(57)【要約】【課題】  本発明の目的は発光ダイオードの輝度を調整可能にした製造方法を提供することであり、また輝度の均一化が可能な光源を提供することである。【解決手段】  本発明の発光ダイオードの製造方法は、発光ダイオードチップを樹脂封止してなる発光ダイオードの製造方法であって、隠蔽率と反射率の高い無機物質の含有量を変えた複数のランクの前記樹脂を作成する樹脂作成工程と、前記発光ダイオードチップの輝度をチップ状態で測定しランク分けする輝度測定工程と、該輝度ランクに応じて前記ランク分けされた樹脂を選択する樹脂選択工程と、該樹脂によって前記発光ダイオードチップを封止して発光ダイオードとする封止工程とを有し、前記選択工程の樹脂選択にあたっては、輝度の暗い発光ダイオードチップには少ない量の前記無機物質を混入した樹脂を選択し、輝度の明るい発光ダイオードチップには多い量の前記無機物質を混入した樹脂を選択する。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光ダイオードチップを樹脂封止してなる発光ダイオードの製造方法において、
隠蔽率と反射率の高い無機物質の含有量を変えた複数のランクの前記樹脂を作成する樹脂作成工程と、
前記発光ダイオードチップの輝度をチップ状態で測定しランク分けする輝度測定工程と、
該輝度ランクに応じて前記ランク分けされた樹脂を選択する樹脂選択工程と、
該樹脂によって前記発光ダイオードチップを封止して発光ダイオードとする封止工程とを有し、
前記選択工程の樹脂選択にあたっては、輝度の暗い発光ダイオードチップには少ない量の前記無機物質を混ぜた樹脂を選択し、輝度の明るい発光ダイオードチップには多い量の前記無機物質を混ぜた樹脂を選択することを特徴とする発光ダイオードの製造方法。
【請求項２】
前記隠蔽率と反射率の高い無機物質が酸化チタンであることを特徴とする請求項１記載の発光ダイオードの製造方法。
【請求項３】
請求項１記載の製造方法で製造された発光ダイオードを用いたことを特徴とする光源。
【請求項４】
照明や液晶表示装置用のバックライトに用いる光源において、
該光源は発光源として複数の発光ダイオードを有し、
該発光ダイオードは発光ダイオードチップを隠蔽率と反射率の高い無機物質が混入された樹脂で封止して構成されており、
前記光源は、構成する前記複数の発光ダイオードの前記樹脂に混入された無機物質の混入量が異なるものを有することを特徴とする光源。
【請求項５】
前記隠蔽率と反射率の高い無機物質が酸化チタンであることを特徴とする請求項４記載の光源。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオードの製造方法及びその製造方法によって製造された発光ダイオードを用いた光源に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（以下ＬＥＤと略記する）は寿命が長い、発光効率が高いため消費電力が小さいという利点があり発光源として有望視されているが、一方で輝度の制御、すなわち所望の輝度に合わせ込むこと、が難しいという問題があった。
表面実装型ＬＥＤは、ＬＥＤチップを基板上に実装したのち樹脂で封止してなるが、輝度を調整するため該樹脂中にＳｉＯ２を含有させることでＬＥＤの発光輝度を制御するという方法が提案されていたが、ＬＥＤの明るさを暗くしようとした場合、大量のＳｉＯ２を封止樹脂中に含有させねばならず、作業性及び硬化後の樹脂物性に悪影響を及ぼしてしまうという問題があった。
【０００３】
ＬＥＤの発光効率を上げるため、ＬＥＤチップ周囲に酸化チタン等の無機部材を光散乱層として設けるという提案はある（例えば特許文献１参照）。
しかし、この提案で述べられている酸化チタンはＬＥＤの発光効率を上げるため用いられており、輝度均一化に対する提案はなかった。
また複数のＬＥＤを用いた時の輝度均一化に対する提案もなかった。
【０００４】
また例えば３０インチ以上というような大型液晶表示装置用のバックライトとか室内照明用の照明装置においては、寿命、消費電力の面から発光源としてＬＥＤを用いることが望まれている。しかし複数の点光源を用いるためもあって光源装置表面の輝度を均一化させることが難しかった。
この問題を解決するため、導光板のＬＥＤ収納部の形状を工夫する提案がある（例えば特許文献２参照）。
しかしこのような工夫も発光体であるＬＥＤの輝度が均一であることを前提としたもので、複数のＬＥＤの輝度が均一でなければ輝度均一性の維持は不可能であった。
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２８４２３４
【特許文献２】特開２００６−１２７６３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的はＬＥＤの輝度を調整可能にした製造方法を提供することであり、また輝度の均一化が可能な光源を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のＬＥＤの製造方法は、ＬＥＤチップを樹脂封止してなるＬＥＤの製造方法であって、隠蔽率と反射率の高い無機物質の含有量を変えた複数のランクの前記樹脂を作成する樹脂作成工程と、前記ＬＥＤチップの輝度をチップ状態で測定しランク分けする輝度測定工程と、該輝度ランクに応じて前記ランク分けされた樹脂を選択する樹脂選択工程と、
該樹脂によって前記ＬＥＤチップを封止してＬＥＤとする封止工程とを有し、前記選択工程の樹脂選択にあたっては、輝度の暗いＬＥＤチップには少ない量の前記無機物質を混ぜた樹脂を選択し、輝度の明るいＬＥＤチップには多い量の前記無機物質を混ぜた樹脂を選択することを特徴とする。
【０００８】
また本発明のＬＥＤの製造方法は、前記隠蔽率と反射率の高い無機物質が酸化チタンであることを特徴とする。
【０００９】
本発明の光源は、前記した製造方法で製造されたＬＥＤを用いた
ことを特徴とする。
【００１０】
本発明の光源は、発光源として複数のＬＥＤを有し、該ＬＥＤはＬＥＤチップを隠蔽率と反射率の高い無機物質が混入された樹脂で封止して構成されており、前記光源は、構成する前記複数のＬＥＤの前記樹脂に混入された無機物質の混入量が異なるものを有することを特徴とする。
【００１１】
また本発明の光源は、前記無機物質が酸化チタンであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ＬＥＤチップの輝度がばらついていてもそれを用いた、ＬＥＤの輝度を均一にすることが出来る。また長期信頼性も問題のないものとすることが出来る。
さらに複数のＬＥＤを用いた光源の輝度を均一にすることが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明のＬＥＤの製造方法は、ＬＥＤチップを樹脂封止してなるＬＥＤの製造方法であって、隠蔽率と反射率の高い無機物質の含有量を変えた複数のランクの前記樹脂を作成する樹脂作成工程と、前記ＬＥＤチップの輝度をチップ状態で測定しランク分けする輝度測定工程と、該輝度ランクに応じて前記ランク分けされた樹脂を選択する樹脂選択工程と、該樹脂によって前記ＬＥＤチップを封止してＬＥＤとする封止工程とを有し、前記選択工程の樹脂選択にあたっては、輝度の暗いＬＥＤチップには少ない量の前記無機物質を混ぜた樹脂を選択し、輝度の明るいＬＥＤチップには多い量の前記無機物質を混ぜた樹脂を選択する。
本発明の光源は、発光源として複数のＬＥＤを有し、該ＬＥＤはＬＥＤチップを隠蔽率と反射率の高い無機物質が混入された樹脂で封止して構成されており、前記光源は、構成する前記複数のＬＥＤの前記樹脂に混入された無機物質の混入量が異なるものを有する。
以下実施例に基づいて本発明の説明を行う。
【実施例１】
【００１４】
図１は本発明のＬＥＤの製造方法で製造されるＬＥＤ１０の斜視図で、表面実装型に構成されている。
図１において、基板１６は配線電極部１４，１８を有し、上方に樹脂部１２を有している。樹脂部１２は後述するＬＥＤチップ等と基板１６とを封止している。
なお以下の図において、同様の部材には同様の番号を付して説明を省略している。
【００１５】
図２は本発明のＬＥＤの製造方法で製造されるＬＥＤ１０の断面図である。
図２において、基板１６の左側の電極１８上にＬＥＤチップ２０が載置され、該ＬＥＤチップ２０の下部電極は導電ペースト２２によって基板１６の左側の電極１８に接続され、ＬＥＤチップ２０の上部電極は例えば金製のワイヤ２４によって右側の電極１４に接続され、ＬＥＤチップ２０、ワイヤ２４、基板１６は樹脂１２によって封止されている。
【００１６】
基板１６の左側の電極１８の基板上方の部分Ｐ１がダイボンド部であり、基板１６の右側の電極１８の基板上方の部分Ｐ４がセカンド部であり、基板１６の電極１４，１８の基板下方の部分Ｐ２，Ｐ３が半田付け端子部である。
また導電ペースト２２による接続に変えて共晶接続としても良いし、ＬＥＤチップ２０の下部電極を上方に移して絶縁ペーストを用いても良い。
さらに樹脂１２中には輝度調整のため、例えば酸化チタンのような、隠蔽率と反射率の高い無機物質が混入されている。
【００１７】
図３、４は本発明によるＬＥＤの製造方法を説明する図で、図３は樹脂作成工程を、図４は全体の工程を説明する図である。
図３は本発明によるＬＥＤの製造方法のうちの樹脂作成工程を説明する図で、はじめに樹脂及び隠蔽率と反射率の高い無機物質として酸化チタンを準備する。
次に樹脂中に酸化チタンを混入する。混入にあたっては酸化チタンをＸ１％混入したランクＸ１の樹脂、酸化チタンをＸ２％混入したランクＸ２の樹脂、酸化チタンをＸ３％混入したランクＸ３の樹脂、酸化チタンをＸｎ％混入したランクＸｎの樹脂、というようにランクわけした複数種類の樹脂を作成する。
該ランク分けは例えば酸化チタンの混入量を１％ずつ異ならせるというような方法で行う。
【００１８】
図４は全体の工程を説明する図で、はじめに輝度測定工程でＬＥＤチップの輝度をチップ状態で測定しランク分けする。
次に樹脂選択工程で測定したＬＥＤチップの輝度にふさわしい樹脂を樹脂作成行程で作成した樹脂の中から選択する。
樹脂選択にあたっては、輝度の暗いＬＥＤチップには少ない量の隠蔽率と反射率の高い無機物質である酸化チタンを混入した樹脂を選択し、輝度の明るいＬＥＤチップには多い量の無機物質である酸化チタンを混入した樹脂を選択する。
ＬＥＤは封止樹脂中に混入された酸化チタン等の無機物質の量で光量が変化するので、ＬＥＤのバラツキを混入する酸化チタン等の無機物質の量で調整できる。
【００１９】
すなわち酸化チタンの量が少ない時には、酸化チタンの反射率の高さによって、素子からの光が拡散反射されることにより、封止樹脂の外に出る光の量が増える。逆に酸化チタンの量が多くなると、酸化チタンの隠蔽力の高さによって素子からの光を遮光することになり、封止樹脂の外に出る光の量が減る。
次に封止工程で、選択した樹脂によりＬＥＤチップ等を封止して、ＬＥＤチップと封止樹脂を組み合わせて光量をそろえ、ＬＥＤを組み立てる。
【００２０】
酸化チタン等の無機物質は有機系の光吸収剤と異なり、長期信頼性に悪影響を及ぼさないという効果がある。
なお実施例では酸化チタンを隠蔽率と反射率の高い無機物質として樹脂に混入しているが、例えば、銀やアルミなどの金属粒子も隠蔽力は高く、反射率も高い。しかし表面に拡散反射処理をしなければならないこと、導電性があるので不向きである。
隠蔽率と反射率の高い無機物質としては白色顔料が好ましいが、酸化チタンの他の白色顔料としては酸化アルミニウム、酸化亜鉛、二酸化マンガンなどが高反射率である。一般に鉄系の無機顔料は光エネルギー吸収能が大きく適当ではない。
【００２１】
また例えばガラスフィラーを無機物質として用いようとすると、輝度を下げるためには、隠蔽力が低いのでかなりの量を混合しなければならず、樹脂の粘度が高くなってしまった。また、反射率も小さいので輝度を上げるためにもかなりの量を混合しなければならず、やはり樹脂の粘度が高くなってしまった。
酸化チタンは、反射率と隠蔽力が両方とも高いので、樹脂に対しての混合量が少なくて済み、信頼性や作業性に影響が少ないという効果がある。
また樹脂に混合するのは、ＬＥＤチップが明るい場合でも暗い場合でも若干の量の違いはのみで、同じ酸化チタンであるので、信頼性や作業性に問題になるような違いが発生しないという効果もある。
【００２２】
なお混入する無機物質の量はパッケージの形状により、樹脂の厚みが変わるため、混入量もそれに合わせて変更する必要がある。
また図３，４ではあらかじめ封止樹脂を作成しておく例を示したが、ＬＥＤチップの輝度測定と同時に必要な混入量を決め、封止樹脂の作成を始めても勿論良い。
さらにＬＥＤチップの輝度測定は必ずしも全数行う必要はなく、例えばＬＥＤチップウェハー内ではバラツキが少ないため、ウェハー内で数個のＬＥＤチップの輝度を測定して封止樹脂を決定するもしくは必要な混入量を決定する方式も有効である。
【実施例２】
【００２３】
図５は本発明による光源の実施例で、例として液晶表示装置用のバックライトを示している。本発明を室内照明灯の照明装置に用いても同様の効果があることは勿論である。
図５（ａ）は本発明によるバックライト５２の斜視図で、図５（ｂ）は断面図である。
図５において、５０は導光板、１０はＬＥＤで、バックライト５２は発光源となるＬＥＤを複数個用いている。なお図５のバックライトにおいてはＬＥＤを導光板５０の下に置く、いわゆる直下型の例を示したが、ＬＥＤを導光板の横に置く、いわゆるサイドエッジ型としても本発明の効果は同様である。
図５のバックライト５２で用いられているＬＥＤ１０は、図３，４で説明した、本発明の製造方法で製造されている。したがってＬＥＤそれぞれの輝度は一定になるよう調整済みであり、輝度の均一性が高いものとなっている。
【００２４】
また構成する複数の発光ダイオード１０の封止樹脂は、混入された隠蔽率と反射率の高い無機物質の混入量が異なるものが存在する。すなわち樹脂作成工程で作成された異なるランクの封止樹脂を用いた発光ダイオード１０を有する。
このように構成したことにより、図３で示したランクの異なる樹脂を用いた、複数のＬＥＤを任意に選択しても輝度均一性の高いバックライトを組み立てることが出来、バックライトのコスト削減にも効果を生じる。この効果はＬＥＤを面上に並べるなどの多数のＬＥＤを同時に使用する場合の輝度の均一化に特に効果が大きい。
【００２５】
以上説明したように、従来のＬＥＤは封止樹脂に酸化チタン等の無機物質を混入させることにより輝度を向上させるという効果を得ていたが、本発明においては輝度を均一化させるという効果を生じている。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の発光ダイオードの製造方法で製造される発光ダイオードの斜視図である。
【図２】本発明の発光ダイオードの製造方法で製造される発光ダイオードの断面図である。
【図３】本発明の発光ダイオードの製造方法中の樹脂作成工程を説明する図である。
【図４】本発明の発光ダイオードの製造方法を説明する図である。
【図５】本発明による光源としてバックライトの例を示した図である。
【符号の説明】
【００２７】
１０  ＬＥＤ
２０  ＬＥＤチップ
１２  樹脂
５２  バックライト。
【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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