JPH10247749A - 発光素子の製造方法、発光素子及び当該発光素子を用いた面光源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 発光素子のリードを加工するための金型や外
装樹脂を成形するための金型などの金型コストを安価に
する。 【解決手段】 外装樹脂に一体にインサートされている
リードの発光素子実装用のダイパッド部２８に所望個数
のＬＥＤチップ２２を実装し、ＬＥＤチップ２２と別な
リードのパッド部２７をボンディングワイヤ２６で結
ぶ。発光素子２２を実装されていないダイパッド部２８
は、直接にボンディングワイヤ２６で別なリードのパッ
ド部２７につなぐ。これによりＬＥＤチップ数の異なる
発光素子に対して外装樹脂付きリード２４を共用化す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は発光素子の製造方
法、発光素子及び当該発光素子を用いた面光源装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】

（第１の従来例）液晶表示装置には、バックライトとし
て面光源装置が用いられている。この面光源装置１ａ，
１ｂは、図１（ａ）（ｂ）に示すように、主として導光
板２と発光素子３とからなり、発光素子３は導光板２の
端面（光入射端面４）に配置されている。そして、発光
素子３から出射された光は、光入射端面４から導光板２
内に入り、導光板２内部で全反射すると共に下面の拡散
パターン（図示せず）で散乱し、導光板２の上面（光出
射面５）から均一に出射される。

【０００３】このような面光源装置１ａ，１ｂにあって
は、液晶表示パネルのサイズが異なると、導光板２のサ
イズや拡散パターンなどが変化し、一定の輝度を得るた
めには、発光素子３内の発光ダイオード（ＬＥＤ）チッ
プ６の必要チップ数も異なる。そして、チップ数が異な
ると、発光素子３のリードの形状も違ったものとなる。
例えば、図２（ａ）のように２個のＬＥＤチップ６を実
装した発光素子３の場合と、図２（ｂ）のように３個の
ＬＥＤチップ６を実装した発光素子３の場合とでは、用
いられるリード７ａ〜７ｃ又は７ａ〜７ｄの形状が全く
異なったものとなる。これに対し、導光板２のサイズが
変化しても発光素子３の外形サイズ（外装樹脂８のサイ
ズ）は変更する必要はない。

【０００４】このように、導光板のサイズが変わって
も、基本的に発光素子の外形サイズは同一にすることが
できるにも拘らず、ＬＥＤチップの個数が異なるとＬＥ
Ｄチップを実装するためのリードの形状が変化する。こ
のため、従来にあっては、ＬＥＤチップの個数が異なる
毎に、リード（リードフレーム）を打ち抜くためのプレ
ス金型やリード（リードフレーム）を外装樹脂にインサ
ート成形するための成形金型として、それぞれ異なった
ものを準備する必要があり、金型コストが高価について
いた。

【０００５】（第２の従来例）また、図３（ａ）（ｂ）
は、上記のような発光素子３を用いた面光源装置９を回
路基板１０に実装し、その上に液晶表示パネル１１を載
置した液晶表示装置を示している。導光板１２の光入射
端面の両端部には、発光素子３を保持するためのホルダ
ー部１３が設けられており、発光素子３は両端をホルダ
ー部１３に差し込むことによって導光板１２に取り付け
られている。また、導光板１２の両側には面光源装置９
を回路基板１０に取り付けるための装着用脚片１４が設
けられており、面光源装置９を回路基板１０に取り付け
る場合には、発光素子３のリード７ａ，７ｂを回路基板
１０のスルーホール１５に差し込むと共に装着用脚片１
４を回路基板１０の下面に係合させて面光源装置９を回
路基板１０と平行に配設している。さらに、導光板１２
の上には、液晶表示パネル１１が載置され、液晶表示パ
ネル１１と回路基板１０とは、フラットケーブル１６に
よって接続される。

【０００６】発光素子に実装されるＬＥＤチップの数が
異なる場合だけでなく、発光素子のリード間も種々のも
のを必要とすれば、リード間の距離の異なる発光素子毎
に異なるリードを打ち抜くためのプレス金型や外装樹脂
を成形するための成形金型も数種必要となり、金型コス
トが高価につく。

【０００７】しかし、発光素子のリード間距離を一定に
して統一すると、図３（ａ）（ｂ）のように回路基板に
発光素子を実装する場合、回路基板の配線パターンを発
光素子のリード位置に合わせなければならないので、回
路基板の配線パターンの設計の自由度が低下し、ひいて
は回路基板面積が大きくなるという欠点が生じる。従っ
て、実際には、発光素子のリード間距離を一定にすると
いうことは困難であり、そのため多種の金型が必要とな
って金型コストが高くついていた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は叙上の従来例
の欠点に鑑みてなされたものであり、その目的とすると
ころは、発光素子のリードを加工するための金型や外装
樹脂を成形するための金型などの金型コストを安価にす
るための技術に関する。

【０００９】

【発明の開示】請求項１に記載の発光素子の製造方法
は、外装樹脂を複数のリードと一体成形した後、所望の
個数の発光体を当該リードの発光体実装位置のうち所望
の位置に選択的に接合させ、当該リード上に接合された
発光体と他のリードとを導線によって結線すると共に発
光体を接合されていないリードの発光体実装位置と他の
リードとを導線によって接続することを特徴としてい
る。

【００１０】請求項２に記載の発光素子は、リードの発
光体実装位置のうち少なくとも一箇所には発光体が接合
されておらず、当該発光体が接合されていないリードの
発光体実装位置と他のリードとを導線によって接続して
いることを特徴としている。

【００１１】請求項１又は２に記載の発明にあっては、
予め外装樹脂に一体成形されたリードに必要個数の発光
体を実装し、発光体が実装されていないリードはそのま
まで他のリードと接続しているので、外装樹脂を一体化
されたリードを発光体個数の異なる発光素子に共用でき
る。従って、リードを打ち抜くためのプレス金型や外装
樹脂を成形するための金型が一種でよく、金型コストを
大幅に低減できる。

【００１２】請求項３に記載の実施態様は、請求項２記
載の発光素子において、発光体の最大実装個数が奇数個
であることを特徴としている。

【００１３】発光体の最大実装個数を奇数個とすれば、
発光体の実装個数が奇数の場合にも偶数の場合にも発光
体を対称に配置することができる。

【００１４】請求項４に記載の発光素子は、両端のリー
ド間に発光体を電気的に接続された発光素子であって、
前記両端のリードは分岐して複数の端子を有しているこ
とを特徴としている。

【００１５】請求項４に記載の発光素子は、リードが複
数の端子を有しているので、発光素子を回路基板に実装
するにあたっては、不用なリードをカットして用いるこ
とができ、種々のリード間隔に対応できる。従って、種
々のリード間隔の発光素子に対して、リードを打ち抜く
ためのプレス金型や外装樹脂を成形するための金型を一
種にでき、金型コストを大幅に低減できる。

【００１６】本発明の発光素子は、例えば導光板を用い
た面光源装置に用いることができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】

（第１の実施形態）図４〜図６は本発明の一実施形態に
よる発光素子２１の製造方法を説明する図であって、１
〜３個のうちいずれかの個数のＬＥＤチップ２２を実装
するのに適したリード構造の発光素子２１と、同じリー
ド２３ａ〜２３ｄに３個又は２個のＬＥＤチップ２２を
実装する方法を示している。

【００１８】まず、図４（ａ）（ｂ）（ｃ）は、３個ま
でのＬＥＤチップ２２を実装可能な外装樹脂付きリード
２４の製造工程を示している。図４（ａ）に示すよう
に、端子（リード足）２５を有する一方のリード２３ａ
の上端部はボンディングワイヤ２６を接続するためのパ
ッド部２７となっており、端子２５を有する他方のリー
ド２３ｂの上端部はＬＥＤチップ２２をダイボンドする
ためのダイパッド部２８となっている。両リード２３
ａ，２３ｂの上端部間には、横長の２つのリード２３
ｃ，２３ｄが配設されており、両リード２３ｃ，２３ｄ
は片側がボンディングワイヤ２６を接続するためのパッ
ド部２７となり、他方がＬＥＤチップ２２を実装するた
めのダイパッド部２８となっている。また、３つのダイ
パッド部２８のうち中央のダイパッド部２８は、２本の
端子２５の中央に位置しており、両側のダイパッド部２
８は中央のダイパッド部２８に対して左右対称な配置と
なっている。但し、パッド部２７とダイパッド部２８と
で、なんらかの物理的構成や機械的構成などが異なって
いたり、なんらかのマークが付いていたりする訳ではな
い。

【００１９】リードフレームの形態で所定の配置に保た
れた上記各リード２３ａ〜２３ｄは、図４（ｂ）（ｃ）
に示すように、反射率の高い白色樹脂等からなる外装樹
脂２９内にインサート成形され、外装樹脂２９を成形さ
れた後、リードフレームから切り離される。この外装樹
脂付きリード２４にあっては、外装樹脂２９の前面が開
口しており、各ダイパッド部２８にＬＥＤチップ２２を
ダイボンドしたり、パッド部２７にボンディングワイヤ
２６を結線したりすることができる程度に各リード２３
ａ〜２３ｄのパッド部２７及びダイパッド部２８が開口
３０から露出している。

【００２０】このようにして外装樹脂２９内にリード２
３ａ〜２３ｄをインサート成形された外装樹脂付きリー
ド２４は、実装するＬＥＤチップ２２の個数が１〜３個
の範囲で特定されないものである。つまり、１個のＬＥ
Ｄチップ用と、２個のＬＥＤチップ用と、３個のＬＥＤ
チップ用とに共用されるものであって、ＬＥＤチップ２
２が１〜３個の範囲であれば、１種類の外装樹脂付きリ
ード２４が準備されていればよい。

【００２１】図５（ａ）〜（ｆ）は上記外装樹脂付きリ
ード２４を用いて３個のＬＥＤチップ２２を搭載された
発光素子２１を製造する方法を説明する図である。３個
のＬＥＤチップ２２を実装する場合には、その３個のＬ
ＥＤチップ２２を外装樹脂付きリード２４の３箇所のダ
イパッド部２８にダイボンドし（図５（ａ）（ｂ））、
ついで各ダイパッド部２８に実装されたＬＥＤチップ２
２とパッド部２７とにボンディングワイヤ２６を結線し
て３つのＬＥＤチップ２２を直列に接続する（図５
（ｃ）（ｄ））。こうして３つのＬＥＤチップ２２を対
称に実装された外装樹脂付きリード２４の開口３０内に
透明樹脂３１を注入して各ＬＥＤチップ２２を封止し
（図５（ｅ）（ｆ））、３個のＬＥＤチップ２２を有す
る発光素子２１が製造される。

【００２２】次に、図６（ａ）〜（ｆ）は同じ外装樹脂
付きリード２４を用いて２個のＬＥＤチップ２２を搭載
された発光素子２１を製造する方法を説明する図であ
る。２個のＬＥＤチップ２２を実装する場合には、その
２個のＬＥＤチップ２２を外装樹脂付きリード２４の両
側２箇所のダイパッド部２８にダイボンドする（図６
（ａ）（ｂ））。中央のダイパッド部２８にはＬＥＤチ
ップ２２は実装せず、空白としておく。ついで、ダイパ
ッド部２８に実装されたＬＥＤチップ２２と隣接するパ
ッド部２７とにボンディングワイヤ２６を結線すると共
に中央のＬＥＤチップ２２を実装されていないダイパッ
ド部２８と隣接するパッド部２７もボンディングワイヤ
２６でつなぎ、２つのＬＥＤチップ２２を直列に接続す
る（図６（ｃ）（ｄ））。こうして２つのＬＥＤチップ
２２を対称な配置で実装された外装樹脂付きリード２４
の開口３０内に透明樹脂３１をディッピングして各ＬＥ
Ｄチップ２２を封止し（図６（ｅ）（ｆ））、２個のＬ
ＥＤチップ２２を有する発光素子２１が製造される。

【００２３】また、ここでは図示しないが、１つのＬＥ
Ｄチップ２２を実装するには、外装樹脂付きリード２４
の中央のダイパッド部２８のみにＬＥＤチップ２２をダ
イボンドし、両側のダイパッド部２８はそのままでボン
ディングワイヤ２６によりパッド部２７と接続すればよ
い。

【００２４】なお、上記実施形態では、３つまでのＬＥ
Ｄチップを実装できる発光素子について説明したが、よ
り多くのＬＥＤチップにも対応できるようにすることは
容易である。もっとも、最大実装個数は奇数個としてお
くのが望ましい。最大実装個数を奇数個としておけば、
ＬＥＤチップの実装個数が何個であっても、それらのＬ
ＥＤチップを対称に配置できる。また、ＬＥＤチップの
各実装位置は左右対称となるように配置しておくのが好
ましい。

【００２５】（第２の実施形態）図７（ａ）（ｂ）は本
発明の別な実施形態により製造された発光素子３３を示
す正面図及び断面図である。この実施形態にあっては、
外装樹脂付きリード２４に所望個数のＬＥＤチップ２２
を実装した後、開口３０内のＬＥＤチップ２２の位置す
る領域以外を外装樹脂２９と同じ白色樹脂３２で塞いだ
後、ＬＥＤチップ２２と対向する箇所のみを透明樹脂３
１で封止するようにしたものである。この実施形態によ
れば、光の出射される領域を狭くすることができる。

【００２６】（第３の実施形態）図８（ａ）（ｂ）
（ｃ）（ｄ）は本発明のさらに別な実施形態による発光
素子４１を示す正面図、内部のリード４２ａ，４２ｂ，
４２ｃの形状を示す正面図、発光素子４１の下面図及び
水平断面図である。これは外装樹脂４３内にインサート
された３つのリード４２ａ，４２ｂ，４２ｃのうち２つ
のリード４２ａ，４２ｃにそれぞれＬＥＤチップ４４を
ダイボンドし、ＬＥＤチップ４４とリード４２ｃ，４２
ｂとをボンディングワイヤ４５で結線し、外装樹脂４３
の開口４６を透明樹脂（図示せず）で封止した発光素子
４１であって、両側のリード４２ａ，４２ｂは分岐して
複数の端子４７，４８を有している。両側のリード４２
ａ，４２ｂは、一部を除いて外装樹脂４３の外側で分岐
しているが、外装樹脂４３の外で分岐した端子４７，４
８の根元部分は合成樹脂被膜やハンダ被膜等の保護膜４
９によって覆われており、腐食性ガスや湿気から保護さ
れている。

【００２７】図８の実施形態では、回路基板のスルーホ
ールに挿入するための端子４７，４８は左右でそれぞれ
４本ずつになっているが、使用する場合には、不要な左
右３本ずつの端子４７，４８は根元からカットして使用
するので、残して使用する端子４７，４８の選択によっ
てリード間隔は４種類に選択することができる。例え
ば、外から２番目の端子４７ｂ，４８ｂを残して使用し
ようとする場合には、図９に示すように、１番外の端子
４７ａ，４８ａを保護膜４９に包まれた部分からカット
し、内側の２本の端子４７ｃ，４７ｄ，４８ｃ，４８ｄ
は外装部４３や保護膜４９側の根元でカットする。

【００２８】また、例えば１番内側の端子４７ｄ，４８
ｄのみを残そうとする場合には、各リード４２ａ，４２
ｂの保護膜４９で包まれた部分の根元をカットすればよ
い。

【００２９】なお、外装樹脂４３から直接端子４７ｄ，
４８ｄが出ている部分では、外装樹脂４３を少し引っ込
めて凹部５０を形成している。保護膜４９は薄いため、
端子側と保護膜４９側を上下からプレスで挟んでせん断
応力を発生させて簡単にカットできるが、外装樹脂４３
は厚みがあるため、端子側と外装樹脂側を上下からプレ
スで挟んでカットしようとすると、プレスの刃どうしが
離れた状態で外装樹脂４３と端子を挟むことになって端
子が根元から曲がってしまうことになる。そこで、この
凹部５０に治具を挿入して端子の根元を支持し、端子の
根元と先端側とを治具とプレスの刃で挟んで確実にカッ
トできるようにしている。

【００３０】（第４，５の実施形態）リードが腐食しに
くい場合や、良好な環境で使用される場合には、図１０
に示すように、端子４７，４８の根元を覆う保護膜はな
くてもよい。また、各端子４７，４８の根元全体を外装
樹脂４３で包むようにし、各端子４７，４８を外装樹脂
４３の凹部５０から外部へ引き出すようにしてもよい。

【００３１】（面光源装置）図１２は上記のような発光
素子５２を用いた面光源装置５１を示す分解斜視図であ
る。導光板５３は、ポリカーボネイト樹脂やメタクリル
樹脂等の高屈折率材料からなり、下面には円弧状の拡散
パターン（図示せず）が形成されており、導光板５３の
下面には反射シート５４が配置されている。導光板５３
の光入射端面５５には、本発明の発光素子５２が対向配
置されている。しかして、発光素子５２から出射された
光は、光入射端面５５から導光板５３内に導かれ、導光
板５３内部で全反射し、もしくは拡散パターンで散乱さ
れ、光出射面５６（上面）への入射角が全反射の臨界角
を越えると光出射面５６から出射される。

【００３２】（液晶表示装置）図１３は本発明にかかる
面光源装置８０を用いた液晶表示装置８１を示す分解斜
視図である。面光源装置８０の前面には、拡散反射シー
ト８２が配置され、その前面に液晶表示パネル８３が配
設されている。液晶表示パネル８３は、透明電極やＴＦ
Ｔ、カラーフィルタ、ブラックマトリクス等を形成され
た２枚の液晶基板（ガラス基板、フィルム基板）８４，
８５間に液晶材料を封止し、液晶基板８４，８５の両外
面に偏光板８６を配設したものである。

【００３３】（液晶表示装置を備えた電子装置）本発明
にかかる液晶表示装置は、携帯電話や弱電力無線機のよ
うな無線情報伝達装置、携帯用パソコン、電子手帳や電
卓のような情報処理装置などに用いるのに好ましい。図
１４は本発明にかかる例えば図１３に示したような液晶
表示装置８１をディスプレイ用に備えた携帯電話８９を
示す斜視図、図１５はその機能ブロック図である。携帯
電話８９の正面にはダイアル入力用のテンキー等のボタ
ンスイッチ９０を備え、その上方に液晶表示装置８１が
配設され、上面にアンテナ９１が設けられている。しか
して、ボタンスイッチ９０からダイアル等を入力する
と、入力されたダイアル情報等が送信回路９２を通じて
アンテナ９１から電話会社の基地局へ送信される。一
方、入力されたダイアル情報等は液晶駆動回路９３へ送
られ、液晶表示装置８１が液晶駆動回路９３により駆動
されてダイアル情報等が液晶表示装置８１に表示され
る。

【００３４】また、図１６は本発明にかかる例えば図１
３に示したような液晶表示装置８１をディスプレイ用に
備えた電子手帳や携帯用パソコン等の携帯情報端末機９
４を示す斜視図、図１７はその機能ブロック図である。
携帯情報端末機９４は、カバー９５を開くと、キー入力
部９６と液晶表示装置８１を備えており、内部には液晶
駆動回路９３や演算処理回路９７等が設けられている。
しかして、例えばキー入力部９６からテンキーやカナキ
ー等を入力すると、入力情報が液晶駆動回路９３に送ら
れて液晶表示装置８１に表示される。ついで、演算キー
等の制御キーを押すと、演算処理回路９７で所定の処理
や演算が実行され、その結果が液晶駆動回路９３に送ら
れて液晶表示装置８１に表示される。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）（ｂ）はサイズの異なる導光板を用いた
面光源装置を示す平面図である。

【図２】（ａ）（ｂ）はＬＥＤチップを２個実装した発
光素子のリード構造とＬＥＤチップを３個実装した発光
素子のリード構造を示す図である。

【図３】（ａ）は従来の面光源装置の斜視図、（ｂ）は
従来の液晶表示装置の側面図である。

【図４】（ａ）（ｂ）（ｃ）は本発明の一実施形態によ
る外装樹脂付きリードの製造手順を示す図である。

【図５】（ａ）〜（ｆ）は同上の外装樹脂付きリードに
３個のＬＥＤチップを実装する場合を示す正面図又は断
面図である。

【図６】（ａ）〜（ｆ）は同上の外装樹脂付きリードに
２個のＬＥＤチップを実装する場合を示す正面図又は断
面図である。

【図７】（ａ）（ｂ）は本発明の別な実施形態による発
光素子を示す正面図及び断面図である。

【図８】（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は本発明のさらに別
な実施形態による発光素子を示す正面図、リード構造を
示す正面図、発光素子の下面図及び断面図である。

【図９】同上の発光素子の不用な端子をカットする様子
を示す図である。

【図１０】本発明のさらに別な実施形態による発光素子
を示す正面図である。

【図１１】本発明のさらに別な実施形態による発光素子
を示す正面図である。

【図１２】本発明の発光素子を用いた面光源装置を示す
分解斜視図である。

【図１３】本発明の面光源装置を用いた液晶表示装置の
分解斜視図である。

【図１４】本発明にかかる液晶表示装置をディスプレイ
用に備えた携帯電話を示す斜視図である。

【図１５】同上の携帯電話において液晶表示装置を駆動
するための構成を示すブロック図である。

【図１６】本発明にかかる液晶表示装置をディスプレイ
用に備えた電子手帳等の携帯情報端末機を示す斜視図で
ある。

【図１７】同上の携帯情報端末機において液晶表示装置
を駆動するための構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

２２ ＬＥＤチップ ２３ａ〜２３ｄ リード ２４ 外装樹脂付きリード ２６ ボンディングワイヤ ２７ パッド部 ２８ ダイパッド部 ２９ 外装樹脂 ３１ 透明樹脂 ４２ａ〜４２ｃ リード ４３ 外装樹脂 ４７，４８ リード ４９ 保護膜

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外装樹脂を複数のリードと一体成形した
   後、 所望の個数の発光体を当該リードの発光体実装位置のう
   ち所望の位置に選択的に接合させ、 当該リード上に接合された発光体と他のリードとを導線
   によって結線すると共に発光体を接合されていないリー
   ドの発光体実装位置と他のリードとを導線によって接続
   することを特徴とする発光素子の製造方法。
2. 【請求項２】 リードの発光体実装位置のうち少なくと
   も一箇所には発光体が接合されておらず、当該発光体が
   接合されていないリードの発光体実装位置と他のリード
   とを導線によって接続していることを特徴とする発光素
   子。
3. 【請求項３】 発光体の最大実装個数が奇数個であるこ
   とを特徴とする、請求項２に記載の発光素子。
4. 【請求項４】 両端のリード間に発光体を電気的に接続
   された発光素子であって、 前記両端のリードは分岐して複数の端子を有しているこ
   とを特徴とする発光素子。
5. 【請求項５】 請求項１〜４に記載の発光素子と、当該
   発光素子から出射された光を光入射端面から導入して光
   出射面から出射される導光板とからなることを特徴とす
   る面光源装置。