(57)【要約】【課題】封止樹脂とハウジングの凹部の開口部内縁との剥離を抑制して、高信頼性・長寿命の発光装置を提供する。【解決手段】本発明の発光装置は、一対の電極を有する発光素子と、発光素子を収納する凹部を備えたハウジングと、凹部の底部に露出した第１リード電極及び第２リード電極と、半導体素子の一対の電極と、第１リード電極及び第２リード電極とをそれぞれ電気的に接続する導電部材と、凹部に充填された透光性の封止材料と、封止材料に含有された粒状添加物と、を備えた発光装置であって、凹部の内壁面は、発光素子から凹部の開口部内縁に照射される光を遮光する遮光部を備えており、封止材料中の粒状添加物の添加量は、遮光部より下側の第１領域では、光の散乱を高める量に調整されており、かつ、遮光部より上側の第２領域では、光の散乱を抑制する量に調整されていることを特徴とする。【選択図】図１Ａ
2008041917.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の電極を有する発光素子と、
前記発光素子を収納する凹部を備えたハウジングと、
前記凹部の底部に露出した第１リード電極及び第２リード電極と、
前記半導体素子の一対の電極と、前記第１リード電極及び前記第２リード電極とをそれぞれ電気的に接続する導電部材と、
前記凹部に充填された透光性の封止材料と、
前記封止材料に含有された粒状添加物と、を備えた発光装置であって、
前記凹部の内壁面は、前記発光素子から前記凹部の開口部内縁に照射される光を遮光する遮光部を備えており、
前記封止材料中の前記粒状添加物の添加量は、前記遮光部より下側の第１領域では、光の散乱を高める量に調整されており、かつ、前記遮光部より上側の第２領域では、光の散乱を抑制する量に調整されていることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
一対の電極を有する発光素子と、
前記発光素子を収納する凹部を備えたハウジングと、
前記凹部の底部に露出した第１リード電極及び第２リード電極と、
前記半導体素子の一対の電極と、前記第１リード電極及び前記第２リード電極とをそれぞれ電気的に接続する導電部材と、
前記凹部に充填された透光性の封止材料と、
前記封止材料に含有された粒状添加物と、を備えた発光装置であって、
前記凹部の内壁面は、前記発光素子から前記凹部の開口部内縁に照射される光を遮光する遮光部を備えており、
前記封止材料の前記凹部の底部側は、前記粒状添加物を含有する第１封止層であり、
前記第１封止層の厚さが前記封止材料の厚さの１０％〜８０％で、且つ前記第１封止層の上面が前記遮光部の上端よりも下側にあることを特徴とする発光装置。
【請求項３】
一対の電極を有する発光素子と、
前記発光素子を収納する凹部を備えたハウジングと、
前記凹部の底部に露出した第１リード電極及び第２リード電極と、
前記半導体素子の一対の電極と、前記第１リード電極及び前記第２リード電極とをそれぞれ電気的に接続する導電部材と、
前記凹部に充填された透光性の封止材料と、
前記封止材料に含有された粒状添加物と、を備えた発光装置であって、
前記凹部の内壁面は、前記発光素子から前記凹部の開口部内縁に照射される光を遮光する遮光部を備えており、
前記封止材料中における粒径２．０μｍ以上の前記粒状添加物の最大密度が、前記遮光部より下側の第１領域に比べて、前記遮光部より上側の第２領域で低く、
前記第２領域の前記粒状添加物の前記最大密度が、前記第１領域の前記粒状添加物の前記最大密度の８０％以下であることを特徴とする発光装置。
【請求項４】
前記粒状添加物が、前記発光素子の発光を反射する吸収して異なる波長に変換する蛍光体粒子を含み、
粒径２．０μｍ以上の前記蛍光体粒子の最大密度が、前記第１領域に比べて前記第２領域で低く、
前記第２領域の前記蛍光体粒子の前記最大密度が、前記第１領域の前記蛍光体粒子の前記最大密度の５０％以下であることを特徴とする請求項３に記載の発光装置。
【請求項５】
前記封止樹脂が、シリコーン樹脂であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項６】
前記遮光部が部分的に切り欠かれた切欠き部を備えており、前記切欠き部に対応する前記凹部の底部に、前記発光素子を電気的に保護するための保護素子が固定されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項７】
前記切欠き部を設けなかった場合の前記遮光部の長さに対して、前記切欠き部の長さの割合が５０％以下になるように、切欠き部が形成されていることを特徴とする請求項６に記載の発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は発光装置に関し、特に、耐熱性及び耐久性に優れた発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオードなどの発光素子を用いた発光装置には、発光素子を保護するハウジングを備えた発光装置が知られている。ハウジングには発光面側に凹部が形成されており、この中に発光素子を実装した後に、凹部内に透光性の封止材料を充填して発光素子を外部環境から保護することがある。
【０００３】
ハウジングは、発光素子を電気的及び機械的に保護するのに適した電気絶縁樹脂から形成されており、例えばポリフタルアミドやポリアミド等のナイロン系樹脂、液晶ポリマー、又はエポキシ系樹脂などが好適である。
封止材料は、透光性であり、そしてハウジングとの接着性が良好な材料が選択され、一般的にはエポキシ樹脂が用いられている。エポキシ樹脂は、長期間にわたり光や熱を与えることにより劣化して黄色く変色すること（黄変）が知られているが、発光強度がそれほど高くなく、発する熱量も少ない従来の発光素子を用いた発光装置であれば、特に問題はなかった。
【０００４】
しかしながら、最近の発光素子の高出力化に伴い、封止樹脂として使用されたエポキシ樹脂の黄変が顕著になり、これに伴いエポキシ樹脂の光透過率が低下する、すなわち発光装置の光の取出し効率が低下する。特に、発光素子の発光波長が短波長になると、劣化による黄変の進行と、光透過率の低下が著しい。また、発光装置が長寿命になってきたが、エポキシ樹脂は発光装置の他の部品に比べて耐久性が低いという問題があった。
【０００５】
そこで、エポキシ樹脂に代えて、透光性で且つ光や熱による劣化が起こりにくいシリコーン樹脂を封止部材として使用することが提案されている（例えば特許文献１参照）。シリコーン樹脂は、ベースポリマーの主鎖に結合エネルギーの高いシロキサン結合を有しており、耐熱性、耐侯性に優れた樹脂の１つである。また、光の透過率が高いこともあって、高出力の発光装置用の封止材料として期待されている。
【０００６】
しかしながら、シリコーン樹脂は、透光性、耐久性に優れている反面、ハウジングとの接着性に劣る問題がある。つまり、封止材料にシリコーン樹脂を使用すると、ハウジングと封止材料との間の機械的又は温度的な応力によって、凹部の開口部内縁から始まり凹部の内部に伝搬する剥離が起こる危険性が増加する。最悪の場合には、ハウジングから、封止樹脂が完全に分離する可能性がある。
これを解決するために、ハウジングの凹部に壁部を設け、この壁部と凹部の内壁との間に環状の溝部（トレンチ部）を設けることが知られている（例えば特許文献１）。封止材料は、ハウジングの凹部だけでなく、このトレンチ部にも充填されてアンカー用リングとして機能する。このハウジングにおいて、壁部は、凹部の底面から見たときに、壁部の頂部がハウジングの発光面よりも低い位置になるように形成されている。
【特許文献１】特表２００６―５１６８１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ハウジングの凹部の開口部内縁と封止材料との間の剥離は、単に封止材料全体が分離する起点となる以外に、発光装置内への水分や不純物などの侵入の原因となる。剥離部分から侵入した水分や不純物などが凹部の内面に付着すると、ハウジングの反射率が悪化して発光装置の光取出し効率が低下し、またや不純物などが発光素子まで到達すれば、発光装置の故障の原因となる。特許文献１は、封止部材とハウジングの界面が完全に剥離して、封止樹脂がハウジングから分離することは抑制できるかもしれないが、ハウジングの凹部の開口部内縁の剥離は抑制できない。
【０００８】
特に、封止樹脂にシリコーン樹脂を用いた場合には、シリコーン樹脂の膨張係数が、ハウジングの膨張係数よりも大きいために、剥離箇所から不純物が侵入する問題はより深刻になる。発光装置の使用中に発光装置の温度が上昇すると、シリコーン樹脂がハウジングよりも膨張し、ハウジングの凹部の開口部から外方に向かって膨らむ。このとき、封止樹脂とハウジングの凹部の開口部内縁との間が剥離していると、発光装置の温度上昇により封止樹脂がハウジングからはみ出し、温度降下により封止樹脂が元通りにハウジング内に収まる、ということが繰り返される。このときに、封止樹脂とハウジングの凹部の開口部内縁との界面の密着性が失われ、そこからや不純物などの侵入が起こりやすい。
【０００９】
本発明は、封止樹脂とハウジングの凹部の開口部内縁との剥離を抑制することにより、発光装置内への不純物などの侵入を抑制できる高信頼性・長寿命の発光装置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】
本発明は、封止樹脂とハウジングの凹部の開口部内縁との剥離が、開口部内縁の材料劣化によって著しく促進され、この劣化が、発光素子からの発光により進行することを見いだした。そこで、本発明は、ハウジングの凹部の開口部内縁に照射される発光を低減することにより開口部内縁の材料劣化を抑制し、それによって、封止樹脂と開口部内縁との剥離を抑制するものである。
【００１１】
従来の発光装置であっても、封止樹脂に添加された蛍光体粒子や樹脂の粘度調整用のフィラー等が、発光素子からの直接光を散乱させて、蛍光体粒子発光素子からハウジングの凹部の内壁面に到達する直接光を減少させていた。また、蛍光体粒子は、直接光を吸収して放射方向に光を発するため、内壁面への直接光照射を低減する効果が高い。しかしながら、凹部の開口部内縁と封止樹脂との間の剥離を抑制するには、粒状添加物による散乱では不十分である。
そこで、本発明は、凹部内壁面のうち開口部内縁に達する直接光の遮光を強化し、それ以外の内壁面への直接光は従来通りの減光効果を有する発光装置を提供する。
【００１２】
すなわち、本発明の第１の発光装置は、一対の電極を有する発光素子と、前記発光素子を収納する凹部を備えたハウジングと、前記凹部の底部に露出した第１リード電極及び第２リード電極と、前記半導体素子の一対の電極と、前記第１リード電極及び前記第２リード電極とをそれぞれ電気的に接続する導電部材と、前記凹部に充填された透光性の封止材料と、前記封止材料に含有された粒状添加物と、を備えた発光装置であって、前記凹部の内壁面は、前記発光素子から前記凹部の開口部内縁に照射される光を遮光する遮光部を備えており、前記封止材料中の前記粒状添加物の添加量は、前記遮光部より下側の第１領域では、光の散乱を高める量に調整されており、かつ、前記遮光部より上側の第２領域では、光の散乱を抑制する量に調整されていることを特徴とする。
【００１３】
本発明の第１の発光装置では、遮光部は、開口部内縁が発光素子の発光に直接照射されることがないように配置されている。よって、発光素子からの直接光は、遮光部に遮蔽されて開口部内縁に到達せず、開口部内縁の材料劣化を極めて効果的に抑制できる。
そして遮光部より下側の第１領域に充填されている封止材料中の粒状添加物の添加量を、光を散乱するのに十分な量以上にすることにより、発光素子からの直接光を散乱させて、発光素子からハウジングの凹部の内壁面に到達する直接光を減少させることができる。また、遮光部より上側の第２領域に充填されている封止材料中の粒状添加物の添加量を、光の散乱に実質的に影響を及ぼさない量以下にすることにより、第２領域の封止材料中の粒状添加物によって散乱された散乱光が、開口部内縁に到達するのを抑制して、開口部内縁の材料劣化を可能な限り抑制することができる。
なお、本明細書において、「遮光」とは、発光素子から開口部内縁に照射される光を完全に遮断できる完全遮光の他に、光を部分的に遮光する部分遮光を含むものである。
【００１４】
本発明の第２の発光装置は、一対の電極を有する発光素子と、前記発光素子を収納する凹部を備えたハウジングと、前記凹部の底部に露出した第１リード電極及び第２リード電極と、前記半導体素子の一対の電極と、前記第１リード電極及び前記第２リード電極とをそれぞれ電気的に接続する導電部材と、前記凹部に充填された透光性の封止材料と、前記封止材料に含有された粒状添加物と、を備えた発光装置であって、前記凹部の内壁面は、前記発光素子から前記凹部の開口部内縁に照射される光を遮光する遮光部を備えており、前記封止材料の前記凹部の底部側は、前記粒状添加物を含有する第１封止層であり、前記第１封止層の厚さが前記封止材料の厚さの１０％〜８０％で、且つ前記第１封止層の上面が前記遮光部の上端よりも下側にあることを特徴とする。
【００１５】
第２の発光装置では、第１の発光装置と同様に、発光素子からの直接光が遮光部に遮蔽されて開口部内縁に到達せず、開口部内縁の材料劣化を極めて効果的に抑制できる。
さらに、封止材料の凹部の底部側に粒状添加物を含有する第１封止層を配置することにより、発光素子からの直接光を散乱させて、蛍光体粒子や発光素子からハウジングの凹部の内壁面に到達する直接光を減少させることができる。そして、第１封止層の厚さが封止材料の厚さの１０％〜８０％とすることにより、粒状添加物を含む第１封止層が発光素子を完全に覆った状態で、且つ発光素子の近傍に集中して存在させることができるので、発光素子からの直接光の散乱効果を向上させることができる。また、第１封止層の上面が遮光部の上端よりも下側にあることにより、発光素子からの直接光が粒状添加物によって散乱されても、開口部内縁に到達することがなく、これにより開口部内縁の材料劣化を可能な限り抑制することができる。
【００１６】
なお、ここで「第１封止層の厚さ」は、封止材料を充填した凹部の中央部分を巨視的に観察したときに、粒状添加物の濃度が急激に変化する部分を第１封止層の境界として、その厚さを規定するものである。巨視的な観察方法としては、金属顕微鏡による暗視野像の観察などが挙げられる。
【００１７】
本発明の第３の発光装置は、一対の電極を有する発光素子と、前記発光素子を収納する凹部を備えたハウジングと、前記凹部の底部に露出した第１リード電極及び第２リード電極と、前記半導体素子の一対の電極と、前記第１リード電極及び前記第２リード電極とをそれぞれ電気的に接続する導電部材と、前記凹部に充填された透光性の封止材料と、前記封止材料に含有された粒状添加物と、を備えた発光装置であって、前記凹部の内壁面は、前記発光素子から前記凹部の開口部内縁に照射される光を遮光する遮光部を備えており、前記封止材料中における粒径２．０μｍ以上の前記粒状添加物の最大密度が、前記遮光部より下側の第１領域に比べて、前記遮光部より上側の第２領域で低く、前記第２領域の前記粒状添加物の前記最大密度が、前記第１領域の前記粒状添加物の前記最大密度の８０％以下であることを特徴とする。
【００１８】
第３の発光装置では、第１〜第３の発光装置と同様に、発光素子からの直接光が遮光部に遮蔽されて開口部内縁に到達せず、開口部内縁の材料劣化を極めて効果的に抑制できる。
そして、封止材料中における粒径２．０μｍ以上の粒状添加物の最大密度は、第２領域の方が第１領域よりも低く、第２領域の前記粒状添加物の最大密度が、第１領域の粒状添加物の最大密度の８０％以下に設定している。これにより、第１領域においては粒状添加物による散乱を高めて、発光素子からハウジングの凹部の内壁面に到達する直接光を減少させることができると共に、第２領域においては散乱を抑えて開口部内縁に散乱光が照射されるのを抑制して、開口部内縁の材料劣化を可能な限り抑制することができる。
【００１９】
なお、ここで「密度」とは、発光装置を切断したときの封止樹脂の切断面において、所定面積（例えば３０μｍ×３０μｍの矩形領域）内に存在する粒子の個数を、当該所定面積で除算したものであり、単位は「粒子数／μｍ２」である。
また、「最大密度」とは、該当する領域内において最も高い密度である。粒状添加物は、その粒度及び密度、そして封止材料の粘度などの関係によっては、封止材料の硬化前に下方に沈降することがある。その場合には、粒状添加物の密度に分布が生じて、粒状添加物が堆積した部分が最大密度になる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、封止樹脂と開口部内縁との剥離を抑制できるので、発光装置内への不純物などの侵入を抑え、信頼性が高く長寿命の発光装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
［実施の形態１］
図１Ａ〜図１Ｃに示した本実施の形態の発光装置１０は、開口部３８が円形状で、断面が逆台形状の凹部１４を備えたハウジング１２と、凹部１４の底部１８に露出した複数のリード電極３２とを備えている。リード電極３２の上には、発光素子２８と、発光素子２８を電気的に保護するための保護素子３０とがダイボンドされ、さらに導電ワイヤ３４によってリード電極３２と導通されている。発光素子２８は、凹部１４の底部１８に露出したリード電極３２に、導電ワイヤ３４によりワイヤボンディングされて電気的に接続している。リード電極３２は、ハウジング１２を貫通して外部電極３２０と接続されているので、外部電極３２０に電圧をかけることにより発光素子２８に給電することができる。
【００２２】
凹部１４の内壁面１６と開口部内縁２０との間には、凹部の開口方向から見て環状に連続した段差が存在しており、この段差が遮光部２２となっている。本明細書で「開口部内縁２０」とは、開口部３８近傍の凹部１４の内壁面１６を意味しており、詳しくは、開口部３８の角部４０から、凹部１４の底部１８方向に向かって、凹部１４の深さの約３０％程度までの範囲の内壁面１６を指している。なお、凹部１４の深さは、発光面１２ａから凹部１４の底部１８までの距離であり、図１Ｃでは、第１領域Ｒ１の厚さと、第２領域Ｒ２の厚さとの合計に相当する。
遮光部２２は、その頂部がハウジング１２の発光面１２ａよりも低い位置になるように形成されている。この遮光部２２は、開口部３８の角部４０直下の開口部内縁２０が、発光素子２８の発光に直接照射されることがないように配置されている。すなわち、遮光部２２は、発光素子２８の発光面の両端部と開口部３８の角部４０とをそれぞれ結んだ線Ｌ１〜Ｌ２の間を確実に遮るように形成されている。このような遮光状態を、本明細書では「完全遮光」と称する。これにより、発光素子２８からの発光は、遮光部２２に遮蔽されて、開口部内縁２０に直接到達することはない。発光素子２６からの直接光が開口部内縁２０に照射されて、開口部内縁２０と封止材料２６との接着性が低下する、という問題は、この遮光部２２によって解決することができる。
【００２３】
図示されている遮光部２２は、開口部内縁２０の完全遮光をするのに適した高さに形成されている。ここで、遮光部２２の高さは、凹部１４の底部１８から、遮光部２２の頂部までの距離とし、第１領域Ｒ１の厚さと一致するものである。
しかしながら、開口部内縁２０は、完全に遮光されなくても、部分的に遮光（本発明では「部分遮光」と称する）されているだけでも、開口部内縁２０と封止樹脂２６との剥離を十分に抑制する効果がある。本発明の発光装置１０の構成であれば、遮光部２２の高さが、完全遮光に必要な遮光部２２の高さ（第１領域Ｒ１の厚さに相当）の８０％以上にされていれば、剥離の抑制に有効である。これは、開口部内縁２２のうち、開口部３８の角部４０付近が封止樹脂２６から僅かに剥離したとしても、それ以外の開口部内縁の領域の剥離が抑えられていれば、発光装置内への不純物などの侵入は抑制できるので、信頼性が高く長寿命の発光装置を得るという本発明の目的は達成できるからである。遮光部２２の高さが、第１領域Ｒ１の厚さに対して８０％未満であると、直接光に露光される開口内縁部２０の領域が広くなりすぎて、封止樹脂２６と開口部内縁２０との剥離が顕著になり、不純物の侵入等が起こる可能性が高まるので好ましくない。
【００２４】
凹部１４の内部には、透光性の封止材料が遮光部２２を越えて充填されている。つまり、透光性の封止材料２６は、遮光部２２の最頂部よりも高い位置にあるハウジング１２の発光面１２ａと略同一平面まで充填されている。この封止樹脂２６は、発光素子２８を外部環境から保護する機能がある。また、ハウジング１２の凹部１４内は、遮光部２２の頂部よりも低い位置にある第１領域Ｒ１と、遮光部２２の頂部よりも高い位置にある第２領域Ｒ２に区分される。
【００２５】
封止材料２６には、封止材料の物性を調節するために種々の粒状添加物が添加されている。本発明で使用される粒状添加物には、例えば、発光素子２８からの発光を吸収して異なる波長に変換するための蛍光体粒子や、発光素子２８からの光を拡散するための粉末状拡散材や、粘度や熱膨張係数などの物性を調節するための粒子状酸化物などが含まれる。これらの材料は、１種類のみで、又は複数種類を同時に使用することができる。
【００２６】
粒状添加物に使用される材料は光を散乱する性質を有している。そのため、粒状添加物が第１領域Ｒ１に多量に含まれると、粒状添加物が発光素子２８からの直接光を散乱する。その結果、凹部１４の内壁面１６に照射される直接光が低減される。これにより、内壁面１６が直接光を吸収して材料劣化するのを抑制できるという効果がある。その反面、粒状添加物が第２領域Ｒ２に大量に含まれても、開口内縁部２０は遮光部２２によって直接光から遮光されているので、散乱による材料劣化抑制の効果は得られない。逆に、散乱した光が遮光部２２を越えて開口部内縁２０に到達すれば、遮光部２２によって完全遮光した領域に散乱光が照射されることになる。散乱光の強度は、直接照射される光の強度に比べれば弱いが、散乱される光が多くなれば、散乱光による開口部内縁２０の劣化が無視できなくなる。
【００２７】
この問題に対して、本発明の第１の発光装置１０では、遮光部２２より下側の第１領域Ｒ１に充填されている封止材料２６中の粒状添加物の添加量を、光を散乱するのに十分な量以上にすることにより、発光素子２６からの直接光を散乱させて、発光素子２６からハウジング１２の凹部１４の内壁面１６に到達する直接光を減少させることができ、そして、遮光部２２より上側の第２領域Ｒ２に充填されている封止材料２６中の粒状添加物の添加量を、光の散乱に実質的に影響を及ぼさない量以下にすることにより、第２領域Ｒ２の封止材料２６によって散乱された散乱光が、開口部内縁２０に到達するのを抑制している。
【００２８】
本発明の第２の発光装置１０では、封止材料２６に、凹部１４の底部１８側にあり粒状添加物を含有する第１封止層２６１があり、封止材料２６の厚さＴ１＋Ｔ２に対する第１封止層２６１の厚さＴ１の割合Ｔ１／（Ｔ１＋Ｔ２）が、１０％〜８０％としている。この割合が１０％未満であると、発光素子２８の上面が第１封止層２６１から露出して、第１封止層２６１による発光素子光の十分な散乱効果が得られない。また、この割合が８０％より大きいと、発光素子２８の近傍にある粒状添加物の密度が低くなって、やはり散乱効果が低くなる。すなわち、第２の発光装置は、粒状添加物を含む第１封止層が発光素子２８を完全に覆った状態で、且つ発光素子２８の近傍に集中して存在させることができるので、発光素子２８からの直接光の散乱効果を向上させることができるといえる。また、第１封止層２６１の上面が遮光部２２の上端よりも下側にあることにより、発光素子２８からの直接光が粒状添加物によって散乱されても、開口部内縁に到達することがない。
【００２９】
そして、第３の発光装置１０では、封止材料２６中における粒径２．０μｍ以上の粒状添加物の最大密度は、第２領域Ｒ２の方が第１領域Ｒ１よりも低く、第２領域Ｒ２の粒状添加物の最大密度が、第１領域Ｒ１の粒状添加物の最大密度の８０％以下に設定されている。これにより、第１領域Ｒ１においては粒状添加物による散乱を高めて、発光素子からハウジング１２の凹部１４の内壁面１６に到達する直接光を減少させることができると共に、第２領域Ｒ２においては散乱を抑えて開口部内縁２０に散乱光が照射されるのを抑制している。
本明細書において、「粒径」とは平均粒径を指しており、空気透過法により比表面積を測定し、一次粒子の粒径の平均値を求めたものであり、フィッシャー・サブ・シーブ・サイザー（Ｆ．Ｓ．Ｓ．Ｓ，）を用いて測定した値である。
【００３０】
特に、多量に含有されて散乱に影響を与える可能性の高い蛍光体粒子について規定し、散乱に対する影響の大きい粒径２．０μｍ以上の蛍光体粒子が、最大密度で比較したときに、第１領域Ｒ１に比べて第２領域Ｒ２で低く、第２領域Ｒ２の粒状添加物の最大密度が、第１領域Ｒ１の蛍光体粒子の最大密度の５０％以下であるのが好ましい。この割合が５０％を越えると、散乱光の影響が無視できなくなるので好ましくない。
【００３１】
なお、本発明に適した別の発光装置１０は、第２領域Ｒ２に充填された封止材料２６中に含有される粒状添加物の密度によって規定することもできる。このときの粒状添加物の密度には、散乱への影響を反映する観点から、単位体積当たりに含有される粒子重量又は粒子個数で規定することができる。また、製造後に適切な密度を有しているか確認するのに適しているという観点から、発光素子を切断したときの封止樹脂の切断面における、単位面積当たりに存在する粒子の個数で規定することもできる。
また、粒状添加物のうちでも、特に、多量に含有されて散乱に影響を与える可能性の高い蛍光体粒子に着目して、その密度を制御することも好ましい。
【００３２】
図１Ｃに示すように、本実施の形態の発光装置１０では、封止材料２６を、第１封止層２６１と第２封止層２６２とを順次積層した積層構造としている。第１封止層２６１は、粒状添加物を含有した透光性の封止材料から形成されており、凹部１４の底部１８側（発光素子２８の近傍）に配置される。第２封止層２６２は、粒状添加物を含有しない、又は所定の量以下の粒状添加物を含む封止材料から形成されており、第１封止層２６１の上側（すなわち発光面１２ａ側）に配置される。
【００３３】
このような積層タイプの封止材料２６は、第１封止層２６１を充填し、続いて第２封止層２６２を充填することにより形成するので、第１封止層２６１と第２封止層２６２とは、明確な境界線によって区分される。そのため、第１封止層２６１に高密度で粒状添加物を含有させても、第２封止層２６２に粒状添加物が滲み出すことがなく、第２封止層２６２の粒状添加物密度を正確に調節することができる。
【００３４】
また、上記積層タイプとは別の封止材料２６として、一度の樹脂充填によって形成するものがある。すなわち、粒状添加物を混合した液状の封止材料を凹部１４にポッティングして静置し、封止材料が硬化するまでの間に、粒状添加物が凹部１４の開口３８部から底部１８方向に沈降して、第１封止層２６１と第２封止層２６２とを構成する。
一度の樹脂充填によって形成された封止材料は、上述のように二回の充填によって形成する場合に比べると、工程数が少なく、製造容易であるという利点がある。その反面、第１封止層２６１と第２封止層２６２との境界位置を正確に設定できないという欠点がある。この問題は、第１封止層２６１の厚さを規定するときに、特に問題になる。そこで、本発明では、第１封止層の境界を、以下のように規定する。
【００３５】
一般的に、封止材料２６に混入した粒状添加物は、ポッティング後に、下方に向かって等しく沈降するが、内壁面１６に隣接した領域では、壁面１６と封止樹脂２６との摩擦によって、粒状添加物の沈降が妨げられる傾向が見られる。その結果、壁面近傍では、沈降しきれなかった粒状添加物が分布することがある。しかしながら、内壁面近傍に分布する粒状添加物の密度は低く、散乱に与える影響も低いと考えることができる。そこで、本発明では、主に、適切に沈降した粒状添加物について討論するものとし、上記摩擦の影響が最も少ないと考えられる、内壁面１６から最も離れた部分、すなわち凹部１４の中央付近における第１封止層２６１の境界位置を、本発明における「第１封止層の境界」と規定する。また、凹部１４の中央付近に発光素子２８が配置されていると、発光素子２８に沿って第１封止層２６が部分的に盛り上がることがある。このような場合には、「第１封止層の厚さ」は、凹部１４の底面から、第１封止層２６１の盛り上がった頂部の位置までの厚さと見なすこととする。
【００３６】
本実施の形態では、開口部内縁２０と遮光部２２との間に、溝部２４が形成されている。この溝部２４は、開口部内縁２０から遮光部２２までの間の表面積が増加するので、封止材料２６とハウジング１２の凹部１４内面との接触面を増やすことができる。これにより、封止部材２６がハウジング１２の凹部１４内に係止しやすくなり、封止部材２６の脱落を防止する効果もある。
遮光部２２は、図１Ｃに示されるような矩形の断面形状や、山形の断面形状など、さまざまな断面形状にすることができる。
いずれの形状の遮光部２２であっても、封止材料２６との接触面積を増加させることができるので、封止部材２６が剥離しにくく信頼性の高い発光装置を得ることができる。
【００３７】
本実施の形態のリード電極３２のいくつかには、貫通孔３３が厚さ方向に形成されている（例えば、図１Ｂに示されるハウジング１２の凹部の底面にて露出されたリード電極のうち、右側、左側、及び下側のリード電極３２）。貫通孔３３からは、ハウジング１２の底部１８が露出している。リード電極３２に貫通孔３３を形成することは、凹部１４に封止樹脂２６を充填したときに、封止樹脂２６がリード電極３２と接触する面積が減り、ハウジング材料と接触する面積が増加することになる。封止材料２６とハウジング材料との接着性は、封止樹脂２６とリード電極３２との接着性よりも高いので、ハウジング１２と封止樹脂２６との固定力を増加させることができる。
このようなハウジング材料―封止樹脂２６間の接着部分が、例えば発光素子２８の周囲に位置するように設計すると、発光素子２８がリード電極３２から剥離するのを抑制することができる。図１Ｂでは、発光素子２８が固定されているリード電極３２は、三方（右側、左側、及び上側）が、リード電極間の隙間部（ハウジング材料が露出している）であり、下側には貫通孔３３が形成されている。このようにハウジング材料を露出させることにより、発光素子２８がリード電極から剥離しにくくなる。
また、上述したハウジング材料―封止樹脂２６間の接着部分は、発光素子２８の周囲だけでなく、導電ワイヤ３２のボンディングする位置の周辺にも配置させることもできる。このように、貫通孔３３を、導電ワイヤ３２のボンディングする位置の近傍に形成すると、導電ワイヤ３２がリード電極３２から剥離しにくくすることができる。
【００３８】
（第１変形例）
図２Ａ及び図２Ｂは、本実施の形態の第１の変形例であり、リード電極３２の形状と、発光素子２８及び保護素子３０の実装形態が異なっている。リード電極３２の１つを長く形成することにより、発光素子２８と保護素子３０とを同一のリード電極３２に実装することにより、発光素子２８をハウジング１２の凹部１４の中央に実装することができ、これにより発光装置１０の発光パターンを等方的にすることができる。
なお、このように発光素子２８と保護素子３０とを実装するリード電極３２を変更する場合には、各素子の電極の極性及びリード電極の極性を考慮しなくてはならない。すなわち、素子の電極極性及びリード電極の極性を考慮すれば、発光素子２８と保護素子３０とは、様々な実装形態に変更可能である。
【００３９】
（第２変形例）
図３Ａ及び３Ｂは、本実施の形態の第２変形例であり、遮光部２２の外周に溝部２４を設ける代わりに、遮光部２２の上側に、複数の凸部３６（この例では４つ）を、間隔をあけて形成している。また、各凸部３６には、円周方向の中央付近に浅い溝（遮光部２２よりも突出している）が形成されている。このような凸部は、溝部２４と同様に表面積を増加させることができるので、封止材料２６とハウジング１２の凹部１４内面との接触面を増やすことができる。これにより、封止部材２６がハウジング１２の凹部１４内に係止しやすくなり、封止部材２６の脱落を防止する効果がある。
さらに、封止材料２６を充填するときには、凹部１４内にポッティングされた封止材料２６が、凸部３６と凸部３６との間を通って凸部３６の外周側にも伝うので、空気の封入が起こりにくい。これにより、封止材料３６中に泡が封入されて不良品となる発光装置１０の発生を抑えることができる。
【００４０】
この第２変形例では、凹部１４底部１８のリードフレーム間にグリッド４４（格子状の突出部）が形成されており、発光素子２８や保護素子３０をダイボンドするときの接着剤が、導電ワイヤ３４をワイヤボンディングする位置まで広がることを防止している。このようなグリッド４４は、ハウジング１２と一体に形成されるのが好ましい。
【００４１】
また、グリッド４４は、リード電極３２の表面を横断するように形成することもできる。グリッド４４とリード電極３２の表面との接着力が弱くなるような材料が選択されたとき、グリッド４４はリード電極３２から容易に剥がれてしまう。そこで、グリッド４４の脱落を防止するために、グリッド４４の一部を、ハウジング１２の凹部１４の底部１８や内壁面１６と接続することができる。また、グリッド４４とリード電極３２との接触面積を増加させて、接着力を高めることもできる。以下に、グリッド４４の脱落防止用の形態を例示する。これらの例示は、１つだけで、又は複数を組み合わせて適用することができる。
（１）グリッド４４を形成する位置に合わせて、リードフレーム３２に貫通孔３３を形成する。この貫通孔３３を介して、グリッド４４とハウジング１２の底部１８とを接続する。これにより、グリッド４４が底部１８に強固に固定され、それに伴ってリード電極３２も底部１８に固定される。
（２）グリッド４４を凹部１４の内壁面１６まで延長して、グリッド４４の端部と内壁面１６とを接続させる。グリッド４４の長さを長くすると、グリッド４４が浮き上がりやすくなるので、グリッド４４の両端を接続する内壁面１６の２箇所の間隔が最大となる位置（例えば、上面円形の凹部１４では、その直径に相当する位置）を避けて、グリッド４４を形成することが好ましい。
（３）グリッド４４を形成する位置に合わせて、リード電極３２に溝を形成しておく。溝によってグリッド４４とリード電極３２との接触面積が増加し、グリッド４４が脱落しにくくなる。
【００４２】
以下に、本発明の発光装置１０の各構成部材について詳述する。
（封止材料２６）
ハウジングの凹部内には、透光性の封止材料が充填されており、発光素子、保護素子や導電ワイヤを外的環境から保護している。
封止部材２６に適した透光性の封止材料としては、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ユリア樹脂、フッ素樹脂、及びそれらの樹脂材料を複数混合した混合樹脂等の樹脂材料や、ガラス等の無機材料が挙げられる。特に、シリコーン樹脂は、透光性や耐熱性にすぐれているので、封止材料として利用するのに適している。シリコーン樹脂とハウジング１２との接着力を向上させるため、本発明の発光装置１０のように、遮光部２２を備え且つ第２領域Ｒ２の粒状添加物密度を制限することにより、シリコーン樹脂と開口部内縁２０との剥離を抑えることができる。すなわち、本発明の発光装置１０は、封止部材２６にシリコーン樹脂を使用することにより、従来よりも光の取出し効率が良く、比較的寿命の長い発光装置１０を得ることができる。
【００４３】
（粒状添加物）
本発明のような発光装置１０に使用される主な粒状添加物としては、粉末状の蛍光体粒子、粉末状の拡散材、粒状の酸化物がある。
蛍光体粒子としては、以下の蛍光物質などが使用される。
【００４４】
蛍光物質は、発光素子からの光を吸収し異なる波長の光に波長変換するものであればよい。例えば、Ｅｕ、Ｃｅ等のランタノイド系元素で主に賦活される窒化物系蛍光体・酸窒化物系蛍光体・サイアロン系蛍光体、Ｅｕ等のランタノイド系、Ｍｎ等の遷移金属系の元素により主に付活されるアルカリ土類ハロゲンアパタイト蛍光体、アルカリ土類金属ホウ酸ハロゲン蛍光体、アルカリ土類金属アルミン酸塩蛍光体、アルカリ土類ケイ酸塩蛍光体、アルカリ土類硫化物蛍光体、アルカリ土類チオガレート蛍光体、アルカリ土類窒化ケイ素蛍光体、ゲルマン酸塩蛍光体、又は、Ｃｅ等のランタノイド系元素で主に付活される希土類アルミン酸塩蛍光体、希土類ケイ酸塩蛍光体又はＥｕ等のランタノイド系元素で主に賦活される有機及び有機錯体等から選ばれる少なくともいずれか１以上であることが好ましい。具体例として、下記の蛍光体を使用することができるが、これに限定されない。
【００４５】
Ｅｕ、Ｃｅ等のランタノイド系元素で主に賦活される窒化物系蛍光体は、Ｍ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ、ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ（Ｍは、Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｚｎから選ばれる少なくとも１種以上である。）などがある。また、Ｍ２Ｓｉ５Ｎ８：ＥｕのほかＭＳｉ７Ｎ１０：Ｅｕ、Ｍ１．８Ｓｉ５Ｏ０．２Ｎ８：Ｅｕ、Ｍ０．９Ｓｉ７Ｏ０．１Ｎ１０：Ｅｕ（Ｍは、Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｚｎから選ばれる少なくとも１種以上である。）などもある。
Ｅｕ、Ｃｅ等のランタノイド系元素で主に賦活される酸窒化物系蛍光体は、ＭＳｉ２Ｏ２Ｎ２：Ｅｕ（Ｍは、Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｚｎから選ばれる少なくとも１種以上である。）などがある。
Ｅｕ、Ｃｅ等のランタノイド系元素で主に賦活されるサイアロン系蛍光体は、Ｍｐ／２Ｓｉ１２−ｐ−ｑＡｌｐ＋ｑＯｑＮ１６−ｐ：Ｃｅ、Ｍ−Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ（Ｍは、Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｚｎから選ばれる少なくとも１種以上である。ｑは０〜２．５、ｐは１．５〜３である。）などがある。
Ｅｕ等のランタノイド系、Ｍｎ等の遷移金属系の元素により主に付活されるアルカリ土類ハロゲンアパタイト蛍光体には、Ｍ５（ＰＯ４）３Ｘ：Ｒ（Ｍは、Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｚｎから選ばれる少なくとも１種以上である。Ｘは、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉから選ばれる少なくとも１種以上である。Ｒは、Ｅｕ、Ｍｎ、ＥｕとＭｎ、のいずれか１以上である。）などがある。
【００４６】
アルカリ土類金属ホウ酸ハロゲン蛍光体には、Ｍ２Ｂ５Ｏ９Ｘ：Ｒ（Ｍは、Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｚｎから選ばれる少なくとも１種以上である。Ｘは、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉから選ばれる少なくとも１種以上である。Ｒは、Ｅｕ、Ｍｎ、ＥｕとＭｎ、のいずれか１以上である。）などがある。
アルカリ土類金属アルミン酸塩蛍光体には、ＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｒ、Ｓｒ４Ａｌ１４Ｏ２５：Ｒ、ＣａＡｌ２Ｏ４：Ｒ、ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｒ、ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ１２：Ｒ、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｒ（Ｒは、Ｅｕ、Ｍｎ、ＥｕとＭｎ、のいずれか１以上である。）などがある。
アルカリ土類硫化物蛍光体には、Ｌａ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ、Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ、Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕなどがある。
【００４７】
Ｃｅ等のランタノイド系元素で主に賦活される希土類アルミン酸塩蛍光体には、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ、（Ｙ０．８Ｇｄ０．２）３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ、Ｙ３（Ａｌ０．８Ｇａ０．２）５Ｏ１２：Ｃｅ、（Ｙ，Ｇｄ）３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２の組成式で表されるＹＡＧ系蛍光体などがある。また、Ｙの一部若しくは全部をＴｂ、Ｌｕ等で置換したＴｂ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ、Ｌｕ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅなどもある。
その他の蛍光体には、ＺｎＳ：Ｅｕ、Ｚｎ２ＧｅＯ４：Ｍｎ、ＭＧａ２Ｓ４：Ｅｕ（Ｍは、Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｚｎから選ばれる少なくとも１種以上である。Ｘは、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉから選ばれる少なくとも１種以上である。）などがある。
【００４８】
上述の蛍光体は、所望に応じてＥｕに代えて、又は、Ｅｕに加えてＴｂ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｎｄ、Ｄｙ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｔｉから選択される１種以上を含有させることもできる。
また、上記蛍光体以外の蛍光体であって、同様の性能、効果を有する蛍光体も使用することができる。
【００４９】
これらの蛍光体は、発光素子の励起光により、黄色、赤色、緑色、青色に発光スペクトルを有する蛍光体を使用することができるほか、これらの中間色である黄色、青緑色、橙色などに発光スペクトルを有する蛍光体も使用することができる。これらの蛍光体を種々組み合わせて使用することにより、種々の発光色を有する表面実装型発光装置を製造することができる。
【００５０】
例えば、青色に発光するＧａＮ系化合物半導体を用いて、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ若しくは（Ｙ０．８Ｇｄ０．２）３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅの蛍光物質に照射し、波長変換を行う。発光素子からの光と、蛍光体からの光との混合色により白色に発光する発光装置を提供することができる。
【００５１】
例えば、緑色から黄色に発光するＣａＳｉ２Ｏ２Ｎ２：Ｅｕ又はＳｒＳｉ２Ｏ２Ｎ２：Ｅｕと、蛍光体である青色に発光する（Ｓｒ，Ｃａ）５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕ、赤色に発光するＣａ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ又はＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕと、からなる蛍光体を使用することによって、演色性の良好な白色に発光する発光装置を提供することができる。これは、色の三源色である赤・青・緑を使用しているため、第１の蛍光体及び第２の蛍光体の配合比を変えることのみで、所望の白色光を実現することができる。
特に、白色系の光を発する発光装置１０では、青色発光の発光素子２８に、アルミニウムを構成元素として含み、セリウムなどの希土類元素で付活されたアルミニウム酸化物系蛍光体（ＹＡＧ：Ｃｅ）など青色光を吸収して黄色に発光する蛍光体が組み合わせて使用できる。以下、アルミニウム酸化物系蛍光体の一種であるイットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体の形成方法を説明する。まず、Ｙ、Ｇｄ、Ｃｅの希土類元素を化学量論比で酸に溶解した溶解液を蓚酸で共沈させる。これを焼成して得られる共沈酸化物と、酸化アルミニウムと混合して混合原料を得る。これにフラックスとしてフッ化アンモニウムを混合して坩堝に詰め、空気中１４００℃の温度で３時間焼成して焼成品を得た。焼成品を水中でボールミルして、洗浄、分離、乾燥、最後に篩を通して形成させた。このようにして、Ｇｄ０．６Ｃｅ０．０３Ｙ２．４Ａｌ5Ｏ12で表される蛍光体を形成させる。
【００５２】
拡散材としては、シリカ、アルミナ、二酸化チタンなどが好適に利用でき、発光素子２８からの光を拡散して、発光装置１０の発光パターンをより均一にすることができる。
【００５３】
本形態における粒状酸化物としては、シリカ、アルミナ、ガラスが適している。これらの酸化物は、封止材料２６の線膨張係数を低減して封止材料２６に働く熱応力を低減する効果や、封止材料２６の機械的強度を向上する効果がある。そのため、封止材料２６の耐クラックが向上し、発光装置の寿命が長くなる。
【００５４】
（ハウジング１２）
ハウジング１２に適した材料としては、例えば、液晶ポリマー、ポリフタルアミド樹脂、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）などの熱可塑性樹脂を用いることができる。特に、ポリフタルアミド樹脂のような高融点結晶を含有する半結晶性ポリマー樹脂は、表面エネルギーが大きく、ハウジング１２の凹部１４に充填する封止樹脂との密着性が良好であるので、好適である。これにより、封止樹脂を充填し硬化する工程において、樹脂の冷却過程の間にハウジングと封止樹脂との界面が剥離しにくくなる。
また、ハウジング１２の凹部１４内壁面１６は、発光素子２８からの光を反射する反射板としても機能するので、凹部１４の底部１８に対する内壁面１６の角度を調節して、発光装置１０の発光効率を向上させるのが好ましい。このとき、発光素子２８が半導体発光素子である半導体発光装置１０を製造するならば、ハウジング１２の成形材料中に酸化チタンなどの白色顔料などを混合して、内壁面１６の反射率を高めて、反射効果を高めることもできる。
【００５５】
（発光素子２８）
発光素子２８としては、半導体発光素子が好適に使用される。例えば、白色系の光を発する発光装置１０を製造する場合には、窒化物半導体を使用した青色発光の発光素子２８を使用することができる。上述のように、このような発光素子２８を黄色発光する蛍光体と組み合わせることにより、白色光を発する発光装置１０を得ることができる。
サファイア等の絶縁性基板を用いた窒化物半導体発光素子２８は、導電ワイヤ３４を用いたワイヤボンディングによって、リード電極３２と導通されている。
【００５６】
（保護素子３０）
保護素子３０は、発光素子と並列接続して、発光素子を電気的に保護する素子であり、ツェナーダイオードなどが使用される。発光ダイオードのような発光素子１０は、静電耐圧が低く、特に逆方向にサージ等の高電圧が印可されると静電破壊してしまう。この保護素子３０を組み込むことにより、発光素子２８に逆方向電流が印可された場合に、電流が保護素子３０に流れるので、発光素子２８が破壊させるのを回避できる。
保護素子３０とリード電極３２とは、裏面側（負極）を銀ペースト等の導電性ペーストで固定しながら、また表面側（正極）を導電ワイヤ３４によるワイヤボンディングにより、それぞれ導通されている。
【００５７】
（リード電極３２／外部電極３２０）
リード電極３１及び外部電極３２０は、すべて同一の導電性材料から形成されており、加工性や強度の観点からすると、鉄、銅、鉄入り銅、錫入り銅及び銅、金、銀をメッキしたアルミニウム、鉄、銅等から形成するのが好ましい。
【００５８】
（導電ワイヤ３４）
ワイヤボンディング用の導電ワイヤ３４としては、例えば、金線、銅線、白金線、アルミニウム線等の金属及びそれらの合金から成る金属製のワイヤを用いることができる。導電ワイヤ３４は、一端を素子（発光素子２８や保護素子３０）の電極に接合され、他端をリード電極３２に接合されるが、特に他端の接合では、同じリード電極３２に位置をずらして複数回接合するのが好ましい。例えば、図１Ａの発光装置１０では、リード電極３２に接合された導電ワイヤ３４の他端は、リード電極３２上に２回ボンディングされている。このような複数回のボンディングを行うと、導電ワイヤ３２とリード電極３２との剥離が起こりにくくなり、導電ワイヤ３２リード電極３２との間の電気的接続不良による発光装置１０の不灯が発生しにくくなる。
【００５９】
本発明は、発光素子２８からの直接光を遮光部２２により遮光し、また遮光部２２を越えて到達する散乱光を抑制することにより、開口部内縁２０の劣化を抑制し、従来に比べて開口部内縁２０と封止樹脂２６との剥離を効果的に抑制する。これにより、寿命が長く信頼性の高い発光装置１０を得ることができる。また、本発明により、従来では寿命短縮の原因となっていたシリコーン樹脂を、封止樹脂２６として好適に使用することが可能になった。
【００６０】
［実施の形態２］
実施の形態２は、図４及び図５に示すように、ハウジング１２の凹部１４の一部に切欠き部４２を設けて、リード電極３２の露出面積を広くした発光装置１０である。切欠き部４２から露出したリード電極３２の上には、保護素子３０がダイボンドされている。本実施の形態の発光装置１０は、切欠き部４２と保護素子３０の実装位置を除いて、実施の形態１と同様である。
【００６１】
本実施の形態のように切欠き部４２を設けると、遮光部２２が部分的に除去されることになる。よって、発光素子１０からの直接光が、切欠き部４２を通ってハウジング１２の凹部１４の開口部内縁２０に照射されることになる。
しかしながら、切欠き部４２を設けることにより、小型化された発光装置において保護素子３０の実装が容易になる。また、発光装置の小型化により、凹部底面の中央における半導体素子の実装スペースが制限されても、発光素子以外の半導体素子や、その保護素子に接続するワイヤを切欠き部４２内に配置することにより、発光素子２８を凹部１４の中央に配置することが可能になる。そして、切欠き部４２の大きさは、そこに配置される半導体素子の大きさに対応させて必要最小限の大きさとされる。したがって、そこに充填される封止樹脂２６の量も比較的少ないので、これにより封止材料２６と凹部１４の開口部内縁２０との間に生じる膨張量の差が減少し、封止材料２６と開口部内縁２０との間の剥離が生じにくい。さらに、内部に充填する封止材料２６の量を減らすことができるので、発光素子２８や導電ワイヤ３４に働く熱ストレスが小さくなり、発光装置１０の信頼性が高まる効果も期待できる。
【００６２】
このように、ハウジング１２の凹部１４に切欠き部４２を設けることは、発光素子２８から開口部内縁２０に直接光が照射されるという欠点と同時に、発光素子２８の実装位置の改善、開口部内縁２０における封止樹脂２６の剥離を抑制する効果や、発光装置１０の信頼性向上などの有利な効果を奏する。よって、切欠き部４２を設ける場合には、これらの欠点と利点とのバランスを取ることが望ましい。
特にバランスのよい切欠き部４２の割合は、遮光部２２の外周に沿った長さに基づいて定めるのが適切である。切欠き部４２は、保護素子３０を実装しやすいように、ほぼ平行に遮光部２２を切除して形成され、このような切欠き部４２を通過した直接光に露光される開口部内縁２０の割合は、遮光部２２の外周に依存するからである。
【００６３】
遮光部２２の外周に沿って測定したとき、切欠き部４２の長さをＣ、残存している遮光部２２の長さをＤとすると、切欠き部４２を形成しなかった場合の遮光部２２の長さ（Ｃ＋Ｄ）に対する切欠き部４２の割合Ｃ／（Ｃ＋Ｄ）が、５０％以下の範囲になるように、切欠き部４２を形成するのが好ましい。切欠き部４２の割合が５０％より多くなると、直接光を遮光できないことによる剥離の問題が顕著になるので好ましくない。
【００６４】
切欠き部４２には遮光部２２が形成されていないので、封止材料２６を充填するときには、凹部１４内にポッティングされた封止材料２６が切欠き部４２から溝部２４に流れ込むので、空気の封入が起こりにくい。これにより、封止材料３６中に泡が封入されて発光装置１０が不良になる、という問題を抑えることができる。
【００６５】
（第１変形例）
図６、図７Ａ及び図７Ｂは、本実施の形態の第１の変形例であり、切欠き部４２が２つ形成され、遮光部２２が２つに分離している点で異なっている。切欠き部４２を備えた発光装置１０では、切欠き部４２方向の光だけが広角に広がりやすく、発光パターンの外形が、部分的に飛び出した形状になる。この変形例は、切欠き部４２を対向して形成することにより、切欠き部４２が１つの形態に比べて、発光パターンを改善することができる。
これらの例では、切欠き部４２の長さＣ＝Ｃ１＋Ｃ２、残存している遮光部２２の長さＤ＝Ｄ１＋Ｄ２として、切欠き部４２の割合Ｃ／（Ｃ＋Ｄ）を算出することができる。
【００６６】
また、図７Ａ及び図７Ｂの発光装置１０では、凹部１４底部１８のリードフレーム間にグリッド４４が形成されており、発光素子２８や保護素子をダイボンドするときの接着剤が、導電ワイヤ３４に接触するのを防止している。さらに、切欠き部４２の内側に、凹部１４の深さ方向に延びたリッジ４６を形成しており、肉薄になっている切欠き部４２を補強して、ハウジング１２全体の強度を高めている。グリッド４４やリッジ４６は、ハウジング１２と一体に形成されるのが好ましい。
【００６７】
（第２変形例）
図８は、本実施の形態の第２の変形例であり、切欠き部４２が４つ形成され、遮光部２２が４つに分離している。この変形例は、４つの切欠き部４２を均等に配置することにより、切欠き部４２が１つ又は２つの形態に比べて、発光パターンをより改善することができる。
この変形例では、切欠き部４２の長さＣ＝Ｃ１＋Ｃ２＋Ｃ３＋Ｃ４、残存している遮光部２２の長さＤ＝Ｄ１＋Ｄ２＋Ｄ３＋Ｄ４として、切欠き部４２の割合Ｃ／（Ｃ＋Ｄ）を算出することができる。
【００６８】
また、凹部１４底部１８のリードフレーム間にグリッド４４が形成されており、発光素子２８や保護素子をダイボンドするときの接着剤が、導電ワイヤ３４に接触するのを防止している。グリッド４４は、ハウジング１２と一体に形成されるのが好ましい。
【００６９】
［実施の形態３］
図９Ａ〜図９Ｄに示す実施の形態３の発光装置１０は、実施の形態１及び２で説明した上面発光型発光装置とは異なり、薄型の液晶のバックライトに適した側面発光型発光装置である。そのため、ハウジング１２、リード電極３２の形状が異なっており、また保護素子３０を実装しない形態をとっているが、それらを除いて、実施の形態１及び２と同様である。
【００７０】
扁平形状のハウジング１２は、発光面１２ａに開口した凹部１４を備え、その凹部１４の底部１８には、部分的にリード電極３２が露出している。リード電極３２の上には、発光素子２８がダイボンドされ、さらに導電ワイヤ３４によってリード電極３２と導通されている。リード電極３２の表面には、発光素子２８にダイボンド位置の両側に、２本のグリッド４４が平行に形成されており、発光素子２８やダイボンドするときの接着剤が、導電ワイヤ３４をワイヤボンディングする位置まで広がることを防止している。
リード電極３２は、ハウジング１２を貫通して外部電極３２０まで伸びているので、外部電極３２０に電圧をかけることにより発光素子２８に給電することができる。なお、この例では外部電極３２０はハウジング３２の側壁から突出しているが、必要に応じて外部電極３２０を折り曲げてハウジング３２に沿わせるようにすることができる。
【００７１】
凹部１４の内壁面１６と開口部内縁２０との間には、遮光部２２が形成されており、開口部３８の開口部内縁２０が、発光素子２８の発光に直接照射されることがないように配置されている。遮光部２２は、その頂部がハウジング１２の発光面１２ａよりも低い位置になるように形成されている。本実施の形態では凹部１４の開口部の形状が多角形（この図では６角形）になっているので、遮光部２２は、その多角形の各辺に沿って直線状に形成されている。
【００７２】
凹部１４の内部には、透光性の封止材料が遮光部２２を越えて充填されている。つまり、透光性の封止材料２６は、遮光部２２の最頂部よりも高い位置にあるハウジング１２の発光面１２ａと略同一平面まで充填されている。この封止樹脂２６は、発光素子２８を外部環境から保護する機能がある。また、ハウジング１２の凹部１４内は、遮光部２２よりも低い位置にある第１領域Ｒ１と、遮光部２２の頂部よりも高い位置にある第２領域Ｒ２に区分される。
【００７３】
本実施の形態のようにハウジング１２の寸法が小さくされる場合には、遮光部２２の背面にある溝部２４への樹脂流れが悪くなり、封止樹脂２６内に空気が封入されることがある。これを防止するには、遮光部２２の一部を除去しておくのが効果的である。遮光部２２を除去する位置は任意に設定できるが、例えば図９Ａ及び９Ｃでは、発光素子２６からの距離の離れた４つの隅部の遮光部２２を除去してある。発光素子２６からの距離が離れていると、直接光が到達するまでに散乱されて強度が小さくなりやすいので、開口部内縁２０の材料劣化が起こりにくいので好ましい。
図９Ｃは、図９ＡのＣ−Ｃ線に沿った断面図であるが、このＣ−Ｃ線は、遮光部２２を除去された２つの隅部を通っている。図９Ｃに示すように、遮光部２２が除去された隅部の凹部内壁面には段差が形成されている。この段差の上面は、粗面化されているのが好ましく、ハウジング１２と封止樹脂２６との接着力を向上させることができる。段差上面を粗面化するには、例えばハウジング１２の形成に用いる金型で、段差上面に相当する成形面を放電加工により粗面にする方法が採用できる。
【実施例１】
【００７４】
（試料の調整）
図１Ａに示したハウジング１２の凹部１４に、蛍光体粒子を含有する封止樹脂２６をポッティングして、蛍光体粒子の沈降の状態を観察した。
凹部１４の寸法は、底部１８の直径が１．７ｍｍ、遮光部２２の頂部の内径が１．８ｍｍ、外径が２．１ｍｍ、頂部の幅が０．３ｍｍ、開口部内縁２０の直径が２．４ｍｍ、ハウジング１２の発光面１２ａからの深さが０．８ｍｍである。
封止樹脂２６には、シリコーン樹脂（比重：１．４、ヤング率：０．３〜４ＭＰａ、線膨張係数：２００〜４００（１０−６/℃）、粘度：１０００〜２００００（ｍＰａ・ｓ））を使用した。蛍光体粒子は、平均粒径５．０±０．７μｍの（Ｙ0.98Ｇｄ0.02）2.85Ｃｅ0.15Ａｌ5Ｏ12（比重４．６）を使用した。
【００７５】
まず、ハウジング１２の底部１８に発光素子２８と保護素子３０とをダイボンド及びワイヤボンドにより実装した。その後に、ハウジング１２の凹部１４に、蛍光体粒子を１９重量％の割合で混合したシリコーン樹脂を、充填した。その状態で静置して、シリコーン樹脂をおよそ１７時間かけて硬化させた。
【００７６】
（試料の観察）
得られた試料を、凹部１４の中央を通る面で切断して、切断面を金属顕微鏡（ＯＬＹＭＰＵＳ社製、ＭＯＤＥＬ  ＢＸ６０）により観察した。観察時の条件は、倍率５倍で、フィルターを用いて明視野とした。本実施例の断面写真を図１１に示す。
【００７７】
（観察結果）
図１０では、蛍光体粒子は黄色い粒状物質として確認することができる。図１０から、以下のことが確認できる。
多くの蛍光体粒子が凹部１４の底面に沈降して、凹部１４の底面１８、発光素子２８及び保護素子３０の上面に、高密度な蛍光体粒子層が形成されている（図中の破線で示す）。この蛍光体粒子層が、本発明の第１の発光装置１０における第１封止層２６１に相当する。フィルター等の使用や光の照射方法を変更すると、さらに第１封止層２６１の界面を視認しやすくなる。
【００７８】
また、蛍光体粒子層の厚さはほぼ均一であるが、発光素子２８及び保護素子３０が実装されている部分では、第１封止層２６１が部分的に盛り上がっている。このように部分的に盛り上がった形態では、本発明で規定した「第１封止層２６１の厚さ」は、底部１８から、最も盛り上がった第１封止樹脂層２６１の頂部（この例では、図中右側の保護素子３０の上に形成された第１封止樹脂層２６１）までの距離となる。本発明の第１封止層２６１の厚さは、封止樹脂２６の厚さの３０％程度であると見積もることができる。
【００７９】
遮光部２２の外側に形成された溝部２４の内側にも、蛍光体粒子が堆積していることが確認される。しかしながら、溝部２４には発光素子２８からの直接光が到達しないので、溝部２４内の蛍光体粒子が、本発明において問題となる光の散乱には影響を与えない。
【００８０】
なお、後述の実施例２と比較すると、本実施例の試料は、凹部１４の内壁面１６に蛍光体粒子がほとんど付着していない。本実施例のハウジング１２では、凹部１４の内壁面１６が底面１８に対してほぼ垂直であるため、蛍光体粒子を含む封止樹脂２８が円滑に底面１８方向に充填され、蛍光体粒子が底面１８側に沈降したためであると考えられる。
【００８１】
このように、封止樹脂２６を１段階で形成した場合に、本発明の発光装置に適した粒状添加物の分布状態を実現できることが明らかになった。
【実施例２】
【００８２】
（試料の調製及び観察）
図９Ａに示したハウジング１２の凹部１４に、蛍光体粒子を含有する封止樹脂２６をポッティングして、蛍光体粒子の沈降の状態を観察した。
凹部１４は、発光面１２ａ方向から観察して細長い形状をしており、凹部の開口部の幅は、発光面１２の中央から両端に向かって小さくなっており、中央付近で最大幅になっている。つまり、発光面１２ａ方向から観察して、開口部の両端から、それぞれ、開口部の長手方向の幅１／３ほどの位置まで、発光面が大きくなるように、凹部１４の内壁面１６の一方が他方に向かって傾斜しており、両端が最も狭幅になっている。
凹部１４の底部１８の寸法は、長さが２．５ｍｍ、最大幅が０．６５ｍｍ、最小幅が０．４ｍｍであり、ハウジング１２の発光面１２ａから底面１８までの深さが０．６ｍｍである。また、凹部１４の内壁面１６は、底部１８から開口部３８に向かって凹部の内径が徐々に広がるように、全体が僅かに傾斜している。また、凹部の内壁面に形成された遮光部２２は、幅が０．１ｍｍ、高さが０．０８ｍｍである。
【００８３】
本実施例では、発光素子２８と保護素子３０とを実装せずに試料を調製した。シリコーン樹脂及び蛍光体粉末は、実施例１と同じものを使用した。ハウジングの凹部１４に、蛍光体粒子を１９重量％の割合で混合したシリコーン樹脂を充填し、その状態で静置して、シリコーン樹脂をおよそ１７時間かけて硬化させた。
得られた試料は、図９ＡのＤ−Ｄ断面で切断して、実施例１と同様に観察した。本実施例の断面写真を図１１に示す。
【００８４】
図１１では、蛍光体粒子は黄色い粒状物質として確認することができる。図１１から、以下のことが確認できる。
（１）多くの蛍光体粒子が凹部１４の底面に沈降して、底面に高密度な蛍光体粒子層が形成されている。この蛍光体粒子層が、本発明の第１の発光装置１０における第１封止層２６１に相当する。
（２）凹部１４の内壁面１６にも蛍光体粒子が付着している。これは、蛍光体粒子が沈降している間に内壁面１６と接触すると、内壁面１６との摩擦によって沈降速度が遅くなったため、封止樹脂２６の硬化が完了するまでに沈降しきらなかったものであると考えられる。その結果、内壁面１６近傍の蛍光体粒子層が、凹部の底面から内壁面に沿って這い上がったような状態が観察される。
（３）遮光部２２の外側に形成された溝部２４の内側にも、蛍光体粒子が堆積している。
【００８５】
図１１の写真から、凹部１４の中央付近に存在する蛍光体粒子は、上記（１）の第１封止層２６１のみであった。また、第１封止層２６１の界面は、視認によって明確に規定できることもわかった。
上記（２）の内壁面近傍の蛍光体粒子の密度は、それほど高くないので、光の散乱に対して十分な効果を与えるとは考えにくい。
上記（３）の溝部２４に堆積した蛍光体粒子は、溝部２４に直接光が到達しないので、本発明において問題となる光の散乱には影響を与えない。
【００８６】
このように、封止樹脂２６を１段階で形成した場合に、本発明の発光装置に適した粒状添加物の分布状態を実現できることが明らかになった。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
本発明の発光装置は、自動車用前照灯や車内光源のように、高出力かつ高信頼性が必要な発光装置に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１Ａ】実施の形態１に係る発光装置の概略斜視図である。
【図１Ｂ】実施の形態１に係る発光装置の概略上面図である。
【図１Ｃ】実施の形態１に係る発光装置を、図１ＢのＹ−Ｙ線に沿って切断した概略断面図である。
【図２Ａ】実施の形態１の第１変形例に係る発光装置の概略上面図である。
【図２Ｂ】実施の形態１の第１変形例に係る発光装置を、図２ＡのＹ−Ｙ線に沿って切断した概略断面図である。
【図３Ａ】実施の形態１の第２変形例に係る発光装置の概略斜視図である。
【図３Ｂ】実施の形態１の第２変形例に係る発光装置の概略上面図である。
【図４】実施の形態２に係る発光装置の概略上面図である。
【図５】実施の形態２に係る発光装置の概略上面図である。
【図６】実施の形態２の第１変形例に係る発光装置の概略上面図である。
【図７Ａ】実施の形態２の第１変形例に係る発光装置の概略斜視図である。
【図７Ｂ】実施の形態２の第１変形例に係る発光装置の概略上面図である。
【図８】実施の形態２の第２変形例に係る発光装置の概略上面図である。
【図９Ａ】実施の形態３に係る発光装置の概略上面図である。
【図９Ｂ】実施の形態３に係る発光装置を、図９ＡのＢ−Ｂ線に沿って切断した概略断面図である。
【図９Ｃ】実施の形態３に係る発光装置を、図９ＡのＣ−Ｃ線に沿って切断した概略断面図である。
【図９Ｄ】実施の形態３に係る発光装置を、図９ＡのＤ−Ｄ線に沿って切断した概略断面図である。
【図１０】実施例１に係る試料の断面写真である。
【図１１】実施例２に係る試料の断面写真である。
【符号の説明】
【００８９】
１０  発光装置、  １２  ハウジング、  １２ａ  発光面、  １４  凹部、  １６  凹部の内壁面、  １８  凹部の底部、  ２０  開口部内縁、  ２２  遮光部、  ２４  溝部、  ２６  透光性の封止材料、  ２６１  第１封止層、  ２６２  第２封止層、  ２８  発光素子、  ３０  保護素子、  ３２  リード電極、  ３２０  外部電極、  ３４  導電ワイヤ、  ３６  凸部、  ３８  開口部、  ４０  開口部の角部、  ４２  切欠き部、
Ｒ１  第１領域、  Ｒ２  第２領域、  Ｔ１  第１封止層の厚さ、  Ｔ２  第２封止層の厚さ。
【図１Ａ】
2008041917.tif 000003
【図１Ｂ】
2008041917.tif 000004
【図１Ｃ】
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【図２Ａ】
2008041917.tif 000006
【図２Ｂ】
2008041917.tif 000007
【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
2008041917.tif 000009
【図４】
2008041917.tif 000010
【図５】
2008041917.tif 000011
【図６】
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【図７Ａ】
2008041917.tif 000013
【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
2008041917.tif 000017
【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図１０】
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【図１１】
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