発光モジュール
【課題】ＬＥＤ列が延びる方向のスペースが制限された条件下において、より高密度にＬＥＤを配設でき、かつ、ワイヤボンディングがし易いとともに、封止部材の伸び縮みに拘らずボンディングワイヤが折れ難い発光モジュールを提供する。
【解決手段】モジュール基板２に配線導体１６、１７を設け、アノード側及びカソード側の素子電極を有したチップ状のＬＥＤ３２をボンディングワイヤ３７で複数接続してなるＬＥＤ列３１を基板２上に設け、その素子電極が並んだ方向と直交する方向に列をなすとともに、この列が延びる方向に素子電極の同極同士が隣り合うように並べて、基板２上に固定し、隣り合ったＬＥＤ３２間にボンディングワイヤ３７を斜めに設け、これらＬＥＤ３２の異極の素子電極同士を接続し、ＬＥＤ列３１の両端に位置されたＬＥＤ３２と配線導体を端部ボンディングワイヤ４１で接続し、透光性封止部材でＬＥＤ列３１を封止する。
【解決手段】モジュール基板２に配線導体１６、１７を設け、アノード側及びカソード側の素子電極を有したチップ状のＬＥＤ３２をボンディングワイヤ３７で複数接続してなるＬＥＤ列３１を基板２上に設け、その素子電極が並んだ方向と直交する方向に列をなすとともに、この列が延びる方向に素子電極の同極同士が隣り合うように並べて、基板２上に固定し、隣り合ったＬＥＤ３２間にボンディングワイヤ３７を斜めに設け、これらＬＥＤ３２の異極の素子電極同士を接続し、ＬＥＤ列３１の両端に位置されたＬＥＤ３２と配線導体を端部ボンディングワイヤ４１で接続し、透光性封止部材でＬＥＤ列３１を封止する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通電により発光するチップ状のＬＥＤ（発光ダイオード)を複数有し、これらを一斉に発光させて、例えばスポットライト等の投光器や照明器具の光源等に使用される発光モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
装置基板の一面に、四角い枠からなるリフレクタを設け、このリフレクタの内側に、直列回路をなすチップ列をこの列が延びる方向と直交する方向に複数並設するとともに、蛍光体が混ぜられたシリコーン樹脂等の透光性封止樹脂をリフレクタの内側に充填して、この封止樹脂で各チップ列を埋設したＣＯＢ（chip on board）型の照明装置が、従来技術として知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
この照明装置でチップ列の夫々は、一対の素子電極を有した複数のＬＥＤチップを、列をなして配設するとともに、列が延びる方向に隣接されたＬＥＤチップの素子電極にボンディングワイヤをワイヤボンディングして、各ＬＥＤチップを直列接続して形成されている。この接続において、ＬＥＤチップが有した一対の素子電極が並んだ方向とチップ列が延びる方向が同じであるので、ボンディングワイヤはチップ列と同方向に延びて配線されている。これとともに、各チップ列の長さはいずれも同じであり、これらのチップ列が並設されることで、リフレクタで区画された四角い領域の略全域にわたってＬＥＤチップが縦横に整列されてマトリックス状に配設されている。
【０００４】
こうした構成の照明装置では、チップ列が延びる方向に並んだＬＥＤチップ間に、ボンディングワイヤの一端が接合される中継導体(ボンディングパット)を要しない。そのため、ＬＥＤチップの配設ピッチが短く、ＬＥＤチップを高密度に配設するのに適しているとともに、それに伴いボンディングワイヤが短くなるので、このボンディングワイヤが封止樹脂の重みで変形することを抑制できる点においても好ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２７７５６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＬＥＤチップの平面形状は一般的に長方形であり、このＬＥＤチップの長手方向に一対の素子電極が並べられている。そのため、特許文献１に記載の照明装置で、そのチップ列が延びる方向のスペースが制限されている場合、以下の課題がある。
【０００７】
即ち、チップ列の形成において隣り合ったＬＥＤチップ間の間隔（正確には、隣り合って対向するチップ側面間の間隔であって、これはＬＥＤチップの配設ピッチより短い。）を優先すると、制限された前記スペースに配設できるＬＥＤチップの数が少なくなるので、ＬＥＤチップをより高密度に配設する上では好ましくない。
【０００８】
又、制限された前記スペースに配設するＬＥＤチップの数を優先すると、隣り合ったＬＥＤチップ間の間隔が極めて狭くなる。そのため、こうした狭小な間隔内にＬＥＤ列を埋める封止樹脂が円滑に充填され難くなり、それに伴い前記狭小な間隔内に入り込んだ封止樹脂内に気泡が残留し易くなる。封止樹脂内に残留した気泡は、そこに入射されたＬＥＤチップからの光を散乱させるので、適正な配光を乱すことがある。
【０００９】
更に、前記いずれの場合にも、ＬＥＤチップの配置が高密度であるという条件において、ボンディングワイヤは、隣り合ったＬＥＤチップの異極の素子電極を接続してチップ列と方向に平行に設けられているので、このボンディングワイヤの長さは短い。ボンディングワイヤが短過ぎると、このワイヤのボンディングがし難くなるので、製造上好ましくない。しかも、短過ぎるボンディングワイヤは変形し難い。ところで、素子電極に接合部されたボンディングワイヤの両端部は、再結晶化して強度が低下している。そのため、ボンディングワイヤを埋めている封止樹脂の温度変化に伴う伸び縮みが、ボンディングワイヤ
【００１０】
にストレスとして繰り返し作用することにより、ボンディングワイヤが折れる恐れがある。
【００１１】
以上のように従来のＣＯＢ型の照明装置は、チップ列が延びる方向のスペースが制限された条件下において、より高密度にＬＥＤチップを配設するには適さないとともに、ワイヤボンディングがし難く、かつ、封止樹脂の伸び縮みに伴いボンディングワイヤが折れる恐れがあるという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記の課題を解決するために、請求項１の発明は、を具備したことを特徴とし
ている。
【００１３】
請求項１の発明で、チップ状のＬＥＤ（発光ダイオード）とは、ベアチップからなるＬＥＤを指しており、このＬＥＤは、平面視形状は長方形で、かつ、この長方形の長手方向に並べられた一対の素子電極を有している。請求項１の発明で、モジュール基板には、合成樹脂又はガラス或いはセラミックスの絶縁層を用いることができ、この場合、絶縁層は一枚であっても複数積層してあってもよく、又、絶縁層の裏面に放熱促進用の金属板を積層してなるモジュール基板を用いることができる。請求項１の発明で、複数のＬＥＤを並べてなる列は、直線状であることが好ましいが、それには制約されず、折り返されていて
【００１４】
も差し支えない。請求項１の発明で、ボンディングワイヤは、金属細線であればよく、Ａｕ細線を好適に使用できる。請求項１の発明で、封止部材には、透明ガラスの他、透光性の封止樹脂例えば透明シリコーン樹脂、透明ウレタン樹脂、透明アクリル樹脂などを用いることができる。
【００１５】
この請求項１に係る発明の発光モジュールでは、そのＬＥＤ列が有した複数のチップ状ＬＥＤの夫々を、個々のＬＥＤが有した一対の素子電極が並んだ方向と直交する方向に並べたので、ＬＥＤ列が延びる方向が制限された条件下において、ＬＥＤ列が延びる方向に並べ得るＬＥＤの数を増やすことが可能である。こうして高密度にＬＥＤを配設できるにも拘らず、ＬＥＤ列が延びる方向に隣り合ったＬＥＤの異極の素子電極同士を接続したボンディングワイヤが斜めに設けられているため、ＬＥＤ列が延びる方向と平行にボンディングワイヤが配線された場合に比較して、ボンディングワイヤの長さを長く確保できる。
【００１６】
したがって、ＬＥＤ列での各ＬＥＤの配設ピッチが短いにも拘らず、ワイヤボンディングがし易く、かつ、ボンディングワイヤが変形し易くなることにより、封止部材の伸び縮みを原因としてボンディングワイヤの端部に与えられるストレスを軽減できる。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１の発明の発光モジュールによれば、ＬＥＤ列が延びる方向が制限された条件下において、ＬＥＤ列が延びる方向に並べ得るＬＥＤの数を増やすことが可能で、より高密度にＬＥＤを配設することができ、更に、こうした高密度配置に拘らずにボンディングワイヤの長さを長く確保できるので、ワイヤボンディングがし易いとともに、ボンディングワイヤが折れ難い、という効果がある。また、各チップ状ＬＥＤの間隔を原因とする気泡の残留を減らすことができ、適正な配光を得やすい。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施の形態に係る発光モジュールをその一部を省略して示す正面図である。
【図２】図１中矢印Ｆ２−Ｆ２線に沿って示す断面図である。
【図３】図１中Ｆ３部の拡大正面図である。
【図４】（Ａ）図１の発光モジュールが備えるＬＥＤを拡大して示す正面図である。（Ｂ）は同ＬＥＤを拡大して示す側面図である。
【図５】（Ａ）は図１の発光モジュールが備えたＬＥＤ列の一部を拡大して示す正面図である。（Ｂ）は従来技術に係る発光モジュールが備えたＬＥＤ列の一部を拡大して示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図１〜図５を参照して本発明の一実施の形態について、詳細に説明する。
【００２０】
図１中符号１はＣＯＢ型の発光モジュールを示している。発光モジュール１は、例えばスポットライトの投影レンズ群の焦点に配置されて、このライトの光源として使用される。
【００２１】
発光モジュール１は、モジュール基板２と、複数の反射層６〜１０と、複数の配線導体１１〜２０と、三つ以上の発光グループ２１〜３０と、端部ボンディングワイヤ４１と、保護層４２と、枠体４４と、封止部材４８とを具備している。
【００２２】
モジュール基板２は、所定形状例えば図１に示すように四角形であるとともに、図２に示すように絶縁層３の裏面に金属板４を積層して形成されている。絶縁層３は合成樹脂製である。金属板４はアルミニウム又はその合金からなる。なお、図１中符号２ａはモジュール基板２の四隅に開口された取付け孔を示している。
【００２３】
図１に示すように例えば５個の反射層６〜１０は、モジュール基板２の互いに平行な二辺を結ぶ方向に延びる長方形状をなしていて、同じ大きさであるとともに、モジュール基板２の互いに平行な他の二辺を結ぶ方向に間隔を置いて並べられている。これら反射層６〜１０は、図２に示すようにモジュール基板２上に積層されている。各反射層６〜１０は、絶縁層３上に積層された銅と、この銅層上にめっきされたニッケルと、このニッケル上にめっきされた銀により形成されている。なお、反射層６〜１０はその少なくとも表層が銀製であれば二層でも一層でも差し支えない。
【００２４】
夫々が一対の配線導体１１〜２０は、モジュール基板２上に積層され、これらも、銅とニッケルと銀の三層構造をなしているが、反射層６〜１０と同様に少なくとも表層が銀製であれば二層でも一層でも差し支えない。配線導体１１〜２０と反射層６〜１０とは、エッチングやめっき処理等により同時に形成される。
【００２５】
図１に示すようにアノード側及びカソード側を担う一対の配線導体１１は、反射層６に対して必要な絶縁間隔を隔ててこの反射層６の両側に沿うように延びて設けられている。これら配線導体１１の一端部は端子部１１ａ又は１１ｂをなしている、同様に、一対の配線導体１２は反射層７に対して設けられていて端子部１２ａ又は１２ｂを有し、一対の配線導体１３は反射層８に対して設けられていて端子部１３ａ又は１３ｂを有し、一対の配線導体１４は反射層９に対して設けられていて端子部１４ａ又は１４ｂを有し、一対の配線導体１５は反射層１０に対して設けられていて端子部１５ａ又は１５ｂを有している。
【００２６】
各端子部１１ａ〜１５ａ，１１ｂ〜１５ｂは、夫々反射層６〜１０の長手方向一端(図１ではモジュール基板２の下端)から離れて反射層６〜１０の並び方向と同方向に並べられている。
【００２７】
同様に、アノード側及びカソード側を担う一対の配線導体１６は、反射層６に対して必要な絶縁間隔を隔ててこの反射層６の両側に沿うように延びて設けられている。これら配線導体１６の一端部は端子部１６ａ又は１６ｂをなしている、同様に、一対の配線導体１７は反射層７に対して設けられていて端子部１７ａ又は１７ｂを有し、一対の配線導体１８は反射層８に対して設けられていて端子部１８ａ又は１８ｂを有し、一対の配線導体１９は反射層９に対して設けられていて端子部１９ａ又は１９ｂを有し、一対の配線導体２０は反射層１０に対して設けられていて端子部２０ａ又は２０ｂを有している。各端子部
【００２８】
１６ａ〜２０ａ，１６ｂ〜２０ｂは、夫々反射層６〜１０の長手方向他端(図１ではモジュール基板２の上端)から離れて反射層６〜１０の並び方向と同方向に並べられている。
【００２９】
モジュール基板２の図１中一点鎖線で示す中心線Ａ、つまり後述する発光グループ間の中心線を境に、配線導体１１，１６は線対称であり、同様に、配線導体１２，１７、配線導体１３，１８、配線導体１４，１９、及び配線導体１５，２０の夫々も中心線Ａを境に線対称である。
【００３０】
発光グループ２１〜３０は全長が異なる三種に分けられている。即ち、全長が最長の発光グループ２３，２８と、全長が最短の発光グループ２１，２５，２６，３０と、全長が中間長さの発光グループ２２，２４，２７，２９とに分けられている。
【００３１】
最長の全長を有した発光グループ２３，２８は、反射層６〜１０の内でそれらの並び方向中央部に位置された反射層８上に実装されていて、中心線Ａを境に線対称である。最短の全長を有した発光グループ２１，２６は、反射層６〜１０の内でそれらの並び方向一端に位置された反射層６上に実装されていて、中心線Ａを境に線対称であり、同様に最短の全長を有した発光グループ２５，３０は、反射層６〜１０の内でそれらの並び方向他端に位置された反射層１０上に実装されていて、中心線Ａを境に線対称である。中間長さの全長を有した発光グループ２２，２７は、反射層６，８間の反射層７上に実装されていて、
【００３２】
中心線Ａを境に線対称であり、同様に中間長さの全長を有した発光グループ２４，２９は、反射層８，１０間の反射層９上に実装されていて、中心線Ａを境に線対称である。
【００３３】
したがって、図１に示すように三種の発光グループの内で最長の全長を有した発光グループ２３，２８の両側に配置された発光モジュールの全長は、発光グループ２３，２８から遠く配置された発光モジュールほど短い。
【００３４】
以上のように三種に分けられたグループ毎に応じて全長が異なっている他は、各発光グループ２１〜３０の構成は同じである。そのため、ここでは、図２に示した発光グループ２６で代表して説明する。
【００３５】
発光グループ２６は複数のＬＥＤ列３１を備えている。各ＬＥＤ列３１は、発光素子であるチップ状の複数のＬＥＤ(発光ダイオード)３２及びボンディングワイヤ３７からなる。
【００３６】
各ＬＥＤ３２は、図４（Ｂ）に示すようにサファイアガラス等の絶縁性を有した透光性のＬＥＤ基板３２ａに発光層３２ｂが設けられたベアチップからなり、通電されることにより発光層３２ｂは青色系の光を発光する。図４（Ａ）に示すようにＬＥＤ３２は平面視長方形状であり、その発光層３２ｂ上に一対の素子電極３３，３４を有している。一方の素子電極はアノード用であり、他方の素子電極はカソード用である、これら異極の素子電極３３，３４は、長方形のＬＥＤ３２の長手方向に並べて設けられている。
【００３７】
これらＬＥＤ３２は、モジュール基板２に積層された反射層６〜１０上に、各反射層６〜１０の長手方向及び配線導体１１〜２０が延びる方向と直交する方向、つまり、図１において左右方向に好ましくは真っ直ぐな列をなして並べられ固定されている。
【００３８】
こうしたモジュール基板２上への各ＬＥＤ３２の固定において、図３及び図５（Ａ）に示すように各ＬＥＤ３２は、その一対の素子電極３３，３４が並んだ方向、言い換えれば、ＬＥＤ３２自体の長手方向と直交する方向、更に、別の表現をすれば、各反射層６〜１０の幅方向(長手方向と直交する方向)に、所定の配設ピッチＰ１で並べられている。したがって、ＬＥＤ列３１が延びる方向に隣り合ったＬＥＤ３２の長手方向に沿う一側面３２ｃ同士は、後述する封止部材４８の充填前の状態で対向して配置されている。
【００３９】
しかも、各ＬＥＤ３２は、その長手方向を、ＬＥＤ列３１が延びる方向と直交させて、言い換えれば、各反射層６〜１０の長手方向に一致させて配置されている。これとともに、各ＬＥＤ３２の素子電極３３，３４の同極同士は、ＬＥＤ列３１が延びる方向に隣り合うように並べられている。具体的には、図５（Ａ）で代表するように、同図において上側にＬＥＤ３２の一方の素子電極３３が配置されるとともに、同下側に他方の素子電極３４が配置された状態に、各ＬＥＤ３２が並設されている。
【００４０】
図５（Ａ）中符号Ｂ１はＬＥＤ列３１が延びる方向に隣り合ったＬＥＤ３２同士の対向した一側面３２ｃ間の間隔を示しており、図５（Ａ）中符号Ｃ１は同じく隣り合ったＬＥＤ３２の一側面３２ｃと平行な他側面３２ｄ間の間隔を示している。
【００４１】
各ＬＥＤ３２の固定は、ＬＥＤ基板３２ａの発光層３２ｂが設けられた面とは反対側の面を、透光性のダイボンド材３５(図２参照)で接着することでなされている。ダイボンド材３５には透光性のシリコーン樹脂等が用いられている。
【００４２】
ボンディングワイヤ３７は金の細線からなる。ボンディングワイヤ３７の両端は、図３及び図５（Ａ）で代表して示すようにＬＥＤ列３１が延びる方向に隣り合ったＬＥＤ３２同士のアノード用とカソード用の素子電極３３，３４にワイヤボンディングにより接続されている。それにより、各ボンディングワイヤ３７は、ＬＥＤ列３１が延びる方向に隣り合ったＬＥＤ３２間に斜めに設けられて、これらボンディングワイヤ３７により複数のＬＥＤ３２が電気的に直列に接続されている。図５（Ａ）中符号Ｌ１は、斜めに配線されたボンディングワイヤ３７の平面視での長さを示している。
【００４３】
図３で代表して示すように各発光グループ２１〜３０が備えた複数のＬＥＤ列３１の夫々に含まれるＬＥＤ３２の個数は同じである。そして、図１に示すように各ＬＥＤ列３１は、それが延びる方向と直交する方向に並べられていて、モジュール基板２上に四角い領域を占めて既述のように配設されている。そのため、各発光グループ２１〜３０において、それらが有したＬＥＤ３２はマトリックス状をなして縦横に整列して配設されている。
【００４４】
端部ボンディングワイヤ４１は金の細線からなる。この端部ボンディングワイヤ４１は、発光グループ２１〜３０の夫々において、それらが有した各ＬＥＤ列３１の両端に位置されているＬＥＤ３２と、発光グループの両側に位置された一対の配線導体とを接続している。
【００４５】
即ち、図３で代表して示すように発光グループ２５の両側に位置された一対の配線導体１５と、発光グループ２５が有した各ＬＥＤ列３１の両端に位置されたＬＥＤ３２とが、端部ボンディングワイヤ４１により接続されている。したがって、発光グループ２５が有した各ＬＥＤ列３１は電気的に並列接続されている。同様に、発光グループ３０とその両側位置の配線導体２０とを接続した端部ボンディングワイヤ４１と、発光グループ３０が有した各ＬＥＤ列３１の両端に位置されたＬＥＤ３２とが、端部ボンディングワイヤ４１により接続されている。したがって、発光グループ３０が有した各ＬＥＤ列３１は電気的
に並列接続されている。
【００４６】
そして、各反射層６〜１０が延びる方向に隣リ合った発光グループ２５，３０とそれらの両側位置の配線導体１１とを接続した端部ボンディングワイヤ４１は、発光グループ２５，３０間の中心線Ａを境に略線対称に配置されている。しかも、前記略線対称の関係にある端部ボンディングワイヤ４１同士は、それらの間隔が配線導体１１又は１６に近づく程広くなるように斜めに設けられている。なお、他の発光グループとそれらに対する配線導体とを接続した端部ボンディングワイヤ４１の関係も同様である。
【００４７】
図１及び図２に示した保護層４２は、絶縁性のレジストからなり、四角枠状をなしていて、モジュール基板２の周部に積層されている。保護層４２は、モジュール基板２と同じ大きさであって、各反射層６〜１０を囲んでいる。この保護層４２は、取付け孔２ａ及び各端子部１１ａ〜２０ａ，１１ｂ〜２０ｂを露出させる逃げ孔４２ａ(図１参照)を有している。
【００４８】
枠体４４は合成樹脂等の絶縁材からなり、モジュール基板２に積層された保護層４２上に固定されている。そのため、図１に示すように枠体４４の内側に、反射層６〜１０、配線導体１１〜２０の反射層６〜１０に沿う部位、発光グループ２１〜３０、及び端部ボンディングワイヤ４１が配設されている。
【００４９】
封止部材４８(図１及び図２参照)は枠体４４内に充填されて、その内側の部材を埋設することでこれらの部材を封止している。封止部材４８は透光性を有する材料からなり、例えば透明シリコーン樹脂製である。この封止部材４８には図示しない蛍光体が分散して混ぜられている。蛍光体には、例えば各ＬＥＤ３２が発する青色系の光によって励起されて黄色系の光を放射する黄色蛍光体が用いられているが、演色性向上のために赤色系蛍光体や緑色系蛍光体が添加されていてもよい。
【００５０】
前記構成のＣＯＢ型の発光モジュール１では、そのＬＥＤ列３１が有したチップ状の複数のＬＥＤ３２の夫々を、個々のＬＥＤ３２が有した一対の素子電極３３，３４が並んだ方向と直交する方向に所定の配設ピッチＰ１で並べている。このため、ＬＥＤ列３１が延びる方向が制限された条件下において、ＬＥＤ列３１が延びる方向に並べ得るＬＥＤ３２の数を増やすことが可能であり、これに伴い高密度にＬＥＤ３２を配設することができる。
【００５１】
詳しくは、図５（Ｂ）に示した本実施形態に対する比較例の構成では、ＬＥＤ３２が有した一対の素子電極３３，３４が並んだ方向とＬＥＤ列３１が延びる方向とが同じで、かつ、ボンディングワイヤ３７はＬＥＤ列３１と平行にこの列が延びる方向に配線されていている。この比較例において、ＬＥＤ３２の大きさ、及び隣り合ったＬＥＤ３２の短辺からなるとともに相対向した側面３２ｅ間の間隔Ｂ１は、図５（Ａ）に示した本実施形態と同じである。
【００５２】
これら図５(Ａ)（Ｂ）との対比から明らかなように、本実施形態での配設ピッチＰ１は比較例において対応する配設ピッチＰ２より短い。これとともに、本実施形態での隣り合ったＬＥＤ３２の他側面３２ｄ間の間隔Ｃ１は、比較例において対応する間隔Ｃ２より短い。したがって、ＬＥＤ３２を高密度に配設することができる。
【００５３】
又、制限されたスペースに配設するＬＥＤ３２の数を優先すると、図５(Ｂ）の比較例
【００５４】
では隣り合ったＬＥＤ３２の側面３２ｅ間の間隔Ｂ１が狭くなるので、この狭小な間隔Ｂ１内にＬＥＤ列３１を埋める封止部材４８が円滑に充填され難くなる。それに伴い、間隔Ｂ１内に入り込んだ封止部材４８内に気泡が残留し易くなるので、残留した気泡での光を散乱により、適正な配光が乱されることがある。しかし、本実施形態で制限された前記スペースに配設するＬＥＤ３２の数を比較例と同じとした場合には、間隔Ｂ１が比較例より広くなるので、この間隔Ｂ１を原因とする気泡の残留を減らすことができ、したがって、適正な配光を得やすい。
【００５５】
更に、以上のように制限されたスペースにＬＥＤ３２を高密度に配設できるにも拘らず、ＬＥＤ列３１が延びる方向に隣り合ったＬＥＤ３２の異極の素子電極３３，３４同士を接続したボンディングワイヤ３７の長さＬ１を、比較例での同ボンディングワイヤ３７の長さＬ１２より長くできる。
【００５６】
即ち、図５（Ａ）（Ｂ）での対比から明らかなように、隣り合ったＬＥＤ３２間にボンディングワイヤ３７を斜めに設けたので、その長さＬ１を、比較例のようにＬＥＤ列３１が延びる方向に真っ直ぐに配線されたボンディングワイヤ３７の長さＬ２より長く確保できる。
【００５７】
したがって、ＬＥＤ列３１での各ＬＥＤ３２の配設ピッチＰ１を短くできるにも拘らず、ボンディングワイヤ３７を隣り合ったＬＥＤ３２の異極の素子電極３３，３４にわたるワイヤボンディングを容易に行える。
【００５８】
これとともに、長さＬ１が長いボンディングワイヤ３７は変形し易い。そのため、発光モジュール１の発光とその停止に伴う封止部材４８の伸び縮みを原因として、ボンディングワイヤ３７の端部に与えられるストレスが軽減される。したがって、ボンディングワイヤ３７が、その端部において折れることが抑制される。言い換えれば、ボンディングワイヤ３７とＬＥＤ３２の素子電極３３，３４との接続の信頼性が高まり、発光モジュール１の耐久性を向上できる。
【００５９】
更に、前記構成のＣＯＢ型の発光モジュール１では、発光グループ２１〜２５と２６〜３０間の仮想上の中心線Ａに最も近いＬＥＤ列３１の両端と配線導体１１〜２０を接続する端部ボンディングワイヤ４１が、既述のように斜めに設けられている。このため、中心線Ａに最も近いＬＥＤ列３１に一端が接続された端部ボンディングワイヤ４１の他端は、配線導体１１〜２０の中心線Ａ側の端（図３中符号Ｅで示す）から比較的大きく隔たった部位にワイヤボンディングにより接続される。このため、配線導体１１〜２０の前記端Ｅの間際に端部ボンディングワイヤ４１が接続される場合に比較して、配線導体１１〜２０
【００６０】
に対する端部ボンディングワイヤ４１の接続の信頼性が高められる。
【００６１】
前記構成のＣＯＢ型の発光モジュール１は、その各発光グループ２１〜３０の夫々に、それらの端子部１１ａ〜２０ａ，１１ｂ〜２０ｂを通じて給電されることにより、これら発光グループ２１〜３０が有した各ＬＥＤ３２を一斉に発光させることができる。この発光により放射された青色系の光と、この光の一部で励起された封止部材４８内の蛍光体が発した黄色系の光とが混じって、白色系の光が形成されて、それが発光モジュール１から光の利用方向に出射される。
【００６２】
この場合、ＬＥＤ３２の発光層３２ｂからその裏側に放射された光は、ダイボンド材３５を通ることなく反射層６〜１０のいずれかに入射され、或いはダイボンド材３５を通って反射層６〜１０のいずれかに入射される。いずれにしても、こうして反射層６〜１０に入射された青色系の光は、反射層６〜１０のいずれかで光の利用方向に反射されるので、この点で光の取出し効率が良い。
【００６３】
又、前記構成の発光モジュール１において、各発光グループ２１〜３０の幅は同じであり、そのＬＥＤ列３１が有したＬＥＤ３２の数は同じである。そのため、各ＬＥＤ列３１に印加される電流値、したがって、夫々のＬＥＤ列３１が有した複数のＬＥＤ３２に対する順方向印加電圧を同じにできるので、各ＬＥＤ３２の発光強度のばらつきを抑制できる。
【００６４】
しかも、以上説明したように四角い領域を占めて配設される三種類の発光グループ２１〜３０をそれらのＬＥＤ列３１の並び方向の長さ(全長)が最長の発光グループ２３，２８を基準に、その両側に前記並び方向の長さ(全長)が短い発光グループ２２，２７、及び２８，２９が長さ順に配置されている。そのため、こうした三種類の発光グループ２１〜３０の組み合わせ形状を擬似的に略丸くできる。それに伴い、この発光モジュール１を光源としたスポットライトから被照射部に投影される配光パターンを擬似的に略丸くできる。
【００６５】
又、各ＬＥＤ３２はその発光に伴い発熱する。この熱の多くは、モジュール基板２に伝導されて、その金属板４から外部の図示しないヒートシンク等の放熱部材に放出される。この場合、モジュール基板２上の金属製の反射層６〜１０の夫々がヒートスプレッダとして機能して、これらの層の全体にわたり熱を拡散するので、ＬＥＤ３２の熱を速やかにモジュール基板２に伝導させてＬＥＤ３２の温度上昇を抑制できる。
【００６６】
前記構成の発光モジュール１では、個々の発光グループ２１〜３０において、それらが有した複数のＬＥＤ列３１は電気的に並列であるので、あるＬＥＤ列３１が発光できなくなっても、それ以外のＬＥＤ列３１は発光を継続する。そのため、あるＬＥＤ列３１が発光できなくなったことを原因として、個々の発光グループ２１〜３０全体の発光が止まることがない。
【００６７】
更に、前記構成の発光モジュール１は、前記中心線Ａを境に線対称に配置された合計十個の発光グループ２１〜３０を有しており、これら発光グループ２１〜３０に対する通電系統が夫々独立している。そのため、仮に、ある発光グループの発光ができなくなっても、それ以外の発光グループは発光を継続するので、発光モジュール１全体の発光が止まる
ことがない。
【００６８】
なお、本発明は、前記一実施形態には制約されず、例えばスポットライト以外にも適用可能であるとともに、本発明は、反射層６〜１０を省略して実施することも可能である。
【符号の説明】
【００６９】
１…発光モジュール、２…モジュール基板、１１〜２０…配線導体、２１〜３０…発光グループ、３１…ＬＥＤ列、３２…ＬＥＤ、３３，３４…素子電極、３７…ボンディングワイヤ、４１…端部ボンディングワイヤ、４８…封止部材、Ａ…中心線、Ｐ１…配設ピッチ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通電により発光するチップ状のＬＥＤ（発光ダイオード)を複数有し、これらを一斉に発光させて、例えばスポットライト等の投光器や照明器具の光源等に使用される発光モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
装置基板の一面に、四角い枠からなるリフレクタを設け、このリフレクタの内側に、直列回路をなすチップ列をこの列が延びる方向と直交する方向に複数並設するとともに、蛍光体が混ぜられたシリコーン樹脂等の透光性封止樹脂をリフレクタの内側に充填して、この封止樹脂で各チップ列を埋設したＣＯＢ（chip on board）型の照明装置が、従来技術として知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
この照明装置でチップ列の夫々は、一対の素子電極を有した複数のＬＥＤチップを、列をなして配設するとともに、列が延びる方向に隣接されたＬＥＤチップの素子電極にボンディングワイヤをワイヤボンディングして、各ＬＥＤチップを直列接続して形成されている。この接続において、ＬＥＤチップが有した一対の素子電極が並んだ方向とチップ列が延びる方向が同じであるので、ボンディングワイヤはチップ列と同方向に延びて配線されている。これとともに、各チップ列の長さはいずれも同じであり、これらのチップ列が並設されることで、リフレクタで区画された四角い領域の略全域にわたってＬＥＤチップが縦横に整列されてマトリックス状に配設されている。
【０００４】
こうした構成の照明装置では、チップ列が延びる方向に並んだＬＥＤチップ間に、ボンディングワイヤの一端が接合される中継導体(ボンディングパット)を要しない。そのため、ＬＥＤチップの配設ピッチが短く、ＬＥＤチップを高密度に配設するのに適しているとともに、それに伴いボンディングワイヤが短くなるので、このボンディングワイヤが封止樹脂の重みで変形することを抑制できる点においても好ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２７７５６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＬＥＤチップの平面形状は一般的に長方形であり、このＬＥＤチップの長手方向に一対の素子電極が並べられている。そのため、特許文献１に記載の照明装置で、そのチップ列が延びる方向のスペースが制限されている場合、以下の課題がある。
【０００７】
即ち、チップ列の形成において隣り合ったＬＥＤチップ間の間隔（正確には、隣り合って対向するチップ側面間の間隔であって、これはＬＥＤチップの配設ピッチより短い。）を優先すると、制限された前記スペースに配設できるＬＥＤチップの数が少なくなるので、ＬＥＤチップをより高密度に配設する上では好ましくない。
【０００８】
又、制限された前記スペースに配設するＬＥＤチップの数を優先すると、隣り合ったＬＥＤチップ間の間隔が極めて狭くなる。そのため、こうした狭小な間隔内にＬＥＤ列を埋める封止樹脂が円滑に充填され難くなり、それに伴い前記狭小な間隔内に入り込んだ封止樹脂内に気泡が残留し易くなる。封止樹脂内に残留した気泡は、そこに入射されたＬＥＤチップからの光を散乱させるので、適正な配光を乱すことがある。
【０００９】
更に、前記いずれの場合にも、ＬＥＤチップの配置が高密度であるという条件において、ボンディングワイヤは、隣り合ったＬＥＤチップの異極の素子電極を接続してチップ列と方向に平行に設けられているので、このボンディングワイヤの長さは短い。ボンディングワイヤが短過ぎると、このワイヤのボンディングがし難くなるので、製造上好ましくない。しかも、短過ぎるボンディングワイヤは変形し難い。ところで、素子電極に接合部されたボンディングワイヤの両端部は、再結晶化して強度が低下している。そのため、ボンディングワイヤを埋めている封止樹脂の温度変化に伴う伸び縮みが、ボンディングワイヤ
【００１０】
にストレスとして繰り返し作用することにより、ボンディングワイヤが折れる恐れがある。
【００１１】
以上のように従来のＣＯＢ型の照明装置は、チップ列が延びる方向のスペースが制限された条件下において、より高密度にＬＥＤチップを配設するには適さないとともに、ワイヤボンディングがし難く、かつ、封止樹脂の伸び縮みに伴いボンディングワイヤが折れる恐れがあるという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記の課題を解決するために、請求項１の発明は、を具備したことを特徴とし
ている。
【００１３】
請求項１の発明で、チップ状のＬＥＤ（発光ダイオード）とは、ベアチップからなるＬＥＤを指しており、このＬＥＤは、平面視形状は長方形で、かつ、この長方形の長手方向に並べられた一対の素子電極を有している。請求項１の発明で、モジュール基板には、合成樹脂又はガラス或いはセラミックスの絶縁層を用いることができ、この場合、絶縁層は一枚であっても複数積層してあってもよく、又、絶縁層の裏面に放熱促進用の金属板を積層してなるモジュール基板を用いることができる。請求項１の発明で、複数のＬＥＤを並べてなる列は、直線状であることが好ましいが、それには制約されず、折り返されていて
【００１４】
も差し支えない。請求項１の発明で、ボンディングワイヤは、金属細線であればよく、Ａｕ細線を好適に使用できる。請求項１の発明で、封止部材には、透明ガラスの他、透光性の封止樹脂例えば透明シリコーン樹脂、透明ウレタン樹脂、透明アクリル樹脂などを用いることができる。
【００１５】
この請求項１に係る発明の発光モジュールでは、そのＬＥＤ列が有した複数のチップ状ＬＥＤの夫々を、個々のＬＥＤが有した一対の素子電極が並んだ方向と直交する方向に並べたので、ＬＥＤ列が延びる方向が制限された条件下において、ＬＥＤ列が延びる方向に並べ得るＬＥＤの数を増やすことが可能である。こうして高密度にＬＥＤを配設できるにも拘らず、ＬＥＤ列が延びる方向に隣り合ったＬＥＤの異極の素子電極同士を接続したボンディングワイヤが斜めに設けられているため、ＬＥＤ列が延びる方向と平行にボンディングワイヤが配線された場合に比較して、ボンディングワイヤの長さを長く確保できる。
【００１６】
したがって、ＬＥＤ列での各ＬＥＤの配設ピッチが短いにも拘らず、ワイヤボンディングがし易く、かつ、ボンディングワイヤが変形し易くなることにより、封止部材の伸び縮みを原因としてボンディングワイヤの端部に与えられるストレスを軽減できる。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１の発明の発光モジュールによれば、ＬＥＤ列が延びる方向が制限された条件下において、ＬＥＤ列が延びる方向に並べ得るＬＥＤの数を増やすことが可能で、より高密度にＬＥＤを配設することができ、更に、こうした高密度配置に拘らずにボンディングワイヤの長さを長く確保できるので、ワイヤボンディングがし易いとともに、ボンディングワイヤが折れ難い、という効果がある。また、各チップ状ＬＥＤの間隔を原因とする気泡の残留を減らすことができ、適正な配光を得やすい。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施の形態に係る発光モジュールをその一部を省略して示す正面図である。
【図２】図１中矢印Ｆ２−Ｆ２線に沿って示す断面図である。
【図３】図１中Ｆ３部の拡大正面図である。
【図４】（Ａ）図１の発光モジュールが備えるＬＥＤを拡大して示す正面図である。（Ｂ）は同ＬＥＤを拡大して示す側面図である。
【図５】（Ａ）は図１の発光モジュールが備えたＬＥＤ列の一部を拡大して示す正面図である。（Ｂ）は従来技術に係る発光モジュールが備えたＬＥＤ列の一部を拡大して示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図１〜図５を参照して本発明の一実施の形態について、詳細に説明する。
【００２０】
図１中符号１はＣＯＢ型の発光モジュールを示している。発光モジュール１は、例えばスポットライトの投影レンズ群の焦点に配置されて、このライトの光源として使用される。
【００２１】
発光モジュール１は、モジュール基板２と、複数の反射層６〜１０と、複数の配線導体１１〜２０と、三つ以上の発光グループ２１〜３０と、端部ボンディングワイヤ４１と、保護層４２と、枠体４４と、封止部材４８とを具備している。
【００２２】
モジュール基板２は、所定形状例えば図１に示すように四角形であるとともに、図２に示すように絶縁層３の裏面に金属板４を積層して形成されている。絶縁層３は合成樹脂製である。金属板４はアルミニウム又はその合金からなる。なお、図１中符号２ａはモジュール基板２の四隅に開口された取付け孔を示している。
【００２３】
図１に示すように例えば５個の反射層６〜１０は、モジュール基板２の互いに平行な二辺を結ぶ方向に延びる長方形状をなしていて、同じ大きさであるとともに、モジュール基板２の互いに平行な他の二辺を結ぶ方向に間隔を置いて並べられている。これら反射層６〜１０は、図２に示すようにモジュール基板２上に積層されている。各反射層６〜１０は、絶縁層３上に積層された銅と、この銅層上にめっきされたニッケルと、このニッケル上にめっきされた銀により形成されている。なお、反射層６〜１０はその少なくとも表層が銀製であれば二層でも一層でも差し支えない。
【００２４】
夫々が一対の配線導体１１〜２０は、モジュール基板２上に積層され、これらも、銅とニッケルと銀の三層構造をなしているが、反射層６〜１０と同様に少なくとも表層が銀製であれば二層でも一層でも差し支えない。配線導体１１〜２０と反射層６〜１０とは、エッチングやめっき処理等により同時に形成される。
【００２５】
図１に示すようにアノード側及びカソード側を担う一対の配線導体１１は、反射層６に対して必要な絶縁間隔を隔ててこの反射層６の両側に沿うように延びて設けられている。これら配線導体１１の一端部は端子部１１ａ又は１１ｂをなしている、同様に、一対の配線導体１２は反射層７に対して設けられていて端子部１２ａ又は１２ｂを有し、一対の配線導体１３は反射層８に対して設けられていて端子部１３ａ又は１３ｂを有し、一対の配線導体１４は反射層９に対して設けられていて端子部１４ａ又は１４ｂを有し、一対の配線導体１５は反射層１０に対して設けられていて端子部１５ａ又は１５ｂを有している。
【００２６】
各端子部１１ａ〜１５ａ，１１ｂ〜１５ｂは、夫々反射層６〜１０の長手方向一端(図１ではモジュール基板２の下端)から離れて反射層６〜１０の並び方向と同方向に並べられている。
【００２７】
同様に、アノード側及びカソード側を担う一対の配線導体１６は、反射層６に対して必要な絶縁間隔を隔ててこの反射層６の両側に沿うように延びて設けられている。これら配線導体１６の一端部は端子部１６ａ又は１６ｂをなしている、同様に、一対の配線導体１７は反射層７に対して設けられていて端子部１７ａ又は１７ｂを有し、一対の配線導体１８は反射層８に対して設けられていて端子部１８ａ又は１８ｂを有し、一対の配線導体１９は反射層９に対して設けられていて端子部１９ａ又は１９ｂを有し、一対の配線導体２０は反射層１０に対して設けられていて端子部２０ａ又は２０ｂを有している。各端子部
【００２８】
１６ａ〜２０ａ，１６ｂ〜２０ｂは、夫々反射層６〜１０の長手方向他端(図１ではモジュール基板２の上端)から離れて反射層６〜１０の並び方向と同方向に並べられている。
【００２９】
モジュール基板２の図１中一点鎖線で示す中心線Ａ、つまり後述する発光グループ間の中心線を境に、配線導体１１，１６は線対称であり、同様に、配線導体１２，１７、配線導体１３，１８、配線導体１４，１９、及び配線導体１５，２０の夫々も中心線Ａを境に線対称である。
【００３０】
発光グループ２１〜３０は全長が異なる三種に分けられている。即ち、全長が最長の発光グループ２３，２８と、全長が最短の発光グループ２１，２５，２６，３０と、全長が中間長さの発光グループ２２，２４，２７，２９とに分けられている。
【００３１】
最長の全長を有した発光グループ２３，２８は、反射層６〜１０の内でそれらの並び方向中央部に位置された反射層８上に実装されていて、中心線Ａを境に線対称である。最短の全長を有した発光グループ２１，２６は、反射層６〜１０の内でそれらの並び方向一端に位置された反射層６上に実装されていて、中心線Ａを境に線対称であり、同様に最短の全長を有した発光グループ２５，３０は、反射層６〜１０の内でそれらの並び方向他端に位置された反射層１０上に実装されていて、中心線Ａを境に線対称である。中間長さの全長を有した発光グループ２２，２７は、反射層６，８間の反射層７上に実装されていて、
【００３２】
中心線Ａを境に線対称であり、同様に中間長さの全長を有した発光グループ２４，２９は、反射層８，１０間の反射層９上に実装されていて、中心線Ａを境に線対称である。
【００３３】
したがって、図１に示すように三種の発光グループの内で最長の全長を有した発光グループ２３，２８の両側に配置された発光モジュールの全長は、発光グループ２３，２８から遠く配置された発光モジュールほど短い。
【００３４】
以上のように三種に分けられたグループ毎に応じて全長が異なっている他は、各発光グループ２１〜３０の構成は同じである。そのため、ここでは、図２に示した発光グループ２６で代表して説明する。
【００３５】
発光グループ２６は複数のＬＥＤ列３１を備えている。各ＬＥＤ列３１は、発光素子であるチップ状の複数のＬＥＤ(発光ダイオード)３２及びボンディングワイヤ３７からなる。
【００３６】
各ＬＥＤ３２は、図４（Ｂ）に示すようにサファイアガラス等の絶縁性を有した透光性のＬＥＤ基板３２ａに発光層３２ｂが設けられたベアチップからなり、通電されることにより発光層３２ｂは青色系の光を発光する。図４（Ａ）に示すようにＬＥＤ３２は平面視長方形状であり、その発光層３２ｂ上に一対の素子電極３３，３４を有している。一方の素子電極はアノード用であり、他方の素子電極はカソード用である、これら異極の素子電極３３，３４は、長方形のＬＥＤ３２の長手方向に並べて設けられている。
【００３７】
これらＬＥＤ３２は、モジュール基板２に積層された反射層６〜１０上に、各反射層６〜１０の長手方向及び配線導体１１〜２０が延びる方向と直交する方向、つまり、図１において左右方向に好ましくは真っ直ぐな列をなして並べられ固定されている。
【００３８】
こうしたモジュール基板２上への各ＬＥＤ３２の固定において、図３及び図５（Ａ）に示すように各ＬＥＤ３２は、その一対の素子電極３３，３４が並んだ方向、言い換えれば、ＬＥＤ３２自体の長手方向と直交する方向、更に、別の表現をすれば、各反射層６〜１０の幅方向(長手方向と直交する方向)に、所定の配設ピッチＰ１で並べられている。したがって、ＬＥＤ列３１が延びる方向に隣り合ったＬＥＤ３２の長手方向に沿う一側面３２ｃ同士は、後述する封止部材４８の充填前の状態で対向して配置されている。
【００３９】
しかも、各ＬＥＤ３２は、その長手方向を、ＬＥＤ列３１が延びる方向と直交させて、言い換えれば、各反射層６〜１０の長手方向に一致させて配置されている。これとともに、各ＬＥＤ３２の素子電極３３，３４の同極同士は、ＬＥＤ列３１が延びる方向に隣り合うように並べられている。具体的には、図５（Ａ）で代表するように、同図において上側にＬＥＤ３２の一方の素子電極３３が配置されるとともに、同下側に他方の素子電極３４が配置された状態に、各ＬＥＤ３２が並設されている。
【００４０】
図５（Ａ）中符号Ｂ１はＬＥＤ列３１が延びる方向に隣り合ったＬＥＤ３２同士の対向した一側面３２ｃ間の間隔を示しており、図５（Ａ）中符号Ｃ１は同じく隣り合ったＬＥＤ３２の一側面３２ｃと平行な他側面３２ｄ間の間隔を示している。
【００４１】
各ＬＥＤ３２の固定は、ＬＥＤ基板３２ａの発光層３２ｂが設けられた面とは反対側の面を、透光性のダイボンド材３５(図２参照)で接着することでなされている。ダイボンド材３５には透光性のシリコーン樹脂等が用いられている。
【００４２】
ボンディングワイヤ３７は金の細線からなる。ボンディングワイヤ３７の両端は、図３及び図５（Ａ）で代表して示すようにＬＥＤ列３１が延びる方向に隣り合ったＬＥＤ３２同士のアノード用とカソード用の素子電極３３，３４にワイヤボンディングにより接続されている。それにより、各ボンディングワイヤ３７は、ＬＥＤ列３１が延びる方向に隣り合ったＬＥＤ３２間に斜めに設けられて、これらボンディングワイヤ３７により複数のＬＥＤ３２が電気的に直列に接続されている。図５（Ａ）中符号Ｌ１は、斜めに配線されたボンディングワイヤ３７の平面視での長さを示している。
【００４３】
図３で代表して示すように各発光グループ２１〜３０が備えた複数のＬＥＤ列３１の夫々に含まれるＬＥＤ３２の個数は同じである。そして、図１に示すように各ＬＥＤ列３１は、それが延びる方向と直交する方向に並べられていて、モジュール基板２上に四角い領域を占めて既述のように配設されている。そのため、各発光グループ２１〜３０において、それらが有したＬＥＤ３２はマトリックス状をなして縦横に整列して配設されている。
【００４４】
端部ボンディングワイヤ４１は金の細線からなる。この端部ボンディングワイヤ４１は、発光グループ２１〜３０の夫々において、それらが有した各ＬＥＤ列３１の両端に位置されているＬＥＤ３２と、発光グループの両側に位置された一対の配線導体とを接続している。
【００４５】
即ち、図３で代表して示すように発光グループ２５の両側に位置された一対の配線導体１５と、発光グループ２５が有した各ＬＥＤ列３１の両端に位置されたＬＥＤ３２とが、端部ボンディングワイヤ４１により接続されている。したがって、発光グループ２５が有した各ＬＥＤ列３１は電気的に並列接続されている。同様に、発光グループ３０とその両側位置の配線導体２０とを接続した端部ボンディングワイヤ４１と、発光グループ３０が有した各ＬＥＤ列３１の両端に位置されたＬＥＤ３２とが、端部ボンディングワイヤ４１により接続されている。したがって、発光グループ３０が有した各ＬＥＤ列３１は電気的
に並列接続されている。
【００４６】
そして、各反射層６〜１０が延びる方向に隣リ合った発光グループ２５，３０とそれらの両側位置の配線導体１１とを接続した端部ボンディングワイヤ４１は、発光グループ２５，３０間の中心線Ａを境に略線対称に配置されている。しかも、前記略線対称の関係にある端部ボンディングワイヤ４１同士は、それらの間隔が配線導体１１又は１６に近づく程広くなるように斜めに設けられている。なお、他の発光グループとそれらに対する配線導体とを接続した端部ボンディングワイヤ４１の関係も同様である。
【００４７】
図１及び図２に示した保護層４２は、絶縁性のレジストからなり、四角枠状をなしていて、モジュール基板２の周部に積層されている。保護層４２は、モジュール基板２と同じ大きさであって、各反射層６〜１０を囲んでいる。この保護層４２は、取付け孔２ａ及び各端子部１１ａ〜２０ａ，１１ｂ〜２０ｂを露出させる逃げ孔４２ａ(図１参照)を有している。
【００４８】
枠体４４は合成樹脂等の絶縁材からなり、モジュール基板２に積層された保護層４２上に固定されている。そのため、図１に示すように枠体４４の内側に、反射層６〜１０、配線導体１１〜２０の反射層６〜１０に沿う部位、発光グループ２１〜３０、及び端部ボンディングワイヤ４１が配設されている。
【００４９】
封止部材４８(図１及び図２参照)は枠体４４内に充填されて、その内側の部材を埋設することでこれらの部材を封止している。封止部材４８は透光性を有する材料からなり、例えば透明シリコーン樹脂製である。この封止部材４８には図示しない蛍光体が分散して混ぜられている。蛍光体には、例えば各ＬＥＤ３２が発する青色系の光によって励起されて黄色系の光を放射する黄色蛍光体が用いられているが、演色性向上のために赤色系蛍光体や緑色系蛍光体が添加されていてもよい。
【００５０】
前記構成のＣＯＢ型の発光モジュール１では、そのＬＥＤ列３１が有したチップ状の複数のＬＥＤ３２の夫々を、個々のＬＥＤ３２が有した一対の素子電極３３，３４が並んだ方向と直交する方向に所定の配設ピッチＰ１で並べている。このため、ＬＥＤ列３１が延びる方向が制限された条件下において、ＬＥＤ列３１が延びる方向に並べ得るＬＥＤ３２の数を増やすことが可能であり、これに伴い高密度にＬＥＤ３２を配設することができる。
【００５１】
詳しくは、図５（Ｂ）に示した本実施形態に対する比較例の構成では、ＬＥＤ３２が有した一対の素子電極３３，３４が並んだ方向とＬＥＤ列３１が延びる方向とが同じで、かつ、ボンディングワイヤ３７はＬＥＤ列３１と平行にこの列が延びる方向に配線されていている。この比較例において、ＬＥＤ３２の大きさ、及び隣り合ったＬＥＤ３２の短辺からなるとともに相対向した側面３２ｅ間の間隔Ｂ１は、図５（Ａ）に示した本実施形態と同じである。
【００５２】
これら図５(Ａ)（Ｂ）との対比から明らかなように、本実施形態での配設ピッチＰ１は比較例において対応する配設ピッチＰ２より短い。これとともに、本実施形態での隣り合ったＬＥＤ３２の他側面３２ｄ間の間隔Ｃ１は、比較例において対応する間隔Ｃ２より短い。したがって、ＬＥＤ３２を高密度に配設することができる。
【００５３】
又、制限されたスペースに配設するＬＥＤ３２の数を優先すると、図５(Ｂ）の比較例
【００５４】
では隣り合ったＬＥＤ３２の側面３２ｅ間の間隔Ｂ１が狭くなるので、この狭小な間隔Ｂ１内にＬＥＤ列３１を埋める封止部材４８が円滑に充填され難くなる。それに伴い、間隔Ｂ１内に入り込んだ封止部材４８内に気泡が残留し易くなるので、残留した気泡での光を散乱により、適正な配光が乱されることがある。しかし、本実施形態で制限された前記スペースに配設するＬＥＤ３２の数を比較例と同じとした場合には、間隔Ｂ１が比較例より広くなるので、この間隔Ｂ１を原因とする気泡の残留を減らすことができ、したがって、適正な配光を得やすい。
【００５５】
更に、以上のように制限されたスペースにＬＥＤ３２を高密度に配設できるにも拘らず、ＬＥＤ列３１が延びる方向に隣り合ったＬＥＤ３２の異極の素子電極３３，３４同士を接続したボンディングワイヤ３７の長さＬ１を、比較例での同ボンディングワイヤ３７の長さＬ１２より長くできる。
【００５６】
即ち、図５（Ａ）（Ｂ）での対比から明らかなように、隣り合ったＬＥＤ３２間にボンディングワイヤ３７を斜めに設けたので、その長さＬ１を、比較例のようにＬＥＤ列３１が延びる方向に真っ直ぐに配線されたボンディングワイヤ３７の長さＬ２より長く確保できる。
【００５７】
したがって、ＬＥＤ列３１での各ＬＥＤ３２の配設ピッチＰ１を短くできるにも拘らず、ボンディングワイヤ３７を隣り合ったＬＥＤ３２の異極の素子電極３３，３４にわたるワイヤボンディングを容易に行える。
【００５８】
これとともに、長さＬ１が長いボンディングワイヤ３７は変形し易い。そのため、発光モジュール１の発光とその停止に伴う封止部材４８の伸び縮みを原因として、ボンディングワイヤ３７の端部に与えられるストレスが軽減される。したがって、ボンディングワイヤ３７が、その端部において折れることが抑制される。言い換えれば、ボンディングワイヤ３７とＬＥＤ３２の素子電極３３，３４との接続の信頼性が高まり、発光モジュール１の耐久性を向上できる。
【００５９】
更に、前記構成のＣＯＢ型の発光モジュール１では、発光グループ２１〜２５と２６〜３０間の仮想上の中心線Ａに最も近いＬＥＤ列３１の両端と配線導体１１〜２０を接続する端部ボンディングワイヤ４１が、既述のように斜めに設けられている。このため、中心線Ａに最も近いＬＥＤ列３１に一端が接続された端部ボンディングワイヤ４１の他端は、配線導体１１〜２０の中心線Ａ側の端（図３中符号Ｅで示す）から比較的大きく隔たった部位にワイヤボンディングにより接続される。このため、配線導体１１〜２０の前記端Ｅの間際に端部ボンディングワイヤ４１が接続される場合に比較して、配線導体１１〜２０
【００６０】
に対する端部ボンディングワイヤ４１の接続の信頼性が高められる。
【００６１】
前記構成のＣＯＢ型の発光モジュール１は、その各発光グループ２１〜３０の夫々に、それらの端子部１１ａ〜２０ａ，１１ｂ〜２０ｂを通じて給電されることにより、これら発光グループ２１〜３０が有した各ＬＥＤ３２を一斉に発光させることができる。この発光により放射された青色系の光と、この光の一部で励起された封止部材４８内の蛍光体が発した黄色系の光とが混じって、白色系の光が形成されて、それが発光モジュール１から光の利用方向に出射される。
【００６２】
この場合、ＬＥＤ３２の発光層３２ｂからその裏側に放射された光は、ダイボンド材３５を通ることなく反射層６〜１０のいずれかに入射され、或いはダイボンド材３５を通って反射層６〜１０のいずれかに入射される。いずれにしても、こうして反射層６〜１０に入射された青色系の光は、反射層６〜１０のいずれかで光の利用方向に反射されるので、この点で光の取出し効率が良い。
【００６３】
又、前記構成の発光モジュール１において、各発光グループ２１〜３０の幅は同じであり、そのＬＥＤ列３１が有したＬＥＤ３２の数は同じである。そのため、各ＬＥＤ列３１に印加される電流値、したがって、夫々のＬＥＤ列３１が有した複数のＬＥＤ３２に対する順方向印加電圧を同じにできるので、各ＬＥＤ３２の発光強度のばらつきを抑制できる。
【００６４】
しかも、以上説明したように四角い領域を占めて配設される三種類の発光グループ２１〜３０をそれらのＬＥＤ列３１の並び方向の長さ(全長)が最長の発光グループ２３，２８を基準に、その両側に前記並び方向の長さ(全長)が短い発光グループ２２，２７、及び２８，２９が長さ順に配置されている。そのため、こうした三種類の発光グループ２１〜３０の組み合わせ形状を擬似的に略丸くできる。それに伴い、この発光モジュール１を光源としたスポットライトから被照射部に投影される配光パターンを擬似的に略丸くできる。
【００６５】
又、各ＬＥＤ３２はその発光に伴い発熱する。この熱の多くは、モジュール基板２に伝導されて、その金属板４から外部の図示しないヒートシンク等の放熱部材に放出される。この場合、モジュール基板２上の金属製の反射層６〜１０の夫々がヒートスプレッダとして機能して、これらの層の全体にわたり熱を拡散するので、ＬＥＤ３２の熱を速やかにモジュール基板２に伝導させてＬＥＤ３２の温度上昇を抑制できる。
【００６６】
前記構成の発光モジュール１では、個々の発光グループ２１〜３０において、それらが有した複数のＬＥＤ列３１は電気的に並列であるので、あるＬＥＤ列３１が発光できなくなっても、それ以外のＬＥＤ列３１は発光を継続する。そのため、あるＬＥＤ列３１が発光できなくなったことを原因として、個々の発光グループ２１〜３０全体の発光が止まることがない。
【００６７】
更に、前記構成の発光モジュール１は、前記中心線Ａを境に線対称に配置された合計十個の発光グループ２１〜３０を有しており、これら発光グループ２１〜３０に対する通電系統が夫々独立している。そのため、仮に、ある発光グループの発光ができなくなっても、それ以外の発光グループは発光を継続するので、発光モジュール１全体の発光が止まる
ことがない。
【００６８】
なお、本発明は、前記一実施形態には制約されず、例えばスポットライト以外にも適用可能であるとともに、本発明は、反射層６〜１０を省略して実施することも可能である。
【符号の説明】
【００６９】
１…発光モジュール、２…モジュール基板、１１〜２０…配線導体、２１〜３０…発光グループ、３１…ＬＥＤ列、３２…ＬＥＤ、３３，３４…素子電極、３７…ボンディングワイヤ、４１…端部ボンディングワイヤ、４８…封止部材、Ａ…中心線、Ｐ１…配設ピッチ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モジュール基板と；
このモジュール基板上に設けられた配線導体と；
平面視形状が長方形であって、この長方形の長手方向に並べられたアノード側及びカソード側の素子電極を有し、これら素子電極が並んだ方向と直交する方向に列をなすとともにこの列が延びる方向に前記素子電極の同極同士が隣り合うようにかつ前記長方形の短方向の長さよりも長い間隔で隣り合う側面間が並べられて前記モジュール基板上の固定された複数のチップ状ＬＥＤ、及び前記列が延びる方向に隣り合った前記ＬＥＤ間に斜めに設けられてこれらＬＥＤの異極の素子電極同士を接続して複数の前記ＬＥＤを接続したボンディングワイヤからなるＬＥＤ列と；
このＬＥＤ列の両端に位置されたＬＥＤと前記配線導体を接続した端部ボンディングワイヤと；
前記配線導体、複数のチョップ状ＬＥＤの各側面間、ＬＥＤ列、及び端部ボンディングワイヤを埋めて前記モジュール基板に被着された透光性の封止部材と；
を具備したことを特徴とする発光モジュール。
【請求項１】
モジュール基板と；
このモジュール基板上に設けられた配線導体と；
平面視形状が長方形であって、この長方形の長手方向に並べられたアノード側及びカソード側の素子電極を有し、これら素子電極が並んだ方向と直交する方向に列をなすとともにこの列が延びる方向に前記素子電極の同極同士が隣り合うようにかつ前記長方形の短方向の長さよりも長い間隔で隣り合う側面間が並べられて前記モジュール基板上の固定された複数のチップ状ＬＥＤ、及び前記列が延びる方向に隣り合った前記ＬＥＤ間に斜めに設けられてこれらＬＥＤの異極の素子電極同士を接続して複数の前記ＬＥＤを接続したボンディングワイヤからなるＬＥＤ列と；
このＬＥＤ列の両端に位置されたＬＥＤと前記配線導体を接続した端部ボンディングワイヤと；
前記配線導体、複数のチョップ状ＬＥＤの各側面間、ＬＥＤ列、及び端部ボンディングワイヤを埋めて前記モジュール基板に被着された透光性の封止部材と；
を具備したことを特徴とする発光モジュール。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−２５１７９６（Ｐ２０１０−２５１７９６Ａ）
【公開日】平成２２年１１月４日（２０１０．１１．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１５４０１１（Ｐ２０１０−１５４０１１）
【出願日】平成２２年７月６日（２０１０．７．６）
【分割の表示】特願２００９−４６７４１（Ｐ２００９−４６７４１）の分割
【原出願日】平成２１年２月２７日（２００９．２．２７）
【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２２年１１月４日（２０１０．１１．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月６日（２０１０．７．６）
【分割の表示】特願２００９−４６７４１（Ｐ２００９−４６７４１）の分割
【原出願日】平成２１年２月２７日（２００９．２．２７）
【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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