JP7044977B2 - 発光装置及び照明装置、並びに、それらの製造方法 - Google Patents

発光装置及び照明装置、並びに、それらの製造方法 Download PDF

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Description

本開示は、発光装置及び照明装置、並びに、それらの製造方法に関する。
例えば特許文献１には、ＬＥＤ素子と、リード電極を備えＬＥＤ素子が実装されたパッケージと、パッケージに取り付けられ光透過部を有するカバー部材と、を備える照明装置が開示されている。また、特許文献２には、回路基板にＬＥＤ素子が搭載されＬＥＤ素子を樹脂で封止したＬＥＤランプに、ＬＥＤ素子からの光を集光する集光手段を有するカバーを取り付けた発光装置が開示されている。
特開２０１０－１０３４０４号公報 特開２０１０－０４０８０１号公報
上記特許文献の技術では、装置の薄型化について、更なる改善の余地がある。
本開示に係る実施形態は、薄型化が可能な発光装置及び照明装置、並びに、それらの製造方法を提供することを課題とする。
本開示の実施形態に係る発光装置は、基板と、前記基板上に配置される発光素子と、前記発光素子の光取出面に配置される光透過性部材と、前記発光素子を離間して覆うカバーと、を備え、前記カバーは、前記発光素子からの光を透過する上部と、前記上部の周縁に設けられる側壁と、で囲まれる凹部を持ち、前記側壁の外側面の一部に凸部を有し、前記凸部は、他の部材との係合時に生じる押圧により変形する軟質部材である構成を備えている。
本開示の実施形態に係る発光装置は、基板と、前記基板上に配置される発光素子と、前記発光素子の光取出面に配置される光透過性部材と、前記発光素子を離間して覆うカバーと、を備え、前記カバーは、前記発光素子からの光を透過する上部と、前記上部の周縁に設けられる側壁と、で囲まれる凹部を持ち、前記側壁の外側面の一部に凸部を有し、前記側壁は、内部部材と、前記内部部材を被覆する外部部材と、を有し、前記凸部は、他の部材との係合時に生じる押圧により変形する軟質部材であり、前記内部部材は、前記軟質部材よりも硬い硬質部材である構成を備えている。
本開示の実施形態に係る照明装置は、前記記載の発光装置と、前記他の部材である貫通孔を有する筐体と、を備え、前記発光装置の前記凸部が変形して前記貫通孔内の前記筐体の内壁と接触することで、前記発光装置が前記筐体に固定されるものである。
本開示の実施形態に係る発光装置の製造方法は、金型で挟み込まれる空間内に透光性部材を注入し、前記透光性部材を固化又は硬化して、上部と、前記上部の周縁に設けられる側壁と、で囲まれる凹部を持ち、前記側壁の外側面の一部に凸部を有するカバーを作製する工程と、基板上に配置する発光素子の光取出面に光透過性部材を配置する工程と、前記発光素子を前記凹部内に配置するように前記カバーを設ける工程と、を含み、前記凸部は、他の部材との係合時に生じる押圧により変形する軟質部材である。
本開示の実施形態に係る照明装置の製造方法は、前記記載の発光装置の製造方法を用いて発光装置を準備する工程と、前記他の部材である貫通孔を有する筐体に、前記発光装置の前記凸部が変形して前記貫通孔内の前記筐体の内壁と接触するように前記発光装置を固定する工程と、を含む。
本開示に係る実施形態の発光装置及び照明装置は、薄型化が可能である。
本開示に係る実施形態の発光装置の製造方法及び照明装置の製造方法は、薄型化が可能な発光装置及び照明装置を製造することができる。
第１実施形態に係る発光装置の構成を模式的に示す斜視図である。 第１実施形態に係る発光装置の構成を模式的に示す平面図である。 図１ＢのＩＣ－ＩＣ線における断面図である。 第１実施形態に係る発光装置のカバーの上部の発光素子側から見た平面図である。 第１実施形態に係る発光装置の製造方法のフローチャートである。 第１実施形態に係る発光装置の製造方法において、カバーを作製する工程を示す断面図である。 第１実施形態に係る発光装置の製造方法において、ハードコート層を形成する工程を示す断面図である。 第１実施形態に係る発光装置の製造方法において、基板上に発光素子を配置する工程を示す断面図である。 第１実施形態に係る発光装置の製造方法において、反射部材を形成する工程を示す断面図である。 第１実施形態に係る発光装置の製造方法において、カバーを設ける工程を示す断面図である。 第１実施形態に係る照明装置の構成を模式的に示す断面図である。 第１実施形態に係る照明装置の製造方法のフローチャートである。 第２実施形態に係る発光装置の構成を模式的に示す平面図である。 図６ＡのＶＩＢ－ＶＩＢ線における断面図である。 第２実施形態に係る照明装置の構成を模式的に示す断面図である。 他の実施形態に係る発光装置の構成を模式的に示す断面図である。
本発明の実施形態に係る発光装置及び照明装置、並びに、それらの製造方法について図面を参照しながら説明する。但し、以下に示す形態は、本実施形態の技術思想を具現化するための発光装置及び照明装置、並びに、それらの製造方法を例示するものであって、以下に限定するものではない。また、実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特定的な記載がない限り、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさ、位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。また、以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており詳細説明を適宜省略する。
＜第１実施形態＞
［発光装置］
図１Ａは、第１実施形態に係る発光装置の構成を模式的に示す斜視図である。図１Ｂは、第１実施形態に係る発光装置の構成を模式的に示す平面図である。図１Ｃは、図１ＢのＩＣ－ＩＣ線における断面図である。図１Ｄは、第１実施形態に係る発光装置のカバーの上部の発光素子側から見た平面図である。
第１実施形態に係る発光装置１００は、基板１０と、基板１０上に配置される発光素子２０と、発光素子２０の光取出面に配置される光透過性部材３０と、発光素子２０を離間して覆うカバー５０と、を備えている。そして、カバー５０は、発光素子２０からの光を透過する上部５１と、上部５１の周縁に設けられる側壁５２と、で囲まれる凹部５４を持ち、側壁５２の外側面の一部に凸部５３を有している。そして、凸部５３は、他の部材との係合時に生じる押圧により変形する軟質部材である。
つまり、発光装置１００は、主として、基板１０と、発光素子２０と、光透過性部材３０と、反射部材４０と、カバー５０と、を備え、ここでは更にハードコート層６０を有している。
以下、発光装置１００の各構成について説明する。
（基板）
基板１０は、発光素子２０が載置されるもので、表面及び内部のうちの一方又は両方に配置された配線を備えていることが好ましい。基板１０では、配線と発光素子２０の正負一対の電極とを導電性接着部を介して接続することによって、発光素子２０と電気的に接続する。
基板１０は、絶縁性材料を用いることが好ましく、かつ、発光素子２０から出射される光や外光等を透過しにくい材料を用いることが好ましく、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、基板１０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で構成することができる。基板１０は、ガラスエポキシ基板や金属基板、一部絶縁処理された金属基板等も使用することができる。
（発光素子）
発光素子２０は、基板１０上に配置される。発光素子２０は、発光素子２０の光取出面と反対側の下面には正負一対の電極が設けられていることが好ましく、基板１０にフリップチップ実装されていることが好ましい。発光素子２０の平面視における形状は、通常四角形であるが、円形、楕円形、三角形、六角形等の多角形であってもよい。また、発光素子２０、光透過性部材３０、及び、反射部材４０からなる素子構造体１の平面視における形状も通常四角形であるが、円形、楕円形、三角形、六角形等の多角形であってもよい。
発光素子２０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、ＩｎＸＡｌＹＧａ１－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。
（光透過性部材）
光透過性部材３０は、発光素子２０の光取出面となる上面に配置される。光透過性部材３０は、発光素子２０を、外力、埃、水分等から保護すると共に、発光素子２０の耐熱性、耐候性、耐光性を良好なものとするために設けられている。光透過性部材３０の材質としては、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、これらの変性樹脂又はこれらの樹脂を１種以上含むハイブリッド樹脂等が挙げられる。具体的には、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂、ハイブリッドシリコーン樹脂等が挙げられる。
光透過性部材３０には、出射光の色調整のために、発光素子２０からの光を波長変換する蛍光体等の波長変換部材を含有するものが好ましい。蛍光体には、セリウムで賦活されたイットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）系蛍光体等を使用することが好ましい。また、光透過性部材３０は、充填材（拡散剤、着色剤等）を含有してもよい。充填材としては、シリカ、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、ガラス、蛍光体の結晶又は焼結体、蛍光体と無機物の結合剤との焼結体等を使用することが好ましい。
（反射部材）
反射部材４０は、光透過性部材３０の上面を除いて、発光素子２０の側面と光透過性部材３０の側面とを覆っている。反射部材４０は、光取出し効率を向上させるためのもので、白色顔料等を含有するシリコーン樹脂等の合成樹脂からなることが好ましい。白色顔料には、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。
（カバー）
カバー５０は、発光素子２０を離間して覆う部材である。カバー５０は、発光素子２０からの光を透過する上部５１と、上部５１の周縁に設けられる側壁５２と、で囲まれて基板１０側に向けて凹部状に形成される凹部５４を持っている。
上部５１は、発光素子２０に対向し離間して配置され、発光素子２０からの光を屈折させて透過し、所望の画角内に出射するものである。上部５１の外形形状は、平面視で円形や楕円形であることが好ましく、四角形や六角形等の多角形であってもよい。
上部５１は、発光素子２０と対向する下面には複数の環状の突出部７からなるフレネルレンズ面５を備えることが好ましい。また、上部５１は、凸レンズ又は凹レンズであってもよい。上部５１は、フレネルレンズ面５に、発光素子２０側に凸の中央突出部６と、中央突出部６の外側に同心円状に配置され発光素子２０側に凸状となる複数の環状の突出部７と、を備えることが好ましい。複数の環状の突出部７は、平面視で中央突出部６に対して同心状に配置され、中央突出部６の形状に併せて環状となる形状に形成されることが好ましい。つまり、中央突出部６が平面視で円形であれば、突出部７は平面視が円環状に形成され、中央突出部６が平面視で矩形であれば、突出部７は平面視が矩形環状に形成される。また、突出部７のそれぞれは、発光素子２０からの光を屈折させるフレネルレンズ面５の機能を有するように形成されていることが好ましい。フレネルレンズ面５は、平面視で素子構造体１を内包する大きさに形成されていることが好ましい。
上部５１のフレネルレンズ面５の反対側は平坦に形成されている。側壁５２は、一例として上部５１の側方に連続して筒形状に形成されている。また、カバー５０は、側壁５２の下面と基板１０の上面とが接着部材を介して固定されることが好ましい。ここで、接着部材は、接着テープ等の公知の接着材を使用する。カバー５０は、上部５１及び側壁５２が、一例として、同じ部材から加工して一体に形成されている。なお、上部５１は、光を透過する樹脂或いはガラス材で形成され、側壁５２を樹脂（上部５１が樹脂の場合は上部５１と異なる樹脂）で形成することとしても構わない。上部５１の材質としては、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、これらの変性樹脂又はこれらの樹脂を１種以上含むハイブリッド樹脂等が挙げられる。具体的には、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂、ハイブリッドシリコーン樹脂、ポリカーボネート樹脂等が挙げられる。また、上部５１の材質としては、ハイブリッドガラスを用いることもできる。側壁５２の材質としては、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、これらの変性樹脂又はこれらの樹脂を１種以上含むハイブリッド樹脂等が挙げられる。具体的には、エポキシ、変性エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂、ハイブリッドシリコーン樹脂等が挙げられる。また、側壁５２の材質としては、ハイブリッドガラスを用いることもできる。
カバー５０は、側壁５２の外側面の一部に凸部５３を有する。凸部５３は、他の部材との係合時に生じる押圧により変形する軟質部材である。ここで、他の部材とは、例えば携帯電話機に用いられる筐体７０である。また、押圧により変形するとは、例えば、カバー５０を筐体７０の貫通孔７１内にはめ込んだ際に、発光装置１００が筐体７０に固定されるように潰れることも含み、凸部５３の形状が変わることをいう。凸部５３は、側壁５２から突出する凸部５３の高さを１としたときに、０．２倍～０．９倍の高さに変形するものが好ましく、０．４倍～０．７倍の高さに変形することがより好ましい。当該変形量によりカバー５０を筐体７０にはめ込んだ際の固定強度を高くすることができるからである。
発光装置１００は、凸部５３により筐体７０に固定することで、発光装置及び照明装置を薄型化することができる。
以下、他の部材として筐体７０を例にして更に凸部５３について説明する。
凸部５３は、側壁５２と同じ部材、例えば軟質部材から加工して、側壁５２と一体に形成されている。
凸部５３として用いられる軟質部材は、シリコーン樹脂であることが好ましい。シリコーン樹脂は、筐体７０との係合時に生じる押圧により、より変形し易く、また、耐光性及び耐熱性が高いため好ましい。
凸部５３の断面形状は、先端が円弧状に形成された形状である。これによりカバー５０を筐体７０にはめ込む際にカバー５０の滑りをよくし、はめ込み易くすることができる。ただし、凸部５３の断面形状は、筐体７０に係合した際に押圧により変形し、発光装置１００が筐体７０に固定される形状であればどのような形状であってもよい。例えば、凸部５３の断面形状は、四角形状、三角形状、半円形状、半楕円形状等であってもよい。
凸部５３は、側壁５２の外側面に連続して平面視で環状に形成されていることが好ましい。このような構成であれば、発光装置１００を筐体７０に係合し易く、また、安定して筐体７０と係合し易くなる。また、発光装置１００の製造時に側壁５２の外側面に凸部５３を形成し易い。
凸部５３は、側壁５２の高さ方向において、側壁５２の外側面の上端から側壁５２の高さの１０％の範囲α１を除く位置、及び、側壁５２の外側面の下端から側壁５２の高さの１０％の範囲α２を除く位置に設けられていることが好ましい。このような構成であれば、発光装置１００を筐体７０に係合し易く、また、安定して筐体７０と係合し易くなる。
（ハードコート層）
ハードコート層６０は、カバー５０の上面を覆う部材である。ハードコート層６０は、カバー５０よりも硬質のものをいう。ハードコート層６０は透光性であり、カバー５０の上部５１の上面及び側壁５２の上面を連続して覆っている。発光装置１００は、ハードコート層６０を備えることで、カバー５０の変形を抑制することができる。また、発光装置１００は、ハードコート層６０を備えることで、カバー５０の上面を、外力、埃、水分等から保護し、キズ等がつくことを防止することができる。
ハードコート層６０の材質としては、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、これらの変性樹脂又はこれらの樹脂を１種以上含むハイブリッド樹脂等が挙げられる。具体的には、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂、ハイブリッドシリコーン樹脂、ポリカーボネート樹脂等が挙げられる。
［発光装置の動作］
次に、発光装置１００の動作について説明する。
発光装置１００は、駆動させると、外部電源から発光素子２０に電流が供給され、発光素子２０が発光する。発光素子２０が発光した光は、上方へ進む光が、光透過性部材３０を介して出射し、カバー５０の上部５１に入射する。また、下方へ進む光は、基板１０で反射され、光透過性部材３０を介して出射し、カバー５０の上部５１に入射する。また、発光素子２０の側方に進む光は、反射部材４０で反射され、光透過性部材３０を介して出射し、カバー５０の上部５１に入射する。カバー５０の上部５１では、素子構造体１の中央部からの光は中央突出部６に入射され光軸方向及び集光する方向に出射する。また、カバー５０の上部５１では、素子構造体１の中央部以外からの光はフレネルレンズ面５の突出部７から入射し、所望の画角内に屈折して出射される。すなわち、カバー５０の上部５１では、突出部７から入射された光を屈折させて出射することにより、所望の画角内での発光効率を向上させることができる。このようにして、発光素子２０が発光した光は、発光装置１００の外部に取り出される。
［発光装置の製造方法］
次に、発光装置１００の製造方法の一例について説明する。
図２は、第１実施形態に係る発光装置の製造方法のフローチャートである。図３Ａは、第１実施形態に係る発光装置の製造方法において、カバーを作製する工程を示す断面図である。図３Ｂは、第１実施形態に係る発光装置の製造方法において、ハードコート層を形成する工程を示す断面図である。図３Ｃは、第１実施形態に係る発光装置の製造方法において、基板上に発光素子を配置する工程を示す断面図である。図３Ｄは、第１実施形態に係る発光装置の製造方法において、反射部材を形成する工程を示す断面図である。図３Ｅは、第１実施形態に係る発光装置の製造方法において、カバーを設ける工程を示す断面図である。ただし、反射部材４０つきの発光素子２０を基板１０上に配置することが好ましいため、図３Ｃの工程を省略して、図３Ｄの工程から発光装置１００の製造を始めてもよい。
発光装置１００の製造方法は、金型８０で挟み込まれる空間内に透光性部材を注入し、透光性部材を固化又は硬化して、上部５１と、上部５１の周縁に設けられる側壁５２と、で囲まれる凹部５４を持ち、側壁５２の外側面の一部に凸部５３を有するカバー５０を作製する工程であるカバー作製工程Ｓ１０１と、カバー５０の上面にハードコート層６０を形成する工程であるハードコート層形成工程Ｓ１０２と、基板１０上に配置する発光素子２０の光取出面に光透過性部材３０を配置する工程である光透過性部材配置工程Ｓ１０３と、光透過性部材３０が上になるように基板１０上に発光素子２０を配置する工程である発光素子配置工程Ｓ１０４と、発光素子２０の側面と光透過性部材３０の側面とを覆う反射部材４０を形成する工程である反射部材形成工程Ｓ１０５と、発光素子２０を凹部５４内に配置するようにカバー５０を設ける工程であるカバー設置工程Ｓ１０６と、を含む。
そして、カバー作製工程Ｓ１０１で設けられる凸部５３は、他の部材との係合時に生じる押圧により変形する軟質部材である。
なお、各部材の材質や配置等については、前記した発光装置１００の説明で述べた通りであるので、ここでは適宜、説明を省略する。
（カバー作製工程）
カバー作製工程Ｓ１０１は、金型８０で挟み込まれる空間内に透光性部材を注入し、透光性部材を固化又は硬化する工程である。この工程Ｓ１０１では、透光性部材を固化又は硬化し、上部５１と、上部５１の周縁に設けられる側壁５２と、で囲まれる凹部５４を持ち、側壁５２の外側面の一部に凸部５３を有するカバー５０が作製される。
この工程Ｓ１０１では、まず、金型８０として、上金型８１と、下金型８２と、左金型８３と、右金型８４と、を準備する。次に、これらの金型８０で挟み込まれる空間内に、樹脂注入口８５から透光性部材を注入する。透光性部材は、固化又は硬化後に、前記した軟質部材となる部材である。次に、空間内に注入した透光性部材を固化又は硬化し、金型８０を取り外す。これにより、カバー５０が作製される。ここで、透光性部材として熱可塑性樹脂を用いる場合に、加熱溶融した熱可塑性樹脂を冷却して固体化することを「固化」と呼ぶ。また、透光性部材として熱硬化性樹脂を用いる場合に、液状の熱硬化性樹脂を加熱して固体化することを「硬化」と呼ぶ。
（ハードコート層形成工程）
ハードコート層形成工程Ｓ１０２は、カバー５０の上面にハードコート層６０を形成する工程である。
この工程Ｓ１０２では、例えば、スプレー法や、樹脂シートの貼り付け等により、カバー５０の上部５１の上面及び側壁５２の上面に連続してハードコート層６０を形成する。
（光透過性部材配置工程）
光透過性部材配置工程Ｓ１０３は、基板１０上に配置する発光素子２０の光取出面に光透過性部材３０を配置する工程である。
この工程Ｓ１０３では、例えば、発光素子２０の光取出面に、所定形状の光透過性部材３０を接合する。発光素子２０に光透過性部材３０を接合する場合、直接接合で接合させてもよく、透光性の接合部材を介して接合するようにしてもよい。なお、光透過性部材３０は、スプレー法等によって形成してもよい。
（発光素子配置工程）
発光素子配置工程Ｓ１０４は、光透過性部材３０が上になるように基板１０上に発光素子２０を配置する工程である。
発光素子２０は、電極形成面を実装面として、導電性接着部材により基板１０上に配置される配線上にフリップチップ実装されている。導電性接着部材としては、例えば共晶はんだ、導電ペースト、バンプ等を用いればよい。
なお、光透過性部材配置工程Ｓ１０３と発光素子配置する工程Ｓ１０４とは、明確に区別されていなくてもよく、例えば、基板１０上に発光素子２０を配置した後で、発光素子２０と光透過性部材３０とを接合してもよい。
（反射部材形成工程）
反射部材形成工程Ｓ１０５は、発光素子２０の側面と光透過性部材３０の側面とを覆う反射部材４０を形成する工程である。
この工程Ｓ１０５では、反射部材４０は、例えば、基板１０に対して上下方向或いは水平方向等に移動（可動）させることができる吐出装置（ディスペンサー）を用いて、反射部材４０を構成する樹脂等を基板１０上に充填することにより形成することができる。また、反射部材４０は、圧縮成形法、トランスファー成形法等によって形成することもできる。
反射部材４０は、基板１０上に発光素子２０を配置する前に設ける方が好ましい。つまり、発光素子２０の上面に光透過性部材３０を配置し、発光素子２０及び光透過性部材３０の側面に反射部材４０を配置した発光素子２０を用意し、その反射部材４０つきの発光素子２０を基板１０上に配置することが好ましい。これにより簡易に反射部材４０つきの発光素子２０を形成できたり、基板１０への熱又は圧力を低減することができたりするからである。
（カバー設置工程）
カバー設置工程Ｓ１０６は、発光素子２０を凹部５４内に配置するようにカバー５０を設ける工程である。
この工程Ｓ１０６では、カバー５０の側壁５２の下面と基板１０の上面とを接着部材を介して固定する。これにより、発光素子２０は、カバー５０の凹部５４内に配置される。
［照明装置］
図４は、第１実施形態に係る照明装置の構成を模式的に示す断面図である。
第１実施形態に係る照明装置２００は、前記記載の発光装置１００と、他の部材である貫通孔７１を有する筐体７０と、を備えている。そして、照明装置２００は、発光装置１００の凸部５３が変形して貫通孔７１内の筐体７０の内壁と接触することで、発光装置１００が筐体７０に固定されている。
発光装置１００は前記説明した通りの構成を備えている。
（筐体）
筐体７０は、貫通孔７１を有する。筐体７０は、発光装置１００を固定するもので、例えば、発光装置１００をフラッシュ光源として用いる携帯電話機の筐体の一部であってもよい。
平面視において、貫通孔７１の大きさは、カバー５０の上面、ここでは、ハードコート層６０の上面が露出するようにカバー５０よりも大きく、かつ、発光装置１００の凸部５３を含めた大きさよりも小さく形成されている。これにより、照明装置２００は、凸部５３が貫通孔７１内の筐体７０の内壁と接触すると共に筐体７０の内壁の押圧により押し潰され、発光装置１００が筐体７０に固定される。また、筐体７０は、遮光部材からなることが好ましく、発光装置１００から出射される光の配光方向を制限できるように、例えば、フィラーを含有させて光を反射させるようにした反射性樹脂、光を吸収する光吸収樹脂等により構成することが好ましい。貫通孔７１は、平面視で円形、楕円形、三角形、四角形、六角形等が好ましい。
［照明装置の製造方法］
次に、照明装置２００の製造方法の一例について説明する。
図５は、第１実施形態に係る照明装置の製造方法のフローチャートである。
照明装置２００の製造方法は、発光装置１００の製造方法を用いて発光装置１００を準備する工程である発光装置準備工程Ｓ１１と、他の部材である貫通孔７１を有する筐体７０に、発光装置１００の凸部５３が変形して貫通孔７１内の筐体７０の内壁と接触するように発光装置１００を固定する工程である発光装置固定工程Ｓ１２と、を含む。
なお、各部材の材質や配置等については、前記した照明装置２００の説明で述べた通りであるので、ここでは適宜、説明を省略する。
（発光装置準備工程）
発光装置準備工程Ｓ１１は、前記した発光装置１００の製造方法を用いて発光装置１００を準備する工程である。
この工程Ｓ１１では、前記した工程Ｓ１０１～工程Ｓ１０６を行うことで発光装置１００を製造する。
（発光装置固定工程）
発光装置固定工程Ｓ１２は、他の部材である貫通孔７１を有する筐体７０に、発光装置１００の凸部５３が変形して貫通孔７１内の筐体７０の内壁と接触するように発光装置１００を固定する工程である。
この工程Ｓ１２では、筐体７０の貫通孔７１内に、カバー５０の上部５１側から発光装置１００を挿入し、凸部５３を筐体７０の内壁と接触させて発光装置１００と筐体７０とを係合する。この際、凸部５３は、筐体７０との係合時に生じる押圧により変形する軟質部材であるため、筐体７０の内壁と接触する際に変形することで発光装置１００が筐体７０に固定される。
なお、筐体７０は、例えば、貫通孔７１を有する上部部材と、下部部材とからなり、上部部材の下面側から発光装置１００を貫通孔７１内に挿入した後、上部部材と下部部材とを接合する。
＜第２実施形態＞
［発光装置］
図６Ａは、第２実施形態に係る発光装置の構成を模式的に示す平面図である。図６Ｂは、図６ＡのＶＩＢ－ＶＩＢ線における断面図である。
第２実施形態に係る発光装置１００Ａは、基板１０と、基板１０上に配置される発光素子２０と、発光素子２０の光取出面に配置される光透過性部材３０と、発光素子２０を離間して覆うカバー５０Ａと、を備えている。カバー５０Ａは、発光素子２０からの光を透過する上部５１と、上部５１の周縁に設けられる側壁５２Ａと、で囲まれる凹部５４を持ち、側壁５２Ａの外側面の一部に凸部５３を有している。また、側壁５２Ａは、内部部材９０と、内部部材９０を被覆する外部部材５５と、を有している。そして、凸部５３は、他の部材との係合時に生じる押圧により変形する軟質部材であり、内部部材９０は、軟質部材よりも硬い硬質部材である。
つまり、発光装置１００Ａは、主として、基板１０と、発光素子２０と、光透過性部材３０と、反射部材４０と、カバー５０Ａと、ハードコート層６０と、内部部材９０と、外部部材５５と、を備えている。
以下、発光装置１００Ａの各構成について、発光装置１００と異なる事項について説明する。
発光装置１００Ａは、側壁５２Ａが、内部部材９０と、内部部材９０を被覆する外部部材５５と、を有している。内部部材９０は、側壁５２Ａの内部に設けられた部材である。内部部材９０は、凸部５３の材質である軟質部材よりも硬い硬質部材である。外部部材５５は、凸部５３と同じ軟質部材であり、外部部材５５と凸部５３とが一体に形成されている。外部部材５５は、側壁５２Ａのうち、内部部材９０及び凸部５３以外の部位を構成するものである。
内部部材９０に用いる硬質部材としては、外部部材５５よりも硬い部材であればよく、例えば、ポリカーボネート樹脂、エポキシ樹脂、ハイブリッドガラス等が挙げられる。硬質部材は、ポリカーボネート樹脂であることが好ましい。ポリカーボネート樹脂は、加工がし易いと共に、適度な硬さがあるため好ましい。
発光装置１００Ａは、側壁５２Ａが内部部材９０を備えることで、カバー５０Ａ、特に上部５１が変形することを防止することができる。これによりレンズの変形に伴う照射パターンの変化を低減することができる。
内部部材９０は、一例として、側壁５２Ａの形状に合わせて筒形状に形成されている。また、内部部材９０は、側壁５２Ａの高さよりも若干低い高さで形成されている。ただし、内部部材９０は、平面視で、側壁５２Ａに沿って断続的に形成されていてもよく、また、側壁５２Ａの高さの２／３程度や、１／２程度の高さで形成されていてもよい。
［発光装置の製造方法］
次に、発光装置１００Ａの製造方法の一例について説明する。
発光装置１００Ａの製造方法は、前記した発光装置１００の製造方法のカバー作製工程Ｓ１０１において、金型８０で挟み込まれる空間内の側壁５２Ａが形成される部位に、軟質部材よりも硬い硬質部材を配置する。この事項以外は第１実施形態の発光装置１００の製造方法と同様である。以下、発光装置１００Ａの製造方法のカバー作製工程について説明する。
発光装置１００Ａの製造方法のカバー作製工程は、金型８０で挟み込まれる空間内の側壁５２Ａが形成される部位に、軟質部材よりも硬い硬質部材を配置する工程である。また、発光装置１００Ａの製造方法のカバー作製工程は、金型８０で挟み込まれる空間内に透光性部材を注入し、透光性部材を固化又は硬化する工程である。この工程では、透光性部材を固化又は硬化し、上部５１と、上部５１の周縁に設けられる側壁５２Ａと、で囲まれる凹部５４を持ち、側壁５２Ａの内部に内部部材９０を有し、側壁５２Ａの外側面の一部に凸部５３を有するカバー５０Ａが作製される。
発光装置１００Ａの製造方法のカバー作製工程では、金型８０で挟み込まれる空間内の側壁５２Ａが形成される部位に硬質部材を配置した後、空間内に透光性部材を注入する。硬質部材は、具体的には内部部材９０である。
その他の事項は、発光装置１００の製造方法におけるカバーを作製する工程と同様である。
［照明装置］
図７は、第２実施形態に係る照明装置の構成を模式的に示す断面図である。
第２実施形態に係る照明装置２００Ａは、前記記載の発光装置１００Ａと、他の部材である貫通孔７１を有する筐体７０と、を備えている。そして、照明装置２００Ａは、発光装置１００Ａの凸部５３が変形して貫通孔７１内の筐体７０の内壁と接触することで、発光装置１００Ａが筐体７０に固定されている。
照明装置２００Ａは、前記した発光装置１００Ａを用いること以外は第１実施形態の照明装置２００と同様である。
［照明装置の製造方法］
次に、照明装置２００Ａの製造方法の一例について説明する。
照明装置２００Ａの製造方法は、前記した発光装置１００Ａの製造方法を用いて準備した発光装置１００Ａを用いること以外は第１実施形態の照明装置２００の製造方法と同様である。
以上、発光装置及び照明装置、並びに、それらの製造方法について、発明を実施するための形態により具体的に説明したが、本発明の趣旨はこれらの記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて広く解釈されなければならない。また、これらの記載に基づいて種々変更、改変等したものも本発明の趣旨に含まれる。
＜他の実施形態＞
図８は、他の実施形態に係る発光装置の構成を模式的に示す断面図である。
発光装置１００Ｂは、カバー５０Ｂの環状の凸部５３が側壁５２の高さ方向に隣り合うように２つ設けられている。このような構成であれば、発光装置１００Ｂをより安定して筐体と係合し易くなる。このように、発光装置及び照明装置は、環状の凸部５３が側壁５２の高さ方向に隣り合うように複数設けられたものであってもよい。
なお、凸部５３を複数設ける場合、凸部５３の少なくとも一部が、側壁５２の高さ方向において、側壁５２の外側面の上端から側壁５２の高さの１０％の範囲を除く位置、及び、側壁５２の外側面の下端から側壁５２の高さの１０％の範囲を除く位置に設けられていることが好ましい。更には、複数の凸部５３の全てが、側壁５２の外側面の上端及び下端から側壁５２の高さの１０％の範囲を除く位置に設けられていることが好ましい。これらのような構成であれば、発光装置を筐体に係合し易く、また、安定して筐体と係合し易くなる。
また、例えば、発光装置及び照明装置は、ハードコート層を有していてもよいし、ハードコート層を有さないものであってもよい。また、発光装置及び照明装置は、反射部材を有していてもよいし、反射部材を有さないものであってもよい。
また、発光装置及び照明装置は、カバーの上部が、軟質部材よりも硬い硬質部材である内部部材と、内部部材を被覆する外部部材と、を有していてもよい。
また、発光装置の製造方法及び照明装置の製造方法は、前記各工程に悪影響を与えない範囲において、前記各工程の間、或いは前後に、他の工程を含めてもよい。例えば、製造途中に混入した異物を除去する異物除去工程等を含めてもよい。
また、発光装置の製造方法及び照明装置の製造方法において、一部の工程は、順序が限定されるものではなく、順序が前後してもよい。例えば、カバー作製工程は、光透過性部材を配置する工程の後、発光素子配置工程の後、或いは、反射部材形成工程の後に行ってもよい。また、ハードコート層形成工程は、光透過性部材配置工程の後、発光素子配置工程の後、反射部材形成工程の後、或いは、カバー設置工程の後に行ってもよい。
本実施形態に係る発光装置、照明装置は、照明用途に使用することができ、携帯電話やカメラのフラッシュ光源等に採用することができる。
１ 素子構造体
５ フレネルレンズ面
６ 中央突出部
７ 突出部
１０ 基板
２０ 発光素子
３０ 光透過性部材
４０ 反射部材
５０、５０Ａ、５０Ｂ カバー
５１ 上部
５２、５２Ａ 側壁
５３ 凸部
５４ 凹部
５５ 外部部材
６０ ハードコート層
７０ 筐体
７１ 貫通孔
８０ 金型
８１ 上金型
８２ 下金型
８３ 左金型
８４ 右金型
８５ 樹脂注入口
９０ 内部部材
１００、１００Ａ、１００Ｂ 発光装置
２００、２００Ａ 照明装置
α１ 側壁の外側面の上端から側壁の高さの１０％の範囲
α２ 側壁の外側面の下端から側壁の高さの１０％の範囲

Claims (12)

  1. 基板と、
    前記基板上に配置される発光素子と、
    前記発光素子の光取出面に配置される光透過性部材と、
    前記発光素子を離間して覆うカバーと、を備え、
    前記カバーは、前記発光素子からの光を透過する上部と、前記上部の周縁に設けられる側壁と、で囲まれる凹部を持ち、前記側壁の外側面の一部に凸部を有し、
    前記凸部は、他の部材との係合時に生じる押圧により変形する軟質部材であり、
    前記凸部は、前記側壁の外側面に連続して平面視で環状に形成される発光装置。
  2. 基板と、
    前記基板上に配置される発光素子と、
    前記発光素子の光取出面に配置される光透過性部材と、
    前記発光素子を離間して覆うカバーと、を備え、
    前記カバーは、前記発光素子からの光を透過する上部と、前記上部の周縁に設けられる側壁と、で囲まれる凹部を持ち、前記側壁の外側面の一部に凸部を有し、
    前記側壁は、内部部材と、前記内部部材を被覆する外部部材と、を有し、
    前記凸部は、他の部材との係合時に生じる押圧により変形する軟質部材であり、前記内部部材は、前記軟質部材よりも硬い硬質部材である発光装置。
  3. 前記硬質部材は、ポリカーボネート樹脂である請求項２に記載の発光装置。
  4. 前記軟質部材は、シリコーン樹脂である請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の発光装置。
  5. 前記カバーは、前記上部にフレネルレンズ面を有する請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の発光装置。
  6. 前記凸部は、前記側壁の外側面に連続して平面視で環状に形成される、請求項１を引用する場合を除く、請求項２乃至請求項５のいずれか一項に記載の発光装置。
  7. 前記凸部は、前記側壁の高さ方向において、前記側壁の外側面の上端及び下端から前記側壁の高さの１０％の範囲を除く位置に設けられている請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の発光装置。
  8. 基板と、
    前記基板上に配置される発光素子と、
    前記発光素子の光取出面に配置される光透過性部材と、
    前記発光素子を離間して覆うカバーと、を備え、
    前記カバーは、前記発光素子からの光を透過する上部と、前記上部の周縁に設けられる側壁と、で囲まれる凹部を持ち、前記側壁の外側面の一部に凸部を有し、
    前記凸部は、他の部材との係合時に生じる押圧により変形する軟質部材であり、
    前記軟質部材は、シリコーン樹脂である発光装置。
  9. 前記凸部は、前記側壁の高さ方向において、前記側壁の外側面の上端及び下端から前記側壁の高さの１０％の範囲を除く位置に設けられている請求項８に記載の発光装置。
  10. 請求項１乃至請求項９のいずれか一項に記載の発光装置と、前記他の部材である貫通孔を有する筐体と、を備え、
    前記発光装置の前記凸部が変形して前記貫通孔内の前記筐体の内壁と接触することで、前記発光装置が前記筐体に固定される照明装置。
  11. 金型で挟み込まれる空間内に透光性部材を注入し、前記透光性部材を固化又は硬化して、上部と、前記上部の周縁に設けられる側壁と、で囲まれる凹部を持ち、前記側壁の外側面の一部に凸部を有するカバーを作製する工程と、
    基板上に配置する発光素子の光取出面に光透過性部材を配置する工程と、
    前記発光素子を前記凹部内に配置するように前記カバーを設ける工程と、を含み、
    前記凸部は、他の部材との係合時に生じる押圧により変形する軟質部材であり、
    前記カバーを作製する工程は、前記空間内の前記側壁が形成される部位に、前記軟質部材よりも硬い硬質部材を配置する発光装置の製造方法。
  12. 請求項１１に記載の発光装置の製造方法を用いて発光装置を準備する工程と、
    前記他の部材である貫通孔を有する筐体に、前記発光装置の前記凸部が変形して前記貫通孔内の前記筐体の内壁と接触するように前記発光装置を固定する工程と、を含む照明装置の製造方法。
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