JP4430264B2 - 表面実装型発光装置 - Google Patents

Description

【発明の属する技術分野】
【０００１】
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、信頼性に優れた発光装置に関するものである。
【従来技術】
【０００２】
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小型、低消費電力や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１４に示す如き発光装置が挙げられる。リード電極２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を用いる。前記パッケージは、発光素子を収納するための凹部を有する。前記凹部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１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２とを金線４等により電気的に接続させる。凹部内に配置されたＬＥＤチップは透光性のモールド樹脂９等によって封止されている。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は水分、外力などの外部環境から保護され、極めて信頼性の高い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、利用分野の広がりにより、より厳しい環境条件下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、モールド樹脂等の膨張や収縮によりＬＥＤチップがダイボンド樹脂から剥離し、放出される光の強度や指向特性が変化する。ひどい場合にはワイヤの断線などを生じ全く発光しない場合がある。
【０００５】
また、発光素子は、電力消費により熱を発する。上記の構成を有する発光装置は、発光素子から発生する熱をリード電極を介して基板側に逃すことができる。しかしながらその放熱効果は十分に満足できるものではなく、発光素子の出力を向上させようと高電流を流すと、パッケージによる放熱が不十分なため発光素子の温度は上昇し、素子の動作速度や周囲に存在する樹脂の劣化等を引き起こしてしまう。
【０００６】
これに対して、従来、高い信頼性を有するパッケージとしてキャンタイプ・パッケージが用いられている。例えば、図１３に示すような、凸形状の金属ベース１０と、該金属ベース１０の厚さ方向に形成された貫通孔にガラス等の絶縁体３を介して気密絶縁的に封着されたリード電極２とを有する半導体装置用ステムが用いられる。このようなステムの上面に発光素子を電気的に接続させる。これに底部に鍔部を有する窓付き缶１１をシールにて気密封止する。
【０００７】
このような構成を有する発光装置は、パッケージが金属にて構成され且つ内部が中空であるため、構成材料に樹脂を用いた場合と比べ非常に高い信頼性を有し、ワイヤ断熱防止、耐湿性、耐熱性、及び放熱性に優れている。このため、発光装置に流す電流量を増加させ出力向上を図ることが可能である。
【０００８】
しかしながら、近年、高密度実装に対応するために発光装置の小型化・薄型化が望まれており、これに応じて表面実装タイプの発光装置がリードタイプの発光装置に代えて要求されている。そこで、単に上記の構成のままリード電極の部分を短くした表面実装型発光装置を形成したところ、実装工程後に信頼性が急激に低下する傾向にあった。
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで本発明は、上記のような問題を解決し、高い信頼性を有し且つ高輝度に発光することが可能で、量産性に優れた発光装置を提供することを目的とする。
【発明を解決するための手段】
【００１０】
そこで本発明は、発光素子と、発光素子が収納される凹部を有する金属パッケージと、金属パッケージを封止し、透光性の窓部を有するリッドと、を有する表面実装型発光装置であって、金属パッケージは、凹部の外側方向に鍔部を有し、リッドは、鍔部の上面と対向する平面と、パッケージの凹部に対応した凸部を有する中央部とを有し、中央部の窓部は、凸部の厚み以下の厚みを有する色変換部材を含有することを特徴とする。これにより、信頼性が高く高輝度に発光し、量産性の優れた発光装置が得られる。
【００１１】
また、前記リッドの中央部に配置された窓部には、色変換部材が含有されていてもよく、リッドの窓部の内側に、色変換部材を設けてもよい。
【００１２】
また、前記リッドの外側上面に、色変換部材を含有させたガラスを設けてもよい。
【００１３】
また、前記発光素子は、ＬＥＤまたはＬＤであってもよい。
【００１４】
また、前記リッドの窓部に設けられた前記色変換部材の上面側に、誘電体多層薄膜が設けられていてもよい。
【発明の実施の形態】
【００１５】
以下、図面を参照にして、本発明に係る実施の形態について説明する。本発明の発光装置として、図５に、白色が発光可能な発光装置を示す。
【００１６】
パッケージ５は金属からなり凹部形状を有する。また、前記凹部底面には厚さ方向に貫通した貫通孔を２カ所有し前記貫通孔に絶縁体３を介して正及び負のリード電極２がそれぞれ挿入されている。このように構成されたパッケージの凹部底面に発光素子であるＬＥＤチップ１が配置され前記ＬＥＤチップの各電極はワイヤ４にて各リード電極２と電気的に接続されている。尚、本実施の形態において、前記凹部の上面は外部方向に鍔部１２を有している。
【００１７】
以上のようにＬＥＤチップが電気的に接続された金属パッケージ５は、前記パッケージの凹部を塞ぐように透光性窓部７を有するリッド６にて気密封止されている。ここで、前記透光性窓部７には、前記ＬＥＤチップからの光の少なくとも一部を吸収して異なる波長を発光することが可能な蛍光物質８が含有されている。以下、本発明の実施の形態の各構成について詳述する。
【００１８】
（発光素子１）本発明において発光素子１は、特に限定されないが、蛍光物質を用いた場合、該蛍光物質を励起可能な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（Ｉｎ_ＸＡｌ_ＹＧａ_{１−Ｘ−Ｙ}Ｎ、０＜Ｘ、０＜Ｙ、Ｘ＋Ｙ＝１）が好適に挙げられる。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。
【００１９】
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ヤ、スピネル、ＳｉＣ、Ｓｉ、ＺｎＯ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ヤ基板を用いることが好ましい。このサファイヤ基板上に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等のバッファー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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。電極形成後、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。
【００２２】
本発明の発光ダイオードにおいて白色系を発光させる場合は、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。
【００２３】
なお、本発明のパッケージ本体は無機物である金属のみにて構成されているため、紫外線により劣化される恐れがない。よって本発明の発光装置は、４００ｎｍより短い紫外線領域或いは可視光の短波長領域を主発光波長とする発光素子を用いることができる。また、前記発光素子と、その波長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。このような色変換型発光装置は、蛍光物質から放出された光のみを基本的に利用するため、比較的簡単に色調整を行うことができる。特に、紫外領域の波長を有する発光素子を利用する場合、可視光を発光する半導体発光素子を用いた場合に比較して、半導体発光素子の波長などのバラツキを吸収し蛍光物質の発光色のみによって色度を決定できるため、量産性を向上させることができる。ここで、前記蛍光物質を発光装置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。
【００２４】
（金属パッケージ５）本実施の形態の発光装置に用いられる金属パッケージ５は、凹部形状を有し前記凹部底面には厚さ方向に貫通した貫通孔を２カ所有し前記貫通孔に絶縁体３を介して正及び負のリード電極２がそれぞれ挿入されている。前記リード電極は、少なくとも一方が前記金属パッケージと絶縁体に挿入されていれば良く、図２の如く他方のリード電極は金属パッケージと導電するように固着されていてもよい。このように構成すると、前記パッケージのうち発光素子から一方の凹部上面までは絶縁体を介さないため、放熱性が向上され好ましい。
【００２５】
また、金属パッケージとリード電極は同じ材料にて構成されることが好ましく、これにより、これらを絶縁部材を介して固着させる場合、前記絶縁部材を破壊することなく良好に気密封止することができる。また、リード電極と金属パッケージとを導電性部材にて固着させる場合、メタライズ界面での密着性が向上される。
【００２６】
パッケージ凹部底面から露出されるリード電極２の主面の面積は、発光装置の小型化及びワイヤボンディングの精度を考慮して、０．０２ｍｍ２〜０．２ｍｍ２が好ましく、より好ましくは０．０５ｍｍ２〜０．１５ｍｍ２である。また、リード電極の主面と対向している実装面は、前記主面より面積が広いことを特徴とする。これにより前記リード電極が発光装置の脚的役割を果たし、安定して表面実装することが可能となる。また、実装基板との接触面積が広くなるため放熱性が向上される。このような形状のリード電極は、例えば柱状に形成されたリード電極を実装面側からプレス加工することにより得られ、逆Ｔ字型、末広がり型、逆テーパ型等に形成することができる。
【００２７】
また、金属パッケージの凹部の側面はテーパ形状であることが好ましい。このように側面に傾斜を設けることにより、底面に配置された発光素子の光取り出し効率が向上される。また、成形金型から成形パッケージを離型させる際に前記成形パッケージに余分な応力をかけず歩留まり良くパッケージを生産することができる。
【００２８】
特に、本発明の発光装置に用いられる金属パッケージは、前記凹部の最上面が外側方向に延びた鍔部となっていることを特徴とする。前記鍔部は、前記凹部をリッドにより気密封止する際の溶接部となる。つまり、本発明の発光装置で用いられる金属パッケージは、リッドとの溶接部がパッケージ上面から外部に向かって鍔形状で一体成形されている。このようにパッケージ本体と溶接部を同一材料にて一体成形することにより、シーム溶接により発生するジュール熱を良好に放熱することができる。これにより、他の構成部品に悪影響を与えることなく気密封止することができ好ましい。
【００２９】
また前記鍔部は、凹部の上面に位置している。前記鍔部は溶接時の熱により下方にだれる恐れがあるが、本発明の如く実装面から離れたパッケージ最上部に鍔部を位置決めすることにより、問題なく良好に実装することができる。これと比較して、溶接部である鍔部がパッケージ底面と平行ライン上であると、溶接により鍔部が実装面ラインにまでだれてしまう恐れがあり、だれた鍔部が妨げとなって発光装置を安定に実装することが困難となる。また、パッケージ基材の融点とメッキ層の融点とに大きく温度差がある場合、前記鍔部とリッドをシーム溶接する際に融点の低い物質が周囲に飛び散り、リード電極とパッケージとの絶縁部に付着して絶縁不良を生じさせ動作特性に悪影響を及ぼすと考えられる。これに対して、本発明の発光装置は前記絶縁部と前記鍔部が離れているため上記のような問題は回避できる。
【００３０】
また、パッケージの材質は、強度の強いコバール若しくは鉄を好ましく用いることができる。これにより薄型のパッケージを形成することができる。コバールとは、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金であり、絶縁部材に用いられる低融点ガラスと近似の熱膨張率を有する。これにより、精度良く気密封止された発光装置が得られる。また、パッケージの材質の表面には、反射層を設けることが好ましい。反射層の材料は、パッケージに配置される発光素子や共に用いられる蛍光物質等からの光を良好に反射するものであれば特に限定されない。Ａｇメッキを前記反射層としてパッケージ表面に設けると、パッケージの光の反射散乱率が向上される他、Ａｇ層が溶接用ろう材となり、発光素子、ワイヤ、及びリッドとパッケージ本体との密着性が向上され好ましい。更に、Ａｇ層を無光沢にメッキするとこれらの効果は向上される。
【００３１】
また、前記パッケージの厚みは０．３ｍｍ〜１．０ｍｍが好ましく、より好ましくは０．５ｍｍ〜０．７ｍｍである。０．３ｍｍより薄い場合、リッドとのシーム溶接時に溶接界面にクラックが生じたりパッケージ全体の強度が低下してしまう。このように気密性が不完全になると、水分が内部に侵入しワイヤや発光素子が腐食され信頼性が低下してしまう。また１．０ｍｍ以上の膜厚にすると、前記溶接界面にパルス電流が伝わりにくくなり、シールが不完全になる恐れがある。また発光装置が大型化するとともにコストが高くなる。 本発明で用いられる金属パッケージは、上記のように構成することにより、高い信頼性を有する発光装置を安価に得ることができる。
【００３２】
（リッド６） 本実施の形態で用いられるリッド６は、発光面として中央部に透光性部材からなる窓部７を有する。前記リッドは、中央部に光を取り出す為の開口部を有するリッド本体に、カーボン製の封着治具を用いて、前記開口部内に窓部となるタブレット状のガラスを配置し、通炉させることによりガラスとリッド本体とを気密絶縁的に封着させ形成される。
【００３３】
前記リッドの材質は、パッケージ本体及び窓部の透光性部材と熱膨張係数が近似していることが好ましい。また、リッドの材質の表面はＮｉメッキ層を有するとリッドの材質を保護でき好ましい。
【００３４】
リッドの形状は、図３の如く、パッケージの鍔部と対応した平面を有し、且つパッケージ凹部に対応した凸部を有することで、パッケージとリッドとの位置決めが容易となり量産性が向上される。
【００３５】
一方、図２の如く、パッケージの鍔部と対応した平面を有し、且つ縁部である前記平面からパッケージ凹部と対称的に中央部が凸部となるように構成されたリッドを用いると、前記リッドの窓部の内側に色変換部材を設ける際、例えば、蛍光物質含有の液状樹脂を塗布する場合、前記リッドのシーム溶接部である鍔部接合面にまで前記蛍光物質含有の液状樹脂が流れ込むことを防止することができる。また、前記色変換部材の厚みを前記凸部の厚み以下とすることにより、必然的に前記色変換部材が他の構成のものと接触することを防止することができ、歩留まり良く発光装置が得られる。更に、窓部を図８の如く曲線を帯びたレンズ形状とすると、光の収束が良好となり、指向特性の優れた発光装置が得られる。
【００３６】
（蛍光物質８）本実施の形態の発光装置は、リッドの窓部に蛍光物質８が含有されている。ここで、本発明で用いられる蛍光物質について詳述する。
【００３７】
本実施の形態の発光装置に用いられる蛍光物質は、窒化物系半導体からを発光層とする半導体発光素子から発光された光を、励起させて異なる波長の光を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ものである。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、ＹＡｌＯ_３：Ｃｅ、Ｙ_３Ａｌ_５Ｏ_１２Ｙ：Ｃｅ（ＹＡＧ：Ｃｅ）やＹ_４Ａｌ_２Ｏ_９：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。
【００３８】
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。
【００３９】
更に詳しくは、一般式（Ｙ_ｚＧｄ_１−ｚ）_３Ａｌ_５Ｏ_１２：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（Ｒｅ_１−ａＳｍ_ａ）_３Ｒｅ'_５Ｏ_１２：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。
【００４０】
この蛍光物質は、ガーネット構造のため、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まですそを引くブロードな発光スペクトルを持つ。
【００４１】
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。
【００４２】
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。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となり、演色性に優れた発光装置を形成することができる。
【００４３】
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℃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。
【００４４】
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・ガーネット蛍光体や他の蛍光体を混合させてもよい。
【００４５】
一方、発光素子から放出される発光スペクトルが紫外領域や視感度が極めて低い可視光（例えば４２０ｎｍ以下）である場合、前記発光スペクトルの少なくとも一部を吸収し、２以上の発光ピークを持った発光スペクトルを発し、前記発光スペクトルは少なくとも一部が互いに補色となる蛍光である蛍光物質を用いることが好ましい。上記蛍光物質は、補色領域を含む２以上の発光スペクトルのピークを有しているため、蛍光物質自体の色調ズレが極めて小さく発光素子のバラツキを吸収し、発光装置の色調ズレを抑制することができる。上記２以上のピークを持った発光スペクトルは、短波長側の発光ピークの半値幅がそれよりも長波長側の発光ピークの半値幅よりも狭いことが好ましく、これにより、長波長の成分を比較的容易に取り出すことができると共に演色性の優れた発光装置とすることができる。また、前記蛍光物質と共に、上記２以上の発光ピーク間に発光ピークをもった別の蛍光物質を用いると、白色を発光可能であると共に所望の中間色が高輝度に発光可能な発光装置が得られる。更に、組成によって少なくとも一部が補色となる２以上の発光スペクトルの強度比が調整されていると、白色領域は少しのずれでも人間の目が敏感に感ずることができるものの、これによって、微調整が可能となる。
【００４６】
具体的な蛍光物質として、例えば、少なくともＭｇ、Ｃａ、Ｂａ、Ｓｒ、Ｚｎから選択される１種を含むＭで代表される元素と、少なくともＭｎ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｓｎから選択される１種を含むＭ'で代表される元素とを有するＥｕで附活されたアルカリ土類金属ハロゲンアパタイト蛍光体を用いることができ、量産性良い白色系が高輝度に発光可能な発光装置が得られる。特に、少なくともＭｎ及び／又はＣｌを含むＥｕで附活されたアルカリ土類金属ハロゲンアパタイト蛍光体は、耐光性や、耐環境性に優れている。また、窒化物半導体から放出された発光スペクトルを効率よく吸収することができる。さらに、白色領域を発光可能であると共に組成によってその領域を調整することができる。また、長波長の紫外領域を吸収して黄色や赤色を高輝度に発光可能である。そのため、演色性に優れた発光装置とすることができる。なお、アルカリ土類金属ハロゲンアパタイト蛍光体例としてアルカリ土類金属クロルアパタイト蛍光体が含まれることは言うまでもない。
【００４７】
前記アルカリ土類金属ハロゲンアパタイト蛍光体において、一般式が（Ｍ_{１−ｘ−ｙ}Ｅｕ_ｘＭ'_ｙ）１０（ＰＯ_４）_６Ｃ_ｌ２などで表される場合（ただし、ＭはＭｇ、Ｃａ、Ｂａ、Ｓｒ、Ｚｎから選択される少なくとも１種と、Ｍ'はＭｎ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｓｎから選択される少なくとも１種とを有する。０．０００１＜ｘ＜０．５、０．０００１＜ｙ＜０．５である。）、量産性よく混色光が発光可能な発光装置が得られる。
【００４８】
また、前記アルカリ土類金属ハロゲンアパタイト蛍光体に加えて、ＢａＭｇ_２Ａｌ_１６Ｏ_２７：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）_５（ＰＯ_４）_３Ｃｌ：Ｅｕ、ＳｒＡｌ_２Ｏ_４：Ｅｕ、ＺｎＳ：Ｃｕ、Ｚｎ_２ＧｅＯ_４：Ｍｎ、ＢａＭｇ_２Ａｌ_１６Ｏ_２７：Ｅｕ，Ｍｎ、Ｚｎ_２ＧｅＯ_４：Ｍｎ、Ｙ_２Ｏ_２Ｓ：Ｅｕ、Ｌａ_２Ｏ_２Ｓ：Ｅｕ、Ｇｄ_２Ｏ_２Ｓ：Ｅｕから選択される少なくとも１種の蛍光体を含有させると、より詳細な色調を調整可能であると共に比較的簡単な構成で演色性の高い白色光を得ることができる。
【００４９】
上記蛍光体は、次に示す方法で得ることができる。構成元素のリン酸塩酸化物もしくは熱分解によって酸化物などになり得る各種化合物と塩化アンモニウムを所定量秤量し、ボールミル等で混合した後、坩堝に入れ、Ｎ_２，Ｈ_２の還元雰囲気において、８００℃から１２００℃の温度で３〜７時間焼成する。得られた焼成品を湿式で粉砕、篩後、脱水、乾燥してアルカリ土類金属ハロゲンアパタイト蛍光体を得ることができる。
【００５０】
アルカリ土類金属ハロゲンアパタイト蛍光体として（Ｍ_{１−ｘ−ｙ}Ｅｕ_ｘＭ'_ｙ）_１０（ＰＯ_４）_６Ｃｌ_２で表される場合（ただし、ＭはＭｇ、Ｃａ、Ｂａ、Ｓｒ、Ｚｎから選択される少なくとも１種と、Ｍ'はＭｎ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｓｎから選択される少なくとも１種とを有する。０．０００１＜ｘ＜０．５、０．０００１＜ｙ＜０．５である。）ｘは第一附活剤Ｅｕ元素の組成比を示すもので０．０００１＜ｘ＜０．５が好ましく、ｘが０．０００１未満では発光輝度が低下し、ｘが０．５を越えても濃度消光によって発光輝度が低下する傾向にある。より好ましくは、０．００５＜ｘ＜０．４、さらに好ましくは、０．０１＜ｘ＜０．２である。
【００５１】
また、ｙはＭｎ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｓｎのうちの少なくとも１種の元素の組成比を示すもので、０．０００１＜ｙ＜０．５が好ましく、より好ましくは０．００５＜ｙ＜０．４であり、さらに好ましくは０．０１＜ｙ＜０．３である。ｙが０．５を越えると濃度消光によって発光輝度が低下する傾向にある。
【００５２】
この蛍光体は紫外線から比較的短波長の可視光（たとえば、主波長が４４０ｎｍ以下）の励起により可視光である青色から白色系（たとえば、ＪＩＳ Ｚ８１１０の慣用色における白色、或いは系統色名図の基本色となる白色）から赤色の発光色を示す。
【００５３】
特に、３６５ｎｍ程度の比較的長波長の紫外線によっても効率よく高輝度に発光可能であると共に赤色成分をも十分含むことから、平均演色性指数Ｒａが８０以上の良好な演色性を得ることもできる。
【００５４】
また、上記蛍光体は、その組成比を変えることで、青色系〜白色系〜赤色系に種々変化させ色調を調整することができることが分かる。即ち、ＭがＳｒの場合、４５０ｎｍ付近にピークを持つＥｕ２＋の発光により発光色は青色を発光するが、ＭのＭｎでｙの値を大きくするとＭｎの発光により蛍光体の発光色は青色〜白色系〜赤色系の発光色を示す。ＭがＣａの場合もＥｕ、Ｍｎ量に同様な変化を示すが、ＭがＢａの場合は発光色の変化は少ない。また、本発明に用いられるこの蛍光体は長波長紫外線から比較的短波長可視光（例えば、２３０乃至３００ｎｍから４００ｎｍ乃至４２５ｎｍ）で効率よく励起され、発光色はＪＩＳ Ｚ８１１０でいうところの基本色名白色の領域に含まれる。なお、この蛍光体は紫外線全域で効率よく励起されることから、短波長紫外線用としようも有効に利用されうるものとして期待することができる。
【００５５】
このような蛍光体を用いた発光装置からは紫外線ＬＥＤや紫外線ＬＤで励起された上述の蛍光体のうち、約４６０ｎｍ付近のピークと約５８０ｎｍ付近のピークの２つのピークを持った発光スペクトルを発光することが可能となる。この発光スペクトルは少なくともほぼ４６０ｎｍ付近のスペクトル成分と５８０ｎｍ付近のスペクトル成分を有し互いに補色となる蛍光を発している。この少なくともＭｎ及び／又はＣｌを含むＥｕで附活されたアルカリ土類金属ハロゲンアパタイト蛍光体に緑色を発光する蛍光体としてＳｒＡｌ_２Ｏ_４：Ｅｕを加えることによって更に演色性を高めることができる。
【００５６】
さらに、上述の蛍光体は所望に応じてＥｕに加えＴｂ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｎｄ、Ｄｙ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｔｉから選択される１種を含有させることもできる。
【００５７】
また、本発明で用いられる蛍光物質の粒径は１μｍ〜１００μｍの範囲が好ましく、より好ましくは１０μｍ〜５０μｍの範囲が好ましく、さらに好ましくは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。
【００５８】
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。本明細書において、この体積基準粒度分布曲線において積算値が５０％のときの粒径値を中心粒径といい、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。
【００５９】
蛍光物質の配置場所は特に限定されず、リッドの窓部の発光素子側にバインダーにて固定させても良いし、リッドの窓部の材料に含有させても良い。また、発光素子をダイボンドするダイボンド材料中に含有させることもできる。また、図１２の如く、ガラス中に蛍光物質を含有させたものをリッドの外側上面に固定してもよい。また、比較的熱による劣化の少ない樹脂に含有させ発光素子を覆うようにパッケージ凹部内に充填させてもよい。本発明のパッケージは金属からなり放熱性に優れているため、凹部内部に樹脂を充填させても前記樹脂はほとんど熱に劣化されることなる樹脂及び蛍光物質の本来の作用を最大限に生かすことができる。
【００６０】
リッドの窓部に直接蛍光物質を含有させるには、例えば、リッド本体の開口部にガラスのパウダー状若しくはペレット状のものと粉末の蛍光物質との混合物を配置させ、プレス加工により一括成型させると、前記ガラス中に蛍光物質が含有させた形で窓部が形成される。
【００６１】
また、リッドの窓部に蛍光物質をバインダーを用いて塗布する場合、バインダーの材質は特に限定されず、有機物及ぶ無機物のいずれも使用することができる。
【００６２】
有機物をバインダーとして使用する場合、パッケージの鍔部と対応した平面を有し、且つ縁部である前記平面からパッケージ凹部と対称に中央部が凸部となるように構成されたリッドを用いると、溶接面となる鍔部に樹脂が漏れることなく前記凸部内に良好に色変換部材を配置させることができる。樹脂の具体的材料として、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。
【００６３】
また、無機物をバインダーとして使用すると、窓部の熱膨張率と近似であるため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、ゾル−ゲル法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リッド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ＳｉＯ_２とし、蛍光物質をリッド窓部に固着させることができる。
【００６４】
また、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等の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る。ニトロセルロース又は酢酸ブチル８５ｗｔ％と前記ほう酸塩１５ｗｔ％からなるスラリーに蛍光物質を含有させ窓部に塗布し、加熱硬化させることにより色変換部材が構成される。特に、大きい粒径を有する蛍光物質を付着させる場合、融点が高くても井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、あるいは沈殿法で作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く、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。このような結着剤は、微細な粒子であり、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り好ましい。
【００６５】
ここで、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て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。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。
【００６６】
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、塗布液中の蛍光物質量に対してスラリー中の結着剤の総量が１〜３％ｗｔ程度とすることができる。光束維持率の低下を抑制するため、結着剤の添加量が少ない方が好ましい。このような塗布液を前記窓部の背面に塗布する。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、ビヒクルを飛散させることにより所望の場所に蛍光体層が結着剤にて付着される。
【００６７】
（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。
【００６８】
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、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。
【００６９】
（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ーの断線や前記発光素子底面とパッケージの凹部底面との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。
【００７０】
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であることが好ましく、より好ましくは２０μｍ〜５０μｍである。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。
【実施例】
【００７１】
（参考例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Ｉｎ_０．２Ｇａ_０．８Ｎ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ヤ基板上に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ＳｉＨ_４とＣｐ_２Ｍｇ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。
【００７２】
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、サファイヤ基板上には低温で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。）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た。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。
【００７３】
一方、凹部を有し且つ凹部の最上面から外側方向に鍔部を有するコバール製パッケージを用い、前記パッケージ凹部底面に形成された貫通孔にガラスにてコバール製リード電極の先端が凹部内部から露出されるように気密絶縁的に封着する。次いでパッケージ表面及びリード電極の表面にＡｇメッキ被膜を形成する。
【００７４】
このようにして構成されたパッケージ本体の凹部底面に、導電性エポキシ樹脂にて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特に限定されず、Ａｕ−Ｓｎ合金や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、構成部材を全て金属とし信頼性を向上させるにＡｕ−Ｓｎ合金を接合部材として用いることが好ましい。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Ａｕワイヤにて電気的導通を取る。ここで、本実施例では構成部材に樹脂を用いないため、Ａｌワイヤを用いることも可能である。
【００７５】
次に、パッケージの凹部内の水分を十分に排除した後、中央部にガラス窓部を有するコバール製リッドにて前記凹部を封止しシーム溶接を行う。
【００７６】
このようにして得られた発光措置に対して信頼性試験を行うと、Ｉｆ＝５００ｍＡ下において５００時間経過した後に発光出力を測定すると、相対出力とほとんど差が見られず、多くの電流を印可しても長時間高い出力を維持できる発光装置が得られる。（参考例２）図９の参考例の如く、リッドを用いずパッケージ凹部内をシリコーンにて封止する以外は参考例１と同様にして発光装置を形成すると、長時間高出力を維持できる発光装置が得られる。これは、本来劣化すると思われるシリコーンが、本発明のパッケージを使用することにより発光素子の発熱を良好に放熱することができ、シリコーンによる光散乱作用が十二分に発揮された結果だと思われる。
【００７７】
（参考例３）図２の如く、パッケージの鍔部と対応した平面を有し、且つ縁部である前記平面からパッケージ凹部と対称に中央部が凸部となるように構成されたリッドを用いる以外は参考例１と同様にして発光装置を形成すると、量産性の良好な発光装置とできる。
【００７８】
（参考例４）図４の如く、パッケージ凹部の側面がテーパー形状であり、パッケージの鍔部の上面と対向する平面と、前記パッケージの凹部の方向と対称的に凸である中央部とを有するリッドを用いる以外は参考例１と同様にして発光装置を形成すると、参考例１より出力が１５％向上される。
【００７９】
（参考例５）図５の如く、参考例１の発光装置に、パッケージの鍔部の上面と対向する平面と、前記パッケージの凹部の方向と対称的に凸である中央部とを有するリッドを用い、リッドの窓部に蛍光物質を含有させることで、量産性の良好な発光装置とできる。
【００８０】
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℃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（Ｙ_{０．９９５}Ｇｄ_{０．００５}）_{２．７５０}Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｃｅ_{０．２５０}蛍光物質を形成する。
【００８１】
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、リッドの発光素子側窓部に塗布し、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。
【００８２】
このようにして得られた色変換型発光装置は、参考例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。
【００８３】
（実施例１）窓部に蛍光物質を含有させるかわりに、リッドの発光素子側窓部に、蛍光物質が５０ｗｔ％含有されたシリコーンを充填させる以外は参考例３と同様にして発光装置を形成したところ、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。
【００８４】
（実施例２）窓部に蛍光物質を含有させるかわりに、リッドの発光素子側窓部に、蛍光物質が５０ｗｔ％含有されたシリカ−ゲルを塗布して色変換部材を形成する以外は実施例３と同様にして発光装置を形成したところ、実施例１と同様の効果が得られる。
【００８５】
（参考例６）ＬＥＤチップは、発光層として発光ピークが紫外領域にある３７５ｎｍのＧａＮ半導体を有する窒化物半導体素子を用い、実施例３と同様の金属パッケージの凹部内に、Ａｕ−Ｓｎ合金にて前記ＬＥＤチップをダイボンドする。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Ａｕワイヤにて電気的導通を取る。
【００８６】
次に、蛍光物質は原料としてＳｒＨＰＯ_４、ＳｒＣＯ_３、Ｅｕ_２Ｏ_３、ＭｎＣＯ_３、ＮＨ_４Ｃｌを用い（Ｓｒ_０．９６，Ｅｕ_０．０１，Ｍｎ_０．０３）_１０（ＰＯ_４）_６Ｃｌ_２の組成比となるように調整、混合する。（ＳｒＨＰＯ_４：１０００ｇ、ＳｒＣＯ_３：４８２．４ｇ、Ｅｕ_２Ｏ_３：１６．０ｇ、ＭｎＣＯ_３：３５．２ｇ、ＮＨ_４Ｃｌ：１１６．５ｇ）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、Ｎ_２，Ｈ_２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。
【００８７】
次に、参考例３と同様のリッドを用い、前記リッドの透光性窓部の発光素子と対向した面側である背面ＴｉＯ_２／ＳｉＯ_２からなる誘電体多層薄膜を形成する。本実施例では、前記誘電体多層薄膜の配置場所は上記に限定されず、リッドの透光性窓部の主面又は／及び背面に設けることができる。
【００８８】
ここで、前記誘電体多層薄膜とは、紫外領域の光を略反射し且つ可視光を略透過するものである。本実施例では、紫外領域の光を発光するＬＥＤチップを用いているが、前記誘電体多層薄膜をリッドの透光性窓部背面に形成し、前記誘電体多層薄膜の背面に蛍光物質を塗布することにより、前記蛍光物質に吸収された紫外線は、波長変換され可視光となり外部に取り出される。一方、蛍光物質に吸収されず波長変換されなかった紫外線は、前記誘電体多層薄膜により略完全に反射され、蛍光物質により可視光に波長変換されるまで前記誘電体多層薄膜により反射される。これにより、紫外線である励起光を効率よく蛍光物質に吸収させることができ、高輝度に発光することが可能な発光装置が得られる。前記誘電体多層薄膜は、高屈折率層と低屈折率層の誘電体薄膜を交互に層状に数層から数十層重ねることで、吸収が少なく、また、任意の分光反射率を選定することができ、特定の波長に対して１００％に近い反射率を得ることができる。具体的には、ＴｉＯ_２、Ｔａ_２Ｏ_５及びＺｎＳからなる群より選ばれた少なくとも１つの物質からなる高屈折率層と、ＳｉＯ_２及びＭｇＦ_２からなる群より選ばれた少なくとも１つの物質からなる低屈折率層とを交互に層状として形成すると好ましい。
【００８９】
次に、得られた蛍光体とＳｉＯ_２のフィラー或いは拡散剤をニトロセルロース９０ｗｔ％とγ−アルミナ１０ｗｔ％からなるスラリーに含有させ、リッドの透光性窓部の背面に形成された前記誘電体多層薄膜の背面に塗布し、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。パッケージの凹部内の水分を十分に排除した後、中央部にガラス窓部を有するコバール製リッドにて前記凹部を封止しシーム溶接を行い発光装置を形成させることができる。このようにして得られた発光装置は、信頼性が高く且つ高出力でもって発光することができ、色度座標（ｘ，ｙ）＝（０．３８４、０．３３２）の白色光が得られる。
【００９０】
（参考例７）誘電体多層薄膜のかわりに、紫外領域の光を略吸収し且つ可視光を略透過することが可能なＰｂからなるガラス層を形成する以外は実施例６と同様にして発光装置を形成すると、参考例６より輝度は低下するものの信頼性が向上される。ここで、前記ガラス層の材質は、紫外領域の光を略吸収し且つ可視光を略透過することが可能なものであれば特に限定されない。
【００９１】
（参考例８）ＬＥＤチップとして、３７５ｎｍのＧａＮ半導体を有する窒化物半導体素子を金属パッケージと電気的に接続する以外は実施例３と同様にして発光装置を形成する。こうして得られた発光装置のリッドの透光性窓部の主面側である上面方向に、図１２の参考例の如く、参考例６と同様の蛍光物質を含有し且つ上面側にＴｉＯ_２／ＳｉＯ_２からなる誘電体多層薄膜を有する色変換部材を低融点ガラスにて固着させる。
【００９２】
ここで、前記色変換部材の形成方法を述べる。まず、ガラスと蛍光物質とを混合したものを棒状に硬化する。前記棒を所望とする光の色調に合わせて好ましい膜厚に切断し、真空蒸着装置に並べ、上面側となる切断面に誘電体多層薄膜を形成する。一方、前記上面以外の面、つまり底面及び側面に、紫外線及び可視光のどちらをも良好に反射することが可能な反射薄膜を設けても良く、これにより更に高い出力の向上が図れる。ただし、前記底面に反射薄膜を設ける場合、全面に形成されるのではなく、発光素子からの励起光を導入する部分を開口部として形成される。
【００９３】
このようにして得られた発光装置は、参考例６と同様の効果が得られると共に、量産性に優れた発光装置が得られる。
【発明の効果】
本発明の発光装置は、高い信頼性を有する金属製パッケージを用いることにより、多くの電流を印可しても劣化することなく信頼性を維持することができ、量産性に優れる。これにより、信頼性が高く且つ照明と同等の明るさを発光することが可能で、量産性に優れた発光装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は本発明の発光装置の参考例を示す模式的平面図及び模式的断面図である。
【図２】 図２は本発明の参考例を示す模式的平面図及び模式的断面図である。
【図３】 図３は本発明の参考例を示す模式的断面図である。
【図４】 図４は本発明の参考例を示す模式的断面図である。
【図５】 図５は本発明の参考例を示す模式的断面図である。
【図６】 図６は本発明の発光装置を示す模式的断面図である。
【図７】 図７は本発明の他の発光装置を示す模式的断面図である。
【図８】 図８は本発明の参考例を示す模式的断面図である。
【図９】 図９は本発明の参考例を示す模式的断面図である。
【図１０】 図１０は本発明の参考例を示す模式的断面図である。
【図１１】 図１１は本発明の参考例を示す模式的断面図である。
【図１２】 図１２は本発明の参考例を示す模式的断面図である。
【図１３】 図１３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。
【図１４】 図１４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・・・発光素子
２・・・リード電極
３・・・絶縁性部材
４・・・ワイヤ
５・・・パッケージ
６・・・リッド
７・・・窓部
８・・・蛍光物質
９・・・モールド樹脂
１０・・・金属ベース
１１・・・窓付き缶
１２・・・鍔部
１３・・・色変換部材
１４・・・誘電体多層薄膜
１５・・・接着部材

Claims (1)

1. 発光素子と、
   該発光素子が収納される凹部を有する金属パッケージと、
   前記金属パッケージを封止し、透光性の窓部を有するリッドと、
   を有する表面実装型発光装置であって、
   前記金属パッケージは、前記凹部の外側方向に鍔部を有し、
   前記リッドは、前記鍔部の上面と対向する平面と、前記パッケージの凹部と対称的に凸部を有する中央部とを有し、該中央部の窓部はガラスであり、その内側に前記凸部の厚み以下の厚みを有する色変換部材を有することを特徴とする表面実装型発光装置。

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