(57)【要約】本発明は、絶縁された少なくとも一対の金属基板、または少なくとも二つのパッケージ電極が形成されているセラミック基板等の上に窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードが設けられている発光装置に関するものである。  本発明の発光装置は、基板１２、１４上に窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオード１１が取り付けられている。前記窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオード１１は、基板１２、１４上で電源が接続されているとともに、周りが反射体１６で囲まれている。前記反射体１６は、前記基板１２、１４に接着剤によって接着されている。また、前記反射体１６は、蛍光体層が開口面を覆うように設けられている。
2009008210.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射体と前記反射体の底部に少なくとも一対のパッケージ電極とを有するパッケージと、
ｐ型窒化ガリウム半導体層とｎ型窒化ガリウム半導体層と間に活性層を、前記一方の半導体層の上部に上面発光部と部分電極を、前記他方の半導体層の最下層に前記パッケージ電極の一方と接合する下部電極を、有する窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードと、
前記窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードの上部の部分電極と前記パッケージ電極の他方とを接続する金属部材と、
前記パッケージ電極の一方と前記下部電極との接合、前記上部の部分電極と前記金属部材との接合、および前記金属部材と前記パッケージ電極の他方との接合に用いるハンダと、
反射体の上面近傍に取り付けられた蛍光体層と、
から少なくとも構成され、窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードの上面発光部は、微細な凹凸が形成されているとともに、その上面に封止材料が存在しないことを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記パッケージは、パッケージ電極となる分離された一対の金属基板と、前記一対の金属基板に接合された反射体とから構成されていることを特徴とする請求項１に記載された発光装置。
【請求項３】
前記パッケージは、少なくとも一対のパッケージ電極が形成されたセラミック基板と、前記セラミック基板に接合された反射体とから構成されていることを特徴とする請求項１に記載された発光装置。
【請求項４】
前記パッケージは、少なくとも一対のパッケージ電極の一方となる金属基板と、パッケージ電極の他方が形成されているセラミック基板と、前記金属基板と前記セラミック基板に接合された反射体とから構成されていることを特徴とする請求項１に記載された発光装置。
【請求項５】
前記金属部材は、金、銀のリボン状金属線、金および／または銀で被覆されたアルミニウム、銅のリボン状金属線であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載された発光装置。
【請求項６】
前記反射体は、アルミナ系、アルミナおよびガラスの複合系のセラミック等の部材からなり、シリコーン樹脂系、エポキシ樹脂系、ポリイミド樹脂系、ガラス系、ロウ材系の接着剤によって前記基板に接合されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載された発光装置。
【請求項７】
前記蛍光体層は、前記反射体の上部に設けられた段差に接合されていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載された発光装置。
【請求項８】
前記蛍光体層は、前記反射体の開口部に取り付けられた枠に設けられていることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載された発光装置。
【請求項９】
前記反射体の底部には、複数個の前記窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードと、前記複数個の窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードを直列および／または並列に接合するパッケージ電極とが設けられていることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載された発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁された少なくとも一対の金属基板、または少なくとも二つの基板電極が形成されているセラミック基板等の上に窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードが設けられている発光装置に関するものである。本発明は、前記窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードに大きな電流を流すことができ、その時に発生した熱の放熱、あるいは前記熱による金属部材の熱応力による伸縮等を考慮した発光装置に関するものである。また、本発明は、金線をワイヤーボンディングで接続する代わりに金属板状部材からなる金属部材とハンダで接続することにより、振動または熱による発光層の損傷を防止することができる窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードからなる発光装置に関するものである。さらに、本発明は、前記窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードの上面発光部に微細な凹凸が形成され、その上面を封止材料で覆っていないため、前記発光部からの光を効率良く照射することができる発光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図６は従来例を説明するためのものであり、上下電極型発光ダイオードを反射体に設けた例である。図６において、上下電極型発光ダイオード６１は、下部電極が一方の金属基板６２上に接合されている。前記上下電極型発光ダイオード６１の上部電極は、ワイヤボンディング６５により、前記一方の金属基板６２と絶縁部材６３により分離されている他方の金属基板６４に接合されている。前記分離された金属基板６１および６４は、反射体６６により一体に保持されている。前記上下電極型発光ダイオード６１は、封止材料６７により、前記反射枠６６内に封止されている。前記封止材料６７は、前記反射枠６６の上面まで充填され、その上に、蛍光膜６８と、透明保護膜６９が形成されている。
特開２００７−２７５８５号公報に記載されている発光装置は、基板上に発光ダイオードを設け、封止材料で前記発光ダイオードを封止した後、前記封止材料の上に蛍光体層が設けられている。
前記従来例および特許公報に記載されている封止材料は、反射枠全体に充填することにより、発光部の微細な凹凸を覆うため、前記発光部から散乱して効率良く照射する光を妨害している。
図６に示した、スリットを備えた金属基板に取り付けられた発光ダイオードは、透明樹脂で封止され、前記透明樹脂で強度を持たせるために、硬度の高いものが使用されている。しかし、前記硬度の高い封止材料は、発光ダイオードから発生する熱応力が大きいという問題があった。前記熱応力は、発光ダイオードに電力を供給する配線を断線させる恐れがあった。
また、図６に示された発光装置は、封止材料と蛍光膜、前記蛍光膜と透明保護膜がそれぞれ半硬化状態で互いに接着される。前記発光装置は、封止材料、蛍光膜、透明保護膜がそれぞれ良好に接着されるが、硬化状態になる際に、収縮に基づく応力がかかる。すなわち、前記封止材料は、前記収縮に際し、湾曲される。前記蛍光膜は、前記封止材料の湾曲に伴い、引っ張られるため、亀裂の発生、めくれ、あるいは破裂する場合がある。
【発明の開示】
【０００３】
以上のような課題を解決するために、本発明は、窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードの発光部が微細な凹凸を有し、光の多くを有効に照射できるように封止材料をなくし、発光効率の向上を図ることができる発光装置を提供することを目的とする。本発明は、熱応力により、蛍光体含有膜が亀裂またはめくれ等が起きない発光装置を提供することを目的とする。本発明は、量産性に優れ、大電流および熱応力に耐えるとともに高い強度で保持される発光装置を提供することを目的とする。
本発明の発光装置は、反射体と前記反射体の底部に少なくとも一対のパッケージ電極とを有するパッケージと、ｐ型窒化ガリウム半導体層とｎ型窒化ガリウム半導体層と間に活性層を、前記一方の半導体層の上部に上面発光部と部分電極を、前記他方の半導体層の最下層に前記パッケージ電極の一方と接合する下部電極を、有する窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードと、前記窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードの上部の部分電極と前記パッケージ電極の他方とを接続する金属部材と、前記パッケージ電極の一方と前記下部電極との接合、前記上部の部分電極と前記金属部材との接合、および前記金属部材と前記パッケージ電極の他方との接合に用いるハンダと、反射体の上面近傍に取り付けられた蛍光体層とから少なくとも構成され、窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードの上面発光部は、微細な凹凸が形成されているとともに、その上面に封止材料が存在しないことを特徴とする。
本発明の発光装置は、前記パッケージがパッケージ電極となる分離された一対の金属基板と、前記一対の金属基板に接合された反射体とから構成されていることを特徴とする。
本発明の発光装置は、前記パッケージが少なくとも一対のパッケージ電極が形成されたセラミック基板と、前記セラミック基板に接合された反射体とから構成されていることを特徴とする。
本発明の発光装置は、前記パッケージが少なくとも一対のパッケージ電極の一方となる金属基板と、パッケージ電極の他方が形成されているセラミック基板と、前記金属基板と前記セラミック基板に接合された反射体とから構成されていることを特徴とする。
本発明の発光装置は、前記金属部材が金、銀のリボン状金属線、金および／または銀で被覆されたアルミニウム、銅のリボン状金属線であることを特徴とする。
本発明の発光装置は、前記反射体がアルミナ系、アルミナおよびガラスの複合系のセラミック等の部材からなり、シリコーン樹脂系、エポキシ樹脂系、ポリイミド樹脂系、ガラス系、ロウ材系の接着剤によって前記基板に接合されていることを特徴とする。
本発明の発光装置は、前記蛍光体層が前記反射体の上部に設けられた段差に接合されていることを特徴とする。
本発明の発光装置は、前記蛍光体層が前記反射体の開口部に取り付けられた枠に設けられていることを特徴とする。
本発明の発光装置は、前記反射体の底部に複数個の前記窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードと、前記複数個の窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードを直列および／または並列に接合するパッケージ電極とが設けられていることを特徴とする。
本発明の発光装置は、反射体と少なくとも一対のパッケージ電極を有するパッケージと、窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードと、前記窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードの電極と前記パッケージ電極を接合する金属部材と、前記反射体の開口部近傍に設けられた蛍光体層とから構成されている。前記反射体は、方形、円形、楕円形等の筒体からなり、内部の傾斜面および底部から光が反射できるようなっている。また、前記反射体の底部には、少なくとも一対のパッケージ電極が設けられている。前記一対のパッケージ電極は、一方または他方が共通電極とすることもできる。
窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードは、中間部にｐ型窒化ガリウム半導体層とｎ型窒化ガリウム半導体層との間に活性層を、前記一方の半導体層の上部に上面発光部と部分電極を、前記他方の半導体層の最下層に前記パッケージ電極の一方と接合する下部電極を有し、上方および側方から光を放射する。金属部材、たとえば、短冊状薄板部材は、前記窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードの上部の部分電極と、前記パッケージ電極の他方とを接続している。前記パッケージ電極の一方と前記下部電極との接合、前記上部の部分電極と前記金属部材との接合、および前記金属部材と前記パッケージ電極の他方との接合は、ハンダによって行われる。蛍光体層は、反射体の上面近傍に取り付けられている。
また、前記窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードの上面発光部は、表面に微細な凹凸が形成されている。前記表面の微細な凹凸は、光を乱反射させ、発光効率を向上させることができる。さらに、前記窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードの上面発光部は、上部表面に封止材料が存在しないようにしているため、光の乱反射が有効に照射されるため、一層発光効率を向上させる。
本発明の発光装置は、前記パッケージ電極が一対の金属基板からなり、互いに空間または絶縁部材により分離されている。前記一対の金属基板は、その上部に取り付けられた一つの反射体によって一体に接合されている。前記分離された金属基板と反射体は、接着剤等により接合されるため、十分な強度を得ることができる。
本発明の発光装置は、前記パッケージ電極がセラミック基板上に少なくとも一対形成されている。一つの反射体は、前記一対のパッケージ電極が形成されたセラミック基板上に接合されている。前記少なくとも一対のパッケージ電極と、前記パッケージ電極に接合された反射体は、分離部がないため、構造上堅固な発光装置となる。
本発明の発光装置は、前記パッケージが金属基板とセラミック基板と反射体から構成されている点で、前記発明と異なっている。少なくとも一対のパッケージ電極は、金属基板と、セラミック基板上に形成されたパッケージ電極とから構成される。一つの反射体は、前記セラミック基板と、前記金属基板とを一体に接合する。
本発明の発光装置は、前記金属部材が、金、銀からなる短冊状のリボン、あるいは、金および／または銀で被覆されたアルミニウム、銅、これらの合金を短冊状のリボンとして用いられる。前記金属部材は、任意の形状に容易に曲げられ、ハンダによる接合面積が大きくとれ、さらに、ハンダの濡れ性を向上させることができる。
本発明の発光装置は、前記反射体がアルミナ系、アルミナおよびガラスの複合系のセラミック等の部材からなる。前記反射体は、シリコーン樹脂系、エポキシ樹脂系、ポリイミド樹脂系、ガラス系、ロウ材系の接着剤によって前記金属基板あるいは前記セラミック基板に接合され、発光装置として堅固に固定されている。
本発明の発光装置は、前記蛍光体層が反射体の上部に設けられた段差に接合されており、窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードから紫外線から青色の波長の光を発光するものである。前記蛍光体膜は、紫外線発光ダイオードに対して、紫外線を吸収して青色を発光する蛍光体と、紫外線ないし青色を吸収して黄色を発光する蛍光体とを組み合わせる。また、前記蛍光体膜は、紫外線を吸収して青色を発光する蛍光体と、紫外線ないし青色を吸収して緑色を発光する蛍光体と、紫外線ないし青色を吸収して赤色を発光する蛍光体とを組み合わせて使用することができる。
前記蛍光体膜は、青色発光ダイオードに対して、発光色の青色と、該青色を吸収して黄色を発光する蛍光体とを使用する。また、前記蛍光体膜は、発光色の青色と、該青色を吸収して緑色を発光する蛍光体と、該青色を吸収して赤色を発光する蛍光体を使用することができる。さらに、前記蛍光体膜は、黄色の蛍光体を使用する場合、少量の赤色を発光する蛍光体を配合することにより演色性を向上することができる。
本発明の発光装置は、前記蛍光体層を枠に組み込み、前記枠を前記反射体の開口部近傍に取り付けられる。蛍光体層は、窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードが取り付けられているパッケージと別工程で作製し、最後に封止材を充填することなく、反射体の開口部近傍に取り付けられる。
本発明の発光装置は、前記反射体の底部に複数個の窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードを設けている点に特徴がある。前記複数個の窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードは、直列および／または並列に接合できるようにパッケージ電極が設けられている。前記パッケージ電極は、一方および／または他方を共通にすることがでる。本発明の発光装置は、一つのパッケージから強力な光を照射することができる。
本発明によれば、窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードの上部電極と他方のパッケージ電極を金線リボンのような短冊状金属部材を介してハンダにより接続しているため、封止材料によって封止する必要がなくなった。前記窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードの上面発光部に形成された微細な凹凸を封止材料によって覆わないため、前記微細な凹凸により、光を有効に照射することができる。
本発明によれば、一対の金属基板および／またセラミック基板、窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードダイオード、金属部材、反射体、前記反射体に取り付けられた蛍光体層からなる発光装置であるため、放熱性が良く、大電流を流すことができ、高輝度を発光することができる。
本発明によれば、蛍光体層は、透明保護膜とともに、蛍光体層取付枠に予め取り付け、反射体に嵌合するだけで組み立てができるため、量産性に優れた発光装置となる。
本発明によれば、ワイヤーボンディング等を使用しないため、長期間に渡り、信頼性が高いだけでなく、安価で量産の優れた発光装置を得ることができる。
本発明によれば、一方の金属基板に接続された窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードの上部電極と他方の金属基板が、たとえば、板状の金属部材によって接続されているため、大電流を流すことができるだけでなく、放熱性に優れ、熱応力が発生しても緩和することができる。特に、本発明は、各接続部にハンダを使用した場合、接合部および／または発光層に振動が加わることがなく、不良品のない窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードからなる発光ダイオードユニットを得ることができるようになった。
本発明によれば、窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードは、蛍光体含有膜の種類を変えるだけで、所望の色に変換することが容易にできる。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
第１図（ａ）から（ｄ）は本発明の第１実施例で、第１図（ａ）は一対の金属基板に窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードを取り付けた状態を説明するための概略断面図、第１図（ｂ）は蛍光体層取付枠の断面図、第１図（ｃ）は発光ダイオードを取り付けた状態の拡大概略断面図、第１図（ｄ）は発光装置の平面図である。
第２図（ａ）から（ｃ）は本発明の第２実施例で、第２図（ａ）は一対の金属基板に窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードを取り付けた状態を説明するための断面図、第２図（ｂ）は蛍光体層取付枠の断面図で、第２図（ｃ）は金属部材の斜視図である。
第３図（ａ）は本発明の第３実施例で金属基板とパッケージ電極を有するセラミックからなる発光装置の断面図、第３図（ｂ）は前記拡大断面図、第３図（ｃ）平面図である。
第４図（ａ）および（ｂ）は本発明の窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードにおける電極の上部表面の拡大平面図である。
第５図は窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオード（青色）の光度を封止材の有無によって測定した例を説明するための比較例である。
第６図は従来例を説明するためのものであり、窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードを反射体に設けた例である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【０００６】
第１図（ａ）から（ｄ）は本発明の第１実施例で、第１図（ａ）は一対の金属基板に窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードを取り付けた状態を説明するための概略断面図、第１図（ｂ）は蛍光体層取付枠の断面図、第１（ｃ）は窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードを取り付けた状態の拡大概略断面図、第１図（ｄ）は発光装置の平面図である。第１図（ａ）から（ｄ）に示された概略図は、実際の寸法比と異なっている場合がある。第１図（ａ）から（ｄ）において、第１実施例における一対の金属基板１２、１４は、鉄、アルミニウムまたは銅、あるいはこれらの合金からなり、必要に応じて、金および／または銀メッキが施され、パッケージ電極を構成している。パッケージは、反射体１６と前記一対のパッケージ電極とから構成されている。
前記反射体１６は、たとえば、アルミナ系、アルミナおよびガラスの複合系のセラミック等の部材からなる。また、前記反射体１６は、金属基板またはセラミック基板等とシリコーン樹脂系、エポキシ樹脂系、ポリイミド樹脂系、ガラス系、ロウ材の接着剤によって接合されている。
また、前記一対の金属基板１２、１４は、スリットまたは絶縁部材１３を介して互いに絶縁された状態になっている。反射体１６は、反射面１６１、１６２を有し、内部に窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオード１１および金属部材１５が金属基板１２、１４に取り忖けられている。また、前記反射体１６は、蛍光体層１９１等を取り付ける蛍光体層取付枠１９が嵌合されている。前記蛍光体層取付枠１９は、前記蛍光体層１９１と、前記蛍光体層１９１を上下方向から挟む透明シリコン樹脂膜１９２、１９３とが取り付けられている。なお、前記窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオード１１および金属部材１５は、封止材料を充填しないため、蛍光体層１９１との間に空間部１８が形成されている。
前記金属基板１２、１４は、たとえば、正方形の１０ｍｍ×１０ｍｍで、その間にあるスリット１３の幅は、０．５ｍｍである。また、前記窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオード１１の大きさは、１．０ｍｍ×１．０ｍｍで、厚さ０．５ｍｍである。
前記窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオード１１は、前記金属基板１２に下部電極１１２（第１図（ｃ）参照）がハンダ等によって接合される。前記窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオード１１の上部電極１１１（第１図（ｃ）参照）は、金属部材１５を介して前記金属基板１４に前記と同じくハンダ等によって接合されている。前記ハンダによる接合は、リフロー炉を通過させることにより同時に行われる。なお、前記窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードの上部電極は、表面が微細な凹凸が形成され、光を効率良く照射する。
第１図（ｂ）において、蛍光体層取付枠１９は、環状枠部１９−１と、前記環状枠部１９−１の下部に連設されているほぼ水平な蛍光体層載置部１９−２と、前記蛍光体層載置部１９−２に連設し、反射体１６の内部凹部に嵌合する反射体内部嵌合凸部１９−３と、前記反射体内部嵌合凸部１９−３に連設するとともに、前記蛍光体層載置部１９―２の裏側になる反射体載置部１９―４とから構成されている。前記蛍光体層載置部１９−２は、必要に応じて、蛍光体層１９１の上下面を保護するように透明シリコン樹脂膜１９２、１９３を取り付けることができる。
前記蛍光体層取付枠１９は、任意の場所で作製され、前記反射体１６に嵌合し、接着剤等によって固定することができる。前記空間部１８は、必要に応じて、図示されていない前記蛍光体層取付枠１９に設けられた孔または切欠き部等によって外気と繋がっている。前記孔または切欠き部は、前記空間部１８の圧力を一定にできるため、蛍光体層１９１等に亀裂、破裂、またはめくれるようなことがない。また、前記蛍光体層１９１は、所望のものを入れることにより所望の色の光を窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオード１１から照射することができる。
また、前記蛍光体層１９１は、透明シリコン樹脂膜１９２、１９３に混入させて、窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオード１１から放射される光の色を所望の色に変換することができる。また、前記蛍光体層取付枠１９は、異なる蛍光体を有する蛍光体層１９１を複数種類備えておけば、所望の色の光に対する要望に即座に答えることができる。
【実施例２】
【０００７】
第２図（ａ）から（ｃ）は本発明の第２実施例で、第２図（ａ）は一対の金属基板に窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードを取り付けた状態を説明するための断面図、第２図（ｂ）は蛍光体層取付枠の断面図で、第２図（ｃ）は金属部材の斜視図である。第２図（ａ）から（ｃ）において、第１実施例と異なるところは、セラミック基板１２′上に少なくとも互いに絶縁された二つのパッケージ電極１４−１、１４−２が形成されている点と、蛍光体層取付枠２１が反射体１６の外側に嵌合されている点である。
前記蛍光体層取付枠２１は、環状枠部２１１と、前記環状枠部２１１の下部に連設されているほぼ水平な蛍光体層載置部２１２と、前記蛍光体層載置部２１２に連設し、反射体１６に載置する載置部２１４と、前記反射体１６の外側に嵌合する嵌合部２１３とから構成されている。前記蛍光体層載置部２１２には、蛍光体層１９１の上下面を保護するように透明シリコン樹脂膜１９２、１９３が取り付けられている。第１図および第２図における反射体１６は、内部が円形で、周囲が方形であるが、方形の筒状に限らず、円形、楕円形、正方形、長方形、その他、変形した形状のものを含む。前記蛍光体層は、枠を介せずに前記反射体１６に直接設けることもできる。
第２図（ｃ）に示されている金属部材１５は、窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードの上部電極と他方のパッケージ電極とを接続するためのものである。前記金属部材１５は、前記パッケージ電極と接合部１５５と、二本の腕１５１、１５３と、窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードの上部電極と接合する端部１５４とから構成されている。前記接合部１５５は、前記パッケージ電極と広い面積でハンダにより堅固に接合される。前記金属部材１５は、銅、アルミニウム、これらの合金に金および／または銀がメッキされ、光の反射およびハンダの濡れ性を向上させている。また、前記金属部材１５の形状は、第２図（ｃ）に示されているもの以外に、窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードの発光層の側部からの光を上部に通すものである。さらに、前記金属部材１５は、形状を変形できる短冊状の金線リボンから構成され、ハンダによる接合面積が大きく、取り付けが容易である。
前記金線リボンは、厚さが２５μｍ、幅が１５０μｍであり、前記長さを中心にして増減できる。前記金線リボンは、短冊状の金からなるため、熱伝導が良く、大電流を流すことができる。また、前記金線リボンは、光を良く反射するため、影を作らずに光を効率良く外部に放射することができる。
【実施例３】
【０００８】
第３図（ａ）は本発明の第３実施例で金属基板とパッケージ電極を有するセラミックからなる発光装置の断面図、第３図（ｂ）は前記拡大断面図、第３図（ｃ）は平面図である。第３図（ａ）から（ｃ）において、パッケージは、前記金属基板１２とパッケージ電極１２１を有するセラミック基板１２′とが反射体１６により、接着剤等により接合されている。前記金属基板１２と窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオード１１の下部電極１１２（第１図（ｃ））、窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオード１１の上部電極１１１（第１図（ｃ））と前記金属部材１５、金属部材１５とセラミック基板１２′のパッケージ電極１２１は、ハンダにより接合される。
前記接合部は、ハンダの濡れ性を向上させるために、予め金および／または銀メッキを施すことができる。前記金属基板１２およびセラミック基板１２′の上部には、全面に銀および／または金メッキを施し、電流の導電性向上、光反射性、接合部の濡れ性の３つを同時に達成することができる。前記パッケージ電極１２１は、金および／または銀等がメッキされたスルーホール３３を介して下部電極１２２（セラミック基板用）に接続されている。前記下部電極１２２および金属基板１２は、図示されていない印刷配線基板の配線上にハンダ付けされる。
前記窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオード１１は、たとえば、ｐ型窒化ガリウム半導体層とｎ型窒化ガリウム半導体層との間に活性層を有する。前記窒化ガリウム系窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードは、前記一方の半導体層の上部に上面発光部と部分電極を有し、他方の半導体層の最下層に前記パッケージ電極と接合する下部電極を有する。
第４図（ａ）および第４図（ｂ）は本発明の窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードにおける電極の上部表面の拡大平面図である。第４図（ａ）および（ｂ）において、前記窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオード１１の上部における発光部は、微細な凹凸が形成されており、大電流を流すことにより、高い輝度を得ることができる。
（比較例）
従来例の金線を超音波で接続した窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードと、ハンダと金属部材とによって接合した本発明の窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードとを比較する。従来例は、径が３０μｍの金線２本を用い、窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードの上部電極と金属基板の他方を超音波ワイヤーボンディングで接続したワイヤーボンダの超音波振動により、発光不良の不良品が約１０％発生した。さらに、３５０ｍＡを通電した場合、約４％の通電異常による焼けが発生した。本発明の実施例では、接続工程および３５０ｍＡから５００ｍＡの通電においても、不良品の発生がなかった。
第５図は窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオード（青色）の光度を封止材の有無によって測定した例を説明するための比較例である。本実施例は、発光面が凹凸加工され、波長４５０ｎｍの青色発光の窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードをパッケージに接合し、３．２Ｖ、３５０ｍＡの電流を流し青色光の光度を測定したところ、５０００ｍｃｄから５７００ｍｃｄであった。これを封止材として、シリコーン系のエラストマータイプとゲルタイプでそれぞれ封止すると６００ｍｃｄから９００ｍｃｄ程度の光度の低下（比較例）があった。
また、ユーロピウム系黄色蛍光体（Ｉｎｔｅｍａｔｉｘ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製  Ｙ４２５４  ２８重量％、厚み２５０μｍ）をシリコーン樹脂に配合した蛍光体膜をそれぞれに反射体の上部の段差に接合し、発光ダイオードの青色と蛍光体の発光する黄色により白色光を出させ、上記と同様に、３．２Ｖ、３５０ｍＡの電流を流して白色光の光度を測定したところ、実施例は２５８００ｍｃｄから２６９００ｍｃｄ、比較例は、２１６００ｍｃｄから２３６００ｍｃｄであった。同時に光束を測定したところ、実施例は、６７．６ルーメンから７４．２ルーメン、平均７０．５ルーメンであり、エラストマータイプの封止材を用いた比較例は、５７．４ルーメンから６４．０ルーメン、平均６０ルーメンであり、ゲルタイプの封止材を用いた比較例は、６０．２ルーメンから〜６３．１ルーメン、平均６１．５ルーメンであった。実施例の白色光の光束は、比較例に比べて１４．６％から１７．５％の増加であった。なお、光度の測定は、福興システム社製のＬＨＤテスターを用い、光東の測定は、ＬＡＢＳＰＨＥＲＥ社製の光束計を用いた。
【産業上の利用可能性】
【０００９】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではない。そして、本発明は、特許請求の範囲に記載された事項を逸脱することがなければ、種々の設計変更を行うことが可能である。本実施例は、絶縁された一対の金属基板またはパッケージ電極で説明されているが、窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードおよびパッケージ電極等を複数個にして、直列および／または並列に接続した発光装置にできることはいうまでもないことである。
本発明の窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードの上下電極、金属基板、金属部材等の接続は、ハンダで接合する。特に、ハンダが好ましい。前記ハンダは、ハンダペースト、ハンダとフラックス、金−錫共晶ハンダペースト、インジウム系共晶ハンダ等、公知または周知のものを使用することができる。前記ハンダは、たとえば、金と錫（２０％）、金と錫（９０％）、金とシリカ（３．１５％）、金とゲルマニウム（１２％）、その他、錫−銅―ニッケル系、錫  銀系、錫−銀−銅系、錫―銀−ビスマス−インジウム系、錫−亜鉛系共晶ハンダがある。本発明の窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードは、前記同様に、公知または周知のものを使用することができる。本発明に使用した蛍光体層、窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードは、公知または周知のものを使用することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図４】
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【国際調査報告】
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