(57)【要約】【課題】薄型であって、かつパッケージの短軸方向への放射角が小さく、出射面に正対して並置された導光板への結合効率の高い発光装置を提供する。【解決手段】電極を有する載置面と、前記載置面に載置された発光素子とを備え、前記発光素子と、発光素子の発光面に対向する出射面である凹面との間が透光性の封止樹脂によって封止された発光装置であって、前記発光素子と電極とがワイヤによってループ状に結線され、前記ループの頂点部と凹面の最深部とが略一致する位置関係にあることを特徴とする。【選択図】図１
2007165803.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極を有する載置面と、  前記載置面に載置された発光素子とを備え、前記発光素子と、発光素子の発光面に対向する出射面である凹面との間が透光性の封止樹脂によって封止された発光装置であって、前記発光素子と電極とがワイヤによってループ状に結線され、前記ループの頂点部と凹面の最深部とが略一致する位置関係にあることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記凹面の凹み量は、出射面の短軸方向の巾の半分と同じか、または深いことを特徴とする、請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
電極を有する載置面と、前記載置面に載置された発光素子とを備え、前記発光素子と、発光素子の発光面に対向する出射面である凹面との間が透光性の封止樹脂によって封止された発光装置であって、凹面の凹み量は、出射面の短軸方向の巾の半分と同じか、または深いことを特徴とする発光装置。
【請求項４】
底面において前記載置面をなす窪み部を有するパッケージ成型体を備え、前記窪み部は載置面と、載置面の周縁に沿って延設された斜面を備え、前記発光素子が封止樹脂によって封止された発光装置であって、前記封止樹脂が斜面を這い上がって覆うことを特徴とする、請求項１から３のいずれかに記載の発光装置。
【請求項５】
前記出射面の縁辺と窪み部の縁辺とが略一致することを特徴とする、請求項４に記載の発光装置。
【請求項６】
前記パッケージ成型体はポリフェニレンアミド系樹脂からなることを特徴とする、請求項４または５に記載の発光装置。
【請求項７】
前記パッケージ成型体は酸化チタンが分散されたポリフェニレンアミド系樹脂からなることを特徴とする、請求項６に記載の発光装置。
【請求項８】
前記封止樹脂は、熱硬化性である有機変性シリコン樹脂であって、ガラス転移温度が２５度以上であることを特徴とする、請求項１から７にいずれかに記載の発光装置。
【請求項９】
前記電極は、銅合金からなることを特徴とする、請求項１から８にいずれかに記載の発光装置。
【請求項１０】
前記電極の表面に銀がめっきされてなることを特徴とする、請求項１から９にいずれかに記載の発光装置。
【請求項１１】
前記封止樹脂は蛍光体を含有し、前記蛍光体は前記発光素子から放射された光によって励起され、波長の異なる光を放射することを特徴とする、請求項１から１０のいずれかに記載の発光装置。
【請求項１２】
前記発光素子は青色光を放射する発光ダイオードであって、かつ前記蛍光体は青色光によって励起され黄色光を放射することを特徴とする、請求項１１に記載の発光装置。
【請求項１３】
請求項１から１２のいずれかに記載の発光装置を備えたことを特徴とするバックライト装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載のバックライト装置を備えたことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子と、発光素子を収納するとともに外部への光取り出しのためのリフレクタ機能を備えた窪み部を形成したパッケージ成型体とからなる発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置などに用いられる薄型の面状光源として、例えば図６（ｃ）に示すように、液晶表示体２１２の背面に配置した導光板２１３の端面側に面実装型である発光装置２００を配設したものがある。この面状光源は、導光板２１３の端面と発光装置２００の出射面２０７ａとが正対するように実装面上に導光板２１３と発光装置２００とが並置され、薄型に構成されている。発光装置２００が発光した光は導光板２１３の端面より入射して導光板２１３の上部平面から放射される。
【０００３】
この面状光源に使用される発光装置２００として、例えば図６（ａ）と（ｂ）に示すように、窪み部を有する長方体のパッケージ成型体（以下、「パッケージ」と記す。）にＬＥＤチップ（以下、「チップ」と記す。）を収納したものがある。この発光装置２００は、チップ２０２を収納するとともに外部への光取り出しのためのリフレクタの機能を備えた窪み部を形成したパッケージ２０１を有し、窪み部は導光板２１３の端面に向かって扁平に開口されている。リフレクタ２０３（窪み部）はチップ２０２が載置される底面と、底面の周縁に沿って斜設された斜面とを有し、実装面に対して平行に光を放射するように形成されている。
【０００４】
窪み部の底面において略中央部はチップ２０２が載置される電極２０４ａを有するダイボンド領域である。ダイボンド領域の近傍に、チップ２０２に電力を供給するための電極２０４ｂが並設されたワイヤボンド領域が設けられている。チップ２０２はダイボンド領域に載置され、ワイヤ２０５によって電極２０４ｂに結線される。さらに蛍光体２０６が含有された透光性の封止樹脂２０７によって封止されている。なお、前記蛍光体２０６はチップ２０２から放射された光により励起され波長の異なる光を放射するものである。また、封止樹脂２０７は窪み部の天面近傍まで充填され、表面が略平らな出射面２０７ａをなすとともに、チップ２０２やワイヤ２０５が保護されている。
【０００５】
また、前記発光装置と類似の構成を有する発光装置として、例えば特許文献１に記載されたものがある。この発光装置は導電層によってダイボンド領域にチップがフリップチップ実装され、前記蛍光体が塗布されたのち、透光性の封止樹脂によって封止されている。前記封止樹脂はチップおよび蛍光体から放射された光を反射散乱する拡散剤が分散されてなる透光性樹脂である。
【０００６】
前記封止樹脂を窪み部の天面近傍まで充填し熱硬化すると、中央部にかけて滑らかな放物線状の凹面が形成される。この作用は、熱硬化によって拡散剤の吸油量の割合が促進され、樹脂中の成分の一部が拡散剤に吸収される一方、拡散剤の樹脂の吸収率は前記樹脂を吸収することによる体積増加率よりも高く、結果拡散層の体積が全体的に減少するものだと考えられている。
【特許文献１】特開２００３−２４９６８９号  公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
面状光源の輝度を高くするには発光装置からの光が導光板の端面へ入射される割合である、結合効率を高くしなければならない。このため、パッケージの短軸方向におけるの放射角を小さくすることが好ましい。
【０００８】
特許文献１に記載の発光装置においては若干の凹面が形成されるが、これは熱硬化時において拡散剤が封止樹脂の成分の一部を吸収することによって自然に起こるものであり、パッケージの短軸方向における放射角の改善に寄与していない。
【０００９】
以上の課題に鑑み本発明は、薄型であって、かつパッケージの短軸方向の放射角が小さく、導光板に対する結合効率の高い発光装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成する為に本発明は、電極を有する載置面と、前記載置面に載置された発光素子とを備え、前記発光素子と、発光素子の発光面に対向する出射面である凹面との間が透光性の封止樹脂によって封止された発光装置であって、前記発光素子と電極とがワイヤによってループ状に結線され、前記ループの頂点部と凹面の最深部とが略一致する位置関係にあることを特徴とする発光装置である。
【００１１】
本発明は上記において、前記凹面の凹み量が、出射面の短軸方向の巾の半分と同じか、または深いことが望ましい。
【００１２】
本発明は、電極を有する載置面と、前記載置面に載置された発光素子とを備え、前記発光素子と、発光素子の発光面に対向する出射面である凹面との間が透光性の封止樹脂によって封止された発光装置であって、凹面の凹み量は、出射面の短軸方向の巾の半分と同じか、または深いことを特徴とする発光装置である。
【００１３】
本発明は上記において、底面において前記載置面をなす窪み部を有するパッケージ成型体を備え、前記窪み部は載置面と、載置面の周縁に沿って延設された斜面を備え、前記発光素子が封止樹脂によって封止された発光装置であって、前記封止樹脂が斜面を這い上がって覆うことが望ましい。
【００１４】
本発明は上記において、前記出射面の縁辺と窪み部の縁辺とが略一致することが望ましい。
【００１５】
本発明は上記において、前記パッケージ成型体がポリフェニレンアミド系樹脂からなることが望ましい。
【００１６】
本発明は上記において、前記パッケージ成型体が酸化チタンが分散されたポリフェニレンアミド系樹脂からなることが望ましい。
【００１７】
本発明は上記において、前記封止樹脂が、熱硬化性である有機変性シリコン樹脂であって、ガラス転移温度が２５度以上であることが望ましい。
【００１８】
本発明は上記において、前記電極が、銅合金からなることが望ましい。
【００１９】
本発明は上記において、前記電極の表面に銀がめっきされてなることが望ましい。
【００２０】
本発明は上記において、前記封止樹脂が蛍光体を含有し、前記蛍光体は前記発光素子から放射された光によって励起され、波長の異なる光を放射することが望ましい。
【００２１】
本発明は上記において、前記発光素子が青色光を放射する発光ダイオードであって、かつ前記蛍光体は青色光によって励起され黄色光を放射することが望ましい。
【００２２】
本発明は、前記に記載の発光装置を備えたことを特徴とするバックライト装置である。
【００２３】
本発明は、前記の記載のバックライト装置を備えたことを特徴とする電子機器である。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の構成によれば、パッケージの窪み部にチップを載置し樹脂で封止する発光装置において、放射角が小さく軸上光度を高くできる。そのため例えばこの発光装置を液晶表示装置に用いる場合において、液晶表示装置の導光板の端面に対する結合効率の高い発光装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本実施の形態における発光装置の実施形態を図に基づき説明する。図１（ａ）、（ｂ）は本実施の形態における発光装置１００を出射面から見た正面図および長軸方向の断面図（Ａ−Ａ’）である。
【００２６】
発光装置１００は、皿状であって深さがｈである窪み部を有する略長方体のパッケージ１０１と、発光面である天面に電極を備えたチップ１０２を有する。前記窪み部は底面と、底面の周縁に沿って斜設された斜面とからなるリフレクタ１０３を構成する。リフレクタ１０３は、後述するように、白色に着色されたパッケージ１０１自身の反射性によりリフレクタの機能を付与することができるし、別途窪み部の内壁に反射膜を形成することによって反射率が高くなるように加工し、リフレクタの機能を高めてもよい。また前記斜面は、底面に対する傾斜角が９０度である、直立面であってもよい。
【００２７】
窪み部の底面において略中央部とその近傍に、互いに離間して一対の電極１０４が設けられている。一方の電極１０４ａはチップ１０２が載置されるダイボンド領域である。他方の電極１０４ｂはワイヤ１０５が結線されるワイヤボンド領域である。チップ１０２はダイボンド領域に載置され、ワイヤ１０５によってループ状に電極１０４ｂに結線される。さらに蛍光体１０６が含有された透光性の封止樹脂１０７を滴下した後、熱硬化され、封止される。この封止樹脂１０７の表面は光の出射面１０７ａとなるものであり、凹面状に形成されている。
【００２８】
なおチップ１０２は、例えばＳｉＣ基板にＩｎＧａＮを主成分とする発光層が積層された青色光を発光する発光ダイオードであって、ドミナント発光波長が約４５２ｎｍである。蛍光体１０６はチップ１０２が放射する光により励起され波長の異なる光を放射するものであって、例えば、Ｓｒ、Ｂａ、Ｓｉ、Ｏ、およびＥｕを主成分とする黄色蛍光体であって、ピーク発光波長が５６２ｎｍである。また、蛍光体１０６は封止樹脂１０７より比重が大きく、熱硬化工程において窪み部の底面に沈降する。
【００２９】
パッケージ１０１は、ポリフェニレンアミド系樹脂のインサート成型によって形成され、例えばアモデル（登録商標）が好適に用いられる。好ましくは酸化チタンの微粒子が分散され、白色に着色される。
【００３０】
封止樹脂１０７は、熱硬化性である有機変性シリコン樹脂からなる。この封止樹脂１０７のガラス転移温度は２５度以上、好ましくは３５度以上であり、硬化後の硬度であるＳｈｏｒｅＤが７０程度であって、チップ１０２やワイヤ１０５の保護に好適である。また、短波長領域における光の透過率が高く、青色光を発光する発光ダイオードを封止するのに好適である。
【００３１】
電極１０４は、放熱性の高い金属からなり、例えば銅合金が好適に用いられる。これにより、チップ１０２の放熱が促進され、チップ１０２の温度上昇による特性の変動、例えば発光強度や発光波長などの変動を抑制することができる。
【００３２】
さらに電極１０４の表面は反射率が大きくなるように表面処理されており、例えば銀がめっきされることが好ましい。これにより電極１０４の表面において、より効率的に光を反射させることができる。
【００３３】
図１（ｃ）は短軸方向の断面図（Ｂ−Ｂ’）である。図１（ｃ）によると、パッケージ１０１の窪み部の略中央部に封止樹脂１０７を滴下すると、リフレクタ１０３の斜面に沿って窪み部の縁辺部まで封止樹脂１０７が這い上がり、中央部にかけて滑らかな凹面であって、開口部から見た最深部１０７ｂまでの凹み量がｄである出射面１０７ａが形成される。この這い上がりは封止樹脂１０７とパッケージ１０１との表面張力によって起こるものと考えられる。
【００３４】
固体の表面に液体を滴下したとき、固体と液体の界面において、固体の表面に対して液体の盛り上がりがなす角を接触角という。固体の表面において、裾野が広がるように液体が覆う状態、すなわち接触角が小さい状態を濡れ性が良いという。この接触角が決まる要素として固体と液体との間の表面張力が挙げられ、表面張力が低いものは接触角を小さくできる。すなわち濡れ性を良くできる。
【００３５】
図１（ｃ）において、パッケージ１０１を形成する樹脂に酸化チタンの微粒子が分散されており、封止樹脂１０７とパッケージ１０１との表面張力が低いから、濡れ性が良い。よって封止樹脂１０７はリフレクタ１０３の斜面を這い上がって表面を覆い、深い凹面が容易に形成できる。これによりリフレクタ１０３の斜面の機械的強度を大きくすることができ、発光装置１００の実装時における変形が抑制できる。
【００３６】
なお、封止樹脂１０７の滴下量は図１（ｂ）または（ｃ）に示すように、ワイヤループの頂点部１０５ａと出射面１０７ａの最深部１０７ｂとが略一致する量とする。
【００３７】
この場合、頂点部１０５ａが最深部１０７ｂから突出しているか否かを目視することにより、封止樹脂１０７の滴下量の多少が容易に判別できるから、封止樹脂１０７の滴下量の管理において利便性が高い。なお、ワイヤループの頂点部１０５ａは出射面１０７ａの最深部１０７ｂより突出していてもよい。
【００３８】
図２はパッケージ１０１の窪み部の底面から見た出射面１０７ａの最深部１０７ｂの高さ（ｈ−ｄ）と軸上光度との関係を示す図である。また、図３はパッケージ１０１の短軸方向における光路を示す図である。図２によると、最深部１０７ｂの高さ（ｈ−ｄ）が低いほど、すなわち、開口部から見た凹み量ｄが深いほど軸上光度が大きくなる。
【００３９】
これは図３（ａ）に示すように、出射面１０７ａから放射された光の一部分である、出射面１０７ａに対して小さな仰角で放射した光はリフレクタ１０３で捉えられて出射面１０７ａに向かって反射される一方、開口部から見た凹み量ｄが大きいほどリフレクタ１０３に捉えられる光の成分が増すためであると考えられる。
【００４０】
なお、図３（ｂ）は比較のために示した、従来の発光装置の光路を示す図である。従来の発光装置においては出射面１０７ａに対して小さな仰角で放射した光は出射面１０７ａにおいて四方八方へと拡がってしまう。このように、開口部から見た凹み量ｄを深く形成するほうが、軸上光度を高くすることができる。
【００４１】
例えば、窪み部の深さｈが０．６５ｍｍ、出射面の短軸方向の巾ｗが０．５９ｍｍであるパッケージ１０１と、厚みが０．１１５ｍｍであるチップ１０２とを用いて発光装置１００を作成した。チップ１０２の天面から見たワイヤループの高さは約０．２ｍｍから０．２６ｍｍに形成され、窪み部の底面から見たワイヤループの頂点部１０５ａの高さは約０．３１５ｍｍから０．３７５ｍｍとなる。この寸法は窪み部の深さｈ＝０．６５ｍｍの４８％から５８％に相当する。つまり、少なくとも本実施の形態においてチップ１０２の表面を覆ってワイヤループの頂点部１０５ａの高さと略一致するか、やや頂点部１０５ａが突出するように封止樹脂１０７を充填することにより、開口部から見た凹み量ｄを、最も深く作り込むことができる。
【００４２】
本実施の形態において、窪み部の深さｈの約５０％まで封止樹脂１０７を充填した場合、接触角θは約２０度であって、リフレクタ１０３の斜面を殆ど覆い尽くすように、滑らかな凹面である出射面１０７ａが形成された。このとき、開口部から見た凹み量ｄが零である場合に比べ、軸上光度が約４％高くなる効果が得られた。特許文献１に記載の発光装置においては、窪み部の底面から見た最深部１０７ａの位置は、窪み部の深さｈの、例えば約９０％に過ぎず、軸上光度は必ずしも高くなかった。
【００４３】
なお、図２において本実施の形態ではｗ＝０．５９ｍｍであるので、ｗ／２に相当する最深部１０７ｂの高さ（ｈ−ｄ）は０．３５５ｍｍである。
【００４４】
図２によると、図１（ｃ）において開口部から見た凹み量ｄが出射面１０７ａの短軸方向の巾ｗの半分より深くなると、軸上光度の上昇率が急に高くなる。したがって、開口部から見た凹み量ｄを、出射面１０７ａの短軸方向の巾ｗの半分と同じか、または深くするのが良い。
【００４５】
図４はパッケージ１０１の短軸方向における放射角の特性を示す図である。本実施の形態における放射角の特性は図４（ａ）に示すように、放射半値角が約９４度であって、図４（ｂ）に示す従来の発光装置の半値放射角である約１２０度に比べて小さくなる。
【００４６】
図５は本実施の形態である発光装置を実装した液晶表示装置の例を示す図である。
液晶表示装置は、液晶表示体１１２と、液晶表示体１１２の背面に配置した導光板１１３と、導光板１１３の端面側に配置した発光装置１００とを備える。導光板１１３の端面と発光装置１００の出射面１０７ａとは正対するように、実装面１１４上に並置され、薄型に構成されている。発光装置１００が発光した光は導光板１１３の端面より入射して上部表面から放射し、液晶表示体１１２を背面から照射する。発光装置１００から放射される光の放射角が狭くなっているため、導光板１１３の端面に対して光の結合効率が高く、効率良く光を入射させることができる。
【００４７】
このとき導光板１１３の端面に集光させるための凸レンズなどの光学素子を、導光板１１３の端面と出射面１０７ａとの間に介在させなくてよいから、小型に実装することができる。好ましくは、導光板１１３の背面と正対する側の実装面１１４は、表面が反射性に加工される。このとき、導光板１１３の背面から出射する光は実装面１１４の表面で反射し液晶表示体１１２を背面から照射するから、表示面の輝度を高くすることができる。このような液晶表示装置を、例えば携帯電話機などの電子機器に実装することにより、小型であって、かつ表示部の輝度を高くすることができる。
【００４８】
なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本実施の形態における発光装置の正面図および断面図である。
【図２】本実施の形態における発光装置の、パッケージ窪み部の底面からの封止樹脂の最深部の高さと軸上光度との関係を示す図である。
【図３】本実施の形態および従来の発光装置における光路を示す図である。
【図４】本実施の形態および従来の発光装置におけるパッケージの短軸方向における放射角の特性を示す図である。
【図５】本実施の形態である発光装置を実装した液晶表示装置の例を示す斜視図である。
【図６】従来の発光装置の正面図と断面図、および従来の発光装置を実装した液晶表示装置の例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００５０】
１００、２００  発光装置
１０１、２０１  パッケージ
１０２、２０２  チップ
１０３、２０３  リフレクタ
１０５、２０５  ワイヤ
１０５ａ  ワイヤループの頂点部
１０６、２０６  蛍光体
１０７、２０７  封止樹脂
１０７ａ、２０７ａ  出射面
１０７ｂ  凹面の最深部
１１２、２１２  液晶表示体
１１３、２１３  導光板
１１４、２１４  実装面
【図１】
2007165803.tif 000003
【図２】
2007165803.tif 000004
【図３】
2007165803.tif 000005
【図４】
2007165803.tif 000006
【図５】
2007165803.tif 000007
【図６】
2007165803.tif 000008