JP2011009508A - Ｌｅｄ光源装置とその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】混色性が良好で色むらが少ないＬＥＤ光源装置およびその製造方法を提供すること。
【解決手段】ＬＥＤ素子４を被覆する樹脂層６を有するＬＥＤ光源装置４０において、樹脂層６を、蛍光体７が混入された熱硬化性材料でもって、ＬＥＤ素子４を発光させたときに発生する熱量により決定した厚みで、ＬＥＤ素子４の周りを被覆した形態とした。これにより、ＬＥＤ素子４の発光波長に限定されず、すべてのＬＥＤ素子においてＬＥＤ素子４の周りに、一様の厚みの樹脂層を、容易に形成することが可能となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、発光素子から発せられる光を受けて励起されることにより波長変換光を発する蛍光体を含有した樹脂層を備えたＬＥＤ光源装置およびＬＥＤ光源装置の製造方法に関する。

従来、化合物半導体である発光ダイオード（以下、ＬＥＤと略す）は、長寿命や小型化の特徴を生かして光源装置として幅広く利用されている。また、窒化ガリウム系化合物半導体（以下、ＧａＮ系半導体と略す）等による青色を発光するＬＥＤが開発され製品化されたことにより、ＬＥＤ素子を封止する樹脂に黄色光を発する蛍光体を含有させ、青色光と黄色光との混合により疑似白色光を得るＬＥＤ光源装置が実用化されている。また、ＧａＮ系半導体により紫外光〜近紫外光（例えば３５０〜４１０ｎｍ）にピーク波長を有するＬＥＤが開発され、この紫外光〜近紫外光を受けて励起されることにより、赤色光、緑色光、青色光を発する三種類の蛍光体を用いて白色光を得るＬＥＤ光源装置も開示されている。

このような白色ＬＥＤにおいて、光硬化性蛍光体含有組成物をＬＥＤ素子に塗布した後、ＬＥＤ素子を発光させて光硬化性蛍光体含有組成物を硬化させる製造方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。この白色ＬＥＤ光源装置の製造方法は、ＬＥＤ素子の表面に光硬化性蛍光体含有組成物層を形成する工程と、ＬＥＤ素子を発光させて光硬化性蛍光体含有組成物を硬化する工程と、硬化工程後に光硬化性蛍光体含有組成物の硬化物を残すように未硬化物を除去する工程とを備えている。そして、ＬＥＤ素子として紫外線ＬＥＤを使用する場合は、光硬化性蛍光体含有組成物の中に青色蛍光体、赤色蛍光体、緑色蛍光体をそれぞれ配合することが示されている。

そして、光硬化性蛍光体含有組成物に含有される蛍光体粒子の混合にむらが生じても、蛍光体粒子が多く存在する光路では、組成物の硬化が進まないので硬化領域が薄くなり、蛍光体粒子が少ない光路では、組成物の硬化が進むので硬化領域が厚くなることが示されている。これにより、蛍光体からの変換光が調整されて色むらや発光むらを抑制することが示されている。

特開２００８―１５９７５６号公報（第４頁、第１０頁）

しかしながら、特許文献１の白色ＬＥＤ光源装置の製造方法では、以下の課題を有する。
ＬＥＤ素子を自発光させて、光硬化性蛍光体含有組成物を硬化する製造方法においては、使用可能な樹脂がＵＶ硬化性樹脂に限定される。つまり、紫外〜近紫外光より長波長の光で硬化する樹脂をＬＥＤ光源装置に使用すると、封止樹脂が可視光領域に吸収帯を持ってしまい、ＬＥＤ素子からの発光を封止樹脂が吸収してしまうため、輝度の低下を招いてしまう。そのため、従来のＬＥＤ光源装置では、ＵＶ硬化性樹脂以外の光硬化性樹脂を用いることが出来なかった。

また、特許文献１の白色ＬＥＤ光源装置の製造方法では、上記理由でＵＶ硬化性樹脂を
使用して樹脂硬化させるために、使用可能なＬＥＤ素子は、ｎ−ＵＶ発光ＬＥＤに限定される。したがって、上述の青色ＬＥＤやその他の可視光発光のＬＥＤは、本技術に適用することが出来ないという問題がある。

また、特許文献１の白色ＬＥＤ光源装置の製造方法では、ＬＥＤ素子を自発光させて光硬化性蛍光体含有組成物を硬化すると、硬化によって形成される蛍光体層が、ＬＥＤ素子の発光強度に依存して形成されるため、ＬＥＤ素子を中心にして略半円球状となるので、発光角度による色むら（色度ばらつき）が発生する問題がある。その理由について、以下に説明する。

図２０は、上記の問題を説明する従来のＬＥＤ光源装置の一例を示している。図２０に示すように、１００は特許文献１などで開示されている従来のＬＥＤ光源装置の一例である。
ＬＥＤ光源装置１００は、基板１０１にＬＥＤ素子１０２が実装され、このＬＥＤ素子１０２を被覆し、蛍光体を含有する蛍光体層１１０は、光硬化性蛍光体含有組成物がＬＥＤ素子の自発光によって硬化した領域であり、ＬＥＤ素子１０２の発光強度に応じて略半円球状に形成される。

すなわち、ＬＥＤ素子１０２から垂直方向に出射される出射光１２０ａは発光強度が強いので、ＬＥＤ素子１０２の出射面１０２ａから遠い距離まで蛍光体層１１０の硬化が進む。また、ＬＥＤ素子１０２から図面上左側の斜め方向に出射される出射光１２０ｂは発光強度が弱いので、ＬＥＤ素子１０２の出射面１０２ａから比較的近い距離で蛍光体層１１０の硬化が停止する。また、ＬＥＤ素子１０２から図面上右側の横方向に出射される出射光１２０ｃも発光強度が弱いので、ＬＥＤ素子１０２の出射面１０２ａから比較的近い距離で蛍光体層１１０の硬化が停止する。このように、蛍光体層１１０の形状は、ＬＥＤ素子１０２から垂直方向の距離が長くなり、ＬＥＤ素子１０２から斜め方向、横方向は次第に短くなるので、ＬＥＤ素子１０２を中心として略半円球状に形成される。

ここで、ＬＥＤ光源装置１００が駆動されると、ＬＥＤ素子１０２から垂直に出射される出射光１２０ａは、蛍光体層１１０を通過して外部に出射されるが、ＬＥＤ素子１０２の出射面１０２ａから蛍光体層１１０を通る長さを経路長１２１ａとする。また、ＬＥＤ素子１０２から図面上左側の斜め方向に出射される出射光１２０ｂは、同様に蛍光体層１１０を斜めに通過して外部に出射されるが、ＬＥＤ素子１０２の出射面１０２ａから蛍光体層１１０を通る長さを経路長１２１ｂとする。また、ＬＥＤ素子１０２から図面上右側の横方向に出射される出射光１２０ｃは、同様に蛍光体層１１０を横方向に通過して外部に出射されるが、ＬＥＤ素子１０２の出射面１０２ａから蛍光体層１１０を通る長さを経路長１２１ｃとする。

ここで、垂直方向の経路長１２１ａと斜め方向、横方向の経路長１２１ｂ、１２１ｃは、前述したようにＬＥＤ素子１０２の出射面１０２ａから蛍光体層１１０が終わるまでの距離が方向によって異なるので、垂直方向の経路長１２１ａが長く、斜め方向、横方向の経路長１２１ｂ、１２１ｃが短くなることが理解できる。これにより、垂直方向の出射光１２０ａは、経路長１２１ａが長いので蛍光体層１１０の中の多くの蛍光体１１１に入射し吸収される。また、斜め方向、横方向の出射光１２０ｂ、１２０ｃは、経路長１２１ｂ、１２１ｃが短いので蛍光体層１１０の中の少ない蛍光体１１１に入射し吸収される。従って、ＬＥＤ素子１０２からの出射光の発光角度によって、出射光の波長変換の割合が異なることになる。

すなわち、ＬＥＤ素子１０２の垂直方向の出射光１２０ａは、波長変換される割合が多いので変換光の光量が多くなるが、ＬＥＤ素子１０２の斜め方向、横方向の出射光１２０
ｂ、１２０ｃは、波長変換される割合が少ないので変換光の光量が少ない。この結果、出射光の発光角度によって色むらが発生することになり問題である。

本発明の目的は上記課題を解決し、ＬＥＤ素子の発光波長に限定されず、また、色むらが少ないＬＥＤ光源装置およびその製造方法を提供することである。

上記課題を解決するために、本発明のＬＥＤ光源装置およびその製造方法は、下記記載の手段を採用する。

本発明のＬＥＤ光源装置は、ＬＥＤ素子を被覆する樹脂層を有するＬＥＤ光源装置において、樹脂層は、蛍光体が混入された熱硬化性材料でもって、ＬＥＤ素子を発光させたときに発生する熱量により決定した厚みで、ＬＥＤ素子の周りを被覆して形成されていることを特徴とする。

また、本発明のＬＥＤ光源装置におけるＬＥＤ素子は、ＬＥＤ素子で発生する熱が伝わる熱伝導性パターンに実装されており、樹脂層は、熱伝導性パターンが形成された領域の全てを覆って、ＬＥＤ素子を被覆して形成されていることを特徴とする。

また、本発明のＬＥＤ光源装置における熱伝導性パターンは、ＬＥＤ素子に電気的に接続される一対の電極の内の一方であることを特徴とする。

また、本発明のＬＥＤ光源装置における熱伝導性パターンには、基板に形成されたスルーホールを介して、放熱板が接続されていることを特徴する。

また、本発明のＬＥＤ光源装置は、樹脂層を被覆する透明性の封止部材を更に有することを特徴とする。

また、本発明のＬＥＤ光源装置の製造方法は、ＬＥＤ素子を被覆する樹脂層を有するＬＥＤ光源装置の製造方法において、熱硬化性樹脂からなる樹脂部材を、ＬＥＤ素子を被覆して塗布する樹脂塗布工程と、ＬＥＤ素子周りの樹脂部材を、ＬＥＤ素子を発光させたときに発生する熱により硬化させる部分硬化工程と、樹脂部材の内の未硬化部分を除去して、ＬＥＤ素子を被覆する樹脂層を形成する工程と、を有する
ことを特徴とする。

また、本発明のＬＥＤ光源装置の製造方法は、ＬＥＤ素子を発光させたときに発生する熱を伝えるための熱伝導性パターンの表面にＬＥＤ素子を実装するＬＥＤ素子実装工程を、樹脂塗布工程の前に有し、部分硬化工程は、熱伝導性パターンの形状に沿って、ＬＥＤ素子周りの樹脂部材を、部分的に硬化させる工程であることを特徴とする。

また、本発明のＬＥＤ光源装置の製造方法における樹脂層には、蛍光体が混入されていることを特徴とする。

また、本発明のＬＥＤ光源装置の製造方法は、樹脂層を、更に透明性の封止部材で封止することを特徴とする。

また、本発明のＬＥＤ光源装置の製造方法は、ＬＥＤ光源装置を集合基板に複数個並べ、多数個同時に自発光させることにより、個々のＬＥＤ素子の周りに、決定した膜厚の樹脂層を形成することを特徴とする。

本発明のＬＥＤ光源装置によれば、熱硬化性材料を用いることで、ＬＥＤ素子の発光波長に限定されず、すべてのＬＥＤ素子においてＬＥＤ素子の周りに樹脂層を形成することが可能となる。また、樹脂層はＬＥＤ素子を発光させたときに発生する熱量によって硬化するため、ＬＥＤ素子の指向特性などに影響されず発光層に対してほぼ一様の厚みで形成させることが可能となる。このため、樹脂層に蛍光体を混入させた際にＬＥＤ素子からの光線が蛍光体に入射する確率がどの方向においても同様となるため、色むらを低減することが可能となる。

また、ＬＥＤ素子を実装するパターンを熱伝導性パターンとすることで、ＬＥＤ素子を発光させた際の熱は熱伝導性パターンに伝わり、熱伝導性パターンからも樹脂に対して熱エネルギーが与えられるため、樹脂層はＬＥＤ素子と熱伝導性パターンの表面から発せられる熱により硬化し、ＬＥＤ素子と熱伝導性パターンを覆った形状で形成される。このため、熱伝導性パターンのパターン形状を変化させることで、そのパターン形状に沿った形状の樹脂層を形成することが可能となる。

また、本発明のＬＥＤ光源装置の製造方法によれば、樹脂層の厚みはＬＥＤ素子を発光させたときに発生する熱量に依存するため、ＬＥＤ素子の発光時間や発光強度を変化させるなど、ＬＥＤ素子から発生する熱エネルギーの総量を変化させることで、容易に厚みを制御することが可能となる。

また、熱硬化型樹脂を被覆してＬＥＤ素子を発光させた際の熱量によって樹脂を硬化させるため、ＬＥＤ素子と基板を電気的に接続するワイヤーに影響されずに樹脂層を形成できるので、ワイヤーボンディングによる実装に適した製造方法である。

また、ＬＥＤ素子を集合基板上に複数個実装し、多数個同時に発光させることにより、個々のＬＥＤ素子の周りに、所定の膜厚の樹脂層を均一に形成することが出来るので、色むらが少なく特性が安定したＬＥＤ光源装置を一括して大量に製造することが出来る。

本発明の実施例１に係わるＬＥＤ光源装置を示す側面図である。 本発明の実施例１に係わるＬＥＤ光源装置の製造方法の工程を示すフローチャートである。 本発明の実施例１に係わる集合基板の製造工程を説明する平面図および断面図である。 本発明の実施例１に係わるＬＥＤ素子の実装工程を説明する平面図および拡大側面図である。 本発明の実施例１に係わる実装工程によって形成されるＬＥＤ素子の接続を説明する回路図である。 本発明の実施例１に係わる樹脂部材を塗布するポッティング工程を説明する拡大側面図である。 本発明の実施例１に係わる樹脂部材の硬化工程を説明する平面図および拡大側面図である。 本発明の実施例１に係わる樹脂部材の洗浄工程を説明する模式的な側面図である。 本発明の実施例１に係わる乾燥工程を説明する拡大側面図である。 本発明の実施例１に係わる集合基板上に形成された樹脂層を説明する斜視図および拡大側面図である。 本発明の実施例１に係わる集合基板上のＬＥＤ素子と樹脂層を封止する封止工程を説明する斜視図である。 本発明の実施例１に係わる集合基板上に完成した多数のＬＥＤ光源装置を分離する切断工程と、切断工程によって完成した単個のＬＥＤ光源装置とを示す斜視図である。 本発明の実施例２に係わるＬＥＤ光源装置を示す側面図である。 本発明の実施例２に係わる集合基板の製造工程を説明する平面図および断面図である。 本発明の実施例２に係わるＬＥＤ素子の実装工程を説明する平面図および拡大側面図である。 本発明の実施例２に係わる集合基板上に形成された樹脂層を説明する斜視図および拡大側面図である。 本発明の実施例２の変形例に係わるＬＥＤ光源装置の製造方法を示す側面図である。 本発明の実施例３に係わるＬＥＤ光源装置を示す側面図である。 本発明の実施例３に係わるＬＥＤ光源装置の製造方法の工程を示すフローチャートである。 従来のＬＥＤ光源装置の出射光の経路長を説明する側面図である。

以下図面に基づいて本発明のＬＥＤ光源装置およびＬＥＤ光源装置の製造方法の具体的な実施の形態、及びその変形例を詳述する。

［実施例１のＬＥＤ光源装置の説明：図１］
本発明の実施例１のＬＥＤ光源装置の構成を図１によって説明する。尚、本実施例のＬＥＤ光源装置を製造する製造工程の詳細については後述する。図１において基板１上に電極２ａ、２ｂが配置されており、電極２ａと２ｂはそれぞれスルーホール３ａ、３ｂを介して基板１の表面側と裏面側が接続されているものである。基板１はエポキシ等の絶縁性基板で形成され、電極２ａ、２ｂは、導電性の銅箔等によって成る。また、ＬＥＤ素子４は基板に実装され、ワイヤー５ａ、５ｂによって電極２ａ、２ｂと電気的に接続されている。なお、本実施例においてはＬＥＤ素子４は電極２ａ上に実装されているものとする。また、ＬＥＤ素子４と電極２ａ、２ｂを電気的に接続する方法としては、ワイヤー５ａ、５ｂを用いず、フリップチップ実装を用いることも可能である。

また、ＬＥＤ素子４は、略均一に分散する蛍光体７を含む樹脂層６で被覆されている。樹脂層６の樹脂材料は熱硬化性樹脂であり、樹脂層６はＬＥＤ素子４を発光させたときに発生する熱量により決定した厚みで、ＬＥＤ素子４の周りを被覆して形成されている。更に、この樹脂層６、ワイヤー５ａ、５ｂ、電極２ａ、２ｂを覆う封止部材８を有する。この封止部材８は、透明性の樹脂材によって成り、電極２ａ、２ｂなどを物理的、化学的に保護し、経時変化による劣化を防ぐために設けた。

ここで、本実施例においてＬＥＤ素子４は青色発光のＬＥＤ素子であり、蛍光体７は例えばＹＡＧなどの青色を吸収して黄色を発光する蛍光体であるとすると、ＬＥＤ素子４からの青色光の一部は樹脂層６内に分散した蛍光体７に入射し、黄色光に波長変換される。よって、ＬＥＤ光源装置４０から発せられる光線は青色光１０Ｂと黄色光１０Ｙが混ざり合ったものとなり、ＬＥＤ光源装置４０は擬似白色光１０Ｗを出射するものとなる。

このとき、樹脂層６の厚みはＬＥＤ素子４を発光させた際の熱量によって決定されるものであり、ＬＥＤ素子４の発光層に対してほぼ一様の厚みで形成されている。よって、ＬＥＤ素子４から出射される青色光はいずれの方向において、ほぼ同じ割合で黄色光に変換されるため、ＬＥＤ光源装置４０から発せられる光線は、いずれの方向においても青色光
と黄色光の割合が等しくなり、ＬＥＤ光源装置４０の色むらが非常に小さいものとなる。

次に、本実施例におけるＬＥＤ光源装置４０の製造工程の概略を図２によって説明する。図２は、本発明の実施例１の製造工程の全体概略を示すフローチャートである。尚、各製造工程の詳細は後述する。

図２に示すように、まず、複数のＬＥＤ素子を実装するための集合基板を製造する集合基板製造工程を実施する（工程Ｍ１）。

次に、完成した集合基板上に複数のＬＥＤ素子を固着し、各ＬＥＤ素子をワイヤーボンディングによって集合基板の電極部と電気的に接続するＬＥＤ素子実装工程を実施する（工程Ｍ２）。

次に、蛍光体を含有する樹脂部材を集合基板上に実装した複数のＬＥＤ素子に被覆するポッティング工程を実施する（工程Ｍ３）。尚、樹脂部材は熱硬化型樹脂である。

次に、実装したＬＥＤ素子のそれぞれに所定の電流を流してＬＥＤ素子を発熱させ、ＬＥＤ素子周辺の樹脂部材を部分的に硬化させる樹脂硬化工程を実施する（工程Ｍ４）。

次に、樹脂部材によって被覆された集合基板を有機溶剤に浸すなどして、未硬化部分の樹脂部材を除去する洗浄工程を実施する（工程Ｍ５）。

次に、洗浄した集合基板を加熱等によって乾燥させる乾燥工程を実施する（工程Ｍ６）。これにより、複数のＬＥＤ素子の周辺に樹脂層が形成される。

次に、樹脂層や電極を覆う形で透明性の封止部材を充填し封止する封止工程を実施する（工程Ｍ７）。

次に、封止部材によって封止された集合基板を所定の切断位置で切断し、複数個のＬＥＤ光源装置を完成させる（工程Ｍ８）。

［実施例１の集合基板製造工程（工程Ｍ１）の説明：図３］
次に、本発明の実施例１の集合基板の製造工程の詳細を図３によって説明する。図３は本発明によって製造されるＬＥＤ光源装置の集合基板を示し、図３（ａ）は集合基板の平面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）の切断線Ａ−Ａ’で切断した集合基板の断面図である。

図３（ａ）（ｂ）に示すように、エポキシ材等の絶縁性材料からなる基板１上に電極２ａ〜２ｅが配置されており、電極２ａ〜２ｅはそれぞれスルーホール３ａ〜３ｅを介して基板１の表面側と裏面側が接続されているものである。ここで、電極２ａは図示するように基板１上に所定の間隔で図面上縦に形成され、また、電極２ｂは電極２ａに隣接し、電極２ａと同様に基板１上に所定の間隔で図面上縦に形成される。また、電極２ｃ〜２ｅも同様に基板１上に所定の間隔で図面上縦に形成される。

これにより、電極２ａ〜２ｅは、基板１上にマトリクス状に形成され、図３においては、図面上横方向で５列、図面上縦方向で６行、合計３０個の電極２ａ〜２ｅが形成されるが、電極２ａ〜２ｅは、この個数に限定されるものではなく、基板１の大きさや電極形状等によって任意の数に形成して良い。尚、基板１の裏面においても、表面の電極２ａ〜２ｅと同様に電極２ａ〜２ｅが形成される。

また、３ａ〜３ｅは、基板１の表面と裏面の電極２ａ〜２ｅの領域内に形成されるスルーホールである。ここでスルーホール３ａは、電極２ａの領域内で図面上左側に寄った位置に形成され、基板１の表面の電極２ａと裏面の電極２ａを電気的に接続する。また、スルーホール３ｂは、電極２ｂの領域内で図面上左側に寄った位置に形成され、基板１の表面の電極２ｂと裏面の電極２ｂを電気的に接続する。同様に、スルーホール３ｃ〜３ｅは、電極２ｃ〜２ｅのそれぞれの領域内で図面上左側に寄った位置に形成され、基板１の表面の電極２ｃ〜２ｅと裏面の電極２ｃ〜２ｅをそれぞれ電気的に接続する。

また、１１と１２は電極端子であり、基板１上の図面上左右の端部に電極２ａと電極２ｅにそれぞれ接してライン状に形成される。ここで、電極端子１１は電極２ａの端部に接して形成されるので、すべての電極２ａは電極端子１１によって電気的に接続する。また、電極端子１２は電極２ｅの端部にそれぞれ接して形成されるので、すべての電極２ｅは電極端子１２によって電気的に接続する。この電極端子１１、１２は、集合基板に実装されるＬＥＤ素子に電流を供給する端子として用いられるが、詳細は後述する。尚、図３に示す集合基板の電極パターンは一例を示すものであり、電極パターンの構成は限定されるものではない。

［実施例１のＬＥＤ素子の実装工程（工程Ｍ２）の説明：図４、図５］
次に、本発明の実施例１のＬＥＤ素子の実装工程の詳細を図４及び図５によって説明する。図４は本発明の実施例１のＬＥＤ素子の実装工程を示し、図４（ａ）はＬＥＤ素子が実装された集合基板の平面図であり、図４（ｂ）はＬＥＤ素子が実装された集合基板の拡大側面図である。

図４（ａ）（ｂ）に示すように、まず、ＬＥＤ素子の実装工程として、電極２ａ〜２ｄの図面上略右半分の領域（すなわち、スルーホール３ａ〜３ｄ以外の領域）に、ＬＥＤ素子４を接着剤等（図示せず）によって固着し実装する。すなわち、電極２ａ〜２ｄは図示するようにそれぞれ縦に６個ずつ形成されているので、縦６行、横４列の合計２４個のＬＥＤ素子４が１枚の集合基板に実装される。尚、図面上右端の電極２ｅには、実装されない。ここで、ＬＥＤ素子４は実施例１においては、発光波長が一例として４５０ｎｍ程度の青色ダイオードである。

次に、実装されたＬＥＤ素子４は、ワイヤーボンダ（図示せず）によってワイヤーボンディングされ、接続部材としての金細線によって成るワイヤー５ａと５ｂで、電極２ａ〜２ｅに電気的に接続される。すなわち、図示するように、電極２ａに実装されたＬＥＤ素子４のアノード（図示せず）はワイヤー５ａによって電極２ａと電気的に接続され、ＬＥＤ素子４のカソード（図示せず）はワイヤー５ｂによって横隣りの電極２ｂと電気的に接続される。

また同様に、電極２ｂに実装されたＬＥＤ素子４のアノード（図示せず）はワイヤー５ａによって電極２ｂと電気的に接続され、ＬＥＤ素子４のカソード（図示せず）はワイヤー５ｂによって横隣りの電極２ｃと電気的に接続される。また同様に、電極２ｃに実装されたＬＥＤ素子４と、電極２ｄに実装されたＬＥＤ素子４も、ワイヤー５ａ、５ｂによってそれぞれの電極と電気的に接続される。

これにより、図面上横４列のＬＥＤ素子４が、電極２ａ〜２ｅを介して電極端子１１と１２の間で直列に接続されることになる。また同様に、ＬＥＤ素子４は図面上縦方向の６行に実装されているので、６行すべてのＬＥＤ素子４もワイヤー５ａ、５ｂで電極２ａ〜２ｅに接続される。この結果、電極端子１１と１２の間にある４個のＬＥＤ素子４が直列接続された６つの並列接続のグループによって成る合計２４個のＬＥＤ素子４による回路が形成される。

図５は、集合基板１上に実装されるＬＥＤ素子４の接続回路を示している。ここで前述したように、４個のＬＥＤ素子４が一つのグループとして直列接続されており、更にこの６つのグループが並列に接続されているので、電極端子１１に所定のプラス電圧を印加し、電極端子１２にゼロ電圧を印加すれば、全てのＬＥＤ素子４のアノードからカソードに駆動電流が流れて、全てのＬＥＤ素子４を点灯させることが出来る。

尚、ＬＥＤ素子４の接続は、この実施例１に限定されず、電極端子１１と１２の接続パターンを工夫して、全てのＬＥＤ素子４を直列接続にすることも出来る。ここで、全てのＬＥＤ素子４を直列接続するならば、全てのＬＥＤ素子４に流れる電流値を同一に出来るので、後述する樹脂の硬化工程において、個々のＬＥＤ素子４に対する樹脂の硬化条件を合わせることが出来るが、実施例１のような直列−並列接続であっても、ＬＥＤ素子４の特性がグループ内で平均化されるので、ほぼ同一の硬化条件に合わせることが出来る。

［実施例１の樹脂部材のポッティング工程（工程Ｍ３）の説明：図６］
次に、本発明の実施例１のポッティング工程の詳細を図６によって説明する。図６は本発明の実施例１のポッティング工程を説明する拡大側面図である。図６に示すように、集合基板の表面に実装された全てのＬＥＤ素子４を被覆する封止樹脂として、蛍光体７を含有する樹脂部材２０をディスペンサ５０によって塗布する。

ここで、蛍光体７は、ＬＥＤ素子４からの青色光を黄色光に波長変換する蛍光体であり、樹脂部材２０は、熱エネルギーによって硬化する熱硬化型のシリコーン樹脂によって成る。尚、樹脂部材２０が集合基板表面の全面に塗布され、全てのＬＥＤ素子４を被覆するように、ディスペンサ５０を集合基板に対して移動させながら、樹脂を吐出すると良い。これにより、集合基板上の全てのＬＥＤ素子４を被覆することが出来る。

［実施例１の樹脂部材の樹脂硬化工程（工程Ｍ４）の説明：図７］
次に、本発明の実施例１の樹脂硬化工程の詳細を図７によって説明する。図７は本発明の実施例１の樹脂硬化工程を示し、図７（ａ）は樹脂部材が塗布された集合基板に直流電源を接続することを示す平面図であり、図７（ｂ）は集合基板上のＬＥＤ素子４が自発光して樹脂部材を硬化させることを模式的に示す拡大側面図である。

図７（ａ）に示すように、樹脂部材２０が全面に塗布された集合基板の電極端子１１と１２に、所定の電圧を出力する直流電源１５を接続する。すなわち、電極２ａを介してＬＥＤ素子４のアノードに接続する電極端子１１に、直流電源１５のプラスライン１６ａがスイッチＳＷを介して接続され、電極２ｅを介してＬＥＤ素子４のカソードに接続する電極端子１２に、直流電源１５のマイナスライン１６ｂが接続される。尚、スイッチＳＷは直流電源１５からの電流をＯＮ／ＯＦＦする機能を有し、ＬＥＤ素子４に所定の時間だけ駆動電流を供給するように制御する。

次に、図７（ｂ）において、前述のスイッチＳＷが所定の時間だけＯＮすると、集合基板上のすべてのＬＥＤ素子４にワイヤー５ａ、５ｂを介して駆動電流が供給されて、ＬＥＤ素子４は発光し、それに伴い熱エネルギー１７を放射する。これにより、ＬＥＤ素子４を被覆する樹脂部材２０は前述したように熱硬化型樹脂であるので、ＬＥＤ素子４近傍の樹脂部材２０の領域が部分的に硬化を開始して、その熱エネルギー１７の大きさに応じて、ＬＥＤ素子４周りに均一の厚みの樹脂層６が形成される。

この樹脂層６の厚さは、ＬＥＤ素子４からの発熱の熱量に依存し、ＬＥＤ素子４に供給される駆動電流の大きさと供給時間によって樹脂層６の膜厚を制御することが出来る。すなわち、樹脂層６の膜厚を厚く形成するには、ＬＥＤ素子４に供給される駆動電流の値を
大きくするか、駆動電流の供給時間を長くするか、または、その両方を実施すれば良く、また反対に、樹脂層６の膜厚を薄く形成するには、ＬＥＤ素子４に供給される駆動電流の値を小さくするか、駆動電流の供給時間を短くするか、または、その両方を実施すれば良い。

ここで、前述したように、樹脂部材２０は黄色蛍光体である蛍光体７が含有されているので、黄色の光量を増加したい場合は、樹脂層６の膜厚を厚くして蛍光体７の粒量を多くすれば良く、反対に、黄色の光量を減らしたい場合は、樹脂層６の膜厚を薄くして蛍光体７の粒量を少なくすれば良い。このように、樹脂層６を形成するための駆動電流の値、または供給時間を制御することによって、黄色光の光量を任意に調整することが出来る。尚、図７は図面を見やすくするために、樹脂層６に含有する蛍光体７の図示を省略している。

［実施例１の樹脂部材の洗浄工程（工程Ｍ５）の説明：図８］
次に、本発明の実施例１の洗浄工程の詳細を図８によって説明する。図８は本発明の実施例１の洗浄工程を示す模式的な側面図である。

図８に示すように、樹脂部材２０内に樹脂層６が形成された集合基板（図面上では集合基板の一部のみを記載）を有機溶剤５１等に浸して、樹脂部材２０内の未硬化部分を除去する。尚、未硬化部分とは、樹脂部材２０内で樹脂層６以外の領域である。また、有機溶剤５１としては、アセトン、トルエン、キシレン等が好ましく、超音波洗浄等によって洗浄することにより、未硬化部分を短時間で確実に除去することが出来る。尚、洗浄工程としてはこれに限るものではなく、樹脂部材２０内の未硬化部分を除去できれば良い。

［実施例１の樹脂層の乾燥工程（工程Ｍ６）の説明：図９］
次に、本発明の実施例１の乾燥工程の詳細を図９によって説明する。図９は本発明の実施例１の乾燥工程を示す拡大側面図である。
図９に示すように、有機溶剤５１によって樹脂部材２０（図８参照）内の未硬化部分が除去された集合基板（図面上では集合基板の一部のみを記載）を、加熱炉等（図示せず）に入れて、図示するように熱５２またはエアー等によって乾燥させる。

これにより、ＬＥＤ素子４の周辺には樹脂層６のみが残ることになる。ここで、樹脂層６は、前述したように樹脂部材２０が硬化した領域であり、この樹脂部材２０は黄色蛍光体である蛍光体７を含有している。従って、樹脂層６は蛍光体７を含有する蛍光体層として形成される。

［実施例１の樹脂層の説明：図１０］
次に、本発明の実施例１のＬＥＤ光源装置の製造方法によって形成された樹脂層６を図１０によって説明する。図１０は本発明の実施例１によって形成されたＬＥＤ光源装置の樹脂層６を示し、図１０（ａ）は集合基板上のＬＥＤ素子を被覆する樹脂層６を示す斜視図であり、図１０（ｂ）は集合基板の拡大側面図であり、集合基板の側面の一部、すなわち、ＬＥＤ素子４の周辺部を示している。

ここで、樹脂層６は、ＬＥＤ素子４の直近に形成されてＬＥＤ素子４を直接被覆し、ＬＥＤ素子４からの放射熱量１７（図７（ｂ）参照）の強度分布に応じて、ＬＥＤ素子４の周囲を均一な膜厚で覆うように略半円形状に形成されるので、樹脂層６内に分散している蛍光体７によってＬＥＤ素子４からの出射光をほぼ均一に波長変換することが出来る。また、本発明のＬＥＤ光源装置の製造方法は、集合基板上に多数のＬＥＤ素子４を実装し、これらのＬＥＤ素子４を同時に発光させることで、多数のＬＥＤ素子４を均一の膜厚で被覆する樹脂層６を一括して形成することが出来るので、大量生産に好適な製造方法である
。

［実施例１の封止工程（工程Ｍ７）の説明：図１１］
次に、本発明の実施例１の封止工程の詳細を図１１によって説明する。図１１は本発明の実施例１の封止工程を説明する斜視図である。
図１１に示すように、集合基板上に樹脂層６が形成された後、透明性の封止部材８を充填し硬化させる封止工程を実施する。尚、封止部材８は熱硬化性樹脂、または、光硬化性樹脂のどちらかが好ましい。

この工程により、ＬＥＤ素子４とワイヤー５ａ、５ｂと樹脂層６、及び集合基板の表面全体が封止され、電気的機械的に保護されて、耐環境性に優れたＬＥＤ光源装置を製造することが出来る。

［実施例１の切断工程（工程Ｍ８）の説明：図１２］
次に、本発明の実施例１の切断工程を図１２によって説明する。図１２は本発明の実施例１の切断工程を示し、図１２（ａ）は集合基板上に完成した多数のＬＥＤ光源装置を分離する切断工程を説明する集合基板の一部を示す斜視図であり、図１２（ｂ）は切断工程によって完成した単個のＬＥＤ光源装置の一例を示す斜視図である。

図１２（ａ）に示すように、封止部材８によって封止された集合基板を所定の切断線Ｘ、Ｙに沿ってダイシング装置（図示せず）等によって切断分離し、複数個のＬＥＤ光源装置が完成する。尚、切断線Ｘは基板１上の各電極２ａ〜２ｅの間に設定され、切断線Ｙは集合基板上の各スルーホール３ａ〜３ｅの中心を通るように設定される。

また、図１２（ｂ）に示すように、完成したＬＥＤ光源装置４０は、集合基板から切断分離された基板１に電極２ａ、２ｂが形成されている。この電極２ａ、２ｂは中心部で切断されたスルーホール３ａ、３ｂを備え、このスルーホール３ａ、３ｂによって、基板１の裏面の電極２ａ、２ｂ（図示せず）に電気的に接続される。また、電極２ａの表面には、ＬＥＤ素子４が実装され、このＬＥＤ素子４は、前述したように２本のワイヤー５ａ、５ｂによって電極２ａ、２ｂと電気的に接続される。

この接続により、外部から電極２ａ、２ｂに駆動電圧が供給されると、ＬＥＤ素子４にワイヤー５ａ、５ｂを介して駆動電流が流れて、ＬＥＤ素子４は発光する。また、ＬＥＤ素子４は、前述のように蛍光体７を含有した樹脂層６によって被覆され、樹脂層６は、透明性の封止部材８で封止される。

尚、完成したＬＥＤ光源装置４０は、集合基板から分離された位置によって、電極２ａ、２ｂは、電極２ｂ、２ｃ、電極２ｃ、２ｄ、または電極２ｄ、２ｅとなる。また、スルーホール３ａ、３ｂは、同様に集合基板から分離された位置によって、スルーホール３ｂ、３ｃ、スルーホール３ｃ、３ｄ、またはスルーホール３ｄ、３ｅとなるが、集合基板のどの位置で切断分離されたとしても、同一のＬＥＤ光源装置４０であることはもちろんである。このように本発明は、多数のＬＥＤ光源装置を一括して製造することが出来る。

また、本発明の実施例１のＬＥＤ光源装置の製造方法に関しては、熱硬化樹脂を用いているために、ＬＥＤ素子４の発光波長によって限定されるものではない。本実施例においてはＬＥＤ素子４として４５０ｎｍ付近の青色発光のものを用いたが、これに限るものではなく、いずれの発光波長のＬＥＤ素子４においても製造可能である。また、蛍光体７を含有した樹脂層６の厚みが均一に出来ることから、ＬＥＤ素子４からの出射光が均一に蛍光体粒子に照射して波長変換が行われ、この結果、混色性が良好で色むらの少ない白色光を発光するＬＥＤ光源装置を製造することが出来る。

また、ＬＥＤ素子４を被覆する樹脂層６の膜厚は、ＬＥＤ素子４を発光させた際の熱量に応じて決定されるので、膜厚を容易に制御でき、この結果、発光の色味調整が簡単で、色バランスが最適な白色のＬＥＤ光源装置を製造することが出来る。また、樹脂層６はＬＥＤ素子４に近い比較的狭い領域に形成されるので、ＬＥＤ光源装置の小型薄型化を容易に実現できる製造方法である。

また、熱硬化型樹脂を塗布してＬＥＤ素子４の自発光によって樹脂を硬化させることにより、ＬＥＤ素子４と基板の電極２ａ、２ｂを電気的に接続するワイヤー５ａ、５ｂに影響されずに、ワイヤー５ａ、５ｂと基板１の隙間にまでも、膜厚が薄い樹脂層６を形状ひずみ等が生じること無く高精度に形成出来るので、出射する白色光の指向性や混色性に悪影響を及ぼすことがない。これにより、本発明はワイヤーボンディング実装のＬＥＤ光源装置に好適である。

また本発明によれば、ＬＥＤ素子４を集合基板上に多数実装し、多数個同時に自発光させることにより、個々のＬＥＤ素子の周りに所定の膜厚の樹脂層を一括して形成することが出来るので、色むら等の特性ばらつきが少ない複数のＬＥＤ光源装置を一括して大量に製造することが出来る。

［実施例２のＬＥＤ光源装置の説明：図１３］
本発明の実施例２のＬＥＤ光源装置の構成を図１３によって説明する。尚、本実施例のＬＥＤ光源装置を製造する製造工程の詳細については後述する。図１３において基板１上に電極２ａ、２ｂが配置されており、電極２ａと２ｂはそれぞれスルーホール３ａ、３ｂを介して基板１の表面側と裏面側が接続されているものである。基板１はエポキシ等の絶縁性基板で形成され、電極２ａ、２ｂは、導電性の銅箔等によって成る。また、本実施例においては熱伝導性パターン３０ａが基板１上に配置されており同様にフラットスルーホールなどを介して基板１の表面側と裏面側が接続されている。なお、この熱伝導性パターン３０ａは、熱伝導率の高い材質として例えば銀から成るものである。

また、ＬＥＤ素子４は熱伝導性パターン３０ａ上に実装され、ワイヤー５ａ、５ｂによって電極２ａ、２ｂと電気的に接続されている。ここで、本実施例においては熱伝導性パターン３０ａと電極２ａ、２ｂは異なるものとしているが、これに限るものではなく、熱伝導性パターン３０ａが電極２ａまたは２ｂのどちらか一方であっても良い。

また、ＬＥＤ素子４は、略均一に分散した状態の蛍光体７を有し、熱硬化性樹脂からなる樹脂層６’で被覆されている。この樹脂層６’は、ＬＥＤ素子４を発光させたときに発生する熱量により決定した厚みで、ＬＥＤ素子４および熱伝導性パターン３０ａを被覆して形成されている。また、樹脂層６’、ワイヤー５ａ、５ｂ、電極２ａ、２ｂは、封止部材８で封止されている。封止部材８は透明性の樹脂材によって成り、電極２ａ、２ｂなどを物理的、化学的に保護し、経時変化による劣化を防ぐために設けた。

ここで、本実施例においてＬＥＤ素子４は青色発光のＬＥＤ素子であり、蛍光体７は例えばＹＡＧなどの青色を吸収して黄色を発光する蛍光体であるとすると、ＬＥＤ素子４からの青色光の一部は樹脂層６’内に分散した蛍光体７に入射し、黄色光に波長変換される。よって、ＬＥＤ光源装置４１から発せられる光線は青色光１０Ｂと黄色光１０Ｙが混ざり合ったものとなり、ＬＥＤ光源装置４１は擬似白色光１０Ｗを出射するものとなる。

このとき、樹脂層６’の厚みは、ＬＥＤ素子４を発光させた際の熱量によって決定されるものであり、また、樹脂層６’の形状はＬＥＤ素子４と熱伝導性パターン３０ａの形状
に沿って形成されている。よって、ＬＥＤ素子下の熱伝導性パターン３０ａのパターン形状を変化させることで、そのパターン形状に沿った形状の樹脂層６’を、容易に形成することが可能となる。
仮に、ＬＥＤ素子４の水平方向の断面が正方形であれば、熱伝導性パターン３０ａを円形とし、ＬＥＤ素子４が水平方向の断面が長方形であれば、熱伝導性パターン３０ａをＬＥＤ素子４と長軸をそろえた楕円とすることで、より樹脂層６’の厚みがＬＥＤ素子４に対してほぼ一様の厚みで形成されることとなる。従って、ＬＥＤ素子４から出射される青色光は、いずれの方向においてもほぼ同じ割合で黄色光に変換されるため、ＬＥＤ光源装置４１から発せられる光線は、いずれの方向においても青色光１０Ｂと黄色光１０Ｙの割合が等しくなり、ＬＥＤ光源装置４１の色むらは非常に小さいものとなる。

［実施例２の集合基板製造工程（工程Ｍ１）の説明：図１４］
次に、本発明の実施例２の集合基板の製造工程の詳細を図１４によって説明する。図１４は本発明によって製造されるＬＥＤ光源装置の集合基板を示し、図１４（ａ）は集合基板の平面図であり、図１４（ｂ）は図１４（ａ）の切断線Ｂ−Ｂ’で切断した集合基板の断面図である。

図１４（ａ）（ｂ）に示すように、エポキシ材等の絶縁性材料からなる基板１上に電極２ａ〜２ｅが配置されており、電極２ａ〜２ｅはそれぞれスルーホール３ａ〜３ｅを介して基板１の表面側と裏面側が接続されているものである。また、本実施例においては電極２ａ〜２ｅのそれぞれの間に熱伝導性パターン３０ａ〜３０ｄが配置されている。本実施形態において、熱伝導性パターン３０ａ〜３０ｄは、フラットスルーホールなどで基板１の表面側と裏面側が接続されているものである。ここで、電極２ａは図示するように基板１上に所定の間隔で図面上縦に形成される。また、熱伝導性パターン３０ａは電極２ａ、２ｂに隣接し、熱伝導性パターン３０ｂは、電極２ｂ、２ｃに隣接する形で、電極２ａと同様に基板１上に所定の間隔で図面上縦に形成される。また、熱伝導性パターン３０ｃ〜３０ｄ、電極２ｃ〜２ｅも同様に基板１上に所定の間隔で図面上縦に形成される。

これにより、電極２ａ〜２ｅ、熱伝導性パターン３０ａ〜３０ｄは、基板１上にマトリクス状に形成され、図１４においては、電極２ａ〜２ｅが図面上横方向で５列、図面上縦方向で６行の合計３０個、熱伝導性パターン３０ａ〜３０ｄが図面上横方向で４列、図面上縦方向で６行の合計２４個形成されるが、この個数に限定されるものではなく、基板１の大きさや電極形状等によって任意の数に形成して良い。

また、３ａ〜３ｅは、基板１の表面と裏面の電極２ａ〜２ｅの領域内に形成されるスルーホールである。ここでスルーホール３ａは、電極２ａの領域内に形成され、基板１の表面の電極２ａと裏面の電極２ａを電気的に接続する。また、スルーホール３ｂは、電極２ｂの領域内に形成され、基板１の表面の電極２ｂと裏面の電極２ｂを電気的に接続する。同様に、スルーホール３ｃ〜３ｅは、電極２ｃ〜２ｅのそれぞれの領域内に形成され、基板１の表面の電極２ｃ〜２ｅと裏面の電極２ｃ〜２ｅをそれぞれ電気的に接続する。

また、１１と１２は電極端子であり、基板１上の図面上左右の端部に電極２ａと電極２ｅにそれぞれ接してライン状に形成される。ここで、電極端子１１は電極２ａの端部に接して形成されるので、すべての電極２ａは電極端子１１によって電気的に接続する。また、電極端子１２は電極２ｅの端部にそれぞれ接して形成されるので、すべての電極２ｅは電極端子１２によって電気的に接続する。この電極端子１１、１２は、集合基板に実装されるＬＥＤ素子に電流を供給する端子として用いられるが、詳細は後述する。尚、図１４に示す集合基板の電極パターンは一例を示すものであり、電極パターンの構成は限定されるものではない。

［実施例２のＬＥＤ素子の実装工程（工程Ｍ２）の説明：図１５］
次に、本発明の実施例２のＬＥＤ素子の実装工程の詳細を図１５によって説明する。図１５は本発明の実施例２のＬＥＤ素子の実装工程を示し、図１５（ａ）はＬＥＤ素子が実装された集合基板の平面図であり、図１５（ｂ）はＬＥＤ素子が実装された集合基板の拡大側面図である。

図１５（ａ）（ｂ）に示すように、まず、ＬＥＤ素子の実装工程として、熱伝導性パターン３０ａ〜３０ｄに、ＬＥＤ素子４を接着剤等（図示せず）によって固着し実装する。すなわち、熱伝導性パターン３０ａ〜３０ｄは、図示するようにそれぞれ縦に６個ずつ形成されているので、縦６行、横４列の合計２４個のＬＥＤ素子４が１枚の集合基板に実装される。ここで、ＬＥＤ素子４は実施例２においては、発光波長が一例として４５０ｎｍ程度の青色ダイオードであるものとする。

次に、実装されたＬＥＤ素子４は、ワイヤーボンダ（図示せず）によってワイヤーボンディングされ、接続部材としての金細線によって成るワイヤー５ａと５ｂで、電極２ａ〜２ｅに電気的に接続される。すなわち、図示するように、熱伝導性パターン３０ａに実装されたＬＥＤ素子４のアノード（図示せず）はワイヤー５ａによって電極２ａと電気的に接続され、ＬＥＤ素子４のカソード（図示せず）はワイヤー５ｂによって横隣りの電極２ｂと電気的に接続される。

また同様に、熱伝導性パターン３０ｂに実装されたＬＥＤ素子４のアノード（図示せず）はワイヤー５ａによって電極２ｂと電気的に接続され、ＬＥＤ素子４のカソード（図示せず）はワイヤー５ｂによって横隣りの電極２ｃと電気的に接続される。また同様に、熱伝導性パターン３０ｃに実装されたＬＥＤ素子４と、熱伝導性パターン３０ｄに実装されたＬＥＤ素子４も、ワイヤー５ａ、５ｂによってそれぞれの電極と電気的に接続される。

これにより、図面上横４列のＬＥＤ素子４が、電極２ａ〜２ｅを介して電極端子１１と１２の間で直列に接続されることになる。また同様に、ＬＥＤ素子４は図面上縦方向の６行に実装されているので、６行すべてのＬＥＤ素子４もワイヤー５ａ、５ｂで電極２ａ〜２ｅに接続される。この結果、電極端子１１と１２の間にある４個のＬＥＤ素子４が直列接続された６つの並列接続のグループによって成る、合計２４個のＬＥＤ素子４による回路が形成される。

次に、実施例１と同様にしてポッティング工程（図６参照）と、樹脂硬化工程（図７参照）行う。すると、本実施例における樹脂部材２０は、ＬＥＤ素子４の外形と熱伝導性パターンのパターン形状に沿った形状で、部分的に硬化するものとなる。それは、実施例１では樹脂部材２０に対し主にＬＥＤ素子４から熱エネルギーが放射されるため、樹脂部材２０はＬＥＤ素子４の外形に沿った形状で部分的に硬化するが、本実施例においては、ＬＥＤ素子４から発せられた熱は、直下の熱導電性パターンに伝達し、樹脂部材２０に対しては主にＬＥＤ素子４と熱伝導性パターンの両方の熱エネルギーが放射されるからである。

次に、実施例１で示した図８と同様にして、溶剤の中に上記構成体を浸漬させて、不要の樹脂部材を除去する洗浄工程と、図９と同様にして、熱風等を当てて不要な部分が除去された樹脂部材を乾燥する乾燥工程を行う。

［実施例２の樹脂層の説明：図１６］
次に、上記工程を経て形成された、構成体の樹脂層６’を図１６によって説明する。図１６は本発明の実施例２によって形成されたＬＥＤ光源装置の樹脂層６’を示し、図１６（ａ）は集合基板上のＬＥＤ素子を被覆する樹脂層６’を示す斜視図であり、図１６（ｂ
）は集合基板の拡大側面図であり、集合基板の側面の一部、すなわち、ＬＥＤ素子４の周辺部を示している。

上記工程で掲載された構成体は、樹脂層６’が、ＬＥＤ素子４の直近に形成されてＬＥＤ素子４を直接被覆し、ＬＥＤ素子４と熱導電性パターン３０からの放射熱量の強度分布に応じて、ＬＥＤ素子４と熱導電性パターン３０を覆うように略半円形状に形成される。これにより、樹脂層６’内に分散している蛍光体７によってＬＥＤ素子４からの出射光を、ほぼ均一に波長変換することが出来る形態となる。また本形態によれば、熱伝導性パターン３０のパターン形状を変化させることで、そのパターン形状に沿った形状の樹脂層６’を形成することが可能となる。

仮に、ＬＥＤ素子４の水平方向の断面が正方形であれば、熱伝導性パターン３０を円形もしくは正方形とし、ＬＥＤ素子４が水平方向の断面が長方形であれば、熱伝導性パターン３０をＬＥＤ素子４と長軸をそろえた楕円もしくは長方形とすることで、より樹脂層６’の厚みはＬＥＤ素子４に対してほぼ一様の厚みで形成されることとなる。従って、ＬＥＤ素子４から出射される青色光は、いずれの方向においてもほぼ同じ割合で黄色光に変換される。また、本発明のＬＥＤ光源装置の製造方法は、集合基板上に多数のＬＥＤ素子４を実装し、これらのＬＥＤ素子４を同時に自発光させることで、多数のＬＥＤ素子４を被覆する樹脂層６’を一括して形成することが出来るので、大量生産に好適な製造方法である。

次に、実施例１の図１１と同様にして、ＬＥＤ素子４を封止部材８で封止する封止工程と、図１２と同様にして、集合基板から単個のＬＥＤ素子４毎に切断を行う切断工程を行うことで、図１３に示したＬＥＤ光源装置４１が完成する。

この様に、本発明の実施例２のＬＥＤ光源装置４１の製造方法によれば、実施例１と同様に、ＬＥＤ素子４周りに均一の膜厚の樹脂層６’を、多数個同時に形成することができる。また、この樹脂層６’に熱硬化樹脂を用いているために、ＬＥＤ素子４の発光波長によって限定されることはない。また、本実施例においてはＬＥＤ素子４として４５０ｎｍ付近の青色発光のものを用いたが、これに限るものではなく、いずれの発光波長のＬＥＤ素子４においても製造可能である。また、蛍光体７を含有した樹脂層６’の厚みが均一に出来ることから、ＬＥＤ素子４からの出射光が均一に蛍光体粒子に照射して波長変換が行われ、この結果、混色性が良好で色むらの少ない白色光を発光するＬＥＤ光源装置を製造することが出来る。

また、熱伝導性パターン３０のパターン形状を変化させることで、そのパターン形状に沿った形状の樹脂層６’を形成することが可能となる。ＬＥＤ素子４の形状に合わせて熱伝導性パターン３０のパターン形状を変化させることで、樹脂層６’の厚みをより均一にすることが可能となり、ＬＥＤ光源装置の色むらを非常に小さくすることが可能である。

また、実施例２によるＬＥＤ光源装置およびＬＥＤ光源装置の製造方法は、前述の実施例１によるＬＥＤ光源装置およびＬＥＤ光源装置の製造方法と同様である部分が多く、実施例２においても、実施例１と同様に多くの優れた効果や特徴を備えている。

［実施例２の変形例のＬＥＤ光源装置の説明：図１７］
次に、本発明の実施例２の変形例のＬＥＤ光源装置４２の概略について図１７を用いて説明する。
図１７に示す実施例２のＬＥＤ光源装置４２は、図１３に示したと同様のＬＥＤ光源装置４１の構成に加えて、熱伝導性パターン３０ａに放熱板７０が接続された形態となっている。そして、この熱伝導性パターン３０ａは、フラットスルーホールによって基板１の表側と裏側が接続され、ＬＥＤ素子４からの発熱が熱伝導性パターン３０ａを経由して放熱板７０に伝達し、外部に放熱出来るようになっている。例えば、ＬＥＤ素子４に大電流を流す場合は、光源装置が非常に高温になるため、このような放熱機構を用いることで、ＬＥＤ素子４周辺の熱上昇を抑えることが可能となる。その結果、熱によるＬＥＤ光源装置４２の高輝度化、長寿命化の妨げを防ぐことが可能となる。

なお、この放熱板７０は、実施例１の図７に示した、ＬＥＤ素子４を自発光させることにより、樹脂部材を部分的に硬化させる樹脂硬化工程以降に、基板１の裏面に接続するのが好ましい。それは、樹脂層６’は、ＬＥＤ素子４と熱伝導性パターン３０ａからの熱エネルギーによって硬化するため、樹脂硬化工程時に放熱板７０が接続されていると、ＬＥＤ素子４からの発熱が放熱板７０によって外部に放出されてしまい、樹脂部材を効率良く硬化できなくなってしまうためである。

［実施例３のＬＥＤ光源装置の説明：図１８］
次に、本発明の実施例３のＬＥＤ光源装置の構成を図１８を用い、製造方法を図１９を用いて説明する。尚、実施例３の特徴は、ＬＥＤ素子がｎ−ＵＶ発光のＬＥＤ素子であり、第１、第２、第３の蛍光体を含有する三つの蛍光体層によって白色光を発光するＬＥＤ光源装置を製造することである。また、本実施例の構造において、上述の実施例と同様の箇所に関しては同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。

図１８に示すように、本実施例のＬＥＤ光源装置４３は、基板１にＬＥＤ素子８１が実装され、このＬＥＤ素子８１を被覆して３層から成る蛍光体層が形成され、その蛍光体層を透明性の封止部材８で封止した構造である。ここで、ＬＥＤ素子８１はｎ−ＵＶ発光のＬＥＤ素子であり、蛍光体層はＬＥＤ素子８１の直近から、第１の蛍光体８２を含有した第１の蛍光体層８５、第２の蛍光体８３を含有した第２の蛍光体層８６、第３の蛍光体８４を含有した第３の蛍光体層８７の順で積層されている。ここで、本実施例においては第１の蛍光体８２は赤色蛍光体、第２の蛍光体８３は緑色蛍光体、第３の蛍光体８４は青色蛍光体とする。

ここで、第１の蛍光体層８５、第２の蛍光体層８６、第３の蛍光体層８７の樹脂材料は熱硬化性樹脂であり、第１の蛍光体層８５、第２の蛍光体層８６、第３の蛍光体層８７それぞれは、ＬＥＤ素子８１を発光させたときに発生する熱量により決定した厚みで、ＬＥＤ素子８１の周りを被覆して形成されている。

ここで、ＬＥＤ素子８１からの出射光が、第１の蛍光体層８５に含有される赤色蛍光体である第１の蛍光体８２に入射すると、第１の蛍光体８２はＬＥＤ素子８１からの出射光を吸収して励起し、波長変換光である赤色光９０Ｒを発光して第２の蛍光体層８６と第３の蛍光体層８７、及び透明な封止部材８を通過し外部に出射する。

また、第１の蛍光体８２に入射せず第１の蛍光体層８５を通過したＬＥＤ素子８１からの出射光が、第２の蛍光体層８６に含有される緑色蛍光体である第２の蛍光体８３に入射すると、第２の蛍光体８３はＬＥＤ素子８１からの出射光を吸収して励起し、波長変換光である緑色光９０Ｇを発光して第３の蛍光体層８７、及び透明な封止部材８を通過し外部に出射する。

また、第２の蛍光体８３に入射せず第２の蛍光体層８６を通過したＬＥＤ素子８１からの出射光が、第３の蛍光体層８７に含有される青色蛍光体である第３の蛍光体８４に入射すると、第３の蛍光体８４はＬＥＤ素子８１からの出射光を吸収して励起し、波長変換光である青色光９０Ｂを発光して透明な封止部材８を通過し外部に出射する。これにより、
ＬＥＤ光源装置４３からは、青色光９０Ｂと緑色光９０Ｇと赤色光９０Ｒが発光し、それぞれの光が混合して白色光９０Ｗとして出射される。

このとき、第１の蛍光体層８５、第２の蛍光体層８６、第３の蛍光体層８７の厚みはＬＥＤ素子８１を発光させた際の熱量によって決定されるものであり、ＬＥＤ素子８１の発光層に対していずれもほぼ一様の厚みで形成されている。よって、ＬＥＤ素子８１から出射されるｎ−ＵＶ光は、いずれの方向においてもほぼ同じ割合で各蛍光体層において波長変換されるため、ＬＥＤ光源装置４３から発せられる光線は、いずれの方向においても赤色光、緑色光、青色光の割合が等しくなり、ＬＥＤ光源装置４３の色むらは非常に小さいものとなる。

またこのように、ＬＥＤ素子８１に最も近い第１の蛍光体層８５に長波長を発光する赤色蛍光体を含有し、その外側の第２の蛍光体層８６に中間波長を発光する緑色蛍光体を含有し、最表面の第３の蛍光体層８７に短波長を発光する青色蛍光体を含有することによって、各蛍光体による波長変換光の相互作用の影響を抑制出来るので、蛍光体の２次励起を抑えてＬＥＤの発光効率を向上させることが出来る。これにより、輝度ばらつきが少なく高輝度高出力のＬＥＤ光源装置を実現することが出来る。

また、ＲＧＢを発光するそれぞれ蛍光体が各蛍光体層毎に分離して含有されるので、それぞれの蛍光体層に含有する同一の蛍光体粒子が各層内で均一に分散される。すなわち、各蛍光体層には、比重や粒径が等しい同一の蛍光体粒子が含有されるので、蛍光体粒子が層内で偏ったりせず均一に分散される。これにより、蛍光体粒子が均一に分散した蛍光体層が積層されるので、ＬＥＤ素子８１からの出射光が均一に各層の蛍光体粒子に照射して波長変換が行われ、この結果、混色性が良好で色むらの少ない白色光を発光するＬＥＤ光源装置を実現することが出来る。

次に、本実施例におけるＬＥＤ光源装置の製造工程の概略を図１９によって説明する。図１９は本発明の実施例３の製造工程の全体概略を示すフローチャートである。尚、実施例３の製造方法は、基本的に実施例１と同様であるので、前述の実施例１の製造工程を説明する図２と比較し、実施例１と異なる製造工程だけを説明する。

まず、集合基板製造工程（工程Ｍ１）とＬＥＤ素子実装工程（工程Ｍ２）を行う。これら工程は、実施例１と同様であるので、ここでの説明は省略する。次に行うポッティング工程（工程Ｍ３）も、実施例１と同様であるが、本実施例においては赤色蛍光体である第１の蛍光体８２を含有した熱硬化性樹脂をポッティングする。次に、実施例１と同様にして、樹脂硬化工程（工程M４）、洗浄工程（工程Ｍ５）、乾燥工程（工程Ｍ６）を行うことで、第１の実施例で示した（図１０）と同様に、第１の蛍光体層が形成される。

次に、図１９におけるループＬ１によって、乾燥工程（工程Ｍ６）からポッティング工程（工程Ｍ３）に戻り、第２の蛍光体層を形成する。すなわち、緑色蛍光体である第２の蛍光体８３を含有した熱硬化性樹脂をポッティングし、樹脂硬化工程（工程M４）、洗浄工程（工程Ｍ５）、乾燥工程（工程Ｍ６）を行うことで、第２の蛍光体層を形成する。同様に、ループＬ１によって乾燥工程（工程Ｍ６）からポッティング工程（工程Ｍ３）に戻り、第３の蛍光体層を形成する。ここまでの工程により、３層の積層構造の蛍光体層が形成される。

次に行うのが、封止工程（工程Ｍ７）と切断工程（工程Ｍ８）であるが、実施例１と同様であるので、説明は省略する。以上の工程を経て、本実施例のＬＥＤ光源装置は製造される。

このように、ＬＥＤ素子８１に最も近い第１の蛍光体層８５に長波長を発光する赤色蛍光体を含有し、その外側の第２の蛍光体層８６に中間波長を発光する緑色蛍光体を含有し、最表面の第３の蛍光体層８７に短波長を発光する青色蛍光体を含有することによって、各蛍光体による波長変換光の相互作用の影響を抑制出来るので、蛍光体の２次励起を抑えてＬＥＤの発光効率を向上させることが出来る。これにより、輝度ばらつきが少なく高輝度高出力のＬＥＤ光源装置を製造することが出来る。

また、ＲＧＢを発光するそれぞれ蛍光体が各蛍光体層毎に分離して含有されるので、それぞれの蛍光体層に含有する同一の蛍光体粒子が各層内で均一に分散される。すなわち、各蛍光体層には、比重や粒径が等しい同一の蛍光体粒子が含有されるので、蛍光体粒子が層内で偏ったりせず均一に分散される。これにより、蛍光体粒子が均一に分散した蛍光体層が積層されるので、ＬＥＤ素子８１からの出射光が均一に各層の蛍光体粒子に照射して波長変換が行われ、この結果、混色性が良好で色むらの少ない白色光を発光するＬＥＤ光源装置を製造することが出来る。

また、ＬＥＤ素子８１を被覆する第１、第２、第３の蛍光体層８５、８６、８７のそれぞれの膜厚は、ＬＥＤ素子８１の発熱量に応じて決定されるので、各蛍光体層の膜厚を容易に制御でき、この結果、発光の色味調整が簡単で、色バランスが最適な白色のＬＥＤ光源装置を製造することが出来る。また、蛍光体層はＬＥＤ素子８１に近い比較的狭い領域に形成されるので、ＬＥＤ光源装置の小型薄型化を容易に実現できる製造方法である。

また、実施例３によるＬＥＤ光源装置およびＬＥＤ光源装置の製造方法は、前述の実施例１によるＬＥＤ光源装置およびＬＥＤ光源装置の製造方法と同様である部分が多く、実施例３においても、実施例１と同様に多くの優れた効果や特徴を備えている。

本実施例の製造方法では、赤色蛍光体である第１の蛍光体を含む第１の蛍光体層、緑色蛍光体である第２の蛍光体を含む第２の蛍光体層、青色蛍光体である第３の蛍光体を含む第３の蛍光体層を順次積層した例を示したが、これら第１から第３の蛍光体層の積層順を代えた形態としても良い。その場合は、波長変換光の相互作用による問題の悪化することに留意する必要がある。

また、本発明によって製造されるＬＥＤ光源装置は、実施例において白色光を発光することを前提に説明したが、本発明の製造方法によるＬＥＤ光源装置の出射光は白色光に限定されるものではなく、他の色の光を発光するＬＥＤ光源装置であっても良い。また、本発明によって製造されるＬＥＤ光源装置は、ワイヤーボンディングによる実装に限定されず、例えば、フリップチップ実装等によるＬＥＤ光源装置にも適用される。尚、本発明の実施例で示したフローチャートや正面図、側面図等は、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を満たすものであれば、任意に変更してよい。

本発明のＬＥＤ光源装置の製造方法は、混色性が良好で色むらが少ない白色ＬＥＤ光源装置を提供出来るため、液晶カラーテレビや携帯型電子機器等のバックライト用白色光源装置や、照明用の白色光源装置の製造方法として好適である。

１ 基板
２ａ〜２ｅ 電極
３ａ〜３ｅ スルーホール
４ ＬＥＤ素子
５ａ、５ｂ ワイヤー
６、６’ 樹脂層
７ 蛍光体
８ 封止部材
１０Ｂ 青色光
１０Ｙ 黄色光
１０Ｗ 白色光
１１、１２ 電極端子
２０ 樹脂部材
３０、３０ａ〜３０ｄ 熱伝導性パターン
４０、４１、４２、４３ ＬＥＤ光源装置
５０ ディスペンサ
５１ 有機溶剤
５２ 熱
７０ 放熱板
８１ ｎ−ＵＶＬＥＤ素子
８２ 第１の蛍光体
８３ 第２の蛍光体
８４ 第３の蛍光体
８５ 第１の蛍光体層
８６ 第２の蛍光体層
８７ 第３の蛍光体層
９０Ｒ 赤色光
９０Ｇ 緑色光
９０Ｂ 青色光
９０Ｗ 白色光

Claims (10)

1. ＬＥＤ素子を被覆する樹脂層を有するＬＥＤ光源装置において、
   前記樹脂層は、蛍光体が混入された熱硬化性材料でもって、前記ＬＥＤ素子を発光させたときに発生する熱量により決定した厚みで、前記ＬＥＤ素子の周りを被覆して形成されている
   ことを特徴とするＬＥＤ光源装置。
2. 前記ＬＥＤ素子は、前記ＬＥＤ素子で発生する熱が伝わる熱伝導性パターンに実装されており、
   前記樹脂層は、前記熱伝導性パターンが形成された領域の全てを覆って、前記ＬＥＤ素子を被覆して形成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ光源装置。
3. 前記熱伝導性パターンは、前記ＬＥＤ素子に電気的に接続される一対の電極の内の一方である
   ことを特徴とする請求項２に記載のＬＥＤ光源装置。
4. 前記熱伝導性パターンには、基板に形成されたスルーホールを介して、放熱板が接続されている
   ことを特徴する請求項２または３に記載のＬＥＤ光源装置。
5. 前記樹脂層を被覆する、透明性の封止部材を更に有する
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のＬＥＤ光源装置。
6. ＬＥＤ素子を被覆する樹脂層を有するＬＥＤ光源装置の製造方法において、
   熱硬化性樹脂からなる樹脂部材を、前記ＬＥＤ素子を被覆して塗布する樹脂塗布工程と、
   前記ＬＥＤ素子周りの前記樹脂部材を、前記ＬＥＤ素子を発光させたときに発生する熱により部分的に硬化させる部分硬化工程と、
   前記樹脂部材の内の未硬化部分を除去して、前記ＬＥＤ素子を被覆する樹脂層を形成する工程と、を有する
   ことを特徴とするＬＥＤ光源装置の製造方法。
7. 前記ＬＥＤ素子を発光させたときに発生する熱を伝えるための熱伝導性パターンの表面に前記ＬＥＤ素子を実装するＬＥＤ素子実装工程を、前記樹脂塗布工程の前に有し、
   前記部分硬化工程は、前記熱伝導性パターンの形状に沿って、前記ＬＥＤ素子周りの前記樹脂部材を、部分的に硬化させる工程である
   ことを特徴とする請求項６に記載のＬＥＤ光源装置の製造方法。
8. 前記樹脂層には、蛍光体が混入されている
   ことを特徴とする請求項６または７に記載のＬＥＤ光源装置の製造方法。
9. 前記樹脂層を、更に透明性の封止部材で封止する
   ことを特徴とする請求項８に記載のＬＥＤ光源装置の製造方法。
10. 前記ＬＥＤ光源装置を集合基板に複数個並べ、多数個同時に自発光させることにより、個々のＬＥＤ素子の周りに、前記決定した膜厚の前記樹脂層を形成する
    ことを特徴とする請求項６から９のいずれか一項に記載のＬＥＤ光源装置の製造方法。

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