JP2017199767A - 発光モジュール及び照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】発光素子に接続されたワイヤが断線することで並列接続された複数の発光素子の一部が不点灯になることを抑制できる発光モジュールを提供する。【解決手段】基板１０と、並列接続された第１発光素子２１及び第２発光素子２２と、電力を受電する端子３０と、少なくとも端子３０から第１発光素子２１の第１電流経路及び第２発光素子２０の第２電流経路の分岐点ＤＰまでを接続する主配線４１と、発光素子２０を封止する封止部材５０とを備え、主配線４１は、分離形成された第１主配線部４１ａと第２主配線部４１ｂとを有し、第１発光素子２１及び第２発光素子２２の各々には、素子ワイヤ７１が接続され、第１主配線部４１ａと第２主配線部４１ｂとは、配線ワイヤ７２を介して電気的に接続され、素子ワイヤ７１及び配線ワイヤ７２の各々は、一部が封止部材５０に埋まっており、配線ワイヤ７２は、素子ワイヤ７１よりも機械的強度が弱い脆弱構造を有する。【選択図】図２

Description

本発明は、発光モジュール及び発光モジュールを備える照明装置に関する。

発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等の半導体発光素子は、高効率及び高寿命であるので、種々の機器の光源として広く利用されている。例えば、ＬＥＤは、ランプや照明装置等の照明用光源として用いられたり、液晶表示装置のバックライト光源として用いられたりしている。

一般的に、ＬＥＤは、ＬＥＤモジュールとしてユニット化されて各種機器に内蔵されている。ＬＥＤモジュールは、例えば、基板と、基板の上に実装された１つ以上のＬＥＤとを備える（例えば特許文献１）。

特開２０１１−１７６０１７号公報

ＬＥＤモジュールとしては、１つ又は複数のＬＥＤ（ＬＥＤチップ）が直接基板に実装されたＣＯＢ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｂｏａｒｄ）タイプの構成が知られている。ＣＯＢタイプのＬＥＤモジュールは、例えば、基板と、基板に実装されたＬＥＤチップと、ＬＥＤチップを封止する封止部材とを備える。ＬＥＤチップは、ワイヤボンディングによって、基板に形成された金属配線又は隣接するＬＥＤチップと接続されている。

ＬＥＤモジュールの寿命末期の一つの原因として、ＬＥＤチップに接続されたワイヤの断線が考えられる。ワイヤが断線すると、並列接続された複数の発光素子を有するＬＥＤモジュールでは、複数の発光素子の一部が不点灯になってしまう。

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、発光素子に接続されたワイヤが断線することで並列接続された複数の発光素子の一部が不点灯になることを抑制できる発光モジュール及び照明装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る発光モジュールの一態様は、基板と、前記基板に設けられ、並列接続された第１発光素子及び第２発光素子と、前記基板に設けられ、前記第１発光素子及び前記第２発光素子を発光させるための電力を受電する端子と、前記基板に設けられ、少なくとも前記端子から前記第１発光素子の第１電流経路及び前記第２発光素子の第２電流経路の分岐点までを接続する主配線と、前記発光素子を封止する封止部材とを備え、前記主配線は、分離形成された第１主配線部と第２主配線部とを有し、前記第１発光素子及び前記第２発光素子の各々には、素子ワイヤが接続され、前記第１主配線部と前記第２主配線部とは、配線ワイヤを介して電気的に接続され、前記素子ワイヤ及び前記配線ワイヤの各々は、少なくとも一部が前記封止部材に埋まっている。

また、本発明に係る照明装置の一態様は、上記の発光モジュールを備える。

本発明によれば、発光素子に接続されたワイヤが断線することで並列接続された複数の発光素子の一部が不点灯になることを抑制できる。

実施の形態１に係る発光モジュールの平面図 実施の形態１に係るモジュールの内部構造を示す平面図 図１及び図２のIII−III線における実施の形態１に係る発光モジュールの断面図 図１及び図２のIV−IV線における実施の形態１に係る発光モジュールの拡大断面図 従来の発光モジュールにおける発光素子の接続関係を示す回路図 実施の形態１に係る発光モジュールにおける発光素子の接続関係を示す回路図 実施の形態２に係る照明装置の断面図 実施の形態２に係る照明装置の外観斜視図

以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される、数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態などは、一例であって本発明を限定する主旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。

各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。したがって、例えば、各図において縮尺等は必ずしも一致しない。各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化される場合がある。

（実施の形態１）
図１〜図３を用いて、実施の形態１に係る発光モジュール１の構成について説明する。図１は、実施の形態１に係る発光モジュール１の平面図である。図２は、同発光モジュール１の内部構造を示す平面図であり、図１においてダム部材及び封止部材を省略した図を示している。図３は、図１及び図２のIII−III線における同発光モジュール１の断面図である。

図１〜図３に示されるように、発光モジュール１は、基板１０と、複数の発光素子２０と、一対の端子３０と、配線４０と、封止部材５０と、ダム部材６０とを備える。複数の発光素子２０、一対の端子３０、配線４０、封止部材５０及びダム部材６０は、基板１０に設けられている。

本実施の形態における発光モジュール１は、ＬＥＤチップである発光素子２０が基板１０に直接実装されたＣＯＢタイプのＬＥＤモジュールであり、例えば白色光を出射する。以下、発光モジュール１の各構成部材について詳細に説明する。

［基板］
基板１０は、発光素子２０を実装するための実装基板である。基板１０としては、セラミックからなるセラミック基板、樹脂をベースとする樹脂基板、金属をベースとするメタルベース基板、又は、ガラスからなるガラス基板等を用いることができる。

セラミック基板としては、アルミナからなるアルミナ基板又は窒化アルミニウムからなる窒化アルミニウム基板等を用いることができる。樹脂基板としては、例えば、ガラス繊維とエポキシ樹脂とからなるガラスエポキシ基板（ＣＥＭ−３、ＦＲ−４等）、紙フェノールや紙エポキシからなる基板（ＦＲ−１等）、又は、ポリイミド等からなる可撓性を有するフレキシブル基板等を用いることができる。メタルベース基板としては、例えば、表面に絶縁膜が形成された、アルミニウム合金基板、鉄合金基板又は銅合金基板等を用いることができる。

また、基板１０としては、光反射率が高い（例えば光反射率が９０％以上）白色基板を用いるとよい。白色基板を用いることにより、発光素子２０から出射する光を基板１０の表面で反射させることができるので、発光モジュール１の光取り出し効率を向上させることができる。本実施の形態では、白色の多結晶セラミック基板を用いている。

また、基板１０は、例えば、平面視形状が矩形状の矩形基板である。この場合、基板１０の一辺の長さは、例えば１０ｍｍ〜１００ｍｍであり、基板１０の厚みは、例えば1ｍｍ程度である。なお、基板１０の形状は、矩形状に限るものではなく、円形、楕円形、三角形や五角形以上の多角形等であってもよい。

［発光素子］
図２に示すように、複数の発光素子２０は、互いに並列接続された第１発光素子２１及び第２発光素子２２を含む。本実施の形態において、複数の発光素子２０は、第１発光素子２１及び第２発光素子２２に加えて、第３発光素子２３、第４発光素子２４及び第５発光素子２５をさらに含んでいる。第３発光素子２３、第４発光素子２４及び第５発光素子２５は、互いに並列接続されており、また、第１発光素子２１及び第２発光素子２２に対しても並列接続の関係にある。

また、第１発光素子２１、第２発光素子２２、第３発光素子２３、第４発光素子２４及び第５発光素子２５の各々は、複数である。複数の第１発光素子２１同士は直列接続されている。同様に、複数の第２発光素子２２同士、複数の第３発光素子２３同士、複数の第４発光素子２４同士、及び、複数の第５発光素子２５同士は、それぞれ直列接続されている。

つまり、本実施の形態において、複数の発光素子２０は、直列接続された複数の第１発光素子２１からなる第１直列接続体２１Ｓと、直列接続された複数の第２発光素子２２からなる第２直列接続体２２Ｓと、直列接続された複数の第３発光素子２３からなる第３直列接続体２３Ｓと、直列接続された複数の第４発光素子２４からなる第４直列接続体２４Ｓと、直列接続された複数の第５発光素子２５からなる第５直列接続体２５Ｓとによって構成されており、第１直列接続体２１Ｓ、第２直列接続体２２Ｓ、第３直列接続体２３Ｓ、第４直列接続体２４Ｓ及び第５直列接続体２５Ｓは、並列接続されている。

一例として、第１発光素子２１、第２発光素子２２、第３発光素子２３、第４発光素子２４及び第５発光素子２５は、それぞれ１２個であり、全部で６０個の発光素子２０が基板１０に実装されている。つまり、基板１０上に実装された６０個の発光素子２０は、１２直５並で接続されている。

また、図２及び図３に示すように、複数の発光素子２０の各々には、素子ワイヤ７１（第１ワイヤ）が接続されている。つまり、第１発光素子２１、第２発光素子２２、第３発光素子２３、第４発光素子２４及び第５発光素子２５の各々には、素子ワイヤ７１が接続されている。

本実施の形態において、複数の発光素子２０は、素子ワイヤ７１によって直接接続されている。すなわち、隣り合う発光素子２０は、Ｃｈｉｐ−ｔｏ−Ｃｈｉｐによってワイヤボンディングされている。具体的には、複数の第１発光素子２１同士、複数の第２発光素子２２同士、複数の第３発光素子２３同士、複数の第４発光素子２３同士（一部を除く）及び複数の第５発光素子２４同士（一部を除く）は、素子ワイヤ７１によって直接接続されている。

なお、複数の発光素子２０の接続方法は、Ｃｈｉｐ−ｔｏ−Ｃｈｉｐに限らない。例えば、隣り合う発光素子２０の間ごとに導電性のランド（配線）を設けて、当該ランドと発光素子２０とをワイヤボンディングしてもよい。但し、Ｃｈｉｐ−ｔｏ−Ｃｈｉｐによって接続した方が、発光素子２０を容易に高集積化することができるので、小型の発光装置を容易に実現できる。

各発光素子２０は、ダイアタッチ剤等によって基板１０にダイボンド実装されている。本実施の形態において、発光素子２０は、基板１０に直接実装されている。

複数の発光素子２０の各々（第１発光素子２１、第２発光素子２２、第３発光素子２３、第４発光素子２４、第５発光素子２５）は、半導体発光素子の一例であって、所定の電力により発光する。本実施の形態において、第１発光素子２１、第２発光素子２２、第３発光素子２３、第４発光素子２４及び第５発光素子２５の各々は、いずれも単色の可視光を発するベアチップ（ＬＥＤチップ）であり、例えば、通電されれば青色光を発する青色ＬＥＤチップである。青色ＬＥＤチップとしては、サファイア基板に形成された窒化物半導体層の上面にｐ側電極及びｎ側電極の両電極が形成された片面電極構造を有する、例えば中心波長が４４０ｎｍ〜４７０ｎｍの窒化ガリウム系の半導体発光素子を用いることができる。

なお、基板１０上の複数の発光素子２０は、順方向電圧特性（Ｖｆ特性）が同じである。ただし、個々の発光素子２０のＶｆ特性は多少ばらついていてもよく、直列接続された発光素子２０の各直列接続体全体におけるＶｆ合計（トータルＶｆ）が所定のばらつき内に収まっていればよい。具体的には、第１直列接続体２１Ｓ、第２直列接続体２２Ｓ、第３直列接続体２３Ｓ、第４直列接続体２４Ｓ及び第５直列接続体２５Ｓの各トータルＶｆが、所定のばらつき内に抑えられた略同一の値になっていればよい。

［端子］
図１及び図２に示すように、一対の端子３０は、発光素子２０（第１発光素子２１、第２発光素子２２、第３発光素子２３、第４発光素子２４、第５発光素子）を発光させるための電力を、発光モジュール１の外部電源等から受電する電極端子（外部接続端子）である。例えば、一対の端子３０は、発光素子２０を発光させるための直流電力を受電して、受電した直流電力を発光素子２０に供給する。つまり、一対の端子３０は、給電端子として機能する。

本実施の形態における発光モジュール１は、例えば、１つの電源（電源回路）に接続される。つまり、第１直列接続体２１Ｓ（第１発光素子２１）、第２直列接続体２２Ｓ（第２発光素子２２）、第３直列接続体２３Ｓ（第３発光素子２３）、第４直列接続体２４Ｓ（第４発光素子２４）、及び、第５直列接続体２５Ｓ（第５発光素子２５）には、一対の端子３０を介して同一の電源から電力が供給される。電源は、発光モジュール１に一定の電流が供給されるように制御されている。

また、本実施の形態において、一対の端子３０の一方は、例えば高圧側（プラス側）の第１端子３１であり、一対の端子３０の他方は、例えば低圧側（マイナス側）の第２端子３２である。

第１端子３１及び第２端子３２は、例えば、矩形状にパターン形成された金（Ａｕ）等の金属からなる金属電極である。なお、第１端子３１及び第２端子３２は、金属電極に限るものではなく、ソケット型に構成されていてもよい。この場合、第１端子３１及び第２端子３２は、樹脂製のソケットと電力を受電するための導電ピンとによって構成される。

［配線］
図２に示すように、配線４０は、発光素子２０を発光させるための電力を発光素子２０に供給するための給電配線である。

第１発光素子２１（第１直列接続体２１Ｓ）及び第２発光素子２２（第２直列接続体２２Ｓ）は並列接続となっているので、端子３０から第１発光素子２１及び第２発光素子２２に供給される電流は並列接続の分岐点で分流される。したがって、配線４０は、端子３０から第１発光素子２１（第１直列接続体２１Ｓ）の第１電流経路及び第２発光素子２２（第２直列接続体２２Ｓ）の第２電流経路の分岐点までを接続する主配線４１と、分岐点から分岐された分岐配線４２とを有する。

本実施の形態では、第１発光素子２１（第１直列接続体２１Ｓ）、第２発光素子２２（第２直列接続体２２Ｓ）、第３発光素子２３（第３直列接続体２３Ｓ）、第４発光素子２４（第４直列接続体２４Ｓ）及び第５発光素子２５３（第５直列接続体２５Ｓ）の５つが並列接続されている。したがって、主配線４１と分岐配線４２との分岐点は、端子３０から、第１発光素子２１（第１直列接続体２１Ｓ）の第１電流経路、第２発光素子２２（第２直列接続体２２Ｓ）の第２電流経路、第３発光素子２３（第３直列接続体２３Ｓ）の第３電流経路、第４発光素子２４（第４直列接続体２４Ｓ）及び第５発光素子２５（第５直列接続体２５Ｓ）の第５電流経路の５つの分岐点（合流点）となっており、主配線４１は５つの分岐配線４２に接続されている。

主配線４１としては、一対の端子３０の一方（第１端子３１）から一方の分岐点までを接続する第１配線と、一対の端子３０の他方（第２端子３２）から他方の分岐点までを接続する第２配線との２つが形成されている。

各主配線４１は、配線パターンとしては、一部に不連続箇所を有している。具体的には、各主配線４１は、分離形成された第１主配線部４１ａと第２主配線部４１ｂとを有する。そして、分離形成された第１主配線部４１ａと第２主配線部４１ｂとは、図２及び図４に示すように、配線ワイヤ７２を介して電気的に接続されている。これにより、第１主配線部４１ａと第２主配線部４１ｂとは、配線ワイヤ７２を介して電気的に接続されている。なお、図４は、図１及び図２のIV−IV線における発光モジュール１の拡大断面図である。

なお、各直列接続体において、分岐配線４２は、分岐点ＤＰから各直列接続体の先頭又は最後尾の発光素子２０とを接続するために形成されているが、分岐配線４２は、各直列接続体における隣り合う発光素子２０同士を接続するために形成されていてもよい。

配線４０（主配線４１、分岐配線４２）は、例えば、Ａｇ（銀）、Ｃｕ（銅）又は金（Ａｕ）等の金属材料からなる金属配線であり、基板１０に所定形状で形成されている。なお、配線４０としては、銀を母材金属として金メッキ処理が施された金属配線を用いることもできる。

また、配線４０は、ガラス膜又は白レジスト等の絶縁膜で被覆されていてもよい。本実施の形態では、基板１０として白色基板を用いているので、配線４０を覆うように基板１０はガラス膜で被覆されている。このように、絶縁膜で被覆することで、基板１０の絶縁耐圧を向上させることができるとともに、配線４０の金属酸化等を抑制することができる。

なお、配線４０のうち素子ワイヤ７１及び配線ワイヤ７２が接続される部分には絶縁膜が形成されておらず、配線４０が露出している。具体的には、図２に示されるハッチング部分が配線４０の露出部分であり、絶縁膜は、配線４０の素子ワイヤ７１及び配線ワイヤ７２が接続される箇所及び端子３０が形成された箇所（図１のハッチング部分）を除いて、基板１０の全体を被覆している。

［封止部材］
図１〜図３に示すように、封止部材５０は、発光素子２０を封止する。封止部材５０は、複数の発光素子２０を覆うように基板１０上に形成される。発光素子２０を封止部材５０によって封止することで、発光素子２０を保護することができる。

本実施の形態において、封止部材５０は、基板１０上の全ての発光素子２０を一括封止しており、平面視形状が略円形である。なお、封止部材５０は、発光素子２０の各直列接続体ごとに発光素子２０の配列に沿ってライン状に形成されていてもよいし、複数の発光素子２０ごとに個別に封止するように形成されていてもよい。

封止部材５０は、主として透光性材料からなるが、発光素子２０が発する光の波長を所定の波長に変換する必要がある場合、封止部材５０には波長変換材が含まれる。この場合、封止部材５０は、波長変換材として蛍光体を含み、発光素子２０が発する光の波長（色）を変換する波長変換部材として機能する。蛍光体は、発光素子２０が発する光によって励起されて所望の色（波長）の光を放出する。

封止部材５０を構成する透光性材料としては、例えばシリコーン樹脂、エポキシ樹脂又はフッソ系樹脂等の透光性の絶縁樹脂材料を用いることができる。透光性材料としては、必ずしも樹脂材料等の有機材に限るものではなく、低融点ガラスやゾルゲルガラス等の無機材を用いてもよい。

本実施の形態では、発光素子２０が青色ＬＥＤチップであるので、白色光を得るために、蛍光体としては、例えばイットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）系の黄色蛍光体を用いることができる。これにより、青色ＬＥＤチップが発した青色光の一部は、黄色蛍光体に吸収されて黄色光に波長変換される。つまり、黄色蛍光体は、青色ＬＥＤチップの青色光によって励起されて黄色光を放出する。この黄色蛍光体による黄色光と黄色蛍光体に吸収されなかった青色光とが混ざった合成光として白色光が生成され、封止部材５０からはこの白色光が出射する。

なお、演色性を高めるために、封止部材５０には、さらに赤色蛍光体が含まれていてもよい。また、封止部材５０には、光拡散性を高めるためにシリカ等の光拡散材、又は、蛍光体の沈降を抑制するためにフィラー等が分散されていてもよい。

本実施の形態における封止部材５０は、透光性材料としてシリコーン樹脂を用いて、このシリコーン樹脂に黄色蛍光体を分散させた蛍光体含有樹脂である。封止部材５０は、発光素子２０を覆うようにダム部材６０の内側に封止部材材料を充填するように塗布して硬化することで形成することができる。

［ダム部材］
図１及び図３に示すように、ダム部材６０は、複数の発光素子２０（第１発光素子２１、第２発光素子２２、第３発光素子２３、第４発光素子２４、第５発光素子２５）を囲むように環状に形成されている。本実施の形態において、ダム部材６０は、上面視において、基板１０上の全ての発光素子２０を囲むよう円環状に形成されている。なお、ダム部材６０は、矩形環状に形成されていてもよい。

ダム部材６０は、封止部材５０の材料（封止部材材料）を塗布する際に封止部材材料をせき止めるための隔壁である。ダム部材６０には、封止部材５０が充填されている。

ダム部材６０は、例えば、絶縁性を有する熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂等によって構成されている。ダム部材６０の材料としては、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）樹脂又はＢＴレジン等の樹脂材料が用いられる。

また、ダム部材６０は、発光モジュール１の光取り出し効率を高めるために、光反射性を有することが望ましい。そこで、ダム部材６０としては、白色の樹脂（いわゆる白樹脂）を用いるとよい。この場合、ダム部材６０を構成する樹脂材料に、ＴｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＺｒＯ_２又はＭｇＯ等の光反射性粒子を分散させることで、白樹脂からなるダム部材６０を形成することができる。

［ワイヤ］
素子ワイヤ７１は、各発光素子２０（第１発光素子２１、第２発光素子２２、第３発光素子２３、第４発光素子２４、第５発光素子２５）に接続されるワイヤである。素子ワイヤ７１は、各直列接続体において、発光素子２０の配列方向に沿って架張されている。

配線ワイヤ７２は、主配線４１に接続されるワイヤである。具体的には、配線ワイヤ７２は、主配線４１を構成する第１主配線部４１ａと第２主配線部４１ｂとを接続するためのワイヤである。図３に示すように、配線ワイヤ７２は、ダム部材６０の内側、かつ、ダム部材６０の近傍に設けられている。

素子ワイヤ７１及び配線ワイヤ７２は、複数の屈曲部を有する。具体的には、素子ワイヤ７１及び配線ワイヤ７２の各々は、底辺のない略台形状に形成されており、２つの屈曲部を有する。素子ワイヤ７１及び配線ワイヤ７２は、例えば金ワイヤ等の金属ワイヤである。

このように構成される素子ワイヤ７１及び配線ワイヤ７２は、例えばキャピラリを用いて発光素子２０及び配線４０にワイヤボンディングすることができる。具体的には、素子ワイヤ７１又は配線ワイヤ７２をワイヤボンディングする際、まず、金ワイヤを発光素子２０又は配線４０に押し付け（１ｓｔボンド）、続いて、キャピラリを発光素子２０又は配線４０から上方に移動させながらキャピラリから金ワイヤを引き出し、続いて、キャピラリを水平及び斜め下方に移動させながらキャピラリからで金ワイヤを引き出し、その後、金ワイヤの他端を発光素子２０又は配線４０に接合する（２ｎｄボンド）。

また、素子ワイヤ７１及び配線ワイヤ７２の各々は、少なくとも一部が封止部材５０に埋まっている。本実施の形態では、図３に示すように、素子ワイヤ７１の全体が封止部材５０に埋まっている。また、図４に示すように、配線ワイヤ７２の全体が封止部材５０に埋まっている。つまり、封止部材５０の材料をダム部材６０内に充填する際、素子ワイヤ７１及び配線ワイヤ７２の全体が封止部材５０に埋め込まれるように、封止部材５０の材料をダム部材６０に流し込む。

配線ワイヤ７２は、素子ワイヤ７１よりも先に断線するように、素子ワイヤ７１よりも機械的強度が弱い脆弱構造を有する。本実施の形態では、図４に示すように、配線ワイヤ７２は、脆弱構造として、１ｓｔボンド部７２ａの立ち上がり部分が基板１０の主面（配線４０の表面）の法線に対して傾斜している傾斜部を有する。つまり、１ｓｔボンド部７２ａの立ち上がり部分を傾斜させることで、配線ワイヤ７２に脆弱構造を持たせている。

配線ワイヤ７２の１ｓｔボンド部７２ａの立ち上がり部分の基板１０の主面の法線に対する傾斜角θは、素子ワイヤ７１の１ｓｔボンド部の立ち上がり部分の基板１０の主面の法線に対する傾斜角よりも大きくなっている。傾斜角θは、配線ワイヤ７２（素子ワイヤ７１）の１ｓｔボンド部７２ａの立ち上がり部分と基板１０の主面の法線とのなす角のことである。

配線ワイヤ７２の１ｓｔボンド部７２ａの立ち上がり部分の基板１０の主面の法線に対する傾斜角θは、５度以上であるとよい。また、配線ワイヤ７２の１ｓｔボンド部７２ａの立ち上がり部分は、配線ワイヤ７２の２ｎｄボンド部７２ｂとは反対側の方向に倒れるように傾斜している。なお、本実施の形態において、素子ワイヤ７１の１ｓｔボンド部の立ち上がり部分の傾斜角は、０°としている。

また、配線ワイヤ７２の１ｓｔボンド部７２ａの立ち上がり部分は、素子ワイヤ７１の１ｓｔボンド部の立ち上がり部分よりも長くなっている。

［作用効果］
次に、図５及び図６を用いて、実施の形態１に係る発光モジュール１の作用効果について、本発明に至った経緯も含めて説明する。図５は、従来の発光モジュール１Ｘにおける発光素子２０の接続関係を示す回路図である。図６は、実施の形態１に係る発光モジュール１における発光素子２０の接続関係を示す回路図である。なお、発光モジュール１Ｘ、１は、例えば、１つの電源２（電源回路）に接続されている。

発光モジュールの寿命末期の一つの原因として、発光素子に接続された素子ワイヤの断線が考えられる。具体的には、発光素子に接続された素子ワイヤは、発光素子とともに樹脂材料からなる封止部材に埋め込まれているため、発光素子の点消灯に伴う封止部材（樹脂材料）の熱膨張と熱収縮との繰り返しによって素子ワイヤに応力が付与される。この結果、素子ワイヤが金属疲労して断線することがある。

素子ワイヤが断線すると、並列接続された複数の発光素子を有する発光モジュールでは、複数の発光素子が部分的に不点灯になってしまう。例えば、図５の（ａ）に示すように、６０個の発光素子２０（ＬＥＤチップ）が１２直５並で接続された発光モジュール１Ｘにおいて、図５の（ｂ）に示されるように、一部の素子ワイヤ７１が断線すると、断線した素子ワイヤ７１が接続されていた発光素子２０を含む直列接続体の全ての発光素子２０（１２個のＬＥＤチップ）が不点灯状態になる。この場合、発光モジュール１Ｘの配光特性が大きく変化してしまい、所期の配光特性が得られなくなる。

また、素子ワイヤの断線によって並列接続された複数の発光素子の一部が不点灯になると、発光モジュールに一定の電流が供給されるように制御されている場合には、断線した素子ワイヤが接続されていた発光素子を含む直列接続体以外の残りの直列接続体に電流が過剰に投入されることになり、発光素子が異常発熱する。例えば、図５の（ａ）及び（ｂ）に示すように、６０個の発光素子２０が１２直５並で接続された発光モジュール１Ｘにおいて一部の素子ワイヤ７１が断線すると、断線した素子ワイヤ７１が接続されていた発光素子を含む直列接続体以外の３つの直列接続体の発光素子２０（１２個×４のＬＥＤチップ）に過剰に電流が投入されることになる。この結果、発光モジュール１Ｘの一部に熱が集中して発生することになる。この場合、発光モジュール１Ｘを照明装置等に組み込んだ場合に、発光モジュール１Ｘの周辺に配置されたレンズ等の光学部材や筐体等の樹脂部品が変形する等の不具合の発生が懸念される。

これに対して、本実施の形態における発光モジュール１では、図６の（ａ）に示すように、端子３０から並列接続された発光素子２０の直列接続体の分岐点ＤＰまでを接続する主配線４１を、第１主配線部４１ａと第２主配線部４１ｂとに分離した上で、配線ワイヤ７２によって第１主配線部４１ａと第２主配線部４１ｂとを電気的に接続している。また、配線ワイヤ７２は、発光素子２０に接続された素子ワイヤ７１と同様に、少なくとも一部が封止部材５０に埋まっている。

これにより、発光素子２０の点消灯に伴う封止部材５０の熱膨張と熱収縮との繰り返しによって封止部材５０が劣化した場合に、配線ワイヤ７２が封止部材５０内に位置させることで、封止部材５０の劣化による応力上昇の影響を確実に捉えることができる。このため、封止部材５０の熱膨張と熱収縮との繰り返しによって素子ワイヤ７１及び配線ワイヤ７２に応力が付与されたとしても、図６の（ｂ）に示すように、配線ワイヤ７２が素子ワイヤ７１よりも先に断線することによって、配線ワイヤ７２が接続された主配線４１を電気的に断線させることができる。この結果、端子３０から発光素子２０への給電を全停止させることができるので、並列接続された発光素子２０の全てを同時に消灯させることができる。したがって、並列接続された複数の発光素子２０の一部が不点灯になることを抑制することができる。つまり、配線ワイヤ７２は、自ら断線することで発光モジュール１が中途半端な状態で点灯することを回避して発光モジュール１の寿命末期を決定付ける寿命ワイヤとして機能する。

特に、本実施の形態において、配線ワイヤ７２は、素子ワイヤ７１よりも機械的強度が弱い脆弱構造を有している。

これにより、封止部材５０の熱膨張と熱収縮との繰り返しによって素子ワイヤ７１及び配線ワイヤ７２に応力が付与された場合に、より確実に配線ワイヤ７２を素子ワイヤ７１よりも先に断線させることができる。したがって、並列接続された複数の発光素子２０の一部が不点灯になることを一層抑制できる。

また、本実施の形態において、配線ワイヤ７２は、脆弱構造として、１ｓｔボンド部７２ａの立ち上がり部分が基板１０の主面の法線に対して傾斜している傾斜部を有する。

これにより、配線ワイヤ７２に脆弱構造を容易に設けることができる。したがって、簡易な構成で、並列接続された複数の発光素子２０の一部が不点灯になることを容易に抑制できる。

この場合、配線ワイヤ７２の１ｓｔボンド部７２ａの立ち上がり部分の基板１０の主面の法線に対する傾斜角θは、５度以上であるとよい。

これにより、さらに確実に配線ワイヤ７２を素子ワイヤ７１よりも先に断線させることができる。したがって、並列接続された複数の発光素子２０の一部が不点灯になることをさらに抑制できる。なお、配線ワイヤ７２の１ｓｔボンド部の立ち上がり部分の傾斜角θを大きくしすぎると、発光モジュール１の寿命が目的とする期間よりも短くなってしまうこともあるので、傾斜角θはあまり大きくしすぎない方がよい。

また、図４に示すように、本実施の形態において、配線ワイヤ７２の１ｓｔボンド部７２ａの立ち上がり部分は、配線ワイヤ７２の２ｎｄボンド部７２ｂとは反対側の方向に倒れるように傾斜している。

これにより、配線ワイヤ７２の１ｓｔボンド部７２ａの立ち上がり部分を配線ワイヤ７２の２ｎｄボンド部７２ｂ側の方向に同じ角度で倒れるように傾斜させる場合に比べて、配線ワイヤ７２の１ｓｔボンド部７２ａの立ち上がり部分の機械的強度を弱くすることができる。したがって、配線ワイヤ７２に脆弱構造を容易に設けることができる。

また、本実施の形態において、配線ワイヤ７２は、複数の屈曲部を有する。

これにより、簡単な形状で、配線ワイヤ７２に脆弱構造を容易に設けることができる。

また、本実施の形態において、配線ワイヤ７２の１ｓｔボンド部７２ａの立ち上がり部分は、素子ワイヤ７１の１ｓｔボンド部の立ち上がり部分よりも長い。

これにより、配線ワイヤ７２の機械的強度を、素子ワイヤ７１の機械的強度よりも容易に脆弱にすることができる。したがって、容易に配線ワイヤ７２を素子ワイヤ７１よりも先に断線させることができる。

また、本実施の形態において、素子ワイヤ７１及び配線ワイヤ７２の各々の全体が封止部材５０に埋まっている。

これにより、封止部材５０の熱膨張と熱収縮との繰り返しによる素子ワイヤ７１及び配線ワイヤ７２への応力負荷をより均一にできるので、配線ワイヤ７２を素子ワイヤ７１よりもより断線しやすくできる。

また、本実施の形態において、複数の発光素子２０（第１発光素子２１、第２発光素子２２、第３発光素子２３、第４発光素子２４、第５発光素子２５）を囲む環状のダム部材６０を備えている。また、ダム部材６０には、封止部材５０が充填されており、配線ワイヤ７２は、ダム部材６０の内側、かつ、ダム部材６０の近傍に設けられている。

これにより、配線ワイヤ７２を設けたとしても、複数の発光素子２０から発する光が配線ワイヤ７２によって遮光されたり吸収されたりすることを抑制することができる。

以上、本実施の形態における発光モジュール１によれば、並列接続された複数の発光素子２０の一部が不点灯になることを抑制することができる。

したがって、配光特性が大きく変化した状態で発光モジュール１が発光することを抑制することができる。

また、発光モジュール１に一定の電流が供給されるように制御されているような場合でも、並列接続された複数の発光素子２０の全部が消灯するので、一部の発光素子２０に電流が過剰に投入されて発光素子２０が異常発熱することも抑制できる。したがって、発光モジュール１の一部に熱が集中して発生することを抑制できるので、発光モジュール１を照明装置等に組み込んだ場合でも、発光モジュール１の周辺に配置されたレンズ等の光学部材や筐体等の樹脂部品が変形する等の不具合が発生することを抑制できる。

（実施の形態２）
次に、実施の形態２に係る照明装置１００の構成について、図７及び図８を用いて説明する。図７は、実施の形態２に係る照明装置１００の断面図である。図８は、実施の形態２に係る照明装置１００の外観斜視図である。

図７及び図８に示すように、本実施の形態に係る照明装置１００は、例えば住宅等の天井に埋込配設されることにより下方（廊下や壁等）に光を照明するダウンライト等の埋込型照明装置である。照明装置１００は、上記実施の形態１に係る発光モジュール１と、基部１１０及び枠体部１２０を結合してなる略有底筒状の器具本体と、当該器具本体に配置された、反射板１３０及び透光パネル１４０とを備える。

基部１１０は、発光モジュール１が取り付けられる取付台であるとともに、発光モジュール１で発生する熱を放熱するヒートシンクである。基部１１０は、金属材料を用いて略円柱状に形成されており、本実施の形態ではアルミダイカスト製である。

基部１１０の上部（天井側部分）には、上方に向かって突出する複数の放熱フィン１１１が一方向に沿って互いに一定の間隔をあけて設けられている。これにより、発光モジュール１で発生する熱を効率よく放熱させることができる。

枠体部１２０は、内面に反射面を有する略円筒状のコーン部１２１と、コーン部１２１が取り付けられる枠体本体部１２２とを有する。コーン部１２１は、金属材料を用いて成形されており、例えば、アルミニウム合金等を絞り加工またはプレス成形することによって作製することができる。枠体本体部１２２は、硬質の樹脂材料又は金属材料によって成形されている。枠体部１２０は、枠体本体部１２２が基部１１０に取り付けられることによって固定されている。

反射板１３０は、内面反射機能を有する円環枠状（漏斗状の）反射部材である。反射板１３０は、例えばアルミニウム等の金属材料を用いて形成することができる。なお、反射板１３０は、金属材料ではなく、硬質の白色樹脂材料によって形成してもよい。

透光パネル１４０は、光拡散性及び透光性を有する透光部材である。透光パネル１４０は、反射板１３０と枠体部１２０との間に配置された平板プレートであり、反射板１３０に取り付けられている。透光パネル１４０は、例えばアクリルやポリカーボネート等の透明樹脂材料によって円盤状に形成される。

なお、透光パネル１４０は設けなくても構わない。透光パネル１４０を設けない構成とすることにより、照明装置としての光束を向上させることができる。

また、図８に示すように、照明装置１００には、発光モジュール１を発光させるための電力を生成して供給する点灯装置１５０と、商用電源からの交流電力を点灯装置１５０に中継する端子台１６０とが接続される。点灯装置１５０は、発光モジュール１を発光させるための電力を生成する電源回路を有する。

点灯装置１５０及び端子台１６０は、器具本体とは別体に設けられた取付板１７０に取付固定される。取付板１７０は、金属材料からなる矩形板状の部材を折り曲げて形成されており、その長手方向の一端部の下面に点灯装置１５０が取付固定されるとともに、他端部の下面に端子台１６０が取付固定される。取付板１７０は、器具本体の基部１１０の上部に取付固定された天板１８０と互いに連結される。

（変形例）
以上、本発明に係る発光モジュール及び照明装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。

例えば、上記実施の形態において、配線ワイヤ７２の脆弱構造は、１ｓｔボンド部７２ａの立ち上がり部を傾斜させる傾斜部としたが、これに限るものではない。その他の脆弱構造としては、配線ワイヤ７２を素子ワイヤ７１よりも細くした構造、又は、配線ワイヤ７２の一部を細くした構造等が考えられる。

また、上記実施の形態において、配線ワイヤ７２は、第１端子３１に接続された主配線４１及び第２端子３２に接続された主配線４１の両方に設けたが、これに限るものではなく、配線ワイヤ７２は、第１端子３１に接続された主配線４１及び第２端子３２に接続された主配線４１のいずれか一方に設けてもよい。

また、上記実施の形態において、発光モジュール１は、青色ＬＥＤチップと黄色蛍光体とによって白色光を放出するように構成したが、これに限らない。例えば、赤色蛍光体及び緑色蛍光体を含有する蛍光体含有樹脂を用いて、これと青色ＬＥＤチップとを組み合わせることによりに白色光を放出するように構成しても構わない。

また、上記実施の形態において、ＬＥＤチップは、青色以外の色を発光するＬＥＤチップを用いても構わない。例えば、青色ＬＥＤチップよりも短波長である紫外光を放出する紫外ＬＥＤチップを用いる場合、主に紫外光により励起されて三原色（赤色、緑色、青色）に発光する各色蛍光体を組み合わせたものを用いることができる。

また、上記実施の形態において、波長変換材として蛍光体を用いたが、これに限らない。例えば、波長変換材として、半導体、金属錯体、有機染料、顔料など、ある波長の光を吸収し、吸収した光とは異なる波長の光を発する物質を含んでいる材料を用いることができる。

また、上記実施の形態において、発光モジュール１は、調色可能な構成であってもよい。この場合、例えば、封止部材５０を４つの直列接続体ごとにライン状に４本形成し、４本の封止部材５０を低色温度の白色光と高色温度の白色光との色温度が異なる２色の光を発するものに分けて形成すればよい。

また、上記実施の形態において、並列接続された４つの直列接続体は、同一の電源によって連動して駆動するように構成されていたが、これに限るものではない。例えば、並列接続された４つの直列接続体の一部又は全部を独立して駆動できるように構成されていてもよい。

また、上記実施の形態２では、発光モジュール１をダウンライトに適用する例について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、発光モジュール１は、ベースライト、スポットライト、電球形ランプ、又は、直管形ランプ等、その他の照明装置やランプにも適用することができる。さらに、発光モジュール１を照明用途以外の機器に用いることも可能である。

その他、各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。

１ 発光モジュール
２ 電源
１０ 基板
２０ 発光素子
２１ 第１発光素子
２１Ｓ 第１直列接続体
２２ 第２発光素子
２２Ｓ 第２直列接続体
２３ 第３発光素子
２３Ｓ 第３直列接続体
２４ 第４発光素子
２４Ｓ 第４直列接続体
２５ 第４発光素子
２５Ｓ 第４直列接続体
３０ 端子
３１ 第１端子
３２ 第２端子
４０ 配線
４１ 主配線
４１ａ 第１主配線部
４１ｂ 第２主配線部
４２ 分岐配線
５０ 封止部材
６０ ダム部材
７１ 素子ワイヤ
７２ 配線ワイヤ
ＤＰ 分岐点

Claims (10)

1. 基板と、
   前記基板に設けられ、並列接続された第１発光素子及び第２発光素子と、
   前記基板に設けられ、前記第１発光素子及び前記第２発光素子を発光させるための電力を受電する端子と、
   前記基板に設けられ、少なくとも前記端子から前記第１発光素子の第１電流経路及び前記第２発光素子の第２電流経路の分岐点までを接続する主配線と、
   前記発光素子を封止する封止部材とを備え、
   前記主配線は、分離形成された第１主配線部と第２主配線部とを有し、
   前記第１発光素子及び前記第２発光素子の各々には、素子ワイヤが接続され、
   前記第１主配線部と前記第２主配線部とは、配線ワイヤを介して電気的に接続され、
   前記素子ワイヤ及び前記配線ワイヤの各々は、少なくとも一部が前記封止部材に埋まっている
   発光モジュール。
2. 前記配線ワイヤは、前記素子ワイヤよりも機械的強度が弱い脆弱構造を有する
   請求項１に記載の発光モジュール。
3. 前記配線ワイヤは、前記脆弱構造として、１ｓｔボンド部の立ち上がり部分が前記基板の主面の法線に対して傾斜している傾斜部を有する
   請求項２に記載の発光モジュール。
4. 前記立ち上がり部分の前記基板の主面の法線に対する傾斜角は、５度以上である
   請求項３に記載の発光モジュール。
5. 前記立ち上がり部分は、前記配線ワイヤの２ｎｄボンド部とは反対側の方向に倒れるように傾斜している
   請求項３又は４に記載の発光モジュール。
6. 前記配線ワイヤは、複数の屈曲部を有する
   請求項１〜５のいずれか１項に記載の発光モジュール。
7. 前記配線ワイヤの１ｓｔボンド部の立ち上がり部分は、前記素子ワイヤの１ｓｔボンド部の立ち上がり部分よりも長い
   請求項１〜６のいずれか１項に記載の発光モジュール。
8. 前記素子ワイヤ及び前記配線ワイヤの各々の全体が前記封止部材に埋まっている
   請求項１〜７のいずれか１項に記載の発光モジュール。
9. さらに、前記第１発光素子及び前記第２発光素子を囲む環状のダム部材を備え、
   前記ダム部材には、前記封止部材が充填されており、
   前記配線ワイヤは、前記ダム部材の内側、かつ、前記ダム部材の近傍に設けられている
   請求項１〜８のいずれか１項に記載の発光モジュール。
10. 請求項１〜９のいずれか１項に記載の発光モジュールを備える
    照明装置。

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