JP6675111B2 - Ｌｅｄモジュール - Google Patents

Description

本発明は、発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）を有するＬＥＤモジュールに関する。

ＬＥＤ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において照明用光源として用いられたり、液晶表示装置において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。例えば、ＬＥＤモジュールは、基板と、基板の上に実装された１つ以上のＬＥＤ素子とを備える。

具体的には、１つ又は複数のＬＥＤチップ（ＬＥＤ素子）を直接基板に実装することによって構成されたＣＯＢ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｂｏａｒｄ）構造のＬＥＤモジュールが知られている（特許文献１）。また、ＬＥＤチップを容器に収容することでパッケージ化されたＳＭＤ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍｏｕｎｔ Ｄｅｖｉｃｅ）型のＬＥＤ素子を基板上に１個又は複数個実装することによって構成されたＬＥＤモジュールも知られている。

特開２０１１−１７６０１７号公報

ＬＥＤ素子（ＬＥＤチップ）を実装するための基板の表面には、レジストが形成されていることがある。ＬＥＤチップは、例えば、ダイアタッチ剤（接着剤）によってレジストの上にダイボンド実装される。つまり、ＬＥＤ素子は、ダイアタッチ剤を介してレジストの上に接着される。

一般的に、レジストは、樹脂材料によって構成される。例えば、ＣＯＢ構造のＬＥＤモジュールに用いられる樹脂基板には、光硬化剤を含むエポキシ系樹脂からなる現像タイプのレジストが用いられる。また、レジストには、例えば白色顔料を含有させることで、ＬＥＤ素子からの光を反射する役目、すなわち、ＬＥＤモジュールからの光取り出し効率を向上させる役目を担わせることも一般に行われている。

しかし、エポキシ系樹脂からなる現像タイプのレジストでは、例えば、高温または高湿の環境下においてレジストの光反射率が低下し、その結果ＬＥＤモジュールの発光特性が悪くなるという問題が生じ得る。一方、熱硬化タイプのレジストを採用することで、レジストの熱または光に対する耐性は改善される。しかし、この場合、樹脂基板に熱硬化性の樹脂を塗布して加熱することでレジストを形成するため、レジストの形状の精度（パターン精度）がよくないという問題が生じる。また、熱硬化性の樹脂によりレジストを形成した場合であっても、熱等に起因する劣化による光反射率の低下は生じ得るため、この劣化をいかにして抑制するかが問題となる。

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、信頼性の高いＬＥＤモジュール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、本発明の一態様に係るＬＥＤモジュールは、基板と、前記基板に実装されたＬＥＤ素子とを備えるＬＥＤモジュールであって、前記基板の上方には、複数層からなるレジストが形成されており、前記複数層のうちの最上層における、フェニル基、エステル結合、及び炭素二重結合のいずれか１つの含有率は、前記最上層よりも下に位置する下位層における当該１つの含有率よりも小さい。

本発明によれば、信頼性の高いＬＥＤモジュールを実現できる。

実施の形態に係るＬＥＤモジュールの一部断面図である。 図１に示すＬＥＤモジュールの断面の部分拡大図である。 実施の形態に係るレジストの開口部の概要を示す平面図である。 変形例１に係るＬＥＤモジュールの一部断面図である。 変形例２に係るＬＥＤモジュールの一部断面図である。

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及び変形例は、いずれも本発明の一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態及び変形例で示される、数値、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、並びに、工程（ステップ）及び工程の順序等は、一例であって本発明を限定する主旨ではない。よって、以下の実施の形態及び変形例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。

また、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。なお、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する。

（実施の形態）
まず、実施の形態に係るＬＥＤモジュール１の構成について、図１〜図３を用いて説明する。

図１は、実施の形態に係るＬＥＤモジュール１の一部断面図である。図２は、図１に示すＬＥＤモジュール１の断面の部分拡大図である。図３は、実施の形態に係るレジスト２０の開口部２４の概要を示す平面図である。なお、図３では、レジスト２０を上方（基板１０のＬＥＤ素子３０が配置された側）から見た場合における開口部２４の形状の一例を示しており、各要素を識別しやすいように、各要素にドットまたは斜線等を付して表示している。また、図３では、ワイヤ６０の図示は省略されている。

図１に示すように、ＬＥＤモジュール１は、基板１０と、レジスト２０と、ＬＥＤ素子３０とを有する。本実施の形態において、ＬＥＤモジュール１は、さらに、接着剤４０と封止部材５０とを有する。ＬＥＤモジュール１は、例えば、白色光を出射する。

基板１０は、ＬＥＤ素子３０を実装するための実装基板である。本実施の形態において、基板１０は、樹脂をベースとする樹脂基板であり、樹脂基材１１（樹脂層）と、樹脂基材１１の表面に形成された金属層１２とを有する。

樹脂基材１１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によって構成されたガラスエポキシ基材（ＦＲ−４）やガラスコンポジット基材（ＣＥＭ−３）、クラフト紙等とフェノール樹脂とによって構成された紙フェノール基材（ＦＲ−１、ＦＲ−２）、紙とエポキシ樹脂とによって構成された紙エポキシ基材（ＦＲ−３）、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材等を用いることができる。樹脂基材１１の厚みは、例えば１ｍｍである。

金属層１２（金属膜）は、例えば、樹脂基材１１の上面に所定形状のパターンで形成された金属配線である。金属層１２は、例えば、銅（Ｃｕ）によって構成された銅配線（銅層）である。なお、金属層１２の材料は、銅に限るものではなく、銅以外の金属材料、又はその他の導電材料を用いることができる。

本実施の形態において、金属層１２は、ＬＥＤ素子３０と電気的に接続されて電流が流れる第１の金属配線１２ａと、ＬＥＤ素子３０と電気的に接続されずに電流が流れない第２の金属配線１２ｂとを有する。つまり、第２の金属配線１２ｂは電気的に浮いた状態（フローティング状態）であり、ＬＥＤ素子３０を発光させるための電流が流れない。

本実施の形態において、第２の金属配線１２ｂは、ＬＥＤ素子３０の下方に形成されている。つまり、第２の金属配線１２ｂは、ＬＥＤ素子３０から発生する熱を放熱させるための放熱部材として機能する。なお、第１の金属配線１２ａも放熱部材として機能する。また、ＬＥＤ素子３０直下の第２の金属配線１２ｂは設けられていなくてもよい。

金属層１２は、印刷等によって所定形状に形成されてもよいし、樹脂基材１１の全面に形成された金属膜（例えば銅箔）の一部をエッチングすることで所定形状に形成されてもよい。金属層１２の厚みは、例えば、３５μｍである。

なお、このように構成される基板１０の形状は、特に限定されるものではないが、基板１０としては、例えば長尺矩形状の基板、又は、正方形等の正多角形等の基板を用いることができる。また、基板１０は、樹脂基板に限るものではなく、金属をベースとするメタルベース基板、アルミナ等のセラミック材料からなるセラミック基板、又は、ガラス材料からなるガラス基板等であってもよい。

レジスト２０（レジスト層）は、基板１０の上方に形成される。本実施の形態において、レジスト２０は、基板１０の表面に形成される。具体的には、レジスト２０は、基板１０の金属層１２を覆うように金属層１２の表面に形成される。

レジスト２０は、複数層からなる積層構造となっている。本実施の形態において、レジスト２０は、最下層となる第１の層２１（第１のレジスト層）と、最上層となる第２の層２２（第２のレジスト層）との２層によって構成されている。なお、第１の層２１は、複数層からなるレジスト２０において、最上層（第２の層２２）よりも下に位置する下位層の一例である。

レジスト２０（第１の層２１、第２の層２２）は、絶縁性を有する樹脂材料によって構成された絶縁膜である。金属層１２をレジスト２０で被覆することによって、基板１０の絶縁性（絶縁耐圧）を向上させることができるとともに、金属層１２が酸化してしまうことを抑制できる。

また、本実施の形態において、レジスト２０（第１の層２１、第２の層２２）は、ＬＥＤ素子３０から出射した光が基板１０に戻ってきたときに、当該光を基板１０で反射させるために、反射性を有する材料によって構成されている。このため、レジスト２０（第１の層２１、第２の層２２）は、高反射率となるように白色顔料（チタニア、シリカ等）が含有された白色樹脂材料からなる白レジストである。このように、レジスト２０として白レジストを用いることによって、ＬＥＤ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。

具体的には、第１の層２１（本実施の形態では、レジスト２０の最下層）は、現像型のレジスト材料によって構成されている。このため、第１の層２１には、光硬化剤が含まれている。光硬化剤は、例えば、硫黄（Ｓ）、リン（Ｐ）及び窒素（Ｎ）等の成分を含む。現像型のレジスト材料を用いることによって、第１の層２１をパターン精度よく形成することができる。

この場合、第１の層２１のレジスト材料は、例えば、エポキシ樹脂である。本実施の形態において、第１の層２１のレジスト材料は、ノボラック型エポキシ樹脂である。第１の層２１の厚み（図２におけるｈ１）は、例えば２０μｍである。

一方、第２の層２２（本実施の形態では、レジスト２０の最上層）は、熱硬化型のレジスト材料によって構成されている。このため、第２の層２２には、熱硬化剤が含まれている。熱硬化剤は、例えば、アミン化合物及び酸無水物等の成分を含む。熱硬化型のレジスト材料を用いることによって、耐熱性及び耐光性に優れた第２の層２２を低コストでパターン形成することができる。

この場合、第２の層２２のレジスト材料も、エポキシ樹脂である。本実施の形態において、第２の層２２のレジスト材料も、第１の層２１と同様に、ノボラック型エポキシ樹脂である。第２の層２２の厚み（図２におけるｈ２）は、例えば２０μｍである。

このように構成されるレジスト２０では、最上層である第２の層２２における、フェニル基、エステル結合、及び炭素二重結合のいずれか１つの含有率は、下位層である第１の層２１における当該１つの含有率よりも小さいという特徴を有する。この特徴による効果については後述する。

ＬＥＤ素子３０は、レジスト２０の上に、接着剤４０を介して実装されている。具体的には、ＬＥＤ素子３０は、レジスト２０の最上層（本実施の形態では、第２の層２２）の上に実装されている。つまり、ＬＥＤ素子３０は、レジスト２０を介して基板１０に実装されている。また、本実施の形態では、接着剤４０は、付加反応型のシリコーン樹脂によって構成されている。

本実施の形態において、ＬＥＤ素子３０は、単色の可視光を発するＬＥＤチップ（ベアチップ）である。一例として、ＬＥＤ素子３０は、通電されると青色光を発光する青色ＬＥＤチップであり、ピーク波長が４４０ｎｍ〜４７０ｎｍの窒化ガリウム（ＧａＮ）系の半導体発光素子である。また、ＬＥＤ素子３０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である。

また、接着剤４０は、例えば、ダイアタッチ剤（ダイボンド剤）である。したがって、ＬＥＤ素子３０は、接着剤４０によってレジスト２０の上にダイボンド実装されている。接着剤４０は、例えば、付加反応型のシリコーン樹脂によって構成されている。本実施の形態において、接着剤４０は、白金系触媒を含んでいる。

また、ＬＥＤ素子３０（ＬＥＤチップ）は、ワイヤボンディングによって基板１０の金属層１２に接続されている。具体的には、ＬＥＤ素子３０と金属層１２の第１の金属配線１２ａとはワイヤ６０によって接続されている。ワイヤ６０は、例えば金ワイヤである。

より詳細には、ワイヤ６０の一端はＬＥＤ素子３０に接続され、ワイヤ６０の他端は、金属層１２（第１の金属配線１２ａ）の、レジスト２０が有する開口部２４において露出した部分に接続される。

なお、基板１０に実装するＬＥＤ素子３０の個数は、１つであってもよいし、複数であってもよい。また、複数のＬＥＤ素子３０を実装する場合、マトリクス状等の２次元状に配置してもよいし、１本又は複数本の一直線状（１次元状）に配置してもよい。

封止部材５０は、ＬＥＤチップであるＬＥＤ素子３０を封止する。封止部材５０は、ＬＥＤ素子３０の光によって励起されてＬＥＤ素子３０の光の波長とは異なる波長の光を放射する波長変換材と、この波長変換材を含む透光性材料とによって構成されている。

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。

また、封止部材５０を構成する波長変換材は、例えば蛍光体である。蛍光体は、透光性材料に含有されており、ＬＥＤ素子３０が発する光を励起光として励起されて蛍光発光し、所望の色（波長）の光を放出する。

本実施の形態では、ＬＥＤ素子３０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、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、例えば基板１０に実装されたＬＥＤ素子３０を覆うようにディスペンサーによって基板１０に塗布され、硬化することで所定形状に形成される。このようにして形成された封止部材５０は、断面形状は略半円形となる。

なお、基板１０に複数のＬＥＤ素子３０を実装する場合、封止部材５０は、複数のＬＥＤ素子３０を一括封止してもよい。この場合、封止部材５０は、ＬＥＤ素子３０の配列に沿って、ライン状に形成されていてもよいし、円形状に形成されていてもよい。また、封止部材５０は、ポッティングによって複数のＬＥＤ素子３０の各々を個別に封止してもよい。

このように構成されるＬＥＤモジュール１は、基板１０にＬＥＤチップであるＬＥＤ素子３０が直接実装された構成であるＣＯＢ構造の発光モジュールである。

なお、基板１０には、ＬＥＤ素子３０を発光させるための直流電力を、ＬＥＤモジュール１の外部から受電するための電極端子が設けられていてもよい。この電極端子が金属電極である場合、金属電極の少なくとも一部は、レジスト２０で覆われておらずレジスト２０から露出している。

以上説明したように、本実施の形態におけるＬＥＤモジュール１では、基板１０の上方には、複数層からなるレジスト２０が形成されている。また、当該複数層のうちの最上層（第２の層２２）における、フェニル基、エステル結合、及び炭素二重結合のいずれか１つの含有率は、最上層よりも下に位置する下位層（第１の層２１）における当該１つの含有率よりも小さい。なお、エステル結合は、例えば、カルボン酸エステルの特性基（Ｒ-ＣＯＯ-Ｒ’）として認識される。

ここで、樹脂を材料とするレジストは、上述のように、例えば白色顔料を含有させることで製造時においては白色であるが、例えば、レジスト上に実装されたＬＥＤ素子が発する熱等に起因して劣化することで黄変する場合があり、これにより光の反射率が低下する。この問題について、本願発明者らが鋭意検討した結果、レジストの劣化を抑制するための構成についての着想を得た。

具体的には、本願発明者らは、レジスト材料の骨格に含まれるフェニル基、エステル結合、及び炭素二重結合のそれぞれが、レジストの劣化を進める原子団である点に着目し、これらの原子団の数を減らすことで、レジストの劣化を抑制できることを見出した。

より詳細には、レジストの劣化（酸化劣化）は、熱又は光等を受けることで開始し、ラジカル連鎖反応によって進行する。また、ラジカルは、上記のフェニル基等の原子団が存在する場合に発生しやすいと考えられる。本願発明者らは、これらの事情を検討した結果、レジストを複数層で構成し、かつ、最上層については、これら原子団の数を少なくすることで、レジストのパターン精度の良さと、レジストの劣化、すなわち、レジストの光反射率の低下の抑制とを両立できることを見出した。

つまり、本実施の形態では、第１の層２１と第２の層２２とで、フェニル基、エステル結合、及び炭素二重結合の含有率（例えば、単位量（単位重量または単位体積等）あたりの当該原子団の数）を比較した場合、フェニル基、エステル結合、及び炭素二重結合のうちの少なくとも１つについては、第２の層２２における含有率の方が、第１の層２１における含有率よりも低い（当該少なくとも１つについての、第２の層２２における含有率がゼロである場合も含む）。このようにレジスト２０を構成することで、レジスト２０が有する複数層のうち、ＬＥＤ素子３０からの光の反射に最も寄与する最上層である第２の層２２の熱等に対する耐性（劣化に対する抑止能力）を向上させることができる。その結果、例えば、ＬＥＤモジュール１の発光特性の維持、又は悪化の抑制が図られる。

なお、この効果は、例えば、レジスト２０においてＬＥＤ素子３０からの光が届く領域であれば発揮される。つまり、基板１０に、ＬＥＤ素子３０が実装されていないレジストが形成されている場合であっても、当該レジストを構成する複数層のうちの最上層における、フェニル基、エステル結合、及び炭素二重結合のいずれか１つの含有率が、下位層における当該１つの含有率よりも小さければよい。これにより、当該レジストの最上層の劣化が抑制され、その結果、当該レジストにおける光の反射率の低下等が抑制される。

ここで、レジスト表面の黄変が観察される場合、当該表面が、およそ４００ｎｍ〜４８０ｎｍの範囲の波長の光を吸収していることになる。従って、本実施の形態に係るレジスト２０の構成は、ＬＥＤ素子３０から発せられ、最上層（第２の層２２）に入射する光のピーク波長が、例えば４８０ｎｍ以下の場合における、光反射率の低下抑制のための対策として効果的である。

また、第１の層２１と第２の層２２とで、フェニル基、エステル結合、及び炭素二重結合の含有率を比較した場合に、いずれか１つまたは２つについて、第２の層２２における含有率の方が、第１の層２１における含有率よりも低い場合を想定する。この場合、他の１つまたは２つについては、第２の層２２における含有率が、第１の層２１における含有率以下であることが好ましい。これにより、レジスト２０の最上層（第２の層２２）における光反射率の低下の抑制効果がより向上する。

また、第１の層２１と第２の層２２とで、フェニル基、エステル結合、及び炭素二重結合の含有率を比較した場合、これら原子団の全てについて、第２の層２２における含有率の方が、第１の層２１における含有率よりも低いほうがより好ましい。これにより、レジスト２０の最上層（第２の層２２）における光反射率の低下の抑制効果がさらに向上する。

また、第１の層２１及び第２の層２２のフェニル基、エステル結合、及び炭素二重結合それぞれの含有率の比較の手法に特に限定はないが、例えば赤外吸収分析法による計測の結果を用いて行われる。

また、第１の層２１又は第２の層２２におけるフェニル基、エステル結合、及び炭素二重結合の含有率の調整は、例えば、熱硬化剤として含まれるアミン化合物の種類又は量の変更、又は、ノボラック型エポキシ樹脂の使用原料の種類又は量の変更等によって行われる。

また、本実施の形態では、レジスト２０の第２の層２２は、熱硬化型のレジスト材料によって構成されており、ＬＥＤ素子３０は、第２の層２２の上に接着剤４０を介して実装されている。

つまり、第２の層２２を熱硬化型のレジスト材料によって構成することで、現像型のレジスト材料によって構成する場合よりも、第２の層２２の耐熱性及び耐光性等が向上される。また、上記のように、第２の層２２の劣化を進める原子団の数を減らす工夫がなされていることで、熱硬化型のレジスト材料が本来的にもつ耐熱性等の特性の維持も図られる。

また、第２の層２２が熱硬化型のレジスト材料によって構成されていることで、ＬＥＤ素子３０とレジスト２０との密着強度の向上という効果も得られる。このことを以下に説明する。

本実施の形態では、レジスト２０の第２の層２２が熱硬化型のレジスト材料によって構成されているので、第２の層２２には光硬化剤が含まれていない。したがって、第２の層２２には、熱硬化剤の一部としての窒素は含まれているが、硫黄及びリンは実質的には含まれていない。一方、第１の層２１は現像型のレジスト材料によって構成されているので、第１の層２１には光硬化剤が含まれている。光硬化剤には、硫黄、リン及び窒素が含まれている。光硬化剤において、硫黄及びリンは、光重合開始剤として機能し、窒素は、アミン化合物として存在し、硬化剤として機能する。したがって、第１の層２１には、硫黄、リン及び窒素の全てが含まれている。つまり、本実施の形態に係るＬＥＤモジュール１では、レジスト２０に含まれる、硫黄、リン及び窒素の少なくとも一つの含有量がレジスト２０の上層ほど少なくなっている、ということができる。

また、ＬＥＤ素子３０は、付加反応型のシリコーン樹脂によって構成された接着剤４０を用いて、レジスト２０の上に実装されている。

硫黄、リン及び窒素は、付加反応型のシリコーン樹脂によって構成された接着剤４０に対して硬化阻害の材料となる。したがって、接着剤４０が接着されるレジスト２０の最上層（第２の層２２）における、硫黄、リン及び窒素の各成分の含有量を少なくすることによって、接着剤４０の硬化阻害を抑制することができる。これにより、ＬＥＤ素子３０とレジスト２０との密着強度を確保できるので、信頼性の高いＬＥＤモジュール１を実現できる。

また、本実施の形態において、ＬＥＤ素子３０をレジスト２０に接着する接着剤４０は、白金系触媒を含んでおり、これにより硬化が促される。例えば、付加反応型のシリコーン樹脂からなる接着剤４０では、ビニル基をもつシリコーンポリマー（主剤）とＨ基をもつシリコーンポリマー（硬化剤）とが白金系触媒のもとにヒドロキシル反応により硬化する。

本願発明者らの実験結果によれば、接着剤４０に白金系触媒が含まれていると、硫黄、リン及び窒素による硬化阻害がより発生しやすいことが分かった。これは、硫黄、リン及び窒素によって白金系触媒が失活し、触媒効果が低下して硬化反応が進みにくくなったからであると考えられる。

したがって、接着剤４０に白金系触媒を含んでいる場合に、レジスト２０の上層ほど、硫黄、リン及び窒素の含有量を少なくすることによって、接着剤４０の硬化阻害を抑制できる効果がより顕著に得られる。

また、本実施の形態において、レジスト２０の下位層（第１の層２１）は、現像型のレジスト材料によって構成されている。

ここで、レジスト２０の下位層は、最上層に比べて、基板１０により近い位置に配置されるため、最上層よりも高いパターン精度が要求される。本実施の形態では、第１の層２１はレジスト２０の最下層であり、基板１０の金属層１２を直接的に覆う層である。従って、レジスト２０の最下層である第１の層２１の材料として現像型のレジスト材料を採用することで、最下層のパターン精度を容易に向上させることができる。これにより、さらに信頼性の高いＬＥＤモジュール１を実現できる。

また、本実施の形態において、レジスト２０の下位層（第１の層２１）のレジスト材料はエポキシ樹脂である。

これにより、例えば、レジスト２０を固くできるため、ＬＥＤ素子３０をレジスト２０の上に配置する際に、レジスト２０が凹むことを抑制できる。その結果、ＬＥＤ素子３０をレジスト２０上に精度よく実装することができるため、さらに信頼性の高いＬＥＤモジュール１を実現できる。

また、本実施の形態において、基板１０は、レジスト２０の下に配置された金属層１２を有し、レジスト２０は、金属層１２の一部を露出させる開口部２４を有する。この開口部２４は、例えば図２及び図３に示すように、下位層（第１の層２１）に形成された第一開口部２５と、最上層（第２の層２２）において、第一開口部２５の上方の位置に形成された、第一開口部２５よりも大きな第二開口部２６とを含む。

具体的には、レジスト２０には、レジスト２０が覆う金属層１２のうちの、ＬＥＤ素子３０への電力供給に用いられる第１の金属配線１２ａの一部を露出させる開口部２４が形成されている。また、開口部２４は、第一開口部２５と第二開口部２６とによって構成されており、例えば図３に示すように、上面視において円形の開口を形成している。

このように構成された開口部２４において、第一開口部２５の内径Ｗ１よりも、第二開口部２６の内径Ｗ２の方が大きい。このことは、第２の層２２を形成する際に、第１の層２１に塗布される熱硬化性のレジスト材料が、第一開口部２５の内方に及んでいない（レジスト材料が第一開口部２５の内方に垂れていない）ことを意味する。

すなわち、本実施の形態では、基板１０の金属層１２を直接的に覆う第１の層２１を現像型のレジスト材料で構成し、第２の層２２を熱硬化型のレジスト材料で構成している。この場合、例えば、熱硬化型のレジスト材料を第１の層２１に塗布してから熱硬化するまでの間に、ペースト状のレジスト材料が第一開口部２５の内方に垂れることも考えられる。しかし、本実施の形態では、第一開口部２５の内径Ｗ２が、第一開口部２５の内径Ｗ１よりも大きくなるように、レジスト材料が塗布される。そのため、レジスト材料の第一開口部２５の内方への垂れが抑制され、これにより、例えば、金属層１２の開口部２４において露出した部分の一部又は全部が、第２の層２２を構成するレジスト材料に覆われる、という不具合の発生が抑制される。

また、本実施の形態では、例えば図２に示されるように、第二開口部２６における開口の周縁には、上にいくほど当該開口の外側（当該開口から離れる方向）に傾くテーパ部２６ａ部が形成されている。また、ＬＥＤ素子３０は、ワイヤボンディングによって、金属層１２の開口部２４において露出した部分と接続されている。

つまり、本実施の形態では、金属層１２の開口部２４において露出した部分は、ＬＥＤ素子３０への電力供給のための部位として機能する。具体的には、図２に示すように、ＬＥＤ素子３０に電力供給するワイヤ６０が、開口部２４を介して第１の金属配線１２ａに接続されている。この構造において、レジスト２０の最上層である第２の層２２に形成された第二開口部２６にテーパ部２６ａが設けられている。これにより、例えば、ワイヤ６０を実装する際に、開口部２４の周縁部分が邪魔になる可能性が低減される。つまり、ワイヤ６０の実装作業が効率よく進められる。

また、本実施の形態において、基板１０は、樹脂基材１１を有し、金属層１２は樹脂基材１１の表面に形成されている。これにより、基板１０が樹脂基板であるＬＥＤモジュール１を実現することができる。また、金属層１２の表面にレジスト２０が形成されるため、基板１０の絶縁性（絶縁耐圧）を向上させることができるとともに、金属層１２が酸化してしまうことを抑制できる。したがって、さらに信頼性の高いＬＥＤモジュール１を実現できる。

また、本実施の形態において、レジスト２０は、最下層となる第１の層２１と最上層となる第２の層２２との２層によって構成される。

この構成により、積層構造を有するレジスト２０における最小の構成（２層構造）により、各層（第１の層２１及び第２の層２２）に個別の役割を担わせることができる。例えば、本実施の形態のように、第１の層２１（最下層）を現像型のレジスト材料によって構成し、第２の層２２（最上層）を熱硬化型のレジスト材料によって構成することができる。これにより、第１の層２１でパターン精度を確保しつつ、第２の層２２で熱等に対する耐性を確保することができる。したがって、レジスト２０をパターン精度良く形成できるとともに熱等に対する耐性に優れたＬＥＤモジュール１を実現できる。この結果、さらに信頼性の高いＬＥＤモジュール１を実現できる。

ここで、本実施の形態では、最下層となる第１の層２１の厚みｈ１と、最上層となる第２の層２２の厚みｈ２とはともに２０μｍ程度であるとした、しかし、最上層となる第２の層２２の厚みｈ２は、最下層となる第１の層２１の厚みｈ１よりも厚くてもよい。

これにより、例えば、ＬＥＤモジュール１の耐熱性を向上させることができるとともに、発光特性を容易に維持することができる。また、第１の層２１を第２の層２２で保護することができる。具体的には、例えば熱等に対する耐性が第２の層２２よりも低い第１の層２１の、第２の層２２による保護効果が高められ、その結果、第２の層２２の、熱等に起因する劣化が抑制される。従って、さらに信頼性の高いＬＥＤモジュール１を実現できる。

また、本実施の形態において、ＬＥＤモジュール１はさらに、ＬＥＤ素子３０を封止する封止部材５０を有する。

これにより、封止部材５０によってＬＥＤ素子３０を保護することができる。また、封止部材５０に蛍光体等の波長変換材を含有させることで、ＬＥＤ素子３０が発する光とは異なる色の光を出射するＬＥＤモジュール１を実現できる。

（変形例１）
図４は、変形例１に係るＬＥＤモジュール１Ａの一部断面図である。

上記実施の形態におけるＬＥＤモジュール１では、レジスト２０の第１の層２１と第２の層２２とは異なるレジスト材料によって構成されていた。これに対し、本変形例におけるＬＥＤモジュール１Ａでは、レジスト２０Ａの第１の層２１と第２の層２２Ａとは同じレジスト材料によって構成されている。

具体的には、本変形例において、第１の層２１及び第２の層２２Ａは、いずれも現像型のレジスト材料によって構成されている。例えば、第１の層２１及び第２の層２２Ａのレジスト材料としては、ノボラック型エポキシ樹脂を用いることができる。

また、本変形例でも、上記実施の形態と同様に、最上層である第２の層２２Ａにおける、フェニル基、エステル結合、及び炭素二重結合のいずれか１つの含有率は、下位層である第１の層２１における当該１つの含有率よりも小さい。

これにより、本変形例におけるＬＥＤモジュール１Ａにおいても、レジスト２０Ａが有する複数層のうち、ＬＥＤ素子３０からの光の反射に最も寄与する最上層である第２の層２２Ａの熱等に対する耐性（劣化に対する抑止能力）が向上される。その結果、例えば、ＬＥＤモジュール１Ａの発光特性の維持、又は悪化の抑制が図られる。つまり、信頼性の高いＬＥＤモジュール１Ａが実現される。

さらに、本変形例では、レジスト２０Ａの第１の層２１及び第２の層２２Ａはいずれも現像型のレジスト材料によって構成されているため、例えば、上記実施の形態と比べて、レジスト２０のパターン精度をさらに向上させることができる。

（変形例２）
図５は、変形例２に係るＬＥＤモジュール１Ｂの一部断面図である。

上記実施の形態におけるＬＥＤモジュール１では、レジスト２０は、第１の層２１と第２の層２２との２層構造であった。これに対し、本変形例におけるＬＥＤモジュール１Ｂでは、レジスト２０Ｂは、最下層の第１の層２１と中間層の第３の層２３と最上層の第２の層２２との３層構造となっている。つまり、本変形例におけるレジスト２０Ｂは、上記実施の形態に係るレジスト２０における、第１の層２１と第２の層２２との間に、中間層として第３の層２３が挿入された構成となっている。

本変形例において、第１の層２１及び第２の層２２のレジスト材料は、上記実施の形態と同様である。例えば、第１の層２１は、現像型のレジスト材料によって構成されており、第２の層２２は、熱硬化型のレジスト材料によって構成されている。また、第１の層２１及び第２の層２２のレジスト材料は、いずれもノボラック型エポキシ樹脂である。

また、本変形例において、第３の層２３は、現像型のレジスト材料によって構成されている。具体的には、第３の層２３のレジスト材料は、ノボラック型エポキシ樹脂である。なお、第３の層２３は、熱硬化型のレジスト材料によって構成されていてもよい。

また、本変形例でも、上記実施の形態と同様に、最上層である第２の層２２における、フェニル基、エステル結合、及び炭素二重結合のいずれか１つの含有率は、下位層である第１の層２１又は第３の層２３における当該１つの含有率よりも小さい。

これにより、本変形例におけるＬＥＤモジュール１Ｂにおいても、レジスト２０が有する複数層のうち、ＬＥＤ素子３０からの光の反射に最も寄与する最上層である第２の層２２の熱等に対する耐性（劣化に対する抑止能力）が向上される。その結果、例えば、ＬＥＤモジュール１Ｂの発光特性の維持、又は悪化の抑制が図られる。つまり、信頼性の高いＬＥＤモジュール１Ｂが実現される。

（その他）
以上、本発明に係るＬＥＤモジュールについて、実施の形態及び変形例に基づいて説明したが、本発明は、上記の実施の形態及び変形例に限定されるものではない。

例えば、上記実施の形態及び変形例において、レジスト２０（第１の層２１、第２の層２２）の材料としては、ノボラック型エポキシ樹脂を用いたが、これに限るものではない。例えば、レジスト２０の材料として、ビスフェノールＡ型のエポキシ樹脂を用いることもできる。

また、上記実施の形態及び変形例において、レジスト２０、２０Ａを２層構造とし、レジスト２０Ｂを３層構造としたが、これに限るものではない。例えば、レジストは、４層以上の複数層を有していてもよい。

また、上記実施の形態及び変形例では、ＬＥＤ素子３０をＬＥＤチップとして基板１０に直接実装したＣＯＢ構造のＬＥＤモジュールを例示したが、これに限らない。例えば、ＬＥＤチップが個々にパッケージ化されたＳＭＤ型のＬＥＤ素子をＬＥＤ素子３０として用いて、このＬＥＤ素子３０を基板１０上に１個又は複数個実装することによって構成されたＬＥＤモジュールとしてもよい。この場合、ＳＭＤ型であるＬＥＤ素子３０は、例えば凹部を有する白色樹脂からなる容器と、容器の凹部に実装されたＬＥＤチップ（例えば青色ＬＥＤチップ）と、容器の凹部に封入された封止部材（例えば黄色蛍光体含有樹脂）とからなる。

また、上記の実施の形態及び変形例において、ＬＥＤモジュール１（ＬＥＤ素子３０）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、青色以外の色を発光するＬＥＤチップを用いても構わない。あるいは、青色ＬＥＤチップよりも短波長である紫外光を出射する紫外ＬＥＤチップと、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とを組み合わせて白色光を生成してもよい。

また、上記の実施の形態及び変形例において、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、上記の実施の形態及び変形例におけるＬＥＤモジュールは、ダウンライト、スポットライト、又は、ベースライト等の照明器具（照明装置）の照明光源として利用することができる。その他に、ＬＥＤモジュールは、液晶表示装置等のバックライト光源、複写機等のランプ光源、又は、誘導灯や看板装置等の光源等、照明用途以外の光源としても利用してもよい。

その他、上記実施の形態及び変形例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上記実施の形態及び変形例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、１Ａ、１Ｂ ＬＥＤモジュール
１０ 基板
１１ 樹脂基材
１２ 金属層
２０、２０Ａ、２０Ｂ レジスト
２１ 第１の層
２２、２２Ａ 第２の層
２４ 開口部
２５ 第一開口部
２６ 第二開口部
２６ａ テーパ部
３０ ＬＥＤ素子
４０ 接着剤
５０ 封止部材

Claims (11)

1. 基板と、前記基板に実装されたＬＥＤ素子とを備えるＬＥＤモジュールであって、
   前記基板の上方には、複数層からなるレジストが形成されており、
   前記複数層のうちの最上層の、熱による黄変を抑制するために、前記最上層における、エステル結合の含有率は、前記最上層よりも下に位置する下位層における前記エステル結合の含有率よりも小さい
   ＬＥＤモジュール。
2. 前記レジストの前記最上層は、熱硬化型のレジスト材料によって構成されており、
   前記ＬＥＤ素子は、前記最上層の上に接着剤を介して実装されている
   請求項１に記載のＬＥＤモジュール。
3. 前記レジストの前記下位層は、現像型のレジスト材料によって構成される
   請求項１または２に記載のＬＥＤモジュール。
4. 前記レジストの前記下位層を構成するレジスト材料は、エポキシ樹脂である
   請求項３に記載のＬＥＤモジュール。
5. 前記基板は、前記レジストの下に配置された金属層を有し、
   前記レジストは、前記金属層の一部を露出させる開口部を有し、
   前記開口部は、前記下位層に形成された第一開口部と、前記最上層において、第一開口部の上方の位置に形成された、前記第一開口部よりも大きな第二開口部とを含む
   請求項１〜４のいずれか１項に記載のＬＥＤモジュール。
6. 前記第二開口部における開口の周縁には、上にいくほど当該開口の外側に傾くテーパ部が形成されており、
   前記ＬＥＤ素子は、ワイヤボンディングによって、前記金属層の前記開口部において露出した部分と接続される
   請求項５記載のＬＥＤモジュール。
7. 前記基板は、樹脂基材を有し、前記金属層は前記樹脂基材の表面に形成されている
   請求項５または６に記載のＬＥＤモジュール。
8. 前記レジストは、最下層となる前記下位層と、前記最上層との２層によって構成される
   請求項１〜７のいずれか１項に記載のＬＥＤモジュール。
9. 前記最上層の厚みは、前記下位層の厚みよりも厚い
   請求項８に記載のＬＥＤモジュール。
10. さらに、前記ＬＥＤ素子を封止する封止部材を備える
    請求項１〜９のいずれか１項に記載のＬＥＤモジュール。
11. 前記ＬＥＤ素子から発せられ、前記最上層に入射する光のピーク波長は４８０ｎｍ以下である
    請求項１〜１０のいずれか１項に記載のＬＥＤモジュール。

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