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WO2005048360A1 - 発光素子の外囲器およびその製造方法 - Google Patents

発光素子の外囲器およびその製造方法 Download PDF

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WO2005048360A1
WO2005048360A1 PCT/JP2004/016734 JP2004016734W WO2005048360A1 WO 2005048360 A1 WO2005048360 A1 WO 2005048360A1 JP 2004016734 W JP2004016734 W JP 2004016734W WO 2005048360 A1 WO2005048360 A1 WO 2005048360A1
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WO
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envelope
light emitting
emitting element
concave portion
angle
Prior art date
Application number
PCT/JP2004/016734
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English (en)
French (fr)
Inventor
Junichi Kinoshita
Tsuneo Nakayama
Takao Mizukami
Yuji Wagatsuma
Kiyoshi Matsunaga
Naoki Matsuoka
Norihiko Ochi
Original Assignee
Harison Toshiba Lighting Corporation
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Harison Toshiba Lighting Corporation filed Critical Harison Toshiba Lighting Corporation
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Priority to US10/567,560 priority patent/US7411222B2/en
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Definitions

  • the present invention relates to a light-emitting element envelope configured to emit light emitted from the light-emitting element to the outside.
  • An envelope accommodating a semiconductor light emitting element is described in, for example, JP-A-2003-163378.
  • the envelope is provided with a resin-made knockout 1 having a concave portion with an inclined inner wall 7 formed on the upper surface.
  • a first lead frame 3a and a second lead frame 4a which are opposed to each other are arranged on the bottom surface of the concave portion of the package 1.
  • One electrode of the semiconductor light emitting element 2 is mounted on and electrically connected to the first lead frame 3a.
  • the other electrode of the light emitting element 2 is connected to a second lead frame 4a through a wire 5.
  • the concave portion of the nozzle / cage 1 is filled with a transparent sealing resin 6 and sealed.
  • the above-mentioned envelope can efficiently radiate light from the light emitting element to the outside without considering the angle formed between the inner wall and the bottom surface of the concave portion at all optically. Haha! /, There wasn't.
  • the present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a light emitting element envelope capable of efficiently emitting light emitted from the light emitting element to the outside, and a method of manufacturing the same. Is to do.
  • An envelope of a light emitting device is formed in an inverted truncated cone shape by a bottom surface on which the light emitting device is arranged and an inner wall surface intersecting the bottom surface at a predetermined angle.
  • the envelope of the light emitting device is made of resin or ceramic.
  • the envelope of the light emitting device is also characterized by white resin or white ceramic.
  • the white resin is made of polyphthalamide resin or silicone resin.
  • the reflectance of the inner wall surface of the concave portion is 60% or more.
  • a lead frame on which the light emitting device is mounted is disposed on the bottom surface of the concave portion, and a part of the lead frame is formed in the concave portion. It is characterized in that it is exposed by a recess formed on the inner wall surface.
  • a space for wire bonding the upper surface electrode of the light emitting element to the lead frame can be secured by the recessed portion formed in a part of the inner wall surface.
  • a plurality of peripheral concave portions where the light emitting device is not disposed on the bottom surface are formed around the central concave portion where the light emitting device is disposed on the bottom portion.
  • the light emitted from the light emitting element arranged in the central recess is also totally reflected at the boundary surface between the transparent member and the air and returned to the peripheral recess. Reflected on the inner wall surface and bottom surface of the peripheral concave part and radiated to the outside of the envelope body. Thereby, the light emitted by the light emitting element can be efficiently radiated to the outside.
  • the plurality of peripheral concave portions are arranged so as to form a plurality of concentric circles around the central concave portion. It is characterized by.
  • an envelope for a light-emitting element wherein a plurality of concentric reflection grooves are formed around a central recess in which the light-emitting element is disposed at the bottom.
  • An inner wall surface intersecting at a predetermined angle with respect to the bottom surface is formed in an inverted truncated cone shape, and an angle formed by the inner wall surface and the bottom surface is set such that the direct light emitted from the light emitting element and the transparent member It is selected to be within a range of 15 ° based on the critical angle of incidence that causes total internal reflection with respect to the boundary surface with air, and the angle between the inner wall surface and the bottom surface of the plurality of peripheral recesses is defined as It is characterized in that the angle is substantially equal to the corresponding angle of the central recess.
  • the method for manufacturing an envelope for a light-emitting element is characterized in that a bottom surface on which the light-emitting element is arranged and an inner wall surface intersecting the bottom surface at a predetermined angle have a truncated cone shape. And a transparent member filled in the concave portion of the envelope main body, wherein an angle between an inner wall surface forming the concave portion and a bottom surface is defined by the angle.
  • the value is set to a value within ⁇ 15 ° of the critical angle of incidence at which the direct light emitted from the light emitting element causes total reflection to the boundary surface between the transparent member and air.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of an envelope of a light emitting device according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration of the envelope shown in FIG. 1.
  • FIG. 3 is a view for explaining an angle formed by an inner wall surface of a concave portion and a bottom surface in the envelope shown in FIG. 1.
  • FIG. 4 is a view for explaining reflected light that can be extracted to the outside when the angle formed by the inner wall surface of the concave portion and the bottom surface is vertical in the envelope shown in FIG. 1.
  • FIG. 5 In the envelope shown in FIG. 1, the angle formed by the inner wall surface of the concave portion and the bottom surface was made coincident with the critical angle of incidence at which light from the light emitting element causes total reflection at the interface between the transparent material and air. sometimes It is a figure for explaining the reflected light which can be taken out.
  • FIG. 6 In the envelope shown in FIG. 1, the angle formed by the inner wall surface of the concave portion and the bottom surface is smaller than the critical angle of incidence at which light from the light emitting element causes total reflection at the interface between the transparent material and air.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining reflected light that can be extracted to the outside at times.
  • FIG. 7 is a graph showing the transition of the light extraction rate at which the boundary surface force can be extracted when the angle of the inner wall surface with respect to the bottom surface is changed in the envelope shown in FIG.
  • FIG. 8 is a perspective view showing a configuration of an envelope as a comparative example with respect to the envelope shown in FIG. 1.
  • FIG. 9 is a view for explaining a path of light emitted from the light emitting element of the envelope which is a comparative example with respect to the envelope shown in FIG. 1.
  • FIG. 10 is a graph showing the relationship between the reflectance of the inner wall surface of the recess and the rate of improvement in luminous efficiency in the envelope shown in FIG. 1.
  • FIG. 11 is a perspective view showing a configuration of an envelope of a light emitting device according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view showing a path of reflected light in the envelope of FIG.
  • FIG. 13 is a perspective view showing a configuration of a light emitting element envelope according to still another embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a perspective view showing a cross section of a part of the envelope of FIG. 13 by cutting.
  • FIG. 15 is a perspective view showing a configuration of a light emitting element envelope according to still another embodiment of the present invention.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view of the envelope shown in FIG.
  • FIG. 1 is a perspective view of an envelope of a light emitting device according to one embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a cross-sectional view thereof.
  • the envelope shown in the figure is generally called SMD (surface mount device) type.
  • the envelope has, for example, an envelope main body 1 made of white PPA (polyphthalamide) resin, and the envelope main body 1 is formed with a concave portion 7 opened at the center of the upper surface.
  • the recess 7 has a substantially horizontal bottom surface 7a and a force of an inner wall surface 7b obliquely intersecting the bottom surface 7b, and is formed in a substantially inverted truncated cone shape.
  • the bottom surface 7a and the inner wall surface 7b are designed to reflect light incident on the Color, roughness, etc. are processed.
  • a first lead frame 3 and a second lead frame 4 made of metal are substantially horizontally opposed to each other on the bottom surface 7a of the concave portion 7, and the first lead frame 3 and the second lead frame 4 are large.
  • the part is embedded in the resin envelope body 1, and opposite ends are exposed on the bottom surface 7 a of the recess 7.
  • An electrode portion 3a is formed on the exposed end of the first lead frame 3, and an electrode portion 4a is formed on the exposed end of the second lead frame 4.
  • a lower electrode of a light emitting element 2 such as an LED (Light Emitting Diode) is connected using a conductive material, and an upper electrode of the light emitting element 2 is Is connected to the electrode portion 4a of the second lead frame 4 via
  • the concave portion 7 is filled with a transparent member 6 such as a translucent epoxy resin.
  • a boundary surface between the transparent member 6 and the air (hereinafter, also simply referred to as a “boundary surface”) is substantially parallel to the bottom surface 7a of the concave portion 7.
  • the wire 5 is made of, for example, gold.
  • the angle ⁇ 1 between the inner wall surface 7 b of the recess 7 and the bottom surface 7 a is determined by the direct light emitted from the light emitting element 2 at the boundary surface. Is almost equal to the critical angle of incidence ⁇ 2 that causes total internal reflection.
  • the refractive index n is approximately 1.5, and the refractive index of air is large.
  • the critical angle of incidence ⁇ 2 at the interface between the epoxy resin and air is 49 °. Therefore, light entering the boundary surface from the light emitting element 2 at an incident angle greater than 49 ° is refracted and emitted to the outside, while light entering at an incident angle smaller than 49 ° is totally reflected. Return to the inside of the recess 7.
  • the radiation cone 80 having the position of the light emitting element 2 as the apex and the angle between the side surface and the boundary surface being 49 ° is referred to as the external light. Can be taken out.
  • the direct light inside the radiation cone 80 is radiated to the air layer side without being attenuated by reflection on the inner wall surface or the boundary surface of the concave portion 7.
  • the light hitting the inner wall surface 7b is diffusely reflected and is therefore reflected in all directions.
  • the reflection position of the light on the inner wall surface 7b is the vertex
  • the boundary surface is the bottom surface 7a
  • half of the light inside the radiation cone 81 with the angle of 49 ° between the side surface and the boundary surface is half by the inner wall surface 7b. Since the light is reflected inside the concave portion 7, it cannot be taken out.
  • the entire radiation cone 81 is completely secured in the transparent member 6, and all the light in the radiation cone 81 is extracted to the outside.
  • the angle ⁇ 1 of the inner wall surface 7b is made slightly smaller than the critical angle of incidence ⁇ 2. Also in this case, since the radiation cone 81 is completely secured in the transparent member 6, all the light in the radiation cone 81 can be extracted to the outside.
  • FIG. 7 is a graph showing the transition of the extraction rate of the light amount with respect to various values of the angle ⁇ 1 when epoxy resin is used as the transparent material.
  • the horizontal axis is the angle ⁇ 1 (°) of the inner wall surface 7b with respect to the bottom surface 7a, and the vertical axis is the light extraction rate (%).
  • the vertical axis indicates the relative value when the extracted light amount is 100% in the comparative example in which the angle ⁇ 1 of the inner wall surface 7b is 70 °.
  • the light extraction rate becomes the maximum, and the value is obtained when the angle ⁇ 1 of the inner wall surface 7b is 70 °. It has been confirmed that this is improved by 20%.
  • a part of the inner wall surface 7b is formed to extend in the radial direction.
  • a recessed portion (recess portion) 8 is provided to further expose the periphery of the electrode portion 4a of the lead frame 4.
  • the other end of the wire 5 whose one end is connected to the upper surface electrode of the light emitting element 2 is connected to this portion.
  • the envelope of the comparative example has a configuration in which the angle 01 ′ formed between the inner wall surface 17 of the recess 7 and the bottom surface 7a is 70 °. Since the gradient with respect to the bottom surface 7a of the inner wall surface 17 is large, the electrode portions 3a and 4a are widely exposed to that extent, thereby facilitating wire bonding. On the other hand, as for the light reflected on the inner wall surface 17, a part of the radiation cone with the vertex at the position of the reflection and the side surface as the boundary surface falls on the inner wall surface 17, so that all the light in the radiation cone is It cannot be taken out.
  • the exposed areas of the electrode portions 3a and 4a are large, the light absorption amount is large, so that the amount of light that can be extracted to the outside of the envelope is reduced.
  • the other parts are the same as those of the envelope of the present embodiment, and the description is omitted here.
  • the angle ⁇ 1 formed by the inner wall surface 7b and the bottom surface 7a of the concave portion 7 is set such that the direct light emitted from the light emitting element 2 is directed to the boundary surface between the transparent member 6 and the air.
  • the angle of incidence equal to the incident critical angle ⁇ 2 at which total reflection occurs, light from the light emitting element 2 can be efficiently emitted to the outside.
  • the radiation cone 81 is transparent, where the reflection position of the light on the inner wall surface 7b is the vertex, the boundary surface is the bottom surface 7a, and the angle between the side surface and the bottom surface 7a is the critical angle of incidence ⁇ 2. This is because all the light in the radiation cone 81 can be extracted to the outside because it is completely secured in the member 6.
  • the exposed area of the electrode portions 3a and 4a of the lead frame is reduced by reducing the gradient of the inner wall surface 7b of the concave portion 7 as described above. 4a can reduce the amount of light absorbed, and the light emitted by the light-emitting element 2 is efficiently radiated to the outside. Can be made.
  • a recess 8 for exposing the upper electrode 4 a of the lead frame 4 is provided in a part of the inner wall surface 7 b of the recess 7, so that the inner wall surface 7 b Even when the gradient is reduced, a space for wire bonding the upper surface electrode of the light emitting element 2 to the electrode portion 4a can be secured.
  • the force using epoxy resin as the transparent member 6 is not limited to this.
  • the critical angle of incidence ⁇ ⁇ ⁇ 2 at which the total reflection at the interface between the transparent member 6 and the air starts to occur depends on the refractive index of the transparent member 6, so that when a transparent material other than epoxy resin is used, or when multiple transparent When the materials are mixed, the refractive index power of the light in each material is determined based on the critical angle of incidence ⁇ 2, and then the angle ⁇ 1 between the inner wall surface 7b and the bottom surface 7a of the recess 7 is determined.
  • FIG. 10 is a graph showing the relationship between the reflectance of the inner wall surface 7b of the recess 7 and the improvement rate of the luminous efficiency measured for explaining another embodiment of the present invention.
  • the horizontal axis is the reflectivity of the inner wall surface 7b
  • the vertical axis is the light output when this angle is set to 49 ° with respect to the light extraction efficiency of the luminous flux in an envelope whose angle to the bottom surface 7a of the inner wall surface 7b is 70 °. This is the rate of improvement in extraction efficiency.
  • the light extraction efficiency was improved by 20% by setting the reflectance of the inner wall surface 7b to 60% or more.
  • the degree of improvement in light extraction efficiency also depends on the refractive index of the transparent member 6, but when this refractive index is about 1.5, an efficiency improvement of 20% or more can be guaranteed.
  • FIG. 11 and FIG. 12 are diagrams showing an envelope for a light emitting element according to still another embodiment of the present invention.
  • an envelope capable of realizing a surface light source with a single light emitting element is provided. That is, the light emitting device according to this embodiment
  • the envelope has a central recess 100 at the center of the surface of the envelope body 11 made of white PPA resin.
  • the electrode portion 13a of the first lead frame 13 made of metal and the electrode portion 14a of the second lead frame 14 are opposed to each other at 7a.
  • the lower electrode of the light emitting element 2 is connected to the electrode section 13a using a conductive material, and the upper electrode of the light emitting element 2 is connected to the electrode section 14a of the second lead frame 14 via the wire 5.
  • the shape of the central recess 100 is the same as that of the recess 7 of the envelope in the embodiment shown in FIG. 1, and the angle formed between the inner wall surface and the bottom surface of the recess 100 is directly changed by the light emitted from the light emitting element 2.
  • the angle of incidence is selected to be equal to the critical angle of incidence at which light is totally reflected at the interface between the transparent member 16 and the air, or within a range of ⁇ 15 ° of the critical angle of incidence.
  • the envelope main body 11 has at least one peripheral recess around the central recess 100 at the same angle between the inner wall surface and the bottom surface as the recess 100 and the light emitting element 2 is not disposed on the bottom surface.
  • peripheral recesses 101 to 107 which are shallower and have a smaller circumference than the central recess 100 are provided around the central recess 100, and peripheral recesses which are shallower and have a smaller circumference than the central recess 100 are provided outside the central recess 100. It has 111-120.
  • the transparent member 16 is formed by using, for example, epoxy resin, filling the central concave portion 100 and all the peripheral concave portions 101-107, 111-120 and covering them in common, and having a flat upper surface. You.
  • epoxy resin is used for the transparent member 16
  • its refractive index is, for example, 1.5.
  • the angle of the inner wall surface of the central recess 100 is made to coincide with the critical angle of incidence of 49 °, so that the light extraction rate is maximized.
  • a notch 121 formed at a corner of the envelope body 11 shown in FIG. 11 is a force sword mark indicating the position of the force sword electrode of the light emitting element 2.
  • both the central concave portion 100 and the peripheral concave portions 101-107 and 111-120 where the light emitting element is not disposed are covered by the common transparent member 16, thereby providing a transparent material.
  • the light reflected on the boundary surface between the member 16 and the air and returned to the inside is diffusely reflected on the inner wall surface and the bottom surface of the peripheral concave portions 101-107, 111-120.
  • this surface light source can be realized without necessarily using a diffusion plate, the thickness of the entire envelope can be reduced, and the light source has a soft shine as a light source and is gentle to human eyes. can get. Since this envelope is thin, it is suitable for surface mounting on a printed circuit board.
  • the angle formed between the inner wall surface and the bottom surface of the central concave portion 100 and the peripheral concave portions 101-107, 111-120 is set so that the direct light radiated from the light emitting element 2 is
  • the light from the light-emitting element 2 can be efficiently radiated to the outside by matching the critical angle of incidence that causes total internal reflection with respect to the boundary surface or within the range of 15 ° of the critical angle of incidence. .
  • FIGS. 13 and 14 show a light-emitting element envelope according to still another embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a perspective view of the envelope, and FIG. FIG. In the figure, parts corresponding to those of the components of the envelope shown in FIGS. 11 and 12 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
  • a plurality of peripheral concave portions 131 formed on the upper surface of the envelope main body 11 are arranged so as to form a plurality of concentric circles 132, 133, and 134 around the central concave portion 100.
  • the plurality of peripheral recesses 131 have substantially the same opening diameter and depth.
  • peripheral concave portion 131 Since no light emitting element is provided in the peripheral concave portion 131, its cross section is formed in an inverted conical shape as shown in FIG.
  • concentric reflecting walls 135 and 136 are also formed around the central recess 100. These reflecting wall surfaces 135 and 136 are formed at the same angle with respect to the bottom surface of the central recess 100 as the inner wall surface of the central recess 100.
  • the angle between each of the reflecting walls 135 and 136 and the bottom surface of the concave portion 100 is set so that the direct light emitted from the light emitting element 2 causes total reflection on the later-described interface between the transparent member 16 and air.
  • the critical angle is selected to match the critical angle or within ⁇ 15 ° of this critical angle of incidence.
  • the upper surface of the envelope main body 11 in which the plurality of peripheral concave portions 131 are formed around the central concave portion 100 is covered with the transparent member 16 made of, for example, epoxy resin. That is, the transparent member 16 is filled with epoxy resin so as to commonly cover the central concave portion 100, all the peripheral concave portions 131, and all of the concentric reflective walls 135 and 136, and is formed so that the upper surface thereof is flat. Is done.
  • FIGS. 15 and 16 show a light emitting element envelope according to still another embodiment of the present invention.
  • FIG. 15 is a perspective view thereof
  • FIG. 16 is a sectional view thereof.
  • parts corresponding to those of the components of the envelope shown in FIGS. 11 and 12 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
  • this envelope a plurality of concentric reflection grooves 141, 142, and 143 are formed around a central concave portion 100 formed on the upper surface of the envelope main body 11. As shown in FIG.
  • each of these reflection grooves 141, 142, and 143 has a V-shaped cross-sectional shape, and the bottoms 141a, 142a, and 143a (not shown) are formed on the outer concentric circles. As it becomes, its position is gradually increasing. Therefore, the V-shaped reflecting wall surfaces forming the reflecting grooves 141, 142, and 143, respectively, are formed such that the height of the reflecting wall surface outside the concentric circle on the center side is higher.

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Abstract

　発光素子２が配置される底面７ａと、この底面７ａに対して所定の角度で交差する内壁面７ｂにより逆円錐台状に形成された凹部７とを有する外囲器本体１と、この外囲器本体１の前記凹部７に充填された透明部材６とを備え、前記凹部７を形成する内壁面７ｂと底面７ａとがなす角度を、前記発光素子２から放射された直接光が前記透明部材６と空気との境界面に対して全反射を起こす入射臨界角を基準としてその±１５°の範囲内の値に選定されていることを特徴とする発光素子用外囲器。

Description

明 細 書
発光素子の外囲器およびその製造方法
技術分野
[0001] 本発明は、発光素子が発光した光を外部へ放射するようにした発光素子の外囲器
(package)およびその製造方法に関する。
背景技術
[0002] 半導体発光素子を収納する外囲器は、例えば特開 2003— 163378号公報に記載 されている。この外囲器は、同公報の第 8図に示されるように、上面に内壁 7が傾斜し た凹部が形成された榭脂製のノ ッケージ 1が設けられている。このパッケージ 1の上 記凹部底面には、互いに対向配置された第 1のリードフレーム 3aと第 2のリードフレ ーム 4aが配置される。半導体発光素子 2の一方の電極が第 1のリードフレーム 3a上 にマウントされ電気的に接続される。発光素子 2の他方の電極はワイヤ 5を通じて第 2 のリードフレーム 4aに接続される。ノ¾ /ケージ 1の凹部は透光性の封止榭脂 6が充填 され封止される。
[0003] このような外囲器にぉ 、ては、発光素子 2から放射された光を封止榭脂 6を介して 外部へ放射するようになって!/ヽる。
発明の開示
[0004] し力しながら、上記の外囲器は、凹部における内壁と底面とがなす角度について光 学的に何ら考慮されたものではなぐ発光素子からの光を効率よく外部へ放射できる ようにはなって!/、なかった。
[0005] 本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、発光素子の 発光光を効率的に外部へ放射し得る発光素子の外囲器およびその製造方法を提供 することにある。
[0006] 本発明の 1実施例に係る発光素子の外囲器は、発光素子が配置される底面と、こ の底面に対して所定の角度で交差する内壁面により逆円錐台状に形成された凹部と を有する外囲器本体と、この外囲器本体の前記凹部に充填された透明部材とを備え 、前記凹部を形成する内壁面と底面とがなす角度を、前記発光素子から放射された 直接光が前記透明部材と空気との境界面に対して全反射を起こす入射臨界角を基 準としてその ± 15° の範囲内の値に選定されていることを特徴とする。
[0007] また、本発明の上記実施例に係る発光素子の外囲器においては、前記外囲器本 体が榭脂あるいはセラミック力 なることを特徴とする。
[0008] さらに、本発明の上記実施例に係る発光素子の外囲器においては、前記外囲器本 体が白色榭脂あるいは白色セラミック力もなることを特徴とする。
[0009] さらに、本発明の上記実施例に係る発光素子の外囲器においては、前記白色榭脂 はポリフタルアミド榭脂あるいはシリコーン榭脂からなることを特徴とする。
[0010] さらに、本発明の上記実施例に係る発光素子の外囲器においては、前記凹部の内 壁面の反射率が 60%以上であることを特徴とする。
[0011] さらに、本発明の上記実施例に係る発光素子の外囲器においては、前記凹部底面 には、前記発光素子がマウントされたリードフレームが配置され、このリードフレーム の一部が前記凹部の内壁面に形成された抉れ部により露出されていることを特徴と する。
[0012] このように構成された発光素子の外囲器にお!ヽては、発光素子から放射された光 が前記凹部を形成する内壁面に入射しても、その反射光は全て外囲器の外部へ取 り出すことができ、光の利用効率を大幅に向上することができる。
[0013] また、内壁面の一部に形成された抉れ部により、発光素子の上面電極をリードフレ ームにワイヤボンディングするためのスペースを確保することができる。
[0014] 本発明の他の実施例に係る発光素子の外囲器は、底部に発光素子が配置された 中心凹部の周囲に、発光素子が底面に配置されていない複数個の周辺凹部が形成 された外囲器本体と、この外囲器本体に形成された前記中心凹部および複数個の 周辺凹部に共通に充填された透明部材とを備え、前記複数個の周辺凹部の内壁面 と底面とのなす角度を前記中心凹部の対応する角度とほぼ等しくしたことを特徴とす る。
[0015] この実施例によれば、中心凹部内に配置された発光素子力も放射された光が、前 記透明部材と空気との境界面で全反射して前記周辺凹部に戻った光をこれらの周 辺凹部の内壁面および底面で反射させて、前記外囲器本体の外部へ放射すること により、発光素子が発光した光を効率的に外部へ放射することができる。
[0016] また、本発明のさらに他の実施例に係る発光素子の外囲器は、前記複数個の周辺 凹部は、前記中心凹部の周囲に複数の同心円を形成するように配列されていること を特徴とする。
[0017] また、本発明のさらに他の実施例に係る発光素子の外囲器は、底部に発光素子が 配置された中心凹部の周囲に、複数個の同心円状の反射溝が形成された外囲器本 体と、この外囲器本体に形成された前記中心凹部および複数個の反射溝に共通に 充填された透明部材とを備え、前記中心凹部は、前記発光素子が配置される底面と 、この底面に対して所定の角度で交差する内壁面により逆円錐台状に形成され、前 記内壁面と前記底面とがなす角度を、前記発光素子から放射された直接光が前記 透明部材と空気との境界面に対して全反射を起こす入射臨界角を基準としてその士 15° の範囲内の値に選定されており、前記複数個の周辺凹部の内壁面と底面との なす角度を前記中心凹部の対応する角度とほぼ等しくしたことを特徴とする。
[0018] 本発明の 1実施例に係る発光素子用の外囲器の製造方法は、発光素子が配置さ れる底面と、この底面に対して所定の角度で交差する内壁面により逆円錐台状に形 成された凹部とを有する外囲器本体と、この外囲器本体の前記凹部に充填された透 明部材とを備え、前記凹部を形成する内壁面と底面とがなす角度を、前記発光素子 から放射された直接光が前記透明部材と空気との境界面に対して全反射を起こす入 射臨界角を基準としてその ± 15° の範囲内の値に選定することを特徴とする。 図面の簡単な説明
[0019] [図 1]本発明の 1実施例である発光素子の外囲器の構成を示す斜視図である。
[図 2]図 1に示す外囲器の構成を示す断面図である。
[図 3]図 1に示す外囲器において、凹部の内壁面が底面となす角度を説明するため の図である。
[図 4]図 1に示す外囲器において、凹部の内壁面が底面となす角度を垂直としたとき に外部へ取り出せる反射光を説明するための図である。
[図 5]図 1に示す外囲器において、凹部の内壁面が底面となす角度を、発光素子から の光が透明材料と空気との境界面で全反射を起こす入射臨界角に一致させたときに 外部へ取り出せる反射光を説明するための図である。
[図 6]図 1に示す外囲器において、凹部の内壁面が底面となす角度を、発光素子から の光が透明材料と空気との境界面で全反射を起こす入射臨界角よりも小さくしたとき に外部へ取り出せる反射光を説明するための図である。
[図 7]図 1に示す外囲器において、内壁面の底面に対する角度を変えたときの境界面 力も取り出せる光量の取出し率の推移を示すグラフである。
[図 8]図 1に示す外囲器に対する比較例である外囲器の構成を示す斜視図である。
[図 9]図 1に示す外囲器に対する比較例である外囲器について発光素子力 放射さ れた光の経路を説明するための図である。
[図 10]図 1に示す外囲器における凹部の内壁面の反射率と発光効率の向上率との 関係を示すグラフである。
[図 11]本発明の他の実施例である発光素子の外囲器の構成を示す斜視図である。
[図 12]図 11の外囲器における反射光の経路を示す断面図である。
[図 13]本発明のさらに他の実施例である発光素子の外囲器の構成を示す斜視図で ある。
[図 14]図 13の外囲器の一部を切断してその断面を示す斜視図である。
[図 15]本発明のさらに他の実施例である発光素子の外囲器の構成を示す斜視図で ある。
[図 16]図 15の外囲器の断面図である。
発明の詳細な説明
[0020] 以下、本発明の実施例について図面を用いて詳細に説明する。
[0021] 図 1は、本発明の 1実施例である発光素子の外囲器の斜視図であり、図 2はその断 面図である。同図に示される外囲器は、一般に SMD(surface mount device)型と呼 ばれるものである。この外囲器は、例えば、白色の PPA (ポリフタルアミド)樹脂製の外 囲器本体 1を有し、この外囲器本体 1には、上面中央部に開口する凹部 7が形成され ている。凹部 7は、ほぼ水平の底面 7aと、この底面 7bに対して斜め方向に交わる内 壁面 7b力 なり、ほぼ逆円錐台状に形成されている。これらの底面 7aおよび内壁面 7bは、それらの面に入射した光を完全拡散反射に近!ヽ条件で反射するように表面の 色、粗さ等が処理されている。この凹部 7の底面 7aには金属製の第 1のリードフレー ム 3および第 2のリードフレーム 4がほぼ水平に対向配置され、これら第 1のリードフレ ーム 3および第 2のリードフレーム 4の大部分は、榭脂製の外囲器本体 1内に埋め込 まれており、互いに対抗する端部が凹部 7の底面 7aに露出している。第 1のリードフ レーム 3の露出された端部には電極部 3aが、また、第 2のリードフレーム 4の露出され た端部には電極部 4aがそれぞれ形成されている。第 1のリードフレーム 3の電極部 3a 上には、例えば、 LED(Light Emitting Diode)のような発光素子 2の下面電極が導 電材料を用いて接続され、発光素子 2の上面電極はワイヤ 5を介して第 2のリードフレ ーム 4の電極部 4aに接続される。この状態で、凹部 7には透光性のあるエポキシ榭脂 等の透明部材 6が充填される。透明部材 6と空気との境界面 (以下、単に「境界面」と もいう)は、凹部 7の底面 7aに対してほぼ平行である。ワイヤ 5は、例えば金製である。
[0022] 次に、図 3に示すように、この実施例の外囲器では、凹部 7の内壁面 7bが底面 7aと なす角度 θ 1を、発光素子 2から放射された直接光が境界面に対して全反射を起こ す入射臨界角 Θ 2にほぼ一致させている。
[0023] 例えば、透明部材 6にエポキシ榭脂を用いた場合、その屈折率 nはおおよそ 1. 5で あり、空気の屈折率はりも大きい。この場合、エポキシ榭脂と空気との境界面におけ る入射臨界角 Θ 2は 49° である。したがって、発光素子 2から境界面に 49° よりも大 きな入射角で入射する光は屈折して外部へ放射されるが、 49° よりも小さな入射角 で入射する光は、全反射して凹部 7の内部に戻る。つまり、発光素子 2からの直接光 としては、発光素子 2の位置を頂点とし、側面と境界面とのなす角度が 49° の円錐（ 以下放射円錐という。）80の内部にある光だけを外部に取り出せることになる。放射 円錐 80の内部にある直接光は、凹部 7の内壁面や境界面での反射によって減衰す ることなく空気層側へ放射される。
[0024] 一方で、外部に取り出せる光としては、発光素子 2からの直接光の他に、凹部 7の 内壁面 7bで反射した光がある。内壁面 7bで反射した光を 、かにして外部へ取り出す かということは、発光素子 2からの光を効率的に外部へ放射する上で重要である。
[0025] 本実施例では、内壁面 7bに当った光は拡散反射をするので全方位へ反射される。
仮に、図 4に示すように、内壁面 7bが凹部 7の底面 7aに対して仮に垂直であったとす ると、内壁面 7bにおける光の反射位置を頂点、境界面を底面 7aとし、側面と境界面 とのなす角度が 49° の放射円錐 81の内部にある光のうち、半分は内壁面 7bにより 凹部 7の内方に反射されてしまうため、外部に取り出せな 、ことになる。
[0026] そこで、本実施例では、図 5に示すように、内壁面 7bが凹部 7の底面 7aとなす角度
θ 1を入射臨界角 Θ 2と一致させることにより、放射円錐 81全体を透明部材 6中に完 全に確保し、放射円錐 81の中にある光を全て外部へ取り出すようにして 、る。
[0027] あるいは、図 6に示すように、内壁面 7bの角度 θ 1を入射臨界角 Θ 2よりも幾分小さ くする。この場合にも、放射円錐 81は透明部材 6中に完全に確保されるので、放射円 錐 81の中にある光を全て外部へ取り出すことができる。
[0028] なお、内壁面 7bの角度 θ 1が入射臨界角 Θ 2よりも極端に大きい場合や極端に小 さい場合には、内壁面 7bで反射した光が境界面を透過できないことが多くなり、その 光が再度透明部材 6内に反射して戻ることになる。このような光は、透明部材 6内で内 壁面 7bや底面 7aでの反射を繰り返し、光路距離が長くなつて減衰するため、外部へ 取り出せる光量が減少することになる。このため、内壁面 7bの角度 0 1については、 適切な範囲が存在する。
[0029] 図 7は、透明材料にエポキシ榭脂を用いたときの角度 θ 1の種々の値に対する光量 の取出し率の推移を示すグラフである。横軸は内壁面 7bの底面 7aに対する角度 Θ 1(° ),縦軸は光量取出し率 (%)である。縦軸は、内壁面 7bの角度 θ 1を 70° とした比 較例の取出し光量を 100%としたときの相対値で示してある。同グラフから、内壁面 7b の角度 θ 1を入射臨界角の 49° に一致させた場合には、光量取り出し率は最大とな り、その値は内壁面 7bの角度 θ 1が 70° の場合に対して 20%も向上することが確認 された。また、内壁面 7bの角度 0 1を入射臨界角の 49° に対して ± 15° の範囲内 では、光量取出し率は 10%以上向上することが確認された。
[0030] ところで、上述したように内壁面 7bの勾配を小さくしていくと、図 3に示すように、凹 部 7底面 7aにおけるリードフレームの電極部 3a,4aの露出面積が縮小することになる 。これにより、電極部 3a,4aによる光の吸収量が少なくなるという効果が得られる一方 、発光素子 2を LEDとした場合は、 LEDの電極をワイヤで電極部 4aに接続する必要 があるため、電極部 4aの表面にワイヤボンディングのためのスペースを確保する必要 が生じる。
[0031] そこで、本実施例では、図 1および図 2に示すように、ワイヤボンディングのための 必要最小限のスペースを確保するために、内壁面 7bの一部に半径方向に延長形成 された抉れ部（recess portion) 8を設け、リードフレーム 4の電極部 4aの周囲をさらに 露出させる。この部分に発光素子 2の上面電極に一端が接続されたワイヤ 5の他端 が接続される。
[0032] 次に、比較例の外囲器について図 8の斜視図と図 9の断面図を用いて説明する。
比較例の外囲器は、凹部 7の内壁面 17と底面 7aがなす角度 0 1'が 70° になってい る構成である。内壁面 17の底面 7aに対する勾配が大きいので、その分だけ電極部 3 a, 4aが広く露出し、ワイヤボンディングがやり易くなつている。その一方で、内壁面 1 7で反射した光については、その反射の位置を頂点、側面を境界面とする放射円錐 の一部が内壁面 17にかかるため、当該放射円錐の中の光を全て外部へ取り出すこと はできない。また、電極部 3a、 4aの露出面積が広いので光の吸収量が大きぐこの 点からも外囲器の外部へ取り出せる光量が少なくなる。その他の部分については、本 実施例の外囲器と同様であるので、ここでは説明を省略する。
[0033] したがって、本実施例によれば、凹部 7の内壁面 7bと底面 7aとがなす角度 θ 1を、 発光素子 2から放射された直接光が透明部材 6と空気との境界面に対して全反射を 起こす入射臨界角 Θ 2に一致させることにより、発光素子 2からの光を効率的に外部 へ放射させることができる。その理由は、すでに説明したように、内壁面 7bでの光の 反射位置を頂点、境界面を底面 7aとし、側面と底面 7aとのなす角を入射臨界角 Θ 2 とする放射円錐 81が透明部材 6中に完全に確保されるので、放射円錐 81の中にある 光を全て外部へ取り出すことができるからである。
[0034] 本実施例によれば、凹部 7の内壁面 7bと底面 7aとがなす角度 θ 1を入射臨界角 Θ 2の ± 15° の範囲内に選定することにより、 0 1 = 0 2とした場合と実質的に同様の 効果を奏することができる。
[0035] また、本実施例によれば、上記のように凹部 7の内壁面 7bの勾配を小さくしたことで 、リードフレームの電極部 3a, 4aの露出面積が縮小するので、電極部 3a, 4aによる 光の吸収量を少なくでき、もって発光素子 2が発光した光を外部へ効率的に放射さ せることができる。
[0036] また、本実施例によれば、凹部 7の内壁面 7bの一部に、リードフレーム 4の上面電 極 4aを露出させるための抉れ部 8を備えたことにより、内壁面 7bの勾配を小さくした 場合でも、発光素子 2の上面電極を電極部 4aにワイヤボンディングするためのスぺー スを確保することができる。
[0037] なお、本実施例においては、透明部材 6としてエポキシ榭脂を用いた力 これに限 られるものではない。透明部材 6と空気との境界面における全反射が起こり始める入 射臨界角 Θ 2は、透明部材 6の屈折率によって変わるので、エポキシ榭脂以外の透 明材料を用いた場合や、複数の透明材料を混合した場合には、各々の材料におけ る光の屈折率力も入射臨界角 Θ 2を求めた上で、凹部 7の内壁面 7bと底面 7aとがな す角度 Θ 1を決定するようにする。
[0038] 図 10は 本発明の他の実施例を説明するために測定された、凹部 7の内壁面 7bの 反射率と発光効率の向上率との関係を示すグラフである。横軸は内壁面 7bの反射 率であり、縦軸は内壁面 7bの底面 7aに対する角度が 70° の外囲器における光束の 光取出効率に対して、この角度を 49° としたときの光取出効率の向上率である。
[0039] 同図のグラフに示すように、内壁面 7bの反射率を 60%以上とすることで、光取出効 率は 20%向上することが確認された。もちろん、光取出効率の向上の程度は、透明部 材 6の屈折率にも依存するが、この屈折率が 1.5程度の場合には 20%以上の効率向 上を保証することができる。
[0040] 前述したように、凹部 7の内壁面 7bで反射した光をいかにして外部へ取り出すかと いうことは、発光素子 2からの光を効率的に外部へ放射する上で重要である。本実施 例では、凹部 7の内壁面 7bの反射率を 60%以上とすることで、光を効率的に外部へ 放射できるようにする。なお、本実施例における発光素子の外囲器の基本的な構成 については、前述した実施例におけるものと同様であるので、ここでは重複した説明 は省略する。
[0041] 次に、図 11および図 12は、本発明のさらに他の実施例である発光素子用の外囲 器を示す図である。この実施例においては、単一の発光素子により面光源を実現す ることが可能な外囲器を提供するものである。すなわち、この実施例による発光素子 の外囲器は、図 11の斜視図および図 12の断面図に示すように、白色の PPA榭脂製 の外囲器本体 11の表面中央に中心凹部 100を備え、この中心凹部 100の底面 7aに 金属製の第 1のリードフレーム 13の電極部 13aおよび第 2のリードフレーム 14の電極 部 14aが対向配置されている。電極部 13aの上には発光素子 2の下面電極が導電材 料を用いて接続され、発光素子 2の上面電極はワイヤ 5を介して第 2のリードフレーム 14の電極部 14aに接続される。
[0042] 中心凹部 100の形状は、図 1に示した実施例における外囲器の凹部 7と同様であり 、凹部 100の内壁面と底面とがなす角度を、発光素子 2から放射された直接光が透 明部材 16と空気との境界面に対して全反射を起こす入射臨界角に一致あるいはこの 入射臨界角の ± 15° の範囲内に選定している。
[0043] 外囲器本体 11は、中心凹部 100の周囲に、内壁面と底面とがなす角度が凹部 100 のと同様で、かつ発光素子 2が底面に配置されていない周辺凹部を 1つ以上備える。 図 11では、一例として中心凹部 100の周囲に、この中心凹部 100より浅くかつ円周が 小さい周辺凹部 101— 107を備えるとともに、その外側には中心凹部 100よりさらに 浅くかつ円周が小さい周辺凹部 111一 120を備えている。
[0044] 透明部材 16は例えばエポキシ榭脂を用い、中心凹部 100および全ての周辺凹部 1 01— 107、 111一 120を充填してこれらを共通に覆うとともに、上面が平坦となるよう に形成される。透明部材 16にエポキシ榭脂を用いた場合、その屈折率はたとえば 1. 5となる。第 1の実施例でも説明したように、透明材料 16の屈折率が 1.5の場合には、 中心凹部 100の内壁面の角度を入射臨界角 49° に一致させることで、光量取り出し 率は最大となる。なお、図 11に示される外囲器本体 11の角部に形成された切欠き部 121は発光素子 2の力ソード電極の位置を示す力ソードマークである。
[0045] このように構成された外囲器にぉ 、ては、図 12の断面図に示すように、発光素子 2 が発し、透明部材 16と空気との境界面で反射した光の一部は、発光素子 2が搭載さ れている中心凹部 100の反射面で拡散反射される。境界面で反射した残りの光の一 部と、中心凹部 100の反射面で拡散反射した後、再び境界面で反射した光の一部 は、中心凹部 100の外側に配置された周辺凹部 101— 107、 111一 120の反射面で 拡散反射し、その一部は境界面力も外へ出る。続いて、さらに外側の周辺凹部 101 一 107、 111一 120においても同様に反射面で一部の光が拡散反射し、その一部が 境界面から外へ出る。
[0046] したがって、本実施例によれば、中心凹部 100および発光素子が配置されていな い周辺凹部 101— 107、 111一 120の双方を共通の透明部材 16により覆うようにした ことにより、透明部材 16と空気との境界面で反射して内部に戻った光が周辺凹部 10 1一 107、 111一 120の内壁面および底面で拡散反射するようになる。この結果、光 が外部へ放射し易くなるとともに、凹部を浅く形成した、厚みの薄い外囲器により、外 囲器力も放射する光が全体として面状の広がりを持つ、面光源を実現することができ る。この面光源は、必ずしも拡散板を用いることなく実現することができるため、外囲 器全体の厚さを薄くすることができ、光源としても輝きがソフトで、人間の眼に対して 優しい光源が得られる。この外囲器は厚さが薄いので、プリント基板への表面実装に 適している。
[0047] 本実施例によれば、中心凹部 100および周辺凹部 101— 107、 111一 120の内壁 面と底面とがなす角度を、発光素子 2から放射された直接光が透明部材 16と空気と の境界面に対して全反射を起こす入射臨界角に一致あるいはこの入射臨界角の士 1 5° の範囲内としたことで、発光素子 2からの光を効率的に外部へ放射させることが できる。
[0048] 図 13および図 14は、本発明のさらに他の実施例を示す発光素子用の外囲器を示 すものであり、図 13はその斜視図、図 14はその中心部において半径方向に切断し て示す一部断面図である。なお、同図においては、図 11および図 12に示す外囲器 の構成部分と対応する部分には同一符号を付し、それらの詳細な説明は省略する。 この外囲器は外囲器本体 11の上面に形成される複数の周辺凹部 131は、中心凹部 100の周囲に複数の同心円 132、 133、 134を形成するように配置されている。複数 の周辺凹部 131は、それぞれほぼ同じ開口径と深さを有している。なお周辺凹部 13 1には発光素子が設置されていないため、その断面は図 14に示すように、逆円錐状 に形成されている。異なる同心円 132、 133、 134上に配列されている周辺凹部 131 は、それらの底部 (逆円錐状の頂点）の位置が内側の同心円より外側の同心円に配 列されるに従って徐々に高くなつている。異なる同心円 132と 133の間、同心円 133 と 134の間には、同じく中心凹部 100の周囲に同心円状の反射壁面 135、 136が形 成されている。これらの反射壁面 135、 136は、中心凹部 100の底面に対して、中心 凹部 100の内壁面と同様な角度に形成されている。すなわち、各反射壁面 135、 13 6と凹部 100の底面とがなす角度を、発光素子 2から放射された直接光が後述する透 明部材 16と空気との境界面に対して全反射を起こす入射臨界角に一致あるいはこ の入射臨界角の ± 15° の範囲内に選定されている。
[0049] このように中心凹部 100の周囲に複数の周辺凹部 131が形成された外囲器本体 1 1の上面は、例えばエポキシ榭脂からなる透明部材 16により覆われる。すなわち、透 明部材 16は、中心凹部 100、全ての周辺凹部 131および同心円状の反射壁面 135 、 136の全てを共通に覆うようにエポキシ榭脂を充填し、その上面が平坦となるように 形成される。
[0050] 図 15および図 16は、本発明のさらに他の実施例を示す発光素子用の外囲器を示 すものであり、図 15はその斜視図、図 16はその断面図である。なお、同図において は、図 11および図 12に示す外囲器の構成部分と対応する部分には同一符号を付し 、それらの詳細な説明は省略する。この外囲器は外囲器本体 11の上面に形成される 中心凹部 100の周囲に、複数の同心円状の反射溝 141、 142、 143が形成されてい る。これらの反射溝 141、 142、 143は図 16に示されているように、それぞれ V字状の 断面形状を備えており、その底部 141a、 142a, 143a (図示せず。）は外側の同心円 になるにしたがって、その位置が徐々に高くなつている。したがって、反射溝 141、 14 2、 143をそれぞれ形成する V字状の反射壁面は、同心円の中心側の反射壁面より 外側の反射壁面の高さがより高く形成されている。

Claims

請求の範囲
[I] 発光素子が配置される底面と、この底面に対して所定の角度で交差する内壁面に より逆円錐台状に形成された凹部とを有する外囲器本体と、この外囲器本体の前記 凹部に充填された透明部材とを備え、前記凹部を形成する内壁面と底面とがなす角 度を、前記発光素子から放射された直接光が前記透明部材と空気との境界面に対し て全反射を起こす入射臨界角を基準としてその ± 15° の範囲内の値に選定されて いることを特徴とする発光素子用外囲器。
[2] 前記外囲器本体が榭脂あるいはセラミック力 なることを特徴とする請求項 1記載の 発光素子用外囲器。
[3] 前記榭脂あるいはセラミックはそれぞれ白色榭脂あるいは白色セラミック力もなるこ とを特徴とする請求項 2記載の発光素子用外囲器。
[4] 前記白色榭脂はポリフタルアミド榭脂あるいはシリコーン榭脂からなることを特徴と する請求項 3記載の発光素子用外囲器。
[5] 前記凹部の内壁面の反射率が 60%以上であることを特徴とする請求項 1記載の発 光素子用外囲器。
[6] 前記外囲器本体の凹部底面部には、前記発光素子がマウントされたリードフレーム が埋設され、このリードフレームの一部が前記凹部底面及び内壁面に形成された抉 れ部により露出されていることを特徴とする請求項 1記載の発光素子用外囲器。
[7] 前記外囲器本体が榭脂あるいはセラミック力 なることを特徴とする請求項 6記載の 発光素子用外囲器。
[8] 前記榭脂あるいはセラミックはそれぞれ白色榭脂あるいは白色セラミック力もなるこ とを特徴とする請求項 7記載の発光素子用外囲器。
[9] 前記白色榭脂はポリフタルアミド榭脂あるいはシリコーン榭脂からなることを特徴と する請求項 8記載の発光素子用外囲器。
[10] 前記凹部の内壁面の反射率が 60%以上であることを特徴とする請求項 9記載の発 光素子用外囲器。
[II] 底部に発光素子が配置された中心凹部の周囲に、発光素子が底面に配置されて いない複数個の周辺凹部が形成された外囲器本体と、この外囲器本体に形成され た前記中心凹部および複数個の周辺凹部に共通に充填された透明部材とを備え、 前記中心凹部は、前記発光素子が配置される底面と、この底面に対して所定の角度 で交差する内壁面により逆円錐台状に形成され、前記内壁面と前記底面とがなす角 度を、前記発光素子から放射された直接光が前記透明部材と空気との境界面に対し て全反射を起こす入射臨界角を基準としてその ± 15° の範囲内の値に選定されて おり、前記複数個の周辺凹部の内壁面と底面とのなす角度を前記中心凹部の対応 する角度とほぼ等しくしたことを特徴とする発光素子用外囲器。
[12] 前記複数個の周辺凹部のうち、前記中心凹部に対して半径方向で遠くに配置され ている周辺凹部は、近くに配置されている周辺凹部に対して、その底部の位置が高く なるように形成されて 、ることを特徴とする請求項 11記載の発光素子用外囲器。
[13] 前記複数個の周辺凹部は、前記中心凹部の周囲に複数の同心円を形成するよう に配列されていることを特徴とする請求項 11記載の発光素子用外囲器。
[14] 前記複数個の周辺凹部は、ほぼ同一の開口径及び深さを有し、断面がほぼ逆円 錐状に形成され、かつ前記外側の同心円状に配列された周辺凹部の底部は内側の 同心円状に配列された周辺凹部の底部より高い位置に形成されていることを特徴と する請求項 12記載の発光素子用外囲器。
[15] 前記外囲器本体が榭脂あるいはセラミック力もなることを特徴とする請求項 14記載 の発光素子用外囲器。
[16] 前記榭脂あるいはセラミックはそれぞれ白色榭脂あるいは白色セラミック力 なるこ とを特徴とする請求項 15記載の発光素子用外囲器。
[17] 前記白色榭脂はポリフタルアミド榭脂あるいはシリコーン榭脂からなることを特徴と する請求項 16記載の発光素子用外囲器。
[18] 底部に発光素子が配置された中心凹部の周囲に、複数個の同心円状の反射溝が 形成された外囲器本体と、この外囲器本体に形成された前記中心凹部および複数 個の反射溝に共通に充填された透明部材とを備え、前記中心凹部は、前記発光素 子が配置される底面と、この底面に対して所定の角度で交差する内壁面により逆円 錐台状に形成され、前記内壁面と前記底面とがなす角度を、前記発光素子から放射 された直接光が前記透明部材と空気との境界面に対して全反射を起こす入射臨界 角を基準としてその ± 15° の範囲内の値に選定されており、前記複数個の周辺凹 部の内壁面と底面とのなす角度を前記中心凹部の対応する角度とほぼ等しくしたこ とを特徴とする発光素子用外囲器。
[19] 前記外囲器本体が榭脂あるいはセラミック力もなることを特徴とする請求項 18記載 の発光素子用外囲器。
[20] 前記榭脂あるいはセラミックはそれぞれ白色榭脂あるいは白色セラミック力 なるこ とを特徴とする請求項 19記載の発光素子用外囲器。
[21] 前記白色榭脂はポリフタルアミド榭脂あるいはシリコーン榭脂からなることを特徴と する請求項 20記載の発光素子用外囲器。
[22] 発光素子が配置される底面と、この底面に対して所定の角度で交差する内壁面に より逆円錐台状に形成された凹部とを有する外囲器本体と、この外囲器本体の前記 凹部に充填された透明部材とを備え、前記凹部を形成する内壁面と底面とがなす角 度を、前記発光素子から放射された直接光が前記透明部材と空気との境界面に対し て全反射を起こす入射臨界角を基準としてその ± 15° の範囲内の値に選定すること を特徴とする発光素子用外囲器の製造方法。
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