JP2012094709A - 半導体発光装置及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
従来のテレビ画面の照明装置として側面照明を行うために、長尺の矩形型回路基板に多数のLED発光素子を並べて実装していたが、側面全体に渡って照明効果が平均化されたLED発光装置を実現するのが困難であった。
【解決手段】
基板上に、複数の樹脂封止された半導体発光素子を直列接続して構成した発光素子ブロックを複数個設け、前記複数の発光素子ブロックを接続して構成する半導体発光装置において、前記基板上に接続配置された各発光素子ブロックを構成する各発光素子の順方向電圧の合計値が所定の範囲に入り、かつ輝度、色度の値が所定値範囲になるよう、各発光素子が選択組合せさられていることを特徴とする。
【選択図】 図1
Description
発光素子を直列接続して構成した発光素子ブロックを一個又は複数個を有する半導体発光装置において、
前記発光素子ブロックが、
各発光素子の順方向電圧の合計値が所定の範囲に入り、
且つ輝度若しくは色度の値が所定値範囲に入り、
前記発光素子ブロックが複数のグループに分割され、
該複数のグループのなかに、
前記発光素子の順方向電圧の平均値よりも高い順方向電圧を有する発光素子からなるグループと、
前記発光素子の順方向電圧の平均値よりも低い順方向電圧を有する発光素子からなるグループと
を備えていることを特徴とする。
順方向電圧並びに輝度若しくは色度、並びにその配置位置が分かる発光素子の集合体を準備する準備工程と、
前記順方向電圧並びに輝度若しくは色度に基づいて前記半導体発光素子の選択及び組合せを行い前記搬送テープに前記発光素子を装填する順序を決める選択組合せ工程と、
該装填順序に従って前記発光素子を前記搬送テープに装填していく装填工程と、
該搬送テープに装填された発光素子を前記基板に順次実装し前記発光素子ブロックを構成する実装工程とを有し、
前記選択組合せ工程は、
発光素子ブロックに実装する前記発光素子の数を所定数とした場合、
前記発光素子が前記集合体から取り出され前記搬送テープに搭載されたとき、
前記搬送テープに搭載する前記発光素子の前記所定数の配列において順方向電圧の合計値が第1の所定値範囲に入り、
前記所定数の配列の部分配列において前記発光素子の輝度の合計又は色度の平均が第2の所定値範囲に入り、
前記配列のなかに前記発光素子の順方向電圧の平均値よりも高い順方向電圧を有する発光素子からなるグループがある場合には、
前記発光素子の順方向電圧の平均値よりも低い順方向電圧を有する発光素子からなるグループとを備えている
という条件で前記発光素子を選択組合せることを特徴とする。
以下図面により本発明の第1実施形態を説明する。図1は複数のLED発光素子を実装したLED実装基板の平面図であり、大量同時加工用の長方形の大型基板2L上に複数のLEDブロック(発光素子ブロック)ALa〜ALzが設けられている。各LEDブロックALa〜ALzはLED発光素子A1〜A30によって構成される。本実施形態のLED発光装置(半導体発光装置、図示せず)はLED実装基板(大型基板2L)から一個のLEDブロックを切り出したものとする。
次に図14〜図17により本発明の第2実施形態を説明する。第1実施形態との違いは、第1実施形態が各LED発光素子Aの輝度が一定で色度が3ランクあるものとしていたのに対し、第2実施形態が各LED発光素子Aの色度が一定で輝度が3ランクあるものとしていることである。このため順方向電圧Vfに関する事項は図1〜図9までと同じものとなる。
次に図18により、本発明における第3実施形態のLED発光装置10における色度特性の選択組合せの構成を説明する。図12示したLED発光素子Aの順方向電圧特性は図13と同等であり、同一要素には同一記号を付し、重複する説明を省略する。
次に図19〜21により本発明の第4実施形態におけるLED発光装置11の製造方法を説明する。LED発光装置11は3個のLEDブロックからなる。
これまで説明してきた第1〜4実施形態では搬送テープ16からLED発光素子A列を切り出す先頭位置に制限があった。そこで一台のLED発光装置あたり切り出すLED発光素子の数に対する制限だけは残し、切り出す先頭位置に対する制限を無くすことが可能な第5実施形態について図22により説明する。
第1実施形態から第5実施形態に至る過程では搬送テープ16の切り出し位置に係わる制限を段階的に緩めてきた。つまり切り出し位置の先頭は、第1〜3実施形態が隣接するLEDブロックALの間、第4実施形態では基準値LEDブロックALsの任意の位置とし、第5実施形態では制限がない。このとき輝度又は色度の一方の分布がサブグループ化され視認できないものとしていた。(第1,3,4実施形態では色度が3ランクに分かれ輝度が一定、第2実施形態では輝度が3ランクに分かれ色度が一定)。しかしながら輝度、色度及び順方向電圧は略独立して変動することが知られているので、輝度又は色度の一方を一定とできない場合が生じる。色度はLED発光素子Aを製造するとき微調できるため、バラツキを狭い範囲に収めることができる。これに対し輝度はウェハーレベルや素子レベルなど様々な段階における要因が重なって決まるため、安定して所望の範囲に収めることは容易でない。そこで本実施形態において輝度と色度が同時に変動し、更に輝度のバラツキ範囲の大きい場合について説明する。
第1実施形態等(例えは図9)では、LEDブロックALにおいて順方向電圧が基準値VdのLED発光素子AよりなるグループAL−1,AL−4と、基準値Vdより大きな値のLED発光素子AからなるグループAL−2と、基準値Vdより小さな値のLED発光素子AからなるグループAL−3とを備えていた。グループAL−2とグループAL3を分離せず、たとえば基準値Vdより大きな値のLED発光素子Aと基準値Vdより小さな値のLED発光素子Aを交互に配置しても良い。この場合もLEDブロックのトータルの順方向電圧は所定の値になるという制限、及び輝度若しくは色度のサブグループ構造は守るものとする。このようにするとLED発光素子Aが順方向電圧Vfと発光輝度に相関を有する場合にも、LED発光素子Aを無駄なく利用できる。
第4実施形態等(例えば図21)の説明では、大型基板2Lに一個ずつLED発光素子Aを実装していた。これに対し長尺の大型基板2Lの電極ピッチと搬送テープのLED発光素子Aの配置位置ピッチを等しくしておけば、一括実装が可能となり量産性に優れた製造方法が達成できる。
AL、103L LEDブロック(発光素子ブロック)
AL−1〜AL−4 グループ
ALs 基準値LEDブロック
ALm 補正値LEDブロック
C1〜C10 色度のサブグループ
L1〜L10 輝度のサブグループ
2、102 基板
2L 大型基板
3 LEDチップ
4 回路基板
5 電極
7 蛍光樹脂
8 蛍光粒子
10、11、100 LED発光装置
15 支持装置
16 搬送テープ
17 LED集合体
200 導光板
Pw 白色光
Claims (7)
- 発光素子を直列接続して構成した発光素子ブロックを一個又は複数個を有する半導体発光装置において、
前記発光素子ブロックが、
各発光素子の順方向電圧の合計値が所定の範囲に入り、
且つ輝度若しくは色度の値が所定値範囲に入り、
前記発光素子ブロックが複数のグループに分割され、
該複数のグループのなかに、
前記発光素子の順方向電圧の平均値よりも高い順方向電圧を有する発光素子からなるグループと、
前記発光素子の順方向電圧の平均値よりも低い順方向電圧を有する発光素子からなるグループと
を備えていることを特徴とする半導体発光装置。 - 前記発光素子ブロックは、前記平均値近傍の順方向電圧を有する発光素子からなるグループを備えていることを特徴とする請求項1に記載の半導体発光装置。
- 前記発光素子ブロックがサブグループに分割され、該サブグループにおいて輝度若しくは色度の値が所定値範囲に入っていることを特徴とする請求項1又は2に記載の半導体発光装置。
- 発光素子が装填された搬送テープから前記発光素子を順に取り出し、該発光素子を順に実装した基板を有する発光素子ブロックを一個または複数個備える半導体発光装置の製造方法において、
順方向電圧並びに輝度若しくは色度、並びにその配置位置が分かる発光素子の集合体を準備する準備工程と、
前記順方向電圧並びに輝度若しくは色度に基づいて前記半導体発光素子の選択及び組合せを行い前記搬送テープに前記発光素子を装填する順序を決める選択組合せ工程と、
該装填順序に従って前記発光素子を前記搬送テープに装填していく装填工程と、
該搬送テープに装填された発光素子を前記基板に順次実装し前記発光素子ブロックを構成する実装工程とを有し、
前記選択組合せ工程は、
発光素子ブロックに実装する前記発光素子の数を所定数とした場合、
前記発光素子が前記集合体から取り出され前記搬送テープに搭載されたとき、
前記搬送テープに搭載する前記発光素子の前記所定数の配列において順方向電圧の合計値が第1の所定値範囲に入り、
前記所定数の配列の部分配列において前記発光素子の輝度の合計又は色度の平均が第2の所定値範囲に入り、
前記配列のなかに前記発光素子の順方向電圧の平均値よりも高い順方向電圧を有する発光素子からなるグループがある場合には、
前記発光素子の順方向電圧の平均値よりも低い順方向電圧を有する発光素子からなるグループとを備える条件で前記発光素子を選択組合せることを特徴とする半導体発光装置及びその製造方法。 - 前記装填工程において、前記装填順序により特定される前記発光素子を前記集合体から一個ずつ取り上げ、該発光素子を前記搬送テープに装填することを特徴とする請求項4記載の半導体発光装置の製造方法。
- 前記準備工程において、集合体の順方向電圧、輝度又は色度の平均値が所定の基準値に略一致するよう前記集合体が複数の生産ロットに渡っていることを特徴とする請求項4又は5に記載の半導体発光装置の製造方法。
- 前記組合せ工程において、前記順方向電圧、輝度又は色度が前記所定数で略周期的に変動し、前記搬送テープの両端に向かって前記変動振幅が減衰し、前記搬送テープの両端部では前記平均値近傍の特性を備える発光素子を前記所定数より長く配列させるようにすることを特徴とする請求項4から6のいずれか一項に記載の半導体発光装置の製造方法。
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