JP4269709B2 - 発光装置およびその製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はバックライト光源、ディスプレイ、照明など各種光源や光センサに利用される発光装置に係わり、特に、良好な信頼性と光学特性とを兼ね合わせた発光装置に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
今日、高輝度、高出力な半導体発光素子や小型且つ高感度な発光装置が開発され種々の分野に利用されている。このような発光装置は、低消費電力、小型、及び軽量などの特徴を生かして、例えば、光プリンターヘッドの光源、液晶バックライト光源、各種メータの光源や各種読み取りセンサーなどに利用されている。
【０００３】
このような発光装置の一例として、図２３に示す如き発光装置が挙げられる。凹部を有し且つリード電極が挿入されて一体成形されたプラスチック・パッケージ５を用い、前記凹部内底面から露出されたリード電極２上に発光素子としてＬＥＤチップをダイボンドすると共にＬＥＤチップの各電極とパッケージに設けられたリード電極とを金線などにより電気的に接続させる。このようにして凹部内に配置されたＬＥＤチップは硬化後に剛性を有する透光性部材によって封止される。これにより、パッケージ内部に配置されたＬＥＤチップやワイヤなどを、水分、外力など外部環境から保護することができ、極めて高い信頼性を有する発光装置が得られる。
【０００４】
しかしながら、このような発光装置は、利用分野の広がりからより厳しい環境条件で使用され始めている。航空機や車載用に利用される発光装置では、例えば外気温により−２０℃以下＋８０℃以上にまで変化する場合もある。また、外気圧、熱衝撃などと同時に振動もある。このような場合、熱応力により各構成部材が膨張や収縮をくり返すことになり、それぞれの構造的一体性が弱くなり、光学特性に悪影響を及ぼす他、信頼性も低下してしまう。また、近紫外領域において高輝度に発光することが可能な発光素子が開発され使用されている現在において、上記領域の光による各部材の劣化を抑制することが重要となっている。
【０００５】
そこで近年、光により切断されないシロキサン結合を有する樹脂が注目されている。このような樹脂は、上記領域の波長に対して優れた耐光性を有する他、柔軟性が高く且つ熱に対して高い安定性を有する。
【０００６】
しかしながら、柔軟性を有することにより表面も軟質であり機械的強度が弱く、発光装置の外装としては不向きである。また、表面にタック性を有するため、異物が付着するため、発光面としては不向きである。
【０００７】
そこで、特開２０００−１５０９６８号には、放熱性に優れたパッケージを用い、上記金属製基体上に載置された発光素子を、空壁内部に柔軟性を有し且つ耐光性に優れた部材を備えた剛性カバーにて被覆してなる発光装置が記載されている。このように構成された発光装置は、優れた耐熱性、耐光性、および外部からの機械的強度を兼ね備えることが可能となる。
【０００８】
【特許文献１】
特開２０００−１５０９６８号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の如く、柔軟性を有する部材を剛性部材にて封止すると、封止する際に柔軟性部材に気泡が混入されやすい傾向にある。特に、気体を通過しない金属やガラス等からなる剛性部材にて密封すると、前記気泡により熱安定性が損なわれた柔軟性部材が熱応力を緩和できなくなり、隣接する剛性部材を破損する場合がある。また、柔軟性部材と剛性部材との界面に気泡が含有された場合、前記気泡が起因してこれらの界面が剥離され空気層が形成され、発光出力の低下や光学特性の変動が生じる。
【００１０】
そこで本発明は、上記課題を解決し、高い信頼性を有し安定した光学特性を有する発光装置を提供する。
【００１１】
【発明を解決するための手段】
本発明の発光装置は、パッケージに設けられた凹部に配置された発光素子と、その発光素子を被覆する第一の透光性部材と、その第一の透光性部材に載置される第二の透光性部材と、を備える発光装置であって、上記第二の透光性部材は、上記発光素子の方向へ突出された凸形状と、その凸形状の外側に鍔部と、を有しており、上記鍔部は、上記パッケージの凹部内に配置され、上記第一の透光性部材により被覆されていることを特徴とする。
【００１２】
発光素子チップを柔軟性部材である第一の透光性部材と剛性部材である第二の透光性部材とを積層させて封止すると、これらの界面から気泡が混入されやすい。気泡が存在する発光装置は、高温下になると気泡の揮発爆発により一体性が損なわれてしまうため、実装基板等に一度に半田付けすることが可能なリフロー実装を施すことができず、量産性が乏しい。これに対して本願発明の発光装置は、剛性部材の形状を特定することにより、上記問題を解決し、リフロー実装をすることが可能な高い信頼性を有しており、Ｐｂフリー実装にも対応することが可能である。
【００１３】
上記背面の断面形状は、上記発光素子方向へ突出していれば特に限定されないが、一点にて発光素子と最近接しているようなＶ字型であると、気泡混入の防止効率が高まり好ましい。
【００１４】
さらに、その一点が第二の透光性部材における背面の中央部であると、界面全体において気泡の混入を効率よく防止することができる。また、この背面を曲面とし、このような構成を有する背面にて柔軟性部材に圧力を加えると、上記柔軟性部材の流動速度が高速化されると共に気泡の脱泡効力を高めることができる。これにより、信頼性の高い発光装置を量産性良く形成することができる。また、下方の柔軟性部材との密着性が向上され好ましい。また、背面を凸形状とすると、剛性部材の主面側に柔軟性部材があふれ出ることを抑制することができる。
【００１５】
上記剛性部材の下端は、外側へ広がる鍔部を有し、該鍔部の側面及び主面は上記柔軟性部材にて被覆されている。このように鍔部を設けることにより、剛性部材の取り付け作業の容易化される。また、柔軟性部材との密着性が向上され、光学特性に悪影響を及ぼすことなく信頼性を高めることができる。
【００１６】
上記パッケージの凹部は、少なくとも第一の主面と、その第一の主面の上方にて外側へ広がる第二の主面と、その第二の主面より上方にて外側へ広がる第三主面とを有し、上記柔軟性部材は、上記第一の主面、上記第二の主面、および上記剛性部材の下端部に渡り連続的に設けられることが好ましい。これにより、別途接着剤を用いることなく各部材の一体性を保つことができ、信頼性に優れた発光装置が得られる。これに対し少量の接着剤等で各部材を接着すると、接着剤等が局所的に熱劣化や光劣化し、これに起因して信頼性が低下してしまうが、上記構成とすることにより、局所的劣化を防止し、発光装置の長寿命化を実現している。
【００１７】
上記第二の主面は、上記第一の主面上に離間して設けられた少なくとも３以上の各支持台の主面であり、上記剛性部材の一背面は上記第二の主面と接していることが好ましい。このような構成により、厳しい環境下にて使用され剛性部材と柔軟性部材とに剥離が生じたとしても、剥離箇所を前記支持台付近に制御することができ、光学特性を維持することができる。
【００１８】
上記剛性部材は、上記第二の主面の外郭内に少なくとも３以上の接点を有して内接しており、上記第一の主面および上記第二の主面は、それぞれ、上記剛性部材の各接点間外部に露出部を有することが好ましい。このように構成された発光装置は、柔軟性部材上に剛性部材を載置する際に係る圧力を利用し、上記第二の主面により精度良く位置決めされた剛性部材と上記第一の主面の露出部の作用により、柔軟性部材中または柔軟性部材と剛性部材との界面に混入した気泡を外部へ放出し、高い信頼性及び安定した光学特性を有する発光装置を歩留まり良く容易な手法にて得ることができる。上記柔軟性部材の表面は、硬化前の塗布された状態では表面張力により中央部が上方に凸を有する形状となる場合が多く、この凸部を一背面により圧力をかけパッケージ凹部により流動させることにより、柔軟性部材全体において気泡の脱泡作用を施すことができる。また、本発明の発光装置は、上記脱泡作用の際にオーバーフローされる柔軟性部材を利用し上記剛性部材と一体成型化されている。また、剛性部材の主面は、背面と反対側へ突出した曲面を有することが好ましい。このような形状を有する発光面は、凹部の内壁により反射散乱された光を集光し正面方向における輝度を高めることができる。特に、上記の如く凹部方向へ突出した曲面を有する背面は、光が拡散された状態にて剛性部材中へと入射されるので、主面側に背面と反対側へ突出した曲面を設け、光を集光させることが好ましい。
【００１９】
更に、上記剛性部材の下端は、外側へ広がる鍔部を有し、該鍔部の側面及び主面は上記柔軟性部材にて被覆され、上記鍔部の背面は、上記第二の主面と平行で且つ対向していることが好ましく、これにより剛性部材と上記第二の主面との位置決め精度が向上され、各発光装置間に光軸のズレを生じることなく信頼性の高い発光装置を量産性良く提供することができる。
【００２０】
第二の主面の外郭を、上記剛性部材の外郭より多くの角を有する多角形とすると、高密度実装することが可能な小型発光装置が得られる。
【００２１】
剛性部材の外郭が上記接点においてＲを帯びていると、第二の主面へ柔軟性部材をオーバーフローさせる速度が高速化され、剛性部材を迅速に固着することができる。これにより、柔軟性部材へ係る応力が強まり、脱泡作用が向上し信頼性が高まる。さらに、上記第二の主面および剛性部材下端部にかけて設けられる柔軟性部材は、なだらかで平坦な主面となり、好ましい外観が得られる。
【００２２】
上記第一の主面において、上記露出部は、中央領域より外側へ突出した凸部であることが好ましい。このような形状とすることにより、柔軟性部材を良好に第二の主面及び剛性部材下端部へ効率よく流動することができる。また、柔軟性部材が上記凸部壁面と衝突することにより、柔軟性部材の脱泡作用が向上される。上記凸部は、上記第二の主面の角と対向していると、上記第二の主面の露出部上に均等な膜厚を有する柔軟性部材を形成することができ、構造的一体性を強化することができる。また、上記凸部の先端はＲが帯びていると、更に効果が増大する。
【００２３】
パッケージが、側面より一対のリード電極が挿入され成形樹脂にて一体成形されたものであるとき、上記リード電極のインナー部は、上記第一の主面において該第一の主面の外郭に沿って露出されていることが好ましい。リード電極の表面は金属であるため、柔軟性部材の流動性が優れていると考えられる。本発明は、パッケージの各側壁にて柔軟性部材を衝突反動させ上方へ流動させる構成とすることにより、高い信頼性を有しているが、リード電極を前記衝突反動が行われる側壁に沿って設けると、柔軟性部材の衝突反動速度が加速され、気泡の脱泡作用の効果が強められる。
【００２４】
リード電極のインナー部は、上記第一の主面の露出部から内側の二方向へ分離して設けられていることが好ましく、これにより上記効果を更に向上させることができる。また、一体成形されたリード電極の抜けが防止される。また、保護素子のような他の素子を載置する必要がある場合、それぞれの分離枝リードの間に載置することにより、電気的に接続させると、発光観測面に関与しない位置に前記素子を載置することができ好ましい。
【００２５】
リード電極のインナー部は、背面の一部がパッケージ背面側から貫通した微小孔より露出していることが好ましい。これにより、ワイヤボンディングされる際や剛性部材を載置する際に受けるリード電極の応力を和らげることができる。これにより、リード電極と各部材との構造的一体化を強化することができる。
【００２６】
パッケージは、背面が実装面となる金属基体を有し、該金属基体の主面は上記凹部の底面から露出され、金属基体に発光素子が載置されていることが好ましい。これにより、発光素子から生じる熱を良好に実装基板へと放熱することができ、発光素子を被覆する柔軟性部材の信頼性を高めることができる。また、上記金属基体の表面にて下方の柔軟部材の流動性を向上され、発光素子近傍での局所的劣化を防止することができる。
【００２７】
上記金属基体は、側面方向より挿入され上記成形樹脂にて上記リード電極と共に一体成形され、一端部が上記パッケージ側面より突出していることが好ましい。これにより、金属基体の外気との接触面積が増し、発光装置の放熱性を向上させることができる。
【００２８】
金属基体は、上記凹部から露出される第一の主面と、上記パッケージ内に埋没する第二の主面とを有することが好ましい。これにより、発光装置の構造的一体性が向上される。
【００２９】
上記凹部底面から露出される金属基体の主面の中央部に第二の凹部を設け、該第二の凹部底面に発光素子を載置することが好ましい。これにより、発光素子端面から発光される光の取り出し効率が向上する他、柔軟性部材中への気泡混入防止や混入された気泡の脱泡作用、および発光装置使用時の発光素子近傍での柔軟性部材流動性も向上される。また、柔軟性部材と放熱経路となる金属基体との接触面積が大きくなり、柔軟性部材の局所劣化を防止することができる。
【００３０】
一対のリード電極の一端部は、金属基体の一端部が露出された側面と反対側の側面より所定の距離を隔てて並列に露出していることが好ましい。これにより、実装基板の電極配線を簡易化することができる。また、金属基体の背面面積を保ちつつ発光装置を小型化に形成することができる。更に、パッケージの背面において、上記反対側の側面側に切欠部を設けることにより、金属基体の背面に設ける導電部材が多すぎた場合でも、前記導電部材がリード電極方向へ流出することを上記切欠部にてとどめ、対向するリード電極まで流出することを防止することができ、歩留まりが向上される。
【００３１】
発光素子が同一平面側に正負一対の電極を有し、該正負一対の電極がそれぞれ上記一対のリード電極のインナー部とワイヤにて架橋されている場合、上記ワイヤの頂点は、上記第一主面と上記第二の主面の間に配置されていることが好ましい。このようにワイヤを設けることにより、柔軟性部材の流動性が向上されるとともに、ワイヤに係る熱応力の影響を最小限とすることができる。また、リード電極が発光素子の各電極より上方に配置され、且つ発光素子からリード電極までのワイヤの通過点に上方へ突出した障害を有さないので、ワイヤボンディング作業を比較的容易に且つ信頼性高く行うことができる。
【００３２】
上記柔軟性部材に蛍光物質を含有させることも可能であり、上記柔軟性部材を少なくとも２つ以上の層からなる積層構造にて構成とする場合、上記蛍光物質は少なくとも１層に含有されていればよい。
【００３３】
【発明の実施の形態】
本発明者は種々の実験の結果、発光素子チップを柔軟性部材と剛性部材にて被覆する際において、剛性部材部材の形状を特定することにより、上記問題を解決することができることを見いだし、本発明を成すに至った。以下、本発明の各構成について詳述する。
【００３４】
（パッケージ１）
パッケージは、例えば図１に示すように、正のリード電極と負のリード電極５、およびヒートシンクとなる金属基体とが、それぞれ対向した側面よりインサートされて閉じられた金型内に、下面側にあるゲートから溶融された成形樹脂を流し込み硬化して形成される。
【００３５】
詳細に説明すると、パッケージは、主面側に第一の凹部を有し、該凹部底面より前記パッケージの一側面より挿入された金属基体６の主面が露出している。前記金属基体６の主面には、発光素子が収納可能な第二の凹部が設けられている。
【００３６】
一方、前記第一の凹部の上方において外側へ広がる第一の主面、及び前記第一の主面の上方において外側へ広がる第二の主面が設けられている。前記第一の主面より前記パッケージの一側面と対向した他方の側面より挿入された正負一対のリード電極の主面が露出している。前記リード電極の主面は、前記発光素子の各電極とそれぞれワイヤにて電気的に接続されている。また、前記第二の主面は上方に載置される剛性部材の位置決めの役割を成している。
【００３７】
このような構成を有するパッケージを用い、前記パッケージの凹部底面に発光素子が電気的に接続され、これらを第一の封止部材である柔軟性部材および第二の封止部材である剛性部材にて密封して本発明の発光装置が得られる。
【００３８】
ここで、前記第一の凹部にて露出するリード電極主面は、前記発光素子チップの各電極と架橋される導電ワイヤを固着するに必要な面積が露出していれば良く、図１６の如くその他のリード電極主面はパッケージ樹脂と同一材料にて覆われていることが好ましい。これにより、リード電極と第一の封止部材との界面に生じる気化膨脹を抑制することができる。また、比較的密着性の強いパッケージ成形樹脂と封止部材との接触面積を大きくすることより、発光装置の一体性を高め、光学特性及び信頼性の高い発光装置が得られる。
【００３９】
ここで、本実施の形態のパッケージは、前記第二の封止部材から外側に前記第一の主面と前記第二の主面の一部が露出可能な形状とされている。本実施の形態では、第二の主面の外壁をＲ取りされた四角とし、該四角内に外郭が円である第二の封止部材が内接され、該第二の封止部材の外周４箇所にて、前記第二の主面の縁部および前記第一の主面の縁部の双方が露出している。このように本発明は、パッケージ内部に柔軟性部材を封止した後、上方に剛性部材を載置した際、前記剛性部材に塞がれずパッケージの底面から上方まで一貫した通路を設けることにより、前記通路より柔軟性部材と共に気泡も押し出され、剛性部材と柔軟性部材との間に気泡が混入することを抑制することができる。特に本実施の形態では、前記第一の主面の露出部を前記第一の主面の中央部から突出した凸形状とすることにより、前記凸形状の外郭による衝突反動により気泡の脱泡効果を向上させている。本実施の形態ではパッケージの形態を調整することによりこのような一貫通路を形成しているが、これに限られるものではなく、レンズの縁部に切欠を形成することにより形成することもできる。
【００４０】
（リード電極５）
リード電極は、銅や鉄入り銅等の高熱伝導体を用いて構成することができる。また、発光素子からの光の反射率の向上及びリード基材の酸化防止等のために、リード電極の表面に銀、アルミ、銅や金等の金属メッキを施すこともでき、またリード電極の表面の反射率を向上させるため平滑にすることが好ましい。また、リード電極の面積は大きくすることが好ましく、このようにすると放熱性を高めることができ、配置される発光素子チップの温度上昇を効果的に抑制することができる。これによって、発光素子チップに比較的多くの電力を投入することが可能となり光出力を向上させることができる。
【００４１】
リード電極は、例えば、０．１５ｍｍ厚の銅合金属からなる長尺金属板をプレスによる打ち抜き加工により形成される。本実施の形態では、一方向に正のリード電極と負のリード電極が連なるようにプレス加工を施している。
【００４２】
本発明の発光装置において、リード電極の背面と側面との交わる角は曲線を帯びていることが好ましい。このように、樹脂を注入する方向に合わせてリード電極の端部に丸みを設けると成形樹脂の流れがスムーズとなり、前記リード電極と成形樹脂部との密着性が強化させる。また、パッケージ底面に露出された一対のリード電極間の空間に隙間なく樹脂を充填させることができる。また、成形樹脂部のリード電極との接合ラインは、前記リード電極と対応した形状となる。よって上記の形状を有するリード電極を用いると、成形樹脂部の側面上の前記背面との接合ラインは、底角が曲線を帯びた凹部形状とすることができる。これにより前記接合ラインにおける応力集中が回避されパッケージ・クラックの発生を抑制することができる。
【００４３】
また更に、リード電極の主面と側面との交わる角は鋭角に盛り上がっていることが好ましい。これにより、リード電極と第一の封止部材との密着性が向上され、これらの界面での剥離を抑制することができる。
【００４４】
また、パッケージ成形体の外壁から突き出した正のリード電極と負のリード電極のアウタ・リード部は、背面が成型樹脂部の背面、および金属基体の背面と同一平面を成すようにガルウィング型に加工され、正負の接続端子部となっている。尚、本発明の接続端子部の構造は、ガルウィング型に限られるものではなく、Ｊ−ベンド（Ｂｅｎｄ）等、他の構造であってもよい。
【００４５】
（金属基体６）
本実施の形態の発光装置に用いられるパッケージは、中央部に、発光素子を収納し前記発光素子からの発熱を良好に放熱することが可能な金属基体を有する。前記金属基体は、主面側に凹部を有し、背面は発光装置の実装面、つまりリード電極の接続端子部背面、および成型樹脂部背面とほぼ同一平面上に位置しており、実装基板と接するように構成されている。このように構成することにより、発光素子からの発熱を直接実装基板へと放熱することができ、発光素子への電流投下量を増大させ出力向上を図ることができる。前記凹部底面の膜厚は、良好な放熱性を有するように薄膜に形成されている。前記凹部は、発光装置の中央部に位置することが好ましく、これにより良好な指向特性が得られる。また凹部は、前記発光素子全体を収納することが可能な容積を有することが好ましい。これにより、発光素子の四方側面から発光される光を前記凹部内壁にて良好に正面方向へ取り出すことができる。また、色変換層を用いて発光素子の波長を変換させる場合、前記凹部内に配置された前記発光素子全体を色変換層で容易に被覆することが可能となる。前記色変換層は、透光性部材と前記発光素子から発光される光の一部を吸収し他の波長を発光することが可能な蛍光物質とからなる。本発明に用いられる金属パッケージは、特に発光素子が配置される凹部の放熱性が優れているため、前記色変換層の各部材は無機物に限らず有機物を用いることも可能であり、大電流投下による前記有機物の劣化はほとんどおこらず、良好な光学特性が得られる。また、前記凹部の内壁は、容積が開口側へいくほど大きくなるようにがテーパー形状であることが好ましく、これにより更に高輝度に発光することが可能な発光装置が得られる。
【００４６】
前記凹部は、例えば金属平板に絞り加工を施すことにより構成される。本実施の形態では、金属平板の主面方向から絞り加工を施して金属を背面方向に流し凹部を形成する。これにより、背面の外郭は凹凸を有する形状となり、成型樹脂部との接触面積が増大され、構造的一体性を強化することができる。
【００４７】
前記リード電極及び金属基体の熱伝導率はそれぞれ、１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上１００Ｗ／ｍ・Ｋ以下の範囲であることが好ましく、より好ましくは１５Ｗ／ｍ・Ｋ以上８０Ｗ／ｍ・Ｋ以下、更に好ましくは１５Ｗ／ｍ・Ｋ以上５０Ｗ／ｍ・Ｋ以下である。信頼性を維持しながら大電流を長時間投下することが可能な発光装置が得られる。
【００４８】
（発光素子２）
本発明で用いられる発光素子チップは、特に限定されないが、上記の如く一対のリード電極と金属基体とが成型樹脂にてインサート成形されている場合、同一面側に正負一対の電極を有する発光素子チップが用いられる。また、蛍光物質を用いた場合、該蛍光物質を励起可能な発光波長を発光できる発光層を有する半導体発光素子が好ましい。このような半導体発光素子としてＺｎＳｅやＧａＮなど種々の半導体を挙げることができるが、蛍光物質を効率良く励起できる短波長が発光可能な窒化物半導体（ＩｎＸＡｌＹＧａ１−Ｘ−ＹＮ、０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）が好適に挙げられる。また所望に応じて、前記窒化物半導体にボロンやリンを含有させることも可能である。半導体の構造としては、ＭＩＳ接合、ＰＩＮ接合やｐｎ接合などを有するホモ構造、ヘテロ構造あるいはダブルへテロ構成のものが挙げられる。半導体層の材料やその混晶度によって発光波長を種々選択することができる。また、半導体活性層を量子効果が生ずる薄膜に形成させた単一量子井戸構造や多重量子井戸構造とすることもできる。窒化物半導体を使用した場合、半導体用基板にはサファイア、スピネル、ＳｉＣ、Ｓｉ、ＺｎＯ、およびＧａＮ等の材料が好適に用いられる。結晶性の良い窒化物半導体を量産性よく形成させるためにはサファイア基板を用いることが好ましい。このサファイア基板上にＭＯＣＶＤ法などを用いて窒化物半導体を形成させることができる。サファイア基板上にＧａＮ、ＡｌＮ、ＧａＡＩＮ等のバッファ層を形成しその上にｐｎ接合を有する窒化物半導体を形成させる。窒化物半導体を使用したｐｎ接合を有する発光素子例として、バッファ層上に、ｎ型窒化ガリウムで形成した第１のコンタクト層、ｎ型窒化アルミニウム・ガリウムで形成させた第１のクラッド層、窒化インジウム・ガリウムで形成した活性層、ｐ型窒化アルミニウム・ガリウムで形成した第２のクラッド層、ｐ型窒化ガリウムで形成した第２のコンタクト層を順に積層させたダブルへテロ構成などが挙げられる。窒化物半導体は、不純物をドープしない状態でｎ型導電性を示す。発光効率を向上させるなど所望のｎ型窒化物半導体を形成させる場合は、ｎ型ドーパントとしてＳｉ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｃ等を適宜導入することが好ましい。一方、ｐ型窒化物半導体を形成させる場合は、ｐ型ドーパントであるＺｎ、Ｍｇ、Ｂｅ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ等をドープさせる。窒化物半導体は、ｐ型ドーパントをドープしただけではｐ型化しにくいためｐ型ドーパント導入後に、炉による加熱やプラズマ照射等により低抵抗化させることが好ましい。また、前記ｐ型層上に金属層を積層した後、半導体用基板を除去してもよい。このように構成された発光素子を前記金属層が実装面側となるように実装すると、放熱性の高い発光装置が得られる。それぞれ露出されたｐ型層及びｎ型層上に各電極を形成後、半導体ウエハーからチップ状にカットさせることで窒化物半導体からなる発光素子を形成させることができる。
【００４９】
本発明の発光ダイオードにおいて、白色系を発光させるには、蛍光物質からの発光波長との補色関係や透光性樹脂の劣化等を考慮して、発光素子の発光波長は４００ｎｍ以上５３０ｎｍ以下が好ましく、４２０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下がより好ましい。発光素子と蛍光物質との励起、発光効率をそれぞれより向上させるためには、４５０ｎｍ以上４７５ｎｍ以下がさらに好ましい。
【００５０】
なお本発明では、発光素子チップが耐光性に優れ且つ柔軟性を有する第一の封止部材にて信頼性高く封止されているため、近紫外線や紫外線による構成部材の局所的劣化を抑制することができる。よって、本発明の発光装置に４００ｎｍより短い紫外線領域を主発光波長とする発光素子を用い、前記発光素子からの光の一部を吸収して他の波長を発光することが可能な蛍光物質とを組み合わせることで、色ムラの少ない色変換型発光装置が得られる。ここで、前記蛍光物質を発光素子チップにバインダーする際には、比較的紫外線に強い樹脂や無機物であるガラス等を用いることが好ましい。
【００５１】
ここで、発光素子は、例えば、青色の発光が可能な窒化ガリウム系化合物半導体素子であり、該素子は、例えばサファイア基板上にｎ型層、活性層及びｐ型層を含む窒化物半導体層が形成され、活性層及びｐ型層の一部を除去して露出させたｎ型層の上にｎ電極が形成され、ｐ型層の上にｐ電極が形成されてなる。
【００５２】
（柔軟性部材３）
前記発光素子を覆うように、パッケージの凹部内から上方の剛性部材下端部にかけて柔軟性部材が設けられている。前記柔軟性部材は水分等から発光素子を保護することができる他、透光性を有しており発光素子からの光を効率よく外部に取り出すことができる。また、熱に対して高い安定性を有しているため、発光装置の作動時に生じる熱応力を緩和させることができる。また、近紫外領域または紫外領域の発光素子を用いた場合、これらの光に対して耐光性に優れた柔軟性部材を用いることが好ましい。これら柔軟性を有する部材として、ゴム状弾性樹脂、ゲル状樹脂等が挙げられる。これらの樹脂は、架橋密度が低い又は架橋構造を有さないことから、良好な柔軟性を有することができる。また、発光素子チップからの光に対して特定のフィルター効果等を持たす為に着色染料や着色顔料を添加することもできる。
【００５３】
（剛性部材４）
本発明の発光装置において、発光素子周囲に設けられた柔軟性部材は剛性部材にて封止されている。本発明に用いられる剛性部材は、機械的強度を有し且つ透光性であれば特に限定されない。
【００５４】
本実施の形態において、前記光取り出し窓部である剛性部材は、前記金属パッケージの凹部に配置された発光素子の上面に位置しており、前記凹部の内壁の延長線と交点との内部が発光に関与する面となる。発光素子の端部から発光される光は、前記柔軟性部材中の前記凹部の側面にて反射散乱されて、剛性部材を通過し正面方向に取り出される。これらの反射散乱光の存在範囲は、ほぼ前記凹部の側面の延長線内であると考えられる。そこで、前記交点の内部の形状をあらゆる形状に調整することにより、所望とする輝度を発光することが可能な発光装置が得られる。また、剛性部材の基材は、パッケージ本体を形成する成型樹脂、および下部に設けられる柔軟性部材と熱膨張係数が近似していることが好ましい。
【００５５】
剛性部材の形状は、連続した一背面を有することが好ましい。これにより、柔軟性部材との界面に気泡が混入されることなく信頼性高く設置することが可能となる。また、背面の外周に縁部を設けると、さらに信頼高く設置することができる。前記縁部は、発光素子が収納される凹部側面の延長線外部に設けられることが好ましく、これにより光学特性に影響を与えることなく信頼性を高めることが可能となる。一方、主面側は、前記凹部側面の延長線内部において中央部が突出した曲面を有することが好ましい。これにより背面側にて拡散された光を正面方向に効率良く収束することができ、正面方向の光度を高めることができる。本発明において剛性部材は、前記第二の主面の外郭内に内接され、凹部底面から主面側へ一貫した通路を通じてオーバーフローされた柔軟性部材により、各部材と構造的に一体化されている。このような剛性部材は、内部、主面側表面、背面側表面において、発光素子チップからの光に対して特定のフィルター効果等を持たす為に着色染料や着色顔料を添加することもできる。
【００５６】
（蛍光物質８）
本発明において、柔軟性部材および剛性部材等に蛍光物質８等の他物質を含有させてもよい。ここで、本実施例で用いられている蛍光物質について詳述する。
【００５７】
本発明では、各構成部材に無機蛍光物質や有機蛍光物質等、種々の蛍光物質を含有させることが出来る。このような蛍光物質の一例として、無機蛍光体である希土類元素を含有する蛍光体がある。希土類元素含有蛍光体として、具体的には、Ｙ、Ｌｕ、Ｓｃ、Ｌａ、Ｇｄ及びＳｍの群から選択される少なくとも１つの元素と、Ａｌ、Ｇａ、及びＩｎの群から選択される少なくとも１つの元素とを有するざくろ石型蛍光体が挙げられる。特に、セリウムで付活されたイットリウム・アルミニウム酸化物系蛍光体が好ましく、所望に応じてＣｅに加えＴｂ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｎｄ、Ｄｙ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｅｕ、およびＰｒ等を含有させることも可能である。
【００５８】
本実施例の発光装置では、窒化物系半導体を発光層とする半導体発光素子から発光された光を励起させて発光できるセリウムで付活されたイットリウム・アルミニウム酸化物系蛍光物質をベースとした蛍光物質を用いている。
【００５９】
具体的なイットリウム・アルミニウム酸化物系蛍光物質としては、ＹＡｌＯ３：Ｃｅ、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ（ＹＡＧ：Ｃｅ）やＹ４Ａｌ２Ｏ９：Ｃｅ、更にはこれらの混合物などが挙げられる。イットリウム・アルミニウム酸化物系蛍光物質にＢａ、Ｓｒ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｚｎの少なくとも一種が含有されていてもよい。また、Ｓｉを含有させることによって、結晶成長の反応を抑制し蛍光物質の粒子を揃えることができる。
【００６０】
本明細書において、Ｃｅで付活されたイットリウム・アルミニウム酸化物系蛍光物質は特に広義に解釈するものとし、イットリウムの一部あるいは全体を、Ｌｕ、Ｓｃ、Ｌａ、Ｇｄ及びＳｍからなる群から選ばれる少なくとも１つの元素に置換され、あるいは、アルミニウムの一部あるいは全体をＢａ、Ｔｌ、Ｇａ、Ｉｎの何れが又は両方で置換され蛍光作用を有する蛍光体を含む広い意味に使用する。
【００６１】
更に詳しくは、一般式（ＹzＧｄ1-z）3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ（但し、０＜ｚ≦１）で示されるフォトルミネッセンス蛍光体や一般式（Ｒｅ1-aＳｍa）3Ｒｅ‘5Ｏ12：Ｃｅ（但し、０≦ａ＜１、０≦ｂ≦１、Ｒｅは、Ｙ、Ｇｄ、Ｌａ、Ｓｃから選択される少なくとも一種、Ｒｅ’は、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎから選択される少なくとも一種である。）で示されるフォトルミネッセンス蛍光体である。
【００６２】
この蛍光物質は、ガーネット構造（ざくろ石型構造）のため、熱、光及び水分に強く、励起スペクトルのピークを４５０ｎｍ付近にさせることができる。また、発光ピークも、５８０ｎｍ付近にあり７００ｎｍまで裾を引くブロードな発光スペクトルを持つ。
【００６３】
またフォトルミネセンス蛍光体は、結晶中にＧｄ（ガドリニウム）を含有することにより、４６０ｎｍ以上の長波長域の励起発光効率を高くすることができる。Ｇｄの含有量の増加により、発光ピーク波長が長波長に移動し全体の発光波長も長波長側にシフトする。すなわち、赤みの強い発光色が必要な場合、Ｇｄの置換量を多くすることで達成できる。一方、Ｇｄが増加すると共に、青色光によるフォトルミネセンスの発光輝度は低下する傾向にある。さらに、所望に応じてＣｅに加えＴｂ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｎｄ、Ｄｙ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｅｕらを含有させることもできる。
【００６４】
しかも、ガーネット構造を持ったイットリウム・アルミニウム・ガーネット（ざくろ石型）系蛍光体の組成のうち、Ａｌの一部をＧａで置換することで発光波長が短波長側にシフトする。また、組成のＹの一部をＧｄで置換することで、発光波長が長波長側にシフトする。
【００６５】
Ｙの一部をＧｄで置換する場合、Ｇｄへの置換を１割未満にし、且つＣｅの含有（置換）を０．０３から１．０にすることが好ましい。Ｇｄへの置換が２割未満では緑色成分が大きく赤色成分が少なくなるが、Ｃｅの含有量を増やすことで赤色成分を補え、輝度を低下させることなく所望の色調を得ることができる。このような組成にすると温度特性が良好となり発光ダイオードの信頼性を向上させることができる。また、赤色成分を多く有するように調整されたフォトルミネセンス蛍光体を使用すると、ピンク等の中間色を発光することが可能な発光装置を形成することができる。
【００６６】
このようなフォトルミネセンス蛍光体は、Ｙ、Ｇｄ、Ａｌ、及びＣｅの原料として酸化物、又は高温で容易に酸化物になる化合物を使用し、それらを化学量論比で十分に混合して原料を得る。又は、Ｙ、Ｇｄ、Ｃｅの希土類元素を化学量論比で酸に溶解した溶解液を蓚酸で共沈したものを焼成して得られる共沈酸化物と、酸化アルミニウムとを混合して混合原料を得る。これにフラックスとしてフッ化バリウムやフッ化アンモニウム等のフッ化物を適量混合して坩堝に詰め、空気中１３５０〜１４５０°Ｃの温度範囲で２〜５時間焼成して焼成品を得、つぎに焼成品を水中でボールミルして、洗浄、分離、乾燥、最後に篩を通すことで得ることができる。
【００６７】
本願発明の発光装置において、このようなフォトルミネセンス蛍光体は、２種類以上のセリウムで付活されたイットリウム・アルミニウム・ガーネット（ざくろ石型）蛍光体や他の蛍光体を混合させてもよい。
【００６８】
また、本発明で用いられる蛍光物質の粒径は１０μｍ〜５０μｍの範囲が好ましく、より好ましくは１５μｍ〜３０μｍである。１５μｍより小さい粒径を有する蛍光物質は、比較的凝集体を形成しやすく、液状樹脂中において密になって沈降されるため、光の透過効率を減少させてしまう。本発明では、このような蛍光物質を有しない蛍光物質を用いることにより蛍光物質による光の隠蔽を抑制し発光装置の出力を向上させる。また本発明の粒径範囲である蛍光物質は光の吸収率及び変換効率が高く且つ励起波長の幅が広い。このように、光学的に優れた特徴を有する大粒径蛍光物質を含有させることにより、発光素子の主波長周辺の光をも良好に変換し発光することができ、発光装置の量産性が向上される。
【００６９】
ここで本発明において、粒径とは、体積基準粒度分布曲線により得られる値である。前記体積基準粒度分布曲線は、レーザ回折・散乱法により粒度分布を測定し得られるもので、具体的には、気温２５℃、湿度７０％の環境下において、濃度が０．０５％であるヘキサメタリン酸ナトリウム水溶液に各物質を分散させ、レーザ回折式粒度分布測定装置（ＳＡＬＤ−２０００Ａ）により、粒径範囲０．０３μｍ〜７００μｍにて測定し得られたものである。この体積基準粒度分布曲線において積算値が５０％のときの粒径値であり、本発明で用いられる蛍光物質の中心粒径は１５μｍ〜５０μｍの範囲であることが好ましい。また、この中心粒径値を有する蛍光物質が頻度高く含有されていることが好ましく、頻度値は２０％〜５０％が好ましい。このように粒径のバラツキが小さい蛍光物質を用いることにより色ムラが抑制され良好な色調を有する発光装置が得られる。
【００７０】
蛍光物質の配置場所は特に限定されず、剛性部材の窓部の背面にバインダーしても良いし、剛性部材や柔軟性部材の各材料に直接含有させても良い。剛性部材の背面や発光素子の表面にバインダーにて蛍光物質を付着させる場合、前記バインダーの材質は特に限定されず、有機物及び無機物のいずれをも用いることができる。バインダーとして有機物を使用する場合、具体的材料として、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーンなどの耐候性に優れた透明樹脂が好適に用いられる。特にシリコーンを用いると信頼性に優れ且つ蛍光物質の分散性を向上させることができ好ましい。
【００７１】
また、レンズ表面に蛍光物質を載置する場合、バインダーとしての熱膨張率と近似である無機物を使用すると、蛍光物質を良好に密着させることができ好ましい。具体的方法として、沈降法やゾル−ゲル法等を用いることができる。例えば、蛍光物質、シラノール（Ｓｉ（ＯＥｔ）３ＯＨ）、及びエタノールを混合してスラリーを形成し、該スラリーをノズルから剛性部材の窓部に吐出させた後、３００℃にて３時間加熱してシラノールをＳｉＯ２とし、蛍光物質を固着させることができる。
【００７２】
また、無機物である結着剤をバインダーとして用いることもできる。結着剤とは、いわゆる低融点ガラスであり、微細な粒子であり且つ紫外から可視領域のふく射線に対して吸収が少なくバインダー中にて極めて安定であることが好ましく、沈殿法により得られた細かい粒子であるアルカリ土類のほう酸塩が適している。
【００７３】
また、大きい粒径を有する蛍光物質を付着させる場合、融点が高くても粒子が超微粉体である結着剤、例えば、デグサ製のシリカ、アルミナ、あるいは沈殿法で得られる細かい粒度のアルカリ土類金属のピロりん酸塩、正りん酸塩などを使用することが好ましい。これらの結着剤は、単独、若しくは互いに混合して用いることができる。
【００７４】
ここで、上記結着剤の塗布方法について述べる。結着剤は、結着効果を十分に高めるため、ビヒクル中に湿式粉砕しスラリー状にして結着剤スラリーとして用いることが好ましい。前記ビヒクルとは、有機溶媒あるいは脱イオン水に少量の粘結剤を溶解して得られる高粘度溶液である。例えば、有機溶媒である酢酸ブチルに対して粘結剤であるニトロセルロースを１ｗｔ％含有させることにより、有機系ビヒクルが得られる。
【００７５】
このようにして得られた結着剤スラリーに蛍光物質を含有させて塗布液を作製する。塗布液中のスラリーの添加量は、前記塗布液中の蛍光物質量に対して前記スラリー中の結着剤の総量が１〜３％ｗｔ程度であることが好ましい。結着剤の添加量が多すぎると、光束維持率が低下する傾向にあるので、最小限の使用にとどめることが好ましい。
【００７６】
剛性部材の背面又は主面に上記結着剤にて蛍光物質を固着させたい場合、前記塗布液を前記窓部の背面に塗布し、その後、温風あるいは熱風を吹き込み乾燥させる。最後に４００℃〜７００℃の温度でベーキングを行い、前記ビヒクルを飛散させる。これにより前記窓部の表面に蛍光体層が前記結着剤にて付着される。
【００７７】
（拡散剤）
更に、本発明において、上記の色変換部材中に蛍光物質に加えて拡散剤を含有させても良い。具体的な拡散剤としては、チタン酸バリウム、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化珪素等が好適に用いられる。これによって良好な指向特性を有する発光装置が得られる。
【００７８】
ここで本明細書において拡散剤とは、中心粒径が１ｎｍ以上５μｍ未満のものをいう。１μｍ以上５μｍ未満の拡散剤は、発光素子及び蛍光物質からの光を良好に乱反射させ、大きな粒径の蛍光物質を用いることにより生じやすい色ムラを抑制することができ好ましい。また、発光スペクトルの半値幅を狭めることができ、色純度の高い発光装置が得られる。一方、１ｎｍ以上１μｍ未満の拡散剤は、発光素子からの光波長に対する干渉効果が低い反面、透明度が高く、光度を低下させることなく樹脂粘度を高めることができる。これにより、ポッティング等により色変換部材を配置させる場合、シリンジ内において樹脂中の蛍光物質をほぼ均一に分散させその状態を維持することが可能となり、比較的取り扱いが困難である粒径の大きい蛍光物質を用いた場合でも歩留まり良く生産することが可能となる。このように本発明における拡散剤は粒径範囲により作用が異なり、使用方法に合わせて選択若しくは組み合わせて用いることができる。
【００７９】
（フィラー）
更に、本発明において、色変換部材中に蛍光物質に加えてフィラーを含有させても良い。具体的な材料は拡散剤と同様であるが、拡散剤と中心粒径が異なり、本明細書においてフィラーとは中心粒径が５μｍ以上１００μｍ以下のものをいう。このような粒径のフィラーを透光性樹脂中に含有させると、光散乱作用により発光装置の色度バラツキが改善される他、透光性樹脂の耐熱衝撃性を高めることができる。これにより高温下での使用においても、発光素子と外部電極とを電気的に接続しているワイヤの断線や前記発光素子底面とパッケージの凹部底面と剥離等を防止することができる信頼性の高い発光装置が得られる。更には樹脂の流動性を長時間一定に調整することが可能となり所望とする場所内に封止部材を形成することができ歩留まり良く量産することが可能となる。
【００８０】
また、フィラーは蛍光物質と類似の粒径及び／又は形状を有することが好ましい。ここで本明細書では、類似の粒径とは、各粒子のそれぞれの中心粒径の差が２０％未満の場合をいい、類似の形状とは、各粒径の真円との近似程度を表す円形度（円形度＝粒子の投影面積に等しい真円の周囲長さ／粒子の投影の周囲長さ）の値の差が２０％未満の場合をいう。このようなフィラーを用いることにより、蛍光物質とフィラーが互いに作用し合い、樹脂中にて蛍光物質を良好に分散させることができ色ムラが抑制される。更に、蛍光物質及びフィラーは、共に中心粒径が１５μｍ〜５０μｍ、より好ましくは２０μｍ〜５０μｍであると好ましく、このように粒径を調整することにより、各粒子間に好ましい間隔を設けて配置させることができる。これにより光の取り出し経路が確保され、フィラー混入による光度低下を抑制しつつ指向特性を改善させることができる。
【００８１】
以下、本発明に係る実施例の発光装置について詳述する。なお、本発明は以下に示す実施例のみに限定されるものではない。
【実施例】
【００８２】
（実施例１）
図１に示すような表面実装型の発光装置を形成する。ＬＥＤチップは、発光層として単色性発光ピークが可視光である４７５ｎｍのＩｎ０．２Ｇａ０．８Ｎ半導体を有する窒化物半導体素子を用いる。より具体的にはＬＥＤチップは、洗浄させたサファイア基板上にＴＭＧ（トリメチルガリウム）ガス、ＴＭＩ（トリメチルインジウム）ガス、窒素ガス及びドーパントガスをキャリアガスと共に流し、ＭＯＣＶＤ法で窒化物半導体を成膜させることにより形成させることができる。ドーパントガスとしてＳｉＨ４とＣｐ２Ｍｇを切り替えることによってｎ型窒化物半導体やｐ型窒化物半導体となる層を形成させる。
【００８３】
ＬＥＤチップの素子構造としてはサファイア基板上に、アンドープの窒化物半導体であるｎ型ＧａＮ層、Ｓｉドープのｎ型電極が形成されｎ型コンタクト層となるＧａＮ層、アンドープの窒化物半導体であるｎ型ＧａＮ層、次に発光層を構成するバリア層となるＧａＮ層、井戸層を構成するＩｎＧａＮ層、バリア層となるＧａＮ層を１セットとしＧａＮ層に挟まれたＩｎＧａＮ層を５層積層させた多重量子井戸構造としてある。発光層上にはＭｇがドープされたｐ型クラッド層としてＡｌＧａＮ層、Ｍｇがドープされたｐ型コンタクト層であるＧａＮ層を順次積層させた構成としてある。（なお、サファイア基板上には低温でＧａＮ層を形成させバッファ層とさせてある。また、ｐ型半導体は、成膜後４００℃以上でアニールさせてある。）
【００８４】
エッチングによりサファイア基板上の窒化物半導体に同一面側で、ｐｎ各コンタクト層表面を露出させる。各コンタクト層上に、スパッタリング法を用いて正負各台座電極をそれぞれ形成させる。なお、ｐ型窒化物半導体上の全面には金属薄膜を透光性電極として形成させた後に、透光性電極の一部に台座電極を形成させてある。出来上がった半導体ウエハーをスクライブラインを引いた後、外力により分割させ半導体発光素子であるＬＥＤチップを形成させる。
【００８５】
一方、０．３ｍｍ厚の第一の銅板に打ち抜き加工を施し、一方方向に連なった一対のリード電極を複数個形成する。次に、前記第一の銅板より厚い膜厚からなる、１．２ｍｍ厚の第二の銅板に打ち抜き加工およびプレス加工を施し、主面側に発光素子チップを収納可能な凹部を有する金属基体を複数個形成する。前記一対のリード電極と前記金属基体をそれぞれ対向する方向より挿入し、前記金属基体の上方で前記金属基体を介してそれぞれのリード電極が対称となるように、金属金型内に配置する。この際、各リード電極のインナー先端部は、下方から支持体にて固定されている。
【００８６】
このように金型内に設置された前記第一の銅板および前記第二の銅板を、成型樹脂により一体成形し、パッケージを作成する。このようにして得られたパッケージは、主面側に前記金属基体の凹部が露出する第一の凹部、該第一の凹部の上方にて外側へ広がる第一の主面、該第一の主面の上方にて外側へ広がる第二の主面、とを有している。前記第二の主面の外郭は角取りされた四角形であり、前記第一の主面の隅部は、前記第二の主面の隅部へ向かってそれぞれ突出部を設ける。前記突出部は、上方に剛性部材を載置した際に該剛性部材外部に露出するように構成されている。
【００８７】
次に、前記金属基体に設けられた凹部内に、Ａｇ−Ｓｎ合金にてＬＥＤチップをダイボンドする。ここでダイボンドに用いられる接合部材は、上記のような合金の他、導電性材料が含有された樹脂又はガラス等を用いることができる。含有される導電性材料はＡｇが好ましく、含有量が８０％〜９０％であるＡｇペーストを用いると放熱性に優れて且つ接合後の応力が小さい発光装置が得られる。また、発光素子の基板側に金属層を設けて固着すると、放熱性および光取り出し効率が向上し好ましい。
【００８８】
次に、ダイボンドされたＬＥＤチップの各電極と、パッケージ凹部底面から露出された各リード電極とをそれぞれＡｇワイヤにて電気的導通を取る。ここで構成部材に樹脂を用いない場合、Ａｌワイヤを用いることも可能である。
【００８９】
次に、前記凹部から第二の主面を覆うように、ゲル状シリコーン樹脂をポッティングにより注入し、続いて前記ゲル状シリコーン樹脂上に透光性剛性部材としてガラスよりなるレンズを下方に押しつけて載置する。ここで前記レンズは、プラスティックである熱可塑性樹脂やガラス等で構成することができる。また、連続する一背面を有し、下方に突出した曲面を有している。また外周部に背面が前記第二の主面と平行である縁部を有している。さらに、前記縁部の外郭は前記第二の主面の外郭に内接するよう、円形を成している。これにように構成されたレンズを、前記第二の主面上に設置し、前記レンズの外側から露出された前記第一の主面の突出部から下方のゲル状シリコーン樹脂の一部を前記縁部の上面までオーバーフローさせた後、７０℃温度下にて２時間、１００℃温度下にて２時間、さらに１５０℃温度下にて２時間、加熱し各部材を構造的一体化させる。
【００９０】
このようにして得られた発光装置は、気泡等の混入物を有さず、優れた信頼性および光学特性を有している。
【００９１】
（実施例２）
図１０の如く、前記第二の主面の外郭が角取りされた六角形である以外は、実施例１と同様にして発光装置を形成すると、実施例１より量産性に優れ且つ密度高く実装することが可能な発光装置が得られる。
【００９２】
（実施例３）
図１１の如く、前記第二の主面の外郭および前記第一の主面の外郭は、それぞれ相似をなす多角形であり、レンズは前記第一の主面の角が露出されるように外周部に切欠を有する以外は、実施例１と同様にして発光装置を形成すると、実施例１と同様の効果が得られる。
【００９３】
（実施例４）
剛性部材として用いるレンズを凸レンズ形状とする以外は実施例３と同様にして発光装置を形成すると、実施例１より正面光度が５０％向上される。
【００９４】
（実施例５）
レンズ内に、予め蛍光物質を含有させる以外は、実施例１と同様にして発光装置を形成する。
【００９５】
ここで蛍光物質は、Ｙ、Ｇｄ、Ｃｅの希土類元素を化学量論比で酸に溶解した溶解液を蓚酸で共沈させる。これを焼成して得られる共沈酸化物と、酸化アルミニウムと混合して混合原料を得る。これにフラックスとしてフッ化バリウムを混合して坩堝に詰め、空気中１４００°Ｃの温度で３時間焼成して焼成品を得られる。焼成品を水中でボールミルして、洗浄、分離、乾燥、最後に篩を通して中心粒径が２２μｍである（Ｙ０．９９５Ｇｄ０．００５）２．７５０Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ０．２５０蛍光物質を形成する。
【００９６】
このようにして得られた蛍光物質とパウダー状のシリカとを１：２の割合で混合させ、金型にて溶融硬化させて一括成型させる。このようにして得られた色変換型発光装置は、実施例１と同様な効果が得られ、信頼性が高く且つ高出力で白色光を発光することができる。
【００９７】
（実施例６）
ニトロセルロース９０ｗｔ％とγ−アルミナ１０ｗｔ％からなるスラリーに対して上記蛍光物質を５０ｗｔ％含有させ、剛性部材の背面に塗布し、２２０℃にて３０分間加熱硬化させることにより色変換部材を構成する以外は実施例５と同様にして発光装置を形成すると、実施例５と同様の効果が得られる。
【００９８】
（実施例７）
前記発光素子を、前記ゲル状シリコーン樹脂上に弾性シリコーン樹脂を塗布した後、レンズを載置する以外は実施例１と同様にして発光装置を形成すると、レンズの密着性が向上され、実施例１よりさらに信頼性の高い発光装置が得られる。
【００９９】
（実施例８）
前記ゲル状シリコーン樹脂中に、上記蛍光物質を５０ｗｔ％含有させる以外は実施例７と同様にして発光装置を形成すると、実施例５と同様の効果が得られる。
【０１００】
（実施例９）
前記発光素子を、上記蛍光物質が５０ｗｔ％含有されたシリカ−ゲルにて予め封止する以外は、実施例１と同様にして発光装置を形成すると、実施例５と同様の効果が得られる。
【０１０１】
（実施例１０）
前記発光素子の表面を、上記蛍光物質とＳｉＯ２を有する連続した色変換層を、スプレーコーティングにより形成する以外は、実施例１と同様にして発光装置を形成する。ここで、前記色変換層の形成方法について詳述する。
【０１０２】
工程１．
アルキルシリケートとしてメチルシリケート、エチルシリケート、Ｎ−プロピルシリケート、Ｎ−ブチルシリケート、が使用できるが、本実施例では、ＳｉＯ２を４０ｗｔ％含むエチルシリケートを縮合させた無色透明のオリゴマー液体を使用する。また、エチルシリケートは、予め触媒存在下において水と反応させて加水分解反応しゾル化させたものを使用する。
【０１０３】
まず、ゾル状エチルシリケートとエチレングリコールと蛍光物質とが、重量比が１：１：１の割合で混合された溶液を撹拌して塗布液を調整する。ここで、ゾル状エチルシリケートは乾燥しやすいため、ブタノール、エチレングリコールのような高沸点（１００℃〜２００℃）の有機溶剤と混合することによりゲル化を防止することが好ましい。このように高沸点の有機溶剤と混合すると、ゾル状エチルシリケートのゲル化によるノズル先端部の目詰まりを防止し、作業効率を高めることができる。
【０１０４】
工程２．
上記塗布液を容器に入れ、循環ポンプによって塗布液を容器からノズルに搬送する。塗布液の流量はバルブによって調節する。ここで、ノズルから噴出される霧状の塗布液は、霧状で且つ螺旋状に回転されながら吹き付けられることを特徴とする。具体的には、ノズルの付近では円錐状に噴霧が広がり、ノズルから離れるにつれて円柱状に広がる。これにより、発光素子の上面、側面、および角部の全てを、膜厚がほぼ等しく且つ蛍光物質が均一に分散されてなる連続した色変換層にて覆うことができ、ブルーリング等の色むらを改善することができる。また、前記色変換層は一粒子層からなることが好ましく、これにより光の取り出し効率が向上される。本実施例では、発光素子の上面からノズル下端までの距離を４０〜５０ｍｍとして円柱状に噴霧が広がった状態の所に発光素子の表面がくるように設置し、塗布液とガスとを発光素子の上面、側面および角、さらに凹部内平面上にほぼ均一な膜厚を有し連続した色変換層を形成する。
【０１０５】
また、上記工程は、塗布する場所を加温した状態にて行うことを特徴とする。これにより、エチルシリケートのゾル化にて生成したエタノールや溶剤を、発光素子上に吹き付けた瞬時に飛ばすことができる。これにより、発光素子へ悪影響を与えることなく色変換層を設けることができる。本実施例では、ヒーター上パッケージを載置しながらスプレーコーティングしており、前記ヒーターの温度は５０℃以上３００℃以下の温度に調整されていることが好ましい。
【０１０６】
工程３．
工程２を行った後、室温で放置すると、ゾル状エチルシリケートと空気中の水分とが反応し、ＳｉＯ２により蛍光物質が固着される。
【０１０７】
工程４．
次に、３００℃の温度で２時間乾燥させる。窒化物系発光素子は３５０℃以上の温度下に置かれると、発光素子としての性能が低下するため、３００℃の温度下で発光素子表面への固着が可能なアルキルシリケートは、蛍光物質の固着剤として好ましく用いることができる。
【０１０８】
以上のように構成された発光装置は、全てが無機物にて構成されているため、高い放熱性と有すると共に近紫外や紫外線に対する耐光性にも優れている。本実施例の発光装置は、紫外域で発光する発光素子等、あらゆる素子を用いることができる。
【０１０９】
（実施例１１）
蛍光物質として、第一の蛍光物質（Ｙ０．９９５Ｇｄ０．００５）２．７５０Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ０．２５０と第二の蛍光物質Ｃａ１．８Ｅｕ０．２Ｓｉ５Ｎ８とを混合分散させたものを用いる以外は、実施例８と同様にして発光装置を形成すると、実施例８より演色性に優れた発光装置が得られる。本実施例で用いることができる前記第二の蛍光物質は特に限定されないが、前記第一の蛍光物質と励起波長が類似であり且つ黄色から赤色の蛍光を発光することが可能なＭｘＳｉｙＮｚ：Ｅｕ（但し、ＭはＣａ、Ｓｒ、Ｂａ、およびＺｎの群から選択されたアルカリ土類金属の少なくとも一種、ｚ＝（２／３）ｘ＋（４／３）ｙ）を用いると、優れた演色性を有する光が得られ好ましい。
【０１１０】
具体的には、前記蛍光体は、Ｌ−Ｍ−Ｎ：Ｒ、またはＬ−Ｍ−Ｏ−Ｎ：Ｒ（ＬはＢｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎからなる群より選ばれる１種以上を含有する。ＭはＣ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆからなる群より選ばれる１種以上を含有する。Ｎは窒素である。Ｏは酸素である。Ｒは希土類元素である。）で表される窒化物系蛍光体、が好ましく、さらには、ＬｘＭｙＮ｛（２／３）ｘ＋（４／３）ｙ｝：Ｒ、またはＬｘＭｙＯｚＮ｛（２／３）ｘ＋（４／３）ｙ−（２／３）ｚ｝：Ｒ（ＬはＢｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎからなる群より選ばれる１種以上を含有する。ＭはＣ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆからなる群より選ばれる１種以上を含有する。Ｎは窒素である。Ｏは酸素である。Ｒは希土類元素である。）で表されかつ結晶構造を有する窒化物系蛍光体であることが好ましい。このような蛍光体を用いることにより暖色系の白色が発光可能な発光装置が得られる。
【０１１１】
具体的に基本構成元素の例を挙げると、Ｍｕ、Ｂが添加されたＣａ２Ｓｉ５Ｏ０．１Ｎ７．９：Ｅｕ、Ｓｒ２Ｓｉ５Ｏ０．１Ｎ７．９：Ｅｕ、（ＣａａＳｒ１−ａ）２Ｓｉ５Ｏ０．１Ｎ７．９：Ｅｕ、ＣａＳｉ７Ｏ０．５Ｎ９．５：Ｅｕ、さらには希土類が添加されたＣａ２Ｓｉ５Ｏ０．５Ｎ７．９：Ｅｕ、Ｓｒ２Ｓｉ５Ｏ０．５Ｎ７．７：Ｅｕ、（ＣａａＳｒ１−ａ）２Ｓｉ５Ｏ０．１Ｎ７．９：Ｅｕなどがある。
【０１１２】
さらにＳｒ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ，Ｐｒ、Ｂａ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ，Ｐｒ、Ｍｇ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ，Ｐｒ、Ｚｎ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ，Ｐｒ、ＳｒＳｉ７Ｎ１０：Ｅｕ，Ｐｒ、ＢａＳｉ７Ｎ１０：Ｅｕ，Ｃｅ、ＭｇＳｉ７Ｎ１０：Ｅｕ，Ｃｅ、ＺｎＳｉ７Ｎ１０：Ｅｕ，Ｃｅ、Ｓｒ２Ｇｅ５Ｎ８：Ｅｕ，Ｃｅ、Ｂａ２Ｇｅ５Ｎ８：Ｅｕ，Ｐｒ、Ｍｇ２Ｇｅ５Ｎ８：Ｅｕ，Ｐｒ、Ｚｎ２Ｇｅ５Ｎ８：Ｅｕ，Ｐｒ、ＳｒＧｅ７Ｎ１０：Ｅｕ，Ｃｅ、ＢａＧｅ７Ｎ１０：Ｅｕ，Ｐｒ、ＭｇＧｅ７Ｎ１０：Ｅｕ，Ｐｒ、ＺｎＧｅ７Ｎ１０：Ｅｕ，Ｃｅ、Ｓｒ１．８Ｃａ０．２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ，Ｐｒ、Ｂａ１．８Ｃａ０．２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ，Ｃｅ、Ｍｇ１．８Ｃａ０．２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ，Ｐｒ、Ｚｎ１．８Ｃａ０．２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ，Ｃｅ、Ｓｒ０．８Ｃａ０．２Ｓｉ７Ｎ１０：Ｅｕ，Ｌａ、Ｂａ０．８Ｃａ０．２Ｓｉ７Ｎ１０：Ｅｕ，Ｌａ、Ｍｇ０．８Ｃａ０．２Ｓｉ７Ｎ１０：Ｅｕ，Ｎｄ、Ｚｎ０．８Ｃａ０．２Ｓｉ７Ｎ１０：Ｅｕ，Ｎｄ、Ｓｒ０．８Ｃａ０．２Ｇｅ７Ｎ１０：Ｅｕ，Ｔｂ、Ｂａ０．８Ｃａ０．２Ｇｅ７Ｎ１０：Ｅｕ，Ｔｂ、Ｍｇ０．８Ｃａ０．２Ｇｅ７Ｎ１０：Ｅｕ，Ｐｒ、Ｚｎ０．８Ｃａ０．２Ｇｅ７Ｎ１０：Ｅｕ，Ｐｒ、Ｓｒ０． ８Ｃａ０．２Ｓｉ６ＧｅＮ１０：Ｅｕ，Ｐｒ、Ｂａ０．８Ｃａ０．２Ｓｉ６ＧｅＮ１０：Ｅｕ，Ｐｒ、Ｍｇ０．８Ｃａ０．２Ｓｉ６ＧｅＮ１０：Ｅｕ，Ｙ、Ｚｎ０．８Ｃａ０．２Ｓｉ６ＧｅＮ１０：Ｅｕ，Ｙ、Ｓｒ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｐｒ、Ｂａ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｐｒ、Ｓｒ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｔｂ、ＢａＧｅ７Ｎ１０：Ｃｅなどが製造できるが、これに限定されない。同様に、これらの一般式で記載された蛍光体に、所望に応じて第３成分、第４成分、第５成分等適宜、好適な元素を含有させることも当然考えられるものである。
【０１１３】
（実施例１２）
エチルシリケートの代わりに、フッ素樹脂（ＰＴＦＥ＝ポリテトラフルオロエチレン）を用いて塗布液を調整して蛍光体をバインドする以外は、実施例１１と同様の方法により発光装置を形成すると、実施例１１と同等の性能が得られ、かつ良好な製造歩留まりが得られる。
【０１１４】
（実施例１３）
発光素子として、主波長が４００ｎｍであるＬＥＤチップを用い、蛍光物質として（Ｓｒ０．９６，Ｅｕ０．０１，Ｍｎ０．０３）１０（ＰＯ４）６Ｃｌ２を用いる以外は実施例１１と同様にして発光装置を形成する。
【０１１５】
ここで、上記蛍光物質の形成方法を述べる。まず、各原料であるＳｒＨＰＯ４、ＳｒＣＯ３、Ｅｕ２Ｏ３、ＭｎＣＯ３、ＮＨ４Ｃｌを上記組成比となるように調整し混合する。（ＳｒＨＰＯ４：１０００ｇ、ＳｒＣＯ３：４８２．４ｇ、Ｅｕ２Ｏ３：１６．０ｇ、ＭｎＣＯ３：３５．２ｇ、ＮＨ４Ｃｌ：１１６．５ｇ）
【０１１６】
次に、上記原料を秤量しボールミル等の混合機によって乾式で充分に混合する。この混合原料をＳｉＣ、石英、アルミナなどの坩堝に詰め、Ｎ２，Ｈ２の還元雰囲気中にて９６０℃／ｈｒで１２００℃まで昇温し、恒温部１２００℃で３時間焼成する。得られた焼成品を水中で粉砕、分散、篩過、分離、水洗、乾燥して目的の蛍光体粉末を得る。
【０１１７】
このようにして得られた蛍光物質を実施例１０と同様にして発光素子周囲及び凹部内平面に塗布し色変換層を形成すると、高輝度に発光可能な発光装置が得られる。
【０１１８】
（実施例１４）
原料としてＣａＨＰＯ４、ＣａＣＯ３、Ｅｕ２Ｏ３、ＭｎＣＯ３、ＮＨ４Ｃｌ、およびＮＨ４Ｂｒを用い（Ｃａ０．９３，Ｅｕ０．０５，Ｍｎ０．０２）１０（ＰＯ４）６Ｂｒ１．０Ｃｌ１．０の組成比となるように調整、混合する。
【０１１９】
上記原料を秤量しボールミル等の混合機によって乾式で充分に混合する。この御合原料をＳｉＣ、石英、アルミナなどの坩堝に詰め、Ｎ２，Ｈ２の還元雰囲気中にて９６０℃／ｈｒで１２００℃まで昇温し、恒温部１２００℃で３時間焼成する。得られた焼成品を水中で粉砕、分散、篩過、分離、水洗、乾燥して目的の蛍光体粉末を得る。この蛍光物質を用いた以外は実施例１３と同様にして発光素子周囲及び凹部内平面に塗布し色変換層を形成すると、高輝度に発光可能な発光装置が得られる。
【０１２０】
（実施例１５）
蛍光物質として、第一の蛍光物質（Ｙ０．９９５Ｇｄ０．００５）２．７５０Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ０．２５０と第二の蛍光物質（Ｃａ０．９３，Ｅｕ０．０５，Ｍｎ０．０２）１０（ＰＯ４）６Ｂｒ１．０Ｃｌ１．０とを混合分散させたものを用いる以外は、実施例１３と同様にして発光装置を形成すると、高輝度に発光可能な白色光源が得られる。
【０１２１】
（実施例１６）
（Ｃａ０．９３，Ｅｕ０．０５，Ｍｎ０．０２）１０（ＰＯ４）６Ｂｒ１．０Ｃｌ１．０蛍光物質をＡｌ２Ｏ３からなる塗布液を発光素子周囲及び凹部内平面に上記スプレーにて塗布し第一色変換層を形成した後、前記前記第一色変換層上に接して（Ｙ０．９９５Ｇｄ０．００５）２．７５０Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ０．２５０蛍光物質を実施例１１と同様の方法にてゾル状エチルシリケートを用いＳｉＯ２により固着されてなる第二色変換層を形成する以外は、実施例１４と同様にして発光装置を形成する。このようにして形成することにより、第二色変換層の光屈折率＜第一色変換層の光屈折率＜窒化ガリウム系化合物半導体層の屈折率とすることができ、発光素子からの光の取り出し効率が高まり高出力で発光することが可能な発光装置が得られる。
【０１２２】
（実施例１７）
ゲル状シリコーン樹脂１００重量％に対し、第一の蛍光物質Ｙ２．９８５Ａｌ３Ｇａ４Ｏ１２：Ｃｅ０．０３５を２０ｗｔ％および第二の蛍光物質Ｃａ１．８Ｅｕ０．２Ｓｉ５Ｎ８を５ｗｔ％混合分散させたものを柔軟性部材として用いる以外は、実施例１と同様にして発光装置を形成すると、色温度２７００Ｋの暖色系の白色光が得られる。
【０１２３】
（実施例１８）
図１２に示すように、第一の主面の隅部が第二の主面１ｃの外側からパッケージ外郭隅部に向かって露出した突出部を有し、該突出部はパッケージ外郭隅部に向かって末広がりとなる略台形形状に構成されなるパッケージを使用する以外は実施例１と同様にして発光装置を形成する。これにより、ゲル状シリコーン樹脂状にレンズを押しつけた際、パッケージの上面までゲル状シリコーン樹脂がオーバーフローすることを抑制することができる。前記突出部の数は特に限定されないが、パッケージの各隅部と対を成して形成すると、オーバーフロー効果をパッケージ全体に均一に行うことができる。
【０１２４】
（実施例１９）
図１７に示すように、第一の主面上に上面が底面よりも面積が小さい略円錐台を形成し、前記上面をレンズの支持面とする以外は、実施例１と同様にして発光装置を形成する。これにより、ゲル状シリコーン樹脂とレンズとの界面が熱膨張率差にて剥離することを抑制することができる。前記略円錐台は、等間隔に３つ以上形成されていることが好ましく、これによりさらに剥離防止効果が増大する。
【０１２５】
（実施例２０）
図１４に示すように、第一の主面上にかまぼこのような略半円柱を形成し、略半円柱の曲面の頂点ラインをレンズの支持ラインとするパッケージを使用する以外は、実施例１と同様にして発光装置を形成すると、実施例１９よりもさらに剥離防止効果を高めることができ、高い信頼性を有する発光装置が得られる。前記略半円柱は、前記略円錐台と同様に、等間隔に３つ以上形成されていることが好ましく、これによりさらに効果が増大する。
【０１２６】
（実施例２１）
図１９に示すような表面実装型発光装置を形成する。金属基体に設けられた凹部内に、サブマウントをＡｇペーストにて固定し、前記サブマウント９上に金属バンプを用いて発光素子をフリップチップ実装する以外は、実施例１と同様にして発光装置を形成すると、光学特性および信頼性が更に向上する。ここで、前記サブマウントは、シリコン半導体からなる保護素子や窒化アルミからなる金属基体等、種々のものを用いることができる。サブマウント自体が導電性を有する場合、ＳｉＯ２、ＳｉＮ等の絶縁膜を介して導電性パターンを積層したものを用いることができる。また、前記金属バンプの材料は、導通可能であれば特に限定されず、Ａｕバンプ、Ｓｎ−Ｐｂハンダバンプ、Ｚｎ−Ａｇハンダバンプ等を用いることができる。
【０１２７】
【発明の効果】
本発明の発光装置は、発光素子が載置されたパッケージを、柔軟性を有する第一の封止部材と剛性を有する第二の封止部材にて密封する際、パッケージ内部から上方まで一貫した経路を設けることにより、前記第一の封止部材と前記第二の封止部材との間に気泡が混入することを抑制することができるとともに、一度第一の封止部材中に混入されてしまった気泡をも効率よく脱泡することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、本発明の発光装置を示す模式的平面図である。
【図２】 図２は、図１のII−II線における模式的断面図である。
【図３】 図３は、図１のIII−III線における模式的断面図である。
【図４】 図４は、図１のIV−IV線における模式的断面図である。
【図５】 図５は、実施例１０の発光装置を形成する一工程を示す模式的断面図である。
【図６】 図６は、実施例１０の発光装置を形成する一工程を示す模式的断面図である。
【図７】 図７は、実施例１０の発光装置を形成する一工程を示す模式的断面図である。
【図８】 図８は、実施例１０の発光装置を形成する一工程を示す模式的断面図である。
【図９】 図９は、本発明の他の発光装置を示す模式的断面図である。
【図１０】 図１０は、本発明の他の発光装置を示す模式的断面図である。
【図１１】 図１１は、本発明の他の発光装置を示す模式的断面図である。
【図１２】 図１２は、本発明の他の発光装置を示す模式的断面図である。
【図１３】 図１３は、図１２のXIII−XIII線における模式的断面図である。
【図１４】 図１４は、本発明の他の発光装置を示す模式的断面図である。
【図１５】 図１５は、図１４のXV−XV線における模式的断面図である。
【図１６】 図１６は、本発明の他の発光装置を示す模式的断面図である。
【図１７】 図１７は、本発明の他の発光装置を示す模式的断面図である。
【図１８】 図１８は、図１７のXVIII− XVIII線における模式的断面図であるである。
【図１９】 図１９は、本発明の他の発光装置を示す模式的断面図である。
【図２０】 図２０は、図１９のXX−XX線における模式的断面図である。
【図２１】 図２１は、本発明の他の発光装置を示す模式的断面図である。
【図２２】 図２２は、図２１のXXII−XXII線における模式的断面図である。
【図２３】 図２３は、本発明と比較のために示す発光装置の模式的断面図である。
【符号の説明】
１・・・パッケージ、１ａ・・・パッケージ凹部、１ｂ・・・第一の主面、１ｃ・・・第二の主面、１ｄ・・・第三の主面、２・・・発光素子チップ、３・・・柔軟性部材、４・・・剛性部材、５・・・リード電極、６・・・金属基体、７・・・ワイヤ、８・・・蛍光物質、９・・・サブマウント。
【発明の属する技術分野】
本発明はバックライト光源、ディスプレイ、照明など各種光源や光センサに利用される発光装置に係わり、特に、良好な信頼性と光学特性とを兼ね合わせた発光装置に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
今日、高輝度、高出力な半導体発光素子や小型且つ高感度な発光装置が開発され種々の分野に利用されている。このような発光装置は、低消費電力、小型、及び軽量などの特徴を生かして、例えば、光プリンターヘッドの光源、液晶バックライト光源、各種メータの光源や各種読み取りセンサーなどに利用されている。
【０００３】
このような発光装置の一例として、図２３に示す如き発光装置が挙げられる。凹部を有し且つリード電極が挿入されて一体成形されたプラスチック・パッケージ５を用い、前記凹部内底面から露出されたリード電極２上に発光素子としてＬＥＤチップをダイボンドすると共にＬＥＤチップの各電極とパッケージに設けられたリード電極とを金線などにより電気的に接続させる。このようにして凹部内に配置されたＬＥＤチップは硬化後に剛性を有する透光性部材によって封止される。これにより、パッケージ内部に配置されたＬＥＤチップやワイヤなどを、水分、外力など外部環境から保護することができ、極めて高い信頼性を有する発光装置が得られる。
【０００４】
しかしながら、このような発光装置は、利用分野の広がりからより厳しい環境条件で使用され始めている。航空機や車載用に利用される発光装置では、例えば外気温により−２０℃以下＋８０℃以上にまで変化する場合もある。また、外気圧、熱衝撃などと同時に振動もある。このような場合、熱応力により各構成部材が膨張や収縮をくり返すことになり、それぞれの構造的一体性が弱くなり、光学特性に悪影響を及ぼす他、信頼性も低下してしまう。また、近紫外領域において高輝度に発光することが可能な発光素子が開発され使用されている現在において、上記領域の光による各部材の劣化を抑制することが重要となっている。
【０００５】
そこで近年、光により切断されないシロキサン結合を有する樹脂が注目されている。このような樹脂は、上記領域の波長に対して優れた耐光性を有する他、柔軟性が高く且つ熱に対して高い安定性を有する。
【０００６】
しかしながら、柔軟性を有することにより表面も軟質であり機械的強度が弱く、発光装置の外装としては不向きである。また、表面にタック性を有するため、異物が付着するため、発光面としては不向きである。
【０００７】
そこで、特開２０００−１５０９６８号には、放熱性に優れたパッケージを用い、上記金属製基体上に載置された発光素子を、空壁内部に柔軟性を有し且つ耐光性に優れた部材を備えた剛性カバーにて被覆してなる発光装置が記載されている。このように構成された発光装置は、優れた耐熱性、耐光性、および外部からの機械的強度を兼ね備えることが可能となる。
【０００８】
【特許文献１】
特開２０００−１５０９６８号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の如く、柔軟性を有する部材を剛性部材にて封止すると、封止する際に柔軟性部材に気泡が混入されやすい傾向にある。特に、気体を通過しない金属やガラス等からなる剛性部材にて密封すると、前記気泡により熱安定性が損なわれた柔軟性部材が熱応力を緩和できなくなり、隣接する剛性部材を破損する場合がある。また、柔軟性部材と剛性部材との界面に気泡が含有された場合、前記気泡が起因してこれらの界面が剥離され空気層が形成され、発光出力の低下や光学特性の変動が生じる。
【００１０】
そこで本発明は、上記課題を解決し、高い信頼性を有し安定した光学特性を有する発光装置を提供する。
【００１１】
【発明を解決するための手段】
本発明の発光装置は、パッケージに設けられた凹部に配置された発光素子と、その発光素子を被覆する第一の透光性部材と、その第一の透光性部材に載置される第二の透光性部材と、を備える発光装置であって、上記第二の透光性部材は、上記発光素子の方向へ突出された凸形状と、その凸形状の外側に鍔部と、を有しており、上記鍔部は、上記パッケージの凹部内に配置され、上記第一の透光性部材により被覆されていることを特徴とする。
【００１２】
発光素子チップを柔軟性部材である第一の透光性部材と剛性部材である第二の透光性部材とを積層させて封止すると、これらの界面から気泡が混入されやすい。気泡が存在する発光装置は、高温下になると気泡の揮発爆発により一体性が損なわれてしまうため、実装基板等に一度に半田付けすることが可能なリフロー実装を施すことができず、量産性が乏しい。これに対して本願発明の発光装置は、剛性部材の形状を特定することにより、上記問題を解決し、リフロー実装をすることが可能な高い信頼性を有しており、Ｐｂフリー実装にも対応することが可能である。
【００１３】
上記背面の断面形状は、上記発光素子方向へ突出していれば特に限定されないが、一点にて発光素子と最近接しているようなＶ字型であると、気泡混入の防止効率が高まり好ましい。
【００１４】
さらに、その一点が第二の透光性部材における背面の中央部であると、界面全体において気泡の混入を効率よく防止することができる。また、この背面を曲面とし、このような構成を有する背面にて柔軟性部材に圧力を加えると、上記柔軟性部材の流動速度が高速化されると共に気泡の脱泡効力を高めることができる。これにより、信頼性の高い発光装置を量産性良く形成することができる。また、下方の柔軟性部材との密着性が向上され好ましい。また、背面を凸形状とすると、剛性部材の主面側に柔軟性部材があふれ出ることを抑制することができる。
【００１５】
上記剛性部材の下端は、外側へ広がる鍔部を有し、該鍔部の側面及び主面は上記柔軟性部材にて被覆されている。このように鍔部を設けることにより、剛性部材の取り付け作業の容易化される。また、柔軟性部材との密着性が向上され、光学特性に悪影響を及ぼすことなく信頼性を高めることができる。
【００１６】
上記パッケージの凹部は、少なくとも第一の主面と、その第一の主面の上方にて外側へ広がる第二の主面と、その第二の主面より上方にて外側へ広がる第三主面とを有し、上記柔軟性部材は、上記第一の主面、上記第二の主面、および上記剛性部材の下端部に渡り連続的に設けられることが好ましい。これにより、別途接着剤を用いることなく各部材の一体性を保つことができ、信頼性に優れた発光装置が得られる。これに対し少量の接着剤等で各部材を接着すると、接着剤等が局所的に熱劣化や光劣化し、これに起因して信頼性が低下してしまうが、上記構成とすることにより、局所的劣化を防止し、発光装置の長寿命化を実現している。
【００１７】
上記第二の主面は、上記第一の主面上に離間して設けられた少なくとも３以上の各支持台の主面であり、上記剛性部材の一背面は上記第二の主面と接していることが好ましい。このような構成により、厳しい環境下にて使用され剛性部材と柔軟性部材とに剥離が生じたとしても、剥離箇所を前記支持台付近に制御することができ、光学特性を維持することができる。
【００１８】
上記剛性部材は、上記第二の主面の外郭内に少なくとも３以上の接点を有して内接しており、上記第一の主面および上記第二の主面は、それぞれ、上記剛性部材の各接点間外部に露出部を有することが好ましい。このように構成された発光装置は、柔軟性部材上に剛性部材を載置する際に係る圧力を利用し、上記第二の主面により精度良く位置決めされた剛性部材と上記第一の主面の露出部の作用により、柔軟性部材中または柔軟性部材と剛性部材との界面に混入した気泡を外部へ放出し、高い信頼性及び安定した光学特性を有する発光装置を歩留まり良く容易な手法にて得ることができる。上記柔軟性部材の表面は、硬化前の塗布された状態では表面張力により中央部が上方に凸を有する形状となる場合が多く、この凸部を一背面により圧力をかけパッケージ凹部により流動させることにより、柔軟性部材全体において気泡の脱泡作用を施すことができる。また、本発明の発光装置は、上記脱泡作用の際にオーバーフローされる柔軟性部材を利用し上記剛性部材と一体成型化されている。また、剛性部材の主面は、背面と反対側へ突出した曲面を有することが好ましい。このような形状を有する発光面は、凹部の内壁により反射散乱された光を集光し正面方向における輝度を高めることができる。特に、上記の如く凹部方向へ突出した曲面を有する背面は、光が拡散された状態にて剛性部材中へと入射されるので、主面側に背面と反対側へ突出した曲面を設け、光を集光させることが好ましい。
【００１９】
更に、上記剛性部材の下端は、外側へ広がる鍔部を有し、該鍔部の側面及び主面は上記柔軟性部材にて被覆され、上記鍔部の背面は、上記第二の主面と平行で且つ対向していることが好ましく、これにより剛性部材と上記第二の主面との位置決め精度が向上され、各発光装置間に光軸のズレを生じることなく信頼性の高い発光装置を量産性良く提供することができる。
【００２０】
第二の主面の外郭を、上記剛性部材の外郭より多くの角を有する多角形とすると、高密度実装することが可能な小型発光装置が得られる。
【００２１】
剛性部材の外郭が上記接点においてＲを帯びていると、第二の主面へ柔軟性部材をオーバーフローさせる速度が高速化され、剛性部材を迅速に固着することができる。これにより、柔軟性部材へ係る応力が強まり、脱泡作用が向上し信頼性が高まる。さらに、上記第二の主面および剛性部材下端部にかけて設けられる柔軟性部材は、なだらかで平坦な主面となり、好ましい外観が得られる。
【００２２】
上記第一の主面において、上記露出部は、中央領域より外側へ突出した凸部であることが好ましい。このような形状とすることにより、柔軟性部材を良好に第二の主面及び剛性部材下端部へ効率よく流動することができる。また、柔軟性部材が上記凸部壁面と衝突することにより、柔軟性部材の脱泡作用が向上される。上記凸部は、上記第二の主面の角と対向していると、上記第二の主面の露出部上に均等な膜厚を有する柔軟性部材を形成することができ、構造的一体性を強化することができる。また、上記凸部の先端はＲが帯びていると、更に効果が増大する。
【００２３】
パッケージが、側面より一対のリード電極が挿入され成形樹脂にて一体成形されたものであるとき、上記リード電極のインナー部は、上記第一の主面において該第一の主面の外郭に沿って露出されていることが好ましい。リード電極の表面は金属であるため、柔軟性部材の流動性が優れていると考えられる。本発明は、パッケージの各側壁にて柔軟性部材を衝突反動させ上方へ流動させる構成とすることにより、高い信頼性を有しているが、リード電極を前記衝突反動が行われる側壁に沿って設けると、柔軟性部材の衝突反動速度が加速され、気泡の脱泡作用の効果が強められる。
【００２４】
リード電極のインナー部は、上記第一の主面の露出部から内側の二方向へ分離して設けられていることが好ましく、これにより上記効果を更に向上させることができる。また、一体成形されたリード電極の抜けが防止される。また、保護素子のような他の素子を載置する必要がある場合、それぞれの分離枝リードの間に載置することにより、電気的に接続させると、発光観測面に関与しない位置に前記素子を載置することができ好ましい。
【００２５】
リード電極のインナー部は、背面の一部がパッケージ背面側から貫通した微小孔より露出していることが好ましい。これにより、ワイヤボンディングされる際や剛性部材を載置する際に受けるリード電極の応力を和らげることができる。これにより、リード電極と各部材との構造的一体化を強化することができる。
【００２６】
パッケージは、背面が実装面となる金属基体を有し、該金属基体の主面は上記凹部の底面から露出され、金属基体に発光素子が載置されていることが好ましい。これにより、発光素子から生じる熱を良好に実装基板へと放熱することができ、発光素子を被覆する柔軟性部材の信頼性を高めることができる。また、上記金属基体の表面にて下方の柔軟部材の流動性を向上され、発光素子近傍での局所的劣化を防止することができる。
【００２７】
上記金属基体は、側面方向より挿入され上記成形樹脂にて上記リード電極と共に一体成形され、一端部が上記パッケージ側面より突出していることが好ましい。これにより、金属基体の外気との接触面積が増し、発光装置の放熱性を向上させることができる。
【００２８】
金属基体は、上記凹部から露出される第一の主面と、上記パッケージ内に埋没する第二の主面とを有することが好ましい。これにより、発光装置の構造的一体性が向上される。
【００２９】
上記凹部底面から露出される金属基体の主面の中央部に第二の凹部を設け、該第二の凹部底面に発光素子を載置することが好ましい。これにより、発光素子端面から発光される光の取り出し効率が向上する他、柔軟性部材中への気泡混入防止や混入された気泡の脱泡作用、および発光装置使用時の発光素子近傍での柔軟性部材流動性も向上される。また、柔軟性部材と放熱経路となる金属基体との接触面積が大きくなり、柔軟性部材の局所劣化を防止することができる。
【００３０】
一対のリード電極の一端部は、金属基体の一端部が露出された側面と反対側の側面より所定の距離を隔てて並列に露出していることが好ましい。これにより、実装基板の電極配線を簡易化することができる。また、金属基体の背面面積を保ちつつ発光装置を小型化に形成することができる。更に、パッケージの背面において、上記反対側の側面側に切欠部を設けることにより、金属基体の背面に設ける導電部材が多すぎた場合でも、前記導電部材がリード電極方向へ流出することを上記切欠部にてとどめ、対向するリード電極まで流出することを防止することができ、歩留まりが向上される。
【００３１】
発光素子が同一平面側に正負一対の電極を有し、該正負一対の電極がそれぞれ上記一対のリード電極のインナー部とワイヤにて架橋されている場合、上記ワイヤの頂点は、上記第一主面と上記第二の主面の間に配置されていることが好ましい。このようにワイヤを設けることにより、柔軟性部材の流動性が向上されるとともに、ワイヤに係る熱応力の影響を最小限とすることができる。また、リード電極が発光素子の各電極より上方に配置され、且つ発光素子からリード電極までのワイヤの通過点に上方へ突出した障害を有さないので、ワイヤボンディング作業を比較的容易に且つ信頼性高く行うことができる。
【００３２】
上記柔軟性部材に蛍光物質を含有させることも可能であり、上記柔軟性部材を少なくとも２つ以上の層からなる積層構造にて構成とする場合、上記蛍光物質は少なくとも１層に含有されていればよい。
【００３３】
【発明の実施の形態】
本発明者は種々の実験の結果、発光素子チップを柔軟性部材と剛性部材にて被覆する際において、剛性部材部材の形状を特定することにより、上記問題を解決することができることを見いだし、本発明を成すに至った。以下、本発明の各構成について詳述する。
【００３４】
（パッケージ１）
パッケージは、例えば図１に示すように、正のリード電極と負のリード電極５、およびヒートシンクとなる金属基体とが、それぞれ対向した側面よりインサートされて閉じられた金型内に、下面側にあるゲートから溶融された成形樹脂を流し込み硬化して形成される。
【００３５】
詳細に説明すると、パッケージは、主面側に第一の凹部を有し、該凹部底面より前記パッケージの一側面より挿入された金属基体６の主面が露出している。前記金属基体６の主面には、発光素子が収納可能な第二の凹部が設けられている。
【００３６】
一方、前記第一の凹部の上方において外側へ広がる第一の主面、及び前記第一の主面の上方において外側へ広がる第二の主面が設けられている。前記第一の主面より前記パッケージの一側面と対向した他方の側面より挿入された正負一対のリード電極の主面が露出している。前記リード電極の主面は、前記発光素子の各電極とそれぞれワイヤにて電気的に接続されている。また、前記第二の主面は上方に載置される剛性部材の位置決めの役割を成している。
【００３７】
このような構成を有するパッケージを用い、前記パッケージの凹部底面に発光素子が電気的に接続され、これらを第一の封止部材である柔軟性部材および第二の封止部材である剛性部材にて密封して本発明の発光装置が得られる。
【００３８】
ここで、前記第一の凹部にて露出するリード電極主面は、前記発光素子チップの各電極と架橋される導電ワイヤを固着するに必要な面積が露出していれば良く、図１６の如くその他のリード電極主面はパッケージ樹脂と同一材料にて覆われていることが好ましい。これにより、リード電極と第一の封止部材との界面に生じる気化膨脹を抑制することができる。また、比較的密着性の強いパッケージ成形樹脂と封止部材との接触面積を大きくすることより、発光装置の一体性を高め、光学特性及び信頼性の高い発光装置が得られる。
【００３９】
ここで、本実施の形態のパッケージは、前記第二の封止部材から外側に前記第一の主面と前記第二の主面の一部が露出可能な形状とされている。本実施の形態では、第二の主面の外壁をＲ取りされた四角とし、該四角内に外郭が円である第二の封止部材が内接され、該第二の封止部材の外周４箇所にて、前記第二の主面の縁部および前記第一の主面の縁部の双方が露出している。このように本発明は、パッケージ内部に柔軟性部材を封止した後、上方に剛性部材を載置した際、前記剛性部材に塞がれずパッケージの底面から上方まで一貫した通路を設けることにより、前記通路より柔軟性部材と共に気泡も押し出され、剛性部材と柔軟性部材との間に気泡が混入することを抑制することができる。特に本実施の形態では、前記第一の主面の露出部を前記第一の主面の中央部から突出した凸形状とすることにより、前記凸形状の外郭による衝突反動により気泡の脱泡効果を向上させている。本実施の形態ではパッケージの形態を調整することによりこのような一貫通路を形成しているが、これに限られるものではなく、レンズの縁部に切欠を形成することにより形成することもできる。
【００４０】
（リード電極５）
リード電極は、銅や鉄入り銅等の高熱伝導体を用いて構成することができる。また、発光素子からの光の反射率の向上及びリード基材の酸化防止等のために、リード電極の表面に銀、アルミ、銅や金等の金属メッキを施すこともでき、またリード電極の表面の反射率を向上させるため平滑にすることが好ましい。また、リード電極の面積は大きくすることが好ましく、このようにすると放熱性を高めることができ、配置される発光素子チップの温度上昇を効果的に抑制することができる。これによって、発光素子チップに比較的多くの電力を投入することが可能となり光出力を向上させることができる。
【００４１】
リード電極は、例えば、０．１５ｍｍ厚の銅合金属からなる長尺金属板をプレスによる打ち抜き加工により形成される。本実施の形態では、一方向に正のリード電極と負のリード電極が連なるようにプレス加工を施している。
【００４２】
本発明の発光装置において、リード電極の背面と側面との交わる角は曲線を帯びていることが好ましい。このように、樹脂を注入する方向に合わせてリード電極の端部に丸みを設けると成形樹脂の流れがスムーズとなり、前記リード電極と成形樹脂部との密着性が強化させる。また、パッケージ底面に露出された一対のリード電極間の空間に隙間なく樹脂を充填させることができる。また、成形樹脂部のリード電極との接合ラインは、前記リード電極と対応した形状となる。よって上記の形状を有するリード電極を用いると、成形樹脂部の側面上の前記背面との接合ラインは、底角が曲線を帯びた凹部形状とすることができる。これにより前記接合ラインにおける応力集中が回避されパッケージ・クラックの発生を抑制することができる。
【００４３】
また更に、リード電極の主面と側面との交わる角は鋭角に盛り上がっていることが好ましい。これにより、リード電極と第一の封止部材との密着性が向上され、これらの界面での剥離を抑制することができる。
【００４４】
また、パッケージ成形体の外壁から突き出した正のリード電極と負のリード電極のアウタ・リード部は、背面が成型樹脂部の背面、および金属基体の背面と同一平面を成すようにガルウィング型に加工され、正負の接続端子部となっている。尚、本発明の接続端子部の構造は、ガルウィング型に限られるものではなく、Ｊ−ベンド（Ｂｅｎｄ）等、他の構造であってもよい。
【００４５】
（金属基体６）
本実施の形態の発光装置に用いられるパッケージは、中央部に、発光素子を収納し前記発光素子からの発熱を良好に放熱することが可能な金属基体を有する。前記金属基体は、主面側に凹部を有し、背面は発光装置の実装面、つまりリード電極の接続端子部背面、および成型樹脂部背面とほぼ同一平面上に位置しており、実装基板と接するように構成されている。このように構成することにより、発光素子からの発熱を直接実装基板へと放熱することができ、発光素子への電流投下量を増大させ出力向上を図ることができる。前記凹部底面の膜厚は、良好な放熱性を有するように薄膜に形成されている。前記凹部は、発光装置の中央部に位置することが好ましく、これにより良好な指向特性が得られる。また凹部は、前記発光素子全体を収納することが可能な容積を有することが好ましい。これにより、発光素子の四方側面から発光される光を前記凹部内壁にて良好に正面方向へ取り出すことができる。また、色変換層を用いて発光素子の波長を変換させる場合、前記凹部内に配置された前記発光素子全体を色変換層で容易に被覆することが可能となる。前記色変換層は、透光性部材と前記発光素子から発光される光の一部を吸収し他の波長を発光することが可能な蛍光物質とからなる。本発明に用いられる金属パッケージは、特に発光素子が配置される凹部の放熱性が優れているため、前記色変換層の各部材は無機物に限らず有機物を用いることも可能であり、大電流投下による前記有機物の劣化はほとんどおこらず、良好な光学特性が得られる。また、前記凹部の内壁は、容積が開口側へいくほど大きくなるようにがテーパー形状であることが好ましく、これにより更に高輝度に発光することが可能な発光装置が得られる。
【００４６】
前記凹部は、例えば金属平板に絞り加工を施すことにより構成される。本実施の形態では、金属平板の主面方向から絞り加工を施して金属を背面方向に流し凹部を形成する。これにより、背面の外郭は凹凸を有する形状となり、成型樹脂部との接触面積が増大され、構造的一体性を強化することができる。
【００４７】
前記リード電極及び金属基体の熱伝導率はそれぞれ、１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上１００Ｗ／ｍ・Ｋ以下の範囲であることが好ましく、より好ましくは１５Ｗ／ｍ・Ｋ以上８０Ｗ／ｍ・Ｋ以下、更に好ましくは１５Ｗ／ｍ・Ｋ以上５０Ｗ／ｍ・Ｋ以下である。信頼性を維持しながら大電流を長時間投下することが可能な発光装置が得られる。
【００４８】
（発光素子２）
本発明で用いられる発光素子チップは、特に限定されないが、上記の如く一対のリード電極と金属基体とが成型樹脂にてインサート成形されている場合、同一面側に正負一対の電極を有する発光素子チップが用いられる。また、蛍光物質を用いた場合、該蛍光物質を励起可能な発光波長を発光できる発光層を有する半導体発光素子が好ましい。このような半導体発光素子としてＺｎＳｅやＧａＮなど種々の半導体を挙げることができるが、蛍光物質を効率良く励起できる短波長が発光可能な窒化物半導体（ＩｎＸＡｌＹＧａ１−Ｘ−ＹＮ、０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）が好適に挙げられる。また所望に応じて、前記窒化物半導体にボロンやリンを含有させることも可能である。半導体の構造としては、ＭＩＳ接合、ＰＩＮ接合やｐｎ接合などを有するホモ構造、ヘテロ構造あるいはダブルへテロ構成のものが挙げられる。半導体層の材料やその混晶度によって発光波長を種々選択することができる。また、半導体活性層を量子効果が生ずる薄膜に形成させた単一量子井戸構造や多重量子井戸構造とすることもできる。窒化物半導体を使用した場合、半導体用基板にはサファイア、スピネル、ＳｉＣ、Ｓｉ、ＺｎＯ、およびＧａＮ等の材料が好適に用いられる。結晶性の良い窒化物半導体を量産性よく形成させるためにはサファイア基板を用いることが好ましい。このサファイア基板上にＭＯＣＶＤ法などを用いて窒化物半導体を形成させることができる。サファイア基板上にＧａＮ、ＡｌＮ、ＧａＡＩＮ等のバッファ層を形成しその上にｐｎ接合を有する窒化物半導体を形成させる。窒化物半導体を使用したｐｎ接合を有する発光素子例として、バッファ層上に、ｎ型窒化ガリウムで形成した第１のコンタクト層、ｎ型窒化アルミニウム・ガリウムで形成させた第１のクラッド層、窒化インジウム・ガリウムで形成した活性層、ｐ型窒化アルミニウム・ガリウムで形成した第２のクラッド層、ｐ型窒化ガリウムで形成した第２のコンタクト層を順に積層させたダブルへテロ構成などが挙げられる。窒化物半導体は、不純物をドープしない状態でｎ型導電性を示す。発光効率を向上させるなど所望のｎ型窒化物半導体を形成させる場合は、ｎ型ドーパントとしてＳｉ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｃ等を適宜導入することが好ましい。一方、ｐ型窒化物半導体を形成させる場合は、ｐ型ドーパントであるＺｎ、Ｍｇ、Ｂｅ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ等をドープさせる。窒化物半導体は、ｐ型ドーパントをドープしただけではｐ型化しにくいためｐ型ドーパント導入後に、炉による加熱やプラズマ照射等により低抵抗化させることが好ましい。また、前記ｐ型層上に金属層を積層した後、半導体用基板を除去してもよい。このように構成された発光素子を前記金属層が実装面側となるように実装すると、放熱性の高い発光装置が得られる。それぞれ露出されたｐ型層及びｎ型層上に各電極を形成後、半導体ウエハーからチップ状にカットさせることで窒化物半導体からなる発光素子を形成させることができる。
【００４９】
本発明の発光ダイオードにおいて、白色系を発光させるには、蛍光物質からの発光波長との補色関係や透光性樹脂の劣化等を考慮して、発光素子の発光波長は４００ｎｍ以上５３０ｎｍ以下が好ましく、４２０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下がより好ましい。発光素子と蛍光物質との励起、発光効率をそれぞれより向上させるためには、４５０ｎｍ以上４７５ｎｍ以下がさらに好ましい。
【００５０】
なお本発明では、発光素子チップが耐光性に優れ且つ柔軟性を有する第一の封止部材にて信頼性高く封止されているため、近紫外線や紫外線による構成部材の局所的劣化を抑制することができる。よって、本発明の発光装置に４００ｎｍより短い紫外線領域を主発光波長とする発光素子を用い、前記発光素子からの光の一部を吸収して他の波長を発光することが可能な蛍光物質とを組み合わせることで、色ムラの少ない色変換型発光装置が得られる。ここで、前記蛍光物質を発光素子チップにバインダーする際には、比較的紫外線に強い樹脂や無機物であるガラス等を用いることが好ましい。
【００５１】
ここで、発光素子は、例えば、青色の発光が可能な窒化ガリウム系化合物半導体素子であり、該素子は、例えばサファイア基板上にｎ型層、活性層及びｐ型層を含む窒化物半導体層が形成され、活性層及びｐ型層の一部を除去して露出させたｎ型層の上にｎ電極が形成され、ｐ型層の上にｐ電極が形成されてなる。
【００５２】
（柔軟性部材３）
前記発光素子を覆うように、パッケージの凹部内から上方の剛性部材下端部にかけて柔軟性部材が設けられている。前記柔軟性部材は水分等から発光素子を保護することができる他、透光性を有しており発光素子からの光を効率よく外部に取り出すことができる。また、熱に対して高い安定性を有しているため、発光装置の作動時に生じる熱応力を緩和させることができる。また、近紫外領域または紫外領域の発光素子を用いた場合、これらの光に対して耐光性に優れた柔軟性部材を用いることが好ましい。これら柔軟性を有する部材として、ゴム状弾性樹脂、ゲル状樹脂等が挙げられる。これらの樹脂は、架橋密度が低い又は架橋構造を有さないことから、良好な柔軟性を有することができる。また、発光素子チップからの光に対して特定のフィルター効果等を持たす為に着色染料や着色顔料を添加することもできる。
【００５３】
（剛性部材４）
本発明の発光装置において、発光素子周囲に設けられた柔軟性部材は剛性部材にて封止されている。本発明に用いられる剛性部材は、機械的強度を有し且つ透光性であれば特に限定されない。
【００５４】
本実施の形態において、前記光取り出し窓部である剛性部材は、前記金属パッケージの凹部に配置された発光素子の上面に位置しており、前記凹部の内壁の延長線と交点との内部が発光に関与する面となる。発光素子の端部から発光される光は、前記柔軟性部材中の前記凹部の側面にて反射散乱されて、剛性部材を通過し正面方向に取り出される。これらの反射散乱光の存在範囲は、ほぼ前記凹部の側面の延長線内であると考えられる。そこで、前記交点の内部の形状をあらゆる形状に調整することにより、所望とする輝度を発光することが可能な発光装置が得られる。また、剛性部材の基材は、パッケージ本体を形成する成型樹脂、および下部に設けられる柔軟性部材と熱膨張係数が近似していることが好ましい。
【００５５】
剛性部材の形状は、連続した一背面を有することが好ましい。これにより、柔軟性部材との界面に気泡が混入されることなく信頼性高く設置することが可能となる。また、背面の外周に縁部を設けると、さらに信頼高く設置することができる。前記縁部は、発光素子が収納される凹部側面の延長線外部に設けられることが好ましく、これにより光学特性に影響を与えることなく信頼性を高めることが可能となる。一方、主面側は、前記凹部側面の延長線内部において中央部が突出した曲面を有することが好ましい。これにより背面側にて拡散された光を正面方向に効率良く収束することができ、正面方向の光度を高めることができる。本発明において剛性部材は、前記第二の主面の外郭内に内接され、凹部底面から主面側へ一貫した通路を通じてオーバーフローされた柔軟性部材により、各部材と構造的に一体化されている。このような剛性部材は、内部、主面側表面、背面側表面において、発光素子チップからの光に対して特定のフィルター効果等を持たす為に着色染料や着色顔料を添加することもできる。
【００５６】
（蛍光物質８）
本発明において、柔軟性部材および剛性部材等に蛍光物質８等の他物質を含有させてもよい。ここで、本実施例で用いられている蛍光物質について詳述する。
【００５７】
本発明では、各構成部材に無機蛍光物質や有機蛍光物質等、種々の蛍光物質を含有させることが出来る。このような蛍光物質の一例として、無機蛍光体である希土類元素を含有する蛍光体がある。希土類元素含有蛍光体として、具体的には、Ｙ、Ｌｕ、Ｓｃ、Ｌａ、Ｇｄ及びＳｍの群から選択される少なくとも１つの元素と、Ａｌ、Ｇａ、及びＩｎの群から選択される少なくとも１つの元素とを有するざくろ石型蛍光体が挙げられる。特に、セリウムで付活されたイットリウム・アルミニウム酸化物系蛍光体が好ましく、所望に応じてＣｅに加えＴｂ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｎｄ、Ｄｙ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｅｕ、およびＰｒ等を含有させることも可能である。
【００５８】
本実施例の発光装置では、窒化物系半導体を発光層とする半導体発光素子から発光された光を励起させて発光できるセリウムで付活されたイットリウム・アルミニウム酸化物系蛍光物質をベースとした蛍光物質を用いている。
【００５９】
具体的なイットリウム・アルミニウム酸化物系蛍光物質としては、ＹＡｌＯ３：Ｃｅ、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ（ＹＡＧ：Ｃｅ）やＹ４Ａｌ２Ｏ９：Ｃｅ、更にはこれらの混合物などが挙げられる。イットリウム・アルミニウム酸化物系蛍光物質にＢａ、Ｓｒ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｚｎの少なくとも一種が含有されていてもよい。また、Ｓｉを含有させることによって、結晶成長の反応を抑制し蛍光物質の粒子を揃えることができる。
【００６０】
本明細書において、Ｃｅで付活されたイットリウム・アルミニウム酸化物系蛍光物質は特に広義に解釈するものとし、イットリウムの一部あるいは全体を、Ｌｕ、Ｓｃ、Ｌａ、Ｇｄ及びＳｍからなる群から選ばれる少なくとも１つの元素に置換され、あるいは、アルミニウムの一部あるいは全体をＢａ、Ｔｌ、Ｇａ、Ｉｎの何れが又は両方で置換され蛍光作用を有する蛍光体を含む広い意味に使用する。
【００６１】
更に詳しくは、一般式（ＹzＧｄ1-z）3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ（但し、０＜ｚ≦１）で示されるフォトルミネッセンス蛍光体や一般式（Ｒｅ1-aＳｍa）3Ｒｅ‘5Ｏ12：Ｃｅ（但し、０≦ａ＜１、０≦ｂ≦１、Ｒｅは、Ｙ、Ｇｄ、Ｌａ、Ｓｃから選択される少なくとも一種、Ｒｅ’は、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎから選択される少なくとも一種である。）で示されるフォトルミネッセンス蛍光体である。
【００６２】
この蛍光物質は、ガーネット構造（ざくろ石型構造）のため、熱、光及び水分に強く、励起スペクトルのピークを４５０ｎｍ付近にさせることができる。また、発光ピークも、５８０ｎｍ付近にあり７００ｎｍまで裾を引くブロードな発光スペクトルを持つ。
【００６３】
またフォトルミネセンス蛍光体は、結晶中にＧｄ（ガドリニウム）を含有することにより、４６０ｎｍ以上の長波長域の励起発光効率を高くすることができる。Ｇｄの含有量の増加により、発光ピーク波長が長波長に移動し全体の発光波長も長波長側にシフトする。すなわち、赤みの強い発光色が必要な場合、Ｇｄの置換量を多くすることで達成できる。一方、Ｇｄが増加すると共に、青色光によるフォトルミネセンスの発光輝度は低下する傾向にある。さらに、所望に応じてＣｅに加えＴｂ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｎｄ、Ｄｙ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｅｕらを含有させることもできる。
【００６４】
しかも、ガーネット構造を持ったイットリウム・アルミニウム・ガーネット（ざくろ石型）系蛍光体の組成のうち、Ａｌの一部をＧａで置換することで発光波長が短波長側にシフトする。また、組成のＹの一部をＧｄで置換することで、発光波長が長波長側にシフトする。
【００６５】
Ｙの一部をＧｄで置換する場合、Ｇｄへの置換を１割未満にし、且つＣｅの含有（置換）を０．０３から１．０にすることが好ましい。Ｇｄへの置換が２割未満では緑色成分が大きく赤色成分が少なくなるが、Ｃｅの含有量を増やすことで赤色成分を補え、輝度を低下させることなく所望の色調を得ることができる。このような組成にすると温度特性が良好となり発光ダイオードの信頼性を向上させることができる。また、赤色成分を多く有するように調整されたフォトルミネセンス蛍光体を使用すると、ピンク等の中間色を発光することが可能な発光装置を形成することができる。
【００６６】
このようなフォトルミネセンス蛍光体は、Ｙ、Ｇｄ、Ａｌ、及びＣｅの原料として酸化物、又は高温で容易に酸化物になる化合物を使用し、それらを化学量論比で十分に混合して原料を得る。又は、Ｙ、Ｇｄ、Ｃｅの希土類元素を化学量論比で酸に溶解した溶解液を蓚酸で共沈したものを焼成して得られる共沈酸化物と、酸化アルミニウムとを混合して混合原料を得る。これにフラックスとしてフッ化バリウムやフッ化アンモニウム等のフッ化物を適量混合して坩堝に詰め、空気中１３５０〜１４５０°Ｃの温度範囲で２〜５時間焼成して焼成品を得、つぎに焼成品を水中でボールミルして、洗浄、分離、乾燥、最後に篩を通すことで得ることができる。
【００６７】
本願発明の発光装置において、このようなフォトルミネセンス蛍光体は、２種類以上のセリウムで付活されたイットリウム・アルミニウム・ガーネット（ざくろ石型）蛍光体や他の蛍光体を混合させてもよい。
【００６８】
また、本発明で用いられる蛍光物質の粒径は１０μｍ〜５０μｍの範囲が好ましく、より好ましくは１５μｍ〜３０μｍである。１５μｍより小さい粒径を有する蛍光物質は、比較的凝集体を形成しやすく、液状樹脂中において密になって沈降されるため、光の透過効率を減少させてしまう。本発明では、このような蛍光物質を有しない蛍光物質を用いることにより蛍光物質による光の隠蔽を抑制し発光装置の出力を向上させる。また本発明の粒径範囲である蛍光物質は光の吸収率及び変換効率が高く且つ励起波長の幅が広い。このように、光学的に優れた特徴を有する大粒径蛍光物質を含有させることにより、発光素子の主波長周辺の光をも良好に変換し発光することができ、発光装置の量産性が向上される。
【００６９】
ここで本発明において、粒径とは、体積基準粒度分布曲線により得られる値である。前記体積基準粒度分布曲線は、レーザ回折・散乱法により粒度分布を測定し得られるもので、具体的には、気温２５℃、湿度７０％の環境下において、濃度が０．０５％であるヘキサメタリン酸ナトリウム水溶液に各物質を分散させ、レーザ回折式粒度分布測定装置（ＳＡＬＤ−２０００Ａ）により、粒径範囲０．０３μｍ〜７００μｍにて測定し得られたものである。この体積基準粒度分布曲線において積算値が５０％のときの粒径値であり、本発明で用いられる蛍光物質の中心粒径は１５μｍ〜５０μｍの範囲であることが好ましい。また、この中心粒径値を有する蛍光物質が頻度高く含有されていることが好ましく、頻度値は２０％〜５０％が好ましい。このように粒径のバラツキが小さい蛍光物質を用いることにより色ムラが抑制され良好な色調を有する発光装置が得られる。
【００７０】
蛍光物質の配置場所は特に限定されず、剛性部材の窓部の背面にバインダーしても良いし、剛性部材や柔軟性部材の各材料に直接含有させても良い。剛性部材の背面や発光素子の表面にバインダーにて蛍光物質を付着させる場合、前記バインダーの材質は特に限定されず、有機物及び無機物のいずれをも用いることができる。バインダーとして有機物を使用する場合、具体的材料として、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーンなどの耐候性に優れた透明樹脂が好適に用いられる。特にシリコーンを用いると信頼性に優れ且つ蛍光物質の分散性を向上させることができ好ましい。
【００７１】
また、レンズ表面に蛍光物質を載置する場合、バインダーとしての熱膨張率と近似である無機物を使用すると、蛍光物質を良好に密着させることができ好ましい。具体的方法として、沈降法やゾル−ゲル法等を用いることができる。例えば、蛍光物質、シラノール（Ｓｉ（ＯＥｔ）３ＯＨ）、及びエタノールを混合してスラリーを形成し、該スラリーをノズルから剛性部材の窓部に吐出させた後、３００℃にて３時間加熱してシラノールをＳｉＯ２とし、蛍光物質を固着させることができる。
【００７２】
また、無機物である結着剤をバインダーとして用いることもできる。結着剤とは、いわゆる低融点ガラスであり、微細な粒子であり且つ紫外から可視領域のふく射線に対して吸収が少なくバインダー中にて極めて安定であることが好ましく、沈殿法により得られた細かい粒子であるアルカリ土類のほう酸塩が適している。
【００７３】
また、大きい粒径を有する蛍光物質を付着させる場合、融点が高くても粒子が超微粉体である結着剤、例えば、デグサ製のシリカ、アルミナ、あるいは沈殿法で得られる細かい粒度のアルカリ土類金属のピロりん酸塩、正りん酸塩などを使用することが好ましい。これらの結着剤は、単独、若しくは互いに混合して用いることができる。
【００７４】
ここで、上記結着剤の塗布方法について述べる。結着剤は、結着効果を十分に高めるため、ビヒクル中に湿式粉砕しスラリー状にして結着剤スラリーとして用いることが好ましい。前記ビヒクルとは、有機溶媒あるいは脱イオン水に少量の粘結剤を溶解して得られる高粘度溶液である。例えば、有機溶媒である酢酸ブチルに対して粘結剤であるニトロセルロースを１ｗｔ％含有させることにより、有機系ビヒクルが得られる。
【００７５】
このようにして得られた結着剤スラリーに蛍光物質を含有させて塗布液を作製する。塗布液中のスラリーの添加量は、前記塗布液中の蛍光物質量に対して前記スラリー中の結着剤の総量が１〜３％ｗｔ程度であることが好ましい。結着剤の添加量が多すぎると、光束維持率が低下する傾向にあるので、最小限の使用にとどめることが好ましい。
【００７６】
剛性部材の背面又は主面に上記結着剤にて蛍光物質を固着させたい場合、前記塗布液を前記窓部の背面に塗布し、その後、温風あるいは熱風を吹き込み乾燥させる。最後に４００℃〜７００℃の温度でベーキングを行い、前記ビヒクルを飛散させる。これにより前記窓部の表面に蛍光体層が前記結着剤にて付着される。
【００７７】
（拡散剤）
更に、本発明において、上記の色変換部材中に蛍光物質に加えて拡散剤を含有させても良い。具体的な拡散剤としては、チタン酸バリウム、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化珪素等が好適に用いられる。これによって良好な指向特性を有する発光装置が得られる。
【００７８】
ここで本明細書において拡散剤とは、中心粒径が１ｎｍ以上５μｍ未満のものをいう。１μｍ以上５μｍ未満の拡散剤は、発光素子及び蛍光物質からの光を良好に乱反射させ、大きな粒径の蛍光物質を用いることにより生じやすい色ムラを抑制することができ好ましい。また、発光スペクトルの半値幅を狭めることができ、色純度の高い発光装置が得られる。一方、１ｎｍ以上１μｍ未満の拡散剤は、発光素子からの光波長に対する干渉効果が低い反面、透明度が高く、光度を低下させることなく樹脂粘度を高めることができる。これにより、ポッティング等により色変換部材を配置させる場合、シリンジ内において樹脂中の蛍光物質をほぼ均一に分散させその状態を維持することが可能となり、比較的取り扱いが困難である粒径の大きい蛍光物質を用いた場合でも歩留まり良く生産することが可能となる。このように本発明における拡散剤は粒径範囲により作用が異なり、使用方法に合わせて選択若しくは組み合わせて用いることができる。
【００７９】
（フィラー）
更に、本発明において、色変換部材中に蛍光物質に加えてフィラーを含有させても良い。具体的な材料は拡散剤と同様であるが、拡散剤と中心粒径が異なり、本明細書においてフィラーとは中心粒径が５μｍ以上１００μｍ以下のものをいう。このような粒径のフィラーを透光性樹脂中に含有させると、光散乱作用により発光装置の色度バラツキが改善される他、透光性樹脂の耐熱衝撃性を高めることができる。これにより高温下での使用においても、発光素子と外部電極とを電気的に接続しているワイヤの断線や前記発光素子底面とパッケージの凹部底面と剥離等を防止することができる信頼性の高い発光装置が得られる。更には樹脂の流動性を長時間一定に調整することが可能となり所望とする場所内に封止部材を形成することができ歩留まり良く量産することが可能となる。
【００８０】
また、フィラーは蛍光物質と類似の粒径及び／又は形状を有することが好ましい。ここで本明細書では、類似の粒径とは、各粒子のそれぞれの中心粒径の差が２０％未満の場合をいい、類似の形状とは、各粒径の真円との近似程度を表す円形度（円形度＝粒子の投影面積に等しい真円の周囲長さ／粒子の投影の周囲長さ）の値の差が２０％未満の場合をいう。このようなフィラーを用いることにより、蛍光物質とフィラーが互いに作用し合い、樹脂中にて蛍光物質を良好に分散させることができ色ムラが抑制される。更に、蛍光物質及びフィラーは、共に中心粒径が１５μｍ〜５０μｍ、より好ましくは２０μｍ〜５０μｍであると好ましく、このように粒径を調整することにより、各粒子間に好ましい間隔を設けて配置させることができる。これにより光の取り出し経路が確保され、フィラー混入による光度低下を抑制しつつ指向特性を改善させることができる。
【００８１】
以下、本発明に係る実施例の発光装置について詳述する。なお、本発明は以下に示す実施例のみに限定されるものではない。
【実施例】
【００８２】
（実施例１）
図１に示すような表面実装型の発光装置を形成する。ＬＥＤチップは、発光層として単色性発光ピークが可視光である４７５ｎｍのＩｎ０．２Ｇａ０．８Ｎ半導体を有する窒化物半導体素子を用いる。より具体的にはＬＥＤチップは、洗浄させたサファイア基板上にＴＭＧ（トリメチルガリウム）ガス、ＴＭＩ（トリメチルインジウム）ガス、窒素ガス及びドーパントガスをキャリアガスと共に流し、ＭＯＣＶＤ法で窒化物半導体を成膜させることにより形成させることができる。ドーパントガスとしてＳｉＨ４とＣｐ２Ｍｇを切り替えることによってｎ型窒化物半導体やｐ型窒化物半導体となる層を形成させる。
【００８３】
ＬＥＤチップの素子構造としてはサファイア基板上に、アンドープの窒化物半導体であるｎ型ＧａＮ層、Ｓｉドープのｎ型電極が形成されｎ型コンタクト層となるＧａＮ層、アンドープの窒化物半導体であるｎ型ＧａＮ層、次に発光層を構成するバリア層となるＧａＮ層、井戸層を構成するＩｎＧａＮ層、バリア層となるＧａＮ層を１セットとしＧａＮ層に挟まれたＩｎＧａＮ層を５層積層させた多重量子井戸構造としてある。発光層上にはＭｇがドープされたｐ型クラッド層としてＡｌＧａＮ層、Ｍｇがドープされたｐ型コンタクト層であるＧａＮ層を順次積層させた構成としてある。（なお、サファイア基板上には低温でＧａＮ層を形成させバッファ層とさせてある。また、ｐ型半導体は、成膜後４００℃以上でアニールさせてある。）
【００８４】
エッチングによりサファイア基板上の窒化物半導体に同一面側で、ｐｎ各コンタクト層表面を露出させる。各コンタクト層上に、スパッタリング法を用いて正負各台座電極をそれぞれ形成させる。なお、ｐ型窒化物半導体上の全面には金属薄膜を透光性電極として形成させた後に、透光性電極の一部に台座電極を形成させてある。出来上がった半導体ウエハーをスクライブラインを引いた後、外力により分割させ半導体発光素子であるＬＥＤチップを形成させる。
【００８５】
一方、０．３ｍｍ厚の第一の銅板に打ち抜き加工を施し、一方方向に連なった一対のリード電極を複数個形成する。次に、前記第一の銅板より厚い膜厚からなる、１．２ｍｍ厚の第二の銅板に打ち抜き加工およびプレス加工を施し、主面側に発光素子チップを収納可能な凹部を有する金属基体を複数個形成する。前記一対のリード電極と前記金属基体をそれぞれ対向する方向より挿入し、前記金属基体の上方で前記金属基体を介してそれぞれのリード電極が対称となるように、金属金型内に配置する。この際、各リード電極のインナー先端部は、下方から支持体にて固定されている。
【００８６】
このように金型内に設置された前記第一の銅板および前記第二の銅板を、成型樹脂により一体成形し、パッケージを作成する。このようにして得られたパッケージは、主面側に前記金属基体の凹部が露出する第一の凹部、該第一の凹部の上方にて外側へ広がる第一の主面、該第一の主面の上方にて外側へ広がる第二の主面、とを有している。前記第二の主面の外郭は角取りされた四角形であり、前記第一の主面の隅部は、前記第二の主面の隅部へ向かってそれぞれ突出部を設ける。前記突出部は、上方に剛性部材を載置した際に該剛性部材外部に露出するように構成されている。
【００８７】
次に、前記金属基体に設けられた凹部内に、Ａｇ−Ｓｎ合金にてＬＥＤチップをダイボンドする。ここでダイボンドに用いられる接合部材は、上記のような合金の他、導電性材料が含有された樹脂又はガラス等を用いることができる。含有される導電性材料はＡｇが好ましく、含有量が８０％〜９０％であるＡｇペーストを用いると放熱性に優れて且つ接合後の応力が小さい発光装置が得られる。また、発光素子の基板側に金属層を設けて固着すると、放熱性および光取り出し効率が向上し好ましい。
【００８８】
次に、ダイボンドされたＬＥＤチップの各電極と、パッケージ凹部底面から露出された各リード電極とをそれぞれＡｇワイヤにて電気的導通を取る。ここで構成部材に樹脂を用いない場合、Ａｌワイヤを用いることも可能である。
【００８９】
次に、前記凹部から第二の主面を覆うように、ゲル状シリコーン樹脂をポッティングにより注入し、続いて前記ゲル状シリコーン樹脂上に透光性剛性部材としてガラスよりなるレンズを下方に押しつけて載置する。ここで前記レンズは、プラスティックである熱可塑性樹脂やガラス等で構成することができる。また、連続する一背面を有し、下方に突出した曲面を有している。また外周部に背面が前記第二の主面と平行である縁部を有している。さらに、前記縁部の外郭は前記第二の主面の外郭に内接するよう、円形を成している。これにように構成されたレンズを、前記第二の主面上に設置し、前記レンズの外側から露出された前記第一の主面の突出部から下方のゲル状シリコーン樹脂の一部を前記縁部の上面までオーバーフローさせた後、７０℃温度下にて２時間、１００℃温度下にて２時間、さらに１５０℃温度下にて２時間、加熱し各部材を構造的一体化させる。
【００９０】
このようにして得られた発光装置は、気泡等の混入物を有さず、優れた信頼性および光学特性を有している。
【００９１】
（実施例２）
図１０の如く、前記第二の主面の外郭が角取りされた六角形である以外は、実施例１と同様にして発光装置を形成すると、実施例１より量産性に優れ且つ密度高く実装することが可能な発光装置が得られる。
【００９２】
（実施例３）
図１１の如く、前記第二の主面の外郭および前記第一の主面の外郭は、それぞれ相似をなす多角形であり、レンズは前記第一の主面の角が露出されるように外周部に切欠を有する以外は、実施例１と同様にして発光装置を形成すると、実施例１と同様の効果が得られる。
【００９３】
（実施例４）
剛性部材として用いるレンズを凸レンズ形状とする以外は実施例３と同様にして発光装置を形成すると、実施例１より正面光度が５０％向上される。
【００９４】
（実施例５）
レンズ内に、予め蛍光物質を含有させる以外は、実施例１と同様にして発光装置を形成する。
【００９５】
ここで蛍光物質は、Ｙ、Ｇｄ、Ｃｅの希土類元素を化学量論比で酸に溶解した溶解液を蓚酸で共沈させる。これを焼成して得られる共沈酸化物と、酸化アルミニウムと混合して混合原料を得る。これにフラックスとしてフッ化バリウムを混合して坩堝に詰め、空気中１４００°Ｃの温度で３時間焼成して焼成品を得られる。焼成品を水中でボールミルして、洗浄、分離、乾燥、最後に篩を通して中心粒径が２２μｍである（Ｙ０．９９５Ｇｄ０．００５）２．７５０Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ０．２５０蛍光物質を形成する。
【００９６】
このようにして得られた蛍光物質とパウダー状のシリカとを１：２の割合で混合させ、金型にて溶融硬化させて一括成型させる。このようにして得られた色変換型発光装置は、実施例１と同様な効果が得られ、信頼性が高く且つ高出力で白色光を発光することができる。
【００９７】
（実施例６）
ニトロセルロース９０ｗｔ％とγ−アルミナ１０ｗｔ％からなるスラリーに対して上記蛍光物質を５０ｗｔ％含有させ、剛性部材の背面に塗布し、２２０℃にて３０分間加熱硬化させることにより色変換部材を構成する以外は実施例５と同様にして発光装置を形成すると、実施例５と同様の効果が得られる。
【００９８】
（実施例７）
前記発光素子を、前記ゲル状シリコーン樹脂上に弾性シリコーン樹脂を塗布した後、レンズを載置する以外は実施例１と同様にして発光装置を形成すると、レンズの密着性が向上され、実施例１よりさらに信頼性の高い発光装置が得られる。
【００９９】
（実施例８）
前記ゲル状シリコーン樹脂中に、上記蛍光物質を５０ｗｔ％含有させる以外は実施例７と同様にして発光装置を形成すると、実施例５と同様の効果が得られる。
【０１００】
（実施例９）
前記発光素子を、上記蛍光物質が５０ｗｔ％含有されたシリカ−ゲルにて予め封止する以外は、実施例１と同様にして発光装置を形成すると、実施例５と同様の効果が得られる。
【０１０１】
（実施例１０）
前記発光素子の表面を、上記蛍光物質とＳｉＯ２を有する連続した色変換層を、スプレーコーティングにより形成する以外は、実施例１と同様にして発光装置を形成する。ここで、前記色変換層の形成方法について詳述する。
【０１０２】
工程１．
アルキルシリケートとしてメチルシリケート、エチルシリケート、Ｎ−プロピルシリケート、Ｎ−ブチルシリケート、が使用できるが、本実施例では、ＳｉＯ２を４０ｗｔ％含むエチルシリケートを縮合させた無色透明のオリゴマー液体を使用する。また、エチルシリケートは、予め触媒存在下において水と反応させて加水分解反応しゾル化させたものを使用する。
【０１０３】
まず、ゾル状エチルシリケートとエチレングリコールと蛍光物質とが、重量比が１：１：１の割合で混合された溶液を撹拌して塗布液を調整する。ここで、ゾル状エチルシリケートは乾燥しやすいため、ブタノール、エチレングリコールのような高沸点（１００℃〜２００℃）の有機溶剤と混合することによりゲル化を防止することが好ましい。このように高沸点の有機溶剤と混合すると、ゾル状エチルシリケートのゲル化によるノズル先端部の目詰まりを防止し、作業効率を高めることができる。
【０１０４】
工程２．
上記塗布液を容器に入れ、循環ポンプによって塗布液を容器からノズルに搬送する。塗布液の流量はバルブによって調節する。ここで、ノズルから噴出される霧状の塗布液は、霧状で且つ螺旋状に回転されながら吹き付けられることを特徴とする。具体的には、ノズルの付近では円錐状に噴霧が広がり、ノズルから離れるにつれて円柱状に広がる。これにより、発光素子の上面、側面、および角部の全てを、膜厚がほぼ等しく且つ蛍光物質が均一に分散されてなる連続した色変換層にて覆うことができ、ブルーリング等の色むらを改善することができる。また、前記色変換層は一粒子層からなることが好ましく、これにより光の取り出し効率が向上される。本実施例では、発光素子の上面からノズル下端までの距離を４０〜５０ｍｍとして円柱状に噴霧が広がった状態の所に発光素子の表面がくるように設置し、塗布液とガスとを発光素子の上面、側面および角、さらに凹部内平面上にほぼ均一な膜厚を有し連続した色変換層を形成する。
【０１０５】
また、上記工程は、塗布する場所を加温した状態にて行うことを特徴とする。これにより、エチルシリケートのゾル化にて生成したエタノールや溶剤を、発光素子上に吹き付けた瞬時に飛ばすことができる。これにより、発光素子へ悪影響を与えることなく色変換層を設けることができる。本実施例では、ヒーター上パッケージを載置しながらスプレーコーティングしており、前記ヒーターの温度は５０℃以上３００℃以下の温度に調整されていることが好ましい。
【０１０６】
工程３．
工程２を行った後、室温で放置すると、ゾル状エチルシリケートと空気中の水分とが反応し、ＳｉＯ２により蛍光物質が固着される。
【０１０７】
工程４．
次に、３００℃の温度で２時間乾燥させる。窒化物系発光素子は３５０℃以上の温度下に置かれると、発光素子としての性能が低下するため、３００℃の温度下で発光素子表面への固着が可能なアルキルシリケートは、蛍光物質の固着剤として好ましく用いることができる。
【０１０８】
以上のように構成された発光装置は、全てが無機物にて構成されているため、高い放熱性と有すると共に近紫外や紫外線に対する耐光性にも優れている。本実施例の発光装置は、紫外域で発光する発光素子等、あらゆる素子を用いることができる。
【０１０９】
（実施例１１）
蛍光物質として、第一の蛍光物質（Ｙ０．９９５Ｇｄ０．００５）２．７５０Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ０．２５０と第二の蛍光物質Ｃａ１．８Ｅｕ０．２Ｓｉ５Ｎ８とを混合分散させたものを用いる以外は、実施例８と同様にして発光装置を形成すると、実施例８より演色性に優れた発光装置が得られる。本実施例で用いることができる前記第二の蛍光物質は特に限定されないが、前記第一の蛍光物質と励起波長が類似であり且つ黄色から赤色の蛍光を発光することが可能なＭｘＳｉｙＮｚ：Ｅｕ（但し、ＭはＣａ、Ｓｒ、Ｂａ、およびＺｎの群から選択されたアルカリ土類金属の少なくとも一種、ｚ＝（２／３）ｘ＋（４／３）ｙ）を用いると、優れた演色性を有する光が得られ好ましい。
【０１１０】
具体的には、前記蛍光体は、Ｌ−Ｍ−Ｎ：Ｒ、またはＬ−Ｍ−Ｏ−Ｎ：Ｒ（ＬはＢｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎからなる群より選ばれる１種以上を含有する。ＭはＣ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆからなる群より選ばれる１種以上を含有する。Ｎは窒素である。Ｏは酸素である。Ｒは希土類元素である。）で表される窒化物系蛍光体、が好ましく、さらには、ＬｘＭｙＮ｛（２／３）ｘ＋（４／３）ｙ｝：Ｒ、またはＬｘＭｙＯｚＮ｛（２／３）ｘ＋（４／３）ｙ−（２／３）ｚ｝：Ｒ（ＬはＢｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎからなる群より選ばれる１種以上を含有する。ＭはＣ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆからなる群より選ばれる１種以上を含有する。Ｎは窒素である。Ｏは酸素である。Ｒは希土類元素である。）で表されかつ結晶構造を有する窒化物系蛍光体であることが好ましい。このような蛍光体を用いることにより暖色系の白色が発光可能な発光装置が得られる。
【０１１１】
具体的に基本構成元素の例を挙げると、Ｍｕ、Ｂが添加されたＣａ２Ｓｉ５Ｏ０．１Ｎ７．９：Ｅｕ、Ｓｒ２Ｓｉ５Ｏ０．１Ｎ７．９：Ｅｕ、（ＣａａＳｒ１−ａ）２Ｓｉ５Ｏ０．１Ｎ７．９：Ｅｕ、ＣａＳｉ７Ｏ０．５Ｎ９．５：Ｅｕ、さらには希土類が添加されたＣａ２Ｓｉ５Ｏ０．５Ｎ７．９：Ｅｕ、Ｓｒ２Ｓｉ５Ｏ０．５Ｎ７．７：Ｅｕ、（ＣａａＳｒ１−ａ）２Ｓｉ５Ｏ０．１Ｎ７．９：Ｅｕなどがある。
【０１１２】
さらにＳｒ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ，Ｐｒ、Ｂａ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ，Ｐｒ、Ｍｇ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ，Ｐｒ、Ｚｎ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ，Ｐｒ、ＳｒＳｉ７Ｎ１０：Ｅｕ，Ｐｒ、ＢａＳｉ７Ｎ１０：Ｅｕ，Ｃｅ、ＭｇＳｉ７Ｎ１０：Ｅｕ，Ｃｅ、ＺｎＳｉ７Ｎ１０：Ｅｕ，Ｃｅ、Ｓｒ２Ｇｅ５Ｎ８：Ｅｕ，Ｃｅ、Ｂａ２Ｇｅ５Ｎ８：Ｅｕ，Ｐｒ、Ｍｇ２Ｇｅ５Ｎ８：Ｅｕ，Ｐｒ、Ｚｎ２Ｇｅ５Ｎ８：Ｅｕ，Ｐｒ、ＳｒＧｅ７Ｎ１０：Ｅｕ，Ｃｅ、ＢａＧｅ７Ｎ１０：Ｅｕ，Ｐｒ、ＭｇＧｅ７Ｎ１０：Ｅｕ，Ｐｒ、ＺｎＧｅ７Ｎ１０：Ｅｕ，Ｃｅ、Ｓｒ１．８Ｃａ０．２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ，Ｐｒ、Ｂａ１．８Ｃａ０．２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ，Ｃｅ、Ｍｇ１．８Ｃａ０．２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ，Ｐｒ、Ｚｎ１．８Ｃａ０．２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ，Ｃｅ、Ｓｒ０．８Ｃａ０．２Ｓｉ７Ｎ１０：Ｅｕ，Ｌａ、Ｂａ０．８Ｃａ０．２Ｓｉ７Ｎ１０：Ｅｕ，Ｌａ、Ｍｇ０．８Ｃａ０．２Ｓｉ７Ｎ１０：Ｅｕ，Ｎｄ、Ｚｎ０．８Ｃａ０．２Ｓｉ７Ｎ１０：Ｅｕ，Ｎｄ、Ｓｒ０．８Ｃａ０．２Ｇｅ７Ｎ１０：Ｅｕ，Ｔｂ、Ｂａ０．８Ｃａ０．２Ｇｅ７Ｎ１０：Ｅｕ，Ｔｂ、Ｍｇ０．８Ｃａ０．２Ｇｅ７Ｎ１０：Ｅｕ，Ｐｒ、Ｚｎ０．８Ｃａ０．２Ｇｅ７Ｎ１０：Ｅｕ，Ｐｒ、Ｓｒ０． ８Ｃａ０．２Ｓｉ６ＧｅＮ１０：Ｅｕ，Ｐｒ、Ｂａ０．８Ｃａ０．２Ｓｉ６ＧｅＮ１０：Ｅｕ，Ｐｒ、Ｍｇ０．８Ｃａ０．２Ｓｉ６ＧｅＮ１０：Ｅｕ，Ｙ、Ｚｎ０．８Ｃａ０．２Ｓｉ６ＧｅＮ１０：Ｅｕ，Ｙ、Ｓｒ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｐｒ、Ｂａ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｐｒ、Ｓｒ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｔｂ、ＢａＧｅ７Ｎ１０：Ｃｅなどが製造できるが、これに限定されない。同様に、これらの一般式で記載された蛍光体に、所望に応じて第３成分、第４成分、第５成分等適宜、好適な元素を含有させることも当然考えられるものである。
【０１１３】
（実施例１２）
エチルシリケートの代わりに、フッ素樹脂（ＰＴＦＥ＝ポリテトラフルオロエチレン）を用いて塗布液を調整して蛍光体をバインドする以外は、実施例１１と同様の方法により発光装置を形成すると、実施例１１と同等の性能が得られ、かつ良好な製造歩留まりが得られる。
【０１１４】
（実施例１３）
発光素子として、主波長が４００ｎｍであるＬＥＤチップを用い、蛍光物質として（Ｓｒ０．９６，Ｅｕ０．０１，Ｍｎ０．０３）１０（ＰＯ４）６Ｃｌ２を用いる以外は実施例１１と同様にして発光装置を形成する。
【０１１５】
ここで、上記蛍光物質の形成方法を述べる。まず、各原料であるＳｒＨＰＯ４、ＳｒＣＯ３、Ｅｕ２Ｏ３、ＭｎＣＯ３、ＮＨ４Ｃｌを上記組成比となるように調整し混合する。（ＳｒＨＰＯ４：１０００ｇ、ＳｒＣＯ３：４８２．４ｇ、Ｅｕ２Ｏ３：１６．０ｇ、ＭｎＣＯ３：３５．２ｇ、ＮＨ４Ｃｌ：１１６．５ｇ）
【０１１６】
次に、上記原料を秤量しボールミル等の混合機によって乾式で充分に混合する。この混合原料をＳｉＣ、石英、アルミナなどの坩堝に詰め、Ｎ２，Ｈ２の還元雰囲気中にて９６０℃／ｈｒで１２００℃まで昇温し、恒温部１２００℃で３時間焼成する。得られた焼成品を水中で粉砕、分散、篩過、分離、水洗、乾燥して目的の蛍光体粉末を得る。
【０１１７】
このようにして得られた蛍光物質を実施例１０と同様にして発光素子周囲及び凹部内平面に塗布し色変換層を形成すると、高輝度に発光可能な発光装置が得られる。
【０１１８】
（実施例１４）
原料としてＣａＨＰＯ４、ＣａＣＯ３、Ｅｕ２Ｏ３、ＭｎＣＯ３、ＮＨ４Ｃｌ、およびＮＨ４Ｂｒを用い（Ｃａ０．９３，Ｅｕ０．０５，Ｍｎ０．０２）１０（ＰＯ４）６Ｂｒ１．０Ｃｌ１．０の組成比となるように調整、混合する。
【０１１９】
上記原料を秤量しボールミル等の混合機によって乾式で充分に混合する。この御合原料をＳｉＣ、石英、アルミナなどの坩堝に詰め、Ｎ２，Ｈ２の還元雰囲気中にて９６０℃／ｈｒで１２００℃まで昇温し、恒温部１２００℃で３時間焼成する。得られた焼成品を水中で粉砕、分散、篩過、分離、水洗、乾燥して目的の蛍光体粉末を得る。この蛍光物質を用いた以外は実施例１３と同様にして発光素子周囲及び凹部内平面に塗布し色変換層を形成すると、高輝度に発光可能な発光装置が得られる。
【０１２０】
（実施例１５）
蛍光物質として、第一の蛍光物質（Ｙ０．９９５Ｇｄ０．００５）２．７５０Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ０．２５０と第二の蛍光物質（Ｃａ０．９３，Ｅｕ０．０５，Ｍｎ０．０２）１０（ＰＯ４）６Ｂｒ１．０Ｃｌ１．０とを混合分散させたものを用いる以外は、実施例１３と同様にして発光装置を形成すると、高輝度に発光可能な白色光源が得られる。
【０１２１】
（実施例１６）
（Ｃａ０．９３，Ｅｕ０．０５，Ｍｎ０．０２）１０（ＰＯ４）６Ｂｒ１．０Ｃｌ１．０蛍光物質をＡｌ２Ｏ３からなる塗布液を発光素子周囲及び凹部内平面に上記スプレーにて塗布し第一色変換層を形成した後、前記前記第一色変換層上に接して（Ｙ０．９９５Ｇｄ０．００５）２．７５０Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ０．２５０蛍光物質を実施例１１と同様の方法にてゾル状エチルシリケートを用いＳｉＯ２により固着されてなる第二色変換層を形成する以外は、実施例１４と同様にして発光装置を形成する。このようにして形成することにより、第二色変換層の光屈折率＜第一色変換層の光屈折率＜窒化ガリウム系化合物半導体層の屈折率とすることができ、発光素子からの光の取り出し効率が高まり高出力で発光することが可能な発光装置が得られる。
【０１２２】
（実施例１７）
ゲル状シリコーン樹脂１００重量％に対し、第一の蛍光物質Ｙ２．９８５Ａｌ３Ｇａ４Ｏ１２：Ｃｅ０．０３５を２０ｗｔ％および第二の蛍光物質Ｃａ１．８Ｅｕ０．２Ｓｉ５Ｎ８を５ｗｔ％混合分散させたものを柔軟性部材として用いる以外は、実施例１と同様にして発光装置を形成すると、色温度２７００Ｋの暖色系の白色光が得られる。
【０１２３】
（実施例１８）
図１２に示すように、第一の主面の隅部が第二の主面１ｃの外側からパッケージ外郭隅部に向かって露出した突出部を有し、該突出部はパッケージ外郭隅部に向かって末広がりとなる略台形形状に構成されなるパッケージを使用する以外は実施例１と同様にして発光装置を形成する。これにより、ゲル状シリコーン樹脂状にレンズを押しつけた際、パッケージの上面までゲル状シリコーン樹脂がオーバーフローすることを抑制することができる。前記突出部の数は特に限定されないが、パッケージの各隅部と対を成して形成すると、オーバーフロー効果をパッケージ全体に均一に行うことができる。
【０１２４】
（実施例１９）
図１７に示すように、第一の主面上に上面が底面よりも面積が小さい略円錐台を形成し、前記上面をレンズの支持面とする以外は、実施例１と同様にして発光装置を形成する。これにより、ゲル状シリコーン樹脂とレンズとの界面が熱膨張率差にて剥離することを抑制することができる。前記略円錐台は、等間隔に３つ以上形成されていることが好ましく、これによりさらに剥離防止効果が増大する。
【０１２５】
（実施例２０）
図１４に示すように、第一の主面上にかまぼこのような略半円柱を形成し、略半円柱の曲面の頂点ラインをレンズの支持ラインとするパッケージを使用する以外は、実施例１と同様にして発光装置を形成すると、実施例１９よりもさらに剥離防止効果を高めることができ、高い信頼性を有する発光装置が得られる。前記略半円柱は、前記略円錐台と同様に、等間隔に３つ以上形成されていることが好ましく、これによりさらに効果が増大する。
【０１２６】
（実施例２１）
図１９に示すような表面実装型発光装置を形成する。金属基体に設けられた凹部内に、サブマウントをＡｇペーストにて固定し、前記サブマウント９上に金属バンプを用いて発光素子をフリップチップ実装する以外は、実施例１と同様にして発光装置を形成すると、光学特性および信頼性が更に向上する。ここで、前記サブマウントは、シリコン半導体からなる保護素子や窒化アルミからなる金属基体等、種々のものを用いることができる。サブマウント自体が導電性を有する場合、ＳｉＯ２、ＳｉＮ等の絶縁膜を介して導電性パターンを積層したものを用いることができる。また、前記金属バンプの材料は、導通可能であれば特に限定されず、Ａｕバンプ、Ｓｎ−Ｐｂハンダバンプ、Ｚｎ−Ａｇハンダバンプ等を用いることができる。
【０１２７】
【発明の効果】
本発明の発光装置は、発光素子が載置されたパッケージを、柔軟性を有する第一の封止部材と剛性を有する第二の封止部材にて密封する際、パッケージ内部から上方まで一貫した経路を設けることにより、前記第一の封止部材と前記第二の封止部材との間に気泡が混入することを抑制することができるとともに、一度第一の封止部材中に混入されてしまった気泡をも効率よく脱泡することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、本発明の発光装置を示す模式的平面図である。
【図２】 図２は、図１のII−II線における模式的断面図である。
【図３】 図３は、図１のIII−III線における模式的断面図である。
【図４】 図４は、図１のIV−IV線における模式的断面図である。
【図５】 図５は、実施例１０の発光装置を形成する一工程を示す模式的断面図である。
【図６】 図６は、実施例１０の発光装置を形成する一工程を示す模式的断面図である。
【図７】 図７は、実施例１０の発光装置を形成する一工程を示す模式的断面図である。
【図８】 図８は、実施例１０の発光装置を形成する一工程を示す模式的断面図である。
【図９】 図９は、本発明の他の発光装置を示す模式的断面図である。
【図１０】 図１０は、本発明の他の発光装置を示す模式的断面図である。
【図１１】 図１１は、本発明の他の発光装置を示す模式的断面図である。
【図１２】 図１２は、本発明の他の発光装置を示す模式的断面図である。
【図１３】 図１３は、図１２のXIII−XIII線における模式的断面図である。
【図１４】 図１４は、本発明の他の発光装置を示す模式的断面図である。
【図１５】 図１５は、図１４のXV−XV線における模式的断面図である。
【図１６】 図１６は、本発明の他の発光装置を示す模式的断面図である。
【図１７】 図１７は、本発明の他の発光装置を示す模式的断面図である。
【図１８】 図１８は、図１７のXVIII− XVIII線における模式的断面図であるである。
【図１９】 図１９は、本発明の他の発光装置を示す模式的断面図である。
【図２０】 図２０は、図１９のXX−XX線における模式的断面図である。
【図２１】 図２１は、本発明の他の発光装置を示す模式的断面図である。
【図２２】 図２２は、図２１のXXII−XXII線における模式的断面図である。
【図２３】 図２３は、本発明と比較のために示す発光装置の模式的断面図である。
【符号の説明】
１・・・パッケージ、１ａ・・・パッケージ凹部、１ｂ・・・第一の主面、１ｃ・・・第二の主面、１ｄ・・・第三の主面、２・・・発光素子チップ、３・・・柔軟性部材、４・・・剛性部材、５・・・リード電極、６・・・金属基体、７・・・ワイヤ、８・・・蛍光物質、９・・・サブマウント。
Claims (9)
- パッケージに設けられた凹部に配置された発光素子と、その発光素子を被覆する第一の透光性部材と、その第一の透光性部材に載置される第二の透光性部材と、を備える発光装置であって、
前記第二の透光性部材は、前記発光素子の方向へ突出された凸形状と、その凸形状の外側に鍔部と、を有しており、前記鍔部は、前記パッケージの凹部内に配置され、前記第一の透光性部材により被覆されていることを特徴とする発光装置。 - 前記パッケージの凹部は、少なくとも第一の主面と、その第一の主面の上方にて外側へ広がる第二の主面と、その第二の主面より上方にて外側へ広がる第三主面とを有し、
前記第二の透光性部材は、その背面に、前記第二の主面との接点を少なくとも３つ有している請求項１に記載の発光装置。 - 前記接点の外側に露出部を有し、前記第一の透光性部材は、前記露出部により前記第一の主面、前記第二の主面、および前記第二の透光性部材の背面に渡って連続的に設けられている請求項２に記載の発光装置。
- 前記第二の主面の外郭は、前記第二の透光性部材の外郭よりも多くの角を有する多角形である請求項２または３に記載の発光装置。
- 前記第二の透光性部材の背面は、前記接点において曲面である請求項２から４のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記発光素子は、同一面側に正負一対の電極を有しており、それらの電極は、それぞれ前記パッケージに備えられた正負一対のリード電極にワイヤを介して接続されており、
前記ワイヤの頂点は、前記第一主面と前記第二の主面の間に配置されている請求項２から５に記載の発光装置。 - 前記パッケージの凹部は、少なくとも第一の主面と、その第一の主面の上方にて外側へ広がる第二の主面と、を有し、
前記第一の主面は、複数の円錐台の形状を有しており、前記第二の透光性部材は、その背面に、前記円錐台の上面との接点を少なくとも３つ有している請求項１に記載の発光装置。 - 前記パッケージの凹部は、少なくとも第一の主面と、その第一の主面の上方にて外側へ広がる第二の主面と、を有し、
前記第一の主面は、複数のかまぼこ形状を有しており、前記第二の透光性部材は、その背面に、前記かまぼこ形状の頂点との接点を少なくとも３つ有している請求項１に記載の発光装置。 - パッケージに設けられた凹部に配置された発光素子と、その発光素子を被覆する第一の透光性部材と、その第一の透光性部材に載置される第二の透光性部材と、を備える発光装置の製造方法であって、
前記凹部に配置された発光素子を、第一の透光性部材にて覆う第一の工程と、
前記発光素子の方向へ突出された凸形状と、その凸形状の外側に鍔部と、を有する第二の透光性部材の前記凸形状にて、前記第一の透光性部材を押さえ付け、前記パッケージの凹部内に配置させた鍔部の上方まで前記第一の透光性部材を流動させる第二の工程と、を有する発光装置の製造方法。
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