JP2012054533A - 発光装置および画像表示ユニット - Google Patents

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Abstract

【課題】表面実装型の発光装置において、側面を被覆する防水用樹脂の剥離の進行を抑制でき、防水用樹脂が剥離した場合であっても、雨水等の水分の浸入を防止することができる防水性能に優れた発光装置および画像表示ユニットを提供する。
【解決手段】発光装置１は、凹部１１が形成されたパッケージ１０と、一端側が凹部１１の底面に露出され、他端側がパッケージ１０の外部に突出されたリードフレーム２０と、凹部１１の底面に露出されたリードフレーム２０上の発光素子３０と、凹部１１に充填された封止部材４０とを備え、パッケージ１０がリードフレーム２０が配置される側面においてフレーム側面２１よりも内側に形成された第１側面１２と、第１側面１２の下部に形成され、リードフレーム２０の上部を覆うように突出した第２側面１３と、を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、表面実装型の発光装置および表面実装型の発光装置を用いた画像表示ユニットに関する。
屋外に設置される画像表示装置（ディスプレイ）のそれぞれの画素を構成する発光装置としては、砲弾型ＬＥＤを用いたものが主流であるが、小型化、薄型化、あるいは放熱性の観点から、表面実装型（ＳＭＤ型）ＬＥＤを用いたものも増えている。
このような表面実装型の発光装置としては、次のような技術が提案されている。例えば、特許文献１では、樹脂ステムと、この樹脂ステムの上面全体及び上部側面全体を光透過性熟硬化樹脂からなる突出部で覆うことで、耐湿性と発光効率を向上させた発光装置が提案されている。また、特許文献２では、金属を含む導電層を介してリードフレームの裏面に放熱部材を設けることで、放熱特性を向上させた発光装置が提案されている。そして、特許文献３では、ステムに半導体素子が載置される第１の凹部と当該第１の凹部の周囲に形成された第２の凹部とを形成することで、半導体素子を封止する封止体の量を常に一定とすることができる発光装置が提案されている。
ここで、特許文献１〜３で提案された発光装置を前記したような屋外に設置される画像表示装置の画素として用いる場合、例えば図１１（ａ）に示すように、発光装置１０１の側面（周囲）、特に水分が浸入しやすいパッケージ１１０とリードフレーム１２０の境界をシリコン樹脂等の防水用樹脂１０２で被覆することにより、発光装置１０１内部への雨水や湿気等による水分の浸入を防止していた。
特開平１０−２６１８２１号公報（図９（ｂ）参照） 特開２００６−０４９４４２号公報（図１参照） 特開２００６−０９３７３８号公報（図４，１０参照）
しかしながら、表面実装型の発光装置は、砲弾型と比較して製品高さが小さいため、その分だけ使用できる防水用樹脂の量も少ない。従って、従来の発光装置１０１では、図１１（ｂ）に示すように、長期間使用すると、太陽光等による熱の影響によって防水用樹脂１０２が膨張および収縮を繰り返すことや、水分や紫外線によって防水用樹脂とパッケージ樹脂が劣化することで、防水用樹脂１０２がパッケージ１１０から剥離してしまう場合があった。
そして、図１１（ｂ）に示すように、このような防水用樹脂１０２の剥離がリードフレーム１２０まで到達すると、パッケージ１１０とリードフレーム１２０の境界から発光装置１０１内部の発光素子１３０まで水分が浸入し、当該発光素子１３０が不点灯となってしまうおそれがあった。
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、表面実装型の発光装置において、側面を被覆する防水用樹脂が剥離し始めた場合であっても、水分の浸入しやすいパッケージとリードフレームの境界まで剥離しにくく、雨水等の水分の浸入を防止することができる防水性能に優れた発光装置および画像表示ユニットを提供することを課題とする。
前記課題を解決するために本発明に係る発光装置は、表面実装型の発光装置であって、上面に凹部が形成されたパッケージと、一端側が前記凹部の底面に露出されるとともに、他端側が前記パッケージの側面から外部に突出するように、前記パッケージに埋設された一対のリードフレームと、前記凹部の底面に露出された前記一対のリードフレームの少なくともいずれか一方の上面に配置された発光素子と、前記凹部の内部に充填された封止部材と、を備え、前記パッケージが、前記一対のリードフレームが配置される側面において、前記一対のリードフレームのフレーム側面よりも内側に形成された第１側面と、前記第１側面の下部に形成され、前記一対のリードフレームの上部を覆うように突出した第２側面と、を備える構成とする。
このような構成を備える発光装置は、主として屋外での使用の際に側面を防水用樹脂で被覆する場合において、長期間の使用によって防水用樹脂が剥離し始めた場合であっても、リードフレームのフレーム側面よりも内側に形成された第１側面と、一対のリードフレームの上部を覆うように突出した第２側面と、によって形成された段差によって、防水用樹脂が水分の浸入しやすいパッケージとリードフレームの境界まで剥離することを抑制でき、雨水等の水分の浸入を防止することができる。なお、屋外の使用に限らず、屋内での使用の際も、防水性を高めるために発光装置のパッケージ側面を防水用樹脂で被覆する場合があり、この場合も同様の効果を得ることができる。
また、本発明に係る発光装置は、前記パッケージの側面から外部に突出した前記一対のリードフレームが、前記パッケージの側面および下面に沿って折り曲げられており、前記第１側面が、折り曲げられた前記一対のリードフレームのフレーム側面よりも内側に形成され、前記第２側面が、前記一対のリードフレームの折曲部の上部を覆うように突出した構成とすることが好ましい。
このような構成を備える発光装置は、一対のリードフレームの折曲部の上部を覆うように第２側面が突出しているため、発光装置内部への雨水等の水分の浸入をより効果的に防止することができる。
また、本発明に係る発光装置は、前記パッケージが、前記第１側面と前記第２側面との間に、前記パッケージの厚さ方向に所定深さで形成された溝部を備える構成とすることが好ましい。
このような構成を備える発光装置は、屋外での使用の際に側面を防水用樹脂で被覆する場合において、長期間の使用によって防水用樹脂が剥離するおそれがある場合であっても、第１側面と第２側面との間に形成された溝部によって、防水用樹脂がパッケージから剥離することを抑制することができる。また、当該発光装置は、防水用樹脂が側面から剥離した場合であっても、その溝部によって、雨水等の水分の浸入を防止することができる。
また、本発明に係る発光装置は、前記パッケージが、前記第１側面よりも前記発光装置の発光面側において、当該第１側面よりも内側に形成された第３側面を備える構成とすることが好ましい。
このような構成を備える発光装置は、屋外での使用の際に側面を防水用樹脂で被覆する場合において、長期間の使用によって防水用樹脂が剥離し始めた場合であっても、第１側面と第２側面によって形成された段差によって、防水用樹脂のパッケージから剥離することを抑制でき、雨水等の水分の浸入を防止することができる。また、当該発光装置は、屋外での使用の際に側面を防水用樹脂で被覆する場合において、第３側面を目安として防水用樹脂を被覆することができる。
また、本発明に係る発光装置は、前記第１側面の前記パッケージの厚さ方向における高さが、前記第２側面の前記パッケージの厚さ方向における高さよりも大きい構成とすることが好ましい。
このような構成を備える発光装置は、屋外での使用の際に側面を防水用樹脂で被覆する場合において、防水用樹脂の被覆の目安となる第１側面の面積を第２側面の面積よりも広く確保することができ、第１側面の面内に防水用樹脂の端部が位置するように、当該防水用樹脂を被覆することが容易となる。
そして、本発明に係る画像表示ユニットは、前記した発光装置が複数配置された回路基板と、前記回路基板上において、前記複数の発光装置の前記パッケージの側面および前記フレーム側面を覆うように形成された防水用樹脂と、を備える構成とする。
このような構成を備える画像表示ユニットは、パッケージの側面およびフレーム側面を覆う防水用樹脂を備えているため、発光装置の内部に雨水等の水分が浸入することを防止することができる。
また、本発明に係る画像表示ユニットは、複数の開口部が形成されるとともに、当該複数の開口部に前記複数の発光装置が対向して配置され、前記回路基板と接合される枠部材を更に備える構成とすることが好ましい。
このような構成を備える画像表示ユニットは、枠部材を備えることで、回路基板および回路基板上の防水用樹脂を保護することができる。
また、本発明に係る画像表示ユニットは、前記防水用樹脂が、前記フレーム側面および前記第２側面を覆うとともに、前記第１側面の一部を覆うように、形成された構成とすることが好ましい。
このような構成を備える画像表示ユニットは、防水用樹脂が前記パッケージの第１側面の面内の位置まで形成されているため、発光装置の内部に雨水等の水分が浸入することをより確実に防止することができる。
前記課題を解決するために本発明に係る画像表示ユニットは、発光装置と、前記発光装置が複数配置された回路基板と、前記回路基板上に形成された防水用樹脂と、を備え、前記発光装置は、表面実装型の発光装置であって、上面に凹部が形成されたパッケージと、一端側が前記凹部の底面に露出されるとともに、他端側が前記パッケージの側面から外部に突出するように、前記パッケージに埋設された一対のリードフレームと、前記凹部の底面に露出された前記一対のリードフレームの少なくともいずれか一方の上面に配置された発光素子と、前記凹部の内部に充填された封止部材と、を備え、前記防水用樹脂は、前記回路基板上において、前記複数の発光装置の前記パッケージの側面および前記フレーム側面を覆うように形成され、前記パッケージは、前記一対のリードフレームが配置される側面において、前記一対のリードフレームのフレーム側面よりも内側に形成された第１側面と、前記第１側面の下部に形成され、前記第１側面よりも突出した第２側面と、を備える構成とする。
このような構成を備える画像表示ユニットは、パッケージの側面およびフレーム側面を覆う防水用樹脂を備えているため、発光装置の内部に雨水等の水分が浸入することを防止することができる。また、画像表示ユニットは、長期間の使用によって防水用樹脂が剥離し始めた場合であっても、リードフレームのフレーム側面よりも内側に形成された第１側面と、当該第１側面よりも突出した第２側面と、によって形成された段差によって、防水用樹脂が水分の浸入しやすいパッケージとリードフレームの境界まで剥離することを抑制でき、雨水等の水分の浸入を防止することができる。
また、本発明に係る画像表示ユニットは、前記パッケージの側面から外部に突出した前記一対のリードフレームが、前記パッケージの側面および下面に沿って折り曲げられており、前記第１側面が、折り曲げられた前記一対のリードフレームのフレーム側面よりも内側に形成され、前記第２側面が、前記一対のリードフレームの折曲部の上部を覆うように突出した構成とすることが好ましい。
このような構成を備える画像表示ユニットは、一対のリードフレームの折曲部の上部を覆うように第２側面が突出しているため、発光装置内部への雨水等の水分の浸入をより効果的に防止することができる。
また、本発明に係る画像表示ユニットは、前記防水用樹脂が、前記フレーム側面および前記第２側面を覆うとともに、前記第１側面の一部を覆うように、形成された構成とすることが好ましい。
このような構成を備える画像表示ユニットは、防水用樹脂が前記パッケージの第１側面の面内の位置まで形成されているため、発光装置の内部に雨水等の水分が浸入することをより確実に防止することができる。
本発明に係る発光装置および画像表示ユニットによれば、屋外での使用の際に発光装置のパッケージの側面を防水用樹脂で被覆する場合において、第１側面と第２側面とによって形成された段差によって、雨水等の水分の浸入を防止することができるため、防水性能を向上させることができる。また、当該発光装置および当該画像表示ユニットによれば、第１側面を目安として防水用樹脂を被覆することができるため、防水用樹脂の被覆量を一定に保つことができ、防水性能を安定させることができる。
本発明の第１実施形態に係る発光装置の構成を示す図３のＡ−Ａ断面図であって、（ａ）は、防水用樹脂が剥離していない状態を示す図、（ｂ）は、防水用樹脂が一部剥離した状態を示す図、である。 本発明の第１実施形態に係る発光装置の全体構成を示す斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る発光装置の全体構成を示す平面図である。 本発明の第１実施形態に係る発光装置を用いた画像表示ユニットを示す概略図であり、（ａ）は画像表示ユニットの全体構成を示す斜視図、（ｂ）は画像表示ユニットの全体構成を示す分解斜視図、である。 本発明の第１実施形態に係る発光装置を用いた画像表示装置の一例を示す概略図であって、（ａ）は、画像表示装置を示す図、（ｂ）は、画像表示装置を構成する画像表示ユニットおよび画像表示ユニット構成する発光装置を示す図、である。 本発明の第１実施形態に係る発光装置を用いた画像表示ユニットの製造工程を示す概略図であり、（ａ）は、発光装置配置工程を示す図、（ｂ）は、防水用樹脂被覆工程を示す図、（ｃ）は、枠部材取付工程を示す図、である。 本発明の第２実施形態に係る発光装置の構成を示す断面図であって、（ａ）は、防水用樹脂が剥離していない状態を示す図、（ｂ）は、防水用樹脂が一部剥離した状態を示す図、である。 本発明の第３実施形態に係る発光装置の構成を示す断面図であって、（ａ）は、防水用樹脂が剥離していない状態を示す図、（ｂ）は、防水用樹脂が一部剥離した状態を示す図、である。 本発明の第４実施形態に係る発光装置の構成を示す断面図であって、（ａ）は、防水用樹脂が剥離していない状態を示す図、（ｂ）は、防水用樹脂が一部剥離した状態を示す図、である。 本発明の第５実施形態に係る発光装置の構成を示す断面図である。 従来技術に係る発光装置の構成を示す断面図であって（ａ）は、防水用樹脂が剥離していない状態を示す図、（ｂ）は、防水用樹脂が一部剥離した状態を示す図、である。
以下、本発明の実施形態に係る発光装置および画像表示ユニットについて、図面を参照しながら説明する。なお、各図面が示す部材のサイズ（面積、厚さ）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。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については、原則として同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。
［第１実施形態］
第１実施形態に係る発光装置１について、図１〜図３および図５を参照しながら詳細に説明する。なお、説明の便宜上、図３では封止部材４０を透過させた状態を図示している。
発光装置１は、主として屋外に設置される画像表示装置（ディスプレイ）に用いられる表面実装型の発光装置である。ここで、表面実装型（ＳＭＤ型）の発光装置とは、図１に示すように、パッケージ１０の凹部１１内にリードフレーム２０を露出させ、当該リードフレーム２０上に発光素子３０を表面実装する発光装置のことをいう。
発光装置１は、例えば図５に示すように、画像表示装置Ｄを構成する個々の画素として用いられる。発光装置１は、図１に示すように断面視すると、パッケージ１０と、リードフレーム２０と、発光素子３０と、封止部材４０と、ワイヤ５０と、を備えている。なお、以下の説明では、発光装置１と防水用樹脂２との関係を説明するために、図１に示すように、発光装置１の側面を覆う防水用樹脂２を図示した状態で説明を行う。また、防水用樹脂２は、発光装置１の周囲を被覆するように形成されるが、図１およびその他の図面では、説明の便宜上、発光装置１の一方の側面のみを防水用樹脂２で覆ったものを示している。
＜パッケージ＞
パッケージ１０は、発光素子３０等の電子部品を配置するための部材である。パッケージ１０の上面には、図１に示すように、所定深さの凹部１１が形成されている。この凹部１１は、発光素子３０が配置される領域であり、図１に示すように、凹部１１の底面に一対のリードフレーム２０の一端部が互いに対向するように配置され、当該一対のリードフレーム２０の一方の上面に発光素子３０が配置されている。
パッケージ１０は、図１〜図３に示すように、一対のリードフレーム２０が配置される側面において、第１側面１２および第２側面１３を備えている。第１側面１２は、図１に示すように、折り曲げられた一対のリードフレーム２０のフレーム側面２１よりも内側に形成された側面である。また、第１側面１２と第２側面１３とは、図２に示すように、パッケージ１０において、一対のリードフレーム２０が形成された２つの側面に沿って形成されている。なお、第１側面１２をフレーム側面２１からどの程度内側に形成するかは特に限定されず、防水用樹脂２の被覆量によって適宜変更することができる。
第２側面１３は、図１に示すように、第１側面１２の下部において、当該第１側面１２と連続して形成されるとともに、当該第１側面１２よりも突出した側面である。また、第２側面１３は、図１に示すように、リードフレーム２０の上部を覆うように、好ましくは当該リードフレーム２０の折曲部２２の上部を覆うように、突出して形成される。従って、第２側面１３は、図１に示すように断面視すると、リードフレーム２０の折曲部２２の上部において、凸状に突出した形状を呈している。
ここで、図１（ａ）に示すように、発光装置１の側面を防水用樹脂２で覆った場合、長期間の使用によって当該防水用樹脂２が膨張と収縮を繰り返し、図１（ｂ）に示すように、第１側面１２から剥離してしまう場合がある。しかし、発光装置１は、第１側面１２と第２側面１３とで形成された段差（図１（ｂ）の破線矢印で示す）によって、防水用樹脂２のさらなる剥離を抑制でき、雨水等の水分の浸入を防止することができる。
また、第２側面１３は、図１に示すように、その側面突出長さがリードフレーム２０のフレーム側面２１と同等以上となるように形成されている。本実施形態においては、第２側面１３の側面突出長さがリードフレーム２０のフレーム側面２１とほぼ同等であり、すなわち、図１に示すように、第２側面１３とフレーム側面２１とが面一となって一つの面を形成している。これにより、発光装置１は、図１（ａ）に示すように、防水用樹脂２が剥離した際の水分の浸入経路となる、パッケージ１０側面から発光装置１内部までの距離ｄ１を、従来技術に係る発光装置１０１の距離ｄ２（図１１（ａ）参照）よりも延長することができる。従って、発光装置１は、防水用樹脂２が剥離した際の水分の浸入経路を最大限長く確保することができるため、従来よりも防水性能を向上させることができる。また、従来技術に係る発光装置１０１のように、リードフレーム１２０の上面がパッケージ１１０から突出していると、防水用樹脂２とパッケージ１１０との隙間から浸入した水分がリードフレーム１２０の上面を伝って発光装置１０１の内部に浸入しやすい（図１１（ｂ）参照）。そのため、図１に示すように、リードフレーム２０の上面をパッケージ１０によって完全に覆うことで、防水用樹脂２の剥離がリードフレーム２０に到達するまで進行した場合であっても、水分が浸入しにくい発光装置とすることができる。
また、第２側面１３は、その側面突出長さがリードフレーム２０のフレーム側面２１よりも長くなるように形成してもよい（図示省略）。言い換えれば、リードフレーム２０のフレーム側面２１が第２側面１３よりも内側に配置されるようにしてもよい。この場合であっても、発光装置１は、防水用樹脂２が剥離した際の水分の浸入経路となる、パッケージ１０側面から発光装置１内部までの距離を、従来技術に係る発光装置１０１の距離ｄ２（図１１（ａ）参照）よりも延長することができる。従って、発光装置１は、防水用樹脂２が剥離した際の水分の浸入経路を最大限長く確保することができるため、従来よりも防水性能を向上させることができる。
なお、発光装置１の側面を防水用樹脂２で被覆する場合、図１（ａ）に示すように、防水用樹脂２の端部が第１側面１２の面内に位置するように被覆することが求められるが、防水用樹脂２の端部の位置は、製造上のずれが生じやすい。従って、パッケージ１０は、図１（ａ）に示すように、第１側面１２のパッケージ１０の厚さ方向における高さｈ１を、第２側面１３のパッケージ１０の厚さ方向における高さｈ２よりも大きくなるように構成することが好ましい。これにより、発光装置１は、屋外での使用の際に側面を防水用樹脂２で被覆する場合において、第１側面１２の面積を第２側面１３の面積よりも広く確保することができため、第１側面１２の面内に防水用樹脂２の端部が位置するように、当該防水用樹脂２を被覆することが容易となる。従って、発光装置１は、第１側面１２を目安として防水用樹脂２を被覆することができるため、防水用樹脂２の被覆量を一定に保つことができ、防水性能を安定させることができる。また、第１側面１２は、このように防水用樹脂２によって被覆されるため、封止部材やレンズ部材等に覆われずに露出されている。
パッケージ１０のサイズは特に限定されず、発光素子３０の数や、目的および用途に応じて適宜選択することができる。また、パッケージ１０の材料としては、絶縁性材料を用いることが好ましく、かつ、発光素子３０から放出される光や外光等が透過しにくい材料や、ある程度の強度を有する材料を用いることが好ましい。パッケージ１０の材料としては、具体的には、セラミックス（Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＮ等）、あるいはフェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ＢＴレジン（bismaleimide triazine resin）、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）等の樹脂を用いることが好ましい。
＜リードフレーム＞
リードフレーム２０は、発光素子３０等の電子部品と、図示しない外部電源と、を電気的に接続し、これらの電子部品に対して外部電源からの電圧を印加する電極である。リードフレーム２０は、図１〜図３に示すように、それぞれが正極または負極として機能するリードフレーム２０ａ，２０ｂから構成される。
リードフレーム２０ａ，２０ｂは、図１および図２に示すように、板状の金属部材で構成されている。また、リードフレーム２０ａ，２０ｂは、図１〜図３に示すように、その一端側がパッケージ１０の凹部１１の底面に露出されるとともに、その他端側がパッケージ１０の側面から外部に突出するように、パッケージ１０に埋設されている。そして、パッケージ１０の側面から外部に突出したリードフレーム２０ａ，２０ｂは、図１および図２に示すように、パッケージ１０の側面および下面に沿って折り曲げられている。
リードフレーム２０ａの上面には、図１に示すように、発光素子３０が配置されている。そして、リードフレーム２０ａの上面に配置された発光素子３０は、図１および図３に示すように、ワイヤ５０によってリードフレーム２０ａ，２０ｂとそれぞれ電気的に接続されている。なお、発光素子３０は、リードフレーム２０ａ，２０ｂの少なくともいずれか一方の上面に配置されていればよく、例えばリードフレーム２０ｂの上面や、リードフレーム２０ａ，２０ｂのそれぞれの上面に配置されてもよい。
リードフレーム２０ａ，２０ｂのサイズは特に限定されず、発光素子３０の数や、目的および用途に応じて適宜選択することができる。また、リードフレーム２０ａ，２０ｂの材料としては、例えば、Ｃｕ合金の表面にＡｕめっきやＡｇめっきを施したものを用いることができる。
＜発光素子＞
発光素子３０は、電圧を印加することで自発光する半導体素子である。発光素子３０は、図１に示すように、リードフレーム２０ａの上面に配置されている。また、発光素子３０のそれぞれは、図１および図３に示すように、矩形状に形成されている。発光素子３０は、ここでは図３に示すように、３本のリードフレーム２０ａ上に３つの発光素子３０がそれぞれ配置されており、それぞれがＲ，Ｇ，Ｂのうちの一色の光を発光するように構成されている。そして、３つの発光素子３０が発するそれぞれの光を混色することで、１画素を構成している。
発光素子３０としては、具体的には発光ダイオードを用いるのが好ましく、用途に応じて任意の波長のものを選択することができる。例えば、青色（波長４３０ｎｍ〜４９０ｎｍの光）、緑色（波長４９０ｎｍ〜５７０ｎｍの光）の発光素子３０としては、ＺｎＳｅ、窒化物系半導体（ＩｎＸＡｌＹＧａ１−Ｘ−ＹＮ、０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ＜１）、ＧａＰ等を用いることができる。また、赤色（波長６２０ｎｍ〜７５０ｎｍの光）の発光素子３０としては、ＧａＡｌＡｓ、ＡｌＩｎＧａＰ等を用いることができる。
また、後記するように、封止部材４０（図１および図２参照）に蛍光物質を導入する場合は、その蛍光物質を効率良く励起できる短波長の発光が可能な窒化物半導体（ＩｎＸＡｌＹＧａ１−Ｘ−ＹＮ、０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ＜１）を用いることが好ましい。発光素子３０の成分組成や発光色、サイズ等は上記に限定されず、目的に応じて適宜選択することができる。
＜封止部材＞
封止部材４０は、リードフレーム２０ａ，２０ｂに配置された発光素子３０およびワイヤ５０を、塵芥、水分、外力等から保護するための部材である。封止部材４０は、図１および図２に示すように、パッケージ１０の凹部１１の内部に樹脂を充填することで形成される。
封止部材４０の材料としては、発光素子３０からの光を透過可能な透光性を有するものが好ましく、具体的には、シリコン樹脂、エポキシ樹脂、ユリア樹脂等を用いることが好ましい。また、このような材料に加えて、所望に応じて着色剤、光拡散剤、フィラー、蛍光部材等を含有させることもできる。
なお、封止部材４０は、単一の部材で形成することもできるし、あるいは、２層以上の複数の層として形成することもできる。また、封止部材４０の充填量は、パッケージ１０の凹部１１内におけるリードフレーム２０ａ，２０ｂ上に配置される発光素子３０およびワイヤ５０が被覆される量であればよい。
＜ワイヤ＞
ワイヤ５０は、発光素子３０等の電子部品と、リードフレーム２０を電気的に接続するための導電性の配線である。ワイヤ５０は、図１および図３に示すように、発光素子３０とリードフレーム２０ａ，２０ｂとを電気的に接続している。
ワイヤ５０の径は特に限定されず、目的および用途に応じて適宜選択することができる。また、ワイヤ５０の材料としては、Ａｕ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ａｌ等の金属、および、それらの合金を用いたものが挙げられるが、特に、熱伝導率等に優れたＡｕを用いるのが好ましい。
以上のような構成を備える発光装置１は、図１（ａ）に示すように、主として屋外での使用の際に側面を防水用樹脂２で被覆する場合において、図１（ｂ）に示すように、長期間の使用によって防水用樹脂２が剥離し始めた場合であっても、リードフレーム２０ａ，２０ｂのフレーム側面２１よりも内側に形成された第１側面１２と、リードフレーム２０ａ，２０ｂの折曲部２２の上部を覆うように突出した第２側面１３と、によって形成された段差によって、防水用樹脂２が水分の浸入しやすいパッケージ１０とリードフレーム２０ａ，２０ｂの境界まで剥離することを抑制でき、雨水等の水分の浸入を防止することができるため、防水性能を向上させることができる。
なお、屋外の使用に限らず、屋内での使用の際も、防水性を高めるために発光装置１のパッケージ側面を防水用樹脂２で被覆する場合があり、この場合も同様の効果を得ることができる。また、発光装置１は、第１側面１２を目安として防水用樹脂２を被覆することができるため、防水用樹脂２の被覆量を一定に保つことができ、防水性能を安定させることができる。
［画像表示ユニット］
以下、前記した発光装置１を用いた画像表示ユニットＵについて、図４および図５を参照しながら詳細に説明する。
画像表示ユニットＵは、屋外に設置される画像表示装置（ディスプレイ）に用いられる複数の発光装置１によって構成されるユニットである。画像表示ユニットＵは、例えば図５に示すように、画像表示装置Ｄを構成するユニットとして用いられる。画像表示ユニットＵは、図４に示すように、発光装置１と、防水用樹脂２と、回路基板３と、枠部材４と、を備えている。
＜発光装置＞
発光装置１は、図４に示すように、後記する接合部材５（図６参照）を介して回路基板３上に複数配置される。発光装置１は、ここでは図４に示すように、縦３個×横３個のマトリクス状に配置される。但し、画像表示ユニットＵを構成する発光装置１の数は上記に限定されず、目的に応じて適宜増減させることができる。なお、発光装置１の具体的構成については前記説明した通りであるため、ここでは説明を省略する。
＜防水用樹脂＞
防水用樹脂２は、発光装置１内部に外気中の雨水や湿気等の水分が浸入することを防止するものである。防水用樹脂２は、シリコン樹脂で構成されており、回路基板３上において、発光装置１のパッケージ１０の側面およびフレーム側面２１を覆うように形成される（図１（ａ）参照）。
防水用樹脂２は、回路基板３上において、フレーム側面２１と第２側面１３とを覆うとともに、第１側面１２の一部を覆うように、形成されることが好ましい（図１（ａ）参照）。これは具体的には、第１側面１２の面内、すなわち第１側面１２の上端から下端までの間に防水用樹脂２の端部が位置するように、発光装置１の周囲に防水用樹脂２を充填することを意味している（図１（ａ）参照）。これにより、画像表示ユニットＵは、図４（ｂ）に示すように、防水用樹脂２がパッケージ１０の第１側面１２の面内の位置まで形成されているため、発光装置１の内部に雨水等の水分が浸入することをより確実に防止することができる。また、このように、第１側面１２の上端まで防水用樹脂２を充填しないことにより、発光装置１上面への防水用樹脂２の這い上がりを防止できるため、防水用樹脂２が発光面を被覆することによる光出力の低下を防止でき、また、図４に示すように、枠部材４を取り付けるスペースを設けることができるため、当該枠部材４の取り付けが容易となる。
＜回路基板＞
回路基板３は、複数の発光装置１を配置し、電気的に結合かつ機械的に保持するための基板である。回路基板３は、図４に示すように、矩形平板状に形成されている。また、回路基板３は、具体的には、図示しない定電流駆動回路、駆動制御回路、通信回路等を実装したガラスエポキシ基板で構成されている。そして、回路基板３上には、図４（ｂ）に示すように、複数の発光装置１が配置され、当該発光装置１の側面には、防水用樹脂２が被覆される。
＜枠部材＞
枠部材４は、回路基板３および回路基板３上の防水用樹脂２を保護するための部材である。枠部材４は、図４に示すように、矩形平板状に形成され、回路基板３に対応した面積で形成されている。また、枠部材４には、図４（ｂ）に示すように、複数の発光装置１の面積に対応した複数の開口部４ａが形成されている。そして、枠部材４は、図４（ａ）に示すように、複数の開口部４ａに複数の発光装置１が対向して配置され、回路基板３と図示しないネジ部材によって接合される。
以上のような構成を備える画像表示ユニットＵは、前記した発光装置１を備えているため、長期間の使用によって防水用樹脂２が剥離し始めた場合であっても、リードフレーム２０ａ，２０ｂのフレーム側面２１よりも内側に形成された第１側面１２と、リードフレーム２０ａ，２０ｂの折曲部２２の上部を覆うように突出した第２側面１３と、によって形成された段差によって、防水用樹脂２が水分の浸入しやすいパッケージ１０とリードフレーム２０ａ，２０ｂの境界まで剥離することを抑制でき、雨水等の水分の浸入を防止することができるため（図１（ａ）参照）、防水性能を向上させることができる。
なお、屋外の使用に限らず、屋内での使用の際も、防水性を高めるために発光装置１のパッケージ側面を防水用樹脂２で被覆する場合があり、この場合も同様の効果を得ることができる。また、画像表示ユニットＵは、第１側面１２を目安として防水用樹脂２を被覆することができるため、防水用樹脂２の被覆量を一定に保つことができ、防水性能を安定させることができる。
［画像表示ユニットの製造方法］
次に、発光装置１を用いた画像表示ユニットＵの製造方法について、簡単に説明する。画像表示ユニットＵの製造方法は、発光装置配置工程と、防水用樹脂被覆工程と、枠部材取付工程と、を行えばよい。以下、図６を参照しながら、各工程について簡単に説明する。
＜発光装置配置工程＞
発光装置配置工程は、回路基板３上に複数の発光装置１を配置する工程である。発光装置配置工程では、図６（ａ）に示すように、複数の発光装置１を回路基板３上に所定間隔で並べ、接合部材５によってそれぞれハンダ付けすることで、発光装置１を配置する。なお、発光装置１は、ここでは回路基板３上に縦３個×横３個のマトリクス状に配置される（図４参照）。
＜防水用樹脂被覆工程＞
防水用樹脂被覆工程は、回路基板３上に配置された複数の発光装置１の側面（周囲）を、防水用樹脂２で被覆する工程である。防水用樹脂被覆工程では、図６（ｂ）に示すように、画像表示ユニットＵを構成する複数の発光装置１の周囲に防水用樹脂２を充填し、発光装置１のパッケージ１０の側面およびフレーム側面２１を覆うように当該防水用樹脂２を形成する。
＜枠部材取付工程＞
枠部材取付工程は、防水用樹脂２が被覆されるとともに複数の発光装置１が配置された回路基板３に枠部材４を取り付ける工程である。枠部材取付工程では、図６（ｃ）に示すように、発光装置１の大きさに対応した開口部４ａにそれぞれの発光装置１が位置するように、枠部材４を回路基板３に取り付け、図示しないネジ部材によってネジ止めを行うことで、画像表示ユニットＵを形成する。なおその際、図６（ｃ）に示すように、防水用樹脂２と枠部材４の裏面とが当接せずに所定間隔を置いて離間するように取り付けを行う。
［第２実施形態］
第２実施形態に係る発光装置１Ａについて、図７を参照しながら詳細に説明する。発光装置１Ａは、図７に示すように、パッケージ１０Ａの形状以外は、前記した第１実施形態に係る発光装置１と同様の構成を備えている。従って、前記した発光装置１と重複する構成については、同じ符号を付して説明を省略する。
発光装置１Ａは、図７（ａ）に示すように、パッケージ１０Ａが、第１側面１２と第２側面１３との間に、パッケージ１０Ａの厚さ方向に所定深さで形成された溝部１４を備えている。ここで、溝部１４の深さや幅は特に限定されず、防水用樹脂２の被覆量によって適宜変更することができる。
以上のような構成を備える発光装置１Ａは、図７（ａ）に示すように、屋外での使用の際に側面を防水用樹脂２で被覆する場合において、図７（ｂ）に示すように、長期間の使用によって防水用樹脂２が剥離するおそれがある場合であっても、第１側面１２と第２側面１３との間に形成された溝部１４によって、防水用樹脂２がパッケージ１０から剥離することを抑制することができる。また、発光装置１Ａは、防水用樹脂２が側面から剥離し始めた場合であっても、その溝部１４によって、防水用樹脂２の剥離の進行を抑制でき、また、雨水等の水分の浸入を防止することができるため、防水性能を向上させることができる。
［第３実施形態］
第３実施形態に係る発光装置１Ｂについて、図８を参照しながら詳細に説明する。発光装置１Ｂは、図８に示すように、パッケージ１０Ｂの形状以外は、前記した第１実施形態に係る発光装置１と同様の構成を備えている。従って、前記した発光装置１と重複する構成については、同じ符号を付して説明を省略する。
発光装置１Ｂは、図８に示すように、パッケージ１０Ｂが、第１側面１２よりも発光装置１Ｂの発光面側において、第１側面１２よりも内側に形成された第３側面１５を備えている。ここで発光面とは、図８に示す封止部材４０の表面のことを指し、第１側面１２よりも発光装置１Ｂの発光面側とは、第１側面１２から封止部材４０の表面に向う方向のことを指している。
第３側面１５は、第１側面１２と同様に、パッケージ１０Ｂを断面視した場合において、一対のリードフレーム２０が形成された２つの側面に沿って形成されている。なお、第３側面１５を第１側面１２からどの程度内側に形成するかは特に限定されず、防水用樹脂２の被覆量によって適宜変更することができる。
以上のような構成を備える発光装置１Ｂは、図８（ｂ）に示すように、屋外での使用の際に側面を防水用樹脂２で被覆する場合において、長期間の使用によって防水用樹脂２が剥離し始めた場合であっても、第１側面１２と第２側面１３によって形成された段差によって、防水用樹脂２のパッケージ１０Ｂからの剥離の進行を抑制でき、雨水等の水分の浸入を防止することができるため、防水性能を向上させることができる。また、発光装置１Ｂは、屋外での使用の際に側面を防水用樹脂２で被覆する場合において、第３側面１５を目安として防水用樹脂２を被覆することができるため、防水用樹脂２の被覆量を一定に保つことができ、防水性能を安定させることができる。
また、発光装置１Ｂは、製造時において封止部材４０の量のばらつき等で凹部１１から封止部材４０が漏れ出した場合に、第２側面１３と第３側面１５によって形成された段差によって封止部材４０の漏出を止めることができる。これにより、発光装置１Ｂは、製造時において、封止部材４０がリードフレーム２０に付着することを防止することができ、半田等の接合部材との接合不良を防止することができる。
なお、製造時において封止部材４０の量のばらつき等で凹部１１から封止部材４０が漏れ出して、防水用樹脂２と接着される面（第２側面１２）に封止部材４０が付着すると、防水用樹脂２の密着性が低下する懸念がある。しかし、前記したように、第２側面１３と第３側面１５によって形成された段差によって封止部材４０の漏出を止め、防水用樹脂２と接着される面（第２側面１２）に封止部材４０が付着することを防止することで、発光装置１Ｂと防水用樹脂２との密着性の低下を抑制することができる。
［第４実施形態］
第４実施形態に係る発光装置１Ｃについて、図９を参照しながら詳細に説明する。発光装置１Ｃは、図９に示すように、パッケージ１０Ｃの形状以外は、前記した第３実施形態に係る発光装置１Ｂと同様の構成を備えている。従って、前記した発光装置１Ｂと重複する構成については、同じ符号を付して説明を省略する。
発光装置１Ｃは、図９に示すように、パッケージ１０Ｃが、凹部１１の内側面において、第１内側面１６と、当該第１内側面１６よりも発光装置１の外側に形成された第２内側面１７と、を備えている。そして、パッケージ１０Ｃが、図９に示すように、第１内側面１６と第２内側面１７との間に、パッケージ１０Ｃの厚さ方向に所定深さで形成された第２溝部１８を備えている。この第２溝部１８が形成された部分には、図９（ａ）に示すように、封止部材４０が充填されている。ここで、第２溝部１８の深さや幅は特に限定されず、封止部材４０の充填量によって適宜変更することができる。
以上のような構成を備える発光装置１Ｃは、第２溝部１８によって、封止部材４０とパッケージ１０Ｃとの密着性を向上でき、封止部材４０とパッケージ１Ｃとの剥離を抑制できる。また、図９（ａ）に示すように、屋外での使用の際に側面を防水用樹脂２で被覆する場合において、図９（ｂ）に示すように、長期間の使用によって、防水用樹脂２のみならず封止部材４０が剥離し始めた場合であっても、第１内側面１６と第２内側面１７との間に形成された第２溝部１８によって、雨水等の水分の浸入を防止することができるため、防水性能を向上させることができる。
［第５実施形態］
第５実施形態に係る発光装置１Ｄについて、図１０を参照しながら詳細に説明する。発光装置１Ｄは、図１０に示すように、パッケージ１０Ｄおよびリードフレーム２０Ａの形状以外は、前記した第１実施形態に係る発光装置１と同様の構成を備えている。従って、前記した発光装置１と重複する構成については、同じ符号を付して説明を省略する。
発光装置１Ｄは、図１０に示すように、パッケージ１０Ｄが第１実施形態に係る発光装置１よりも厚く形成されるとともに、リードフレーム２０Ａａ，２０Ａｂが、パッケージ１０Ｄ内部において折り曲げられている。また、発光装置１Ｄは、図１０に示すように、発光素子３０が配置される平坦面、すなわち凹部１１の底面が、パッケージ１０Ｄ外部の折曲部２２よりも高い位置（発光装置１Ｄの発光面に近い位置）に設けられるとともに、第２側面１３が凹部１１の底面よりも低い位置（発光装置１Ｄの実装面に近い位置）に設けられている。また、発光装置１Ｄは、図１０に示すように、防水用樹脂２が少なくとも第２側面１３を被覆するように形成されるとともに、発光装置１Ｄの発光面（上面）を被覆しないように形成される。
ここで、防水用樹脂２を発光装置１Ｄの発光面を被覆しないように形成するには、凹部１１を深く形成し、第２側面１３と発光面との距離をできるだけ大きくすることが好ましいが、パッケージ１０Ｄをこのような形状とすると、発光装置１Ｄの発光面と発光素子３０との距離が大きくなり、パッケージ１０Ｄの凹部１１内壁における反射や光吸収によって光が取り出されにくくなる。
しかし、発光装置１Ｄは、前記したように、凹部１１の底面がパッケージ１０Ｄ外部の折曲部２２よりも高い位置に設けられているため、第２側面１３と発光面との距離が大きくなり、かつ、第２側面１３が凹部１１の底面よりも低い位置に設けられているため、第２側面１３と発光面との距離も大きくなる。従って、発光装置１Ｄによれば、高出力と歩留まり向上を両立することができる。
なお、第２側面１３から発光面までの高さは、防水用樹脂２を歩留まりよく形成できる高さとすることが好ましく、例えば数ｍｍ程度とすることが好ましい。また、発光装置１Ｄは、図１０に示すように、第１側面１２の高さを大きくすることで、第２側面１３と発光面との距離を大きくしているが、例えば前記した第３実施形態に係る発光装置１Ｂのように、第３側面１５を設けてもよい。
以上、本発明に係る発光装置１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄおよび画像表示ユニットＵについて、発明を実施するための形態により具体的に説明したが、本発明の趣旨はこれらの記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて広く解釈されなければならない。また、これらの記載に基づいて種々変更、改変等したものも本発明の趣旨に含まれることはいうまでもない。また、各実施形態の構成を組み合わせることもできる。例えば、第１実施形態において説明した発光装置１に、第４実施形態において説明した図９に示す第２溝部１８を組み合わせてもよい。
例えば、発光装置１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄは、凹部１１内にＲ，Ｇ，Ｂに対応した３つの発光素子３０を配置する構成としたが、例えば、Ｒ，Ｇ，Ｂのいずれかに対応した１つの発光素子３０を配置し、複数の発光装置１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄを近接して配置することで一つの画素を構成してもよい。
また、発光装置１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄは、凹部１１内にＲ，Ｇ，Ｂに対応した３つの発光素子３０を配置する構成としたが、例えば、ツェナーダイオード等の保護素子を配置してもよい。
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１０１ 発光装置
２，１０２ 防水用樹脂
３ 回路基板
４ 枠部材
４ａ 開口部
５ 接合部材
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１１０ パッケージ
１１ 凹部
１２ 第１側面
１３ 第２側面
１４ 溝部
１５ 第３側面
１６ 第１内側面
１７ 第２内側面
１８ 第２溝部
２０，２０ａ，２０ｂ，２０Ａ，２０Ａａ，２０Ａｂ，１２０，１２０ａ，１２０ｂ リードフレーム
２１ フレーム側面
２２ 折曲部
３０，１３０ 発光素子
４０ 封止部材
５０ ワイヤ
Ｄ 画像表示装置
Ｕ 画像表示ユニット

Claims (11)

  1. 表面実装型の発光装置であって、
    上面に凹部が形成されたパッケージと、
    一端側が前記凹部の底面に露出されるとともに、他端側が前記パッケージの側面から外部に突出するように、前記パッケージに埋設された一対のリードフレームと、
    前記凹部の底面に露出された前記一対のリードフレームの少なくともいずれか一方の上面に配置された発光素子と、
    前記凹部の内部に充填された封止部材と、を備え、
    前記パッケージは、前記一対のリードフレームが配置される側面において、
    前記一対のリードフレームのフレーム側面よりも内側に形成された第１側面と、
    前記第１側面の下部に形成され、前記一対のリードフレームの上部を覆うように突出した第２側面と、
    を備えることを特徴とする発光装置。
  2. 前記パッケージの側面から外部に突出した前記一対のリードフレームは、前記パッケージの側面および下面に沿って折り曲げられており、
    前記第１側面は、折り曲げられた前記一対のリードフレームのフレーム側面よりも内側に形成され、
    前記第２側面は、前記一対のリードフレームの折曲部の上部を覆うように突出したことを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
  3. 前記パッケージは、前記第１側面と前記第２側面との間に、前記パッケージの厚さ方向に所定深さで形成された溝部を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の発光装置。
  4. 前記パッケージは、前記第１側面よりも前記発光装置の発光面側において、当該第１側面よりも内側に形成された第３側面を備えることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の発光装置。
  5. 前記第１側面の前記パッケージの厚さ方向における高さは、前記第２側面の前記パッケージの厚さ方向における高さよりも大きいことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の発光装置。
  6. 請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の発光装置が複数配置された回路基板と、
    前記回路基板上において、前記複数の発光装置の前記パッケージの側面および前記フレーム側面を覆うように形成された防水用樹脂と、
    を備えることを特徴とする画像表示ユニット。
  7. 複数の開口部が形成されるとともに、当該複数の開口部に前記複数の発光装置が対向して配置され、前記回路基板と接合される枠部材を更に備えることを特徴とする請求項６に記載の画像表示ユニット。
  8. 前記防水用樹脂は、前記フレーム側面および前記第２側面を覆うとともに、前記第１側面の一部を覆うように、形成されたことを特徴とする請求項６または請求項７に記載の画像表示ユニット。
  9. 発光装置と、
    前記発光装置が複数配置された回路基板と、
    前記回路基板上に形成された防水用樹脂と、を備え、
    前記発光装置は、表面実装型の発光装置であって、上面に凹部が形成されたパッケージと、一端側が前記凹部の底面に露出されるとともに、他端側が前記パッケージの側面から外部に突出するように、前記パッケージに埋設された一対のリードフレームと、前記凹部の底面に露出された前記一対のリードフレームの少なくともいずれか一方の上面に配置された発光素子と、前記凹部の内部に充填された封止部材と、を備え、
    前記防水用樹脂は、前記回路基板上において、前記複数の発光装置の前記パッケージの側面および前記フレーム側面を覆うように形成され、
    前記パッケージは、前記一対のリードフレームが配置される側面において、
    前記一対のリードフレームのフレーム側面よりも内側に形成された第１側面と、
    前記第１側面の下部に形成され、前記第１側面よりも突出した第２側面と、
    を備えることを特徴とする画像表示ユニット。
  10. 前記パッケージの側面から外部に突出した前記一対のリードフレームは、前記パッケージの側面および下面に沿って折り曲げられており、
    前記第１側面は、折り曲げられた前記一対のリードフレームのフレーム側面よりも内側に形成され、
    前記第２側面は、前記一対のリードフレームの折曲部の上部を覆うように突出したことを特徴とする請求項９に記載の画像表示ユニット。
  11. 前記防水用樹脂は、前記フレーム側面および前記第２側面を覆うとともに、前記第１側面の一部を覆うように、形成されたことを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の画像表示ユニット。
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