(57)【要約】【課題】  樹脂ハウジングと樹脂封止体の熱膨張率の差に基づいてワイヤの断線、電極における接点の剥離等の電気的障害を発生することなく、樹脂ハウジングと樹脂封封止体の熱膨張率の差に基づいて封止特性が低下が発生しない発光装置を提供することにある。【解決手段】  ＳｉＯ２（石英ガラス）粉末含有シリコーン封止体３０が、Ａｌ２Ｏ３ハウジング４０との熱膨張率差を低減するＳｉＯ２粉末を熱膨張率低減剤として含有しているため、Ａｌ２Ｏ３ハウジング４０のすり鉢状反射面４１の底面コーナー部に発生する上向きの力を緩和する。このため、ＧａＮ系半導体発光素子２０の接点の剥離を防止する。更に、石英ガラス粉末含有シリコーン封止体３０が、Ａｌ２Ｏ３ハウジング４０のすり鉢状反射面４１から剥離するのを防止することができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子と、
前記発光素子に電力を供給する導電部と、
前記発光素子を搭載する凹形状の搭載部と、
前記搭載部に搭載された前記発光素子を封止する封止部材とを有し、
前記封止部材は、透光性樹脂部材と前記透光性樹脂部材の熱膨張率より小なる熱膨張率の透光性フィラを含む発光装置。
【請求項２】
発光素子と、
前記発光素子に電力を供給する導電部と、
前記発光素子を搭載する凹形状の搭載部と、
前記搭載部に搭載された前記発光素子を封止する封止部材とを有し、
前記封止部材は、透光性樹脂部材と前記透光性樹脂部材の熱膨張率より小なる熱膨張率の透光性フィラを含み、
前記透光性フィラは、前記透光性樹脂部材と同等の屈折率を有する発光装置。
【請求項３】
前記透光性フィラは、前記発光素子が発する光や熱に対する光透過性の安定性が高い材料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４】
前記搭載部は、すり鉢形状を有する請求項１又は２に記載の発光装置。
【請求項５】
前記搭載部は、セラミック材料で形成される請求項１から４のいずれか1項に記載の発光装置。
【請求項６】
前記封止部材は、エポキシ樹脂によって形成される請求項１又は２に記載の発光装置。
【請求項７】
前記封止部材は、シリコーンによって形成される請求項１又は２に記載の発光装置。
【請求項８】
前記透光性フィラは、ガラスを含む請求項１又は２に記載の発光装置。
【請求項９】
前記封止部材は、蛍光体を含む請求項１から７のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項１０】
前記封止部材は、２層に接合して構成され、前記発光素子が含まれない層に蛍光体を含有し、前記発光素子が含まれる層により多くの透光性フィラを含有している請求項１又は２記載の発光装置。
【請求項１１】
発光素子と、
前記発光素子に電力を供給する導電部と、
前記発光素子を搭載する凹形状の搭載部と、
前記搭載部に搭載された前記発光素子を封止する封止部材とを有し、
前記封止部材は、透光性樹脂部材と前記透光性樹脂部材の熱膨張率より小なる熱膨張率の透光性フィラを含み、
前記封止部材における前記透光性フィラの濃度は、前記発光素子の周辺以外の部位よりも高い発光装置。
【請求項１２】
発光素子と、
前記発光素子に電力を供給する導電部と、
前記発光素子を搭載する凹形状の搭載部と、
前記搭載部に搭載された前記発光素子を封止する封止部材とを有し、
前記封止部材は、透光性樹脂部材と前記透光性樹脂部材の熱膨張率より小なる熱膨張率の透光性フィラを含み、
前記透光性フィラは、前記透光性樹脂部材と同等の屈折率を有し、
前記封止部材における前記透光性フィラの濃度は、前記発光素子の周辺以外の部位よりも高い発光装置。
【請求項１３】
前記透光性フィラは、前記発光素子が発する光や熱に対する光透過性の安定性が高い材料であることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の発光装置。
【請求項１４】
前記発光素子の周辺における前記封止部材に含まれる前記透光性フィラの濃度は、体積比５０％以上である請求項１から１２のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項１５】
発光素子を封止する透光性樹脂部材と透光性フィラとを含む封止部材において、
前記透光性フィラは、前記透光性樹脂部材と同等の屈折率を有し、かつ、熱や光に対し安定な材料である封止部材。
【請求項１６】
前記屈折率は、前記透光性樹脂部材の屈折率の値に対して±０．０２５の範囲である請求項１５に記載の封止部材。
【請求項１７】
前記屈折率は、前記透光性樹脂部材の屈折率の値に対して±０．０１０の範囲である請求項１５に記載の封止部材。
【請求項１８】
前記透光性フィラは、平均粒子径が１０〜１００μｍの範囲である請求項１５に記載の封止部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ素子、太陽電池等の固体素子を封止する発光装置に関し、特に、固体素子を搭載するすり鉢状の反射面を有するハウジングと、固体素子を封止する封止体との熱膨張率の差に基づく固体素子の電気的障害（ボンディングワイヤの断線、接点の剥離等）が防止される発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の発光装置として、例えば、図７に示されるものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
この発光装置は、液晶ポリマ樹脂ハウジング１０３と、その上にマウントされたＧａＮ系半導体発光素子１０６と、ＧａＮ系半導体発光素子１０６を覆うように設けられたシリコーン封止体１１１とを有し、金属リードフレームから形成したリード１０１、１０２と液晶ポリマ樹脂ハウジング１０３とが一体的に成形されている。リード１０１、１０２は、それぞれの一端が近接対向するように配置されている。
【０００４】
液晶ポリマ樹脂ハウジング１０３は、すり鉢状反射面１０４を有し、その底面にはリード１０１、１０２が露出している。リード１０１、１０２の他端は、互いに反対方向に延在し、液晶ポリマ樹脂ハウジング１０３から外部に導出されている。
【０００５】
ＧａＮ系半導体発光素子１０６は、その底面にマウントされている。すり鉢状反射面１０４の円錐面形状は、例えば、楕円あるいは回転放物面形状とすることができる。
【０００６】
発光素子１０６は、銀（Ａｇ）ペースト１０７などの接着剤によって、すり鉢状反射面１０４の底面のリード１０１上にマウントされている。ＧａＮ系半導体発光素子１０６は、第１および第２の電極（図示せず）を有し、金（Ａｕ）線などのボンディングワイヤ１０８、１０９によって、リード１０１、１０２と、それぞれ接続されている。
【０００７】
すり鉢状反射面１０４内に充填されたシリコーン封止体１１１は、蛍光体１１０を含有している。本発明においては、発光素子１０６の発光ピーク波長を、例えば４００ｎｍ未満とし、蛍光体１１０も４００ｎｍ未満の１次光により励起されるものを用いることができる。また、蛍光体１１０は、１種類のもののみを用いてもよいが、例えば、赤色に発光する蛍光体１１０Ａと、緑色に発光する蛍光体１１０Ｂと、青色に発光する蛍光体１１０Ｃと、を組み合わせてもよい。
【０００８】
以上の構成において、ＧａＮ系半導体発光素子１０６から放出される１次光をそのまま外部に取り出さずに、蛍光体１１０によって波長変換してから取り出す。つまり、ＧａＮ系半導体発光素子１０６から放出された紫外光などの光は、蛍光体１１０（例えば、赤色蛍光体１１０Ａ、緑色蛍光体１１０Ｂ、青色蛍光体１１０Ｃ）により波長変換されてそれら２次光の混合色として取り出される。
【０００９】
また、シリコーンはエポキシ樹脂に比べ屈折率がやや低く、発光素子からの光取り出しではやや不利であるが、発光素子の発する光や熱で黄変しにくく、これによる発光装置に発光出力低下を軽減することができる。
【特許文献１】特開２００２−３１４１４２号公報（図６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、従来の発光装置によると、シリコーン封止体１１１を構成するシリコーンの熱膨張率は、２００×１０−６／℃と非常に大きく（エポキシ樹脂の熱膨張率より大）、また、液晶ポリマ樹脂ハウジング１０３および金属リード１０１、１０２に代えて、例えば、セラミック系樹脂材料であるＡｌ２Ｏ３とその上に形成された金属パターンで構成すると、その熱膨張率は８×１０−６／℃となる（ガラスエポキシ樹脂より小）。そして、上部は開口となっている。従って、液晶ポリマ樹脂ハウジング１０３とシリコーン封止体１１１の熱膨張率の熱膨張率の差は約２５倍となり、高温の環境で発光装置を処理したり、使用したりするとすり鉢状反射面１０４の底面コーナー部においてシリコーン封止体１１１に上向きの力が発生する。このため、ボンディングワイヤ１０８、１０９が断線したり、ｎあるいはｐ電極における接点で剥離が生じたりする等の電気的障害が発生する恐れがある。また、シリコーン封止体１１１と樹脂ハウジング１０３のすり鉢状反射面１０４の間に剥離が生じて封止特性が低下する恐れがある。
【００１１】
従って、本発明の目的は、樹脂ハウジングと樹脂封止体の熱膨張率の差に基づいてワイヤの断線、電極における接点の剥離等の電気的障害が発生しない発光装置を提供することにある。
【００１２】
本発明の他の目的は、樹脂ハウジングと樹脂封止体の熱膨張率の差に基づいて封止特性が低下が発生しない発光装置を提供することにある。
【００１３】
更に、本発明の他の目的は、樹脂ハウジングと樹脂封止体の熱膨張率の差に基づいてワイヤの断線、電極における接点の剥離等の電気的障害が発生しない発光装置用の樹脂封止体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、上記の目的を達成するため、発光素子と、前記発光素子に電力を供給する導電部と、前記発光素子を搭載する凹形状の搭載部と、前記搭載部に搭載された前記発光素子を封止する封止部材とを有し、前記封止部材は、透光性樹脂部材と前記透光性樹脂材料の熱膨張率より小なる熱膨張率の透光性フィラを含む発光装置を提供する。
【００１５】
また、本発明は、発光素子と、前記発光素子に電力を供給する導電部と、前記発光素子を搭載する凹形状の搭載部と、前記搭載部に搭載された前記発光素子を封止する封止部材とを有し、前記封止部材は、透光性樹脂部材と前記透光性樹脂部材の熱膨張率より小なる熱膨張率の透光性フィラを含み、前記透光性フィラは、前記透光性樹脂部材と同等の屈折率を有する発光装置も提供する。
【００１６】
前記透光性フィラは、前記発光素子が発する光や熱に対する光透過性の安定性が高い材料であることが好ましい。
【００１７】
前記搭載部は、すり鉢形状を有するものとすることができる。
【００１８】
前記搭載部は、セラミック（Ａｌ２Ｏ３）材料で形成されるものとしても良い。
【００１９】
前記封止部材は、エポキシ樹脂によって形成することができる。
【００２０】
前記封止部材は、シリコーンによって形成することができる。
【００２１】
前記封止部材は、ガラスを含むものであっても良い。
【００２２】
前記封止部材は、蛍光体を含むものであっても良い。
【００２３】
前記封止部材は、２層に接合して構成され、前記発光素子が含まれない層に蛍光体を含有し、前記発光素子が含まれる層により多くの透光性フィラを含有しているものであっても良い。
【００２４】
また、本発明は、上記の目的を達成するために、発光素子と、前記発光素子に電力を供給する導電部と、前記発光素子を搭載する搭載部と、前記搭載部に搭載された前記発光素子を封止する封止部材とを有し、前記封止部材は、透光性樹脂部材と前記透光性樹脂部材の熱膨張率より小なる熱膨張率の透光性フィラを含み、前記封止部材における前記透光性フィラの濃度は、前記発光素子の周辺においてそれ以外の部位よりも高い発光装置を提供する。
【００２５】
また、本発明は、上記の目的を達成するために、発光素子と、前記発光素子に電力を供給する導電部と、前記発光素子を搭載する凹形状の搭載部と、前記搭載部に搭載された前記発光素子を封止する封止部材とを有し、前記封止部材は、透光性樹脂部材と前記透光性樹脂部材の熱膨張率より小なる熱膨張率の透光性フィラを含み、前記透光性フィラは、前記透光性樹脂部材と同等の屈折率を有し、前記封止部材における前記透光性フィラの濃度は、前記発光素子の周辺以外の部位よりも高い発光装置を提供する。
【００２６】
前記透光性フィラは、前記発光素子が発する光や熱に対する光透過性の安定性が高い材料であることが好ましい。
【００２７】
前記発光素子の周辺における前記封止部材における前記透光性フィラの濃度は、体積比５０％以上であってもよい。
【００２８】
更に、本発明は、上記の目的を達成するために、透光性樹脂部材と透光性フィラとを含み、前記透光性フィラは、前記透光性樹脂部材と同等の屈折率を有する発光装置に発光素子を封止する封止部材を提供する。
【００２９】
前記屈折率は、前記透光性樹脂部材の屈折率の値に対して±０．０２５の範囲とすることができる。
【００３０】
前記屈折率は、前記透光性樹脂部材の屈折率の値に対して±０．０１０の範囲とすることができる。
【００３１】
前記透光性フィラは、平均粒子径が１０〜１００μｍの範囲であってもよい。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、封止部材が、封止部材と封止部材との熱膨張率より小さい熱膨張率を有する透光性フィラを含有しているため、凹形状の搭載部の反射面の底面コーナー部に発生する上向きの力を緩和する。このため、発光素子の接点の剥離を防止し、また、ワイヤが存在すれば、その断線を防止することができる。更に、封止部材が、凹形状の搭載部の反射面から剥離するのを防止することができる。
【００３３】
前述した通り、封止部材が、封止部材の熱膨張率より小さい熱膨張率の透光性フィラを含有しているため、凹形状の搭載部をカッティングラインに沿って切断しても、封止部材が凹形状の搭載部から剥離することはない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る発光装置を示す断面図である。この発光装置は、セラミック（Ａｌ２Ｏ３）ハウジング４０と、ＧａＮ系半導体発光素子２０と、シリコーン（屈折率ｎ＝１．４６）に透光性フィラとしてＳｉＯ２（石英ガラス：屈折率ｎ＝１．４６）粉末を含有した石英ガラス粉末含有シリコーン封止体３０より構成されている。
【００３５】
Ａｌ２Ｏ３ハウジング４０は、メタライズされたすり鉢状の反射面４１を形成されており、その底面に導電部としてのタングステン配線１５、１６がプリント配線によって設けられて搭載部を形成している。タングステン配線１５、１６は、ビアホールの壁面に形成されているタングステン配線１３、１４を介してＡｌ２Ｏ３ハウジング４０の底面のリード１１，１２に電気的に接続されている。なお、Ａｌ２Ｏ３ハウジング４０はすり鉢状のように傾斜面を有するものでなく、凹状に形成されているものを用いることができる。
【００３６】
ＧａＮ系半導体発光素子２０は、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）基板２１上にエピタキシャル成長したＧａＮ系半導体層２２（例えば、ｎ＋−ＧａＮ層、ｎ−ＧａＮ層、ＭＱＷ層（ＧａＮ障壁層とＩｎＧａＮ井戸層の多重量子井戸構造を有し、ピーク発光波長は４６０ｎｍ）、ｐ−ＡｌＧａＮ層、ｐ＋−ＧａＮ層）と、ｎ＋−ＧａＮ層上に形成されたｎ−電極２３と、ｐ＋−ＧａＮ層上に形成されたｐ−電極２４を有し、半田バンプ２５、２６を介してｎ−電極２３をタングステン配線１５に、ｐ−電極２４をタングステン配線１６にそれぞれ接続して、Ａｌ２Ｏ３ハウジング４０のすり鉢状反射面４１の底面にマウントされている。
【００３７】
石英ガラス粉末含有シリコーン封止体３０は、１００重量部のシリコーンに対して９０重量部のＳｉＯ２粉末を含有して構成される。
【００３８】
石英ガラス粉末は、約１μｍの粒径を有し、約２０００℃の融点と０．６５×１０−６／℃の熱膨張率を有し、更に、可視光および紫外光によって劣化して着色することはない。
【００３９】
上記した第１の実施の形態によると、光取り出し面となるシリコーン封止体３０表面が開口され、熱膨張による体積移動可能な構造であっても、石英ガラス粉末含有シリコーン封止体３０は、ＧａＮ系半導体発光素子２０の電気的障害の発生と、Ａｌ２Ｏ３ハウジング４０のすり鉢状反射面４１との界面における剥離を防止する。さらに、シリコーンと石英ガラス粉末との屈折率を同一にしてあるので、フィラを混入させても、直線透過性の高い透明であり、石英ガラス粉末含有シリコーン封止体３０が白濁し、発光素子が発した光が発光素子内へ戻り、石英ガラス粉末含有シリコーン封止体３０内から外部放射されず内部吸収される、といったことを防ぐことができる。
【００４０】
また、第１の実施の形態に係る発光装置において、石英ガラス粉末含有シリコーン封止体３０に代えて、シリコーン（屈折率ｎ＝１．５２）に透光性フィラとしてＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３系ガラス（屈折率ｎ＝１．５２、熱伝導率ＴＥ：５×１０−６／℃、平均粒径：約５０μｍ）粉末を含有した透光性フィラ含有シリコーン封止体を用いることも可能である。
【００４１】
この場合、上記第１の実施の形態における石英ガラス粉末含有シリコーン封止体３０よりも高い屈折率を有する。シリコーンの中でも屈折率の高いものを選択し、それに相当した透光性フィラを選択することで、発光素子からの光取り出しを高めることができる。
【００４２】
図２は、本発明の第２の実施の形態の発光装置を示し、図１と同一の構成を有する部分については同一の引用数字で示されているので重複する説明は一部省略される。
【００４３】
この発光装置は、セラミック（Ａｌ２Ｏ３）ハウジング４０と、ＧａＮ系半導体発光素子２０と、ＳｉＯ２（石英ガラス）粉末含有シリコーン封止体３１、３２より構成されている。
【００４４】
Ａｌ２Ｏ３ハウジング４０とＧａＮ系半導体発光素子２０は、図１に示す第１の実施の形態と同一である。下層の石英ガラス粉末含有シリコーン封止体３１は、図１の第１の実施の形態で述べた石英ガラス粉末を含有したシリコーンによって構成されている。また、下層の石英ガラス粉末含有シリコーン封止体３１が形成されたあとに形成される石英ガラス粉末含有シリコーン封止体３２は、図１の第１の実施の形態で述べた石英ガラス粉末を含有したシリコーンによって構成され、更に、ＧａＮ系半導体発光素子２０から出射された４６０ｎｍのピーク波長を有する発光によって励起されることにより黄色の発光を生じる蛍光体３３を含有し、その結果、４６０ｎｍのピーク波長を有する発光と黄色の混色によって白色を生じさせる。
【００４５】
以上の構成において、石英ガラス粉末含有シリコーン封止体３１は、図１の第１の実施の形態の石英ガラス粉末含有シリコーン封止体３０と、同じ作用を果してＧａＮ系半導体発光素子２０の電気的障害の発生と、Ａｌ２Ｏ３ハウジング４０のすり鉢状反射面４１との界面における剥離を防止する。
【００４６】
また、上層の石英ガラス粉末含有シリコーン封止体３２は、蛍光体３３を含有しているので、下層の石英ガラス粉末含有シリコーン封止体３１が蛍光体を含有する必要性をなくしている。即ち、石英ガラス粉末含有シリコーン封止体を一層にして蛍光体を含有すると、比重の大きい蛍光体が発光素子２０が位置する下層に沈殿し、そのため、この沈殿層に発光が吸収されることによって発光素子２０の発光効率が低下する。
【００４７】
図２の第２の実施の形態は、封止体を２層にし、上層の石英ガラス粉末含有シリコーン封止体３２に蛍光体を含有させ、下層の石英ガラス粉末含有シリコーン封止体３１に蛍光体を含有させないことによって発光効率の低下を抑制している。即ち、蛍光体は比重が大きく、沈殿しがちである。底部に沈殿した蛍光体層に至った光は外部へ放射されにくく、内部吸収される光となる。
【００４８】
上層の石英ガラス粉末含有シリコーン封止体３２は、その熱膨張率を小さくしたため、Ａｌ２Ｏ３ハウジング４０のすり鉢状反射面４１との界面からの剥離を防止することができ、また、下層の石英ガラス粉末含有シリコーン封止体３１との界面のストレスをも緩和することができる。なお、上層の石英ガラス粉末含有シリコーン封止体３２は、熱膨張率の小さい蛍光体３３を含有しているので、石英ガラス粉末を含有しなくても全体の熱膨張率を低減することができる。従って、下層の石英ガラス粉末含有シリコーン封止体３１のＳｉＯ２粉末の含有率を上層のそれより小さくすることができ、場合によってはその含有を省略しても良い。
【００４９】
第１の実施の形態に加え、単純に上層に蛍光体を含有させただけでは上層と下層との間に熱膨張率差が存在し、光学特性は向上できるものの、界面ストレスが生じるが、上層の石英ガラス粉末と蛍光体および下層の石英ガラス粉末含有量を適正化することによって上層と下層の熱膨張率を同等とすることができる。これによって層間のストレスを無くすことができる。
【００５０】
図３は、本発明の第３の実施の形態の発光装置を示す。この発光装置は、図２の第２の実施の形態の発光装置と、そのＧａＮ系半導体発光素子２０、ＳｉＯ２（石英ガラス）粉末含有シリコーン封止体３１、および下層のＳｉＯ２粉末含有シリコーン封止体３２（蛍光体３３を含有）を有する構成において共通しており、Ａｌ２Ｏ３ハウジング４０に代えて銅ハウジング７０およびガラスエポキシ樹脂部６０を有する構成において相違している。
【００５１】
この発光装置において、銅ハウジング７０は、すり鉢状反射面７１を有しており、その外周にガラスエポキシ樹脂部６０が設けられている。銅ハウジング７０のすり鉢状反射面７１の底部にＡｌＮサブマウント１００が設けられており、ＡｌＮサブマウント１００はその上面に配線１１１、１１２がプリントによって形成されている。この配線１１１、１１２は、半田バンプ２５、２６によってＧａＮ系半導体発光素子２０のｎ−電極２３及びｐ−電極２４と接続されている。
【００５２】
ガラスエポキシ樹脂部６０は、その上面にリード５１、５２を形成されており、リード５１，５２はボンディングワイヤ５３、５４によってＡｌＮサブマウント１００の配線１１１、１１２に接続されている。
【００５３】
銅ハウジング７０は、１５．５×１０−６／℃の熱膨張率を有する。これは、Ａｌ２Ｏ３ハウジング４０の８×１０−６／℃の熱膨張率よりもシリコーンの２００×１０−６／℃の熱膨張率に近くなるため、石英ガラス粉末含有シリコーン封止体３１、３２に含有する石英ガラス粉末量を低減することができる。
【００５４】
ＡｌＮサブマウント１００は、１８０Ｗ／ｍ・ｋの熱伝導率を有するため、ＧａＮ系半導体発光素子２０の発熱を有効に銅ハウジング７０から外部に放散することができる。
【００５５】
以上の構成において、発光装置が高温環境で使用されたとしても、シリコーン封止体３１、３２に石英ガラス粉末が含有されているので、すり鉢状反射面７１のコーナー部において上向きの力が抑制され、かつ、シリコーン封止体３１、３２の界面に生じるストレスが緩和される。従って、第１および第２の実施の形態で述べた電気的障害を抑制できることは勿論、ボンディングワイヤ５３，５４の断線をも有効に防止することができる。
【００５６】
なお、封止特性の低下を抑制できる効果も、第１および第２の実施の形態と同様であることは説明するまでもない。
【００５７】
図４は、本発明の第４の実施の形態の発光装置を示す。この発光装置は、素子収容部８０Ａを有するＡｌ２Ｏ３ハウジング８０と、赤色、緑色、および青色のＧａＮ系半導体発光素子２０Ｒ、２０Ｇ、および２０Ｂと、エポキシ樹脂（ｎ＝１．５６、熱膨張率６．０×１０−６／℃）により素子収容部８０Ａを封止するＰ２Ｏ５−Ｆ系ガラス（ｎ＝１．５５、熱膨張率６×１０−６／℃）粉末（ガラスフィラＧ）を含有するエポキシ樹脂封止体８８によって構成されている。
【００５８】
Ａｌ２Ｏ３ハウジング８０の素子収容部８０Ａは、その表面に配線８１〜８７が形成されている。赤色発光素子２０Ｒは、一方の電極（図示せず）が銀ペースト接着剤（導電性）９０を介して配線８４に接続され、他方の電極（引用数字なし）がボンディングワイヤ８９を介して配線８３に接続されている。緑色および青色の発光素子２０Ｇ、２０Ｂは、ｎ−電極およびｐ−電極（ともに図示せず）が半田バンプ９１〜９４を介して配線８５〜８７、８２に接続されている。ガラス粉末含有エポキシ樹脂封止体８８は、素子収容部８０Ａを封止するが、エポキシ樹脂は粘度が低く、ガラスフィラＧは図４に示すように底部に沈殿する。このため。特に発光素子周辺はガラスフィラＧの濃度が極めて高い状態となる。そして、発光素子周辺は低熱膨張率材料で覆われ、熱によるストレスが生じにくくなる。（断線モードにならない。）さらに、エポキシ樹脂は発光素子からの光取り出しに有利だが、熱や光によって素子周辺が劣化する。これに対し、ガラスフィラＧは熱や光に対して安定であることにより、本実施の形態では、発光装置の発光出力が低下することを大幅に低減することができる。体積比が１：１であれば、エポキシ樹脂の透光性が４０％の低下であっても、全体としての透光性の低下は２０％に留めることができる。尚、ガラスフィラＧは、エポキシ樹脂に対して約３倍の熱伝導性があり、放熱性も向上する。
【００５９】
以上の構成において、単なるエポキシ樹脂では、青色発光素子２０Ｂの高光密度の青色発光によって黄変することにより青色発光の透過率が低下し、これによって外部発光出力が低下する恐れがあるが、この第４の実施の形態では、エポキシ樹脂に収縮緩和剤として含有されているガラスフィラＧが安定した高透過率を有するため、青色発光の透過率の低下を抑えることができる。
【００６０】
以上の発光装置によると、赤色、緑色、および青色の発光素子２０Ｒ、２０Ｇ、および２０Ｂの発光出力を所定のレベルに調節することにより、白色を含め各色発光を所定の出力で得ることができる。尚、ガラスフィラＧ表面にシランカップ処理（接着増強処理）を施し、ガラスフィラＧ粒子とエポキシ樹脂との接着力を増してもよい。
【００６１】
図５は、図４で説明した第４の実施の形態の発光装置の１つの製造段階を示す。この製造段階は、Ａｌ２Ｏ３ハウジング８０がカッティングライン１２２、１２３によって切断される前の段階であり、素子収容部８０Ａに赤色、緑色、および青色の発光素子２０Ｒ、２０Ｇ、および２０Ｂをマウントした後、石英ガラス粉末含有エポキシ樹脂を素子収容部８０Ａに充填し、キュアすることによってガラス粉末含有エポキシ樹脂封止体８８とした段階である。
【００６２】
キュア時にガラス粉末含有エポキシ樹脂封止体８８の残留応力が低熱膨張率のガラス粉末によって低減されているため、カッティングライン１２２、１２３に沿って、Ａｌ２Ｏ３ハウジング８０を所定の速度で切断してもガラス粉末含有エポキシ樹脂封止体８８とＡｌ２Ｏ３ハウジング間に剥離、および発光素子の断線が生じることはない。従って、カッティング速度を低速にして生産性を抑える必要はない。尚、ハウジング開口部へガラス粉末含有エポキシ樹脂封止体８８を注入する際には、必要な濃度のフィラを含有したガラス粉末含有エポキシ樹脂封止体８８を一度にディスペンサなどで注入してもよいが、フィラを含有しているために粘度が高くなり、隙間への回り込みが不十分になるような場合には、フィラなしのエポキシ樹脂を底部へ注入した後に、フィラを含有したガラス粉末含有エポキシ樹脂封止体８８を注入してもよい。２度目に注入したフィラは底部に沈殿する。
【００６３】
封止体と透光性フィラとの屈折率の差による光透過率の変化について測定した結果を図６に示す。
【００６４】
図６においては、フィラなしのエポキシ樹脂（屈折率ｎ＝１．５５）及び屈折率ｎ＝１．５０、１．５２、１．５３、１．５４、１．５５、１．５６、１．５８のガラスフィラ含有エポキシ樹脂（ガラスフィラ対エポキシの重量比：１対３）の、１ｍｍ厚の板状サンプルにおける直線透過率について、波長３００〜８００ｎｍの光において測定した結果である。この結果より、ガラスフィラの屈折率がエポキシ樹脂の屈折率に近い程、フィラなしのエポキシ樹脂の直線透過率に近い値を示し、屈折率の差が大きくなるにつれて、直線透過率が低くなることが明らかである。
【００６５】
以上のことからも、本発明に係る透光性フィラ含有封止体におけるフィラと封止体との屈折率の差は、より小さいことが望まれるのであるが、フィラの屈折率と封止体の屈折率とを完全に同一にすることは難しい。そこで、フィラと封止体との屈折率の差がどの程度までが好適な範囲であるかが問題となる。
【００６６】
フィラと封止体との屈折率の差が±０．０２５以内であれば、光学ＰＫＧとしてフィラを含有しないものと比較して、有意な初期特性差は生じない。また、青地上の散乱も認められない程度であるので、本発明に係る透光性フィラ含有封止体としては、充分に使用可能である。従って、本発明に係る透光性フィラ含有封止体におけるフィラと封止体との屈折率の差は±０．０２５以内であることが望ましいといえる。
【００６７】
更に、フィラと封止体との屈折率の差が±０．０１以内であれば、高い直線透過性があり、集光光学系の光源などとして用いられる用途などのように、光源の大きさが特性影響を及ぼすものにも用いることができる。なお、屈折率は、Ｎａのｄ線におけるものとして説明したが、厳密に、発光装置として用いられる波長での屈折率として扱っても良い。
【００６８】
また、封止体におけるフィラ含有による光学特性への影響は、上述した屈折率差以外にも、フィラ含有量やフィラ粒径にも影響される。即ち、発光素子からの光が、フィラ−樹脂界面を幾度通過した後に外部放射されるかによって、透過率に影響を及ぼすのである。
【００６９】
フィラ含有量は、応力的な問題が生じない程度に留めるのが望ましい。フィラの粒径は少なくとも素子サイズ以下であることが望ましく、細かくする程応力均一化を図ることができる。一方で、光学的散乱は、フィラの粒径が細かい程大きくなる。このため、本発明に係るフィラ含有封止体におけるフィラの粒径は、数十μｍレベルが望ましく、具体的にはフィラの平均粒径は１０〜１００μｍであり、より望ましくは約５０μｍである。
【００７０】
尚、フィラの形状としては、応力的にも光学的にも、粗でない方が望ましく、理想的には球体状であることが望ましい。
【００７１】
以上の第１より第４の実施の形態では、発光装置として発光装置を説明したが、発光素子に代えて太陽電池素子を使用して太陽電池素子パッケージとすることもできる。この場合、太陽電池素子は、太陽光を直接あるいはすり鉢状反射面から間接的に受光して発電機能により所定の電力を出力する。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る発光装置を示す断面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る発光装置を示す断面図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態に係る発光装置を示す断面図である。
【図４】本発明の第４の実施の形態に係る発光装置を示す断面図である。
【図５】本発明の第４の実施の形態に係る発光装置の一製造段階を示す平面図である。
【図６】封止体とそれに含有されるフィラとの屈折率の差による光透過率の変化を示す図である。
【図７】従来の発光装置を示す断面図である。
【符号の説明】
【００７３】
１１，１２、リード
１３〜１６、タングステン配線
２０、ＧａＮ系半導体発光素子
２１、サファイア基板
２２、ＧａＮ系半導体層
２３、ｎ−電極
２４、ｐ−電極
２５、２６、半田バンプ
３０〜３２、ＳｉＯ２（石英ガラス）粉末含有シリコーン封止体
３３、蛍光体
４０、セラミック（Ａｌ２Ｏ３）ハウジング
４１，７１、すり鉢状反射面
５１，５２、リード
５３，５４、ボンディングワイヤ
６０、ガラスエポキシ樹脂部
７０、銅ハウジング
８０、Ａｌ２Ｏ３ハウジング
８０Ａ、素子収容部
８１〜８７、配線
８８、ガラス粉末含有エポキシ樹脂封止体
８９、ボンディングワイヤ
９１〜９４、半田バンプ
１００、ＡｌＮサブマウント
１０１，１０２、リード
１０３、液晶ポリマ樹脂ハウジング
１０４、鉢状反射面
１０６、ＧａＮ系半導体発光素子
１０７、銀ペースト
１０８，１０９、ボンディングワイヤ
１１０、蛍光体
１１０Ａ、赤色蛍光体
１１０Ｂ、緑色蛍光体
１１０Ｃ、青色蛍光体
１１１、シリコーン封止体
【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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