發光裝置以及發光組件的製作方法

2023-05-02 16:19:01 2

專利名稱：發光裝置以及發光組件的製作方法
技術領域：
本發明涉及具有發光元件的發光裝置、以及具備該發光裝置的照明裝 置或顯示裝置等的發光組件。
背景技術：
如圖28所示，作為發光裝置9，在由絕緣基板90及框體91形成的空 間92中收容有發光元件93 (例如參照專利文獻1)。
絕緣基板卯具有用於搭載發光元件93的凹部94，並在表面形成有導 體層95、 96。導體層95與發光元件93的下表面電極(省略圖示)導通連 接，並從凹部94的底面94A到絕緣基板90的下表面90A連續設置。導 體層96經由導線97與發光元件93的上表面電極(省略圖示)導通連接， 並從絕緣基板90的上表面90B到下表面卯A連續設置。
框體91具有貫通空間98，同時與絕緣基板卯的上表面90B接合。 在框體91和絕緣基板90相接合的狀態下，由絕緣基板90的凹部94和框 體94的貫通空間98形成用於搭載發光元件93的空間92。在該空間92 中，為保護髮光元件93而設有透光部99。該透光部99通過在空間92中 填充透明樹脂而形成。
雖然可使用各種發光元件來作為發光元件93，但在例如發光裝置9 發射白色光的場合下，使用發藍色光的發光二極體。此時，在透光部99 或發光元件93的表面設置用於將藍色光變換成黃色光的波長變換層，或 者使透光部99的內部含有發出黃色螢光的螢光體。
另一方面，近年來開發出了發更短波長的光(從近紫外線到藍色光) 的發光元件(例如參照專利文獻2)，這種短波長的發光元件也可用於從發 光裝置9發出白色光的場合。
專利文獻l:日本特開平5-175553號公報；
專利文獻2:日本特開2004-342732號公報。

發明內容
但是，在發光裝置9中，當透光部99由樹脂形成時，從發光元件93 發出的光的一部分被透光部99吸收。在這些被吸收的光能的作用下，樹 脂的分子間接合破壞斷裂，使透光部99的透射比、粘著強度、硬度等材 料特性隨時間而劣化。另外，當透光部99通過使由無機材料構成的溶膠-凝膠玻璃或低熔點玻璃等未固化的透光部99固化而形成時，由於在使透 光部99固化時所產生的、因透光部99的體積收縮而產生的應力的作用， 在透光部99產生裂紋。其結果，當長期使用發光裝置9時，由於透光部 99的透射比的劣化以及在透光部99產生的裂紋而會發生發光裝置9的發 光亮度低下等問題。尤其是諸如發白色光的發光裝置9，當使用發出從紫 外區域到近紫外區域的光的發光二極體或藍色發光二極體等發出短波長 的光的發光元件來作為發光元件93時，透光部99的透射比、粘著強度、 硬度等特性發生劣化的可能性高，在使用近年來開發的發出更短波長的光 的發光元件時，透光部99發生特性劣化的可能性更高。
本發明是鑑於上述情況而作出的，其目的在於提供一種發光裝置和發 光組件，即使在使用出射光為包括從紫外區域到近紫外區域以及藍色區域 的波長短的光的發光元件的情況下，該發光裝置和發光組件也能夠抑制因 發光元件發出的光而導致的透光部的透射比、粘著強度、硬度等的特性劣 化，從而經長期使用也難以產生發光亮度等的劣化。
本發明的發光裝置包括容器，其由透光性的無機材料構成，並具有 凹狀開口部；發光元件，其經由玻璃接合材料收容在該容器的所述凹狀開 口部內，並在基板上形成有第一導電型層、發光層以及第二導電型層；以 及蓋，其由透光性的無機材料構成，並閉塞所述容器的所述凹狀開口部。
另外，本發明的發光裝置包括發光元件，其在基板上形成有第一導 電型層、發光層以及第二導電型層；和一個或多個光學部件，其經由玻璃 接合材料以密接狀態接合在所述第二導電型層以及所述基板中的至少一 方的表面側上，由無機材料構成並具有透光性。
另外，本發明的發光裝置包括發光元件，其在基板上形成有第一導 電型層、發光層以及第二導電型層；和光學部件，其由玻璃構成，並以密接狀態覆蓋所述發光元件中的射出光的部分的至少一部分。
由於本發明的發光裝置包括容器，其由透光性的無機材料構成，並 具有凹狀開口部；發光元件，其經由玻璃接合材料收容在該容器的凹狀開 口部內，並在基板上形成有第一導電型層、發光層以及第二導電型層；以 及蓋，其由透光性的無機材料構成，並閉塞容器的凹狀開口部，因此，可 通過由透光性的無機材料構成的容器和蓋來保護髮光元件。即，在由透光 性的無機材料構成的容器和蓋中，分子構造難以因來自發光元件的光能而 破壞斷裂，與用樹脂來保護髮光元件的周圍的現有發光裝置相比，降低了 因來自發光元件的光而導致的保護髮光元件的要素(容器和蓋)由於光能 而劣化的可能性，抑制了發光裝置的發光亮度的下降。由此，本發明的發 光裝置能夠長期輸出穩定的光。
另外，本發明的發光裝置通過由具有透光性的無機材料形成的光學部 件來覆蓋發光元件中的基板和第二導電型層中的至少一方。因此，發光元 件中的基板和第二導電型層中的至少一方被光學部件保護。另外，與樹脂 相比，玻璃通常是透射比和機械強度難以劣化的原材料。因此，當來自發 光元件的光透過光學部件時，即使來自發光元件的光在光學部件中被吸 收，由該光所具有的輻射能而引起的光學部件的透射比和機械強度劣化的 可能性也極小。其結果，與由樹脂保護髮光元件的現有發光裝置相比，由 來自發光元件的光導致的保護髮光元件的要素(光學部件)劣化的可能性 降低，抑制了輻射光的輻射能和輻射通量、輻射強度的下降。由此，本發 明的發光裝置能夠長期輸出穩定的光。
另外，本發明的發光裝置通過由玻璃形成的光學部件覆蓋發光元件中 射出光的部分的至少一部分。因此，發光元件被光學部件保護。另外，光 學部件由玻璃形成，是相對于波長為230nm 400nm的光的透射比高、分 子構造難以因光吸收而破裂、透射比和機械強度難以劣化的原材料。另外， 發光元件不是被溶膠-凝膠玻璃或低熔點玻璃等從液狀變質為固體的玻璃 覆蓋，而是固體狀的玻璃經由玻璃接合材料配置在發光元件的周邊，由此， 來自發光元件的光高效入射到光學部件，並在光學部件和外部氣體的界面 上反覆反射，同時以其低的光能損失立即從光學部件擴散到外部，因此， 與由樹脂保護髮光元件的周邊的現有發光裝置(參照圖28)相比，因光能
7而導致的發光裝置的光輸出劣化的可能性極小。其結果，由來自發光元件 的光導致的保護髮光元件的要素(光學部件)因光能而劣化的可能性降低， 減小了發光裝置的發光亮度的下降。由此，本發明的發光裝置能夠長期輸 出穩定的光。


圖1是示出本發明第一實施方式的發光裝置的整體立體圖； 圖2是圖1所示發光裝置的縱截面圖； 圖3是圖1所示發光裝置的分解立體圖4是示出本發明第二實施方式的發光組件的整體立體圖5是對表示圖4所示發光組件的要部的一部進行分解的立體圖6是示出發光裝置中的光學部件的其它示例的縱截面圖7是示出發光裝置的其它示例的縱立體圖8是示出本發明第三實施方式的發光裝置的縱截面圖9是示出圖8所示發光裝置的光學部件的分解立體圖IO是示出本發明第四實施方式的發光裝置的整體立體圖11是圖IO所示發光裝置的縱截面圖12是用於說明圖10和圖ll所示發光裝置的使用例的立體圖； 圖13是示出本發明第五實施方式的發光組件的截面圖； 圖14是示出本發明第六實施方式的發光組件的截面圖； 圖15是示出發光裝置的其它示例的縱截面圖； 圖16是示出發光裝置的其它示例的整體立體圖； 圖17是示出發光裝置的其它示例的整體立體圖； 圖18是示出發光裝置的其它示例的縱立體圖； 圖19是示出本發明第七實施方式的發光組件的整體立體圖； 圖20是對表示圖19所示發光組件的要部的一部分進行分解示出的立 體圖21是示出本發明第八實施方式的發光裝置的整體立體圖22是圖21所示發光裝置的縱截面圖23是示出本發明第九實施方式的發光組件的縱截面8圖24是示出本發明的發光裝置的其它示例的縱截面圖25是示出本發明的發光裝置的又一其它示例的縱截面圖26是示出本發明的發光裝置的其它示例的整體立體圖27是圖26所示發光裝置的縱截面圖； 圖28是示出現有發光裝置的一例的截面圖。
標號說明
XI:發光裝置
1:發光元件
10:(發光元件的)基板
11:(發光元件的)n型半導體層(第一導電型層) 12:(發光元件的)發光層
13:(發光元件的)p型半導體層(第二導電型層) 2:光學部件 20:容器 21 s 蓋
23:(容器20的)上部開口
4:玻璃接合材料
具體實施例方式
參照附圖詳細說明本發明的發光裝置的實施方式。 (第一實施方式)
參照圖1~圖3說明本發明第一實施方式的發光裝置。 圖1~圖3所示的發光裝置XI包括發光元件1、由容器20和蓋21構 成的光學部件2、以及外部連接用端子3A、 3B，發光元件1被收容在由 光學部件2形成的空間中。即，在發光裝置X1中，發光元件l的整體被 光學部件2覆蓋。
發光元件1在基板10上層疊形成有n型半導體層11 、發光層12以及 p型半導體層13，被構成為至少向側方發出光。該發光元件1例如為ZnO 系的氧化物半導體發光二極體，被構成為發射230nm 450nm波長的光。 當然也可以使用ZnO系的氧化物半導體發光二極體以外的部件來作為發
9光元件1，例如可以使用碳化矽(SiC)系化合物半導體、金剛石系化合物 半導體、氮化硼系化合物半導體等化合物半導體，可以根據在發光裝置 XI中發出的光的波長適當選擇所使用的發光元件1的種類。
在基板10的下表面10A以及p型半導體層13的上表面13A上形成 有第一以及第二元件電極14、 15。該第一以及第二元件電極14、 15是為 了從發光層12發出光而用於向n型半導體層11、發光層12以及p型半導 體層13之間施加電壓的部件。第一以及第二元件電極14、 15在需要透光 時形成為透明，在需要反射光時由高反射率的材料形成。作為形成第一以 及第二元件電極14、 15的材料，在將第一以及第二元件電極14、 15形成 為透明時，使用ITO (Indium Tin Oxide)玻璃或氧化鋅系透明導電膜、銦 (In)和錫(Sn)的氧化物即Sn02、 111203等。另外，當將第一以及第二 元件電極14、 15形成為高反射率部件時，使用鋁、銠、銀等相對于波長 為230nm 450nm的光反射率高的金屬以及合金等。
光學部件2具有保護髮光元件1的功能。另外，光學部件2具有將從 發光元件1發出的光導向外部的功能。光學部件2包括容器20和蓋21 。
容器20由無機材料形成為整體具有透光性且具有凹部22和上部開口 23的有底箱狀。作為形成容器20的透光性的無機材料，例如可以使用石 英玻璃、含有硼酸和矽酸的光學玻璃、水晶、藍寶石或螢石等。
凹部22是收容發光元件1的空間，具有比發光元件1大的容積。在 該凹部22中，以在凹部22的內表面24和發光元件1的側面之間具有玻 璃接合材料4的狀態收容發光元件1。
玻璃接合材料4具有透光性，例如由折射率小於光學部件2的材料構 成。作為這種玻璃接合材料4，例如可以使用由溶膠-凝膠玻璃、水玻璃、 低熔點玻璃等相對于波長為230nm 450nm的光的透射比高、利用熔融或 加水分解反應而被無機化的透光性無機材料構成的接合材料。
蓋21封閉容器20的上部開口23，利用由石英玻璃、含有硼酸和矽酸
的光學玻璃、水晶、藍寶石或螢石等構成的無機材料形成為具有透光性的 板狀。作為用於形成蓋21的透光性的無機材料，例如可以使用與用於形 成容器20的由石英玻璃、含有硼酸和矽酸的光學玻璃、水晶、藍寶石或 螢石等構成的透光性的無機材料相同的材料。由此，容器20和蓋21無熱
10膨脹差，可以抑制因在發光裝置X1的製作工序或工作環境中產生的熱膨
脹差而導致的應力，從而能夠抑制在容器20和蓋21或者玻璃接合材料4 中發生裂紋等破損。
蓋21隔著由溶膠-凝膠玻璃、低熔點玻璃、水玻璃、焊錫等無機材料 構成的接合材料40相對於容器20固定。當由蓋21閉塞容器20的上部開 口 23時，在蓋21的內表面25和發光元件1的上表面之間具有由溶膠-凝 膠玻璃、低熔點玻璃、水玻璃等透光性的無機材料構成的玻璃接合材料4。
當通過玻璃接合材料4在發光元件1和蓋21之間維持足夠的接合強 度時，可以省略接合材料40。
外部連接用導體3A、 3B是當將發光裝置XI搭載在規定的安裝基板 上時與安裝基板的布線和端子導通連接的部分。外部連接用導體3A、 3B 貫通容器20的底壁容器20A，且兩端部30A、 31A從容器20的底壁容器 20A突出。即，端部30A與發光元件1的第一電極14導通連接，端部30B 以從容器20突出的狀態露出。另一方面，外部連接用導體3B貫通蓋21， 且兩端部30B、 31B從蓋21突出。S卩，端部30B與發光元件1的第二電 極15導通連接，端部31B以從蓋21突出的狀態露出。另外，由於外部連 接用導體3A、 3B沿相對於從發光元件1向側方射出的光呈直角的方向配 置，因此，降低了外部連接用導體3A、 3B對光的吸收，提高了發光裝置 Xl的光輸出。 .
在發光裝置X1中，發光元件1的整體被由石英玻璃、含有硼酸和矽 酸的光學玻璃、水晶、藍寶石或螢石形成的光學部件2 (20、 21)包圍。 因此，對發光裝置X1而言，與由樹脂形成的光學部件2 (20、 21)相比， 即使從發光元件l射出的光被發光元件l的周圍(光學部件2 (20、 21)) 吸收，其光能也難以破壞分子構造。因此，與利用樹脂保護髮光元件1的 周圍的現有的發光裝置9 (參照圖IO)相比，由來自發光元件l的光能引 起的光學部件2 (20、 21)的透射比和機械強度劣化的可能性極小。進而， 在形成有凹部22的容器20的內側配置發光元件1，在發光元件1和內表 面23、 25的間隙部填充玻璃接合材料4並用蓋21密封，由此可以在玻璃 接合材料4中限制因發光裝置XI的製作過程中的體積收縮而產生的應力。 即，作為包覆發光元件1整體的透光性的無機材料，預先準備固體狀的光
ii學部件2 (20、 21)，當在容器20的內側配置發光元件1時，使發光元件 1和內表面23、 25的間隙儘可能窄，在該間隙中填充玻璃接合材料4並使 之固化。由此，在發光裝置X1的製作過程中由玻璃接合材料4限制體積 收縮的部件，同時通過儘可能地減小填充在間隙中的玻璃接合材料4的體 積而能夠抑制在玻璃接合材料4中產生裂紋。其結果，減低了因來自發光 元件1的光而使保護髮光元件1的要素(光學部件2 (20、 21))的透射比 和機械強度劣化的可能性，在抑制發光裝置X1的發光亮度降低的同時， 還抑制了在發光裝置的製作工序中產生的在光學部件2 (20、 21)和玻璃 接合材料4中產生的裂紋。由此，能夠使發光裝置X1長期輸出穩定的光。 玻璃接合材料4的厚度優選為0.05 lmm，當玻璃接合材料4的厚度 小於0.05mm時，玻璃接合材料4的粘著強度和硬度等機械特性顯著降低， 相對於針對發光裝置X1的物理衝擊，光學部件2 (20、 21)容易從發光 元件1脫落，且在玻璃接合材料4中容易產生裂紋，使發光裝置X1的光 輸出降低。
當玻璃接合材料4的厚度大於lmm時，由於在使未固化的玻璃接合 材料4固化之際產生的體積收縮以及隨之產生的應力而容易產生裂紋，發 光裝置X1的光輸出和長期可靠性降低。因此，玻璃接合材料4的厚度優 選為0.05~lmm,能夠使發光裝置XI長期正常工作。
另外，通過採用經由玻璃接合材料4緊密接合發光元件1和光學部件 2 (20、 21)的結構，降低了在發光元件1和光學部件2 (20、 21)之間存 在氣體的可能性。因此，與在發光元件1和光學部件2之間存在氣體的情 況相比，降低了來自發光元件1的光在發光元件1和光學部件2之間被反 射的可能性。由此，發光裝置X1能夠將來自發光元件1的光相對於光學 部件2 (20、 21)高效地射出。尤其在將玻璃接合材料4的折射率設定為 比光學部件2 (20、 21)的折射率小時，在玻璃接合材料4和光學部件2 (20、 21)的界面上，來自發光元件l的光按照斯內爾定律無反射地向光 學部件2 (20、 21)入射，同時，在光學部件2 (20、 21)和外部氣體的 界面上反射的一部分光，在玻璃接合材料4和光學部件2 (20、 21)的界 面上按照斯內爾定律， 一部分光被全反射並向側方射出。由此，在抑制發 光元件l的光吸收的同時，增加了發光裝置X1向外部射出的光量。其結
12果，通過採用經由玻璃接合材料4使光學部件2 (20、 21)相對於發光元 件1密接的結構，能夠使來自發光元件1的光更為高效地相對於光學部件 2 (20、 21)導入，同時能夠提高發光裝置X1的光輸出。 (第二實施方式)
下面，參照圖4和圖5說明本發明第二實施方式的發光組件。
圖4和圖5所示的發光組件5可作為照明裝置或顯示裝置使用，具有 多個發光裝置6以及絕緣基板7。
多個發光裝置6與之前說明的發光裝置XI (參照圖1~圖3)相同， 用光學部件61包圍發光元件60，作為整體形成長方體形狀。光學部件61 具有容器62和蓋63。在容器62和蓋63上設有外部連接用端子64、 65， 該外部連接用端子64、 65貫通容器62和蓋63。
絕緣基板7對多個發光裝置6進行定位固定，並用於向各發光裝置6 供給驅動電力。該絕緣基板7包括形成有多個貫通孔70的第一基板71和 圖案化形成有布線(省略圖示)的第二基板72。
第一基板71的多個貫通孔70用於收容發光裝置6，其被配置成矩陣 狀。在各貫通孔70的內表面相互對置地設有用於與發光裝置6的電極62、 63接觸的一對端子73、 74。即，在使發光裝置6收容在各貫通孔70中的 狀態下，多個發光裝置6被配置成矩陣狀，且各發光裝置6的電極62、 63 和貫通孔70的一對端子73、 74處於導通連接的狀態。
第二基板72的布線(圖示省略)與第一基板71的一對端子73、 74 導通連接。該布線還與設在第二基板72的側面的端子75導通連接。布線 的圖案例如根據發光組件5中的多個發光裝置6的驅動方式進行設計。
例如，當將發光組件5構成為顯示裝置時，為了能夠單獨驅動各發光 裝置6，將布線圖案化形成為可單獨驅動各發光裝置6。另一方面，當將 發光組件5構成為照明裝置時，各發光裝置6不必構成為能夠單獨驅動， 例如可構成為能夠同時驅動全部、或將多個發光裝置6分成多組而能夠驅 動每組，將布線圖案化形成為能夠進行上述驅動。
在發光組件5中，使用與之前說明的發光裝置XI (參照圖1 圖3) 相同的裝置來作為發光裝置6。即，由於發光裝置6為降低了由來自發光 元件60的光而導致的光學部件61 (62、 63)的劣化的裝置，因此使用這種發光裝置6的發光組件5能夠長期輸出穩定的光。
在發光組件5中，在第一基板71中設有多個貫通孔70，並使發光裝 置6收容在這些貫通孔70中，但發光裝置6也可以簡單安裝在絕緣基板 的表面上。
圖6 (a)和圖6 (b)表示光學部件中的容器26、 27的其他示例。這 些容器26、 27包括具有貫通空間26Aa、 27Aa的筒狀部件26A、 27A和板 狀部件26B、 27B，與之前說明的發光裝置X1的容器20相同，作為整體 形成為有底箱狀。
筒狀部件26A、 27A具有用於收容發光元件的貫通空間26Aa、 27Aa。 容器26的筒狀部件26A (參照圖6 (a))形成為一體，容器27的筒狀部 件27A (參照圖6 (b))由四塊平板27Ab、 27Ac構成。與之相對，板狀 部件26B、 27B用於閉塞筒狀部件26A、 27A的下部開口 26Ad、 27Ad。
圖7 (a)和圖7 (b)所示的發光裝置X2、 X3具有在光學部件28、 29的容器28A、 29A中分散有螢光體28Aa、 29Aa的結構。圖7 (a)所示 的發光裝置X2在光學部件28的容器28A的整體中分散有螢光體28Aa， 圖7 (b)所示的發光裝置X3在光學部件29的容器29A的外表面部選擇 性分散有螢光體29Aa。
另外，當在所述光學部件中沒有分散螢光體，而是在玻璃接合材料4 中分散有螢光體時，也能夠取得同樣的效果(未圖示)。
光學部件28、 29的容器28A、 29A中所含有的螢光體28Aa、 29Aa 根據從發光裝置X2、 X3射出的光的波長(顏色)來進行選擇。例如，當 從發光裝置X2、 X3射出白色光時，作為螢光體28Aa、 29Aa，使用將從 發光元件l射出的光變換成在400 500nm的波長範圍內具有發光強度的波 峰的光的第一螢光體、將從發光元件1射出的光變換成在500~600nm的波 長範圍內具有發光強度的波峰的光的第二螢光體、以及將從發光元件l射 出的光變換成在600 700nrn的波長範圍內具有發光強度的波峰的光的第 三螢光體。作為第一螢光體，例如可舉出(Sr， Ca， Ba， Mg) 1Q (P04) 6C12: Eu或BaMgAl10O17: Eu，作為第二螢光體，例如可舉出SrAl204: Eu或ZnS: Cu、 Al或SrGasS4: Eu，作為第三螢光體，例如可舉出SrCaS: Eu或La202S: Eu、 LiEuW208。
14另一方面，當使用第一至第三螢光體來從發光裝置X2、 X3射出白色 光時，作為發光元件l，使用射出例如在230 450nm的波長範圍內具有至 少一個發光強度的波峰的光的元件。作為這種發光元件l，例如可舉出ZnO 系的氧化物半導體、碳化矽(SiC)系化合物半導體、金剛石系化合物半 導體、氮化硼系化合物半導體等化合物半導體發光二極體。
另外，在使用射出藍色光的元件來作為發光元件l的同時，作為螢光 體28Aa、 29Aa，使用將藍色光變換成黃色光的螢光體，例如由鈰(Ce) 激活(付活)的釔 鋁 石榴石系螢光體(YAG)、或者由二價的銪(Eu) 活性化的鹼土類金屬原矽酸鹽螢光體，由此也可以使發光裝置X2、 X3射 出白色光。
在圖7 (a)所示的發光裝置X2中，由於在光學部件28的容器28A 的整體分散有螢光體28Aa，因此能夠簡易地形成分散有螢光體28Aa的光 學部件28 (容器28A)。即，在發光裝置2中具有光學部件28 (28A)的 製造容易的優點。另一方面，在圖7 (b)所示的發光裝置X3中，由於在 光學部件29的容器29A的外表面部有選擇地分散有螢光體29Aa，因此， 在光學部件29的容器29A中水平行進的光和沿從水平方向傾斜的方向行 進的光的光路差變小。其結果，沿水平方向透過的光和斜透過的光之間的 波長變換量的差變小，因此，來自發光元件l的光的一部分直接透過，另 一方面，當一部分光的波長被變換而射出其混色光時，能夠抑制顏色不均， 從而從整體射出顏色均勻的光。
當然，發光裝置X2、 X3也可以構成為通過適當選擇所使用的螢光體 28Aa、 29Aa的種類來射出白色以外的光，也可以根據需要，在光學部件 28、 29的蓋28B、 29B中含有螢光體28Aa、 29Aa，也可以相對於光學部 件28、 29的容器28A、 29A中的底壁28Ab、 29Ab，省略螢光體28Aa、 29Aa。進而，可以在光學部件28、 29的外表面設置含有螢光體的波長變 換層以代替在光學部件28、29的容器28A、29A中分散螢光體28Aa、29Aa。 (第三實施方式)
下面，參照圖8和圖9說明本發明第三實施方式的發光裝置。
圖8所示的發光裝置X4構成為可進行面安裝，並具有發光元件180 和形成為中空狀的光學部件181。
15發光元件180與之前說明的本發明第一實施方式的發光裝置XI的發 光元件1 (參照圖1~圖3)相同，具有電極180A、 180B。該發光元件180 以在其外表面和光學部件181的內表面之間具有玻璃接合材料182的狀態 收容在光學部件181的內部。S卩，發光裝置X4通過光學部件181包圍發 光元件180的整體。
玻璃接合材料182的折射率比光學部件181的折射率小。作為形成玻 璃接合材料182的材料，可以使用與之前說明的發光裝置X1 (參照圖1~ 圖3)相同的材料。
光學部件181具有用蓋184閉塞容器183的上部開口 183A的結構， 由透光性的無機材料形成整體具有透光性的部件。作為用於形成光學部件 181 (容器183和蓋184)的無機材料，可以使用與之前說明的發光裝置 XI (參照圖1 圖3)相同的材料。
如圖8和圖9所示，在蓋184上設有與發光元件180的電極180A導 通連接的引線(U — K) 185A。
容器183由搭載基板187閉塞筒狀部件186的下部開口 186A，由此 形成有底箱狀。在筒狀部件186的內表面186B上形成有上下方向延伸的 引線185B。該引線185B與蓋184的引線185A接觸。
搭載基板187搭載發光元件180，並用於閉塞筒狀部件186的下部開 口 186A。在該搭載基板187上形成有外部連接用導體188、 189。
外部連接用導體188、 189具有與發光元件180的電極180A、 180B 導通連接的上表面導體部188A、 189A;與電路基板等安裝對象物的布線 導通連接的下表面導體部188B、 189B;連接上表面導體部188A、 189A 和下表面導體部188B、 189B之間的側面導體部188C、 189C。
上表面導體部188A經由焊錫或導電性樹脂等導電性接合材料與發光 元件180的電極180B導通連接。另一方面，上表面導體部189A經由引 線185A、 185B與發光元件180的電極180A導通連接。
在發光裝置X4中，利用由玻璃形成的光學部件181包圍發光元件180， 在光學部件181的內表面和發光元件180的表面之間具有玻璃接合材料 182。因此，與之前說明的發光裝置X1 (參照圖1和圖2)相同，能夠將 從發光元件180發出的光高效地導向光學部件181。另外，由於光學部件
16181的折射率比玻璃接合材料182的折射率大，因此，當光從玻璃接合材 料182向光學部件181入射時，降低了在玻璃接合材料182和光學部件181 的界面產生的反射，能夠更加高效地將來自發光元件180的光導向光學部 件181。另外，在光學部件181和外部氣體的界面上反射的一部分光，在 玻璃接合材料182和光學部件181的界面上按照斯內爾定律， 一部分光被 全反射並向側方射出。由此，降低了發光元件180的光吸收，增加了發光 裝置X4向外部射出的光量。其結果，能夠使經由玻璃接合材料182來自 發光元件180的光更為高效地相對於光學部件181導入，同時能夠提高發 光裝置X4的光輸出。 (第四實施方式) 參照圖10和圖11說明本發明第四實施方式的發光裝置。 圖10和圖11所示的發光裝置Yl具有發光元件1和光學部件42，並 被構成為至少從光學部件42的外表面射出光。對於與圖1所示的第一實 施方式的發光裝置相同的結構標以相同的符號。
光學部件42通過玻璃接合材料421設置在發光元件1的側面1B上。 光學部件42具有保護光學元件1的功能，還具有將從發光元件1發出的 光導向外部的功能。該光學部件42具有收容發光元件1的貫通空間420， 由玻璃形成整體具有透光性的筒狀。作為用於形成光學部件42的玻璃材 料，例如可以使用石英玻璃、含有硼酸和矽酸的光學玻璃、水晶、藍寶石 或螢石等。
貫通空間420對應發光元件1的外觀形狀而形成為長方體形狀，以在 其內表面和發光元件1的側面之間具有玻璃接合材料421的狀態收容發光 元件2。在貫通空間420中收容有發光元件1的狀態下，由光學部件42 包圍基板IO、 n型半導體層ll、發光層12以及p型半導體層13的周圍， 作為發光裝置Y1的整體具有近似長方體形狀。
但是，光學部件42隻要覆蓋發光元件1的側面中的射出光的部分即 可，不一定必須覆蓋發光元件1的整個側面。例如，當不從基板10射出 光時，光學部件42例如可以形成選擇性地包圍n型半導體層11、發光層 12以及p型半導體層13的周圍的方式。
另外，光學部件42為了減少其外表面的反射損失而在外表面設有圓錐狀或圓柱狀、四稜柱狀等的繞射光柵，或者通過噴砂加工或化學研磨等 表面加工使外表面粗糙化，由此可以進一步抑制反射損失，將光高效地從 光學部件42導出到外部氣體中。並且，外表面的算術平均粗糙度優選為
0.1-100 y m，當算術平均粗糙度小於0.1 y m以及算術平均粗糙度大於100 Pm時，不能抑制外表面的反射損失，從而不能將光高效地從光學部件42 導出到外部氣體中。
玻璃接合材料421具有透光性，例如由折射率比發光元件1小但比光 學部件42大的材料構成。作為這種玻璃接合材料，例如使用溶膠-凝膠玻 璃或低熔點玻璃、水玻璃粘接劑。
如圖12所示，將發光裝置Y1安裝在電路基板43等上進行使用。在 該圖中示出了電極14經由焊錫等導電性接合材料與電路基板43的布線 430導通連接，電極15經由導線432與電路基板43的布線431導通連接 的示例。
在發光裝置Y1中，通過由玻璃形成的光學部件42包圍發光元件1中 的射出光的部分的至少一部分。另一方面，與樹脂相比，玻璃是相對于波 長為230nm 400nm的光的透射比高、難以由於光吸收而破壞分子構造、 且透射比和機械強度難以劣化的原材料。因此，對於發光裝置Y1而言， 即使從發光元件1射出的光被發光元件1的周圍(光學部件42)吸收，與 利用樹脂保護髮光元件l的周圍的現有的發光裝置9 (參照圖28)相比， 由光能引起的透射比和機械強度劣化的可能性極小。其結果，減小了因發 光元件1發出的光而使保護髮光元件1的要素(光學部件42)劣化的可能 性，從而能夠減小發光裝置Yl的發光亮度的下降。由此，能夠使發光裝 置Yl長期輸出穩定的光。進而，由於在發光裝置Yl中射出光的面積通 過光學部件42的外表面而有所增加，因此，向光學部件42入射的發光元 件1的光在外表面被反射的同時被導出到外部氣體的機率增加。其結果， 能夠將發光元件1的光高效地從光學部件42導出到外部氣體中，使從發 光裝置Y1發出的光量增加。
另外，通過採用經由玻璃接合材料421使光學部件42相對於發光元 件1密接的結構，降低了在發光元件1和光學部件42之間存在氣體的可 能性。因此，與在發光元件1和光學部件42之間殘存有氣體的情況相比，
18降低了來自發光元件1的光在發光元件1和光學部件42之間被反射的可 能性。由此，發光裝置Y1能夠將來自發光元件l的光相對於光學部件42 高效地射出。另外，由於能夠減少在發光裝置Yl的製造工序、向電路基 板43的安裝工序或工作環境中因所負擔的熱以及各部件的熱膨脹係數差 而在光學部件42和玻璃接合材料421中產生的裂紋，因此在發光裝置Y1 中，使長期輸出穩定的光成為可能。尤其在將玻璃接合材料421的折射率 設定為比發光元件的折射率小、且比光學部件42的折射率大時，能夠抑 制發光元件1和玻璃接合材料421的界面以及玻璃接合材料421和光學部 件42的界面的反射損失，因此，能夠使來自發光元件1的光更為高效地 相對於光學部件42導入。 (第五實施方式) 下面，參照圖13說明本發明第五實施方式的發光組件。 圖13所示的發光組件4被構成為可進行面安裝，並具有發光裝置440 和布線基板441。
發光裝置440和本發明第四實施方式的發光裝置Yl (參照圖10和圖 11)相同，具有發光元件442和光學部件443。
發光裝置440通過在光學部件443的貫通空間444中收容發光元件 442而具有由光學部件443包圍發光元件442的周圍的結構。在貫通空間 444的內表面和發光元件442的側面之間具有玻璃接合材料445，發光元 件442相對於光學部件443的內表面呈密接狀態。
發光元件442還具有電極446A、 446B,這些電極446A、 446B在貫 通空間444的上方和下方露出。
光學部件443由玻璃形成，折射率小於玻璃接合材料445。另一方面， 玻璃接合材料445的折射率小於發光元件442。作為用於形成光學部件443 和玻璃接合材料445的材料，可以使用與之前說明的發光裝置Yl (參照 圖10和圖11)相同的材料。
另一方面，布線基板441在絕緣基板447的表面具有外部連接用導體 448A、 448B。外部連接用導體448A、 448B具有與發光裝置440的電極 446A、 446B導通連接的上表面導體部448Aa、 448Ba;與電路基板等安裝 對象物的布線導通連接的下表面導體部448Ab、 448Bb;連接上表面導體
19部448Aa、448Ba和下表面導體部448Ab、448Bb之間的側面導體部448Ac、 448Bc。
上表面導體部448Aa經由焊錫或導電性樹脂等導電性接合材料449A 與發光元件442的電極446A導通連接。另一方面，上表面導體部448Ba 經由導線449B與發光元件442的電極446B導通連接。
在發光組件44中，利用由玻璃形成的光學部件443包圍發光元件442， 在光學部件443 (貫通空間444)的內表面和發光元件442的側面之間具 有玻璃接合材料445。因此，與之前說明的發光裝置Y1 (參照圖10和圖 11)相同，能夠將從發光元件442發出的光高效地導向光學部件443。另 外，由於玻璃接合材料445的折射率比發光元件442的折射率小，光學部 件443的折射率比玻璃接合材料445的折射率小，因此，通過從發光元件 442到例如折射率為1的空氣使折射率階段性降低，能夠抑制發光元件442 和玻璃接合材料445以及光學部件443和空氣的各界面的反射損失，使來 自發光元件442的光更加高效地向外部射出，提高了發光裝置440的光輸 出。
(第六實施方式)
下面，參照圖14說明本發明第六實施方式的發光組件。在圖14中， 對於與參照圖13說明的發光組件4相同的部件或要素標以相同的符號， 並省略重複說明。
圖14所示的發光組件44'具有發光裝置440'和布線基板441，在能 夠進行面安裝這一點上，與之前說明的發光組件44 (參照圖13)相同。 另一方面，發光組件44'將發光裝置440'以與光學部件443的外表面443A 對置的方式搭載在布線基板441上，在這一點上是不同的。
另夕卜，發光裝置440，與之前說明的發光裝置Yl、 440 (參照圖10以 及圖11、圖13)的結構基本相同，但電極446A'、 446B，的結構與這些 發光裝置Y1、 440不同。即，電極446A，、 446B，延伸設置到光學部件 443的表面443B，以能夠與布線基板441中的外部連接用導體448A、448B 的上表面導體部448Aa、 448Ba可靠地導通連接。於是，發光裝置440' 以電極446A'、 446B'從發光元件442向下方延伸的姿態搭載在布線基板 441上，電極446A，、 446B'和上表面導體部448Aa、 448Ba之間經由導
20電性接合材料449A'、 449B'導通連接。
在發光組件44'的發光裝置440'中，與之前的發光裝置Y1、 440 (參 照圖10以及圖11、圖13)相同，從發光元件442發出的光透過玻璃接合 材料被高效地導向光學部件443，同時沒有圖13的發光裝置440中的導線 449B對光的吸收。其結果，在將發光裝置440'用作照明裝置時的照射面 上沒有導線449B的影子，同時從光學部件443的外表面向上方射出的光 增加。因此，能夠提高發光裝置440'、發光組件44'的亮度。
第四實施方式 第六實施方式的發光裝置以及在發光組件中採用的發 光裝置不限於參照圖10 圖14說明的方式，而是可進行各種變更。例如， 發光裝置可以形成圖15~圖18所示的結構，在該情況下，也能夠發揮與之 前的發光裝置Y1 (參照圖10和圖11)同樣的作用效果。
在圖16所示的發光裝置Y2中，光學部件442A由四個板狀要素422A、 423A構成，作為整體形成近似長方體形狀。雖然該發光裝置Y2的光學部 件442A由四個板狀要素422A、 423A構成，但其功能和形成為筒狀的光 學部件42 (參照圖10和圖11)相同。
在圖17所示的發光裝置Y3中，光學部件42B形成為圓筒狀。在該 發光裝置Y3中，由於光學部件42B的外表面424B形成為曲面，因此， 從發光元件1發出的光能夠從光學部件42B的外表面424B大致均勻地射 出。
在圖18 (a)和圖18 (b)所示的發光裝置Y4和Y5中，螢光體425 分散於光學部件42C、 42D。在圖18 (a)所示的發光裝置Y4中，螢光體 425分散於光學部件42C的整體，在圖18 (b)所示的發光裝置Y5中， 螢光體425有選擇地分散於光學部件42D的外表面部。
光學部件42C、 42D中含有的螢光體425根據從發光裝置Y4、 Y5射 出的光的波長(顏色)來進行選擇。例如，當從發光裝置Y4、 Y5射出白 色光時，作為螢光體425，使用將從發光元件1射出的光變換成在 400~500nm的波長範圍內具有發光強度的波峰的光的第一螢光體、將從發 光元件1射出的光變換成在500~600nm的波長範圍內具有發光強度的波峰 的光的第二螢光體、以及將從發光元件1射出的光變換成在600~700nm的 波長範圍內具有發光強度的波峰的光的第三螢光體。作為第一螢光體，例如可舉出(Sr， Ca， Ba， Mg) 10 (P04) 6C12: Eu或BaMgAl10O17: Eu， 作為第二螢光體，例如可舉出SrAl204: Eu或ZnS: Cu、 Al或SrGa2S4: Eu,作為第三螢光體，例如可舉出SrCaS: Eu或La202S: Eu、 LiEuW208。
另一方面，當使用第一至第三螢光體來從發光裝置Y4、 Y5射出白色 光時，作為發光元件l，使用射出例如在230 400nm的波長範圍內具有至 少一個發光強度的波峰的光的元件。作為這種發光元件l，例如可舉出ZnO 系的氧化物半導體發光二極體。
另外，在使用射出藍色光的元件來作為發光元件1的同時，作為螢光 體425，使用將藍色光變換成黃色光的螢光體，例如由鈰(Ce)激活的 釔 鋁 石榴石系螢光體(YAG)、或者由二價的銪(Eu)激活的鹼土類 金屬原矽酸鹽螢光體，由此也可以使發光裝置Y4、 Y5射出白色光。
在圖18 (a)所示的發光裝置Y4中，由於在光學部件42C的整體分 散有螢光體425，因此能夠簡易地形成分散有螢光體425的光學部件42C。 即，在發光裝置Y4中具有光學部件42C的製造容易的優點。另一方面， 在圖18 (b)所示的發光裝置Y5中，由於在光學部件42D的外表面部有 選擇地分散有螢光體425，因此，在光學部件42D中水平行進的光和沿從 水平方向傾斜的方向行進的光之間的光路差變小。其結果，沿水平方向透 過的光和斜透過的光的波長變換量之差變小，因此，從發光元件l發出的 光的一部分直接透過，另一方面， 一部分的光的波長被變換，當射出其混 色光時，能夠抑制顏色不均，從而從整體射出相同顏色的光。進而，由於 從發光元件1射出的光在沒有螢光體425阻擋的情況下高效地入射到光學 部件42D上，因此，被發光元件1激發的螢光體425增加，從而增加了發 光裝置Y5的光輸出。
當然，發光裝置Y4、 Y5也可以構成為通過適當選擇所使用的螢光體 425的種類來射出白色以外的光，也可以在光學部件42C、 42D的外表面 設置含有螢光體的波長變換層以代替在光學部件42C、 42D中分散螢光體 425。
(第七實施方式) 下面，參照圖19和圖20說明本發明第七實施方式的發光組件。 圖19和圖20所示的發光組件45可用作照明裝置或顯示裝置，具有
22多個發光裝置46和絕緣基板47。
多個發光裝置46與之前說明的發光裝置Yl、 Y2 (參照圖10以及圖 11、圖16)相同，用光學部件461包圍發光元件460的周圍，同時作為整 體形成長方體形狀。發光裝置46根據目的使用在光學部件461中含有熒 光體的發光裝置(參照圖18 (a)和圖18 (b)的發光裝置Y4、 Y5).
絕緣基板47對多個發光裝置46進行定位固定，並用於向各發光裝置 46供給驅動電力。該絕緣基板47包括形成有多個貫通孔470的第一基板 471和圖案化形成有布線(省略圖示)的第二基板472。
第一基板471的多個貫通孔470為收容發光裝置46的空間，其被配 置成矩陣狀。在各貫通孔470的內表面相互對置地設有用於與發光裝置46 的電極462、 463接觸的一對端子473、 474。 B卩，在使發光裝置46收容在 各貫通孔470中的狀態下，多個發光裝置46被配置成矩陣狀，且各發光 裝置46的電極462、 463和貫通孔470的一對端子473、 474處於導通連 接的狀態。
- 第二基板472的布線(圖示省略)與第一基板471的一對端子473、 474導通連接。該布線還與設在第二基板472的側面的端子75導通連接。 布線的圖案例如根據發光組件45中的多個發光裝置46的驅動方式進行設 計。
例如，當將發光組件45構成為顯示裝置時，為了能夠單獨驅動各發 光裝置46，將布線圖案化形成為可單獨驅動各發光裝置46。另一方面， 當將發光組件45構成為照明裝置時，各發光裝置46不必構成為能夠單獨 驅動，例如可構成為能夠同時驅動全部、或將多個發光裝置46分成多組 而能夠驅動每組，將布線圖案化形成為能夠進行上述驅動。
在發光組件45中，使用與之前說明的發光裝置Yl、 Y2、 Y4、 Y5 (參 照圖10以及圖11、圖16、圖18 (a)以及圖18 (b))相同的裝置來作為 發光裝置46。即，發光裝置46在抑制由來自發光元件460的光而導致的 光學部件461的劣化的同時，發光裝置46的製造工序中的各部件的體積 收縮僅被與發光元件460和光學部件461相比能夠減小體積的玻璃接合材 料421而限制，因此，光學部件461在玻璃接合材料421中不產生裂紋的 情況下安裝在發光元件的周邊。其結果，在使用這種發光裝置46的發光
23組件45中，能夠長期輸出穩定的光。
在發光組件45中，在第一基板471中設有多個貫通孔470，並使發光 裝置46收容在這些貫通孔470中，但發光裝置46也可以簡單安裝在絕緣 基板的表面上。
(第八實施方式)
參照圖21和圖22說明本發明第八實施方式的發光裝置。
圖21和圖22所示的發光裝置Zl具有發光元件1、第一以及第二光 學部件82A、 82B、第一以及第二外部連接用端子83A、 83B，並被構成為 至少從第一光學部件82A的外表面射出光。
第一以及第二光學部件82A、 82B具有保護光學元件l的功能，還具 有將從發光元件l發出的光導向外部的功能。另外，還具有增大發光裝置 Zl中的光的射出源的發光面積的功能。即，從發光元件1發射的光，經 由減小與發光元件1的折射率差的玻璃接合材料822而被高效地入射到第 一以及第二光學部件82A、 82B。於是，從發光元件1射出的光在第一以 及第二光學部件82A、 82B的內部漫反射，並經由第一以及第二光學部件 82A、 82B被高效地射出到外出，所述第一以及第二光學部件82A、 82B 通過增大發光面積而提高了將光取出到外部的機率。另外，這些第一以及 第二光學部件82A、 82B在中央部具有貫通孔820A、 820B，並形成為具 有透光性的板狀。在貫通孔820A、 820B中填充有第一以及第二中繼用導 體830A、 830B。這些第一以及第二中繼用導體830A、 830B用於實現發 光元件1的第一以及第二元件電極14、 15和第一以及第二外部連接用端 子83A、 83B之間的導通連接，其貫通第一以及第二光學部件82A、 82B 的厚度方向，且端面從第一以及第二光學部件82A、 82B的表面821A、 821B露出。
第一以及第二光學部件82A、82B由整體具有透光性的無機材料形成， 並經由玻璃接合材料822與第一以及第二元件電極14、 15接合。這些第 一以及第二光學部件82A、 82B以相互對置的平行狀態配置。玻璃接合材 料822具有透光性，例如由折射率小於發光元件1並小於光學部件82的 材料構成。
這裡，作為用於形成光學部件82的具有透光性的無機材料，例如可以使用石英玻璃、含有硼酸和矽酸的光學玻璃(硼矽酸玻璃)、水晶、藍
寶石或螢石等。另一方面，作為玻璃接合材料822，例如可以使用由溶膠-凝膠玻璃、水玻璃、低熔點玻璃等相對于波長為230nm 450nm的光的透 射比高、利用熔融或加水分解反應而被無機化的透光性無機材料構成的接 合材料。
第一以及第二外部連接用端子83A、 83B是當將發光裝置Zl搭載在 布線基板等安裝基板上時用於與安裝基板的布線導通連接的部分，其形成 為從第一以及第二光學部件82A、 82B的表面821A、 821B的中央部開始 在側端緣之間延伸的帶狀。這些第一以及第二外部連接用端子83A、 83B 經由第一以及第二中繼用導體830A、 830B與發光元件1的第一以及第二 元件電極14、 15導通連接。
在發光裝置Z1中，上述的由具有透光性的無機材料形成的第一以及 第二光學部件82A、 82B經由玻璃接合材料822覆蓋發光元件1的基板10 的下表面10A (第一元件電極14)以及p型半導體層13的上表面13A (第 二元件電極15)。與樹脂相比，玻璃通常是透射比和機械強度難以劣化的 原材料。因此，從發光元件1射出的光即使透過第一以及第二光學部件 82A、 82B,即使來自發光元件l的光在第一以及第二光學部件82A、 82B 中被吸收，由該光所具有的射出能而引起的第一以及第二光學部件82A、 82B的透射比和機械強度劣化的可能性也極小。其結果，在發光裝置Zl 中，與由樹脂保護髮光元件的現有發光裝置9 (參照圖28)相比，由來自 發光元件1的光導致的保護髮光元件1的要素(第一以及第二光學部件 82A、 82B)劣化的可能性降低，抑制了射出光的射出能和射出通量、射 出強度的下降。由此，發光裝置Z1能夠長期輸出穩定的光。
另外，通過採用經由玻璃接合材料822使第一以及第二光學部件82A、 82B相對於發光元件1密接的結構，降低了在發光元件1和第一以及第二 光學部件82A、 82B之間存在氣體的可能性。因此，與在發光元件l和第 一以及第二光學部件82A、 82B之間殘存有氣體的情況相比，降低了來自 發光元件1的光在發光元件1和第一以及第二光學部件82A、 82B之間被 反射、散射的可能性。由此，在發光裝置Z1中，能夠將來自發光元件1 的光相對於第一以及第二光學部件82A、 82B高效地導入。尤其在將玻璃
25接合材料822的折射率設定為比發光元件的折射率小、且比第一以及第二 光學部件82A、 82B的折射率小時，能夠減少在發光元件1和玻璃接合材 料822的界面由全反射導致的反射損失，並能夠抑制在玻璃接合材料822 和第一以及第二光學部件82A、 82B的界面按照斯內爾定律的全反射，因 此，能夠使來自發光元件1的光更為高效地相對於光學部件82導入。
另外，在本發明的發光裝置Z1中，由於具有保護髮光元件1的功能 以及從發光元件1的內部高效取出光的功能的玻璃接合材料822以覆蓋發 光元件1的整體的方式進行覆蓋，因此能夠抑制在發光裝置Zl的製造工 序中和使發光裝置Zl工作之際產生的向玻璃接合材料822的裂紋。艮卩， 當在發光裝置Z1的製造工序中和使發光裝置Z1工作之際，例如由於在利 用熔融或加水分解反應而對溶膠-凝膠玻璃、水玻璃、低熔點玻璃等進行無 機化時的玻璃接合材料822的體積收縮以及發光元件1和玻璃接合材料 822的熱膨脹係數差，在玻璃接合材料822中產生裂紋。尤其是在用透光 性的玻璃接合材料822覆蓋發光元件1的整體時，由於玻璃接合材料822 的體積相對於發光元件1的體積極大，因此，容易在玻璃接合材料822中 以發光元件1的周圍作為基點產生裂紋。其結果，從發光元件1射出的光 被在玻璃接合材料822中產生的裂紋吸收、散射，從發光裝置Zl射出的 光的射出能、射出通量、射出強度降低。因此在本發明的發光裝置Z1中， 通過第一以及第二光學部件82A、 82B經由設置在發光元件1的一部分上 的玻璃接合材料822進行安裝，能夠在抑制玻璃接合材料822的透射比和 機械強度的劣化的同時，抑制在第一以及第二光學部件82A、 82B和玻璃 接合材料822中產生的裂紋，從而能夠使發光裝置長期正常工作。
玻璃接合材料822的厚度優選在O.lmm以上且1.5mm以下。當玻璃 接合材料822的厚度薄於O.lmm時，雖然能夠使在發光裝置Zl的製造工 序中和使發光裝置Z1工作時的玻璃接合材料822的體積收縮以及熱膨脹、 熱收縮極小，但玻璃接合材料822的接合強度和機械強度會極小，相對於 對第一以及第二光學部件82A、 82B和發光裝置Zl的來自外部的物理衝 擊，第一以及第二光學部件82A、 82B容易從發光元件l脫落，使發光裝 置Z1無法正常工作。當玻璃接合材料822的厚度大於1.5mm時，在發光 裝置Zl的製造工序中和使發光裝置Zl工作時的玻璃接合材料822的體積
26收縮變大，同時由於與發光元件l的熱膨脹係數差而產生的應力變大，從
而在玻璃接合材料822中產生裂紋，使發光裝置Z1無法正常工作。因此， 玻璃接合材料822的厚度優選在0.1,以上且1.5mm以下，在牢固接合 發光元件1和第一以及第二光學部件82A、 82B的同時，能夠抑制在發光 裝置Z1的製造工序中和使發光裝置Z1工作時在玻璃接合材料822中產生 的裂紋。 ""
(第九實施方式)
下面，參照圖23說明本發明第九實施方式的發光組件。
圖23所示的發光組件800被構成為可進行面安裝，並具有發光裝置4 和布線85。 g卩，發光裝置4和之前說明的本發明第四實施方式的發光裝置 Zl (參照圖21和圖22)相同，具有發光元件840和光學部件841A、 841B。
發光裝置4經由玻璃接合材料843，將第一以及第二光學部件841A、 841B接合在發光元件840的第一以及第二元件電極842A、 842B上，由此 以密接的狀態由第一以及第二光學部件841A、 841B覆蓋發光元件840的 基板844的下表面844A (第二元件電極42B)以及p型半導體層45的上 表面45A (第一元件電極42A)。
第一以及第二光學部件841A、 841B由具有透光性的無機材料形成， 折射率小於玻璃接合材料843。另一方面，玻璃接合材料843的折射率小 於發光元件840。作為形成第一以及第二光學部件841A、 841B和玻璃接 合材料843的材料，可以使用與之前說明的發光裝置Zl (參照圖21和圖 22)相同的材料。
在第一以及第二光學部件841A、 841B的表面846A、 846B上設有從
中央部開始在側端緣之間延伸的帶狀的第一以及第二外部連接用端子 847A、 847B。這些第一以及第二外部連接用端子847A、 847B經由第一以 及第二中繼用導體848A、 848B與發光元件840的第一以及第二元件電極 842A、 842B導通連接。
另一方面，布線85在絕緣基板850的表面上形成有第一以及第二外 部連接用導體851A、 851B。第一以及第二外部連接用導體851A、 851B 具有與發光元件4的第一以及第二外部連接用端子847A、 847B導通連 接的上表面導體部851Aa、 851Ba;與電路基板等安裝對象物的布線導通
27連接的下表面導體部851Ab、 851Bb;連接上表面導體部851Aa、 851Ba 和下表面導體部851Ab、 851Bb之間的側面導體部851Ac、 851Bc。上表 面導體部851Aa、 851Ba和第一以及第二外部連接用端子847A、 847B之 間的導通連接通過使用焊錫或導電性樹脂等導電性接合材料852A、 852B 來進行。
在發光組件800中，作為發光裝置84，使用與之前說明的發光裝置 Zl (參照圖21和圖22)相同的裝置。因此，在發光組件800中，從發光 裝置Zl射出的光的射出能、射出通量、射出強度難以因從發光元件840 射出的光的射出能而下降，從而能夠將從發光元件840發出的光高效地相 對於第一以及第二光學部件841A、 841B導出。
進而，從發光元件840射出的光從發光元件840的內部直接以及經由 第一以及第二光學部件841A、 841B向全方向射出，由此，從發光元件840 的內部向外部取出光的效率提高了，從發光裝置射出的光的射出能、射出 通量、射出強度也提高了。
第八實施方式、第九實施方式的發光裝置以及在發光組件中採用的發 光裝置不限於參照圖21、圖22說明的方式，而是可進行各種變更。例如， 發光裝置可以形成圖23 圖27所示的結構，在該情況下，也能夠發揮與之 前的發光裝置Z1 (參照圖11和圖22)同樣的作用效果。
在圖24和圖25所示的發光裝置Z2、 Z3中，螢光體860分散於第一 以及第二光學部件86A、 86B、 87A、 87B。在圖24所示的發光裝置Zl中， 螢光體860分散於第一以及第二光學部件86A、 86B的整體，在圖25所 示的發光裝置Z2中，螢光體870有選擇地分散於第一以及第二光學部件 87A、 87B的外表面部。
第一以及第二光學部件86A、 86B、 87A、 87B中含有的螢光體860、 870根據從發光裝置Z2、 Z3射出的光的波長(顏色)來進行選擇。例如， 當從發光裝置Z2、 Z3射出白色光時，作為螢光體860、 870，使用將從發 光元件1射出的光變換成在400 500nm的波長範圍內具有發光強度的波峰 的光的第一螢光體、將從發光元件1射出的光變換成在500 600nm的波長 範圍內具有發光強度的波峰的光的第二螢光體、以及將從發光元件1射出 的光變換成在600~700nm的波長範圍內具有發光強度的波峰的光的第三螢光體。作為第一螢光體，例如可舉出(Sr， Ca， Ba， Mg) 1 (P04) 6C12: Eu或BaMgAl1017: Eu，作為第二螢光體，例如可舉出SrAl204: Eu或 ZnS: Cu、 Al或SrGa2S4: Eu，作為第三螢光體，例如可舉出SrCaS: Eu 或La202S: Eu、 UEuW208。
另一方面，當使用第一至第三螢光體來從發光裝置Z2、 Z3射出白色 光時，作為發光元件l，使用射出例如在230 450nm的波長範圍內至少具 有一個發光強度的波峰的光的元件。作為這種發光元件l,例如可舉出ZnO 系的氧化物半導體發光二極體。
另外，在使用射出藍色光的元件來作為發光元件l的同時，作為螢光 體860、 870，使用將藍色光變換成黃色光的螢光體，例如由鈰(Ce)激 活的釔 鋁 石榴石系螢光體(YAG)、或者由二價的銪(Eu)激活的鹼 土類金屬原矽酸鹽螢光體，由此也可以使發光裝置Z2、 Z3射出白色光。
在發光裝置Z2、 Z3中，雖然在第一以及第二光學部件86A、 86B、 87A、 87B中含有螢光體860、 870，但在通過由無機材料形成的第一以及 第二光學部件86A、 86B、 87A、 87B經由玻璃接合材料822來覆蓋發光元 件1的基板10的下表面10A (第一元件電極14)和p型半導體層13的上 表面13A (第二元件電極15)這一點上，與之前的發光裝置Zl (參照圖 21和圖22)相同。因此，在發光裝置Z2、 Z3中，也能夠抑制第一以及第 二光學部件86A、 86B、 87A、 87B和玻璃接合材料822以及螢光體860、 870的透射比和機械強度、螢光體860、 870的發光效率的劣化，即使長期 使用，也能夠抑制從發光裝置Z射出的光的射出能和射出通量、射出強度 的下降。
在圖24所示的發光裝置Z2中，由於在第一以及第二光學部件86A、 86B的整體分散有螢光體860，因此能夠簡易地形成分散有螢光體860的 第一以及第二光學部件86A、 86B。 g卩，在發光裝置Z1中具有第一以及第 二光學部件86A、 86B的製造容易的優點。
另外，在圖25所示的發光裝置Z3中，在第一以及第二光學部件87A、 87B的外表面部有選擇地分散有螢光體870。根據該結構，在第一以及第 二光學部件87A、 87B中水平行進的光和沿從水平方向傾斜的方向行進的 光之間的光路差變小。其結果，沿水平方向透過的光和斜透過的光之間的
29波長變換量之差變小，因此，來自發光元件l的光的一部分直接透過，另 一方面，當一部分的光的波長被變換而射出其混色光時，能夠抑制顏色不 均，從而從整體射出相同顏色的光。
當然，發光裝置Z2、 Z3也可以構成為通過適當選擇所使用的螢光體 860、 870的種類來射出白色以外的光，也可以在第一以及第二光學部件 86A、 86B、 87A、 87B的外表面設置含有螢光體的波長變換層以代替在第 一以及第二光學部件86A、 86B、 87A、 87B中分散螢光體860、 870。
圖26和圖27所示的發光裝置Z4的基本結構與之前說明的發光裝置 ZK參照圖21和圖22)相同，但第一以及第二外部連接用端子880A、 880B 的結構與之前說明的發光裝置Zl不同。
第一以及第二外部連接用端子880A、 880B貫通光學部件82A、 82B， 與發光元件1的第一以及第二元件電極14、 15直接導通連接。即，將發 光裝置Z1中的第一以及第二中繼用導體830A、 830B(參照圖21和圖22) 實質上作為第一以及第二外部連接用端子880A、 880B來發揮功能。但是， 第一以及第二外部連接用端子880A、 880B為了可靠地與布線基板等安裝 基板中的布線導通連接，其一部分從第一以及第二光學部件82A、 82B的 表面821A、 821B突出。當然，第一以及第二外部連接用端子880A、 880B 只要從第一以及第二光學部件82A、 82B的表面821A、 821B露出即可， 不一定必須形成為從第一以及第二光學部件82A、 82B的表面821A、 821B 突出的形態。
在發光裝置Z4中，雖然第一以及第二外部連接用端子880A、 880B 的形態和之前的發光裝置Zl不同，但在通過由上述的無機材料形成的第 一以及第二光學部件82A、 82B經由玻璃接合材料22來覆蓋發光元件1 的基板10的下表面10A (第一元件電極14)和p型半導體層13的上表面 13A (第二元件電極15)這一點上，與發光裝置Z1相同。因此，在發光 裝置Z4中，也能夠抑制第一以及第二光學部件82A、 82B的劣化，即使 長期使用，也能夠抑制從發光裝置Z射出的光的射出能和射出通量、射出 強度的下降。
當然，在圖26和圖27所示的發光裝置Z4中，也可以諸如圖24和圖 25所示的發光裝置Z2、 Z3那樣，在第一以及第二光學部件82A、 82B中
30含有螢光體。另外，作為第一以及第二光學部件82A、 82B，不限於板狀 部件，也可以採用表面形成為曲面的例如透鏡狀部件。
權利要求
1. 一種發光裝置，包括容器，其由透光性的無機材料構成，並具有凹狀開口部；發光元件，其經由玻璃接合材料收容在該容器的所述凹狀開口部內，並在基板上形成有第一導電型層、發光層以及第二導電型層；以及蓋，其由透光性的無機材料構成，並閉塞所述容器的所述凹狀開口部。
2. 根據權利要求1所述的發光裝置，其特徵在於， 所述發光元件經由玻璃接合材料接合在所述容器的內表面上。
3. 根據權利要求2所述的發光裝置，其特徵在於， 所述蓋經由玻璃接合材料與所述發光元件接合，並閉塞所述凹狀開口部。
4. 根據權利要求2所述的發光裝置，其特徵在於， 所述玻璃接合材料的折射率比所述容器或所述蓋的折射率小。
5. 根據權利要求l所述的發光裝置，其特徵在於，所述容器包括 筒狀部件，其具有收容所述發光元件的貫通空間；和 搭載基板，其閉塞所述容器的開口部，並搭載所述發光元件。
6. 根據權利要求l所述的發光裝置，其特徵在於， 在所述容器的外表面部或所述蓋的外表面部存在有一種或多種對從所述發光元件射出的光的波長進行變換的螢光體。
7. —種發光組件，其特徵在於，包括-絕緣基板；和搭載在所述絕緣基板上的權利要求1所述的發光裝置。
8. —種發光裝置，包括發光元件，其在基板上形成有第一導電型層、發光層以及第二導電型 層；禾口光學部件，其經由由無機材料構成的接合材料設置在所述發光元件的 側面，該光學部件由無機材料構成並具有透光性。
9. 根據權利要求8所述的發光裝置，其特徵在於， 所述玻璃接合材料的折射率比所述發光元件的折射率小，所述光學部件的折射率比所述玻璃接合材料的折射率大。
10. 根據權利要求8所述的發光裝置，其特徵在於， 所述光學部件包圍所述發光元件的周圍配置。
11. 根據權利要求8所述的發光裝置，其特徵在於， 所述光學部件具有收容所述發光元件的貫通空間。
12. 根據權利要求8所述的發光裝置，其特徵在於， 在所述光學部件的外表面部存在有一種或多種對從所述發光元件射出的光的波長進行變換的螢光體。
13. 根據權利要求12所述的發光裝置，其特徵在於， 所述發光元件在230~450nm的波長範圍內具有至少一個發光強度的波峰的光，所述多種螢光體包括將從所述發光元件射出的光分別變換成在 400 500nm的波長範圍內具有發光強度的波峰的光、在500~600nm的波 長範圍內具有發光強度的波峰的光、以及在600 700nm的波長範圍內具有 發光強度的波峰的光的第一至第三螢光體。
14. 一種發光組件，其特徵在於，包括-絕緣基板；和搭載在所述絕緣基板上的權利要求8所述的發光裝置。
15. —種發光裝置，包括發光元件，其在基板上形成有第一導電型層、發光層以及第二導電型 層；和光學部件，其經由由無機材料構成的接合材料接合在所述發光元件的 所述第二導電型層側的表面以及所述基板側的表面中的至少一方上，該光 學部件由無機材料構成並具有透光性。
16. 根據權利要求15所述的發光裝置，其特徵在於， 所述玻璃接合材料的折射率比所述發光元件的折射率小， 所述光學部件的折射率比所述玻璃接合材料的折射率大。
17. 根據權利要求15所述的發光裝置，其特徵在於，所述光學部件包括第一光學部件，其接合在所述基板側，並在表面具有第一外部連接用端子；和第二光學部件，其接合在所述第二導電型層側，並在表面具有第二外 部連接用端子。
18. 根據權利要求17所述的發光裝置，其特徵在於， 所述第一或第二外部連接用端子具有透光性。
19. 根據權利要求15所述的發光裝置，其特徵在於， 在所述光學部件的外表面部存在有一種或多種對從所述發光元件射出的光的波長進行變換的螢光體。
20. —種發光組件，其特徵在於，包括 絕緣基板；和搭載在所述絕緣基板上的權利要求15所述的發光裝置。
全文摘要
本發明提供一種發光裝置和發光組件，即使在使用出射光的波長短的發光元件的情況下，也能夠抑制由發光元件射出的光而導致的劣化，經長期使用也難以產生發光亮度等的劣化。發光裝置的特徵在於，包括容器(20)，其由透光性的無機材料構成，並具有凹狀開口部；發光元件(1)，其經由玻璃接合材料(4)收容在容器(20)的凹狀開口部內，並在基板(10)上形成有第一導電型層(11)、發光層(12)以及第二導電型層(13)；以及蓋(21)，其由透光性的無機材料構成，並閉塞容器的凹狀開口部。所述容器(20)和蓋(21)由石英玻璃、含有硼酸和矽酸的光學玻璃、水晶、藍寶石或螢石等形成。
文檔編號H01L33/28GK101501871SQ20078000413
公開日2009年8月5日 申請日期2007年1月31日 優先權日2006年1月31日
發明者作本大輔, 柳澤美津夫 申請人:京瓷株式會社