JP2012049348A - 発光装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】保護素子の存在に起因する発光素子の輝度の低下を抑制しつつ、廉価であって、信頼性の高い発光装置を提供する。
【解決手段】保護素子としてのツェナーダイオード２４を、樹脂部２５のキャビティ３１内に露出した第１リード端子２９上に搭載する。発光素子としての発光ダイオードチップ２２,２３を、キャビティ３１内に露出した第２リード端子３０の凹部３２の底部３５に搭載する。こうして、ツェナーダイオード２４を発光ダイオードチップ２２,２３より上側に配置して、発光ダイオードチップ２２,２３から出射されて凹部３２の側壁３６で反射された光がツェナーダイオード２２に到達し難くして、発光装置２１から出射される光の輝度が低下するのを防止する。また、樹脂部２５に設けるキャビティを一つにしてパッケージの製造を簡単にし、発光装置２１の製造コストの上昇を抑える。
【選択図】図３

Description

この発明は、発光装置に関し、特に保護素子を有する発光装置に関する。
一般に、発光ダイオードチップを用いる発光装置においては、使用用途に応じて、様々な形態のパッケージに発光ダイオードチップを実装して形成される。
保護素子を有する発光装置として、特開２００７‐２８０９８３号公報(特許文献１)に開示された発光装置がある。図１４は、上記特許文献１に開示された従来の発光装置の斜視図である。
図１４において、パッケージ１は、一側面に、発光素子２用の開口部３と保護素子用の開口部４とが設けられている。そして、開口部３を形成する凹部５には発光素子２が搭載されている。また、開口部４を形成する凹部６には上記保護素子(図示せず)が搭載されている。
上記開口部４は、発光素子２が搭載されている凹部５の開口部３とは独立して形成されている。つまり、パッケージ１が、保護素子搭載領域を画定するために開口部４を取り囲む壁の役割を果たしている。このような構成によれば、発光素子２と上記保護素子とを確実に分離することができるために、上記保護素子が発光素子２から出射される光にさらされるのを回避することができる。その結果、発光効率の低下を抑制することができ、高出力の発光装置を実現することが可能になる。
また、保護素子を有する発光装置として、ＷＯ２００７／０６９３９９号公報(特許文献２)に開示された発光装置がある。図１５は、上記特許文献２に開示された従来の発光装置の平面図である。
図１５において、発光装置１１は、放熱部材１２上に発光ダイオード１３を搭載し、放熱部材１２よりも上面が低い金属タブ１４に保護素子(ツェナーダイオード)１５を搭載している。こうすることにより、発光ダイオード１３からの光を保護素子１５が遮ることがなく、発光ダイオード１３の発光効率の低下を抑制するようにしている。
さらに、上記発光ダイオード１３の一方の電極と第１のインナーリード１６とが電気的に接続され、発光ダイオード１３の他方の電極と第２のインナーリード１７とが電気的に接続されている。また、保護素子１５の上面の電極と第１のインナーリード１６とが電気的に接続され、保護素子１５の下面の電極と金属タブ１４とが電気的に接続されている。
しかしながら、上記従来の保護素子を有する発光装置においては、以下のような問題がある。
上記特許文献１に記載された従来の発光装置においては、樹脂で成るパッケージ１の長手方向に、発光素子２用の開口部３とは独立して保護素子用の開口部４を設けている。したがって、パッケージ１の長手方向の長さが長くなるという問題がある。さらに、パッケージ１に複数の開口部３,４を設けているためパッケージ１の製造が複雑となり、発光素子パッケージの製造コストが上昇するという問題もある。
また、図１４から分かるように、上記パッケージ１の中心が必ずしも発光素子２用の開口部３の中心とはならないため発光軸ずれが生じるという問題がある。
また、上記特許文献２に記載された発光装置においては、発光ダイオード１３を搭載する放熱部材１２よりも上面が低い保護素子１５搭載用の金属タブ１４を形成している。そして、保護素子１５の下面の電極と第２のインナーリード１７とを電気的に接続して発光ダイオード１３と保護素子１５とを並列に接続するために、金属タブ１４と第２のインナーリード１７とをワイヤーで接続している。
このように、上記金属タブ１４を設けること、金属タブ１４と第２のインナーリード１７とをワイヤで接続することによって、パッケージの製造が複雑になり、発光装置の製造コストが上昇するという問題がある。
特開２００７‐２８０９８３号公報 ＷＯ２００７／０６９３９９号公報
そこで、この発明の課題は、保護素子の存在に起因する発光素子の輝度の低下を抑制しつつ、廉価であって、信頼性の高い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、この発明の発光装置は、
保護素子が搭載された第１リード端子と、
上記第１リード端子と略同一面に配置されると共に、上記第１リード端子の一端部に対向する一端部を有して、発光素子が搭載された第２リード端子と、
上記第１リード端子の他端部と上記第２リード端子の他端部とを露出させるように、上記第１リード端子と上記第２リード端子とを覆うと共に、上記保護素子を含む上記第１リード端子における上記保護素子の搭載面、および、上記発光素子を含む上記第２リード端子における上記発光素子の搭載面を露出させるキャビティが形成された樹脂部と
を備え、
上記第２リード端子における上記キャビティ内に位置する上記発光素子の搭載面には凹部が形成され、上記発光素子は上記凹部の底部に実装されており、
上記第１リード端子における上記キャビティ内に位置する上記保護素子の搭載面に、上記保護素子が実装されており、
上記保護素子の電極と上記第２リード端子とが、ボンディングワイヤによって電気的に接続されている
ことを特徴としている。
上記構成によれば、発光素子が搭載される第２リード端子は、保護素子が搭載される第１リード端子と略同一面に配置されている。そして、上記発光素子は、上記第２リード端子における上記発光素子の搭載面に形成された凹部の底部に実装されている。これに対して、上記保護素子は、上記第１リード端子における上記保護素子の搭載面に実装されている。したがって、上記保護素子は、上記発光素子よりも上部に配置されることになる。
一方、上記発光素子から出射された光は、上記凹部の側壁によって出射方向に反射される。そのため、上記側壁での反射光は、上記第１リード端子上における上記第２リード端子の上記側壁から離れた位置に配置された上記保護素子に到達し難くなっている。
したがって、上記発光素子からの光が上記保護素子で吸収されるのを抑制し、本発光装置から出射される光の輝度が低下するのを防止することができる。
さらに、上記第２リード端子における上記キャビティ内に位置する上記凹部の底部に上記発光素子が実装され、上記第１リード端子における上記キャビティ内に位置する上記搭載面に上記保護素子が実装されている。こうして、上記樹脂部に設けられた一つの上記キャビティ内に上記発光素子と上記保護素子とを配置することによって、本発光装置における長手方向の寸法を小さく抑えると共に、構造を簡単にすることができる。さらに、発光素子用の開口部である上記キャビティの中心がパッケージの中心になるように設定することが容易になり、本発光装置を発光軸ずれが生じないように設置することが可能になる。
すなわち、本実施の形態によれば、上記保護素子の存在に起因する上記発光素子の輝度の低下を抑制しつつ、廉価であって、信頼性の高い発光装置を提供することができる。
また、１実施の形態の発光装置では、
上記発光素子は複数在り、この複数の上記発光素子は互いに平行に配列されると共に、電気的に並列に接続されており、
上記保護素子の電極は、上記第２リード端子における上記凹部の底部に、ボンディングワイヤによって電気的に接続されている。
この実施の形態によれば、上記複数の発光素子は互いに平行に配列されているので、上記第２リード端子における上記発光素子が実装される上記凹部の底部には空き領域が生ずる。したがって、上記凹部の底部の空き領域にワイヤボンディングを行うことによって、ボンディング時の認識性の向上およびワイヤ剥がれの低減を図ることができる。
また、１実施の形態の発光装置では、
上記第２リード端子に形成された上記凹部は、矩形の形状を有しており、
上記複数の発光素子は、上記各発光素子の長辺が矩形の上記凹部の短辺に略平行になるように配置されている。
この実施の形態によれば、上記発光素子の長辺を、上記第２リード端子の上記凹部の短辺に略平行にしているので、上記発光素子を上記凹部の長辺方向に略等間隔に且つ平行に配列することができる。したがって、上記凹部内に平行に配列された上記発光素子の長辺同士の間に広い間隔を設けて、上記発光素子からの出射光に対する光吸収を抑制することができる。さらに、上記発光素子の長辺と上記凹部の短辺との間に広い間隔を設けて、上記凹部の側壁による上記発光素子からの出射光の反射効果を十分に得ることができる。すなわち、光出力の低減を抑えることができる。
また、この発明の発光装置は、
保護素子が搭載された第１リード端子と、
上記第１リード端子と略同一面に配置されると共に、上記第１リード端子の一端部に対向する一端部を有して、発光素子が搭載された第２リード端子と、
上記第１リード端子の他端部と上記第２リード端子の他端部とを露出させるように、上記第１リード端子と上記第２リード端子とを覆うと共に、上記保護素子を含む上記第１リード端子における上記保護素子の搭載面、および、上記発光素子を含む上記第２リード端子における上記発光素子の搭載面を露出させるキャビティが形成された樹脂部と
を備え、
上記第１リード端子における上記キャビティ内に位置する上記一端部には、矩形を成すと共に、この矩形の３辺に壁面を有し、上記矩形の残りの１辺が上記一端に開放された第１凹部が形成され、上記保護素子は上記第１凹部の外に実装されており、
上記第２リード端子における上記キャビティ内に位置する上記一端部には、矩形を成すと共に、この矩形の３辺に壁面を有し、上記矩形の残りの１辺が上記一端に開放された第２凹部が形成され、上記発光素子は上記第２凹部の底部に実装されており、
互いに対向している上記第１リード端子の上記一端と上記第２リード端子の上記一端との間は、上記樹脂部で埋められて、上記第１凹部と上記第２凹部とは上記樹脂部を介して一つの凹部を形成しており、
上記保護素子の電極と上記第２リード端子とが、ボンディングワイヤによって電気的に接続されている
ことを特徴としている。
上記構成によれば、発光素子が搭載される第２リード端子は、保護素子が搭載される第１リード端子と略同一面に配置されている。そして、上記発光素子は、上記第２リード端子における上記発光素子の搭載面に形成された第２凹部の底部に実装されている。これに対し、上記保護素子は、上記第１リード端子における上記保護素子の搭載面に形成された上記第１凹部の外に実装されている。したがって、上記保護素子は、上記発光素子よりも上部に配置されることになる。
一方、上記発光素子から出射された光は、上記第１凹部と上記第２凹部とで形成された一つの凹部の側壁によって出射方向に反射される。そのため、上記側壁での反射光は、上記第１リード端子上における上記第２リード端子の上記側壁から離れた位置に配置された上記保護素子に到達し難くなっている。
したがって、上記発光素子からの光が上記保護素子で吸収されるのを抑制し、本発光装置から出射される光の輝度が低下するのを防止することができる。
さらに、上記第２リード端子における上記キャビティ内に位置する上記凹部の底部に上記発光素子が実装され、上記第１リード端子における上記キャビティ内に位置する上記凹部の外に上記保護素子が実装されている。こうして、上記樹脂部に設けられた一つの上記キャビティ内に上記発光素子と上記保護素子とを配置することにより、本発光装置における長手方向の寸法を小さく抑えると共に、構造を簡単にすることができる。さらに、発光素子用の開口部である上記キャビティの中心がパッケージの中心になるように設定することが容易になり、本発光装置を発光軸ずれが生じないように設置することが可能になる。
すなわち、本実施の形態によれば、上記保護素子の存在に起因する上記発光素子の輝度の低下を抑制しつつ、廉価であって、信頼性の高い発光装置を提供することができる。
また、１実施の形態の発光装置では、
上記保護素子の電極は、上記第２リード端子における上記凹部の外に、ボンディングワイヤによって電気的に接続されている。
この実施の形態によれば、上記保護素子の電極を、上記第２リード端子における上記凹部の外に、ボンディングワイヤによって電気的に接続している。したがって、上記電気的な接続箇所を上記ボンディングワイヤの長さが最短になるように設定することによって、上記保護素子用のボンディングワイヤによる光遮光と光吸収とを抑制することができる。
また、１実施の形態の発光装置では、
上記保護素子は、上記第２リード端子の上記凹部の底部に実装されている上記発光素子よりも高い位置に位置している上記第２リード端子の面に実装されている。
この実施の形態によれば、上記保護素子は、上記発光素子より上部に実装されている。したがって、上記発光素子から出射されて上記第１凹部と上記第２凹部とで形成された一つの凹部の側壁によって反射された光は、上記第１リード端子上における上記第２リード端子の上記側壁から離れた位置に実装された上記保護素子に到達し難くなっている。
また、１実施の形態の発光装置では、
上記保護素子が搭載された上記第１リード端子は、上記樹脂部に形成された上記キャビティ内に露出している面積が、上記第２リード端子よりも小さい。
この実施の形態によれば、上記キャビティ内に露出している面積が小さい方の上記第１リード端子に上記保護素子が搭載されている。したがって、上記キャビティ内に露出している面積が大きい上記第２リード端子に大きな上記第１凹部を形成して、この大きな第１凹部内に複数の上記発光素子を搭載することが容易に可能になる。
以上より明らかなように、この発明の発光装置は、発光素子が搭載される第２リード端子を、保護素子が搭載される第１リード端子と略同一面に配置すると共に、上記発光素子を上記第２リード端子に形成された凹部の底部に実装することによって、上記保護素子を上記発光素子よりも上部に配置したので、上記発光素子から出射されて上記凹部の側壁で出射方向に反射された光が、上記第１リード端子上における上記第２リード端子の上記側壁から離れた位置に配置された上記保護素子に到達し難くすることができる。
したがって、上記発光素子からの光が上記保護素子で吸収されるのを抑制し、本発光装置から出射される光の輝度が低下するのを防止することができる。
さらに、上記第２リード端子における上記キャビティ内に上記発光素子を実装すると共に、上記第１リード端子における上記キャビティ内に上記保護素子を実装したので、上記樹脂部に設けられた一つの上記キャビティ内に上記発光素子と上記保護素子とを配置することができる。したがって、本発光装置における長手方向の寸法を小さく抑えると共に、構造を簡単にすることができる。さらに、発光素子用の開口部である上記キャビティの中心がパッケージの中心になるように設定することが容易になり、本発光装置を発光軸ずれが生じないように設置することが可能になる。
すなわち、この発明によれば、上記保護素子の存在に起因する上記発光素子の輝度の低下を抑制しつつ、廉価であって、信頼性の高い発光装置を提供することができる。
この発明の発光装置における斜視図である。 図１に示す発光装置の平面図である。 図２におけるＡ‐Ａ'矢視断面図である。 図２におけるＢ‐Ｂ'矢視断面図である。 図１とは異なる発光装置の平面図である。 図５において発光ダイオードチップの長辺を凹部の長辺に略平行にした場合の説明図である。 図１および図５とは異なる発光装置における平面図である。 図７におけるＣ‐Ｃ'矢視断面図である。 図７におけるＤ‐Ｄ'矢視断面図である。 図１,図５および図７とは異なる発光装置における平面図である。 図１０におけるＥ‐Ｅ'矢視断面図である。 図１０におけるＦ‐Ｆ'矢視断面図である。 図１に示す発光装置を液晶表示装置のバックライト光源として用いた一例を示す図である。 従来の発光装置の斜視図である。 図１４とは異なる従来の発光装置の平面図である。
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
・第１実施の形態
図１は、本実施の形態の発光装置における斜視図である。また、図２は、図１に示す発光装置の平面図である。図１および図２に示すように、本発光装置２１は、発光素子としての２つの発光ダイオードチップ２２,２３と、保護素子としてのツェナーダイオード２４と、樹脂部２５と、発光ダイオードチップ用のボンディングワイヤ２６,２７と、ツェナーダイオード用のボンディングワイヤ２８と、第１リード端子２９と、第２リード端子３０とを含んでいる。
図３は、図２におけるＡ‐Ａ'矢視断面図である。図３から分かるように、第１リード端子２９および第２リード端子３０は、第１リード端子２９の上面と第２リード端子３０の上面とが略同一平面上にあり、且つ互いの一端部が対向するように配置されている。
上記樹脂部２５は、第１リード端子２９の他端部と第２リード端子３０の他端部とを露出させるように、第１リード端子２９と第２リード端子３０とを覆っている。そして、樹脂部２５における第１リード端子２９および第２リード端子３０よりも上側にはキャビティ３１が形成されており、キャビティ３１内に第１リード端子２９および第２リード端子３０の上面の大部分が露出している。ツェナーダイオード２４および発光ダイオードチップ２２,２３は、キャビティ３１内において第１リード端子２９および第２リード端子３０に搭載されている。
すなわち、上記第１リード端子２９の上面が、上記保護素子(ツェナーダイオード２４)の搭載面を構成している。一方、第２リード端子３０の上面が、上記発光素子(発光ダイオードチップ２２,２３)の搭載面を構成しているのである。
上記発光ダイオードチップ２２,２３は、第２リード端子３０におけるキャビティ３１内の上面に形成された凹部３２の内側に収容されて実装され、ボンディングワイヤ２６,２７によってキャビティ３１内で第１リード端子２９および第２リード端子３０に夫々接続されている。尚、発光ダイオードチップ２２,２３としては、幅が０.３mmであり、長さが０.６mmであるＧaＮ系青色発光ダイオードチップを用いている。ここで、凹部３２は、図２に示すように、平面視において矩形の開口を有している。
上記ツェナーダイオード２４は、第１リード端子２９上に導電性接着剤(本実施の形態においては銀ペースト)で固定されると共に、天面の電極が第２リード端子３０の凹部３２の周囲部(鍔部)にボンディングワイヤ２８で電気的に接続されている。
図３に示すように、上記ツェナーダイオード２４は、キャビティ３１の内部に在り、且つ第１リード端子２９上に搭載されている。つまり、ツェナーダイオード２４は、第１リード端子２９におけるキャビティ３１内の領域(インナーリード)３３の上面に搭載されているのである。また、２つの発光ダイオードチップ２２,２３は、キャビティ３１の内部であり、且つ第２リード端子３０の凹部３２の内側に配置されている。こうして、ツェナーダイオード２４は、第２リード端子３０の凹部３２内に配置されている発光ダイオードチップ２２,２３よりも上側に配置されている。
上記ツェナーダイオード２４の天面の電極は、第２リード端子３０の凹部３２から第１リード端子２９側に向かって延在すると共に、第１リード端子２９と略同じ高さに位置する延在部(凹部３２の鍔部)３４に、ボンディングワイヤ２８によって接続されている。
図４は、図２におけるＢ‐Ｂ'矢視断面図である。但し、図４においては、ボンディングワイヤ２６,２７,２８を含むボンディングワイヤは、省略している。
図１〜図４において、上記発光ダイオードチップ２２,２３は、第２リード端子３０の凹部３２の内側に配置され、図４において、発光ダイオードチップ２２よりも奥の方にツェナーダイオード２４が搭載されており、ツェナーダイオード２４が、第２リード端子３０の凹部３２内の発光ダイオードチップ２２,２３よりも上部側に搭載されていることが分かる。
上述したように、上記第１リード端子２９には、ツェナーダイオード２４が導電性接着剤(銀ペースト)で固定され、ツェナーダイオード２４における天面の電極と第２リード端子３０の凹部３２の鍔部３４(第１リード端子２９の上面と高さが同じ)とが、ボンディングワイヤ２８で電気的に接続されている。
上記第２リード端子３０の凹部３２には、発光ダイオードチップ２２,２３の実装領域となる平坦な底部３５が形成されている。また、第２リード端子３０の凹部３２には、底部３５に連なる側壁３６が形成されている。つまり、底部３５および側壁３６によって凹部３２が構成されている。
上記凹部３２の側壁３６は、第２リード端子３０の上面に向かうに従って、凹部３２の開口が広がるように、底部３５の面に立てた垂線に対して僅かに傾斜を有して形成されている。そして、側壁３６の壁面は、発光ダイオードチップ２２,２３から出射された光の反射面として機能する。したがって、発光ダイオードチップ２２,２３から出射されて側壁３６で反射された光は、樹脂部２５のキャビティ３１を通過して、発光装置２１から出射されるのである。
本実施の形態においては、上記凹部３２の寸法は、短辺の長さが０.４mmであり、長辺の長さが１.６mmであり、深さが０.２mmである。また、キャビティ３１の寸法は、短辺の長さが０.６mmであり、長辺の長さが２.４mmであり、深さが０.３mmである。
上記ツェナーダイオード２４は、上述したように、樹脂部２５のキャビティ３１内における第１リード端子２９上に搭載されている。すなわち、ツェナーダイオード２４は、第２リード端子３０における凹部３２の底部３５に搭載された発光ダイオードチップ２２,２３よりも上部に搭載されている。そして、発光ダイオードチップ２２,２３から出射された光は、凹部３２の側壁３６によって、発光装置２１からの出射方向に反射されるために、第１リード端子２９上における第２リード端子３０の側壁３６から離れた位置に搭載されたツェナーダイオード２４に、側壁３６での反射光が到達し難くなっている。したがって、発光ダイオードチップ２２,２３からの光がツェナーダイオード２４によって光吸収されることを抑制し、発光装置２１から出射される光の輝度が低下するのを防止することができるのである。
さらに、直線上に配列された上記発光ダイオードチップ２２,２３の発光ダイオードチップ２２に関して、発光ダイオードチップ２３とは反対の方向にツェナーダイオード２４を設置し、ツェナーダイオード２４を発光ダイオードチップ２２と並列に接続することによって、静電気による絶縁破壊から発光ダイオードチップ２２,２３を保護するようにしている。
上記ＧaＮ系青色発光ダイオードチップでなる発光ダイオードチップ２２,２３は静電破壊耐量が比較的小さく、高いサージ電圧が印加されると破壊に到ることがある。そこで、静電保護のために、ツェナーダイオード２４等の保護素子を発光ダイオードチップ２２,２３と共に搭載するのである。
上記第１リード端子２９には、樹脂部２５の外部に平板状に延出した第１端子部２９aが形成されている。この第１端子部２９aには、曲げ加工が施されてはいない。同様に、第２リード端子３０には、樹脂部２５の外部に平板状に延出した第２端子部３０aが形成されている。この第２端子部３０aには、曲げ加工が施されていない。
また、上記第２リード端子３０の凹部３２内にはシリコン樹脂(図示せず)を充填して、凹部３２内の発光ダイオードチップ２２,２３を樹脂封止している。尚、上記シリコン樹脂の硬化条件は、硬化時間が１時間であり、硬化温度が８０℃である。また、樹脂部２５のキャビティ３１内には透光性モールド部材(図示せず)を充填して、キャビティ３１内のツェナーダイオード２４およびボンディングワイヤ２６,２７,２８を封止している。尚、上記透光性モールド部材の硬化条件は、硬化時間が５時間であり、硬化温度が１５０℃である。
上述したように、本実施の形態においては、保護素子としてのツェナーダイオード２４を、樹脂部２５に設けられたキャビティ３１内に露出している第１リード端子２９(インナーリード３３)上に搭載している。また、発光素子としての発光ダイオードチップ２２,２３を、キャビティ３１内に露出すると共に、第１リード端子２９と略同一面に配置されている第２リード端子３０に設けられた凹部３２の底部３５に搭載している。このようにして、ツェナーダイオード２４を発光ダイオードチップ２２,２３より上側に配置することによって、発光ダイオードチップ２２,２３から出射されて、凹部３２の側壁３６で出射方向に反射された光が、ツェナーダイオード２２に到達し難くすることができる。
したがって、上記発光ダイオードチップ２２,２３から出射された光がツェナーダイオード２４によって吸収されることを抑制し、発光装置２１から出射される光の輝度が低下するのを防止することができる。
また、上記第１リード端子２９における樹脂部２５のキャビティ３１内に露出して成るインナーリード３３にツェナーダイオード２４を搭載すると共に、第２リード端子３０のキャビティ３１内に露出して設けられた凹部３２内に発光ダイオードチップ２２,２３を搭載している。こうして、樹脂部２５に設けられた一つのキャビティ３１内に発光ダイオードチップ２２,２３およびツェナーダイオード２４を配置することにより、発光装置２１における長手方向の寸法を小さく抑えることができる。さらに、発光素子用の開口部であるキャビティ３１の中心がパッケージの中心になるように設定することが容易になり、本発光装置２１を発光軸ずれが生じないように設置することが可能になる。
以上のごとく、本実施の形態によれば、上記樹脂部２５に設けるキャビティはキャビティ３１一つであるためパッケージの製造を簡単にでき、発光装置２１の製造コストの上昇を抑えることができる。すなわち、保護素子の存在に起因する発光素子の輝度の低下を抑制しつつ、廉価であって、信頼性の高い発光装置を提供することができるのである。
尚、比較のため、上記第２リード端子３０の凹部３２内に、ツェナーダイオードと発光ダイオードチップ２２,２３とを搭載した発光装置を作成した。この比較例においては、本実施の形態の発光装置２１と比較した場合、光出力にして４％〜５％も低減することが分かった。
・変形例
以下、第１実施の形態の変形例について述べる。図５は、本変形例における発光装置４１の平面図である。図５において、上記第１実施の形態の場合と同じ部材には、同じ番号を付して詳細な説明は省略する。
本変形例においては、第２リード端子３０の凹部３２内に２つの発光ダイオードチップ４２,４３を平行に配置すると共に、互いを電気的に並列接続している。
ツェナーダイオード４４は、第１リード端子２９における樹脂部２５のキャビティ３１内に露出した領域(インナーリード)３３上に搭載されている。また、２つの発光ダイオードチップ４２,４３は、第１リード端子２９と略同一面に配置されている第２リード端子３０の凹部３２内に配置されている。こうして、ツェナーダイオード４４は、発光ダイオードチップ４２,４３よりも上側に配置されている。
上記ツェナーダイオード４４における天面の電極は、第２リード端子３０の凹部３２から第１リード端子２９側に向かって延在し、第１リード端子２９と略同じ高さに位置する延在部(凹部３２の鍔部)３４に、ボンディングワイヤ４５によって接続されている。
本変形例においては、上記発光ダイオードチップ４２,４３の長辺が凹部３２の短辺に略平行になるように発光ダイオードチップ４２,４３を載置している。このように、発光ダイオードチップ４２,４３の長辺を凹部３２の短辺に略平行にすることによって、凹部３２の長辺方向に発光ダイオードチップ４２,４３が略等間隔に且つ平行に配列されることになる。そのために、凹部３２内に平行に配列された発光ダイオードチップ４２,４３の長辺同士の間に広い間隔を設けることができ、発光ダイオードチップ４２,４３からの出射光に対する光吸収を抑制することができる。さらに、発光ダイオードチップ４２の長辺と凹部３２の短辺との間、および、発光ダイオードチップ４３の長辺と凹部３２の短辺との間に、広い間隔を設けることができ、凹部３２の側壁３６による発光ダイオードチップ４２,４３からの出射光の反射効果を十分に得ることができる。したがって、光出力の低減を抑えることができる。
これに対して、図６に示すように、平行に配列された２つの発光ダイオードチップ４６,４７の長辺が凹部３２の長辺に略平行になるように発光ダイオードチップ４６,４７を載置した場合には、凹部３２の短辺方向に発光ダイオードチップ４６,４７が略等間隔に且つ平行に配列されることになる。そのために、凹部３２内に平行に配列された発光ダイオードチップ４６,４７の長辺同士の間が狭くなり、発光ダイオードチップ４６,４７からの出射光に対する光吸収が発生する。さらに、発光ダイオードチップ４６の長辺と凹部３２の長辺との間、および、発光ダイオードチップ４７の長辺と凹部３２の長辺との間が狭くなり、凹部３２の側壁３６による発光ダイオードチップ４６,４７からの出射光の反射効果を十分に得ることができなくなる。したがって、光出力が低減してしまうのである。さらには、ボンディングワイヤが４本必要になり、第１リード端子２９のインナーリード３３に対するボンディングが困難になる。
以上のごとく、保護素子としてのツェナーダイオード４４を、樹脂部２５に設けられたキャビティ３１内に露出している第１リード端子２９上に搭載している。また、発光素子としての発光ダイオードチップ４２,４３を、キャビティ３１内に露出すると共に、第１リード端子２９と略同一面に配置されている第２リード端子３０の凹部３２の底部３５に搭載している。こうして、ツェナーダイオード４４を発光ダイオードチップ４２,４３より上側に配置することによって、発光ダイオードチップ４２,４３から出射されて、凹部３２の側壁３６で出射方向に反射された光が、ツェナーダイオード４４に到達し難くすることができる。
したがって、上記発光ダイオードチップ４２,４３から出射された光がツェナーダイオード４４によって吸収されることを抑制し、発光装置４１から出射される光の輝度が低下するのを防止することができる。
また、上記第１リード端子２９における樹脂部２５のキャビティ３１内に露出しているインナーリード３３にツェナーダイオード４４を搭載すると共に、第２リード端子３０におけるキャビティ３１内に露出して設けられた凹部３２内に発光ダイオードチップ４２,４３を搭載している。こうして、樹脂部２５に設けられた一つのキャビティ３１内に発光ダイオードチップ４２,４３およびツェナーダイオード４４を配置することによって、発光装置４１における長手方向の寸法を小さく抑えることができる。さらに、キャビティ３１の中心がパッケージの中心になるように設定することが容易になる。
さらに、上記発光ダイオードチップ４２,４３の長辺を、第２リード端子３０の凹部３２の短辺に略平行にしているので、光出力の低減を抑えることができる。
この変形例においては、上記ツェナーダイオード４４の天面の電極を、第２リード端子３０における凹部３２の鍔部３４にワイヤボンディングしている。しかしながら、第２リード端子３０の凹部３２の底部３５にボンディングワイヤ４５を接続してもよい。本変形例では、発光ダイオードチップ４２,４３の長辺を凹部３２の短辺に略平行になるようにしているため、凹部３２の底部３５には上記第１実施の形態の場合に比して空き領域が生ずる。したがって、凹部３２における底部３５の空き領域にワイヤボンディングを行うことによって、ボンディング性の向上(つまり、ボンディング時の認識性の向上およびワイヤ剥がれの低減)に繋がる。
尚、上記発光ダイオードチップ４２,４３を、凹部３２内に凹部３２の短辺に対して斜めに且つ互いに平行に搭載しても、第２リード端子３０における凹部３２の底部３５に空き領域を設けることができる。したがって、この場合にも、上記ボンディング性の向上を図ることができる。
また、本変形例においては、２つの発光ダイオードチップ４２,４３を並列接続しているが、３つ以上の発光ダイオードチップを並列接続してもよい。
・第２実施の形態
図７は、本実施の形態の発光装置における平面図である。図７において、第１リード端子および第２リード端子とそれらに関連する構成以外の構成は、上記第１実施の形態の場合と同様であり、上記第１実施の形態の場合と同じ番号を付して詳細な説明は省略する。
図７に示すように、本発光装置５１は、発光素子としての３つの発光ダイオードチップ５２,５３,５４と、保護素子としてのツェナーダイオード５５と、樹脂部２５と、発光ダイオードチップ用のボンディングワイヤ５６〜５９と、ツェナーダイオード用のボンディングワイヤ６０と、第１リード端子６１と、第２リード端子６２とを含んでいる。
図８は、図７におけるＣ‐Ｃ'矢視断面図である。また、図９は、図７におけるＤ‐Ｄ'矢視断面図である。但し、図９においては、ボンディングワイヤ５６〜６０を含むボンディングワイヤは、省略している。
図７〜図９において、上記第２リード端子６２には、発光ダイオードチップ５２,５３,５４の実装領域となる凹部６３が形成されている。ここで、この凹部６３における第１リード端子６１側の一端部には、第１リード端子６１の第１端子部６１aと略同じ高さに位置する鍔部が形成されてはいない。本実施の形態では、第１リード端子６１にも凹部６４が形成されている。ここで、この凹部６４における第２リード端子６２側の一端部には、第２リード端子６２の第２端子部６２aと略同じ高さに位置する鍔部が形成されてはいない。そして、第２リード端子６２の凹部６３と第１リード端子６１の凹部６４とで、上記第１実施の形態における凹部３２と同様の一つの凹部を構成しているのである。以下、第１リード端子６１の凹部６４を第１凹部６４と称し、第２リード端子６２の凹部６３を第２凹部６３と称することにする。
尚、上記第１リード端子６１の第１凹部６４の深さと第２リード端子６２の第２凹部６３の深さとは略同じである。また、第１リード端子６１の上記一端部と第２リード端子６２の上記一端部との間には隙間が設けられているが、この隙間は下側から樹脂部２５によって埋められている。
上記第２リード端子６２の第２凹部６３には、底部６６に連なる側壁６７が形成されている。この第２凹部６３の側壁６７は、第２リード端子６２の上面に向かうに従って、第２凹部６３の開口が広がるように、底部６６の面に立てた垂線に対して僅かに傾斜を有して形成されている。そして、側壁６７の壁面は、発光ダイオードチップ５２,５３,５４から出射された光の反射面として機能する。したがって、発光ダイオードチップ５２,５３,５４から出射されて側壁６７で反射された光は、樹脂部２５のキャビティ３１を通過して発光装置５１から出射されるのである。
上記第１リード端子６１の第１凹部６４には、第２リード端子６２における第２凹部６３の底部６６が延長されたような底部６５が形成されている。以下、この第１リード端子６１における第１凹部６４の底部６５を、延長底部６５と称する。そして、第１凹部６４の延長底部６５と、第２凹部６３の底部６６と、第１リード端子６１と第２リード端子６２との隙間を埋める樹脂部２５の表面とは、一つの平面を形成している。また、第１リード端子６１の第１凹部６４には、第２リード端子６２における第２凹部６３の側壁６７が延長されたような延長底部６５に連なる側壁６８が形成されている。以下、この第１リード端子６１における第１凹部６４の側壁６８を延長側壁６８と称する。
上記第１リード端子６１における第１凹部６４の延長側壁６８は、第１リード端子６１の上面に向かうに従って、第１凹部６４の開口が広がるように、延長底部６５の面に立てた垂線に対して僅かに傾斜を有して形成されている。そして、第１凹部６４の延長側壁６８の壁面は、発光ダイオードチップ５２,５３,５４から出射された光の反射面として機能する。したがって、発光ダイオードチップ５２,５３,５４から出射されて延長側壁６８で反射された光は、樹脂部２５のキャビティ３１を通過して、発光装置５１から出射されるのである。
上記第１リード端子６１の第１凹部６４と、第２リード端子６２の第２凹部６３と、第１凹部６４と第２凹部６３との隙間を埋める樹脂部２５の表面とで、一つの凹部６９を形成している。この凹部６９の寸法は、短辺の長さが０.７mmであり、長辺の長さが２.５mmであり、深さが０.２mmである。また、キャビティ３１の形状は、短辺の長さが０.９mmであり、長辺の長さが４.５mmであり、深さが０.３mmである。
上記ツェナーダイオード５５は、キャビティ３１内の第１リード端子６１(インナーリード)上における第１凹部６４の鍔部７０(つまり、凹部６９の鍔部７０)に、銀ペーストによって接着されて搭載されている。そして、ツェナーダイオード５５の天面の電極は、第２リード端子６２における第２凹部６３の底部６６にボンディングワイヤ６０によって接続されている。
したがって、上記ツェナーダイオード５５は、第２リード端子６２における第２凹部６３の底部６６に搭載された発光ダイオードチップ５２,５３,５４よりも上部に搭載されている。そして、発光ダイオードチップ５２,５３,５４から出射された光は、凹部６９の側壁６７,６８によって、発光装置５１からの出射方向に反射されるため、第１リード端子６１上における凹部６９の鍔部７０に搭載されたツェナーダイオード５５に、凹部６９の側壁６７,６８での反射光が到達し難くなっている。したがって、発光ダイオードチップ５２,５３,５４からの光がツェナーダイオード５５によって光吸収されることを抑制し、発光装置５１から出射される光の輝度が低下するのを防止することができるのである。
さらに、直線上に配列された上記発光ダイオードチップ５２,５３,５４の発光ダイオードチップ５２に関して、発光ダイオードチップ５３,５４とは反対の方向にツェナーダイオード５５を設置し、ツェナーダイオード５５を発光ダイオードチップ５２と並列に接続することによって、静電気による絶縁破壊から発光ダイオードチップ５２,５３,５４を保護するようにしている。
上記第１リード端子６１には、樹脂部２５の外部に平板状に延出した第１端子部６１aが形成されている。この第１端子部６１aには、曲げ加工が施されてはいない。同様に、第２リード端子６２には、樹脂部２５の外部に平板状に延出した第２端子部６２aが形成されている。この第２端子部６２aには、曲げ加工が施されていない。
上述したように、本実施の形態においては、上記第１リード端子６１の第１凹部６４と第２リード端子６２の第２凹部６３とで一つの凹部６９を構成し、この凹部６９を一つのキャビティ３１内に配置している。そして、複数の発光ダイオードチップ５２,５３,５４を、第２リード端子６２における第２凹部６３の底部６６に搭載する場合に、ツェナーダイオード５５を第１リード端子６１のインナーリードにおける第１凹部６４の鍔部７０に搭載している。こうして、樹脂部２５に設けられた一つのキャビティ３１内に発光ダイオードチップ５２,５３,５４およびツェナーダイオード５５を配置することによって、発光装置５１における長手方向の寸法を小さく抑えることができる。さらに、発光素子用の開口部であるキャビティ３１の中心が、パッケージの中心になるように設定することが容易になり、本発光装置５１を発光軸ずれが生じないように設置することが可能になる。
また、上記第１リード端子６１と第２リード端子６２とのうち、樹脂部２５に設けられたキャビティ３１内に露出している面積が大きい方の第２リード端子６２に複数の発光ダイオードチップ５２,５３,５４を搭載する一方、キャビティ３１内に露出している面積が小さい方の第１リード端子６１にツェナーダイオード５５を搭載している。こうすることによって、キャビティ３１内に露出している面積が大きい第２リード端子６２に大きな第２凹部６３を形成し、第２凹部６３内に複数の発光ダイオードチップ５２,５３,５４を搭載することが可能になる。
尚、このことは、上記第１実施の形態を含む他の実施の形態の場合も同様である。
・第３実施の形態
図１０は、本実施の形態の発光装置における平面図である。また、図１１は、図１０におけるＥ‐Ｅ'矢視断面図である。また、図１２は、図１０におけるＦ‐Ｆ'矢視断面図である。但し、図１２においては、ボンディングワイヤを省略している。
図１０〜図１２において、本発光装置７１では、ツェナーダイオードにおける天面の電極のワイヤボンディング方法以外の構成は、上記第２実施の形態の場合と同様であり、上記第２実施の形態の場合と同じ番号を付して詳細な説明は省略する。
本実施の形態においては、ツェナーダイオード５５における天面の電極を、第２リード端子６２における第２凹部６３以外の領域(具体的には第２凹部６３の鍔部７２)にボンディングワイヤ７３によって接続している。その場合、接続箇所がボンディングワイヤ７３の長さが最短になるように設定されることがより好ましい。
以上のごとく、本実施の形態においては、上記ツェナーダイオード５５における天面の電極を、第２リード端子６２における第２凹部６３以外の領域にボンディングワイヤ７３によって接続している。そのため、接続箇所をボンディングワイヤ７３の長さが最短になるように設定することによって、さらにボンディングワイヤ７３による光遮光と光吸収とを抑制することができるのである。
尚、上記第１実施の形態の変形例および上記第２,第３実施の形態においては省略しているが、上記第１実施の形態の場合と同様に、凹部３２,６９内には上記シリコン樹脂を充填して、凹部３２,６９内の発光ダイオードチップ４２,４３,５２〜５４を樹脂封止している。また、樹脂部２５のキャビティ３１内には上記透光性モールド部材を充填して、キャビティ３１内のツェナーダイオード４４,５５およびボンディングワイヤ４５,５６〜６０,７３を封止している。
上記各実施の形態に示す各発光装置は、種々の光源として使用される。
図１３は、上記第１実施の形態に示す発光装置２１を液晶表示装置のバックライト光源として用いた場合の一例を示す。この場合の光源は、一辺エッジライト型バックライトであって、液晶表示装置の画面内における導光板８１の上辺に沿って複数の発光装置２１を横方向に一列に配列して構成されている。そして、各発光装置２１から下方に向かって出射された光は、導光板８１の上端面から導光板８１の内部に導かれ、導光板８１の表面から液晶画面(図示せず)の各画素に向かって導光板８１の表面に対して垂直方向に放射される。
ここで、上記導光板８１は、上記液晶画面を均一に光らすために光源(発光装置２１)から出射された光を伝播する板状部材であり、通常はアクリル樹脂表面に光を散乱させるためのドットパタンーンを印刷したものが使用される。
ここで、液晶表示装置のバックライト光源として用いる光源は、発光装置２１の他に、発光装置４１,５１,７１も使用できることは言うまでもない。
尚、上記第１実施の形態から上記第３実施の形態においては、第１リード端子２９,６１および第２リード端子３０,６２として、銅合金からなる厚さが０.４mmの金属板を加工して作製されたリードフレームを使用している。
さらに、上記第１リード端子２９,６１および第２リード端子３０,６２には、側壁３６,６７および延長側壁６８における光の反射率を向上させるために、５μmの膜厚で銀メッキを施している。メッキに用いる金属として、Ｃu,Ｎi,Ａu,Ａl合金,Ｍg合金またはＡlとＭgとの合金等を使用している。
上記各実施の形態の発光装置２１,４１,５１,７１において、凹部３２,６９の内部に、発光ダイオードチップ２２,２３,４２,４３,５２〜５４から出射された光の波長を変換させる波長変換部材(図示せず)を充填しても差し支えない。上記波長変換部材としては、緑蛍光体として(ＳiＡl)6(Ｏ・Ｎ)8：Ｅuを、赤蛍光体としてＣaＡlＳiＮ3:Ｅuを、含有させたシリコン樹脂を用いる。あるいは、樹脂部２５のキャビティ３１内に、上記波長変換部材に用いた樹脂と同じ透光性シリコン樹脂を、上記透光性モールド部材として充填してもよい。
こうすることによって、上記キャビティ３１の開口付近で、発光ダイオードチップ２２,２３,４２,４３,５２〜５４あるいは上記蛍光体から放出される光が、空気と上記波長変換部材との間で屈折して、ツェナーダイオード２４,４４,５５の方に向かう光を軽減することができる。
しかしながら、上記キャビティ３１に充填した上記透光性シリコン樹脂の表面で、空気層との間の屈折率差によって一部の光が反射され、キャビティ３１内に充填した上記透光性シリコン樹脂内に閉じ込められた光が、ツェナーダイオード２４,４４,５５の方に向かう光となる可能性がある。したがって、ツェナーダイオード２４,４４,５５での光ロスの軽減効果が十分ではない。
そこで、上記キャビティ３１内全体に上記透光性モールド部材としての透光性シリコン樹脂を充填せずに、ツェナーダイオード２４,４４,５５のみをポッティングにより上記透光性シリコン樹脂によって封止すれば、上述のような不具合を解消することができる。このツェナーダイオード２４,４４,５５のみを封止する上記透光性シリコン樹脂に、光反射性部材を添加してもよい。
上記樹脂部２５としては、ポリフタルアミド樹脂を用いている。このポリフタルアミド樹脂は、白色の樹脂で、光を反射する性質を有している。
尚、上記実施の形態は総ての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本願の技術的範囲は、上述した実施の形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での総ての変更が含まれる。
２１,４１,５１,７１…発光装置、
２２,２３,４２,４３,５２〜５４…発光ダイオードチップ、
２４,４４,５５…ツェナーダイオード、
２５…樹脂部、
２６〜２８,４５,５６〜５９,６０,７３…ボンディングワイヤ、
２９,６１…第１リード端子、
２９a,６１a…第１端子部、
３０,６２…第２リード端子、
３０a,６２a…第２端子部、
３１…キャビティ、
３２,６９…凹部、
３３…第１リード端子のインナーリード、
３４…凹部の鍔部、
３５…凹部の底部、
３６…凹部の側壁、
６３…第２凹部、
６４…第１凹部、
６６…第２凹部の底部、
６７…第２凹部の側壁、
６５…第１凹部の延長底部、
６８…第１凹部の延長側壁、
７０…第１凹部の鍔部、
７２…第２凹部の鍔部、
８１…導光板。

Claims (7)

  1. 保護素子が搭載された第１リード端子と、
    上記第１リード端子と略同一面に配置されると共に、上記第１リード端子の一端部に対向する一端部を有して、発光素子が搭載された第２リード端子と、
    上記第１リード端子の他端部と上記第２リード端子の他端部とを露出させるように、上記第１リード端子と上記第２リード端子とを覆うと共に、上記保護素子を含む上記第１リード端子における上記保護素子の搭載面、および、上記発光素子を含む上記第２リード端子における上記発光素子の搭載面を露出させるキャビティが形成された樹脂部と
    を備え、
    上記第２リード端子における上記キャビティ内に位置する上記発光素子の搭載面には凹部が形成され、上記発光素子は上記凹部の底部に実装されており、
    上記第１リード端子における上記キャビティ内に位置する上記保護素子の搭載面に、上記保護素子が実装されており、
    上記保護素子の電極と上記第２リード端子とが、ボンディングワイヤによって電気的に接続されている
    ことを特徴とする発光装置。
  2. 請求項１に記載の発光装置において、
    上記発光素子は複数在り、この複数の上記発光素子は互いに平行に配列されると共に、電気的に並列に接続されており、
    上記保護素子の電極は、上記第２リード端子における上記凹部の底部に、ボンディングワイヤによって電気的に接続されている
    ことを特徴とする発光装置。
  3. 請求項２に記載の発光装置において、
    上記第２リード端子に形成された上記凹部は、矩形の形状を有しており、
    上記複数の発光素子は、上記各発光素子の長辺が矩形の上記凹部の短辺に略平行になるように配置されている
    ことを特徴とする発光装置。
  4. 保護素子が搭載された第１リード端子と、
    上記第１リード端子と略同一面に配置されると共に、上記第１リード端子の一端部に対向する一端部を有して、発光素子が搭載された第２リード端子と、
    上記第１リード端子の他端部と上記第２リード端子の他端部とを露出させるように、上記第１リード端子と上記第２リード端子とを覆うと共に、上記保護素子を含む上記第１リード端子における上記保護素子の搭載面、および、上記発光素子を含む上記第２リード端子における上記発光素子の搭載面を露出させるキャビティが形成された樹脂部と
    を備え、
    上記第１リード端子における上記キャビティ内に位置する上記一端部には、矩形を成すと共に、この矩形の３辺に壁面を有し、上記矩形の残りの１辺が上記一端に開放された第１凹部が形成され、上記保護素子は上記第１凹部の外に実装されており、
    上記第２リード端子における上記キャビティ内に位置する上記一端部には、矩形を成すと共に、この矩形の３辺に壁面を有し、上記矩形の残りの１辺が上記一端に開放された第２凹部が形成され、上記発光素子は上記第２凹部の底部に実装されており、
    互いに対向している上記第１リード端子の上記一端と上記第２リード端子の上記一端との間は、上記樹脂部で埋められて、上記第１凹部と上記第２凹部とは上記樹脂部を介して一つの凹部を形成しており、
    上記保護素子の電極と上記第２リード端子とが、ボンディングワイヤによって電気的に接続されている
    ことを特徴とする発光装置。
  5. 請求項４に記載の発光装置において、
    上記保護素子の電極は、上記第２リード端子における上記凹部の外に、ボンディングワイヤによって電気的に接続されている
    ことを特徴とする発光装置。
  6. 請求項１から請求項５までの何れか一つに記載の発光装置において、
    上記保護素子は、上記第２リード端子の上記凹部の底部に実装されている上記発光素子よりも高い位置に位置している上記第２リード端子の面に実装されている
    ことを特徴とする発光装置。
  7. 請求項１から請求項６までの何れか一つに記載の発光装置において、
    上記保護素子が搭載された上記第１リード端子は、上記樹脂部に形成された上記キャビティ内に露出している面積が、上記第２リード端子よりも小さい
    ことを特徴とする発光装置。
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