(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に複数のＬＥＤ素子を実装した後、ディスペンサから液状樹脂を供給することにより上記複数のＬＥＤ素子に対しレンズを形成するＬＥＤモジュールの製造方法において、
上記複数のＬＥＤ素子を透光性樹脂にて封止することにより、上面が平面となる平面透光部を形成し、
認識装置により認識した上記ＬＥＤ素子の位置、上記ＬＥＤ素子の高さ及び上記平面透光部の表面高さ情報に基づき、上記ＬＥＤ素子上のそれぞれの上記平面透光部の上に液状樹脂を供給することにより、砲弾形の凸状レンズからなる中央部レンズ群と、この中央部レンズのレンズ高よりも低い扁平形の凸状レンズ群からなる周辺部レンズ群とを形成することを特徴とするＬＥＤモジュールの製造方法。
【請求項２】
上記認識装置は、画像カメラで上記ＬＥＤ素子の位置を認識し、かつ可視レーザーを用いたレーザー変位計で上記ＬＥＤ素子の高さ及び上記平面透光部の表面高さを認識することを特徴とする請求項１記載のＬＥＤモジュールの製造方法。
【請求項３】
上記認識装置により認識したＬＥＤ素子の位置、上記ＬＥＤ素子の高さ及び上記平面透光部の表面高さ情報に基づき、上記ＬＥＤ素子上のそれぞれの上記平面透光部の上に、透光性の第１液状樹脂によりレンズ基部を形成するレンズ基部形成工程と、
上記レンズ基部の上記第１液状樹脂を仮硬化させる第１硬化工程と、
この第１硬化工程の後、上記レンズ基部上に重ねて透光性の第２液状樹脂によりレンズ積層部を形成するレンズ積層部形成工程と、
上記レンズ基部の第１液状樹脂及び上記レンズ積層部の第２液状樹脂を本硬化させる第２硬化工程と、を備え、
上記第１液状樹脂及び上記第２液状樹脂より上記中央部レンズ群及び上記周辺部レンズ群を形成することを特徴とする請求項１又は２記載のＬＥＤモジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）を組み込んだＬＥＤモジュール及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光源として、ＬＥＤチップを用いた光源装置が注目されており、このＬＥＤの発光効率は、白熱電球より遥かに高く、蛍光ランプやＨＩＤランプにも勝る性能にまで開発されてきている。ＬＥＤ素子そのものは半導体であるため、ＬＥＤ光源は、約４万時間の寿命を持ち、白熱電球の数十倍、蛍光灯やＨＩＤランプの数倍の寿命を有している。更に、応答性（電源投入から定常点灯に至る時間）が高く、１００ナノ秒以下で定常点灯に至るのは、他の光源と比較してもＬＥＤ光源以外には達成できない。
【０００３】
しかし、１つのＬＥＤ素子から出力される光束は弱いため、ＬＥＤ光源装置には、ＬＥＤパッケージをフレキシブル基板に多数個搭載することで、必要な光束を得ることが行われる（例えば、特許文献３参照）。近年では、ＬＥＤ光源装置の用途拡大に伴い、小型化、低コスト化が達成できるＬＥＤ素子を直接モジュール基板上にダイボンドし、ワイヤボンドにて接続を行うＬＥＤモジュールの開発が盛んになっている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００４】
また、従来のＬＥＤパッケージの多くにおいては、光の取出し効率の向上を図るためにレンズが取り付けられる。特許文献４はレンズ形成方法の１例であるが、この文献４では、レンズ形状に作られた金型に対し、ディスペンス等の方法によって、シリコーン系樹脂を流し込み、その中にＬＥＤ素子の実装部を浸漬させ、レンズを形成する。この方法は、圧縮成型法といわれており、トランスファー等の他の成型方法と異なり、ランナー等の流動パスが残らないことが特徴である。
【０００５】
一般に、ＣＯＢ（Chip On Board）タイプのＬＥＤモジュールは、直径２５〜５０ｍｍ程度、或いは２５〜５０ｍｍ角程度の発光面積を持つため、配光の指向性は広く、発光面の輝度は見る方向によらず殆ど一定となるランバート配光となり、正面方向とのなす角をθとした場合、光度分布はcosθに比例することとなる。家庭用ダウンライト光源等には、ランバート配光がグレアも抑えられ、優しい光と受け取られるため有効である。一方、投光機等のように広大なエリアを効率的に照らすには、光源のエネルギーを有効に活用し、配光を所望の範囲内に絞る必要があるため、ＣＯＢタイプのＬＥＤモジュールでは、上記の用途に適しておらず、灯具のリフレクター等の補助具によって配光を変更する必要があった。しかし、ＣＯＢタイプのＬＥＤモジュールは光源の小型化に寄与できるため、リフレクターの補助具を不要とし、若しくは小型のリフレクターを取り付けることによって、所望の配光特性が得られるようにすれば、灯具全体の小型、軽量化に寄与することができる。
【０００６】
例えば、下記特許文献５には、ＬＥＤパッケージの一例として、粘度及びチクソトロピック性を規定したシリコーン樹脂組成物を用い、ディスペンス法等によりＬＥＤ素子を封止することにより、レンズの形成を容易にした製造方法が開示されている。
【０００７】
また、下記特許文献６には、レンズ形状のバラツキが少ない所望の形状精度を得るための製造方法及び製造装置が開示されており、この特許文献６では、硬化工程を例えば０．５ＭＰａの加圧下で行うことによって、レンズの中にボイドが発生していたとしても、そのボイドを十分に小さくできることが記載されている。また、液状樹脂は粘度（２３℃）を１０〜２００Ｐａ・ｓ、チクソトロピック性を２．０〜７．０とすることにより、レンズ形状に適した樹脂特性を選択する方法が開示され、更に使用されるディスペンサとして、スクリュー式、ジェット式又は容量計量式が適切であること等が記載されている。
【０００８】
下記特許文献７には、光の取出し効率を向上させると共に発光色のバラツキを抑制するために、蛍光体を含む波長変換部をＬＥＤ素子周囲に平面状に供給した後、その上に、凸状部（レンズ部）を持つ反射抑制部を形成することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１１−５２３２１０号公報
【特許文献２】特開２０１３−２２２７８２号公報
【特許文献３】特開２００２−２３２００９号公報
【特許文献４】特開２００８−２０７４５０号公報
【特許文献５】特開２００８−２３１１９９号公報
【特許文献６】国際公開番号Ｗ２０１２／１４７６１１号公報
【特許文献７】特開２０１３−２５１３２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、上記ＣＯＢタイプのＬＥＤモジュールでは、製品毎にＬＥＤ素子の配置位置が異なり、一般的に用いられる圧縮成型法においては、製品毎に金型を準備する必要があるため、レンズを付けることは難しい。
【００１１】
一方、ディスペンサ等を用いたシリコーンレンズの形成方法では、塗布プログラムの作製によって、製品毎にＬＥＤ素子の配置に従ったレンズを形成することが可能であるが、ＣＯＢタイプのＬＥＤモジュールにおいて、ワイヤボンド又はフリップチップ接続により搭載されるＬＥＤ素子は、搭載の際にＬＥＤモジュール面内での所望の搭載位置に対して１００μｍ程度の位置ズレが起こる。また、ＬＥＤモジュール基板自体の寸法精度や、生産性向上のためにモジュール基板を集合状態で搬送、組み立てを行う際に発生するモジュール基板の累積寸法精度等の影響を受け、所望の位置にレンズが取り付けられず、このような原因によって、配光特性に悪影響を与えるという問題が生じる。
【００１２】
更に、ＣＯＢタイプのＬＥＤモジュール基板は、２５〜５０ｍｍ角程度と大きいため、ＬＥＤモジュール基板面内のレンズ部の大きさ（高さ）のバラツキが無視できない。即ち、レンズ形成樹脂の塗布量安定化に重要なパラメータとして、ニードルとチップ間の距離を一定に保つことが必要となるが、この距離を一定に保つことは難しく、バラツキが少ない所望の精度のレンズ形状を得ることは難しい。
【００１３】
上記特許文献７は、上述のように、蛍光体を含む波長変換部をＬＥＤ素子周囲に平面状に供給した後、その上に、凸状レンズ部を持つ反射抑制部を形成しているが、この凸状レンズ部を搭載する位置補正に関する記載はなく、蛍光体を含む波長変換部においてＬＥＤ素子の搭載位置を確認することはできないため、ＬＥＤ素子の搭載の位置ズレ、モジュール基板の寸法精度等に対応した所望の位置にレンズを取り付けることは困難である。
【００１４】
また、この特許文献７では、大よそ扁平形となる同一形状のレンズが取り付けられ、このレンズは、ＬＥＤ素子を中心（点光源）とした円弧状のレンズ形状とされ、光の取出し効率の向上には有効であるが、このレンズでは、一般にランバート配光となるＣＯＢタイプのＬＥＤモジュールの配光を変更することができない。
【００１５】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、搭載されたＬＥＤ素子の位置ずれや、モジュール基板の寸法精度にバラツキがある場合でも、複数のＬＥＤ素子のそれぞれの位置に精度よくレンズを形成し、所望の配光特性を得ることが可能となるＬＥＤモジュール及び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】
【００１６】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、基板に複数のＬＥＤ素子を実装した後、ディスペンサから液状樹脂を供給することにより上記複数のＬＥＤ素子に対しレンズを形成するＬＥＤモジュールの製造方法において、上記複数のＬＥＤ素子を透光性樹脂にて封止することにより、上面が平面となる平面透光部を形成し、認識装置により認識した上記ＬＥＤ素子の位置、上記ＬＥＤ素子の高さ及び上記平面透光部の表面高さ情報に基づき、上記ＬＥＤ素子上のそれぞれの上記平面透光部の上に液状樹脂を供給することにより、砲弾形の凸状レンズからなる中央部レンズ群と、この中央部レンズのレンズ高よりも低い扁平形の凸状レンズ群からなる周辺部レンズ群とを形成することを特徴とする。
請求項２の発明は、上記認識装置は、画像カメラで上記ＬＥＤ素子の位置を認識し、かつ可視レーザーを用いたレーザー変位計で上記ＬＥＤ素子の高さ及び上記平面透光部の表面高さを認識することを特徴とする。
請求項３の発明は、上記認識装置により認識したＬＥＤ素子の位置、上記ＬＥＤ素子の高さ及び上記平面透光部の表面高さ情報に基づき、上記ＬＥＤ素子上のそれぞれの上記平面透光部の上に、透光性の第１液状樹脂によりレンズ基部を形成するレンズ基部形成工程と、上記レンズ基部の上記第１液状樹脂を仮硬化させる第１硬化工程と、この第１硬化工程の後、上記レンズ基部上に重ねて透光性の第２液状樹脂によりレンズ積層部を形成するレンズ積層部形成工程と、上記レンズ基部の第１液状樹脂及び上記レンズ積層部の第２液状樹脂を本硬化させる第２硬化工程と、を備え、上記第１液状樹脂及び上記第２液状樹脂より上記中央部レンズ群及び上記周辺部レンズ群を形成することを特徴とする。
【００１７】
上記の構成によれば、例えば画像カメラにより基板上のＬＥＤ素子（全て又は数個毎）の位置が認識され、レーザー変位計によりＬＥＤ素子（全て又は数個毎）の高さが認識され、このＬＥＤ素子の位置と高さの情報に基づいてディスペンサのノズル先端が所定の位置に移動し、このディスペンサからの液状樹脂の供給量やノズルの引上げ幅等が制御されることで、ＬＥＤ素子の上にレンズが形成されることになり、このレンズとして、砲弾形、半球形、扁平形等の高さの異なる凸レンズが容易に形成可能となる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のＬＥＤモジュール及びその製造方法によれば、搭載されたＬＥＤ素子の位置ずれや、モジュール基板の寸法精度にバラツキがある場合でも、複数のＬＥＤ素子のそれぞれの位置に精度よくレンズを形成し、所望の配光特性を得ることが可能となる。この結果、ＣＯＢタイプのＬＥＤモジュールにおいて、リフレクターの補助具等の小型化を図り、灯具全体の小型、軽量化に寄与することができる。
【００１９】
また、次のような利点がある。
一般にランバート配光となるＬＥＤモジュールにおいて、所望の配光特性へ変換することが可能となり、スネルの法則から導かれる臨界角が成り立つ部位をレンズ形成によって減らすことができるため、光の取出し効率を向上させることができる。
ＬＥＤモジュールの発光面に１つのレンズを形成する場合と比較すると、高価なシリコーンの量を減らし、高い信頼性と低コスト化を図ることができ、しかもシリコーンの量が減ることによって、レンズから取り出される各ＬＥＤ素子からの発光の経路を短くすることができるため、シリコーン樹脂内での透過率の影響を受ける経路が減り、同様に光の取出し効率の向上につながる。
従来は、単一形状のレンズが付けられたパッケージを並べるだけでは不可能であった、特殊な配光特性を１つのＣＯＢタイプのＬＥＤモジュールにて作り出すことができる。
レンズの作製では、塗布プロファイル若しくは樹脂特性を利用するため、ＬＥＤモジュール作製段階で自由に形状や高さが異なるレンズを面内に配置することが可能になる。
【００２０】
また、レンズ高の高い砲弾形の中央部レンズと低い扁平形の周辺部レンズを設けた場合は、光屈折により、正面を明るく、周辺を広角にすることができ、正面に光源のエネルギーを有効に持っていきながら、周辺も照らすことができるような配光に変換することが可能になる。このような配光特性は、従来のリフレクター等で配光を狭めた投光機等の灯具では対応できないものであり、光源近傍も明るくすることができるため、灯光機等で生じる明暗のくっきりした場所による違いの問題を改善することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１実施例に係るＬＥＤモジュールに関し、図（ａ）はモジュールの構成を示す中心部切断の側面図、図（ｂ）は第１実施例の配光特性図である。
【図２】第１実施例において平面透光部を形成した状態に関し、図（ａ）はその構成を示す中心部切断の側面図、図（ｂ）は配光特性図、図（ｃ）は平面透光部での光の屈折状態を示す説明図である。
【図３】第１実施例のＬＥＤモジュールの製造方法における前半の工程を示す図である。
【図４】第１実施例のＬＥＤモジュールの製造方法における後半の工程を示す図である。
【図５】第２実施例のＬＥＤモジュールの構成を示す中心部切断の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１及び図２に、第１実施例のＣＯＢタイプのＬＥＤモジュールの構成が示され、図３及び図４には、このＬＥＤモジュールの主要な製造工程が示されており、図１（a）に示されるように、第１実施例は、基板１に多数のＬＥＤ素子２が配置され、このＬＥＤ素子２の全てが透光性樹脂で封止されることにより、上面が平面となる平面透光部３が形成される。そして、この平面透光部３の上に、ポッティングにて、砲弾形となるレンズ高の高い（周辺部レンズよりも高い）中央部レンズ（群）４と、扁平形（弧状）となるレンズ高の低い（中央部レンズよりも低い）周辺部レンズ（群）５が形成される。
【００２３】
上記平面透光部３として、透光性を有する、例えばシリコーン系のベース樹脂材にシリケート系錯体［（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）２ＳｉＯ４系錯体］であるＢＯＳ蛍光体を混練させたものの他、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、或いは橙色を帯びる（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、青緑一黄色を帯びる（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）Ｓｉ２Ｏ２Ｎ２系錯体、緑色を帯びるＣａ３Ｓｃ２Ｓｉ３Ｏ１２：Ｃｅ、Ｃａ３Ｓｃ２Ｏ４：Ｃｅ等が用いられる。ＬＥＤ素子２は、例えば青色を発光するものとすると、黄色を帯びる蛍光体等の組み合わせにより、擬似白色光を作り出すことが可能となる。
【００２４】
上記平面透光部３に蛍光体を混練する場合に、ポッティングで得られる上記レンズ４、５においては、上記透光性を有するシリコーン系樹脂をそのまま使うことによって、レンズ４、５の形状によらず、ＬＥＤ素子２が放射する様々な方向の光の光路長を均一にできるため、発光色のバラツキを抑制することが可能となる。
一方、扁平状の周辺部レンズ５においては、レンズ内での光路長をほぼ均一にすることができることから、このレンズ５を搭載するエリアの平面透光部３に上記シリコーン系樹脂をそのまま使用し、レンズ５に蛍光体を混練させて使うことも可能であり、色温度、演色性（Ｒａ）、レンズ形状・サイズ、配光特性等を考慮し、適した仕様を選択することになる。
【００２５】
また、基板１は、セラミック、ＭＣＰ（Metal Core Printed circuit board）等が用いられ、放熱、コスト、耐光性を考慮し選定される。ここでいう耐光性とは、可視光領域の高輝度の光のエネルギーの照射に対し、材料欠陥等を起因とした黄化現象等の材料劣化を指す。また、上記平面透光部３、上記レンズ４，５もシリコーン系樹脂を用いることによって、同様に強い耐光性が維持されている。
【００２６】
図１（ｂ）には、第１実施例の配光特性が示されており、実線１０１の特性が得られている。なお、点線１００は、レンズを備えない平面透光部３のみの配光特性である。なお、図１（ｂ）に示す配光特性図では、等高線は光度（単位はｃｄ）を示し、角度は０°がＬＥＤモジュールの正面方向を示している。
図２（ａ）には、上記平面透光部３を形成した状態の構成が示されており、このように、ＬＥＤ素子２を平面透光部３のみで封止・被覆する状態では、図２（ｂ）に示されるように、実線１００で示される配光特性が得られる。
【００２７】
即ち、図２（ｃ）に、図２（ａ）のＡ部での光の屈折が示されており、平面透光部３のシリコーン系樹脂は、屈折率が１．４〜１．７程度（ｎ1 ）、空気の屈折率は１．０（ｎ2 ）であり、シリコーン系樹脂から外部へ取り出される光は、出射角θ2 が９０°を超える場所では全反射される（外部へ取り出される限界の入射角θ1 ：臨界角）。この全反射となる光は、スネルの法則から入射角θ1 が３６．０°〜４５．６°程度を超える光であり、平面透光部３から出射光Ｌｆのように脱出することができず、全反射光Ｌａとなる。この平面透光部３の表面で全反射された光Ｌａは、その後、ＬＥＤ素子２に照射され、光電効果によりＬＥＤ素子２からの光取出し効率に悪影響を与えてしまう。
【００２８】
これに対し、図１（ａ）に示すようにポッティングレンズ４，５を備える構造とし、ポッティングレンズ４，５を平面透光部３と同じシリコーン系樹脂を用いることで、屈折率が平面透光部３と同等となり、平面透光部３とレンズ４，５との境界での光の屈折は殆ど発生しない。そのため、各ＬＥＤ素子２から放射される光は、レンズ４，５の傾斜による効果によって臨界角以内となるため、光の取出し効率が改善されることになる。
【００２９】
また、図１（ａ）の砲弾形の中央部レンズ４による配光は、ＬＥＤモジュール（ＣＯＢタイプ）の正面側に輝度が強くなるのに対し、扁平状の周辺部レンズ５の配光はＬＥＤモジュール周囲側に広がるようになる。上記ＬＥＤ素子２のサイズが１．０ｍｍ角程度、平面透光部３の樹脂厚が０．２ｍｍ程度、上記砲弾形の中央部レンズ４のレンズ径がφ２．０ｍｍ程度、高さが平面透光部３上から５．０ｍｍ程度とし、また扁平形の周辺部レンズ５のレンズ径が同様にφ２．０ｍｍ程度、高さが１．０ｍｍ程度とすると、配光特性は、正面方向の±２０°以内と、±５０〜８０°付近の輝度を向上させることができる。
【００３０】
上記のように、正面方向の±２０°以内に輝度が集中する配光特性とした場合は、所望の場所の照度を上げる投光機等に利用することができ、従来、リフレクターによって所望の照度を得ていた投光機等に比べて、低コスト化、小型化、軽量化を図ることができる。
また、±５０〜８０°付近の周辺輝度も向上できることから、投光機等のデメリットであった、明暗の境界をぼかすことができ、例えば広大な競技場等で多数配置される投光機から作り出される照射部分の重なりエリアを減らすこと等に寄与でき、照度のバラツキ、投光機の数を減らすことが可能となる。
【００３１】
実施例では、平面透光部３上にレンズ４，５を形成し、しかも平面透光部３ではチップ上面より十分な樹脂量を塗布する構成としたが、この平面透光部３は、チップ上面のギリギリの位置までの状態、或いはチップ上面にはない状態としてもよい。
更に、平面透光部３を設けず、ＬＥＤ素子２の１つ又は複数を包含する状態で、直接的に凸状レンズ（４，５）を形成し、これらレンズの高さを異なる形状（砲弾形、半球形、扁平形等）にしてもよい。
蛍光体の混練は、平面透光部３の量が減るに従い、レンズ４，５に混練量を増やしてゆき、所望の色温度を持つ擬似白色光を作るようにすることが好ましい。
【００３２】
上記中央部レンズ４と周辺部レンズ５の形状は、樹脂のチクソトロピック性によって所望の形状とすることが可能であり、ポッティングのプロファイルと合わせ、低粘度の場合には、液状樹脂のレンズ形状は周辺部レンズ５のように扁平形、一方高粘度の場合には、中央部レンズ４のように砲弾形に近づけることにより、所望の配光特性に調整することができる。
【００３３】
次に、図３，図４に基づいて製造方法について説明する。なお、実施例では、ＬＥＤ素子２の位置が画像カメラ１０で、高さがレーザー変位計１２で検出・認識される。
まず、図３（ａ）に示されるように、多数のＬＥＤ素子２を基板１に対しダイボンド、ワイヤボンド又はフリップチップにより実装した後、画像カメラ１０にて、多数のＬＥＤ素子２の位置を全て又は数個おきに認識し、位置確認が行われる。この画像カメラ１０のＬＥＤ素子２の位置確認によって、ダイボンド時のＬＥＤ素子２の搭載位置ズレ、搭載する基板１の伸縮ズレを把握することができる。上記搭載位置ズレ、伸縮ズレは、設計値に対して１００μｍ程度である。
【００３４】
その後、図３（ｂ）に示されるように、ディスペンスニードル（ノズル）１１等によりＬＥＤ素子２が実装された搭載面に蛍光体を混練させたシリコーン系樹脂を塗布することで、所望の高さの平面透光部３が上記ＬＥＤ素子２の周囲に形成され、全てのＬＥＤ素子２が封止される。このとき、塗布プロファイル、塗布時間等のパラメータが制御され、また上記シリコーン系樹脂の粘度、チクソトロピック性が選定される。蛍光体を混練させたシリコーン系樹脂は一般にチップ上部まで塗布されるため、このタイミングではＬＥＤ素子２の配置位置を画像カメラ１０で確認し難くなるが、図３（ａ）のように、蛍光体を混練させたシリコーン系樹脂を塗布する前に、ＬＥＤ素子２の位置確認をするので、塗布ステージから基板１を取り外さない状態で、正確なチップ位置情報に基づいた後述のレンズ形成が実施できることになる。
【００３５】
また、上記画像カメラ１０でＬＥＤ素子２の位置情報を認識する際、蛍光体を混練させたシリコーン系樹脂を塗布しない基板１の周辺部等に形成するアライメントマークの位置を同タイミングにて同じく画像カメラ１０によって確認し、そのアライメントマークの位置情報とＬＥＤ素子２の搭載位置情報とをリンクさせることによって、上記シリコーン系樹脂を塗布した後、塗布ステージから基板１を取り外したとしても、後述するレンズ形成の際に、上記アライメントマークの位置を確認することによって、正確にＬＥＤ素子２上にレンズを形成することができる。
【００３６】
その後、図３（ｃ）に示されるように、レーザー変位計１２によりＬＥＤ素子２の全て又は数個おきの高さ、平面透光部３の高さを認識する。即ち、このレーザー変位計１２は、発光部から照射されたレーザー光が被測定物で反射され、その反射光を受光部で受光し、距離に応じて変化する反射光の角度を求める三角測量を応用した方式で、各部の高さの認識を行っており、このレーザー変位計１２で使用されるレーザーは、Ｈｅ−Ｎｅレーザーなどの可視レーザーが用いられる。上述したように、蛍光体を混練させたシリコーン系樹脂を通してＬＥＤ素子２の位置を画像カメラ１０で確認することは難しいが、基板１を取り外さずに次工程に進めるか、若しくは基板周辺部等に形成されたアライメントマークの位置を使う等によって、ＬＥＤ素子２の搭載位置の中心に向けてレーザー光を照射することで、ＬＥＤ素子２の高さを確認する。
【００３７】
上記レーザー光は、白色化するために黄色発光をする上記蛍光体の濃度では透過することが可能であり、レーザー光をＬＥＤ素子２の上部から照射すると、平面透光部３の表面からの反射光は小さく、レーザー光はほとんど透過し、平面透光部３の表面の高さを測定することはできない。その場合は、レーザー変位計１２を４５°程度傾けて使用する。その結果、図３（ｃ）の光路Ｌ１のように、平面透光部３の表面からの正反射光を増加させることができるため、平面透光部３の表面の高さの情報を得ることができる。また、屈折して平面透光部３と空気層の界面で屈折して空気層側に取り出されたレーザー光の情報を加えることで、塗布された平面透光部３の厚さの情報も得ることができる。この方法では、レーザー光の入射角、平面透光部３の屈折率の違いにより、測定結果に影響がでるため、その測定系、材料により、レーザー変位計から得られる値を前もって校正しておく必要がある。
【００３８】
次に、図３（ｄ）に示されるように、上記画像カメラ１０とレーザー変位計１２から得られたＸＹＺ座標の位置情報にて、ディスペンスニードル１１をＬＥＤ素子２に対するＸＹＺ座標の所定の開始位置まで移動し、このニードル１１による樹脂１４の供給の開始と終了が制御される。即ち、図４（ｅ）に示されるように、液状樹脂１４を予め調整された量（平面透光部３に取付く量）だけ出し、その後、図４（ｆ）に示されるように、ニードル１１をＺ方向に引き上げながらその先端から樹脂１４を送り出し、終了位置でニードル１１を停止すると共に樹脂供給も停止することにより、必要な樹脂量が供給される。このようにして、任意の形状のレンズが作製され、図１に示した砲弾形の中央部レンズ４と扁平形の周辺部レンズ５（半球状等）を形成することができる。このレンズ形状は、ポッティングプロファイルとチクソトロピック性による樹脂特性の組み合わせによって調整される。
【００３９】
１つのＬＥＤ素子２に対するレンズの形成が終了すると、図４（ｇ），（ｈ）に示されるように、ニードル１１を次のＬＥＤ素子２の開始位置まで移動させ、次のＬＥＤ素子２に対して同様にレンズの形成が実施される。このときのニードル１１の移動は、上述した認識データに基づいて制御される。
【００４０】
このような製造方法によれば、ＬＥＤ素子２の１００μｍ程度の搭載位置ズレとＣＯＢタイプのＬＥＤモジュール基板面内の高さバラツキに対応し、バラツキが少ない最適な形状精度を維持しながら、所望の位置にレンズを形成・配置することができ、光の安定した取出し効率、配光特性を得ることができる。
【００４１】
上記レンズの形成後は、液状樹脂１４の硬化が行われるが、公知である例えば０．５ＭＰａ程度の加圧下で行うことが好ましく、これによれば、レンズ内に気泡が含まれている場合であっても、この気泡の体積を十分低減して液状樹脂１４によるレンズ形成にバラツキが生じることを抑制することができる。
【００４２】
図５には、第２実施例のＬＥＤモジュールの構成が示されており、この第２実施例は、２段階（３段階以上でもよい）でレンズを作製したものである。即ち、第１実施例の場合と同様に、図３及び図４の製造方法により、多数のＬＥＤ素子２を封止した平面透光部３の上に、シリコーン系樹脂等の第１液状樹脂を用いて、中央部レンズとなるレンズ基部６ａと周辺部レンズ５を塗布・形成する。そして、この第１液状樹脂を第１硬化工程にて仮硬化（経時的な変形が実質的に生じなくなる程度に硬化）させ、この後、レンズ基部６ａ上に重ねて第２液状樹脂によりレンズ積層部６ｂを形成し、次いで、レンズ基部の第１液状樹脂とレンズ積層部の第２液状樹脂を本硬化（第２硬化工程）させる。このようにして、第１実施例の中央部レンズ４よりも高い砲弾形の中央部レンズ６を形成することができる。
【００４３】
このような第２実施例は、例えばＬＥＤモジュールの正面の配光を更に狭角として輝度を集中させる仕様に適用することができる。なお、上記中央部レンズ６の体積が大きくなるため、使用する液状樹脂の重さによってレンズ形状が偏平状に潰れてしまい、所望の砲弾形とすることが困難となる場合があるので、このような場合には、第１液状樹脂と第２液状樹脂を異なる種類の樹脂として対応すればよい。
【００４４】
以上本発明の実施例について説明したが、本発明はこれらに限定されるものでないことは言うまでもない。例えば、レンズの形状を、中央部レンズを高くし周辺部レンズを低くする場合に限らず、所望の配光特性となるように適宜高さを変える構造とすることができる。
【符号の説明】
【００４５】
１…基板、              ２…ＬＥＤ素子、
３…平面透光部、        ４，６…中央部（砲弾形）レンズ、
５…周辺部（扁平形）レンズ、
１０…画像カメラ、      １１…ディスペンスニードル
１２…レーザー変位計、  １４…液状樹脂。
【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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