(57)【要約】【課題】蛍光体の放熱性が向上されたＬＥＤ光源を提供する。【解決手段】ＬＥＤ光源１００は、ＬＥＤチップ１１０と、ＬＥＤチップ１１０に積層され、ＬＥＤチップ１１０が発する光を透過する接着層１２０と、接着層１２０に積層され、ＬＥＤチップ１１０が発する光を透過し、結晶性を有する第一結晶性基材層１３０と、第一結晶性基材層１３０に積層され、ＬＥＤチップ１１０が発する光の少なくとも一部により励起されて蛍光を発する蛍光体層１４０と、を備える。【選択図】図２
2019091862.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）チップと、
前記ＬＥＤチップに積層され、前記ＬＥＤチップが発する光を透過する接着層と、
前記接着層に積層され、前記ＬＥＤチップが発する光を透過し、結晶性を有する第一結晶性基材層と、
前記第一結晶性基材層に積層され、前記ＬＥＤチップが発する光の少なくとも一部により励起されて蛍光を発する蛍光体層と、を備える
ＬＥＤ光源。
【請求項２】
前記第一結晶性基材層の材料は、ＧａＮ、ＺｎＯ、又は、サファイアである
請求項１に記載のＬＥＤ光源。
【請求項３】
前記接着層は、前記ＬＥＤチップが発する光を透過する無機の光透過性樹脂で形成される
請求項１又は２に記載のＬＥＤ光源。
【請求項４】
前記接着層は、前記ＬＥＤチップが発する光を透過する有機の光透過性樹脂で形成される
請求項１又は２に記載のＬＥＤ光源。
【請求項５】
前記接着層は、前記ＬＥＤチップが発する光を透過する有機無機ハイブリッドの光透過性樹脂で形成される
請求項１又は２に記載のＬＥＤ光源。
【請求項６】
前記光透過性樹脂は、シリコーン樹脂である
請求項５に記載のＬＥＤ光源。
【請求項７】
さらに、前記ＬＥＤチップに電力を供給する電気配線が付された回路基板を備え、
前記ＬＥＤチップは、前記回路基板にフリップチップ実装されている
請求項１〜６のいずれか１項に記載のＬＥＤ光源。
【請求項８】
前記ＬＥＤチップは、
結晶性を有する第二結晶性基材層と、
前記第二結晶性基材層に積層される半導体多層膜層と、を有する
請求項１〜７のいずれか１項に記載のＬＥＤ光源。
【請求項９】
前記蛍光体層は、１０μｍ以上の粒径を有する蛍光体粒子を含む
請求項１〜８のいずれか１項に記載のＬＥＤ光源。
【請求項１０】
結晶性を有する結晶性基材層に蛍光体層を積層する蛍光体積層ステップと、
前記蛍光体層及び前記結晶性基材層のうち、前記結晶性基材層側をＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）チップに向けて、当該ＬＥＤチップに接着層を介して積層することで、前記ＬＥＤチップの側面にフィレットを形成するフィレット形成ステップと、を含む
ＬＥＤ光源の製造方法。
【請求項１１】
さらに、
Ｓｉ基板上でＧａＮを結晶成長させることで、ＧａＮからなる前記結晶性基材層を形成する結晶性基材層形成ステップと、
前記蛍光体積層ステップの後に、前記Ｓｉ基板を前記結晶性基材層から剥がす剥離ステップと、を含む
請求項１０に記載のＬＥＤ光源の製造方法。
【請求項１２】
さらに、前記蛍光体層の表面を液体ガラスでコーティングすることで形成されるガラス層を有する積層体を形成する積層体形成ステップを含む
請求項１０又は１１に記載のＬＥＤ光源の製造方法。
【請求項１３】
さらに、前記積層体をダイシングすることで、前記蛍光体層と前記結晶性基材層と前記ガラス層とを有する個片を複数形成する個片形成ステップを含み、
前記フィレット形成ステップでは、前記個片の前記結晶性基材層側を前記ＬＥＤチップに向けて、当該ＬＥＤチップに前記接着層を介して積層することで、前記ＬＥＤチップの側面にフィレットを形成する
請求項１２に記載のＬＥＤ光源の製造方法。
【請求項１４】
さらに、白色樹脂で前記フィレットの周囲を封止する封止ステップを含む
請求項１０〜１３のいずれか１項に記載のＬＥＤ光源の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛍光体を備えるＬＥＤ光源及び当該ＬＥＤ光源の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車載ヘッドライト用光源等の分野では、高輝度点光源が望まれている。高輝度点光源として、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）光源を適用させるには、民生用途に比べてＬＥＤチップの搭載密度を上げ、ＬＥＤチップに大電流を流す。そのため、ＬＥＤ光源からの発熱が増えるので、放熱性が必要となる。そこで、放熱性を向上させるＬＥＤ光源である半導体発光装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載のＬＥＤ光源は、ＬＥＤチップの一部である半導体多層膜を支持する基材における当該半導体多層膜側に配置された主面に対する裏面に、凸部が形成されている。こうすることで、ＬＥＤ光源が実装基板に実装された場合に、ＬＥＤ光源と実装基板とが密着するため、ＬＥＤ光源の放熱性は、向上される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００８−５２３５７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ＬＥＤ光源が備えるＬＥＤチップの放熱も必要であるが、ＬＥＤ光源に蛍光体が用いられる場合には、蛍光体も温度が上昇するため、蛍光体の放熱が必要となる。
【０００６】
本発明は、蛍光体の放熱性が向上されたＬＥＤ光源及びＬＥＤ光源の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様にＬＥＤ光源は、ＬＥＤチップと、前記ＬＥＤチップに積層され、前記ＬＥＤチップが発する光を透過する接着層と、前記接着層に積層され、前記ＬＥＤチップが発する光を透過し、結晶性を有する第一結晶性基材層と、前記第一結晶性基材層に積層され、前記ＬＥＤチップが発する光の少なくとも一部により励起されて蛍光を発する蛍光体層と、を備える。
【０００８】
また、本発明の一態様に係るＬＥＤ光源の製造方法は、結晶性を有する結晶性基材層に蛍光体層を積層する蛍光体積層ステップと、前記蛍光体層及び前記結晶性基材層のうち、前記結晶性基材層側をＬＥＤチップに向けて、当該ＬＥＤチップに接着層を介して積層することで、前記ＬＥＤチップの側面にフィレットを形成するフィレット形成ステップと、を含む。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、蛍光体の放熱性が向上されたＬＥＤ光源等を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、実施の形態に係るＬＥＤ光源を示す斜視図である。
【図２】図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線におけるＬＥＤ光源の断面図である。
【図３】図３は、実施の形態に係るＬＥＤ光源の製造工程を示すフローチャートである。
【図４】図４は、実施の形態に係るＬＥＤ光源に用いられる個片の製造工程を示す図である。
【図５】図５は、実施の形態に係るＬＥＤ光源の製造工程を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、実施の形態に係るＬＥＤ光源及び当該ＬＥＤ光源の製造方法について、図面を参照しながら説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的又は具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置、接続形態、ステップ及びステップの順序等は、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【００１２】
なお、各図は模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化される場合がある。
【００１３】
また、本明細書及び図面において、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸は、三次元直交座標系の三軸を表している。Ｘ軸及びＹ軸は、互いに直交し、且つ、いずれもＺ軸に直交する軸である。また、Ｚ軸正方向側を上方、Ｚ軸負方向側を下方として記載する場合がある。また、Ｚ軸方向を積層方向として記載する場合がある。
【００１４】
また、本明細書において、「上方」及び「下方」という用語は、絶対的な空間認識における上方向（鉛直上方）及び下方向（鉛直下方）を指すものではない。また、「上方」及び「下方」という用語は、２つの構成要素が互いに間隔をあけて配置されて２つの構成要素の間に別の構成要素が存在する場合のみならず、２つの構成要素が互いに密着して配置されて２つの構成要素が接する場合にも適用される。
【００１５】
（実施の形態）
［ＬＥＤ光源の構成］
図１及び図２を参照して、実施の形態に係るＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）光源１００の構成について説明する。
【００１６】
図１は、実施の形態に係るＬＥＤ光源１００を示す斜視図である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線におけるＬＥＤ光源１００の断面図である。
【００１７】
ＬＥＤ光源１００は、ＬＥＤチップ１１０と、ＬＥＤチップ１１０が発する光の少なくとも一部により励起されて蛍光を発する蛍光体（言い換えると、蛍光体粒子）を含む蛍光体層とを備える光源である。ＬＥＤ光源１００は、ＬＥＤチップ１１０から発せられる光と、蛍光体層１４０から発せられる蛍光との混合光を発する。ＬＥＤ光源１００は、ＬＥＤチップ１１０と、接着層１２０と、結晶性基材層（第一結晶性基材層）１３０と、蛍光体層１４０と、ガラス層１５０と、白色樹脂１６０と、回路基板１７０と、を備える。
【００１８】
ＬＥＤチップ１１０は、回路基板１７０に付された電気配線１７１から供給される電力を光に変換して発する光源である。ＬＥＤチップ１１０は、電気配線１７１から供給された電力を光に変換することで、例えば、青色光、紫外光等の光を発する。本実施の形態において、ＬＥＤチップ１１０は、例えば直方体であり、回路基板１７０上にフリップチップ実装（言い換えると、フリップチップ接続）されている。なお、直方体とは、略直方体すなわち製造上の誤差を含む。具体的には、ＬＥＤチップ１１０は、第二結晶性基材層１１１と、半導体多層膜層１１２と、電極層１１３と、を有する。
【００１９】
第二結晶性基材層１１１は、ＬＥＤチップ１１０における電力を光に変換する半導体多層膜層１１２の多層膜を形成するための成長基板である。第二結晶性基材層１１１の材料は、半導体多層膜層１１２から発せられる光を透過する光透過性を有していれば特に限定されない。第二結晶性基材層１１１の材料は、例えば、サファイア、ＧａＮ（窒化ガリウム）、ＳｉＣ（炭化ケイ素）、ＡｌＧａＮ（窒化ガリウムアルミニウム）又はＡｌＮ（窒化アルミニウム）等の単結晶材料である。なお、第二結晶性基材層１１１の材料としては、光透過性、熱伝導性の観点から、ＧａＮが採用されるとよい。
【００２０】
半導体多層膜層１１２は、ＬＥＤチップ１１０における電力を光に変換するための多層膜である。半導体多層膜層１１２は、厳密には図示しないが、例えば、ｎ型半導体層、活性層（発光層）、ｐ型半導体層から構成される。なお、第二結晶性基材層１１１には、ｎ型半導体層、活性層、ｐ型半導体層がこの順に積層される。活性層で発生した光は、第二結晶性基材層１１１を通して蛍光体層１４０側へ出射される。半導体多層膜層１１２は、例えば、Ｇａ（ガリウム）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｉｎ（インジウム）、Ｎ（窒素）等を含む有機金属材料を用いた有機金属気相成長法（Ｍｅｔａｌｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ；ＭＯＣＶＤ法）によって、第二結晶性基材層１１１上で結晶成長されることで形成される。
【００２１】
電極層１１３は、回路基板１７０に形成された電気配線１７１から供給される電力を受け取るための金属層である。
【００２２】
接着層１２０は、ＬＥＤチップ１１０と第一結晶性基材層１３０とを接着させる接着剤からなる層である。また、接着層１２０は、ＬＥＤチップ１１０の側面１１４から出射された光を蛍光体層１４０側（上方、言い換えると積層方向側）に導く導光部材の機能も有するフィレット１２２を有する。接着層１２０は、ＬＥＤチップ１１０の上面（Ｚ軸正方向側の面）とＬＥＤチップ１１０の側面１１４（Ｘ軸又はＹ軸方向側の面）とを覆う。また、フィレット１２２は、ＬＥＤチップ１１０の側面１１４に対して傾斜するように側面１１４を覆う。つまり、本実施の形態におけるＬＥＤ光源１００には、図２に示すように、断面視において側面１１４に対して傾斜した接着層１２０（具体的には、フィレット１２２）による傾斜面１２３が形成される。ＬＥＤチップ１１０から側面１１４に垂直な方向に発せられた光は、傾斜面１２３で反射されて、ＬＥＤチップ１１０の上方側へ向きが変えられる。そのため、傾斜面１２３により、ＬＥＤチップ１１０の側方に発せられた光を効果的にＬＥＤ光源１００から取り出すことができる。
【００２３】
接着層１２０に用いられる材料は、ＬＥＤチップ１１０と第一結晶性基材層１３０とを接着でき、且つ、ＬＥＤチップ１１０から発せられる光を透過できればよく、限定されない。例えば、接着層１２０に用いられる材料は、例えば、無機の光透過性樹脂、有機の光透過性樹脂、及び、無機の光透過性樹脂と有機の光透過性樹脂とが混合された有機無機ハイブリッドの光透過性樹脂のいずれかが採用されるとよい。光透過性樹脂として、エポキシ樹脂、ユリア樹脂等が例示されるが、特に、耐熱性等の観点から、無機、有機、及び、有機無機ハイブリット樹脂のいずれもシリコーン樹脂が採用されるとよい。
【００２４】
第一結晶性基材層１３０は、接着層１２０と蛍光体層１４０との間に位置し、結晶性を有する（つまり、非晶質ではない）層である。また、第一結晶性基材層１３０は、ＬＥＤチップ１１０から発せられた光を透過する光透過性を有する。第一結晶性基材層１３０の材料は、光透過性及び熱伝導性の観点から、単結晶材料であるとよく、特に、ＧａＮ、ＺｎＯ、又は、サファイアであるとよい。
【００２５】
蛍光体層１４０は、ＬＥＤチップ１１０から発せられた光の一部により励起されて蛍光を発する。具体的には、蛍光体層１４０は、ＬＥＤチップ１１０から発せられた光の一部により励起されて蛍光を発する蛍光体（蛍光体粒子）を有する。蛍光体の材料としては、特に限定されないが、例えば、ＹＡＧ（Ｙｔｔｒｉｕｍ  Ａｌｕｍｉｎｕｍ  Ｇａｒｎｅｔ）系蛍光体，ＣＡＳＮ（ＣａＡｌＳｉＮ３）系蛍光体、ＳｉＡｌＯＮ系蛍光体、Ｌｕ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋蛍光体、（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ２＋蛍光体等の公知の蛍光体材料が採用される。蛍光体としては、演色性の観点から、例えば、ＬＥＤチップ１１０が発した光を受けて緑色の蛍光を発するＬｕ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋蛍光体等の緑色蛍光体と、ＬＥＤチップ１１０が発した光を受けて赤色の蛍光を発する（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ２＋蛍光体等の赤色蛍光体との両方が蛍光体層１４０に添加されているとよい。また、例えば、ＣＡＳＮ（ＣａＡｌＳｉＮ３）系蛍光体及び（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ２＋蛍光体の組み合わせ等、複数の赤色蛍光体が蛍光体層１４０に添加されていてもよい。蛍光体層１４０は、これらの蛍光体を樹脂、セラミック、又は、ガラス等の材料に分散した材料が第一結晶性基材層１３０上に積層されることで形成される。
【００２６】
また、蛍光体粒子の粒径は、発光効率（つまり、光変換効率）の観点から大きい方がよく、例えば、１０μｍ以上であるとよい。そのため、蛍光体層１４０には、１０μｍ以上の粒径を有する蛍光体粒子が含まれているとよい。
【００２７】
ガラス層１５０は、蛍光体層１４０を保護するための層である。ガラス層１５０の材料は、ＬＥＤチップ１１０から発せられる光及び蛍光体層１４０から発せられる蛍光を透過できればよく、特に限定されないが、例えば、石英（ＳｉＯ２）を主成分とする材料である。
【００２８】
白色樹脂１６０は、フィレット１２２の外側を覆うように環状に回路基板１７０上に設けられるダム材である。具体的には、白色樹脂１６０は、ＬＥＤチップ１１０の側面１１４側に位置し、ＬＥＤチップ１１０から発せられた光を蛍光体層１４０側へ反射する。言い換えると、白色樹脂１６０は、ＬＥＤチップ１１０の側方に発せられた光を、積層方向における蛍光体層１４０側へ反射する。白色樹脂１６０には、例えば、絶縁性を有する熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂等が用いられる。より具体的には、白色樹脂１６０には、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂、又は、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）樹脂等が用いられる。
【００２９】
回路基板１７０は、ＬＥＤチップ１１０が実装され、ＬＥＤチップ１１０に電力を供給するための電気配線１７１が付された基板である。具体的には、回路基板１７０は、電気配線１７１と、実装基板１７２と、を有する。
【００３０】
電気配線１７１は、ＬＥＤチップ１１０に電力を供給するための金属配線である。
【００３１】
実装基板１７２は、ＬＥＤチップ１１０が実装される基板である。実装基板１７２の材料は、特に限定されないが、例えば、金属でもよいし、セラミックでもよいし、樹脂でもよい。セラミック基板の材料としては、例えば、酸化アルミニウム又は窒化アルミニウム等が採用される。また、金属基板の材料としては、例えば、表面に絶縁膜が形成された、アルミニウム合金、鉄合金又は銅合金が採用される。樹脂基板としては、例えば、ガラスエポキシ等が採用される。
【００３２】
［ＬＥＤ光源の製造方法］
続いて、図３〜図５を参照して、実施の形態に係るＬＥＤ光源１００の製造方法について説明する。
【００３３】
まず、図３及び図４を参照して、ＬＥＤ光源１００に用いられる蛍光体層１４０を有する個片２１０の製造方法について説明する。
【００３４】
図３は、実施の形態に係るＬＥＤ光源１００の製造工程を示すフローチャートである。図４は、実施の形態に係るＬＥＤ光源１００に用いられる個片２１０の製造工程を示す図である。
【００３５】
図４の（ａ）に示すように、まず、Ｓｉ基板２００を準備する。Ｓｉ基板２００は、Ｓｉ（シリコン）からなる基板である。具体的には、Ｓｉ基板２００は、シリコンウエハであり、第一結晶性基材層１３０を積層して結晶成長させるための成長基板である。なお、Ｓｉ基板２００には、第一結晶性基材層１３０を結晶成長させて成膜することができればよく、例えば、Ｓｉからなる基板ではなく代わりにＧａＮ、サファイア等からなる基板等が採用されてもよいが、コストの観点からＳｉからなる基板が採用されるとよい。本実施の形態では、Ｓｉ基板２００（Ｓｉからなる基板）を採用した場合について説明する。
【００３６】
次に、図３のステップＳ１０１及び図４の（ｂ）に示すように、成長基板（Ｓｉ基板２００）に結晶性基材層（第一結晶性基材層）１３０を積層する。第一結晶性基材層１３０の材料としては、放熱性の観点から、ＧａＮが採用されるとよい。言い換えると、Ｓｉ基板２００上に、第一結晶性基材層１３０としてＧａＮ層が形成されるとよい。つまり、ステップＳ１０１では、Ｓｉ基板２００で第一結晶性基材層１３０となるＧａＮを結晶成長させることで、Ｓｉ基板２００上にＧａＮからなる第一結晶性基材層１３０を形成する（結晶性基材層形成ステップ）。Ｓｉ基板２００上で第一結晶性基材層１３０を結晶成長させる方法は、特に限定されないが、例えば、有機金属気相成長法が採用される。第一結晶性基材層１３０は、例えば、厚みが１μｍ〜５μｍ程度になるように、Ｓｉ基板２００上で結晶成長される。
【００３７】
次に、図３のステップＳ１０２及び図４の（ｃ）に示すように、結晶性基材層（第一結晶性基材層）１３０に、蛍光体層１４０を積層する（蛍光体積層ステップ）。ステップＳ１０２において、例えば、第一結晶性基材層１３０に、複数の蛍光体粒子が分散されたシリコーン樹脂等の光透過性樹脂を塗布する。シリコーン樹脂を固化するために、熱処理等を実行してもよい。蛍光体層１４０は、例えば、厚みが４０μｍ〜５０μｍ程度になるように、第一結晶性基材層１３０上に塗布される。
【００３８】
次に、図３のステップＳ１０３及び図４の（ｄ）に示すように、成長基板であるＳｉ基板２００を、レーザを用いてリフトオフすることで第一結晶性基材層１３０から剥がす（剥離ステップ）。
【００３９】
次に、図３のステップＳ１０４及び図４の（ｅ）に示すように、蛍光体層１４０を液体ガラスでコーティングする。こうすることで、蛍光体層１４０の上部にガラス層１５０を形成し、第一結晶性基材層１３０と蛍光体層１４０とガラス層１５０とからなる積層体２０１を形成する（積層体形成ステップ）。液体ガラスは、ＬＥＤチップ１１０から発せられる光と、蛍光体層１４０から発せられる蛍光とを透過できれば特に限定されないが、例えば、石英（ＳｉＯ２）を主成分とする材料である。
【００４０】
次に、図３のステップＳ１０５及び図４の（ｆ）に示すように、図４の（ｅ）に示す積層体２０１をダイシングすることでカットし、第一結晶性基材層１３０と蛍光体層１４０とガラス層１５０とからなる個片２１０を複数形成する（個片形成ステップ）。
【００４１】
続いて、図３及び図５を参照して、個片２１０を用いたＬＥＤ光源１００の製造方法について説明する。
【００４２】
図５は、実施の形態に係るＬＥＤ光源１００の製造工程を示す図である。
【００４３】
図３のステップＳ１０６及び図５の（ａ）に示すように、回路基板１７０にＬＥＤチップ１１０を実装する。具体的には、第二結晶性基材層１１１が上方となるように、回路基板１７０にＬＥＤチップ１１０をフリップチップ実装する。例えば、半導体多層膜層１１２のｎ型半導体層にはｎ型の電極層１１３となるｎ電極バンプが設けられ、半導体多層膜層１１２のｐ型半導体層にはｐ型の電極層１１３となるｐ電極バンプがそれぞれ設けられる。ｎ電極バンプ及びｐ電極バンプと回路基板１７０の電気配線１７１とが接続されるように、ＬＥＤチップ１１０は、回路基板１７０上にフリップチップ実装される。
【００４４】
次に、図３のステップＳ１０７及び図５の（ｂ）に示すように、ＬＥＤチップ１１０の上面に、接着層１２０及びフィレット１２２となる接着剤１２１を塗布する。具体的には、第二結晶性基材層１１１における半導体多層膜層１１２が積層されている面とは反対側の面に、接着層１２０及びフィレット１２２となる接着剤１２１を塗布する。
【００４５】
次に、図３のステップＳ１０８及び図５の（ｃ）に示すように、ステップＳ１０５で形成した個片２１０を、第一結晶性基材層１３０が下側となるように、接着剤１２１の上方から下方側へ押し付けるように配置する。言い換えると、蛍光体層１４０及び第一結晶性基材層１３０のうち、第一結晶性基材層１３０側をＬＥＤチップ１１０に向けて、ＬＥＤチップ１１０に接着層１２０を介して積層する。こうすることで、接着剤１２１の一部は、ＬＥＤチップ１１０と第一結晶性基材層１３０との間に位置し、厚みが１μｍ程度の接着層１２０となる。また、接着剤１２１の他部は、ＬＥＤチップ１１０の上面からはみ出てＬＥＤチップ１１０の側面１１４側に移動し、フィレット１２２を形成する（フィレット形成ステップ）。またこのようにフィレット１２２を形成することで、自然に傾斜面１２３が形成される。
【００４６】
次に、図３のステップＳ１０９及び図５の（ｄ）に示すように、ＬＥＤチップ１１０の周囲（側方）を囲むように、ＬＥＤチップ１１０を白色樹脂１６０で封止する（封止ステップ）。具体的には、フィレット１２２の周囲を囲むように白色樹脂１６０を回路基板１７０に塗布することで、ＬＥＤチップ１１０を白色樹脂１６０で封止する（封止ステップ）。なお、ＬＥＤチップ１１０の周囲を白色樹脂１６０で封止する材料は、ＬＥＤチップ１１０から発せられる光を反射することができれば、白色樹脂１６０の代わりに、例えばセラミック等を用いてもよいが、形成のしやすさの観点から、白色樹脂が採用されるとよい。
【００４７】
［効果等］
以上、実施の形態に係るＬＥＤ光源１００は、ＬＥＤチップ１１０と、ＬＥＤチップ１１０に積層される接着層１２０と、接着層１２０に積層される第一結晶性基材層１３０と、第一結晶性基材層１３０に積層される蛍光体層１４０と、を備える。また、接着層１２０は、ＬＥＤチップ１１０が発する光を透過する。また、第一結晶性基材層１３０は、ＬＥＤチップ１１０が発する光を透過し、結晶性を有する。また、蛍光体層１４０は、ＬＥＤチップ１１０が発する光の少なくとも一部により励起されて蛍光を発する。
【００４８】
ＬＥＤチップ１１０に通電して発光させた場合、ＬＥＤチップ１１０は、凡そ１５０℃以下まで発熱する。一方、蛍光体層１４０の蛍光体粒子は、ＬＥＤチップ１１０が発する光を励起光として蛍光を発している際に当該蛍光体粒子の放熱がうまく行えていない場合、凡そ２００℃以上まで発熱する。そこで、ＬＥＤ光源１００は、ＬＥＤチップ１１０の上部に接着層１２０を介して第一結晶性基材層１３０があり、さらにその上に蛍光体層１４０がある。ＬＥＤチップ１１０の上部にある第一結晶性基材層１３０は、ＬＥＤチップ１１０が発する光の透過性に優れ、且つ、ガラス材料と異なり放熱性にも優れている。そのため、結晶性を有する第一結晶性基材層１３０によれば、蛍光体層１４０にて発熱した熱をすみやかにＬＥＤチップ１１０側に伝えることで放熱性を高めることができる。また、第一結晶性基材層１３０は、粒径の大きな蛍光体粒子に比べて表面の凹凸が小さいことから、接着層１２０を薄くすることができるため、熱抵抗を小さくできる。
【００４９】
また、従来、ＹＡＧ系の蛍光体を用いた場合、蛍光体粒子をセラミック蛍光体のように焼結した蛍光体シートを用いて、ＬＥＤチップ１１０に接着することで放熱性を向上させている。
【００５０】
ところで、波長制御した特長を持ったＬＥＤ光源とするには、赤色蛍光体を使う必要がある。赤色蛍光体は、焼結する際の高温に耐えることができないので、従来の製法は使えない。
【００５１】
また、ガラス板に蛍光体層１４０を積層する方法が考えられるが、ガラス材料は一般的に熱伝導率が低く、蛍光体層１４０で発生された熱がＬＥＤチップ１１０側へ放熱されにくい。
【００５２】
また、蛍光体層１４０を積層したガラス板をＬＥＤチップ１１０に搭載する際、蛍光体層１４０側をＬＥＤチップ１１０に接着することが必要である。ここで、ＬＥＤチップ１１０から発せられる光を波長変換する蛍光体の変換効率を上げるためには、蛍光体粒子の粒径を大きくすることが考えられる。しかしながら、蛍光体粒子の粒径が大きくなると、蛍光体層１４０におけるＬＥＤチップ１１０側の接着面で凹凸が大きくなる。当該凹凸を埋めるためには、接着層１２０を厚くする必要があるため、結果として蛍光体層１４０の放熱性は低下する。
【００５３】
また、ＬＥＤチップ１１０と蛍光体層１４０とを接着するために用いられる接着層１２０は、ＬＥＤチップ１１０の側面１１４側にはみ出るよう移動して、ＬＥＤチップ１１０の側面１１４側にフィレット１２２を形成する。しかしながら、蛍光体粒子の粒径を大きくすることで、接着層１２０を形成する接着剤１２１の蛍光体層１４０へのしみこみ量がばらつくため、フィレット１２２（具体的には、傾斜面１２３）の形状もばらつく。そのため、ＬＥＤチップ１１０への投入電力に対するＬＥＤ光源１００からの光の出射量は、低下する。
【００５４】
しかしながら、実施の形態に係るＬＥＤ光源１００によれば、第一結晶性基材層１３０への接着剤１２１のしみこみをほとんどなくすことができる。そのため、ＬＥＤチップ１１０の側面１１４に形成されるフィレット１２２（具体的には、傾斜面１２３）の形状のばらつきは、低減される。これにより、ＬＥＤ光源１００の光出射量の低下は、抑制される。
【００５５】
また、第一結晶性基材層１３０側がＬＥＤチップ１１０と接着していることで、第一結晶性基材層１３０に蛍光体層１４０を積層したときに、粒径の小さい蛍光体粒子が第一結晶性基材層１３０側に集まりやすい。そのため、蛍光体層１４０における第一結晶性基材層１３０側の蛍光体密度が高まる。これにより、蛍光体が発する熱が第一結晶性基材層１３０へ伝わりやすくなるため、蛍光体の放熱性は、向上される。
【００５６】
例えば、第一結晶性基材層１３０の材料は、ＧａＮ、ＺｎＯ、又は、サファイアでもよい。
【００５７】
このように、高い放熱性を有するＧａＮ、ＺｎＯ、又はサファイアが採用されることで、蛍光体層１４０で発熱した熱を効率的にＬＥＤチップ１１０に伝えることができる。そのため、ＬＥＤ光源１００の放熱性は、より向上される。
【００５８】
また、例えば、接着層１２０は、ＬＥＤチップ１１０が発する光を透過する無機の光透過性樹脂で形成されてもよい。
【００５９】
無機の光透過性樹脂が採用されることにより、接着層１２０の劣化は、抑制されやすくなる。
【００６０】
また、例えば、接着層１２０は、ＬＥＤチップ１１０が発する光を透過する有機の光透過性樹脂で形成されてもよい。
【００６１】
有機の光透過性樹脂が採用されることで、接着層１２０の厚みをコントロールしやすく、例えば、ディスペンス法により容易にＬＥＤチップ１１０に接着層１２０となる接着剤１２１を塗布できる。
【００６２】
また、例えば、接着層１２０は、ＬＥＤチップ１１０が発する光を透過する有機無機ハイブリッドの光透過性樹脂で形成されるでもよい。
【００６３】
有機無機ハイブリッドの光透過性樹脂が採用されることで、無機及び有機の光透過性樹脂の両方の効果が得られる。
【００６４】
また、例えば、光透過性樹脂は、シリコーン樹脂でもよい。
【００６５】
シリコーン樹脂は、耐熱性に優れ、粘度コントロールがしやすく、ディスペンス法により容易にＬＥＤチップに塗布でき、且つ、光透過率が高い。そのため、接着層１２０にシリコーン樹脂が採用されることにより、より耐熱性に優れ、より製造しやすく、且つ、より光出射量が多いＬＥＤ光源１００ができ得る。
【００６６】
また、例えば、ＬＥＤ光源１００は、さらに、ＬＥＤチップ１１０に電力を供給する電気配線１７１が付された回路基板１７０を備えてもよい。また、ＬＥＤチップ１１０は、回路基板１７０にフリップチップ実装されていてもよい。
【００６７】
ＬＥＤチップ１１０を回路基板１７０にフリップチップ実装することで、ＬＥＤチップ１１０における第一結晶性基材層１３０が配置される側に電極層１１３が位置しなくなるため、第一結晶性基材層１３０をＬＥＤチップ１１０に積層しやすくなる。
【００６８】
また、例えば、ＬＥＤチップ１１０は、結晶性を有する第二結晶性基材層１１１と、第二結晶性基材層１１１に積層される半導体多層膜層１１２と、を有してもよい。
【００６９】
ＬＥＤチップ１１０が結晶性を有する第二結晶性基材層１１１を備えることで、蛍光体層１４０を積層した第一結晶性基材層１３０をＬＥＤチップ１１０に積層したときに、蛍光体層１４０で発熱した熱をＬＥＤチップ１１０へより効果的に伝えることができる。そのため、蛍光体の放熱性は、より向上される。
【００７０】
また、例えば、蛍光体層１４０は、１０μｍ以上の粒径を有する蛍光体粒子を含んでもよい。
【００７１】
蛍光体粒子の粒子サイズが大きくなることで、蛍光体粒子における、ＬＥＤチップ１１０が発する光を蛍光に変換する変換効率は、向上される。言い換えると、蛍光体粒子の粒子サイズが大きくなることで、蛍光体粒子の発光効率は、向上される。
【００７２】
また、本実施の形態に係るＬＥＤ光源１００の製造方法は、結晶性を有する結晶性基材層（第一結晶性基材層）１３０に蛍光体層１４０を積層する蛍光体積層ステップと、ＬＥＤチップ１１０に接着層１２０を介して積層することで、ＬＥＤチップ１１０の側面１１４にフィレット１２２を形成するフィレット形成ステップと、を含む。フィレット形成ステップでは、蛍光体層１４０及び第一結晶性基材層１３０のうち、第一結晶性基材層１３０側をＬＥＤチップ１１０に向けて、ＬＥＤチップ１１０に接着層１２０を介して積層する。
【００７３】
第一結晶性基材層１３０の方が蛍光体層１４０より表面の平面度が高い（つまり、表面が平滑である）。これにより、ＬＥＤチップ１１０に積層される接着層１２０の材料である接着剤１２１がＬＥＤチップ１１０の周囲にはみ出る量（つまり、フィレット１２２となる接着剤１２１の量）は、ばらつきにくくなる。そのため、ＬＥＤチップ１１０の側面１１４に形成されるフィレット１２２（具体的には、傾斜面１２３）の形状がばらつきにくくなる。これにより、ＬＥＤチップ１１０の側面１１４から発せられる光は、フィレット１２２の外側の白色樹脂１６０で反射して、蛍光体層１４０に入射されやすくなる。そのため、ＬＥＤチップ１１０から発せられた光は、より効率的に利用される。
【００７４】
例えば、ＬＥＤ光源１００の製造方法は、さらに、Ｓｉ基板２００上でＧａＮを結晶成長させることで、ＧａＮからなる第一結晶性基材層１３０を形成する結晶性基材層形成ステップを含んでもよい。また、ＬＥＤ光源１００の製造方法は、蛍光体積層ステップの後に、さらに、Ｓｉ基板２００を第一結晶性基材層１３０から剥がす剥離ステップを含んでもよい。
【００７５】
ＧａＮ基板よりも比較的安価なＳｉ基板２００を利用することで、必要分のみＧａＮを利用することができるため、ＬＥＤ光源１００は、コストダウンされる。
【００７６】
また、例えば、ＬＥＤ光源１００の製造方法は、さらに、蛍光体層１４０の表面を液体ガラスでコーティングすることで形成されるガラス層１５０を有する積層体２０１を形成する積層体形成ステップを含んでもよい。
【００７７】
液体ガラスで蛍光体層１４０をコーティングすることで、蛍光体層１４０は、第一結晶性基材層１３０から剥離しにくくなる。
【００７８】
また、例えば、ＬＥＤ光源１００の製造方法は、さらに、積層体２０１をダイシングすることで、蛍光体層１４０と第一結晶性基材層１３０とガラス層１５０とを有する個片２１０を複数形成する個片形成ステップを含んでもよい。また、フィレット形成ステップでは、個片２１０の第一結晶性基材層１３０側をＬＥＤチップ１１０に向けて、ＬＥＤチップ１１０に接着層１２０を介して積層することで、ＬＥＤチップ１１０の側面１１４にフィレット１２２を形成してもよい。
【００７９】
Ｓｉ基板２００としては、例えば、シリコンウエハが採用されることが想定される。この場合、シリコンウエハ上に第一結晶性基材層１３０となるＧａＮ層を形成し、さらに、ＧａＮ層上に蛍光体層１４０を形成した後で、ＬＥＤ光源１００に利用されるサイズとなるようにダイシングすることで、簡便に多くの個片２１０を形成することができる。
【００８０】
また、例えば、ＬＥＤ光源１００の製造方法は、さらに、白色樹脂１６０でフィレット１２２の周囲を封止する封止ステップを含んでもよい。
【００８１】
ＬＥＤチップ１１０の側方周囲を白色樹脂１６０で囲むことで、ＬＥＤチップ１１０の側方から発せられた光は、白色樹脂１６０とフィレット１２２との界面で反射されやすくなる。また、白色樹脂１６０を採用することで、セラミック等と比較して、白色樹脂１６０とフィレット１２２との間に隙間ができにくくなる。
【００８２】
（その他の実施の形態）
以上、実施の形態に係るＬＥＤ光源及びＬＥＤ光源の製造方法について説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。
【００８３】
その他、各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態、又は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。
【符号の説明】
【００８４】
１００  ＬＥＤ光源
１１０  ＬＥＤチップ
１１１  第二結晶性基材層
１１２  半導体多層膜層
１１４  側面
１２０  接着層
１２２  フィレット
１３０  結晶性基材層（第一結晶性基材層）
１４０  蛍光体層
１５０  ガラス層
１６０  白色樹脂
１７０  回路基板
１７１  電気配線
１７２  実装基板
２００  Ｓｉ基板
２０１  積層体
２１０  個片
【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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