(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の外部接続用電極が設けられたベース部と、このベース部の略中央部から立ち上がる本体部とで略Ｔ字状に形成され、前記本体部には発光部が設けられ、この発光部と前記外部接続用電極とが電気的に接続されると共に発光部が樹脂封止され、且つベース部から本体部に立ち上がる両者の角部にはベース部側及び本体部側の少なくとも一方側をえぐる凹部が形成されていることを特徴とする発光ダイオード。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発光ダイオードに係り、特にＴ字状に形成された側面発光タイプの発光ダイオードに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、携帯電話に代表される小型電子機器の液晶表示では、バックライト用の光源としてチップ型の発光ダイオードが利用されることが多い。このチップ型発光ダイオード１は、例えば図１０に示したように、ガラスエポキシ基板２（以下、ガラエポ基板という）の上面に一対の電極３，４をパターン形成し、一方の電極３の上に導電性接着剤（図示せず）を用いて発光ダイオード素子６を固着すると共に、発光ダイオード素子６の上面電極と前記他方の電極４とをボンディングワイヤ７で接続し、このボンディングワイヤ７及び発光ダイオード素子６を透明樹脂体８によって封止した構造であり、プリント配線基板（以下ＰＣＢという）９に表面実装されるタイプである。
【０００３】
上記のチップ型発光ダイオード１を液晶表示のバックライト用の光源として利用する場合、例えば図１１に示すように、チップ型発光ダイオード１をＰＣＢ９の裏面側に配置し、ガラエポ基板２の上記電極３，４を半田１０で固定すると共に、ＰＣＢ９に開設した孔１１の中にチップ型発光ダイオード１の透明樹脂体８を差し込む方法が取られている。発光ダイオード素子６から上方向に発光した光は、ＰＣＢ９の上面側に配置した導光板１３の端部の反射面１４に当たって略直角方向に屈折され、導光板１３内に真っ直ぐ導かれることで、液晶表示の裏面側を照射する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のチップ型発光ダイオード１にあっては、反射面１４で直角方向に屈曲した光だけが導光板１３内に導かれることから、発光ダイオード素子６で発光しても有効に利用されない光が多く存在すると共に、反射面１４でも光の損失が生じてしまうといった問題があった。
【０００５】
そこで、本件出願人は、上記の問題を解決するために、特願２０００−２７８０８７号において、図１２及び図１３に示すようなＴ字状の発光ダイオード１６を提案した。このＴ字状の発光ダイオード１６は、左右のベース部１７ａ，１７ｂと、このベース部１７ａ，１７ｂの中央から立ち上がる本体部１８とで略Ｔ字状に形成され、ベース部１７ａ，１７ｂの上面をＰＣＢ１９の裏面に固定すると共に、本体部１８をＰＣＢ１９に設けた円孔２０から上面側に貫通させたものである。このような構成からなる発光ダイオード１６では、発光部２１がＰＣＢ１９の上面側で横方向に発光するので、その発光した光をそのまま導光板１４の端部に導くことができ、光損失が少なくて済むといった効果がある。
【０００６】
ところで、上記提案したＴ字状の発光ダイオード１６は、ベース部１７ａ，１７ｂから本体部１８が立ち上がる角部２２ａ，２２ｂが成形工程上、アールの付いた湾曲形状となってしまう。それ故、円孔２０の周縁部が角部２２の湾曲部分に当たらないように、ＰＣＢ１９に開設した円孔２０の直径Ｒ１を大きくして、ベース部１７ａ，１７ｂの上面を円孔２０の周縁部の下面に密着させて確実に半田固定できるようにしている。しかし、上記のように円孔２０を大きく形成してしまうと、ＰＣＢ１９に表面実装される電子部品の高密度化及び搭載機器の小型化を図る上からは不利となる。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、Ｔ字状の発光ダイオードをＰＣＢ上に表面実装する場合に、発光ダイオードを貫通させるためにＰＣＢに開設する孔の開口をできるだけ小さくして、表面実装される電子部品の高密度化及び搭載機器の小型化を図ることである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１に係る発光ダイオードは、一対の外部接続用電極が設けられたベース部と、このベース部の略中央部から立ち上がる本体部とで略Ｔ字状に形成され、前記本体部には発光部が設けられ、この発光部と前記外部接続用電極とが電気的に接続されると共に発光部が樹脂封止され、且つベース部から本体部に立ち上がる両者の角部にはベース部側及び本体部側の少なくとも一方側をえぐる凹部が形成されていることを特徴とする。
【０００９】
この発明によれば、発光ダイオードを略Ｔ字状に形成したことから、発光ダイオードをＰＣＢの裏面側で固定した場合でも発光ダイオードの発光部を表面側に露出させ、側面発光させることができるので、液晶表示のバックライト用の光源として使用した場合には、従来のような光の反射を利用することなく発光部で発光した光の多くを導光板内に導くことができる。また、ベース部と本体部との角部に凹部を形成したことによって、ＰＣＢに開設した孔の周縁部が角部での湾曲形状の影響を受けにくくなり、結果的に孔の開口を小さくすることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて本発明に係る発光ダイオードの実施形態を詳細に説明する。図１及び図２に示した発光ダイオードにおいて、図１はＰＣＢとの関係を示す発光ダイオード全体の外観図、図２は前記図１における発光ダイオードの正面図である。
【００１３】
図１及び図２に示されるように、この実施形態に係る発光ダイオード３０は、ガラエポ基板やＢＴレジン（Bismaleimide Triazine Resin）基板などで作られており、ＰＣＢ３１の裏面側に固着される横長のベース部３２ａ，３２ｂと、このベース部３２ａ，３２ｂの略中央部分から立ち上がる本体部３３とで略Ｔ字状に形成される。ベース部３２ａ，３２ｂの上面にはそれぞれの外部接続用電極３４，３５が全面に形成され、また一方のベース部３２ａの前面側には発光ダイオード３０の極性を示すカソードマーク４２が印刷されている。なお、同じベース部３２ａの裏面側にも同様のカソードマークが印刷されている。
【００１４】
前記ベース部３２ａ，３２ｂの略中央部分から立ち上がる本体部３３は直方体形状をしており、その左右側面には前記外部接続用電極３４，３５から連続して一体に延びる側面電極３６，３７が形成されている。また、左右の側面電極３６，３７からは、本体部３３の前面側にカソード電極３８とアノード電極３９が延びており、結果的にこれらカソード電極３８及びアノード電極３９が前記側面電極３６，３７を介して外部接続用電極３４，３５にそれぞれ接続されることになる。
【００１５】
一方、前記ベース部３２ａ，３２ｂから本体部３３が立ち上がる両者の角部４０ａ，４０ｂは、前述したように、ルーター（図示せず）によって成形加工されるため湾曲形状をしているが、この実施形態では角部４０ａ，４０ｂを成形した後さらにベース部３２ａ，３２ｂ側をルーターでえぐり、ベース部３２ａ，３２ｂ側に凹部４１ａ，４１ｂを形成する。凹部４１ａ，４１ｂの溝深さおよび溝幅は特に限定されないが、少なくともベース部３２ａ，３２ｂに湾曲面を残さないように凹部４１ａ，４１ｂを形成する必要がある。そうすることによって、ベース部３２ａ，３２ｂの上面に形成された外部接続用電極３４，３５の平滑性が確保されることになる。なお、上記凹部４１ａ，４１ｂは発光ダイオード３０の成形工程の中で作られるためその内周面にもメッキが施され、外部接続用電極３４，３５に連続している。
【００１６】
前記本体部３３の前面側には先に提案した発光ダイオード（特願２０００−２７８０８７号）と同様の発光部が形成される。即ち、前記カソード電極３８の上面には発光ダイオード素子４５が載置され、その下面電極が導電性接着剤（図示せず）を介して固着されている。また、発光ダイオード素子４５の上面電極はアノード電極３９にボンディングワイヤ４６で接続されている。そのため、外部接続用電極３４，３５からカソード電極３８及びアノード電極３９を介して発光ダイオード素子４５に電流が供給され、発光ダイオード素子４５の上面から全方向に向けて発光される。なお、上記発光ダイオード素子４５の種類や発光色は何ら限定されるものではない。
【００１７】
また、前記発光ダイオード素子４５及びボンディングワイヤ４６は、本体部３３の前面側に設けられた樹脂封止体４７によって被覆されている。この樹脂封止体４７は、本体部３３の前面側にブロック状に形成されるもので、前述の発光ダイオード素子４５及びボンディングワイヤ４６の他、カソード電極３８及びアノード電極３９を被覆している。樹脂封止体４７の材料には例えば透光性を有するエポキシ系樹脂が用いられる。
【００１８】
上記のように樹脂封止体４７によって保護された発光ダイオード３０は、図１及び図２に示したように、ＰＣＢ３１に開設された円孔４３に本体部３３を裏面側から貫通させ、円孔４３の裏面周縁にベース部３２の上面が固定されるが、前記円孔４３の直径Ｒ２は、先に提案した発光ダイオード１６の円孔２０の直径Ｒ１に比べて小さくて済む。即ち、この実施形態では円孔４３を小さく形成したとしても、裏面側の開口縁４４が角部４０ａ，４０ｂの湾曲形状に干渉することがなく、前記凹部４１ａ，４１ｂの上方に位置するので、円孔４３の裏面にベース部３２ａ，３２ｂの上面を隙間なくぴったりと密着させることができる。その結果、外部接続用電極３４，３５とＰＣＢ３１の裏面に形成されたプリント配線４９ａ，４９ｂとの間に塗布した半田（図示せず）による両者の固着が確実となり、両者間で確実な導通が図られる。また、円孔４３の開口を小さくできた分、電子部品の実装面積が拡大することになり、表面実装される電子部品の高密度化が可能となる。
【００１９】
上記のように、ＰＣＢ３１に固定された発光ダイオード３０は、発光ダイオード素子４５が横向きの状態でＰＣＢ３１の表面に露出することになる。それ故、これを液晶表示のバックライト用の光源として利用する場合は、図３に示したように、ＰＣＢ３１の表面側に配設された導光板５０の側端面５１の近傍に発光ダイオード素子４５を設定し、側端面５１に対向させる。発光ダイオード素子４５からは強い光が横方向に向けて発光されるが、その発光方向と導光板５０の導光方向とが略一致するので、導光板５０の側端面５１に入射された光は屈曲することなく、そのまま水平方向に真っ直ぐに導かれる。このような方法では、導光板５０への入射光量が増加すると共に、従来のような反射面を利用した光の屈曲がないので、光の損失が極めて少なくなる。
【００２０】
次に、上記構成からなる表面実装型の発光ダイオード３０の製造工程を説明する。図４は本発明に係る製造方法の全工程を示したもの、図５〜図９は個々の製造工程を順に示したものである。先ず、図４及び図５に示したように、両面に銅箔が形成されたエポキシ基板５３にルーター（図示せず）を用いて四角孔５４を開設した後、この四角孔５４の各コーナ部に前記と同じルーターを用いて凹部４１を形成する（第１工程）。高圧洗浄によって切り子除去などを行なった後、四角孔５４の内周面に銅メッキを施し、エポキシ基板５３の表面側と裏面側との導通性を確保する（第２工程）。
【００２１】
次に、エポキシ基板５３の両面に電極パターンのマスクとなる保護膜を被せ、図６に示すように、エッチングによって前述の外部接続用電極３４，３５、カソード電極３８及びアノード電極３９をパターン形成し、集合回路基板５５を形成する（第３工程）。電極パターンはエッチング以外に金属蒸着によっても形成することができる。
【００２２】
次いで、図４及び図７に示したように、前記形成されたカソード電極３８の上に導電性接着剤を介して発光ダイオード素子４５を接着固定すると共に、発光ダイオード素子４５の上面から延びるボンディングワイヤ４６の先端をアノード電極３９に接合する（第４工程）。
【００２３】
次に、図４及び図８に示したように、前記集合回路基板５５の上に金型５６を被せる。この金型５６は、発光ダイオード素子４５及びボンディングワイヤ４６の配設部分に対応して凹所５７が形成されたものであり、集合回路基板５５上に被せた時に外部接続用電極３４，３５及び四角孔５４の上方を被覆する。このようにして被せた金型５６の凹所５７に無色透明のエポキシ樹脂５８を充填し、発光ダイオード素子４５及びボンディングワイヤ４６を樹脂封止する。充填されたエポキシ樹脂５８は硬化処理工程を経て硬化する（第５工程）。
【００２４】
最後の工程では、図４及び図９に示したように、先ず前記の金型５６を取り外す。この時、先の工程で凹所５７に充填したエポキシ樹脂５８が硬化してすだれ状の樹脂封止体４７を形成し、この樹脂封止体４７によって発光ダイオード素子４５及びボンディングワイヤ４６が封止される。次いで、集合回路基板５５上に想定されたＸ軸（Ｘ１，Ｘ２，…Ｘｎ）とＹ軸（Ｙ１，Ｙ２，…Ｙｎ）方向に沿って集合回路基板５５を切断し、チップ状の発光ダイオードごとに分割する（第６工程）。上述した一連の工程を経て、図１に示したようなＴ字状の発光ダイオード３０が完成する。
【００２５】
なお、上述の実施形態では、凹部４１ａ，４１ｂをベース部３２ａ，３２ｂ側に設けた場合について説明したが、本体部３３側にも同様の凹部を形成し、角部４０ａ，４０ｂの湾曲形状を殆どなくすることで、ＰＣＢ３１に開設される円孔４３の直径をさらに小さくすることができる。
【００２６】
また、上記の実施形態では本発明に係る発光ダイオード３０を液晶表示のバックライト用の光源として利用した場合について説明したが、これ以外にも利用できることは勿論である。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るＴ字状の発光ダイオードによれば、ベース部と本体部とがＴ字状をなし、その角部にＰＣＢに開設された孔の周縁部との干渉を防ぐ凹部を形成したので、前記孔の開口を小さくすることができ、表面実装される電子部品の高密度化及び搭載機器の小型化が図られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る発光ダイオードの一実施形態を示す斜視図である。
【図２】上記発光ダイオードをＰＣＢに実装した時の正面図である。
【図３】上記図２におけるＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図４】上記発光ダイオードの製造工程図である。
【図５】エポキシ基板に四角孔と凹部を形成する際の工程図である。
【図６】エポキシ基板上に電極パターンをエッチングして集合回路基板を形成する際の工程図である。
【図７】集合回路基板上に発光ダイオード素子を搭載する際の工程図である。
【図８】発光ダイオード素子とボンディングワイヤを樹脂封止する際の工程図である。
【図９】樹脂封止された集合回路基板をＸ，Ｙ軸方向に分割する際の工程図である。
【図１０】従来における発光ダイードの断面図である。
【図１１】従来の発光ダイオードをバックライト用の光源として利用する場合の断面図である。
【図１２】先に提案したＴ字状発光ダイオードの斜視図である。
【図１３】Ｔ字状発光ダイオードをＰＣＢに実装したときの正面図である。
【符号の説明】
３０  発光ダイオード
３１  プリント配線基板（実装基板）
３２ａ，３２ｂ  ベース部
３３  本体部
３４，３５  外部接続用電極
４０ａ，４０ｂ  角部
４１ａ，４１ｂ  凹部
４３  孔（円孔）
４４  開口縁
４５  発光ダイオード素子（発光部）
４７  樹脂封止体
【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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