JP6243162B2 - 発光素子モジュール - Google Patents

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Description

本発明は、発光素子モジュールに関する。
防水性が要求される発光素子モジュールとして様々な構造が提案されている。例えば、特許文献1に記載の発光素子モジュールでは、光源が実装された基板を収容する筐体が、平板と、基板の周縁の一部との間に開口部を有して該基板を囲むように平板に立設された側板とを備えている。そして、基板の表面を覆うように、筐体の側板の内側に樹脂を充填している。
特開2011−233356号公報
従来の発光素子モジュールでは、筐体の側板の内側の領域内において、基板の下側まで樹脂が封入されている。このような構造では、樹脂を乾燥させるために時間がかかってしまい、製造の容易性を更に向上することが求められる。すなわち、十分な防水性能を確保しつつも、製造も容易に行うことが求められる。以上より、容易に製造を行うことができると共に、十分な防水性能を確保できる発光素子モジュールが要請されている。
本発明の一形態にかかる発光素子モジュールは、光を発生する発光素子と、発光素子が実装された基板と、基板の実装面側に配置され、発光素子で発生する光の出射の制御を行う光制御部と、基板の実装面側で、当該実装面に対して垂直方向に見て少なくとも発光素子を取り囲むように配置される封止部と、封止部に押圧力を付与する押圧構造と、を備え、封止部は、押圧力により、封止部の内周側における、少なくとも基板と光制御部との間の空間を封止する。
このような形態によれば、封止部は、基板の実装面側で、当該実装面に対して垂直方向に見て少なくとも発光素子を取り囲むように配置されている。また、封止部は、押圧構造によって付与される押圧力により、封止部の内周側における、少なくとも基板と光制御部との間の空間を封止する。すなわち、封止部は、基板と光制御部との間における発光素子周辺の空間を封止することで、当該空間に水が浸入することを防止できる。また、実装面に対して垂直方向に見て発光素子を取り囲むように封止部を配置すると共に押圧構造で押圧力を付与するだけの簡単な構造であるため、容易に製造を行うことができる。以上により、容易に製造を行うことができると共に、十分な防水性能を確保することができる。
別の形態に係る発光素子モジュールにおいて、封止部は、光制御部を備える部材とは別体の封止部材によって構成されていてよい。
別の形態に係る発光素子モジュールにおいて、封止部材は、光制御部側に粘着層を備えてよい。
別の形態に係る発光素子モジュールにおいて、封止部材は、発泡シリコーンによって構成されてよい。
別の形態に係る発光素子モジュールにおいて、封止部は、当該実装面に対して垂直方向に見て、光制御部と重なるように配置されてよい。
別の形態に係る発光素子モジュールは、基板の実装面側を覆うカバー部材を更に備え、カバー部材には、内周側に光制御部が配置される開口部が形成され、開口部の内縁部と光制御部とが実装面と平行な方向に離間することで、基板の実装面の少なくとも一部が露出してよい。
別の形態に係る発光素子モジュールは、基板の実装面側を覆うカバー部材を更に備え、締付部材によって基板とカバー部材とが連結されてよい。
別の形態に係る発光素子モジュールにおいて、締付部材はネジであって、基板の実装面の反対側の面からカバー部材へ向かってネジを締めることによって、基板とカバー部材とが連結されてよい。
本発明の一側面によれば、容易に製造を行うことができると共に、十分な防水性能を確保できる。
図1は、実施形態に係る発光素子モジュールの斜視図である。 図2は、実施形態に係る発光素子モジュールの平面図である。 図3は、実施形態に係る発光素子モジュールの平面側分解斜視図である。 図4は、実施形態に係る発光素子モジュールの底面側分解斜視図である。 図5は、図2に示すV−V線に沿った断面図である。 図6(a)は、封止部材付近の構造を示す概略図であり、(b)は粘着層を示した概略図である。 図7は、変形例に係る発光素子モジュールの概略図である。 図8は、実施例に係る発光素子モジュールのスペック及び評価結果を示す表である。 図9は、実施例に係る発光素子モジュールの評価結果を示す表である。 図10は、実施例に係る発光素子モジュールの評価結果を示す図である。
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において、同一又は同等の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
まず、図1〜図4を参照して、本実施形態に係る発光素子モジュール1の構成について説明する。発光素子モジュール1は、例えば、店舗の屋外に設置される看板やチャンネル文字などに用いられる発光素子モジュールである。屋外に設置される場合には、雨や冬場の結露等により発光素子モジュール1内に水が浸入することが問題となるところ、発光素子モジュール1はそのような水の侵入を防止するための十分な防水性能を有するものである。
図1〜図5に示すように、発光素子モジュール1は、光を発生する発光素子11と、発光素子11が実装された基板12と、基板12の実装面12a側に配置されて発光素子11で発生する光の出射の制御を行う光制御部13と、基板12の実装面12a側で、当該実装面12aに対して垂直方向に見て少なくとも発光素子11を取り囲むように配置される封止部14と、基板12の実装面12a側を覆うカバー部材16と、封止部14に押圧力を付与する押圧構造17と、を備えている。なお、本実施形態において、「光軸」とは、発光素子モジュール1が出射する出射光の光軸であるものとする。また、各図に対してX軸、Y軸、Z軸を設定しているが、説明のために便宜的に設定されたものである。本実施形態では、光軸RLが延びる方向である光軸方向にZ軸が設定される。また、Z軸正方向に向かって発光素子モジュール1の光が出射されるものとし、光の出射側(すなわちZ軸正側)を「表」とし、反対側(すなわちZ軸負側)を「裏」であるものとして、これらの語を用いる。
発光素子11は、駆動電力が供給されることにより光を発生させる発光体である。発光素子11としては、例えば、ガリウム砒素、窒化ガリウムなどの化合物に電流を流して光を発生させる発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)等が用いられる。なお、発光素子11として、LED自体の発光色以外の光を得るために蛍光体を備えたものを用いてよい。例えば、発光素子11として、蛍光体を混ぜ合わせた樹脂材料やシートでLEDを覆ったものを採用してよく、LEDの発光面に蛍光体を塗布したものを採用してよい。ここで、発光素子11は1個基板12に実装されても良いし、複数個基板12に実装されても良い。なお、発光素子11が1個の場合には、発光素子11は、基板12の実装面12a上において、その光軸が発光素子モジュール1の光軸RLと一致するように配置される。
基板12は、発光素子11が実装される矩形状の板状部材であり、例えばアルミニウム基板、銅基板、ガラスエポキシ基板、ガラスコンポジット基板などを用いることができる。なお、本実施形態では、基板12は、実装面12aが光軸RLと直交するようにX軸方向及びY軸方向に広がるように配置されており、Y軸方向が長手方向となるような長方形状の形状を有しているが、形状は特に限定されず、正方形状、円形状等、あらゆる形状を採用してよい。基板12の表面は、発光素子11や光制御部13を実装する実装面12aとして構成される。実装面12aには、銅箔からなる配線パターン(不図示)が設けられている。配線パターンは、発光素子11に駆動電力を供給する配線であり、基板12外部の電源(図示せず)に、ワイヤ21を介して電気的に接続されている。なお、ワイヤ21は、複数の発光素子モジュール1を直列または並列に電気的に接続するものである。なお、各図においては、配線パターンのうち、ワイヤ21と接続される電極部22のみが示されている。
電極部22は、基板12の実装面12aの長手方向(Y軸方向)の両端側の位置に2つずつ設けられている(特に、図3を参照)。電極部22はワイヤ21と半田付けにより接続されており、当該半田付けによって半田部23が形成されている。各電極部22に接続されたワイヤ21は、基板12の長手方向(Y軸方向)の両側の縁部から外側へ向かって引き出されている。ただし、電極部22を設ける位置やワイヤ21の引き出し方向は特に限定されるものではなく、基板12の短手方向(X軸方向)の端部側に電極部22が設けられて短手方向(X軸方向)にワイヤ21が引き出されてもよい。なお、実装面12aの中心部には発光素子11と接続される電極部(不図示)が設けられる。この電極部に発光素子11が接続されることにより、発光素子11に駆動電力が供給される。
また、基板12の四隅には、半円状の切欠き部12cが形成されている(図3及び図5参照)。また、基板12には、押圧構造17を構成するネジ53A,53Bを挿通させるための貫通孔15A,15Bが形成されている。貫通孔15A,15Bの配置に関しては押圧構造17と合わせて後述する。また、基板12の実装面12aには、光制御部13を位置合わせするための有底穴12dが形成されている。ただし、本発明では当該形状は必須ではなく、本発明はこのような形態に限定されるものではない。
光制御部13は、発光素子モジュール1が所望の特性に応じた出射光を出射できるように、発光素子11で発生する光の出射の制御を行うものである。すなわち、光制御部13は、発光素子11で発生する光を当該光制御部13内に透過させて、光の広がり方を制御すると共に、各配向角における光の強度を制御した状態で、出射するものである。なお、本明細書では、発光素子11で発生して光制御部13を透過する前段階の光を「発光素子で発生する光」と称する。なお、光制御部13で制御された状態で出射された光が、発光素子モジュール1として出射する「出射光」に該当する。光制御部13は、基板12の実装面12a側に配置される半球ドーム状のレンズによって構成される。発光素子モジュール1から出射される出射光を制御するために、光制御部13を凸状レンズにしてもよく、凸状レンズの一部を凹状レンズ形状に形成したレンズとしてもよい。光制御部13は、発光素子11の発光面側において、その中心軸が光軸RLと一致する位置で、当該発光素子11を覆うように配置される。光制御部13は、裏側(Z軸負側)に形成されて発光素子11で発生した光を入射させる入射面13aと、表側(Z軸正側)に形成されて光制御部13中を透過した光を出射光として出射する出射面13b(図5参照)と、を備えている。
出射面13bは、略半球ドーム状に形成されており、被照明部材(例えば店舗の看板等)に向かうように光制御部13を透過した光を出射光として出射する面である。出射面13bは、任意の曲率半径で湾曲するように形成されているが、光軸RL付近において入射面13aと略平行に形成されている。出射面13bの形状は特に限定されるものではなく、発光素子モジュール1の用途や要求特性に応じて適宜変更してよく、例えば、曲率半径を変化させてもよく、入射面13aと平行な部分を設けなくともよい。
入射面13aは、平面状に形成される平面部13cと、平面部13cの中央位置において凹状に形成されるガイド部13dと、を備える(図4及び図5参照)。平面部13cは、基板12の実装面12aと平行に対向すると共に、当該実装面12aから離間した位置に配置される。平面部13cは、粗面(凸凹面)とされることにより、光を散乱させることができる。例えば、入射面13aの平面部13cが粗面ではない場合、光制御部13を透過せず出射面13bで反射した光が平面部13cで反射することで、光制御部13から出射した出射光の強度が、光軸RL付近における一部で高くなり(例えば、図10において二点鎖線で示す部分を参照)、リング状のムラが発生する可能性がある。一方、入射面13aの平面部13cを粗面とすることで、出射面13bで反射した光を平面部13cで散乱させることができ、これによって前述のようなリング状のムラの発生を抑制することができる。平面部13cの中心には、発光素子11が発生した光を出射面13b側にガイドするための窪みであるガイド部13dが形成されている。ガイド部13dは、光軸RLを中心軸として窪みとして構成される。発光素子11及び光制御部13が基板12の実装面12aに実装された状態において、ガイド部13dは発光素子11の直上に位置している。
光制御部13には、光制御部13の外縁部の全周にわたって形成された円環部26、及び円環部26から径方向外側へ張り出したフランジ部27A,27Bが形成されている。本実施形態では、光制御部13、円環部26、及びフランジ部27A,27Bは一体的に形成された一つの部材として構成されている。このような「光制御部を備える部材」を、以下の説明においては「レンズ部材28」と称する。レンズ部材28は金型を用いた成形、切削研磨などの方法によって製造されてよい。レンズ部材28の材料(すなわち光制御部13の材料)として、例えば、ガラス、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、シリコーン樹脂などを適用してよい。本実施形態では、例えば図6に示すように、平面部13cを外周側へ延ばした境界線L1を設定した場合、平面部13c及び境界線L1より出射面13b側(Z軸正側)の領域を光制御部13とみなしてよい。また、光軸方向から見て光制御部13の外縁よりも外周側へ突出する部分、すなわち図6に示す境界線L2よりも外周側の部分をフランジ部27A,27Bとみなしてよい。また、境界線L1と境界線L2との間の部分を円環部26とみなしてよい。ただし、本実施形態では当該部分を「円環部」と称して説明しているが、円状でなくとも矩形状やその他の多角形状であってもよい。また、「フランジ部」に関しても円状である必要はなく、矩形状やその他の多角形状であってもよい。
円環部26は、平面部13cの外周を取り囲むように形成されている。本実施形態では、円環部26は、平面部13cよりも基板12側(Z軸負側)に突出している。フランジ部27A,27Bは、光制御部13の外縁部よりも径方向外側に円弧状に張り出した部分である。本実施形態では、一対のフランジ部27A,27Bが設けられている。フランジ部27A及びフランジ部27Bは光軸RLを挟んで、互いに対向する領域に設けられている。フランジ部27A,27Bは、押圧構造17の一部を構成しており、他の部材から押圧力を付与されることによって、フランジ部27を介してレンズ部材28全体が基板12側へ押し付けられる。なお、フランジ部27A,27Bの詳細な説明は、押圧構造17と合わせて後述する。本実施形態では、レンズ部材28(すなわち光制御部13)が基板12の実装面12aに実装された状態において、光制御部13の入射面13aと、基板12の実装面12aと、円環部26との間には、空間SPが形成される。
封止部14は、押圧構造17で付与される押圧力により、封止部14の内周側における、少なくとも基板12と光制御部13との間の空間SPを封止するものである。封止部14は、基板12と光制御部13との間の空間SPのうち、発光素子11が配置される領域である封止部14の内周側の領域を封止することによって、当該封止部14よりも外周側の領域からの水の浸入を防止する。封止部14は、光制御部13を有するレンズ部材28と基板12との間、すなわち光制御部13の入射面13a側であって基板12の実装面12a側の位置に配置される。封止部14は、環状に構成されており、その中心軸が光軸RLと一致するように配置される。光軸RL上には発光素子11が配置されているため、封止部14は、実装面12aに対して垂直方向に見て発光素子11を取り囲むように配置される。なお、実装面12aに段差が設けられることなどによって、光軸方向における発光素子11の位置と封止部14の位置とが上下にずれていてもよいが、このような場合であっても、実装面12aに対して垂直方向に見たときには、封止部14は発光素子11を取り囲むように配置される。
本実施形態では、封止部14は、レンズ部材28(光制御部13を備える部材)とは別体の封止部材29によって構成されている。封止部材29は、上述のような「封止部」として機能する部材であって、「光制御部を備える部材(すなわちレンズ部材)」から独立した一つの部品として構成されたものである。なお、請求項における「封止部」は、本実施形態では封止部材29に対応するが、その用語が網羅する範囲はこれに限定されず、例えば、レンズ部材と一体に形成されているときは当該レンズ部材の一部を指す場合もある(当該変形態様については後述する)。本実施形態の以降の説明においては、「封止部」と「封止部材」は同一のものを示す語であるものとして説明する。
ここで、図6(a)を参照して、封止部材29の構造についてより詳細に説明する。なお、図6(a)は、封止部材29の周辺構造を拡大して示すと共に、概略的に示した概略図である。構造を理解し易くするために、図5に示す断面図に対して、平面部13cの粗さをデフォルメして示すと共に、一部を省略、変更して示している。
図6(a)に示すように、封止部材29は、円環状に形成された部材であり、光軸方向(Z軸方向)における両端面29a,29bが平面状に構成されている。封止部材29の表側(Z軸正側)の端面29aは、レンズ部材28と接触し、裏側(Z軸負側)の端面29bは、基板12と接触する。押圧構造17によって封止部材29に押圧力が付与されることにより、端面29aはレンズ部材28と密着すると共に、端面29bは基板12と密着する。これにより、封止部材29は、レンズ部材28との間の境界部から水が浸入することを防止し、基板12との間の境界部から水が浸入することを防止する。封止部材29は、光軸方向から見て、光制御部13と重なるように配置されている。従って、封止部材29の表側(Z軸正側)の端面29aは、粗面として構成されている平面部13cと面接触する。封止部材の裏側(Z軸負側)の端面29bは、基板12の実装面12aと面接触する。封止部材29の外径は平面部13cの外径(すなわち円環部26の内径)と略一致している。なお、図6のように封止部材29の外周面29cを円環部26の内周面26aから離間させてもよく、図5のように接触させてもよい。封止部材29の内径は、内周面29dが少なくとも発光素子11に対して径方向外側へ離間する寸法に設定されており、本実施形態ではガイド部13dの径よりも大きい。光制御部13、封止部材29及び発光素子11が基板12の実装面12aに実装された状態において、発光素子11は、封止部材29の内周面29dよりも内周側の領域に配置されている。すなわち、封止部材29は、基板12の実装面12a上において、実装面12aに対して垂直方向に見て発光素子11を取り囲むように配置されている。
押圧力が付与されていない状態における封止部材29の厚みは、空間SPの光軸方向の大きさ(平面部13cと基板12の実装面12aとの間の寸法であって、図6においてTで示す寸法)以上の寸法に設定される。従って、基板12とレンズ部材28との間に封止部材29を挟んだ状態で押圧構造17によってレンズ部材28を基板12へ押し付けることで、封止部材29が圧縮される。これにより、端面29aがレンズ部材28と密着すると共に、端面29bが基板12と密着する。
本実施形態では、封止部材29は、基板12側に基体層33を備え、光制御部13側に粘着層34を備えている。基体層33は、封止部材29の基体部に該当する層であり、弾性部材で構成されており、粘着層34を支持する機能も有している。基体層33の材料は耐熱性や色の変化などの観点から選択することができ、例えば、透明又は半透明のシリコーン、エラストマーなどを適用してよい。また、封止部材29の基体層33の硬度は、基板12の実装面12a上に形成される配線パターンによる凹凸形状に追従して変形し、実装面12aと密着できるように、ショアA硬度70以下としてよい。基体層33の厚みは、粘着層34よりも大きく設定されている。光軸方向からみて、基体層33と粘着層34は同一形状・同一の大きさに設定されているが、異なる形状、大きさであってもよい。
粘着層34は、少なくとも表面部分の材料が所定値以上の粘度を有しており、接触面と密着して貼りつくことができるものである。すなわち、粘着層34は、封止部材29の端面29aを構成する層であって、光制御部13の粗面として構成されている平面部13cの凹凸形状に追従して変形し、当該平面部13cと密着することができる層である。本実施形態では、粘着層34として、基体層33上に設けられた両面テープ36が適用されている。当該両面テープ36は、図6(b)に示されるように、基体層33の端面33aに粘着する粘着層36aと、粗面である平面部13cに粘着する粘着層36bと、粘着層36a及び粘着層36bを隔てる基材36cと、を備えている。粘着層36aの粘着剤として、基体層33に対して粘着可能な粘着剤を適用すれば良く、例えばシリコーン系粘着剤などを用いることができ、粘着層36bの粘着剤として、光制御部13に対して粘着可能な粘着剤を適用すれば良く、例えばアクリル系粘着剤などを用いることができる。また、基材36cとして、例えばポリエステル又は不織布を用いることができる。粘着層36bは、粗面である平面部13cの凹凸形状に食い込むように平面部13cと密着することができる(例えば、図6(a)の粘着層34を参照)。そのため、接触面である粗面と接する面を大きくすることができる。なお、粘着層34として両面テープ36を例示したが、これに限定されず、単一の粘着剤によって形成される層としてもよい。
図1〜図5に戻り、カバー部材16の構成について説明する。カバー部材16は、光制御部13の出射面13bを露出させつつ、基板12の実装面12a側を覆うことで当該実装面12a上に実装される各構成要素を保護するものである。カバー部材16は、基板12の実装面12a側を覆う略矩形の板状部材であり、材料として、例えばポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ABS樹脂などの合成樹脂を用いることができる。カバー部材16は、基板12の実装面12aを覆うベース部41と、基板12の外周を取り囲む側壁部42と、を備えている。ベース部41は、裏側(Z軸負側)の裏面41aが基板12の実装面12aと平行に対向するように配置される。ベース部41は、基板12と対応する形状を有しており、Y軸方向が長手方向となるような長方形状の形状を有しているが、基板12の形状に合わせて適宜変更してもよい。側壁部42は、ベース部41の四方の外周縁部から裏側(Z軸負側)へ延びることによって、基板12の四方の側面を覆うように形成される。すなわち、カバー部材16の長手方向(Y軸方向)で対向する側壁部42の内壁間の長さは基板12の長手方向における長さと略一致しており、カバー部材16の短手方向(X軸方向)で対向する側壁部42の内壁間の長さは基板12の短手方向における長さと略一致している。また、カバー部材16の四隅の側壁部42のうち、一の対角方向において対をなす切欠き部12cの半円状の形状に応じて、内側に突出した突出部42aが形成されている(図4参照)。該突出部42aにより、基板12に取り付けられたカバー部材16のXY軸方向のずれが規制される。なお、作業性向上のために、発光素子モジュール1全体をZ軸正方向にひっくり返してもカバー部材16に対する基板12の位置がずれないように、突出部42aに基板12を嵌め合い可能なラッチ構造を設けてもよい。
カバー部材16のベース部41には、内周側に光制御部13が配置される開口部43と、半田部23周辺を充填材PTでポッティングするポッティング部44と、ワイヤ21を引き出すための引出部46と、が形成されている。また、ベース部41には、ネジ53A,53Bを締めるためのボス47A,47Bが設けられている。ボス47A,47Bの構成については押圧構造17の説明と合わせて後述する。
開口部43は、ベース部41の表面41bと裏面41aとの間を貫通する貫通孔であって、ベース部41の中心位置に形成される。開口部43は、光軸方向から見て、光軸RLを中心とした円形状をなしている。開口部43の内周側には、レンズ部材28が配置されている。レンズ部材28の光制御部13は、開口部43を通過してベース部41の表面41bよりもZ軸正側へ突出している。開口部43の内径は、光制御部13の外径(最も径方向外側に広がっている部分の外径)よりも大きい。従って、開口部43の内縁部43aと光制御部13とが、基板12の実装面12aと平行な方向(すなわち、XY軸方向であり、光軸方向に直交する方向)に離間する。これによって、光軸方向からみて、開口部43の内縁部43aと光制御部13の外縁部との間の領域では、基板12の実装面12aの少なくとも一部が露出する(図2参照)。開口部43には、内縁部43aから内周側に突出した爪部51A,51Bが設けられている。爪部51A,51Bの構成については押圧構造17の説明と合わせて後述する。
ポッティング部44は、基板12の実装面12aに設けられた半田部23に対応する位置、すなわち、カバー部材16の長手方向(Y軸方向)における両端側の位置にそれぞれ設けられている。ポッティング部44では、半田部23を充填材PT(図1及び図5においてグレーで色付けられている)でコーティングできるように、表面41bと裏面41aとの間で貫通した開口部48が形成されている。開口部48は光軸方向から見て矩形状をなしている。また、開口部48内に充填材PTを溜め易いように、開口部48の四方の縁部には、当該開口部48を取り囲むように表面41bから突出する側壁部49が形成される。充填材PTは防水性能を確保することができるものであれば特に限定されないが、例えば、シリコーン樹脂、変成シリコーン樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂などを用いることができる。
引出部46は、カバー部材16の長手方向(Y軸方向)における端部とポッティング部44との間に形成されている。引出部46は、ワイヤ21を半田部23から基板12の長手方向(Y軸方向)へ引き出すための複数のガイド溝51を備えている。引出部46に対応する領域は、ベース部41の表面41bよりも表側(Z軸正側)へ突出しており、当該突出した領域の裏面41a側にガイド溝51が形成される。なお、本実施形態では、一の引出部46に対して三つのガイド溝51が形成されているが、引き出されるワイヤ21は二本であるため、ガイド溝51は二つでもよい。ガイド溝51は、カバー部材16の長手方向(Y軸方向)へ延びる断面U字状の溝である。ガイド溝51の大きさ及び形状は、ワイヤ21に応じて設定される。なお、ガイド溝51はカバー部材16の側壁部42の外周面から、ポッティング部44の開口部48まで延びている。
次に、押圧構造17について説明する。封止部14による、実装面12a(基板12)と入射面13a(光制御部13)との間の空間SPの封止は、封止部14に押圧力を付与する押圧構造17により実現されている。なお、請求項における「押圧構造」は、本実施形態では押圧構造17に対応するが、その用語が網羅する範囲はこれに限定されず、封止部14に押圧力を付与できる限りあらゆる構造を採用できる(変形態様については後述する)。具体的には、本実施形態の押圧構造17は、レンズ部材28のフランジ部27A,27Bと、フランジ部27A,27Bを基板12側へ押し付けるカバー部材16の爪部51A,51Bと、封止部14に付与するための押圧力を発生させる押圧力発生部52と、を備えている。
レンズ部材28のフランジ部27A,27Bは、前述のように、光制御部13から径方向外側へ向かって張り出すように構成されている。フランジ部27A,27Bは、平面部13cと平行に広がる。フランジ部27A及びフランジ部27Bの周方向における大きさは、本実施形態では、光制御部13の全周の4分の1程度を占める大きさに設定されているが、特に限定されず、後述の爪部と十分に接触するだけの大きさを確保でる限り、いかなる大きさに設定してもよい。また、フランジ部27A及びフランジ部27Bの径方向に張り出す大きさは、後述の爪部との接触代を確保できる限り、いかなる大きさに設定してもよい。フランジ部27Aの表側(Z軸正側)には、周方向における中央位置にリブ31が設けられる。また、フランジ部27A及びフランジ部27Bの裏側(Z軸負側)には基板12側へ突出する円柱状の突出部32が設けられる。フランジ部27Aには2つの突出部32が設けられ、フランジ部27Bには1つの突出部32が設けられる。フランジ部27Aの2つの突出部32は、フランジ部27Aの周方向における両端部付近に設けられ、フランジ部27Bの1つの突出部32は、フランジ部27Bの周方向における中央位置に設けられる。ただし、突出部32の数量及び位置は特に限定されず、適宜変更してもよい。フランジ部27A及びフランジ部27Bに設けられた突出部32は、それぞれ基板12の実装面12aに形成された有底穴12dに挿入される。突出部32の先端は、有底穴12dの底面に近接することによって、レンズ部材28の光軸方向における位置決めが行われる。このように、光軸方向における位置決め構造を設けておくことで、封止部14に過剰な押圧力が付与されることを抑制できると共に、レンズ部材28が光軸RLに対して傾くこと、及び封止部材29に不均一な押圧力が付与されることも抑制できる。また、このような突出部32及び有底穴12dによって、組み立て時に、基板12に対するレンズ部材28の位置決めを容易に行うことができる。また、フランジ部27Aには表側(Z軸正側)にリブ31が設けられているところ、リブ31を目印とすることで容易に基板12にレンズ部材28を組み付けることができる。
基板12及びカバー部材16の一方の対角方向に延びる基準線L3を設定した場合(図2参照)、フランジ部27A,27Bは、基準線L3上に配置されるように、レンズ部材28が基板12に実装される。本実施形態では、フランジ部27A,27Bの周方向における中央位置が、基準線L3と一致するように、フランジ部27A,27Bが配置される。
爪部51A,51Bは、カバー部材16の開口部43の内縁部43aの上端側の位置から内周側に突出している。爪部51A,51Bの表側(Z軸正側)の面は、ベース部41の表面41bと一致しているが、一致していなくともよい。爪部51A,51Bの裏側(Z軸負側)の面はフランジ部27A,27Bの表側(Z軸正側)の面と接触する接触面として機能し(例えば図6(a)参照)、ベース部41の裏面41aよりも表側(Z軸正側)に配置される。光軸方向から見たとき、爪部51Aと爪部51Bは、光軸RLを挟んで互いに対向する位置に配置されている。爪部51A及び爪部51Bは、それぞれ基準線L3に対応する位置に形成されており、爪部51Aはフランジ部27Aを押圧可能な位置に設けられ、爪部51Bはフランジ部27Bを押圧可能な位置に設けられる。一のフランジ部27Aに対して二つの爪部51Aが設けられ、一のフランジ部27Bに対して二つの爪部51Bが設けられる。一対の爪部51Aは基準線L3に近接した位置において、互いに当該基準線L3と線対称となる形状及び位置に設けられる(図2参照)。一対の爪部51Bは基準線L3に近接した位置において、互いに当該基準線L3と線対称となる形状及び位置に設けられる(図2参照)。このように、一つのフランジ部27A,27Bに対して二つの爪部51A,51Bで押圧することにより、バランスよく押圧力を伝達することができる。また、爪部51A,51Bの先端部は、光制御部13の外周縁部付近と当接してもよく、光制御部13の位置合わせを行うことができる。
押圧力発生部52は、締付部材によって基板12とカバー部材16とを連結することによって押圧力を発生させるものである。本実施形態では締付部材としてネジ53A,53Bを用いるものとする。なお、請求項における「締付部材」は、本実施形態ではネジ53A,53Bに対応するが、その用語が網羅する範囲はこれに限定されず、基板12とカバー部材16とを締め付けた状態で連結することができる限りあらゆる構造を採用でき、締付部材としてボルト及びナットを採用してもよく、リベットを採用してもよく、嵌め合い構造に係る部材(例えば、カバー部材16から突出する部材と基板12の貫通孔に嵌め合いによって基板12とカバー部材16とを連結する。この場合、基板12とカバー部材16とが締め付けられた状態で両部材を連結する)を採用してもよい。本実施形態では、押圧力発生部52は、基板12とカバー部材16とをネジ留めすることによって押圧力を発生させるものであり、具体的には、ネジ53A,53Bと、カバー部材16に形成されるボス47A,47Bと、基板12に形成される貫通孔15A,15Bと、を備える。本実施形態では、基板12の裏面12b(実装面12aの反対側の面)からカバー部材16へ向かってネジ53A,53Bを締めることによって、基板12とカバー部材16とが連結される。従って、カバー部材16のボス47A,47Bにネジ孔47aが形成され、基板12の貫通孔15A,15Bはネジ53A,53Bを通すための挿通孔となっている。ボス47A,47Bは、ベース部41の表面14aから表側(Z軸正側)へ突出している。これによってネジ孔47aの長さを十分に確保できる。なお、ボス47A,47Bを設けず、単にベース部41にネジ孔47aを形成するだけでもよい。カバー部材16のネジ孔47a(すなわちボス47A,47B)と基板12の貫通孔15A,15Bは、光軸方向からみて同一の位置に配置されている。ボス47A及び貫通孔15Aは、その中心が基準線L3上に配置され、爪部51Aの外周側の位置に設けられている(図2参照)。ボス47B及び貫通孔15Bは、その中心が基準線L3上に配置され、爪部51Bの外周側の位置に設けられている(図2参照)。
上述のような押圧構造17によれば、レンズ部材28の円環部26内の領域に封止部材29を装填した状態で、レンズ部材28を基板12の実装面12a上に実装し、基板12の実装面12aをカバー部材16で覆う。この状態では、封止部材29には押圧力は付与されていない。次に、基板12の裏面12b側から貫通孔15A,15Bを介してボス47A,47Bのネジ孔47aにネジ53A,53Bを締め付ける。当該締め付けによって、基板12とカバー部材16とが光軸方向に近接するように移動する。これに伴い、爪部51A,51Bも基板12の実装面12a側へ移動し、当該爪部51A,51Bでフランジ部27A,27Bが基板12側へ押し付けられることによって、レンズ部材28全体が基板12側へ移動する。以上によって、封止部材29には、基板12及びレンズ部材28で挟まれることによって、押圧力が付与される。なお、フランジ部27A,27B、爪部51A,51B、及びボス47A,47B等が基準線L3に近接する箇所に設けられている。従って、ネジ53A,53Bを締めることによって発生する押圧力が効率良く爪部51A,51B及びフランジ部27A,27Bへ伝達される。なお、基準線L3と交差する対角方向に設定される基準線L4側でもネジ留めを行ってもよいが、基準線L3側のみで行うことで、作業性を向上させることができ、部品点数を減らすことができる。
次に、本実施形態に係る発光素子モジュール1の作用・効果について説明する。
比較例に係る発光素子モジュールとして、基板及びレンズ(光制御部)がインサート成形された構造について説明する。このような発光素子モジュールは、インサート成形によって製造されているため成形時のコストがかさんでしまう。また、インサート成形は、金型との関係で、レンズの形状及び大きさが特定の1つに決まっている必要があるため、用途に応じてレンズをフレキシブルに変更することも困難である。
また、他の比較例に係る発光素子モジュールとして、カバー部材に形成された開口部の内縁部とレンズ(光制御部)の外周縁部との間を、外側からポッティングすることによって防水性能を確保した構造について説明する。このような発光素子モジュールでは、光学特性が変わらないようにレンズ周りには正確にポッティングする必要があるため、ポッティングは手作業ではなく専用のロボットを用いる必要がありコストがかさんでしまう。また、ロボットを用いる場合には、レンズの形状や大きさの変更時にロボットの設定(プログラム)を変更する必要があり、手間とコストがかかってしまう。さらに、上述したレンズ周りのポッティングには、光学的な理由からポッティング用の充填材として着色したものを用いることができず、紫外線等による劣化に強く有利な光学特性を有する充填材(例えばシリコーン)を用いる必要があるが、このような充填材は乾きにくく(24時間程度)、作業性が悪い。また、上述したポッティング箇所以外のポッティング箇所(ワイヤーと基板の電極を接続した部分のポッティング箇所)では、光学特性が必要とされないにもかかわらず、作業性の観点から、レンズ周りのポッティングで用いられるのと同じ充填材が用いられており、作業性が悪い。すなわち、上述したいずれの比較例に係る発光素子モジュールにおいても、十分な防水性能と製造の容易性を両立することが困難であった。
また、他の比較例に係る発光素子モジュールとして、筐体の内部領域に基板を配置し、筐体の内部領域に樹脂を充填することにより、基板全体を樹脂で覆うことで防水性能を確保する構造(例えば、特許文献1の構造)について説明する。このような構造では、基板の裏面に平板及び載置部が配置され、さらに基板の裏面側に充填材(樹脂)が封入されるため、放熱効果が低減してしまう場合がある。また、製品検査で不具合が見つかった場合に、交換や修理の作業性が低減し、リワーク性能を確保できない場合がある。また、封入する充填材の量が多い上、発光素子周辺も覆うため有利な光学特性を有する乾きにくい充填材を用いる必要がある。従って、充填材を乾燥させるために時間がかかってしまい、製造の容易性を向上することが求められる。
それに対し、本実施形態に係る発光素子モジュール1では、封止部14は、基板12の実装面12a側で、当該実装面12aに対して垂直方向に見て少なくとも発光素子11を取り囲むように配置されている。また、封止部14は、押圧構造17によって付与される押圧力により、封止部14の内周側における、基板12と光制御部13との間の空間SPを封止する。すなわち、封止部14は、基板12の実装面12aと光制御部13の入射面13aとの間における発光素子11周辺の空間に水が浸入することを防止できる。従って、発光素子11に水が浸入することを防止できると共に、光制御部13の入射面13a側に水が浸入することによって光学特性に影響が及ぼされることを防止できる。また、実装面12aに対して垂直方向に見て発光素子11を取り囲むように封止部14を配置すると共に押圧構造17で押圧力を付与するだけの簡単な構造であるため、容易に製造を行うことができる。
また、このような簡単な構造を採用することで、上述の比較例に係る構造のように、インサート成型を用いる必要がなく、光制御部13に対してロボットを用いて高精度なポッティングを行う必要がないため、光制御部13の形状及び大きさを用途に応じてフレキシブルに選択することができる。また、ポッティングを行うことなく、光学特性に関わる発光素子11周辺に対する防水性能を確保できるため、上述の比較例に係る構造のように、乾きにくい充填材を用いる必要がない。更に、発光素子11周辺に対してポッティングを行っていないため、ワイヤ21を半田付けした半田部23のポッティング箇所(ポッティング部44)に対しては、例えば、変成シリコーン樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂などの安価で乾き易い充填材を採用することが可能となる。従って、充填材を乾かすための時間を短縮することができる。また、基板12の裏面12bは他の部材及び充填材で覆われない構造とすることができるため、放熱性能を高めることができる。また、製品検査で不具合が見つかった場合も、容易に交換作業や修理作業を行うことができるため、リワーク性能を向上させることができる。以上により、容易に製造を行うことができると共に、十分な防水性能を確保することができる。
また、本実施形態に係る発光素子モジュール1において、封止部14は、光制御部13を備えるレンズ部材28とは別体の封止部材29によって構成されている。このように、封止部14と光制御部13を備えるレンズ部材28とを別体の部材として構成することによって、封止部材29を用途によらない共通部品として用いる一方、光制御部13の形状及び大きさ(すなわち、レンズ部材28の形状及び大きさ)を用途に合わせてフレキシブルに選択することが可能となる。
また、本実施形態に係る発光素子モジュール1において、封止部材29は、光制御部13側に粘着層34を備えている。封止部材29に対するレンズ部材28の接触面が粗面(平面部13c)である場合、封止部材29の粘着層34が粗面に接触する。これによって、封止部材29とレンズ部材28(光制御部13)と間の密着性が良くなるため、発光素子モジュール1の防水性能を更に向上させることができる。
ここで、本発明に係る発明者らは、鋭意研究の結果、光制御部13の入射面13aの外周側の一部に封止部14が配置されていても、十分な光学特性を確保することができることを見出した。従って、本実施形態に係る発光素子モジュール1において、封止部14は、実装面12aに対して垂直方向に見て、光制御部13と重なるように配置される。これにより、光軸方向から見たときに、封止部14を配置するためだけに必要となるスペースを確保する必要がない(例えば、光制御部13の外周側に封止部14を配置するための大きなフランジ部を設ける必要がない)ため、発光素子モジュール1が大きくなることを抑制することができる。
また、本実施形態に係る発光素子モジュール1において、基板12の実装面12a側を覆うカバー部材16を更に備え、カバー部材16には、内周側に光制御部13が配置される開口部43が形成され、開口部43の内縁部43aと光制御部13とが実装面12aと平行な方向に離間することで、基板12の実装面12aの少なくとも一部が露出する。基板12は、発光素子11の発光の際に発熱する部材である。従って、カバー部材16と基板12との間に水が浸入しても、基板12の熱を用いることにより、基板12の実装面12aが露出した部分から水分を逃がすことができる。
また、本実施形態に係る発光素子モジュール1において、基板12の実装面12a側を覆うカバー部材16を更に備え、締付部材によって基板12とカバー部材16とが連結される。締付部材として、ネジ、ボルト及びナット、リベット、嵌め合い構造に係る部材などを採用することができる。これによって、容易に押圧構造17を構成することができる。
また、本実施形態に係る発光素子モジュール1において、締付部材はネジ53A,53Bであって、基板12の裏面12bからカバー部材16へ向かってネジ53A,53Bを締めることによって、基板12とカバー部材16とが連結される。例えば、カバー部材16側から基板12へ向かってネジを締める構成を採用した場合(なお、本発明はこのような形態も変形例として含んでよい)、基板12の貫通孔15A,15Bをネジ切る必要がある。しかしながら、ネジ切り作業が失敗した場合に、コストの高い基板12を破棄する必要が生じる。また、基板12は設計上の制約や材料上の制約があるため、ボスなどを設け難い。一方、基板12の裏面12bからカバー部材16へ向かってネジ53A,53Bを締める構成を採用した場合、カバー部材16の貫通孔をネジ孔47aとすればよい。カバー部材16は基板12に比してコストが安いため、ネジ切り作業が失敗したときのコストに対する影響が少ない。また、カバー部材16は基板12に比して設計上の制約や材料上の制約が少ないため、貫通孔(ネジ孔47a)に対応する部分にボス47A,47Bを設けることで、ネジ53A,53Bを十分に締め付けることができる。これにより、確実に押圧力を発生させることができる。
以上、本発明をその実施形態に基づいて詳細に説明した。しかし、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。例えば、封止部14と光制御部13の平面部13cとの密着性を向上させる構成として、封止部14の上面14aに両面テープ36が設けられた構成について説明したが、封止部とレンズの粗面との密着性を向上させる構成はこれに限定されない。
すなわち、図7(a)に示されるように、封止部114を構成する封止部材129の材料として、光制御部13の入射面13a(粗面)に対して表面追従性の高い材料を用いることで、封止部材129と光制御部13の粗面との密着性を向上させてもよい。具体的に、封止部材129は、発泡シリコーンによって構成されてよい。これによって、両面テープ等の粘着層を設けなくともよく、単一の材料にて封止部114を構成することができる。また、図7(b)に示されるように、レンズ部材228自体を弾性材料で構成することで、光制御部13と封止部214を一体の部材としてもよい。
また、封止部は、光制御部と基板との間に配置されていなくともよい。例えば、光軸方向から見て、封止部が光制御部と重ならないように当該光制御部よりも外周側に配置され、フランジ部のみに重なるように配置されてもよい。この場合には、フランジ部は、封止部を配置するのに十分な大きさが確保され、光制御部の全周にわたって形成される。
また、レンズ部材の形状は特に限定されず、あらゆる構成を採用してよい。例えば、上述した実施形態では、フランジ部27A,27Bの裏面は、光制御部の入射面である平面部13cよりも基板12側に配置されているが、これに限定されず、フランジ部の下面と光制御部の入射面とは同一面となってもよいし、フランジ部の下面が光制御部の入射面よりも基板から離れた位置に配置されてもよい。また、円環部が省略されており、光制御部に直接フランジ部が設けられていてよい。
また、封止部を位置決めするための溝やガイド部を、基板や、フランジ部、光制御部に設けてもよい。ただし、光制御部に溝やガイド部を設ける場合は、光学特性に影響を及ぼさない位置、大きさとする。
また、押圧構造は、実施形態のようなネジを用いた構造にかぎられない。スライド構造を用いて押圧してもよいし、カバー部材と基板とを強く挟み込み、押圧力を残留させた状態で接着や溶着で固定してもよい。また、レンズ部材のフランジ部を大きく確保し、フランジ部と基板を直接ネジ留めしてもよい。
本発明に含まれるものではないが、参考形態として、本発明の封止部に代えて、発光素子のまわりに接着剤をリング状に塗布し、当該管状の接着剤でレンズ部材を基板に固定することによって、発光素子周辺の空間を封止する構造が挙げられる。
[実施例]
以下、実施例に基づいて本発明の一形態に係る発光素子モジュールを具体的に説明するが、発光素子モジュールの構成は下記の実施例に限定されるものではない。
(防水性)
封止部材のショアA硬度、及び、封止部材に設けられる両面テープの有無についての条件を変えた発光素子モジュールを複数(実施例1〜3)準備し、それぞれに対して防水試験を実施し評価を行った。また、図7(a)に示すような封止部材を発泡シリコーンで構成した実施例4に係る発光素子モジュールを準備し、評価を行った。防水試験は、水深1mで60分又は24時間水に浸した際に浸水しているか否かを判定するものである。浸水の有無は、顕微鏡でレンズ内部を観察することにより確認した。実施例1〜3の構造は、封止部材の構図を除いては、図1などに示す実施例と同様である。
図8(a)に示されるように、実施例1に係る発光素子モジュールは、封止部材のショアA硬度を70とし、両面テープを設けていない。また、実施例2に係る発光素子モジュールは、封止部材のショアA硬度を50とし、両面テープを設けていない。また、実施例3に係る発光素子モジュールは、封止部材のショアA硬度を50とし、両面テープ(DIC社製:♯8625)を設けた。実施例4に係る発光素子モジュールは、封止部材を発光シリコーン(サンポリマー社製)で構成した。なお、各実施例において、発光素子、レンズ部材、カバー部材、及びポッティング部への充填材は、同一のものが用いられた。
上記実施例1〜3についての防水試験の結果は、図8(b)に示されるように、いずれの実施例においても、60分間の条件では、全サンプルについて浸水は確認されず合格であった。また、実施例3では、24時間の条件でも全サンプルについて浸水は確認されず合格であった。以上より、封止部材に両面テープを設けることによって、防水性能を更に向上できることが確認された。また、図9に示されるように、発泡シリコーンで構成される封止部材を用いる実施例4では、60分の条件でも24時間の条件でも、全サンプルについて浸水は確認されず合格であった。
(光学的特性)
比較例として実施例3に対して封止部材を省略した発光素子モジュールを準備し、当該比較例に係る発光素子モジュール及び実施例3に係る発光素子モジュールについて、配向角と光の強度の関係を測定した。なお、配向角とは、光軸RLに対する角度を示し図6においてαで示す角度である。結果は図10に示されるように、実施例3(実線で示されるグラフ)の光学的特性と比較例(点線で示されるグラフ)の光学的特性を比較した場合、実施例3のように光制御部の入射面と封止部材を接触させても、封止部材を配置しない比較例と略同等の光学的特性が得られていることが理解される。また、実施例3のグラフを参照しても、図10において二点鎖線で示すように部分的に光の強度が強くなる(この場合、出射光にリング状のムラができる)ポイントは確認されず、良好な光学的特性が得られていることが確認される。
1…発光素子モジュール、11…発光素子、12…基板、12a…実装面、13…光制御部、14,214…封止部、16…カバー部材、17…押圧構造、28…レンズ部材、28,128…封止部材(封止部)、34…粘着層、36…両面テープ(粘着層)、43…開口部。

Claims (7)

  1. 光を発生する発光素子と、
    前記発光素子が実装された基板と、
    前記基板の実装面側に配置され、前記発光素子で発生する光の出射の制御を行う光制御部と、
    前記基板の前記実装面側で、当該実装面に対して垂直方向に見て少なくとも前記発光素子を取り囲むように配置される封止部と、
    前記基板の前記実装面側を覆うカバー部材と、
    前記基板と前記カバー部材とを連結する締付部材によって、前記封止部に押圧力を付与する押圧構造と、を備え、
    前記封止部は、前記押圧力により、前記封止部の内周側における、少なくとも前記基板と前記光制御部との間の空間を封止する、発光素子モジュール。
  2. 前記封止部は、前記光制御部を備える部材とは別体の封止部材によって構成されている、請求項1に記載の発光素子モジュール。
  3. 前記封止部材は、前記光制御部側に粘着層を備える、請求項2に記載の発光素子モジュール。
  4. 前記封止部材は、発泡シリコーンによって構成される、請求項2に記載の発光素子モジュール。
  5. 前記封止部は、前記実装面に対して垂直方向に見て、前記光制御部と重なるように配置される、請求項1〜4の何れか一項に記載の発光素子モジュール。
  6. 前記基板の前記実装面側を覆うカバー部材を更に備え、
    前記カバー部材には、内周側に前記光制御部が配置される開口部が形成され、
    前記開口部の内縁部と前記光制御部とが前記実装面と平行な方向に離間することで、前記基板の前記実装面の少なくとも一部が露出する、請求項1〜5の何れか一項に記載の発光素子モジュール。
  7. 前記締付部材はネジであって、
    前記基板の前記実装面の反対側の面から前記カバー部材へ向かってネジを締めることによって、前記基板と前記カバー部材とが連結される、請求項に記載の発光素子モジュール。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019096637A (ja) * 2017-11-17 2019-06-20 株式会社小糸製作所 レーザー光源ユニット
JP7044977B2 (ja) * 2019-09-19 2022-03-31 日亜化学工業株式会社 発光装置及び照明装置、並びに、それらの製造方法
DE102020100757A1 (de) * 2020-01-15 2021-07-15 HELLA GmbH & Co. KGaA Lichteinheit für eine Beleuchtungseinrichtung eines Fahrzeugs mit einem Halbleiter-Leuchtmittel und mit einer Schutzeinrichtung für das Halbleiter-Leuchtmittel

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7763478B2 (en) * 2006-08-21 2010-07-27 Cree, Inc. Methods of forming semiconductor light emitting device packages by liquid injection molding
KR101007134B1 (ko) * 2009-06-05 2011-01-10 엘지이노텍 주식회사 조명 장치
EP2863246B8 (en) * 2009-05-25 2017-07-12 LG Innotek Co., Ltd. Lighting device having a gap member and a lens
TWI389357B (zh) * 2009-08-04 2013-03-11 Advanced Optoelectronic Tech 具有防水功能的表面黏著型發光二極體元件、具有防水功能的發光二極體模組以及其製作方法
KR101153818B1 (ko) * 2009-09-25 2012-07-03 전자부품연구원 조명용 led모듈 및 제조방법
JP5563407B2 (ja) * 2010-08-26 2014-07-30 パナソニック株式会社 Led照明ユニット
US9209373B2 (en) * 2011-02-23 2015-12-08 Intellectual Discovery Co., Ltd. High power plastic leaded chip carrier with integrated metal reflector cup and direct heat sink
KR101789825B1 (ko) * 2011-04-20 2017-11-20 엘지이노텍 주식회사 자외선 발광 다이오드를 이용한 발광소자 패키지
KR101145418B1 (ko) * 2011-11-22 2012-05-15 주식회사 대한트랜스 방수기능을 구비한 광소자 모듈 및 이를 이용한 면광원장치
JP2015002032A (ja) * 2013-06-14 2015-01-05 株式会社朝日ラバー 透光防水カバーレンズ

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