JP5230192B2 - 発光装置 - Google Patents

Description

本発明は配線基板に表面実装される側面発光型の発光装置に関する。

ＬＥＤチップを樹脂パッケージ内に実装した発光装置ではＬＥＤチップの周方向に設けたリフレクタにより、配光制御を行っている。特許文献１には側面発光型の発光装置において、リフレクタの傾斜角度（実装面とのなす角）をリフレクタの実装面に向かって段階的に小さくする構成が開示されている。これにより、ＬＥＤチップから放出された光を積極的に発光装置の光放出側に進行させて、光の利用率を向上している。また、関連する公報として特許文献２をあげる。

実用新案登録第３１３４１１９号公報 特開２０００−２６９５５１号公報

側面発光型の発光装置は薄型に形成されており、幅方向が短いため実装面のワイヤボンディング部が狭い。特許文献１に開示された構成では、リフレクタはその底部に近いほど反射面の傾斜角度が小さくなるため、ワイヤボンディング部が一層狭くなる。その結果、ワイヤボンディング時にワイヤボンダーとリフレクタが干渉してワイヤボンディングが困難になり、歩留まりが低下していた。
そこで、本発明は側面発光型の発光装置において、光の利用率が向上し、かつワイヤボンディングが容易である構成を提供することを目的とする。

以上の目的を達成するため、本発明は次の構成からなる。即ち、
配線基板に表面実装される側面発光型の発光装置であって、
発光素子と、
前記発光素子がマウントされるマウント部と、前記発光素子とワイヤボンディングされるボンディング部とを有するリード部材と、
前記リード部材がインサートされる基体部であって、前記発光素子と前記リード部材の前記ボンディング部とを周方向に囲繞するリフレクタを有する基体部と、
を備えてなり、
前記リフレクタは、前記発光素子の側面に対向する第１反射面と、前記リード部材のボンディング部に対向する第２反射面とを備え、該第１反射面と前記リフレクタの底面とのなす角が、該第２反射面と前記リフレクタの底面とのなす角よりも小さい、ことを特徴とする発光装置である。

本発明の発光装置では、リフレクタは第１反射面と第２反射面の２種類の反射面を備える。第１反射面は発光素子の側面に対向する位置に設けられ、第２反射面はボンディング部に対向する位置に設けられる。第１反射面とリフレクタの底部とのなす角（傾斜角）は第２反射面の傾斜角よりも小さいため、ボンディング部近傍では発光素子近傍に比べてリフレクタが接近しない。これにより、ボンディング部が過度に狭くならない。その結果、ワイヤボンディング時におけるワイヤボンダーとリフレクタとの干渉が防止され、ワイヤボンディングが容易となる。これにより、歩留まりの低下が防止される。また、ボンディング部が過度に狭くならないため、従来の構成に比べて一層薄型に構成することもできる。一方、発光素子近傍では、第２反射面の傾斜角よりも小さい傾斜角を有する第１反射面によって、発光素子の光が積極的に発光装置の光放出側に反射されて外部に放出され、光の利用率が向上する。

本発明の発光装置における発光素子としてＬＥＤチップが好ましい。ＬＥＤチップは小型に構成することができるため、発光装置の小型化に寄与する。特に側面発光型の発光装置は携帯電話などの小型ディスプレイの光源に利用されるため、小型に構成することは大きな利点となる。発光素子は後述のリード部材のマウント部にマウントされ、後述の基体部に形成されたカップ状部に配置されて封止部材により封止される。ＬＥＤチップの発光色は特に限定されない。また、ＬＥＤチップの光で励起して蛍光を発する蛍光材を封止部材に含有させて、ＬＥＤチップ本来の発光色と異なる色の光を放出させても良い。

リード部材は発光素子がマウントされる発光素子マウント部と、発光素子とワイヤボンディングされるボンディング部とを有する。リード部材は後述の基体部にインサートされる。
基体部はリフレクタを備える。リフレクタは基体部に形成された横長のカップ状部の壁面により構成される。基体部にインサートされたリード部材は基体部のカップ状部の底部に発光素子マウント部とボンディング部が位置するように配置される。即ち、リフレクタはリード部材の発光素子マウント部とボンディング部とを含む横長の矩形領域を周方向に囲繞する。リフレクタの長手方向の側面は、発光素子マウント部に対向する第１反射面と、ボンディング部に対向する第２反射面とを有する。第１反射面とリフレクタの底面とのなす角（第１反射面の傾斜角）は例えば１５°から６０°以下の任意の角度とすることができる。第２反射面とリフレクタの底面とのなす角（第２反射面の傾斜角）は例えば６０°より大きく且つ９０°以下の任意の角度とすることができる。第１反射面は前記リフレクタの長手方向の側面において、発光素子の側面に対向する領域の全域に形成され、且つ、第１反射面の長手方向の長さは、発光素子マウント部の長手方向の長さと同一であることが好ましい。このようにすれば、第１反射面によりボンディング部が狭くなることが防止されてワイヤボンディングが一層容易となるとともに、第１反射面が発光素子の側面の全域に対向するため光利用率向上の効果が一層高まる。

本発明の一実施態様では、リフレクタの発光素子の側面に対向する領域の一部を発光素子側に膨出させて形成されるビードがリフレクタに設けられる。当該ビードの上面（発光装置の光放出側の面）の傾斜角は第２反射面の傾斜角よりも小さい角度であって、当該ビードの上面が第１反射面となる。通常、ビードは中実である。

本発明の他の実施態様ではリード部材が基体部から引き出され、基体部に沿って折り曲げられる。リフレクタはビードを備え、リード部材の該折り曲げ部は当該ビードの近傍に位置する。ビードは中実であるため、ビード近傍はリフレクタとリード部材との接着面積が大きく、外的強度が高い。ビード近傍に折り曲げ部を設けることにより、リード部材の折り曲げによるリフレクタの剥離や破損が防止される。 以下、この発明の実施の形態につき図例を参照しながら説明をする。

図１は実施例の発光装置１を底面側から見た斜視図である。図２は発光装置１の六面図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は左側面図、（Ｃ）は正面図、（Ｄ）は右側面図、（Ｅ）は底面図、（Ｆ）は背面図である。また、図３（Ａ）は図２（Ｃ）におけるI-I線断面図、図３（Ｂ）は図２（Ｃ）におけるII-II線断面図、図３（Ｃ）は図２（Ｃ）におけるIII-III線断面図である。
図１に示すように、実施例の発光装置１は基体部１０、第１のリード部材３０、第２のリード部材４０、及びＬＥＤチップ６０を備えてなる。
基体部１０は反射ケース１１と端子保持部２０とからなる。反射ケース１１は横長なカップ形状であり、その凹部１３の内壁面がリフレクタ１５となっている。リフレクタ１５の底部の中央領域には発光素子マウント部１５３が配置され、リフレクタ１５の底部の長手方向の両端側にはボンディング部１５４が配置されている。リフレクタ１５の側面は、発光素子マウント部１５３とボンディング部１５４とを含む横長の矩形領域を周方向に囲繞する。リフレクタ１５の長手方向の側面は第１反射面１５１と第２反射面１５２を有する。図２（Ｃ）に示すように、リフレクタ１５の長手方向の側面の内、発光素子マウント部１５３に対向する領域が発光素子マウント部１５３側に膨出して形成されたビード１５６の上面（凹部１３の開口側の面）が第１反射面１５１となる。ビード１５６は中実であって、発光素子の側面に対向する領域の全域に形成され、且つ、ビード１５６の長手方向の長さは、ＬＥＤチップ６０の長さと同一である。一方、リフレクタ１５の長手方向の側面の内、発光素子マウント部１５３に対向する領域以外の領域（ボンディング部１５４に対向する領域を含む領域）が第２反射面となる。

図３（Ｂ）に示すように、第１反射面１５１とリフレクタ１５の底面１５５（リード３０において凹部１３の底部に露出する面）とのなす角（傾斜角）αは約６０°であり、第２反射面１５２とリフレクタ１５の底面１５５とのなす角（傾斜角）βは約８５°である。なお、リフレクタ１５の短手方向の壁面１５７は、凹曲面となっている。

凹部１３にはシリコーン系の封止部材が充填されて封止部７０が形成され、ＬＥＤチップ６０が封止される。第１反射面１５１及び第２反射面１５２を白色塗料等でコーティングすることができる。

端子保持部２０は反射ケース１１の後側へ当該反射ケース１１と一体に形成されており、全体が中実である。端子保持部２０には３つの切欠き２３、２４及び２５が形成されている。第１の切欠き２３には第１のリード部材３０の接続部３３が回り込んでいる。同じく第２の切欠き２４には第２のリード部材４０の接続部４３が回り込んでいる。第３の切欠き２５には放熱板５１が回り込んでいる。ここに放熱板５１は、ＬＥＤチップ６０がマウントされる第１のリード部材３０において基体部１０から引き出されて外へ表出する一部分である。各切欠き２３、２４に回り込んだ接続部３３、４３はそれぞれ、端子保持部２０の両側面と略面一となる。一方、第３の切欠き２５に回り込んだ放熱板５１は端子保持部２０の下面と略面一となる。これにより、リード部材３０及び４０に過剰な衝撃がかかることを予防できる。

第１のリード部材３０はインサート部３１、接続部３３及び放熱板５１を備える。インサート部３１は基体部１０の左右方向に約３／４の長さを有する。インサート部３１において反射ケース１１のほぼ中央に位置する部分（マウント部１５３）にＬＥＤチップ６０が周知の方法でマウントされている。第１のリード部材３０においてＬＥＤチップ６０をマウントした位置の下方から放熱板５１が延設されている。放熱板５１は基体部１０の底面中央から引き出されており、端子保持部２０の下面に沿って折り曲げ部５２で下側（背面側）へ折り曲げられている。折り曲げ部５２はビード１５６の近傍に位置し、ビード１５６は折り曲げ部５２を覆うように設けられている。ビード１５６はリフレクタ１５が膨出して形成されて中実の厚肉であるため、ビード１５６部はリフレクタ１５とリード部材３０との接着面積が大きく、外的強度が高い。これにより、リード部材３０の折り曲げによるリフレクタ１５の剥離や破損が防止される。このような放熱板５１により、ＬＥＤチップ６０の放熱が効率的に行われる。

第１のリード部材３０において基体部１０から外部へ引き出された部分が接続部３３となる。接続部３３はまず端子保持部２０の下面に沿って下側へ折り曲げられ、さらに同じく端子保持部２０の側面に沿って折り曲げられて、第１の切欠き２３内に収納される。

第２のリード部材４０はインサート部４１及び接続部４３を備えてなる。インサート部４１は基体部１０の左右方向に約１／４の長さを有する。
第２のリード部材４０において基体部１０から引き出された部分が接続部４３となる。接続部４３はまず端子保持部２０の下面に沿って下側へ折り曲げられ、さらに同じく端子保持部２０の側面に沿って折り曲げられて、第２の切欠き２４内に収納される。

上記において、基体部１０はナイロン等の樹脂材料やセラミックス等の無機材料を用いて形成することができる。基体部１０はその成形材料を白色系として材料自体に反射性能を持たせることができる。
リード部材３０、４０には銅板を採用することできる。
ＬＥＤチップ６０には短波長の光を発光するIII族窒化物系化合物半導体発光素子などを用いる。このＬＥＤチップ６０へ適当な蛍光体を組み合わせることにより白色発光が得られる。この実施例ではＬＥＤチップとして青色発光ダイオードと青色光を吸収して黄色系の光を放出する蛍光体とを選択している。ＬＥＤチップの発光色は任意に選択することができる。また、複数のＬＥＤチップをリード部材へマウントすることもできる。

図４に発光装置１の発光態様を説明するための模式図を示す。図４は、図２（Ｃ）のＩＩ−ＩＩ縦断面である。ＬＥＤチップ６０の光の一部は符号ａで示すように、ＬＥＤチップ６０の側方から放出され、第１反射面１５１により前方に反射されて封止部７０の界面７１から外部へ放出される。また、ＬＥＤチップ６０の光の内符号ｂで示す光は、第２反射面１５２により前方に反射されて界面７１から外部へ放出される。一方、ＬＥＤチップ６０の光の内、符号ｃで示す光は、一旦、第２反射面１５２により前方に反射されるが、界面７１においてその入射角が臨界角より大きいため界面７１で全反射され外部へ放出されない。その後、第１反射面１５１側に進行して第１反射面１５１により再度前方に反射される。ここで、第１反射面１５１の傾斜角は第２反射面１５２の傾斜角よりも小さいため、第１反射面１５１による反射光は積極的に前方へ反射され、臨界角を超えない入射角で界面７１に入射して外部へ放出される。これにより、ＬＥＤチップ６０の光が積極的に外部へ放出されることとなり、光の利用率が向上する。

発光装置１における、ＬＥＤチップ６０とリード部材３０、４０とのワイヤボンディング工程の模式図を図５（Ａ）に示し、比較例を図５（Ｂ）に示す。図５（Ａ）は図２（Ｃ）のＩＩＩ−ＩＩＩ線位置に相当する縦断面図である。図５（Ａ）に示すように、第１反射面１５１はボンディング部１５４近傍には形成されない。図５（Ｂ）に示す比較例では、ボンディング部１５４’近傍にビード１５６’が形成されその上面が第１反射面１５１’となっている。図５（Ｂ）に示す比較例ではビード１５６’により、ボンディング部１５４’が狭められているため、ワイヤボンディング工程において、ワイヤボンダー８０とリフレクタ１５とが干渉し、ボンディングが困難となる。これにより装置の歩留まりが低下する。一方、本発明の発光装置１では図５（Ａ）に示すように、第１反射面１５１はボンディング部１５４近傍に形成されない。これにより、ワイヤボンディング工程において、ワイヤボンダー８０とリフレクタ１５とが干渉することが低減され、ボンディングが容易となり、装置の歩留まりが向上する。
以上のように、発光装置１では第１反射面１５１はボンディング部１５４近傍に形成されず、ＬＥＤチップ６０の側面に対応する領域にのみ形成されている。これにより、光の利用率の向上とボンディングの容易性とを兼ね備えた発光装置となっている。

本発明は、側面発光型の発光装置としてその利用が図られる。

この発明は、上記発明の実施の形態及び実施例の説明に何ら限定されるものではない。特許請求の範囲の記載を逸脱せず、当業者が容易に想到できる範囲で種々の変形態様もこの発明に含まれる。 本明細書の中で明示した論文、公開特許公報、及び特許公報などの内容は、その全ての内容を援用によって引用することとする。

図１は実施例の発光装置１を底面から見た斜視図である。 図２は発光装置１の六面図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は左側面図、（Ｃ）は正面図、（Ｄ）は右側面図、（Ｅ）は底面図、（Ｆ）は背面図である。 図３（Ａ）は図２（Ｃ）におけるI-I線断面図、図３（Ｂ）は図２（Ｃ）におけるII-II線断面図、図３（Ｃ）は図２（Ｃ）におけるIII-III線断面図である。 図４は発光装置１の発光態様を説明するための模式図である。 図５（Ａ）はワイヤボンディング工程の模式図であり、図５（Ｂ）は比較例である。

符号の説明

１ 発光装置１０ 基体部
１１ 反射ケース
１３ 凹部
１５ リフレクタ
１５１、１５１’ 第１反射面
１５２ 第２反射面
１５３ マウント部
１５４、１５４’ ボンディング部
１５６、１５６’ ビード
２０ 端子保持部
３０ 第１のリード部材
３３、４３ 接続部
４０ 第２のリード部材
５１ 放熱部
５２ 折り曲げ部
６０ ＬＥＤチップ
７０ 封止部
７１ 界面
８０ ワイヤボンダー

Claims (2)

1. 配線基板に表面実装される側面発光型の発光装置であって、
   発光素子と、
   前記発光素子がマウントされる発光素子マウント部と、前記発光素子とワイヤボンディングされるボンディング部とを有するリード部材と、
   前記リード部材がインサートされる基体部であって、前記リード部材の発光素子マウント部と前記リード部材のボンディング部とを含む横長の矩形領域を周方向に囲繞するリフレクタを有する基体部と、
   を備えてなり、
   前記リフレクタの長手方向の側面は、前記リード部材の前記発光素子マウント部に対向する第１反射面と、前記リード部材の前記ボンディング部に対向する第２反射面とを備え、該第１反射面と前記リフレクタの底面とのなす角が、該第２反射面と前記リフレクタの底面とのなす角よりも小さく、
   前記リード部材は、前記基体部から引き出されて、前記基体部に沿って折り曲げられる折り曲げ部を有し、
   前記リフレクタは、前記発光素子の側面に対向する領域に、前記発光素子マウント部に向かって膨出するビードを備え、該ビードの上面が前記第１反射面となり、前記ビードは前記折り曲げ部を覆うように設けられている発光装置。
2. 前記第１反射面は前記リフレクタの長手方向の側面において、前記発光素子の側面に対向する領域の全域に形成され、且つ、前記第１反射面の長手方向の長さは、前記発光素子マウント部の長手方向の長さと同一である、ことを特徴とする請求項１に記載の発光装置。

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