(57)【要約】【課題】ＬＥＤ素子の発光強度分布に応じた透明樹脂層をＬＥＤ素子に被覆することで、その透明樹脂層の表面に膜厚が均一の蛍光体層を形成することにより、混色性が良好で色むらが少なく発光効率に優れたＬＥＤ光源装置の製造方法を提供する。【解決手段】基板上にＬＥＤ素子を実装する工程（Ｍ２）と、光硬化型樹脂を塗布する工程（Ｍ３）と、ＬＥＤ素子を自発光させることによりＬＥＤ素子周りの樹脂部材を部分的に硬化させる工程（Ｍ４）と、樹脂部材の内の未硬化部分を洗浄する工程（Ｍ５）と、乾燥する工程（Ｍ６）と、によってＬＥＤ素子を被覆する透明樹脂層と蛍光体層とを積層して形成するＬＥＤ光源装置の製造方法とした。【選択図】図１
2011009725.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤ素子を被覆する封止樹脂を硬化して形成するＬＥＤ光源装置の製造方法において、
透明樹脂を、前記ＬＥＤ素子を被覆して塗布する工程と、
前記ＬＥＤ素子を自発光させることにより、前記ＬＥＤ素子周りの前記透明樹脂を、部分的に硬化させる工程と、
前記透明樹脂の内の未硬化の樹脂を除去して、透明樹脂層を形成する工程と、
第１の蛍光体を含む第１の蛍光体層を、前記透明樹脂層の表面に形成する工程と、
を有することを特徴とするＬＥＤ光源装置の製造方法。
【請求項２】
前記透明樹脂層には、散乱材が混入されてなる
ことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ光源装置の製造方法。
【請求項３】
前記第１の蛍光体層を形成する工程が、
前記第１の蛍光体を含む第１の樹脂部材を、前記透明樹脂層の表面を覆って塗布する工程と、
前記ＬＥＤ素子を自発光させることにより、前記透明樹脂層を透して、前記透明樹脂層を被覆する前記第１の樹脂部材を部分的に硬化させる工程と、
前記第１の樹脂部材の内の未硬化部分を除去することで、前記第１の蛍光体層を形成する工程と、を有する
ことを特徴とする請求項１または２に記載のＬＥＤ光源装置の製造方法。
【請求項４】
前記第１の蛍光体層を形成した後に、
前記第１の蛍光体とは異なる第２の蛍光体を含む第２の樹脂部材を、前記第１の蛍光体層を被覆して塗布する工程と、
前記ＬＥＤ素子を自発光させることにより、前記第１の蛍光体層周りの前記第２の樹脂部材を、部分的に硬化させる工程と、
前記第２の樹脂部材の内の未硬化部分を除去することで、第２の蛍光体層を形成する工程と、を有する
ことを特徴とする請求項３に記載のＬＥＤ光源装置の製造方法。
【請求項５】
前記第２の蛍光体層を形成した後に、
前記第１または第２の蛍光体とは異なる第３の蛍光体を含む第３の樹脂部材を、前記第２の蛍光体層を被覆して塗布する工程と、
前記ＬＥＤ素子を自発光させることにより、前記第２の蛍光体層周りの前記第３の樹脂部材を、部分的に硬化させる工程と、
前記第３の樹脂部材の内の未硬化部分を除去することで、第３の蛍光体層を形成する工程と、を有する
ことを特徴とする請求項４に記載のＬＥＤ光源装置の製造方法。
【請求項６】
前記ＬＥＤ素子が、ｎ−ＵＶ発光ダイオードであり、
前記第１の蛍光体が、前記ＬＥＤ素子からの発光色を赤色に変換する蛍光体であり、
前記第２の蛍光体が、前記ＬＥＤ素子からの発光色を緑色に変換する蛍光体であり、
前記第３の蛍光体が、前記ＬＥＤ素子からの発光色を青色に変換する蛍光体である
ことを特徴とする請求項５に記載のＬＥＤ光源装置の製造方法。
【請求項７】
前記ＬＥＤ素子が、青色発光ダイオードであり、
前記第１の蛍光体が、前記ＬＥＤ素子からの発光色を黄色に変換する蛍光体である
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のＬＥＤ光源装置の製造方法。
【請求項８】
前記ＬＥＤ素子が、青色発光ダイオードであり、
前記第１の蛍光体が、前記ＬＥＤ素子からの発光色を赤色に変換する蛍光体であり、
前記第２の蛍光体が、前記ＬＥＤ素子からの発光色を緑色に変換する蛍光体である
ことを特徴とする請求項４に記載のＬＥＤ光源装置の製造方法。
【請求項９】
最表面に形成された蛍光体層を、更に透明性の封止材料で封止する
ことを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載のＬＥＤ光源装置の製造方法。
【請求項１０】
基板に設けた電極部と前記ＬＥＤ素子とを電気的に接続したワイヤを介して前記ＬＥＤ素子に電流を供給することで、前記ＬＥＤ素子を自発光させる
ことを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載のＬＥＤ光源装置の製造方法。
【請求項１１】
前記ＬＥＤ光源装置を、集合基板に複数個並べて、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透明樹脂層を形成する
ことを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載のＬＥＤ光源装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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層を備えたＬＥＤ光源装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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光源装置も開示されている。
【０００３】
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）。この白色発光ダイオードの製造方法は、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素子を自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。
【０００４】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８―１５９７５６号公報（第４頁、第１０頁）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の白色発光ダイオードの製造方法では、ＬＥＤ素子を被覆する組成物の中に、青色蛍光体、赤色蛍光体、緑色蛍光体の３種類の蛍光体粒子が混合されるが、それぞれの蛍光体粒子は、比重が異なると共に粒径も異なるので、組成物中に混合するときに均一に分散することが難しく、一例としてある部分では赤色蛍光体が集中し、他の部分では青色蛍光体が集中するといった状況が起きやすい。このような蛍光体の偏りによって混色性が悪化し、個々のＬＥＤで色むらが発生するなどの問題がある。
【０００７】
また、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はＬＥＤ素子の発光強度に依存して形成され、ＬＥＤ素子を中心にして略半円球状となる。これは、ＬＥＤ素子からの出射光には指向性が存在し、ＬＥＤ素子から垂直に出射される光は強く、ＬＥＤ素子から斜めに出射される光は弱くなるので、ＬＥＤ素子の垂直方向（正面）の蛍光体層は厚く、ＬＥＤ素子の斜め方向の蛍光体層は次第に薄くなるからである。そして、このＬＥＤ素子を被覆する蛍光体層が略半円形状であ
ることによって、ＬＥＤ素子からの出射光の発光角度が異なると、蛍光体層を通過する光の経路長が異なるので、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。
【０００８】
ここで、従来のＬＥＤ光源装置の問題点について説明する。図２５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た図である。図２５では、ＬＥＤ光源装置３００として、特許文献１などで開示されている従来構成を示した。
図２５に示すＬＥＤ光源装置３００は、基板３０１にＬＥＤ素子３０２が実装され、このＬＥＤ素子３０２を被覆する蛍光体層３１０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３０２の発光強度に応じて略半円球状に形成される。
【０００９】
すなわち、ＬＥＤ素子３０２から垂直方向に出射される出射光３２０ａは発光強度が強いので、ＬＥＤ素子３０２の出射面３０２ａから遠い距離まで蛍光体層３１０の硬化が進む。また、ＬＥＤ素子３０２から図面上左側の斜め方向に出射される出射光３２０ｂは発光強度が弱いので、ＬＥＤ素子３０２の出射面３０２ａから比較的近い距離で蛍光体層３１０の硬化が停止する。また、ＬＥＤ素子３０２から図面上右側の斜め方向に出射される出射光３２０ｃも発光強度が弱いので、ＬＥＤ素子３０２の出射面３０２ａから比較的近い距離で蛍光体層３１０の硬化が停止する。このように、蛍光体層３１０の形状は、ＬＥＤ素子３０２から垂直方向の距離が長くなり、ＬＥＤ素子３０２から斜め方向は次第に短くなるので、ＬＥＤ素子３０２を中心として略半円球状に形成される。そして、この蛍光体層３１０は、青色蛍光体、赤色蛍光体、緑色蛍光体の３種類の蛍光体３１１が混合して含有されている。
【００１０】
ここで、ＬＥＤ光源装置３００が駆動されると、ＬＥＤ素子３０２から垂直に出射される出射光３２０ａは、蛍光体層３１０を通過して外部に出射されるが、このときのＬＥＤ素子３０２の出射面３０２ａから蛍光体層３１０を通る長さを、「経路長３２１ａ」とする。また、ＬＥＤ素子３０２から図面上左側の斜め方向に出射される出射光３２０ｂは、同様に蛍光体層３１０を斜めに通過して外部に出射されるが、このときのＬＥＤ素子３０２の出射面３０２ａから蛍光体層３１０を通る長さを、「経路長３２１ｂ」とする。また、ＬＥＤ素子３０２から図面上右側の斜め方向に出射される出射光３２０ｃは、同様に蛍光体層３１０を斜めに通過して外部に出射されるが、このときのＬＥＤ素子３０２の出射面３０２ａから蛍光体層３１０を通る長さを、「経路長３２１ｃ」とする。
【００１１】
また、垂直方向の経路長３２１ａと斜め方向の経路長３２１ｂ、３２１ｃは、前述したようにＬＥＤ素子３０２の出射面３０２ａから蛍光体層３１０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３２１ａが長く、斜め方向の経路長３２１ｂ、３２１ｃ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３２０ａは、経路長３２１ａが長いので蛍光体層３１０の中の多くの蛍光体３１１に入射し吸収される。また、左右斜め方向の出射光３２０ｂ、３２０ｃは、経路長３２１ｂ、３２１ｃが短いので蛍光体層３１０の中の少ない蛍光体３１１に入射し吸収される。従って、ＬＥＤ素子３０２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。
【００１２】
すなわち、ＬＥＤ素子３０２の垂直方向の出射光３２０ａ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３０２の左右斜め方向の出射光３２０ｂ、３２０ｃ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。
【００１３】
また、別の問題として、各蛍光体による波長変換光の相互作用による問題がある。この問題を説明するために、一般的な青色蛍光体、緑色蛍光体、赤色蛍光体の特性について図面を用いて説明する。図２６（ａ）（ｂ）（ｃ）は、青色、緑色、赤色のそれぞれの蛍光
体の発光Ｅｍと励起Ｅｘの特性を示しており、Ｘ軸は光の波長であり、Ｙ軸は強度を表している。
【００１４】
ここで、図２６（ａ）は、一般的な青色蛍光体の特性を示しており、この青色蛍光体は、図示するように波長４５０ｎｍ付近に発光Ｅｍのピークがあり、励起Ｅｘは、４３０ｎｍ位より短波長、すなわち、紫外光から近紫外光の波長によって励起するので、可視光はほとんど吸収されず透過する。
【００１５】
また、図２６（ｂ）は、一般的な緑色蛍光体の特性を示しており、この緑色蛍光体は、図示するように波長５３０ｎｍ付近に発光Ｅｍのピークがあり、励起Ｅｘは、５００ｎｍ位より短波長によって励起する。この特性により、緑色蛍光体は５００ｎｍ位より短波長の光を吸収する。
【００１６】
また、図２６（ｃ）は、一般的な赤色蛍光体の特性を示しており、この赤色蛍光体は、図示するように波長６５０ｎｍ付近に発光Ｅｍのピークがあり、励起Ｅｘは、６００ｎｍ位より短波長によって励起する。この特性により、赤色蛍光体は６００ｎｍ位より短波長の光を吸収する。
【００１７】
このように、各色のそれぞれの蛍光体は、励起される波長が異なるという特性を有する。このため、青色蛍光体、緑色蛍光体、赤色蛍光体が、特許文献１で示されるように一つの組成物中に混合されると、各蛍光体が発光する波長変換光が混ざり合うことになり、青色蛍光体からの４５０ｎｍの蛍光は、緑色蛍光体と赤色蛍光体に吸収され、また、緑色蛍光体からの５３０ｎｍの蛍光は、赤色蛍光体によって吸収される。すなわち、従来の特許文献１のように、波長変換光が異なる蛍光体が組成物の中に混合されると、蛍光体の２次励起が発生し、この結果、青色の波長変換光と緑色の波長変換光が吸収されて弱められるので、ＬＥＤの発光効率が悪化して輝度低下が生じ、また、蛍光体の混合状態によって個々のＬＥＤに輝度ばらつきや色むらが生じるなどの問題がある。
【００１８】
本発明の目的は上記課題を解決し、ＬＥＤ素子を被覆する透明樹脂層の表面に膜厚が均一の蛍光体層を形成することにより、混色性が良好で色むらが少なく発光効率に優れたＬＥＤ光源装置の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記課題を解決するために、本発明のＬＥＤ光源装置の製造方法は、下記記載の製造方法を採用する。
【００２０】
本発明のＬＥＤ光源装置の製造方法は、ＬＥＤ素子を被覆する封止樹脂を硬化して形成するＬＥＤ光源装置の製造方法において、透明樹脂を、ＬＥＤ素子を被覆して塗布する工程と、ＬＥＤ素子を自発光させることにより、ＬＥＤ素子周りの透明樹脂を、部分的に硬化させる工程と、透明樹脂の内の未硬化の樹脂を除去して、透明樹脂層を形成する工程と、第１の蛍光体を含む第１の蛍光体層を、透明樹脂層の表面に形成する工程と、を有することを特徴とする。
【００２１】
また、上記透明樹脂層には、散乱材が混入されてなることを特徴とする。
【００２２】
また、第１の蛍光体層を形成する工程が、第１の蛍光体を含む第１の樹脂部材を、透明樹脂層の表面を覆って塗布する工程と、ＬＥＤ素子を自発光させることにより、透明樹脂層を透して、透明樹脂層を被覆する第１の樹脂部材を部分的に硬化させる工程と、第１の樹脂部材の内の未硬化部分を除去することで、第１の蛍光体層を形成する工程と、を有することを特徴とする。
【００２３】
また、第１の蛍光体層を形成した後に、第１の蛍光体とは異なる第２の蛍光体を含む第２の樹脂部材を、第１の蛍光体層を被覆して塗布する工程と、ＬＥＤ素子を自発光させることにより、第１の蛍光体層周りの第２の樹脂部材を、部分的に硬化させる工程と、第２の樹脂部材の内の未硬化部分を除去することで、第２の蛍光体層を形成する工程と、を有することを特徴とする。
【００２４】
また、第２の蛍光体層を形成した後に、第１または第２の蛍光体とは異なる第３の蛍光体を含む第３の樹脂部材を、第２の蛍光体層を被覆して塗布する工程と、ＬＥＤ素子を自発光させることにより、第２の蛍光体層周りの第３の樹脂部材を、部分的に硬化させる工程と、第３の樹脂部材の内の未硬化部分を除去することで、第３の蛍光体層を形成する工程と、を有することを特徴とする。
【００２５】
また、ＬＥＤ素子が、ｎ−ＵＶ発光ダイオードであり、第１の蛍光体が、ＬＥＤ素子からの発光色を赤色に変換する蛍光体であり、第２の蛍光体が、ＬＥＤ素子からの発光色を緑色に変換する蛍光体であり、第３の蛍光体が、ＬＥＤ素子からの発光色を青色に変換する蛍光体であることを特徴とする。
【００２６】
また、ＬＥＤ素子が、青色発光ダイオードであり、第１の蛍光体が、ＬＥＤ素子からの発光色を黄色に変換する蛍光体であることを特徴とする。
【００２７】
また、ＬＥＤ素子が、青色発光ダイオードであり、第１の蛍光体が、ＬＥＤ素子からの発光色を赤色に変換する蛍光体であり、第２の蛍光体が、ＬＥＤ素子からの発光色を緑色に変換する蛍光体であることを特徴とする。
【００２８】
また、最表面に形成された蛍光体層を、更に透明性の封止材料で封止することを特徴とする。
【００２９】
また、基板に設けた電極部とＬＥＤ素子とを電気的に接続したワイヤを介してＬＥＤ素子に電流を供給することで、ＬＥＤ素子を自発光させることを特徴とする。
【００３０】
また、ＬＥＤ光源装置を、集合基板に複数個並べて、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、決定した膜厚の透明樹脂層を形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００３１】
本発明のＬＥＤ光源装置の製造方法によれば、封止樹脂に光硬化型樹脂を用いることにより、ＬＥＤ素子の自発光によってＬＥＤ素子を被覆する透明樹脂層を形成し、その透明樹脂層の表面にＬＥＤ素子の発光色を波長変換する蛍光体層をＬＥＤ素子の自発光によって形成することができる。
【００３２】
これにより、ＬＥＤ素子を直接被覆する透明樹脂層は、ＬＥＤ素子の発光強度分布に応じて略半円球状に形成され、この透明樹脂層の表面に膜厚が均一の蛍光体層を形成することができる。この結果、ＬＥＤ素子から出射される出射光が蛍光体層のどの場所を通過しても経路長が等しいので、どの発光角度に対しても色むらの少ないＬＥＤ光源装置を製造することができる。
【００３３】
また、本発明で製造されたＬＥＤ光源装置の蛍光体層に、一種類の蛍光体のみを含有させれば、蛍光体の比重や粒径の違いによる分散の偏りが生じることがなく、蛍光体が均一に分散された蛍光体層を形成することができる。この結果、ＬＥＤ素子からの出射光が蛍
光体層の蛍光体粒子に均一に入射して波長変換が行われ、混色性が良好で色むらの少ないＬＥＤ光源装置を製造することができる。
【００３４】
また、上記構成におけるＬＥＤ素子の直近に最も長波長の赤色蛍光体を含有する蛍光体層とし、次に緑色蛍光体を含有する蛍光体層を配置し、最表面に短波長の青色蛍光体を含有する蛍光体層を配置することによって、各蛍光体による波長変換光の相互作用の影響を抑制できるので、蛍光体の２次励起が抑制されて光源装置の発光効率が向上し、高輝度で輝度ばらつきの少ないＬＥＤ光源装置を製造することができる。
【００３５】
また、ＬＥＤ素子の自発光によって光硬化型樹脂、または熱硬化型樹脂を硬化させることで、ＬＥＤ素子と基板を電気的に接続するワイヤに影響されずに、蛍光体層を薄い膜状に変形が無く形成できる。つまり、本発明は、特にワイヤボンディングによる実装構成に適した製造方法である。
【００３６】
また、光硬化型樹脂または熱硬化型樹脂を硬化させるためのＬＥＤ素子の自発光時間や
ＬＥＤ素子に供給する電流値を変えることで、透明樹脂層及び各蛍光体層の膜厚をそれぞれ任意に制御できるので、発光の色味調整を容易に実現でき、色バランスが最適な白色ＬＥＤ光源装置を製造することができる。
【００３７】
また、ＬＥＤ素子を集合基板上に複数個実装し、多数個同時に自発光させることにより、個々のＬＥＤ素子を被覆する透明樹脂層と蛍光体層を均一に形成することができるので、色むらや輝度ばらつき等が少なく特性が均一なＬＥＤ光源装置を、一括して大量に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】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。
【図２】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。
【図３】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断面図である。
【図４】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。
【図５】本発明の実施例１に係わる透明樹脂を塗布するポッティング工程を説明する拡大断面図である。
【図６】本発明の実施例１に係わる透明樹脂の硬化工程を説明する平面図および拡大断面図である。
【図７】本発明の実施例１に係わる透明樹脂の洗浄工程を説明する模式的な断面図である。
【図８】本発明の実施例１に係わる透明樹脂の乾燥工程を説明する拡大断面図である。
【図９】本発明の実施例１に係わる第１の樹脂部材を塗布するポッティング工程を説明する拡大断面図である。
【図１０】本発明の実施例１に係わる第１の樹脂部材の硬化工程を説明する拡大断面図である。
【図１１】本発明の実施例１に係わる集合基板上に形成された透明樹脂層と蛍光体層を説明する斜視図および拡大断面図である。
【図１２】本発明の実施例１に係わる集合基板上のＬＥＤ素子と蛍光体層を封止する封止工程を説明する斜視図である。
【図１３】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。
【図１４】本発明の実施例１に係わるＬＥＤ光源装置の構造と出射光の経路長を説明する断面図である。
【図１５】本発明の実施例１に係わるＬＥＤ光源装置の動作を説明する断面図である。
【図１６】本発明の実施例２に係わる３層の蛍光体層を有するＬＥＤ光源装置の構成を説明する断面図である。
【図１７】本発明の実施例２に係わるＬＥＤ光源装置の出射光の経路長を説明する断面図である。
【図１８】本発明の実施例２に係わるＬＥＤ光源装置の動作を説明する断面図である。
【図１９】本発明の実施例２の変形例１に係わるＬＥＤ光源装置の構成と動作を説明する断面図である。
【図２０】本発明の実施例２の変形例２に係わる２層の蛍光体層を有するＬＥＤ光源装置の構成と動作を説明する断面図である。
【図２１】本発明の実施例２の変形例３に係わるＬＥＤ光源装置の構成と動作を説明する断面図である。
【図２２】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。
【図２３】本発明の実施例３に係わる塗布による蛍光体層を有するＬＥＤ光源装置の構成と動作を説明する断面図である。
【図２４】本発明の実施例３の変形例に係わる光硬化型樹脂による１層の蛍光体層と塗布による蛍光体層とを有するＬＥＤ光源装置の構成と動作を説明する断面図である。
【図２５】従来のＬＥＤ光源装置の出射光の経路長を説明する断面図である。
【図２６】一般的な青色蛍光体、緑色蛍光体、赤色蛍光体の特性の一例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下図面に基づいて本発明の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】
【００４０】
［実施例１のＬＥＤ光源装置の製造工程の概略説明：図１］
まず、本発明の実施例１の製造工程の概略を図１によって説明する。図１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。実施例１の特徴はＬＥＤ素子が青色光を発光する青色ＬＥＤ素子であり、このＬＥＤ素子を光硬化型樹脂である透明樹脂層で被覆し、その透明樹脂層を１層の蛍光体層で被覆した白色光を発光するＬＥＤ光源装置の製造方法である。
【００４１】
図１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）。
【００４２】
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）。
【００４３】
次に、透明樹脂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、透明樹脂は光硬化型樹脂である。
【００４４】
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素子を自発光させ、ＬＥＤ素子周辺の透明樹脂を部分的に硬化させる樹脂硬化工程を実施する（工程Ｍ４）。
【００４５】
次に、透明樹脂によって被覆された集合基板を有機溶剤に浸して、未硬化部分の透明樹脂を除去する洗浄工程を実施する（工程Ｍ５）。
【００４６】
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素子の周辺に透明樹脂層が形成される。ここで、ポッティング工程（工程Ｍ３）〜乾燥工程（工程Ｍ６）までを樹脂形成工程と呼ぶ。
【００４７】
次に、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１の蛍光体を含有する第１の樹脂部材を透明樹脂層の表面に被覆するための２回目の樹脂形成工程を実施する。すなわち、ポッティング工程を再び実施し、その後、樹脂硬化工程（工程Ｍ４）から乾燥工程（工程Ｍ６）まで実施する。これにより、透明樹脂層を被覆する膜状の第１の蛍光体層が形成される。尚、第１の樹脂部材も光硬化型樹脂である。すなわち、樹脂形成工程を２回繰り返して実施することで、ＬＥＤ素子を直接被覆する透明樹脂層が形成され、更にこの透明樹脂層の表面を覆う１層の蛍光体層が形成される。
【００４８】
次に、２回目の樹脂形成工程の最後の乾燥工程（工程Ｍ６）が終了したならば、集合基板上の最表面に形成された第１の蛍光体層に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Ｍ８）。
【００４９】
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Ｍ９）。
【００５０】
［実施例１の集合基板製造工程（工程Ｍ１）の説明：図２］
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２によって説明する。図２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２（ａ）は集合基板の平面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）の切断線Ａ−Ａ´で切断した集合基板の断面図である。
【００５１】
図２（ａ）（ｂ）に示すように、１はＬＥＤ光源装置を複数個並べて集合する集合基板であり、エポキシ材等の絶縁性基板で形成される。２ａ〜２ｅは、集合基板１の表面と裏面に同一形状で形成される略長方形状の電極であり、導電性の銅箔等によって成る。ここで、電極２ａは図示するように集合基板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と同様に集合基板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も同様に集合基板１上に所定の間隔で図面上縦に形成される。
【００５２】
これにより、電極２ａ〜２ｅは、集合基板１の表面と裏面にマトリクス状に形成され、図２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、集合基板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、集合基板１の裏面においても、表面の電極２ａ〜２ｅと同一位置に同一形状の電極２ａ〜２ｅが形成される。
【００５３】
また、３ａ〜３ｅは、集合基板１の表面と裏面の電極２ａ〜２ｅの領域内に形成されるスルホールである。ここでスルホール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、集合基板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、集合基板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、集合基板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。
【００５４】
また、４と５は電極端子であり、集合基板１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４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４によって電気的に接続する。また、電極端子５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５によって電気的に接続する。この電極端子４、５は、集合基板１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２に示す集合基板１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。
【００５５】
［実施例１のＬＥＤ素子の実装工程（工程Ｍ２）の説明：図３、図４］
次に、本発明の実施例１のＬＥＤ素子の実装工程の詳細を図３及び図４によって説明する。図３は本発明の実施例１のＬＥＤ素子の実装工程を示し、図３（ａ）はＬＥＤ素子が実装された集合基板の平面図であり、図３（ｂ）はＬＥＤ素子が実装された集合基板の拡大断面図である。
【００５６】
図３（ａ）（ｂ）に示すように、まず、ＬＥＤ素子の実装工程として、集合基板１の表面の電極２ａ〜２ｄの図面上略右半分の領域（すなわち、スルホール３ａ〜３ｄ以外の領域）に、青色ＬＥＤ素子１０を導電性接着剤等（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個の青色ＬＥＤ素子１０が１枚の集合基板１の表面に実装される。尚、図面上右端の電極２ｅには、実装されない。ここで、青色ＬＥＤ素子１０は、発光波長が一例として４５０ｎｍ程度の青色光を発光するＬＥＤ素子である。
【００５７】
次に、実装された青色ＬＥＤ素子１０は、ワイヤボンダ（図示せず）によってワイヤボンディングされ、接続部材としての金細線によって成るワイヤ１１と１２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に実装された青色ＬＥＤ素子１０のアノード（図示せず）はワイヤ１１によって電極２ａと電気的に接続され、青色ＬＥＤ素子１０のカソード（図示せず）はワイヤ１２によって横隣りの電極２ｂと電気的に接続される。
【００５８】
また同様に、電極２ｂに実装された青色ＬＥＤ素子１０のアノード（図示せず）はワイヤ１１によって電極２ｂと電気的に接続され、青色ＬＥＤ素子１０のカソード（図示せず）はワイヤ１２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に実装された青色ＬＥＤ素子１０と、電極２ｄに実装された青色ＬＥＤ素子１０も、ワイヤ１１、１２によってそれぞれの電極と電気的に接続される。
【００５９】
これにより、図面上横４列の青色ＬＥＤ素子１０が、電極２ａ〜２ｅを介して電極端子４と５の間で直列に接続されることになる。また同様に、青色ＬＥＤ素子１０は図面上縦方向の６行に実装されているので、６行すべての青色ＬＥＤ素子１０もワイヤ１１、１２で電極２ａ〜２ｅに接続される。この結果、電極端子４と５の間にある４個の青色ＬＥＤ素子１０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個の青色ＬＥＤ素子１０による回路が形成される。
【００６０】
図４は、集合基板１上に実装される青色ＬＥＤ素子１０の接続回路を示している。ここで前述したように、４個の青色ＬＥＤ素子１０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４に所定のプラス電圧を印加し、電極端子５にゼロ電圧を印加すれば、全ての青色ＬＥＤ素子１０のアノードからカソードに駆動電流が流れて、全ての青色ＬＥＤ素子１０を点灯させることができる。
【００６１】
尚、青色ＬＥＤ素子１０の接続は、この実施例１に限定されず、電極端子４と５の接続パターンを工夫して、全ての青色ＬＥＤ素子１０を直列接続にすることもできる。ここで、全ての青色ＬＥＤ素子１０を直列接続するならば、全ての青色ＬＥＤ素子１０に流れる電流値を同一にできるので、後述する樹脂の硬化工程において、個々の青色ＬＥＤ素子１０に対する樹脂の硬化条件を合わせることができるが、実施例１のような直列−並列接続であっても、青色ＬＥＤ素子１０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できる。
【００６２】
［実施例１の透明樹脂のポッティング工程（工程Ｍ３）の説明：図５］
次に、本発明の実施例１のポッティング工程の詳細を図５によって説明する。図５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断面図であり、集合基板１の一部を示している。
図５に示すように、集合基板１の表面に実装された全ての青色ＬＥＤ素子１０を被覆する封止樹脂として、透明樹脂１３をディスペンサ５０によって塗布する。ここで用いる透明樹脂１３は、蛍光体や散乱材等を含まない、クリアーな透明材料からなる。
【００６３】
また、透明樹脂１３は、青色ＬＥＤ素子１０の自発光によって硬化する光硬化型のシリコーン樹脂によって成る。尚、透明樹脂１３が集合基板１の表面の全面に塗布され、全ての青色ＬＥＤ素子１０を被覆するように、図示しないが、ディスペンサ５０を集合基板１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、透明樹脂１３は集合基板１上の全ての青色ＬＥＤ素子１０とワイヤ１１、１２を被覆することができる。
【００６４】
［実施例１の透明樹脂の樹脂硬化工程（工程Ｍ４）の説明：図６］
次に、本発明の実施例１の樹脂硬化工程の詳細を図６によって説明する。図６は本発明の実施例１の樹脂硬化工程を示し、図６（ａ）は透明樹脂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６（ｂ）は集合基板上のＬＥＤ素子が自発光して透明樹脂を硬化させることを模式的に示す拡大断面図である。
【００６５】
図６（ａ）に示すように、透明樹脂１３が全面に塗布された集合基板１の電極端子４と５に、所定の電圧を出力する直流電源６を接続する。すなわち、電極２ａを介して青色ＬＥＤ素子１０のアノードに接続する電極端子４に、直流電源６のプラスライン６ａがスイッチＳＷを介して接続され、電極２ｅを介して青色ＬＥＤ素子１０のカソードに接続する電極端子５に、直流電源６のマイナスライン６ｂが接続される。尚、スイッチＳＷは直流電源６からの電流をＯＮ／ＯＦＦする機能を有し、青色ＬＥＤ素子１０に所定の時間だけ駆動電流を供給するように制御する。
【００６６】
次に、図６（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１上のすべての青色ＬＥＤ素子１０にワイヤ１１、１２を介して駆動電流が供給されて、青色ＬＥＤ素子１０は自発光を行い、青色光の出射光１５を発光する。これにより、青色ＬＥＤ素子１０を被覆する透明樹脂１３は、この出射光１５に照射される。そして、透明樹脂１３は前述したように光硬化型樹脂であるので、出射光１５によって青色ＬＥＤ素子１０近傍の透明樹脂１３の領域が部分的に硬化を開始して、青色ＬＥＤ素子１０周りに略半円球状の透明樹脂層１４が形成される。
【００６７】
すなわち、課題の欄で前述したことと同様に、青色ＬＥＤ素子１０から垂直方向に出射される出射光１５は発光強度が強いので、青色ＬＥＤ素子１０から遠い距離まで透明樹脂１３の硬化が進む。また、青色ＬＥＤ素子１０の左右斜め方向に出射される出射光１５は発光強度が弱いので、青色ＬＥＤ素子１０から比較的近い距離で透明樹脂１３の硬化が停止する。従って、透明樹脂１３の硬化により形成される透明樹脂層１４の形状は、青色Ｌ
ＥＤ素子１０から垂直方向の距離が長く、青色ＬＥＤ素子１０から斜め方向の距離が次第に短くなるので、青色ＬＥＤ素子１０を中心として略半円球状に形成される。
【００６８】
また、この透明樹脂層１４の厚さ（大きさ）は、青色ＬＥＤ素子１０からの出射光１５の発光強度分布によって決定されるので、青色ＬＥＤ素子１０に供給される駆動電流の大きさと供給時間によって透明樹脂層１４の厚さを制御して、透明樹脂層１４の大きさを制御することができる。すなわち、透明樹脂層１４の膜厚を厚く形成するには、青色ＬＥＤ素子１０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、透明樹脂層１４の膜厚を薄く形成するには、青色ＬＥＤ素子１０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。
【００６９】
［実施例１の透明樹脂の洗浄工程（工程Ｍ５）の説明：図７］
次に、本発明の実施例１の洗浄工程の詳細を図７によって説明する。図７は本発明の実施例１の洗浄工程を示す模式的な断面図である。
【００７０】
図７に示すように、透明樹脂１３内に透明樹脂層１４が形成された集合基板１（図面上では集合基板１の一部のみを記載）を有機溶剤５１に浸して、透明樹脂１３内の未硬化部分を除去する。尚、未硬化部分とは、透明樹脂１３内で透明樹脂層１４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できる。これにより、青色ＬＥＤ素子１０の周辺には、略半円球状の透明樹脂層１４のみが残ることになる。
【００７１】
［実施例１の透明樹脂の乾燥工程（工程Ｍ６）の説明：図８］
次に、本発明の実施例１の乾燥工程の詳細を図８によって説明する。図８は本発明の実施例１の乾燥工程を示す拡大断面図である。
【００７２】
図８に示すように、有機溶剤によって透明樹脂１３（図７参照）内の未硬化部分が除去された集合基板１（図面上では集合基板１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、集合基板１に付着していた有機溶剤が除去されて、すべての青色ＬＥＤ素子１０を被覆する略半円球状の透明樹脂層１４が形成される。
【００７３】
［実施例１の２回目の樹脂形成工程の説明：図９、図１０］
次に、本発明の実施例１の第１の樹脂部材による第１の蛍光体層を形成するための２回目の樹脂形成工程の詳細を説明する。まず、第１の樹脂部材を塗布するポッティング工程を図９によって説明する。図９は本発明の実施例１の第１の樹脂部材を塗布するポッティング工程を説明する拡大断面図であり、集合基板１の一部を示している。
【００７４】
図９に示すように、集合基板１の表面に実装された全ての青色ＬＥＤ素子１０は、前述したように、透明樹脂の一部が硬化した透明樹脂層１４によって被覆されているが、その上から、第１の蛍光体２０を含有する第１の樹脂部材２１をディスペンサ５０によって塗布する。尚、第１の蛍光体２０は模式的に図示しており、実際には微小な粒子である。
【００７５】
ここで、第１の蛍光体２０は、青色ＬＥＤ素子１０からの発光色を黄色に変換するＹＡＧ系蛍光体であり、第１の樹脂部材２１は光によって硬化する光硬化型のシリコーン樹脂によって成る。尚、第１の樹脂部材２１が集合基板１の表面の全面に塗布され、青色ＬＥＤ素子１０を被覆する全ての透明樹脂層１４を覆うように、図示しないが、ディスペンサ５０を集合基板１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１上の全ての青色ＬＥＤ素子１０とワイヤ１１、１２、及び透明樹脂層１４を被覆することができる。
【００７６】
次に、本発明の実施例１の第１の樹脂部材の樹脂硬化工程の詳細を図１０によって説明する。図１０は集合基板上のＬＥＤ素子が自発光して第１の樹脂部材を硬化させることを示す拡大断面図である。尚、青色ＬＥＤ素子１０を自発光させるために集合基板１の電極端子４と５に直流電源６とスイッチＳＷを接続する構成は、前述の図６（ａ）と同様であるので、接続の説明は省略する。
【００７７】
図１０に示すように、集合基板１の全面に第１の樹脂部材２１が塗布された状態で、各青色ＬＥＤ素子１０に再び駆動電流を供給すると、青色ＬＥＤ素子１０は自発光を行い、出射光１５を発光する。ここで、出射光１５は透明樹脂層１４を透して、第１の樹脂部材２１を照射する。これにより、第１の樹脂部材２１の一部分であって、青色ＬＥＤ素子１０に近く、透明樹脂層１４の表面に隣接する領域が膜状に硬化を開始して、第１の硬化領域２２が形成される。
【００７８】
ここで前述したように、透明樹脂層１４は青色ＬＥＤ素子１０の発光強度分布に応じて硬化して形成されるので、その透明樹脂層１４の表面のどの場所でも青色ＬＥＤ素子１０からの出射光１５の発光強度は、ほぼ等しい状態となる。すなわち、青色ＬＥＤ素子１０に対して垂直方向でも斜め方向でも、自発光によって硬化した透明樹脂層１４の表面の発光強度は、ほぼ等しくなる。これにより、透明樹脂層１４を透って第１の樹脂部材２１を照射する出射光１５は、どのような発光角度に対しても発光強度はほぼ等しいので、透明樹脂層１４の表面に形成される第１の硬化領域２２の膜厚は、透明樹脂層１４の表面のどの場所でも、ほぼ等しく均一となる。
【００７９】
このように第１の硬化領域２２は、透明樹脂層１４の表面を膜状に被覆し、その膜厚は、青色ＬＥＤ素子１０からの出射光１５の発光強度分布によって決定されるので、青色ＬＥＤ素子１０に供給される駆動電流の大きさと駆動電流の供給時間によって第１の硬化領域２２の膜厚を制御することができる。すなわち、第１の硬化領域２２の膜厚を厚く形成するには、青色ＬＥＤ素子１０に供給される駆動電流の値を大きくするか、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、第１の硬化領域２２の膜厚を薄く形成するには、青色ＬＥＤ素子１０に供給される駆動電流の値を小さくするか、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。
【００８０】
ここで、前述したように、第１の樹脂部材２１にはＹＡＧ蛍光体である第１の蛍光体２０（図９参照）が含有されているので、黄色の波長変換光の光量を増加したい場合は、ＬＥＤ素子１０への駆動電流の値または供給時間を、予め決めておいた基準値よりも多く設定し、第１の硬化領域２２の膜厚を厚くして第１の蛍光体２０の粒量を多くすれば良く、反対に、黄色の波長変換光の光量を減らしたい場合は、ＬＥＤ素子１０への駆動電流の値または供給時間を、予め決めておいた基準値よりも少なく設定し、第１の硬化領域２２の膜厚を薄くして第１の蛍光体２０の粒量を少なくすれば良い。このように、第１の硬化領域２２を形成するための青色ＬＥＤ素子１０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、黄色の波長変換光の光量を任意に調整することができる。尚、図１０は図面を見やすくするために、第１の蛍光体２０の図示を省略している。
【００８１】
次に、第１の樹脂部材２１の樹脂硬化工程の後に、洗浄工程（工程Ｍ５）、乾燥工程（工程Ｍ６）を実施するが、これらの工程は、前述した透明樹脂層１４を形成する工程と同様であるので説明は省略する。このように、２回目の樹脂形成工程によって形成される第１の硬化領域２２は、ＹＡＧ蛍光体である第１の蛍光体２０（図９参照）を含有する第１の蛍光体層２３として形成される。
【００８２】
この第１の蛍光体層２３は、前述したように略半円球状に形成された透明樹脂層１４の表面全体を被覆して膜厚が均一に形成されるので、青色ＬＥＤ素子１０から出射される出射光１５が第１の蛍光体層２３のどの場所を通過しても、その出射光１５の経路長が等しくなり、発光角度に対する色むらを抑制することができる。
【００８３】
このように、青色ＬＥＤ素子１０を被覆する透明樹脂層１４と第１の蛍光体層２３は、青色ＬＥＤ素子１０が自発光を２回繰り返すことによって硬化して形成される。ここで、青色ＬＥＤ素子１０の自発光時間は、駆動電流を所定の値で一定(例えば、色度（ｘ，ｙ）=（０．３，０．３）狙いとし、供給する電流値を６０ｍＡ)とすると、一例として、青色ＬＥＤ素子１０を直接被覆する透明樹脂層１４を形成するための自発光時間は２０秒位であり、第１の蛍光体層２３を形成するための自発光時間は６０秒位である。このように、各層によって自発光時間が大きく異なるのは、各層と青色ＬＥＤ素子１０の距離が異なることと、蛍光体による光の吸収の影響で外側の層になるほど、光強度が減少するからである。さらに、供給する電流値を３０ｍＡ、１０ｍＡと低電流にし、長時間での硬化プロセスにすることで、再現性の高い膜厚管理が可能となる。
【００８４】
［実施例１の透明樹脂層と蛍光体層の積層構造の説明：図１１］
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透明樹脂層と蛍光体層の積層構造を図１１によって説明する。図１１は本発明の実施例１によって形成されたＬＥＤ光源装置の透明樹脂層と１層の蛍光体層を示し、図１１（ａ）は集合基板上のＬＥＤ素子を被覆する蛍光体層を示す斜視図であり、図１１（ｂ）は透明樹脂層と蛍光体層の積層構造を示す集合基板の拡大断面図であり、集合基板１の側面の一部、すなわち、青色ＬＥＤ素子１０の周辺部を示している。
【００８５】
図１１（ａ）（ｂ）に示すように、本発明の実施例１のＬＥＤ光源装置の製造方法は、前述の集合基板製造工程（工程Ｍ１）から乾燥工程（工程Ｍ６）によって、まず集合基板１が製造され、この集合基板１の表面上に複数個の青色ＬＥＤ素子１０が実装され、更に個々の青色ＬＥＤ素子１０を被覆する透明樹脂層１４と第１の蛍光体層２３が積層して形成される。すなわち、略半円球状の透明樹脂層１４が青色ＬＥＤ素子１０を直接被覆し、その表面をＹＡＧ蛍光体である第１の蛍光体２０を含有する第１の蛍光体層２３が被覆される。
【００８６】
このように、本発明の実施例１の製造方法は、集合基板１上に多数の青色ＬＥＤ素子１０を実装し、これらの青色ＬＥＤ素子１０を同時に自発光させることで、多数の青色ＬＥＤ素子１０を被覆する透明樹脂層１４と蛍光体層を一括して形成することができるので、大量生産に好適な製造方法である。また、本実施例の製造方法を適用すれば、同じ集合基板１上に配列した、個々の青色ＬＥＤ素子１０の発光強度が異なっていた場合であっても、個々の青色ＬＥＤ素子１０の発光強度に応じた膜厚の蛍光体層を、容易に形成できる。
【００８７】
［実施例１の封止工程（工程Ｍ８）の説明：図１２］
次に、本発明の実施例１の封止工程の詳細を図１２によって説明する。図１２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。
【００８８】
図１２に示すように、集合基板１の最表面に第１の蛍光体層２３が形成された後、透明性の封止部材６１を充填して硬化させる封止工程を実施する。尚、封止部材６１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。
【００８９】
この工程により、青色ＬＥＤ素子１０とワイヤ１１、１２、透明樹脂層１４と第１の蛍光体層２３及び集合基板１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できる。
【００９０】
［実施例１の切断工程（工程Ｍ９）の説明：図１３］
次に、本発明の実施例１の切断工程を図１３によって説明する。図１３は本発明の実施例１の切断工程を示し、図１３（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１３（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。
【００９１】
図１３（ａ）に示すように、封止部材６１によって封止された集合基板１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は集合基板１上の各電極２ａ〜２ｅの間に設定され、切断線Ｙは集合基板１上の各スルホール３ａ〜３ｅの中心を切断線Ｘに直交して通るように設定される。
【００９２】
また、図１３（ｂ）に示すように、完成したＬＥＤ光源装置６０は、集合基板１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ホール３ａ、３ｂを備え、このスルホール３ａ、３ｂによって、基板１´の裏面の電極２ａ、２ｂ（図示せず）が電気的に接続される。また、電極２ａの表面には、青色ＬＥＤ素子１０が実装され、この青色ＬＥＤ素子１０は、前述したように２本のワイヤ１１、１２によって電極２ａ、２ｂと電気的に接続される。
【００９３】
この接続により、外部から裏面の電極２ａ、２ｂに駆動電流が供給されると、青色ＬＥＤ素子１０にワイヤ１１、１２を介して駆動電流が流れて、青色ＬＥＤ素子１０は発光する。また、青色ＬＥＤ素子１０は、前述のように透明樹脂層１４と１層の蛍光体層によって被覆され、最表面の第１の蛍光体層２３は、透明性の封止部材６１で封止される。
【００９４】
尚、完成したＬＥＤ光源装置６０は、集合基板１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、スルホール３ａ、３ｂは、同様に集合基板１から分離された位置によって、スルホール３ｂ、３ｃ、スルホール３ｃ、３ｄ、またはスルホール３ｄ、３ｅとなるが、集合基板１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６０であることはもちろんである。このように本発明は、集合基板１を用いることによって多数のＬＥＤ光源装置を一括して製造することができる。
【００９５】
［実施例１のＬＥＤ光源装置の構造と出射光の経路長の説明：図１４］
次に、本発明の実施例１のＬＥＤ光源装置の製造方法で製造されるＬＥＤ光源装置の構造と作用を図１４によって説明する。図１４は、本発明の実施例１の製造方法で製造されたＬＥＤ光源装置の構造と作用を説明する断面図である。
【００９６】
図１４に示すように、このＬＥＤ光源装置６０は、基板１´に青色を発光する青色ＬＥＤ素子１０が実装され、この青色ＬＥＤ素子１０を略半円球状の透明樹脂層１４で被覆し、その透明樹脂１４の表面に第１の蛍光体層２３が形成され、その第１の蛍光体層２３を透明性の封止部材６１で封止した構造となる。そして、第１の蛍光体層２３は、青色ＬＥＤ素子１０の発光色を黄色に変換するＹＡＧ系蛍光体である第１の蛍光体２０を含有する。
【００９７】
ここで、ＬＥＤ光源装置６０に駆動電流が供給されると、青色ＬＥＤ素子１０から垂直に出射される出射光１５１は、透明樹脂層１４を通過して第１の蛍光体層２３に入射する。このときの出射光１５１が第１の蛍光体層２３を通る長さを、「経路長Ｌｅ１」とする。また、青色ＬＥＤ素子１０から図面上左側に斜めに出射される出射光１５２は、透明樹
脂層１４を斜めに通過して第１の蛍光体層２３に入射する。このときの出射光１５２が第１の蛍光体層２３を通る長さを、「経路長Ｌｅ２」とする。また、青色ＬＥＤ素子１０から図面上右側に斜めに出射される出射光１５３は、透明樹脂層１４を斜めに通過して第１の蛍光体層２３に入射する。このときの出射光１５３が第１の蛍光体層２３を通る長さを、「経路長Ｌｅ３」とする。
【００９８】
そして前述したように、透明樹脂層１４の表面に形成される第１の蛍光体層２３の膜厚は、透明樹脂層１４の表面のどの場所でも、ほぼ等しく均一であるので、垂直方向の出射光１５１の経路長Ｌｅ１と、左右斜め方向の出射光１５２、１５３の経路長Ｌｅ２、Ｌｅ３は、ほぼ等しい長さとなる。すなわち、青色ＬＥＤ素子１０から出射される出射光が第１の蛍光体層２３のどの場所を通過しても経路長がほぼ等しいので、第１の蛍光体層２３に含有する第１の蛍光体２０が均一に分散しているとすれば、どの方向に出射された出射光でも、第１の蛍光体２０によって波長変換される割合は、ほぼ等しくなる。
【００９９】
これにより、第１の蛍光体層２３に含有する第１の蛍光体２０に吸収されて波長変換される光量は、出射光の発光角度に依存することがなくなり、どの発光角度に対しても、ほぼ等しくなる。この結果、青色ＬＥＤ素子１０のどの発光角度に対しても色むらの少ないＬＥＤ光源装置を製造することができる。このように、青色ＬＥＤ素子１０からの出射光が、どのような方向に出射しても、蛍光体層を通過する出射光の経路長がほぼ等しくなるように蛍光体層を形成できることが、本発明の大きな特徴である。
【０１００】
［実施例１によって製造されるＬＥＤ光源装置の動作の説明：図１５］
次に、本発明の実施例１のＬＥＤ光源装置の製造方法で製造されるＬＥＤ光源装置の動作の概略を図１５によって説明する。図１５は、本発明の実施例１のＬＥＤ光源装置の製造方法で製造されたＬＥＤ光源装置の動作を説明する断面図である。
【０１０１】
図１５に示すように、実施例１によって製造されたＬＥＤ光源装置６０を駆動する場合は、一例としてＬＥＤ光源装置６０の裏面の電極２ａ、２ｂを半田（図示せず）等によってプリント基板（図示せず）に実装し、プリント基板から基板１´の裏面の電極２ａ、２ｂに駆動電流を供給する。これにより、スルホール３ａ、３ｂを介して基板１´の表面の電極２ａ、２ｂに駆動電流が供給され、青色ＬＥＤ素子１０にワイヤ１１、１２を介して駆動電流が供給されて、青色ＬＥＤ素子１０は青色である青色光１６Ｂを発光する。
【０１０２】
この青色光１６Ｂは、青色ＬＥＤ素子１０の正面を中心として放射状に拡散し、第１の蛍光体層２３に含有されるＹＡＧ系蛍光体である第１の蛍光体２０に入射すると、第１の蛍光体２０は青色光１６Ｂを吸収して励起し、波長変換光である黄色光１６Ｙを発光して透明な封止部材６１を通過し外部に出射する。
【０１０３】
また、第１の蛍光体２０に入射せずに第１の蛍光体層２３を通過した残りの青色光１６Ｂは、波長変換されずに透明な封止部材６１通過して外部に出射する。これにより、ＬＥＤ光源装置６０からは、黄色光１６Ｙと青色光１６Ｂが発光し、それぞれの光が混合して白色光１６Ｗ´として出射される。
【０１０４】
このように、実施例１によるＬＥＤ光源装置６０が発光する白色光１６Ｗ´は、黄色光１６Ｙと青色光１６Ｂの混合によるので、厳密には疑似白色光である。
【０１０５】
以上のように本発明の実施例１によれば、青色ＬＥＤ素子１０の封止樹脂に光硬化型樹脂を用いることにより、青色ＬＥＤ素子１０の自発光によってＬＥＤ素子を被覆する透明樹脂層１４を形成し、その透明樹脂層１４の表面に青色ＬＥＤ素子１０の発光色を波長変換する第１の蛍光体層２３を青色ＬＥＤ素子１０の自発光によって形成することができる
。
【０１０６】
これにより、青色ＬＥＤ素子１０を直接被覆する透明樹脂層１４は、青色ＬＥＤ素子１０の発光強度分布に応じて略半円球状に形成されるので、その透明樹脂層１４の表面のどの場所でも出射光の発光強度は、ほぼ等しい状態となる。従って、透明樹脂層１４の表面に形成される第１の蛍光体層２３の膜厚は透明樹脂層１４の表面のどの場所でも、ほぼ等しく均一となる。この結果、青色ＬＥＤ素子１０から出射される出射光が第１の蛍光体層２３のどの場所を通過しても経路長が等しいので、出射光の発光角度に影響されない色むらの少ないＬＥＤ光源装置を製造することができる。
【０１０７】
また、第１の蛍光体層２３には、一種類のＹＡＧ蛍光体のみが含有されるので、蛍光体の比重や粒径の違いによる分散の偏りが生じることがなく、蛍光体が均一に分散された蛍光体層を形成することができる。この結果、均一に分散された蛍光体粒子に出射光が照射して波長変換が行われるので、混色性が良好で色むらの少ないＬＥＤ光源装置を製造することができる。
【０１０８】
また、透明樹脂層１４や第１の蛍光体層２３が、青色ＬＥＤ素子１０の自発光によって硬化され形成されることで、青色ＬＥＤ素子１０と基板１´の電極２ａ、２ｂを電気的に接続するワイヤ１１、１２に影響されずに、ワイヤ１１、１２と基板１´の隙間にまでも、膜厚が薄い蛍光体層を形状ひずみ等が生じること無く高精度に形成できる。これにより、ワイヤ１１、１２が出射する白色光１６Ｗ´の指向性や混色性に悪影響を及ぼすことがない。よって、本発明はワイヤボンディング実装によるＬＥＤ光源装置の製造に好適である。
【０１０９】
また本発明によれば、青色ＬＥＤ素子１０を集合基板１上に多数実装し、多数個同時に自発光させることにより、個々の青色ＬＥＤ素子１０の周りに、素子特性に応じた所定の膜厚の透明樹脂層１４と蛍光体層を一括して形成することができるので、色むらや輝度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できる。
【０１１０】
なお本実施例において、１層によって成る第１の蛍光体層２３はＹＡＧ系蛍光体を含有したが、本発明はこの構成に限定されるものではなく、たとえば、赤色蛍光体、緑色蛍光体、青色蛍光体の３種類の蛍光体を混合した蛍光体層であっても良い。これにより、疑似白色光ではなく、真の白色光に近いＬＥＤ光源装置を実現できるが、その場合は、課題の欄で説明した、混色性の問題と波長変換光の相互作用による問題が悪化することに留意する必要がある。
【実施例２】
【０１１１】
［実施例２の製造工程の概略説明：図１］
次に、本発明の実施例２の製造工程の概略を説明する。尚、実施例２の特徴は実施例１の改良を目的とし、ＬＥＤ素子が近紫外発光のＬＥＤ素子（ｎ−ＵＶ発光ダイオード）であり、この近紫外ＬＥＤ素子を光硬化型樹脂の透明樹脂層で被覆し、その透明樹脂層を第１、第２、第３の蛍光体を含有する３層の光硬化型樹脂による蛍光体層で被覆して白色光を発光するＬＥＤ光源装置の製造方法である。そして、実施例２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１を用いて、実施例１と異なる製造工程だけを説明する。
【０１１２】
図１において、集合基板製造工程（工程Ｍ１）とＬＥＤ素子実装工程（工程Ｍ２）は、実施例１と同様であるので、説明は省略する。尚、実施例２におけるＬＥＤ素子実装工程は、近紫外ＬＥＤ素子を集合基板に実装する。
【０１１３】
次に、透明樹脂層と蛍光体層を形成する樹脂形成工程も実施例１と同様であるが、実施例１では樹脂形成工程を２回繰り返して実施し、ＬＥＤ素子の周辺に透明樹脂層と第１の蛍光体層が積層されて形成されるが、実施例２においては、樹脂形成工程のループＬ１の繰り返しは４回であり、これにより、ＬＥＤ素子を被覆する透明樹脂層と、その透明樹脂層の表面に３層の蛍光体層が積層される。
【０１１４】
次に、４回目の樹脂形成工程の最後の乾燥工程（工程Ｍ６）が終了したならば、集合基板上の最表面に形成された第３の蛍光体層の表面に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Ｍ８）。その後、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Ｍ９）。
【０１１５】
なお、上記乾燥工程（工程Ｍ６）にて、透明樹脂層１４の表面に積層して形成される蛍光体層は、層の内側領域が半硬化状態となっている。この様に、少なくともその表面が硬化していれば、目的のＬＥＤ光源装置を製造することができるが、できるだけ内側領域が硬化している方が望ましい。それは、蛍光体層が完全に硬化していれば、次工程にて新たに蛍光体層が積層されたとしても、下層の蛍光体層が一部混じりあって膜質が変化するという不具合がなくなるからである。
【０１１６】
［実施例２のＬＥＤ光源装置の構成の説明：図１６］
次に、実施例２の各製造工程の詳細は、実施例１と基本的に同一であるので説明を省略し、実施例２の製造方法で製造されるＬＥＤ光源装置の構成の概略を図１６によって説明する。図１６は、本発明の実施例２で製造される３層の蛍光体層を有するＬＥＤ光源装置の構成を説明する断面図である。尚、実施例２によって製造されるＬＥＤ光源装置は、実施例１によって製造されるＬＥＤ光源装置と基本構造は似ているので、同一要素には同一番号を付し、重複する説明は一部省略する。
【０１１７】
図１６に示す１００は、本発明の実施例２によって製造されるＬＥＤ光源装置である。このＬＥＤ光源装置１００は、基板１´の表面の電極２ａに近紫外ＬＥＤ素子１０１が実装され、この近紫外ＬＥＤ素子１０１は、２本のワイヤ１１、１２によって電極２ａ、２ｂと電気的に接続される。そして近紫外ＬＥＤ素子１０１を被覆する透明樹脂層１４と第１、第２、第３の蛍光体層１１１、１２１、１３１が積層して形成される。
【０１１８】
すなわち、このＬＥＤ光源装置１００は、実施例１と同様に、略半円球状の透明樹脂層１４で近紫外ＬＥＤ素子１０１を直接被覆して、その表面を赤色蛍光体である第１の蛍光体１１０を含有する第１の蛍光体層１１１で被覆して、その表面を緑色蛍光体である第２の蛍光体１２０を含有する第２の蛍光体層１２１で被覆して、さらに蛍光体層の最表面は青色蛍光体である第３の蛍光体１３０を含有する第３の蛍光体層１３１によって被覆して形成される。また、最表面の第３の蛍光体層１３１は、透明性の封止部材６１で封止される。
【０１１９】
なおこのときの、近紫外ＬＥＤ素子１０１の自発光時間は、駆動電流を所定の値で一定(例えば、色度（ｘ，ｙ）=（０．３，０．３）狙いとし、供給する電流値を６０ｍＡ)とすると、一例として、近紫外ＬＥＤ素子１０１を直接被覆する透明樹脂層１４を形成するための自発光時間は１０秒程度であり、第１の蛍光体層１１１を形成するための自発光時間は１秒程度であり、第２の蛍光体層１２１を形成するための自発光時間は５〜１０秒程度であり、第３の蛍光体層１３１を形成する自発光時間は３０〜６０秒である。
【０１２０】
ここで実施例１と同様に、透明樹脂層１４は近紫外ＬＥＤ素子１０１の発光強度分布により決定して硬化し形成されるので、その透明樹脂層１４の表面のどの場所でも近紫外Ｌ
ＥＤ素子１０１からの出射光の発光強度は、ほぼ等しい状態となる。これにより、透明樹脂層１４の表面に形成される第１、第２、第３の蛍光体層１１１、１２１、１３１の各膜厚は、透明樹脂層１４の表面のどの場所でも、ほぼ等しく均一に形成される。
【０１２１】
［実施例２のＬＥＤ光源装置の出射光の経路長の説明：図１７］
次に、本発明の実施例２の製造方法で製造されるＬＥＤ光源装置の出射光の経路長を図１７によって説明する。図１７は、本発明の実施例２の製造方法で製造されたＬＥＤ光源装置の出射光の経路長を説明する断面図である。
【０１２２】
図１７に示すように、ＬＥＤ光源装置１００に駆動電流が供給されると、近紫外ＬＥＤ素子１０１から垂直に出射される出射光１５１は、透明樹脂層１４を通過して第１の蛍光体層１１１に入射する。このときの第１の蛍光体層１１１を通る長さを、「経路長Ｌｒ１」とする。また、第１の蛍光体層１１１を通過した出射光１５１は、第２の蛍光体層１２１に入射する。このときの第２の蛍光体層１２１を通る長さを、「経路長Ｌｇ１」とする。また、第２の蛍光体層１２１を通過した出射光１５１は、第３の蛍光体層１３１に入射する。このときの第３の蛍光体層１３１を通る長さを、「経路長Ｌｂ１」とする。
【０１２３】
また、近紫外ＬＥＤ素子１０１から図面上左側に斜めに出射される出射光１５２は、同様に透明樹脂層１４を斜めに通過して第１の蛍光体層１１１に入射する。このときの第１の蛍光体層１１１を通る長さを、「経路長Ｌｒ２」とする。また、第１の蛍光体層１１１を通過した出射光１５２は、第２の蛍光体層１２１に入射する。このときの第２の蛍光体層１２１を通る長さを、「経路長Ｌｇ２」とする。また、第２の蛍光体層１２１を通過した出射光１５２は、第３の蛍光体層１３１に入射する。このときの第３の蛍光体層１３１を通る長さを、「経路長Ｌｂ２」とする。
【０１２４】
また、近紫外ＬＥＤ素子１０１から図面上右側に斜めに出射される出射光１５３は、同様に透明樹脂層１４を斜めに通過して第１の蛍光体層１１１に入射する。このときの第１の蛍光体層１１１を通る長さを、「経路長Ｌｒ３」とする。また、第１の蛍光体層１１１を通過した出射光１５３は、第２の蛍光体層１２１に入射する。このときの第２の蛍光体層１２１を通る長さを、「経路長Ｌｇ３」とする。また、第２の蛍光体層１２１を通過した出射光１５３は、第３の蛍光体層１３１に入射する。このときの第３の蛍光体層１３１を通る長さを、「経路長Ｌｂ３」とする。
【０１２５】
前述したように、透明樹脂層１４の表面に形成される第１、第２、第３の蛍光体層１１１、１２１、１３１の各膜厚は、透明樹脂層１４の表面のどの場所でも、ほぼ等しく均一であるので、第１の蛍光体層１１１を通る垂直方向の出射光１５１の経路長Ｌｒ１と、左右斜め方向の出射光１５２、１５３の経路長Ｌｒ２、Ｌｒ３は、ほぼ等しい長さとなる。また、第２の蛍光体層１２１を通る垂直方向の出射光１５１が通る第１の蛍光体層１１１の経路長Ｌｇ１と、左右斜め方向の出射光１５２、１５３の経路長Ｌｇ２、Ｌｇ３も、ほぼ等しい長さとなる。また、同様に第３の蛍光体層１３１を通る垂直方向の出射光１５１が通る第１の蛍光体層１１１の経路長Ｌｂ１と、左右斜め方向の出射光１５２、１５３の経路長Ｌｂ２、Ｌｂ３も、ほぼ等しい長さとなる。
【０１２６】
このように、近紫外ＬＥＤ素子１０１から出射される出射光が各蛍光体層のどの場所を通過しても経路長がほぼ等しいので、各蛍光体層に含有する蛍光体に吸収されて波長変換される光量は、発光角度に依存することがなく、どの発光角度に対しても、ほぼ等しくなる。この結果、実施例２による製造方法は、どの発光角度に対しても色むらの少ないＬＥＤ光源装置を製造することができる。尚、図１７は、各蛍光体層に含有する蛍光体の図示を省略している。
【０１２７】
［実施例２のＬＥＤ光源装置の動作の説明：図１８］
次に、本発明の実施例２の製造方法で製造されるＬＥＤ光源装置の動作の概略を図１８によって説明する。図１８は、本発明の実施例２のＬＥＤ光源装置の製造方法で製造されたＬＥＤ光源装置の動作を説明する側面図である。
【０１２８】
図１８に示すように、実施例２で製造されるＬＥＤ光源装置１００を駆動する場合は、一例としてＬＥＤ光源装置１００の裏面の電極２ａ、２ｂを半田（図示せず）等によってプリント基板（図示せず）に実装し、プリント基板から基板１´の裏面の電極２ａ、２ｂに駆動電流を供給する。これにより、スルホール３ａ、３ｂを介して基板１´の表面の電極２ａ、２ｂに駆動電流が供給され、近紫外ＬＥＤ素子１０１にワイヤ１１、１２を介して駆動電流が供給されて、近紫外ＬＥＤ素子１０１は近紫外光である出射光１５を発光する。
【０１２９】
この出射光１５は、近紫外ＬＥＤ素子１０１の正面を中心として放射状に拡散し、まず、透明樹脂層１４を通過して第１の蛍光体層１１１に含有される赤色蛍光体である第１の蛍光体１１０に入射すると、第１の蛍光体１１０は出射光１５を吸収して励起し、波長変換光である赤色光１６Ｒを発光して第２の蛍光体層１２１と第３の蛍光体層１３１、及び透明な封止部材６１を通過し外部に出射する。
【０１３０】
また、第１の蛍光体１１０に入射せず第１の蛍光体層１１１を通過した出射光１５が、第２の蛍光体層１２１に含有される緑色蛍光体である第２の蛍光体１２０に入射すると、第２の蛍光体１２０は出射光１５を吸収して励起し、波長変換光である緑色光１６Ｇを発光して第３の蛍光体層１３１、及び透明な封止部材６１を通過し外部に出射する。
【０１３１】
また、第２の蛍光体１２０に入射せず第２の蛍光体層１２１を通過した出射光１５が、第３の蛍光体層１３１に含有される青色蛍光体である第３の蛍光体１３０に入射すると、第３の蛍光体１３０は出射光１５を吸収して励起し、波長変換光である青色光１６Ｂを発光して透明な封止部材６１を通過し外部に出射する。これにより、ＬＥＤ光源装置１００からは、赤色光１６Ｒと緑色光１６Ｇと青色光１６Ｂが発光し、それぞれの光が混合して白色光１６Ｗとして出射される。
【０１３２】
ここで、各蛍光体の励起特性を前述の図２６で示したように、最表面に積層される第３の蛍光体層１３１に含有する第３の蛍光体１３０（青色蛍光体）は、約４３０ｎｍ以下の短波長によって励起される。これにより、最表面の第３の蛍光体層１３１に波長５３０ｎｍ位の緑色光１６Ｇや波長６５０ｎｍ位の赤色光１６Ｒが入射しても、それらの波長変換光が第３の蛍光体１３０にほとんど吸収されることがないので、緑色光１６Ｇと赤色光１６Ｒは非常に少ない損失で、第３の蛍光体層１３１を通過することができる。
【０１３３】
また、前述の図２６で示したように、第２の蛍光体層１２１に含有する第２の蛍光体１２０（緑色蛍光体）は、約５００ｎｍ以下の波長によって励起される。これにより、第２の蛍光体層１２１に内側の第１の蛍光体層１１１から波長６５０ｎｍ位の赤色光１６Ｒが入射しても、その赤色光１６Ｒが第２の蛍光体１２０にほとんど吸収されることがないので、赤色光１６Ｒは非常に少ない損失で、第２の蛍光体層１２１を通過することができる。
【０１３４】
以上のように本発明の実施例２によれば、ＬＥＤ光源装置１００の近紫外ＬＥＤ素子１０１に最も近い第１の蛍光体層１１１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１２１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１３１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できるので、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できる。これにより、発光効率に優れて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できる。
【０１３５】
また、前述したように、各蛍光体層は近紫外ＬＥＤ素子１０１の発光強度分布によって決定される略半円球状の透明樹脂層１４の表面に積層して形成されるので、近紫外ＬＥＤ素子１０１から出射される様々な方向の出射光の、各蛍光体層を通る経路長がほぼ等しくなる。これにより、各蛍光体層に含有する蛍光体に吸収されて波長変換される光量は、発光角度に依存することがなくなり、どの発光角度に対しても色むらの少ないＬＥＤ光源装置を製造することができる。
【０１３６】
また、ＲＧＢを発光するそれぞれ蛍光体は、各蛍光体層に個別に含有されるので、それぞれの蛍光体層には、同一の蛍光体粒子が均一に分散される。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のみが含有されるので、蛍光体粒子が層内で偏ったりすることがない。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、均一に分散された蛍光体粒子に出射光が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ＬＥＤ光源装置を実現することができる。また、本実施例のＬＥＤ光源装置１００の出射光は、赤色光１６Ｒと緑色光１６Ｇと青色光１６Ｂが混合された白色光１６Ｗであるので、演色性に優れている。
【０１３７】
このように、実施例２による製造方法は、３層によって成る蛍光体層を形成するために、製造工程が多少複雑ではあるが、前述の実施例１の製造方法と比較して、混色性や演色性等に優れたＬＥＤ光源装置を提供することができる。また、本実施例による製造方法、及び本実施例によって製造されるＬＥＤ光源装置１００の基本構造は、前述の実施例１による製造方法、及びこの実施例１によって製造されるＬＥＤ光源装置６０と同様であるので、この実施例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。
【０１３８】
尚、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、この積層順はこれに限定されるものではなく、第１から第３の蛍光体層の積層順を変えた形態としても良い。その場合は、課題の欄で説明した、波長変換光の相互作用による問題が、上記順番に配設した場合よりも悪化することに留意する必要がある。
【０１３９】
また、上記説明では、第１、第２、第３の蛍光体１１０、１２０、１３０に同じ粒径の蛍光体を用いるとして説明したが、
第１の蛍光体の粒径  ＞  第２の蛍光体の粒径  ≧  第３の蛍光体の粒径
の関係となる様にしても良い。この様に、第１の蛍光体１１０に、他層の蛍光体よりも粒径が大きなものを用いれば、第１の蛍光体層１１１表面の凹凸が相対的に大きくなり、第２の蛍光体層１２１の密着性が向上する。また、第１の蛍光体１１０に大きな粒径のものを用いれば、散乱効果により光取り出し効率が向上するが、第２、３の蛍光体１２０、１３０に第１の蛍光体１１０と同様の粒径のものを用いると、夫々の蛍光体の散乱効果を増すことになり、第１の蛍光体層１１１への戻り光を増やしてしまう。これを防ぐ為に、第２、３の蛍光体１２０、１３０の粒径は、上記の条件とするのが好ましい。これにより、各層間の密着性は確保しつつ、再吸収を抑制させることが可能となる。
【０１４０】
また、第１の蛍光体層１１１を形成し、１回目の乾燥工程（工程Ｍ６）が終了した後に色度補正を行い、その色度補正データに基づき、第２の蛍光体層１２１に混入する第２の蛍光体１２０を決めれば、色ムラだけでなく目的の色度に合わせこむことができる。
このとき、第１の蛍光体層１１１に混入される第１の蛍光体１１０は、予め決められた量よりも意図的に少なくしておき、第２の蛍光体層１２１に混入する蛍光体を、補正分と
して追加する第１の蛍光体１１０と、予め混入する予定であった第２の蛍光体１２０とを混入させた第２の蛍光体層１２１とすればよい。これにより、高精度な色度調整が可能となる。
【０１４１】
［実施例２のＬＥＤ光源装置の変形例１の概略説明：図１９］
次に、本発明の実施例２の変形例１の概略を説明する。図１９は、実施例２の変形例１のＬＥＤ光源装置の構成を説明する断面図である。本変形例１の特徴は、透明樹脂に散乱材１４０を含んでいる散乱材混合層１４１に、蛍光体層を積層して形成している点にあり、他の構成は先の実施例２と同様である。したがって、下記の説明ではこの相違点について主に説明し、共通する部分についての説明は省略する。
【０１４２】
図１９に示す４００は、実施例２の変形例１によって製造されるＬＥＤ光源装置である。このＬＥＤ光源装置４００は、基板１´の表面に近紫外ＬＥＤ素子１０１が実装されて、さらに、この近紫外ＬＥＤ素子１０１を被覆して、散乱材混合層１４１と、第１、第２、第３の蛍光体層１１１、１２１、１３１が積層して形成されてなる。
【０１４３】
そして、このＬＥＤ光源装置４００の製造は、散乱材を含む略半円球状の散乱材混合層１４１で近紫外ＬＥＤ素子１０１を直接被覆し、その表面を赤色蛍光体である第１の蛍光体１１０を含有する第１の蛍光体層１１１で被覆し、その表面を緑色蛍光体である第２の蛍光体１２０を含有する第２の蛍光体層１２１で被覆し、さらに蛍光体層の最表面は青色蛍光体である第３の蛍光体１３０を含有する第３の蛍光体層１３１で被覆し、最表面の第３の蛍光体層１３１が透明性の封止部材６１で封止して形成される。
【０１４４】
ここで用いる散乱材混合層１４１に含まれる散乱材１４０には、近紫外ＬＥＤ素子１０１から出射される発光光を拡散できれば良く、主に二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）で構成された物を使用できる。
【０１４５】
また、上記ＬＥＤ光源装置４００を製造するときの、近紫外ＬＥＤ素子１０１の自発光時間は、駆動電流を所定の値で一定(例えば、色度（ｘ，ｙ）＝（０．３，０．３）狙いとし、供給する電流値を６０ｍＡ)とすると、一例として、近紫外ＬＥＤ素子１０１を直接被覆する透明樹脂層１４を形成するための自発光時間は１秒程度であり、第１の蛍光体層１１１を形成するための自発光時間は５〜１０秒程度であり、第２の蛍光体層１２１を形成するための自発光時間は３０〜６０秒程度であり、第３の蛍光体層１３１を形成する自発光時間は１２０〜２４０秒である。
【０１４６】
ここで上記構成のＬＥＤ光源装置４００が、実施例２に示した装置に比べ、より色むらが少なくなる理由について説明する。先の実施例２に示したＬＥＤ光源装置における透明樹脂層１４は、素子発光強度に応じた形状となる。それに対し、変形例１のＬＥＤ光源装置４００は、光硬化型樹脂内に散乱材を設けているので、散乱材１４０の拡散効果により、さらに素子発光強度に依存した略半円球形状に近づけることができる。これにより、近紫外ＬＥＤ素子１０１からの発光光を蛍光体層に、より均一化した状態で入射させることができ、素子からの発光光の光路を、透明樹脂層上に積層された蛍光体層を均一に透過し、色ムラが低減された白色光として出射させることができる。
【０１４７】
また、図示していないが、本変形例１により、散乱材１４０の影響で散乱材混合層１４１の表面粗さが大きくなり、それによりアンカー効果により第１の蛍光体層１１１との密着性を向上させるという効果も期待できる。
【０１４８】
［実施例２のＬＥＤ光源装置の変形例２の製造工程の概略説明：図１］
次に、本発明の実施例２の変形例２の製造工程の概略を説明する。尚、実施例２の変形
例２の特徴は実施例１の改良を目的とし、ＬＥＤ素子が青色を発光する青色ＬＥＤ素子であり、その青色ＬＥＤ素子を光硬化型樹脂の透明樹脂層で被覆し、その透明樹脂層を第１、第２の蛍光体を含有する２層の光硬化型樹脂による蛍光体層で被覆して白色光を発光するＬＥＤ光源装置の製造方法である。そして、実施例２の変形例の製造工程は、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１を用いて、実施例１と異なる製造工程だけを説明する。
【０１４９】
図１において、集合基板製造工程（工程Ｍ１）とＬＥＤ素子実装工程（工程Ｍ２）は、実施例１と同様であるので、説明は省略する。尚、実施例２の変形例におけるＬＥＤ素子実装工程は、青色ＬＥＤ素子を集合基板に実装する。
【０１５０】
次に、透明樹脂層と蛍光体層を形成する樹脂形成工程も実施例１と同様であるが、実施例２の変形例においては、樹脂形成工程のループＬ１の繰り返しは３回であり、これにより、青色ＬＥＤ素子を被覆する透明樹脂層と、その透明樹脂層の表面に第１と第２の蛍光体層が形成される。
【０１５１】
次に、３回目の樹脂形成工程の最後の乾燥工程（工程Ｍ６）が終了したならば、集合基板上の最表面に形成された第２の蛍光体層に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Ｍ８）。その後、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Ｍ９）。
【０１５２】
［実施例２の変形例２のＬＥＤ光源装置の構成と動作の説明：図２０］
次に、実施例２の変形例２の製造方法で製造されるＬＥＤ光源装置の構成と動作の概略を説明する。図２０は本発明の実施例２の変形例２によって製造されるＬＥＤ光源装置の構成と動作を説明する断面図である。尚、実施例２の変形例２によって製造されるＬＥＤ光源装置は、実施例１によって製造されるＬＥＤ光源装置と基本構造は似ているので、同一要素には同一番号を付し、重複する説明は一部省略する。
【０１５３】
図２０に示す１４０は、実施例２の変形例２によって製造されるＬＥＤ光源装置である。このＬＥＤ光源装置１４０は、基板１´に波長４５０ｎｍ位の青色を発光する青色ＬＥＤ素子１０が実装され、この青色ＬＥＤ素子１０を略半円球状の透明樹脂層１４で被覆し、その透明樹脂１４の表面に第１の蛍光体層１１１が形成され、更にその外側に第２の蛍光体層１２１が形成され、その第２の蛍光体層１２１を透明性の封止部材６１で封止した構造となっている。そして、第１の蛍光体層１１１は青色ＬＥＤ素子１０の発光色を赤色に変換する第１の蛍光体１１０を含有し、第２の蛍光体層１２１は青色ＬＥＤ素子１０の発光色を緑色に変換する第２の蛍光体１２０を含有する。
【０１５４】
なおこのときの、青色ＬＥＤ素子１０の自発光時間は、駆動電流を所定の値で一定(例えば、色度（ｘ，ｙ）＝（０．３，０．３）狙いとし、供給する電流値を６０ｍＡ)とすると、一例として、青色ＬＥＤ素子１０を直接被覆する透明樹脂層１４を形成するための自発光時間は２０秒程度であり、第１の蛍光体層１１１を形成するための自発光時間は６０秒程度であり、第２の蛍光体層１２１を形成するための自発光時間は１２０〜２４０秒程度である。
【０１５５】
このＬＥＤ光源装置１４０を駆動する場合は、図２０に示すように、実施例１と同様に外部のプリント基板（図示せず）等に実装し、プリント基板から基板１´の裏面の電極２ａ、２ｂに駆動電流を印加する。これにより、スルホール３ａ、３ｂを介して基板１´の表面の電極２ａ、２ｂに駆動電流が供給され、青色ＬＥＤ素子１０にワイヤ１１、１２を介して駆動電流が供給されて、青色ＬＥＤ素子１０は青色光１６Ｂを発光する。
【０１５６】
この青色光１６Ｂは、青色ＬＥＤ素子１０の正面を中心として放射状に拡散し、第１の蛍光体層１１１に含有される赤色蛍光体である第１の蛍光体１１０に入射すると、第１の蛍光体１１０は青色光１６Ｂを吸収して励起し、波長変換光である赤色光１６Ｒを発光して第２の蛍光体層１２１と透明な封止部材６１を通過し外部に出射する。
【０１５７】
また、第１の蛍光体１１０に入射せず第１の蛍光体層１１１を通過した青色光１６Ｂが、第２の蛍光体層１２１に含有される緑色蛍光体である第２の蛍光体１２０に入射すると、第２の蛍光体１２０は青色光１６Ｂを吸収して励起し、波長変換光である緑色光１６Ｇを発光して封止部材６１を通過し外部に出射する。
【０１５８】
また、第１の蛍光体１１０と第２の蛍光体１２０に入射せずに二つの蛍光体層を通過した残りの青色光１６Ｂは、波長変換されずに透明な封止部材６１通過して外部に出射する。これにより、ＬＥＤ光源装置１４０からは、青色光１６Ｂと緑色光１６Ｇと赤色光１６Ｒが発光し、それぞれの光が混合して白色光１６Ｗとして出射される。
【０１５９】
このように、実施例２の変形例２によって製造されるＬＥＤ光源装置１４０は、青色ＬＥＤ素子１０に最も近い第１の蛍光体層１１１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１２１に中間波長を発光する緑色蛍光体を含有することによって、二つの蛍光体による波長変換光の相互作用の影響を抑制できるので、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できる。
【０１６０】
また、変形例２の構成は、実施例２と同様に、各蛍光体層は青色ＬＥＤ素子１０の発光強度分布によって決定される略半円球状の透明樹脂層１４の表面に積層されて形成されるので、青色ＬＥＤ素子１０から出射される出射光が各蛍光体層のどの場所を通過しても、各蛍光体層の経路長がほぼ等しい。これにより、各蛍光体層に含有する蛍光体に吸収されて波長変換される光量は、発光角度に依存することがないので、どの発光角度に対しても色むらの少ないＬＥＤ光源装置を製造することができる。
【０１６１】
また、実施例２の変形例２によって製造されるＬＥＤ光源装置１４０の白色光１６Ｗは、蛍光体による赤色光１６Ｒと緑色光１６Ｇ、及び、青色ＬＥＤ素子１０からの青色光１６Ｂの混合によるので、演色性に優れている。
【０１６２】
［実施例２の変形例３のＬＥＤ光源装置の概略説明：図２１］
次に、実施例２の変形例３の構成及び製造方法の概略について説明する。図２１は、実施例２の変形例３のＬＥＤ光源装置の構成および作用を説明する断面図である。本変形例３は、先に示した変形例２（図２０）を更に改良した構成としており、その特徴点は、この変形例２の透明樹脂層１４に散乱材１４０を混入した散乱材混合層１４１としている点にある。他の構成は変形例２と同様であるので、下記の説明ではこの相違点について主に説明し、共通する部分についての説明は省略する。
【０１６３】
図２１に示す４１０は、実施例２の変形例２によって製造されるＬＥＤ光源装置である。このＬＥＤ光源装置４１０は、基板１´の表面に青色ＬＥＤ素子１０が実装され、そして青色ＬＥＤ素子１０を被覆する散乱材混合層１４１と、第１、第２の蛍光体層１１１、１２１が積層して形成されてなる。
【０１６４】
なおこのときの、青色ＬＥＤ素子１０の自発光時間は、駆動電流を所定の値で一定(例えば、色度（ｘ，ｙ）=（０．３，０．３）狙いとし、供給する電流値を６０ｍＡ)とすると、一例として、青色ＬＥＤ素子１０を直接被覆する散乱材混合層１４１を形成するための自発光時間は６０秒程度であり、第１の蛍光体層１１１を形成するための自発光時間は１２０〜２４０秒程度であり、第２の蛍光体層１２１を形成するための自発光時間は３０
０〜秒程度である。
【０１６５】
このように、実施例２の変形例２および変形例３による製造方法は、２層によって成る蛍光体層を形成するために、製造工程が多少複雑ではあるが、前述の実施例１の製造方法と比較して、混色性や演色性等に優れたＬＥＤ光源装置を提供することができる。また、本実施例による製造方法、及び本実施例によって製造されるＬＥＤ光源装置１４０の基本構造は、前述の実施例１による製造方法、及びこの実施例１によって製造されるＬＥＤ光源装置６０と同様であるので、実施例２の変形例２および変形例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。
【０１６６】
以上のように、本発明の実施例２、及びその変形例１、変形例２および変形例３のＬＥＤ光源装置の製造方法は、ＬＥＤ素子の自発光によって形成する透明樹脂層の表面を、ＬＥＤ素子の自発光によって単一の蛍光体を含有する複数の蛍光体層で覆うことにより、ＲＧＢの混合による白色光を得ることができるので、混色性と演色性に優れた白色のＬＥＤ光源装置を提供することができる。また、ＬＥＤ素子を直接被覆する透明樹脂層は、ＬＥＤ素子の発光強度分布に応じて略半円球状に形成されるので、この透明樹脂層の表面に複数の蛍光体層を積層しても、それぞれの蛍光体層の膜厚を均一に形成でき、どの発光角度に対しても色むらの少ないＬＥＤ光源装置を製造することができる。
【０１６７】
なお、図２０に示した構成に、上述した第１の蛍光体１１０と第２の蛍光体１２０の粒径の関係、第１の蛍光体層１１１を形成した後に、色度を測定し、第２の蛍光体層１２１に含有する蛍光体を決める手段を、同様に適用すれば、先と同じ効果を得ることができる。
【実施例３】
【０１６８】
［実施例３のＬＥＤ光源装置の製造方法の概略説明：図２２］
次に、本発明の実施例３の製造工程の概略を説明する。尚、実施例３の特徴はＬＥＤ素子が青色を発光する青色ＬＥＤ素子であり、その青色ＬＥＤ素子を光硬化型樹脂の透明樹脂層で被覆し、その透明樹脂層を青色ＬＥＤ素子の発光色を黄色に変換する蛍光体を含有する蛍光体層を塗布によって形成した白色光を発光するＬＥＤ光源装置の製造方法である。
【０１６９】
図２２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、前述の実施例１の製造工程と一部のみが異なるだけであるので、実施例１と異なる製造工程だけを説明し、他の製造工程についての説明は一部省略する。
【０１７０】
図２２において、集合基板製造工程（工程Ｍ１）とＬＥＤ素子実装工程（工程Ｍ２）は、実施例１と同様であるので、説明は省略する。尚、集合基板に実装されるＬＥＤ素子は、発光波長が４５０ｎｍ位の青色ＬＥＤ素子である。
【０１７１】
次に、樹脂形成工程（工程Ｍ３〜工程Ｍ６まで）も実施例１と同様であり、この樹脂形成工程によって、青色ＬＥＤ素子を光硬化型樹脂の透明樹脂層で被覆する。
【０１７２】
次に、樹脂形成工程の最後の乾燥工程（工程Ｍ６）が終了したならば、集合基板上に形成された透明樹脂層の表面に、ＹＡＧ系蛍光体である第１の蛍光体を含有する第１の蛍光体層を塗布によって形成する蛍光体層塗布工程（工程Ｍ７）を実施する。この第１の蛍光体層の塗布は、図示しないが、スプレー、静電塗装、ディップ、蒸着などによって実施される。
【０１７３】
次に、集合基板上の最表面に形成された第１の蛍光体層に、透明性の封止部材を充填し
硬化させる封止工程を実施する（工程Ｍ８）。その後、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Ｍ９）。尚、工程Ｍ８、Ｍ９は、実施例１と同様であるので説明は省略する。また、図２２において、破線で示すループＬ１は後述する実施例３の変形例で説明する。
【０１７４】
［実施例３のＬＥＤ光源装置の構成と動作の説明：図２３］
次に、実施例３の製造方法で製造されるＬＥＤ光源装置の構成と動作の概略を図２３によって説明する。図２３は本発明の実施例３で製造されるＬＥＤ光源装置の構成と動作を説明する断面図である。尚、実施例３によって製造されるＬＥＤ光源装置は、実施例１及び２によって製造されるＬＥＤ光源装置と基本構造は似ているので、同一要素には同一番号を付し、重複する説明は一部省略する。
【０１７５】
図２３に示すように、２００は実施例３によって製造されるＬＥＤ光源装置である。このＬＥＤ光源装置２００は、基板１´に波長４５０ｎｍ位の青色を発光する青色ＬＥＤ素子１０が実装され、この青色ＬＥＤ素子１０を略半円球状の透明樹脂層１４で被覆し、その透明樹脂１４の表面に第１の蛍光体層２０１が塗布によって形成され、その第１の蛍光体層２０１を透明性の封止部材６１で封止して形成される。そして、第１の蛍光体層２０１は、青色ＬＥＤ素子１０の発光色を黄色に変換するＹＡＧ系蛍光体である第１の蛍光体２０を含有する。尚、図２３の第１の蛍光体層２０１は、塗布によって形成されることを示すために模式的に示している。
【０１７６】
このＬＥＤ光源装置２００を駆動する場合は、図２３に示すように、実施例１及び実施例２と同様に外部のプリント基板（図示せず）等に実装し、プリント基板から基板１´の裏面の電極２ａ、２ｂに駆動電流を供給する。これにより、スルホール３ａ、３ｂを介して基板１´の表面の電極２ａ、２ｂに駆動電流が供給され、青色ＬＥＤ素子１０にワイヤ１１、１２を介して駆動電流が供給されて、青色ＬＥＤ素子１０は青色光１６Ｂを発光する。
【０１７７】
この青色光１６Ｂは、青色ＬＥＤ素子１０の正面を中心として放射状に拡散し、第１の蛍光体層２０１に含有されるＹＡＧ系蛍光体である第１の蛍光体２０に入射すると、第１の蛍光体２０は青色光１６Ｂを吸収して励起し、波長変換光である黄色光１６Ｙを発光して透明な封止部材６１を通過し外部に出射する。
【０１７８】
また、第１の蛍光体２０に入射せずに第１の蛍光体層２０１を通過した残りの青色光１６Ｂは、波長変換されずに透明な封止部材６１通過して外部に出射する。これにより、ＬＥＤ光源装置２００からは、黄色光１６Ｙと青色光１６Ｂが発光し、それぞれの光が混合して白色光１６Ｗ´として出射される。
【０１７９】
このように、実施例３によるＬＥＤ光源装置２００が発光する白色光１６Ｗ´は、黄色光１６Ｙと青色光１６Ｂの混合によるので、厳密には疑似白色光であり、実施例２によるＬＥＤ光源装置１００のＲＧＢの混合による白色光１６Ｗと比較すると演色性が多少劣っている。しかし、透明樹脂層１４を覆う蛍光体層は１層のみで構成され、且つ、その第１の蛍光体層２０１は、スプレー、静電塗装、ディップ、蒸着、インクジェット法など、比較的簡易な方法で塗布されるので、実施例１や実施例２による光硬化型樹脂を積層する製造方法と比較して、製造工程を簡略化することができる。
【０１８０】
また、実施例３においても、青色ＬＥＤ素子１０を直接被覆する透明樹脂層１４は光硬化型樹脂で成り、その形状は青色ＬＥＤ素子１０からの自発光による発光強度分布で決定された略半円球状に形成されるので、その透明樹脂層１４の表面のどの場所でも青色ＬＥＤ素子１０からの発光強度は、ほぼ等しい状態となる。これにより、透明樹脂層１４の表
面に形成される第１の蛍光体層２０１が、塗布による形成であっても、第１の蛍光体層２０１の全面に発光強度がほぼ等しい青色光１６Ｂが入射されるので、発光角度に依存することなく均一に波長変換が行われる。この結果、どの発光角度に対しても色むらの少ないＬＥＤ光源装置を製造することができる。
【０１８１】
また、実施例３による製造方法、及びこの実施例３によって製造されるＬＥＤ光源装置２００の基本構造は、前述の実施例１による製造方法、及びこの実施例１によって製造されるＬＥＤ光源装置６０と同様であるので、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。
【０１８２】
［実施例３の変形例のＬＥＤ光源装置の製造方法の概略説明：図２２］
次に、本発明の実施例３の変形例の製造工程の概略を説明する。尚、実施例３の変形例の特徴はＬＥＤ素子が青色を発光する青色ＬＥＤ素子であり、その青色ＬＥＤ素子を光硬化型樹脂の透明樹脂層で被覆し、その透明樹脂層を光硬化型樹脂の第１の蛍光体層で被覆し、更にその上から第２の蛍光体層を塗布によって形成して白色光を発光するＬＥＤ光源装置の製造方法である。また、実施例３の変形例の製造方法は、前述の実施例１の製造工程と一部のみが異なるだけであるので、異なる製造工程だけを説明し、他の製造工程についての説明は一部省略する。
【０１８３】
図２２において、集合基板製造工程（工程Ｍ１）とＬＥＤ素子実装工程（工程Ｍ２）は、実施例１と同様であるので、説明は省略する。尚、集合基板に実装されるＬＥＤ素子は、発光波長が４５０ｎｍ位の青色ＬＥＤ素子である。
【０１８４】
次に、樹脂形成工程も実施例１と同様であるが、実施例３の変形例においては、樹脂形成工程を破線で示すループＬ１によって２回繰り返し、これにより、初回の樹脂形成工程で青色ＬＥＤ素子を被覆する透明樹脂層が形成され、ループＬ１によって繰り返される２回目の樹脂形成工程で透明樹脂層の表面に第１の蛍光体を含有する第１の蛍光体層が形成される。
【０１８５】
次に、２回目の樹脂形成工程の最後の乾燥工程（工程Ｍ６）が終了したならば、集合基板上に形成された第１の蛍光体層の表面に、第２の蛍光体を含有する第２の蛍光体層を塗布によって形成する蛍光体層塗布工程（工程Ｍ７）を実施する。この第２の蛍光体層の塗布は、図示しないが、スプレー、静電塗装、ディップ、蒸着、インクジェット法などによって実施される。
【０１８６】
次に、集合基板上の最表面に形成された第２の蛍光体層に、透明性の封止部材を充填し硬化させる封止工程を実施する（工程Ｍ８）。その後、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Ｍ９）。尚、工程Ｍ８、Ｍ９は、実施例１と同様であるので説明は省略する。
【０１８７】
［実施例３の変形例のＬＥＤ光源装置の構成と動作の説明：図２４］
次に、実施例３の変形例の製造方法で製造されるＬＥＤ光源装置の構成と動作の概略を図２４によって説明する。図２４は本発明の実施例３の変形例で製造されるＬＥＤ光源装置の構成と動作を説明する断面図である。尚、実施例３の変形例によって製造されるＬＥＤ光源装置は、実施例１及び２によって製造されるＬＥＤ光源装置と基本構造は似ているので、同一要素には同一番号を付し、重複する説明は一部省略する。
【０１８８】
図２４に示すように、２１０は実施例３の変形例によって製造されるＬＥＤ光源装置である。このＬＥＤ光源装置２１０は、基板１´に波長４５０ｎｍ位の青色を発光する青色ＬＥＤ素子１０が実装され、この青色ＬＥＤ素子１０を略半円球状の透明樹脂層１４で被
覆し、その透明樹脂層１４の表面に光硬化型樹脂である第１の蛍光体層１１１が形成され、さらにその上から第２の蛍光体層２１１が塗布によって形成され、その第２の蛍光体層２１１を透明性の封止部材６１で封止した構造である。
【０１８９】
そして、第１の蛍光体層１１１は、青色ＬＥＤ素子１０の発光色を赤色に変換する第１の蛍光体１１０を含有し、塗布によって形成される第２の蛍光体層２１１は、青色ＬＥＤ素子１０の発光色を緑色に変換する第２の蛍光体１２０を含有する。尚、図２４の第２の蛍光体層２１１は、塗布によって形成されることを示すために模式的に示している。
【０１９０】
このＬＥＤ光源装置２１０を駆動する場合は、図２４に示すように、実施例１及び実施例２と同様に外部のプリント基板（図示せず）等に実装し、プリント基板から基板１´の裏面の電極２ａ、２ｂに駆動電流を供給する。これにより、スルホール３ａ、３ｂを介して基板１´の表面の電極２ａ、２ｂに駆動電流が供給され、青色ＬＥＤ素子１０にワイヤ１１、１２を介して駆動電流が供給されて、青色ＬＥＤ素子１０は青色光１６Ｂを発光する。
【０１９１】
この青色光１６Ｂは、青色ＬＥＤ素子１０の正面を中心として放射状に拡散し、第１の蛍光体層１１１に含有される第１の蛍光体１１０に入射すると、第１の蛍光体１１０は青色光１６Ｂを吸収して励起し、波長変換光である赤色光１６Ｒを発光して第２の蛍光体層２１１と透明な封止部材６１を通過し外部に出射する。
【０１９２】
また、第１の蛍光体１１０に入射せずに第１の蛍光体層１１１を通過した残りの青色光１６Ｂは、第２の蛍光体層２１１に含有される第２の蛍光体１２０に入射すると、第２の蛍光体１２０は青色光１６Ｂを吸収して励起し、波長変換光である緑色光１６Ｇを発光して透明な封止部材６１を通過し外部に出射する。
【０１９３】
また、第１の蛍光体１１０と第２の蛍光体１２０に入射せずに通過した残りの青色光１６Ｂは、波長変換されずに透明な封止部材６１通過して外部に出射する。これにより、ＬＥＤ光源装置２１０からは、赤色光１６Ｒと緑色光１６Ｇと青色光１６Ｂが発光し、それぞれの光が混合して白色光１６Ｗとして出射される。
【０１９４】
このように、実施例３の変形例によるＬＥＤ光源装置２１０が発光する白色光１６Ｗは、蛍光体による赤色光１６Ｒと緑色光１６Ｇ、及び、青色ＬＥＤ素子１０からの青色光１６Ｂの混合によるので、演色性に優れている。また、第２の蛍光体層２１１は、スプレー、静電塗装、ディップ、蒸着、インクジェット法などによる比較的簡易な方法で塗布されるので、製造工程を簡略化することができる。
【０１９５】
また、実施例３の変形例においても、青色ＬＥＤ素子１０を直接被覆する透明樹脂層１４は光硬化型樹脂で成り、その形状は青色ＬＥＤ素子１０からの自発光による発光強度分布で決定された略半円球状に形成されるので、その透明樹脂層１４の表面のどの場所でも青色ＬＥＤ素子１０からの発光強度は、ほぼ等しい状態となる。これにより、透明樹脂層１４の表面に自発光により形成される第１の蛍光体層１１１と塗布により形成される第２の蛍光体層２１１の全面に対して、発光強度がほぼ等しい青色光１６Ｂが入射されるので、発光角度に依存することなく均一に波長変換が行われる。この結果、どの発光角度に対しても色むらの少ないＬＥＤ光源装置を製造することができる。
【０１９６】
また、実施例３の変形例による製造方法、及びこの実施例３によって製造されるＬＥＤ光源装置２１０の基本構造は、前述の実施例１および実施例２による製造方法、及びこれによって製造されるＬＥＤ光源装置と同様であるので、実施例３の変形例においても、実施例１および実施例２と同様に多くの優れた効果や特徴を備えている。
【０１９７】
また、実施例３の変形例（図２４）に、実施例１で示した、第１の蛍光体１１０と第２の蛍光体１２０の粒径の関係、実施例３の構成（図２３、図２４）に、第１の蛍光体層１１１を形成した後に色度を測定し、第２の蛍光体層１２１に含有する蛍光体を決める手段や、透明樹脂層１３４に散乱材を混入する手法を、同様に適用することにより、上記と同じ効果を得ることができる。
【０１９８】
尚、実施例１〜実施例３に記載の透明樹脂層１４と各蛍光体層は、光硬化型樹脂として示したが、これに限定されず、加熱によって硬化する熱硬化型樹脂であっても良い。この場合、先に実施例１で示した製造工程と同じ様に、ＬＥＤ素子を自発光させることで、ＬＥＤ素子の発熱によってＬＥＤ素子周りの透明樹脂を硬化させた後に、この熱硬化型樹脂である透明樹脂の内の未硬化部分を除去する。
【０１９９】
そして、この工程で形成される熱硬化型樹脂による透明樹脂層の厚みは、ＬＥＤ素子を自発光させたときに発生する熱量により決定される膜厚となる。続けて、蛍光体層の形成工程を繰り返すことで、実施例１の工程と同様に、透明樹脂層の表面を蛍光体層で被覆したＬＥＤ発光装置を容易に製造することができる。なお、この熱硬化型樹脂を適用した製造方法によれば、実施例１〜３に比べ、各蛍光体層の膜厚の制御がより精度よくできるという利点を有する。
【０２００】
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、本発明のＬＥＤ光源装置の製造方法は、ワイヤボンディングによるＬＥＤ素子の実装に限定されず、例えば、フリップチップ等による実装にも適用される。また、本発明の実施例で示したフローチャートや平面図、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。
【産業上の利用可能性】
【０２０１】
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く発光効率に優れた高性能な白色ＬＥＤ光源装置を提供できるため、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、及び照明用の白色光源装置の製造方法として好適である。
【符号の説明】
【０２０２】
１  集合基板
１´  基板
２ａ〜２ｅ  電極
３ａ〜３ｅ  スルホール
４、５  電極端子
６  直流電源
１０  青色ＬＥＤ素子
１１、１２  ワイヤ
１３  透明樹脂
１４  透明樹脂層
１５、１５１、１５２、１５３  出射光
１６Ｒ  赤色光
１６Ｇ  緑色光
１６Ｂ  青色光
１６Ｗ、１６Ｗ´  白色光
１６Ｙ  黄色光
２０、１１０  第１の蛍光体
２１  第１の樹脂部材
２２  第１の硬化領域
２３、１１１、２０１  第１の蛍光体層
５０  ディスペンサ
５１  有機溶剤
５２  熱
６０、１００、１４０、２００、２１０、４００、４１０  ＬＥＤ光源装置
６１  封止部材
１０１  近紫外ＬＥＤ素子
１２０  第２の蛍光体
１２１、２１１  第２の蛍光体層
１３０  第３の蛍光体
１３１  第３の蛍光体層
Ｌｅ１〜Ｌｅ３、Ｌｒ１〜Ｌｒ３、Ｌｇ１〜Ｌｇ３、Ｌｂ１〜Ｌｂ３  経路長
ＳＷ  スイッチ
Ｘ、Ｙ  切断線
【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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