JP2006324408A - Light emitting diode element with lens, light emitting device, and its manufacturing method - Google Patents

Light emitting diode element with lens, light emitting device, and its manufacturing method Download PDF

Info

Publication number
JP2006324408A
JP2006324408A JP2005145453A JP2005145453A JP2006324408A JP 2006324408 A JP2006324408 A JP 2006324408A JP 2005145453 A JP2005145453 A JP 2005145453A JP 2005145453 A JP2005145453 A JP 2005145453A JP 2006324408 A JP2006324408 A JP 2006324408A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
lens
emitting diode
diode element
light emitting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2005145453A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tadayuki Ogata
忠之 尾形
Takahiro Asai
隆宏 浅井
Takumi Narita
巧 成田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyoda Gosei Co Ltd
Original Assignee
Toyoda Gosei Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyoda Gosei Co Ltd filed Critical Toyoda Gosei Co Ltd
Priority to JP2005145453A priority Critical patent/JP2006324408A/en
Publication of JP2006324408A publication Critical patent/JP2006324408A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/15Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
    • H01L2224/16Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/161Disposition
    • H01L2224/16135Disposition the bump connector connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip
    • H01L2224/16145Disposition the bump connector connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip the bodies being stacked
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805Shape
    • H01L2224/4809Loop shape
    • H01L2224/48091Arched

Landscapes

  • Led Device Packages (AREA)
  • Led Devices (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light emitting diode element with a lens which copes with a demand in recent years for an improvement in brightness and an enhancement in output power. <P>SOLUTION: A light emitting diode element 2 with a lens is equipped with a light emitting diode element 4 provided with a light extracting plane 7A covered with a lens 5. The lens 5 is equipped with an optically shaped plane 5A. The plane includes a first light projecting plane 5a directed to a lighting target side, and a second light projecting plane 5b swelling out in the direction of a virtual plane located on a side opposite to the lighting target side of the first light projecting plane 5a, and kept in parallel with the light extracting plane 7A. The lens 5 thereby condenses enough light, and the light emitting device is improved in light extraction efficiency. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、レンズで光取出面を被覆してなるレンズ付き発光ダイオード素子及び発光装置並びにその製造方法に関する。   The present invention relates to a light emitting diode element with a lens formed by covering a light extraction surface with a lens, a light emitting device, and a method for manufacturing the same.

近年、発光装置には、水銀ガスによる環境(人体)への悪影響をなくすという考えから、また紫外光の照射による構成部品の劣化を防止するとともに、消費電力コストを低減し、かつ良好な色再現性を得るという観点等から、水銀ガスを内封してなる冷陰極蛍光管に代わり、発光ダイオード(Light Emitting Diode:LED)素子を備えたものが採用されている。   In recent years, light emitting devices have been designed to eliminate adverse effects of mercury gas on the environment (human body), prevent deterioration of components due to ultraviolet light irradiation, reduce power consumption costs, and achieve good color reproduction. From the standpoint of obtaining high performance, a light emitting diode (LED) element is employed instead of a cold cathode fluorescent tube containing mercury gas.

例えば、この種の発光装置における発光ダイオード素子には、発光部としての発光層及びこの発光層からの光を出射する光取出面を有するサファイア(Al23)基板を備え、サファイア基板からなる素子搭載基板上にフリップ実装してなるものが知られている。 For example, a light emitting diode element in this kind of light emitting device includes a sapphire (Al 2 O 3 ) substrate having a light emitting layer as a light emitting portion and a light extraction surface for emitting light from the light emitting layer, and is made of a sapphire substrate. A device that is flip-mounted on an element mounting substrate is known.

このような発光ダイオード素子においては、発光層が発光すると、この光がサファイア基板を透過して光取出面から外部に出射される。   In such a light emitting diode element, when the light emitting layer emits light, this light is transmitted through the sapphire substrate and emitted to the outside from the light extraction surface.

ところが、この種の発光ダイオード素子は、各層(サファイア基板,発光層)の屈折率及び平面形状が互いに異なるものであるため、各層の界面で全反射による所謂フレネル損失が生じ、光取出効率が低下するという不都合がある。   However, since this type of light emitting diode element has different refractive indexes and planar shapes of the layers (sapphire substrate, light emitting layer), so-called Fresnel loss occurs due to total reflection at the interface of each layer, and the light extraction efficiency is lowered. There is an inconvenience of doing.

そこで、上述した不都合を回避するために、サファイア基板の光取出面をレンズで被覆してなるレンズ付き発光ダイオード素子も用いられている。   Therefore, in order to avoid the above-described disadvantages, a light-emitting diode element with a lens formed by covering the light extraction surface of a sapphire substrate with a lens is also used.

従来、この種のレンズ付き発光ダイオード素子には、光出射窓を有する半導体発光素子チップ及びこの半導体発光素子チップにバッファ層を介して積層する微小レンズを備えたものが提案されている(例えば特許文献1)。
特開平6−151972号公報
Conventionally, a light emitting diode element with a lens of this type has been proposed that includes a semiconductor light emitting element chip having a light exit window and a microlens laminated on the semiconductor light emitting element chip via a buffer layer (for example, a patent). Reference 1).
Japanese Patent Laid-Open No. 6-151972

しかしながら、特許文献1によると、半導体発光素子チップの光取出面(バッファ層)を被覆するレンズ(微小レンズ)がバッファ層上でレンズ母材を溶融して硬化させてなるものであるため、半球状の球面レンズのレンズ高さ(厚さ)より大きいレンズ厚さをもつ微小レンズをバッファ層上に形成することができなかった。この結果、レンズによる十分な集光性が得られず、光取出効率が悪くなり、近年における高輝度化及び大出力化に応じることができないという問題があった。   However, according to Patent Document 1, the lens (microlens) that covers the light extraction surface (buffer layer) of the semiconductor light-emitting element chip is formed by melting and hardening the lens base material on the buffer layer. A microlens having a lens thickness larger than the lens height (thickness) of the spherical lens cannot be formed on the buffer layer. As a result, there is a problem that sufficient light condensing performance by the lens cannot be obtained, the light extraction efficiency is deteriorated, and it is impossible to respond to the recent increase in luminance and output.

そこで、本発明者は、レンズ厚さの大型化(レンズ厚さを大きくすること)の検討を開始したが、その過程で光取出面上に液状のレンズ素材を滴下して球状のレンズを形成すると、レンズ高さ(光取出面の法線方向寸法)を大きくすることが可能となり、さらにはレンズ高さを大きくすればする程、発光ダイオード素子の軸上光度向上率が大きくなることを見出した。   Therefore, the present inventor has started to study increasing the lens thickness (increasing the lens thickness), but in the process, a liquid lens material is dropped on the light extraction surface to form a spherical lens. As a result, it is possible to increase the lens height (dimension in the normal direction of the light extraction surface), and further, the higher the lens height, the greater the on-axis luminous intensity improvement rate of the light-emitting diode element. It was.

従って、本発明の目的は、光取出効率を高めることができ、もって近年における高輝度化及び大出力化に応じることができるレンズ付き発光ダイオード素子及び発光装置並びにその製造方法を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a light-emitting diode element with a lens, a light-emitting device, and a method for manufacturing the same, which can increase the light extraction efficiency and can respond to the recent increase in luminance and output. .

(1)上記目的を達成するために、本発明は、レンズによって被覆してなる光取出面を有する発光ダイオード素子を備えたレンズ付き発光ダイオード素子であって、前記レンズには、照明対象側を指向する第1光出射面及び前記第1光出射面の反照明対象側で前記光取出面と平行な仮想面方向に膨出する第2光出射面を含む光学形状面が設けられていることを特徴とするレンズ付き発光ダイオード素子を提供する。 (1) In order to achieve the above object, the present invention is a light-emitting diode element with a lens including a light-emitting diode element having a light extraction surface covered with a lens, and the lens is provided with a side to be illuminated. An optical shape surface including a first light emitting surface that is directed and a second light emitting surface that bulges in a virtual plane direction parallel to the light extraction surface on a side opposite to the illumination target of the first light emitting surface is provided. A lens-equipped light-emitting diode device is provided.

(2)上記目的を達成するために、本発明は、照明対象側に開口するケースと、前記ケースに固定されて素子搭載部を有する素子搭載基板と、前記素子搭載部上に搭載され、レンズによって被覆してなる光取出面を有する発光ダイオード素子と、前記発光ダイオード素子を前記ケース内で封止する封止部材とを備えた発光装置であって、前記レンズは、上記(1)に記載のレンズであることを特徴とする発光装置を提供する。 (2) To achieve the above object, the present invention provides a case that opens to the illumination target side, an element mounting substrate that is fixed to the case and has an element mounting portion, and is mounted on the element mounting portion, A light-emitting device comprising: a light-emitting diode element having a light extraction surface covered with a light-emitting diode element; and a sealing member for sealing the light-emitting diode element in the case, wherein the lens is described in (1) above. Provided is a light-emitting device characterized by being a lens.

(3)上記目的を達成するために、本発明は、レンズによって被覆してなる光取出面を有する発光ダイオード素子を備えたレンズ付き発光ダイオード素子を製造する方法であって、前記光取出面に液状のレンズ素材を滴下することにより前記レンズを形成する工程を備え、前記レンズを形成するにあたり、照明対象側を指向する第1光出射面及び前記第1光出射面の反照明対象側で前記光取出面と平行な仮想面方向に膨出する第2光出射面を含む光学形状面を前記レンズ素材に設けることを特徴とするレンズ付き発光ダイオード素子の製造方法を提供する。 (3) In order to achieve the above object, the present invention is a method of manufacturing a light-emitting diode element with a lens including a light-emitting diode element having a light extraction surface covered with a lens, A step of forming the lens by dropping a liquid lens material, and in forming the lens, the first light exit surface directed toward the illumination target side and the anti-illumination target side of the first light exit surface; Provided is a method for manufacturing a lens-equipped light-emitting diode element, wherein an optically shaped surface including a second light emitting surface that bulges in a virtual plane direction parallel to a light extraction surface is provided on the lens material.

(4)上記目的を達成するために、本発明は、照明対象側に開口するケースと、前記ケースに固定されて素子搭載部を有する素子搭載基板と、前記素子搭載部上に搭載され、レンズによって被覆してなる光取出面を有する発光ダイオード素子と、前記発光ダイオード素子を前記ケース内で封止する封止部材とを備えた発光装置を製造する方法であって、予め前記素子搭載部上に搭載された前記発光ダイオード素子の光取出面に液状のレンズ素材を滴下することにより前記レンズを形成する工程と、前記ケース内でレンズ付き発光ダイオード素子を封止部材によって封止する工程とを備え、前記レンズを形成するにあたり、照明対象側を指向する第1光出射面及び前記第1光出射面の反照明対象側で前記光取出面と平行な仮想面方向に膨出する第2光出射面を含む光学形状面を前記レンズ素材に設けることを特徴とする発光装置の製造方法を提供する。 (4) In order to achieve the above object, the present invention provides a case that opens to the illumination target side, an element mounting substrate that is fixed to the case and has an element mounting portion, and is mounted on the element mounting portion, A light emitting diode element having a light extraction surface coated with a light emitting surface, and a sealing member for sealing the light emitting diode element in the case, the method comprising: Forming a lens by dropping a liquid lens material on a light extraction surface of the light emitting diode element mounted on the light emitting diode, and sealing the light emitting diode element with a lens with a sealing member in the case. And in forming the lens, the first light exit surface directed toward the illumination target side and the opposite side of the first light exit surface swell in a virtual plane direction parallel to the light extraction surface. The optical shape surface including the second light emitting surface to provide a method of manufacturing a light emitting device, characterized in that provided on the lens material.

本発明によると、光取出効率を高めることができ、近年における高輝度化及び大出力化に応じることができる。   According to the present invention, the light extraction efficiency can be increased, and it is possible to meet the recent increase in luminance and output.

[第1の実施の形態]
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る発光装置を説明するために示す断面図である。図2は、本発明の第1の実施の形態に係る発光装置のレンズ付き発光ダイオード素子を説明するために示す断面図である。
[First embodiment]
FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining a light emitting device according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining the lens-equipped light-emitting diode element of the light-emitting device according to the first embodiment of the present invention.

〔発光装置の全体構成〕
図1において、符号1で示す発光装置は、光源としてのレンズ付き発光ダイオード素子2と、このレンズ付き発光ダイオード素子2を収容可能なケース3とから大略構成されている。
[Overall configuration of light emitting device]
In FIG. 1, the light emitting device denoted by reference numeral 1 is roughly configured by a light emitting diode element 2 with a lens as a light source and a case 3 that can accommodate the light emitting diode element 2 with a lens.

(レンズ付き発光ダイオード素子2の構成)
レンズ付き発光ダイオード素子2は、図1に示すように、窒化物系化合物の半導体材料からなるフリップチップ型の発光ダイオード素子4と、この発光ダイオード素子4の光取出面7A(後述)を被覆する透明なシリコーンからなるレンズ5とを有し、素子搭載基板6(副素子搭載基板)上に搭載されている。
(Configuration of light-emitting diode element 2 with lens)
As shown in FIG. 1, the light-emitting diode element 2 with a lens covers a flip-chip type light-emitting diode element 4 made of a nitride compound semiconductor material and a light extraction surface 7A (described later) of the light-emitting diode element 4. And a lens 5 made of transparent silicone and mounted on an element mounting substrate 6 (sub-element mounting substrate).

<発光ダイオード素子4の構成>
発光ダイオード素子4は、図2に示すように、コンタクト電極4A,4Bを有する大出力用の青色発光ダイオード素子からなり、光取出面7Aを有するサファイア(Al23)基板7上にバッファ(AlN)層8及びn型半導体(GaN)層9・発光層10・p型半導体(GaN)層11を順次結晶成長させることにより形成されている。コンタクト電極4Aは、ロジウム(Rh)からなり、p型半導体層11の表面に配設されている。コンタクト電極4Bは、アルミニウム(Al)からなり、n型半導体層9の外部露出面に配設されている。発光ダイオード素子4の平面縦横寸法は、縦寸法及び横寸法をそれぞれ1mmとする平面サイズ(正方形サイズ)に設定されている。発光ダイオード素子4の熱膨張率αはα=7×10−6/℃に設定されている。
<Configuration of Light-Emitting Diode Element 4>
As shown in FIG. 2, the light-emitting diode element 4 is composed of a blue LED element for high output having contact electrodes 4A and 4B, and is buffered on a sapphire (Al 2 O 3 ) substrate 7 having a light extraction surface 7A. The AlN layer 8, the n-type semiconductor (GaN) layer 9, the light emitting layer 10, and the p-type semiconductor (GaN) layer 11 are formed by sequentially growing crystals. The contact electrode 4A is made of rhodium (Rh) and is disposed on the surface of the p-type semiconductor layer 11. The contact electrode 4B is made of aluminum (Al) and is disposed on the externally exposed surface of the n-type semiconductor layer 9. The plane vertical and horizontal dimensions of the light emitting diode element 4 are set to a plane size (square size) in which the vertical dimension and the horizontal dimension are each 1 mm. The thermal expansion coefficient α of the light emitting diode element 4 is set to α = 7 × 10 −6 / ° C.

<レンズ5の構成>
レンズ5は、図2に示すように、光取出面7Aの平面縦横寸法(各辺の寸法が1mm)より大きいレンズ高さHをもつシリコーンからなる凸レンズによって形成されている。レンズ5には、照明対象側を指向する第1光出射面5a及びこの第1光出射面5aの反照明対象側で光取出面7Aと平行な仮想面方向に膨出する第2光出射面5bを含む光学形状面5Aが設けられている。レンズ5の材料としては、シリコーンの他、エポキシ系のコーティング樹脂(ポッティング樹脂)を用いることができる。また、発光ダイオード素子4からの発光光をサファイア基板7からレンズ5へ取り出しやすくするため、レンズ5の材料はサファイア基板7の屈折率であるn=1.7に対して近い屈折率である1.4〜2.0の材料を選択することが好ましい。
<Configuration of lens 5>
As shown in FIG. 2, the lens 5 is formed of a convex lens made of silicone having a lens height H larger than the plane vertical and horizontal dimensions of the light extraction surface 7A (the dimension of each side is 1 mm). The lens 5 includes a first light emitting surface 5a that is directed toward the illumination target side and a second light emitting surface that bulges in a virtual plane direction parallel to the light extraction surface 7A on the opposite side of the first light emitting surface 5a. An optically shaped surface 5A including 5b is provided. As a material of the lens 5, an epoxy coating resin (potting resin) can be used in addition to silicone. Further, in order to make it easy to extract the light emitted from the light emitting diode element 4 from the sapphire substrate 7 to the lens 5, the material of the lens 5 is a refractive index close to n = 1.7, which is the refractive index of the sapphire substrate 7. It is preferable to select a material of 4 to 2.0.

<素子搭載基板6の構成>
素子搭載基板6は、図1に示すように、主副2つの素子搭載基板6A,6Bからなり、上述したようにレンズ付き発光ダイオード素子2を搭載するように構成されている。主素子搭載基板6Aは、ケース3の一部(底面部)を構成し、回路パターン600,601を有するセラミックス(Al23)基板によって形成されている。副素子搭載基板(サブマウント)6Bは、光取出面7Aと平行な素子搭載面6bを有し、主素子搭載基板6A上に実装されている。そして、主素子搭載基板6Aと同様に、セラミックス(Al23)基板によって形成されている。副素子搭載機6Bは、回路パターン600,601に金(Au)等のボンディングワイヤ12を介してそれぞれ接続する回路パターン602,603が形成されている。回路パターン602,603上には、金(Au)等のスタッドバンプ13,14を介して半導体ダイオード素子4が搭載されている。素子搭載基板6(主素子搭載基板6A及び副素子搭載基板6B)の熱膨張率αはα=7×10−6/℃に設定されている。
<Configuration of element mounting substrate 6>
As shown in FIG. 1, the element mounting substrate 6 includes two main and sub element mounting substrates 6A and 6B, and is configured to mount the light emitting diode element 2 with a lens as described above. The main element mounting substrate 6A constitutes a part (bottom surface portion) of the case 3 and is formed of a ceramic (Al 2 O 3 ) substrate having circuit patterns 600 and 601. The sub element mounting substrate (submount) 6B has an element mounting surface 6b parallel to the light extraction surface 7A, and is mounted on the main element mounting substrate 6A. Then, as in the main element mounting substrate 6A, ceramics (Al 2 O 3) is formed by the substrate. The sub-element mounting machine 6B is formed with circuit patterns 602 and 603 connected to the circuit patterns 600 and 601 via bonding wires 12 such as gold (Au), respectively. The semiconductor diode element 4 is mounted on the circuit patterns 602 and 603 via stud bumps 13 and 14 such as gold (Au). The thermal expansion coefficient α of the element mounting board 6 (the main element mounting board 6A and the sub element mounting board 6B) is set to α = 7 × 10 −6 / ° C.

(ケース3の構成)
ケース3は、照明対象側及び反照明対象側に開口する枠部材であり、この枠部材の反照明対象側開口部を閉塞する主素子搭載基板6Aが固定され、全体が照明対象側に開口する有底筒体によって形成されている。またケース3には、反照明対象側から照明対象側に向かって広がる截頭円錐形状の内部空間3aが形成されている。ケース3の内面は、発光ダイオード素子4からの放射光を受けて照明対象側に反射する傾斜面3bで形成されている。ケース3の材料としては、成形性が良好な例えばナイロンが用いられる。ケース3の内部空間3aには、発光ダイオード素子4からの放射光(青色光)を受けて励起されることにより、波長変換光(黄色光)を放射するYAG(YttriumAluminum Garnet)等の蛍光体を含有するシリコーンからなる封止部材15が充填されている。これにより、発光ダイオード素子4及び副素子搭載基板6B・ボンディングワイヤ12がケース3内で封止される。
(Case 3 configuration)
The case 3 is a frame member that opens to the illumination target side and the counter-illumination target side. The main element mounting board 6A that closes the counter-illumination target side opening of the frame member is fixed, and the whole opens to the illumination target side. It is formed by a bottomed cylinder. Further, the case 3 is formed with a frustoconical internal space 3a extending from the anti-illumination target side toward the illumination target side. The inner surface of the case 3 is formed by an inclined surface 3b that receives the radiated light from the light emitting diode element 4 and reflects it to the illumination target side. As the material of the case 3, for example, nylon having good moldability is used. In the internal space 3 a of the case 3, a phosphor such as YAG (Yttrium Aluminum Garnet) that emits wavelength-converted light (yellow light) when excited by receiving light (blue light) from the light-emitting diode element 4. A sealing member 15 made of silicone is contained. As a result, the light emitting diode element 4 and the sub-element mounting substrate 6 </ b> B / bonding wire 12 are sealed in the case 3.

本実施の形態では、ケース3と主素子搭載基板6Aとが互いに別部材で構成される場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、両部材を一体に形成しても勿論よい。   In the present embodiment, the case 3 and the main element mounting substrate 6 </ b> A are described as separate members. However, the present invention is not limited to this, and the members may be formed integrally.

〔発光装置1の動作〕
発光ダイオード素子4に電源から電圧が印加されると、発光層10において発光し、この光がレンズ5内に放射される。次いで、この放射光がレンズ5を透過して蛍光体含有の封止部材15に入射する。この場合、封止部材15においては、発光ダイオード素子4から放射される放射光(青色光)を受けて励起されることにより黄色の波長変換光を放射する。このため、発光ダイオード素子4から放射される青色の放射光と封止部材15から放射される黄色の波長変換光とが混合して白色光となる。しかる後、封止部材15の出射面から白色光として照明対象側に照射される。
[Operation of Light Emitting Device 1]
When a voltage is applied to the light emitting diode element 4 from the power source, the light emitting layer 10 emits light, and this light is emitted into the lens 5. Next, the emitted light passes through the lens 5 and enters the phosphor-containing sealing member 15. In this case, the sealing member 15 emits yellow wavelength-converted light by being excited by receiving radiated light (blue light) radiated from the light emitting diode element 4. For this reason, the blue radiation light emitted from the light emitting diode element 4 and the yellow wavelength conversion light emitted from the sealing member 15 are mixed to form white light. After that, the illumination target side is irradiated as white light from the exit surface of the sealing member 15.

次に、第1の実施の形態に係る発光装置の製造方法につき、図3(a)〜(e)を用いて説明する。   Next, a method for manufacturing the light emitting device according to the first embodiment will be described with reference to FIGS.

図3(a)〜(e)は、第1の実施の形態に係る発光装置の製造方法を説明するために示す断面図である。図3(a)は素子搭載基板の形成工程を、図3(b)は発光ダイオード素子の実装工程を、図3(c)はケースの形成工程を、図3(d)はレンズの形成工程を、図3(e)はレンズ付き発光ダイオード素子の封止工程をそれぞれ説明するために示す断面図である。   FIGS. 3A to 3E are cross-sectional views for explaining the method for manufacturing the light emitting device according to the first embodiment. 3A shows a process for forming an element mounting substrate, FIG. 3B shows a process for mounting a light emitting diode element, FIG. 3C shows a process for forming a case, and FIG. 3D shows a process for forming a lens. FIG. 3E is a cross-sectional view for explaining the sealing process of the light-emitting diode element with a lens.

本実施の形態に示す発光装置の製造方法は、「素子搭載基板の形成」及び「発光ダイオード素子の実装」・「ケースの形成」・「レンズの形成」・「レンズ付き発光ダイオード素子の封止」の各工程が順次実施されるため、これら各工程を順次説明する。   The manufacturing method of the light-emitting device shown in this embodiment includes “formation of an element mounting substrate” and “mounting of a light-emitting diode element”, “formation of a case”, “formation of a lens”, “sealing of a light-emitting diode element with a lens” Since each process of "is performed sequentially, each of these processes is demonstrated sequentially.

「素子搭載基板(主素子搭載基板)の形成」
先ず、セラミックス(Al23)基板の表面及び裏面・側面に対して回路パターン600,601に応じたペースト状のタングステン(W)によるスクリーン印刷処理を施す。
"Formation of element mounting substrate (main element mounting substrate)"
First, a screen printing process using paste-like tungsten (W) corresponding to the circuit patterns 600 and 601 is performed on the front surface, back surface, and side surfaces of the ceramic (Al 2 O 3 ) substrate.

次に、スクリーン印刷処理が施されたセラミックス基板に熱処理を施すことによりペースト状のタングステンを焼き付けるとともに、さらにこの焼き付け済みのタングステン(回路パターン600,601)上に金(Au)めっき処理を施す。この場合、タングステン上に金めっき処理が施されると、図3(a)に示すように主素子搭載基板6Aが形成される。   Next, paste-like tungsten is baked by performing a heat treatment on the ceramic substrate that has been subjected to the screen printing process, and further, a gold (Au) plating process is performed on the baked tungsten (circuit patterns 600 and 601). In this case, when a gold plating process is performed on tungsten, a main element mounting substrate 6A is formed as shown in FIG.

「発光ダイオード素子の実装」
予め発光ダイオード素子4がスタッドバンプ13,14を介して搭載された副素子搭載基板6Bの回路パターン602,603をそれぞれ主素子搭載基板6Aの回路パターン600,601(素子搭載部)に半田接合等によって接合する。
"Mounting light-emitting diode elements"
The circuit patterns 602 and 603 of the sub-element mounting substrate 6B on which the light-emitting diode elements 4 are previously mounted via the stud bumps 13 and 14 are soldered to the circuit patterns 600 and 601 (element mounting portions) of the main element mounting substrate 6A, respectively. Join by.

次に、主素子搭載基板6Aの回路パターン600,601と副素子搭載基板6Bの回路パターン602,603とをボンディングワイヤ12によって接続する。この場合、回路パターン600,601と回路パターン602,603とが接続されると、図3(b)に示すように発光ダイオード素子4が主素子搭載基板6A上に副素子搭載基板6Bを介して実装される。   Next, the circuit patterns 600 and 601 of the main element mounting board 6A and the circuit patterns 602 and 603 of the sub element mounting board 6B are connected by the bonding wires 12. In this case, when the circuit patterns 600 and 601 are connected to the circuit patterns 602 and 603, the light emitting diode element 4 is placed on the main element mounting board 6A via the sub element mounting board 6B as shown in FIG. Implemented.

「ケースの形成」
主素子搭載基板6Aの素子搭載側であって、発光ダイオード素子4及び副素子搭載基板6B・ボンディングワイヤ12を内部に収容するような位置にケース3を接着剤によって貼付する。この場合、ケース3が主素子搭載基板6A上に貼付されると、図3(c)に示すようにケース3及び主素子搭載基板6Aとが一体化される。
"Case formation"
The case 3 is pasted with an adhesive on the element mounting side of the main element mounting board 6A at a position where the light emitting diode element 4, the sub element mounting board 6B, and the bonding wire 12 are housed inside. In this case, when the case 3 is affixed on the main element mounting substrate 6A, the case 3 and the main element mounting substrate 6A are integrated as shown in FIG.

「レンズの形成」
針状のノズルN(図3(d)に示す)から所定量のレンズ素材(所定の粘性をもつ液状のシリコーン)を発光ダイオード素子4の光取出面7A上に滴下する。この場合、レンズ素材が光取出面7A上に滴下されると、この光取出面7A上のレンズ素材がその表面張力によって所定のレンズ高さをもつ球状のレンズ中間体に形成される。この場合、レンズ中間体には、照明対象側を指向する第1光出射面5a及びこの第1光出射面5aの反照明対象側で光取出面7Aと平行な仮想面方向に膨出する第2光出射面5bを含む光学形状面5Aとなる曲率面が設けられる。
"Lens formation"
A predetermined amount of lens material (liquid silicone having a predetermined viscosity) is dropped onto the light extraction surface 7A of the light emitting diode element 4 from the needle-shaped nozzle N (shown in FIG. 3D). In this case, when the lens material is dropped on the light extraction surface 7A, the lens material on the light extraction surface 7A is formed into a spherical lens intermediate body having a predetermined lens height by the surface tension. In this case, the lens intermediate body includes a first light emitting surface 5a directed to the illumination target side and a first surface that bulges in a virtual plane direction parallel to the light extraction surface 7A on the opposite side of the first light emitting surface 5a. A curvature surface serving as the optical shape surface 5A including the two light emission surfaces 5b is provided.

次に、レンズ中間体に熱処理(熱硬化処理)を施す。この場合、レンズ中間体が熱硬化すると、光取出面7Aにおける平面縦横寸法の1/2より大きい寸法に設定されたレンズ高さH(H>0.5mm)をもち、かつ第1光出射面5a及び第2光出射面5bを含む光学形状面5Aを有するレンズ5が光取出面7A上に形成される。これにより、図3(d)に示すように、レンズ5によって被覆してなる光取出面7Aを有する発光ダイオード素子4を備えたレンズ付き発光ダイオード素子2がケース3内に形成される。   Next, heat treatment (thermosetting treatment) is performed on the lens intermediate. In this case, when the lens intermediate is thermally cured, the first light exit surface has a lens height H (H> 0.5 mm) set to a dimension larger than ½ of the plane vertical and horizontal dimensions of the light extraction surface 7A. A lens 5 having an optical shape surface 5A including 5a and the second light exit surface 5b is formed on the light extraction surface 7A. As a result, as shown in FIG. 3D, the lens-equipped light-emitting diode element 2 including the light-emitting diode element 4 having the light extraction surface 7 </ b> A covered with the lens 5 is formed in the case 3.

「レンズ付き発光ダイオード素子の封止」
ケース3内の内部空間3aに封止用の液状樹脂(YAG等の蛍光体を含有するシリコーン)を注入する。
"Encapsulation of light emitting diode element with lens"
A liquid resin for sealing (silicone containing a phosphor such as YAG) is injected into the internal space 3 a in the case 3.

次に、ケース3内の液状樹脂に熱処理(熱硬化処理)を施すことにより、ケース3内に封止部材15を充填する。この場合、ケース3内に封止部材15が充填されると、図3(e)に示すようにレンズ付き発光ダイオード素子2及びボンディングワイヤ12・副素子搭載基板6Bが封止部材15によって封止される。
このようにして、レンズ付き発光ダイオード素子2を備えた発光装置1を製造することができる。
Next, the liquid resin in the case 3 is subjected to a heat treatment (thermosetting process), thereby filling the case 3 with the sealing member 15. In this case, when the sealing member 15 is filled in the case 3, the light emitting diode element 2 with lens, the bonding wire 12, and the sub-element mounting substrate 6 </ b> B are sealed by the sealing member 15 as shown in FIG. Is done.
In this manner, the light emitting device 1 including the light emitting diode element 2 with a lens can be manufactured.

なお、本実施の形態においては、発光ダイオード素子4から放射される放射光(青色光)を受けて励起されることにより黄色の波長変換光を放射する蛍光体を含有する封止部材15である場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、発光ダイオード素子として紫色光(波長370〜390nm)を放射する発光ダイオード素子とし、この発光ダイオード素子から放射される放射光を受けて励起されることにより白色の波長変換光を放射する蛍光体を含有する封止部材であってもよい。   In the present embodiment, the sealing member 15 contains a phosphor that emits yellow wavelength-converted light when excited by receiving radiation light (blue light) emitted from the light-emitting diode element 4. Although the case has been described, the present invention is not limited to this, and the light emitting diode element is a light emitting diode element that emits violet light (wavelength 370 to 390 nm), and is excited by receiving radiation emitted from this light emitting diode element. The sealing member containing the fluorescent substance which radiates | emits white wavelength conversion light by doing may be sufficient.

また、第1の実施の形態では、蛍光体を含有した封止部材について述べたが、蛍光体を含有しない封止部材で封止しても良い。さらに、発光ダイオード素子4は青色光を放射するものに限らず。他の可視光(370〜700nm)を放射するものであっても良い。また、第1の実施の形態では、縦寸法および横寸法がそれぞれ1mmである正方形タイプの発光ダイオード素子4を用いたが、これに限定されず、他の縦寸法および横寸法の正方形タイプの発光ダイオード素子4にも適用でき、さらに、縦寸法と横寸法とが異なる長方形タイプの発光ダイオード素子4にも適用できる。   In the first embodiment, the sealing member containing the phosphor is described. However, the sealing member may be sealed with a sealing member not containing the phosphor. Furthermore, the light emitting diode element 4 is not limited to one that emits blue light. Other visible light (370 to 700 nm) may be emitted. In the first embodiment, the square type light emitting diode element 4 having a vertical dimension and a horizontal dimension of 1 mm is used. However, the present invention is not limited to this, and square type light emitting elements of other vertical dimensions and horizontal dimensions are used. The present invention can also be applied to the diode element 4, and can also be applied to a rectangular light emitting diode element 4 having a different vertical dimension and horizontal dimension.

[第1の実施の形態の効果]
以上説明した第1の実施の形態によれば、次に示す効果が得られる。
[Effect of the first embodiment]
According to the first embodiment described above, the following effects can be obtained.

(1)発光ダイオード素子4の光取出面7Aを被覆するレンズ5には、照明対象側を指向する第1光出射面5a及びこの第1光出射面5aの反照明対象側で光取出面7Aと平行な仮想面方向に膨出する第2光出射面5bを含む光学形状面5Aが設けられているため、半球状の球面レンズのレンズ高さ(半径)より大きいレンズ高さ(厚さ)Hをもつレンズ5を光取出面7A上に形成することができる。これにより、レンズ5による十分な集光性を得ることができるため、光取出効率を高めることができ、近年における高輝度化及び大出力化に応じることができる。 (1) The lens 5 that covers the light extraction surface 7A of the light emitting diode element 4 includes a first light emission surface 5a that is directed toward the illumination target side, and a light extraction surface 7A that is opposite to the illumination target side of the first light emission surface 5a. Since the optical shape surface 5A including the second light emitting surface 5b bulging in the direction of the virtual plane parallel to the lens is provided, the lens height (thickness) larger than the lens height (radius) of the hemispherical spherical lens The lens 5 having H can be formed on the light extraction surface 7A. Thereby, since sufficient light condensing property by the lens 5 can be obtained, the light extraction efficiency can be increased, and it is possible to meet the recent increase in luminance and output.

(2)ケース3の内面は、発光ダイオード素子4からの放射光を受けて照明対象側に反射する傾斜面3bで形成されているため、発光ダイオード素子4からの放射光が傾斜面3bで反射され、さらに封止部材15の出射面から照明対象側に向かって白色光として出射され、円形状の面状光源を得る場合の光取り出し効率を高めることができる。 (2) Since the inner surface of the case 3 is formed by the inclined surface 3b that receives the radiated light from the light emitting diode element 4 and reflects it toward the illumination target side, the radiated light from the light emitting diode element 4 is reflected by the inclined surface 3b. Further, the light extraction efficiency in the case of obtaining a circular planar light source that is emitted as white light from the emission surface of the sealing member 15 toward the illumination target side can be enhanced.

(3)レンズ5の形成工程及びレンズ付き発光ダイオード素子2の封止工程を同一の工程において実施することができるため、工程数を削減することができ、製造コストの低廉化を図ることができる。 (3) Since the forming process of the lens 5 and the sealing process of the light emitting diode element 2 with the lens can be performed in the same process, the number of processes can be reduced, and the manufacturing cost can be reduced. .

(4)レンズ5の材料がシリコーンからなるため、例えばエポキシ樹脂である場合と比べて耐久性を高めることができ、長期間にわたって使用することができる。 (4) Since the material of the lens 5 is made of silicone, the durability can be increased as compared with, for example, an epoxy resin, and the lens 5 can be used for a long period of time.

(5)発光ダイオード素子4の電極側には、光取出面7Aと平行な素子搭載面6bを有する副素子搭載基板6Bが配設されているため、主素子搭載基板6Aに対するレンズ付き発光ダイオード素子2の位置決めを円滑に行うことができ、レンズ付き発光ダイオード素子2の実装効率を高めることができる。 (5) Since the sub-element mounting substrate 6B having the element mounting surface 6b parallel to the light extraction surface 7A is disposed on the electrode side of the light-emitting diode element 4, the light-emitting diode element with a lens with respect to the main element mounting substrate 6A 2 can be smoothly positioned, and the mounting efficiency of the lens-equipped light-emitting diode element 2 can be increased.

(6)光取出面7Aの平面形状は、1辺が1mmの寸法をもつ正方形状であるため、大光量の照明光を得ることができ、高輝度・大出力用の照明装置に適用することができる。 (6) Since the planar shape of the light extraction surface 7A is a square having a dimension of 1 mm on one side, a large amount of illumination light can be obtained, and the light extraction surface 7A is applied to a lighting device for high luminance and high output. Can do.

次に、本実施の形態(レンズ付き発光ダイオード素子2)におけるレンズ5のレンズ高さH(図4(a)に示す)について考察する。   Next, the lens height H (shown in FIG. 4A) of the lens 5 in the present embodiment (light-emitting diode element 2 with lens) will be considered.

(1)複数の発光ダイオード素子4を用意し、これら各発光ダイオード素子4の光取出面7A上に所定量のレンズ素材(所定の粘度をもつ液状のシリコーン)を滴下して熱硬化させることにより、各レンズ高さH(光取出面の法線方向寸法)が互いに異なる寸法(H=0〜1100μm)に設定された複数のレンズ5(屈折率n1=1.4)で各光取出面7Aを被覆して複数のレンズ付き発光ダイオード素子2を形成し、これら各レンズ付き発光ダイオード素子2の軸上光度向上率<(レンズ付き発光ダイオード素子の軸上光度−レンズレス発光ダイオード素子の軸上光度)×100%/レンズレス発光ダイオード素子の軸上光度>を測定した。これより、レンズ高さ(光取出面の法線方向寸法)Hを大きくすればする程、軸上光度向上率が高くなることが確認された。特に、レンズ高さHがH=1000μmより大きくなると、軸上光度向上率が大幅に高くなる。 (1) A plurality of light emitting diode elements 4 are prepared, and a predetermined amount of lens material (liquid silicone having a predetermined viscosity) is dropped on the light extraction surface 7A of each of the light emitting diode elements 4 and thermally cured. Each of the light extraction surfaces 7A is composed of a plurality of lenses 5 (refractive index n1 = 1.4) in which each lens height H (dimension in the normal direction of the light extraction surface) is set to a different size (H = 0 to 1100 μm). A plurality of light emitting diode elements 2 with a lens is formed, and the on-axis luminous intensity improvement rate of each of the light emitting diode elements 2 with a lens <(on-axis luminous intensity of the light emitting diode element with lens−on the axis of the lensless light emitting diode element) Luminous intensity) × 100% / On-axis luminous intensity of lensless light emitting diode element> was measured. From this, it was confirmed that the higher the lens height (dimension in the normal direction of the light extraction surface) H, the higher the on-axis luminous intensity improvement rate. In particular, when the lens height H is larger than H = 1000 μm, the on-axis luminous intensity improvement rate is significantly increased.

(2)上記(1)と同様に複数の発光ダイオード素子4を用意し、上記(1)のレンズ素材と組成が異なるレンズ素材(シリコーン)を各発光ダイオード素子4の光取出面7A上に滴下し、各レンズ高さHが互いに異なる寸法(H=0〜1100μm)に設定された複数のレンズ5(屈折率n2=1.5)で各光取出面7Aを被覆して複数のレンズ付き発光ダイオード素子2を形成し、上記(1)と同様に各レンズ付き発光ダイオード素子2の軸上光度向上率を測定したところ、上記(1)の測定結果と略同様の測定結果が得られた。すなわち、レンズ高さHが300μmになると一定の軸上光度向上率が得られる。さらに、1000μm以上にすると大幅に上昇するが、1200μm以上になるとポッティングでレンズ5を形成することが困難になる。そのため、レンズ高さHは300μmでかつ1200μm以下が好ましく、さらに1000μm以上で1200μm以下であることがより好ましい。本実施の形態では、発光ダイオード素子4が一辺1mmであることを考慮すると、発光ダイオード素子4の一辺に対するレンズ高さの比率が0.3以上でかつ1.2以下であることが好ましく、さらに1.0以上でかつ1.2以下であることがより好ましい。 (2) A plurality of light emitting diode elements 4 are prepared in the same manner as in (1) above, and a lens material (silicone) having a composition different from that of the lens material in (1) is dropped onto the light extraction surface 7A of each light emitting diode element 4. Each light extraction surface 7A is covered with a plurality of lenses 5 (refractive index n2 = 1.5) having different lens heights H (H = 0 to 1100 μm) and light emission with a plurality of lenses. When the diode element 2 was formed and the on-axis luminous intensity improvement rate of each light-emitting diode element 2 with a lens was measured in the same manner as in the above (1), a measurement result substantially similar to the measurement result in the above (1) was obtained. That is, when the lens height H is 300 μm, a constant on-axis luminous intensity improvement rate is obtained. Furthermore, when the thickness is increased to 1000 μm or more, the temperature increases significantly. Therefore, the lens height H is preferably 300 μm and 1200 μm or less, and more preferably 1000 μm or more and 1200 μm or less. In the present embodiment, considering that the light emitting diode element 4 has a side of 1 mm, the ratio of the lens height to one side of the light emitting diode element 4 is preferably 0.3 or more and 1.2 or less. More preferably, it is 1.0 or more and 1.2 or less.

よって、軸上光度向上率を高めるためには、レンズ素材の材質によらず、レンズ高さHを高くすればよいことになる。このことは、図4(b)のグラフ(屈折率n1=1.4のレンズ5における測定結果については実線で、また屈折率n2=1.5のレンズ5における測定結果については1点鎖線でそれぞれ示す)に示す通りである。   Therefore, in order to increase the on-axis luminous intensity improvement rate, the lens height H should be increased regardless of the material of the lens material. This is shown by the graph in FIG. 4B (the measurement result for the lens 5 having a refractive index n1 = 1.4 is a solid line, and the measurement result for the lens 5 having a refractive index n2 = 1.5 is a one-dot chain line. Respectively).

[第2の実施の形態]
図5は、本発明の第2の実施の形態に係る発光装置(図5ではレンズ付き発光ダイオード素子のみを示す)を説明するために示す断面図である。図5において、図2と同一の部材については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
[Second Embodiment]
FIG. 5 is a cross-sectional view for explaining a light emitting device (only a light emitting diode element with a lens is shown in FIG. 5) according to a second embodiment of the present invention. 5, the same members as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図5に示すように、第2の実施の形態に示すレンズ付き発光ダイオード素子51は、レンズ52に光拡散材(シリカ)が含有されている点に特徴がある。   As shown in FIG. 5, the lens-equipped light-emitting diode element 51 shown in the second embodiment is characterized in that a light diffusing material (silica) is contained in the lens 52.

このため、レンズ52を形成するにあたり、光拡散材を含有する所定量のレンズ素材(所定の粘性をもつ液状のシリコーン)を発光ダイオード素子4の光取出面7A上に滴下する必要がある。   Therefore, when forming the lens 52, it is necessary to drop a predetermined amount of lens material (liquid silicone having a predetermined viscosity) containing a light diffusing material onto the light extraction surface 7A of the light emitting diode element 4.

なお、第2の実施の形態におけるレンズ付き発光ダイオード素子51を備えた発光装置(図示せず)の他の構成については、第1の実施の形態における発光装置1の構成と同様である。   In addition, about the other structure of the light-emitting device (not shown) provided with the light emitting diode element 51 with a lens in 2nd Embodiment, it is the same as that of the structure of the light-emitting device 1 in 1st Embodiment.

[第2の実施の形態の効果]
以上説明した第2の実施の形態によれば、第1の実施の形態の効果(1)〜(6)に加え、次に示す効果が得られる。
[Effect of the second embodiment]
According to the second embodiment described above, the following effects can be obtained in addition to the effects (1) to (6) of the first embodiment.

レンズ付き発光ダイオード素子51のレンズ52には光拡散材が含有されているため、発光ダイオード素子4から放射される青色の放射光と封止部材15(図1に示す)から放射される黄色の波長変換光との均一な混合状態を得ることができ、良好な白色光を照明対象側に照射することができる。   Since the lens 52 of the lens-equipped light-emitting diode element 51 contains a light diffusing material, the blue radiation emitted from the light-emitting diode element 4 and the yellow radiation emitted from the sealing member 15 (shown in FIG. 1). A uniform mixed state with wavelength-converted light can be obtained, and good white light can be irradiated on the illumination target side.

[第3の実施の形態]
図6は、本発明の第3の実施の形態に係る発光装置を説明するために示す断面図である。図6において、図1と同一の部材については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
[Third embodiment]
FIG. 6 is a cross-sectional view for explaining a light emitting device according to the third embodiment of the present invention. 6, the same members as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図6に示すように、第3の実施の形態に示す発光装置61は、封止部材15に蛍光体を含有せず、レンズ62に蛍光体(発光ダイオード素子4から放射される青色の放射光を受けて励起されることにより黄色の波長変換光を放射する蛍光体)を含有してなるレンズ付き発光ダイオード素子63を備えた点に特徴がある。   As shown in FIG. 6, in the light emitting device 61 shown in the third embodiment, the sealing member 15 does not contain a phosphor, and the lens 62 has a phosphor (blue emitted light emitted from the light emitting diode element 4). It is characterized in that it includes a light-emitting diode element 63 with a lens containing a phosphor that emits yellow wavelength-converted light when excited by light.

このため、レンズ62を形成するにあたり、蛍光体(YAG)を含有する所定量のレンズ素材(所定の粘性をもつ液状のシリコーン)を発光ダイオード素子4の光取出面7A上に滴下する必要がある。   Therefore, when forming the lens 62, it is necessary to drop a predetermined amount of lens material (liquid silicone having a predetermined viscosity) containing phosphor (YAG) onto the light extraction surface 7A of the light emitting diode element 4. .

[第3の実施の形態の効果]
以上説明した第3の実施の形態によれば、第1の実施の形態の効果(1)〜(6)に加え、次に示す効果が得られる。
[Effect of the third embodiment]
According to the third embodiment described above, the following effects can be obtained in addition to the effects (1) to (6) of the first embodiment.

封止部材15には蛍光体を含有しないため、ケース3の内容積がレンズ5の体積より大きい場合には蛍光体の使用量を低減することができ、この点においても製造コストの低廉化を図ることができる。   Since the sealing member 15 does not contain a phosphor, the amount of phosphor used can be reduced when the internal volume of the case 3 is larger than the volume of the lens 5, which also reduces the manufacturing cost. Can be planned.

本発明の第1の実施の形態に係る発光装置を説明するために示す断面図である。It is sectional drawing shown in order to demonstrate the light-emitting device which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る発光装置のレンズ付き発光ダイオード素子を説明するために示す断面図である。It is sectional drawing shown in order to demonstrate the light emitting diode element with a lens of the light-emitting device which concerns on the 1st Embodiment of this invention. (a)〜(e)は、第1の実施の形態に係る発光装置の製造方法を説明するために示す断面図である。(A)-(e) is sectional drawing shown in order to demonstrate the manufacturing method of the light-emitting device which concerns on 1st Embodiment. レンズ付き発光ダイオード素子のレンズ高さとその軸上光度向上率との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the lens height of a light emitting diode element with a lens, and its axial luminous intensity improvement rate. 本発明の第2実施の形態に係る発光装置(レンズ付き発光ダイオード素子)を説明するために示す断面図である。It is sectional drawing shown in order to demonstrate the light-emitting device (light emitting diode element with a lens) which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施の形態に係る発光装置を説明するために示す断面図である。It is sectional drawing shown in order to demonstrate the light-emitting device which concerns on 3rd Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1,61…発光装置、2,51,63…レンズ付き発光ダイオード素子、3…ケース、3a…内部空間、3b…傾斜面、4…発光ダイオード素子、4A,4B…コンタクト電極、5,52,62…レンズ、5A…光学形状面、5a…第1光出射面、5b…第2光出射面、6…素子搭載基板、6A…主素子搭載面、600,601…回路パターン、6B…副素子搭載基板、602,603…回路パターン、7…サファイア基板、7A…光取出面、8…バッファ層、9…n型半導体層、10…発光層、11…p型半導体層、12…ボンディングワイヤ、13,14…スタッドバンプ、15…封止部材、H…レンズ高さ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,61 ... Light-emitting device, 2,51,63 ... Light-emitting diode element with a lens, 3 ... Case, 3a ... Internal space, 3b ... Inclined surface, 4 ... Light-emitting diode element, 4A, 4B ... Contact electrode, 5,52, 62 ... lens, 5A ... optical shape surface, 5a ... first light emitting surface, 5b ... second light emitting surface, 6 ... element mounting substrate, 6A ... main element mounting surface, 600, 601 ... circuit pattern, 6B ... subelement Mounting substrate, 602, 603 ... circuit pattern, 7 ... sapphire substrate, 7A ... light extraction surface, 8 ... buffer layer, 9 ... n-type semiconductor layer, 10 ... light emitting layer, 11 ... p-type semiconductor layer, 12 ... bonding wire, 13, 14 ... Stud bump, 15 ... Sealing member, H ... Lens height

Claims (9)

レンズによって被覆してなる光取出面を有する発光ダイオード素子を備えたレンズ付き発光ダイオード素子であって、
前記レンズには、照明対象側を指向する第1光出射面及び前記第1光出射面の反照明対象側で前記光取出面と平行な仮想面方向に膨出する第2光出射面を含む光学形状面が設けられていることを特徴とするレンズ付き発光ダイオード素子。
A light-emitting diode element with a lens including a light-emitting diode element having a light extraction surface covered with a lens,
The lens includes a first light exit surface directed toward the illumination target side and a second light exit surface that bulges in a virtual plane direction parallel to the light extraction surface on the side opposite to the illumination target side of the first light exit surface. A light-emitting diode element with a lens, wherein an optically shaped surface is provided.
前記レンズは、シリコーンからなるコーティング樹脂によって形成されている請求項1に記載のレンズ付き発光ダイオード素子。   The light-emitting diode element with a lens according to claim 1, wherein the lens is formed of a coating resin made of silicone. 前記発光ダイオード素子の電極側には、主素子搭載基板上に搭載する回路基板であって、前記光取出面と平行な素子搭載面を有する副素子搭載基板が配設されている請求項1又は2に記載のレンズ付き発光ダイオード素子。   The circuit board mounted on a main element mounting board | substrate, Comprising: The subelement mounting board | substrate which has an element mounting surface parallel to the said optical extraction surface is arrange | positioned at the electrode side of the said light emitting diode element. The light emitting diode element with a lens of 2. 前記レンズには、前記発光ダイオード素子から放射される放射光を受けて励起されることにより波長変換光を放射する蛍光体が含有されている請求項1〜3のいずれかに記載のレンズ付き発光ダイオード素子。   The lens-equipped light emitting device according to any one of claims 1 to 3, wherein the lens contains a phosphor that emits wavelength-converted light when excited by receiving radiation emitted from the light-emitting diode element. Diode element. 前記レンズには光拡散材が含有されている請求項1〜3のいずれかに記載のレンズ付き発光ダイオード素子。   The light-emitting diode element with a lens according to claim 1, wherein the lens contains a light diffusing material. 照明対象側に開口するケースと、
前記ケースに固定されて素子搭載部を有する素子搭載基板と、
前記素子搭載部上に搭載され、レンズによって被覆してなる光取出面を有する発光ダイオード素子と、
前記発光ダイオード素子を前記ケース内で封止する封止部材とを備えた発光装置であって、
前記レンズは、請求項1〜5のいずれかに記載のレンズであることを特徴とする発光装置。
A case that opens to the illumination target side;
An element mounting substrate fixed to the case and having an element mounting portion;
A light emitting diode element mounted on the element mounting portion and having a light extraction surface covered with a lens;
A light emitting device including a sealing member for sealing the light emitting diode element in the case,
The said lens is a lens in any one of Claims 1-5, The light-emitting device characterized by the above-mentioned.
前記ケースの内面は、前記発光ダイオード素子からの放射光を受けて照明対象側に反射する傾斜面で形成されている請求項6に記載の発光装置。   The light emitting device according to claim 6, wherein an inner surface of the case is formed by an inclined surface that receives radiation light from the light emitting diode element and reflects the light toward an illumination target side. レンズによって被覆してなる光取出面を有する発光ダイオード素子を備えたレンズ付き発光ダイオード素子を製造する方法であって、
前記光取出面に液状のレンズ素材を滴下することにより前記レンズを形成する工程を備え、
前記レンズを形成するにあたり、照明対象側を指向する第1光出射面及び前記第1光出射面の反照明対象側で前記光取出面と平行な仮想面方向に膨出する第2光出射面を含む光学形状面を前記レンズ素材に設けることを特徴とするレンズ付き発光ダイオード素子の製造方法。
A method for producing a light-emitting diode element with a lens comprising a light-emitting diode element having a light extraction surface covered with a lens,
Comprising the step of forming the lens by dropping a liquid lens material onto the light extraction surface;
In forming the lens, a first light exit surface directed toward the illumination target side and a second light exit surface bulging in a virtual plane direction parallel to the light extraction surface on the side opposite to the illumination target side of the first light exit surface A method for manufacturing a light-emitting diode element with a lens, comprising providing the lens material with an optically shaped surface.
照明対象側に開口するケースと、
前記ケースに固定されて素子搭載部を有する素子搭載基板と、
前記素子搭載部上に搭載され、レンズによって被覆してなる光取出面を有する発光ダイオード素子と、
前記発光ダイオード素子を前記ケース内で封止する封止部材とを備えた発光装置を製造する方法であって、
予め前記素子搭載部上に搭載された前記発光ダイオード素子の光取出面に液状のレンズ素材を滴下することにより前記レンズを形成する工程と、
前記ケース内でレンズ付き発光ダイオード素子を封止部材によって封止する工程とを備え、
前記レンズを形成するにあたり、照明対象側を指向する第1光出射面及び前記第1光出射面の反照明対象側で前記光取出面と平行な仮想面方向に膨出する第2光出射面を含む光学形状面を前記レンズ素材に設けることを特徴とする発光装置の製造方法。
A case that opens to the illumination target side;
An element mounting substrate fixed to the case and having an element mounting portion;
A light emitting diode element mounted on the element mounting portion and having a light extraction surface covered with a lens;
A method of manufacturing a light emitting device comprising a sealing member for sealing the light emitting diode element in the case,
Forming the lens by dropping a liquid lens material on the light extraction surface of the light emitting diode element mounted on the element mounting portion in advance;
A step of sealing the light emitting diode element with a lens by a sealing member in the case,
In forming the lens, a first light exit surface directed toward the illumination target side and a second light exit surface bulging in a virtual plane direction parallel to the light extraction surface on the side opposite to the illumination target side of the first light exit surface A method for manufacturing a light emitting device, comprising: providing an optically shaped surface including:
JP2005145453A 2005-05-18 2005-05-18 Light emitting diode element with lens, light emitting device, and its manufacturing method Pending JP2006324408A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005145453A JP2006324408A (en) 2005-05-18 2005-05-18 Light emitting diode element with lens, light emitting device, and its manufacturing method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005145453A JP2006324408A (en) 2005-05-18 2005-05-18 Light emitting diode element with lens, light emitting device, and its manufacturing method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2006324408A true JP2006324408A (en) 2006-11-30

Family

ID=37543872

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005145453A Pending JP2006324408A (en) 2005-05-18 2005-05-18 Light emitting diode element with lens, light emitting device, and its manufacturing method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2006324408A (en)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010283094A (en) * 2009-06-04 2010-12-16 Nichia Corp Light-emitting device
JP2012015452A (en) * 2010-07-05 2012-01-19 Oki Data Corp Semiconductor light-emitting element device, image exposure device, image forming device, and image display device
JP2013080833A (en) * 2011-10-04 2013-05-02 Stanley Electric Co Ltd Light emitting device and manufacturing method of the same
JP2015012194A (en) * 2013-06-28 2015-01-19 日亜化学工業株式会社 Light emitting device
JP5892160B2 (en) * 2011-04-26 2016-03-23 日亜化学工業株式会社 LIGHT EMITTING DEVICE MANUFACTURING METHOD AND LIGHT EMITTING DEVICE
JP2016219613A (en) * 2015-05-21 2016-12-22 日亜化学工業株式会社 Light-emitting device
US9728685B2 (en) 2013-02-28 2017-08-08 Nichia Corporation Light emitting device and lighting device including same
US10529885B2 (en) 2017-03-31 2020-01-07 Asahi Kasei Microdevices Corporation Optical device and method for manufacturing the same

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010283094A (en) * 2009-06-04 2010-12-16 Nichia Corp Light-emitting device
JP2012015452A (en) * 2010-07-05 2012-01-19 Oki Data Corp Semiconductor light-emitting element device, image exposure device, image forming device, and image display device
JP5892160B2 (en) * 2011-04-26 2016-03-23 日亜化学工業株式会社 LIGHT EMITTING DEVICE MANUFACTURING METHOD AND LIGHT EMITTING DEVICE
JP2013080833A (en) * 2011-10-04 2013-05-02 Stanley Electric Co Ltd Light emitting device and manufacturing method of the same
US9728685B2 (en) 2013-02-28 2017-08-08 Nichia Corporation Light emitting device and lighting device including same
JP2015012194A (en) * 2013-06-28 2015-01-19 日亜化学工業株式会社 Light emitting device
JP2016219613A (en) * 2015-05-21 2016-12-22 日亜化学工業株式会社 Light-emitting device
US10784419B2 (en) 2015-05-21 2020-09-22 Nichia Corporation Light emitting device
US10529885B2 (en) 2017-03-31 2020-01-07 Asahi Kasei Microdevices Corporation Optical device and method for manufacturing the same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100710102B1 (en) Light emitting apparatus
US7842960B2 (en) Light emitting packages and methods of making same
JP5278023B2 (en) Method for manufacturing light emitting device
TWI433344B (en) Light emitting apparatus and illuminating apparatus
US7828453B2 (en) Light emitting device and lamp-cover structure containing luminescent material
JP5083205B2 (en) Light emitting device
JP4945106B2 (en) Semiconductor light emitting device
JP3978451B2 (en) Light emitting device
JP5526232B2 (en) Light emitting diode with molded reflective sidewall coating
JP3892030B2 (en) LED light source
JP4254276B2 (en) Light emitting device and manufacturing method thereof
US8003998B2 (en) Light-emitting diode arrangement
JP6524904B2 (en) Light emitting device
US20080031009A1 (en) Light emitting apparatus
JP2018107279A (en) Light-emitting device and integration type light-emitting device
JP2007019096A (en) Light-emitting device and its manufacturing method
JP2006324408A (en) Light emitting diode element with lens, light emitting device, and its manufacturing method
TW202112181A (en) Integrated light-emitting device, and light-emitting module
JP5036222B2 (en) Light emitting device
JP5527456B2 (en) Method for manufacturing light emitting device
JP2004281606A (en) Light emitting device and its manufacturing method
JP4847793B2 (en) Light emitting device
JP2007194675A (en) Light emitting device
JP4747704B2 (en) Method for manufacturing light emitting device with phosphor layer
JP2011114093A (en) Lighting system