JP6197288B2 - Light emitting device and manufacturing method thereof - Google Patents

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Description

本発明は、ＬＥＤ電球およびスポットライト等を含む照明器具ならびにバックライト等として利用可能な発光装置およびその製造方法に関し、とりわけ、発光素子と蛍光体含有樹脂層と樹脂レンズとを有する発光装置およびその製造方法に関する。   The present invention relates to a lighting device including an LED bulb and a spotlight, and a light emitting device that can be used as a backlight and the like, and a method for manufacturing the same, and in particular, a light emitting device having a light emitting element, a phosphor-containing resin layer, and a resin lens. It relates to a manufacturing method.

一般に、発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）およびレーザーダイオード（ＬＤ：Laser Diode）等の発光素子を用いた発光装置は、小型で電力効率がよく、鮮やかな色を発光することで知られている。この発光装置に用いられる発光素子は半導体素子等を用いることができるため、球切れ等の心配が少なく、また振動やオン・オフ点灯の繰り返しに対して高い耐久性を有するため、発光装置の寿命が長いという特徴がある。これに加えて初期駆動特性に優れるという特徴を有する。このような優れた特性を有するため、発光素子を用いる発光装置は、照明器具、ディスプレイ等の各種の光源として広く利用されている。   2. Description of the Related Art Generally, light emitting devices using light emitting elements such as light emitting diodes (LEDs) and laser diodes (LDs) are known to be small, power efficient, and emit bright colors. . The light-emitting element used in this light-emitting device can use a semiconductor element or the like, so there is little fear of a ball breakage, etc., and since it has high durability against repeated vibration and on / off lighting, the life of the light-emitting device Is characterized by long. In addition to this, it has a feature of excellent initial drive characteristics. Because of such excellent characteristics, light emitting devices using light emitting elements are widely used as various light sources such as lighting fixtures and displays.

これらの発光素子の発する光のスペクトルは、一般的に、狭い波長範囲にピークを有している。これに対して、照明器具等に用いる照明装置の発する光には、色の見え方を重視する用途によっては演色性が高いものが求められており、例えば白色光のように相対的に広いスペクトルを有することが求められている。
このため、このような用途において、発光素子を用いた多くの発光装置は、例えば緑色蛍光体および赤色蛍光体のように１種類またはそれ以上の蛍光体を含む蛍光体含有層を有している。そして、これら蛍光体は発光素子からの光を吸収し異なる波長（異なる色）に変換した光を発する。この結果、発光素子から発光され蛍光体に吸収されずに蛍光体含有層を通過した光と、蛍光体により変換されて蛍光体含有層から出た光と光とが混合されることで広いスペクトルの光を得ている。
また、多くの発光装置では、蛍光体含有層から出てきた光を所望の方向に向けるためにレンズ、とりわけ凸レンズを蛍光体含有層の外側に設けている。 The spectrum of light emitted from these light emitting elements generally has a peak in a narrow wavelength range. On the other hand, the light emitted from the lighting device used for lighting fixtures or the like is required to have a high color rendering property depending on the use in which the color appearance is important. For example, a relatively broad spectrum such as white light is required. It is required to have.
For this reason, in such applications, many light-emitting devices using light-emitting elements have a phosphor-containing layer containing one or more phosphors such as a green phosphor and a red phosphor. . These phosphors absorb light from the light emitting element and emit light converted to different wavelengths (different colors). As a result, the light that has been emitted from the light-emitting element and passed through the phosphor-containing layer without being absorbed by the phosphor, and the light that has been converted by the phosphor and emitted from the phosphor-containing layer are mixed, resulting in a broad spectrum. Is getting the light.
In many light emitting devices, a lens, particularly a convex lens, is provided outside the phosphor-containing layer in order to direct the light emitted from the phosphor-containing layer in a desired direction.

これらの発光装置では、発光素子からの発光が進行する方向により、蛍光体含有層を通過する距離が異なると、蛍光体により変換される光の量が異なることから色むらの原因となる。そこで、蛍光体層は、例えばその上面を凸面とする等の所定の形状を有する必要がある。このため、従来から、金型を用いて所定形状の凹部を有する樹脂パッケージを成形し、この凹部の底面に発光素子を配置した後、この凹部に蛍光体を含有する樹脂をポッティングして、例えば上面が凸面である所定形状の蛍光体含有層を得ている。   In these light-emitting devices, if the distance passing through the phosphor-containing layer varies depending on the direction in which light emission from the light-emitting element proceeds, the amount of light converted by the phosphor varies, resulting in color unevenness. Therefore, the phosphor layer needs to have a predetermined shape such as a convex surface on the upper surface. For this reason, conventionally, after molding a resin package having a recess of a predetermined shape using a mold, placing a light emitting element on the bottom surface of the recess, a resin containing a phosphor is potted in the recess, for example, A phosphor-containing layer having a predetermined shape whose upper surface is convex is obtained.

またレンズについても、従来から金型を用いて、そのキャビティに溶融樹脂を供給し、これを硬化させることで所望の形状を得ている。   In addition, a lens has been conventionally obtained by using a mold and supplying molten resin to the cavity and curing it.

しかし、上述のように、近年、発光素子を用いた発光装置が多く用いられるようになるとともに、発光装置に要求される形状も多彩となっている。そのため、形状が変わる度に新たな金型を準備する必要があるという問題、または新たな金型の導入を避けるために、既存の金型で得られる形状で代用するため、最適な形状と異なったものしか得られないという問題があった。   However, as described above, in recent years, many light emitting devices using light emitting elements have been used, and the shapes required for the light emitting devices have become diverse. Therefore, it is necessary to prepare a new mold every time the shape changes, or in order to avoid the introduction of a new mold, the shape obtained with an existing mold is substituted, so it differs from the optimal shape. There was a problem that you could only get something.

このような問題を軽減する方法として、例えば特許文献１に示されるように、基板の上に堰止樹脂を形成して、堰止樹脂の上面と蛍光体を含有する流動状態の封止樹脂との間の表面張力により封止樹脂の流れを堰き止めて、そのまま封止樹脂を硬化させることにより、金型を用いずに凸面を有する蛍光体含有層を得る方法が知られている。   As a method for reducing such a problem, for example, as shown in Patent Document 1, a damming resin is formed on a substrate, and an upper surface of the damming resin and a flow-state sealing resin containing a phosphor There is known a method of obtaining a phosphor-containing layer having a convex surface without using a mold by blocking the flow of the sealing resin by the surface tension between the layers and curing the sealing resin as it is.

特開２０１０−３９９４号公報JP 2010-3994 A

しかし、特許文献１のような方法を用いても、蛍光体含有層の外側に例えば凸面を有する等の所望の形状のレンズを形成する際には、金型が必要となる問題が依然として残っている。   However, even when a method such as Patent Document 1 is used, when a lens having a desired shape such as a convex surface is formed outside the phosphor-containing layer, there still remains a problem that a mold is necessary. Yes.

そこで、本願発明は金型を用いずに形成した所定の形状の蛍光体含有層とレンズとを備えた発光装置、および金型を用いずに所定の形状の蛍光体含有層とレンズとを形成する発光装置の製造方法を提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention forms a phosphor-containing layer and a lens having a predetermined shape without using a mold, and a light-emitting device including a phosphor-containing layer and a lens having a predetermined shape formed without using a mold. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a light emitting device.

本発明の態様の１つは、基板と、該基板上に配置された発光素子と、該基板上に配置され、上面から下面に貫通する開口を有し、該開口の内部に前記発光素子を収容する樹脂枠体と、前記樹脂枠体の前記開口の内部で前記発光素子を覆い、外周の一部が前記開口の側面に接触し、前記樹脂枠体の前記上面よりも上方に突出した凸形状を有し、蛍光体を含有する樹脂層と、前記基板から離間して配置された樹脂レンズであって、前記樹脂層を覆い、底面の一部が前記樹脂枠体の前記上面と接触し、前記底面と反対方向に突出した凸形状を有する樹脂レンズと、を含む発光装置である。   One aspect of the present invention includes a substrate, a light emitting element disposed on the substrate, an opening disposed on the substrate and penetrating from an upper surface to a lower surface, and the light emitting element is disposed inside the opening. A resin frame to be accommodated, and a convex portion that covers the light emitting element inside the opening of the resin frame, a part of the outer periphery is in contact with a side surface of the opening, and protrudes upward from the upper surface of the resin frame A resin layer having a shape and containing a phosphor, and a resin lens disposed apart from the substrate, covering the resin layer, and a part of a bottom surface being in contact with the top surface of the resin frame. And a resin lens having a convex shape protruding in a direction opposite to the bottom surface.

本発明の別の態様は、 １）基板上に、発光素子と、上面から下面に貫通する開口を有し、該開口の内部に前記発光素子を収容する樹脂枠体と、を形成する工程と、 ２）前記開口の内部に蛍光体を含む溶融樹脂を供給し、該溶融樹脂を硬化させることにより、前記発光素子を覆い、外周の一部が前記樹脂枠体の前記開口の側面に接触し、前記樹脂枠体の前記上面よりも上方に突出した凸形状を有する樹脂層を形成する工程と、 ３）前記樹脂層を覆い、かつ前記樹脂枠体の上面と接触するように溶融樹脂を供給し、該溶融樹脂の上面が自由表面の状態で該溶融樹脂を硬化させることにより、凸形状を有し、かつ前記基板から離間した樹脂レンズを形成する工程と、を含むことを特徴とする発光装置の製造方法である。   Another aspect of the present invention is as follows: 1) forming a light emitting element on a substrate and a resin frame having an opening penetrating from the upper surface to the lower surface and accommodating the light emitting element inside the opening; 2) Supplying a molten resin containing a phosphor to the inside of the opening and curing the molten resin, thereby covering the light emitting element, and a part of the outer periphery is in contact with the side surface of the opening of the resin frame. A step of forming a resin layer having a convex shape protruding above the upper surface of the resin frame; and 3) supplying molten resin so as to cover the resin layer and to be in contact with the upper surface of the resin frame And forming a resin lens having a convex shape and spaced from the substrate by curing the molten resin with the upper surface of the molten resin being a free surface. It is a manufacturing method of an apparatus.

本願発明に係る発光装置は、金型を用いずに形成した所定形状の蛍光体含有層とレンズとを有している。また、本願発明に係る発光装置の製造方法では金型を用いずに所定形状の蛍光体含有層とレンズとを形成することができる。   The light emitting device according to the present invention has a phosphor-containing layer having a predetermined shape and a lens formed without using a mold. Moreover, in the method for manufacturing a light emitting device according to the present invention, a phosphor-containing layer and a lens having a predetermined shape can be formed without using a mold.

図１（ａ）は、本願発明に係る発光装置１００の上面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＩｂ−Ｉｂ線に沿った断面を示す断面図である。FIG. 1A is a top view of a light emitting device 100 according to the present invention, and FIG. 1B is a cross-sectional view showing a cross section taken along line Ib-Ib in FIG. 図２は、発光装置１００の変形例である発光装置１００Ａの断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of a light emitting device 100 </ b> A that is a modification of the light emitting device 100. 図３は、発光装置１００の別の変形例である発光装置１００Ｂの断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of a light emitting device 100B, which is another modified example of the light emitting device 100. 図４（ａ）は、本願発明に係る発光装置１００の製造プロセス、とりわけ基板２の上に発光素子４と樹脂枠体６とを配置した状態を示す上面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＩＩｂ−ＩＩｂ線に沿った断面を示す断面図である。FIG. 4A is a top view showing a manufacturing process of the light emitting device 100 according to the present invention, in particular, a state in which the light emitting element 4 and the resin frame 6 are arranged on the substrate 2, and FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view showing a cross section taken along line IIb-IIb in FIG. 図５（ａ）は、本願発明に係る発光装置１００の製造プロセス、とりわけ基板２の上に発光素子４と樹脂枠体６とを配置した後、樹脂枠体６の開口１６の内部に蛍光体８を含有する樹脂層１０を形成した状態を示す上面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＩＩＩｂ−ＩＩＩｂ線に沿った断面を示す断面図である。FIG. 5A shows a manufacturing process of the light emitting device 100 according to the present invention, in particular, after the light emitting element 4 and the resin frame 6 are arranged on the substrate 2, the phosphor within the opening 16 of the resin frame 6. 8 is a top view showing a state in which a resin layer 10 containing 8 is formed, and FIG. 5B is a cross-sectional view showing a cross section taken along line IIIb-IIIb in FIG.

以下、図面に基づいて本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、以下の説明では、必要に応じて特定の方向や位置を示す用語（例えば、「上」、「下」、「右」、「左」及びそれらの用語を含む別の用語）を用いるが、それらの用語の使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明の技術的範囲が制限されるものではない。また、複数の図面に表れる同一符号の部分は同一の部分又は部材を示す。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, terms indicating a specific direction and position (for example, “up”, “down”, “right”, “left” and other terms including those terms) are used as necessary. These terms are used for easy understanding of the invention with reference to the drawings, and the technical scope of the present invention is not limited by the meaning of these terms. Moreover, the part of the same code | symbol which appears in several drawing shows the same part or member.

本願発明の発明者らは鋭意検討した結果、基板上に配置され、上面から下面に貫通する開口を有し、開口の内部に基板上に配置された発光素子を収容する樹脂枠体を用いることで金型を用いずに蛍光体含有樹脂層とレンズとを形成できる本発明に至ったものである。
詳細は後述するが、本願発明では、蛍光体を含有する溶融樹脂を樹脂枠体の開口に供給し、開口の側面により溶融樹脂の外周を規制しながら、溶融樹脂を樹脂枠体の上面よりも上方に突出した凸形状を有する所定の形状とした後、溶融樹脂を硬化させることで蛍光体含有樹脂層を形成している。さらに、蛍光体含有樹脂層を覆い、かつ前記樹脂枠体の上面と接触するように溶融樹脂を供給することで、溶融樹脂と樹脂枠体の上面との間に表面張力を作用させ、自由表面である溶融樹脂の上面を所望の凸形状としてから、溶融樹脂を硬化させることにより、基板と接触していない（基板から離間した）樹脂レンズを形成している。 As a result of intensive studies, the inventors of the present invention use a resin frame that is disposed on the substrate, has an opening penetrating from the upper surface to the lower surface, and accommodates the light-emitting element disposed on the substrate inside the opening. In the present invention, the phosphor-containing resin layer and the lens can be formed without using a mold.
Although details will be described later, in the present invention, the molten resin containing the phosphor is supplied to the opening of the resin frame body, and the outer periphery of the molten resin is regulated by the side surface of the opening, while the molten resin is more than the upper surface of the resin frame body. After making it into the predetermined | prescribed shape which has the convex shape which protruded upwards, the fluorescent substance containing resin layer is formed by hardening molten resin. Further, by supplying a molten resin so as to cover the phosphor-containing resin layer and to be in contact with the upper surface of the resin frame, a surface tension is applied between the molten resin and the upper surface of the resin frame, and a free surface After the upper surface of the molten resin is formed into a desired convex shape, the molten resin is cured to form a resin lens that is not in contact with the substrate (separated from the substrate).

１．発光装置１００
図１（ａ）は、本願発明に係る発光装置１００の上面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＩｂ−Ｉｂ線に沿った断面を示す断面図である。なお、図１（ａ）では発光装置１００の内部構造の理解を容易にするために、樹脂層（蛍光体含有樹脂層）１０と樹脂レンズ１２の記載を省略している。
なお、本明細書では、図１（ａ）と図１（ｂ）を併せて図１という場合がある。同様に、図４（ａ）と図４（ｂ）を併せて図４という場合があり、図５（ａ）と図５（ｂ）を併せて図５という場合がある。
以下に発光装置１００の構成を説明する。 1. Light emitting device 100
FIG. 1A is a top view of a light emitting device 100 according to the present invention, and FIG. 1B is a cross-sectional view showing a cross section taken along line Ib-Ib in FIG. In FIG. 1A, the resin layer (phosphor-containing resin layer) 10 and the resin lens 12 are not shown in order to facilitate understanding of the internal structure of the light emitting device 100.
In this specification, FIG. 1A and FIG. 1B may be collectively referred to as FIG. Similarly, FIG. 4 (a) and FIG. 4 (b) may be collectively referred to as FIG. 4, and FIG. 5 (a) and FIG. 5 (b) may be collectively referred to as FIG.
The configuration of the light emitting device 100 will be described below.

発光装置１００は、基板２と、基板２上に配置された発光素子４と、基板２上に配置された樹脂枠体６を有している。樹脂枠体６は、その上面から下面に貫通する開口１６を有しており、発光素子４は、開口１６の内部に収容されている。すなわち、樹脂枠体６は、発光素子４を取り囲んでいる。
発光装置１００は、また、樹脂枠体６の開口１６の内部で、発光素子４を覆い、樹脂枠体６の上面よりも上方に突出した（すなわち、樹脂枠体の上面を超えて突出している）凸形状を有する樹脂層（蛍光体含有樹脂層）１０と、基板２から離間し（基板２に接触せずに）、樹脂層１０を覆い、底面の一部が前記樹脂枠体の上面と接触している樹脂レンズ１２とを有している。 The light emitting device 100 includes a substrate 2, a light emitting element 4 disposed on the substrate 2, and a resin frame 6 disposed on the substrate 2. The resin frame 6 has an opening 16 penetrating from the upper surface to the lower surface, and the light emitting element 4 is accommodated in the opening 16. That is, the resin frame 6 surrounds the light emitting element 4.
The light emitting device 100 also covers the light emitting element 4 inside the opening 16 of the resin frame 6 and protrudes above the upper surface of the resin frame 6 (that is, protrudes beyond the upper surface of the resin frame 6). ) A resin layer (phosphor-containing resin layer) 10 having a convex shape, and spaced apart from the substrate 2 (without contacting the substrate 2), covers the resin layer 10, and a part of the bottom is the upper surface of the resin frame. And a resin lens 12 in contact therewith.

基板２の上に配置された発光素子４は、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）である。図１に示す実施形態では、９つの発光素子４が配置されているが、用途、得ようとする出力、発光装置の寸法等に応じて、１つ以上の任意の数の発光素子４を配置してよい。また、複数の発光素子を配置する場合、配置の形態は、格子状に縦横に整列して配置する（例えば、図１の形態）、一列に配置する、千鳥に配置する等の規則的な配置を行ってもよく、またランダムに配置してもよい。   The light emitting element 4 disposed on the substrate 2 is, for example, a light emitting diode (LED). In the embodiment shown in FIG. 1, nine light emitting elements 4 are arranged. However, one or more arbitrary numbers of light emitting elements 4 are arranged according to the use, the output to be obtained, the dimensions of the light emitting device, and the like. You can do it. In addition, when a plurality of light emitting elements are arranged, the arrangement form is a regular arrangement such as arranging in a lattice form vertically and horizontally (for example, the form of FIG. 1), arranging in a row, or arranging in a staggered manner. Or may be arranged randomly.

発光素子４のｐ電極とｎ電極は、それぞれ、図示しないボンディングワイヤーを介して、基板２の表面に形成された図示しない配線パターンに接続されている。これにより発光素子４は、発光装置１００の外部に設けた電源（不図示）と電気的に接続され、所望の波長の光を発光する。
なお、発光素子４を電源と電気的に接続する方法は、これに限定されるものでなく、例えば、ｐ電極とｎ電極の一方を発光素子４の底面に設けて配線パターンと直接接続する等、既知の任意の発光素子の給電方法（電圧印加方法）を用いてよい。 The p electrode and the n electrode of the light emitting element 4 are each connected to a wiring pattern (not shown) formed on the surface of the substrate 2 via a bonding wire (not shown). Thus, the light emitting element 4 is electrically connected to a power source (not shown) provided outside the light emitting device 100 and emits light having a desired wavelength.
The method of electrically connecting the light emitting element 4 to the power source is not limited to this, and for example, one of the p electrode and the n electrode is provided on the bottom surface of the light emitting element 4 and directly connected to the wiring pattern. Any known light-emitting element power feeding method (voltage application method) may be used.

基板２の上に配置された樹脂枠体６は樹脂より成る。そして、その上面（図１の実施形態では、ＸＹ面に平行な２つの面のうちＺ方向にある面）から下面（図１の実施形態では、ＸＹ面に平行な２つの面のうち−Ｚ方向にある面）に貫通する開口１６を有し、開口１６の内部に発光素子４が収容されている。
換言すれば基板２の主面に垂直な方向（図１ではＺ方向）から平面視した場合、樹脂枠体６は発光素子４の周囲を途切れることなく取り囲んでいる（図１の実施形態では発光素子４と接触することなく取り囲んでいる）。 The resin frame 6 disposed on the substrate 2 is made of resin. Then, from the upper surface (the surface in the Z direction of the two surfaces parallel to the XY plane in the embodiment of FIG. 1) to the lower surface (−Z of the two surfaces parallel to the XY surface in the embodiment of FIG. 1). (Surface in the direction) has an opening 16 penetrating in the direction, and the light emitting element 4 is accommodated in the opening 16.
In other words, when viewed in plan from a direction perpendicular to the main surface of the substrate 2 (Z direction in FIG. 1), the resin frame 6 surrounds the light emitting element 4 without interruption (in the embodiment of FIG. 1, light emission is performed). It surrounds without touching the element 4).

図１に示す実施形態では、開口１６の断面形状（基板２の主面に平行な断面（ＸＹ面）での形状）は、円形であるが、これに限定されるものではなく、４角形もしくは５角形のような多角形または楕円のような任意の形状であってよい。   In the embodiment shown in FIG. 1, the cross-sectional shape of the opening 16 (the shape in the cross-section (XY plane) parallel to the main surface of the substrate 2) is circular, but is not limited to this, and is not limited to a square or It may be any shape such as a polygon such as a pentagon or an ellipse.

図１に示す実施形態では、樹脂枠体６の上面は、基板２の主面と平行（ＸＹ面と平行）な平面となっているが、これに限定されるものではなく、例えば、曲面または基板２の主面に対して４５°以下の角度を有する平面のような、任意の形態であってよい。
また、図１に示す実施形態では、開口１６の側面は基板２の主面および樹脂枠体６の上面に対して垂直となっているが、これに限定されるものでなく、開口１６の側面は、基板２の主面および樹脂枠体６の上面に対して任意の角度を有してよい。 In the embodiment shown in FIG. 1, the upper surface of the resin frame 6 is a plane parallel to the main surface of the substrate 2 (parallel to the XY plane), but is not limited to this. It may be in any form such as a plane having an angle of 45 ° or less with respect to the main surface of the substrate 2.
In the embodiment shown in FIG. 1, the side surface of the opening 16 is perpendicular to the main surface of the substrate 2 and the upper surface of the resin frame 6, but the present invention is not limited to this. May have an arbitrary angle with respect to the main surface of the substrate 2 and the upper surface of the resin frame 6.

図２は、発光装置１００の変形例である発光装置１００Ａの断面図である。発光装置１００Ａの樹脂枠体６Ａは、その底面を除く外周が曲面となっている。すなわち、樹脂枠体６Ａでは、上面と外周側面との境界が明確でなく、外周は側面から上面に連続的に変化している（または、外周の側面と上面とが一体的に形成されている）。詳細を後述するように、溶融樹脂を樹脂枠体６Ａの上部（上面）に接触させ、溶融樹脂と樹脂枠体６Ａの上面との間に作用する表面張力を用いて、樹脂レンズ１２Ａの凸形状を形成できる限りは、樹脂枠体６Ａは、どのような形態の曲面を有してもよい。
なお、発光装置１００Ａの各部分の構成について、樹脂枠体６Ａおよび樹脂レンズ１２Ａも含め、特段の記述のない事項については、発光装置１００の対応する部分の構成と同じであってよい。 FIG. 2 is a cross-sectional view of a light emitting device 100 </ b> A that is a modification of the light emitting device 100. The resin frame 6A of the light emitting device 100A has a curved outer periphery excluding its bottom surface. That is, in the resin frame 6A, the boundary between the upper surface and the outer peripheral side surface is not clear, and the outer periphery changes continuously from the side surface to the upper surface (or the outer peripheral side surface and the upper surface are integrally formed. ). As will be described in detail later, the convex shape of the resin lens 12A is obtained by bringing the molten resin into contact with the upper portion (upper surface) of the resin frame 6A and using surface tension acting between the molten resin and the upper surface of the resin frame 6A. As long as can be formed, the resin frame 6A may have any shape of curved surface.
In addition, about the structure of each part of the light-emitting device 100A, including the resin frame 6A and the resin lens 12A, items that are not particularly described may be the same as the structures of the corresponding parts of the light-emitting device 100.

図１に示す実施形態では、樹脂枠体６の外周側面（図１（ｂ）において、樹脂枠体６の最も外側に位置し、Ｚ方向に延在している面）は基板２の主面および樹脂枠体６の上面に対して垂直となっている。
これに限定されるものでなく、主面および樹脂枠体６の上面に対して任意の角度を有してよい。また、図２に示すような曲面であってもよい。 In the embodiment shown in FIG. 1, the outer peripheral side surface of the resin frame body 6 (the surface located on the outermost side of the resin frame body 6 and extending in the Z direction in FIG. 1B) is the main surface of the substrate 2. And it is perpendicular to the upper surface of the resin frame 6.
It is not limited to this, You may have arbitrary angles with respect to the main surface and the upper surface of the resin frame 6. FIG. Further, it may be a curved surface as shown in FIG.

樹脂層１０は、蛍光体８を含有する樹脂より成る。樹脂層１０は、樹脂枠体６の開口１６の内部（図１（ａ）に示すように、基板２の主面に垂直な方向（図１のＺ方向）から平面視した場合の樹脂枠体６の開口１６内部）で発光素子４を覆っている。このため、発光素子４の発光の一部は、蛍光体８により吸収され、より波長の長い光に変換される。蛍光体８は、発光装置１００の用途等に応じて、詳細を後述するように、１種類の蛍光体であってもよく、また２種類以上の蛍光体であってもよい。また、発光素子４の発光の別の一部は、蛍光体８に吸収されることなく樹脂層１０を通過する。   The resin layer 10 is made of a resin containing the phosphor 8. The resin layer 10 is a resin frame when viewed in a plan view from the inside of the opening 16 of the resin frame 6 (as shown in FIG. 1A, the direction perpendicular to the main surface of the substrate 2 (Z direction in FIG. 1)). 6 inside the opening 16). For this reason, a part of light emission of the light emitting element 4 is absorbed by the phosphor 8 and converted into light having a longer wavelength. As will be described in detail later, the phosphor 8 may be one type of phosphor, or two or more types of phosphors, depending on the application of the light emitting device 100 or the like. Further, another part of the light emission of the light emitting element 4 passes through the resin layer 10 without being absorbed by the phosphor 8.

樹脂層１０の外周の一部は、樹脂枠体６の開口１６の側面と接触している。より詳細には、樹脂層１０の外周のうち、樹脂層１０の下部、すなわち基板２の近い部分（基板２の直上部分）の外周部が開口１６の側面と接触している。
これは、樹脂層１０を形成するときに、開口１６の内部に溶融樹脂をポッティングすることにより、樹脂層１０の外周を規制しながら形成したためである。 A part of the outer periphery of the resin layer 10 is in contact with the side surface of the opening 16 of the resin frame 6. More specifically, in the outer periphery of the resin layer 10, the lower portion of the resin layer 10, that is, the outer periphery of the portion close to the substrate 2 (the portion immediately above the substrate 2) is in contact with the side surface of the opening 16.
This is because when the resin layer 10 is formed, the outer periphery of the resin layer 10 is regulated by potting a molten resin in the opening 16.

樹脂層１０は樹脂枠体６の上面よりも上方に突出した（上面を超えて突出している）凸形状を有している。換言すれば、樹脂層１０は、基板２から離れる方向（Ｚ方向）に突出した凸形状を有し、その高さ（図１のＺ方向の長さ）が、樹脂枠体６の高さよりも高くなっている。
樹脂層１０がこのような形状を有することで発光装置１００は色むらの発生を低減できる。 The resin layer 10 has a convex shape that projects upward from the upper surface of the resin frame 6 (projects beyond the upper surface). In other words, the resin layer 10 has a convex shape protruding in the direction away from the substrate 2 (Z direction), and its height (the length in the Z direction in FIG. 1) is higher than the height of the resin frame 6. It is high.
Since the resin layer 10 has such a shape, the light emitting device 100 can reduce the occurrence of color unevenness.

蛍光体含有樹脂層（樹脂層）の高さが樹脂枠体６の高さと同じかあるいは低い場合、発光素子４から発光された光は、進行方向により蛍光体に吸収されて波長の長い光に変換される割合が大きく異なる。すなわち、発光素子４から基板２に垂直な方向（図１のＺ方向）に進む光は、樹脂層１０内を進む距離が短いため、蛍光体８に当たり吸収される確率が低くなる。一方、発光素子４の発光の内、基板２に垂直な方向から大きく傾いた方向（例えば、Ｚ方向からＸ方向に６０°傾いた方向）に進む光は、樹脂層１０の中をより長い距離進むため、蛍光体８に当たり吸収される確率が高くなる。   When the height of the phosphor-containing resin layer (resin layer) is equal to or lower than the height of the resin frame 6, the light emitted from the light emitting element 4 is absorbed by the phosphor in the traveling direction and becomes light having a long wavelength. The rate of conversion varies greatly. That is, since the light traveling from the light emitting element 4 in the direction perpendicular to the substrate 2 (the Z direction in FIG. 1) travels through the resin layer 10, the probability of being absorbed by the phosphor 8 is low. On the other hand, the light traveling in the direction greatly inclined from the direction perpendicular to the substrate 2 (for example, the direction inclined by 60 ° from the Z direction to the X direction) in the light emission of the light emitting element 4 travels a longer distance in the resin layer 10. Therefore, the probability of being absorbed by the phosphor 8 is increased.

これに対して、本願発明に係る樹脂層１０では、樹脂層１０が樹脂枠体６の上面よりも上方に突出した凸形状を有していない場合と比べて、発光素子４から基板２に垂直な方向に進む光の樹脂層１０内部を進む光の距離が長くなるため、発光素子４から基板２に垂直な方向に進む光と、基板２に垂直な方向から大きく傾いた方向に進む光とで樹脂層１０の内部を通る距離の差が小さい。このため、光の進む方向が異なっても波長の長い光に変換される割合がそれ程変わらず、従って色むらの発生を抑制できる。   On the other hand, in the resin layer 10 according to the present invention, the resin layer 10 is perpendicular to the substrate 2 from the light emitting element 4 as compared with the case where the resin layer 10 does not have a convex shape protruding above the upper surface of the resin frame 6. Since the distance of the light traveling in the resin layer 10 in the direction becomes longer, the light traveling in the direction perpendicular to the substrate 2 from the light emitting element 4 and the light traveling in the direction greatly inclined from the direction perpendicular to the substrate 2 The difference in distance passing through the inside of the resin layer 10 is small. For this reason, even if the traveling direction of light is different, the ratio of conversion to light having a long wavelength does not change so much, and therefore occurrence of color unevenness can be suppressed.

なお、色むら抑制の効果をより確実に得るために、樹脂層１０の高さ（Ｚ方向の長さ）は、樹脂層１０の幅（図１（ａ）のように、基板２に垂直な方向から平面した際の樹脂層１０の長さの最大値）の５０％前後が好ましい。   In order to obtain the effect of suppressing color unevenness more reliably, the height of the resin layer 10 (length in the Z direction) is perpendicular to the width of the resin layer 10 (as shown in FIG. 1A). About 50% of the maximum value of the length of the resin layer 10 when planarized from the direction is preferable.

樹脂レンズ１２は、発光素子４の発光および蛍光体８により変換された光を透過可能な樹脂より成り、好ましくは、これらの光に対して透明な樹脂から成る。
樹脂レンズ１２は、樹脂層１０を覆っている。このため、樹脂層１０を通過した光（発光素子４から発光され、そのまま樹脂層１０を通過した光および蛍光体８により波長を変換された光）のほとんどが樹脂レンズ１２に進入する。そして、樹脂レンズ１２の内部で所定の向きに屈折して、樹脂レンズ１２の外側に出て行く。
樹脂レンズ１２は、基板２と接触していない。樹脂レンズ１２が基板２に接触していると（例えば、樹脂枠体６の外周に沿って、樹脂レンズの外周が下方に延在することによって基板２と接触している場合）、樹脂層１０から樹脂レンズ１２に侵入した光の一部が、樹脂レンズ１２から外部に出ることなく基板２の表面に到達し、基板２により吸収されてしまう。これに対して、本発明発光装置１００では、樹脂レンズ１２は、基板２と接触していないため、樹脂レンズ１２に侵入した光が樹脂レンズ１２の外部に出ることなく基板２の表面に達することが無いため、より高い光取り出し効率を得ることができる。 The resin lens 12 is made of a resin that can transmit the light emitted from the light emitting element 4 and the light converted by the phosphor 8, and is preferably made of a resin that is transparent to the light.
The resin lens 12 covers the resin layer 10. For this reason, most of the light that has passed through the resin layer 10 (light emitted from the light emitting element 4 and passed through the resin layer 10 as it is and light whose wavelength has been converted by the phosphor 8) enters the resin lens 12. Then, the light is refracted in a predetermined direction inside the resin lens 12 and goes out of the resin lens 12.
The resin lens 12 is not in contact with the substrate 2. When the resin lens 12 is in contact with the substrate 2 (for example, when the outer periphery of the resin lens extends downward along the outer periphery of the resin frame 6), the resin layer 10. A part of the light that has entered the resin lens 12 from the resin reaches the surface of the substrate 2 without coming out of the resin lens 12 and is absorbed by the substrate 2. In contrast, in the light emitting device 100 of the present invention, since the resin lens 12 is not in contact with the substrate 2, the light that has entered the resin lens 12 reaches the surface of the substrate 2 without coming out of the resin lens 12. Therefore, higher light extraction efficiency can be obtained.

樹脂レンズ１２は、その底面の一部が樹脂枠体６の上面と接触している。
さらに図１に示す発光装置１００では、基板２に垂直な断面（図１ではＸＺ面に平行な断面）において、樹脂レンズ１２の外周部の横方向（図１ではＸ方向）の位置が、樹脂枠体６の外周部の横方向の位置と比べてと同じ（例えば、樹脂レンズ１２の底面の外周と樹脂枠体６の上面の外周とが一致している場合）かまたは内側（例えば、樹脂レンズ１２の底面の外周が樹脂枠体６の上面の外周より内側に位置している場合）に位置している。 A part of the bottom surface of the resin lens 12 is in contact with the upper surface of the resin frame 6.
Further, in the light emitting device 100 shown in FIG. 1, the position in the lateral direction (X direction in FIG. 1) of the outer peripheral portion of the resin lens 12 in the cross section perpendicular to the substrate 2 (the cross section parallel to the XZ plane in FIG. 1) Compared to the lateral position of the outer periphery of the frame 6 (for example, when the outer periphery of the bottom surface of the resin lens 12 and the outer periphery of the upper surface of the resin frame 6 match) or inside (for example, resin When the outer periphery of the bottom surface of the lens 12 is positioned inside the outer periphery of the upper surface of the resin frame 6).

しかし、このような構成に限定されるものではない。
図３は、発光装置１００の別の変形例である発光装置１００Ｂの断面図である。発光装置１００Ｂでは、基板２に垂直な断面（図３のＸＺ面に平行な断面）において、樹脂レンズ１２Ｂの外周部の横方向（図３ではＸ方向）の位置が、樹脂枠体６の外周部の横方向の位置と比べて外側に位置している（図３では、樹脂レンズ１２Ｂの外周部の横方向の位置が、前記樹脂枠体６の外周部の横方向の位置と比べて距離Ｌ１だけ外側に位置している）。このような構成を有することで、同じ樹脂枠体６の直径を用いた場合であっても、樹脂レンズ１２Ｂのレンズ径を、発光装置１００の樹脂レンズ１２のレンズ径より大きくでき、この結果、光取り出し効率をより高くすることができる。
なお、発光装置１００Ｂの各部分の構成について、樹脂レンズ１２Ｂも含め、特段の記述のない事項については、発光装置１００の対応する部分の構成と同じであってよい。 However, it is not limited to such a configuration.
FIG. 3 is a cross-sectional view of a light emitting device 100B, which is another modified example of the light emitting device 100. In the light emitting device 100B, the position in the lateral direction (X direction in FIG. 3) of the outer peripheral portion of the resin lens 12B in the cross section perpendicular to the substrate 2 (the cross section parallel to the XZ plane in FIG. 3) is the outer periphery of the resin frame 6. (In FIG. 3, the lateral position of the outer peripheral portion of the resin lens 12 </ b> B is a distance compared to the lateral position of the outer peripheral portion of the resin frame 6 in FIG. 3. L1 is located outside). By having such a configuration, even when the diameter of the same resin frame 6 is used, the lens diameter of the resin lens 12B can be made larger than the lens diameter of the resin lens 12 of the light emitting device 100. As a result, The light extraction efficiency can be further increased.
In addition, about the structure of each part of the light-emitting device 100B including the resin lens 12B, the matter which has no special description may be the same as the structure of the corresponding part of the light-emitting device 100.

なお、樹脂レンズ１２および樹脂レンズ１２Ｂの構成は、詳細を後述するように、樹脂レンズ１２または１２Ｂを形成するときに、溶融樹脂を樹脂層１０と樹脂枠体６の上面とに配置することにより得ることができる。とりわけ、樹脂枠体６の上面に溶融樹脂を配置することで、樹脂枠体６の上面と溶融樹脂との間に表面張力を作用させ、溶融樹脂をレンズとして機能する凸形状（樹脂枠体の上面と接触している底面と反対方向（図１のＺ方向）に突出した凸形状）とすることができる。
なお、基板２に垂直な断面における、樹脂レンズ（樹脂レンズ１２または１２Ｂ）の外周部の横方向位置は、例えば、樹脂枠体６の上面に配置する溶融樹脂の量を調整することにより調整することが可能である。 The resin lens 12 and the resin lens 12B are configured by placing molten resin on the resin layer 10 and the upper surface of the resin frame 6 when forming the resin lens 12 or 12B, as will be described in detail later. Can be obtained. In particular, by arranging the molten resin on the upper surface of the resin frame 6, a surface tension is applied between the upper surface of the resin frame 6 and the molten resin, and the convex shape (resin frame of the resin frame 6 functions as a lens). And a convex shape protruding in the opposite direction (Z direction in FIG. 1) to the bottom surface in contact with the top surface.
The lateral position of the outer peripheral portion of the resin lens (resin lens 12 or 12B) in the cross section perpendicular to the substrate 2 is adjusted by adjusting the amount of molten resin disposed on the upper surface of the resin frame 6, for example. It is possible.

次に、発光装置１００の動作を説明する。
発光素子４の発光は、樹脂層１０の中を進んでいく。そして、蛍光体８に吸収されることなく樹脂層１０の外周に達する光と、蛍光体８に吸収される光とがある。蛍光体８に吸収された光は、蛍光体８により、より波長の長い光に変換される。この蛍光体８が発する波長変換された光も樹脂層１０の外周に達する。 Next, the operation of the light emitting device 100 will be described.
Light emission of the light emitting element 4 proceeds in the resin layer 10. There are light that reaches the outer periphery of the resin layer 10 without being absorbed by the phosphor 8 and light that is absorbed by the phosphor 8. The light absorbed by the phosphor 8 is converted into light having a longer wavelength by the phosphor 8. The wavelength-converted light emitted from the phosphor 8 also reaches the outer periphery of the resin layer 10.

樹脂層１０の外周に達した、波長変換されていない光と波長変換された光の両方のほとんどは、凸レンズとして機能する樹脂レンズ１２の内部に進入する。そして、樹脂レンズ１２により所定量屈折した光は、樹脂レンズ１２の外側に出て行く。
この結果、樹脂レンズ１２の外側では、波長が変わることなく達した発光素子４の発光と、蛍光体８により波長変換された光とが混合した、所望の波長分布を有する光を得ることができる。 Most of both the non-wavelength converted light and the wavelength converted light that have reached the outer periphery of the resin layer 10 enter the inside of the resin lens 12 that functions as a convex lens. Then, the light refracted by a predetermined amount by the resin lens 12 goes out of the resin lens 12.
As a result, on the outside of the resin lens 12, light having a desired wavelength distribution can be obtained in which the light emission of the light emitting element 4 reached without changing the wavelength and the light wavelength-converted by the phosphor 8 are mixed. .

２．発光装置１００の製造方法
次に発光装置１００の製造方法を説明する。
図４（ａ）は、本願発明に係る発光装置１００の製造プロセス、とりわけ基板２の上に発光素子４と樹脂枠体６とを配置した状態を示す上面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＩＩｂ−ＩＩｂ線に沿った断面を示す断面図である。 2. Method for Manufacturing Light Emitting Device 100 Next, a method for manufacturing the light emitting device 100 will be described.
FIG. 4A is a top view showing a manufacturing process of the light emitting device 100 according to the present invention, in particular, a state in which the light emitting element 4 and the resin frame 6 are arranged on the substrate 2, and FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view showing a cross section taken along line IIb-IIb in FIG.

基板２の上に、発光素子４と、樹脂枠体６とを配置する。
発光素子４は、基板２の上に、フリップチップ実装されていてもよいし、フェイスアップ実装されていてもよい。
フリップチップ実装される場合には、発光素子４のｐ側電極及びｎ側電極は、一対の接合部材を介して基板２に設けられた一対の配線パターンにそれぞれ接続される。接合部材としては、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ｃｕ系、Ａｕ−Ｓｎ系等のはんだ、Ａｕ等の金属のバンプ等を用いることができる。
フェイスアップ実装される場合には、発光素子４は、樹脂などの絶縁性接合部材、上述の導電性の接合部材によって基板２上（配線パターン上）に固定され、ワイヤによって配線パターンに電気的に接続される。発光素子４の基板が導電性の場合は、上述の接合部材によって電気的に接続される。 A light emitting element 4 and a resin frame 6 are disposed on the substrate 2.
The light emitting element 4 may be flip-chip mounted on the substrate 2 or face-up mounted.
In the case of flip-chip mounting, the p-side electrode and the n-side electrode of the light emitting element 4 are connected to a pair of wiring patterns provided on the substrate 2 via a pair of bonding members, respectively. As the bonding member, Sn-Ag-Cu-based, Sn-Cu-based, Au-Sn-based solder, a metal bump such as Au, or the like can be used.
In the case of face-up mounting, the light emitting element 4 is fixed on the substrate 2 (on the wiring pattern) by an insulating bonding member such as a resin or the above-described conductive bonding member, and is electrically connected to the wiring pattern by a wire. Connected. When the substrate of the light emitting element 4 is conductive, it is electrically connected by the above-described bonding member.

樹脂枠体６は、金型を用いずに形成することが好ましい。金型を用いずに樹脂枠体６を得る方法として、溶融樹脂を基板上に配置し、金型等で拘束することなく溶融樹脂を硬化させる方法、すなわち、基板上に配置した溶融樹脂が、基板２と接触する下面以外の部分（例えば、上面および／または側面）に自由表面を形成した状態で硬化させる方法を用いてよい。
なお、本明細書において用語「自由表面」は、液体（すなわち溶融樹脂）が容器または金型等の固体と接しておらず、周囲の気体（空気等）と接触している表面をいう。 The resin frame 6 is preferably formed without using a mold. As a method of obtaining the resin frame 6 without using a mold, the molten resin is disposed on the substrate, and the molten resin is cured without being constrained by a mold or the like, that is, the molten resin disposed on the substrate is You may use the method of hardening in the state which formed the free surface in parts (for example, an upper surface and / or a side surface) other than the lower surface which contacts the board | substrate 2. FIG.
In this specification, the term “free surface” refers to a surface in which a liquid (that is, a molten resin) is not in contact with a solid such as a container or a mold but is in contact with a surrounding gas (such as air).

このような自由表面を形成する方法として所謂、樹脂描画法を用いることができる。
樹脂描画法では、所定の樹脂を溶融状態で内部に保持するシリンジ（注射器）を準備し、シリンジ内部にピストンを押し込む等によりシリンジの先端に取り付けた貫通孔を有するニードル（注射針）から溶融樹脂を排出させる。そして、シリンジを移動させることで、基板の主面に垂直な方向（図４ではＺ方向）から平面視した場合、溶融樹脂が発光素子４の周囲を途切れることなく取り囲むように（すなわち、開口１６（貫通孔）を形成するように）所定の位置に、溶融樹脂を配置できる。その後、基板２の上に配置した、溶融樹脂を例えば、加熱または紫外線照射等により硬化させて樹脂枠体６を得ることができる。
用いる樹脂は、溶融状態（溶融樹脂）を形成可能でかつ、得られた溶融樹脂を硬化可能な樹脂であれば任意の樹脂を用いてよい。好ましい樹脂として、シリコーン系樹脂、フェノール樹脂、ＢＴレジン、ＰＰＡ、およびエポキシ系樹脂を例示できる。また、これらの母体となる樹脂に、発光素子４からの光を吸収しにくく、かつ母体となる樹脂に対して屈折率差の大きい反射部材（例えばＴｉＯ２，Ａｌ２Ｏ３，ＺｒＯ２，ＭｇＯ）等の粉末を分散することで、効率よく光を反射させることができる。 As a method for forming such a free surface, a so-called resin drawing method can be used.
In the resin drawing method, a syringe (syringe) that holds a predetermined resin in a molten state is prepared, and a molten resin is obtained from a needle (injection needle) having a through-hole attached to the tip of the syringe by pushing a piston into the syringe. Is discharged. Then, by moving the syringe, when viewed in a plan view from a direction perpendicular to the main surface of the substrate (Z direction in FIG. 4), the molten resin surrounds the light emitting element 4 without being interrupted (that is, the opening 16). The molten resin can be placed at a predetermined position (so as to form a through-hole). Thereafter, the resin resin 6 can be obtained by curing the molten resin disposed on the substrate 2 by, for example, heating or ultraviolet irradiation.
The resin to be used may be any resin as long as it can form a molten state (molten resin) and can cure the obtained molten resin. Examples of preferable resins include silicone resins, phenol resins, BT resins, PPA, and epoxy resins. Further, a reflective member (for example, TiO 2 , Al 2 O 3 , ZrO 2 , MgO) that hardly absorbs light from the light-emitting element 4 and has a large refractive index difference with respect to the base resin. ) And the like can be dispersed to efficiently reflect light.

樹脂枠体６の高さ（図４のＺ方向の高さ）および幅（図４（ａ）のように、基板２に垂直な方向から平面した状態での幅）は、シリンジから排出する樹脂の量（例えば、シリンジを移動させる距離あたりの樹脂の量）、溶融樹脂の粘度等の特性、シリンジからの塗布回数等を調整することにより所望の値とすることができる。
得ようとする発光装置の寸法等にもよるが、樹脂枠体６の好ましい高さは、例えば、低ければ低いほど良い。これは樹脂枠体６が低いほど、樹脂枠体６に遮られる光の量が低くなり、光取り出し効率が高くなるからである。同様に、得ようとする発光装置の寸法等にもよるが、樹脂枠体６の好ましい幅（樹脂部分の幅）は、例えば大きければ、大きいほど良い。詳細を後述するように、樹脂枠体６と、樹脂レンズ１２を形成するための溶融樹脂との間に作用する表面張力をより確実に大きくできるとともに、樹脂レンズ１２による光取り出し効率を向上できるからである。 The height of the resin frame 6 (the height in the Z direction in FIG. 4) and the width (the width in the state of being planar from the direction perpendicular to the substrate 2 as shown in FIG. 4A) are the resin discharged from the syringe. The desired value can be obtained by adjusting the amount (for example, the amount of resin per distance to move the syringe), the characteristics such as the viscosity of the molten resin, the number of times of application from the syringe, and the like.
Although depending on the dimensions of the light emitting device to be obtained, the preferred height of the resin frame 6 is preferably as low as possible. This is because the lower the resin frame 6, the lower the amount of light blocked by the resin frame 6 and the higher the light extraction efficiency. Similarly, although depending on the dimensions of the light emitting device to be obtained, the preferable width of the resin frame 6 (the width of the resin portion) is, for example, larger the better. As will be described in detail later, the surface tension acting between the resin frame 6 and the molten resin for forming the resin lens 12 can be increased more reliably, and the light extraction efficiency of the resin lens 12 can be improved. It is.

また、樹脂枠体６の上面を平面にするために、シリンジを用いて溶融樹脂を基板２に配置した後、溶融樹脂を硬化させる前に、ブレード等の治具を用いて、溶融樹脂の上面を平坦にしてもよい。
あるいは、基板２の上に配置された溶融樹脂の表面に平板を押し当てて、溶融樹脂の上面を拘束した状態（側面は自由表面）で溶融樹脂を硬化させた後、平板を除去して上面が平面である樹脂枠体６を得てもよい。 Further, in order to make the upper surface of the resin frame 6 flat, the upper surface of the molten resin is placed using a jig such as a blade after the molten resin is disposed on the substrate 2 using a syringe and before the molten resin is cured. May be flattened.
Alternatively, the flat plate is pressed against the surface of the molten resin disposed on the substrate 2 and the molten resin is cured in a state where the upper surface of the molten resin is constrained (the side surface is a free surface), and then the flat plate is removed and the upper surface is removed. You may obtain the resin frame 6 whose is flat.

樹脂枠体６の上面は、詳細を後述する樹脂レンズ１２を形成するための溶融樹脂との間に生ずる表面張力を大きくするために、濡れ性を低下させるコーティング層を有してよい。このようなコーティング層としてＡｌ２Ｏ３を例示できる。
同様に、樹脂枠体６の開口１６の側面は、詳細を後述する樹脂層１０を形成するための溶融樹脂との間に生ずる表面張力を大きくするために、濡れ性を低下させるコーティング層を有してよい。このようなコーティング層としてＡｌ２Ｏ３を例示できる。 The upper surface of the resin frame 6 may have a coating layer that reduces wettability in order to increase the surface tension generated between the resin frame 6 and the molten resin for forming the resin lens 12 described later in detail. An example of such a coating layer is Al 2 O 3 .
Similarly, the side surface of the opening 16 of the resin frame 6 has a coating layer that reduces wettability in order to increase the surface tension generated between the resin frame 6 and the molten resin for forming the resin layer 10 to be described in detail later. You can do it. An example of such a coating layer is Al 2 O 3 .

次に、樹脂層１０を形成する方法を説明する。
図５（ａ）は、本願発明に係る発光装置１００の製造プロセス、とりわけ基板２の上に発光素子４と樹脂枠体６とを配置した後、樹脂枠体６の開口１６の内部に蛍光体８を含有する樹脂層１０を形成した状態を示す上面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＩＩＩｂ−ＩＩＩｂ線に沿った断面を示す断面図である。 Next, a method for forming the resin layer 10 will be described.
FIG. 5A shows a manufacturing process of the light emitting device 100 according to the present invention, in particular, after the light emitting element 4 and the resin frame 6 are arranged on the substrate 2, the phosphor within the opening 16 of the resin frame 6. 8 is a top view showing a state in which a resin layer 10 containing 8 is formed, and FIG. 5B is a cross-sectional view showing a cross section taken along line IIIb-IIIb in FIG.

蛍光体８を含有した溶融樹脂を準備する。用いる樹脂は、溶融状態（溶融樹脂）を形成可能で、得られた溶融樹脂を硬化可能であり、かつ透光性を有する樹脂であれば任意の樹脂を用いてよい。好ましい樹脂として、シリコーン系樹脂、ユリア樹脂、フッ素樹脂、エポキシ系樹脂およびこれらの樹脂を少なくとも１種以上含むハイブリッド樹脂等の樹脂を例示できる。また、これの樹脂に、必要に応じて、光拡散剤、フィラー等を含有させることもできる。
蛍光体８については、詳細を後述する。 A molten resin containing the phosphor 8 is prepared. As the resin to be used, any resin may be used as long as it can form a molten state (molten resin), can cure the obtained molten resin, and has translucency. Examples of preferable resins include silicone resins, urea resins, fluororesins, epoxy resins, and hybrid resins including at least one of these resins. Moreover, a light diffusing agent, a filler, etc. can also be contained in this resin as needed.
Details of the phosphor 8 will be described later.

得られた、蛍光体８を含有した溶融樹脂を樹脂枠体６の開口１６に供給する、所謂、ポッティングを行う。溶融樹脂は、その液面が樹脂枠体６の上面を超えるように供給する。
開口１６に供給された溶融樹脂は、樹脂枠体６の上面より下（図５の−Ｚ方向）の部分では、開口１６の側面と接触している。そして、樹脂枠体６の上面より上（図５のＺ方向）の部分では、開口１６と溶融樹脂との間に作用する表面張力および溶融樹脂の自由表面に作用する表面張力により、溶融樹脂は、樹脂枠体６の上面とは、ほとんど接触することなく、上方向（図５のＺ方向）に突起した凸形状を形成する。
そして、溶融樹脂を例えば、加熱または紫外線照射等により硬化させて樹脂層１０を得ることができる。 So-called potting is performed in which the obtained molten resin containing the phosphor 8 is supplied to the opening 16 of the resin frame 6. Molten resin is supplied so that the liquid level may exceed the upper surface of the resin frame 6.
The molten resin supplied to the opening 16 is in contact with the side surface of the opening 16 at a portion below the upper surface of the resin frame 6 (in the −Z direction in FIG. 5). And in the part above the upper surface of the resin frame 6 (Z direction in FIG. 5), the molten resin is caused by the surface tension acting between the opening 16 and the molten resin and the surface tension acting on the free surface of the molten resin. The upper surface of the resin frame 6 forms a convex shape protruding in the upward direction (Z direction in FIG. 5) with almost no contact.
Then, the resin layer 10 can be obtained by curing the molten resin, for example, by heating or ultraviolet irradiation.

次に樹脂レンズ１２の形成方法を説明する。
樹脂レンズとして、使用可能な溶融樹脂を準備する。用いる溶融樹脂は、硬化可能で樹脂レンズとして使用可能であれば任意の樹脂を用いてよい。好ましい樹脂として、シリコーン系樹脂、ユリア樹脂、フッ素樹脂、エポキシ系樹脂およびこれらの樹脂を少なくとも１種以上含むハイブリッド樹脂等の樹脂を例示できる。 Next, a method for forming the resin lens 12 will be described.
A usable molten resin is prepared as a resin lens. As the molten resin to be used, any resin may be used as long as it is curable and can be used as a resin lens. Examples of preferable resins include silicone resins, urea resins, fluororesins, epoxy resins, and hybrid resins including at least one of these resins.

準備した溶融樹脂を、例えば、シリンジを用いて、樹脂層１０と樹脂枠体６の上面とを覆うように供給する。
この際、得られる樹脂レンズ１２がレンズとして所望の機能を果たすことができる形状となるのに十分な量の溶融樹脂を供給する。
このことは、樹脂枠体６の上面にも十分な量の樹脂が供給されることを意味する。この際に溶融樹脂には、表面張力が働く。
すなわち、樹脂枠体６の上面と溶融樹脂との間に作用する表面張力のために、溶融樹脂が樹脂枠体６の端部から基板２の方向にこぼれ落ちるのが防止され、溶融樹脂は、樹脂枠体６の上面で上方（図１のＺ方向）に厚さを増していく。そして、厚さを増した溶融樹脂は、自らの表面張力により丸くなろうとする。そのため、上方に突出した凸形状の自由表面を形成できる。図２に示す発光装置１００Ａおよび図３に示す発光装置１００Ｂについても同様である。 The prepared molten resin is supplied using, for example, a syringe so as to cover the resin layer 10 and the upper surface of the resin frame 6.
At this time, a sufficient amount of molten resin is supplied so that the obtained resin lens 12 has a shape capable of performing a desired function as a lens.
This means that a sufficient amount of resin is also supplied to the upper surface of the resin frame 6. At this time, surface tension acts on the molten resin.
That is, due to the surface tension acting between the upper surface of the resin frame 6 and the molten resin, the molten resin is prevented from spilling from the end of the resin frame 6 toward the substrate 2, The thickness is increased upward (Z direction in FIG. 1) on the upper surface of the resin frame 6. The molten resin having increased thickness tends to be rounded by its own surface tension. Therefore, a convex free surface protruding upward can be formed. The same applies to the light emitting device 100A shown in FIG. 2 and the light emitting device 100B shown in FIG.

なお、溶融樹脂が樹脂枠体６に対して適切な範囲の濡れ性を有する場合は、溶融樹脂が樹脂枠体６の上面全体と接触した状態で、表面張力により、樹脂枠体６の上面を越えて突出した自由表面を形成できる。樹脂レンズ１２が、樹脂枠体６の上面全体と接触して形成されると、光学特性に優れる形状を容易に得ることができるため好ましい。これは、発光装置１００Ｂの樹脂レンズ１２Ｂについても同じである。
一方、発光装置１００Ａの場合は、樹脂枠体６Ａの外周が上述したように上面と側面との境界が明確でない曲面より成ることから、溶融樹脂（すなわち、形成された樹脂レンズ１２Ｂ）が基板２と接触しないように、この曲面の一部のみと接触した状態で、表面張力により、樹脂枠体６の上面を越えて突出した自由表面を形成する。このような場合であっても、溶融樹脂が樹脂枠体６Ａに対して適切な範囲の濡れ性を有する場合は、光学特性に優れた形状を有する樹脂レンズ１２Ａを得ることができる。 When the molten resin has an appropriate range of wettability with respect to the resin frame 6, the upper surface of the resin frame 6 is moved by surface tension in a state where the molten resin is in contact with the entire upper surface of the resin frame 6. Free surfaces protruding beyond can be formed. It is preferable that the resin lens 12 is formed in contact with the entire upper surface of the resin frame 6 because a shape having excellent optical characteristics can be easily obtained. The same applies to the resin lens 12B of the light emitting device 100B.
On the other hand, in the case of the light emitting device 100A, since the outer periphery of the resin frame 6A is formed of a curved surface where the boundary between the upper surface and the side surface is not clear as described above, the molten resin (that is, the formed resin lens 12B) is the substrate 2. A free surface protruding beyond the upper surface of the resin frame 6 is formed by surface tension in a state where it is in contact with only a part of the curved surface so as not to contact with the surface. Even in such a case, when the molten resin has an appropriate range of wettability with respect to the resin frame 6A, the resin lens 12A having a shape with excellent optical characteristics can be obtained.

そして、溶融樹脂を例えば、加熱または紫外線照射等により硬化させることにより樹脂レンズ１２を得ることができる。
以上に説明した方法により、何れの工程においても金型を用いることなく発光装置１００を得ることができる。 The resin lens 12 can be obtained by curing the molten resin by, for example, heating or ultraviolet irradiation.
By the method described above, the light emitting device 100 can be obtained without using a mold in any process.

３．発光素子４および蛍光体８
（１）発光素子４
発光素子４は、電圧を印加することで自発発光する、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）のような半導体素子であってよい。
発光素子４としては、ＬＥＤを用いるのが好ましく、発光装置１００の用途に応じて任意の発光波長のものを選択することができる。例えば、青色（波長（ピーク波長、以下同じ）４３０ｎｍ〜４９０ｎｍの光）、緑色（波長４９０ｎｍ〜５７０ｎｍの光）の発光素子４としては、窒化物系半導体（ＩｎＸＡｌＹＧａ１−Ｘ−ＹＮ、０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）等を用いることができる。また、赤色（波長５８０ｎｍ〜８００ｎｍの光）の発光素子３としては、ＧａＡｌＡｓ、ＡｌＩｎＧａＰ等を用いることができる。 3. Light emitting element 4 and phosphor 8
(1) Light emitting element 4
The light emitting element 4 may be a semiconductor element such as a light emitting diode (LED) that emits light spontaneously by applying a voltage.
As the light emitting element 4, an LED is preferably used, and a light emitting element having an arbitrary emission wavelength can be selected according to the use of the light emitting device 100. For example, as a light-emitting element 4 of blue (wavelength (peak wavelength, the same applies hereinafter) 430 nm to 490 nm) and green (light of wavelength 490 nm to 570 nm), a nitride-based semiconductor (In X Al Y Ga 1-XY N, 0 ≦ X, 0 ≦ Y, X + Y ≦ 1) or the like can be used. Further, as the red light emitting element 3 (light having a wavelength of 580 nm to 800 nm), GaAlAs, AlInGaP, or the like can be used.

ここで、本発明においては、樹脂層１０は、蛍光体８を含有するため、蛍光体８を効率良く励起できる短波長の発光が可能な窒化物半導体（ＩｎＸＡｌＹＧａ１−Ｘ−ＹＮ、０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）を用いることが好ましい。発光素子４として例えば青色ＬＥＤを用いることが好ましい。ただし、発光素子４の成分組成や発光色、サイズ等は上記に限定されず、目的に応じて適宜選択することができる。また、発光素子４は、可視光領域の光だけではなく、紫外線や赤外線を出力する素子であってもよい。 Here, in the present invention, since the resin layer 10 contains the phosphor 8, a nitride semiconductor (In X Al Y Ga 1- XY ) capable of emitting light of a short wavelength that can excite the phosphor 8 efficiently. N, 0 ≦ X, 0 ≦ Y, X + Y ≦ 1) are preferably used. For example, a blue LED is preferably used as the light emitting element 4. However, the component composition, emission color, size, and the like of the light emitting element 4 are not limited to the above, and can be appropriately selected according to the purpose. The light emitting element 4 may be an element that outputs not only visible light but also ultraviolet rays and infrared rays.

（２）蛍光体８
上述のように、樹脂層１０は蛍光体８を含有している。
蛍光体８は、１種類または２種類以上の既知の任意の蛍光体であってよい。
１種類の蛍光体を用いる場合、赤色蛍光体、緑色蛍光体および黄色蛍光体の何れかを用いることを例示できる。
２種類以上の蛍光体を用いる場合、具体的な組み合わせの例として、赤色蛍光体と、緑色蛍光体および黄色蛍光体の少なくとも一方とを用いてよい。 (2) Phosphor 8
As described above, the resin layer 10 contains the phosphor 8.
The phosphor 8 may be one type or two or more types of known phosphors.
When one kind of phosphor is used, it can be exemplified that any one of a red phosphor, a green phosphor and a yellow phosphor is used.
When two or more kinds of phosphors are used, a red phosphor and at least one of a green phosphor and a yellow phosphor may be used as an example of a specific combination.

蛍光体として、例えば、Ｅｕ，Ｃｅ等のランタノイド系元素で主に賦活される、窒化物系蛍光体を用いることができる。
赤色蛍光体として、例えば、（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：ＥｕのようなＳＣＡＳＮ系蛍光体、ＣａＡｌＳｉＮ３：ＥｕのようなＣＡＳＮ系蛍光体、Ｃａ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ、ＳｒＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ、Ｅｕ賦活されたαサイアロン系蛍光体を用いることができる。
黄色蛍光体としては、例えば、イットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体（ＹＡＧ系蛍光体）を用いることができる。また、例えば、ＹＡＧ系蛍光体において、Ｙの一部または全部をＴｂ、Ｌｕ等で置換してもよい。具体的には、Ｔｂ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ、Ｌｕ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ等でもよい。さらに、前記した蛍光体以外の蛍光体であって、同様の性能、作用、効果を有する蛍光体も使用することができる。その他、Ｅｕ賦活されたシリケート系蛍光体などであってもよい。
緑色蛍光体としては、例えば、Ｃａ８ＭｇＳｉ４Ｏ１６Ｃｌ２：Ｅｕのようなクロロシリケート系蛍光体、Ｓｉ６−ＺＡｌＺＯＺＮ８−Ｚ：Ｅｕのようなβサイアロン系蛍光体を用いることができる。
他の蛍光体として、Ｅｕ，Ｃｅ等のランタノイド系元素で主に賦活される、酸窒化物系蛍光体を用いることもできる。
なお、本願明細書でいう赤色蛍光体とは、光を吸収して変換して発する光の発光波長（ピーク波長）が５８０ｎｍ〜８００ｎｍの範囲内にある蛍光体を意味し、緑色蛍光体とは、発光波長が４９０ｎｍ〜５７０ｎｍの範囲内にある蛍光体を意味し、黄色蛍光体とは、発光波長が５１０ｎｍ〜５８０ｎｍの範囲内にある蛍光体を意味する。 As the phosphor, for example, a nitride phosphor that is mainly activated by a lanthanoid element such as Eu or Ce can be used.
Examples of red phosphors include SCASN phosphors such as (Sr, Ca) AlSiN 3 : Eu, CASN phosphors such as CaAlSiN 3 : Eu, Ca 2 Si 5 N 8 : Eu, SrAlSiN 3 : Eu, An Eu-activated α sialon-based phosphor can be used.
As the yellow phosphor, for example, an yttrium / aluminum / garnet phosphor (YAG phosphor) can be used. For example, in a YAG phosphor, a part or all of Y may be substituted with Tb, Lu, or the like. Specifically, Tb 3 Al 5 O 12: Ce, Lu 3 Al 5 O 12: may be Ce or the like. Furthermore, phosphors other than the above-described phosphors having the same performance, function, and effect can be used. In addition, Eu-activated silicate phosphor may be used.
The green phosphor, for example, Ca 8 MgSi 4 O 16 Cl 2: Chloro based phosphor such as Eu, Si 6-Z Al Z O Z N 8-Z: The β-sialon-based phosphor such as Eu Can be used.
As another phosphor, an oxynitride phosphor that is mainly activated by a lanthanoid element such as Eu or Ce can be used.
The red phosphor in the present specification means a phosphor having a light emission wavelength (peak wavelength) in the range of 580 nm to 800 nm emitted by absorbing and converting light, and the green phosphor is , Means a phosphor having an emission wavelength in the range of 490 nm to 570 nm, and a yellow phosphor means a phosphor having an emission wavelength in the range of 510 nm to 580 nm.

なお、発光装置１００が白色光を発光することを目的とする場合、好ましい実施形態として、発光素子４としてピーク波長が４３０ｎｍ〜４９０ｎｍの間にある青色ＬＥＤを用い、蛍光体８として赤色蛍光体と、緑色蛍光体および黄色蛍光体の少なくとも一方とを用いることを例示できる。   When the light-emitting device 100 is intended to emit white light, as a preferred embodiment, a blue LED having a peak wavelength between 430 nm and 490 nm is used as the light-emitting element 4, and a red phosphor is used as the phosphor 8. Using at least one of a green phosphor and a yellow phosphor can be exemplified.

２ 基板
４ 発光素子
６ 樹脂枠体
８ 蛍光体
１０ 樹脂層
１２ 樹脂レンズ
１６ 開口
１００ 発光装置 2 Substrate 4 Light emitting element 6 Resin frame 8 Phosphor 10 Resin layer 12 Resin lens 16 Aperture 100 Light emitting device

Claims (9)

基板と、
該基板上に配置された発光素子と、
該基板上に配置され、上面から下面に貫通する開口を有し、該開口の内部に前記発光素子を収容する樹脂枠体であって、その側面が自由表面として形成され且つその上面が平面である樹脂枠体と、
前記樹脂枠体の前記開口の内部で前記発光素子を覆い、外周の一部が前記開口の側面に接触し、前記樹脂枠体の前記上面よりも上方に突出した凸形状を有し、蛍光体を含有する樹脂層と、
前記基板から離間して配置された樹脂レンズであって、前記樹脂層を覆い、底面の一部が前記樹脂枠体の前記上面と接触し、前記底面と反対方向に突出した凸形状を有する樹脂レンズと、を含み、
前記樹脂レンズの外周が、前記樹脂枠体の外周より外側に位置する発光装置。 A substrate,
A light emitting device disposed on the substrate;
A resin frame which is disposed on the substrate and has an opening penetrating from the upper surface to the lower surface, and accommodates the light emitting element inside the opening , the side surface of which is formed as a free surface and the upper surface is flat. A resin frame ,
The light emitting element is covered inside the opening of the resin frame, a part of the outer periphery is in contact with a side surface of the opening, and has a convex shape protruding above the upper surface of the resin frame, A resin layer containing,
A resin lens disposed away from the substrate, the resin lens covering the resin layer, and having a convex shape in which a part of a bottom surface is in contact with the top surface of the resin frame and protrudes in a direction opposite to the bottom surface A lens, and
A light emitting device in which an outer periphery of the resin lens is positioned outside an outer periphery of the resin frame. 前記樹脂レンズの底面の外周と前記樹脂枠体の上面の外周とが一致することを特徴とする請求項１に記載の発光装置。   The light-emitting device according to claim 1, wherein an outer periphery of a bottom surface of the resin lens and an outer periphery of an upper surface of the resin frame body coincide. 前記樹脂層が、２種類以上の蛍光体を含有することを特徴とする請求項１または２に記載の発光装置。   The light emitting device according to claim 1, wherein the resin layer contains two or more kinds of phosphors. 前記発光素子を複数含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の発光装置。   The light emitting device according to claim 1, comprising a plurality of the light emitting elements. １）基板上に、発光素子と、上面から下面に貫通する開口を有し、該開口の内部に前記発光素子を収容する樹脂枠体であって、その側面が自由表面として形成され且つその上面が平面である樹脂枠体と、を形成する工程と、
２）前記開口の内部に蛍光体を含む溶融樹脂を供給し、該溶融樹脂を硬化させることにより、前記発光素子を覆い、外周の一部が前記樹脂枠体の前記開口の側面に接触し、前記樹脂枠体の前記上面よりも上方に突出した凸形状を有する樹脂層を形成する工程と、
３）前記樹脂層を覆い、かつ前記樹脂枠体の上面と接触するように溶融樹脂を供給し、該溶融樹脂の上面が自由表面の状態で該溶融樹脂を硬化させることにより、凸形状を有し、その外周が前記樹脂枠体の外周より外側に位置し、かつ前記基板から離間した樹脂レンズを形成する工程と、
を含むことを特徴とする発光装置の製造方法。 1) A resin frame having a light emitting element and an opening penetrating from the upper surface to the lower surface on the substrate, and housing the light emitting element inside the opening , the side surface of which is formed as a free surface and the upper surface Forming a resin frame that is a plane ;
2) Supplying a molten resin containing a phosphor to the inside of the opening and curing the molten resin, covering the light emitting element, a part of the outer periphery is in contact with the side surface of the opening of the resin frame, Forming a resin layer having a convex shape protruding above the upper surface of the resin frame;
3) A molten resin is supplied so as to cover the resin layer and to be in contact with the upper surface of the resin frame, and the molten resin is cured with the upper surface of the molten resin being a free surface, thereby having a convex shape. And forming a resin lens whose outer periphery is located outside the outer periphery of the resin frame and spaced from the substrate;
A method for manufacturing a light-emitting device, comprising: 前記工程１）において、前記基板上に配置した、自由表面を有する溶融樹脂を硬化させることにより、前記樹脂枠体を形成することを特徴とする請求項５に記載の製造方法。   The manufacturing method according to claim 5, wherein in the step 1), the resin frame is formed by curing a molten resin having a free surface disposed on the substrate. 前記工程３）において、前記溶融樹脂を前記樹脂枠体の上面の外側端部まで供給することを特徴とする請求項５または６に記載の製造方法。   The manufacturing method according to claim 5 or 6, wherein in the step (3), the molten resin is supplied to an outer end portion on an upper surface of the resin frame. 前記工程２）において、前記蛍光体が２種類以上の蛍光体から成ることを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項に記載の製造方法。   In the said process 2), the said fluorescent substance consists of two or more types of fluorescent substance, The manufacturing method of any one of Claims 5-7 characterized by the above-mentioned. 前記発光素子を複数含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の発光装置。   The light emitting device according to claim 1, comprising a plurality of the light emitting elements.
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