JP5119621B2 - 発光装置 - Google Patents

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Description

本発明は、発光装置に関し、より詳細には、表面実装型で小型化及び軽量化を実現した発光装置に関する。
近年、高輝度、高出力の発光素子及び小型かつ好感度の発光装置が開発され種々の分野に利用されている。このような発光装置 は、小型、低消費電力や軽量等の特徴を生かして、例えば、携帯電話及び液晶バックライトの光源、各種メータの光源及び各種読みとりセンサー等に利用されている。
例えば、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。従って、光源として用いられる発光装置自体も小型化することが必要であり、そのために、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（例えば、特許文献１）。
サイドビュータイプの発光装置は、一般に、パッケージの側面に光放出用の開口が形成され、その底面に発光ダイオードチップがマウントされ、リードフレームの一部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。
このような、サイドビュー型発光装置を小型化するために、主に高さ方向の小サイズ化が進められており、そのため、パッケージ自体の薄膜化が進められているとともに、薄膜化に伴うパッケージの強化方法が検討されている（例えば、特許文献２）。
特開２００６−２４３４５号公報 特開平０９−２９８２６３号公報
しかし、パッケージ自体を薄膜化すると、パッケージの強度不足によるパッケージの欠け及び湾曲が生じ、歩留まりが低下するという問題がある。
また、パッケージを形成する際、射出成形又は圧縮成形等を行うが、成形材料が金型キャビティの隅々までいきわたらず、キャビティを完全に充填しきれない現象（ショートショット）が発生するという問題もある。
本発明はこのような課題を解決するためになされたもので、パッケージの強度を十分に確保して、取り扱い及び歩留まりの向上を図るとともに、従来から要望されているさらなる薄膜化及び小型化を、発光装置内のスペースを効率的に利用することにより実現し、かつ実装占有空間を最小限に抑えることができる発光装置を提供することを目的とする。
本発明の発光装置は、
発光素子と、
該発光素子が電気的に接続された複数のリードフレームと、
該リードフレームの少なくとも一部をその内部に含み、前記リードフレームの一端をその外部に突出させ、かつ前記発光素子からの光を取り出すための開口を備え、長手方向に延設されたパッケージとを含んでなり、
前記パッケージの壁の少なくとも一部の外表面に凹部が形成され、
前記パッケージの外表面の凹部が、前記開口を構成するパッケージの短手方向に対向する壁において、少なくとも、前記発光素子に対向する第１の壁、該第１の壁に対して段差を有する第２の壁及び前記第１の壁と第２の壁との間で連結された一対の第３の壁を有し、前記第２の壁及び第３の壁とが前記第１の壁よりも肉厚に形成されて構成されており、
前記パッケージの外部に突出したリードフレームは、一部が前記凹部内に収容され、かつ他の一部が該凹部外に屈曲されており、該屈曲された他の一部は、前記凹部内に収容された一部よりも幅広形状を有することを特徴とする。
本発明の別の発光装置は、
発光素子と、
該発光素子が電気的に接続された複数のリードフレームと、
該リードフレームの少なくとも一部をその内部に含み、前記リードフレームの一端をその外部に突出させ、かつ該発光素子からの光を取り出すための開口を備え、長手方向に延設されたパッケージとを含んでなり、
前記パッケージの壁の少なくとも一部の外表面に凹部が形成され、
前記パッケージの外表面の凹部が、前記開口を構成するパッケージの短手方向に対向する壁において、少なくとも、前記発光素子に対向する第１の壁、該第１の壁に対して段差を有する第２の壁及び前記第１の壁と第２の壁との間で連結された一対の第３の壁を有し、前記第２の壁及び第３の壁とが前記第１の壁よりも肉厚に形成されて構成されており、
前記第１の壁、第２の壁及び第３の壁がそれぞれ異なるテーパー角を有し、
前記パッケージの外部に突出したリードフレームは、一部が前記凹部内に収容され、かつ他の一部が該凹部外に屈曲されており、該屈曲された他の一部は、前記凹部内に収容された一部よりも幅広形状を有することを特徴とする。
このような発光装置は、第３の壁が、傾き０．２以上で形成されてなるか、第１の壁又は第２の壁に対して、９０°〜１７０°の角度で連結されてなることが好ましい。
さらに、第１の壁、第２の壁及び第３の壁が、０〜４５°のテーパー角に設定されてなることが好ましい。
また、前記パッケージの外部に突出したリードフレームが、パッケージの外部に突出したリードフレームの表面の一部と前記壁の外表面とが面一となるように収容されていることが好ましい。
壁の肉厚部分が、凹部を構成する壁の少なくとも一部であるか、テーパー状であるか、他の部分と異なるテーパー角によって肉厚に形成されていることが好ましい。
複数の発光素子が搭載されてなるか、複数の発光素子が発光色の異なる素子であることが好ましい。
本発明の発光装置によれば、パッケージの強度不足によるパッケージの欠け及び湾曲を防止し、さらに熱膨張によるパッケージの変形を防止することにより、機械的強度を確保して、取り扱い及び歩留まりの向上を図ることができる。また、従来から要望されている薄膜化及び小型化を、発光装置内のスペースを効率的に利用することにより実現し、かつ実装占有空間を最小限に抑えることができる。
しかも、パッケージを、例えば、射出成形又は圧縮成形等の公知の方法を利用する場合においても、ショートショットの発生を防止するとともに、リードフレーム部分からのパッケージ材料の漏れを防止して、製造を容易にすることができ、品質の高い発光装置を得ることができる。
本発明の発光装置は、例えば、図１に示したように、主として、発光素子１１ａ、１１ｂ、１１ｃと、その一端をリード端子として機能させるリードフレーム１２ａ〜１２ｆと、パッケージ１３とから構成される。
（発光素子）
発光素子は、通常、半導体発光素子であり、特に、いわゆる発光ダイオードと呼ばれる素子であればどのようなものでもよい。例えば、基板上に、ＩｎＮ、ＡｌＮ、ＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＡｌＮ等の窒化物半導体、III-V族化合物半導体、II-VI族化合物半導体等、種々の半導体によって、活性層を含む積層構造が形成されたものが挙げられる。半導体の構造としては、ＭＩＳ接合、ＰＩＮ接合、ＰＮ接合などのホモ構造、ヘテロ結合あるいはダブルヘテロ結合のものが挙げられる。また、半導体活性層を量子効果が生ずる薄膜に形成させた単一量子井戸構造、多重量子井戸構造としてもよい。活性層には、Ｓｉ、Ｇｅ等のドナー不純物及び／又はＺｎ、Ｍｇ等のアクセプター不純物がドープされる場合もある。得られる発光素子の発光波長は、半導体の材料、混晶比、活性層のＩｎＧａＮのＩｎ含有量、活性層にドープする不純物の種類を変化させるなどによって、紫外領域から赤色まで変化させることができる。
なお、発光素子は、後述するリードフレームに搭載され、そのために、接合部材が用いられる。例えば、青及び緑発光を有し、サファイア基板上に窒化物半導体を成長させて形成された発光素子の場合には、エポキシ樹脂、シリコーン等を用いることができる。また、発光素子からの光や熱による劣化を考慮して、発光素子裏面にＡｌメッキをしてもよいし、樹脂を使用せず、Ａｕ−Ｓｎ共晶などの半田、低融点金属等のろう材を用いてもよい。さらに、ＧａＡｓ等からなり、赤色発光を有する発光素子のように、両面に電極が形成された発光素子の場合には、銀、金、パラジウムなどの導電性ペースト等によってダイボンディングしてもよい。
本発明の発光装置においては、発光素子は、１つのみならず、複数個搭載されていてもよい。この場合には、同じ発光色の光を発する発光素子を複数個組み合わせてもよい。例えば、ＲＢＧに対応するように、発光色の異なる発光素子を複数個組み合わせることにより、色再現性を向上させることができる。また、発光色の同じ発光素子を複数個組み合わせることにより、光度を向上させることができる。
（リードフレーム）
リードフレームは、発光素子と電気的に接続するための電極であり、実質的に板状であればよく、波形板状、凹凸を有する板状であってもよい。材料は特に限定されず、熱伝導率の比較的大きな材料で形成することが好ましい。このような材料で形成することにより、発光素子で発生する熱を効率的に逃がすことができる。例えば、２００Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度以上の熱伝導率を有しているもの、比較的大きい機械的強度を有するもの、あるいは打ち抜きプレス加工又はエッチング加工等が容易な材料が好ましい。具体的には、銅、アルミニウム、金、銀、タングステン、鉄、ニッケル等の金属又は鉄−ニッケル合金、燐青銅等の合金等が挙げられる。また、リードフレームの表面には、搭載される発光素子からの光を効率よく取り出すために反射メッキが施されていることが好ましい。リードフレームの大きさ、厚み、形状等は、得ようとする発光装置の大きさ、形状等を考慮して適宜調整することができる。なお、通常、リードフレームは、パッケージの外部において、屈曲加工されるため、特に、パッケージの壁面に当たる又はパッケージの近傍に配置される部分においては、バリ等が除去され、そのエッジ部分において丸み加工が施されていることが好ましい。これにより、パッケージの形状を損なうことなく、リード端子を自在に加工することができる。
リードフレームは、後述するパッケージ内部に配置される発光素子を搭載する領域及び／又はパッケージ内部に配置されて発光素子と電気的に接続される領域と、パッケージの一面又は一方から外部に突出してリード端子として機能させる領域とを有している。
リードフレームは、通常、１つの発光装置において２本以上備えられており、さらに発光素子の数＋１本以上、あるいは、発光素子数の２倍本以上であることが適当である。例えば、発光素子が１つのみ搭載される場合には、リードフレームの一方に発光素子を載置し、かつ発光素子の一方の電極と電気的な接続をとり、他方のリードフレームが発光素子の別の電極との電気的接続をとる。
発光素子が２つ以上搭載される場合には、発光素子の全て又は数個を１つのリードフレームに載置し、電気的な接続をとり、さらに別のリードフレームが各発光素子に対応してそれぞれ別の電気的な接続をとってもよい。例えば、発光素子それぞれを別個のリードフレームに載置するとともに電気的な接続をとり、さらに別のリードフレームが各発光素子に対応してそれぞれ別の電気的な接続をとるように構成することが好ましい。具体的には、発光素子がＲＧＢに対応して３個搭載され、ＲＧＢを独立駆動とする場合には、コモン端子１本及び独立端子３本を備えることができる。このように、発光素子が複数搭載され、それぞれについて、独立してリードフレームと電気的に接続されるような独立配線をすることによって、発光装置の実装面において、直列又は並列等、種々の配線パターンを選択することが可能となり、自由な回路設計ができる。また、独立配線の場合、載置される発光素子の発光強度を調整することが容易となるため、特に、フルカラーＬＥＤ等の異なった発光色を有する複数の発光素子を使用する際に有利である。加えて、各発光素子の放熱経路を重複させることなく形成できるため、各発光素子から発生した熱を均等に放熱でき、より放熱性が良好となる。
リードフレームの材料、形状、大きさ、厚み等は特に限定されるものではないが、発光素子に適当な電力を供給することができるような材料等であることが必要である。
なお、リードフレームの一部が突出した面又は側と異なるパッケージ部分（例えば、反対側）から、リードフレームの他の一端を突出させていてもよい。このリードフレームは、発光素子と電気的に接続されずに発光素子を載置するのみ、発光素子が載置されない、発光素子と電気的に接続されないものであってもよい。このようなリードフレームの他の一端は、リード端子として機能する部分よりも表面積が大きいことが好ましい。これにより、パッケージ内で発光素子から生じた熱を外部に導く放熱経路として、また、過電圧対策として機能させることができる。
これらのリードフレームにおけるリード端子及び他の一端の大きさ及び形状は、それぞれ特に限定されず、例えば、後述するパッケージ外におよぶ限り、発光装置に搭載される発光素子の放熱性及び発光装置の使用態様（配置空間、配置位置など）を考慮して適宜調整することができる。また、リード端子及び他の一端は、他の電子機器との位置関係などの使用態様に応じて、適宜屈曲、変形させることができる。ただし、パッケージの外部に突出したリードフレームは、後述するパッケージの壁の該表面に形成された凹部に収容されていることが適している。この場合、後述するように、リードフレームの一部又は全部が凹部内に収容されていることが好ましい。
（パッケージ）
パッケージは、発光素子を保護するとともにリードフレームを一体的に成形し、発光素子及びリードフレームに対して、絶縁性を確保することができるものであれば、どのような材料によって形成されていてもよい。例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂等、具体的には、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ＡＢＳ樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、ＰＢＴ樹脂等の樹脂、セラミック等が挙げられる。また、これらの材料には、着色剤又は光拡散剤として、種々の染料又は顔料等を混合して用いてもよい。これにより、パッケージに吸収される発光光を最小限に止め又は反射率の高い白色パッケージを構成することができる。着色剤としては、Ｃｒ2Ｏ3、ＭｎＯ2、Ｆｅ2Ｏ3、カーボンブラック等が挙げられ、光拡散剤としては、炭酸カルシウム、酸化アルミニウム、酸化チタン等が挙げられる。なお、パッケージには、通常、後述する開口に透光性被覆材が埋め込まれるため、発光素子等から生じた熱の影響を受けた場合のパッケージと透光性被覆材との密着性等を考慮して、これらの熱膨張係数の差の小さいものを選択することが好ましい。
パッケージの大きさ及び形状は特に限定されるものではなく、平面視における外形状（平面外形状）としては、例えば、円、楕円、三角形、四角形、多角形又はこれらに近似する形状等どのような形状でもよい。なかでも、長手方向い延設された形状であることが好ましい。
ただし、パッケージの表面には、発光素子を搭載するための開口が形成されている。この開口の形状は特に限定されるものではなく、開口内、好ましくは開口の底面に、発光素子を載置し、電気的な接続をとるリードフレームの一部表面を露出させるものであれば、円、楕円、三角形、四角形もしくは多角形柱、ドーム状、碗状等又はこれらに近似する形状等いずれでもよい。これにより、発光素子からの光をパッケージ内壁にて反射させ、効率よく正面方向へと取り出すことができる。また、開口の大きさ及び深さ等は、搭載する発光素子の数、ボンディング方法等によって適宜調整することができる。なお、この開口の底面及び／又は側面は、エンボス加工又はプラズマ処理などで、接着面積を増加させ、後述する透光性被覆部材との密着性を向上させることが好ましい。
開口を構成するパッケージの壁の少なくとも一部は、その外表面において、凹部が形成されている。ここでの凹部は、パッケージの壁の内表面にまで及んで、内表面に凸部が形成されるように、形成されていることが好ましい。このような凹部によって、発光装置内に存在するスペース（例えば、デッドスペース）をより有効に利用することができ、さらなる発光装置の小型化を図ることができる。
凹部の大きさ及び形状は特に限定されないが、例えば、パッケージの外部に突出したリードフレームの一部がこの凹部内に収容される程度の空間が確保されていればよい。さらに、リードフレームの一部が凹部内に収容され、その表面の一部が、パッケージの壁の外表面と面一となる程度の空間が確保されていることが好ましい。ここで、面一とは、回路基板などの実装基板上に載置するのみでリード端子と回路基板とが電気的に接触し、安定して固定することができるように平坦であることを意味し、あるいはリードフレームの表面の一部と、パッケージの壁の外表面との間に、高低差が実質的に生じていない部分が存在することを意味する。ただし、高低差が厳密にゼロのみならず、±２ｍｍ程度は許容される。なお、リードフレームの一部が凹部内に収容されるとは、図１から図３に示すように、完全な凹部１５ｂ内にリードフレームが配置されるのみならず、図４及び図５に示すように、パッケージのコーナー部で切欠されたような凹部４５ａ、５５ａが形成され、そのコーナー部の凹部４５ａ、５５ａにリードフレームの一部が配置される形態であってもよい。
また、パッケージは、図７に示すように、開口を構成するパッケージの壁（短手方向に対向する壁（図７中の矢印参照））が、少なくとも、発光素子に対向する第１の壁Ａ、この第１の壁Ａに対して段差を有する第２の壁Ｃ及びこれら第１の壁Ａと第２の壁Ｃとの間で連結された第３の壁Ｂを備えていることが好ましい。第１の壁Ａは、発光素子の周辺部において、もっとも薄く形成されている壁であり、第２の壁Ｃ及び第３の壁Ｂとは、第１の壁Ａよりも肉厚に形成されている。
ここでの段差とは、パッケージの内壁面において、段状に高低差が生じていることを意味する。例えば、この高低差は、発光装置及び発光素子のサイズ等によって適宜調整することができ、例えば、０．０３〜０．２ｍｍ程度が挙げられる。この高低差は、第１の壁と第２の壁とにより構成され、第１の壁は、発光素子に最も近い壁部分を指す。この高低差（段差）の間には、第３の壁が連結されている。
あるいは、別の観点から、第３の壁が、傾き０．２以上、０．２５以上、０．３以上、０．３５以上、０．４以上、０．５以上で形成されているか、第１の壁又は第２の壁に対して、９０°〜１７０°、９０°〜１６０°、９０°〜１５０°、９０°〜１４８°の角度で連結されていることが好ましい。さらに、この範囲の角度での厚み変化は、直線的に変化していることが好ましい。つまり、第２の壁は、平面により形成されていることが好ましい。なお、発光素子の周辺部の最も薄い第１の壁は、平面であることが適しており、発光素子の幅の５倍程度までの範囲、４倍程度までの範囲、３倍程度までの範囲とすることが、発光装置の小型化を確保する観点から適している。第３の壁は、必ずしも平面で構成されていなくてもよいが、平面部分を含んでいることが好ましい。
これにより、壁の薄膜部分を最小限にして、つまり、発光素子の周辺部分にのみ最大限の空間を確保しながら、パッケージ全体の強度を向上させることができる。
肉厚部分、つまり、パッケージの第２の壁及び第３の壁は、リードフレームが配置されている部分又はその近傍であることが好ましいが、リードフレームの位置に必ずしも依存していなくてもよい。例えば、図５の５３ａに示すように、発光素子の周辺部の近傍に配置してもよい。これにより、パッケージの壁が全体として薄膜状で形成されていたとしても、発光装置自体の機械的強度を向上させることができる。
特に、肉厚部分は、凹部を構成する壁の少なくとも一部であることが好ましい。通常、パッケージの製造時には、リードフレーム（好ましくは、複数）がインサートされて閉じられた金型内に、パッケージの下面側に対応する箇所に形成されたゲートから、溶融したパッケージ材料を射出成形又は圧縮成形等の公知の方法により流し込み、硬化させることにより、それらを一体的に成形することができる。凹部を構成する壁は、金型の壁面が屈曲するために、成形材料が金型キャビティの隅々までいきわたらず、キャビティを完全に充填しきれないショートショットが生じやすくなる。しかし、本発明のように、特に屈曲する部分において厚膜にすることで、このショートショットを有効に防止することができる。また、通常、開口内の発光素子周辺に注入され、発光素子を封止するために、透光性被覆材が用いられるが、リードフレームとパッケージ材料との密着性が良くないため、透光性被覆材がリードフレームとパッケージ材料との界面から漏れ出し、パッケージ材料を伝って隣の端子まで漏れ出すことがある。このような場合に漏れ出した樹脂に導電性のゴミが付着すると、使用時にリーク等の問題が起こる可能性がある。凹部を構成する壁に対応する部分においてリードフレームが挟み込まれる場合には、パッケージ材料上の電極間距離が凹凸形状によって延長される。よって、隣の電極にまで樹脂が漏れ出るのを防止することができる。
肉厚の程度は、特に限定されないが、肉厚でない他の部分（パッケージの最も薄い部分、第１の壁）の壁の１５０〜２００％程度が適当である。肉厚部分（第２の壁、第３の壁）は、開口の深さ方向（開口上部から底面に至る方向）にわたって厚みが一定でもよいし、変化していてもよい。なかでも、テーパー状（底部より開口上部が幅広）であることが好ましい。テーパー角度としては、特に限定されないが、例えば、０〜４５°程度、１０〜３０°程度が挙げられる。これにより、光の取り出し効率を向上させることができる。また、テーパー状である場合には、肉厚部分のテーパー角が、パッケージの壁の他の部分よりも小さい（なだらかである）ことにより、パッケージの壁の他の部分よりも、相対的に肉厚とすることができる。その結果、発光装置自体の大きさを最小限に止めながら、パッケージ自体の強度、光の取り出し効率、発光装置内のスペースの利用を同時に改善することが可能となる。なお、壁の肉厚部分（第２の壁又は第３の壁）が、他の部分（第１の壁と含む）と異なるテーパー角によって肉厚に形成されている場合には、肉厚の部分と薄膜の部分との境界は、開口の高さ方向の一点で膜厚が同じになるが、全体として段差を有することになる。肉厚部分は、必ずしも同じテーパ角を有するテーパー状でなくてもよく、パッケージ全体において、複数の膜厚の異なる部分が存在していてもよい。例えば、第１の壁、第２の壁及び第３の壁は、０〜４５°のテーパー角に設定されていることが適当である。また、肉厚部分は、エンボス加工、凹凸加工など、表面に凹凸を形成して、部分的に厚膜とするものであってもよく、凹部を構成する壁の部分に、複数の厚膜領域を形成してもよい。
本発明の発光装置には、発光素子の他、保護素子が搭載されていてもよい。保護素子は、１つでもよいし、２つ以上の複数個でもよい。ここで、保護素子は、特に限定されるものではなく、発光装置に搭載される公知のもののいずれでもよい。具体的には、過熱、過電圧、過電流、保護回路、静電保護素子等が挙げられる。
また、本発明の発光装置においては、発光素子が載置された開口内に、透光性被覆材が埋め込まれていることが好ましい。透光性被覆材は、外力、水分等から発光素子を保護することができるとともに、ワイヤを保護することもできる。透光性被覆材としては、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ユリア樹脂等の耐候性に優れた透明樹脂又は硝子等が挙げられる。特に、透明樹脂は、工程中あるいは保管中に透光性被覆材内に水分が含まれてしまった場合においても、１００℃で１４時間以上のベーキングを行うことによって、樹脂内に含有された水分を外気へ逃がすことができる。従って、水蒸気爆発、発光素子とモールド部材との剥がれを防止することができる。
透光性被覆材には、拡散剤又は蛍光物質を含有させてもよい。拡散剤は、光を拡散させるものであり、発光素子からの指向性を緩和させ、視野角を増大させることができる。蛍光物質は、発光素子からの光を変換させるものであり、発光素子からパッケージの外部へ出射される光の波長を変換することができる。発光素子からの光がエネルギーの高い短波長の可視光の場合、有機蛍光体であるペリレン系誘導体、ＺｎＣｄＳ：Ｃｕ、ＹＡＧ：Ｃｅ、Ｅｕ及び／又はＣｒで賦活された窒素含有ＣａＯ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2などの無機蛍光体など、種々好適に用いられる。本発明において、白色光を得る場合、特にＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体を利用すると、その含有量によって青色発光素子からの光と、その光を一部吸収して補色となる黄色系が発光可能となり白色系が比較的簡単に信頼性良く形成できる。同様に、Ｅｕ及び／又はＣｒで賦活された窒素含有ＣａＯ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2蛍光体を利用した場合は、その含有量によって青色発光素子からの光と、その光を一部吸収して補色となる赤色系が発光可能であり白色系が比較的簡単に信頼性よく形成できる。また、蛍光体を完全に沈降させ、気泡を除くことで色むらを低減させることができる。
以下に、本発明の発光装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
実施例１
図１に示すように、この実施例の発光装置１０は、ＲＧＢに対応する３つの発光素子１１ａ、１１ｂ、１１ｃと、これらの発光素子が載置され、発光素子の一方の電極とワイヤにて電気的に接続されるリードフレーム１２ｂ、１２ｃ、１２ｅと、これらの発光素子の他方の電極とワイヤにて電気的に接続される３本のリードフレーム１２ａ、１２ｄ、１２ｆと、リードフレーム１２ａ〜１２ｆを一体的に固定するパッケージ１３とを備えて構成される。
リードフレーム１２ａ〜１２ｆは、鉄入り銅の合金からなる板状体で形成されている。リードフレーム１２ａ〜１２ｆは、発光素子を搭載するか、発光素子と電気的に接続される領域と、その領域からパッケージの外部に突出してリード端子として機能する部分とを備えている。リード端子として機能するリードフレーム１２ａ〜１２ｆは、パッケージ外部において、適当な形状となるように加工されており、特に、屈曲加工される部分であって、パッケージの壁面に当たる又はパッケージの近傍に配置される部分においては、バリが除去されており、そのエッジ部分において丸み加工が施されている。リードフレーム１２ａ〜１２ｆの表面には、搭載される発光素子からの光を効率よく取り出すために、銀メッキが施されている。
パッケージ１３は、各リードフレーム１２ａ〜１２ｆをその底面に配置するとともに、各リードフレーム１２ａ〜１２ｆの一部が突出するように一体的に固定して、外形が直方体に近い形状で成形されている。パッケージ１３は、その中央付近に、略長方形の開口１４が形成されている。
開口１４内では、その底面において、リードフレーム１２ａ〜１２ｆの一部が一列に露出しており、リードフレーム１２ａ、１２ｃ、１２ｅの上に、ＲＧＢに対応する３つの発光素子１１ａ、１１ｂ、１１ｃがそれぞれ一列に載置され、リードフレーム１２ａ、１２ｃ、１２ｅが、カソード電極として発光素子の一方の電極にワイヤによって接続されている。また、リードフレーム１２ｂ、１２ｄ、１２ｆは、アノード電極として、発光素子の他方の電極にワイヤによって接続されている。
パッケージ１３の壁の側面は、部分的にその厚みが変化している。図１では、発光素子１１ａ、１１ｂ、１１ｃが載置されている領域の近傍及びワイヤによって電気的な接続がされている領域の近傍において、より開口を広くするために、パッケージ１３の壁に、薄膜部１３ａ、１３ｃが形成されており、それ以外の領域は、肉厚部１３ｂ、１３ｄが形成されている。薄膜部１３ａは、底面において、例えば、０．１ｍｍ程度、薄膜部１３ｃは０．１２ｍｍ程度、肉厚部１３ｂは０．２ｍｍ程度、肉厚部１３ｄは０．２２ｍｍ程度として形成されている。また、薄膜部１３ａのテーパー量は、例えば、０．０２ｍｍ程度、薄膜部１３ｃは０．０４ｍｍ程度、肉厚部１３ｂは０．１３ｍｍ程度、肉厚部１３ｄは０．１ｍｍ程度として形成されている。これにより、パッケージ１３の強度を十分確保しながら、内部のデッドスペースを有効に活用することによりその外形を最小限の大きさに止めることができる。特に、パッケージ１３の外部に突出しているリードフレーム１２ａ〜１２ｆの近傍、つまり、凹部１５ａ、１５ｂが形成された壁が肉厚部１３ｂとして形成されているため、パッケージの製造時におけるパッケージ材料のリードフレーム近傍からの漏れを有効に防止することができる。なお、肉厚部１３ｂと薄膜部１３ａとは、１３５°の角度で変化している。なお、図示していないが、肉厚部１３ｄが形成されている部分には、リードフレーム１２ｂ〜１２ｅの側面が、パッケージ１３の外表面に露出している。
パッケージ１３の側面には、凹部１５ａ、１５ｂが形成されている。コーナー部から側面においては、この凹部１５ａは切欠された形状を有しており、側面においては、この凹部１５ｂは、略溝を構成するような形状を有している。特に、側面における凹部１５ｂは、パッケージ１３の開口１４内に向かって凸部を形成するように、内表面にまで及んでいる。凹部の大きさは、例えば、パッケージ１３の長手方向が７．０ｍｍ程度の場合には、０．３〜０．５ｍｍ程度の幅であることが適している。これにより、パッケージ１３から突出したリードフレーム１２ａ〜１２ｆをこの凹部１５ａ、１５ｂ内に、リードフレーム１２ａ〜１２ｆの外表面と、パッケージ１３の一部の表面とが面一となるように、収容することができる。
また、図示していないが、この発光装置１０には、パッケージ１３の内部でのリードフレーム１２ａ、１２ｂに電気的に接続された保護素子を有している。
この発光装置は、最小限の占有空間で、適当な機械的強度を備えることができ、容易に回路基板に載置することにより、回路基板への搭載することができる。さらに、回路基板への搭載に要する空間を最小限に止めることができ、他の電子機器との組み合わせの自由度を向上させることができる。加えて、他の電子機器を、発光装置に近接させて配置することができ、より装置の小型化・軽量化及び高出力化を図ることが可能となる。
しかも、３つの発光素子を搭載していることから、色の再現性を確保することができるとともに、各リードフレームによって、３つの発光素子を独立に制御することができるために、発光強度を調整することができる。
実施例２
この実施例の発光装置２０は、図２に示すように、リードフレーム１２ａ〜１２ｆが突出する部分に対応する凹部１５ｂの近傍においては、パッケージ２３の壁２３ａは一定の肉厚で、テーパー角もほぼ同じように形成されており、リードフレーム１２ａ〜１２ｆが突出しない側においてのみ、肉厚部２３ｄと、薄膜部２３ｃとが形成されている以外、実施例１の発光装置と実質的に同様の構成である。
この発光装置では、最小限の占有空間で、適当な機械的強度を備えることができ、容易に回路基板に載置することにより、回路基板への搭載することができる。さらに、回路基板への搭載に要する空間を最小限に止めることができ、他の電子機器との組み合わせの自由度を向上させることができる。加えて、他の電子機器を、発光装置に近接させて配置することができ、より装置の小型化・軽量化及び高出力化を図ることが可能となる。
実施例３
この実施例の発光装置３０は、図３に示すように、リードフレーム１２ａ〜１２ｆが突出しない側のパッケージ３３の壁３３ｃは、一定の肉厚で形成されており、リードフレーム１２ａ〜１２ｆが突出する部分に対応する凹部１５ｂの近傍においては、肉厚部３３ｂが形成され、それ以外の部分には薄膜部３３ａが形成されている以外、実施例１の発光装置と実質的に同様の構成である。
この発光装置では、実施例１と同様の効果を得ることができる。
実施例４
この実施例の発光装置４０は、図４に示すように、１つの発光素子を搭載するための発光装置であり、２本のリードフレーム４２ａ、４２ｂが、パッケージ４３と一体的に固定されている。
また、パッケージ４３の外表面には切欠形状の凹部４５ａが２つ形成されており、各凹部４５ａに対して、各リードフレーム４２ａ、４２ｂが収容されている。
発光素子が搭載される領域及びその近傍では、パッケージ４３の壁が薄膜部４３ａとして形成されており、それ以外の部分は、肉厚部４３ｂが形成されている。
肉厚部４３ｂと薄膜部４３ａとは、１４６°の角度（傾き０．７）で変化している。
この発光装置では、最小限の占有空間で、適当な機械的強度を備えることができ、容易に回路基板に載置することにより、回路基板への搭載することができる。さらに、回路基板への搭載に要する空間を最小限に止めることができ、他の電子機器との組み合わせの自由度を向上させることができる。加えて、他の電子機器を、発光装置に近接させて配置することができ、より装置の小型化・軽量化及び高出力化を図ることが可能となる。
実施例５
この実施例の発光装置５０は、図５に示すように、１つの発光素子を搭載するための発光装置であり、２本のリードフレーム５２ａ、５２ｂが、パッケージ５３と一体的に固定されている。
また、パッケージ５３の外表面には切欠形状の凹部５５ａが２つ形成されており、各凹部５５ａに対して、各リードフレーム５２ａ、５２ｂが収容されている。
発光素子が搭載される領域の外周領域の一部において、パッケージ５３の壁に厚膜部５３ａが形成されており、それ以外の部分には薄膜部５３ｂが形成されている。
肉厚部５３ｂと薄膜部５３ａとは、１３５°の角度（傾き：１）で変化している。
この発光装置では、最小限の占有空間で、適当な機械的強度を備えることができ、容易に回路基板に載置することにより、回路基板への搭載することができる。さらに、発光素子の外周領域において厚膜部が配置されているために、開口を透光性被覆材で封止する場合に、この厚膜部が、透光性被覆材を発光素子の近傍にのみ堰き止める役割を果たし、所望の領域にのみ、所望の透光性を配置することが可能となる。
実施例６
この実施例の発光装置６０は、図６（ａ）〜（ｄ）に示すように、リードフレーム６２ａ〜６２ｄが突出しない側のパッケージ６３の壁６３ｃは、一定の肉厚で形成されており、リードフレーム６２ａ〜６２ｄが突出する部分に対応する凹部１５ｂの近傍においては、肉厚部６３ｂが形成され、それ以外の部分には薄膜部６３ａが形成されている以外、実施例１の発光装置と実質的に同様の構成である。
なお、この実施例の発光装置６０は、青色の発光素子を３個、リードフレーム６２ａ、６２ｂ、６２ｄに載置しており、開口１４内に、蛍光体含有の樹脂が封止された、白色発光の発光装置である。
また、図６（ａ）に示すように、複数のリードフレームのうち、パッケージ６３の両端に挟み込まれていないリードフレーム６２ｂ、６２ｃは、パッケージ６３によって挟み込んで保持される部分を、肉厚部６３ｂより広くとることで、リードフレーム６２ｂ、６２ｃとパッケージ６３とを強固に固定し、リードフレーム６２ｂ、６２ｃがパッケージ６３から外れにくくすることができる。つまり、パッケージ６３によって挟み込んで保持される部分が薄い（言い換えると、壁厚が薄い）場合には、パッケージ６３でリードフレーム６２ｂ、６２ｃを押さえきれずに、リードフレーム６２ｂ、６２ｃが取れる可能性があるが、この発光装置では、それを回避することができる。
さらに、図６（ｂ）に示すように、パッケージ６３から外部に突出し、パッケージ６３外部において屈曲加工され、外部端子となっているリードフレーム６２ｂ、６２ｃは、パッケージ６３の壁面から突出された屈曲部分よりも、端部のほうが大きい（例えば、端部がホームベース形状又はコテ形状）ことが好ましい。これにより、外部端子の表面積を増大させて、放熱性を向上させることができる。加えて、端部の太い部分に力を加えやすく、曲げ加工しやすいという利点もある。
また、図６（ｃ）に示すように、リードフレーム６２ｂ、６２ｃを屈曲させる際、パッケージ６３背面の凹部（ゲート痕のあるところ、図６（ｃ）及び（ｄ）中、Ｅ）と、リードフレーム６２ｂ、６２ｃの端部との間に隙間をあけることが好ましい。これにより、放熱経路をより多く確保することができ、空冷を効率的に行うことができる。しかも、パッケージ６３から突出し、屈曲している部分までの間に、放熱部材を接続する場合には、そこから熱を逃がすこともできる。
さらに、図６（ｄ）に示すように、パッケージ背面側で、ＸＹＺ方向にパッケージ６３の一部を切り欠いて形成された凹部（図６（ｄ）中、Ｆ）又はその横の凸部により、ＸＹＺの３方向での位置決めが可能となり、例えば、この発光装置を実装基板等に実装する際に、導光板又は実装基板等との高精度な位置合わせが容易となり、かつ導光板と強固に固定させることができる。
この発光装置では、実施例１と同様の効果を得ることができる。
本発明の発光装置は、発光素子として、例えば、発光ダイオードチップを搭載することにより、パッケージの側面から側面方向に光を放出するタイプの表面実装型発光装置として、ファクシミリ、コピー機、ハンドスキャナ等における画像読取装置に利用される照明装置のみならず、照明用光源、ＬＥＤディスプレイ、携帯電話機等のバックライト光源、信号機、照明式スイッチ、車載用ストップランプ、各種センサおよび各種インジケータ等の種々の照明装置に利用することができる。
本発明の発光装置を説明するための要部の概略平面図である。 本発明の別の発光装置を説明するための要部の概略平面図である。 本発明のさらに別の発光装置を説明するための要部の概略平面図である。 本発明のさらに別の発光装置を説明するための要部の概略平面図である。 本発明のさらに別の発光装置を説明するための要部の概略平面図である。 本発明のさらに別の発光装置を説明するための要部の概略正面図（ａ）、概略背面図（ｂ）、概略平面図（ｃ）及び斜視図（ｄ）である。 本発明の発光装置の詳細を説明するための要部の概略平面図である。
符号の説明
１０、２０、３０、４０、５０ 発光装置
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ 発光素子
１２ａ〜１２ｆ、４２ａ、４２ｂ、５２ａ、５２ｂ、６２ａ〜６２ｄ リードフレーム
１３、２３、３３、４３、５３、６３ パッケージ
１３ａ、１３ｃ、２３ｃ、３３ａ、４３ａ、５３ａ、６３ａ 薄膜部
１３ｂ、１３ｄ、２３ｄ、３３ｂ、４３ｂ、５３ｂ、６３ｂ 肉厚部
２３ａ、３３ｃ、６３ｃ 壁
１４ 開口
１５ａ、１５ｂ、４５ａ、５５ａ 凹部
Ａ 第１の壁
Ｂ 第３の壁
Ｃ 第２の壁

Claims (10)

  1. 発光素子と、
    該発光素子が電気的に接続された複数のリードフレームと、
    該リードフレームの少なくとも一部をその内部に含み、前記リードフレームの一端をその外部に突出させ、かつ前記発光素子からの光を取り出すための開口を備え、長手方向に延設されたパッケージとを含んでなり、
    前記パッケージの壁の少なくとも一部の外表面に凹部が形成され、
    前記パッケージの外表面の凹部が、前記開口を構成するパッケージの短手方向に対向する壁において、少なくとも、前記発光素子に対向する第１の壁、該第１の壁に対して段差を有する第２の壁及び前記第１の壁と第２の壁との間で連結された一対の第３の壁を有し、前記第２の壁及び第３の壁とが前記第１の壁よりも肉厚に形成されて構成されており、
    前記パッケージの外部に突出したリードフレームは、一部が前記凹部内に収容され、かつ他の一部が該凹部外に屈曲されており、該屈曲された他の一部は、前記凹部内に収容された一部よりも幅広形状を有することを特徴とする発光装置。
  2. 発光素子と、
    該発光素子が電気的に接続された複数のリードフレームと、
    該リードフレームの少なくとも一部をその内部に含み、前記リードフレームの一端をその外部に突出させ、かつ該発光素子からの光を取り出すための開口を備え、長手方向に延設されたパッケージとを含んでなり、
    前記パッケージの壁の少なくとも一部の外表面に凹部が形成され、 前記パッケージの外表面の凹部が、前記開口を構成するパッケージの短手方向に対向する壁において、少なくとも、前記発光素子に対向する第１の壁、該第１の壁に対して段差を有する第２の壁及び前記第１の壁と第２の壁との間で連結された一対の第３の壁を有し、前記第２の壁及び第３の壁とが前記第１の壁よりも肉厚に形成されて構成されており、
    前記第１の壁、第２の壁及び第３の壁がそれぞれ異なるテーパー角を有し、
    前記パッケージの外部に突出したリードフレームは、一部が前記凹部内に収容され、かつ他の一部が該凹部外に屈曲されており、該屈曲された他の一部は、前記凹部内に収容された一部よりも幅広形状を有することを特徴とする発光装置。
  3. 第１の壁、第２の壁及び第３の壁が、０〜４５°のテーパー角に設定されてなる請求項１又は２に記載の発光装置。
  4. 第３の壁が、第１の壁又は第２の壁に対して、９０°〜１７０°の角度で連結されてなる請求項１〜３のいずれか１つに記載の発光装置。
  5. パッケージの外部に突出したリードフレームが、パッケージの外部に突出したリードフレームの表面の一部と前記壁の外表面とが面一となるように収容されてなる請求項１〜４のいずれか１つに記載の発光装置。
  6. さらに、前記パッケージの長手方向の端部における壁の外表面に、前記パッケージの外部に突出したリードフレームを収容する凹部が形成されている請求項１〜５のいずれか１つに記載の発光装置。
  7. 壁の肉厚部分がテーパー状である請求項１及び４〜６のいずれか１つに記載の発光装置。
  8. 壁の肉厚部分が、他の部分と異なるテーパー角によって肉厚に形成されている請求項７に記載の発光装置。
  9. 複数の発光素子が搭載されてなる請求項１〜８のいずれか１つに記載の発光装置。
  10. 複数の発光素子が発光色の異なる素子である請求項９に記載の発光装置。
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