(57)【要約】【課題】本発明は、上下電極型発光ダイオードからの光を集光し、遠くに照射する発光装置および発光装置の作製方法に関するものである。【解決手段】本発明の発光装置は、蛍光体膜が設けられた絶縁ケースと、前記絶縁ケースに取り付けら、上下電極型発光ダイオードが接合されたリードフレームからなる電極とから少なくとも構成されている。前記絶縁ケースは、内部に球状凹面反射部を備えている。前記絶縁ケースは、内部に透明部材からなる第１の充填部材が充填されており、前記第１の充填部材の上に蛍光体膜が形成されている。上下電極型発光ダイオードは、前記リード状載置基板の下に下部電極が接合され、前記蛍光体膜の真上に接近して設けられている。前記上下電極型発光ダイオードの上部電極は、前記リード状接続基板と導電性接続部材によって接続されている。前記上下電極型発光ダイオードからの光は、球状凹面反射部によって集光され、遠く離れた部分を照射することができる。【選択図】図１
2009026840.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の電極に連設されたリード状載置基板と、
前記リード状載置基板の近接位置に配置された、他方の電極に連設されたリード状接続基板と、
前記リード状載置基板の下面に下部電極が接合されている上下電極型発光ダイオードと、
前記上下電極型発光ダイオードの上部部分電極と前記リード状接続基板の下面とを接続する金属部材と、
前記リード状載置基板の下面と上下電極型発光ダイオードの下部電極との接合、前記上下電極型発光ダイオードの上部部分電極と金属部材との接合、および前記金属部材と前記リード状接続基板の下面との接合に用いるハンダと、
からなる組み立て発光部品と；
内部にほぼ球面状凹面反射部を備えたケース体と、
前記ケース体内部の深さ７０％以下まで充填されている透明部材からなる第１の充填部材と、
前記第１の充填部材上に形成された蛍光体含有層と、
前記ケース体の上面に前記発光部品を載置し、前記ケース体内部に充填するとともに前記発光部品を固定する透明部材からなる第２の充填部材と、
から少なくとも構成されていることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
一方の電極に連設されたリード状載置基板と、
前記リード状載置基板の近接位置に配置された、他方の電極に連設されたリード状接続基板と、
前記リード状載置基板の下面に下部電極が接合されている上下電極型発光ダイオードと、
前記上下電極型発光ダイオードの上部部分電極と前記リード状接続基板の下面とを接続する金属部材と、
前記リード状載置基板の下面と上下電極型発光ダイオードの下部電極との接合、前記上下電極型発光ダイオードの上部部分電極と金属部材との接合、および前記金属部材と前記リード状接続基板の下面との接合に用いるハンダと、
からなる組み立て発光部品と；
内部にほぼ球面状凹面反射部を備えたケース体と、
前記ケース体のほぼ球面状凹面反射部上に形成された蛍光体含有層と、
前記ケース体の上面に前記発光部品を載置し、前記ケース体内部に充填するとともに前記発光部品を固定する透明部材からなる充填部材と、
から少なくとも構成されていることを特徴とする発光装置。
【請求項３】
前記ケース体における開口部の上部には、前記リード状載置基板およびリード状接続基板を嵌合する切欠き部が設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載された発光装置。
【請求項４】
前記金属部材は、リボン状金線からなることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載された発光装置。
【請求項５】
前記リード状載置基板に連設されている一方の電極およびリード状接続基板に連設されている他方の電極は、前記ケース体とほぼ同等の幅を有することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載された発光装置。
【請求項６】
前記リード状載置基板に連設されている一方の電極およびリード状接続基板に連設されている他方の電極は、前記ケース体の外面に沿って折り曲げられていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載された発光装置。
【請求項７】
前記上下電極型発光ダイオードは、紫外線ないし青色の波長の光を発光し、
前記蛍光体含有層は、紫外光ないし青色の波長の光を吸収して他の可視光に変換する蛍光体であることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載された発光装置。
【請求項８】
前記リード状載置基板に連設され、前記ケース体の幅とほぼ等しい幅の一方の電極と、前記リード状接続基板に連設され、前記ケース体の幅とほぼ等しい幅の他方の電極と、前記一方および他方の電極の両側部に設けられたスリットと、前記スリット、前記一方の電極、および前記他方の電極を囲むリードフレーム端部、前記一方の電極および他方の電極と前記リードフレーム端部とを分離する脆弱部とを備えていることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載された発光装置。
【請求項９】
前記第１の充填部材と第２の充填部材とは、同じ透明性絶縁部材からなることを特徴とする請求項１、請求項３から請求項８のいずれか１項に記載された発光装置。
【請求項１０】
前記リード状載置基板、リード状接続基板、電極は、銅、アルミニウム、これらの合金に金および／または銀がメッキされ、厚さが０．３ｍｍから１．５ｍｍからなることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載された発光装置。
【請求項１１】
一方の電極に連設されたリード状載置基板と、前記リード状載置基板の近傍位置に配置された他方の電極に連設されたリード状接続基板とを成形するリードフレーム成形工程と、
前記リードフレームの前記リード状載置基板と上下電極型発光ダイオードの下部電極、前記上下電極型発光ダイオードの上部部分電極と金属部材、および前記金属部材と前記リード状接続基板のそれぞれをハンダで接合する接合工程と、
からなる組み立て発光部品を製造する工程（Ａ）と；
内部にほぼ球面状凹部を有する樹脂製ケースの凹面に反射部を形成するケース体を成形する工程（Ｂ）と；
透明部材からなる第１の充填部材を前記ケース体内部のほぼ７０％以下、好ましくは５０％以下まで充填する工程と、
前記第１の充填部材上に蛍光体含有層を形成する工程と、
前記ケース体の上面に前記発光部品を載置し、ケース体内部に透明部材からなる第２の充填部材で充填するとともに、前記発光部品を固定する工程と、
からなる発光装置の組み立て工程（Ｃ）と；
から少なくとも構成されていることを特徴とする発光装置の作製方法。
【請求項１２】
一方の電極に連設されたリード状載置基板と、前記リード状載置基板の近傍位置に配置された他方の電極に連設されたリード状接続基板とを成形するリードフレーム成形工程と、
前記リードフレームの前記リード状載置基板と上下電極型発光ダイオードの下部電極、前記上下電極型発光ダイオードの上部部分電極と金属部材、および前記金属部材と前記リード状接続基板のそれぞれをハンダで接合する接合工程と、
からなる組み立て発光部品を製造する工程（Ａ）と；
内部にほぼ球面状凹部を有する樹脂製ケースの凹面に反射部を形成するケース体を成形する工程（Ｂ）と；
前記ケース体のほぼ球面状凹面反射部上に蛍光体含有層を形成する工程と、
前記ケース体の上面に前記発光部品を載置し、ケース体内部に透明部材からなる充填部材で充填するとともに、前記発光部品を固定する工程と、
からなる発光装置の組み立て工程（Ｃ）と；
から少なくとも構成されていることを特徴とする発光装置の作製方法。
【請求項１３】
前記リードフレームにおける不要部分を分離する工程を有することを特徴とする請求項１１または請求項１２に記載された発光装置の作製方法。
【請求項１４】
前記リードフレームの不要部分の分離は、予め設けられた脆弱部によって行われることを特徴とする請求項１１から請求項１３のいずれか１項に記載された発光装置の作製方法。
【請求項１５】
前記リードフレーム端部を分離した後、一方の電極および他方の電極を前記ケース体に沿って折りまげる工程とから少なくとも構成されていることを特徴とする請求項１１から請求項１４のいずれか１項に記載された発光装置の作製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リード状載置基板上に上下電極型発光ダイオードの下部電極を接合し、前記上下電極型発光ダイオードの上部電極とリード状接続基板とを金属部材によって接続した発光装置および発光装置の作製方法に関するものである。本発明は、ケース体の内部にほぼ球面状凹面反射部を備え、前記上下電極型発光ダイオードからの光を前記ケース体の内方に照射した後、前記ほぼ球面状凹面反射部で集光して遠くをスポットライト状に照射することができる発光装置および発光装置の作製方法に関するものである。
【０００２】
本発明は、金線をワイヤーボンディングで接続する代わりに上下電極型発光ダイオードの下部電極とリード状載置基板、前記上下電極型発光ダイオードの上部電極と金属部材、前記金属部材とリード状接続基板との接続を共晶ハンダで接続することにより、前記ワイヤーボンディングによる振動または熱による発光層の損傷を防止することができる上下電極型発光ダイオードからなる発光装置および発光装置の作製方法に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
図３（イ）から（ハ）は従来例で、（イ）はパッケージに上下電極型発光ダイオードを取り付けた状態の断面図、（ロ）は（イ）の拡大図、（ハ）はパッケージおよび上下電極型発光ダイオードの平面図である。図３（イ）から（ハ）において、上下電極型発光ダイオード組立体は、金属基板３２、３４と、前記金属基板３２と３４の間に設けられているスリットまたは弾性を有する絶縁部材３３と、上下電極型発光ダイオード３１と、前記金属基板３４と前記上下電極型発光ダイオード３１の上部電極３１１を接続する通電部材３５と、前記金属基板３２、３４に取り付けられ、反射膜３６１が形成されている反射枠３６とから少なくとも構成されている。前記反射枠３６は、底部から上方に広がるように傾斜した反射膜３６１を有するほぼ筒状体からなる。
【０００４】
前記金属基板３２には、上下電極型発光ダイオード３１が収納できる収納凹部３２１が形成されている。前記上下電極型発光ダイオード３１は、上部電極３１１と下部電極３１２が設けられている。前記金属基板３２、３４には、予めマスクにより、パッケージ電極（図３に示されていない）が金および／または銀メッキ等により形成される。
【０００５】
前記金属基板３２の一方に形成されたパッケージ電極は、前記上下電極型発光ダイオード３１の下部電極３１２と、たとえば、共晶ハンダにより接合される。前記上下電極型発光ダイオード３１の上部電極３１１は、通電部材３５により、前記金属基板３４に形成されたパッケージ電極と、たとえば、共晶ハンダにより接合される。前記上下電極型発光ダイオード３１および通電部材３５が存在していない金属基板３２、３４の表面には、後述する反射枠３６の内部に相当する領域に金および／または銀メッキ３６２、３６３が施され、上下電極型発光ダイオード３１の発光を効率良く反射させる。
【０００６】
図３（ハ）において、上下電極型発光ダイオード３１の上部電極３１１は、目の字状に開口部３１３を有し、この部分から光を効率良く照射する。前記開口部３１３は、目字状以外に、日字状、ロ字状、コ字状等、各種変形が可能である。また、通電部材３５は、たとえば、２本の接続部３５１を有し、前記上下電極型発光ダイオード３１の上部電極３１１の一部に接続されている。また、前記通電部材３５の金属基板３４側は、広い面積を有し、前記金属基板３４に形成されたパッケージ電極と接続される。前記通電部材３５は、前記上部電極３１１および前記金属基板３４と、たとえば、共晶ハンダにより接続される。
【０００７】
前記発光装置は、たとえば、特願２００６−２８２６３４号に詳細が記載されている。
【特許文献１】特願２００６−２８２６３４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前記特許出願に記載されている発光装置は、上下電極型発光ダイオードが反射枠の内部に設けられている。そして、前記上下電極型発光ダイオードは、反射枠の奥深い部分において、透明絶縁部材によって封止されており、必ずしも放熱性が良くなかった。また、前記上下電極型発光ダイオードからの光は、金属基板の間に設けられているスリットまたは絶縁部材を介して外部後方に放射され、効率の点で欠点があった。また、前記上下電極型発光ダイオードからの光は、反射枠によって拡散されるため、スポットライトのように所定の範囲に光を集光して、遠くに照射することができなかった。
【０００９】
以上のような課題を解決するために、本発明は、上下電極型発光ダイオードからの光の効率が良く、スポットライトのように所定の範囲に光を集光して、遠くに照射することができる発光装置および発光装置の作製方法を提供することを目的とする。本発明は、組立および量産性に優れ、大電流および熱応力に耐えるとともに、高い強度で保持される発光装置および発光装置の作製方法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】
（第１発明）
第１発明の発光装置は、一方の電極に連設されたリード状載置基板と、前記リード状載置基板の近接位置に配置された、他方の電極に連設されたリード状接続基板と、前記リード状載置基板の下面に下部電極が接合されている上下電極型発光ダイオードと、前記上下電極型発光ダイオードの上部部分電極と前記リード状接続基板の下面とを接続する金属部材と、前記リード状載置基板の下面と上下電極型発光ダイオードの下部電極との接合、前記上下電極型発光ダイオードの上部部分電極と金属部材との接合、および前記金属部材と前記リード状接続基板の下面との接合に用いるハンダとからなる組み立て発光部品と；
内部にほぼ球面状凹面反射部を備えたケース体と、前記ケース体内部の深さほぼ７０％以下まで充填されている透明部材からなる第１の充填部材と、前記第１の充填部材上に形成された蛍光体含有層と、前記ケース体の上面に前記発光部品を載置し、前記ケース体内部に充填するとともに前記発光部品を固定する透明部材からなる第２の充填部材とから少なくとも構成されていることを特徴とする。
【００１１】
（第２発明）
第２発明の発光装置は、一方の電極に連設されたリード状載置基板と、前記リード状載置基板の近接位置に配置された、他方の電極に連設されたリード状接続基板と、前記リード状載置基板の下面に下部電極が接合されている上下電極型発光ダイオードと、前記上下電極型発光ダイオードの上部部分電極と前記リード状接続基板の下面とを接続する金属部材と、前記リード状載置基板の下面と上下電極型発光ダイオードの下部電極との接合、前記上下電極型発光ダイオードの上部部分電極と金属部材との接合、および前記金属部材と前記リード状接続基板の下面との接合に用いるハンダと、からなる組み立て発光部品と；
内部にほぼ球面状凹面反射部を備えたケース体と、前記ケース体のほぼ球面状凹面反射部上に形成された蛍光体含有層と、前記ケース体の上面に前記発光部品を載置し、前記ケース体内部に充填するとともに前記発光部品を固定する透明部材からなる充填部材とから少なくとも構成されていることを特徴とする。
【００１２】
（第３発明）
第３発明の発光装置は、第１発明または第２発明のケース体における開口部の上部に前記リード状載置基板およびリード状接続基板を嵌合する切欠き部が設けられていることを特徴とする。
【００１３】
（第４発明）
第４発明の発光装置は、第１発明から第３発明において、金属部材がリボン状金線からなることを特徴とする。
【００１４】
（第５発明）
第５発明の発光装置は、第１発明から第４発明において、リード状載置基板に連設されている一方の電極およびリード状接続基板に連設されている他方の電極がケース体とほぼ同等の幅を有することを特徴とする。
【００１５】
（第６発明）
第６発明の発光装置は、第１発明から第５発明において、リード状載置基板に連設されている一方の電極およびリード状接続基板に連設されている他方の電極は、前記ケース体の外面に沿って折り曲げられていることを特徴とする。
【００１６】
（第７発明）
第７発明の発光装置は、第１発明から第６発明において、上下電極型発光ダイオードは、紫外線ないし青色の波長の光を発光し、前記蛍光体含有層は、紫外光ないし青色の波長の光を吸収して他の可視光に変換する蛍光体であることを特徴とする。
【００１７】
（第８発明）
第８発明の発光装置は、第１発明から第７発明において、リード状載置基板に連設され、前記ケース体の幅とほぼ等しい幅の一方の電極と、前記リード状接続基板に連設され、前記ケース体の幅とほぼ等しい幅の他方の電極と、前記一方および他方の電極の両側部に設けられたスリットと、前記スリット、前記一方の電極、および前記他方の電極を囲むリードフレーム端部、前記一方の電極および他方の電極と前記リードフレーム端部とを分離する脆弱部とを備えていることを特徴とする。
【００１８】
（第９発明）
第９発明の発光装置は、第１発明、第３発明から第８発明における第１の充填部材と第２の充填部材とが同じ透明性絶縁部材からなることを特徴とする。
【００１９】
（第１０発明）
第１０発明の発光装置において、第１発明から第９発明のリード状載置基板、リード状接続基板、電極は、銅、アルミニウム、これらの合金に金および／または銀がメッキされ、厚さが０．３ｍｍから１．５ｍｍからなることを特徴とする。
【００２０】
（第１１発明）
第１１発明における発光装置の作製方法は、
一方の電極に連設されたリード状載置基板と、前記リード状載置基板の近傍位置に配置された他方の電極に連設されたリード状接続基板とを成形するリードフレーム成形工程と、前記リードフレームの前記リード状載置基板と上下電極型発光ダイオードの下部電極、前記上下電極型発光ダイオードの上部部分電極と金属部材、および前記金属部材と前記リード状接続基板のそれぞれをハンダで接合する接合工程と、からなる組み立て発光部品を製造する工程（Ａ）と；
内部にほぼ球面状凹部を有する樹脂製検ケースの凹面に反射部を形成するケース体を成形する工程（Ｂ）と；
透明部材からなる第１の充填部材を前記ケース体内部の約半分以下まで充填する工程と、前記第１の充填部材上に蛍光体含有層を形成する工程と、前記ケース体の上面に前記発光部品を載置し、ケース体内部に透明部材からなる第２の充填部材で充填するとともに、前記発光部品を固定する工程とからなる発光装置の組み立て工程（Ｃ）と；
から少なくとも構成されていることを特徴とする。
【００２１】
（第１２発明）
第１２発明における発光装置の作製方法は、
一方の電極に連設されたリード状載置基板と、前記リード状載置基板の近傍位置に配置された他方の電極に連設されたリード状接続基板とを成形するリードフレーム成形工程と、前記リードフレームの前記リード状載置基板と上下電極型発光ダイオードの下部電極、前記上下電極型発光ダイオードの上部部分電極と金属部材、および前記金属部材と前記リード状接続基板のそれぞれをハンダで接合する接合工程と、からなる組み立て発光部品を製造する工程（Ａ）と；
内部にほぼ球面状凹部を有する樹脂製検ケースの凹面に反射部を形成するケース体を成形する工程（Ｂ）と；
前記ケース体の凹面反射部上に蛍光体含有層を形成する工程と、前記ケース体の上面に前記発光部品を載置し、ケース体内部に透明部材からなる充填部材で充填するとともに、前記発光部品を固定する工程と、からなる発光装置の組み立て工程（Ｃ）と；
から少なくとも構成されていることを特徴とする。
【００２２】
（第１３発明）
第１３発明における発光装置の作製方法は、第１１発明または第１２発明において、リードフレームにおける不要部分を分離する工程を有することを特徴とする。
【００２３】
（第１４発明）
第１４発明における発光装置の作製方法は、第１１発明から第１３発明におけるリードフレームの不要部分の分離が予め設けられた脆弱部によって行われることを特徴とする。
【００２４】
（第１５発明）
第１５発明における発光装置の作製方法は、第１１発明から第１４発明におけるリードフレーム端部を分離した後、一方の電極および他方の電極を前記ケース体に沿って折りまげる工程とから少なくとも構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、上下電極型発光ダイオードから照射される光が、ケース体の内部に形成されているほぼ球面状凹面反射部に反射されて、所定の範囲に集光されて遠くを照射するスポットライトとすることができる。
【００２６】
本発明によれば、前記上下電極型発光ダイオードは、前記ケース体の開口部近傍において、リボン状金線等の金属部材を介して、リード状載置基板およびリード状接続基板に接続されているため、放熱性がよく、大きな電流を流すことができる。
【００２７】
本発明によれば、上下電極型発光ダイオードの下部電極とリード状載置基板、上下電極型発光ダイオードの上部電極と金属部材、および前記金属部材とリード状接続基板との接続を共晶ハンダを使用することにより、たとえば、他の印刷配線基板等との接続が通常のハンダを使用することができるようになり、ワイヤボンドの接合のように、接合部および／または発光層に振動が加わることがなく、不良品のない上下電極型発光ダイオードからなる発光装置を得ることができる。
【００２８】
本発明によれば、電極、リード状接続基板、金属部材、リード状載置基板、電極をリードフレームとすることにより、生産性を向上させることができた。前記上下電極型発光ダイオードが取り付けられたリードフレームとケース体との取り付け、および透明部材からなる充填部材による封止が容易になった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
（第１発明）
第１発明の発光装置は、蛍光体含有層が設けられたケース体と、前記ケース体に取り付けられ、上下電極型発光ダイオードが接合された電極等からなるリードフレームとから構成されている。前記ケース体は、上部に開口部を有するとともに、内部にほぼ球面状凹面反射部を備えた角形または丸形、あるいは、楕円形の立方体からなるものである。前記ケース体は、内部でほぼ７０％以下の高さまで透明部材からなる第１の充填部材が充填されており、前記第１の充填部材の上に蛍光体含有層が形成されている。
【００３０】
前記リードフレームは、一方の電極に連設されたリード状載置基板と、他方の電極に連設され、前記リード状載置基板と対向する位置に絶縁的に配置されたリード状接続基板とから少なくとも構成されている。前記リード状載置基板および前記リード状接続基板は、幅の狭いリード部を介して、前記一方の電極および他方の電極に連設されている。上下電極型発光ダイオードの下部電極は、前記リード状載置基板上に接合され、前記蛍光体含有層の真上に所定間隔を置いて設けられている。前記上下電極型発光ダイオードの上部電極は、前記リード状接続基板と金属部材によって接続されている。
【００３１】
透明部材からなる第２の充填部材は、前記ケース体の内部に充填され、前記蛍光体含有層、リード状接続基板、リード状載置基板、上下電極型発光ダイオード、金属部材を封止する。前記上下電極型発光ダイオードからの光は、前記蛍光体含有層を通過した後、ほぼ球面状凹面反射部によって集光され、スポットライト状になって、遠く離れた部分を照射することができる。前記ほぼ球面状凹面反射部によって反射された光は、一部が前記蛍光体層によっても乱反射されるため、光を効率良く照射することができる。また、リード状接続基板、リード状載置基板、金属部材は、大電流を流すことができるとともに、放熱性に優れた導電性基板から構成されている。第１発明の発光装置は、放熱性に優れ、大電流を流すことができるため、光が集光され、たとえば、２０ｍまたは３０ｍ先を照らすことができるスポットライトとすることができる。
【００３２】
（第２発明）
第２発明の発光装置は、蛍光体含有層がほぼ球面状凹面反射部に設けられている点で第１発明と異なっている。前記上下電極型発光ダイオードから放射された光は、ケース体の下部に設けられている蛍光体含有層によって、たとえば、白色光に変換されると同時に、前記ほぼ球面状凹面反射部で反射されスポットライト状に遠方を照射することができる。また、透明部材からなる充填部材は、前記ケース体の内部に充填され、前記蛍光体含有層、リード状接続基板、リード状載置基板、上下電極型発光ダイオード、金属部材を封止している。
【００３３】
（第３発明）
第３発明の発光装置は、ケース体における反射開口部の上部両端部にリード状載置基板およびリード状接続基板を嵌合する切欠き部が設けられている。前記リード状載置基板およびリード状接続基板の固定は、透明部材からなる充填部材を充填して、前記上下電極型発光ダイオードおよび金属部材とともに封止する。前記発光装置は、信頼性の高いスポットライトを遠くに照射することができる。
【００３４】
（第４発明）
第４発明の発光装置は、金属部材がリボン状金線から構成されている。前記リボン状金線は、短冊状で薄い板状に成形されているため、大電流を流すことができるだけでなく、前記上下電極型発光ダイオードの上部電極とリード状接続基板とを接続する際に、長さを変えたり、接合面積を大きくすることができ、取り付けが容易で、かつ、放熱性および信頼性の高い接合が可能である。
【００３５】
（第５発明）
第５発明の発光装置は、リード状載置基板に接続されている一方の電極およびリード状接続基板に接続されている他方の電極が前記ケース体の幅に近い幅を有するため、大きな面積の放熱板となり、大電流を流すことができる。また、前記放熱板となる電極部分は、たとえば、少なくとも一方に取り付け孔が設けられており、放熱と取り付けが同時に行うことができる。
【００３６】
（第６発明）
第６発明の発光装置は、リード状載置基板に接続されている一方の電極およびリード状接続基板に接続されている他方の電極が前記ケース体の幅に近い幅を有している。前記ケース体の幅に近い電極は、前記ケース体の外部両側面に沿って折りまげられている点で第５発明と異なっている。前記一方の電極および他方の電極は、前記ケース体の両側に沿って折りまげられ、さらに、前記ケース体の裏側に達し、中央部において絶縁することができる。前記ケース体の外部両側面に沿って折り曲げられた電極は、優れた放熱性を有するとともに、取り付けに際し、直接ハンダ付け等によって他の部材に載置して取り付けられる。
【００３７】
（第７発明）
第７発明の発光装置は、蛍光体含有層が前記上下電極型発光ダイオードの下で、所定の間隔を置いて設けられている。前記蛍光体含有層は、前記上下電極型発光ダイオードから発する光をほぼ可視光に変換する少なくとも一つの蛍光体が含有されている。前記上下電極型発光ダイオードは、たとえば、青色ないし紫外線の波長の光を発光する発光ダイオードであり、青色ないし紫外光の波長を吸収して、他の可視光に変換している。
【００３８】
（第８発明）
第８発明の発光装置は、互いに対向して絶縁的に配置されたリード状載置基板およびリード状接続基板、前記リード状載置基板に接続された一方の電極、および前記リード状接続基板に接続された他方の電極がスリットおよび脆弱部を介して一体に接続されているリードフレームから構成されている。また、前記リード状載置基板は、上下電極型発光ダイオード載置部と、幅の狭いリード部と、前記リード部に連設され、前記ケース体の幅とほぼ等しい幅の一方の電極とから構成されている。前記リード状接続基板は、金属部材と接合する部分と、幅の狭いリード部と、前記ケース体の幅とほぼ等しい幅の他方の電極とから構成されている。
【００３９】
前記リードフレームは、前記一方および他方の電極の両側部に設けられたスリットと、前記スリット、前記一方の電極、および前記他方の電極を囲むリードフレーム端部、前記一方の電極および他方の電極と前記リードフレーム端部とを分離する脆弱部とを備えている。前記上下電極型発光ダイオード等が搭載されたリードフレームは、前記上下電極型発光ダイオードを下方に向けて前記ケース体に設けられた蛍光体含有層に接近して取り付けられる。前記脆弱部は、前記上下電極型発光ダイオード等を透明部材からなる第２の充填部材によって封止され、固化した後に分離される。
【００４０】
（第９発明）
第９発明の発光装置は、第１の充填部材と第２の充填部材とは、同じ透明部材からなる絶縁部材で構成され、光が反射膜から反射する際に、屈折率の違いにより乱反射が起こらないようにしている。
【００４１】
（第１０発明）
第１０発明の発光装置におけるリード状載置基板、リード状接続基板、電極は、銅、アルミニウム、またはこれらの合金に金および／または銀がメッキされ、光の反射効率、放熱性、共晶ハンダとの濡れ性の改善を同時に達成できるようになっている。また、前記リード状載置基板、リード状接続基板、電極は、厚さを０．３ｍｍから１．５ｍｍとすることで、大電流を流すことができるとともに、放熱性を向上させるだけでなく、組立体とした場合の強度も向上させている。
【００４２】
また、第１０発明の発光装置におけるリード状載置基板、リード状接続基板、電極は、銅、アルミニウム、これらの合金と、金および／または銀が積層されて、光の反射効率、放熱性、共晶ハンダとの濡れ性の改善を同時に達成できるようになっている。また、前記リード状載置基板、リード状接続基板、電極は、厚さを０．３ｍｍから１．５ｍｍとすることで、大電流を流すことができるとともに、放熱性を向上させるだけでなく、組立体とした場合の強度も向上させている。第１０発明および第１１発明におけるリード状載置基板およびリード状接続基板の厚さは、０．３ｍｍより薄い場合、電流を流す量が少なく、放熱効果も少ない。また、前記厚さは、電流容量および放熱効果を考慮した際に、１．５ｍｍより厚くしても、材料が無駄であり、意味がないことが判った。
【００４３】
（第１１発明）
第１１発明の発光装置の作製方法は、ケース体とリードフレームとを別々に作製した後、前記両者を組み立てることができる。すなわち、前記発光装置の作製方法は、発光部品を製造する工程（Ａ）と、ケース体を成形する工程（Ｂ）と、発光装置の組み立て工程（Ｃ）とから構成されている。前記発光部品を製造する工程（Ａ）は、リードフレーム成形工程と、前記リードフレーム、上下電極型発光ダイオード、および金属部材をハンダによって接続する工程とから構成されている。
【００４４】
前記リードフレーム成形工程は、一方の電極に連設されたリード状載置基板と、前記リード状載置基板の近傍位置に配置された他方の電極に連設されたリード状接続基板とを成形する。前記接合工程は、前記リードフレームの前記リード状載置基板と上下電極型発光ダイオードの下部電極、前記上下電極型発光ダイオードの上部部分電極と金属部材、および前記金属部材と前記リード状接続基板のそれぞれをハンダで接合する。
【００４５】
ケース体成形工程（Ｂ）は、内部にほぼ球面状凹部を有する樹脂製ケースの凹面に反射部を形成するケース体を成形する。
【００４６】
発光装置の組み立て工程（Ｃ）は、第１の充填部材を充填する工程と、蛍光体含有層を形成する工程と、第２の充填部材を充填する工程とから構成されている。第１の充填部材を充填する工程は、透明部材からなる第１の充填部材を前記ケース体内部のほぼ７０％以下、好ましくは、４０％から６０％まで充填する。前記充填された第１の充填部材上には、蛍光体含有層が形成される。その後、前記ケース体の上面には、前記発光部品が載置され、ケース体内部に透明部材からなる第２の充填部材が充填される。前記第２の充填部材は、前記発光部品を固定することができる。
【００４７】
（第１２発明）
第１２発明における発光装置の作製方法は、蛍光体含有層がほぼ球面状凹面反射部に直接形成されている点、および蛍光体含有層および発光部品が取り付けられた後に充填部材によって固定する点で第１１発明と異なっている。
【００４８】
（第１３発明）
第１３発明の発光装置の作製方法は、第１１発明または第１２発明におけるリードフレームの不要部分を分離する。前記不要部分の分離は、予めリードフレームに下死点制御によって作製された溝に沿って分離することができる。
【００４９】
（第１４発明）
第１４発明における発光装置の作製方法は、第１１発明から第１３発明におけるリードフレームを予め決められた力によって分離できる脆弱部が設けられる。前記脆弱部は、スリット方向または前記スリット方向に直角な方向のいずれかに設けることができる。
【００５０】
（第１５発明）
第１５発明における発光装置の作製方法は、前記ケース体に取り付けられた前記リードフレームの脆弱部から分離した後、一方の電極および他方の電極を前記ケース体の外周面に沿って折り曲げる。前記折り曲げられた一方の電極および他方の電極は、電力を供給するとともに、電流による熱を放散させることができる。
【実施例１】
【００５１】
図１（イ）から（ニ）は本発明の第１実施例で、（イ）はケース体と上下電極型発光ダイオードが取り付けられているリードフレームとを組み立てた状態を説明するための概略斜視図、（ロ）は電極をケース体の側面に沿って折り曲げた発光装置の例を説明するための断面図、（ハ）は発光装置の側面断面図、（ニ）は投光断面図である。図１（イ）または（ハ）において、発光装置１１は、ほぼ球面状凹面反射部１３を備えたケース体１２と、前記ケース体１２の切欠部１２１、１２２を介して前記ケース体１２に取り付けられたリードフレーム２１とから構成されている。前記ケース体１２の形状は、一方に開口部を有する正立方体、直方体、円形筒状体、楕円状等、使用目的によって任意に変形することができる。
【００５２】
前記ケース体１２は、底部から上部開口部にかけてほぼ球面状凹面部が成形され、その上面にほぼ球面状凹面反射部１３が形成されている。前記ほぼ球面状凹面反射部１３には、透明部材からなる第１の充填部材１４が前記ケース体１２の深さのほぼ７０％以下、好ましくは４０％程度以下の位置まで充填され、その上に蛍光体含有層１６が設けられている。また、ケース体１２の開口部における両端には、前記リードフレーム２１を取り付ける切欠き部１２１、１２２が成形されている。
【００５３】
前記リードフレーム２１は、一方の電極２６と他方の電極２７が両端部に連設されている。一方の電極２６は、幅が狭いリード部を介して、先端部に上下電極型発光ダイオード３５を載置する前記リード部よりやや広い面積のリード状載置基板２８が連設されている。他方の電極２７は、幅が狭いリード部を介して、金属部材３６と接続するリード状接続基板２９が連設されている。前記リード状載置基板２８は、前記リード状接続基板２９と絶縁的に所定の間隔をもって対向して配置されている。
【００５４】
たとえば、前記一方の電極２６および他方の電極２７は、図示されていない部材に取り付けるための取付孔３０、３１が設けられている。さらに、前記一方の電極２６および他方の電極２７は、両端部のリードフレーム端部２２、２３に接続され、両側端部がスリット２４、２５によって囲まれているとともに、前記リードフレーム２１との接続部が、たとえば、脆弱部により接続され、最終製品となる前に前記脆弱部によって簡単に分離される。また、リードフレーム端部２２、２３は、一方の電極２６および他方の電極２７と前記スリット２４、２５の周囲を囲んでいる。前記脆弱部は、プレスの下死点制御による溝を成形することができる。前記リードフレーム２１は、一つの上下電極型発光ダイオード２８が取り付けられているが、たとえば、複数を列および／または行に設けることもできる。
【００５５】
前記発光装置１１の組立は、前記リードフレーム２１を裏側に向けて上下電極型発光ダイオード３５の下部電極が前記リード状載置基板２８上に共晶ハンダにより接合される。次に、前記上下電極型発光ダイオード３５の上部電極（図示されていない）および前記リード状接続基板２９は、金属部材３６と、たとえば、共晶ハンダによって接合される。前記各部の接合は、通常、共晶ハンダが所定の接合部におかれ、リフロー炉を通過させることにより、同時に行われる。
【００５６】
前記上下電極型発光ダイオード３５が取り付けられたリードフレーム２１は、前記上下電極型発光ダイオード３５を下方向に向けて、前記ケース体１２の切欠部１２１、１２２に取り付けられる。前記上下電極型発光ダイオード３５は、蛍光体含有層１６に対して、所定の間隔を置いて配置される。その後、透明部材からなる第２の充填部材１５は、前記ケース体１２の内部に充填され、前記上下電極型発光ダイオード３５、リード状載置基板２８、リード状接続基板２９、金属部材３６、蛍光体含有層１６を封止することにより固定される。
【００５７】
前記金属部材３６、前記リード状載置基板２８、およびリード状接続基板２９は、１Ａ以上の電流を流しても、焼き切れない厚さのものである。特に、前記金属部材１６は、たとえば、短冊状のリボン状金線にすることにより、電気抵抗が少なく、大電流を流すことができだけでなく、面積が広いため取り付けも容易で、かつ、堅固にできるようになった。
【００５８】
また、前記リード状載置基板、リード状接続基板、電極は、厚さを０．３ｍｍから１．５ｍｍとすることで、大電流を流すことができるとともに、放熱性を向上させるだけでなく、組立体とした場合の強度も向上させている。本出願人は、前記リード状載置基板およびリード状接続基板の厚さを０．３ｍｍより薄くした場合、流す電流の量が少なく、放熱効果も少なく、前記厚さを電流容量および放熱効果を考慮した際に、１．５ｍｍより厚くしても、材料が無駄であり、意味がないことが判った。
【００５９】
前記リード状載置基板２８およびリード状接続基板２９は、アルミニウムまたは銅、あるいはこれらの合金からなり、必要に応じて、金および／または銀メッキが施される。前記メッキは、接合部以外、反射枠のほぼ球面状凹面反射部に施すことで、上下電極型発光ダイオードからの光を効率良く照射することができるだけでなく、共晶ハンダ処理に適しており、信頼性の高い発光装置を得ることができる。前記接合部における金および／または銀メッキは、共晶ハンダの濡れ性を向上させるだけでなく、電流の導電性向上、光反射性の３つを同時に達成することができる。また、前記リード状載置基板２８、リード状接続基板２９、および両電極は、銅またはアルミニウム、これらの合金と、金および／または銀の積層基板とすることもできる。
【００６０】
図１（ロ）において、発光装置１１は、一方の電極２６および他方の電極２７が前記ケース体１２の側面および一部下部に沿って折り曲げられている点で異なっている。すなわち、前記下部にまで折り曲げられた電極２６、２７は、ハンダ等により、図示されていない取付部材に容易に取り付けることができ、複数個の発光装置１１を直列および／または並列に一体化することができる。
【００６１】
発光装置１１は、前記上下電極型発光ダイオード３５が蛍光体含有層１６と所定の距離を置いて配置されているため、後方に放射された光がほぼ球面状凹面反射部１３により反射され、直進する。前記発光装置１１は、上下電極型発光ダイオード３５からの光が前記蛍光体膜１６を通過してほぼ球面状凹面反射部１３で反射された後、前記蛍光体含有層１６により乱反射して、図１（ニ）に示されているように、一定の大きさの円形のビームが遠くまで照射でき、スポットライトとして、使用することができる。
【００６２】
前記第１の充填部材１４および第２の充填部材１５は、熱伝導性を高めるために、特殊フィラーを配合した一液または二液縮合型液状シリコーン接着剤を使用すると、未硬化時にペースト状で、空気中の湿気と反応し微量の縮合物を放出しながら硬化する。また、前記透明充填部材は、たとえば、信越化学工業株式会社製のフォトデバイス用透明封止樹脂ＳＣＲ−１０１１を使用することができる。また、前記透明充填部材は、エラストマーまたはレジンタイプにすることができる。前記エラストマーまたはレジンタイプの樹脂の硬度は、ショアＡ（ゴムの硬さ）で１５から８５、好ましくは２０から８０のものを使用することが望ましい。さらに、前記透明充填部材は、シリコン系樹脂からなるエラストマーまたはレジンタイプであることが望ましい。
【００６３】
前記リード状載置基板２８の大きさは、たとえば、１．０ｍｍ×１．０ｍｍで、前記上下電極型発光ダイオード３５の大きさは、１．０ｍｍ×１．０ｍｍ、０．７ｍｍ×０．７ｍｍ、０．５ｍｍ×０．５ｍｍ、あるいは０．３ｍｍ×０．３ｍｍで、厚さ０．１５ｍｍである。
【００６４】
前記上下電極型発光ダイオードは、青色発光ダイオードまたは紫外線発光ダイオードであり、青色発光ダイオードの場合、青色を吸収して緑色と赤色を発色する蛍光体を含む蛍光膜を用いることにより、青色発光ダイオードの青色と合わせてほぼ白色光が出るようになっている。また、前記上下電極型発光ダイオードは、紫外線発光ダイオードの場合、紫外線を吸収して青色、緑色、および赤色を発色する蛍光体を含む蛍光膜を用いてほぼ白色を出したり、あるいは紫外線を吸収して青色を発色する蛍光体と、紫外線および前記青色を吸収して緑色と赤色を発色する蛍光体を用いてもほぼ白色光を出すことができる。
【実施例２】
【００６５】
図２は（イ）から（ニ）は本発明の第２実施例で、蛍光体含有層がケース体に設けられたほぼ球面状凹面反射部に沿って形成されている例を説明するための断面図であり、（イ）はリードフレームの平面図、（ロ）は断面図、（ハ）は側方断面図、（ニ）は投光断面図である。図２（イ）または（ハ）において、蛍光体含有層１６′は、ケース体１２の内周面に成形されているほぼ球面状凹面反射部１３に沿って形成される点で第１実施例と異なっている。前記第２実施例の発光装置は、ほぼ球面状凹面反射部１３と同じ形状の蛍光体含有層１６′によって、所定の広がりを持つビーム状の光（図２（ニ）で示す）を遠くに照射することができる。
【００６６】
前記上下電極型発光ダイオード３５は、窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードが使用され、たとえば、ｐ型窒化ガリウム半導体層とｎ型窒化ガリウム半導体層との間に活性層を有する。前記窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードは、大電流を流すことにより、高い輝度を得ることができる。
【比較例】
【００６７】
従来例の金線を超音波で接続した窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードと、共晶ハンダと金属部材とによって接合した本発明の窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードとを比較する。従来例は、径が３０μｍの金線２本を用い、窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードの上部電極と金属基板の他方を超音波ワイヤーボンディングで接続したワイヤーボンダの超音波振動により、発光不良の不良品が約１０％発生した。さらに、３５０ｍＡを通電した場合、約４％の通電異常による焼けが発生した。本発明の実施例では、接続工程および３５０ｍＡから５００ｍＡの通電においても、不良品の発生がなかった。
【００６８】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではない。そして、本発明は、特許請求の範囲に記載された事項を逸脱することがなければ、種々の設計変更を行うことが可能である。本実施例は、絶縁された一対の金属基板または基板電極で説明されているが、発光ダイオードおよび金属基板等を複数個にして、直列および／または並列に接続した発光装置にできることはいうまでもないことである。
【００６９】
本発明の上下電極型発光ダイオードの上下電極、金属基板、金属部材等の接続は、ハンダ、たとえば、共晶ハンダ、共晶ハンダペースト、共晶ハンダとフラックス、金−錫共晶ハンダペースト、インジウム系共晶ハンダ等、公知または周知のものを使用することができる。前記共晶ハンダは、たとえば、金と錫（２０％）、金と錫（９０％）、金とシリカ（３．１５％）、金とゲルマニウム（１２％）、その他、錫−銅−ニッケル系、錫−銀系、錫−銀−銅系、錫−銀−ビスマス−インジウム系、錫−亜鉛系共晶ハンダがある。本発明の上下電極型発光ダイオードは、前記同様に、公知または周知のものを使用することができる。本発明に使用した硬質樹脂部、封止材料、蛍光体含有膜、上下電極型発光ダイオードは、公知または周知のものを使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】（イ）から（ニ）は本発明の第１実施例で、（イ）はケース体と上下電極型発光ダイオードが取り付けられているリードフレームとを組み立てた状態を説明するための概略斜視図、（ロ）は電極をケース体の側面に沿って折り曲げた発光装置の例を説明するための断面図、（ハ）は発光装置の側面断面図、（ニ）は投光断面図である。（実施例１）
【図２】（イ）から（ニ）は本発明の第２実施例で、蛍光体含有層がケース体に設けられたほぼ球面状凹面反射部に沿って形成されている例を説明するための断面図であり、（イ）はリードフレームの平面図、（ロ）は断面図、（ハ）は側方断面図、（ニ）は投光断面図である。（実施例２）
【図３】（イ）から（ハ）は従来例で、（イ）はパッケージに上下電極型発光ダイオードを取り付けた状態の断面図、（ロ）は（イ）の拡大図、（ハ）はパッケージおよび上下電極型発光ダイオードの平面図である。
【符号の説明】
【００７１】
１１・・・発光装置
１２・・・ケース体
１２１、１２２・・・切欠部
１３・・・反射部
１４・・・第１の透明絶縁部材
１５・・・第２の透明絶縁部材
１６、１６′・・・蛍光体含有層
２１・・・リードフレーム
２２・・・一方のリードフレーム端部
２３・・・他方のリードフレーム端部
２４、２５・・・スリット
２６・・・一方の電極
２７・・・他方の電極
２８・・・リード状載置基板
２９・・・リード状接続基板
３０、３１・・・取付孔
３５・・・上下電極型発光ダイオード
３６・・・金属部材（リボン状金線）
【図１】
2009026840.tif 000003
【図２】
2009026840.tif 000004
【図３】
2009026840.tif 000005