(57)【要約】【課題】紫外線の配光をレンズにより制御できかつ信頼性の向上を図ることが可能な発光装置を提供する。【解決手段】発光装置１は、実装基板２と、発光素子３と、スペーサ４と、カバー５と、レンズ１０と、を備える。発光素子３は、実装基板２上に配置されている。スペーサ４は、枠状であり、実装基板２上に配置され発光素子３を囲んでいる。カバー５は、発光素子３を覆うようにスペーサ４上に配置されている。カバー５は、発光素子３から放射される紫外線を透過する。レンズ１０は、発光素子３とカバー５との間に配置されている。実装基板２の厚さ方向Ｄ１においてレンズ１０が空間Ｓ１のみを介して発光素子３と対向している。スペーサ４は、厚さ方向Ｄ１及び厚さ方向Ｄ１に直交する平面内におけるレンズ１０の位置決めを行う位置決め構造１１を有する。【選択図】図２
2019207956.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
実装基板と、
前記実装基板上に配置されており、紫外線を放射する発光素子と、
前記実装基板上に配置され前記発光素子を囲んでいる枠状のスペーサと、
前記発光素子を覆うように前記スペーサ上に配置されており、前記発光素子から放射される紫外線を透過するカバーと、
前記発光素子と前記カバーとの間に配置されているレンズと、を備え、
前記実装基板の厚さ方向において前記レンズが空間のみを介して前記発光素子と対向しており、
前記スペーサは、前記厚さ方向及び前記厚さ方向に直交する平面内における前記レンズの位置決めを行う位置決め構造を有する、
発光装置。
【請求項２】
前記スペーサは、
前記厚さ方向において前記カバーに対向する第１面と、
前記厚さ方向において前記実装基板に対向する第２面と、
前記第１面の内周と前記第２面の内周とをつないでいる内周面と、
前記第１面の外周と前記第２面の外周とをつないでいる外周面と、を有し、
前記内周面は、前記第２面とのなす内角が鋭角である傾斜面を含み、
前記傾斜面が、前記位置決め構造を兼ねている、
請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記スペーサは、
前記実装基板上に配置されている枠状の第１部材と、
前記第１部材上に配置されている枠状の第２部材と、を含み、
前記第１部材と前記第２部材とで前記位置決め構造を構成しており、
前記レンズは、前記スペーサのみで保持されている、
請求項１に記載の発光装置。
【請求項４】
前記第１部材は、
前記実装基板上に配置されており、前記厚さ方向からの平面視で一部が前記レンズに重なる第１部分と、
前記厚さ方向において前記第１部分よりも前記実装基板から離れており、前記厚さ方向からの平面視で前記レンズに重ならない第２部分と、を有し、
前記第２部材は、前記厚さ方向からの平面視で一部が前記レンズに重なっており、
前記位置決め構造は、前記第１部材の第１部分と前記第２部材とで前記レンズを位置決めしている、
請求項３に記載の発光装置。
【請求項５】
前記カバーは、前記厚さ方向において前記レンズから離れている、
請求項１〜４のいずれか一項に記載の発光装置。
【請求項６】
前記発光素子は、ＵＶ−Ｃ又はＵＶ−Ｂの波長域の紫外線を放射する紫外線ＬＥＤチップである、
請求項１〜５のいずれか一項に記載の発光装置。
【請求項７】
前記カバーは、硼珪酸ガラスであり、
前記スペーサは、シリコンである、
請求項１〜６のいずれか一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、一般に発光装置に関し、より詳細には、紫外線を放射する発光素子を備える発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、実装基板と、紫外線発光素子と、スペーサと、カバーと、を備える発光装置が提案されている（特許文献１）。紫外線発光素子は、実装基板に実装されている。スペーサは、実装基板上に配置されている。スペーサは、紫外線発光素子を露出させる貫通孔が形成されている。カバーは、スペーサの貫通孔を塞ぐようにスペーサ上に配置されている。
【０００３】
発光装置は、実装基板とスペーサとカバーとで、紫外線発光素子を収納するパッケージを構成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−１２７２４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
紫外線発光素子を備える発光装置において、紫外線発光素子から放射される紫外線の配光をパッケージ内に配置したレンズにより制御することが望まれる場合がある。しかしながら、紫外線発光素子を備える発光装置では、レンズが他の部材に接着剤により固定されている場合、レンズと他の部材とを接着している接着部が、紫外線発光素子から放射される紫外線により経時劣化して信頼性が低下してしまう懸念がある。
【０００６】
本発明の目的は、紫外線の配光をレンズにより制御できかつ信頼性の向上を図ることが可能な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】
【０００７】
本発明の一態様に係る発光装置は、実装基板と、発光素子と、スペーサと、カバーと、レンズと、を備える。前記発光素子は、前記実装基板上に配置されている。前記スペーサは、枠状であり、前記実装基板上に配置され前記発光素子を囲んでいる。前記カバーは、前記発光素子を覆うように前記スペーサ上に配置されている。前記カバーは、前記発光素子から放射される紫外線を透過する。前記レンズは、前記発光素子と前記カバーとの間に配置されている。前記実装基板の厚さ方向において前記レンズが空間のみを介して前記発光素子と対向している。前記スペーサは、前記厚さ方向及び前記厚さ方向に直交する平面内における前記レンズの位置決めを行う位置決め構造を有する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の発光装置では、発光素子から放射される紫外線の配光をレンズにより制御できかつ信頼性の向上を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明の実施形態１に係る発光装置の一部破断した平面図である。
【図２】図２は、同上の発光装置を示し、図１のＸ−Ｘ線断面図である。
【図３】図３は、同上の発光装置における発光素子の断面図である。
【図４】図４は、同上の発光装置の製造方法を説明するための工程断面図である。
【図５】図５は、本発明の実施形態２に係る発光装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
下記の実施形態等において説明する各図は、模式的な図であり、各構成要素の大きさや厚さそれぞれの比が、必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。
【００１１】
（実施形態１）
（１）発光装置の全体構成
以下、実施形態１に係る発光装置１について、図面を参照して説明する。
【００１２】
実施形態１に係る発光装置１は、図１及び２に示すように、実装基板２と、発光素子３と、スペーサ４と、カバー５と、レンズ１０と、を備える。発光素子３は、実装基板２上に配置されている。スペーサ４は、枠状であり、実装基板２上に配置され発光素子３を囲んでいる。カバー５は、発光素子３を覆うようにスペーサ４上に配置されている。カバー５は、発光素子３から放射される紫外線を透過する。レンズ１０は、発光素子３とカバー５との間に配置されている。
【００１３】
発光装置１では、スペーサ４とカバー５とでパッケージ用カバー部材６を構成している。パッケージ用カバー部材６では、スペーサ４とカバー５とが接合されている。発光装置１は、実装基板２とパッケージ用カバー部材６とを含むパッケージ７を備えている。発光装置１は、実装基板２とスペーサ４とカバー５とで囲まれた空間８を不活性ガス雰囲気としてある。不活性ガス雰囲気は、例えば、Ｎ2ガス雰囲気である。
【００１４】
実装基板２は、発光素子３を実装する実装基板であり、第１導体部２１及び第２導体部２２を有する。また、実装基板２は、パッケージ用カバー部材６と接合するための第１接合用金属層２３を有する。発光素子３は、第１導体部２１に電気的に接続された第１電極３１と第２導体部２２に電気的に接続された第２電極３２と、を有する。発光素子３は、実装基板２にフリップチップ実装されている。
【００１５】
発光装置１では、第１電極３１と第１導体部２１とが、第１接合部６１により接合され、第２電極３２と第２導体部２２とが、第２接合部６２により接合されている。また、発光装置１では、スペーサ４に設けられた第２接合用金属層４６と実装基板２の第１接合用金属層２３とが、第３接合部６３により接合されている。発光装置１では、スペーサ４が全周に亘って第３接合部６３を介して実装基板２と接合されている。発光装置１では、第１接合部６１、第２接合部６２及び第３接合部６３の各々がＡｕＳｎにより形成されている。
【００１６】
発光装置１は、例えば、配線基板に実装して用いることができる。配線基板は、マザー基板である。配線基板は、例えば、金属ベースプリント配線板により形成することができる。
【００１７】
（２）発光装置の各構成要素
次に、発光装置１の各構成要素について、図面を参照して説明する。
【００１８】
（２．１）実装基板
実装基板２は、発光素子３を実装する基板である。発光装置１では、実装基板２に１つの発光素子３が実装されている。実装基板２は、平面視において発光素子３よりも大きい。
【００１９】
実装基板２は、支持体２０と、支持体２０に支持された第１導体部２１、第２導体部２２及び第１接合用金属層２３と、を含んでいる。
【００２０】
支持体２０は、平板状であり、厚さ方向において互いに反対側にある表面２０１及び裏面２０２を有する。支持体２０の外周形状は、正方形状である。実装基板２は、セラミック基板であり、支持体２０は、ＡｌＮセラミックにより形成されている。支持体２０は、第１導体部２１、第２導体部２２及び第１接合用金属層２３を支持する機能を有する。
【００２１】
第１導体部２１、第２導体部２２及び第１接合用金属層２３は、支持体２０の表面２０１上に形成されている。
【００２２】
第１導体部２１は、発光素子３の第１電極３１と電気的に接続される導電層である。第２導体部２２は、発光素子３の第２電極３２と電気的に接続される導電層である。
【００２３】
第１接合用金属層２３は、平面視において第１導体部２１及び第２導体部２２を囲んでいる。第１接合用金属層２３は、支持体２０の外周に沿って形成されている。第１接合用金属層２３の平面視形状は、矩形枠状である。
【００２４】
第１導体部２１、第２導体部２２及び第１接合用金属層２３の各々は、例えば、支持体２０の表面２０１上のＴｉ膜と、このＴｉ膜上のＰｔ膜と、このＰｔ膜上のＡｕ膜と、の積層膜により構成されている。
【００２５】
実装基板２は、第１外部接続電極２４及び第２外部接続電極２５と、支持体２０の厚さ方向に貫通して形成された第１貫通配線２６及び第２貫通配線２７と、を更に含んでいる。第１外部接続電極２４及び第２外部接続電極２５は、支持体２０の裏面２０２に形成されている。第１外部接続電極２４は、第１貫通配線２６を介して第１導体部２１と電気的に接続されている。第２外部接続電極２５は、第２貫通配線２７を介して第２導体部２２と電気的に接続されている。第１外部接続電極２４及び第２外部接続電極２５の各々は、例えば、支持体２０の裏面２０２上のＴｉ膜と、このＴｉ膜上のＰｔ膜と、このＰｔ膜上のＡｕ膜と、の積層膜により構成することができる。第１貫通配線２６及び第２貫通配線２７の各々の材料は、例えば、Ｗ、Ｃｕ等である。
【００２６】
（２．２）発光素子
発光素子３は、ＵＶ−Ｃの波長域の紫外線を放射する紫外線ＬＥＤチップである。紫外線ＬＥＤチップの発光ピーク波長は、例えば、２７５ｎｍである。紫外線ＬＥＤチップのチップサイズは、例えば、１ｍｍ□（１ｍｍ×１ｍｍ）である。紫外線ＬＥＤチップの厚さは、例えば、１００μｍである。
【００２７】
発光素子３は、図３に示すように、基板３０と、半導体多層膜３９と、第１電極３１と、第２電極３２と、を備える。
【００２８】
基板３０は、その厚さ方向において互いに反対側にある第１面３０１及び第２面３０２を有する。基板３０の外周形状は、正方形状である。基板３０は、半導体多層膜３９を支持している。
【００２９】
半導体多層膜３９は、基板３０の第１面３０１上に形成されている。半導体多層膜３９は、第１導電型半導体層３３と、発光層３４と、第２導電型半導体層３５と、を含んでいる。半導体多層膜３９では、基板３０側から第１導電型半導体層３３、発光層３４及び第２導電型半導体層３５が、この順に並んでいる。第１導電型半導体層３３の外周形は、基板３０の外周形と大きさが同じである。発光層３４及び第２導電型半導体層３５それぞれの外周形は、第１導電型半導体層３３の外周形よりも小さい。
【００３０】
発光素子３では、第１電極３１が第１導電型半導体層３３と電気的に接続され、第２電極３２が第２導電型半導体層３５と電気的に接続されている。第１電極３１は、第１オーミック電極層３１Ａと、第１パッド電極層３１Ｂと、を含む。
【００３１】
第１オーミック電極層３１Ａは、第１導電型半導体層３３とオーミック接触を得るために、第１導電型半導体層３３の表面３３１上に形成されている。第１パッド電極層３１Ｂは、例えばＡｕＳｎからなる第１接合部６１を介して実装基板２と接合するために、第１オーミック電極層３１Ａを覆うように形成されている。
【００３２】
第２電極３２は、第２オーミック電極層３２Ａと、第２パッド電極層３２Ｂと、を含む。第２オーミック電極層３２Ａは、第２導電型半導体層３５とオーミック接触を得るために、第２導電型半導体層３５の表面３５１上に形成されている。第２パッド電極層３２Ｂは、例えばＡｕＳｎからなる第２接合部６２を介して実装基板２と接合するために、第２オーミック電極層３２Ａを覆うように形成されている。
【００３３】
発光素子３では、基板３０は、例えば、サファイア基板である。第１導電型半導体層３３は、例えば、ｎ型Ａｌ0.60Ｇａ0.40Ｎ層である。発光層３４は、例えば、基板３０の厚さ方向において、複数（例えば、４つ）の障壁層と複数（例えば、４つ）の井戸層とが交互に並んでいる多重量子井戸構造を有する。複数の井戸層の各々は、例えば、Ａｌ0.45Ｇａ0.55Ｎ層である。複数の障壁層の各々は、例えば、Ａｌ0.60Ｇａ0.40Ｎ層である。第２導電型半導体層３５は、例えば、ｐ型Ａｌ0.80Ｇａ0.20Ｎ層と、ｐ型ＧａＮ層と、を含む。半導体多層膜３９は、基板３０と第１導電型半導体層３３との間に介在するバッファ層（例えば、ＡｌＮ層）を含んでいる。発光素子３の光取り出し面は、基板３０の第２面３０２を含む。
【００３４】
（２．３）パッケージ用カバー部材
パッケージ用カバー部材６は、上述のように、スペーサ４と、カバー５と、を含む。
【００３５】
スペーサ４は、カバー５に対向する第１面４１と、カバー５とは反対側の第２面４２と、を含む。発光装置１においては、スペーサ４は、実装基板２とカバー５との間に介在する部材である。したがって、スペーサ４の第２面４２は、実装基板２に対向する。発光装置１では、スペーサ４の内側に発光素子３が配置されている。実装基板２の厚さ方向Ｄ１におけるスペーサ４の厚さ（高さ）は、発光素子３の厚さとレンズ１０の厚さとの合計厚さよりも大きい。
【００３６】
スペーサ４は、枠状である。スペーサ４の平面視での外周形状（実装基板２の厚さ方向から見たスペーサ４の外周形状）は、正方形状である。スペーサ４は、平面視において実装基板２よりも小さい。より詳細には、スペーサ４の平面視における外周形は、実装基板２の平面視における外周形よりも小さい。言い換えれば、スペーサ４の平面視における外周線は、実装基板２の平面視における外周線よりも内側にある。
【００３７】
スペーサ４は、第１面４１と、第２面４２と、内周面４３と、外周面４４と、を有する。第１面４１は、厚さ方向Ｄ１においてカバー５に対向する。第２面４２は、厚さ方向Ｄ１において実装基板２に対向する。内周面４３は、第１面４１の内周と第２面４２の内周とつないでいる。外周面４４は、第１面４１の外周と第２面４２の外周とをつないでいる。内周面４３は、第２面４２とのなす内角が鋭角である傾斜面４３０を含む。内周面４３は、傾斜面４３０を４つ含んでいる。４つの傾斜面４３０は、スペーサ４の第２面４２の内周に沿って並んでいる。これにより、スペーサ４は、実装基板２の厚さ方向Ｄ１において第２面４２から離れて第１面４１に近づくにつれて開口面積が漸次増加している。スペーサ４は、実装基板２の厚さ方向Ｄ１において実装基板２から離れるにつれて開口面積が漸次増加している。発光装置１では、スペーサ４が、シリコンにより形成されており、スペーサ４の内周面４３が、発光素子３から放射された紫外線をカバー５側へ反射する反射面の機能を有する。
【００３８】
スペーサ４の４つの傾斜面４３０は、シリコン基板に対して、シリコン基板のエッチング速度の結晶面方位依存性を利用した異方性エッチングにより形成されている。スペーサ４の第１面４１が（１００）面であり、４つの傾斜面４３０は、｛１１１｝面である。ここにおいて異方性エッチングを行うときのエッチング液は、例えば、所定温度（例えば、８５℃）に加熱したＴＭＡＨ溶液である。エッチング液は、ＴＭＡＨ溶液に限らず、他のアルカリ系溶液（例えば、ＫＯＨ溶液など）を用いてもよい。
【００３９】
発光装置１は、スペーサ４の第２面４２と第２接合用金属層４６との間に介在するシリコン酸化膜４５を含んでいる。第２接合用金属層４６は、例えば、Ａｌ膜４６１とＡｕ膜４６２との積層膜により構成されている。
【００４０】
カバー５は、平板状である。カバー５の平面視での外周形状（カバー５の厚さ方向から見たカバー５の外周形状）は、正方形状である。カバー５は、平面視において実装基板２よりも小さい。より詳細には、カバー５の平面視における外周形は、スペーサ４の平面視における外周形よりも小さい。言い換えれば、カバー５の平面視における外周線は、スペーサ４の平面視における外周線よりも内側にある。
【００４１】
カバー５は、ガラスにより形成されている。より詳細には、カバー５は、発光素子３である紫外線ＬＥＤチップから放射される紫外線を透過するガラスにより形成されている。
【００４２】
カバー５を形成するガラスは、アルカリ成分を含んでいる。アルカリ成分は、例えば、Ｎａ、Ｋ、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏ等である。ここにおいて、カバー５を形成するガラスは、硼珪酸ガラスである。
【００４３】
パッケージ用カバー部材６では、スペーサ４とカバー５とが直接接合されている。「直接接合されている」とは、接合材等を用いることなく接合されていることを意味する。スペーサ４とカバー５とは、陽極接合によって直接接合されている。スペーサ４とカバー５とが陽極接合によって直接接合されていることは、例えば、断面ＴＥＭ像（Cross-Sectional Transmission Electron Microscope Image）の観察結果、ＥＤＸ法（Energy Dispersive X-ray Spectroscopy）による組成分析の結果、ＳＩＭＳ（Secondary Ion Mass Spectroscopy）によって測定した元素の深さプロファイル等によって確認することができる。
【００４４】
（２．４）レンズ
レンズ１０は、実装基板２の厚さ方向Ｄ１において発光素子３とカバー５との間に配置されている。レンズ１０は、発光素子３から放射される紫外線の配光を制御する。レンズ１０の材料は、無機材料である。より詳細には、レンズ１０は、例えば、合成石英により形成されている。レンズ１０は、発光素子３から放射される紫外線に対して透光性を有する。ここにおいて、「透光性を有する」とは、発光素子３から放射される紫外線に対する透過率が５０％以上、好ましくは７０％以上、より好ましくは９０％以上であることを意味する。
【００４５】
レンズ１０の外周形状は、略円形状である。レンズ１０は、実装基板２の厚さ方向Ｄ１からの平面視で、発光素子３よりも大きい。また、レンズ１０は、実装基板２の厚さ方向Ｄ１からの平面視で、スペーサ４の第２面４２の内周形状よりも大きい。レンズ１０は、発光素子３側の第１面１０１と、カバー５側の第２面１０２と、を有する。レンズ１０は、集光レンズである。より詳細には、レンズ１０は、平凸型の非球面レンズである。したがって、レンズ１０では、第１面１０１が平面、第２面１０２が凸曲面（非球面）である。レンズ１０は、第１面１０１の外周と第２面１０２の外周とをつなぐ外周面１０３を更に有している。レンズ１０は、外周面１０３の一部がスペーサ４の内周面４３に沿った形状である。図１に示すように、レンズ１０の外周１０５は、略円形状であるが、４つの直線１０５１を含んでおり、隣り合う直線１０５１の間が円弧１０５２である。
【００４６】
発光装置１では、実装基板２の厚さ方向Ｄ１においてレンズ１０が、空間Ｓ１のみを介して発光素子３と対向している。空間Ｓ１は、実装基板２とスペーサ４とカバー５とで囲まれた空間８の一部である。したがって、空間Ｓ１の雰囲気は、不活性ガス雰囲気（例えば、Ｎ2ガス雰囲気）である。
【００４７】
（２．５）レンズの位置決め構造
スペーサ４は、実装基板２の厚さ方向Ｄ１及び厚さ方向Ｄ１に直交する平面内におけるレンズ１０の位置決めを行う位置決め構造１１を有する。
【００４８】
スペーサ４では、４つの傾斜面４３０が、位置決め構造１１を兼ねている。ここにおいて、レンズ１０は、外周１０５の４つの直線１０５１が４つの傾斜面４３０に一対一に対応している。要するに、スペーサ４は、レンズ１０の外周１０５の一部（各直線１０５１）がスペーサ４の内周面４３に接することで実装基板２の厚さ方向Ｄ１及び厚さ方向Ｄ１に直交する平面内におけるレンズ１０の位置決めを行っている。ここにおいて、発光装置１では、レンズ１０がスペーサ４の第１面４１の開口から挿入され、スペーサ４に保持されるようにスペーサ４に押し込まれている。
【００４９】
また、発光装置１では、カバー５とレンズ１０とが接しており、レンズ１０が実装基板２から離れる向きへ移動するのをより確実に抑制することができる。
【００５０】
（３）発光装置の製造方法
以下では、発光装置１の製造方法について図４に基づいて簡単に説明する。
【００５１】
発光装置１の製造方法では、レンズ１０をスペーサ４に保持されるようにスペーサ４に押し込む。その後、スペーサ４とカバー５とを接合することでパッケージ用カバー部材６を形成する。そして、パッケージ用カバー部材６と、実装基板２と、を接合する前に、図４に示すように、予め、スペーサ４の第２面４２にシリコン酸化膜４５と第２接合用金属層４６との積層構造を設ける一方で、実装基板２の第１導体部２１、第２導体部２２及び第１接合用金属層２３上に第１接合部６１、第２接合部６２及び第３接合部６３それぞれの元になる第１ＡｕＳｎ層７１、第２ＡｕＳｎ層７２及び第３ＡｕＳｎ層７３を設ける。ここにおいて、第１導体部２１、第２導体部２２及び第１接合用金属層２３と第１ＡｕＳｎ層７１、第２ＡｕＳｎ層７２及び第３ＡｕＳｎ層７３との間に、第１バリア層８１、第２バリア層８２及び第３バリア層８３を設ける。第１バリア層８１、第２バリア層８２及び第３バリア層８３の材料は、例えば、Ｐｔである。また、第１ＡｕＳｎ層７１、第２ＡｕＳｎ層７２及び第３ＡｕＳｎ層７３上に、第１Ａｕ層９１、第２Ａｕ層９２及び第３Ａｕ層９３をそれぞれ設ける。第１Ａｕ層９１、第２Ａｕ層９２及び第３Ａｕ層９３は、第１ＡｕＳｎ層７１、第２ＡｕＳｎ層７２及び第３ＡｕＳｎ層７３のＳｎの酸化を抑制するために設ける層である。第１Ａｕ層９１、第２Ａｕ層９２及び第３Ａｕ層９３の厚さは、第１ＡｕＳｎ層７１、第２ＡｕＳｎ層７２及び第３ＡｕＳｎ層７３が溶融したときに、第１ＡｕＳｎ層７１、第２ＡｕＳｎ層７２及び第３ＡｕＳｎ層７３へＡｕが熱拡散され、第１導体部２１、第２導体部２２及び第１接合用金属層２３と第１電極３１、第２電極３２及び第２接合用金属層４６との接合が行われるように決められている。以下では、第１バリア層８１と第１ＡｕＳｎ層７１と第１Ａｕ層９１との積層膜を第１接合用層１３１と称し、第２バリア層８２と第２ＡｕＳｎ層７２と第２Ａｕ層９２との積層膜を第２接合用層１３２と称する。また、以下では、第３バリア層８３と第３ＡｕＳｎ層７３と第３Ａｕ層９３との積層膜を第３接合用層１３３と称する。第１接合用層１３１は、少なくとも第１ＡｕＳｎ層７１を備えていればよく、積層膜に限らず、単層膜でもよい。第２接合用層１３２は、少なくとも第２ＡｕＳｎ層７２を備えていればよく、積層膜に限らず、単層膜でもよい。第３接合用層１３３は、少なくとも第３ＡｕＳｎ層７３を備えていればよく、積層膜に限らず、単層膜でもよい。
【００５２】
また、発光装置１の製造方法では、パッケージ用カバー部材６と実装基板２とを接合する前に発光素子３を実装基板２に実装し、引き続き、パッケージ用カバー部材６と実装基板２とを接合する。
【００５３】
発光素子３を実装基板２に実装する際には、発光素子３の第１電極３１、第２電極３２と実装基板２上の第１接合用層１３１、第２接合用層１３２とが接触するように重ね合わせた状態で、適宜の加熱及び加圧を行いながら第１ＡｕＳｎ層７１及び第２ＡｕＳｎ層７２を溶融させてから、冷却凝固させることで第１接合部６１及び第２接合部６２を形成する。ここにおいて、第１ＡｕＳｎ層７１が溶融すると、溶融したＡｕＳｎに、第１Ａｕ層９１からＡｕが拡散し、溶融したＡｕＳｎにおけるＡｕの組成比が増加する。また、第２ＡｕＳｎ層７２が溶融すると、溶融したＡｕＳｎに、第２Ａｕ層９２からＡｕが拡散し、溶融したＡｕＳｎにおけるＡｕの組成比が増加する。
【００５４】
パッケージ用カバー部材６と実装基板２とを接合する際には、パッケージ用カバー部材６に設けた第２接合用金属層４６と実装基板２上の第３接合用層１３３とが接触するように重ね合わせた状態で、適宜の加熱及び加圧を行いながら第３ＡｕＳｎ層７３を溶融させてから、冷却凝固させることで第３接合部６３を形成する。第３ＡｕＳｎ層７３が溶融すると、溶融したＡｕＳｎに、第３Ａｕ層９３からＡｕが拡散し、溶融したＡｕＳｎにおけるＡｕの組成比が増加する。
【００５５】
（４）効果
実施形態１に係る発光装置１は、実装基板２と、発光素子３と、スペーサ４と、カバー５と、レンズ１０と、を備える。発光素子３は、実装基板２上に配置されている。スペーサ４は、枠状であり、実装基板２上に配置され発光素子３を囲んでいる。カバー５は、発光素子３を覆うようにスペーサ４上に配置されている。カバー５は、発光素子３から放射される紫外線を透過する。レンズ１０は、発光素子３とカバー５との間に配置されている。実装基板２の厚さ方向Ｄ１においてレンズ１０が空間Ｓ１のみを介して発光素子３と対向している。スペーサ４は、厚さ方向Ｄ１及び厚さ方向Ｄ１に直交する平面内におけるレンズ１０の位置決めを行う位置決め構造１１を有する。
【００５６】
実施形態１に係る発光装置１では、紫外線の配光をレンズ１０により制御できかつ信頼性の向上を図ることが可能となる。ここにおいて、発光装置１は、レンズ１０を備えているので、発光素子３から放射される紫外線の配光をレンズ１０により制御できる。また、発光装置１では、実装基板２の厚さ方向Ｄ１においてレンズ１０が空間Ｓ１のみを介して発光素子３と対向し、かつ、位置決め構造１１を有しているので、発光素子３とレンズ１０との間に接着剤等のように紫外線によって経時劣化する部分がない。これにより、発光装置１は、信頼性を向上させることが可能となる。また、発光装置１は、発光素子３とレンズ１０とが互いに離れているので、発光素子３及びレンズ１０それぞれに傷が付きにくく、光出力の低下を抑制できるとともに、信頼性の向上を図れる。
【００５７】
（実施形態２）
以下、実施形態２に係る発光装置１ａについて、図５を参照して説明する。実施形態２に係る発光装置１ａに関し、実施形態１に係る発光装置１と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００５８】
実施形態２に係る発光装置１ａは、レンズ１０ａ及びスペーサ４ａの形状が、実施形態１に係る発光装置１のレンズ１０及びスペーサ４それぞれの形状と相違する。
【００５９】
実施形態２に係る発光装置１ａのレンズ１０ａは、第１面１０１の外周と第２面１０２の外周とが同じである点で、実施形態１に係る発光装置１のレンズ１０と相違する。つまり、レンズ１０ａは、レンズ１０の外周面１０３を含んでいない。また、レンズ１０ａは、実装基板２の厚さ方向Ｄ１からの平面視形状が円形状である。
【００６０】
実施形態２に係る発光装置１ａのスペーサ４ａは、第１部材４０１と、第２部材４０２と、を含む。第１部材４０１は、枠状であり、実装基板２上に配置されている。第２部材４０２は、枠状であり、第１部材４０１上に配置されている。スペーサ４ａでは、第１部材４０１の外周形状と第２部材４０２の外周形状とが同じである。第１部材４０１の材料は、シリコンである。第１部材４０１は、実施形態１に係る発光装置１のスペーサ４と同様、シリコン基板を用いて形成されている。第２部材４０２の材料は、ガラスである。第２部材４０２は、成形品でもよいし、ガラス基板を加工することにより形成されていてもよい。第１部材４０１と第２部材４０２とは例えば陽極接合により接合されている。第２部材４０２の材料は、ガラスに限らず、シリコンであってもよい。
【００６１】
スペーサ４は、第１部材４０１と第２部材４０２とで位置決め構造１１ａを構成している。実施形態２に係る発光装置１ａでは、レンズ１０ａは、スペーサ４ａとカバー５とを含むパッケージ用カバー部材６ａのうちスペーサ４ａのみで保持されている。つまり、発光装置１ａは、パッケージ用カバー部材６ａと実装基板２とを含むパッケージ７ａにおいてスペーサ４ａのみで保持されている。レンズ１０ａは、スペーサ４ａのみで保持されている。ここにおいて、「スペーサ４ａのみで保持されている」とは、接着剤等を用いることなくスペーサ４ａのみに保持されていることを意味する。
【００６２】
第１部材４０１は、第１部分４１１と、第２部分４１２と、を有する。第１部分４１１は、実装基板２上に配置されており、厚さ方向Ｄ１からの平面視で一部がレンズ１０ａに重なる部分である。第２部分４１２は、厚さ方向Ｄ１において第１部分４１１よりも実装基板２から離れており、厚さ方向Ｄ１からの平面視でレンズ１０ａに重ならない部分である。第２部材４０２は、厚さ方向Ｄ１からの平面視で一部がレンズ１０ａに重なっている。スペーサ４ａでは、第２部分４１２の内周形状は、第１部分４１１の内周形状よりも大きい。位置決め構造１１ａは、第１部材４０１の第１部分４１１と第２部材４０２とでレンズ１０ａを位置決めしている。より詳細には、位置決め構造１１ａでは、第１部材４０１の第１部分４１１と第２部材４０２との間にレンズ１０ａの周部を挟んでいる。
【００６３】
第１部材４０１の第１部分４１１は、枠状であり、実装基板２の厚さ方向において実装基板２から離れるにつれて開口面積が徐々に大きくなっている。ここにおいて、第１部分４１１の内周面４１１３は、４つの傾斜面４１３１を含んでいる。第１部材４０１は、シリコン基板から形成されており、第１部分４１１の４つの傾斜面４１３１は、｛１１１｝面である。第１部分４１１は、第１面４１と第２面４２とを有するスペーサ４ａの第２面４２とは反対側に平面状の部位４７を含んでいる。
【００６４】
第１部材４０１の第２部分４１２は、枠状であり、実装基板２の厚さ方向において実装基板２から離れるにつれて開口面積が徐々に大きくなっている。ここにおいて、第２部分４１２の内周面４１２３は、４つの傾斜面４１３２を含んでいる。第１部材４０１は、シリコン基板から形成されており、第２部分４１２の４つの傾斜面４１３２は、｛１１１｝面である。
【００６５】
実施形態２に係る発光装置１ａは、実装基板２と、発光素子３と、スペーサ４ａと、カバー５と、レンズ１０ａと、を備える。発光素子３は、実装基板２上に配置されている。スペーサ４ａは、枠状であり、実装基板２上に配置され発光素子３を囲んでいる。カバー５は、発光素子３を覆うようにスペーサ４ａ上に配置されている。カバー５は、発光素子３から放射される紫外線を透過する。レンズ１０ａは、発光素子３とカバー５との間に配置されている。実装基板２の厚さ方向Ｄ１においてレンズ１０ａが空間Ｓ１のみを介して発光素子３と対向している。スペーサ４ａは、厚さ方向Ｄ１及び厚さ方向Ｄ１に直交する平面内におけるレンズ１０ａの位置決めを行う位置決め構造１１ａを有する。
【００６６】
また、実施形態２に係る発光装置１ａでは、カバー５は、実装基板２の厚さ方向Ｄ１においてレンズ１０ａから離れている。これにより、発光装置１ａでは、レンズ１０ａとカバー５とを接触させる必要がないので、レンズ１０ａに傷が付くのを抑制することができ、信頼性の更なる向上を図ることが可能となる。
【００６７】
（６）変形例
上記の実施形態は、本発明の様々な実施形態の一つに過ぎない。上記の実施形態は、本発明の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
【００６８】
例えば、パッケージ用カバー部材６では、カバー５がアルカリ成分を含むガラスに限らず、例えば、石英ガラス等によって形成されていてもよい。この場合、スペーサ４とカバー５とが、例えば、低融点ガラスにより形成された接合部により接合されていてもよい。低融点ガラスは、軟化点が６００℃以下のガラスであり、軟化点が５００℃以下のガラスが好ましく、軟化点が４００℃以下のガラスが更に好ましい。低融点ガラスは、例えば、主成分として酸化鉛（ＰｂＯ）と無水ほう酸（Ｂ2Ｏ3）とを含むガラスである。
【００６９】
また、ガラスは、硼珪酸ガラス、石英ガラスに限らず、例えば、ソーダライムガラス、無アルカリガラス等であってもよい。
【００７０】
また、発光素子３は、ＵＶ−Ｃの波長域の紫外線を放射する紫外線ＬＥＤチップに限らず、例えば、ＵＶ−Ｂの波長域の紫外線を放射する紫外線ＬＥＤチップであってもよい。
【００７１】
また、実装基板２上においてスペーサ４の内側に配置される発光素子３の数は、１つに限らず、複数であってもよい。また、発光装置１、１ａでは、スペーサ４、４ａの内側に配置される複数の発光素子３を備えている場合、複数の発光素子３が同じ種類の発光素子でもよいし、複数の発光素子３のうちの少なくとも１つの発光素子３が残りの発光素子３と異なる種類の素子であってもよい。例えば、発光装置１、１ａは、４つの発光素子３として、ＵＶ−Ｃの波長域の紫外線を放射する１つの第１紫外線ＬＥＤチップと、ＵＶ−Ｂの波長域の紫外線を放射する３つの第２紫外線ＬＥＤチップとを備えていてもよい。
【００７２】
また、発光装置１、１ａに関し、発光素子３は、実装基板２に対して導電性バンプによって接合されていてもよい。
【００７３】
また、スペーサ４とカバー５との接合方法は、陽極接合に限らず、例えば、表面活性化接合法によって直接接合されていてもよい。また、スペーサ４とカバー５とは、例えば、共晶接合法によって接合されていてもよい。
【００７４】
また、スペーサ４の材料は、シリコンに限らず、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金等であってもよい。
【００７５】
また、レンズ１０、１０ａは、平凸型のレンズに限らず、例えば、フレネルレンズであってもよい。また、レンズ１０、１０ａは、非球面レンズに限らず、例えば、球面レンズであってもよい。また、レンズ１０、１０ａは、平凸型のレンズに限らず、例えば、両凸型のレンズ、平凹型のレンズ等であってもよい。
【００７６】
また、レンズ１０、１０ａは、合成石英に限らず、例えば、石英ガラス、硼珪酸ガラス等であってもよい。
【００７７】
また、実施形態１に係る発光装置１のレンズ１０の代わりに、例えば、実施形態２に係る発光装置１ａのレンズ１０ａを採用してもよい。
【００７８】
（まとめ）
以上説明した実施形態等から以下の態様が開示されている。
【００７９】
第１の態様に係る発光装置（１；１ａ）は、実装基板（２）と、発光素子（３）と、スペーサ（４；４ａ）と、カバー（５）と、レンズ（１０；１０ａ）と、を備える。発光素子（３）は、実装基板（２）上に配置されている。スペーサ（４；４ａ）は、枠状であり、実装基板（２）上に配置され発光素子（３）を囲んでいる。カバー（５）は、発光素子（３）を覆うようにスペーサ（４；４ａ）上に配置されている。カバー（５）は、発光素子（３）から放射される紫外線を透過する。レンズ（１０；１０ａ）は、発光素子（３）とカバー（５）との間に配置されている。実装基板（２）の厚さ方向（Ｄ１）においてレンズ（１０；１０ａ）が空間（Ｓ１）のみを介して発光素子（３）と対向している。スペーサ（４；４ａ）は、厚さ方向（Ｄ１）及び厚さ方向（Ｄ１）に直交する平面内におけるレンズ（１０；１０ａ）の位置決めを行う位置決め構造（１１；１１ａ）を有する。
【００８０】
第１の態様に係る発光装置（１；１ａ）では、紫外線の配光をレンズ（１０；１０ａ）により制御できかつ信頼性の向上を図ることが可能となる。
【００８１】
第２の態様に係る発光装置（１）は、第１の態様において、スペーサ（４）は、第１面（４１）と、第２面（４２）と、内周面（４３）と、外周面（４４）と、を有する。第１面（４１）は、厚さ方向（Ｄ１）においてカバー（５）に対向する。第２面（４２）は、厚さ方向（Ｄ１）において実装基板（２）に対向する。内周面（４３）は、第１面（４１）の内周と第２面（４２）の内周とをつないでいる。外周面（４４）は、第１面（４１）の外周と第２面（４２）の外周とをつないでいる。内周面（４３）は、第２面（４２）とのなす内角が鋭角である傾斜面（４３０）を含む。傾斜面（４３０）が、位置決め構造（１１）を兼ねている。
【００８２】
第２の態様に係る発光装置（１）では、スペーサ４の内周面（４３）の傾斜面（４３０）とは別に位置決め構造（１１）を設ける場合と比べて、位置決め構造（１１）を簡単な構造とすることができる。
【００８３】
第３の態様に係る発光装置（１ａ）は、第１の態様において、スペーサ（４ａ）は、第１部材（４０１）と、第２部材（４０２）と、を含む。第１部材（４０１）は、枠状であり、実装基板（２）上に配置されている。第２部材（４０２）は、枠状であり、第１部材（４０１）上に配置されている。スペーサ（４）は、第１部材（４０１）と第２部材（４０２）とで位置決め構造（１１ａ）を構成している。レンズ（１０ａ）は、スペーサ（４ａ）のみで保持されている。
【００８４】
第３の態様に係る発光装置（１ａ）では、レンズ（１０ａ）をより確実に位置決めすることが可能となる。
【００８５】
第４の態様に係る発光装置（１ａ）は、第３の態様において、第１部材（４０１）は、第１部分（４１１）と、第２部分（４１２）と、を有する。第１部分（４１１）は、実装基板（２）上に配置されており、厚さ方向（Ｄ１）からの平面視で一部がレンズ（１０ａ）に重なる部分である。第２部分（４１２）は、厚さ方向（Ｄ１）において第１部分（４１１）よりも実装基板（２）から離れており、厚さ方向（Ｄ１）からの平面視でレンズ（１０ａ）に重ならない部分である。第２部材（４０２）は、厚さ方向（Ｄ１）からの平面視で一部がレンズ（１０ａ）に重なっている。位置決め構造（１１ａ）は、第１部材（４０１）の第１部分（４１１）と第２部材（４０２）とでレンズ（１０ａ）を位置決めしている。
【００８６】
第４の態様に係る発光装置（１ａ）では、実装基板（２）の厚さ方向（Ｄ１）へレンズ（１０ａ）が移動するのを抑制することが可能となる。
【００８７】
第５の態様に係る発光装置（１；１ａ）は、第１〜４の態様のいずれか一つにおいて、カバー（５）は、厚さ方向（Ｄ１）においてレンズ（１０；１０ａ）から離れている。
【００８８】
第５の態様に係る発光装置（１；１ａ）では、レンズ（１０ａ）に傷が付きにくく、信頼性の更なる向上を図る可能となる。
【００８９】
第６の態様に係る発光装置（１；１ａ）では、第１〜５の態様のいずれか一つにおいて、発光素子（３）は、ＵＶ−Ｃ又はＵＶ−Ｂの波長域の紫外線を放射する紫外線ＬＥＤチップである。
【００９０】
第６の態様に係る発光装置（１；１ａ）では、発光素子（３）としてＵＶ−Ｃ又はＵＶ−Ｂの波長域の紫外線を放射する紫外線ＬＥＤチップを備えた構成において、紫外線の配光をレンズ（１０；１０ａ）により制御できかつ信頼性の向上を図ることが可能となる。第６の態様に係る発光装置（１；１ａ）は、例えば、殺菌、医療、環境汚染物質を高速で処理する用途等の分野で、利用することができる。
【００９１】
第７の態様に係る発光装置（１；１ａ）では、第１〜６の態様のいずれか一つにおいて、カバー（５）は、硼珪酸ガラスであり、スペーサ（４）は、シリコンである。
【００９２】
第７の態様に係る発光装置（１；１ａ）では、カバー（５）とスペーサ（４）との線膨張係数差を小さくすることができる。
【符号の説明】
【００９３】
１、１ａ  発光装置
２  実装基板
３  発光素子
４、４ａ  スペーサ
４１  第１面
４２  第２面
４３  内周面
４４  外周面
４０１  第１部材
４１１  第１部分
４１２  第２部分
４０２  第２部材
５  カバー
１０、１０ａ  レンズ
１１、１１ａ  位置決め構造
Ｓ１  空間
【図１】
2019207956.tif 000003
【図２】
2019207956.tif 000004
【図３】
2019207956.tif 000005
【図４】
2019207956.tif 000006
【図５】
2019207956.tif 000007