JP2003197977A - 発光ダイオードの製造方法 - Google Patents
発光ダイオードの製造方法Info
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- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
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- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
- Led Device Packages (AREA)
- Led Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 発光ダイオード毎における光度のばらつきの
小さな発光ダイオードの製造方法を実現する。 【解決手段】 先ず、第１のリードフレーム12のリフレ
クタ14底面上に、ＬＥＤチップ16をダイボンドした後、
ボンディングワイヤ20を介して第２のリードフレーム18
とＬＥＤチップ16とを接続する。次に、リフレクタ14内
に、透光性無機材料で構成された未硬化状態のコーティ
ング材22を充填してＬＥＤチップ16の上面及び側面をコ
ーティング材22で被覆する。その後、粉末状の蛍光体24
をマイナスの電荷に帯電させると共に、リフレクタ14内
に充填されたコーティング材22表面をプラスの電荷に帯
電させることにより、静電引力を用いて蛍光体24をコー
ティング材22表面に層状に付着させる。その後、所定温
度でコーティング材22を加熱、硬化させた後、ＬＥＤチ
ップ16、コーティング材22、蛍光体24、第１のリードフ
レーム12及び第２のリードフレーム18の上端部を、透光
性エポキシ樹脂等より成り、先端に凸レンズ部26を形成
した外装体28で被覆・封止する。
小さな発光ダイオードの製造方法を実現する。 【解決手段】 先ず、第１のリードフレーム12のリフレ
クタ14底面上に、ＬＥＤチップ16をダイボンドした後、
ボンディングワイヤ20を介して第２のリードフレーム18
とＬＥＤチップ16とを接続する。次に、リフレクタ14内
に、透光性無機材料で構成された未硬化状態のコーティ
ング材22を充填してＬＥＤチップ16の上面及び側面をコ
ーティング材22で被覆する。その後、粉末状の蛍光体24
をマイナスの電荷に帯電させると共に、リフレクタ14内
に充填されたコーティング材22表面をプラスの電荷に帯
電させることにより、静電引力を用いて蛍光体24をコー
ティング材22表面に層状に付着させる。その後、所定温
度でコーティング材22を加熱、硬化させた後、ＬＥＤチ
ップ16、コーティング材22、蛍光体24、第１のリードフ
レーム12及び第２のリードフレーム18の上端部を、透光
性エポキシ樹脂等より成り、先端に凸レンズ部26を形成
した外装体28で被覆・封止する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、発光ダイオード
チップの発光を、所定波長の光に変換する波長変換用の
蛍光体を備えた発光ダイオードの製造方法に係り、特
に、発光ダイオード毎における光度のばらつきの小さな
発光ダイオードの製造方法に関する。
チップの発光を、所定波長の光に変換する波長変換用の
蛍光体を備えた発光ダイオードの製造方法に係り、特
に、発光ダイオード毎における光度のばらつきの小さな
発光ダイオードの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】波長変換用の蛍光体を備えた従来の発光
ダイオード（以下、ＬＥＤと称する）60は、図５に示す
ように、発光ダイオードチップ搭載用の第１のリードフ
レーム62に、その底面から上方に向かって孔径が徐々に
拡大する略漏斗形状の凹部を設けると共に該凹部内面を
反射面と成してリフレクタ64を形成し、該リフレクタ64
の底面に、例えば紫外光を発光する発光ダイオードチッ
プ（以下、ＬＥＤチップと称する）66をダイボンドする
ことにより、上記第１のリードフレーム62と、ＬＥＤチ
ップ66底面の一方の電極（図示せず）とを電気的に接続
している。また、第２のリードフレーム68と、上記ＬＥ
Ｄチップ66上面の他方の電極（図示せず）とをボンディ
ングワイヤ70を介して電気的に接続して成る。
ダイオード（以下、ＬＥＤと称する）60は、図５に示す
ように、発光ダイオードチップ搭載用の第１のリードフ
レーム62に、その底面から上方に向かって孔径が徐々に
拡大する略漏斗形状の凹部を設けると共に該凹部内面を
反射面と成してリフレクタ64を形成し、該リフレクタ64
の底面に、例えば紫外光を発光する発光ダイオードチッ
プ（以下、ＬＥＤチップと称する）66をダイボンドする
ことにより、上記第１のリードフレーム62と、ＬＥＤチ
ップ66底面の一方の電極（図示せず）とを電気的に接続
している。また、第２のリードフレーム68と、上記ＬＥ
Ｄチップ66上面の他方の電極（図示せず）とをボンディ
ングワイヤ70を介して電気的に接続して成る。
【０００３】上記ＬＥＤチップ66の上面及び側面は、リ
フレクタ64内に充填された透光性エポキシ樹脂等のコー
ティング材72によって被覆・封止されており、また、上
記コーティング材72中には、ＬＥＤチップ66から発光さ
れた紫外光を所定波長の可視光に変換する波長変換用の
蛍光体74が分散状態で混入されている。さらに、上記Ｌ
ＥＤチップ66、コーティング材72、第１のリードフレー
ム62及び第２のリードフレーム68の上端部は、透光性エ
ポキシ樹脂等より成り、先端に凸レンズ部76を有する外
装体78によって被覆・封止されている。
フレクタ64内に充填された透光性エポキシ樹脂等のコー
ティング材72によって被覆・封止されており、また、上
記コーティング材72中には、ＬＥＤチップ66から発光さ
れた紫外光を所定波長の可視光に変換する波長変換用の
蛍光体74が分散状態で混入されている。さらに、上記Ｌ
ＥＤチップ66、コーティング材72、第１のリードフレー
ム62及び第２のリードフレーム68の上端部は、透光性エ
ポキシ樹脂等より成り、先端に凸レンズ部76を有する外
装体78によって被覆・封止されている。
【０００４】而して、上記第１のリードフレーム62及び
第２のリードフレーム68を介してＬＥＤチップ66に電圧
が印加されると、ＬＥＤチップ66が発光して紫外光が放
射され、該紫外光が上記コーティング材72中の蛍光体74
に照射されることにより、紫外光が所定色の可視光に波
長変換され、該可視光が外装体78の凸レンズ部76によっ
て集光されて外部へ放射されるようになっている。
第２のリードフレーム68を介してＬＥＤチップ66に電圧
が印加されると、ＬＥＤチップ66が発光して紫外光が放
射され、該紫外光が上記コーティング材72中の蛍光体74
に照射されることにより、紫外光が所定色の可視光に波
長変換され、該可視光が外装体78の凸レンズ部76によっ
て集光されて外部へ放射されるようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
ＬＥＤ60のように、蛍光体74をコーティング材72中に分
散状態で混入して製造する場合、コーティング材72中に
混入する蛍光体74の量や、蛍光体74の分散状態を正確に
制御することは困難であった。このため、製造される各
ＬＥＤ60毎に、蛍光体74の量や、蛍光体74の分散状態が
異なることとなり、その結果、製造されたＬＥＤ60毎に
光度のばらつきを生じていた。
ＬＥＤ60のように、蛍光体74をコーティング材72中に分
散状態で混入して製造する場合、コーティング材72中に
混入する蛍光体74の量や、蛍光体74の分散状態を正確に
制御することは困難であった。このため、製造される各
ＬＥＤ60毎に、蛍光体74の量や、蛍光体74の分散状態が
異なることとなり、その結果、製造されたＬＥＤ60毎に
光度のばらつきを生じていた。
【０００６】この発明は、従来の上記問題点に鑑みて案
出されたものであり、その目的とするところは、発光ダ
イオード毎における光度のばらつきの小さな発光ダイオ
ードの製造方法を実現することにある。
出されたものであり、その目的とするところは、発光ダ
イオード毎における光度のばらつきの小さな発光ダイオ
ードの製造方法を実現することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明に係る発光ダイオードの製造方法は、基体
の一面上にＬＥＤチップを配置すると共に、該ＬＥＤチ
ップを透光性材料で構成された未硬化状態のコーティン
グ材で被覆し、その後、マイナス又はプラスの電荷を帯
電させた粉末状の蛍光体を、該蛍光体に帯電させた電荷
とは逆の電荷で帯電させた上記コーティング材の表面
に、静電気を利用して被着させ、その後、上記コーティ
ング材を硬化させることを特徴とする。上記基体として
は、例えば、リードフレームが該当し、この場合、リー
ドフレームに設けた凹部内面を反射面と成して形成した
リフレクタの底面上に、上記ＬＥＤチップを配置すると
共に、該ＬＥＤチップを、上記リフレクタ内に充填した
上記コーティング材で被覆し、その後、マイナス又はプ
ラスの電荷を帯電させた粉末状の蛍光体を、該蛍光体に
帯電させた電荷とは逆の電荷で帯電させた上記コーティ
ング材の表面に、静電気を利用して被着させ、その後、
上記コーティング材を硬化させれば良い。
め、この発明に係る発光ダイオードの製造方法は、基体
の一面上にＬＥＤチップを配置すると共に、該ＬＥＤチ
ップを透光性材料で構成された未硬化状態のコーティン
グ材で被覆し、その後、マイナス又はプラスの電荷を帯
電させた粉末状の蛍光体を、該蛍光体に帯電させた電荷
とは逆の電荷で帯電させた上記コーティング材の表面
に、静電気を利用して被着させ、その後、上記コーティ
ング材を硬化させることを特徴とする。上記基体として
は、例えば、リードフレームが該当し、この場合、リー
ドフレームに設けた凹部内面を反射面と成して形成した
リフレクタの底面上に、上記ＬＥＤチップを配置すると
共に、該ＬＥＤチップを、上記リフレクタ内に充填した
上記コーティング材で被覆し、その後、マイナス又はプ
ラスの電荷を帯電させた粉末状の蛍光体を、該蛍光体に
帯電させた電荷とは逆の電荷で帯電させた上記コーティ
ング材の表面に、静電気を利用して被着させ、その後、
上記コーティング材を硬化させれば良い。
【０００８】本発明に係る発光ダイオードの製造方法に
あっては、蛍光体をマイナス又はプラスの電荷に帯電す
ると共に、コーティング材表面を上記蛍光体に帯電させ
た電荷とは逆の電荷で帯電した上で、静電気を利用して
蛍光体をコーティング材表面に被着するようにしたの
で、蛍光体の帯電量や、帯電した蛍光体とコーティング
材表面間の距離を制御することにより、所定量の蛍光体
を、コーティング材表面に同じ厚さで均一に被着するこ
とができる。このため、製造されたＬＥＤ相互間におい
て、蛍光体の量や、蛍光体の厚さに差異を殆ど生じるこ
とがなく、光度のばらつきの小さな発光ダイオードを製
造することができる。
あっては、蛍光体をマイナス又はプラスの電荷に帯電す
ると共に、コーティング材表面を上記蛍光体に帯電させ
た電荷とは逆の電荷で帯電した上で、静電気を利用して
蛍光体をコーティング材表面に被着するようにしたの
で、蛍光体の帯電量や、帯電した蛍光体とコーティング
材表面間の距離を制御することにより、所定量の蛍光体
を、コーティング材表面に同じ厚さで均一に被着するこ
とができる。このため、製造されたＬＥＤ相互間におい
て、蛍光体の量や、蛍光体の厚さに差異を殆ど生じるこ
とがなく、光度のばらつきの小さな発光ダイオードを製
造することができる。
【０００９】上記コーティング材を、無機材料で構成す
るのが望ましい。無機材料は、エポキシ樹脂等の有機材
料とは異なり、紫外光等のエネルギーの大きい短波長光
を殆ど吸収することがなく、また、短波長光を吸収した
としても、分子結合力が強いため劣化することが殆どな
い。従って、ＬＥＤチップを被覆するコーティング材を
無機材料で構成すれば、該コーティング材が、エネルギ
ーの大きい短波長光によって劣化・変色することが防止
され、その結果、コーティング材の劣化に起因したＬＥ
Ｄの光度減少や色調変化を生じることがない。
るのが望ましい。無機材料は、エポキシ樹脂等の有機材
料とは異なり、紫外光等のエネルギーの大きい短波長光
を殆ど吸収することがなく、また、短波長光を吸収した
としても、分子結合力が強いため劣化することが殆どな
い。従って、ＬＥＤチップを被覆するコーティング材を
無機材料で構成すれば、該コーティング材が、エネルギ
ーの大きい短波長光によって劣化・変色することが防止
され、その結果、コーティング材の劣化に起因したＬＥ
Ｄの光度減少や色調変化を生じることがない。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１は、本発明に係る製造方法で
得られたＬＥＤ10を示す断面図であり、このＬＥＤ10
は、ＬＥＤチップ搭載用の第１のリードフレーム12に、
その底面から上方に向かって孔径が徐々に拡大する略漏
斗形状の凹部を設けると共に該凹部内面を反射面と成し
てリフレクタ14を形成し、該リフレクタ14の底面上に、
主発光波長が４００ｎｍ以下のＬＥＤチップ16をダイボ
ンドにより接続固定し、以て、上記第１のリードフレー
ム12と、ＬＥＤチップ16底面の一方の電極（図示せず）
とを電気的に接続している。また、第２のリードフレー
ム18と、上記ＬＥＤチップ16上面の他方の電極（図示せ
ず）とをボンディングワイヤ20を介して電気的に接続し
て成る。上記ＬＥＤチップ16は、例えば、窒化ガリウム
系半導体結晶で構成することができる。
得られたＬＥＤ10を示す断面図であり、このＬＥＤ10
は、ＬＥＤチップ搭載用の第１のリードフレーム12に、
その底面から上方に向かって孔径が徐々に拡大する略漏
斗形状の凹部を設けると共に該凹部内面を反射面と成し
てリフレクタ14を形成し、該リフレクタ14の底面上に、
主発光波長が４００ｎｍ以下のＬＥＤチップ16をダイボ
ンドにより接続固定し、以て、上記第１のリードフレー
ム12と、ＬＥＤチップ16底面の一方の電極（図示せず）
とを電気的に接続している。また、第２のリードフレー
ム18と、上記ＬＥＤチップ16上面の他方の電極（図示せ
ず）とをボンディングワイヤ20を介して電気的に接続し
て成る。上記ＬＥＤチップ16は、例えば、窒化ガリウム
系半導体結晶で構成することができる。
【００１１】上記ＬＥＤチップ16の表面（上面及び側
面）は、リフレクタ14内に充填されたコーティング材22
によって被覆・封止されており、また、該コーティング
材22の表面上には、ＬＥＤチップ16から発光された４０
０ｎｍ以下の紫外光を所定波長の可視光に変換する波長
変換用の蛍光体24が層状に被着形成されている。もっと
も上記蛍光体24は、紫外光を可視光に変換するものだけ
に限定されず、要するに、ＬＥＤチップ16の発光を所定
波長の光に変換できるものであれば良い。上記蛍光体24
としては、例えば以下の組成のものを用いることができ
る。赤色可視光に変換する赤色蛍光体として、例えばＹ
（ＰＶ）Ｏ4：Ｅｕ、ＹＶＯ4：Ｅｕ、３．５ＭｇＯ・
０．５ＭｇＦ２・ＧｅＯ２：Ｍｇ、（ＳｒＭｇ）3（Ｐ
Ｏ4）：Ｓｎ、Ｙ２Ｏ３：Ｅｕ、ＣａＳｉＯ３：Ｐｂ，
Ｍｎ、Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ等が挙げられ、これら１種若し
くは２種以上の混合物として使用される。緑色可視光に
変換する緑色蛍光体として、例えばＺｎ２ＳｉＯ4：Ｍ
ｎ、（ＣｅＴｂＭｎ）ＭｇＡｌ１１Ｏ１９、ＬａＰ
Ｏ4：Ｃｅ，Ｔｂ、（ＣｅＴｂ）ＭｇＡｌ１１Ｏ１９、
Ｙ２ＳｉＯ５：Ｃｅ，Ｔｂ、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ、Ｚｎ
Ｓ：Ｃｕ：Ａｕ：Ａｌ、（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ｃｕ：Ａ
ｌ、ＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ，Ｄｙ、Ｓｒ４Ａｌ１４Ｏ
２５：Ｅｕ，Ｄｙ等が挙げられ、これら１種若しくは２
種以上の混合物として使用される。更に、青色可視光に
変換する青色蛍光体としては、（ＳｒＭｇ）２Ｐ
２Ｏ7：Ｅｕ、Ｓｒ２Ｐ２Ｏ7：Ｅｕ、Ｓｒ２Ｐ２Ｏ７：
Ｓｎ、Ｓｒ５（ＰＯ4）３Ｃｌ：Ｅｕ、（ＳｒＣａＢ
ａ）５（ＰＯ4）３Ｃｌ：Ｅｕ、ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ
２７：Ｅｕ、ＣａＷＯ4、ＣａＷＯ4：Ｐｂ青色蛍光体、
ＺｎＳ：Ａｇ，Ｃｌ、ＺｎＳ：Ａｇ，Ａｌ等が挙げら
れ、これら１種若しくは２種以上の混合物として使用さ
れる。これら３色の蛍光体を適宜選択・混合して用いる
ことで、種々の色の発色が可能となる。
面）は、リフレクタ14内に充填されたコーティング材22
によって被覆・封止されており、また、該コーティング
材22の表面上には、ＬＥＤチップ16から発光された４０
０ｎｍ以下の紫外光を所定波長の可視光に変換する波長
変換用の蛍光体24が層状に被着形成されている。もっと
も上記蛍光体24は、紫外光を可視光に変換するものだけ
に限定されず、要するに、ＬＥＤチップ16の発光を所定
波長の光に変換できるものであれば良い。上記蛍光体24
としては、例えば以下の組成のものを用いることができ
る。赤色可視光に変換する赤色蛍光体として、例えばＹ
（ＰＶ）Ｏ4：Ｅｕ、ＹＶＯ4：Ｅｕ、３．５ＭｇＯ・
０．５ＭｇＦ２・ＧｅＯ２：Ｍｇ、（ＳｒＭｇ）3（Ｐ
Ｏ4）：Ｓｎ、Ｙ２Ｏ３：Ｅｕ、ＣａＳｉＯ３：Ｐｂ，
Ｍｎ、Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ等が挙げられ、これら１種若し
くは２種以上の混合物として使用される。緑色可視光に
変換する緑色蛍光体として、例えばＺｎ２ＳｉＯ4：Ｍ
ｎ、（ＣｅＴｂＭｎ）ＭｇＡｌ１１Ｏ１９、ＬａＰ
Ｏ4：Ｃｅ，Ｔｂ、（ＣｅＴｂ）ＭｇＡｌ１１Ｏ１９、
Ｙ２ＳｉＯ５：Ｃｅ，Ｔｂ、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ、Ｚｎ
Ｓ：Ｃｕ：Ａｕ：Ａｌ、（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ｃｕ：Ａ
ｌ、ＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ，Ｄｙ、Ｓｒ４Ａｌ１４Ｏ
２５：Ｅｕ，Ｄｙ等が挙げられ、これら１種若しくは２
種以上の混合物として使用される。更に、青色可視光に
変換する青色蛍光体としては、（ＳｒＭｇ）２Ｐ
２Ｏ7：Ｅｕ、Ｓｒ２Ｐ２Ｏ7：Ｅｕ、Ｓｒ２Ｐ２Ｏ７：
Ｓｎ、Ｓｒ５（ＰＯ4）３Ｃｌ：Ｅｕ、（ＳｒＣａＢ
ａ）５（ＰＯ4）３Ｃｌ：Ｅｕ、ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ
２７：Ｅｕ、ＣａＷＯ4、ＣａＷＯ4：Ｐｂ青色蛍光体、
ＺｎＳ：Ａｇ，Ｃｌ、ＺｎＳ：Ａｇ，Ａｌ等が挙げら
れ、これら１種若しくは２種以上の混合物として使用さ
れる。これら３色の蛍光体を適宜選択・混合して用いる
ことで、種々の色の発色が可能となる。
【００１２】上記コーティング材22は、ガラス等の無機
材料で構成されている。コーティング材22をガラスで構
成する場合には、比較的低温でのガラス合成が可能なゾ
ルゲル法を用いて作製される、いわゆるゾルゲルガラス
を用いることができる。ゾルゲル法は、例えば、金属ア
ルコキシドや金属アセチルアセトネート、金属カルボキ
シレート等の金属有機化合物の加水分解、重合反応を利
用して金属−酸素の結合からできた重合体を作るもので
ある。例えば、一般式M(OR)n（M:金属元素、R:アルキル
基、ｎ：金属の酸化数）の金属有機化合物、水（加水分
解のため）、溶媒としてメタノール、DMF（ヂメチルフ
ォルムアミド）、加水分解・重合反応の調整剤としてア
ンモニアなどを調合した均質な透明なゾル溶液を作り、
このゾル溶液を加水分解、重合反応させることにより、
ゲル化し、硬いガラス状の無機質膜形成が生じてゾルゲ
ルガラスが形成される。アルキル基（Ｒ）等の組成を適
宜選定することにより、コーティング材22に適したゾル
ゲルガラスが得られる。
材料で構成されている。コーティング材22をガラスで構
成する場合には、比較的低温でのガラス合成が可能なゾ
ルゲル法を用いて作製される、いわゆるゾルゲルガラス
を用いることができる。ゾルゲル法は、例えば、金属ア
ルコキシドや金属アセチルアセトネート、金属カルボキ
シレート等の金属有機化合物の加水分解、重合反応を利
用して金属−酸素の結合からできた重合体を作るもので
ある。例えば、一般式M(OR)n（M:金属元素、R:アルキル
基、ｎ：金属の酸化数）の金属有機化合物、水（加水分
解のため）、溶媒としてメタノール、DMF（ヂメチルフ
ォルムアミド）、加水分解・重合反応の調整剤としてア
ンモニアなどを調合した均質な透明なゾル溶液を作り、
このゾル溶液を加水分解、重合反応させることにより、
ゲル化し、硬いガラス状の無機質膜形成が生じてゾルゲ
ルガラスが形成される。アルキル基（Ｒ）等の組成を適
宜選定することにより、コーティング材22に適したゾル
ゲルガラスが得られる。
【００１３】上記ＬＥＤチップ16、コーティング材22、
蛍光体24、第１のリードフレーム12及び第２のリードフ
レーム18の上端部は、透光性エポキシ樹脂等より成り、
先端に凸レンズ部26を有する外装体28によって被覆・封
止されている。
蛍光体24、第１のリードフレーム12及び第２のリードフ
レーム18の上端部は、透光性エポキシ樹脂等より成り、
先端に凸レンズ部26を有する外装体28によって被覆・封
止されている。
【００１４】而して、上記第１のリードフレーム12及び
第２のリードフレーム18を介してＬＥＤチップ16に電圧
が印加されると、ＬＥＤチップ16が発光して紫外光が放
射され、該紫外光が上記コーティング材22の表面上に被
着された蛍光体24に照射されることにより、紫外光が所
定色の可視光に波長変換され、該可視光が外装体28の凸
レンズ部26によって集光されて外部へ放射されるのであ
る。
第２のリードフレーム18を介してＬＥＤチップ16に電圧
が印加されると、ＬＥＤチップ16が発光して紫外光が放
射され、該紫外光が上記コーティング材22の表面上に被
着された蛍光体24に照射されることにより、紫外光が所
定色の可視光に波長変換され、該可視光が外装体28の凸
レンズ部26によって集光されて外部へ放射されるのであ
る。
【００１５】上記コーティング材22を透光性を備えた無
機材料で構成したのは、ＬＥＤチップ16から発光された
紫外光等の短波長光によるコーティング材22の劣化・変
色を防止し、コーティング材22の劣化に起因したＬＥＤ
の光度減少や色調変化を防ぐためである。すなわち、コ
ーティング材22を、従来のＬＥＤ60の如くエポキシ樹脂
等の有機材料で構成すると、有機材料はＬＥＤチップ16
から発光された紫外光の一部を吸収してしまい、その結
果、エネルギーの大きい紫外光によってコーティング材
22が劣化・変色し、ＬＥＤ10の光度減少や色調の変化を
生じさせることとなる。そこで、本発明の第１のＬＥＤ
10にあっては、エポキシ樹脂等の有機材料とは異なり、
紫外光等のエネルギーの大きい短波長光を殆ど吸収する
ことがなく、また、短波長光を吸収したとしても、分子
結合力が強いため劣化することが殆どない無機材料で上
記コーティング材22を構成することにより、紫外光によ
るコーティング材22の劣化・変色を防止し、以て、コー
ティング材22の劣化に起因したＬＥＤ10の光度減少や色
調変化を防いでいるのである。尚、短波長光としては、
４００ｎｍ以下の紫外光のみに限定されず、例えば４１
０ｎｍの青色可視光等、４００ｎｍ近傍の可視光も含ま
れる。
機材料で構成したのは、ＬＥＤチップ16から発光された
紫外光等の短波長光によるコーティング材22の劣化・変
色を防止し、コーティング材22の劣化に起因したＬＥＤ
の光度減少や色調変化を防ぐためである。すなわち、コ
ーティング材22を、従来のＬＥＤ60の如くエポキシ樹脂
等の有機材料で構成すると、有機材料はＬＥＤチップ16
から発光された紫外光の一部を吸収してしまい、その結
果、エネルギーの大きい紫外光によってコーティング材
22が劣化・変色し、ＬＥＤ10の光度減少や色調の変化を
生じさせることとなる。そこで、本発明の第１のＬＥＤ
10にあっては、エポキシ樹脂等の有機材料とは異なり、
紫外光等のエネルギーの大きい短波長光を殆ど吸収する
ことがなく、また、短波長光を吸収したとしても、分子
結合力が強いため劣化することが殆どない無機材料で上
記コーティング材22を構成することにより、紫外光によ
るコーティング材22の劣化・変色を防止し、以て、コー
ティング材22の劣化に起因したＬＥＤ10の光度減少や色
調変化を防いでいるのである。尚、短波長光としては、
４００ｎｍ以下の紫外光のみに限定されず、例えば４１
０ｎｍの青色可視光等、４００ｎｍ近傍の可視光も含ま
れる。
【００１６】本発明に係る製造方法で得られたの上記Ｌ
ＥＤ10にあっては、コーティング材22の表面上に蛍光体
24を層状に被着形成したので、ＬＥＤチップ16から放射
されてコーティング材22を透過する紫外光は、コーティ
ング材22表面の蛍光体24に必ず当たるため、紫外光から
可視光への波長変換効率を向上させることができる。ま
た、蛍光体24で紫外光から波長変換された可視光は、直
ちに蛍光体24を出射して外装体28内部へ入射するため、
可視光の取出し効率も向上させることができる。この結
果、上記ＬＥＤ10は、従来のＬＥＤ60に比べてその光度
を格段に高めることができる。さらに、上記の通り、紫
外光から可視光への波長変換効率が高くなるため、可視
光へ変換されない紫外光によって透光性エポキシ樹脂等
の有機材料で構成された外装体28が劣化することも防止
できる。
ＥＤ10にあっては、コーティング材22の表面上に蛍光体
24を層状に被着形成したので、ＬＥＤチップ16から放射
されてコーティング材22を透過する紫外光は、コーティ
ング材22表面の蛍光体24に必ず当たるため、紫外光から
可視光への波長変換効率を向上させることができる。ま
た、蛍光体24で紫外光から波長変換された可視光は、直
ちに蛍光体24を出射して外装体28内部へ入射するため、
可視光の取出し効率も向上させることができる。この結
果、上記ＬＥＤ10は、従来のＬＥＤ60に比べてその光度
を格段に高めることができる。さらに、上記の通り、紫
外光から可視光への波長変換効率が高くなるため、可視
光へ変換されない紫外光によって透光性エポキシ樹脂等
の有機材料で構成された外装体28が劣化することも防止
できる。
【００１７】上記ＬＥＤ10の製造方法を、図２乃至図４
に基づいて説明する。先ず、第１のリードフレーム12の
リフレクタ14底面上に、ＬＥＤチップ16をダイボンドし
た後、ボンディングワイヤ20を介して第２のリードフレ
ーム18とＬＥＤチップ16とを接続する（図示せず）。次
に、図２に示すように、リフレクタ14内に未硬化状態の
上記コーティング材22を充填することにより、ＬＥＤチ
ップ16の上面及び側面をコーティング材22で被覆する。
この未硬化状態のコーティング材22は、蛍光体24を接着
するための機能を果たす。尚、リフレクタ14内へのコー
ティング材22の充填には適宜な方法を用いることがで
き、例えば、リフレクタ14形成箇所以外の第１のリード
フレーム12及び第２のリードフレーム18表面をマスク
し、この状態で、コーティング材22の満たされた槽内に
浸漬したり、或いはコーティング材22をスプレー塗布す
れば良い。またマイクロディスペンサーを用いて、コー
ティング材22をリフレクタ14内に充填しても良い。
に基づいて説明する。先ず、第１のリードフレーム12の
リフレクタ14底面上に、ＬＥＤチップ16をダイボンドし
た後、ボンディングワイヤ20を介して第２のリードフレ
ーム18とＬＥＤチップ16とを接続する（図示せず）。次
に、図２に示すように、リフレクタ14内に未硬化状態の
上記コーティング材22を充填することにより、ＬＥＤチ
ップ16の上面及び側面をコーティング材22で被覆する。
この未硬化状態のコーティング材22は、蛍光体24を接着
するための機能を果たす。尚、リフレクタ14内へのコー
ティング材22の充填には適宜な方法を用いることがで
き、例えば、リフレクタ14形成箇所以外の第１のリード
フレーム12及び第２のリードフレーム18表面をマスク
し、この状態で、コーティング材22の満たされた槽内に
浸漬したり、或いはコーティング材22をスプレー塗布す
れば良い。またマイクロディスペンサーを用いて、コー
ティング材22をリフレクタ14内に充填しても良い。
【００１８】次に、図３に示すように、帯電器30内に粉
末状の蛍光体24を収納し、５０ｋＶ〜９０ｋＶの電圧を
印加して帯電器30内を静電気帯電雰囲気と成すと共に、
蛍光体24を流動させることにより、蛍光体24にマイナス
の電荷を帯電させる。また、第１のリードフレーム12を
アースすることにより、リフレクタ14内に充填されたコ
ーティング材22表面をプラスの電荷に帯電させる。この
状態で、メッシュ状の蓋部材32が嵌着された帯電器30の
開口端30ａを、コーティング材22表面に所定距離まで近
づけることにより、マイナスの電荷に帯電された蛍光体
24を、静電引力によってプラスの電荷に帯電されたコー
ティング材22表面へ導き（図３の矢印参照）、蛍光体24
をコーティング材22表面に層状に付着させるのである
（図４）。この際、蛍光体24の帯電量を調整したり、或
いは、帯電器30の開口端30ａに位置す蛍光体24とコーテ
ィング材22表面間の距離を調整することで、コーティン
グ材22表面に付着させる蛍光体24の量を容易に制御する
ことができる。また、プラスの電荷に帯電されたコーテ
ィング材22表面には、マイナスの電荷に帯電された蛍光
体24が静電引力によって確実に被着されるため、コーテ
ィング材22表面には蛍光体24が同じ厚さで均一に被着さ
れる。
末状の蛍光体24を収納し、５０ｋＶ〜９０ｋＶの電圧を
印加して帯電器30内を静電気帯電雰囲気と成すと共に、
蛍光体24を流動させることにより、蛍光体24にマイナス
の電荷を帯電させる。また、第１のリードフレーム12を
アースすることにより、リフレクタ14内に充填されたコ
ーティング材22表面をプラスの電荷に帯電させる。この
状態で、メッシュ状の蓋部材32が嵌着された帯電器30の
開口端30ａを、コーティング材22表面に所定距離まで近
づけることにより、マイナスの電荷に帯電された蛍光体
24を、静電引力によってプラスの電荷に帯電されたコー
ティング材22表面へ導き（図３の矢印参照）、蛍光体24
をコーティング材22表面に層状に付着させるのである
（図４）。この際、蛍光体24の帯電量を調整したり、或
いは、帯電器30の開口端30ａに位置す蛍光体24とコーテ
ィング材22表面間の距離を調整することで、コーティン
グ材22表面に付着させる蛍光体24の量を容易に制御する
ことができる。また、プラスの電荷に帯電されたコーテ
ィング材22表面には、マイナスの電荷に帯電された蛍光
体24が静電引力によって確実に被着されるため、コーテ
ィング材22表面には蛍光体24が同じ厚さで均一に被着さ
れる。
【００１９】その後、所定温度でコーティング材22を加
熱、硬化させることにより、蛍光体24はコーティング材
22表面へ強固に被着される。尚、コーティング材22の加
熱、硬化の際、コーティング材22中の溶剤が蒸発するた
め、コーティング材22は若干収縮する。コーティング材
22の硬化後、ＬＥＤチップ16、コーティング材22、蛍光
体24、第１のリードフレーム12及び第２のリードフレー
ム18の上端部を、透光性エポキシ樹脂等より成り、先端
に凸レンズ部26を形成した外装体28で被覆・封止するこ
とにより、図１に示すＬＥＤ10が得られる。
熱、硬化させることにより、蛍光体24はコーティング材
22表面へ強固に被着される。尚、コーティング材22の加
熱、硬化の際、コーティング材22中の溶剤が蒸発するた
め、コーティング材22は若干収縮する。コーティング材
22の硬化後、ＬＥＤチップ16、コーティング材22、蛍光
体24、第１のリードフレーム12及び第２のリードフレー
ム18の上端部を、透光性エポキシ樹脂等より成り、先端
に凸レンズ部26を形成した外装体28で被覆・封止するこ
とにより、図１に示すＬＥＤ10が得られる。
【００２０】本発明に係るＬＥＤ10の製造方法にあって
は、蛍光体24をマイナスの電荷に帯電すると共にコーテ
ィング材22表面をプラスの電荷に帯電した上で、静電気
を利用して蛍光体24をコーティング材22表面に被着する
ようにしたので、蛍光体24の帯電量や、帯電した蛍光体
24とコーティング材22表面間の距離を制御することによ
り、所定量の蛍光体24を、コーティング材22表面に同じ
厚さで均一に被着することができる。このため、製造さ
れたＬＥＤ10相互間において、蛍光体24の量や、蛍光体
24の厚さに差異を殆ど生じることがなく、光度のばらつ
きの小さなＬＥＤ10を製造することができる。
は、蛍光体24をマイナスの電荷に帯電すると共にコーテ
ィング材22表面をプラスの電荷に帯電した上で、静電気
を利用して蛍光体24をコーティング材22表面に被着する
ようにしたので、蛍光体24の帯電量や、帯電した蛍光体
24とコーティング材22表面間の距離を制御することによ
り、所定量の蛍光体24を、コーティング材22表面に同じ
厚さで均一に被着することができる。このため、製造さ
れたＬＥＤ10相互間において、蛍光体24の量や、蛍光体
24の厚さに差異を殆ど生じることがなく、光度のばらつ
きの小さなＬＥＤ10を製造することができる。
【００２１】尚、上記においては、外装体28を透光性エ
ポキシ樹脂等の有機材料で構成した場合を例に挙げて説
明したが、上記外装体28をコーティング材22と同じ無機
材料で構成しても良い。また、上記実施形態において
は、リフレクタ14内に充填したコーティング材22の上端
部が、リフレクタ14の上端より下方に配置されている場
合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定され
ず、コーティング材22の上端部をリフレクタ14外へ突出
させ、コーティング材22の上端部を、リフレクタ14の上
端より上方に配置させても良い。
ポキシ樹脂等の有機材料で構成した場合を例に挙げて説
明したが、上記外装体28をコーティング材22と同じ無機
材料で構成しても良い。また、上記実施形態において
は、リフレクタ14内に充填したコーティング材22の上端
部が、リフレクタ14の上端より下方に配置されている場
合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定され
ず、コーティング材22の上端部をリフレクタ14外へ突出
させ、コーティング材22の上端部を、リフレクタ14の上
端より上方に配置させても良い。
【００２２】
【発明の効果】本発明に係る発光ダイオードの製造方法
にあっては、蛍光体をマイナス又はプラスの電荷に帯電
すると共に、コーティング材表面を上記蛍光体に帯電さ
せた電荷とは逆の電荷で帯電した上で、静電気を利用し
て蛍光体をコーティング材表面に被着するようにしたの
で、蛍光体の帯電量や、帯電した蛍光体とコーティング
材表面間の距離を制御することにより、所定量の蛍光体
を、コーティング材表面に同じ厚さで均一に被着するこ
とができる。このため、製造されたＬＥＤ相互間におい
て、蛍光体の量や、蛍光体の厚さに差異を殆ど生じるこ
とがなく、光度のばらつきの小さな発光ダイオードを製
造することができる。
にあっては、蛍光体をマイナス又はプラスの電荷に帯電
すると共に、コーティング材表面を上記蛍光体に帯電さ
せた電荷とは逆の電荷で帯電した上で、静電気を利用し
て蛍光体をコーティング材表面に被着するようにしたの
で、蛍光体の帯電量や、帯電した蛍光体とコーティング
材表面間の距離を制御することにより、所定量の蛍光体
を、コーティング材表面に同じ厚さで均一に被着するこ
とができる。このため、製造されたＬＥＤ相互間におい
て、蛍光体の量や、蛍光体の厚さに差異を殆ど生じるこ
とがなく、光度のばらつきの小さな発光ダイオードを製
造することができる。
【図１】本発明に係る方法で製造されたＬＥＤの断面図
である。
である。
【図２】ＬＥＤの製造過程を示す説明図である。
【図３】ＬＥＤの製造過程を示す説明図である。
【図４】ＬＥＤの製造過程を示す説明図である。
【図５】従来のＬＥＤランプの断面図である。
10 ＬＥＤ
12 第１のリードフレーム
14 リフレクタ
16 ＬＥＤチップ
18 第２のリードフレーム
22 コーティング材
24 蛍光体
28 外装体
30 帯電器
フロントページの続き
(72)発明者 加藤 陽弘
東京都世田谷区三軒茶屋２−46−３ 岡谷
電機産業株式会社東京事業所内
Ｆターム(参考） 4M109 GA01
5F041 AA03 AA10 AA41 AA44 CA77
DA07 DA12 DA18 DA26 DA44
DA47 DA57 DA58 DA91 DB01
EE25
Claims (3)
- 【請求項１】 基体の一面上にＬＥＤチップを配置する
と共に、該ＬＥＤチップを透光性材料で構成された未硬
化状態のコーティング材で被覆し、その後、マイナス又
はプラスの電荷を帯電させた粉末状の蛍光体を、該蛍光
体に帯電させた電荷とは逆の電荷で帯電させた上記コー
ティング材の表面に、静電気を利用して被着させ、その
後、上記コーティング材を硬化させることを特徴とする
発光ダイオードの製造方法。 - 【請求項２】 上記基体が、リードフレームであり、該
リードフレームに設けた凹部内面を反射面と成して形成
したリフレクタの底面上に、上記ＬＥＤチップを配置す
ると共に、該ＬＥＤチップを、上記リフレクタ内に充填
した未硬化状態の上記コーティング材で被覆し、その
後、マイナス又はプラスの電荷を帯電させた粉末状の蛍
光体を、該蛍光体に帯電させた電荷とは逆の電荷で帯電
させた上記コーティング材の表面に、静電気を利用して
被着させ、その後、上記コーティング材を硬化させるこ
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。 - 【請求項３】 上記コーティング材を、無機材料で構成
した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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001396277A JP2003197977A (ja) | 2001-12-27 | 2001-12-27 | 発光ダイオードの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001396277A JP2003197977A (ja) | 2001-12-27 | 2001-12-27 | 発光ダイオードの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003197977A true JP2003197977A (ja) | 2003-07-11 |
Family
ID=27602411
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001396277A Pending JP2003197977A (ja) | 2001-12-27 | 2001-12-27 | 発光ダイオードの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003197977A (ja) |
Cited By (15)
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| KR100674854B1 (ko) * | 2006-02-16 | 2007-01-29 | 삼성전기주식회사 | 광추출 효율이 개선된 ｌｅｄ 패키지 및 그 제조방법 |
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-
2001
- 2001-12-27 JP JP2001396277A patent/JP2003197977A/ja active Pending
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