(57)【要約】【課題】光の取り出し効率を向上させたＬＥＤ照明光源を提供する。【解決手段】基板１１上に実装されたＬＥＤチップ１２と、ＬＥＤチップ１２を覆う蛍光体樹脂部１３と、蛍光体樹脂部１３を覆う透光性樹脂部２０とを備え、蛍光体樹脂部１３は、ＬＥＤチップ１２から出射された光を当該光の波長よりも長い波長の光に変換する蛍光体と、蛍光体を分散させる樹脂とから構成されており、透光性樹脂部２０の上面は、凹凸２１を有するように形成されている、ＬＥＤ照明光源１００である。【選択図】図６
2006024615.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に実装されたＬＥＤチップと、
前記ＬＥＤチップを覆う蛍光体樹脂部と、
前記蛍光体樹脂部を覆う透光性樹脂部と
を備え、
前記蛍光体樹脂部は、前記ＬＥＤチップから出射された光を当該光の波長よりも長い波長の光に変換する蛍光体と、前記蛍光体を分散させる樹脂とから構成されており、
前記透光性樹脂部の上面は、凹凸を有するように形成されている、ＬＥＤ照明光源。
【請求項２】
さらに、前記透光性樹脂部を覆うレンズが形成されている、請求項１に記載のＬＥＤ照明光源。
【請求項３】
前記レンズは、前記透光性樹脂部を構成する樹脂とは異なる樹脂から構成されており、
前記レンズを構成する前記樹脂の屈折率は、前記透光性樹脂部を構成する樹脂の屈折率よりも大きい、請求項２に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項４】
前記レンズを構成する前記樹脂は、エポキシ樹脂である、請求項３に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項５】
前記透光性樹脂部の前記上面に形成された前記凹凸は、前記ＬＥＤチップ及び前記蛍光体樹脂部から発せられる光の脱出確率を高める機能を有する、請求項１から４の何れか一つに記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項６】
前記透光性樹脂部の前記凹凸が形成された部分を除いた形状と、前記蛍光体樹脂部の形状は、略相似形である、請求項１に記載のＬＥＤ照明光源。
【請求項７】
前記略相似形の形状は、略円柱形状である、請求項６に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項８】
さらに、前記透光性樹脂部を収納する開口部が設けられた反射板を前記基板上に備えており、
前記開口部を規定する側面が、前記ＬＥＤチップから出射される光を反射する反射面となっている、請求項１に記載のＬＥＤ照明光源。
【請求項９】
前記反射面と前記透光性樹脂部の側面とは離間している、請求項８に記載のＬＥＤ照明光源。
【請求項１０】
前記ＬＥＤチップは、ベアチップＬＥＤであり、
前記ベアチップＬＥＤは、二次元的に配列されて、前記基板にフィリップチップ実装されている、請求項１から８の何れか一つに記載のＬＥＤ照明光源。
【請求項１１】
複数のＬＥＤチップが二次元的に配列された基板を用意する工程（ａ）と、
前記複数のＬＥＤチップのそれぞれを覆う蛍光体樹脂部を同一方式にて前記基板上に形成する工程（ｂ）と、
前記蛍光体樹脂部を被覆する透光性樹脂部を同一方式にて前記基板上に形成する工程（ｃ）と、
前記透光性樹脂部の上面に、凹凸を形成する工程（ｄ）と
を包含する、ＬＥＤ照明光源の製造方法。
【請求項１２】
前記工程（ｃ）と前記工程（ｄ）とは、同時に実行される、請求項１１に記載のＬＥＤ照明装置の製造方法。
【請求項１３】
前記工程（ｃ）において、前記透光性樹脂部は、前記蛍光体樹脂部と略相似形となるように形成される、請求項１１に記載のＬＥＤ照明光源の製造方法。
【請求項１４】
前記略相似形の形状は、略円柱形状である、請求項１３に記載のＬＥＤ照明光源の製造方法。
【請求項１５】
前記複数のＬＥＤチップは、それぞれ、ベアチップＬＥＤであり、
前記ベアチップＬＥＤは、前記基板にフィリップチップ実装されている、請求項１１から１４の何れか一つに記載のＬＥＤ照明光源の製造方法。
【請求項１６】
前記工程（ｂ）および前記工程（ｃ）は、印刷方式によって実行される、請求項１１から１５の何れか一つに記載のＬＥＤ照明光源の製造方法。
【請求項１７】
前記工程（ｄ）の後、前記透光性樹脂部をモールドするように、レンズを形成する工程を実行する、請求項１１から１６の何れか一つに記載のＬＥＤ照明光源の製造方法。
【請求項１８】
複数のＬＥＤチップが二次元的に配列された基板を用意する工程（ａ）と、
前記複数のＬＥＤチップのそれぞれを覆う蛍光体樹脂部を同一方式にて前記基板上に形成する工程（ｂ）と、
前記蛍光体樹脂部を被覆できる透光性樹脂部の一部に、凹凸を形成する工程（ｄ’）と、
前記凹凸が形成された透光性樹脂部を、前記蛍光体樹脂部に覆うように、前記基板上に配置する工程（ｃ’）と
を包含する、ＬＥＤ照明光源の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ照明光源の製造方法およびＬＥＤ照明光源に関する。特に、一般照明用の白色ＬＥＤ照明光源の製造方法および白色ＬＥＤ照明光源に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード素子（以下、「ＬＥＤ素子」と称する。）は、小型で効率が良く鮮やかな色の発光を示す半導体素子であり、優れた単色性ピークを有している。ＬＥＤ素子を用いて白色発光をさせる場合、例えば赤色ＬＥＤ素子と緑色ＬＥＤ素子と青色ＬＥＤ素子とを近接して配置させて拡散混色を行わせる必要があるが、各ＬＥＤ素子が優れた単色性ピークを有するがゆえに、色ムラが生じやすい。すなわち、各ＬＥＤ素子からの発光が不均一で混色がうまくいかないと、色ムラが生じた白色発光となってしまう。このような色ムラの問題を解消するために、青色ＬＥＤ素子と黄色蛍光体とを組み合わせて白色発光を得る技術が開発されている（例えば、特許文献１、特許文献２）。
【０００３】
この特許文献１に開示されている技術によれば、青色ＬＥＤ素子からの発光と、その発光で励起され黄色を発光する黄色蛍光体からの発光とによって白色発光を得ている。この技術では、１種類のＬＥＤ素子だけを用いて白色発光を得るので、複数種類のＬＥＤ素子を近接させて白色発光を得る場合に生じる色ムラの問題を解消することができる。
【０００４】
特願２００２−３２４３１３号明細書（出願人；松下電器産業株式会社）には、特許文献２に開示された砲弾型ＬＥＤ照明光源が有する色ムラの問題を解決することができるＬＥＤ照明光源が開示されている。まず、この色ムラの問題を解消できるＬＥＤ照明光源について説明する。
【０００５】
特許文献２に開示された砲弾型ＬＥＤ照明光源は、図１に示すような構成を有している。すなわち、図１に示した砲弾型ＬＥＤ照明光源２００は、ＬＥＤ素子１２１と、ＬＥＤ素子１２１をカバーする砲弾型の透明容器１２７と、ＬＥＤ素子１２１に電流を供給するためのリードフレーム１２２ａ、１２２ｂとから構成されており、そして、ＬＥＤ素子１２１が搭載されるフレーム１２２ｂのマウント部には、ＬＥＤ素子１２１の発光を矢印Ｄの方向に反射するカップ型反射板１２１が設けられている。ＬＥＤ素子１２１は、蛍光物質１２６が分散してなる第１の樹脂部１２４によって封止されており、第１の樹脂部１２４は、第２の樹脂部によって覆われている。ＬＥＤ素子１２１から青色が発光される場合に、その光によって蛍光物質１２６が黄色を発光すると、両方の色が混じりあって白色が得られる。しかしながら、第１の樹脂部１２４はＬＥＤ素子１２１を封止するようにカップ型反射板１２３内に充填させた後に硬化させて形成する関係上、図２に拡大して示すように、第１の樹脂部１２４の上面に凹凸が生じやすく、その結果、蛍光物質１２６を含有する樹脂の厚さにムラが生じて、ＬＥＤ素子１２１からの光が第１の樹脂部１２４を通過する経路（例えば、光路Ｅ、Ｆ）上に存在する蛍光物質１２６の量がばらつき色ムラを招くことになる。
【０００６】
そのような問題を解消するために、特願２００２−３２４３１３号明細書に開示したＬＥＤ照明光源では、蛍光物質が分散された樹脂部の側面から、光反射部材（反射板）の反射面を離間させるように構成されている。図３（ａ）および（ｂ）は、特許文献５に開示されたＬＥＤ照明光源の一例を示す側面断面図および上面図である。図３（ａ）および（ｂ）に示したＬＥＤ照明光源２５０では、基板１１１に実装されたＬＥＤ素子１１２が、蛍光物質が分散された樹脂部１１３によって覆われている。基板１１１には、反射面１５１ａを有する反射板１５１が貼り付けされており、そして、樹脂部１１３の側面と、反射板１５１の反射面１５１ａとは離間して形成されている。樹脂部１１３の側面が反射板１５１の反射面１５１ａと離間して形成されていることによって、反射板１５１の反射面１５１ａの形状によって拘束されずに樹脂部１１３の形状を自由に設計することができ、その結果、色ムラを軽減する効果を発揮することができる。
【特許文献１】特開平１０−２４２５１３号公報
【特許文献２】特許第２９９８６９６号明細書
【特許文献３】特開２００３−２３１７６号公報
【特許文献４】特開２００１−２１７４６７号公報
【特許文献５】特開２００２−３１９７０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述の手段を講じることにより、色ムラの問題は抑制・緩和できるようになったが、ＬＥＤ照明光源には、さらにまだ課題がある。それは、光束アップの要求に応えることである。
【０００８】
まず、光束をアップするには、ＬＥＤ素子１１２の数を増やすことが考えられる。つまり、図３に示した構成を、図４に示すように複数個マトリクス状に配置して、ＬＥＤ素子１１２の数を増やすことにより、光束を向上させることができる。図４に示したＬＥＤ照明光源２５０では、ＬＥＤ素子１１２を覆う樹脂部１１３が基板１１１上に行列状に配列され、そして、各樹脂部１１３に対応する反射面１５１ａを持った反射板１５１が基板１１１に貼り付けられる。このような構成にすると、複数個のＬＥＤ素子の光束を利用できるので、今日広く普及している一般照明用光源（例えば、白熱電球や蛍光ランプ）と同程度の光束を得ることが容易となる。
【０００９】
しかしながら、ＬＥＤ素子の数を多くして、光束の向上を図る場合、ＬＥＤ照明光源のコストが高くなってしまったり、数多くのＬＥＤ素子から出る熱に対する放熱対策をより十分に講じる必要がでてくる。また、ＬＥＤ素子の数を多く配置する場合でも、個々のＬＥＤ素子の光束がアップできれば、当然、ＬＥＤ照明光源の光束の向上につながることになる。
【００１０】
個々のＬＥＤ素子に着目すると、ＬＥＤ素子には、光の取り出し効率が低く、その結果、外部量子効率が低いという問題が存在する（例えば、特許文献３、特許文献４など）。すなわち、ＬＥＤ素子を構成する半導体材料の屈折率（ｎ＝約３）が、周囲の材料の屈折率（ｎ＝約１〜１．５）よりも大きいため、スネルの法則（屈折の法則）より、臨界角が非常に小さくなり、一部の光しか外部放射されず、それ以外の多くの光は熱に変換されてしまい、それゆえ、外部量子効率が低くなるのである。
【００１１】
例えば、特許文献４に記載された例で述べると、半導体の屈折率ｎ１が３．４で、その周囲材料の屈折率ｎ２が１．５のとき、臨界角θｃ＝ｓｉｎ−１（ｎ２／ｎ１）より、臨界角θｃは、２７°となる。これによれば、角度２７°の円錐体内の光だけが半導体表面から出射されるのであるから、光の出力効率は制限を受けることになる。
【００１２】
そこで、特許文献４では、光線の臨界角入射の確率を増やすために、図５に示すように、粗い表面３２８を有する透明基板３０２をＬＥＤチップ３００の第１表面３２２に配置することにより、出光表面を凹凸にして、入射光が臨界角に入る確率を増加できるようにしている。
【００１３】
なお、図５に示した構成では、ＬＥＤチップ３００の第２表面３２４に透明オーミック電極３０４および反射膜３０６が順次積層されている。第１接触電極３０８ａと第２接触電極３０８ｂは、それぞれ、反射膜３０６とＬＥＤチップ３０８の外側に配置されている。そして、第１接触電極３０８ａおよび第２接触電極３０８ｂは、はんだペースト３１２を介してサブマウント３１０条の導電線３１４に電気的に接続されている。透明電極３０２の粗い表面３２８上には反射防止膜３２６が形成されている。
【００１４】
また、ＬＥＤチップ３００、サブマウント３１０及びその他の部品は、リードフレーム３１６のカップ３３０内に搭載される。サブマウント３１０上の導電線３１４とリードフレーム３１６とは、リード線３１８を用いたワイヤーボンディングにて電気的に接続されている。リードフレーム３１６のカップ３３０内には、蛍光樹脂体３２０が充填されており、ＬＥＤチップ３００が発する波長の光の一部が吸収され、これに相当する光線が発生されて、白色光が生成する。
【００１５】
図５に示した構成によると、カップ３３０に蛍光樹脂体３２０を充填する構成であるので、図２を用いて上記で説明したように色ムラの問題を解消することが難しい。また、図５に示した構成を、図１に示した構成に適用した場合、蛍光体樹脂部３２０から発する光の取り出し効率は向上するが、例えば第２の樹脂部１２５や砲弾型の透明容器１２７によって光の出力効率は制限を受けることについては何ら配慮がされていない。
【００１６】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、従来とは異なる観点から、光の取り出し効率を向上して外部量子効率を高くすることができるＬＥＤ照明光源およびその製造方法を提供することにある。本発明の他の目的は、さらに、色ムラを抑制しつつ、光の取り出し効率を向上できるＬＥＤ照明光源およびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明のＬＥＤ照明装置は、基板上に実装されたＬＥＤチップと、前記ＬＥＤチップを覆う蛍光体樹脂部と、前記蛍光体樹脂部を覆う透光性樹脂部と、前記透光性樹脂部をモールドするように形成されたレンズとを備え、前記蛍光体樹脂部は、前記ＬＥＤチップから出射された光を当該光の波長よりも長い波長の光に変換する蛍光体と、前記蛍光体を分散させる樹脂とから構成されており、前記透光性樹脂部の上面は、凹凸を有するように形成されている。
【００１８】
さらに、前記透光性樹脂部を覆うレンズが形成されていることが好ましい。
【００１９】
ある好適な実施形態において、前記レンズは、前記透光性樹脂部を構成する樹脂とは異なる樹脂から構成されており、前記レンズを構成する前記樹脂の屈折率は、前記透光性樹脂部を構成する樹脂の屈折率よりも大きい。
【００２０】
ある好適な実施形態において、前記レンズを構成する前記樹脂は、エポキシ樹脂である。
【００２１】
ある好適な実施形態において、前記透光性樹脂部の前記上面に形成された前記凹凸は、前記ＬＥＤチップ及び前記蛍光体樹脂部から発せられる光の脱出確率を高める機能を有する。
【００２２】
前記透光性樹脂部の前記凹凸が形成された部分を除いた形状と、前記蛍光体樹脂部の形状は、略相似形であることが好ましい。
【００２３】
ある好適な実施形態において、前記略相似形の形状は、略円柱形状である。
【００２４】
ある好適な実施形態では、さらに、前記透光性樹脂部を収納する開口部が設けられた反射板を前記基板上に備えており、前記開口部を規定する側面が、前記ＬＥＤチップから出射される光を反射する反射面となっている。
【００２５】
前記反射面と前記透光性樹脂部の側面とは離間していることが好ましい。
【００２６】
前記ＬＥＤチップは、ベアチップＬＥＤであり、前記ベアチップＬＥＤは、二次元的に配列されて、前記基板にフィリップチップ実装されていることが好ましい。
【００２７】
本発明のＬＥＤ照明装置の製造方法は、複数のＬＥＤチップが二次元的に配列された基板を用意する工程（ａ）と、前記複数のＬＥＤチップのそれぞれを覆う蛍光体樹脂部を同一方式にて前記基板上に形成する工程（ｂ）と、前記蛍光体樹脂部を被覆する透光性樹脂部を同一方式にて前記基板上に形成する工程（ｃ）と、前記透光性樹脂部の上面に、凹凸を形成する工程（ｄ）とを包含する。
【００２８】
ある好適な実施形態では、前記工程（ｃ）と前記工程（ｄ）とは同時に実行される。
【００２９】
前記工程（ｃ）において、前記透光性樹脂部は、前記蛍光体樹脂部と略相似形となるように形成される。
【００３０】
ある好適な実施形態において、前記略相似形の形状は、略円柱形状である。
【００３１】
ある好適な実施形態において、前記複数のＬＥＤチップは、それぞれ、ベアチップＬＥＤであり、前記ベアチップＬＥＤは、前記基板にフィリップチップ実装されている。
【００３２】
前記工程（ｂ）および前記工程（ｃ）は、印刷方式によって実行されることが好ましい。
【００３３】
前記工程（ｄ）の後、前記透光性樹脂部をモールドするように、レンズを形成する工程を実行することが好ましい。
【００３４】
本発明の他のＬＥＤ照明装置の製造方法は、複数のＬＥＤチップが二次元的に配列された基板を用意する工程（ａ）と、前記複数のＬＥＤチップのそれぞれを覆う蛍光体樹脂部を同一方式にて前記基板上に形成する工程（ｂ）と、前記蛍光体樹脂部を被覆できる透光性樹脂部の一部に、凹凸を形成する工程（ｄ’）と、前記凹凸が形成された透光性樹脂部を、前記蛍光体樹脂部に覆うように、前記基板上に配置する工程（ｃ’）とを包含する。
【００３５】
さらに、前記透光性樹脂部を覆うレンズが形成されていることが好ましい。
【００３６】
ある実施形態では、前記透光性樹脂部の上に蛍光体を形成してもよい。
【００３７】
ある実施形態において、前記ＬＥＤチップは、前記基板上に、二次元的に配列されている。前記ＬＥＤチップは、マトリックス状に配列することができる。あるいは、前記ＬＥＤチップは、略同心円状または渦巻き状に配列してもよい。
【００３８】
ある実施形態において、前記ＬＥＤチップは、ベアチップＬＥＤであり、前記ベアチップＬＥＤは、前記基板にフィリップチップ実装されている。
【００３９】
ある実施形態において、前記ＬＥＤチップは、波長３８０ｎｍから７８０ｎｍの可視領域の範囲内にピーク波長を有する光を出射し、前記蛍光体は、波長３８０ｎから７８０ｎｍの可視領域の範囲内で、前記ＬＥＤチップの前記ピーク波長とは異なるピーク波長を有する光を出射する。
【００４０】
ある実施形態において、前記複数のＬＥＤチップのそれぞれは、青色の光を出射する青色ＬＥＤ素子であり、前記蛍光体は、黄色の光に変換する黄色蛍光体である。
【発明の効果】
【００４１】
本発明のＬＥＤ照明光源によれば、蛍光体樹脂部を覆う透光性樹脂部の上面に凹凸が形成されているので、蛍光体樹脂部から出射された臨界角入射の確率を増やすことができ、その結果、光の取り出し効率を向上して外部量子効率を高くすることができる。すなわち、透光性樹脂部の上面に形成された凹凸は、ＬＥＤチップ及び蛍光体樹脂部から発せられる光の脱出確率を高める機能を有しており、これにより、出力効率の制限を緩和することができる。
【００４２】
また、透光性樹脂部を収納する開口部が設けられた反射板の反射面と、透光性樹脂部の側面とが離間している場合には、蛍光体樹脂部の形状を、反射板４０の反射面４２の形状によって拘束されずに自由に設計することができるので、蛍光体樹脂部の厚さのムラに起因して生じる色ムラを軽減する効果を得ることが可能となる。なお、本発明では、蛍光体樹脂部の上面に凹凸を形成せずに、透光性樹脂部の上面に凹凸を形成しているので、蛍光体樹脂部の形状変化による色ムラの発生を抑制することができる。
【００４３】
本発明のＬＥＤ照明光源の製造方法では、基板に配列された複数のＬＥＤチップのそれぞれを覆う蛍光体樹脂部を同一方式にて形成し、次いで、蛍光体樹脂部を被覆する透光性樹脂部を同一方式にて形成し、そして、透光性樹脂部の上面に凹凸を形成するので、光の取り出し効率を向上して外部量子効率を高くすることができるＬＥＤ照明光源を簡便に製造することができる。
【００４４】
蛍光体樹脂部を形成する工程と、透光性樹脂部を形成する工程とを実行する上で、印刷方式を用いれば、数多くのものを一括で形成することができ、便利である。また、両工程ともに印刷方式を用いることにより、専ら版を変えるだけで、両工程をつなげることができるので、スループットが良好なものとなる。また、透光性樹脂部を形成する工程と、透光性樹脂部の上面に凹凸を形成する工程とを一括して実行することも可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
本願発明者は、蛍光体が分散された樹脂部からの光がその周囲へと発せられる際における光線の臨界角入射の確率（光の脱出確率）を増やして、ＬＥＤ照明光源における光の取り出し効率および外部量子効率を向上させることを考えた。ここで、従来のＬＥＤチップに凹凸を形成する方法を転用して、蛍光体樹脂部に凹凸を形成したとすれば、蛍光体樹脂部の形状変化による色ムラの発生が発生することにもなりかねない。そこで、本願発明者は、蛍光体樹脂部に加工を施さずに、そこに新たな膜（透光性樹脂部）を形成して、その透光性樹脂部に凹凸を形成することにより、光の取り出し効率および外部量子効率を向上させることを想到し、本発明に至った。
【００４６】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面においては、説明の簡潔化のため、実質的に同一の機能を有する構成要素を同一の参照符号で示す。なお、本発明は以下の実施形態に限定されない。
【００４７】
（実施形態１）
図６および図７を参照しながら、本発明の実施形態に係るＬＥＤ照明光源について説明する。
【００４８】
図６は、本実施形態のＬＥＤ照明光源１００の構成を模式的に示している。ＬＥＤ照明光源１００は、基板１１上に実装されたＬＥＤチップ１２と、ＬＥＤチップ１２を覆う蛍光体樹脂部１３と、蛍光体樹脂部１３を覆う透光性樹脂部２０とから構成されている。透光性樹脂部２０の上面には、凹凸２１が形成されている。また、蛍光体樹脂部１３は、ＬＥＤチップ１２から出射された光を当該光の波長よりも長い波長の光に変換する蛍光体（蛍光物質）と、蛍光体を分散させる樹脂とから構成されている。
【００４９】
本実施形態においては、透光性樹脂部２０の凹凸２１が形成された部分を除いた形状と、蛍光体樹脂部１３の形状とは、略相似形であり、図６に示した例では、透光性樹脂部２０および蛍光体樹脂部１３のそれぞれの形状は、円柱形状または略円柱形状である。また、ＬＥＤチップ１２は、ベアチップＬＥＤであり、基板１１にフィリップチップ実装されている。
【００５０】
図７は、図６に示した構成に加えて、反射板４０とレンズ２２が設けられたものである。より詳細に述べると、透光性樹脂部２０が形成された蛍光体樹脂部１３を収納する開口部４４が設けられた反射板４０が基板１１上に搭載されており、ここで、反射板４０の開口部４４を規定する側面が、ＬＥＤチップ１２および蛍光体樹脂部１３から出射される光を反射する反射面４２となっている。なお、反射面４２と透光性樹脂部２０の側面とは離間している。また、凹凸２１が形成された透光性樹脂部２０をモールドするように、集光機能を有するレンズ２２が形成されている。すなわち、レンズ２２は、開口部４４に充填されて透光性樹脂部２０を被覆するように形成されている。
【００５１】
本実施形態において、レンズ２２は、透光性樹脂部２０を構成する樹脂とは異なる樹脂から構成されており、レンズ２２を構成する樹脂の屈折率は、透光性樹脂部２０を構成する樹脂の屈折率よりも大きい。レンズ２２は、例えば、エポキシ樹脂から構成されている。なお、透光性樹脂部２０は、例えば、シリコーン樹脂から構成することができる。
【００５２】
本実施形態のＬＥＤ照明光源１００によれば、透光性樹脂部２０の上面に形成された凹凸２１が、ＬＥＤチップ１２及び蛍光体樹脂部１３から発せられる光の脱出確率を高める機能を有している。換言すると、凹凸２１によって、蛍光体樹脂部１３から出射された臨界角入射の確率を増やすことができ、その結果、光の取り出し効率を向上して外部量子効率を高くすることができる。また、外部量子効率を高くできることにより、外部放射されずに熱に変換されてしまっていた量を減らすことができ、それゆえ、熱による樹脂の劣化を緩和することにも役に立っている。
【００５３】
さらに、光の脱出確率を高める上で、蛍光体樹脂部１３に凹凸を設けずに、その上に形成された透光性樹脂部２０に凹凸２１を設けることによって、蛍光体樹脂部の形状変化による色ムラの発生を防止することができる。
【００５４】
本実施形態の構成を詳述すると、次の通りである。本実施形態におけるＬＥＤチップ１２は波長３８０ｎｍから７８０ｎｍの可視領域の範囲内にピーク波長を有する光を出射するＬＥＤ素子であり、蛍光体樹脂部１３中に分散されている蛍光体は、波長３８０ｎから７８０ｎｍの可視領域の範囲内で、ＬＥＤチップ１２のピーク波長とは異なるピーク波長を有する光を出射する蛍光体である。本実施形態におけるＬＥＤチップ１２は、青色の光を出射する青色ＬＥＤチップであり、そして、蛍光体樹脂部１３に含有されている蛍光体は、黄色の光に変換する黄色蛍光体であり、両者の光によって白色の光が形成される。また、本実施形態におけるＬＥＤチップ１２は、窒化ガリウム（ＧａＮ）系材料からなるＬＥＤチップであり、例えば波長４６０ｎｍの光を出射する。ＬＥＤチップ１２として青色を発するＬＥＤチップを用いる場合、蛍光体としては、（Ｙ・Ｓｍ）３（Ａｌ・Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅ、（Ｙ０．３９Ｇｄ０．５７Ｃｅ０．０３Ｓｍ０．０１）３Ａｌ５Ｏ１２などを好適に用いることができる。
【００５５】
透光性樹脂部２０は、例えば、シリコーン樹脂から構成されている。シリコーン樹脂は、エポキシ樹脂等よりも耐熱性に優れており、ＬＥＤチップ１２からの熱の影響に耐えることができる点で好ましい。また、シリコーン樹脂製の透光性樹脂部２０を介在させることによって、レンズ２２が高熱で変性（着色）する場合において、レンズ２２の熱的変性を緩和できる効果も有している。透光性樹脂部２０の厚さは、例えば、１０μｍ〜１ｍｍにすることができる。
【００５６】
透光性樹脂部２０の上面に形成される凹凸２１は、蛍光体樹脂部１３から発せられる光の脱出確率を向上させる形状であれば、その形態は特に限定されず、例えば、図６および図７に示したような、断面が三角形の形状を挙げることができる。また、幾何学的形状（例えば、二等辺三角形、ノコギリ波形状、台形形状、略半円形状など）をパターン化して連続して形成したものの他、透光性樹脂部２０の上面を粗面化して、ランダムな凹凸２１を形成することも可能である。さらに、図６及び図７に示したように透光性樹脂部２０の上面すべてに凹凸２１を形成しなくても、光の取り出し効率を向上できる効果を得られる程度の領域（例えば半分以上の領域）に凹凸２１を形成することも可能であるし、また、上面に限らず、側面にも凹凸２１を形成することも可能である。
【００５７】
図６および図７に示した例では、ＬＥＤチップ１２の寸法が約０．３ｍｍ×約０．３ｍｍのときに、蛍光体樹脂部１３の直径は約０．７ｍｍ〜約０．９ｍｍ（例えば、０．８ｍｍ）であり、その際、透光性樹脂部２０の厚さは、例えば、２０μｍ〜２００μｍである。また、凹凸２１の高さ（谷から山の間の距離）は、例えば、５μｍ〜１００μｍである。
【００５８】
本実施形態におけるレンズ２２は、ＬＥＤチップ１２から出射される光を集光する役割と、透光性樹脂部２０で覆われた蛍光体樹脂部１３をモールドする役割との両方を兼ねている。レンズ２２は、例えば、樹脂、ガラスなどから構成されており。本実施形態では、レンズ２２を構成する材料として、エポキシ樹脂を用いている。レンズ２２の直径は、例えば２〜７ｍｍであり、その高さは、例えば１〜１５ｍｍである。
【００５９】
レンズ２２およびＬＥＤチップ１２の周囲に配置された反射面４２を有する反射板４０は、例えば、金属製であり、アルミニウム、銅、ステンレス、鉄、またはこれらの合金から構成されている。反射板４０の開口部４４には、レンズ２２を構成する材料が充填されており、透光性樹脂部２０で覆われた蛍光体樹脂部１３をモールドするとともに、蛍光体樹脂部１３の上方で反射板４０よりも上に、略半球形状の部位が形成されている。なお、図７に示した例では、レンズ２２を構成する材料（またはモールド材）は、反射板４０の上面にも延在している。
【００６０】
本実施形態の基板１１には、多層基板を用いることができ、その例を図８に示す。図８に示した多層基板３０（１１）は、ベース基板３２と、ベース基板３２上に形成された配線層３４から構成されている。ベース基板３２は、例えば、金属製の基板であり、配線層３４は、無機フィラーと樹脂とからなるコンポジット層の上に形成された配線パターン３６を含んでいる。ベース基板３２に金属基板を用い、配線層３４にコンポジット層を用いているのは、ＬＥＤチップ１２からの放熱性を向上させるためである。この例では、配線層３４は、多層配線基板となっており、最上層の配線パターン３６にＬＥＤチップ１２がフィリップチップ実装されている。
【００６１】
なお、反射板４０と配線層３４との間にアンダーフィル（応力緩和層）を設けてもよい。アンダーフィルを設けることによって、金属製の反射板４０と配線層３４との間にある熱膨張差に起因する応力を緩和することができるとともに、反射板４０と最上層の配線パターン３６との間の電気的絶縁も確保することができる。
【００６２】
また、この例の構成では、透光性樹脂部２０で覆われた蛍光体樹脂部１３の側面と、反射板４０の反射面４２とを離間させるように形成している。離間して形成することによって、反射板４０の反射面４２の形状によって拘束されずに、蛍光体樹脂部１３の形状を自由に設計することができ、その結果、樹脂部の厚さのムラに起因して生じる色ムラを軽減する効果を得ることができる。当該離間についての構成および効果は、特願２００２−３２４３１３号明細書（出願人；松下電器産業株式会社）に述べられているので、特願２００２−３２４３１３号明細書を本願明細書に参考のため援用して、ここでは詳細は省略することとする。
【００６３】
加えて、本実施形態では、蛍光体樹脂部１３が略円柱状の場合について説明したが、ここでいう略円柱形状には、断面が真円の他、頂点が６個以上の多角形を含めることができる。頂点が６個以上の多角形であれば実質的に軸対称性があるため「円」と同一視できるからである。蛍光体樹脂部１３の形状が略円柱形状のものを用いた場合、三角柱や四角柱のものと比較して、ＬＥＤチップ１２を基板３０（１１）にフィリップチップ実装させるときに好適に用いられる超音波フィリップチップ実装を用いた際に、ＬＥＤチップ１２が超音波振動で回動してしまっても、ＬＥＤ素子の配光特性に影響が出にくいという効果を得ることができる。
【００６４】
本実施形態のＬＥＤ照明光源１００では、複数個のＬＥＤチップ１２を用いることができる。具体的には、図７または図８に示した構造を一つのユニットとして、それを二次元的に（例えば、行列状に）配列させてなるＬＥＤ照明光源１００を構築することができる。そのような一例を図９に示す。
【００６５】
図９は、複数個のＬＥＤチップ１２を含むカード型ＬＥＤ照明光源１００の構成を示しておる。カード型ＬＥＤ照明光源１００の表面には、配線パターン３６に電気的に接続され、ＬＥＤチップ１２に電力を供給するための給電端子３８が設けられている。カード型ＬＥＤ照明光源１００を使用する場合には、ＬＥＤ照明光源１００を着脱可能に挿入できるコネクタ（不図示）と点灯回路（不図示）とを電気的に接続し、そのコネクタにカード型ＬＥＤ照明光源１００を挿入して使用すればよい。
【００６６】
次に、図１０から図１６を参照しながら、本実施形態の構成における凹凸２１の効果について説明する。
【００６７】
本願発明者は、凹凸２１の効果を検証するためにシミュレーションを行った。図１０（ａ）及び（ｃ）に示すように、土台（基板）２０’の上に、ピラミッド形状からなる断面三角形の凹凸２１’を行列状に形成し、図１０（ｂ）における凹凸２１の高さｘと底面の距離Ｌを変更することによって、種々の凹凸２１の形状を作成し、それを角度θを用いて評価した。なお、図１０（ａ）は断面図であり、図１０（ｂ）は部分拡大図で、そして、図１０（ｃ）は斜視図である。図１０（ｃ）では、１０個×１０個の凸部２１’が形成された例を示している。
【００６８】
シミュレーション評価に使用したＬＥＤチップ１２’を図１１に示す。図１１（ａ）は、側方断面図であり、図１１（ｂ）は平面断面図である。評価用チップ１２’は、ベアチップ１２の上面および側面に被覆膜２０’を形成したもので、被覆膜２０’の上面には、凹凸２１’が形成されて、図１１（ａ）に示した構成となる。ベアチップ１２は、上層から順に、基板１２ａ、バッファ層１２ｂ、ｎ−ＧａＮ層１２ｃ、ｎ−ＡｌＧａＮ層１２ｄ、発光層１２ｅ、ｐ−ＡｌＧａＮ層１２ｆ、ｐ−ＧａＮ層１２ｇ、ｎ型電極およびｐ型電極１２ｈが積層されて形成されている。
【００６９】
基板１２ａは、厚さ６３μｍのサファイア基板であり、Ｎ（屈折率）は１．７６８である。なお、基板１２ａをＧａＮ基板に代えたときは、Ｎは２．６となる。バッファ層１２ｂの厚さは０．０２７μｍである。ｎ−ＧａＮ層１２ｃは、ＳｉドープされたＧａＮからなり、厚さは６μｍで、Ｎは２．６である。ｎ−ＡｌＧａＮ層１２ｄは、ＳｉドープされたＡｌ０．１Ｇａ０．９Ｎからなり、厚さは０．０５０μｍで、Ｎは２．４（または２．２〜２．６）である。発光層１２ｅは、ＩｎＧａＮ層とＧａＮ層の組み合わせが４つ積層された多重量子井戸（ＭＱＷ）層からなる。発光層１２ｅの厚さは、０．００３μｍで、Ｎは２．８３（または２．２〜３．４５）である。ｐ−ＡｌＧａＮ層１２ｆは、ＭｇドープされたＡｌ０．１Ｇａ０．９Ｎからなり、厚さは０．０５０μｍで、Ｎは２．４（または２．２〜２．６）である。ｐ−ＧａＮ層１２ｇは、ＭｇドープされたＧａＮからなり、厚さは０．１００μｍで、Ｎは２．６である。ｎ型電極及びｐ型電極１２ｈの厚さは、０．１００μｍで、ρ（電気抵抗率）は、０．８［Ω・ｍ］である。被覆膜２０’の厚さは、１００μｍとした。また、被覆膜２０’を除いたＬＥＤチップ１２’の幅Ｗは、３００〜５０００μｍであり、このシミュレーションでは１０００μｍとした（図１１（ｂ）参照）。
【００７０】
まず、被覆膜２０’がサファイアと同じ屈折率（Ｎ＝１．７６８）として、被覆膜２０’の上面に、５個×５個、１０個×１０個、２０個×２０個のピラミッド状の凸部２１’を形成した構成例について、凸部２１’の角度θ（°）と全光束（ｌｍ）との関係をシミュレーションにより算出した。ここで、被覆膜２０’の周囲には空気（Ｎ＝１．０）が存在しているものとする。その結果を図１２に示す。なお、角度θ（°）のパラメータは、図１０（ｂ）の高さｘと幅Ｌとを変えることによって得られている。
【００７１】
図１２に示す通り、凸部２１’が形成されていない場合の角度θが０°のときと比べて、凸部２１’を形成したときの方が全光束が大きくなったことがわかる。また、５個×５個の場合は角度が大きくなるほど、全光束は大きくなる傾向があり、一方、２０個×２０個の場合は角度が小さくなっていくほど、全光束が大きくなる傾向があるが（１０個×１０個は、３０°から５０°の間でほぼ横ばい）、個数の配列ごとの傾向よりも、角度と全光束の間にある程度の相関が見られることがわかった。総じて、３０°から５０°の間に極大が存在するように見えることがグラフから読み取れる。
【００７２】
次に、図１１に示した被覆膜２０’の屈折率（Ｎ１）とその周囲の屈折率（Ｎ２）との関係を変化させて、シミュレーションを行った。被覆膜２０’の屈折率（Ｎ１）とその周囲の屈折率（Ｎ２）とから規定される臨界角（θｃ）を下記表１に示す。
【００７３】
【表１】
2006024615.tif 000003
【００７４】
ここで、周囲の屈折率Ｎ２が１．０は空気、１．４０７は比較的軟らかいシリコーン、１．５３は比較的硬いシリコーンのものを表している。被覆膜２０’のＮ１において、表中ＨＳの範囲は比較的軟らかいシリコーンの範囲、ＳＳの範囲は比較的硬いシリコーンの範囲、ＥＰの範囲はエポキシの範囲に相当する。
【００７５】
被覆膜２０’の屈折率（Ｎ１）が１．４（軟らかいシリコーン）で、その周囲の屈折率（Ｎ２）が１．０（空気）の場合、角度θ（図１０（ｂ）参照）と光束（相対値）との関係をシミュレーションにより求めると、図１３に示すとおりになった。太線がシミュレーション結果である。なお、参考のために、図１２における５個×５個、２０個×２０個の結果も残して表している。
【００７６】
この結果より、被覆膜２０’が樹脂（例えば、透光性樹脂で、ここでは、シリコーン）からなる場合でも、被覆膜２０’の上面に凹凸（凸部２１’）を形成することにより、光束を向上させることができることがわかった。図１３の光束の極大値は、角度θが約４５°となり、この角度θの値は、なぜか、臨界角（θｃ）の値と同じとなった。当業者による常識的な考えの範囲内において、角度θ（図１０（ｂ）参照）と、物質の屈折率によって定まる臨界角（θｃ）との間の値が一致する理由はわからないのが実情であるが、本願発明者の検討によって、断面三角の凸部を形成する場合、その凸部の角度θは、臨界角θｃとほぼ一致させること（例えば、臨界角θｃ±５°）が好ましいことが見出された。
【００７７】
図１４は、Ｎ１が１．５３（硬いシリコーン）で、Ｎ２が１．４０７（軟らかいシリコーン）の場合におけるシミュレーション結果を示している。図１４に示した結果より、被覆膜２０’が樹脂（ここでは、硬いシリコーン）で、周囲も樹脂（ここでは、軟らかいシリコーン）の場合でも、被覆膜２０’の上面に凹凸（凸部２１’）を形成することにより、光束を向上させることができることがわかった。図１４に示した結果においても、光束（太線）の極大値は、臨界角θｃ（６６．８７°）の値とほぼ一致した（例えば、臨界角θｃ±５°）ので、そのような角度θにすることが好ましいことがこの例でもわかった。
【００７８】
上述の構成例では、断面を三角形にした凹凸２１（または凸部２１’）について説明したが、凹凸２１によって、ＬＥＤチップ１２及び蛍光体樹脂部１３から発せられる光の脱出確率を高めることができる形状であれば、それに限定されず、例えば、図１５に示すように断面が半円形状の凹凸２１でもよいし、図１６に示すように断面が台形状の凹凸２１であってもよい。また、上述したように、幾何学的に同一なパターンを規則的に配列させた場合に限らず、不規則に配列されてもよいし、あるいは、ランダムなパターンを透光性樹脂部２０の上面に形成してもよい。
【００７９】
（実施形態２）
次に、図１７および図２１を参照しながら、本実施形態のＬＥＤ照明光源１００の製造方法について説明する。
【００８０】
本実施形態の製造方法では、複数のＬＥＤチップ１２が二次元的に配列された基板１１を用意した後、各ＬＥＤチップ１２を覆う蛍光体樹脂部１３を同一方式にて基板１１上に形成し、次いで、蛍光体樹脂部１３を被覆する透光性樹脂部２０を同一方式にて基板１１上に形成し、その後、透光性樹脂部２０の上面に、凹凸２１を形成する。本実施形態では、印刷方式を用いて蛍光体樹脂部１３の形成および透光性樹脂部２０の形成を行う。また、凹凸２１の形成も印刷法式で行うことができる。
【００８１】
図１７は、孔版印刷方式を用いて一度に複数の蛍光体樹脂部１３を形成する工程を示す工程図である。この印刷方式においては、複数のＬＥＤチップ１２が配置された基板１１上に、蛍光体樹脂部１３の寸法・形状に対応した開口部（貫通孔）６４を有する印刷版６０を、ＬＥＤチップ１２の位置に合わせて配置し、両者を密着させ、次いで、印刷方向に沿ってスキージ６２を移動させることによって、印刷版６０上に設けた樹脂ペースト７０を開口部６４の中に入れて、樹脂ペースト７０でＬＥＤチップ１２を覆うことにより行われる。印刷が終わったら、印刷版６０を取り除く。樹脂ペースト７０には蛍光物質が分散されているので、樹脂ペースト７０を硬化させると、蛍光物質を含有する蛍光体樹脂部１３が得られる。その後、印刷板６０および樹脂ペースト７０を所望のものに変更することにより、透光性樹脂部２０を一度に形成することができる。そして、凹凸２１も印刷方式を用いて形成することができる。
【００８２】
以下、図１８（ａ）から図２０（ｃ）を参照しながら、本実施形態の製造方法を詳述する。
【００８３】
まず、図１８（ａ）に示すように、複数のＬＥＤチップ１２が配列された基板１１をステージ５０上に搭載する。基板１１の上方には、メタルマスク（印刷版）６０が配置されており、メタルマスク６０には、各ＬＥＤチップ１２に対応し、蛍光体樹脂部１３の形状を規定する開口部６４が形成されている。メタルマスク６０の上面の一部には、蛍光体ペースト７０が載せられており、その蛍光体ペースト７０はスキージ６２によって印刷されることになる。
【００８４】
図１８（ａ）に示した状態から、図１８（ｂ）に示すように、ステージ５０とメタルマスク６０とを接触させる（矢印８１参照）。次いで、図１８（ｃ）に示すように、スキージ６２を矢印８２の示すように移動させて印刷を行う。つまり、メタルマスク６０の開口部６４に蛍光体ペースト７０を充填して、ＬＥＤチップ１２を覆う蛍光体樹脂部１３を形成する。
【００８５】
その後、図１８（ｄ）に示すように、ステージ５０とメタルマスク６０とを分離すると（矢印８３参照）、基板１１上に蛍光体樹脂部１３が配列された構造を得ることができる。
【００８６】
次に、メタルマスク６１を透光性樹脂部２０の位置・形状を規定するものに変更して、同様に印刷工程を実行する。
【００８７】
すなわち、図１９（ａ）に示すように、ＬＥＤチップ１２を覆う蛍光体樹脂部１３が配列された基板１１の上に、メタルマスク（印刷版）６１を配置する。メタルマスク６１には、透光性樹脂部２０の位置・形状を規定する開口部６５が形成されている。メタルマスク６１の上面の一部には、樹脂ペースト７１が載せられており、その樹脂ペースト７１はスキージ６２によって印刷されることになる。なお、図１８（ａ）から（ｄ）では、８個のＬＥＤチップ１２を図示したが、図１９（ａ）から（ｃ）では４個のＬＥＤチップ１２を図示している。
【００８８】
図１９（ａ）に示した状態から、図１９（ｂ）に示すように、ステージ５０とメタルマスク６１とを接触させ（矢印８１参照）、次いで、スキージ６２を矢印８２の示すように移動させて印刷を行う。つまり、メタルマスク６１の開口部６５に樹脂ペースト７１を充填して、蛍光体樹脂部１３を覆う透光性樹脂部２０を形成する。そして、図１９（ｃ）に示すように、ステージ５０とメタルマスク６１とを分離する（矢印８３参照）。
【００８９】
次に、図２０（ａ）に示すように、透光性樹脂部２０が形成された基板１１の上に、メタルマスク（印刷版）６６を配置する。メタルマスク６６には、凹凸２１の位置・形状を規定する開口部６７が形成されている。メタルマスク６６の上面の一部には、樹脂ペースト７１が載せられており、その樹脂ペースト７１はスキージ６２によって印刷されることになる。
【００９０】
図２０（ａ）に示した状態から、図２０（ｂ）に示すように、ステージ５０とメタルマスク６６とを接触させ（矢印８１参照）、次いで、スキージ６２を矢印８２の示すように移動させて印刷を行う。すると、メタルマスク６６の開口部６７に樹脂ペースト７１が充填されて、透光性樹脂部２０の上面に凹凸２１が形成される。その後、図２０（ｃ）に示すように、ステージ５０とメタルマスク６６とを分離すると（矢印８３参照）、本実施形態のＬＥＤ照明光源１００が得られる。なお、この後、基板１１上に、開口部４４を有する反射板４０を載置し、開口部４４を充填するようにレンズ２２を形成すると、図７等に示す構造が得られる。
【００９１】
本実施形態に係るＬＥＤ照明光源の製造方法では、各ＬＥＤチップ１２を覆う蛍光体樹脂部１３を同一方式にて基板１１上に形成した後、蛍光体樹脂部１３を被覆する透光性樹脂部２０を同一方式にて形成し、さらに、同一方式でその透光性樹脂部２０の上面に凹凸２１を形成するので、光の取り出し効率を向上させたＬＥＤ照明光源１００を簡便に製造することができる。また上述した例では、専ら版を変えるだけで、各工程をつなげることができるので、スループットが良好なものとなる。
【００９２】
つまり、蛍光体樹脂部１３を形成する工程と、透光性樹脂部２０を形成する工程とも、印刷方式を用いているので、ＬＥＤチップ１２が二次元的に数多く配列されていても、一括で形成することができる。さらに、蛍光体樹脂部１３を形成する工程と、透光性樹脂部２０を形成する工程とは、メタルマスク（６０、６１）を変えるだけで、両工程をつなげることができるので、高精度の位置合わせも比較的容易に実行可能であり、そして、スループットも良好なものとなる。加えて、蛍光体樹脂部１３と略相似形となる透光性樹脂部２０を形成するのも容易にでき、それゆえに、厚さの薄い透光性樹脂部２０（例えば、厚さ５０μｍ以下）でも簡便に形成することができる。
【００９３】
さらに、透光性樹脂部２０の上に形成する凹凸２１を形成する工程も印刷方式を用いているので、前工程とのつながりもよく、高精度の位置合わせも比較的容易に実行可能であり、したがって、スループットも良好なものとなる。そして、印刷板６６を用いた印刷方式によって凹凸２１を形成するので、所定の幾何学形状のパターンを正確かつ簡便に得ることができる。したがって、例えば、臨界角θｃとほぼ同一角度の値の角度θを有する断面三角形のパターン（角錐、円錐など）を形成することも正確かつ簡便に行うことができる。
【００９４】
なお、本実施形態では、透光性樹脂部２０の上面のほぼ全面に凹凸２１を形成する例を示したが、透光性樹脂部２０の上面の一部（例えば、半分の領域以上）に凹凸２１を形成してもよい。
【００９５】
上述したような方法だけでなく、透光性樹脂部２０を形成するためのマスクを適宜変えることにより、いろいろな形状の透光性樹脂部２０を形成することも可能である。また、透光性樹脂部２０と凹凸２１とを同時に形成することもできる。
【００９６】
図２１（ａ）から（ｃ）は、凹凸２１を有する略半球形の透光性樹脂部２０を形成する方法を示す工程断面図である。
【００９７】
図２１（ａ）に示すように、略半球形の透光性樹脂部２０の形状を規定する開口部６９が形成されたマスク６８をステージ５０と合わせる（矢印８１参照）。マスク６８には、凹凸２１の形状を規定する開口部６９ａも形成されている。
【００９８】
次いで、図２１（ｂ）に示すように、印刷を行う（矢印８２参照）。その後、図２１（ｃ）に示すように、マスク６８とステージ５０を離すと（矢印８３参照）、凹凸２１を有する略半球形の透光性樹脂部２０を得ることができる。
【００９９】
この手法では、透光性樹脂部２０と凹凸２１とを同時に形成することができるので、便利である。また一度に形成するので、透光性樹脂部２０と凹凸２１との位置合わせも良好にすることができる。
【０１００】
上記実施形態では、同一方式で形成する手法（いわゆる同時に形成する手法）として、印刷方式の中でも、特に孔版印刷方式を説明したが、その他、凹版印刷方式や転写方式（平版方式）を用いることも可能である。凹版印刷方式は、貫通していない開口部を有する印刷版を用いるものであり、そして、転写方式（平版方式）は、版の上に感光性樹脂膜を設けた後、レジストを用いて、所定形状の開口部を作製し、その開口部を利用するものである。また、図２２に示すように、ディスペンサー方式を採用することができる。すなわち、マスク６８’とディスペンサ９０を用いて、凹凸２１を有する透光性樹脂部２０を形成してもよい。
【０１０１】
さらに、先に凹凸２１を有する透光性樹脂部２０を形成してから、その透光性樹脂部２０を蛍光体樹脂部１３を覆うように形成することも可能である。この場合、図２３（ａ）から（ｄ）に示すように、例えば、型を用いて透光性樹脂部２０を形成するようにすればよい。
【０１０２】
まず、図２３（ａ）に示すような型に、透光性樹脂部２０を構成する樹脂ペースト７１を流し込む。図２１に示した型は、透光性樹脂部２０の形状が規定された下型９４が基板９６上に配置されたものと、蛍光体樹脂部１３の形状を規定する突起部９３が設けられた上型９２とからなり、下型９４に樹脂ペースト７１が流し込まれている。下型９４には、凹凸２１を規定するための開口部６９ａも形成されている。
【０１０３】
次に、図２３（ｂ）に示すように、上型９２と下型９４とを合わせて、型のはめ込みを行い、その後、図２３（ｃ）に示すように、上型９２と下型９４とを離すと型抜きが完了し、凹凸２１を有する透光性樹脂部２０が得られる。最後に、図２３（ｄ）に示すように、凹凸２１を有する透光性樹脂部２０を、対応する蛍光体樹脂部１３にセットすれば、本実施形態のＬＥＤ照明光源１００が完成する。
【０１０４】
また、例えば図２０（ａ）から（ｃ）に示す工程では、一回の印刷で凹凸２１を形成したが、印刷工程は複数回行ってもよい。例えば、図２４（ａ）に示すように、マスク６６を用いた一回目の印刷で、断面台形の凹凸２１を透光性樹脂部２０の上に形成した後、違うマスク６６’を用いて、凹凸２１の上にさらに凹凸を形成することも可能である。このようにすれば、複雑な形状の凹凸２１も形成することができる。
【０１０５】
図２３（ａ）および（ｂ）に示した工程では、型を用いて凹凸２１と透光性樹脂部２０とを同時に形成したが、これに限らず、ポッティング方式を用いて、凹凸２１を形成した後、それを透光性樹脂部２０の上に搭載してもよい。つまり、図２５（ａ）に示すように、型９４を用いて凹凸２１を形成し、その後、図２５（ｂ）に示すように、透光性樹脂部２０の上面に実装して接着させる。なお、図２５では、断面が曲線な形状のものを示したが、図２６に示すように、断面が直線な形状のものでそれを実行してもよい。
【０１０６】
また、型による成型に限らず、切削方式を用いても良い。これは、例えば、図２７（ａ）に示すように、分厚く樹脂（シリコーンなど）２０’を印刷やポッティングによって形成した後、図２７（ｂ）に示すように、切削器具（例えば、刃）９８を用いて所望の形状を形成する。透光性樹脂部２０を形成した後、切削により凹凸２１を形成してもよいし、切削により凹凸２１を形成した後、それを透光性樹脂部２０の上面に載置してもよい。
【０１０７】
さらに、図２８（ａ）および（ｂ）に示すように、インジェクションモールド方式を用いて凹凸２１を形成することも可能である。これは、開口部９９ａ、９９ｂを有する型９９に、樹脂を注入してモールドし、得られた成型物を実装・接着することにより行われる。なお、不規則なパターンの凹凸２１を形成する場合、透光性樹脂部２０の上面をサンドブラスター処理してもよいし、所定のエッチング処理によって行っても良い。
【０１０８】
上述したように、本実施形態のＬＥＤ照明光源１００を用いれば、光の取り出し効率を向上させた光源を得ることができる。そして、このＬＥＤ照明光源１００の具体的な使用形態としては、例えば、図２９、図３０および図３１に示すような形態を採用することができる。この例におけるＬＥＤ照明光源１００は、カード型ＬＥＤ照明光源であり、図２９は、卓上スタンドの構成の一例を示している。また、図３０は、直管蛍光灯と置き換えできる構成の一例を示しており、図３１は、丸管蛍光灯と置き換えできる構成の一例を示している。
【０１０９】
図２９に示した構成の場合、カード型ＬＥＤ照明光源１００は、本体部１６０に設けられた受容部１６４に差し込まれてセットされ、点灯可能な状態となる。図３０および図３１に示した構成では、カード型ＬＥＤ照明光源１００は、本体部１６０に設けられたスロット１６５を通じてセットされ、点灯可能な状態となる。本体部１６０には、商用電源が接続されており、点灯回路も内蔵されている。カード型ＬＥＤ照明光源１００は、光の取り出し効率を向上させた光源となっているので、図２９、図３０および図３１に示した形態でも、光束が向上した照明光を得ることができる。
【０１１０】
本実施形態においては、青色ＬＥＤ素子１２と黄色蛍光体との組み合わせによる白色ＬＥＤ照明光源１００について説明したが、白色ＬＥＤ照明光源には、紫外光を発する紫外ＬＥＤ素子と、紫外ＬＥＤ素子からの光で励起して、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）の光を発する蛍光体との組み合わせによる白色ＬＥＤ照明光源も開発されている。紫外ＬＥＤ素子を用いる場合、あるいは他の場合でも、物質の屈折率の差による臨界角θｃによって光の出力効率は制限を受けるのでから、本実施形態の技術は好適に適用可能である。なお、紫外ＬＥＤ素子は、３８０ｎｍ〜４００ｎｍの光を発し、その際、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）の光を発する蛍光体は、波長３８０ｎｍから７８０ｎｍの可視領域の範囲内にピーク波長（すなわち、波長４５０ｎｍ、波長５４０ｎｍ、波長６１０ｎｍのピーク波長）を持っている。
【０１１１】
上記実施形態では、１つの蛍光体樹脂部１３内に１つのＬＥＤチップ１２を配置したが、必ずしも１つのＬＥＤチップ１２に限らず、１つの蛍光体樹脂部１３内に２つ又はそれ以上のＬＥＤチップ１２を配置してもよい。図３２（ａ）および（ｂ）は、１つの蛍光体樹脂部１３内に、ＬＥＤチップ１２Ａ、１２Ｂを配置し、その蛍光体樹脂部１３を透光性樹脂部２０で被覆した構成を示している。透光性樹脂部２０の上面には凹凸２１が形成されている。
【０１１２】
ＬＥＤチップ１２Ａ、１２Ｂは、同一波長領域の光を発するＬＥＤチップであってもよいし、異なる波長領域の光を発するＬＥＤチップであってもよい。例えば、ＬＥＤチップ１２Ａを青色ＬＥＤチップとし、ＬＥＤチップ１２Ｂを赤色ＬＥＤチップとすることも可能である。なお、青色ＬＥＤチップ１２Ａおよび赤色ＬＥＤチップ１２Ｂの両方のＬＥＤチップを用いた場合には、赤に対する演色性に優れた白色ＬＥＤ照明光源を構築することができる。さらに説明すると、青色ＬＥＤチップと黄色蛍光体との組み合わせのときには、白色を生成することができるものの、赤成分が足りない白色となってしまい、赤に対する演色性が劣る白色ＬＥＤ照明光源となってしまう。そこで、青色ＬＥＤチップ１２Ａに赤色ＬＥＤチップ１２Ｂを加えると、赤に対する演色性にも優れたものになり、一般照明用として更に適したＬＥＤ照明光源を実現することができる。
【０１１３】
以上、本発明を好適な実施形態により説明してきたが、こうした記述は限定事項ではなく、勿論、種々の改変が可能である。例えば、凹凸２１を有する透光性樹脂部２０の表面に、さらに蛍光体を付与させた形態にするようなことも可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１１４】
本発明によれば、光の取り出し効率を向上させたＬＥＤ照明光源を提供することができるので、一般照明用のＬＥＤ照明光源の普及に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１５】
【図１】特許文献２に開示された砲弾型ＬＥＤ照明光源の構成を模式的に示す断面図
【図２】図１に示した砲弾型ＬＥＤ照明光源の要部拡大図
【図３】（ａ）は特願２００２−３２４３１３号明細書に開示されたＬＥＤ照明光源の一例を示す側面断面図、（ｂ）はその上面図
【図４】図３に示した構成を複数個マトリクス状に配置した構成例の斜視図
【図５】特許文献４に開示されたＬＥＤ照明光源の一例を示す側面断面図
【図６】本発明の実施形態に係るＬＥＤ照明光源１００の構成を模式的に示す断面図
【図７】本発明の実施形態に係るＬＥＤ照明光源１００の構成を模式的に示す断面図
【図８】本発明の実施形態に係るＬＥＤ照明光源１００の構成を模式的に示す断面図
【図９】本発明の実施形態に係るカード型ＬＥＤ照明光源１００の構成を模式的に示す斜視図
【図１０】（ａ）は、ピラミッド形状からなる断面三角形の凹凸２１’を行列状に形成した構造の断面図、（ｂ）はその部分拡大図、（ｃ）はその斜視図
【図１１】（ａ）はＬＥＤチップ１２’の側方断面図、（ｂ）はＬＥＤチップ１２’の平面断面図
【図１２】角度θ（°）と全光束（ｌｍ）との関係を示すグラフ
【図１３】角度θ（°）と光束（相対値）との関係を示すグラフ
【図１４】角度θ（°）と光束（相対値）との関係を示すグラフ
【図１５】断面が半円形状の凹凸２１の構成を模式的に示す断面図
【図１６】断面が台形状の凹凸２１の構成を模式的に示す断面図
【図１７】ＬＥＤ照明光源を製造するための印刷方式を説明するための斜視図
【図１８】（ａ）から（ｄ）は、本発明の実施形態に係るＬＥＤ照明光源１００の製造方法を説明するための工程断面図
【図１９】（ａ）から（ｃ）は、本発明の実施形態に係るＬＥＤ照明光源１００の製造方法を説明するための工程断面図
【図２０】（ａ）から（ｃ）は、本発明の実施形態に係るＬＥＤ照明光源１００の製造方法を説明するための工程断面図
【図２１】（ａ）から（ｃ）は、本発明の実施形態に係るＬＥＤ照明光源１００の製造方法を説明するための工程断面図
【図２２】本発明の実施形態に係るＬＥＤ照明光源１００の製造方法を説明するための工程断面図
【図２３】（ａ）から（ｄ）は、本発明の実施形態に係るＬＥＤ照明光源１００の製造方法を説明するための工程断面図
【図２４】（ａ）および（ｂ）は、本発明の実施形態に係るＬＥＤ照明光源１００の製造方法を説明するための工程断面図
【図２５】（ａ）および（ｂ）は、本発明の実施形態に係るＬＥＤ照明光源１００の製造方法を説明するための工程断面図
【図２６】本発明の実施形態に係るＬＥＤ照明光源１００の製造方法を説明するための工程断面図
【図２７】（ａ）および（ｂ）は、本発明の実施形態に係るＬＥＤ照明光源１００の製造方法を説明するための工程断面図
【図２８】（ａ）および（ｂ）は、本発明の実施形態に係るＬＥＤ照明光源１００の製造方法を説明するための工程断面図
【図２９】ＬＥＤ照明光源１００の使用形態を模式的に示す斜視図
【図３０】ＬＥＤ照明光源１００の使用形態を模式的に示す斜視図
【図３１】ＬＥＤ照明光源１００の使用形態を模式的に示す斜視図
【図３２】（ａ）は、１つの蛍光体樹脂部１３内にＬＥＤチップ１２Ａ、１２Ｂを配置した構成を示す側面断面図、（ｂ）はその上面図
【符号の説明】
【０１１６】
１１    基板
１２    ＬＥＤチップ（ＬＥＤ素子）
１３    蛍光体樹脂部
２０    透光性樹脂部
２１    凹凸
２２    レンズ
３０    多層基板（基板）
３２    ベース基板
３４    配線層
３６    配線パターン
３８    給電端子
４０    反射板
４２    反射面
５０    ステージ
６０，６１    印刷板（メタルマスク）
６２    スキージ
６６，６８    印刷板（メタルマスク）
７０    樹脂ペースト
７１    樹脂ペースト
９０    ディスペンサ
９４    型
９９    型
１００    照明光源
１６０    本体部
１６４    受容部
１６５    スロット
２００    照明光源
２５０    照明光源
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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