(57)【要約】【課題】製造コストの増加を抑えて、発光ダイオードの光度を向上させることのできる技術を提供する。【解決手段】基板２ａに発光素子３を接着し、発光素子３の上側電極と基板２ｂとをボンディングワイヤ４により接続した後、金型を用いて発光素子３およびボンディングワイヤ４を第１の樹脂５により封止する。その後、発光素子３およびボンディングワイヤ４を封止する第１の樹脂５の上面に、例えば３〜９Ｐａ．ｓ程度の粘性を有するポッティング樹脂を滴下し熱硬化させることにより、断面が凸型レンズ形状であって、その表面の粗さが上記第１の樹脂５の表面の粗さよりも小さい第２の樹脂６を形成する。【選択図】図１
2007109911.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の間隔を有し、対向して配置されたダイボンド電極およびワイヤボンド電極と、
前記ダイボンド電極に接着された発光素子と、
前記発光素子の上側電極と前記ワイヤボンド電極とを接続するボンディングワイヤと、
前記発光素子および前記ボンディングワイヤを封止する第１の樹脂と、
前記第１の樹脂の上面に形成された凸型レンズ形状の第２の樹脂とを有する発光ダイオードであって、
前記第２の樹脂の表面の粗さは前記第１の樹脂の表面の粗さよりも小さいことを特徴とする発光ダイオード。
【請求項２】
請求項１記載の発光ダイオードにおいて、前記第１の樹脂の表面の粗さは８〜１５μｍであることを特徴とする発光ダイオード。
【請求項３】
請求項１記載の発光ダイオードにおいて、前記発光素子の直上に位置する前記第１の樹脂の上面を覆う前記第２の樹脂の厚さは０．０２〜１．０ｍｍであることを特徴とする発光ダイオード。
【請求項４】
請求項１記載の発光ダイオードにおいて、前記第２の樹脂は、少なくとも前記発光素子の直上に位置する前記第１の樹脂の上面を覆うことを特徴とする発光ダイオード。
【請求項５】
請求項１記載の発光ダイオードにおいて、前記第２の樹脂は、前記第１の樹脂の上面全体を覆うことを特徴とする発光ダイオード。
【請求項６】
請求項１記載の発光ダイオードにおいて、前記第２の樹脂は、前記第１の樹脂の上面全体、および前記第１の樹脂の側面の一部または全体を覆うことを特徴とする発光ダイオード。
【請求項７】
請求項１記載の発光ダイオードにおいて、前記第１および第２の樹脂は、エポキシ樹脂またはシリコーン樹脂であることを特徴とする発光ダイオード。
【請求項８】
請求項１記載の発光ダイオードにおいて、前記第１の樹脂の上面に窪みが形成され、前記窪みに前記第２の樹脂が形成されていることを特徴とする発光ダイオード。
【請求項９】
請求項８記載の発光ダイオードにおいて、前記窪みの最も深い箇所の深さは０．２〜０．４ｍｍであることを特徴とする発光ダイオード。
【請求項１０】
請求項８記載の発光ダイオードにおいて、前記第２の樹脂の最も厚い箇所の厚さは０．５〜１．０ｍｍであることを特徴とする発光ダイオード。
【請求項１１】
請求項１記載の発光ダイオードにおいて、前記第２の樹脂の表面の粗さは０．１μｍ以下であることを特徴とする発光ダイオード。
【請求項１２】
（ａ）所定の間隔を有し、対向して配置されたダイボンド電極およびワイヤボンド電極を備えるフレームを用意する工程と、
（ｂ）前記ダイボンド電極に発光素子を接着する工程と、
（ｃ）前記発光素子の上側電極と前記ワイヤボンド電極とをボンディングワイヤにより接続する工程と、
（ｄ）金型を用いて前記発光素子および前記ボンディングワイヤを第１の樹脂により封止する工程と、
（ｅ）前記第１の樹脂の上面に、液状のポッティング樹脂を滴下する工程と、
（ｆ）前記ポッティング樹脂を硬化させて、断面が凸型レンズ形状の第２の樹脂を形成する工程とを有し、
前記第２の樹脂の表面の粗さが前記第１の樹脂の表面の粗さよりも小さいことを特徴とする発光ダイオードの製造方法。
【請求項１３】
請求項１２記載の発光ダイオードの製造方法において、前記ポッティング樹脂の粘度は３〜９Ｐａ．ｓであることを特徴とする発光ダイオードの製造方法。
【請求項１４】
請求項１２記載の発光ダイオードの製造方法において、前記第１の樹脂の表面の粗さは８〜１５μｍであることを特徴とする発光ダイオードの製造方法。
【請求項１５】
請求項１２記載の発光ダイオードの製造方法において、前記発光素子の直上に位置する前記第１の樹脂の上面を覆う前記第２の樹脂の厚さは０．０２〜１．０ｍｍであることを特徴とする発光ダイオードの製造方法。
【請求項１６】
請求項１２記載の発光ダイオードの製造方法において、前記第２の樹脂は、少なくとも前記発光素子の直上に位置する前記第１の樹脂の上面を覆うことを特徴とする発光ダイオードの製造方法。
【請求項１７】
請求項１２記載の発光ダイオードの製造方法において、前記第２の樹脂は、前記第１の樹脂の上面全体を覆うことを特徴とする発光ダイオードの製造方法。
【請求項１８】
請求項１２記載の発光ダイオードの製造方法において、前記第２の樹脂は、前記第１の樹脂の上面全体、および前記第１の樹脂の側面の一部または全体を覆うことを特徴とする発光ダイオードの製造方法。
【請求項１９】
請求項１２記載の発光ダイオードの製造方法において、前記第１および第２の樹脂は、エポキシ樹脂またはシリコーン樹脂であることを特徴とする発光ダイオードの製造方法。
【請求項２０】
請求項１２記載の発光ダイオードの製造方法において、前記第１の樹脂には離型剤が含まれていることを特徴とする発光ダイオードの製造方法。
【請求項２１】
請求項１２記載の発光ダイオードの製造方法において、前記第１の樹脂の上面に窪みを形成し、前記窪みに前記第２の樹脂を形成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２２】
請求項２１記載の発光ダイオードの製造方法において、前記窪みは、前記工程（ｄ）で形成されることを特徴とする発光ダイオードの製造方法。
【請求項２３】
請求項２１記載の発光ダイオードの製造方法において、前記窪みの最も深い箇所の深さは０．２〜０．４ｍｍであることを特徴とする発光ダイオードの製造方法。
【請求項２４】
請求項２１記載の発光ダイオードの製造方法において、前記第２の樹脂の最も厚い箇所の厚さは０．５〜１．０ｍｍであることを特徴とする発光ダイオードの製造方法。
【請求項２５】
請求項１２記載の発光ダイオードの製造方法において、前記第２の樹脂の表面の粗さは０．１μｍ以下であることを特徴とする発光ダイオードの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオードおよびその製造技術に関し、特に、プリント基板に表面実装されて使用される可視発光ダイオードに適用して有効な技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、表面実装型の可視発光ダイオード（以下、単に発光ダイオードと記す）は、その高輝度化にともない、携帯電話の液晶表示のバックライトやフラッシュライト、プリンタなどのＯＡ機器の光源、照明器具等に広く用いられている。さらに、従来から使われてきたあらゆる光源と置き換わる可能性を有しており、また、新たな用途を提案する発光デバイスとしても期待されている。
【０００３】
例えば、薄板金属からなる基板に一対の電極を形成し、一方の電極側に発光ダイオード素子を載置するための凹部を設けると共に、この凹部に載置した発光ダイオード素子と基板の他方の電極とをボンディングワイヤで接続し、発光ダイオード素子及びボンディングワイヤを樹脂によって封止する表面実装型発光ダイオードが開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
また、ガラエポ基板の上面に搭載した発光ダイオード素子の周囲に反射枠を配置し、この反射枠内に波長変換用材料が混入された第１の樹脂を充填して発光ダイオード素子を封止すると共に、反射枠を含むガラエポ基板の上部に第２の樹脂及び表層としての第３の樹脂を層状に重ねて全体を封止し、少なくとも第３の樹脂中には紫外線吸収剤を混入する表面実装型発光ダイオードが開示されている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００５】
また、発光素子が載置される一方の電極をガラエポ基板の裏面側に延設すると共に、この電極を底面とする凹部をガラエポ基板に形成し、凹部の底面に発光素子を載置すると共に、この発光素子と他方の電極とを電気的に接続し、発光素子を含む凹部内に波長変換用材料が混入された第１の樹脂を充填し、さらにその上方を第１の樹脂とは性質の異なる第２の樹脂で封止した表面実装型発光ダイオードが開示されている（例えば、特許文献３参照。）。
【特許文献１】特開２０００−５８９２４号公報（段落［００１２］〜［００１４］、図１）
【特許文献２】特開２０００−２６１０４１号公報（段落［００１６］〜［００１８］、図１）
【特許文献３】特開２００２−３２４９１７号公報（段落［００２５］〜［００２９］、図１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
発光ダイオードでは、例えば手仕上げで磨きをかけたモールド金型を使用してパッケージの表面の樹脂の透過性を上げる、反射鏡型のタブを用いる、または光の取り出し面をレンズ形状とするなどの方法により、集光効果を高めて光度の向上を図っている。しかしながら、光の取り出しの高効率化を目的とした上記方法については、以下に説明する種々の技術的課題が存在する。
【０００７】
例えばモールド金型の最終処理となる手仕上げ研磨では高度な研磨技術が必要とされるため、モールド金型の製作コストが高くなり、またモールド金型の製作に多大な時間を要してしまう。さらに、実際に手仕上げ研磨により最終処理されたモールド金型を用いて発光ダイオードを樹脂により封止しても、モールド金型の表面の仕上げ状態に関係なく、樹脂に含まれる離型剤の影響により樹脂の表面に凹凸が出来てしまう。このため、樹脂の透過性が上がらない、また光の取り出し面をレンズ形状としても予想する効果が得られないという問題が生じる。さらに、凹部の底面または反射枠内に発光素子を載置して発光素子で発した光を集光させる技術は、製造コストが高くなるという課題を有している。
【０００８】
本発明の目的は、製造コストの増加を抑えて、発光ダイオードの光度を向上させることのできる技術を提供することにある。
【０００９】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【００１１】
本発明による発光ダイオードは、所定の間隔を有し、対向して配置されたダイボンド電極およびワイヤボンド電極と、ダイボンド電極に接着された発光素子と、発光素子の上側電極とワイヤボンド電極とを接続するボンディングワイヤと、発光素子およびボンディングワイヤを封止する第１の樹脂と、第１の樹脂の上面に形成された凸型レンズ形状の第２の樹脂とを有し、上記第２の樹脂の表面の粗さは上記第１の樹脂の表面の粗さよりも小さい。
【００１２】
本発明による発光ダイオードの製造方法は、所定の間隔を有し、対向して配置されたダイボンド電極およびワイヤボンド電極を備えるフレームを用意する工程と、ダイボンド電極に発光素子を接着する工程と、発光素子の上側電極とワイヤボンド電極とをボンディングワイヤにより接続する工程と、金型を用いて発光素子およびボンディングワイヤを第１の樹脂により封止する工程と、第１の樹脂の上面に液状のポッティング樹脂を滴下する工程と、ポッティング樹脂を熱硬化させて、断面が凸型レンズ形状であって、その表面の粗さが上記第１の樹脂の表面の粗さよりも小さい第２の樹脂を形成する工程とを有する。
【発明の効果】
【００１３】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。
【００１４】
製造コストの増加を抑えて、発光ダイオードの光度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本実施の形態において、便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。
【００１６】
また、本実施の形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良い。さらに、本実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。同様に、本実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。
【００１７】
また、本実施の形態で用いる図面においては、平面図であっても図面を見易くするためにハッチングを付す場合もある。さらに、本実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１８】
（実施の形態１）
本実施の形態１による第１発光ダイオードの構造を図１〜図３を用いて説明する。図１は第１発光ダイオードの要部断面図、図２は第１発光ダイオードの透過上面図、図３は第１発光ダイオードの樹脂部分の拡大断面図である。さらに、図４に第１発光ダイオードの変形例の要部断面図を示す。なお、ここで説明する第１発光ダイオードは、３原色である赤色、緑色または青色の発光素子を樹脂封止することにより構成される発光ダイオードである。
【００１９】
第１発光ダイオード１は、所定の間隔を有し、対向して配置された一対の基板２ａ，２ｂを備えており、基板２ａ，２ｂは、例えば厚さが０．１〜０．３ｍｍ程度の銅、鉄、リン青銅などの熱伝導率の良い薄板金属をプレス成形することによって形成される。基板２ａはダイボンド電極として、また基板２ｂはワイヤボンド電極としてそれぞれ機能する。基板２ａ，２ｂの表面には、例えば銀メッキが施されており、基板２ａ，２ｂの光反射効率を上げる、または錆の発生等を防止して導電性を確実にしている。
【００２０】
発光素子３は、例えば略立方体形状のＧａＰ（ガリウムリン）系ＬＥＤ（Light Emitting Diode）チップである。このＬＥＤチップは、前工程または拡散工程と呼ばれる製造工程において半導体ウエハ上のチップ単位で、例えば以下のように形成することができる。例えば単結晶ＧａＰまたは単結晶ＧａＡｓ（ガリウムヒ素）からなる半導体基板（この段階では半導体ウエハと称する平面略円形状の半導体の薄板）上にｎ型半導体層およびｐ型半導体層をエピタキシャル結晶成長法により順次形成して発光層を形成する。続いて、半導体基板の裏面を研削して、半導体基板の厚さを所定の厚さまで減少させた後、さらに半導体基板の裏面を研磨する。続いて、ｐ型半導体層に電気的に接続するｐ側電極（上側電極）、半導体基板に電気的に接続するｎ側電極（下側電極）を形成した後、各ＬＥＤチップの電気的・光学的特性を測定する。例えば半導体基板を測定用ステージに載置し、ｐ側電極にプローブを接触させて入力端子から信号波形を入力すると、出力端子から信号波形が出力される。これをテスターが読み取ることにより各ＬＥＤチップの電気的・光学的特性が得られる。その後、半導体基板をダイシングして、例えば０．２〜３ｍｍ角程度の個々のＬＥＤチップに分割される。
【００２１】
発光素子３は、導電性接着材または共晶接合によって基板２ａのダイボンドエリアに接着固定されている。また、発光素子３の上面のｐ側電極は、基板２ａと対向する基板２ｂのワイヤボンドエリアとボンディングワイヤ４によって電気的に接続されている。ボンディングワイヤ４は、例えば金線であり、その直径は、例えば３０μｍ程度である。
【００２２】
発光素子３、ボンディングワイヤ４、基板２ａのダイボンドエリアおよび基板２ｂのワイヤボンドエリアは透明性を有する第１の樹脂５、例えばエポキシ樹脂またはシリコーン樹脂等により封止されている。後述するように、第１の樹脂５は金型を用いて成型されるため、第１の樹脂５には離型剤が含まれている。このため、鏡面仕上げをした金型を用いて成型したとしても、第１の樹脂５の表面には、例えば８〜１５μｍ程度の粗さ（図３中のＲｚ）を有する凹凸が形成される。
【００２３】
さらに、上記第１の樹脂５の上面には平面が楕円形状または円形状、断面が凸型レンズ形状の第２の樹脂６が形成されている。第２の樹脂６は透明性を有し、常温では液体であるが、１００〜２００℃程度の温度によって熱硬化する樹脂、例えばエポキシ樹脂またはシリコーン樹脂等が用いられる。液体状態の第２の樹脂６を第１の樹脂５の上面に滴下した後、熱硬化により固体状態の第２の樹脂６を形成するが、図３に示すように、液体状態の第２の樹脂が第１の樹脂５の表面の凹凸に入り込むことにより、第１の樹脂５の表面の凹凸が解消される。従って、第２の樹脂６は、第１の樹脂５の表面の凹凸を覆う厚みを持っていればよく、例えば発光素子の直上に位置する第１の樹脂５の上面を覆う第２の樹脂６の厚さは、例えば０．０２〜１．０ｍｍ程度である。さらに、第２の樹脂６の表面は鏡面状態であり、第１の樹脂５の表面の粗さよりも小さく、例えばその粗さは０．１μｍ以下である。
【００２４】
すなわち、第１の樹脂５の表面の粗さでは、発光素子３の発光の乱反射が生じ、光の取り出し効率が減衰して輝度が下がる。しかし、第１の樹脂５の表面の粗さを第２の樹脂６で覆うことにより、発光素子３の発光の乱反射を防ぎ、発光をそのまま上方向へ直進させて発光を集光することができる。第１の樹脂５の上面に第２の樹脂６を形成した第１発光ダイオードと、第２の樹脂６を形成しない発光ダイオードとを比較すると、前者の光度が約２０％向上するという測定結果が得られている。
【００２５】
なお、発光素子３の発光を集光させるためには、少なくとも発光素子３の直上の第１の樹脂５の上面を第２の樹脂６によって覆う必要があり、前記図１には、その一形態を示している。さらに図４に、第２の樹脂６の他の形態を示す。例えば図４（ａ）に示すように、第１の樹脂５の上面全体に第２の樹脂６を形成してもよく、または図４（ｂ）に示すように、第１の樹脂５の上面全体と側面の一部（または図示はしていないが側面全体）を覆って第２の樹脂６を形成してもよい。
【００２６】
また、第１の樹脂５を用いずに第２の樹脂６だけで発光素子３を覆う形態も考えられる。これにより、第１の樹脂５だけで発光素子３を覆う場合よりも光度を向上させることが可能となる。しかし、第２の樹脂６は第１の樹脂５よりも粘度が低く、成形された封止体の強度も低い。そのため、第２の樹脂６だけで封止体を成形した発光ダイオードは、例えばピンセットのような治具でピックアップしようとした際、封止体が壊れやすく、保持することが困難である。
【００２７】
これに対し、本実施の形態１による第１発光ダイオード１では、第１の樹脂５で発光素子３を封止した後、少なくとも発光領域である第１の樹脂５の上面を第２の樹脂６で覆うので、封止体を壊すことなく第１発光ダイオード１のピックアップが可能であり、また第１の樹脂５だけで発光素子３を覆う場合よりも光度を向上させることが可能である。
【００２８】
次に、本実施の形態１による第１発光ダイオードの製造方法を図５〜図１１を用いて工程順に説明する。図５は発光ダイオードの製造方法の工程図、図６〜図１１は各製造工程における第１発光ダイオードの要部断面図である。
【００２９】
まず、図６に示すように、発光素子を実装するフレーム７を用意する（図５の工程Ｐ１）。フレーム７は、例えば第１の方向に所定の間隔を有して並ぶ複数のダイボンドエリアと、複数のダイボンドエリアと繋がり第１の方向に延びる第１リードと、複数のダイボンドエリアと第１リードとを繋ぐ複数の第１吊りリードと、複数のダイボンドエリアと対向して第１の方向に沿って並ぶ複数のワイヤボンドエリアと、複数のワイヤボンドエリアと繋がり第１の方向に延びる第２リードと、複数のワイヤボンドエリアと第２リードとを繋ぐ複数の第２吊りリードとから構成される金属製の枠組みである。フレーム７は、例えば銅、鉄、リン青銅（銅を主成分として錫（３．５〜９．０％）およびリン（０．０３〜０．３５％）を含む合金）などの熱伝導率の良い薄板金属を母材とし、その厚さは、例えば０．１〜０．３ｍｍ程度である。
【００３０】
次に、フレーム７の一方の先端（ダイボンドエリア）に導電性接着材を塗り、その導電性接着材上に発光素子３を軽く押し付け、例えば１５０℃程度の温度によって導電性接着材の硬化処理を行う。これにより発光素子３とフレーム７とが機械的に固定され、また電気的に接続される（図５の工程Ｐ２）。
【００３１】
次に、図７に示すように、発光素子３が接着されたフレーム７の一方の先端と分離して対向するフレーム７のもう一方の先端（ワイヤボンドエリア）と発光素子３のｐ側電極とをボンディングワイヤ４を用いて接続する（図５の工程Ｐ３）。この際、ボンディングワイヤ４は、発光素子３の周辺部に触れないようにする。
【００３２】
次に、図８に示すように、発光素子３およびボンディングワイヤ４を含むフレーム７を金型８にセットし、例えば透明性を有する樹脂であって、１００〜２００℃程度の温度によって熱硬化する樹脂（例えばエポキシ樹脂またはシリコーン樹脂等）を圧送して金型８に流し込む。樹脂の粘度は、例えば４０〜３５０Ｐａ．ｓ程度である。続いて、例えば１５０℃程度の温度によって上記樹脂の熱硬化処理を行い、発光素子３、ダイボンドエリア、ボンディングワイヤ４およびワイヤボンドエリアを封止する第１の樹脂５を形成する（図５の工程Ｐ４）。この時、金型８の梨地状の表面および第１の樹脂５に含まれる離型剤の影響により、第１の樹脂５の表面には、例えば８〜１５μｍ程度の凹凸が形成される。
【００３３】
次に、図９に示すように、余計な第１の樹脂５およびバリを取り除き、さらに、露出したフレーム７の表面に半田メッキを施す（図５の工程Ｐ５）。続いて、図１０に示すように、成形ダイ９を用いてフレーム７の第１および第２吊りリードを切断し、さらに第１および第２吊りリードを成形する（図５の工程Ｐ６）。これにより、フレーム７が分離されて発光素子３が接着されたダイボンド電極（基板２ａ）およびワイヤボンド電極（基板２ｂ）が形成される。
【００３４】
その後、図１１に示すように、例えば透明性を有する液状の樹脂であって、１００〜２００℃程度の温度によって熱硬化する液状の樹脂（例えばエポキシ樹脂またはシリコーン樹脂等であり、以下、ポッティング樹脂と記す）をポッティングにより滴下させる（図５の工程Ｐ７）。ポッティング樹脂の粘度は、例えば３〜９Ｐａ．ｓ程度であり、第１の樹脂５の粘度よりも低い。凹凸のある第１の樹脂５の表面にポッティング樹脂を滴下させることにより、その凹凸にポッティング樹脂が入り込み、第１の樹脂５の表面は平坦になる。続いて、例えば１５０℃程度の温度によって上記ポッティング樹脂の熱硬化処理を行い、鏡面状の表面を有する第２の樹脂６を形成する（図５の工程Ｐ８）。第２の樹脂６は、少なくとも発光素子３の直上に位置する第１の樹脂５の上面を覆うように形成されるが、ポッティング樹脂を第１の樹脂５の上面に滴下することから、例えばその平面は楕円形状または円形状、その断面は凸型レンズ形状となる。これにより、前記図１に示した第１発光ダイオード１が略完成する。
【００３５】
次に、本実施の形態１による発光ダイオードから構成されるバックライトの製造方法を図１２〜図１７を用いて工程順に説明する。図１２はバックライトの製造方法の工程図、図１３〜図１７は各製造工程におけるバックライトの要部断面図である。さらに、図１８に、バックライトを内蔵した透過型液晶表示装置の概略図の一例を示す。
【００３６】
まず、図１３に示すように、実装基板１０を用意する。この実装基板１０の表面に、低抵抗の金属膜からなる配線パターン１１を形成した後（図１２の工程Ｐ１）、第１発光ダイオード１を接着する配線パターン１１上に半田ペースト１２を塗布する（図１２の工程Ｐ２）。
【００３７】
次に、図１４に示すように、例えば自動マウント機によって第１発光ダイオード１の一つ一つを真空吸着して実装基板１０上に移送し、半田ペースト１２を介して所望する配線パターン１１上に第１発光ダイオード１の基板２ａ，２ｂを押し付けた後（図１２の工程Ｐ３）、例えば１５０℃程度の温度によって半田ペースト１２の熱硬化処理を行うことにより、第１発光ダイオード１の基板２ａ，２ｂと配線パターン１１とが機械的に固定され、また電気的に接続される（図１２の工程Ｐ４）。
【００３８】
次に、図１５に示すように、隣接する第１発光ダイオード１の照射面側の間に反射板１３をはめ込む（図１２の工程Ｐ５）。一般に第１発光ダイオード１が発熱すると発光効率が下がり、色むらが生ずる。そこで、例えば背面への光の漏れを防いで、第１発光ダイオード１の発光効率を上げるために、シート（フィルムまたは板）からなる反射板１３を設置する。次に、図１６に示すように、照射面側に拡散板１４を設置する（図１２の工程Ｐ６）。拡散板１４は光を散乱または拡散させる半透明なシート（フィルムまたは板）であり、主に広い面全体を均一な明るさにするために使用される。
【００３９】
次に、図１７に示すように、拡散板１４上にプリズムシート１５ａ，１５ｂを設置する（図１２の工程Ｐ７）。プリズムシート１５ａ，１５ｂは前方への集光効果を持たせたシート（フィルムまたは板）であり、断面が鋸歯状または凹凸状などがある。これにより、バックライト１６が略完成する。
【００４０】
その後、図１８に示すように、バックライト１６を液晶表示素子１７の背面に設置することにより、バックライト１６を内蔵した液晶表示装置１８が略完成する。上記液晶表示素子１７は、例えば偏光板１７ａ、液晶素子１７ｂ、カラーフィルタ１７ｃ、偏光板１７ｄおよびハーフミラー１７ｅの積層により構成される。偏光板１７ａは光波の振動を一方向に制限する板またはフィルムであり、カラーフィルタ１７ｃは光の３原色（赤色、緑色および青色）を表示するためのフィルタである。
【００４１】
このように、本実施の形態１では、発光素子３およびボンディングワイヤ４を封止する第１の樹脂５の上面に、例えば３〜９Ｐａ．ｓ程度の粘性を有するポッティング樹脂を塗布し、熱硬化させて、鏡面状の表面を有する凸型レンズ形状の第２の樹脂６を形成する。これにより、発光素子３から発する光の乱反射を防ぐことができ、さらに発光素子３の発光をそのまま上方向へ直進させて集光することができる。従って、ポッティング樹脂の滴下と熱硬化処理とを製造工程に加えることのみで第１発光ダイオード１の集光効果が高まり、第１発光ダイオード１の光度を向上させることができる。
【００４２】
（実施の形態２）
本実施の形態２による第２発光ダイオードの構造を図１９〜図２１を用いて説明する。図１９は第２発光ダイオードの要部断面図、図２０は第２発光ダイオードの透過上面図、図２１は集光効果を説明するための第２発光ダイオードの要部断面図である。
【００４３】
本実施の形態２による第２発光ダイオード２１が、前述の実施の形態１による第１発光ダイオード１と相違する点は、第１の樹脂２２の上面に平面が楕円形状または円形状の窪み２３が形成され、その窪み２３に断面が上下凸型レンズ形状の第２の樹脂２４が形成されていることである。窪み２３は、第１の樹脂２２の上面の少なくとも発光素子３の直上領域、好ましくは発光素子３の直上を含み、それよりも広い領域に形成され、その深さは、例えば０．２〜０．４ｍｍ程度である。すなわち、前述の第１発光ダイオード１では、ポッティング樹脂の広がりおよび凸型レンズ形状を再現性良く形成することが比較的難しい。しかしながら、第２発光ダイオード２１では、第１の樹脂２２の表面に形成された窪み２３にポッティング樹脂が滴下され、その表面張力によって広がるので、第２の樹脂２４の大きさおよび上下凸型レンズ形状の再現性が第１発光ダイオード１よりも向上する。また、窪み２３を形成したことにより、上下凸レンズ形状の第２の樹脂２４を形成することができる。これにより、図２１に示すように、散乱した光の一部も集めることができるので、第２発光ダイオード２１は、第１発光ダイオード１よりも集光効果を上げることができて輝度の向上を図ることができる。第２発光ダイオード２１に形成される第２の樹脂２４の最も厚い箇所の厚さ（図１９中のｄ）は、例えば０．５〜１．０ｍｍ程度である。
【００４４】
なお、窪み２３は、例えば第２の樹脂５の形成の際に、第２の樹脂５の上面に窪み２３を形成するための凸部を有する金型を用いることによって容易に形成することができ、それ以外は、前述の実施の形態１と同様である。そのため、本実施の形態２による第２発光ダイオード２１の製造方法の説明は省略する。
【００４５】
このように、本実施の形態２によれば、発光素子３およびボンディングワイヤ４を封止する第１の樹脂２２の上面に窪み２３を形成し、ここにポッティング樹脂を滴下することにより、上下凸型レンズ形状の第２の樹脂２４を再現性良く形成することができる。さらに、第２の樹脂２４を上下凸レンズ形状とすることにより、第２発光ダイオード２１の集光効果が第１発光ダイオード１の集光効果よりも高くなり、第２発光ダイオード２１の輝度の向上を図ることができる。
【００４６】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【００４７】
例えば前記実施の形態では、３原色を構成する赤色、緑色または青色の発光素子を用いた発光ダイオードについて説明したが、その他の発光方式を用いた発光ダイオード、例えば蛍光体で覆われる青色発光素子を用いた白色発光ダイオード、または青紫色発光素子で赤色、緑色、青色発光の蛍光体を励起する方法を用いた発光ダイオードにも適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明の発光ダイオードは、携帯電話、車載用機器、交通信号機、照明器具またはＯＡ（Office Automation）機器などに広く用いることができ、従来から使われてきた光源との置き換えが可能であり、また、発光素子として新たな分野への用途も可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本実施の形態１による第１発光ダイオードの要部断面図である。
【図２】本実施の形態１による第１発光ダイオードの透過上面図である。
【図３】本実施の形態１による第１発光ダイオードの樹脂部分の拡大断面図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）は、本実施の形態１による第１発光ダイオードの変形例の要部断面図である。
【図５】本実施の形態１による発光ダイオードの製造方法の工程図である。
【図６】本実施の形態１による各製造工程における発光ダイオードの要部断面図である。
【図７】本実施の形態１による各製造工程における発光ダイオードの要部断面図である。
【図８】本実施の形態１による各製造工程における発光ダイオードの要部断面図である。
【図９】本実施の形態１による各製造工程における発光ダイオードの要部断面図である。
【図１０】本実施の形態１による各製造工程における発光ダイオードの要部断面図である。
【図１１】本実施の形態１による各製造工程における発光ダイオードの要部断面図である。
【図１２】本実施の形態１によるバックライトの製造方法の工程図である。
【図１３】本実施の形態１による各製造工程におけるバックライトの要部断面図である。
【図１４】本実施の形態１による各製造工程におけるバックライトの要部断面図である。
【図１５】本実施の形態１による各製造工程におけるバックライトの要部断面図である。
【図１６】本実施の形態１による各製造工程におけるバックライトの要部断面図である。
【図１７】本実施の形態１による各製造工程におけるバックライトの要部断面図である。
【図１８】本実施の形態１によるバックライトを内蔵した透過型液晶表示装置の概略図の一例である。
【図１９】本実施の形態２による第２発光ダイオードの要部断面図である。
【図２０】本実施の形態２による第２発光ダイオードの透過上面図である。
【図２１】本実施の形態２による集光効果を説明するための第２発光ダイオードの要部断面図である。
【符号の説明】
【００５０】
１  第１発光ダイオード
２ａ，２ｂ  基板
３  発光素子
４  ボンディングワイヤ
５  第１の樹脂
６  第２の樹脂
７  フレーム
８  金型
９  成型ダイ
１０  実装基板
１１  配線パターン
１２  半田ペースト
１３  反射板
１４  拡散板
１５ａ，１５ｂ  プリズムシート
１６  バックライト
１７  液晶表示素子
１７ａ，１７ｄ  偏向板
１７ｂ  液晶素子
１７ｃ  カラーフィルタ
１７ｅ  ハーフミラー
１８  液晶表示装置
２１  第２発光ダイオード
２２  第１の樹脂
２３  窪み
２４  第２の樹脂
【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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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