JP4254276B2 - Light emitting device and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発光ダイオード(Light-Emitting Diode:以下「LED」という。)から放射される光を蛍光体で吸収し、異なる波長の光に波長変換して放射させる発光装置に関し、特に、光度を大にするとともに集光性に優れる発光装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、LEDチップから放射される光を蛍光体で波長変換して放射する発光装置がある(例えば、特許文献1参照。)。
【0003】
図9は、特許文献1に示される発光装置を示し、図9(a)は縦断面図である。この発光装置10は、リードフレーム11Aおよび11Bと、リードフレーム11Aに形成されるカップ12と、カップ12内に保持されるLED13と、LED13の電極部とリードフレーム11Aおよび11Bとを電気的に接続するボンディングワイヤ14と、カップ12内に設けられるLED13を封止する封止部15と、光透過性を有して全体を封止する砲弾形状のエポキシ樹脂16とを有する。
【0004】
図9(b)は、カップ12の部分拡大図を示す。LED13は、透明スペーサ15Aによって封止されており、透明スペーサ15Aの表面には蛍光材料15Bが層状に設けられている。
【0005】
このような構成によると、蛍光材料15Bが均一に照明されることによって一定で均一な白色光を得ることができる。
【0006】
図10は、特許文献1に示された発光装置の他の構成を部分的に示す。この構成では、LED13に紫外線硬化樹脂を滴下することにより形成される透明スペーサと15Aと、透明スペーサ15Aの表面に滴下されることによって層状に形成される蛍光材料15Bによって基板17に実装されたLED13を半球状に封止している。
【0007】
【特許文献1】
特開2000−077723号公報(第1図、第3図、および第4図)
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の発光装置によると、LEDの周囲に樹脂や蛍光材料を滴下しているため、封止形状や厚さを精度良く設けることができないという問題がある。また、LEDを樹脂で半球状に封止した場合には、滴下された蛍光材料が樹脂の周囲に流れて堆積し、その部分で光が吸収されることによって光取り出し効率が低下するという不都合もある。
【0009】
また、図9(b)においては蛍光材料15Bが発光するので、発光面積がおよそ10倍となり、集光光学系による集光効果を得にくくなるという問題がある。即ち、図11(a)に示すように、光源19から放射される光を集光光学系18で集光するとき、光源19の発光面積が小さく、点光源とみなせるときには光Lが充分に集光される。一方、図11(b)に示すように光源19の発光面積が大であると充分な集光ができないことから、点光源とみなせない集光度の低下が生じる。
【0010】
従って、本発明の目的は、光源サイズの拡大を防ぐとともに光の吸収損失を小にして光度を大にでき、かつ、所望の方向および範囲に集光された光を照射することのできる発光装置を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するため、所定の波長の光を放射する半導体発光素子部と、外付けレンズと、を備え、
前記外付けレンズは、前記半導体発光素子部を収容する窪み状の素子収容部と、前記素子収容部の内面に形成され前記半導体発光素子部から発せられた光により励起される蛍光体層と、前記蛍光体層から発せられた光を集光する集光光学形状と、を有し、前記素子収容部が前記蛍光体層から発せられる光を前記集光光学形状によってスポット状に集光させる大きさであることを特徴とする発光装置を提供する。
【0012】
半導体発光素子部は、実装面と反対側に設けられる光出射面から光を放射させるフリップチップ型のLED素子を用いることもできる。
【0013】
素子収容部は、半導体発光素子部の外形に沿って近接して設けられることが好ましい。また、半導体発光素子部は、複数のLED素子を規則的に配列して形成されていても良く、発光波長の異なる複数のLED素子を規則的に配列して形成されていても良い。
【0014】
このような構成によれば、半導体発光素子部の近傍に均一な厚さで蛍光体部が配置されることにより、蛍光体の励起発光によって見かけ上の光源サイズが大になることを抑制するとともに光吸収量が低減される。
【0015】
また、本発明は、上記目的を達成するため、金属材料によって搭載面が半導体発光素子部の光軸と直交する方向へ延びる電極を形成する工程と、
前記電極の前記搭載面に半導体発光素子を実装する工程と、
前記搭載面と接触する平坦面と、前記平坦面に形成され前記電極への固定時に前記半導体発光素子部を収容する窪み状の素子収容部と、を有する外付けレンズを形成する工程と、
前記外付けレンズの前記素子収容部の形状に沿って薄層状の蛍光体層を形成する工程と、
前記素子収容部の前記蛍光体層によって前記半導体発光素子が包囲されるように前記外付けレンズと前記電極とを位置決め固定する工程とを有することを特徴とする発光装置の製造方法を提供する。
【0016】
素子収容部は、光透過性樹脂の成型加工後に蛍光体材料を吹き付けることによって前記蛍光体層を形成されることが好ましい。
【0017】
電極は、高熱伝導性のサブマウント材の表面に設けられるリード状電極、又は、高熱伝導性を有するベース材の表面に絶縁層を介して設けられる銅箔電極を用いることができる。また、半導体発光素子は、電極にフリップチップ接合されていることが好ましい。
【0018】
このような構成によれば、光透過部を別工程で製造できることによって生産性に優れるとともに、半導体発光素子部の近傍に均一な厚さの蛍光体部が精度良く配置される。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る発光装置を示し、(a)は縦断面図、(b)はLED素子の部分拡大図、(c)は(b)のA−A断面を示す。
【0020】
以下の説明では、集光の定義として、光軸方向にスポット状に集光する集光の他に、光軸と直交する方向への集光や、光軸に対して所定の角度を有する方向への集光についても含まれるものとする。
【0021】
この発光装置1は、図1(a)に示すように、熱伝導性に優れる銅等の金属材料によって形成されるリード2Aおよび2Bと、リード2Aおよび2Bの素子搭載側に設けられて表面に配線パターン3Aおよび3Bを有するサブマウント3と、配線パターン3Aおよび3Bに位置して実装されるLED素子4と、LED素子4を包囲するようにリード2Aおよび2Bに外付け固定されるレンズ5とを有する。
【0022】
サブマウント3は、AlN等の高熱伝導性材料によって形成されており、表面に形成される銅箔の配線パターン3Aおよび3Bにバンプ4Aを介してLED素子4をフリップチップ接合されている。また、配線パターン3Aはリード2Aと、配線パターン3Bはリード2Bと図示しないビアホールを介して電気的に接続されている。
【0023】
LED素子4は、例えば、GaN、GaAlN、InGaN、InGaAlN等の窒化ガリウム系化合物半導体やZnSe(セレン化亜鉛)等で450nm〜480nmの青色系で発光するように形成されている。このLED素子4は、電極形成面の反対側に形成されるサファイア基板側から主として光を出射し、1000×1000μmのチップサイズを有する。なお、青色系LEDの素子構造については周知技術であるので、詳細な説明については省略する。
【0024】
レンズ5は、エポキシ樹脂等の光透過性樹脂を射出成型することによって砲弾形状で形成されており、LED素子4を搭載したリード2Aおよび2Bに対して所定の位置に位置決め固定されるようになっている。この位置決めについては図示しないが、リード2Aおよび2Bに形成された凹部と、レンズ5に形成される凸部との凹凸嵌合に基づいて行っている。なお、他の位置決め方法によって位置精度良く固定するようにしても良い。
【0025】
また、レンズ5は、図1(b)に示すように、リード2Aおよび2Bへの位置決め固定時にLED素子4を収容する窪み状の素子収容部50を有し、素子収容部50の内周面には薄い層状に形成された蛍光体層5Aが設けられている。この素子収容部50は、図1(c)に示すように、LED素子4との間に形成される隙間5Bが可能な限り小となるサイズで形成されている。蛍光体層5Aは、上記した波長の青色光によって励起されて黄色光を放射するCe:YAG(イットリウム・アルミニウム・ガーネット)からなる。
【0026】
このような発光装置1を製造するには、まず、金属材料の打ち抜き加工によってリード2Aおよび2Bを形成する。また、リード2Aおよび2Bの打ち抜き加工時に位置決め用の凹部を圧痕形成する。次に、リード2Aおよび2Bの素子搭載側に高熱伝導性材料によってサブマウント3を形成する。次に、サブマウント3の表面に銅箔による所定の回路パターン3Aおよび3Bを形成する。次に、回路パターン3Aおよび3Bの所定の位置にバンプ4Aを介してLED素子4をフリップチップ接合する。
【0027】
レンズ5は別工程で形成される。まず、レンズ形状に応じた金型に光透過性樹脂を充填することにより砲弾形状で素子収容部50を有したレンズ5を射出成型する。また、樹脂成型時に位置決め用の凸部をあわせて成型する。次に、素子収容部50に蛍光体を薄く塗布して蛍光体層5Aを形成する。
【0028】
次に、上記したレンズ5に設けられた凸部と、リード2Aおよび2Bに設けられた凹部とが嵌合するように両者を位置決め固定する。このとき、素子収容部50に透明なシリコン樹脂を注入する。次に、リード2Aおよび2Bにレンズ5を被せて接着固定するとともにLED素子4をシリコン封止する。
【0029】
以下に、第1の実施の形態の発光装置の動作を説明する。
【0030】
図示しない駆動部は、リード2Aおよび2Bに駆動電圧を印加する。LED素子4は駆動電圧に基づいて発光して青色光を放射する。LED素子4から放射される青色光は蛍光体層5Aに照射される。蛍光体層5Aは青色光に基づいて励起されて黄色光を放射する。この黄色光と青色光とが蛍光体層5Aで混合されることによって白色光となる。白色光はレンズ5内を進み、砲弾形状部分で集光されてレンズ5外に放射される。放射された白色光は光源部のサイズと光学系形状によって定まる相似比で所定の照射範囲に集光される。
【0031】
上記した第1の実施の形態によると、以下の効果が得られる。
(1)外付けのレンズ5に素子収容部50を設け、素子収容部50の内周面に蛍光体層5Aを薄く設けてLED素子4を一体的に包囲するようにしたので、蛍光体層5Aを均一に薄く形成することが可能になる。また、均一な薄さを有する蛍光体層5Aを形成できることにより、光吸収による光度の低下を防ぐことができる。また、蛍光体層5Aの層厚による光源のサイズ拡大を最小限に抑えることができるので、集光光学系によって光をスポット状に集光させることができ、所定の照射範囲における光度を大にできる。
(2)また、光源としてサイズの大(例えば、1000μm角程度)なるLED素子4を用いた場合でも蛍光体層5Aに覆われることによる光源サイズの拡大を防いで集光性を確保することが可能になる。
(3)レンズ5を別体で形成し、リード2Aおよび2Bに対して位置決め固定するようにしたので、LED素子4と蛍光体層5Aとが適切な位置関係で配置されるようになり、所望の照射方向および照射範囲に精度良く光を集光させることができるようになる。また、用途や集光性に応じた形状のレンズ5を選択的に取り付けることが可能になる。
(4)レンズ5に素子収容部50に蛍光体層5Aを設ける方法では、層厚を均一に、かつ、薄く形成する形成方法を選択できるので、高価な蛍光体を使用する場合でも使用量を低減することが可能になり、製造コストを安価にすることができる。
(5)高熱伝導性を有するサブマウント3を介してLED素子4をリード2Aおよび2Bに搭載しているので、放熱性が向上し、光度の増大要求に伴う発光装置の大出力化に余裕をもって対応することができる。
【0032】
図2は、第2の実施の形態に係るレンズの素子収容部を示す。このレンズ5は、LED素子4を包囲する素子収容部50をLED素子4の外形とほぼ同じ矩形状に形成したものである。なお、以下の説明において、第1の実施の形態と同一の構成を有する部分については同一の引用数字を付しているので重複する説明を省略する。
【0033】
上記した第2の実施の形態によると、LED素子4と蛍光体層5Aとの間の隙間5Bをより小にできることから、光源サイズの拡大をより効果的に抑制でき、そのことによって放射される光の集光性をより高めることができる。
【0034】
図3は、第3の実施の形態に係る発光装置を示し、(a)は縦断面図、(b)はLED素子の部分拡大図、(c)は(b)のB−B断面を示す。
【0035】
この発光装置1は、図3(a)および(b)に示すように、サブマウント3の配線パターン3A、3B、および3Cにそれぞれ位置して実装されるLED素子4と、LED素子4を包囲するようにリード2Aおよび2Bに外付け固定されるレンズ5とを有する。
【0036】
LED素子4は、図3(c)に示すように、赤色光を放射する赤色LED素子40と、赤色LED素子40の周囲に配置される8個の青色LED素子41とを配線パターン3A、3B、および3Cにそれぞれフリップチップ接合しており、各LED素子は300×300μmのチップサイズを有する。
【0037】
蛍光体層5Aは、青色LED素子41から放射される青色光に基づいて励起されて黄色光を放射するCe:YAGからなる。
【0038】
上記した第3の実施の形態によると、第1の実施の形態の好ましい効果に加えて青色LED素子41から放射される青色光と、青色光によって励起された蛍光体層5Aから放射される黄色光とが混合されることによって白色光が得られるとともに、赤色LED素子40から放射される赤色光が加わることによって、演色性の高い白色光を得ることができる。
【0039】
なお、複数のLED素子を設ける他の構成として、例えば、青色LED素子41に代えて紫外線LED素子41を赤色LED素子40の周囲に配置し、赤色、青色、および緑色の蛍光体を混合した蛍光体層5Aに紫外光を通過させることに基づいて白色光を得るようにしても良い。また、赤色LED素子40を設ける代わりに9個の青色LED素子41を設けても良い。
【0040】
また、上記した実施の形態では、LED素子4の光を蛍光体で波長変換する構成を説明したが、例えば、素子収容部50の内周面に光拡散層を形成し、LED素子4から放射された光を光拡散層で拡散させるものであっても良い。これによれば、複数の発光素子を連続な光源に近似させることができ、かつ、光源サイズを小にできるという効果を奏する。
【0041】
図4は、第4の実施の形態に係る発光装置を示し、(a)は縦断面図、(b)はLED素子の部分拡大図である。
【0042】
この発光装置1は、図4(a)および(b)に示すように、絶縁層6Aと、アルミニウム等の良熱伝導体からなるベース材6Bと、絶縁層6Aの表面に設けられる銅箔等の配線パターン3Aおよび3Bを有した基板6を用いており、配線パターン3Aおよび3Bに第1の実施の形態で説明したLED素子4より小なるサイズ(300×300μm)のLED素子4をフリップチップ接合した構成において第1の実施の形態と相違している。
【0043】
上記した第4の実施の形態によると、第1の実施の形態の好ましい効果に加えて放熱性に優れる基板6を用いているので、LED素子4の点灯に伴う発熱を基板6を介して効率良く放散させることができ、LED素子4の大出力化に対応することができる。また、LED素子4のサイズ小になっても蛍光体層5Aの厚さが薄いので、光が遮蔽されることを防げる。また、小型のLED素子4を用いることで、光を集光光学系でより小サイズのスポット状に集光させることができ、所定の照射範囲における光度を向上させることができる。
【0044】
図5は、第5の実施の形態に係る発光装置の縦断面を示す。
【0045】
この発光装置1は、第4の実施の形態で説明した基板6の配線パターン3Aに300×300μmのサイズのLED素子4をフェイスアップ接合し、LED素子4の電極部と配線パターン3Aおよび3Bとをボンディングワイヤ7によって電気的に接続している。
【0046】
レンズ5は、LED素子4およびボンディングワイヤ7を包囲するようにドーム状に形成された素子収容部50を有し、素子収容部50の内周面には薄い層状に形成された蛍光体層5Aが設けられている。素子収容部50の内側には図示しない透明なシリコン樹脂が注入されている。
【0047】
上記した第5の実施の形態によると、LED素子4をフェイスアップ接合する場合であっても光源のサイズ拡大を抑制でき、光度を大にできるとともに、集光性の向上を実現できる。なお、素子収容部50のドーム形状は、ボンディングワイヤ7を保護することのできる最小半径サイズで形成されることが好ましく、例えば、円錐状に形成されていても良い。
【0048】
上記した各実施の形態では、レンズ5に凹状に形成した素子収容部50に蛍光体層5Aを薄く形成した発光装置を説明したが、例えば、蛍光体層5Aをコンパクトに薄く形成することができれば、レンズ5と蛍光体層5Aとを別体で設けることも可能である。
【0049】
図6は、第6の実施の形態に係る発光装置の縦断面を示す。
【0050】
この発光装置1は、基板6の配線パターン3Aにフェイスアップ接合されたLED素子4と、LED素子4をドーム状に包囲するように別体で設けられる光透過性樹脂のキャップ8と、キャップ8の外表面に薄く層状に形成された蛍光体層5Aとを有し、レンズ5は素子収容部50と蛍光体層5Aとの間に隙間5Cを有して基板6と一体化されている。また、キャップ8の内側には透明なシリコン樹脂が注入されている。
【0051】
上記した第6の実施の形態によると、レンズ5と蛍光体層5Aとを別工程で形成できることから、蛍光体層5Aをキャップ8の表面に形成する際の形成厚の制御を容易に行うことができる。なお、キャップ8の形状は図示されるドーム状のものに限定されず、例えば、フリップチップ接合されたLED素子4を覆うことのできる矩形状に形成されていても良い。
【0052】
また、上記した集光光学系は光源の光軸方向に光を集光するものであるが、例えば、光源の光軸と直交する方向に光を照射する発光装置への適用も可能である。
【0053】
図7は、第7の実施の形態に係る発光装置の縦断面を示す。
【0054】
この発光装置1は、第4の実施の形態に示す砲弾形状のレンズ5に代えて、LED素子4から放射される光を光軸と直交する水平方向に放射する水平放射型のレンズ5を設けた構成を有する。レンズ5は、LED素子4から放射される光を全反射する反射面5Dを一体的に設けられている。
【0055】
上記した第7の実施の形態によると、反射面5Dで反射された光を水平方向に放射させることによって、光軸と直交する方向への光取り出し効率が向上し、レンズ5の側面方向への集光性が向上する。このことによって水平方向の所定の照射範囲における光度を大にできる。
【0056】
また、集光光学系として、透過光学系と反射光学系とを組み合わせた構成を介して光を照射する発光装置への適用も可能である。
【0057】
図8は、第8の実施の形態に係る発光装置の縦断面を示す。
【0058】
この発光装置1は、基板6上にフェイスアップ接合されたLED素子4と、LED素子4の周囲に設けられるシリコン樹脂等の光透過性材料からなる反射型のレンズ5と、レンズ5の反射膜5Eで反射された光を通過させるスリット9Aを有する遮光板9とを有する。
【0059】
レンズ5は、半球状の外形を有して形成されており、表面にスパッタリング等の周知の成膜技術により薄膜形成されたアルミニウム等の反射膜5Eを有する。
【0060】
また、レンズ5は、中心部分に基板6を収容する空間50Aを有し、空間50Aの先端部分はドーム状に形成されている。また、この先端部分の内周面には蛍光体層5Aが薄く層状に形成されている。
【0061】
LED素子4から放射される光は、蛍光体層5Aを介してレンズ5に放射される。レンズ5を透過した光は、反射膜5Eで反射されることによりスリット9Aを介してレンズ5の外部に放射される。
【0062】
上記した第8の実施の形態によると、レンズ5を透過して光反射膜5Eで反射された光をスリット9Aから放射させるような場合でも、光源サイズが小であることによって良好な集光性を付与することができる。
【0063】
なお、上記した各実施の形態では、素子収容部50をレンズ5に設けた構成を説明したが、素子収容部50をレンズ5と異なる光透過性部材に設け、この光透過性部材とレンズ5とを一体化することで集光光学系を構成するようにしても良い。
【0064】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明の発光装置によると、外付けのレンズに素子収容部を設け、素子収容部の内周面に蛍光体層を薄く設けてLED素子を一体的に包囲するようにしたため、光源サイズの拡大を防ぐとともに光の吸収損失を小にして光度を大にでき、かつ、所望の方向および範囲に集光された光を照射することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る発光装置を示し、(a)は縦断面図、(b)はLED素子の部分を拡大した部分断面図、(c)は(b)のA−A部における部分断面図である。
【図2】第2の実施の形態に係る発光装置の部分断面図である。
【図3】第3の実施の形態に係る発光装置を示し、(a)は縦断面図、(b)はLED素子の部分を拡大した部分断面図、(c)は(b)のB−B部における部分断面図である。
【図4】第4の実施の形態に係る発光装置を示し、(a)は縦断面図、(b)はLED素子の部分を拡大した部分断面図である。
【図5】第5の実施の形態に係る発光装置の縦断面図である。
【図6】第6の実施の形態に係る発光装置の縦断面図である。
【図7】第7の実施の形態に係る発光装置の縦断面図である。
【図8】第8の実施の形態に係る発光装置の縦断面図である。
【図9】(a)は、従来の発光装置を示す縦断面図である。
(b)は、(a)のLEDの部分拡大図である。
【図10】従来の発光装置の他の構成を示す部分断面図である。
【図11】(a)は、光源サイズが小である場合の集光性を示す図である。
(b)は、光源サイズが大である場合の集光性を示す図である。
【符号の説明】
1、発光装置 2A、リード 2B、リード 3、サブマウント
3A、回路パターン 3A、配線パターン 3B、配線パターン
4A、バンプ 4、LED素子 5、レンズ 5A、蛍光体層
5B、隙間 5C、隙間 5D、反射面 5E、反射膜
6、基板 6A、絶縁層 6B、ベース材 7、ボンディングワイヤ
8、キャップ 8、透光性樹脂部 9、遮光板 9A、スリット
10、発光装置 11A、リードフレーム 12、カップ
14、ボンディングワイヤ 15、封止部 15A、透明スペーサ
15B、蛍光材料 16、エポキシ樹脂 17、基板
18、集光光学系 19、光源 40、素子 41、素子
50、素子収容部 50A、空間[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a light-emitting device that absorbs light emitted from a light-emitting diode (hereinafter referred to as “LED”) with a phosphor, converts the light into light having a different wavelength, and emits the light. The present invention relates to a light emitting device that is large and has excellent light collecting properties.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, there is a light emitting device that emits light emitted from an LED chip by converting the wavelength of the light with a phosphor (see, for example, Patent Document 1).
[0003]
FIG. 9 shows a light emitting device disclosed in Patent Document 1, and FIG. 9A is a longitudinal sectional view. The
[0004]
FIG. 9B shows a partially enlarged view of the
[0005]
According to such a configuration, uniform and uniform white light can be obtained by uniformly illuminating the fluorescent material 15B.
[0006]
FIG. 10 partially shows another configuration of the light-emitting device disclosed in Patent Document 1. In this configuration, the
[0007]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 2000-077723 (FIGS. 1, 3, and 4)
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, according to the conventional light emitting device, since a resin or a fluorescent material is dropped around the LED, there is a problem that the sealing shape and thickness cannot be provided with high accuracy. In addition, when the LED is sealed in a hemisphere with resin, the dropped fluorescent material flows and accumulates around the resin, and the light extraction efficiency is lowered by absorbing light at that portion. is there.
[0009]
Further, in FIG. 9B, since the fluorescent material 15B emits light, there is a problem that the light emitting area becomes approximately 10 times, and it becomes difficult to obtain the light collecting effect by the light collecting optical system. That is, as shown in FIG. 11A, when the light emitted from the
[0010]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a light-emitting device that can increase the luminous intensity by preventing the light source size from increasing, reducing the light absorption loss, and irradiating the light condensed in a desired direction and range. Is to provide.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention includes a semiconductor light emitting element that emits light of a predetermined wavelength, and an external lens.
Said external lens is a recess-like element accommodating portion for accommodating a pre-Symbol light-emitting portion, a phosphor layer is excited by light emitted from formed on an inner surface of the element housing portion and the light-emitting portion And a condensing optical shape for condensing the light emitted from the phosphor layer , and the element housing portion condenses the light emitted from the phosphor layer in a spot shape by the condensing optical shape. A light-emitting device having a size is provided.
[0012]
Semiconductors light emitting element section may also be used flip chip type LED elements which emit light from the light emitting surface provided on the opposite side to the mounting surface.
[0013]
It is preferable that the element accommodating portion is provided close to the outer shape of the semiconductor light emitting element portion. Further, the semiconductor light emitting element portion may be formed by regularly arranging a plurality of LED elements, or may be formed by regularly arranging a plurality of LED elements having different emission wavelengths.
[0014]
According to such a configuration, the phosphor portion is arranged with a uniform thickness in the vicinity of the semiconductor light emitting element portion, thereby suppressing an increase in the apparent light source size due to excitation light emission of the phosphor. The amount of light absorption is reduced.
[0015]
The present invention, in order to achieve the above object, Engineering and more mounting surfaces that form a electrode extending in a direction perpendicular to the optical axis of the light-emitting portion of a metal material,
And as factories that implements a semiconductor light emitting element to the mounting surface of the electrode,
Forming an external lens having a flat surface that comes into contact with the mounting surface, and a hollow element housing portion that is formed on the flat surface and houses the semiconductor light emitting element portion when fixed to the electrode;
Forming a phosphor layer of the thin layer along the shape of the element housing portion of the external lens,
Provide a method of manufacturing a light emitting device characterized by having said Cheng Hao you positioning and fixing the external lens and the said electrode so that the semiconductor light emitting element is surrounded by the phosphor layer of the element receiving part To do.
[0016]
The element accommodating portion is preferably formed with the phosphor layer by spraying a phosphor material after molding the light-transmitting resin.
[0017]
As the electrode, a lead electrode provided on the surface of the highly heat-conductive submount material or a copper foil electrode provided on the surface of the base material having high heat conductivity via an insulating layer can be used. The semiconductor light emitting element is preferably flip-chip bonded to the electrode.
[0018]
According to such a configuration, the light transmission part can be manufactured in a separate process, so that the productivity is excellent, and the phosphor part having a uniform thickness is accurately arranged in the vicinity of the semiconductor light emitting element part.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
1A and 1B show a light emitting device according to a first embodiment of the present invention, in which FIG. 1A is a longitudinal sectional view, FIG. 1B is a partially enlarged view of an LED element, and FIG. A cross section is shown.
[0020]
In the following description, as a definition of light collection, in addition to light collection in a spot shape in the optical axis direction, light collection in a direction perpendicular to the optical axis or a direction having a predetermined angle with respect to the optical axis Concentration of light is also included.
[0021]
As shown in FIG. 1A, the light emitting device 1 is provided on the surface of the
[0022]
The
[0023]
The
[0024]
The
[0025]
Further, as shown in FIG. 1B, the
[0026]
In order to manufacture such a light emitting device 1, first, leads 2A and 2B are formed by punching a metal material. In addition, an indentation for positioning is formed during punching of the
[0027]
The
[0028]
Next, they are positioned and fixed so that the convex portions provided on the
[0029]
The operation of the light emitting device according to the first embodiment will be described below.
[0030]
A drive unit (not shown) applies a drive voltage to the
[0031]
According to the first embodiment described above, the following effects are obtained.
(1) Since the
(2) Further, even when the
(3) Since the
(4) In the method of providing the
(5) Since the
[0032]
FIG. 2 shows an element housing portion of the lens according to the second embodiment. In this
[0033]
According to the second embodiment described above, since the
[0034]
3A and 3B show a light emitting device according to a third embodiment, wherein FIG. 3A is a longitudinal sectional view, FIG. 3B is a partially enlarged view of an LED element, and FIG. 3C is a sectional view taken along line BB in FIG. .
[0035]
As shown in FIGS. 3A and 3B, the light emitting device 1 surrounds the
[0036]
As shown in FIG. 3C, the
[0037]
The
[0038]
According to the third embodiment described above, in addition to the preferable effects of the first embodiment, blue light emitted from the
[0039]
As another configuration in which a plurality of LED elements are provided, for example, a fluorescent LED in which an
[0040]
In the above-described embodiment, the configuration in which the wavelength of the light of the
[0041]
4A and 4B show a light emitting device according to a fourth embodiment, where FIG. 4A is a longitudinal sectional view, and FIG. 4B is a partially enlarged view of an LED element.
[0042]
As shown in FIGS. 4A and 4B, the light emitting device 1 includes an insulating
[0043]
According to the fourth embodiment described above, since the
[0044]
FIG. 5 shows a longitudinal section of a light emitting device according to the fifth embodiment.
[0045]
In the light emitting device 1, the
[0046]
The
[0047]
According to the fifth embodiment described above, even when the
[0048]
In each of the above-described embodiments, the light emitting device in which the
[0049]
FIG. 6 shows a longitudinal section of a light emitting device according to the sixth embodiment.
[0050]
The light emitting device 1 includes an
[0051]
According to the sixth embodiment described above, since the
[0052]
Moreover, although the above-mentioned condensing optical system condenses light in the optical axis direction of the light source, for example, it can be applied to a light emitting device that emits light in a direction orthogonal to the optical axis of the light source.
[0053]
FIG. 7 shows a longitudinal section of a light emitting device according to a seventh embodiment.
[0054]
The light emitting device 1 is provided with a horizontal
[0055]
According to the seventh embodiment described above, by emitting the light reflected by the reflecting
[0056]
In addition, the condensing optical system can be applied to a light emitting device that emits light through a configuration in which a transmission optical system and a reflection optical system are combined.
[0057]
FIG. 8 shows a longitudinal section of a light emitting device according to the eighth embodiment.
[0058]
The light emitting device 1 includes an
[0059]
The
[0060]
In addition, the
[0061]
The light emitted from the
[0062]
According to the above-described eighth embodiment, even when light transmitted through the
[0063]
In each of the above-described embodiments, the configuration in which the
[0064]
【The invention's effect】
As described above, according to the light emitting device of the present invention, the element housing portion is provided in the external lens, and the phosphor layer is thinly provided on the inner peripheral surface of the element housing portion so as to integrally surround the LED element. In addition, the light source size can be prevented from being increased, the light absorption loss can be reduced, the luminous intensity can be increased, and the light condensed in a desired direction and range can be irradiated.
[Brief description of the drawings]
1A and 1B show a light emitting device according to a first embodiment of the present invention, in which FIG. 1A is a longitudinal sectional view, FIG. 1B is an enlarged partial sectional view of an LED element portion, and FIG. It is a fragmentary sectional view in the AA section.
FIG. 2 is a partial cross-sectional view of a light emitting device according to a second embodiment.
3A and 3B show a light emitting device according to a third embodiment, in which FIG. 3A is a longitudinal sectional view, FIG. 3B is an enlarged partial sectional view of an LED element portion, and FIG. It is a fragmentary sectional view in B section.
4A and 4B show a light emitting device according to a fourth embodiment, in which FIG. 4A is a longitudinal sectional view, and FIG. 4B is an enlarged partial sectional view of an LED element portion.
FIG. 5 is a longitudinal sectional view of a light emitting device according to a fifth embodiment.
FIG. 6 is a longitudinal sectional view of a light emitting device according to a sixth embodiment.
FIG. 7 is a longitudinal sectional view of a light emitting device according to a seventh embodiment.
FIG. 8 is a longitudinal sectional view of a light emitting device according to an eighth embodiment.
FIG. 9A is a longitudinal sectional view showing a conventional light emitting device.
(B) is the elements on larger scale of LED of (a).
FIG. 10 is a partial cross-sectional view showing another configuration of a conventional light emitting device.
FIG. 11A is a diagram showing the light collecting property when the light source size is small.
(B) is a figure which shows the condensing property in case a light source size is large.
[Explanation of symbols]
1, light emitting
Claims (5)
前記外付けレンズは、前記半導体発光素子部を収容する窪み状の素子収容部と、前記素子収容部の内面に形成され前記半導体発光素子部から発せられた光により励起される蛍光体層と、前記蛍光体層から発せられた光を集光する集光光学形状と、を有し、前記素子収容部が前記蛍光体層から発せられる光を前記集光光学形状によってスポット状に集光させる大きさであることを特徴とする発光装置。A semiconductor light emitting element that emits light of a predetermined wavelength, and an external lens,
Said external lens is a recess-like element accommodating portion for accommodating a pre-Symbol light-emitting portion, a phosphor layer is excited by light emitted from formed on an inner surface of the element housing portion and the light-emitting portion And a condensing optical shape for condensing the light emitted from the phosphor layer , and the element housing portion condenses the light emitted from the phosphor layer in a spot shape by the condensing optical shape. A light-emitting device having a size .
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