(57)【要約】【課題】  発光色の色ムラを容易、安価に抑制することができるＬＥＤ装置の製造方法を提供する。【解決手段】  基板１上に実装されたＬＥＤ素子４に、蛍光体を含まない液状樹脂からなるベース樹脂１０をポッティングして被覆するベース樹脂被覆工程と、ベース樹脂１０の表面に、蛍光体を分散させた液状樹脂からなる蛍光樹脂２０をポッティングして被覆する蛍光樹脂被覆工程とを備えるＬＥＤ装置の製造方法である。【選択図】  図１
2011077481.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に実装されたＬＥＤ素子に、蛍光体を含まない液状樹脂からなるベース樹脂をポッティングして被覆するベース樹脂被覆工程と、
前記ベース樹脂の表面に、蛍光体を分散させた液状樹脂からなる蛍光樹脂をポッティングして被覆する蛍光樹脂被覆工程とを備えるＬＥＤ装置の製造方法。
【請求項２】
前記蛍光樹脂は、前記ベース樹脂と樹脂材料が同一である請求項１に記載のＬＥＤ装置の製造方法。
【請求項３】
前記ベース樹脂は、前記基板の平坦面上に、該平坦面と接触する部分以外が露出するようにレンズ状に形成される請求項１または２に記載のＬＥＤ装置の製造方法。
【請求項４】
前記蛍光樹脂の表面に、蛍光体を含まない液状樹脂からなるカバー樹脂をポッティングして被覆するカバー樹脂被覆工程を更に備える請求項１から３のいずれかに記載のＬＥＤ装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のＬＥＤ装置として、封止樹脂中に蛍光体を含有させて、発光素子の発光色と蛍光体の蛍光体との混色により白色光を発光する構成が知られている。例えば、特許文献１に開示されたＬＥＤ装置は、基板上に実装されたＬＥＤチップに対し、蛍光体を含有させたシリコーン系樹脂を用いてポッティング法により封止した後、このシリコーン系樹脂の表面全体を、蛍光体を含まないエポキシ系樹脂を用いてトランスファーモールド法により封止して製造される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１３５３８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、上記従来のＬＥＤ装置の製造方法によれば、ＬＥＤチップを覆うようにポッティングされたシリコーン系樹脂が、硬化の進行に伴い粘度が低下するので、ポッティング直後は図５（ａ）に示すように半球状であったシリコーン系樹脂５０の頂部５０ａが周縁部５０ｂに向けて流出し、図５（ｂ）に示すようにシリコーン系樹脂５０が扁平形状となる。このため、シリコーン系樹脂５０内に蛍光体が均一に分散されていたとしても、基板５１に実装されたＬＥＤチップ５２から周縁部５０ｂまでの距離Ｌ１が頂部５０ａまでの距離Ｌ２よりも長くなる結果、ＬＥＤチップ５２の励起光に対する蛍光強度が照射方向によって変化し、色ムラが生じ易いという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、発光色の色ムラを容易、安価に抑制することができるＬＥＤ装置の製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の前記目的は、基板上に実装されたＬＥＤ素子に、蛍光体を含まない液状樹脂からなるベース樹脂をポッティングして被覆するベース樹脂被覆工程と、前記ベース樹脂の表面に、蛍光体を分散させた液状樹脂からなる蛍光樹脂をポッティングして被覆する蛍光樹脂被覆工程とを備えるＬＥＤ装置の製造方法により達成される。
【０００７】
このＬＥＤ装置の製造方法において、前記蛍光樹脂は、前記ベース樹脂と樹脂材料が同一であることが好ましい。
【０００８】
また、前記ベース樹脂は、前記基板の平坦面上に、該平坦面と接触する部分以外が露出するようにレンズ状に形成されることが好ましい。
【０００９】
また、前記蛍光樹脂の表面に、蛍光体を含まない液状樹脂からなるカバー樹脂をポッティングして被覆するカバー樹脂被覆工程を更に備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のＬＥＤ装置の製造方法によれば、発光色の色ムラを容易、安価に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係るＬＥＤ装置の製造方法を説明するための概略構成図である。
【図２】本発明の他の実施形態に係るＬＥＤ装置の製造方法を説明するための概略構成図である。
【図３】実施例に係る指向特性図である。
【図４】比較例に係る指向特性図である。
【図５】従来のＬＥＤ装置の製造方法を説明するための概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るＬＥＤ装置の製造方法を説明するための概略構成図である。
【００１３】
まず、図１（ａ）に示すように、表面がアルミニウム等の金属薄板１ａにより覆われた基板１に対して、ワイヤボンディング２により実装された複数（図１では、１つのみを図示している）のＬＥＤ素子４に個別にポッティングする。ＬＥＤ素子４は、ＩｎＧａＮ、ＳｉＣ、ＡｌＧａＩｎＰ、ＧａＰ、ＧａＡｌＡｓ、ＩｎＧａＡｓ、ＧａＡｓ等の化合物半導体素材を用いたものを使用することができ、ＴＡＢやフリップチップなどの実装方法により実装可能である。また、ポッティングは、ディスペンサ等によりベース樹脂１０を滴下する方法や、孔版等を用いてベース樹脂１０を印刷する方法を例示することができる。
【００１４】
ベース樹脂１０は、透光性を有する常温で液状の樹脂であり、例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂などの公知の封止用樹脂を挙げることができる。ベース樹脂１０には、蛍光体が含まれていない。ポッティングされたベース樹脂１０は、ポッティング直後は表面張力により半球状に形成されるが、硬化中は、加熱により雰囲気温度が上昇することで粘度が低下して裾が拡がり、硬化終了時には図１（ｂ）に示すように扁平形状となる。
【００１５】
次に、図１（ｃ）に示すように、ベース樹脂１０の表面に、蛍光樹脂２０をポッティングする。蛍光樹脂２０は、ベース樹脂１０と同様に透光性を有する常温で液状の樹脂であり、ベース樹脂１０と同じ材料を例示することができる。蛍光樹脂２０には、ＬＥＤ素子４からの光の一部を吸収し、波長を変換して発光する蛍光体が略均一に分散されている。
【００１６】
ＬＥＤ素子４と蛍光樹脂２０の蛍光体との組み合わせは特に限定されるものではないが、本実施形態においては、青色光を発光するＬＥＤと、シリケート系錯体＜(Ba,Sr,Ca)2SiO4系錯体＞であるＢＯＳ蛍光体との組み合わせにより、発光色を白色としている。蛍光体としては、上述したＢＯＳ蛍光体やＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）系の他、黄色を帯びる（Y,Gd）3(Al,Ga)5O12:Ce、α-サイアロン系錯体、Li2SrSiO4系錯体、或いは、燈色を帯びる(Ba,Sr)3SiO5系錯体、赤色を帯びる(Ca,Sr) 2Si5N8系錯体や(Ca,Sr)AlSiN3系錯体、青緑-黄色を帯びる(Ba,Sr,Ca)Si2O2N2系錯体、緑色を帯びるCa3Sc2Si3O12:Ce、CaSc2O4:Ce等を挙げることができる。上記列挙した蛍光体以外にも、基本低波長光源から長波長へ励起させる蛍光体であれば、それが無機物蛍光体でなくても、有機物蛍光体でも該当する。また、これら励起可能な蛍光体は、ＬＥＤ素子４の発光色つまり発光波長に基づき演色性を高める・光量を高めるなどのそれぞれの目的に応じて適宜選択可能である。
【００１７】
ポッティングされた蛍光樹脂２０は、ベース樹脂１０と同様に硬化が進むと共に粘度が低下するが、ベース樹脂１０の表面との成分が近いほど表面張力効果が働き、ベース樹脂１０と蛍光樹脂２０との接合力が増して、流動がより抑制されるため、蛍光樹脂２０の硬化後の厚み（ベース樹脂１０の表面に対して接線方向の長さ）は、蛍光樹脂２０の全体にわたって略均一に維持される。したがって、ＬＥＤ素子４から発せられた青色励起光により蛍光樹脂２０の蛍光体が発する黄色の蛍光強度は、励起光の照射方向によらず略一定となるので、励起光と蛍光との混色によって得られる白色光の色ムラを抑制して、均一な色目を実現することができる。
【００１８】
ベース樹脂１０及び蛍光樹脂２０の樹脂材料は、蛍光樹脂２０の流動を確実に抑制すると共に、硬化後の層間剥離を防止する観点から同一材料であることが好ましい。但し、ベース樹脂１０及び蛍光樹脂２０の硬化物性が類似する等して、互いに接合可能な関係にあれば、異なる材料を使用することも可能である。
【００１９】
このように、本実施形態のＬＥＤ装置の製造方法によれば、蛍光体を含まないベース樹脂１０をＬＥＤ素子４にポッティングした後に、蛍光体を分散させた蛍光樹脂２０をベース樹脂１０の表面にポッティングすることにより、金型を必要とすることなく蛍光樹脂２０の厚みの均一化を図ることができ、発光色の色ムラを容易且つ安価に抑制することができる。
【００２０】
ベース樹脂１０は、基板上に形成された窪みや枠体等の収容部にポッティングして充填形成することも可能であるが、本実施形態のように、基板１の平坦面上に実装されたＬＥＤ素子４にポッティングすることにより、当該平坦面と接する部分以外が外部に露出して、表面張力によってレンズ状となるように形成することが好ましい。これによって、色ムラの少ない広指向角のＬＥＤ装置を容易に得ることができる。
【００２１】
また、ベース樹脂１０を被覆する蛍光樹脂２０に、ベース樹脂１０と同様に蛍光体を含まない液状樹脂からなるカバー樹脂をポッティングして、図２に示すように、蛍光樹脂２０の表面をカバー樹脂３０で被覆するようにしてもよい。この構成によれば、カバー樹脂３０によってレンズ効果が生じ、高価な蛍光体の使用量を抑制しつつ、高輝度化を図ることができる。
【実施例】
【００２２】
以下、本発明の実施例及び比較例に基づき、本発明を更に詳細に説明する。但し、本発明は、下記の実施例に限定されるものではない。
【００２３】
実施例として、上記実施形態に係る製造方法により得られた図１（ｃ）に示すＬＥＤ装置を使用し、単一のＬＥＤ素子４について、図１（ｃ）の断面に沿った指向特性を測定した。ベース樹脂１０及び蛍光樹脂２０は、孔版印刷により形成し、樹脂材料はいずれもシリコーン樹脂を使用した。また、蛍光体はＢＯＳ蛍光体を使用した。ベース樹脂１０及び蛍光樹脂２０の底面外径は、硬化後にそれぞれ３．５ｍｍ、５ｍｍとなるように設定した。
【００２４】
蛍光体の含有量をパラメータとして、基板１の法線方向である光軸（０°）から左右１５°毎の光度を、分光光度計（大塚電子工業株式会社製  瞬間マルチ測光システム  MCPD-3700と配光測定システム  LE-2300の併用）により測定した。この結果を図３に示す。
【００２５】
図３（ａ）〜（ｅ）は、蛍光樹脂２０における蛍光体の含有量（重量％）を、それぞれ５％、１０％、１５％、２０％及び２５％とした場合における、ＬＥＤ素子の発光波長である青色光（４５５ｎｍ：実線）、及び、蛍光体のピーク波長である黄色光（５６０ｎｍ：破線）の指向特性図である。図３（ａ）〜（ｅ）から明らかなように、広い視野角の全域において青色光及び黄色光の指向特性が略一致しており、均一な混色により色ムラが効果的に防止されている。
【００２６】
一方、比較例として、図５（ｂ）に示すように、ベース樹脂１０を使用せず、蛍光体を分散させたシリコーン系樹脂５０のみによってＬＥＤ素子を被覆した場合について、上記実施例と同様に指向特性を測定した。この結果を図４に示す。
【００２７】
図４（ａ）〜（ｅ）は、上記実施例と同様に蛍光樹脂の蛍光体の含有量をパラメータとした場合における、青色光及び黄色光の指向特性図である。蛍光樹脂の樹脂材料や蛍光体の種類及び含有量は、上記実施例と同じとした。図４（ａ）〜（ｅ）から明らかなように、蛍光体の含有量が多くなると、光軸からの角度（絶対値）が大きくなるほど青色光及び黄色光の指向特性のずれが顕著になる傾向にあり、色ムラが生じていることがわかる。この原因としては、光軸からの角度が大きくなると、励起光が蛍光体に吸収される割合が多くなり、青色光のみ光度が低下して配向がシャープになるからと考えられる。
【符号の説明】
【００２８】
１  基板
４  ＬＥＤ素子
１０  ベース樹脂
２０  蛍光樹脂
３０  カバー樹脂
【図１】
2011077481.tif 000003
【図２】
2011077481.tif 000004
【図３】
2011077481.tif 000005
【図４】
2011077481.tif 000006
【図５】
2011077481.tif 000007