JP2017191879A - 発光モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】簡便な構成で指向性が低く、全方向に均等に二次光を照射することが可能な発光モジュールを提供する。【解決手段】一次光を発光する発光素子（２）と、一次光によって励起されて二次光を発する蛍光体と、一次光及び／又は二次光を透過する透明基板とを備える発光モジュールであって、バインダー材料中に蛍光体が分散された蛍光体成形体（５）が、透明基板（７）に固定されている。【選択図】図１

Description

本発明は、発光モジュールに関し、特に発光素子が発光する一次光により励起されて二次光を発光する蛍光体を備える発光モジュールに関する。

発光ダイオードなどの発光素子を用い、蛍光体を含有した波長変換部材で発光素子を覆い、発光素子からの光を他の波長光に変換する照明装置が用いられている（例えば特許文献１等を参照）。このような照明装置では、波長変換部材と発光素子との距離が小さいため輝度を向上させることができる。しかし、１つの発光素子で得られる光束が十分でないため発光素子を複数用いる必要があり、複数の発光素子それぞれの近傍領域が明るくなり、照明装置全体として輝度にムラが生じてしまうという問題があった。

また、照明装置を車両用灯具などに用いる場合には、輝度ムラが生じることはデザイン性を損なう可能性があり好ましくなく、車両用灯具に必要な光量を得るために全光束を増加させると眩しく感じてしまうという問題もあった。

そこで、蛍光体粒子をバインダーに分散してシート状の成形体である波長変換部材を作製し、複数の発光素子を搭載した基板から所定の距離を隔てた位置に波長変換部材を配置したリモートフォスファ方式の発光モジュールも提案されている（例えば特許文献２等を参照）。このようなリモートフォスファ方式の発光モジュールでは、波長変換部材の面積を大きくし、複数の発光素子から波長変換部材までの距離を確保できるので、一つの発光素子からの光で励起される領域が広くなり、輝度ムラと眩しさを低減して均一な発光を得ることができる。

特開２０１４−０７２３０９号公報 特開２０１４−２０９６１７号公報

発光モジュールを車両用灯具等に用いる場合には高い光束が要求されるので、発光モジュールに用いる波長変換部材のバインダーとしては透明で耐光性の高い材料を用いる必要性がある。波長変換部材の透光性を向上させるためにフィラーの含有量を低減すると、波長変換部材を成型することはできるが強度を確保することが困難となる。

図４は、従来の発光モジュールを示す模式斜視図である。図５は、図４中のＡ−Ａ位置での断面を示す模式図である。図４，５に示すように従来のリモートフォスファ方式の発光モジュールでは、搭載基板１上に複数の発光素子２が搭載され、搭載基板１は放熱板３上に搭載されている。また、放熱板３上には搭載基板１を取り囲むように枠体４が設けられ、枠体４上に蛍光体成形体である波長変換部材５が複数の発光素子２を覆うように設けられている。波長変換部材５の上には固定枠６が取り付けられ、固定枠６によって波長変換部材５が枠体４に固定されている。

このような従来の発光モジュールでは、波長変換部材５の強度が不足していると図５に示すように波長変換部材５の中央部分が撓み、発光素子２と波長変換部材５との距離を設計位置に保つことが困難である。特に車両用灯具などの用途では、発光モジュールを取り付ける向きや角度が使用状態や車種などによって異なるため、予め撓み具合を考慮して波長変換部材５などの光学系部材の取り付け位置を設計することができない。

また、波長変換部材５の強度を確保するためにフィラーの含有量を多くすると、透明性の向上に限界がある。さらに、リモートフォスファ方式の発光モジュールでは、波長変換部材５を薄く成型するほど輝度の向上を図ることができるが、薄くするほど強度を確保することが困難であり、車両用灯具等に固定することも困難になる。

そこで本発明は、波長変換部材の透明度と強度とを両立して固定することが可能な発光モジュールを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明の発光モジュールは、一次光を発光する発光素子と、前記一次光によって励起されて二次光を発する蛍光体と、前記一次光及び／又は前記二次光を透過する透明基板とを備える発光モジュールであって、バインダー材料中に前記蛍光体が分散された蛍光体成形体が、前記透明基板に固定されていることを特徴とする。

このような本発明の発光モジュールでは、透明基板で蛍光体成形体を保持するため、蛍光体成形体の透明度を向上させても透明基板によって強度が確保され、透明度と強度とを両立して固定することが可能である。

また本発明の一態様では、前記透明基板が柔軟性を有し、ガラス転移温度が１００℃以上である。

また本発明の一態様では、前記蛍光体成形体の線膨張係数α₁は、前記透明基板の線膨張係数α₂の１００倍以下である。

また本発明の一態様では、前記透明基板の前記蛍光体成形体を固定する面には、凹凸が形成されている。

本発明では、波長変換部材の透明度と強度とを両立して固定することが可能な発光モジュールを提供することができる。

第１実施形態における発光モジュール１０を示す模式斜視図である。 図１中のＢ−Ｂ位置での断面を示す模式図である。 第２実施形態における発光モジュール２０を示す模式断面図である。 従来の発光モジュールを示す模式斜視図である。 図４中のＡ−Ａ位置での断面を示す模式図である。

（第１実施形態）
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付すものとし、適宜重複した説明は省略する。図１は、本実施形態における発光モジュール１０を示す模式斜視図である。図２は、図１中のＢ−Ｂ位置での断面を示す模式図である。

発光モジュール１０は、搭載基板１と、複数の発光素子２と、放熱板３と、枠体４と、波長変換部材５と、固定枠６と、透明基板７とを備えている。図１，２に示すように、搭載基板１は放熱板３上に搭載され、搭載基板１上に複数の発光素子２が搭載され、放熱板３上には搭載基板１を取り囲むように枠体４が設けられている。また、透明基板７の一方の面には波長変換部材５が固定されており、透明基板７と波長変換部材５が複数の発光素子２を覆うよう枠体４上に設けられている。透明基板７の上面には波長変換部材５の周囲を囲んで固定枠６が取り付けられ、固定枠６によって透明基板７および波長変換部材５が枠体４に固定されている。

搭載基板１は、表面に導電パターンが形成され、複数の発光素子２を搭載して回路を構成するための回路基板である。搭載基板１の形状は、例えば図１，２に示したように長手方向を有する矩形状とされている。搭載基板１に形成された導電パターンは外部と電気的に接続されており、外部からの電力が導電パターンを介して発光素子２に供給されることで発光素子２が発光する。搭載基板１を構成する材料としては、通常のプリント配線基板として用いられるものであればよく、ガラスエポキシ樹脂などの絶縁材料や、金属板の表裏面に絶縁膜を形成したもの、フレキシブル基板などであってもよい。

発光素子２は、搭載基板１の表面及び裏面に搭載されて電流供給により発光する素子であり、発光ダイオードや有機ＥＬ素子、半導体レーザ素子などが挙げられる。発光素子２は、波長変換部材５に含有される蛍光体粒子を励起する波長を含んだ一次光で発光し、好ましいピーク波長は紫色から青色の３５０〜４７０ｎｍの範囲である。また、発光素子２としてはＬＥＤ等のベアチップであってもよく、チップをパッケージ化したものであってもよい。

放熱板３は、搭載基板１と枠体４を保持する平板状の部材である。放熱板３は、発光素子２の発光に伴って発生する熱を効率的に放熱するために熱伝導性が良好な材料で構成されることが好ましい。放熱板３を構成する材料としては、例えば金属材料やセラミックス材料、各種材料を積層した複合基板などが挙げられ、熱伝導性と軽量化の観点からアルミニウム基板が好ましい。

枠体４は、放熱板３の外周に沿って設けられた枠状の部材であり、放熱板３に固定されるとともに透明基板７を保持する。枠体４を構成する材料としては、発光素子２からの一次光と波長変換部材５からの二次光を反射できるものが好ましく、例えば白色の水酸化アルミニウムを用いることが好ましい。本実施形態では放熱板３上に枠体４を設ける例を示したが、複数の発光素子２を囲むように設けて透明基板７を保持できればよく、搭載基板１上に枠体４を設けてもよい。

波長変換部材５は、樹脂等のバインダー材料中に多数の蛍光体粒子が分散された本発明における蛍光体成形体であり、発光素子２からの一次光により蛍光体粒子が励起されて波長変換した二次光を発する。波長変換部材５が波長変換して得られる光としては、アンバー色や白色などがあり、分散されている蛍光体粒子の種類により選択することができる。また、波長変換部材５にバインダー材料とは屈折率が異なる微粒子を散乱剤として含有させてもよく、強度を確保するために透明なセラミック粒子等をフィラーとして含有させてもよい。

波長変換部材５に分散される蛍光体粒子としては、発光素子２が発した一次光を吸収し、異なる波長の光を出射する物質であれば物質、組成は限定されない。蛍光体は無機物でも有機物でもよい。具体的な蛍光体粒子としては無機化合物では酸化物系、窒化物系などがある。

酸化物系材料としてはＣａ₃Ｓｃ₂Ｓｉ₃Ｏ₁₂：Ｃｅ、ＣａＳｃ₂Ｏ₄：Ｃｅ、Ｙ₃Ａｌ₅Ｏ₁₂：Ｃｅ、（Ｙ、Ｇｄ）₃（Ａｌ，Ｇａ）₅Ｏ₁₂：Ｃｅ、（Ｓｒ，Ｂａ）₂ＳｉＯ₄：Ｅｕ、（Ｓｉ，Ａｌ）₃（Ｎ，Ｏ）₄：Ｅｕ、Ｂａ₃Ｓｉ₆Ｏ₁₂Ｎ₂：Ｅｕ、ＣａＡｌＳｉＮ₃：Ｅｕ、ＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ、Ｙ₂Ｏ₂Ｓ：Ｅｕ、Ｓｒ₄Ａｌ₁₄Ｏ₂₅：Ｅｕ、クルムス、ＣａＳｒクロロアパタイト等が挙げられる。

窒化物系材料としては、Ｙ−ＳｉＯ−Ｎ：Ｃｅ、Ｌａ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ：Ｃｅ、ＡｌＮ：Ｅｕ、ＳｒＳｉ₆Ｎ₈：Ｅｕ、ＳｒＳｉ₉Ａｌ₁₉ＯＮ₃₁：Ｅｕ、ＳｒＳｉＡｌ₂Ｏ₃Ｎ₂：Ｅｕ、ＳｒＳｉ₅ＡｌＯ₂Ｎ₇：Ｅｕ、ＢａＳｉ₂Ｏ₂Ｎ₂：Ｅｕ、Ｂａ₃Ｓｉ₆Ｏ₁₂Ｎ₂：Ｅｕ、ＳｒＳｉＡｌ₂Ｏ₃Ｎ₂：Ｅｕ、ＳｒＳｉ₅ＡｌＯ₂Ｎ₇：Ｅｕ、Ｓｒ₃Ｓｉ₁₃Ａｌ₃Ｏ₂Ｎ₂₁：Ｅｕ、Ｓｒ₅Ｓｉ₂₁Ａｌ₅Ｏ₂Ｎ₃₅：Ｅｕ、β−ｓｉａｌｏｎ：Ｅｕ（（Ｓｉ，Ａｌ）₆（Ｏ，Ｎ）₈：Ｅｕ）、ＭＳｉ₂Ｏ₂Ｎ₂：Ｅｕ（Ｍ＝Ｃａ，Ｓｒ）、ＡｌＯＮ：Ｍｎ、α−ｓｉａｌｏｎ：Ｙｂ、ＭＹＳｉ₄Ｎ₇：Ｅｕ（Ｍ＝Ｓｒ，Ｂａ）、α−ｓｉａｌｏｎ：Ｅｕ（Ｃａｘ（Ｓｉ，Ａｌ）₁₂（Ｏ，Ｎ）₁₆：Ｅｕ）、ＣａＡｌＳｉＮ₃：Ｃｅ、ＣａＡｌＳｉＮ₃：Ｅｕ、Ｍ₂Ｓｉ₅Ｎ₈：Ｅｕ（Ｍ＝Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）、ＬａＳｉ₃Ｎ₅：Ｅｕ、ＣａＳｉＮ₂：Ｅｕ、ＣａＳｉＮ₂：Ｃｅ、（Ｃａ，Ｓｒ）Ｓｉ₅Ｎ₈：Ｅｕ、（Ｃａ，Ｓｒ）ＳｉＮ₃：Ｅｕ等が挙げられる。

硫化物系材料としては、（Ｃａ，Ｓｒ）Ｓ：Ｅｕ、ＣａＧａ₂Ｓ₄：Ｅｕ、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌが挙げられる。

有機物材料としては、ｂｒｉｌｌｉａｎｔｓｕｌｆｏｆｌａｖｉｎｅ ＦＦ、ｂａｓｉｃ ｙｅｌｌｏｗ ＨＧ、ｅｏｓｉｎｅ、ｒｈｏｄａｍｉｎｅ ６Ｇ、ｒｈｏｄａｍｉｎｅ Ｂなどが挙げられる。

波長変換部材５を構成し蛍光体粒子が分散されるバインダー材料としては、発光素子２の発する光の波長や、蛍光体粒子の発する波長領域の光に対して透明であれば種類は限定されない。具体的には、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、シクロオレフィン樹脂、フッ素樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリサルフォン樹脂、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレンなどの有機化合物、ガラス、セラミックス、単結晶等の無機物が挙げられる。

波長変換部材５のバインダー材料に含有されるフィラーや散乱剤としてのセラミックス材料は、非金属無機材料であれば限定されない。透明なセラミックス材料としては、例えばアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）、マグネシア（ＭｇＯ）、ベリリア（ＢｅＯ）、酸化スカンジウム（Ｓｃ₂Ｏ₃）、酸化ガドリニウム（Ｇｄ₂Ｏ₃）、スピネル（ＭｇＡｌ₂Ｏ₄）、カルシア（ＣａＯ）、ハフニア（ＨｆＯ₂）、ジルコニア（ＺｒＯ₂）、トリア（ＴｈＯ₂）、酸化ディスプロシウム（Ｄｙ₂Ｏ₃）、酸化ホロニウム（Ｈｏ₂Ｏ₃）、酸化エルビウム（Ｅｒ₂Ｏ₃）、酸化ツリウム（Ｔｍ₂Ｏ₃）、酸化イットリウム（Ｙ₂Ｏ₃）、ＬｉＡｌ₅Ｏ₈、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、ＳｉＯ₂、ＰＺＴ（ジルコン酸鉛（ＰｂＺｒＯ₃）とチタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ₃）の固溶体、ＰＬＺＴ（Ｐｂ_1-x，Ｌａ_x）（Ｚｒ_y，Ｔｉ_1-y）_1-x/4Ｏ₃、（Ｐｂ，Ｂｉ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ₃、（Ｐｂ，Ｓｒ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ₃、（Ｐｂ，Ｂａ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ₃、（Ｐｂ，Ｓｍ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ₃、（Ｓｒ，Ｎｂ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3、（Ｌａ，Ｎｂ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3、（Ｐｂ，Ｌａ）（Ｈｆ，Ｔｉ）Ｏ3、（Ｐｂ，Ｌａ）（Ｍｇ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3、（Ｐｂ，Ｂａ）（ＬａＮｂ）Ｏ3、（Ｓｒ，Ｃａ）（Ｌｉ，Ｎｂ，Ｔｉ）Ｏ3、（Ｓｒ，Ｂａ）Ｎｂ₂Ｏ6、（ＰＢ，Ｂａ，Ｌａ）Ｎｂ₂Ｏ₆、Ｋ（Ｔａ，Ｎｂ）Ｏ₃、ＮａＮｂＯ₃−ＢａＴｉＯ₃、β−サイアロン（（Ｓｉ，Ａｌ）₆（Ｏ，Ｎ）₈）、Ｎｂ₂Ｏ₅等が挙げられる。

固定枠６は、枠体４とで透明基板７を挟み込んで保持するための部材であり、材料と構造は限定されないが、温度変化による変形で歪が生じることを防止するために枠体４と線膨張係数が同じ材料で構成することが好ましく、枠体４と同一材料で構成することがさらに好ましい。図１，２では図示を省略したが、放熱板３、枠体４、固定枠６および透明基板７の固定方法は特に限定されず、嵌合孔と突起による係止やネジを用いた固定など各種方法を用いることができる。

透明基板７は、波長変換部材５を固定して保持するための強度を備えた部材であり、発光素子２からの一次光および波長変換部材５からの二次光を良好に透過できる透明な材料で構成されている。

透明基板７を構成する材料としては、ガラス、セラミックスなどの無機物やエポキシ樹脂、シリコーン樹脂、シクロオレフィン樹脂、フッ素樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリサルフォン樹脂、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレンなどの有機化合物等が挙げられ、ガラス繊維とエポキシ樹脂の複合基板など材料を組み合わせてもよい。

透明基板７の表面には、波長変換部材５を構成するバインダー材料との接着力を上げるために火炎、プラズマ、オゾン、紫外線、薬品等で表面処理をすることが好ましく、さらに研磨、サンドブラスト、圧縮成形などで表面に凹凸を付けることが好ましい。透明基板７の表面に凹凸を形成して波長変換部材５を接着固定すると、アンカー効果によって波長変換部材５と透明基板７の接着力が向上し、透明基板７からの波長変換部材５の剥離や割れを防止することができる。また、凹凸の大きさや密度を調整することで透明基板７の光透過率や散乱の調整を図ることができる。

蛍光体成形体である波長変換部材５を透明基板７に固定することで、発光モジュール１０の組み立てが容易になる。また、透明基板７として波長変換部材５よりも強度の高い材料を用いるため、引っ張りや圧縮の応力が印加された場合にも破損しにくくなる。さらに、透明基板７は透明であるから励起光源である発光素子２を波長変換部材５の上側にも下側にも配置することができ、一次光を入射させる方向の自由度が広がる。

また、波長変換部材５の線膨張係数をα₁とし、透明基板７の線膨張係数をα₂とすると、α₁はα₂の１００倍以下であることが好ましい。発光モジュール１０は、使用環境の変化や発光素子２の点灯動作による発熱等によって、環境温度が変化してストレスを受ける。波長変換部材５と透明基板７の線膨張係数差が大きい場合には、両者の伸縮の度合いが異なるため、伸縮の繰り返しによって波長変換部材５の剥離や割れが生じる。この線膨張係数比が１００倍以下であれば、環境温度の変化による伸縮の度合いが近くなり、発光モジュール１０の長寿命と信頼性向上を図ることができる。

（実施例１）
赤色発光するＣＡＳＮ蛍光体（三菱化学株式会社製：ＢＲ−１０１、比重３．２）をバインダーのジメチルシリコーン樹脂（信越化学工業株式会社製：ＬＰＳ−３４１９、比重１．０）中に５体積％になるように添加し、３本ロールを用いて混合して蛍光体ペーストを作製した。

透明基板７として厚さ１ｍｍのホウケイ酸ガラスを用意し、得られた蛍光体ペーストの厚みが０．５ｍｍとなるように印刷し、１５０℃で加熱硬化して蛍光体成形体である波長変換部材５を作製した。

放熱板３として、長さ１００ｍｍ、幅５０ｍｍ、厚み１ｍｍのアルミニウム板を用意し、搭載基板１であるポリイミド製フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ基板）を貼り付け、搭載基板１上に発光素子２として４０５ｎｍの波長で発光するＬＥＤパッケージ（日亜化学工業株式会社製：ＮＶＳＵ２３３Ａ）を一列に８個搭載し、開口部の長さ１００ｍｍ、幅５０ｍｍ、高さ１０ｍｍの白色塗装したアルミニウム枠を枠体４とし、同材料で固定枠６として用い発光モジュール１０を組み立てた。

実施例１の発光モジュール１０では、波長変換部材５は透明基板７であるホウケイ酸ガラス表面にシート状に固定されており、透明基板７および波長変換部材５は変形することなく、均一で良好に発光した。

（比較例１）
実施例１と同様に蛍光体ペーストを作製し、得られた蛍光体ペーストを長さ１００ｍｍ、幅５０ｍｍ、深さ０．５ｍｍの溝の中に流し込み、繰り返し真空脱泡を行って最後に１５０℃で１時間加熱硬化し、蛍光体成形体である波長変換部材５を作製した。

実施例１と同様にして搭載基板１、発光素子２、放熱板３、枠体４、固定枠６を用意しておき、波長変換部材５は透明基板に固定せず外周を枠体４と固定枠６に挟み込み、発光モジュールを組み立てた。

比較例１の発光モジュールでは、波長変換部材５が柔軟性を示し中央付近で撓みが発生し、波長変換部材５と発光素子２との距離を保持できないために色むらが生じ、均一な発光を得られなかった。

上述したように、本実施形態の発光モジュール１０では、透明基板７で波長変換部材５を保持するため、波長変換部材５の透明度を向上させても透明基板７によって強度が確保され、透明度と強度とを両立して波長変換部材５を固定し、均一な発光を得ることが可能である。
（第２実施形態）
次に本発明の第２実施形態について図３を用いて説明する。第１実施形態と重複する部分についての説明は省略する。本実施形態では、放熱板３の表面を曲面として透明基板７が柔軟性を有する点が第１実施形態と異なる。図３は、本実施形態における発光モジュール２０を示す模式断面図である。

発光モジュール２０は、搭載基板１１と、複数の発光素子２と、放熱板１３と、枠体４と、波長変換部材５と、固定枠１６と、透明基板１７とを備えている。図３に示すように、放熱板１３は板状部材を長手方向に沿って曲げた曲面形状をしており、曲面上に搭載基板１１と発光素子２が搭載されている。放熱板１３の曲面形状は、矩形状の平板なアルミニウム基板をプレス加工で折り曲げるなどの各種方法で形成できる。また、枠体４と固定枠１６も放熱板１３の曲面形状に対応した湾曲した形状に形成されている。搭載基板１１は、発光素子２の搭載と組み立ての容易さの観点からフレキシブル基板を用いることが好ましい。

透明基板１７は、ガラス転移温度が１００℃以上の柔軟性を有する材料で構成されており、具体的な材料としてはガラスリボンやポリカーボネートが挙げられる。ここで柔軟性を有するとは、硬さが「ＪＩＳタイプＡ」で５〜９５程度の範囲をいう。透明基板１７が柔軟性を有することで、平坦な台上で透明基板１７の表面に均一な厚みの波長変換部材５を形成することができ、且つ放熱板１３と枠体４の曲面形状に追従させて折り曲げ構造、曲面や球面に対応した意匠性の高い発光モジュール２０を作製できる。

発光モジュール２０は、使用環境の変化や発光素子２の点灯動作による発熱等によって、環境温度が変化する。また、波長変換部材５では、エネルギーの高い短波長の一次光をエネルギーの低い長波長の二次光に波長変換するので、変換時のエネルギー差だけ発熱して温度が上昇する。透明基板１７をガラス転移点が１００℃以上の材料で構成することによって、発光モジュール２０の大出力化等によって波長変換部材５の温度が上昇する場合にも、透明基板１７の変形や波長変換部材５の剥離を防止することができる。

また本実施形態でも、波長変換部材５の線膨張係数をα₁とし、透明基板１７の線膨張係数をα₂とすると、α₁はα₂の１００倍以下であることが好ましい。この線膨張係数比が１００倍以下であれば、環境温度の変化による伸縮の度合いが近くなり、発光モジュール２０の長寿命と信頼性向上を図ることができる。

また、透明基板１７の表面に凹凸を形成して波長変換部材５を接着固定すると、アンカー効果によって波長変換部材５と透明基板１７の接着力が向上し、透明基板１７からの波長変換部材５の剥離や割れを防止することができる。

（実施例２）
透明基板１７としてガラス転移点が５２５℃で柔軟性のある厚み０．０５ｍｍのガラスリボンを用意する。実施例１と同様に蛍光体ペーストを作製し、ガラスリボンに蛍光体ペーストの厚みが０．５ｍｍになるように平坦な台上で印刷し、１５０℃で１時間加熱硬化して波長変換部材５を作製した。

放熱板１３として、長さ１００ｍｍ、幅５０ｍｍ、厚み１ｍｍのアルミニウム板を用意し、曲率５０ｃｍに曲げておく。搭載基板１１であるポリイミド製フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ基板）に発光素子２として４０５ｎｍの波長で発光するＬＥＤパッケージ（日亜化学工業株式会社製：ＮＶＳＵ２３３Ａ）を一列に８個搭載し、放熱板１３上に搭載基板１１を搭載した。搭載基板１１上に高さ１０ｍｍの白色塗装したアルミニウム枠を枠体４として取り付け、枠体４上に透明基板１７および波長変換部材５を配置し、固定枠１６で固定して発光モジュール２０を組み立てた。

透明基板１７が柔軟性を有するガラスリボンで構成されているため、透明基板１７および波長変換部材５は放熱板１３および枠体４の曲面に対して良好に追従して湾曲し、波長変換部材５と発光素子２との距離を一定に保つことができた。

発光素子２それぞれに定格電流に相当する１，０００ｍＡを供給して、発光モジュール２０を全点灯させて全光束を得た。このとき、波長変換部材５の温度は１５３℃まで上昇したが、透明基板１７および波長変換部材５は変形せず、良好に波長変換部材５を保持していた。

（比較例２−１）
透明基板１７としてガラス転移点が５２５℃で柔軟性のない厚み１ｍｍのホウケイ酸ガラスを用い、他は実施例２と同様にした。発光モジュール２０の組み立てを試みたが、透明基板１７が厚み１ｍｍで柔軟性がないホウケイ酸ガラスなので、透明基板１７は放熱板１３および枠体４の曲面に対して追従できず破損した。

（比較例２−２）
透明基板１７としてガラス転移点が８５℃で柔軟性のある厚み０．５ｍｍのポリメチルメタクリレート板（ＰＭＭＡ板）を用い、蛍光体ペーストの厚みが０．５ｍｍになるように印刷し８５℃で５時間加熱硬化して波長変換部材５を作製し、他は実施例２と同様にした。

透明基板１７が柔軟性のある厚み０．５ｍｍのＰＭＭＡなので、透明基板１７および波長変換部材５は放熱板１３および枠体４の曲面に対して良好に追従して湾曲し、波長変換部材５と発光素子２との距離を一定に保つことができた。

発光素子２それぞれに定格電流未満の７００ｍＡを供給して、発光モジュール２０を点灯したところ、波長変換部材５の温度は１０５℃まで上昇し、透明基板１７が変形した。

（実施例３）
透明基板１７としてガラス転移点が１５５℃で柔軟性のある厚み０．５ｍｍのポリカーボネート（ＰＣ）を用い、蛍光体ペーストの厚みが０．５ｍｍになるように印刷し１５０℃で１時間加熱硬化して波長変換部材５を作製し、他は実施例２と同様にした。波長変換部材５の線膨張係数は３００ｐｐｍ／℃であり、ポリカーボネートの線膨張係数は６０ｐｐｍ／℃であり、その比は５倍程度であった。

透明基板１７が柔軟性を有するポリカーボネートで構成されているため、透明基板１７および波長変換部材５は放熱板１３および枠体４の曲面に対して良好に追従して湾曲し、波長変換部材５と発光素子２との距離を一定に保つことができた。

発光モジュール２０をヒートショック試験装置に入れ、−４０℃と１００℃の温度サイクル試験を実施したところ、１０００サイクル経過後にも不具合は生じなかった。

（比較例３）
透明基板１７として柔軟性のあるガラスリボンを用いた発光モジュール２０をヒートショック試験装置に入れ、−４０℃と１００℃の温度サイクル試験を実施したところ、１００サイクル経過時点で透明基板１７から波長変換部材５が剥離した。

波長変換部材５の線膨張係数は３００ｐｐｍ／℃であり、ガラスリボンの線膨張係数は１ｐｐｍ／℃であり、その比は３００倍程度であった。両者の線膨張係数比が１００倍を超えるほど大きいため、繰り返し温度変化が加わると透明基板１７から波長変換部材５が剥離した。

（実施例４）
実施例２で用いたガラスリボンの透明基板１７に、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂で厚み０．２０ｍｍ、直径φ１ｍｍの凸状パターンを多数印刷して、１５０℃で１時間加熱硬化した。この凸状パターンが形成された面上に蛍光体ペーストを印刷して波長変換部材５を作製し、実施例２と同様に発光モジュール２０を組み立てた。

この発光モジュール２０をヒートショック試験装置に入れ、−４０℃と１００℃の温度サイクル試験を実施したところ、１０００サイクル経過後にも不具合は生じなかった。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

１，１１…搭載基板
２…発光素子
３，１３…放熱板
４…枠体
５…波長変換部材
６，１６…固定枠
７，１７…透明基板
１０，２０…発光モジュール

Claims (4)

1. 一次光を発光する発光素子と、前記一次光によって励起されて二次光を発する蛍光体と、前記一次光及び／又は前記二次光を透過する透明基板とを備える発光モジュールであって、
   バインダー材料中に前記蛍光体が分散された蛍光体成形体が、前記透明基板に固定されていることを特徴とする発光モジュール。
2. 請求項１に記載の発光モジュールであって、
   前記透明基板が柔軟性を有し、ガラス転移温度が１００℃以上であることを特徴とする発光モジュール。
3. 請求項１または２に記載の発光モジュールであって、
   前記蛍光体成形体の線膨張係数α₁は、前記透明基板の線膨張係数α₂の１００倍以下であることを特徴とする発光モジュール。
4. 請求項１乃至３の何れか１つに記載の発光モジュールであって、
   前記透明基板の前記蛍光体成形体を固定する面には、凹凸が形成されていることを特徴とする発光モジュール。

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