JP2008091864A - 発光装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】発光素子周辺部に予め被覆／埋め込まれる透光性被覆材の垂れを防止することにより、適所に確実に透光性被覆材を配置し、品質ばらつきを最小限に止め、歩留まりのよい高品質の発光装置を提供することを目的とする。
【解決手段】第１の金属部材と、該第１の金属部材の一端に載置される発光素子と、少なくとも前記発光素子を被覆する透光性被覆材とを有する発光装置であって、前記第１の金属部材の表面に、前記透光性被覆材の形成領域を決定する窪みを有し、前記窪みの内壁は連続している発光装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、発光装置に関し、より詳細には、発光素子が金属部材に搭載され、これら発光素子と金属部材の一部とがパッケージで埋め込まれて構成される発光装置に関する。
近年、半導体と半導体を被覆する透光性被覆材を利用した発光装置について、特性のばらつきが少ない発光装置が求められている。
その一例として、例えば、図４に示すように、リードフレーム３０に固着された半導体素子３１の表面を覆うようにリードフレーム３０上の一部にシリコン樹脂層３２を塗布し、このシリコン樹脂層３２を含めて半導体素子３１及びリードフレーム３０の一部を封止樹脂層３３で被覆して構成される半導体装置において、シリコン樹脂層３２の周縁部に対応するリードフレーム３０の部分にシリコン樹脂流出防止用の溝３４が形成されたものが提案されている（例えば、特許文献１）。
このようなシリコン樹脂流出防止用の溝が形成されることにより、シリコン樹脂を半導体素子表面に塗布した際のシリコン樹脂の拡散流動を堰き止め、リードフレームをつたうシリコン樹脂の流出を防止することができる。よって、半導体素子をシリコン樹脂層で確実に覆い、その形状を安定させて、製品個々の特性のばらつきを少なくしている。
特開平８−２９３６２６号公報
しかし、このような発光装置では、樹脂流出防止用の溝がリードフレームの端部にまで達しているため、溝に樹脂が流入した場合、溝の端部から樹脂が流れ出すことがあり、十分にその形状を安定化させることができない場合がある。
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、発光素子周辺部に予め被覆／埋め込まれる透光性被覆材の垂れ落ちを防止することによって、適切な位置に確実に透光性被覆材を配置し、品質のばらつきを最小限に止め、歩留まりのよい高品質の発光装置を提供することを目的とする。
本発明の発光装置は、第１の金属部材と、該第１の金属部材の一端に載置される発光素子と、少なくとも前記発光素子を被覆する透光性被覆材とを有する発光装置であって、前記第１の金属部材の表面に、前記透光性被覆材の形成領域を決定する窪みを有し、前記窪みの内壁は連続していることを特徴とする。
この発光装置では、第１の金属部材は、一端に凹部を有しており、発光素子は前記凹部内に収容され、透光性被覆材は、第１の金属部材の凹部内から表面にわたって配置されていることが好ましい。
また、平面視において、第１の金属部材の一端の形状は、隣接する凹部の形状と類似しており、窪みは、隣接する凹部に沿って配置されているか、複数配置されていてもよい。
さらに、透光性被覆材は、蛍光物質を含むことが好ましい。
また、第１の金属部材は、窪みを挟んで発光素子と対向する位置に保護素子が載置されていることが好ましい。
本発明の発光装置によれば、発光素子周辺部に予め被覆／埋め込まれる透光性被覆材を、窪みで確実に堰き止める／流出を防止することができ、透光性被覆材の広がり及び流れ出しを防ぐことができる。よって、透光性被覆材の金属部材からの垂れ落ちを防止することができる。これにより、適切な位置に確実に透光性被覆材を配置することができ、品質のばらつきを最小限に止め、歩留まりのよい、高品質の発光装置を得ることが可能となる。
本発明の発光装置は、主として、発光素子と、少なくとも第１の金属部材と、透光性被覆材とから構成される。
（発光素子）
発光素子は、半導体発光素子であればよく、いわゆる発光ダイオードと呼ばれる素子であればどのようなものでもよい。例えば、基板上に、ＩｎＮ、ＡｌＮ、ＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＡｌＮ等の窒化物半導体、III−Ｖ族化合物半導体、II−VI族化合物半導体等、種々の半導体によって、活性層を含む積層構造が形成されたものが挙げられる。
基板としては、Ｃ面、Ａ面、Ｒ面のいずれかを主面とするサファイアやスピネル（ＭｇＡ１2Ｏ4）のような絶縁性基板、また炭化珪素（６Ｈ、４Ｈ、３Ｃ）、シリコン、ＺｎＳ、ＺｎＯ、ＧａＡｓ、ダイヤモンド；ニオブ酸リチウム、ガリウム酸ネオジウム等の酸化物基板、窒化物半導体基板（ＧａＮ、ＡｌＮ等）等が挙げられる。
半導体の構造としては、ＭＩＳ接合、ＰＩＮ接合、ＰＮ接合などのホモ構造、ヘテロ結合あるいはダブルヘテロ結合のものが挙げられる。また、半導体活性層を量子効果が生ずる薄膜に形成した単一量子井戸構造、多重量子井戸構造としてもよい。
活性層には、Ｓｉ、Ｇｅ等のドナー不純物及び／又はＺｎ、Ｍｇ等のアクセプター不純物がドープされる場合もある。
発光素子の発光波長は、半導体の材料、混晶比、活性層のＩｎＧａＮのＩｎ含有量、活性層にドープする不純物の種類を変化させるなどによって、紫外領域から赤色まで変化させることができる。
このような発光素子は、後述する金属部材に載置される。発光素子を金属部材に載置するためには、接合部材が用いられる。例えば、青及び緑発光を有し、サファイア基板上に窒化物半導体を成長させた発光素子の場合には、エポキシ樹脂、シリコーン等を用いることができる。また、発光素子からの光や熱による劣化を考慮して、発光素子裏面にＡｌメッキをしてもよいし、樹脂を使用せず、Ａｕ−Ｓｎ共晶などの半田、低融点金属等のろう材を用いてもよい。さらに、ＧａＡｓ等からなり、赤色発光を有する発光素子のように、両面に電極が形成された発光素子の場合には、銀、金、パラジウムなどの導電性ペースト等によってダイボンディングしてもよい。
本発明の発光装置では、発光素子は１つのみ搭載されていてもよいが、２つ以上搭載されていてもよい。
（第１の金属部材）
第１の金属部材は、通常、発光素子、任意に保護素子等と電気的に接続され、一般にリード電極としての機能、及び／又は発光素子、任意に保護素子等を載置する機能を果たす。金属部材は、通常、その一部がパッケージ内に埋設されているため、パッケージ内で、発光素子等の載置台及び／又はリード電極として機能する部分を内部端子、パッケージ外にまで延設され、外部との電気的な接続をとる機能を有する部分を外部端子ともいう。従って、これらの機能を果たすことができるものであれば、その材料は特に限定されないが、熱伝導率の比較的大きな材料で形成することが好ましい。このような材料で形成することにより、発光素子で発生する熱を効率的に逃がすことができる。例えば、２００Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度以上の熱伝導率を有しているもの、比較的大きい機械的強度を有するもの、あるいは打ち抜きプレス加工又はエッチング加工等が容易な材料が好ましい。例えば、銅、アルミニウム、金、銀、タングステン、鉄、ニッケル等の金属又は鉄−ニッケル合金、燐青銅、鉄入り銅等あるいはこれらの表面に銀、アルミニウム、銅、金等の金属メッキ膜が施こされたもの等が挙げられる。金属部材の表面は反射率を向上させるために平滑であることが好ましい。金属部材は、通常、均一な膜厚で形成されているが、部分的に厚膜又は薄膜であってもよい。
金属部材の形状は、特に限定されず、発光素子の個数、配列、配置可能なスペース等を考慮して適宜決定することができる。例えば、第１の金属部材の内部端子における発光素子を載置する部位は、平坦であってもよいし、発光素子を載置するための凹部が形成されていてもよい。凹部が形成されていることにより、発光素子の適所の配置を確保することができるとともに、透光性被覆材の被覆の安定、樹脂だれの防止を確保することができる。この凹部は、第１の金属部材に対して対になる第２の金属部材に対向していることが好ましい。これにより、凹部内に発光素子を搭載した際に、その発光素子と第２の金属部材とのワイヤの距離を短くし、ワイヤ切れ等を防止することができる。
凹部は、少なくとも発光素子が載置できる底面積を有していればよく、例えば、円形、楕円形、多角形形状の角を丸めた形状又はこれらの形を元に変形した形状とすることができる。その深さは、例えば、発光素子の高さ以上、さらに、０．１ｍｍ程度以上であればよく、０．５ｍｍ程度以下が適している。また、側面は、垂直であってもよいが、底面に向かって狭くなるように傾斜していることが好ましい。例えば、底面に対する法線方向に０〜４５°程度、２０〜４０°程度で傾斜していることが適している。これにより、発光素子からの光を効率的に上面に導くことができる。
凹部の外周を取り囲むように平面が配置されていることが好ましい。凹部の外周に平面を設けることにより、後述する凹部内に埋め込む透光性被覆材の樹脂だれ等を有効に防止することができる。また、凹部の成形も容易となる。さらに、後述する保護素子等を載置する領域を確保することが可能となる。
平面は、通常、凹部の底面とは異なる高さに配置されており、凹部の側面から平面の上面にかけて、その表面が丸みを帯びていることが好ましい。このように丸みをつけることにより、凹部の開口部縁上の透光性被覆材及びパッケージにクラックが入りにくくなり、透光性被覆材及びパッケージの剥がれを防止することができる。
凹部の外周を取り囲む平面の形状（平面視における形状）は、特に限定されるものではなく、例えば、その一部が、隣接する凹部の形状と類似（つまり、同様又はほぼ同様の形状か、対応する形状）して、通常、２〜５ｍｍ程度の直径を有する円形、楕円形、多角形の角を丸めた形状又はこれらの形を元に変形した形状とすることができる。これにより、発光素子を被覆する透光性被覆材を凹部の外周に沿った形状に安定して形成することができる。なお、平面は、少なくとも一部において、いわゆる内部端子及び／又は外部端子として機能する領域と繋がっているために、凹部の外周の全部分において、必ずしも凹部の形状に対応した形状でなくてもよい。平面の幅は、凹部の外周から、例えば、０．３〜１．５ｍｍ程度の幅で形成されていることが好ましい。
平面は、その表面に透光性被覆材の形成を決定する窪みが形成されている。窪みは、透光性被覆材の表面張力を作用させ、その流出を防止することができるものであればよい。また、窪みは、その全内壁が連続して形成されている。つまり、窪みの両端部が、第１の金属部材の端部より内側に配置されている（図２Ａ中、１６ａ参照）。また、この窪みは、凹部の外周に沿うように配置されていることにより、例えば、ポッティングにより透光性被覆材を配置する際、透光性被覆材の表面張力が適切に働かずに、凹部からあふれて、その周りに広がっても、窪みにより透光性被覆材を確実に捉えることができる。また、窪みの端部が、第１の金属部材の端部よりも内側に配置されていることにより、その窪みの端部において、窪みと窪み以外の平面との高低差によって、透光性被覆材を確実に堰き止めることができる。従って、透光性被覆材が、第１の金属部材から垂れ落ちることを確実に防止することができる。そのために、窪みの端部は、例えば、第１の金属部材の端部よりも、０．１〜０．４ｍｍ程度内側に配置されていることが効果的である。
窪みの平面形状及び配置、太さ、深さ（高さ）等は、特に限定されず、発光装置のサイズ、用いる透光性被覆材の材料等によって適宜調整することができる。例えば、窪みの平面形状及び配置は、透光性被覆材の表面張力を作用させることができるように、言い換えると、例えば透光性被覆材が円形に近い形状となるよう凹部の全外周を取り囲むように配置されていてもよいし、部分的に凹部の外周を取り囲むように配置されていてもよい。また、窪みは、第２の金属部材側に配置されていてもよいし、第１の金属部材の端子側に配置されていてもよい。さらに、連続して１つのみ配置されていてもよいし、２以上に分断されて配置されていてもよい。また、必ずしも凹部の外周形状に対応した形状でなくてもよく、丸みを帯びていてもよいし、１つ以上の角があってもよい（例えば、図２Ａの１６参照）。いいかえると、窪みは、凹部の平面視形状に沿っていることが好ましく、具体的には、凹部の平面視が円形の場合、窪みの平面視はそれに沿った折り曲げ線形状でもよいが、円形、円弧形、またそれらの類似形状であることが好ましい。また、窪みが折り曲げ線状の場合、第１の金属部材の平面に保護素子を載置する領域を確保することができる。また、窪みは、点状、破線状に、複数形成されていてもよい。この場合、窪み同士の間の第１の金属部材の表面においても表面張力が働くため、透光性被覆材を、第１の金属部材の表面上において多く保持することができ、透光性被覆材が第一の金属部材から垂れ落ちることを、より防止できる。さらに、窪みは、複数の列又は放射状に配置されていてもよい。この場合、透光性被覆材を保持する窪みの容積がより増加するため、流れ出し防止にさらなる効果を発揮する。
凹部からの距離は、短いほうが好ましく、例えば、０．１〜１．０ｍｍ程度が挙げられる。窪みの太さは、特に限定されるものではなく、例えば、０．０５〜０．３ｍｍ程度が挙げられる。深さ（高さ）は、用いる金属部材の材料、厚み等により適宜調整することができ、例えば、０．０５〜０．２ｍｍ程度が適当である。なお、窪みの底面（又は上面）は平坦でもよいし、テーパー形状、ラウンド形状等種々の形状とすることができる。また、窪みは、金属部材を屈曲又は延伸して形成されてもよいし、レーザやダイシングソー等を用いて、その部分の金属部材の膜厚を薄く削ることにより形成されていてもよい。
第１の金属部材は、外部端子として、凹部及び平面からそれらとは異なる方向に延長する形状であることが好ましい。また、第２の金属部材は、内部端子としては、第１の金属部材の凹部及び平面に対向するように配置し、外部端子として、所定の方向に延長する形状であることが好ましい。金属部材の延長方向は、特に限定されるものではなく、実装のタイプ（例えば、スルーホールドタイプ、スナップ実装タイプ等）を考慮して、適宜調整することができる。これらの金属部材は、必ずしもパッケージの同一面から外部に突出させる必要はなく、異なる複数の面から外部に突出させてもよい。例えば、全ての金属部材の先端（つまり、外部端子）を、発光装置の底面方向（図２Ｂ参照）に突出させてもよいし、側面方向に突出させてもよいし、底面方向又は側面方向（発光素子の外側）に向けて屈曲させることにより、表面実装タイプのいずれの発光装置としてもよい。
また、金属部材は、その先端が、発光装置の側面における幅（つまり、底面に向かって突出している部分の幅、図１中、Ｗｓ参照）よりも幅広（図１中、Ｗｂ参照）に形成されていることが好ましい。幅広領域の幅Ｗｂは、例えば、側面における幅Ｗｓの１．２〜６倍程度が挙げられる。このように、金属部材が屈曲すること及び／又は幅広にすることにより、実装基板にカシメ等により半田フリーで又は半田を用いて実装することを容易にする。特に、先端部分を幅広にすることにより、発光素子で発生した熱をパッケージ外部に効果的に放出することが可能となり、より装置の性能を向上させることができる。
金属部材は、１つの発光装置において、上述した第１及び第２の少なくとも２本備えていればよいが、金属部材に搭載する発光素子の数＋１本以上、あるいは、金属部材に搭載する発光素子の数の２倍本以上を備えていてもよい。例えば、発光素子が１つのみ搭載される場合には、金属部材の一方に発光素子を載置するとともに、発光素子の一方の電極と電気的な接続をとり、他の金属部材が発光素子の別の電極との電気的接続をとることができる。
発光素子が２つ以上搭載される場合には、発光素子の全て又は数個を１つの金属部材に載置し、電気的な接続をとり、さらに別の金属部材が各発光素子に対応してそれぞれ別の電気的な接続をとってもよい。また、発光素子それぞれを別個の金属部材に載置するとともに、電気的な接続をとり、さらに別の金属部材が各発光素子に対応してそれぞれ別の電気的な接続をとるように構成してもよい。このように、発光素子が複数搭載され、それぞれについて、独立して金属部材と電気的に接続されるような独立配線をすることによって、発光装置の実装面において、直列又は並列等、種々の配線パターンを選択することが可能となり、自由な回路設計ができる。また、独立配線の場合、載置される発光素子の発光強度を調整することが容易となるため、特に、フルカラーＬＥＤ等の異なった発光色を有する複数の発光素子を使用する際に有利である。加えて、各発光素子の放熱経路を重複させることなく形成できるため、各発光素子から発生した熱を均等に放熱でき、より放熱性が良好となる。
金属部材は、発光素子と電気的に接続されず、発光素子を載置するのみ又は発光素子を載置しないものが備えられていてもよい。このような金属部材は、パッケージ内において、発光素子から生じた熱を外部に導く放熱経路として、また、過電圧対策として機能し得る。
金属部材は、通常、ワイヤを用いたワイヤボンディングによって、発光素子、任意に保護素子と電気的な接続を有している。ワイヤとしては、発光素子の電極とのオーミック性が良好であるか、機械的接続性が良好であるか、電気伝導性及び熱伝導性が良好なものであることが好ましい。熱伝導率としては、０．０１ｃａｌ／Ｓ・ｃｍ2・℃／ｃｍ程度以上が好ましく、さらに０．５ｃａｌ／Ｓ・ｃｍ2・℃／ｃｍ程度以上がより好ましい。作業性などを考慮すると、ワイヤの直径は、１０μｍ〜４５μｍ程度であることが好ましい。このようなワイヤとしては、例えば、金、銅、白金、アルミニウム等の金属及びそれらの合金が挙げられる。ワイヤは、発光素子とワイヤボンディング用の金属部材と、ワイヤボンディング機器によって容易に接続することができる。
（透光性被覆材）
透光性被覆材は、発光素子が第１の金属部材の凹部に載置され、上述したように、ワイヤ等によって発光素子と第１及び第２金属部材との電気的な接続を得た後、第１の金属部材の凹部内に埋め込まれる。通常、透光性被覆材は、第１の金属部材の凹部内から第１の金属部材の平面よりも高く盛られている。透光性被覆材は、外力、水分等から発光素子を保護することができるとともに、ワイヤを保護することもできる。また、第１の金属部材の凹部内に透光性被覆材が埋め込まれることにより、パッケージの光及び熱による劣化を防止することができるとともに、透光性被覆材を利用することにより、高輝度かつ種々の色調の光の取り出しを実現することができる。
透光性被覆材としては、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ユリア樹脂又はこれらの組み合わせ等の耐候性に優れた透明樹脂又は硝子等が挙げられる。透光性被覆材は、パッケージと同一のものでもよいが、異なる材料、異なる組成等であることが好ましい。特に、透明樹脂は、工程中あるいは保管中に透光性被覆材内に水分が含まれてしまった場合においても、１００℃で１４時間以上のベーキングを行うことによって、樹脂内に含有された水分を外気へ逃がすことができる。従って、水蒸気爆発、発光素子と後述するパッケージとの剥がれを防止することができる。また、透光性被覆材は、発光素子等から生じた熱の影響を受けた場合のパッケージと透光性被覆材との密着性等を考慮して、これらの熱膨張係数の差が小さくなるものを選択することが好ましい。
なお、本発明においては、透光性とは、発光素子から出射された光を７０％程度以上、８０％程度以上、９０％程度以上、９５％程度以上透過させる性質を意味する。
透光性被覆材には、拡散剤又は蛍光物質を含有させてもよい。拡散剤は、光を拡散させるものであり、発光素子からの指向性を緩和させ、視野角を増大させることができる。蛍光物質は、発光素子からの光を変換させるものであり、発光素子からパッケージの外部へ出射される光の波長を変換することができる。発光素子からの光がエネルギーの高い短波長の可視光の場合、有機蛍光物質であるペリレン系誘導体、ＺｎＣｄＳ：Ｃｕ、ＹＡＧ：Ｃｅ、Ｅｕ及び／又はＣｒで賦活された窒素含有ＣａＯ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2などの無機蛍光物質等、種々好適に用いられる。本発明において、白色光を得る場合、特にＹＡＧ：Ｃｅ蛍光物質を利用すると、その含有量によって青色発光素子からの光と、その光を一部吸収して補色となる黄色系が発光可能となり白色系が比較的簡単に信頼性良く形成できる。同様に、Ｅｕ及び／又はＣｒで賦活された窒素含有ＣａＯ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2蛍光物質を利用した場合は、その含有量によって青色発光素子からの光と、その光を一部吸収して補色となる赤色系が発光可能であり白色系が比較的簡単に信頼性よく形成できる。これらの蛍光物質の他に、例えば、特開２００５−１９６４６号公報、特開２００５−８８４４号公報等に記載の公知の蛍光物質のいずれをも用いることができる。このように、蛍光物質を用いる場合には、透光性被覆材を適切な位置に配置することにより、光の流れだしがなく、光の取り出し効率の低下を防止することができる。さらに、色むらの発生を抑えることができる。
（パッケージ）
パッケージは、上述した金属部材の一部を埋め込み、好ましくは一体的に又は塊状に封止し、発光素子及び金属部材、任意に保護素子に対して、絶縁性を確保することができるものであれば、どのような材料によって形成されていてもよい。例えば、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ＡＢＳ樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、ＰＢＴ樹脂等の樹脂、セラミック等が挙げられる。なかでも、透光性の樹脂であることが好ましい。これらの材料には、着色剤又は拡散剤として、種々の染料又は顔料等を混合して用いてもよい。例えば、着色剤として、Ｃｒ2Ｏ3、ＭｎＯ2、Ｆｅ2Ｏ3、カーボンブラック等、拡散剤として炭酸カルシウム、酸化アルミニウム、酸化チタン等が挙げられる。
パッケージの大きさ及び形状は特に限定されるものではなく、例えば、円柱、楕円柱、球、卵形、三角柱、四角柱、多角柱又はこれらに近似する形状等どのような形状でもよく、集光のためのレンズが一体的に形成されていてもよい。
本発明の発光装置は、通常、まず、第１の金属部材に発光素子及び保護素子を搭載した後、第１及び第２の金属部材を、パッケージの材料が充填された樹脂製のキャスティングケースに挿入し、硬化させることにより、それ自体を一体的に形成することができる。
（保護素子）
保護素子は、特に限定されるものではなく、発光装置に搭載される公知のもののいずれでもよい。例えば、発光素子に印加される逆方向の電圧を短絡したり、発光素子の動作電圧より高い所定の電圧以上の順方向電圧を短絡したりさせることができる素子、つまり、過熱、過電圧、過電流、保護回路、静電保護素子等が挙げられる。具体的には、ツェナーダイオード、トランジスタのダイオード等が利用できる。
本発明の発光装置では、保護素子は、第１の金属部材上であって、窪みを挟んで発光素子と対向する位置に載置されていることが好ましい。これにより、保護素子の接合部材が凹部方向へ流れ出すことを防止できる。保護素子は、通常、１つのみが搭載されていているが、２つ以上搭載されていてもよい。また、保護素子は、第１の金属部材（発光素子が載置されている金属部材）に載置されることが好ましいが、第２の金属部材に載置されていてもよい。
（その他の部品）
本発明の発光装置は、パッケージ内の一部として又はパッケージ表面に付属するように、例えば、発光素子の光の出射部（例えば、発光素子の上方のパッケージ部分）に、プラスチック又は硝子からなるレンズ等が備えられていてもよい。レンズの形状は、配光の形状によって適宜調整することができる。また、発光素子からの光の取り出しを効率的に行うために、反射部材、反射防止部材、光拡散部材等、種々の部品が備えられていてもよい。
以下に、本発明の発光装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
実施例１
この実施例の発光装置１０は、図１、図２Ａ及びＢに示したように、スナップ実装タイプの発光装置であって、発光素子１１と、保護素子１２と、第１の金属部材１３及び第２の金属部材１４の一部とが、エポキシ樹脂からなるパッケージ１５に一体的に封止されて構成されている。
発光素子１１は、サファイア基板上にｎ型ＧａＮよりなるｎ型コンタクト層と、ｎ型ＡｌＧａＮよりなるｎ型クラッド層と、ＩｎＮ、ＡｌＮ、ＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＡｌＮ等の窒化物半導体からなる発光層と、ｐ型ＡｌＧａＮ又はＩｎＧａＮよりなるｐ型クラッド層と、ｐ型ＧａＮよりなるｐ型コンタクト層とが順次に積層されて、主波長が約４７０ｎｍの青色発光を有するＩｎＧａＮ半導体が形成されている。
発光素子１１のダイボンディングは、例えば、銀ペースト又はエポキシ樹脂を用いて行われている。また、直径３０μｍの金線からなるワイヤによって、発光素子１１に形成された電極（図示せず）と第１の金属部材１３との接続が行われている。
第１及び第２の金属部材１３、１４は、図１及び図２Ａ、２Ｂに示すように、パッケージ内で略９０°で屈曲して、その端部が、パッケージ１５の底面から突出し、発光装置の外側にさらに略９０°屈曲した外部端子として機能するように構成されている。これら第１及び第２の金属部材１３、１４は、例えば、０．４ｍｍ厚の銀メッキ銅板をプレスを用いた打ち抜き加工により形成されている。なお、第１及び第２の金属部材の１３、１４のパッケージ側面における幅Ｗｓは、１．４ｍｍ程度、先端における幅Ｗｂは、６ｍｍ程度である。
第１の金属部材１３は、図２Ａにおける平面視において、凹部１３ａ及び平面１３ｂを備えている。凹部１３ａは直径１．２ｍｍ程度とし、平面１３ｂの幅は、第２の金属部材１４に対向する部分において、０．８ｍｍ程度である。また、平面１３ｂには、窪み１６が形成されている。
第１の金属部材１３は、凹部１３ａの側方の平面１３ｂに、保護素子１２としてツェナーダイオードを搭載している。
さらに、第１の金属部材１３の凹部１３ａから平面１３ｂの一部にわたって、蛍光物質（例えば、ＹＡＧ：Ｃｅ）及び拡散剤（例えば、酸化チタン）を含有するシリコーン樹脂による透光性被覆材１９がポッティングにより埋め込まれている。この透光性被覆材１９は、その端部が窪み１６の手前で盛りあがった形状であるか、その端部の一部が窪み１６内に吸収されている。
また、パッケージ１５上面の中央部であって、凹部１３ａの上方に、発光素子１１からの光を集光するためのレンズ１８が設けられている。
このような構成の発光装置によれば、発光素子周辺部に予め被覆／埋め込まれる透光性被覆材を、窪みで確実に堰き止めることができ、透光性被覆材の広がり及び流れ出しを防ぐことができる。よって、透光性被覆材の金属部材からの垂れ落ちを防止することができる。これにより、適切な位置に確実に透光性被覆材を配置することができ、品質のばらつきを最小限に止め、歩留まりのよい、高品質の発光装置を得ることが可能となる。
実施例２〜８
これらの実施例の発光装置を、図３Ａ〜図３Ｇに示す。この発光装置は、透光性被覆材の形成領域を決定する窪みの形状が異なる以外、実質的に実施例１の発光装置と同様の構成である。
図３Ａに示した発光装置は、窪み２６が、凹部の形状に沿って、凹部と同様の円弧状を有している。
図３Ｂに示した発光装置は、窪み３６が、凹部の形状に対応するように、破線状に配置されている。
また、図３Ｃに示した発光装置は、窪み４６が、凹部の形状に沿って、凹部と同様の円弧状に、破線形状で配置されている。
図３Ｄに示した発光装置は、３つの直線状の窪み５６が、凹部の形状に対応するように、凹部の周辺に配置されている。
図３Ｅに示した発光装置は、窪み６６は、実施例１に対応する窪みが二重に配置されている。
さらに、図３Ｆに示した発光装置は、二重破線状に、複数の窪み７６が凹部の形状に対応するように配置されている。
図３Ｇに示した発光装置は、複数の窪み８６が、凹部の形状に沿うように、凹部と同様の円弧状に配置されている。
これらの窪みを有する発光装置は、いずれも、実施例１と同様に、透光性被覆材の形成領域を確実に画定し、透光性被覆材の広がり及び流れ出しを防ぐことができる。これにより、品質のばらつきを最小限に止め、歩留まりのよい、高品質の発光装置を得ることが可能となる。
実施例９
この実施例の発光装置を、図３Ｈに示す。この発光装置は、第１の金属部材２３の形状が若干異なるとともに、透光性被覆材の形成領域を決定する窪みの位置及び形状が異なる以外、実質的に実施例１の発光装置と同様の構成である。
つまり、図３Ｈに示した発光装置では、第１の金属部材２３は、発光素子を載置する凹部２３ａと、凹部２３ａを取り囲む平面２３ｂとを有し、平面２３ｂは、第２の金属部材２４に対向する側において第２の金属部材２４に近づくにつれて徐々に幅広となっている。凹部２３ａには、透光性被覆材（図示せず）が埋め込まれており、平面２３ｂには、凹部２３ａに対向するように、若干はなれて窪み９６が形成されている。
この実施例の発光装置でも、実施例１と同様に、透光性被覆材の形成領域を確実に画定し、透光性被覆材の広がり及び流れ出しを防ぐことができる。これにより、品質のばらつきを最小限に止め、歩留まりのよい、高品質の発光装置を得ることが可能となる。
照明用光源、各種インジケーター用光源、車載用光源、ディスプレイ用光源、液晶のバックライト用光源、信号機、車載部品、看板用チャンネルレターなど、種々の光源に使用することができる。
本発明の発光装置の一実施形態を示す斜視図である。 図１の発光装置の平面図である。 図１の発光装置の側面図である。 本発明の別の発光装置の平面図である。 本発明のさらに別の発光装置の平面図である。 本発明のさらに別の発光装置の平面図である。 本発明のさらに別の発光装置の平面図である。 本発明のさらに別の発光装置の平面図である。 本発明のさらに別の発光装置の平面図である。 本発明のさらに別の発光装置の平面図である。 本発明のさらに別の発光装置における金属部材の平面図である。 従来の発光装置を示す斜視図である。
符号の説明
１０ 発光装置
１１ 発光素子
１２ 保護素子
１３、２３ 第１の金属部材
１３ａ、２３ａ 凹部
１３ｂ、２３ｂ 平面
１３ｃ 幅広領域
１４、２４ 第２の金属部材
１４ｃ 幅広領域
１５ パッケージ
１６、２６、３６、４６、５６、６６、７６、８６、９６ 窪み
１７ ワイヤ
１８ レンズ
１９ 透光性被覆材

Claims (6)

  1. 第１の金属部材と、該第１の金属部材の一端に載置される発光素子と、少なくとも前記発光素子を被覆する透光性被覆材とを有する発光装置であって、
    前記第１の金属部材の表面に、前記透光性被覆材の形成領域を決定する窪みを有し、
    前記窪みの内壁は連続していることを特徴とする発光装置。
  2. 第１の金属部材は、一端に凹部を有しており、発光素子は前記凹部内に収容され、透光性被覆材は、第１の金属部材の凹部内から表面にわたって配置されている請求項１に記載の発光装置。
  3. 平面視において、第１の金属部材の一端の形状は、隣接する凹部の形状と類似しており、窪みは、隣接する凹部に沿って配置されてなる請求項１又は２に記載の発光装置。
  4. 窪みが、隣接する凹部に沿って複数配置されてなる請求項３に記載の発光装置。
  5. 透光性被覆材は、蛍光物質を含む請求項１〜４のいずれか１つに記載の発光装置。
  6. 第１の金属部材は、窪みを挟んで発光素子と対向する位置に保護素子が載置されている請求項１〜５のいずれか１つに記載の発光装置。
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