JP2011129793A

JP2011129793A - 発光ダイオード光源の製造方法

Info

Publication number: JP2011129793A
Application number: JP2009288553A
Authority: JP
Inventors: Yukio Shirai; 幸夫白井; Kazuhiko Ueno; 一彦上野
Original assignee: Stanley Electric Co Ltd
Current assignee: Stanley Electric Co Ltd
Priority date: 2009-12-21
Filing date: 2009-12-21
Publication date: 2011-06-30

Abstract

【課題】
複数の凹部に蛍光体含有樹脂を注入・硬化する工程を含む白色発光ダイオード装置の製造方法において、各凹部を上面が開放された空間連通領域で連結すると、駆動時にこの部分が黄色味の強い光を発するため、白色発光ダイオード装置の色むらを引き起こしていた。
【解決手段】
上面が開放された空間連通領域で連結に代えて、横孔を通じて各凹部を連結し、これを通して各凹部の蛍光体含有樹脂の厚みを平均化することとした。横孔構造をとる部分は、蛍光体含有樹脂の表面が上方に開放されていないため、空間連通領域上面で黄色味が強い光を発して色むらの原因となることを回避できる。この結果、品質の揃った白色発光ダイオード装置を製造しやすくなる。
【選択図】図２

Description

本発明は、発光ダイオード装置の製造方法に関する。より詳しくは、発光ダイオード素子と蛍光体含有樹脂を組み合わせて白色等を発する光源を、より高品質に製造する方法に関する。

白色発光ダイオードは、近年、消費電力が小さいこと、寿命が長いことに加え、コストが下がったことによって、急速に照明装置として採用されつつある。しかし、その製造に当たっては各製品の色むらが大きいため、大量生産するに際してばらつきの小さい製造手法が望まれている。

特許文献１は、このようなばらつきを抑制するための手法の一例が記載されている。白色発光ダイオードの色は、青色発光ダイオードの周辺にどの程度の厚みの蛍光体層が形成されているかである程度左右される。従って、製造時に青色発光ダイオードを覆う蛍光体含有樹脂の厚みのばらつきがあると、それがそのまま色むらとなってしまう。特許文献１においては、各青色発光ダイオード素子の周辺に存在する蛍光体含有樹脂の量を、複数の凹部を連結することによって平均化し、色むらを抑制している。

特開２００６−１４０１９７

特許文献１に記載の製造方法では、凹部を連結するために空間連通領域を凹部間に形成している。この空間連通領域は、上面が開放されているため、青色発光ダイオードからの光を受けて空間連通領域内の蛍光体が黄色光を発する。ここで、青色発光ダイオード素子からその直上までの蛍光体含有樹脂の厚みより、青色発光ダイオード素子から空間連通領域上面までの蛍光体含有樹脂の厚みの方が大きい。従って、発光装置駆動時には、青色発光ダイオード素子直上は青みが強く、空間連通領域上面では黄色味が強い光を放出するように見えてしまい、発光装置の色むらとなってしまうという問題があった。

本発明は、空間連通領域を用いた白色発光ダイオード装置の製造方法において、特に色むらの解消を目的としたものである。具体的な手段として、上面が開放された空間連通領域の代わりに横孔を通じて各凹部を連結することで、各凹部の蛍光体含有樹脂の厚みを平均化することとした。

横孔構造をとる部分は、蛍光体含有樹脂の表面が上方に開放されていないため、空間連通領域上面で黄色味が強い光を発して色むらの原因となることを回避できる。この結果、品質の揃った白色発光ダイオード装置を製造しやすくなる。

本発明の白色発光ダイオード装置の製造工程の一例を示す図である。本発明の製造方法によって製造された白色発光ダイオード装置の一例である。

以下、図面を参照しながら本願発明による発光装置の製造方法を説明する。図１（Ａ）は、本発明による発光ダイオード装置製造に用いる下側基板１を示すものである。この下側基板１には、底部を有する穴２と、溝３が形成されている。この上に、図１（Ｂ）に示す上側基板４を被せて接着する。この上側基板４には、下側基板１の穴２に対応する箇所に貫通孔５が形成されている。また、一列に並んだ貫通孔５の端には、樹脂を充填した際に空気を逃がすための脱気孔６が形成されている。下側基板１の上に上側基板４を接着した結果、図１（Ｃ）に示すように、発光ダイオード素子を配置するための凹部８が形成された基板９を得ることができる。この基板９には、各凹部８間を連結する横孔７が形成されている。また、空気を逃がすための脱気孔６が、基板９端部の横孔７を通じて凹部８と繋がっている。

下側基板１、上側基板４ともガラスエポキシ基板等のこの分野で通常使用される材料を利用できる。また、下側基板と上側基板の接着や穴等の加工についても従来から確立された技術を使用できる。更に、溝３は、下側基板と上側基板４の一方又は両方に形成してよい。

続いて、図１（Ｄ）に示すように、基板９に配線パターン１０を形成する。本図においては、各凹部８に各１つの発光ダイオード素子が配置されるパターンを例示しているが、複数個であっても、保護素子等の他の素子を同時に配置するものであっても良い。なお、配線パターン１０の形成には、めっき等の従来から確立された技術を使用できる。

次に、図１（Ｅ）において、発光ダイオード素子１１を各凹部８底面にダイボンドする。更に、図１（Ｆ）において、発光ダイオード素子１１上の電極と配線パターン１０とをワイヤ１２等で電気的に接続する。発光ダイオード素子１１は、白色発光をさせるために中心波長が４７０ｎｍ以下の青色発光ダイオードを使用する。ただし、所望の発光色を得るために、発光波長を異なるものとしても良い。なお、発光ダイオード素子１１を固定するために絶縁性又は導電性の接着剤や共晶ハンダ等従来使用されているものを必要に応じて使用できる。更に、ワイヤ１２を使用せず、フリップチップ形式等の方法で配線パターン１０と電気的に接続することも任意である。

続いて、図１（Ｇ）に示すように、蛍光体含有樹脂１３を凹部８に充填し、硬化する。蛍光体含有樹脂１３は、予めエポキシ樹脂やシリコーン樹脂等にＹＡＧ：Ｃｅ等の白色発光ダイオードを構成するための蛍光体を混合したものである。必要に応じて粘度調整のための増粘材や、配光を調整するための拡散材なども同時に混合してもよい。なお、蛍光体の粒径は、横孔７の径の６分の１以下とするのが良い。横孔７の径に対して蛍光体の粒径が大きいと横孔７が詰まり、蛍光体含有樹脂１３の各凹部８における厚さの平均化が困難となるからである。

最後に、図１（Ｈ）に示すように、分割線１４に沿って各発光ダイオード装置ごとに分割し、発光ダイオード装置が完成する。図２は、このようにして完成した発光ダイオード装置の一つを取り出して図示したものである。なお、図１（Ｈ）では、各発光ダイオード装置一つに付き発光ダイオード素子１１が一つ含まれるよう分割しているが、複数個含むようにしても良い。この場合、発光ダイオードを用いたバー光源を簡便に製造できることは自明であろう。

１下側基板
２底部を有する穴
３溝
４上側基板
５貫通孔
６脱気孔
７横孔
８凹部
９基板
１０配線パターン
１１発光ダイオード素子
１２ワイヤ
１３蛍光体含有樹脂
１４分割線

Claims

複数の凹部を有し、かつ、前記各凹部が横孔を通じて連結されている基板を準備する第一の工程と、
前記凹部底面又はその周辺に配線パターンを形成する第二の工程と、
前記凹部底面に発光ダイオード素子を固定し、前記配線パターンと電気的に接続する第三の工程と、
前記凹部の少なくとも一つに蛍光体含有樹脂を注入し、前記横孔を通じて前記蛍光体含有樹脂を隣接する他の凹部にも充填する第四の工程と、
を含む発光装置の製造方法。
前記第一の工程は、底部を有する穴を持つ下側基板と、前記穴に対応する箇所に貫通孔を有する上側基板とを張り合わせて凹部を形成するものであり、かつ、前記各凹部を連結している横孔は、前記上側基板および／または前記下側基板に形成された溝によって形成されていること、を特徴とする請求項１に記載の発光装置の製造方法。
前記複数の凹部は、一列上に基板上に配置され、かつ、列の末端には脱気孔が形成されていること、を特徴とする請求項１又は２記載の発光装置の製造方法。
更に、前記第四の工程の後に、前記凹部と前記発光ダイオード素子を少なくとも一つ含む発光装置ごとに前記基板を分割する第五の工程と、を含む請求項１から３に記載の製造方法。