発光モジュールおよび照明装置
【課題】基板に対する封止部材の接着強度が向上し、封止部材の剥離を抑制できる発光モジュールおよび照明装置を得ることにある。
【解決手段】発光モジュールは、基板、発光素子および封止部材を備えている。前記発光素子は、前記基板に実装されている。前記封止部材は、蛍光体粒子を含む透光性の樹脂を主成分とするとともに前記基板から盛り上がった形状を有している。さらに、前記封止部材は、前記発光素子を覆う主部と、前記主部の周囲で前記基板に接した外周部とを有し、前記封止部材の前記外周部では、前記蛍光体粒子の含有率が前記主部よりも低く抑えられている。
【解決手段】発光モジュールは、基板、発光素子および封止部材を備えている。前記発光素子は、前記基板に実装されている。前記封止部材は、蛍光体粒子を含む透光性の樹脂を主成分とするとともに前記基板から盛り上がった形状を有している。さらに、前記封止部材は、前記発光素子を覆う主部と、前記主部の周囲で前記基板に接した外周部とを有し、前記封止部材の前記外周部では、前記蛍光体粒子の含有率が前記主部よりも低く抑えられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、基板の上に実装された発光素子を、蛍光体粒子を含む樹脂製の封止部材で覆った発光モジュールおよび前記発光モジュールを光源として用いた照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＯＢ(chip on board)型の発光モジュールは、照明装置の光源として広く用いられている。この種の発光モジュールは、基板の上に実装された複数の発光ダイオードを備えている。発光ダイオードは、互いに間隔を存して配列されているとともに、個々に透光性を有する封止部材で封止されている。
【０００３】
封止部材は、蛍光体粒子を含有した樹脂を主成分とする材料で構成されている。封止部材は、例えばディスペンサーを用いて基板に滴下するとともに、滴下後に加熱することで硬化される。これにより、封止部材が基板からドーム状に盛り上がった形状に維持され、基板上の発光ダイオードを大気中の酸素あるいは湿気等から保護している。
【０００４】
封止部材に含まれる蛍光体粒子は、発光ダイオードが発する光により励起されて、発光ダイオードが発する光と補色の関係にある色の光を発する。この結果、発光ダイオードが発する光と蛍光体粒子が発する光とが封止部材の内部で互いに混じり合って白色光となり、この白色光が照明用途に供される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−２９９７０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
蛍光体粒子は、封止部材の主成分となる樹脂中に略均等に分散されている。
【０００７】
しかしながら、蛍光体粒子はそれ自体が接着性を欠いているため、蛍光体粒子が封止部材と基板との間の境界に介在されると、基板に対する封止部材の接着性が蛍光体粒子によって阻害されるのを否めない。
【０００８】
この結果、封止部材の接着強度が不足気味となり、封止部材の剥離を招く一つの要因となる。
【０００９】
本発明の目的は、基板に対する封止部材の接着強度が向上する発光モジュールおよび照明装置を得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
実施形態によれば、発光モジュールは、基板、発光素子および封止部材を備えている。前記発光素子は、前記基板に実装されている。前記封止部材は、蛍光体粒子を含む透光性の樹脂を主成分とするとともに前記基板から盛り上がった形状を有している。さらに、前記封止部材は、前記発光素子を覆う主部と、前記主部の周囲で前記基板に接した外周部とを有し、前記封止部材の前記外周部では、前記蛍光体粒子の含有率が前記主部よりも低く抑えられている。
【発明の効果】
【００１１】
実施形態によれば、基板に対する封止部材の接着強度が向上し、封止部材の剥離を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態に係る照明装置の斜視図。
【図２】実施形態に係る照明装置の平面図。
【図３】図２のＦ３−Ｆ３線に沿う断面図。
【図４】実施形態に係る発光モジュールの平面図。
【図５】図４のＦ５の箇所を拡大して示す発光モジュールの平面図。
【図６】図５のＦ６−Ｆ６線に沿う断面図。
【図７】第１ないし第３の発光ダイオードが実装された実装パッドと封止部材との位置関係を示す断面図。
【図８】封止部材の構成を模式的に示す封止部材の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、実施形態について図１ないし図８を参照して説明する。
【００１４】
図１ないし図３は、全般照明用のベースライト１を示している。ベースライト１は、例えば屋内で使用する照明装置の一例であって、建物の天井面Ｃに直付けされている。
【００１５】
ベースライト１は、装置本体２、一対のセード３、光源４および点灯装置５を備えている。装置本体２は、シャーシ６、センターカバー７、第１のサイドカバー８ａおよび第２のサイドカバー８ｂで構成されている。
【００１６】
シャーシ６は、例えば亜鉛めっき鋼板のような板金材で形成されており、天井面Ｃに沿って延びる細長い形状を有している。シャーシ６は、固定部１０と一対の光源支持部１１ａ，１１ｂとを含んでいる。
【００１７】
固定部１０は、略フラットな板状であり、例えば建物の天井を構成する要素に複数のねじで固定されている。光源支持部１１ａ，１１ｂは、固定部１０を間に挟んで互いに平行に配置されている。光源支持部１１ａ，１１ｂは、夫々平坦な支持面１２を有している。支持面１２は、固定部１０よりも下方に張り出すとともに、シャーシ６の長手方向に真っ直ぐに延びている。
【００１８】
センターカバー７は、シャーシ６の固定部１０に支持されている。センターカバー７は、光源支持部１１ａ，１１ｂの間からシャーシの下方に向けてＶ形に突出されている。
【００１９】
第１のサイドカバー８ａは、シャーシ６の長手方向に沿う一端およびセンターカバー７の長手方向に沿う一端を連続して覆っている。第２のサイドカバー８ｂは、シャーシ６の長手方向に沿う他端およびセンターカバー７の長手方向に沿う他端を連続して覆っている。
【００２０】
セード３は、例えばアクリル樹脂あるいはポリカーボネート樹脂のような透光性を有する樹脂材料で構成されている。セード３は、シャーシ６の長手方向に真っ直ぐに延びている。
【００２１】
図３に示すように、セード３は、シャーシ６の光源支持部１１ａ，１１ｂに向けて開口された開口部１３を有している。開口部１３は、シャーシ６の長手方向に延びるスリット状である。一対の保持溝１４ａ，１４ｂが開口部１３の縁に形成されている。保持溝１４ａ，１４ｂは、セード３の全長に亘って延びている。保持溝１４ａ，１４ｂの開口端は、シャーシ６の幅方向に互いに間隔を存して向かい合っている。
【００２２】
さらに、セード３は、複数のブラケットを介してシャーシ６に取り付けられている。セード３をシャーシ６に取り付けた状態では、シャーシ６の光源支持部１１ａ，１１ｂが下方からセード３で覆われている。
【００２３】
図２に示すように、光源４は、第１ないし第６の発光モジュール２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅ，２０ｆを備えている。第１ないし第６の発光モジュール２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅ，２０ｆは、光源支持部１１ａ，１１ｂの長手方向に延びる細長い形状を有している。
【００２４】
本実施形態によると、第１ないし第３の発光モジュール２０ａ，２０ｂ，２０ｃは、一方のセード３の保持溝１４ａ，１４ｂに保持されて、一方の光源支持部１１ａの長手方向に沿うように一列に並んでいる。同様に、第４ないし第６の発光モジュール２０ｄ，２０ｅ，２０ｆは、他方のセード３の保持溝１４ａ，１４ｂに保持されて、他方の光源支持部１１ｂの長手方向に沿うように一列に並んでいる。
【００２５】
したがって、第１ないし第６の発光モジュール２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅ，２０ｆは、セード３と一体化されているとともに、セード３で覆われている。さらに、第１ないし第６の発光モジュール２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅ，２０ｆは、電気的に直列に接続されている。
【００２６】
点灯装置５は、第１ないし第６の発光モジュール２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅ，２０ｆの点灯を制御するためのものであり、交流電源から出力される交流を直流に変換して第１ないし第６の発光モジュール２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅ，２０ｆに供給する。点灯装置５は、シャーシ６の固定部１０に支持されているとともに、センターカバー７で覆われている。
【００２７】
第１ないし第６の発光モジュール２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅ，２０ｆは、基本的に共通の構成を有している。このため、本実施形態では、第１の発光モジュール２０ａを代表して説明する。
【００２８】
図４ないし図６に示すように、第１の発光モジュール２０ａは、基板２１を備えている。基板２１は、ベース２２、金属層２３およびレジスト層２４を有する三層構造である。ベース２２は、例えばエポキシ樹脂あるいはガラスコンポジット基板のような合成樹脂製であり、シャーシ６の長手方向に延びる細長い形状を有している。
【００２９】
金属層２３は、例えば銅箔で構成されているとともに、ベース２２の裏面２２ａに積層されている。レジスト層２４は、例えば合成樹脂のような絶縁材料で構成されている。レジスト層２４は、金属層２３およびベース２２の裏面２２ａの外周部に連続して積層されている。金属層２３およびレジスト層２４は、基板２１の反りを防止するため、互いに協働して基板２１を補強している。
【００３０】
基板２１は、長手方向に延びる一対の側縁２１ａ，２１ｂを有している。基板２１の側縁２１ａ，２１ｂは、セード３の長手方向に沿う一端からセード３の保持溝１４ａ，１４ｂに差し込まれている。この差し込みにより、基板２１がセード３に保持されているとともに、基板２１のレジスト層２４が光源支持部１１ａの支持面１２に接している。
【００３１】
図５ないし図７に示すように、複数の導体パターン２６および絶縁層２７がベース２２の表面２２ｂの上に積層されている。導体パターン２６は、基板２１の幅方向に間隔を存して二列に並べられているとともに、各列毎に基板２１の長手方向に互いに離れている。
【００３２】
各導体パターン２６は、実装パッド２８、第１の配線パッド２９および第２の配線パッド３０を有している。実装パッド２８は、例えば第１ないし第３の金属層Ｃ、Ｎ、Ｓを組み合わせた三層構造を採用している。
【００３３】
具体的には、第１の金属層Ｃは、ベース２２の表面２２ｂに積層された銅箔にエッチングを施すことにより形成されている。第２の金属層Ｎは、第１の金属層Ｃの上に積層されている。第２の金属層Ｎは、第１の金属層Ｃにニッケルめっきを施すことにより形成されている。第３の金属層Ｓは、第２の金属層Ｎの上に積層されている。第３の金属層Ｓは、第２の金属層Ｎに銀めっきを施すことにより形成されている。第３の金属層Ｓは、実装パッド２８の表層を構成している。
【００３４】
このため、実装パッド２８の表面は、銀製の光反射面３１となっている。光反射面３１の全光線反射率は、例えば９０％以上とすることが望ましい。
【００３５】
図７に示すように、本実施形態の実装パッド２８は、略楕円形であって、導体パターン２６が配列された方向に延びる長軸Ｌ１を有している。実装パッド２８は、円弧状に湾曲された外周縁３３と、一対の凹部３４ａ，３４ｂとを含んでいる。凹部３４ａ，３４ｂは、実装パッド２８の外周縁３３を前記長軸Ｌ１が通る実装パッド２８の中心Ｏ１に向けて円弧状に切り欠いたような形状を有し、実装パッド２８の長軸Ｌ１と直交する方向に沿って並んでいる。
【００３６】
言い換えると、凹部３４ａ，３４ｂは、実装パッド２８の中心Ｏ１を間に挟んで互いに向かい合っている。このため、実装パッド２８は、その中心Ｏ１を含む中央部２８ａが括れているとともに、実装パッド２８の実質的な表面積が少なく抑えられている。
【００３７】
第１および第２の配線パッド２９，３０は、実装パッド２８よりも遥かに小さな楕円形であって、互いに同じ大きさを有している。第１および第２の配線パッド２９，３０は、実装パッド２８と同様に第１ないし第３の金属層Ｃ、Ｎ、Ｓを有する三層構造であり、夫々の表層が銀により形成されている。
【００３８】
第１および第２の配線パッド２９，３０は、実装パッド２８の凹部３４ａ，３４ｂに入り込むようにベース２２の表面２２ｂに形成されている。すなわち、第１および第２の配線パッド２９，３０は、実装パッド２８の中心Ｏ１に対し実装パッド２８の長軸Ｌ１と直交する方向に振り分けられており、長軸Ｌ１を基準として互いに対称に配置されている。
【００３９】
さらに、第１および第２の配線パッド２９，３０は、実装パッド２８の凹部３４ａ，３４ｂから離れており、実装パッド２８に対し電気的に絶縁された状態に保たれている。したがって、実装パッド２８の凹部３４ａ，３４ｂは、第１および第２の配線パッド２９，３０を避けるように切り欠かれているということができる。
【００４０】
図６に示すように、絶縁層２７は、ベース２２の表面２２ｂに積層されている。絶縁層２７は、ベース２２の表面２２ｂのうち実装パッド２８、第１の配線パッド２９および第２の配線パッド３０を外れた領域を覆っている。したがって、実装パッド２８の表層、第１の配線パッド２９の表層および第２の配線パッド３０の表層は、夫々絶縁層２７で覆われることなく基板２１の表面側に露出されている。
【００４１】
絶縁層２７の一部は、実装パッド２８の凹部３４ａ，３４ｂに充填されて、実装パッド２８と第１の配線パッド２９との間、および実装パッド２８と第２の配線パッド３０との間に介在されている。さらに、絶縁層２７は、実装パッド２８の表層、第１の配線パッド２９の表層および第２の配線パッド３０の表層よりも基板２１の厚さ方向に張り出している。
【００４２】
本実施形態によると、絶縁層２７は、例えば電気絶縁性を有する白色の樹脂材料で構成されている。そのため、絶縁層２７は、光反射層としての機能を兼ね備えている。
【００４３】
図７に示すように、第１ないし第３の発光ダイオード３６ａ，３６ｂ，３６ｃが実装パッド２８の光反射面３１の上に実装されている。第１ないし第３の発光ダイオード３６ａ，３６ｂ，３６ｃは、夫々発光素子の一例であって、例えば青色の光を発する共通のベアチップで構成されている。ベアチップは、平面的に見た時の形状が長方形であり、例えば長辺の長さが６００〜６５０μｍ、短辺の長さが２００〜２５０μｍである。
【００４４】
さらに、各ベアチップは、アノードとしての第１の電極３７と、カソードとしての第２の電極３８とを有している。第１および第２の電極３７，３８は、ベアチップの長手方向に間隔を存して並んでいる。
【００４５】
第１ないし第３の発光ダイオード３６ａ，３６ｂ，３６ｃは、夫々透光性を有するダイボンド材３９を用いて光反射面３１に接着されている。本実施形態によると、第１ないし第３の発光ダイオード３６ａ，３６ｂ，３６ｃは、実装パット２８の中央部２８ａで実装パッド２８の長軸Ｌ１の方向に間隔を存して並んでいるとともに、長軸Ｌ１に対し千鳥状に配列されている。
【００４６】
具体的には、第１の発光ダイオード３６ａおよび第３の発光ダイオード３６ｃは、長軸Ｌ１よりも第１の配線パッド２９の方向にずれている。第２の発光ダイオード３６ｂは、長軸Ｌ１よりも第２の配線パッド３０の方向にずれている。
【００４７】
したがって、図７に二点鎖線で示すように、第１ないし第３の発光ダイオード３６ａ，３６ｂ，３６ｃは、丁度三角形の三つの角に対応するような位置に配列されて、実装パッド２８の中央部２８ａで実装パッド２８の中心Ｏ１を取り囲んでいる。
【００４８】
第１ないし第３の発光ダイオード３６ａ，３６ｂ，３６ｃの第１の電極３７は、個々に第１のボンディングワイヤー４１を介して第１の配線パッド２９に電気的に接続されている。同様に、第１ないし第３の発光ダイオード３６ａ，３６ｂ，３６ｃの第２の電極３８は、個々に第２のボンディングワイヤー４２を介して第２の配線パッド３０に電気的に接続されている。
【００４９】
この結果、各実装パッド２８に接着された第１ないし第３の発光ダイオード３６ａ，３６ｂ，３６ｃは、互いに並列に接続されたダイオード群４３を構成している。実装パッド２８上のダイオード群４３は、導体パターン２６の配列方向に沿って直列に接続されて、基板２１の上に導体パターン２６に対応する二列のダイオード列を構成している。
【００５０】
さらに、本実施形態によると、ダイオード群４３は、装置本体２のシャーシ６を介して接地されている。
【００５１】
図４ないし図７に示すように、複数の封止部材４５が基板２１に形成されている。封止部材４５は、導体パターン２６に対応するように基板２１の幅方向に間隔を存して二列に並べられているとともに、各列毎に基板２１の長手方向に互いに離れている。
【００５２】
封止部材４５は、実装パッド２８に接着されたダイオード群４３、ダイオード群４３に対応する第１および第２のボンディングワイヤー４１，４２を基板２１の上に封止するための要素である。図８に模式的に示すように、封止部材４５は、樹脂４５ａを主成分とするとともに、樹脂４５ａの中に混ぜられた所定量の蛍光体粒子４６および所定量のフィラー４７を含んでいる。
【００５３】
樹脂４５ａとしては、例えば透光性を有するレジン系シリコーン樹脂又はハイブリット系シリコーン樹脂を用いることが好ましい。レジン系シリコーン樹脂およびハイブリット系シリコーン樹脂は、三次元的に架橋された組織を有するので、透光性のシリコーンゴムよりも硬い。
【００５４】
さらに、レジン系シリコーン樹脂は、シリコーンオイルやシリコーンゴムと比較して酸素や水蒸気のようなガスが透過する性能が低い。本実施形態の場合、樹脂４５ａの酸素透過率が１２００cm３（m２・day・atm）以下であり、水蒸気透過率が３５g/m２以下である。
【００５５】
この種の樹脂４５ａを選択することで、大気中のガスが封止部材４５を透過することを要因とする実装パッド２８の劣化を防止することができ、光反射面３１の光反射性能を良好に維持できる。
【００５６】
蛍光体粒子４６は、その径Ｄが１μｍ以上であるとともに、樹脂４５ａの中に略均等に分散されている。蛍光体粒子４６としては、ベアチップが発する青色の光により励起されて黄色の光を発する黄色蛍光体粒子を用いている。
【００５７】
樹脂４５ａに混ぜる蛍光体粒子４６は、黄色蛍光体粒子に限らない。例えば、ベアチップが発する光の演色性を改善するために、青色の光で励起されて赤色の光を発する赤色蛍光体粒子あるいは緑色の光を発する緑色蛍光体粒子を樹脂４５ａに添加するようにしてもよい。
【００５８】
封止部材４５は、実装パッド２８、実装パッド２８に対応する第１および第２の配線パッド２９，３０、実装パッド２８の上のダイオード群４３、ダイオード群４３と第１および第２の配線パッド２９，３０との間に跨る第１および第２のボンディングワイヤー４１，４２を一体的に包み込むように基板２１の絶縁層２７から盛り上がっている。
【００５９】
封止部材４５は、樹脂４５ａが硬化する前の液状の状態で実装パッド２８に向けて滴下される。封止部材４５を滴下する際には、ディスペンサーを用いることが望ましい。実装パッド２８に向けて滴下された封止部材４５は、例えば１５０℃の温度で６０分加熱することによりドーム状の形態に硬化される。
【００６０】
本実施形態の封止部材４５によると、その主成分となる樹脂４５ａは、実装パッド２８に向けて滴下された直後の未硬化の状態でも予め決められた形状を維持し得るような物性を有している。樹脂４５ａの物性とは、チクソ性、粘性および硬度等のことを指している。
【００６１】
すなわち、図６に示すように、封止部材４５は、実装パッド２８に滴下された直後の未硬化の段階でも、実装パッド２８、第１および第２の配線パッド２９，３０、ダイオード群４３、第１および第２のボンディングワイヤー４１，４２を連続して覆うような偏平なドーム形状を維持するようになっている。
【００６２】
図５および図７に平面的に示すように、ドーム状の封止部材４５は、実装パッド２８の長軸Ｌ１を共有する略楕円形であって、基板２１の長手方向に間隔を存して並んでいる。封止部材４５は、実装パッド２８から盛り上がった主部５０と、主部５０を取り囲む外周部５１とを含んでいる。
【００６３】
主部５０は、実装パッド２８の中心Ｏ１を通って基板２１の厚さ方向に延びる基準線Ｘ１に対し略同軸となるように設けられている。主部５０は、ダイオード群４３、第１および第２のボンディングワイヤー４１，４２を覆った状態で、実装パッド２８、第１および第２の配線パッド２９，３０、絶縁層２７の表面に連続して接着されている。
【００６４】
主部５０は、球面状の外表面５０ａを有している。外表面５０ａは、曲率が大きな円弧を描いて湾曲されている。外表面５０ａの頂部５０ｂは、基準線Ｘ１の上に位置されている。頂部５０ｂから第１ないし第３の発光ダイオード３６ａ，３６ｂ，３６ｃのベアチップまでの高さＨは、角度色差を抑制するため１．０ｍｍ以上とすることが望ましい。
【００６５】
封止部材４５の外周部５１は、楕円形の封止部材４５の外形状を規定するように主部５０を取り囲んでいる。外周部５１は、ダイオード群４３の周囲に位置されているとともに、例えば実装パターン２８の外周部から絶縁層２７の表面に跨って接着されている。
【００６６】
外周部５１は、外表面５１ａを有している。外周部５１の外表面５１ａは、主部５０の外表面５０ａに対し段差を有することなく滑らかに連続されている。それとともに、外周部５１の外表面５１ａは、主部５０の外表面５０ａが描く円弧とは逆向きの円弧を描いて湾曲されている。
【００６７】
そのため、封止部材４５の外周部５１は、ダイオード群４３から遠ざかるに従い肉厚Ｔが急激に薄くなって、絶縁層２７の表面に沿うようにフレア状に広がっている。この結果、封止部材４５の長軸Ｌ１の方向に沿う外径Ｄ１は、実装パッド２８の長軸Ｌ１の方向に沿う外径Ｄ２よりも大きく、実装パッド２８および第１および第２の配線パッド２９，３０が封止部材４５から食み出ることはない。
【００６８】
さらに、本実施形態によると、封止部材４５の外周部５１のうち、例えば主部５０に連続する境界部分の肉厚Ｔは、蛍光体粒子４６の径Ｄよりも小さくなっている。このため、チクソ性を有する樹脂４５ａが硬化するまでの過程において、樹脂４５ａに含まれる蛍光体粒子４６の大部分は、封止部材４５の主部５０に止まる。
【００６９】
言い換えると、主部５０に分散された蛍光体粒子４６が主部５０から外周部５１に移動しようとしても、樹脂４５ａのチクソ性ならびに粘性が蛍光体粒子４６の自由な移動を制限する。この結果、樹脂４５ａの中の蛍光体粒子４６は、主部５０と外周部５１との間の境界部分で塞き止められる。したがって、封止部材４５の外周部５１では、主部５０に比べて樹脂４５ａの中に分散された蛍光体粒子４６の含有率が限りなく低く抑えられている。
【００７０】
よって、本実施形態によると、封止部材４５の外周部５１に蛍光体粒子４６は存在せず、それ故、外周部５１の多く領域がフィラー４７を含む樹脂４５ａにより構成されている。
【００７１】
このようなベースライト１では、ベースライト１の電源スイッチがＯＮされると、直流電圧が点灯装置５から第１ないし第６の発光モジュール２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅ，２０ｆの導体パターン２６に印加される。これにより、複数の実装パッド２８に実装されたダイオード群４３が一斉に発光する。
【００７２】
ダイオード群４３のベアチップが発する青色の光は、封止部材４５に入射される。封止部材４５に入射された青色の光の一部は、蛍光体粒子４６に吸収される。残りの青色の光は、蛍光体粒子４６に吸収されることなく封止部材４５を透過する。
【００７３】
青色の光を吸収した蛍光体粒子４６は、励起されて補色の関係にある黄色の光を発する。黄色の光は、封止部材４５を透過する。これにより、黄色の光および青色の光が封止部材４５の内部で互いに混じり合って白色光となる。白色光は、封止部材４５およびセード３を透過してベースライト１の外に放射され、天井面Ｃから室内を照明する用途に供される。
【００７４】
第１の実施形態によると、実装パッド２８、第１および第２の配線パッド２９，３０、ダイオード群４３、第１および第２のボンディングワイヤー４１，４２を基板２１の上に封止する封止部材４５は、絶縁層２７の表面に沿うようにフレア状に広がる外周部５１を有している。
【００７５】
封止部材４５の外周部５１では、接着性を欠く蛍光体粒子４６が樹脂４５ａの中に分散されておらず、外周部５１の形状を定める樹脂４５ａが絶縁層２７の表面に接着されている。
【００７６】
このため、封止部材４５の外周部５１においては、封止部材４５と絶縁層２７の表面との間の境界部分に蛍光体粒子４６が介在されておらず、基板２１に対する封止部材４５の接着性が蛍光体粒子４６によって阻害されずに済む。
【００７７】
この際、絶縁層２７が例えばシリコーン樹脂のような封止部材４５の主成分となる樹脂４５ａと同系統の素材で形成されていれば、絶縁層２７と樹脂４５ａの馴染みが良好となり、絶縁層２７と樹脂４５ａとの接着性がより一層高まる。
【００７８】
よって、封止部材４５の接着強度を充分に確保することができ、封止部材４５の剥離やがたつきを抑制できる。
【００７９】
本実施形態では、蛍光体粒子４６が存在しない封止部材４５の外周部５１が絶縁層２７の表面から実装パターン２８の外周部に跨っているので、封止部材４５と実装パターン２８との間の境界部分の接着性を確保する上で好ましいものとなる。
【００８０】
しかも、蛍光体粒子４６は、基板２１に滴下された未硬化の封止部材４５が硬化するまでの過程で、ひとりでに封止部材４５の外周部５１を規定する樹脂４５ａから排除される。このため、封止部材４５の外周部５１に格別な処理や後加工を施す必要はなく、封止部材４５を形成する際の作業性が損なわれることはない。
【００８１】
さらに、第１の実施形態によると、実装パッド２８は、実装パッド２８の中心Ｏ１に向けて円弧状に切り欠かれた凹部３４ａ，３４ｂを有するので、実装パッド２８の中央部２８ａが括れた形状となっている。このため、光反射面３１となる実装パッド２８の実質的な表面積が少なく抑えられている。加えて、第１および第２のボンディングワイヤー４１，４２が接続された第１および第２の配線パッド２９，３０にしても、実装パッド２８よりも遥かに小さな形状であり、第１および第２の配線パッド２９，３０の表面積が少なく抑えられている。
【００８２】
この構成によれば、実装パッド２８、第１および第２の配線パッド２９，３０の表面積が必要最小限となり、第１ないし第６の発光モジュール２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅ，２０ｆの接地部分と、実装パッド２８、第１および第２の配線パッド２９，３０を含む導体パターン２６との間に余分な電荷が蓄積するのを防止できる。
【００８３】
この結果、ベースライト１の電源スイッチがＯＦＦされて第１ないし第６の発光モジュール２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅ，２０ｆが消灯された際に、浮遊容量を要因とする微小電流が第１ないし第６の発光モジュール２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅ，２０ｆのダイオード群４３に流れ難くなる。
【００８４】
したがって、ダイオード群４３がうっすらと発光するベースライト１の誤動作を防止することができる。
【００８５】
前記実施形態では、封止部材の外周部に蛍光体粒子が存在しないようにしているが、封止部材の構成はこの限りではない。例えば、封止部材の外周部を規定する樹脂中に、封止部材の接着性に悪影響を与えない程度の蛍光体粒子が含まれていてもよい。言い換えると、封止部材の外周部における蛍光体粒子の含有率は０に限らない。
【００８６】
封止部材４５の本体５０の外表面５０ａの形状は、前記実施形態に特定されるものではない。例えば、図６に二点鎖線で示すように、本体５０の外表面５０ａを前記実施形態よりも基板２１から遠ざかる方向に突出させるとともに、前記実施形態よりも曲率が小さな円弧を描くように球面状に湾曲させてもよい。
【００８７】
さらに、封止部材の平面的な形状は楕円に限定されるものではなく、例えば真円とすることも可能である。
【００８８】
第１ないし第３の発光ダイオードは、実装パッドの中心を囲むように配列することに限らず、例えば実装パッドの長軸に沿うように互いに間隔を存して一列に並べたり、あるいは単一の発光ダイオードを実装パッドの中心に実装してもよい。そのため、発光ダイオードの数および配置に関する事項に特に制約はない。
【００８９】
加えて、発光モジュールは天井に直付けするベースライト用の光源に限らず、例えば直管形蛍光ランプに置き換えて使用する直管形ランプの光源としても利用することができる。
【００９０】
それとともに、照明装置にしても天井に直付けするベースライトに限定されるものではなく、例えば街路灯や誘導灯のようなその他の形態の照明装置であっても同様に実施可能である。
【００９１】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００９２】
２…装置本体、２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅ，２０ｆ…第１ないし第６の発光モジュール、２１…基板、２６…導体パターン、２７…光反射層（絶縁層）、３６ａ，３６ｂ，３６ｃ…発光素子（第１ないし第３の発光ダイオード）、４１，４２…ワイヤー（第１および第２のボンディングワイヤー）、４５…封止部材、４６…蛍光体粒子、５０…主部、５１…外周部。
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、基板の上に実装された発光素子を、蛍光体粒子を含む樹脂製の封止部材で覆った発光モジュールおよび前記発光モジュールを光源として用いた照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＯＢ(chip on board)型の発光モジュールは、照明装置の光源として広く用いられている。この種の発光モジュールは、基板の上に実装された複数の発光ダイオードを備えている。発光ダイオードは、互いに間隔を存して配列されているとともに、個々に透光性を有する封止部材で封止されている。
【０００３】
封止部材は、蛍光体粒子を含有した樹脂を主成分とする材料で構成されている。封止部材は、例えばディスペンサーを用いて基板に滴下するとともに、滴下後に加熱することで硬化される。これにより、封止部材が基板からドーム状に盛り上がった形状に維持され、基板上の発光ダイオードを大気中の酸素あるいは湿気等から保護している。
【０００４】
封止部材に含まれる蛍光体粒子は、発光ダイオードが発する光により励起されて、発光ダイオードが発する光と補色の関係にある色の光を発する。この結果、発光ダイオードが発する光と蛍光体粒子が発する光とが封止部材の内部で互いに混じり合って白色光となり、この白色光が照明用途に供される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−２９９７０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
蛍光体粒子は、封止部材の主成分となる樹脂中に略均等に分散されている。
【０００７】
しかしながら、蛍光体粒子はそれ自体が接着性を欠いているため、蛍光体粒子が封止部材と基板との間の境界に介在されると、基板に対する封止部材の接着性が蛍光体粒子によって阻害されるのを否めない。
【０００８】
この結果、封止部材の接着強度が不足気味となり、封止部材の剥離を招く一つの要因となる。
【０００９】
本発明の目的は、基板に対する封止部材の接着強度が向上する発光モジュールおよび照明装置を得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
実施形態によれば、発光モジュールは、基板、発光素子および封止部材を備えている。前記発光素子は、前記基板に実装されている。前記封止部材は、蛍光体粒子を含む透光性の樹脂を主成分とするとともに前記基板から盛り上がった形状を有している。さらに、前記封止部材は、前記発光素子を覆う主部と、前記主部の周囲で前記基板に接した外周部とを有し、前記封止部材の前記外周部では、前記蛍光体粒子の含有率が前記主部よりも低く抑えられている。
【発明の効果】
【００１１】
実施形態によれば、基板に対する封止部材の接着強度が向上し、封止部材の剥離を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態に係る照明装置の斜視図。
【図２】実施形態に係る照明装置の平面図。
【図３】図２のＦ３−Ｆ３線に沿う断面図。
【図４】実施形態に係る発光モジュールの平面図。
【図５】図４のＦ５の箇所を拡大して示す発光モジュールの平面図。
【図６】図５のＦ６−Ｆ６線に沿う断面図。
【図７】第１ないし第３の発光ダイオードが実装された実装パッドと封止部材との位置関係を示す断面図。
【図８】封止部材の構成を模式的に示す封止部材の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、実施形態について図１ないし図８を参照して説明する。
【００１４】
図１ないし図３は、全般照明用のベースライト１を示している。ベースライト１は、例えば屋内で使用する照明装置の一例であって、建物の天井面Ｃに直付けされている。
【００１５】
ベースライト１は、装置本体２、一対のセード３、光源４および点灯装置５を備えている。装置本体２は、シャーシ６、センターカバー７、第１のサイドカバー８ａおよび第２のサイドカバー８ｂで構成されている。
【００１６】
シャーシ６は、例えば亜鉛めっき鋼板のような板金材で形成されており、天井面Ｃに沿って延びる細長い形状を有している。シャーシ６は、固定部１０と一対の光源支持部１１ａ，１１ｂとを含んでいる。
【００１７】
固定部１０は、略フラットな板状であり、例えば建物の天井を構成する要素に複数のねじで固定されている。光源支持部１１ａ，１１ｂは、固定部１０を間に挟んで互いに平行に配置されている。光源支持部１１ａ，１１ｂは、夫々平坦な支持面１２を有している。支持面１２は、固定部１０よりも下方に張り出すとともに、シャーシ６の長手方向に真っ直ぐに延びている。
【００１８】
センターカバー７は、シャーシ６の固定部１０に支持されている。センターカバー７は、光源支持部１１ａ，１１ｂの間からシャーシの下方に向けてＶ形に突出されている。
【００１９】
第１のサイドカバー８ａは、シャーシ６の長手方向に沿う一端およびセンターカバー７の長手方向に沿う一端を連続して覆っている。第２のサイドカバー８ｂは、シャーシ６の長手方向に沿う他端およびセンターカバー７の長手方向に沿う他端を連続して覆っている。
【００２０】
セード３は、例えばアクリル樹脂あるいはポリカーボネート樹脂のような透光性を有する樹脂材料で構成されている。セード３は、シャーシ６の長手方向に真っ直ぐに延びている。
【００２１】
図３に示すように、セード３は、シャーシ６の光源支持部１１ａ，１１ｂに向けて開口された開口部１３を有している。開口部１３は、シャーシ６の長手方向に延びるスリット状である。一対の保持溝１４ａ，１４ｂが開口部１３の縁に形成されている。保持溝１４ａ，１４ｂは、セード３の全長に亘って延びている。保持溝１４ａ，１４ｂの開口端は、シャーシ６の幅方向に互いに間隔を存して向かい合っている。
【００２２】
さらに、セード３は、複数のブラケットを介してシャーシ６に取り付けられている。セード３をシャーシ６に取り付けた状態では、シャーシ６の光源支持部１１ａ，１１ｂが下方からセード３で覆われている。
【００２３】
図２に示すように、光源４は、第１ないし第６の発光モジュール２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅ，２０ｆを備えている。第１ないし第６の発光モジュール２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅ，２０ｆは、光源支持部１１ａ，１１ｂの長手方向に延びる細長い形状を有している。
【００２４】
本実施形態によると、第１ないし第３の発光モジュール２０ａ，２０ｂ，２０ｃは、一方のセード３の保持溝１４ａ，１４ｂに保持されて、一方の光源支持部１１ａの長手方向に沿うように一列に並んでいる。同様に、第４ないし第６の発光モジュール２０ｄ，２０ｅ，２０ｆは、他方のセード３の保持溝１４ａ，１４ｂに保持されて、他方の光源支持部１１ｂの長手方向に沿うように一列に並んでいる。
【００２５】
したがって、第１ないし第６の発光モジュール２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅ，２０ｆは、セード３と一体化されているとともに、セード３で覆われている。さらに、第１ないし第６の発光モジュール２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅ，２０ｆは、電気的に直列に接続されている。
【００２６】
点灯装置５は、第１ないし第６の発光モジュール２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅ，２０ｆの点灯を制御するためのものであり、交流電源から出力される交流を直流に変換して第１ないし第６の発光モジュール２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅ，２０ｆに供給する。点灯装置５は、シャーシ６の固定部１０に支持されているとともに、センターカバー７で覆われている。
【００２７】
第１ないし第６の発光モジュール２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅ，２０ｆは、基本的に共通の構成を有している。このため、本実施形態では、第１の発光モジュール２０ａを代表して説明する。
【００２８】
図４ないし図６に示すように、第１の発光モジュール２０ａは、基板２１を備えている。基板２１は、ベース２２、金属層２３およびレジスト層２４を有する三層構造である。ベース２２は、例えばエポキシ樹脂あるいはガラスコンポジット基板のような合成樹脂製であり、シャーシ６の長手方向に延びる細長い形状を有している。
【００２９】
金属層２３は、例えば銅箔で構成されているとともに、ベース２２の裏面２２ａに積層されている。レジスト層２４は、例えば合成樹脂のような絶縁材料で構成されている。レジスト層２４は、金属層２３およびベース２２の裏面２２ａの外周部に連続して積層されている。金属層２３およびレジスト層２４は、基板２１の反りを防止するため、互いに協働して基板２１を補強している。
【００３０】
基板２１は、長手方向に延びる一対の側縁２１ａ，２１ｂを有している。基板２１の側縁２１ａ，２１ｂは、セード３の長手方向に沿う一端からセード３の保持溝１４ａ，１４ｂに差し込まれている。この差し込みにより、基板２１がセード３に保持されているとともに、基板２１のレジスト層２４が光源支持部１１ａの支持面１２に接している。
【００３１】
図５ないし図７に示すように、複数の導体パターン２６および絶縁層２７がベース２２の表面２２ｂの上に積層されている。導体パターン２６は、基板２１の幅方向に間隔を存して二列に並べられているとともに、各列毎に基板２１の長手方向に互いに離れている。
【００３２】
各導体パターン２６は、実装パッド２８、第１の配線パッド２９および第２の配線パッド３０を有している。実装パッド２８は、例えば第１ないし第３の金属層Ｃ、Ｎ、Ｓを組み合わせた三層構造を採用している。
【００３３】
具体的には、第１の金属層Ｃは、ベース２２の表面２２ｂに積層された銅箔にエッチングを施すことにより形成されている。第２の金属層Ｎは、第１の金属層Ｃの上に積層されている。第２の金属層Ｎは、第１の金属層Ｃにニッケルめっきを施すことにより形成されている。第３の金属層Ｓは、第２の金属層Ｎの上に積層されている。第３の金属層Ｓは、第２の金属層Ｎに銀めっきを施すことにより形成されている。第３の金属層Ｓは、実装パッド２８の表層を構成している。
【００３４】
このため、実装パッド２８の表面は、銀製の光反射面３１となっている。光反射面３１の全光線反射率は、例えば９０％以上とすることが望ましい。
【００３５】
図７に示すように、本実施形態の実装パッド２８は、略楕円形であって、導体パターン２６が配列された方向に延びる長軸Ｌ１を有している。実装パッド２８は、円弧状に湾曲された外周縁３３と、一対の凹部３４ａ，３４ｂとを含んでいる。凹部３４ａ，３４ｂは、実装パッド２８の外周縁３３を前記長軸Ｌ１が通る実装パッド２８の中心Ｏ１に向けて円弧状に切り欠いたような形状を有し、実装パッド２８の長軸Ｌ１と直交する方向に沿って並んでいる。
【００３６】
言い換えると、凹部３４ａ，３４ｂは、実装パッド２８の中心Ｏ１を間に挟んで互いに向かい合っている。このため、実装パッド２８は、その中心Ｏ１を含む中央部２８ａが括れているとともに、実装パッド２８の実質的な表面積が少なく抑えられている。
【００３７】
第１および第２の配線パッド２９，３０は、実装パッド２８よりも遥かに小さな楕円形であって、互いに同じ大きさを有している。第１および第２の配線パッド２９，３０は、実装パッド２８と同様に第１ないし第３の金属層Ｃ、Ｎ、Ｓを有する三層構造であり、夫々の表層が銀により形成されている。
【００３８】
第１および第２の配線パッド２９，３０は、実装パッド２８の凹部３４ａ，３４ｂに入り込むようにベース２２の表面２２ｂに形成されている。すなわち、第１および第２の配線パッド２９，３０は、実装パッド２８の中心Ｏ１に対し実装パッド２８の長軸Ｌ１と直交する方向に振り分けられており、長軸Ｌ１を基準として互いに対称に配置されている。
【００３９】
さらに、第１および第２の配線パッド２９，３０は、実装パッド２８の凹部３４ａ，３４ｂから離れており、実装パッド２８に対し電気的に絶縁された状態に保たれている。したがって、実装パッド２８の凹部３４ａ，３４ｂは、第１および第２の配線パッド２９，３０を避けるように切り欠かれているということができる。
【００４０】
図６に示すように、絶縁層２７は、ベース２２の表面２２ｂに積層されている。絶縁層２７は、ベース２２の表面２２ｂのうち実装パッド２８、第１の配線パッド２９および第２の配線パッド３０を外れた領域を覆っている。したがって、実装パッド２８の表層、第１の配線パッド２９の表層および第２の配線パッド３０の表層は、夫々絶縁層２７で覆われることなく基板２１の表面側に露出されている。
【００４１】
絶縁層２７の一部は、実装パッド２８の凹部３４ａ，３４ｂに充填されて、実装パッド２８と第１の配線パッド２９との間、および実装パッド２８と第２の配線パッド３０との間に介在されている。さらに、絶縁層２７は、実装パッド２８の表層、第１の配線パッド２９の表層および第２の配線パッド３０の表層よりも基板２１の厚さ方向に張り出している。
【００４２】
本実施形態によると、絶縁層２７は、例えば電気絶縁性を有する白色の樹脂材料で構成されている。そのため、絶縁層２７は、光反射層としての機能を兼ね備えている。
【００４３】
図７に示すように、第１ないし第３の発光ダイオード３６ａ，３６ｂ，３６ｃが実装パッド２８の光反射面３１の上に実装されている。第１ないし第３の発光ダイオード３６ａ，３６ｂ，３６ｃは、夫々発光素子の一例であって、例えば青色の光を発する共通のベアチップで構成されている。ベアチップは、平面的に見た時の形状が長方形であり、例えば長辺の長さが６００〜６５０μｍ、短辺の長さが２００〜２５０μｍである。
【００４４】
さらに、各ベアチップは、アノードとしての第１の電極３７と、カソードとしての第２の電極３８とを有している。第１および第２の電極３７，３８は、ベアチップの長手方向に間隔を存して並んでいる。
【００４５】
第１ないし第３の発光ダイオード３６ａ，３６ｂ，３６ｃは、夫々透光性を有するダイボンド材３９を用いて光反射面３１に接着されている。本実施形態によると、第１ないし第３の発光ダイオード３６ａ，３６ｂ，３６ｃは、実装パット２８の中央部２８ａで実装パッド２８の長軸Ｌ１の方向に間隔を存して並んでいるとともに、長軸Ｌ１に対し千鳥状に配列されている。
【００４６】
具体的には、第１の発光ダイオード３６ａおよび第３の発光ダイオード３６ｃは、長軸Ｌ１よりも第１の配線パッド２９の方向にずれている。第２の発光ダイオード３６ｂは、長軸Ｌ１よりも第２の配線パッド３０の方向にずれている。
【００４７】
したがって、図７に二点鎖線で示すように、第１ないし第３の発光ダイオード３６ａ，３６ｂ，３６ｃは、丁度三角形の三つの角に対応するような位置に配列されて、実装パッド２８の中央部２８ａで実装パッド２８の中心Ｏ１を取り囲んでいる。
【００４８】
第１ないし第３の発光ダイオード３６ａ，３６ｂ，３６ｃの第１の電極３７は、個々に第１のボンディングワイヤー４１を介して第１の配線パッド２９に電気的に接続されている。同様に、第１ないし第３の発光ダイオード３６ａ，３６ｂ，３６ｃの第２の電極３８は、個々に第２のボンディングワイヤー４２を介して第２の配線パッド３０に電気的に接続されている。
【００４９】
この結果、各実装パッド２８に接着された第１ないし第３の発光ダイオード３６ａ，３６ｂ，３６ｃは、互いに並列に接続されたダイオード群４３を構成している。実装パッド２８上のダイオード群４３は、導体パターン２６の配列方向に沿って直列に接続されて、基板２１の上に導体パターン２６に対応する二列のダイオード列を構成している。
【００５０】
さらに、本実施形態によると、ダイオード群４３は、装置本体２のシャーシ６を介して接地されている。
【００５１】
図４ないし図７に示すように、複数の封止部材４５が基板２１に形成されている。封止部材４５は、導体パターン２６に対応するように基板２１の幅方向に間隔を存して二列に並べられているとともに、各列毎に基板２１の長手方向に互いに離れている。
【００５２】
封止部材４５は、実装パッド２８に接着されたダイオード群４３、ダイオード群４３に対応する第１および第２のボンディングワイヤー４１，４２を基板２１の上に封止するための要素である。図８に模式的に示すように、封止部材４５は、樹脂４５ａを主成分とするとともに、樹脂４５ａの中に混ぜられた所定量の蛍光体粒子４６および所定量のフィラー４７を含んでいる。
【００５３】
樹脂４５ａとしては、例えば透光性を有するレジン系シリコーン樹脂又はハイブリット系シリコーン樹脂を用いることが好ましい。レジン系シリコーン樹脂およびハイブリット系シリコーン樹脂は、三次元的に架橋された組織を有するので、透光性のシリコーンゴムよりも硬い。
【００５４】
さらに、レジン系シリコーン樹脂は、シリコーンオイルやシリコーンゴムと比較して酸素や水蒸気のようなガスが透過する性能が低い。本実施形態の場合、樹脂４５ａの酸素透過率が１２００cm３（m２・day・atm）以下であり、水蒸気透過率が３５g/m２以下である。
【００５５】
この種の樹脂４５ａを選択することで、大気中のガスが封止部材４５を透過することを要因とする実装パッド２８の劣化を防止することができ、光反射面３１の光反射性能を良好に維持できる。
【００５６】
蛍光体粒子４６は、その径Ｄが１μｍ以上であるとともに、樹脂４５ａの中に略均等に分散されている。蛍光体粒子４６としては、ベアチップが発する青色の光により励起されて黄色の光を発する黄色蛍光体粒子を用いている。
【００５７】
樹脂４５ａに混ぜる蛍光体粒子４６は、黄色蛍光体粒子に限らない。例えば、ベアチップが発する光の演色性を改善するために、青色の光で励起されて赤色の光を発する赤色蛍光体粒子あるいは緑色の光を発する緑色蛍光体粒子を樹脂４５ａに添加するようにしてもよい。
【００５８】
封止部材４５は、実装パッド２８、実装パッド２８に対応する第１および第２の配線パッド２９，３０、実装パッド２８の上のダイオード群４３、ダイオード群４３と第１および第２の配線パッド２９，３０との間に跨る第１および第２のボンディングワイヤー４１，４２を一体的に包み込むように基板２１の絶縁層２７から盛り上がっている。
【００５９】
封止部材４５は、樹脂４５ａが硬化する前の液状の状態で実装パッド２８に向けて滴下される。封止部材４５を滴下する際には、ディスペンサーを用いることが望ましい。実装パッド２８に向けて滴下された封止部材４５は、例えば１５０℃の温度で６０分加熱することによりドーム状の形態に硬化される。
【００６０】
本実施形態の封止部材４５によると、その主成分となる樹脂４５ａは、実装パッド２８に向けて滴下された直後の未硬化の状態でも予め決められた形状を維持し得るような物性を有している。樹脂４５ａの物性とは、チクソ性、粘性および硬度等のことを指している。
【００６１】
すなわち、図６に示すように、封止部材４５は、実装パッド２８に滴下された直後の未硬化の段階でも、実装パッド２８、第１および第２の配線パッド２９，３０、ダイオード群４３、第１および第２のボンディングワイヤー４１，４２を連続して覆うような偏平なドーム形状を維持するようになっている。
【００６２】
図５および図７に平面的に示すように、ドーム状の封止部材４５は、実装パッド２８の長軸Ｌ１を共有する略楕円形であって、基板２１の長手方向に間隔を存して並んでいる。封止部材４５は、実装パッド２８から盛り上がった主部５０と、主部５０を取り囲む外周部５１とを含んでいる。
【００６３】
主部５０は、実装パッド２８の中心Ｏ１を通って基板２１の厚さ方向に延びる基準線Ｘ１に対し略同軸となるように設けられている。主部５０は、ダイオード群４３、第１および第２のボンディングワイヤー４１，４２を覆った状態で、実装パッド２８、第１および第２の配線パッド２９，３０、絶縁層２７の表面に連続して接着されている。
【００６４】
主部５０は、球面状の外表面５０ａを有している。外表面５０ａは、曲率が大きな円弧を描いて湾曲されている。外表面５０ａの頂部５０ｂは、基準線Ｘ１の上に位置されている。頂部５０ｂから第１ないし第３の発光ダイオード３６ａ，３６ｂ，３６ｃのベアチップまでの高さＨは、角度色差を抑制するため１．０ｍｍ以上とすることが望ましい。
【００６５】
封止部材４５の外周部５１は、楕円形の封止部材４５の外形状を規定するように主部５０を取り囲んでいる。外周部５１は、ダイオード群４３の周囲に位置されているとともに、例えば実装パターン２８の外周部から絶縁層２７の表面に跨って接着されている。
【００６６】
外周部５１は、外表面５１ａを有している。外周部５１の外表面５１ａは、主部５０の外表面５０ａに対し段差を有することなく滑らかに連続されている。それとともに、外周部５１の外表面５１ａは、主部５０の外表面５０ａが描く円弧とは逆向きの円弧を描いて湾曲されている。
【００６７】
そのため、封止部材４５の外周部５１は、ダイオード群４３から遠ざかるに従い肉厚Ｔが急激に薄くなって、絶縁層２７の表面に沿うようにフレア状に広がっている。この結果、封止部材４５の長軸Ｌ１の方向に沿う外径Ｄ１は、実装パッド２８の長軸Ｌ１の方向に沿う外径Ｄ２よりも大きく、実装パッド２８および第１および第２の配線パッド２９，３０が封止部材４５から食み出ることはない。
【００６８】
さらに、本実施形態によると、封止部材４５の外周部５１のうち、例えば主部５０に連続する境界部分の肉厚Ｔは、蛍光体粒子４６の径Ｄよりも小さくなっている。このため、チクソ性を有する樹脂４５ａが硬化するまでの過程において、樹脂４５ａに含まれる蛍光体粒子４６の大部分は、封止部材４５の主部５０に止まる。
【００６９】
言い換えると、主部５０に分散された蛍光体粒子４６が主部５０から外周部５１に移動しようとしても、樹脂４５ａのチクソ性ならびに粘性が蛍光体粒子４６の自由な移動を制限する。この結果、樹脂４５ａの中の蛍光体粒子４６は、主部５０と外周部５１との間の境界部分で塞き止められる。したがって、封止部材４５の外周部５１では、主部５０に比べて樹脂４５ａの中に分散された蛍光体粒子４６の含有率が限りなく低く抑えられている。
【００７０】
よって、本実施形態によると、封止部材４５の外周部５１に蛍光体粒子４６は存在せず、それ故、外周部５１の多く領域がフィラー４７を含む樹脂４５ａにより構成されている。
【００７１】
このようなベースライト１では、ベースライト１の電源スイッチがＯＮされると、直流電圧が点灯装置５から第１ないし第６の発光モジュール２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅ，２０ｆの導体パターン２６に印加される。これにより、複数の実装パッド２８に実装されたダイオード群４３が一斉に発光する。
【００７２】
ダイオード群４３のベアチップが発する青色の光は、封止部材４５に入射される。封止部材４５に入射された青色の光の一部は、蛍光体粒子４６に吸収される。残りの青色の光は、蛍光体粒子４６に吸収されることなく封止部材４５を透過する。
【００７３】
青色の光を吸収した蛍光体粒子４６は、励起されて補色の関係にある黄色の光を発する。黄色の光は、封止部材４５を透過する。これにより、黄色の光および青色の光が封止部材４５の内部で互いに混じり合って白色光となる。白色光は、封止部材４５およびセード３を透過してベースライト１の外に放射され、天井面Ｃから室内を照明する用途に供される。
【００７４】
第１の実施形態によると、実装パッド２８、第１および第２の配線パッド２９，３０、ダイオード群４３、第１および第２のボンディングワイヤー４１，４２を基板２１の上に封止する封止部材４５は、絶縁層２７の表面に沿うようにフレア状に広がる外周部５１を有している。
【００７５】
封止部材４５の外周部５１では、接着性を欠く蛍光体粒子４６が樹脂４５ａの中に分散されておらず、外周部５１の形状を定める樹脂４５ａが絶縁層２７の表面に接着されている。
【００７６】
このため、封止部材４５の外周部５１においては、封止部材４５と絶縁層２７の表面との間の境界部分に蛍光体粒子４６が介在されておらず、基板２１に対する封止部材４５の接着性が蛍光体粒子４６によって阻害されずに済む。
【００７７】
この際、絶縁層２７が例えばシリコーン樹脂のような封止部材４５の主成分となる樹脂４５ａと同系統の素材で形成されていれば、絶縁層２７と樹脂４５ａの馴染みが良好となり、絶縁層２７と樹脂４５ａとの接着性がより一層高まる。
【００７８】
よって、封止部材４５の接着強度を充分に確保することができ、封止部材４５の剥離やがたつきを抑制できる。
【００７９】
本実施形態では、蛍光体粒子４６が存在しない封止部材４５の外周部５１が絶縁層２７の表面から実装パターン２８の外周部に跨っているので、封止部材４５と実装パターン２８との間の境界部分の接着性を確保する上で好ましいものとなる。
【００８０】
しかも、蛍光体粒子４６は、基板２１に滴下された未硬化の封止部材４５が硬化するまでの過程で、ひとりでに封止部材４５の外周部５１を規定する樹脂４５ａから排除される。このため、封止部材４５の外周部５１に格別な処理や後加工を施す必要はなく、封止部材４５を形成する際の作業性が損なわれることはない。
【００８１】
さらに、第１の実施形態によると、実装パッド２８は、実装パッド２８の中心Ｏ１に向けて円弧状に切り欠かれた凹部３４ａ，３４ｂを有するので、実装パッド２８の中央部２８ａが括れた形状となっている。このため、光反射面３１となる実装パッド２８の実質的な表面積が少なく抑えられている。加えて、第１および第２のボンディングワイヤー４１，４２が接続された第１および第２の配線パッド２９，３０にしても、実装パッド２８よりも遥かに小さな形状であり、第１および第２の配線パッド２９，３０の表面積が少なく抑えられている。
【００８２】
この構成によれば、実装パッド２８、第１および第２の配線パッド２９，３０の表面積が必要最小限となり、第１ないし第６の発光モジュール２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅ，２０ｆの接地部分と、実装パッド２８、第１および第２の配線パッド２９，３０を含む導体パターン２６との間に余分な電荷が蓄積するのを防止できる。
【００８３】
この結果、ベースライト１の電源スイッチがＯＦＦされて第１ないし第６の発光モジュール２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅ，２０ｆが消灯された際に、浮遊容量を要因とする微小電流が第１ないし第６の発光モジュール２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅ，２０ｆのダイオード群４３に流れ難くなる。
【００８４】
したがって、ダイオード群４３がうっすらと発光するベースライト１の誤動作を防止することができる。
【００８５】
前記実施形態では、封止部材の外周部に蛍光体粒子が存在しないようにしているが、封止部材の構成はこの限りではない。例えば、封止部材の外周部を規定する樹脂中に、封止部材の接着性に悪影響を与えない程度の蛍光体粒子が含まれていてもよい。言い換えると、封止部材の外周部における蛍光体粒子の含有率は０に限らない。
【００８６】
封止部材４５の本体５０の外表面５０ａの形状は、前記実施形態に特定されるものではない。例えば、図６に二点鎖線で示すように、本体５０の外表面５０ａを前記実施形態よりも基板２１から遠ざかる方向に突出させるとともに、前記実施形態よりも曲率が小さな円弧を描くように球面状に湾曲させてもよい。
【００８７】
さらに、封止部材の平面的な形状は楕円に限定されるものではなく、例えば真円とすることも可能である。
【００８８】
第１ないし第３の発光ダイオードは、実装パッドの中心を囲むように配列することに限らず、例えば実装パッドの長軸に沿うように互いに間隔を存して一列に並べたり、あるいは単一の発光ダイオードを実装パッドの中心に実装してもよい。そのため、発光ダイオードの数および配置に関する事項に特に制約はない。
【００８９】
加えて、発光モジュールは天井に直付けするベースライト用の光源に限らず、例えば直管形蛍光ランプに置き換えて使用する直管形ランプの光源としても利用することができる。
【００９０】
それとともに、照明装置にしても天井に直付けするベースライトに限定されるものではなく、例えば街路灯や誘導灯のようなその他の形態の照明装置であっても同様に実施可能である。
【００９１】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００９２】
２…装置本体、２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅ，２０ｆ…第１ないし第６の発光モジュール、２１…基板、２６…導体パターン、２７…光反射層（絶縁層）、３６ａ，３６ｂ，３６ｃ…発光素子（第１ないし第３の発光ダイオード）、４１，４２…ワイヤー（第１および第２のボンディングワイヤー）、４５…封止部材、４６…蛍光体粒子、５０…主部、５１…外周部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と；
前記基板に実装された発光素子と；
蛍光体粒子を含む透光性の樹脂を主成分とするとともに前記基板から盛り上がった形状を有する封止部材であって、封止部材は、前記発光素子を覆う主部と、前記主部の周囲で前記基板に接した外周部とを有し、前記外周部では前記蛍光体粒子の含有率が前記主部よりも低い発光モジュール。
【請求項２】
請求項１に記載の発光モジュールにおいて、前記封止部材の前記外周部は、前記発光素子の周囲に位置されているとともに、前記発光素子から遠ざかるに従い肉厚が薄くなるように前記基板に沿ってフレア状に広がる形状を有する発光モジュール。
【請求項３】
請求項２に記載の発光モジュールにおいて、前記封止部材の前記外周部の肉厚が前記蛍光体粒子の径よりも小さい発光モジュール。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の発光モジュールにおいて、前記基板は、ベースと、前記ベースの上に形成された導体パターンと、前記ベースに積層されるとともに前記導体パターンから外れた絶縁層と、を備え、前記封止部材の前記外周部が前記絶縁層の上に設けられた発光モジュール。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の発光モジュールにおいて、前記実装パッドは、前記配線パッドを避けるように切り欠かれた凹部を有する発光モジュール。
【請求項６】
請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の発光モジュールにおいて、前記封止部材は、前記基板の上に滴下された前記樹脂を硬化させることで構成されるとともに、前記樹脂は前記基板の上に滴下された未硬化の状態でも予め決められた形状を維持し得るチクソ性を有する発光モジュール。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の発光モジュールと；
前記発光モジュールを支持する装置本体と；を具備した照明装置。
【請求項１】
基板と；
前記基板に実装された発光素子と；
蛍光体粒子を含む透光性の樹脂を主成分とするとともに前記基板から盛り上がった形状を有する封止部材であって、封止部材は、前記発光素子を覆う主部と、前記主部の周囲で前記基板に接した外周部とを有し、前記外周部では前記蛍光体粒子の含有率が前記主部よりも低い発光モジュール。
【請求項２】
請求項１に記載の発光モジュールにおいて、前記封止部材の前記外周部は、前記発光素子の周囲に位置されているとともに、前記発光素子から遠ざかるに従い肉厚が薄くなるように前記基板に沿ってフレア状に広がる形状を有する発光モジュール。
【請求項３】
請求項２に記載の発光モジュールにおいて、前記封止部材の前記外周部の肉厚が前記蛍光体粒子の径よりも小さい発光モジュール。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の発光モジュールにおいて、前記基板は、ベースと、前記ベースの上に形成された導体パターンと、前記ベースに積層されるとともに前記導体パターンから外れた絶縁層と、を備え、前記封止部材の前記外周部が前記絶縁層の上に設けられた発光モジュール。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の発光モジュールにおいて、前記実装パッドは、前記配線パッドを避けるように切り欠かれた凹部を有する発光モジュール。
【請求項６】
請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の発光モジュールにおいて、前記封止部材は、前記基板の上に滴下された前記樹脂を硬化させることで構成されるとともに、前記樹脂は前記基板の上に滴下された未硬化の状態でも予め決められた形状を維持し得るチクソ性を有する発光モジュール。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の発光モジュールと；
前記発光モジュールを支持する装置本体と；を具備した照明装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−９８３８９（Ｐ２０１３−９８３８９Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４０５３４（Ｐ２０１１−２４０５３４）
【出願日】平成２３年１１月１日（２０１１．１１．１）
【出願人】（０００００３７５７）東芝ライテック株式会社 (2,710)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１日（２０１１．１１．１）
【出願人】（０００００３７５７）東芝ライテック株式会社 (2,710)
【Ｆターム（参考）】
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