JP2011082488A - 発光ダイオードおよびその製造方法 - Google Patents

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Tzu-Chi Cheng
鄭子淇
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Abstract

【課題】 発光ダイオードおよびその製造方法を提供する。
【解決手段】 透光性を有するエンクロージャを用いて蛍光物質塗布の均一性を増進する方法によって、白色発光ダイオードの色温度の均一性およびその発光効率を高める。本発明の製造方法は、各形式の発光ダイオードチップの封止に広範に応用することができ、大量生産の効果を有する。
【選択図】 図６

Description

本発明は、発光ダイオードおよびその製造方法に関し、特に白色発光ダイオード装置の色温度均一性およびその発光効率を増進する方法およびその方法を用いて製造された発光ダイオードに関する。
図１は、特許文献１に開示された白色発光ダイオードを示す概略図である。この白色発光ダイオード１は、少なくともリードフレーム１１と、第１波長の光を発出する窒化ガリウム系発光ダイオードチップ１２と、蛍光物質１３とを含む。この蛍光物質１３は、この窒化ガリウム系発光ダイオードチップ１２が発出するエネルギーの一部を吸収し、転換して第２波長の光を発出するため、第１波長および第２波長が混合した白色光が得られる。図中、蛍光物質１３は、第１樹脂と混合した後に蛍光物質１３を含有する混合樹脂１４を形成し、それから、この混合樹脂１４を窒化ガリウム系発光ダイオードチップ１２が搭載されたリードフレーム１１のカップ内に充填し、窒化ガリウム系発光ダイオードチップ１２を完全に被覆する。続いて、第２樹脂１５でリードフレーム１１と、窒化ガリウム系発光ダイオードチップ１２と、混合樹脂１４とを封止すれば、この白色発光ダイオードが完成する。この混合樹脂１４の厚さを制御せずにこのリードフレームのカップ内に充填するため、蛍光物質の分布が極めて容易に不均一になりやすい。それがために、各方向の発光輝度および色温度の特性が不均一になるという欠点が存在している。
前記した特許文献１の欠点に対して、特許文献２には、白色発光ダイオード装置が開示され、図２はこの装置の構造を示す概略図である。この構造は、発光ダイオードチップ２２をリードフレーム２１の上に置き、それから、第１透明封止樹脂２３で発光ダイオードチップ２２の上方を封止すると共に、蛍光物質と別の第２透明封止樹脂とを混合して生成した混合樹脂２４を提供する。その後、この混合樹脂２４を第１透明封止樹脂２３の上に封止し、続いて、別の第３透明封止樹脂２５を混合樹脂２４の上に封止する。第１透明封止樹脂２３は、オーブン乾燥を経て円頂状を形成しているため、蛍光物質を含有する混合樹脂２４を特定の厚さで該円頂状の上に塗布ことができる。これにより、発光装置の色温度の角度分布が均一でないという欠点を解決できる。しかしながら、当該特許に開示されている技術内容によれば、第１透明封止樹脂２３と、混合樹脂２４と、第３透明封止樹脂２５とがそれぞれ作製された後、各封止するステップを行う。これらの封止工程において、各樹脂をそれぞれ高温でオーブン乾燥する必要があり、このような段階的な作製プロセスは、樹脂表面の汚染および各樹脂の間で付着力が不十分になるという欠点が極めてもたらしやすいため、工程の歩留まりを高めることができず、かつ工程ステップの複雑さを増加するという欠点が残されている。
また、図３は、特許文献３の発光素子を示す概略図である。該特許は、フリップチップ接続方式により封止する方法が開示され、かつ選択性の電気泳動法（ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｓｉｓ）により蛍光物質を沈積する技術が提供され、これらの方法と技術によって蛍光物質が発光ダイオードチップを被覆する均一性を高め、色温度の角度分布が均一でないという欠点を解決できる。これらの技術手段によれば、先ず、製造が完成した発光ダイオードチップ３２を、フリップチップ工程法によりフリップチップ基板３１に固設し、そして蛍光物質３３を形成できる溶液に載置している電気泳動装置３４を提供する。この電気泳動装置３４は、特定の電圧を加えれば、蛍光物質３３を発光ダイオードチップ３２の露出面に沈積させる。厚さが均一な蛍光物質３３を形成できるため、色温度の角度分布の均一性を効果的に高めることができる。しかしながら、この工程によれば、色温度の角度分布の均一性を高めることができるが、選択性の電気泳動沈積法による工程を使用する場合、発光ダイオードチップ３２およびフリップチップ基板３１の上では多種のフォトマスクを製造して蛍光物質が金属導電領域の上に沈積することを防止する必要があるため、チップ工程の複雑さおよびその製造コストが増加する。
また、図４は、特許文献４に開示された、蛍光物質が均一に塗布され、製造した白色光発光素子を示す概略図である。その技術手段によれば、先ず、垂直電極構造を有する発光ダイオードチップ４２を基板４１の上に固設し、そして蛍光物質と他の懸濁液（ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ）と混合し、この混合溶液を、噴霧（ｓｐｒａｙ）して発光ダイオードチップ４２の周囲に均一に塗布する。このように、厚さが均一な蛍光物質塗布層４３を形成し、色温度の角度分布の均一性を効果的に高めることができる。
また、図５は、特許文献５に開示された、蛍光物質が均一に塗布され、製造した白色光発光素子を示す概略図である。その技術手段によれば、先ず、発光ダイオードチップ５２を基板５１の上に固設し、そして蛍光物質と懸濁液（ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ）とを混合した混合溶液５３を発光ダイオードチップ５２の上に塗布し、続いてこの混合溶液５３を閉じ込め（ｃｏｎｆｉｎｅ）、混合溶液５３の蒸発（ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ）を制御して、厚さが均一な蛍光物質塗布層５４を発光ダイオードチップ５２の周囲に形成し、色温度の角度分布の均一性を効果的に高めることができる。
米国特許第５，９９８，９２５号明細書 米国特許第５，９５９，３１６号明細書 米国特許第６，５７６，４８８号明細書 米国特許出願公開第２００５／０２４４９９３号明細書 米国特許第７，２１７，５８３号明細書
従来の問題に鑑み、本発明の発明者は、長年にわたって研究開発してきた実務経験に基づき、発光ダイオードの製造手順が簡略化でき、コストを低減できる実現方法および蛍光物質を発光ダイオードチップの周りで均一に塗布する方法およびその方法を用いて製造された発光ダイオードを提供することができる。
また、本発明のいくつかの態様によれば、蛍光物質の塗布が均一でないためにもたらされる色温度の角度分布が均一でないという問題を解決することができる発光ダイオードおよびその製造方法を提供することができる。
本発明に係る発光ダイオードの製造方法は、リードフレームを提供するステップと、少なくとも１つの発光ダイオードチップを前記リードフレームの上に固設するステップと、前記発光ダイオードチップおよび前記リードフレームを電気的に接続するステップと、透光性を有するエンクロージャを形成して前記発光ダイオードチップを囲むステップと、前記エンクロージャで囲まれた前記発光ダイオードチップを有する領域に、蛍光物質を有する封止樹脂を塗布するステップとを含むことを特徴とする。
本発明の発光ダイオードの製造方法は、特に透光性を有するエンクロージャで発光ダイオードチップを囲む封止方法を提供し、蛍光物質の塗布が均一でないためにもたらされる色温度の角度分布が均一でないという欠点を解決すると共に、発光ダイオード装置の発光効率を増加することができる。
本発明の発光ダイオードの製造方法は、特に透光性を有するエンクロージャで発光ダイオードチップを囲む封止方法を提供し、製造手順を簡略化すると共に、コストを低減することができる。
この発光ダイオードの製造方法において、透光性を有するエンクロージャと発光ダイオードチップ辺縁との間は、所与の距離を有するようにしてもよい。
この発光ダイオードの製造方法において、少なくとも前記蛍光物質を含有する前記混合樹脂は、特定の厚さを有するようにしてもよい。
この発光ダイオードの製造方法において、前記透光性を有するエンクロージャと前記発光ダイオードチップ辺縁との間の所与の距離は、少なくとも前記蛍光物質を含有する前記混合樹脂を有する特定の厚さを上回らないようにしてもよい。
この発光ダイオードの製造方法において、前記発光ダイオードチップおよび前記リードフレームを電気的に接続するステップをさらに含むようしてもよい。
この発光ダイオードの製造方法において、前記発光ダイオードチップおよび前記リードフレームを電気的に接続するステップは、前記少なくとも１つの発光ダイオードチップを前記リードフレームの上に固設するステップを行った後に行うようにしてもよい。
この発光ダイオードの製造方法において、前記発光ダイオードチップおよび前記リードフレームを電気的に接続するステップは、前記少なくとも１つの透光性を有するエンクロージャを形成して前記発光ダイオードチップを囲むステップを行った後に行うようにしてもよい。
この発光ダイオードの製造方法において、前記混合樹脂表面を平坦化するステップをさらに含むようにしてもよい。
この発光ダイオードの製造方法において、前記発光ダイオードチップの表面から前記混合樹脂表面までの距離が前記発光ダイオードチップの側面から前記エンクロージャの内側までの距離以上であるようにしてもよい。
この発光ダイオードの製造方法において、前記発光ダイオードチップは、少なくとも正電極と負電極とを有するようにしてもよい。
この発光ダイオードの製造方法において、前記リードフレームは、少なくとも正電極と、負電極と、導熱パッドとを有するようにしてもよい。
この発光ダイオードの製造方法において、前記蛍光物質は、Ｓｒ１−ｘ−ｙＢａｘＣａｙＳｉＯ４：Ｅｕ２＋Ｆ、（Ｓｒ１−ｘ−ｙＥｕｘＭｎｙ）Ｐ２＋ｚＯ７：Ｅｕ２＋Ｆ、（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）Ａｌ２Ｏ４：Ｅｕ、（（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）（Ｍｇ，Ｚｎ））Ｓｉ２Ｏ７：Ｅｕ、ＳｒＧａ２Ｓ４：Ｅｕ、（（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）１−ｘＥｕｘ）（Ｍｇ，Ｚｎ）１−ｘＭｎｘ））Ａｌ１０Ｏ１７、Ｃａ８Ｍｇ（ＳｉＯ４）４Ｃｌ２：Ｅｕ，Ｍｎ、（（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ，Ｍｇ）１−ｘＥｕｘ）２ＳｉＯ４、Ｃａ２ＭｇＳｉ２Ｏ７：Ｃｌ、ＳｒＳｉ３Ｏ８・２ＳｒＣｌ２：Ｅｕ、ＢＡＭ：Ｅｕ、Ｓｒ−Ａｌｕｍｉｎａｔｅ：Ｅｕ、Ｔｈｉｏｇａｌｌａｔｅ：Ｅｕ、Ｃｈｌｏｒｏｓｉｌｉｃａｔｅ：Ｅｕ、Ｂｏｒａｔｅ：Ｃｅ，Ｔｂ、Ｓｒ４Ａｌ１４Ｏ２５：Ｅｕ、ＹＢＯ３：Ｃｅ，Ｔｂ、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ，Ｍｎ、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）（Ａｌ，Ｇａ）２Ｓ４：Ｅｕ、Ｃａ２ＭｇＳｉ２Ｏ７：Ｃｌ，Ｅｕ，Ｍｎ、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ，Ｍｇ）１０（ＰＯ４）６Ｃｌ２：Ｅｕ，ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ、（Ｙ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｌｕ，Ｙｂ）（ＡｌｙＧａ１−ｙ）５Ｏ１２：Ｃｅ、（Ｓｒ１−ｘ−ｙ−ｚＢａｘＣａｙＥｕｚ）２ＳｉＯ４、（Ｓｒ１−ａ−ｂＣａｂＢａｃ）ＳｉｘＮｙＯｚ：ＥｕａおよびＳｒ５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕａのいずれか、またはその組合せからなる混合材料から選ばれるようにしてもよい。
この発光ダイオードの製造方法において、少なくとも１種の蛍光物質を含有する混合樹脂を、前記エンクロージャで囲まれた領域内に充填する前記ステップは、スパッタリング法、化学気相成長法、インクジェット塗布法、スクリーン印刷塗布法、真空蒸着法、ゾルゲル法およびディスペンシング法のいずれか、またはその組合せからなる群から選ばれる方法を使用するようにしてもよい。
本発明の発光ダイオードは、リードフレームと、そのリードフレームの上に固設する発光ダイオードチップと、発光ダイオードチップを囲み、透光性を有するエンクロージャと、エンクロージャで囲まれた領域内に充填する少なくとも１種の蛍光物質を含有する混合樹脂と、を含むことを特徴としている。
この発光ダイオードにおいて、透光性を有するエンクロージャと発光ダイオードチップ辺縁との間は、所与の距離を有するようにしてもよい。
この発光ダイオードにおいて、少なくとも蛍光物質を含有する混合樹脂は、特定の厚さを有するようにしてもよい。
この発光ダイオードにおいて、透光性を有するエンクロージャと発光ダイオードチップ辺縁との間の所与の距離は、少なくとも蛍光物質を含有する混合樹脂を有する特定の厚さを上回らないようにしてもよい。
この発光ダイオードにおいて、リードフレームは、電気的に接続する回路をさらに含み、電気的に接続する回路は発光ダイオードチップとリードフレームを接続するように構成してもよい。
この発光ダイオードにおいて、混合樹脂の表面を平坦化される表面である構成としてもよい。
この発光ダイオードにおいて、発光ダイオードチップの表面から混合樹脂表面までの距離が発光ダイオードチップの側面からエンクロージャの内側までの距離以上であってもよい。
この発光ダイオードにおいて、リードフレームは、ダイボンディング領域を備え、このダイボンディング領域は、発光ダイオードチップを固設するのに用いるように構成してもよい。
この発光ダイオードにおいて、金属導線をさらに含み、この金属導線は、発光ダイオードチップをリードフレーム上に接続するのに用いるように構成してもよい。
この発光ダイオードにおいて、リードフレームは、導熱パッドをさらに含み、金属導線で発光ダイオードチップの正電極および負電極をこの導熱パッド上に接続するように構成してもよい。
この発光ダイオードにおいて、前記蛍光物質は、Ｓｒ１−ｘ−ｙＢａｘＣａｙＳｉＯ４：Ｅｕ２＋Ｆ、（Ｓｒ１−ｘ−ｙＥｕｘＭｎｙ）Ｐ２＋ｚＯ７：Ｅｕ２＋Ｆ、（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）Ａｌ２Ｏ４：Ｅｕ、（（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）（Ｍｇ，Ｚｎ））Ｓｉ２Ｏ７：Ｅｕ、ＳｒＧａ２Ｓ４：Ｅｕ、（（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）１−ｘＥｕｘ）（Ｍｇ，Ｚｎ）１−ｘＭｎｘ））Ａｌ１０Ｏ１７、Ｃａ８Ｍｇ（ＳｉＯ４）４Ｃｌ２：Ｅｕ，Ｍｎ、（（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ，Ｍｇ）１−ｘＥｕｘ）２ＳｉＯ４、Ｃａ２ＭｇＳｉ２Ｏ７：Ｃｌ、ＳｒＳｉ３Ｏ８・２ＳｒＣｌ２：Ｅｕ、ＢＡＭ：Ｅｕ、Ｓｒ−Ａｌｕｍｉｎａｔｅ：Ｅｕ、Ｔｈｉｏｇａｌｌａｔｅ：Ｅｕ、Ｃｈｌｏｒｏｓｉｌｉｃａｔｅ：Ｅｕ、Ｂｏｒａｔｅ：Ｃｅ，Ｔｂ、Ｓｒ４Ａｌ１４Ｏ２５：Ｅｕ、ＹＢＯ３：Ｃｅ，Ｔｂ、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ，Ｍｎ、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）（Ａｌ，Ｇａ）２Ｓ４：Ｅｕ、Ｃａ２ＭｇＳｉ２Ｏ７：Ｃｌ，Ｅｕ，Ｍｎ、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ，Ｍｇ）１０（ＰＯ４）６Ｃｌ２：Ｅｕ，ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ、（Ｙ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｌｕ，Ｙｂ）（ＡｌｙＧａ１−ｙ）５Ｏ１２：Ｃｅ、（Ｓｒ１−ｘ−ｙ−ｚＢａｘＣａｙＥｕｚ）２ＳｉＯ４、（Ｓｒ１−ａ−ｂＣａｂＢａｃ）ＳｉｘＮｙＯｚ：ＥｕａおよびＳｒ５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕａのいずれか、またはその組合せからなる混合材料から選ばれるようにしてもよい。
この発光ダイオードにおいて、混合樹脂は、スパッタリング法、化学気相成長法、インクジェット塗布法、スクリーン印刷塗布法、真空蒸着法、ゾルゲル法およびディスペンシング法のいずれか、またはその組合せからなる群から選ばれる方法を使用して前記エンクロージャで囲まれた領域内に充填してもよい。
上記したように、本発明の発光ダイオードおよびその製造方法によれば、１つまたは複数の以下の長所を有する。
イ、本発明に係る発光ダイオードおよびその製造方法によれば、透光性のエンクロージャで発光ダイオードチップを囲むことにより、蛍光物質塗布の均一性を高め、発光ダイオード装置の発光効率を高めることができる。
ロ、本発明に係る発光ダイオードおよびその製造方法によれば、透光性のエンクロージャで発光ダイオードチップを囲むことにより、蛍光物質を均一に塗布する手順を簡略化でき、製造コストを低減できる。
従来の白色発光ダイオード構造を示す概略図である。 従来の別の白色発光ダイオード構造を示す概略図である。 従来の別の発光素子構造を示す概略図である。 従来の別の白色発光ダイオード構造を示す概略図である。 従来の別の白色発光ダイオード構造を示す概略図である。 本発明の発光ダイオード構造を示す概略図である。 本発明の発光ダイオードの製造ステップを示す概略図である。 本発明の発光ダイオードの製造ステップを示す概略図である。 本発明の発光ダイオードの製造ステップを示す概略図である。 本発明の別の発光ダイオード構造を示す概略図である。
以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。
先ず、図６は、本発明の実施態様による発光ダイオード構造を示す概略図である。この実施態様によれば、本発明に係る製造プロセスは、以下のステップを含む。先ず、リードフレーム６１を提供するステップを行い、それから、発光ダイオードチップ６２をリードフレーム６１の上に固設するステップを行い、エンクロージャ（ｅｎｃｌｏｓｕｒｅ）６３を形成して発光ダイオードチップ６２を囲むステップと少なくとも１種の蛍光物質を含有する混合樹脂６４をエンクロージャ６３で囲まれた領域内に充填し、発光ダイオードチップ６２の上を被覆するステップを行う。エンクロージャ６３を形成する方法としては、インクジェット塗布法、スクリーン印刷塗布法、ゾルゲル法、ディスペンシング法および鋳膜法のいずれか、またはその組合せからなる群から選ばれる方法を使用してもよい。なお、リードフレーム６１の組成材質は、セラミックベース（Ｃｅｒａｍｉｃ ｂａｓｅｄ）、酸化アルミニウムベース（ＡｌＯ−ｂａｓｅｄ）、銅、アルミニウム、モリブデン、タングステン、窒化アルミニウムベース（ＡｌＮ−ｂａｓｅｄ）、およびその組合せから成る群から選ばれる。リードフレーム６１は、ダイボンディング領域６５と、電気的に接続した回路６８と、パッド６９と、電極端子７０とをさらに含む。また、ダイボンディング領域６５は、導体または非導体、もしくはその混合した材質であってもよい。発光ダイオードチップ６２とエンクロージャ６３との間は、所与の距離を有し、発光ダイオードチップ６２およびリードフレーム６１の寸法に基づいて最適なその距離を調整することができる。しかしながら、エンクロージャ６３は、透光性を有する材料であり、かつ発光ダイオードチップ６２およびリードフレーム６１の寸法に基づいて発光ダイオードチップ６２の上に位置する混合樹脂６４の特定の厚さを調整してもよい。混合樹脂６４の特定の厚さは発光ダイオードチップ６２の辺縁とエンクロージャ６３との所与の距離を下回らず、即ち、透光性を有するエンクロージャ６３と発光ダイオードチップ辺縁との間の所与の距離は、少なくとも蛍光物質を含有する混合樹脂６４の特定の厚さを上回らず、かつスパッタリング法、化学気相成長法、インクジェット塗布法、スクリーン印刷塗布法、真空蒸着法、ゾルゲル法およびディスペンシング法のいずれか、またはその組合せから成る群から選ばれる方法を使用して、混合樹脂６４をエンクロージャ６３で囲まれた領域内に形成する。この混合樹脂６４中の蛍光物質の材料としては、Ｓｒ１−ｘ−ｙＢａｘＣａｙＳｉＯ４：Ｅｕ２＋Ｆ、（Ｓｒ１−ｘ−ｙＥｕｘＭｎｙ）Ｐ２＋ｚＯ７：Ｅｕ２＋Ｆ、（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）Ａｌ２Ｏ４：Ｅｕ、（（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）（Ｍｇ，Ｚｎ））Ｓｉ２Ｏ７：Ｅｕ、ＳｒＧａ２Ｓ４：Ｅｕ、（（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）１−ｘＥｕｘ）（Ｍｇ，Ｚｎ）１−ｘＭｎｘ））Ａｌ１０Ｏ１７、Ｃａ８Ｍｇ（ＳｉＯ４）４Ｃｌ２：Ｅｕ，Ｍｎ、（（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ，Ｍｇ）１−ｘＥｕｘ）２ＳｉＯ４、Ｃａ２ＭｇＳｉ２Ｏ７：Ｃｌ、ＳｒＳｉ３Ｏ８・２ＳｒＣｌ２：Ｅｕ、ＢＡＭ：Ｅｕ、Ｓｒ−Ａｌｕｍｉｎａｔｅ：Ｅｕ、Ｔｈｉｏｇａｌｌａｔｅ：Ｅｕ、Ｃｈｌｏｒｏｓｉｌｉｃａｔｅ：Ｅｕ、Ｂｏｒａｔｅ：Ｃｅ，Ｔｂ、Ｓｒ４Ａｌ１４Ｏ２５：Ｅｕ、ＹＢＯ３：Ｃｅ，Ｔｂ、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ，Ｍｎ、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）（Ａｌ，Ｇａ）２Ｓ４：Ｅｕ、Ｃａ２ＭｇＳｉ２Ｏ７：Ｃｌ，Ｅｕ，Ｍｎ、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ，Ｍｇ）１０（ＰＯ４）６Ｃｌ２：Ｅｕ，ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ、（Ｙ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｌｕ，Ｙｂ）（ＡｌｙＧａ１−ｙ）５Ｏ１２：Ｃｅ、（Ｓｒ１−ｘ−ｙ−ｚＢａｘＣａｙＥｕｚ）２ＳｉＯ４、（Ｓｒ１−ａ−ｂＣａｂＢａｃ）ＳｉｘＮｙＯｚ：ＥｕａおよびＳｒ５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕａのいずれか、またはその組合せからなる混合材料であってもよい。そのうち、エンクロージャ６３は、透光性材料から選用し、その透光性材料としては、透光性樹脂、例としては透光性エポキシ樹脂あるいはシリコーン、または二酸化ケイ素、ガラス、埋め込み用樹脂などの材料のいずれかから選ばれること。本発明の製造の流れを下記に説明する。図７Ａに示すように、先ず、発光ダイオードチップ６２をリードフレーム６１のダイボンディング領域６５の上に固設し、そして金属導線７１で発光ダイオードチップ６２の正電極６６および負電極６７をリードフレーム上のパッド６９に接続する。続いて図７Ｂに示すように、金属導線７１を接続した後、透光性を有するエンクロージャ６３を提供し、発光ダイオードチップ６２を囲んで空間１００を形成する。さらに、少なくとも蛍光物質を含有する混合樹脂６４を空間１００に充填して、色温度および輝度の角度分布が均一な白色発光ダイオードを完成する。エンクロージャ６３を形成する方法としては、インクジェット塗布法、スクリーン印刷塗布法、ゾルゲル法、ディスペンシング法および鋳膜法のいずれか、またはその組合せからなる群から選ばれる方法を使用してもよい。以上のステップを完了する場合、図７Ｃに示すように、混合樹脂６４表面を平坦化するステップを追加してもよい。前記図７Ｂに開示された手順は、先ず、透光性を有するエンクロージャ６３をリードフレーム６１の上に提供し、それから、発光ダイオードチップ６２をリードフレーム６１のダイボンディング領域６５の上に固設することである。本実施態様において、透光性を有するエンクロージャ６３は、透光性材料から選用している。その透光性材料としては、透光性樹脂、例としては透光性エポキシ樹脂あるいはシリコーン、または二酸化ケイ素、ガラス、埋め込み用樹脂などの材料のいずれかから選ばれる。
図８は、本発明の別の発光ダイオード構造で、ダイボンディングする回路を省略した概略図である。この実施態様によれば、本発明に係る製造プロセスは以下のステップを含む。リードフレーム８１を提供するステップを行い、それから、複数の発光ダイオードチップ８２をリードフレーム８１の上に固設するステップを行い、複数の透光性を有するエンクロージャ８３を形成して発光ダイオードチップ８２をそれぞれ囲むステップを行えば、複数の空間を形成できる。エンクロージャ８３を形成する方法としては、インクジェット塗布法、スクリーン印刷塗布法、ゾルゲル法、ディスペンシング法および鋳膜法のいずれか、またはその組合せからなる群から選ばれる方法を使用してもよい。続いて、少なくとも１種の蛍光物質を含有する混合樹脂８４を前記複数の空間に充填して、色温度および輝度の角度分布が均一であるという特性を兼ねそろえた白色発光ダイオードを完成する。以上のステップを終了後に、混合樹脂８４表面を平坦化するステップを追加してもよい。混合樹脂８４表面を平坦化するステップを追加した場合、発光ダイオードチップ８２の表面から混合樹脂８４表面までの距離が発光ダイオードチップ８２の側面からエンクロージャ８３の内側までの距離以上必要となる。本実施態様において、透光性を有するエンクロージャ８３は、透光性材料から選用している。その透光性材料としては、透光性樹脂、例としては透光性エポキシ樹脂あるいはシリコーン、または二酸化ケイ素、ガラス、埋め込み用樹脂などの材料のいずれかから選ばれる。
上記説明したように、本発明は、発光ダイオードチップを透光性のエンクロージャにより囲むことにより、蛍光物質塗布の均一性を高め、または発光ダイオード装置の発光効率を高めることができる。また、蛍光物質を均一に塗布する手順をさらに簡略化でき、製造コストを低減できる。
本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
１：白色発光ダイオード
１１：リードフレーム
１２：窒化ガリウム系発光ダイオードチップ
１３：蛍光物質
１４：混合樹脂
１５：第２樹脂
２１：リードフレーム
２２：発光ダイオードチップ
２３：第１透明封止樹脂
２４：混合樹脂
２５：第３透明封止樹脂
３１：フリップチップ基板
３２：発光ダイオードチップ
３３：蛍光物質
３４：電気泳動装置
４１：基板
４２：発光ダイオードチップ
４３：蛍光物質塗布層
５１：基板
５２：発光ダイオードチップ
５３：混合溶液
５４：蛍光物質塗布層
６１、８１：リードフレーム
６２、８２：発光ダイオードチップ
６４、８４：混合樹脂
６３、８３：エンクロージャ
６５：ダイボンディング領域
６６：正電極
６７：負電極
６８：電気的に接続した回路
６９：パッド
７０：電極端子
７１：金属導線
１００：空間

Claims (25)

  1. リードフレームを提供するステップと、
    少なくとも１つの発光ダイオードチップを前記リードフレームの上に固設するステップと、
    少なくとも１つの透光性を有するエンクロージャを形成して前記発光ダイオードチップを囲むステップと、
    少なくとも１種の蛍光物質を含有する混合樹脂を、前記エンクロージャで囲まれた領域内に充填するステップと、
    を含む発光ダイオードの製造方法。
  2. 前記透光性を有するエンクロージャと前記発光ダイオードチップ辺縁との間は、所与の距離を有することを特徴とする、請求項１に記載の発光ダイオードの製造方法。
  3. 少なくとも前記蛍光物質を含有する前記混合樹脂は、特定の厚さを有することを特徴とする、請求項１又は２に記載の発光ダイオードの製造方法。
  4. 前記透光性を有するエンクロージャと前記発光ダイオードチップ辺縁との間の所与の距離は、少なくとも前記蛍光物質を含有する前記混合樹脂を有する特定の厚さを上回らないことを特徴とする、請求項２又は３に記載の発光ダイオードの製造方法。
  5. 前記発光ダイオードチップおよび前記リードフレームを電気的に接続するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項１〜４のうちのいずれか１項に記載の発光ダイオードの製造方法。
  6. 前記発光ダイオードチップおよび前記リードフレームを電気的に接続するステップは、前記少なくとも１つの発光ダイオードチップを前記リードフレームの上に固設するステップを行った後に行うことを特徴とする、請求項５に記載の発光ダイオードの製造方法。
  7. 前記発光ダイオードチップおよび前記リードフレームを電気的に接続するステップは、前記少なくとも１つの透光性を有するエンクロージャを形成して前記発光ダイオードチップを囲むステップを行った後に行うことを特徴とする、請求項５に記載の発光ダイオードの製造方法。
  8. 前記混合樹脂表面を平坦化するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項１乃至７に記載の発光ダイオードの製造方法。
  9. 前記発光ダイオードチップの表面から前記混合樹脂表面までの距離が前記発光ダイオードチップの側面から前記エンクロージャの内側までの距離以上であることを特徴とする、請求項１に記載の発光ダイオードの製造方法。
  10. 金属導線で前記発光ダイオードチップの正電極および負電極をリードフレームに接続するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項１〜９のうちのいずれか１項に記載の発光ダイオードの製造方法。
  11. 前記金属導線で前記発光ダイオードチップの前記正電極および前記負電極を前記リードフレーム上のパッドに接続するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項１０に記載の発光ダイオードの製造方法。
  12. 前記蛍光物質は、Ｓｒ１−ｘ−ｙＢａｘＣａｙＳｉＯ４：Ｅｕ２＋Ｆ、（Ｓｒ１−ｘ−ｙＥｕｘＭｎｙ）Ｐ２＋ｚＯ７：Ｅｕ２＋Ｆ、（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）Ａｌ２Ｏ４：Ｅｕ、（（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）（Ｍｇ，Ｚｎ））Ｓｉ２Ｏ７：Ｅｕ、ＳｒＧａ２Ｓ４：Ｅｕ、（（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）１−ｘＥｕｘ）（Ｍｇ，Ｚｎ）１−ｘＭｎｘ））Ａｌ１０Ｏ１７、Ｃａ８Ｍｇ（ＳｉＯ４）４Ｃｌ２：Ｅｕ，Ｍｎ、（（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ，Ｍｇ）１−ｘＥｕｘ）２ＳｉＯ４、Ｃａ２ＭｇＳｉ２Ｏ７：Ｃｌ、ＳｒＳｉ３Ｏ８・２ＳｒＣｌ２：Ｅｕ、ＢＡＭ：Ｅｕ、Ｓｒ−Ａｌｕｍｉｎａｔｅ：Ｅｕ、Ｔｈｉｏｇａｌｌａｔｅ：Ｅｕ、Ｃｈｌｏｒｏｓｉｌｉｃａｔｅ：Ｅｕ、Ｂｏｒａｔｅ：Ｃｅ，Ｔｂ、Ｓｒ４Ａｌ１４Ｏ２５：Ｅｕ、ＹＢＯ３：Ｃｅ，Ｔｂ、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ，Ｍｎ、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）（Ａｌ，Ｇａ）２Ｓ４：Ｅｕ、Ｃａ２ＭｇＳｉ２Ｏ７：Ｃｌ，Ｅｕ，Ｍｎ、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ，Ｍｇ）１０（ＰＯ４）６Ｃｌ２：Ｅｕ，ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ、（Ｙ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｌｕ，Ｙｂ）（ＡｌｙＧａ１−ｙ）５Ｏ１２：Ｃｅ、（Ｓｒ１−ｘ−ｙ−ｚＢａｘＣａｙＥｕｚ）２ＳｉＯ４、（Ｓｒ１−ａ−ｂＣａｂＢａｃ）ＳｉｘＮｙＯｚ：ＥｕａおよびＳｒ５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕａのいずれか、またはその組合せからなる混合材料から選ばれることを特徴とする、請求項１〜１１のうちのいずれか１項に記載の発光ダイオードの製造方法。
  13. 少なくとも１種の蛍光物質を含有する混合樹脂を、前記エンクロージャで囲まれた領域内に充填する前記ステップは、スパッタリング法、化学気相成長法、インクジェット塗布法、スクリーン印刷塗布法、真空蒸着法、ゾルゲル法およびディスペンシング法のいずれか、またはその組合せからなる群から選ばれる方法を使用することを特徴とする、請求項１〜１２のうちのいずれか１項に記載の発光ダイオードの製造方法。
  14. リードフレームと、
    前記リードフレームの上に固設する発光ダイオードチップと、
    前記発光ダイオードチップを囲み、透光性を有するエンクロージャと、
    前記エンクロージャで囲まれた領域内に充填する少なくとも１種の蛍光物質を含有する混合樹脂と、
    を含むことを特徴とする発光ダイオード。
  15. 前記透光性を有するエンクロージャと前記発光ダイオードチップ辺縁との間は、所与の距離を有することを特徴とする、請求項１４に記載の発光ダイオード。
  16. 少なくとも前記蛍光物質を含有する前記混合樹脂は、特定の厚さを有することを特徴とする、請求項１４又は１５に記載の発光ダイオード。
  17. 前記透光性を有するエンクロージャと前記発光ダイオードチップ辺縁との間の所与の距離は、少なくとも前記蛍光物質を含有する前記混合樹脂を有する特定の厚さを上回らないことを特徴とする、請求項１５又は１６に記載の発光ダイオード。
  18. 前記リードフレームは、電気的に接続する回路をさらに含み、前記電気的に接続する回路は前記発光ダイオードチップと前記リードフレームを接続することを特徴とする、請求項１４〜１７のうちのいずれか１項に記載の発光ダイオード。
  19. 前記混合樹脂の表面を平坦化される表面であることを特徴とする、請求項１４〜１８のうちのいずれか１項に記載の発光ダイオード。
  20. 前記発光ダイオードチップの表面から前記混合樹脂表面までの距離が前記発光ダイオードチップの側面から前記エンクロージャの内側までの距離以上であることを特徴とする、請求項１４に記載の発光ダイオード。
  21. 前記リードフレームは、ダイボンディング領域を備え、前記ダイボンディング領域は、前記発光ダイオードチップを固設するのに用いることを特徴とする、請求項１４〜２０のうちのいずれか１項に記載の発光ダイオード。
  22. 前記発光ダイオードは、金属導線をさらに含み、前記金属導線は、前記発光ダイオードチップを前記リードフレーム上に接続するのに用いることを特徴とする、請求項１４に記載の発光ダイオード。
  23. 前記リードフレームは、導熱パッドをさらに含み、前記金属導線で前記発光ダイオードチップの正電極および負電極を前記導熱パッド上に接続することを特徴とする、請求項２２に記載の発光ダイオード。
  24. 前記蛍光物質は、Ｓｒ１−ｘ−ｙＢａｘＣａｙＳｉＯ４：Ｅｕ２＋Ｆ、（Ｓｒ１−ｘ−ｙＥｕｘＭｎｙ）Ｐ２＋ｚＯ７：Ｅｕ２＋Ｆ、（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）Ａｌ２Ｏ４：Ｅｕ、（（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）（Ｍｇ，Ｚｎ））Ｓｉ２Ｏ７：Ｅｕ、ＳｒＧａ２Ｓ４：Ｅｕ、（（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）１−ｘＥｕｘ）（Ｍｇ，Ｚｎ）１−ｘＭｎｘ））Ａｌ１０Ｏ１７、Ｃａ８Ｍｇ（ＳｉＯ４）４Ｃｌ２：Ｅｕ，Ｍｎ、（（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ，Ｍｇ）１−ｘＥｕｘ）２ＳｉＯ４、Ｃａ２ＭｇＳｉ２Ｏ７：Ｃｌ、ＳｒＳｉ３Ｏ８・２ＳｒＣｌ２：Ｅｕ、ＢＡＭ：Ｅｕ、Ｓｒ−Ａｌｕｍｉｎａｔｅ：Ｅｕ、Ｔｈｉｏｇａｌｌａｔｅ：Ｅｕ、Ｃｈｌｏｒｏｓｉｌｉｃａｔｅ：Ｅｕ、Ｂｏｒａｔｅ：Ｃｅ，Ｔｂ、Ｓｒ４Ａｌ１４Ｏ２５：Ｅｕ、ＹＢＯ３：Ｃｅ，Ｔｂ、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ，Ｍｎ、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）（Ａｌ，Ｇａ）２Ｓ４：Ｅｕ、Ｃａ２ＭｇＳｉ２Ｏ７：Ｃｌ，Ｅｕ，Ｍｎ、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ，Ｍｇ）１０（ＰＯ４）６Ｃｌ２：Ｅｕ，ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ、（Ｙ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｌｕ，Ｙｂ）（ＡｌｙＧａ１−ｙ）５Ｏ１２：Ｃｅ、（Ｓｒ１−ｘ−ｙ−ｚＢａｘＣａｙＥｕｚ）２ＳｉＯ４、（Ｓｒ１−ａ−ｂＣａｂＢａｃ）ＳｉｘＮｙＯｚ：ＥｕａおよびＳｒ５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕａのいずれか、またはその組合せからなる混合材料から選ばれることを特徴とする、請求項１４〜２３のうちのいずれか１項に記載の発光ダイオード。
  25. 前記混合樹脂は、スパッタリング法、化学気相成長法、インクジェット塗布法、スクリーン印刷塗布法、真空蒸着法、ゾルゲル法およびディスペンシング法のいずれか、またはその組合せからなる群から選ばれる方法を使用して前記エンクロージャで囲まれた領域内に充填することを特徴とする、請求項１４〜２４のうちのいずれか１項に記載の発光ダイオード。
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