JP5186930B2

JP5186930B2 - 発光装置

Info

Publication number: JP5186930B2
Application number: JP2008014223A
Authority: JP
Inventors: 稔真林; 仁大森; 英幸中野
Original assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Current assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Priority date: 2008-01-24
Filing date: 2008-01-24
Publication date: 2013-04-24
Anticipated expiration: 2028-01-24
Also published as: JP2009176962A

Description

本発明は、ＬＥＤ素子が樹脂製のケースに収容された発光装置に関する。

従来から、ＬＥＤ素子を樹脂製のケースの内部に収容し、ＬＥＤ素子をシリコーン、エポキシ系等の樹脂で封止した発光装置が知られている。特に、液晶表示用光源等として用いられている側面出光型の発光装置は、薄型に形成されるためにＬＥＤ素子とケースの壁部との距離が短くなり、当該壁部がＬＥＤ素子から発せられる光及び熱により劣化し易い。また、樹脂製のケースによる問題点を解消すべく、ケースを金属製とした発光装置が提案されている（特許文献１参照）。
特開２００７−１９４５１８号公報

しかしながら、ケースを金属製とすると、樹脂製とした場合に比して加工が面倒であり、製造工数、製造コスト等が増大してしまう。

本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、樹脂製のケースを用いた薄型の発光装置であっても、ケースの劣化を的確に抑制することである。

前記目的を達成するため、本発明では、発光層を有するＬＥＤ素子と、前記ＬＥＤ素子を搭載する板状の金属製の第１及び第２のリードと、前記第１及び第２のリードの所定の部分が配置される底部と、互いに対向し第１方向へ延びる一対の第１壁部と、前記第１壁部よりも前記ＬＥＤ素子との距離が大きく互いに対向し第２方向へ延びる一対の第２壁部と、により凹部が形成される樹脂製のケースと、前記ＬＥＤ素子を搭載する前記第１あるいは第２のリードに前記発光層より高く該第１のリードと一体に形成され、前記一対の第１壁部と前記ＬＥＤ素子との間に該第１壁部と平行にそれぞれ設けられた一対の突出部と、を備え、前記ケースは、前記一対の第１壁部と前記底部との間にそれぞれ形成された第１の斜面距離を有する一対の第１斜面と、前記一対の第２壁部と前記底部との間にそれぞれ形成された前記第１の斜面距離より大なる第２の斜面距離を有する一対の第２斜面を有し、前記一対の突出部は、前記一対の第１及び第２の斜面と間隔を有する発光装置が提供される。

上記発光装置において、前記リードにおける前記凹部内に露出する領域には、前記突出部の他に凸形状が形成されていないことが好ましい。

上記発光装置において、前記一対の突出部の前記ＬＥＤ素子側の面は、前記凹部の前記底部側から開口へ向かって拡開するよう傾斜することが好ましい。

上記発光装置において、前記一対の第１壁部の少なくとも一方は、前記ＬＥＤ素子の近傍で前記第２方向について前記ＬＥＤ素子から離隔する離隔部分を有し、前記突出部が前記離隔部分と前記ＬＥＤ素子の間に設けられることが好ましい。

本発明によれば、樹脂製のケースを用いた薄型の発光装置であっても、ケースの劣化を的確に抑制することができる。

図１から図３は本発明の一実施形態を示すもので、図１は発光装置の外観斜視図である。

図１に示すように、発光装置１は、サイドビュータイプのＬＥＤ装置であり、ＬＥＤ素子としてのＬＥＤチップ２を収容する凹部３が形成されたケース４と、ケース４の下面及び側面に沿って形成された一対のリード５を備えている。この発光装置１は、例えば、液晶バックライト、パネルメータ、表示灯、面発光スイッチ等に利用される面状発光装置に用いられる。面状発光装置は、発光装置１からの光が端面に入射される導光板を有し、導光板の発光面から光を面状に放射する。発光装置１は、導光板の厚さ寸法に対応して上下に薄型となるよう構成され、基板実装時に凹部３の開口６から基板とほぼ平行に光が取り出される。開口６は、正面視にて水平方向に長尺な略四角形状を呈する。凹部３には封止材として封止樹脂７が充填され、この封止樹脂７によりＬＥＤチップ２が封止されている。

図２は発光装置の正面図である。
図２に示すように、ケース４は、例えばナイロン樹脂、エポキシ樹脂等からなり、リード５を介してＬＥＤチップ２が配置される底部４１と、互いに対向し水平方向へ延びる一対の第１壁部としての上壁４２及び下壁４３と、上壁４２及び下壁４３よりも厚く形成され互いに対向し上下方向へ延びる一対の第２壁部としての左側壁４４及び右側壁４５と、を有する。上壁４２及び下壁４３の水平方向寸法は、左側壁４４及び右側壁４５の上下方向寸法よりも長くなっている。また、上壁４２及び下壁４３は、左側壁４４及び右側壁４５よりもＬＥＤチップ２との距離が小さい。凹部３は、底部４１、上壁４２、下壁４３、左側壁４４及び右側壁４５の表面である底面３１、上面３２、下面３３、左側面３４及び右側面３５により形成される。凹部３は底面３１側から開口６へ向かって拡がるように形成され、上面３２、下面３３、左側面３４及び右側面３５が底面３１に対して傾斜している。

底面３１には間隔をおいて一対のリード５が配置され、一方のリード５にＬＥＤチップ２が搭載されている。各リード５は、例えば表面が銀（Ａｇ）で被覆された銅（Ｃｕ）合金からなる。各リード５は、凹部３の底面３１からケース４の内部を通じてケース４の外部まで延び、基板実装時に基板の配線部に接続される。

ＬＥＤチップ２は、青色光を発するＧａＮ系の発光層を有するフェイスアップ型である。ＬＥＤチップ２は、凹部３の左右中央に搭載され、正面視にて、上壁４２及び下壁４３と平行な方向へ長尺な長方形を呈している。ＬＥＤチップ２の電極と各リード５とは、それぞれ例えばＡｕからなるワイヤ２１により電気的に接続される。各ワイヤ２１は、ＬＥＤチップ２から左側壁４４または右側壁４５へ延びるよう形成される。尚、ＬＥＤチップ２の発光色、材質、型式等は特に限定されるものでなく、例えば赤色光を発しＡｌＧａＩｎＰ系の発光層を有するものとしたり、フリップチップ型としてもよく、発光装置１の仕様等に応じて適宜変更することができる。

また、発光装置１は、リード５におけるＬＥＤチップ２の搭載面に形成され、上壁４２及び下壁４３とＬＥＤチップ２との間に上壁４２及び下壁４３と平行に設けられた２つの突出部８を備えている。各突出部８は、凹部３の底面３１側の空間を幅方向に仕切るよう形成される。各突出部８は、凹部３の長手方向にわたって形成されておらず、ＬＥＤチップ２の近傍を含む長手方向の所定区間だけ形成されている。本実施形態においては、各リード５における凹部３内に露出する領域には、各突出部８の他に凸形状が形成されていない。また、下壁４３は、ＬＥＤチップ２の近傍で上下方向についてＬＥＤチップ２から離隔する離隔部分４３ａを有し、一方の突出部８が離隔部分４３ａとＬＥＤチップ２の間に設けられている。

封止樹脂７は、蛍光体を含有する透明樹脂である。本実施形態においては、透明樹脂としてシリコーンが用いられる。蛍光体としては、例えば、ＹＡＧ（Yttrium Aluminum Garnet）系、ＢＯＳ（Barium ortho-Silicate）系等の黄色蛍光体が用いられる。蛍光体は、ＬＥＤチップ２から発せられた青色光を受けて励起されると、黄色の波長変換光を発する。この結果、青色光と黄色光とが混ざった白色の状態で、開口６から光が取り出される。

図３は、発光装置の縦断面図である。
図３に示すように、一方のリード５にダイボンドペースト２２を介してＬＥＤチップ２が搭載されている。リード５に形成される各突出部８は、リード５と一体に形成される。各突出部８の底面３１からの高さは、ＬＥＤチップ２の発光層よりも高くなっている。各突出部８は、底面３１側から開口６側へ向かって細くなるよう形成される。本実施形態においては、各突出部８のＬＥＤチップ２側の面は、開口６へ向かって拡開するよう傾斜して形成されている。

この発光装置１を製造するにあたり、まず、各突出部８等が形成されたリード５を挿入した状態で、所定の型を用いてケース４を成形する。従って、ケースを金属製とした場合よりも、ケース４を簡単容易に作製することができる。そして、ダイボンドペースト２２を用いてＬＥＤチップ２を一方のリード５に搭載した後、ワイヤ２１によりＬＥＤチップ２と各リード５とを接続する。このとき、各突出部８は上壁４２及び下壁４３とＬＥＤチップ２との間に形成され、左側壁４４及び右側壁４５との間に形成されていないので、突出部８によりワイヤ２１の形成に支障をきたすことはない。次いで、封止樹脂７をポッティング等によりケース４の凹部３内に充填し、封止樹脂７を硬化させて発光装置１が完成する。このとき、各突出部８が左側面３４及び右側面３５と間隔をおいて形成されていることから、各突出部８により凹部３内に封止樹脂７が流入し難い角部等は形成されず、各突出部８の形成により封止樹脂７内に気泡等が生じることはない。

以上のように構成された発光装置１は、各電極リード５を通じてＬＥＤチップ２に電圧を印加すると、ＬＥＤチップ２から青色光が発せられ、青色光の一部が蛍光体により黄色光に波長変換される。封止樹脂７の蛍光体は、波長変換機能の他、光の拡散機能を有しており、開口６から全体的に均一な白色光が外部へ放射される。

ここで、上壁４２及び下壁４３とＬＥＤチップ２との間に突出部８を設けたので、ＬＥＤチップ２の近傍において上壁４２及び下壁４３への発光層からの光の直接的な入射を阻止し、上壁４２及び下壁４３の劣化を抑制することができる。ここで、ケース４の樹脂は、紫色、青色等の短波長光によって劣化が促進され易いため、青色のＬＥＤチップ２を用いた場合に劣化の抑制効果が顕著である。本実施形態の発光装置１によれば、上下に薄型とするために上下の壁部が左右の壁部よりも発光素子に近接するサイドビュータイプの発光装置に固有の課題を解決することができる。そして、本実施形態においては、下壁４３の離隔部分４３ａとＬＥＤチップ２との間に突出部８を設けることにより、突出部８を設けつつ装置のさらなる薄型化を図ることができる。

また、各突出部８が予めリード５に形成されているので、ＬＥＤチップの周囲に金属製のリングを別途設置する従来のもののように製造工数が増大することはないし、ＬＥＤチップ２と上壁４２及び下壁４３の間隔が比較的狭い場合であっても、発光装置１を難なく製造することができる。

また、リード５に各突出部８を設けたことにより、装置全体の剛性が向上し、ケース４の変形を抑制することができる。従って、例えば、熱による封止樹脂７の膨張、収縮等や、外部からの負荷に的確に抗することができ、装置１の信頼性を向上させることができる。

尚、前記実施形態においては、突出部８がリード５におけるＬＥＤチップ２の近傍の所定区間だけ形成されたものを示したが、例えば図４に示すように、長手方向にわたって形成されたものであってもよい。この場合、各突出部８の長手方向端部が、左側面３４及び右側面３５と離隔していることが好ましい。このように突出部８を長手方向にわたって形成することにより、放熱経路となるリード５の断面積が増すので、放熱効率を向上することができる。また、前記実施形態においては、ＬＥＤチップ２が搭載されるリード５にのみ各突出部８を形成したものを示したが、例えば図４に示すように、ＬＥＤチップ２が搭載されていないリード５に突出部８を形成してもよい。

また、前記実施形態においては、各突出部８がケース４の上壁４２及び下壁４３と離隔して形成されたものを示したが、例えば図５、図６及び図７に示すように、突出部１０８，２０８，３０８が上壁４２又は下壁４３と接触して形成されたものであってもよい。

図５から図７はそれぞれ変形例を示す発光装置の縦断面図である。
図５に示すように、この発光装置１０１では、各突出部１０８におけるＬＥＤチップ２と反対側の面が上壁４２及び下壁４３に埋まっている。各突出部１０８のＬＥＤチップ２側の面は、凹部３内に露出し、開口６へ向かって拡開するよう傾斜して形成されている。各突出部１０８は、底面３１側から開口６側へ向かって細くなるよう形成される。このように、各突出部１０８の一部を上壁４２及び下壁４３と接触させることにより、ケース４をさらに薄型とすることができる。

また、図６に示すように、リード５の幅方向外側を開口６側へ折り返すことにより、各突出部２０８を形成してもよい。これにより、リード５を平板状の金属板の折り曲げ加工により作製することができる。図６の発光装置２０１は、突出部２０８の上端面が平坦に形成されている。
また、図７に示すように、各突出部３０８を底面３１側から開口６側へ向かって一定の幅に形成してもよい。図７の発光装置３０１は、リード５の幅方向両端に断面矩形状の突出部３０８が形成されている。これにより、リード５の断面積が増し、ＬＥＤチップ２にて生じた熱のリード５を通じた放熱性能が向上する。

また、前記実施形態においては、上面３２及び下面３３が底面３１に対して同じ角度で傾斜するものを示したが、例えば図８及び図９に示すように、異なる角度で傾斜するようにしてもよい。図８及び図９はそれぞれ変形例を示す発光装置の縦断面図である。

図８の発光装置４０１は、上面４３２が下面３３よりも底面３１に対して緩やかに傾斜している。この発光装置４０１においては、各突出部４０８は、上面４３２及び下面３３と離隔して形成されている。また、リード５は、上端にて上壁４４２内へ折り返される折り返し部４０９を有している。また、図９に示すように、発光装置５０１の下面３３側の突出部５０８を下面３３と離隔して形成し、上面５３２側の突出部５０９を上壁５４２に接触させて形成してもよい。

また、前記実施形態においては、基板実装時に開口６が基板と平行な方向を指向する発光装置１を示したが、例えば、発光装置１が基板実装時に開口６が基板に対して垂直な方向を指向するものであってもよい。すなわち、発光装置１が、互いに対向し第１方向へ延びる一対の第１壁部と、前記第１壁部よりも前記ＬＥＤ素子との距離が大きく互いに対向し第２方向へ延びる一対の第２壁部と、により凹部が形成されるケースを備え、リードに一対の第１壁部とＬＥＤ素子との間に該第１壁部と平行に一対の突出部が設けられたものであれば、サイドビュータイプでなくともケース４の劣化抑制作用等を得ることができる。

また、前記実施形態においては、第１壁部としての上壁４２及び下壁４３と、第２壁部としての左側壁４４及び右側壁４５が直交するものを示したが、第１壁部と第２壁部とは必ずしも直交する必要はない。また、封止材として樹脂を用いたものを示したが、ガラス等の無機材料を用いてもよいし、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。

図１は本発明の一実施形態を示す発光装置の外観斜視図である。図２は発光装置の正面図である。図３は発光装置の縦断面図である。図４は変形例を示す発光装置の正面図である。図５は変形例を示す発光装置の縦断面図である。図６は変形例を示す発光装置の縦断面図である。図７は変形例を示す発光装置の縦断面図である。図８は変形例を示す発光装置の縦断面図である。図９は変形例を示す発光装置の縦断面図である。

符号の説明

１…発光装置、２…ＬＥＤチップ、３…凹部、４…ケース、５…リード、６…開口、７…封止樹脂、８…突出部、２１…ワイヤ、２２…ダイボンドペースト、３１…底面、３２…上面、３３…下面、３４…左側面、３５…右側面、４１…底部、４２…上壁、４３…下壁、４４…左側壁、４５…右側壁、１０１…発光装置、１０８…突出部、２０１…発光装置、２０８…突出部、３０１…発光装置、３０８…突出部、４０１…発光装置、４０８…突出部、４０９…折り返し部、４４２…上壁、５０１…発光装置、５０８…突出部、５０９…突出部、５４２…上壁。

Claims

発光層を有するＬＥＤ素子と、
前記ＬＥＤ素子を搭載する板状の金属製の第１及び第２のリードと、
前記第１及び第２のリードの所定の部分が配置される底部と、互いに対向し第１方向へ延びる一対の第１壁部と、前記第１壁部よりも前記ＬＥＤ素子との距離が大きく互いに対向し第２方向へ延びる一対の第２壁部と、により凹部が形成される樹脂製のケースと、
前記ＬＥＤ素子を搭載する前記第１あるいは第２のリードに前記発光層より高く該第１のリードと一体に形成され、前記一対の第１壁部と前記ＬＥＤ素子との間に該第１壁部と平行にそれぞれ設けられた一対の突出部と、を備え、
前記ケースは、前記一対の第１壁部と前記底部との間にそれぞれ形成された第１の斜面距離を有する一対の第１斜面と、前記一対の第２壁部と前記底部との間にそれぞれ形成された前記第１の斜面距離より大なる第２の斜面距離を有する一対の第２斜面を有し、前記一対の突出部は、前記一対の第１及び第２の斜面と間隔を有する発光装置。
前記リードにおける前記凹部内に露出する領域には、前記突出部の他に凸形状が形成されていない請求項１に記載の発光装置。
前記一対の突出部の前記ＬＥＤ素子側の面は、前記凹部の前記底部側から開口へ向かって拡開するよう傾斜する請求項２に記載の発光装置。
前記一対の第１壁部の少なくとも一方は、前記ＬＥＤ素子の近傍で前記第２方向について前記ＬＥＤ素子から離隔する離隔部分を有し、前記突出部が前記離隔部分と前記ＬＥＤ素子の間に設けられる請求項３に記載の発光装置。