(57)【要約】【課題】  近年における高輝度化及び大出力化に応じることができるレンズ付き発光ダイオード素子を提供する。【解決手段】  レンズ５によって被覆してなる光取出面７Ａを有する発光ダイオード素子４を備えたレンズ付き発光ダイオード素子２であって、レンズ５には、照明対象側を指向する第１光出射面５ａ及びこの第１光出射面５ａの反照明対象側で光取出面７Ａと平行な仮想面方向に膨出する第２光出射面５ｂを含む光学形状面５Ａが設けられている。このため、レンズ５による十分な集光性が得られ、光取出効率を高めることができる。【選択図】    図１
2006324408.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズによって被覆してなる光取出面を有する発光ダイオード素子を備えたレンズ付き発光ダイオード素子であって、
前記レンズには、照明対象側を指向する第１光出射面及び前記第１光出射面の反照明対象側で前記光取出面と平行な仮想面方向に膨出する第２光出射面を含む光学形状面が設けられていることを特徴とするレンズ付き発光ダイオード素子。
【請求項２】
前記レンズは、シリコーンからなるコーティング樹脂によって形成されている請求項１に記載のレンズ付き発光ダイオード素子。
【請求項３】
前記発光ダイオード素子の電極側には、主素子搭載基板上に搭載する回路基板であって、前記光取出面と平行な素子搭載面を有する副素子搭載基板が配設されている請求項１又は２に記載のレンズ付き発光ダイオード素子。
【請求項４】
前記レンズには、前記発光ダイオード素子から放射される放射光を受けて励起されることにより波長変換光を放射する蛍光体が含有されている請求項１〜３のいずれかに記載のレンズ付き発光ダイオード素子。
【請求項５】
前記レンズには光拡散材が含有されている請求項１〜３のいずれかに記載のレンズ付き発光ダイオード素子。
【請求項６】
照明対象側に開口するケースと、
前記ケースに固定されて素子搭載部を有する素子搭載基板と、
前記素子搭載部上に搭載され、レンズによって被覆してなる光取出面を有する発光ダイオード素子と、
前記発光ダイオード素子を前記ケース内で封止する封止部材とを備えた発光装置であって、
前記レンズは、請求項１〜５のいずれかに記載のレンズであることを特徴とする発光装置。
【請求項７】
前記ケースの内面は、前記発光ダイオード素子からの放射光を受けて照明対象側に反射する傾斜面で形成されている請求項６に記載の発光装置。
【請求項８】
レンズによって被覆してなる光取出面を有する発光ダイオード素子を備えたレンズ付き発光ダイオード素子を製造する方法であって、
前記光取出面に液状のレンズ素材を滴下することにより前記レンズを形成する工程を備え、
前記レンズを形成するにあたり、照明対象側を指向する第１光出射面及び前記第１光出射面の反照明対象側で前記光取出面と平行な仮想面方向に膨出する第２光出射面を含む光学形状面を前記レンズ素材に設けることを特徴とするレンズ付き発光ダイオード素子の製造方法。
【請求項９】
照明対象側に開口するケースと、
前記ケースに固定されて素子搭載部を有する素子搭載基板と、
前記素子搭載部上に搭載され、レンズによって被覆してなる光取出面を有する発光ダイオード素子と、
前記発光ダイオード素子を前記ケース内で封止する封止部材とを備えた発光装置を製造する方法であって、
予め前記素子搭載部上に搭載された前記発光ダイオード素子の光取出面に液状のレンズ素材を滴下することにより前記レンズを形成する工程と、
前記ケース内でレンズ付き発光ダイオード素子を封止部材によって封止する工程とを備え、
前記レンズを形成するにあたり、照明対象側を指向する第１光出射面及び前記第１光出射面の反照明対象側で前記光取出面と平行な仮想面方向に膨出する第２光出射面を含む光学形状面を前記レンズ素材に設けることを特徴とする発光装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズで光取出面を被覆してなるレンズ付き発光ダイオード素子及び発光装置並びにその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、発光装置には、水銀ガスによる環境（人体）への悪影響をなくすという考えから、また紫外光の照射による構成部品の劣化を防止するとともに、消費電力コストを低減し、かつ良好な色再現性を得るという観点等から、水銀ガスを内封してなる冷陰極蛍光管に代わり、発光ダイオード（Light Emitting Diode：ＬＥＤ）素子を備えたものが採用されている。
【０００３】
例えば、この種の発光装置における発光ダイオード素子には、発光部としての発光層及びこの発光層からの光を出射する光取出面を有するサファイア（Ａｌ2Ｏ3）基板を備え、サファイア基板からなる素子搭載基板上にフリップ実装してなるものが知られている。
【０００４】
このような発光ダイオード素子においては、発光層が発光すると、この光がサファイア基板を透過して光取出面から外部に出射される。
【０００５】
ところが、この種の発光ダイオード素子は、各層（サファイア基板，発光層）の屈折率及び平面形状が互いに異なるものであるため、各層の界面で全反射による所謂フレネル損失が生じ、光取出効率が低下するという不都合がある。
【０００６】
そこで、上述した不都合を回避するために、サファイア基板の光取出面をレンズで被覆してなるレンズ付き発光ダイオード素子も用いられている。
【０００７】
従来、この種のレンズ付き発光ダイオード素子には、光出射窓を有する半導体発光素子チップ及びこの半導体発光素子チップにバッファ層を介して積層する微小レンズを備えたものが提案されている（例えば特許文献１）。
【特許文献１】特開平６−１５１９７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１によると、半導体発光素子チップの光取出面（バッファ層）を被覆するレンズ（微小レンズ）がバッファ層上でレンズ母材を溶融して硬化させてなるものであるため、半球状の球面レンズのレンズ高さ（厚さ）より大きいレンズ厚さをもつ微小レンズをバッファ層上に形成することができなかった。この結果、レンズによる十分な集光性が得られず、光取出効率が悪くなり、近年における高輝度化及び大出力化に応じることができないという問題があった。
【０００９】
そこで、本発明者は、レンズ厚さの大型化（レンズ厚さを大きくすること）の検討を開始したが、その過程で光取出面上に液状のレンズ素材を滴下して球状のレンズを形成すると、レンズ高さ（光取出面の法線方向寸法）を大きくすることが可能となり、さらにはレンズ高さを大きくすればする程、発光ダイオード素子の軸上光度向上率が大きくなることを見出した。
【００１０】
従って、本発明の目的は、光取出効率を高めることができ、もって近年における高輝度化及び大出力化に応じることができるレンズ付き発光ダイオード素子及び発光装置並びにその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、レンズによって被覆してなる光取出面を有する発光ダイオード素子を備えたレンズ付き発光ダイオード素子であって、前記レンズには、照明対象側を指向する第１光出射面及び前記第１光出射面の反照明対象側で前記光取出面と平行な仮想面方向に膨出する第２光出射面を含む光学形状面が設けられていることを特徴とするレンズ付き発光ダイオード素子を提供する。
【００１２】
（２）上記目的を達成するために、本発明は、照明対象側に開口するケースと、前記ケースに固定されて素子搭載部を有する素子搭載基板と、前記素子搭載部上に搭載され、レンズによって被覆してなる光取出面を有する発光ダイオード素子と、前記発光ダイオード素子を前記ケース内で封止する封止部材とを備えた発光装置であって、前記レンズは、上記（１）に記載のレンズであることを特徴とする発光装置を提供する。
【００１３】
（３）上記目的を達成するために、本発明は、レンズによって被覆してなる光取出面を有する発光ダイオード素子を備えたレンズ付き発光ダイオード素子を製造する方法であって、前記光取出面に液状のレンズ素材を滴下することにより前記レンズを形成する工程を備え、前記レンズを形成するにあたり、照明対象側を指向する第１光出射面及び前記第１光出射面の反照明対象側で前記光取出面と平行な仮想面方向に膨出する第２光出射面を含む光学形状面を前記レンズ素材に設けることを特徴とするレンズ付き発光ダイオード素子の製造方法を提供する。
【００１４】
（４）上記目的を達成するために、本発明は、照明対象側に開口するケースと、前記ケースに固定されて素子搭載部を有する素子搭載基板と、前記素子搭載部上に搭載され、レンズによって被覆してなる光取出面を有する発光ダイオード素子と、前記発光ダイオード素子を前記ケース内で封止する封止部材とを備えた発光装置を製造する方法であって、予め前記素子搭載部上に搭載された前記発光ダイオード素子の光取出面に液状のレンズ素材を滴下することにより前記レンズを形成する工程と、前記ケース内でレンズ付き発光ダイオード素子を封止部材によって封止する工程とを備え、前記レンズを形成するにあたり、照明対象側を指向する第１光出射面及び前記第１光出射面の反照明対象側で前記光取出面と平行な仮想面方向に膨出する第２光出射面を含む光学形状面を前記レンズ素材に設けることを特徴とする発光装置の製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によると、光取出効率を高めることができ、近年における高輝度化及び大出力化に応じることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
[第１の実施の形態]
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る発光装置を説明するために示す断面図である。図２は、本発明の第１の実施の形態に係る発光装置のレンズ付き発光ダイオード素子を説明するために示す断面図である。
【００１７】
〔発光装置の全体構成〕
図１において、符号１で示す発光装置は、光源としてのレンズ付き発光ダイオード素子２と、このレンズ付き発光ダイオード素子２を収容可能なケース３とから大略構成されている。
【００１８】
（レンズ付き発光ダイオード素子２の構成）
レンズ付き発光ダイオード素子２は、図１に示すように、窒化物系化合物の半導体材料からなるフリップチップ型の発光ダイオード素子４と、この発光ダイオード素子４の光取出面７Ａ（後述）を被覆する透明なシリコーンからなるレンズ５とを有し、素子搭載基板６（副素子搭載基板）上に搭載されている。
【００１９】
＜発光ダイオード素子４の構成＞
発光ダイオード素子４は、図２に示すように、コンタクト電極４Ａ，４Ｂを有する大出力用の青色発光ダイオード素子からなり、光取出面７Ａを有するサファイア（Ａｌ2Ｏ3）基板７上にバッファ（ＡｌＮ）層８及びｎ型半導体（ＧａＮ）層９・発光層１０・ｐ型半導体（ＧａＮ）層１１を順次結晶成長させることにより形成されている。コンタクト電極４Ａは、ロジウム（Ｒｈ）からなり、ｐ型半導体層１１の表面に配設されている。コンタクト電極４Ｂは、アルミニウム（Ａｌ）からなり、ｎ型半導体層９の外部露出面に配設されている。発光ダイオード素子４の平面縦横寸法は、縦寸法及び横寸法をそれぞれ１ｍｍとする平面サイズ（正方形サイズ）に設定されている。発光ダイオード素子４の熱膨張率αはα＝７×１０−6／℃に設定されている。
【００２０】
＜レンズ５の構成＞
レンズ５は、図２に示すように、光取出面７Ａの平面縦横寸法（各辺の寸法が１ｍｍ）より大きいレンズ高さＨをもつシリコーンからなる凸レンズによって形成されている。レンズ５には、照明対象側を指向する第１光出射面５ａ及びこの第１光出射面５ａの反照明対象側で光取出面７Ａと平行な仮想面方向に膨出する第２光出射面５ｂを含む光学形状面５Ａが設けられている。レンズ５の材料としては、シリコーンの他、エポキシ系のコーティング樹脂（ポッティング樹脂）を用いることができる。また、発光ダイオード素子４からの発光光をサファイア基板７からレンズ５へ取り出しやすくするため、レンズ５の材料はサファイア基板７の屈折率であるｎ＝１．７に対して近い屈折率である１．４〜２．０の材料を選択することが好ましい。
【００２１】
＜素子搭載基板６の構成＞
素子搭載基板６は、図１に示すように、主副２つの素子搭載基板６Ａ，６Ｂからなり、上述したようにレンズ付き発光ダイオード素子２を搭載するように構成されている。主素子搭載基板６Ａは、ケース３の一部（底面部）を構成し、回路パターン６００，６０１を有するセラミックス（Ａｌ2Ｏ3）基板によって形成されている。副素子搭載基板（サブマウント）６Ｂは、光取出面７Ａと平行な素子搭載面６ｂを有し、主素子搭載基板６Ａ上に実装されている。そして、主素子搭載基板６Ａと同様に、セラミックス（Ａｌ2Ｏ3）基板によって形成されている。副素子搭載機６Ｂは、回路パターン６００，６０１に金（Ａｕ）等のボンディングワイヤ１２を介してそれぞれ接続する回路パターン６０２，６０３が形成されている。回路パターン６０２，６０３上には、金（Ａｕ）等のスタッドバンプ１３，１４を介して半導体ダイオード素子４が搭載されている。素子搭載基板６（主素子搭載基板６Ａ及び副素子搭載基板６Ｂ）の熱膨張率αはα＝７×１０−6／℃に設定されている。
【００２２】
（ケース３の構成）
ケース３は、照明対象側及び反照明対象側に開口する枠部材であり、この枠部材の反照明対象側開口部を閉塞する主素子搭載基板６Ａが固定され、全体が照明対象側に開口する有底筒体によって形成されている。またケース３には、反照明対象側から照明対象側に向かって広がる截頭円錐形状の内部空間３ａが形成されている。ケース３の内面は、発光ダイオード素子４からの放射光を受けて照明対象側に反射する傾斜面３ｂで形成されている。ケース３の材料としては、成形性が良好な例えばナイロンが用いられる。ケース３の内部空間３ａには、発光ダイオード素子４からの放射光（青色光）を受けて励起されることにより、波長変換光（黄色光）を放射するＹＡＧ（ＹｔｔｒｉｕｍＡｌｕｍｉｎｕｍ Ｇａｒｎｅｔ）等の蛍光体を含有するシリコーンからなる封止部材１５が充填されている。これにより、発光ダイオード素子４及び副素子搭載基板６Ｂ・ボンディングワイヤ１２がケース３内で封止される。
【００２３】
本実施の形態では、ケース３と主素子搭載基板６Ａとが互いに別部材で構成される場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、両部材を一体に形成しても勿論よい。
【００２４】
〔発光装置１の動作〕
発光ダイオード素子４に電源から電圧が印加されると、発光層１０において発光し、この光がレンズ５内に放射される。次いで、この放射光がレンズ５を透過して蛍光体含有の封止部材１５に入射する。この場合、封止部材１５においては、発光ダイオード素子４から放射される放射光（青色光）を受けて励起されることにより黄色の波長変換光を放射する。このため、発光ダイオード素子４から放射される青色の放射光と封止部材１５から放射される黄色の波長変換光とが混合して白色光となる。しかる後、封止部材１５の出射面から白色光として照明対象側に照射される。
【００２５】
次に、第１の実施の形態に係る発光装置の製造方法につき、図３（ａ）〜（ｅ）を用いて説明する。
【００２６】
図３（ａ）〜（ｅ）は、第１の実施の形態に係る発光装置の製造方法を説明するために示す断面図である。図３（ａ）は素子搭載基板の形成工程を、図３（ｂ）は発光ダイオード素子の実装工程を、図３（ｃ）はケースの形成工程を、図３（ｄ）はレンズの形成工程を、図３（ｅ）はレンズ付き発光ダイオード素子の封止工程をそれぞれ説明するために示す断面図である。
【００２７】
本実施の形態に示す発光装置の製造方法は、「素子搭載基板の形成」及び「発光ダイオード素子の実装」・「ケースの形成」・「レンズの形成」・「レンズ付き発光ダイオード素子の封止」の各工程が順次実施されるため、これら各工程を順次説明する。
【００２８】
「素子搭載基板（主素子搭載基板）の形成」
先ず、セラミックス（Ａｌ2Ｏ3）基板の表面及び裏面・側面に対して回路パターン６００，６０１に応じたペースト状のタングステン（Ｗ）によるスクリーン印刷処理を施す。
【００２９】
次に、スクリーン印刷処理が施されたセラミックス基板に熱処理を施すことによりペースト状のタングステンを焼き付けるとともに、さらにこの焼き付け済みのタングステン（回路パターン６００，６０１）上に金（Ａｕ）めっき処理を施す。この場合、タングステン上に金めっき処理が施されると、図３（ａ）に示すように主素子搭載基板６Ａが形成される。
【００３０】
「発光ダイオード素子の実装」
予め発光ダイオード素子４がスタッドバンプ１３，１４を介して搭載された副素子搭載基板６Ｂの回路パターン６０２，６０３をそれぞれ主素子搭載基板６Ａの回路パターン６００，６０１（素子搭載部）に半田接合等によって接合する。
【００３１】
次に、主素子搭載基板６Ａの回路パターン６００，６０１と副素子搭載基板６Ｂの回路パターン６０２，６０３とをボンディングワイヤ１２によって接続する。この場合、回路パターン６００，６０１と回路パターン６０２，６０３とが接続されると、図３（ｂ）に示すように発光ダイオード素子４が主素子搭載基板６Ａ上に副素子搭載基板６Ｂを介して実装される。
【００３２】
「ケースの形成」
主素子搭載基板６Ａの素子搭載側であって、発光ダイオード素子４及び副素子搭載基板６Ｂ・ボンディングワイヤ１２を内部に収容するような位置にケース３を接着剤によって貼付する。この場合、ケース３が主素子搭載基板６Ａ上に貼付されると、図３（ｃ）に示すようにケース３及び主素子搭載基板６Ａとが一体化される。
【００３３】
「レンズの形成」
針状のノズルＮ（図３（ｄ）に示す）から所定量のレンズ素材（所定の粘性をもつ液状のシリコーン）を発光ダイオード素子４の光取出面７Ａ上に滴下する。この場合、レンズ素材が光取出面７Ａ上に滴下されると、この光取出面７Ａ上のレンズ素材がその表面張力によって所定のレンズ高さをもつ球状のレンズ中間体に形成される。この場合、レンズ中間体には、照明対象側を指向する第１光出射面５ａ及びこの第１光出射面５ａの反照明対象側で光取出面７Ａと平行な仮想面方向に膨出する第２光出射面５ｂを含む光学形状面５Ａとなる曲率面が設けられる。
【００３４】
次に、レンズ中間体に熱処理（熱硬化処理）を施す。この場合、レンズ中間体が熱硬化すると、光取出面７Ａにおける平面縦横寸法の１／２より大きい寸法に設定されたレンズ高さＨ（Ｈ＞０．５ｍｍ）をもち、かつ第１光出射面５ａ及び第２光出射面５ｂを含む光学形状面５Ａを有するレンズ５が光取出面７Ａ上に形成される。これにより、図３（ｄ）に示すように、レンズ５によって被覆してなる光取出面７Ａを有する発光ダイオード素子４を備えたレンズ付き発光ダイオード素子２がケース３内に形成される。
【００３５】
「レンズ付き発光ダイオード素子の封止」
ケース３内の内部空間３ａに封止用の液状樹脂（ＹＡＧ等の蛍光体を含有するシリコーン）を注入する。
【００３６】
次に、ケース３内の液状樹脂に熱処理（熱硬化処理）を施すことにより、ケース３内に封止部材１５を充填する。この場合、ケース３内に封止部材１５が充填されると、図３（ｅ）に示すようにレンズ付き発光ダイオード素子２及びボンディングワイヤ１２・副素子搭載基板６Ｂが封止部材１５によって封止される。
このようにして、レンズ付き発光ダイオード素子２を備えた発光装置１を製造することができる。
【００３７】
なお、本実施の形態においては、発光ダイオード素子４から放射される放射光（青色光）を受けて励起されることにより黄色の波長変換光を放射する蛍光体を含有する封止部材１５である場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、発光ダイオード素子として紫色光（波長３７０〜３９０ｎｍ）を放射する発光ダイオード素子とし、この発光ダイオード素子から放射される放射光を受けて励起されることにより白色の波長変換光を放射する蛍光体を含有する封止部材であってもよい。
【００３８】
また、第１の実施の形態では、蛍光体を含有した封止部材について述べたが、蛍光体を含有しない封止部材で封止しても良い。さらに、発光ダイオード素子４は青色光を放射するものに限らず。他の可視光（３７０〜７００ｎｍ）を放射するものであっても良い。また、第１の実施の形態では、縦寸法および横寸法がそれぞれ１ｍｍである正方形タイプの発光ダイオード素子４を用いたが、これに限定されず、他の縦寸法および横寸法の正方形タイプの発光ダイオード素子４にも適用でき、さらに、縦寸法と横寸法とが異なる長方形タイプの発光ダイオード素子４にも適用できる。
【００３９】
[第１の実施の形態の効果]
以上説明した第１の実施の形態によれば、次に示す効果が得られる。
【００４０】
（１）発光ダイオード素子４の光取出面７Ａを被覆するレンズ５には、照明対象側を指向する第１光出射面５ａ及びこの第１光出射面５ａの反照明対象側で光取出面７Ａと平行な仮想面方向に膨出する第２光出射面５ｂを含む光学形状面５Ａが設けられているため、半球状の球面レンズのレンズ高さ（半径）より大きいレンズ高さ（厚さ）Ｈをもつレンズ５を光取出面７Ａ上に形成することができる。これにより、レンズ５による十分な集光性を得ることができるため、光取出効率を高めることができ、近年における高輝度化及び大出力化に応じることができる。
【００４１】
（２）ケース３の内面は、発光ダイオード素子４からの放射光を受けて照明対象側に反射する傾斜面３ｂで形成されているため、発光ダイオード素子４からの放射光が傾斜面３ｂで反射され、さらに封止部材１５の出射面から照明対象側に向かって白色光として出射され、円形状の面状光源を得る場合の光取り出し効率を高めることができる。
【００４２】
（３）レンズ５の形成工程及びレンズ付き発光ダイオード素子２の封止工程を同一の工程において実施することができるため、工程数を削減することができ、製造コストの低廉化を図ることができる。
【００４３】
（４）レンズ５の材料がシリコーンからなるため、例えばエポキシ樹脂である場合と比べて耐久性を高めることができ、長期間にわたって使用することができる。
【００４４】
（５）発光ダイオード素子４の電極側には、光取出面７Ａと平行な素子搭載面６ｂを有する副素子搭載基板６Ｂが配設されているため、主素子搭載基板６Ａに対するレンズ付き発光ダイオード素子２の位置決めを円滑に行うことができ、レンズ付き発光ダイオード素子２の実装効率を高めることができる。
【００４５】
（６）光取出面７Ａの平面形状は、１辺が１ｍｍの寸法をもつ正方形状であるため、大光量の照明光を得ることができ、高輝度・大出力用の照明装置に適用することができる。
【００４６】
次に、本実施の形態（レンズ付き発光ダイオード素子２）におけるレンズ５のレンズ高さＨ（図４（ａ）に示す）について考察する。
【００４７】
（１）複数の発光ダイオード素子４を用意し、これら各発光ダイオード素子４の光取出面７Ａ上に所定量のレンズ素材（所定の粘度をもつ液状のシリコーン）を滴下して熱硬化させることにより、各レンズ高さＨ（光取出面の法線方向寸法）が互いに異なる寸法（Ｈ＝０〜１１００μｍ）に設定された複数のレンズ５（屈折率ｎ１＝１．４）で各光取出面７Ａを被覆して複数のレンズ付き発光ダイオード素子２を形成し、これら各レンズ付き発光ダイオード素子２の軸上光度向上率<（レンズ付き発光ダイオード素子の軸上光度−レンズレス発光ダイオード素子の軸上光度）×１００％／レンズレス発光ダイオード素子の軸上光度＞を測定した。これより、レンズ高さ（光取出面の法線方向寸法）Ｈを大きくすればする程、軸上光度向上率が高くなることが確認された。特に、レンズ高さＨがＨ＝１０００μｍより大きくなると、軸上光度向上率が大幅に高くなる。
【００４８】
（２）上記（１）と同様に複数の発光ダイオード素子４を用意し、上記（１）のレンズ素材と組成が異なるレンズ素材（シリコーン）を各発光ダイオード素子４の光取出面７Ａ上に滴下し、各レンズ高さＨが互いに異なる寸法（Ｈ＝０〜１１００μｍ）に設定された複数のレンズ５（屈折率ｎ２＝１．５）で各光取出面７Ａを被覆して複数のレンズ付き発光ダイオード素子２を形成し、上記（１）と同様に各レンズ付き発光ダイオード素子２の軸上光度向上率を測定したところ、上記（１）の測定結果と略同様の測定結果が得られた。すなわち、レンズ高さＨが３００μｍになると一定の軸上光度向上率が得られる。さらに、１０００μｍ以上にすると大幅に上昇するが、１２００μｍ以上になるとポッティングでレンズ５を形成することが困難になる。そのため、レンズ高さＨは３００μｍでかつ１２００μｍ以下が好ましく、さらに１０００μｍ以上で１２００μｍ以下であることがより好ましい。本実施の形態では、発光ダイオード素子４が一辺１ｍｍであることを考慮すると、発光ダイオード素子４の一辺に対するレンズ高さの比率が０．３以上でかつ１．２以下であることが好ましく、さらに１．０以上でかつ１．２以下であることがより好ましい。
【００４９】
よって、軸上光度向上率を高めるためには、レンズ素材の材質によらず、レンズ高さＨを高くすればよいことになる。このことは、図４（ｂ）のグラフ（屈折率ｎ１＝１．４のレンズ５における測定結果については実線で、また屈折率ｎ２＝１．５のレンズ５における測定結果については１点鎖線でそれぞれ示す）に示す通りである。
【００５０】
[第２の実施の形態]
図５は、本発明の第２の実施の形態に係る発光装置（図５ではレンズ付き発光ダイオード素子のみを示す）を説明するために示す断面図である。図５において、図２と同一の部材については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００５１】
図５に示すように、第２の実施の形態に示すレンズ付き発光ダイオード素子５１は、レンズ５２に光拡散材（シリカ）が含有されている点に特徴がある。
【００５２】
このため、レンズ５２を形成するにあたり、光拡散材を含有する所定量のレンズ素材（所定の粘性をもつ液状のシリコーン）を発光ダイオード素子４の光取出面７Ａ上に滴下する必要がある。
【００５３】
なお、第２の実施の形態におけるレンズ付き発光ダイオード素子５１を備えた発光装置（図示せず）の他の構成については、第１の実施の形態における発光装置１の構成と同様である。
【００５４】
[第２の実施の形態の効果]
以上説明した第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態の効果（１）〜（６）に加え、次に示す効果が得られる。
【００５５】
レンズ付き発光ダイオード素子５１のレンズ５２には光拡散材が含有されているため、発光ダイオード素子４から放射される青色の放射光と封止部材１５（図１に示す）から放射される黄色の波長変換光との均一な混合状態を得ることができ、良好な白色光を照明対象側に照射することができる。
【００５６】
[第３の実施の形態]
図６は、本発明の第３の実施の形態に係る発光装置を説明するために示す断面図である。図６において、図１と同一の部材については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００５７】
図６に示すように、第３の実施の形態に示す発光装置６１は、封止部材１５に蛍光体を含有せず、レンズ６２に蛍光体（発光ダイオード素子４から放射される青色の放射光を受けて励起されることにより黄色の波長変換光を放射する蛍光体）を含有してなるレンズ付き発光ダイオード素子６３を備えた点に特徴がある。
【００５８】
このため、レンズ６２を形成するにあたり、蛍光体（ＹＡＧ）を含有する所定量のレンズ素材（所定の粘性をもつ液状のシリコーン）を発光ダイオード素子４の光取出面７Ａ上に滴下する必要がある。
【００５９】
[第３の実施の形態の効果]
以上説明した第３の実施の形態によれば、第１の実施の形態の効果（１）〜（６）に加え、次に示す効果が得られる。
【００６０】
封止部材１５には蛍光体を含有しないため、ケース３の内容積がレンズ５の体積より大きい場合には蛍光体の使用量を低減することができ、この点においても製造コストの低廉化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る発光装置を説明するために示す断面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る発光装置のレンズ付き発光ダイオード素子を説明するために示す断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｅ）は、第１の実施の形態に係る発光装置の製造方法を説明するために示す断面図である。
【図４】レンズ付き発光ダイオード素子のレンズ高さとその軸上光度向上率との関係を示すグラフである。
【図５】本発明の第２実施の形態に係る発光装置（レンズ付き発光ダイオード素子）を説明するために示す断面図である。
【図６】本発明の第３実施の形態に係る発光装置を説明するために示す断面図である。
【符号の説明】
【００６２】
１,６１…発光装置、２，５１，６３…レンズ付き発光ダイオード素子、３…ケース、３ａ…内部空間、３ｂ…傾斜面、４…発光ダイオード素子、４Ａ，４Ｂ…コンタクト電極、５，５２，６２…レンズ、５Ａ…光学形状面、５ａ…第１光出射面、５ｂ…第２光出射面、６…素子搭載基板、６Ａ…主素子搭載面、６００，６０１…回路パターン、６Ｂ…副素子搭載基板、６０２，６０３…回路パターン、７…サファイア基板、７Ａ…光取出面、８…バッファ層、９…ｎ型半導体層、１０…発光層、１１…ｐ型半導体層、１２…ボンディングワイヤ、１３，１４…スタッドバンプ、１５…封止部材、Ｈ…レンズ高さ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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