JP4899252B2 - 発光表示装置の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発光素子を反射ケース内に設け樹脂封止してレンズを形成した発光表示装置およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
発光素子である発光ダイオード（ＬＥＤ）は、動作電圧が低く、かつ応答速度が速く、しかも動作寿命が長いなどの利点があるため、各種表示装置の光源として使用されている。特に、近年では、電気機器の小型化の要求に応じるため表面実装用のチップ型発光表示装置が使用されている。ＬＥＤを用い、かつ反射ケースを有する従来の表面実装型のチップ型発光表示装置（以下、チップＬＥＤという）の構成について図面を参照して説明する。
【０００３】
図４に反射ケースを有するチップＬＥＤの従来例を示す。同図（ａ）はチップＬＥＤの平面図、同図（ｂ）は（ａ）のチップＬＥＤの断面図であり、箱状の反射ケース１１に対してリードフレームからなる一対の電極１２，１３がインサート成形によって設けられている。一方の電極１３の上部は複合発光素子１５を実装するパット部１３ａであり、このパット部１３ａに塗布された導電性樹脂である銀ペースト１４を熱硬化させることによって複合発光素子１５が電極１３と電気的および機械的に接続されている。他方の電極１２の上部は、複合発光素子１５と金属ワイヤ１６にて電気的に接続されるボンディングパット部１２ａとなっている。
【０００４】
反射ケース１１は、複合発光素子１５からの光の取り出し効率を向上させるために白色の高耐熱樹脂によって成形されている。さらに複合発光素子１５と金属ワイヤ１６の保護と、光の取り出し効率向上のために、透光性のエポキシ樹脂を反射ケース１１の樹脂充填部１７に注入した後、加熱・硬化させてレンズを形成することによってチップＬＥＤが構成される。このとき、エポキシ樹脂を反射ケース１１の端面１１ａと平坦に注入し、加熱・効果させると、エポキシ樹脂は硬化・収縮により体積が減少し、硬化後に反射ケース１１の端面１１ａよりも凹んだ状態（図４（ｂ）参照）になる。そこで、予め図４（ｂ）に破線にて示すエポキシ樹脂の硬化・収縮量を見込んだり、あるいは凸状レンズを形成したりする場合には、エポキシ樹脂を反射ケース１１の樹脂充填部１７に多めに注入し、同図（ｃ）に示すようにエポキシ樹脂の表面が反射ケース１１の端面１１ａから凸状に盛り上がった状態にする。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、その状態のまま加熱・硬化させると、硬化時にエポキシ樹脂はその粘度低下により反射ケース１１の端面１１ａ上に流れてしまい、周囲への樹脂漏れが生じ、輝度の不足、外形寸法異常、端子樹脂付着による半田濡れ性悪化等を引き起こす。
【０００６】
そこで、本発明においては、樹脂漏れを発生させることなく樹脂を反射ケースの端面から盛り上げて注入し、加熱、硬化させることにより、効率良く光を取り出し可能とした発光表示装置およびその製造方法を提供する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本発明の発光表示装置は、反射ケースの樹脂充填部の開口側の端面に樹脂の流れを堰き止めるための凹部または凸部を設け、樹脂充填部に注入した樹脂の硬化時の粘度低下による流れを凹部または凸部によって堰き止めるようにしたものである。
【０００８】
本発明によれば、樹脂充填部に注入した樹脂の漏れが発生することなく、樹脂を盛り上げてレンズを形成することで効率良く光を取り出し可能とした発光表示装置が得られる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本願第１の発明は、発光素子を設けた反射ケースの樹脂充填部に樹脂を注入し、加熱、硬化させることによりレンズを形成したことを特徴とする発光表示装置において、前記反射ケースの樹脂充填部の開口側の端面に前記樹脂の流れを堰き止めるための凹部または凸部を設けた発光表示装置であり、樹脂充填部に注入した樹脂の硬化時の粘度低下による流れを凹部または凸部によって堰き止めることができる。
【００１０】
本願第２の発明は、前記樹脂充填部の開口は滑らかな形状とし、前記凹部または凸部は前記開口に沿って形成したことを特徴とする発光表示装置であり、樹脂充填部に注入した樹脂は滑らかな形状とした開口から周囲に一様に拡がるため、この開口に沿って形成した凹部または凸部によって堰き止め、レンズの外形を滑らかに仕上げることができる。
【００１１】
本願第３の発明は、発光素子を設けた反射ケースの樹脂充填部に樹脂を注入し、加熱、硬化させることによりレンズを形成する発光表示装置の製造方法であって、前記反射ケースの樹脂充填部の開口側の端面に前記樹脂の流れを堰き止めるための凹部または凸部を設け、前記樹脂充填部に樹脂を注入し、前記樹脂充填部の開口を重力方向に向けて放置した後、硬化炉内で加熱、硬化させることを特徴とする発光表示装置の製造方法であり、樹脂充填部に注入した樹脂の硬化時の粘度低下による流れは凹部または凸部によって堰き止められるうえ、樹脂充填部の開口から注入樹脂が重力方向に盛り上がるようになるため形成するレンズの外形を容易に凸状とすることができる。
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１３】
図１は本発明の実施の形態におけるチップＬＥＤを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図、図２は図１のＡ部詳細図である。
【００１４】
図１において、本発明の実施の形態における発光表示装置としてのチップＬＥＤは、上方を開口して周囲に側壁１ｂが形成された箱状をなす白色の光耐熱樹脂製の反射ケース１に、リードフレームで形成された一対の電極２，３がインサート成形によって設けられている。一方の電極３の上部のパット部３ａには複合発光素子５が銀ペースト４によって電気的および機械的に接続され、複合発光素子５は他方の電極２の上部のボンディングパット部２ａに金属ワイヤ６にて電気的に接続されている。ここで、複合発光素子５は、ツェナーダイオードの上に青色ＬＥＤチップをフリップチップ実装し、さらに青色ＬＥＤチップの周りに蛍光体を塗布した白色の複合発光素子である。
【００１５】
反射ケース１の側壁１ｂによって囲まれたパラボラ状の空間は、エポキシ樹脂Ｒを充填してレンズを形成するための樹脂充填部７である。樹脂充填部７にエポキシ樹脂Ｒを注入する反射ケース１の開口は、図１（ａ）に示すように滑らかな楕円形状とし、また側壁１ｂの上面すなわち反射ケース１の開口側の端面１ａには、この開口の周縁に沿うように環状の凹部８が設けられている。
【００１６】
凹部８は、図２に示すように側壁１ｂの端面１ａにＶ字状の切り欠きを形成して、樹脂充填部７に盛り上げるように注入したエポキシ樹脂Ｒが、その硬化時の粘度低下により反射ケース１の外側に流れようとするのを堰き止めるようにしたものである。このような凹部８の内側に流れ込んだエポキシ樹脂Ｒは、図２に示すように凹部８の内面によって堰き止められる。
【００１７】
すなわち、樹脂充填部７に注入したエポキシ樹脂Ｒの硬化時の粘度低下による流れは凹部８によって堰き止められるため、エポキシ樹脂Ｒが側壁１ｂの端面１ａから漏れることがなく、エポキシ樹脂Ｒを盛り上げてレンズを形成することが可能となる。したがって、本実施形態におけるチップＬＥＤは、図１（ｂ）に示すように上方（光の取り出し方向）に向かって凸状のレンズを形成したものとなり、効率良く光を取り出し可能とした高輝度のチップＬＥＤとなる。
【００１８】
また、本実施形態のチップＬＥＤにおいては、樹脂充填部７の開口を滑らかな楕円形状とし、凹部８をこの開口に沿って形成したものとすることで、開口から周囲に向かってエポキシ樹脂Ｒが一様に拡がるようになる。また、このとき、エポキシ樹脂Ｒが凹部８によって堰き止められることで、レンズの外形が滑らかな楕円形状として仕上げられるため、さらに高輝度のチップＬＥＤとなる。
【００１９】
ところで、前述の凹部８に代えて、図３に示すような凸部９を設けることも可能である。凸部９は、側壁１ｂの端面１ａに逆Ｖ字状の突起として形成することができる。これにより、樹脂充填部７に盛り上げるように注入したエポキシ樹脂Ｒが凸部９の側面によって堰き止められ、前述の凹部８と同様にエポキシ樹脂Ｒが側壁１ｂの端面１ａから漏れるのを防止して、高輝度のチップＬＥＤを得ることができる。なお、凹部８および凸部９は図２および図３に示すような形状に限定されるものではなく、エポキシ樹脂Ｒの流れを堰き止めることが可能なように適宜その形状を変えることが可能である。
【００２０】
次に、図１に示すチップＬＥＤの製造方法について説明する。
【００２１】
まず、図１に示す反射ケース１の樹脂充填部７の開口より、エポキシ樹脂Ｒを注入する。このとき、エポキシ樹脂Ｒは粘度が高いため樹脂充填部７から盛り上げた状態まで注入することができ、また硬化が始まって粘度低下が起きても反射ケース１には環状の凹部８または凸部９が設けられているため漏れることがない。
【００２２】
そして、このエポキシ樹脂Ｒの注入後、樹脂充填部７の開口を重力方向に向けた状態（図１（ｂ）の上下を逆とした状態）で４０分以上放置する。この硬化時のエポキシ樹脂Ｒの粘度低下によって、エポキシ樹脂Ｒは樹脂充填部７の開口から重力方向（図１（ｂ）の上方向）に盛り上がるようになる。その後、硬化炉で加熱し（１１５℃，１２時間）、樹脂を硬化させることにより凸状のレンズを形成する。
【００２３】
このように、本実施形態における反射ケース１では、樹脂充填部７に注入したエポキシ樹脂Ｒの硬化時の粘度低下による流れは凹部８または凸部９によって堰き止められるうえ、樹脂充填部７の開口から注入樹脂が重力方向に盛り上がるようになるため形成するレンズの外形を容易に凸状とすることができる。すなわち、樹脂充填部７に注入したエポキシ樹脂Ｒの漏れを発生させることなく、エポキシ樹脂Ｒを盛り上げて凸状のレンズを形成し、効率良く光を取り出した高輝度の発光表示装置を得ることができる。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によれば、樹脂充填部に注入した樹脂の硬化時の粘度低下による流れを凹部または凸部によって堰き止め、樹脂充填部に注入した樹脂の漏れを発生させることなく、樹脂を盛り上げてレンズを形成し、効率良く光を取り出した高輝度の発光表示装置が得られる。
【００２５】
また、樹脂充填部の開口を滑らかな形状とし、この開口に沿って形成した凹部または凸部によって開口から周囲に一様に拡がる樹脂を堰き止め、レンズの外形を滑らかに仕上げてさらに高輝度の発光表示装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態におけるチップＬＥＤを示し、
（ａ）は平面図
（ｂ）は断面図
【図２】図１のＡ部詳細図
【図３】図１のＡ部の別の実施形態を示す詳細図
【図４】従来の反射ケースを有するチップＬＥＤの例を示し、
（ａ）は平面図
（ｂ）は断面図
（ｃ）は別の例を示す断面図
【符号の説明】
１ 反射ケース
１ａ 端面
１ｂ 側壁
２，３ 電極
２ａ ボンディングパット部
３ａ パット部
４ 銀ペースト
５ 複合発光素子
６ 金属ワイヤ
７ 樹脂充填部
８ 凹部
９ 凸部
【発明の属する技術分野】
本発明は、発光素子を反射ケース内に設け樹脂封止してレンズを形成した発光表示装置およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
発光素子である発光ダイオード（ＬＥＤ）は、動作電圧が低く、かつ応答速度が速く、しかも動作寿命が長いなどの利点があるため、各種表示装置の光源として使用されている。特に、近年では、電気機器の小型化の要求に応じるため表面実装用のチップ型発光表示装置が使用されている。ＬＥＤを用い、かつ反射ケースを有する従来の表面実装型のチップ型発光表示装置（以下、チップＬＥＤという）の構成について図面を参照して説明する。
【０００３】
図４に反射ケースを有するチップＬＥＤの従来例を示す。同図（ａ）はチップＬＥＤの平面図、同図（ｂ）は（ａ）のチップＬＥＤの断面図であり、箱状の反射ケース１１に対してリードフレームからなる一対の電極１２，１３がインサート成形によって設けられている。一方の電極１３の上部は複合発光素子１５を実装するパット部１３ａであり、このパット部１３ａに塗布された導電性樹脂である銀ペースト１４を熱硬化させることによって複合発光素子１５が電極１３と電気的および機械的に接続されている。他方の電極１２の上部は、複合発光素子１５と金属ワイヤ１６にて電気的に接続されるボンディングパット部１２ａとなっている。
【０００４】
反射ケース１１は、複合発光素子１５からの光の取り出し効率を向上させるために白色の高耐熱樹脂によって成形されている。さらに複合発光素子１５と金属ワイヤ１６の保護と、光の取り出し効率向上のために、透光性のエポキシ樹脂を反射ケース１１の樹脂充填部１７に注入した後、加熱・硬化させてレンズを形成することによってチップＬＥＤが構成される。このとき、エポキシ樹脂を反射ケース１１の端面１１ａと平坦に注入し、加熱・効果させると、エポキシ樹脂は硬化・収縮により体積が減少し、硬化後に反射ケース１１の端面１１ａよりも凹んだ状態（図４（ｂ）参照）になる。そこで、予め図４（ｂ）に破線にて示すエポキシ樹脂の硬化・収縮量を見込んだり、あるいは凸状レンズを形成したりする場合には、エポキシ樹脂を反射ケース１１の樹脂充填部１７に多めに注入し、同図（ｃ）に示すようにエポキシ樹脂の表面が反射ケース１１の端面１１ａから凸状に盛り上がった状態にする。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、その状態のまま加熱・硬化させると、硬化時にエポキシ樹脂はその粘度低下により反射ケース１１の端面１１ａ上に流れてしまい、周囲への樹脂漏れが生じ、輝度の不足、外形寸法異常、端子樹脂付着による半田濡れ性悪化等を引き起こす。
【０００６】
そこで、本発明においては、樹脂漏れを発生させることなく樹脂を反射ケースの端面から盛り上げて注入し、加熱、硬化させることにより、効率良く光を取り出し可能とした発光表示装置およびその製造方法を提供する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本発明の発光表示装置は、反射ケースの樹脂充填部の開口側の端面に樹脂の流れを堰き止めるための凹部または凸部を設け、樹脂充填部に注入した樹脂の硬化時の粘度低下による流れを凹部または凸部によって堰き止めるようにしたものである。
【０００８】
本発明によれば、樹脂充填部に注入した樹脂の漏れが発生することなく、樹脂を盛り上げてレンズを形成することで効率良く光を取り出し可能とした発光表示装置が得られる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本願第１の発明は、発光素子を設けた反射ケースの樹脂充填部に樹脂を注入し、加熱、硬化させることによりレンズを形成したことを特徴とする発光表示装置において、前記反射ケースの樹脂充填部の開口側の端面に前記樹脂の流れを堰き止めるための凹部または凸部を設けた発光表示装置であり、樹脂充填部に注入した樹脂の硬化時の粘度低下による流れを凹部または凸部によって堰き止めることができる。
【００１０】
本願第２の発明は、前記樹脂充填部の開口は滑らかな形状とし、前記凹部または凸部は前記開口に沿って形成したことを特徴とする発光表示装置であり、樹脂充填部に注入した樹脂は滑らかな形状とした開口から周囲に一様に拡がるため、この開口に沿って形成した凹部または凸部によって堰き止め、レンズの外形を滑らかに仕上げることができる。
【００１１】
本願第３の発明は、発光素子を設けた反射ケースの樹脂充填部に樹脂を注入し、加熱、硬化させることによりレンズを形成する発光表示装置の製造方法であって、前記反射ケースの樹脂充填部の開口側の端面に前記樹脂の流れを堰き止めるための凹部または凸部を設け、前記樹脂充填部に樹脂を注入し、前記樹脂充填部の開口を重力方向に向けて放置した後、硬化炉内で加熱、硬化させることを特徴とする発光表示装置の製造方法であり、樹脂充填部に注入した樹脂の硬化時の粘度低下による流れは凹部または凸部によって堰き止められるうえ、樹脂充填部の開口から注入樹脂が重力方向に盛り上がるようになるため形成するレンズの外形を容易に凸状とすることができる。
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１３】
図１は本発明の実施の形態におけるチップＬＥＤを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図、図２は図１のＡ部詳細図である。
【００１４】
図１において、本発明の実施の形態における発光表示装置としてのチップＬＥＤは、上方を開口して周囲に側壁１ｂが形成された箱状をなす白色の光耐熱樹脂製の反射ケース１に、リードフレームで形成された一対の電極２，３がインサート成形によって設けられている。一方の電極３の上部のパット部３ａには複合発光素子５が銀ペースト４によって電気的および機械的に接続され、複合発光素子５は他方の電極２の上部のボンディングパット部２ａに金属ワイヤ６にて電気的に接続されている。ここで、複合発光素子５は、ツェナーダイオードの上に青色ＬＥＤチップをフリップチップ実装し、さらに青色ＬＥＤチップの周りに蛍光体を塗布した白色の複合発光素子である。
【００１５】
反射ケース１の側壁１ｂによって囲まれたパラボラ状の空間は、エポキシ樹脂Ｒを充填してレンズを形成するための樹脂充填部７である。樹脂充填部７にエポキシ樹脂Ｒを注入する反射ケース１の開口は、図１（ａ）に示すように滑らかな楕円形状とし、また側壁１ｂの上面すなわち反射ケース１の開口側の端面１ａには、この開口の周縁に沿うように環状の凹部８が設けられている。
【００１６】
凹部８は、図２に示すように側壁１ｂの端面１ａにＶ字状の切り欠きを形成して、樹脂充填部７に盛り上げるように注入したエポキシ樹脂Ｒが、その硬化時の粘度低下により反射ケース１の外側に流れようとするのを堰き止めるようにしたものである。このような凹部８の内側に流れ込んだエポキシ樹脂Ｒは、図２に示すように凹部８の内面によって堰き止められる。
【００１７】
すなわち、樹脂充填部７に注入したエポキシ樹脂Ｒの硬化時の粘度低下による流れは凹部８によって堰き止められるため、エポキシ樹脂Ｒが側壁１ｂの端面１ａから漏れることがなく、エポキシ樹脂Ｒを盛り上げてレンズを形成することが可能となる。したがって、本実施形態におけるチップＬＥＤは、図１（ｂ）に示すように上方（光の取り出し方向）に向かって凸状のレンズを形成したものとなり、効率良く光を取り出し可能とした高輝度のチップＬＥＤとなる。
【００１８】
また、本実施形態のチップＬＥＤにおいては、樹脂充填部７の開口を滑らかな楕円形状とし、凹部８をこの開口に沿って形成したものとすることで、開口から周囲に向かってエポキシ樹脂Ｒが一様に拡がるようになる。また、このとき、エポキシ樹脂Ｒが凹部８によって堰き止められることで、レンズの外形が滑らかな楕円形状として仕上げられるため、さらに高輝度のチップＬＥＤとなる。
【００１９】
ところで、前述の凹部８に代えて、図３に示すような凸部９を設けることも可能である。凸部９は、側壁１ｂの端面１ａに逆Ｖ字状の突起として形成することができる。これにより、樹脂充填部７に盛り上げるように注入したエポキシ樹脂Ｒが凸部９の側面によって堰き止められ、前述の凹部８と同様にエポキシ樹脂Ｒが側壁１ｂの端面１ａから漏れるのを防止して、高輝度のチップＬＥＤを得ることができる。なお、凹部８および凸部９は図２および図３に示すような形状に限定されるものではなく、エポキシ樹脂Ｒの流れを堰き止めることが可能なように適宜その形状を変えることが可能である。
【００２０】
次に、図１に示すチップＬＥＤの製造方法について説明する。
【００２１】
まず、図１に示す反射ケース１の樹脂充填部７の開口より、エポキシ樹脂Ｒを注入する。このとき、エポキシ樹脂Ｒは粘度が高いため樹脂充填部７から盛り上げた状態まで注入することができ、また硬化が始まって粘度低下が起きても反射ケース１には環状の凹部８または凸部９が設けられているため漏れることがない。
【００２２】
そして、このエポキシ樹脂Ｒの注入後、樹脂充填部７の開口を重力方向に向けた状態（図１（ｂ）の上下を逆とした状態）で４０分以上放置する。この硬化時のエポキシ樹脂Ｒの粘度低下によって、エポキシ樹脂Ｒは樹脂充填部７の開口から重力方向（図１（ｂ）の上方向）に盛り上がるようになる。その後、硬化炉で加熱し（１１５℃，１２時間）、樹脂を硬化させることにより凸状のレンズを形成する。
【００２３】
このように、本実施形態における反射ケース１では、樹脂充填部７に注入したエポキシ樹脂Ｒの硬化時の粘度低下による流れは凹部８または凸部９によって堰き止められるうえ、樹脂充填部７の開口から注入樹脂が重力方向に盛り上がるようになるため形成するレンズの外形を容易に凸状とすることができる。すなわち、樹脂充填部７に注入したエポキシ樹脂Ｒの漏れを発生させることなく、エポキシ樹脂Ｒを盛り上げて凸状のレンズを形成し、効率良く光を取り出した高輝度の発光表示装置を得ることができる。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によれば、樹脂充填部に注入した樹脂の硬化時の粘度低下による流れを凹部または凸部によって堰き止め、樹脂充填部に注入した樹脂の漏れを発生させることなく、樹脂を盛り上げてレンズを形成し、効率良く光を取り出した高輝度の発光表示装置が得られる。
【００２５】
また、樹脂充填部の開口を滑らかな形状とし、この開口に沿って形成した凹部または凸部によって開口から周囲に一様に拡がる樹脂を堰き止め、レンズの外形を滑らかに仕上げてさらに高輝度の発光表示装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態におけるチップＬＥＤを示し、
（ａ）は平面図
（ｂ）は断面図
【図２】図１のＡ部詳細図
【図３】図１のＡ部の別の実施形態を示す詳細図
【図４】従来の反射ケースを有するチップＬＥＤの例を示し、
（ａ）は平面図
（ｂ）は断面図
（ｃ）は別の例を示す断面図
【符号の説明】
１ 反射ケース
１ａ 端面
１ｂ 側壁
２，３ 電極
２ａ ボンディングパット部
３ａ パット部
４ 銀ペースト
５ 複合発光素子
６ 金属ワイヤ
７ 樹脂充填部
８ 凹部
９ 凸部
Claims (1)
- 発光素子を設けた反射ケースの樹脂充填部に樹脂を注入し、加熱、硬化させることによりレンズを形成する発光表示装置の製造方法であって、前記反射ケースの樹脂充填部の開口側の端面に前記樹脂の流れを堰き止めるための凹部または凸部を設け、前記樹脂充填部に樹脂を注入し、前記樹脂充填部の開口を重力方向に向けて放置した後、硬化炉内で加熱、硬化させることを特徴とする発光表示装置の製造方法。
Priority Applications (1)
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