JP2004172586A - Led illumination light source - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an LED illumination light source with the reduced unevenness of colors. <P>SOLUTION: An LED illumination light source is provided with a substrate 11, an LED element 12 that is flip-chip mounted on the substrate 11, and a resin portion 13 covering the LED element 12 and containing phosphor converting the light emitted from the LED element 12 into the light having the wavelength longer than the wavelength of this light. The resin portion 13 has sides clear of the surface capable of reflecting the light outgoing from the resin portion 13. These sides comprise the faces surrounding the side portions of the LED element 12, and at least a part of the faces includes a curved surface. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

本発明は、蛍光物質を含有する樹脂部によってＬＥＤ素子を覆ったＬＥＤ照明光源およびその製造方法に関する。   The present invention relates to an LED illumination light source in which an LED element is covered with a resin part containing a fluorescent substance, and a method for manufacturing the same.

近年、白色電球の代替を目的として、白色のＬＥＤ照明光源が活発に研究されている。白色のＬＥＤ照明光源には、例えば、窒化ガリウム（ＧａＮ）材料を用いた青色ＬＥＤ素子のパッケージに、ＹＡＧ系の蛍光物質を塗布したものがある。この例のＬＥＤ照明光源では、青色ＬＥＤ素子から波長４５０ｎｍの発光が生じ、この光を受けた蛍光物質が黄色（ピーク波長は約５５０ｎｍ）の蛍光を発する。これらの光が混合することにより、白色の光が提供されることになる。   In recent years, white LED illumination light sources have been actively studied for the purpose of replacing white light bulbs. As a white LED illumination light source, for example, there is one in which a YAG-based fluorescent substance is applied to a package of a blue LED element using a gallium nitride (GaN) material. In the LED illumination light source of this example, light having a wavelength of 450 nm is generated from the blue LED element, and the fluorescent substance receiving this light emits yellow (peak wavelength is about 550 nm) fluorescent light. The mixing of these lights will provide white light.

紫外光を発するＬＥＤ素子を、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、および青（Ｂ）の光を発する蛍光材料と組み合わせて用いる白色ＬＥＤ照明光源も開発されている。このようなＬＥＤ照明光源では、ＬＥＤ素子から放射された紫外光が蛍光材料を励起し、赤、青、および緑の発光を生じさせるため、白色光を得ることができる。   A white LED illumination light source using an LED element that emits ultraviolet light in combination with a fluorescent material that emits red (R), green (G), and blue (B) light has also been developed. In such an LED illumination light source, white light can be obtained because ultraviolet light emitted from the LED element excites the fluorescent material to emit red, blue, and green light.

従来のＬＥＤ照明光源では、砲弾型のパッケージが広く採用されている。以下、図１を参照しながら、砲弾型ＬＥＤ照明光源の従来例を説明する。   In the conventional LED illumination light source, a shell type package is widely used. Hereinafter, a conventional example of a shell-type LED illumination light source will be described with reference to FIG.

図１は、特許文献１などに開示されている従来のＬＥＤ照明光源の断面構成例を示している。図示されているＬＥＤ照明光源２０は、ＬＥＤ素子２１と、ＬＥＤ素子２１をカバーする砲弾型の透明容器と、ＬＥＤ素子２１に電流を供給するためのリードフレーム２２ａ、２２ｂとを備えている。リードフレーム２２ｂのマウント部には、ＬＥＤ素子２１の発光を矢印Ｄの方向に反射するカップ型反射板２３が設けられており、カップ型反射板２３の内壁面（光反射面）は、傾斜した状態でＬＥＤ素子２１の側面部を取り囲んでいる。マウント部に搭載されたＬＥＤ素子２１は、第１の樹脂部２４によって封止され、第１の樹脂部２４は第２の樹脂部２５によって覆われている。   FIG. 1 shows a cross-sectional configuration example of a conventional LED illumination light source disclosed in Patent Document 1 and the like. The illustrated LED illumination light source 20 includes an LED element 21, a shell-shaped transparent container that covers the LED element 21, and lead frames 22 a and 22 b for supplying current to the LED element 21. The mount portion of the lead frame 22b is provided with a cup-shaped reflector 23 that reflects light emitted from the LED element 21 in the direction of arrow D, and the inner wall surface (light reflecting surface) of the cup-shaped reflector 23 is inclined. In this state, the side surface of the LED element 21 is surrounded. The LED element 21 mounted on the mount portion is sealed with a first resin portion 24, and the first resin portion 24 is covered with a second resin portion 25.

第１の樹脂部２４は、ＬＥＤ素子２１をカップ型反射板２３内に搭載し、リードフレーム２２ａおよび２２ｂとＬＥＤ素子２１のカソード電極およびアノード電極とをワイヤを介して電気的に接続した後、カップ型反射板２３内に充填され、硬化されたものである。第１の樹脂部２４の内部には、蛍光物質２６が分散されており、ＬＥＤ素子２１から出た光Ａによって第１の樹脂部２４内の蛍光物質２６が励起される。励起された蛍光物質２６からは、光Ａの波長よりも長い波長の蛍光（光Ｂ）が生じる。ＬＥＤ素子２１から放射される光Ａが赤色である場合は、蛍光物質２６から出る光Ｂが黄色の光となるように構成される。光Ａの一部は、蛍光物質２６を含有する第１の樹脂部２４を透過するため、光Ａおよび光Ｂが交じり合った光Ｃが照明光として利用される。
特許第２９９８６９６号明細書 The first resin portion 24 mounts the LED element 21 in the cup-shaped reflector 23 and electrically connects the lead frames 22a and 22b to the cathode electrode and the anode electrode of the LED element 21 via wires. It is filled in the cup-shaped reflector 23 and cured. The fluorescent material 26 is dispersed in the first resin portion 24, and the light A emitted from the LED element 21 excites the fluorescent material 26 in the first resin portion 24. The excited fluorescent substance 26 generates fluorescence (light B) having a wavelength longer than the wavelength of light A. When the light A emitted from the LED element 21 is red, the light B emitted from the fluorescent material 26 is configured to be yellow light. Since a part of the light A passes through the first resin portion 24 containing the fluorescent substance 26, the light C in which the light A and the light B are mixed is used as illumination light.
Japanese Patent No. 2,998,696

しかし、図１に示す従来のＬＥＤ照明光源には、色ムラの問題がある。   However, the conventional LED illumination light source shown in FIG. 1 has a problem of color unevenness.

上記ＬＥＤ照明光源では、光Ａと光Ｂが混合した光Ｃを照明光として利用するため、蛍光物質２６を含有する第１の樹脂部２４の形状によって光Ｃに色ムラが発生しやすい。   In the above-mentioned LED illumination light source, since the light C obtained by mixing the light A and the light B is used as illumination light, color unevenness is likely to occur in the light C due to the shape of the first resin portion 24 containing the fluorescent substance 26.

従来、第１の樹脂部２４は、ＬＥＤ照明素子２１を封止するようにカップ型反射板２３内に充填され、硬化されていたため、その樹脂形状はカップ型反射板２３の内面形状によって規定されていた。図１に示すＬＥＤ照明光源の場合、カップ型反射板２３の光反射面がテーパ形状を持つように傾斜しているため、最終的に得られる第１の樹脂部２４の形状は、上面が底面に比べて広い形状を持ち、側面がカップ型反射板２３の光反射面に密着していた。すなわち、第１の樹脂部２４とカップ型反射板２３との間に隙間ができないように、第１の樹脂部２４がカップ型反射板２３の内部に満たされている。   Conventionally, the first resin portion 24 has been filled and cured in the cup-shaped reflector 23 so as to seal the LED lighting element 21, and the resin shape is defined by the inner surface shape of the cup-shaped reflector 23. I was In the case of the LED illumination light source shown in FIG. 1, the light reflecting surface of the cup-shaped reflecting plate 23 is inclined so as to have a tapered shape. And the side surface was in close contact with the light reflecting surface of the cup-shaped reflecting plate 23. That is, the first resin portion 24 is filled inside the cup-shaped reflector 23 so that no gap is formed between the first resin portion 24 and the cup-shaped reflector 23.

樹脂液をカップ内に充填し、硬化することによって形成される第１の樹脂部２４の上面には、図１に示すような凹凸が形成されやすい。また、その結果として、樹脂部２４が逆テーパ形状を持つため、樹脂上面の面積が相対的に大きくなり、上面の凹凸によるの影響が顕著になる。このような凹凸が第１の樹脂部２４の上面に形成されると、蛍光物質を含有する樹脂の厚さにムラが生じるため、光Ａが樹脂部２４を透過する経路上に存在する蛍光物質の量がばらつき、光Ｃの色ムラを招くことになる。   The upper surface of the first resin portion 24 formed by filling the resin liquid into the cup and curing the resin liquid is likely to have irregularities as shown in FIG. As a result, since the resin portion 24 has an inversely tapered shape, the area of the resin upper surface becomes relatively large, and the influence of the unevenness on the upper surface becomes significant. If such irregularities are formed on the upper surface of the first resin portion 24, the thickness of the resin containing the fluorescent material becomes uneven, so that the fluorescent material existing on the path through which the light A passes through the resin portion 24. Of the light C, and color unevenness of the light C is caused.

また、第１の樹脂部２４の形状がカップ型反射板２３の光反射面に接触しているため、ＬＥＤ素子２１の側面部の外側に位置する樹脂の厚さが一様ではない。このため、ＬＥＤ素子２１の側面部から出た光が、第１の樹脂部２４内を透過して光反射面で反射される際、第１の樹脂部２４内の蛍光物質に吸収される割合が光路に応じて変化することになる。図２は、ＬＥＤ素子２１の側面部から放射された光の光路Ｅおよび光路Ｆを模式的に示している。図２からわかるように、光路Ｅをとる場合、光Ａが第１の樹脂部２４内を通過する距離が相対的に短く、光路Ｆをとる場合は、光Ａが第１の樹脂部２４内を通過する距離が相対的に長くなる。ＬＥＤ素子２１から放射された光Ａは、蛍光物質を励起し、蛍光物質に光Ｂを放射させるとき、蛍光物質に吸収される。このため、ＬＥＤ素子２１から放射された光Ａが第１の樹脂部２４内を通過する距離が異なると、光Ａと光Ｂとの混色割合が変化するため、照明光として用いられる光Ｃに色ムラが発生することなる。このような光路差は、図２に示すように、第１の樹脂部２４の側面形状がカップ型反射板２３の内面形状を反映して傾斜している場合に生じやすい。   Further, since the shape of the first resin portion 24 is in contact with the light reflecting surface of the cup-shaped reflecting plate 23, the thickness of the resin located outside the side surface of the LED element 21 is not uniform. Therefore, when light emitted from the side surface of the LED element 21 passes through the first resin portion 24 and is reflected by the light reflecting surface, the ratio of light absorbed by the fluorescent substance in the first resin portion 24 Changes according to the optical path. FIG. 2 schematically shows an optical path E and an optical path F of light emitted from the side surface of the LED element 21. As can be seen from FIG. 2, when the optical path E is taken, the distance of the light A passing through the first resin portion 24 is relatively short, and when the optical path F is taken, the light A passes through the first resin portion 24. Is relatively long. Light A emitted from the LED element 21 is absorbed by the fluorescent substance when exciting the fluorescent substance and causing the fluorescent substance to emit light B. For this reason, if the light A radiated from the LED element 21 passes through the first resin portion 24 at different distances, the color mixing ratio of the light A and the light B changes. Color unevenness occurs. Such an optical path difference is likely to occur when the side surface shape of the first resin portion 24 is inclined to reflect the inner surface shape of the cup-shaped reflector 23 as shown in FIG.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、色ムラを低減したＬＥＤ照明光源を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an LED illumination light source with reduced color unevenness.

本発明のＬＥＤ照明光源は、基板と、前記基板にフリップチップ実装されたＬＥＤ素子と、前記ＬＥＤ素子を覆い、かつ、前記ＬＥＤ素子から放射された光を前記光の波長よりも長い波長を有する光に変換する少なくとも１種類の蛍光物質を含有する樹脂部とを備えたＬＥＤ照明光源であって、前記樹脂部は、前記樹脂部から出射された光を反射し得る面から離間した側面を有しており、前記側面は前記ＬＥＤ素子の側面部を取り囲む曲面から構成されている。前記側面は前記ＬＥＤ素子の側面部を取り囲む面から構成されており、前記面の少なくとも一部は曲面を含んでいるＬＥＤ照明光源。   The LED illumination light source of the present invention has a substrate, an LED element flip-chip mounted on the substrate, and covering the LED element, and having a wavelength longer than the wavelength of the light emitted from the LED element. A resin portion containing at least one kind of fluorescent substance that converts light into light, wherein the resin portion has a side surface separated from a surface capable of reflecting light emitted from the resin portion. The side surface is formed of a curved surface surrounding the side surface of the LED element. An LED illumination light source, wherein the side surface includes a surface surrounding a side surface portion of the LED element, and at least a part of the surface includes a curved surface.

好ましい実施形態において、前記ＬＥＤ素子は、少なくとも３つの平面状の側面を有しており、隣接する２つの側面は角部で連結している。   In a preferred embodiment, the LED element has at least three planar side faces, and two adjacent side faces are connected at a corner.

好ましい実施形態において、前記樹脂部の前記曲面は、少なくとも前記ＬＥＤ素子の前記角部に対向する位置に存在している。   In a preferred embodiment, the curved surface of the resin portion exists at least at a position facing the corner of the LED element.

好ましい実施形態において、前記樹脂部の前記曲面が前記樹脂部の中心に対して形成する角度は、前記ＬＥＤ素子を前記基板上に搭載するときに生じえる前記ＬＥＤ素子の中心に関する回転の角度よりも大きく設定されている。   In a preferred embodiment, the angle formed by the curved surface of the resin portion with respect to the center of the resin portion is larger than the rotation angle with respect to the center of the LED element, which can occur when the LED element is mounted on the substrate. It is set large.

好ましい実施形態において、前記樹脂部は軸対称形状を有している。   In a preferred embodiment, the resin portion has an axially symmetric shape.

好ましい実施形態において、前記樹脂部の形状は、前記ＬＥＤ素子の対角線長よりも長い直径を持つ円柱状である。   In a preferred embodiment, the resin portion has a columnar shape having a diameter longer than a diagonal length of the LED element.

好ましい実施形態において、前記蛍光物質を含む樹脂部の上面と前記ＬＥＤ素子の上面との距離をｈ、前記蛍光物質を含む樹脂部の側面と前記ＬＥＤ素子の側面との距離をｘとしたとき、０．０２ｍｍ≦ｈ≦０．１ｍｍおよび０．１５ｍｍ≦ｘ≦０．５ｍｍを満足する。   In a preferred embodiment, when the distance between the upper surface of the resin portion containing the fluorescent material and the upper surface of the LED element is h, and the distance between the side surface of the resin portion containing the fluorescent material and the side surface of the LED element is x, It satisfies 0.02 mm ≦ h ≦ 0.1 mm and 0.15 mm ≦ x ≦ 0.5 mm.

好ましい実施形態において、前記蛍光物質が非ＹＡＧ系であり、前記蛍光物質を含む樹脂部の上面と前記ＬＥＤ素子の上面との距離をｈ、前記蛍光物質を含む樹脂部の側面と前記ＬＥＤ素子の側面との距離をｘとしたとき、ｈが０．１ｍｍを越える場合は、０．４７≦ｈ／ｘ≦１．８２の関係を満足する。   In a preferred embodiment, the fluorescent substance is a non-YAG type, and the distance between the upper surface of the resin part containing the fluorescent substance and the upper surface of the LED element is h, and the side surface of the resin part containing the fluorescent substance and the LED element Assuming that the distance from the side surface is x, if h exceeds 0.1 mm, the relationship of 0.47 ≦ h / x ≦ 1.82 is satisfied.

好ましい実施形態において、前記蛍光物質を含む樹脂部はシリコーン樹脂から形成され、前記蛍光物質は、平均粒径が３μｍ以上１５μｍであり、かつ、シリコーンの比重よりも大きな比重を有しており、前記蛍光物質を含む樹脂部の上面と前記ＬＥＤ素子の上面との距離をｈ、前記蛍光物質を含む樹脂部の側面と前記ＬＥＤ素子の側面との距離をｘとしたとき、１／５≦ｈ／ｘ≦１／２の関係を満足する。   In a preferred embodiment, the resin portion containing the fluorescent substance is formed of a silicone resin, and the fluorescent substance has an average particle diameter of 3 μm or more and 15 μm, and has a specific gravity larger than that of silicone, When the distance between the upper surface of the resin part containing the fluorescent substance and the upper surface of the LED element is h, and the distance between the side surface of the resin part containing the fluorescent substance and the side surface of the LED element is x, 1/5 ≦ h / The relationship x ≦ 1/2 is satisfied.

好ましい実施形態において、前記蛍光物質を含む樹脂部は、平均粒径が１μｍよりも小さいチクソ剤の粒子を含有している。   In a preferred embodiment, the resin portion containing the fluorescent substance contains particles of a thixotropic agent having an average particle diameter smaller than 1 μm.

好ましい実施形態において、前記基板に実装されている前記ＬＥＤ素子の数は複数であり、前記複数のＬＥＤ素子の各々が前記樹脂部によって個別に覆われている。   In a preferred embodiment, the number of the LED elements mounted on the substrate is plural, and each of the plural LED elements is individually covered by the resin portion.

好ましい実施形態において、前記複数のＬＥＤ素子の各々の前記樹脂部から放射された光を前記基板から離れる方向に反射するように傾斜した反射面を有する光反射部材を更に備えており、前記反射面は、個々のＬＥＤ素子を取り囲むように傾斜している。   In a preferred embodiment, the apparatus further comprises a light reflecting member having a reflecting surface inclined so as to reflect light emitted from the resin portion of each of the plurality of LED elements in a direction away from the substrate; Are inclined so as to surround the individual LED elements.

好ましい実施形態において、前記反射部材は、各々が個々のＬＥＤ素子を取り囲む複数の開口部を有する板状形状を有しており、かつ、前記基板上に配置され、前記反射部材の厚さは、前記樹脂部の高さの２０倍以下である。   In a preferred embodiment, the reflection member has a plate-like shape having a plurality of openings each surrounding an individual LED element, and is disposed on the substrate, and the thickness of the reflection member is: It is 20 times or less the height of the resin part.

好ましい実施形態において、前記反射部材の厚さは５ｍｍ以下である。   In a preferred embodiment, the thickness of the reflection member is 5 mm or less.

好ましい実施形態において、前記基板に実装されている前記ＬＥＤ素子の数は複数であり、前記複数のＬＥＤ素子が単一の樹脂部によって覆われている。   In a preferred embodiment, the number of the LED elements mounted on the substrate is plural, and the plural LED elements are covered by a single resin part.

好ましい実施形態において、前記樹脂部から放射された光を前記基板から離れる方向に反射するように傾斜した反射面を有する光反射部材を更に備えている。   In a preferred embodiment, the apparatus further includes a light reflecting member having a reflecting surface inclined so as to reflect light emitted from the resin portion in a direction away from the substrate.

好ましい実施形態において、前記光反射部材は、前記基板上に配置されるプレートから形成されており、前記反射面は前記プレートに形成された開口部の内壁面から構成され、前記蛍光物質を含む樹脂部の側面を取り囲んでいる。   In a preferred embodiment, the light reflecting member is formed of a plate disposed on the substrate, and the reflecting surface is formed of an inner wall surface of an opening formed in the plate, and includes a resin containing the fluorescent substance. Surrounds the sides of the department.

好ましい実施形態において、前記樹脂部を覆う第２の樹脂部を更に備えている。   In a preferred embodiment, the semiconductor device further includes a second resin portion that covers the resin portion.

好ましい実施形態において、前記蛍光物質を含有する樹脂部の側面と前記光反射部材との間を充填する第２の樹脂部を更に備えている。   In a preferred embodiment, the semiconductor device further includes a second resin portion filling a space between a side surface of the resin portion containing the fluorescent substance and the light reflecting member.

好ましい実施形態において、前記第２の樹脂部はレンズ機能を有している。   In a preferred embodiment, the second resin portion has a lens function.

好ましい実施形態において、前記蛍光物質を含有する樹脂部の中心軸と前記ＬＥＤ素子の中心軸とが略一致している。   In a preferred embodiment, a central axis of the resin portion containing the fluorescent substance substantially coincides with a central axis of the LED element.

本発明によるＬＥＤ照明光源の製造方法は、ＬＥＤ素子がフリップチップ実装された基板を用意する工程（ａ）と、前記ＬＥＤ素子を覆い、かつ、前記ＬＥＤ素子から放射された光を前記光の波長よりも長い波長を有する光に変換する蛍光物質を含有する樹脂部を前記基板上に形成する工程（ｂ）とを含むＬＥＤ照明光源の製造方法であって、工程（ｂ）は、樹脂を成形して、側面が露出した前記樹脂部を作製する工程を含む。この工程（ｂ）は、前記樹脂部の側面の形状を規定する面を持つ部材を用いて樹脂を成形し、前記樹脂部を作製する工程（ｂ１）と、前記部材を前記樹脂部の側面から離間させる工程（ｂ２）とを含んでいてもよい。   The method for manufacturing an LED illumination light source according to the present invention comprises the steps of: (a) preparing a substrate on which an LED element is flip-chip mounted; and covering light emitted from the LED element with the wavelength of the light. (B) forming a resin portion containing a fluorescent substance that converts light into light having a longer wavelength on the substrate, wherein the step (b) comprises molding the resin. Then, a step of producing the resin portion with the side surface exposed is included. This step (b) includes a step (b1) of forming a resin by molding a resin using a member having a surface that defines the shape of the side surface of the resin portion, and removing the member from the side surface of the resin portion. Step (b2) of separating.

好ましい実施形態において、前記工程（ａ）において複数のＬＥＤ素子がフリップチップ実装された基板を用意した場合は、工程（ｂ）において、個々のＬＥＤ素子を別々の前記樹脂部で覆う。   In a preferred embodiment, in the case where a substrate on which a plurality of LED elements are flip-chip mounted is prepared in the step (a), the individual LED elements are covered with separate resin parts in the step (b).

好ましい実施形態では、前記工程（ｂ）において前記樹脂部を円柱状に形成する。   In a preferred embodiment, in the step (b), the resin portion is formed in a columnar shape.

好ましい実施形態において、前記蛍光物質を含有する樹脂部を形成した後、前記樹脂部から放射された光を反射する反射面を有する光反射部材を前記基板上に配置する工程（ｃ）を更に含む。   In a preferred embodiment, the method further includes a step (c) in which after forming the resin portion containing the fluorescent substance, a light reflection member having a reflection surface for reflecting light emitted from the resin portion is disposed on the substrate. .

好ましい実施形態において、前記工程（ａ）において複数のＬＥＤ素子がフリップチップ実装された基板を用意した場合は、前記光反射部材は、個々のＬＥＤ素子を取り囲む複数の反射面を有している、請求項１６に記載のＬＥＤ照明光源の製造方法。   In a preferred embodiment, in the case where a substrate on which a plurality of LED elements are flip-chip mounted is prepared in the step (a), the light reflecting member has a plurality of reflecting surfaces surrounding each LED element. A method for manufacturing the LED illumination light source according to claim 16.

好ましい実施形態において、前記工程（ｃ）の後、前記蛍光物質を含有する樹脂を覆うように第２の樹脂部を形成する工程（ｄ）を更に含む。   In a preferred embodiment, after the step (c), the method further includes a step (d) of forming a second resin portion so as to cover the resin containing the fluorescent substance.

好ましい実施形態では、前記工程（ｄ）において前記第２の樹脂部をレンズ形状に形成する。   In a preferred embodiment, in the step (d), the second resin portion is formed in a lens shape.

本発明のＬＥＤ照明光源によれば、蛍光物質を含有する樹脂部の側面が、樹脂部から出射された光を反射し得る面から離間し、かつ、ＬＥＤ素子の側面部を取り囲む面から形成されているため、ＬＥＤ素子の側面部から出た光が樹脂部を透過する際の透過距離が方位によって大きく異ならず、色ムラが低減される。特に樹脂部を円筒状に形成した場合は、色ムラの低減効果が高まり、ＬＥＤ素子の方位が実装時にばらついても、色ムラの方位依存性が小さくなる。   According to the LED illumination light source of the present invention, the side surface of the resin portion containing the fluorescent substance is separated from the surface capable of reflecting the light emitted from the resin portion, and is formed from the surface surrounding the side surface portion of the LED element. Therefore, the transmission distance when the light emitted from the side surface of the LED element passes through the resin portion does not largely differ depending on the direction, and the color unevenness is reduced. In particular, when the resin portion is formed in a cylindrical shape, the effect of reducing color unevenness increases, and even if the orientation of the LED element varies during mounting, the direction dependency of the color unevenness decreases.

以下、図面を参照しながら本発明による実施形態を説明する。各図面においては、説明の簡略化のため、実質的に同一の機能を有する構成要素を同一の参照符号で示すこととする。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In each of the drawings, for simplification of description, components having substantially the same function are denoted by the same reference numerals.

（実施形態１）
まず、図３（ａ）および（ｂ）を参照する。図３（ａ）および（ｂ）に示すＬＥＤ照明光源は、基板１１と、基板１１に実装されたＬＥＤ素子１２と、蛍光物質（蛍光体）を含有する樹脂部１３とを備えている。本実施形態では、ＬＥＤ素子１２がフリップチップ状態で基板１１の主面上に実装されている。基板１１には不図示の配線が形成されており、実装されたＬＥＤ素子１２上の電極と電気的に接続されている。ＬＥＤ素子１２上には、基板１１の配線を介して、点灯回路（不図示）から発光に必要な電流または電圧が供給される。 (Embodiment 1)
First, reference is made to FIGS. 3A and 3B. The LED illumination light source shown in FIGS. 3A and 3B includes a substrate 11, an LED element 12 mounted on the substrate 11, and a resin portion 13 containing a fluorescent substance (phosphor). In the present embodiment, the LED elements 12 are mounted on the main surface of the substrate 11 in a flip chip state. Wiring (not shown) is formed on the substrate 11 and is electrically connected to electrodes on the mounted LED elements 12. A current or a voltage required for light emission is supplied from a lighting circuit (not shown) to the LED elements 12 via wiring of the substrate 11.

樹脂部１３の内部に分散されている蛍光物質は、ＬＥＤ素子１２から放射された光に吸収し、励起された後、蛍光を発する。蛍光物質から出る光の波長は、ＬＥＤ素子１２から放射される光の波長よりも長い。例えば、ＬＥＤ素子１２として、青色を発するＬＥＤチップを用いる場合、蛍光物質としては（Ｙ・Ｓｍ）3（Ａｌ・Ｇａ）5Ｏ12：Ｃｅ、（Ｙ0.39Ｇｄ0.57Ｃｅ0.03Ｓｍ0.01）3Ａｌ5Ｏ12などを好適に用いることができる。このような蛍光物質を用いることにより、ＬＥＤ素子１２から出た青色光の一部を黄色光に変換し、全体として白色に近い照明光を得ることができる。 The fluorescent substance dispersed in the resin portion 13 absorbs light emitted from the LED element 12 and emits fluorescence after being excited. The wavelength of light emitted from the fluorescent substance is longer than the wavelength of light emitted from the LED element 12. For example, when an LED chip that emits blue light is used as the LED element 12, (Y · Sm) 3 (Al · Ga) 5 O 12 : Ce and (Y 0.39 Gd 0.57 Ce 0.03 Sm 0.01 ) 3 Al 5 O 12 or the like can be suitably used. By using such a fluorescent substance, part of the blue light emitted from the LED element 12 can be converted to yellow light, and illumination light close to white as a whole can be obtained.

樹脂部１３の内部には、蛍光物質に加えて、平均粒径が１μｍよりも小さいチクソ剤の粒子を添加することが好ましい。チクソ剤は、例えば、シリカ、チタニア、アルミナ、および／または酸化マグネシウムなどの微粒子である。微粒子の平均粒径はナノメートルのオーダーであり、蛍光物質の平均粒径にくらべて２桁程度小さい。チクソ剤は、樹脂部１３の形状を保持することに寄与する。   It is preferable that particles of the thixotropic agent having an average particle diameter smaller than 1 μm are added to the inside of the resin portion 13 in addition to the fluorescent substance. The thixotropic agent is, for example, fine particles such as silica, titania, alumina, and / or magnesium oxide. The average particle size of the fine particles is on the order of nanometers, and is about two orders of magnitude smaller than the average particle size of the fluorescent substance. The thixotropic agent contributes to maintaining the shape of the resin portion 13.

本実施形態における樹脂部１３は、樹脂部１３から出た光を反射し得る面（不図示）から離間した側面を有している。具体的には、樹脂部１３は、ＬＥＤ素子１２の対角線長よりも長い直径を持ち、ＬＥＤ素子１２の高さよりも大きな高さを有する円柱状であり、樹脂部１３の側面は、図３（ａ）および（ｂ）に示すように、ＬＥＤ素子１２の側面部を取り囲む曲面から構成されている。ここで、「樹脂部１３から出た光を反射し得る面」とは、典型的には、反射のために意図的に配置された光反射部材の光反射面を含むが、他の部材の表面であってもよい。   The resin portion 13 in the present embodiment has a side surface separated from a surface (not shown) that can reflect light emitted from the resin portion 13. Specifically, the resin portion 13 has a diameter longer than the diagonal length of the LED element 12 and has a columnar shape having a height greater than the height of the LED element 12. As shown in (a) and (b), the LED element 12 is formed of a curved surface surrounding the side surface. Here, the “surface capable of reflecting the light emitted from the resin portion 13” typically includes the light reflecting surface of a light reflecting member intentionally arranged for reflection, but includes a light reflecting surface of another member. It may be a surface.

このように本実施形態の樹脂部１３は、その側面形状が光反射部材の反射面などの形状によって拘束されず、自由に設計された曲面から構成されている点にお特徴を有しており、これによって色ムラを低減する効果を発揮することができる。   As described above, the resin portion 13 of the present embodiment is characterized in that the side surface shape is not restricted by the shape of the reflection surface of the light reflection member or the like, and is constituted by a freely designed curved surface. Thus, an effect of reducing color unevenness can be exerted.

次に、図４を参照しながら、円柱状の樹脂部１３を形成する方法の一例を説明する。   Next, an example of a method of forming the columnar resin portion 13 will be described with reference to FIG.

まず、ＬＥＤ素子４４を実装した基板４１を用意する。本実施形態では、ＬＥＤ素子４４をフリップチップ実装によって基板４１に搭載していている。次に、円柱形状の孔（開口部）が形成された版４２を基板４１に密接させ、その後、蛍光物質を含有した樹脂液を円柱形状の孔に注ぎ込む。版４２の厚さは、例えば０．０２〜１．１ｍｍ程度であり、孔の直径はＬＥＤ素子４４の対角線長（例えば０．３〜１．０ｍｍ）よりも大きな値（例えば０．８ｍｍ）に設定される。   First, the substrate 41 on which the LED elements 44 are mounted is prepared. In the present embodiment, the LED elements 44 are mounted on the substrate 41 by flip-chip mounting. Next, the plate 42 in which the cylindrical holes (openings) are formed is brought into close contact with the substrate 41, and then a resin liquid containing a fluorescent substance is poured into the cylindrical holes. The thickness of the plate 42 is, for example, about 0.02 to 1.1 mm, and the diameter of the hole is a value (for example, 0.8 mm) larger than the diagonal length of the LED element 44 (for example, 0.3 to 1.0 mm). Is set.

樹脂液を版４２の孔に注ぎ込んだ後、版４２の上面よりも上に盛り上がる樹脂液をスキージ４３で平滑化し、樹脂液を熱硬化させる。その後、版４２を基板４１から取り除くことにより、ＬＥＤ素子４４の全体を覆う円柱状の樹脂部が得られる。   After the resin liquid is poured into the holes of the plate 42, the resin liquid that rises above the upper surface of the plate 42 is smoothed by a squeegee 43, and the resin liquid is thermally cured. Thereafter, by removing the plate 42 from the substrate 41, a columnar resin portion covering the entire LED element 44 is obtained.

図４では、基板４１に１つのＬＥＤ素子４４が実装されている例が示されており、版４２に形成された孔の数も１個である。しかし、基板４１上に複数のＬＥＤ素子４４が実装されている場合は、各ＬＥＤ素子４４に対応する位置に孔を有する版を用いて同時に複数の円柱状樹脂部を形成することができる。   FIG. 4 shows an example in which one LED element 44 is mounted on the substrate 41, and the number of holes formed in the plate 42 is one. However, when a plurality of LED elements 44 are mounted on the substrate 41, a plurality of columnar resin portions can be simultaneously formed using a plate having holes at positions corresponding to the respective LED elements 44.

図４に示す方法によれば、基板４１上に光反射部材（反射板）などを貼り付ける前の段階で、ＬＥＤ素子４４をモールドする樹脂部を形成できるため、光反射部材の反射面形状に拘束されずに樹脂部の形状を設計することができる。より詳細には、版４２に形成する孔の形状が樹脂部の側面形状を規定するため、この孔の形状を制御することにより、円柱以外の形状を持つ樹脂部を形成することが可能である。例えば、三角柱や直方体の孔を版４２に形成しておけば、この孔の形状に対応した形状を有する樹脂部を形成することも可能である。   According to the method shown in FIG. 4, the resin portion for molding the LED element 44 can be formed before the light reflecting member (reflecting plate) or the like is pasted on the substrate 41, so that the reflecting surface shape of the light reflecting member is The shape of the resin portion can be designed without being restricted. More specifically, since the shape of the hole formed in the plate 42 defines the side surface shape of the resin portion, it is possible to form a resin portion having a shape other than a cylinder by controlling the shape of the hole. . For example, if a triangular prism or a rectangular parallelepiped hole is formed in the plate 42, a resin portion having a shape corresponding to the shape of the hole can be formed.

なお、本明細書においては、基板主面の法線に垂直な平面によって樹脂部を切り取った断面の形状を「樹脂部の断面形状」と称することとする。この定義に基づくと、円柱状樹脂部の断面形状は「円」である。ただし、本実施形態における樹脂部の断面形状は、厳密な意味で「真円」である必要はない。樹脂部の断面形状が三角形や四角形のように頂角の比較的少ない多角形であれば、後に説明するような問題が生じるが、頂角が６個以上の多角形であれば、実質的に充分な軸対称性があるため、「円」と同一視できる。このため、「円柱状の樹脂部」には、樹脂部の断面形状が６個以上の頂角を持つ多角形である場合を含むものとする。   In this specification, the cross-sectional shape of the resin portion cut by a plane perpendicular to the normal to the main surface of the substrate is referred to as “cross-sectional shape of the resin portion”. Based on this definition, the cross-sectional shape of the columnar resin part is “circle”. However, the cross-sectional shape of the resin portion in the present embodiment does not need to be a “true circle” in a strict sense. If the cross-sectional shape of the resin portion is a polygon having a relatively small apex angle, such as a triangle or a quadrangle, the problem described below occurs. However, if the apex angle is a polygon having six or more apexes, substantially Since there is sufficient axial symmetry, it can be identified with a “circle”. Therefore, the “columnar resin portion” includes a case where the cross-sectional shape of the resin portion is a polygon having six or more apex angles.

また、本明細書で用いる「樹脂」の用語は、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、紫外線などの輻射によって硬化する樹脂、無機高分子、およびガラスを含むものとし、これらに光安定剤などの添加剤が添加されていてもよい。   The term “resin” as used herein includes thermoplastic resins, thermosetting resins, resins that cure by radiation such as ultraviolet rays, inorganic polymers, and glass, and the addition of a light stabilizer or the like to these. An agent may be added.

なお、本実施形態で用いている樹脂部の側面は全体が曲面から構成されているが、本発明の効果は、このような場合に限定されるわけでは無い。以下、図１９を参照しながら、この点を説明する。   Although the entire side surface of the resin portion used in the present embodiment is formed of a curved surface, the effect of the present invention is not limited to such a case. Hereinafter, this point will be described with reference to FIG.

図１９（ａ）は、樹脂部１３と、樹脂部１３に囲まれたＬＥＤ素子１２と配置関係を示す平面図である。図１９（ａ）において破線で示されている矩形部分は、回転による位置ズレがない状態のＬＥＤ素子１２であり、実線で示されている矩形部分は、回転による位置ズレが生じた状態のＬＥＤ素子１２である。回転による位置ズレの角度はα°以下であるとする。図１９（ａ）に示す樹脂部１３は、４隅にそれぞれ曲面１３ａを有している。各曲面１３ａが樹脂部１３の中心に対して形成する角度は、２×α°であるとする。この場合、図１９（ａ）からわかるように、回転による位置ズレ角度がα°より小さければ、ＬＥＤ素子１２の上面の対角線が樹脂部１３の側面と交差する位置は、樹脂部１３の側面のうち、平面部分ではなくて曲面１３ａに含まれる。位置ズレの無いときのＬＥＤ素子１２の上記対角線を「Ｇ１」で示す、位置ズレの角度がα°に等しいときの対角線を「Ｇ２」で示すことにする。この場合、ＬＥＤ素子１２の側面から出た光のうち、対角線Ｇ１またはＧ２に沿って放射される光に注目する。対角線Ｇ１に沿って放射される光がＬＥＤ素子１２の側面から出て樹脂部１３の側面に達するまでの距離は、対角線Ｇ２に沿って放射される光がＬＥＤ素子１２の側面から出て樹脂部１３の側面に達するまでの距離と大きくは異ならない。これは、樹脂部１３の側面が図１９（ａ）に示す位置に曲面を有しているからである。   FIG. 19A is a plan view showing an arrangement relationship between the resin portion 13 and the LED elements 12 surrounded by the resin portion 13. In FIG. 19A, a rectangular portion indicated by a broken line is the LED element 12 in a state where there is no displacement due to rotation, and a rectangular portion indicated by a solid line is an LED in a state where a displacement has occurred due to rotation. Element 12. It is assumed that the angle of the displacement due to the rotation is equal to or less than α °. The resin portion 13 shown in FIG. 19A has curved surfaces 13a at four corners, respectively. It is assumed that the angle formed by each curved surface 13a with respect to the center of the resin portion 13 is 2 × α °. In this case, as can be seen from FIG. 19A, if the positional deviation angle due to the rotation is smaller than α °, the position where the diagonal line on the upper surface of the LED element 12 intersects the side surface of the resin portion 13 is Of these, it is included in the curved surface 13a instead of the plane portion. The diagonal line of the LED element 12 when there is no displacement is indicated by “G1”, and the diagonal line when the angle of the displacement is equal to α ° is indicated by “G2”. In this case, of the light emitted from the side surface of the LED element 12, attention is paid to light emitted along the diagonal line G1 or G2. The distance from the light emitted along the diagonal line G1 to the side of the LED element 12 to reach the side surface of the resin portion 13 is determined by the length of the light emitted along the diagonal line G2 from the side surface of the LED element 12 to the resin portion. It is not much different from the distance to reach the 13 side. This is because the side surface of the resin portion 13 has a curved surface at the position shown in FIG.

これに対し、図１９（ｂ）に示される樹脂部１３の側面は、曲面を含んでいない。このため、対角線Ｇ１に沿って放射される光がＬＥＤ素子１２の側面から出て樹脂部１３の側面に達するまでの距離は、対角線Ｇ２に沿って放射される光がＬＥＤ素子１２の側面から出て樹脂部１３の側面に達するまでの距離と大きくは異なる。これらの距離が大きく異なることは、ＬＥＤ素子１２の回転による色ムラが生じやすくなることを意味する。   On the other hand, the side surface of the resin portion 13 shown in FIG. 19B does not include a curved surface. Therefore, the distance from the side of the LED element 12 where the light emitted along the diagonal line G1 exits the side surface of the LED element 12 and reaches the side surface of the resin portion 13 depends on the distance at which the light emitted along the diagonal line G2 exits the side surface of the LED element 12. Therefore, the distance to the side of the resin portion 13 is greatly different. A large difference between these distances means that color unevenness due to the rotation of the LED element 12 is likely to occur.

以上の説明からわかるように、樹脂部１３の側面の全体がＬＥＤ素子の側面部を取り囲む曲面から構成されいる必要は無い。すなわち、樹脂部の曲面は、少なくともＬＥＤ素子の角部に対向する位置に存在していればよい。より具体的には、樹脂部１３の曲面が樹脂部１３の中心に対して形成する角度（＝２α）は、ＬＥＤ素子１２を基板上に搭載するときに生じ得るＬＥＤ素子１２の中心に関する回転の角度よりも大きく設定されていればよい。   As can be seen from the above description, the entire side surface of the resin portion 13 does not need to be formed of a curved surface surrounding the side surface portion of the LED element. That is, the curved surface of the resin portion only needs to exist at least at a position facing the corner of the LED element. More specifically, the angle (= 2α) formed by the curved surface of the resin portion 13 with respect to the center of the resin portion 13 is determined by the rotation of the LED element 12 with respect to the center, which can occur when the LED element 12 is mounted on a substrate. The angle may be set to be larger than the angle.

このような曲面が樹脂部の側面に存在すると、樹脂部の横方向（基板主面に平行な方向）の厚さが一様ではなくなる。もしも蛍光体の薄い層をＬＥＤ素子の表面に塗布したり、堆積した場合は、その蛍光体層の厚さはＬＥＤ素子の表面上において略一様になる。この点で、本発明で用いる樹脂部は、上記の蛍光体層とは異なる特殊な形状を有していると言える。   When such a curved surface is present on the side surface of the resin portion, the thickness of the resin portion in the lateral direction (the direction parallel to the main surface of the substrate) is not uniform. If a thin layer of phosphor is applied or deposited on the surface of the LED element, the thickness of the phosphor layer will be substantially uniform over the surface of the LED element. In this regard, it can be said that the resin portion used in the present invention has a special shape different from the above-described phosphor layer.

次に、基板１１に垂直な面で樹脂部１３を切り取った断面の形状を説明する。この断面の外形は、基板１１に垂直である必要は無い。図４に示す方法によれば、側面が少しテーパを持つように傾斜した形状の樹脂部を形成することも可能である。図２４（ａ）は、テーパを持つ樹脂部の断面形状の一例を示し、図２４（ｂ）は、その平面形状を示している。図２４に示される直径Ｌ２の直径Ｌ１に対する比率（Ｌ２／Ｌ１）は、１／２以上であることが好ましい。これは、版の孔に樹脂液を隙間無く注ぎ込むには、孔の内壁が基板主面に対して略垂直となるような形状であることが好ましいためである。また、Ｌ２が小さすぎると、ＬＥＤ素子の位置ズレにより色ムラの影響が大きくなるので、Ｌ２／Ｌ１は、１に近い大きさを持つことが好ましい。   Next, a cross-sectional shape of the resin portion 13 cut out on a plane perpendicular to the substrate 11 will be described. The outer shape of this cross section does not need to be perpendicular to the substrate 11. According to the method shown in FIG. 4, it is also possible to form a resin portion having an inclined shape such that the side surface has a slight taper. FIG. 24A shows an example of a cross-sectional shape of a resin portion having a taper, and FIG. 24B shows a planar shape thereof. The ratio (L2 / L1) of the diameter L2 to the diameter L1 shown in FIG. 24 is preferably 1/2 or more. This is because, in order to pour the resin liquid into the holes of the plate without any gap, it is preferable that the inner wall of the holes has a shape substantially perpendicular to the main surface of the substrate. Further, if L2 is too small, the influence of color unevenness due to the displacement of the LED element increases, so L2 / L1 preferably has a size close to 1.

上記の樹脂形成方法では、スキージ４３によって樹脂部の上面を平滑化している。このため、樹脂部の上面には大きな凹凸が形成されず、略平坦な上面が得られる。樹脂液が硬化する過程で樹脂上面の平坦性が低下し得るが、色ムラの原因とるような大きな凹凸は形成されない。また、樹脂部が円柱状であるため、樹脂部上面の面積も比較的小さく、樹脂部上面の平坦性が大きく低下しても、これに起因する色ムラはほとんど観察されない。なお、従来例のように、カップ型反射板に樹脂液を充填し、硬化させる方法では、本実施形態で採用する円柱状樹脂部を形成することはできない。   In the above resin forming method, the upper surface of the resin portion is smoothed by the squeegee 43. Therefore, no large unevenness is formed on the upper surface of the resin portion, and a substantially flat upper surface is obtained. The flatness of the upper surface of the resin may be reduced in the process of curing the resin liquid, but no large unevenness causing color unevenness is formed. Further, since the resin portion has a columnar shape, the area of the upper surface of the resin portion is relatively small, and even if the flatness of the upper surface of the resin portion is greatly reduced, color unevenness due to this is hardly observed. It should be noted that the method of filling and curing the cup-shaped reflector with a resin liquid as in the conventional example cannot form the columnar resin portion used in the present embodiment.

次に、図５（ａ）から（ｃ）を参照しながら、上記の樹脂部を形成する他の方法を説明する。   Next, another method of forming the resin portion will be described with reference to FIGS.

まず、図５（ａ）を参照する。この例では、樹脂部１３の形状を規定する型４５を用意し、この型４５に樹脂液を充填する。その後、熱源または粘性を高める添加剤によって樹脂液をやや硬化した状態にした後、型４５を基板１１にあて樹脂部を基板４１に転写する。次に、型４５を基板４１から取り除き、基板４１に転写された状態の樹脂部に対して更なる硬化を行う。   First, reference is made to FIG. In this example, a mold 45 that defines the shape of the resin portion 13 is prepared, and the mold 45 is filled with a resin liquid. Thereafter, the resin liquid is slightly cured by a heat source or an additive for increasing the viscosity, and then the mold 45 is applied to the substrate 11 to transfer the resin portion to the substrate 41. Next, the mold 45 is removed from the substrate 41, and the resin portion transferred to the substrate 41 is further cured.

他の方法としては、図５（ｂ）に示すように、型４５上においてやや硬化した樹脂部１３を型から取り出し、その樹脂部１３を基板４１上のＬＥＤ素子４４が実装されている位置に押し当てた後、更なる硬化を行う。   As another method, as shown in FIG. 5B, the slightly cured resin portion 13 is taken out from the mold on the mold 45, and the resin portion 13 is moved to a position on the substrate 41 where the LED element 44 is mounted. After pressing, further curing is performed.

また、図５（ｃ）に示すように、上記のような型４５を用いない方法を採用しても良い。図５（ｃ）に示す例では、まず、ＬＥＤ素子４４の実装された基板４１の表面を感光性樹脂層４６で覆う。感光性樹脂層４６は蛍光物質を含有したフォトレジストなどを基板４１上に塗布することによって形成され得る。次に、樹脂部の形状を規定する遮光パターン４７が形成されたフォトマスク４８を用いて、感光性樹脂層４６の選択された領域のみを露光・現像することにより、樹脂部を形成する。なお、フォトマスク４８の遮光パターン４７の形状を適切に選択すれば、感光性樹脂層４６はネガ型であってもポジ型であって良い。   Further, as shown in FIG. 5C, a method not using the mold 45 as described above may be adopted. In the example shown in FIG. 5C, first, the surface of the substrate 41 on which the LED elements 44 are mounted is covered with the photosensitive resin layer 46. The photosensitive resin layer 46 can be formed by applying a photoresist containing a fluorescent substance on the substrate 41. Next, a resin portion is formed by exposing and developing only a selected region of the photosensitive resin layer 46 using a photomask 48 on which a light-shielding pattern 47 that defines the shape of the resin portion is formed. If the shape of the light-shielding pattern 47 of the photomask 48 is appropriately selected, the photosensitive resin layer 46 may be either a negative type or a positive type.

前述したように、本実施形態では、フリップチップ実装によってＬＥＤ素子を基板上に固定している。このようなフリップチップ実装を行う場合、まず、コレットなどの器具でＬＥＤ素子をサッキングし、基板の適切な位置にＬＥＤ素子を配置する。その後、ＬＥＤ素子を基板に固着させるには種々の方法があるが、超音波フリップチップ実装が好適に用いられる。超音波フリップチップ実装法による場合、ＬＥＤ素子上の金属電極を基板上の金属電極に押し当てながらＬＥＤ素子に超音波振動を与え、それによって両金属電極を圧着接合する。超音波フリップチップ実装は、接続にハンダを必要とせず、また比較的低温のプロセスであるため、ＬＥＤ素子の高密度実装に好適である。しかし、超音波フリップチップ実装法による場合は、圧着接合が完了する前に超音波振動でＬＥＤ素子が回動してしまい、その結果、ＬＥＤ素子毎に方位がばらつくという問題がある。   As described above, in this embodiment, the LED elements are fixed on the substrate by flip-chip mounting. When such flip-chip mounting is performed, first, the LED elements are sucked by a device such as a collet, and the LED elements are arranged at appropriate positions on the substrate. After that, there are various methods for fixing the LED element to the substrate, but ultrasonic flip chip mounting is preferably used. In the case of the ultrasonic flip-chip mounting method, ultrasonic vibration is applied to the LED element while pressing the metal electrode on the LED element against the metal electrode on the substrate, and thereby the two metal electrodes are pressure-bonded. Ultrasonic flip-chip mounting is suitable for high-density mounting of LED elements because it does not require solder for connection and is a relatively low-temperature process. However, in the case of using the ultrasonic flip chip mounting method, there is a problem that the LED element is rotated by the ultrasonic vibration before the pressure bonding is completed, and as a result, the orientation varies for each LED element.

このため、蛍光物質を含有する樹脂部の断面形状を四角形に設定すると、ＬＥＤ素子から出た光が樹脂部を透過するまでの距離が方位によって大きく異なることになる。その結果、ＬＥＤ素子と樹脂部との相対的な方位によって色ムラの表れ方が変化する。   Therefore, if the cross-sectional shape of the resin portion containing the fluorescent substance is set to be a quadrangle, the distance until the light emitted from the LED element passes through the resin portion greatly differs depending on the direction. As a result, the appearance of the color unevenness changes depending on the relative orientation between the LED element and the resin portion.

以下、図６および図７を参照しながら、ＬＥＤ素子の配向特性が樹脂部の断面形状によって受ける影響を説明する。   Hereinafter, the influence of the cross-sectional shape of the resin portion on the orientation characteristics of the LED element will be described with reference to FIGS. 6 and 7.

図６（ａ）は、本実施形態のＬＥＤ照明光源の主要部断面を示しており、図６（ｂ）は、その平面図である。これに対し、図７（ａ）は、蛍光物質を含有する樹脂部が四角柱である比較例の主要部断面であり、図７（ｂ）は、その平面図である。   FIG. 6A illustrates a cross section of a main part of the LED illumination light source according to the present embodiment, and FIG. 6B is a plan view thereof. On the other hand, FIG. 7A is a cross-sectional view of a main part of a comparative example in which the resin portion containing a fluorescent substance is a quadrangular prism, and FIG. 7B is a plan view thereof.

図６（ｂ）には、基板に垂直な２つな面（Ｌ１面およびＳ１面）が記載されており、図７ｂ）にも、同様に、基板に垂直な２つな面（Ｌ２面およびＳ３面）が記載されている。また、図６（ｃ）は、Ｌ１面における配向特性とＳ１面における配向特性を、それぞれ、参照符号「Ｌ１」および「Ｓ１」の曲線で示しており、図７（ｃ）は、Ｌ２面における配向特性とＳ２面における配向特性を、それぞれ、参照符号「Ｌ２」および「Ｓ２」の曲線で示している。ここで、配向特性とは、ＬＥＤ照明光源の真上（基板主面の法線方向）を方位０°として、前記法線に対して−９０°から９０°までの範囲（１８０°）の方向における照度を計算機でシミュレートしたものである。   FIG. 6B shows two planes (L1 plane and S1 plane) perpendicular to the substrate, and FIG. 7B) similarly shows two planes (L2 plane and S2 plane) perpendicular to the substrate. S3) is described. FIG. 6 (c) shows the alignment characteristics on the L1 plane and the S1 plane by the curves denoted by reference numerals "L1" and "S1", respectively, and FIG. 7 (c) shows the alignment characteristics on the L2 plane. The alignment characteristics and the alignment characteristics on the S2 plane are indicated by curves denoted by reference numerals “L2” and “S2”, respectively. Here, the orientation characteristic means a direction in a range (−180 °) from −90 ° to 90 ° with respect to the normal, with the azimuth being 0 ° just above the LED illumination light source (the normal direction of the main surface of the substrate). Is a computer simulation of the illuminance at.

図６（ｃ）からわかるように、樹脂部１３の断面が円である場合は、Ｌ１面でもＳ１面でも同様の配向特性が発揮される。これに対して、樹脂部１３の断面が矩形である場合は、図７（ｃ）からわかるように、Ｌ２面とＳ２面との間で配向特性に大きな差が発生する。   As can be seen from FIG. 6C, when the cross section of the resin portion 13 is a circle, the same orientation characteristics are exhibited on both the L1 surface and the S1 surface. On the other hand, when the cross section of the resin portion 13 is rectangular, a large difference occurs in the alignment characteristics between the L2 plane and the S2 plane as can be seen from FIG. 7C.

このように、樹脂部１３の断面が四角形である場合、方位によって配向特性が変化し、色ムラが発生する。このため、樹脂部１３に対するＬＥＤ素子１２の方位を適切に制御しない限り、色ムラを減少させることはできない。しかし、前述のように、超音波フリップチップ実装によれば、ＬＥＤ素子１２の方位を制御できない。   As described above, when the cross section of the resin portion 13 is rectangular, the orientation characteristics change depending on the azimuth, and color unevenness occurs. For this reason, color unevenness cannot be reduced unless the orientation of the LED element 12 with respect to the resin portion 13 is appropriately controlled. However, as described above, the orientation of the LED element 12 cannot be controlled by the ultrasonic flip chip mounting.

これに対して、本実施形態のように樹脂部１３の断面が円であれば、配向特性の方位依存性が大きく緩和され、方位による色ムラの問題が解決する。なお、このような方位による色ムラを低減するという効果は、樹脂部１３の断面が円の場合だけでなく、楕円などの形状であっても、或る程度、得ることが可能である。ただし、蛍光物質を含有する樹脂部の中心軸とＬＥＤ素子の中心軸とが略一致していることが好ましい。   On the other hand, if the cross section of the resin portion 13 is a circle as in the present embodiment, the azimuth dependency of the orientation characteristics is greatly reduced, and the problem of color unevenness due to the azimuth is solved. The effect of reducing color unevenness due to such an orientation can be obtained to some extent not only when the cross section of the resin portion 13 is a circle but also when the shape is an ellipse or the like. However, it is preferable that the center axis of the resin portion containing the fluorescent substance substantially coincides with the center axis of the LED element.

（実施形態２）
図８を参照しながら、本発明によるＬＥＤ照明光源の第２の実施形態を説明する。図８（ａ）は、本実施形態のＬＥＤ照明光源の断面図であり、図８（ｂ）は、その上面図である。 (Embodiment 2)
A second embodiment of the LED illumination light source according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 8A is a cross-sectional view of the LED illumination light source according to the present embodiment, and FIG. 8B is a top view thereof.

本実施形態のＬＥＤ照明光源は、基板１１と、基板１１に実装されたＬＥＤ素子１２と、蛍光物質を含有する樹脂部１３と、基板１１に貼り付けられた反射板５１とを備えている。反射板５１以外の構成要素は、実施形態１における構成要素と同一であるため、こごては説明を繰り返さないこととする。   The LED illumination light source according to the present embodiment includes a substrate 11, an LED element 12 mounted on the substrate 11, a resin portion 13 containing a fluorescent substance, and a reflection plate 51 attached to the substrate 11. The components other than the reflection plate 51 are the same as the components in the first embodiment, and thus the description will not be repeated.

反射板５１は、テーパ状に傾斜した面から構成される反射面を有しており、この反射面は、ＬＥＤ素子１２の中心に対して軸対称である。この反射面は、好適には、金属から形成された反射板５１の開口部側面である。この開口部の直径（基板に最も近い一部の直径）は、円柱状樹脂部１３の直径よりも長い。したがって、反射板５１の形状はパラボラ形状であってもよい。   The reflection plate 51 has a reflection surface composed of a surface inclined in a tapered shape, and this reflection surface is axially symmetric with respect to the center of the LED element 12. This reflection surface is preferably the side surface of the opening of the reflection plate 51 formed of metal. The diameter of this opening (a part of the diameter closest to the substrate) is longer than the diameter of the columnar resin portion 13. Therefore, the shape of the reflection plate 51 may be a parabolic shape.

反射板５１の反射面は、図８（ａ）に示すように、ＬＥＤ素子１２の側面から放射される光５２を受け、基板主面に略垂直な方向へ照射する。このため、基板主面に略垂直な方向における光出力は、反射板５１を設けない場合に比べ増加する。   As shown in FIG. 8A, the reflection surface of the reflection plate 51 receives light 52 radiated from the side surface of the LED element 12 and irradiates the light 52 in a direction substantially perpendicular to the main surface of the substrate. Therefore, the light output in a direction substantially perpendicular to the main surface of the substrate increases as compared with the case where the reflection plate 51 is not provided.

本実施形態のＬＥＤ照明光源によれば、反射面と樹脂部１３の側面（外周面）との間に隙間（約０．１ｍｍ以上）が存在し、反射面で反射された光が樹脂部１３に戻りにくい。このため、図２を参照しながら説明したような光路差に依存した色ムラが発生しくくなる。   According to the LED illumination light source of the present embodiment, there is a gap (about 0.1 mm or more) between the reflection surface and the side surface (outer peripheral surface) of the resin portion 13, and the light reflected by the reflection surface transmits the resin portion 13. It is hard to return to. Therefore, color unevenness depending on the optical path difference as described with reference to FIG. 2 is less likely to occur.

（実施形態３）
次に、図９を参照しながら、本発明によるＬＥＤ照明光源の第３の実施形態を説明する。図９（ａ）は、本実施形態のＬＥＤ照明光源の断面図であり、図９（ｂ）は、その上面図である。 (Embodiment 3)
Next, a third embodiment of the LED illumination light source according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 9A is a cross-sectional view of the LED illumination light source according to the present embodiment, and FIG. 9B is a top view thereof.

本実施形態では、円筒状樹脂部１３を覆う第２の樹脂部６１が基板１１上に設けられており、この第２の樹脂部６１の形状がレンズの機能を発揮するように形成されている。ＬＥＤ素子１２の上面部や側面部から放射された光６２が、第２の樹脂部６１によって略平行な光となるため、基板主面に略垂直な方向における光出力が増加する。   In the present embodiment, a second resin portion 61 that covers the cylindrical resin portion 13 is provided on the substrate 11, and the shape of the second resin portion 61 is formed so as to exhibit the function of a lens. . Since the light 62 emitted from the upper surface and the side surface of the LED element 12 is converted into substantially parallel light by the second resin portion 61, the light output in a direction substantially perpendicular to the main surface of the substrate increases.

本実施形態における第２の樹脂部６１は、例えば、エポキシ樹脂などから形成され、蛍光物質を含有していない。本実施形態では、第２の樹脂部６１が第１の樹脂部１３の全体を覆っており、反射板５１の光反射面と第１の樹脂部１３との間の隙間を埋めるように充填されている。第２の樹脂部６１は、第１の樹脂部１３を保護し、信頼性を向上させる機能をも発揮する。このような役割を担う第２の樹脂部６１は、光反射面と密着しているが、蛍光物質を含有してないため、図２を参照しながら説明した色ムラの問題はほとんど発生しない。   The second resin part 61 in the present embodiment is formed of, for example, an epoxy resin and does not contain a fluorescent substance. In the present embodiment, the second resin portion 61 covers the entire first resin portion 13, and is filled so as to fill a gap between the light reflecting surface of the reflection plate 51 and the first resin portion 13. ing. The second resin portion 61 also has a function of protecting the first resin portion 13 and improving reliability. The second resin portion 61 having such a role is in close contact with the light reflecting surface, but does not contain a fluorescent substance, so that the problem of color unevenness described with reference to FIG. 2 hardly occurs.

なお、第２の樹脂部６１の形状は、レンズ型に限定されない。所望の光学的作用を発揮するように、種々の形状が付与され得る。   Note that the shape of the second resin portion 61 is not limited to a lens type. Various shapes can be provided to exert a desired optical effect.

また、図８および図９には、それぞれ、単一のＬＥＤ素子が示されているが、単一の基板上に複数のＬＥＤ素子が配列されていることが好ましい。単一の基板上に複数のＬＥＤ素子が配列されている場合、反射板５１は、各々が個々のＬＥＤ素子を取り囲む複数の開口部を有する。反射板５１にも受けられた各開口部の側面は傾斜し、反射面として機能する。   8 and 9 each show a single LED element, it is preferable that a plurality of LED elements are arranged on a single substrate. When a plurality of LED elements are arranged on a single substrate, the reflector 51 has a plurality of openings each surrounding an individual LED element. The side surface of each opening also received by the reflection plate 51 is inclined and functions as a reflection surface.

反射板５１の厚さは、蛍光物質を含む樹脂部１３の高さの２０倍以下に設計されることが好ましい。薄型化の観点から、反射板５１の厚さは５ｍｍ以下に設定されることが望ましい。   The thickness of the reflection plate 51 is preferably designed to be 20 times or less the height of the resin portion 13 containing the fluorescent substance. From the viewpoint of reducing the thickness, it is desirable that the thickness of the reflection plate 51 be set to 5 mm or less.

本実施形態では、反射面が個々のＬＥＤ素子を取り囲む形状および大きさを有しているため、反射板５１を薄く形成でき、ＬＥＤ照明光源の全体を小型化しやすい。   In the present embodiment, since the reflection surface has a shape and size surrounding each LED element, the reflection plate 51 can be formed thin, and the entire LED illumination light source can be easily reduced in size.

なお、単一の基板上に複数のＬＥＤ素子が配列されている場合、個々のＬＥＤ素子を取り囲む複数の反射面を備えた反射板を基板上に配置した後、図２５に示すように、レンズアレイとして機能する第２の樹脂部を形成することが好ましい。この第２の樹脂部は、個々のＬＥＤ素子に対応して分離されている必要は無く、図２５に示すように連続していてもよい。アレイ状に配列されたレンズを相互に連結する接合部分が存在する場合、その接合部分は導光部として機能し得る。このため、個々のＬＥＤ素子および第１の樹脂部から発せられた光を第２の樹脂部を介して互いに混色させ、それによって色ムラを更に低減することが可能にある。   When a plurality of LED elements are arranged on a single substrate, a reflector having a plurality of reflection surfaces surrounding the individual LED elements is disposed on the substrate, and then, as shown in FIG. It is preferable to form a second resin portion functioning as an array. The second resin portion does not need to be separated corresponding to each LED element, and may be continuous as shown in FIG. If there is a joint that interconnects the lenses arranged in an array, the joint can function as a light guide. For this reason, it is possible to mix the light emitted from each LED element and the light emitted from the first resin portion with each other via the second resin portion, thereby further reducing color unevenness.

基板１１および反射板５１は、もともと別々の部材であるため、図２６に示すように、基板１１と反射板５１との間に空間（隙間）１０１を意図的に設けることもできる。このような空間１０１を設けると、第２の樹脂部を形成するとき、第２の樹脂の一部が図２６の矢印１０２で示す経路を流れ、空間１０１内に流れ込むようにすることができる。このような構成を採用することにより、反射板５１上に第２の樹脂を設けるときに生じる気泡が第２の樹脂とともに空間１０１内に流れ込むことになる。その結果、第２の樹脂部のうちＬＥＤ素子を覆う部分から気泡の多くを取り除くことか可能になる。   Since the substrate 11 and the reflection plate 51 are originally separate members, a space (gap) 101 can be intentionally provided between the substrate 11 and the reflection plate 51 as shown in FIG. When such a space 101 is provided, when forming the second resin portion, a part of the second resin can flow along the path indicated by the arrow 102 in FIG. 26 and flow into the space 101. By adopting such a configuration, bubbles generated when the second resin is provided on the reflection plate 51 flow into the space 101 together with the second resin. As a result, it is possible to remove most of the bubbles from the portion of the second resin portion that covers the LED element.

上記の実施形態の場合、個々のＬＥＤ素子から効率的に光を取り出すことができるが、もしも複数のＬＥＤ素子を１つの反射面で取り囲む構成を採用した場合は、あるＬＥＤ素子から放射された光が、となりのＬＥＤ素子に吸収されるため、放射光を効率的に取り出すことができない問題が生じる。また、このような構成を採用した場合は、ＬＥＤ素子と反射面との距離が長くなるため、反射面を高く形成する必要が生じる。このことは、ＬＥＤ照明光源を小型化する上での支障となる。   In the case of the above embodiment, light can be efficiently extracted from individual LED elements. However, if a configuration is employed in which a plurality of LED elements are surrounded by one reflecting surface, light emitted from a certain LED element can be obtained. However, there is a problem that the emitted light cannot be efficiently extracted because it is absorbed by the adjacent LED element. In addition, when such a configuration is employed, the distance between the LED element and the reflection surface becomes long, so that the reflection surface needs to be formed high. This hinders downsizing of the LED illumination light source.

（実施形態４）
次に、図１０を参照しながら、本発明によるＬＥＤ照明光源の第４の実施形態を説明する。図１０は、本実施形態のＬＥＤ照明光源の上面図である。 (Embodiment 4)
Next, a fourth embodiment of the LED illumination light source according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a top view of the LED illumination light source of the present embodiment.

本実施形態では、複数のＬＥＤ素子１２が１つの基板１１上に実装されている。本実施形態では、前述した超音波フリップチップ実装を行っているため、実装時にＬＥＤ素子１２が回転し、ＬＥＤ素子１２が種々の方位を向いている。なお、図１０では、各ＬＥＤ素子１２の回転による方位のズレ角度は、実際によりも大きく記載されている。   In the present embodiment, a plurality of LED elements 12 are mounted on one substrate 11. In the present embodiment, since the above-described ultrasonic flip chip mounting is performed, the LED element 12 rotates during mounting, and the LED element 12 faces various directions. Note that, in FIG. 10, the deviation angle of the azimuth due to the rotation of each LED element 12 is illustrated larger than it actually is.

本実施形態では、図１０に示すように各ＬＥＤ素子１２の方位が異なっていても、樹脂部１３が円柱状であるため、色ムラの影響を低減できる。   In the present embodiment, as shown in FIG. 10, even if the orientation of each LED element 12 is different, the influence of color unevenness can be reduced because the resin portion 13 is cylindrical.

（実施形態５）
次に、図１１を参照しながら、本発明によるＬＥＤ照明光源の第５の実施形態を説明する。図１１は、本実施形態のＬＥＤ照明光源の断面図である。 (Embodiment 5)
Next, a fifth embodiment of the LED illumination light source according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a cross-sectional view of the LED illumination light source of the present embodiment.

本実施形態では、蛍光物質を含む樹脂部１３の上面とＬＥＤ素子１２の上面との距離をｈ、樹脂部１３の側面とＬＥＤ素子１２の側面との距離をｘとするとき、１／５≦ｈ／ｘ≦１／２の関係を満足している。   In this embodiment, when the distance between the upper surface of the resin portion 13 containing the fluorescent substance and the upper surface of the LED element 12 is h, and the distance between the side surface of the resin portion 13 and the side surface of the LED element 12 is x, 1/5 ≦ h / x ≦ 1/2 is satisfied.

図１２は、フリップチップ実装された青色ＬＥＤ素子の配光特性を示している。図８の曲線８１はＬＥＤ素子の配光特性を示し、曲線８２は一般の光源に見られるコサイン則に従った配光特性を示している。図１２から、フリップチップ実装されたＬＥＤ素子の場合、基板主面に垂直な方位の強度が一般の光源に比べて２０％低いことがわかる。この原因は、ＬＥＤ素子の上面部から放射される光の量が、ＬＥＤ素子の側面部から放射される光の量よりも２０％程度低いためであると考えられる。したがって、蛍光物質を含有する樹脂部においてＬＥＤ素子の側面部から出た光が通る部分の厚さと、ＬＥＤ素子の上面部から出た光が通る部分の厚さとを等しくしたのでは、配向特性を改善することができない。   FIG. 12 shows a light distribution characteristic of a blue LED element mounted on a flip chip. A curve 81 in FIG. 8 shows a light distribution characteristic of the LED element, and a curve 82 shows a light distribution characteristic according to a cosine rule found in a general light source. From FIG. 12, it can be seen that in the case of the flip-chip mounted LED element, the intensity in the direction perpendicular to the main surface of the substrate is 20% lower than that of a general light source. This is considered to be because the amount of light emitted from the upper surface of the LED element is about 20% lower than the amount of light emitted from the side surface of the LED element. Therefore, in the resin portion containing the fluorescent substance, if the thickness of the portion through which the light emitted from the side surface of the LED element passes is equal to the thickness of the portion through which the light emitted from the upper surface portion of the LED element passes, the alignment characteristics are reduced. Can't improve.

本実施形態では、ＬＥＤ素子１２の上面部および側面部から出る光の量の違いを補償するため、ＬＥＤ素子１２の上面部に存在する樹脂部１３を相対的に薄く形成している（図１１では、見易さのため、第１の樹脂部１３の厚さを過度に大きく描いている）。   In the present embodiment, in order to compensate for the difference in the amount of light emitted from the upper surface and the side surface of the LED element 12, the resin portion 13 present on the upper surface of the LED element 12 is formed relatively thin (FIG. 11). Here, the thickness of the first resin portion 13 is excessively large for easy viewing).

本願発明者の検討によれば、樹脂部１３における蛍光物質の混合条件をＬＥＤ素子の上面部と側面部とで同一であるとした場合、１／５≦ｈ／ｘ≦１／２の関係を満足する場合に配向特性が改善されることがわかった。このような関係を満足するように樹脂部１３の形状を規定すると、図１２の曲線８２に近い配向特性が得られる。   According to the study of the present inventor, when the mixing condition of the fluorescent material in the resin portion 13 is the same for the upper surface portion and the side surface portion of the LED element, the relationship of 1/5 ≦ h / x ≦ 1/2 is satisfied. It was found that when satisfied, the orientation characteristics were improved. When the shape of the resin portion 13 is defined so as to satisfy such a relationship, an orientation characteristic close to the curve 82 in FIG. 12 can be obtained.

なお、本実施形態における樹脂部１３は円柱状であるのに対して、ＬＥＤ素子１２は直方体条であるので、ＬＥＤ素子１２の側面を覆う樹脂部１３の厚さ（横方向サイズ）は、方位に依存して変化している。このため、「樹脂部１３の側面とＬＥＤ素子１２の側面との距離ｘ」とは、「ＬＥＤ素子１２の側面の中心部分と、この中心部分から側面に垂直な方向に伸びた直線が樹脂部１３の側面と交差する部分との間の距離」を意味するものとする。   In addition, while the resin portion 13 in the present embodiment is cylindrical, the LED element 12 is a rectangular parallelepiped, so that the thickness (lateral size) of the resin portion 13 covering the side surface of the LED element 12 is Has changed depending on. Therefore, the “distance x between the side surface of the resin part 13 and the side surface of the LED element 12” is defined as “the center part of the side surface of the LED element 12 and a straight line extending from the center part in a direction perpendicular to the side surface”. 13 means the distance between the side surface and the intersecting portion.

（実施形態６）
次に、図１３を参照しながら、本発明によるＬＥＤ照明光源の第６の実施形態を説明する。図１３は、本実施形態のＬＥＤ照明光源の断面図である。 (Embodiment 6)
Next, a sixth embodiment of the LED illumination light source according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 13 is a sectional view of the LED illumination light source of the present embodiment.

本実施形態では、円柱状の樹脂部１３に含まれる蛍光物質の分散状態が均一ではなく、ＬＥＤ素子１２の上面部と側面部との間で蛍光物質の分布状態が異なっている場合において、蛍光物質の分布状態の違いから生じる配向特性の劣化を抑制することができる。   In the present embodiment, when the dispersion state of the fluorescent substance contained in the columnar resin portion 13 is not uniform and the distribution state of the fluorescent substance is different between the upper surface portion and the side surface portion of the LED element 12, Deterioration of alignment characteristics caused by a difference in the distribution state of a substance can be suppressed.

蛍光物質を含有する樹脂部１３は、好適にはエポキシ樹脂やシリコーン樹脂から形成される。これらの樹脂の粘度は、熱硬化に際して一時的に極度に低下する。このため、蛍光物質の平均粒形が３μｍから１５μｍの大きさである場合、蛍光物質の比重が樹脂の比重よりも大きいと、熱硬化時に蛍光物質が沈降するという現象が発生する。図１３は、そのような現象が発生した状態を模式的に記載している。図１３に示す極端な例では、沈降した蛍光物質の層１０１が樹脂層１０２の底部に形成されているが、通常は、蛍光物質と樹脂とが図１３に示すように完全に分離されることはない。また、チクソ剤の添加により、熱硬化時における蛍光物質の沈降を、ある程度は抑制することが可能である。   The resin portion 13 containing the fluorescent substance is preferably formed from an epoxy resin or a silicone resin. The viscosity of these resins temporarily decreases extremely during thermosetting. Therefore, in the case where the average particle size of the fluorescent substance is 3 μm to 15 μm, if the specific gravity of the fluorescent substance is larger than the specific gravity of the resin, a phenomenon occurs in which the fluorescent substance precipitates during thermosetting. FIG. 13 schematically shows a state in which such a phenomenon has occurred. In the extreme example shown in FIG. 13, the layer 101 of the precipitated fluorescent substance is formed on the bottom of the resin layer 102. However, usually, the fluorescent substance and the resin are completely separated as shown in FIG. There is no. Further, by adding the thixo agent, it is possible to suppress the sedimentation of the fluorescent substance at the time of thermosetting to some extent.

シリコーン樹脂は、エポキシ樹脂よりも、熱硬化時の粘度低下が小さく、柔らかいため応力緩和に優れている。このため、樹脂部１３の材料としては、シリコーン樹脂がエポキシ樹脂よりも優れている。そこで、シリコーン樹脂を使用した場合において、樹脂部１３の上面部から放射される光１０３と、第１の樹脂部１３の側面部から放射される光１０４の光色を一致させるために必要な条件を求めた。   Silicone resin has a smaller decrease in viscosity during thermosetting than epoxy resin and is excellent in stress relaxation because it is soft. For this reason, as a material of the resin portion 13, silicone resin is superior to epoxy resin. Therefore, when a silicone resin is used, conditions necessary for matching the light color of the light 103 radiated from the upper surface of the resin portion 13 with the light color of the light 104 radiated from the side surface of the first resin portion 13 are used. I asked.

本実施形態でも、蛍光物質を含む樹脂部１３の上面とＬＥＤ素子１２の上面との距離をｈ、樹脂部１３の側面とＬＥＤ素子１２の側面との距離をｘとする。   Also in the present embodiment, the distance between the upper surface of the resin portion 13 containing the fluorescent substance and the upper surface of the LED element 12 is h, and the distance between the side surface of the resin portion 13 and the side surface of the LED element 12 is x.

ＬＥＤ素子１２の大きさは、０．３ｍｍ角で厚さが０．０９ｍｍ、ｈを０．０３ｍｍと０．１ｍｍの２種類、ｘは、ｈが０．０２のとき、０．１ｍｍ〜０．３５ｍｍの６種類、ｈが０．１のとき、０．１ｍｍ〜０．５５ｍｍの５種類である。蛍光物質は５７５ｎｍにピーク波長を有する広帯域の分光分布を有するものを用いた。蛍光物質とシリコーン樹脂との混合重量比は７０：３０とした。混合、及び、脱泡は、機械を用いて十分に行った。   The size of the LED element 12 is 0.3 mm square, the thickness is 0.09 mm, and h is two kinds of 0.03 mm and 0.1 mm. X is 0.1 mm to 0. 0 when h is 0.02. There are six types of 35 mm, and five types of 0.1 mm to 0.55 mm when h is 0.1. A fluorescent substance having a broadband spectral distribution having a peak wavelength at 575 nm was used. The mixing weight ratio of the fluorescent substance and the silicone resin was 70:30. Mixing and defoaming were performed sufficiently using a machine.

ＬＥＤ素子１２に入力する電流は４０ｍＡとし、樹脂部１３の上面部および側面部から放射される光の分光放射照度を計測した。この計測結果から、照明光の色度を求め、上面部から放射される光と側面部から放射される光との間における色度差Ｃｕ’ｖ’を求めた。   The current input to the LED element 12 was 40 mA, and the spectral irradiance of light emitted from the upper surface and the side surface of the resin portion 13 was measured. From this measurement result, the chromaticity of the illumination light was obtained, and the chromaticity difference Cu′v ′ between the light emitted from the upper surface and the light emitted from the side surface was obtained.

図１４のグラフは、色度差Ｃｕ’ｖ’のｘ依存性を示している。符号「▲」は、ｈが０．０２ｍｍのときのデータを示し、符号「●」はｈが０．１ｍｍのときのデータを示している。   The graph of FIG. 14 shows the x dependence of the chromaticity difference Cu′v ′. The symbol “▲” indicates data when h is 0.02 mm, and the symbol “●” indicates data when h is 0.1 mm.

図１４のグラフから、ｈが０．０２ｍｍのとき、色度差が小さくなる変曲点はｘ＝０．１５ｍｍの位置に存在することがわかる。また、ｈが０．１ｍｍのときに色度差が小さくなる変曲点はｘ＝０．２ｍｍの位置に存在する。したがって、ＬＥＤ素子１２の上面と樹脂部１３の上面との距離ｈが０．０２ｍｍ以上０．１ｍｍ以下の場合、ＬＥＤ素子側面と第１の樹脂部の円柱形状の側面との距離ｘを０．１５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下に設定すれば、色ムラを低減できることがわかる。   It can be seen from the graph of FIG. 14 that when h is 0.02 mm, the inflection point at which the chromaticity difference is small exists at the position of x = 0.15 mm. When h is 0.1 mm, the inflection point at which the chromaticity difference becomes small exists at the position of x = 0.2 mm. Therefore, when the distance h between the upper surface of the LED element 12 and the upper surface of the resin portion 13 is 0.02 mm or more and 0.1 mm or less, the distance x between the LED element side surface and the cylindrical side surface of the first resin portion is set to 0.1. It can be seen that setting the thickness to 15 mm or more and 0.5 mm or less can reduce color unevenness.

上記データは、ｈが０．０３ｍｍおよび０．１ｍｍの場合に得られたものである。樹脂部に含まれる蛍光物質の重量比率または濃度を低減すると、相対的に樹脂部を厚く形成できる。蛍光物質の重量比率が大きい場合は、樹脂部が薄い場合でもＬＥＤ素子から出た光を充分に吸収し、長波長の光に変換できる。蛍光物質として非ＹＡＧ系の蛍光物質（ＹＡＧ系以外の蛍光物質）をシリコーン樹脂に加えて形成した比較的厚い樹脂部（ｈが０．１ｍｍを超える場合）の特性を評価した。   The above data was obtained when h was 0.03 mm and 0.1 mm. When the weight ratio or the concentration of the fluorescent substance contained in the resin portion is reduced, the resin portion can be formed relatively thick. When the weight ratio of the fluorescent substance is large, even when the resin portion is thin, light emitted from the LED element can be sufficiently absorbed and converted into light of a long wavelength. The characteristics of a relatively thick resin portion (when h exceeds 0.1 mm) formed by adding a non-YAG fluorescent material (a fluorescent material other than the YAG fluorescent material) to a silicone resin as a fluorescent material were evaluated.

以下、図面を参照しながら、上記の評価結果を詳細に説明する。   Hereinafter, the above evaluation results will be described in detail with reference to the drawings.

まず、蛍光物質とシリコンーン樹脂との混合重量比率は略７０：３０に設定した。用いたＬＥＤ素子は略直方体の形状を有し、高さは０．１ｍｍ、平面サイズは０．３２ｍｍ×０．３０ｍｍの正方形であった。ピーク波長４５８ｎｍおよびピーク波長４６４ｎｍの２種類のＬＥＤ素子を用いた。   First, the mixing weight ratio of the fluorescent substance and the silicone resin was set to about 70:30. The LED element used had a substantially rectangular parallelepiped shape, a height of 0.1 mm, and a planar size of 0.32 mm × 0.30 mm. Two kinds of LED elements having a peak wavelength of 458 nm and a peak wavelength of 464 nm were used.

図２０は、単一のＬＥＤ素子を覆うようにして形成された円柱状樹脂部の寸法パラメータを記載している。ここでは、樹脂部の直径をφ、高さをＨと標記することにする。   FIG. 20 illustrates dimensional parameters of a columnar resin portion formed so as to cover a single LED element. Here, the diameter of the resin portion is denoted by φ, and the height is denoted by H.

図２１（ａ）および（ｂ）に示すようにして、分光配光特性を評価した。より具体的には、図２１（ａ）に示すように基板の主面に垂直な２つの平面に沿って２種類の発光スペクトルの角度依存性を求めた。測定には、大塚電子製の商品名ＭＣＰＤ１０００の分光配光測定装置を用いて。また、測定時には発光のためＬＥＤ素子には４０ｍＡの電流を流した。   The spectral light distribution characteristics were evaluated as shown in FIGS. 21 (a) and 21 (b). More specifically, as shown in FIG. 21A, the angle dependence of two kinds of emission spectra was obtained along two planes perpendicular to the main surface of the substrate. For the measurement, a spectroscopic light distribution measuring device of trade name MCPD1000 manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd. was used. During measurement, a current of 40 mA was applied to the LED element for light emission.

図２２（ａ）は、ピーク波長が４６４ｎｍの光に関するデータを示している。樹脂部の直径φを０．５ｍｍ、０．６ｍｍ、０．７ｍｍ、０．８ｍｍ、０．９ｍｍ、および１．０ｍｍの場合における配向依存性を示している。Ｈは０．３４ｍｍ程度に設定した。図２２（ｂ）は、ピーク波長が４５８ｎｍの光に関する同様のデータを示している。図２２（ａ）および（ｂ）のグラフの縦軸は相関色温度であり、横軸は角度である。この角度は、図２１（ｂ）に示すように、ＬＥＤ素子の中心と受光器の受光部中心とを結ぶ直線が、基板に垂直な方位との間で形成する角度である。   FIG. 22A shows data relating to light having a peak wavelength of 464 nm. It shows the orientation dependency when the diameter φ of the resin portion is 0.5 mm, 0.6 mm, 0.7 mm, 0.8 mm, 0.9 mm, and 1.0 mm. H was set to about 0.34 mm. FIG. 22 (b) shows similar data for light having a peak wavelength of 458 nm. The vertical axes of the graphs in FIGS. 22A and 22B are correlated color temperatures, and the horizontal axes are angles. This angle is, as shown in FIG. 21B, an angle formed by a straight line connecting the center of the LED element and the center of the light receiving portion of the light receiver with an azimuth perpendicular to the substrate.

図２２（ａ）および（ｂ）からわかるように、樹脂部の直径φが０．７ｍｍ以上になれば、相関色温度の角度依存性が小さくなり、色ムラが小さくなることを示している。   As can be seen from FIGS. 22A and 22B, when the diameter φ of the resin portion is 0.7 mm or more, the angle dependence of the correlated color temperature is reduced, and the color unevenness is reduced.

図２２（ａ）および（ｂ）の各々グラフに示すデータは、ＬＥＤ素子から出た光を１４の異なる方位から測定して得たものである。次に、上記のデータに基づいて、基板に垂直な方位（角度がゼロ）のデータ（中心データ）と、基板に垂直な方位から傾斜した方位（角度がゼロでない）データ（周囲データ）との差を求めた。図２３は、この差を縦軸に、樹脂部の直径φを横軸に示したグラフである。このグラフにおいて、●は波長４６４ｎｍの光に関するデータであり、▲は波長４５８ｎｍの光に関するデータである。   The data shown in the graphs of FIGS. 22A and 22B are obtained by measuring the light emitted from the LED elements from 14 different directions. Next, based on the above data, data of the azimuth perpendicular to the substrate (the angle is zero) (center data) and data of the azimuth (the angle is not zero) inclined from the azimuth perpendicular to the substrate (the surrounding data) The difference was determined. FIG. 23 is a graph showing the difference on the vertical axis and the diameter φ of the resin part on the horizontal axis. In this graph, ● represents data relating to light having a wavelength of 464 nm, and ▲ represents data relating to light having a wavelength of 458 nm.

図２３からわかるように、樹脂部の直径が０．６ｍｍ以下の場合だけではなく、１．０ｍｍの場合でも、相関色温度の差（中心データと周囲データとの差）が増加する傾向がある。このことから、樹脂部の直径φは、大きすぎても照明光源としての性能が低下することがわかる。   As can be seen from FIG. 23, the difference between the correlated color temperatures (the difference between the center data and the surrounding data) tends to increase not only when the diameter of the resin portion is 0.6 mm or less, but also when the diameter is 1.0 mm. . This indicates that the performance as an illumination light source is reduced even if the diameter φ of the resin portion is too large.

本発明者による各種の実験から、円柱状の樹脂部の高さＨが０．２５ｍｍ以上０．４０ｍｍ以下の場合、樹脂部の直径φは、０．６５ｍｍ以上０．９５ｍｍ以下の範囲にあれば色ムラを抑制できることがわかった。   According to various experiments by the present inventor, when the height H of the cylindrical resin portion is 0.25 mm or more and 0.40 mm or less, if the diameter φ of the resin portion is in the range of 0.65 mm or more and 0.95 mm or less. It was found that color unevenness could be suppressed.

ＬＥＤ素子の大きさが本実験に用いたサイズから変化すると、上記値も変化する。このため、より本質的なパラメータとして、図１１に示す「ｈ」および「ｘ」を用いて好ましい範囲を規定すると、ｈ／ｘは０．４７以上１．８２以下の範囲内にあることが好ましいことがわかった。より好ましいｈ／ｘの大きさは０．６０以上１．６８以下であり、さらに好ましいｈ／ｘの大きさ、０．７６以上１．４６以下である。また、最も好ましいｈ／ｘの大きさは、０．９以上１．２６以下である。   When the size of the LED element changes from the size used in this experiment, the above value also changes. Therefore, when a preferable range is defined using “h” and “x” shown in FIG. 11 as more essential parameters, h / x is preferably in the range of 0.47 or more and 1.82 or less. I understand. A more preferable value of h / x is 0.60 or more and 1.68 or less, and a more preferable value of h / x is 0.76 or more and 1.46 or less. The most preferable value of h / x is 0.9 or more and 1.26 or less.

図１９に示すように、ＬＥＤ素子が回転しても、樹脂部でＬＥＤ素子の側面を充分に覆う必要があるため、ｘの大きさは、少なくとも０．０２ｍｍ以上の大きさを持つことが好ましい。ｘの大きさが決まると、上述したｈ／ｘの好ましい範囲内に入るようにｈの大きさを決定すればよい。   As shown in FIG. 19, even if the LED element rotates, it is necessary to sufficiently cover the side surface of the LED element with the resin portion. Therefore, it is preferable that x has a size of at least 0.02 mm or more. . When the magnitude of x is determined, the magnitude of h may be determined so as to fall within the above-described preferable range of h / x.

上面が正方形であるＬＥＤ素子を直径φの円柱状樹脂部で完全に覆う場合、直径φの大きさは、上記正方形の対角線よりも長く設定する必要がある。直径φが対角線に等しいとき、ｘの大きさは（φ−φ／√２）／２に等しくなるため、ｘ＞（φ−φ／√２）／２の関係が成り立つことが好ましい。   When the LED element having a square upper surface is completely covered with a columnar resin portion having a diameter φ, the size of the diameter φ needs to be set longer than the diagonal line of the square. When the diameter φ is equal to the diagonal line, the magnitude of x is equal to (φ−φ / √2) / 2, and therefore it is preferable that the relationship x> (φ−φ / √2) / 2 holds.

（実施形態７）
次に、図１５を参照しながら、本発明によるＬＥＤ照明光源の第７の実施形態を説明する。図１５は、本実施形態におけるカード型ＬＥＤ照明光源と、このＬＥＤ照明光源が着脱可能に挿入されるコネクタ１２３と、コネクタ１２３を介してＬＥＤ照明光源と電気的に接続される点灯装置１３２とを示す斜視図である。 (Embodiment 7)
Next, a seventh embodiment of the LED illumination light source according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 15 illustrates a card-type LED illumination light source according to the present embodiment, a connector 123 into which the LED illumination light source is removably inserted, and a lighting device 132 electrically connected to the LED illumination light source via the connector 123. FIG.

図示されているカード型ＬＥＤ照明光源１２１は、一対の案内部１２２が形成されたコネクタ１２３内に挿入される。案内部１２２は、ＬＥＤ照明光源１２１をコネクタ１２３に抜き差しする際にＬＥＤ照明光源１２１の基板エッジを所定方向にスライドさせる案内機能を有する。コネクタ１２３には、カード型ＬＥＤ照明光源１２１の給電電極（不図示）と電気的に接続する給電電極（不図示）が設けられており、ライン１３１を介して点灯装置１３２に接続されている。   The illustrated card-type LED illumination light source 121 is inserted into a connector 123 having a pair of guides 122 formed therein. The guide section 122 has a guide function of sliding a board edge of the LED illumination light source 121 in a predetermined direction when the LED illumination light source 121 is connected to or disconnected from the connector 123. The connector 123 is provided with a power supply electrode (not shown) that is electrically connected to a power supply electrode (not shown) of the card-type LED illumination light source 121, and is connected to the lighting device 132 via a line 131.

ＬＥＤ照明光源１２１は、好ましくは矩形状の基板に実装された複数個のＬＥＤ素子を備えており、各ＬＥＤ素子は前述の円柱形状樹脂部によって覆われている。ＬＥＤ照明光源１２１の基板は各ＬＥＤ素子と給電電極とを接続する多層配線を有していてもよい。また、ＬＥＤ素子に対応した開口部を有する金属性の反射板が基板表面に貼り付けられていも良い。   The LED illumination light source 121 preferably includes a plurality of LED elements mounted on a rectangular substrate, and each LED element is covered with the above-mentioned cylindrical resin part. The substrate of the LED illumination light source 121 may have a multilayer wiring connecting each LED element and the power supply electrode. Further, a metallic reflector having an opening corresponding to the LED element may be attached to the substrate surface.

このように本実施形態のＬＥＤ照明光源１２１は、メモリカードなどに類似したカード型形状を有しているため、コネクタを有する種々の機器に対して抜き差し（着脱）が自由である。このため、照明装置に使用していたＬＥＤ照明光源１２１の寿命が尽きたとき、そのＬＥＤ照明光源１２１を同形の新しいＬＥＤ照明光源と交換することにより、照明装置を継続的に使用することができる。また、異なった特性を有する複数種類のＬＥＤ照明光源１２１から適宜必要なものを選択し、照明装置に装着すれば、同一の照明装置を用いながら、多様な照明光を提供することも可能となる。   As described above, since the LED illumination light source 121 of the present embodiment has a card-like shape similar to a memory card or the like, it can be freely inserted into and removed from (attached to and removed from) various devices having connectors. Therefore, when the life of the LED illumination light source 121 used for the illumination device has expired, the illumination device can be continuously used by replacing the LED illumination light source 121 with a new LED illumination light source of the same shape. . In addition, if a necessary one is appropriately selected from a plurality of types of LED illumination light sources 121 having different characteristics and attached to the illumination device, it is possible to provide various illumination light while using the same illumination device. .

図１６および図１７を参照しながら、本実施形態のカード型ＬＥＤ照明光源１２１の構成を更に詳細に説明する。図１６は、カード型ＬＥＤ照明光源１２１の分解斜視図であり、図１７は、カード型ＬＥＤ照明光源１２１におけるＬＥＤ素子が設けられている領域の断面図である。   The configuration of the card-type LED illumination light source 121 of the present embodiment will be described in more detail with reference to FIGS. FIG. 16 is an exploded perspective view of the card-type LED illumination light source 121, and FIG. 17 is a cross-sectional view of a region where the LED elements in the card-type LED illumination light source 121 are provided.

まず、図１６を参照する。本実施形態のＬＥＤ照明光源１２１は、基板１１上にマトリクス状に配列された多数の円筒状樹脂部２１３を有している。図１６では、ＬＥＤ素子を記載していないが、ＬＥＤ素子は円筒状樹脂部２１３にモールドされている。前述したように、円筒状樹脂部２１３には蛍光物質が分散しており、ＬＥＤ素子から出た光を長波長の光に変換する。   First, reference is made to FIG. The LED illumination light source 121 of this embodiment has a large number of cylindrical resin parts 213 arranged in a matrix on the substrate 11. Although the LED element is not shown in FIG. 16, the LED element is molded in the cylindrical resin portion 213. As described above, the fluorescent material is dispersed in the cylindrical resin portion 213, and converts the light emitted from the LED element into light having a long wavelength.

基板１１の表面（実装面）側には、各円筒状樹脂部２１３を取り囲む複数の開口部を有する光反射板１５２が貼り付けられる。光反射板１５２の開口部の内周面は、テーパ状に傾斜しており、円筒状樹脂部２１３から出た光を反射する光反射面として機能する。   A light reflecting plate 152 having a plurality of openings surrounding each cylindrical resin portion 213 is attached to the surface (mounting surface) side of the substrate 11. The inner peripheral surface of the opening of the light reflecting plate 152 is tapered and functions as a light reflecting surface that reflects light emitted from the cylindrical resin portion 213.

次に、図１７を参照する。本実施形態における各ＬＥＤ素子１５３は、基板１１を構成する金属板１５０に貼り付けられた多層配線基板１５１の配線パターン１５９とフリップチップ実装によって接続されている。ＬＥＤ素子１５３は、蛍光物質を含有する円筒状樹脂部２１３で覆われており、更に、この樹脂部（第１の樹脂部）２１３はレンズ機能を有する第２の樹脂部１６２に覆われている。   Next, FIG. 17 is referred to. Each LED element 153 in the present embodiment is connected to a wiring pattern 159 of a multilayer wiring board 151 attached to a metal plate 150 constituting the board 11 by flip-chip mounting. The LED element 153 is covered with a cylindrical resin part 213 containing a fluorescent substance, and the resin part (first resin part) 213 is covered with a second resin part 162 having a lens function. .

本実施形態の多層配線基板１５１には、２層の配線パターン１５９が形成されており、異なる層における配線パターン１５９がビア１６３によって接続されている。最上層における配線パターン１５９は、Ａｕバンプ１６１を介してＬＥＤ素子１５３の電極と接続されている。配線パターン１５９は、例えば、銅、ニッケル、アルミニウム、または、これらの金属を主成分とする合金から形成した配線パターンによって構成される。   Two-layer wiring patterns 159 are formed on the multilayer wiring board 151 of the present embodiment, and the wiring patterns 159 in different layers are connected by vias 163. The wiring pattern 159 in the uppermost layer is connected to the electrode of the LED element 153 via the Au bump 161. The wiring pattern 159 is formed of, for example, a wiring pattern formed of copper, nickel, aluminum, or an alloy containing these metals as main components.

このような構成を有する多層配線基板１５１の上面の大半は光反射板１５２で覆われているが、一部は露出している。多層配線基板１５１上の露出領域には、複数の給電電極（不図示）が形成されている。この給電電極は、カード型ＬＥＤ照明光源が差し込まれるコネクタを介して照明装置の点灯回路に電気的に接続される。   Most of the upper surface of the multilayer wiring board 151 having such a configuration is covered with the light reflecting plate 152, but a part thereof is exposed. A plurality of power supply electrodes (not shown) are formed in an exposed region on the multilayer wiring board 151. The power supply electrode is electrically connected to a lighting circuit of the lighting device via a connector into which a card-type LED lighting light source is inserted.

なお、図１７に示す例では、光反射板１５２と多層配線基板１５１との間に、アンダーフィル（応力緩和層）１６０が設けられている。このアンダーフィル１６０により、金属製の光反射板１５２と多層配線基板１５１との間にある熱膨張差に起因する応力が緩和されるとともに、光反射板１５２と多層配線基板５１上の上層配線との間の電気的絶縁も確保される。   In the example shown in FIG. 17, an underfill (stress relaxation layer) 160 is provided between the light reflecting plate 152 and the multilayer wiring board 151. The underfill 160 reduces stress caused by a difference in thermal expansion between the light reflecting plate 152 made of metal and the multilayer wiring board 151, and also reduces the light reflecting plate 152 and the upper wiring on the multilayer wiring board 51. Electrical insulation between them is also ensured.

（実施形態８）
次に、図１８を参照しながら、本発明によるＬＥＤ照明光源の第８の実施形態を説明する。図１８（ａ）は、本実施形態のＬＥＤ照明光源の断面図であり、図１８（ｂ）は、その上面図である。 (Embodiment 8)
Next, an eighth embodiment of the LED illumination light source according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 18A is a cross-sectional view of the LED illumination light source of the present embodiment, and FIG. 18B is a top view thereof.

本実施形態では、１つの基板１１にＬＥＤ素子１４１およびＬＥＤ素子１４２が実装され、これらのＬＥＤ素子１４１および１４２が、蛍光物質を含有する１つの円柱状樹脂部１３で覆われている。   In this embodiment, the LED element 141 and the LED element 142 are mounted on one substrate 11, and these LED elements 141 and 142 are covered with one columnar resin portion 13 containing a fluorescent substance.

ＬＥＤ素子１４１およびＬＥＤ素子１４２から放射された光の一部は、円柱状の樹脂部１３で波長の長い光に変換される。複数のＬＥＤ素子を１つの円柱状樹脂部で覆っても、色ムラを低減することができる。   Part of the light emitted from the LED element 141 and the LED element 142 is converted into light having a long wavelength by the cylindrical resin portion 13. Even if a plurality of LED elements are covered with one cylindrical resin portion, color unevenness can be reduced.

なお、ＬＥＤ素子１４１およびＬＥＤ素子１４２から放射される光の波長は、相互に一致している必要はない。   Note that the wavelengths of light emitted from the LED element 141 and the LED element 142 do not need to match each other.

本発明は、放電を利用した既存の照明光源に置き換わる各種の照明光源に適用される。   INDUSTRIAL APPLICATION This invention is applied to the various illumination light sources which replace the existing illumination light source using discharge.

従来のＬＥＤ照明光源を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the conventional LED illumination light source. 図１のＬＥＤ照明光源の部分を拡大して示す断面図である。It is sectional drawing which expands and shows the part of the LED illumination light source of FIG. （ａ）は、本発明によるＬＥＤ照明光源の第１の実施形態を示す断面図であり、（ｂ）は、その平面図である。(A) is sectional drawing which shows 1st Embodiment of the LED illumination light source by this invention, (b) is the top view. 図３に示す樹脂部を形成する方法の一例を示す斜視図である。FIG. 4 is a perspective view illustrating an example of a method for forming the resin portion illustrated in FIG. 3. （ａ）から（ｃ）は、それぞれ、図３に示す樹脂部を形成する他の方法を示す図である。(A) to (c) are views showing another method of forming the resin portion shown in FIG. 3. （ａ）は、ＬＥＤ照明光源（本実施形態）の主要部断面を示しており、（ｂ）は、その平面図であり、（ｃ）は、配向特性を示すグラフである。(A) has shown the principal part cross section of LED illumination light source (this embodiment), (b) is the top view, and (c) is the graph which shows an orientation characteristic. （ａ）は、ＬＥＤ照明光源（比較例）の主要部断面を示しており、（ｂ）は、その平面図であり、（ｃ）は、配向特性を示すグラフである。(A) has shown the principal part cross section of LED illumination light source (comparative example), (b) is the top view, and (c) is the graph which shows an orientation characteristic. （ａ）は、本発明によるＬＥＤ照明光源の第２の実施形態を示す断面図であり、（ｂ）は、その平面図である。(A) is sectional drawing which shows 2nd Embodiment of the LED illumination light source by this invention, (b) is the top view. （ａ）は、本発明によるＬＥＤ照明光源の第３の実施形態を示す断面図であり、（ｂ）は、その平面図である。(A) is sectional drawing which shows 3rd Embodiment of the LED illumination light source by this invention, (b) is the top view. 本発明によるＬＥＤ照明光源の第４の実施形態を示す上面図である。FIG. 9 is a top view showing a fourth embodiment of the LED illumination light source according to the present invention. 本発明によるＬＥＤ照明光源の第５の実施形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows 5th Embodiment of the LED illumination light source by this invention. フリップチップ実装された青色ＬＥＤ素子の配光特性を示すグラフである。It is a graph which shows the light distribution characteristic of the blue LED element mounted by flip chip. 本発明によるＬＥＤ照明光源の第６の実施形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows 6th Embodiment of LED illumination light source by this invention. 第６の実施形態における色度差のｘ依存性を示すグラフである。It is a graph which shows x dependence of a chromaticity difference in a 6th embodiment. 本発明によるＬＥＤ照明光源の第７の実施形態を示す斜視図である。It is a perspective view showing a 7th embodiment of the LED lighting light source by the present invention. カード型ＬＥＤ照明光源の分解斜視図である。It is an exploded perspective view of a card type LED illumination light source. 図１６のカード型ＬＥＤ照明光源におけるＬＥＤ素子が設けられている領域の断面図である。FIG. 17 is a cross-sectional view of a region where an LED element is provided in the card-type LED illumination light source of FIG. 16. （ａ）は、本発明によるＬＥＤ照明光源の第８の実施形態を示す断面図であり、（ｂ）は、その平面図である。(A) is sectional drawing which shows 8th Embodiment of the LED illumination light source by this invention, (b) is the top view. （ａ）は、本発明によるＬＥＤ照明光源における樹脂部の一例を示す平面図であり、（ｂ）は、比較例を示す図である。(A) is a top view which shows an example of the resin part in the LED illumination light source by this invention, (b) is a figure which shows a comparative example. 本発明によるＬＥＤ照明光源におけるの各種寸法パラメータを示す図である。FIG. 4 is a diagram showing various dimensional parameters in the LED illumination light source according to the present invention. （ａ）および（ｂ）は、相関色温度の配向依存性を測定する方法を示す図である。(A) And (b) is a figure which shows the method of measuring the orientation dependence of correlated color temperature. （ａ）は、本発明のＬＥＤ照明光源について、ピーク波長が４６４ｎｍの光に関する色温度の配向依存性を示すグラフであり、（ｂ）は、ピーク波長が４５８ｎｍの光に関する同様のデータを示すグラフである。(A) is a graph showing the orientation dependency of the color temperature with respect to light having a peak wavelength of 464 nm for the LED illumination light source of the present invention, and (b) is a graph showing similar data regarding light having a peak wavelength of 458 nm. It is. 本発明のＬＥＤ照明光源に関する中心部と周辺部との間に生じる相関色温度差を示すグラフである。5 is a graph showing a correlated color temperature difference generated between a central portion and a peripheral portion of the LED illumination light source of the present invention. （ａ）は、テーパを持つ第１の樹脂部の断面図であり、（ｂ）は、その平面図である。(A) is sectional drawing of the 1st resin part which has a taper, (b) is the top view. レンズアレイとして機能する第２の樹脂部を示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a second resin portion functioning as a lens array. 第２の樹脂部を形成するときに生じる樹脂の流れを模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the flow of the resin which arises when forming a 2nd resin part.

符号の説明Explanation of reference numerals

１１ 基板
１２ ＬＥＤ素子
１３ 蛍光物質を含有する樹脂部
２１ ＬＥＤ素子
２２ａ リード
２２ｂ リード
２３ カップ型反射板
２４ 第１の樹脂部（蛍光物質を含有する樹脂部）
２５ 第２の樹脂部
２６ 蛍光物質
４１ 基板
４２ 版
４３ スキージ
４４ ＬＥＤ素子
４５ 型
４６ 感光性樹脂層
４７ 遮光パターン
４８ フォトマスク
５１ 反射板
５２ 放射光
６１ 第２の樹脂部
６２ 放射光
１０１ 蛍光物質層
１０２ 樹脂層
１０３ 放射光
１０４ 放射光
１２１ ＬＥＤ照明光源
１２２ 案内部
１２３ コネクタ
１３１ ライン
１３２ 点灯装置
１４１ ＬＥＤ素子
１４２ ＬＥＤ素子 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Substrate 12 LED element 13 Resin part containing fluorescent substance 21 LED element 22a Lead 22b Lead 23 Cup-shaped reflector 24 First resin part (resin part containing fluorescent substance)
Reference Signs List 25 second resin portion 26 fluorescent material 41 substrate 42 plate 43 squeegee 44 LED element 45 type 46 photosensitive resin layer 47 light-shielding pattern 48 photomask 51 reflector 52 emitted light 61 second resin portion 62 emitted light 101 fluorescent material layer 102 resin layer 103 synchrotron radiation 104 synchrotron radiation 121 LED illumination light source 122 guide section 123 connector 131 line 132 lighting device 141 LED element 142 LED element

Claims (28)

基板と、
前記基板にフリップチップ実装されたＬＥＤ素子と、
前記ＬＥＤ素子を覆い、かつ、前記ＬＥＤ素子から放射された光を前記光の波長よりも長い波長を有する光に変換する少なくとも１種類の蛍光物質を含有する樹脂部と、
を備えたＬＥＤ照明光源であって、
前記樹脂部は、前記樹脂部から出射された光を反射し得る面から離間した側面を有しており、前記側面は前記ＬＥＤ素子の側面部を取り囲む面から構成されており、前記面の少なくとも一部は曲面を含んでいるＬＥＤ照明光源。 Board and
An LED element flip-chip mounted on the substrate,
A resin portion that covers the LED element and contains at least one fluorescent substance that converts light emitted from the LED element into light having a wavelength longer than the wavelength of the light,
An LED illumination light source comprising:
The resin portion has a side surface separated from a surface capable of reflecting light emitted from the resin portion, and the side surface includes a surface surrounding a side surface portion of the LED element. Some are LED lighting sources that include curved surfaces. 前記ＬＥＤ素子は、少なくとも３つの平面状の側面を有しており、隣接する２つの側面は角部で連結している、請求項１に記載のＬＥＤ照明光源。   The LED illumination light source according to claim 1, wherein the LED element has at least three planar side faces, and two adjacent side faces are connected at a corner. 前記樹脂部の前記曲面は、少なくとも前記ＬＥＤ素子の前記角部に対向する位置に存在している、請求項２に記載のＬＥＤ照明光源。   The LED illumination light source according to claim 2, wherein the curved surface of the resin portion exists at least at a position facing the corner of the LED element. 前記樹脂部の前記曲面が前記樹脂部の中心に対して形成する角度は、前記ＬＥＤ素子を前記基板上に搭載するときに生じえる前記ＬＥＤ素子の中心に関する回転の角度よりも大きく設定されている、請求項３に記載のＬＥＤ照明光源。   An angle formed by the curved surface of the resin portion with respect to the center of the resin portion is set to be larger than a rotation angle with respect to the center of the LED element, which can occur when the LED element is mounted on the substrate. The LED illumination light source according to claim 3. 前記樹脂部は軸対称形状を有している請求項１から４のいずれかに記載のＬＥＤ照明光源。   The LED illumination light source according to claim 1, wherein the resin portion has an axially symmetric shape. 前記樹脂部の形状は、前記ＬＥＤ素子の対角線長よりも長い直径を持つ円柱状である請求項５に記載のＬＥＤ照明光源。   The LED illumination light source according to claim 5, wherein the shape of the resin portion is a columnar shape having a diameter longer than a diagonal length of the LED element. 前記蛍光物質を含む樹脂部の上面と前記ＬＥＤ素子の上面との距離をｈ、前記蛍光物質を含む樹脂部の側面と前記ＬＥＤ素子の側面との距離をｘとしたとき、０．０２ｍｍ≦ｈ≦０．１ｍｍおよび０．１５ｍｍ≦ｘ≦０．５ｍｍを満足する請求項６に記載のＬＥＤ照明光源。   When the distance between the upper surface of the resin portion containing the fluorescent material and the upper surface of the LED element is h, and the distance between the side surface of the resin portion containing the fluorescent material and the side surface of the LED element is x, 0.02 mm ≦ h The LED illumination light source according to claim 6, which satisfies ≤ 0.1 mm and 0.15 mm ≤ x ≤ 0.5 mm. 前記蛍光物質が非ＹＡＧ系であり、
前記蛍光物質を含む樹脂部の上面と前記ＬＥＤ素子の上面との距離をｈ、前記蛍光物質を含む樹脂部の側面と前記ＬＥＤ素子の側面との距離をｘとしたとき、ｈが０．１ｍｍを越える場合は、
０．４７≦ｈ／ｘ≦１．８２の関係を満足する請求項６に記載のＬＥＤ照明光源。 The fluorescent substance is a non-YAG type,
When the distance between the upper surface of the resin portion containing the fluorescent material and the upper surface of the LED element is h, and the distance between the side surface of the resin portion containing the fluorescent material and the side surface of the LED element is x, h is 0.1 mm. If it exceeds
7. The LED illumination light source according to claim 6, wherein a relationship of 0.47 ≦ h / x ≦ 1.82 is satisfied. 前記蛍光物質を含む樹脂部はシリコーン樹脂から形成され、
前記蛍光物質は、平均粒径が３μｍ以上１５μｍであり、かつ、シリコーンの比重よりも大きな比重を有しており、
前記蛍光物質を含む樹脂部の上面と前記ＬＥＤ素子の上面との距離をｈ、前記蛍光物質を含む樹脂部の側面と前記ＬＥＤ素子の側面との距離をｘとしたとき、
１／５≦ｈ／ｘ≦１／２の関係を満足する請求項６に記載のＬＥＤ照明光源。 The resin portion containing the fluorescent substance is formed of a silicone resin,
The fluorescent substance has an average particle diameter of 3 μm or more and 15 μm, and has a specific gravity larger than that of silicone,
When the distance between the upper surface of the resin portion containing the fluorescent material and the upper surface of the LED element is h, and the distance between the side surface of the resin portion containing the fluorescent material and the side surface of the LED element is x,
The LED illumination light source according to claim 6, wherein a relationship of 1 / 5≤h / x≤1 / 2 is satisfied. 前記蛍光物質を含む樹脂部は、平均粒径が１μｍよりも小さいチクソ剤の粒子を含有している請求項９に記載のＬＥＤ照明光源。   The LED illumination light source according to claim 9, wherein the resin portion containing the fluorescent substance contains particles of a thixotropic agent having an average particle diameter smaller than 1 µm. 前記基板に実装されている前記ＬＥＤ素子の数は複数であり、前記複数のＬＥＤ素子の各々が前記樹脂部によって個別に覆われている請求項１から１０のいずれかに記載のＬＥＤ照明光源。   The LED illumination light source according to any one of claims 1 to 10, wherein the number of the LED elements mounted on the substrate is plural, and each of the plural LED elements is individually covered by the resin part. 前記複数のＬＥＤ素子の各々の前記樹脂部から放射された光を前記基板から離れる方向に反射するように傾斜した反射面を有する光反射部材を更に備えており、
前記反射面は、個々のＬＥＤ素子を取り囲むように傾斜している、請求項１１に記載のＬＥＤ照明光源。 It further comprises a light reflecting member having a reflecting surface inclined to reflect light emitted from the resin portion of each of the plurality of LED elements in a direction away from the substrate,
The LED illumination light source according to claim 11, wherein the reflection surface is inclined so as to surround each LED element. 前記光反射部材は、各々が個々のＬＥＤ素子を取り囲む複数の開口部を有する板状形状を有しており、かつ、前記基板上に配置され、
前記光反射部材の厚さは、前記樹脂部の高さの２０倍以下である請求項１２に記載のＬＥＤ照明光源。 The light reflecting member has a plate-like shape having a plurality of openings each surrounding an individual LED element, and is disposed on the substrate.
The LED illumination light source according to claim 12, wherein a thickness of the light reflecting member is 20 times or less a height of the resin part. 前記光反射部材の厚さは５ｍｍ以下である請求項１３に記載のＬＥＤ照明光源。   14. The LED illumination light source according to claim 13, wherein the thickness of the light reflecting member is 5 mm or less. 前記基板に実装されている前記ＬＥＤ素子の数は複数であり、前記複数のＬＥＤ素子が単一の樹脂部によって覆われている請求項１から１０のいずれかに記載のＬＥＤ照明光源。   The LED illumination light source according to any one of claims 1 to 10, wherein the number of the LED elements mounted on the substrate is plural, and the plural LED elements are covered by a single resin part. 前記樹脂部から放射された光を前記基板から離れる方向に反射するように傾斜した反射面を有する光反射部材を更に備えている請求項１から１０のいずれかに記載のＬＥＤ照明光源。   The LED illumination light source according to any one of claims 1 to 10, further comprising a light reflection member having a reflection surface inclined so as to reflect light emitted from the resin portion in a direction away from the substrate. 前記光反射部材は、前記基板上に配置されるプレートから形成されており、
前記反射面は前記プレートに形成された開口部の内壁面から構成され、前記蛍光物質を含む樹脂部の側面を取り囲んでいる請求項１６に記載のＬＥＤ照明光源。 The light reflecting member is formed from a plate disposed on the substrate,
17. The LED illumination light source according to claim 16, wherein the reflection surface is constituted by an inner wall surface of an opening formed in the plate, and surrounds a side surface of the resin portion containing the fluorescent substance. 前記樹脂部を覆う第２の樹脂部を更に備えている請求項１から１７のいずれかに記載のＬＥＤ照明光源。   The LED illumination light source according to any one of claims 1 to 17, further comprising a second resin portion that covers the resin portion. 前記蛍光物質を含有する樹脂部の側面と前記光反射部材との間を充填する第２の樹脂部を更に備えている請求項１６に記載のＬＥＤ照明光源。   17. The LED illumination light source according to claim 16, further comprising a second resin part filling a space between a side surface of the resin part containing the fluorescent substance and the light reflecting member. 前記第２の樹脂部はレンズ機能を有している請求項１８または１９に記載のＬＥＤ照明光源。   The LED illumination light source according to claim 18, wherein the second resin portion has a lens function. 前記蛍光物質を含有する樹脂部の中心軸と前記ＬＥＤ素子の中心軸とが略一致している請求項１から２０のいずれかに記載のＬＥＤ照明光源。   The LED illumination light source according to any one of claims 1 to 20, wherein a central axis of the resin portion containing the fluorescent substance substantially coincides with a central axis of the LED element. 少なくとも１つのＬＥＤ素子がフリップチップ実装された基板を用意する工程（ａ）と、
前記ＬＥＤ素子を覆い、かつ、前記ＬＥＤ素子から放射された光を前記光の波長よりも長い波長を有する光に変換する蛍光物質を含有する樹脂部を前記基板上に形成する工程（ｂ）と、
を含むＬＥＤ照明光源の製造方法であって、
工程（ｂ）は、
樹脂を成形して、側面が露出した前記樹脂部を作製する工程を含む、ＬＥＤ照明光源の製造方法。 (A) preparing a substrate on which at least one LED element is flip-chip mounted;
(B) forming a resin portion on the substrate that covers the LED element and that contains a fluorescent substance that converts light emitted from the LED element into light having a wavelength longer than the wavelength of the light. ,
A method for manufacturing an LED illumination light source, comprising:
Step (b) comprises:
A method for manufacturing an LED illumination light source, comprising a step of forming a resin part by molding a resin to expose the side surface. 前記工程（ａ）において複数のＬＥＤ素子がフリップチップ実装された基板を用意した場合は、工程（ｂ）において、個々のＬＥＤ素子を別々の前記樹脂部で覆う、請求項２２に記載のＬＥＤ照明光源の製造方法。   23. The LED lighting according to claim 22, wherein, in the step (a), when a substrate on which a plurality of LED elements are flip-chip mounted is prepared, in the step (b), the individual LED elements are covered with the separate resin parts. Light source manufacturing method. 前記工程（ｂ）において、前記樹脂部を円柱状に形成する、請求項２３に記載のＬＥＤ照明光源の製造方法。   The method for manufacturing an LED illumination light source according to claim 23, wherein in the step (b), the resin portion is formed in a columnar shape. 前記蛍光物質を含有する樹脂部を形成した後、前記樹脂部から放射された光を反射する反射面を有する光反射部材を前記基板上に配置する工程（ｃ）を更に含む、請求項２３または２４に記載のＬＥＤ照明光源の製造方法。   24. The method according to claim 23, further comprising: after forming the resin portion containing the fluorescent substance, arranging a light reflecting member having a reflection surface for reflecting light emitted from the resin portion on the substrate. 25. The method for manufacturing an LED illumination light source according to 24. 前記工程（ａ）において複数のＬＥＤ素子がフリップチップ実装された基板を用意した場合は、前記光反射部材は、個々のＬＥＤ素子を取り囲む複数の反射面を有している、請求項２５に記載のＬＥＤ照明光源の製造方法。   26. In the case where a substrate on which a plurality of LED elements are flip-chip mounted is prepared in the step (a), the light reflecting member has a plurality of reflection surfaces surrounding the individual LED elements. A method for manufacturing an LED illumination light source. 前記工程（ｃ）の後、前記蛍光物質を含有する樹脂を覆うように第２の樹脂部を形成する工程（ｄ）を更に含む、請求項２６に記載のＬＥＤ照明光源の製造方法。   27. The method of manufacturing an LED illumination light source according to claim 26, further comprising: after the step (c), a step (d) of forming a second resin portion so as to cover the resin containing the fluorescent substance. 前記工程（ｄ）において、前記第２の樹脂部をレンズ形状に形成する請求項２７に記載のＬＥＤ照明光源の製造方法。   The method for manufacturing an LED illumination light source according to claim 27, wherein in the step (d), the second resin portion is formed in a lens shape.
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