JP2012069589A - 発光装置 - Google Patents
発光装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2012069589A JP2012069589A JP2010211166A JP2010211166A JP2012069589A JP 2012069589 A JP2012069589 A JP 2012069589A JP 2010211166 A JP2010211166 A JP 2010211166A JP 2010211166 A JP2010211166 A JP 2010211166A JP 2012069589 A JP2012069589 A JP 2012069589A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- light emitting
- emitting element
- emitting device
- optical axis
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 34
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 34
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 33
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 20
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 abstract 3
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 11
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 8
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 7
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 5
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 4
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 4
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 2
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 2
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 2
- 229910000980 Aluminium gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N Gallium nitride Chemical compound [Ga]#N JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000014676 Phragmites communis Nutrition 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000002845 discoloration Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 229920005992 thermoplastic resin Polymers 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
- H01L33/52—Encapsulations
- H01L33/54—Encapsulations having a particular shape
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/481—Disposition
- H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/48245—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
- H01L2224/48247—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a bond pad of the item
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/484—Connecting portions
- H01L2224/48463—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a ball bond
- H01L2224/48465—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a ball bond the other connecting portion not on the bonding area being a wedge bond, i.e. ball-to-wedge, regular stitch
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
- H01L33/58—Optical field-shaping elements
- H01L33/60—Reflective elements
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Led Device Packages (AREA)
Abstract
【課題】発光素子の上面からの直接放出光と、発光素子の側面光の反射光と、を含み、光強度分布を均一にすることが容易な発光装置を提供する。
【解決手段】実施形態にかかる発光装置は、発光素子と、光反射体と、封止樹脂層と、を有する。前記発光素子は、第1の主面および側面を有し、前記第1の主面に対して垂直方向に直接放出光の光軸を有する。前記光反射体は、前記発光素子の前記側面からの放出光を反射可能な光反射面を有する。前記封止樹脂層は、前記発光素子および前記光反射面を覆う。また、前記封止樹脂層は、前記光軸上に頂点を有し光出射側に向かって凸となる第1の曲面と、前記光反射面を通り前記光軸に平行な直線上に頂点を有し光出射側に向かって凸となる第2の曲面前記直線が前記光出射面を通るように移動させて生成された包絡面と、を含む。
【選択図】図1
【解決手段】実施形態にかかる発光装置は、発光素子と、光反射体と、封止樹脂層と、を有する。前記発光素子は、第1の主面および側面を有し、前記第1の主面に対して垂直方向に直接放出光の光軸を有する。前記光反射体は、前記発光素子の前記側面からの放出光を反射可能な光反射面を有する。前記封止樹脂層は、前記発光素子および前記光反射面を覆う。また、前記封止樹脂層は、前記光軸上に頂点を有し光出射側に向かって凸となる第1の曲面と、前記光反射面を通り前記光軸に平行な直線上に頂点を有し光出射側に向かって凸となる第2の曲面前記直線が前記光出射面を通るように移動させて生成された包絡面と、を含む。
【選択図】図1
Description
本発明の実施形態は、発光装置に関する。
リードの先端部に設けられた凹部の底面に発光素子を設け、発光素子から上方へ向かって放出される光と、発光素子から側方へ向かって放出され凹部の傾斜側面で反射される光と、をレンズで集光し高出力を得ることができる。
この場合、レンズは、例えば透明樹脂からなるものとし、その先端部を楕円体状に成型すると集光が容易となる。
もし、楕円体の先端部が放出光の光軸上にあるとすると、凹部の傾斜側面で上方に向けて反射された光は、楕円体の曲面により屈折して出射する。このため、光軸近傍の直接放出光の集光方向と、反射光の集光方向と、は、異なり、集光効果が不十分となる。
発光素子の第1の主面からの直接放出光と、発光素子の側面光の反射光と、を含み、光強度分布を均一にすることが容易な発光装置を提供する。
実施形態にかかる発光装置は、発光素子と、光反射体と、封止樹脂層と、を有する。前記発光素子は、第1の主面および側面を有し、前記第1の主面に対して垂直方向に直接放出光の光軸を有する。前記光反射体は、前記発光素子の前記側面からの放出光を反射可能な光反射面を有する。前記封止樹脂層は、前記発光素子および前記光反射面を覆う。また、前記封止樹脂層は、前記光軸上に頂点を有し光出射側に向かって凸となる第1の曲面と、前記光反射面を通り前記光軸に平行な直線上に頂点を有し光出射側に向かって凸となる第2の曲線を前記直線が前記光反射面を通るように移動させて生成された包絡面と、を含む。
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(a)は第1の実施形態にかかる発光装置の模式平面図、図1(b)はA−A線に沿った模式断面図、図1(c)はその光強度分布のグラフ図、である。
発光装置は、半導体積層体を含む発光素子10と、光反射体と、封止樹脂層20と、を有する。発光素子10は、第1の主面10aおよび側面10bを有し、第1の主面10aに対して垂直方向に直接放出光Gcの光軸11を有する。光反射体の光反射面12bは、発光素子10の側面10bからの放出光を反射し、反射光Graを上方に放出する。
図1(a)は第1の実施形態にかかる発光装置の模式平面図、図1(b)はA−A線に沿った模式断面図、図1(c)はその光強度分布のグラフ図、である。
発光装置は、半導体積層体を含む発光素子10と、光反射体と、封止樹脂層20と、を有する。発光素子10は、第1の主面10aおよび側面10bを有し、第1の主面10aに対して垂直方向に直接放出光Gcの光軸11を有する。光反射体の光反射面12bは、発光素子10の側面10bからの放出光を反射し、反射光Graを上方に放出する。
封止樹脂層20は、発光素子10および光反射面12bを覆う。また、封止樹脂層20は、光軸11上に頂点Pを有し光出射側に向かって凸となる第1の曲面22と、光反射面12bを通り光軸11に平行な直線上に頂点Qを有し光出射側に向かって凸となる第2の曲面24を頂点Qを通る直線が光反射面12bを通るように移動して生成される包絡面24aと、を含む。
光反射体は、金属からなるリードフレームに設けられた凹部12aの側壁を含む。また、その光反射面12bは、発光素子10の側面10bを取り囲む凹部12aの側壁の表面とする。この場合、側壁の表面に、放出光の波長範囲において反射率が高い銀のような金属を設けると光取り出し効率を高めることができる。
また、発光装置は、第1のリード12、第2のリード14、ボンディングワイヤ16、をさらに有している。第1のリード12の先端部には凹部12aが設けられている。凹部12aは、底面12c及び光反射面12bを有する。底面12cには、発光素子10の第2の面10cが、金属半田や接着剤などにより接着されている。また、発光素子10の第1の主面10aに設けられた一方の電極と、第2のリード14と、は、ボンディングワイヤ16で接続されている。凹部12aの上端は、図1(b)のように、上方からみて円形とすることができる。なお、上端の形状は、円形に限定されることはなく、矩形、多角形、楕円、などでもよい。
発光層を含む半導体積層体は、Inx(GayAl1−y)1−xP(0≦x≦1、0≦y≦1)で表されるInGaAlP系材料、AlxGa1−xAs(0≦x≦0)で表されるAlGaAs系材料、InxGayAl1−x−yN(0≦x≦1、0≦y≦1、x+y≦1)で表されるInGaAlN系材料などとすることができる。これらの材料を用いることにより、紫外光〜赤外光波長範囲の放出光を得ることができる。もし、半導体積層体が透光性基板の上に設けられると、放出光は透光性基板の側面から出射可能となり、側面からの放出光を増大することができる。なお、InGaAlN系半導体積層体が導電性GaN基板の上に設けられる場合、発光素子10の第2の面10cの側を電極とすることができる。また、InGaAlN系半導体積層体がサファイヤ基板の上に設けられる場合、発光素子の2つの電極は第1の面10aの側に設けられ、かつ放出光は発光素子10の側面10bから出射可能である。
発光素子が、透光性を有するGaP基板と、その上に設けられたInGaAlP系積層体と、を有するものとすると、側面発光成分を多く含む。InGaAlP系材料からなる発光層からの放出光は、上方へ向かう光Gcと、側方に向かい凹部12aの光反射面12bで反射され上方へ向かう光Graと、を含む。また、発光素子が、サファイヤ、GaN、及びSiCからなる透光性基板と、その上に設けられたInGaAlN系積層体と、有するものとしても、側面発光成分を多く含む。
透明樹脂からなる封止樹脂層20は、発光素子10および光反射面12bを覆う。透明樹脂は、シリコーン、エポキシなどとすることができる。シリコーンを用いると、発光波長が青色光以下の範囲であっても、樹脂の変色を抑制できる。
なお、本明細書において「透明樹脂」とは、発光素子からの放出光に対して透光性を有する樹脂を意味する。この場合、透過率が必ずしも100%である必要はなく、透過率がゼロでない樹脂は、「透明樹脂」に含まれるものとする。
また、第1の曲面22は、例えば光軸11と一致する中心軸26a上に頂点Pを有する第1の楕円体面の一部とすることができる。なお、第1の曲面22は、回転楕円体面であってもよい。
さらに、第2の曲面24は、例えば光軸11と平行かつ光反射面12bを通る直線上に頂点Qを有する第2の楕円体面の一部とすることができる。第2の曲面24を、光軸11を中心とした半径Rの円周上を回転させると外接包絡面24aが生成される。封止樹脂層20の光出射面20aは、楕円体面22と、外接包絡面24aと、を含む。図1(a)のように、第2の曲面24の頂点Qの軌跡は円とされ、楕円体面22の頂点Pと、頂点Qの軌跡と、の間は谷状の凹みVとなっている。なお、凹みVの傾きは連続的であってもよい。例えば、頂点Qを頂点Pよりも低くし、第1の曲面22から第2の曲面24になめらかに変化するようにすると、平面視において曲線Vが現れない。
なお、頂点Qの軌跡は、楕円でもよい。
なお、頂点Qの軌跡は、楕円でもよい。
楕円体面22は、発光層から上方ヘ向かって広がる直接放出光Gcを集光することができる。他方、光反射面12bで反射され上方へ向かう反射光Graは、外接包絡面24aにより集光され、発散が抑制される。このようにすると、直接放出光Gc、および反射光Graの集光方向を互いに平行にすることができる。
図1(c)は、光強度分布のグラフ図である。
縦軸は相対光強度、横軸は光軸11からの径方向位置Xを表す。直接放出光Gcは中心軸26a、反射光Graは中心軸26b、に沿ってそれぞれ進む。このため、径方向位置Xに対して、光強度分布を均一にできる。さらに、楕円体面22により直接放出光Gcを互いに平行となるようにし、外接包絡面24aにより反射光Graを互いに平行になるようにすると、光強度分布をさらに均一にできる。このような楕円体面22、外接包絡面24aの形状は、光線追跡法や実験などにより決定できる。
縦軸は相対光強度、横軸は光軸11からの径方向位置Xを表す。直接放出光Gcは中心軸26a、反射光Graは中心軸26b、に沿ってそれぞれ進む。このため、径方向位置Xに対して、光強度分布を均一にできる。さらに、楕円体面22により直接放出光Gcを互いに平行となるようにし、外接包絡面24aにより反射光Graを互いに平行になるようにすると、光強度分布をさらに均一にできる。このような楕円体面22、外接包絡面24aの形状は、光線追跡法や実験などにより決定できる。
なお、第1の曲面22及び外接包絡面24aは、レンズ作用を有する凸部を含んでいればよく、その断面形状は楕円に限定されない。なお、図1では、光反射面12bは、1つの面としているが、複数の光反射面を設け、これらに対応する複数の包絡面としてもよい。例えば、リードに2段の高さを有する2つの光反射面を設けても良い。
このような第1の曲面22及び外接包絡面24aは、透明樹脂を金型に流し込み、加熱や紫外線照射などにより硬化したのち、離型するキャスティング法やトランスファーモールド法などを用いれば容易に形成可能である。
図2(a)は比較例にかかる発光装置の模式断面図、図2(b)はその光強度分布のグラフ図、である。
発光装置は、半導体積層体を含む発光素子110、第1のリード112、第2のリード114、ボンディングワイヤ116、及び封止樹脂層120、を有している。
発光装置は、半導体積層体を含む発光素子110、第1のリード112、第2のリード114、ボンディングワイヤ116、及び封止樹脂層120、を有している。
第1のリード112の先端部には凹部112aが設けられている。凹部112aは、底面112c及び光反射面112bを有する。底面112cには、発光素子110の第2の面110cが、金属半田や接着剤などにより接着されている。また、発光素子110の一方の電極と、第2のリード114と、は、ボンディングワイヤ116で接続されている。
封止樹脂層120の光出射面は、放出光の光軸111と一致する中心軸126を有する楕円体面とされ、レンズ効果を有している。発光素子110の上面110aからの直接放出光Gccは、レンズにより、発散が抑制される。他方、発光素子110を取り囲むリード112の光反射面112bからの反射光Grrは、光反射面112bの上方において、同じ楕円体面により屈折するので、直接放出光Gccの進行方向と異なる方向へ進む。
図2(b)は、比較例における光強度分布のグラフ図である。
縦軸は相対光強度、横軸は径方向位置XX、である。楕円体面で屈折した反射光Grrは、径方向位置XXの特定位置に集中して光強度のサブピークを形成する場合がある。また、屈折された反射光Grrが、光軸111から離れ過ぎると集光困難となり、光取り出し効率が低下する。
縦軸は相対光強度、横軸は径方向位置XX、である。楕円体面で屈折した反射光Grrは、径方向位置XXの特定位置に集中して光強度のサブピークを形成する場合がある。また、屈折された反射光Grrが、光軸111から離れ過ぎると集光困難となり、光取り出し効率が低下する。
これに対して、第1の実施形態では、直接放出光Gcと、反射光Graと、の集光方向を互いに平行にし、光取り出し効率を高めかつ光強度分布を均一とすることが容易となる。
図3(a)は第1の実施形態の変形例にかかる発光装置の模式平面図、図3(b)はB−B線に沿った模式断面図、である。
本変形例においては、第2の曲面24の頂点Qの軌跡は、図3(a)のように、矩形の4つの辺となる。矩形を正方形とするとき、頂点Qと光軸11との距離を、例えばSとする。光出射面20aは、発光素子10からの直接放出光Gcの光軸11と一致する中心軸26aを有する楕円体面22、および外接包絡面24aを含み、集光レンズとして作用する。
本変形例においては、第2の曲面24の頂点Qの軌跡は、図3(a)のように、矩形の4つの辺となる。矩形を正方形とするとき、頂点Qと光軸11との距離を、例えばSとする。光出射面20aは、発光素子10からの直接放出光Gcの光軸11と一致する中心軸26aを有する楕円体面22、および外接包絡面24aを含み、集光レンズとして作用する。
楕円体面22の頂点である頂点Pと、外接包絡面24aの頂点でもある矩形状の頂点Qの軌跡と、の間は谷状の凹みVとなっている。
楕円体面22は、発光層から上方ヘ向かって広がる直接放出光Gcを集光することができる。凹部12aの光反射面12bで反射され上方へ向かう反射光Graは、外接包絡面24aにより集光され、発散が抑制される。このため、直接放出光Gcと、反射光Graと、の集光方向を互いに平行にし、光取り出し効率を高めかつ光強度分布を均一とすることが容易となる。
図4は、第2の実施形態にかかる発光装置の模式平面図、図4(b)はC−C線に沿った模式断面図、である。
図4において、光出射面20aは、発光素子10からの直接放出光Gcの光軸11と一致する中心軸26aを有する楕円体面22、および光軸11に平行かつ光反射面12bを通る直線である中心軸26b上に頂点Qを有する第2の曲面25を中心軸26bが光反射面12bを通るように移動して生成された内接包絡面25aを含む。
図4において、光出射面20aは、発光素子10からの直接放出光Gcの光軸11と一致する中心軸26aを有する楕円体面22、および光軸11に平行かつ光反射面12bを通る直線である中心軸26b上に頂点Qを有する第2の曲面25を中心軸26bが光反射面12bを通るように移動して生成された内接包絡面25aを含む。
図4(a)のように、頂点Pを有する楕円である第1の曲面22の中心軸26aは、光軸11と一致する。また、楕円体面22と、内接包絡面25a、25bと、は、境界線を表す円Mにおいてその曲率が変化する。
楕円体面22は、発光層から上方ヘ向かって広がる直接放出光Gcを集光し、直接放出光Gcの発散が抑制される。また、凹部12aの光反射面12bで反射され斜め上方へ向かう反射光Gra(鎖線)は、内接包絡面25aにより屈折され、集光される。また、凹部12aの光反射面12bで反射され斜め上方へ向かう反射光Grb(ドット線)は、内接包絡面25bにより屈折され、集光される。このようにすると、直接放出光Gc,反射光Gra、Grbの集光方向を平行に近づけることができる。
さらに、楕円体面22により直接放出光Gcを互いに平行となるようにし、内接包絡面25a、25bにより反射光Graを互いに平行とすると、光強度分布をさらに均一にできる。このため、光取り出し効率を高め、光強度分布を均一とすることが容易となる。
第2の実施形態では、図1に示す第1の実施形態よりも反射光Graが下方に向かう成分を多く含んでいる。このような場合、反射光Graを光軸11と交差する方向に反射し、包絡面25aにより屈折させると、集光方向を直接放出光Gcの集光方向に近づけることがより容易となる。要求される指向特性(光の広がり、局所的なピークの抑制など)に応じて、外接包絡面および内接包絡面のいずれかを選択することもできる。
図5(a)は第3の実施形態にかかる発光装置の模式平面図、図5(b)はD−D線に沿った模式断面図、である。
発光装置は、半導体積層体を含む発光素子10、第1のリード52、第2のリード54、ボンディングワイヤ56、熱可塑性樹脂などからなる成型体70、及び封止樹脂層60、を有している。
発光装置は、半導体積層体を含む発光素子10、第1のリード52、第2のリード54、ボンディングワイヤ56、熱可塑性樹脂などからなる成型体70、及び封止樹脂層60、を有している。
第1のリード52の先端部には凹部52aが設けられている。凹部52aは、底面及び傾斜した光反射面52bを有する。底面には、発光素子10が、金属半田や接着剤などにより接着されている。また、発光素子10の第1の主面に設けられた一方の電極と、第2のリード54と、は、ボンディングワイヤ56で接続されている。
第1のリード52と、第2のリード54と、は成型体70から互いに反対方向に突出し、さらに折り曲げられており、回路基板への実装が容易である。このような構造を、表面実装(SMD:Surface Mounted Device)型とよぶことができる。
成型体70は、第1のリード52に設けられた光反射面52bと、略同じ傾斜を有する光反射面70bを有するものとする。光反射体は、成型体70に設けられた凹部70aの側壁とする。また、光反射面70bは、発光素子10の側面を取り囲む側壁の表面とする。この場合、光反射面70bは、例えば反射性フィラーを含む樹脂を用い射出成型法などにより設けられた側壁の表面とすることができる。なお、第1のリード52には光反射面を設けなくともよい。
楕円体面の一部とされる第1の曲面22は、発光素子10からの放出光の光軸11と一致する中心軸26a上に頂点Pを有する。また、光軸11と平行であり光反射面12b、70bを通る直線である中心軸26b上に頂点Qを有し楕円体面とされる第2の曲面24を、光軸11を中心とする円周上を中心軸26bが光反射面12b、70bを通るように移動すると外接包絡面24aが生成される。この結果、封止樹脂層60の光出射面は、楕円体面22と、外接包絡面24aと、を含む。図5(a)のように、楕円体面22の頂点Pと、外接包絡面24aの円状の頂点Qの軌跡と、の間は谷状の凹みVとなっている。
楕円体面22は、発光層から上方ヘ向かって広がる放出光Gcを集光することができる。他方、光反射面12bで反射され上方へ向かう反射光Graは、外接包絡面24aにより集光され、発散が抑制される。このようにすると、直接放出光Gc、および反射光Graの集光方向を互いに平行に近づけることができる。すなわち、光取り出し効率を高め、光強度分布を均一にすることが容易となる。
図6(a)は第3の実施形態の変形例にかかる発光装置の模式平面図、図6(b)はD−D線に沿った模式断面図、である。
封止樹脂層60は、成型体70の凹部70aよりも大きく、成型体70の上面の一部を覆うように設けることができる。このように、レンズのサイズを大きくすると、光取り出し効率を高め、光強度分布を均一にすることが、さらに容易となる。
封止樹脂層60は、成型体70の凹部70aよりも大きく、成型体70の上面の一部を覆うように設けることができる。このように、レンズのサイズを大きくすると、光取り出し効率を高め、光強度分布を均一にすることが、さらに容易となる。
図7(a)は第4の実施形態にかかる発光装置の模式平面図、図7(b)はE−E線に沿った模式断面図、である。
SMD型である発光装置は、半導体積層体を含む発光素子10、第1のリード12、第2のリード14、ボンディングワイヤ16、及び封止樹脂層20、を有している。
SMD型である発光装置は、半導体積層体を含む発光素子10、第1のリード12、第2のリード14、ボンディングワイヤ16、及び封止樹脂層20、を有している。
第1のリード12の先端部には凹部12aが設けられている。凹部12aは、底面12b、光反射面12c、および屈曲部12d、を有する。底面12bには、発光素子10が、金属半田や接着剤などにより接着されている。また、発光素子10の第1の主面に設けられた一方の電極と、第2のリード14と、は、ボンディングワイヤ16で接続されている。また、上方に向かって折り曲げられた屈曲部12dのあとは、切り欠き部12eとなる。屈曲部12dは、発光素子10から放出される側面光を上方に向けて反射すると共に、封止樹脂層20と第1のリード12との密着性を高める。
封止樹脂層20の上面には、第1の曲面22、第2の曲面24の外接包絡面24aが設けられ、直接放出光および反射光の集光方向を互いに平行に近づけることができる。すなわち、光取り出し効率を高め、光強度分布を均一にすることが容易となる。
図8は、第5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12の主面12gには、下方に凹部12aが設けられている。また、主面12gの上方には、上方に向かって折り曲げられた屈曲部12fが設けられ、放出光を反射し、光取り出し効率を高めることができる。
第1のリード12の主面12gには、下方に凹部12aが設けられている。また、主面12gの上方には、上方に向かって折り曲げられた屈曲部12fが設けられ、放出光を反射し、光取り出し効率を高めることができる。
楕円体面とされる第1の曲面は、発光素子10からの放出光の光軸上に頂点Pを有する。また、光軸と平行であり、凹部12aの側面である光反射面12cと、屈曲部12fと、を通る直線上に頂点Qを有する第2の曲面を移動すると、第2の曲面の包絡面が生成される。第1の曲面と、包絡面と、が封止樹脂層20の出射面20aとなる。なお、第1の曲面と、包絡面と、の間は、谷状の凹みVとなる。このようにすると、直接放出光と、反射光と、の集光方向を平行に近づけることができる。すなわち、光取り出し効率を高め、光強度分布を均一にすることが容易となる。
なお、楕円体の方程式は、次式であり、楕円体面は、二次曲面である。
x2/a2+y2/b2+z2/c2=1
但し、a、b、cは、それぞれx、y、z軸方向の径の半分の長さを表す。
x2/a2+y2/b2+z2/c2=1
但し、a、b、cは、それぞれx、y、z軸方向の径の半分の長さを表す。
第1〜第5の実施形態およびこれらに付随した変形例において、封止樹脂層に蛍光体粒子を分散配置してもよい。例えば、発光素子10からの放出光の波長を青色光範囲とし、黄色蛍光体粒子を分散配置すると、混合色として白色光を得ることができる。
第1〜第5の実施形態およびこれらに付随する変形例によれば、発光素子の上面からの直接放出光と、発光素子の側面から放出されリードによる反射光と、の集光方向を互いに平行に近づけることが容易な発光装置が提供される。このような発光装置は、光取り出し効率を高め、光強度分布を均一とすることができ、照明装置、信号機、などの要求に応じた光学特性を容易に得ることができる。すなわち、発光装置の設計自由度を高めることができる。
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。
10 発光素子、11 光軸、12、52 第1のリード、12a、52a 凹部、12b、52b、70b 光反射面、12c 底面、20、60 封止樹脂層、22 第1の曲面、24、25 第2の曲面、24a 外接包絡面、25a、25b 内接包絡面、26 中心軸、Gc 直接放出光、Gra、Grb 反射光、P、Q 頂点
Claims (5)
- 第1の主面および側面を有し、前記第1の主面に対して垂直方向に直接放出光の光軸を有する発光素子と、
前記発光素子の前記側面からの放出光を反射可能な光反射面を有する光反射体と、
前記発光素子および前記光反射面を覆う封止樹脂層であって、前記光軸上に頂点を有し光出射側に向かって凸となる第1の曲面と、前記光反射面を通り前記光軸に平行な直線の上に頂点を有し光出射側に向かって凸となる第2の曲面を前記直線が前記光反射面を通るように移動させて生成された包絡面と、を含む封止樹脂層と、
を備えたことを特徴とする発光装置。 - 前記第1の曲面は、第1の楕円体面の一部であり、
前記第2の曲面は、第2の楕円体面の一部とされてなることを特徴とする請求項1記載の発光装置。 - 前記包絡面は、前記第2の曲面の外接包絡面を含むことを特徴とする請求項1または2に記載の発光装置。
- 前記包絡面は、前記第2の曲面の内接包絡面を含むことを特徴とする請求項1または2に記載の発光装置。
- 前記第2の曲面の前記頂点の軌跡は、前記光軸を中心とした円、楕円、矩形、多角形のいずれかとされることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つに記載の発光装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010211166A JP2012069589A (ja) | 2010-09-21 | 2010-09-21 | 発光装置 |
US13/052,253 US20120068212A1 (en) | 2010-09-21 | 2011-03-21 | Light-emitting device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010211166A JP2012069589A (ja) | 2010-09-21 | 2010-09-21 | 発光装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012069589A true JP2012069589A (ja) | 2012-04-05 |
Family
ID=45816945
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010211166A Pending JP2012069589A (ja) | 2010-09-21 | 2010-09-21 | 発光装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20120068212A1 (ja) |
JP (1) | JP2012069589A (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI610470B (zh) * | 2016-06-13 | 2018-01-01 | 隆達電子股份有限公司 | 發光二極體晶片級封裝結構、直下式背光模組及發光裝置的製造方法 |
Family Cites Families (36)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5013144A (en) * | 1988-10-15 | 1991-05-07 | Hewlett-Packard Company | Light source having a multiply conic lens |
US5289082A (en) * | 1990-09-07 | 1994-02-22 | Kabushiki Kaisha Toshiba | LED lamp |
DE10112542B9 (de) * | 2001-03-15 | 2013-01-03 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Strahlungsemittierendes optisches Bauelement |
JP2002314143A (ja) * | 2001-04-09 | 2002-10-25 | Toshiba Corp | 発光装置 |
US6674096B2 (en) * | 2001-06-08 | 2004-01-06 | Gelcore Llc | Light-emitting diode (LED) package and packaging method for shaping the external light intensity distribution |
DE10129785B4 (de) * | 2001-06-20 | 2010-03-18 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Optoelektronisches Bauelement und Verfahren zu seiner Herstellung |
US7210977B2 (en) * | 2003-01-27 | 2007-05-01 | 3M Innovative Properties Comapny | Phosphor based light source component and method of making |
JP4380522B2 (ja) * | 2004-02-06 | 2009-12-09 | 日本ビクター株式会社 | マイクロレンズアレイ用複製型の製造方法 |
US7517728B2 (en) * | 2004-03-31 | 2009-04-14 | Cree, Inc. | Semiconductor light emitting devices including a luminescent conversion element |
DE102004045950A1 (de) * | 2004-09-22 | 2006-03-30 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Gehäuse für ein optoelektronisches Bauelement, optoelektronisches Bauelement und Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements |
US20060097385A1 (en) * | 2004-10-25 | 2006-05-11 | Negley Gerald H | Solid metal block semiconductor light emitting device mounting substrates and packages including cavities and heat sinks, and methods of packaging same |
US8324641B2 (en) * | 2007-06-29 | 2012-12-04 | Ledengin, Inc. | Matrix material including an embedded dispersion of beads for a light-emitting device |
US7344902B2 (en) * | 2004-11-15 | 2008-03-18 | Philips Lumileds Lighting Company, Llc | Overmolded lens over LED die |
TWM275418U (en) * | 2004-12-03 | 2005-09-11 | Chip Hope Co Ltd | Lens with light uniformization |
US7405433B2 (en) * | 2005-02-22 | 2008-07-29 | Avago Technologies Ecbu Ip Pte Ltd | Semiconductor light emitting device |
KR100616684B1 (ko) * | 2005-06-03 | 2006-08-28 | 삼성전기주식회사 | 고출력 led 패키지 및 그 제조방법 |
US7646035B2 (en) * | 2006-05-31 | 2010-01-12 | Cree, Inc. | Packaged light emitting devices including multiple index lenses and multiple index lenses for packaged light emitting devices |
US7595515B2 (en) * | 2005-10-24 | 2009-09-29 | 3M Innovative Properties Company | Method of making light emitting device having a molded encapsulant |
US20070170449A1 (en) * | 2006-01-24 | 2007-07-26 | Munisamy Anandan | Color sensor integrated light emitting diode for LED backlight |
US8044585B2 (en) * | 2006-05-02 | 2011-10-25 | Chain Technology Consultant Inc. | Light emitting diode with bumps |
US7960819B2 (en) * | 2006-07-13 | 2011-06-14 | Cree, Inc. | Leadframe-based packages for solid state emitting devices |
US7618163B2 (en) * | 2007-04-02 | 2009-11-17 | Ruud Lighting, Inc. | Light-directing LED apparatus |
JP2008288410A (ja) * | 2007-05-18 | 2008-11-27 | Toshiba Corp | 半導体発光装置およびその製造方法 |
JP5115038B2 (ja) * | 2007-06-06 | 2013-01-09 | ソニー株式会社 | 発光装置、面光源装置及び画像表示装置 |
TWM328670U (en) * | 2007-07-10 | 2008-03-11 | Everlight Electronics Co Ltd | LED lamp lens |
US7968899B2 (en) * | 2007-08-27 | 2011-06-28 | Avago Technologies Ecbu Ip (Singapore) Pte. Ltd. | LED light source having improved resistance to thermal cycling |
CN101459163B (zh) * | 2007-12-12 | 2011-07-06 | 富士迈半导体精密工业(上海)有限公司 | 发光二极管 |
US8178888B2 (en) * | 2008-02-01 | 2012-05-15 | Cree, Inc. | Semiconductor light emitting devices with high color rendering |
CN101552309A (zh) * | 2008-04-03 | 2009-10-07 | 富准精密工业(深圳)有限公司 | 发光二极管出光面加工方法 |
US8105853B2 (en) * | 2008-06-27 | 2012-01-31 | Bridgelux, Inc. | Surface-textured encapsulations for use with light emitting diodes |
CN101614384A (zh) * | 2008-06-27 | 2009-12-30 | 富准精密工业(深圳)有限公司 | 发光二极管 |
US7923741B1 (en) * | 2009-01-05 | 2011-04-12 | Lednovation, Inc. | Semiconductor lighting device with reflective remote wavelength conversion |
KR100998017B1 (ko) * | 2009-02-23 | 2010-12-03 | 삼성엘이디 주식회사 | 발광소자 패키지용 렌즈 및 이를 구비하는 발광소자 패키지 |
US8293548B2 (en) * | 2009-03-04 | 2012-10-23 | Unilumin Group Co., Ltd. | LED light module for street lamp and method of manufacturing same |
US8198109B2 (en) * | 2010-08-27 | 2012-06-12 | Quarkstar Llc | Manufacturing methods for solid state light sheet or strip with LEDs connected in series for general illumination |
JP2012059915A (ja) * | 2010-09-09 | 2012-03-22 | Panasonic Corp | Ledパッケージ製造システム |
-
2010
- 2010-09-21 JP JP2010211166A patent/JP2012069589A/ja active Pending
-
2011
- 2011-03-21 US US13/052,253 patent/US20120068212A1/en not_active Abandoned
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20120068212A1 (en) | 2012-03-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9484509B2 (en) | Lighting device and method of manufacturing the same | |
KR100874556B1 (ko) | 깔때기 모양의 렌즈를 가진 발광 다이오드 스포트라이트 | |
US20110062470A1 (en) | Reduced angular emission cone illumination leds | |
US20130113010A1 (en) | Optoelectronic Component and Method for Producing an Optoelectronic Component | |
JP2004281605A (ja) | Ledパッケージ | |
JP2005223112A (ja) | 表面実装型発光ダイオード | |
US8253154B2 (en) | Lens for light emitting diode package | |
JP2007149712A (ja) | 光源モジュールと関連の製作方法 | |
TW201836434A (zh) | 包括整合在密封劑中的光學結構之vcsel照明器封裝 | |
TW201417342A (zh) | 發光二極體結構 | |
JP2012195350A (ja) | 発光装置及びその製造方法 | |
KR101461154B1 (ko) | 반도체 소자 구조물을 제조하는 방법 | |
JP5853441B2 (ja) | 発光装置 | |
JP2008072043A (ja) | 光半導体装置 | |
JP5350947B2 (ja) | 発光ダイオード | |
TW201345002A (zh) | 透鏡以及具有該種透鏡的發光二極體封裝結構 | |
JP2003209293A (ja) | 発光ダイオード | |
JP6617481B2 (ja) | 発光モジュール | |
JP6537259B2 (ja) | 発光装置 | |
JP2007311674A (ja) | 半導体発光装置 | |
JP2012069589A (ja) | 発光装置 | |
JP2016213453A (ja) | Ledモジュール、および、それを用いたランプ | |
JP6827295B2 (ja) | Led発光装置 | |
KR101293993B1 (ko) | 엘이디 패키지 및 이의 제조 방법 | |
JP7012510B2 (ja) | 光学部材および発光装置 |