(57)【要約】【課題】光の波長が短い発光素子を使用する場合であっても、発光素子からされる光による劣化を抑制でき、長期間の使用によっても発光輝度などの劣化が生じにくい発光装置および発光モジュールを提供する。【解決手段】基板１０上に、第１の導電型層１１、発光層１２および第２の導電型層１３が形成され発光素子１を備えた発光装置Ｘにおいて、第２の導型層１３および基板１０のうちの少なくとも一方の表面側に対してガラス接合材２２を介して密着状態で接合され、かつガラスにより透光性を有するように形成された光学部材２Ａ，２Ｂさらに備えた。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、第１の導電型層、発光層および第２の導電型層が形成された発光素子を備えた発光装置であって、前記発光素子の前記第２の導型層側の表面および前記基板側の表面のうちの少なくとも一方に無機材料からなる接合材を介して接合されており、無機材料からなる透光性を有する光学部材をさらに備えていることを特徴とする、発光装置。
【請求項２】
前記ガラス接合材の屈折率は、前記発光素子の屈折率より小さく設定され、前記光学部材の屈折率は、前記ガラス接合材の屈折率より大きく設定されている、請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記複数の光学部材は、前記基板側に接合される第１の光学部材と、前記第２の導電型層側に接合される第２の光学部材と、を含んでいる、請求項１または２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記第１および第２の光学部材の表面において露出する第１および第２の外部接続用端子をさらに備えている、請求項３に記載の発光装置。
【請求項５】
前記第１の光学部材と前記基板との間に設けられた第１の素子電極と、前記第２の光学部材と前記第２の導電型層との間に設けられた第２の素子電極と、をさらに備えており、前記第１および第２の素子電極は、前記第１および第２の外部接続用端子のうちの対応する端子に対して第１および第２の中継導体を介して導通接続されている、請求項４に記載の発光装置。
【請求項６】
前記第１および第２の中継導体は、前記第１および第２の光学部材を貫通している、請求項５に記載の発光装置。
【請求項７】
前記第１および第２の外部接続用端子は、前記第１および第２の光学部材を貫通している、請求項４に記載の発光装置。
【請求項８】
前記第１または第２の外部接続用端子は、透光性を有している、請求項４ないし７のいずれかに記載の発光装置。
【請求項９】
前記第１または第２の光学部材は、前記発光素子からされた光の波長を変換するための１または複数種の蛍光体を含有している、請求項１ないし８のいずれかに記載の発光装置。
【請求項１０】
前記蛍光体は、前記第１または第２の光学部材の外表面部に偏在させられている、請求項９に記載の発光装置。
【請求項１１】
前記発光素子は、２３０〜４５０ｎｍの波長範囲に発光強度のピークを少なくとも１つ有する光をするものであり、前記複数種の蛍光体は、前記発光素子からされた光を、４００〜５００ｎｍの波長範囲に発光強度のピークを有する光、５００〜６００ｎｍの波長範囲に発光強度のピークを有する光、および６００〜７００ｎｍの波長範囲に発光強度のピークを有する光にそれぞれ変換する第１から第３の蛍光体を含んでいる、請求項９または１０に記載の発光装置。
【請求項１２】
前記第１の導電型層、前記第２の導電型層および前記発光層は、酸化亜鉛系化合物である、請求項１ないし１１のいずれかに記載の発光装置。
【請求項１３】
絶縁基板に対して１または複数の発光装置が搭載された発光モジュールであって、前記発光装置は、請求項１ないし１２のいずれかに記載したものであることを特徴とする、発光モジュール。
【請求項１４】
前記絶縁基板は、単一の発光装置が搭載されるものであり、かつ前記発光装置に導通接続される第１および第２の外部接続用導体を有している、請求項１３に記載の発光モジュール。
【請求項１５】
前記第１および第２の外部接続用導体は、前記発光装置に導通接続される部分と、外部の配線に接続される部分と、を有している、請求項１４に記載の発光モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子を有する発光装置、およびこの発光装置を備えた照明装置や表示装置などの発光モジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図８に示したように、発光装置９としては、絶縁基板９０および枠体９１により形成される空間９２に、発光素子９３を収容したものがある（たとえば特許文献１参照）。
【０００３】
絶縁基板９０は、発光素子９３を搭載するための凹部９４を有するものであり、表面に導体層９５，９６が形成されている。導体層９５は、発光素子９３の下面電極（図示略）と導通接続されるものであり、凹部９４の底面９４Ａから絶縁基板９０の下面９０Ａにまで連続して設けられている。導体層９６は、ワイヤ９７を介して発光素子９３の上面電極（図示略）と導通接続されるものであり、絶縁基板９０の上面９０Ｂから下面９０Ａに連続して設けられている。
【０００４】
枠体９１は、貫通空間９８を有するものであるとともに、絶縁基板９０の上面９０Ｂに接合されている。絶縁基板９０に枠体９１を接合した状態では、絶縁基板９０の凹部９４と枠体９１の貫通空間９８によって発光素子９３を搭載するための空間９２が形成されている。この空間９２には、発光素子９３を保護するために、透光部９９が設けられている。この透光部９９は、空間９２に透明樹脂を充填することにより形成されている。
【０００５】
発光素子９３としては、種々のものが使用されるが、たとえば発光装置９においては白色光をさせる場合などには、青色の光を放出する発光ダイオードが使用される。この場合、透光部９９あるいは発光素子９３の表面に、青色光を黄色光に変換するための波長変換層が設けられ、あるいは透光部９９の内部に黄色の蛍光を発する蛍光体を含有させられる。
【０００６】
その一方で、近年においては、より短波長の光（近紫外光から青色光）を放出する発光素子が開発されており（たとえば特許文献２参照）、このような短波長の発光素子もまた、発光装置９から白色光をさせる場合に使用することができる。
【０００７】
【特許文献１】特開平５−１７５５５３号公報
【特許文献２】特開２００４−３４２７３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、発光装置９では、発光素子９３から放射された光は、透光部９９が樹脂により形成されているために、その一部が透光部９９において吸収される。そのため、透光部９９の透過率や機械的強度は、吸収した光のエネルギによって経時的に劣化する。その結果、発光装置９を長期間使用する場合においては、透光部９９の透過率や機械的強度の劣化に起因して発光装置９から放射される光の放射エネルギや放射束、放射強度および長期信頼性の低下等の問題が生じ得る。とくに、白色光をする発光装置９のように、発光素子９３として、青色発光ダイオードなどの波長の短い光を放出するものを使用する場合には、透光部９９の透過率や機械的強度劣化が生じる可能性が高く、近年において開発されている、より短波長な光を放出する発光素子を使用する場合には、透光部９９の透過率や機械的強度劣化が生じる可能性がより高くなる。
【０００９】
さらに、上記の発光装置において透光部９９の透過率や機械的強度の劣化を抑制するため、透光部９９として透明ガラスを用いる場合、発光素子９３から放射された光によって透過率や機械的強度が劣化することは抑制されるが、未硬化の透明ガラスを硬化させる際の体積収縮や、発光素子９３と透光部９９との熱膨張差によって透光部９９にクラックが発生するといった問題が生じ得る。とくに、発光素子９３の全体を透明ガラスによって被覆する際には、発光素子９３の体積に対して透明ガラスの体積が極めて大きくなることから、透明ガラスにクラックを発生させずに発光素子９３を被覆することは極めて困難であり、透光部９９に生じたクラックによって発光素子９３から放射された光が吸収，散乱され、発光装置から放射される光の放射エネルギや放射束、放射強度が低下するといった問題点を有していた。
【００１０】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、放射光の波長が短い発光素子を使用する場合であっても、発光素子から放射される光による透光部の透過率や機械的強度の劣化を抑制できるとともに、発光素子を被覆する透光部に生じるクラックを抑制でき、長期間の使用によっても光の放射エネルギや放射束、放射強度の劣化や長期信頼性の低下が生じにくい発光装置および発光モジュールを提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の第１の側面においては、基板上に、第１の導電型層、発光層および第２の導電型層が形成された発光素子を備えた発光装置であって、前記第２の導型層および前記基板のうちの少なくとも一方の表面側に対してガラス接合材を介して密着状態で接合され、かつ無機材料によって透光性を有するように形成された１または複数の光学部材をさらに備えていることを特徴とする、発光装置が提供される。
【００１２】
光学部材は、ガラス接合材を介して発光素子に密着させるのが好ましい。また、ガラス接合材の屈折率は、発光素子の屈折率より小さく設定され、光学部材の屈折率は、ガラス接合材の屈折率より大きく設定されるのが好ましい。
【００１３】
複数の光学部材は、たとえば基板側に接合される第１の光学部材と、第２の導電型層側に接合される第２の光学部材と、を含んでいる。
【００１４】
本発明の発光装置は、第１および第２の光学部材の表面において露出する第１および第２の外部接続用端子をさらに備えたものとすることができる。
【００１５】
発光素子は、たとえば第１の光学部材と基板との間に設けられた第１の素子電極と、第２の光学部材と第２の導電型層との間に設けられた第２の素子電極と、をさらに備えたものとされる。この場合、第１および第２の素子電極は、たとえば第１および第２の外部接続用端子のうちの対応する端子に対して第１および第２の中継導体を介して導通接続される。
【００１６】
第１および第２の中継導体は、第１および第２の光学部材を貫通するものとして形成することができる。
【００１７】
第１および第２の外部接続用端子は、第１および第２の光学部材を貫通するものとして形成することができる。この場合、第１および第２の外部接続用端子は、中継導体を介することなく、第１および第２の素子電極のうちの対応する電極に導通接続させられる。
【００１８】
外部接続用端子は、透光性を有するものとして形成するのが好ましい。
【００１９】
光学部材は、たとえば発光素子から放射された光の波長を変換するための１または複数種の蛍光体を含有したものとされる。この場合、蛍光体は、光学部材の外表面部に偏在させるのが好ましい。
【００２０】
発光素子としては、たとえば２３０〜４５０ｎｍの波長範囲に発光強度のピークを少なくとも１つ有する光を放射するもの、たとえば第１の導電型層、第２の導電型層および前記発光層が酸化亜鉛系化合物により形成されたものが使用される。この場合、複数種の蛍光体は、前記発光素子から放射された光を４００〜５００ｎｍの波長範囲に発光強度のピークを有する光、５００〜６００ｎｍの波長範囲に発光強度のピークを有する光、および６００〜７００ｎｍの波長範囲に発光強度のピークを有する光にそれぞれ変換する第１から第３の蛍光体を含んでいるのが好ましい。
【００２１】
本発明の第２の側面においては、絶縁基板に対して１または複数の発光装置が搭載された発光モジュールであって、前記発光装置は、本発明の第１の側面に係るものであることを特徴とする、発光モジュールが提供される。
【００２２】
絶縁基板は、たとえば単一の発光装置が搭載されるものであり、かつ発光装置に導通接続される第１および第２の接続導体を有している。第１および第２の接続導体は、たとえば発光装置に導通接続される部分と、外部の配線に接続される部分と、を有している。
【発明の効果】
【００２３】
本発明に係る発光装置は、透光性を有する無機材料によって形成された光学部材により、発光素子における基板および第２の導電型層のうちの少なくとも一方が覆われている。そのため、本発明の発光装置では、発光素子における基板および第２の導電型層のうちの少なくとも一方が光学部材により保護される。また、ガラスは、一般に、樹脂に比べて透過率や機械的強度が劣化しにくい素材である。そのため、発光素子からの光を光学部材に透過させたときに、発光素子からの光が光学部材において吸収されたとしても、その光が有する放射エネルギに起因して光学部材の透過率や機械的強度が劣化する可能性は極めて小さい。その結果、本発明の発光装置では、発光素子からの光によって発光素子を保護する要素（光学部材）が劣化する可能性が、樹脂により発光素子が保護された従来の発光装置（図８参照）に比べて低減され、放射光の放射エネルギや放射束、放射強度が低下するのが抑制される。これにより、本発明に係る発光装置は、長期間にわたって安定した光を出力させることが可能となる。
【００２４】
また、本発明に係る発光装置を使用した発光モジュールでは、発光装置における放射光の放射エネルギや放射束、放射強度の低下が抑制されているために、長期間にわたって安定した駆動が可能となる。
【００２５】
さらに、光学部材を発光素子に対してガラス接合材を介して密着させた場合には、ガラス接合材が存在することによって発光素子と光学部材の間に気体が残存する可能性が低減される。そのため、発光素子と光学部材との間に気体が残存する場合に比べて、発光素子からの光が、発光素子と光学部材との間において反射、散乱される可能性が低減される。これにより、本発明の発光装置では、発光素子からの光を、光学部材に対して効率良く導入させることができるようになる。とくに、ガラス接合材の屈折率を、発光素子の屈折率より小さく、かつ光学部材の屈折率よりも小さく設定した場合には、発光素子とガラス接合材との界面、およびガラス接合材と光学部材との界面における反射をも抑制できるため、発光素子からの光を、光学部材に対してさらに効率良く導入させることができる。
【００２６】
また、第１および第２の外部接続用端子を光学部材の表面において露出させれば、所定の配線などが形成された配線基板や回路基板などの実装基板と発光装置との間を、種々の接続手段を適用して適切に導通接続することができる。そして、第１および第２の外部接続用端子を、透光性を有するものとして形成すれば、第１および第２の外部接続用端子において光が吸収・反射することに起因する光の取り出し効率の低下を抑制することができる。
【００２７】
さらに、光学部材を、発光素子から放射された光の波長を変換するための１または複数種の蛍光体を含有したものとすれば、発光装置から目的とする波長の光を放射させることができる。たとえば、発光素子としては、たとえば２３０〜４５０ｎｍの波長範囲に発光強度のピークを少なくとも１つ有する光を放射するものが使用する一方で、複数種の蛍光体として、前記発光素子から放射された光を、４００〜５００ｎｍの波長範囲に発光強度のピークを有する光、５００〜６００ｎｍの波長範囲に発光強度のピークを有する光、および６００〜７００ｎｍの波長範囲に発光強度のピークを有する光にそれぞれ変換する第１から第３の蛍光体を使用する場合には、発光装置からは白色光を放射させることができる。
【００２８】
もちろん、本発明の発光装置は、使用する蛍光体の種類に応じて、白色光以外の光をするように構成することができ、たとえば赤色光、緑色光、青色光、黄色、マゼンダ、シアンなどを放射させることができる。
【００２９】
さらに、蛍光体を光学部材の外表面部に偏在させた場合には、蛍光体を含有する部分の厚みが小さくなるために、この部分を垂直に透過する光と斜めに透過する光の光路差が小さくなる。その結果、垂直に透過する光と斜めに透過する光の間の波長変換量の差が小さくなるために、発光素子からの光の一部の光をそのまま透過させる一方で、他の光の一部の波長を変換し、それらの混合色を放射させる場合には、色ムラを抑制して全体から同様な色の光を放射させることが可能となる。
【００３０】
また、本発明の発光装置では、光学部材がガラスにより形成され、また必要に応じてガラス接合材が使用されているために、発光素子として波長の短い光を放射するもの、たとえば青色光や近紫外光を放射する酸化亜鉛系化合物半導体を使用する場合であっても、光学部材が劣化するのを効果的に抑制できる。これにより、短波長発光素子を使用する場合であっても、発光装置における発光輝度の低下を効果的に抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下においては、本発明の第１および第２の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００３２】
まず、本発明の第１の実施の形態に係る発光装置ついて、図１および図２を参照して説明する。
【００３３】
図１および図２に示した発光装置Ｘは、発光素子１、第１および第２の光学部材２Ａ，２Ｂ、および第１および第２の外部接続用端子３Ａ，３Ｂを備えたものであり、少なくとも第１の光学部材２Ａの外表面から光を放射るように構成されている。
【００３４】
発光素子１は、基板１０上に、ｎ型半導体層１１、発光層１２およびｐ型半導体層１３を積層形成したものであり、少なくとも側方に向けて光を放射するように構成されている。この発光素子１は、たとえばＺｎＯ系の酸化物半導体発光ダイオードであり、２３０ｎｍ〜４５０ｎｍの波長の光を放射するように構成されている。もちろん、発光素子１としては、ＺｎＯ系の酸化物半導体発光ダイオード以外のものを使用することができ、たとえばシリコンカーバイド（ＳｉＣ）系化合物半導体、ダイヤモンド系化合物半導体、窒化ホウ素系化合物半導体等の化合物半導体を使用することができ、発光装置Ｘにおいて放射させる光の波長に応じて、使用すべき発光素子１の種類を適宜選択すればよい。
【００３５】
基板１０の下面１０Ａおよびｐ型半導体層１３の上面１３Ａには、第１および第２の素子電極１４，１５が形成されている。これらの第１および第２の素子電極１４，１５は、発光層１２から光を放出させるために、ｎ型半導体層１１、発光層１２およびｐ型半導体層１３の間に電圧を印加するためのものである。第１および第２の素子電極１４，１５は、光を透過させる必要がある場合には透明に形成され、光を反射させる必要がある場合には反射率の高い材料により形成される。第１および第２の素子電極１４，１５を形成するための材料としては、第１および第２の素子電極１４，１５を透明に形成する場合にはＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）ガラスや酸化亜鉛系透明導電膜、インジウム（Ｉｎ）と錫（Ｓｎ）との酸化物であるＳｎＯ２，Ｉｎ２Ｏ３などが使用される。また、第１および第２の素子電極１４，１５を反射率の高いものとして形成する場合には、アルミニウム、ロジウム、銀等の２３０ｎｍ〜４５０ｎｍの波長の光に対して反射率が高い金属および合金などが使用される。
【００３６】
第１および第２の光学部材２Ａ，２Ｂは、発光素子１を保護する機能を果たすとともに、発光素子１において放出された光を外部に導く役割を果たすとともに、発光装置Ｘにおける光の放射源の発光面積を大きくする役割をも果たすものである。すなわち、発光素子１から放射される光は、発光素子１との屈折率差を小さくしたガラス接合材２２を介して効率よく第１および第２の光学部材２Ａ，２Ｂに入射される。そして、発光素子１から放射される光は、第１および第２の光学部材２Ａ，２Ｂの内部で乱反射されながら、発光面積を大きくすることで外部に光を取り出す確率を向上させた第１および第２の光学部材２Ａ，２Ｂを介して外部に効率よく放射される。また、これらの第１および第２の光学部材２Ａ，２Ｂは、中央部に貫通孔２０Ａ，２０Ｂを有するとともに、透光性を有する板状に形成されている。貫通孔２０Ａ，２０Ｂには、第１および第２の中継用導体３０Ａ，３０Ｂを充填形成されている。これらの第１および第２の中継用導体３０Ａ，３０Ｂは、発光素子１の第１および第２の素子電極１４，１５と第１および第２の外部接続用端子３Ａ，３Ｂとの間の導通接続を図るためのものであり、第１および第２の光学部材２Ａ，２Ｂの厚み方向に貫通し、かつ端面が第１および第２の光学部材２Ａ，２Ｂの表面２１Ａ，２１Ｂから露出している。
【００３７】
第１および第２の光学部材２Ａ，２Ｂは、全体が透光性を有する無機材料によって形成されているとともに、ガラス接合材２２を介して第１および第２の素子電極１４，１５に接合されている。これらの第１および第２の光学部材２Ａ，２Ｂは、互いに対面した平行状態で配置されている。ガラス接合材２２は、透光性を有するものであり、たとえば発光素子１よりも屈折率が小さく、光学部材２よりも屈折率が小さい材料により構成されている。
【００３８】
ここで、光学部材２を形成するための透光性を有する無機材料としては、たとえば石英ガラス、硼酸と珪酸とを含む光学ガラス（硼珪酸ガラス）、水晶、サファイアあるいは螢石等を使用することができる。一方、ガラス接合材２２としては、たとえばゾルーゲルガラス、水ガラス、低融点ガラス等の２３０ｎｍ〜４５０ｎｍの波長の光に対して透過率が高く、溶融もしくは加水分解反応を利用して無機化される、透光性の無機材料から成る接合材を使用することができる。
【００３９】
第１および第２の外部接続用端子３Ａ，３Ｂは、発光装置Ｘを配線基板などの実装基板に搭載する際に、実装基板の配線に導通接続させるための部分であり、第１および第２の光学部材２Ａ，２Ｂの表面２１Ａ，２１Ｂにおける中央部から、側端縁の間において延びる帯状に形成されている。これらの第１および第２の外部接続用端子３Ａ，３Ｂは、第１および第２の中継用導体３０Ａ，３０Ｂを介して、発光素子１の第１および第２の素子電極１４，１５に導通接続されている。
【００４０】
発光装置Ｘでは、ガラス接合材２２を介して、上記の透光性を有する無機材料によって形成された第１および第２の光学部材２Ａ，２Ｂによって、発光素子１の基板１０の下面１０Ａ（第１の素子電極１４）およびｐ型半導体層１３の上面１３Ａ（第２の素子電極１５）が覆われている。ガラスは、一般に、樹脂に比べて透過率や機械的強度が劣化しにくい素材である。そのため、発光素子１からの光を第１および第２の光学部材２Ａ，２Ｂに透過させたとしても、発光素子１からの光が第１および第２の光学部材２Ａ，２Ｂにおいて吸収されたとしても、その光が有する放射エネルギに起因して第１および第２の光学部材２Ａ，２Ｂの透過率や機械的強度が劣化する可能性は極めて小さい。その結果、発光装置Ｘでは、発光素子１からの光によって発光素子１を保護する要素（第１および第２の光学部材２Ａ，２Ｂ）が劣化する可能性が、発光素子が樹脂により保護された従来の発光装置９（図８参照）に比べて低減され、放射光の放射エネルギや放射束、放射強度が低下するのが抑制される。これにより、発光装置Ｘは、長期間にわたって安定した光を出力させることが可能となる。
【００４１】
また、ガラス接合材２２を介して、発光素子１に対して第１および第２の光学部材２Ａ，２Ｂを密着させた構成を採用することにより、発光素子１と第１および第２の光学部材２Ａ，２Ｂの間に気体が残存する可能性が低減される。そのため、発光素子１と第１および第２の光学部材２Ａ，２Ｂとの間に気体が残存する場合に比べて、発光素子１からの光が、発光素子１と第１および第２の光学部材２Ａ，２Ｂとの間において反射、散乱される可能性が低減される。これにより、発光装置Ｘでは、発光素子１からの光を、第１および第２の光学部材２Ａ，２Ｂに対して効率良く光を導入させることができるようになる。とくに、ガラス接合材２２の屈折率を発光素子の屈折率より小さく、かつ第１および第２の光学部材２Ａ，２Ｂの屈折率よりも小さく設定した場合には、発光素子１とガラス接合材２２との界面においては全反射による反射損失が低減され、ガラス接合材２２と第１および第２の光学部材２Ａ，２Ｂとの界面においてはスネルの法則に従った全反射が抑制されるため、発光素子１からの光を、光学部材２に対してさらに効率良く光を導入させることができる。
【００４２】
さらに、本発明の発光装置Ｘでは、発光素子１の保護および発光素子１の内部から光を効率よく取り出す機能を有するガラス接合材２２が発光素子１の全体を被覆するように被着されないことから、発光装置Ｘの作製工程や発光装置Ｘを作動させる際に生じるガラス接合材２２へのクラックが抑制される。すなわち、発光装置Ｘの作製工程や発光装置Ｘを作動させる場合、たとえばゾルーゲルガラス、水ガラス、低融点ガラス等を溶融もしくは加水分解反応を利用して無機化する際のガラス接合材２２の体積収縮や、発光素子１とガラス接合材２２との熱膨張係数差により、ガラス接合材２２にクラックが発生する。とくに、発光素子１の全体を透光性のガラス接合材２２によって被覆する際には、発光素子１の体積に対してガラス接合材の体積が極めて大きくなることから、発光素子１の周囲を基点としてクラックがガラス接合材２に容易に発生し易くなる。その結果、発光素子１から放射された光は、ガラス接合材２２に生じたクラックによって吸収、散乱され、発光装置Ｘから放射される光の放射エネルギや放射束、放射強度が低下する。従って、本発明の発光装置Ｘでは、第１および第２の光学部材２Ａ，２Ｂが発光素子１の一部に設けられたガラス接合材２２を介して取着されることにより、ガラス接合材２２の透過率や機械的強度の劣化を抑制できるとともに、第１および第２の光学部材２Ａ，２Ｂやガラス接合材２２に生じるクラックを抑制でき、発光装置を長期間にわたって正常に作動させることできる。
【００４３】
なお、ガラス接合材２２の厚さは、０．１ｍｍ以上かつ１．５ｍｍ以下とすることがより好ましい。ガラス接合材２２の厚さが０．１ｍｍより薄い場合、発光装置Ｘの作製工程や発光装置Ｘを作動させる際のガラス接合材２２の体積収縮や熱膨張、熱収縮を極めて小さくできるが、ガラス接合材２２の接合強度や機械的強度は極めて小さくなり、第１および第２の光学部材２Ａ，２Ｂや発光装置Ｘへの外部からの物理的な衝撃に対し、第１および第２の光学部材２Ａ，２Ｂが発光素子１より剥がれ易くなり、発光装置Ｘを正常に作動させることができない。また、ガラス接合材２２の厚さが１．５ｍｍより厚い場合、発光装置Ｘの作製工程や発光装置Ｘを作動させる際のガラス接合材２２の体積収縮が大きくなるとともに、発光素子１との熱膨張係数差によって生じる応力が大きくなり、ガラス接合材２２にクラックが生じ、発光装置Ｘを正常に作動させることができない。従って、ラス接合材２２の厚さは、０．１ｍｍ以上かつ１．５ｍｍ以下がより好ましく、発光素子１と第１および第２の光学部材２Ａ，２Ｂとを強固に接合できるとともに、発光装置Ｘの作製工程や発光装置Ｘを作動させる際のガラス接合材２２に生じるクラックを抑制できる。
【００４４】
次に、本発明の第２の実施の形態に係る発光モジュールについて、図３を参照して説明する。
【００４５】
図３に示した発光モジュールＹは、面実装可能に構成されたものであり、発光装置４および配線基板５を備えている。すなわち、発光装置４は、先に説明した本発明の第１の実施の形態に係る発光装置Ｘ（図１および図２参照）と同様なものであり、発光素子４０および光学部材４１Ａ，４１Ｂを備えている。
【００４６】
発光装置４は、発光素子４０の第１および第２の素子電極４２Ａ，４２Ｂの表面に、ガラス接合材４３を介して第１および第２の光学部材４１Ａ，４１Ｂを接合することにより、発光素子４０の基板４４の下面４４Ａ（第２の素子電極４２Ｂ）およびｐ型半導体層４５の上面４５Ａ（第１の素子電極４２Ａ）を、第１および第２の光学部材４１Ａ，４１Ｂによって密着状態で覆ったものである。
【００４７】
第１および第２の光学部材４１Ａ，４１Ｂは、透光性を有する無機材料によって形成されており、屈折率がガラス接合材４３よりも大きくされている。一方、ガラス接合材４３は、屈折率が発光素子４０よりも小さくされている。なお、第１および第２の光学部材４１Ａ，４１Ｂおよびガラス接合材４３を形成するための材料としては、先に説明した発光装置Ｘ（図１および図２参照）と同様なものを使用することができる。
【００４８】
第１および第２の光学部材４１Ａ，４１Ｂの表面４６Ａ，４６Ｂには、中央部から側端縁の間に延びる帯状の第１および第２の外部接続用端子４７Ａ，４７Ｂが設けられている。これらの第１および第２の外部接続用端子４７Ａ，４７Ｂは、第１および第２の中継導体４８Ａ，４８Ｂにより発光素子４０の第１および第２の素子電極４２Ａ，４２Ｂに導通接続されている。
【００４９】
一方、配線基板５は、絶縁基材５０の表面に第１および第２の外部接続用導体５１Ａ，５１Ｂが形成されたものである。第１および第２の外部接続用導体５１Ａ，５１Ｂは、発光装置４の第１および第２の外部接続用端子４７Ａ，４７Ｂに導通接続される上面導体部５１Ａａ，５１Ｂａと、回路基板などの実装対象物の配線に導通接続される下面導体部５１Ａｂ，５１Ｂｂと、上面導体部５１Ａａ，５１Ｂａと下面導体部５１Ａｂ，５１Ｂｂとの間を接続する側面導体部５１Ａｃ，５１Ｂｃを有している。上面導体部５１Ａａ，５１Ｂａと第１および第２の外部接続用端子４７Ａ，４７Ｂとの間の導通接続は、半田や導電性樹脂などの導電性接合材５２Ａ，５２Ｂを用いて行なわれる。
【００５０】
発光モジュールＹでは、発光装置４として、先に説明した発光装置Ｘ（図１および図２参照）と同様なものが使用されている。そのため、発光モジュールＹでは、発光装置Ｘから放射される光の放射エネルギや放射束、放射強度が発光素子４０から放射される光の放射エネルギによって低下され難く、発光素子４０から放出される光を、第１および第２の光学部材４１Ａ，４１Ｂに対して効率良く導くことができる。
【００５１】
さらに、発光素子４０から放射される光は、発光素子４０の内部から外部に直接および第１および第２の光学部材４１Ａ，４１Ｂを介して全方向に放射されることにより、発光素子４０の内部から光を外部に取り出す効率は向上し、発光装置から放射される光の放射エネルギや放射束、放射強度も向上する。
【００５２】
本発明に係る発光装置、および発光モジュールにおいて採用される発光装置は、図１ないし図３を参照して説明したものには限定されず、種々に変更可能である。たとえば、発光装置は、図４ないし図７に示した構成とすることもできる。ただし、図４から図７においては、図１および図２を参照して説明した発光装置Ｘと同様な部材または要素については同一の符号を付してあり、重複説明は省略する。
【００５３】
図４および図５に示した発光装置Ｘ１，Ｘ２は、第１および第２の光学部材６Ａ，６Ｂ，７Ａ，７Ｂに蛍光体６０，７０を分散させたものである。図４に示した発光装置Ｘ１は、蛍光体６０を第１および第２の光学部材６Ａ，６Ｂの全体に分散させたものであり、図５に示した発光装置Ｘ２は、蛍光体７０を第１および第２の光学部材７Ａ，７Ｂの外表面部に選択的に分散させたものである。
【００５４】
第１および第２の光学部材６Ａ，６Ｂ，７Ａ，７Ｂに含有させる蛍光体６０，７０は、発光装置Ｘ１，Ｘ２から放射させるべき光の波長（色）に応じて選択される。たとえば、発光装置Ｘ１，Ｘ２から白色光を放射させる場合には、蛍光体６０，７０としては、発光素子１から放射された光を、４００〜５００ｎｍの波長範囲に発光強度のピークを有する光に変換する第１蛍光体、５００〜６００ｎｍの波長範囲に発光強度のピークを有する光に変換する第２蛍光体、および６００〜７００ｎｍの波長範囲に発光強度のピークを有する光に変換する第３蛍光体が使用される。第１蛍光体としては、たとえば（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ，Ｍｇ）１０（ＰＯ４）６Ｃｌ２：ＥｕあるいはＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕを挙げることができ、第２蛍光体としては、たとえばＳｒＡｌ２Ｏ４：ＥｕやＺｎＳ：Ｃｕ，ＡｌあるいはＳｒＧａ２Ｓ４：Ｅｕを挙げることができ、第３蛍光体としては、たとえばＳｒＣａＳ：ＥｕあるいはＬａ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ，ＬｉＥｕＷ２Ｏ８を挙げることができる。
【００５５】
一方、第１から第３蛍光体を使用して発光装置Ｘ１，Ｘ２から白色光を放射させる場合には、発光素子１としては、たとえば２３０〜４５０ｎｍの波長範囲に発光強度のピークを少なくとも１つ有する光を放射するものが使用される。このような発光素子１としては、ＺｎＯ系の酸化物半導体発光ダイオードを挙げることができる。
【００５６】
また、発光素子１として青色光を放射するものを使用するとともに、蛍光体６０，７０として青色光を黄色光に変換するもの、たとえばセリウム（Ｃｅ）で付活されたイットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体（ＹＡＧ）あるいは、２価のユーロピウム（Ｅｕ）で活性化されたアルカリ土類金属オルト珪酸塩蛍光体を使用することによって、発光装置Ｘ１，Ｘ２から白色光を放射させるようにしてもよい。
【００５７】
発光装置Ｘ１，Ｘ２では、第１および第２の光学部材６Ａ，６Ｂ，７Ａ，７Ｂに蛍光体６０，７０が含有させられているものの、ガラス接合材２２を介して、発光素子１の基板１０の下面１０Ａ（第１の素子電極１４）およびｐ型半導体層１３の上面１３Ａ（第２の素子電極１５）が、無機材料によって形成された第１および第２の光学部材６Ａ，６Ｂ，７Ａ，７Ｂによって覆われている点においては、先の発光装置Ｘ（図１および図２参照）と同様である。そのため、発光装置Ｘ１，Ｘ２においても、第１および第２の光学部材６Ａ，６Ｂ，７Ａ，７Ｂやガラス接合材２２および蛍光体６０，７０の透過率や機械的強度、蛍光体６０，７０の発光効率の劣化が抑制されており、長期間の使用によっても発光装置Ｘから放射される光の放射エネルギや放射束、放射強度が低下することが抑制されている。
【００５８】
図４に示した発光装置Ｘ１は、蛍光体６０を第１および第２の光学部材６Ａ，６Ｂの全体に分散させたものであるから、蛍光体６０が分散された第１および第２の光学部材６Ａ，６Ｂを簡易に形成することができる。すなわち、発光装置Ｘ１では、第１および第２の光学部材６Ａ，６Ｂの製造が容易であるといった利点がある。一方、図５に示した発光装置Ｘ２は、蛍光体７０を第１および第２の光学部材７Ａ，７Ｂの外表面部に選択的に分散させたものであるから、第１および第２の光学部材７Ａ，７Ｂを水平に進行する光と、水平方向から傾斜した方向に進行する光との間において、光路差が小さくなる。その結果、水平方向に透過する光と斜めに透過する光の間の波長変換量の差が小さくなるために、発光素子１からの光の一部をそのまま透過させる一方で、一部の光の波長を変換してそれらの混合色を放射させる場合には、色ムラを抑制して全体から同様な色の光を放射させることが可能となる。
【００５９】
もちろん、発光装置Ｘ１，Ｘ２は、使用する蛍光体６０，７０の種類を適宜選択することにより、白色以外の光を放射するように構成することもでき、また第１および第２の光学部材６Ａ，６Ｂ，７Ａ，７Ｂに蛍光体６０，７０を分散させる代わりに、第１および第２の光学部材６Ａ，６Ｂ，７Ａ，７Ｂの外表面に、蛍光体を含む波長変換層を設けてもよい。
【００６０】
図６および図７に示した発光装置Ｘ３は、基本的な構成が先に説明した発光装置Ｘ（図１および図２参照）と同様であるが、第１および第２の外部接続用端子８０Ａ，８０Ｂの構成が先に説明した発光装置Ｘ（図１および図２参照）とは異なっている。
【００６１】
第１および第２の外部接続用端子８０Ａ，８０Ｂは、光学部材２Ａ，２Ｂを貫通するものであり、発光素子１の第１および第２の素子電極１４，１５に直接的に導通接続されている。すなわち、発光装置Ｘにおける第１および第２の中継用導体３０Ａ，３０Ｂ（図１および図２参照）を、実質的に、第１および第２の外部接続用端子８０Ａ，８０Ｂとして機能させている。ただし、第１および第２の外部接続用端子８０Ａ，８０Ｂは、配線基板などの実装基板における配線との導通接続を確実化するために、その一部が第１および第２の光学部材２Ａ，２Ｂの表面２１Ａ，２１Ｂから突出している。もちろん、第１および第２の外部接続用端子８０Ａ，８０Ｂは、第１および第２の光学部材２Ａ，２Ｂの表面２１Ａ，２１Ｂから露出していればよく、必ずしも第１および第２の光学部材２Ａ，２Ｂの表面２１Ａ，２１Ｂから突出した形態とする必要はない。
【００６２】
発光装置Ｘ３では、第１および第２の外部接続用端子８０Ａ，８０Ｂの形態が先の発光装置Ｘ（図１および図２参照）とは異なるものの、ガラス接合材２２を介して、上記の無機材料によって形成された第１および第２の光学部材２Ａ，２Ｂによって、発光素子１の基板１０の下面１０Ａ（第１の素子電極１４）およびｐ型半導体層１３の上面１３Ａ（第２の素子電極１５）が覆われている点においては、発光装置Ｘ（図１および図２参照）と同様である。そのため、発光装置Ｘ３においても、第１および第２の光学部材２Ａ，２Ｂの劣化が抑制されており、長期間の使用によっても発光装置Ｘから放射される光の放射エネルギや放射束、放射強度が低下することが抑制されている。
【００６３】
もちろん、図６および図７に示した発光装置Ｘ３においても、図４および図５に示した発光装置Ｘ２，Ｘ３のように、第１および第２の光学部材２Ａ，２Ｂに蛍光体を含有させてもよい。また、第１および第２の光学部材２Ａ，２Ｂとしては、板状のものに限らず、表面が曲面として形成されたもの、たとえばレンズ状部材を採用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る発光装置を示す全体斜視図である。
【図２】図１に示した発光装置の縦断面図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る発光モジュールを示す縦断面図である。
【図４】本発明に係る発光装置の他の例を示す縦断面図である。
【図５】本発明に係る発光装置のさらに他の例を示す縦断面図である。
【図６】本発明に係る発光装置の他の例を示す全体斜視図である。
【図７】図６に示した発光装置の縦断面図である。
【図８】従来の発光装置の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６５】
Ｘ，Ｘ１〜Ｘ３，４  発光装置
Ｙ  発光モジュール
１，４０  発光素子
１０  （発光素子の）基板
１１  （発光素子の）ｎ型半導体層（第１の導電型層）
１２  （発光素子の）発光層
１３  （発光素子の）ｐ型半導体層（第２の導電型層）
１４，１５，４２Ａ，４２Ｂ  （発光素子の）電極（素子電極）
２Ａ，２Ｂ，６Ａ，６Ｂ，７Ａ，７Ｂ，４１Ａ，４１Ｂ  光学部材
２２，４３  ガラス接合材
３Ａ，３Ｂ，４７Ａ，４７Ｂ，８０Ａ，８０Ｂ  （発光装置の）外部接続用端子
３０Ａ，３０Ｂ  中継導体
４８Ａ，４８Ｂ  （発光モジュールの）外部接続用導体
５  （発光モジュールの）配線基板
５０  （発光モジュールの）絶縁基板
５１Ａ，５１Ｂ  外部接続用導体（接続導体）
６０，７０  （光学部材の）蛍光体
【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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【図８】
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