(57)【要約】【課題】発光素子の外囲器について製造コストの上昇を抑制し、且つ発光素子の光の広角化を実現する。【解決手段】発光素子の外囲器１０は、開口部２１の周囲に開口部２１の外へ向い、且つ側部が開口部２１の中心方向に傾斜した状態で固定された複数の間隙２５を備えたガイド２４を有し、ガイド２４を、開口部２１の周囲に一端が固定された複数の支持部２２と支持部の他端を固定する留め部２３とで構成し、ガイド２４に備えた間隙２５を、透明樹脂３０の硬化前の液相において、表面張力により透明樹脂３０が外部に滲出しない範囲を支持部２２間の間隔で規定したことで、透明樹脂３０を加工するための製造工程を加えることなく、一回の注入で透明樹脂３０を筐体２０の外部に突出させることができ、開口部２１の底に配置された発光素子１からの光を、透明樹脂を媒体として、開口部の上方向及び、ガイドの側面から放射させることが可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口部を備えた筐体と、
前記開口部の底面に配置された発光素子と、
前記開口部の周囲に前記開口部の外へ向い、且つ側部が開口部の中心方向に傾斜した状態で固定された複数の間隙を備えたガイドと、
前記開口部の底から前記ガイドの上部まで充填された透明樹脂と、
を有し、
前記ガイドに備えられた間隙は、前記透明樹脂の硬化前の液相において、表面張力により当該透明樹脂が外部に滲出しない範囲にあることを特徴とする発光素子の外囲器。
【請求項２】
前記ガイドは、前記開口部の周囲に一端が固定された複数の支持部と、
当該支持部の他端を固定する留め部と、
で構成され、
前記間隙は支持部間の間隔で規定されることを特徴とする請求項１に記載の発光素子の外囲器。
【請求項３】
前記ガイドは、前記開口部の周囲に、開口径方向に一端部の幅方向を合わせた状態で当該一端部が固定された複数の支持部で構成され、
当該支持部は前記一端部の幅よりも他端部の幅のほうが短く、前記間隙は支持部間の間隔で規定されることを特徴とする請求項１に記載の発光素子の外囲器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面実装型の発光素子の外囲器に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（以下ＬＥＤと呼ぶ）はＩｎＧａＡｌＰやＧａＮ等の化合物半導体ウエハ上にＰＮ接合を形成し、これに順方向電流を通じて可視光又は近赤外光の発光を得る発光素子であり、近年、表示をはじめ、通信、計測、制御等に広く応用されている。
【０００３】
一般に、ＬＥＤ等の発光素子にはパッケージ（以下外囲器と呼ぶ）が必要であるが、その一例として従来から図７の斜視図に示すような構成の表面実装型の発光素子の外囲器がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
同図の外囲器５０は、開口部２１を備えた筐体２０と、開口部２１の底面に配置された発光素子１と、開口部２１の底から上部まで充填された透明樹脂３０と、を備える。透明樹脂３０は液体の状態でポッティングし、その後、加温して硬化させる。液相での粘性は高いが、重力のため透明樹脂３０の表面はほぼ平坦になる。また、開口部２１の底面には、２極あるリードフレームの一方の極１１上に、発光素子１を銀ペースト等の導電材料でマウントする。さらに、発光素子１の上側の電極からは、リードフレームの他方の極１２上に金製のワイヤ３が張られている。
【０００５】
ここでは、発光素子１としてＬＥＤが使用され、透明樹脂３０にはエポキシ樹脂が使用される。筐体２０には熱可塑性のＰＰＡ（ポリフタルアミド）樹脂が使用される。図７に示されるような筐体２０は、加熱により流動化したＰＰＡ樹脂を冷たい金型内に射出して成型される（射出成形法）。
【０００６】
一方で、ＬＥＤ等の発光素子を、車載用ＬＥＤランプとして自動車のメータクラスタ等へ応用する際には、１個の外囲器でなるべく広角に発光素子を発光させるために、拡散板によって広範囲に渡って対象物を均一に照明する必要がある。
【０００７】
図８は、図７に示した発光素子の空間放射パターンを示している。同図によれば、エポキシ樹脂の屈折率が約１．５であるので、空気との屈折率差により上方への放射が優位になる。これにより、発光素子の光は、放射角θの半値全幅が約１１０度となる様な指向特性を持つ。
【特許文献１】特開２００３−１６３３７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、図７に示したような従来の表面実装型発光素子の外囲器の構成においては、透明樹脂３０は液相において表面が平坦化するため、図８に示したように光の放射角の広がりには限界がある。これに対し、光学的手法を用いて硬化後の透明樹脂の表面を加工する、又は透明樹脂の表面に適当な盛り上がり形状を有する透明樹脂を貼り付けるなどした場合、光の広角化を実現することができるが、そのためには別の製造工程が必要となり、製造コストが上昇してしまうという問題があった。
【０００９】
本発明はこのような問題点に鑑み、発光素子の外囲器について製造コストの上昇を抑制し、且つ発光素子の光の広角化を実現する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１の本発明に係る発光素子の外囲器は、開口部を備えた筐体と、開口部の底面に配置された発光素子と、開口部の周囲に開口部の外へ向い、且つ側部が開口部の中心方向に傾斜した状態で固定された複数の間隙を備えたガイドと、開口部の底から前記ガイドの上部まで充填された透明樹脂と、を有し、ガイドに備えられた間隙は、透明樹脂の硬化前の液相において、表面張力により透明樹脂が外部に滲出しない範囲にあることを特徴とする。
【００１１】
本発明にあっては、発光素子の外囲器において、開口部の周囲に開口部の外へ向い、且つ側部が開口部の中心方向に傾斜した状態で固定された複数の間隙を備えたガイドを有したことで、透明樹脂を加工するための製造工程を加えることなく、一回の注入で透明樹脂を筐体外部に突出させることができ、開口部の底に配置された発光素子からの光を、透明樹脂を媒体とし、開口部の上方向及びガイドの側面からも放射させることが可能となる。
【００１２】
さらに、第１の本発明に係る発光素子の外囲器に備えられるガイドは、開口部の周囲に一端が固定された複数の支持部と、支持部の他端を固定する留め部とで構成され、ガイドに備えられる間隙は、透明樹脂の硬化前の液相において、表面張力により透明樹脂が外部に滲出しない範囲にあることが好適であり、上記間隙は支持部間の間隔で規定されることが望ましい。
【００１３】
また、第１の本発明に係る発光素子の外囲器に備えられるガイドは、開口部の周囲に、開口径方向に一端部の幅方向を合わせた状態で当該一端部が固定された複数の支持部で構成され、ガイドに備えられる間隙は、透明樹脂の硬化前の液相において、表面張力により透明樹脂が外部に滲出しない範囲にあることが好適であり、支持部は、その一端部の幅よりも、他端部の幅のほうが短く、上記間隙は支持部間の間隔で規定されることが望ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の発光素子の外囲器によれば、製造コストの上昇を抑制し、且つ発光素子の光の広角化を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
【００１６】
［第１の実施の形態］
図１は、第１の実施の形態に係る発光素子の外囲器の構成を示す斜視図である。同図の外囲器１０は、開口部２１を備えた筐体２０と、開口部２１の底面に配置された発光素子１と、開口部２１の周囲に開口部２１の外へ向い、且つ側部が開口部２１の中心方向に傾斜した状態で固定された複数の間隙２５ａ、２５ｂ、２５ｃ…（以下総称して２５とする）を備えたガイド２４と、開口部２１の底からガイド２４の上部まで充填された透明樹脂３０と、を有する。ここで、ガイド２４は、開口部２１の周囲に一端が固定された複数の支持部２２ａ、２２ｂ、２２ｃ…（以下総称して２２とする）と支持部２２の他端を固定する円環状の留め部２３とで構成され、ガイド２４に備えられた間隙２５は支持部２２間の間隔で規定される。また、開口部２１の底面には、２極あるリードフレームの一方の極１１上に、発光素子１を銀ペースト等の導電材料でマウントする。さらに、発光素子１の上側の電極からは、リードフレームの他方の極１２上に金製のワイヤ３が張られている。ここでは、発光素子１として、ＬＥＤを使用し、筐体２０には完全拡散反射に近い条件で反射する白色の熱可塑性であるＰＰＡ（ポリフタルアミド）樹脂を使用する。また、透明樹脂３０には、エポキシ樹脂を使用する。
【００１７】
図２は、第１の実施の形態に係る発光素子の外囲器の構成を示す断面図である。図１と同一物には同一の符号を付し、すでに行った説明は省略する。同図に示すように、開口部２１内へ注入された透明樹脂３０は、ガイド２４の上部まで達し、その上部には平坦な面が形成される。ここで、ガイドに備えられた間隙２５は、支持部２２間の間隔として十分小さな範囲に規定されているので、たとえ硬化前の液相であったとしても、透明樹脂３０が、ガイドの側部から外部に滲出することはない。
【００１８】
図３は、第１の実施の形態に係る発光素子についての空間放射パターンである。開口部の底面に配置された発光素子から放射された光は、ガイドの上部に形成された平坦な透明樹脂３０の上面から放射されるとともに、ガイドの側面からも放射されるので、発光素子は、放射角θの半値全幅が約１６０度となるような指向特性をもつことになり、図８の従来の表面実装型の放射パターンと比べて、発光素子の放射角の広角化が実現される。
【００１９】
したがって、第１の実施の形態によれば発光素子の外囲器について、開口部の周囲に開口部の外へ向い、且つ側部が開口部の中心方向に傾斜した状態で固定された複数の間隙を備えたガイドを設け、ガイドを、開口部の周囲に一端が固定された複数の支持部と支持部の他端を固定する留め部とで構成し、ガイドに備えた間隙を、透明樹脂の硬化前の液相において、表面張力により透明樹脂が外部に滲出しない範囲を支持部間の間隔で規定したことで、透明樹脂を加工するための製造工程を加えることなく、一回の注入で透明樹脂を筐体外部に突出させることができ、開口部の底に配置された発光素子からの光を、透明樹脂を媒体として、開口部の上方向及び、ガイドの側面から放射させることが可能となる。これにより、製造コストの上昇を抑制し、且つ発光素子の光の広角化を実現できる。
【００２０】
なお、上記の第１の実施の形態においては、ガイド２４の支持部２２の他端を固定する留め部２３には円環状の部材を使用したが、これに限られるものではない。ガイド２４の支持部を固定する機能を有する構成であれば、例えば留め部に多角形状の部材を使用してもよい。
【００２１】
［第２の実施の形態］
図４は、第２の実施の形態に係る発光素子の外囲器の構成を示す斜視図である。同図の外囲器４０は、第１の実施の形態と同様な筐体２０と、発光素子１と、開口部２１の周囲に開口部２１の外へ向い、且つ側部が開口部２１の中心方向に傾斜した状態で固定された複数の間隙２６ａ、２６ｂ、２６ｃ…（以下総称して２６とする）を備えたガイド２８と、開口部２１の底からガイド２４の上部まで充填された透明樹脂３０と、を有する。第１の実施の形態との違いは、ガイド２８は開口部の周囲に、開口径方向に一端部の幅方向を合わせた状態でこの一端部が固定された複数の支持部２７ａ、２７ｂ、２７ｃ…（以下総称して２７とする）で構成されている点である。ガイド２８に備えられた間隙２６は支持部２７間の間隔で規定される。また、ここでも同様に開口部２１の底面には、２極あるリードフレームの一方の極１１上に、発光素子１を銀ペースト等の導電材料でマウントする。さらに、発光素子１の上側の電極からは、リードフレームの他方の極１２上に金製のワイヤ３が張られている。ここでは、発光素子１として、ＬＥＤを使用し、透明樹脂３０には、エポキシ樹脂を使用する。筐体２０には熱可塑性のＰＰＡ（ポリフタルアミド）樹脂を使用する。図４に示される筐体２０は、加熱により流動化したＰＰＡ樹脂を冷たい金型内に射出して成型することにより支持部２７と一体的に形成される。
【００２２】
図５は、第２の実施の形態に係る発光素子の外囲器の構成を示す断面図である。ここでも図４と同一物には同一の符号を付し、すでに行った説明は省略する。同図に示すように、開口部２１内へ注入された透明樹脂３０は、ガイド２８の上部まで達し、その上部には平坦な面が形成される。ここで、ガイド２８に備えられた間隙２６は、支持部２７間の間隔として十分に小さな範囲に規定されているので、たとえ硬化前の液相であったとしても、透明樹脂３０が、ガイドの側部から外部に滲出することはない。
【００２３】
また、本実施の形態では、図５で示したようにガイド２８を構成する支持部２７の一端部の幅Ｌ１よりも他端部の幅Ｌ２のほうが短い。それは、このような構成により、上記の射出成形法による筐体２０の成形時において、加熱により流動化した熱可塑性の樹脂を冷たい金型内に射出して型を取った後、熱可塑性の樹脂の冷却にしたがって、支持部２７を開口部２１の中心側に倒れこませることで、ガイドの側部を成形することが可能となるからである。
【００２４】
図６は、第２の実施の形態に係る発光素子の空間放射パターンである。開口部の底面に配置された発光素子から放射された光は、ガイドの上部に形成された平坦な透明樹脂３０の上面から放射されるとともに、ガイドの側部からも放射されるので、発光素子は、放射角θの半値全幅が約１６０度となるような指向特性を持つことになり、図８の従来の表面実装型の放射パターンと比べて、発光素子の放射角の広角化が実現されていることがわかる。
【００２５】
第２の実施の形態によれば、発光素子の外囲器に備えたガイドについて、開口部の周囲に、開口径方向に一端部の幅方向を合わせた状態でその一端部が固定された複数の支持部で構成し、ガイドに設けた間隙を、透明樹脂の硬化前の液相において、表面張力により透明樹脂が外部に滲出しない範囲を支持部の間隔で規定したことに加え、ガイドを構成する支持部の一端部の幅よりも、他端部の幅のほうを短くした。これにより、射出成形法により筐体を成形する際に使用する金型の構造を、より単純なものにすることができ、一回の工程で加熱により流動化した熱可塑性樹脂からガイドと筐体を一体的に成形することが可能となるので、上記第１の実施の形態による効果に加えて、製造工程数の増加に伴う製造コストの上昇をより抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】第１の実施の形態に係る発光素子の外囲器の構成を示す断面図である。
【図２】第１の実施の形態に係る発光素子の外囲器の構成を示す斜視図である。
【図３】第１の実施の形態に係る発光素子の空間放射パターンである。
【図４】第２の実施の形態に係る発光素子の外囲器の構成を示す断面図である。
【図５】第２の実施の形態に係る発光素子の外囲器の構成を示す斜視図である。
【図６】第２の実施の形態に係る発光素子の空間放射パターンである。
【図７】従来の表面実装型発光素子の外囲器の構成を示す斜視図である。
【図８】従来の表面実装型発光素子の外囲器における発光素子の空間放射パターンである。
【符号の説明】
【００２７】
１…発光素子，３…金ワイヤ，１０…第１の実施の形態に係る発光素子の外囲器，１１…リードフレームの一方の極，１２…リードフレームの他方の極，２０…筐体，２１…外囲器の開口部，２２…透明樹脂を支える支持部，２３…支持部を固定する円環状の留め部，２４…支持部と円環状の留め部から成るガイド，２５…ガイドの間隙，２６…ガイドの間隙，２７…透明樹脂を支える支持部，２８…複数の支持部から成るガイド，３０…透明樹脂，４０…第２の実施の形態に係る発光素子の外囲器，５０…従来の表面実装型の発光素子の外囲器，
【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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