(57)【要約】【課題】堰止め部材と堰止め部材が密着する部材との間の隙間が生じにくい発光モジュールおよび照明装置を提供すること。【解決手段】実施形態に係る発光モジュールは、複数の青色ＬＥＤ及び複数の赤色ＬＥＤからなる発光素子群と、発光素子群が実装される基板１１０とを具備する。また、実施形態に係る発光モジュールは、基板１１０の発光素子群が実装された面に発光素子群と対向するように形成され、少なくとも１つの部分が、発光素子群が位置する方向に窪んだ形状である配線パターン１５１を具備する。また、実施形態に係る発光モジュールは、発光素子群を囲むように、配線パターン１５１の発光素子群が位置する方向に窪んだ形状の一部の部分１５１ａと、配線パターン１５１の発光素子群が位置する方向に窪んだ形状の部分１５１ａに対向する基板１１０の一部の部分１１０ｂとに、一部の部分１３０ａがまたがって形成された堰止め部材１３０を具備する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発光素子からなる発光素子群と；
前記発光素子群が実装される基板と；
前記基板の前記発光素子群が実装された面に前記発光素子群と対向するように形成され、少なくとも１つの部分が、前記発光素子群が位置する方向に窪んだ形状である配線パターンと；
前記発光素子群を囲むように、前記配線パターンの前記発光素子群が位置する方向に窪んだ形状の一部の部分と、前記配線パターンの前記発光素子群が位置する方向に窪んだ形状の部分に対向する前記基板の一部の部分とに、一部の部分がまたがって形成された堰止め部材と；
前記堰止め部材及び前記基板によって形成された凹部に設けられた前記複数の発光素子のそれぞれを封止するための封止部材と；
を具備することを特徴とする発光モジュール。
【請求項２】
前記基板は、セラミックスで形成されたことを特徴とする請求項１に記載の発光モジュール。
【請求項３】
前記基板は、ガラスコーティング剤が表面にコーティングされ、
前記堰止め部材は、前記配線パターンの一部の部分及び前記ガラス基材が表面にコーティングされた前記基板の一部の部分上に形成されたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の発光モジュール。
【請求項４】
前記配線パターンは、複数の部分が前記発光素子群が位置する方向に窪んだ形状であることを特徴とする請求項１〜３の何れか１つに記載の発光モジュール。
【請求項５】
請求項１から４の何れか１つに記載の発光モジュールと；
前記発光モジュールに供給する電力を制御する電力制御部と；
を具備することを特徴とする照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、発光モジュールおよび照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、照明装置として、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の省電力の発光素子を備えた発光モジュールを備える照明装置が用いられている。このような照明装置は、例えば、従来の白熱電球等と比較して、より少ない消費電力でより高い輝度または照度を得ることができる。
【０００３】
また、発光モジュールにおいて、基板上の複数の発光素子は、基板に形成された配線パターンに接続される。そして、発光モジュールにおいて、基板上の複数の発光素子を囲むように、配線パターン上に、堰止め部材が基板に形成される。そして、発光モジュールにおいて、堰止め部材と基板とによって形成された凹部に、蛍光体を含む樹脂が流し込まれて硬化することで、封止部が形成される。しかしながら、堰止め部材と、配線パターンとの間の密着性が低いため、堰止め部材と配線パターンとの間に隙間が生じる場合がある。この場合には、隙間からハロゲン系などの活性のガス成分が入り込んでしまい、発光素子や配線パターンが腐食されてしまう場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２００２／０５９９８２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、堰止め部材と堰止め部材が密着する部材との間の隙間が生じにくい発光モジュールおよび照明装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態の発光モジュールは、複数の発光素子からなる発光素子群と、発光素子群が実装される基板と、基板の発光素子群が実装された面に発光素子群と対向するように形成され、少なくとも１つの部分が、発光素子群が位置する方向に窪んだ形状である配線パターンと、発光素子群を囲むように、配線パターンの発光素子群が位置する方向に窪んだ形状の一部の部分と、配線パターンの発光素子群が位置する方向に窪んだ形状の部分に対向する基板の一部の部分とに、一部の部分がまたがって形成された堰止め部材と、堰止め部材及び基板によって形成された凹部に設けられた複数の発光素子のそれぞれを封止するための封止部材とを具備する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、堰止め部材と堰止め部材が密着する部材との間の隙間を生じにくくすることができるという効果が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、実施形態に係る発光モジュールを装着した照明装置の構成の一例を示す図である。
【図２】図２は、実施形態に係る発光モジュールの構成の一例を示す図である。
【図３】図３は、実施形態に係る発光モジュールの電気配線の一例を示す図である。
【図４】図４は、実施形態に係る発光モジュールが発する光を説明するための概念図である。
【図５】図５は、実施形態に係る発光モジュールの光量の温度変化の一例を示す概念図である。
【図６】図６は、比較例における発光モジュールの光量の温度変化の一例を示す概念図である。
【図７】図７は、色温度の温度変化と発光効率の関係をまとめた説明図である。
【図８】図８は、直線状の配線パターンと基板とをまたぐように、堰止め部材を設けた場合の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下で説明する実施形態に係る発光モジュールは、複数の発光素子である複数の青色ＬＥＤ及び複数の赤色ＬＥＤからなる発光素子群と、発光素子群が実装される基板とを具備する。また、以下で説明する実施形態に係る発光モジュールは、基板の発光素子群が実装された面に発光素子群と対向するように形成され、少なくとも１つの部分が、発光素子群が位置する方向に窪んだ形状である配線パターンを具備する。また、以下で説明する実施形態に係る発光モジュールは、発光素子群を囲むように、配線パターンの発光素子群が位置する方向に窪んだ形状の一部の部分と、配線パターンの発光素子群が位置する方向に窪んだ形状の部分に対向する基板の一部の部分とに、一部の部分がまたがって形成された堰止め部材を具備する。また、以下で説明する実施形態に係る発光モジュールは、堰止め部材及び基板によって形成された凹部に設けられた複数の発光素子のそれぞれを封止するための封止部材を具備する。これにより、堰止め部材と堰止め部材が密着する部材との間の隙間を生じにくくすることができる。
【００１０】
また、以下で説明する実施形態に係る発光モジュールにおいて、基板は、セラミックスで形成されている。
【００１１】
また、以下で説明する実施形態に係る発光モジュールにおいて、基板は、ガラスコーティング剤が表面にコーティングされ、堰止め部材は、配線パターンの一部の部分及びガラス基材が表面にコーティングされた基板の一部の部分上に形成されてもよい。
【００１２】
また、以下で説明する実施形態に係る発光モジュールにおいて、配線パターンは、複数の部分が発光素子群が位置する方向に窪んだ形状であってもよい。これにより、より多くの発光素子を基板に実装することが可能となる。
【００１３】
また、以下で説明する実施形態に係る照明装置は、上記した発光モジュールと、電力制御部である制御部と、を具備する。制御部は、発光モジュールに供給する電力を制御する。
【００１４】
以下、図面を参照して、実施形態に係る発光モジュールおよび照明装置について説明する。また、以下の実施形態で説明する発光モジュールおよび照明装置は、一例を示すに過ぎず、本発明を限定するものではない。
【００１５】
［照明装置の構成］
図１は、実施形態に係る発光モジュールを装着した照明装置の構成の一例を示す図である。図１に示すように、本実施形態に係る照明装置１は、発光モジュール１０と、本体１１と、口金部材１２と、アイレット部１３と、カバー１４と、制御部１５と、電気配線１６ａと、電気配線１６ｂとを有する。発光モジュール１０は、本体１１の上面１１ａに配置された基板１１０上に形成される。基板１１０は、低熱伝導率のセラミックス、例えば、アルミナや、窒化ケイ素や、酸化ケイ素や、アルミニウムなどにより形成される。
【００１６】
本体１１は、熱伝導性の高い金属、例えば、アルミニウム等により、横断面が略円の円柱状に形成される。また、本体１１の一端には口金部材１２取り付けられ、本体１１の他端にはカバー１４が取り付けられる。また、本体１１は、外周面が一端から他端に向かう方向に順次径が大きくなる略円錐状のテーパー面をなすように形成される。
【００１７】
また、本体１１は、外観がミニクリプトン電球におけるネック部のシルエットに近似する形状に形成される。なお、本体１１の外周面には、一端から他端に向かい放射状に突出する図示しない多数の放熱フィンが一体形成される。
【００１８】
口金部材１２は、例えば、エジソンタイプのＥ形口金である。また、口金部材１２は、ネジ山を備えた銅板製の筒状のシェルを有する。また、口金部材１２は、シェル下端の頂部に電気絶縁部を介して設けられた導電性のアイレット部１３を有する。シェルの開口部は、本体１１の一端の開口部と電気的に絶縁して固定される。
【００１９】
シェルおよびアイレット部１３には、制御部１５における図示しない回路基板の電力入力端子から導出された入力線が接続される。このような口金部材１２は、例えば、天井等に設けられたソケットに差し込まれることで、商用電源から供給される電力を制御部１５に供給する。
【００２０】
カバー１４は、例えば、乳白色のポリカーボネートにより形成される。また、カバー１４は、一端に開口を備えるミニクリプトン電球のシルエットに近似させた滑らかな曲面状に形成される。また、カバー１４は、発光モジュール１０の発光面を覆うように開口端部が本体１１に嵌め込まれて固定される。なお、カバー１４を本体１１に固定する方法は、接着、嵌合、螺合、係止等、何れの方法であってもよい。
【００２１】
制御部１５は、基板１１０上に設けられた発光モジュール１０に電力を供給し、発光モジュール１０の点灯および消灯を制御する。制御部１５は、外部と電気的に絶縁するように収納された制御回路を有する。制御部１５は、制御回路による制御により交流電圧を直流電圧に変換し、変換した直流電圧を基板１１０上の発光モジュール１０に印加する。また、制御部１５の制御回路の出力端子には、基板１１０上の発光モジュール１０に給電するための電気配線１６ａおよび１６ｂが接続される。
【００２２】
電気配線１６ａおよび１６ｂは、本体１１に形成された図示しない貫通孔および図示しないガイド溝を介して本体１１の他端の開口部に導出される。電気配線１６ａおよび１６ｂの先端部分は、絶縁被覆が剥離され、基板１１０上に配置された後述のコネクタ１６０に接続される。
【００２３】
このようにして、制御部１５は、シェルおよびアイレット部１３を介して入力された電力を、電気配線１６ａおよび１６ｂを介して基板１１０上の発光モジュール１０に供給する。そして、制御部１５は、発光モジュール１０に供給した電力を、電気配線１６ａおよび１６ｂを介して回収する。
【００２４】
［発光モジュールの構成］
図２は、実施形態に係る発光モジュールの構成の一例を示す図である。図２は、図１において、矢印Ａ方向から見た場合の発光モジュール１０の構成の一例を示す上面図である。図２に示すように、基板１１０の配置面１１０ａには、複数の青色ＬＥＤ１２１および複数の赤色ＬＥＤ１２２が配置されている。
【００２５】
それぞれの青色ＬＥＤ１２１は、青色系の光を発する発光素子である。また、それぞれの赤色ＬＥＤ１２２は、赤色系の光を発する発光素子である。
【００２６】
なお、図２において、複数の青色ＬＥＤ１２１のうち１個の青色ＬＥＤに参照符号「１２１」を付したが、同様の白色の四角形状の部材は青色ＬＥＤ１２１に該当する。また、図２において、複数の赤色ＬＥＤ１２２のうち１個の赤色ＬＥＤに参照符号「１２２」を付したが、同様の黒色の四角形状の部材は赤色ＬＥＤ１２２に該当する。
【００２７】
基板１１０の配置面１１０ａには、青色ＬＥＤ１２１および赤色ＬＥＤ１２２を囲むように、環状の堰止め部材１３０が配置される。堰止め部材１３０は、例えば、シリコーン樹脂を含む材料で形成される。堰止め部材１３０の内面と基板１１０の配置面１１０ａとで形成される凹部には蛍光体を含む、後述する樹脂１４０が充填されている。
【００２８】
樹脂１４０としては、例えば、エポキシ樹脂、ユリア樹脂、シリコーン樹脂などの拡散性の高い透明樹脂に蛍光体が添加された樹脂が用いられる。それぞれの青色ＬＥＤ１２１および赤色ＬＥＤ１２２は、このような蛍光体を含む後述する樹脂１４０により上部から全面的に被覆される。
【００２９】
また、樹脂１４０に添加される蛍光体は、青色ＬＥＤ１２１が発した青色系の光によって励起されて、青色ＬＥＤ１２１が発する光の色とは異なる色の光を放射する。本実施形態では、樹脂１４０に、青色ＬＥＤ１２１が発する青色系の光によって励起され、青色系の光に対し補色の関係にある黄色系の光を放射する黄色蛍光体が添加されている。
【００３０】
これにより、発光モジュール１０は、青色ＬＥＤ１２１が発した青色系の光と、黄色蛍光体が放射する黄色系の光とで、全体として白色光を放射することができる。なお、樹脂１４０には、黄色系の蛍光体の他に、青色ＬＥＤ１２１が発する光によって励起されて緑色系の光を発する緑色蛍光体が添加されていてもよい。
【００３１】
基板１１０の配置面１１０ａ上には、配線パターン１５１および配線パターン１５２が形成されている。配線パターン１５１および配線パターン１５２は、基板１１０上にプリントされた電気伝導体である。配線パターン１５１の一端および配線パターン１５２の一端は、基板１１０に設けられたコネクタ１６０に接続されている。
【００３２】
また、図２に示すように、配線パターン１５１の他端は、基板１１０の配置面１１０ａ上に、その形状が、配線パターン１５１の幅がどこの箇所でも略同一となり、かつ、複数の青色ＬＥＤ１２１および複数の赤色ＬＥＤ１２２の集合（発光素子群）の方向に複数の部分が窪んだ形状となるように形成されている。なお、配線パターン１５１の他端は、基板１１０の配置面１１０ａ上に、発光素子群の方向に、少なくとも１つの部分が窪んだ形状となるように形成されていればよい。
【００３３】
また、図２に示すように、配線パターン１５２の他端は、基板１１０の配置面１１０ａ上に、その形状が、配線パターン１５２の幅がどこの箇所でも略同一となり、かつ、発光素子群の方向に複数の部分が窪んだ形状となるように形成されている。なお、配線パターン１５２の他端は、基板１１０の配置面１１０ａ上に、発光素子群の方向に、少なくとも１つの部分が窪んだ形状となるように形成されていればよい。
【００３４】
図３は、実施形態に係る発光モジュールの電気配線の一例を示す図である。複数の青色ＬＥＤ１２１および複数の赤色ＬＥＤ１２２は、図３に示すように、基板１１０上の複数の領域１８ａ〜１８ｃ（図３の例では３つの領域）のそれぞれに配置されている。それぞれの領域１８ａ〜１８ｃ内において、複数の青色ＬＥＤ１２１および複数の赤色ＬＥＤ１２２は、ボンディングワイヤ１７２により直列に接続されている。
【００３５】
それぞれの領域１８ａ〜１８ｃにおいて、直列に接続された複数の青色ＬＥＤ１２１および複数の赤色ＬＥＤ１２２の一端は、ボンディングワイヤ１７１により、配線パターン１５１の他端に接続されている。また、直列に接続された複数の青色ＬＥＤ１２１および複数の赤色ＬＥＤ１２２の他端は、ボンディングワイヤ１７１により、配線パターン１５２の他端に接続されている。
【００３６】
また、それぞれの領域１８ａ〜１８ｃでは、図３に示すように、直列に接続されている複数の青色ＬＥＤ１２１および複数の赤色ＬＥＤ１２２が、配線パターン１５１の直線状の部分に沿って、所定数毎（図３の例では３個毎）に折り返されながら、配線パターン１５１から配線パターン１５２へ向かって、ミアンダ状に蛇行して配置されている。
【００３７】
それぞれの領域１８ａ〜ｃ内で直列に接続された複数の青色ＬＥＤ１２１および複数の赤色ＬＥＤ１２２には、コネクタ１６０を介して制御部１５から配線パターン１５１および配線パターン１５２に供給された電力が、それぞれ供給される。これにより、それぞれの領域１８ａ〜ｃ内で直列に接続された複数の青色ＬＥＤ１２１および複数の赤色ＬＥＤ１２２が光を発する。
【００３８】
図４は、実施形態に係る発光モジュールにおける配線パターンと堰止め部材との位置関係の一例を示す図である。また、図５は、図４の例におけるＡ−Ａ線断面図である。以下、配線パターン１５１を例に挙げて、配線パターン１５１の形状や配線パターン１５１と堰止め部材１３０との位置関係などを説明するが、配線パターン１５２の形状や配線パターン１５２と堰止め部材１３０との位置関係についても、配線パターン１５１の場合と同様であるので、その説明を省略する。
【００３９】
図４の例に示すように、配線パターン１５１の形状が、複数の青色ＬＥＤ１２１および複数の赤色ＬＥＤ１２２の集合（発光素子群）の方に窪んでいる。このため、図５の例に示すように、堰止め部材１３０の一部の部分１３０ａは、配線パターン１５１の発光素子群が位置する方向に窪んだ形状の少なくとも一部の部分１５１ａと、部分１５１ａに対向する基板１１０の一部の部分１１０ｂとに、またがって、部分１５１ａ及び部分１１０ｂ上に形成されている。ここで、堰止め部材１３０は、配線パターン１５１との密着性よりも、基板１１０との密着性のほうが高い。したがって、本実施形態に係る発光モジュール１０では、堰止め部材全体が配線パターン上に形成されるような従来の技術と比較して、配線パターン１５１と堰止め部材１３０とが密着している面積が少なくなる。すなわち、発光モジュール１０では、堰止め部材１３０との密着性が低い配線パターン１５１が、堰止め部材１３０と密着している面積が少なくなる。また、発光モジュール１０では、従来の技術と比較して、堰止め部材１３０と基板１１０とが密着している面積が大きくなる。すなわち、発光モジュール１０では、堰止め部材１３０との密着性が高い基板１１０が、堰止め部材１３０と密着している面積が大きくなる。よって、発光モジュール１０によれば、従来技術と比較して、堰止め部材１３０と堰止め部材１３０が密着する部材との密着性が高くなる。したがって、発光モジュール１０によれば、堰止め部材１３０と堰止め部材１３０が密着する部材との間の隙間が生じにくくなる。この結果、発光モジュール１０によれば、配線パターン１５１などの腐食を抑制することができる。さらに、発光モジュール１０によれば、配線パターン１５１が腐食されて配線パターン１５１の色が変化することによる発光モジュール１０からの光取り出し効率の悪化を抑制することができる。
【００４０】
ここで、基板１１０の配置面１１０ａの一部がガラスコーティング剤でコーティングされる場合もある。この場合には、図６の例に示すように、堰止め部材１３０の一部の部分１３０ａが、配線パターン１５１の発光素子群が位置する方向に窪んだ形状の少なくとも一部の部分１５１ａと、部分１５１ａに対向する基板１１０の一部の部分１１０ｂ上にコーティングされたガラスコーティング剤２００とに、またがって、部分１５１ａ及び部分１１０ｂ上にコーティングされたガラスコーティング剤２００上に形成される。ここで、堰止め部材１３０は、配線パターン１５１との密着性よりも、ガラスコーティング剤２００との密着性のほうが高い。したがって、本実施形態に係る発光モジュール１０では、堰止め部材全体が配線パターン上に形成されるような従来の技術と比較して、堰止め部材１３０との密着性が低い配線パターン１５１が、堰止め部材１３０と密着している面積が少なくなる。また、発光モジュール１０では、従来の技術と比較して、堰止め部材１３０とガラスコーティング剤とが密着している面積が大きくなる。すなわち、発光モジュール１０では、堰止め部材１３０との密着性が高いガラスコーティング剤２００が、堰止め部材１３０と密着している面積が大きくなる。よって、基板１１０の配置面１１０ａの一部がガラスコーティング剤でコーティングされた場合の発光モジュール１０によれば、従来技術と比較して、堰止め部材１３０と堰止め部材１３０が密着する部材との密着性が高くなる。したがって、基板１１０の配置面１１０ａの一部がガラスコーティング剤でコーティングされた場合の発光モジュール１０によれば、従来技術と比較して、堰止め部材１３０と堰止め部材１３０が密着する部材との間の隙間が生じにくくなる。この結果、配線パターン１５１などの腐食を抑制することができる。さらに、配線パターン１５１が腐食されて配線パターン１５１の色が変化することによる発光モジュール１０からの光取り出し効率の悪化を抑制することができる。
【００４１】
また、配線パターン１５１の形状は、図４の例に示した形状に限られず、少なくとも一部の部分が、発光素子群が位置する方向に窪んだ形状となっていればよい。例えば、配線パターン１５１の形状は、図７の例に示すように、発光素子群が位置する方向に窪んだ形状となっていればよい。なお、図７の例では、発光素子群が位置する方向に窪んだ形状は、三角形の形状である。
【００４２】
ここで、配線パターンの幅を細くすることによって、配線パターンと基板とをまたぐように堰止め部材を設けることも考えられる。しかしながら、配線パターンの幅を細くした場合には、電気抵抗が大きくなるため、発熱してしまうような事態も生じうる。一方、本実施形態に係る発光モジュール１０では、配線パターン１５１の幅がどこの箇所でも略同一となるような形状となっているため、発熱してしまうような事態の発生を抑制することができる。
【００４３】
また、図８の例に示すように、直線状の配線パターン２５１と基板３００とをまたぐように、堰止め部材２３０を設けることも考えられる。しかしながら、この場合には、配線パターン２５１が直線状であるため、基板３００の発光素子群が実装可能な面積が小さくなってしまう。一方、本実施形態に係る発光モジュール１０では、配線パターン１５１の形状が、配線パターン１５１の幅がどこの箇所でも略同一となり、かつ、発光素子群が位置する方向に窪んだ形状となっている。このため、発光モジュール１０では、図４や図７などの例に示すように、図８の例に示す場合と比較して、基板３００における発光素子群が実装可能な面積が大きい。それゆえ、発光モジュール１０によれば、より多くの発光素子を実装できるので、光量をより多くすることができる。
【００４４】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者には明らかである。また、そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【符号の説明】
【００４５】
１  照明装置
１０  発光モジュール
１１  本体
１１ａ  上面
１１０、１１０ｂ  基板
１１０ａ  配置面
１１ａ  上面
１２  口金部材
１２１  青色ＬＥＤ
１２２  赤色ＬＥＤ
１３  アイレット部
１３０、１３０ａ  堰止め部材
１４  カバー
１４０  樹脂
１４１  黄色蛍光体
１４２  赤色蛍光体
１５  制御部
１５１、１５１ａ  配線パターン
１５２  配線パターン
１６ａ  電気配線
１６ｂ  電気配線
１６０  コネクタ
１７１  ボンディングワイヤ
１７２  ボンディングワイヤ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2015049944.tif 000008
【図７】
2015049944.tif 000009
【図８】
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