JP5724183B2 - 発光装置 - Google Patents
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Description
前記上面の一部に、前記封止樹脂から露出した露出部を有し、前記暗色系の層は、前記露出部と前記封止樹脂の境界を少なくとも被覆する。
前記上面は、前記封止樹脂によって被覆された下段部と、前記封止樹脂から露出した上段部と、からなる段差を有する。
前記封止樹脂は、前記凹部上の表面に前記粒子の形状に沿った凸部を有する。
前記粒子は破砕状である。
前記パッケージ本体は白色樹脂からなり、前記暗色系の層は黒色樹脂からなる。
図1に、本発明の実施の形態1に係る発光装置の模式的な断面図を示す。発光装置は、凹部を有するパッケージ本体1と、パッケージ本体1に一部が被覆され、一部が露出した第1リード端子2a、第2リード端子2bと、凹部の底面で露出した第1リード端子2aに実装された半導体発光素子3と、半導体発光素子3を被覆するように凹部内に充填された封止樹脂4と、を有する。半導体発光素子3とリード端子2a、2bとは、金属ワイヤ6によって電気的に接続されている。封止樹脂4は粒子を含有し、その表面は粒子に沿った凸部を有する。封止樹脂4の一部はパッケージ本体1の上面1aにも形成されており、その封止樹脂4の上に暗色系の層5が形成されている。
パッケージを構成する樹脂の具体的な材料としては絶縁性部材が好ましい。また、半導体発光素子からの光や外光などが透過しにくい部材が好ましい。また、ある程度の強度を有するもので、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂などを用いることができ、より具体的には、フェノール樹脂、ガラスエポキシ樹脂、BTレジンや、PPAなどが挙げられる。パッケージ本体は、半導体発光素子を載置可能な凹部を有することが好ましい。この凹部は側面と底面を有しており、底面にはリード端子が露出されており、露出されたリード端子に半導体発光素子が載置される。また、パッケージ本体を白色樹脂で構成することで、凹部の壁面における光の反射率を向上でき、光取り出し効率を向上できる。
リード端子の形状は、特に限定されるものではない。半導体発光素子と電気的に接続可能で、かつ、一部が基体に内包されるとともに基体の外部から突出するように延設され、この延設部によって外部と電気的な接続がとれるような機能を有していればよい。リード端子の材料としては、熱伝導率の比較的大きな材料を用いることが好ましい。このような材料で形成することにより、半導体素子で発生する熱を効率的に逃すことができる。例えば、200W/(m・K)程度以上の熱伝導率を有しているものが好ましい。さらに、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、りん青銅、鉄入り銅等が挙げられる。
半導体発光素子は、任意の波長のものを選択することができる。例えば、青色、緑色の発光素子としては、ZnSeや窒化物系半導体(InXAlYGa1−X−YN、0≦X、0≦Y、X+Y≦1)を用いたものを用いることができる。また、赤色の発光素子としては、GaAs、InPなどを用いることができる。さらに、これ以外の材料からなる半導体発光素子を用いることもできる。用いる発光素子の組成や発光色、大きさや、個数などは目的に応じて適宜選択することができる。また、可視光領域の光だけでなく、紫外線や赤外線を出力する発光素子とすることができる。さらには、半導体発光素子とともに、受光素子などを搭載することができる。また、半導体発光素子の周囲に半導体発光素子の発光を波長変換する蛍光体を配置して、任意の発光を得ることができる。例えば、青色発光の半導体発光素子と黄色発光の蛍光体を組み合わせて、白色を得ることができる。
半導体発光素子が載置された凹部の内部は、封止樹脂によって封止される。封止樹脂は、パッケージに載置された半導体発光素子や金属ワイヤを、塵芥、水分や外力などから保護する部材であり、半導体発光素子からの光を透過可能な透光性を有する部材が用いられる。具体的な材料としては、シリコーン樹脂やエポキシ樹脂を挙げることができる。封止部材は、半導体発光素子を完全に被覆する量を用いることが好ましい。
粒子の形状は、球形や破砕状とすることができる。球形の粒子は沈降し易く、封止樹脂表面に粒子の形状に対応した凸部が形成され難い。このため、封止樹脂からの光の取り出し効率を向上できるが、平坦な封止樹脂表面は外来光を反射し易く、所謂ギラツキが発生する。ギラツキを抑制するためには、破砕状の粒子とすることが好ましい。破砕状の粒子とすることで、同程度の大きさの球形の粒子より表面積が大きくでき、粒子の沈降を抑制できるので、封止樹脂の上部に粒子が存在する状態で樹脂硬化させることができる。図2に示す粒子7は、破砕状の粒子の一例である。このように粒子7を封止樹脂4の表面近傍に配置することで、粒子7の形状に沿った凸部を封止樹脂4の表面に分散して配置することができ、外来光の照り返しを抑制してコントラストの低下を低減できる。
暗色系の層は、例えばフッ素樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂等に暗色系の顔料を含有させることで形成できる。暗色系の顔料としては、例えばカーボンブラックを主成分とする無機顔料を用いることができる。カーボンブラックを主成分とする無機顔料は、染料などの有機顔料に比較して光劣化に対して優れた耐久性を有するため、劣化による色変化を最小限に抑えることができる。パッケージ本体を樹脂で構成する場合は、密着性の点から暗色系の層も樹脂で構成することが好ましく、例えば黒色樹脂を用いる。また、暗色系の層を形成する手段としては、スクリーン印刷など公知の方法を用いることができる。暗色系の層は、少なくともパッケージ本体の上面と封止樹脂を被覆する。パッケージ本体を白色樹脂のような暗色系の層より外来光に対する反射率の高い材料で形成する場合は、暗色系の層によってパッケージ本体の上面を完全に被覆することで、外来光の照り返しを低減できる。製造精度を考慮すると、暗色系の層は、パッケージ本体の上面より内側、つまりパッケージ本体の凹部上に位置する封止樹脂表面まで連続して形成することが好ましい。一方、光取り出し効率向上のためには、図1及び図2に示すように、発光装置の発光面となる凹部上の封止樹脂表面を除いた領域に暗色系の層を形成し、凹部上の封止樹脂表面を暗色系の層から露出させることが好ましい。
図3に、本発明の実施の形態2に係る発光装置の模式的な断面図を示す。実施の形態2の発光装置は、パッケージ本体21の上面21aに、下段部28と上段部29とを有する段差を備え、凹部から下段部28にかけて粒子を含有する封止樹脂24が形成されたこと以外は、実施の形態1の発光装置と同様である。下段部28は封止樹脂24によって被覆され、上段部29は封止樹脂24から露出しており、下段部28から上段部29にかけて暗色系の層25が形成されている。
2a、22a 第1リード端子、2b、22b 第2リード端子
3、23 半導体発光素子
4、24 封止樹脂
5、25 暗色系の層
6、26 金属ワイヤ
7 粒子
28 下段部、29 上段部
31 パッケージ本体
32a、32b リード端子
33 半導体発光素子
34 金属ワイヤ
35 封止樹脂
36 暗色系の層
37 樹脂被覆部
Claims (5)
- 凹部を有するパッケージ本体と、前記凹部の底面に実装された半導体発光素子と、前記凹部内に充填された透光性の封止樹脂と、を備え、
前記封止樹脂は、粒子を含有し、前記凹部から前記パッケージ本体の上面にかけて形成されており、少なくとも前記パッケージ本体の上面において、その表面に前記粒子の形状に沿った凸部を有し、
前記パッケージ本体の上面に、前記封止樹脂を介して、暗色系の層が形成され、
前記暗色系の層の膜厚は前記粒子の平均の大きさより厚く、
前記暗色系の層は、前記パッケージ本体の上面において、前記封止樹脂と前記パッケージ本体との境界を覆うように形成され、
前記凹部上の封止樹脂表面が、前記暗色系の層から露出した発光装置。 - 前記上面は、前記封止樹脂によって被覆された下段部と、前記封止樹脂から露出した上段部と、からなる段差を有する請求項1に記載の発光装置。
- 前記封止樹脂は、前記凹部上の表面に前記粒子の形状に沿った凸部を有する請求項1または2に記載の発光装置。
- 前記粒子は破砕状である請求項1〜3のいずれか1項に記載の発光装置。
- 前記パッケージ本体は白色樹脂からなり、前記暗色系の層は黒色樹脂からなる請求項1〜4のいずれか1項に記載の発光装置。
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