JP2018056535A - 発光装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】薄型化を実現しながら、パッケージの強度に優れた発光装置を提供する。
【解決手段】正面に開口部を有する樹脂成形体２０と、開口部の底面の第一領域２３において互いに離間して露出する第一リード３０及び第二リード４０と、を有するパッケージと、開口部内に載置される発光素子と、を備え、第一リードは、樹脂成形体の上壁部内において屈曲された第一上側屈曲部３３と、下壁部内において屈曲された第一下側屈曲部３４と、を有し、第二リードは、樹脂成形体の上壁部内において屈曲された第二上側屈曲部４３と、下壁部内において屈曲された第二下側屈曲部４４と、を有し、第一上側屈曲部の正面側の一部が、延伸する第一延伸部３５を有し、第二下側屈曲部の正面側の一部が、延伸する第二延伸部４５を有し、樹脂成形体は、第一延伸部と第二上側屈曲部との間に位置する第二領域２４と、第二延伸部と第一下側屈曲部との間に位置する第三領域２５とを有する。
【選択図】図３
【解決手段】正面に開口部を有する樹脂成形体２０と、開口部の底面の第一領域２３において互いに離間して露出する第一リード３０及び第二リード４０と、を有するパッケージと、開口部内に載置される発光素子と、を備え、第一リードは、樹脂成形体の上壁部内において屈曲された第一上側屈曲部３３と、下壁部内において屈曲された第一下側屈曲部３４と、を有し、第二リードは、樹脂成形体の上壁部内において屈曲された第二上側屈曲部４３と、下壁部内において屈曲された第二下側屈曲部４４と、を有し、第一上側屈曲部の正面側の一部が、延伸する第一延伸部３５を有し、第二下側屈曲部の正面側の一部が、延伸する第二延伸部４５を有し、樹脂成形体は、第一延伸部と第二上側屈曲部との間に位置する第二領域２４と、第二延伸部と第一下側屈曲部との間に位置する第三領域２５とを有する。
【選択図】図３
Description
本開示は、発光装置に関する。
近年、高輝度、高出力の発光素子及び小型の発光装置が開発され種々の分野に利用されている。例えば、液晶表示装置のバックライトに用いられる光源は、それを使用する機器の小型化及び軽量化のために、薄型化が求められている。そのために、光源として用いられる発光装置として、例えば、サイドビュータイプと呼ばれる形態の発光装置が種々開発されている。サイドビュータイプの発光装置は、一般に、正面に開口する凹部が形成されたパッケージに発光素子が載置され、二つのリード電極が外部端子としてパッケージ内部から外部に引き出されて構成されている（例えば、特許文献１）。
上記のような発光装置を薄型化するためには、パッケージの側壁を薄くすることが必要である。しかし、パッケージの側壁を薄くすると、強度不足によるパッケージの割れが生じる虞がある。
そこで、本発明の一態様は、薄型化を実現しながら、パッケージの強度に優れた発光装置を提供することを目的とする。
本発明の一態様の発光装置は、正面に開口部を有する樹脂成形体と、前記開口部の底面の第一領域において互いに離間して露出する第一リード及び第二リードと、前記開口部内に載置される発光素子と、を備え、前記第一リードは、前記樹脂成形体の上面を構成する上側壁部内において前記正面側に向かって屈曲された第一上側屈曲部と、前記樹脂成形体の下面を構成する下側壁部内において前記正面側に向かって屈曲された第一下側屈曲部と、を有し、前記第二リードは、前記樹脂成形体の上面を構成する上側壁部内において前記正面側に向かって屈曲された第二上側屈曲部と、前記樹脂成形体の下面を構成する下側壁部内において前記正面側に向かって屈曲された第二下側屈曲部と、を有し、前記第一上側屈曲部の前記正面側の一部が、前記第二上側屈曲部に向かって延伸する第一延伸部を有し、前記第二下側屈曲部の前記正面側の一部が、前記第一下側屈曲部に向かって延伸する第二延伸部を有し、前記樹脂成形体は、前記第一延伸部と前記第二上側屈曲部との間に位置する第二領域と、前記第二延伸部と前記第一下側屈曲部との間に位置する第三領域と、を有し、前記樹脂成形体の上面視において、前記第一領域が前記第二領域と第三領域との間に配置されている。
本発明の一態様に係る発光装置は、薄型化を実現しながら、パッケージの強度に優れる。
以下、発明の実施の形態について適宜図面を参照して説明する。但し、以下に説明する形態は、本発明の技術思想を具体化するためのものであって、特定的な記載がない限り、本発明を以下のものに限定しない。また、図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため、誇張していることがある。
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係る発光装置１００の概略正面図（概略前面図）である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線における概略断面図である。図３は、リードの一例を示す概略斜視図である。図４は、リードフレームの一例を示す概略正面図である。
図１は、実施の形態１に係る発光装置１００の概略正面図（概略前面図）である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線における概略断面図である。図３は、リードの一例を示す概略斜視図である。図４は、リードフレームの一例を示す概略正面図である。
発光装置１００は、樹脂成形体２０と、正負一対の第一リード３０及び第二リード４０と、を有するパッケージ１０を備えている。樹脂成形体２０において、発光面を備える側の面を正面、その反対側の面を背面と称する。また、第一リード３０及び第二リード４０が引き出される側の面を下面、その反対側の面を上面と称する。樹脂成形体２０の下面側を発光装置１００の実装面とする。樹脂成形体２０は、正面に開口部２１を有している。樹脂成形体２０の開口部２１は、正面視において横長の形状である。開口部２１の底面には、樹脂成形体２０の長手方向に並ぶ第一リード３０及び第二リード４０が互いに離間して露出している。また、開口部２１内に発光素子５０が載置される。ここでは、図１において、左側のリードを第一リード３０、右側のリードを第二リード４０として説明するが、この逆であってもよい。
開口部２１は、発光装置１００の厚さ方向に互いに対向して設けられた上壁部２０ａ及び下壁部２０ｂと、発光装置１００の幅方向に互いに対向して設けられた２つの側壁部２０ｃで囲まれることによって構成されている。上壁部２０ａ及び下壁部２０ｂは、側壁部２０ｃと比較して、薄く形成されている。上壁部２０ａは樹脂成形体２０の上面を構成し、下壁部２０ｂは樹脂成形体２０の下面を構成している。
第一リード３０は、樹脂成形体２０の下面から外部に延出し、さらに屈曲して樹脂成形体２０の下面に沿って延伸するように配置された第一アウターリード部３１を有している。また、第二リード４０は、樹脂成形体２０のから外部に延出し、さらに屈曲して樹脂成形体２０の下面に沿って延伸するように配置された第二アウターリード部４１を有している。
第一リード３０は、短手方向の上端側が樹脂成形体２０の上壁部２０ａ内において正面側に向かって屈曲された第一上側屈曲部３３と、短手方向の下端側が樹脂成形体２０の下壁部２０ｂ内において正面側に向かって屈曲された第一下側屈曲部３４と、を有している。また、第二リード４０は、短手方向の上端側が樹脂成形体２０の上壁部２０ａ内において正面側に向かって屈曲された第二上側屈曲部４３と、短手方向の下端側が樹脂成形体２０の下壁部２０ｂ内において正面側に向かって屈曲された第二下側屈曲部４４と、を有している。以下、第一上側屈曲部３３、第一下側屈曲部３４、第二上側屈曲部４３及び第二下側屈曲部４４をまとめて屈曲部と称することがある。第一上側屈曲部３３は、第一下側屈曲部３４と対向し、第二上側屈曲部４３は、第二下側屈曲部４４と対向している。さらに、第一リード３０は、第一上側屈曲部３３の正面側の一部が、第二上側屈曲部４３に向かって延伸する第一延伸部３５を有し、第二リード４０は、第二下側屈曲部４４の正面側の一部が、第一下側屈曲部３４に向かって延伸する第二延伸部４５を有している。
樹脂成形体２０は、開口部の底面において、第一リード３０と第二リード４０との間に位置する第一領域２３を有している。樹脂成形体２０の上壁部２０ａは、第一リード３０の第一延伸部と第二リード４０の第二上側屈曲部との間に位置する第二領域２４を有している。樹脂成形体２０の下壁部２０ｂは、第二リード４０の第二延伸部と第一リード３０の第一下側屈曲部との間に位置する第三領域２５を有している。樹脂成形体２０の上面視において、第一領域２３は第二領域２４と第三領域２５との間に配置されている。
このような構成を有する発光装置１００は、機械的強度が比較的低い第一リード３０と第二リード４０との離間領域である第一領域２３、第二領域２４及び第三領域２５のそれぞれが、樹脂成形体２０の上面視において重ならないようにずらして配置されている。すなわち、樹脂成形体２０の上面視において、上壁部２０ａ又は下壁部２０ｂのどちらかに第一リード３０又は第二リード４０が配置されることで、パッケージ１０の強度を確保することができる。また、上壁部２０ａに配置される第二領域２４と、下壁部２０ｂに配置される第三領域２５とが、第一領域を挟んで互いに反対側に配置されている。したがって、機械的強度が比較的低い第二領域２４及び第三領域２５が一方に偏らないように配置されている。これにより、パッケージ１０の上壁部２０ａ及び下壁部２０ｂの厚みを薄くしたとしても、パッケージ１０の強度を確保することができるため、薄型化を実現しながら、パッケージの強度に優れた発光装置１００とすることができる。
なお、第二領域２４は、第二下側屈曲部４４と対向し、第三領域２５は、第一上側屈曲部３３と対向している。これにより、樹脂成形体２０の上面視において、機械的強度が比較的低い第二領域２４及び第三領域２５のそれぞれに対向してリードが配置されるため、パッケージの強度を向上させることができる。
樹脂成形体２０の下面は、上述した第一アウターリード部３１及び第二アウターリード部４１が配置されるリード配置部２２ａと、リード配置部２２ａよりも下方に位置する凸部２２ｂと、を有する。樹脂成形体２０の上面視において、第一下側屈曲部３４と第二下側屈曲部４４は、凸部２２ｂが配置された領域内に配置されている。これに対し、第一上側屈曲部３３と第二上側屈曲部４３は、リード配置部２２ａと凸部２２ｂが配置された領域に亘って配置されている。ここで、第一リード３０は、樹脂成形体２０の開口部２１の底面において、樹脂成形体２０の上下方向と垂直な方向（以下、横方向という）における第一リード３０の長さが、第二リード４０の長さよりも長い。この場合、第二下側屈曲部４４が、他の屈曲部と比較して横方向の幅が小さくなるため、第二下側屈曲部４４に第二延伸部４５を設けることが好ましい。
以下、各部材について詳述する。
（パッケージ１０）
パッケージ１０は、発光素子５０を収容し、その発光素子５０に外部から給電するための端子（電極）を有する容器である。パッケージ１０は、少なくとも、樹脂成形体２０と、第一リード３０，第二リード４０と、により構成される。本実施の形態のパッケージ１０は、側面発光型の発光装置用である。
パッケージ１０は、発光素子５０を収容し、その発光素子５０に外部から給電するための端子（電極）を有する容器である。パッケージ１０は、少なくとも、樹脂成形体２０と、第一リード３０，第二リード４０と、により構成される。本実施の形態のパッケージ１０は、側面発光型の発光装置用である。
（樹脂成形体２０）
樹脂成形体２０は、パッケージ１０における容器の母体をなす。樹脂成形体２０は、パッケージ１０の外形の一部を構成している。樹脂成形体２０は、前方への光取り出し効率の観点から、発光素子５０の発光ピーク波長における光反射率が、７０％以上であることが好ましく、８０％以上であることがより好ましく、９０％以上であることがよりいっそう好ましい。さらに、樹脂成形体２０は、白色であることが好ましい。樹脂成形体２０は、硬化若しくは固化前には流動性を有する状態つまり液状（ゾル状又はスラリー状を含む）を経る。樹脂成形体２０は、射出成形法、トランスファ成形法などにより成形することができる。
樹脂成形体２０は、パッケージ１０における容器の母体をなす。樹脂成形体２０は、パッケージ１０の外形の一部を構成している。樹脂成形体２０は、前方への光取り出し効率の観点から、発光素子５０の発光ピーク波長における光反射率が、７０％以上であることが好ましく、８０％以上であることがより好ましく、９０％以上であることがよりいっそう好ましい。さらに、樹脂成形体２０は、白色であることが好ましい。樹脂成形体２０は、硬化若しくは固化前には流動性を有する状態つまり液状（ゾル状又はスラリー状を含む）を経る。樹脂成形体２０は、射出成形法、トランスファ成形法などにより成形することができる。
樹脂成形体２０の母材は、熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂を用いることができる。なお、以下に示す樹脂は、その変性樹脂（ハイブリッド樹脂を含む）も含むものする。樹脂成形体２０の母材としては、射出成形法により成形しやすく、熱硬化性樹脂に比べて安価な観点において、熱可塑性樹脂が好ましい。熱可塑性樹脂としては、脂肪族ポリアミド樹脂、ポリシクロヘキサンテレフタレート、ポリシクロへキシレンジメチレンテレフタレートのうちのいずれか１つが好ましい。また、熱硬化性樹脂は、熱可塑性樹脂に比べ、耐熱性及び耐光性に優れ、長寿命で、信頼性が高い観点で好ましい。熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂のうちのいずれか１つが好ましい。特に、不飽和ポリエステル樹脂及びその変性樹脂は、熱硬化性樹脂の優れた耐熱性及び耐光性を有しながら、射出成形法により成形可能であるため好ましい。樹脂成形体２０は、光反射性、機械的強度、熱伸縮性などの観点から、母材中に、以下のような白色顔料と充填剤を含有することが好ましいが、これに限定されない。
白色顔料は、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、水酸化マ
グネシウム、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム、珪酸カルシウム、珪酸マグネシウム、
チタン酸バリウム、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化ジルコ
ニウムなどが挙げられる。白色顔料は、これらのうちの１種を単独で、又はこれらのうち
の２種以上を組み合わせて用いることができる。なかでも、酸化チタンは、屈折率が比較
的高く、光隠蔽性に優れるため、好ましい。
グネシウム、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム、珪酸カルシウム、珪酸マグネシウム、
チタン酸バリウム、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化ジルコ
ニウムなどが挙げられる。白色顔料は、これらのうちの１種を単独で、又はこれらのうち
の２種以上を組み合わせて用いることができる。なかでも、酸化チタンは、屈折率が比較
的高く、光隠蔽性に優れるため、好ましい。
（第一リード３０、第二リード４０）
一対の第一リード３０及び第二リード４０は、パッケージ１０における正負一対の端子（電極）を構成する。本実施の形態に係る発光装置１００において、１つのパッケージ１０におけるリードは、少なくとも一対あって、３つ以上あってもよい。本実施の形態においては、第一リード３０のアウターリード部３１及び第二リード４０のアウターリード部４１が樹脂成形体２０の下面から延出しているため、発光素子５０から実装基板までの放熱経路を短くすることができる。
一対の第一リード３０及び第二リード４０は、パッケージ１０における正負一対の端子（電極）を構成する。本実施の形態に係る発光装置１００において、１つのパッケージ１０におけるリードは、少なくとも一対あって、３つ以上あってもよい。本実施の形態においては、第一リード３０のアウターリード部３１及び第二リード４０のアウターリード部４１が樹脂成形体２０の下面から延出しているため、発光素子５０から実装基板までの放熱経路を短くすることができる。
第一リード３０及び第二リード４０は、銅、アルミニウム、金、銀、タングステン、鉄、ニッケル、コバルト、モリブデン、又はこれらの合金の平板に、プレス（打ち抜きを含む）、エッチング、圧延など各種の加工を施したものが母体となる。第一リード３０及び第二リード４０は、これらの金属又は合金の積層体で構成されてもよいが、単層で構成されるのが簡単で良い。特に、銅を主成分とする銅合金（燐青銅、鉄入り銅など）が好ましい。また、その表面に、銀、アルミニウム、ロジウム又はこれらの合金などの光反射膜が設けられていてもよく、なかでも光反射性に優れる銀又は銀合金が好ましい。
第一リード３０及び第二リード４０の厚さは、適宜選択できるが、０．０５ｍｍ以上１ｍｍ以下が挙げられ、０．０７ｍｍ以上０．３ｍｍ以下が好ましく、０．１ｍｍ以上０．２ｍｍ以下がより好ましい。第一リード３０及び第二リード４０は、例えばリードフレームの小片であってもよい。
（屈曲部の変形例）
図５は、リードフレームの変形例を示す概略平面図である。第一上側屈曲部及び第二上側屈曲部は、上述した凸部２２ｂが配置される領域の上のみに配置している。このような構成においても、上壁部２０ａ及び下壁部２０ｂの強度を高めることができる。
図５は、リードフレームの変形例を示す概略平面図である。第一上側屈曲部及び第二上側屈曲部は、上述した凸部２２ｂが配置される領域の上のみに配置している。このような構成においても、上壁部２０ａ及び下壁部２０ｂの強度を高めることができる。
図６は、リードフレームの変形例を示す概略平面図である。この変形例において、第一下側屈曲部３４の正面側の端部及び第二上側屈曲部４３の正面側の端部は円弧状に設けられている。また、図７は、リードフレームの変形例を示す概略平面図である。この変形例において、各屈曲部の端部は円弧状に設けられている。このように、屈曲部の端部を円弧状にすることにより、応力の集中を緩和させることができるため、パッケージ１０の強度を確保することができる。各屈曲部の形状は、多角形、半円形、半楕円形、扇形等、様々な形状とすることができる。
図８は、リードフレームの変形例を示す概略平面図である。この変形例において、第二上側屈曲部４３と対向する第一上側屈曲部３３の背面側の端部が、第一領域２３よりも外側に配置されている。同様に、第一下側屈曲部３４と対向する第二下側屈曲部４４の背面側の端部が、第一領域よりも外側に配置されている。このような構成においても、上壁部２０ａ及び下壁部２０ｂの強度を高めることができる。
（発光素子５０）
発光素子５０は、一対の電極を同じ面側に設けている。この発光素子５０は、第一リード３０の上面に実装される。発光素子５０は、窒化物半導体等から構成される既知の半導体発光素子を適用できる。また発光素子は、所望の発光色を得るために任意の波長のものを選択することができる。
発光素子５０は、一対の電極を同じ面側に設けている。この発光素子５０は、第一リード３０の上面に実装される。発光素子５０は、窒化物半導体等から構成される既知の半導体発光素子を適用できる。また発光素子は、所望の発光色を得るために任意の波長のものを選択することができる。
発光素子５０は、パッケージ１０に収納され、樹脂成形体２０の開口部２１の底面に露出された第一リード３０及び／又は第二リードフレーム４０に実装される。発光素子５０は一個のみを実装する他、複数個の発光素子を第一リード３０に実装することもでき、第一リード３０と第二リード４０の其々に発光素子を一以上ずつ実装することもできる。また、一以上の発光素子がフリップチップ実装される場合は、第一リード３０と第二リード３０を跨ぐように実装される。この場合、第一リード３０と第二リード４０の長さを、ほぼ等しくすることもできる。
発光素子５０としては、様々な発光波長の発光ダイオードを利用することができる。特に、白色の発光を得るには、青色を発光する窒化物半導体発光素子と、青色光を吸収して黄色光や緑色光や赤色光を発する蛍光体と組み合わせる方法が好ましい。
１０…パッケージ
２０…樹脂成形体
２０ａ…上壁部
２０ｂ…下壁部
２０ｃ…側壁部
２１…開口部
２２ａ…リード配置部
２２ｂ…凸部
２３…第一領域
２４…第二領域
２５…第三領域
３０…第一リード
３１…第一リードのアウターリード部
３３…第一上側屈曲部
３４…第一下側屈曲部
３５…第一延伸部
４０…第二リード
４１…第二リードのアウターリード部
４３…第二上側屈曲部
４４…第二下側屈曲部
４５…第二延伸部
５０…発光素子
１００…発光装置
２０…樹脂成形体
２０ａ…上壁部
２０ｂ…下壁部
２０ｃ…側壁部
２１…開口部
２２ａ…リード配置部
２２ｂ…凸部
２３…第一領域
２４…第二領域
２５…第三領域
３０…第一リード
３１…第一リードのアウターリード部
３３…第一上側屈曲部
３４…第一下側屈曲部
３５…第一延伸部
４０…第二リード
４１…第二リードのアウターリード部
４３…第二上側屈曲部
４４…第二下側屈曲部
４５…第二延伸部
５０…発光素子
１００…発光装置
Claims (4)
- 正面に開口部を有する樹脂成形体と、前記開口部の底面の第一領域において互いに離間して露出する第一リード及び第二リードと、を有するパッケージと、
前記開口部内に載置される発光素子と、を備え、
前記第一リードは、前記樹脂成形体の上面を構成する上壁部内において前記正面側に向かって屈曲された第一上側屈曲部と、前記樹脂成形体の下面を構成する下壁部内において前記正面側に向かって屈曲された第一下側屈曲部と、を有し、
前記第二リードは、前記樹脂成形体の上面を構成する上壁部内において前記正面側に向かって屈曲された第二上側屈曲部と、前記樹脂成形体の下面を構成する下壁部内において前記正面側に向かって屈曲された第二下側屈曲部と、を有し、
前記第一上側屈曲部の前記正面側の一部が、前記第二上側屈曲部に向かって延伸する第一延伸部を有し、
前記第二下側屈曲部の前記正面側の一部が、前記第一下側屈曲部に向かって延伸する第二延伸部を有し、
前記樹脂成形体は、前記第一延伸部と前記第二上側屈曲部との間に位置する第二領域と、前記第二延伸部と前記第一下側屈曲部との間に位置する第三領域と、を有し、
前記樹脂成形体の上面視において、前記第一領域が前記第二領域と第三領域との間に配置されている発光装置。 - 前記第二領域は、前記第二下側屈曲部と対向し、
前記第三領域は、前記第一上側屈曲部と対向する請求項１に記載の発光装置。 - 前記開口部の底面において、前記樹脂成形体の上下方向と垂直な方向における前記第一リードの長さが前記第二リードの長さよりも長い請求項１又は２に記載の発光装置。
- 前記第一上側屈曲部は、前記第一下側屈曲部と対向し、
前記第二上側屈曲部は、前記第二下側屈曲部と対向する請求項１乃至３のいずれか１項に記載の発光装置。
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2017
- 2017-09-29 US US15/719,561 patent/US10121949B2/en active Active
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