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JP6447580B2 - 発光装置 - Google Patents

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JP6447580B2 JP2016119155A JP2016119155A JP6447580B2 JP 6447580 B2 JP6447580 B2 JP 6447580B2 JP 2016119155 A JP2016119155 A JP 2016119155A JP 2016119155 A JP2016119155 A JP 2016119155A JP 6447580 B2 JP6447580 B2 JP 6447580B2
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Description

本開示は発光装置に関する。
発光ダイオード（ＬＥＤ）などの半導体発光素子を用いた発光装置は、様々な用途において従来の光源に替えて使用されるようになってきた。特に近年、バックライト、照明、車載ライトなど、高輝度が求められる用途に半導体発光素子を用いた発光装置が使用されるようになってきた。
このような用途の発光装置は、輝度を高めるために、複数の半導体発光素子を備えている。例えば、特許文献１や特許文献２に開示されているように、平面視での形状が四角形の半導体発光素子を複数個使用して、行方向又は列方向に配置した発光装置が知られている。
特開２００９−２６７４２３号公報 特開２０１１−１０９１４３号公報
高輝度の発光装置は、発熱量も多くなるため、発熱量に応じた耐久性が求められる。本開示の実施形態は、発熱および発光に対する耐久性を備えた発光装置を提供する。
本開示の発光装置は、上面および下面をそれぞれ有する第１リードおよび第２リードと、前記第１リードおよび前記第２リードの間に位置し、第１方向に延伸する第１樹脂部とを含む樹脂パッケージと、前記第１リードの前記上面に前記第１方向に並んで配置され、少なくとも第１側面をそれぞれ有する第１発光素子および第２発光素子と、前記第１リードの前記上面において、前記第１発光素子および前記第２発光素子を被覆する封止部材とを備え、前記第１発光素子の第１側面と前記第２発光素子の第１側面とは互いに部分的に対向し、前記第１リードの上面において、前記第１発光素子の第１側面の一部と前記第２発光素子の第１側面の一部とは前記第１方向に垂直な第２方向に延びる同一直線上に位置している。
本開示の実施形態によれば、発熱および発光による封止部材の劣化が抑制され、耐久性に優れた発光装置が提供される。
本開示の実施形態に係る発光装置の上面側から見た模式的斜視図である。 本開示の実施形態に係る発光装置の下面側から見た模式的斜視図である。 本開示の実施形態に係る発光装置の樹脂パッケージの模式的透視図である。 図２Ａに示す樹脂パッケージの模式的上面図である。 図２Ａに示す樹脂パッケージの模式的底面図である。 図２Ａ中の２Ｄ−２Ｄ線における模式的端面図である。 図２Ａ中の２Ｅ−２Ｅ線における模式的端面図である。 本開示の実施形態に係る発光装置の第１発光素子を示す模式的上面図である。 第１発光素子の図３Ａ中の３Ｂ−３Ｂ線における模式的断面図である。 本開示の実施形態に係る発光装置の模式的上面図である。 発光装置の図４Ａ中の４Ｂ-４Ｂ線における模式的断面図である。 発光装置の図４Ａ中の４Ｃ-４Ｃ線における模式的断面図である。 本開示の他の発光装置の模式的上面図である。 本開示の他の発光装置の模式的上面図である。 発光装置の図６Ａ中の６Ｂ-６Ｂ線における模式的断面図である。 本開示の他の発光装置の模式的上面図である。 本開示の他の発光装置の模式的上面図である。
発光装置の輝度を高くするためには、狭い面積内に複数の発光素子を配置することが必要な場合がある。その場合に、２つの発光素子の１つの側面のそれぞれを互いに対向するように配置すると、側面が対向する領域に熱が蓄積されやすく、また、光が集中しやすい。このため、発光素子を覆う封止部材のうち、側面が対向する領域に位置する部分は、熱および光によって劣化しやすく、例えば、クラックが発生する可能性がある。本明細書において、２つの発光素子の１つの側面のそれぞれが対向するとは、２つの発光素子の１つの側面が互いに平行で、かつ、向き合っている状態のことを指し、さらにそれ以外に、一方の発光素子の第１側面から垂線を引いたときに他方の発光素子の第１側面に到達し、かつ、他方の発光素子の第１側面から垂線を引いたときに一方の発光素子の第１側面に到達する関係を有する状態を含む。
本開示の発光装置は、２つの発光素子の１つの側面のそれぞれが部分的に対向する場合でも、熱の蓄積および光の集中を抑制し、封止部材の熱および光による劣化を抑制する。
以下、図面を参照しながら、本開示の発光装置の実施形態を詳細に説明する。以下の実施形態は、例示であり、本開示の発光装置は、以下の実施形態に限られない。以下の説明では、特定の方向や位置を示す用語（例えば、「上」、「下」、「右」、「左」およびそれらの用語を含む別の用語）を用いる場合がある。それらの用語は、参照した図面における相対的な方向や位置を、分かり易さのために用いているに過ぎない。参照した図面における「上」、「下」等の用語による相対的な方向や位置の関係が同一であれば、本開示以外の図面、実際の製品等において、参照した図面と同一の配置でなくてもよい。また、図面が示す構成要素の大きさや位置関係等は、分かり易さのため、誇張されている場合があり、実際の発光装置における大きさあるいは、実際の発光装置における構成要素間の大小関係を反映していない場合がある。また、本開示において「平行」および「垂直」とは、特に他の言及がない限り、２つの直線、辺あるいは面等がそれぞれ０°から±５°程度および９０°から±５°程度の範囲にある場合を含む。
（実施形態）
図１Ａおよび図１Ｂはそれぞれ発光装置１００を上面側および下面側から見た模式的斜視図である。発光装置１００は、樹脂パッケージ１０と、第１発光素子４０と、第２発光素子５０と、封止部材７０とを備える。樹脂パッケージ１０は上面１０ａおよび下面１０ｂを有する。上面１０ａには凹部１１が設けられ、凹部１１内に第１発光素子４０および第２発光素子５０が配置されている。樹脂パッケージ１０の凹部１１に封止部材７０が配置されている。図１Ａでは、凹部１１内に配置された第１発光素子４０および第２発光素子５０を示すため、封止部材７０は、透明であるように示している。以下、各構成要素を詳細に説明する。
［樹脂パッケージ１０］
図２Ａは、樹脂パッケージ１０の模式的斜視図であり、図２Ｂおよび図２Ｃは、樹脂パッケージ１０の上面図および底面図である。図２Ｄおよび図２Ｅは、それぞれ、図２Ａの２Ｄ−２Ｄ線および２Ｅ−２Ｅ線における端面図である。
本実施形態では、樹脂パッケージ１０は、略直方体形状を有している。このため、樹脂パッケージ１０は、外側面１０ｃ、外側面１０ｃと反対側に位置する外側面１０ｄ、外側面１０ｃと外側面１０ｄの間に位置する外側面１０ｅ、および外側面１０ｅと反対側に位置する外側面１０ｆを有する。上面視における上面１０ａおよび下面１０ｂの形状は四角形である。なお、上面視における上面１０ａおよび下面１０ｂの形状は、四角形以外の形状を有していてもよく、例えば、略三角形、略四角形、略五角形、略六角形又は他の多角形形状や円形形状や楕円形状等の曲線を有する形状を有していてもよい。
凹部１１は、上面視において、略四角形形状を有する開口の１つの角部を面取りすることによって形成されたアノードマークまたはカソードマークを有する。アノードマークまたはカソードマークは、以下において説明する２つのリードの極性を示すマークとして機能する。なお、極性を示すために凹部１１の開口形状を利用するのではなく、凹部１１の開口は略四角形であり、開口の外側にアノードマークまたはカソードマークが設けられていてもよい。本実施形態では、凹部１１は、上面視において、開口の１つの角部を面取りすることによって形成されたカソードマークを備える。
樹脂パッケージ１０は、第１樹脂部３１と、第２樹脂部３２と、第１リード２１と、第２リード２２とを含む。第１樹脂部３１および第２樹脂部３２は、第１リード２１および第２リード２２と一体的に形成されている。
［第１樹脂部３１］
第１樹脂部３１は、樹脂パッケージ１０の凹部１１の底面に位置する。以下において説明するように、第１樹脂部３１は、第１リード２１および第２リード２２の間に位置しており、第１方向に延伸している。図２Ａに示すように、上面１０ａに平行であり、かつ、樹脂パッケージ１０の外側面１０ｃおよび１０ｆに平行な方向にｘ軸およびｙ軸をとり、これらに垂直な方向にｚ軸を取る。第１方向はｙ軸方向である。なお、第１樹脂部３１は、上面視において少なくとも第１方向に延伸する直線部を有していればよく、すなわち、第１樹脂部３１は、上面視において第１方向に延伸する直線部の他に屈曲する部分を有していてもよい。本実施形態の樹脂パッケージ１０では、凹部１１の底面に位置する第１樹脂部３１は、凹部１１の底面において内側面１１ｄから内側面１１ｅに渡って全て直線部から形成されている。
[第２樹脂部３２]
図２Ａに示すように、上面視において、第２樹脂部３２は、凹部１１を囲む枠形状を有している。第２樹脂部３２は、樹脂パッケージ１０の外側面１０ｃ〜１０ｆおよび凹部１１の内側面を構成している。
凹部１１の内側面は、第２樹脂部３２によって構成される外側面１０ｃ〜１０ｆと反対側に位置する。具体的には、外側面１０ｃ〜１０ｆのそれぞれの反対側に、内側面１１ｃ〜１１ｆが位置している。また、凹部１１の開口の略四角形の１つの角に対応して内側面１１ｇが位置している。内側面１１ｃ〜１１ｇは、凹部１１の底面から凹部１１の開口に向かって外向きに傾斜していることが好ましい。これにより、凹部１１に配置される第１発光素子４０および第２発光素子５０からの光を効率的に開口方向に反射させることができる。しかし、凹部１１の内側面１１ｃ〜１１ｆは、上面１０ａに対して垂直であってもよい。この場合、凹部１１の開口の面積を小さくでき、発光装置１００から出射する光の発光面積をより小さくすることができるため、発光装置１００をより点光源に近づけることができる。
［第１リード２１、第２リード２２］
第１リード２１は上面２１ａおよび上面２１ａと反対側に位置する下面２１ｂを含み、第２リード２２は、上面２２ａおよび上面２２ａと反対側に位置する下面２２ｂを含む。第１リード２１および第２リード２２は、下面２１ｂおよび下面２２ｂが略同一平面上に位置するように、第１樹脂部３１を挟んで配置されている。
樹脂パッケージ１０の凹部１１の底面には、第１リード２１の上面２１ａの一部および第２リード２２の上面２２ａの一部が露出している。
第１リード２１および第２リード２２は、導電性を有し、第１発光素子４０および第２発光素子５０等に給電するための電極として機能する。発光装置１００は第１リード２１および第２リード２２に加えて第３リードを備えていてもよい。第３リードは、電極として機能してもいいし、高い熱伝導性を有する放熱性部材として機能してもよい。また、発光装置１００は４つ以上のリードを有していてもよい。
図１Ｂに示すように、第１リード２１の下面２１ｂの一部および第２リード２２の下面２２ｂの一部が樹脂パッケージ１０の下面１０ｂにおいて露出している。特に、第１リード２１の上面２１ａおよび第２リード２２の上面２２ａのうち、第１発光素子４０および第２発光素子５０が載置される領域と反対側に位置する下面の領域が下面１０ｂにおいて、露出していることが好ましい。これにより、第１発光素子４０および第２発光素子５０からの熱を効率的に外部に逃がすことができる。
図２Ｂに示すように、上面視において、第１リード２１は略四角形形状を有している。四角形は、側部２１ｃ、２１ｄ、２１ｅ、２１ｆにより規定される。図２Ｄおよび図２Ｅに示すように、側部２１ｃ〜２１ｆに沿って、側部２１ｃ〜２１ｆの下面２１ｂ側に側縁溝部２１ｇが設けられている。上面視における側部２１ｃ、２１ｄおよび側部２１ｅのそれぞれの中央近傍には延伸部２１ｈが位置している。延伸部２１ｈは、第１リード２１の略四角形形状の本体部分から樹脂パッケージ１０の外側面１０ｃ、１０ｄ、１０ｅに向かって延伸している。側部２１ｃ、２１ｄおよび側部２１ｅの延伸部２１ｈの端面は、樹脂パッケージ１０の外側面１０ｃ、１０ｄ、１０ｅにおいて露出している。図２Ａ及び図２Ｂで示す樹脂パッケージ１０では、樹脂パッケージ１０の外側面１０ｃ、１０ｄ、１０ｅと延伸部２１ｈの端面は同一平面上に位置する。これは、第１リード２１と第２樹脂部３２を同一の切断工程で切断することに起因する。側縁溝部２１ｇは、エッチング加工やプレス加工等によって形成することができる。
同様に、上面視において、第２リード２２は略四角形形状を有している。四角形は、側部２２ｃ、２２ｄ、２２ｅ、２２ｆにより規定される。下面２２ｂの側部２２ｃ〜２２ｆに沿って、側縁溝部２２ｇが設けられている。上面視における側部２２ｃ、２２ｄおよび側部２２ｆのそれぞれの中央近傍には延伸部２２ｈが位置している。延伸部２２ｈは、第２リード２２の略四角形形状の本体部分から樹脂パッケージ１０の外側面１０ｃ、１０ｄ、１０ｆに向かって延伸している。側部２２ｃ、２２ｄおよび側部２２ｆの延伸部２２ｈの端面は、樹脂パッケージ１０の外側面１０ｃ、１０ｄ、１０ｆにおいて露出している。図２Ａ及び図２Ｂで示す樹脂パッケージ１０では、樹脂パッケージ１０の外側面１０ｃ、１０ｄ、１０ｆと延伸部２２ｈの端面は同一平面上に位置する。これは、第２リード２２と第２樹脂部３２を同一の切断工程で切断することに起因する。第１リード２１の側部２１ｆは第１樹脂部３１を挟んで第２リードの側部２２ｅと対向している。
第１リード２１および第２リード２２に位置する側縁溝部２１ｇ、２２ｇは、第１樹脂部３１および第２樹脂部３２と第１リード２１および第２リード２２との密着性の向上等のために設けられている。
延伸部２１ｈ、２２ｈは、リードフレームに複数設けられ、第１リード２１および第２リード２２をフレームに連結する連結部の一部である。リードフレームに複数の第１リード２１および第２リード２２が連結部を介して保持された状態で、第１樹脂部３１および第２樹脂部３２が第１リード２１および第２リード２２と一体的に形成され、その後連結部で切断されることによって個々の発光装置１００が作製される。このため、延伸部２１ｈ、２２ｈが、樹脂パッケージ１０の外側面１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ、１０ｆに露出する。
本実施形態では、第１リード２１は第２リード２２よりも大きな面積を有しており、凹部１１の底面において、露出している面積も第１リード２１の方が第２リード２２よりも大きい。これは、第１発光素子４０および第２発光素子５０の両方を凹部１１の底面に露出した第１リード２１上に載置させるためである。複数の発光素子を第１リード２１および第２リード２２の一方にのみ載置する場合には、発光素子の数に応じて、第１リード２１および第２リード２２の一方の面積を大きくし、他方の面積を小さくしてもよい。
第１リード２１および第２リード２２は、それぞれ、基材および基材の表面を被覆する金属層によって構成されていてもよい。基材は、例えば、銅、アルミニウム、金、銀、鉄、ニッケル、又はこれらの合金、燐青銅、鉄入り銅などの金属を含む。これらは単層であってもよいし、積層構造（例えば、クラッド材）であってもよい。特に基材には銅を用いることが好ましい。金属層は、例えばメッキ層である。金属層は、例えば、銀、アルミニウム、ニッケル、パラジウム、ロジウム、金、銅、又はこれらの合金などを含む。第１リード２１および第２リード２２において、金属層が設けられていない領域があってもよい。あるいは、第１リード２１および第２リード２２は、金属層を有さず基材のみによって構成されていてもよい。また、樹脂パッケージ１０の外側面１０ｃ〜１０ｆに露出する延伸部２１ｈ及び２２ｈの端面は、切断工程により形成される面なのでその表面に金属層は設けられていない。なお、切断工程の後に、樹脂パッケージ１０の外側面１０ｃ〜１０ｆに露出する延伸部２１ｈ及び２２ｈの端面に金属層を形成する工程を設けてもよい。
［第１樹脂部３１および第２樹脂部３２の材料および樹脂パッケージ１０の形成］
第１樹脂部３１および第２樹脂部３２は第１リード２１および第２リード２２と一体的に形成され、第１発光素子４０および第２発光素子５０を搭載するパッケージを構成する。第１樹脂部３１および第２樹脂部３２は母材となる樹脂として、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂などを用いることができる。具体的には、エポキシ樹脂組成物、シリコーン樹脂組成物、シリコーン変性エポキシ樹脂などの変性エポキシ樹脂組成物、エポキシ変性シリコーン樹脂などの変性シリコーン樹脂組成物、不飽和ポリエステル樹脂、飽和ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂組成物、変性ポリイミド樹脂組成物等の硬化体、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ＡＢＳ樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、ＰＢＴ樹脂等の樹脂を用いることができる。特に、熱硬化樹脂を用いることが好ましい。
第１樹脂部３１および第２樹脂部３２は、光反射性物質をさらに含むことが好ましい。光反射性物質としては、酸化チタン、酸化ケイ素、酸化ジルコニウム、チタン酸カリウム、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、ムライトなどを挙げることができる。光反射性物質を含むことにより、第１発光素子４０および第２発光素子５０からの光を効率よく反射させることができる。例えば、酸化チタンを用いる場合は、第１樹脂部３１および第２樹脂部３２の全重量に対して、２０重量％以上６０重量％以下の割合で酸化チタンを含むことが好ましく、２５重量％以上５５重量％以下の割合で含有することがより好ましい。第１樹脂部３１および第２樹脂部３２は、第１発光素子４０および第２発光素子５０からの光に対し、６０％以上の反射率を有することが好ましく、より好ましくは９０％以上の反射率を有する。
［第１発光素子４０および第２発光素子５０］
第１発光素子４０および第２発光素子５０には、発光ダイオード素子などの半導体発光素子を用いることができる。第１発光素子４０および第２発光素子５０は、特に、紫外〜可視域の発光が可能な窒化物半導体（ＩｎxＡｌyＧａ1-x-yＮ、０≦ｘ、０≦ｙ、ｘ＋ｙ≦１）の発光素子であることが好ましい。第１発光素子４０および第２発光素子５０は同じ波長の光を出射してもよいし、異なる波長の光を出射してもよい。例えば、第１発光素子４０及び第２発光素子５０は青色の光を発する青色発光素子であってもよいし、第１発光素子４０は青色の光を発する青色発光素子で、第２発光素子５０は緑色の光を発する緑色発光素子であってもよい。本実施形態の発光装置は、出力が高い発光素子を用いる場合に特に効果を奏する。また、発光装置１００は、３つ以上の発光素子を備えていてもよく、第１発光素子４０および第２発光素子５０以外に第３発光素子を備えていてもよい。複数の発光素子はワイヤ等により直列又は並列に接続することができる。
図３Ａは、第１発光素子４０の一例を示す上面図であり、図３Ｂは、図３Ａの３Ｂ−３Ｂ線における断面図である。図３Ｂは、図中の部材の説明を明確にするためにスケール、位置関係などが誇張、あるいは、部材の一部を省略して図示している。第１発光素子４０は、基板４５ａと基板４５ａ上に位置する半導体積層部４６とを備える。半導体積層部４６は、ｎ型半導体層４５ｂと、活性層４５ｃと、ｐ型半導体層４５ｄと、絶縁膜４５ｅとを備える。ｎ型半導体層４５ｂには、ｎ側電極４５ｇが電気的に接続されている。ｐ型半導体層４５ｄおよび絶縁膜４５ｅを覆って透明電極４５ｆが設けられており、透明電極４５ｆにｐ側電極４５ｈが電気的に接続されている。透明電極４５ｆおよび半導体積層部４６の一部は、保護膜４５ｉで覆われている。第２発光素子５０も第１発光素子４０と同様の構造を備えている。
第１発光素子４０および第２発光素子５０は、特定の条件を満たすように、樹脂パッケージ１０の凹部１１内に配置される。
図１Ａに示すように、第１発光素子４０および第２発光素子５０は、樹脂、半田、導電性ペースト等の接合部材によって第１リード２１の上面２１ａに接合されている。
第１発光素子４０および第２発光素子５０は、第１リード２１および第２リード２２とワイヤによって接続されている。例えば、ワイヤ６１の一端が第２リード２２の上面２２ａと接続され、他端が第１発光素子４０のｐ側電極４５ｈと接続されている。ワイヤ６２の一端が第１発光素子４０のｎ側電極４５ｇと接続され、他端が、第２発光素子５０のｐ側電極と接続されている。ワイヤ６３の一端は第２発光素子５０のｎ側電極と接続され、他端が第１リード２１の上面２１ａと接続されている。ワイヤ６１〜６３及び後述するワイヤ６４は、金、銀、銅、プラチナ、アルミニウム又はこれらの合金の金属線を用いることができる。この中でも、優れた延性を備える金ワイヤや、金ワイヤよりも反射率が高い金銀合金ワイヤを用いることが好ましい。また、ワイヤのループ形状は、種々の形状とすることができるが、図１Ａで示すように略直線状の部分（直線部）や直線部が延伸した位置で屈曲された部分（屈曲点）を有する。
［保護素子６０］
発光装置１００は、静電耐圧を向上させるために保護素子６０を備えていてもよい。保護素子６０には、一般的な発光装置に搭載される種々の保護素子を用いることができる。例えば、保護素子６０としてツェナーダイオードを用いることができる。発光装置１００において、保護素子６０は直列に接続された第１発光素子４０および第２発光素子５０に対して並列に接続されている。
保護素子６０は、例えば、第２リード２２の上面２２ａに接合されている。保護素子６０の２つの端子のうちの一方は、例えば導電性を有する接合部材によって、第２リード２２の上面２２ａと電気的に接続され、かつ、接合されている。保護素子６０の他端は、ワイヤ６４によって、第１リード２１の上面２１ａに電気的に接続されている。
［封止部材７０］
封止部材７０は、第１発光素子４０および第２発光素子５０を被覆し、凹部１１内に位置している。封止部材７０は第１発光素子４０および第２発光素子５０を外力や埃、水分などから保護すると共に、第１発光素子４０および第２発光素子５０の耐熱性、耐候性、耐光性を良好にする。
封止部材７０は、第１発光素子４０および第２発光素子５０から出射される光の６０％以上を透過するもの、さらに、７０％、８０％又は９０％以上を透過するものが好ましい。封止部材７０の材料としては、第１樹脂部３１および第２樹脂部３２で用いられる樹脂の材料を用いることができ、母体となる樹脂として熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂などを用いることができ、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂またはこれらを１つ以上含む樹脂を用いることができる。封止部材７０は単一層から形成することもできるが、複数層から構成することもできる。また、封止部材７０には、酸化チタン、酸化ケイ素、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウムなどの光散乱粒子を分散させてもよい。
封止部材７０は、第１発光素子４０および第２発光素子５０からの発光の波長を変換する材料（蛍光体等）の粒子が分散されていてもよい。蛍光体としては、具体的には、セリウムで賦活されたイットリウム・アルミニウム・ガーネット、セリウムで賦活されたルテチウム・アルミニウム・ガーネット、ユウロピウムおよび／若しくはクロムで賦活された窒素含有アルミノ珪酸カルシウム（カルシウムの一部をストロンチウムで置換可）、ユウロピウムで賦活されたサイアロン、ユウロピウムで賦活されたシリケート、ユウロピウムで賦活されたアルミン酸ストロンチウム、マンガンで賦活されたフッ化珪酸カリウムなどを用いることができる。
光散乱粒子および／又は蛍光体の含有量は、例えば、封止部材７０の全重量に対して１０〜１００重量％程度であることが好ましい。
［保護膜］
発光装置１００は第１リード２１、第２リード２２、第１発光素子４０および第２発光素子５０の表面に酸化ケイ素等の保護膜を備えていてもよい。特に、第１リード２１および第２リード２２の表面に銀のメッキ層が配置される場合、銀のメッキ層の表面を保護膜で保護することで、銀のメッキ層が大気中の硫黄成分等により変色することを抑制することができる。保護膜の成膜方法は、例えばスパッタ等の真空プロセスによる成膜法やその他の既知の方法を用いることができる。
［第１発光素子４０および第２発光素子５０の配置］
図４Ａは発光装置１００の上面図であり、図４Ｂおよび図４Ｃは、図４Ａの４Ｂ−４Ｂ線および４Ｃ−４Ｃ線における発光装置の断面図である。図４Ｂおよび図４Ｃにおいて、ワイヤ６１〜６４は図示していない。
第１発光素子４０および第２発光素子５０はそれぞれ少なくとも第１側面を有する。本実施形態では、第１発光素子４０および第２発光素子５０のそれぞれは、上面視において、四角形形状を有しており、４つの側面を有している。具体的には、第１発光素子４０は、第１側面４０ｃ、第２側面４０ｄ、第３側面４０ｅおよび第４側面４０ｆを有する。第２側面４０ｄは第１側面４０ｃと反対側に位置し、第４側面４０ｆは、第３側面４０ｅと反対側に位置している。同様に、第２発光素子５０は、第１側面５０ｃ、第２側面５０ｄ、第３側面５０ｅおよび第４側面５０ｆを有する。第２側面５０ｄは第１側面５０ｃと反対側に位置し、第４側面５０ｆは、第３側面５０ｅと反対側に位置している。
第１発光素子４０および第２発光素子５０は樹脂パッケージ１０の凹部１１内に配置される。具体的には、第１発光素子４０および第２発光素子５０は、凹部１１の底部に露出している第１リード２１の上面２１ａ上において、第１方向（ｙ軸方向）に並んで配置されている。「第１方向に並んで」とは、上面視において、第１方向に平行な同一直線上に、第１発光素子４０の一部および第２発光素子５０の一部が位置していることを言う。
上面視において、第１発光素子４０および第２発光素子５０は、第１方向に対して斜めに配置されている。つまり、第１発光素子４０および第２発光素子５０の各側面は、第１方向に対して斜めに位置している。より具体的には、上面視において、第１発光素子４０の第１側面４０ｃ、第２側面４０ｄ、第３側面４０ｅおよび第４側面４０ｆと、第２発光素子５０の第１側面５０ｃ、第２側面５０ｄ、第３側面５０ｅおよび第４側面５０ｆとは、第１方向に平行でもなく垂直でもない。
第１発光素子４０の第１側面４０ｃと第２発光素子５０の第１側面５０ｃとは互いに部分的に対向している。言い換えると、第１発光素子４０の第１側面４０ｃの一部は第２発光素子５０の第１側面５０ｃに対向しておらず、第２発光素子５０の第１側面５０ｃの一部は第１発光素子４０の第１側面４０ｃに対向していない。第１発光素子４０と第２発光素子５０との間に他の発光素子が位置している場合には、第１発光素子４０のどの側面も第２発光素子５０の側面と対向しない。図４Ａでは、第１発光素子４０の第１側面４０ｃと第２発光素子５０の第１側面５０ｃとは平行であるが、第１側面４０ｃと第２発光素子５０の第１側面とは平行でなくてもよい。
第１発光素子４０の第１側面４０ｃと第２発光素子５０の第１側面５０ｃとの対向が部分的であることにより、第１発光素子４０の第１側面４０ｃと第２発光素子５０の第１側面５０ｃとの間の素子対向部７０ａに位置する封止部材７０の領域を小さくすることができる。よって、封止部材７０において、第１発光素子４０の第１側面４０ｃおよび第２発光素子５０の第１側面５０ｃの両方から同時に放射される熱および光を受ける部分を狭くすることができる。これにより、熱および光の集中する素子対向部７０ａに位置する封止部材７０の領域そのものを小さくできる。
上述の効果は、素子対向部７０ａが小さくなるほど大きい。このため、第１発光素子４０の第１側面４０ｃが第２発光素子５０の第１側面５０ｃと対向する面積は、第１発光素子４０の第１側面４０ｃの面積の１／２以下であることが好ましい。
また、対向している第１発光素子４０の第１側面４０ｃと第２発光素子５０の第１側面５０ｃとの距離ｄは、上面視における、第１発光素子４０の第１側面４０ｃの長さｌ１および第２発光素子５０の第１側面５０ｃの長さｌ２のうち、短い方の長さよりも小さいことが好ましい。なお、第１側面４０ｃの長さｌ１および第１側面５０ｃの長さｌ２が同じである場合は、距離ｄは第１側面４０ｃの長さｌ１よりも小さいことが好ましい。第１発光素子４０の第１側面４０ｃと第２発光素子５０の第１側面５０ｃとが対向していても、十分な間隙が存在する場合には、熱の蓄積および光の集中の程度が小さいため、上述した第１側面の配置の効果が小さいからである。
図４Ａに示すように、第１発光素子４０の第１側面４０ｃの一部と第２発光素子５０の第１側面５０ｃの一部とは、第１リード２１の上面２１ａにおける第１方向に垂直な第２方向（ｘ軸方向）に延びる同一直線上に位置している。図４Ａでは、太線で示す第１発光素子４０の第１側面４０ｃの部分４０ｃａと第２発光素子５０の第１側面５０ｃの部分５０ｃａとが第２方向（ｘ軸方向）に延びる同一直線上に位置している。第１発光素子４０および第２発光素子５０が点灯・不灯を繰り返すときに、第１リード２１および第２リード２２の間に位置する第１樹脂部３１は、外側の第１リード２１および第２リード２２の方向に伸縮する熱応力がかかる。換言すると、発光装置１００は第１樹脂部３１が延伸する第１方向と垂直な第２方向に熱応力がかかりやすい。したがって、上述の配置にすることにより、熱および光の集中によって素子対向部７０ａに応力が生じる場合でも、応力の第２方向に沿う成分は、第１発光素子４０および第２発光素子５０に伝播し、第１発光素子４０および第２発光素子５０に吸収される。よって封止部材７０に発生した応力が全体として弱められ、封止部材７０にクラックが生じることを抑制することができる。
図４Ｂおよび図４Ｃに示すように、樹脂パッケージ１０の凹部１１内に配置される封止部材７０は、製造過程における封止部材７０の原料の収縮に起因して、上面視における封止部材７０の中心付近に厚さ方向（ｚ軸方向）における厚さが最も小さい薄肉部７０ｂを有する。薄肉部７０ｂは断面視において、例えば、厚みが最も大きい肉厚部が４５０μｍ程度であるときに、４１５μｍ程度である。図４Ａに示すように、上面視において、第１発光素子４０の第１側面４０ｃと第２発光素子５０の第１側面５０ｃとが対向する素子対向部７０ａは、薄肉部７０ｂとずれていることが好ましい。つまり、上面視において、薄肉部７０ｂは素子対向部７０ａと重なっておらず、素子対向部７０ａの外側に位置していることが好ましい。
第１発光素子４０および第２発光素子５０の熱および光によって封止部材７０内に応力が生じると、厚さが小さい薄肉部７０ｂにおいて、最もクラックが発生しやすい。このため、薄肉部７０ｂと素子対向部７０ａとをずらせておくことにより、より封止部材７０にクラックが発生することを抑制することができる。
［発光装置の製造方法］
発光装置１００は、例えば、以下の手順によって製造することができる。まず、第１リード２１と第２リード２２とを含むリードフレームを準備する。次に、トランスファーモールド成形等の成形方法によって、第１樹脂部３１、第２樹脂部３２、第１リード２１および第２リード２２を一体的に形成し、複数の凹部１１を有する樹脂成形体付リードフレームを準備する。なお、樹脂成形体付リードフレームは購入等することによって準備してもよい。
次に、樹脂成形体付リードフレームの複数の凹部に、第１発光素子４０、第２発光素子５０および保護素子６０を実装する。さらに、ワイヤによって第１リード２１および第２リード２２と第１発光素子４０、第２発光素子５０および保護素子６０とを接続する。その後、第１発光素子４０および第２発光素子５０を被覆するように凹部１１の中に封止部材７０を充填する。発光素子等が実装された樹脂成形体付リードフレームをダイシング等の個片化方法を用い複数の発光装置１００に分離する。これにより、発光装置１００が完成する。
［効果等］
発光装置１００によれば、第１発光素子４０の第１側面４０ｃおよび第２発光素子５０の第１側面５０ｃの一部のみが対向しているため、２つの第１側面で挟まれ、熱および光がこもりやすい素子対向部７０ａを小さくすることができ、熱および光による封止部材７０の劣化を抑制することができる。
また、本開示の発光装置によれば、第１発光素子４０の第１側面４０ｃおよび第２発光素子５０の第１側面５０ｃの部分的な対向を許容する。このため、２つの発光素子の第１側面が対向しないように完全に対角方向に第１発光素子４０および第２発光素子５０を配置する場合に比べて、配列方向（第１方向）の幅（長さ）を小さくしつつ、封止部材７０へのクラックの発生等の劣化を抑制することができる。このため、外形の小さい樹脂パッケージに２以上の発光素子を実装する場合に特に効果を奏する。
また、第１発光素子４０の第１側面４０ｃが第２発光素子５０の第１側面５０ｃと対向する面積が、第１発光素子４０の第１側面４０ｃの面積の１／２以下であることによって、上述した効果をより高めることが可能である。この時の樹脂パッケージ１０の大きさと第１発光素子４０および第２発光素子５０の大きさの関係は、例えば、樹脂パッケージ１０の大きさが縦２０００μｍ〜３５００μｍ、横２０００μｍ〜３５００μｍの時に、第１発光素子４０および第２発光素子５０の大きさは縦６００μｍ〜１５００μｍ、横６００μｍ〜１５００μｍである。また、樹脂パッケージ１０の大きさと第１発光素子４０および第２発光素子５０の大きさの関係が上述の場合、第１発光素子４０の第１側面４０ｃと第２発光素子５０の第１側面５０ｃとの距離ｄは、例えば５０μｍ〜５００μｍである。
また、第１発光素子４０の第１側面４０ｃの一部と第２発光素子５０の第１側面５０ｃの一部とが、第１リード２１の上面２１ａにおける第１方向に垂直な第２方向に延びる同一直線上に位置していることにより、第２方向における封止部材の応力を第１発光素子４０および第２発光素子５０によって吸収し、封止部材７０にクラックを生じさせる応力を緩和させることができる。
さらに、第１発光素子４０の第１側面４０ｃと第２発光素子５０の第１側面５０ｃとにより挟まれた素子対向部７０ａが、封止部材７０の最もクラックが発生しやすい薄肉部７０ｂ以外に位置するように、第１発光素子４０および第２発光素子５０を配置することにより、さらに封止部材７０にクラックが生じるのを抑制することができる。
したがって、本開示によれば、複数の発光素子を含み、発熱に対する耐久性を備えた発光装置を提供することが可能である。
（他の形態）
発光装置には種々の変形例が可能である。特に第１発光素子４０および第２発光素子５０の配置以外の形態、例えば、発光素子の構造、樹脂パッケージの構造や形態、封止部材の構成等については、特に上記実施形態で説明した形態に限られない。実施形態で説明した形態以外の形態を本開示の発光装置に好適に用いることが可能である。以下、主として、第１発光素子４０および第２発光素子５０の配置に関する他の形態を説明する。
図５は第１発光素子４０および第２発光素子５０の他の配置の一例を示す模式的な上面図である。図５およびこれ以降の図において、ワイヤ等の部材は示していない。
図５に示す発光装置１０１において、第１発光素子４０の第１側面４０ｃと第２発光素子５０の第１側面５０ｃとは、上面視において、互いに平行ではなく、角度θをなしている。例えば角度θは４５°以下である。上面視における第１側面４０ｃと第１側面５０ｃとのなす角度θが０ではない場合、第１発光素子４０の第１側面４０ｃは、第２発光素子５０の第１側面５０ｃ以外の側面とも対向し得る。例えば、図５に示す発光装置１０１では、第２発光素子５０の第１側面５０ｃは、第１発光素子４０の第４側面４０ｆとも対向している。このように、角度θが０でない場合には、第１発光素子４０および第２発光素子５０の側面のうち、上面視において、なす角度が最も小さい一対の側面が上記実施形態で説明した配置の条件を満たしていればよい。また、この場合、第１発光素子４０の第１側面４０ｃと第２発光素子５０の第１側面５０ｃとの距離ｄは、２つの側面が最も離れた位置において、一方の側面から垂直に測った他方の側面までの長さを言う。
第１発光素子４０の第１側面４０ｃと第２発光素子５０の第１側面５０ｃとが平行ではない場合、一方の側面から放射される光が２つの側面間で反射を繰り返すことが抑制される。例えば、第１発光素子４０の第１側面４０ｃのうち素子対向部７０ａに位置する部分から放射される光の一部は、第２発光素子５０の第１側面５０ｃで反射し、第１発光素子の第１側面４０ｃへ戻る。その後、第１側面４０ｃで反射し、第２発光素子５０の第１側面５０ｃに入射することなく封止部材７０中を伝搬し得る。このように、第１発光素子４０の第１側面４０ｃと第２発光素子５０の第１側面５０ｃとが平行ではない場合には、第１側面間で多重反射する光を抑制することができる。よって、素子対向部７０ａにおける光の集中を緩和することができる。
図６Ａは第１発光素子４０および第２発光素子５０のさらに他の配置の一例を示す模式的な上面図であり、図６Ｂは図６Ａ中の６Ｂ-６Ｂ線における模式的断面図である。図６Ａに示す発光装置１０２は、上面視において第１発光素子４０と第２発光素子５０は四角形形状を有する。そして、第１発光素子４０の第１側面４０ｃと第２発光素子５０の第１側面５０ｃとは、互いに対向しておらず、四角形形状の対角方向が第１方向に平行となる向きで、上面視において、第１発光素子４０の四角形の対角線と、第２発光素子５０の四角形の対角線とは同一線上に位置している。上面視において、第１発光素子４０の四角形の対角線と、第２発光素子５０の四角形の対角線とが同一線上に位置しているとは、２つの対角線が、完全に同一線上になる場合だけでなく、２つの対角線のうち一方の対角線に対して他方の対角線が０°から±５°程度の範囲にある場合を含む。このような形態によれば、２つの発光素子の１つの側面のそれぞれが互いに対向する素子対向部がないため、より封止部材の熱および光による劣化が抑制される。
また、図６Ｂで示すように、第１発光素子４０および第２発光素子５０を電気的に接続するワイヤ６２は、第１発光素子４０の電極と第２発光素子５０の電極の間に第１屈曲点ｈ１と、第３屈曲点ｈ３と、第１屈曲点ｈ１と第３屈曲点ｈ３との間に位置する第２屈曲点ｈ２とを有する。そして、第２屈曲点ｈ２は高さ方向において第１屈曲点ｈ１および第３屈曲点ｈ３よりも低くなっている。
ワイヤ６２の形状を上述のようにすることで、ワイヤ６２のうち第２ボンディング点付近のワイヤ部が発光素子の上面に垂れることを抑制でき、発光装置１０２の電気的なショートを防ぐことができる。また、発光装置１０２において、ワイヤ６２の第２屈曲点ｈ２は第１発光素子４０および第２発光素子５０の上に位置している。これにより、ワイヤ６２のうち高さ方向において低い位置にある第２屈曲点を、第１発光素子４０および第２発光素子５０が最も近接し熱および光がこもりやすい領域から離間させることができる。そして、その結果、ワイヤ６２を起点とした封止部材７０のクラックを抑制することができる。なお、図６Ａおよび図６Ｂで示すワイヤ形状はその他の実施形態にも適用可能である。
図７は、第１発光素子４０および第２発光素子５０のさらに他の配置の一例を示す模式的な上面図である。図７に示す発光装置１０３において、第１発光素子４０’および第２発光素子５０’は上面視において、略六角形形状を有している。第１発光素子４０’の第１側面４０ｃ’は第２発光素子５０’の第１側面５０ｃ’と部分的に対向している。発光装置１０３において、第１発光素子４０’の第１側面４０ｃ’および第２発光素子５０’の第６側面５０ｈ、並びに、第１発光素子４０’の第６側面４０ｈおよび第２発光素子５０’の第１側面５０ｃも対向していると言えるが、対向する２つの側面の上目視るにおけるなす角度は、第１側面４０ｃ’および第１側面５０ｃ’が最も小さい。このため、この２つの側面が上記実施形態で説明した配置の条件を満たしている。
発光素子の上面視における外形が四角形以外であっても、２つの発光素子の側面が上述した条件を満たすことによって、発光素子から放射される熱および光が、封止部材の一部にこもることが抑制され、上述した効果を得ることができる。
図８は、発光装置が３つの発光素子を含む場合における発光素子の配置の一例を示す模式的な上面図である。図８に示す発光装置１０４は、第１発光素子４０、第２発光素子５０および第３発光素子８０を含む。発光装置１０４において、第１発光素子４０の第１側面４０ｃは、第２発光素子５０の第１側面５０ｃと部分的に対向している。また、第２発光素子５０の第４側面５０ｆは、第３発光素子８０の第１側面８０ｃと部分的に対向している。
また、第１発光素子４０の第１側面４０ｃの一部と第２発光素子５０の第１側面５０ｃの一部とは、第１リード２１の上面２１ａにおける第１方向に垂直な第２方向（ｘ軸方向）に延びる同一直線上に位置している。第２発光素子５０の第４側面５０ｆの一部と第３発光素子８０の第１側面８０ｃの一部とは、第２方向に延びる同一直線上に位置している。
さらに、第１発光素子４０の第１側面４０ｃと第２発光素子５０の第１側面５０ｃとが対向する素子対向部７０ａは、薄肉部７０ｂとずれており、第２発光素子５０の第４側面５０ｆと第３発光素子８０の第１側面８０ｃとが対向する素子対向部７０ｃは、薄肉部７０ｂとずれている。
このような構造を有する発光装置１０４も上記実施形態の発光装置１００と同様の効果を奏することができる。
本開示の発光装置は種々の用途における光源として利用可能であり、特に、高輝度であることが求められる発光装置、例えば、バックライト、照明、車載ライト等に好適に用いられる。
１ｈ 第１屈曲点
２ｈ 第２屈曲点
３ｈ 第３屈曲点
１０ 樹脂パッケージ
１０ａ 上面
１０ｂ 下面
１０ｃ〜１０ｆ 外側面
１１ 凹部
１１ｃ〜１１ｇ 内側面
２１ 第１リード
２１ａ 上面
２１ｂ 下面
２１ｃ〜２１ｆ、２２ｃ〜２２ｆ 側部
２１ｇ、２２ｇ 側縁溝部
２１ｈ、２２ｈ 延伸部
２２ 第２リード
２２ａ 上面
２２ｂ 下面
３１ 第１樹脂部
３２ 第２樹脂部
４０、４０’ 第１発光素子
４０ｃ、４０ｃ’ 第１側面
４０ｃａ 部分
４０ｄ 第２側面
４０ｅ 第３側面
４０ｆ 第４側面
４０ｈ 第６側面
４５ａ 基板
４５ｂ ｎ型半導体層
４５ｃ 活性層
４５ｄ ｐ型半導体層
４５ｅ 絶縁膜
４５ｆ 透明電極
４５ｇ ｎ側電極
４５ｈ ｐ側電極
４５ｉ 保護膜
４６ 半導体積層部
５０、５０’ 第２発光素子
５０ｃ、５０ｃ’ 第１側面
５０ｃａ 部分
５０ｄ 第２側面
５０ｅ 第３側面
５０ｆ 第４側面
５０ｈ 第６側面
６０ 保護素子
６１〜６４ ワイヤ
７０ 封止部材
７０ａ、７０ｃ 素子対向部
７０ｂ 薄肉部
８０ 第３発光素子
１００〜１０４ 発光装置

Claims (4)

  1. 上面および下面をそれぞれ有する第１リードおよび第２リードと、前記第１リードおよび前記第２リードの間に位置し、第１方向に延伸する第１樹脂部とを含む樹脂パッケージと、
    前記第１リードの前記上面に前記第１方向に並んで配置され、少なくとも第１側面をそれぞれ有する第１発光素子および第２発光素子と、
    前記第１リードの前記上面において、前記第１発光素子および前記第２発光素子を被覆する封止部材と、
    を備える発光装置であって、
    前記第１発光素子の前記第１側面と前記第２発光素子の前記第１側面とは互いに部分的に対向し、
    前記第１リードの前記上面において、前記第１発光素子の前記第１側面の一部と前記第２発光素子の前記第１側面の一部とは前記第１方向に垂直な第２方向に延びる同一直線上に位置しており、
    前記発光装置の上面視における中心付近に、前記封止部材の厚さが最も薄い薄肉部を有し、前記上面視において、前記第１発光素子の前記第１側面と前記第２発光素子の前記第１側面とが対向する素子対向部は前記薄肉部とずれている、発光装置。
  2. 前記第１発光素子の前記第１側面が前記第２発光素子の前記第１側面と対向する面積は、前記第１発光素子の前記第１側面の面積の１／２以下である請求項１に記載の発光装置。
  3. 前記第１発光素子および前記第２発光素子は、前記上面視において、略四角形の外形を有しており、四角形の各辺は、前記第１方向および前記第２方向に対して斜めに位置している、請求項１または２に記載の発光装置。
  4. 前記樹脂パッケージは第２樹脂部をさらに含み、
    前記第２樹脂部が凹部の側面を形成し、前記第１リードの前記上面の一部、前記第２リードの前記上面の一部および前記第１樹脂部の上面が前記凹部の底面で露出し、
    前記第１発光素子および前記第２発光素子は前記凹部内に配置されており、
    前記封止部材は、前記凹部を埋めている、請求項１から３のいずれかに記載の発光装置。
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