发光模块及照明装置的制作方法

专利名称：发光模块及照明装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种发光模块及照明装置，特别是涉及一种并设着多个发光二极管 (light-emitting diode,LED)等发光元件的发光模块(module)、及组装着该发光模块的照
明装置。
背景技术：
通常，使用LED的发光模块是通过下述方式而制造在树脂基板的表面上整齐配 置着多个LED，以焊线(bonding wire)将邻接的LED彼此电性连接，并以透光性的硅氧树脂 (silicone resin)将这些多个LED密封在基板的表面。为了高效率地反射LED的光，基板 例如由混入着氧化钛的粉末的环氧树脂所形成，并使该基板的表面为白色。然而，在LED为蓝色发光二极管时，氧化钛容易因蓝色光而分解，从而使基板的表 面随时间劣化而变为粗糙的状态。如上所述，如果基板的表面变为粗糙的状态，则基板表面 对光的反射率下降，发光模块的发光效率随时间下降。与此相对，为了提高基板表面的反射率，提出有在安装着LED的基板的表面设置 金属制反射层的方法。此时，例如针对每个LED，将反射率相对较高的银制的多个反射层设 置在基板的表面。专利文献1 日本专利特开2008-277561号公报然而，如果LED的蓝色光入射到在多个反射层之间露出的基板表面上，则环氧树 脂的未结合分子产生光分解而气化。气化的有机成分通过密封着LED的透气性的硅氧树脂 而与银制的反射层反应。由此，反射层的表面变色成带有黑色。这种反应会持续到不放出 气体为止。即，即便在基板的表面上设置着金属制的反射层，如果未设置反射层的基板表面 露出的部位较大，则也存在反射层本身会随时间变黑而反射率下降的情况。由此可见，上述现有的发光模块在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟 待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道， 但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切结构能够解决上述问 题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新型的发光模块及照明装置， 实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。

发明内容
本发明的目的在于，克服现有的发光模块存在的缺陷，而提供一种新型的发光模 块及照明装置，所要解决的技术问题是使其提供一种可增加光输出并可长时间维持光输出 的发光模块及照明装置，非常适于实用。为达到上述发明目的，依据本发明提出的发光模块及照明装置，本发明的实施形 态的发光模块具有模块基板，至少在表面上具有绝缘层；反射层，设置在所述绝缘层上， 且光反射率比该绝缘层高；供电导体，在该反射层的附近设置在所述绝缘层上，且光反射率比该绝缘层高；发光元件，设置在所述反射层上；以及透光性的密封构件，掩埋所述反射 层、供电导体以及发光元件而设置在所述模块基板上；所述反射层及所述供电导体相对于 所述密封构件的密封面积的占有面积大于等于80%。本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本发明 发光模块及照明装置至少具有下列优点及有益效果根据本发明的发光模块及照明装置，可增加光输出并可长时间维持光输出。综上所述，本发明是有关于一种发光模块及照明装置，是一种可增加光输出并且 可长时间维持光输出的发光模块及照明装置。发光模块具有模块基板、反射层、供电导体、 多个发光元件、焊线以及密封构件。在模块基板的绝缘层表面上设置着反射层，且将供电导 体设置在反射层的附近。而且，在反射层上设置着多个发光元件。而且，以焊线将邻接的发 光元件彼此连接。此外，以具有透气性的透光性的密封构件来埋设着反射层、供电导体、各 发光元件以及各焊线。相对于密封构件的密封面积，反射层及供电导体、的占有面积大于等 于 80%。上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段， 而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够 更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。


图1是表示本发明的实施形态的LED灯的外观图。图2是图1的LED灯的截面图。图3是表示图1的LED灯中组装的第1实施形态的发光模块的平面图。图4是表示图3的发光模块的模块基板的平面图。图5是沿图3的线V-V来切断模块基板的主要部分的部分放大截面图。图6是表示本发明的第2实施形态的发光模块的平面图。图7是表示本发明的第3实施形态的发光模块的主要部分的平面图。图8是表示本发明的第4实施形态的发光模块的主要部分的平面图。1 发光模块5 模块基板5a:切口部6 底板7 绝缘层11 反射层Ila:延伸部12、13:供电导体14、15:供电端子14a、15a 绝缘包覆电线21、21B、21C、21D、21E 发光元件21a:元件电极22 芯片焊接材料23:焊线
24端部焊线
25框体
25a 密封用孔
26抗蚀层 28 密封构件
31 第1发光元件列 32、36 中间焊线 35 第2发光元件列 100 =LED 灯
102本体
103模块固定台 103a:模块固定台的表[ 104:罩安装凸部
105凹部
106通线孔 106a 槽部
107散热片
111绝缘构件 Illa 底壁
112绝缘凸部
114通孔
115灯口
116底座
117灯口本体
118孔式端子
121点灯装置
122电路基板
123电路零件
124连接构件
161照明罩
162遮蔽圈 A 基底层 B:中间层
C 表层部位 E、F、G、H:发光元件列 Hl 第1列要素 H2 第2列要素 V-V 线
具体实施例方式为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合 附图及较佳实施例，对依据本发明提出的发光模块及照明装置其具体实施方式
、结构、特征 及其功效，详细说明如后。有关本发明的前述及其他技术内容、特点及功效，在以下配合参考图式的较佳实 施例的详细说明中将可清楚的呈现。为了方便说明，在以下的实施例中，相同的元件以相同 的编号表示。以下，一边参照附图，一边对本发明的实施形态加以详细说明。图1中，表示LED灯(lamp) 100的外观图来作为组装着本发明的实施形态的发光 模块的照明装置的一例。另外，图2中表示沿着轴线而将图1的LED灯100切断后所得的 截面图。LED灯100具备本体102、绝缘构件111、灯口 115、点灯装置121、发光模块1、以及 照明罩(cover) 161。该LED灯100例如是在安装于顶棚上的未图示的插座(socket)中拧 接着灯口 115，并以照明罩161朝下的姿势而安装着。即，图1、图2中，以与安装状态上下 颠倒的状态而图示着LED灯100。本体102由导热率相对较高的铝所形成。如图2所示，在本体102的图示上端设 置着用以安装发光模块1的模块固定台103。另外，在该模块固定台103的周围，从本体上 端一体地突设着圆环状的罩安装凸部104。另外，在本体102的图示下端侧设置着朝图示上方凹陷的凹部105。此外，在本体 102的内部形成着在该本体的轴方向上延伸的通线孔106。通线孔106的图示上端在本体 102的上端面开口，通线孔106的图示下端在凹部105的底面开口。另外，设置着槽部106a， 该槽部106a形成为连接于通线孔106的上端，且沿着模块固定台103的背面而横向弯折。此外，本体102的外周上一体地具有多个散热片(radiating fin) 107。如图1所 示，这些多个散热片107以朝向本体102的上端向外侧扩展的方式弯曲而延伸设置着。设 置这些多个散热片107是为了使从发光模块1产生的热朝LED灯100的外部散热。如图2中截面所示，绝缘构件111形成为有底圆筒状。另外，绝缘构件111 一体地 具有圆环状的绝缘凸部112，该绝缘凸部112是在该绝缘构件111的高度方向中间部从该绝 缘构件111的外周面突设。而且，该绝缘构件111是以使该绝缘构件111的底壁Illa与凹 部105的底面接触，并且使绝缘凸部112扣合于凹部105的开口的边缘的方式，收容配置在 凹部105内。S卩，绝缘构件111的外表面紧密接触于凹部105的内表面。比绝缘构件111的绝缘凸部112更靠图示下侧的部分是向比本体102的图示下端 更靠图示下侧处突出。换言之，仅有比绝缘构件111的绝缘凸部112更朝图示上方的部分 插入到本体102的凹部105内。另外，在绝缘构件111的底壁Illa上设置着用以使所述通 线孔6的图示下端与绝缘构件111的内部连通的通孔114。如图2所示，灯口 115具有在由绝缘材料形成的大致圆板状的底座(base) 116上 安装着灯口本体117及孔式端子(eyelet terminal) 118的构造。本实施形态的灯口 115 是E26型的灯口。灯口 115是以用底座116堵塞绝缘构件111的开口的方式，包覆绝缘构 件111的所述下侧部分而安装。在灯口本休117上形成着拧接于未图示的电源侧的插座的螺旋槽。如图2所示，点灯装置121收容配置在绝缘构件111的内侧。点灯装置121是在 电路基板122上安装着变压器(transformer)、电容器(condenser)、晶体管(transistor) 等电路零件123而形成。该点灯装置121电性连接于灯口 115。图2中例示着用以将该点 灯装置121电性连接于该灯口 115的连接构件124。该连接构件124将孔式端子118与电 路基板122电性连接。另外，点灯装置121经由通过通线孔106(槽部106a)的未图示的绝缘包覆电线， 而电性连接于后述的发光模块1。而且，点灯装置121经由灯口 115而对发光模块1供应直 流电。如图1所示，照明罩161形成为大致半球形状。照明罩161由透光性的合成树脂 所形成。如图2所示，该照明罩161是以覆盖发光模块1的发光侧的方式，嵌合安装在从本 体102的上端突设的罩安装凸部104上。即，从发光模块1发出的光经由该照明罩161而 作为照明光以供使用。本体102侧的罩安装凸部104在沿着该罩安装凸部104的圆周方向的多个部位上 具有未图示的L字状的安装槽。另一方面，在照明罩161的嵌合部外周上的与罩安装凸部 104的多个安装槽对应的位置上，分别设置着未图示的多个卡止凸部。即，照明罩161是通 过将该照明罩161的卡止凸部卡在罩安装凸部104的各安装槽中而安装在本体102上。另 外，如图1及图2所示，在照明罩161的边缘部设置着用以遮盖所述安装槽与卡止凸部的遮 蔽圈(ring) 162。以下，参照图3至图5，对本发明的第1实施形态的发光模块1加以详细说明。图 3中表示从光的出射侧(以下称作表面侧)观察发光模块1的平面图，图4中表示该发光模 块1的模块基板5的平面图，图5中表示沿图3的线V-V来切断发光模块1的主要部分的 部分放大截面图。该发光模块1具有板上芯片(chip on board, COB)型的构造。本实施形态的发光模块1具有模块基板5(图4)，在表面上具有金属制的反射层 11、正极侧的供电导体12、以及负极侧的供电导体13;多个(本实施形态中为12个)发光 元件21，整齐配置在反射层11的表面上；焊线23，用以将这些多个发光元件21于每列串联 连接；端部焊线24，用以对各列的多个发光元件21供电；框构件25，包围密封区域；以及密 封构件28，填充在该框构件25的密封用孔25a中。如图4所示，模块基板5形成为例如大致四边形。为了提高各发光元件21的散热 性，该模块基板5优选例如具有金属基底基板。如图5所示，本实施形态的模块基板5具有 在金属制的底板6的表面上层叠着比该底板6薄的绝缘层7的构造。底板6由例如铝所形成。绝缘层7由作为电绝缘性的有机材料的合成树脂例如环 氧树脂(印oxy resin)所形成，且例如混合着50重量百分比(wt% )的填料(filler)。该 绝缘层包含LED的光入射后产生光分解而气化的分解成分。另外，本实施形态中，为了抑制后述的因光分解所引起的气化，将绝缘层7的厚度 设定为50 μ m 200 μ m,例如设定为120 μ m。如果将绝缘层7的厚度设为小于等于100 μ m， 例如设为80 μ m，则在可减少气化的分解成分的绝对量，而防止后述的反射层11的带有黑 色的问题方面更佳。另外，该绝缘层7的全光线反射率小于等于50%，例如为35.9%。绝 缘层7形成模块基板5的安装面。
如图5所示，该模块基板5紧密固定在所述模块固定台103的表面103a上。因此， 模块基板5具有用以安装在模块固定台103上的4个切口部5a。S卩，模块基板5是通过使 未图示的4根螺丝贯通4个切口部5a而拧接在模块固定台103的未图示的螺丝孔中，而紧 密安装在本体102上。模块固定台103为金属制，且以所述方式紧密固定在本体102的上表面上。因此， 如果使发光模块1的多个发光元件21点灯而使得发光模块1发热，则该热会经由模块固定 台103而传递到本体102。反射层11及供电导体12、13均是在模块基板5的绝缘层7的表面上形成图案。如 图4所示，反射层11占据绝缘层7的中央部而设置成四边形，供电导体12、13是在反射层 11的附近，例如以夹持反射层11的方式分别配设在反射层11的长度方向两侧。换言之，在 反射层11与该反射层11两侧的供电导体12、13之间，分别形成着绝缘层7的表面已露出 的细长的间隙(gap)。如上所述，在反射层11为单个时，供电导体12、13是以夹持该反射层11的方式设 置在其两侧。另外，在反射层11为多个时，供电导体12、13是以夹持这些反射层群的方式 设置在其两侧。这些反射层11或供电导体12、13优选具有比绝缘层7高的反射率的金属 制的表层部位。此时，可使供电导体12、13与反射层11同时形成，并且也可利用该供电导 体12、13来与反射层11同样地反射光，因此确保了金属制的反射部位(即反射层11及供 电导体12、13)相对于密封构件28的密封面积的占有面积更大，可进一步提高后述的光束 维持率。另外，两个供电端子14、15也在绝缘层7的表面上形成图案。一供电端子14经由 未图示的导电构件而连接于正极侧的供电导体12，另一供电端子15经由未图示的导电构 件而连接于负极侧的供电导体13。而且，供电端子14、15经由未图示的绝缘包覆电线而与 点灯装置121的电路基板122连接。S卩，将发光模块1与点灯装置121连接的未图示的绝缘包覆电线是从发光模块1 的供电端子14、15开始延伸，经由槽部106a并通过通线孔106，而连接于点灯装置121的电 路基板122。另外，这些反射层11，供电导体12、13以及供电端子14、15是同时形成。设置在绝缘层7的表面上的反射层11、供电导体12、13以及供电端子14、15均形 成为基底层A、中间层B、表层C的三层构造。基底层A为Cu制，其是电镀在模块基板5的 绝缘层7上之后通过蚀刻而设置的。中间层B为M制，其是电镀在基底层A的表面上。表 层C为Ag制，其以无电解电镀在中间层B的表面上。表层C由Ag所形成，因此反射层11 及供电导体12、13的光反射率比绝缘层7的光反射率高，例如该反射层11及供电导体12、 13的全光线反射率为90. 0%左右。多个发光元件21整齐配置在反射层11的表面上。本实施形态的发光元件21 是LED(发光二极管)的裸芯片(bare chip)。该裸芯片例如是利用小块切割机(dicing cutter)，对在蓝宝石(sapphire)等半导体基板上形成着氮化物是化合物半导体(例如氮 化镓是化合物半导体)的半导体晶片(wafer)进行切割而形成为大致长方体。另外，如图3所示，该裸芯片是在上表面具有两个元件电极21a的单面电极型的芯 片。以所述方式形成的发光元件21的各元件电极21a的大小为纵0.5mm、横0.25mm。例如 为了使发光部发出白色系的光，各发光元件21使用包含发出蓝色光的LED的发光元件21。
如图5所示，为了可在各发光元件21的正下方进行反射，各发光元件21优选使用 透光性的芯片焊接材料22，将各发光元件21的半导体基板的背面粘接固定在反射层11的 表层C上。如图3所示，这些发光元件21纵横整齐地安装在模块基板5上。由以在反射层 11的长度方向上延伸的方式排列的多个发光元件21形成着第1 第3发光元件列。在各发光元件列中，以由Au制细线所形成的焊线23，将在该列延伸的方向上相互 邻接的两个发光元件21的异极的元件电极彼此连接、即，将一发光元件21的正极侧的元件 电极21a与另一发光元件21的负极侧的元件电极21a连接。由此，将各发光元件列所具有 的多个(4个)发光元件21电性串联连接。因此，这些一列的发光元件21会在通电状态下 一起发光。用以将各列两端的发光元件21与供电导体12、13连接的端部焊线24也为Au制 的金属细线，因此难以传导热。因此，各列两端的发光元件21的热难以沿着端部焊线24而 向供电导体12、13移动(逃逸)。由此，可使反射层11的各部分的温度分布均勻，从而可抑 制搭载在反射层11上的多个发光元件21的温度差。另外，如上所述，各列发光元件21分别经由端部焊线24而与供电导体12、13并联 连接。因此，即便第1 第3发光元件列中的任一列发光元件21有时因焊接不良等而无法 发光也不会导致发光模块1整体无法发光。框构件25是例如将合成树脂形成为矩形框状的构件，且粘接固定在模块基板5的 表面上。该框构件25具有包围所有发光元件21的大小的矩形的密封用孔25a。该密封用 孔25a包围反射层11的整体及供电导体12、13的一部分。即，该密封用孔25a对后述的填 充着密封材料的密封区域的大小加以规定。更详细而言，如图3所示，密封用孔25a具有包围所有发光元件21、所有焊线23以 及所有端部焊线24的大小，如图5所示，将框构件25的厚度即密封用孔25a的深度设定为 可利用密封构件28来埋设这些所有构成要素21、23、24的值。另外，填充着密封材料的密 封区域的大小相当于密封用孔25a的开口面积(以下将该面积称作密封面积)。本实施形态中，由于后述的理由，而将密封面积中的、反射层11及供电导体12、13 的占有面积设定为大于等于80%。换言之，本实施形态中，将未设置着反射层11或供电导 体12、13的、绝缘层7露出的部位的面积抑制为未达20%。如图3所示，在图中上下夹持反射层11的位置上，分别设置着覆盖模块基板5的 表面的抗蚀层(resist layer) 26,260这些抗蚀层26分别具有用以使例如所述供电端子 14、15等露出至外部的孔。将密封构件28填充至密封用孔25a中，而掩埋反射层11、供电导体12、13、多个发 光元件21、多根焊线23以及多根端部焊线24。该密封构件28是由具有透气性的透光性合 成树脂例如透明硅氧树脂制成。另外，密封构件28是在未固化的状态下向密封用孔25a中 注入规定量，然后进行加热固化。在密封构件28中混合着适量的未图示的荧光体。该荧光体受发光元件21所发出 的光激发，而放射出与发光元件21所发出的光的颜色不同颜色的光。在发光元件21发出 蓝色光的本实施形态中，为了可出射白色光，荧光体使用放射出与蓝色光存在补色的关系 的黄色系的光的黄色荧光体。如上所述，混合着荧光体的密封构件28中，因为该荧光体发 光，所以填埋着密封用孔25a的密封构件28整体作为发光模块1的发光部来发挥作用。
如果将所述构造的发光模块1组装在LED灯100中，并经由点灯装置121而通电， 则由密封构件28所覆盖的多个发光元件21 —起进行蓝色发光，密封构件28中所混入的黄 色荧光体受到激发而进行黄色发光。即，密封构件28作为出射蓝色光与黄色光混合而成的 白色光的面状光源来发挥作用。此时，反射层11作为扩散多个发光元件21所发出的热的散热片(heatspreader) 来发挥作用，并且作为将各发光元件21所放射的光中朝向模块基板5的光加以反射的反射 镜来发挥作用。另外，密封区域内的供电导体12、13也与反射层11同样地作为散热片来发 挥作用，并且也作为反射镜来发挥作用。S卩，来自各发光元件21的热经由反射层11、模块基板5、模块固定台103、本体102 的上表面以及散热片107，而向LED灯100的外部散热。另外，由反射层11反射的光、及由 密封构件28扩散后由供电导体12、13反射的光是与从密封构件28直接放出的主要的光一 起经由照明罩161，而作为照明光以供使用。如上所述，根据本实施形态，因为在密封构件28的密封区域的大致整个区域上设 置着反射层11或供电导体12、13，所以可高效率地对来自多个发光元件21的热进行散热， 并且可使作为面状光源的亮度充分亮。换言之，可通过使反射层11或供电导体12、13相对 于密封面积的占有面积变大来提高这种散热效果或作为光源的亮度。此处，对反射层11及供电导体12、13相对于密封构件28的密封面积的占有面积 的较佳比例进行考察。另外，以下的说明中，将反射层11及供电导体12、13统称为反射层 11、12、13。本案发明者等人为了调查相对于密封面积的占有面积的较佳比例，对反射层11、 12,13的占有面积与除此以外的绝缘层7表面露出的部位的面积的比例作出各种改变， 来实施LED灯100的点灯试验。而且，调查各面积比例下的光束维持率与相对光通量 (relative luminous flux)。将结果示于下表 1 中。关于点灯试验的条件，将发光元件21设为蓝色发光LED，将绝缘层7的全光线反射 率设为35.9%，将具有Ag制的表层部位C的反射层11、12、13的全光线反射率设为90.0%， 使用混合着黄色荧光体的透明硅氧树脂作为密封构件28。另外，表1中，将反射层11、12、 13的占有面积设为镀银面积，将在密封面积中未由反射层11、12、13覆盖的绝缘层7的露出 部位的面积设为绝缘层面积。另外，表1的光束维持率表示使面积比例作出各种改变的LED灯100在比通常的 使用状态更高的负载的状态下点灯1000小时的加速评估的值，换算为通常的使用状态，是 相当于点灯约40000小时的情况下的值。所谓光束维持率，是指发光模块1发光1000小时 后的光通量相对于发光模块1第一次发光时(初期发光时)的光通量的比率。另外，所谓 相对光通量是表示如下的比，即，假定在100%的密封面积上设置着反射层11、12、13的情 况，面积比例作出各种改变的各情况下的初期发光时的光通量相对于所述假定情况下的初 期发光时的光通量的比。[表1] 根据表1可知，在将密封面积中的反射层11、12、13的占有面积设为80%时，点灯 1000小时后的光束维持率为79. 3 %。另外，如果使反射层11、12、13的占有面积多于80 %， 则光束维持率也缓慢增加。换言之，如果反射层相对于密封构件的密封面积的占有面积大 于等于80 %，则该占有面积的数值越高则可获得越高的光束维持率，就该方面而言优选大 于等于80%。即，根据该点灯试验的结果可知，通过将反射层11、12、13的占有面积设为大 于等于密封面积的80%，即便使LED灯100在通常的使用状态下点灯约40000小时后，也可 维持初期发光时的光通量的大致80%的光通量。与此相对，可知在反射层11、12、13相对于密封面积的占有面积未达80%时(即， 在绝缘层7的露出面积超过20%时)，随着反射层11、12、13的占有面积变小，点灯40000 小时后的光束维持率变低。即，可知如果将反射层11、12、13的占有面积设为未达80%，则 在点灯40000小时后无法维持80%的光通量。另一方面，发光模块1的制造厂商所推荐的寿命(厂家标定寿命)通常是以是否 可维持初期发光时的光通量的约80%的光通量的方式来规定的。而且，通常将厂家标定寿 命设为约40000小时。即，可知如本实施形态的发光模块1般，通过将密封面积中的反射层 11、12、13的占有面积设为大于等于80%，可满足厂家标定寿命(约40000小时)。另外，如上所述，在将反射层11、12、13相对于密封面积的占有面积设为大于等于 80%时，根据表1可知，相对光通量大于等于90%。该相对光通量成为表示光的出射效率 (光输出)的标准。如果相对光通量大于等于90%，则在LED灯100的使用上不存在问题。 即，如果反射层11、12、13相对于密封构件28的密封面积的占有面积大于等于80 %，则可使 相对光通量为90%，因此作为发光模块1的光输出足够高，从而可提供高品质的发光模块 1。另外，必需将密封构件28对于密封用孔25a的填充量调整为作为发光模块1的发 光色中不会产生不均的适当的值。例如，在密封用孔25a的开口面积即密封面积大于等于 100cm2、且密封用孔25a的深度大于等于0. 5mm时，密封构件28的填充量优选为大于等于 密封用孔25a的容积的80%且小于等于密封用孔25a的容积的120%。由此，可抑制密封构件28的表面形成为从该密封构件28的周部朝向中央部大幅 度凹陷，且可抑制密封构件28的表面形成为从该密封构件28的周部朝向中央部大幅度凸 起，可使密封构件28的中央部与周部的高度差没有大的差异、换言之，密封构件28的各部 分的厚度没有大的差异。
即，将密封构件28的填充量调整为适当的值，由此，如在密封构件28的中央部比 周部薄且该部位的荧光体量比周部少时，可使中央部以更接近于发光元件21的发光色(蓝 色)的颜色而发光受到抑制，而如在密封构件28的中央部比周部厚且该部位的荧光体量比 周部多时，可使中央部以更接近于荧光体的发光色(黄色)的颜色而发光受到抑制。其结 果可使作为面状光源来发挥功能的密封构件28的发光色中难以产生不均。如上所述，根据本实施形态，在一个反射层11上搭载着多个发光元件21，且将反 射层11、12、13相对于密封构件28的密封面积的占有面积设为大于等于80%。因此，与将 发光元件逐一搭载在与该发光元件相同数量的反射层上的构成相比，可使在密封面积中未 由反射层11、12、13覆盖而在密封构件28上露出的绝缘层7的面积未达20%，从而可通过 具有Ag制的表层部位C的反射层11、12、13来使光高效率地朝该光的利用方向反射。另外，根据本实施形态，因为绝缘层7在密封构件28上露出的面积小，所以可使光 射入到绝缘层7的部位的面积变小。由此，绝缘层7因光而产生分解并气化的量变少，从而 使得放出到透气性的密封构件28内的有机物成分变少。因此，可使气化而放出的有机物与 反射层11、12、13的Ag制的表层部位C发生反应而变色为带有黑色的不良情况受到抑制， 从而可抑制因所述带有黑色所导致的发光模块1的反射效率下降。S卩，根据本实施形态，通过使反射层11、12、13的占有面积增大，可改善反射层本 身的反射效率，而且通过抑制反射层11、12、13变黑，可长期维持该经改善的所期望的光输
出ο此外，根据本实施形态，因为反射层11、12、13占据密封面积中的80 %，所以绝缘 层7在密封构件28上露出的部位所反射的光的量并不会对发光模块1整体的光输出造成 大影响。因此，绝缘层7的颜色例如可为暗黑系，这样可提高绝缘层7的选择的自由度，从 而可使绝缘层7变得便宜。以下，参照图6对本发明的第2实施形态的发光模块1加以说明。除以下说明的 事项以外，包括图6中未表示的构成在内，第2实施形态与第1实施形态相同。因此，对与 第1实施形态相同的构成附上与第1实施形态相同的符号而省略说明。本实施形态中，框构件25的矩形的密封用孔25a也是规定密封构件28的密封区 域。即，密封构件28对处于密封区域内的反射层11、供电导体12、13的一部分、多个发光元 件21、焊线23以及端部焊线24进行密封。另外，本实施形态中，也将反射层11及供电导体12、13相对于密封面积的占有面 积设计为大于等于80%。设置在反射层11的表面上的多个发光元件21分为第1发光元件列31与第2发光 元件列35。第1发光元件列31是以焊线23将搭载在模块基板5上的发光元件21的总数 的一半数量的发光元件21串联连接而形成。同样，第2发光元件列35也是以焊线23将搭 载在模块基板5上的发光元件21的总数的剩余一半数量的发光元件21串联连接而形成。第1及第2发光元件列31、35各自不呈直线状延伸，而是均以在多处折返的方式 形成蜿蜒状而设置。如上所述，各发光元件列31、35中所包含的多个发光元件21均不必笔 直排列，只要电性串联连接即可。配置在第1发光元件列31的一端的发光元件(图6中为了容易辨别而以符号21B 表示)是经由端部焊线24而连接于正极侧的供电导体12。同样，配置在第2发光元件列35的一端的发光元件(图6中为了容易辨别而以符号21C表示)是经由端部焊线24而连 接于负极侧的供电导体13。另外，配置在第1发光元件列31的另一端的发光元件(图6中为了容易辨别而以 符号21D表示)是以中间焊线32而连接于反射层11。即，将中间焊线32的一端连接于发 光元件21D的正极侧的元件电极，并且将中间焊线32的另一端在发光元件21D的附近连接 于反射层11。同样，配置在第2发光元件列35的另一端的发光元件(图6中为了容易辨别而以 符号21E表示)是以中间焊线36而连接于反射层11。即，将中间焊线36的一端连接于发 光元件21E的负极侧的元件电极，并且将中间焊线36的另一端在发光元件21E的附近连接 于反射层11。因此，第1发光元件列31与第2发光元件列35经由对反射层11施加电位的中间 焊线32、36与反射层11而串联连接。即，在本实施形态的发光模块1发光时，对反射层11 施加电位而可防止因反射层11而导致产生噪声(noise)。S卩，在未对金属制的反射层11施加电位时，该反射层11会受外部的高频噪声的影 响，并随之有时因反射层11的天线效应(antenna effect)而使得反射层11成为噪声放射 源。由此，有时在对各发光元件21施加的电流中叠加着噪声，但如上所述，可通过固定反射 层11的电位来防止这种不良情况。另外，第2实施形态中，将正极侧的供电导体12与供电端子14 一体地形成，并且 也将负极侧的供电导体13与供电端子15 —体地形成。而且，将点灯装置121经由绝缘包 覆电线14a、15a而连接于这些两个供电端子14、15。本实施形态的发光模块1基本上可发挥与所述第1实施形态的发光模块1相同的 效果。此外，本实施形态的发光模块1具有以下的优点。S卩，如本实施形态所述，在将所有发光元件21串联连接时，正极侧的供电导体12 与负极侧的供电导体13之间的电位差(极间电位差)成为在使用的发光元件21的总数上 乘以用以使一个发光元件21发光的芯片电压而得的值。另外，本实施形态的发光模块1中， 如图6所示，第1及第2发光元件列31、35分别具有32个发光元件21。因此，例如在对一 个发光元件21施加的芯片电压为约3. 2V时，对第1发光元件列31施加约100V的电压，对 第2发光元件列35也施加约100V的电压。此时，对反射层11施加极间电位差的正中间的 电位。S卩，此时，点灯装置121对发光模块1施加的极间电位差为200V，但并不限于此，该 电位差并非发光元件列的最大电位差。如上所述，对反射层11施加极间电位差的约50%的 电压，而可将第1发光元件列31的最大电位差及第2发光元件列35的最大电位差降低为 极间电位差的1/2。如上所述，本实施形态中，可使第1发光元件列31与第2发光元件列35的最大电 位差，小于根据串联连接的发光元件21的个数而规定的极间电位差，从而可将对各发光元 件21的元件电极与具有Ag制的表层部位的反射层11之间施加的电压降低。由此，可抑制 因Ag离子的产生所引起的迁移(migration)，从而可抑制发光元件21的元件电极与反射层 11之间的绝缘破坏。另外，本实施形态中，将第1及第2发光元件列31、35所包含的发光元件21的数
13量设为大致相同的数量，但也可使各发光元件列31、35所包含的发光元件21的数量不同。 另外，本实施形态中，仅设置着一组经由中间焊线32、36以及反射层11而电性串联连接的 发光元件列31、35，也可将多组这样的发光元件列群设置在单个反射层11上。此时，也可将 这些发光元件列群以成为电性并列的关系的方式而连接于正极侧的供电导体14与负极侧 的供电导体15。此外，本实施形态中，对将两个发光元件列31、35经由反射层11而串联连 接的情况进行了说明，但也可将三个以上的发光元件列串联连接。其次，参照图7来对本发明的第3实施形态的发光模块1加以说明。除以下说明 的事项以外，包括图7中未表示的构成在内，与所述的第1实施形态相同。因此，对与第1 实施形态相同的构成附上与第1实施形态相同的符号而省略说明。本实施形态的发光模块1具有多个发光元件列E H。本实施形态具有适合于将 各发光元件列E H中所包含的发光元件21的数量增多的构造。由于各发光元件列具有 相同的构造，所以此处代表性地对图中右端的发光元件列H加以说明。发光元件列H具有第1列要素H1，包含在图中上下分别隔开规定间隔而搭载在 反射层11上的8个发光元件21 ；第2列要素H2，包含同样隔开规定间隔而搭载在反射层11 上的8个发光元件21 ；以及多根焊线23，将这些第1及第2列要素H1、H2的发光元件21交 替地电性串联连接。第1列要素Hl与第2列要素H2处于相互平行的关系。短的焊线23是将图7中左右排列的第1列要素Hl的发光元件21的正极侧的元 件电极21a、与第2列要素H2的发光元件21的负极侧的元件电极21a连接。另外，倾斜延 伸的焊线23是将第2列要素H2的发光元件21的负极侧的元件电极21a、与位于偏向斜下 方的位置的第1列要素Hl的发光元件21的正极侧的元件电极21a连接。而且，第1列要素Hl的图中上端的发光元件21的负极侧的元件电极21a经由端 部焊线24而连接于正极侧的供电导体12，第2列要素H2的图中下端的发光元件21的正极 侧的元件电极21a经由端部焊线24而连接于负极侧的供电导体13。本实施形态的发光模块1也可发挥与所述第1实施形态的发光模块相同的效果。 此外，根据本实施形态，可使反射层11以及供电导体12、13相对于密封构件28的密封面积 的占有面积大于等于80 %，例如可为约94%。另外，本实施形态中，也与所述的第2实施形态同样地，可使64个发光元件21整 齐地搭载在反射层11上，从而可说为适合于具有多个发光元件21的构造。此外，根据本实 施形态，可抑制反射层11在图7中上下变长，而且可增加发光模块1发出的光通量。其次，参照图8来对本发明的第4实施形态的发光模块1加以说明。另外，除以下 说明的事项以外，包括图8所表示的构成在内，与所述第1实施形态的发光模块1相同。因 此，对与第1实施形态相同的构成附上与第1实施形态相同的符号而省略说明。本实施形态的发光模块1具有在模块基板5上并设着多个反射层11的构造。具 体而言，在模块基板5上，在图中上下以规定间隔排列的8个反射层11的列在图中左右接 近地排列成两列而设置。这些两列反射层群包含总共为16个的反射层11，在各反射层11 之间存在模块基板5的绝缘层7露出的部位(间隙)。在各反射层11上分别搭载着图8中左右以等间隔排列的4个发光元件21。而且， 在图8中上下邻接的反射层11上所搭载的各发光元件21彼此是以倾斜延伸的4根焊线23 分别电性连接着。更具体而言，在图8中上下排列的两个发光元件21的不同极的元件电极21a彼此以焊线23依次连接着，从而8个发光元件21在图8中上下串联连接着。正极侧的供电导体12是与图8中左侧的列的反射层群中位于最下端的反射层11 的下侧邻接。而且，负极侧的供电导体13是与图8中右侧的列的反射层群中位于最下端 的反射层11 一体地形成。此外，图8中左侧的列的反射层群中位于最上端的反射层11，具 有向图8中右侧的列的反射层群中位于最上端的反射层11的图8中上方延伸出的延伸部 Ila0在图8中左侧的列的反射层群中的位于最下端的反射层11上所搭载的4个发光 元件21，经由端部焊线24而连接于正极侧的供电导体12。另外，图8中左侧的列的反射层 群中的位于最上端的反射层11、与搭载在该反射层11上的4个发光元件21是以中间焊线 32而分别连接着。另外，延伸部Ila与图8中右侧的列的反射层群中的位于最上端的反射 层11上所搭载的4个发光元件21是以中间焊线36而分别连接着。此外，图8中右侧的反 射层群中的位于最下端的反射层11、与搭载在该反射层11上的4个发光元件21是以负极 侧的端部焊线24而分别连接着。S卩，本实施形态的发光模块1分别具有将16个发光元件21电性串联连接的4列 串联电路，且这些4列串联电路电性并联连接着。另外，本实施形态的发光模块1中，可使 反射层11以及供电导体12、13相对于密封构件28的密封面积的占有面积大于等于80%， 例如可为约85%。如上所述，本实施形态中，也将反射层11、12、13相对于密封面积的占有面积设定 为大于等于80%，因此可发挥与所述第1实施形态相同的效果，可增加光输出，并且可长时 间维持光输出。另外，本发明并不限定于所述实施形态本身，实施阶段中可在不脱离本发明的主 旨的范围内对构成要素加以变形而具体化。另外，根据所述实施形态中所揭示的多个构成 要素的适当组合而可形成各种发明。例如可从所述实施形态中所示的全部构成要素中删去 若干构成要素。此外，也可适当地组合涉及不同实施形态中的构成要素。例如所述实施形态中，对在金属制的底板6的表面上层叠薄的绝缘层7来作为模 块基板5的情况进行了说明，但并不限于此，也可使用由单层绝缘板所构成的模块基板、或 层叠多层绝缘板而成的模块基板、或者在铁或铝等金属制底板上层叠绝缘材料制的层而成 的金属基底型模块基板等。另外，在模块基板由单层绝缘板所构成时，该模块基板的表层部 位形成绝缘层。形成模块基板5的绝缘层7的有机材料可列举合成树脂例如环氧树脂(包括混合 着填料的合成树脂)，并且该有机材料的光反射率也可小于等于50%。此外，在模块基板5 的绝缘层7由绝缘板所形成的情况等，为了使从绝缘层7分解而放出的气体的绝对量减少， 则该绝缘层7的厚度优选小于等于100 μ m。另外，所述实施形态中，对使用由裸芯片所构成的单面电极型LED(发光二 极管)作为发光元件21的情况进行了说明，但并不限于此，可较佳地使用电致发光 (electroluminescence, EL)元件等的单面电极型半导体发光元件。在这种发光元件的单 面具有正极侧与负极侧的元件电极。在使用LED作为发光元件时，优选使用发出蓝色光的 LED。另外，所述实施形态中，对为了确保元件电极21a或供电导体12、13之间的接合性，而使用例如Au的细线作为焊线23、24、32、36的情况进行了说明，但并不限于此，也可使 用其他金属细线。此外，所述实施形态中，为了获得白色的照明光，而使用将放出与发光元件21的 发光色存在补色的关系的颜色的光的荧光体混入到透明的硅氧树脂中而成的混合物作为 密封构件28，但可混合着荧光体，也可不混合着荧光体。另外，荧光体的颜色可为任意，只要 选择与作为LED灯100发光的颜色相配的颜色即可。以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽 然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人 员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰 为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质 对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
1权利要求
一种发光模块，其特征在于其具有模块基板，至少在表面上具有绝缘层；反射层，设置在所述绝缘层上且光反射率高于该绝缘层；供电导体，在所述反射层的附近设置在所述绝缘层上，且光反射率高于该绝缘层；发光元件，设置在所述反射层上；以及透光性的密封构件，掩埋所述反射层、供电导体以及发光元件而设置在所述模块基板上；所述反射层及所述供电导体相对于所述密封构件的密封面积的占有面积大于等于80％。
2.根据权利要求1所述的发光模块，其特征在于其中所述的绝缘层的厚度为50μπι 200 μ m0
3.根据权利要求1所述的发光模块，其特征在于其中所述的模块基板具有层叠着所述 绝缘层的金属制底板。
4.根据权利要求1所述的发光模块，其特征在于其中所述的发光元件是在所述反射层 上并设着多个，且所述发光模块具有焊线，将这些多个发光元件串联连接；以及端部焊线，将所述串联连接的多个发光元件中端部的发光元件连接于所述供电导体。
5.根据权利要求4所述的发光模块，其特征在于其中更具有中间焊线，所述中间焊线 将所述串联连接的多个发光元件中、中间的发光元件连接于所述反射层。
6.一种照明装置，其特征在于具有根据权利要求1至5中任一权利要求所述的发光模块；以及 点灯装置，使所述发光模块点灯。
全文摘要
本发明是有关于一种发光模块及照明装置，是一种可增加光输出并且可长时间维持光输出的发光模块及照明装置。发光模块具有模块基板、反射层、供电导体、多个发光元件、焊线以及密封构件。在模块基板的绝缘层表面上设置着反射层，且将供电导体设置在反射层的附近。而且，在反射层上设置着多个发光元件。而且，以焊线将邻接的发光元件彼此连接。此外，以具有透气性的透光性的密封构件来埋设着反射层、供电导体、各发光元件以及各焊线。相对于密封构件的密封面积，反射层及供电导体的占有面积大于等于80％。
文档编号H01L25/13GK101901800SQ20101019155
公开日2010年12月1日 申请日期2010年5月31日 优先权日2009年6月1日
发明者三瓶友広, 松田周平, 森川和人, 泉昌裕, 竹中绘梨果, 西村洁 申请人:东芝照明技术株式会社