JP2012222011A - Led発光モジュール及びそれを用いた照明装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】透光性を有する基板11と、基板11のLED発光素子の実装面における配線パターンに対して電気的に接続されたLED発光素子10と、基板11におけるLED発光素子の実装面において、LED発光素子10と離間するようにして配置された一対の電極部12とを含み、基板11は、LED発光素子の実装面の裏面に形成された第一の反射部13、およびLED発光素子の実装面において、LED発光素子10と基板11の間または電極部12と基板11の間に第二の反射部23が介在することを特徴とするLED発光モジュールを提供する。
【選択図】図3
Description
本発明に係るLED発光モジュールの一態様であるLED発光モジュールについて、図1を用いて説明する。
基板11は、絶縁性と光の透過性(透光性)とを兼ね備える矩形状の板材である。ただし、本発明で採用可能な基板としては矩形状に限らず、円形状など所望の用途に応じて適宜選択してよい。また、その材質は、例えば透明樹脂、アルミナのようなセラミック、及びガラスが挙げられる。この中でも、放熱性に優れているセラミックを用いることが好ましい。放熱性に優れているセラミックを用いると、LED発光素子から発せられる熱を効率よく逃がすことができ、LED発光モジュール及びLED照明装置の温度上昇および温度上昇による構成部材への熱ダメージを低減することができる。基板の厚みは、光が透過できる厚み、例えばセラミック基板では、0.2mm以上1.5mm以下であることが好ましい。このうち、基板の強度を確保する為には、0.5mm以上の厚みが好ましい。0.5mm未満の厚みでは、LED発光モジュールの作製工程で破損することが懸念される。一方、基板への不要な光の吸収を抑えるために、厚みが1.0mm以下であることが好ましい。厚みが1.0mmより大きい基板を用いると、不要なコストの増大が懸念される。本発明に好適に用いられる基板11の例には、アルミナの純度は96%、厚みは1.0mmとする。
LED発光素子10は、例えば、光透過性の基板上にGaN系化合物半導体層が形成された青色光を発する発光ダイオードである。LED発光素子は全方向、つまり側方、上方及び下方に向けて光を発する発光素子であり、例えば、側方に全光量の20%、上方に全光量の60%、下方に全光量の20%の光を発する。
電極部12とは、基板10に実装したLED発光素子に電気的接続を行うために、LED発光素子10と離間するようにして配置された一対の電極部のことである。
端子電極部17とは、複数のLED発光素子に電気的接続を行うために、基板11におけるLED発光素子10の実装面に設けた電極部のことである。端子電極部17は、電気的接続を施す必要があるという観点から、基板11におけるLED発光素子10の実装面において、LED発光素子と離間するように設けて、蛍光体含有樹脂で覆わないことが好ましい。
LED発光モジュール19を、図2に示すX−X´断面において切断した断面図をみると、図3に示すように、本発明に係るLED発光モジュール19は、LED発光素子10と蛍光体含有樹脂15と電極部12とワイヤー16とを含む。
第一の反射部13とは、LED発光素子10の実装面と対向する表面に形成される反射部のことをいう。本実施形態では、各LED発光素子10の実装面の裏面全体にそれぞれ設けている。
第二の反射部23とは、LED発光素子の実装面において、基板とLED発光素子の間、または基板と電極部の間に設けた反射部のことである。
本実施形態では、光の出射面側であるLED発光素子10の実装面側に隙間14が設けられている。隙間14とは、LED発光素子10の実装面側において、第二の反射部23が設けられていない、すなわち基板11がむき出しになった領域である。このように、光の出射面側であるLED発光素子10実装面側に隙間14を設けると、第一の反射部13で反射した光が隙間14を通過し照射方向へ進むことができる。
第一の反射部13及び第二の反射部23は、(A)反射材、(B)ガラスフリット、(C)溶剤、(D)バインダーを含む組成物から形成される。なお、反射部はこれら(A)〜(D)の部材を代表とする材料を混錬して基板の所望の位置に塗布または印刷した後、例えば150℃の温度で30分乾燥する。その後、約700℃で10分程度焼成することで容易に形成することができる。
反射材は、光を反射する白色部材を意味する。その形態は、粉末であってもよいし、粒子であってもよい。本発明で適正な反射材の例には、酸化チタンのルチル型の粒子、酸化チタンのアナターゼ型の粒子、アルミナ粒子、酸化亜鉛の粒子が挙げられる。例えば、酸化チタンのルチル型の粒子、粒径0.26μmのものが好適に汎用品として入手可能である。
ガラスフリットとは、ガラスを細かく粉砕したものであり、粉末である反射材同士、および反射材と基板とを結着させる役割を果たす。ガラスフリットは粉末であるが、反射部13を形成する過程においてガラスフリットが軟化する温度もしくはそれ以上まで焼成するため、反射材同士および反射材と基板の隙間を埋めることができる。本発明のガラスフリットとしては、特に限定されるものではないが、無着色であり光の吸収が少ないという理由から、酸化シリコンを主成分とする材料で構成されているものを使用することが好ましい。ガラスフリットのガラス粉末としては、SiO2−B2O3−R2O(但し、R2Oは、Li2O、Na2O、又は、K2Oである)などが汎用品として容易に入手可能である。
溶剤とは、いずれも粉末である反射材とガラスフリットをペースト状にするためのものである。溶剤は通常液状であるが、溶剤自身は焼成過程において燃焼してしまうため、反射部の特性に大きな影響はないものと考えられる。
バインダーとは、塗布または印刷して、一旦乾燥させた後に、ペーストの形状を維持するためのものである。本発明において、バインダーとしては、無機ペーストまたは有機ペーストを用いることができる。また、バインダーは、これらのペーストのどちらか一方のみで構成された組成物であってもよいし、少なくともどちらかひとつのペーストを含んでいる混合物であってもよい。なお、バインダー自身は焼成過程において燃焼してしまうため、反射部における反射効率などの特性に大きな影響はないものと考えられる。
各反射部13、23の厚みは、特に限定されるものではないが、LED発光素子10からの光を反射することができることを目的として、15μm以上100μm以下であることが好ましい。
当該形成方法の流れの一例を具体的に説明する。
11 基板
12 電極部
13 第一の反射部
14 LED発光素子実装面に設けられた隙間
15 蛍光体含有樹脂
16 ワイヤー
17 端子電極部
18 光の経路
19 LED発光モジュール
23 第二の反射部
33 第三の反射部
Claims (9)
- 光透過性を有する基板と、
前記基板の表面に形成された配線パターンに対して電気的に接続されたLED発光素子と、
前記基板におけるLED発光素子の実装面において、前記LED発光素子と離間するようにして配置された一対の電極部と、
を含み、
前記基板は、
前記LED発光素子の実装面と対向する表面に形成された第一の反射部、および
前記LED発光素子の実装面においてLED発光素子または電極部と基板の間に介在する第二の反射部、
を有する、ことを特徴とするLED発光モジュール。 - 前記第一および第二の反射部は、白色の添加材およびバインダーを含む、ことを特徴とする、請求項1に記載のLED発光モジュール。
- 前記白色の添加材が、酸化チタン、酸化亜鉛、アルミナよりなる群より選ばれた少なくともひとつの添加材を含む、ことを特徴とする請求項2に記載のLED発光モジュール。
- 前記バインダーが、無機ペーストまたは有機ペーストの少なくともひとつである、ことを特徴とする請求項2または3に記載のLED発光モジュール。
- 前記無機ペーストが、ガラスフリットである、ことを特徴とする請求項4に記載のLED発光モジュール。
- 前記基板が、アルミナ基板である、ことを特徴とする請求項1〜5のいずれかひとつに記載のLED発光モジュール。
- 前記配線パターンが、Ag、Ag−Pt、Ag−Pd、Mo−Mnよりなる群より選ばれた少なくともひとつにより形成されている、ことを特徴とする請求項1〜6のいずれかひとつに記載のLED発光モジュール。
- 前記配線パターンの表面に、金めっき層が形成されている、ことを特徴とする請求項1〜7のいずれかひとつに記載のLED発光モジュール。
- 請求項1〜8のいずれかひとつに記載のLED発光モジュールを光源として含むことを特徴とする照明装置。
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| JP2011083299A JP2012222011A (ja) | 2011-04-05 | 2011-04-05 | Led発光モジュール及びそれを用いた照明装置 |
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