発光装置
【課題】実施形態は、導電性ペーストを用いて発光素子をリードフレームに固着する発光装置であって、発光効率および信頼度を向上させることが可能な発光装置を提供する。
【解決手段】実施形態に係る発光装置は、凹部が設けられた第１のリードと、前記凹部の底面に固着された発光素子と、前記第１のリードから離間して配置され、金属ワイヤを介して前記発光素子に電気的に接続された第２のリードと、を備える。前記発光素子は、前記金属ワイヤがボンディングされた発光面側とは反対の裏面において、導電性のペーストを介して前記底面に固着される。そして、前記底面の面積は、前記発光面の面積よりも広く、前記ペーストは、前記凹部の内部において、前記発光素子の前記発光面と前記裏面とに交差する側面の少なくとも一部と、前記凹部の壁面の少なくとも一部と、を覆う厚さに充填される。
【解決手段】実施形態に係る発光装置は、凹部が設けられた第１のリードと、前記凹部の底面に固着された発光素子と、前記第１のリードから離間して配置され、金属ワイヤを介して前記発光素子に電気的に接続された第２のリードと、を備える。前記発光素子は、前記金属ワイヤがボンディングされた発光面側とは反対の裏面において、導電性のペーストを介して前記底面に固着される。そして、前記底面の面積は、前記発光面の面積よりも広く、前記ペーストは、前記凹部の内部において、前記発光素子の前記発光面と前記裏面とに交差する側面の少なくとも一部と、前記凹部の壁面の少なくとも一部と、を覆う厚さに充填される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光装置には、高い光出力と、高い信頼性と、が求められる。例えば、半導体発光素子であるＬＥＤ（Light Emitting Diode）をリードフレームに固着し、樹脂封止した発光装置がある。このタイプの発光装置では、発光効率を向上させるために、リードフレームを介してＬＥＤの熱を効率よく放散させることが重要である。また、信頼度を向上させるために、リードフレームに対するＬＥＤの固着強度を高くする必要がある。一方、発光装置の製造工程を簡略化しコストダウンを図るために、例えば、導電性ペーストを用いて、発光素子をリードフレームに固着する方法が広く採用されている。
【０００３】
しかしながら、導電性ペーストの熱伝導率は、金属ハンダに比べて熱伝導率が小さく、接着強度も弱い。このため、導電性ペーストを用いて発光素子を固着した装置では、発光効率および信頼度の低下を生じることがある。そこで、導電性ペーストを用いて発光素子をリードフレームに固着する発光装置であって、発光効率および信頼度を向上させることが可能な発光装置が必要とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１２９２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
実施形態は、導電性ペーストを用いて発光素子をリードフレームに固着する発光装置であって、発光効率および信頼度を向上させることが可能な発光装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態に係る発光装置は、凹部が設けられた第１のリードと、前記凹部の底面に固着された発光素子と、前記第１のリードから離間して配置され、金属ワイヤを介して前記発光素子に電気的に接続された第２のリードと、を備える。前記発光素子は、その発光面とは反対側の裏面において、導電性のペーストを介して前記底面に固着される。そして、前記底面の面積は、前記発光面の面積よりも広く、前記ペーストは、前記凹部の内部において、前記発光素子の前記発光面と前記裏面とに交差する側面の少なくとも一部と、前記凹部の壁面の少なくとも一部と、を覆う厚さに充填される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１の実施形態に係る発光装置を示す模式図である。
【図２】第１の実施形態に係る発光素子のマウント領域を示す模式図である。
【図３】第１の実施形態の変形例に係る発光素子のマウント構造を示す模式図である。
【図４】第１の実施形態の別の変形例に係る発光素子のマウント構造を示す模式図である。
【図５】第１の実施形態に係る発光装置の光出力特性を示すグラフである。
【図６】第１の実施形態に係る発光装置の光出力と導電性ペースト厚との関係を示すグラフである。
【図７】第２の実施形態に係る発光素子のマウント構造を示す模式図である。
【図８】第３の実施形態に係る発光装置を示す模式図である。
【図９】第３の実施形態に係る発光装置の配光特性を示すグラフおよび写真である。
【図１０】第３の実施形態に係る発光装置の光束利用率を示すグラフである。
【図１１】比較例に係る発光素子のマウント構造を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、図面中の同一部分には同一番号を付してその詳しい説明は適宜省略し、異なる部分について説明する。
【０００９】
［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態に係る発光装置１００を示す模式図である。図１（ａ）は、正面図、図１（ｂ）は、平面図である。発光装置１００は、リードフレームの表面に、例えば、ＬＥＤを固着し、樹脂成形体により一体に封じた構成を有する。
【００１０】
図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、発光装置１００は、第１のリードであるリード１０と、第２のリードであるリード２０と、を備える。リード１０の表面には、発光素子３０が固着される。リード２０は、その端がリード１０の端に対向し、リード１０から離間した位置に配置される。
【００１１】
リード２０は、金属ワイヤを介して発光素子３０に電気的に接続される。これにより、リード１０と、リード２０と、の間に電流を供給し、発光素子３０を発光させることができる。
【００１２】
リード１０とリード２０とが向き合う、それぞれの端部を覆って成型体３が設けられる。成型体３は、例えば、透明樹脂を射出成型（injection molding）することにより形成される。成型体３は、リード１０に固着された発光素子３０と、金属ワイヤと、を樹脂封止し、外界から遮蔽する。そして、透明樹脂は、発光素子３０が放射する光を透過し、外界への光の放出を可能とする。透明樹脂は、発光素子３０が放射する光の全てを透過し外界に放出することが好ましいが、その一部を吸収しても良い。
【００１３】
成型体３には、発光素子３０から放射される光を集光するためのレンズ５が設けられる。レンズ５は、リード１０の発光素子３０が固着された表面１０ａの側に設けられ、例えば、成型体３と一体に成型することができる。
【００１４】
図１（ａ）に示すように、リード１０およびリード２０の成型体３から延出する部分は、折り曲げ加工される。これにより、リード１０の裏面１０ｂおよびリード２０の裏面２０ｂを、例えば、回路配線に接触させて実装することができる。
【００１５】
図２は、発光装置１００における発光素子３０のマウント部１５を模式的に示す模式図である。図２（ａ）は、成型体３を除いたマウント部１５を示す模式図であり、図２（ｂ）は、その断面図である。
【００１６】
図２（ａ）に示すように、発光素子３０のマウント部１５は、リード１０の端に設けられる。そして、発光素子３０と、リード２０の端と、を電気的に接続する金属ワイヤ１９がボンディングされる。
【００１７】
成型体３に覆われるリード１０および２０の端の部分には、それぞれアンカーホール１２および１３が設けられる。アンカーホール１２および１３は、各リードの表面側と裏面側に成型される樹脂をつなぎ、成型体３とそれぞれのリードとを勘合させる。これにより、リード１０および２０が、成型体３に固定される。
【００１８】
さらに、図２（ｂ）に示すように、リード１０における発光素子３０のマウント部１５には、凹部２１が設けられる。凹部２１は、発光素子３０のチップ面（発光面）３０ａよりも一回り大きなサイズに形成され、その底面２１ａに発光素子３０が固着される。このような凹部２１は、例えば、リード１０の材料である銅合金をプレス加工することにより形成することができる。
【００１９】
また、発光素子３０は、その発光面３０ａとは反対側の裏面３０ｂにおいて、導電性ペースト２３を介して凹部２１の底面２１ａに固着される。
【００２０】
導電性ペースト２３は、例えば、接着性を有する樹脂に銀（Ａｇ）の微粒子を拡散した、所謂Ａｇペーストである。そして、導電性ペースト２３は、発光素子３０を底面２１ａに固着させると共に、リード１０と発光素子３０との間を電気的に接続する。また、ここで言う導電性ペースト２３は、Ａｇペーストに限らず、乾燥後に導電性を有する接着剤であれば良い。
【００２１】
凹部２１の面積は、発光素子３０の発光面３０ａの面積よりも広く設けられる。そして、導電性ペースト２３は、凹部２１の底面２１ａに固着された発光素子３０の側面３０ｃの少なくとも一部と、凹部２１の壁面２１ｂの少なくとも一部と、を覆う厚さに充填される。さらに好ましくは、導電性ペースト２３は、発光素子３０と壁面２１ｂとの間において、底面２１ａに平行な表面を有する。
【００２２】
ここで、平行とは、厳密な意味での平行状態にある場合に限らず、平行に近い状態、もしくは、部分的に平行な状態も含む。また、発光素子３０の側面３０ｃとは、発光面３０ａと裏面３０ｂとに交差する面を言う。
【００２３】
導電性ペースト２３は、樹脂を含むため、例えば、成型体３を形成する透明樹脂との間の密着性がリード１０の表面１０ａよりも高い。このため、発光素子３０と壁面２１ｂとの間において、成型体３と導電性ペースト２３とを接着させることにより、発光素子３０のシールを強化し、その信頼性を向上させることができる。
【００２４】
発光素子３０は、例えば、その発光面３０ａにボンディングパッド３０ｆを有する。そして、図２（ｂ）に示すように、ボンディングパッド３０ｆと、リード２０の表面２０ａと、に金属ワイヤ１９をボンディングし、リード２０と発光素子３０との間を電気的に接続する。この際、発光素子３０が凹部２１の内部に沈み込んで固着されているため、ボンディングパッド３０ｆの高さが低下し、リード１０の表面１０ａに近くなる。これにより、金属ワイヤ１９のルーピングＬＨを低くすることが可能となり、例えば、樹脂モールドによる変形を抑制することができる。
【００２５】
図２に示す例において、例えば、発光面３０ａのサイズを３５０μｍ×３５０μｍとし、チップ厚Ｄ１を２６０μｍとする。発光素子３０の外周に対して５０μｍのクリアランスを採るとして、凹部２１の底面のサイズは、例えば、４５０μｍ×４５０μｍとすることができる。また、凹部２１の深さＤ２を、例えば、２００μｍとする（図３（ｂ）参照）。
【００２６】
図２（ｂ）に示すように、発光素子３０が固着された凹部２１における内部の空間のほぼ全体に導電性ペーストが充填される。発光素子３０と、底面２１ａと、の間に介在する導電性ペーストの厚さを１０μｍ以下とすれば、発光素子３０は、約２０％の部分を凹部２１から突出させて、導電性ペースト２３に沈み込む。これにより、リード１０に対する発光素子３０の固着強度を向上させることができる。また、発光素子３０の発熱を、導電性ペースト２３を介してリード１０に効率良く放散させることができる。
【００２７】
さらに、例えば、凹部２１の深さを２３０μｍ〜２５０μｍとして、側面３０ｃの上部１０％程度を残すレベルまで、発光素子３０を導電性ペースト２３に沈み込ませることが望ましい。これにより、発光素子３０の発光部を凹部２１から突出させ、それを支持する基板の大部分を導電性ペースト２３で覆う状態にすることができる。これにより、発光素子３０の固着強度と、放熱性と、をさらに向上させることができる。
【００２８】
また、導電性ペースト２３が、発光素子３０の放射光を反射する金属を含んでいれば、例えば、発光素子３０から横方向（導電性ペースト２３の表面に略平行な方向）に放射される光が、導電性ペースト２３の表面２３ａにおいて反射され光出力に寄与する。すなわち、発光装置１００の光出力を向上させる。
【００２９】
図３は、本実施形態の変形例に係る発光装置２００および３００における発光素子３０のマウント構造を示す模式図である。本変形例に示すリード１０では、凹部２１は、例えば、エッチング法を用いて形成される。したがって、リード１０の裏面１０ｂは、平坦な状態に保たれる。
【００３０】
図３（ａ）に示すように、発光素子３０の基板３０ｄの大部分を導電性ペースト２３で覆い、発光部３０ｅを凹部２１から突出させる構成が好ましい。一方、図３（ｂ）に示すように、凹部２１の深さＤ２を浅くして、基板３０ｄの一部を導電性ペーストで覆う構成としても良い。ただし、発光素子３０の固着強度および放熱性を向上させるため、側面３０ｃの１／２以上を導電性ペースト２３で覆うことが望ましい。例えば、発光素子３０の裏面３０ｂと、凹部２１の底面２１ａと、の間に介在する導電性ペーストの厚さが無視できる程度に薄いとすれば（１０μｍ以下）、凹部２１の深さＤ２を、発光素子３０のチップ厚Ｄ１の１／２以上にする。
【００３１】
次に、本実施形態の別の側面について、図１１に示す比較例に係る発光装置９００を参照して説明する。図１１に示すように、発光装置９００では、発光素子４０の裏面側の側面４０ｃの一部を導電性ペースト２３が覆う構造となっている。すなわち、発光素子４０の裏面４０ｂの側において、チップの外周に沿ったフィレット２３ｃが形成され、側面４０ｃの一部を導電性ペーストが覆う。
【００３２】
発光素子４０は、例えば、ＧａＰ基板４０ｄの上に発光部４０ｅが設けられたＬＥＤである。ＧａＰ基板４０ｄが発光部４０ｅから放射される光を透過するため、発光素子４０では、発光面４０ａに加えてチップ側面４０ｃからも光が放出される。したがって、チップ側面４０ｃにおいてフィレット２３ｃが覆う面積を広くすると、光が遮蔽され出力が低下する場合がある。このため、フィレット２３ｃは、それにより覆われる側面４０ｃの部分が、例えば、側面全体の２０％以下となるように設けられる。
【００３３】
これに対し、発光部を支持基板の上に移載した構造の、所謂、Thin-Film typeＬＥＤが広く用いられている。Thin-Film typeＬＥＤでは、支持基板として用いられるシリコン基板が発光部の放射する光を吸収する。このため、光が支持基板側へ伝播しないように、発光部と支持基板との間に反射電極を介在させる。すなわち、Thin-Film typeＬＥＤでは、支持基板の側面から光が放射されることがない。
【００３４】
例えば、図３（ａ）に示すマウント構造をThin-Film typeＬＥＤに適用すれば、シリコン基板である基板３０ｄの側面の大部分が導電性ペーストで覆われる。これにより、リード１０への固着強度および放熱性を向上させることができる。さらに、基板３０ｄから光が放出されることがないので、光出力が低下することはない。むしろ、光の吸収体となるシリコン基板（基板３０ｄ）を、光を反射する導電性ペースト２３で覆うことになり、基板３０ｄにおける光吸収を抑制し出力を向上させることが可能となる。
【００３５】
このように、本実施形態に係る発光素子３０のマウント構造をThin-Film typeＬＥＤに適用することにより、リード１０への固着強度を高くして信頼性を向上させることができる。そして、発光素子３０からの放熱性を高くして発光効率を向上させることができる。さらに、支持基板を導電性ペーストで覆うことにより、光の吸収を抑制し直接的に光出力を向上させることが可能となる。
【００３６】
発光素子３０をチップ化する際に、例えば、レーザーダイシングを用いると、側面３０ｃに凹凸を設けることができる。これにより、導電性ペースト２３と発光素子３０と、の間の密着を強化し、さらに、固着強度および放熱性を向上させることもできる。
【００３７】
次に、図４を参照して、実施形態の別の変形例に係る発光装置を説明する。図４（ａ）および図４（ｂ）は、変形例に係る発光装置４００および５００模式的に示す断面図である。
【００３８】
図４（ａ）に示すように、発光装置４００では、凹部２１の深さＤ２を発光素子３０のチップ厚よりも深く設ける。発光素子３０は、導電性ペースト２３を介して凹部２１の底面２１ａに固着される。発光素子３０の発光面３０ａは、凹部２１の内部にあり、リード１０の表面１０ａよりも低い位置に置かれる。
【００３９】
好ましくは、リード１０の表面１０ａに、発光素子３０の放射光を反射する金属をコートする。例えば、銀（Ａｇ）または金（Ａｕ）をメッキする。これにより、図４（ａ）中に矢印で示すように、凹部２１の壁面２１ｃにおいて、発光部３０ｅから導電性ペースト２３の表面に沿った方向に放射された光が上方（発光素子３０の裏面３０ｂから発光面３０ａに向かう方向）に反射される。その結果、上方における光束が増加し、光出力を向上させることが可能となる。
【００４０】
この観点から、凹部２１は、上方に開拡している方が好ましい。すなわち、凹部２１の開口面積を底部２１ｂの面積よりも広くする。これにより、発光素子３０から放射される光が凹部２１の壁面２１ｃで遮られることがない。また、傾斜した壁面２１で反射された光が上方に効率良く出射される。ここで、凹部２１の開口面積とは、壁面２１の底面とは反対側の端に沿った開口の面積を言う。
【００４１】
導電性ペースト２３は、発光素子３０の基板部分を覆うように充填され、発光素子３０と、凹部２１の壁面と、の間にその表面２３ａを露出させる。
【００４２】
一方、図４（ｂ）に示す発光装置５００のように、導電性ペースト２３が発光素子３０の側面３０ｃの一部を覆う状態に設けても良い。すなわち、発光素子３０の基板３０ｄの一部が露出する状態であっても、ある程度の効果を得ることができる。
【００４３】
例えば、図５は、発光装置５００の光出力特性を示すグラフである。縦軸には、発光装置５００から出力される全光束を示し、横軸には、発光素子３０に供給する駆動電流ＩＦを示している。
【００４４】
図５に示すグラフは、発光素子３０のチップ厚２６０μｍに対して、導電性ペースト２３の厚さＤ３を５０μｍ〜２５０μｍの間で変化させたサンプルの光出力を示している。サンプルＡでは、Ｄ３＝２５０μｍであり、図４（ａ）に示す発光装置４００の特性を示す。
【００４５】
図５に示すように、導電性ペーストの厚くするに従って全光束が増加し、駆動電流ＩＦに対する全光束の直線性が改善される。すなわち、発光素子３０の基板３０ｄの側面において、導電性ペースト２３に覆われる割合を高くすることにより、光出力を向上することができる。
【００４６】
さらに、図６では、駆動電流ＩＦを１５０ｍＡとした時の全光束の変化を、導電性ペースト２３の厚さＤ３に対して示している。同図に示すように、全光束のＤ３に依存する変化量は１３０μｍ付近を境に変化し、Ｄ３を１３０μｍ以上とした場合に、光出力をより向上させることがわかる。すなわち、導電性ペースト２３の厚さＤ３を、発光素子３０のチップ厚の１／２以上とすることが望ましいことを示している。
【００４７】
上記の通り、実施形態では、凹部２１に充填された導電性ペースト２３に発光素子３０を沈み込ませ、リード１０に固着させる。これにより、発光素子３０の側面３０ｃを導電性ペースト２３で覆い、その固着強度および放熱性を向上させることができる。
【００４８】
さらに、発光素子３０の側面３０ｃにおいて、基板３０ｄの大部分を導電性ペースト２３で覆うことが好ましい。また、少なくとも、発光素子３０のチップ厚の１／２を越える部分を覆うことにより、光出力を効果的に向上させることができる。
【００４９】
［第２の実施形態］
図７は、第２の実施形態に係る発光素子のマウント構造を模式的に示す断面図である。
【００５０】
図７（ａ）に示す発光装置６００では、平坦なリード１０の表面１０ａに、導電性ペースト２３を介して発光素子３０を固着する。そして、発光素子３０の裏面３０ｂの側の外周に沿ったフィレット２３ｂを設け、側面３０ｃを覆う。フィレット２３ｂは、導電性ペースト２３の一部であり、発光素子３０の基板３０ｄの大部分を覆うことが望ましい。また、発光素子３０の側面３０ｃにおいて、裏面３０ｂから発光面３０ａの方向に、少なくとも、チップ厚の１／２よりも広い部分を覆うように設ける。これにより、発光素子３０のリード１０に対する固着強度と、リード１０への放熱性と、を向上させることができる。
【００５１】
また、図７（ｂ）に示す発光装置７００のように、リード１０に設けられた凹部２１の底面２１ａの上に、導電性ペースト２３を介して発光素子３０を固着しても良い。この場合、発光素子３０の外周を囲むフィレット２３ｂが設けられる点で、図２（ｂ）に示す発光装置１００のマウント構造と相違する。
【００５２】
フィレット２３ｂは、発光素子３０の基板３０ｄの大部分を覆うことが望ましい。そして、発光素子３０の側面３０ｃにおいて、裏面３０ｂから発光面３０ａの方向に、少なくとも、チップ厚の１／２よりも広い部分を覆うように設ける。
【００５３】
これにより、発光素子３０の固着強度と放熱性とを向上させることができる。さらに、リード１０の表面１０ａに、発光素子３０の放射光を反射する金属コートを施すことにより、光出力を向上させることができる。すなわち、凹部２１の壁面２１ｂにおいて、発光部３０ｅから横方向に放射される光を反射し、発光素子３０の裏面３０ｂから発光面３０ａの方向に向かう光束を増やすことが可能となる。
【００５４】
［第３の実施形態］
図８は、第３の実施形態に係る発光装置８００を示す模式図である。図８（ａ）は正面図、図８（ｂ）は閉園図である。
【００５５】
発光装置８００においても、リード１０の表面１０ａに発光素子３０が固着され、金属ワイヤ１９を介して、発光素子３０とリード２０とが電気的に接続される。そして、成型体３により、発光素子３０と金属ワイヤ１９とが樹脂封止される。
【００５６】
発光素子３０は、第１の実施形態および第２の実施形態に示したマウント構造を持ってリード１０に固着される。
【００５７】
本実施形態では、レンズ５を除く成型体３の表面に遮光部材３ａがコートされる。遮光部材３ａは、少なくとも、発光素子３０が固着された側の成型体３の表面を覆うように形成する。これにより、発光素子３０からレンズ５を介して放射される光だけが、外部に放出される。すなわち、有効照射領域外へ放射されるノイズ光は、成型体３の外へ漏れないように遮光される。
【００５８】
遮光部材３ａには、ノイズ光を全反射または吸収する材料を用いる。例えば、発光素子３０が放射する光を吸収もしくは反射する微粒子を含んだ樹脂を、成型体３の表面に塗布または印刷する。また、成型体３の表面に金属膜を蒸着しても良い。
【００５９】
例えば、成型体３の表面に金属膜を形成した場合、ノイズ光は、成型体３の内部で多重反射され、レンズ５を介してレンズ５を介して外部に放出される。したがって、遮光部材３ａには、光を吸収する部材を用いるよりも、全反射する部材を用いる方が好ましい場合がある。
【００６０】
図９は、発光装置８００の配光特性を示すグラフおよび写真である。図９（ａ）は、発光装置８００の光強度を出射角に対して示している。図９（ｂ）は、遮光部材３ａを設けていない発光装置の発光状態を示す写真である、図９（ｃ）は、発光装置８００の発光状態を示す写真である。
【００６１】
図９では、リード１０の表面に平行な方向を基準とした出射角に対して、放射される光の強度を示している。すなわち、出射角９０°における光強度は、レンズ５の頂点方向に出射される光の強度に対応する。
【００６２】
図９には、グラフＦに対応する発光装置８００の配光特性と、グラフＥに対応する遮光部材３ａが設けられていない発光装置（例えば、発光装置１００）の配光特性が示されている。出射角が９０°±４０°の範囲では、レンズ５を介して光が放出されるため、グラフＥとグラフＦとの間に差はない。一方、出射角が５０°以下、および、１３０°以上の範囲では、グラフＦで示される発光装置８００の光強度は、低く抑制されている。これに対し、グラフＥで示される発光装置では、光が抑制されておらずノイズ光を含むことが分かる。
【００６３】
これに対応して、図９（ｂ）に示す発光状態では、横方向の光の放射が見られる。一方、図９（ｃ）に示す発光装置８００の発光状態では、横方向への発光が抑制され、レンズ５の頂点方向への発光が相対的に強くなっている。
【００６４】
図１０は、発光装置８００および比較例に係る発光装置の光束利用率を示すグラフである。縦軸に、放射角９０°における光強度を基準とした利用率を示し、横軸に放射角を示している。ここで、光束利用率とは、全光束のうちの受光面に到達する光束の割合である。
【００６５】
図１０に示すグラフＦは、発光装置８００の光束利用率を示し、グラフＥは、遮光部材３ａが設けられない発光装置の光束利用率を示している。グラフＥに示すように、遮光部材３ａが設けられていない発光装置では、ノイズ光が含まれるために、発光装置８００に比べて光束利用率が低下する。一方、発光装置８００では、グラフＦに示すように、出射角４０°以上の有効照射領域において、光束利用率が９０％を越える特性が得られる。
【００６６】
上記の通り、本実施形態では、ノイズ光を抑制することが可能となり、有効照射領域内と、それ以外の領域と、の間において、明暗部の境界が明確な発光装置を実現することができる。
【００６７】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００６８】
３・・・成型体、 ３ａ・・・遮光部材、 ５・・・レンズ、 １０、２０・・・リード、 １０ａ、２０ａ・・・表面、 １０ｂ、２０ｂ・・・裏面、 １２、１３・・・アンカーホール、 １５・・・マウント部、 １９・・・金属ワイヤ、 ２１・・・凹部、 ２１ａ・・・底面、 ２１ｂ・・・壁面、 ２３・・・導電性ペースト、 ２３ａ・・・表面、 ２３ｂ、２３ｃ・・・フィレット、 ３０、４０・・・発光素子、 ３０ａ、４０ａ・・・発光面、 ３０ｂ、４０ｂ・・・裏面、 ３０ｃ、４０ｃ・・・側面、 ３０ｄ、４０ｄ・・・基板、 ３０ｅ、４０ｅ・・・発光部、 ３０ｆ・・・ボンディングパッド、 １００〜９００・・・発光装置
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光装置には、高い光出力と、高い信頼性と、が求められる。例えば、半導体発光素子であるＬＥＤ（Light Emitting Diode）をリードフレームに固着し、樹脂封止した発光装置がある。このタイプの発光装置では、発光効率を向上させるために、リードフレームを介してＬＥＤの熱を効率よく放散させることが重要である。また、信頼度を向上させるために、リードフレームに対するＬＥＤの固着強度を高くする必要がある。一方、発光装置の製造工程を簡略化しコストダウンを図るために、例えば、導電性ペーストを用いて、発光素子をリードフレームに固着する方法が広く採用されている。
【０００３】
しかしながら、導電性ペーストの熱伝導率は、金属ハンダに比べて熱伝導率が小さく、接着強度も弱い。このため、導電性ペーストを用いて発光素子を固着した装置では、発光効率および信頼度の低下を生じることがある。そこで、導電性ペーストを用いて発光素子をリードフレームに固着する発光装置であって、発光効率および信頼度を向上させることが可能な発光装置が必要とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１２９２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
実施形態は、導電性ペーストを用いて発光素子をリードフレームに固着する発光装置であって、発光効率および信頼度を向上させることが可能な発光装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態に係る発光装置は、凹部が設けられた第１のリードと、前記凹部の底面に固着された発光素子と、前記第１のリードから離間して配置され、金属ワイヤを介して前記発光素子に電気的に接続された第２のリードと、を備える。前記発光素子は、その発光面とは反対側の裏面において、導電性のペーストを介して前記底面に固着される。そして、前記底面の面積は、前記発光面の面積よりも広く、前記ペーストは、前記凹部の内部において、前記発光素子の前記発光面と前記裏面とに交差する側面の少なくとも一部と、前記凹部の壁面の少なくとも一部と、を覆う厚さに充填される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１の実施形態に係る発光装置を示す模式図である。
【図２】第１の実施形態に係る発光素子のマウント領域を示す模式図である。
【図３】第１の実施形態の変形例に係る発光素子のマウント構造を示す模式図である。
【図４】第１の実施形態の別の変形例に係る発光素子のマウント構造を示す模式図である。
【図５】第１の実施形態に係る発光装置の光出力特性を示すグラフである。
【図６】第１の実施形態に係る発光装置の光出力と導電性ペースト厚との関係を示すグラフである。
【図７】第２の実施形態に係る発光素子のマウント構造を示す模式図である。
【図８】第３の実施形態に係る発光装置を示す模式図である。
【図９】第３の実施形態に係る発光装置の配光特性を示すグラフおよび写真である。
【図１０】第３の実施形態に係る発光装置の光束利用率を示すグラフである。
【図１１】比較例に係る発光素子のマウント構造を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、図面中の同一部分には同一番号を付してその詳しい説明は適宜省略し、異なる部分について説明する。
【０００９】
［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態に係る発光装置１００を示す模式図である。図１（ａ）は、正面図、図１（ｂ）は、平面図である。発光装置１００は、リードフレームの表面に、例えば、ＬＥＤを固着し、樹脂成形体により一体に封じた構成を有する。
【００１０】
図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、発光装置１００は、第１のリードであるリード１０と、第２のリードであるリード２０と、を備える。リード１０の表面には、発光素子３０が固着される。リード２０は、その端がリード１０の端に対向し、リード１０から離間した位置に配置される。
【００１１】
リード２０は、金属ワイヤを介して発光素子３０に電気的に接続される。これにより、リード１０と、リード２０と、の間に電流を供給し、発光素子３０を発光させることができる。
【００１２】
リード１０とリード２０とが向き合う、それぞれの端部を覆って成型体３が設けられる。成型体３は、例えば、透明樹脂を射出成型（injection molding）することにより形成される。成型体３は、リード１０に固着された発光素子３０と、金属ワイヤと、を樹脂封止し、外界から遮蔽する。そして、透明樹脂は、発光素子３０が放射する光を透過し、外界への光の放出を可能とする。透明樹脂は、発光素子３０が放射する光の全てを透過し外界に放出することが好ましいが、その一部を吸収しても良い。
【００１３】
成型体３には、発光素子３０から放射される光を集光するためのレンズ５が設けられる。レンズ５は、リード１０の発光素子３０が固着された表面１０ａの側に設けられ、例えば、成型体３と一体に成型することができる。
【００１４】
図１（ａ）に示すように、リード１０およびリード２０の成型体３から延出する部分は、折り曲げ加工される。これにより、リード１０の裏面１０ｂおよびリード２０の裏面２０ｂを、例えば、回路配線に接触させて実装することができる。
【００１５】
図２は、発光装置１００における発光素子３０のマウント部１５を模式的に示す模式図である。図２（ａ）は、成型体３を除いたマウント部１５を示す模式図であり、図２（ｂ）は、その断面図である。
【００１６】
図２（ａ）に示すように、発光素子３０のマウント部１５は、リード１０の端に設けられる。そして、発光素子３０と、リード２０の端と、を電気的に接続する金属ワイヤ１９がボンディングされる。
【００１７】
成型体３に覆われるリード１０および２０の端の部分には、それぞれアンカーホール１２および１３が設けられる。アンカーホール１２および１３は、各リードの表面側と裏面側に成型される樹脂をつなぎ、成型体３とそれぞれのリードとを勘合させる。これにより、リード１０および２０が、成型体３に固定される。
【００１８】
さらに、図２（ｂ）に示すように、リード１０における発光素子３０のマウント部１５には、凹部２１が設けられる。凹部２１は、発光素子３０のチップ面（発光面）３０ａよりも一回り大きなサイズに形成され、その底面２１ａに発光素子３０が固着される。このような凹部２１は、例えば、リード１０の材料である銅合金をプレス加工することにより形成することができる。
【００１９】
また、発光素子３０は、その発光面３０ａとは反対側の裏面３０ｂにおいて、導電性ペースト２３を介して凹部２１の底面２１ａに固着される。
【００２０】
導電性ペースト２３は、例えば、接着性を有する樹脂に銀（Ａｇ）の微粒子を拡散した、所謂Ａｇペーストである。そして、導電性ペースト２３は、発光素子３０を底面２１ａに固着させると共に、リード１０と発光素子３０との間を電気的に接続する。また、ここで言う導電性ペースト２３は、Ａｇペーストに限らず、乾燥後に導電性を有する接着剤であれば良い。
【００２１】
凹部２１の面積は、発光素子３０の発光面３０ａの面積よりも広く設けられる。そして、導電性ペースト２３は、凹部２１の底面２１ａに固着された発光素子３０の側面３０ｃの少なくとも一部と、凹部２１の壁面２１ｂの少なくとも一部と、を覆う厚さに充填される。さらに好ましくは、導電性ペースト２３は、発光素子３０と壁面２１ｂとの間において、底面２１ａに平行な表面を有する。
【００２２】
ここで、平行とは、厳密な意味での平行状態にある場合に限らず、平行に近い状態、もしくは、部分的に平行な状態も含む。また、発光素子３０の側面３０ｃとは、発光面３０ａと裏面３０ｂとに交差する面を言う。
【００２３】
導電性ペースト２３は、樹脂を含むため、例えば、成型体３を形成する透明樹脂との間の密着性がリード１０の表面１０ａよりも高い。このため、発光素子３０と壁面２１ｂとの間において、成型体３と導電性ペースト２３とを接着させることにより、発光素子３０のシールを強化し、その信頼性を向上させることができる。
【００２４】
発光素子３０は、例えば、その発光面３０ａにボンディングパッド３０ｆを有する。そして、図２（ｂ）に示すように、ボンディングパッド３０ｆと、リード２０の表面２０ａと、に金属ワイヤ１９をボンディングし、リード２０と発光素子３０との間を電気的に接続する。この際、発光素子３０が凹部２１の内部に沈み込んで固着されているため、ボンディングパッド３０ｆの高さが低下し、リード１０の表面１０ａに近くなる。これにより、金属ワイヤ１９のルーピングＬＨを低くすることが可能となり、例えば、樹脂モールドによる変形を抑制することができる。
【００２５】
図２に示す例において、例えば、発光面３０ａのサイズを３５０μｍ×３５０μｍとし、チップ厚Ｄ１を２６０μｍとする。発光素子３０の外周に対して５０μｍのクリアランスを採るとして、凹部２１の底面のサイズは、例えば、４５０μｍ×４５０μｍとすることができる。また、凹部２１の深さＤ２を、例えば、２００μｍとする（図３（ｂ）参照）。
【００２６】
図２（ｂ）に示すように、発光素子３０が固着された凹部２１における内部の空間のほぼ全体に導電性ペーストが充填される。発光素子３０と、底面２１ａと、の間に介在する導電性ペーストの厚さを１０μｍ以下とすれば、発光素子３０は、約２０％の部分を凹部２１から突出させて、導電性ペースト２３に沈み込む。これにより、リード１０に対する発光素子３０の固着強度を向上させることができる。また、発光素子３０の発熱を、導電性ペースト２３を介してリード１０に効率良く放散させることができる。
【００２７】
さらに、例えば、凹部２１の深さを２３０μｍ〜２５０μｍとして、側面３０ｃの上部１０％程度を残すレベルまで、発光素子３０を導電性ペースト２３に沈み込ませることが望ましい。これにより、発光素子３０の発光部を凹部２１から突出させ、それを支持する基板の大部分を導電性ペースト２３で覆う状態にすることができる。これにより、発光素子３０の固着強度と、放熱性と、をさらに向上させることができる。
【００２８】
また、導電性ペースト２３が、発光素子３０の放射光を反射する金属を含んでいれば、例えば、発光素子３０から横方向（導電性ペースト２３の表面に略平行な方向）に放射される光が、導電性ペースト２３の表面２３ａにおいて反射され光出力に寄与する。すなわち、発光装置１００の光出力を向上させる。
【００２９】
図３は、本実施形態の変形例に係る発光装置２００および３００における発光素子３０のマウント構造を示す模式図である。本変形例に示すリード１０では、凹部２１は、例えば、エッチング法を用いて形成される。したがって、リード１０の裏面１０ｂは、平坦な状態に保たれる。
【００３０】
図３（ａ）に示すように、発光素子３０の基板３０ｄの大部分を導電性ペースト２３で覆い、発光部３０ｅを凹部２１から突出させる構成が好ましい。一方、図３（ｂ）に示すように、凹部２１の深さＤ２を浅くして、基板３０ｄの一部を導電性ペーストで覆う構成としても良い。ただし、発光素子３０の固着強度および放熱性を向上させるため、側面３０ｃの１／２以上を導電性ペースト２３で覆うことが望ましい。例えば、発光素子３０の裏面３０ｂと、凹部２１の底面２１ａと、の間に介在する導電性ペーストの厚さが無視できる程度に薄いとすれば（１０μｍ以下）、凹部２１の深さＤ２を、発光素子３０のチップ厚Ｄ１の１／２以上にする。
【００３１】
次に、本実施形態の別の側面について、図１１に示す比較例に係る発光装置９００を参照して説明する。図１１に示すように、発光装置９００では、発光素子４０の裏面側の側面４０ｃの一部を導電性ペースト２３が覆う構造となっている。すなわち、発光素子４０の裏面４０ｂの側において、チップの外周に沿ったフィレット２３ｃが形成され、側面４０ｃの一部を導電性ペーストが覆う。
【００３２】
発光素子４０は、例えば、ＧａＰ基板４０ｄの上に発光部４０ｅが設けられたＬＥＤである。ＧａＰ基板４０ｄが発光部４０ｅから放射される光を透過するため、発光素子４０では、発光面４０ａに加えてチップ側面４０ｃからも光が放出される。したがって、チップ側面４０ｃにおいてフィレット２３ｃが覆う面積を広くすると、光が遮蔽され出力が低下する場合がある。このため、フィレット２３ｃは、それにより覆われる側面４０ｃの部分が、例えば、側面全体の２０％以下となるように設けられる。
【００３３】
これに対し、発光部を支持基板の上に移載した構造の、所謂、Thin-Film typeＬＥＤが広く用いられている。Thin-Film typeＬＥＤでは、支持基板として用いられるシリコン基板が発光部の放射する光を吸収する。このため、光が支持基板側へ伝播しないように、発光部と支持基板との間に反射電極を介在させる。すなわち、Thin-Film typeＬＥＤでは、支持基板の側面から光が放射されることがない。
【００３４】
例えば、図３（ａ）に示すマウント構造をThin-Film typeＬＥＤに適用すれば、シリコン基板である基板３０ｄの側面の大部分が導電性ペーストで覆われる。これにより、リード１０への固着強度および放熱性を向上させることができる。さらに、基板３０ｄから光が放出されることがないので、光出力が低下することはない。むしろ、光の吸収体となるシリコン基板（基板３０ｄ）を、光を反射する導電性ペースト２３で覆うことになり、基板３０ｄにおける光吸収を抑制し出力を向上させることが可能となる。
【００３５】
このように、本実施形態に係る発光素子３０のマウント構造をThin-Film typeＬＥＤに適用することにより、リード１０への固着強度を高くして信頼性を向上させることができる。そして、発光素子３０からの放熱性を高くして発光効率を向上させることができる。さらに、支持基板を導電性ペーストで覆うことにより、光の吸収を抑制し直接的に光出力を向上させることが可能となる。
【００３６】
発光素子３０をチップ化する際に、例えば、レーザーダイシングを用いると、側面３０ｃに凹凸を設けることができる。これにより、導電性ペースト２３と発光素子３０と、の間の密着を強化し、さらに、固着強度および放熱性を向上させることもできる。
【００３７】
次に、図４を参照して、実施形態の別の変形例に係る発光装置を説明する。図４（ａ）および図４（ｂ）は、変形例に係る発光装置４００および５００模式的に示す断面図である。
【００３８】
図４（ａ）に示すように、発光装置４００では、凹部２１の深さＤ２を発光素子３０のチップ厚よりも深く設ける。発光素子３０は、導電性ペースト２３を介して凹部２１の底面２１ａに固着される。発光素子３０の発光面３０ａは、凹部２１の内部にあり、リード１０の表面１０ａよりも低い位置に置かれる。
【００３９】
好ましくは、リード１０の表面１０ａに、発光素子３０の放射光を反射する金属をコートする。例えば、銀（Ａｇ）または金（Ａｕ）をメッキする。これにより、図４（ａ）中に矢印で示すように、凹部２１の壁面２１ｃにおいて、発光部３０ｅから導電性ペースト２３の表面に沿った方向に放射された光が上方（発光素子３０の裏面３０ｂから発光面３０ａに向かう方向）に反射される。その結果、上方における光束が増加し、光出力を向上させることが可能となる。
【００４０】
この観点から、凹部２１は、上方に開拡している方が好ましい。すなわち、凹部２１の開口面積を底部２１ｂの面積よりも広くする。これにより、発光素子３０から放射される光が凹部２１の壁面２１ｃで遮られることがない。また、傾斜した壁面２１で反射された光が上方に効率良く出射される。ここで、凹部２１の開口面積とは、壁面２１の底面とは反対側の端に沿った開口の面積を言う。
【００４１】
導電性ペースト２３は、発光素子３０の基板部分を覆うように充填され、発光素子３０と、凹部２１の壁面と、の間にその表面２３ａを露出させる。
【００４２】
一方、図４（ｂ）に示す発光装置５００のように、導電性ペースト２３が発光素子３０の側面３０ｃの一部を覆う状態に設けても良い。すなわち、発光素子３０の基板３０ｄの一部が露出する状態であっても、ある程度の効果を得ることができる。
【００４３】
例えば、図５は、発光装置５００の光出力特性を示すグラフである。縦軸には、発光装置５００から出力される全光束を示し、横軸には、発光素子３０に供給する駆動電流ＩＦを示している。
【００４４】
図５に示すグラフは、発光素子３０のチップ厚２６０μｍに対して、導電性ペースト２３の厚さＤ３を５０μｍ〜２５０μｍの間で変化させたサンプルの光出力を示している。サンプルＡでは、Ｄ３＝２５０μｍであり、図４（ａ）に示す発光装置４００の特性を示す。
【００４５】
図５に示すように、導電性ペーストの厚くするに従って全光束が増加し、駆動電流ＩＦに対する全光束の直線性が改善される。すなわち、発光素子３０の基板３０ｄの側面において、導電性ペースト２３に覆われる割合を高くすることにより、光出力を向上することができる。
【００４６】
さらに、図６では、駆動電流ＩＦを１５０ｍＡとした時の全光束の変化を、導電性ペースト２３の厚さＤ３に対して示している。同図に示すように、全光束のＤ３に依存する変化量は１３０μｍ付近を境に変化し、Ｄ３を１３０μｍ以上とした場合に、光出力をより向上させることがわかる。すなわち、導電性ペースト２３の厚さＤ３を、発光素子３０のチップ厚の１／２以上とすることが望ましいことを示している。
【００４７】
上記の通り、実施形態では、凹部２１に充填された導電性ペースト２３に発光素子３０を沈み込ませ、リード１０に固着させる。これにより、発光素子３０の側面３０ｃを導電性ペースト２３で覆い、その固着強度および放熱性を向上させることができる。
【００４８】
さらに、発光素子３０の側面３０ｃにおいて、基板３０ｄの大部分を導電性ペースト２３で覆うことが好ましい。また、少なくとも、発光素子３０のチップ厚の１／２を越える部分を覆うことにより、光出力を効果的に向上させることができる。
【００４９】
［第２の実施形態］
図７は、第２の実施形態に係る発光素子のマウント構造を模式的に示す断面図である。
【００５０】
図７（ａ）に示す発光装置６００では、平坦なリード１０の表面１０ａに、導電性ペースト２３を介して発光素子３０を固着する。そして、発光素子３０の裏面３０ｂの側の外周に沿ったフィレット２３ｂを設け、側面３０ｃを覆う。フィレット２３ｂは、導電性ペースト２３の一部であり、発光素子３０の基板３０ｄの大部分を覆うことが望ましい。また、発光素子３０の側面３０ｃにおいて、裏面３０ｂから発光面３０ａの方向に、少なくとも、チップ厚の１／２よりも広い部分を覆うように設ける。これにより、発光素子３０のリード１０に対する固着強度と、リード１０への放熱性と、を向上させることができる。
【００５１】
また、図７（ｂ）に示す発光装置７００のように、リード１０に設けられた凹部２１の底面２１ａの上に、導電性ペースト２３を介して発光素子３０を固着しても良い。この場合、発光素子３０の外周を囲むフィレット２３ｂが設けられる点で、図２（ｂ）に示す発光装置１００のマウント構造と相違する。
【００５２】
フィレット２３ｂは、発光素子３０の基板３０ｄの大部分を覆うことが望ましい。そして、発光素子３０の側面３０ｃにおいて、裏面３０ｂから発光面３０ａの方向に、少なくとも、チップ厚の１／２よりも広い部分を覆うように設ける。
【００５３】
これにより、発光素子３０の固着強度と放熱性とを向上させることができる。さらに、リード１０の表面１０ａに、発光素子３０の放射光を反射する金属コートを施すことにより、光出力を向上させることができる。すなわち、凹部２１の壁面２１ｂにおいて、発光部３０ｅから横方向に放射される光を反射し、発光素子３０の裏面３０ｂから発光面３０ａの方向に向かう光束を増やすことが可能となる。
【００５４】
［第３の実施形態］
図８は、第３の実施形態に係る発光装置８００を示す模式図である。図８（ａ）は正面図、図８（ｂ）は閉園図である。
【００５５】
発光装置８００においても、リード１０の表面１０ａに発光素子３０が固着され、金属ワイヤ１９を介して、発光素子３０とリード２０とが電気的に接続される。そして、成型体３により、発光素子３０と金属ワイヤ１９とが樹脂封止される。
【００５６】
発光素子３０は、第１の実施形態および第２の実施形態に示したマウント構造を持ってリード１０に固着される。
【００５７】
本実施形態では、レンズ５を除く成型体３の表面に遮光部材３ａがコートされる。遮光部材３ａは、少なくとも、発光素子３０が固着された側の成型体３の表面を覆うように形成する。これにより、発光素子３０からレンズ５を介して放射される光だけが、外部に放出される。すなわち、有効照射領域外へ放射されるノイズ光は、成型体３の外へ漏れないように遮光される。
【００５８】
遮光部材３ａには、ノイズ光を全反射または吸収する材料を用いる。例えば、発光素子３０が放射する光を吸収もしくは反射する微粒子を含んだ樹脂を、成型体３の表面に塗布または印刷する。また、成型体３の表面に金属膜を蒸着しても良い。
【００５９】
例えば、成型体３の表面に金属膜を形成した場合、ノイズ光は、成型体３の内部で多重反射され、レンズ５を介してレンズ５を介して外部に放出される。したがって、遮光部材３ａには、光を吸収する部材を用いるよりも、全反射する部材を用いる方が好ましい場合がある。
【００６０】
図９は、発光装置８００の配光特性を示すグラフおよび写真である。図９（ａ）は、発光装置８００の光強度を出射角に対して示している。図９（ｂ）は、遮光部材３ａを設けていない発光装置の発光状態を示す写真である、図９（ｃ）は、発光装置８００の発光状態を示す写真である。
【００６１】
図９では、リード１０の表面に平行な方向を基準とした出射角に対して、放射される光の強度を示している。すなわち、出射角９０°における光強度は、レンズ５の頂点方向に出射される光の強度に対応する。
【００６２】
図９には、グラフＦに対応する発光装置８００の配光特性と、グラフＥに対応する遮光部材３ａが設けられていない発光装置（例えば、発光装置１００）の配光特性が示されている。出射角が９０°±４０°の範囲では、レンズ５を介して光が放出されるため、グラフＥとグラフＦとの間に差はない。一方、出射角が５０°以下、および、１３０°以上の範囲では、グラフＦで示される発光装置８００の光強度は、低く抑制されている。これに対し、グラフＥで示される発光装置では、光が抑制されておらずノイズ光を含むことが分かる。
【００６３】
これに対応して、図９（ｂ）に示す発光状態では、横方向の光の放射が見られる。一方、図９（ｃ）に示す発光装置８００の発光状態では、横方向への発光が抑制され、レンズ５の頂点方向への発光が相対的に強くなっている。
【００６４】
図１０は、発光装置８００および比較例に係る発光装置の光束利用率を示すグラフである。縦軸に、放射角９０°における光強度を基準とした利用率を示し、横軸に放射角を示している。ここで、光束利用率とは、全光束のうちの受光面に到達する光束の割合である。
【００６５】
図１０に示すグラフＦは、発光装置８００の光束利用率を示し、グラフＥは、遮光部材３ａが設けられない発光装置の光束利用率を示している。グラフＥに示すように、遮光部材３ａが設けられていない発光装置では、ノイズ光が含まれるために、発光装置８００に比べて光束利用率が低下する。一方、発光装置８００では、グラフＦに示すように、出射角４０°以上の有効照射領域において、光束利用率が９０％を越える特性が得られる。
【００６６】
上記の通り、本実施形態では、ノイズ光を抑制することが可能となり、有効照射領域内と、それ以外の領域と、の間において、明暗部の境界が明確な発光装置を実現することができる。
【００６７】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００６８】
３・・・成型体、 ３ａ・・・遮光部材、 ５・・・レンズ、 １０、２０・・・リード、 １０ａ、２０ａ・・・表面、 １０ｂ、２０ｂ・・・裏面、 １２、１３・・・アンカーホール、 １５・・・マウント部、 １９・・・金属ワイヤ、 ２１・・・凹部、 ２１ａ・・・底面、 ２１ｂ・・・壁面、 ２３・・・導電性ペースト、 ２３ａ・・・表面、 ２３ｂ、２３ｃ・・・フィレット、 ３０、４０・・・発光素子、 ３０ａ、４０ａ・・・発光面、 ３０ｂ、４０ｂ・・・裏面、 ３０ｃ、４０ｃ・・・側面、 ３０ｄ、４０ｄ・・・基板、 ３０ｅ、４０ｅ・・・発光部、 ３０ｆ・・・ボンディングパッド、 １００〜９００・・・発光装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
凹部が設けられた第１のリードと、
前記凹部の底面に固着された発光素子と、
前記第１のリードから離間して配置され、金属ワイヤを介して前記発光素子に電気的に接続された第２のリードと、
を備え、
前記発光素子は、その発光面とは反対側の裏面において、導電性のペーストを介して前記底面に固着され、
前記底面の面積は、前記発光面の面積よりも広く、
前記ペーストは、前記凹部の内部において、前記発光素子の前記発光面と前記裏面とに交差する側面の少なくとも一部と、前記凹部の壁面の少なくとも一部と、を覆う厚さに充填されたことを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記凹部の開口面積が、前記底面の面積よりも広いことを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項３】
前記ペーストは、前記発光素子の厚さの１／２よりも厚く充填されたことを特徴とする請求項１または２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記凹部の深さは、前記発光素子の厚さの１／２よりも深いことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の発光装置。
【請求項５】
前記ペーストは、前記発光素子から放射される光を反射する金属を含むこと特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の発光装置。
【請求項６】
前記ペーストは、前記発光素子と前記凹部の壁面との間に、前記底面に対して平行な表面を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の発光装置。
【請求項７】
第１のリードと、
前記第１のリードに固着された発光素子と、
前記第１のリードから離間して配置され、金属ワイヤを介して前記発光素子に電気的に接続された第２のリードと、
を備え、
前記発光素子は、前記金属ワイヤがボンディングされた発光面とは反対側の裏面において、導電性のペーストを介して前記第１のリードに固着され、
前記ペーストは、前記発光素子の前記発光面と前記裏面とに交差する側面のうちの、前記裏面から前記発光素子の厚さの１／２よりも広い部分を覆うことを特徴とする発光装置。
【請求項１】
凹部が設けられた第１のリードと、
前記凹部の底面に固着された発光素子と、
前記第１のリードから離間して配置され、金属ワイヤを介して前記発光素子に電気的に接続された第２のリードと、
を備え、
前記発光素子は、その発光面とは反対側の裏面において、導電性のペーストを介して前記底面に固着され、
前記底面の面積は、前記発光面の面積よりも広く、
前記ペーストは、前記凹部の内部において、前記発光素子の前記発光面と前記裏面とに交差する側面の少なくとも一部と、前記凹部の壁面の少なくとも一部と、を覆う厚さに充填されたことを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記凹部の開口面積が、前記底面の面積よりも広いことを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項３】
前記ペーストは、前記発光素子の厚さの１／２よりも厚く充填されたことを特徴とする請求項１または２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記凹部の深さは、前記発光素子の厚さの１／２よりも深いことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の発光装置。
【請求項５】
前記ペーストは、前記発光素子から放射される光を反射する金属を含むこと特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の発光装置。
【請求項６】
前記ペーストは、前記発光素子と前記凹部の壁面との間に、前記底面に対して平行な表面を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の発光装置。
【請求項７】
第１のリードと、
前記第１のリードに固着された発光素子と、
前記第１のリードから離間して配置され、金属ワイヤを介して前記発光素子に電気的に接続された第２のリードと、
を備え、
前記発光素子は、前記金属ワイヤがボンディングされた発光面とは反対側の裏面において、導電性のペーストを介して前記第１のリードに固着され、
前記ペーストは、前記発光素子の前記発光面と前記裏面とに交差する側面のうちの、前記裏面から前記発光素子の厚さの１／２よりも広い部分を覆うことを特徴とする発光装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図１０】
【図１１】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図１０】
【図１１】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−６２３３７（Ｐ２０１３−６２３３７Ａ）
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９９０４７（Ｐ２０１１−１９９０４７）
【出願日】平成２３年９月１３日（２０１１．９．１３）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月１３日（２０１１．９．１３）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]