过由第三覆盖部件53覆盖透光性部件30的侧面,在测定元件结构体15的光学特性时,能够容易掌握元件结构体15的色度坐标等,更容易地进行测定。另外,如后所述,在对每个元件结构体15进行单片化后进行分选工序时,更容易掌握元件结构体15的色度坐标。
第三覆盖部件53优选为还配置在发光元件20与基板10之间。由此,从发光元件20向下方前进的光被第三覆盖部件53反射,能够进一步提高发光装置100的光取出效率。
发光装置100具备多个元件结构体15,多个元件结构体15分别具备覆盖发光元件20的侧面的第三覆盖部件53,因此,能够抑制从发光元件20出射的光向横向的漏光。由此,能够在不使各个元件结构体15的光取出效率降低的情况下,使多个元件结构体15更接近地配置。
第二覆盖部件52是在基板10上覆盖发光元件20的侧面以及透光性部件30的侧面的部件。第二覆盖部件52经由导光部件40以及第三覆盖部件53覆盖发光元件20的侧面,并且覆盖透光性部件30的侧面。
通过具备第二覆盖部件52,元件结构体15能够使外观形状为大致长方体。由此,发光装置100在元件结构体15之间,能够将第一覆盖部件51从元件结构体15的下表面到上表面以大致相同的宽度配置。
第二覆盖部件52优选使用树脂。第二覆盖部件52例如能够由具有光反射性的白色树脂形成。第二覆盖部件52覆盖发光元件20的侧面以及透光性部件30的侧面。作为第二覆盖部件52所使用的树脂,例如可以列举作为第三覆盖部件53所使用的树脂而例示的树脂。作为第二覆盖部件52所使用的树脂中含有的反射材料,例如可以列举作为第三覆盖部件53所使用的反射材料而例示的材料。
第一覆盖部件51是设置在多个元件结构体15的周围的部件。第一覆盖部件51优选使用树脂。第一覆盖部件51例如能够由在透光性的树脂中含有反射材料的白色树脂形成。第一覆盖部件51覆盖元件结构体15的侧面。即,第一覆盖部件51覆盖基板10的侧面,经由导光部件40、第三覆盖部件53以及第二覆盖部件52覆盖发光元件20的侧面,经由第二覆盖部件52覆盖透光性部件30的侧面。第一覆盖部件51也设置在相互相邻的元件结构体15之间,使元件结构体15的上表面露出,覆盖多个元件结构体15各自的侧面。
作为第一覆盖部件51所使用的树脂,例如可以列举作为第三覆盖部件53所使用的树脂而例示的树脂。作为第一覆盖部件51所使用的树脂中含有的反射材料,例如可以列举作为第三覆盖部件53所使用的反射材料而例示的材料。
第一覆盖部件51也可以是白色以外的被着色的树脂。被着色的树脂例如可以列举黑色树脂、灰色树脂等。黑色树脂和灰色树脂与白色树脂相比,光吸收率高。因此,通过在元件结构体15之间设置作为黑色树脂或灰色树脂的第一覆盖部件51,能够有效地抑制元件结构体15之间的向横向的漏光。需要说明的是,在使用黑色树脂或灰色树脂作为第一覆盖部件51的情况下,优选以黑色树脂或灰色树脂与透光性部件30分开配置的方式,将元件结构体15设为具备第二覆盖部件52的结构。由此,能够抑制由于在元件结构体15之间使用黑色树脂或灰色树脂而导致的光吸收的影响。因此,能够成为抑制发光面的光取出效率的降低且进行单独点亮时的发光区域与非发光区域的对比度高的、“可见性”良好的发光装置。作为黑色树脂、灰色树脂,例如可以列举含有炭黑、石墨等黑色颜料的树脂。通过组合黑色颜料和上述反射材料等白色颜料,调整各自的添加量,能够调整黑色、灰色等颜色的浓度。另外,通过组合红色、蓝色、绿色等颜料,可以着色成黑色、灰色、除此之外的所希望的颜色。
在发光装置100中,分别具有发光面的多个元件结构体15由第一覆盖部件51保持。通过第一覆盖部件51,能够以所希望的配置来保持各个元件结构体15,因此,能够高密度地配置多个发光面。
支承部件60是覆盖第一覆盖部件51的侧面且在一个方向X上遍及多个元件结构体15的侧方而配置的部件。支承部件60具有与一个方向X平行的边,该边是与多个元件结构体15相向的边。例如,支承部件60可以是包围多个元件结构体15的框状的部件。在此,支承部件60作为用于包围多个元件结构体15并支承第一覆盖部件51的框体而设置。支承部件60在俯视时例如为大致长方形的框状,设置在多个元件结构体15的周围。
支承部件60由刚性比第一覆盖部件51高的部件或者结构形成。具体而言,支承部件60具有比使第一覆盖部件51产生翘曲的应力的值(刚性)高的刚性。在此,“刚性”表示相对于弯曲、拉伸的力的变形的难度,用引起单位变形(弯曲或拉伸)所需要的力(载荷÷变形量)表示。部件的刚性的比较是对在进行比较的部件引起可视为弹性变形的范围的相同量的变形所需要的力的大小进行比较而进行的。刚性通过使用杨氏模量(拉伸弹性模量)等弹性模量大的材料而变高。另外,在即便是相同的材料也能够改变板厚的情况下,刚性通过使板厚变厚等而变高。在复合材料中,也以引起单位变形(弯曲或拉伸)所需要的力(载荷÷变形量)的大小来比较刚性。例如,在弯曲试验中,也能够根据JISK7171:2016,求出弯曲形变0.05%和0.25%时的应力,对刚性进行比较。
发光装置100通过具有刚性比第一覆盖部件51高的支承部件60,抑制第一覆盖部件51的翘曲的产生,从而抑制发光装置100的翘曲的产生。由此,发光装置100的安装面变得平坦,能够将发光装置100高精度地配置在模块基板80的所希望的位置。发光装置100的多个元件结构体15通过第一覆盖部件51连结。因此,在第一覆盖部件51使用树脂的情况下,由于树脂在固化时收缩等,因此,有可能在发光装置100产生翘曲。但是,通过使用刚性比第一覆盖部件51高的材料、例如非挠性的材料作为支承部件60,能够抑制翘曲的产生。由此,发光装置100向模块基板80的安装性变得良好,能够将高密度地配置有多个发光面的发光装置100更高精度地配置在模块基板80的所希望的位置。
作为支承部件60,例如可以使用金属、合金等导电性部件、或者陶瓷等绝缘性部件。作为导电性部件,例如可以列举Fe、Cu、Ni、Al、Ti、W等金属、例如包含Fe、Cu、Ni、Al、Ag、Au、Pt、Ti、W、Pd等中的至少一种的合金。作为绝缘性部件,例如可以列举氧化铝、氮化铝等陶瓷、酚醛树脂、环氧树脂、有机硅树脂、聚酰亚胺树脂、BT树脂、聚邻苯二甲酰胺等树脂成型体。在使用树脂的情况下,根据需要,也可以将玻璃纤维、氧化硅、氧化钛、氧化铝等无机填料与树脂混合。另外,例如在树脂成型体中埋设有金属部件的支承部件等支承部件也可以使用这些材料的复合体。
支承部件60优选为包围多个元件结构体15的框状的部件。进而,支承部件60优选为包括与隔着多个元件结构体15的一个方向X平行的两边和与隔着多个元件结构体15的一个方向X正交的两边且具有俯视时呈大致长方形的开口的框状。由此,能够利用支承部件60固定与支承部件60接触的第一覆盖部件51的全部侧面,因此,能够更有效地抑制翘曲的产生。
从支承部件60的上表面到下表面的高度H优选比从元件结构体15的上表面到下表面的高度低。由此,在发光装置100中,能够将支承部件60的上表面配置在比元件结构体15的上表面低的位置(即发光装置100的下表面侧)。通过采用如上所述的结构,能够抑制制造发光装置100时的第一覆盖部件51向透光性部件30的上表面爬升。
支承部件60的高度H优选为0.1mm以上且1.0mm以下。如果支承部件60的高度H为0.1mm以上,则能够确保支承部件60自身的刚性,发光装置100的翘曲的产生的抑制效果进一步提高,能够更高精度地配置在所希望的位置。另一方面,如果支承部件60的高度H为1.0mm以下,则能够使发光装置100进一步轻量化,另外,能够进一步小型化。
支承部件60的遍及多个元件结构体15的侧方而配置的部位的宽度W优选为0.5mm以上且2.0mm以下。在此,宽度W是指支承部件60的与一个方向X平行的边即与元件结构体15相向地配置的边的、与一个方向X正交的方向上的最短长度。如果宽度W为0.5mm以上,则能够确保支承部件60自身的刚性,发光装置100的翘曲的产生的抑制效果进一步提高,能够更高精度地配置在所希望的位置。另一方面,如果宽度W为2.0mm以下,则能够使发光装置100进一步轻量化,另外,能够进一步小型化。
为了使向模块基板80的安装变得容易,支承部件60优选具有贯通孔。例如,优选的是,支承部件60是包括与一个方向X平行的两边和与一个方向X正交的两边且具有俯视时呈大致长方形的开口的框体,在与同一个方向X正交的两边分别对应的位置具有贯通孔60a1、60a2。在此,贯通孔60a1、60a2设置在沿着一个方向X排列为1行的元件结构体15的列的延长线上。通过使支承部件60具有贯通孔60a1、60a2,在将发光装置100载置于模块基板80时,如后述那样,通过使贯通孔60a1与模块基板80的孔80a1、以及贯通孔60a2与模块基板80的孔80a2的位置对准来抑制位移偏移,安装精度变好。由此,容易将发光装置100安装于模块基板80。另外,例如,在将安装有发光装置100的模块基板80进一步用于前照灯等车辆用灯具的情况下,通过使模块基板80的孔80a1、80a2与设置在灯具侧的定位销对准,能够防止位移偏移。由此,容易将发光模块200安装于车辆用灯具。
另外,优选的是,一方的贯通孔60a1与另一方的贯通孔60a2的大小、例如直径不同。通过具有大小不同的贯通孔60a1、60a2,在发光装置100的制造工序中,在将元件结构体15分别配置于二维排列的多个支承部件60内时,能够防止支承部件60的左右方向的误识别。
贯通孔60a1、60a2的形状不限于圆形,也可以是椭圆形或三角形、四边形等多边形。另外,贯通孔60a1、60a2可以在俯视时从支承部件的侧面分离,也可以在侧面开口。换句话说,贯通孔也可以是在俯视时将支承部件的外缘的一部分切成半圆形或半椭圆形等那样的形状。即,如图5C所示,也可以是在支承部件的侧面开口的贯通孔60b1、60b2。另外,贯通孔60a1、60a2的大小根据支承部件60的尺寸等适当调整即可。作为一例,贯通孔60a1的直径为1.5mm以上且2.5mm以下,贯通孔60a2的直径为0.5mm以上且1.5mm以下。如果贯通孔60a1、60a2的大小在该范围内,则通过使贯通孔60a1、60a2适度地大,容易进行与模块基板80的孔80a1、80a2的对位,并且,通过使贯通孔60a1、60a2适度地,能够实现支承部件60的强度化。
另外,支承部件60在中央具有用于配置元件结构体15以及第一覆盖部件51的开口60a3。开口60a3的平面形状例如是在一个方向X上较长的大致长方形。开口60a3的大小优选为沿着一个方向X配置在开口60a3内的多个元件结构体15与开口60a3的内侧面之间的距离至少为0.4mm以上的大小。由此,元件结构体15以及第一覆盖部件51向开口60a3内的配置变得容易。需要说明的是,开口60a3优选贯通支承部件60。由此,能够使元件结构体15的上表面(即透光性部件30的上表面)和下表面(即基板10的下表面)从支承部件60以及第一覆盖部件51露出,作为发光装置100的发光面和外部电极面。
发光装置100具备多个元件结构体15。在此,沿着一个方向X配置在1行的11个元件结构体15由第一覆盖部件51保持。但是,发光装置可以具备10个以下的元件结构体15,也可以具备12个以上的元件结构体15。但是,发光装置100将至少3个元件结构体15沿着一个方向X配置。发光装置在不设置支承部件60而将3个以上的元件结构体15沿着一个方向X配置的情况下,在多个部位产生第一覆盖部件51固化时的树脂的收缩。一个方向X上的由第一覆盖部件51进行接合的接合部的数量越增加,越容易产生发光装置的翘曲的问题。另外,树脂的收缩也有时因将固化后的发光装置安装于模块基板时的热过程而产生,若在安装时发光装置产生翘曲,则难以安装。本实施方式的发光装置100具有支承部件60,因此,即便在将3个以上的元件结构体15沿着一个方向X配置的情况下,也能够抑制发光装置100的翘曲的产生,能够高精度地配置在所希望的位置。另外,元件结构体15也可以沿着一个方向X配置成多行。需要说明的是,在本实施方式中,一个方向X是行方向,与一个方向X正交的方向是列方向。
沿着一个方向X配置元件结构体15是指,除了在俯视时以多个元件结构体15的上下的侧面在直线上对齐的方式并列配置的情况以外,还包括以相邻的元件结构体15的上下的侧面相互偏移的方式配置的情况。即,发光装置在俯视时,只有在一个方向X的直线上配置各个元件结构体15的一部分即可。优选的是,在一个方向X的直线上配置各个元件结构体15的上表面的大致中心。需要说明的是,如后述那样,在将元件结构体15配置成多行的情况下,也只要在一个方向X的多条直线上分别配置各个元件结构体15的一部分即可。优选的是,元件结构体15的透光性部件30的上表面沿着一个方向配置成行列状。
另外,发光装置100通过具备多个元件结构体15,从而高密度地将多个发光面高精度地配置在发光装置100的所希望的位置。
[发光模块]
接着,对发光模块200进行说明。
发光模块200具备已说明的结构的发光装置100和以与发光装置100的基板10面对的方式载置有发光装置100的模块基板80。
需要说明的是,在发光装置100不具备保护元件25的情况下,优选采用在模块基板80侧具备保护元件25的结构。另外,模块基板80也可以采用具备对发光装置100供给电力的连接器等保护元件25以外的其他电子部件的结构。
发光装置100如上述已说明的那样。
模块基板80是载置发光装置100的部件,将发光装置100与外部电连接。模块基板80例如在俯视时为大致长方形。模块基板80具备基体部6和配置于基体部6的表面的配线部7。
作为基体部6的材料,例如可以列举作为基板10的基体1所使用的材料而例示的材料。作为配线部7的材料,例如可以列举作为基板10的配线所使用的材料而例示的材料。
模块基板80在支承部件60的贯通孔60a1、60a2相向的位置分别具有贯通模块基板80的孔80a1、80a2。孔80a1在俯视时具有与贯通孔60a1大致相同的形状和大小,孔80a2在俯视时具有与贯通孔60a2大致相同的形状和大小。
发光装置100以贯通孔60a1、60a2分别与孔80a1、80a2重叠的方式安装于模块基板80的上表面。另外,发光装置100以经由导电性粘接材料9将外部连接电极3与配线部7接合的方式安装于模块基板80的上表面。作为导电性粘接材料9,例如可以列举上述导电性粘接材料8所例示的材料。
另外,在发光模块200中,支承部件60经由导电性粘接材料9与模块基板80接合。由此,从发光装置100产生的热经由支承部件60向模块基板80散热。因此,发光模块200的散热性更优异。需要说明的是,支承部件60也可以代替导电性粘接材料9而经由绝缘性的粘接材料接合于模块基板80上。另外,支承部件60也可以不固定于模块基板80,而与支承部件60分离或接触地配置在支承部件60上。
[发光模块的动作]
当驱动发光模块200时,从外部电源向发光元件20供给电流,发光元件20发光。在发光元件20发出的光中,向上方前进的光经由透光性部件30被取出到发光装置100的上方的外部。另外,向下方前进的光被基板10或第三覆盖部件53反射,经由透光性部件30被取出到发光装置100的外部。另外,向横向前进的光被第一覆盖部件51、第二覆盖部件52以及第三覆盖部件53中的一个以上反射,经由透光性部件30被取出到发光装置100的外部。此时,通过使透光性部件30之间变窄(例如0.2mm以下),例如在将发光模块200用于车辆用前照灯的光源的情况下,能够使光学系统的结构简单且小型。另外,发光模块200的散热性优异且具有支承部件60,从而也能够抑制由热引起的变形。
[发光装置的制造方法]
首先,对发光装置100的制造方法的一例进行说明。
图2是实施方式的发光装置的制造方法的流程图。
发光装置100的制造方法包括:元件结构体准备工序S101、支承部件准备工序S102、元件结构体配置工序S103、第一覆盖部件形成工序S104以及片部件除去工序S105。
需要说明的是,关于各部件的材质、配置等,如上述的发光装置100的说明中所述,因此,在此适当省略说明。
(元件结构体准备工序)
元件结构体准备工序S101是准备多个元件结构体15的工序,该元件结构体15具备基板10、发光元件20、透光性部件30、导光部件40、第三覆盖部件53以及第二覆盖部件52。
元件结构体15可以通过购买等来准备,或者能够通过准备基板10、发光元件20、透光性部件30、导光部件40、第三覆盖部件53以及第二覆盖部件52并经过后述的各工序的一部分或全部来准备。
元件结构体准备工序S101例如包括集合基板准备工序S101a、发光元件载置工序S101b、透光性部件配置工序S101c、导光部件配置工序S101d、第三覆盖部件形成工序S101e、第二覆盖部件形成工序S101f以及元件结构体单片化工序S101g。
〈集合基板准备工序〉
集合基板准备工序S101a是准备集合基板11的工序,该集合基板11包括多个在集合基板11的分割后成为基板10的第一区域12。
集合基板11是包括载置发光元件20的多个第一区域12的一张基板。在图4A中,为便于说明,图示出包括两个第一区域12的集合基板11,但第一区域12的个数适当调整即可。
〈发光元件载置工序〉
图4A是示意性地表示载置发光元件的工序的剖视图。
发光元件载置工序S101b是在多个第一区域12载置发光元件20的工序。
在该工序S101b中,将多个发光元件20分别载置于多个第一区域12。发光元件20将电极形成面作为安装面,利用导电性粘接材料8倒装芯片安装在配置于第一区域12的上表面配线2上。
发光元件20可以通过经过半导体生长等工序等、经过制造工序的一部分或全部来准备,或者,可以通过购买等来准备。
该工序S101b包括在多个第一区域12载置保护元件25的工序。即,在该工序S101b中,将多个保护元件25分别载置于多个第一区域12。
〈透光性部件配置工序〉
图4B是示意性地表示配置透光性部件的工序的剖视图。
透光性部件配置工序S101c是在各个发光元件20上配置透光性部件30的工序。
在该工序S101c中,例如,在发光元件20的与电极形成面相反的一侧的上表面(即主要的光取出面侧)接合规定形状的透光性部件30。
在该工序S101c中,例如将透光性部件30载置于在上表面配置有透光性的粘接部件的发光元件20上。由此,经由粘接部件将透光性部件30与发光元件20的上表面接合。如后述那样,粘接部件被透光性部件30按压,成为规定厚度的导光部件40。透光性部件30的下表面优选比发光元件20的上表面宽。由此,粘接部件容易向发光元件20的侧面延伸。需要说明的是,也可以在透光性部件30上配置粘接部件之后,以透光性部件30上的粘接部件配置于发光元件20的上表面的方式将透光性部件30载置于发光元件20上。
在将透光性部件30与发光元件20接合的情况下,也可以不使用粘接部件而通过直接接合法进行接合。
〈导光部件配置工序〉
导光部件配置工序S101d是在各个发光元件20的侧面配置导光部件40的工序。
导光部件配置工序S101d能够作为与透光性部件配置工序S101c相同的工序来进行。通过调整在透光性部件配置工序S101c中使用的粘接部件的量和粘度,能够使设置在发光元件20与透光性部件30之间的粘接部件向发光元件20的侧面延伸,形成导光部件40。
在透光性部件配置工序S101c之后进行导光部件配置工序S101d的情况下,使用粘接部件或通过直接接合法将发光元件20与透光性部件30接合后,在发光元件20的侧面配置导光部件40。
在透光性部件配置工序S101c中,在导光部件40使用将发光元件20与透光性部件30接合的透光性的粘接部件的情况下,透光性部件配置工序和导光部件配置工序优选作为相同工序而进行。由此,能够简化工序。
〈第三覆盖部件形成工序〉
图4C是示意性地表示形成第三覆盖部件的工序的剖视图。
第三覆盖部件形成工序S101e是在集合基板11上形成覆盖各个发光元件20的侧面的第三覆盖部件53的工序。
在该工序S101e中,在集合基板11上形成经由设置于发光元件20的侧面的导光部件40覆盖各个发光元件20的侧面的第三覆盖部件53。另外,第三覆盖部件53也可以还配置在发光元件20与集合基板11之间,在该工序S101e中,优选以覆盖各个发光元件20的下表面的方式设置第三覆盖部件53。
在该工序S101e中,例如通过浇注或喷射等,在集合基板11上涂敷成为第三覆盖部件53的未固化的树脂。被涂敷在集合基板11上的树脂在发光元件20与集合基板11之间存在间隙的情况下,在该间隙中浸润扩散,进而通过表面张力在发光元件20的侧面爬升并覆盖。此后,使树脂固化,形成覆盖发光元件20的侧面的第三覆盖部件53。
〈第二覆盖部件形成工序〉
图4D是示意性地表示形成第二覆盖部件的工序的剖视图。
第二覆盖部件形成工序S101f是在集合基板11上形成覆盖各个发光元件20的侧面以及各个透光性部件30的侧面的第二覆盖部件52的工序。
在该工序S101f中,在集合基板11上形成经由设置于发光元件20的侧面的导光部件40覆盖各个发光元件20的侧面并且覆盖各个透光性部件30的侧面的第二覆盖部件52。
在该工序S101f中,例如通过浇注或喷射等,在集合基板11上涂敷成为第二覆盖部件52的未固化的树脂。被涂敷在集合基板11上的树脂通过表面张力而在发光元件20的侧面以及透光性部件30的侧面爬升、覆盖。此后,使树脂固化,形成覆盖发光元件20的侧面以及透光性部件30的侧面的第二覆盖部件52。
在该工序S101f中,以覆盖发光元件20的侧面以及透光性部件30的侧面并使透光性部件30的上表面露出的方式设置第二覆盖部件52。第二覆盖部件52也可以使用模具等通过注射成型、传递模塑、压缩成形等形成。需要说明的是,第二覆盖部件52也可以通过以覆盖透光性部件30的上表面的方式设置后,以使透光性部件30的上表面露出的方式通过研磨、磨削、切削等除去第二覆盖部件52的一部分而形成。
〈元件结构体单片化工序〉
图4E是示意性地表示将元件结构体单片化的工序的剖视图。
元件结构体单片化工序S101g是将集合基板11按第一区域12分割而得到多个元件结构体15的工序。
在该工序S101g中,通过在集合基板11的规定位置进行分割而单片化,成为多个元件结构体15。
发光装置100的制造方法将被单片化的多个元件结构体15组合而制造。即,由于在按每个元件结构体15进行了单片化后进行分选工序,因此,能够从被单片化的元件结构体15分选具有规定范围的发光特性的元件结构体,以所希望的组合形成发光装置100。由此,能够得到颜色的偏差较少的、所希望的发光色的发光装置100。
另外,通过使各元件结构体15具备第三覆盖部件53,例如即便在透光性部件30包括波长转换部件等、元件结构体15的发光色与发光元件20的发光色不同的情况下,也能够容易地分选具有规定范围的发光特性的元件结构体。
另外,在制造工序中,在一部分元件结构体15产生了不良情况的情况下,在配置第一覆盖部件51之前,能够仅废弃有不良情况的元件结构体15。在将多个发光元件载置于一张基板上的发光装置的情况下,在部件的一部分产生了不良情况的情况下,需要废弃整个发光装置整体。因此,本实施方式的发光装置的制造方法能够减少在工序中产生了不良情况时废弃的部件。
(支承部件准备工序)
图4F是示意性地表示支承部件准备工序中的支承部件集合体的俯视图。图4G是示意性地表示将支承部件配置在片部件上的状态的剖视图。
支承部件准备工序S102是准备支承部件60的工序。
如图4F所示,支承部件60例如能够作为具有开口60a3的框状的支承部件60通过连结部61连接成行列状的支承部件集合体65而准备。
如图4G所示,支承部件集合体65例如通过固定在片部件70上,能够以支承部件60为基准将元件结构体15载置于片部件70上。由此,即便在用于载置元件结构体15的没有对准标记的片部件70上,也能够高精度地载置元件结构体15。另外,通过设为具有直径不同的贯通孔60a1、60a2的支承部件60,能够防止支承部件集合体65中的左右方向的误识别。需要说明的是,在图4G中,为便于说明,图示出将一个支承部件60配置在片部件70上的状态。
(元件结构体配置工序)
图4H是示意性地表示将元件结构体配置在片上的工序的剖视图。在图4H中,为便于说明,图示出相对于一个支承部件60配置的元件结构体15。
元件结构体配置工序S103是以元件结构体15的基板10面对片部件70的方式将多个元件结构体15配置在片部件70上的工序。
在该工序S102中,在具有开口60a3的框状的支承部件60的开口60a3内沿着一个方向X配置多个元件结构体15。多个元件结构体15以基板10的下表面(即与载置发光元件20的面相反的一侧的面)与片部件70的上表面接触的方式载置于片部件70上。片部件70在支承体71上设置有粘合剂72。需要说明的是,在元件结构体15在下表面具备外部连接电极3的情况下,优选以外部连接电极3埋设于片部件70的粘合剂72的方式,将元件结构体15的下表面以压入粘合剂72的方式配置在片部件70上。由此,在后述的第一覆盖部件形成工序S104中,能够抑制第一覆盖部件51向外部连接电极3的表面蔓延。
在该工序S102中,将被单片化后的元件结构体15配置在片部件70上,因此,例如在单片化时使用刀片的情况下,能够以比刀片的宽度短的距离配置元件结构体15。由此,能够成为发光面之间窄的发光装置100。另外,在该工序S102中,将被单片化后的元件结构体15配置在片部件70上,因此,能够高密度地将多个发光面高精度地配置在支承部件60的框内的所希望的位置。
作为片部件70,例如可以列举耐热性的树脂片、UV固化片等该领域中公知的片部件。
(第一覆盖部件形成工序)
图4I是示意性地表示形成第一覆盖部件的工序的剖视图。
第一覆盖部件形成工序S104是在从开口60a3露出的片部件70上形成覆盖各个元件结构体15的基板10、发光元件20以及透光性部件30的侧面的第一覆盖部件51的工序。
在该工序S104中,例如通过浇注或喷射等,以在支承部件60的框内设置第一覆盖部件51直至元件结构体15的侧面为止的方式在片部件70上配置成为第一覆盖部件51的未固化的树脂。配置在开口60a3内的树脂通过毛细管现象在相邻的元件结构体15之间爬升。由此,能够覆盖元件结构体15的透光性部件30的侧面。而且,通过使配置在片部件70上的支承部件60的上表面的高度低于元件结构体15的上表面,能够抑制第一覆盖部件51向透光性部件30的上表面爬升。
在该工序S104中,以覆盖元件结构体15的侧面(即基板10的侧面、发光元件20的侧面以及透光性部件30的侧面)并使透光性部件30的上表面露出的方式设置第一覆盖部件51。需要说明的是,第一覆盖部件51也可以在以覆盖元件结构体15的上表面的方式设置后,以使元件结构体15的上表面露出的方式通过研磨、磨削、切削等除去第一覆盖部件51的一部分而形成。
需要说明的是,第一覆盖部件51也可以通过模具成形、印刷等来形成。
(片部件除去工序)
图4J是示意性地表示除去片部件的工序的剖视图。
片部件除去工序S105是除去片部件70的工序。
在该工序S105中,将载置有元件结构体15等的片部件70剥离而成为发光装置100。
需要说明的是,实际上,发光装置100通过支承部件集合体65的连结部61连结,将连结部61切断而能够得到各个发光装置100。
如上所述得到的发光装置100由于发光面之间窄,因此,由透镜等光学系统进行的配光的调整变得容易。另外,高密度地将多个发光面高精度地配置在发光装置100的所希望的位置。另外,发光装置100的翘曲的产生得到抑制,能够将发光装置100高精度地配置在模块基板80的所希望的位置。
[发光模块的制造方法]
接着,对发光模块200的制造方法的一例进行说明。
图3是实施方式的发光模块的制造方法的流程图。
发光模块200的制造方法包括发光装置准备工序S11和发光装置载置工序S12。
模块基板80优选在支承部件60各自的贯通孔60a1、60a2相向的位置具有孔80a1、80a2。而且,如图4K所示,发光装置载置工序S12将支承部件60的贯通孔60a1、60a2与模块基板80的孔80a1、80a2的位置对准而将发光装置100载置于模块基板80。
需要说明的是,关于各部件的材质、配置等,如上述的发光模块200的说明中所述,因此,在此适当省略说明。
(发光装置准备工序)
发光装置准备工序S11是准备上述发光装置100的工序。
在该工序S11中,例如,通过进行上述工序S101~工序S105来制造发光装置100。
(发光装置载置工序)
图4K是表示载置发光装置的工序的剖视图。
发光装置载置工序S12是以发光装置100的基板10与模块基板80面对的方式载置发光装置100的工序。
在该工序S12中,将发光装置100载置于模块基板80的上表面。发光装置100将基板10侧作为安装面,经由导电性粘接材料9安装于模块基板80的上表面。
在该工序S12中,将支承部件60的贯通孔60a1与模块基板80的孔80a1、以及支承部件60的贯通孔60a2与模块基板80的孔80a2的位置对准,将定位夹具90的紧固件91a插入到贯通孔60a1以及孔80a1,将紧固件91b插入到贯通孔60a2以及孔80a2。由此,进行发光装置100与模块基板80的对位,将发光装置100载置于模块基板80。
以上,通过具体实施方式对发光装置及发光模块、以及发光装置的制造方法及发光模块的制造方法进行了具体说明,但本发明的主旨并不限于这些记载,必须基于权利要求书的记载广义地解释。另外,基于这些记载进行了各种变更、改变等的方案也包含在本发明的主旨中。
《变形例》
图5A~图5G分别是示意性地表示具备第一变形例至第七变形例的发光装置的发光模块的一例的俯视图。图5H是示意性地表示第八变形例的发光模块的制造方法的一例的剖视图。
需要说明的是,在各附图中,部件的大小、位置关系等适当简化。
作为第一变形例,在发光模块200A以及发光装置100A中,支承部件60A是一根棒状部件。棒状的支承部件60A在一个方向X上遍及多个元件结构体15的侧方而配置。
作为第二变形例,在发光模块200B以及发光装置100B中,支承部件60B是两根棒状部件。在支承部件60B中,棒状部件隔着多个元件结构体15在一个方向X上遍及多个元件结构体15的侧方平行地配置有两个。
如第一变形例以及第二变形例所示,发光装置即便在使用了棒状的支承部件的情况下,也能够通过在一个方向X上遍及多个元件结构体15的侧方而配置来抑制发光装置的翘曲的产生。另外,通过使用棒状的支承部件,能够使支承部件小型化,因此,能够实现发光模块200C以及发光装置100C的小型化、轻量化。需要说明的是,在第一变形例以及第二变形例中,支承部件可以具有用于与模块基板对位的贯通孔,也可以不具有用于与模块基板对位的贯通孔。
作为第三变形例,在发光模块200C以及发光装置100C中,支承部件60C在与一个方向X相向的侧面分别具有将外缘的一部分切成半椭圆形那样的形状的贯通孔60b1、60b2。贯通孔60b1和60b2的大小不同。这样,通过将贯通孔设为在侧面开口的贯通孔60b1、60b2,能够缩短支承部件的一个方向X上的长度,因此,能够实现发光模块200C以及发光装置100C的小型化、轻量化。需要说明的是,在侧面开口的贯通孔60b1、60b2的形状不限于半椭圆形,也可以是半圆形、矩形。
作为第四变形例,发光模块200D和发光装置100D将多个元件结构体15配置成2行11列的行列状。
作为第五变形例,发光模块200E以及发光装置100E将多个元件结构体15配置成2行11列的行列状。在此,位于各行的两端的元件结构体15以在行方向上与相邻的元件结构体15之间的距离比行方向上的其他元件结构体15之间的距离长的方式配置。
作为第六变形例,发光模块200F以及发光装置100F将发光面的大小不同的元件结构体15组合在一起。在此,发光面小的元件结构体15在发光装置100F的中央部配置成2行6列的行列状。另外,发光面大的元件结构体15在发光面小的元件结构体15的集合体的行方向上的两侧分别沿行方向排列配置有3个。这样,发光模块200F以及发光装置100F沿着一个方向配置有发光面不同的多个元件结构体15。这样,发光模块200以及发光装置100也可以在元件结构体15沿着一个方向配置的中途配置成多行。发光模块200F以及发光装置100F通过在中央部配置发光面小的元件结构体15,与配置发光面大的元件结构体15的情况相比,能够在中央部密集地配置较多的元件结构体15。发光模块200F以及发光装置100F通过在中央部密集地配置元件结构体15,例如在将发光模块200F用于车辆用前照灯的光源的情况下,能够更高精细地照射中央部(主要在道路上)。
作为第七变形例,发光模块200G以及发光装置100G的元件结构体15呈交错状地配置成2行。在此,以第一行的元件结构体15与第二行的元件结构体15的行方向上的间隙为0以下的方式,在行方向上错开配置第一行的元件结构体15和第二行的元件结构体15。这样,在发光模块200G以及发光装置100G中,多个元件结构体15沿着一个方向配置成2行。发光模块200G以及发光装置100G能够使行方向上的间隙为0以下,因此,例如在将发光模块200G用于车辆用前照灯的光源的情况下,能够更高精细地照射横向。
这样,发光模块和发光装置的行数和列数没有限定,各行和各列中的元件结构体的数量也可以根据所希望的配光图案适当调整。另外,在发光模块以及发光装置中,发光面大小不同的元件结构体的组合、元件结构体的配置等也可以根据配光图案适当调整。
发光装置也可以是多个元件结构体具备发光色不同的两种以上的元件结构体的装置。在此,元件结构体的发光色是指从透光性部件的上表面出射的光的发光色。例如,发光元件的发光色与元件结构体的发光色也可以相同。作为发光色不同的两种以上的元件结构体,例如,通过使用发光色不同的发光元件,能够得到发光色不同的元件结构体。另外,使用发光色相同的发光元件的多个元件结构体具备分别含有不同的荧光体的透光性部件,从而能够得到发光色不同的多个元件结构体。
在以上说明的发光装置及发光模块中,第二覆盖部件可以覆盖发光元件的下表面,也可以不覆盖发光元件的下表面。
另外,在第一覆盖部件、第二覆盖部件、第三覆盖部件、导光部件等各部件中,作为用于得到所希望的发光色、所希望的部件表面的颜色、所希望的配光特性等的添加剂,也可以含有各种着色剂、填料、波长转换部件等。
另外,基板、模块基板在俯视时也可以是大致正方形,支承部件也可以是在俯视时呈大致正方形的框体。基板、模块基板、支承部件也可以是其他形状。另外,在支承部件为框体的情况下,框体也可以具有断续地配置的部位。另外,支承部件例如也可以是多边形的一边欠缺的形状(例如凹状)、U字形等。
作为第八变形例,发光模块200H具备发光装置100和模块基板80A。模块基板80A在支承部件60各自的贯通孔60a1、60a2相向的位置具有孔80c1、80c2。另外,具有用于插入定位夹具90A的紧固件91Aa、91Ab的孔80d1、80d2。在第八变形例中,孔80c1、80c2以及孔80d1、80d2是设置在模块基板80A的上表面的、不贯通模块基板80A的孔。
而且,在发光装置载置工序S12中,将支承部件60的贯通孔60a1与模块基板80A的孔80c1、以及支承部件60的贯通孔60a2与模块基板80A的孔80c2的位置对准,将定位夹具90A的紧固件91a插入到贯通孔60a1以及孔80c1,将紧固件91b插入到贯通孔60a2以及孔80c2。另外,将紧固件91Aa插入到孔80d1,将紧固件91Ab插入到孔80d2。由此,进行发光装置100与模块基板80A的对位,将发光装置100载置于模块基板80A。
图6A是示意性地表示具备第九变形例的发光装置的发光模块的一例的俯视图。图6B是示意性地表示第九变形例的发光装置的一例的仰视图。图6C是图6A的VIC-VIC线处的示意剖视图。图6D是示意性地表示在第九变形例的发光模块中使用的模块基板的一例的俯视图。图6E是将第九变形例的发光模块的一例局部放大而示意性地表示的俯视图,是表示图6D的模块基板与图6A的发光装置之间的位置关系的俯视图。图6F是示意性地表示在第十变形例的发光模块中使用的模块基板的一例的俯视图。图6G是将第十变形例的发光模块的一例局部放大而示意性地表示的俯视图,是表示图6F的模块基板与图6A的发光装置之间的位置关系的俯视图。图6E、图6G使发光装置透过而图示。
作为第九变形例,发光模块200I以及发光装置100H具备散热端子。在发光装置100H中,元件结构体15A具备的基板10在与载置发光元件20的上表面相反的一侧的下表面具备外部连接电极3A和第一散热端子5。基板10是在俯视时具有长度方向和宽度方向的大致长方体形状,基板10在下表面的长度方向上的一端具备外部连接电极3A,在与一端相反的一侧的另一端具备第一散热端子5。第一散热端子5在长度方向上与正负各自的外部连接电极(即阳极电极3Aa、阴极电极3Ab)相向。因此,发光装置100H具备与发光装置100的外部连接电极3相比基板10的长度方向上的长度短的外部连接电极3A。
基板10在下表面具备大致矩形的第一散热端子5,在元件结构体15A中,第一散热端子5配置在发光元件20的正下方。
作为第一散热端子5的材料,可以列举作为外部连接电极3所使用的材料而例示的材料。第一散热端子5与外部连接电极3A绝缘。即,第一散热端子5与发光元件20绝缘。
另外,发光装置100H的支承部件60D的开口63a的大小与发光装置100不同。
其他事项与发光装置100相同。
载置发光装置100H的模块基板80B在载置发光装置100H的上表面具备:配置在与正负的外部连接电极3A相向的位置的正负的配线部7A;以及配置在与第一散热端子5相向的位置的第二散热端子17。
模块基板80B将与发光装置100H接合的配线部7A的形状以及位置设为与外部连接电极3A的形状以及位置相应的形状以及位置。具体而言,模块基板80B具有与发光装置100H的阳极电极3Aa以及阴极电极3Ab的形状大致一致的形状的配线部7A(阳极电极侧配线部7Aa以及阴极电极侧配线部7Ab)。
模块基板80B具备配置在与多个元件结构体15A各自的第一散热端子5相向的位置的第二散热端子17。第二散热端子17分别在俯视时从与第一散热端子5相向的位置连续地配置到与一个方向X垂直的Y方向上的与支承部件60的下表面相向的位置。由此,能够进一步提高散热性。
作为第十变形例,发光模块200J的模块基板80C的第二散热端子的形状与模块基板80B不同。
载置发光装置100H的模块基板80C具备一个第二散热端子17A,该第二散热端子17A的大小包括与多个元件结构体15A各自的第一散热端子5相向的多个区域。即,模块基板80C具备与发光装置100H具备的多个第一散热端子5一并连接的一个第二散热端子17A。第二散热端子17A在俯视时从与第一散热端子5相向的位置连续地配置到与一个方向X垂直的Y方向上的与支承部件60D的下表面相向的位置。由此,能够进一步提高散热性。
其他事项与模块基板80B相同。
需要说明的是,在模块基板80B、模块基板80C中,使第二散热端子17、17A的形状以及位置与第一散热端子5的形状以及位置不同,但也可以使用使第二散热端子17、17A的形状以及位置与第一散热端子5的形状以及位置相应的模块基板。
图7A是示意性地表示具备第十一变形例的发光装置的发光模块的一例的俯视图。图7B是示意性地表示第十一变形例的发光装置的一例的仰视图。图7C是示意性地表示在第十一变形例的发光模块中使用的模块基板的一例的俯视图。图7D是将第十一变形例的发光模块的一例局部放大而示意性地表示的俯视图,是表示图7C的模块基板与图7A的发光装置之间的位置关系的俯视图。图7E是示意性地表示在第十二变形例的发光模块中使用的模块基板的一例的俯视图。图7F是将第十二变形例的发光模块的一例局部放大而示意性地表示的俯视图,是表示图7E的模块基板与图7A的发光装置之间的位置关系的俯视图。图7D、图7F使发光装置透过而图示。
作为第十一变形例,在发光模块200K以及发光装置100I中,多个元件结构体15A沿着一个方向X配置成2行11列的行列状。多个元件结构体15A以将与一个方向X平行的直线作为对称轴而线对称的方式配置有2行。即,多个元件结构体15A沿着一个方向X配置成2行,并且以相对于通过行间的直线呈线对称的方式配置。
发光装置100I在俯视时,第一行的元件结构体15A和第二行的元件结构体15A以配置第一散热端子5的另一端侧的侧面彼此相向的方式配置。即,多个元件结构体15A具备的第一散热端子5在俯视时在与一个方向X垂直的方向Y上配置在比外部连接电极3A靠内侧的位置。
其他事项除了支承部件的开口63a的大小不同以外,与发光装置100H相同。
载置发光装置100I的模块基板80D在载置发光装置100I的上表面具备:配置在与正负的外部连接电极3A相向的位置的正负的配线部7A;配置在与第一散热端子5相向的位置的第二散热端子17B。
模块基板80D具备一个第二散热端子17B,该第二散热端子17B的大小包括与多个元件结构体15A各自的第一散热端子5相向的多个区域。
另外,模块基板80D的第二散热端子17B在俯视时在一个方向X上从与第一散热端子5相向的位置连续地配置到与支承部件60的下表面相向的位置。另外,此时,第二散热端子17B以在俯视时与贯通孔60a1、60a2分离的方式设置。
即,模块基板80D具有能够将发光装置100I具备的多个第一散热端子5一并安装,而且在俯视时延伸至一个方向X上的与支承部件60的下表面相向的规定位置的一个第二散热端子17B。由此,能够进一步提高散热性。
其他事项与模块基板80B相同。
作为第十二变形例,发光模块200L的模块基板80E的第二散热端子的形状与模块基板80D不同。
在第十二变形例的发光模块200L的模块基板80E上,载置有具备沿着一个方向X配置有多行的多个元件结构体15A的发光装置100I。模块基板80E具有与配置元件结构体15A的多行对应的多个第二散热端子17C。在多个第二散热端子17C上分别接合有第一散热端子5。
具体而言,模块基板80E具备与配置于第一行的元件结构体15A各自的第一散热端子5相向地配置的第二散热端子17Ca和与配置于第二行的元件结构体15A各自的第一散热端子5相向地配置的第二散热端子17Cb,作为第二散热端子17C。
另外,模块基板80E的第二散热端子17C在俯视时在一个方向X上延伸配置到与支承部件60的下表面相向的位置。由此,能够进一步提高散热性。需要说明的是,第二散热端子17C以在俯视时与支承部件60的贯通孔60a1、60a2分离的方式设置。
其他事项与模块基板80D相同。
需要说明的是,在模块基板80D、模块基板80E中,使第二散热端子17B、17C的形状以及位置与第一散热端子5的形状以及位置不同,但也可以使用使第二散热端子17B、17C的形状以及位置与第一散热端子5的形状以及位置相应的模块基板。
另外,发光装置的制造方法以及发光模块的制造方法在不对上述各工序造成不良影响的范围内,也可以在上述各工序之间或者前后包含其他工序。
图8是实施方式的发光装置的另一制造方法的流程图。
例如,在实施方式的发光装置的制造方法中,当在第一覆盖部件形成工序S104中第一覆盖部件51使用热固性的树脂的情况下,也可以在进行了元件结构体配置工序S103之后,在进行第一覆盖部件形成工序S104之前,进行作为使片部件70的粘合性树脂即粘合剂72固化的工序的粘合剂固化工序S500。由于使树脂固化时的热过程以及/或者直至树脂固化为止的时间流逝,有可能难以将发光装置100从片部件70剥离,或者在剥离后片部件70的粘合剂72的一部分附着于发光装置100的背面。尤其是,在元件结构体15在基板10的下表面具备外部连接电极3的情况下,若在外部连接电极3的表面附着片部件70的粘合剂72,则有可能在向模块基板安装时不能进行电连接。因此,在形成第一覆盖部件51之前,预先使片部件70的粘合剂72固化,从而能够抑制除去片部件70后的发光装置100的外部连接电极3处的片部件70的粘合剂残留。需要说明的是,通常为了不产生上述问题而管理树脂的固化条件等,但为了更可靠地抑制粘合剂72的附着等,也可以进行粘合剂固化工序S500。
另外,在元件结构体配置工序中,以外部连接电极3埋设于片部件70的粘合剂72的方式将元件结构体配置在片部件70上。但是,也可以以外部连接电极3不埋设于片部件70的粘合剂72的方式将元件结构体配置在片部件70上。在该情况下,在第一覆盖部件形成工序中,第一覆盖部件也可以覆盖基板10的下表面以及外部连接电极3的侧面。
另外,例如,也可以包括将在制造中途混入的异物除去的异物除去工序等。
另外,在发光装置的制造方法以及发光模块的制造方法中,一部分工序并不限定顺序,也可以使顺序颠倒。例如,在元件结构体准备工序中,在将多个发光元件20载置于基板10上之后,在各个发光元件20上设置透光性部件30。但是,也可以在发光元件20上设置透光性部件30之后,载置于基板10上。另外,也可以在将集合基板11分割之后,在基板10上载置发光元件20以及透光性部件30。
另外,例如,在上述发光装置的制造方法中,支承部件准备工序在元件结构体配置工序之前进行。但是,支承部件准备工序可以在元件结构体配置工序之后,在第一覆盖部件形成工序之前进行。另外,支承部件准备工序也可以在元件结构体准备工序之前进行。
工业实用性
本公开的实施方式的发光装置及发光模块可以适用于作为车辆用灯具的配光可变型前照灯光源。此外,本公开的实施方式的发光装置及发光模块可以用于液晶显示器的背光光源、各种照明器具、大型显示器、广告、目的地指南等各种显示装置、以及数字摄像机、传真机、复印机、扫描仪等中的图像读取装置、投影仪装置等。

Claims (17)

1.一种发光装置,其中,所述发光装置具备:
多个元件结构体,所述多个元件结构体具备基板、载置于所述基板上的发光元件、及配置在所述发光元件上的透光性部件,至少3个所述元件结构体沿着一个方向配置;
第一覆盖部件,所述第一覆盖部件覆盖各个所述元件结构体的所述基板、所述发光元件及所述透光性部件的侧面;以及
支承部件,所述支承部件覆盖所述第一覆盖部件的侧面,在所述一个方向上遍及多个所述元件结构体的侧方而配置,且刚性比所述第一覆盖部件的刚性高。
2.如权利要求1所述的发光装置,其中,
所述支承部件隔着多个所述元件结构体而在所述一个方向上遍及多个所述元件结构体的侧方配置有两个。
3.如权利要求1或2所述的发光装置,其中,
所述支承部件是包围多个所述元件结构体的框状的部件。
4.如权利要求1~3中任一项所述的发光装置,其中,
所述支承部件是金属、合金或绝缘性部件。
5.如权利要求1~4中任一项所述的发光装置,其中,
所述支承部件的上表面比所述元件结构体的上表面低。
6.如权利要求1~5中任一项所述的发光装置,其中,
所述支承部件遍及多个所述元件结构体的侧方而配置的部位的宽度为0.5mm以上且2.0mm以下。
7.如权利要求1~6中任一项所述的发光装置,其中,
多个所述元件结构体沿着所述一个方向配置成多行。
8.如权利要求1~7中任一项所述的发光装置,其中,
所述第一覆盖部件是被着色的树脂。
9.如权利要求1~8中任一项所述的发光装置,其中,
所述元件结构体具备在所述基板上覆盖所述发光元件的侧面以及所述透光性部件的侧面的第二覆盖部件,所述第一覆盖部件经由所述第二覆盖部件覆盖所述发光元件的侧面以及所述透光性部件的侧面。
10.如权利要求1~9中任一项所述的发光装置,其中,
所述支承部件具有与所述一个方向正交的两边,在与所述两边分别对应的位置具有贯通孔,所述贯通孔各自的大小不同。
11.如权利要求1~10中任一项所述的发光装置,其中,
所述基板具备:上表面配线,所述上表面配线配置于载置所述发光元件的上表面;外部连接电极,所述外部连接电极配置于与所述上表面相反的一侧的下表面;以及第一散热端子。
12.如权利要求11所述的发光装置,其中,
多个所述元件结构体以将与所述一个方向平行的直线作为对称轴而线对称的方式配置成2行,所述元件结构体的所述第一散热端子配置在比所述外部连接电极靠内侧的位置。
13.一种发光模块,其中,所述发光模块具备:
权利要求1~12中任一项所述的发光装置;以及
以与所述基板面对的方式载置有所述发光装置的模块基板。
14.一种发光模块,其中,所述发光模块具备:
权利要求11所述的发光装置;以及
以与所述基板面对的方式载置有所述发光装置的模块基板,
所述模块基板在载置所述发光装置的上表面具备:多个配线部,所述多个配线部配置在与多个所述外部连接电极分别相向的位置;以及多个第二散热端子,所述多个第二散热端子配置在与多个所述第一散热端子分别相向的位置,
所述第二散热端子在与所述一个方向垂直的方向上从与所述第一散热端子相向的位置延伸至与所述支承部件相向的位置。
15.一种发光模块,其中,所述发光模块具备:
权利要求11所述的发光装置;以及
以与所述基板面对的方式载置有所述发光装置的模块基板,
所述模块基板在载置所述发光装置的上表面具备:多个配线部,所述多个配线部配置在与多个所述外部连接电极分别相向的位置;以及一个第二散热端子,所述一个第二散热端子配置在与多个所述第一散热端子相向的位置。
16.一种发光模块,其中,所述发光模块具备:
权利要求12所述的发光装置;以及
以与所述基板面对的方式载置有所述发光装置的模块基板,
所述模块基板在载置所述发光装置的上表面具备:多个配线部,所述多个配线部配置在与多个所述外部连接电极分别相向的位置;以及一个第二散热端子,所述一个第二散热端子配置在与多个所述第一散热端子相向的位置。
17.一种发光模块的制造方法,其中,所述制造方法包括:
准备权利要求10、或引用权利要求10的权利要求11或权利要求12所述的发光装置的工序;以及
以与所述基板与模块基板面对的方式将所述发光装置载置的工序,
所述模块基板在所述支承部件各自的贯通孔相向的位置具有孔,所述载置的工序将所述支承部件的贯通孔与所述模块基板的孔的位置对准而将所述发光装置载置于所述模块基板。
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