(57)【要約】【課題】赤色発光波長を有して単色性に優れ、植物育成用の照明に好適であり、ガスや水分による劣化が防止できる発光装置、発光モジュール及び照明装置を提供する。【解決手段】凹部６１ａを有する樹脂容器６１と、樹脂容器６１の凹部６１ａの内側に露出した状態で配置される導体部と、凹部６１ａの内側に設けられるとともに導体部と電気的に接続され、ｐｎ接合型の発光部を含む化合物半導体層を備えており、発光部が、組成式（ＡｌＸＧａ１−Ｘ）ＹＩｎ１−ＹＰ（０≦Ｘ≦１、０＜Ｙ≦１）からなる積層構造を有する発光素子３０と、発光素子３０から出力される光に対する透光性を有し、凹部６１において当該発光素子３０を封止する、エピスルフィド化合物とメルカプタン化合物の配合質量比が０．０２〜１．５の範囲とされた樹脂組成物からなる封止樹脂６５と、が備えられる。【選択図】図２
2011096976.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
凹部を有する樹脂容器と、
前記樹脂容器の前記凹部の内側に露出した状態で配置される導体部と、
前記凹部の内側に設けられるとともに前記導体部と電気的に接続され、ｐｎ接合型の発光部を含む化合物半導体層を備えており、前記発光部が、少なくとも、組成式（ＡｌＸＧａ１−Ｘ）ＹＩｎ１−ＹＰ（０≦Ｘ≦１、０＜Ｙ≦１）からなる積層構造を含む発光素子と、
前記発光素子から出力される光に対する透光性を有し、前記凹部において当該発光素子を封止する封止樹脂として、下記一般式（１）で表されるエピスルフィド化合物と、ＳＨ基を１分子あたり２個以上有するメルカプタン化合物との反応物からなり、前記エピスルフィド化合物とメルカプタン化合物の配合質量比が０．０２〜１．５の範囲とされた樹脂組成物と、が備えられることを特徴とする発光装置。
{但し、下記一般式（１）のｍ、ｎは、それぞれ、ｍが０〜４の整数であり、ｎが０〜１の整数である。}
【化１】
2011096976.tif 000009
【請求項２】
前記発光素子は、発光波長が、５９０ｎｍ〜７００ｎｍの赤色領域に主発光ピークを有するものであ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】
前記発光素子が、前記凹部の内側に設けられるとともに前記導体部と電気的に接続され、ｐｎ接合型の発光部と、前記発光部に積層された歪調整層とを少なくとも含む化合物半導体層を備えており、前記発光部が、組成式（ＡｌＸＧａ１−Ｘ）ＹＩｎ１−ＹＰ（０≦Ｘ≦０．１、０．３７≦Ｙ≦０．４６）からなる歪発光層とバリア層との積層構造を有し、前記歪調整層が、発光波長に対して透明であるとともに前記歪発光層及び前記バリア層の格子定数よりも小さい格子定数を有してなる発光素子であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記発光素子は、前記歪発光層の組成式が、ＧａＸＩｎ１−XＰ（０．３７≦Ｘ≦０．４６）であることを特徴とする請求項３に記載の発光装置。
【請求項５】
前記発光素子は、前記歪発光層の厚さが、８〜３０ｎｍの範囲であることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の発光装置。
【請求項６】
前記発光素子は、前記歪発光層が８〜４０層含まれていることを特徴とする請求項３〜請求項５の何れか1項に記載の発光装置。
【請求項７】
前記発光素子は、前記バリア層の組成式が、（ＡｌＸＧａ1-Ｘ）ＹＩｎ１−ＹＰ（０．３≦Ｘ≦０．７、０．４８≦Ｙ≦０．５２）であることを特徴とする請求項３〜請求項６の何れか1項に記載の発光装置。
【請求項８】
前記発光素子は、前記発光部が、前記歪発光層の上面及び下面の一方又は両方にクラッド層を有し、前記クラッド層の組成式が（ＡｌＸＧａ1-Ｘ）ＹＩｎ１−ＹＰ（０．５≦Ｘ≦１、０．４８≦Ｙ≦０．５２）であることを特徴とする請求項３〜請求項７の何れか1項に記載の発光装置。
【請求項９】
前記発光素子は、前記歪調整層の組成式が、（ＡｌＸＧａ１−Ｘ）ＹＩｎ１−ＹＰ（０≦Ｘ≦１、０．６≦Ｙ≦１）であることを特徴とする請求項３〜請求項８の何れか1項に記載の発光装置。
【請求項１０】
前記発光素子は、前記歪調整層の組成式が、ＡｌＸＧａ１−ＸＡｓ１−ＹＰＹ（０≦Ｘ≦１、０．６≦Ｙ≦１）であることを特徴とする請求項３〜請求項８の何れか1項に記載の発光装置。
【請求項１１】
前記発光素子は、前記歪調整層が、ＧａＰであることを特徴とする請求項３〜請求項８の何れか1項に記載の発光装置。
【請求項１２】
前記発光素子は、前記歪調整層の厚さが、０．５〜２０μｍの範囲であることを特徴とする請求項３〜請求項１１の何れか1項に記載の発光装置。
【請求項１３】
前記発光素子は、前記化合物半導体層の光取り出し面と反対側の面に、機能性基板が接合されていることを特徴とする請求項１〜請求項１２の何れか1項に記載の発光装置。
【請求項１４】
前記発光素子は、前記機能性基板が、透明であることを特徴とする請求項１３に記載の発光装置。
【請求項１５】
前記発光素子は、前記機能性基板の材質がＧａＰであることを特徴とする請求項１３又は請求項１４に記載の発光装置。
【請求項１６】
前記発光素子は、前記機能性基板の側面が、前記化合物半導体層に近い側において前記光取り出し面に対して略垂直である垂直面と、前記化合物半導体層に遠い側において前記光取り出し面に対して内側に傾斜した傾斜面とを有することを特徴とする請求項１３〜請求項１５の何れか１項に記載の発光装置。
【請求項１７】
前記発光素子は、前記化合物半導体層の前記光取り出し面側に設けられた第１及び第２の電極と、前記機能性基板の裏面に設けられた接続用の第３の電極と、をさらに備えることを特徴とする請求項１３〜請求項１６の何れか１項に記載の発光装置。
【請求項１８】
前記発光素子は、前記第１及び第２の電極がオーミック電極であることを特徴とする請求項１７に記載の発光装置。
【請求項１９】
前記発光素子は、前記光取り出し面が粗い面を含むことを特徴とする請求項１３〜請求項１８の何れか１項に記載の発光装置。
【請求項２０】
前記発光素子は、植物育成の光合成の促進に使用するための発光素子であり、前記発光部の発光スペクトルのピーク発光波長が、６５５〜６７５ｎｍの範囲であることを特徴とする請求項１〜請求項１９の何れか１項に記載の発光装置。
【請求項２１】
前記発光素子は、前記発光スペクトルの半値幅が、１０〜４０ｎｍの範囲であることを特徴とする請求項２０に記載の発光装置。
【請求項２２】
前記発光素子は、前記発光スペクトルの発光波長７００ｎｍにおける発光強度が、前記ピーク発光波長における発光強度の１０％未満であることを特徴とする請求項２０又は請求項２１に記載の発光装置。
【請求項２３】
前記発光素子は、前記発光部の応答速度（Ｔｒ）が、１００ｎｓ以下であることを特徴とする請求項１〜請求項２２の何れか１項に記載の発光装置。
【請求項２４】
前記発光素子は、前記光取り出し面側に設けられた前記第１又は第２の電極と、前記第３の電極とが、略同電位に接続されていることを特徴とする請求項１７〜請求項２３の何れか１項に記載の発光装置。
【請求項２５】
基板と、前記基板に取り付けられる複数の発光装置とを備え、
前記発光装置が請求項１〜請求項２４の何れか１項に記載の発光装置であることを特徴とする発光モジュール。
【請求項２６】
請求項２５に記載の発光モジュールを搭載した照明装置。  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光装置、発光モジュール及び照明装置に関するものであり、特に、高出力の赤色発光が得られ、液状硬化性の樹脂組成物を用いた発光ダイオードを含む発光装置、発光モジュール及び照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、人工光源による植物育成が研究なされている。特に、単色性に優れており、省エネルギー、長寿命、小型化が可能な発光装置（発光ダイオード：ＬＥＤ）による照明を用いた栽培方法が注目されている。また、これまでの研究結果から、植物育成（光合成）用の光源に適した発光波長の１つとして、波長６００〜７００ｎｍの領域の、赤色光の効果が確認されている。特に、光合成に対して波長６６０〜６７０ｎｍ付近の光は、反応効率が高く望ましい光源である。この波長に対して、従来の赤色発光ダイオードにおいては、ＡｌＧａＡｓ及びＩｎＧａＮＰ等の組成からなる発光層が検討されていたが、未だ高出力化を達成できていなかった（例えば、特許文献１〜３を参照）。
【０００３】
一方、燐化アルミニウム・ガリウム・インジウム（組成式（ＡｌＸＧａ１−Ｘ）ＹＩｎ１−ＹＰ；０≦Ｘ≦１，０＜Ｙ≦１）からなる発光層を備えた化合物半導体ＬＥＤが知られている。このようなＬＥＤにおいては、Ｇａ０．５Ｉｎ０．５Ｐの組成を有する発光層の波長が最も長く、この発光層で得られるピーク波長は６５０ｎｍ付近である。このため、６５５ｎｍよりも長波長の領域では、実用化、高輝度化が困難であった。
【０００４】
また、（ＡｌＸＧａ１−Ｘ）ＹＩｎ１−ＹＰ（０≦Ｘ≦１，０＜Ｙ≦１）からなる発光層を備えた発光部は、一般に、発光層から出射される発光に対して光学的に不透明であり、機械的にも強度がそれ程ない砒化ガリウム（ＧａＡｓ）単結晶基板上に形成されている。そこで、より高輝度の可視ＬＥＤを得るために、また、さらなる素子の機械的強度の向上を目的とした研究が進められている。即ち、ＧａＡｓのような不透明な基板材料を除去した後、発光を透過できるとともに、従来にも増して、より機械強度に優れた透明な材料からなる支持体層を改めて接合させた、所謂接合型ＬＥＤを構成する技術が開示されている（例えば、特許文献４を参照）。
一方、発光メカニズムの異なるレーザ素子においては、歪のある発光層について検討されているが、発光ダイオードに於いては、歪のある発光層について実用化されていないのが実状である（例えば、特許文献５参照）。
【０００５】
また、発光ダイオードの発光部に量子井戸構造を適用することが検討されている。しかしながら、量子井戸構造の適用によって得られる量子効果は、発光波長を短波長化させるため、長波長化の技術には適用できないという問題があった（例えば、特許文献６を参照）。
【０００６】
上述のような、燐化アルミニウム・ガリウム・インジウム系化合物半導体は、一般に、単結晶基板上に、有機金属気相化学反応法（ＭＯＣＶＤ法）や分子線エピタキシー法（ＭＢＥ法）等の方法を用いて形成される。
【０００７】
また、多くの場合、ＬＥＤのパッケージは樹脂によって封止される。例えば、良く知られた砲弾型と呼ばれるランプ形状のパッケージを始め、実装基盤にリフレクタを備えたトップパッケージと呼ばれるパッケージ、サイドビューと呼ばれる横に倒して使用されるパッケージ、あるいは、素子に樹脂を被せて成型して封止するサーフェイスマウントタイプと呼ばれるパッケージ等が挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平９−３７６４８号公報
【特許文献２】特開２００２−２７８３１号公報
【特許文献３】特開２００４−２２１０４２号公報
【特許文献４】特許第３２３０６３８号公報
【特許文献５】特開２０００−１５１０２４号公報
【特許文献６】特許第３３７３５６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、植物育成用照明の光源を実用化するためには、省エネ、コスト面から、発光効率の高いＬＥＤを用いて、使用電力及びＬＥＤの使用数量を削減する必要がある。特に、植物育成用ＬＥＤ照明の実用化のためには、使用電力の低減、コンパクト化、コストダウンが強く望まれており、従来の６６０ｎｍの波長帯の発光ダイオードであるＡｌＧａＡｓ系のＬＥＤに対して、高出力化・高効率化、波長のバラツキ低減、高速化等の特性向上が望まれていた。
【００１０】
また、ＬＥＤの点灯方法については、高速パルス方式を利用して使用電力を削減することも検討されており、応答速度の速い発光ダイオードが必要である。近年の研究により、植物育成用の照明は、光を照射後、光合成の反応時間中に消灯することによって省エネルギー化が可能であることが確認された。この場合、高速のパルス通電に対応できる応答速度を有する発光ダイオードが必要であり、具体的には、発光ダイオードの応答速度は、１０００ｎｓ以下、望ましくは、１００ｎｓ以下が好適である。
【００１１】
また、発光効率の高い（ＡｌＸＧａ１−Ｘ）ＹＩｎ１−ＹＰ（０≦Ｘ≦１，０＜Ｙ≦１）からなる発光層において、エピタキシャル成長に使用するＧａＡｓ基板の格子定数に整合する最も長波長（バンドギャップの小さい）の発光層の組成は、Ｇａ０．５Ｉｎ０．５Ｐである。しかしながら、このような発光層の発光波長は６５０ｎｍであり、６５０ｎｍ以上の長波長化を達成することができない。このように、発光層の６５０ｎｍ以上の長波長化には技術的課題が存在するため、実用化・高効率化が実現されておらず、特に、６５５ｎｍ以上の長波長を有するＬＥＤでは、高出力化の技術が確立されていないという問題があった。
【００１２】
また、植物育成用の照明においては、発光波長７００ｎｍ以上の光は植物育成を抑制する作用を発揮する場合があるため、発光波長６６０ｎｍ付近の単色性に優れる赤色光が望まれている。従って、植物育成用の照明としては、７００ｎｍにおける発光強度が、ピーク発光波長の強度に対して１０％未満の発光スペクトルを有するものであることが望まれる。
【００１３】
また、ＬＥＤを封止樹脂によってパッケージして発光装置を構成した場合、この発光装置の使用環境下において存在するガスや水分等が封止樹脂を透過して発光装置内部に浸入し、発光素子（ＬＥＤ）に到達することがある。特に、植物育成用の照明等、雰囲気中に多くのガスや水分が存在する環境下で用いた場合には、浸入したガスや水分等によって発光素子や導体部等が劣化し、発光出力が低下する等の問題があった。
【００１４】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、６５５ｎｍ以上の発光波長を有し、単色性に優れるとともに、高出力・高効率であって応答速度が速く、植物育成用の照明に好適であり、さらに、ガスや水分に起因する発光特性の劣化を防ぐことが可能な発光装置、発光モジュール及び照明装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明者は、上記問題を解決するために鋭意検討を行い、本発明を完成した。
即ち、本発明は以下に関する。
【００１６】
［１］  凹部を有する樹脂容器と、前記樹脂容器の前記凹部の内側に露出した状態で配置される導体部と、前記凹部の内側に設けられるとともに前記導体部と電気的に接続され、ｐｎ接合型の発光部を含む化合物半導体層を備えており、前記発光部が、少なくとも、組成式（ＡｌＸＧａ１−Ｘ）ＹＩｎ１−ＹＰ（０≦Ｘ≦１、０＜Ｙ≦１）からなる積層構造を含む発光素子と、前記発光素子から出力される光に対する透光性を有し、前記凹部において当該発光素子を封止する封止樹脂として、下記一般式（１）で表されるエピスルフィド化合物と、ＳＨ基を１分子あたり２個以上有するメルカプタン化合物との反応物からなり、前記エピスルフィド化合物とメルカプタン化合物の配合質量比が０．０２〜１．５の範囲とされた樹脂組成物と、が備えられることを特徴とする発光装置。
{但し、下記一般式（１）のｍ、ｎは、それぞれ、ｍが０〜４の整数であり、ｎが０〜１の整数である。}
【化１】
2011096976.tif 000003
【００１７】
［２］  前記発光素子は、発光波長が、５９０ｎｍ〜７００ｎｍの赤色領域に主発光ピークを有するものであることを特徴とする上記［１］に記載の発光装置。
［３］  前記発光素子が、前記凹部の内側に設けられるとともに前記導体部と電気的に接続され、ｐｎ接合型の発光部と、前記発光部に積層された歪調整層とを少なくとも含む化合物半導体層を備えており、前記発光部が、組成式（ＡｌＸＧａ１−Ｘ）ＹＩｎ１−ＹＰ（０≦Ｘ≦０．１、０．３７≦Ｙ≦０．４６）からなる歪発光層とバリア層との積層構造を有し、前記歪調整層が、発光波長に対して透明であるとともに前記歪発光層及び前記バリア層の格子定数よりも小さい格子定数を有してなる発光素子であることを特徴とする上記［１］又は［２］に記載の発光装置。
【００１８】
［４］  前記発光素子は、前記歪発光層の組成式が、ＧａＸＩｎ１−XＰ（０．３７≦Ｘ≦０．４６）であることを特徴とする上記［３］に記載の発光装置。
［５］  前記発光素子は、前記歪発光層の厚さが、８〜３０ｎｍの範囲であることを特徴とする上記［３］又は［４］に記載の発光装置。
［６］  前記発光素子は、前記歪発光層が８〜４０層含まれていることを特徴とする上記［３］〜［５］の何れか1項に記載の発光装置。
［７］  前記発光素子は、前記バリア層の組成式が、（ＡｌＸＧａ1-Ｘ）ＹＩｎ１−ＹＰ（０．３≦Ｘ≦０．７、０．４８≦Ｙ≦０．５２）であることを特徴とする上記［３］〜［６］の何れか1項に記載の発光装置。
［８］  前記発光素子は、前記発光部が、前記歪発光層の上面及び下面の一方又は両方にクラッド層を有し、前記クラッド層の組成式が（ＡｌＸＧａ1-Ｘ）ＹＩｎ１−ＹＰ（０．５≦Ｘ≦１、０．４８≦Ｙ≦０．５２）であることを特徴とする上記［３］〜［７］の何れか1項に記載の発光装置。
【００１９】
［９］  前記発光素子は、前記歪調整層の組成式が、（ＡｌＸＧａ１−Ｘ）ＹＩｎ１−ＹＰ（０≦Ｘ≦１、０．６≦Ｙ≦１）であることを特徴とする上記［３］〜［８］の何れか1項に記載の発光装置。
［１０］  前記発光素子は、前記歪調整層の組成式が、ＡｌＸＧａ１−ＸＡｓ１−ＹＰＹ（０≦Ｘ≦１、０．６≦Ｙ≦１）であることを特徴とする上記［３］〜［８］の何れか1項に記載の発光装置。
［１１］  前記発光素子は、前記歪調整層が、ＧａＰであることを特徴とする上記［３］〜［８］の何れか1項に記載の発光装置。
［１２］  前記発光素子は、前記歪調整層の厚さが、０．５〜２０μｍの範囲であることを特徴とする上記［３］〜［１１］の何れか1項に記載の発光装置。
【００２０】
［１３］  前記発光素子は、前記化合物半導体層の光取り出し面と反対側の面に、機能性基板が接合されていることを特徴とする上記［１］〜［１２］の何れか1項に記載の発光装置。
［１４］  前記発光素子は、前記機能性基板が、透明であることを特徴とする上記［１３］に記載の発光装置。
［１５］  前記発光素子は、前記機能性基板の材質がＧａＰであることを特徴とする上記［１３］又は［１４］に記載の発光装置。
［１６］  前記発光素子は、前記機能性基板の側面が、前記化合物半導体層に近い側において前記光取り出し面に対して略垂直である垂直面と、前記化合物半導体層に遠い側において前記光取り出し面に対して内側に傾斜した傾斜面とを有することを特徴とする上記［１３］〜［１５］の何れか１項に記載の発光装置。
【００２１】
［１７］  前記発光素子は、前記化合物半導体層の前記光取り出し面側に設けられた第１及び第２の電極と、前記機能性基板の裏面に設けられた接続用の第３の電極と、をさらに備えることを特徴とする上記［１３］〜［１６］の何れか１項に記載の発光装置。
［１８］  前記発光素子は、前記第１及び第２の電極がオーミック電極であることを特徴とする上記［１７］に記載の発光装置。
［１９］  前記発光素子は、前記光取り出し面が粗い面を含むことを特徴とする上記［１３］〜［１８］の何れか１項に記載の発光装置。
【００２２】
［２０］  前記発光素子は、植物育成の光合成の促進に使用するための発光素子であり、前記発光部の発光スペクトルのピーク発光波長が、６５５〜６７５ｎｍの範囲であることを特徴とする上記［１］〜［１９］の何れか１項に記載の発光装置。
［２１］  前記発光素子は、前記発光スペクトルの半値幅が、１０〜４０ｎｍの範囲であることを特徴とする上記［２０］に記載の発光装置。
［２２］  前記発光素子は、前記発光スペクトルの発光波長７００ｎｍにおける発光強度が、前記ピーク発光波長における発光強度の１０％未満であることを特徴とする上記［２０］又は［２１］に記載の発光装置。
［２３］  前記発光素子は、前記発光部の応答速度（Ｔｒ）が、１００ｎｓ以下であることを特徴とする上記［１］〜［２２］の何れか１項に記載の発光装置。
［２４］  前記発光素子は、前記光取り出し面側に設けられた前記第１又は第２の電極と、前記第３の電極とが、略同電位に接続されていることを特徴とする上記［１７］〜［２３］の何れか１項に記載の発光装置。
【００２３】
［２５］  基板と、前記基板に取り付けられる複数の発光装置とを備え、前記発光装置が上記［１］〜［２４］の何れか１項に記載の発光装置であることを特徴とする発光モジュール。
［２６］  上記［２５］に記載の発光モジュールを搭載した照明装置。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の発光装置によれば、樹脂容器の凹部において上記の発光素子を封止するにあたり、上記一般式（１）で表されるエピスルフィド化合物と、ＳＨ基を１分子あたり２個以上有するメルカプタン化合物との反応物からなり、前記エピスルフィド化合物とメルカプタン化合物の配合質量比が０．０２〜１．５とされた組成の樹脂組成物からなる封止樹脂を用いることにより、発光装置の内部への水分やガスの侵入を防止できるので、内部に配設される発光素子や導体部の劣化を抑制することが可能となる。本発明の発光装置は、特に、高温多湿用途の植物育成用照明や、きのこ工場用照明及び魚養殖・鑑賞用照明等の用途における発光装置の、水分（水蒸気）等の浸入による劣化防止に有効である。
【００２５】
また、本発明の発光装置によれば、上記一般式（１）で表されるエピスルフィド化合物と、ＳＨ基を１分子あたり２個以上有するメルカプタン化合物との反応物からなり、前記エピスルフィド化合物とメルカプタン化合物の配合質量比が０．０２〜１．５とされた組成の樹脂組成物からなる封止樹脂に対し、ＡｌＧａＩｎＰ系発光素子、例えば、組成式（ＡｌＸＧａ１−Ｘ）ＹＩｎ１−ＹＰ（０≦Ｘ＜１、０≦Ｙ≦＜１）からなる積層構造を有する発光素子から発光される緑色〜赤色の光が透過されても、封止樹脂が劣化を起すことなく、高温多湿用途の環境下で使用した場合であっても、高い信頼性が得られる。
【００２６】
また、本発明の発光装置によれば、樹脂容器の凹部の内側に設けられる発光素子が、組成式（ＡｌＸＧａ１−Ｘ）ＹＩｎ１−ＹＰ（０≦Ｘ≦０．１、０．３７≦Ｙ≦０．４６）からなる歪発光層を有する発光部を含む化合物半導体層を備えることにより、発光部からの発光効率及び応答速度を向上させることができるとともに、６５５ｎｍ以上の発光波長が、極めて高い出力で安定して得られので、発光装置としての特性が向上する。
また、本発明の発光装置によれば、発光素子の化合物半導体層に含まれる発光部の上に、発光波長に対して透明である歪調整層が設けられているので、発光部からの発光を吸収することなく高出力・高効率の発光装置とすることができる。さらに、歪調整層は、歪発光層及びバリア層の格子定数よりも小さい格子定数を有しているので、化合物半導体層に反りが発生するのを抑制でき、歪発光層の歪量のばらつきが低減されるため、単色性に優れた発光装置とすることができる。
【００２７】
従って、本発明の発光装置によれば、６５５ｎｍ以上の発光波長を有して単色性に優れるとともに、高出力・高効率であって応答速度が速く、さらに、発光素子や導体部の劣化を防止することが可能な発光装置を提供することができる。また、本発明の発光装置によれば、従来のＡｌＧａＡｓ系の発光素子を用いた発光装置と比較して、約４倍以上の発光効率を有する高出力の発光装置を提供することができる。
【００２８】
また、本発明の発光モジュールは、上記本発明の発光装置が基板に取り付けられてなるものであり、さらに、本発明の照明装置は、上記本発明の発光モジュールが搭載されたものなので、６５５ｎｍ以上の発光波長を有し、単色性に優れるとともに、高出力・高効率であって応答速度が速く、また、水分やガス等が多い使用環境下においても発光素子等が劣化することが無い、植物育成用やきのこ工場用照明、及び魚養殖・観賞用等の照明に適した発光モジュール並びに照明装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の発光装置、発光モジュール及び照明装置の一例を模式的に説明する図であり、照明装置の全体構成を示す概略図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態の発光装置の構成を説明する模式図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態の発光装置について説明する模式図であり、発光装置に用いられる発光素子を示す平面図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態の発光装置について説明する模式図であり、図３中に示す発光素子のＢ−Ｂ’線に沿った断面図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態の発光装置について説明する模式図であり、発光素子に備えられる発光部の構成を示す拡大断面図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態の発光装置について説明する模式図であり、発光素子に備えられる歪調整層の歪を緩和するメカニズムを示す図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態の発光装置について説明する模式図であり、発光素子に用いられるエピウェーハを示す断面図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態の発光装置について説明する模式図であり、発光素子に用いられる接合ウェーハを示す断面図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態の発光装置について説明する模式図であり、図２に示す発光装置の製造方法を説明するための概略図である。
【図１０】本発明の発光装置の第２の実施の形態の構成を説明する模式図である。
【図１１】本発明の発光装置、発光モジュール及び照明装置の実施例を説明する図であり、発光装置に用いられる発光素子の発光スペクトルを示す図である。
【図１２】本発明の発光装置、発光モジュール及び照明装置の実施例を説明する図であり、実施例１及び比較例１の発光装置の寿命試験の結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の発光装置、発光モジュール及び照明装置の実施の形態について、図面を適宜参照しながら説明する。なお、以下の説明において参照する図面は、発光装置、発光モジュール及び照明装置を説明する図面であって、図示される各部の大きさや厚さや寸法等は、実際の寸法関係とは異なっていることがある。
【００３１】
［第１の実施形態］
図１は、本実施形態が適用される一例である照明装置の全体構成を示す図である。この照明装置１０は、フレーム１１と、半導体発光素子がそれぞれに配列され、フレーム１１に収容される複数の発光モジュール１２とを備えている。ここで、図１（ａ）は、発光モジュール１２が装着されたフレーム１１の上面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＩＩＢ−ＩＩＢ断面図である。
【００３２】
フレーム１１は、例えば、アルミニウムやマグネシウム、鉄、又はそれらを含む金属合金などからなる筐体構造を形成している。そして、その筐体構造の内側に、例えば、白色高反射の性能を有するポリエステルフィルム等が貼着され、リフレクタとしても機能するようになっている。この筐体構造としては、照明装置１０が取り付けられる場所の大きさに対応して設けられる背面部１１ａと、この背面部１１ａの四隅を囲う側面部１１ｂを備えている。そして、この背面部１１ａ上には放熱シート１８を設けることができる。
【００３３】
図１に示す例では、発光モジュール１２が複数（本例では８枚）設けられている。そして、各々の発光モジュール１２は、それぞれ複数（本例では１枚の発光モジュール１２に対して２本）のネジ１７により、放熱シート１８を介してフレーム１１に固定されている。
【００３４】
発光モジュール１２は、基板の一例としての配線基板２０と、この配線基板２０に実装される複数（この例では２８個）の発光装置６０とを備えている。なお、各々の発光装置６０は、後述する構成を備えることにより、それぞれが白色光を出力するように構成されている。
【００３５】
図２は、本発明の発光装置の一例であり、本実施形態で用いられる発光装置６０の構成を説明するための図である。ここで、図２（ａ）は発光装置６０の平面図を、図２（ｂ）は図２（ａ）のＩＩＩＢ−ＩＩＩＢ線に対応する断面図を、それぞれ示している。
【００３６】
この発光装置６０は、凹部６１ａを有する樹脂容器６１と、樹脂容器６１の凹部６１ａの内側に露出した状態で配置され、樹脂容器６１と一体化したリードフレームからなるアノード用リード部６２（導体部）及びカソード用リード部６３（導体部）と、凹部６１ａの内側に設けられるとともに、アノード用リード部６２及びカソード用リード部６３と電気的に接続される半導体発光素子（発光素子）６４と、この半導体発光素子３０から出力される光に対する透光性を有する樹脂組成物からなり、凹部６１ａにおいて当該発光素子３０を封止する封止樹脂６５と、を備えている。なお、図２（ａ）においては、封止樹脂６５の記載を省略している。
【００３７】
樹脂容器６１は、アノード用リード部６２及びカソード用リード部６３を含む金属リード部に、白色顔料が含有された熱可塑性樹脂（以下の説明においては白色樹脂と呼ぶ）を射出成型することによって形成されている。
【００３８】
この樹脂容器６１を構成する白色樹脂は、可視光の光反射率が８５％以上であって９８％以下となるように白色顔料の含有率、粒径等が調整されている。言い換えると、樹脂容器６１の可視光の光吸収率が１５％未満とされている。白色顔料としては、亜鉛華、鉛白、リトポン、チタニア（酸化チタン）、酸化アルミニウム、沈降性硫酸バリウム及びバライト粉が挙げられる。特に酸化チタンを用いることが好ましい。チタニアは、他の白色顔料に比べて屈折率が高く、また、光吸収率が低いので、本実施形態の樹脂容器６１に好適に用いることができる。
【００３９】
また、製造工程でハンダリフロー等の温度が付与される工程が複数あるので、白色樹脂は、耐熱性も十分に考慮された材質が選定されている。この樹脂容器６１の基材となる樹脂としては、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリウレタン（ＰＵ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ＡＢＳ樹脂（ＡＢＳ）、アクリル樹脂（ＰＭＭＡ）、ポリアセタール樹脂（ＰＯＭ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、エポキシ樹脂等が挙げられる。これらの中でも、ポリアミドや液晶ポリマー、エポキシ樹脂、ポリスチレンなどが好適に使用される。ポリアミドには、例えば、ナイロン６、ナイロン１１、ナイロン１２、ナイロン６６、ナイロン６１０、ナイロン４T、ナイロン６Ｔ、ナイロン６Ｉ、ナイロン９Ｔ、ナイロンＭ５Ｔ等のＰＰＡ（ｐｏｌｙｐｈｔｈａｌａｍｉｄｅ）類が挙げられる。本実施の形態では、ジアミンとイソフタル酸又はテレフタル酸との共重合体であるナイロン４Ｔ、ナイロン６Ｔ、ナイロン６Ｉ、ナイロン９Ｔ、ナイロンＭ５Ｔが特に好ましい。
【００４０】
樹脂容器６１に設けられる凹部６１ａは、円形状を有する底面７０と、底面７０の周縁から樹脂容器６１の上部側に向けて拡開するように立ち上がる壁面８０とを備えている。ここで、底面７０は、凹部６１ａに露出するアノード用リード部６２（導体部）及びカソード用リード部６３（導体部）と、アノード用リード部６２とカソード用リード部６３との間の隙間に露出する樹脂容器６１の白色樹脂とによって構成されている。ただし、底面７０の半分以上の領域が、アノード用リード部６２（導体部）とカソード用リード部６３（導体部）とによって占められている。一方、壁面８０は、樹脂容器６１を構成する白色樹脂によって構成されている。なお、底面７０の形状については、円形、矩形、楕円形、多角形の何れでもよい。また、壁面８０の形状は、円形、矩形、楕円形、多角形の何れでもよく、また、底面形状と同一でもよく、本実施形態のように異なっていてもよい。
【００４１】
導体部の一例としてのアノード用リード部６２及びカソード用リード部６３は、それぞれの一部が樹脂容器６１内に挟まれて保持されるとともに、他の一部が樹脂容器６１の外部に露出されており、半導体発光素子３０に電流を印加するための端子とされている。ここで、表面実装を前提とする場合には、図２に示す例のように、アノード用リード部６２及びカソード用リード部６３を、それぞれ樹脂容器６１の裏側に折り曲げて樹脂容器６１の底部にその先端を配設することが望ましい。
【００４２】
また、アノード用リード部６２及びカソード用リード部６３、即ちリードフレーム（金属導体）は、０．１ｍｍ〜０．５ｍｍ程度の厚みをもつ金属板であり、銅合金等の金属導体をベースとし、その表面には銀メッキが施されることによって銀メッキ層が形成されている。従って、凹部６１ａの底面７０には、金属導体であるアノード用リード部６２の一部（導体部）及びカソード用リード部６３の一部（導体部）の銀メッキ層が露出していることになる。なお、銀メッキ層は、一般的な銀メッキ条件によって形成されたものである。
【００４３】
半導体発光素子３０は、凹部６１ａの底面７０に露出するカソード用リード部６３上に、シリコン樹脂又はエポキシ樹脂からなるダイボンド剤等で接着され、固定されている。
この半導体発光素子３０は、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、ｎ型オーミック電極（第１の電極）３４及びｐ型オーミック電極（第２の電極）３５を有しており、ボンディングワイヤを介して、ｐ型オーミック電極３５がアノード用リード部６２に、ｎ型オーミック電極３４がカソード用リード部６３に、それぞれ接続されている。なお、本実施形態で用いた発光装置６０では、図２（ａ）に示すように、半導体発光素子３０が、円形状を有する底面７０のほぼ中央部に取り付けられている。
【００４４】
以下、本実施形態の発光装置６０に用いられる半導体発光素子３０について、主に図２〜図８を参照しながら、さらに詳述する。ここで、図３は発光素子３０の平面図であり、図４は図３中に示すＢ−Ｂ’線に沿った断面図である。図３及び図４に示すように、本実施形態の発光装置６０に用いられる発光素子３０は、化合物半導体層３２と機能性基板３３とが接合された発光素子チップである。そして、発光素子３０は、主たる光取り出し面に設けられたｎ型オーミック電極３４及びｐ型オーミック電極３５と、機能性基板３３の化合物半導体層３２との接合面と反対側に設けられた第３の電極３６とを備えて概略構成されている。なお、本実施形態で説明する主たる光取り出し面とは、化合物半導体層３２において、機能性基板３３を貼り付けた面の反対側の面である。
【００４５】
化合物半導体層（エピタキシャル成長層ともいう）３２は、図４に示す例では、ｐｎ接合型の発光部３７と、歪調整層３８とが順次積層された構造を有している。この化合物半導体層３２の構造には、公知の機能層を適時加えることができる。例えば、オーミック（Ｏｈｍｉｃ）電極の接触抵抗を下げるためのコンタクト層、素子駆動電流を発光部の全般に平面的に拡散させるための電流拡散層、逆に素子駆動電流の通流する領域を制限するための電流阻止層や電流狭窄層など公知の層構造を設けることができる。なお、化合物半導体層３２は、ＧａＡｓ基板上にエピタキシャル成長させて形成されたものであることが好ましい。
【００４６】
発光部３７は、図４に示す例のように、歪調整層３８上に、少なくともｐ型の下部クラッド層３９、発光層４０、ｎ型の上部クラッド層４１が順次積層されて構成されている。すなわち、発光部３７は、放射再結合をもたらすキャリア（担体；ｃａｒｒｉｅｒ）及び発光を発光層４０に「閉じ込める」ために、発光層４０の下側及び上側に対峙して配置した下部クラッド（ｃｌａｄ）層３９及び上部クラッド層４１を含む、所謂、ダブルヘテロ（英略称：ＤＨ）構造とすることが高強度の発光を得る上で好ましい。
【００４７】
発光層４０は、図５に示す例のように、発光ダイオード（ＬＥＤ）の発光波長を制御するため、井戸構造を構成することが好ましい。すなわち、発光層６０は、歪発光層（井戸層、ウェル（ｗｅｌｌ）層ともいう）４２を両端に有する、歪発光層４２とバリア層（障壁層ともいう）４３との多層構造であることが好ましい。
【００４８】
発光層４０の層厚は、０．０２〜２μｍの範囲であることが好ましい。また、発光層４０の伝導型は特に限定されるものではなく、アンドープ、ｐ型及びｎ型のいずれも選択することができる。発光効率を高めるには、結晶性が良好なアンドープ又は３×１０１７ｃｍ−３未満のキャリア濃度とすることが望ましい。
【００４９】
歪発光層４２は、（ＡｌＸＧａ１−Ｘ）ＹＩｎ１−ＹＰ（０≦Ｘ≦１，０＜Ｙ≦１）の組成を有している。上記Ｘは、０．１以下であることが好ましく、０であることがより好ましい。また、上記Ｙは、０．３７〜０．４６の範囲が好ましく、０．３９〜０．４５の範囲がより好ましい。歪発光層４２の材質を上記範囲に規定することにより、発光波長を６５５〜６７５ｎｍの範囲とすることできる。しかしながら、この場合、歪発光層４２は、それ以外の構造部分と格子定数が異なる構成となり、化合物半導体層３２に歪が発生する。このため、結晶欠陥の発生という弊害が生ずるおそれがある。
【００５０】
歪発光層４２の層厚は、８〜３０ｎｍの範囲が好適である。ここで、歪発光層４２の層厚が約６ｎｍ未満である場合では、井戸構造の量子効果によって発光波長が短くなり、所望の６５５ｎｍ以上の波長が得られなくなる。従って、歪発光層４２の層厚は、層厚の変動を加味して、量子効果の発現しない８ｎｍ以上であることが望ましい。また、歪発光層４２の層厚は、層厚の制御の容易さを考慮すれば、１０ｎｍ以上が好適である。一方、歪発光層４２の層厚が３０ｎｍを超えると、歪量が大きくなり過ぎるため、結晶欠陥や表面の異常が発生しやすくなるので好ましくない。
【００５１】
バリア層４３は、（ＡｌＸＧａ１−Ｘ）ＹＩｎ１−ＹＰ（０≦Ｘ≦１，０＜Ｙ≦１）の組成を有している。上記Ｘは、０．３〜０．７の範囲が好ましく、０．４〜０．６の範囲がより好ましい。また、上記Ｙは、０．４８〜０．５２の範囲が好ましく、０．４９〜０．５１の範囲がより好ましい。また、バリア層４３の格子定数は、ＧａＡｓ基板と同等または、小さくすることができる。
【００５２】
バリア層４３の層厚は、歪発光層４２の層厚よりも厚いことが好ましい。これにより、歪発光層４２の発光効率を高めることができる。また、バリア層４３によって発光効率を最適化するとともに、歪発光層４２に発生した歪を緩和する必要がある。従って、バリア層４３は、少なくとも、１５ｎｍ以上の層厚とすることが好ましく、２０ｎｍ以上の層厚がより好ましい。一方、バリア層４３の層厚が５０ｎｍを超えると、発光波長の波長に近くなり、光の干渉、ブラッグ反射など、光学的な影響が生じる。従って、バリア層４３は５０ｎｍ以下の層厚とすることが好ましく、４０ｎｍ以下の層厚がより好ましい。上述したように、歪発光層４２の層厚が薄く、バリア層４３の層厚が厚いほうが、歪発光層４２の歪をバリア層４３によって吸収する効果が得られるとともに、歪発光層４２に結晶欠陥が発生し難いという効果が得られる。
【００５３】
歪発光層４２とバリア層４３との多層構造において、歪発光層４２とバリア層４３とを交互に積層する対の数は特に限定されるものではないが、８対以上４０対以下であることが好ましい。即ち、発光層４０には、歪発光層４２が８〜４０層の範囲で含まれていることが好ましい。ここで、発光層４０の発光効率が好適な範囲としては、歪発光層４２が８層以上であることが好ましい。一方、歪発光層４２及びバリア層４３はキャリア濃度が低いため、この対が多過ぎると順方向電圧（ＶＦ）が増大してしまう。このため、歪発光層４２及びバリア層４３は４０対以下で設けられることが好ましく、３０対以下であることがより好ましい。また、歪発光層４２が有する歪は、エピタキシャル成長基板と発光部３２との格子定数が異なるため、発光層４０中に発生するストレスである。このため、歪発光層４２とバリア層４３とを交互に積層する対の数、すなわち、発光層４０に含まれる歪発光層４２の層の数が上記範囲を超えると、発光層４０が歪に耐えきれずに結晶欠陥が発生し、表面状態の悪化や発光効率低下などの問題が発生する。
【００５４】
本発明においては、半導体発光素子３０の発光波長が、５９０ｎｍ〜７００ｎｍの赤色領域に主発光ピークを有するものであることがより好ましい。
また、半導体発光素子３０に備えられる発光層４０（発光部３２）は、歪発光層４２の材質を上記範囲に規定することにより、その発光スペクトルのピーク発光波長が６５５〜６７５ｎｍの範囲とすることが好ましく、６６０〜６７０ｎｍの範囲とすることがより好ましい。上記範囲の発光波長は、植物育成（光合成）用の光源に適した発光波長の１つであり、光合成に対して反応効率が高い波長であることから好ましい。
【００５５】
一方、７００ｎｍ以上の長波長領域の光を利用すると、植物の育成を抑制する反応が起こるため、長波長域の光量は少ない方が望ましい。従って、効率的に植物育成するためには、光合成反応に対して最適な６５５〜６７５ｎｍの波長領域の光が強く、７００ｎｍ以上の超波長領域の光を含まない赤色光源が最も好ましい。
また、上記の好ましい赤色光源にするためには、半値幅は狭い必要がある。量子化条件に近いと、波長バラツキの大きくなる可能性があるが、半値幅は狭くなる。結果的に、発光スペクトルの半値幅が１０〜４０ｎｍの範囲であることが好ましい。さらに、上記発光スペクトルの発光波長７００ｎｍにおける発光強度が、上記ピーク発光波長における発光強度の１０％未満であることが好ましい。更にまた、発光層４０の応答速度（立ち上がり時間：Ｔｒ）が１００ｎｓ以下であることが好ましい。
このような特性の発光層４０を有する発光素子３０は、植物育成の光合成の促進に使用する照明（発光装置、発光モジュール及び照明装置）として好適に用いることができる。また、発光層４０の構成は、上記特性を充足するように組成、層厚、層数等を適宜選択することができる。
【００５６】
下部クラッド層３９及び上部クラッド層４１は、図４に示すように、発光層４０の下面及び上面にそれぞれ設けられている。具体的には、発光層４０の下面に下部クラッド層３９が設けられ、発光層４０の上面に上部クラッド層４１が設けられている。
【００５７】
下部クラッド層３９及び上部クラッド層４１の材質としては、発光層４０（歪発光層４２）よりもバンドギャップの大きい材質が好ましく、バリア層４３よりもバンドギャップが大きい材質がより好ましい。上記材質としては、例えば、ＡｌＸＧａ１−ＸＡｓの組成を有する化合物や、（ＡｌＸＧａ１−Ｘ）ＹＩｎ１−ＹＰ（０≦Ｘ≦１，０＜Ｙ≦１）の組成を有する化合物が挙げられる。また、上記Ｘの値は、下限値が０．３以上であることが好ましく、０．５以上であることがより好ましい。またさらに、上記Ｙの値は、０．４８〜０．５２の範囲が好ましく、０．４９〜０．５１の範囲がより好ましい。
【００５８】
下部クラッド層３９と上部クラッド層４１とは、極性が異なるように構成されている。また、下部クラッド層３９及び上部クラッド層４１のキャリア濃度及び厚さは、公知の好適な範囲を用いることができ、発光層４０の発光効率が高まるように条件を最適化することが好ましい。また、下部クラッド層３９及び上部クラッド層４１の組成を制御することによって、化合物半導体層３２の反りを低減させることができる。
【００５９】
具体的に、下部クラッド層３９としては、例えば、Ｍｇをドープしたｐ型の（ＡｌＸＧａ１−Ｘ）ＹＩｎ１−ＹＰ（０．３≦Ｘ≦１，０＜Ｙ≦１）からなる半導体材料を用いることが望ましい。また、キャリア濃度は２×１０１７〜２×１０１８ｃｍ−３の範囲が好ましく、層厚は０．５〜５μｍの範囲が好ましい。
【００６０】
一方、上部クラッド層４１としては、例えば、Ｓｉをドープしたｎ型の（ＡｌＸＧａ１−Ｘ）ＹＩｎ１−ＹＰ（０．３≦Ｘ≦１，０＜Ｙ≦１）からなる半導体材料を用いることが望ましい。また、キャリア濃度は１×１０１７〜１×１０１８ｃｍ−３の範囲が好ましく、層厚は０．５〜２μｍの範囲が好ましい。なお、下部クラッド層３９及び上部クラッド層４１の極性は、化合物半導体層３２の素子構造を考慮して選択することができる。
【００６１】
また、下部クラッド層３９と発光層４０との間、発光層４０と上部クラッド層４１との間及び下部クラッド層３９と歪調整層３８との間に、両層間におけるバンド（ｂａｎｄ）不連続性を緩やかに変化させるための中間層を設けても良い。この場合、各中間層は、上記両層の中間の禁止帯幅を有する半導体材料からそれぞれ構成することが好ましい。
【００６２】
また、発光部３７の構成層の上方には、オーミック（Ｏｈｍｉｃ）電極の接触抵抗を下げるためのコンタクト層、素子駆動電流を発光部の全般に平面的に拡散させるための電流拡散層、逆に素子駆動電流の通流する領域を制限するための電流阻止層や電流狭窄層など公知の層構造を設けることができる。
【００６３】
歪調整層３８は、図４に示すように、発光部３７の下方に設けられている。この歪調整層３８は、ＧａＡｓ基板上に化合物半導体層２をエピタキシャル成長させる際に、歪発光層４２によって生じた歪を緩和させるために設けられたものである。
また、歪調整層３８は、発光部３７（発光層４０）からの発光波長に対して透明である。
さらに、歪調整層３８は、歪発光層４２及びバリア層４３の格子定数よりも小さい格子定数を有している。またさらに、歪調整層３８は、化合物半導体層３２の形成（エピタキシャル成長による形成）に用いたＧａＡｓ基板の格子定数よりも小さい格子定数を有している。より具体的には、後述する組成から得られる歪調整層３８の格子定数をＡ、バリア層４３の格子定数をＢ、歪発光層４２の格子定数をＣとした場合に、Ａ＜Ｂ＜Ｃとなる関係を有している。
【００６４】
歪調整層３８としては、（ＡｌＸＧａ１−Ｘ）ＹＩｎ１−ＹＰ（０≦Ｘ≦１、０．６≦Ｙ≦１）の組成を有する材料を適用することができる。上記Ｘは、化合物半導体層３２の素子構造にもよるが、Ａｌ濃度が低い材料が化学的に安定であることから、０．５以下であることが好ましく、０であることがより好ましい。また、上記Ｙの下限値は、０．６以上であることが好ましい。ここで、発光層４０（歪発光層４２）の有する歪量が同じ場合を比較すると、上記Ｙの値が小さいほうが歪調整層３８の歪調整効果が小さくなる。このため、歪調整層３８の層厚を厚くする必要が生じ、歪調整層３８の成膜時の成長時間とコストが上昇してしまうため、上記Ｙの値は０．６以上であることが好ましく、０．８以上であることがより好ましい。
【００６５】
また、歪調整層３８としては、発光波長に対して透明であり、ＡｌＸＧａ１−ＸＡｓ１−ＹＰＹ（０≦Ｘ≦１、０．６≦Ｙ≦１）の組成を有するＩＩＩ−Ｖ属半導体材料も好適に用いることができる。上記組成を有する歪調整層３８では、Ｙの値によって格子定数が変化するが、上記Ｙの値が大きい方が、格子定数が小さくなる。また、発光波長に対する透明度は、上記Ｘ及びＹの値の双方に関連するため、透明な材料となるようにＸ及びＹの値を選択すれば良い。
【００６６】
さらに、歪調整層３８として、ＧａＰ、好ましくは、例えばＭｇドープしたｐ型のＧａＰを用いることが好ましい。このＧａＰは、組成の調整が不要であるとともに、歪調整効果が大きいため、生産性及び安定性の面からも歪調整層３８の材料として最も適している。
【００６７】
歪調整層３８は、化合物半導体層３２をエピタキシャル成長させる際に用いる基板であるＧａＡｓ基板の格子定数よりも小さい格子定数を有しているため、歪発光層４２が包含する歪量のばらつきを緩和する機能を備えている。このため、歪調整層３８を設けることにより、発光波長などの特性の均一化、クラック発生等の結晶欠陥の発生防止の効果がある。ここで、歪調整層３８の層厚は、０．５〜２０μｍの範囲であることが好ましく、３〜１５μｍの範囲であることがより好ましい。層厚が０．５μｍ未満であると、歪発光層４２の歪量のばらつきを緩和するのに十分ではなく、層厚が２０μｍを超えると成長時間が長くなり、製造コストが増加するために好ましくない。
【００６８】
このように、歪調整層３８の組成を制御することにより、化合物半導体層３２の反りを低減することができるため、面内波長分布の小さい半導体発光素子３０の作製が可能である。さらに、本実施形態のように、機能性基板３３と化合物半導体層３２との接合を行なう構造を有する場合にも、化合物半導体層３２の反りが大きい場合は割れなどの問題が生じるため、化合物半導体層３２の反りを小さくすることが望ましい。
【００６９】
次に、歪調整層３８が、化合物半導体層２の歪を緩和するメカニズム（歪調整層３８と、化合物半導体層３２との格子定数の関係）について、図６を参照しながら説明する。
図６に示すように、歪調整層３８の格子定数は、基準となるＧａＡｓ基板の格子定数よりも小さい側にある。この状態を−（マイナス）歪とする。これに対して、発光層４０における歪発光層３２の格子定数は、基準となるＧａＡｓ基板の格子定数よりも大きい側にある。これを＋（プラス）歪とする。本発明者等は、歪調整層３８に起因する−歪の存在が、長波長化するために歪発光層４２に導入された＋歪のバラツキを小さくする効果があることを見出した。上述したように、歪発光層３２の発光波長は、歪発光層４２の層厚、組成及び歪量によって決定される。このように、歪発光層４２の発光波長に影響を与える要素が多いため、各要素のばらつきの相乗効果によって波長のバラツキが大きくなりやすい傾向がある。
【００７０】
例えば、歪発光層４２の層厚は３０ｎｍ以下の薄膜が望ましいが、薄い膜であるために層厚を均一に制御することは困難である。そして、層厚と導入される歪量との間には相関があるため、歪発光層４２の層厚がばらつくことによって導入される歪量もばらつき、結果として歪発光層４２の発光波長がばらつくこととなる。そこで、化合物半導体層３２を形成する際に、＋歪を有する歪発光層４２を含む発光部３７の上方（図４では、発光部３７の下方となる）に歪調整層３８を設けることにより、この歪調整層３８の有する−歪が、歪発光層４２の層厚のばらつきによって＋側に大きくずれた歪を−側に引き寄せて、歪発光層４２の歪量のばらつきを小さくする作用があることを見出した。この歪調整層３８の効果は、歪発光層４２の歪量のばらつきの原因が歪発光層４２の組成のばらつきの場合であっても同様である。
【００７１】
ところで、歪調整層３８が備えられていない従来の発光ダイオードでは、発光波長等の特性のばらつきが大きいため、要求された品質を満足することができなかった。これに対し、本実施形態の発光装置６０に用いられる発光素子３０では、発光部３７の下方に歪調整層３８を設けた素子構造としている。これにより、長波長化を行うために必要な歪発光層４２の歪量が発光層４０内において均一化されて、発光波長及び出力の特性のばらつきが小さくなる。また、化合物半導体層３２の表面状態も改善される。
【００７２】
機能性基板３３は、図４に示すように、化合物半導体層３２を構成する歪調整層３８側に接合されている。この機能性基板３３は、発光部３７を機械的に支持するのに充分な強度を有し、且つ、発光部３７から出射される発光を透過できる禁止帯幅が広く、発光層４０からの発光波長に対して光学的に透明な材料から構成する。例えば、機能性基板３３としては、燐化ガリウム（ＧａＰ）、砒化アルミニウム・ガリウム（ＡｌＧａＡｓ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）等のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶体、硫化亜鉛（ＺｎＳ）やセレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）等のＩＩ−ＶＩ族化合物半導体結晶体、或いは六方晶或いは立方晶の炭化珪素（ＳｉＣ）等のＩＶ族半導体結晶体、ガラス、サファイアなど絶縁基板から構成することができる。
一方、接合面に反射率の高い表面を有する機能性基板も選択できる。例えば、表面に銀、金、銅、アルミニウムなどである金属基板または合金基板や、半導体に金属ミラー構造を形成した複合基板なども選択できる。また、機能性基板としては、接合による歪の影響がない歪調整層と同じ材質から選択することが最も望ましい。
【００７３】
機能性基板３３は、発光部３７を機械的に充分な強度で支持するために、例えば約５０μｍ以上の厚みとすることが好ましい。また、化合物半導体層３２に接合した後に、機能性基板３３への機械的な加工を施し易くするため、約３００μｍの厚さを超えないものとすることが好ましい。即ち、機能性基板３３は、約５０μｍ以上約３００μｍ以下の厚さを有するｎ型ＧａＰ基板から構成するのが最適である。
【００７４】
また、図４に示すように、機能性基板３３の側面は、化合物半導体層３２に近い側において主たる光取り出し面に対して略垂直である垂直面３３ａとされており、化合物半導体層３２に遠い側において主たる光取り出し面に対して内側に傾斜した傾斜面３３ｂとされている。これにより、発光層４０から機能性基板３３側に放出された光を効率よく外部に取り出すことができる。また、発光層４０から機能性基板３３側に放出された光のうち、一部は垂直面３３ａで反射され、傾斜面３３ｂで取り出すことができる。一方、傾斜面３３ｂで反射された光は垂直面３３ａで取り出すことができる。このように、垂直面３３ａと傾斜面３３ｂとの相乗効果により、光の取り出し効率を高めることができる。
【００７５】
また、本実施形態では、図４に示すように、傾斜面３３ｂと発光面に平行な面とのなす角度αを、５５度〜８０度の範囲内とすることが好ましい。このような範囲とすることで、機能性基板３３の底部で反射された光を効率よく外部に取り出すことができる。
また、垂直面３３ａの幅（厚さ方向）を、３０μｍ〜１００μｍの範囲内とすることが好ましい。垂直面３３ａの幅を上記範囲内にすることで、機能性基板３３の底部で反射された光を、垂直面３３ａにおいて効率よく発光面に戻すことができ、さらには、主たる光取り出し面から放出させることが可能となるので、発光素子３０の発光効率を高めることができる。
【００７６】
また、機能性基板３３の傾斜面３３ｂは、粗面化されていることが好ましい。傾斜面３３ｂが粗面化されることにより、この傾斜面３３ｂでの光取り出し効率をさらに向上させる効果が得られる。即ち、傾斜面３３ｂを粗面化することにより、傾斜面３３ｂでの全反射を抑制して、光取り出し効率を上げることができる。
【００７７】
化合物半導体層３２と機能性基板３３との接合界面は、高抵抗層となる場合がある。即ち、化合物半導体層３２と機能性基板３３との間には、図示略の高抵抗層が設けられている場合がある。この高抵抗層は、機能性基板３３よりも高い抵抗値を示し、高抵抗層が設けられている場合には化合物半導体層３２の歪調整層３８側から機能性基板３３側への逆方向の電流を低減する機能を有している。また、機能性基板３３側から歪調整層３８側へと不用意に印加される逆方向の電圧に対して耐電圧性を発揮する接合構造を構成しているが、その降伏電圧は、ｐｎ接合型の発光部３７の逆方向電圧よりも低値となる様に構成することが好ましい。
【００７８】
ｎ型オーミック電極３４及びｐ型オーミック電極３５は、発光素子３０の主たる光取り出し面に設けられた低抵抗のオーミック接触電極である。ここで、ｎ型オーミック電極３４は、上部クラッド層４１の上方に設けられており、例えば、ＡｕＧｅ、Ｎｉ合金／Ａｕからなる合金を用いることができる。一方、ｐ型オーミック電極３５は、図４に示すように、露出させた歪調整層３８の表面にＡｕＢｅ／Ａｕからなる合金を用いて設けることができる。
【００７９】
ここで、本実施形態の発光装置６０に用いられる発光素子３０では、第２の電極としてｐ型オーミック電極３５を、歪調整層３８上に形成することが好ましい。このような構成とすることにより、作動電圧を下げる効果が得られる。また、ｐ型オーミック電極３５をｐ型ＧａＰからなる歪調整層３８上に形成することにより、良好なオーミックコンタクトが得られるため、作動電圧を下げることができる。
【００８０】
なお、本実施形態では、第１の電極の極性をｎ型とし、第２の電極の極性をｐ型とするのが好ましい。このような構成とすることにより、発光素子３０の高輝度化を達成することができる。一方、第１の電極をｐ型とすると、電流拡散が悪くなり、輝度の低下を招く。これに対して、第１の電極をｎ型とすることによって電流拡散が良くなり、発光素子３０の高輝度化を達成することができる。
【００８１】
本実施形態の発光装置６０に用いられる発光素子３０では、図３の平面図に示すように、ｎ型オーミック電極３４とｐ型オーミック電極３５とが対角の位置となるように配置することが好ましい。また、ｐ型オーミック電極３５の周囲を、化合物半導体層３２で囲んだ構成とすることが最も好ましい。このような構成とすることにより、作動電圧を下げる効果が得られる。また、ｐ型オーミック電極３５の四方をｎ型オーミック電極３４で囲むことにより、電流が四方に流れやすくなり、その結果、作動電圧が低下する。
【００８２】
また、本実施形態の半導体発光素子３０では、図３に示すように、ｎ型オーミック電極３４を、ハニカム、格子形状など網目とすることが好ましい。このような構成とすることにより、ｎ型オーミック電極３４の信頼性を大幅に向上させる効果が得られる。また、格子状とすることにより、発光層４０に均一に電流を注入することができ、その結果、信頼性を向上させる効果が得られる。なお、本実施形態の発光装置６０に用いられる発光素子３０は、ｎ型オーミック電極３４を、パッド形状の電極（パッド電極）と幅１０μｍ以下の線状の電極（線状電極）とで構成することが好ましい。このような構成とすることにより、高輝度化をはかることが可能となる。さらに、線状電極の幅を狭くすることにより、光取り出し面の開口面積を上げることができ、高輝度化を達成することが可能となる。
【００８３】
第３の電極３６は、図４に示すように、機能性基板３３の底面に設けられており、高輝度化、導通性、実装工程の安定化を向上させる機能を有している。第３の電極３６の材質は、特に限定されるものではないが、例えば、反射率が高い銀（Ａｇ）ペーストを用いることができる。また、第３の電極３６には、例えば反射層、バリア層、接続層からなる積層構造体を用いることができる。上記反射層としては、反射率の高い金属、例えば、銀、金、アルミニウム、白金およびこれらの金属の合金を用いることができる。また、機能性基板３３と反射層との間に、例えば、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）等の透明導電膜からなる酸化膜を設けることができる。また、バリア層としては、例えば、タングステン、モリブデン、チタン、白金、クロム、タンタル等の高融点金属を用いることができる。また、接続層としては、例えば、ＡｕＳｎ、ＡｕＧｅ，ＡｕＳｉ等の低融点の共晶金属を用いることができる。
【００８４】
また、第３の電極３６は、オーミック電極であってもショットキー電極であっても良いが、第３の電極３６が機能性基板３３の底面にオーミック電極を形成すると、発光層４０からの光を吸収してしまうため、ショットキー電極であることが好ましい。第３の電極３６の厚さは特に限定されるものではないが、０．２〜５μｍの範囲が好ましく、１〜３μｍの範囲がより好ましく、１．５〜２．５μｍの範囲が特に好ましい。ここで、第３の電極３６の厚さが０．２μｍ未満であると、高度な膜厚制御技術が必要となるために好ましくない。また、第３の電極３６の厚さが５μｍを超えるとパターン形成しにくく、高コストとなるために好ましくない。一方、第３の電極３６の厚さが上記範囲であると、品質の安定性とコストの両立が可能であるため好ましい。
【００８５】
封止樹脂６５は、凹部６１ａ内において半導体発光素子３０を封止して設けられ、半導体発光素子３０から出力される光に対する透光性を有し、詳細を後述するように、エピスルフィド化合物と、ＳＨ基を１分子あたり２個以上有するメルカプタン化合物との反応物からなり、エピスルフィド化合物とメルカプタン化合物の配合質量比が０．０２〜１．５の範囲とされた樹脂組成物からなる。
【００８６】
本実施形態の発光装置６０においては、発光素子３０から上記波長の赤色光が出射され、封止樹脂６５を透過した赤色光が出射面６５ａから出射されるようになっている。
【００８７】
（樹脂組成物）
本実施形態の発光装置６０において、封止樹脂６５をなす樹脂組成物は、液状硬化性の樹脂組成物であり、特定の化学構造を有する液状硬化性樹脂を含むものである。
【００８８】
封止樹脂６５を構成する透明樹脂としては、ガスや水分によるＬＥＤチップやリードの劣化を防ぐことが可能な下記の樹脂組成物からなる樹脂が使用される。
即ち、下記一般式（１）で表されるエピスルフィド化合物と、ＳＨ基を１分子あたり２個以上有するメルカプタン化合物とからなり、前記エピスルフィド化合物中のエピスルフィド基の総計のモル数に対する前記メルカプタン化合物中のＳＨ基の総計のモル数が０．０２〜１．５とされた樹脂組成物が使用される（なお、本明細書においては、この樹脂組成物を、チオエポキシ基を有する樹脂組成物と記載することがある）。
【００８９】
【化２】
2011096976.tif 000004
【００９０】
なお、上記一般式（１）のｍ、ｎはそれぞれ、ｍが０〜４の整数であり、ｎが０〜１の整数であることが好ましい。上述の樹脂は、可視領域において透明な樹脂として有益である。
【００９１】
上記一般式（１）で表されるエピスルフィド化合物は、例えばビス（β−エピチオプロピル）スルフィド（ｎ＝０）またはビス（β−エピチオプロピル）ジスルフィド（ｎ＝１、ｍ＝０）等である。
【００９２】
また、チオエポキシを一部補完する目的でエポキシ化合物を用いることも出来る。このような化合物としては、例えば、ジャパンエポキシレジン（株）製の商品名エピコート８０６、８２８、８３４、１００２、１００４等のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ジャパンエポキシレジン（株）製の商品名エピコート８０６、８０７、４００５Ｐ、東都化成（株）製の商品名ＹＤＦ−１７０等のビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ジャパンエポキシレジン（株）製の商品名エピコートＹＸ−８０００、ＹＸ−８０３４等の水添エポキシ樹脂、ジャパンエポキシレジン（株）製の商品名エピコート１５２、１５４、日本化薬（株）製の商品名ＥＰＰＮ−２０１、ダウケミカル社製の商品名ＤＥＮ−４３８等のフェノールノボラック型エポキシ樹脂、日本化薬（株）製の商品名ＥＯＣＮ−１２５Ｓ、１０３Ｓ、１０４Ｓ等のｏ−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ジャパンエポキシレジン（株）製の商品名エピコートＹＸ−４０００，ＹＬ−６６４０等のビフェニル型エポキシ樹脂、ジャパンエポキシレジン（株）製の商品名エピコート１０３１Ｓ、ナガセ化成（株）製の商品名デナコールＥＸ−６１１、ＥＸ−６１４、ＥＸ−６１４Ｂ、ＥＸ−６２２、ＥＸ−５１２、ＥＸ−５２１、ＥＸ−４２１、Ｅ−４１１、ＥＸ−３２１等の多官能エポキシ樹脂、ジャパンエポキシレジン（株）製の商品名エピコート６０４、東都化成（株）製の商品名ＹＨ−４３４、三菱ガス化学（株）製の商品名ＴＥＴＲＡＤ−Ｘ、ＴＥＴＲＡＤ−Ｃ、日本化薬（株）製の商品名ＧＡＮ、住友化学（株）製の商品名ＥＬＭ−１２０等のアミン型エポキシ樹脂、ダイセル化学工業（株）製のセロキサイド２０２１P等の脂環式エポキシ樹脂等が挙げられ、これらを単独で又は２種類以上組み合わせて使用することができる。
【００９３】
エポキシ樹脂は、一般に、チオエポキシよりは相当に安価であり、また、ガラス転移温度を上げる効果もあるが、使用量が多くなると肝心の酸素や硫化水素ガスのガスバリア性が低下してしまうため、チオエポキシ樹脂とエポキシ樹脂を配合後の割合で、等質量以下、好ましくは５０質量%以下、更に好ましくは２０質量%以下に留めるべきである。
【００９４】
また、ＳＨ基を１分子あたりで２個以上有するメルカプタン化合物の例としては、メタンジチオール、メタントリチオール、１，２−ジメルカプトエタン、ビス（２−メルカプトエチル）スルフィド、ビス（２−メルカプトエチルエーテル）、ビス（２，３−ジメルカプトプロピル）スルフィド、１，２，３−トリメルカプトプロパン、２−メルカプトメチル−１，３−ジメルカプトプロパン、２−メルカプトメチル−１，５−ジメルカプト−３−チアペンタン、４−メルカプトメチル−１，８−ジメルカプト−３，６−ジチアオクタン、２，４−ビス（メルカプトメチル）−１，５−ジメルカプト−３−チアペンタン、４，８−ビス（メルカプトメチル）−１，１１−ジメルカプト−３，６，９−トリチアウンデカン、４，７−ビス（メルカプトメチル）−１，１１−ジメルカプト−３，６，９−トリチアウンデカン、５，７−ビス（メルカプトメチル）−１，１１−ジメルカプト−３，６，９−トリチアウンデカン、３，５−ビス（メルカプトメチルチオ）−１，７−ジメルカプト−２，６−ジチアヘプタン、１，２，７−トリメルカプト−４，６−ジチアヘプタン、１，２，９−トリメルカプト−４，６，８−トリチアノナン、１，２，６，７−テトラメルカプト−４−チアヘプタン、１，２，８，９−テトラメルカプト−４，６−ジチアノナン、１，２，１０，１１−テトラメルカプト−４，６，８−トリチアウンデカン、１，２，１２，１３−テトラメルカプト−４，６，８，１０−テトラチアトリデカン、エチレングリコールビス（チオグリコレート）、トリメチロールプロパントリス（チオグリコレート）、ペンタエリスリトールテトラキス（チオグリコレート）、エチレングリコールビス（３−メルカプトプロピオネート）、トリメチロールプロパントリ（３−メルカプトプロピオネート）、ペンタエリスリトールテトラキス（３−メルカプトプロピオネート）、エチレングリコールビス（３−メルカプトブタノエート）、トリメチロールプロパントリ（３−メルカプトブタノエート）、ペンタエリスリトールテトラキス（３−メルカプトブタノエート）、テトラキス（メルカプトメチル）メタン、テトラキス（４−メルカプト−２−チアブチル）メタン、テトラキス（７−メルカプト−２，５−ジチアヘプチル）メタン、２，５−ビス（メルカプトメチル）−１，４−ジチアン、ビス（４−メルカプトフェニル）スルフィド、ビス（４−メルカプトメチルフェニル）メタン、２，２−ビス（４−メルカプトメチルフェニル）プロパン、ビス（４−メルカプトメチルフェニル）エーテル、ビス（４−メルカプトメチルフェニル）スルフィド等が挙げられるが、トリメチロールプロパントリス（チオグリコレート）、ペンタエリスリトールテトラキス（チオグリコレート）、トリメチロールプロパントリ（３−メルカプトプロピオネート）、ペンタエリスリトールテトラキス（３−メルカプトプロピオネート）、トリメチロールプロパントリ（３−メルカプトブタノエート）、ペンタエリスリトールテトラキス（３−メルカプトブタノエート）が特に好ましい。
【００９５】
エピスルフィド基とエポキシ基を持つ化合物を合せた総量に対してのＳＨ基を持つ化合物の総量の質量比の下限としては、０．０２以上、好ましくは０．１以上、さらには０．２以上が特に好ましい。質量比が下限値を大幅に下回ると、硬化速度が遅くなり、好ましくない。また、上限値については、１．５以下、好ましくは１以下、さらには０．８以下が特に好ましい。また、配合質量比としては、０．０２〜１．５の範囲が好ましい。この質量比が上限値を超えると、硬化樹脂が柔らなくなるので好ましくない。
また、上記一般式（２）のｍが４を超えると可撓性が低下するので好ましくなく、ｎが１を超えるとガラス転移温度があまりに低下するので好ましくない。
【００９６】
本発明においては、さらに凹部６１ａ内面の一部にアノード用リード部６２及びカソード用リード部６３等が露出している当該部分や、発光素子３０のｐ型オーミック電極３５及びｎ型オーミック電極３４の部分が、少なくとも公知な樹脂による樹脂薄膜コート材９０で被覆されていてもよい。これは、アノード用リード部６２及びカソード用リード部６３等のリードフレームや、ｐ型オーミック電極３５及びｎ型オーミック電極３４のボンディングワイヤとの接合部分等に銀メッキが施されている場合があり、この場合には硫化防止用の樹脂薄膜コート材９０が形成されているのが好ましい。
【００９７】
本発明においては、前述のようなチオエポキシ基を有する樹脂組成物を封止樹脂６５として使用する場合には、前述のチオエポキシの影響により銀メッキが黒くなることが心配されるので、前述の硫化防止用の樹脂薄膜コート材９０が形成されているのが特に好ましい。樹脂薄膜コート材９０の膜厚は、少なくとも１μｍ以下として形成されるのがよい。
【００９８】
樹脂薄膜コート材９０を構成する樹脂材料として、可視領域において透明な各種樹脂を適用することができる。このような樹脂材料としては、公知の硬化性樹脂と、これを硬化させる硬化剤と、さらに必要により配合される、例えば酸化防止剤、変色防止剤、光劣化防止剤、反応性希釈剤、無機充填剤、難燃剤、有機溶剤等を含むものがよい。
【００９９】
硬化性樹脂としては、主剤及び硬化剤と、主剤と硬化剤との硬化反応を促進する硬化反応促進剤を含む２液型硬化性樹脂が挙げられる。具体的には、例えば、硬化性シリコン樹脂、硬化性エポキシ樹脂、硬化性エポキシシリコン混成樹脂、硬化性アクリル樹脂、硬化性ポリイミド樹脂等が挙げられる。これらの中でも、硬化性シリコン樹脂、硬化性エポキシ樹脂が好ましい。
【０１００】
（硬化性シリコン樹脂）
硬化性シリコン樹脂としては、一般に、分子中にケイ素原子結合アルケニル基を有する化合物（主剤）と、分子中にケイ素原子結合水素原子を有する化合物（硬化剤）と、ヒドロシリル化反応触媒（硬化反応促進剤）とを含有してなる液状硬化性シリコン樹脂が好ましい。主剤としては、１分子中に、好ましくは２個〜６個のアルケニル基を有するオルガノポリシロキサンが挙げられる。ケイ素原子の結合したアルケニル基は、オルガノポリシロキサン分子中、分子鎖末端にあっても、分子鎖非末端にあっても、あるいはその両方にあってもよい。また、オルガノポリシロキサンの構造は、特に限定されるものではなく、例えば、直鎖状、分岐鎖状、三次元網状、環状等のいずれであってもよいが、好ましくは三次元網状である。
【０１０１】
硬化剤としては、ケイ素原子に結合した水素原子を１分子中に少なくとも２個有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンが挙げられる。ケイ素原子に結合した水素原子は、オルガノハイドロジェンポリシロキサン分子中、分子鎖末端にあっても、分子鎖非末端にあっても、あるいはその両方にあってもよい。また、オルガノハイドロジェンポリシロキサンの構造は、特に限定されるものではなく、例えば、直鎖状、分岐鎖状、三次元網状、環状等のいずれであってもよいが、好ましくは直鎖状または環状である。
【０１０２】
硬化反応促進剤としては、主剤であるオルガノポリシロキサン中のケイ素原子に結合したアルケニル基と、硬化剤であるオルガノハイドロジェンポリシロキサン中のケイ素原子結合水素原子とのヒドロシリル化反応を促進するヒドロシリル化反応触媒が挙げられる。ヒドロシリル化反応触媒としては、特に限定されず、従来公知のものが全て使用できる。例えば、白金黒、塩化第二白金、塩化白金酸、塩化白金酸と一価アルコールとの反応生成物、塩化白金酸とオレフィン類との錯体、白金ビスアセトアセテート等の白金系触媒；パラジウム系触媒、ロジウム系触媒等の白金族金属系触媒等が挙げられる。
【０１０３】
（硬化性エポキシ樹脂）
硬化性エポキシ樹脂の主剤としては、１分子中に２個以上のエポキシ基を有し、室温（例えば、２５℃）で液状のものであれば使用可能である。具体的には、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールＡ等のビスフェノール型エポキシ樹脂；フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂等のノボラック型エポキシ樹脂；トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、トリフェノールプロパン型エポキシ樹脂等のトリフェノールアルカン型エポキシ樹脂；フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、シクロペンタジエン型エポキシ樹脂等が挙げられる。これらの硬化性エポキシ樹脂は１種単独で又は２種以上混合して用いることができる。
【０１０４】
硬化性エポキシ樹脂の硬化剤としては、例えば、ジエチレントリアミン（ＤＥＴＡ）、トリエチレンテトラミン（ＴＥＴＡ）、メタキシレリレンジアミン（ＭＸＤＡ）等の脂肪族ポリアミン；ジアミノジフェニルメタン（ＤＤＭ）、ｍ−フェニレンジアミン（ＭＰＤＡ）、ジアミノジフェニルスルホン（ＤＤＳ）等の芳香族ポリアミン；ジシアンジアミド（ＤＩＣＹ）、有機酸ジヒドララジド等を含むポリアミン化合物；ヘキサヒドロ無水フタル酸（ＨＨＰＡ）、メチルテトラヒドロ無水フタル酸（ＭＴＨＰＡ）等の脂環族酸無水物；無水トリメリット酸（ＴＭＡ）、無水ピロメリット酸（ＰＭＤＡ）、ベンゾフェノンテトラカルボン酸（ＢＴＤＡ）等の芳香族酸無水物等を含む酸無水物；ノボラック型フェノール樹脂、フェノールポリマー等のポリフェノール化合物；ポリサルファイド、チオエステル、チオエーテル等のポリメルカプタン化合物；イソシアネートプレポリマー、ブロック化イソシアネート等のイソシアネート化合物；カルボン酸含有ポリエステル樹脂等の有機酸類等の重付加型の硬化剤；ベンジルジメチルアミン（ＢＤＭＡ）、２，４，６−トリスジメチルアミノメチルフェノール（ＤＭＰ−３０）等の３級アミン化合物；２−メチルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール（ＥＭＩ２４）等のイミダゾール化合物；ＢＦ３錯体等のルイス酸等の触媒型の硬化剤；レゾール型フェノール樹脂等のフェノール樹脂；メチロール基含有尿素樹脂のような尿素樹脂；メチロール基含有メラミン樹脂のようなメラミン樹脂等の縮合型の硬化剤が挙げられる。これらの硬化剤は単独あるいは２種類以上組み合わせて使用することができる。
硬化剤の含有量は、特に限定されないが、通常、液状硬化性樹脂組成物全体の０．１質量％〜３０質量％、好ましくは、５質量％〜１５質量％の範囲で適宜選択される。
【０１０５】
硬化性エポキシ樹脂の硬化反応促進剤としては、例えば、イミダゾール化合物、アミン化合物、トリフェニルホスフィン、メチルジフェニルホスフィン等の有機ホスフィン類；テトラフェニルホスホニウム・テトラフェニルボレート、テトラフェニルホスホニウム・テトラ安息香酸ボレート、テトラフェニルホスホニウム・テトラナフトイックアシッドボレート、テトラフェニルホスホニウム・テトラナフトイルオキシボレート、テトラフェニルホスホニウム・テトラナフチルオキシボレート等のテトラ置換ホスホニウム・テトラ置換ボレート；ホスフィン化合物とキノン化合物との付加物等が挙げられる。これらの中でも、イミダゾール化合物と、ホスフィン化合物とキノン化合物との付加物とが好ましい。
【０１０６】
また、封止樹脂６５には、透過した赤色光を出射させる出射面６５ａが設けられている。この例では、図２（ｂ）に示すように、樹脂容器６１の上部側、即ち凹部６１ａの開口部側に出射面６５ａが形成されている。
【０１０７】
本発明において封止樹脂６５に使用される、上記一般式（１）で表される、エピスルフィド化合物とＳＨ基を１分子あたり２個以上有するメルカプタン化合物とからなる樹脂組成物は、少なくとも水蒸気透過率は、透湿度で５（ｇ／ｍ２・２４時間）以下、好ましくは１（ｇ／ｍ２・２４時間）以下、さらに望ましくは０．５（ｇ／ｍ２・２４時間）以下のバリア性能を有する。
また、上記一般式（１）で表される、エピスルフィド化合物とＳＨ基を１分子あたり２個以上有するメルカプタン化合物とからなる樹脂組成物は、少なくとも酸素透過率が、５０００（ｃｍ３）／ｍ２／２４ｈ／ａｔｍ）以下、好ましくは２０００（ｃｍ３）／ｍ２／２４ｈ／ａｔｍ）以下、さらに望ましくは５００（ｃｍ３）／ｍ２／２４ｈ／ａｔｍ）以下のバリア性能を有する。
また、本発明において、上記樹脂組成物は、硫化水素に対しても高いバリア性能を有する。
【０１０８】
このように、本発明において形成され、上記樹脂組成物からなる封止樹脂６５は、水、酸素または硫化水素に対し高いガスバリア性を有し、パッケージ内部への侵入を防止することができる。これにより、水、酸素、硫化水素等が、凹部６１ａの底面７０に露出するアノード用リード部６２（導体部）、カソード用リード部６３（導体部）及び半導体発光素子３０まで達するおそれがない。なお、水蒸気、酸素及び硫化水素等のガス透過率測定は、例えば、ＪＩＳ  Ｋ７１２６のガスクロ法に準じて容易に測定することができる。
【０１０９】
＜発光装置の製造方法＞
次に、図７〜図９を参照しながら、図２に例示するような発光装置６０の製造方法について説明する。図７は、本実施形態の発光装置６０に備えられる発光素子３０に用いるエピウェーハの断面図であり、図８は、発光素子３０に用いる接合ウェーハの断面図である。
【０１１０】
「樹脂容器の作製」
まず、アノード用リード部６２及びカソード用リード部６３を一体化したリードフレームに、白色樹脂を射出成形して、凹部６１ａを有する樹脂容器６１を形成する。
【０１１１】
「発光素子の作製」
次に、半導体発光素子３０は、以下に示す手順で作製することができる。
【０１１２】
（化合物半導体層の形成工程）
まず、図７に示すように、化合物半導体層３２を作製する。化合物半導体層３２は、ＧａＡｓ基板４４上に、ＧａＡｓからなる緩衝層４５、選択エッチングに利用するために設けられた図示略のエッチングストップ層、Ｓｉをドープしたｎ型のＡｌＧａＩｎＰからなるコンタクト層４６、ｎ型の上部クラッド層４１、発光層４０、ｐ型の下部クラッド層３９、Ｍｇドープしたｐ型ＧａＰからなる歪調整層３８を順次積層して作製する。
【０１１３】
ＧａＡｓ基板４４は、公知の製法で作製された市販品の単結晶基板を使用できる。ＧａＡｓ基板４４のエピタキシャル成長させる表面は、平滑であることが望ましい。ＧａＡｓ基板４４の表面の面方位は、エピ成長しやすく、量産されている（１００）面および（１００）から、±２０°以内にオフした基板が、品質の安定性の面からのぞましい。さらに、ＧａＡｓ基板４４の面方位の範囲が、（１００）方向から（０−１−１）方向に１５°オフ±５°であることがより好ましい。
【０１１４】
ＧａＡｓ基板４４の転位密度は、化合物半導体層２の結晶性を良くするために低い方が望ましい。具体的には、例えば、１００００個ｃｍ−２以下、望ましくは、１０００個ｃｍ−２以下であることが好適である。
【０１１５】
ＧａＡｓ基板４４は、ｎ型であってもｐ型であっても良い。ＧａＡｓ基板４４のキャリア濃度は、所望の電気伝導度と素子構造から、適宜選択することができる。例えば、ＧａＡｓ基板４４がシリコンドープのｎ型である場合には、キャリア濃度が１×１０１７〜５×１０１８ｃｍ−３の範囲であることが好ましい。これに対して、ＧａＡｓ基板４４が亜鉛をドープしたｐ型の場合には、キャリア濃度２×１０１８〜５×１０１９ｃｍ−３の範囲であることが好ましい。
【０１１６】
ＧａＡｓ基板４４の厚さは、基板のサイズに応じて適切な範囲がある。ＧａＡｓ基板４４の厚さが適切な範囲よりも薄いと、化合物半導体層３２の製造プロセス中に割れてしまうおそれがある。一方、ＧａＡｓ基板４４の厚さが適切な範囲よりも厚いと、材料コストが増加することになる。このため、ＧａＡｓ基板４４の基板サイズが大きい場合、例えば、直径７５ｍｍの場合には、ハンドリング時の割れを防止するために２５０〜５００μｍの厚さが望ましい。同様に、直径５０ｍｍの場合は、２００〜４００μｍの厚さが望ましく、直径１００ｍｍの場合は、３５０〜６００μｍの厚さが望ましい。
【０１１７】
このように、ＧａＡｓ基板４４の基板サイズに応じて基板の厚さを厚くすることにより、歪発光層３７に起因する化合物半導体層３２の反りを低減することができる。これにより、エピタキシャル成長中の温度分布が均一となることため、発光層４０の面内の波長分布のバラツキを小さくすることができる。なお、ＧａＡｓ基板４４の形状は、特に円形に限定されず、矩形等であっても問題ない。
【０１１８】
緩衝層（ｂｕｆｆｅｒ）４５は、半導体基板４７と発光部３７の構成層との格子ミスマッチの緩和するために設けられている。このため、基板の品質やエピタキシャル成長条件を選択すれば、緩衝層４５は、必ずしも必要ではない。また、緩衝層４５の材質は、エピタキシャル成長させる基板と同じ材質とすることが好ましい。従って、本実施形態では、緩衝層４５には、ＧａＡｓ基板４４と同じくＧａＡｓを用いることが好ましい。また、緩衝層４５には、欠陥の伝搬を低減するためにＧａＡｓ基板４４と異なる材質からなる多層膜を用いることもできる。緩衝層４５の厚さは、０．１μｍ以上とすることが好ましく、０．２μｍ以上とすることがより好ましい。
【０１１９】
コンタクト層４６は、電極との接触抵抗を低下させるために設けられている。コンタクト層４６の材質は、歪発光層４２よりバンドギャップの大きい材質であることが好ましく、ＡｌＸＧａ１−ＸＡｓ、（ＡｌＸＧａ１−Ｘ）ＹＩｎ１−ＹＰ（０≦Ｘ≦１，０＜Ｙ≦１）が好適である。また、コンタクト層４６のキャリア濃度の下限値は、電極との接触抵抗を低下させるために５×１０１７ｃｍ−３以上であることが好ましく、１×１０１８ｃｍ−３以上がより好ましい。キャリア濃度の上限値は、結晶性の低下が起こりやすくなる２×１０１９ｃｍ−３以下が望ましい。コンタクト層４６の厚さは、０．５μｍ以上が好ましく、１μｍ以上が最適である。コンタクト層４６の厚さの上限値は、特に限定されないが、エピタキシャル成長に係るコストを適正にするため、５μｍ以下とすることが望ましい。
【０１２０】
本実施形態では、分子線エピタキシャル法（ＭＢＥ）や減圧有機金属化学気相堆積法（ＭＯＣＶＤ法）等の公知の成長方法を適用することができる。なかでも、量産性に優れるＭＯＣＶＤ法を適用することが望ましい。具体的には、化合物半導体層３２のエピタキシャル成長に使用するＧａＡｓ基板４４は、成長前に洗浄工程や熱処理等の前処理を実施して、表面の汚染や自然酸化膜を除去することが望ましい。化合物半導体層３２を構成する各層は、直径５０〜１５０ｍｍのＧａＡｓ基板４４をＭＯＣＶＤ装置内に８枚以上セットし、同時にエピタキシャル成長させて積層することができる。また、ＭＯＣＶＤ装置としては、自公転型、高速回転型等の市販の大型装置を適用することができる。
【０１２１】
上述のような化合物半導体層３２の各層をエピタキシャル成長する際、ＩＩＩ族構成元素の原料としては、例えば、トリメチルアルミニウム（（ＣＨ３）３Ａｌ）、トリメチルガリウム（（ＣＨ３）３Ｇａ）及びトリメチルインジウム（（ＣＨ３）３Ｉｎ）を用いることができる。また、Ｍｇのドーピング原料としては、例えば、ビスシクロペンタジエチルマグネシウム（ｂｉｓ−（Ｃ５Ｈ５）２Ｍｇ）等を用いることができる。また、Ｓｉのドーピング原料としては、例えば、ジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）等を用いることができる。また、Ｖ族構成元素の原料としては、ホスフィン（ＰＨ３）、アルシン（ＡｓＨ３）等を用いることができる。また、各層の成長温度としては、歪調整層３８としてｐ型ＧａＰを用いる場合は、７２０〜７７０℃を適用することができ、その他の各層では６００〜７００℃を適用することができる。さらに、各層のキャリア濃度及び層厚、温度条件は、適宜選択することができる。
【０１２２】
このようにして製造した化合物半導体層３２は、歪発光層３７を有するにもかかわらず結晶欠陥が少ない良好な表面状態が得られる。また、化合物半導体層３２は、素子構造に対応して研磨などの表面加工を施しても良い。
【０１２３】
（透明基板の接合工程）
次に、化合物半導体層３２と機能性基板３３とを接合する。化合物半導体層３２と機能性基板３３との接合は、先ず、化合物半導体層３２を構成する歪調整層３８の表面を研磨して、鏡面加工する。次に、この歪調整層３８の鏡面研磨した表面に貼付する機能性基板３３を用意する。なお、この機能性基板３３の表面は、歪調整層３８に接合させる以前に鏡面に研磨する。次に、一般の半導体材料貼付装置に、化合物半導体層３２と機能性基板３３とを搬入し、真空中で鏡面研磨した双方の表面に電子を衝突させて中性（ニュートラル）化したＡｒビームを照射する。その後、真空を維持した貼付装置内で双方の表面を重ね合わせて荷重をかけることで、室温で接合することができる（図８参照）。
【０１２４】
（ｎ型オーミック電極及びｐ型オーミック電極の形成工程）
次に、第１の電極であるｎ型オーミック電極３４及び第２の電極であるｐ型オーミック電極３５を形成する。ｎ型オーミック電極３４及びｐ型オーミック電極３５の形成においては、先ず、機能性基板３３と接合した化合物半導体層３２から、ＧａＡｓ基板４４及び緩衝層４５をアンモニア系エッチャントによって選択的に除去する。次に、露出したコンタクト層４６の表面にｎ型オーミック電極３４を形成する。具体的には、例えば、ＡｕＧｅ、Ｎｉ合金／Ｐｔ／Ａｕを、任意の厚さとなるように真空蒸着法によって積層した後、一般的なフォトリソグラフィー手段を利用してパターニングを行い、ｎ型オーミック電極３４の形状を形成する。
【０１２５】
次に、コンタクト層４６、上部クラッド層４１、発光層４０、下部クラッド層３９を選択的に除去して歪調整層３８を露出させ、この露出した歪調整層３８の表面にｐ型オーミック電極３５を形成する。具体的には、例えば、ＡｕＢｅ／Ａｕを任意の厚さとなるように真空蒸着法によって積層した後、一般的なフォトリソグラフィー手段を利用してパターニングを行い、ｐ型オーミック電極３５の形状を形成する。
そして、その後、例えば、４００〜５００℃、５〜２０分間の条件で熱処理を行って各々合金化することにより、低抵抗のｎ型オーミック電極３４及びｐ型オーミック電極３５を形成することができる。
【０１２６】
（第３の電極の形成工程）
次に、機能性基板３３の化合物半導体層３２との接合面とは反対側に、第３の電極３６を形成する。第３の電極３６として銀ペーストを用いる場合は、機能性基板の表面に銀ペーストを塗布する。また、第３の電極として積層構造体を用いる場合は、具体的には、例えば、機能性基板３３の表面に、スパッタ法によって酸化膜として透明導電膜であるＩＴＯ膜を０．１μｍ成膜した後に、銀合金膜を０．１μｍ成膜して反射層を形成する。次に、この反射層の上に、バリア層として、例えばタングステンを０．１μｍ成膜する。次に、このバリア層の上に、Ａｕを０．５μｍ、ＡｕＳｎ（共晶：融点２８３℃）を１μｍ、Ａｕを０．１μｍ順次成膜して接続層を形成する。そして、通常のフォトリソグラフィー法により、任意の形状にパターニングして第３の電極３６を形成する。なお、機能性基板３３と第３の電極３６とは、光吸収の少ないショットキー接触となる。
【０１２７】
（透明基板の加工工程）
次に、機能性基板３３の形状を加工する。機能性基板３３の加工は、先ず、第３の電極３６を形成していない表面にＶ字状の溝入れを行う。この際、Ｖ字状の溝の第３の電極３６側の内側面が、発光面に平行な面とのなす角度αを有する傾斜面３３ｂとなる。次に、化合物半導体層３２側から所定の間隔でダイシングを行ってチップ化する。なお、チップ化の際のダイシングによって機能性基板３３の垂直面３３ａが形成される。
【０１２８】
傾斜面３３ｂの形成方法は、特に限定されるものではなく、ウェットエッチング、ドライエッチング、スクライブ法、レーザ加工等、従来からの方法を組み合わせて用いることができるが、形状の制御性及び生産性の高いダイシング法を適用することが最も好ましい。ダイシング法を適用することにより、製造歩留まりを向上することができる。
【０１２９】
また、垂直面３３ａの形成方法は、特に限定されるものではないが、スクライブ・ブレーク法又はダイシング法で形成するのが好ましい。スクライブ・ブレーク法を採用することにより、製造コストを低下させることができる。すなわち、チップ分離の際に切り代を設ける必要なく、数多くの発光ダイオードが製造できるため、製造コストを下げることができる。一方、ダイシング法では、垂直面３３ａからの光取り出し効率が上がり、高輝度化を達成することができる。
【０１３０】
最後に、ダイシングによる破砕層及び汚れを必要に応じて硫酸・過酸化水素混合液等でエッチング除去する。このようにして発光素子３０を製造する。
【０１３１】
「樹脂容器の凹部への発光素子の取付」
次に、上記工程で作製した半導体発光素子３０を、樹脂容器６１の凹部６１ａの底面７０に露出するカソード用リード部６３上に接着固定し、ボンディングワイヤにより、半導体発光素子３０のｐ型オーミック電極３５及びｎ型オーミック電極３４と、対応するアノード用リード部６２及びカソード用リード部６３とを、それぞれ接続する。
【０１３２】
「樹脂薄膜コート材の形成」
次に、必要に応じて、凹部６１ａ内面の一部に露出しているリード６２、６３等の表面や半導体発光素子３０のｐ型オーミック電極３５及びｎ型オーミック電極３４の、ボンディングワイヤとの接合部分の銀メッキ表面を被覆するために硫化防止用の樹脂薄膜コート材９０を、所定の厚さで、例えば少なくとも１μｍ以下の厚さで被覆する。
【０１３３】
「封止樹脂の形成」
次に、凹部６１ａに、未硬化状態の樹脂組成物からなる混合樹脂ペーストＲを充填する。この際、硫化防止用の樹脂薄膜コート材９０を事前に使用しない場合には、半導体発光素子３０及びボンディングワイヤを混合樹脂ペーストＲによって覆う。
【０１３４】
樹脂容器６１の凹部６１ａに対する混合樹脂ペーストＲの充填は、ペーストの吐出装置を用いたポッディング法で行えば良い。この吐出装置は、混合樹脂ペーストＲを吐出する吐出ノズルＮと、図示しない制御部とを具備して構成されている。
【０１３５】
混合樹脂ペーストＲは、真密度が３ｇ／ｃｍ３以上４．７ｇ／ｃｍ３以下の範囲が好ましい。さらに、混合樹脂ペーストＲは、粘度が４０００ｃＰ〜１５０００ｃＰの範囲に調整されてなるものがさらに望ましい。
【０１３６】
次に、混合樹脂ペーストＲを硬化させて封止樹脂６５を形成する。硬化処理は、例えば、加熱等の方法で行えばよい。その後、リードフレームをアノード用リード部６２及びカソード用リード部６３に分離する切断、及び、リードフレームの折り曲げを行うことにより、発光装置６０が得られる。
【０１３７】
次に、図２（ａ）、（ｂ）に示す発光装置６０の発光動作について説明する。
先ず、発光装置６０に順方向の電圧が印加された場合について説明する。発光装置６０に順方向の電圧が印加された場合、順方向電流は、まず、陽極に接続されたアノード用リード部６２からボンディングワイヤを経てｐ型オーミック電極３５へと流通する。次に、ｐ型オーミック電極３５から歪調整層３８、下部クラッド層３９、発光層４０、上部クラッド層４１、ｎ型オーミック電極３４へと順次流通する。次に、ｎ型オーミック電極３４からボンディングワイヤを経て、陰極に接続されたカソード用リード部６３に流通する。
【０１３８】
なお、半導体発光素子３０には高抵抗層が設けられているため、順方向電流は、歪調整層３８からｎ型ＧａＰ基板からなる機能性基板３３へとは流通しない。このように、順方向電流が流れる際に、発光層４０から赤色光が発光する。また、発光層４０から発光した赤色光は、主たる光取り出し面から放出される。一方、発光層４０から機能性基板３３側へと放出された赤色光は、機能性基板３３の形状及び第３の電極３６によって反射されるため、主たる光取り出し面から放出される。従って、半導体発光素子３０の高輝度化を達成することができる。
【０１３９】
そして、半導体発光素子３０から出力された赤色光は、封止樹脂６５内を進行し、直接、あるいは底面７０や壁面８０で反射した後に、出射面６５ａから外部に出射される。但し、出射面６５ａに向かう光の一部は、出射面６５ａで反射し、再び封止樹脂６５内を進行する。この間、出射面６５ａで反射した赤色光は、直接あるいは底面７０や壁面８０で反射した後、半導体発光素子３０から出射された赤色光とともに、出射面６５ａから外部に出射される。
【０１４０】
なお、半導体発光素子３０の発光スペクトルは、発光層４０の組成が調整されているため、ピーク発光波長が６５５〜６７５ｎｍの範囲となる。また、歪調整層３８によって歪発光層４２の発光層４０内のばらつきが抑制されているため、発光スペクトルの半値幅が、１０〜４０ｎｍの範囲となる。また、発光波長７００ｎｍにおける発光強度が、ピーク発光波長における発光強度の１０％未満となる。従って、半導体発光素子３０を用いて作製した発光装置６０は、植物育成の光合成の促進に使用する照明として好適に用いることができる。
【０１４１】
以上説明したような本実施形態の発光装置６０によれば、樹脂容器６１の凹部６１ａにおいて上記の発光素子３０を封止するにあたり、上記一般式（１）で表されるエピスルフィド化合物と、ＳＨ基を１分子あたり２個以上有するメルカプタン化合物との反応物からなり、前記エピスルフィド化合物とメルカプタン化合物の配合質量比が０．０２〜１．５とされた組成の樹脂組成物からなる封止樹脂６５を用いることにより、発光装置６０の内部への水分やガスの侵入を防止できるので、内部に配設される発光素子３０や導体部であるアノード用リード部６２及びカソード用リード部６３等の劣化を抑制することが可能となる。本実施形態の発光装置６０は、特に、高温多湿用途の植物育成用照明や、きのこ工場用照明及び魚養殖・鑑賞用照明等の用途における発光装置の、水分（水蒸気）等の浸入による劣化防止に有効である。
【０１４２】
また、本実施形態の発光装置６０によれば、上記一般式（１）で表されるエピスルフィド化合物と、ＳＨ基を１分子あたり２個以上有するメルカプタン化合物との反応物からなり、前記エピスルフィド化合物とメルカプタン化合物の配合質量比が０．０２〜１．５とされた組成の樹脂組成物からなる封止樹脂６５に対し、ＡｌＧａＩｎＰ系発光素子、例えば、組成式（ＡｌＸＧａ１−Ｘ）ＹＩｎ１−ＹＰ（０≦Ｘ＜１、０≦Ｙ≦＜１）からなる積層構造を有する発光素子３０から発光される緑色〜赤色の光が透過されても、封止樹脂６５が劣化を起すことなく、高温多湿用途の環境下で使用した場合であっても、高い信頼性が得られる。
【０１４３】
また、本実施形態の発光装置６０によれば、樹脂容器６１の凹部６１ａの内側に設けられる発光素子３０が、組成式（ＡｌＸＧａ１−Ｘ）ＹＩｎ１−ＹＰ（０≦Ｘ≦０．１、０．３７≦Ｙ≦０．４６）からなる歪発光層４２を有する発光部３７を含む化合物半導体層３２を備えることにより、発光部３７からの発光効率及び応答速度を向上させることができるとともに、６５５ｎｍ以上の発光波長が、極めて高い出力で安定して得られので、発光装置としての特性が向上する。
また、本実施形態の発光装置６０によれば、発光素子の化合物半導体層３２に含まれる発光部３７の上に、発光波長に対して透明である歪調整層３８が設けられているので、発光部３７からの発光を吸収することなく高出力・高効率の発光装置６０とすることができる。さらに、歪調整層３８は、歪発光層４２及びバリア層４３の格子定数よりも小さい格子定数を有しているので、化合物半導体層３２に反りが発生するのを抑制でき、歪発光層４２の歪量のばらつきが低減されるため、単色性に優れた発光装置６０とすることができる。
【０１４４】
従って、本実施形態の発光装置６０によれば、６５５ｎｍ以上の発光波長を有して単色性に優れるとともに、高出力・高効率であって応答速度が速く、さらに、発光素子３０やアノード用リード部６２及びカソード用リード部６３等の劣化を防止することが可能な発光装置６０を提供することができる。また、発光装置６０によれば、従来のＡｌＧａＡｓ系の発光素子を用いた発光装置と比較して、約４倍以上の発光効率を有する高出力の発光装置６０を提供することができる。
【０１４５】
また、本実施形態の発光モジュール１２は、上述した本実施形態の発光装置６０が基板に取り付けられてなるものであり、さらに、本実施形態の照明装置１０は、上述の発光モジュール１２が搭載されたものなので、６５５ｎｍ以上の発光波長を有し、単色性に優れるとともに、高出力・高効率であって応答速度が速く、また、水分やガス等が多い使用環境下においても発光素子３０等が劣化することが無い、植物育成用やきのこ工場用照明、及び魚養殖・観賞用等の照明に適した発光モジュール１２並びに照明装置１０を提供することができる。
【０１４６】
［第２の実施形態］
図１０は、本実施形態が適用される一例である発光装置６０Ａの構成を説明するための図である。ここで、図１０（ａ）は発光装置６０の上面図を、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）のＶＢ−ＶＢ断面図を、それぞれ示している。
【０１４７】
この発光装置６０Ａの基本構成は、上記第１の実施形態で用いた発光装置６０とほぼ同様である。但し、リードフレームが４個の金属リード部、具体的には、第１アノード用リード部６２ａ、第２アノード用リード部６２ｂ、第３アノード用リード部６２ｃ、及びカソード用リード部６３によって構成されている点が、上記第１の実施形態の発光装置６０とは異なる。また、これに伴って、樹脂容器６１の凹部６１ａの底面７０に、第１アノード用リード部６２ａ（導体部）、第２アノード用リード部６２ｂ（導体部）、第３アノード用リード部６２ｃ（導体部）、及びカソード用リード部６３（導体部）が露出している点が、上述の発光装置６０とは異なる。なお、これら第１アノード用リード部６２ａ、第２アノード用リード部６２ｂ、第３アノード用リード部６２ｃ及びカソード用リード部６３の各表面には、上記第１の実施形態と同様に、光沢度が０．３〜１．０、より好ましくは０．５〜０．７の範囲に収まる銀メッキが施されている。
【０１４８】
さらに、この発光装置６０Ａは、３個の半導体発光素子、即ち、第１半導体発光素子３０ａ、第２半導体発光素子３０ｂ、および第３半導体発光素子３０ｃを備えている点が、上述の発光装置６０とは異なる。なお、第１半導体発光素子３０ａは凹部６１ａの底面７０に露出する第１アノード用リード部６２ａに、第２半導体発光素子３０ｂは凹部６１ａの底面７０に露出する第２アノード用リード部６２ｂに、第３半導体発光素子３０ｃは凹部６１ａの底面７０に露出する第３アノード用リード部６２ｃに、それぞれ取り付けられる。そして、第１半導体発光素子３０ａ、第２半導体発光素子３０ｂ、及び第３半導体発光素子３０ｃは、上記第１の実施形態で用いた半導体発光素子３０と同様の構成を有しており、それぞれが、上記同様の発光特性とされた赤色光を出射するようになっている。
【０１４９】
また、この発光装置６０Ａでは、第１半導体発光素子３０ａのｐ型オーミック電極が第１アノード用リード部６２ａに、第２半導体発光素子３０ｂのｐ型オーミック電極が第２アノード用リード部６２ｂに、第３半導体発光素子３０ｃのｐ型オーミック電極が第３アノード用リード部６２ｃに、それぞれボンディングワイヤを介して接続されている。一方、これら第１半導体発光素子３０ａ、第２半導体発光素子３０ｂ、及び第３半導体発光素子３０ｃの各々に設けられたｎ型オーミック電極は、共通のカソード用リード部６３に接続されている。従って、この発光装置６０Ａにおいて、第１半導体発光素子３０ａ、第２半導体発光素子３０ｂ、及び第３半導体発光素子３０ｃは、並列に接続されていることになる。
【０１５０】
さらに、この発光装置６０Ａでは、第１半導体発光素子３０ａ、第２半導体発光素子３０ｂ、及び第３半導体発光素子３０ｃが、円形状を有する底面７０の中央部からずれた位置にそれぞれ配置されている。
【０１５１】
上述した本発明の実施の形態においては、発光装置６０（６０Ａ）を用いて構成した発光モジュール１２を、植物育成用の照明に適した照明装置１０に適用する例について説明を行ったが、これに限られるものではない。例えば、発光モジュール１２をシェード等と組み合わせることにより、その他の赤色光を必要とする空間や物体などを照明する照明装置として利用することもできる。
【０１５２】
また、上記第１〜第２の実施形態においては、赤色光を出力する半導体発光素子３０（第１半導体発光素子３０ａ、第２半導体発光素子３０ｂ、第３半導体発光素子３０ｃ）を用いた、赤色光を出力する発光装置６０を例に説明したが、これに限定されるものではない。例えば、発光装置の発光色（発光波長）については、封止樹脂に蛍光体を含有させる等の手段により、適宜選定しても差し支えない。
【実施例】
【０１５３】
次に、本発明の発光装置、発光モジュール及び照明装置を、実施例及び比較例を示してより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例にのみ限定されるものではない。また、本実施例においては、図１〜図１２を適宜参照しながら説明する。
【０１５４】
［実施例１］（液状硬化性の樹脂組成物からなる封止樹脂を備える発光装置）
本実施例では、まず、ＧａＡｓ基板上に成長させた化合物半導体層とＧａＰからなる機能性基板とを接合させることにより、図３及び図４に示すような、ＡｌＧａＩｎＰ発光部を有し、赤色発光を呈する半導体発光素子を作製した。そして、この半導体発光素子を樹脂容器の凹部内にマウントし、封止樹脂を用いて封止することにより、図２に示すような発光装置を作製した。
【０１５５】
本実施例では、以下の手順により、半導体発光素子を作製した（図３、図４及び下記表２を参照）。
先ず、Ｓｉをドープしたｎ型のＧａＡｓ単結晶からなるＧａＡｓ基板上に、化合物半導体層を順次積層してエピタキシャルウェーハを作製した。ＧａＡｓ基板は、（１００）面から（０−１−１）方向に１５°傾けた面を成長面とし、キャリア濃度を２×１０１８ｃｍ−３とした。また、ＧａＡｓ基板の層厚は、約０．５μｍとした。化合物半導体層とは、ＳｉをドープしたＧａＡｓからなるｎ型の緩衝層、Ｓｉをドープした（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５Ｉｎ０．５Ｐからなるｎ型のコンタクト層、Ｓｉをドープした（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５Ｉｎ０．５Ｐからなるｎ型の上部クラッド層、アンドープのＧａ０．４４Ｉｎ０．５６Ｐ／（Ａｌ０．５３Ｇａ０．４７）０．５Ｉｎ０．５Ｐの対からなる歪発光層／バリア層、Ｍｇをドープした（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５Ｉｎ０．５Ｐからなるｐ型の下部クラッド層、（Ａｌ０．５Ｇａ０．５）０．５Ｉｎ０．５Ｐからなる薄膜の中間層、Ｍｇドープしたｐ型ＧａＰからなる歪調整層である。
【０１５６】
本実施例では、減圧有機金属化学気相堆積装置法（ＭＯＣＶＤ装置）を用い、直径７６ｍｍ、厚さ３５０μｍのＧａＡｓ基板に化合物半導体層をエピタキシャル成長させて、エピタキシャルウェーハを形成した。エピタキシャル成長層を成長させる際、ＩＩＩ族構成元素の原料としては、トリメチルアルミニウム（（ＣＨ３）３Ａｌ）、トリメチルガリウム（（ＣＨ３）３Ｇａ）及びトリメチルインジウム（（ＣＨ３）３Ｉｎ）を使用した。また、Ｍｇのドーピング原料としては、ビスシクロペンタジエニルマグネシウム（ｂｉｓ−（Ｃ５Ｈ５）２Ｍｇ）を使用した。また、Ｓｉのドーピング原料としては、ジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）を使用した。また、Ｖ族構成元素の原料としては、ホスフィン（ＰＨ３）、アルシン（ＡｓＨ３）を使用した。また、各層の成長温度としては、ｐ型ＧａＰからなる歪調整層は、７５０℃で成長させた。その他の各層では７００℃で成長させた。
【０１５７】
ＧａＡｓからなる緩衝層は、キャリア濃度を約２×１０１８ｃｍ−３、層厚を約０．５μｍとした。コンタクト層は、キャリア濃度を約２×１０１８ｃｍ−３、層厚を約３．５μｍとした。上部クラッド層は、キャリア濃度を約１×１０１８ｃｍ−３、層厚を約０．５μｍとした。歪発光層は、アンドープで層厚が約１７ｎｍのＧａ０．４４Ｉｎ０．５６Ｐとし、バリア層はアンドープで層厚が約１９ｎｍの（Ａｌ０．５３Ｇａ０．４７）０．５Ｉｎ０．５Ｐとした。また、歪発光層とバリア層とを交互に２２対積層した。下部クラッド層は、キャリア濃度を約８×１０１７ｃｍ−３、層厚を約０．５μｍとした。中間層は、キャリア濃度を約８×１０１７ｃｍ−３、層厚を約０．０５μｍとした。ＧａＰからなる歪調整層は、キャリア濃度を約３×１０１８ｃｍ−３、層厚を約９μｍとした。
【０１５８】
次に、歪調整層を表面から約１μｍの深さに至る領域まで研磨して、鏡面加工した。この鏡面加工によって、歪調整層の表面の粗さを０．１８ｎｍとした。一方、上記の歪調整層の鏡面研磨した表面に貼付するｎ型ＧａＰからなる機能性基板を用意した。この貼付用の機能性基板には、キャリア濃度が約２×１０１７ｃｍ−３となる様にＳｉを添加し、面方位を（１１１）とした単結晶を用いた。また、機能性基板の直径は７６ｍｍで、厚さは２５０μｍであった。この機能性基板の表面は、歪調整層に接合させる以前に鏡面に研磨し、平方平均平方根値（ｒｍｓ）にして０．１２ｎｍに仕上げておいた。
【０１５９】
次に、一般の半導体材料貼付装置に、上記の機能性基板及びエピタキシャルウェーハを搬入し、３×１０−５Ｐａとなるまで装置内を真空に排気した。
【０１６０】
次に、機能性基板、及び歪調整層の双方の表面に、電子を衝突させて中性（ニュートラル）化したＡｒビームを３分間に亘り照射した。その後、真空に維持した貼付装置内で、機能性基板及び歪調整層の表面を重ね合わせ、各々の表面での圧力が５０ｇ／ｃｍ２となる様に荷重を掛け、双方を室温で接合した。このようにして接合ウェーハを形成した。
【０１６１】
次に、上記接合ウェーハから、ＧａＡｓ基板およびＧａＡｓ緩衝層をアンモニア系エッチャントにより選択的に除去した。次に、コンタクト層の表面に第１の電極として、ＡｕＧｅ、Ｎｉ合金を厚さが０．５μｍ、Ｐｔを０．２μｍ、Ａｕを１μｍとなるように真空蒸着法によって成膜した。その後、一般的なフォトリソグラフィー手段を利用してパターニングを施し、第１の電極としてｎ型オーミック電極を形成した。次に、ＧａＡｓ基板を除去した面である光取り出し面の表面に粗面化処理を施した。
【０１６２】
次に、第２の電極としてｐ型オーミック電極を形成する領域のエピ層を選択的に除去し、歪調整層を露出させた。この露出した歪調整層の表面に、ＡｕＢｅを０．２μｍ、Ａｕを１μｍとなるように真空蒸着法でｐ形オーミック電極を形成した。その後、４５０℃で１０分間熱処理を行って合金化し、低抵抗のｐ型およびｎ型オーミック電極を形成した。
【０１６３】
次に、機能性基板の裏面に厚さ０．２μｍのＡｕ、厚さ０．２μｍのＰｔ、厚さ１．２μｍのＡｕＳｎの接続用の第３の電極を形成した。
【０１６４】
次に、ダイシングソーを用いて、機能性基板の裏面から、第３の電極を形成していない領域を傾斜面の角度αが７０°となると共に垂直面の厚さが８０μｍとなるようにＶ字状の溝入れを行った。次に、化合物半導体層側からダイシングソーを用い３５０μｍ間隔で切断し、チップ化した。ダイシングによる破砕層および汚れを硫酸・過酸化水素混合液でエッチング除去して、実施例１の発光ダイオードを作製した。
【０１６５】
続いて、以下の手順により、封止樹脂をなす樹脂組成物を調整し、樹脂容器の凹部に上記手順で得られた発光素子をマウントした後、封止樹脂で封止することにより、実施例１の発光装置を作製した。
【０１６６】
まず、チオエポキシ基を有する樹脂組成物として、下記表１に記載の組成比を有する樹脂組成物を準備し、脱気後、均一になるよう混合した。
次いで、再びシーラムキャップで栓をした後、減圧装置を用いて溶媒であるトルエンを室温下で除去した。以上の操作により、液状硬化性樹脂組成物を調製した。
【０１６７】
次いで、上記手順で作製した半導体発光素子を、図２に示すような樹脂容器（下記表１を参照）の凹部内に、共晶ダイボンダーを用いて、加熱接続することで支持（マウント）た。そして、発光素子のｎ型オーミック電極とカソード用リード部とをワイヤボンディングするとともに、ｐ型オーミック電極とアノード用リード部とをワイヤボンディングして接続した。
次いで、上記方法で調製した液状硬化性樹脂組成物を、半導体発光素子を装着した凹部内に注入後、オーブン中において３０℃で７時間、１００℃で１時間かけて硬化させた。
【０１６８】
上記手順で得られた発光装置の特性評価結果を下記表３に示す。
下記表３に示すように、ｎ型及びｐ型オーミック電極間に電流を流したところ、ピーク波長６６０ｎｍとする赤色光が出射された。また、順方向に２０ｍＡの電流を通流した際の順方向電圧（Ｖｆ）は、化合物半導体層を構成する歪調整層と機能性基板との接合界面での抵抗の低さ及び各オーミック電極の良好なオーミック特性を反映し、約２．０Ｖとなった。また、順方向電流を２０ｍＡとした際の発光出力は、２０ｍＷであった。実施例１の条件で作製した全ての発光装置（ｎ＝１０）のピーク波長のバラツキ（最大−最小）は、２．１ｎｍとなった。また、発光の立ち上がりの応答速度（Ｔｒ）は、７０ｎｓであった。
【０１６９】
また、実施例１で作製した発光装置の発光スペクトルは、図１１に示すように、半値幅が１８ｎｍであり、波長７００ｎｍにおける発光強度がほぼ０であった。
【０１７０】
また、実施例１で得られた発光装置を、空気中、室温下の発光試験条件で発光させながら照度の変化を調べる寿命試験を実施したところ、図１２のグラフ及び下記表３に示すように、１０００時間経過後であっても、初期照度１６００Ｌｕｘから照度が殆ど低下しなかった（１０００時間後の維持率９１％）。
【０１７１】
【表１】
2011096976.tif 000005
【０１７２】
【表２】
2011096976.tif 000006
【０１７３】
【表３】
2011096976.tif 000007
【０１７４】
［実施例２］（液状硬化性の樹脂組成物からなる封止樹脂を備える発光装置）
実施例２においては、実施例１で作製した発光装置の半導体発光素子における歪発光層及びバリア層の構成を変更した点を除き、実施例１と同様の手順並びに条件で発光素子を作製し、この発光素子を用いて発光装置を作製した。
ここで、実施例２においては、上記実施例１で説明した発光素子の歪発光層を、アンドープで層厚が約１０ｎｍのＧａ０．４２Ｉｎ０．５８Ｐに変更し、また、バリア層をアンドープで層厚が約３０ｎｍの（Ａｌ０．５３Ｇａ０．４７）０．５Ｉｎ０．５Ｐに変更し、歪発光層とバリア層とを交互に２２対積層した。
【０１７５】
実施例２で作製した発光素子が用いられてなる発光装置の特性評価結果を上記表３に示した。
表３に示すように、ｎ型及びｐ型オーミック電極間に電流を流したところ、ピーク波長を６６０．５ｎｍとする赤色光が出射された。また、順方向に２０ｍＡの電流を通流した際の順方向電圧（Ｖｆ）は、約２．０ボルトＶとなった。また、順方向電流を２０ｍＡとした際の発光出力は１８ｍＷであった。また、実施例２の条件で作製した全ての発光装置（ｎ＝１０）のピーク波長のバラツキは、２．３ｎｍとなった。また、発光の立ち上がりの応答速度（Ｔｒ）は、６８ｎｓであった。
【０１７６】
［実施例３］（液状硬化性の樹脂組成物からなる封止樹脂を備える発光装置）
実施例３においては、実施例２で作製した発光装置の半導体発光素子における歪発光層の構成を変更した点を除き、実施例２と同様の手順並びに条件で発光素子を作製し、この発光素子を用いて発光装置を作製した。
ここで、実施例３においては、上記実施例２で説明した発光素子の歪発光層を、アンドープで層厚が約１５ｎｍのＧａ０．４１Ｉｎ０．５９Ｐに変更した。
【０１７７】
実施例３で作製した発光素子が用いられてなる発光装置の特性評価結果を上記表３に示した。
上記表３に示すように、ｎ型及びｐ型オーミック電極間に電流を流したところ、ピーク波長を６６８．０ｎｍとする赤色光が出射された。また、順方向に２０ｍＡの電流を通流した際の順方向電圧（Ｖｆ）は、約２．０Ｖとなった。また、順方向電流を２０ｍＡとした際の発光出力は１９ｍＷであった。また、実施例３の条件で作製した全ての発光装置（ｎ＝１０）のピーク波長のバラツキは、２．５ｎｍとなった。また、発光の立ち上がりの応答速度（Ｔｒ）は、７１ｎｓであった。
【０１７８】
［実施例４］（液状硬化性の樹脂組成物からなる封止樹脂を備える発光装置）
実施例４においては、実施例２で作製した発光装置の半導体発光素子における歪発光層の構成を変更した点を除き、実施例２と同様の手順並びに条件で発光素子を作製し、この発光素子を用いて発光装置を作製した。
ここで、実施例４においては、上記実施例２で説明した発光素子の歪発光層を、アンドープで層厚が約２５ｎｍのＧａ０．４５Ｉｎ０．５５Ｐに変更した。
【０１７９】
実施例４で作製した発光素子が用いられてなる発光装置の特性評価結果を上記表３に示した。
上記表３に示すように、ｎ型及びｐ型オーミック電極間に電流を流したところ、ピーク波長を６５６．０ｎｍとする赤色光が出射された。また、順方向に２０ｍＡの電流を通流した際の順方向電圧（Ｖｆ）は、約２．０Ｖとなった。また、順方向電流を２０ｍＡとした際の発光出力は、２０ｍＷであった。また、実施例４の条件で作製した全ての発光装置（ｎ＝１０）のピーク波長のバラツキは、２．１ｎｍとなった。また、発光の立ち上がりの応答速度（Ｔｒ）は、６６ｎｓであった。
【０１８０】
［実施例５］（液状硬化性の樹脂組成物からなる封止樹脂を備える発光装置）
実施例５においては、実施例２で作製した発光装置の半導体発光素子における歪発光層の構成を変更した点を除き、実施例２と同様の手順並びに条件で発光素子を作製し、この発光素子を用いて発光装置を作製した。
ここで、実施例５においては、上記実施例２で説明した発光素子の歪発光層を、アンドープで層厚が約１０ｎｍのＧａ０．３９Ｉｎ０．６１Ｐに変更した。
【０１８１】
実施例５で作製した発光素子が用いられてなる発光装置の特性評価結果を上記表３に示した。
上記表３に示すように、ｎ型及びｐ型オーミック電極間に電流を流したところ、ピーク波長を６７０．０ｎｍとする赤色光が出射された。また、順方向に２０ｍＡの電流を通流した際の順方向電圧（Ｖｆ）は、約２．０Ｖとなった。また、順方向電流を２０ｍＡとした際の発光出力は、１８ｍＷであった。また、実施例５の条件で作製した全ての発光装置（ｎ＝１０）のピーク波長のバラツキは、２．９ｎｍとなった。また、発光の立ち上がりの応答速度（Ｔｒ）は、６５ｎｓであった。
【０１８２】
［比較例１］（公知な封止樹脂のみで半導体発光素子が封止された発光装置）
実施例１に記載のチオエポキシ基を有する樹脂組成物の代わりに、信越化学工業株式会社製シリコン樹脂ＬＰＳ−３４１２を用い、硬化条件を７０℃で７時間、１５０℃で４時間に変更した点を除き、実施例1と同様に発光装置を製造した。そして、比較例１で得られた発光装置を、所定の発光条件で発光させながら寿命試験を実施したところ、図１２のグラフ及び表３に示すように、時間の経過とともに急激な速度で発光出力（ｍＷ）が著しく低下し、非常に好ましくない結果となった。
【０１８３】
［実施例６〜１４］（液状硬化性の樹脂組成物からなる封止樹脂を備える発光装置）
上記表１に、実施例及び比較例に用いた各試料とその構成との関係を示した。この実験では、上面視における縦横の長さが３．５ｍｍ×２．８ｍｍの寸法の樹脂容器６１（Ｔｙｐｅ １と呼ぶ）と、上面視における縦横の長さが５．０ｍｍ×５．５ｍｍの寸法の樹脂容器６１（Ｔｙｐｅ ３）を用意した。また、Ｔｙｐｅ １及びＴｙｐｅ ３の樹脂容器６１を構成する白色樹脂の可視領域における光吸収率は、７％である。なお、Ｔｙｐｅ １の樹脂容器６１を有する発光装置６０は、図２に示すような構造を有しており、それぞれに１個の半導体発光素子３０が搭載されているものを用いた。一方、Ｔｙｐｅ ３の樹脂容器６１を有する発光装置６０は、図１０に示すような構造を有しており、３個の半導体発光素子３０（第１半導体発光素子３０ａ、第２半導体発光素子３０ｂ、第３半導体発光素子３０ｃ）が搭載されているものを用いた。
【０１８４】
なお、本実施例において発光装置６０を製造する際の方法としては、前述の実施形態の説明に準じて行った。
まず、アノード用リード部６２及びカソード用リード部６３を一体化したリードフレームに、白色樹脂を射出成形して、凹部６１ａを有する樹脂容器６１を形成した。ここで、樹脂容器６１の基体樹脂には、ガラス繊維と酸化チタンフィラー入りのナイロン９Ｔ（クラレ製ジェネスタ（商品名））を用いた。
次いで、樹脂容器６１における凹部６１ａの底面７０に露出するカソード用リード部６３上に、半導体発光素子３０を、ダイアタッチペーストを用いてダイボンディングし、１５０℃で２時間加熱して硬化させたのち、金線を用いてワイヤボンディングを行い、半導体発光素子３０のｐ型電極及びｎ型電極と、対応するアノード用リード部６２及びカソード用リード部６３とをそれぞれ接続した。
このようにして、１つの樹脂容器６１に１つの半導体発光素子３０を搭載したものを作製した。
【０１８５】
次に、凹部６１ａに、未硬化状態の透明樹脂を含む混合樹脂ペーストＲを充填し、その後、混合樹脂ペーストＲに加熱処理を施すことによって硬化させ、封止樹脂６５とした。
【０１８６】
また、下記表４に記載のように、各実施例において使用した封止樹脂に対する水蒸気及び酸素のガス透過率測定を、ＪＩＳ  Ｋ７１２６のガスクロ法に準じて、ガス透過率測定装置（ＧＴＲテック株式会社製ＧＴＲ−３０ＸＡＳＤ型）を用いて測定し、結果を表２に示した。この結果、実施例１、６〜１１で用いられた封止樹脂の水蒸気透過率［ｇ／ｍ２・２４時間］は、０．３（ｇ／ｍ２・２４時間）以下であり、酸素透過率［ｃｍ３／ｍ２／２４ｈ／ａｔｍ］は５００（ｃｍ３／ｍ２／２４ｈ／ａｔｍ）以下であった。
【０１８７】
【表４】
2011096976.tif 000008
【０１８８】
［比較例２］（公知な発光素子を用いた発光装置）
比較例２においては、実施例２で作製した発光装置の半導体発光素子における表面層を歪みのない層に変更した点を除き、実施例２と同様の手順並びに条件で発光素子を作製し、この発光素子を用いて発光装置を作製した。
ここで、比較例２においては、上記実施例２で説明した発光素子の歪発光層を、（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５Ｉｎ０．５Ｐ層に変更した。
【０１８９】
比較例２で作製した発光素子が用いられてなる発光装置の特性評価結果を上記表３に示した。
上記表３に示すように、ｎ型及びｐ型オーミック電極間に電流を流したところ、ピーク波長を６６０ｎｍとする赤色光が出射された。また、順方向に２０ｍＡの電流を通流した際の順方向電圧（Ｖｆ）は、約２．１Ｖとなった。また、順方向電流を２０ｍＡとした際の発光出力は１３ｍＷであった。また、比較例２の条件で作製した全ての発光装置（ｎ＝１０）のピーク波長のバラツキは、７１ｎｍとなった。また、発光の立ち上がりの応答速度（Ｔｒ）は、６５ｎｓであったが、発光波長の分布が大きく、特性を満足することができなかった。
【０１９０】
［比較例３］（公知な発光素子を用いた発光装置）
比較例３においては、実施例２で作製した発光装置の半導体発光素子における表面層を歪みのない層に変更した点を除き、実施例２と同様の手順並びに条件で発光素子を作製し、この発光素子を用いて発光装置を作製した。
ここで、比較例３においては、上記実施例２で説明した発光素子の歪発光層を、アンドープで層厚が約５ｎｍのＧａ０．３８Ｉｎ０．６２Ｐに変更した。
【０１９１】
比較例３で作製した発光素子が用いられてなる発光装置の特性評価結果を上記表３に示した。
上記表３に示すように、ｎ型及びｐ型オーミック電極間に電流を流したところ、ピーク波長を６５１．５ｎｍとする赤色光が出射された。また、順方向に２０ｍＡの電流を通流した際の順方向電圧（Ｖｆ）は、約２．０Ｖとなった。また、順方向電流を２０ｍＡとした際の発光出力は、１６ｍＷであった。また、比較例３の条件で作製した全ての発光装置（ｎ＝１０）のピーク波長のバラツキは、５．１ｎｍとなった。また、発光の立ち上がりの応答速度（Ｔｒ）は、４２ｎｓであったが、量子効果によって発光波長が６５５ｎｍ未満となり、特性を満足することができなかった。
【０１９２】
［比較例４］（公知な発光素子を用いた発光装置）
比較例４においては、実施例２で作製した発光装置の半導体発光素子における表面層を歪みのない層に変更した点を除き、実施例２と同様の手順並びに条件で発光素子を作製し、この発光素子を用いて発光装置を作製した。
ここで、比較例４においては、上記実施例２で説明した発光素子の歪発光層の組成をＧａ０．３７Ｉｎ０．６３Ｐに変更した。
【０１９３】
なお、比較例４で作製したエピタキシャルウェーハにおいて、ｐ型ＧａＰからなる歪調整層の表面に、歪発光層の組成に起因する結晶欠陥（ハッチング）が発生していることが確認された。
【０１９４】
比較例４で作製した発光素子が用いられてなる発光装置の特性評価結果を上記表３に示した。
上記表３に示すように、ｎ型及びｐ型オーミック電極間に電流を流したところ、ピーク波長を６７７．７ｎｍとする赤色光が出射された。また、順方向に２０ｍＡの電流を通流した際の順方向電圧（Ｖｆ）は、約２．２Ｖとなった。また、順方向電流を２０ｍＡとした際の発光出力は、５ｍＷであった。また、比較例４の条件で作製した全ての発光装置（ｎ＝１０）のピーク波長のバラツキは３．８ｎｍとなった。また、発光の立ち上がりの応答速度（Ｔｒ）は、４５ｎｓであったが、上述したような歪調整層の欠陥の発生により、発光出力が低く特性を満足することができなかった。
【０１９５】
［比較例５］（公知な発光素子を用いた発光装置）
比較例５においては、実施例２で作製した発光装置の半導体発光素子における歪発光層の構成を変更した点を除き、実施例２と同様の手順並びに条件で発光素子を作製し、この発光素子を用いて発光装置を作製した。
ここで、比較例５においては、上記実施例２で説明した発光素子の歪発光層の組成をＧａ０．４８Ｉｎ０．５２Ｐに変更した。
【０１９６】
比較例５で作製した発光素子が用いられてなる発光装置の特性評価結果を上記表３に示した。
上記表３に示すように、ｎ型及びｐ型オーミック電極間に電流を流したところ、ピーク波長を６４７．７ｎｍとする赤色光が出射された。また、順方向に２０ｍＡの電流を通流した際の順方向電圧（Ｖｆ）は、約２．０Ｖとなった。また、順方向電流を２０ｍＡとした際の発光出力は１６ｍＷであった。また、比較例５の条件で作製した全ての発光装置（ｎ＝１０）のピーク波長のバラツキは２．７ｎｍとなった。また、発光の立ち上がりの応答速度（Ｔｒ）は、６２ｎｓであったが、発光波長が６５５ｎｍ未満となり、特性を満足することができなかった。
【０１９７】
［比較例６］（公知な発光素子を用いた発光装置）
比較例６においては、実施例２で作製した発光装置の半導体発光素子における歪発光層及びバリア層の構成を変更した点を除き、実施例２と同様の手順並びに条件で発光素子を作製し、この発光素子を用いて発光装置を作製した。
ここで、比較例６においては、上記実施例２で説明した発光素子の歪発光層の組成をアンドープで層厚が約３０ｎｍのＧａ０．４４Ｉｎ０．５６Ｐに変更するとともに、バリア層をアンドープで層厚が約３０ｎｍの（Ａｌ０．５３Ｇａ０．４７）０．５Ｉｎ０．５Ｐに変更し、歪発光層とバリア層とを交互に１２対積層した。
【０１９８】
なお、比較例６で作製したエピタキシャルウェーハにおいては、ｐ型ＧａＰからなる歪調整層の表面に、歪発光層の組成に起因する結晶欠陥（ハッチング）が発生していることが確認された。
【０１９９】
比較例６で作製した発光素子が用いられてなる発光装置の特性評価結果を上記表３に示した。
上記表３に示すように、ｎ型及びｐ型オーミック電極間に電流を流したところ、ピーク波長を６６８．９ｎｍとする赤色光が出射された。また、順方向に２０ｍＡの電流を通流した際の順方向電圧（Ｖｆ）は、約２．３Ｖとなった。また、順方向電流を２０ｍＡとした際の発光出力は３ｍＷであった。また、比較例６の条件で作製した全ての発光装置（ｎ＝１０）のピーク波長のバラツキは４．１ｎｍとなった。また、発光の立ち上がりの応答速度（Ｔｒ）は、４３ｎｓであったが、欠陥の発生により発光出力が低く、特性を満足することができなかった。
【０２００】
［比較例７］（公知な発光素子を用いた発光装置）
比較例７においては、実施例２で作製した発光装置の半導体発光素子を、従来技術である液相エピタキシャル法で形成した点を除き、実施例２と同様の手順で発光装置を作製した。
ここで、比較例７においては、半導体発光素子を、ＧａＡｓ基板にＡｌ０．３５Ｇａ０．６５Ａｓ発光層とするダブルヘテロ構造の発光部を有する構成のものに変更した。
【０２０１】
比較例７の発光装置の作製においては、具体的には、ｎ型の（１００）面のＧａＡｓ単結晶基板に、Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓからなるｎ型の上部クラッド層を２０μｍ、Ａｌ０．３５Ｇａ０．６５Ａｓからなるアンドープの発光層を２μｍ、Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓからなるｐ型の下部クラッド層を２０μｍ、発光波長に対して透明なＡｌ０．６Ｇａ０．４Ａｓからなるｐ型の厚膜層を１２０μｍとし、液相エピタキシャル方法によって順次成長させた。そして、このエピタキシャル成長後にＧａＡｓ基板を除去した。
次に、ｎ型ＡｌＧａＡｓの表面に、直径１００μｍのｎ型オーミック電極を形成した。次いで、ｐ型ＡｌＧａＡｓの裏面に、直径２０μｍのｐ型オーミック電極を８０μｍ間隔で形成した。次いで、ダイシングソーにより、ウェーハを３５０μｍ間隔で切断した後、破砕層をエッチング除去して半導体発光素子チップとした。
そして、このような手順で作製した半導体発光素子を用いて、図２に示したような構造を有する発光装置を作製した。
【０２０２】
比較例７で作製した発光素子が用いられてなる発光装置の特性評価結果を上記表３に示した。
上記表３に示すように、ｎ型及びｐ型オーミック電極間に電流を流したところ、ピーク波長を６６１．１ｎｍとする赤色光が出射された。また、順方向に２０ｍＡの電流を通流した際の順方向電圧（Ｖｆ）は、約１．９Ｖとなった。また、順方向電流を２０ｍＡとした際の発光出力は、４ｍＷであった。また、比較例７の条件で作製した全ての発光装置（ｎ＝１０）のピーク波長のバラツキは６．７ｎｍとなった。また、比較例７で作製した発光装置は、応答速度（Ｔｒ）は、１５０ｎｓであり、また、発光出力が低く、特性を満足することができなかった。
【０２０３】
上記実施例の結果により、本発明の発光装置が、６５５ｎｍ以上の赤色発光波長を有して単色性に優れるとともに、高出力・高効率であって応答速度が速く、さらに、発光素子やアノード用リード部及びカソード用リード部等の劣化を防止することが可能であることが確認できた。また、このような本発明の発光装置を用いて発光モジュールを構成し、さらに、この発光モジュールを用いた照明装置を構成した場合には、水分やガス等が多い使用環境下においても発光装置が劣化することなく、植物育成用の照明に適した発光モジュール並びに照明装置が得られることが明らかである。
【産業上の利用可能性】
【０２０４】
本発明の発光装置は、６５５ｎｍ以上の赤色発光、高効率発光を達成し、植物育成用途の光源など、従来の、ＡｌＧａＡｓが用いられた半導体発光素子を備える発光装置では得られなかった、高出力発光ダイオード製品として利用できる。また、従来のＡｌＧａＡｓ発光層が用いられた半導体発光素子を備える発光装置の高出力品として、代替できる可能性がある。
【符号の説明】
【０２０５】
１０…照明装置、１２…発光モジュール、３０…半導体発光素子（発光素子）、３０ａ…第１半導体発光素子（半導体発光素子、発光素子）、３０ｂ…第２半導体発光素子（半導体発光素子、発光素子）、３０ｃ…第３半導体発光素子（半導体発光素子、発光素子）、３２…化合物半導体層、３３…機能性基板、３３ａ…垂直面、３３ｂ…傾斜面、３４…ｎ型オーミック電極（第１の電極）、３５…ｐ型オーミック電極（第２の電極）、３６…第３の電極、３７…発光部、３８…歪調整層、３９…下部クラッド層、４０…発光層、４１…上部クラッド層、４２…歪発光層、４３…バリア層、６０、６０Ａ…発光装置、６１…樹脂容器、６１ａ…凹部、６１ｂ…上面、６２…アノード用リード部（導体部）、６２ａ…第１アノード用リード部（導体部）、６２ｂ…第２アノード用リード部（導体部）、６２ｃ…第３アノード用リード部（導体部）、６３…カソード用リード部、６５…封止樹脂、６５ｃ…出射面、７０…底面、８０…壁面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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