(57)【要約】【課題】半導体発光素子の光を効率よく取り出し、特に側方の発光強度を増加させる半導体発光装置を提供する。【解決手段】基板２上に配置した半導体発光素子を天井面６および環状の側面７を備えた樹脂で覆って樹脂モールド部８を形成した半導体発光装置１において、樹脂モールド部８の天井面６の外周には、半導体発光素子から出た光を樹脂モールド部８の外部に取り出す切欠き部９が、全周にわたって形成されていることを特徴とする半導体発光装置１としたものであり、切欠き部９がないとしたら天井面６の外周に当たって全反射する光を、切欠き部９を形成する面に当てて樹脂モールド部８の外部に取り出すことができるという作用を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に配置した半導体発光素子を天井面および環状の側面を備えた樹脂で覆って樹脂モールド部を形成した半導体発光装置において、
前記樹脂モールド部の前記天井面の外周には、前記半導体発光素子から出た光を前記樹脂モールド部の外部に取り出す切欠き部が、全周にわたって形成されていることを特徴とする半導体発光装置。
【請求項２】
前記切欠き部は、前記天井面につながる環状傾斜面と、この環状傾斜面の基板側の端部および前記側面を接続する環状接続面とを有していることを特徴とする請求項１に記載の半導体発光装置。
【請求項３】
前記環状傾斜面は、半径方向外側に向かって基板側に傾斜し、前記環状接続面は、半径方向内側に向かって基板側に傾斜していることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体発光装置。
【請求項４】
前記天井面の半径方向外側端は、前記半導体発光素子の発光面の中心から出た光が全反射しない位置に配置されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかの項に記載の半導体発光装置。
【請求項５】
前記環状傾斜面の天井面側端から引いた法線は、前記半導体発光素子の発光面の中心より基板側を通過することを特徴とする請求項１から４のいずれかの項に記載の半導体発光装置。
【請求項６】
前記環状接続面を半径方向内側に延長した面は、前記半導体発光素子の発光面の中心を含むことを特徴とする請求項１から５のいずれかの項に記載の半導体発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば携帯電話の内部照明等に用いられる半導体発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、携帯電話のテンキー等の発光に用いられる内部照明として、半導体発光装置が多く用いられている。半導体発光装置は、筐体内の配線基板上に複数個配置され、表面に配置されている透明部を備えたテンキー等のスイッチを照らす。
【０００３】
かかる構成によって、筐体の表側からは、各スイッチが光って見える。
【０００４】
図６は、従来例に係る半導体発光装置の中心部の発光状態を示す正断面図である。
【０００５】
図６に示すように、従来の面実装タイプの半導体発光装置７０は、基板７１上に配置した半導体発光素子７２を円柱状または円錐台状に形成した樹脂モールド部７３で覆うことにより形成されている。基板７１には電極７４，７５が設けられており、これらの電極７４，７５はそれぞれ半導体発光素子７２の２つの電極に接続されている。半導体発光素子７２は、発光層７８を含む複数の層を積層して形成されている。また、樹脂モールド部７３は、円板状の天井面７６と円筒状の側面７７を有している。
【０００６】
例えば、光取り出し面を上方に向けたとき、発光層７８の中心から上方に出た光は、天井面７６を通過して上方を照らす。斜め上方に出た光は、天井面７６で屈折して光取り出し方向の外側に広がり、上側の一定の範囲を照らす。また、発光層７８の中心から側方に出た光は、側面７７から樹脂モールド部７３の外部に出て側方を照らす。
【０００７】
図７は、従来例に係る半導体発光装置の端部の発光状態を示す正断面図である。発光層７８の端部から出た光も同様に天井面７６および側面７７から出射して上方および側方を照らす。また、一部の光は、基板７１の表面で反射してから天井面７６および側面７７を介して樹脂モールド部７３の外部に出る。このような発光状態となる半導体発光装置が特許文献１に記載されている。
【特許文献１】特開平１０−３０３４６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
携帯電話等の電子機器の薄型化が進むにつれて、配線基板と筐体表面の距離も近接している。このため、筐体表面に設けられた部品を裏側から照らす半導体発光装置は、発光範囲を広くすることが求められている。
【０００９】
しかしながら、前記従来の半導体発光装置においては、図６に示すように、発光層７８から斜め上方に向かう光の角度が、臨界角（例えば４０°）以上になると、天井面７６で全反射が発生し、これらの光は側面７７から外に出て半導体発光装置の基板面より後方を照らしたり、樹脂モールド部７３の内部で全反射を繰り返して外部に出てこられないことがある。
【００１０】
また、図７に示すように、半導体発光素子７２の一端から出て他端側の斜め上方に向かう光も天井面７６で全反射され、同様の現象が生じる。このため、特に側方の発光強度が弱くなるという問題がある。
【００１１】
そこで本発明は、半導体発光素子の光を効率よく取り出し、特に側方の発光強度を増加させる半導体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】
【００１２】
本発明の半導体発光装置においては、樹脂モールド部の天井面の外周の全周にわたって半導体発光素子から出た光を前記樹脂モールド部の外部に取り出す切欠き部を全周にわたって形成した半導体発光装置としたものである。
【００１３】
この発明によれば、半導体発光素子の光を効率よく取り出し、特に側方の発光強度を増加させる半導体発光装置が得られる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、樹脂モールド部の天井面の外周の全周にわたって切欠き部を形成しているので、切欠き部がないとしたら天井面の外周に当たって全反射する光を、切欠き部を形成する面に当てて樹脂モールド部の外部に取り出すことができ、半導体発光素子の光を効率よく取り出すことができる。
【００１５】
また、切欠き部を環状傾斜面および環状接続面で構成すると、半導体発光素子からの光を環状傾斜面に当てて任意の方向に取り出すことができ、側方の発光強度を増加させることができる。また、半導体発光素子の端部から出て基板で反射した光を環状接続面に当てて任意の方向に取り出すことができる。
【００１６】
環状接続面を、半径方向内側に向かって基板側に傾斜させると、半導体発光素子から出て環状傾斜面に当たった光が、光取り出し方向の外側に広がるように屈折して樹脂モールド部の外部に取り出され、側方の発光強度を増加させることができる。また、環状接続面を半径方向内側に向かって基板側に傾斜させると、半導体発光素子から出る光と環状接続面との間の角度を小さくして、これに直接当たって全反射する光を少なくし、また、基板で反射してから環状接続面に当たる光を外部に取り出すことができ、発光効率がよくなる。
【００１７】
天井面の半径方向外側端を、前記半導体発光素子の発光面の中心から出た光が全反射しない位置に配置すると、半導体発光素子から出て天井面に当たった光を確実に取り出し、これより光取り出し方向に対して斜め前方に進む光を切欠き部から取り出すことができる。
【００１８】
環状傾斜面の天井面側端から引いた法線を、半導体発光素子の発光面の中心より基板側を通過させると、半導体発光素子から出て環状傾斜面に当たった光を直進方向に対して外側に確実に屈折させ、側方の発光強度を増加させることができる。
【００１９】
環状接続面を半径方向内側に延長した面に、半導体発光素子の発光面の中心を含ませると、半導体発光素子から出て環状接続面に直接当たる光を減らして、環状接続面による全反射を少なくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本願の第１の発明は、基板上に配置した半導体発光素子を天井面および環状の側面を備えた樹脂で覆って樹脂モールド部を形成した半導体発光装置において、樹脂モールド部の天井面の外周には、半導体発光素子から出た光を樹脂モールド部の外部に取り出す切欠き部が、全周にわたって形成されていることを特徴としたものであり、切欠き部がないとしたら天井面の外周に当たって全反射する光を、切欠き部を構成する面に当てて樹脂モールド部の外部に取り出すことができるという作用を有する。
【００２１】
本願の第２の発明は、切欠き部は、天井面につながる環状傾斜面と、この環状傾斜面の基板側の端部および側面を接続する環状接続面とを有していることを特徴としたものであり、半導体発光素子からの光を環状傾斜面に当てて任意の方向に取り出すことができ、また、環状接続面を有しているので、半導体発光素子の端部から出て基板で反射した光を任意の方向に取り出すことができるという作用を有する。
【００２２】
本願の第３の発明は、環状傾斜面は、半径方向外側に向かって基板側に傾斜し、環状接続面は、半径方向内側に向かって基板側に傾斜していることを特徴としたものであり、環状傾斜面が半径方向外側に向かって基板側に傾斜しているので、半導体発光素子から出て環状傾斜面に当たった光は、光取り出し方向の外側に広がるように屈折して樹脂モールド部の外部に取り出されるという作用を有する。また、環状接続面が半径方向内側に向かって基板側に傾斜しているので、半導体発光素子から出る光と環状接続面との間の角度を小さくして、これに直接当たって全反射する光を少なくし、また、基板で反射してから環状接続面に当たる光を外部に取り出すことができるという作用を有する。
【００２３】
本願の第４の発明は、天井面の半径方向外側端は、半導体発光素子の発光面の中心から出た光が全反射しない位置に配置されていることを特徴としたものであり、半導体発光素子から出て天井面に当たった光を確実に取り出し、これより光取り出し方向に対して斜め前方に進む光を切欠き部から取り出すことができる。
【００２４】
本願の第５の発明は、環状傾斜面の天井面側端から引いた法線は、半導体発光素子の発光面の中心より基板側を通過することを特徴としたものであり、かかる構成によって、半導体発光素子から出て環状傾斜面に当たった光を直進方向に対して外側に確実に屈折させることができる。
【００２５】
本願の第６の発明は、環状接続面を半径方向内側に延長した面は、半導体発光素子の発光面の中心を含むことを特徴としたものであり、かかる構成によって、半導体発光素子から出て環状接続面に直接当たる光を減らして、環状接続面による全反射を少なくすることができる。
【００２６】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図４を用いて説明する。
【００２７】
図１は本発明の一実施の形態に係る半導体発光装置の斜視図、図２は同半導体発光素子の中心部の発光状態を示す正断面図である。
【００２８】
半導体発光装置１は、光反射層となる電極３，４が設けられた基板２上に配置した発光ダイオード等の半導体発光素子５を、円形の天井面６および円筒状に形成された環状の側面７を備えた透明の樹脂モールド部８で覆って形成している。
【００２９】
樹脂モールド部８の天井面６の外周には、全周にわたって切欠き部９が形成されている。切欠き部９は、天井面につながる円錐台状の環状傾斜面１０と、その半径方向外側に配置され、環状傾斜面１０の基板側の端部および側面７を接続するすり鉢状の環状接続面１１とを有している。すなわち、環状傾斜面１０は、半径方向外側に基板２側に傾斜し、環状接続面１１は、半径方向内側に向かって基板２側に傾斜している。
【００３０】
樹脂モールド部８は、例えば、外径を１．１５ｍｍ程度で天井面６の直径を０．５０ｍｍ程度、高さを０．３２ｍｍ程度に形成している。
【００３１】
また、基板２に立てた垂線に対する環状傾斜面１０の傾斜角度は３０°、環状接続面１１の傾斜角度は１５°にしている。
【００３２】
そして、樹脂モールド部８の内部に設けられた半導体発光素子５は、発光部の高さを、０．１８ｍｍ程度にして配置している。
【００３３】
図２に示すように、天井面の半径方向外側端と半導体発光素子５の発光面の中心を結んだ直線と、基板２に立てた垂線（光取りだし方向）との間の角度は、３９°程度であり、樹脂モールド部８中で半導体発光素子５が全反射するときの角度４０°より小さい。かかる構成によって、半導体発光素子５の発光面の中心から出て天井面６に当たった光は、天井面６で直進方向に対して外側に広がる方向に屈折して取り出される。
【００３４】
図３は、半導体発光装置の環状傾斜面の配置状態を示す説明図である。
【００３５】
環状傾斜面１０の天井面６側端から引いた法線１２は、半導体発光素子５の発光面の中心Ｏより基板２側を通過する。かかる構成によって、半導体発光素子５の発光面の中心から出て環状傾斜面１０に当たった光は、環状接続面１１で直進方向に対して外側に広がる方向に屈折して取り出される。
【００３６】
また、環状接続面１１を半径方向内側に延長した面１３は、半導体発光素子５の発光面の中心Ｏを含む。かかる構成によって、半導体発光素子５の発光面の中心Ｏから出た光は、環状接続面１１に直接当たることがなくなる。
【００３７】
図４は同半導体発光装置の端部の発光状態を示す正断面図である。
【００３８】
半導体発光素子５の発光面の端部から出て天井面６に当たった光は、天井面６で直進方向に対して外側に広がる方向に屈折して取り出される。
【００３９】
また、環状傾斜面１０に当たった光は、全反射せずに外部に取り出される。
【００４０】
また、環状接続面１１が、半径方向内側に向かって基板側に傾斜しているので、半導体発光素子５の端部から出た光の大部分は環状接続面１１に当たらない。環状接続面１１に直接当たる一部の光は、全反射して側面７から取り出されるが、９０°に近い大きな入射角で入射するので、ほぼ直線状に進む。
【００４１】
一方、半導体発光素子５の発光面の端部から出て基板２の表面で反射された光のうち、天井面６と環状傾斜面１０に当たった光は、ほぼ光取り出し方向に近い方向に取り出される。
【００４２】
また、端部から出て基板２で反射して環状接続面１１に当たった光は、全反射して側面７に当たって樹脂モールド部８の外部に取り出され、側面７の半径方向外側の基板２の表面で再度反射されて、光取り出し方向に近い方向に取り出される。
【００４３】
また、端部から出て基板２で反射して側面７に当たった光は、直進方向より光り取り出し方向側に屈折して取り出される。
【００４４】
このように、環状傾斜面１０および環状接続面１１を設けることによって、多くの光が基板２の表面側に取り出され、発光効率がよくなる。
【実施例】
【００４５】
図５は、前記実施の形態における半導体発光装置の光取り出し方向からの角度と相対輝度の関係を示すグラフである。
【００４６】
前述した半導体発光装置について、シミュレーションを行った結果、図５に太い実線で示すように、光取り出し方向より側方の輝度が大きくなるという結果が得られた。例えば、０°のときの相対輝度は８５％である。相対輝度が最大になるのは、角度が３５°のときで、このときの相対輝度は９０％になる。
【００４７】
なお、図５中の一点鎖線は、円柱状または円錐台状に形成した樹脂モールド部を有する半導体発光装置の輝度特性を示している。これと比較して、本実施例の半導体発光装置は、角度が３５°以上での相対輝度が最大２０％程度改善されていることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は、光を効率よく取り出し、特に側方の発光強度を増加させることができるので、携帯電話の内部照明等に用いられる半導体発光装置に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の一実施の形態に係る半導体発光装置の斜視図
【図２】同半導体発光装置の中心部の発光状態を示す正断面図
【図３】同半導体発光装置の環状傾斜面の配置状態を示す説明図
【図４】同半導体発光装置の端部の発光状態を示す正断面図
【図５】同半導体発光装置の発光方向と発光強度との関係を示す説明図
【図６】従来例に係る半導体発光装置の中心部の発光状態を示す正断面図
【図７】同半導体発光装置の端部の発光状態を示す正断面図
【符号の説明】
【００５０】
１，７０  半導体発光装置
２，７１  基板
３，４，７４，７５  電極
５，７２  半導体発光素子
６，７６  天井面
７，７７  側面
８，７３  樹脂モールド部
９  切欠き部
１０  環状傾斜面
１１  環状接続面
１２  法線
７８  発光層
【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】
2005277139.tif 000008
【図７】
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