(57)【要約】【課題】レンズと封止樹脂との間に形成された空気層の熱膨張を発光装置外に逃がすことができる発光装置を提供する。【解決手段】発光装置１は、リード電極１１，１２と、素子収容部材１３と、発光素子１４と、樹脂モールド１７と、レンズ２０とを有する。レンズ２０の底部が凹穴部１３ａに嵌合している。レンズ２０の底部と樹脂モールド１７との間に空気層１９が形成されている。この空気層１９は、レンズ２０の底面周縁の溝２３を介して外部に連通している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
凹穴部を有した、樹脂成形体よりなる素子収容部材と、
該凹穴部内の底部に設けられたリード電極と、
該凹穴部内に配置され、該リード電極に接続された発光素子と、
該発光素子を封止する樹脂モールドと、
光を出射させるためのレンズとを有する発光装置において、
該レンズと樹脂モールドとの間に空気層が設けられると共に、該空気層を発光装置外に連通する連通部が設けられていることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
請求項１において、前記連通部は、前記レンズに設けられた溝よりなることを特徴とする発光装置。
【請求項３】
凹穴部を有した、樹脂成形体よりなる素子収容部材と、
該凹穴部内の底部に設けられたリード電極と、
該凹穴部内に配置され、該リード電極に接続された発光素子と、
該発光素子を封止する樹脂モールドと、
光を出射させるためのレンズとを有する発光装置において、
前記レンズの前記発光素子側の底面とレンズ側周面とを連通する溝が設けられており、前記樹脂モールドの樹脂の一部が該溝に入り込んでいることを特徴とする発光装置。
【請求項４】
請求項３において、前記溝は前記レンズの底面を横断するように延在していることを特徴とする発光装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項において、前記レンズの前記発光素子側の底部が前記凹穴部の入口側に嵌合していることを特徴とする発光装置。
【請求項６】
発光素子を備えた発光装置に用いられるレンズであって、発光素子側の底面と側周面とを連通する溝が設けられていることを特徴とするレンズ。
【請求項７】
請求項６において、前記溝は、前記レンズの前記底面を横断するように延在していることを特徴とするレンズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ素子などの発光素子を用いた発光装置と、該発光装置に用いられるレンズに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤ発光素子を搭載した樹脂封止型発光装置は、凹穴部を有した、樹脂成形体よりなる素子収容部材と、該凹穴部の底部に配置されたＬＥＤ発光素子と、該凹穴部を封止する封止樹脂と、該封止樹脂の上側に配置又は形成されたレンズとを有する（例えば特許文献１，２）。
【０００３】
特許文献１の００３７段落には、このレンズと発光素子との間に空間を残してもよく、レンズと発光素子との間に完全に樹脂を充填してもよいことが記載されている。特許文献２では、レンズとモールド樹脂とは隙間なく密着している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１７６３５６号公報
【特許文献２】特開２０１２−１３４５６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
封止樹脂とレンズとの間に空間を形成した場合、発光素子からの熱により該空間内の空気が膨張し、レンズを素子収容部材から離反する方向に押圧するので、発光装置の耐久性が低下するおそれがある。
【０００６】
特許文献２のように、レンズと発光素子との間に樹脂をモールドする場合も、モールド樹脂とレンズとの間に空気溜りが残ったときには、この空気が同様に熱膨張し、レンズを押圧し、発光装置の耐久性を低下させるおそれがある。
【０００７】
第１発明は、レンズと封止樹脂との間に形成された空気層の熱膨張を発光装置外に逃がすことができる発光装置を提供することを目的とする。
【０００８】
第２発明は、レンズと封止樹脂との間の空気の残留が防止される発光装置を提供することを目的とする。
【０００９】
第３発明は、この発光装置に用いられるレンズを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１発明の発光装置は、凹穴部を有した、樹脂成形体よりなる素子収容部材と、該凹穴部内の底部に設けられたリード電極と、該凹穴部内に配置され、該リード電極に接続された発光素子と、該発光素子を封止する樹脂モールドと、光を出射させるためのレンズとを有する発光装置において、該レンズと樹脂モールドとの間に空気層が設けられると共に、該空気層を発光装置外に連通する連通部が設けられていることを特徴とする。
【００１１】
前記連通部は、前記レンズに設けられた溝よりなることが好ましい。
【００１２】
第２発明の発光装置は、凹穴部を有した、樹脂成形体よりなる素子収容部材と、該凹穴部内の底部に設けられたリード電極と、該凹穴部内に配置され、該リード電極に接続された発光素子と、該発光素子を封止する樹脂モールドと、光を出射させるためのレンズとを有する発光装置において、前記レンズの前記発光素子側の底面とレンズ側周面とを連通する溝が設けられており、前記樹脂モールドの樹脂の一部が該溝に入り込んでいることを特徴とする。
【００１３】
第２発明では、該溝はレンズの底面を横断するように延在してもよい。
【００１４】
第１及び第２発明の発光装置は、レンズの発光素子側の底部が前記凹穴部の入口側に嵌合していることが好ましい。
【００１５】
第３発明のレンズは、発光素子を備えた発光装置に用いられるレンズであって、発光素子側の底面と側周面とを連通する溝が設けられていることを特徴とする。この溝は、レンズの底面を横断するように延在してもよい。
【発明の効果】
【００１６】
第１発明の発光装置にあっては、レンズと封止材との間の空気層を発光装置外に連通する連通部を設けてあるので、該空気層の空気が熱膨張した場合、空気圧が連通部を介して発光装置外に逃げる。このため、レンズに対し素子収容部材から離反させる方向に空気圧がかからず、発光装置の耐久性が向上する。
【００１７】
連通部を、レンズに設けた溝によって形成した場合、単にレンズを素子収容部材に装着するだけで発光装置に該連通部を形成することができる。
【００１８】
第１発明では、封止材とレンズとの間に空気層が存在するので、封止材からレンズに伝わる熱が減少し、レンズの熱膨張が抑制される。また、封止材の熱も、空気層及び連通部を介して発光装置外に伝わり易い（放熱され易い）ので、封止材の熱膨張も抑制される。
【００１９】
第２発明の発光装置では、該発光装置の製造時にレンズと封止樹脂（樹脂モールド）との間に残留しようとする空気が溝を通って発光装置外に排出されるので、レンズと樹脂モールドとの間に空気が残ることが防止される。
【００２０】
第３発明のレンズによると、第１及び第２発明の発光装置を容易に製作することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施の形態に係る発光装置の縦断面図である。
【図２】図１のレンズの縦断面図である。
【図３】図１のレンズの底面図である。
【図４】別の実施の形態に係る発光装置の縦断面図である。
【図５】さらに別の実施の形態に係る発光装置の断面図である。
【図６】レンズの斜視図である。
【図７】レンズの底面図である。
【図８】レンズの底面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照して実施の形態について説明する。
【００２３】
図１は第１発明の実施の形態に係る発光装置の縦断面図、図２はそのレンズの断面図、図３はレンズの底面図である。この発光装置１は、第１のリード電極１１と、第２のリード電極１２と、該リード電極１１，１２と一体化するように構成された樹脂成形体よりなる素子収容部材１３とを有する。素子収容部材１３は、凹穴部１３ａを有した環形状であり、凹穴部１３ａは上方ほど拡径するテーパ状となっている。リード電極１１，１２の一部がそれぞれ凹穴部１３ａの底部に露呈している。リード電極１１，１２の外側の端部は素子収容部材１３の外周縁から外方に延出している。
【００２４】
凹穴部１３ａ内において、リード電極１２上にＬＥＤ等の発光素子１４が固着されている。発光素子１４は、金属細線１５，１６によって各リード電極１１，１２に接続されている。
【００２５】
リード電極１１，１２の対峙縁同士の間には樹脂よりなるブリッジ部１３ｂが充填されている。このブリッジ部１３ｂは、凹穴部１３ａの底部を弦方向に横断し、素子収容部材１３と一体となっている。
【００２６】
凹穴部１３ａ内において、発光素子１４及び金属細線１５，１６を覆う封止材として、エポキシ樹脂等よりなる樹脂モールド１７が形成されている。この樹脂モールド１７は、凹穴部１３ａ内に樹脂を充填して硬化させることにより形成される。樹脂モールド１７は蛍光体を含有してもよい。
【００２７】
該樹脂モールド１７を覆うように合成樹脂製のレンズ２０が設けられている。レンズ２０の底部が凹穴部１３の入口側に嵌合している。このレンズ２０は、レンズ本体２１と、該レンズ本体２１の外周面を覆う蛍光体含有層２２とが一体化されたものである。レンズ２０は予め二色成形法などにより一体的に成形されている。レンズ本体２１は蛍光体を含有していないことが好ましいが、蛍光体を少量含有してもよい。蛍光体含有層２２は、レンズ２０の底面若しくは内部に形成されてもよい。
【００２８】
なお、本発明では、レンズの全体に蛍光体を含有させ、蛍光体含有層を省略してもよい。また、この実施の形態では、レンズ２０は半球状であるが、これに限定されない。
【００２９】
レンズ２０の底面と樹脂モールド１７との間に空気層１９が形成されている。この空気層１９は、樹脂モールド１７の上面とレンズ２０の底面との間の全体に存在している。この空気層１９を発光装置１外に連通するための連通部として、レンズ２０の底部外周縁に溝２３が設けられている。この溝２３は、レンズ本体２１の底部外周縁から蛍光体含有層２２の底面を横断し、レンズ２０の下部外周面にまで延在している。連通部としての溝２３は、レンズ２０の周方向の複数箇所（この実施の形態では直径方向に４箇所）設けられているが、１箇所であってもよく、２，３又は５以上であってもよい。図８は多数の溝２３を設けたレンズ２０Ｄの底面図である。図８のように多数の溝を設けることにより、レンズ２０と樹脂モールド１７との間に形成された空気層の熱を発光装置外に効率的に逃がすことができるため、熱による発光素子１４への損傷を軽減でき、長期寿命の発光装置を得ることができる。
【００３０】
このように構成された発光装置１において、発光素子１４からの光は、樹脂モールド１７及びレンズレンズ本体２１を透過し、蛍光体含有層２２の蛍光体によって波長変換され、レンズ２０から出射される。
【００３１】
この発光装置１では、樹脂モールド１７とレンズ２０との間に空気層１９が設けられ、この空気層１９が溝２３よりなる連通部を介して発光装置１外に連通しているので、空気層１９の空気が熱膨張しても、レンズ２０に対し素子収容部材１３から離反する方向に押圧力が加えられない。そのため、発光装置１の耐久性が向上する。この実施の形態では、外部に連通した空気層１９がレンズ２０と樹脂モールド１７との間に介在しているので、発光素子１４から樹脂モールド１７を介してレンズ２０に伝わる熱量が少なく、レンズ２０の熱膨張も抑制される。また、樹脂モールド１７の上面部付近の熱も、空気層１９及び連通部（溝２３）を介して発光装置１外に放熱され易いので、樹脂モールド１７の熱膨張も抑制される。
【００３２】
この実施の形態では、レンズ２０に溝２３を設けてあるので、溝２３付きのレンズ２０を素子収容部材１３に装着するだけで連通部を容易に形成することができる。
【００３３】
図１の実施の形態では、溝２３よりなる連通部がレンズ２０に設けられているが、素子収容部材１３の上面部に溝よりなる連通部を設けてもよい。
【００３４】
図４は第２発明の実施の形態に係る発光装置１Ａの縦断面図である。この発光装置１Ａにあっては、空気層１９は存在せず、レンズ２０の底面が樹脂モールド１７に密着している。樹脂モールド１７の一部は溝２３内に入り込んでいる。この発光装置１Ａのその他の構成は上記発光装置１と同一であり、同一符号は同一部分を示している。
【００３５】
この発光装置１Ａを製造するには、規定量の樹脂モールド１７用の未硬化合成樹脂を凹穴部１３ａ内に供給した後、該未硬化合成樹脂が硬化する前に溝２３付きレンズ２０を素子収容部材１３に装着し、レンズ２０の底面を未硬化合成樹脂の液面（上面）に接触させ、ごくわずかに該未硬化合成樹脂液中に浸す。この際、少量の余剰未硬化合成樹脂が溝２３内に入り込む。このようにレンズ２０の底面の全体を未硬化合成樹脂の液面に浸すことにより、レンズ２０と樹脂モールド１７との間に空気を残留させることなく、発光装置１Ａを製造することができる。
【００３６】
図４の発光装置１Ａでは、空気層１９に臨むレンズ２０の底面は平面となっているが、図５の発光装置１Ｂのレンズ２０Ｂのように、レンズ２０Ｂの底面を下方に向って凸に湾曲した曲面としてもよい。このようにすれば、レンズ２０の底面を未硬化合成樹脂の液面に浸すときに、レンズ２０の底面の中央から液中に没し、レンズ２０と液面との間の空気が周囲に追い遣られながらレンズ２０の底面全体が未硬化合成樹脂液中に没するようになる。このため、レンズ２０と樹脂モールド１７との間に空気を残留させることなく発光装置１Ｂが製造される。なお、発光装置１Ｂのその他の構成は発光装置１Ａと同一であり、同一符号は同一部分を示している。
【００３７】
図６，７は本発明の発光装置に用いられる別形状のレンズ２０Ｃを示すものであり、図６は底部側からの斜視図、図７はレンズの底面図である。
【００３８】
このレンズ２０Ｃにあっては、外周縁の溝２３がレンズ底面を横断するように延在されている。具体的には、直径方向に対峙する溝２３，２３が径方向溝２４によって連通され、これによってレンズ２０Ｃの底面を溝が横断している。
【００３９】
この実施の形態では、溝２３は周方向に４箇所に等間隔で設けられているので、径方向溝２４は十字状に延在している。
【００４０】
なお、前述の通り、溝２３の数は４個に限定されず、例えば前記図８のように多数設けてもよい。多数の溝をレンズに設けた場合、余剰未硬化合成樹脂が周囲の溝２３内に周囲均一に効率的に入り込むと共に、レンズ２０と樹脂モールド１７との間の空気を効率的に排出できるため、レンズ２０装着時に、未硬化合成樹脂の樹脂モールド１７の発光素子１４及び金属細線１５，１６への押し付け負荷が軽減され、発光素子１４及び金属細線１５，１６の損傷を防止ないし抑制できる。また、多数の溝を設けた場合、レンズ２０と樹脂モールド１７とのアンカー効果による密着性を高めることができる。
【００４１】
このレンズ２０Ｃを用いた発光装置を前記発光装置１Ｂと同様に製造する場合、未硬化合成樹脂にレンズ２０Ｃの底部を浸すときに、空気が径方向溝２４から溝２３を介してスムーズに外部に流出し、空気層の残留が防止される。なお、未硬化合成樹脂が径方向溝２４の全体に充填され、一部の未硬化合成樹脂が溝２３に入り込むように、未硬化合成樹脂の凹穴部１３ａ内への供給量が設定される。
【００４２】
上記実施の形態は本発明の一例であり、本発明は図示以外の構成とされてもよい。例えば、発光装置は複数個の発光素子を備えてもよい。また、レンズの形状、構成も図示以外とされてもよい。
【符号の説明】
【００４３】
１，１Ａ，１Ｂ  発光装置
１１，１２  リード電極
１３  素子収容部材
１３ａ  凹穴部
１３ｂ  ブリッジ部
１４  発光素子
１５，１６  金属細線
１７  樹脂モールド
１９  空気層
２０，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ  レンズ
２１  レンズ本体
２２  蛍光体含有層
２３  溝
２４  径方向溝
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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