(57)【要約】【課題】側面方向の光束の高い半導体発光装置を提供する。【解決手段】リードフレーム１１と、リードフレーム１１上に載置された半導体発光素子１２と、半導体発光素子１２をモールドするとともに、半導体発光素子１２の上方に設けられ、半導体発光素子１２から上方向に放射された光を横方向に反射する反射面１３と、横方向に反射された光および半導体発光素子１２から横方向に放射された光が透過する側壁面１４とを有する樹脂１５と、を具備し、少なくとも反射面１３と側壁面１４との接続部１６が、粗面化されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リードフレームと、
前記リードフレーム上に載置された半導体発光素子と、
前記半導体発光素子をモールドするとともに、前記半導体発光素子の上方に設けられ、前記半導体発光素子から上方向に放射された光を横方向に反射する反射面と、前記横方向に反射された光および前記半導体発光素子から横方向に放射された光が透過する側壁面とを有する樹脂と、
を具備し、
少なくとも前記反射面と前記側壁面との接続部が、粗面化されていることを特徴とする半導体発光装置。
【請求項２】
前記接続部が、前記側壁面に接続するコーナ部と前記反射面に接続する平坦部とを有し、前記コーナ部が粗面化され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】
前記コーナ部が、外側に凸状の湾曲面、または反射面側から側壁面側に向かって末広がりの傾斜面であることを特徴とする請求項２に記載の半導体発光装置。
【請求項４】
前記反射面が、前記樹脂の上面に形成された円錐状の凹部、または前記樹脂の上面に形成された外側に凸状の湾曲面を有する凹部であることを特徴とする請求項１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、半導体発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、可視の半導体発光素子の高輝度化が進み、高輝度可視半導体発光素子を用いた半導体発光装置は自動車のテールランプ、ブレーキランプおよび標識ランプなどの広範囲な照明装置に使用されている。  
然しながら、従来の主に上面から光を放射するタイプの半導体発光装置、所謂砲弾型の発光ダイオードを用いた照明装置は、照明装置の光学系が半導体発光装置の高さ方向に配置されるので、照明装置の高さ方向のサイズが大きくなるという問題がある。
【０００３】
これに対して、照明装置の薄型化およびデザイン性を向上させるために、主に光を側面から放射するタイプの半導体発光装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
特許文献１に開示された半導体発光装置は、発光する光に対して光透過性を示す透光性基板を有し、電源供給手段に実装されたピラミッド型の発光素子と、発光素子を封止する透光性材料による封止手段とを有し、封止手段は、発光素子から放射された光を発光素子の中心軸と直交ないしは中心軸と大きな角度をなす方向へ反射する反射面と、前記反射面によって反射された光を側面から放射する側面放射面とを有している。
【０００５】
然しながら、特許文献１に開示された半導体発光装置は、封止手段である樹脂成形の加工上、反射面と側面放射面との接続部で、半導体発光素子からの直接光および反射面からの反射光の一部が、全反射して半導体発光素子側へ戻って行くので、本来必要とされる半導体発光装置の側面方向の光束が低下するという問題があった。
【特許文献１】特開２００４−２１４５３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、側面方向の光束の高い半導体発光装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様の半導体発光装置は、リードフレームと、前記リードフレーム上に載置された半導体発光素子と、前記半導体発光素子をモールドするとともに、前記半導体発光素子の上方に設けられ、前記半導体発光素子から上方向に放射された光を横方向に反射する反射面と、前記横方向に反射された光および前記半導体発光素子から横方向に放射された光が透過する側壁面とを有する樹脂と、を具備し、少なくとも前記反射面と前記側壁面との接続部が、粗面化されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、側面方向の光束の高い半導体発光装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【実施例】
【００１０】
図１は本発明の実施例に係る半導体発光装置について図１乃至図３を用いて説明する。図１は半導体発光装置を示す断面図、図２は半導体発光装置から放出される光の光路の要部を示す断面図、図３は半導体発光装置から放射された光の垂直方向の分布を示す図である。
【００１１】
図１に示すように、本実施例の半導体発光装置１０は、リードフレーム１１と、リードフレーム１１上に載置された半導体発光素子１２と、半導体発光素子１２をモールドするとともに、半導体発光素子１２の上方に設けられ、半導体発光素子１２から上方向に放射された光を横方向に反射する反射面１３と、横方向に反射された光および半導体発光素子１２から横方向に放射された光が透過する側壁面１４とを有する透光性の樹脂１５とを具備し、反射面１３と側壁面１４との接続部１６には粗面１７が形成されている。
【００１２】
接続部１６は、前記側壁面１４に接続するコーナ部２０と、反射面１３に接続する平坦部２１とを有し、コーナ部２０および平坦部２１に粗面１７が形成されている。
【００１３】
本明細書では、半導体発光素子１２から上方向に放射された光とは、半導体発光素子１２の中心軸方向に放射された光から、中心軸から斜め方向に放射され反射面１３に入射する光までを意味している。
【００１４】
臨界角より大きい入射角を有する光は、反射面１３で全反射され、側壁面１４を透過して外部に放射される。  
一方、臨界角より小さい入射角を有する光は、多くは反射面１３を透過し、一部は側壁面１４を透過して外部に放射される。
【００１５】
また、半導体発光素子１２から横方向に放射された光とは、中心軸と直交する方向に放射された光から、中心軸と直交する方向から斜め方向に放射され側壁面１４に入射する光までを意味している。
【００１６】
半導体発光素子１２は、例えばサイズが２５０μｍ□のＩｎＧａＡｌＰ系の発光素子であり、ワイヤ１９を介して外部に電気的に接続される。  
半導体発光素子１２をモールドする樹脂１５は、例えば直径５ｍｍφ、長さ７ｍｍ程度の円柱状で、可視光に対して透明なエポキシ系樹脂である。
【００１７】
反射面１３は、円柱状の樹脂１５の上面に設けられた断面Ｖ字状の凹部１８で、即ち逆円錐形の傾斜した側面である。側壁面１４は、円柱状の樹脂１５の側面である。
【００１８】
接続部１６のコーナ部２０は、例えば曲率半径が１００μｍ程度の外側に凸状の湾曲面、所謂Ｒ面である。  
接続部１６の平坦部２１は、樹脂１５の上面に凹部１８を形成した後の外周部で、例えば幅が１００μｍ程度のリング状の平坦面である。
【００１９】
接続部１６に形成された粗面１７は、半導体発光素子１２の発光波長程度より小さい凹凸を有する面で、例えば均一な無光沢の表面を呈する所謂梨地面である。
【００２０】
図２は半導体発光装置１０から放射される光の光路の要部を、比較例と対比して示す断面図で、図２（ａ）が本実施例を示す図、図２（ｂ）が比較例を示す図である。  
本明細書では、比較例とは接続部１６に粗面１７が形成されていない半導体発光装置を意味している。
【００２１】
図２に示すように、本実施例では、接続部１６に入射した光は粗面１７の凹凸により散乱され、全反射条件を満たさない光路が多数生じるので、多くの光を接続部１６から外部へ取り出すことが可能である。
【００２２】
例えば、光３０は反射面１３で全反射され、接続部１６の領域１６ａに入射し、粗面１７の凹凸により散乱されるので、散乱により全反射条件を満たさない光は、接続部１６の領域１６ａから散乱光３０ａ、３０ｂとして外部に取り出される。  
全反射条件を満たす光は、接続部１６の領域１６ａで全反射され、光３０ｃとして接続部１６の領域１６ｂに入射する。
【００２３】
接続部１６の領域１６ｂに入射した光３０ｃは、粗面１７の凹凸により散乱されるので、全反射条件を満たさない光は、接続部１６の領域１６ｂから散乱光３０ｄ、３０ｅとして外部に取り出される。  
全反射条件を満たす光は、接続部１６の領域１６ｂで全反射され、外部に取り出されることなく、光３０ｆとして半導体発光素子１２側へ戻っていく。
【００２４】
一方、比較例では、光３０は反射面１３で全反射され、接続部１６の領域１６ａに入射した光３０は、全反射条件を満しているので、接続部１６の領域１６ａで全反射され、光３０ｃとなって接続部１６の領域１６ｂに入射する。
【００２５】
接続部１６の領域１６ｂに入射した光３０ｃは、全反射条件を満たしているので、接続部１６の領域１６ｂで全反射され、外部に取り出されることなく、光３０ｆとなって半導体発光素子１２側へ戻っていく。
【００２６】
図３は半導体発光装置１０から放射される光の垂直方向の分布を、比較例と対比して示す図で、実線が本実施例を示す図、破線が比較例を示す図である。
【００２７】
図３に示すように、本実施例では、主に側面発光に寄与する７０°〜１１０°の範囲において、比較例より光度が高く、側面方向の光束の高い半導体発光装置が得られていることが確認された。
【００２８】
次に、半導体発光装置１０の製造方法について説明する。図４および図５は半導体発光装置１０をキャスティング法による製造工程の要部を示す断面図である。
【００２９】
始めに、図４（ａ）に示すように、半導体発光素子１２のカソード側を、リードフレーム１１の一方端子に、例えば銀ペースト（図示せず）により固着する。  
次に、半導体発光素子１２のアノード（図示せず）に、ワイヤ１９をボンディングしてリードフレーム１１の他方の端子に接続する。
【００３０】
次に、図４（ｂ）に示すように、断面が逆Ｖ字状、即ち円錐形状の底面４１ａと、開口に向かって僅かに末広がり状に形成された円筒状の側面４１ｂと、底面４１ａと側面４１ｂとの接続部４１ｃとを有する凹部４１を備えた型４２を用意し、型４２の凹部４１に液状のエポキシ樹脂４３を注入する。
【００３１】
型４２の凹部４１の接続部４１ｃは、型を製造するときに必然的に生じるもので、例えば曲率半径が１００μｍ程度の状の湾曲面、所謂Ｒ面と、平坦面とを有し、半導体発光素子１２の発光波長程度の凹凸を有する粗面４４が形成されている。
【００３２】
型４２の凹部４１の接続部４１ｃの粗面４４は、例えば接続部４１ｃの表面に発光波長程度のサイズの金属微粒子を付着させ、金属微粒子をマスクとして、接続部４１ｃを異方性エッチングすることにより形成することができる。
【００３３】
次に、図５に示すように、半導体発光素子１２が固着されたリードフレーム１１を、発光素子１２側を下にして、型４２の凹部４１に保持された液状のエポキシ樹脂４３内に挿入し、液状のエポキシ樹脂４３を、例えば加熱して硬化させる。
【００３４】
次に、リードフレーム１１を、型４２の凹部４１から引き抜く。型４２の凹部４１は開口に向かって僅かに末広がり状に形成されているので、リードフレーム１１を型４２の凹部４１からスムーズに引き抜くことができる。
【００３５】
これにより、モールドする形状に倣った凹部４１を有する型４２を用いたキャスティング法により、半導体発光素子１２が、接続部１６に半導体発光素子１２の発光波長程度の凹凸を有する粗面１７を有する樹脂１５でモールドされる。
【００３６】
以上説明したように、本実施例の半導体発光装置１０は、半導体発光素子１２から上方向に放射された光を横方向に反射する反射面１３と、横方向に反射された光および半導体発光素子１２から横方向に放射された光が透過する側壁面１４とを有する透光性の樹脂１５とを具備し、反射面１３と側壁面１４との接続部１６には粗面１７が形成されている。
【００３７】
その結果、接続部１６に入射した光は粗面１７の凹凸により散乱され、全反射条件を満たさない光路が多数生じるので、多くの光を接続部１６から外部へ取り出すことができる。従って、側面方向の光束の高い半導体発光装置１０が得られる。
【００３８】
ここでは、接続部１６のコーナ部２０および平坦部２１に粗面１７を形成した場合について説明したが、コーナ部２０にのみ粗面１７を形成しても構わない。  
コーナ部２０にのみ粗面１７を形成すると、平坦部２１から散乱光として外部に取り出される光が減少するので、半導体発光装置１０から放射される光の垂直方向の放射角度を狭めることができる利点がある。
【００３９】
粗面１７が樹脂１５の接続部１６に形成されている場合について説明したが、樹脂１５の接続部１６のコーナ部２０から側壁面１４の上部にかけて、連続的に形成されていても構わない。
【００４０】
また、樹脂１５の接続部１６のコーナ部２０が、外側に凸状の湾曲面、所謂Ｒ面である場合について説明したが、反射面１３側から側壁面１４側に向かって末広がりの傾斜面、所謂面取りされた面であっても構わない。
【００４１】
更に、反射面１３が断面Ｖ字状、即ち逆円錐形の傾斜面である場合について説明したが、断面が外側に凸状に湾曲した面であっても構わない。  
外側に凸状の湾曲面は、光を集光することができるので、側面方向の光束を更に増加させることができる利点がある。
【００４２】
キャスティング法により、樹脂１５の接続部１６の粗面１７を、樹脂１５と同時に形成する場合について説明したが、樹脂１５をキャスティング法により形成した後、接続部１６を、例えばブラスト法などにより粗面化しても構わない。  
これによれば、型４２の凹部４１の接続部４１ｃに、粗面４４を形成する必要がないので、型４２の製造が容易になる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施例に係る半導発光装置を示す断面図。
【図２】本発明の実施例に係る半導発光装置から放射される光の光路の要部を示す断面図。
【図３】本発明の実施例に係る半導発光装置から放射される光の垂直方向の分布を示す図。
【図４】本発明の実施例に係る半導発光装置の製造工程を示す断面図。
【図５】本発明の実施例に係る半導発光装置の製造工程を示す断面図。
【符号の説明】
【００４４】
１０  半導体発光装置
１１  リードフレーム
１２  半導体発光素子
１３  反射面
１４  側壁面
１５  樹脂
１６、４１ｃ  接続部
１６ａ、１６ｂ  領域
１７、４４  粗面
１８、４１  凹部
２０  コーナ部
２１  平坦部
３０、３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ、３０ｅ、３０ｆ  光
４１ａ  底面
４１ｂ  側面
４２  型
４３  液状樹脂
【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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