(57)【要約】【課題】発光素子を被覆する樹脂部が導光板に強く接触することを防止し、樹脂部を通じて発光素子にその光特性を損なうような大きな応力が印加されることを防ぐ。【解決手段】  発光素子が載置された基体部には凹部を形成する。基体部の凹部底面に載置された発光素子は、凹部内に充填された樹脂部によって被覆されている。ここで、樹脂部の上面を基体部の上面よりも下側に位置させる。これにより、半導体発光素子を導光板に近接配置させたときにも、熱膨張した樹脂部が導光板に強く接触することがない。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
一方の主面に凹部が形成された基体部と、該基体部の凹部の底面に載置された発光素子とを有し、前記基体部は前記発光素子を包囲する側壁部を備え、前記発光素子は前記側壁部内に充填された樹脂部により被覆されており、当該樹脂部の上面は前記側壁部の上面よりも前記凹部の底面側に位置していることを特徴とする半導体発光装置。
【請求項２】
一方の主面に凹部が形成された基体部と、該基体部の凹部の底面に載置された発光素子とを有し、前記基体部は前記発光素子を包囲する側壁部を備え、前記発光素子は前記側壁部内に充填された樹脂部により被覆されており、当該樹脂部の上面は前記側壁部の上面よりも前記凹部の底面側に位置している半導体発光装置と、前記発光素子から放出された光が導入される導光板とを備え、前記基体部の側壁部の上面と前記導光板の側面とが対向して配置されていることを特徴とする面状発光源。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は半導体発光装置及び半導体発光装置を用いた面状発光源に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図３は、従来の面実装型の半導体発光装置１００を示す。図示のように、従来の面実装型半導体発光装置１００は、上面に凹部が形成された基体部２と、この凹部の底面に半田を介して固着された発光素子としての発光ダイオードチップ５と、この発光ダイオードチップ５を被覆する樹脂部３を有している。基体部２は、発光ダイオードチップ５が半田を介して固着された金属製放熱板６と、この放熱板６を包囲する外囲体４とを有する。ここで外囲体４は、基体部２の側壁部９を有する。また、外囲体４の対向する一対の側面からは、発光ダイオードチップ５にワイヤ８を介して電気的に接続されたリード端子７が導出されている。このような半導体発光装置は、周知の導光板と組み合わされることで、液晶バックライト用光源などに使用される面状発光源を構成する。即ち、基体部２の側壁部９の上面９ａと導光板の光導入面とを対向して配置し、発光ダイオードチップ５から放出された光を樹脂部３を通じて導光板の光導入面に導入するように構成する。導光板に導入された光は、導光板の一方の主面から外部に放出される。なお、発光ダイオードチップ５を被覆する樹脂部３の上面３ａは、半導体発光装置１００から出射される光の指向性を鋭くして導光板の一方の主面から外部に放出される光の輝度を向上させるため、側壁部９の上面９ａとほぼ同一平面上に位置するか、又は樹脂部３の上面３ａは側壁部９の上面９ａよりも上側に突出している。また、このような面状発光源は、例えば特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特開２００７-０４１４７１号公報
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００３】
上記の面状発光源においては、次のような理由で、半導体発光装置と導光板とを近接して配置する必要がある。
(1)半導体発光装置と導光板との間に隙間あるいは空洞（以下、空洞部という）を設けると、空洞部内にある空気層の屈折率と樹脂部の屈折率の差によって光が屈折し、導光板に導入されるべき光量が減少し、その結果、導光板の一方の主面から外部に放出される光は、所望の輝度を得ることが困難となる。
(2)半導体発光装置と導光板との間に空洞部を設けると、面状光源の平面サイズが大きくなる。
しかし、半導体発光装置と導光板とを近接して配置すると、発光ダイオードチップの発光性能を損なう虞れがあった。これは以下のような理由によるものである。即ち、上記の半導体発光装置では、発光ダイオードチップの発熱により半導体発光装置の樹脂部が加熱され熱膨張し易い。半導体発光装置の樹脂部が熱膨張して導光板の光導入面に接触すると、導光板が半導体発光装置の樹脂部よりも硬いため、半導体発光装置の樹脂部を通じて発光ダイオードチップに押圧力が印加される。これにより、発光ダイオードチップに発光性能を損なうような機械的応力が発生し、ボンディングワイヤが切れる又は電極から剥がれる虞があった。
また、導光板の光導入面に対して並行に複数の半導体発光装置を配置した場合、半導体発光装置の樹脂部上面の突出具合が製造上バラつくと、半導体発光装置の樹脂部が熱膨張したときに、比較的突出が少ない半導体発光装置は導光板の光導入面に接触しないが、比較的突出が大きい半導体発光装置は導光板の光導入面に接触してしまう。その結果、半導体発光装置が導光板の光導入面に接触した部分においては空洞部がなくなり、半導体発光装置から導光板に導入される光が増加する。従って、面状発光源の明るさが場所によってバラつき、面状発光源の表示品位が低下する虞があった。
そこで本考案は、このような技術的課題を解決できる半導体発光装置及び面状発光源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】
【０００４】
上記課題を解決する請求項１にかかる半導体発光装置は、一方の主面に凹部が形成された基体部と、基体部の凹部の底面に載置された発光素子とを有している。基体部は発光素子を包囲する側壁部を備えており、発光素子は側壁部内に充填された樹脂部により被覆されている。樹脂部の上面は側壁部の上面よりも凹部の底面側に位置している。
上記課題を解決する請求項２にかかる面状発光源は、上記請求項１にかかる半導体発光装置と、この半導体発光装置の発光素子から放出された光が導入される導光板とを備え、半導体発光装置の側壁部の上面と導光板の光導入面とが対向して配置されている。
【考案の効果】
【０００５】
本考案の請求項１にかかる半導体発光装置では、発光素子の発熱により樹脂部が加熱されて膨張しても、樹脂部の上面が側壁部の上面よりも上方に突出し難い。このため、このような半導体発光装置を周知の導光板と組み合わせて面状発光源を構成することにより、樹脂部が熱膨張しても導光板の光導入面に接触せず、樹脂部を通じて発光素子に大きな押圧力が印加されることがない。これにより、発光素子に発光性能を損なうような機械的応力が発生しない。
【０００６】
本考案の請求項２にかかる面状発光源では、半導体発光装置の発光性能が長期間にわたり安定して得られるため、信頼性の高い面状発光源を実現することが出来る。更に、面状発光源の明るさが場所によってバラつくことを抑制し、面状発光源の表示品位が向上する。
【考案を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下に本考案による半導体発光装置の実施の形態をについて説明する。
【０００８】
図１に示すように、本実施の形態の半導体発光装置１は、金属材料からなる支持板６と、支持板６の上面に固着された発光素子としての発光ダイオードチップ５と、支持板６の側面に隣接して配置され且つ支持板６側から外側に延伸するリード端子７と、発光ダイオードチップ５の上面電極とリード端子７とを電気的に接続するワイヤ８と、支持板６の側面及びリード端子７の一部を被覆する外囲体４とを備えている。
図２は、完成した半導体発光装置１を示す。図示する半導体発光装置は、支持板６の上面に８個の発光ダイオードチップ５が固着されており、これに電気的に接続された１６本のリード端子７を有している。なお、支持板６と外囲体４は、本考案に基づく基体部２を構成する。また、本実施の形態の半導体発光装置１では、図２で示すように、発光ダイオードチップ５として例えば青色発光ダイオードが複数配列されていても良いが、発光ダイオードチップ５が単数、又は青色発光ダイオードと赤色発光ダイオード等の他の波長の光を出射する発光ダイオードとが配列されていても良い。
【０００９】
支持板６及びリード端子７は、熱伝導率の高い金属、例えば銅、アルミニウム、銅合金又はアルミニウム合金等により形成される。図２に示すように、支持板６は、対向する一対の第一の側面１０と、この一対の第一の側面１０の間に形成され第一の側面１０よりも短い一対の第二の側面１１とを有し、平面的に見て略長方体の形状に形成されている。
支持板６は、その上面に溝状の凹部１２ａを有する。この凹部１２ａは支持板６の上面の中央側を通り、対向する第二の側面１０に到達するように形成されている。支持板６の凹部の底面には、発光ダイオードチップ５が固着されている。支持板６の一対の第一の側面１０は凹部１２ａの底面よりも上方に突出して外囲体４の一部として側壁部９を構成している。側壁部９は、底面から離間する方向（上方）に向かって拡大するように傾斜している。この側壁部９は、発光ダイオードチップ５の光指向性等を向上するリフレクタとして機能する。また、支持板６の下面は外囲体４の下面から外部に露出しており、これにより発光ダイオードチップ５の発する熱を外部に良好に放出することができる。リード端子７の一端は、発光ダイオードチップ５の上面電極又は下面電極とワイヤ８等を介して電気的に接続されており、他端は外囲体４から外部に導出されている。
【００１０】
外囲体４は、例えば、シリカ、酸化チタン等のコンパウンド（充填材）の含有率が相対的に大きい樹脂から構成されており、例えば白色系の樹脂よりなる。外囲体４は、その４つの側面が支持板６の上面よりも上方に延伸しており、発光ダイオードチップ５を包囲する側壁部９を形成している。側壁部９により形成される凹部内には、光透過性を有する樹脂部３が設けられている。
樹脂部３は、支持板６の上面、発光ダイオードチップ５、ワイヤ８及びリード端子７の上面を被覆する。外囲体４を白色樹脂等の光反射性を有する材料で形成すれば、側壁部９は支持板６の凹部と同様に、発光ダイオードチップ５の光指向性等を向上するリフレクタとして機能する。外囲体４の凹部と支持板の凹部とは連続しており、本考案に基づく基体の凹部１２を形成する。この凹部１２内には、光透過を有する樹脂部３が形成されている。
樹脂部３は、屈折率及び光透過性の高い樹脂により成り、発光ダイオードチップ５及びワイヤ８を被覆している。本実施の形態の半導体装置１では、樹脂部３を耐熱性シリコーン樹脂にて形成した。樹脂部３には、発光ダイオードチップ５から放出される光の波長を変換するための蛍光体が含有されている。このため、樹脂部３からは、発光ダイオードチップ５から放出された光と蛍光体によって波長変換された光とが混合した光（例えば白色光）を放出させることができる。
【００１１】
本実施形態の半導体発光装置１では、本考案に基づいて、樹脂部３の上面３ａが側壁部９の上面９ａよりも支持板６に形成された凹部の底面（樹脂部３の上面３ａが側壁部９の上面９ａよりも低い位置）側に位置する。特に、本実施形態の半導体装置では、樹脂部３の上面がその中央側で周辺側に比較して発光ダイオードチップ５の上面側に位置するように、下側に向かって湾曲した形状に形成されている。即ち、樹脂部３の上面３ａにおいて、発光ダイオードチップ５の四辺の延長線上の領域の内側の領域がその外側の領域よりも低くなっている。
図３は、上記の半導体発光装置１を用いた面状発光源を示している。即ち、図示の面状光源５０は、上述した半導体発光装置１と光透過性を有する樹脂からなる板状の導光板５１とを備えている。半導体発光装置１と導光板５１とは、半導体発光装置１の基体部２の側壁部９の上面９ａと導光板５１の側面（光導入面）５１ａとが対向して配置されている。また、導光板５１の下面には光反射板５２が配置されている。このため、半導体発光装置１から導光板５１に導入された光は、光反射板５２によって反射されて、導光板５１の上面（一方の主面）から外部に放出される。
【００１２】
本実施形態の半導体発光装置１では、樹脂部３の上面が側壁部１３の上面よりも下側に形成されているので、樹脂部３の上面３ａと導光板５１の側面５１ａとの間に空洞部５３が設けられる。このため、樹脂部３が熱膨張しても導光板５１の側面５１ａに接触せず、樹脂部３を通じて発光ダイオードチップ５に押圧力が印加されることがない。この結果、発光ダイオードチップ５にその発光性能を損なうような機械的応力が発生することがない。
また、凸形状になって導光板の接触するものと接触しないものができ、その結果、面状光源の輝度ムラが発生する。凹形状になっていれば接触しないので輝度ムラは発生しない。
本考案は、上記実施形態に限られず変更が可能である。例えば、本実施形態では、半導体発光装置１の側壁部９の上面９ａと導光板５１の側面５１ａとを若干離間させたが、両者を接触させても良い。この場合、樹脂部３が熱膨張したときにその上面３ａが導光板５１の側面５１ａに接触することがあるが、樹脂部３の上面３ａは側壁部９の上面９ａよりも下側に形成されているので、発光ダイオードチップ５に大きな押圧量が印加されることが防止される。また、半導体発光装置１の放熱性を高めるため、支持板６の下面側に金属性の放熱板を配置しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の半導体発光装置
【図２】本発明の半導体発光装置の断面図
【図３】本発明の面状発光源
【図４】従来の面実装型の半導体発光装置
【符号の説明】
【００１４】
１    半導体発光装置
２    基体部
３    樹脂部
４    外囲体
５    発光ダイオードチップ
６    支持板
７    リード端子
８    ワイヤ
９    側壁部
１０  第一の側面
１１  第二の側面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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