(57)【要約】【課題】  信頼性に優れ、加工性が良好で耐光性、耐湿性、耐熱性、および放熱性に優れる発光装置を提供する。【解決手段】放熱基部３上に無機材料として低融点ガラスからなる封止部を設け、給電部７を放熱基部３に対して絶縁するとともにＬＥＤ素子２を封止するようにしたので、ＬＥＤ素子２およびワイヤ８を熱によって損傷することがなく、光劣化に対する耐久性と防湿性を付与でき、ＬＥＤ素子２の発光に伴って生じる熱を速やかに外部放散させることができる。【選択図】        図１
2006080165.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子を備える発光部と、
前記発光部を搭載するとともに前記発光部の発光に基づいて生じる熱を放熱する外部露出された放熱基部と、
前記発光部に電力を供給する給電部と、
前記放熱基部に対して前記給電部を絶縁するとともに前記放熱基部と一体化されるガラス材料からなる封止部とを有することを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記封止部は、前記放熱基部と前記給電部とを絶縁するガラス材料からなる第１の封止部と、
前記第１の封止部との間に前記給電部を一体化されるとともに前記発光部から発せられる光を外部放射させる光透過性を有するガラス材料からなる第２の封止部と、
前記発光部およびその周囲を保護する応力緩衝部とを有することを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記発光部は、サブマウント上に搭載された発光素子であることを特徴とする請求項１または２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記給電部は、導電性薄膜であることを特徴とする請求項１又は２に記載の発光装置。
【請求項５】
前記封止部は、前記応力緩衝部から前記第１および前記第２の封止部の界面に流出した緩衝材の拡散を抑止する抑止部を有することを特徴とする請求項２に記載の発光装置。
【請求項６】
前記第１の封止部は、予め成形された前記ガラス材料を用いることを特徴とする請求項２に記載の発光装置。
【請求項７】
前記放熱基部、前記給電部、および前記封止部は、略同等の熱膨張率を有して構成されることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項８】
前記給電部は、軟金属からなることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項９】
前記放熱基部は、熱伝導率が１００Ｗ／（ｍ・ｋ）以上の材料からなることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項１０】
前記放熱基部は、銅合金からなることを特徴とする請求項９項に記載の発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオードを光源とする発光装置に関し、特に、耐光性、耐湿性、耐熱性、および放熱性に優れるとともに生産性に優れる発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、発光ダイオード（ＬＥＤ：Light-Emitting Diode）素子を光源とする発光装置の代表的な構造として、ＬＥＤ素子及び給電部材であるリードの所定範囲を光透過性を有する封止材料で一体的に封止したものがある。このような封止材料として、成形性、量産性、及びコストの面から、一般にエポキシやシリコーン等の樹脂封止材料が用いられている。
【０００３】
近年、赤色や緑色のＬＥＤと同等の高輝度の青色ＬＥＤが開発されたことにより、ＬＥＤ信号機、或いは白色発光のＬＥＤ等の用途に供されるようになった。また、より高輝度を得るために高出力のＬＥＤの開発も進められており、すでに数ワットの高出力タイプも製品化されている。高出力タイプのＬＥＤ素子では、大電流が流れるため、発光特性や耐久性の点から無視できないレベルの発熱が生じる。
【０００４】
かかるＬＥＤにおいて、樹脂封止材料は熱膨張率が大であることから、ＬＥＤ素子の高出力化、大光量化に伴って発熱量が大になると熱膨張による内部応力が増大し、パッケージのクラックや各部材間の熱膨脹差に起因する剥離を生じることがある。また、樹脂封止材料に黄変等の光劣化が早期に生じるといった不都合もある。特に、高出力タイプのＬＥＤでは、上記した傾向が顕著に現れることから耐久性に優れるＬＥＤが切望されている。
【０００５】
このようなＬＥＤの光劣化、耐熱性、及び耐久性を改善するものとして、例えば、封止材料にガラス材を用いたものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平１１−２０４８３８号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、従来の発光装置によると、ガラスによってＬＥＤ素子等の封止を行う場合には、一般にガラス材を軟化させて圧着加工するか、溶融ガラスを成形してＬＥＤ素子等と一体化する必要があることから、加工時の熱に晒されることによって封止対象が熱膨張する。そして、この状態で一体化し、応力のないものとして形成され、常温へ戻される。このとき、ＬＥＤ素子と接合基板等の熱膨張率との差が大であると、接合界面に熱収縮差に伴う熱応力に起因する剥離や、封止材であるガラスにクラックが生じ、信頼性が低下するといった問題がある。
【０００７】
従って、本発明の目的は、信頼性に優れ、加工性が良好で耐光性、耐湿性、耐熱性、および放熱性に優れる発光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記した目的を達成するため、発光素子を備える発光部と、前記発光部を搭載するとともに前記発光部の発光に基づいて生じる熱を放熱する外部露出された放熱基部と、前記発光部に電力を供給する給電部と、前記放熱基部に対して前記給電部を絶縁するとともに前記放熱基部と一体化されるガラス材料からなる封止部とを有することを特徴とする発光装置を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の発光装置によれば、信頼性に優れ、加工性が良好で耐光性、耐湿性、耐熱性、および放熱性に優れる発光装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
（第１の実施の形態）
（発光装置１の構成）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る発光装置の構成を示す縦断面図であり、図２は、図１のＡ−Ａ部における切断図である。この発光装置１は、発光部として発光に基づいて光を放射するＬＥＤ素子２と、発光装置１の底部に放熱面が露出するように設けられてＬＥＤ素子２を素子搭載部３１に搭載する放熱基部３と、放熱基部３の凸状部３０に嵌合するように設けられて光透過性の透明なガラス材料からなる下封止部４と、下封止部４の上部に熱圧着に基づいて一体化されてＬＥＤ素子２から放射される光を光学形状面５０から外部放射させる光透過性の透明なガラス材料からなる上封止部５と、ＬＥＤ素子２の近傍における下封止部４と上封止部５との間に形成される空間をシリコン樹脂で封止してなり、ＬＥＤ素子２へ付加される応力を緩衝する緩衝部６と、下封止部４と上封止部５との間に介在してＬＥＤ素子２に電力を供給する薄膜状の給電部７と、給電部７とＬＥＤ素子２の電極との間を電気的に接続するＡｕからなるワイヤ８とを有する。
【００１１】
（発光装置１の各部の構成）
ＬＥＤ素子２は、下地基板としてのサファイア基板上にIII族窒化物系化合物半導体層を結晶成長させることによって形成したＧａＮ系ＬＥＤ素子であり、熱膨張率は４．５〜６×１０-6／℃である。このＬＥＤ素子２は、放熱基部３の素子搭載部３１に図示しない接着剤によって固定されており、発光層から放射される光の発光波長は４６０ｎｍである。
【００１２】
III族窒化物系化合物半導体層の形成方法は、特に限定されないが、周知の有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）、分子線結晶成長法（ＭＢＥ法）、ハライド系気相成長法（ＨＶＰＥ法）、スパッタ法、イオンプレーティング法、電子シャワー法等によって形成することができる。なお、ＬＥＤ素子の構成としては、ホモ構造、ヘテロ構造若しくはダブルへテロ構造のものを用いることができる。さらに、量子井戸構造（単一量子井戸構造若しくは多重量子井戸構造）を採用することもできる。
【００１３】
放熱基部３は、放熱性に優れる純銅に近い銅合金（熱伝導率：４００Ｗ／（ｍ・ｋ））によって円形状に形成されており、凸状部３０の上部に窪み状に設けられる素子搭載部３１と、素子搭載部３１の周辺に設けられる傾斜面３２とを有し、ＬＥＤ素子２の発熱に基づいて生じた熱を熱伝導に基づいて底面および側面から外部に放熱する。なお、放熱基部３は、表面をＡｇ等で光沢めっきされていても良く、更に熱伝導性および放熱性に優れるもの（熱伝導率１００Ｗ／（ｍ・ｋ）以上、好ましくは２００Ｗ／（ｍ・ｋ）以上）であれば他の金属材料（例えば、Ａｌ）、あるいは金属材料以外の材料によって形成されても良い。
【００１４】
傾斜面３２は、ＬＥＤ素子２から横方向に放射された光を反射させることにより、上封止部５の光学形状面５０に入射させるように構成されている。
【００１５】
下封止部４は、Ｐ２Ｏ５−Ｆ系ガラス（熱膨張率：１６．５×１０−６／℃、転移点Ｔｇ：３２５℃、屈折率ｎ：１．５）からなる低融点ガラスで構成されて放熱基部３と同一外径の円筒状に形成されており、中央部分に開口された穴によって放熱基部３の凸状部３０に嵌合している。また、上封止部５との熱圧着時に緩衝部６から漏れ出たシリコン樹脂を堰き止める凹部４０と、放熱基部３の素子搭載部３１の周囲に上封止部５との接合界面より一段低く形成された段部４１と、段部４１に周辺に設けられる傾斜部４２とを有する。この下封止部４は、熱圧着に基づいて上封止部５および放熱基部３と一体化されている。
【００１６】
凹部４０は、図２に示すように、放熱基部３の周囲に環状に形成されており、緩衝部６から外部方向に漏れたシリコン樹脂がこの部分より外側に漏れることを防いで、下封止部４、上封止部５、および給電部７の接着強度低下を防止する。
【００１７】
上封止部５は、下封止部４と同じＰ２Ｏ５−Ｆ系ガラスで形成されており、予め半球状に形状加工された光学形状面５０と、光学形状面５０の周縁に環状に設けられる圧着部５１とを有し、圧着部５１を後述する金型で熱圧着することによって下封止部４と一体化されている。なお、光学形状面５０は、半球状の集光光学系としているが、他の集光形状を有していても良く、あるいは拡散光学系であっても良い。
【００１８】
緩衝部６は、シリコン樹脂によって形成されて下封止部４と上封止部５との間に設けられるＬＥＤ素子２およびワイヤ８を保護している。なお、シリコン樹脂にＬＥＤ素子２から放射される光によって励起される蛍光体を含有させても良い。
【００１９】
給電部７は、厚さ５０μｍ以下の薄膜状のＣｕからなり、下封止部４に対して金型で熱圧着されることによって凹部４０、段部４１、および傾斜部４２に応じた形状に成形されている。
【００２０】
ワイヤ８は、ＬＥＤ素子２の電極と下封止部４の段部４１に位置する給電部７のワイヤ接合部７０に接合されている。
【００２１】
（発光装置１の製造方法）
以下に、第１の実施の形態の発光装置１の製造方法について説明する。
【００２２】
図３（ａ）から（ｃ）は、発光装置の放熱基部および下封止部の加工工程を示す説明図である。まず、図３（ａ）に示すように、下金型１０に放熱基部３および下封止部４の順にセットする。次に、下封止部４の表面に給電部７となる銅箔を位置決めして配置する。次に、上金型１１を用意する。上金型１１は、プレス形状面１１０に凸部１１１と、凹部１１２と、傾斜部１１３とを有する。
【００２３】
次に、図３（ｂ）に示すように、上金型１１を約３２５℃に加熱し、下封止部４および銅箔の上方から上金型１１を降下させてプレス形状面１１０を下封止部４および銅箔に密着させながら一定時間、所定の荷重でプレスする。この加熱プレスによって放熱基部３および下封止部４の熱圧着と、下封止部４の表面に対してプレス形状面１１０の形状に応じたパターンの圧痕成形と、銅箔の圧着による給電部７の形成とが同時に行われる。
【００２４】
次に、図３（ｃ）に示すように、上金型１１を分離し、下金型１０から放熱基部３および下封止部４を取り出す。
【００２５】
図４は、加熱プレスによって一体化された放熱基部および下封止部を示す断面図である。図４（ａ）に示す下封止部４には、図３で説明した上金型１１のプレス形状面１１０に応じた凹部４０と、段部４１と、傾斜部４２とが給電部７とともに形成されている。
【００２６】
図４（ｂ）は、放熱基部の素子搭載部にＬＥＤ素子を搭載する素子搭載工程を示す説明図である。この素子搭載工程では、放熱基部３の素子搭載部３１にエポキシ系接着剤によってＬＥＤ素子２を接着する。接着剤として、例えば、Ａｇペースト等の他の接着剤を用いても良い。次に、ＬＥＤ素子２の電極と段部４１に設けられる給電部７のワイヤ接合部７０とをＡｕワイヤ８で電気的に接続する。このとき、Ａｕワイヤ８が下封止部４の上面から突出しないようにする。
【００２７】
次に、ＬＥＤ素子２およびＡｕワイヤ８の部分に対して上方から緩衝部６を構成するシリコン樹脂を滴下する。なお、上記した素子搭載工程は、下金型１０から放熱基部３および下封止部４を取り出して行っているが、下金型１０に収容した状態で行っても良い。
【００２８】
図５は、放熱基部および下封止部と、上封止部とを圧着する圧着工程を示す説明図である。この圧着工程では、まず、放熱基部３および下封止部４を再び下金型１０に収容し、更に予め光学形状面５０を有するように成形された上封止部５を下封止部４上に搭載する。次に、圧着金型１２を用意し、上金型１１を３６０℃、下金型１０を３００℃として、そのプレス形状面１１０を約３５０℃に加熱して上封止部５の周縁部に設けられる圧着部５１に位置決めした後に降下させて圧着部５１を一定時間、所定の荷重でプレスする。この加熱プレスによって上封止部５が圧着部５１の形状に応じて下封止部４に環状に熱圧着される。
【００２９】
このとき、仮に緩衝部６からシリコン樹脂が漏れ出して下封止部４と上封止部５との間に流出しても、漏れたシリコン樹脂は緩衝部６を環状に包囲して設けられている凹部４０に受容されることにより圧着部５１近傍への拡散は抑止される。
【００３０】
なお、加熱プレス時に、下金型１０および上金型１１を同じ温度にして加工を行っても良い。
【００３１】
（発光装置１の動作）
以下に、第１の実施の形態の動作について説明する。
【００３２】
給電部７を図示しない電源部に接続して通電することにより、ワイヤ接合部７０からＬＥＤ素子２の電極を介して発光層に通電される。発光層は、通電に基づいて発光して青色光を生じる。この青色光は、電極形成面から緩衝部６を介して上封止部５に入射し、上封止部５から光学形状面５０を介して外部放射される。
【００３３】
（第１の実施の形態の効果）
第１の実施の形態によると、以下の効果が得られる。
【００３４】
（１）放熱基部３上に無機材料として低融点ガラスからなる封止部を設け、給電部７を放熱基部３に対して絶縁するとともにＬＥＤ素子２を封止するようにしたので、ＬＥＤ素子２およびワイヤ８を熱によって損傷することがなく、光劣化に対する耐久性と防湿性を付与できる。また、放熱基部３は、高熱伝導部材を用い、ＬＥＤ素子２からの放熱方向に対し、放熱経路の面積が広がる形状とされ、さらに側面の一部と底面とが外部露出していることにより、ＬＥＤ素子２の発光に伴って生じる熱を速やかに外部放散させることができる。特に、ＧａＮ系のＬＥＤ素子２では、発光出力低下要因は、主として封止部の劣化によるものであることから、ガラス封止とすることで極めて出力劣化の小なる発光装置１が得られる。
【００３５】
（２）ＬＥＤ素子２の周囲をシリコン樹脂からなる緩衝部６で封止して下封止部４と上封止部５の圧着を行うことにより一体化しているので、ガラス封止に伴う熱および外力がＬＥＤ素子２に直接的に及ぶことを防ぐことができ、加工時にＬＥＤ素子２の損傷が生じにくい構成とすることができる。また、極力低温で高粘度ガラス（１０４〜１０９ポアズ）の状態にあるものを用いて熱圧着によりＬＥＤ素子２を封止したことにより、これまでガラス封止ＬＥＤのコンセプトがありながらも具現化できていなかった問題を解消した。なお、用いられているシリコン樹脂は、素子周辺のわずかな部位のみで、密閉空間に充填されている。このため、熱膨張率の大きなシリコン樹脂の内部応力は問題にならない程度である。
【００３６】
（３）給電部７を銅箔で形成しているので、下封止部４の加工時に同時に形状加工を施すことができ、製造工程の簡略化を図ることができる。また、高粘度状態のガラス加工において、電極側面に生じ易いガラスとの未接着箇所が生じにくいものとできる。さらに、薄膜状の給電部７とすることで、ガラス材料との付着性に優れるとともに熱膨張収縮に対する剥離が生じにくく、信頼性に優れるとともに複雑な配線パターンでも柔軟に対応でき、設計上の自由度に優れる。
【００３７】
（４）下封止部４と上封止部５との熱圧着時に界面に流出したシリコン樹脂が凹部４０によって受容されるので、凹部４０より外側にはシリコン樹脂が漏れ出ることがない。このことによりガラス接着性が確保される。
【００３８】
（５）Ｐ２Ｏ５−Ｆ系ガラスを用いることで、フッ素の撥水効果によってＰ２Ｏ５系ガラスでも極めて高い耐久性、対候性のあるものとできる。
【００３９】
（６）ＬＥＤ素子２およびその周囲は、ガラスと金属材料で封止されていることにより、水分の影響を受けないものとできる。
【００４０】
（７）耐熱性の高い部材のみで構成されているので、鉛フリーのリフロー炉で加熱処理される場合でも余裕をもって対応することができる。
【００４１】
（８）放熱基部３、下封止部４、給電部７と下封止部４との一体化、ＬＥＤ素子２搭載、緩衝部６の形成、そして上封止部５の熱圧着というように部材単位で製造工程を管理できるので、製造管理が容易で、かつ高精度の発光装置製造を実現することができる。
【００４２】
（９）上封止部５の周縁部を熱圧着して下封止部４と一体化しているので、上封止部５の熱圧着に伴う熱がＬＥＤ素子２に伝わりにくく、封止加工時におけるＬＥＤ素子２の熱破壊を防ぐことができる。
【００４３】
なお、下封止部４および上封止部５に用いられるガラス材料は、ＬＥＤ素子２を破壊することなく、かつ、緩衝部６のシリコン樹脂が熱分解することのない４００℃以下の温度で加工できるものであれば、他のガラス材料であっても良い。このようなガラス材料として、例えば、珪酸系ガラスがある。軟金属との接合は、熱膨張率差が大きくても塑性変形により、広い範囲で熱衝撃試験にも耐える良好な接合ができる。
【００４４】
また、第１の実施の形態では、下封止部４と上封止部５とを透明なガラス材料で形成したが、例えば、下封止部４を白色のガラス材料で形成するようにしても良い。この場合、上封止部５の光学形状面５０で全反射されて下封止部４に至った光が白色のガラスによって散乱されることにより外部放射される。
【００４５】
また、発光装置１の用途に応じて、下封止部４を黒色のガラス材料で形成し、上封止部５を透明なガラス材料で形成するようにしても良い。例えば、信号等の用途で発光装置１を点灯、消灯させるような場合、非点灯時にはＬＥＤ素子２の周囲の黒色が視認され、点灯時には発光色である青色が視認されることとなり、点灯時と非点灯時とで明確なコントラストが付与されて視認性が向上する。
【００４６】
また、上封止部５にＬＥＤ素子２の発光波長によって励起される蛍光体を含有させても良い。この場合には波長変換型の発光装置１とすることができる。また、蛍光体は、上封止部５に含有せずに光学形状面５０に薄膜状に設けられるものであっても良い。
【００４７】
また、第１の実施の形態では、ＧａＮ系ＬＥＤ素子２を用いた発光装置１を説明したが、ＬＥＤ素子２はＧａＮ系にものに限定されず、ＧａＰ系、ＧａＡｓ系等の他のＬＥＤ素子２を用いることもできる。
【００４８】
（第２の実施の形態）
（発光装置１の構成）
図６は、第２の実施の形態に係る発光装置の構成を示す縦断面図である。この発光装置１は、第１の実施の形態で説明した発光装置１の下封止部４に設けられる凹部４０に代えて溝４４を有する波状凸部４３を設けた構成において第１の実施の形態と相違している。以下の説明では、第１の実施の形態と同一の構成および機能を有する部分に共通の引用数字を付して説明する。
【００４９】
波状凸部４３は、第１の実施の形態と同様に金型による加熱プレスによって給電部７の圧着と同時に形成される。溝４４は、下封止部４と上封止部５との熱圧着時に界面に流出したシリコン樹脂の周縁方向への拡散を抑止する。
【００５０】
（第２の実施の形態の効果）
第２の実施の形態によると、加熱プレスによって給電部７の圧着と同時に下封止部４に波状凸部４３を形成することにより、下封止部４に予め溝加工を施さなくてもシリコン樹脂の拡散防止構造を給電部７の熱圧着時に形成することが可能になり、第１の実施の形態の好ましい効果に加えて製造工程の簡略化が可能になる。
【００５１】
（第３の実施の形態）
（発光装置１の構成）
図７は、第３の実施の形態に係る発光装置の構成を示す縦断面図である。この発光装置１は、第１の実施の形態で説明した発光装置１の上封止部５に三角断面形状の溝５２を有しており、更に、ＬＥＤ素子２がＡｌＮからなるサブマウント２０を介してフリップチップ実装されることにより発光部を構成している点において第１の実施の形態と相違している。
【００５２】
溝５２は、上封止部５の接合面に予め形成されており、上封止部５を下封止部４に圧着することによって凹部４０よりＬＥＤ素子２側に環状に設けられる。この溝５２は、凹部４０と同様に緩衝部６から漏れ出たシリコン樹脂を受容するが、シリコン樹脂が満たされなくとも内部に形成される空気層界面との屈折率差に基づいてＬＥＤ素子２から緩衝部６を介して入射した光を光学形状面５０の方向に全反射する。
【００５３】
ＬＥＤ素子２は、サブマウント２０を介してフリップチップ実装されることにより、ラージサイズのＬＥＤ素子２を実装することも可能である。
【００５４】
サブマウント２０は、図示しない層内配線パターンが形成されており、ＬＥＤ素子２のｎ側およびｐ側の電極と電気的に接続される端子部と、給電部７に接続されるワイヤ８をボンディングする外部接続端子部とを有している。
【００５５】
（第３の実施の形態の効果）
第３の実施の形態によると、上封止部５に三角断面形状の溝５２を形成したので、第１の実施の形態の好ましい効果に加えてシリコン樹脂の拡散防止性をより向上させることができる。また、溝５２に入射する光を全反射させて光学形状面５０に至らせることから、外部放射効率の向上に有効である。
【００５６】
（第４の実施の形態）
（発光装置１の構成）
図８は、第４の実施の形態に係る発光装置の構成を示す縦断面図である。この発光装置１は、第１の実施の形態で説明した発光装置１の素子搭載部３１にラージサイズのＬＥＤ素子２をフリップチップ実装しており、フリップチップ実装に伴って素子搭載部３１を含む凸状部３０の上面全体にＳｉＯ２からなる絶縁層３３を設けている構成において、第１の実施の形態と相違している。給電部７は、放熱基部３と下封止部４との熱圧着時に素子搭載部３１に及ぶように配置されて圧着されている。なお、絶縁層３３はＳｉＯ２に限定されず、耐熱性絶縁フィルム、シート、Ａｌベースとアルマイトの組み合わせ等であっても良い。
【００５７】
（第４の実施の形態の効果）
第４の実施の形態によると、絶縁層３３を設けられた素子搭載部３１に給電部７を設け、ラージサイズのＬＥＤ素子２をフリップチップ実装しているので、第１の実施の形態の好ましい効果に加えてワイヤボンディングが不要になり、製造工程の簡素化およびコストダウンを実現できる。
【００５８】
また、フリップチップ実装されるＬＥＤ素子２の光取り出し面に蛍光体層を設けることで、波長変換型発光装置１とすることができる。具体的には、ＬＥＤ素子２のサファイア基板表面にＣｅ：ＹＡＧ(Yttrium Aluminum Garnet)からなる蛍光体をバインダに溶解してスクリーン印刷し、これを約１５０℃で加熱処理してバインダを除去することにより蛍光体層が得られる。
【００５９】
（第５の実施の形態）
（ＬＥＤ素子２の構成）
図９は、第５の実施の形態に係るＬＥＤ素子の構成を示す部分断面図である。このＬＥＤ素子２は、ＧａＮ系半導体層２００と、このＧａＮ系半導体層２００の光取り出し側に屈折率ｎ＝１．８の低融点ガラスからなるガラス層２０１を一体化して構成されており、Ａｕバンプ１３を介して給電部７にフリップチップ実装されている。また、ＧａＮ系半導体層２００とガラス層２０１との界面にＧａＮ系半導体層２００からの光取り出し形状として凹凸形状面２００Ａが設けられている。その他、発光装置１の構成については第４の実施の形態と同一である。
【００６０】
凹凸形状面２００Ａは、ＧａＮ系半導体層２００から外部放射されずに層内閉込光となっている光を外部放射させるものであり、ＬＥＤ素子２のサファイア基板側からレーザ光を照射することによってサファイア基板をリフトオフし、露出したＧａＮ系半導体層２００の表面にレーザ光によって所定の深さおよび間隔で垂直側面を有する凹凸形状面２００Ａを設けている。
【００６１】
（第５の実施の形態の効果）
第５の実施の形態によると、サファイア基板をリフトオフして露出したＧａＮ系半導体層２００に凹凸形状面２００Ａを設け、ガラス層２０１を一体化したので、ＧａＮ系半導体層２００から外部放射されない層内閉込光を効率良く取り出すことが可能になり、そのことによって外部放射効率を向上させることができる。
【００６２】
（第６の実施の形態）
（発光装置１の構成）
図１０は、第６の実施の形態に係る発光装置の構成を示す縦断面図である。この発光装置１は、第１の実施の形態で説明した発光装置１の素子搭載部３１にサブマウント２０を介して複数のＬＥＤ素子２（２Ｒ、２Ｇ、２Ｂ）をフリップチップ実装した構成において第１の実施の形態と相違している。
【００６３】
ＬＥＤ素子２は、赤色光、緑色光、および青色光を放射するものを組み合わせて実装されている。サブマウント２０と給電部７はワイヤ８を介して電気的に接続されており、その接続構造は第３の実施の形態で説明した発光装置１と同様である。
【００６４】
（第６の実施の形態の効果）
第６の実施の形態によると、サブマウント２０を介して複数のＬＥＤ素子２を実装するようにしたので、光量の大なる発光装置１とすることができる。また、放熱基部３を介して発光に伴う熱を放散させることができ、複数のＬＥＤ素子２を有していても大出力化に余裕を持って対応することができる。
【００６５】
また、発光色の異なる複数のＬＥＤ素子２を組み合わせて搭載できることにより、フルカラーを出力することができる。また、蛍光体を用いることなく白色光を放射することもできる。
【００６６】
（第７の実施の形態）
（発光装置１の構成）
図１１は、第７の実施の形態に係る発光装置の構成を示す縦断面図である。この発光装置１は、第１の実施の形態で説明した発光装置１の素子搭載部３１にサブマウント２０を介してＬＥＤ素子２をフリップチップ実装しており、サブマウント２０に形成される外部接続端子部と給電部７とが電気的に接続された構成において第１の実施の形態と相違している。なお、サブマウント２０についての構成は第３の実施の形態で説明したものと同様である。
【００６７】
放熱基部３は、給電部７との短絡を避けるために給電部７が設けられる部分の傾斜面３２を切り欠いた切欠部３２Ａを有する。なお、第７の実施の形態では、予め放熱基部３の素子搭載部３１にサブマウント２０およびＬＥＤ素子２を接着剤により固定しておき、次に、サブマウント２０の外部接続端子部に導電性接着剤を塗布して加熱プレスによる下封止部４と給電部７との一体化を行うことにより、サブマウント２０の外部接続端子部と給電部７とが導電性接着剤を介して電気的に接続される。
【００６８】
導電性接着剤として、例えば、Ａｇペースト、あるいは導電性フィラーを含有したエポキシ系接着剤を用いることができる。この導電性接着剤は、光透過性を有していても良い。
【００６９】
（第７の実施の形態の効果）
第７の実施の形態によると、ＬＥＤ素子２を搭載された放熱基部３に対して下封止部４と給電部７との一体化を行うことにより、ＬＥＤ素子２と給電部７との電気的接続も同時に行うことができるので、製造工程の簡素化およびコストダウンを実現できる。
【００７０】
（第８の実施の形態）
（ＬＥＤ素子２およびサブマウント２０の構成）
図１２（ａ）および（ｂ）は、第８の実施の形態に係る発光装置のＬＥＤ素子およびサブマウントの実装を示す説明図であり、（ａ）は、ＬＥＤ素子を搭載したサブマウントの平面図、（ｂ）は、（ａ）のＬＥＤ素子およびサブマウントの実装状態を示す部分断面図である。この発光装置１では、平坦状に形成された放熱基部３の上部に複数のＬＥＤ素子２を有するサブマウント２０が搭載されている。
【００７１】
第８の実施の形態では、まず、第１の実施の形態で説明したように下封止部４と給電部７とを放熱基部３に対して熱圧着する。次に、予め９個のＬＥＤ素子２をフリップチップ実装したサブマウント２０の外部接続端子部に導電性接着剤１４を塗布する。次に、サブマウント２０を給電部７に対して位置決めし、エポキシ系の接着剤３４を介して放熱基部３の上部に接着する。このサブマウント２０の接着時に外部接続端子部が導電性接着剤１４によって給電部７に接着されることにより、電気的に接続される。
【００７２】
（第８の実施の形態の効果）
第８の実施の形態によると、サブマウント２０を放熱基部３の上部に固定する際に給電部７に対する電気的接続も同時に行うことができ、より製造工程の簡略化を図ることができる。
【００７３】
（第９の実施の形態）
（発光装置１の構成）
図１３（ａ）および（ｂ）は、第９の実施の形態に係る発光装置を示し、（ａ）は、縦断面図、（ｂ）は、（ａ）のＢ−Ｂ部における切断図である。この発光装置１は、図３（ａ）に示すように第１の実施の形態から第８の実施の形態で給電部７として用いた薄膜状のＣｕに代えて、銅合金からなるリード状の給電部７を用いた構成と、上封止部５の圧着部５１を省いた構成と、上封止部５に第３の実施の形態で説明した溝５２を設けた構成において第１の実施の形態と相違している。
【００７４】
リード状の給電部７は、厚さ０．３ｍｍの銅合金によって形成されており、図３（ｂ）に示すようにプレス加工によってガラス封止側に弧状部７１が設けられている。この弧状部７１は、ワイヤによるＬＥＤ素子２との電気的接続を行うためのワイヤ接合部７０を有する。ワイヤ接合部７０は、給電部７の表面をエッチングすることによって厚さ０．１５ｍｍに形成されている。
【００７５】
下封止部４は、給電部７を収容するための段部４１が弧状部７１の形状に応じて設けられており、段部４１に弧状部７１を収容することによってワイヤ接合部７０が素子搭載部３１に対して位置決めされる。
【００７６】
（第９の実施の形態の効果）
第９の実施の形態によると、銅合金からなるリードで給電部７を形成し、下封止部４の段部４１に収容するようにしたので、製造時に素子搭載部３１に対する位置決め精度が向上する。また、薄膜状のＣｕを用いる給電部７で行っていた下封止部４に対する熱圧着が不要となることにより、下封止部４と上封止部５との熱圧着を容易に行うことができる。
【００７７】
また、給電部７が軟金属である銅合金で形成されているので、熱膨張収縮に伴って生じる応力が変形に基づいて吸収されることにより、剥離等の発生が抑制される。
【００７８】
なお、第９の実施の形態では、上封止部５に第１の実施の形態等で説明した圧着部５１を設けない構成としたが、光学形状面５０を包囲するように金型で保持して加熱プレスを行うことにより、下封止部４との接合強度の低下を生じることなく熱圧着させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る発光装置の構成を示す縦断面図であり、図２は、図１のＡ−Ａ部における切断図である。
【図２】図１のＡ−Ａ部における切断図である。
【図３】図３（ａ）から（ｃ）は、発光装置の放熱基部および下封止部の加工工程を示す説明図である。
【図４】加熱プレスによって一体化された放熱基部および下封止部を示す断面図である。
【図５】放熱基部および下封止部と、上封止部とを圧着する圧着工程を示す説明図である。
【図６】第２の実施の形態に係る発光装置の構成を示す縦断面図である。
【図７】第３の実施の形態に係る発光装置の構成を示す縦断面図である。
【図８】第４の実施の形態に係る発光装置の構成を示す縦断面図である。
【図９】第５の実施の形態に係るＬＥＤ素子の構成を示す部分断面図である。
【図１０】第６の実施の形態に係る発光装置の構成を示す縦断面図である。
【図１１】第７の実施の形態に係る発光装置の構成を示す縦断面図である。
【図１２】（ａ）および（ｂ）は、第８の実施の形態に係る発光装置のＬＥＤ素子およびサブマウントの実装を示す説明図であり、（ａ）は、ＬＥＤ素子を搭載したサブマウントの平面図、（ｂ）は、（ａ）のＬＥＤ素子およびサブマウントの実装状態を示す部分断面図である。
【図１３】（ａ）および（ｂ）は、第９の実施の形態に係る発光装置を示し、（ａ）は、縦断面図、（ｂ）は、（ａ）のＢ−Ｂ部における切断図である。
【符号の説明】
【００８０】
１…発光装置、２…ＬＥＤ素子、３…放熱基部、４…下封止部、５…上封止部、６…緩衝部、７…給電部、８…ワイヤ、１０…下金型、１１…上金型、１２…圧着金型、１３…Ａｕバンプ、１４…導電性接着剤、２０…サブマウント、３０…凸状部、３１…素子搭載部、３２…傾斜面、３２Ａ…切欠部３２Ａ…絶縁層、３４…接着剤、４０…凹部、４１…段部、４２…傾斜部、４３…波状凸部、４４…溝、５０…光学形状面、５１…圧着部、５２…溝、７０…ワイヤ接合部、７１…弧状部、１１０…プレス形状面、１１１…凸部、１１２…凹部、１１３…傾斜部、２００Ａ…凹凸形状面、２００…ＧａＮ系半導体層、２０１…ガラス層
【図１】
2006080165.tif 000003
【図２】
2006080165.tif 000004
【図３】
2006080165.tif 000005
【図４】
2006080165.tif 000006
【図５】
2006080165.tif 000007
【図６】
2006080165.tif 000008
【図７】
2006080165.tif 000009
【図８】
2006080165.tif 000010
【図９】
2006080165.tif 000011
【図１０】
2006080165.tif 000012
【図１１】
2006080165.tif 000013
【図１２】
2006080165.tif 000014
【図１３】
2006080165.tif 000015