JP6951644B2 - 発光モジュール及びその製造方法 - Google Patents
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Description
本開示に係る実施形態は、レンズ越しの見栄えがよい発光モジュール及びその製造方法を提供することを課題とする。
なお、以下の説明において参照する図面は、本発明を概略的に示したものであるため、各部材のスケールや間隔、位置関係などが誇張、あるいは、部材の一部の図示が省略されている場合がある。また、平面図、断面図の間において、各部材のスケールや間隔が一致しない場合もある。また、以下の説明では、同一の名称および符号については原則として同一または同質の部材を示しており、詳細な説明を適宜省略することとする。
[発光モジュールの構成]
まず、図1〜図3、図4Aを参照して、本発明の第1実施形態に係る発光モジュールの構成について説明する。図1は、第1実施形態に係る発光モジュールの構成を模式的に示す分解斜視図である。図2は、第1実施形態に係る発光モジュールを模式的に示す平面図である。図3は、図2のIII−III線での発光モジュールの内部構造を断面にして模式的に示す断面図である。図4Aは、第1実施形態に係る発光モジュールの電子部品の上面に設ける被覆部材と電子部品との関係を模式的に示す斜視図である。
発光モジュール100は、例えばカメラのフラッシュモジュールを構成するものである。発光モジュール100は、スマートフォンやタブレット端末等の筐体に組み込まれている。
なお、筐体は、例えば、ステンレス等からなる本体部と、筐体に組み込まれた発光モジュール100のレンズ30を覆うカバーガラスと、を備えている。また、筐体はカバーガラスを備えていなくてもよく、この場合、発光モジュール100は、レンズ30がカバーガラスを介することなく、直接、本体部から露出するように設置される構成でもよい。
発光素子1は、同一面側に正負の電極を有するものが好ましく、これにより、基板5上にフリップチップ実装することができる。なお、発光素子1は、正負の電極と、基板5の導体配線とが、バンプや導電ペースト、半田等の接合部材を介して電気的に接続されている。
例えば、発光素子1として青色発光素子を用い、透光性部材2が黄色蛍光体を含むことにより白色光を発光する発光装置10が得られる。
透光性部材2に含まれる蛍光体としては、例えば、Y3Al5O12:Ceで表されるYAG蛍光体やシリケートなどの黄色蛍光体、あるいは、CaAlSiN3:Euで表されるCASN蛍光体やK2SiF6:Mnで表されるKSF蛍光体などの赤色蛍光体、を挙げることができる。
透光性部材2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。
被覆部材40は、着色物質をベース部材に含有させて板形状に形成している。そして、被覆部材40は、着色物質により白色或いは透光性部材2と同系色となるように形成されることが好ましい。
ここで、同系色とは、マクアダム楕円で15ステップ相当の範囲に含まれるものとする。
上記した構成の発光モジュール100は、点灯スイッチが入れられると、発光素子1に電流が配線を介して供給され、発光素子1が発光する。この発光素子1の光は、発光素子1の上面からレンズ30を介して外部に取り出される。また、発光モジュール100は、電子部品20として光センサを備えることから、カメラのフラッシュモジュールとして用いた際に、被写体の環境の明るさに合わせて自動でフラッシュの光を発光させることができる。そして、発光モジュール100は、電子部品20とレンズ30との間に被覆部材40を配置しているので、電子部品20が視認されにくく、レンズ越しの見栄えが良い。また、被覆部材40は、板状に形成されているので、厚みのバラツキが少なく、光センサ等、外部からの光により動作する電子部品の動作制御が一定になる。
次に、図5を参照して発光モジュールの製造方法について説明する。なお、図5に示すように、発光モジュールの製造方法は、発光素子1及び1つ以上の電子部品20を設けた基板5を準備する準備工程S11と、電子部品20の上面20aを被覆する板形状の被覆部材40を設ける被覆部材形成工程S12と、レンズ30を保持するレンズフレーム35を介してレンズ30を発光素子1に対向させて配置するレンズ配置工程S14とを含むものである。
なお、基板5の表面にレジスト層を形成する場合には、マスク等を用いて発光装置10及び電子部品20の載置領域以外にレジスト層を形成する。レジスト層は、公知の材料を用いて公知の方法で形成することができる。レジスト層は準備工程S11で形成してもよいし、準備工程S11で予めレジスト層が形成された基板5を準備してもよい。
以下、被覆部材の第1変形例乃至第7変形例について説明する。
図4Bに示すように、被覆部材40Bは、第1変形例として、電子部品20の上面20aに、例えば、樹脂接着材45を介して設けられる。被覆部材40Bは、電子部品20の上面20aに対面する中央被覆部40B1と、中央被覆部40B1の周縁(四方)に延在して形成される延在被覆部40B2とを備えている。この被覆部材40Bは、電子部品20の上面20aの面積よりも広い面積に形成されているので、レンズ30を介して電子部品20を視認できないように隠蔽することがより確実にできる。
図4Dに示すように、被覆部材40Dは、第3の変形例として、図4Cと同様に、電子部品20の上面20aの一部20a1に樹脂接着材45を介して覆う場合に使用される。この被覆部材40Dは、電子部品20の上面20aの一部20a1と対面する中央被覆部40D1と、中央被覆部40D1の3方向に延在して形成される延在被覆部40D2とを備えている。被覆部材40Dは、延在被覆部40D2が形成されていることから、斜め方向からモジュールの発光面を視認した際にも電子部品20を視認できないように隠蔽することがより確実にできる。
前記した被覆部材40E、40Fでは、樹脂接着材45等により接続する位置は、基板5側であっても、電子部品20の側面20bであってもよい。また、被覆部材40E,40Fは、電子部品20の上面20aに当接していなくても、レンズ30と電子部品20の上面20aとの間に位置していればよい。
以上、説明したように、発光モジュール100では、被覆部材40の第1変形例乃至第7変形例において、電子部品20の上面20a又は電子部品20の上面20aから側面20b側までを覆う形状であると、レンズ30を通して正面以外の角度から見たときでも、電子部品20の黒色が視認できないように隠蔽することがより確実にできる。
また、図6に示すように、既に説明した準備工程S11と、被覆部材形成工程S12と、を行った後に、被覆部材加工工程S13が行われ、その後、レンズ配置工程S14が行われることで、発光モジュール100を製造してもよい。
次に、第2実施形態に係る発光モジュール100Bについて説明する。
図7は、第2実施形態に係る発光モジュールの構成を模式的に示す分解斜視図である。図8は、第2実施形態に係る発光モジュールを模式的に示す平面図である。図9は、第2実施形態に係る発光モジュールの内部構造を断面にして模式的に示す断面図である。
なお、第2実施形態に係る発光モジュール100Bでは、発光素子の個数とレンズの形状が複眼レンズであることが、第1実施形態に係る発光モジュール100と相違している。以下では、図1に示す発光モジュール100と同じ構成には同じ符号を付して説明を省略する。
なお、第1発光装置10B1及び第2発光装置10B2は、既に説明したものと同じ構成であり、発光素子1と、蛍光体を含有する透光性部材2と、保護部材3とを備えている。また、第3発光装置10B3及び第4発光装置10B4は、発光素子、及び/又は、含有する蛍光体の種類が異なるのみで、他の構成は、第1発光装置10B1及び第2発光装置10B2と同じである。
第3発光装置10B3及び第4発光装置10B4の透光性部材2に含まれる赤色蛍光体の一例として、例えば窒化物系蛍光体を含むことが好ましく、サイアロン系蛍光体(SiAlON系蛍光体)の他、(Sr0.97Eu0.03)2Si5N8、(Ca0.985Eu0.015)2Si5N8、(Sr0.679Ca0.291Eu0.03)2Si5N8、等が挙げられる。なお、赤色蛍光体が含有される透光性部材2のベース部材としては、前記した樹脂材料、ガラス等を用いることができる。
なお、透光性部材に含まれる蛍光体としてはすでに説明した黄色蛍光体、赤色蛍光体の他に、その他公知の蛍光体を用いることができる。またこれらの蛍光体を組み合わせて用いることにより、所望の発光色の発光装置とすることができる。
第1領域5B1は、第1発光装置10B1及び第2発光装置10B2の蛍光体を含有する透光性部材2と同系色の黄色のレジスト層が基材表面に設けられている。また、第2領域5B2は、第3発光装置10B3及び第4発光装置10B4の蛍光体を含有する透光性部材2と同じ同系色のアンバー色のレジスト層が基材表面に設けられている。なお、第1領域5B1及び第2領域5B2に設けたレジスト層は、形成される配線の保護膜としても機能する。さらに、レジスト層は、反射性部材を含有させてもよく、これにより発光モジュール100Bの光取り出し効率が向上する。
被覆部材40は、第1発光装置10B1及び第2発光装置10B2に近接する電子部品20上に配置される被覆部材40は、黄色蛍光体を含有する透光性部材2と同系色となるような着色物質を含む。また、第3発光装置10B3及び第4発光装置10B4に近接する電子部品20上に配置される被覆部材40は、黄色蛍光体及び赤色蛍光体を含有する透光性部材2と同じ同系色のアンバー色となるような着色物質を含む。
また、発光モジュール100Bの製造方法は、既に説明した発光モジュール100の製造方法と略同じであり、発光装置の数が異なるだけで同じ図5及び図6に示す各工程により製造することができる。
2 透光性部材
3 保護部材
5 基板
5B1 第1領域
5B2 第2領域
10B1 第1発光装置
10B2 第2発光装置
10B3 第3発光装置
10B4 第4発光装置
10 発光装置
20 電子部品
20a 電子部品の上面
20b1 電子部品の一側面
20a1 電子部品の上面の一部
20a2 電子部品の上面の他の一部
20b 電子部品の側面
30 レンズ
30B 複眼レンズ
30B1〜30B4 レンズ部
35、35B レンズフレーム
40、40B、40C、40D、40E、40F、40G、40H 被覆部材
40B1、40D1、40E1、40G1、40H1 中央被覆部
40B2、40D2 延在被覆部
40E2、40H2 側面被覆部
40F1 第1被覆部
40F2 第2被覆部
40F3 第3被覆部
40G11 第1側面被覆部
40G14 第4側面被覆部
40H3 フランジ部
45 樹脂接着材
50 カバー樹脂
100、100B 発光モジュール
S11 準備工程
S12 被覆部材形成工程
S13 被覆部材加工工程
S14 レンズ配置工程
wr ワイヤ
Claims (17)
- 基板と、
前記基板上に設けた発光素子及び電子部品と、
前記発光素子及び前記電子部品と対向する位置に前記発光素子及び前記電子部品から離間して設けたレンズと、
前記レンズと前記電子部品との間に配置され、着色物質を含有する板状の被覆部材と、を備え、
前記電子部品は、前記レンズを介して光を受光する受光面を有する光センサを含み、
前記被覆部材は前記受光面を一定の厚みで被覆する発光モジュール。 - 前記被覆部材は、前記レンズと離間して配置される請求項1に記載の発光モジュール。
- 前記被覆部材は、平面視において、前記電子部品の上面と同等又は同等以上となる大きさに形成される請求項1に記載の発光モジュール。
- 前記被覆部材は、前記電子部品の上面から延在し、前記電子部品の側面の内の少なくとも一側面を覆う板形状に形成される請求項1に発光モジュール。
- 前記被覆部材は、前記電子部品の上面の一部に少なくとも設けられる請求項1に記載の発光モジュール。
- 前記被覆部材の色は、前記発光素子又は前記基板の色と同系色である請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載の発光モジュール。
- 前記レンズはフレネルレンズである請求項1乃至請求項6のいずれか一項に記載の発光モジュール。
- 前記レンズは光拡散部材を含有する請求項1乃至請求項7のいずれか一項に記載の発光モジュール。
- 前記被覆部材は、前記電子部品上に樹脂接着材を介して、又は、溶着により接着される請求項1乃至請求項8のいずれか一項に記載の発光モジュール。
- 前記発光素子を複数備え、
前記レンズは、前記発光素子の数に対応するレンズ部を複数有する複眼レンズである請求項1乃至請求項9のいずれか一項に記載の発光モジュール。 - 前記発光素子は、光取出面に透光性部材を有し、
前記透光性部材は、蛍光体及び拡散部材の少なくとも一つを含み、
前記透光性部材の色と前記被覆部材との色が同系色となるように形成されている請求項1乃至請求項9のいずれか一項に記載の発光モジュール。 - 前記被覆部材は、前記電子部品の上面の一部を覆い、
前記電子部品の上面の他の一部をカバー樹脂で覆う請求項1に記載の発光モジュール。 - 基板と、基板上に載置された発光素子及び電子部品と、前記発光素子及び前記電子部品と対向するレンズと、を備える発光モジュールの製造方法であって、
前記発光素子及び前記電子部品を設けた基板を準備する準備工程と、
前記電子部品の上面を被覆する一定厚みで板形状の被覆部材を設ける被覆部材形成工程と、
前記レンズを保持するレンズフレームを介して前記レンズを前記発光素子に対向させて配置するレンズ配置工程とを含み、
前記電子部品は、前記レンズを介して光を受光する受光面を有する光センサを含む発光モジュールの製造方法。 - 前記被覆部形成工程において、
前記被覆部材は、電子部品の上面に樹脂接着材を介して、又は、溶着により接着する請求項13に記載の発光モジュールの製造方法。 - 前記被覆部材形成工程の後に、前記被覆部材の少なくとも一部を前記電子部品の上面及び側面の少なくとも一側面に沿うように加工する被覆部材加工工程を行う請求項13又は請求項14の発光装置の製造方法。
- 前記被覆部材は、ベース材料に着色物質を含有して形成されている請求項13乃至請求項15のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法。
- 前記被覆部材形成工程は、前記被覆部材で前記電子部品の上面の一部を覆うと共に、前記電子部品の上面の他の一部をカバー樹脂で覆う工程を含む請求項13に記載の発光モジュールの製造方法。
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