JP2007281218A - 発光ダイオードおよびその製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】発光ダイオードの発光効率の低下を防止することのできる技術を提供する。
【解決手段】熱による変色が生じにくい第１樹脂５（例えばシリコーン樹脂）で発光素子３の外部を覆い、さらに成形されたときに封止体の強度が高くなる第２樹脂６（例えばエポキシ樹脂）で第１樹脂５により覆われた発光素子３、ボンディングワイヤ４、第１フレーム２ａのダイボンドエリアおよび第２フレーム２ｂのワイヤボンドエリアを封止する。発光素子３において発熱が生じても封止体の透明性が劣化しにくいので、第２発光ダイオード７の発光効率の低下を防止することができる。
【選択図】図３

Description

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。
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。
例えば、発光素子と、発光素子を搭載する素子搭載部を有する第１リードと、発光素子の第２電極とボンディングワイヤで電気的に接続された第２リードと、発光素子の周囲を封止する透明樹脂とにより構成され、第１リードは素子搭載部が平坦な底面を有するカップ状に成形された発光装置が開示されている（例えば特許文献１参照）。
国際特許公開ＷＯ２００５／０９１３８３号パンフレット
発光ダイオードから出る光エネルギーを使って蛍光体を励起することにより白色を作り出す技術がある。この技術は、蛍光灯と同様の発光原理を用いるもので、パッケージされた蛍光体に依存して発光色は固定される。例えば青色発光素子と黄色蛍光体とをパッケージした白色を発光する発光ダイオードがあり、発光素子の青色と蛍光体で発光した黄色との合成により白色に見せるもので、擬似白色発光ダイオードとも呼ばれている。この擬似白色発光ダイオードは、現状では、最も発光効率が良いという特徴を有している一方で、純粋な白色（１００％ではない）が得られないという問題がある。
これに対して、３原色である赤色、緑色、青色の各色の発光素子を光源とした発光ダイオードを用いて白色を作り出す方法では、各発光ダイオードの明るさを調整することにより純粋な白色のみならず幅の広い色を再現することができる。例えば赤色、緑色、緑色、青色の４つの発光素子を１つのグループとして複数配列させることにより、純粋な白色を得ることができる。
しかしながら、３原色である赤色、緑色、青色の各色の発光素子を光源とした発光ダイオードについては、以下に説明する種々の技術的課題が存在する。
通常、各色の発光素子は透明な樹脂、例えばエポキシ系樹脂により封止されている。ところが発光素子は発光により発熱し、発光素子を長時間使用することによって発光素子の周辺の樹脂の色がこの発熱に起因して黄色に変色（劣化）する。この変色により樹脂の透過率が低下し、経過時間に応じて発光ダイオードの発光効率が低下するという問題が生じている。本願発明者の解析結果によると、１００時間で、８５．１％まで発光ダイオードの輝度が低下することが確認されている。この発光効率の低下は、発光ダイオードに大電流を流すに従って顕著に現れており、市場要求である高輝度でかつ高寿命の発光ダイオードの実現を困難なものとしている。
本発明の目的は、発光ダイオードの発光効率の低下を防止することのできる技術を提供することにある。
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。
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。
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フラット形状の第１フレームおよび第２フレームと、第１フレームのダイボンドエリアに接着された発光素子と、発光素子の第１電極と第２フレームのワイヤボンドエリアとを接続するボンディングワイヤと、発光素子の外部を覆う熱によって変色が生じにくい第１樹脂と、第１樹脂で覆われた発光素子、ボンディングワイヤ、第１フレームのダイボンドエリアおよび第２フレームのワイヤボンドエリアを封止する第２樹脂とを有する。
本発明による半導体装置の製造方法は、所定の間隔を有し、対向して配置された第１フレームおよび第２フレームを備えるリードフレームを用意する工程と、第１フレームのダイボンドエリアに発光素子を接着する工程と、発光素子の第１電極と第２フレームとをボンディングワイヤにより接続する工程と、熱によって変色が生じにくい第１樹脂をポッティングにより滴下して、発光素子の外部を第１樹脂により覆う工程と、第１樹脂を熱処理する工程と、金型を用いて第１樹脂で覆われた発光素子、ボンディングワイヤ、第１フレームのダイボンドエリアおよび第２フレームのワイヤボンドエリアを第２樹脂により封止する工程とを有する。
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。
発光素子の発熱による発光素子を覆う樹脂の変色が生じにくくなるので、発光ダイオードの発光効率の低下を防止することができる。
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。
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。
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。
（実施の形態１）
本実施の形態１による第１または第２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２発光ダイオードの透過上面図、図３（ａ）は第２発光ダイオードの要部断面図、図３（ｂ）は第２発光ダイオードの他の例の要部断面図である。なお、ここで説明する第１または第２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。
第１発光ダイオード１は、図１に示すように、所定の間隔を有し、対向して配置された一対の第１フレーム２ａおよび第２フレーム２ｂを備えている。第１および第２フレーム２ａ，２ｂはフラット状に成形されており、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加工することによって形成される。第１フレーム２ａはダイボンド電極として、また第２フレーム２ｂはワイヤボンド電極としてそれぞれ機能する。発光素子３が搭載される第１フレーム２ａの形状をフラット状として実装面を広げることにより、発光素子３から発生する熱の放熱性を向上させることができる。さらに、第１および第２フレーム２ａ，２ｂの表面には、例えば銀メッキが施されており、フレーム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。
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）３ａ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３ｂを形成する。続いて、半導体基板３ａの裏面を研削して、半導体基板３ａ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３ａ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３ｃ、半導体基板３ａに電気的に接続するｎ側電極３ｄ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ｎ側電極３ｄを測定用ステージに接触させて半導体基板３ａを測定用ステージ上に載せた後、ｐ側電極３ｃ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３ａ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。
発光素子３のｐ側電極３ｃは、第１フレーム２ａのダイボンドエリアと導電性接着材または共晶接合によって電気的に接続されている。すなわち、半導体基板３ａを上側に、発光層３ｂを下側にして発光層３ｂと第１フレーム２ａとをｐ側電極３ｃを介して向かい合わせて、発光素子３を第１フレーム２ａのダイボンドエリアに接着固定している。また、発光素子３のｎ側電極３ｄは、第１フレーム２ａと対向する第２フレーム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。
さらに、ボンディングワイヤ４、第１フレーム２ａのダイボンドエリアおよび第２フレーム２ｂのワイヤボンドエリアは、例えば電流を１０００時間流して発光させても１００％の透過率を有する第１樹脂５により封止されている。第１樹脂５は熱による変色が生じにくい樹脂であり、例えばシリコーン樹脂を用いることができる。シリコーン樹脂はその粘度が３〜９Ｐａ・ｓ（ａｔ２５℃）と相対的に低いことから変色しにくく、透明性を維持することができる。
前述したように、発熱による弊害の１つとして発光素子を封止する樹脂の変色があり、この変色によって樹脂の透過率が低下し、経過時間に応じて発光ダイオードの発光効率が低下するという問題がある。しかしながら、本実施の形態１による第１発光ダイオード１では、封止樹脂として熱による変色が生じにくいシリコーン樹脂を用いていることから、例えば発光素子３に電流を１０００時間程度流してもシリコーン樹脂の１００％の透過率が維持されるので、第１発光ダイオード１の発光効率の低下を防ぐことができる。
ただし、第１樹脂５にシリコーン樹脂を用いた場合、その粘度が３〜９Ｐａ・ｓ（ａｔ２５℃）と低く、成形されたときの封止体のシェア硬さ（強度）は、例えば３５と低い。このため、シリコーン樹脂のみで封止体を成形した第１発光ダイオード１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に封止体が壊れやすく、保持することが困難となることが考えられる。
そこで、図２および図３（ａ）に示すように、発光素子３の外部を熱による変色が生じにくい第１樹脂５、例えばシリコーン樹脂により覆い、さらにその第１樹脂５により覆われた発光素子３、ボンディングワイヤ４、第１フレーム２ａのダイボンドエリアおよび第２フレーム２ｂのワイヤボンドエリアを第２樹脂６により封止した第２発光ダイオード７を用いることもできる。第２樹脂６には、シェア硬さ（強度）が、例えば８４の樹脂を用いる。第２樹脂６には熱による変色が生じにくい樹脂が好ましいが、第２樹脂６は発光素子３と直接接しないので発光素子３の発熱の影響を受けにくく、第１樹脂５ほどの耐熱性は要求されない。すなわち、第２樹脂６としては第1樹脂５に比べて熱による変色が生じ易いものでもよく、言い換えると第1樹脂５に比べて粘度が高いものでもよく、例えばエポキシ樹脂を例示することができる。エポキシ樹脂は、電流を１００時間程度流して発光させていると変色が始まるが、その粘度は４０〜３５０Ｐａ・ｓ（ａｔ１５０℃）と高く、成形されたときの封止体のシェア硬さ（強度）は、例えば８４と第１樹脂５により成形された封止体の強度よりも高い。このように、成形されたときの封止体の強度が高い第２樹脂６を封止体の最外周に用いることにより、第２発光ダイオード７の取り扱いが容易となる。
なお、図３（ａ）に示した第２発光ダイオード７では発光素子３の外部全体を第１樹脂５により覆うとしたが、発光素子３の一部を構成する発光層３ｂにおいて最も高温となることから、露出する発光層３ｂのみを第１樹脂５により覆ってもよい。例えば図３（ｂ）に示すように、発光素子３の側壁に露出した発光層３ｂを第１樹脂５で覆うことによって、発熱による第２樹脂６の変色を防ぐことも可能である。
発光ダイオードに用いる封止樹脂としては、熱による変色が生じにくく、かつ成形されたときに所望する封止体の強度が得られる樹脂材料が好ましい。従って、１つの樹脂材料により上記２つの条件が満たされる場合には、その樹脂材料を用いて発光素子３を封止する上記第１発光ダイオード１の形態が適用される。しかし、１つの樹脂材料により上記２つの条件が満たされない場合は、まず、熱による変色が生じにくい樹脂材料（例えばシリコーン樹脂）で発光素子３の外部を覆い、さらに成形されたときに所望する封止体の強度が得られる樹脂材料（例えばエポキシ樹脂）でその周囲を覆うことにより発光素子３を封止する上記第２発光ダイオード７の形態が適用される。
次に、本実施の形態１による第２発光ダイオードの製造方法の一例を図４〜図１０を用いて工程順に説明する。図４は第２発光ダイオードの製造方法の工程図、図５（ａ）および（ｂ）はそれぞれフレームの要部断面図および要部平面図、図６〜図１０は各製造工程における第２発光ダイオードの要部断面図である。
まず、図５に示すように、発光素子を実装するフレーム８を用意する（図４の工程Ｐ１）。フレーム８は、例えば第１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８ａと、複数のダイボンドエリア８ａと繋がり第１方向に延びる第１リード８ｂと、複数のダイボンドエリア８ａと第１リード８ｂとを繋ぐ複数の第１吊りリード８ｃと、複数のダイボンドエリア８ａと対向して第１方向に沿って並ぶ複数のワイヤボンドエリア８ｄと、複数のワイヤボンドエリア８ｄと繋がり第１方向に延びる第２リード８ｅと、複数のワイヤボンドエリア８ｄと第２リード８ｅとを繋ぐ複数の第２吊りリード８ｆとから構成される金属製の枠組みである。フレーム８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。
次に、図６に示すように、フレーム８の一方の先端（ダイボンドエリア８ａ）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８とが機械的に固定され、また電気的に接続される（図４の工程Ｐ２）。
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８の一方の先端と分離して対向するフレーム８のもう一方の先端（ワイヤボンドエリア８ｄ）と発光素子３のｎ側電極とをボンディングワイヤ４を用いて接続する（図４の工程Ｐ３）。この際、ボンディングワイヤ４は、発光素子３の外周部に触れないようにする。
次に、図８に示すように、電流を１０００時間程度流しても透明性を有する液状の樹脂、例えばシリコーン樹脂９をポッティングにより滴下させて（図４の工程Ｐ４）、発光素子３の外部をシリコーン樹脂９によって覆う。シリコーン樹脂９の粘度は、例えば３〜９Ｐａ・ｓ程度（ａｔ２５℃）である。続いて、例えば１５０℃程度の温度によってシリコーン樹脂９の熱硬化処理を行い、発光素子３の外部を覆う前述した第１樹脂５をシリコーン樹脂９により形成する（図４の工程Ｐ５）。
次に、図９に示すように、シリコーン樹脂９により覆われた発光素子３およびボンディングワイヤ４を含むフレーム８を金型１０にセットし、例えば１５０℃以下の温度で透明性を有する樹脂であって、１７０〜１８０℃以上の温度によって熱硬化する樹脂、例えばエポキシ系樹脂１１を圧送して金型１０に流し込む（トランスファモールド方式）。エポキシ系樹脂１１の粘度は、例えば４０〜３５０Ｐａ・ｓ程度（ａｔ１５０℃）である。続いて、例えば１５０℃程度の温度によってエポキシ系樹脂１１の熱硬化処理を行い、発光素子３、ダイボンドエリア８ａ、ボンディングワイヤ４およびワイヤボンドエリア８ｄを封止する前述した第２樹脂６をエポキシ系樹脂１１により形成する（図４の工程Ｐ５）。第２樹脂６は、その粘度が４０〜３５０Ｐａ・ｓ（ａｔ１５０℃）と第１樹脂５よりも高く、さらには樹脂内に混在しているシリカの量も第１樹脂５よりも多いため、ポッティング方式により塗布するのが困難であるが、図９に示すようにトランスファモールド方式を適用すれば、金型のクランプ圧力が第２樹脂６に効率良く伝わり、成形された封止体の強度を確保することができる。
次に、余計な第２樹脂６（エポキシ樹脂１１）およびバリを取り除き、さらに、露出したフレーム８の表面に半田メッキを施す。続いて、図１０に示すように、切断ダイ１２を用いてフレーム８の第１および第２吊りリード８ｃ，８ｆを切断し、さらに第１および第２吊りリード８ｃ，８ｆを成形する（図４の工程Ｐ７）。これにより、フレーム８が分離されて発光素子３が接着された第１フレーム２ａおよび第２フレーム２ｂが形成されて、前記図３（ａ）に示した第２発光ダイオード７が略完成する。
次に、本実施の形態１による第２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１１〜図１７を用いて工程順に説明する。図１１はバックライトの製造方法の工程図、図１２〜図１６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。図１２〜図１６では、発光素子に設けられたｎ側電極およびｐ側電極の記述は省略している。さらに、図１７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。
まず、図１２に示すように、実装基板２０を用意する。この実装基板２０の表面に、低抵抗の金属膜からなる配線パターン２１を形成した後（図１１の工程Ｐ１）、第２発光ダイオード７を接着する配線パターン２１上に半田ペースト２２を塗布する（図１１の工程Ｐ２）。
次に、図１３に示すように、例えば自動マウント機によって第２発光ダイオード７の一つ一つを真空吸着して実装基板２０上に移送し、半田ペースト（図１３〜図１６では図示は省略）を介して所望する配線パターン２１上に第２発光ダイオード７の第１および第２フレーム２ａ，２ｂを押し付けた後（図１１の工程Ｐ３）、例えば１５０℃程度の温度によって半田ペーストの熱硬化処理を行うことにより、第２発光ダイオード７のフレーム２ａ，２ｂと配線パターン２１とが機械的に固定され、また電気的に接続される（図１１の工程Ｐ４）。
次に、図１４に示すように、隣接する第２発光ダイオード７の照射面側の間に反射板２３をはめ込む（図１１の工程Ｐ５）。シート（フィルムまたは板）からなる反射板２３を設置することにより、例えば背面への光の漏れを防いで、第２発光ダイオード７の発光効率を上げることができる。次に、図１５に示すように、照射面側に拡散板２４を設置する（図１１の工程Ｐ６）。拡散板２４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。
次に、図１６に示すように、拡散板２４上にプリズムシート２５ａ，２５ｂを設置する（図１１の工程Ｐ７）。プリズムシート２５ａ，２５ｂ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２６が略完成する。
その後、図１７に示すように、バックライト２６を液晶表示素子２７の背面に設置することにより、バックライト２６を内蔵した液晶表示装置２８が略完成する。上記液晶表示素子２７は、例えば偏光板２７ａ、液晶素子２７ｂ、カラーフィルタ２７ｃ、偏光板２７ｄおよびハーフミラー２７ｅの積層により構成される。偏光板２７ａ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２７ｃ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。
このように、本実施の形態１では、熱による変色が生じにくい第１樹脂５、例えばシリコーン樹脂を用いて封止体を構成することによって、発光効率の低下を回避することのできる発光ダイオード（第１発光ダイオード１の形態）を得ることができる。また、熱による変色が生じにくい第１樹脂５、例えばシリコーン樹脂で発光素子３の外部を覆い、さらに成形したときに所望する強度を有する第２樹脂６、例えばエポキシ樹脂を用いて封止体を構成することによって、発光効率の低下を回避するとともに所望する強度を有する発光ダイオード（第２発光ダイオード７）を得ることができる。
（実施の形態２）
本実施の形態２による第３発光ダイオードの構造を図１８および図１９を用いて説明する。図１８は第３発光ダイオードの透明上面図、図１９は第３発光ダイオードの要部断面図である。なお、発光素子３が搭載されるフレームの構造以外は、前述した実施の形態１に示した第２発光ダイオード７と同様であるためその説明を省略する。
図１８および図１９に示すように、前述した第２発光ダイオード７と同様に、第３発光ダイオード１３は、所定の間隔を有し、対向して配置された一対の第１フレーム１４ａおよび第２フレーム１４ｂを備えている。第１および第２フレーム１４ａ，１４ｂはフラット状に成形されている。
前述の実施の形態１に示した第２発光ダイオード７と相違する点は、第３発光ダイオード１３の発光素子３が搭載される第１フレーム１４ａにおいて、ダイボンドエリアの周囲に溝１５形成されていることである。すなわち、第３発光ダイオード１３においては、第２発光ダイオード７と同様に、発光素子３の外部は熱による変色の生じにくい第１樹脂５、例えばシリコーン樹脂で覆われ、さらにその第１樹脂５により覆われた発光素子３、ボンディングワイヤ４、第１フレーム１４ａのダイボンドエリアおよび第２フレーム１４ｂのワイヤボンドエリアは成形されたときに封止体の強度が高くなる第２樹脂６、例えばエポキシ樹脂で封止されている。しかし、第１樹脂５は樹脂を滴下するポッティングにより形成されるため、第１樹脂５に粘性の低い樹脂を用いると発光素子３上からポッティングされた第１樹脂５が広がり、最も好ましくない形態としては、発光素子３をほとんど覆わずに第１フレーム１４ａ上に流出することも考えられる。これによって、発光素子３と第２樹脂６とが直接接して、熱による第２樹脂６の変色が生じる場合がある。
そこで、ポッティングにより形成される第１樹脂５の流出を防ぐために、フレーム１４ａのダイボンドエリアの周囲に溝１５を形成する。溝１５の形状は、例えばＶ型またはＵ型であり、その幅は例えば４０〜５０μｍ、その深さは例えば１０〜２０μｍである。また、Ｖ型形状の溝１５は例えばプレス方式で形成され、Ｕ型形状の溝１５は例えばエッチング方式で形成される。
なお、第１樹脂５の上記流出を防ぐ方法として、例えば発光素子を搭載するフレームをカップ状に成型する方法がある［例えば特許文献１参照］。しかし、カップ状フレームの場合、金型を用いたプレス加工で素子搭載部をカップ状に成型した後、フレームの折り曲げ加工を行うなど、フレームの加工に手間がかかる。
このように、本実施の形態２によれば、フラット状の第１および第２フレーム１４ａ，１４ｂを用いても、ダイボンドエリアの周囲に溝１５を形成することにより、ポッティングにより形成された第１樹脂５の流出を防いで、発光素子３を熱による変色が生じにくい第１樹脂５で確実に覆うことができる。これにより、発光効率の低下を回避することのできる第３発光ダイオード１３を容易に実現することが可能となる。
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。
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、その他の発熱を伴う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。
本発明の発光ダイオードは、携帯電話、車載用機器、交通信号器、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、また、発光素子として新たな分野への用途も可能である。
本発明の実施の形態１による第１発光ダイオードの要部断面図である。 本発明の実施の形態１による第２発光ダイオードの透過上面図である。 （ａ）は本発明の実施の形態１による発光素子全体を第１樹脂で覆った第２発光ダイオードの要部断面図、（ｂ）は本発明の実施の形態１による発光層を第１樹脂で覆った第２発光ダイオードの要部断面図である。 本発明の実施の形態１による第２発光ダイオードの製造方法の工程図である。 （ａ）および（ｂ）は、それぞれ本発明の実施の形態１による第２発光ダイオードの製造方法の一例を示すフレームの要部断面図および要部平面図である。 図５に続く第２発光ダイオードの製造工程中の図５（ａ）と同じ箇所の要部断面図である。 図６に続く第２発光ダイオードの製造工程中の図５（ａ）と同じ箇所の要部断面図である。 図７に続く第２発光ダイオードの製造工程中の図５（ａ）と同じ箇所の要部断面図である。 図８に続く第２発光ダイオードの製造工程中の図５（ａ）と同じ箇所の要部断面図である。 図９に続く第２発光ダイオードの製造工程中の図５（ａ）と同じ箇所の要部断面図である。 本発明の実施の形態１によるバックライトの製造方法の工程図である。 本発明の実施の形態１によるバックライトの製造方法を示すバックライドの要部断面図である。 図１２に続くバックライトの製造工程中の図１２と同じ箇所の要部断面図である。 図１３に続くバックライトの製造工程中の図１２と同じ箇所の要部断面図である。 図１４に続くバックライトの製造工程中の図１２と同じ箇所の要部断面図である。 図１５に続くバックライトの製造工程中の図１２と同じ箇所の要部断面図である。 本発明の実施の形態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。 本発明の実施の形態２による第３発光ダイオードの要部上面図である。 本発明の実施の形態２による第３発光ダイオードの透過断面図である。
符号の説明
１ 第１発光ダイオード
２ａ 第１フレーム
２ｂ 第２フレーム
３ 発光素子
３ａ 半導体基板
３ｂ 発光層
３ｃ ｐ側電極
３ｄ ｎ側電極
４ ボンディングワイヤ
５ 第１樹脂
６ 第２樹脂
７ 第２発光ダイオード
８ フレーム
８ａ ダイボンドエリア
８ｂ 第１リード
８ｃ 第１吊りリード
８ｄ ワイヤボンドエリア
８ｅ 第２リード
８ｆ 第２吊りリード
９ シリコーン樹脂
１０ 金型
１１ エポキシ系樹脂
１２ 切断ダイ
１３ 第３発光ダイオード
１４ａ 第１フレーム
１４ｂ 第２フレーム
１５ 溝
２０ 実装基板
２１ 配線パターン
２２ 半田ペースト
２３ 反射板
２４ 拡散板
２５ａ，２５ｂ プリズムシート
２６ バックライト
２７ 液晶表示素子
２７ａ，２７ｄ 偏光板
２７ｂ 液晶素子
２７ｃ カラーフィルタ
２７ｅ ハーフミラー
２８ 液晶表示装置

Claims (17)

  1. 所定の間隔を有し、対向して配置されたフラット形状の第１フレームおよび第２フレームと、
    前記第１フレームのダイボンドエリアに接着された発光素子と、
    前記発光素子の第１電極と前記第２フレームのワイヤボンドエリアとを電気的に接続するボンディングワイヤと、
    前記発光素子を覆う第１樹脂と、
    前記第１樹脂で覆われた前記発光素子、前記ボンディングワイヤ、前記第１フレームのダイボンドエリアおよび前記第２フレームのワイヤボンドエリアを封止する第２樹脂とを有することを特徴とする発光ダイオード。
  2. 請求項１記載の発光ダイオードにおいて、前記第１樹脂は前記第２樹脂よりも熱による変色が生じにくいことを特徴とする発光ダイオード。
  3. 請求項１記載の発光ダイオードにおいて、前記第２樹脂は前記第１樹脂よりも高い強度を有することを特徴とする発光ダイオード。
  4. 請求項１記載の発光ダイオードにおいて、前記第１樹脂はシリコーン樹脂であり、前記第２樹脂はエポキシ系樹脂であることを特徴とする発光ダイオード。
  5. 請求項１記載の発光ダイオードにおいて、前記第１フレームのダイボンドエリアの周囲に溝が形成されていることを特徴とする発光ダイオード。
  6. 請求項５記載の発光ダイオードにおいて、前記溝はＶ型の形状であることを特徴とする発光ダイオード。
  7. 請求項５記載の発光ダイオードにおいて、前記溝はＵ型の形状であることを特徴とする発光ダイオード。
  8. 請求項１記載の発光ダイオードにおいて、前記発光素子は第１導電型の半導体基板上に前記第１導電型の第１半導体層と前記第１導電型とは異なる第２導電型の第２半導体層とを積層して構成される発光層を有することを特徴とする発光ダイオード。
  9. 請求項８記載の発光ダイオードにおいて、前記第１樹脂は、前記発光素子の発光層を覆っていることを特徴とする発光ダイオード。
  10. 請求項８記載の発光ダイオードにおいて、前記半導体基板を上側に、前記発光層を下側にして前記発光素子は前記第１フレームのダイボンドエリアに接着されていることを特徴とする発光ダイオード。
  11. （ａ）所定の間隔を有し、対向して配置された第１フレームおよび第２フレームを備えるリードフレームを用意する工程と、
    （ｂ）前記第１フレームのダイボンドエリアに発光素子を接着する工程と、
    （ｃ）前記発光素子の第１電極と前記第２フレームのワイヤボンドエリアとをボンディングワイヤにより接続する工程と、
    （ｄ）第１樹脂を滴下して、前記発光素子の外部を前記第１樹脂により覆う工程と、
    （ｅ）前記第１樹脂を熱処理する工程と、
    （ｆ）金型を用いて前記第１樹脂で覆われた前記発光素子、前記ボンディングワイヤ、前記第１フレームのダイボンドエリアおよび前記第２フレームのワイヤボンドエリアを第２樹脂により封止する工程とを有することを特徴とする発光ダイオードの製造方法。
  12. 請求項１１記載の発光ダイオードの製造方法において、前記第１樹脂は前記第２樹脂よりも熱による変色が生じにくいことを特徴とする発光ダイオードの製造方法。
  13. 請求項１１記載の発光ダイオードの製造方法において、前記第２樹脂は前記第１樹脂よりも高い強度を有することを特徴とする発光ダイオードの製造方法。
  14. 請求項１１記載の発光ダイオードの製造方法において、前記第１樹脂はシリコーン樹脂であり、前記第２樹脂はエポキシ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。
  15. 請求項１１記載の発光ダイオードの製造方法において、前記第１フレームのダイボンドエリアの周囲にプレス法によりＶ型の溝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。
  16. 請求項１１記載の発光ダイオードの製造方法において、前記第１フレームのダイボンドエリアの周囲にエッチング法によりＵ型の溝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。
  17. 請求項１１記載の発光ダイオードの製造方法において、前記発光素子は第１導電型の半導体基板と、前記半導体基板上に前記第１導電型の第１半導体層および前記第１導電型とは異なる第２導電型の第２半導体層を順次積層して形成された発光層とからなり、
    前記（ｂ）工程では、前記半導体基板を上側に、前記発光層を下側にして前記発光素子は前記第１フレームのダイボンドエリアに接着されることを特徴とする発光ダイオードの製造方法。
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