KR20110106463A - 발광모듈 및 조명장치 - Google Patents

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Abstract

발광모듈은(1)은 모듈 기판(2), 발광 다이오드열(31) 및 밀봉부재(48)를 구비한다. 발광 다이오드열(31)은 복수의 발광 다이오드 소자(32)와, 발광 다이오드 소자(32) 사이를 접속하는 복수의 본딩 와이어(37)를 포함한다. 발광 다이오드 소자(32)는 한 쌍의 소자 전극(33, 34)을 가짐과 아울러, 소자 전극(33, 34)이 나열되는 방향으로 연장되는 사각형 형상이다. 밀봉부재(48)는 발광 다이오드열(31)을 밀봉하도록 모듈 기판(2)에 적층되어 있다. 발광 다이오드 소자(32)는 소자 전극(33, 34)이 나열되는 방향과 직교하는 방향으로 간격을 가지고 배열되고, 서로 이웃하는 발광 다이오드 소자(32) 사이에서는, 같은 극성을 갖는 소자 전극(33, 34)이 발광 다이오드 소자(32)의 배열 방향으로 서로 이웃하도록 나열되어 있다. 본딩 와이어(37)는 서로 이웃하는 발광 다이오드 소자(32)의 서로 다른 극성의 소자 전극(33, 34)의 사이를 접속하도록 발광 다이오드 소자(32)의 배열 방향에 대하여 경사지게 배선되어 있다.

Description

발광모듈 및 조명장치{LIGHT EMITTING MODULE AND ILLUMINATION APPARAUTS}
본 발명은 복수의 발광 다이오드 소자를 갖는 발광모듈에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 복수의 발광 다이오드 소자를 갖는 발광모듈을 광원으로서 이용하는 조명장치에 관한 것이다.
예를 들면 특허문헌 1은 COB(chip on board)형의 조명장치를 개시하고 있다. 이러한 종류의 조명장치는 백색의 표면을 갖는 수지 기판, 복수의 발광 다이오드열, 리플렉터 및 밀봉부재를 구비하고 있다.
발광 다이오드열은 수지 기판의 표면을 따라 직선형으로 연장되어 있음과 아울러, 발광 다이오드열이 연장되는 방향과 직교하는 방향으로 서로 간격을 가지고 평행하게 배치되어 있다. 리플렉터는 발광 다이오드열을 둘러싸도록 수지 기판의 표면에 접착되어 있다. 밀봉부재는 형광체가 혼합된 투명한 실리콘 수지로 구성되어 있다. 밀봉부재는 발광 다이오드열을 밀봉하도록 리플렉터로 둘러싸인 영역에 충전되어 있다.
발광 다이오드열은 각각 복수의 발광 다이오드 소자를 구비하고 있다. 발광 다이오드 소자는 서로 간격을 가지고 일렬로 나열되어 있다. 각 발광 다이오드 소자는 한 쌍의 소자 전극을 가짐과 아울러, 다이본드재를 이용하여 수지 기판의 표면에 접착되어 있다.
발광 다이오드열이 연장되는 방향으로 서로 이웃하는 발광 다이오드 소자는 본딩 와이어를 개재하여 전기적으로 접속되어 있다. 본딩 와이어의 일단은 서로 이웃하는 발광 다이오드 소자 중 한쪽의 발광 다이오드 소자의 소자 전극에 접속되어 있다. 본딩 와이어의 타단은 다른 한쪽의 발광 다이오드 소자의 소자 전극에 접속되어 있다. 이 때문에, 발광 다이오드열은 복수의 발광 다이오드 소자를 직렬로 접속한 구성으로 되어 있다.
종래의 조명장치에 따르면, 각 발광 다이오드 소자의 소자 전극은 발광 다이오드열이 연장되는 방향으로 나열되어 있다. 이 때문에, 본딩 와이어라 하더라도 발광 다이오드열을 평면적으로 보았을 경우에, 발광 다이오드열이 연장되는 방향을 따라 곧게 배선되어 있다.
또한, 복수의 발광 다이오드열의 전체 길이는 모두 동등하게 되어 있다. 이들 발광 다이오드열이 서로 간격을 가지고 평행하게 배열됨으로써, 수많은 발광 다이오드 소자가 상기 리플렉터로 둘러싸인 영역의 거의 전 영역에 걸쳐 매트릭스형으로 규칙적으로 배열되어 있다.
이러한 구성의 조명장치에 따르면, 발광 다이오드열이 연장되는 방향으로 서로 이웃하는 발광 다이오드 소자의 사이에 본딩 와이어가 접합되는 중계용 본딩 패드를 필요로 하지 않는다. 그로 인해, 서로 이웃하는 발광 다이오드 소자 사이의 피치를 좁게 할 수 있으며, 수많은 발광 다이오드 소자를 고밀도로 배치하는데 있어서 적합하다. 아울러, 서로 이웃하는 발광 다이오드 소자 사이의 피치가 좁아지면, 발광 다이오드열을 평면적으로 보았을 때에, 서로 이웃하는 발광 다이오드 소자 사이에 걸치는 본딩 와이어의 길이가 짧아진다. 이 결과, 본딩 와이어가 밀봉부재의 무게로 인해 변형하는 것을 억제할 수 있다.
일본 특개 2008-277561호 공보
발광 다이오드 소자는 평면적으로 보았을 때의 형상이 사각형인 것이 일반적이다. 발광 다이오드 소자가 갖는 한 쌍의 소자 전극은 발광 다이오드 소자의 길이 방향으로 간격을 가지고 나열되어 있다. 이 때문에, 특허문헌 1에 기재된 조명장치에 있어서, 발광 다이오드열이 연장되는 방향의 스페이스가 제한되어 있는 경우, 하기와 같은 과제가 있다.
발광 다이오드열에서는 복수의 발광 다이오드 소자가 일렬로 나열되어 있으므로, 서로 이웃하는 발광 다이오드 소자는 각각 서로 마주 보는 측면을 갖고 있다. 서로 이웃하는 발광 다이오드 소자의 측면 사이의 간격은 서로 이웃하는 발광 다이오드 소자 사이의 피치보다 좁게 되어 있다.
따라서, 복수의 발광 다이오드 소자를 배열할 시에, 서로 이웃하는 발광 다이오드 소자의 측면 사이의 간격의 사이즈를 우선하면, 제한된 스페이스에 배치할 수 있는 발광 다이오드 소자의 수가 감소한다. 따라서, 복수의 발광 다이오드 소자를 고밀도로 배열하는데 있어서 바람직하지 않다.
이에 반해, 복수의 발광 다이오드 소자를 배열할 시에, 제한된 스페이스에 배치해야 하는 발광 다이오드 소자의 수를 우선하면, 서로 이웃하는 발광 다이오드 소자의 측면 사이의 간격이 상당히 좁아진다. 이 때문에, 발광 다이오드 소자를 밀봉하는 밀봉부재가 서로 이웃하는 발광 다이오드 소자의 사이에 유입하기 어려워져, 서로 이웃하는 발광 다이오드 소자 사이에 기포가 발생하는 것을 부정할 수 없다. 기포는 보이드가 되어 밀봉부재 내에 잔류한다. 보이드는 발광 다이오드 소자로부터의 광이 입사된 때에 광을 산란시키기 때문에, 적정한 배광을 흐트러뜨릴 수 있다.
또한, 발광 다이오드 소자를 고밀도로 배열하는 조건하에서도, 서로 이웃하는 발광 다이오드 소자의 사이에 걸치는 본딩 와이어는 발광 다이오드열을 평면적으로 보았을 때에, 발광 다이오드열이 연장되는 방향을 따라 곧게 배선되어 있다. 이 때문에, 본딩 와이어의 길이가 너무 짧아져 버린다. 본딩 와이어가 너무 짧으면, 본딩 와이어를 소자 전극에 본딩할 때의 작업성이 저하되어, 발광 다이오드열을 제조하는데 있어서 바람직하지 않다. 아울러, 너무 짧은 본딩 와이어는 변형하기 어렵기 때문에, 본딩 와이어의 취급이 나빠진다.
또한, 소자 전극에 접합된 본딩 와이어의 단부는 재결정화에 의해 강도가 저하되는 것을 피할 수 없다. 그 때문에, 본딩 와이어를 밀봉하고 있는 밀봉부재가 발광 다이오드 소자의 열 영향을 받아 열적으로 신축하면, 밀봉부재의 신축이 본딩 와이어에 스트레스로서 반복하여 작용한다. 따라서, 본딩 와이어가 강도가 약한 단부에서 부러질 우려가 있다.
본 발명의 목적은 복수의 발광 다이오드 소자를 고밀도로 배열하는 조건하에서도 작업성을 양호하게 유지할 수 있어, 제조 효율을 높일 수 있는 발광모듈을 얻는 것에 있다.
본 발명의 다른 목적은 제조 효율을 높인 발광모듈을 광원으로서 구비하는 조명장치를 얻는 것에 있다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 청구항 1의 발명에 따른 발광모듈은 모듈 기판, 발광 다이오드열 및 밀봉부재를 구비하고 있다. 발광 다이오드열은 애노드용 소자 전극 및 캐소드용 소자 전극을 가짐과 아울러, 상기 소자 전극이 나열되는 방향으로 연장되는 사각형 형상을 이루는 복수의 발광 다이오드 소자와, 서로 이웃하는 발광 다이오드 소자 사이를 전기적으로 직렬로 접속하는 복수의 본딩 와이어를 포함하고 있으며, 상기 발광 다이오드 소자가 상기 모듈 기판에 고정되어 있다. 밀봉부재는 투광성을 가짐과 아울러, 상기 발광 다이오드열을 밀봉하도록 상기 모듈 기판에 적층되어 있다.
상기 복수의 발광 다이오드 소자는 상기 소자 전극이 나열되는 방향과 교차하는 방향으로 간격을 가지고 배열되고, 서로 이웃하는 발광 다이오드 소자 사이에서는, 같은 극성을 갖는 소자 전극이 상기 발광 다이오드 소자의 배열 방향으로 서로 이웃하도록 나열되어 있다. 상기 본딩 와이어는 상기 서로 이웃하는 발광 다이오드 소자의 서로 다른 극성의 소자 전극의 사이를 접속하도록 상기 발광 다이오드 소자의 배열 방향에 대하여 경사지게 배선되어 있다.
청구항 1의 발광모듈에 있어서, 발광 다이오드 소자란 베어칩으로 이루어지는 반도체 발광소자를 나타내고 있다. 발광 다이오드 소자는 소자 전극의 방향으로부터 평면적으로 보았을 때의 형상이 사각형이며, 소자 전극은 발광 다이오드 소자의 길이 방향을 따르도록 나열되어 있다.
발광모듈의 모듈 기판은 합성 수지, 유리 또는 세라믹제의 절연층을 구비하고 있다. 절연층은 단층이어도 좋고, 다층이어도 좋다. 또한, 모듈 기판의 방열성을 촉진시키기 위해서, 절연층의 이면에 금속판을 적층한 구성을 채용해도 좋다.
발광모듈의 발광 다이오드열은 직선 형상인 것이 바람직하지만, 예를 들면 발광 다이오드열의 일단과 타단 사이에 직각으로 절곡된 복수의 굴곡부를 갖는 형상으로 해도 좋다. 발광모듈의 본딩 와이어는 금속 세선이면 되고, 구리(Au) 세선을 이용하는 것이 바람직하다.
청구항 1의 발광모듈에 있어서, 밀봉부재로서는 투명 유리 및 투광성을 갖는 수지 재료의 일 예인 투명 실리콘 수지, 투명 우레탄 수지, 투명 아크릴 수지 등을 이용할 수 있다.
청구항 1의 발광모듈에 있어서, 청색 광을 발하는 발광 다이오드 소자를 이용하여 백색 광을 얻기 위해서는, 청색 광으로 여기되어 황색 광을 방사하는 황색 형광체를 밀봉부재에 혼합하면 된다. 마찬가지로, 자외선을 발하는 발광 다이오드 소자를 이용하여 백색 광을 얻기 위해서는, 자외선으로 여기되어 적색 광을 방사하는 적색 형광체, 자외선으로 여기되어 녹색 광을 방사하는 녹색 형광체 및 자외선으로 여기되어 청색 광을 방사하는 청색 형광체를 밀봉부재에 혼합하면 된다. 또한, 적색, 녹색 및 청색의 광을 발하는 3종류의 발광 다이오드 소자를 한 조로 하는 복수의 발광 유닛을 모듈 기판 상에 실장해도 좋다. 이 경우, 3종류의 발광 다이오드 소자가 발하는 광이 서로 섞여, 각 발광 유닛으로부터 백색의 광이 방사되므로, 밀봉부재에 형광체를 혼합할 필요는 없다.
청구항 1의 발광모듈에 따르면, 발광 다이오드열을 구성하는 복수의 발광 다이오드 소자는 한 쌍의 소자 전극이 나열되는 방향과 교차하는 방향으로 서로 간격을 가지고 배열되어 있다. 이 때문에, 예를 들면 발광 다이오드열이 연장되는 방향의 스페이스가 제한된 조건하에서도, 발광 다이오드열이 연장되는 방향으로 서로 이웃하는 발광 다이오드 소자 사이의 피치를 좁혀, 발광 다이오드열이 연장되는 방향으로 수많은 발광 다이오드 소자를 나열하는 것이 가능해진다. 따라서, 모듈 기판 상에 발광 다이오드 소자를 고밀도로 배치할 수 있다.
또한, 청구항 1의 발광모듈에서는, 발광 다이오드 소자의 같은 극성을 갖는 소자 전극이 발광 다이오드 소자의 배열 방향으로 서로 이웃하도록 나열되어 있다. 이로써, 서로 이웃하는 발광 다이오드 소자의 서로 다른 극성의 소자 전극의 사이를 접속하는 본딩 와이어는 발광 다이오드 소자의 배열 방향에 대하여 경사지게 배선되어 있다.
따라서, 복수의 발광 다이오드 소자는 같은 극성을 갖는 소자 전극의 방향을 일치시킨 상태로 모듈 기판에 공급하면 된다. 다시 말해서, 극성이 다른 소자 전극이 서로 이웃하도록 발광 다이오드 소자의 방향을 교대로 반전시킬 필요는 없다. 따라서, 수많은 발광 다이오드 소자를 모듈 기판에 실장할 때의 작업성이 향상된다.
또한, 발광모듈을 평면적으로 보았을 때에, 발광 다이오드 소자 사이에 걸치는 모든 본딩 와이어가 동일한 방향으로 경사하고 있다. 이 결과, 복수의 본딩 와이어가 일정한 규칙에 따라 배열되므로, 본딩 와이어의 배선에 결함이 있는지 여부를 용이하게 확인할 수 있다.
또한, 본딩 와이어가 발광 다이오드 소자의 배열 방향을 따라 곧게 배선되어 있는 경우와의 비교에 있어서, 발광모듈을 평면적으로 보았을 때의 본딩 와이어의 길이를 확보할 수 있다. 이 때문에, 본딩 와이어를 소자 전극에 본딩하는 작업을 용이하게 수행할 수 있다.
아울러, 본딩 와이어가 변형하기 쉬워지므로, 본딩 와이어를 덮는 밀봉부재가 발광 다이오드 소자의 열 영향을 받아 열적으로 신축한 경우에도, 본딩 와이어가 밀봉부재의 신축에 추종하도록 매끄럽게 변형한다. 따라서, 소자 전극에 접합된 본딩 와이어의 단부에 가해지는 스트레스를 경감할 수 있다.
청구항 2의 발광모듈에서는, 본딩 와이어가 서로 이웃하는 발광 다이오드 소자 사이에 모듈 기판으로부터 멀어지는 방향으로 원호를 그리며 튀어나와 있다. 발광 다이오드 소자에 대한 본딩 와이어의 정상부의 돌출 높이는 200㎛~500㎛로 규정되어 있다.
소자 전극에 접합된 본딩 와이어는 일반적으로 구리 세선이 이용되고 있다. 구리제의 본딩 와이어를 소자 전극에 본딩하면, 본딩 와이어 중 소자 전극으로부터 대체로 100㎛~180㎛까지의 영역의 강도가 재결정화에 의해 저하된다. 그 때문에, 본딩 와이어의 돌출 높이가 200㎛를 하회하면, 본딩 와이어를 덮는 밀봉부재가 열적으로 신축한 때에, 본딩 와이어가 밀봉부재의 신축에 동반하는 스트레스를 견디지 못하고 굴절할 가능성이 높아진다.
한편, 발광 다이오드 소자 및 본딩 와이어는 밀봉부재로 덮여 있다. 그 때문에, 본딩 와이어의 돌출 높이가 500㎛를 상회하면, 본딩 와이어의 정상부가 밀봉부재로부터 발광모듈 밖으로 비어져 나와버려, 본딩 와이어가 손상되는 것을 부정할 수 없다. 아울러, 본딩 와이어가 너무 길기 때문에, 밀봉부재가 열적으로 신축한 때에 본딩 와이어에 큰 응력이 발생하고, 본딩 와이어의 단선을 초래하는 원인이 될 수 있다.
그렇기 때문에, 본딩 와이어의 돌출 높이를 200㎛~500㎛의 범위 내로 함으로써, 본딩 와이어의 강도를 높여, 본딩 와이어의 원치 않는 손상 및 단선을 방지할 수 있다.
또한, 발광 다이오드 소자에 대한 본딩 와이어의 돌출 높이가 적정하게 되어, 서로 이웃하는 발광 다이오드 소자 사이에 밀봉부재가 충전되기 쉬워진다. 다시 말하면, 서로 이웃하는 발광 다이오드 소자 사이에 걸치는 본딩 와이어가 발광 다이오드 소자 사이에 충전되는 밀봉부재의 흐름을 방해하는 것을 방지할 수 있다. 이 결과, 서로 이웃하는 발광 다이오드 소자 사이에 기포가 발생하기 어려워지며, 기포가 보이드가 되어 밀봉부재 내에 남는 것을 회피할 수 있다.
청구항 3의 발광모듈에서는, 밀봉부재가 수지 재료로 형성되어 있다. 밀봉부재로서는, 예를 들면 굴곡 탄성률이 낮은 투명한 디메틸 실리콘 수지를 이용할 수 있다. 밀봉부재에 이용하는 수지 재료는 디메틸 실리콘 수지에 한정되지 않으며, 동일한 성질을 갖는 그 외의 투광성 수지 재료를 이용할 수 있다. 굴곡 탄성률이 낮은 수지 재료는 유연성이 풍부하므로, 밀봉부재가 열적으로 신축했다고 해도, 밀봉부재가 본딩 와이어에 가하는 스트레스를 경감할 수 있다.
청구항 4의 발광모듈은 모듈 기판에 적층된 광반사면을 갖는 금속 반사층과, 발광 다이오드 소자와 광반사면과의 사이에 개재되어, 발광 다이오드 소자를 금속 반사층에 접착하는 투광성 다이본드재를 더 구비하고 있다. 상기 다이본드재는 상기 밀봉부재보다 가스 투과성이 낮은 수지 재료로 형성되어 있음과 아울러, 상기 금속 반사층 상에서 상기 발광 다이오드 소자의 주위에 튀어 나와 있다.
청구항 4의 발광모듈에 있어서, 금속 반사층의 광반사면은 발광 다이오드 소자로부터 방사된 광을 반사시켜, 광을 효율적으로 추출하기 위한 것이다. 금속 반사층은 복수의 발광 다이오드 소자를 실장할 수 있는 크기를 갖고 있다. 금속 반사층은 한 종류의 금속재료를 이용한 단층이어도 좋고, 또는 이종 금속을 적층한 다층이어도 좋다. 또한, 금속 반사층은 모듈 기판 상에 적어도 하나 적층되어 있으면 된다.
청구항 4의 발광모듈에 있어서, 다이본드재를 구성하는 수지 재료로서는, 예를 들면 수증기 투과율이 100cc/㎡·day 이하인 투명한 실리콘 수지를 이용하는 것이 바람직하다. 아울러, 다이본드재는 복수의 발광 다이오드 소자를 개별로 금속 반사층에 접착할 수 있으면 되고, 서로 이웃하는 발광 다이오드 소자에 대응하는 다이본드재가 서로 연속해 있어도 좋고, 서로 떨어져 있어도 좋다. 또한, 다이본드재는 금속 반사층의 광반사면 중, 적어도 복수의 발광 다이오드 소자가 배열되는 영역을 전면적으로 덮도록 마련해도 좋다.
청구항 4의 발광모듈에 따르면, 발광 다이오드 소자가 발광한 때에, 발광 다이오드 소자가 발하는 열의 대부분은 발광 다이오드 소자로부터 금속 반사층에 전달됨과 아울러, 금속 반사층의 구석구석까지 넓게 확산된다. 금속 반사층에 확산된 열은 금속 반사층으로부터 모듈 기판에 전달되므로, 발광 다이오드 소자의 방열성이 향상한다.
또한, 금속 반사층은 광반사면에 입사한 발광 다이오드 소자의 광을 광의 이용 방향으로 반사시킨다. 이로써, 광 추출 효율이 높아져, 광을 낭비 없이 유효하게 활용할 수 있다.
청구항 4의 발광모듈에 따르면, 발광 다이오드 소자와 금속 반사층 사이에 개재된 다이본드재는 밀봉부재보다 가스 투과성이 낮음과 아울러, 발광 다이오드 소자의 주위에 튀어나와 있다. 이 때문에, 예를 들면 부식성 가스가 밀봉부재를 투과했다고 해도, 금속 반사층 중 발광 다이오드 소자에 대응하는 위치 및 발광 다이오드 소자의 주위를 포함하는 영역에 밀봉부재를 투과한 부식성 가스가 도달하기 어려워진다. 따라서, 부식성 가스에 의한 금속 반사층의 변색이 억제되어, 금속 반사층의 광반사 성능을 양호하게 유지할 수 있다.
가스 투과성이 낮은 다이본드재는 밀봉부재보다 단단해지는 것을 피할 수 없다. 그러나, 경질인 다이본드재는 발광 다이오드열의 본딩 와이어로부터 떨어져 있다. 이 때문에, 다이본드재가 히트 사이클에 의해 열적으로 신축했다고 해도, 다이본드재가 본딩 와이어에 스트레스를 가하는 인자가 되지는 않는다.
청구항 5의 발광모듈에서는, 밀봉부재가 다이본드재보다 부드러운 수지 재료로 형성되어 있다. 밀봉부재가 유연하다면, 설령 밀봉부재가 히트 사이클에 의해 열적으로 신축하였더라도, 밀봉부재가 본딩 와이어에 가하는 스트레스를 경감할 수 있다.
청구항 6의 발광모듈에서는, 다이본드재가 페닐 실리콘 성분을 함유하고 있다. 페닐 실리콘 수지는, 예를 들면 디메틸 실리콘 수지보다 가스 투과성이 낮다. 그 때문에, 페닐 실리콘 성분을 포함하는 다이본드재는 금속 반사층이 밀봉부재를 투과한 가스에 노출되는 것을 방지한다.
청구항 7의 발광모듈에서는, 다이본드재 및 밀봉부재가 모두 페닐 실리콘 성분을 함유하고 있다. 밀봉부재가 페닐 실리콘 성분을 포함함으로써, 가스가 밀봉부재를 투과하기 어려워진다. 아울러, 설령 가스가 밀봉부재를 투과했다고 해도, 페닐 실리콘 성분을 포함하는 다이본드재에 의해 가스가 금속 반사층에 도달하는 것을 제한할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 청구항 8의 발명에 따른 조명장치는 본체와, 상기 본체에 지지된 발광모듈로 구성되어 있다. 상기 발광모듈은 모듈 기판, 발광 다이오드열 및 밀봉부재를 구비하고 있다. 발광 다이오드열은 애노드용 소자 전극 및 캐소드용 소자 전극을 가짐과 아울러, 상기 소자 전극이 나열되는 방향으로 연장되는 사각형 형상을 이루는 복수의 발광 다이오드 소자와, 서로 이웃하는 발광 다이오드 소자 사이를 전기적으로 직렬로 접속하는 복수의 본딩 와이어를 포함하고 있으며, 상기 발광 다이오드 소자가 상기 모듈 기판에 고정되어 있다. 밀봉부재는 투광성을 가짐과 아울러, 상기 발광 다이오드열을 밀봉하도록 상기 모듈 기판에 적층되어 있다.
상기 복수의 발광 다이오드 소자는 상기 소자 전극이 나열되는 방향과 교차하는 방향으로 간격을 가지고 배열되고, 서로 이웃하는 발광 다이오드 소자 사이에서는, 같은 극성을 갖는 소자 전극이 상기 발광 다이오드 소자의 배열 방향으로 서로 이웃하도록 나열되어 있다. 상기 본딩 와이어는 상기 서로 이웃하는 발광 다이오드 소자의 서로 다른 극성의 소자 전극의 사이를 접속하도록 상기 발광 다이오드 소자의 배열 방향에 대하여 경사지게 배선되어 있다.
청구항 9의 조명장치에서는, 본체가 히트싱크와, 히트싱크에 열적으로 접속된 수열부를 구비하고 있다. 발광모듈의 모듈 기판은 상기 수열부에 고정되어, 이 수열부에 열적으로 접속되어 있다.
청구항 9의 조명장치에 따르면, 발광모듈의 모듈 기판에 전달된 발광 다이오드 소자의 열은 모듈 기판으로부터 수열부를 경유하여 히트싱크에 전달된다. 그 때문에, 조명장치의 본체를 이용하여 발광모듈의 방열성을 높일 수 있다.
청구항 1의 발광모듈에 따르면, 발광 다이오드열이 연장되는 방향의 스페이스가 제한된 조건하에서, 복수의 발광 다이오드 소자를 모듈 기판 상에 고밀도로 배치할 수 있다. 또한, 복수의 발광 다이오드 소자는 같은 극성을 갖는 소자 전극의 방향을 일치시킨 상태로 모듈 기판에 공급하면 된다. 이 때문에, 발광 다이오드 소자의 방향을 교대로 반전시킬 필요는 없으며, 발광 다이오드 소자를 모듈 기판에 실장하는 작업이 용이해진다. 아울러, 복수의 본딩 와이어가 일정한 규칙에 따라 배치되므로, 본딩 와이어의 배선에 결함이 있는지 여부를 한눈에 인식할 수 있다. 따라서, 발광모듈의 제조 효율을 높여, 비용의 저감이 가능해진다.
청구항 2의 발광모듈에 따르면, 본딩 와이어의 강도를 높여, 본딩 와이어의 원치 않는 손상 및 단선을 방지할 수 있다. 또한, 서로 이웃하는 발광 다이오드 소자 사이에 충전된 밀봉부재 내에 광을 산란시키는 보이드가 잔류하기 어려워져, 적절한 배광을 얻을 수 있다.
청구항 3의 발광모듈에 따르면, 밀봉부재가 열적으로 신축했다고 해도, 밀봉부재가 본딩 와이어에 가하는 스트레스를 경감할 수 있다.
청구항 4의 발광모듈에 따르면, 발광 다이오드 소자의 방열성을 개선하여, 발광 다이오드 소자의 발광 효율을 양호하게 유지할 수 있다. 아울러, 밀봉부재를 투과한 가스로 인한 금속 반사층의 광반사면의 변색을 억제하여, 금속 반사층의 광반사 성능을 양호하게 유지할 수 있으며, 광 추출 효율을 높일 수 있다.
청구항 5의 발광모듈에 따르면, 밀봉부재가 열적으로 신축했다고 해도, 밀봉부재가 본딩 와이어에 가하는 스트레스를 완화할 수 있다. 그 때문에, 본딩 와이어와 발광 다이오드 소자 사이의 전기적인 접속 신뢰성을 확보할 수 있다.
청구항 6의 발광모듈에 따르면, 다이본드재로부터 금속 반사층을 향하는 가스를 확실하게 차단하여, 금속 반사층의 부식에 동반하는 광반사 성능의 열화를 방지할 수 있다.
청구항 7의 발광모듈에 따르면, 가스가 밀봉부재 및 다이본드재 양쪽 모두를 투과하기 어려워지므로, 금속 반사층의 부식 및 광반사 성능의 열화를 확실하게 방지할 수 있다.
청구항 8의 조명장치에 따르면, 제조 효율을 높인 발광모듈을 광원으로 할 수 있으며, 조명장치의 제조 비용을 저감하여 저렴한 조명장치를 제공할 수 있다.
청구항 9의 조명장치에 따르면, 발광모듈의 방열성을 높여, 발광모듈의 과열에 따른 발광 효율의 저하를 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 발광모듈의 평면도이다.
도 2는 도 1의 F2-F2선을 따르는 단면도이다.
도 3은 도 1의 F3으로 나타내는 부분을 확대하여 나타내는 발광모듈의 평면도이다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시형태에 있어서, 모듈 기판 상에 적층된 금속 반사층의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제 1 실시형태에서 이용하는 발광 다이오드 소자의 평면도이다.
도 6은 본 발명의 제 1 실시형태에서 이용하는 발광 다이오드 소자의 측면도이다.
도 7은 본 발명의 제 1 실시형태에 있어서, 서로 이웃하는 한 쌍의 발광 다이오드 소자 사이를 본딩 와이어로 접속한 상태를 나타내는 평면도이다.
도 8은 본 발명의 제 1 실시형태의 우위성을 분명히 하기 위한 비교예로, 서로 이웃하는 한 쌍의 발광 다이오드 소자 사이를 본딩 와이어로 접속한 상태를 나타내는 평면도이다.
도 9는 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 발광모듈의 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 발광모듈의 평면도이다.
도 11은 본 발명의 제 3 실시형태에 따른 발광모듈의 평면도이다.
도 12는 본 발명의 제 3 실시형태에 있어서, 미경화된 다이본드재가 광반사층의 표면에 스탬프된 상태를 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 13은 본 발명의 제 3 실시형태에 있어서, 발광 다이오드 소자가 다이본드재의 패드부에 접착된 상태를 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 14는 본 발명의 제 4 실시형태에 따른 발광모듈의 평면도이다.
도 15는 본 발명의 제 5 실시형태에 따른 조명장치의 사시도이다.
도 16은 본 발명의 제 5 실시형태에 따른 조명장치의 단면도이다.
이하, 본 발명의 제 1 실시형태를 도 1 내지 도 8에 기초하여 설명한다.
도 1 및 도 2는 COB(chip on board)형의 발광모듈(1)을 개시하고 있다. 발광모듈(1)은, 예를 들면 스포트라이트의 투영 렌즈군의 초점에 배치되어, 스포트라이트의 광원으로서 이용된다.
발광모듈(1)은 베이스가 되는 모듈 기판(2)를 구비하고 있다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 모듈 기판(2)은 한 쌍의 장변(2a, 2b) 및 한 쌍의 단변(2c, 2d)을 갖는 사각형 형상이다. 장변(2a, 2b)은 서로 평행함과 아울러, 단변(2c, 2d)도 서로 평행하다. 또한, 모듈 기판(2)은 4개의 모서리부를 갖고 있다. 설치 구멍(2e)이 모듈 기판(2)의 각 모서리부에 개구되어 있다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 모듈 기판(2)은 합성수지제의 절연층(3)과 금속판(4)으로 구성되어 있다. 절연층(3)은 제 1 면(3a)과 제 2 면(3b)을 가지고 있다. 제 2 면(3b)은 제 1 면(3a)의 반대측에 위치되어 있다. 금속판(4)은, 예를 들면 알루미늄 또는 그 합금으로 구성되어 있음과 아울러, 절연층(3)의 제 2 면(3b)에 적층되어 있다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 제 1 내지 제 5 금속 반사층(6~10)이 모듈 기판(2) 상에 적층되어 있다. 제 1 내지 제 5 금속 반사층(6~10)은 모듈 기판(2)의 장변(2a, 2b)을 따르는 방향으로 연장되는 가늘고 긴 사각형 형상임과 아울러, 서로 동일한 크기를 갖고 있다. 제 1 내지 제 5 금속 반사층(6~10)은 모듈 기판(2)의 단변(2c, 2d) 방향으로 서로 간격을 가지고 평행하게 나열되어 있다.
제 1 내지 제 5 금속 반사층(6~10)은 서로 공통된 구성을 갖기 때문에, 제 1 금속 반사층(6)을 대표로 하여 설명한다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 제 1 금속 반사층(6)은 절연층(3)의 제 1 면(3a)에 적층된 구리층(5a)과, 구리층(5a) 상에 적층된 니켈층(5b)과, 니켈층(5b) 상에 적층된 은층(5c)으로 구성되어 있다. 은층(5c)은 제 1 금속 반사층(6)의 밖으로 노출하도록, 제 1 금속 반사층(6)의 표층을 구성하고 있다. 그 때문에, 제 1 금속 반사층(6)의 표면은 광반사면(5d)이 되어 있다.
제 1 내지 제 5 금속 반사층(6~10)은 상기와 같은 3층 구조에 한정되지 않으며, 예를 들면 은의 단층이어도 좋고, 또한 구리층 상에 은층을 적층한 2층 구조여도 좋다. 또한, 제 1 내지 제 5 금속 반사층(6~10)의 표층은 은층(5c)에 한정되지 않는다. 예를 들면 은층(5c) 대신에 알루미늄층, 금층 또는 니켈층을 이용할 수 있다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 제 1 내지 제 10 배선 도체(11~20)가 모듈 기판(2) 상에 적층되어 있다. 제 1 내지 제 10 배선 도체(11~20)는 제 1 내지 제 5 금속 반사층(6~10)과 동일한 3층 구조이며, 그 표층이 은층에 의해 구성되어 있다. 제 1 내지 제 10 배선 도체(11~20)는 적어도 표층이 은층이면, 단층 또는 2층이어도 상관없다. 제 1 내지 제 10 배선 도체(11~20)는, 예를 들면 에칭이나 도금 처리 등에 의해 상기 제 1 내지 제 5 금속 반사층(6~10)과 동시에 형성된다.
제 1 내지 제 10 배선 도체(11~20)는 각각 한 쌍의 도체 패턴을 가지고 있다. 한쪽의 도체 패턴은 애노드용이며, 다른 한쪽의 도체 패턴은 캐소드용이다. 제 1 내지 제 5 배선 도체(11~15)와 제 6 내지 제 10 배선 도체(16~20)는 모듈 기판(2)의 단변(2c, 2d)의 사이를 지나는 모듈 기판(2)의 중심선(A)을 경계로 하여 선대칭으로 배치되어 있다.
구체적으로 서술하면, 제 1 배선 도체(11)의 도체 패턴은 제 1 금속 반사층(6)을 사이에 두고 서로 평행하게 배치되어 있다. 도체 패턴은 제 1 금속 반사층(6)의 측 가장자리와의 사이에 소정의 절연 거리를 확보한 상태로 제 1 금속 반사층(6)의 측 가장자리를 따르도록 연장되어 있다. 제 1 배선 도체(11)의 도체 패턴은 각각 단자부(11a, 11b)를 가지고 있다.
제 2 배선 도체(12)의 도체 패턴은 제 2 금속 반사층(7)을 사이에 두고 서로 평행하게 배치되어 있다. 도체 패턴은 제 2 금속 반사층(7)의 측 가장자리와의 사이에 소정의 절연 거리를 확보한 상태로 제 2 금속 반사층(7)의 측 가장자리를 따르도록 연장되어 있다. 제 2 배선 도체(12)의 도체 패턴은 각각 단자부(12a, 12b)를 가지고 있다.
제 3 배선 도체(13)의 도체 패턴은 제 3 금속 반사층(8)을 사이에 두고 서로 평행하게 배치되어 있다. 도체 패턴은 제 3 금속 반사층(8)의 측 가장자리와의 사이에 소정의 절연 거리를 확보한 상태로 제 3 금속 반사층(8)의 측 가장자리를 따르도록 연장되어 있다. 제 3 배선 도체(13)의 도체 패턴은 각각 단자부(13a, 13b)를 가지고 있다.
제 4 배선 도체(14)의 도체 패턴은 제 4 금속 반사층(9)을 사이에 두고 서로 평행하게 배치되어 있다. 도체 패턴은 제 4 금속 반사층(9)의 측 가장자리와의 사이에 소정의 절연 거리를 확보한 상태로 제 4 금속 반사층(9)의 측 가장자리를 따르도록 연장되어 있다. 제 4 배선 도체(14)의 도체 패턴은 각각 단자부(14a, 14b)를 가지고 있다.
제 5 배선 도체(15)의 도체 패턴은 제 5 금속 반사층(10)을 사이에 두고 서로 평행하게 배치되어 있다. 도체 패턴은 제 5 금속 반사층(10)의 측 가장자리와의 사이에 소정의 절연 거리를 확보한 상태로 제 5 금속 반사층(10)의 측 가장자리를 따르도록 연장되어 있다. 제 5 배선 도체(15)의 도체 패턴은 각각 단자부(15a, 15b)를 가지고 있다.
제 1 내지 제 5 배선 도체(11~15)의 단자부(11a~15a, 11b~15b)는 제 1 내지 제 5 금속 반사층(6~10)의 길이 방향을 따르는 일단과 모듈 기판(2)의 한쪽의 단변(2c)과의 사이에 위치되어 있음과 아울러, 단변(2c)의 방향으로 서로 간격을 가지고 일렬로 나열되어 있다.
제 6 배선 도체(16)의 도체 패턴은 제 1 금속 반사층(6)을 사이에 두고 서로 평행하게 배치되어 있다. 도체 패턴은 제 1 금속 반사층(6)의 측 가장자리와의 사이에 소정의 절연 거리를 확보한 상태로 제 1 금속 반사층(6)의 측 가장자리를 따르도록 연장되어 있다. 제 6 배선 도체(16)의 도체 패턴은 각각 단자부(16a, 16b)를 가지고 있다.
제 7 배선 도체(17)의 도체 패턴은 제 2 금속 반사층(7)을 사이에 두고 서로 평행하게 배치되어 있다. 도체 패턴은 제 2 금속 반사층(7)의 측 가장자리와의 사이에 소정의 절연 거리를 확보한 상태로 제 2 금속 반사층(7)의 측 가장자리를 따르도록 연장되어 있다. 제 7 배선 도체(17)의 도체 패턴은 각각 단자부(17a, 17b)를 가지고 있다.
제 8 배선 도체(18)의 도체 패턴은 제 3 금속 반사층(8)을 사이에 두고 서로 평행하게 배치되어 있다. 도체 패턴은 제 3 금속 반사층(8)의 측 가장자리와의 사이에 소정의 절연 거리를 확보한 상태로 제 3 금속 반사층(8)의 측 가장자리를 따르도록 연장되어 있다. 제 8 배선 도체(18)의 도체 패턴은 각각 단자부(18a, 18b)를 가지고 있다.
제 9 배선 도체(19)의 도체 패턴은 제 4 금속 반사층(9)을 사이에 두고 서로 평행하게 배치되어 있다. 도체 패턴은 제 4 금속 반사층(9)의 측 가장자리와의 사이에 소정의 절연 거리를 확보한 상태로 제 4 금속 반사층(9)의 측 가장자리를 따르도록 연장되어 있다. 제 9 배선 도체(19)의 도체 패턴은 각각 단자부(19a, 19b)를 가지고 있다.
제 10 배선 도체(20)의 도체 패턴은 제 5 금속 반사층(10)을 사이에 두고 서로 평행하게 배치되어 있다. 도체 패턴은 제 5 금속 반사층(10)의 측 가장자리와의 사이에 소정의 절연 거리를 확보한 상태로 제 5 금속 반사층(10)의 측 가장자리를 따르도록 연장되어 있다. 제 10 배선 도체(20)의 도체 패턴은 각각 단자부(20a, 20b)를 가지고 있다.
제 6 내지 제 10 배선 도체(16~20)의 단자부(16a~20a, 16b~20b)는 제 1 내지 제 5 금속 반사층(6~10)의 길이 방향을 따르는 타단과 모듈 기판(2)의 다른 한쪽의 단변(2d)과의 사이에 위치되어 있음과 아울러, 단변(2d)의 방향으로 서로 간격을 가지고 일렬로 나열되어 있다.
도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 제 1 내지 제 10 배선 도체(11~20)의 도체 패턴과 제 1 내지 제 5 금속 반사층(6~10)은 모듈 기판(2)의 절연층(3)의 제 1 면(3a) 상에서 모듈 기판(2)의 단변(2c, 2d)의 방향을 따라 교대로 나열되어 있다. 이 때문에, 제 1 내지 제 10 배선 도체(11~20)의 도체 패턴 및 제 1 내지 제 5 금속 반사층(6~10)은 모듈 기판(2)의 제 1 면(3a)으로부터 돌출하는 복수의 볼록부를 구성하고 있다. 마찬가지로, 도체 패턴과 제 1 내지 제 5 금속 반사층(6~10)과의 사이에 생긴 틈은 모듈 기판(2)의 제 1 면(3a) 상에 복수의 오목부를 구성하고 있다.
다시 말하면, 제 1 내지 제 10 배선 도체(11~20)의 도체 패턴 및 제 1 내지 제 5 금속 반사층(6~10)은 서로 협동하여 모듈 기판(2)의 제 1 면(3a) 상에 수많은 단차(S)를 형성하고 있다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 제 1 내지 제 5 금속 반사층(6~10) 중, 제 1 내지 제 5 금속 반사층(6~10)의 일단과 모듈 기판(2)의 중심선 A와의 사이의 영역에 각각 제 1 내지 제 5 발광부(21~25)가 마련되어 있다. 마찬가지로, 제 1 내지 제 5 금속 반사층(6~10) 중, 제 1 내지 제 5 금속 반사층(6~10)의 타단과 모듈 기판(2)의 중심선 A와의 사이의 영역에 각각 제 6 내지 제 10 발광부(26~30)가 마련되어 있다.
본 실시형태에 따르면, 모듈 기판(2)의 중앙에 위치된 제 3 금속 반사층(8)에 대응하는 제 3 발광부(23) 및 제 8 발광부(28)는 각각 모듈 기판(2)의 장변(2a, 2b)을 따르는 방향의 전체 길이가 가장 길게 되어 있다. 제 3 발광부(23) 및 제 8 발광부(28)는 모듈 기판(2)의 중심선(A)을 경계로 선대칭으로 배치되어 있다.
모듈 기판(2)의 장변(2a)에 가장 가까운 제 1 금속 반사층(6)에 대응하는 제 1 발광부(21) 및 제 6 발광부(26)와, 모듈 기판(2)의 장변(2b)에 가장 가까운 제 5 금속 반사층(10)에 대응하는 제 5 발광부(25) 및 제 10 발광부(30)는 각각 모듈 기판(2)의 장변(2a, 2b)을 따르는 방향의 전체 길이가 가장 짧게 되어 있다. 제 1 발광부(21) 및 제 6 발광부(26)는 모듈 기판(2)의 중심선(A)을 경계로 선대칭으로 배치되어 있다. 마찬가지로, 제 5 발광부(25) 및 제 10 발광부(30)는 모듈 기판(2)의 중심선(A)을 경계로 선대칭으로 배치되어 있다.
또한, 제 2 금속 반사층(7)에 대응하는 제 2 발광부(22) 및 제 7 발광부(27)와, 제 4 금속 반사층(9)에 대응하는 제 4 발광부(24) 및 제 9 발광부(29)는 각각 모듈 기판(2)의 장변(2a, 2b)을 따르는 방향의 전체 길이가 제 3 및 제 8 발광부(23, 28)의 전체 길이보다 짧고, 제 1, 제 5, 제 6 및 제 10 발광부(21, 25, 26, 30)의 전체 길이보다 길게 되어 있다. 제 2 발광부(22) 및 제 7 발광부(27)는 모듈 기판(2)의 중심선(A)을 경계로 선대칭으로 배치되어 있다. 마찬가지로, 제 4 발광부(24) 및 제 9 발광부(29)는 모듈 기판(2)의 중심선(A)을 경계로 선대칭으로 배치되어 있다.
따라서, 도 1에 나타낸 바와 같이, 제 1 내지 제 10 발광부(21~30)는 전체 길이가 가장 긴 제 1 그룹, 전체 길이가 가장 짧은 제 2 그룹, 전체 길이가 상기 두 개의 그룹의 중간이 되는 제 3 그룹으로 나뉘어져 있다.
제 1 내지 제 10 발광부(21~30)는 전체 길이가 다르긴 하지만, 그 기본적인 구성은 서로 동일하다. 그렇기 때문에, 본 실시형태에서는 주로 도 2에 도시한 제 6 발광부(26)의 구성을 대표로 하여 설명한다.
제 6 발광부(26)는 복수의 발광 다이오드열(31)을 구비하고 있다. 발광 다이오드열(31)은 제 1 금속 반사층(6)의 길이 방향과 직교하는 방향으로 직선 형상으로 연장되어 있음과 아울러, 제 1 금속 반사층(6)의 길이 방향으로 서로 간격을 가지고 평행하게 배열되어 있다.
발광 다이오드열(31)은 각각 복수의 발광 다이오드 소자(32)와, 복수의 본딩 와이어(37)를 구비하고 있다. 도 5 및 도 6에 나타낸 바와 같이, 각 발광 다이오드 소자(32)는 기판(32a) 및 발광층(32b)을 갖는 베어칩이다. 기판(32a)은 예를 들면 사파이어 유리와 같은 투광성을 갖는 절연재로 구성되어 있다. 발광층(32b)은 기판(32a) 상에 적층되어, 통전에 의해 예를 들면 청색의 광을 발한다.
발광 다이오드 소자(32)는 발광층(32b) 상에 애노드용 소자 전극(33) 및 캐소드용 소자 전극(34)을 가지고 있다. 발광 다이오드 소자(32)는 소자 전극(33, 34)의 방향으로부터 평면적으로 보았을 때의 형상이 사각형이다. 소자 전극(33, 34)은 발광 다이오드 소자(32)의 길이 방향으로 간격을 가지고 나열되어 있다.
복수의 발광 다이오드 소자(32)는 제 1 금속 반사층(6)의 광반사면(5d) 상에 제 1 금속 반사층(6)의 길이 방향과 직교하는 방향을 따라 일렬로 나열되어 있다. 다시 말하면, 복수의 발광 다이오드 소자(32)는 제 1 금속 반사층(6)을 폭 방향으로 횡단하도록 일렬로 나열되어 있다.
또한, 발광 다이오드 소자(32)는 두 개의 소자 전극(33, 34)이 나열되는 방향을 제 1 금속 반사층(6)의 길이 방향과 일치시킨 자세로, 제 1 금속 반사층(6)의 길이 방향과 직교하는 방향으로 소정의 피치(P1)로 나열되어 있다. 서로 이웃하는 발광 다이오드 소자(32) 사이의 피치(P1)는 예를 들면 0.75㎜이다.
도 7에 나타낸 바와 같이, 각 발광 다이오드 소자(32)는 그 길이 방향을 따르는 제 1 측면(32c) 및 제 2 측면(32d)을 가지고 있다. 제 2 측면(32d)은 제 1 측면(32c)의 반대측에 위치되어 있다. 발광 다이오드열(31)이 연장되는 방향으로 서로 이웃하는 두 개의 발광 다이오드 소자(32)의 제 1 측면(32c)은 서로 평행이 되도록 떨어져 있다.
도 7 중의 부호 B1은 서로 이웃하는 두 개의 발광 다이오드 소자(32)의 제 1 측면(32c) 사이의 간격을 나타내고, 부호 C1은 서로 이웃하는 두 개의 발광 다이오드 소자(32)의 제 2 측면(32d) 사이의 간격을 나타내고 있다. 간격(B1)은 서로 이웃하는 발광 다이오드 소자(32) 사이의 피치(P1)보다 작다. 간격(C1)은 서로 이웃하는 발광 다이오드 소자(32) 사이의 피치(P1)보다 크다.
또한, 복수의 발광 다이오드 소자(32)는 그 애노드용 소자 전극(33) 및 캐소드용 소자 전극(34)이 발광 다이오드 소자(32)의 배열 방향을 따라 서로 이웃하도록 나열되어 있다.
구체적으로는, 각 발광 다이오드 소자(32)의 소자 전극(33)은 발광 다이오드 소자(32)에 대해 모듈 기판(2)의 단변(2d) 측에 위치되어 있다. 각 발광 다이오드 소자(32)의 소자 전극(34)은 발광 다이오드 소자(32)에 대해 모듈 기판(2)의 단변(2c) 측에 위치되어 있다.
이 결과, 도 3에 가장 잘 나타나 있는 바와 같이, 각 발광 다이오드열(31)에 있어서는, 애노드용 소자 전극(33) 및 캐소드용 소자 전극(34)이 각각 발광 다이오드 소자(32)의 나열 방향을 따라 일렬로 나열되어 있다.
발광 다이오드열(31)을 구성하는 복수의 발광 다이오드 소자(32)는 각각 다이본드재(35)를 이용하여 제 1~제 5 금속 반사층(6~10)의 광반사면(5d) 상에 접착되어 있다. 다이본드재(35)로는 투광성을 갖는 실리콘 수지가 이용되고 있다.
제 1 내지 제 10 발광부(21~30)를 구성하는 복수의 발광 다이오드열(31)은 발광 다이오드열(31)이 연장되는 방향과 직교하는 방향으로 서로 간격을 가지고 나열되어 있다. 또한, 복수의 발광 다이오드열(31)은 각각 동일한 수의 발광 다이오드 소자(32)를 가짐과 아울러, 이들 발광 다이오드 소자(32)는 발광 다이오드열(31)이 연장되는 방향으로 간격을 가지고 일렬로 나열되어 있다.
이 결과, 도 1에 나타낸 바와 같이 발광모듈(1)을 평면적으로 보았을 때에, 제 1 내지 제 10 발광부(21~30)가 갖는 수많은 발광 다이오드 소자(32)는 모듈 기판(2) 상에서 매트릭스형으로 규칙적으로 나열되어 있다.
도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 본딩 와이어(37)는 발광 다이오드열(31)이 연장되는 방향으로 서로 이웃하는 발광 다이오드 소자(32) 사이를 전기적으로 접속하고 있다. 본딩 와이어(37)로서는, 예를 들면 금 세선을 이용하고 있다. 각 본딩 와이어(37)의 일단은 서로 이웃하는 두 개의 발광 다이오드 소자(32) 중 한쪽의 발광 다이오드 소자(32)의 애노드용 소자 전극(33)에 본딩되어 있다. 각 본딩 와이어(37)의 타단은 다른 한쪽의 발광 다이오드 소자(32)의 캐소드용 소자 전극(34)에 본딩되어 있다.
다시 말하면, 본딩 와이어(37)는 서로 이웃하는 발광 다이오드 소자(32)의 서로 다른 극성의 소자 전극(33, 34)의 사이를 접속하도록, 서로 이웃하는 발광 다이오드 소자(32)의 사이에 걸쳐 있다.
이 결과, 발광 다이오드 소자(32)는 각 발광 다이오드열(31) 마다 전기적으로 직렬로 접속되어 있다. 발광 다이오드열(31)이 갖는 복수의 본딩 와이어(37)는 발광 다이오드열(31)을 평면적으로 보았을 때에, 발광 다이오드 소자(32)의 배열 방향에 대하여 경사지게 배선되어 있다. 복수의 본딩 와이어(37)의 경사 방향은 서로 동일하다. 도 7의 부호 L1은 발광 다이오드열(31)을 평면적으로 보았을 때의 본딩 와이어(37)의 길이를 나타내고 있다. 본딩 와이어(37)의 길이(L1)는 서로 이웃하는 발광 다이오드 소자(32) 사이의 피치(P1)보다 길다.
또한, 도 2에 나타낸 바와 같이, 본딩 와이어(37)는 서로 이웃하는 발광 다이오드 소자(32) 사이에 모듈 기판(2)으로부터 멀어지는 방향으로 원호를 그리며 튀어나와 있다. 발광 다이오드 소자(32)에 대한 본딩 와이어(37)의 정상부(37a)의 돌출 높이(H1)는 200㎛~500㎛의 범위 내로 규정되어 있다.
도 3에 제 5 및 제 10 발광부(25, 30)를 대표로 하여 나타낸 바와 같이, 복수의 발광 다이오드열(31)은 각각 한 쌍의 단부 본딩 와이어(41a, 41b)를 개재하여 제 5 및 제 10 배선 도체(15, 20)의 도체 패턴에 전기적으로 접속되어 있다.
단부 본딩 와이어(41a, 41b)로서는, 예를 들면 금 세선을 이용하고 있다. 한쪽의 단부 본딩 와이어(41a)는 각 발광 다이오드열(31)의 일단에 위치하는 발광 다이오드 소자(32)의 애노드용 소자 전극(33)과 한쪽의 도체 패턴과의 사이를 전기적으로 접속하고 있다. 다른 한쪽의 단부 본딩 와이어(41b)는 각 발광 다이오드열(31)의 타단에 위치하는 발광 다이오드 소자(32)의 캐소드용 소자 전극(34)과 다른 한쪽의 도체 패턴과의 사이를 전기적으로 접속하고 있다. 단부 본딩 와이어(41a, 41b)는 모듈 기판(2)으로부터 멀어지는 방향으로 원호를 그리며 튀어나오도록 배선되어 있다.
이 결과, 예를 들면 제 5 발광부(25)에 있어서는, 복수의 발광 다이오드열(31)이 제 5 배선 도체(15)의 도체 패턴에 대해 전기적으로 병렬로 접속되어 있다. 이 접속 관계는 그 외의 발광부(21~24), (26~30)에 대해서도 마찬가지이다.
도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 절연층(3)의 제 1 면(3a)의 외주부에 보호층(42)이 적층되어 있다. 보호층(42)은 전기 절연성을 갖는 레지스트층이며, 제 1 내지 제 5 금속 반사층(6~10)을 둘러싸고 있다. 보호층(42)은 상기 설치 구멍(2e) 및 상기 단자부(11a~20a), (11b~20b)를 노출시키는 복수의 통공(42a)을 가지고 있다.
틀체(44)가 보호층(42) 상에 고정되어 있다. 틀체(44)는 예를 들면 합성 수지와 같은 절연재로 구성되어 있다. 틀체(44)는 제 1 내지 제 5 금속 반사층(6~10), 제 1 내지 제 10 배선 도체(11~20), 제 1 내지 제 10 발광부(21~30), 본딩 와이어(37) 및 단부 본딩 와이어(41a, 41b)를 일괄하여 둘러싸고 있다.
도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 밀봉부재(48)가 틀체(44)로 둘러싸인 영역에 충전되어 있다. 밀봉부재(48)는 광투과성을 갖는 수지 재료에 의해 구성되고, 본 실시형태에서는 투명한 디메틸 실리콘 수지를 사용하고 있다. 밀봉부재(48)는 제 1 내지 제 5 금속 반사층(6~10), 제 1 내지 제 10 배선 도체(11~20)의 도체 패턴, 제 1 내지 제 10 발광부(21~30), 본딩 와이어(37) 및 단부 본딩 와이어(41a, 41b)를 모듈 기판(2) 상에 밀봉하고 있다. 따라서, 밀봉부재(48)는 제 1 내지 제 5 금속 반사층(6~10) 및 모듈 기판(2) 상에 연속해 적층되어 있다. 밀봉부재(48)의 두께(T)는 예를 들면 1㎜이다.
밀봉부재(48)는 액상 상태로 틀체(44)가 둘러싸는 영역에 주입된다. 밀봉부재(48)는 가열함으로써 경화된다. 경화된 밀봉부재(48)의 바닥부(48a)는 도 2에 부분적으로 나타낸 바와 같이, 제 1 내지 제 5 금속 반사층(6~10) 및 도체 패턴에 의해 모듈 기판(2)의 제 1 면(3a) 상에 형성된 단차(S)로 들어가, 단차(S)를 메우고 있다. 이 결과, 경화된 밀봉부재(48)는 모듈 기판(2)의 절연층(3), 제 1 내지 제 5 금속 반사층(6~10), 제 1 내지 제 10 배선 도체(11~20)의 도체 패턴 및 보호층(42)에 접착되어, 이들 요소를 연속해 덮고 있다.
이러한 구성에 따르면, 밀봉부재(48)의 바닥부(48a)가 모듈 기판(2) 상의 단차(S)로 파고든 형태가 되어, 밀봉부재(48)의 바닥부(48a)를 모듈 기판(2)에 대한 앵커로서 기능시킬 수 있다.
이 때문에, 모듈 기판(2)에 적층된 제 1 내지 제 5 금속 반사층(6~10)과 밀봉부재(48) 사이의 접착성이 좋지 않아도, 제 1 내지 제 5 금속 반사층(6~10)과 밀봉부재(48) 사이의 접착 강도를 상기 밀봉부재(48)의 앵커 기능에 의해 보상할 수 있다. 따라서, 밀봉부재(48)가 발광 다이오드 소자(32)의 열 영향을 받아 열적으로 신축했다고 해도, 밀봉부재(48)가 모듈 기판(2)으로부터 박리되기 어려워진다.
또한, 제 1 내지 제 5 금속 반사층(6~10) 및 제 1 내지 제 10 배선 도체(11~20)의 도체 패턴이 연장되는 방향과 교차하는 방향으로 상기 밀봉부재(48)가 열적으로 신축을 한 경우, 밀봉부재(48)의 바닥부(48a)와 단차(S)의 계합 부분이 밀봉부재(48)의 신축에 대항한다. 이 때문에, 밀봉부재(48)를 둘러싸고 있는 틀체(44)에 대한 밀봉부재(48)의 신축의 영향을 완화할 수 있다. 따라서, 틀체(44)와 밀봉부재(48) 사이에 작용하는 스트레스를 경감할 수 있고, 모듈 기판(2)에 대한 밀봉부재(48)의 접착 강도를 높이는데 있어서 바람직한 것이 된다.
본 실시형태의 발광모듈(1)에 따르면, 형광체가 밀봉부재(48)에 혼합되어 있다. 형광체는 밀봉부재(48) 내에 균등하게 분산되어 있다. 형광체로서는, 발광 다이오드 소자(32)가 발하는 청색 광에 의해 여기되어 황색 광을 방사하는 황색 형광체를 이용하고 있다.
밀봉부재(48)에 혼합하는 형광체는 황색 형광체에 한정되지 않는다. 예를 들면, 발광 다이오드 소자(32)가 발하는 광의 연색성을 개선하기 위해서, 청색 광으로 여기되어 적색 광을 발하는 적색 형광체 또는 녹색 광을 발하는 녹색 형광체를 밀봉부재(48)에 첨가하도록 해도 좋다.
이러한 구성의 COB형 발광모듈(1)에 따르면, 복수의 발광 다이오드 소자(32)는 그 소자 전극(33, 34)이 나열되는 방향으로 가늘고 긴 사각형 형상을 이루고 있다. 발광 다이오드 소자(32)는 그 길이 방향과 직교하는 방향으로 소정의 피치(P1)로 일렬로 나열되어 있다. 이 때문에, 발광 다이오드 소자(32)의 배열 방향을 따르는 스페이스가 제한된 조건하에서도, 발광 다이오드열(31)이 연장되는 방향으로 수많은 발광 다이오드 소자(32)를 나열할 수 있다. 따라서, 모듈 기판(2) 상에 발광 다이오드 소자(32)를 고밀도로 배치할 수 있다.
구체적으로 서술하면, 도 8은 본 실시형태에 대한 비교예를 나타내고 있다. 이 비교예에서는 두 개의 발광 다이오드 소자(32)가 그 길이 방향으로 간격을 가지고 일렬로 나열되어 있다. 그와 함께, 서로 이웃하는 발광 다이오드 소자(32)의 소자 전극(33, 34)의 사이를 접속하는 본딩 와이어(37)는 발광 다이오드 소자(32)가 나열되는 방향을 따라 직선 형상으로 배선되어 있다. 이 비교예에 있어서, 발광 다이오드 소자(32)의 크기 및 서로 이웃하는 발광 다이오드 소자(32)의 서로 마주보는 측면(32e) 사이의 거리(B1)는, 모두 도 7에 나타낸 본 실시형태와 동일하다.
도 7 및 도 8을 대비하면 분명하듯이, 본 실시형태에 있어서의 발광 다이오드 소자(32) 사이의 피치(P1)는 비교예에 있어서의 발광 다이오드 소자(32) 사이의 피치(P2)보다 좁다. 또한, 본 실시형태에 있어서의 발광 다이오드 소자(32)의 제 2 측면(32d)의 사이의 간격(C1)은 간격(C1)에 대응하는 비교예의 간격(C2)보다 짧다. 따라서, 본 실시형태에 따르면, 비교예보다 수많은 발광 다이오드 소자(32)를 고밀도로 배치할 수 있다.
또한, 복수의 발광 다이오드 소자(32)를 배열하는데 있어서, 제한된 스페이스에 배치해야 하는 발광 다이오드 소자(32)의 수를 우선하면, 발광 다이오드 소자(32)의 길이 방향과 발광 다이오드 소자(32)의 배열 방향이 일치하는 비교예에서는, 서로 이웃하는 발광 다이오드 소자(32)의 측면(32e) 사이의 간격(B1)이 극단적으로 좁아진다. 이 때문에, 서로 이웃하는 발광 다이오드 소자(32) 사이에 밀봉부재(48)가 유입하기 어려워진다.
이 결과, 서로 이웃하는 발광 다이오드 소자(32) 사이에 기포가 발생할 확률이 높아짐과 아울러, 기포가 보이드가 되어 경화 후의 밀봉부재(48) 내에 남는다. 보이드는 밀봉부재(48)에 입사된 발광 다이오드 소자(32)의 광을 산란시키기 때문에 적정한 배광을 얻을 수 없게 된다.
이에 반해, 본 실시형태에 따르면, 제한된 스페이스에 배열되는 발광 다이오드 소자(32)의 수를 비교예와 동수로 한 경우, 서로 이웃하는 발광 다이오드 소자(32)의 제 1 측면(32c) 사이의 간격(B1)이 비교예보다 넓어진다. 이 때문에, 서로 이웃하는 발광 다이오드 소자(32) 사이에 밀봉부재(48)가 매끄럽게 유입하고, 발광 다이오드 소자(32)의 사이에 기포가 발생하기 어려워진다. 따라서, 밀봉부재(48) 내에 광을 산란시키는 보이드가 남는 것을 방지할 수 있어 적정한 배광을 얻을 수 있다.
본 실시형태에 따르면, 본딩 와이어(37)는 발광 다이오드열(31)을 평면적으로 보았을 때에, 발광 다이오드 소자(32)의 배열 방향에 대하여 경사지게 배선되어 있다. 이 때문에, 도 7에 나타내는 본딩 와이어(37)의 길이(L1)는, 도 8에 나타내는 비교예의 본딩 와이어(37)의 길이(L2)보다 길게 확보할 수 있다. 이 결과, 본딩 와이어(37)의 둘러치기가 용이해져, 본딩 와이어(37)를 소자 전극(33, 34)에 본딩하는 작업을 용이하게 수행할 수 있다.
아울러, 본딩 와이어(37)가 길어지면, 본딩 와이어(37)가 변형하기 쉬워진다. 이 때문에, 예를 들면 본딩 와이어(37)를 덮는 밀봉부재(48)가 발광 다이오드 소자(32)의 열 영향을 받아 열적으로 신축한 경우에도, 본딩 와이어(37)는 밀봉부재(48)의 신축에 추종하도록 매끄럽게 변형한다.
따라서, 소자 전극(33, 34)에 접합된 본딩 와이어(37)의 단부에 가해지는 스트레스를 경감할 수 있다. 이 결과, 본딩 와이어(37)와 발광 다이오드 소자(32)의 소자 전극(33, 34)과의 사이의 접속 신뢰성이 높아져, 발광모듈(1)의 내구성이 향상된다.
COB형 발광모듈(1)에서는, 제 1 내지 제 10 배선 도체(11~20)의 단자부(11a~20a), (11b~20b)를 통해서 제 1 내지 제 10 발광부(21~30)에 전압이 인가된다. 이 결과, 제 1 내지 제 10 발광부(21~30)의 발광 다이오드 소자(32)가 일제히 발광한다. 발광 다이오드 소자(32)가 발하는 청색 광은 밀봉부재(48)에 입사된다. 밀봉부재(48)에 입사된 청색 광의 일부는 밀봉부재(48) 내에 분산되어 있는 황색 형광체에 흡수된다. 나머지 청색 광은 황색 형광체에 접촉하지 않고 밀봉부재(48)를 투과하여 발광모듈(1) 밖으로 방사된다.
청색 광을 흡수한 황색 형광체는 여기되어 주로 황색 광을 발한다. 황색 광은 밀봉부재(48)를 투과하여 발광모듈(1) 밖으로 방사된다. 이 결과, 황색 광과 청색 광이 서로 섞여 백색광이 되고, 이 백색광이 조명 용도로 제공된다.
발광 다이오드 소자(32)의 발광층(32b)으로부터 모듈 기판(2)을 향하는 광의 일부는 기판(32a) 및 다이본드재(35)를 투과하여 제 1 내지 제 5 금속 반사층(6~10)의 은층(5c)에 입사된다. 그와 함께, 발광층(32b)으로부터 모듈 기판(2)을 향하는 나머지 광은 기판(32a) 및 다이본드재(35)를 투과하지 않고 제 1 내지 제 5 금속 반사층(6~10)의 은층(5c)에 직접 입사된다.
그 때문에, 발광 다이오드 소자(32)로부터 모듈 기판(2)을 향하는 광의 상당수는 제 1 내지 제 5 금속 반사층(6~10)의 은층(5c)에 의해 광의 이용 방향으로 반사된다. 따라서, 발광 다이오드 소자(32)로부터 방사된 광을 발광모듈(1) 밖으로 효율적으로 추출할 수 있다.
본 실시형태의 발광모듈(1)에서는 제 1 내지 제 10 발광부(21~30)의 폭이 서로 동일하다. 또한, 제 1 내지 제 10 발광부(21~30)를 구성하는 복수의 발광 다이오드열(31)은 직렬로 접속된 동일한 수의 발광 다이오드 소자(32)를 가지고 있다. 이 때문에, 제 1 내지 제 10 발광부(21~30)의 발광 다이오드열(31)에 인가되는 전압을 동등하게 할 수 있어, 발광 다이오드 소자(32)의 발광 강도의 편차를 억제할 수 있다.
본 실시형태의 발광모듈(1)에 따르면, 도 1에 나타낸 바와 같이, 모듈 기판(2)의 중앙에 위치된 제 3 및 제 8 발광부(23, 28)의 전체 길이가 가장 길고, 제 3 발광부(23)와 서로 이웃하는 제 2 발광부(22) 및 제 4 발광부(24)의 전체 길이가 제 3 발광부(23)보다 짧고, 제 8 발광부(28)와 서로 이웃하는 제 7 발광부(27) 및 제 9 발광부(29)의 전체 길이가 제 8 발광부(28)의 전체 길이보다 짧게 되어 있다. 또한, 제 2 발광부(22)와 서로 이웃하는 제 1 발광부(21)의 전체 길이가 제 2 발광부(22)보다 짧고, 제 7 발광부(27)와 서로 이웃하는 제 6 발광부(26)의 전체 길이가 제 7 발광부(27)보다 짧게 되어 있다. 그와 함께, 제 4 발광부(24)와 서로 이웃하는 제 5 발광부(25)의 전체 길이가 제 4 발광부(24)보다 짧고, 제 9 발광부(29)와 서로 이웃하는 제 10 발광부(30)의 전체 길이가 제 9 발광부(29)보다 짧게 되어 있다.
다시 말하면, 모듈 기판(2)의 중앙으로부터 모듈 기판(2)의 장변(2a, 2b)의 방향으로 나아감에 따라 제 1 내지 제 10 발광부(21~30)의 전체 길이가 짧아지고 있다. 이 때문에, 도 1에 나타낸 바와 같이 발광모듈(1)을 평면적으로 보았을 때에, 제 1 내지 제 10 발광부(21~30)를 조합시킨 발광 영역의 형상을 원과 유사한 형상으로 할 수 있다.
따라서, 예를 들면 발광모듈(1)을 스포트라이트의 광원으로 한 경우에, 스포트라이트로부터 광조사 영역에 투영되는 배광 패턴의 형상을 원과 유사한 형상으로 할 수 있다.
본 실시형태의 발광모듈(1)에서는, 제 1 내지 제 10 발광부(21~30)가 갖는 복수의 발광 다이오드열(31)은 제 1 내지 제 10 배선 도체(11~20)의 도체 패턴에 대하여 병렬로 접속되어 있기 때문에, 설령 특정 발광 다이오드열(31)이 발광할 수 없게 되어도, 그 외의 발광 다이오드열(31)은 발광을 계속한다. 따라서, 제 1 내지 제 10 발광부(21~30)의 발광이 정지하는 경우는 없다.
또한, 발광모듈(1)은 모듈 기판(2)의 중심선(A)을 경계로 선대칭이 되도록 분배된 제 1 내지 제 10 발광부(21~30)를 가지며, 제 1 내지 제 10 발광부(21~30)에 대한 통전 계통이 독립되어 있다. 그 때문에, 예를 들면 제 1 발광부(21)의 발광이 도중에 정지되었다고 해도, 나머지 제 2 내지 제 10 발광부(22~30)는 발광을 계속한다. 따라서, 발광모듈(1)의 전체의 발광이 정지하는 경우는 없다.
한편, 발광 다이오드 소자(32)는 발광 시에 발열을 동반한다. 발광 다이오드 소자(32)가 발하는 열은 모듈 기판(2)의 절연층(3)으로부터 금속판(4)을 경유하여 도시하지 않은 히트싱크에 전달됨과 아울러, 이 히트싱크를 통해서 발광모듈(1) 밖으로 방출된다.
발광 다이오드 소자(32)는 제 1 내지 제 5 금속 반사층(6~10)의 은층(5c)에 대하여 다이본드재(35)를 개재하여 열적으로 접속되어 있다. 이로써, 제 1 내지 제 5 금속 반사층(6~10)이 히트 스프레더로서의 기능을 하고, 발광 다이오드 소자(32)의 열이 제 1 내지 제 5 금속 반사층(6~10)의 구석구석까지 확산된다.
이 때문에, 발광 다이오드 소자(32)의 열을 광범위에 걸쳐 확산시킨 상태로 모듈 기판(2)에 전달할 수 있다. 따라서, 발광 다이오드 소자(32)의 방열성을 높여, 발광 다이오드 소자(32)의 발광 효율을 양호하게 유지할 수 있다.
본 발명의 제 1 실시형태에 따른 발광모듈(1)에 따르면, 복수의 발광 다이오드 소자(32)는 같은 극성을 갖는 소자 전극(33, 34)이 발광 다이오드 소자(32)의 나열 방향으로 서로 이웃하도록 배열되어 있다. 이로써, 서로 이웃하는 발광 다이오드 소자(32)의 소자 전극(33, 34)의 사이를 접속하는 본딩 와이어(37)는 발광 다이오드 소자(32)의 배열 방향에 대하여 경사지게 배선되어 있다.
따라서, 복수의 발광 다이오드 소자(32)는 같은 극성을 갖는 소자 전극(33, 34)의 방향을 일치시킨 상태로 모듈 기판(2) 상에 공급하면 된다. 다시 말하면, 극성이 다른 소자 전극(33, 34)이 서로 이웃하도록 발광 다이오드 소자(32)의 방향을 교대로 반전시킬 필요는 없다. 이 결과, 수많은 발광 다이오드 소자(32)를 모듈 기판(2)에 실장하는 작업을 용이하게 수행할 수 있어, 발광모듈(1)의 제조 효율을 높일 수 있다.
또한, 발광모듈(1)을 평면적으로 보았을 때에, 발광 다이오드 소자(32)의 사이에 걸치는 모든 본딩 와이어(37)가 동일한 방향으로 경사하고 있다. 이 때문에, 복수의 본딩 와이어(37)가 일정한 규칙에 따라 배열되므로, 본딩 와이어(37)의 배선에 결함이 있는지 여부를 한눈에 확인할 수 있다.
따라서, 본딩 와이어(37)가 올바르게 배선되어 있는지 여부를 검사하는데 있어서 유리한 구성이 되고, 이러한 점에서도 발광모듈(1)의 제조 효율의 향상에 기여한다.
본 실시형태에서는, 본딩 와이어(37)가 구리 세선으로 구성되어 있다. 구리제의 본딩 와이어(37)는 발광 다이오드 소자(32)의 소자 전극(33, 34)에 본딩한 때에, 소자 전극(33, 34)으로부터 대체로 100㎛~180㎛까지의 영역이 재결정화에 의해 강도가 저하한다. 본딩 와이어(37)는 밀봉부재(48)로 덮여 있으므로, 밀봉부재(48)가 발광 다이오드 소자(32)의 열 영향을 받아 열적으로 신축한 때에, 밀봉부재(48)의 신축에 따르는 스트레스에 견디지 못하고 본딩 와이어(37)가 부러지거나 단선하는 경우가 있을 수 있다.
그런데, 제 1 실시형태에서는, 본딩 와이어(37)는 서로 이웃하는 발광 다이오드 소자(32) 사이에 모듈 기판(2)으로부터 멀어지는 방향으로 원호를 그리며 튀어나와 있음과 아울러, 모듈 기판(2)에 대한 본딩 와이어(37)의 정상부(37a)의 돌출 높이(H1)가 200㎛~500㎛의 범위로 규정되어 있다.
본딩 와이어(37)의 돌출 높이(H1)의 하한을 200㎛로 함으로써 본딩 와이어(37)의 전체 길이가 재결정화에 의해 강도가 저하하고 있는 영역의 길이를 상회한다. 따라서, 본딩 와이어(37)의 본래의 강도를 확보할 수 있다.
또한, 본딩 와이어(37)의 돌출 높이(H1)의 상한을 500㎛로 함으로써, 두께(T)가 1㎜인 밀봉부재(48)의 내부에 본딩 와이어(37)의 정상부(37a)를 확실하게 봉입할 수 있다. 이 때문에, 본딩 와이어(37)의 정상부(37a)가 밀봉부재(48) 밖으로 비어져 나오는 경우도 없으며, 본딩 와이어(37)의 손상을 방지할 수 있다.
다시 말하면, 발광모듈(1)의 박형화를 실현하기 위한 밀봉부재(48)의 두께(T)를 1㎜로 했음에도 불구하고, 적정한 길이의 본딩 와이어(37)를 밀봉부재(48) 내에 봉입할 수 있다. 이 때문에, 밀봉부재(48)가 발광 다이오드 소자(32)의 열 영향을 받아 열적으로 신축해도, 본딩 와이어(37)에 큰 응력이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 본딩 와이어(37)의 손상을 회피할 수 있고, 본딩 와이어(37)와 발광 다이오드 소자(32) 사이의 접속 신뢰성이 향상된다.
또한, 발광 다이오드 소자(32)에 대한 본딩 와이어(37)의 돌출 높이(H1)가 적정하게 되어, 본딩 와이어(37)가 발광 다이오드 소자(32)의 사이에 충전되는 밀봉부재(48)의 흐름을 방해하지 않을 수 있다.
이 결과, 설령 서로 이웃하는 발광 다이오드 소자(32) 사이의 피치(P1)가 좁아도, 발광 다이오드 소자(32) 사이에서의 밀봉부재(48)의 유동성이 유지되고, 발광 다이오드 소자(32) 사이에 기포가 발생하기 어려워진다. 따라서, 밀봉부재(48) 내에 광을 산란시키는 보이드가 남는 것을 방지할 수 있으며, 적정한 배광을 갖는 발광모듈(1)을 얻을 수 있다.
본 발명은 상기 제 1 실시형태에 특정되는 것은 아니며, 발명의 취지를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시 가능하다.
예를 들면 발광모듈은 스포트라이트용 광원에 한정되지 않으며, 예를 들면 도로용 조명기구의 광원에도 적용이 가능하다.
또한, 제 1 실시형태에서는 발광 다이오드 소자를 금속 반사층의 광반사면 상에 접착하고 있다. 그러나, 금속 반사층은 필수 구성요소는 아니며, 금속 반사층을 생략하여 모듈 기판의 절연층 상에 발광 다이오드 소자를 접착해도 좋다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 제 2 실시형태를 개시하고 있다.
제 2 실시형태는 발광 다이오드 소자를 제 1 내지 제 5 금속 반사층에 접착하는 다이본드재에 관한 사항이 상기 제 1 실시형태와 상이하다. 다이본드재를 제외한 발광모듈의 기본적인 구성은 상기 제 1 실시형태와 동일하다. 따라서, 제 2 실시형태에 있어서, 제 1 실시형태와 동일한 구성 부분에는 동일한 참조 부호를 부여하고, 그 설명을 생략한다.
도 9 및 도 10에 나타낸 바와 같이, 다이본드재(35)는 제 1~제 5 금속 반사층(6~10)을 덮도록 도포되어, 은층(5c)과 각 발광 다이오드 소자(32)의 기판(32a)과의 사이에 개재되어 있다. 다이본드재(35)는 은층(5c)의 측 가장자리부를 제외한 영역을 전면적으로 덮고 있다.
다시 말하면, 다이본드재(35)는 은층(5c) 중 복수의 발광 다이오드 소자(32)에 대응하는 영역, 서로 이웃하는 발광 다이오드 소자(32) 사이의 영역 및 서로 이웃하는 발광 다이오드열(31) 사이의 영역을 연속하여 덮고 있다. 이 결과, 다이본드재(35)는 은층(5c) 상에서 발광 다이오드 소자(32)의 주위에 튀어나와 있다.
다이본드재(35)는 광투과성을 갖는 수지 재료로 구성되어 있다. 이 수지 재료는 페닐 실리콘 성분을 함유함과 아울러, 예를 들면 수증기 투과율이 100cc/㎡·day로 되어 있다. 페닐 실리콘 성분을 함유하는 수지 재료는 밀봉부재(48)를 구성하는 디메틸 실리콘 수지보다 가스 투과성이 낮다.
한편, 디메틸 실리콘 수지는 페닐 실리콘 성분을 함유하는 수지 재료보다 굴곡 탄성률이 낮다. 이 때문에, 디메틸 실리콘 수지를 이용한 밀봉부재(48)는 페닐 실리콘 성분을 함유하는 다이본드재(35)보다 유연성이 풍부하다.
발광모듈(1)의 밀봉부재(48)는 발광 다이오드 소자(32)의 발광 및 발광 정지에 기초하는 히트 사이클에 의해 열적으로 신축한다. 그런데, 밀봉부재(48)는 다이본드재(35)보다 부드러운 디메틸 실리콘 수지로 구성되어 있다. 이 때문에, 본딩 와이어(37)를 덮는 밀봉부재(48)가 발광 다이오드 소자(32)의 열 영향을 받아 신축했다고 해도, 본딩 와이어(37)가 받는 스트레스를 경감할 수 있다.
따라서, 본딩 와이어(37)와 발광 다이오드 소자(32)의 소자 전극(33, 34)과의 접합부가 쉽게 손상되지 않아, 본딩 와이어(37)와 발광 다이오드 소자(32) 사이의 전기적 접속의 신뢰성을 유지할 수 있다.
유연한 밀봉부재(48)는 다이본드재(35)보다 가스 투과성이 높다. 그 때문에, 예를 들면 부식성 가스 및 수증기가 많이 발생하는 환경하에서 발광모듈(1)을 사용하면, 부식성 가스나 수증기가 밀봉부재(48)를 투과하여 제 1~제 5 금속 반사층(6~10)에 도달하는 경우가 있을 수 있다.
그런데, 본 실시형태에 따르면, 발광 다이오드 소자(32)를 제 1~제 5 금속 반사층(6~10)의 은층(5c) 상에 접착하는 다이본드재(35)는 밀봉부재(48)보다 가스 투과성이 낮은 페닐 실리콘 성분을 함유하는 수지 재료로 구성되어 있다. 또한, 다이본드재(35)는 은층(5c) 중 복수의 발광 다이오드 소자(32)에 대응하는 영역, 서로 이웃하는 발광 다이오드 소자(32) 사이의 영역 및 서로 이웃하는 발광 다이오드열(31) 사이의 영역을 연속하여 덮도록 은층(5c) 상에 도포되어 있고, 은층(5c) 상에서 발광 다이오드 소자(32)의 주위에 튀어나와 있다.
이 때문에, 밀봉부재(48)를 투과한 부식성 가스 및 수증기가 다이본드재(35)에 도달했다고 해도, 발광 다이오드 소자(32)에 대응한 위치 및 발광 다이오드 소자(32)의 주위에 있어서는, 부식성 가스 및 수증기는 다이본드재(35)에 가로막혀 은층(5c)에 까지 도달하기 어려워진다.
이 결과, 발광 다이오드 소자(32)의 광을 반사시키는 은층(5c)이 부식성 가스나 수증기에 노출되어 변색하는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 광반사면(5d)을 구성하는 은층(5c)의 광반사 성능을 양호하게 유지할 수 있고, 발광 다이오드(32)로부터 모듈 기판(2)의 방향을 향하는 광을 광의 이용 방향으로 효율적으로 반사시킬 수 있다.
이러한 본 발명의 제 2 실시형태에 따르면, 부식성 가스나 수증기가 많은 환경하에서도 은층(5c)의 변색을 방지하여, 제 1 내지 제 5 금속 반사층(6~10)의 광반사 성능을 양호하게 유지할 수 있다.
본 발명자는 밀봉부재(48)보다 가스 투과율이 낮은 다이본드재(35)를 이용한 때의 효과를 검증하기 위해서, 이하와 같은 시험을 수행했다.
이 시험에서는 100㏄의 유리병 안에, 발광모듈(1)을 유황 분말 50g과 함께 수용하여 80℃의 온도에서 24시간 방치했다. 발광모듈(1)은 상온에 방치함으로써, 유황 분말이 발하는 산화 유황(Sox)에 노출되게 된다.
산화 유황과 같은 부식성 가스는 발광모듈(1)의 밀봉부재(48)를 투과하여 광반사면(5d)을 형성하는 은층(5c)에 도달한다. 다이본드재(35)로서 밀봉부재(48)보다 가스 투과율이 낮은 페닐 실리콘 성분을 함유하는 수지재를 이용함으로써, 부식성 가스가 다이본드재(35)를 빠져나가기 어려워진다. 부식성 가스가 다이본드재(35)로 차단되면, 부식성 가스가 은층(5c)에 부착되기 어려워지고, 은층(5c)의 변색에 기인하는 발광모듈(1)의 광속 유지율의 저하를 방지할 수 있다.
이번 시험에서는 발광모듈(1)을 상온에서 24시간 방치한 후의 발광모듈(1)의 광속 유지율이 90% 이상이면, 은층(5c)의 변색이 없다고 판정하고 있다. 본 발명자의 시험에 따르면, 페닐 실리콘 성분을 함유하여 수증기 투과율이 100cc/㎡·day인 다이본드재(35)를 이용한 발광모듈(1)에서는, 상온에서 24시간 방치한 때에도 광속 유지율이 90% 이상인 것이 확인되었다.
다이본드재(35)는 가스 투과율이 밀봉부재(48)보다 낮기 때문에, 밀봉부재(48)보다 경질이 된다. 그런데, 다이본드재(35)는 제 1 내지 제 5 금속 반사층(6~10)과 발광 다이오드 소자(32)의 기판(32a)과의 사이에 개재되어 있는데 그치고 있어, 본딩 와이어(37)로부터 떨어져 있다. 그 때문에, 히트 사이클에 따라 다이본드재(35)가 신축했다고 해도, 다이본드재(35)가 본딩 와이어(37)에 스트레스를 가하는 일은 없다.
상기 제 2 실시형태에서는, 다이본드재로서 페닐 실리콘 성분을 함유하는 수지 재료를 이용하고 있으나, 다이본드재 및 밀봉부재 양쪽 모두에 페닐 실리콘 성분을 함유시키도록 해도 좋다.
이 구성에 따르면, 제 2 실시형태와의 비교에 있어서, 부식성 가스나 수증기가 밀봉부재를 투과하기 어려워진다. 이 결과, 은층을 향하는 부식성 가스나 수증기를 다이본드재 및 밀봉부재 양쪽 모두에 의해 차단할 수 있어, 은층의 변색 및 변색에 따른 광반사 성능의 저하를 확실하게 방지할 수 있다.
도 11 내지 도 13은 본 발명의 제 3 실시형태를 개시하고 있다.
제 3 실시형태는, 발광 다이오드 소자를 제 1 내지 제 5 금속 반사층에 접착하는 다이본드재에 관한 사항이 상기 제 1 실시형태와 상이하다. 다이본드재를 제외한 발광모듈의 기본적인 구성은 상기 제 1 실시형태와 동일하다. 따라서, 제 3 실시형태에 있어서, 제 1 실시형태와 동일한 구성 부분에는 동일한 참조 부호를 부여하고, 그 설명을 생략한다.
도 11은 상기 제 1 실시형태의 도 3에 대응하는 도이며, 주로 제 5 금속 반사층(10) 상에 접착된 제 5 및 제 10 발광부(25,30)의 모양을 나타내고 있다.
도 11에 나타낸 바와 같이, 발광 다이오드열(31)의 발광 다이오드 소자(32)를 제 5 금속 반사층(10)의 광반사면(5d)에 접착하는 다이본드재(35)는 복수의 패드부(51)를 가지고 있다. 패드부(51)는 각각의 발광 다이오드 소자(32)에 대응하고 있음과 아울러, 각 발광 다이오드 소자(32)보다 큰 형상을 가지고 있다.
구체적으로 서술하면, 각 패드부(51)는 원형이다. 각 패드부(51)의 직경(D)은 서로 이웃하는 발광 다이오드 소자(32) 사이의 피치(P1)와 거의 동등하다. 또한, 각 패드부(51)의 직경(D)은 발광 다이오드 소자(32)의 길이 방향의 치수의 1.5~2.0배인 것이 바람직하다.
발광 다이오드 소자(32)는 패드부(51)의 중앙에 놓여져 있다. 그 때문에, 패드부(51)는 발광 다이오드 소자(32)의 기판(32a)의 외측 가장자리로부터 약간 비어져 나오는 정도가 아니라, 발광 다이오드 소자(32)의 주위를 향해 적극적으로 크게 튀어나와 있다.
본 실시형태에 따르면, 발광 다이오드열(31)이 연장되는 방향으로 서로 이웃하는 패드부(51)는 그 외주 가장자리부가 부분적으로 연속하도록 배열되어 있다. 마찬가지로, 발광 다이오드열(31)이 연장되는 방향과 직교하는 방향으로 서로 이웃하는 패드부(51)도 역시, 그 외측 가장자리부가 부분적으로 연속하도록 배열되어 있다.
이 결과, 제 5 금속 반사층(10)의 광반사면(5d) 상에, 서로 이웃하는 복수의 패드부(51)로 둘러싸인 수많은 공극(G)이 형성되어 있다. 공극(G)의 개소에서는 광반사면(5d)이 패드부(51)로 덮여있지 않아, 패드부(51)와의 사이에 단차가 발생해 있다. 다시 말하면, 패드부(51)는 제 5 금속 반사층(10) 상에 수많은 요철을 구성하고 있다.
모듈 기판(2) 상에 충전된 밀봉부재(48)의 일부는 공극(G)에 들어가 광반사면(5d)에 접하고 있다. 이 때문에, 외관상, 밀봉부재(48)가 요철에 파고든 형태가 되고, 모듈 기판(2)에 대한 밀봉부재(48)의 접합 강도를 높이는데 있어서 바람직한 것이 된다.
이어서, 복수의 발광 다이오드 소자(32)를 제 5 금속 반사층(10) 상에 접착하는 순서를 도 12 및 도 13을 참조하여 설명한다.
처음에 원형의 스탬프를 갖는 도시하지 않은 스탬프 장치를 준비한다. 이어서, 제 5 금속 반사층(10)의 광반사면(5d) 상에 스탬프 장치를 이용하여 미경화의 다이본드재를 도포한다. 이로써, 도 12에 나타낸 바와 같이, 복수의 원형의 도포부(51a)가 광반사면(5d) 상에 아주 가까운 거리로 서로 이웃하도록 나열된다.
이 후, 도 12에 2점 쇄선으로 나타낸 바와 같이, 도포부(51a)의 중앙에 발광 다이오드 소자(32)를 한 개씩 공급한다. 계속해서, 모듈 기판(2)을 가열로에 수용하여 도포부(51a)를 경화시킨다. 이로써, 제 5 금속 반사층(10)의 광반사면(5d) 상에 발광 다이오드 소자(32)가 접착된다. 발광 다이오드 소자(32)를 광반사면(5d)에 접착하는 순서는, 그 외의 금속 반사층(6~9)에 대해서도 동일하다.
도포부(51a)가 경화할 때에, 다이본드재의 점도가 일시적으로 저하된다. 이로써, 각 도포부(51a)는 그 외주 가장자리부가 지름 방향을 따르는 외측을 향해 퍼지도록 유동한다. 이 결과, 도 13에 나타낸 바와 같이, 서로 이웃하는 도포부(51a)의 외주 가장자리부가 부분적으로 연속하여, 광반사면(5d) 상에 복수의 패드부(51)가 형성된다. 그와 함께, 광반사면(5d) 상에 서로 이웃하는 복수의 패드부(51)로 둘러싸인 복수의 공극(G)이 형성된다.
이러한 본 발명의 제 3 실시형태에 따르면, 다이본드재(35)의 패드부(51)는 각각의 발광 다이오드 소자(32)의 주위에 크게 튀어나와 있다. 따라서, 발광 다이오드 소자(32)로부터 모듈 기판(2)을 향하는 광의 대부분을 패드부(51)로 광의 이용 방향으로 반사시킬 수 있다.
또한, 밀봉부재(48)를 투과한 부식성 가스 또는 수증기가 다이본드재(35)에 도달한 경우에도, 각각의 발광 다이오드 소자(32)에 대응하는 위치 및 그 주위에 있어서는, 제 1 내지 제 5 금속 반사층(6~10)의 은층(5c)을 향하는 부식성 가스 또는 수증기를 다이본드재(35)의 각각의 패드부(51)로 차단할 수 있다.
따라서, 제 1 내지 제 5 금속 반사층(6~10)의 은층(5c)의 변색을 방지할 수 있고, 제 1 내지 제 5 금속 반사층(6~10)의 광반사 성능을 양호하게 유지할 수 있다.
한편, 패드부(51)로 둘러싸인 공극(G)의 개소에서는, 광반사면(5d)이 다이본드재(35)로 덮여 있지 않아, 밀봉부재(48)가 광반사면(5d)에 직접 접하고 있다. 그 때문에, 밀봉부재(48)를 투과한 부식성 가스 또는 수증기가 광반사면(5d)에 도달하여, 은층(5c)이 변색하는 것을 부정할 수 없다.
그런데, 공극(G)은 발광 다이오드 소자(32)로부터 떨어져 있기 때문에, 공극(G)의 개소에서 은층(5c)이 변색했다고 해도, 제 1 내지 제 5 금속 반사층(6~10)의 광반사 성능에 악영향이 발생하는 일은 없다. 따라서, 발광 다이오드 소자(32)가 발하는 광을 발광모듈(1) 밖으로 효율적으로 추출할 수 있다.
도 14는 본 발명의 제 4 실시형태를 개시하고 있다.
제 4 실시형태는 상기 제 3 실시형태와 관련성을 가지고 있다. 제 4 실시형태에 따르면, 발광 다이오드열(31)의 발광 다이오드 소자(32)는 각각에 다이본드재(35)의 패드부(51)를 개재하여 제 5 금속 반사층(10)의 광반사면(5d)에 접착되어 있다. 발광 다이오드열(31)이 연장되는 방향으로 서로 이웃하는 패드부(51)는 그 외주부가 부분적으로 연속하도록 배열되어 있다.
이이 반해, 발광 다이오드열(31)이 연장되는 방향과 직교하는 방향으로 서로 이웃하는 패드부(51)는 그 외주 가장자리부가 서로 떨어져 있다. 그 때문에, 제 5 금속 반사층(10)의 길이 방향으로 서로 이웃하는 발광 다이오드열(31)의 사이에는, 각각 틈(61)이 형성되어 있다. 틈(61)은 제 5 금속 반사층(10)의 폭 방향으로 연장되어 있다. 발광 다이오드열(31), 패드부(51) 및 틈(61)의 관계는 그 외의 금속 반사층(6~9)에 있어서도 마찬가지이다.
이러한 본 발명의 제 4 실시형태에 있어서도, 발광 다이오드 소자(32)로부터 모듈 기판(2)을 향하는 광의 대부분을 제 1 내지 제 5 금속 반사층(6~10)에 의해 광의 이용 방향으로 반사시킬 수 있다.
또한, 밀봉부재(48)를 투과하여 제 1 내지 제 5 금속 반사층(6~10)의 은층(5c)을 향하는 부식성 가스 또는 수증기를 다이본드재(35)의 각각의 패드부(51)로 차단할 수 있다. 이 때문에, 제 1 내지 제 5 금속 반사층(6~10)의 은층(5c)의 변색을 방지할 수 있고, 제 1 내지 제 5 금속 반사층(6~10)의 광반사 성능을 양호하게 유지할 수 있다.
한편, 발광 다이오드열(31) 사이의 틈(61)의 개소에서는 광반사면(5d)이 다이본드재(35)로 덮여 있지 않아, 밀봉부재(48)가 광반사면(5d)에 직접 접하고 있다. 그 때문에, 밀봉부재(48)를 투과한 부식성 가스 또는 수증기가 광반사면(5d)에 도달하고, 은층(5c)이 변색하는 것을 부정할 수 없다.
그런데, 틈(61)은 발광 다이오드 소자(32)로부터 떨어져 있기 때문에, 틈(61)에 대응하는 개소에서 은층(5c)이 변색했다고 해도, 제 1 내지 제 5 금속 반사층(6~10)의 광반사 성능에 악영향이 발생하는 경우는 없다. 따라서, 발광 다이오드 소자(32)가 발하는 광을 발광모듈(1) 밖으로 효율적으로 추출할 수 있다.
본 발명의 제 3 및 제 4 실시형태에 있어서, 다이본드재가 갖는 패드부의 형상은 원형에 한정되지 않는다. 각 패드의 형상은 예를 들면 마름모꼴 또는 육각형이어도 좋다.
도 15 및 도 16은 본 발명의 제 5 실시형태를 개시하고 있다.
제 5 실시형태는 조명장치의 일 예인 스포트라이트(100)의 구체적인 구성을 개시하고 있다. 스포트라이트(100)는 한 쌍의 발광모듈(101a, 101b), 본체(102) 및 반사경(103)을 구비하고 있다.
발광모듈(101a, 101b)은 상기 제 1 실시형태의 발광모듈(1)과 동일한 구성으로, 각각 모듈 기판(104)을 가지고 있다. 모듈 기판(104) 상에 밀봉부재(105)가 적층되어 있다. 밀봉부재(105)는 광투과성을 가짐과 아울러, 복수의 발광 다이오드 소자 및 도체 패턴(모두 도시하지 않음)을 모듈 기판(104) 상에 밀봉하고 있다. 모듈 기판(104)의 밀봉부재(105)와 반대측 면은, 예를 들면 알루미늄 또는 구리와 같은 열전도성이 뛰어난 금속판으로 구성되어 있다.
도 16에 나타낸 바와 같이, 스포트라이트(100)의 본체(102)는 히트싱크(107)와 수열부(108)를 구비하고 있다. 히트싱크(107)는 예를 들면 알루미늄과 같은 열전도성이 뛰어난 경량인 금속재료로 구성되어 있다. 히트싱크(107)는 원반 형상의 베이스부(109)와, 베이스부(109)의 이면으로부터 돌출된 복수의 방열핀(110)을 구비하고 있다. 방열핀(110)은 평탄한 판 형상을 이루며, 아울러 서로 간격을 가지고 평행하게 나열되어 있다.
수열부(108)는 예를 들면 알루미늄 또는 구리와 같은 열전도성이 뛰어난 금속제이며, 소정의 두께를 갖는 네모난 판 형상을 이루고 있다. 수열부(108)는 베이스부(109)의 표면의 중앙부에 나사(111)를 통해 고정되어 있다. 그 때문에, 수열부(108)는 베이스부(109)의 표면으로부터 방열핀(110)의 반대측을 향해 돌출되어 있음과 아울러, 베이스부(109)에 열적으로 접속되어 있다.
도 16에 나타낸 바와 같이, 수열부(108)는 제 1 측면(113a) 및 제 2 측면(113b)을 가지고 있다. 제 1 및 제 2 측면(113a, 113b)은 서로 평행함과 아울러, 연직 방향을 따라 연장되어 있다.
발광모듈(101a, 101b)의 모듈 기판(104)은 각각 수열부(108)의 제 1 및 제 2 측면(113a, 113b)에 도시하지 않은 나사를 통해 고정되어 있다. 모듈 기판(104)은 그 금속판이 수열부(108)의 제 1 및 제 2 측면(113a, 113b)의 방향을 향하고 있고, 이들 금속판과 제 1 및 제 2 측면(113a, 113b) 사이에 각각 전열시트(114)가 개재되어 있다. 전열시트(114)는 모듈 기판(104)과 수열부(108) 사이를 열적으로 접속하고 있다.
반사경(103)에는 오목 거울이 이용되고 있다. 반사경(103)은 한 쌍의 반사판(115a, 115b)을 가지고 있다. 반사판(115a, 115b)은 각각 히트싱크(107)의 베이스부(109)의 표면에 나사(116)로 고정되어 있다. 반사판(115a, 115b)은 수열부(108)를 사이에 두고 서로 대칭으로 배치되어 있다. 그 때문에, 수열부(108)의 제 1 측면(113a)에 고정된 발광모듈(101a)이 반사판(115a)의 광반사면(117a)과 서로 마주보고, 수열부(108)의 제 2 측면(113b)에 고정된 발광모듈(101b)이 반사판(115b)의 광반사면(117b)과 마주보고 있다.
본 실시형태에서는 한 쌍의 발광모듈(101a, 101b)로부터 방사된 광을 스포트라이트(100)의 광축(L)과 평행하게 반사시키기 위해서, 발광모듈(101a, 101b)의 발광 영역의 중심이 반사판(115a, 115b)의 초점에 위치되어 있다.
도 15 및 도 16에 나타낸 바와 같이, 반사경(103)은 커버(120)에 의해 둘러싸여 있다. 커버(120)는 원통 형상의 본체부(121)를 구비하고 있다. 본체부(121)의 일단은 히트싱크(107)의 베이스부(109) 표면의 외주부에 동축상으로 맞닿아 있다. 본체부(121)의 타단에 플레어부(122)가 동축상으로 형성되어 있다. 플레어부(122)는 본체부(121)로부터 멀어짐에 따라 본체부(121)의 지름 방향을 따르는 외측을 향해 확개되어 있다. 플레어부(122)는 반사경(103)의 개구단과 서로 이웃하는 반사경(103)의 외주부에 외측으로부터 접하고 있다.
이러한 구성의 스포트라이트(100)에 있어서, 발광모듈(101a, 101b)을 발광시키면, 밀봉부재(105)를 투과한 백색 광이 반사판(115a, 115b)의 광반사면(117a, 117b)에 입사된다. 광반사면(117a, 117b)에 입사된 광은 스포트라이트(100)의 광축(L)과 평행이 되도록 광반사면(117a, 117b)에서 반사되어, 반사경(103)의 개구단으로부터 조사 대상을 향해 방사된다.
스포트라이트(100)의 광원이 되는 발광모듈(101a, 101b)은 상기 제 1 실시형태의 발광모듈(1)과 동일한 구성을 가지고 있다. 그 때문에, 제조 효율이 높아 비용적인 면에서 유리한 발광모듈(101a, 101b)을 스포트라이트(100)의 광원으로서 이용할 수 있다. 따라서, 스포트라이트(100)의 제조 비용을 저감할 수 있으며, 저렴한 스포트라이트(100)를 제공할 수 있다.
또한, 발광모듈(101a, 101b)의 발광 시에 발광 다이오드 소자가 발하는 열은 모듈 기판(104)의 금속판으로부터 본체(102)의 수열부(108)로 전달된다. 수열부(108)에 전달된 발광 다이오드 소자의 열은 수열부(108)로부터 히트싱크(107)의 베이스부(109)로 전달됨과 아울러, 히트싱크(107)의 방열핀(110)으로부터 대기중으로 방출된다.
이 때문에, 스포트라이트(100)의 본체(102)를 이용하여 발광모듈(101a, 101b)의 열을 적극적으로 방출할 수 있다. 따라서, 발광모듈(101a, 101b)이 갖는 발광 다이오드 소자의 과도한 온도 상승을 방지하여, 발광모듈(101a, 101b)의 발광 효율을 양호하게 유지할 수 있다.
본 발명에 따른 조명장치는 스포트라이트에 특정되는 것은 아니며, 예를 들면 다운라이트, 방범등, 브래킷라이트, 팬던트라이트와 같은 그 외의 조명장치에도 동일하게 실시할 수 있다.
1, 101a, 101b : 발광모듈 2, 104 : 모듈 기판
31 : 발광 다이오드열 32 : 발광 다이오드 소자
33 : 애노드용 소자 전극 34 : 캐소드용 소자 전극
37 : 본딩 와이어 48, 105 : 밀봉부재
102 : 본체

Claims (9)

  1. 모듈 기판과,
    애노드용 소자 전극 및 캐소드용 소자 전극을 가짐과 아울러, 상기 소자 전극이 나열되는 방향으로 연장되는 사각형 형상을 이루는 복수의 발광 다이오드 소자와, 서로 이웃하는 발광 다이오드 소자 사이를 전기적으로 직렬로 접속하는 복수의 본딩 와이어를 포함하고, 상기 발광 다이오드 소자가 상기 모듈 기판에 고정된 발광 다이오드열과,
    상기 발광 다이오드열을 밀봉하도록 상기 모듈 기판에 적층된 투광성을 갖는 밀봉부재를 구비하고,
    상기 복수의 발광 다이오드 소자는 상기 소자 전극이 나열되는 방향과 교차하는 방향으로 간격을 가지고 배열되고, 서로 이웃하는 발광 다이오드 소자 사이에서는, 같은 극성을 갖는 소자 전극이 상기 발광 다이오드 소자의 배열 방향으로 서로 이웃하도록 나열되어 있음과 아울러,
    상기 본딩 와이어는 상기 서로 이웃하는 발광 다이오드 소자의 서로 다른 극성의 소자 전극의 사이를 접속하도록 상기 발광 다이오드 소자의 배열 방향에 대하여 경사지게 배선되어 있는 것을 특징으로 하는 발광모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 본딩 와이어는 서로 이웃하는 발광 다이오드 소자의 사이에 모듈 기판으로부터 멀어지는 방향으로 원호를 그리며 튀어나와 있으며, 상기 발광 다이오드 소자에 대한 상기 본딩 와이어의 정상부의 돌출 높이가 200㎛~500㎛인 것을 특징으로 하는 발광모듈.
  3. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 밀봉부재는 수지 재료로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 발광모듈.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 모듈 기판에 적층된 광반사면을 갖는 금속 반사층과; 상기 발광 다이오드 소자와 상기 광반사면과의 사이에 개재되어, 상기 발광 다이오드 소자를 상기 금속 반사층에 접착하는 투광성 다이본드재를 더 구비하고 있으며, 상기 다이본드재는 상기 밀봉부재보다 가스 투과성이 낮은 수지 재료로 형성되어 있음과 아울러, 상기 금속 반사층 상에서 상기 발광 다이오드 소자의 주위에 튀어나와 있는 것을 특징으로 하는 발광모듈.
  5. 제4항에 있어서,
    싱기 밀봉부재는 상기 다이본드재보다 부드러운 수지 재료로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 발광모듈.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 다이본드재는 페닐 실리콘 성분을 함유하고 있는 것을 특징으로 하는 발광모듈.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 다이본드재 및 상기 밀봉부재는 모두 페닐 실리콘 성분을 함유하고 있는 것을 특징으로 하는 발광모듈.
  8. 본체와,
    상기 본체에 지지된 발광모듈을 구비하고,
    상기 발광모듈은
    모듈 기판과,
    애노드용 소자 전극 및 캐소드용 소자 전극을 가짐과 아울러, 상기 소자 전극이 나열되는 방향으로 연장되는 사각형 형상을 이루는 복수의 발광 다이오드 소자와, 서로 이웃하는 발광 다이오드 소자 사이를 전기적으로 직렬로 접속하는 복수의 본딩 와이어를 포함하며, 상기 발광 다이오드 소자가 상기 모듈 기판에 고정된 발광 다이오드열과,
    상기 발광 다이오드열을 밀봉하도록 상기 모듈 기판에 적층된 투광성을 갖는 밀봉부재를 포함하고,
    상기 복수의 발광 다이오드 소자는 상기 소자 전극이 나열되는 방향과 교차하는 방향으로 간격을 가지고 배열되고, 서로 이웃하는 발광 다이오드 소자 사이에서는, 같은 극성을 갖는 소자 전극이 상기 발광 다이오드 소자의 배열 방향으로 서로 이웃하도록 나열되어 있음과 아울러,
    상기 본딩 와이어는 상기 서로 이웃하는 발광 다이오드 소자의 서로 다른 극성의 소자 전극의 사이를 접속하도록 상기 발광 다이오드 소자의 배열 방향에 대하여 경사지게 배선되어 있는 것을 특징으로 하는 조명장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 본체는 히트싱크와, 히트싱크에 열적으로 접속된 수열부를 가지고, 상기 발광모듈은 상기 수열부에 고정되어, 이 수열부에 열적으로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 조명장치.
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