JP2004343149A

JP2004343149A - 発光素子および発光素子の製造方法

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Application number: JP2004252541A
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Inventors: Atsushi Okazaki; 淳岡崎
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Filing date: 2004-08-31
Publication date: 2004-12-02
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Abstract

【課題】ＬＥＤチップの発光波長を蛍光材料により変換する発光素子において、作製が容易で低コストで均一な発光が得られる発光素子を提供すること。
【解決手段】この発光素子では、ＬＥＤチップ１の周囲に一次成型されて成る透光性樹脂１２’’を、その上面がほぼ平面状となるように形成し、その上面に、シート状に形成された蛍光材料含有樹脂１３’’を透光性接着剤等により接着して形成している。
【選択図】図５

Description

本発明は、ＬＥＤチップの発光波長を蛍光材料により変換する発光素子および発光素子の製造方法に関する。

青色や紫外光の発光を行うＬＥＤチップの発光波長を蛍光材料により、白色等に変換する発光素子が、各種装置の表示部の照明や一般的な照明等に応用することを目的として開発されている。

そのようなタイプの従来の発光素子としては、特開平５−１５２６０９号公報や特開平７−９９３４５号公報に記載されるようなものがある。ここで、特開平７−９９３４５号公報に記載された発光素子について、図７を参照して説明する。図７において、１０１はＬＥＤチップ、１０２は透光性樹脂、１０３’は蛍光材料、１０３は蛍光材料１０３’を含有する樹脂、１０８はリードフレーム、１００はリードフレーム１０８のＬＥＤチップ１０１搭載部に形成されたカップである。

図７に示すように、この発光素子は、リードフレーム１０８に形成されたカップ１００にＬＥＤ１０１を搭載し、そのカップ１００内部を蛍光材料１０３’を含有する樹脂１０３により充填し、その樹脂１０３を硬化させた後、その周囲を１０２は透光性樹脂により包囲するように封止して構成されるものである。

また、他の従来の発光素子として、特開平１０−２００１６５号公報に記載されるようなものもある。ここで、特開平１０−２００１６５号公報に記載された発光素子について、図８を参照して説明する。図８において、１１１はＬＥＤチップ、１１２は封止部１１２ａとレンズ部１１２ｂとから成る樹脂封止体、１１３は蛍光材料を含有する透光性樹脂材料から成る蛍光カバー、１１７はリード細線、１１８はリードフレームである。

図８に示すように、この発光素子は、リードフレーム１１８にＬＥＤ１１１を搭載してリード細線１１７によりリードフレーム１１８に配線し、これを樹脂封止体１１２により樹脂封止した後、蛍光材料を含有させた樹脂材料を樹脂成形、または樹脂封止体１１２に噴霧又は塗布して蛍光カバー１１３が樹脂封止体１１２を包囲するように形成されて構成されるものである。

しかしながら、上記の従来の技術では、下記のような課題がある。まず、図７を用いて説明した特開平７−９９３４５号公報に記載のものでは、未硬化の液状樹脂に蛍光材料１０３’を混合してＬＥＤチップ１０１の周囲に滴下するようにしてリードフレーム１０８のカップ１００内部に注入してから、樹脂１０３を熱硬化等により硬化させるが、その硬化に数時間を要し、その硬化中に比重の重い蛍光材料１０３’が沈降してしまう。そのような蛍光材料１０３’の沈降が起こると、カップ１００底面近傍に蛍光材料１０３’が多く分布することになる。すると、ＬＥＤチップ１０１の上面方向に発光した光と、ＬＥＤチップ１０１の側面方向に発光した光とで、通過する蛍光材料１０３’の量が異なることになる。

このことにより、そのような発光素子から発光される光に色むらを生じてしまう。例えば、ＬＥＤチップ１０１の発光色が青色で、蛍光材料が青色を黄色に変換するものであると、ＬＥＤチップ１０１の上面方向に発せられた光は青色が強い光となり、ＬＥＤチップ１０１の側面方向に発せられた光は黄色が強い光となるような色むらを生じる。

さらに、ＬＥＤチップの発光部は通常上面方向になるように搭載され、このような蛍光材料の沈降が発生すると、ＬＥＤチップの発光量の多い方向に蛍光材料があまり分布しないことになり、蛍光材料による波長変換効果が充分に得られない。

そこで、これを改善するために、蛍光材料１０３’の添加量を増加させることも考えられるが、蛍光材料１０３’による吸収も増大してしまうため、発光素子から発せられる全体の光量が低下してしまう。また、蛍光材料は高価であるため、コストの増大も引き起こしてしまう。

以上のように、特開平７−９９３４５号公報に記載のものでは、樹脂１０３の硬化時における蛍光材料１０３’の沈降により、発光の色むらが発生し、蛍光材料による波長変換効果を充分に得ることができなかった。

一方、図８を用いて説明した特開平１０−２００１６５号公報に記載のものでは、蛍光材料を含有させた樹脂材料を樹脂成形、または樹脂封止体１１２に噴霧又は塗布して、蛍光カバー１１３を樹脂封止体１１２を包囲するように形成するものである。この蛍光カバー１１３を、蛍光材料を含有させた樹脂材料を樹脂成形した場合には、その成形後に蛍光カバー１１３を樹脂封止体１１２に覆いかぶせるように被着するため、それらの間に空気層が形成されてしまう。そこで、それらの間を透光性の接着剤で充填する必要がある。しかしながら、このような形状のものを空気層を全く形成しないように、接着剤で接着するのは困難である。

また、蛍光材料を含有させた樹脂材料を樹脂封止体１１２に噴霧又は塗布して硬化させて、蛍光カバー１１３を形成する場合には、樹脂材料の噴霧むら又は塗布むらが発生してしまう。したがって、それを防止して、均一な蛍光カバー１１３を形成するためには、高価な蛍光材料が多く必要となり、コスト増大を招いていた。

なお、上記のような課題は、面実装型（チップ部品タイプ）の発光素子に適用した場合にも、同様のものが予想されるものである。
特開平７−９９３４５号公報特開平１０−２００１６５号公報

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであって、ＬＥＤチップの発光波長を蛍光材料により変換する発光素子において、作製が容易で低コストで均一な発光が得られる発光素子および発光素子の製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、この発明の発光素子では、ＬＥＤチップの発光波長を蛍光材料により変換する面実装型の発光素子において、
基板と、
この基板の一面に配置されるＬＥＤチップと、
上記基板の一面に配置されると共に上記ＬＥＤチップの周囲で上面がほぼ平面状に形成された透光性樹脂と、
予めシート状に形成されると共に上記透光性樹脂の上面に接着される蛍光材料を含有する樹脂と
を備えることとしている。

この発明の発光素子によれば、面実装型の発光素子において、ＬＥＤチップ周囲に透光性樹脂を一次成型した後、その一次成型された透光性樹脂上に蛍光材料を含有する樹脂を形成して構成しているので、ＬＥＤチップの発光強度が強い上面方向でほぼ均一に蛍光材料を分布させることができ、発光素子の発光色の色むらを防止すると共に、蛍光材料による波長変換の効率を向上させることが可能となる。したがって、高価な蛍光材料の使用量の低減が図れ、低コストの発光素子を実現することができる。なお、この発光素子の発光色の色むら防止は、ＬＥＤチップの発光面側に、ほぼ均一の厚みの蛍光材料を含有する層を形成できるので、ＬＥＤチップから発せられた光がその蛍光材料含有層を通過するとき、蛍光材料含有層のどの通過箇所でもほぼ同じ距離（ほぼ蛍光材料含有層の厚さに相当）だけ通過することになり、蛍光材料含有層における色変換の程度がほぼ同じで、ほぼ均一な発光色を得ることが可能となるというものである。

また、蛍光材料を含有する樹脂をシート状に形成し、そのシート状蛍光材料含有樹脂をＬＥＤチップ周囲に一次成型される透光性樹脂の上面に接着して構成しているので、均一に蛍光材料が分布したシート状樹脂を予め作製しておくことにより、より蛍光材料による波長変換効果を高効率に得ることができる。

また、この発明の発光素子の製造方法では、ＬＥＤチップの発光波長を蛍光材料により変換する面実装型の発光素子の製造方法において、
基板の一面に配置されるＬＥＤチップの周囲で、かつ、上記基板の一面に、透光性樹脂をトランスファーモールド成型法により上面がほぼ平面状になるように形成する第１の工程と、
蛍光材料を含有する樹脂を、予めシート状に形成して、上記透光性樹脂の上面に接着する第２の工程と
を備えることとしている。

この発明の発光素子の製造方法によれば、面実装型の発光素子において、ＬＥＤチップ周囲に透光性樹脂を一次成型した後、その一次成型された透光性樹脂上に蛍光材料を含有する樹脂を形成して構成しているので、ＬＥＤチップの発光強度が強い上面方向でほぼ均一に蛍光材料を分布させることができ、発光素子の発光色の色むらを防止すると共に、蛍光材料による波長変換の効率を向上させることが可能となる。したがって、高価な蛍光材料の使用量の低減が図れ、低コストの発光素子を実現することができる。なお、この発光素子の発光色の色むら防止は、ＬＥＤチップの発光面側に、ほぼ均一の厚みの蛍光材料を含有する層を形成できるので、ＬＥＤチップから発せられた光がその蛍光材料含有層を通過するとき、蛍光材料含有層のどの通過箇所でもほぼ同じ距離（ほぼ蛍光材料含有層の厚さに相当）だけ通過することになり、蛍光材料含有層における色変換の程度がほぼ同じで、ほぼ均一な発光色を得ることが可能となるというものである。

この発明の発光素子によれば、面実装型の発光素子において、ＬＥＤチップ周囲に透光性樹脂を一次成型した後、その一次成型された透光性樹脂上に蛍光材料を含有する樹脂を形成して構成しているので、ＬＥＤチップの発光強度が強い上面方向でほぼ均一に蛍光材料を分布させることができ、発光素子の発光色の色むらを防止すると共に、蛍光材料による波長変換の効率を向上させることが可能となる。したがって、高価な蛍光材料の使用量の低減が図れ、低コストの発光素子を実現することができる。蛍光材料を含有する樹脂をシート状に形成し、そのシート状蛍光材料含有樹脂をＬＥＤチップ周囲に一次成型される透光性樹脂の上面に接着して構成しているので、均一に蛍光材料が分布したシート状樹脂を予め作製しておくことにより、より蛍光材料による波長変換効果を高効率に得ることができる。

また、この発明の発光素子の製造方法によれば、面実装型の発光素子において、ＬＥＤチップ周囲に透光性樹脂を一次成型した後、その一次成型された透光性樹脂上に蛍光材料を含有する樹脂を形成して構成しているので、ＬＥＤチップの発光強度が強い上面方向でほぼ均一に蛍光材料を分布させることができ、発光素子の発光色の色むらを防止すると共に、蛍光材料による波長変換の効率を向上させることが可能となる。したがって、高価な蛍光材料の使用量の低減が図れ、低コストの発光素子を実現することができる。蛍光材料を含有する樹脂をシート状に形成し、そのシート状蛍光材料含有樹脂をＬＥＤチップ周囲に一次成型される透光性樹脂の上面に接着して構成しているので、均一に蛍光材料が分布したシート状樹脂を予め作製しておくことにより、より蛍光材料による波長変換効果を高効率に得ることができる。

以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。

第１の参考例の発光素子は、図１に示すように、配線部６が形成された基板部５と、基板部５上で金属細線７により配線されるＬＥＤチップ１と、ＬＥＤチップ１の周囲を囲み基板部５と共に凹部を形成すると共にＬＥＤチップ１の上方向への光出力を増大させるために光反射性樹脂から成る光反射部４と、ＬＥＤチップ１周囲に封入され硬化させて成る透光性樹脂２と、透光性樹脂２の硬化後その透光性樹脂２に封入され硬化されて成り蛍光材料を含有する樹脂３とから構成されるものである。なお、上記参考例の発光素子は、配線部６が図１に示すような立体配線と成っており、面実装型、即ちチップ型部品タイプの発光素子として構成されているものである。

上記参考例の発光素子の製造は、配線部６が形成された基板部５上に、ＬＥＤチップ１搭載部の周囲を囲むように光反射部４が形成されたものを作製する。そして、その基板部５と光反射部４とにより形成される凹部底面にＬＥＤチップ１を配置し、配線部６に金属細線７を用いて配線を施し、ＬＥＤチップ１の搭載を行う。次に、基板部５と光反射部４とにより形成される凹部内部のＬＥＤチップ１周囲に、エポキシ系樹脂やシリコン系樹脂等の透光性樹脂２を封入し、硬化させる。その後、硬化した透光性樹脂２上面全体を覆うように、蛍光材料含有樹脂３を均一になるように封入し、硬化させる。

なお、蛍光材料含有樹脂３に用いる樹脂材料としては、透光性樹脂２と同様のエポキシ系樹脂やシリコン系樹脂等の透光性樹脂材料を用いることができる。また、透光性樹脂２の硬化後、凹部を形成する光反射部４の上面が、透光性樹脂２の上面より高くなるようにしておけば、光反射部４により樹脂材料のもれを防止することができるので、蛍光材料含有樹脂３に粘性の低い樹脂材料を用いることができ、様々な材料を選択できると共に、粘性の低い樹脂材料を滴下するなどして封入でき、設計の自由度が向上すると共に製造プロセスにおいても有効なものである。

以上のようにして、図１に示すような上記参考例の発光素子を容易に作製することができる。

上記参考例によれば、面実装型の発光素子において、ＬＥＤチップ１周囲に透光性樹脂２を封入、硬化後、その硬化された透光性樹脂１上に蛍光材料含有樹脂３を封入、硬化して構成しているので、ＬＥＤチップ１の発光強度が強い上面方向でほぼ均一に蛍光材料を分布させることができ、発光素子の発光色の色むらを防止すると共に、蛍光材料による波長変換の効率を向上させることが可能となる。したがって、高価な蛍光材料の使用量の低減が図れ、低コストの発光素子を実現することができる。

なお、この発光素子の発光色の色むらを防止は、ＬＥＤチップ１から放出される光が、どの角度又はどの方向においても、波長変換材料（蛍光材料）中をほぼ同じ距離通過することになるので、変換される色合いがほぼ同じものとなり、色むらを生じないというものである。

さらに、ＬＥＤチップ１の周囲で凹部を形成する部分として、光反射性樹脂から成り、形状が上方に開口部が広がるような光反射部４を採用しているので、より光出力を増大させることができ、ＬＥＤチップ１からの発光をより高効率に利用することができる。

また、ＬＥＤチップ１から蛍光材料含有樹脂３までの距離をほぼ均一にできるので、発光素子を多数配列させるようなアレイ状のものでも、各素子間での発色のばらつきを防止することができる。

第２の参考例について、要部断面図である図２を用いて説明する。

第２の参考例の発光素子において、上記第１の参考例と異なる点は、ＬＥＤチップ１周囲に封入され硬化させて成る透光性樹脂２’をドーム状に形成し、蛍光材料含有樹脂３’の形状もそれに対応して変化していることであり、その他については上記第１の参考例とほぼ同様のものである。

上記参考例の発光素子の製造は、上記第１の参考例と同様にして、ＬＥＤチップ１の搭載を行った後、基板部５と光反射部４とにより形成される凹部内部のＬＥＤチップ１周囲に、チクソトロピー（揺変性）を示す樹脂材料から成る透光性樹脂２’をドーム形状になるように滴下し、その形状が保持される時間内に硬化させる。その後、硬化した透光性樹脂２’上面全体を覆うように、蛍光材料含有樹脂３’を封入し、硬化させる。

なお、蛍光材料含有樹脂３’に用いる樹脂材料としては、上記第１の参考例と同様、エポキシ系樹脂やシリコン系樹脂等の透光性樹脂材料を用いることができる。また、透光性樹脂２’の硬化後、凹部を形成する光反射部４の上面が、透光性樹脂２’のドーム形状頂点部分より高くなるようにしておけば、光反射部４により樹脂材料のもれを防止することができるので、蛍光材料含有樹脂３’に粘性の低い樹脂材料を用いることができ、様々な材料を選択できると共に、粘性の低い樹脂材料を滴下するなどして封入でき、設計の自由度が向上すると共に製造プロセスにおいても有効なものである。

また、透光性樹脂２’に用いるチクソトロピー（揺変性）を示す樹脂材料として、例えば、シリコン系樹脂やエポキシ系樹脂等の透光性樹脂材料で、チクソトロピーを示すものであれば使用することができる。

以上のようにして、図２に示すような上記参考例の発光素子を容易に作製することができる。

上記参考例によれば、ＬＥＤチップ１周囲に封入され硬化される透光性樹脂２’をドーム状に形成しているので、その形状によるレンズ効果を得ることができ、光の利用効率をより向上させることができる。なお、ＬＥＤチップ１周囲に封入され硬化される透光性樹脂２’として、チクソトロピー（揺変性）を示す樹脂材料を用いているので、容易にドーム状に形成することができる。

チクソトロピーとは、ゲルがかき回したり振ったりすることによってゾルに変わり、それを放置すると再びゲルに戻る性質のことである。したがって、チクソトロピー（揺変性）を示す樹脂材料のゾル状のものを、ＬＥＤチップ周囲にドーム状の形状となるように滴下すると、ゲル状態となってその形状が維持され、その樹脂を硬化すれば、容易にドーム形状を形成することができる。すなわち、チクソトロピー（揺変性）を示す樹脂材料を用いると、硬化前の液状の樹脂をＬＥＤチップ周囲に滴下すれば、熱硬化等によって硬化させるまで、その形状を保つことができ、容易にドーム形状の形成が可能となるというものである。

また、上記第１の参考例と同様に、発光素子の発光色の色むらを防止すると共に、蛍光材料による波長変換の効率を向上させることが可能となる。なお、この発光素子の発光色の色むらを防止は、上記第１の参考例と同様、ＬＥＤチップ１から放出される光が、どの角度又はどの方向においても、波長変換材料（蛍光材料）中をほぼ同じ距離通過することになるので、変換される色合いがほぼ同じものとなり、色むらを生じないというものである。

第３の参考例について、要部断面図である図３を用いて説明する。

第３の参考例の発光素子は、図３に示すように、プリント配線基板等の基板１５と、基板１５上で金属細線７により配線されるＬＥＤチップ１と、ＬＥＤチップ１の周囲に一次成型されて成る透光性樹脂１２と、一次成型された透光性樹脂１２上に形成されて成り蛍光材料を含有する樹脂１３とから構成されるものである。なお、上記参考例の発光素子は、図４に示すように、基板１５の配線部（図示なし）にＬＥＤチップ１が配線されて成っており、面実装型、即ちチップ型部品タイプの発光素子として構成されているものである。

上記参考例の発光素子の製造は、基板部１５上にＬＥＤチップ１を配置し、金属細線７を用いて配線を施し、ＬＥＤチップ１の搭載を行う。次に、基板１５上のＬＥＤチップ１周囲に、エポキシ系樹脂やシリコン系樹脂等の透光性樹脂１２をトランスファーモールド成型法によりドーム状になるように形成する。その後、透光性樹脂１２の周囲の露出部全面を覆うように、蛍光材料含有樹脂１３をトランスファーモールド成型法により形成する。

なお、蛍光材料含有樹脂１３に用いる樹脂材料としては、透光性樹脂１２と同様のエポキシ系樹脂やシリコン系樹脂等の透光性樹脂材料を用いることができる。以上のようにして、図３に示すような上記参考例の発光素子を容易に作製することができる。

上記参考例によれば、面実装型の発光素子において、ＬＥＤチップ１周囲に透光性樹脂１２を一次成型した後、その一次成型された透光性樹脂１２上に蛍光材料含有樹脂１３を形成して構成しているので、ＬＥＤチップ１の発光強度が強い上面方向でほぼ均一に蛍光材料を分布させることができ、発光素子の発光色の色むらを防止すると共に、蛍光材料による波長変換の効率を向上させることが可能となる。

さらに、ＬＥＤチップ１から蛍光材料含有樹脂１３までの距離をほぼ均一にできるので、発光素子を多数配列させるようなアレイ状のものでも、各素子間での発色のばらつきを防止することができる。

第４の参考例について、要部断面図である図４を用いて説明する。

第４の参考例の発光素子において、上記第３の参考例と異なる点は、ＬＥＤチップ１の周囲に一次成型されて成る透光性樹脂１２’を、その上面が凹形状となるように形成し、蛍光材料含有樹脂１３’の形状がその透光性樹脂１２’の上面が凹形状を埋めるような形状に形成されていることであり、その他については上記第３の参考例とほぼ同様のものである。

上記参考例の発光素子の製造は、上記第３の参考例と同様にして、ＬＥＤチップ１の搭載を行った後、エポキシ系樹脂やシリコン系樹脂等の透光性樹脂１２’をトランスファーモールド成型法により、上面に凹形状を有するように形成する。その後、透光性樹脂１２上面の凹形状部分に、蛍光材料含有樹脂１３を滴下して硬化する。

なお、蛍光材料含有樹脂１３’に用いる樹脂材料としては、透光性樹脂１２’と同様のエポキシ系樹脂やシリコン系樹脂等の透光性樹脂材料を用いることができる。以上のようにして、図４に示すような上記参考例の発光素子を容易に作製することができる。

上記参考例によれば、ＬＥＤチップ１周囲に一次成型される透光性樹脂１２’の上面に凹形状を形成し、その透光性樹脂１２’の上面の凹形状の部分に、蛍光材料含有樹脂１３’を滴下、硬化して構成しているので、透光性樹脂上面の凹形状の部分に、蛍光材料を含有する樹脂を滴下するようにしているので、トランスファーモールド成型法を用いなくとも形成可能であり他の製造プロセスを採用することができ、また、蛍光材料を含有する樹脂として、比較的粘性の低いものも用いることができ、樹脂材料選定の幅を広げることができ、様々な樹脂材料が使用可能となる。

また、上記第３の参考例と同様に、発光素子の発光色の色むらを防止すると共に、蛍光材料による波長変換の効率を向上させることが可能となる。

なお、この発光素子の発光色の色むらを防止は、上記第３の参考例と同様、ＬＥＤチップ１から放出される光が、どの角度又はどの方向においても、波長変換材料（蛍光材料）中をほぼ同じ距離通過することになるので、変換される色合いがほぼ同じものとなり、色むらを生じないというものである。

第５の実施形態について、要部断面図である図５を用いて説明する。

第５の実施形態の発光素子において、上記第３の参考例と異なる点は、ＬＥＤチップ１の周囲に一次成型されて成る透光性樹脂１２’’を、その上面がほぼ平面状となるように形成し、その上面に、シート状に形成された蛍光材料含有樹脂１３’’を透光性接着剤等により接着して形成していることであり、その他については上記第３の参考例とほぼ同様のものである。

本実施形態の発光素子の製造は、上記第３の参考例と同様にして、ＬＥＤチップ１の搭載を行った後、エポキシ系樹脂やシリコン系樹脂等の透光性樹脂１２’’をトランスファーモールド成型法により、上面がほぼ平面状になるように形成する。そして、予めシート状に形成した蛍光材料含有樹脂１３’’を、透光性樹脂１２’’の上面に、透光性接着剤等により接着する。

なお、蛍光材料含有樹脂１３’’に用いる樹脂材料としては、透光性樹脂１２’’と同様のエポキシ系樹脂やシリコン系樹脂等の透光性樹脂材料を用いることができる。以上のようにして、図５に示すような本実施形態の発光素子を容易に作製することができる。

本実施形態によれば、蛍光材料含有樹脂１３’’をシート状に形成し、そのシート状蛍光材料含有樹脂１３’’をＬＥＤチップ１周囲に一次成型された透光性樹脂１２’’の上面に接着して構成しているので、均一に蛍光材料が分布したシート状樹脂１３’’を予め作製しておくことにより、より蛍光材料による波長変換効果を高効率に得ることができる。

また、上記第３の参考例と同様に、発光素子の発光色の色むらを防止すると共に、蛍光材料による波長変換の効率を向上させることが可能となる。なお、この発光素子の発光色の色むらを防止は、上記第３の参考例と同様、ＬＥＤチップ１から放出される光が、どの角度又はどの方向においても、波長変換材料（蛍光材料）中をほぼ同じ距離通過することになるので、変換される色合いがほぼ同じものとなり、色むらを生じないというものである。

第６の参考例について、要部断面図である図６を用いて説明する。

第６の参考例の発光素子は、図６に示すように、蛍光材料を含有する樹脂から成る成型体２３と、リードフレーム８と、リードフレーム８に配線実装させるＬＥＤチップ１と、リードフレーム８に実装されたＬＥＤチップ１が蛍光材料含有成型体２３内部に収納された状態で注入され硬化されて成る透光性樹脂２２とから構成されるものである。なお、上記参考例の発光素子は、図６に示すように、ＬＥＤチップ１がリードフレーム８に実装され、そのリードフレーム８のリード部が外部に引き出されたようなリードフレーム型の発光素子として構成されているものである。

上記参考例の発光素子の製造は、リードフレーム８のＬＥＤチップ１搭載部にＬＥＤチップ１を配置して、金属細線７を用いてリードフレーム８に配線を施し、ＬＥＤチップ１の実装を行う。また、蛍光材料を含有する樹脂を用いて、インジェクション成型法により、ドーム状で内部が空洞状の蛍光材料含有成型体２３を形成する。次に、リードフレーム８に実装されたＬＥＤチップ１が蛍光材料含有成型体２３の空胴内部に収納されるような状態に保持し、その内部にエポキシ系樹脂やシリコン系樹脂等の透光性樹脂２２を注入し、硬化させる。

なお、蛍光材料含有成型体２３に用いる樹脂材料としては、透光性樹脂２２と同様のエポキシ系樹脂やシリコン系樹脂等の透光性樹脂材料を用いることができる。以上のようにして、図６に示すような上記参考例の発光素子を容易に作製することができる。

上記参考例によれば、リードフレーム型の発光素子において、蛍光材料含有成型体２３を形成し、その成形体２３内部にリードフレームに実装されたＬＥＤチップ１を収納して、成形体２３内部の間隙に透光性樹脂２２を注入、硬化して構成しているので、均一に蛍光材料が分布した成型体２３を予め作製しておくことにより、その成形体２３と後に注入、硬化させる透光性樹脂２２との間に空気層を形成することなく、発光素子の発光色の色むらを防止すると共に、蛍光材料による波長変換の効率を向上させることが可能な発光素子を容易に作製することができる。

したがって、上記の特開平１０−２００１６５号公報に記載の従来のもののように、蛍光カバー１１３と樹脂封止体１１２との間に透光性の接着剤を充填するような必要がなくなり、接着剤の原材料費コストの低減ばかりでなく、製造プロセスの簡略化により、高品質でコストの低減をできる発光素子を実現することができる。また、上記の特開平１０−２００１６５号公報に記載の従来のもののように、蛍光材料を含有させた樹脂材料を樹脂封止体１１２に噴霧又は塗布して硬化させて蛍光カバー１１３を形成することもないので、それの形成時の蛍光材料の分布むらを生じず、かつ蛍光材料を多量に必要せず、低コストかつ高品質の発光素子を実現できる。

また、上記参考例では、図６に示すようなレンズ部を有するドーム状としているので、その形状によるレンズ効果を得ることができ、光の利用効率をより向上させることができる。

なお、いずれの参考例および実施形態においても、ＬＥＤチップ１の発光部が上面方向になるように配置したものである（但し、第６の参考例においては、図７の図面下方向）。

上記のいずれの参考例および実施形態についても、ＬＥＤチップ１として青色発光のものを用い、蛍光材料として青色を黄色に波長変換するものを用いて構成した結果、色むらのない良好な白色発光を得ることができた。

また、第１の参考例（図１）又は第２の参考例（図２）のものでは、透光性樹脂２又は透光性樹脂２’の硬化後に、ＬＥＤチップ１の発光波長を測定し、その波長に応じて、蛍光材料含有樹脂３又は蛍光材料含有樹脂３’の蛍光材料の含有量を調整することにより、より安定した波長の発光を得ることができ、上記参考例の場合、良好でばらつきのない白色光を得ることができた。

第１の参考例の発光素子の概略構造を示す要部断面図である。第２の参考例の発光素子の概略構造を示す要部断面図である。第３の参考例の発光素子の概略構造を示す要部断面図である。第４の参考例の発光素子の概略構造を示す要部断面図である。第５の実施形態の発光素子の概略構造を示す要部断面図である。第６の参考例の発光素子の概略構造を示す要部断面図である。従来の発光素子の概略構造を示す要部断面図である。従来の発光素子の概略構造を示す要部断面図である。

符号の説明

１ＬＥＤチップ
２，２’，１２，１２’，１２’’，２２透光性樹脂
３，３’，１３，１３’，１３’’，２３蛍光材料含有樹脂
４光反射部
５基板部
６配線部
７金属細線
８リードフレーム
１５基板
２３蛍光材料含有成型体

Claims

ＬＥＤチップの発光波長を蛍光材料により変換する面実装型の発光素子において、
基板と、
この基板の一面に配置されるＬＥＤチップと、
上記基板の一面に配置されると共に上記ＬＥＤチップの周囲で上面がほぼ平面状に形成された透光性樹脂と、
予めシート状に形成されると共に上記透光性樹脂の上面に接着される蛍光材料を含有する樹脂と
を備えることを特徴とする発光素子。
ＬＥＤチップの発光波長を蛍光材料により変換する面実装型の発光素子の製造方法において、
基板の一面に配置されるＬＥＤチップの周囲で、かつ、上記基板の一面に、透光性樹脂をトランスファーモールド成型法により上面がほぼ平面状になるように形成する第１の工程と、
蛍光材料を含有する樹脂を、予めシート状に形成して、上記透光性樹脂の上面に接着する第２の工程と
を備えることを特徴とする発光素子の製造方法。