JP2007142044A - 半導体発光装置及びそれを用いた面光源 - Google Patents

半導体発光装置及びそれを用いた面光源 Download PDF

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Abstract

【課題】放熱性が良好で実装の自由度が高く、導光板と組合わせて構成した面光源を組込んだ各種照明装置の薄型化、及び構成部品点数の少数化による製造コストの低減が可能な半導体発光装置及びそれを用いた面光源を提供することにある。
【解決手段】本発明は、リードフレーム６ａ、６ｂを樹脂によってインサート成形して得られたパッケージに半導体発光素子７を実装し、夫々の端部が前記半導体発光素子７の電極に接続されたリードフレー６ａ、６ｂムの他方の端部側をパッケージの樹脂成形部１から外部に突出させると共に、半導体発光素子７が載置されたリードフレーム６ａのブロック体１１を樹脂成形部１から該樹脂成形部１の近傍まで突出させるようにした。そして、上記構造の半導体発光装置を回路基板と共に金属基体に実装して面光源を構成する際に、樹脂成形部から突出した半導体発光素子が載置されたブロック体１１と金属基体とが直接接触するか、あるいは熱伝導シートを挟んで位置するようにした。
【選択図】図５

Description

本発明は半導体発光装置及びそれを用いた面光源に関するものであり、詳しくは、液晶バックライト、パネル照明装置、一般照明装置等に用いられる半導体発光装置及び面光源に関する。
半導体発光装置は現在、様々な分野において様々な方法で活用されているが、活用方法の一つとして、導光板と組み合わせて面光源を構成し、液晶バックライト、パネル照明装置、一般照明装置等に組み込まれて面状照明光源として機能するものがある。
例えば、図３１に示すように、リード電極５０を樹脂によってインサート成形して作成されたパッケージ成型体５１に開口を有する凹部が設けられ、凹部の内底面には分離された一対のリード電極５０の夫々の一方の端部が互いに対向するように露出しており、他方の端部は夫々パッケージ成型体５１の短手方向の側壁から突出して該側壁に沿って折り曲げられ、長手方向の側壁側に回り込ませてある。そして、凹部内底面に露出したリード電極５０の一方に半導体発光素子５２が載置され、半導体発光素子５２の上側に形成された一対の電極と凹部内底面に露出した一対のリード電極５０とが夫々ボンディングワイヤ５３を介して接続されている。また、凹部内には透光性を有する封止樹脂が充填され、半導体発光素子５２とボンディングワイヤ５３とが樹脂封止されている。この種の半導体発光装置５４はサイドビュータイプ（側面発光型）と称されるものである（例えば、特許文献１参照。）。
このような構造の半導体発光装置を導光板と組み合わせて面光源を構成する一般的な方法は、図３２に示すように、半導体発光装置５４を駆動させるための回路部品が実装された回路基板５５上に、出射方向が回路基板５５面と平行となるように半導体発光装置５４を配置し、半導体発光装置５４の長手方向の側壁側に回り込んだリード電極５０を回路基板５５に形成された回路パターンに導電性部材を介して接続する。そして、半導体発光装置５４の光出射面（開口面）５６と導光板５７の光入射面５８となる側面とが対向するように半導体発光装置５４と導光板５７とを適当な間隔を保って配置する。
また、半導体発光素子の他の例として、図３３に示すように、断面略コの字形状に折り曲げられた一対の薄板金属板６０ａ、６０ｂが所定の間隔を保って対向するように配置されており、夫々の薄板金属板６０ａ、６０ｂは外部から駆動電力を導入する電極の役割を担っている。そして、一方の薄板金属板６０ａには開口を有する擂鉢状の凹部６１が設けられており、凹部６１の内底面６２には半導体発光素子６３が導電性接着剤６４を介して載置され、半導体発光素子６３の下側電極と薄板金属板６０ａとの電気的導通が図られている。一方、半導体発光素子６３の上側電極はボンディングワイヤ６５を介して他方の薄板金属板６０ｂに接続され、半導体発光素子６３の上側電極と薄板金属板６０ｂとの電気的導通が図られている。また、凹部６１内には第一の樹脂６６が充填されて半導体発光素子６３とボンディングワイヤ６５とが樹脂封止され、更にこれらを覆うように第二の樹脂６７によって集光レンズ部６８を設けた樹脂封止が施されている。この種の半導体発光装置６９はトップビュータイプ（正面発光型）と称されるものである（例えば、特許文献２参照。）。
このような構造の半導体発光装置を導光板と組み合わせて面光源を構成する一般的な方法は、例えば図３４に示すように、半導体発光装置６９の下方の内側に折り曲げられた薄板金属板６０ａ、６０ｂを金属基体７０上に形成された回路パターン７１に導電性部材を介して実装接続する。そして、半導体発光装置６９の光出射面（集光レンズ部）６８と導光板７２の光入射面７３となる側面とが対向するように半導体発光装置６９と導光板７２とを所望の間隔を保って配置する。また、金属基体７０の底面には放熱板やヒートシンク等の放熱部材７４を、背面には半導体発光装置を駆動制御させるための回路部品が実装された回路基板７５を配置する。
この場合、上記のように半導体発光装置を直接金属基体に実装するのではなく、一旦半導体発光装置を回路パターンが形成された半導体発光装置実装基板に導電性部材を介して実装接続し、それを金属基体に取り付けることも可能である。
また、金属基体の形状は図３４に示すような三角柱に限られるものではなく、四角柱、平板、アングル等の種々の形状が考えられ、配置スペース、放熱効果等の種々の条件を考慮して最適な形状に設定されるものである。
特開２００４−１９３５３７号公報 特開２００２−３１４１４８号公報
ところで、半導体発光素子は点灯時（駆動時）に自己発熱し、その熱によって発光効率が低下するという特性を有している。そこで、半導体発光素子の点灯時に発生する熱を放熱して温度上昇を抑え、発光効率の低下を抑制することが半導体発光装置にとって重要な要件となる。その場合、半導体発光装置の構造上、半導体発光素子で発生した熱は半導体発光素子を載置した熱伝導体に接続された放熱体を介して半導体発光装置の外部に放熱されるものであり、熱伝導体が半導体発光素子の温度上昇の抑制に直接的及び間接的に大いに寄与するものである。つまり、半導体発光素子を載置した熱伝導体の熱の良導性が温度上昇を抑制する重要な要素となる。
そこで、上記サイドビュータイプの半導体発光装置において、半導体発光素子を載置したリード電極は半導体発光素子が載置された位置から半導体発光装置が実装された回路基板の回路パターンの接続位置までの距離が長く、その間のリード電極の熱抵抗が高くなるために熱伝導性は良くない。
また、導光板と組み合わせて面光源を構成する場合、図３２に示すように半導体発光装置は回路基板上に実装されるために面光源としての厚みが厚くなり、それを組み込んだ液晶バックライト、パネル照明装置、一般照明装置等の薄型化が困難なものとなる。
一方、トップビュータイプの半導体発光装置におい、半導体発光素子を実装した薄板金属板は半導体発光素子が載置された位置の直下部分が直接金属基体に接触しているために放熱体となる金属基体までの熱抵抗が低く、熱伝導性が良好である。
しかしながらこの場合、半導体発光装置を実装接続するためには金属基体上に絶縁層や回路パターンを形成しなければならず、そのための複雑でコストのかかる製造工程を設ける必要がある。また、液晶バックライト、パネル照明装置、一般照明装置等を構成する場合、金属基体等の放熱部材による構成部材が増えると共に、構造も複雑なものとなってしまい、設計の自由度が制約されると同時に製造コストの上昇を生じさせる要因となる。
そこで、本発明は上記問題に鑑みて創案なされたもので、その目的とするところは、放熱性が良好で実装の設計自由度が高く、導光板と組み合わせて構成した面光源を組み込んだ液晶バックライト、パネル照明装置、一般照明装置等の薄型化、及び構成部品点数の少数化による製造コストの低減が可能な半導体発光装置を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載された発明は、リードフレームを樹脂によってインサート成形して得られたパッケージに半導体発光素子を実装した半導体発光装置であって、前記パッケージの樹脂成形体に設けられた開口を有する凹部内底面には独立した一対のリードフレームの夫々の端部が露出し、前記凹部内底面に露出した第一のリードフレームには前記半導体発光素子が載置され、第二のリードフレームには一方の端部を前記半導体発光素子の電極に接続されたボンディングワイヤの他方の端部が接続され、前記第一のリードフレーム及び前記第二のリードフレームは夫々前記樹脂成形体の側面から外部に突出して前記半導体発光素子の光出射方向に対して反対方向に折り曲げられていると共に、前記第一のリードフレームの一部が前記樹脂成形体の少なくとも１つの側面から外部に突出していることを特徴とするものである。
また、本発明の請求項２に記載された発明は、請求項１において、前記樹脂成形体の側面から突出した第一のリードフレームの一部は、前記樹脂成形体の側面近傍まで突出し、該突出部の端面が前記側面と略平行であることを特徴とするものである。
また、本発明の請求項３に記載された発明は、請求項１又は２のいずれか１項において、前記凹部の内周面は光反射性を有する面であることを特徴とするものである。
また、本発明の請求項４に記載された発明は、請求項１〜３のいずれか１項において、前記凹部内には前記半導体発光素子、前記ボンディングワイヤ及び前記リードフレームの少なくとも一部を封止するように透光性樹脂及び少なくとも１種類以上の蛍光物資を含有した透光性樹脂のうちの１つの樹脂が充填されていることを特徴とするものである。
また、本発明の請求項５に記載された発明は、リードフレームを樹脂によってインサート成形して得られたパッケージに半導体発光素子を実装した半導体発光装置であって、前記パッケージの樹脂成形体に設けられた開口を有する凹部内底面には独立した３つのリードフレームの夫々の端部が露出し、前記凹部内底面に露出した第一のリードフレームには前記半導体発光素子が載置され、２つの第二のリードフレームには夫々の一方の端部を前記半導体発光素子の電極に接続されたボンディングワイヤの他方の端部が接続され、前記２つの第二のリードフレームは夫々前記樹脂成形体の側面から外部に突出して前記半導体発光素子の光出射方向に対して反対方向に折り曲げられていると共に、前記第一のリードフレームの一部が前記樹脂成形体の少なくとも１つの側面から外部に突出していることを特徴とするものである。
また、本発明の請求項６に記載された発明は、請求項５において、前記樹脂成形体の側面から突出した第一のリードフレームの一部は、前記樹脂成形体の側面近傍まで突出し、該突出部の端面が前記側面と略平行であることを特徴とするものである。
また、本発明の請求項７に記載された発明は、請求項５又は６のいずれか１項において、前記凹部の内周面は光反射性を有する面であることを特徴とするものである。
また、本発明の請求項８に記載された発明は、請求項５〜７のいずれか１項において、前記凹部内には前記半導体発光素子、前記ボンディングワイヤ及び前記リードフレームの少なくとも一部を封止するように透光性樹脂及び少なくとも１種類以上の蛍光物質を含有した透光性樹脂のうちの１つの樹脂が充填されていることを特徴とするものである。
また、本発明の請求項９に記載された発明は、金属基体上に請求項１〜８のいずれか１項に記載の半導体発光装置を実装し、導光板の光入射面が前記半導体発光装置の開口と対向するように前記導光板を配置した構成の面光源であって、前記半導体発光装置から突出した第一のリードフレーム及び第二のリードフレームまたは２つの第二のリードフレームが夫々回路基板に接続され、前記金属基体と前記半導体発光装置の樹脂成形部から突出した前記第一のリードフレームの一部の端面とが直接接触していることを特徴とするものである。
また、本発明の請求項１０に記載された発明は、金属基体上に請求項１〜８のいずれか１項に記載の半導体発光装置を実装し、導光板の光入射面が前記半導体発光装置の開口と対向するように前記導光板を配置した構成の面光源であって、前記半導体発光装置から突出した第一のリードフレーム及び第二のリードフレームまたは２つの第二のリードフレームが夫々回路基板に接続され、前記金属基体と前記半導体発光装置の樹脂成形部から突出した前記第一のリードフレームの一部の端面とが熱伝導シートを挟んで配置されていることを特徴とするものである。
本発明の半導体発光装置は、リードフレームを樹脂によってインサート成形して得られたパッケージに半導体発光素子を実装し、夫々の端部が前記半導体発光素子の電極に接続されたリードフレームの他方の端部側をパッケージの樹脂成形部から外部に突出させると共に、半導体発光素子が載置されたリードフレームの一部を樹脂成形部から該樹脂成形部の近傍まで突出させるようにした。
そして、導光体と対向するように上記構造の半導体発光装置を回路基板と共に金属基体に実装した面光源を構成する際に、樹脂成形部から突出した半導体発光素子が載置されたリードフレームの一部と金属基体とが直接接触するか、あるいは熱伝導シートを挟んで位置するようにした。
その結果、半導体発光素子の点灯時に半導体発光素子から発せられた熱が金属基体を介して放熱され、半導体発光素子の温度上昇が抑えられて発光効率の低下が抑制されることになる。
放熱性が良好で実装の設計自由度が高く、導光板と組み合わせて構成した面光源を組み込んだ液晶バックライト、パネル照明装置、一般照明装置等の薄型化、及び構成部品点数の少数化による製造コストの低減が可能な半導体発光装置を提供するという目的を、リードフレームを樹脂によってインサート成形して得られたパッケージに半導体発光素子を実装し、夫々の端部が前記半導体発光素子の電極に接続されたリードフレームの他方の端部側をパッケージの樹脂成形体から外部に突出させると共に、半導体発光素子が載置されたリードフレームの一部を樹脂成形体から樹脂成形体の近傍まで突出させるようにした。そして、導光体と対向するように上記構造の半導体発光装置を金属基体に実装して面光源を構成する際に、樹脂成形体から突出した半導体発光素子が載置されたリードフレームの一部と金属基体とが直接接触するか、あるいは熱伝導シートを挟んで位置するようにして達成した。
以下、この発明の好適な実施形態を図１から図３０を参照しながら、詳細に説明する（同一部分については同じ符号を付す）。尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの実施形態に限られるものではない。
図１〜図５は本発明の半導体発光装置に係わる実施例１を示す図であり、図１は平面図、図２は正面図、図３は側面図、図４は背面図、図５は図１のＡ−Ａ断面図である。本発明の半導体発光装置に係わる実施例は全て、リードフレームを樹脂によってインサート成形して得られたパッケージを有している。
そこで、実施例１の場合、パッケージの樹脂成形部１には開口２を有する凹部３が設けられており、凹部３は該凹部３の内底面４から立ち上がって外側に傾斜する内周面５を有していると共に、該内周面５は光反射面を形成している。
また、凹部３内底面４には分離・独立した一対のリードフレーム６ａ、６ｂの夫々の端部が互いに対向するように露出しており、露出した一方のリードフレーム６ａ上に半導体発光素子７が載置されている。
そして、半導体発光素子７の上面にはアノード及びカソードの２つの電極が形成されており、該電極の一方はボンディングワイヤ８ａを介して半導体発光素子７が載置されたリードフレーム６ａに接続されて電気的導通が図られている。一方、半導体発光素子７に形成された他方の電極はボンディングワイヤ８ｂを介して半導体発光素子７が載置されたリードフレーム６ａとは分離・独立した他方のリードフレーム６ｂに接続されて電気的導通が図られている。
更に、凹部３内には封止樹脂９が充填され、半導体発光素子７及びボンディングワイヤ８ａ、８ｂが樹脂封止されている。半導体発光素子７及びボンディングワイヤ８ａ、８ｂを封止した封止樹脂９は半導体発光素子７を水分、塵埃及びガス等の外部環境から保護し、且つボンディングワイヤ８ａ、８ｂを振動及び衝撃等の機械的応力から保護する。また、封止樹脂９は半導体発光素子７の光出射面とで界面を形成しており、半導体発光素子７の発光光を半導体発光素子７の光出射面から封止樹脂９内に効率良く出射させる機能も有している。
凹部３内底面４に露出した一対のリードフレーム６ａ、６ｂのうち、半導体発光素子７が載置されたリードフレーム６ａはパッケージの樹脂成形部１の対向する長手方向の両側面１０ａ、１０ｂ及び対向する短手方向の一方の側面１０ｃの３つの側面から外部に突出しており、半導体発光素子７が載置されていないリードフレーム６ｂは樹脂成形部１の短手方向の他方の側面１０ｄから外部に突出している。
半導体発光素子７が搭載された側のリードフレーム６ａの端部は断面略矩形のブロック体１１をなしており、その側面１２ａ、１２ｂがそのまま樹脂成形部１の長手方向の夫々の側面１０ａ、１０ｂから外部に突出している。そして、外部に突出したブロック体１１の側面１２ａ、１２ｂと樹脂成形部１の長手方向の側面１０ａ、１０ｂとは略平行をなしている。
また、半導体発光素子７が載置されたリードフレーム６ａと半導体発光素子７が載置されないリードフレーム６ｂは夫々樹脂成形部１の短手方向の側面１０ｃ、１０ｄから外部に突出して断面略平板状の延長リード１３ａ、１３ｂを形成しており、前記延長リード１３ａ、１３ｂは樹脂成形部１の突出部近傍で樹脂成形部１の開口２に略垂直に半導体発光素子７の光出射方向に対して反対方向に折り曲げられ、夫々の延長リード１３ａ、１３ｂの端部１４ａ、１４ｂは延長リード１３ａ、１３ｂの樹脂成形部１側面１０ｂ側の縁部を折り目として樹脂成形部１の内側に向かって樹脂成形部１側面１０ｂに略平行になるように折り曲げられている。
図６〜図１０は本発明の半導体発光装置に係わる実施例２を示す図であり、図６は平面図、図７は正面図、図８は側面図、図９は背面図、図１０は図６のＡ−Ａ断面図である。
本実施例は、樹脂成形部１の形状、及び樹脂成形部１の夫々の側面１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄから突出したブロック体１１及び延長リード１３ａ、１３ｂの形状等の外観は上記実施例１と同様である。
実施例１と異なる点は、樹脂成形部１の内底面４には断面略矩形のブロック体１１の一部と、前記ブロック体１１を挟んだ２つのリードフレーム６ａ、６ｂの夫々の端部とからなる分離・独立した３つの部分が露出している。
そして、凹部３内底面４に露出したブロック体１１上に半導体発光素子７が載置され、半導体発光素子７の上面に形成されたアノード及びカソードの２つの電極は夫々ボンディングワイヤ８ａ、８ｂを介して半導体発光素子７が載置されたブロック体１１を挟んで配置された２つのリードフレーム６ａ、６ｂの夫々に接続されて電気的導通が図られている。
また、半導体発光素子７が載置された断面略矩形のブロック体１１は、その側面１２ａ、１２ｂがそのまま樹脂成形部１の長手方向の夫々の側面１０ａ、１０ｂから外部に突出している。そして、外部に突出したブロック体１１の側面１２ａ、１２ｂと樹脂成形部１の長手方向の側面１０ａ、１０ｂとは略平行をなしている。夫々の一方の端部が半導体発光素子７の上面の電極の夫々に接続されたボンディングワイヤ８ａ、８ｂの他方の端部が接続されたリードフレーム６ａ、６ｂは夫々樹脂成形部１の短手方向の側面１０ｃ、１０ｂから突出して延長リード１３ａ、１３ｂを形成している。
図１１〜図１７は本発明の半導体発光装置に係わる実施例３を示す図であり、図１１は平面図、図１２は正面図、図１３は側面図、図１４は背面図、図１５は図１３の一部を変更した側面図、図１６は図１５の背面図、図１７は図１１のＡ−Ａ断面図である。
本実施例は、樹脂成形部１の短手方向の側面から突出した延長リードの形状が異なる以外は実施例１と同様である。
半導体発光素子７が載置された断面略矩形のブロック体１１は、その側面１２ａ、１２ｂがそのまま樹脂成形部１の長手方向の夫々の側面１０ａ、１０ｂから外部に突出している。そして、外部に突出したブロック体１１の側面１２ａ、１２ｂと樹脂成形部１の長手方向の側面１０ａ、１０ｂとは略平行をなしている。
半導体発光素子７が載置されたリードフレーム６ａ及び半導体発光素子７が載置されていないリードフレーム６ｂの夫々は延長リード１３ａ、１３ｂとして樹脂成形部１の短手方向の側面１０ａ、１０ｂから外部に突出している。
外部に突出した断面略平板状の延長リード１３ａ、１３ｂは樹脂成形部１の突出部近傍で延長リード１３ａ、１３ｂの樹脂成形部１側面１０ｂ側の縁部を折り目として延長リード１３ａ、１３ｂの平板に略垂直に半導体発光素子７の光出射方向に対して反対方向に折り曲げられており、夫々の延長リード１３ａ、１３ｂの端部１４ａ、１４ｂは図１３に示すように略直線状に形成されている場合と、図１５に示すように樹脂成形部１の長手方向の側面１０ｂ側に折り曲げられて樹脂成形部１の長手方向と略平行になるようにフォーミングされている場合とがある。
図１８〜図２４は本発明の半導体発光装置に係わる実施例４を示す図であり、図１８は平面図、図１９は正面図、図２０は側面図、図２１は背面図、図２２は図２０の一部を変更した側面図、図２３は図２２の背面図、図２４は図１８のＡ−Ａ断面図である。
本実施例は、樹脂成形部１の形状、及び樹脂成形部１の夫々の側面１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄから突出したブロック体１１及び延長リード１３ａ、１３ｂの形状等の外観は上記実施例３と同様である。
実施例３と異なる点は、樹脂成形部１の内底面４には断面略矩形のブロック体１１の一部と、前記ブロック体１１を挟んだ２つのリードフレーム６ａ、６ｂの夫々の端部とからなる分離・独立した３つの部分が露出している。
そして、凹部３内底面４に露出したブロック体１１上に半導体発光素子７が載置され、半導体発光素子７の上面に形成されたアノード及びカソードの２つの電極は夫々ボンディングワイヤ８ａ、８ｂを介して半導体発光素子７が載置されたブロック体１１を挟んで配置された２つのリードフレーム６ａ、６ｂの夫々に接続されて電気的導通が図られている。
また、半導体発光素子７が載置された断面略矩形のブロック体１１は、その側面１２ａ、１２ｂがそのまま樹脂成形部１の長手方向の夫々の側面１０ａ、１０ｂから外部に突出している。そして、外部に突出したブロック体１１の側面１２ａ、１２ｂと樹脂成形部１の長手方向の側面１０ａ、１０ｂとは略平行をなしている。夫々の一方の端部が半導体発光素子７の上面の電極の夫々に接続されたボンディングワイヤ８ａ、８ｂの他方の端部が接続されたリードフレーム６ａ、６ｂは夫々樹脂成形部１の短手方向の側面１０ｃ、１０ｂから延長リード１３ａ、１３ｂとして突出している。
上記実施例１〜実施例４のいずれにおいても、樹脂成形部１に設けられた凹部３内底面４に露出し、少なくとも半導体発光素子７が載置されるブロック体１１は、その側面１２ａ、１２ｂがそのまま樹脂成形部１の長手方向の夫々の側面１０ａ、１０ｂから外部に突出していると共に、外部に突出したブロック体１１の側面１２ａ、１２ｂは樹脂成形部１の長手方向の側面１０ａ、１０ｂと略平行をなしている。
更に、樹脂成形部に設けられた凹部底面に露出し、少なくとも一方の端部が半導体発光素子の上面に形成された電極に接続されたボンディングワイヤの他方の端部が接続されたリードフレームは、樹脂成形部の短手方向の夫々の側面から外部に突出していると共に、樹脂成形部の突出部近傍で半導体発光素子の光出射方向に対して反対方向に折り曲げられた延長リードを形成している。
同様に、上記実施例１〜実施例４のいずれにおいても、半導体発光素子に、底面側が絶縁性基板で形成され上面側に２つの電極が形成されたダブルワイヤタイプのものを用いた例を示したが、ダブルワイヤタイプの半導体発光素子の替わりに上面側と底面側の夫々に電極を形成したシングルワイヤタイプの半導体発光素子を用いることもできる。その場合、シングルワイヤタイプの半導体発光素子を底面側の電極を介してブロック体にダイボンディングして半導体発光素子の上面側の電極をボンディングワイヤを介してリードフレームにワイヤボンディングしたり、また例えばシリコンサブマウントのような、表面に導体パターンが形成された絶縁基体をブロック体上に配設し、前記導体パターン上にシングルワイヤタイプの半導体発光素子を底面側の電極を介してダイボンディングして、半導体発光素子の上面側の電極及び半導体発光素子がダイボンディングされて該半導体発光素子の底面側の電極と電気的に接続された導体パターンを夫々ボンディングワイヤを介してリードフレームにワイヤボンディングしてもよい。
また、上記半導体発光装置１８の半導体発光素子７を封止する封止樹脂９は透光性樹脂からなっており、半導体発光素子７の発光光がそのまま外部に放出される。ところが、半導体発光素子７を蛍光物質を含有した透光性樹脂で封止すると、半導体発光素子７から出射された光が蛍光物質を励起して波長変換し、半導体発光素子７から出射された光とは異なる色の光を放出するような半導体発光装置１８を実現することができる。
例えば、半導体発光素子から出射される光が青色光の場合には、青色光に励起されて青色の補色となる黄色光に波長変換する蛍光物質を用いることにより、半導体発光素子から出射された青色光が蛍光物質を励起することによって波長変換された黄色光と、半導体発光素子から放射された青色光との加法混色によって白色光を作り出すことができる。同様に、半導体発光素子から出射される光が青色光であっても、青色光に励起されて緑色光及び赤色光にそれぞれ波長変換する２種類の蛍光体物質を混合したものを用いることにより、半導体発光素子から出射された青色光が蛍光物質を励起することによって波長変換された緑色光及び赤色光と、半導体発光素子から出射された青色光との加法混色によって白色光を作り出すこともできる。また、半導体発光素子から出射される光が紫外光の場合には、紫外光に励起されて青色光、緑色光及び赤色光にそれぞれ波長変換する３種類の蛍光物質を混合したものを用いることにより、半導体発光素子から出射された紫外光が蛍光物質を励起することによって波長変換された青色光、緑色光及び赤色光の加法混色によって白色光を作り出すこともできる。更に、半導体発光素子から出射される光の波長と蛍光物質とを適宜に組み合わせることによって白色光以外の種々な発光色を作り出すことができる。
以上、本発明の半導体発光装置の実施例について図を参照しながら詳細に説明したが、次に、これらを導光板と組み合わせて面光源を構成する場合の例を図２５〜図３０を参照しながら説明する。
図２５は実施例１あるいは実施例２の半導体発光装置を使用した場合を示している。放熱性が良好な金属基体１５上に回路部品が実装された回路基板１６が取り付けられ、同一金属基体１５上に半導体発光素子の出射方向が金属基体１５の半導体発光装置実装面１７と略平行となるように半導体発光装置１８が実装される。そして、一方の端部が夫々半導体発光素子のアノード及びカソード電極に接続され、樹脂成形部１の短手方向の側面から突出して半導体発光素子の出射方向とは反対方向に折り曲げられた延長リード１３ａ、１３ｂの他方の端部１４ａ、１４ｂが回路基板１６に接続され、外部から回路基板１６に供給された電力を回路基板１６を介して半導体発光素子に印加することによって半導体発光素子を点灯するようにしている。
また、樹脂成形部１の長手方向の側面から外部に突出した少なくとも半導体発光素子が載置されたブロック体１１の側面１２ｂと金属基体１５とが直接接触しており、半導体発光素子の点灯時に半導体発光素子から発せられた熱を金属基体１５を介して放熱することによって半導体発光素子の温度上昇を抑えて発光効率の低下を抑制するようにしている。
そして、半導体発光装置１８の開口と導光板１９の光入射面２０とが対向するように、半導体発光装置１８が実装された金属基体１５と導光板１９とを所定の位置関係を保って配置している。この状態で半導体発光素子に電圧を印加して点灯させると、半導体発光素子から発せられた光の直接光と、半導体発光素子から発せられて半導体発光素子が載置された凹部の反射性を有する内周面で反射された反射光とが半導体発光素子の開口２から対向する導光板１９の光入射面２０に到達し、光入射面２０から導光板１９内に導入される。
図２６、図２７は共に、夫々実施例３あるいは実施例４の半導体発光装置１８を使用した場合を示している。これらの構成の面光源は、金属基体１５に取り付けられた回路基板１６に接続する延長リード１３ａ、１３ｂ及び該延長リード１３ａ、１３ｂの端部１４ａ、１４ｂの様態が異なる以外は図２５と同様であるので説明は省略する。
図２８で示した構成の面光源は、図２５で示した構成の面光源に対して、少なくとも半導体発光素子が載置されたブロック体１１の側面１２ｂと金属基体１５との間に熱伝導シート２１を設けたものである。それ以外は図２５で示した構成と同様である。よって、その他の説明は省略する。
同じように、図２９で示した構成の面光源は図２６で示した構成の面光源に対して、また図３０で示した構成の面光源は図２７で示した構成の面光源に対して、夫々少なくとも半導体発光素子が載置されたブロック体１１の側面１２ｂと金属基体１５との間に熱伝導シート２１を設けており、それ以外は夫々図２６及び図２７で示した構成と同様である。よって、その他の説明は省略する。
図２８〜図３０で示した構成の面光源は、少なくとも半導体発光素子が載置されたブロック体１１の側面１２ｂと金属基体１５との間に絶縁性の熱伝導シート２１を設けており、ブロック体１１と金属基体１５との間の電気的導通を阻止すると共に、熱伝導性を確保するようにしている。
以上説明したように、本発明の半導体発光装置は、該半導体発光装置を用いて面光源を構成する際に、少なくとも半導体発光装置に内蔵された半導体発光素子を載置したブロック体が金属基体に直接あるいは熱伝導シートを介して接触するような構造にした。そのため、半導体発光素子の点灯時に半導体発光素子から発せられた熱が金属基体を介して放熱され、半導体発光素子の温度上昇が抑えられて発光効率の低下が抑制されることになる。
また、一方の端部が半導体発光装置内で半導体発光素子の電極に接続され、他方の端部が樹脂成形体から突出して回路部品を実装した回路基板に接続される延長リードを、適宜適当な形状に設定することによって半導体発光装置を所望する位置に実装することが可能となる。そのため、半導体発光装置の実装に対する制約が削減され、設計の自由度が増すことになる。
また、半導体発光装置は回路部品が実装された回路基板上に実装されるわけではないために、回路基板の厚みに無関係に面光源を薄く構成することができ、面光源を組み込んだ液晶バックライト、パネル照明装置、一般照明装置等の薄型化が可能となる。
更に、絶縁処理、回路形成等を施さない無垢の金属基体上に半導体発光素子を実装することができるために、面光源の製造工数及び構成部品点数の低減による液晶バックライト、パネル照明装置、一般照明装置等の製造コストの底廉化を図ることができる。
本発明の半導体発光装置に係わる実施例１を示す平面図である。 同じく、本発明の半導体発光装置に係わる実施例１を示す正面図である。 同じく、本発明の半導体発光装置に係わる実施例１を示す側面図である。 同じく、本発明の半導体発光装置に係わる実施例１を示す背面図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 本発明の半導体発光装置に係わる実施例２を示す平面図である。 同じく、本発明の半導体発光装置に係わる実施例２を示す正面図である。 同じく、本発明の半導体発光装置に係わる実施例２を示す側面図である。 同じく、本発明の半導体発光装置に係わる実施例２を示す背面図である。 図６のＡ−Ａ断面図である。 本発明の半導体発光装置に係わる実施例３を示す平面図である。 同じく、本発明の半導体発光装置に係わる実施例３を示す正面図である。 同じく、本発明の半導体発光装置に係わる実施例３を示す側面図である。 同じく、本発明の半導体発光装置に係わる実施例３を示す背面図である。 同じく、本発明の半導体発光装置に係わる実施例３の他の形態を示す側面図である。 同じく、本発明の半導体発光装置に係わる実施例３の他の形態を示す背面図である。 図１１のＡ−Ａ断面図である。 本発明の半導体発光装置に係わる実施例４を示す平面図である。 同じく、本発明の半導体発光装置に係わる実施例４を示す正面図である。 同じく、本発明の半導体発光装置に係わる実施例４を示す側面図である。 同じく、本発明の半導体発光装置に係わる実施例４を示す背面図である。 同じく、本発明の半導体発光装置に係わる実施例４の他の形態を示す側面図である。 同じく、本発明の半導体発光装置に係わる実施例４の他の形態を示す背面図である。 図１８のＡ−Ａ断面図である。 面光源の構成を示す概略図である。 面光源の他の構成を示す概略図である。 面光源の他の構成を示す概略図である。 面光源の他の構成を示す概略図である。 面光源の他の構成を示す概略図である。 面光源の他の構成を示す概略図である。 従来の半導体発光装置を示す平面図である。 従来の面光源の構成を示す概略図である。 従来の他の半導体発光装置を示す平面図である。 従来の面光源の他の構成を示す概略図である。
符号の説明
１ 樹脂成形部
２ 開口
３ 凹部
４ 内底面
５ 内周面
６ａ、６ｂ リードフレーム
７ 半導体発光素子
８ａ、８ｂ ボンディングワイヤ
９ 封止樹脂
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ 側面
１１ ブロック体
１２ １２ａ、１２ｂ 側面
１３ａ、１３ｂ 延長リード
１４ａ、１４ｂ 端部
１５ 金属基体
１６ 回路基板
１７ 半導体発光装置実装面
１８ 半導体発光装置
１９ 導光板
２０ 光入射面
２１ 熱伝導シート

Claims (10)

  1. リードフレームを樹脂によってインサート成形して得られたパッケージに半導体発光素子を実装した半導体発光装置であって、前記パッケージの樹脂成形体に設けられた開口を有する凹部内底面には独立した一対のリードフレームの夫々の端部が露出し、前記凹部内底面に露出した第一のリードフレームには前記半導体発光素子が載置され、第二のリードフレームには一方の端部を前記半導体発光素子の電極に接続されたボンディングワイヤの他方の端部が接続され、前記第一のリードフレーム及び前記第二のリードフレームは夫々前記樹脂成形体の側面から外部に突出して前記半導体発光素子の光出射方向に対して反対方向に折り曲げられていると共に、前記第一のリードフレームの一部が前記樹脂成形体の少なくとも１つの側面から外部に突出していることを特徴とする半導体発光装置。
  2. 前記樹脂成形体の側面から突出した第一のリードフレームの一部は、前記樹脂成形体の側面近傍まで突出し、該突出部の端面が前記側面と略平行であることを特徴とする請求項１に記載の半導体発光装置。
  3. 前記凹部の内周面は光反射性を有する面であることを特徴とする請求項１又は２のいずれか１項に記載の半導体発光装置。
  4. 前記凹部内には前記半導体発光素子、前記ボンディングワイヤ及び前記リードフレームの少なくとも一部を封止するように透光性樹脂及び少なくとも１種類以上の蛍光物資を含有した透光性樹脂のうちの１つの樹脂が充填されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体発光装置。
  5. リードフレームを樹脂によってインサート成形して得られたパッケージに半導体発光素子を実装した半導体発光装置であって、前記パッケージの樹脂成形体に設けられた開口を有する凹部内底面には独立した３つのリードフレームの夫々の端部が露出し、前記凹部内底面に露出した第一のリードフレームには前記半導体発光素子が載置され、２つの第二のリードフレームには夫々の一方の端部を前記半導体発光素子の電極に接続されたボンディングワイヤの他方の端部が接続され、前記２つの第二のリードフレームは夫々前記樹脂成形体の側面から外部に突出して前記半導体発光素子の光出射方向に対して反対方向に折り曲げられていると共に、前記第一のリードフレームの一部が前記樹脂成形体の少なくとも１つの側面から外部に突出していることを特徴とする半導体発光装置。
  6. 前記樹脂成形体の側面から突出した第一のリードフレームの一部は、前記樹脂成形体の側面近傍まで突出し、該突出部の端面が前記側面と略平行であることを特徴とする請求項５に記載の半導体発光装置。
  7. 前記凹部の内周面は光反射性を有する面であることを特徴とする請求項５又は６のいずれか１項に記載の半導体発光装置。
  8. 前記凹部内には前記半導体発光素子、前記ボンディングワイヤ及び前記リードフレームの少なくとも一部を封止するように透光性樹脂及び少なくとも１種類以上の蛍光物質を含有した透光性樹脂のうちの１つの樹脂が充填されていることを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項に記載の半導体発光装置。
  9. 金属基体上に請求項１〜８のいずれか１項に記載の半導体発光装置を実装し、導光板の光入射面が前記半導体発光装置の開口と対向するように前記導光板を配置した構成の面光源であって、前記半導体発光装置から突出した第一のリードフレーム及び第二のリードフレームまたは２つの第二のリードフレームが夫々回路基板に接続され、前記金属基体と前記半導体発光装置の樹脂成形部から突出した前記第一のリードフレームの一部の端面とが直接接触していることを特徴とする面光源。
  10. 金属基体上に請求項１〜８のいずれか１項に記載の半導体発光装置を実装し、導光板の光入射面が前記半導体発光装置の開口と対向するように前記導光板を配置した構成の面光源であって、前記半導体発光装置から突出した第一のリードフレーム及び第二のリードフレームまたは２つの第二のリードフレームが夫々回路基板に接続され、前記金属基体と前記半導体発光装置の樹脂成形部から突出した前記第一のリードフレームの一部の端面とが熱伝導シートを挟んで配置されていることを特徴とする面光源。
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