(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光色および素子構造の異なる複数のＬＥＤチップと、該複数のＬＥＤチップがその底面に載置される１つの凹部を設けた反射部を有するリード電極とが、モールド部材により封止されてなる発光ダイオードであって、
前記リード電極は、その略全面に、次式で表される光沢度Ｄが０．５を超える第１メッキが形成されており、前記リード電極の前記反射部は、前記第１メッキの上に、光沢度Ｄが０．１≦Ｄ≦０．３である第２メッキが形成されたことを特徴とする発光ダイオード。
Ｄ＝ｌｏｇ（１／Ｒ）
（但し、Ｒは、４５度方向への反射率であり、Ｒ＝（反射光量／入射光量））
【請求項２】
前記反射部は、前記モールド部材に封止される領域の内部に形成されたことを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオード。
【請求項３】
前記リード電極が、前記封止領域の外側にて側方に延びるタイバーを残すことによりストッパー部を有し、前記第２メッキが、前記ストッパー部より前記反射部を含む前記リード電極端部までの領域に形成されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の発光ダイオード。
【請求項４】
前記第１メッキと前記第２メッキは、メッキ浴の組成、光沢剤、添加剤の有無、種類若しくは添加量、浴温、電流密度、攪拌から少なくとも１つ選択される条件が異なることにより、異なる光沢度Ｄとされたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の発光ダイオード。
【請求項５】
前記第１メッキと前記第２メッキは、添加剤の量が異なることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の発光ダイオード。
【請求項６】
前記第１メッキと前記第２メッキは、銀、金、ニッケルから少なくとも１つ選択されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の発光ダイオード。
【請求項７】
前記第１メッキは銀メッキであり、前記第２メッキは銀メッキ又は金メッキであることを特徴とする請求項６に記載の発光ダイオード。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本願発明は、ＬＥＤチップを利用して発光させる発光ダイオードに係り、特に光の広がりが良好な発光ダイオードに関する。
【０００２】
【従来の技術】
今日、高光度に発光可能な発光ダイオードがＲＧＢにそれぞれ開発されたことに伴い、光センサー、信号機やＬＥＤディスプレイなど種々の分野に利用され始めている。
【０００３】
この種の発光ダイオードの一例を図５に示す。ここで、図５−ａは発光観測面側から見た正面図であり、図５−ｂは、図５−ａのＸ−Ｘ断面図である。これらの図にしめされるように、２本以上一対のリード電極のうちの一方のリード電極の先端部に、カップ部を設けて、このカップ内に発光素子をダイボンドし、この発光素子と他方のリードの先端部とを金属線にてワイヤーボンディングしたのち、両リードの先端の部分を透光性樹脂などによってモールドしている。この発光ダイオードを駆動基板等に接続させ電力を供給させると比較的等方的に光が放出される。このような、発光ダイオードは、図１０の如き発光特性を持つ。
【０００４】
このような、発光ダイオードの発光の広がりは、モールド部材に用いる透光性樹脂をレンズとしてその形状を制御し、ＬＥＤチップをダイボンドするリード先端部のカップ形状を変化させることで制御し、光学設計されている。これに加えて、ＬＥＤチップそのものの指向特性が大きく影響して、発光ダイオードの指向性を決定する。
【０００５】
また、これらの他に、発光色の異なるＬＥＤチップからなる多色で発光する発光ダイオード、若しくは異なる発光色の発光ダイオードを複数配列して形成される表示装置などがある。これらの発光ダイオード、表示装置は、上述した各素子自身の指向性の違いから、各発光色若しくは発光ダイオード間の輝度のばらつきが問題となっていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来の反射部の形状、及び樹脂レンズ部の制御を中心とした光学設計では、光の広がり角度を大きくすることには問題があった。例えばそれは、封止する樹脂レンズの形状を変えて、光を広げるだけでは、光を絞り込まれたとき、すなわち指向の狭いときにはみえなかった、素子の指向性に起因する強度のばらつきが発生する。これは、指向特性図で観たとき、いびつな形状として表され、例えばこのような発光ダイオードを複数個並べるような用途に用いる場合に、輝度のばらつきの原因となる。
【０００７】
このような指向特性を改善する方法として、モールド部材中への拡散剤添加は良好な光の広がりを与えるが、図３に示すように拡散剤により光は無視光に拡散され、また拡散剤による吸収もあり、量が多くなると急激に輝度低下する問題がある。
【０００８】
従って、その長手方向（水平方向）への広がりを良好にする楕円状レンズでは、均一な光の広がりが得られにくい。また、従来の発光ダイオードは、実装時の光軸のズレに対し、柔軟に対応することができず、発光ダイオードを設計通りに組み上げることは困難であった。
【０００９】
また、発光色、素子構造の異なる複数個のＬＥＤチップを同一のリード電極に載置してなる発光ダイオードでは、各素子に特化した光学設計が困難なため、素子間の指向性の違いを解消できない。更に、これらの発光ダイオードを複数個配列して形成される表示装置では、このような視野角内における光の強度の大きなばらつき、各素子の指向性の違いなどから、表示装置を正面以外の所から観察した際に、発光ダイオードごとに輝度のばらつきが目立ち、多色の発光ダイオードを用いた場合には、混色性が失われたものとなっていった。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記事情に鑑みなされたものであって、本発明者らは、発光素子からの光を最初に反射する部分において広がりを持たせる方法を鋭意検討した結果、その反射部において特定の反射率に制御することで、光利用効率を維持しながら指向特性と光利用効率を両立できることを見出し、上記問題点を解決するに至った。
【００１１】
すなわち、本発明の発光ダイオードは、発光色および素子構造の異なる複数のＬＥＤチップと、該複数のＬＥＤチップがその底面に載置される１つの凹部を設けた反射部を有するリード電極とが、モールド部材により封止されてなる発光ダイオードであって、前記リード電極は、その略全面に、次式で表される光沢度Ｄが０．５を超える第１メッキが形成されており、前記リード電極の前記反射部は、前記第１メッキの上に、光沢度Ｄが０．１≦Ｄ≦０．３である第２メッキが形成されたことを特徴とする発光ダイオードである。  Ｄ＝ｌｏｇ（１／Ｒ）（但し、Ｒは、４５度方向への反射率であり、Ｒ＝（反射光量／入射光量））
また、ＬＥＤチップと、前記ＬＥＤチップが載置されたリード電極とが、モールド部材により封止されてなる発光ダイードであって、前記リード電極が、次式で表される光沢度Ｄが０．０５〜０．５の範囲にある表面を有することを特徴とする。好ましくは、Ｄ値が、０．１〜０．３の範囲にあること、前記ＬＥＤチップが反射部に形成されること、前記ＬＥＤチップが発光色若しくは素子構造の異なる複数個のＬＥＤチップであること、前記モールド部材が楕円形状であることである。また、これらの発光ダイオードを複数個配列した表示装置である。
【００１２】
また、本発明において、リード電極の表面が、モールド部材に被覆された第１の領域と、モールド部材の外側に露出した第２の領域とを有すると共に、前記第１の領域は前記第２の領域の次式▲１▼で表される光沢度Ｄよりも小さいことにより、第１の領域では、発光の指向性を考慮した光沢度を有し、第２の領域ではリード電極の耐食性、実装時のはんだ付け性を考慮した光沢度を有することとなり、従来と同様に扱え、且つ指向性の改善された発光ダイオードとなる。この時、第１の領域がモールド部材に被覆された領域全体で有る必要はなく、少なくともＬＥＤチップ乃至はＬＥＤチップが載置された反射部を含む領域とすることである。これにより、上記良好な指向性の発光ダイオードが実現される。そのため、好ましくは、第１の領域の光沢度Ｄを０．０５＜Ｄ＜０．５、更に好ましくは０．１３＜Ｄ＜０．３とすることである。また、表面にメッキ皮膜を有する場合には、第２の領域の光沢度としては、上述の様に、少なくとも第１の領域より光沢度Ｄが大きいことであり、好ましくはＤが０．５より大きく、更に好ましくは０．８より大きくすることで、緻密な皮膜によりリード電極素地が覆われ、耐食性に富むものとなる。
【００１３】
Ｄ＝ｌｏｇ（１／Ｒ）    −−−−▲１▼
（但し、Ｒは、４５度方向への反射率であり、Ｒ＝（反射光量／入射光量））
また、本発明は、リード電極の一方の端部と、該リード電極に設けられＬＥＤチップが配置された反射部と、を含む領域がモールド部材により封止された発光ダイオードであって、前記発光ダイオードが、前記リード電極上において、前記封止された領域である封止領域と、式▲１▼（０．０５＜Ｄ＜０．５）で表される光沢度Ｄにある光沢度調整領域と、実装時に該封止領域から離れた位置ではんだ付けされるはんだ領域と、を有すると共に、前記光沢度調整領域が、前記端部を含み、前記はんだ領域より離れて前記端部までの領域に形成されていることを特徴とする。このことにより、発光ダイオードの発光は、良好な指向性、高角度領域での良好な視認性を有すると共に、実装時も従来と同様に扱え、詳しくは半田がモールド部材に被覆された領域を侵し、悪影響を及ぼすことなく、良好なはんだ付け性を有するものとなる。その上、前記リード電極が、前記封止領域の外側にて側方に延びるタイバーを残すことによりストッパー部を有し、前記光沢度調整領域が、前記端部を含み、該ストッパー部より前記端部までの領域であることにより、実装時の固定及びはんだ付け性をより良好なものとすることができる。これは、実装時に固定・位置決め等に用いられるストッパー部を境として、反射部側の表面が良好な発光を確保する状態にあり、その反対側は実装時のはんだ付け性を確保する表面状態を呈しているためである。更に好ましくは、封止領域が光沢度調整領域を含むこと、すなわち、封止領域の少なくとも反射部を含む領域が上記光沢度調整領域と同様な光沢度の表面を有することで、封止領域とそれ以外の領域とで、上記主な目的を異にする表面を有する発光ダイオードとなり、はんだ付け性、モールド部材の封止に有利なものとなる。これは、そのままでははんだ付け性、モールド部材による封止に難がある光沢度調整領域の表面を、モールド部材により覆うことで、そのような問題が回避でき好ましい。
【００１４】
更に、本発明の製造方法においては、リード電極をメッキし、リード電極の一方の端部若しくはその近傍に設けられた反射部に、ＬＥＤチップを載置し、該ＬＥＤチップ及び反射部をモールド部材により封止する発光ダイオードの製造方法において、前記リード電極のメッキは、連結されたリード電極を第１のメッキ工程と、その後に、第２のメッキ工程とを具えることによりメッキするものであって、該第１のメッキ工程が前記リード電極のほぼ全面にメッキすること、該第２のメッキ工程が前記リード電極の端部から前記反射部を含む部分的な領域をメッキし、該部分的な領域が式▲１▼（０．０５＜Ｄ＜０．５）で表す光沢度Ｄの表面を有することを特徴とする。この製造方法により、上述した主に発光を担う領域（第１の領域、光沢度調整領域）と、主に実装時の取扱いの容易性を担う領域（第２の領域、はんだ領域、光沢度調整領域以外若しくは封止領域以外の領域）とを少なくとも有する発光ダイオードを生産性良く、製造することが可能で、上記良好な発光ダイオードを安価に大量生産することが可能である。更にまた、前記リード電極のメッキは、連結されたリード電極を第１の搬送手段から送り出して第２の搬送手段により巻き取られるまでに、少なくとも第１のメッキ工程と、第２のメッキ工程とを具えることによりメッキするものであって、該第１のメッキ工程により前記リード電極のほぼ全面にメッキすることで、該ほぼ全面が式▲１▼で表される光沢度Ｄの表面を有し、該第２のメッキ工程により前記リード電極の一方の端部及び反射部を除く領域をメッキすることで、第２のメッキ工程によりメッキされなかった前記一方の端部及び反射部を含む部分的な領域が次式で表される光沢度Ｄの表面を有すること、少ない工数で、良好な生産性を有し、且つ上記各領域を有する発光ダイオードの製造が可能となる。これらの製造方法は、上記部分的なメッキをする工程の後に、ほぼ全面にメッキをする工程を具えるだけでは場合には、その生産性、発光ダイオードの取扱い性に劣るためである。
【００１５】
以上の本発明の製造方法に加えて、前記連結されたリード電極は、前記モールド部材により封止される領域から離れた位置で側方に延びる、少なくとも１つのタイバーを設けたことにより連結されるものであり、前記部分的な領域は、前記一方の端部を含み、その一方の端部より該タイバーまでの領域にあることにより、良好な精度で部分的な領域（光沢度調整領域）の形成が可能であり、製造歩留りを向上させることが可能である。更に、実施例１３に示すように、更に上記部分的な領域の形成時の精度・生産性を確保した方法、すなわち、反射部とストッパー部を形成するタイバー部との間に、メッキ浴液面の位置を制御することが可能な特定の外形（実施例中ではタイバー５０７´´）を設けても、同様に良好な製造が可能となる。また、この方法によれば、上記封止領域に光沢度調整領域が含まれる発光ダイオードの形成が、生産性良く製造可能である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
従来の発光ダイオードで発生していた光軸からずれた所での放射強度のむらが、本発明の発光ダイオードでは、所望の視野角内での光の強度において、そのむらを無くし、良好な光の広がりを容易に実現するものである。以下、本発明の発光ダイオードを説明する。
【００１７】
本発明に用いる光沢の度合い（以下、光沢度と記す）Ｄとは、次式に示されるものであり、測定にはＧＡＭ社製のＤｅｎｓｉｔｍｅｔｅｒ  Ｍｏｄｅｌ  １４４の光度計を用いてその値を検出したものである。実施例についても同様である。但し、微少領域（面積）、例えば反射部（カップ）の底部などについては、日本電色工業株式会社製の微小面積色差計ＶＳＲ  ３００Ａを用いて、測定した。
【００１８】
Ｄ＝ｌｏｇ（１／Ｒ）
（但し、Ｒは、４５度方向への反射率であり、Ｒ＝（反射光量／入射光量））
ここで、その測定器の原理について簡単に説明すると、図４に示すように、測定物を所定の位置に置き、この測定物の表面に光源から光を当てて、測定物表面から４５度方向にある検出器でもって、測定物表面で反射した光を検出する。この時、表面が光沢を有する場合には、Ｄ値が大きく、比較的光沢の無い場合には、Ｄ値が小さくなる。
【００１９】
本発明において、リード電極の光沢度Ｄは、０．０５〜０．５の範囲であり、好ましくは、０．１〜０．３の範囲である。なぜなら、０．０５未満であると例えば後述する反射部の調整にされた指向角外への光の放射が多くなり、発光ダイオードとして輝度が大幅に低下し、０．５を超えると、放射強度に偏りが表れ、複数個配置して観察した場合に、各発光ダイオードごとの輝度のばらつきが目立ちはじめるからである。更に、０．１以上、０．３以下の範囲であると、指向半値角の広い、例えば１２０°以上、場合であっても、良好な光の広がりが実現され、その指向特性図において滑らかな曲線となる。
【００２０】
また、本発明において、上述したＤ値は、リード電極の表面全体に対してこのような範囲にある必要はなく、少なくと一対のリード電極を有するものであれば、ＬＥＤチップがダイボンドされる方だけ、更にはＬＥＤチップからの出射光を反射する部分だけ、若しくはその周辺部にだけを対象としてもよく、この部分にだけ上述のＤ値の範囲が適用されていればよい。すなわち、光沢度の調整された領域は、リード電極全体である必要はなく、部分的なものであっても良い。詳しくは、図１，５，６に示すようにリードフレーム先端部に設けられたカップ状の反射部２０４の光沢度が上述の範囲にあることである。例えば、図６−ｂにおいて、リード電極２０４の斜線部の領域の光沢度だけが、上記範囲に調節されたものを含むものである。好ましくは、光を絞り込むために反射部を形成し、その底部にＬＥＤチップをボンディングし、そのＬＥＤチップが載置されたリード電極若しくはその一部が、上記光沢度の範囲にあればよい。なぜなら、ＬＥＤチップを比較的平らな面に載せるよりも、光学設計が可メッキ状を有する反射部に載置された発光ダイオードは、調節された視野角、すなわち所望の角度内において光の広がりを向上させることができるためである。
【００２１】
従来の発光ダイオードでは、このような反射部若しくはリード電極は、発光素子からの光の利用効率を高めるべく、鏡面処理され、具体的にはメッキが施されたものが、用いられていた。そのため従来のそれの光沢度は、通常１．０以上であった。そして、反射部の形状、及び反射部からの光を樹脂レンズ部で制御し、発光ダイオードからの発光を光学設計していた。
【００２２】
ここで、リード電極のＤ値（光沢度）を上述の範囲になるようにする方法としては、特に限定されないが、表面が滑らかでなく、微少な凹凸を有するものなどがある。具体的には、リード電極には、通常メッキが施されているが、このときメッキ条件を調整して好ましい光沢度の表面を得る方法、メッキする前に予め表面に微細な凹凸を設けておく方法、メッキ後に微細な凹凸を設ける。この時の凹凸の程度としては、指向性を損なわずに、絞り込まれた指向角内で適度に光が広がる程度であればよい。ここで、メッキ条件を調整する方法として、メッキ浴中の添加剤の量を調整して、形成されるメッキの形態を変化させる、例えば緻密で均一なものから、粗くて凹凸を有するものとする等がある。表面に凹凸を設けた後メッキする、若しくはメッキ後に凹凸を設ける方法としては、ブラスト加工など一般的に知られている方法でよい。
【００２３】
また、上述の範囲に光沢度（Ｄ値）が調整されたリード電極を有することで、ＬＥＤチップのボンディング性が向上し、モールド部材の密着性も向上する。詳しくは、リード電極表面の微細な凹凸は、表面積、接着面積が従来のそれより大きいため、接着性、密着性が向上するものであり、好ましくは、Ｄ値が０．１〜０．３の範囲にあることである。なぜなら、０．１未満であると、表面が粗くなり、ボンディング部材などが深く浸透しないため結果として接着面積が低下し、０．３を超えると従来のものと表面積に変化はあるが、密着性、接着性にほとんど差がなくなるためである。
【００２４】
本発明において、ＬＥＤチップが載置され、ＬＥＤチップからの発光を反射する機能を有する反射部の形状は、特に限定されず、リード電極の表面にチップを載せただけのものであっても良い。好ましくは、上述したように、ＬＥＤチップから出射する光を、所望に集光することができる、すなわち光学設計の可能な形状からなる反射部を有することである。具体的には、リード電極にＬＥＤチップをその底部に載置できる程度の大きさでもって、凹部を設けて、光をその底面若しくは側面で反射させる反射部とすることである。この反射部の形状は、発光観測面側から観て、図５，６に示すように、円形若しくは楕円形状（トラック状のもの）等があり、本発明において好ましく用いることができる。詳しくは、本発明の発光ダイオードは、このような光学設計された反射部を用いた場合、その光の指向性の制御を助けるものとして働いているのである。具体的には、図２に示すように、ＬＥＤチップからの光、主に側面からの光を反射する傾斜が設けられたものなどがある。なぜなら、本発明において、ＬＥＤチップからの発光を所望の方向に導くために設計された反射部でもって、図２に示すようにその設計された光の方向より僅かにずれた光を発生させるため、所望の指向角内に適度な光の分布が可能になる。
【００２５】
従って、本発明において、チップが配置されるリード電極には、発光素子であるＬＥＤチップを配置すると共に反射板としての機能を持たせることができる。反射機能を向上させるためにリード先端をカップ形状とした反射部を形成することが好ましく、その大きさはＬＥＤチップをダイボンド等の機器で積載するのに十分なものであれば良い。また、カップの形状も、発光観測面側から観て、トラック状、楕円状、長方形状等様々な形状が選択でき、図３に示すようにトラック状、若しくは扁平した（長軸方向に長く伸びた形状）楕円状のカップで、カップの長手方向を樹脂レンズの長軸方向にほぼ一致するように配置すると、水平（樹脂レンズの長軸）方向に広視野角が確保でき好ましい。
【００２６】
本発明において、リード電極に載置するＬＥＤチップの個数は、１個に限定されず、後述するように素子構造若しくは発光色の異なるＬＥＤチップ、又は同色系若しくは同一のＬＥＤチップを、複数個１つのリード電極に載置してもよく、これらＬＥＤチップが載置されたリード電極を複数個組み合わせてモールド部材で封止されていてもよい。
【００２７】
本発明において、ＬＥＤチップを載置する反射部の形状は、特に限定されず用途に応じて使い分けることができる。ここで、図１，６に観るように、視野角を広げるために、樹脂レンズの形状が発光観測面側から観て楕円状である場合には、本発明の発光ダイオードは、光沢度の調整されたリード電極を用いることで、広い指向性を有し、且つその広い指向角内において良好な光の広がりが実現される。
【００２８】
従来、このような広い指向性を有する発光ダイオードでは、樹脂レンズ中に拡散剤等を添加して、光を拡散し、指向角内における放射強度の差を緩和していた。しかしこの方法では、図３に観るように、素子からの光が拡散剤により拡散されるが、この時光は無指向に拡散し、更に拡散剤による光の吸収もあるため、結果として所望の指向角内における輝度は、低下していた。しかし、本発明では、図２に示すように、素子から出射した光は、光沢度の調整されたリード電極表面（反射部）で反射・拡散されるため、所望の指向角内において、適度に放射強度が分散された光を出射する発光ダイオードとなる。
【００２９】
これは、ＬＥＤチップからの光は、チップが載置されたリード電極の面でもって反射されるため、光が無指向に広がらず、また素子の比較的近傍で光の反射・拡散がなされるため、光軸から大きくずれた高角度側への光の放射が最小限に抑えられる。更に、上述のリード電極に設けられた反射部により、素子からの光が反射される場合には、反射される光の量が増え、この反射部から反射する光は放射強度のばらつきの少ない光となる。なぜなら、この反射部では、所望の方向への光を調節されている、すなわち光学設計された反射部において光が適度に拡散されるため、所望の指向角内で良好な光の広がりが実現される。
【００３０】
ここで、図８では発光観測面側から観て樹脂レンズの長手方向と、各リード電極を結ぶ方向とが平行となっているが、図９のように垂直であってもよく、それ以外の位置関係にあってもかまわない。
【００３１】
本発明において、発光色若しくは素子構造の異なる複数のＬＥＤチップからなる発光ダイオードとは、図８に示すように、具体的には一つのリード電極に設けられた反射部内に各々のＬＥＤチップを載置して、各ＬＥＤチップに対応するもう一方のリード電極にワイヤーボンディングされて、形成される発光ダイオードなどである。ここで、素子構造の異なるＬＥＤチップとは、後述するように素子自身の指向特性が異なるものを指す。例えば、ＲＧＢ三色（図９）、黄色と青緑色（図８）のＬＥＤチップをカップ状の反射部に載置し、それぞれのチップに対応するリード電極に接続されているもの等がある。しかし、これらの発光ダイオードは、少なくとも異なるＬＥＤチップを有しているため、そのままでは混色性の劣るものとなる。ここで、異なるＬＥＤチップとは、チップの大きさ、構造、組成等があり、結果として各チップからチップ自身の指向性、すなわち各チップから出射する光の広がり方も異なるため、従来、図８に観るように単純に各素子を配列しただけでは、各発光色ごとに異なる指向特性となり、その結果得られる発光ダイオードは混色性が悪くなる。
【００３２】
本発明ではこのような異なるＬＥＤチップを、同一の反射部に複数個載置した場合に、輝度のばらつきが改善され、混色性が良好になる。これは、各ＬＥＤチップから出射した光は、図２で観るように光沢の度合いが調節された本発明のリード電極若しくは反射部で反射されるため、ＬＥＤチップの違いを吸収・緩和して良好な指向特性を有する発光ダイオードとなる。すなわち、Ｄ値の調節されたリード電極で光が反射されるため、各チップからの反射光はチップ間の違いが大幅に抑えられたものとなり、その結果、本発明の発光ダイオードは容易に良好な混色性を得ることができる。
【００３３】
本発明において、モールド部材は、透光性を有するものであれば特に限定されず、合成樹脂などが用いられる。ここで、透光性とは、無色透明なものだけでなく、発光色の調整、コントラスト比の向上等のために、着色したものであっても良い。
【００３４】
本発明における表示装置とは、発光ダイオードを複数配列したものには、様々なものがあり、同一若しくは同色系の発光ダイオード、上述した異なるＬＥＤチップからなる発光ダイオード、発光色の異なる発光ダイオード等、若しくは、これらを組み合わせて複数個配列したものなどがある。例えば、発光色の異なる発光ダイオードを配列したものとして、赤、緑、青の三色の発光ダイオードを１画素としてそれを所望の数だけ配置したマルチカラーのドットマトリックスディスプレイなどがある。従来、このような複数個の発光ダイオードを配列した表示装置は、特に正面からはずれて斜めに観察したときに、輝度のばらつきの問題があった。なぜなら、表示装置は、例えば実装時のズレなど様々な要因から、発光ダイオード同士で僅かながらも光軸のずれた状態で、表示装置が形成されるため、結果としてそれを構成する各発光ダイオードの指向性に敏感なものとなるからである。詳しくは、発光ダイオードの調整された指向角内で、光の強度の比較的急激な変化、例えば図１１（Ｘ）における２０°付近、を有していれば、上述したように光軸がずれて実装されているために、この強度の変化は、ある発光ダイオードは強度が大きく、ある発光ダイオードは強度が小さく、結局、表示装置全体で捉えたとき、発光強度の異なる発光ダイオードで構成されているようにみえるためである。
【００３５】
しかし、本発明の発光ダイオードは、上述したように所望の視野角内、すなわち調節された光の広がりにおいて、光度がなだらかに変化するため、この発光ダイオードからなる表示装置は、上述のこのような光軸のズレに対しても、従来のように輝度のばらつきが目立たないものとなる。
【００３６】
ここで、表示装置が、発光ダイオードを面状に並べた場合、各発光ダイオードについて光度ではなく、輝度を考慮する必要がある。すなわち、輝度とは、光源の微小面積ｄＳ、光源の法線方向からの角度θ、その方向における光度をＩrとしたとき、任意方向の輝度Ｌrは次式で表される。
【００３７】
Ｌr＝Ｉr／ｄＳｃｏｓθ  （ｃｄ／ｍ2）
そのため、光源の法線方向での光度をＩ0としたとき、発光ダイオードの光軸からの任意方向における光度が次式（Ａ）で表される値であると、任意の方向における輝度が一定となる。
【００３８】
Ｉr＝Ｉ0ｃｏｓθ・・・・・（Ａ）
これは指向特性図、例えば図１２においてハッチングを施した領域（Ａ）として示すように、任意の指向角内でこの曲線に一致するように、設計することが面状の表示装置に用いる発光ダイオードで重要となる。
【００３９】
本発明の発光ダイオードは、上述したように所望の視野角で、適度に光を分散することが可能であり、図１２の点線に観るように、光軸からずれた方向での輝度の落ち込みが改善され、これを用いた面状の表示装置は、斜めの方向から観ても表示された図形などが良好に観察される。また、マルチカラーの表示装置のように、１画素に異なる発光ダイオードを用いた場合でも、所望の視野角で、上記の（Ａ）と輝度がほぼ一致しているため、その表示装置は、その視野角において輝度のばらつきのないものとなる。
【００４０】
従って、表示装置を構成する発光ダイオードが、複数の種類から成る場合には、上述したように各発光ダイオードは種類の違いが吸収・緩和されているため、このような作用は顕著であり、従来では輝度のばらつきを悪化させることになる複数種の発光ダイオードからなる表示装置において、本発明のそれは良好な視野角、視認性、混色性を有するものとなる。また、このような効果は、上述した異なるＬＥＤチップを一つのリード電極に載置してなる発光ダイオードでも、同様になることはいうまでもない。
【００４１】
【実施例】
［実施例１］
本発明の一実施例に係る発光ダイオードを図５に示し、その構成を以下に示す。この発光ダイオードは、一対のリード電極２０４，２０５を有し、一方のリード電極２０４にＬＥＤチップを載置するための反射部２０８が設けられている。この反射部２０８は図で観るように、発光観測面側から観て円形状で（図５−ａ）、凹部にＬＥＤチップをダイボンディングされており（図５−ｂ）、さらにこのＬＥＤチップは他方のリード電極２０５に金線などでワイヤーボンディングされている。これらがモールド部材でもって封止され、図に示すような発光観測面側から観て円形状で、砲弾型樹脂レンズとなっている。
【００４２】
このリード電極２０４，２０５は、光沢の度合いをＧＡＭ社製のＤｅｎｓｉｔｍｅｔｅｒ  Ｍｏｄｅｌ  １４４を用いて測定したところ、Ｄ＝０．１５であり、この発光ダイオードのＸ方向における指向特性は図１０の実線部で示すようになった。斜線部で示す比較例１のそれと比べて、光軸から２０°内でなだらかな曲線を呈しており、所望の視野角内に光が適度に分布している発光ダイオードであった。すなわち、光軸からずれたところでも、光度の低下が少ない発光ダイオードであり、実装時の光軸のずれにも問題なく用いることができ、このため発光ダイオードを複数並べて用いるような場合に有利に作用する。
【００４３】
また、リード電極の光沢の度合いを、日本電色工業株式会社製の微小面積色差計ＶＳＲ  ３００Ａ（スポット径５０μｍ）を用いて、反射部の内面、詳しくはカップの底面（その一部）を測定したところ、同様にＤ＝０．１５であった。
【００４４】
［実施例２］
ＬＥＤチップが載置されたリード電極２０４は、その先端部に設けられた反射部２０８の形状が図１で観るように、発光観測面側から観て円形状で、樹脂レンズも楕円形状であることを除いて、実施例１と同様にして図１で示す発光ダイオードを作製した。この時、リード電極の光沢度Ｄは、０．２であった。  また、実施例１と同様に、リード電極の光沢の度合いを、日本電色工業株式会社製の微小面積色差計ＶＳＲ  ３００Ａ（スポット径５０μｍ）を用いて、反射部の内面、詳しくはカップの底面（その一部）を測定したところ、同様にＤ＝０．２であった。このような楕円状の樹脂レンズは、発光観測面側から観て樹脂レンズの長手方向（図１のＸ方向）に視野角が広く、且つ発光の広がりも良好な発光ダイオードとすることができる。なお、ＬＥＤチップは、窒化ガリウム系化合物半導体からなるものであった。１得られた発光ダイオードは、比較例２のそれに比べて、その指向特性図は、２０〜３０°付近の凹凸部が無くなり、なだらかな曲線を呈しており、指向角の比較的広い発光ダイオードにおいても、容易に良好な光の広がりが実現できることがわかる。
【００４５】
また、ＬＥＤチップは、図１−ａ，ｂに示すように、半導体層の表面４０２と、その一部を除去して露出した面４０１とに電極を設ける構造となっており、詳しくは後述するように、素子側面からの発光が比較的強いため、比較例２の発光ダイオードに観られるように、光軸からずれたところに凸部がある指向特性図になる。しかし、本実施例の発光ダイオードは、このような光軸からはずれた所に形成される比較的光の強いところを無くし、その分を光軸からずれた位置における光の強度を強くし、その結果広い視野角でもって、光度の変化の少ない指向性を有するものとなっている。また、図１１においてハッチング領域（Ａ）で示すように、上述した輝度一定の領域に３５°（視野角７０°）で良好に一致しており、この発光ダイオードを用いた表示装置は、この視野角において輝度が一定となると思われ、比較例２のように輝度の変化のないものとなる。
【００４６】
［実施例３］
本発明の一実施例として、図６に示すように、リード電極２０４の先端部には、トラック状の反射部２０８が設けられており、その底部に窒化ガリウム系化合物半導体からなる青色のＬＥＤチップ２０１をダイボンディングし、ワイヤーボンディング２０７，２０８して、モールド部材２０６により封止された発光ダイオードである。この時、リード電極の光沢度Ｄは、０．１であり、モールド部材２０６は図に観るように、発光観測面側から観て楕円状であり（図７−ａ）、その先端部は樹脂レンズ状に形成されている（図７−ｂ）。ここで、実施例１と同様に、リード電極の光沢の度合いを、日本電色工業株式会社製の微小面積色差計ＶＳＲ  ３００Ａ（スポット径５０μｍ）を用いて、反射部の内面、詳しくはカップの底面（その一部）を測定したところ、同様にＤ＝０．１であった。また、ＬＥＤチップは、その電極が、窒化ガリウム系化合物半導体を積層した表面４０２と、その半導体層の一部をエッチングなどにより除去して露出した面４０１とに、形成されている。このＬＥＤチップは、図２−ｂに示すように、素子の側面から出射する光が強いため、従来の発光ダイオードである比較例３では、図１２の特性図に示すように、光軸から４０〜６０°の所に観られる凹凸ができ、特有の指向性を有するものである。これは、積層した半導体層の一部を露出して、同一面側に一対の電極を形成する素子構造の場合、面方向の電流の流れが多いなどの要因から、図２−ａのような半導体層を挟んで対向する位置に電極がある素子に比べて、側面からの光が強くなるためである。
【００４７】
しかし、本実施例の発光ダイオードは、図１２に示すように、光軸からずれたところでも、なだらかな指向特性を有しており、良好な光の広がりを実現できる。また、モールド部材の形状が本実施例のように楕円状の樹脂レンズでは（図６）、その長軸方向（図６のＸ方向）で、視野角の広い光となるが、得られた発光ダイオードは、その広い視野角内において良好な光の広がりが実現されている。上述した指向特性図における凹凸の形成は、視野角を広くするほど顕著であり、すなわち光の広がりが悪化するが、本実施例で得られた発光ダイオードは、その問題を解決できている。このことは、上述した輝度一定の領域（Ａ）でも明らかなように、実施例の発光ダイオードは、図１２に示すように、輝度一定の曲線（Ａ）と良好な一致を示しており、視野角１２０°で輝度一定の発光ダイオードが得られた。
【００４８】
また、本実施例のように視野角の広い（本実施例では１２０°に設計されている）場合には、光沢度Ｄは、０．１プラスマイナス０．０５の範囲に調整することで、上述したような特性、指向特性図において滑らかな曲線を有すること、広視野角で輝度一定となること、が可能となるため好ましい。
【００４９】
このような広い視野角を有する発光ダイオードを複数個配列してなる表示装置において、従来は個々の発光ダイオードの輝度のばらつきが目立つものとなるが、どの位置からでもそのような問題が無く、従ってこのような樹脂レンズ若しくは反射部の形状を用いた場合でも、広い指向角内で良好な光の広がり、すなわち広指向角（１２０°）で輝度が一定の表示装置を容易に実現している。
【００５０】
［実施例４］
次に、本発明において異なる発光素子からなる発光ダイオードの一実施例として、図８に示すような発光ダイオードを作製する。発光素子として黄色２０１、実施例３と同様な素子若しくは電極の構造を有する青緑色２０２のＬＥＤチップを用い、これらを図に示すように、リード電極２０４の先端部に形成された楕円状の凹部（反射部２０８）にダイボンディングした。各素子の電極をワイヤーボンディングしてリード電極２０５，２０５´に接続し、モールド部材で楕円形状となる樹脂レンズ状に封止しした。この時、リード電極の光沢度Ｄは、０．３であった。この発光ダイオードについて、リード電極２０４に設けられた反射部２０８の長手方向（Ｘ方向）における指向特性を、図１３に示す。
【００５１】
得られた発光ダイオードにおいて、各素子をそれぞれ個別に発光させたときの指向特性は、図１３に示すように、良好な一致を示しており、異なる素子を同一のリード電極に載置しても、発光ダイオードは良好な混色性を有していた。従来は、このように単に各素子を載置しただけでは、各素子ごとの指向性の違いが顕著にあらわれ、特にこの実施例に観るような、Ｘ方向に広い視野角を有する場合には、その違いは大きくなり、広い視野角内においてその混色性は大きく異なるものである。本実施例では、単に各素子を反射部に載置しただけで、容易に広い視野角のほぼ全域で、良好な指向性の一致が実現でき、素子の違いを意識せずに発光ダイオードの設計を可能にしている。
【００５２】
［実施例５］
別の実施例として、図９に示すように、ＬＥＤチップとして赤２０１、緑２０２、青色２０３の３つを、リード電極２０４の先端部に設けられたトラック状の反射部２０８における凹部の底にダイボンディングし、各リード電極２０５，２０５´，２０５´´と接続し、発光観測面側から観て楕円状となるように、モールド部材２０６で樹脂レンズ状に封止した。この時、リード電極の光沢度Ｄは、０．１であった。なお、緑色２０２及び青色２０３の発光素子は、実施例３，４の素子と同様に、同一面側に正負一対の電極を有するもので、一方の電極は、露出した下層の表面に形成されている窒化ガリウム系化合物半導体素子である。
【００５３】
得られた発光ダイオードについて、図９のＸ方向について各素子を単独で発光させてその指向特性を測定した結果、図１４に示すように、良好な混色性を有していた。このことは、素子の異なるものを同一の反射部に載置しても、指向性の良好な一致が実現できることを示すものである。すなわちこれは、指向性の異なる複数個のＬＥＤチップを同一のリード電極に載置しても、本発明の発光ダイオードは、そのチップ間の違いを緩和し、ただそれらのチップを並べるだけで容易に指向性の一致を実現できることを示唆するものである。
【００５４】
また、図１４のハッチング領域（Ａ）に示すように、視野角８０°でその領域と好ましく一致しており、輝度一定となり、更にその外側でも（Ａ）からそれほどはずれておらず、良好な複数のＬＥＤチップからなる発光ダイオードが得られた。
【００５５】
従来の発光ダイオードでは、このような指向性の一致は観られず、特に構造の大きく異なる赤色と、緑若しくは青色とでは、その指向性にも大きな違いがあり、従来その違いを解消するため、特別な形状の反射部を用いたり、各チップの配置の工夫等を行っていたが、この実施例で得られたような、指向性の一致にはほど遠く、混色性の良好なものとはならなかった。
【００５６】
［実施例６］
更に、別の実施例として、図６に示す表面実装タイプの発光ダイオードを作製した。この時、ＬＥＤチップは、図に観るように、リード電極先端部に設けられた凹部（反射部）にダイボンディングしたものであり、リード電極の光沢度は、Ｄ＝０．０５である。また、実施例１と同様に、リード電極の光沢の度合いを、日本電色工業株式会社製の微小面積色差計ＶＳＲ  ３００Ａ（スポット径５０μｍ）を用いて、反射部の内面、詳しくはカップの底面（その一部）を測定したところ、同様にＤ＝０．０５であった。得られた発光ダイオードは、良好な発光及び指向性を有しており、実装タイプの発光ダイオードでも容易に発光特性の向上を可能にした。
【００５７】
［実施例７］
実施例３において、ＬＥＤチップが載置されたリード電極２０４の表面の一部（図７の斜線部）が、光沢度Ｄ＝０．１で、その他の部分（斜線部以外の領域）及びリード電極２０５の表面はＤ＝１．０となるようにした。得られた発光ダイオードの指向特性は、実施例５とほぼ同等に良好なものであった。また、実施例１と同様に、リード電極の光沢の度合いを、日本電色工業株式会社製の微小面積色差計ＶＳＲ  ３００Ａ（スポット径５０μｍ）を用いて、反射部の内面、詳しくはカップの底面（その一部）を測定したところ、同様にＤ＝０．１であった。
【００５８】
［実施例８］
実施例３において、青色ＬＥＤチップに代わり、赤色のＬＥＤチップと、窒化ガリウム系化合物半導体からなる緑色のＬＥＤチップを用いた発光ダイオードを用意した。この時のリード電極の光沢度Ｄは、０．１である。各発光ダイオードの指向特性は、ほぼ同等なものであり、指向半値角が広く、且つ水平方向に広い視認性を有するものであった。これらの赤、緑、青色すなわちＲＧＢ三色を１画素とし、表示装置として１６×１６のドットマトリクスディスプレイを作製した。得られた表示装置は、広い視野角において十分な輝度を有しており、各色の指向特性がほぼ一致しているため、その広い視野角において良好な混色性を有するものであった。また、これらＬＥＤチップが異なる場合には、各ＬＥＤチップごとに光沢度を最適化して、チップごとにことなるリード電極を用いてもよい。
【００５９】
［実施例９］
次に、上述した部分的に光沢度の調節された表面（以下、光沢度調整領域と記す）を有するリード電極の形成方法ついて、その１実施形態について、以下説明する。
【００６０】
本実施例では、上記部分的な光沢度領域の形成に、メッキによるリード電極の皮膜上記光沢度Ｄの範囲にある表面を形成するものである。具体的な実施例としては、図１５にみるように、少なくとも２段階でリード電極をメッキすることである。以下、具体的なメッキ工程について、順を追って説明する。
【００６１】
通常、発光ダイオードに用いられるリード電極には、耐食性を持たせるために、何らかの皮膜が施されており、その中でメッキによるものが、多用されている。  図１５に示すように、適当な搬送手段５０３等により、複数のリード電極が連なったもの（連結されたリード電極）を搬送することで、各メッキを行う。すなわち、連結されたリード電極をリール・トウ・リール（ロール・トウ・ロール）でメッキするものであり、そのメッキが後述するように少なくとも第１のメッキ工程と、第２のメッキ工程具えることである。先ず、第１のメッキ工程として、図１５に示す第３のメッキ浴５０１により、リード電極のほぼ全面を浸して、電気メッキにより、リード電極のほぼ全面に銀メッキを施す。この時、第１のメッキ工程により形成された皮膜、すなわちリード電極のほぼ全面の光沢度Ｄは、１．０であった。次に、図１５に示すように、第２のメッキ工程として、リード電極端部から反射部を含む所望の領域まで、第４のメッキ浴に浸して、部分的にメッキを施す。このとき、第２のメッキ工程では、メッキ皮膜によるリード電極の表面の光沢度Ｄが、上記範囲（０．０５＜Ｄ＜０．５）となるように、電気メッキにより銀メッキするものであり、第２のメッキ工程により形成された皮膜の表面の光沢度Ｄは、０．２であった。このように、上記第１及び第２のメッキ工程を経ることで、選択的に所望の領域に光沢度の調整された表面を有するリード電極が得られる。このリード電極の反射部に、ＬＥＤチップをダイボンディングし、モールド部材として透光性樹脂で封止し、図１８に示す斜線部の表面の光沢度Ｄが０．０５〜０．５の範囲にある発光ダイオードが得られる。また、本実施例では、上記第３のメッキ浴、第４のメッキ浴をシアン系の銀を用いた。第２のメッキ工程では、図１７（ａ）に示すように、矢印の方向でもって、図中のタイバー５０７の位置までメッキされる深さでメッキ浴に浸漬し（図１６（ｂ））、図１８（ｂ）に示すように、斜線部が光沢度０．２にある発光ダイオードを形成した。この時、反射部の形状、ＬＥＤチップは実施例１と同様であり、発光ダイオードの発光特性もほぼ同等なものであった。
【００６２】
本発明において、部分的な光沢度の調節された領域（光沢度調整領域）を有するリード電極を有する発光ダイオードの製造方法は、リード電極のメッキにおいて、少なくともリード電極のほぼ全面にメッキする第１のメッキ工程と、その後に部分的にメッキする第２のメッキ工程を具備するものである。詳しくは、反射部を有するリード電極において、反射部を含む部分的な領域における光沢度Ｄが上記範囲にある表面を形成し、するものである。この時、好ましくは、上記光沢度の調整された領域以外の領域は、その表面の光沢度Ｄが、０．５を超えるようにすることである。なぜなら、光沢度Ｄが０．５を超えるような、皮膜が形成されることで、比較的緻密なメッキとなり、耐食性が向上する。すなわち、反射部を含む部分的な領域（光沢度調整領域）の表面が、上述した光の広がりを良好にする上記光沢度Ｄの範囲にあり、その他の部分が一般的な緻密で光沢性のあるメッキ皮膜を形成するものである。加えて、上記範囲にある光沢度調整領域では、モールド部材とのぬれ性が、より緻密な表面有する領域に比べて高い傾向にあり、それはモールド部材が所望とする領域以上に、リード電極表面に広がる傾向にあり、これがはんだ付け性に悪影響を与えるため、これを回避することが好ましい。つまり、詳しくは後述するように、モールド部材で被覆する領域以上に、すなわち被覆領域の外部にいたるまで、光沢度調整領域を形成すると、モールド部材が所望とする被覆領域よりも表面に広がって、特に光沢度調整領域表面をモールド部材がはい上がるように、表面を薄くモールド部材が被覆すると、薄く被覆された領域では、はんだ付けを悪化することにある。以下、上記範囲（０．０５＜Ｄ＜０．５、好ましくは、０．１＜Ｄ＜０．３）の光沢度にある表面を非光沢面、光沢度Ｄが０．５を超える表面を光沢面と記す。
【００６３】
本発明における第１のメッキ工程は、リード電極のほぼ全面にメッキすることである。具体的には、図１６（ａ）に示すように、リール・トウ・リールで複数連なったリード電極（連結されたリード電極）をメッキするための第３のメッキ浴に浸漬し、メッキ皮膜をリード電極のほぼ全面に形成する。この時、リード電極のほぼ全面とは、上記メッキ工程における連結されたリード電極、若しくは一対のリード電極のほぼ全面であることに限定されず、得られる発光ダイオードのリード電極のほぼ全面となるようにメッキするものである。すなわち、発光ダイオードに用いられないリード電極の一部、つまりメッキ工程を経た後、除去される部分の表面には、特に第１のメッキ工程においてメッキされる必要はなく、発光ダイオードに用いるリード電極のほぼ全面がメッキされるように、第１のメッキ工程を具えれば十分である。具体的には、図１７の連結されたリード電極において、リール・トウ・リールで送り出す際に用いるレール部５０９、加えてその近傍のリード電極の一部、タイバー（若しくはその一部）５０７等がある。
【００６４】
本発明における第２のメッキ工程は、部分的なメッキをリード電極に施すものである。部分的にメッキされることにより、反射部を含むリード電極の一部の表面が上記非光沢面となるような、光沢度調整領域をリード電極に少なくとも設けるものである。このため、具体的には第２のメッキ工程において、メッキするリード電極の部分的な領域とは、反射部を含む領域の場合と、反射部を除く領域の場合とがある。具体的には、図１７において矢印の方向がメッキ浴に浸漬する方向を示すものであり、前者の場合は図中の矢印の方向に相当し、後者の場合は図中の矢印と反対方向に相当し、すなわちレール部５０９からメッキ浴に近づける。詳しくは、図１７の矢印方向の場合、すなわち反射部を含む部分的な領域を第２のメッキ工程によりメッキする場合、図中の矢印方向にメッキ浴の液面に近づけ、図１６（ｂ）に示すようにリード電極の反射部含む領域（図中ではリード電極の反射部に近い端部から反射部を越える深さ）で浸漬する。また、反射部を除く領域の場合には、図１６（ｂ）に示すように、リードフレームを図中の矢印の方向にメッキ浴の液面に近づけ、反射部近傍まで、具体的には後述する理由からタイバーの手前まで浸漬する。このようにして、反射部を含む部分的な領域を、上記光沢度Ｄの範囲にある光沢度調整領域とするものである。より詳しくは、各メッキ浴を有するセルの高さを変えて、リード電極を浸漬する深さを決定して光沢度調整領域を形成する。これは、各メッキ工程で用いるメッキ浴を、メッキ浴を内部に有するセルと、更にそのセルを内部に有する槽を用いて、各メッキ工程をその槽に割り当て、それらの槽を並べて、図１５にみるように連結されたリード電極を槽及びセルに設けられたスリットを通すことでメッキし、この時のメッキ浴のリード電極に対する位置で浸漬する深さを決定する。
【００６５】
この時、光沢度が上記範囲に調整される部分的な領域としては、上述したように、少なくともＬＥＤからの発光を主に反射する反射部を含む領域を指すものであり、この反射部が上記光沢度の調整された領域であることが必要である。すなわち、それ以外の領域において、リード電極は特に光沢度が調節されている必要がなく、リード電極のメッキでは、リード電極の反射部を除くほぼ全面に上記光沢面をメッキ皮膜が形成され、上記反射部を含む部分的な領域を非光沢面とするために、本発明はほぼ全面にメッキする第１のメッキ工程と、部分的にメッキする第２のメッキ工程を具えるものである。
【００６６】
以上説明してきたように、本発明の発光ダイオードの製造方法は、上述したメッキ処理したリード電極を用いるものである。上述したような少なくとも反射部を含む部分的な領域が上記光沢度の範囲にある（光沢度調整領域）リード電極を用いてＬＥＤチップをダイボンディングし、モールド部材により封止することで、良好な指向性を有する発光ダイオードとして形成するものである。
【００６７】
本発明の製造方法は、そのような発光ダイオードの製造を生産性の良好なものとして、形成するものである。詳しくは、連結されたリード電極を第１の搬送手段から送り出し、第２の搬送手段により巻き取る間に、少なくとも上記第１のメッキ工程と、第２のメッキ工程とを具えることで、上記発光ダイオードの製造を実現するものである。そのため、好ましくは第１の工程と、第２の工程のみを具えることで、生産において最も簡略化され、且つ良好な指向性を有する発光ダイオードの形成に十分なリード電極となる。
【００６８】
しかし、上述したような第２のメッキ工程では、メッキ浴にリード電極を部分的に浸漬するため、特に上記光沢度調整領域である部分的な領域の制御が困難な問題があり、以下、このことについて説明する。リード電極素地の上に、直接上記範囲の光沢度にある（０．０５＜Ｄ＜０．５）非光沢面（メッキ皮膜）を形成するだけでは、上記光沢面の形成（メッキ皮膜）に比べて、皮膜の緻密性が劣るため耐食性に劣り、メッキ処理に費やす時間が増えるなど、生産性も劣る。そのため、好ましくは、実施例９に示すように、第１のメッキ工程により、リード電極のほぼ全面に上記光沢面を形成し、その後に第２のメッキ工程により反射部を含む部分的な領域を非光沢面を形成することである。すなわち、第１のメッキ工程によりリード電極のほぼ全面にメッキし、後の第２のメッキ工程により、反射部を含む部分的な領域を、上記範囲（０．０５＜Ｄ＜０．５、好ましくは０．１＜Ｄ＜０．３）の光沢度Ｄになるようメッキし、この時第１のメッキ工程では光沢度Ｄが第２のメッキ工程のそれより大きくなるようにすることである。
【００６９】
本発明では、上記モールド部材で封止される領域において、光沢度の調節された部分的な領域（上記光沢度調整領域）を有するリード電極用いた発光ダイオード及びその製造を目的とするものであり、生産性に富み、精度良く発光ダイオードを得られるものとするため、部分的なメッキ皮膜の形成について考慮しなければならない。詳しくは、メッキ浴に浸漬した際に、第２のメッキ工程における部分的なメッキの精度を上げるため、メッキ液面がリードフレームの濡れ性等により、その液面が上昇するため、それを考慮する必要がある。具体的には、図１７において、斜線部のタイバー５０７の位置で制御することで、精度良く第２のメッキ工程を行うことができる。それは、タイバーの手前までメッキ浴の液面に浸漬し、タイバーによりその形状変化、表面積変化があるため、リード電極を浸漬したときにこのタイバーの位置で、上記液面の上昇が抑えられ、精度良く部分的なメッキ（第２のメッキ工程）が行われる。すなわち、上記タイバーのように形状変化、表面積変化を有していない位置で、部分的なメッキを実施すると、連結された各リード電極間若しくはそれを構成するリードごとのばらつきが大きくなる。従って、上記タイバーの位置で、第２のメッキ工程における部分的なメッキをすることで、量産性を確保しながら良好な精度でもって部分的なメッキ皮膜を形成することができる。これにより形成される発光ダイオードは、タイバーを残すことによるストッパー部より反射部含むリード電極端部までの領域に、上記光沢度調整領域が形成されることとなる。
【００７０】
本発明において、メッキ、メッキ皮膜、メッキ浴の種類は、特に限定するものではなく、リード電極のメッキとして知られているメッキで良い。具体例としては、実施例で示す銀メッキ、その他にはＡｕ、Ｎｉ等若しくはそれらの合金メッキを用いることができる。また、第１のメッキ工程、第２のメッキ工程におけるメッキは、メッキの種類が異なっていても良い。例えば、第１のメッキ工程において、リード電極のほぼ全面に銀メッキを施し、第２のメッキ工程において、部分的にＡｕメッキを施すなどが、可能である。また、第１のメッキ工程、第２のメッキ工程において、上記非光沢面（光沢度調整領域）、光沢面の形成は、メッキ浴の組成、光沢剤、緩衝剤などの添加剤の有無、種類若しくは添加量、浴温、電流密度、攪拌などのメッキ条件、等を変化させることにより、所望の光沢度を有する皮膜（リード電極の表面）を形成する。更に、各メッキ工程において、特にメッキ方法は限定されないが、メッキの種類ごとに工業的に、生産性に有利な方法が、適宜選択される。
【００７１】
また、従来と同様に、リード電極の耐食性も考慮してリード電極を形成することが好ましい。具体的には、前記非光沢面を形成するメッキ工程では、上記耐食性が十分に確保される緻密な皮膜が形成されにくい傾向があるため、下層に緻密な皮膜を形成するか、その非光沢面の下の素地が露出しないように、上層に緻密な皮膜を形成するか、モールド樹脂などで覆うことで対処する。
【００７２】
これに加えて、上記非光沢面は、モールド樹脂の形成においても、留意すべきことがある。それは、上記非光沢面が反射部を含む領域で形成されるものであり、反射部はモールド部材により封止されるため、このモールド部材による封止の際にあらわれるぬれ性である。詳しくは、上記非光沢面は、封止の際若しくは封止の前処理の際に、光沢面に比べて、それらモールド部材若しくは前処理剤とのぬれ性が良好なため、それらが所望の領域以上に広がることである。このことは、はんだ付け不良を招く原因となる。なぜなら、モールド部材が必要以上にリード電極表面に広がって形成されると、はんだ付け位置までおよび、はんだ付け時にリード電極表面がモールド部材に覆われていると、はんだ付け性を悪化させ、はんだ付け不良を発生させるためである。このため、反射部を含む領域を非光沢面とする際には、上述したように、モールド部材に覆われるように封止される領域の内部に形成するか、はんだ付け位置よりも反射部側にある上記モールド部材がはんだ付け不良を起こす位置まで、はい上がる現象を回避できる。
【００７３】
（作用・効果）
以上説明したように、本発明においては、反射部を含む部分的な領域において、光沢度を調節したリード電極の形成（光沢度調整領域）が、リール・トウ・リールにおいて上述の第１のメッキ工程及び第２のメッキ工程を具備する方法により、生産性良く且つ指向特性の良好な発光ダイオードを製造するものである。
【００７４】
これは、光沢度Ｄが０．０５＜Ｄ＜０．５の範囲にあるメッキ皮膜では、上述したようにモールド部材が所望の封止領域より広い面積で封止され、ボンディング不良が発生したり、リード電極素地上に単一の皮膜として形成される場合には、腐食性・耐候性等に劣り、保管性に乏しいといった問題の発生を防ぐことにある。すなわち、少なくともＬＥＤチップからの発光を所望に光学設計可能な反射部が、上記光沢度の範囲（０．０５＜Ｄ＜０．５）にあればよいため、それ以外の領域は上記問題を解決する従来と同様な緻密なメッキ皮膜を、形成することである。
【００７５】
従って、リード電極において、上記反射部を含む部分的な領域を光沢度調整領域とし、それ以外の領域を別の光沢度、好ましくはその光沢度調整領域より光沢度を高くすることで、具体的には上述したように光沢度Ｄが０．５を超える値で、好ましくは更に０．８より大きい表面を呈することであり、上記製造方法においてはそのようなメッキ皮膜を形成することである。しかし、このようにリード電極に少なくとも上記光沢度調整領域である部分的な領域と、上記問題を回避できるようにそれ以外の領域を設けるのには、生産性、生産コストの問題が伴うことになる。
【００７６】
本発明の発光ダイオードの製造方法は、連結されたリード電極を少なくとも２つの搬送手段により送り出して巻き取られるまでに、上記第１のメッキ工程と第２のメッキ工程とを具備すること、すなわち、図１５，１６にみるようにリール・トウ・リールで上記反射部を含む部分的な領域を光沢度調整領域とした発光ダイオードを製造することである。このことにより、上述した問題を解決し、生産性良く、且つ精度良く発光ダイオードの製造が可能となる。第２のメッキ工程では、部分的なメッキをリード電極に施すが、このとき図１７に示すように、矢印の方向にメッキ浴浸漬させ、反射部５０５を含む領域をメッキする態様と、図中の矢印とは逆方向に浸漬させ、反射部５０５を除く領域をメッキする態様とがあり、上述した理由から好ましくは、前者の態様である。また、図１７にみるように、リード電極を浸漬する方向は、矢印の方向、それに反対の方向であり、この時図中の斜線を施したタイバー５０７でメッキを制御すると良好な精度でもって、部分的なメッキ（第２のメッキ工程）が可能である。
【００７７】
このようにして得られる発光ダイオードは、図１８に示すように、少なくとも反射部を含む部分的な領域（図中の斜線部５０６）が光沢度調整領域にあり、ＬＥＤチップからの発光を良好な指向性でもって、光の広がりを実現するものである。図１８に観るように、本発明の発光ダイオードは、モールド部材２０６により封止された領域に、リード電極２０４，２０５の一方の端部と、ＬＥＤチップが載置された反射部を含み、この一方の端部より反射部を含む領域を光沢度調整領域として形成されている。この光沢度調整領域以外の領域は、上述した理由から光沢度を高くすることが好ましい。実施例７、図６に示すように、モールド部材に被覆された領域（第１の領域）と、その外部に露出した領域（第２の領域）とを有する場合には、第１の領域が第２の領域より光沢度Ｄが小さく、更にはその光沢度Ｄが０．０５＜Ｄ＜０．５の範囲にあることが好ましい。
【００７８】
以上説明したように、発光ダイオードのリード電極に少なくとも２つの領域が存在することは、各領域で表面状態が異なることから、モールド部材による封止、実装時のはんだ付けの際に、接着性、ぬれ性などが異なるため、その影響を受けないように配慮する必要が生じる。このことは、すなわち上記第１の領域、第２の領域の場合には、モールド部材で被覆される領域でもって光沢度調整領域が形成されることにより、外部の領域（第２の領域）と隔てられ、上記表面状態の違いを認識せずとも、その発光ダイオードを取り扱うことが可能となる。
【００７９】
また、別の本発明の態様では、実装時のはんだ付け位置（はんだ領域）よりも、離れた位置から反射部を含む領域を光沢度調整領域とすること、更に好ましくは上記理由から、タイバーを残すことによるストッパー部から反射部を含む領域を光沢度調整領域とすることである。
【００８０】
ここで、上記端部を含むとは、上述したメッキを施す際に（第２のメッキ工程）、リード電極のどちらかの端部側から浸漬することによるものである。
【００８１】
［実施例１０］
実施例９とは逆に、第１のメッキ工程によりリード電極の表面が上記非光沢面となるメッキを行い、その後に、第２のメッキ工程により部分的に光沢面を形成する実施形態について、以下説明する。先ず、第１のメッキ工程により、図１６（ａ）に示すように、リード電極のほぼ全面にメッキするように第３のメッキ浴に浸漬し、表面の光沢度Ｄが０．２にあるメッキ皮膜を形成するが、この時図１７で示す連結されたリード電極のレール部５０９を下にして浸漬する。次に、第２のメッキ工程として、図１７（ａ）において、矢印と反対方向でもって、第４のメッキ浴液面に近づけ、タイバー５０７のところで液面の上昇を抑えるように、そのタイバー５０７手前までリードを浸漬し、光沢度１．０のメッキ皮膜を形成した。この時、リード電極の表面状態、メッキ浴の組成などにより、浸漬する深さを決定する。得られたリード電極の反射部２０８の底面の光沢度Ｄを、実施例１と同様に、日本電色工業株式会社製の微小面積色差計ＶＳＲ  ３００Ａ（スポット径５０μｍ）を用いて、反射部の内面、詳しくはカップの底面（その一部）を測定したところ、同様にＤ＝０．２であった。得られたリード電極を実施例９と同様に、ＬＥＤチップ２０８を反射部２０８にダイボンディングし、透光性樹脂２０６で封止して発光ダイオードを得る。得られる発光ダイオードは、図１８（ｂ）に示すように、斜線部で示すストッパーから封止されたリード電極端部までの領域が光沢度０．２にある光沢度調整領域を形成でき、その発光特性は、実施例９とほぼ同様である。しかし、モールド部材が被覆されない外部であって、ストッパー５０８よりモールド部材側の領域が、光沢度０．２である比較的粗な皮膜だけが形成されているため、実施例９に比べて、その保管性に僅かに劣るものである。また、その製造においては、第１のメッキ工程での皮膜の形成が実施例９のそれに比べて、時間を要するため、量産性の比較で劣るものとなる。
【００８２】
［実施例１１］
第２のメッキ工程において、図１７（ａ）の矢印に示す方向にリード電極５０４をメッキ浴液面に近づけ、図１８（ａ）の斜線部に示す非光沢面が形成されるように、図１７（ａ）中のタイバー５０６の手前となる深さまで図１６（ｂ）に示すように浸漬したことを除いて、実施例９と同様にリード電極を形成した。このリード電極を用いて、実施例９と同様に、ＬＥＤチップをダイボンディングし、モールド部材として透光性樹脂で封止し、発光ダイオードを得た。
【００８３】
得られた発光ダイオードは、図１８（ａ）に示すように、上記メッキ工程におけるリード電極のタイバー５０６を分断して残されたストッパー５０７の位置から、反射部側（図中の斜線部）の表面が上記光沢度調整領域となるものであった。この発光ダイオードの発光特性は、実施例９と同様に良好なものであった。また、上記第２のメッキ工程において、リード電極のタイバーまでを部分的にメッキすることで、実施例９に比べてメッキ皮膜の形成領域の精度が劣り、すなわち、各発光ダイオードにおいてはリード電極の上記光沢度調整領域にばらつきが多く、実施例９に比べてその歩留りに劣るものである。
【００８４】
［実施例１２］
第１のメッキ工程において、リード電極表面の光沢度Ｄを、１．２となるように、光沢剤の添加量を増やした第３のメッキ浴を用いる他は、実施例９と同様にしてリード電極を形成し、それを用いて発光ダイオードを形成した。得られたリード電極は、前記非光沢面の下地に第１のメッキ工程により形成された緻密な上記光沢面（光沢度Ｄ＝１．２）が形成されているため、耐食性が向上し、保管性に優れている。また、それにより得られる発光ダイオードは、図１７（ｂ）におけるストッパー位置より反射部側（先端部側）まで上記非光沢面が形成されているが、上述した様なモールド樹脂により封止する際において樹脂がリード電極に沿ってコーティングされる様な場合にも、上記非光沢面と光沢面との境目でもって、そのような現象を抑止する傾向にある。このため、上記ストッパー位置より反射部側でその境目が形成されているため、通常のボンディング位置となるストッパー位置から反射部とは反対側の位置まで、前記樹脂が這い上がることがなく良好な発光ダイオードが形成される。また、光沢度Ｄが実施例９に比べて高く、その皮膜は比較的緻密であるため、リード電極としても発光ダイオードとしても良好な保管性を有するものである。
【００８５】
［実施例１３］
図１７（ｂ）に示すように、切断除去後にストッパーとするタイバー５０７と反射部５０５との間に、タイバー５０７´´を設けたリード電極を用いる他は、実施例９と同様にして、第１のメッキ工程、第２のメッキ工程を経てメッキを施す。この時、第２のメッキ工程において、第４のメッキ浴に浸漬の際には、実施例９とは異なり、タイバー５０７´´の位置までメッキ皮膜が形成されるように、すなわち、上述したようにこのタイバー５０７´´をメッキ浴液面の上昇を抑える働きをさせ、反射部を含むタイバー５０７´´までの部分的な領域を光沢度調整領域として、メッキ皮膜を形成する。次に、連結されたリード電極をタイバーを切断、除去して、発光ダイオードに用いるわけであるが、この時タイバー５０７は実施例９と同様に、その一部を残して（突出部を形成）、ストッパー５０８として用いるが、タイバー５０７´´は、リード電極の面に合わせるように、除去する。すなわち、タイバー５０７´´は、タイバー５０７と異なり、リード電極から突出している一部を残してストッパーとせずに、突出した部分がほぼなくなるまで、ほぼ完全にタイバー５０７´´を除去する。このリード電極を用いて、発光ダイオードを形成し、この時モールド部材は、ほぼタイバー５０７´´の位置まで覆うように、すなわちモールド部材が被覆する領域の内部におさめるように形成する。こうすることで、上述したような光沢度調整領域がモールド部材の外部に露出する問題を回避でき、保管性が高まり、好ましい。得られる発光ダイオードは、発光特性について実施例９と同様に良好で、広い指向半値角を有し、高角度側でも良好な視認性を有するものであった。
【００８６】
本実施例では、ストッパーを形成するタイバー５０７と反射部との間に、タイバー５０７´´を設けて、部分的なメッキを施す際に、メッキ浴に浸漬した際に、浴液面がリード電極表面を上昇することを防止し、メッキ皮膜の位置精度を高めるように作用する。このため、この様な作用を有する連結されたリード電極の一部として、タイバー５０７´´を設けたが、これに限定されず、そのような液面の上昇を抑え、メッキ皮膜を所望の部分的な領域に精度良く形成するために、様々な方法を採ることができる。例えば、タイバーと反射部との間に、タイバー５０７´´とは連結されていないことで異なり外形的に突出したような凸部を設けて、上記皮膜精度を決定するものとする他、上述したような液面上昇を抑える様々な外形的変化を設けて、メッキ工程を経ることで、良好な光沢度調整領域の形成が可能である。
【００８７】
更にまた、上記部分的なメッキを位置決めするタイバー等を設ける位置としては、本実施例で示すように、好ましくはモールド部材で被覆される領域の内部とすることで、なぜならそれは、耐食性などの問題を回避できるためである。モールド部材で被覆される領域の外側にそのような位置決めのための部位をリード電極に設ける場合は、その設けられる位置としては、一部を残してストッパーとするタイバーと同様に決定されるものである。
【００８８】
［比較例１］
リード電極の光沢度Ｄが、１．０であることを除いて、実施例１と同様にして、発光ダイオードを得た。得られた発光ダイオードは、図５のＸ方向における指向特性が、図１０に示すように、光軸から２０°ずれた範囲において、光度が下がっており、比較的光軸方向でのみ視認するような用途に限定されるものとなっている。
【００８９】
［比較例２］
リード電極の光沢度Ｄが、０．６であることを除いて、実施例２と同様にして、発光ダイオードを得た。得られた発光ダイオードは、図１１に示す指向特性図に観るように、Ｘ，Ｙ方向ともに全体的にいびつな形状を呈している。図６−ａのＸ方向における指向特性（図１１−Ｘ）は、２０〜６０°付近では、その光度に大きな差がある。そのため、このような発光ダイオードを複数配列した表示装置では、正面からはずれたところで、輝度のばらつきを生み出す。また、図６−ａのＹ方向についても同様に、その指向特性（図１１−Ｙ）は、１０°付近に凹凸が観られ、同様なことが懸念される。
【００９０】
［比較例３］
リード電極の光沢度Ｄが、０．６であることを除いて、実施例２と同様にして、発光ダイオードを得た。得られた発光ダイオードは、図１２に示す指向特性図に観るように、Ｘ，Ｙ方向ともに全体的にいびつな形状を呈しており、特に図１−ａのＸ方向における指向特性（図１２−Ｘ）は、４０〜６０°付近に比較的大きな凹凸が観られる。これは、例えば、これらの発光ダイオードを、若しくはこれと異なる発光ダイオードと共に複数個配列した表示装置において、この範囲における視野角内で輝度のばらつき、若しくは特定の種類の発光ダイオードが目立つ結果となることを示唆するものであり、このような利用が困難なことを示すものである。また、図１−ｂのＹ方向における指向特性（図１２−Ｙ）についても同様であり、Ｘ方向に比べてその半値指向角が狭いため、顕著なものとはならないが、それでも同様な傾向にあり、複数個配列した場合に懸念されるものとなる。
【００９１】
［比較例４］
図３に示すように、モールド部材２０６中に実施例３と同程度の指向特性となるように、拡散剤３０１を添加したことを除いて、比較例２と同様にして発光ダイオードを得た。得られた発光ダイオードは、実施例３に比べて約３０％も光度が低下しており、また、高角度付近の光度が比較的高く、発光が不必要な方向へ漏れていることがわかった。
【００９２】
［比較例５］
リード電極の光沢度Ｄが、０．８であることを除いて、実施例７と同様にして、赤、緑、青色の三色の発光ダイオードを得た。これらＲＧＢ三色を１画素として、実施例８と同様にして表示装置を作成した。得られた表示装置は、斜めから観たとき、輝度にばらつきが発生しており、特に赤色と、緑及び青色とは発光素子が大きく異なるため、光軸からはずれたところで観察したときに、どちらかの色が目立つ結果となり、混色性は損なわれていた。
【００９３】
【発明の効果】
本発明の発光ダイオードは、狙った指向角内で好ましく光が分散されるため、容易に良好な指向特性が実現でき、従来のように拡散剤などを用いる方法に比べて、輝度が高くなる。更に、本発明の発光ダイオードは、発光素子の違いを吸収できるため、発光素子が異なるものであっても、同様に扱うことができ、またこのような異なる発光ダイオード間でも、共通の指向性を有するものが実現されている。これに加えて、異なる発光素子を同一のリード電極に載置してなる発光ダイオードにおいて、本発明のものは、容易に良好な混色性を実現でき、また指向角を広くしても同様であり、従来のように拡散剤、発光素子の違いを緩和するための特別な設計を必要としないものである。
【００９４】
また、発光ダイオードを複数配列した表示装置において、本発明のものは、従来のそれに比べて、高視野角で、且つ混色性に優れており、特に表示装置を斜めから観たときに、その良好な混色性を顕著にみてとれることができ、更に広視野角で輝度一定となる面状の表示装置の作製が容易になった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施形態を示す模式図
【図２】本発明におけるＬＥＤチップからの光の経路を説明する模式図
【図３】従来の発光ダイオードを説明する模式図
【図４】本発明に用いる光沢度の測定方法を説明する模式図
【図５】本発明の１実施形態を示す模式図
【図６】本発明の１実施形態を示す模式図
【図７】本発明の１実施形態を示す断面模式図
【図８】本発明の１実施形態を示す斜視図
【図９】本発明の１実施形態を示す斜視図
【図１０】本発明の１実施例に係る指向特性図
【図１１】本発明の１実施例に係る指向特性図
【図１２】本発明の１実施例に係る指向特性図
【図１３】本発明の１実施例に係る指向特性図
【図１４】本発明の１実施例に係る指向特性図
【図１５】本発明の１実施形態を説明する模式図。
【図１６】本発明の１実施形態を説明する模式図。
【図１７】本発明の１実施形態を説明する模式図。
【図１８】本発明の１実施形態を説明する模式図。
【符号の説明】
１０１・・・・光源
１０２・・・・検出器
１０３・・・・測定物
２０１，２０２，２０２・・・・ＬＥＤチップ
２０４，２０５・・・・リード電極
２０６・・・・モールド部材
２０７・・・・ワイヤ
２０８・・・・反射部
３０１・・・・拡散剤
【図１】
0004815708.tif 000002
【図２】
0004815708.tif 000003
【図３】
0004815708.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
0004815708.tif 000007
【図７】
0004815708.tif 000008
【図８】
0004815708.tif 000009
【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】
0004815708.tif 000016
【図１６】
0004815708.tif 000017
【図１７】
0004815708.tif 000018
【図１８】
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