JP2010161139A

JP2010161139A - 発光装置

Info

Publication number: JP2010161139A
Application number: JP2009001491A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Muranaka; 哲也村中; Toshiaki Hosoya; 俊明細谷; Kenji Naito; 健二内藤; Masaki Adachi; 正樹安達; Iwao Matsumoto; 岩夫松本
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2009-01-07
Filing date: 2009-01-07
Publication date: 2010-07-22
Also published as: US8067779B2; US20100171139A1

Abstract

【課題】光の漏れが低減され、リードと封止樹脂との密着強度が高められた発光装置を提供する。
【解決手段】発光素子と、一方の端部に凹部が設けられた第１のリードであって、前記凹部は、前記発光素子が接着された第１の底面と、貫通孔及び切り欠きの少なくともいずれかと、前記発光素子からの放出光が前記貫通孔及び前記切り欠きの前記いずれかから漏れることを抑制可能な遮光部と、を有する第１のリードと、前記第１のリードと対向した第２のリードと、前記貫通孔及び前記切り欠きの前記いずれかを充填するとともに前記発光素子を覆い、且つ前記第１のリードの少なくとも一部と前記第２のリードの少なくとも一部とを埋め込み、透光性樹脂からなる成型体と、を備えたことを特徴とする発光装置が提供される。
【選択図】図１

Description

本発明は、発光装置に関する。

車載用インテリア及びエクステリア、信号機、などを含む照明装置用途の発光装置では、その高輝度、高光束化がますます要求されている。リードに凹部を設け、凹部の底面に発光素子を接着する構造とした発光装置は、発光素子から側方へ放出された光を凹部の傾いた内側壁により上方へ反射することができるので光出力を高めることが容易となる。

また、発光素子が接着されたリードは、例えばシリコーンのような樹脂を用いて封止し内部を保護する。シリコーンなど樹脂の熱膨張係数は、金属リードの熱膨張係数や発光素子の熱膨張係数よりも通常大きい。

発光装置を基板に実装する場合、半田ディップ工程やリフロー半田工程では昇温及び降温時において熱膨張係数の違いにより応力を生じる。例えば冷却工程において、熱膨張係数の大きな樹脂の収縮により生じる応力が、リード、チップ、及びボンディングワイヤなどの加わる。このために、これらとの界面において樹脂の剥離を生じることがあり、光学及び電気的特性の劣化や素子破壊を起こす場合がある。

樹脂封止パッケージにおけるクラックの発生を防止する技術開示例がある（特許文献１）。この技術開示例では、タブに切り起こし部を形成し、切り抜き孔及び切り起こし片が封止樹脂により包囲されており、その投錨（アンカー）効果によりクラックの発生を抑制している。
しかしながら、この構造を発光装置に用いると、切り起こし孔を通過した光を有効に取り出すことが困難であり、高輝度、高光束とすることは容易ではない。

特開平６−１４０５５０号公報

光の漏れが低減され、リードと封止樹脂との密着強度が高められた発光装置を提供する。

本発明の一態様によれば、発光素子と、一方の端部に凹部が設けられた第１のリードであって、前記凹部は、前記発光素子が接着された第１の底面と、貫通孔及び切り欠きの少なくともいずれかと、前記発光素子からの放出光が前記貫通孔及び前記切り欠きの前記いずれかから漏れることを抑制可能な遮光部と、を有する第１のリードと、前記第１のリードと対向した第２のリードと、前記貫通孔及び前記切り欠きの前記いずれかを充填するとともに前記発光素子を覆い、且つ前記第１のリードの少なくとも一部と前記第２のリードの少なくとも一部とを埋め込み、透光性樹脂からなる成型体と、を備えたことを特徴とする発光装置が提供される。

また、本発明の他の一態様によれば、発光素子と、前記発光素子が接着される底面と、前記発光素子からの放出光の一部を上方に向かって反射可能な側壁と、を有する凹部が設けられ、前記凹部の光取り出し側に曲げられた第１及び第２の屈曲部を有する第１のリードと、前記第１のリードと対向した第２のリードと、前記第１及び第２の屈曲部の間を充填するとともに前記発光素子を覆い、且つ前記第１のリードの少なくとも一部と前記第２のリードの少なくとも一部とを埋め込み、透光性樹脂からなる成型体と、を備え、前記第１及び第２の屈曲部は、前記放出光の一部を上方に向かって反射可能とすることを特徴とする発光装置が提供される。

光の漏れが低減され、リードと封止樹脂との密着強度が高められた発光装置が提供される。

第１の実施形態にかかる発光装置の模式図変形例にかかる発光装置の模式図第２の実施形態にかかる発光装置の模式図比較例にかかる発光装置の模式図第３の実施形態にかかる発光装置の模式図第４の実施形態にかかる発光装置の模式図第５の実施形態にかかる発光装置の模式図変形例にかかる凹部の展開図第６の実施形態にかかる発光装置の模式斜視図屈曲部を説明する図屈曲部の変形例を説明する模式断面図配光特性を説明するグラフ図比較例を説明する図第７の実施形態にかかる発光装置の模式図

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態にかかる発光装置の模式図である。すなわち、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）はＡ−Ａ線に沿った断面図、図１（ｃ）はＡ−Ａ線に沿ったリードの断面図、である。

図１（ｃ）に表すように、第１のリード１２には、カップ状の凹部１２ａが設けられている。凹部１２ａの底面は、マウントベッド面１２ｂとされ、発光素子１０が銀ペーストや金属半田などを用いてマウント（接着）されている。また、凹部１２ａの側壁１２ｃには、Ｕ字形状の所定領域に切り込みが設けられ、発光素子１０の側にブロック矢印で表すように折り曲げられて屈曲部１２ｄとされる。すなわち、第１のリード１２の所定領域が発光素子１０に向かって折り曲げられて屈曲部１２ｄとされている。

屈曲部１２ｄのあとの空間は、貫通孔１２ｅとなる。この屈曲部１２ｄの内表面は、発光素子１０からの放出光を上方に向かって反射可能とされ、放出光が貫通孔１２ｅから側方または下方に漏れることを抑制可能である。すなわち、屈曲部１２ｄは、貫通孔１２ｅからの光の漏れを抑制する遮光部として機能する。なお、屈曲部１２ｄが設けられない側壁１２ｃの内表面も放出光を上方に反射可能である。

また、第２のリード１４は、第１のリード１２において凹部１２ａが設けられた一方の端部と対向する一方の端部を有している。第２のリード１４の一方の端部と、発光素子１０の上面の電極（図示せず）と、は、ボンディングワイヤ１６により接続されている。

発光素子１０の発光層は、ＧａＰまたはＧａＡｓなどの基板上に、Ｉｎ_ｘ（Ｇａ_ｙＡｌ_１−ｙ）_１−ｘＰ（但し、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１）からなり緑〜赤色光を放出可能なもの、または、Ｉｎ_ｘ（Ａｌ_ｙＧａ_１−ｙ）_１−ｘＮ（０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１）からなり青色光を放出可能なもの、などとすることができる。また、高出力型の発光素子１０のサイズは、１ｍｍ×１ｍｍの正方形且つ０．１〜０．３ｍｍ厚さなどとすることができる。

第１のリード１２と、第２のリード１４と、は、リードフレーム状に多数個連結されている。リードフレームは、例えば厚さが０．１５〜０．３ｍｍの銅系金属または鉄系合金などとする。また、凹部１２ａの側壁１２ｃ、屈曲部１２ｄ、及び第１の底面１２ｂの内表面にはコーティングを施し反射率を高めることが好ましい。コーティングとしては、例えば、Ａｇ、またはＮｉ／Ｐｄ／Ａｕをこの順に積層したものとすることができる。Ａｇをコーティングする場合の厚さは、例えば１０μｍ程度とすることができる。また、積層の場合、Ｎｉを１μｍ程度、Ｐｄを０．０３μｍ程度、Ａｕを０．０１μｍ程度とすることができる。

第１のリード１２の他方の端部と、第２のリード１４の他方の端部と、は、シリコーンやエポキシなどの透明樹脂からなる成型体２０から互いに反対方向に突出するように設けられている。透明樹脂の屈折率は、略１．４であり、成型体２０の上部をレンズ部２０ａとする。このために、図１（ｂ）のように光軸近傍に放出光Ｇ１を集光し、光軸近傍の光強度を高め、高輝度、高光束とすることが容易となる。レンズ部２０ａは、トランスファーモールド法により形成可能である。なお、屈曲部１２ｄの内表面により上方に向かって反射された光は、光軸を交差する方向に放出されてもよい。この場合、目標とする仕様に応じて、屈曲部１２ｄの折り曲げ角度を変化して放出方向を適正に制御可能である。

このような発光装置は、実装基板へリフロー工程などを経て半田により固定されることが多い。この場合、環境保全のためにＡｇＳｎ系など鉛フリー半田を使用すると、少なくとも２６０℃前後まで昇温、半田がなじむまでの保持（例えば５〜１０秒）、及び室温への急冷、などの熱履歴を経ることになる。

この場合、急冷時には熱応力が生じる。すなわち、シリコーンやエポキシなどの透明樹脂の熱膨張係数は、金属からなる第１及び第２のリード１２、１４の熱膨張係数及び発光素子１０の熱膨張係数のいずれよりも大きいので、急冷時に第１及び第２のリード１２、１４及び発光素子１０に収縮応力が加わる。この収縮応力に耐える限界を越えると、リードと成型体２０との界面、または発光素子１０と成型体２０との界面、において剥離を生じることがある。また、実装工程に限定されず、例えば使用環境によっては発光素子１０のオン・オフの繰り返しサイクルによる熱応力によっても剥離を生じることがある。

本実施形態では、凹部１２ａの所定領域（屈曲部１２ｄのあとに生じた領域）に形成された貫通孔１２ｅが第１のリード１２を貫通しており、第１のリード１２と透明樹脂などからなる成型体２０との「ぶれ」を抑制可能である。また、貫通孔１２ｅ内には成型体２０が充填されるので、第１のリード１２と成型体２０との「食いつき」が改善可能である。このようにして、第１のリード１２と成型体２０との密着強度を高め、これらが剥離することを抑制可能である。すなわち、貫通孔１２ｅは、アンカー効果を有している。

さらに、屈曲部１２ｄは成型体２０に突出するように埋め込まれるので、「食いつき」がより改善され、密着強度をさらに高めることが容易である。貫通孔１２ｅ及び屈曲部１２ｄは第１のリード１２の凹部１２ａに設けられるので、特に発光素子１０の近傍において、第１のリード１２と透明樹脂からなる成型体２０との密着強度を高めることが容易となる。このために、発光素子１０と成型体２０との間で剥離が発生することを抑制できる。

もし、発光素子１０と成型体２０との界面において剥離を生じると、放出光の放射パターンが変化するが、本実施形態ではこのような光学特性の劣化を抑制することが容易である。また、第１のリード１２及び第２のリード１４と、成型体２０と、の界面において剥離を生じると、ボンディングワイヤ１６の断線を生じ電気的特性の劣化を生じる可能性があるが、本実施形態ではこのような劣化を抑制可能である。

さらに、剥離に至らないまでも、熱応力によりクラックを生じることがある。クラックが生じると、クラックを介した吸湿により発光素子１０の特性が劣化することがあるが、本実施形態ではこれを抑制可能であり、信頼性が改善された発光装置が提供される。

図２は、第１の実施形態の変形例にかかる発光装置の模式図である。すなわち、図２（ａ）は平面図、図２（ｂ）はＡ−Ａ線に沿った断面図、を表す。
本変形例では、上方からみて、ボンディングワイヤ１６と屈曲部１２ｄとが互いに交差しない。このため、発光素子１０側に屈曲部１２ｄが曲げられても、ボンディングワイヤ１６と屈曲部１２ｄとが接触することを抑制可能であり、屈曲部１２ｄをより高くすることができる。また、屈曲部１２ｄが放出光強度が比較的低くなるチップの対角線の延長近傍に配置されるので、貫通孔から漏れる光を低減することが容易となる。

図３は、第２の実施形態にかかる発光装置の模式図である。すなわち、図３（ａ）は平面図、図３（ｂ）はＡ−Ａ線に沿った断面図、である。
本実施形態では、切り込みはＵ字形状ではなく直線状とし、折り曲げられた屈曲部１２ｄのあとの空間には、上からみて第１のリード１２に切り欠き１２ｆを生じる。切り欠き１２ｆ及び屈曲部１２ｄにより、第１のリード１２と、透明樹脂からなる成型体２０との「食いつき」が改善され、密着強度を高めることができる。また、切り欠きには成型体２０が充填されるので「ぶれ」を抑制することが可能であり、密着強度改善に寄与する。

なお、第１のリード１２の成型体２０から突出する側には切り欠きを設けず、貫通孔１２ｅを設けることができるが、貫通孔を省略してもよい。なお、切り込みを曲線状とすると、屈曲部１２ｄの形状をより自由に決定することが容易であり、折り曲げも容易となる。

図４は、比較例にかかる発光装置の模式図である。すなわち、図４（ａ）は平面図、図４（ｂ）はＢ−Ｂ線に沿った断面図、である。
貫通孔１１２ｅは、凹部の側壁１１２ｃを上下方向に貫通するように設けられ、成型体１２０が貫通孔１１２ｅを充填するように設けられている。本比較例において、発光素子１１０からの放出光のうち、その側方成分の一部Ｇ１１は、貫通孔１１２ｅから漏れて外部に出射し、光取り出し効率を低下させる。この場合、貫通孔１１２ｅを小さくして光取り出し効率を高めようとすると、アンカー効果が低下する。

これに対して、本実施形態では、屈曲部１２ｄの内表面は上方へ向けて光を反射可能であり、外部への光の漏れを抑制可能な遮光部として機能し、放出光Ｇ１の光出力、輝度、及び光束を高く保つことが容易となる。

図５は、第３の実施形態にかかる発光装置の模式図である。すなわち、図５（ａ）は平面図、図５（ｂ）はＡ−Ａ線に沿った断面図である。
本実施形態において、屈曲部１２ｄは、発光素子１０がマウントされたマウントベッド面１２ｂに設けられている。図５（ａ）において、発光素子１０の４つの側面を囲むように、屈曲部１２ｄが設けられている。マウントベッド面１２ｂを大きくすると、屈曲部１２ｄを大きくするか、または数を増やすなどが可能となり、上方への反射を高め、より光出力を高めることが容易となる。

発光素子１０からの放出光は、マウントベッド面１２ｂに設けられた貫通孔１２ｅから下方へ出射することが困難であり、光出力を高く保つことができる。また、成型体２０は、貫通孔１２ｅ内を充填し、屈曲部１２ｄを包むように埋め込むので、第１のリード１２との間での「ぶれ」が抑制され、且つ「食いつき」が改善されいる。このために、特に発光素子１０の近傍において密着強度が高められ、成型体２０と第１のリード１２との剥離が抑制可能である。

図６は、第４の実施形態にかかる発光装置の模式図である。すなわち、図６（ａ）は平面図、図６（ｂ）はＡ−Ａ線に沿った断面図である。
本実施形態において、凹部１２ａの底面は２段底とする。すなわち、第１のリード１２の凹部１２ａは、マウントベッド面（第１の底面）１２ｂと、マウントベッド面１２ｂよりも深い第２の底面１２ｇと、を有している。マウントベッド面１２ｂには発光素子１０が銀ペーストまたは金属半田などを用いて接着されている。

マウントベッド面１２ｂは、第２の底面１２ｇから立設した下部側壁１２ｈにより連結されている。その下部側壁１２には貫通孔１２ｅが設けられ、透明樹脂からなる成型体２０が貫通するように充填され、第１のリード１２と成型体２０とが確実にかみ合い密着強度を高めている。放出光は、下部側壁１２ｈに設けられた貫通孔１２ｅから外部に漏れることは困難である。

すなわち、第１の底面１２ｂよりも下方に設けられ、貫通孔１２ｅを有する下部側壁１２は、遮光部として機能する。このために、上方への光出力を高く保つことが容易となる。このような２段底は、金型を用いたリードフレームのプレス工程により形成することができる。下部側壁１２ｈに設けられた貫通孔１２ｅにより、成型体２０とリード１２との「ぶれ」が抑制可能であり、且つ「食いつき」が改善され、密着強度を高めることが容易となる。

図７は、第５の実施形態にかかる発光装置の模式図である。すなわち、図７（ａ）はリードの展開図、図７（ｂ）、図７（ｃ）、及び図７（ｄ）は折り曲げ状態を表す平面図、図７（ｅ）は遮光状態を表す平面図、図７（ｆ）は切り欠きを表す平面図、図７（ｇ）は斜視図、である。本図において、マウントベッド面１２ｂは上方からみて六角形とするが、六角形以外の多角形であってもよい。

図７（ａ）において、マウントベッド面１２ｂに対して、切り込みが設けられた部分を折り曲げる（図７（ｂ）及び図７（ｃ））。折り曲げにより、図７（ｄ）のように、凹部１２ａを構成する側壁１２ｃが形成される。この場合、図７（ａ）に表すように、側壁１２ｃの第１の端部１２ｓに角度θだけ傾斜を設けておくと、発光素子１０からの放出光は、折り曲げ後に凹部１２ａの側壁１２ｃに設けられた切り欠き１２ｍから外へ漏れないようにできる。

すなわち、図７（ｅ）のように、ドット線で囲んだ第１の端部１２ｓと、ドット線で囲んだ第２の端部１２ｔと、は、発光素子１０からみて、重なり合い遮光部として機能し、放出光が側壁１２ｃに設けられた切り欠き１２ｍから外へ漏れることを抑制可能とする。

他方、図７（ｆ）のように、第１の端部１２ｓと、第２の端部１２ｔと、の間の切り欠き１２ｍにより、透明樹脂からなる成型体２０と第１のリード１２との「食いつき」が改善可能とされ、且つ「ぶれ」が抑制可能とされ、密着強度が高められる。このため、成型体２０と第１のリード１２との剥離が抑制される。

このようにして、発光素子１０からの光は、凹部１２ａの側壁１２ｃの内表面で上方に反射され、放出光Ｇ３の光出力、輝度、及び光束を高めることが容易となる。

また、図８は、第５の実施形態の変形例を説明する図である。すなわち、図８（ａ）は
リードの展開図、図８（ｂ）は凹部の展開図、である。
凹部１２ａは多角形状の凹部に限定されない。本図のように、第１のリード１２の円形領域に切り込みを設けて折り曲げても良い。この場合、図８（ｂ）に破線で表すＣ領域のように、折り目を円周からずらすと、側壁の端部で互いに重なる領域が形成でき、且つ切り欠きを設けることができる。互いに重なる領域は切り欠きから漏れる光を抑制可能な遮光部として機能し、光出力を高めることができる。また、切り欠きにより「食いつき」が改善可能となり、且つ「ぶれ」が抑制され、密着強度を高めて成型体とリードとの剥離が抑制可能となる。

図９は、第６の実施形態にかかる発光装置の模式斜視図である。
第１のリード３２の一方の端部に、凹部３２ａが設けられている。また、この一方の端部は、第２のリード３４と互いに対向している。第１のリード３２は、凹部３２ａの光取り出し側に折り曲げられた扇状の屈曲部３２ｄを少なくとも２つ有している。本図においては２つの屈曲部３２ｄの間からアウターリードが延びている。なお、第１のリード３２の形状は図９に限定されることはない。例えば、第１のリード３２の屈曲部３２ｄが１つで、これに隣接する部分をアウターリードとしてもよい。また、凹部３２ａの底面には発光素子１０が接着されている。

また、第２のリード３４も扇状の屈曲部３４ｄを２つ有している。
さらに、透光性樹脂からなる成型体２０が、発光素子１０を覆い、屈曲部３２ｄ、３４ｄの間を充填し、且つ第１のリード３２及び第２のリード３４の一部を埋め込むように成型されている。

凹部３２ａの底面に接着された発光素子１０からの放出光は、凹部３２ａの内壁、第１のリード３２の屈曲部３２ｄ、及び第２のリード３４の屈曲部３４ｄ、により上方に反射される。このために、光の漏れを低減できて高輝度とすることができる。また、成型体２０の上方をドーム状のレンズ部２０ａとするとより高輝度とできる。さらに、屈曲部３２ｄ、３４ｄの間には透光性樹脂を充填するために、第１及び第２のリード３２、３４と成型体２０との密着強度を高めることができる。すなわちアンカー効果を高めることができる。

図１０は、屈曲部の構造及び効果を説明する模式図である。すなわち、図１０（ａ）はくりぬき後のリードフレームの平面図、図１０（ｂ）は折り曲げ後のリードフレームの平面図、図１０（ｃ）は発光装置の断面図、図１０（ｄ）は、変形例の屈曲部を有する発光装置の部分断面図、をそれぞれ表す。

図１０（ａ）において、リードフレームは、例えば、厚さが０．２５ｍｍの銅系合金材料とすることができる。カップ状の凹部３２ａの底面３２ｂの直径を６５０μｍとし、直径Ｄを２．８ｍｍとする円を分割した扇状領域３２ｐ、３４ｐをプレス工程によりくりぬく。続いて、図１０（ｂ）のように、扇状領域３２ｐ、３４ｐを凹部３２ａの底面３２ｂの側とは反対となる側（光取り出し側）に折り曲げ、屈曲部３２ｄ、３４ｄを形成する。この場合、例えば、屈曲角度θを４５〜７０度の範囲、屈曲部３２ｄ、３４ｄの高さＴを０．６〜１．０ｍｍの範囲などとすることができる。このあと、発光素子１０を底面３２ｂに接着し、ワイヤボンディングを行い、透光性樹脂を用いてインジェクションモールド法により成型体２０を形成すると、図１０（ｃ）の断面図となる。

なお、リードフレームの表面に金属をメッキなどによりコーティングすると反射率を高めることができる。すなわち、放出光は、凹部３２ａの側壁３２ｃにより上方に反射可能となる（ｇ１）。また、上方に直接放出されず、且つ３２ａの側壁３２ｃで反射されること無く側方に漏れようとする光は、屈曲部３２ｄ、３４ｄにより上方に反射可能とされる（ｇ２）。もちろん、上方に直接放出される光ｇ１が多い。

図１０（ｄ）は、屈曲部の第１変形例であり、屈曲部の最上部がレンズ部２０ａ内に入り込んでいる。すなわち、屈曲部３２ｄ、３４ｄの最上部のリードの表面から測った高さＴは、レンズ部２０ａの稜線の最下部（点Ｒ）のリード表面から測った高さＨＬよりも大とされる。このようにすると、レンズ部２０ａにより効率よく集光することが可能となる。

また、図１１は、屈曲部の第２の変形例を説明する模式断面図である。
本図は、図１０（ｄ）の断面と直交する断面を表し、第１のリード３２から第２のリード３４の方向を見た断面を表すものとする。発光素子１０と第２のリード３４の端部とをワイヤボンディングする場合に、屈曲部３４ｄの角に丸みＥをつけるとワイヤが第２のリード３４の２つの屈曲部３４ｄの狭い隙間において仮にその角に接触しても断線などを抑制できる。

（表１）は、本実施形態にかかる発光装置の配光特性を表す。

プレスによるくりぬき後の扇状領域３２ｐ、３４ｐの直径Ｄ（ｍｍ）、屈曲角度θ（度）、及び屈曲部３２ｄ、３４ｄの高さＴ（ｍｍ）を変化した時の、半値半角（度）、半値全角（度）、及び角度９０度の光束を基準とした光束利用率（％）がそれぞれ表されている。直径Ｄが２．５、２．８ｍｍのいずれであっても、屈曲部３２ｄ、３４ｄの角度θが６０度近傍において光束利用率が最も高く、８１％以上とできることが明らかである。

図１２は、４０度の配光レンズを用いた場合の配光特性を説明するグラフ図である。すなわち、図１２（ａ）は直径Ｄが２．８ｍｍの場合の配光特性、図１２（ｂ）は光束利用率の角度に対する依存性を表す。
図１２（ａ）において、縦軸は相対光度（％）、横軸は角度（度）を表す。屈曲角度θを４５度から７０度まで変化するにともない、半値全角が３９．３度から３７．４度まで狭くなる。また、図１２（ｂ）において、縦軸は光束利用率（％）、横軸は角度（度）を表す。光軸中心から３５度以内を有効照射領域とする場合、θが６０度及び７０度において、光束利用率を８０％以上とすることが可能である。

図１３は、比較例にかかる発光装置を説明する図である。すなわち、図１３（ａ）は模式斜視図、図１３（ｂ）はシミュレーションによる光線追跡図を表す。図１３（ａ）において、第１のリード１３２及び第２のリード１３４には、屈曲部が設けられておらず、反射面とする凹部１３２ａの側壁とレンズ部１２０ａとが離間している。このために、図１３（ｂ）に表すように、側方（ｇ１２、ｇ１４）及び裏面（ｇ１３）方向に漏れる光を生じ輝度を低下させる。例えば、発光素子１０のチップサイズを２９０μｍ^□とする場合、光軸中心から３５度以内の有効照射領域において、半値半角は２０．６度、半値全角は４１．２度、光束利用率は７７．６％である。すなわち、光束利用率が本実施形態よりも低くなる。

なお、比較例において、凹部１３２ａを深くすると光の漏れを低減することができるが、ボンディングワイヤのアンダーループによる短絡を生じやすい。また、樹脂成型体１２０と第１及び第２のリード１３２、１３４との間に生じる応力により、発光素子１１０と成型体１２０との間に空隙を生じたり、発光素子１１０が剥離することがある。もし凹部１３２ａの近傍にアンカーホールとなる貫通孔を設けると応力を低減することが容易となるが、光漏れを低減する手段が別に必要である。

これに対して、第６の実施形態では、凹部３２ａの側壁３２ｃで反射されることなく斜め側方に放出された光であっても、屈曲部３２ｄ、３４ｄにより上方に向かって反射可能である。すなわち、側方に漏れる光を低減可能である。この場合、例えば凹部３２ａの深さを発光素子１０の高さの１〜１．５倍の範囲とすると、発光素子１０などに加わる応力が低減でき信頼性を高めつつ、凹部３２ａの側壁３２ｃ及び屈曲部３２ｄ、３４ｄにより構成された反射構造により光束利用効率を高めることができるのでより好ましい。

図１４は、第７の実施形態にかかる発光装置の模式図である。すなわち、図１４（ａ）はくりぬき後のリードフレームの平面図、図１４（ｂ）は折り曲げ後のリードフレームの平面図、図１４（ｃ）は発光装置の断面図、をそれぞれ表す。

図１４（ａ）において、リードフレームに、直径が２．８ｍｍとする円を分割した扇状領域３２ｐを４つプレス工程によりくりぬく。続いて、図１４（ｂ）のように、扇状領域３２ｐを凹部３２ａの底面３２ｂの側とは反対となる側（光取り出し側）に折り曲げ、屈曲部３２ｄを４つ形成する。このあと、発光素子１０を底面３２ｂに接着し、ワイヤボンディングを行い、透光性樹脂を用いてインジェクションモールド法により成型体２０を形成すると、図１４（ｃ）の断面図となる。このように、一方のリードにのみ屈曲部を設けても、放出光の漏れを低減する効果及びアンカー効果を高めることができる。この場合、発光素子１０が接着される側に屈曲部を設けると、光の漏れを低減することが容易となるのでより好ましい。また、屈曲部の数と配置は、第６及び第７の実施形態に限定されることはない。

第１〜第７の実施形態及びこれらに付随する変形例において、光出力、輝度、及び光束を高く保ちつつ、リードと成型体、及び発光素子と成型体、とのそれぞれの界面において密着強度が高められた発光装置が提供される。このような高輝度発光装置は、各種ディスプレイ、信号機などの標識、及び車載用インテリア及びエクステリア、などの用途に用いることができる。この場合、実装工程や厳しい使用環境における温度変化に対して安定した電気的及び光学的特性とすることができ、高い信頼性を得ることが容易となる。

以上、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの実施形態に限定されない。発光装置を構成する発光素子、リード、透光性樹脂、成型体などの形状、材質、サイズ、及び配置などに関して、当業者が各種の設計変更を行ったものであっても本発明の主旨を逸脱しない限り本発明の範囲に包含される。

１０発光素子、１２、３２第１のリード、１２ａ、３２ａ凹部、１２ｂマウントベッド面（第１の底面）、１２ｃ、３２ｃ側壁、１２ｄ、３２ｄ、３４ｄ屈曲部、１２ｅ貫通孔、１２ｆ、１２ｍ切り欠き、１２ｇ第２の底面、１２ｈ下部側壁、１４、３４第２のリード、２０成型体、２０ａレンズ部、Ｇ１、Ｇ３放出光

Claims

発光素子と、
一方の端部に凹部が設けられた第１のリードであって、前記凹部は、前記発光素子が接着された第１の底面と、貫通孔及び切り欠きの少なくともいずれかと、前記発光素子からの放出光が前記貫通孔及び前記切り欠きの前記いずれかから漏れることを抑制可能な遮光部と、を有する第１のリードと、
前記第１のリードと対向した第２のリードと、
前記貫通孔及び前記切り欠きの前記いずれかを充填するとともに前記発光素子を覆い、且つ前記第１のリードの少なくとも一部と前記第２のリードの少なくとも一部とを埋め込み、透光性樹脂からなる成型体と、
を備えたことを特徴とする発光装置。
前記遮光部は、前記第１のリードの所定領域が前記発光素子に向かって折り曲げられた屈曲部であり、
前記貫通孔及び前記切り欠きの前記いずれかは、前記所定領域に生じた空間であることを特徴とする請求項１記載の発光装置。
前記凹部は、前記第１の底面よりも深い第２の底面をさらに有し、
前記遮光部は、前記第１の底面と前記第２の底面とを連結し前記放出光を遮光可能な下部側壁であり、
前記貫通孔は、前記下部側壁に設けられたことを特徴とする請求項１記載の発光装置。
発光素子と、
前記発光素子が接着される底面と、前記発光素子からの放出光の一部を上方に向かって反射可能な側壁と、を有する凹部が設けられ、前記凹部の光取り出し側に曲げられた第１及び第２の屈曲部を有する第１のリードと、
前記第１のリードと対向した第２のリードと、
前記第１及び第２の屈曲部の間を充填するとともに前記発光素子を覆い、且つ前記第１のリードの少なくとも一部と前記第２のリードの少なくとも一部とを埋め込み、透光性樹脂からなる成型体と、
を備え、
前記第１及び第２の屈曲部は、前記放出光の一部を上方に向かって反射可能とすることを特徴とする発光装置。
前記成型体の光取り出し側の表面にはレンズ曲面が形成され、
前記第１のリードの表面から測った前記第１及び第２の屈曲部の高さは、前記表面から測った前記レンズ曲面の最下部の高さよりも大とされることを特徴とする請求項４記載の発光装置。