(57)【要約】【課題】  半田付け等による実装箇所を減らし、かつ歩留まり向上が可能な低コストな照明装置とその製造方法、およびこの照明装置を用いた表示装置を提供する。【解決手段】  発光ダイオード１（１１，１２，１３、・・１ｎ）とリードフレーム２（２１，２２，２３，２４、・・２n＋１）と透明封止剤３を有し、Ｎ個の発光ダイオード（Ｎは１以上の整数）と前記Ｎ個の発光ダイオードを実装したＮ組のリードフレームと発光ダイオードの実装されていない１組以上のリードフレームを透明封止剤３で封止してモジュール構成とする。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光ダイオードと、リードフレームと、透明封止剤を有する照明装置において、
Ｎ個（Ｎは１以上の整数）の発光ダイオードと、前記Ｎ個の発光ダイオードを実装したＮ組のリードフレームと、前記発光ダイオードの実装されていない１組以上のリードフレームが前記透明封止剤で封止されたモジュール構成であることを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記発光ダイオードがＮ≧４個（Ｎは４以上の整数）であり、
発光ダイオードが実装されていない前記リードフレームが（Ｎ−３）組存在し、
かつ、最も外側のリードフレームには発光ダイオードが実装されており、その実装位置が前記各リードフレームの中心線より上半分の領域もしくは下半分の領域に実装されており、
かつ、内側のリードフレームに実装された発光ダイオードは前記各リードフレームの中心線上に実装されていることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記モジュール構成の２個以上が、一連のリードフレームで接続されていることを特徴とする請求項１または２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記発光ダイオードの個数はＮ＝４個であり、それらがそれぞれ赤、緑、緑、青の光を放射する発光ダイオードであることを特徴とする請求項１ないし３の何れかに記載の照明装置。
【請求項５】
発光ダイオードと、リードフレームと、透明封止剤を有する照明装置において、
Ｎ個（Ｎは２以上の整数）の発光ダイオードと前記Ｎ個の発光ダイオードを実装したＮ組のリードフレームと、前記Ｎ個中の２個の発光ダイオードに対して１組の発光ダイオードを実装していないリードフレームとが前記透明封止剤で封止されたモジュール構成であることを特徴とする照明装置。
【請求項６】
前記モジュール構成の２個以上が、一連のリードフレームで接続されていることを特徴とする請求項５に記載の照明装置。
【請求項７】
前記発光ダイオードの個数はＮ＝４個であり、それらがそれぞれ赤、緑、緑、青の光を放射する発光ダイオードであることを特徴とする請求項５又は６に記載の照明装置。
【請求項８】
発光ダイオードと、リードフレームと、透明封止剤を有する照明装置において、
Ｎ個（Ｎは１以上の整数）の発光ダイオードと、前記Ｎ個の発光ダイオードを実装したＮ組のリードフレームが前記透明封止剤で封止されたモジュール構成であり、
かつ、前記発光ダイオードは発光ダイオードを実装した前記各リードフレームの中心線より上半分の領域もしくは下半分の領域の何れかに実装されており、
かつ、前記モジュール構成の２個以上が一連のリードフレームで接続されていることを特徴とする照明装置。
【請求項９】
前記発光ダイオードの個数はＮ＝４個であり、それらがそれぞれ赤、緑、緑、青の光を放射する発光ダイオードであることを特徴とする請求項８に記載の照明装置。
【請求項１０】
前記発光ダイオード数Ｎ＝５であり、それらがそれぞれ赤、緑、緑、青、青の光を放射する発光ダイオードであることを特徴とする請求項８又は９に記載の照明装置。
【請求項１１】
前記赤、緑、青の光を放射する各発光ダイオードの２つの電極がそれぞれ同一面にあり、電極面を下向きにしてリードフレームに実装することを特徴とする請求項４、６又は１０の何れかに記載の照明装置。
【請求項１２】
前記緑、青の光を放射する各発光ダイオードの２つの電極がそれぞれ同一面にあり、電極面を下向きにして前記リードフレームに実装し、前記赤の光を放射する各発光ダイオードの２つの電極の少なくとも一方が上面にあり、上面の電極をワイヤで前記リードフレームにボンディング実装されていることを特徴とする請求項１１に記載の照明装置。
【請求項１３】
前記赤、緑、青の光を放射する各発光ダイオードの２つの電極の少なくとも一方が上面にあり、上面の電極をワイヤでリードフレームにボンディング実装することを特徴とする請求項１１に記載の照明装置。
【請求項１４】
前記電極が同一面にあり電極面を下向きに実装する発光ダイオードを実装する前記リードフレームの形状がＶ字および逆Ｖ字形状であり、それぞれの頂角が概ね９０度および２７０度であることを特徴とする請求項１１又は１２記載の照明装置。
【請求項１５】
前記リードフレームは銅または銅を主材料とした合金であり、かつ前記リードフレームの少なくとも前記発光ダイオード実装部には銀または銀を主材料としためっきが施されていることを特徴とする請求項１，５，８の何れかに記載の照明装置。
【請求項１６】
前記リードフレームの前記発光ダイオード実装位置における厚さが前記リードフレームの他の部分よりも厚いことを特徴とする請求項１，５，８の何れかに記載の照明装置。
【請求項１７】
前記発光ダイオードと前記リードフレームを封止している前記透明封止剤が反射板を有することを特徴とする請求項１，５，８の何れかに記載の照明装置。
【請求項１８】
前記リードフレームが絶縁層を介して基板に貼り付けられていることを特徴とする請求項１，５，８の何れかに記載の照明装置。
【請求項１９】
請求項１ないし１８の照明装置を製造するための照明装置の製造方法において、
前記発光ダイオードを前記リードフレームに実装する発光ダイオード実装工程と、
前記リードフレームに実装した前記発光ダイオードを前記透明封止剤で封止する発光ダイオード封止工程と、
前記発光ダイオード実装工程と前記発光ダイオード封止工程との間に、少なくとも前記発光ダイオードの発光状態および実装状態を検査する検査工程があり、
かつ、前記検査工程で不良と判断された際に、前記リードフレームの前記発光ダイオードが実装されていない場所に新たに発光ダイオードを実装する発光ダイオード再実装工程を有することを特徴とする照明装置の製造方法。
【請求項２０】
複数の画素からなり各々の画素毎に光の反射や透過を制御する非発光型表示パネルと、
前記非発光型表示パネルの背面に設置した請求項１ないし１５の何れかに記載の照明装置の複数個からなるバックライトと、
前記非発光型表示パネルと前記バックライトの間に介在させて、前記バックライトからの光の均一性や指向性を制御する光学部材群とを有することを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオードチップを用いた照明装置、照明装置の製造方法および、この照明装置を非発光型表示パネルのバックライトとして用いた表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の発光ダイオードチップ（以下、単に発光ダイオードと称する）の発光効率向上にともない、各種照明装置の光源がランプや蛍光灯から発光ダイオードへ置き換えられている。これは発光ダイオードが小さい、多色化できる、制御しやすい、低消費電力である等、多くの特徴を持つためである。しかし、高光出力が要求される用途においては、発光ダイオード１個の光出力ではまだ不十分であり、複数個の発光ダイオードを配列して照明装置として用いられる。
【０００３】
例えば液晶ディスプレイでは、非特許文献１に説明されるように赤、緑、青に発光する発光ダイオードのパッケージを複数個並べた照明装置を、バックライトとして用いている。また、非特許文献２に説明されるように赤、緑、青を同一パッケージ内に配置し、それらパッケージを複数個並べたこれらを導光板と組み合わせた照明装置を、バックライトとして用いている。また、例えば自動車用信号灯では、特許文献１に説明されるように１連のリードフレームに発光ダイオードを実装した照明装置を用いている。
【非特許文献１】ＳＩＤ０３ Ｄｉｇｅｓｔ、 ｐｐ．１２６２‐１２６５（２００３）
【非特許文献２】ＳＩＤ０４ Ｄｉｇｅｓｔ、 ｐｐ．１２２２‐１２２５（２００４）
【特許文献１】特開平８−３３９７０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、非特許文献１、非特許文献２に記載のように、発光ダイオードをパッケージにし、これらを複数個配列する場合、各パッケージをさらに半田付け等でプリント基板上に実装する必要があり実装コストがかかる。
【０００５】
また、特許文献１のように、一連のリードフレームに複数の発光ダイオードを配列する場合、リードフレームを半田付け等で配線接続する箇所が少なくて済むため、実装コストは下げられる。しかし、一連のリードフレームに電気的に直列接続になるように複数個の発光ダイオードが実装されているため、その中に一つでも実装不良や発光ダイオード自身の不良が存在すると、複数個の発光ダイオード全てが発光不可であり不良品として廃棄される。したがって１パッケージずつプリント基板に実装する場合と比較して、一連のリードフレームに発光ダイオードを実装した場合は歩留まりが低下する。
【０００６】
本発明の目的は、半田付け等による実装箇所を減らし、かつ歩留まり向上が可能な低コストな照明装置とその製造方法、およびこの照明装置を用いた表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は、発光ダイオードとリードフレームと透明封止剤を有する照明装置において、Ｎ個の発光ダイオードと前記Ｎ個の発光ダイオードを実装したＮ組のリードフレームと発光ダイオードの実装されていない１組以上のリードフレームが透明封止剤で封止されたモジュール構成としたものである。
【０００８】
また、上記他の目的を達成するために、本発明は、リードフレームに発光ダイオードを実装する発光ダイオード実装工程と、実装した発光ダイオードを透明封止剤で封止する発光ダイオード封止工程と、発光ダイオード実装工程と発光ダイオード封止工程との間に発光状態および実装状態を検査する検査工程を設け、前記検査工程で不良と判断された際に前記リードフレームの前記発光ダイオードが実装されていない場所に新たに発光ダイオードを実装する発光ダイオード再実装工程を有する製造方法とした。
【０００９】
また、上記他の目的を達成するために、上記の照明装置を非発光型表示パネルのバックライトとして用いた。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の構成とすることで、半田付け等による実装箇所を減らし、かつ歩留まり向上が可能な低コストな照明装置、照明装置の製造方法およびこの照明装置を用いた表示装置を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明による照明装置、照明装置の製造方法およびこの照明装置を用いた表示装置の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１は、本発明による照明装置の実施例１の説明図であり、図１（ａ）は上面を、図（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ’線に沿った断面を示す。実施例１の照明装置は、Ｎ個（Ｎは１以上の整数）の発光ダイオード１（１１〜１ｎ）とＮ＋１組以上のリードフレーム２（２１〜２ｎ＋１）と透明封止剤３を有している。図１では、リードフレーム２はＮ＋１組として描いてある。各発光ダイオード１は半田４によりリードフレーム２に実装されている。さらに、それらを透明封止剤３で封止している。実施例１では、透明封止剤３と透明封止剤３に封止された発光ダイオード１およびリードフレーム２を一つの単位として「モジュール」と呼ぶ。図１においては１個のモジュールが照明装置を形成している。
【００１３】
実施例１の照明装置では、発光ダイオード１１〜１ｎが実装された各リードフレーム２２〜２ｎ＋１の両端に所定の電圧を印加し、電流を流すことで該発光ダイオード１１〜１ｎが発光する。発光ダイオード１の発光色は、当該発光ダイオードの半導体層の組成、構造、製法等により変えることができ、可視光全域から任意の発光色を選択することが可能である。また、発光ダイオードを何色か用意し、それらを混色することで新たな発光色を作ることも可能である。またさらに、発光ダイオードの周囲に蛍光体を配置し、発光ダイオードの発光と蛍光体の発光を混色して、例えば発光ダイオードの青に蛍光体の黄色を混色し白色に発光させることも可能である。これらは照明装置の用途に応じて任意に選択することが可能である。
【００１４】
図２は、実施例１の照明装置に用いる発光ダイオードの各種の実装形態を説明する側面図である。発光ダイオード１は、２個の電極配置、換言すればリードフレーム２への実装形態により図２（ａ）（ｂ）（ｃ）の側面図に示すように３方式に分類できる。図２（ａ）は電極が上面（リードフレーム２とは反対側）と下面（リードフレーム２側）に存在する発光ダイオードを示す。下面側の電極１ａは半田４によりリードフレーム２の一方側２ａに電気的に接続され、上面側の電極１ｂはボンディングワイヤ５によってリードフレーム２の他方側２ｂに電気的に接続されている。なお、上記の半田４の代わりに、半田と同様に導電性と発光ダイオードを固定する機能を満たす各種導電ペーストや任意の方向にのみ導電性を持つ異方性導電ペーストやこれらをシート状にしたもの等を用いても良い。
【００１５】
図２（ｂ）は電極が上面に２箇所存在する発光ダイオードを示す。発光ダイオード１自身は半田４でリードフレーム２に固定される。  それぞれの上面電極１ａ、１ｂはボンディングワイヤ５ａ、５ｂによってリードフレーム２ａ、２ｂに電気的に接続されている。また発光ダイオード１はリードフレーム２の一方側２ａ、他方側２ｂに電気的に固定されている。この発光ダイオード１自身のリードフレーム２への固定には導電性は必要ないため、半田４に代えて導電性のない接着剤を用いてもよい。
【００１６】
図２（ｃ）に電極が下面２箇所に存在する発光ダイオードを示す。下面電極１ａ、１ｂのそれぞれは半田４ａ、４ｂによりリードフレーム２の一方側２ａと他方側２ｂに電気的に接続され、かつ固定されている。図１では一例として電極が下面２箇所にありそれらが半田４でリードフレーム２に実装されている図２（ｃ）の形態を示した。以下の説明においては、他の実施例も含め、主に図２（ｃ）の実装形態を例として説明するが、特に断りのない限り、図２（ａ）（ｂ）（ｃ）に示したいずれの実装形態の発光ダイオードを用いても良い。
【００１７】
リードフレーム２は、厚さ０．１ｍｍ〜３．０ｍｍ程度の金属の平条もしくは、厚肉部分と薄肉部がある異形条を打ち抜きやエッチング加工して形成したものである。その材料としては、銅や銅を主成分とした合金や鉄ニッケル合金等が用いられる。発光ダイオードでは投入電力の大部分が熱となり、またその熱によって発光効率が低下することから、できるだけ熱伝導率の高い銅や銅を主成分とした合金が発光効率、信頼性の面から好ましい。
【００１８】
また、リードフレーム２の表面に銀めっきや金めっきを施すことで実装の信頼性を向上することができる。またさらに、発光ダイオード１の放射光がリードフレーム２に入射した際に、高効率で反射し照明装置の光利用効率を高める効果がある。めっきは全面めっきやラインめっき、スポットめっき等があり、そのいずれを用いても良い。以下の説明においては、他の実施例も含め、特に断りがある場合を除き、リードフレーム表面のめっきの有無を区別しないで説明する。また同様に、リードフレーム２の平面形状も、特に断りのない限り最も単純化した長方形を基本形状として以降では説明するが、それ以外の形状でリードフレームを形成しても良いのは言うまでもない。
【００１９】
透明封止剤３は各種透明樹脂を利用可能であり、インジェクションモールド、トランスファモールド、ポッティング、各種印刷法等で形成可能であり、透過率が高く、耐熱性、耐光性があり、透湿性が低いものが好ましい。また、その形状を凸面や凹面のレンズ形状として、発光ダイオードが放射した光を効果的に集光または発散させられる。またさらに、透明封止剤の中に屈折率の異なるビーズを混入し拡散性を向上させ均一性や発光ダイオードからの光の取り出し効率を上げることも可能であり、拡散ビーズ含有透明封止剤と非含有透明封止剤とを積層して用いても良い。以下の説明においては、他の実施例も含め、透明封止剤を単層で用いた例について説明するが、上述のいずれの透明封止剤を用いても良い。
【００２０】
図３は、本発明の照明装置を製造するための製造方法を説明するプロセス図である。図１に示した本発明の照明装置は、まず、１）リードフレームの元となる平条を打ち抜いてＮ＋１組のリードフレーム２を形成する。次に、２）Ｎ個の発光ダイオード１を半田４でリードフレーム２上に実装する。次に、３）各リードフレーム２に電源を接続して所定の電圧を印加して発光ダイオード１を発光させ、その発光状態や実装状態を検査装置や目視等により検査する。ここで、検査結果が良好であれば、６）透明封止剤３で発光ダイオード１およびリードフレーム２を封止し、本発明の照明装置は完成する。
【００２１】
一方、３）の検査において、実装不良や発光ダイオード自体の不良により所定の光量や発光波長の条件満たない発光ダイオードを発見した際、本発明のリードフレームの組はあらかじめ実装する発光ダイオード数より多く形成されているため、４）発光ダイオードが実装されていないリードフレームに新たに発光ダイオードを実装することで、モジュール内の全発光量を良品と同様にすることができる。このとき、５）不良と判定された発光ダイオードを取り除くことで、不良発光ダイオードを介しての電流のリークや、接触不良等により発生する発熱を抑えることができるので照明装置を信頼性の高い状態で使用することができる。
【００２２】
また、検査工程を設けて不良と判定された発光ダイオードを取り除くのであれば、その場所に新たに発光ダイオードを実装するといった製造工程も考えられるが、発光ダイオードを取り除いた場所の半田がきれいに取り除けなかったり、めっきがはがれたりするため、再実装は非常に困難である。本発明では発光ダイオードを取り除いた場所に新たな発光ダイオードを再実装する訳ではないので、取り外し時に半田残りや、めっき剥れといったリードフレーム表面の荒れを気にせずに容易に取り外せる。検査工程後、６）新規発光ダイオードの実装工程を経て発光ダイオード１とリードフレーム２を透明封止剤３で封止することで本発明の照明装置を構成でできる。
【００２３】
本発明の製造方法によれば、上述のように発光ダイオードの実装工程と透明封止剤による封止工程との間に検査工程を導入したプロセスで照明装置を製造し、また、検査工程で不良が発見された場合に発生した場合に新規に発光ダイオードを実装できるリードフレームを形成しておくことで、照明装置製造時の歩留まりを向上でき、照明装置を低コスト化する効果がある。
【００２４】
本実施例ではその製造工程で不良が発生した場合、まず新規発光ダイオード実装し、次いで不良発光ダイオード取り外しという製造方法を説明したがこの二つの工程の順序を逆にしても問題ない。また本実施例では、リードフレームが実装する発光ダイオードより１組だけ多い場合について説明したが、場所に制限がなければより多くのリードフレームを用意しておいた方が、より照明装置製造時の歩留まりを向上でき、照明装置を低コスト化する効果があるのは言うまでもない。
【実施例２】
【００２５】
図４は、本発明の照明装置の実施例２を説明する上面図である。実施例２の照明装置はＮ個（Ｎは４以上の整数）の発光ダイオード１と（２Ｎ−３）組のリードフレーム２と透明封止剤３を有しており、発光ダイオード１が実装されていないリードフレーム２が（Ｎ−３）組存在する。図４では発光ダイオード数Ｎ＝５個の場合（１１，１２，１３，１４，１５）、したがって、リードフレーム２は７個の場合（２１，２２，２３，２４，２５，２６，２７）を図示している。図４において、最も外側のリードフレーム２１および２７には発光ダイオード１１および１５が実装されており、その実装位置がリードフレーム２１および２７の中心線（図中の破線）より上半分の領域もしくは下半分の領域に実装されている。かつ、内側のリードフレーム２２〜２６に実装された発光ダイオード１２〜１４はリードフレームの中心線上をまたぐように実装されている。ここで中心線は次のように定義する。
【００２６】
図５および図６は、本発明の照明装置の実施例２における発光ダイオードの実装場所の説明図である。図５（ａ）の上面図に示すように１組のリードフレーム（リードフレーム２の一方側２ａと他方側２ｂ、以下１組のリードフレーム２ａ、２ｂとも記す）をｘ軸（図の左右方向）方向に並べたときに、１組のリードフレーム（２ａ、２ｂ）の間隙を形成しており、かつお互いに平行である部分をそれぞれｙ軸（図５の上下方向）に平行な任意の線上に射影する。このとき、リードフレームの一方側２ａの射影像２ａａと、リードフレームの他方側２ｂの射影像２ｂｂとが重なる部分（図５中の両矢印）の高さを２分の１とするように引いた線（図５中の破線）を中心線と定義する。
【００２７】
例えば、概ね三角形の１組のリードフレーム（２ａ、２ｂ）を図５（ｂ）（ｃ）および図６（a）のように形成した場合においても、上述と同様に中心線を定義できる。また、例えば１組のリードフレーム（２ａ、２ｂ）が図６（ｂ）に示すように、その間隙部が同心円弧で形成した場合においても、上述と同様に射影することで中心線を定義できる。図６（ｃ）に示すように、リードフレームの一方側２ａのｙ軸に平行な任意の線上への射影像２ａａが途中で切れてしまう場合、途切れた部分にも射影像があると見なし、上述と同様の定義で中心線を決定する。
【００２８】
図５では（ａ）、（ｃ）、（ｅ）が中心線をまたいで発光ダイオード１が実装されており、図６では（a）、（b）、（c）が中心線より上の領域に発光ダイオード１が実装されている場合を示す。
【００２９】
実施例２の照明装置は前記した実施例１と同様の工程で作製可能であり、検査工程で良品と判定されれば図４の照明装置を形成可能である。一方、検査工程で不良と判定された場合の新規発光ダイオードの実装方法について図７を用いて以下に説明する。
【００３０】
図７は、本発明による照明装置の実施例２における封止前の状態を説明する上面図である。また、図８は、本発明の照明装置の実施例２における封止後の状態を説明する上面図である。図７において、検査工程で例えば発光ダイオード１１が不良と判定された場合、リードフレーム２１の中心線（図７中の破線））より上半分の領域に実装する。また、発光ダイオード１２が検査工程で不良と判定された場合、リードフレーム２３に実装する。発光ダイオード１３が検査工程で不良と判定された場合はリードフレーム２３または２５のいずれかに実装する。発光ダイオード１４が検査工程で不良と判定された場合はリードフレーム２６に実装する。そして、発光ダイオード１５が検査工程で不良と判定された場合はリードフレーム２７の中心線より下半分の領域に実装する。
【００３１】
発光ダイオード１１、１２、１３、１５に同時に不良が発生した場合の、新たに発光ダイオードを実装し透明風資材３で封止した後の照明装置を図８示す。本実施例では、５個の発光ダイオードに対して７個のリードフレームを用意することで、１モジュール内に同時に最大４箇所の不良が発生してもこれを修復することができる。
【００３２】
本実施例の照明装置は上記のように構成されており、図７の２個の発光ダイオード１２、１３に対して発光ダイオードが実装されていない１組のリードフレーム２３を、２個の発光ダイオード１３、１４に対して１組の発光ダイオードの実装されていないリードフレーム２５を不良発生時の実装用リードフレームとして備えているため、少ないリードフレーム数で多くの不良箇所を修復できる効果がある。このような構成では、発光ダイオード間の距離を不必要に離すことがないため、各発光ダイオードからの光を良好に混色させることができる。また、本実施例では発光ダイオード数Ｎ＝５の場合について説明したが、Ｎが４以上の整数であれば同様の効果が得られるのは言うまでもない。
【実施例３】
【００３３】
図９は、本発明の照明装置の実施例３を説明する上面図であり、前記した実施例２のモジュール３個を直列に接続したものである。モジュール１０１、１０２、１０３の発光ダイオードが実装されているリードフレームは一連のリードフレームで接続され電気的には直列につながれている。
【００３４】
図１０は、本発明による照明装置の実施例３の修復方法を説明する上面図である。実施例３の照明装置は、前記実施例１または実施例２と同様の工程で作製可能であり、検査工程で良品と判定されれば、図９に示したように照明装置を形成可能である。一方、検査工程で不良と判定された場合、以下に説明するように、新規に発光ダイオードを実装することで良品とすることができる。一例として、検査工程で図９中の発光ダイオード１１、１２、１３に不良が発見された場合の修復方法を、図１０を用いて説明する。
【００３５】
発光ダイオード１１の不良は、新たに発光ダイオード１１'をリードフレーム２１'上に実装する。本実施例では、３つのモジュール１０１、１０２、１０３が一連のリードフレームで電気的に直列に接続されている。そのためさらに元々発光ダイオード１１が実装されていたリードフレーム２１と２本のワイヤ５１で結ぶことで修復が完了する。発光ダイオード１２の不良は新たに発光ダイオード１２'をリードフレーム２２上の中心線より下半分の領域に実装し修復する。発光ダイオード１３の不良は、新たに発光ダイオード１３'をリードフレーム２３'上に実装する。本実施例では３つのモジュールが一連のリードフレームで電気的に直列に接続されている。そのためさらに元々発光ダイオード１３が実装されていたリードフレーム２３と２本のワイヤ５３で結ぶことで修復が完了する。
【００３６】
本実施例では、一連のリードフレームを一括で形成し発光ダイオード複数個を数モジュールに渡って実装するような実装数が多い場合に、従来では発光ダイオードの実装数増加に伴い低下する歩留まりを向上し、低コスト化する効果がある。また、本実施例ではモジュール３個を直列に接続した例を示したが、２個以上に直列に接続した場合であれば同様の効果が得られるのは言うまでもない。
【実施例４】
【００３７】
図１１は、本発明による照明装置の実施例４を説明する上面図である。図１１はモジュール３個を一連のリードフレームで接続したものであり、各モジュールにはＮ個（Ｎは１以上の整数）の発光ダイオードが実装されている。本実施例の発光ダイオード１は各リードフレーム２の中心線（図１１中の破線）より上半分の領域もしくは下半分の領域に実装されている。図１０では中心線よりも上半分の領域に実装した例を示す。本実施例の照明装置は前記実施例１と同様の工程で作製可能であり、検査工程で良品と判定されれば図１０の照明装置を形成可能である。一方、検査工程で不良が発見された場合は、発光ダイオードが上半分の領域に実装されていた場合は下半分の領域に実装し、下半分の領域に実装されていた場合は上半分の領域に実装する。
【００３８】
本実施例の照明装置では、歩留まり向上による低コスト化の効果の他に、各リードフレームの幅が発光ダイオードに対して広くなっているため、熱を効果的に逃がし、発光効率の低下を防ぎ、信頼性向上の効果がある。また、本実施例ではモジュール３個を直列に接続した例を示したが、２個以上に直列に接続した場合であれば同様の効果が得られるのは言うまでもない。
【実施例５】
【００３９】
図１２は、本発明の照明装置の実施例５を説明する上面図であり、モジュール３個を一連のリードフレームで接続したものである。この実施例５は、実施例３の発光ダイオード数Ｎ＝４としたものと同様の構造である。各モジュールには４個の発光ダイオード１Ｇ、１Ｒ、１Ｂ、１Ｇ’が実装されており、１Ｇ、１Ｇ’が緑、１Ｒが赤、１Ｂが青にそれぞれ発光する。図１２では赤に発光する発光ダイオード１Ｒの電極が上面と下面に存在する発光ダイオードを例とした。本実施例では、発光ダイオードの実装位置が図１２の左右方向でずれないように、１組のリードフレーム２Ｒ、２Ｒ’の間隙を他のリードフレームの間隙より図の左方向にずらしてある。
【００４０】
このように配置することで、発光ダイオードの実装形態によらず光の配向を均一にすることができる。また、緑、赤、青の光をバランスよく混色すると白色光を実現できるが、現状の発光ダイオードは緑の発光効率が低い。そのため本実施例のように、緑の発光ダイオードを１モジュール当たり２個実装することで、良好に白色光を実現できる。また、本実施例のように、緑に発光する発光ダイオードを２個実装する際に、その実装位置をリードフレームの外側となるように配置することで混色を良好にする効果がある。
【００４１】
図１３は、本発明による照明装置の実施例５の変形例を説明する上面図である。図１３に示すように、各モジュールにさらに発光ダイオード１Ｂ’を加えて、緑２個、青２個、赤１個としても良好な白色光を実現できる。この場合も、２個実装する１Ｇ、１Ｇ’や１Ｂ、１Ｂ’を図１３の上下方向で対称となるように外側の電極に実装し、１個の１Ｒを挟むようにして、その実装位置をリードフレームの外側となるように配置することにより、混色を良好にする効果がある。また、本実施例ではモジュール３個を直列に接続した例を示したが、１個単体もしくは４個以上接続した場合でも同様の効果が得られるのは言うまでもない。
【実施例６】
【００４２】
図１４は、本発明の照明装置の実施例６を説明する上面図である。実施例６は、各発光ダイオード１の電極が下面２箇所に存在する電極配置をとる発光ダイオードであり、それぞれの下面電極は半田によりリードフレーム２の一方側２aと他方側２bにそれぞれ電気的に接続され、かつ固定されている。このように、電極が下面に２箇所存在する発光ダイオード１の実装は、１組のリードフレーム（一方側２ａ、他方側２ｂ）を発光ダイオード自身で跨ぐことになる。そのため、１組のリードフレーム（一方側２ａ、他方側２ｂ）の間隙はできるだけ狭いほうが好ましいが、加工精度を考慮すると該１組のリードフレームの間隙はできるだけ広い方が製造し易い。
【００４３】
図１４（ａ）に示すように、発光ダイオード１の対角方向を１組のリードフレーム（一方側２ａ、他方側２ｂ）に対して平行に、かつ発光ダイオードの電極６ａ、６ｂがそれぞれリードフレームの一方側２ａと他方側２ｂと重なるように実装すれば、リードフレーム２の加工精度、もしくは発光ダイオード１の実装時位置合わせ精度を落としても実装させることが可能である。
【００４４】
また、図１４（ｂ）に示すように、発光ダイオード１を上記と同様に対角方向が一方側２ａと他方側２ｂに対して平行になり、かつ電極６ａ、６ｂがそれぞれリードフレーム２の一方側２ａと他方側２ｂの上に来るように実装し、一組のリードフレームをＶ型（例えば、頂角約２７０度）および逆Ｖ型（例えば、頂角９０度）として形成しても良い。またさらに、図１４（ｃ）に示すように、Ｖ型および逆Ｖ型を２箇所以上有するリードフレームを形成してもよい。
【００４５】
本実施例の照明装置では、発光ダイオード１の電極６ａ、６ｂの形状と１組のリードフレーム（２ａ、２ｂ）の平面形状が一致し、リードフレーム２の加工精度が同じ場合でも、前記実施例よりも半田による接着面積が大きく取れるため、実装の信頼性や半田を通しての放熱を向上する効果がある。また、図１４（ｃ）の構成では発光ダイオード１に不良が確認された際に、もう一箇所Ｖ型および逆Ｖ型を有するため、そこに発光ダイオードを実装して、歩留まり低下を抑えるために利用可能である。
【実施例７】
【００４６】
図１５は、本発明の照明装置の実施例７の説明図であり、図１５（ａ）は上面を、図１５（ｂ）は図１５（ａ）のＢ−Ｂ’線に沿った断面を示す。本実施例の照明装置では、前述の実施例の構成に反射板７、絶縁層９、基板３０を加えたものである。本実施例の照明装置は反射板７によって発光ダイオード１の放射光を効率よく前面に射出できる。また、反射板７に拡散反射する材質を用いれば発光ダイオード１からのそれぞれの光を良好に混色できる効果がある。反射板７は樹脂やセラミックによるモールドや各種金属製リングの底面に絶縁処理したものを用いることが可能であり、さらにこれらの表面に蒸着、めっき、スパッタ等により金属薄膜を形成し、反射率を高めたものを用いても良い。
【００４７】
リードフレーム２の少なくとも透明封止剤３に接触する部分には銀めっき８が施されている。めっき８によって発光ダイオード１からの光や反射板７からの拡散光、反射光を高反射率で反射して効率良く光を利用できる効果がある。またリードフレーム８の下面には絶縁層９があり、その下に基板３０がある。ここで、基板３０に熱伝導率の高い金属やセラミック製の基板を採用すると、発光ダイオード１で発生した熱を基板３０に効率よく逃がせるため、発光ダイオードの温度上昇にともなう発光効率低下を抑え、効率良く光を利用できる効果がある。また放熱基板３０にセラミックのような絶縁性基板を用いた場合には絶縁層９はなくても良いことは言うまでもない。
【実施例８】
【００４８】
図１６は、本発明による照明装置の実施例８の説明図である。図１６は図１５（ａ）のＢ−Ｂ’線に沿った断面に相当する。実施例７とはリードフレーム２の発光ダイオード２を実装してある部分が厚くなっているという点で異なっている。本実施例では、発光ダイオード１での発生した熱をより効果的にリードフレーム２に逃がす効果がある。なお、この構成をこれまで説明したいずれの実施例にも適用することができる。
【００４９】
実施例８では、発光ダイオード１の実装位置が反射板７の底面よりも高くなっているため、光を有効に反射板７に当て、上面側に反射させる効果がある。本実施例では、リードフレーム２の実装部分の厚さを厚くすることで発光ダイオード１の実装位置を反射板７の底面よりも高めたが、リードフレーム２の折り曲げ加工等で実装位置を高くしても同様の効果が得られるのは言うまでもない。
【実施例９】
【００５０】
図１７は、本発明の表示装置の実施例を説明する斜視図である。本発明の表示装置は前記した照明装置の各実施例で説明した照明装置のモジュール１０１、１０２，１０３を１つの単位として光源ユニット７０とし、それら複数個を配列した、所謂バックライト４０と、バックライト４０の発光した光を均一化し、また光の指向性制御する光学部材群５０と、非発光型表示パネル６０で構成している。バックライト４０は非発光型表示パネル６０の背面（裏面）に光学部材群５０を介して設置されることで名称の由来がある。
【００５１】
非発光型表示パネル６０は、その表示モードで例示すると、液晶表示モード（液晶表示パネル）、電気泳動表示モード（電気泳動表示パネル）、エレクトロクロミック表示モード（エレクトロクロミック表示パネル）、電子粉流体表示モード（電子粉流体表示装置）などがあり、その他自らは光を発しない透過型の表示モードを全て利用することができる。
【００５２】
また、光学部材群５０は拡散板、反射板、プリズムシート、偏光反射板、等を単独または適宜組み合わせて利用し、任意の指向性や光の均一性を得ることができるようにするものである。更に、好ましくは、光源ユニットの光出射部以外に反射板を配置することで、光学部材群からの反射光を再利用することで光利用効率をさらに向上することができる。
【００５３】
なお、表示装置には、図示しない表示制御回路とは別に、照明装置制御駆動回路４１０が設けられており、各色の行毎に独立に明るさ等を制御可能とされている。非発光型表示パネル６０はバックライト４０からの光を画素ごとに透過と遮断とを任意に制御することで、任意の画像や文字を表示装置できる。
【００５４】
本発明の表示装置は、前記した照明装置の複数個をバックライトとして用いているため、バックライトを低コストで製造でき、ひいては表示装置全体のコストを下げる効果がある。また、従来の蛍光管を用いたバックライトと比較して、発光ダイオードはオンオフの応答速度が速いため、表示装置の動画特性向上に寄与できる。また、特に赤、緑、青に発光する発光ダイオードをバックライトとして用いて表示装置を構成した場合、従来の蛍光管を用いたバックライトと比較して色再現範囲が広く、非常に鮮やかな表示を提供できる。また発光ダイオードは水銀を含まないため環境に優しいといった利点もある。
【００５５】
なお、上記の各実施例では、光源モジュールを２次元に平面配置した照明装置４０を非発光型表示パネル６０の裏面に重ねた、所謂直下型バックライトとし、このバックライトを用いた表示装置について説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、実施例と同様の複数色の発光ダイオードを用いて１次元的に配列した光源とし、これに導光板を組み合わせた、所謂サイドエッジ型バックライトとすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明による照明装置の実施例１の説明図である。
【図２】実施例１の照明装置に用いる発光ダイオードの各種の実装形態を説明する側面図である。
【図３】本発明の照明装置を製造するための製造方法を説明するプロセス図である。
【図４】本発明の照明装置の実施例２を説明する上面図である。
【図５】本発明の照明装置の実施例２における発光ダイオードの実装場所の説明図である。
【図６】本発明の照明装置の実施例２における発光ダイオードの実装場所の説明図である。
【図７】本発明による照明装置の実施例２における封止前の状態を説明する上面図である。
【図８】本発明の照明装置の実施例２における封止後の状態を説明する上面図である。
【図９】本発明の照明装置の実施例３を説明する上面図である。
【図１０】本発明による照明装置の実施例３の修復方法を説明する上面図である。
【図１１】本発明による照明装置の実施例４を説明する上面図である。
【図１２】本発明の照明装置の実施例５を説明する上面図である。
【図１３】本発明による照明装置の実施例５の変形例を説明する上面図である。
【図１４】本発明の照明装置の実施例６を説明する上面図である。
【図１５】本発明の照明装置の実施例７の説明図である。
【図１６】本発明による照明装置の実施例８の説明図である。
【図１７】本発明の表示装置の実施例を説明する斜視図である。
【符号の説明】
【００５７】
１・・・発光ダイオード、２・・・リードフレーム、２ａ・・・リードフレームの一方側、２ｂ・・・リードフレームの他方側、２ａａ,２ｂｂ・・・リードフレーム射影像、３・・・透明封止剤、４,４ａ,４ｂ・・・半田、５,５ａ,５ｂ・・・ボンディングワイヤ、６ａ,６ｂ・・・発光ダイオード電極部、７・・・反射板、８・・・銀めっき、９・・・絶縁層、３０・・・基板、４０・・・バックライト、５０・・・光学部材群、６０・・・非発光型表示パネル、７０・・・光源ユニット、１０１,１０２,１０３・・・モジュール、４１０・・・照明装置制御駆動回路。
【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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