JP5349167B2 - Manufacturing method of LED light source device - Google Patents
Manufacturing method of LED light source device Download PDFInfo
- Publication number
- JP5349167B2 JP5349167B2 JP2009152209A JP2009152209A JP5349167B2 JP 5349167 B2 JP5349167 B2 JP 5349167B2 JP 2009152209 A JP2009152209 A JP 2009152209A JP 2009152209 A JP2009152209 A JP 2009152209A JP 5349167 B2 JP5349167 B2 JP 5349167B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- led element
- led
- light source
- source device
- phosphor
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 70
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 181
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 181
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 164
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 116
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 69
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 32
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 claims description 16
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 62
- ORQBXQOJMQIAOY-UHFFFAOYSA-N nobelium Chemical compound [No] ORQBXQOJMQIAOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 17
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 15
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 14
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 12
- 238000004382 potting Methods 0.000 description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 9
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 8
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 7
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 5
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 4
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 4
- 229910002601 GaN Inorganic materials 0.000 description 3
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 3
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N Gallium nitride Chemical compound [Ga]#N JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108010043121 Green Fluorescent Proteins Proteins 0.000 description 1
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010037660 Pyrexia Diseases 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 229920002050 silicone resin Polymers 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means 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
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/4805—Shape
- H01L2224/4809—Loop shape
- H01L2224/48091—Arched
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
- H01L2224/85—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
- H01L2224/85909—Post-treatment of the connector or wire bonding area
- H01L2224/8592—Applying permanent coating, e.g. protective coating
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/181—Encapsulation
Landscapes
- Led Device Packages (AREA)
Description
本発明は、発光素子から発せられる光を受けて励起されることにより波長変換光を発する蛍光体を含有した樹脂層を備えたLED光源装置およびLED光源装置の製造方法に関する。 The present invention relates to an LED light source device including a resin layer containing a phosphor that emits wavelength-converted light when excited by receiving light emitted from a light emitting element, and a method for manufacturing the LED light source device.
従来、化合物半導体である発光ダイオード(以下、LEDと略す)は、長寿命や小型化の特徴を生かして光源装置として幅広く利用されている。また、窒化ガリウム系化合物半導体(以下、GaN系半導体と略す)等による青色を発光するLEDが開発され製品化されたことにより、LED素子を封止する樹脂に黄色光を発する蛍光体を含有させ、青色光と黄色光との混合により疑似白色光を得るLED光源装置が実用化されている。また、GaN系半導体により紫外光〜近紫外光(例えば350〜410nm)にピーク波長を有するLEDが開発され、この紫外光〜近紫外光を受けて励起されることにより、赤色光、緑色光、青色光を発する三種類の蛍光体を用いて白色光を得るLED光源装置も開示されている。 Conventionally, light-emitting diodes (hereinafter abbreviated as LEDs), which are compound semiconductors, are widely used as light source devices by taking advantage of their long life and miniaturization. In addition, LEDs that emit blue light using gallium nitride-based compound semiconductors (hereinafter abbreviated as GaN-based semiconductors) have been developed and commercialized, so that a resin that seals LED elements contains a phosphor that emits yellow light. LED light source devices that obtain pseudo white light by mixing blue light and yellow light have been put into practical use. In addition, LEDs having a peak wavelength from ultraviolet light to near ultraviolet light (for example, 350 to 410 nm) have been developed by GaN-based semiconductors, and are excited by receiving this ultraviolet light to near ultraviolet light, thereby causing red light, green light, An LED light source device that obtains white light using three types of phosphors that emit blue light is also disclosed.
このような白色LEDにおいて、光硬化性蛍光体含有組成物をLED素子に塗布した後、LED素子を発光させて光硬化性蛍光体含有組成物を硬化させる製造方法が開示されている(例えば、特許文献1参照)。この白色LED光源装置の製造方法は、LED素子の表面に光硬化性蛍光体含有組成物層を形成する工程と、LED素子を発光させて光硬化性蛍光体含有組成物を硬化する工程と、硬化工程後に光硬化性蛍光体含有組成物の硬化物を残すように未硬化物を除去する工程とを備えている。そして、LED素子として紫外線LEDを使用する場合は、光硬化性蛍光体含有組成物の中に青色蛍光体、赤色蛍光体、緑色蛍光体をそれぞれ配合することが示されている。 In such a white LED, a manufacturing method is disclosed in which after the photocurable phosphor-containing composition is applied to the LED element, the LED element emits light to cure the photocurable phosphor-containing composition (for example, Patent Document 1). The manufacturing method of this white LED light source device includes a step of forming a photocurable phosphor-containing composition layer on the surface of the LED element, a step of causing the LED element to emit light and curing the photocurable phosphor-containing composition, And a step of removing the uncured product so as to leave a cured product of the photocurable phosphor-containing composition after the curing step. And when using ultraviolet LED as an LED element, it has shown that a blue fluorescent substance, a red fluorescent substance, and a green fluorescent substance are mix | blended with a photocurable fluorescent substance containing composition, respectively.
そして、光硬化性蛍光体含有組成物に含有される蛍光体粒子の混合にむらが生じても、蛍光体粒子が多く存在する光路では、組成物の硬化が進まないので硬化領域が薄くなり、蛍光体粒子が少ない光路では、組成物の硬化が進むので硬化領域が厚くなることが示されている。これにより、蛍光体からの変換光が調整されて色むらや発光むらを抑制することが示されている。 And even if uneven mixing of the phosphor particles contained in the photocurable phosphor-containing composition occurs, in the optical path where there are a lot of phosphor particles, the curing of the composition does not proceed, the cured region becomes thin, It has been shown that in an optical path with few phosphor particles, the cured region becomes thicker as the composition is cured. Thereby, it is shown that the converted light from the phosphor is adjusted to suppress uneven color and uneven light emission.
しかしながら、特許文献1の白色LED光源装置の製造方法では、以下の課題を有する。
LED素子を自発光させて、光硬化性蛍光体含有組成物を硬化する製造方法においては、使用可能な樹脂がUV硬化性樹脂に限定される。つまり、紫外〜近紫外光より長波長の光で硬化する樹脂をLED光源装置に使用すると、封止樹脂が可視光領域に吸収帯を持ってしまい、LED素子からの発光を封止樹脂が吸収してしまうため、輝度の低下を招いてしまう。そのため、従来のLED光源装置では、UV硬化性樹脂以外の光硬化性樹脂を用いることが出来なかった。
However, the manufacturing method of the white LED light source device of
In the production method in which the LED element self-emits to cure the photocurable phosphor-containing composition, usable resins are limited to UV curable resins. In other words, if a resin that cures with light having a longer wavelength than ultraviolet to near-ultraviolet light is used in the LED light source device, the sealing resin has an absorption band in the visible light region, and the sealing resin absorbs light emitted from the LED element. As a result, the luminance is reduced. Therefore, in the conventional LED light source device, a photocurable resin other than the UV curable resin cannot be used.
また、特許文献1の白色LED光源装置の製造方法では、上記理由でUV硬化性樹脂を
使用して樹脂硬化させるために、使用可能なLED素子は、n−UV発光LEDに限定される。したがって、上述の青色LEDやその他の可視光発光のLEDは、本技術に適用することが出来ないという問題がある。
Moreover, in the manufacturing method of the white LED light source device of
また、特許文献1の白色LED光源装置の製造方法では、LED素子を自発光させて光硬化性蛍光体含有組成物を硬化すると、硬化によって形成される蛍光体層が、LED素子の発光強度に依存して形成されるため、LED素子を中心にして略半円球状となるので、発光角度による色むら(色度ばらつき)が発生する問題がある。その理由について、以下に説明する。
Moreover, in the manufacturing method of the white LED light source device of
図20は、上記の問題を説明する従来のLED光源装置の一例を示している。図20に示すように、100は特許文献1などで開示されている従来のLED光源装置の一例である。
LED光源装置100は、基板101にLED素子102が実装され、このLED素子102を被覆し、蛍光体を含有する蛍光体層110は、光硬化性蛍光体含有組成物がLED素子の自発光によって硬化した領域であり、LED素子102の発光強度に応じて略半円球状に形成される。
FIG. 20 shows an example of a conventional LED light source device for explaining the above problem. As shown in FIG. 20,
In the LED
すなわち、LED素子102から垂直方向に出射される出射光120aは発光強度が強いので、LED素子102の出射面102aから遠い距離まで蛍光体層110の硬化が進む。また、LED素子102から図面上左側の斜め方向に出射される出射光120bは発光強度が弱いので、LED素子102の出射面102aから比較的近い距離で蛍光体層110の硬化が停止する。また、LED素子102から図面上右側の横方向に出射される出射光120cも発光強度が弱いので、LED素子102の出射面102aから比較的近い距離で蛍光体層110の硬化が停止する。このように、蛍光体層110の形状は、LED素子102から垂直方向の距離が長くなり、LED素子102から斜め方向、横方向は次第に短くなるので、LED素子102を中心として略半円球状に形成される。 That is, since the emitted light 120a emitted from the LED element 102 in the vertical direction has a high emission intensity, the phosphor layer 110 is cured to a distance far from the emission surface 102a of the LED element 102. Further, since the emitted light 120b emitted from the LED element 102 in the diagonal direction on the left side in the drawing has a low emission intensity, the curing of the phosphor layer 110 stops at a relatively close distance from the emission surface 102a of the LED element 102. Further, since the emitted light 120c emitted from the LED element 102 in the lateral direction on the right side in the drawing has a low emission intensity, the curing of the phosphor layer 110 stops at a relatively close distance from the emission surface 102a of the LED element 102. As described above, the phosphor layer 110 has a substantially hemispherical shape centered on the LED element 102 because the vertical distance from the LED element 102 becomes longer and the oblique direction and the lateral direction gradually become shorter from the LED element 102. It is formed.
ここで、LED光源装置100が駆動されると、LED素子102から垂直に出射される出射光120aは、蛍光体層110を通過して外部に出射されるが、LED素子102の出射面102aから蛍光体層110を通る長さを経路長121aとする。また、LED素子102から図面上左側の斜め方向に出射される出射光120bは、同様に蛍光体層110を斜めに通過して外部に出射されるが、LED素子102の出射面102aから蛍光体層110を通る長さを経路長121bとする。また、LED素子102から図面上右側の横方向に出射される出射光120cは、同様に蛍光体層110を横方向に通過して外部に出射されるが、LED素子102の出射面102aから蛍光体層110を通る長さを経路長121cとする。
Here, when the LED
ここで、垂直方向の経路長121aと斜め方向、横方向の経路長121b、121cは、前述したようにLED素子102の出射面102aから蛍光体層110が終わるまでの距離が方向によって異なるので、垂直方向の経路長121aが長く、斜め方向、横方向の経路長121b、121cが短くなることが理解できる。これにより、垂直方向の出射光120aは、経路長121aが長いので蛍光体層110の中の多くの蛍光体111に入射し吸収される。また、斜め方向、横方向の出射光120b、120cは、経路長121b、121cが短いので蛍光体層110の中の少ない蛍光体111に入射し吸収される。従って、LED素子102からの出射光の発光角度によって、出射光の波長変換の割合が異なることになる。 Here, the path length 121a in the vertical direction and the path lengths 121b and 121c in the oblique direction and the horizontal direction are different depending on the direction from the emission surface 102a of the LED element 102 to the end of the phosphor layer 110 as described above. It can be understood that the vertical path length 121a is long and the diagonal and horizontal path lengths 121b and 121c are short. Thereby, the outgoing light 120a in the vertical direction is incident on and absorbed by many phosphors 111 in the phosphor layer 110 because the path length 121a is long. In addition, since the path lengths 121b and 121c are short, the outgoing lights 120b and 120c in the oblique direction and the lateral direction are incident on and absorbed by the few phosphors 111 in the phosphor layer 110. Accordingly, the wavelength conversion ratio of the emitted light varies depending on the emission angle of the emitted light from the LED element 102.
すなわち、LED素子102の垂直方向の出射光120aは、波長変換される割合が多いので変換光の光量が多くなるが、LED素子102の斜め方向、横方向の出射光120
b、120cは、波長変換される割合が少ないので変換光の光量が少ない。この結果、出射光の発光角度によって色むらが発生することになり問題である。
That is, the emitted light 120a in the vertical direction of the LED element 102 has a high ratio of wavelength conversion, so that the amount of converted light increases. However, the emitted
Since b and 120c have a small wavelength conversion rate, the amount of converted light is small. As a result, color unevenness occurs depending on the emission angle of the emitted light, which is a problem.
本発明の目的は上記課題を解決し、LED素子の発光波長に限定されず、また、色むらが少ないLED光源装置およびその製造方法を提供することである。 An object of the present invention is to solve the above-described problems, and to provide an LED light source device and a method for manufacturing the same that are not limited to the emission wavelength of an LED element and have little color unevenness.
上記課題を解決するために、本発明のLED光源装置およびその製造方法は、下記記載の手段を採用する。 In order to solve the above problems, the LED light source device and the manufacturing method thereof according to the present invention employ the following means.
本発明のLED光源装置は、LED素子を被覆する樹脂層を有するLED光源装置において、樹脂層は、蛍光体が混入された熱硬化性材料でもって、LED素子を発光させたときに発生する熱量により決定した厚みで、LED素子の周りを被覆して形成されていることを特徴とする。 The LED light source device of the present invention is an LED light source device having a resin layer covering the LED element. The resin layer is a thermosetting material mixed with a phosphor, and the amount of heat generated when the LED element emits light. The LED element is formed so as to cover the periphery of the LED element with the thickness determined by the above.
また、本発明のLED光源装置におけるLED素子は、LED素子で発生する熱が伝わる熱伝導性パターンに実装されており、樹脂層は、熱伝導性パターンが形成された領域の全てを覆って、LED素子を被覆して形成されていることを特徴とする。 In addition, the LED element in the LED light source device of the present invention is mounted on a heat conductive pattern through which heat generated by the LED element is transmitted, and the resin layer covers the entire region where the heat conductive pattern is formed, It is formed by covering an LED element.
また、本発明のLED光源装置における熱伝導性パターンは、LED素子に電気的に接続される一対の電極の内の一方であることを特徴とする。 In the LED light source device of the present invention, the heat conductive pattern is one of a pair of electrodes electrically connected to the LED element.
また、本発明のLED光源装置における熱伝導性パターンには、基板に形成されたスルーホールを介して、放熱板が接続されていることを特徴する。 Moreover, the heat conductive pattern in the LED light source device of the present invention is characterized in that a heat radiating plate is connected through a through hole formed in the substrate.
また、本発明のLED光源装置は、樹脂層を被覆する透明性の封止部材を更に有することを特徴とする。 Moreover, the LED light source device of the present invention further includes a transparent sealing member that covers the resin layer.
また、本発明のLED光源装置の製造方法は、LED素子を被覆する樹脂層を有するLED光源装置の製造方法において、熱硬化性樹脂からなる樹脂部材を、LED素子を被覆して塗布する樹脂塗布工程と、LED素子周りの樹脂部材を、LED素子を発光させたときに発生する熱により硬化させる部分硬化工程と、樹脂部材の内の未硬化部分を除去して、LED素子を被覆する樹脂層を形成する工程と、を有する
ことを特徴とする。
Moreover, the manufacturing method of the LED light source device according to the present invention is a method of manufacturing an LED light source device having a resin layer that covers the LED element. A step of curing a resin member around the LED element by heat generated when the LED element emits light, and a resin layer covering the LED element by removing an uncured portion of the resin member And a step of forming.
また、本発明のLED光源装置の製造方法は、LED素子を発光させたときに発生する熱を伝えるための熱伝導性パターンの表面にLED素子を実装するLED素子実装工程を、樹脂塗布工程の前に有し、部分硬化工程は、熱伝導性パターンの形状に沿って、LED素子周りの樹脂部材を、部分的に硬化させる工程であることを特徴とする。 Moreover, the manufacturing method of the LED light source device of the present invention includes an LED element mounting process for mounting an LED element on the surface of a heat conductive pattern for transmitting heat generated when the LED element emits light, and a resin coating process. The partial curing step is a step in which the resin member around the LED element is partially cured along the shape of the heat conductive pattern.
また、本発明のLED光源装置の製造方法における樹脂層には、蛍光体が混入されていることを特徴とする。 Moreover, the phosphor is mixed in the resin layer in the manufacturing method of the LED light source device of this invention, It is characterized by the above-mentioned.
また、本発明のLED光源装置の製造方法は、樹脂層を、更に透明性の封止部材で封止することを特徴とする。 Moreover, the manufacturing method of the LED light source device of the present invention is characterized in that the resin layer is further sealed with a transparent sealing member.
また、本発明のLED光源装置の製造方法は、LED光源装置を集合基板に複数個並べ、多数個同時に自発光させることにより、個々のLED素子の周りに、決定した膜厚の樹脂層を形成することを特徴とする。 In addition, according to the method of manufacturing the LED light source device of the present invention, a plurality of LED light source devices are arranged on a collective substrate, and a plurality of LED light source devices are self-luminous simultaneously, thereby forming a resin layer having a determined film thickness around each LED element. It is characterized by doing.
本発明のLED光源装置によれば、熱硬化性材料を用いることで、LED素子の発光波長に限定されず、すべてのLED素子においてLED素子の周りに樹脂層を形成することが可能となる。また、樹脂層はLED素子を発光させたときに発生する熱量によって硬化するため、LED素子の指向特性などに影響されず発光層に対してほぼ一様の厚みで形成させることが可能となる。このため、樹脂層に蛍光体を混入させた際にLED素子からの光線が蛍光体に入射する確率がどの方向においても同様となるため、色むらを低減することが可能となる。 According to the LED light source device of the present invention, by using a thermosetting material, it is possible to form a resin layer around the LED elements in all LED elements without being limited to the emission wavelength of the LED elements. In addition, since the resin layer is cured by the amount of heat generated when the LED element emits light, it can be formed with a substantially uniform thickness with respect to the light emitting layer without being affected by the directivity characteristics of the LED element. For this reason, when the phosphor is mixed in the resin layer, the probability that the light beam from the LED element enters the phosphor is the same in any direction, so that the color unevenness can be reduced.
また、LED素子を実装するパターンを熱伝導性パターンとすることで、LED素子を発光させた際の熱は熱伝導性パターンに伝わり、熱伝導性パターンからも樹脂に対して熱エネルギーが与えられるため、樹脂層はLED素子と熱伝導性パターンの表面から発せられる熱により硬化し、LED素子と熱伝導性パターンを覆った形状で形成される。このため、熱伝導性パターンのパターン形状を変化させることで、そのパターン形状に沿った形状の樹脂層を形成することが可能となる。 Further, by making the pattern for mounting the LED element a heat conductive pattern, heat when the LED element is caused to emit light is transferred to the heat conductive pattern, and heat energy is given to the resin also from the heat conductive pattern. Therefore, the resin layer is cured by heat generated from the surface of the LED element and the heat conductive pattern, and is formed in a shape covering the LED element and the heat conductive pattern. For this reason, it becomes possible to form the resin layer of the shape along the pattern shape by changing the pattern shape of a heat conductive pattern.
また、本発明のLED光源装置の製造方法によれば、樹脂層の厚みはLED素子を発光させたときに発生する熱量に依存するため、LED素子の発光時間や発光強度を変化させるなど、LED素子から発生する熱エネルギーの総量を変化させることで、容易に厚みを制御することが可能となる。 Moreover, according to the manufacturing method of the LED light source device of the present invention, the thickness of the resin layer depends on the amount of heat generated when the LED element emits light. The thickness can be easily controlled by changing the total amount of heat energy generated from the element.
また、熱硬化型樹脂を被覆してLED素子を発光させた際の熱量によって樹脂を硬化させるため、LED素子と基板を電気的に接続するワイヤーに影響されずに樹脂層を形成できるので、ワイヤーボンディングによる実装に適した製造方法である。 In addition, since the resin is cured by the amount of heat when the LED element is made to emit light by covering the thermosetting resin, the resin layer can be formed without being affected by the wire that electrically connects the LED element and the substrate. This is a manufacturing method suitable for mounting by bonding.
また、LED素子を集合基板上に複数個実装し、多数個同時に発光させることにより、個々のLED素子の周りに、所定の膜厚の樹脂層を均一に形成することが出来るので、色むらが少なく特性が安定したLED光源装置を一括して大量に製造することが出来る。 In addition, by mounting a plurality of LED elements on a collective substrate and simultaneously emitting a plurality of LED elements, a resin layer having a predetermined film thickness can be uniformly formed around each LED element. A small number of LED light source devices with stable characteristics can be manufactured in large quantities.
以下図面に基づいて本発明のLED光源装置およびLED光源装置の製造方法の具体的な実施の形態、及びその変形例を詳述する。 Specific embodiments of the LED light source device and the method for manufacturing the LED light source device of the present invention and modifications thereof will be described in detail below with reference to the drawings.
[実施例1のLED光源装置の説明:図1]
本発明の実施例1のLED光源装置の構成を図1によって説明する。尚、本実施例のLED光源装置を製造する製造工程の詳細については後述する。図1において基板1上に電極2a、2bが配置されており、電極2aと2bはそれぞれスルーホール3a、3bを介して基板1の表面側と裏面側が接続されているものである。基板1はエポキシ等の絶縁性基板で形成され、電極2a、2bは、導電性の銅箔等によって成る。また、LED素子4は基板に実装され、ワイヤー5a、5bによって電極2a、2bと電気的に接続されている。なお、本実施例においてはLED素子4は電極2a上に実装されているものとする。また、LED素子4と電極2a、2bを電気的に接続する方法としては、ワイヤー5a、5bを用いず、フリップチップ実装を用いることも可能である。
[Description of LED Light Source Device of Example 1: FIG. 1]
The configuration of the LED light source device according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, the detail of the manufacturing process which manufactures the LED light source device of a present Example is mentioned later. In FIG. 1, electrodes 2a and 2b are arranged on a
また、LED素子4は、略均一に分散する蛍光体7を含む樹脂層6で被覆されている。樹脂層6の樹脂材料は熱硬化性樹脂であり、樹脂層6はLED素子4を発光させたときに発生する熱量により決定した厚みで、LED素子4の周りを被覆して形成されている。更に、この樹脂層6、ワイヤー5a、5b、電極2a、2bを覆う封止部材8を有する。この封止部材8は、透明性の樹脂材によって成り、電極2a、2bなどを物理的、化学的に保護し、経時変化による劣化を防ぐために設けた。
The
ここで、本実施例においてLED素子4は青色発光のLED素子であり、蛍光体7は例えばYAGなどの青色を吸収して黄色を発光する蛍光体であるとすると、LED素子4からの青色光の一部は樹脂層6内に分散した蛍光体7に入射し、黄色光に波長変換される。よって、LED光源装置40から発せられる光線は青色光10Bと黄色光10Yが混ざり合ったものとなり、LED光源装置40は擬似白色光10Wを出射するものとなる。
Here, in this embodiment, the
このとき、樹脂層6の厚みはLED素子4を発光させた際の熱量によって決定されるものであり、LED素子4の発光層に対してほぼ一様の厚みで形成されている。よって、LED素子4から出射される青色光はいずれの方向において、ほぼ同じ割合で黄色光に変換されるため、LED光源装置40から発せられる光線は、いずれの方向においても青色光
と黄色光の割合が等しくなり、LED光源装置40の色むらが非常に小さいものとなる。
At this time, the thickness of the
次に、本実施例におけるLED光源装置40の製造工程の概略を図2によって説明する。図2は、本発明の実施例1の製造工程の全体概略を示すフローチャートである。尚、各製造工程の詳細は後述する。
Next, the outline of the manufacturing process of the LED
図2に示すように、まず、複数のLED素子を実装するための集合基板を製造する集合基板製造工程を実施する(工程M1)。 As shown in FIG. 2, first, a collective substrate manufacturing process for manufacturing a collective substrate for mounting a plurality of LED elements is performed (process M1).
次に、完成した集合基板上に複数のLED素子を固着し、各LED素子をワイヤーボンディングによって集合基板の電極部と電気的に接続するLED素子実装工程を実施する(工程M2)。 Next, an LED element mounting step is performed in which a plurality of LED elements are fixed on the completed aggregate substrate, and each LED element is electrically connected to the electrode portion of the aggregate substrate by wire bonding (process M2).
次に、蛍光体を含有する樹脂部材を集合基板上に実装した複数のLED素子に被覆するポッティング工程を実施する(工程M3)。尚、樹脂部材は熱硬化型樹脂である。 Next, a potting step of covering the plurality of LED elements mounted on the aggregate substrate with the resin member containing the phosphor is performed (step M3). The resin member is a thermosetting resin.
次に、実装したLED素子のそれぞれに所定の電流を流してLED素子を発熱させ、LED素子周辺の樹脂部材を部分的に硬化させる樹脂硬化工程を実施する(工程M4)。 Next, a resin curing process is performed in which a predetermined current is supplied to each of the mounted LED elements to cause the LED elements to generate heat, and a resin member around the LED elements is partially cured (process M4).
次に、樹脂部材によって被覆された集合基板を有機溶剤に浸すなどして、未硬化部分の樹脂部材を除去する洗浄工程を実施する(工程M5)。 Next, a cleaning process for removing the uncured resin member by immersing the aggregate substrate covered with the resin member in an organic solvent is performed (process M5).
次に、洗浄した集合基板を加熱等によって乾燥させる乾燥工程を実施する(工程M6)。これにより、複数のLED素子の周辺に樹脂層が形成される。 Next, a drying process for drying the cleaned aggregate substrate by heating or the like is performed (process M6). Thereby, a resin layer is formed around the plurality of LED elements.
次に、樹脂層や電極を覆う形で透明性の封止部材を充填し封止する封止工程を実施する(工程M7)。 Next, a sealing step of filling and sealing the transparent sealing member so as to cover the resin layer and the electrode is performed (step M7).
次に、封止部材によって封止された集合基板を所定の切断位置で切断し、複数個のLED光源装置を完成させる(工程M8)。 Next, the collective substrate sealed by the sealing member is cut at a predetermined cutting position to complete a plurality of LED light source devices (step M8).
[実施例1の集合基板製造工程(工程M1)の説明:図3]
次に、本発明の実施例1の集合基板の製造工程の詳細を図3によって説明する。図3は本発明によって製造されるLED光源装置の集合基板を示し、図3(a)は集合基板の平面図であり、図3(b)は図3(a)の切断線A−A’で切断した集合基板の断面図である。
[Description of Assembly Substrate Manufacturing Process (Process M1) of Example 1: FIG. 3]
Next, details of the manufacturing process of the collective substrate according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 3 shows a collective substrate of the LED light source device manufactured according to the present invention, FIG. 3 (a) is a plan view of the collective substrate, and FIG. 3 (b) is a section line AA ′ of FIG. 3 (a). It is sectional drawing of the collective substrate cut | disconnected by.
図3(a)(b)に示すように、エポキシ材等の絶縁性材料からなる基板1上に電極2a〜2eが配置されており、電極2a〜2eはそれぞれスルーホール3a〜3eを介して基板1の表面側と裏面側が接続されているものである。ここで、電極2aは図示するように基板1上に所定の間隔で図面上縦に形成され、また、電極2bは電極2aに隣接し、電極2aと同様に基板1上に所定の間隔で図面上縦に形成される。また、電極2c〜2eも同様に基板1上に所定の間隔で図面上縦に形成される。
As shown in FIGS. 3A and 3B, electrodes 2a to 2e are arranged on a
これにより、電極2a〜2eは、基板1上にマトリクス状に形成され、図3においては、図面上横方向で5列、図面上縦方向で6行、合計30個の電極2a〜2eが形成されるが、電極2a〜2eは、この個数に限定されるものではなく、基板1の大きさや電極形状等によって任意の数に形成して良い。尚、基板1の裏面においても、表面の電極2a〜2eと同様に電極2a〜2eが形成される。
As a result, the electrodes 2a to 2e are formed in a matrix on the
また、3a〜3eは、基板1の表面と裏面の電極2a〜2eの領域内に形成されるスルーホールである。ここでスルーホール3aは、電極2aの領域内で図面上左側に寄った位置に形成され、基板1の表面の電極2aと裏面の電極2aを電気的に接続する。また、スルーホール3bは、電極2bの領域内で図面上左側に寄った位置に形成され、基板1の表面の電極2bと裏面の電極2bを電気的に接続する。同様に、スルーホール3c〜3eは、電極2c〜2eのそれぞれの領域内で図面上左側に寄った位置に形成され、基板1の表面の電極2c〜2eと裏面の電極2c〜2eをそれぞれ電気的に接続する。
Further, 3a to 3e are through holes formed in the regions of the electrodes 2a to 2e on the front surface and the back surface of the
また、11と12は電極端子であり、基板1上の図面上左右の端部に電極2aと電極2eにそれぞれ接してライン状に形成される。ここで、電極端子11は電極2aの端部に接して形成されるので、すべての電極2aは電極端子11によって電気的に接続する。また、電極端子12は電極2eの端部にそれぞれ接して形成されるので、すべての電極2eは電極端子12によって電気的に接続する。この電極端子11、12は、集合基板に実装されるLED素子に電流を供給する端子として用いられるが、詳細は後述する。尚、図3に示す集合基板の電極パターンは一例を示すものであり、電極パターンの構成は限定されるものではない。
Reference numerals 11 and 12 denote electrode terminals, which are formed in a line shape in contact with the electrodes 2a and 2e at the left and right ends on the
[実施例1のLED素子の実装工程(工程M2)の説明:図4、図5]
次に、本発明の実施例1のLED素子の実装工程の詳細を図4及び図5によって説明する。図4は本発明の実施例1のLED素子の実装工程を示し、図4(a)はLED素子が実装された集合基板の平面図であり、図4(b)はLED素子が実装された集合基板の拡大側面図である。
[Description of LED Element Mounting Step (Step M2) of Example 1: FIGS. 4 and 5]
Next, details of the LED element mounting process according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 4 shows the mounting process of the LED element of Example 1 of the present invention, FIG. 4 (a) is a plan view of the collective substrate on which the LED element is mounted, and FIG. 4 (b) is the LED element mounted. It is an enlarged side view of an aggregate substrate.
図4(a)(b)に示すように、まず、LED素子の実装工程として、電極2a〜2dの図面上略右半分の領域(すなわち、スルーホール3a〜3d以外の領域)に、LED素子4を接着剤等(図示せず)によって固着し実装する。すなわち、電極2a〜2dは図示するようにそれぞれ縦に6個ずつ形成されているので、縦6行、横4列の合計24個のLED素子4が1枚の集合基板に実装される。尚、図面上右端の電極2eには、実装されない。ここで、LED素子4は実施例1においては、発光波長が一例として450nm程度の青色ダイオードである。
As shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b), first, as a mounting process of the LED element, the LED element is placed in a region on the substantially right half of the electrodes 2a to 2d (that is, a region other than the through holes 3a to 3d). 4 is fixed and mounted with an adhesive or the like (not shown). That is, as shown in the figure, six electrodes 2a to 2d are formed vertically, so that a total of 24
次に、実装されたLED素子4は、ワイヤーボンダ(図示せず)によってワイヤーボンディングされ、接続部材としての金細線によって成るワイヤー5aと5bで、電極2a〜2eに電気的に接続される。すなわち、図示するように、電極2aに実装されたLED素子4のアノード(図示せず)はワイヤー5aによって電極2aと電気的に接続され、LED素子4のカソード(図示せず)はワイヤー5bによって横隣りの電極2bと電気的に接続される。
Next, the mounted
また同様に、電極2bに実装されたLED素子4のアノード(図示せず)はワイヤー5aによって電極2bと電気的に接続され、LED素子4のカソード(図示せず)はワイヤー5bによって横隣りの電極2cと電気的に接続される。また同様に、電極2cに実装されたLED素子4と、電極2dに実装されたLED素子4も、ワイヤー5a、5bによってそれぞれの電極と電気的に接続される。
Similarly, the anode (not shown) of the
これにより、図面上横4列のLED素子4が、電極2a〜2eを介して電極端子11と12の間で直列に接続されることになる。また同様に、LED素子4は図面上縦方向の6行に実装されているので、6行すべてのLED素子4もワイヤー5a、5bで電極2a〜2eに接続される。この結果、電極端子11と12の間にある4個のLED素子4が直列接続された6つの並列接続のグループによって成る合計24個のLED素子4による回路が形成される。
As a result, the four rows of
図5は、集合基板1上に実装されるLED素子4の接続回路を示している。ここで前述したように、4個のLED素子4が一つのグループとして直列接続されており、更にこの6つのグループが並列に接続されているので、電極端子11に所定のプラス電圧を印加し、電極端子12にゼロ電圧を印加すれば、全てのLED素子4のアノードからカソードに駆動電流が流れて、全てのLED素子4を点灯させることが出来る。
FIG. 5 shows a connection circuit of the
尚、LED素子4の接続は、この実施例1に限定されず、電極端子11と12の接続パターンを工夫して、全てのLED素子4を直列接続にすることも出来る。ここで、全てのLED素子4を直列接続するならば、全てのLED素子4に流れる電流値を同一に出来るので、後述する樹脂の硬化工程において、個々のLED素子4に対する樹脂の硬化条件を合わせることが出来るが、実施例1のような直列−並列接続であっても、LED素子4の特性がグループ内で平均化されるので、ほぼ同一の硬化条件に合わせることが出来る。
In addition, the connection of the
[実施例1の樹脂部材のポッティング工程(工程M3)の説明:図6]
次に、本発明の実施例1のポッティング工程の詳細を図6によって説明する。図6は本発明の実施例1のポッティング工程を説明する拡大側面図である。図6に示すように、集合基板の表面に実装された全てのLED素子4を被覆する封止樹脂として、蛍光体7を含有する樹脂部材20をディスペンサ50によって塗布する。
[Description of Potting Step (Step M3) of Resin Member of Example 1: FIG. 6]
Next, details of the potting process according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 6 is an enlarged side view for explaining a potting process according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 6, a
ここで、蛍光体7は、LED素子4からの青色光を黄色光に波長変換する蛍光体であり、樹脂部材20は、熱エネルギーによって硬化する熱硬化型のシリコーン樹脂によって成る。尚、樹脂部材20が集合基板表面の全面に塗布され、全てのLED素子4を被覆するように、ディスペンサ50を集合基板に対して移動させながら、樹脂を吐出すると良い。これにより、集合基板上の全てのLED素子4を被覆することが出来る。
Here, the
[実施例1の樹脂部材の樹脂硬化工程(工程M4)の説明:図7]
次に、本発明の実施例1の樹脂硬化工程の詳細を図7によって説明する。図7は本発明の実施例1の樹脂硬化工程を示し、図7(a)は樹脂部材が塗布された集合基板に直流電源を接続することを示す平面図であり、図7(b)は集合基板上のLED素子4が自発光して樹脂部材を硬化させることを模式的に示す拡大側面図である。
[Description of Resin Curing Process (Process M4) of Resin Member of Example 1: FIG. 7]
Next, details of the resin curing step of Example 1 of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 7 shows the resin curing process of Example 1 of the present invention, FIG. 7 (a) is a plan view showing that a DC power source is connected to the collective substrate coated with the resin member, and FIG. It is an enlarged side view which shows typically that the
図7(a)に示すように、樹脂部材20が全面に塗布された集合基板の電極端子11と12に、所定の電圧を出力する直流電源15を接続する。すなわち、電極2aを介してLED素子4のアノードに接続する電極端子11に、直流電源15のプラスライン16aがスイッチSWを介して接続され、電極2eを介してLED素子4のカソードに接続する電極端子12に、直流電源15のマイナスライン16bが接続される。尚、スイッチSWは直流電源15からの電流をON/OFFする機能を有し、LED素子4に所定の時間だけ駆動電流を供給するように制御する。
As shown in FIG. 7A, a DC power source 15 that outputs a predetermined voltage is connected to the electrode terminals 11 and 12 of the collective substrate on which the
次に、図7(b)において、前述のスイッチSWが所定の時間だけONすると、集合基板上のすべてのLED素子4にワイヤー5a、5bを介して駆動電流が供給されて、LED素子4は発光し、それに伴い熱エネルギー17を放射する。これにより、LED素子4を被覆する樹脂部材20は前述したように熱硬化型樹脂であるので、LED素子4近傍の樹脂部材20の領域が部分的に硬化を開始して、その熱エネルギー17の大きさに応じて、LED素子4周りに均一の厚みの樹脂層6が形成される。
Next, in FIG. 7B, when the above-described switch SW is turned on for a predetermined time, a drive current is supplied to all the
この樹脂層6の厚さは、LED素子4からの発熱の熱量に依存し、LED素子4に供給される駆動電流の大きさと供給時間によって樹脂層6の膜厚を制御することが出来る。すなわち、樹脂層6の膜厚を厚く形成するには、LED素子4に供給される駆動電流の値を
大きくするか、駆動電流の供給時間を長くするか、または、その両方を実施すれば良く、また反対に、樹脂層6の膜厚を薄く形成するには、LED素子4に供給される駆動電流の値を小さくするか、駆動電流の供給時間を短くするか、または、その両方を実施すれば良い。
The thickness of the
ここで、前述したように、樹脂部材20は黄色蛍光体である蛍光体7が含有されているので、黄色の光量を増加したい場合は、樹脂層6の膜厚を厚くして蛍光体7の粒量を多くすれば良く、反対に、黄色の光量を減らしたい場合は、樹脂層6の膜厚を薄くして蛍光体7の粒量を少なくすれば良い。このように、樹脂層6を形成するための駆動電流の値、または供給時間を制御することによって、黄色光の光量を任意に調整することが出来る。尚、図7は図面を見やすくするために、樹脂層6に含有する蛍光体7の図示を省略している。
Here, as described above, since the
[実施例1の樹脂部材の洗浄工程(工程M5)の説明:図8]
次に、本発明の実施例1の洗浄工程の詳細を図8によって説明する。図8は本発明の実施例1の洗浄工程を示す模式的な側面図である。
[Description of Resin Member Cleaning Process (Process M5) of Example 1: FIG. 8]
Next, details of the cleaning process of Example 1 of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a schematic side view showing the cleaning process of the first embodiment of the present invention.
図8に示すように、樹脂部材20内に樹脂層6が形成された集合基板(図面上では集合基板の一部のみを記載)を有機溶剤51等に浸して、樹脂部材20内の未硬化部分を除去する。尚、未硬化部分とは、樹脂部材20内で樹脂層6以外の領域である。また、有機溶剤51としては、アセトン、トルエン、キシレン等が好ましく、超音波洗浄等によって洗浄することにより、未硬化部分を短時間で確実に除去することが出来る。尚、洗浄工程としてはこれに限るものではなく、樹脂部材20内の未硬化部分を除去できれば良い。
As shown in FIG. 8, an aggregate substrate (in the drawing, only a part of the aggregate substrate is illustrated) in which the
[実施例1の樹脂層の乾燥工程(工程M6)の説明:図9]
次に、本発明の実施例1の乾燥工程の詳細を図9によって説明する。図9は本発明の実施例1の乾燥工程を示す拡大側面図である。
図9に示すように、有機溶剤51によって樹脂部材20(図8参照)内の未硬化部分が除去された集合基板(図面上では集合基板の一部のみを記載)を、加熱炉等(図示せず)に入れて、図示するように熱52またはエアー等によって乾燥させる。
[Description of Drying Step of Resin Layer of Example 1 (Step M6): FIG. 9]
Next, the details of the drying process of Example 1 of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 9 is an enlarged side view showing the drying process of Example 1 of the present invention.
As shown in FIG. 9, a collective substrate (only a part of the collective substrate is shown in the drawing) from which an uncured portion in the resin member 20 (see FIG. 8) has been removed by the organic solvent 51 is heated in a heating furnace or the like (FIG. 9). (Not shown) and dried by heat 52 or air as shown.
これにより、LED素子4の周辺には樹脂層6のみが残ることになる。ここで、樹脂層6は、前述したように樹脂部材20が硬化した領域であり、この樹脂部材20は黄色蛍光体である蛍光体7を含有している。従って、樹脂層6は蛍光体7を含有する蛍光体層として形成される。
As a result, only the
[実施例1の樹脂層の説明:図10]
次に、本発明の実施例1のLED光源装置の製造方法によって形成された樹脂層6を図10によって説明する。図10は本発明の実施例1によって形成されたLED光源装置の樹脂層6を示し、図10(a)は集合基板上のLED素子を被覆する樹脂層6を示す斜視図であり、図10(b)は集合基板の拡大側面図であり、集合基板の側面の一部、すなわち、LED素子4の周辺部を示している。
[Description of Resin Layer of Example 1: FIG. 10]
Next, the
ここで、樹脂層6は、LED素子4の直近に形成されてLED素子4を直接被覆し、LED素子4からの放射熱量17(図7(b)参照)の強度分布に応じて、LED素子4の周囲を均一な膜厚で覆うように略半円形状に形成されるので、樹脂層6内に分散している蛍光体7によってLED素子4からの出射光をほぼ均一に波長変換することが出来る。また、本発明のLED光源装置の製造方法は、集合基板上に多数のLED素子4を実装し、これらのLED素子4を同時に発光させることで、多数のLED素子4を均一の膜厚で被覆する樹脂層6を一括して形成することが出来るので、大量生産に好適な製造方法である
。
Here, the
[実施例1の封止工程(工程M7)の説明:図11]
次に、本発明の実施例1の封止工程の詳細を図11によって説明する。図11は本発明の実施例1の封止工程を説明する斜視図である。
図11に示すように、集合基板上に樹脂層6が形成された後、透明性の封止部材8を充填し硬化させる封止工程を実施する。尚、封止部材8は熱硬化性樹脂、または、光硬化性樹脂のどちらかが好ましい。
[Description of Sealing Process (Process M7) of Example 1: FIG. 11]
Next, details of the sealing process of the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a perspective view for explaining a sealing process according to the first embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 11, after the
この工程により、LED素子4とワイヤー5a、5bと樹脂層6、及び集合基板の表面全体が封止され、電気的機械的に保護されて、耐環境性に優れたLED光源装置を製造することが出来る。
Through this process, the
[実施例1の切断工程(工程M8)の説明:図12]
次に、本発明の実施例1の切断工程を図12によって説明する。図12は本発明の実施例1の切断工程を示し、図12(a)は集合基板上に完成した多数のLED光源装置を分離する切断工程を説明する集合基板の一部を示す斜視図であり、図12(b)は切断工程によって完成した単個のLED光源装置の一例を示す斜視図である。
[Description of Cutting Process (Process M8) of Example 1: FIG. 12]
Next, the cutting process of Example 1 of this invention is demonstrated with reference to FIG. FIG. 12 shows a cutting process according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 12A is a perspective view showing a part of the collective substrate for explaining a cutting process for separating a large number of LED light source devices completed on the collective board. FIG. 12B is a perspective view showing an example of a single LED light source device completed by the cutting process.
図12(a)に示すように、封止部材8によって封止された集合基板を所定の切断線X、Yに沿ってダイシング装置(図示せず)等によって切断分離し、複数個のLED光源装置が完成する。尚、切断線Xは基板1上の各電極2a〜2eの間に設定され、切断線Yは集合基板上の各スルーホール3a〜3eの中心を通るように設定される。
As shown in FIG. 12A, the collective substrate sealed by the sealing
また、図12(b)に示すように、完成したLED光源装置40は、集合基板から切断分離された基板1に電極2a、2bが形成されている。この電極2a、2bは中心部で切断されたスルーホール3a、3bを備え、このスルーホール3a、3bによって、基板1の裏面の電極2a、2b(図示せず)に電気的に接続される。また、電極2aの表面には、LED素子4が実装され、このLED素子4は、前述したように2本のワイヤー5a、5bによって電極2a、2bと電気的に接続される。
As shown in FIG. 12B, in the completed LED
この接続により、外部から電極2a、2bに駆動電圧が供給されると、LED素子4にワイヤー5a、5bを介して駆動電流が流れて、LED素子4は発光する。また、LED素子4は、前述のように蛍光体7を含有した樹脂層6によって被覆され、樹脂層6は、透明性の封止部材8で封止される。
With this connection, when a drive voltage is supplied to the electrodes 2a and 2b from the outside, a drive current flows to the
尚、完成したLED光源装置40は、集合基板から分離された位置によって、電極2a、2bは、電極2b、2c、電極2c、2d、または電極2d、2eとなる。また、スルーホール3a、3bは、同様に集合基板から分離された位置によって、スルーホール3b、3c、スルーホール3c、3d、またはスルーホール3d、3eとなるが、集合基板のどの位置で切断分離されたとしても、同一のLED光源装置40であることはもちろんである。このように本発明は、多数のLED光源装置を一括して製造することが出来る。
In the completed LED
また、本発明の実施例1のLED光源装置の製造方法に関しては、熱硬化樹脂を用いているために、LED素子4の発光波長によって限定されるものではない。本実施例においてはLED素子4として450nm付近の青色発光のものを用いたが、これに限るものではなく、いずれの発光波長のLED素子4においても製造可能である。また、蛍光体7を含有した樹脂層6の厚みが均一に出来ることから、LED素子4からの出射光が均一に蛍光体粒子に照射して波長変換が行われ、この結果、混色性が良好で色むらの少ない白色光を発光するLED光源装置を製造することが出来る。
Moreover, regarding the manufacturing method of the LED light source device of Example 1 of this invention, since the thermosetting resin is used, it is not limited by the light emission wavelength of the
また、LED素子4を被覆する樹脂層6の膜厚は、LED素子4を発光させた際の熱量に応じて決定されるので、膜厚を容易に制御でき、この結果、発光の色味調整が簡単で、色バランスが最適な白色のLED光源装置を製造することが出来る。また、樹脂層6はLED素子4に近い比較的狭い領域に形成されるので、LED光源装置の小型薄型化を容易に実現できる製造方法である。
Moreover, since the film thickness of the
また、熱硬化型樹脂を塗布してLED素子4の自発光によって樹脂を硬化させることにより、LED素子4と基板の電極2a、2bを電気的に接続するワイヤー5a、5bに影響されずに、ワイヤー5a、5bと基板1の隙間にまでも、膜厚が薄い樹脂層6を形状ひずみ等が生じること無く高精度に形成出来るので、出射する白色光の指向性や混色性に悪影響を及ぼすことがない。これにより、本発明はワイヤーボンディング実装のLED光源装置に好適である。
In addition, by applying a thermosetting resin and curing the resin by the self-emission of the
また本発明によれば、LED素子4を集合基板上に多数実装し、多数個同時に自発光させることにより、個々のLED素子の周りに所定の膜厚の樹脂層を一括して形成することが出来るので、色むら等の特性ばらつきが少ない複数のLED光源装置を一括して大量に製造することが出来る。
Further, according to the present invention, a large number of
[実施例2のLED光源装置の説明:図13]
本発明の実施例2のLED光源装置の構成を図13によって説明する。尚、本実施例のLED光源装置を製造する製造工程の詳細については後述する。図13において基板1上に電極2a、2bが配置されており、電極2aと2bはそれぞれスルーホール3a、3bを介して基板1の表面側と裏面側が接続されているものである。基板1はエポキシ等の絶縁性基板で形成され、電極2a、2bは、導電性の銅箔等によって成る。また、本実施例においては熱伝導性パターン30aが基板1上に配置されており同様にフラットスルーホールなどを介して基板1の表面側と裏面側が接続されている。なお、この熱伝導性パターン30aは、熱伝導率の高い材質として例えば銀から成るものである。
[Description of LED Light Source Device of Example 2: FIG. 13]
The configuration of the LED light source device according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, the detail of the manufacturing process which manufactures the LED light source device of a present Example is mentioned later. In FIG. 13, electrodes 2a and 2b are arranged on a
また、LED素子4は熱伝導性パターン30a上に実装され、ワイヤー5a、5bによって電極2a、2bと電気的に接続されている。ここで、本実施例においては熱伝導性パターン30aと電極2a、2bは異なるものとしているが、これに限るものではなく、熱伝導性パターン30aが電極2aまたは2bのどちらか一方であっても良い。
The
また、LED素子4は、略均一に分散した状態の蛍光体7を有し、熱硬化性樹脂からなる樹脂層6’で被覆されている。この樹脂層6’は、LED素子4を発光させたときに発生する熱量により決定した厚みで、LED素子4および熱伝導性パターン30aを被覆して形成されている。また、樹脂層6’、ワイヤー5a、5b、電極2a、2bは、封止部材8で封止されている。封止部材8は透明性の樹脂材によって成り、電極2a、2bなどを物理的、化学的に保護し、経時変化による劣化を防ぐために設けた。
The
ここで、本実施例においてLED素子4は青色発光のLED素子であり、蛍光体7は例えばYAGなどの青色を吸収して黄色を発光する蛍光体であるとすると、LED素子4からの青色光の一部は樹脂層6’内に分散した蛍光体7に入射し、黄色光に波長変換される。よって、LED光源装置41から発せられる光線は青色光10Bと黄色光10Yが混ざり合ったものとなり、LED光源装置41は擬似白色光10Wを出射するものとなる。
Here, in this embodiment, the
このとき、樹脂層6’の厚みは、LED素子4を発光させた際の熱量によって決定されるものであり、また、樹脂層6’の形状はLED素子4と熱伝導性パターン30aの形状
に沿って形成されている。よって、LED素子下の熱伝導性パターン30aのパターン形状を変化させることで、そのパターン形状に沿った形状の樹脂層6’を、容易に形成することが可能となる。
仮に、LED素子4の水平方向の断面が正方形であれば、熱伝導性パターン30aを円形とし、LED素子4が水平方向の断面が長方形であれば、熱伝導性パターン30aをLED素子4と長軸をそろえた楕円とすることで、より樹脂層6’の厚みがLED素子4に対してほぼ一様の厚みで形成されることとなる。従って、LED素子4から出射される青色光は、いずれの方向においてもほぼ同じ割合で黄色光に変換されるため、LED光源装置41から発せられる光線は、いずれの方向においても青色光10Bと黄色光10Yの割合が等しくなり、LED光源装置41の色むらは非常に小さいものとなる。
At this time, the thickness of the
If the
[実施例2の集合基板製造工程(工程M1)の説明:図14]
次に、本発明の実施例2の集合基板の製造工程の詳細を図14によって説明する。図14は本発明によって製造されるLED光源装置の集合基板を示し、図14(a)は集合基板の平面図であり、図14(b)は図14(a)の切断線B−B’で切断した集合基板の断面図である。
[Description of Assembly Board Manufacturing Process (Process M1) of Example 2: FIG. 14]
Next, details of the manufacturing process of the collective substrate according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 14 shows a collective substrate of the LED light source device manufactured according to the present invention, FIG. 14 (a) is a plan view of the collective substrate, and FIG. 14 (b) is a cutting line BB ′ of FIG. 14 (a). It is sectional drawing of the collective substrate cut | disconnected by.
図14(a)(b)に示すように、エポキシ材等の絶縁性材料からなる基板1上に電極2a〜2eが配置されており、電極2a〜2eはそれぞれスルーホール3a〜3eを介して基板1の表面側と裏面側が接続されているものである。また、本実施例においては電極2a〜2eのそれぞれの間に熱伝導性パターン30a〜30dが配置されている。本実施形態において、熱伝導性パターン30a〜30dは、フラットスルーホールなどで基板1の表面側と裏面側が接続されているものである。ここで、電極2aは図示するように基板1上に所定の間隔で図面上縦に形成される。また、熱伝導性パターン30aは電極2a、2bに隣接し、熱伝導性パターン30bは、電極2b、2cに隣接する形で、電極2aと同様に基板1上に所定の間隔で図面上縦に形成される。また、熱伝導性パターン30c〜30d、電極2c〜2eも同様に基板1上に所定の間隔で図面上縦に形成される。
As shown in FIGS. 14 (a) and 14 (b), electrodes 2a to 2e are arranged on a
これにより、電極2a〜2e、熱伝導性パターン30a〜30dは、基板1上にマトリクス状に形成され、図14においては、電極2a〜2eが図面上横方向で5列、図面上縦方向で6行の合計30個、熱伝導性パターン30a〜30dが図面上横方向で4列、図面上縦方向で6行の合計24個形成されるが、この個数に限定されるものではなく、基板1の大きさや電極形状等によって任意の数に形成して良い。
Thus, the electrodes 2a to 2e and the heat conductive patterns 30a to 30d are formed in a matrix on the
また、3a〜3eは、基板1の表面と裏面の電極2a〜2eの領域内に形成されるスルーホールである。ここでスルーホール3aは、電極2aの領域内に形成され、基板1の表面の電極2aと裏面の電極2aを電気的に接続する。また、スルーホール3bは、電極2bの領域内に形成され、基板1の表面の電極2bと裏面の電極2bを電気的に接続する。同様に、スルーホール3c〜3eは、電極2c〜2eのそれぞれの領域内に形成され、基板1の表面の電極2c〜2eと裏面の電極2c〜2eをそれぞれ電気的に接続する。
Further, 3a to 3e are through holes formed in the regions of the electrodes 2a to 2e on the front surface and the back surface of the
また、11と12は電極端子であり、基板1上の図面上左右の端部に電極2aと電極2eにそれぞれ接してライン状に形成される。ここで、電極端子11は電極2aの端部に接して形成されるので、すべての電極2aは電極端子11によって電気的に接続する。また、電極端子12は電極2eの端部にそれぞれ接して形成されるので、すべての電極2eは電極端子12によって電気的に接続する。この電極端子11、12は、集合基板に実装されるLED素子に電流を供給する端子として用いられるが、詳細は後述する。尚、図14に示す集合基板の電極パターンは一例を示すものであり、電極パターンの構成は限定されるものではない。
Reference numerals 11 and 12 denote electrode terminals, which are formed in a line shape in contact with the electrodes 2a and 2e at the left and right ends on the
[実施例2のLED素子の実装工程(工程M2)の説明:図15]
次に、本発明の実施例2のLED素子の実装工程の詳細を図15によって説明する。図15は本発明の実施例2のLED素子の実装工程を示し、図15(a)はLED素子が実装された集合基板の平面図であり、図15(b)はLED素子が実装された集合基板の拡大側面図である。
[Description of LED Element Mounting Process (Process M2) of Example 2: FIG. 15]
Next, the details of the LED element mounting process of Example 2 of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 15 shows the mounting process of the LED element of Example 2 of the present invention, FIG. 15 (a) is a plan view of the collective substrate on which the LED element is mounted, and FIG. 15 (b) is the LED element mounted thereon. It is an enlarged side view of an aggregate substrate.
図15(a)(b)に示すように、まず、LED素子の実装工程として、熱伝導性パターン30a〜30dに、LED素子4を接着剤等(図示せず)によって固着し実装する。すなわち、熱伝導性パターン30a〜30dは、図示するようにそれぞれ縦に6個ずつ形成されているので、縦6行、横4列の合計24個のLED素子4が1枚の集合基板に実装される。ここで、LED素子4は実施例2においては、発光波長が一例として450nm程度の青色ダイオードであるものとする。
As shown in FIGS. 15A and 15B, first, as a mounting process of the LED element, the
次に、実装されたLED素子4は、ワイヤーボンダ(図示せず)によってワイヤーボンディングされ、接続部材としての金細線によって成るワイヤー5aと5bで、電極2a〜2eに電気的に接続される。すなわち、図示するように、熱伝導性パターン30aに実装されたLED素子4のアノード(図示せず)はワイヤー5aによって電極2aと電気的に接続され、LED素子4のカソード(図示せず)はワイヤー5bによって横隣りの電極2bと電気的に接続される。
Next, the mounted
また同様に、熱伝導性パターン30bに実装されたLED素子4のアノード(図示せず)はワイヤー5aによって電極2bと電気的に接続され、LED素子4のカソード(図示せず)はワイヤー5bによって横隣りの電極2cと電気的に接続される。また同様に、熱伝導性パターン30cに実装されたLED素子4と、熱伝導性パターン30dに実装されたLED素子4も、ワイヤー5a、5bによってそれぞれの電極と電気的に接続される。
Similarly, the anode (not shown) of the
これにより、図面上横4列のLED素子4が、電極2a〜2eを介して電極端子11と12の間で直列に接続されることになる。また同様に、LED素子4は図面上縦方向の6行に実装されているので、6行すべてのLED素子4もワイヤー5a、5bで電極2a〜2eに接続される。この結果、電極端子11と12の間にある4個のLED素子4が直列接続された6つの並列接続のグループによって成る、合計24個のLED素子4による回路が形成される。
As a result, the four rows of
次に、実施例1と同様にしてポッティング工程(図6参照)と、樹脂硬化工程(図7参照)行う。すると、本実施例における樹脂部材20は、LED素子4の外形と熱伝導性パターンのパターン形状に沿った形状で、部分的に硬化するものとなる。それは、実施例1では樹脂部材20に対し主にLED素子4から熱エネルギーが放射されるため、樹脂部材20はLED素子4の外形に沿った形状で部分的に硬化するが、本実施例においては、LED素子4から発せられた熱は、直下の熱導電性パターンに伝達し、樹脂部材20に対しては主にLED素子4と熱伝導性パターンの両方の熱エネルギーが放射されるからである。
Next, a potting process (see FIG. 6) and a resin curing process (see FIG. 7) are performed in the same manner as in Example 1. Then, the
次に、実施例1で示した図8と同様にして、溶剤の中に上記構成体を浸漬させて、不要の樹脂部材を除去する洗浄工程と、図9と同様にして、熱風等を当てて不要な部分が除去された樹脂部材を乾燥する乾燥工程を行う。 Next, in the same manner as in FIG. 8 shown in Example 1, the above structure is immersed in a solvent to remove unnecessary resin members, and hot air or the like is applied in the same manner as in FIG. Then, a drying process for drying the resin member from which unnecessary portions are removed is performed.
[実施例2の樹脂層の説明:図16]
次に、上記工程を経て形成された、構成体の樹脂層6’を図16によって説明する。図16は本発明の実施例2によって形成されたLED光源装置の樹脂層6’を示し、図16(a)は集合基板上のLED素子を被覆する樹脂層6’を示す斜視図であり、図16(b
)は集合基板の拡大側面図であり、集合基板の側面の一部、すなわち、LED素子4の周辺部を示している。
[Description of Resin Layer of Example 2: FIG. 16]
Next, the
) Is an enlarged side view of the aggregate substrate, and shows a part of the side surface of the aggregate substrate, that is, the peripheral portion of the
上記工程で掲載された構成体は、樹脂層6’が、LED素子4の直近に形成されてLED素子4を直接被覆し、LED素子4と熱導電性パターン30からの放射熱量の強度分布に応じて、LED素子4と熱導電性パターン30を覆うように略半円形状に形成される。これにより、樹脂層6’内に分散している蛍光体7によってLED素子4からの出射光を、ほぼ均一に波長変換することが出来る形態となる。また本形態によれば、熱伝導性パターン30のパターン形状を変化させることで、そのパターン形状に沿った形状の樹脂層6’を形成することが可能となる。
In the structure listed in the above process, the
仮に、LED素子4の水平方向の断面が正方形であれば、熱伝導性パターン30を円形もしくは正方形とし、LED素子4が水平方向の断面が長方形であれば、熱伝導性パターン30をLED素子4と長軸をそろえた楕円もしくは長方形とすることで、より樹脂層6’の厚みはLED素子4に対してほぼ一様の厚みで形成されることとなる。従って、LED素子4から出射される青色光は、いずれの方向においてもほぼ同じ割合で黄色光に変換される。また、本発明のLED光源装置の製造方法は、集合基板上に多数のLED素子4を実装し、これらのLED素子4を同時に自発光させることで、多数のLED素子4を被覆する樹脂層6’を一括して形成することが出来るので、大量生産に好適な製造方法である。
If the
次に、実施例1の図11と同様にして、LED素子4を封止部材8で封止する封止工程と、図12と同様にして、集合基板から単個のLED素子4毎に切断を行う切断工程を行うことで、図13に示したLED光源装置41が完成する。
Next, in the same manner as in FIG. 11 of the first embodiment, a sealing process for sealing the
この様に、本発明の実施例2のLED光源装置41の製造方法によれば、実施例1と同様に、LED素子4周りに均一の膜厚の樹脂層6’を、多数個同時に形成することができる。また、この樹脂層6’に熱硬化樹脂を用いているために、LED素子4の発光波長によって限定されることはない。また、本実施例においてはLED素子4として450nm付近の青色発光のものを用いたが、これに限るものではなく、いずれの発光波長のLED素子4においても製造可能である。また、蛍光体7を含有した樹脂層6’の厚みが均一に出来ることから、LED素子4からの出射光が均一に蛍光体粒子に照射して波長変換が行われ、この結果、混色性が良好で色むらの少ない白色光を発光するLED光源装置を製造することが出来る。
As described above, according to the manufacturing method of the LED light source device 41 of the second embodiment of the present invention, as in the first embodiment, a large number of
また、熱伝導性パターン30のパターン形状を変化させることで、そのパターン形状に沿った形状の樹脂層6’を形成することが可能となる。LED素子4の形状に合わせて熱伝導性パターン30のパターン形状を変化させることで、樹脂層6’の厚みをより均一にすることが可能となり、LED光源装置の色むらを非常に小さくすることが可能である。
Further, by changing the pattern shape of the heat
また、実施例2によるLED光源装置およびLED光源装置の製造方法は、前述の実施例1によるLED光源装置およびLED光源装置の製造方法と同様である部分が多く、実施例2においても、実施例1と同様に多くの優れた効果や特徴を備えている。 In addition, the LED light source device and the manufacturing method of the LED light source device according to the second embodiment have many parts that are the same as the LED light source device and the manufacturing method of the LED light source device according to the first embodiment described above. Similar to 1, it has many excellent effects and features.
[実施例2の変形例のLED光源装置の説明:図17]
次に、本発明の実施例2の変形例のLED光源装置42の概略について図17を用いて説明する。
図17に示す実施例2のLED光源装置42は、図13に示したと同様のLED光源装置41の構成に加えて、熱伝導性パターン30aに放熱板70が接続された形態となっている。そして、この熱伝導性パターン30aは、フラットスルーホールによって基板1の表側と裏側が接続され、LED素子4からの発熱が熱伝導性パターン30aを経由して放熱板70に伝達し、外部に放熱出来るようになっている。例えば、LED素子4に大電流を流す場合は、光源装置が非常に高温になるため、このような放熱機構を用いることで、LED素子4周辺の熱上昇を抑えることが可能となる。その結果、熱によるLED光源装置42の高輝度化、長寿命化の妨げを防ぐことが可能となる。
[Description of LED Light Source Device of Modification of Example 2: FIG. 17]
Next, the outline of the LED light source device 42 of the modification of Example 2 of this invention is demonstrated using FIG.
The LED light source device 42 of Example 2 shown in FIG. 17 has a configuration in which a
なお、この放熱板70は、実施例1の図7に示した、LED素子4を自発光させることにより、樹脂部材を部分的に硬化させる樹脂硬化工程以降に、基板1の裏面に接続するのが好ましい。それは、樹脂層6’は、LED素子4と熱伝導性パターン30aからの熱エネルギーによって硬化するため、樹脂硬化工程時に放熱板70が接続されていると、LED素子4からの発熱が放熱板70によって外部に放出されてしまい、樹脂部材を効率良く硬化できなくなってしまうためである。
In addition, this
[実施例3のLED光源装置の説明:図18]
次に、本発明の実施例3のLED光源装置の構成を図18を用い、製造方法を図19を用いて説明する。尚、実施例3の特徴は、LED素子がn−UV発光のLED素子であり、第1、第2、第3の蛍光体を含有する三つの蛍光体層によって白色光を発光するLED光源装置を製造することである。また、本実施例の構造において、上述の実施例と同様の箇所に関しては同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。
[Description of LED Light Source Device of Example 3: FIG. 18]
Next, the configuration of the LED light source device of Example 3 of the present invention will be described with reference to FIG. 18, and the manufacturing method will be described with reference to FIG. The feature of the third embodiment is that the LED element is an LED element that emits n-UV light, and an LED light source device that emits white light by three phosphor layers containing the first, second, and third phosphors. Is to manufacture. Further, in the structure of the present embodiment, the same reference numerals are given to the same portions as those in the above-described embodiment, and the detailed description is omitted.
図18に示すように、本実施例のLED光源装置43は、基板1にLED素子81が実装され、このLED素子81を被覆して3層から成る蛍光体層が形成され、その蛍光体層を透明性の封止部材8で封止した構造である。ここで、LED素子81はn−UV発光のLED素子であり、蛍光体層はLED素子81の直近から、第1の蛍光体82を含有した第1の蛍光体層85、第2の蛍光体83を含有した第2の蛍光体層86、第3の蛍光体84を含有した第3の蛍光体層87の順で積層されている。ここで、本実施例においては第1の蛍光体82は赤色蛍光体、第2の蛍光体83は緑色蛍光体、第3の蛍光体84は青色蛍光体とする。
As shown in FIG. 18, in the LED light source device 43 of the present embodiment, an LED element 81 is mounted on a
ここで、第1の蛍光体層85、第2の蛍光体層86、第3の蛍光体層87の樹脂材料は熱硬化性樹脂であり、第1の蛍光体層85、第2の蛍光体層86、第3の蛍光体層87それぞれは、LED素子81を発光させたときに発生する熱量により決定した厚みで、LED素子81の周りを被覆して形成されている。 Here, the resin material of the 1st fluorescent substance layer 85, the 2nd fluorescent substance layer 86, and the 3rd fluorescent substance layer 87 is a thermosetting resin, The 1st fluorescent substance layer 85, the 2nd fluorescent substance Each of the layer 86 and the third phosphor layer 87 is formed to cover the periphery of the LED element 81 with a thickness determined by the amount of heat generated when the LED element 81 emits light.
ここで、LED素子81からの出射光が、第1の蛍光体層85に含有される赤色蛍光体である第1の蛍光体82に入射すると、第1の蛍光体82はLED素子81からの出射光を吸収して励起し、波長変換光である赤色光90Rを発光して第2の蛍光体層86と第3の蛍光体層87、及び透明な封止部材8を通過し外部に出射する。
Here, when the emitted light from the LED element 81 is incident on the first phosphor 82 which is a red phosphor contained in the first phosphor layer 85, the first phosphor 82 is emitted from the LED element 81. The emitted light is absorbed and excited to emit red light 90R which is wavelength converted light, passes through the second phosphor layer 86, the third phosphor layer 87, and the
また、第1の蛍光体82に入射せず第1の蛍光体層85を通過したLED素子81からの出射光が、第2の蛍光体層86に含有される緑色蛍光体である第2の蛍光体83に入射すると、第2の蛍光体83はLED素子81からの出射光を吸収して励起し、波長変換光である緑色光90Gを発光して第3の蛍光体層87、及び透明な封止部材8を通過し外部に出射する。
In addition, the light emitted from the LED element 81 that has not entered the first phosphor 82 and has passed through the first phosphor layer 85 is the second phosphor that is a green phosphor contained in the second phosphor layer 86. When entering the phosphor 83, the second phosphor 83 absorbs and excites light emitted from the LED element 81, emits green light 90G, which is wavelength-converted light, and emits the third phosphor layer 87 and transparent. It passes through the sealing
また、第2の蛍光体83に入射せず第2の蛍光体層86を通過したLED素子81からの出射光が、第3の蛍光体層87に含有される青色蛍光体である第3の蛍光体84に入射すると、第3の蛍光体84はLED素子81からの出射光を吸収して励起し、波長変換光である青色光90Bを発光して透明な封止部材8を通過し外部に出射する。これにより、
LED光源装置43からは、青色光90Bと緑色光90Gと赤色光90Rが発光し、それぞれの光が混合して白色光90Wとして出射される。
In addition, the emitted light from the LED element 81 that has not entered the second phosphor 83 and passed through the second phosphor layer 86 is a third phosphor that is a blue phosphor contained in the third phosphor layer 87. When entering the
The LED light source device 43 emits blue light 90B, green light 90G, and red light 90R, and the respective lights are mixed and emitted as white light 90W.
このとき、第1の蛍光体層85、第2の蛍光体層86、第3の蛍光体層87の厚みはLED素子81を発光させた際の熱量によって決定されるものであり、LED素子81の発光層に対していずれもほぼ一様の厚みで形成されている。よって、LED素子81から出射されるn−UV光は、いずれの方向においてもほぼ同じ割合で各蛍光体層において波長変換されるため、LED光源装置43から発せられる光線は、いずれの方向においても赤色光、緑色光、青色光の割合が等しくなり、LED光源装置43の色むらは非常に小さいものとなる。 At this time, the thicknesses of the first phosphor layer 85, the second phosphor layer 86, and the third phosphor layer 87 are determined by the amount of heat when the LED element 81 emits light. Each of the light emitting layers is formed with a substantially uniform thickness. Therefore, since the n-UV light emitted from the LED element 81 is wavelength-converted in each phosphor layer at almost the same rate in any direction, the light emitted from the LED light source device 43 is emitted in any direction. The ratios of red light, green light, and blue light are equal, and the color unevenness of the LED light source device 43 is very small.
またこのように、LED素子81に最も近い第1の蛍光体層85に長波長を発光する赤色蛍光体を含有し、その外側の第2の蛍光体層86に中間波長を発光する緑色蛍光体を含有し、最表面の第3の蛍光体層87に短波長を発光する青色蛍光体を含有することによって、各蛍光体による波長変換光の相互作用の影響を抑制出来るので、蛍光体の2次励起を抑えてLEDの発光効率を向上させることが出来る。これにより、輝度ばらつきが少なく高輝度高出力のLED光源装置を実現することが出来る。 In addition, in this way, the first phosphor layer 85 closest to the LED element 81 contains a red phosphor that emits a long wavelength, and the second phosphor layer 86 outside the green phosphor emits an intermediate wavelength. And the third phosphor layer 87 on the outermost surface contains a blue phosphor that emits a short wavelength, so that the influence of the interaction of wavelength-converted light by each phosphor can be suppressed. Secondary excitation can be suppressed and the luminous efficiency of the LED can be improved. Thereby, it is possible to realize a high-brightness and high-output LED light source device with little luminance variation.
また、RGBを発光するそれぞれ蛍光体が各蛍光体層毎に分離して含有されるので、それぞれの蛍光体層に含有する同一の蛍光体粒子が各層内で均一に分散される。すなわち、各蛍光体層には、比重や粒径が等しい同一の蛍光体粒子が含有されるので、蛍光体粒子が層内で偏ったりせず均一に分散される。これにより、蛍光体粒子が均一に分散した蛍光体層が積層されるので、LED素子81からの出射光が均一に各層の蛍光体粒子に照射して波長変換が行われ、この結果、混色性が良好で色むらの少ない白色光を発光するLED光源装置を実現することが出来る。 In addition, since the phosphors that emit RGB light are contained separately for each phosphor layer, the same phosphor particles contained in each phosphor layer are uniformly dispersed in each layer. That is, since each phosphor layer contains the same phosphor particles having the same specific gravity and particle size, the phosphor particles are uniformly dispersed in the layer without being biased. As a result, the phosphor layers in which the phosphor particles are uniformly dispersed are laminated, so that the wavelength conversion is performed by uniformly irradiating the phosphor particles of each layer with the emitted light from the LED element 81. As a result, the color mixing property is obtained. Therefore, it is possible to realize an LED light source device that emits white light with good color unevenness.
次に、本実施例におけるLED光源装置の製造工程の概略を図19によって説明する。図19は本発明の実施例3の製造工程の全体概略を示すフローチャートである。尚、実施例3の製造方法は、基本的に実施例1と同様であるので、前述の実施例1の製造工程を説明する図2と比較し、実施例1と異なる製造工程だけを説明する。 Next, the outline of the manufacturing process of the LED light source device in the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 19 is a flowchart showing an overall outline of the manufacturing process according to the third embodiment of the present invention. Since the manufacturing method of the third embodiment is basically the same as that of the first embodiment, only the manufacturing steps different from the first embodiment will be described in comparison with FIG. .
まず、集合基板製造工程(工程M1)とLED素子実装工程(工程M2)を行う。これら工程は、実施例1と同様であるので、ここでの説明は省略する。次に行うポッティング工程(工程M3)も、実施例1と同様であるが、本実施例においては赤色蛍光体である第1の蛍光体82を含有した熱硬化性樹脂をポッティングする。次に、実施例1と同様にして、樹脂硬化工程(工程M4)、洗浄工程(工程M5)、乾燥工程(工程M6)を行うことで、第1の実施例で示した(図10)と同様に、第1の蛍光体層が形成される。 First, a collective substrate manufacturing process (process M1) and an LED element mounting process (process M2) are performed. Since these steps are the same as those in the first embodiment, description thereof is omitted here. The next potting step (step M3) to be performed is the same as in Example 1, but in this example, a thermosetting resin containing the first phosphor 82 that is a red phosphor is potted. Next, in the same manner as in Example 1, the resin curing process (process M4), the cleaning process (process M5), and the drying process (process M6) are performed, as shown in the first example (FIG. 10). Similarly, a first phosphor layer is formed.
次に、図19におけるループL1によって、乾燥工程(工程M6)からポッティング工程(工程M3)に戻り、第2の蛍光体層を形成する。すなわち、緑色蛍光体である第2の蛍光体83を含有した熱硬化性樹脂をポッティングし、樹脂硬化工程(工程M4)、洗浄工程(工程M5)、乾燥工程(工程M6)を行うことで、第2の蛍光体層を形成する。同様に、ループL1によって乾燥工程(工程M6)からポッティング工程(工程M3)に戻り、第3の蛍光体層を形成する。ここまでの工程により、3層の積層構造の蛍光体層が形成される。 Next, the loop L1 in FIG. 19 returns from the drying step (step M6) to the potting step (step M3) to form the second phosphor layer. That is, by potting a thermosetting resin containing the second phosphor 83, which is a green phosphor, by performing a resin curing step (step M4), a cleaning step (step M5), and a drying step (step M6), A second phosphor layer is formed. Similarly, the loop L1 returns from the drying process (process M6) to the potting process (process M3) to form a third phosphor layer. Through the steps so far, a phosphor layer having a three-layer structure is formed.
次に行うのが、封止工程(工程M7)と切断工程(工程M8)であるが、実施例1と同様であるので、説明は省略する。以上の工程を経て、本実施例のLED光源装置は製造される。 Next, the sealing process (process M7) and the cutting process (process M8) are performed. Through the above steps, the LED light source device of this embodiment is manufactured.
このように、LED素子81に最も近い第1の蛍光体層85に長波長を発光する赤色蛍光体を含有し、その外側の第2の蛍光体層86に中間波長を発光する緑色蛍光体を含有し、最表面の第3の蛍光体層87に短波長を発光する青色蛍光体を含有することによって、各蛍光体による波長変換光の相互作用の影響を抑制出来るので、蛍光体の2次励起を抑えてLEDの発光効率を向上させることが出来る。これにより、輝度ばらつきが少なく高輝度高出力のLED光源装置を製造することが出来る。 As described above, the first phosphor layer 85 closest to the LED element 81 contains the red phosphor that emits a long wavelength, and the second phosphor layer 86 outside the green phosphor that emits the intermediate wavelength. Including the blue phosphor that emits a short wavelength in the third phosphor layer 87 on the outermost surface can suppress the influence of the interaction of wavelength-converted light by each phosphor. Excitation can be suppressed and the luminous efficiency of the LED can be improved. Thereby, it is possible to manufacture an LED light source device with high luminance and high output with little luminance variation.
また、RGBを発光するそれぞれ蛍光体が各蛍光体層毎に分離して含有されるので、それぞれの蛍光体層に含有する同一の蛍光体粒子が各層内で均一に分散される。すなわち、各蛍光体層には、比重や粒径が等しい同一の蛍光体粒子が含有されるので、蛍光体粒子が層内で偏ったりせず均一に分散される。これにより、蛍光体粒子が均一に分散した蛍光体層が積層されるので、LED素子81からの出射光が均一に各層の蛍光体粒子に照射して波長変換が行われ、この結果、混色性が良好で色むらの少ない白色光を発光するLED光源装置を製造することが出来る。 In addition, since the phosphors that emit RGB light are contained separately for each phosphor layer, the same phosphor particles contained in each phosphor layer are uniformly dispersed in each layer. That is, since each phosphor layer contains the same phosphor particles having the same specific gravity and particle size, the phosphor particles are uniformly dispersed in the layer without being biased. As a result, the phosphor layers in which the phosphor particles are uniformly dispersed are laminated, so that the wavelength conversion is performed by uniformly irradiating the phosphor particles of each layer with the emitted light from the LED element 81. As a result, the color mixing property is obtained. LED light source device that emits white light with good color uniformity and little color unevenness can be manufactured.
また、LED素子81を被覆する第1、第2、第3の蛍光体層85、86、87のそれぞれの膜厚は、LED素子81の発熱量に応じて決定されるので、各蛍光体層の膜厚を容易に制御でき、この結果、発光の色味調整が簡単で、色バランスが最適な白色のLED光源装置を製造することが出来る。また、蛍光体層はLED素子81に近い比較的狭い領域に形成されるので、LED光源装置の小型薄型化を容易に実現できる製造方法である。 Further, since the film thicknesses of the first, second, and third phosphor layers 85, 86, and 87 covering the LED element 81 are determined according to the amount of heat generated by the LED element 81, each phosphor layer As a result, it is possible to manufacture a white LED light source device in which light emission color adjustment is simple and color balance is optimal. Further, since the phosphor layer is formed in a relatively narrow region close to the LED element 81, it is a manufacturing method that can easily realize a reduction in size and thickness of the LED light source device.
また、実施例3によるLED光源装置およびLED光源装置の製造方法は、前述の実施例1によるLED光源装置およびLED光源装置の製造方法と同様である部分が多く、実施例3においても、実施例1と同様に多くの優れた効果や特徴を備えている。 In addition, the LED light source device and the manufacturing method of the LED light source device according to the third embodiment have many parts similar to the LED light source device and the manufacturing method of the LED light source device according to the above-described first embodiment. Similar to 1, it has many excellent effects and features.
本実施例の製造方法では、赤色蛍光体である第1の蛍光体を含む第1の蛍光体層、緑色蛍光体である第2の蛍光体を含む第2の蛍光体層、青色蛍光体である第3の蛍光体を含む第3の蛍光体層を順次積層した例を示したが、これら第1から第3の蛍光体層の積層順を代えた形態としても良い。その場合は、波長変換光の相互作用による問題の悪化することに留意する必要がある。 In the manufacturing method of the present embodiment, the first phosphor layer including the first phosphor that is the red phosphor, the second phosphor layer including the second phosphor that is the green phosphor, and the blue phosphor. Although an example in which a third phosphor layer including a certain third phosphor is sequentially laminated is shown, the lamination order of the first to third phosphor layers may be changed. In that case, it should be noted that the problem due to the interaction of wavelength-converted light is exacerbated.
また、本発明によって製造されるLED光源装置は、実施例において白色光を発光することを前提に説明したが、本発明の製造方法によるLED光源装置の出射光は白色光に限定されるものではなく、他の色の光を発光するLED光源装置であっても良い。また、本発明によって製造されるLED光源装置は、ワイヤーボンディングによる実装に限定されず、例えば、フリップチップ実装等によるLED光源装置にも適用される。尚、本発明の実施例で示したフローチャートや正面図、側面図等は、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を満たすものであれば、任意に変更してよい。 Moreover, although the LED light source device manufactured by the present invention has been described on the assumption that white light is emitted in the embodiments, the emitted light of the LED light source device by the manufacturing method of the present invention is not limited to white light. Alternatively, an LED light source device that emits light of other colors may be used. Moreover, the LED light source device manufactured by this invention is not limited to the mounting by wire bonding, For example, it is applied also to the LED light source device by flip-chip mounting etc. The flowcharts, front views, side views, and the like shown in the embodiments of the present invention are not limited to these, and may be arbitrarily changed as long as they satisfy the gist of the present invention.
本発明のLED光源装置の製造方法は、混色性が良好で色むらが少ない白色LED光源装置を提供出来るため、液晶カラーテレビや携帯型電子機器等のバックライト用白色光源装置や、照明用の白色光源装置の製造方法として好適である。 The manufacturing method of the LED light source device of the present invention can provide a white LED light source device with good color mixing and little color unevenness. Therefore, a white light source device for backlights such as liquid crystal color televisions and portable electronic devices, It is suitable as a method for manufacturing a white light source device.
1 基板
2a〜2e 電極
3a〜3e スルーホール
4 LED素子
5a、5b ワイヤー
6、6’ 樹脂層
7 蛍光体
8 封止部材
10B 青色光
10Y 黄色光
10W 白色光
11、12 電極端子
20 樹脂部材
30、30a〜30d 熱伝導性パターン
40、41、42、43 LED光源装置
50 ディスペンサ
51 有機溶剤
52 熱
70 放熱板
81 n−UVLED素子
82 第1の蛍光体
83 第2の蛍光体
84 第3の蛍光体
85 第1の蛍光体層
86 第2の蛍光体層
87 第3の蛍光体層
90R 赤色光
90G 緑色光
90B 青色光
90W 白色光
DESCRIPTION OF
Claims (5)
熱硬化性樹脂からなる樹脂部材を、前記LED素子を被覆して塗布する樹脂塗布工程と、
前記LED素子周りの前記樹脂部材の厚みを、前記LED素子に供給される駆動電流の大きさと供給時間によって制御して発光させたときに発生する熱量により決定した厚みになるように部分的に硬化させる部分硬化工程と、
前記樹脂部材の内の未硬化部分を除去して、前記LED素子を被覆する樹脂層を形成する工程と、を有する
ことを特徴とするLED光源装置の製造方法。 In the manufacturing method of the LED light source device having a resin layer covering the LED element,
A resin coating step of coating the LED element with a resin member made of a thermosetting resin; and
Wherein the thickness of the resin member around LED element, wherein the drive current supplied to the LED element size and supply controlled by time partially so that the thickness determined by the heat amount generated when light is emitted A partial curing step for curing;
Removing the uncured portion of the resin member to form a resin layer covering the LED element. A method for manufacturing an LED light source device, comprising:
前記部分硬化工程は、前記熱伝導性パターンの形状に沿って、前記LED素子周りの前記樹脂部材を、部分的に硬化させる工程である
ことを特徴とする請求項1に記載のLED光源装置の製造方法。 An LED element mounting step for mounting the LED element on the surface of a thermally conductive pattern for transmitting heat generated when the LED element is caused to emit light has, before the resin coating step,
2. The LED light source device according to claim 1 , wherein the partial curing step is a step of partially curing the resin member around the LED element along the shape of the thermal conductive pattern. Production method.
ことを特徴とする請求項1または2に記載のLED光源装置の製造方法。 The resin layer, the manufacturing method of the LED light source device according to claim 1 or 2, characterized in that the phosphor is mixed.
ことを特徴とする請求項3に記載のLED光源装置の製造方法。 The method for manufacturing an LED light source device according to claim 3 , wherein the resin layer is further sealed with a transparent sealing member.
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載のLED光源装置の製造方法。 Arranging a plurality of the LED light source device to a set substrate, by a large number at the same time self-luminous, claim 1, characterized in that around the individual LED element, to form the resin layer having a thickness that the determined The manufacturing method of the LED light source device as described in any one of 4 .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009152209A JP5349167B2 (en) | 2009-06-26 | 2009-06-26 | Manufacturing method of LED light source device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009152209A JP5349167B2 (en) | 2009-06-26 | 2009-06-26 | Manufacturing method of LED light source device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011009508A JP2011009508A (en) | 2011-01-13 |
JP5349167B2 true JP5349167B2 (en) | 2013-11-20 |
Family
ID=43565815
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009152209A Expired - Fee Related JP5349167B2 (en) | 2009-06-26 | 2009-06-26 | Manufacturing method of LED light source device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5349167B2 (en) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101486062B1 (en) * | 2013-07-25 | 2015-01-23 | (주) 루켄테크놀러지스 | System for forming phosphor film |
KR101547626B1 (en) * | 2013-07-25 | 2015-08-27 | (주) 루켄테크놀러지스 | Electric power supply for forming phosphor film |
JP6519311B2 (en) * | 2014-06-27 | 2019-05-29 | 日亜化学工業株式会社 | Light emitting device |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2990920B2 (en) * | 1992-01-22 | 1999-12-13 | 日本ケミコン株式会社 | Semiconductor device sealing device |
JP2000089212A (en) * | 1998-09-07 | 2000-03-31 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Formation of shading film and manufacture of liquid crystal display device |
JP4953578B2 (en) * | 2005-02-18 | 2012-06-13 | 日亜化学工業株式会社 | Light emitting device |
JP2007273763A (en) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Sony Corp | Semiconductor device and its manufacturing method |
JP2008159756A (en) * | 2006-12-22 | 2008-07-10 | Sekisui Chem Co Ltd | Manufacturing method of white light-emitting diode, and photo-curing phosphor containing composition |
JP2008227139A (en) * | 2007-03-13 | 2008-09-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Electrostatic countermeasure component and light-emitting diode group employing the same |
JP2008258264A (en) * | 2007-04-02 | 2008-10-23 | Citizen Electronics Co Ltd | Structure of light-emitting diode for light source unit |
-
2009
- 2009-06-26 JP JP2009152209A patent/JP5349167B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2011009508A (en) | 2011-01-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8581291B2 (en) | Semiconductor device and method for manufacturing the same | |
US9859259B2 (en) | Light emitting apparatus | |
US7795052B2 (en) | Chip coated light emitting diode package and manufacturing method thereof | |
TW201145598A (en) | A method to produce homogeneous light output by shaping the light conversion material in multichip module | |
KR20120133264A (en) | Lens for light emitting diode, light emitting diode module comprising the same and method for manufacturing light emitting diode module using the same | |
KR20100030805A (en) | Multi-chip light emitting diode package | |
JP2012142429A (en) | Light-emitting device and method of manufacturing light-emitting device | |
JP2001135861A (en) | Semiconductor light-emitting device and manufacturing method for it | |
JP6169829B2 (en) | Lighting device | |
JP5349167B2 (en) | Manufacturing method of LED light source device | |
JP5468349B2 (en) | Manufacturing method of LED light source device | |
KR100780182B1 (en) | Chip coating type light emitting diode package and fabrication method thereof | |
JP2010267900A (en) | Method of manufacturing led light source device | |
JP2011142255A (en) | Method of manufacturing led light source | |
JP6941923B2 (en) | LED module manufacturing method and LED module | |
JP6566791B2 (en) | Light emitting device | |
JP2011009725A (en) | Method of manufacturing led light source device | |
JP2017050345A (en) | Manufacturing method for light-emitting device | |
JP2017050104A (en) | Light emitting device | |
JP2017050356A (en) | Manufacturing method for light-emitting device | |
TW201403875A (en) | White light LED | |
KR20070088848A (en) | Light emitting device and display device having the same | |
JP2016201420A (en) | Light emitting device, lighting device, and manufacturing method of light emitting device | |
KR100721962B1 (en) | Light-emitting device and Method of manufacturing the same | |
JP2019212647A (en) | Light emitting device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20111128 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130213 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130226 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130422 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130806 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130820 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5349167 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |