(57)【要約】【課題】  従来の白色部材被覆型のＬＥＤ発光装置では、回路基板上に実装したＬＥＤの発光面を露出させた状態で、ＬＥＤの側面側に白色部材を充填し、白色部材を硬化させた後にＬＥＤの発光面に透光性部材や蛍光体層を接着しているため、ＬＥＤの光取出面に対するコーティング材の付着が発生する危険性があり、研磨除去のような余分な工程が必要になる場合があり、生産上の問題であった。【解決手段】  回路基板上にフリップチップ実装されたＬＥＤ素子の発光面上に、前記ＬＥＤ素子の発光面より形状の大きい蛍光体板を透明接着剤にて接着し、前記ＬＥＤ素子の側面と前記蛍光体板の下面とを反射性の白色部材で充填封止し、前記蛍光体板の上面を含む範囲を透明樹脂で被覆する。【選択図】      図１
2015164234.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路基板上にフリップチップ実装されたＬＥＤ素子の発光面上に、前記ＬＥＤ素子の発光面より形状の大きい蛍光体板を透明接着剤にて接着し、前記ＬＥＤ素子の側面と前記蛍光体板の下面とを反射性の白色部材で充填封止し、前記蛍光体板の上面を含む範囲を透明樹脂で被覆したことを特徴とするＬＥＤ発光装置。
【請求項２】
回路基板上に所定の間隔をあけてフリップチップ実装された複数のＬＥＤ素子の発光面上に、各々前記ＬＥＤ素子より形状の大きい蛍光体板を接着し、前記各ＬＥＤ素子の側面と前記蛍光体板の下面とを反射性の白色部材で充填封止し、前記蛍光体板の上面を含む範囲を透明樹脂で被覆したことを特徴とするＬＥＤ発光装置。
【請求項３】
回路基板上に複数のＬＥＤ素子を所定の間隔をあけてフリップチップ実装する実装工程、フリップチップ実装された複数のＬＥＤ素子の発光面上に、各々前記ＬＥＤ素子より形状の大きい蛍光体板を透明接着材にて接着する蛍光体板接着工程、前記各ＬＥＤ素子の側面と前記蛍光体板の下面とを反射性の白色部材で充填封止する白色部材充填工程、前記各ＬＥＤ素子に接着された各蛍光体板の上面を含む範囲を透明樹脂にて被覆する保護樹脂被覆工程とを有することを特徴とするＬＥＤ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ＬＥＤ素子等の発光素子を備えた発光装置およびその製造方法に関するものであり、詳しくはフリップチップ実装されたＬＥＤ素子の発光面上に、前記ＬＥＤ素子より形状の大きい蛍光体板を透明接着剤にて接着し、前記ＬＥＤ素子の側面と前記蛍光体板の下面とを反射性の白色部材で充填封止することで、ＬＥＤ素子の発光を効率良く上方向に行わせる構成のＬＥＤ発光装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＬＥＤ素子（以下ＬＥＤと略記する）は半導体素子であるため、長寿命で優れた駆動特性を有し、さらに小型で発光効率が良く、鮮やかな発光色を有することから、カラー表示装置のバックライトや照明等に広く利用されるようになってきた。
【０００３】
特に近年、ＬＥＤの周囲を反射性の白色部材で被覆し、ＬＥＤの側方への発光を上方に反射せることで、上方向への発光を効率良く行わせる白色部材被覆型のＬＥＤ発光装置の構成が提案されている。（例えば特許文献１、特許文献２）
【０００４】
以下従来の白色部材被覆型のＬＥＤ発光装置に付いて説明する。なお、理解し易いように発明の趣旨を外さない範囲において図面を一部簡略化し、また部品名称も本願にそろえている。図８は特許文献１におけるＬＥＤ発光装置１００の製造工程を示す各断面図であり、（ａ）は基板１０７に導電部材１０６ａ、１０６ｂによってフリップチップ実装されたＬＥＤ１０１の周囲に、枠体１０９を用いて光反射性の第１の白色部材１０４を充填被覆した状態を示している。（ｂ）はＬＥＤ１０１の上面に透明接着剤１０３を塗って、ＬＥＤ１０１からの出射光を通過して外部に放出する透光性部材１０２（透明部材または蛍光部材）を接着する工程を示している。（ｃ）は（ｂ）の工程によって透光性部材１０２の接着が行われて状態を示している。（ｄ）は滴下装置１０８により、第２の白色部材１０５を滴下して透光性部材１０２の側面を含む全体を第２の白色部材１０５で被覆することによって、白色部材被覆型のＬＥＤ発光装置１００が完成する。
【０００５】
図９は特許文献２におけるＬＥＤ発光装置２００の断面図を示している。
図９において光取り出し側に開口を有するケース２０３と、ケース２０３内のＬＥＤ搭載面上に設けられた配線電極２０５ａに、導電部材２０６ａ、２０６ｂによってフリップチップ実装されたＬＥＤ２０１の周囲に、ケース２０３を用いて光反射性の白色部材２０４を充填被覆し、この状態においてＬＥＤ２０１の光取り出し面上にシート状の蛍光体層２０２が貼着されている。
【０００６】
なお、特許文献１及び特許文献２においては、白色部材の役目としてはＬＥＤの側面側から発光された出射光を反射させて、出射面側に戻し出射効率を高める機能を有するものであり、その構成としてはシリコーン樹脂、エポキシ樹脂、アクリリル樹脂等のコーティング材に反射性のフィラーとして酸化チタン、二酸化ケイ素、二酸化ジルコニューム、アルミナ、窒化ホウ素等の粒子を混入したものを用いており、充填方法としては滴下装置や注入装置を用いている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−１９２６２９号公報
【特許文献１】特開２００７−１９０９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そかし、特許文献１及び特許文献２に記載された従来の白色部材被覆型のＬＥＤ発光装置の製造工程では、回路基板上またはケース上に実装したＬＥＤの発光面を露出させた状態で、ＬＥＤの側面側に白色部材を充填し、白色部材を硬化させた後にＬＥＤの発光面に透光性部材や蛍光体層を接着している。しかし、この工程順では特許文献２の段落００２６に「コーティング材の充填は、ＬＥＤの光取出面を除く部位を覆うように行う。ここで、ＬＥＤの光取出面にコーティング材が付着することがあるが、この場合には研磨によって光取出面のコーティング材を取り除き光取出面を露出させる」の記載がある如く、ＬＥＤの光取出面に対するコーティング材の付着が発生する危険性があり、研磨除去のような余分な工程が必要になる場合があり、生産上の問題となる。
【０００９】
そこで本発明の目的は、上記問題点を解決しようとするものであり、白色部材被覆型のＬＥＤ発光装置において、白色部材の充填、硬化時に、ＬＥＤの光取出面に対するコーティング材の付着が発生する危険性がないＬＥＤ発光装置およびその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため本発明におけるＬＥＤ発光装置の構成は、下記の通りである。
回路基板上にフリップチップ実装されたＬＥＤ素子の発光面上に、前記ＬＥＤ素子の発光面より形状の大きい蛍光体板を透明接着剤にて接着し、前記ＬＥＤ素子の側面と前記蛍光体板の下面とを反射性の白色部材で充填封止し、前記蛍光体板の上面を含む範囲を透明樹脂で被覆したことを特徴とする。
【００１１】
上記構成によれば、回路基板上にフリップチップ実装（以後ＦＣ実装とする）されたＬＥＤの発光面に、白色部材の充填前にＬＥＤの発光面より形状の大きい蛍光体板を透明接着剤にて接着し、前記ＬＥＤ素子の側面と前記蛍光体板の下面とを反射性の白色部材で充填封止しているため、接着された記蛍光体板によってＬＥＤ発光面へのコーティング材の付着がないことは勿論、蛍光体板を大きくすることによって、蛍光体板のＬＥＤ発光面に対応した部分にもコーティング材の付着が生じる心配がない。さらにＬＥＤ発光装置の上面側を透明な保護樹脂によって被覆することで、蛍光体板や白色部材の劣化を防止し、ＬＥＤ発光装置としての信頼性を高める効果を有する。
【００１２】
回路基板上に所定の間隔をあけてフリップチップ実装された複数のＬＥＤ素子の発光面上に、各々前記ＬＥＤ素子より形状の大きい蛍光体板を透明接着剤にて接着し、前記各ＬＥＤ素子の側面と前記蛍光体板の下面とを反射性の白色部材で充填封止し、前記蛍光体板の上面を含む範囲を透明樹脂で被覆したことを特徴とする。
【００１３】
上記構成によれば、１枚の回路基板上に複数のＬＥＤを実装する構成のＬＥＤ発光装置において、各ＬＥＤの発光面上に形状の大きい蛍光体板を各々独立した接着し、白色部材の注入は共通に行うことによって、各ＬＥＤの発光は隣のＬＥＤの発光の影響を受けずに行われることで、発光形状がバランス良く行われると共に、白色部材の注入の共通化によって生産性を良くすることが出来る。
【００１４】
上記目的を達成するため本発明におけるＬＥＤ発光装置の製造方法は、下記の通りである。
回路基板上に複数のＬＥＤ素子を所定の間隔をあけてフリップチップ実装する実装工程、フリップチップ実装された複数のＬＥＤ素子の発光面上に、各々前記ＬＥＤ素子より形状の大きい蛍光体板を透明接着剤にて接着する蛍光体板接着工程、前記各ＬＥＤ素子の側面と前記蛍光体板の下面とを反射性の白色部材で充填封止する白色部材充填工程、前記各ＬＥＤ素子に接着された各蛍光体板の上面を含む範囲を透明樹脂にて被覆する保護樹脂被覆工程とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
上記の如く本発明によれば、ＬＥＤ発光面へのコーティング材の付着がないことは勿論、蛍光体板を大きくすることによって、蛍光体板のＬＥＤ発光面に対応した部分にもコーティング材の付着が生じる心配がない。さらにＬＥＤ発光装置の上面側を透明な保護樹脂によって被覆することで、蛍光体板や白色部材の劣化を防止し、ＬＥＤ発光装置としての信頼性を高める効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１実施形態におけるＬＥＤ発光装置の断面図である。
【図２】図１に示す第１実施形態におけるＬＥＤ発光装置の上面図である。
【図３】図１に示すＬＥＤ発光装置の製造方法の各断面を示す工程図である。
【図４】図３に示すＬＥＤ発光装置の製造方法の各上面を示す工程図である。
【図５】本発明の第２実施形態におけるＬＥＤ発光装置の平面図である。
【図６】図５に示す第２実施形態におけるＬＥＤ発光装置のＡ−Ａ断面図である。
【図７】図５に示すＬＥＤ発光装置の製造方法の各断面を示す工程図である。
【図８】従来のＬＥＤ発光装置の製造方法の各断面を示す工程図である。
【図９】従来のＬＥＤ発光装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（第１実施形態）
以下図面により、本発明の実施形態を説明する。図１〜図４は本発明の第１実施形態におけるＬＥＤ発光装置を示し、図１は本発明の第１実施形態におけるＬＥＤ発光装置１０の断面図、図２は図１に示すＬＥＤ発光装置１０の上面図、図３及び図４はＬＥＤ発光装置１０の製造工程を示す工程図であり、図３は各要素の断面図を示し、図４は各要素の上面図を示す。
【００１８】
ＬＥＤ発光装置１０の図１に示す断面図及び、図２に示す上面図において、回路基板７の上面には配線電極５ａが設けられ、スルーサイド電極５ｃを通して電源電極５ｂに接続されている。そして配線電極５ａにはＬＥＤ１が導電部材６ａ、６ｂによりＦＣ実装されており、ＬＥＤ１の発光面上にはＬＥＤ１の発光面よりも形状の大きい蛍光体板２が後述する透明接着剤によって接着されている。さらに回路基板７上に形成された印刷枠９によりＬＥＤ１の側面と、蛍光体板２の底面とを反射性の白色部材４で充填封止し、さらに蛍光体板２の上面を含む範囲を透明樹脂８で被覆している。
【００１９】
次にＬＥＤ発光装置１０の製造工程を図３、図４により説明する。なお、図４における（ａ）〜（ｄ）の工程は図３の（ａ）〜（ｄ）の工程に対応しており、図３に示す各工程における断面を上面から見た状態である。図３、図４における工程（ａ）はＬＥＤ１のＦＣ実装工程であり、配線電極５ａ、スルーサイド電極５ｃ、電源電極５ｂ及び印刷枠９が形成された回路基板７にＬＥＤ１がＦＣ実装されたＬＥＤ実装工程である。工程（ｂ）はＬＥＤ１の発光面上に蛍光体板２を透明接着剤３を用いて接着する蛍光体板接着工程である。工程（ｃ）は滴下装置１０８を用いてＬＥＤ１の側面と蛍光体板２の下面とを反射性の白色部材４で充填封止する白色部材充填工程であり、この工程においては印刷枠９と蛍光体板２の下端面とによって半導体チップの充填量が一定に規制されると共に、ＬＥＤ１の下面と回路基板７の間にも充填される。従って蛍光体板２の面積をＬＥＤ１の発光面より十分大きくすることによって、蛍光体板２の面積の大きい下面と回路基板７の上面の間において、ＬＥＤ１の側面及び下面を被覆する白色部材４の厚さが正しく規制され、白色部材４の充填不足によるＬＥＤ１からの側方への発光漏れ等が発生する危険性が無くなる。工程（ｄ）はＬＥＤ１に接着された蛍光体板２の上面を含む範囲を透明樹脂８にて被覆する保護樹脂被覆工程であり、この透明樹脂８にて全体を被覆することによってＬＥＤ発光装置１０が完成する。
【００２０】
（第２実施形態）
次に図５から図７により本発明の第２実施形態におけるＬＥＤ発光装置の構成及び製造方法を説明する。図５は本発明の第２実施形態におけるＬＥＤ発光装置２０の上面図、図６は図５に示すＬＥＤ発光装置２０のＡ−Ａ断面図である。また図７はＬＥＤ発光装置２０の製造工程を示す工程図であり、各要素の図６と同じ断面を示している。
【００２１】
第２実施形態におけるＬＥＤ発光装置２０が第１実施形態におけるＬＥＤ発光装置１０と異なるところは、ＬＥＤ発光装置１０は１個のＬＥＤ１のみを実装していたのに対し、ＬＥＤ発光装置２０は４個のＬＥＤ１ａ〜１ｄを実装したものである。すなわち図５、図６に示す如く回路基板２７には配線電極２５ａ、電源電極２５ｂ、スルーサイド電極２５ｃに加えてＬＥＤ間を接続する接続電極２５ｄが設けられている。そしてＬＥＤ１ａ、１ｂが配線電極２５ａと接続電極２５ｄ間に直列にＦＣ実装され、図示はされていないが同様にＬＥＤ１ｃ、１ｄが配線電極２５ａと接続電極２５ｄ間に直列にＦＣ実装されており、この直列接続された２組のＬＥＤが並列に接続されている。
【００２２】
そして各ＬＥＤ１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの発光面には独立して蛍光体板２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄが透明接着材によって接着されており、回路基板２７上に印刷形成された印刷枠９と、各蛍光体板２の下面の間及び回路基板２７と各ＬＥＤの間に反射性の白色部材４が充填されている。さらに４個の蛍光体板２ａ〜２ｄの上面を含む範囲を透明樹脂８で被覆してＬＥＤ発光装置２０が完成する。なお、４個のＬＥＤ１ａ〜１ｄは同一の発光色を有するＬＥＤでも良く、また異なる発光色を有するＬＥＤでも良い。さらに４個の蛍光体板２ａ〜２ｄも同一の蛍光色でも良く、また異なる蛍光色でも良い。
【００２３】
上記ＬＥＤ発光装置２０の動作は、電源電極２５ｂに供給する電源電圧を、ＬＥＤ発光装置１０の２倍にすることにより、４個のＬＥＤ１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄが点灯して、４倍の明るさの発光、または混色された発光を行うことができる。
【００２４】
次に図７によりＬＥＤ発光装置２０の製造工程を説明する。図７（ａ）は回路基板２７の配線電極２５ａと接続電極２５ｄ間に所定の間隔をあけてＬＥＤ１ａとＬＥＤ１ｂとをＦＣ実装する実装工程である。（ｂ）はＦＣ実装された２個のＬＥＤ１ａと１ｂの発光面状に、各ＬＥＤよりも形状の大きい蛍光体板２ａ、２ｂを透明接着剤３により接着する蛍光体板接着工程である。（ｃ）は各ＬＥＤ素子１ａ、１ｂの側面と前記蛍光体板２ａ、２ｂの下面とを反射性の白色部材４で充填封止する白色部材充填工程であり、滴下装置１０８により白色部材４を滴下注入することにより、回路基板２７上の印刷枠９と蛍光体板２ａ，２ｂの下面及び、各ＬＥＤ１ａ．１ｂの下面と回路基板２７との間に充填される。
【００２５】
図７（ｄ）は保護樹脂被覆工程であり、各ＬＥＤ素子１ａ，１ｂに接着された各蛍光体板２ａ、２ｂの上面を含む範囲を透明樹脂にて被覆することによりＬＥＤ発光装置２０が完成する。上記ＬＥＤ発光装置２０の製造方法によれば、最初の工程において蛍光体板をＬＥＤの発光面に接着するので、充填した白色部材がＬＥＤの発光面に付着することがなく、発光面側の出射光を妨げる心配がない。また各ＬＥＤには独立して蛍光体板が接着されているので、各ＬＥＤの蛍光体板を介しての発光は隣のＬＥＤの影響を受けることがなく、全体としてのＬＥＤ発光装置の発光状態に発光むらが生じることがない。
【符号の説明】
【００２６】
１、１０１，２０１              ＬＥＤ
２、２ａ，２ｂ、２ｃ            蛍光体板
３、１０３                      透明接着剤
４，１０４，２０４              白色部材
５ａ、２０５ａ                  配線電極
５ｂ，２５ｂ、２０５ｂ          電源電極
５ｃ、２５ｃ                    サイドスルー電極
ａ，６ｂ、１０６ａ、１０６ｂ    導電部材
２０６ａ、２０６ｂ              導電部材
７，２７，１０７                回路基板
８                              透明樹脂
９                              印刷枠  
１０、２０、１００、２００      ＬＥＤ発光装置
１０２                          透明性部材
１０５                          第２白色部材
１０８                          滴下装置
１０９                          枠体
２０２                          蛍光体層
２０３                          ケース
２０５ｃ                        スルーホール電極
【図１】
2015164234.tif 000003
【図２】
2015164234.tif 000004
【図３】
2015164234.tif 000005
【図４】
2015164234.tif 000006
【図５】
2015164234.tif 000007
【図６】
2015164234.tif 000008
【図７】
2015164234.tif 000009
【図８】
2015164234.tif 000010
【図９】
2015164234.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成27年7月16日(2015.7.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路基板上にフリップチップ実装されたＬＥＤ素子の発光面上に、前記ＬＥＤ素子の発光面より形状の大きい円形の蛍光体板を透明接着剤にて接着し、前記ＬＥＤ素子の側面と前記蛍光体板の下面とを反射性の白色部材で充填封止し、前記蛍光体板の上面を含む範囲を透明樹脂で被覆したことを特徴とするＬＥＤ発光装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
上記目的を達成するため本発明におけるＬＥＤ発光装置の構成は、下記の通りである。
回路基板上にフリップチップ実装されたＬＥＤ素子の発光面上に、前記ＬＥＤ素子の発光面より形状の大きい円形の蛍光体板を透明接着剤にて接着し、前記ＬＥＤ素子の側面と前記蛍光体板の下面とを反射性の白色部材で充填封止し、前記蛍光体板の上面を含む範囲を透明樹脂で被覆したことを特徴とする。