(57)【要約】【課題】全く新しい光を出射面側から出射する軽量小型で高輝度、長寿命な光源装置を得る。【解決手段】リードフレームに陽極および陰極の電極パターンと電極パターンの一方に半導体発光素子の形状に合わせた凹状パターンのプレスを行い、このプレスを行った薄板を樹脂によりインサート成形を行う。半導体発光素子を載置する凹状パターンに波長変換材混入ペーストを滴下または充填する。波長変換材料混入ペーストを滴下または充填した上に半導体発光素子を載置する。これを恒温槽に搬入し混入ペーストを硬化させ、半導体発光素子の各電極と電極パターンとの間をワイヤボンディングにより電気的に接続する。インサート成形により形成された凹部に混合、脱泡した透明樹脂を充填する。これを恒温槽に搬入し透明樹脂を硬化させる。リードフレームに形成された電極端子等をカッティングして、個々の光源装置に分離する。【選択図】図９
2006287267.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＩｎＧａＡｌやＩｎＧａＡｌＮやＩｎＧａＮおよびＧａＮ系の半導体発光素子および波長変換材料を用いた光源装置を製造する光源装置の製造方法において、
以下のステップで製造することを特徴とする光源装置の製造方法。
ステップ１：薄板リードフレームに陽極および陰極の電極パターンおよびどちらか一方の前記陽極または前記陰極に前記半導体発光素子の形状に合わせた凹状パターンのプレスを行う。
ステップ２：前記電極パターンおよび前記凹状パターンのプレスを行った前記薄板を樹脂により開口部を設けてインサート成形を行う。
ステップ３：波長変換材料と透明接着剤との混合比率を重量比率として１：１〜５：１の範囲で混合調合した波長変換材混入ペーストを、前記陽極または前記陰極のどちらか一方に設けた前記凹状パターンに滴下または充填する。
ステップ４：前記波長変換材混入ペーストを前記凹状パターンに滴下または充填した上に透明性を有した前記半導体発光素子を載置する。
ステップ５：恒温槽に搬入し前記混入ペーストを硬化させる。
ステップ６：前記半導体発光素子の陽極および陰極の電極と前記陽極および陰極の電極パターンとを電気的に接続する金ワイヤ等でワイヤーボンディングを行う。
ステップ７：前記半導体発光素子や前記陽極および陰極の電極パターンおよび前記金ワイヤ等を保護、外気遮断の為に封止する透明樹脂と硬化剤とを混合攪拌および脱泡した透明樹脂を前記半導体発光素子や前記陽極および陰極の電極パターンおよび前記金ワイヤ等を設けた前記インサート成形にて形成された前記開口部に充填する。
ステップ８：恒温槽に搬入し前記透明樹脂を硬化させる。
ステップ９：前記リードフレームに形成された電極端子等をカッティングして、個々の前記光源装置に分離する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置等の光源として用いられる光源装置の製造方法に関し、半導体発光素子の出射面に対して反対側に波長変換材料を設け、出射面から出射した波長の光と、半導体発光素子の出射面の反対側に設けた波長変換材料によって波長変換された光が再度、半導体発光素子の出射面方向に出射して、波長変換されない光と波長変換された光とが混ざり合い全く新しい光を出射面側から出射する軽量小型で高輝度、長寿命な光源装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体発光素子である発光ダイオードは、小型に構成され、球切れなどの心配もなく、効率良く鮮明な発光色を得ることができる。また、駆動特性にも優れており、振動やオン・オフのスイッチングによる繰り返し動作にも強いという特徴がある。このため、各種インジケータや液晶表示装置などの光源として利用されている。
【０００３】
ところで、この種の発光ダイオードは、優れた単色性ピーク波長を有しているために、例えば赤色系、緑色系および青色系の各色に発光する発光ダイオードを利用して白色系の光源装置を構成する場合、各色に発光する発光ダイオードを近接配置した状態で発光させて拡散混色させる必要があった。
【０００４】
すなわち、白色系の光源装置を得るためには、赤色系、緑色系および青色系の３種類の発光ダイオード、または青緑色系および黄色系の２種類の発光ダイオードが必要であった。このため、発光色の異なる複数種類の発光ダイオードを使用しなければならなかった。
【０００５】
しかも、半導体からなる発光ダイオードチップは、物によって色調や輝度にバラツキがある。このため、複数の発光ダイオードが各々異なる材料で構成される場合には、各発光ダイオードチップの駆動電力などが異なり、個々に電源を確保する必要があった。
【０００６】
その結果、出射光が白色光となるように、各発光ダイオード毎に供給される電流などを調節しなければならなかった。また、使用される発光ダイオードは、個々の温度特性の差や経時変化が異なり色調も変化するという問題があった。さらには、各発光ダイオードチップからの発光を均一に混色させなければ、出射光に色むらが生じてしまい、所望とする白色系の発光を得ることができないおそれがあった。
【０００７】
そこで、上記問題点を解消した発光ダイオードとして、例えば下記特許文献１（特開平７−９９３４５号公報）や特許文献２（特開平１０−１９００６６号公報）に開示されているものが知られている。
【０００８】
特許文献１（特開平７−９９３４５号公報）に開示される発光ダイオードは、カップの底部にＬＥＤチップが載置され、カップ内部にＬＥＤチップの発光波長を他の波長に変換する蛍光物質（または発光チップの発光波長を一部吸収するフィルター物質）が含有された樹脂（色変換部材）が充填され、この樹脂を包囲するようにさらに樹脂が設けられたものである。
【０００９】
特許文献２（特開平１０−１９００６６号公報）に開示される発光ダイオードは、基板上にダイボンド部材によって固定されたＬＥＤチップと、ＬＥＤチップの上に設けられＬＥＤチップからの発光の少なくとも一部を吸収し波長変換して発光する蛍光物質を含む色変換部材とを有するものである。
【００１０】
上述したいずれの公報に開示される発光ダイオードは、１種類の半導体発光素子自身の発光色から他の発光色を得るものである。そして、ＬＥＤチップからの発光を波長変換した発光ダイオードとして、青色系の発光ダイオードの発光と、その発光を吸収し黄色系を発光する蛍光体からの発光との混色により白色系の発光を得ている。
また、これら従来の波長変換による方法は、全て半導体発光素子の出射面側に波長変換材料を設け、全て同方向による出射方法である。
【特許文献１】特開平７−９９３４５号公報
【特許文献２】特開平１０−１９００６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述した特許文献１（特開平７−９９３４５号公報）や特許文献２（特開平１０−１９００６６号公報）に開示される発光ダイオードは、ＬＥＤチップの上に色変換部材が設けられる構成であり、白色光を得る場合、ＬＥＤチップ上方（出射面側）に放射したＬＥＤチップ自身の青色光と、ＬＥＤチップ上（出射面側）に設けた色変換部材により変換された黄色光との分散した光が、人間の目に白色光のように見える。
【００１２】
ところで、クリアで輝度の高い白色光を得るためには、青色光と黄色光との分散および分布が均一かつ一定で有る必要がある。しかし、特許文献１（特開平７−９９３４５号公報）や特許文献２（特開平１０−１９００６６号公報）に開示される構成では、ＬＥＤチップ上方の色変換部材で青色光が遮られ、色変換部材で色変換された光と、ＬＥＤチップ自身が放射する青色光との合成された光量によって輝度が決定される。このため、色変換部材の分散および分布を均一に行わねばならず、輝度があまり良くならないという問題があった。
【００１３】
ところで、この種の光源装置としては、例えば液晶表示装置などの光源として用いるため、上述した特許文献１（特開平７−９９３４５号公報）や特許文献２（特開平１０−１９００６６号公報）に開示される発光ダイオードにより得られる発光では充分とは言えず、より長期間の使用環境下において高輝度な発光（特に、白色光の発光）が望まれていた。
【００１４】
さらに、これらの波長変換材料を用いた光源装置の場合には、常に波長変換材料が半導体発光素子等の上部に設けられている。このため、外光（特に、太陽光）による例えば、紫外線や宇宙線等の波長の短い光（波長）によって、波長変換材料を劣化させてしまう課題等がある。
【００１５】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、半導体発光素子の出射面に対して反対側に波長変換材料を設け、出射面から出射した波長の光と、半導体発光素子の出射面の反対側に設けた波長変換材料によって波長変換された光が再度、半導体発光素子の出射面方向に出射して、同じ半導体発光素子の出射面で波長変換されない光（半導体発光素子自身の出射光）と波長変換された光とが混ざり合い全く新しい光を出射面側から出射する軽量小型で高輝度、長寿命な光源装置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】
【００１６】
本発明の請求項１に係る光源装置の製造方法は、薄板リードフレームに陽極および陰極の電極パターンおよびどちらか一方の陽極または陰極に半導体発光素子の形状に合わせた凹状パターンのプレスを行うステップ１と、電極パターンおよび凹状パターンのプレスを行った薄板を樹脂により開口部を設けてインサート成形を行うステップ２と、波長変換材料と透明接着剤との混合比率を重量比率として１：１〜５：１の範囲で混合調合した波長変換材混入ペーストを、陽極または陰極のどちらか一方に設けた凹状パターンに滴下または充填するステップ３と、波長変換材混入ペーストを凹状パターンに滴下または充填した上に透明性を有した半導体発光素子を載置するステップ４と、恒温槽に搬入し混入ペーストを硬化させるステップ５と、半導体発光素子の陽極および陰極の電極と陽極および陰極の電極パターンとを電気的に接続する金ワイヤ等でワイヤーボンディングを行うステップ６と、半導体発光素子や陽極および陰極の電極パターンおよび金ワイヤ等を保護、外気遮断の為に封止する透明樹脂と硬化剤とを混合攪拌および脱泡した透明樹脂を半導体発光素子や陽極および陰極の電極パターンおよび金ワイヤ等を設けたインサート成形にて形成された開口部に充填するステップ７と、恒温槽に搬入し透明樹脂を硬化させるステップ８と、リードフレームに形成された電極端子等をカッティングして、個々の光源装置に分離するステップ９とからなる光源装置を製造することを特徴とする。
【００１７】
請求項１に係る光源装置の製造方法は、薄板リードフレームに陽極および陰極の電極パターンおよびどちらか一方の陽極または陰極に半導体発光素子の形状に合わせた凹状パターンのプレスを行い、電極パターンおよび凹状パターンのプレスを行った薄板を樹脂により開口部を設けてインサート成形を行い、波長変換材料と透明接着剤との混合比率を重量比率として１：１〜５：１の範囲で混合調合した波長変換材混入ペーストを、陽極または陰極のどちらか一方に設けた凹状パターンに滴下または充填し、波長変換材混入ペーストを凹状パターンに滴下または充填した上に透明性を有した半導体発光素子を載置し、恒温槽に搬入し混入ペーストを硬化させ、半導体発光素子の陽極および陰極の電極と陽極および陰極の電極パターンとを電気的に接続する金ワイヤ等でワイヤーボンディングを行い、半導体発光素子や陽極および陰極の電極パターンおよび金ワイヤ等を保護、外気遮断の為に封止する透明樹脂と硬化剤とを混合攪拌および脱泡した透明樹脂を半導体発光素子や陽極および陰極の電極パターンおよび金ワイヤ等を設けたインサート成形にて形成された開口部に充填し、恒温槽に搬入し透明樹脂を硬化させ、リードフレームに形成された電極端子等をカッティングして、個々の光源装置に分離するので、高速度で波長変換材料と透明接着剤との混入ペーストを転写でき、一度で波長変換材料の転写と接着とが確実にできる。しかも、波長変換材料が直接外光に晒されず、半導体発光素子の出射面から出射した波長の光と、半導体発光素子の出射面の反対側に設けた波長変換材料によって波長変換された光が再度、半導体発光素子の出射面方向に出射することができる。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１に係る光源装置の製造方法は、薄板リードフレームに陽極および陰極の電極パターンおよびどちらか一方の陽極または陰極に半導体発光素子の形状に合わせた凹状パターンのプレスを行い、電極パターンおよび凹状パターンのプレスを行った薄板を樹脂により開口部を設けてインサート成形を行い、波長変換材料と透明接着剤との混合比率を重量比率として１：１〜５：１の範囲で混合調合した波長変換材混入ペーストを、陽極または陰極のどちらか一方に設けた凹状パターンに滴下または充填し、波長変換材混入ペーストを凹状パターンに滴下または充填した上に透明性を有した半導体発光素子を載置し、恒温槽に搬入し混入ペーストを硬化させ、半導体発光素子の陽極および陰極の電極と陽極および陰極の電極パターンとを電気的に接続する金ワイヤ等でワイヤーボンディングを行い、半導体発光素子や陽極および陰極の電極パターンおよび金ワイヤ等を保護、外気遮断の為に封止する透明樹脂と硬化剤とを混合攪拌および脱泡した透明樹脂を半導体発光素子や陽極および陰極の電極パターンおよび金ワイヤ等を設けたインサート成形にて形成された開口部に充填し、恒温槽に搬入し透明樹脂を硬化させ、リードフレームに形成された電極端子等をカッティングして、個々の光源装置に分離するので、高速度で波長変換材料と透明接着剤との混入ペーストを転写でき、一度で波長変換材料の転写と接着とが確実にできる。しかも、波長変換材料が直接外光に晒されず、半導体発光素子の出射面から出射した波長の光と、半導体発光素子の出射面の反対側に設けた波長変換材料によって波長変換された光が再度、半導体発光素子の出射面方向に出射することができる。これにより、従来の半導体発光素子の上に蛍光材を混入した透明樹脂が塗布、載置あるいは被覆により設けられた構成よりも安定したクリアで輝度の高い発光を得ることができ、生産性にも優れている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
なお、本発明は、例えばセラミック基板、液晶ポリマー樹脂基板、ガラス布エポキシ樹脂基板等の絶縁性の基板上に導電性パターンを設けたり、リードフレームのパターンに、波長変換材料を混入したペーストを設け、その上に透明樹脂や透明接着剤により透明性を有する半導体発光素子を載置して接着固定し、波長変換材料が直接外光に晒されず、半導体発光素子の出射面から出射した波長の光と、半導体発光素子の出射面の反対側に設けた波長変換材料によって波長変換された光が再度、半導体発光素子の出射面方向に出射することができる光源装置の製造方法を提供するものである。
【００２０】
図１（ａ）は本発明に係る光源装置の略斜視全体図、図１（ｂ）は同断面図、図２はリードフレーム上に形成された光源装置を示す平面図である。
図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、光源装置１（１Ａ）は、インジェクションないしトランスファーモルドタイプのものであり、パターン２、波長変換材混入ペースト３、半導体発光素子４、ボンディングワイヤ５、リード端子６、モールドケース７および充填透明樹脂８から概略構成される。
なお、本例におけるパターン２は電気配線パターンも含むものである。
【００２１】
光源装置１（１Ａ）を構成するにあたっては、リードフレームよりパターン２やリード端子６が形成される。そして、陰極側（カソード）パターン２ａや陽極側（アノード）パターン２ｂおよび陰極側（カソード）リード端子６ａや陽極側（アノード）リード端子６ｂを設けたリードフレームを、絶縁性を有する樹脂等でインサート成形を施して、モールドケース７を設ける。
【００２２】
また、パターン２ａやパターン２ｂに対し、波長変換材混入ペースト３を転写や印刷および充填等をする。
例えば、パターン２ａの陰極側（カソード）に波長変換材混入ペースト３を塗り、その上に半導体発光素子４を載置する。
尚、波長変換材混入ペースト３自身の接着性を用いてパターン２ａに半導体発光素子４を接着固定できるが、波長変換材混入ペースト３を波長変換目的のみにパターン２ａに波長変換材混入ペースト３を接着固定し、さらにその上に透明な樹脂によって半導体発光素子４を接着固定しても良い。
【００２３】
そして、図１（ｂ）に示すように、半導体発光素子４の上方の出射面側４ａ上に在る陰極（カソード）４ｃおよび陽極（アノード）４ｄを電気的に接続するためにボンディングワイヤ５で接続する。半導体発光素子４の上方の出射面側４ａ上に在る陰極（カソード）４ｃと陰極側（カソード）パターン２ａとを陰極側ボンディングワイヤ５ａで接続する。また、出射面側４ａ上にある陽極（アノード）４ｄと、陽極側（アノード）パターン２ｂとを陽極側ボンディングワイヤ５ｂで接続する。そして、各々の陰極側（カソード）リード端子６ａや陽極側（アノード）リード端子６ｂに導く。
【００２４】
さらに、これら全てが浸されるように充填透明樹脂８がモールドケース７内に充填される。これにより、半導体発光素子４は、出射面４ａである上方から例えば青色光が放射される。また、半導体発光素子４の底面４ｂである下方に放射した青色光が波長変換材混入ペースト３の波長変換材料によって例えば黄色光に色変換される。この色変換された黄色光は、波長変換材混入ペースト３の上方（半導体発光素子４方向）および下方（パターン２ａ方向）に放射される。波長変換材混入ペースト３の下方に放射された黄色光は、下部のパターン２ａの面で反射されて上方に放射される。そして、半導体発光素子４自身が放射する青色光と、波長変換材混入ペースト３の波長変換材料によって色変換された黄色光と混ざり合ってモールドケース７の表面８ａから白色光が放射される。
【００２５】
パターン２は、図２（ａ）に示すように、導通性および弾性力のある燐青銅等の銅合金材等からなるリードフレーム９に半導体発光素子４の載置パターンや電気配線パターンやリード端子９ａ（６）および支持パターン９ｂ等のパターン形状を形成する。
【００２６】
また、光源装置１は、リードフレーム９をインサート成形によって変成ポリアミド、ポリブチレンテレフタレートや芳香族系ポリエステル等からなる液晶ポリマなどの絶縁性の有る材料に、チタン酸バリウム等の白色粉体を混入させて樹脂で挟み込んだように形成される。
【００２７】
尚、図２（ａ），（ｂ）は５つの半導体発光素子４を１つのリードフレーム９上に設けたもので、２つのリード端子９ａによって５つの半導体発光素子４を発光させるエレメントタイプのものである。図２（ａ）において、図示しない半導体発光素子４を載置する開口部１２が設けられる面が光源装置１の表面（出射面側）１ａとなる。また、この光源装置１の表面１ａの反対側の面が裏面１ｂとなる。なお、図２（ａ）に示すように、リードフレーム９の外枠（両側枠部分）には、所定間隔で複数の穴９ｃが設けられる。この穴９ｃは、コイル状に巻いてある未加工リードフレーム９をパターン２や支持パターン９ｂやリード端子９ａ等をプレスする時やインサート成形時および波長変換材混入ペースト３の転写、半導体発光素子４の載置、ボンディングワイヤ５のボンディング等の工程時にリードフレーム９の送りや位置決め等に使用され。
また、図１（ａ），（ｂ）のような１つの半導体発光素子４を用いる場合には、光源装置の製造方法の過程により１つのリードフレーム９から多数の光源装置１を作成することができる。
【００２８】
また、リードフレーム９上にパターン２等を設け、ここに波長変換材混入ペースト３や半導体発光素子４を載置したが、パターン２は絶縁性基板上に設けても良い。
【００２９】
この場合、パターン２を形成する絶縁性基板は、電気絶縁性に優れたセラミック基板、液晶ポリマー樹脂基板、ガラス布エポキシ樹脂基板等の基板からなり、表面には電気的に導電性を有するパターン２等が形成される。
【００３０】
さらに説明すると、セラミック基板等は、ＡｌＯやＳｉＯを主成分とし、さらにＺｒＯ、ＴｉＯ、ＴｉＣ、ＳｉＣおよびＳｉＮ等との化合物からなる。これらの材料は、耐熱性や硬度、強度に優れ、白色系の表面を持ち、半導体発光素子４からの発光された光を効率良く反射する。
【００３１】
また、液晶ポリマー樹脂やガラス布エポキシ樹脂からなる場合の基板は、液晶ポリマーやガラス布エポキシ樹脂などの絶縁性の有る材料に、チタン酸バリウム等の白色粉体を混入または塗布させて成形し、電気的に導電性を有するパターン２を施して半導体発光素子４からの発光された光を効率良く反射する。
【００３２】
なお、他に基板として珪素樹脂、紙エポキシ樹脂、合成繊維布エポキシ樹脂および紙フェノール樹脂等の積層板や変成ポリイミド、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネートや芳香族ポリエステル等からなる板に電気的に導電性を有するパターン２の印刷を施して半導体発光素子４からの発光された光を効率良く反射する構成としてもよい。
【００３３】
これらパターン２は、セラミック基板、液晶ポリマー樹脂基板、ガラス布エポキシ樹脂基板のいずれかの基板上に真空蒸着スパッタリング、イオンプレーティング、ＣＶＤ（化学蒸着）、エッチング（ウエット、ドライ）等により電気的接続をするパターン形状に形成される。そして、金属メッキを施した後、さらに金や銀等の貴金属メッキを施し、図示しないが電気的に導電性を有するとともに機械的にも強度を有し、別に設けた端子電極等に電気的に接続される。
【００３４】
波長変換材混入ペースト３は、無色透明なエポキシ樹脂やシリコーン樹脂等に無機系の蛍光顔料や有機系の蛍光染料等からなる波長変換材料を混入させたものである。
例えばエポキシ樹脂に波長変換材料（ＹＡＧ）を混入する場合、エポキシ樹脂と波長変換材料との重量比率は、例えば１：１〜５：１程度である。
【００３５】
また、後述する光源装置１の製造方法の過程で用いる場合には、上記エポキシ樹脂と波長変換材料との重量比率が１：１に近づく。また、滴下できる程度の粘度を有して、エポキシ樹脂やシリコーン樹脂等に波長変換材料が分散するようにする。
【００３６】
波長変換材混入ペースト３は、青色発光の半導体発光素子４からの光を（Ｙ，Ｇｄ）3 （Ａｌ，Ｇａ）5 Ｏ12等のＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）系等からなる橙色蛍光顔料や橙色蛍光染料の波長変換材料を混入した樹脂に投射すると黄色の光が得られる。そして、波長変換材混入ペースト３の波長変換材料により色変換された黄色光と、半導体発光素子４自身が放射する青色光とが混ざり合うことにより、半導体発光素子４上方から放射される光が白色光となる。
【００３７】
また、波長変換材混入ペースト３は、例えば緑色発光の半導体発光素子４からの光を赤色蛍光顔料や赤色蛍光染料の波長変換材料を混入した樹脂の投射すると黄色系の光が得られ、青色発光の半導体発光素子４からの光を緑色蛍光顔料や緑色蛍光染料の波長変換材料を混入した樹脂に投射すると青緑色系の光が得られる。
【００３８】
ここで、波長変換材混入ペースト３や半導体発光素子４等の載置方法を説明する。
図３、図４および図５の例では、波長変換材混入ペースト３をスタンパでパターン２ｂや絶縁基板２ｄ等の上に転写や印刷を行った後に透明樹脂１０で半導体発光素子４を接着固定し、各陰極側のパターン２ａと陰極４ｃとをボンディングワイヤ５ａで電気的に接続するとともに、陽極側のパターン２ｂと陽極４ｄとをボンディングワイヤ５ｂで電気的に接続する。
【００３９】
また、図６、図７および図８（ａ），（ｂ）の例では、後述する光源装置１の製造方法の過程のように、波長変換材混入ペースト３をスタンパでパターン２ｂや絶縁基板２ｄ等の上に転写や滴下し、波長変換材混入ペースト３自身で半導体発光素子４を接着固定し、各陰極側のパターン２ａと陰極４ｃとをボンディングワイヤ５ａで電気的に接続するとともに、陽極側のパターン２ｂと陽極４ｄとをボンディングワイヤ５ｂで電気的に接続する。
このように、後述する光源装置１の製造方法の過程は、波長変換材混入ペースト３で半導体発光素子４をパターン２に固着する接着剤としての機能も兼ねている。
【００４０】
なお、図８の例では、半導体発光素子４を絶縁基板２ｄ等の凹形状部に埋め込むように後述する光源装置１の製造方法の過程をより進めたように波長変換材混入ペースト３を充填するように滴下する。
また、図９の例では、リードフレーム９上に凹状のパターン２ｃを設けて、この凹状部２ｃに波長変換材混入ペースト３を充填し、その上に半導体発光素子４を載置する。
【００４１】
このように、波長変換材混入ペースト３は、後述する光源装置１の製造方法によって分散量や濃度等が異なり、これら製造方法の目的に合わせてパターン２上に波長変換材混入ペースト３を転写、塗布したり、印刷により印刷パターンとしてパターン２上に形成したり、半導体発光素子４を載置する所に滴下や充填等を行う。
【００４２】
また、波長変換材混入ペースト３と半導体発光素子４との間に用いる透明接着剤１０は、無色透明なエポキシ樹脂やシリコーン樹脂等からなる。
【００４３】
さらに、透明接着剤１０は、粘性の低い液状のシアノアクリレート系の透明接着剤であっても良い。この場合、エポキシ樹脂系の接着剤と異なり、発熱を伴わずに半導体発光素子４に対し悪影響を及ぼさずに半導体発光素子４を瞬間的に接着固定できる。しかも、硬化に熱を必要とせず、また接着スピードが速いので、生産性、経済性にも富んでいる。
【００４４】
また、粘性の高いシアノアクリレート系の透明接着剤１０に波長変換材料（波長変換材料と導電性材料）を混入させた透明樹脂を用いれば、印刷工程と接着工程を一度で行うことが可能である。
【００４５】
ここで、図１０（ａ）〜（ｃ）は光源装置１の出射面１ａ側に設けた開口部１２の拡大図である。図１０（ａ）〜（ｃ）に示すように、開口部１２の略中央に半導体発光素子４を備えるように、リードフレーム９のパターン２や絶縁性基板に電気的に導電性を有するパターン２の例えば陰極側のパターン２ａに半導体発光素子４を載置する部分に波長変換材混入ペースト３を半導体発光素子４の形状に合わせた形状４ｆに転写、印刷、塗布、滴下する。また、リードフレーム９の凹状のパターン２ｃを半導体発光素子４の形状に合わせた形状４ｆにして波長変換材混入ペースト３を充填する。これにより、効率の良い出射光を得る。
【００４６】
また、ここでは図示しないが、半導体発光素子４自身への静電気の帯電を防止するために波長変換材料に導電性材料を混入させても良い。
この場合の導電性材料は、銀粒子のようなフィラを蛍光材に悪影響を及ぼさない程度に混入させる。これにより、半導体発光素子４自身のＰ電極とＮ電極とが低電荷でショートしない程度の高抵抗値を持つ。そして、電荷の高いものに対しては、導電性を持つように微量の導電性材料を添加する。これにより、半導体発光素子４全体に印加電圧よりも高電位な静電気等が帯電しても、この静電気等をグランドに流することができる。このように、導電性材料は、特に静電気等に弱いＩｎＧａＡｌＰやＩｎＧａＡｌＮやＩｎＧａＮおよびＧａＮ系の半導体発光素子４自身の静電気等から防いでいる。
【００４７】
具体的に、導電性材料は、波長変換材料混入樹脂部の体積抵抗を１５０Ｋ〜３００Ｋ程度にし、半導体発光素子４の順方向抵抗が１６５Ω、また逆耐圧抵抗が２．５ＭΩである。これにより、半導体発光素子４に対してリークしない程度の抵抗であるとともに逆耐圧抵抗よりも低い抵抗値のため、グランドに電流を流して半導体発光素子４自身への静電気の帯電防止を行うことができる。
【００４８】
半導体発光素子４は、ｎ型層上に活性層を中心にダブルヘテロ構造からなるＩｎＧａＡｌＰ系、ＩｎＧａＡｌＮ系、ＩｎＧａＮ系、ＧａＮ系のいずれかの化合物の半導体チップからなる発光素子であり、有機金属気相成長法等で製作される。また、半導体発光素子４自身の基板は、Ａｌ2 Ｏ3 やＩｎＰサファイヤ等の透明基板からなり、この基板上に活性層を配し、活性層上に透明電極が形成されている。半導体発光素子４に取り付ける電極は、Ｉｎ2 Ｏ3 、ＳｎＯ2 、ＩＴＯ等からなる導電性透明電極等をスパッタリング、真空蒸着、化学蒸着等により生成させて製作する。
【００４９】
そして、半導体発光素子４は、（図９参照）上面４ａにアノード電極４ｄおよびカソード電極４ｃを有しており、電極を持たない他方の面側４ｂが透明樹脂上に載置されて固着されている。半導体発光素子４のアノード電極４ｄおよびカソード電極４ｃは、ボンディングワイヤ５でパターン２ａ、２ｂにワイヤーボンディングされている。
【００５０】
ボンディングワイヤ５は、金線等の導通線からなり、半導体発光素子４のアノード電極４ｄとパターン２ｂとの間、カソード電極４ｃとパターン２ａとの間をそれぞれボンダによって電気的に接続している。
【００５１】
リード端子６（６ａ，６ｂ）は、導電性および弾性力のある燐青銅等の銅合金材等からなるリードフレーム９をモールドケース７から直接取り出して形成されている。リード端子６ａは、パターン２ａと電気的に接続されて半導体発光素子４のカソード電極側と等しく、本発明の光源装置１（１Ａ）としての陰極（−）として使用されるように構成される。
【００５２】
また、リード端子６ｂは、パターン２ｂと電気的に接続されて半導体発光素子４のアノード電極側と等しく、本発明の光源装置１（１Ａ）としての陽極（＋）として使用されるように構成される。
【００５３】
モールドケース７は、変成ポリアミド、ポリブチレンテレフタレートや芳香族系ポリエステル等からなる液晶ポリマなどの絶縁性の有る材料に、チタン酸バリウム等の白色粉体を混入させて凹状にモールド形成されており、凹状部７ａ内の底面にパターン２が露出している。
【００５４】
また、モールドケース７は、光の反射性と遮光性の良いチタン酸バリウム等の白色粉体によって半導体発光素子４の側面側から出光する光を効率良く反射し、図示しないテーパ状の凹面により上方に出射するとともに、本発明の光源装置１（１Ａ）の発光した光を外部に漏れない様に遮光する。
【００５５】
さらに、充填透明樹脂８は、例えば無色透明なエポキシ樹脂等からなり、パターン２、半導体発光素子４、ボンディングワイヤ５等の保護のためにモールドケース７内等に充填される。
【００５６】
また、図１２に示すように、リード端子６（６ａ，６ｂ）を用いない、フラットな電極としての端子電極１６（１６ａ，１６ｂ）は、基板１１の端部に電気伝導性の良い金属等で厚く金属メッキを行ったり、導通性および弾力性のある燐青銅材等を機械的に取り付けることにより形成される。
【００５７】
端子電極１６ａは、パターン２ａと電気的に接続されて半導体発光素子４のカソード電極側と等しく、本発明の光源装置１としての陰極（−）として使用されるように構成される。
【００５８】
端子電極１６ｂは、パターン２ｂと電気的に接続されて半導体発光素子４のアノード電極側と等しく、本発明の光源装置１としての陽極（＋）として使用されるように構成される。
【００５９】
出光モールド部１７は、無色透明なエポキシ樹脂からなり、矩形状に成型され、半導体発光素子４の発光層からの光（上部の電極側や側面の４方）を効率良く出射する。
また、出光モールド部１７は、パターン２、半導体発光素子４、ボンディングワイヤ５等を保護している。
【００６０】
なお、図示しないが、出光モールド部１７は、光線が一方向性になるドーム型等、目的や仕様に合った自由な形状に形成することができる。
【００６１】
上記構成による光源装置１は、青色発光等の半導体発光素子４を用い、透明樹脂３として橙色蛍光顔料や橙色蛍光染料等の波長変換材料（または波長変換材料と導電性材料）を透明樹脂に混入した波長変換材混入ペースト３を用いる。これにより、クリアで輝度の高い白色光（混合色光）を得ることができる。
すなわち、半導体発光素子４の上方から青色光が放射され、半導体発光素子４の下方に放射した青色光が波長変換材混入ペースト３の波長変換材料によって黄色光に色変換される。
この色変換された黄色光は、波長変換材混入ペースト３の上方および下方に放射される。
波長変換材混入ペースト３の下方に放射された黄色光は、下部のリード２ａの面で反射されて上方に放射される。
そして、半導体発光素子４自身が放射する青色光と、波長変換材混入ペースト３の波長変換材料によって色変換された黄色光とが混ざり合って半導体発光素子４の上方から白色光が放射される。
【００６２】
次に、上記構成による光源装置の製造方法について説明する。図１３は本発明の光源装置の製造方法の過程を示すフロー図の一例である。
この光源装置の製造方法では、図１３に示すステップの順に処理がなされ、光源装置が製造される。ステップ１（ＳＴ１）では、未加工の薄板リードフレームに電気的パターンやリード端子パターンや支持パターン等のパターンプレスを行う。
ステップ２（ＳＴ２）では、パターンプレスを行った薄板のリードフレームを樹脂でインサート成形を行う。
ステップ３（ＳＴ３）では、サブステップ１で調合した波長変換材混入ペーストを、半導体発光素子を載置する位置にインジェクタ等により、滴下する。
ステップ４（ＳＴ４）では、ステップ３で波長変換材混入ペーストを滴下した上部位置に半導体発光素子を載置する。
ステップ５（ＳＴ５）では、恒温槽に搬入し波長変換材混入ペーストを硬化させる。
ステップ６（ＳＴ６）では、半導体発光素子の電極と薄板リードフレームに設けたパターンとの間を電気的に接続する金ワイヤ等でワイヤーボンディングを行う。
ステップ７（ＳＴ７）では、サブステップ２で混合、脱泡した透明樹脂を、半導体発光素子の載置や金ワイヤ等でのボンディング処理後にインサート成形により形成された凹部の全体にインジェクタ等で充填する。
ステップ８（ＳＴ８）では、透明樹脂で凹部の全体に充填したものを恒温槽に搬入し透明樹脂を硬化させる。
ステップ９（ＳＴ９）では、リードフレームに形成された複数の光源装置をタイバーカッタ等でカッティングして、個々の光源装置に分離する。
なお、サブステップ１（別工程１）では、波長変換材料比率が高くない割合で波長変換材料と透明接着剤とをミキサやアトライタ等で混合し、例えばスタンパーピン等との接着性（濡れ性）をも考慮して粘度等も調整する。
また、サブステップ２（別工程２）では、透明樹脂を硬化するために透明樹脂の主剤と硬化剤とをミキサやアトライタ等で混合し、真空装置等で脱泡する。
【００６３】
なお、上述した光源装置の製造方法は、リードフレームを用いる場合の例であるが、絶縁性基板を用いた場合にも適用することができる。この場合、上述した製造方法に於いて、パターンプレス後のインサート成形されたリードフレームに代え、導電性パターンが設けられた絶縁性基板が用いられ、ステップ３以降の工程が概略採用される。なお、絶縁性基板上の波長変換材混入ペースト及び半導体発光素子が設けられる位置には凹部が形成され、この凹部の全体に透明樹脂が充填される。但し、図１２に示すような光源装置を製造する場合には、凹部が無いので、ワイヤーボンデイングを行った後、サブステップ２で混合、脱泡した透明樹脂を半導体発光素子及びワイヤーボンデイング部分を覆うようにしてモールド成形する（この部分が図１２の出光モールド部に相当する）。
【００６４】
この製造方法によれば、絶縁性を有する材料からなる基板上に導電性パターンを設け、さらに半導体発光素子の出射面の反対側に波長変換材料を設け、その波長変換材料上に半導体発光素子を載置できる。このため、波長変換材料が直接外光に晒されず、半導体発光素子の出射面から出射した波長の光と、半導体発光素子の出射面の反対側に設けた波長変換材料によって波長変換された光が再度、半導体発光素子の出射面方向に出射することができる。そして、印刷等の導電性パターンに半導体発光素子を設けるため、均一化、量産化等の品質、生産性の向上に優れた光源装置を作製することができる。
【実施例】
【００６５】
従来の半導体発光素子の上に波長変換材料を混入した波長変換材混入ペーストを設けた構成と本実施例の半導体発光素子の下に波長変換材料を混入した波長変換材混入ペーストで接着固定または波長変換材料を混入した波長変換材混入ペースト上に半導体発光素子を載置（後、透明樹脂により接着）した構成について、弊社のエレメントタイプ（Ｌ１８００）に実装した物について下記に示す条件で光度測定の比較を行った。その測定結果を図１４に示す。
【００６６】
仕様チップ：Ｅ１Ｃ１０−１Ｂ００１（ＢＬチップ−豊田合成）、使用蛍光材：（ＹＡＧ８１００４）、使用樹脂：エポキシ樹脂（従来および本実施例同材料）、使用：従来タイプの（蛍光材を半導体発光沿いの上部に設ける）、本実施例タイプ（蛍光体を半導体発光素子の下部に設ける）
測定条件：１チップ当たりの電流１０ｍＡ時の光度を測定
測定数量：各１３個
測定機材：ＬＥＤテスター
【００６７】
図１４を見て明らかなように、従来の構成に比べ本実施例の構成のほうが平均光度約３２．５％向上することが判る。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明に係る製造方法により製造される光源装置の略斜視全体図である。
【図２】本発明に係る製造方法により製造される光源装置のリードフレーム図である。
【図３】本発明に係る製造方法により製造される光源装置の断面図である。
【図４】本発明に係る製造方法により製造される光源装置の断面図である。
【図５】本発明に係る製造方法により製造される光源装置の断面図である。
【図６】本発明に係る製造方法により製造される光源装置の断面図である。
【図７】本発明に係る製造方法により製造される光源装置の断面図である。
【図８】本発明に係る製造方法により製造される光源装置の断面図である。
【図９】本発明に係る製造方法により製造される光源装置の断面図である。
【図１０】本発明に係る製造方法により製造される光源装置の出射面拡大図である。
【図１１】本発明に係る製造方法により製造される光源装置の断面図である。
【図１２】本発明に係る製造方法により製造される光源装置の略斜視全体図である。
【図１３】本発明に係る光源装置の製造方法の過程フロー図の一例である。
【図１４】従来の半導体発光素子の上に波長変換材料を混入した波長変換材混入ペーストを設けた構成と本発明の半導体発光素子の下に波長変換材料を混入した波長変換材混入ペーストで接着固定または波長変換材料を混入した波長変換材混入ペースト上に半導体発光素子を載置した構成とにおける光度測定の比較結果を示す図である。
【符号の説明】
【００６９】
１（１Ａ，１Ｂ）  光源装置
１ａ  表面
１ｂ  裏面
２，２ａ，２ｂ，２ｃ  パターン
２ｄ  絶縁基板
３  波長変換材混入ペースト
４  半導体発光素子
４ａ  出射面
４ｂ  底面
４ｃ  陰極
４ｄ  陽極
５，５ａ，５ｂ  ボンディングワイヤ
６，６ａ，６ｂ，９ａ  リード端子
７  モールドケース
７ａ  凹状部
８  充填透明樹脂
８ａ  表面
９  リードフレーム
９ｂ  支持パターン
９ｃ  穴
１０  透明樹脂
１２  開口部
１７  出光モールド部
【図１】
2006287267.tif 000003
【図２】
2006287267.tif 000004
【図３】
2006287267.tif 000005
【図４】
2006287267.tif 000006
【図５】
2006287267.tif 000007
【図６】
2006287267.tif 000008
【図７】
2006287267.tif 000009
【図８】
2006287267.tif 000010
【図９】
2006287267.tif 000011
【図１０】
2006287267.tif 000012
【図１１】
2006287267.tif 000013
【図１２】
2006287267.tif 000014
【図１３】
2006287267.tif 000015
【図１４】
2006287267.tif 000016