(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に複数のカップを備え前記カップ底部に発光素子を配置したケースを用意する工程と、前記工程で用意された前記カップ内に前記発光素子の光を波長変換する蛍光体を含んだ樹脂を充填して硬化する工程と、前記工程で硬化された前記樹脂の天面が前記ケースの天面よりも高い平坦面となるように前記ケースの天面を削る工程と、前記工程で天面が削除された前記ケースをカップ単位に分割する工程とを備えることを特徴とする発光装置の製造方法。
【請求項２】
内部に複数のカップを備え前記カップ底部に発光素子を配置したケースを用意する工程と、前記工程で用意された前記カップ内に前記発光素子の光を波長変換する蛍光体を含んだ樹脂を充填して硬化する工程と、前記工程で硬化された前記樹脂の天面が前記ケースの天面よりも高い平坦面となるように前記ケースの天面を削ると同時に前記ケースをカップ単位に分割する工程とを備えることを特徴とする発光装置の製造方法。
【請求項３】
前記樹脂の硬化は前記ケースの天面に蓋をしてその上下を反転させた状態で行なうことを特徴とする請求項１もしくは請求項２記載の発光装置の製造方法。
【請求項４】
前記樹脂は蛍光体を含有しない層の上に蛍光体を含有する層を積層した形態で充填されていることを特徴とする請求項１もしくは請求項２記載の発光装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の属する技術分野】
本発明は発光素子の光を蛍光体によって波長変換する発光装置の製造方法に関する。
【従来の技術】
ＬＥＤなどの発光素子から出る光の波長を蛍光体によって変換し、元の光と変換後の光を合成して出力する発光装置は、実公昭５４−４１６６０号公報に記載されている。図５は、このような構造を天面が平坦なチップタイプＬＥＤに適用した場合に想定される構造を示す断面図である。この図に示すように、蛍光体を含有した樹脂をカップ全体に充填すると、カップによって出射光の遮光が行われる結果、指向角θが狭く成りやすいという問題を有している。また、樹脂よりも比重が大きな蛍光体が底に沈んで発光素子の光と蛍光体の光の混色具合が不均一になって色むらが発生しやすいという問題も有している。
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は指向角の広い発光装置を提供することを課題の１つとする。また、色むらの少ない発光装置を提供することを課題の1つとする。
【課題を解決するための手段】
本発明の発光装置の製造方法は請求項１に記載のように、内部に複数のカップを備え前記カップ底部に発光素子を配置したケースを用意する工程と、前記工程で用意された前記カップ内に前記発光素子の光を波長変換する蛍光体を含んだ樹脂を充填して硬化する工程と、前記工程で硬化された前記樹脂の天面が前記ケースの天面よりも高い平坦面となるように前記ケースの天面を削る工程と、前記工程で天面が削除された前記ケースをカップ単位に分割する工程とを備えることを特徴とする。
本発明の発光装置の製造方法は請求項２に記載のように、内部に複数のカップを備え前記カップ底部に発光素子を配置したケースを用意する工程と、前記工程で用意された前記カップ内に前記発光素子の光を波長変換する蛍光体を含んだ樹脂を充填して硬化する工程と、前記工程で硬化された前記樹脂の天面が前記ケースの天面よりも高い平坦面となるように前記ケースの天面を削ると同時に前記ケースをカップ単位に分割する工程とを備えることを特徴とする。
上記の製造方法において、前記樹脂の硬化は前記ケースの天面に蓋をしてその上下を反転させた状態で行なうことができる。また、前記樹脂は蛍光体を含有しない層の上に蛍光体を含有する層を積層した形態で充填することができる。
上記のように蛍光体の密度をカップの下部よりも上部の方が高い分布とすることにより、発光素子の光と蛍光体の光をカップの出口付近で均一に混色することができ、色むらの低減を図ることができる。そして、樹脂の天面をカップの天面よりも高い平坦面とすることによって、光がケースによって遮光される割合が低減され、発光装置の指向角を広くすることができる。加えて、樹脂の天面外周部に傾斜面を形成することにより、樹脂と空気の界面での反射が抑制され、発光装置の指向角をより広く保つことができる。また、蛍光体を含有しない第1の樹脂をカップに充填し、第1の樹脂を覆うように蛍光体を含有した第2の樹脂を配置することにより、カップの上面に蛍光体をより均一に分布させることができる。
また、上記のように樹脂の天面がケースの天面よりも高い平坦面となるようにケースの天面を削る工程を備えることにより、樹脂をカップの個々に充填して硬化する工程を採用することができ、複数のカップに共通に樹脂を充填する場合に予想される蛍光体のカップ間移動の発生を防止することができる。また、カップ天面の削除とケース分割を同時に行なうことによって、製造効率を高めることができる。
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施形態に付いて図面を参照して説明する。図1は本発明にて製造される発光装置１の縦方向の断面図で、横方向断面もこれと同様の形態を示す。図に示すように、この発光装置1は、ケース２のカップ３底部に発光素子４を配置するとともに、前記カップ３に透光性の樹脂を充填している。この樹脂５内には、前記発光素子４の発する光を吸収して別の波長の光に変換して出力することができる蛍光体６を分散させた状態で含有している。前記蛍光体６は、発光素子４の光と蛍光体６の光の混色がカップ３の上面の全面に亘って略均一になるように、カップ３の下部よりも上部の方が高い密度分布となるように樹脂５内に分散している。
前記樹脂５の天面７は、指向角θを広くするために前記ケース２の天面８よりも高くしているとともに、レンズ効果による集光が生じないように平坦面としている。さらに指向角を広くするために、前記樹脂の天面７外周部にその角を面取り加工することによって、傾斜面９を形成している。傾斜面９は樹脂５と空気の界面による反射を抑制し指向角θを広くするように作用する。この傾斜面９は、蛍光体６が殆ど存在しない領域の樹脂に設けると、透光性樹脂の部分から発光素子４の光がそのまま漏れてしまうので、それを防ぐために、蛍光体６の密度が高い領域の樹脂の範囲内に設けている。すなわち、カップ３から出て行く発光素子４の光の通路を蛍光体６の高密度領域が完全に覆うように蛍光体６を樹脂５の中に分散している。この傾斜面９もケース２の天面８より高い位置に設けているので、指向角θを広くするように作用する
ケース２は、発光素子４への配線パターンが形成された回路基板１０の上に、反射枠を兼ねる樹脂製の枠体１１を固定して外観が直方体形状をなすように構成しているが、他の構成を採用することもできる。
次に上記発光装置の製造方法に付いて図４を参照して説明する。同図（ａ）に示すように、内部に複数のカップ３を備え前記カップ底部に発光素子４を配置したケース２ａを用意する。このケース２ａは、回路基板１０ａの上に複数の発光素子４をチップボンド、ワイヤボンドなどを行なって装着し、この回路基板１０ａに複数のカップ３を有する樹脂製の枠体１１ａを固定することによって得られる。ケース２ａは、回路基板１０ａの上に予め樹脂製の枠体１１ａを固定した後に、複数の発光素子４をチップボンド、ワイヤボンドして装着することにより得ることもできる
この工程の後、同図（ｂ）（ｃ）に示すように、前記カップ３内に前記発光素子４の光を波長変換する蛍光体６を含んだ樹脂５ａを充填して硬化する工程を行なう。樹脂５ａ内の蛍光体６の密度が下よりも上が高い分布となるように、樹脂充填直後にカップ３の上面を蓋１２によって覆い、ケース２ａの上下を反転した状態で樹脂５ａの仮硬化を行なう。上下反転することにより、樹脂よりも比重が大きい蛍光体６が沈んでカップ３の上部に溜まる。その結果、樹脂内の蛍光体の密度が下よりも上が高い分布となる。ここで、カップ３の上面を蓋１２によって閉じるので、カップ３の天面と蓋１２の間に所定の間隔を維持する場合に発生し得る蛍光体のカップ間移動を未然に防止することができる。その結果、蛍光体６の量をカップ毎に均一に保持して色むらの発生が少ない発光装置を提供することができる。樹脂の仮硬化が終わった段階で蓋１２を取り、樹脂の本硬化を行なう。
次に、同図（ｄ）に示すように、樹脂の天面７が前記ケース２ａの天面よりも高い平坦面となるように前記ケース２ａの天面を削る工程を行なう。ケース天面の削除は、樹脂５ａと樹脂５ａの間隔よりも若干幅の広いダイシングソー１３を用いたダイシング処理を実行することによって行なう。削る深さは、蛍光体の密度分布が高い領域の高さ範囲内に収まるようにするのが好ましいが、それより若干深くなっても構わない。このケース２ａの削除の際に、樹脂の天面外周部を斜めに削って傾斜面９を形成するために、先端にテーパー面を有するダイシングソー１３を用いているが、傾斜面９の形成を行なわない場合は、テーパー面のない通常のダイシングソーを用いた処理を行なえば良い。
次に、同図（ｅ）に示すように、前記ケース２ａをカップ３単位に分割する工程を行なう。ケース２ａの分割は、樹脂５ａと樹脂５ａの中間点を幅の狭いダイシングソー１４を用いて完全に切断するようなダイシング処理を実行することによって行なう。この分割によって、図1に示すような発光装置１が製造される。
上記の実施形態は、ケース２ａの削除と分割を別々のダイシングソーを用いて行なったが、図４（ｄ）に一点斜線で示すように、先端の断面形状が三角形状のダイシングソー１５を用いることによって、ケース天面の削除と分割の工程を同時に行なうこともでき、このようにすることにより、製造工程を省略することができる。
上記実施形態は、樹脂５内の蛍光体６の密度分布が下に比べて上が高くなるようにするために、樹脂５の硬化過程においてケース２を上下反転したが、上下反転工程を省略するために、図2に示す発光装置のように、樹脂５の構成を、蛍光体を含有しない第1の樹脂５ｂと、蛍光体を含有した第2の樹脂５ｃの積層構造とすることもできる。この積層構造を採用した発光装置は、図４（ｂ）に示す工程に代えて蛍光体を含有しない透明な第1の樹脂５ｂの充填並びに硬化を行ない、図４（ｃ）に示す工程に代えて蛍光体６を含有した第2の樹脂５ｃの充填並びに硬化を行なうことによって、先の実施形態と同様の製造方法を用いて製造することができる。第1、第2の樹脂５ｂ，５ｃの硬化は、それぞれ別に本硬化を行なうこともできるが、第2の樹脂５ｃが混入しない程度に第1の樹脂５ｂの仮硬化を行ない、第2の樹脂５ｃの硬化と同時に第1の樹脂５ｂの本硬化を行なうことが製造工程の簡素化を図る上で好ましい。
上記実施形態は、上記ケース２の削除手法を採用して指向角θを広くする例を示したが、図３に示す実施形態は、ケースの削除手法を採用しないで製造した発光装置１の例を示している。この発光装置は、蛍光体の密度が高い層５ｃをケースの天面８よりも高い位置に形成し、この層５ｃがカップ３の縁よりも所定の幅以上はみ出すように形成している。図１や図２に示す構造によれば、傾斜面９を形成することによって蛍光体高密度の樹脂層５ｃの厚さがカップ３の縁に近づくにしたがって薄くなり、発光素子４の光と蛍光体６の光の混色状態が若干変化することがあるが、図3に示すようにカップ３の縁から高密度の樹脂層５ｃをはみ出すように配置し、その外側に傾斜面９を配置することにより、色ムラの状態を緩和することができる。
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、指向角の広い発光装置を提供することができる。また、色むらの少ない発光装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明によって製造された発光装置の実施形態を示す断面図である。
【図２】  発光装置の別の実施形態を示す断面図である。
【図３】  発光装置の別の実施形態を示す断面図である。
【図４】  （ａ）〜（ｅ）は、本発明の発光装置の製造方法の実施形態を示す断面図である。
【図５】  従来の発光装置を示す断面図である。
【符号の説明】
１    発光装置
２    ケース
３    カップ
４    発光素子
５    樹脂
６    蛍光体
７    樹脂天面
８    ケース天面
９    傾斜面
【図１】
0003789747.tif 000002
【図２】
0003789747.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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