JP2002359403A

JP2002359403A - 発光装置

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Publication number: JP2002359403A
Application number: JP2001165710A
Authority: JP
Inventors: Ryoma Suenaga; 良馬末永
Original assignee: Nichia Chemical Industries Ltd
Current assignee: Nichia Chemical Industries Ltd
Priority date: 2001-05-31
Filing date: 2001-05-31
Publication date: 2002-12-13
Anticipated expiration: 2021-05-31
Also published as: JP4055373B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】信頼性に優れた高輝度に発光することが可能な
発光装置を提供する。【解決手段】厚さ方向に少なくとも２つの貫通孔を有
し、一方の貫通孔内に絶縁部材３を介してリード電極２
が挿入され、他方の貫通孔内にヒートシンク５が挿入さ
れてなる金属ベース１０を具備し、前記ヒートシンクに
接して発光素子１が配置されてなる発光装置であって、
前記リード電極と前記ヒートシンクの底面側端部はそれ
ぞれ前記金属ベースの背面から突出しており、且つ前記
リード電極の底面と前記ヒートシンクの底面はほぼ同一
平面上にあることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はバックライト光源、
ディスプレイ、照明など各種光源や光センサに利用され
る発光装置装置に係わり、特に、信頼性に優れた発光装
置に関するものである。

【０００２】

【従来技術】今日、高輝度、高出力な半導体発光素子や
小型且つ高感度な発光装置が開発され種々の分野に利用
されている。このような発光装置は小型、低消費電力や
軽量などの特徴を生かして、例えば、光プリンターヘッ
ドの光源、液晶バックライト光源、各種メータの光源や
各種読み取りセンサーなどに利用されている。

【０００３】このような発光装置の一例として、図１４
に示す如き発光装置が挙げられる。凹部を有し且つリー
ド電極２が挿入されて一体成形されたプラスチック・パ
ッケージ５を用い、前記凹部内底面から露出されたリー
ド電極２上に発光素子としてＬＥＤチップ１をダイボン
ドすると共にＬＥＤチップの各電極とパッケージに設け
られたリード電極２とを金線４などにより電気的に接続
させる。このようにして凹部内に配置されたＬＥＤチッ
プは透光性のモールド樹脂９等によって封止される。こ
れにより、パッケージ内部に配置されたＬＥＤチップや
ワイヤなどは水分、外力など外部環境から保護され、極
めて信頼性の高い発光装置が得られる。

【０００４】しかしながら、このような発光装置の利用
分野の広がりから、より厳しい環境条件で使用され始め
ている。航空機や車載用に利用される発光装置では、例
えば外気温により−２０℃以下＋８０℃以上にまで変化
する場合もある。また、外気圧、熱衝撃などと同時に振
動もある。このような場合、モールド樹脂等の膨張や収
縮によりＬＥＤチップはダイボンド樹脂から剥離され、
放出される光の強度や指向特性が変化する。ひどい場合
にはワイヤの断線などを生じ全く発光しない場合があ
る。

【０００５】また発光素子は、電力消費により熱を発す
る。上記の構成を有する発光装置は、発光素子から発生
する熱をリード電極を介して基板側に逃すことができ
る。

【０００６】しかしながら、その放熱効果は十分に満足
できるものではなく、発光素子の出力を向上させようと
上記のような発光装置に大電流を投下すると、パッケー
ジによる放熱効果が十分でないため発光素子の温度は上
昇し、素子の動作速度や周囲に存在する樹脂の劣化等を
引き起こしてしまう。

【０００７】これに対して、従来、高い信頼性を有する
パッケージとしてキャンタイプ・パッケージが用いられ
ている。例えば、図１３に示す如き、凸形状のＮｉ／Ａ
ｕメッキが施された鉄からなる金属ベース１０と、前記
金属ベース１０の厚さ方向に形成された貫通孔にガラス
等の絶縁体３を介して気密絶縁的に封着された銅からな
るリード電極２とを有する半導体装置用ステムが用いら
れる。このようなステムの上面に発光素子１を電気的に
接続させ、Ａｕメッキが施された鉄からなる窓付き缶１
１をシールにて気密封止する。

【０００８】このように構成された発光装置は、パッケ
ージが金属にて構成され且つ内部が中空であるため、構
成材料に樹脂を用いた場合と比べ非常に高い信頼性を有
し、ワイヤ断線防止、耐湿性、耐熱性、及び放熱性に優
れている。このため、発光装置に流す電流量を増加させ
出力向上を図ることが可能である。

【０００９】しかしながら、近年、高密度実装に対応す
るために発光装置の小型化・薄型化が望まれており、こ
れに応じて表面実装タイプの発光装置がリードタイプの
発光装置に代えて要求されている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、高い
信頼性を有し且つ高輝度に発光することが可能な薄型の
表面実装型発光装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【発明を解決するための手段】本発明に係る発光装置
は、厚さ方向に少なくとも２つの貫通孔を有し、一方の
貫通孔内に絶縁部材を介してリード電極が挿入され、他
方の貫通孔内にヒートシンクが挿入されてなる金属ベー
スを具備し、前記ヒートシンクに接して発光素子が配置
されてなる発光装置であって、前記リード電極及び前記
ヒートシンクの底面側端面はそれぞれ突出しており、且
つ前記リード電極の底面と前記ヒートシンクの底面はほ
ぼ同一平面上にあることを特徴とする。これにより、大
電流を投下しても高い信頼性を維持することが可能な薄
型発光装置が得られる。

【００１２】また、前記ヒートシンクは、前記金属ベー
ス及び前記リード電極より高い熱伝導率を有することを
特徴とする。これにより、放熱性と信頼性を備えた発光
装置が得られる。

【００１３】また、前記ヒートシンクは、上面側に凹部
を有することを特徴とし、前記凹部は発光素子を収納す
ることが可能な容積を有していることが好ましい。この
ような凹部底面に発光素子を配置することで、前記発光
素子端面から発光される光の輝度を低下させることなく
上面方向に取り出すことができる。

【００１４】また、前記他方の貫通孔の下方側にヒート
シンクを有することにより、前記貫通孔の上方側内壁と
前記ヒートシンクの上面により凹部が成されていてもよ
い。これにより、高い信頼性と良好な光学特性を備えた
発光装置を量産性良く得ることができる。また、このよ
うに発光素子の底面に金属からなるヒートシンクを設け
るだけでなく、発光素子の側面周囲にも金属からなる側
壁を設けることにより、更に放熱性が向上される。

【００１５】上記の凹部において、凹部内壁がテーパー
形状であると、光の取り出し効率が向上され好ましい。
更に、凹部内に前記発光素子を被覆する透光性封止部材
を有していると、外部環境による発光素子の劣化や電気
接続部材であるワイヤーの断線等を防止することができ
発光素子の信頼性が向上され好ましい。また、光が集光
され、高輝度に発光可能で且つ信頼性の高い発光装置が
得られる。

【００１６】また、前記透光性部材に、前記発光素子か
らの光の一部を吸収して異なる波長の光を発光すること
が可能な蛍光物質を含有させると、前記蛍光物質が劣化
されることなく良好な色調を得ることができる。

【００１７】また、前記ヒートシンクの少なくとも一方
の端面がフランジ形状であると、ヒートシンクと金属ベ
ースとの位置決めが容易にできる。また、前記ヒートシ
ンクと前記金属ベースとを気密性高く密着させることが
でき、空気と湿気の発光装置内への侵入を良好に防止す
ることができる。

【００１８】また、前記金属ベースの主面側は、透光性
窓部と金属部とからなるリッドにて封止されている。こ
れにより発光装置内を中空状態で保護することができ、
耐湿性、耐熱性、及び放熱性の優れた発光装置が得られ
る。前記リッドは、前記透光性窓部が発光素子と対向す
るように配置され、前記透光性窓部が前記凹部の内壁の
延長線と交わると好ましい。つまり、前記透光性窓部
は、前記凹部の内壁の延長線により囲まれた領域より大
きい面積を有することが好ましく、これにより、前記凹
部の内壁にて反射散乱された光を遮断することなく前記
透光性窓部から外部に取り出すことができる。

【００１９】また、前記ヒートシンクの熱伝導率は２０
０ｗ／ｍ・ｋ以上５００ｗ／ｍ・ｋ以下が好ましく、ま
た、前記金属ベースの熱伝導率は１０ｗ／ｍ・ｋ以上１
００ｗ／ｍ・ｋ以下、より好ましくは５０ｗ／ｍ・ｋ以
上１００ｗ／ｍ・ｋであり、で且つ熱膨張率が０．０２
×１０^−４／ｄｅｇ以上０．０５×１０^−４／ｄｅｇ以
下若しくは０．１０×１０^−４／ｄｅｇ以上０．１５×
１０^−４／ｄｅｇ以下とすると、更に信頼性の高い発光
装置が得られる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照にして、本発明
に係る実施の形態について説明する。＜実施の形態１＞図１に、本発明の実施の形態１に係る
発光装置を示す。

【００２１】金属ベース１０は、厚さ方向に３つの貫通
孔を有する。中央部の大きな貫通孔には金属製ろう剤に
てヒートシンク１３が固着挿入されていおり、前記ヒー
トシンク５の周囲には、等間隔に２つの小さな貫通孔が
形成されている。前記２つの小さな貫通孔には、それぞ
れ絶縁部材である硬質ガラス３を介して正及び負のリー
ド電極２が挿入されている。尚、前記リード電極２と前
記ヒートシンク５の底面側端部はそれぞれ前記金属ベー
ス１０の背面側から突出しており、且つ前記リード電極
２の底面はヒートシンク５の底面とほぼ同一平面上に位
置している。

【００２２】このように構成された金属ベースの主面側
は、前記ヒートシンク上面に発光素子であるＬＥＤチッ
プ１が配置され、前記ＬＥＤチップ１の各電極がワイヤ
４にて各リード電極２と電気的に接続されている。この
ように実装された前記金属ベースの主面側は、透光性窓
部７を有するリッド６にて気密封止されている。ここ
で、前記透光性窓部７には、前記ＬＥＤチップからの光
の少なくとも一部を吸収して異なる波長の光を発光する
ことが可能な蛍光物質８が含有されている。このよう
に、構成材料及び蛍光物質のバインダー等に有機物を一
切用いず無機物のみで構成された発光装置は、熱や光に
よって劣化されにくいため、飛躍的に高い信頼性を有す
ることができる。以下、本発明の実施の形態１における
各構成について詳述する。

【００２３】（発光素子１）本発明において発光素子
１は特に限定されないが、蛍光物質を用いた場合、前記
蛍光物質を励起可能な発光波長を発光できる発光層を有
する半導体発光素子が好ましい。このような半導体発光
素子としてＺｎＳｅやＧａＮなど種々の半導体を挙げる
ことができるが、蛍光物質を効率良く励起できる短波長
が発光可能な窒化物半導体（Ｉｎ_ＸＡｌ_ＹＧａ
_{１−Ｘ−Ｙ}Ｎ、０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）が好適に
挙げられる。半導体の構造としては、ＭＩＳ接合、ＰＩ
Ｎ接合やｐｎ接合などを有するホモ構造、ヘテロ構造あ
るいはダブルへテロ構成のものが挙げられる。半導体層
の材料やその混晶度によって発光波長を種々選択するこ
とができる。また、半導体活性層を量子効果が生ずる薄
膜に形成させた単一量子井戸構造や多重量子井戸構造と
することもできる。

【００２４】窒化物半導体を使用した場合、半導体用基
板にはサファイヤ、スピネル、ＳｉＣ、Ｓｉ、ＺｎＯ等
の材料が好適に用いられる。結晶性の良い窒化物半導体
を量産性よく形成させるためにはサファイヤ基板を用い
ることが好ましい。このサファイヤ基板上にＭＯＣＶＤ
法などを用いて窒化物半導体を形成させることができ
る。サファイア基板上にＧａＮ、ＡｌＮ、ＧａＡＩＮ等
のバッファー層を形成しその上にｐｎ接合を有する窒化
物半導体を形成させる。

【００２５】窒化物半導体を使用したｐｎ接合を有する
発光素子例として、バッファ層上に、ｎ型窒化ガリウム
で形成した第１のコンタクト層、ｎ型窒化アルミニウム
・ガリウムで形成させた第１のクラッド層、窒化インジ
ウム・ガリウムで形成した活性層、ｐ型窒化アルミニウ
ム・ガリウムで形成した第２のクラッド層、ｐ型窒化ガ
リウムで形成した第２のコンタクト層を順に積層させた
ダブルへテロ構成などが挙げられる。

【００２６】窒化物半導体は、不純物をドープしない状
態でｎ型導電性を示す。発光効率を向上させるなど所望
のｎ型窒化物半導体を形成させる場合は、ｎ型ドーパン
トとしてＳｉ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｃ等を適宜導入する
ことが好ましい。一方、ｐ型窒化物半導体を形成させる
場合は、ｐ型ドーパントであるＺｎ、Ｍｇ、Ｂｅ、Ｃ
ａ、Ｓｒ、Ｂａ等をドープさせる。窒化物半導体は、ｐ
型ドーパントをドープしただけではｐ型化しにくいため
ｐ型ドーパント導入後に、炉による加熱やプラズマ照射
等により低抵抗化させることが好ましい。電極形成後、
半導体ウエハーからチップ状にカットさせることで窒化
物半導体からなる発光素子を形成させることができる。

【００２７】本発明の発光ダイオードにおいて、白色系
を発光させるには、蛍光物質からの発光波長との補色関
係や透光性樹脂の劣化等を考慮して、発光素子の発光波
長は４００ｎｍ以上５３０ｎｍ以下が好ましく、４２０
ｎｍ以上４９０ｎｍ以下がより好ましい。発光素子と蛍
光物質との励起、発光効率をそれぞれより向上させるた
めには、４５０ｎｍ以上４７５ｎｍ以下がさらに好まし
い。

【００２８】なお本発明では、パッケージ本体は金属の
みにて構成されているため紫外線による構成部材の劣化
を抑制することができる。よって、本発明の発光装置に
４００ｎｍより短い紫外線領域を主発光波長とする発光
素子を用い、前記発光素子からの光の一部を吸収して他
の波長を発光することが可能な蛍光物質と組み合わせる
ことで、色ムラの少ない色変換型発光装置が得られる。
ここで、前記蛍光物質を発光装置にバインダーする際に
は、比較的紫外線に強い樹脂や無機物であるガラス等を
用いることが好ましい。

【００２９】（金属ベース１０）本実施の形態の発光
装置に用いられる金属ベース１０は、熱伝導率が、１０
ｗ／ｍ・ｋ以上１００ｗ／ｍ・ｋ以下、より好ましくは
５０ｗ／ｍ・ｋ以上１００ｗ／ｍ・ｋ以下の範囲である
基材からなることが好ましい。このような金属ベース
は、発光素子に大電流を長時間投下しても信頼性を維持
することが可能とする放熱性と、金属ベースとリッドと
を抵抗溶接にて気密封止する際に必要なジュール熱を発
することが可能な熱維持性とを兼ね備えており、これに
より飛躍的に信頼性の高い発光装置を得ることができ
る。

【００３０】また、金属ベース部の熱膨張率は、０．０
２×１０^−４／ｄｅｇ以上０．０５×１０^−４／ｄｅｇ
以下の範囲であることが好ましく、この場合、金属ベー
スとリード電極との互いの部材が破損されることなく良
好に熱密着させることができる。

【００３１】一方、金属ベース部のその他の好ましい熱
膨張率値は、０．１０×１０^−４／ｄｅｇ以上０．１５
×１０^−４／ｄｅｇ以下の範囲である。この場合、金属
ベースと絶縁部材との熱膨張率値の差が０．０４×１０
^−４／ｄｅｇ以上０．０９×１０^−４／ｄｅｇ以下が好
ましく、これにより、前記貫通孔の内壁に基材の酸化膜
を設けなくてもリード電極を高い気密性にて金属ベース
貫通孔内に挿入することができ、作業工程が簡略化され
生産性が良好な発光措置が得られる。熱膨張率差が０．
０９×１０^−４／ｄｅｇより大きいと、熱膨張率差が大
きい部材が熱膨張率の小さい部材を締め付けてしまい、
前記熱膨張率の小さい部材は破損してしまう。また、
金属ベースの基材は、大きい強度を有することが好まし
く、これにより薄型の金属ベース部を形成することがで
きる。

【００３２】このような金属ベースの好ましい基材とし
て、コバール、鉄、ステンレス、アルミニウム合金等が
挙げられる。コバールとはＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金であ
り、絶縁部材に用いられる低融点ガラスと近似の熱膨張
率を有するので良好に気密封止を行うことができる。こ
れら基材の最表面にはＡｇメッキを施すことが好まし
い。このように構成すると、パッケージ表面の光反射散
乱率が向上される他、Ａｇ層が溶接用ろう材となり、発
光素子、ワイヤ、及びリッドと、金属ベース本体との密
着性が向上され好ましい。更に、Ａｇ層を無光沢にメッ
キするとこれらの効果は増殖される。本発明で用いられ
る金属ベースは、上記のように構成され、これにより高
い信頼性を有する発光装置を安価に得ることができる。

【００３３】また、金属ベースに設けられる貫通孔の直
径は、０．３ｍｍ〜３ｍｍであることが望ましい。３ｍ
ｍより大きい場合、パッケージ全体の強度が低下してし
まう。中央部の大きな貫通孔にはヒートシンク５が挿入
されており、前記ヒートシンク５の周囲には、等間隔に
２つの小さな貫通孔が形成されている。前記小さな貫通
孔には、絶縁部材である硬質ガラス３を介して正及び負
のリード電極２がそれぞれ挿入されている。

【００３４】前記リード電極２及び前記ヒートシンク５
の底面側端部はそれぞれ前記金属ベース１０の背面側か
ら突出しており、且つ前記リード電極２の底面、ヒート
シンクの底面５はほぼ同一平面上に位置している。これ
らの底面は発光装置の実装面となり、バランス良く実装
することができる。配置されることにより実装精度が向
上され良好な光学特性が得られる。

【００３５】ここで、本発明における発光装置は、正及
び負のリード電極のうち、少なくと一方が絶縁体を介し
て前記金属ベースに挿入されていれば良く、図２の如
く、金属ベースの主面を他方のリード電極としてもよ
い。このように構成すると、発光素子から一方のパッケ
ージ端面までの間に絶縁体を有しないため、放熱性が向
上され好ましい。この場合、実装精度を損なわないた
め、前記金属ベースにおいて、リード電極と対向した箇
所に支持部を設けることが好ましい。前記支持部は、例
えば、金属ベースの主面側からプレス加工することによ
り形成することができる。また、金属ベースの背面側に
支持部として金属棒を導電性接着剤にて固定してもよ
い。前記支持部の数は特に限定されず、前記金属ベース
の背面側において、前記リード電極及び前記支持部がそ
れぞれ等間隔に突出しており且つそれらの底面がほぼ同
一平面を成していると、発光装置の実装安定性が向上さ
れ好ましい。

【００３６】また、前記リード電極及び前記支持部は、
前記金属ベース部と近似の熱膨張係数を有する材料、好
ましくは前記金属ベースと同一の材料にて構成されるこ
とが好ましく、これにより信頼性が向上される。（リード電極２）本発明の発光装置は、正及び負のリ
ード電極を有し、そのうちの少なくとも一方は、金属ベ
ースに設けられた貫通孔内に絶縁部材を介して挿入され
ている。前記リード電極の先端部は、前記ベース部の表
面から突出しており、且つ前記リード電極の底面は前記
ヒートシンクの実装面側の底面とほぼ同一平面上に位置
している。

【００３７】リード電極２のワイヤ接続面である上面
は、０．０２ｍｍ２〜０．２ｍｍ２の範囲の面積を有す
ることが好ましく、より好ましくは０．０５ｍｍ２〜
０．１５ｍｍ２である。このように構成されることによ
り、ワイヤボンディングの精度が良好で且つ小型化の発
光装置が得られる。

【００３８】また、リード電極の実装面側である底面
は、前記上面より広い面積を有することが好ましい。こ
れにより前記リード電極は発光装置の支持部的役割を十
分に果たし、実装精度を向上させることができると共
に、実装基板との接触面積が広くなるため放熱性が向上
される。このような形状のリード電極は、例えば柱状に
形成されたリード電極の底面側をプレス加工することに
より得ることができる。リード電極の底面側の好ましい
形状として、逆Ｔ字型、末広がり型、逆テーパ型等が挙
げられる。

【００３９】本実施の形態の発光装置に用いられる金属
ベース１０は、厚さ方向に３つの貫通孔を有する。

【００４０】また、前記金属ベースの外側縁部は、ベー
ス部底面に沿って鍔部を有することが好ましい。このよ
うに構成することにより、前記鍔部を設けることにより
露出される端面と発光面側に配置されるリッドの内壁、
及び前記鍔部の上面と前記リッド上面とが合わさり、こ
れらの位置決めを容易に行うことが可能となり、量産性
が向上され好ましい。

【００４１】（ヒートシンク５）本発明の発光装置
は、金属ベース１０の厚さ方向に形成された貫通孔内に
ヒートシンク５が挿入されている。前記ヒートシンク５
の底面側端部は、前記金属ベース１０の背面側から突出
しており、実装基板と接することが可能となるように構
成されている。また、前記ヒートシンク５の上面は、発
光素子全体を配置することが可能な面積を有している。
本発明の発光装置は、前記上面に発光素子を配置し、前
記底面を実装基板に実装することにより前記底面側から
直接実装基板に放熱することができ、低熱抵抗下の発光
装置が得られる。

【００４２】このようなヒートシンクは、例えば金属ベ
ースに設けられた貫通孔に、ろう剤を介して挿入固定さ
れる。これにより気密性高くヒートシンクを金属ベース
に固定することができる。好ましいろう材として、銀ろ
う、Ｐｂ−Ｓｎ系のはんだ、あるいはＡｕ−Ｓｎ系の合
金が挙げられる。これらの合金を使用すると、気密性、
機械的強度、および化学的耐性に優れた気密封止が可能
である。

【００４３】また前記ヒートシンク５は、金属ベース１
０の材料より熱伝導性のよい純銅等を金属材料として形
成される。具体的には、前記ヒートシンクの熱伝導率は
２００ｗ／ｍ・ｋ以上５００ｗ／ｍ・ｋ以下が好まし
く、より好ましくは３００ｗ／ｍ・ｋ以上５００ｗ／ｍ
・ｋ以下である。また、隣接する金属ベースとの熱膨張
率差は０．０４×１０^−４／ｄｅｇ以上０．０９×１０
^−４／ｄｅｇ以下であることが好ましい。このように、
熱伝導性が良好で且つ隣接する金属ベースとの熱膨張率
差が小さい材料からなるヒートシンクを設けることによ
り、大電流を投下しても劣化せず高出力に発光すること
が可能な発光装置が得られる。

【００４４】ヒートシンクの底面側はフランジ形状であ
ることが好ましい。これにより、実装基板との接触面が
大きくなり放熱性及び実装の精度が向上される他、金属
ベースとの位置決めが容易にできるため量産性が向上さ
れ、更に金属ベースとの気密性が向上され信頼性の高い
発光装置が得られる。

【００４５】また、ヒートシンクの上面側に凹部を設け
てもよく、前記凹部は、発光素子を収納することが可能
な容積を有することが好ましい。前記凹部内底面に発光
素子を配置させることにより、発光素子端面から放出さ
れる光を効率よく取り出すことができる。また、前記内
壁が曲面であること、良好な指向特性が得られ好まし
い。更に、前記内壁はテーパー形状であること、正面光
度が向上され好ましい。また、このように凹部を設ける
ことにより、該凹部にダイボンドされた発光素子の周囲
に透光性封止部材や色変換層等を精度良く充填させるこ
とができる。本発明の発光装置は、特に発光素子が配置
されるヒートシンクの放熱性が優れているため、有機部
材を用いても劣化させることなく大電流を投下すること
ができる。（リッド６）本実施の形態の発光装置は、金属ベース１
０の主面側を透光性窓部７を有する金属製リッド６にて
気密封止してなる。これにより信頼性の高い発光装置が
得られる。前記窓部７は発光装置の発光面であり、発光
装置の中央部に配置されることが好ましい。

【００４６】本実施の形態において、前記窓部は発光素
子と対向している。また、前記発光素子を凹部内に配置
する場合、例えば、ヒートシンクの上面に凹部を形成し
該凹部内に発光素子を配置したり、金属ベースの貫通孔
内の下方にヒートシンクを挿入し、前記貫通孔の上方の
内壁と前記ヒートシンクの上面とにより凹部を設け該凹
部内に発光素子を配置する場合、前記リッドは、前記窓
部が前記凹部内壁の延長線と交点を有するように配置さ
れることが好ましい。前記発光素子の端面から発光され
る光は、前記凹部内壁にて反射散乱され、正面方向に取
り出される。これらの反射散乱光の存在範囲は、ほぼ前
記凹部内壁の延長線内であると考えられる。そこで、発
光面である窓部の面積を、前記延長線内領域よりも大き
い面積とすることにより、前記反射散乱光は効率よく前
記窓部に集光され、高輝度な光を発光することが可能な
発光装置が得られる。

【００４７】リッドの基材は、パッケージ本体及び窓部
の透光性部材と熱膨張係数が近似していることが好まし
い。また、リッドの材質の表面は基材の保護膜としてＮ
ｉメッキ層を有することが好ましい。

【００４８】上記リッドは、例えば、カーボン製の封着
治具を用いて、リッド本体に形成された開口部内にタブ
レット状のガラスを配置し通炉させることによりガラス
とリッド本体とを気密絶縁的に封着させることができ
る。

【００４９】リッドの形状は、パッケージの溶接部と密
接可能な滑らかな平面を有し且つパッケージを気密封止
できれば特に限定されるものではない。中央部が凸形状
のリッドを用いると、前記リッドの窓部の背面に色変換
部材を良好にバインダーさせることができ、歩留まり良
く発光装置を形成することができる。

【００５０】更に、前記窓部表面を図８の如く曲線を帯
びたレンズ形状とすると、光の収束が良好となり、正面
方向の光度が高い発光装置が得られる。（蛍光物質８）前記リッドの窓部の部材に、蛍光物質８
等の他物質を含有させてもよい。また、前記窓部の内部
表面にバインダーを用いて前記他物質層を塗布してもよ
い。

【００５１】ここで、本発明で用いられる蛍光物質につ
いて詳述する。

【００５２】本発明の発光装置に用いられる蛍光物質
は、窒化物系半導体を発光層とする半導体発光素子から
発光された光を励起させて発光できるセリウムで付活さ
れたイットリウム・アルミニウム酸化物系蛍光物質をベ
ースとしたものである。

【００５３】具体的なイットリウム・アルミニウム酸化
物系蛍光物質としては、ＹＡｌＯ_３：Ｃｅ、Ｙ_３Ａｌ_５
Ｏ_１２Ｙ：Ｃｅ（ＹＡＧ：Ｃｅ）やＹ_４Ａｌ_２Ｏ_９：Ｃ
ｅ、更にはこれらの混合物などが挙げられる。イットリ
ウム・アルミニウム酸化物系蛍光物質にＢａ、Ｓｒ、Ｍ
ｇ、Ｃａ、Ｚｎの少なくとも一種が含有されていてもよ
い。また、Ｓｉを含有させることによって、結晶成長の
反応を抑制し蛍光物質の粒子を揃えることができる。

【００５４】本明細書において、Ｃｅで付活されたイッ
トリウム・アルミニウム酸化物系蛍光物質は特に広義に
解釈するものとし、イットリウムの一部あるいは全体
を、Ｌｕ、Ｓｃ、Ｌａ、Ｇｄ及びＳｍからなる群から選
ばれる少なくとも１つの元素に置換され、あるいは、ア
ルミニウムの一部あるいは全体をＢａ、Ｔｌ、Ｇａ、Ｉ
ｎの何れが又は両方で置換され蛍光作用を有する蛍光体
を含む広い意味に使用する。

【００５５】更に詳しくは、一般式（Ｙ_ｚＧｄ_１−ｚ）
_３Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｃｅ（但し、０＜ｚ≦１）で示される
フォトルミネッセンス蛍光体や一般式（Ｒｅ_１−ａＳｍ
ａ） _３Ｒｅ‘_５Ｏ_１２：Ｃｅ（但し、０≦ａ＜１、０≦
ｂ≦１、Ｒｅは、Ｙ、Ｇｄ、Ｌａ、Ｓｃから選択される
少なくとも一種、Ｒｅ’は、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎから選択
される少なくとも一種である。）で示されるフォトルミ
ネッセンス蛍光体である。

【００５６】この蛍光物質は、ガーネット構造のため、
熱、光及び水分に強く、励起スペクトルのピークを４５
０ｎｍ付近にさせることができる。また、発光ピーク
も、５８０ｎｍ付近にあり７００ｎｍまですそを引くブ
ロードな発光スペクトルを持つ。

【００５７】またフォトルミネセンス蛍光体は、結晶中
にＧｄ（ガドリニウム）を含有することにより、４６０
ｎｍ以上の長波長域の励起発光効率を高くすることがで
きる。Ｇｄの含有量の増加により、発光ピーク波長が長
波長に移動し全体の発光波長も長波長側にシフトする。
すなわち、赤みの強い発光色が必要な場合、Ｇｄの置換
量を多くすることで達成できる。一方、Ｇｄが増加する
と共に、青色光によるフォトルミネセンスの発光輝度は
低下する傾向にある。さらに、所望に応じてＣｅに加え
Ｔｂ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｎｄ、Ｄｙ、Ｃ
ｏ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｅｕらを含有させることもできる。

【００５８】しかも、ガーネット構造を持ったイットリ
ウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体の組成のう
ち、Ａｌの一部をＧａで置換することで発光波長が短波
長側にシフトする。また、組成のＹの一部をＧｄで置換
することで、発光波長が長波長側にシフトする。

【００５９】Ｙの一部をＧｄで置換する場合、Ｇｄへの
置換を１割未満にし、且つＣｅの含有（置換）を０．０
３から１．０にすることが好ましい。Ｇｄへの置換が２
割未満では緑色成分が大きく赤色成分が少なくなるが、
Ｃｅの含有量を増やすことで赤色成分を補え、輝度を低
下させることなく所望の色調を得ることができる。この
ような組成にすると温度特性が良好となり発光ダイオー
ドの信頼性を向上させることができる。また、赤色成分
を多く有するように調整されたフォトルミネセンス蛍光
体を使用すると、ピンク等の中間色を発光することが可
能な発光装置を形成することができる。

【００６０】このようなフォトルミネセンス蛍光体は、
Ｙ、Ｇｄ、Ａｌ、及びＣｅの原料として酸化物、又は高
温で容易に酸化物になる化合物を使用し、それらを化学
量論比で十分に混合して原料を得る。又は、Ｙ、Ｇｄ、
Ｃｅの希土類元素を化学量論比で酸に溶解した溶解液を
蓚酸で共沈したものを焼成して得られる共沈酸化物と、
酸化アルミニウムとを混合して混合原料を得る。これに
フラックスとしてフッ化バリウムやフッ化アンモニウム
等のフッ化物を適量混合して坩堝に詰め、空気中１３５
０〜１４５０°Ｃの温度範囲で２〜５時間焼成して焼成
品を得、つぎに焼成品を水中でボールミルして、洗浄、
分離、乾燥、最後に篩を通すことで得ることができる。

【００６１】本願発明の発光装置において、このような
フォトルミネセンス蛍光体は、２種類以上のセリウムで
付活されたイットリウム・アルミニウム・ガーネット蛍
光体や他の蛍光体を混合させてもよい。

【００６２】また、本発明で用いられる蛍光体の粒径は
１０μｍ〜５０μｍの範囲が好ましく、より好ましくは
１５μｍ〜３０μｍである。これにより、光の隠蔽を抑
制し集積型窒化物半導体発光素子の輝度を向上させるこ
とができる。また上記の粒径範囲の蛍光体は、光の吸収
率及び変換効率が高く且つ励起波長の幅が広い。このよ
うに、光学的に優れた特徴を有する大粒径蛍光体を含有
させることにより、発光素子の主波長周辺の光をも良好
に変換し発光することができ、集積型窒化物半導体発光
素子の量産性が向上される。これに対し、１５μｍより
小さい粒径を有する蛍光体は、比較的凝集体を形成しや
すく、液状樹脂中において密になって沈降する傾向にあ
り、光の透過効率を減少させてしまう。

【００６３】ここで本発明において、粒径とは、体積基
準粒度分布曲線により得られる値である。前記体積基準
粒度分布曲線は、レーザ回折・散乱法により粒度分布を
測定し得られるもので、具体的には、気温２５℃、湿度
７０％の環境下において、濃度が０．０５％であるヘキ
サメタリン酸ナトリウム水溶液に各物質を分散させ、レ
ーザ回折式粒度分布測定装置（ＳＡＬＤ−２０００Ａ）
により、粒径範囲０．０３μｍ〜７００μｍにて測定し
得られたものである。この体積基準粒度分布曲線におい
て積算値が５０％のときの粒径値を中心粒径と定義する
と、本発明で用いられる蛍光体の中心粒径は１５μｍ〜
５０μｍの範囲であることが好ましい。また、この中心
粒径値を有する蛍光物質が頻度高く含有されていること
が好ましく、頻度値は２０％〜５０％が好ましい。この
ように粒径のバラツキが小さい蛍光物質を用いることに
より色ムラが抑制され良好な色調を有する発光装置が得
られる。

【００６４】蛍光物質の配置場所は特に限定されず、リ
ッドの窓部の背面に蛍光物質を直接真空蒸着やＣＶＤ法
等によりバインダーしても良いし、バインダー部材を用
いても良い。また、リッドの窓部の材料に直接含有させ
ても良い。また、比較的熱による劣化の少ない樹脂に含
有させ発光素子を覆うようにパッケージ凹部内に充填さ
せてもよい。また、本発明のパッケージは金属からなり
放熱性に優れているため、凹部内に配置された発光素子
の周囲に樹脂等を用いて蛍光物質を充填させても構成部
材はほとんど熱に劣化されることなく、樹脂及び蛍光物
質の本来の作用を最大限に利用することができる。

【００６５】リッドの窓部に直接蛍光物質を含有させる
には、例えば、リッド本体に開口部を設け、前記開口部
にガラスのパウダー状若しくはペレット状のものと粉末
の蛍光物質との混合物を配置させ、プレス加工により一
括成型させる。これにより蛍光物質含有の窓部が形成さ
れる。また、ガラスペーストに蛍光物質を混合したもの
を配置して焼成しても良い。

【００６６】また、リッドの窓部の背面にバインダーに
て蛍光物質を付着させる場合、前記バインダーの材質は
特に限定されず、有機物及び無機物のいずれをも用いる
ことができる。

【００６７】バインダーとして有機物を使用する場合、
具体的材料として、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリ
コーンなどの耐候性に優れた透明樹脂が好適に用いられ
る。特にシリコーンを用いると信頼性に優れ且つ蛍光物
質の分散性を向上させることができ好ましい。

【００６８】また、バインダーとして窓部の熱膨張率と
近似である無機物を使用すると、蛍光物質を良好に前記
窓部に密着させることができ好ましい。具体的方法とし
て、沈降法やゾル−ゲル法等を用いることができる。例
えば、蛍光物質、シラノール（Ｓｉ（ＯＥｔ）_３Ｏ
Ｈ）、及びエタノールを混合してスラリーを形成し、前
記スラリーをノズルからリッドの窓部に吐出させた後、
３００℃にて３時間加熱してシラノールをＳｉＯ２と
し、蛍光物質をリッド窓部に固着させることができる。

【００６９】また、無機物である結着剤をバインダーと
して用いることもできる。結着剤とは、いわゆる低融点
ガラスであり、微細な粒子であり且つ紫外から可視領域
のふく射線に対して吸収が少なくバインダー中にて極め
て安定であることが好ましく、沈殿法により得られた細
かい粒子であるアルカリ土類のほう酸塩が適している。
また、大きい粒径を有する蛍光物質を付着させる場合、
融点が高くても粒子が超微粉体である結着剤、例えば、
デグサ製のシリカ、アルミナ、あるいは沈殿法で得られ
る細かい粒度のアルカリ土類金属のピロりん酸塩、正り
ん酸塩などを使用することが好ましい。これらの結着剤
は、単独、若しくは互いに混合して用いることができ
る。

【００７０】ここで、前記結着剤の塗布方法について述
べる。結着剤は、ビヒクル中に湿式粉砕しスラリー状に
して用いると、結着効果を十分に高めることができ好ま
しい。前記ビヒクルとは、有機溶媒あるいは脱イオン水
に少量の粘結剤を溶解して得られる高粘度溶液である。
例えば、有機溶媒である酢酸ブチルに対して粘結剤であ
るニトロセルロースを１ｗｔ％含有させることにより、
有機系ビヒクルが得られる。

【００７１】このようにして得られた結着剤スラリーに
蛍光体を含有させて塗布液を作製する。前記塗布液中の
蛍光体量に対して、前記スラリー中の結着剤の総量は１
〜３％ｗｔ程度が好ましく、これにより前記蛍光体を良
好に固着させることができ且つ光束維持率を保つことが
できる。結着剤の添加量が多すぎると光束維持率が低下
する傾向にあるため、結着剤の使用量は最小限の使用に
とどめることが好ましい。

【００７２】前記塗布液を前記窓部の背面に塗布する。
その後、温風あるいは熱風を吹き込み乾燥させる。最後
に４００℃〜７００℃の温度でベーキングを行い、前記
ビヒクルを飛散させる。これにより前記窓部の表面に蛍
光体層が前記結着剤にて付着される。（拡散剤）更に、本発明において、上記の色変換部材中
に蛍光物質に加えて拡散剤を含有させても良い。具体的
な拡散剤としては、チタン酸バリウム、酸化チタン、酸
化アルミニウム、酸化珪素等が好適に用いられる。これ
によって良好な指向特性を有する発光装置が得られる。

【００７３】ここで本明細書において拡散剤とは、中心
粒径が１ｎｍ以上５μｍ未満のものをいう。１μｍ以上
５μｍ未満の拡散剤は、発光素子及び蛍光物質からの光
を良好に乱反射させ、大きな粒径の蛍光物質を用いるこ
とにより生じやすい色ムラを抑制することができ好まし
い。また、発光スペクトルの半値幅を狭めることがで
き、色純度の高い発光装置が得られる。一方、１ｎｍ以
上１μｍ未満の拡散剤は、発光素子からの光波長に対す
る干渉効果が低い反面、光度を低下させることなく樹脂
粘度を高めることができる。これにより、ポッティング
等により色変換部材を配置させる場合、シリンジ内にお
いて樹脂中の蛍光物質をほぼ均一に分散させその状態を
維持することが可能となり、比較的取り扱いが困難であ
る粒径の大きい蛍光物質を用いた場合でも歩留まり良く
生産することが可能となる。このように本発明における
拡散剤は粒径範囲により作用が異なり、使用方法に合わ
せて選択若しくは組み合わせて用いることができる。（フィラー）更に、本発明において、色変換部材中に蛍
光物質に加えてフィラーを含有させても良い。具体的な
材料は拡散剤と同様であるが、拡散剤と中心粒径が異な
り、本明細書においてフィラーとは中心粒径が５μｍ以
上１００μｍ以下のものをいう。このような粒径のフィ
ラーを透光性樹脂中に含有させると、光散乱作用により
発光装置の色度バラツキが改善される他、透光性樹脂の
耐熱衝撃性を高めることができる。これにより高温下で
の使用においても、発光素子と外部電極とを電気的に接
続しているワイヤーの断線や前記発光素子底面とパッケ
ージの凹部底面と剥離等を防止することができる信頼性
の高い発光装置が得られる。更には樹脂の流動性を長時
間一定に調整することが可能となり所望とする場所内に
封止部材を形成することができ歩留まり良く量産するこ
とが可能となる。

【００７４】また、フィラーは蛍光物質と類似の粒径及
び／又は形状を有することが好ましい。ここで本明細書
においては、類似の粒径とは、各粒子におけるそれぞれ
の中心粒径の差が２０％未満の場合をいい、類似の形状
とは、各粒径の真円との近似程度を表す円形度（円形度
＝粒子の投影面積に等しい真円の周囲長さ／粒子の投影
の周囲長さ）の値の差が２０％未満の場合をいう。この
ようなフィラーを用いることにより、蛍光物質とフィラ
ーが互いに作用し合い、樹脂中にて蛍光物質を良好に分
散させることができ色ムラが抑制される。更に、蛍光物
質及びフィラーは、共に中心粒径が１５μｍ〜５０μ
ｍ、より好ましくは２０μｍ〜５０μｍであると好まし
く、このように粒径を調整することにより、各粒子間に
好ましい間隔を設けて配置させることができる。これに
より光の取り出し経路が確保され、フィラー混入による
光度低下を抑制しつつ指向特性を改善させることができ
る。＜実施の形態２＞本実施の形態２の発光装置は、金属ベ
ースに設けられた貫通孔の下方側にヒートシンクを有
し、前記貫通孔の上方側内壁と前記ヒートシンクの上面
とにより凹部が成されている。ヒートシンクの上面は金
属ベースの上面より下方に位置しており、これにより、
ヒートシンク上に発光素子が収納可能なスペースが形成
されている。このように構成することにより、ヒートシ
ンクを加工することなく凹部を形成することができ、作
業工程が簡略化される。また、貫通孔を円形とすること
により容易に凹部内壁を曲面とすることができる。

【００７５】本実施の形態２において、前記金属ベース
に形成された貫通孔は、下方から３０％以上が前記ヒー
トシンクにより塞がれていることが好ましい。これによ
り前記ヒートシンクを前記金属ベースに良好に固定する
ことができ、機械的強度が向上され、信頼性の高い発光
装置が得られる。また、前記貫通孔の露出している上方
側内壁は、テーパー形状であることが好ましく、これに
より発光素子の光取り出し効率が向上される。

【００７６】以上のように構成された実施の形態２の発
光装置は、実施の形態１と同様、優れた放熱性を有し、
大電流を投下することができる。

【００７７】

【実施例】以下、本発明に係る実施例の発光装置につい
て詳述する。なお、本発明は以下に示す実施例のみに限
定されるものではない。（実施例１）図１に示すような表面実装型の発光装置を
形成する。ＬＥＤチップは、発光層として単色性発光ピ
ークが可視光である４７５ｎｍのＩｎ０．２Ｇａ０．８
Ｎ半導体を有する窒化物半導体素子を用いる。より具体
的にＬＥＤチップは、洗浄させたサファイヤ基板上にＴ
ＭＧ（トリメチルガリウム）ガス、ＴＭＩ（トリメチル
インジウム）ガス、窒素ガス及びドーパントガスをキャ
リアガスと共に流し、ＭＯＣＶＤ法で窒化物半導体を成
膜させることにより形成させることができる。ドーパン
トガスとしてＳｉＨ４とＣｐ２Ｍｇを切り替えることに
よってｎ型窒化物半導体やｐ型窒化物半導体となる層を
形成させる。

【００７８】ＬＥＤチップの素子構造としてはサファイ
ア基板上に、アンドープの窒化物半導体であるｎ型Ｇａ
Ｎ層、Ｓｉドープのｎ型電極が形成されｎ型コンタクト
層となるＧａＮ層、アンドープの窒化物半導体であるｎ
型ＧａＮ層、次に発光層を構成するバリア層となるＧａ
Ｎ層、井戸層を構成するＩｎＧａＮ層、バリア層となる
ＧａＮ層を１セットとしＧａＮ層に挟まれたＩｎＧａＮ
層を５層積層させた多重量子井戸構造としてある。発光
層上にはＭｇがドープされたｐ型クラッド層としてＡｌ
ＧａＮ層、Ｍｇがドープされたｐ型コンタクト層である
ＧａＮ層を順次積層させた構成としてある。（なお、サ
ファイヤ基板上には低温でＧａＮ層を形成させバッファ
層とさせてある。また、ｐ型半導体は、成膜後４００℃
以上でアニールさせてある。）エッチングによりサファ
イア基板上の窒化物半導体に同一面側で、ｐｎ各コンタ
クト層表面を露出させる。各コンタクト層上に、スパッ
タリング法を用いて正負各台座電極をそれぞれ形成させ
た。なお、ｐ型窒化物半導体上の全面には金属薄膜を透
光性電極として形成させた後に、透光性電極の一部に台
座電極を形成させてある。出来上がった半導体ウエハー
にスクライブラインを引いた後、外力により分割させ半
導体発光素子であるＬＥＤチップを形成させる。

【００７９】一方、０．２ｍｍ厚のコバール基材（熱伝
導率：１７ｗ／ｍ・ｋ）にＮｉを介してＡｇメッキを施
した金属ベースの中央部に１つの大きな貫通孔を設け、
前記大きな貫通孔を挟んで２つの小さな貫通孔を設け
る。前記中央部の大きな貫通孔には、Ａｇろうを介して
純銅製の円柱型ヒートシンク（熱伝導率：３８０ｗ／ｍ
・ｋ）５を気密的に挿入する。前記ヒートシンク５は、
直径２ｍｍで高さが０．４ｍｍの円柱である。一方、前
記２つの小さな貫通孔には、絶縁部材３である硬質ガラ
スを介して前記金属ベースと同一の材料にてなり上面の
直径が０．４ｍｍであり底面側がフランジ形状である正
及び負のリード電極２をそれぞれ気密的に挿入する。前
記ヒートシンク５及び前記リード電極２の底面側端部
は、前記金属ベース１０の背面から突出している。ま
た、これらの底面はほぼ同一面上に位置しており、実装
面となる。

【００８０】このようにして構成された金属ベース１０
の前記ヒートシンク５の上面に、Ａｕ−Ｓｎ合金にてＬ
ＥＤチップ１をダイボンドする。このように構成するこ
とにより、発光装置の構成部材を全て無機物とすること
ができ、飛躍的に信頼性の高い発光装置が得られる。こ
こで、ダイボンドに用いられる接合部材は、上記のよう
な合金の他、導電性材料が含有された樹脂又はガラス等
を用いることができる。含有される導電性材料はＡｕが
好ましく、含有量が８０％〜９０％であるＡｕペースト
を用いると放熱性に優れて且つ接合後の応力が小さい発
光装置が得られる。

【００８１】次に、ダイボンドされたＬＥＤチップ１の
各電極と、パッケージ凹部底面から露出された各リード
電極２とをそれぞれＡｕワイヤ４にて電気的導通を取
る。ここで、本実施例では構成部材に樹脂を用いないた
め、Ａｌワイヤを用いることも可能である。

【００８２】次に、パッケージ内の水分を十分に排除し
た後、中央部にガラス窓部を有するコバール製リッドに
て封止し低抵抗シーム溶接を行う。

【００８３】このようにして得られた発光措置に対して
信頼性試験を行うと、Ｉｆ＝５００ｍＡ下において１０
００００時間経過した後に発光出力を測定すると、相対
出力とほとんど差が見られず、多くの電流を印可しても
長時間高い出力を維持できる発光装置が得られる。（実施例２）ヒートシンクの実装面側端部をフランジ形
状とする以外は実施例１と同様にして発光装置を形成す
ると、実施例１より放熱性が向上し、機械的強度が増
す。（実施例３）ヒートシンクの上面側に凹型を設け、該凹
型内部に発光素子を収納する以外は実施例１と同様にし
て発光装置を形成すると、実施例１より発光出力が１５
％向上される。（実施例４）前記凹型の内壁をテーパー面とする以外は
実施例３と同様にして発光装置を形成すると、実施例３
より発光出力が２０％向上される。（実施例５）金属ベースの基材として、０．８ｍｍ厚の
鉄（熱伝導率：６８ｗ／ｍ・ｋ）を用い、底面側がフラ
ンジ形状のヒートシンクの上面が貫通孔内に埋没するよ
うに位置決めされている以外は、実施例２と同様にして
発光装置を形成すると、実施例２より量産性が２０％向
上される。（実施例６）ヒートシンク上の、貫通孔内の露出してい
る内壁をテーパー形状とする以外は、実施例５と同様に
して形成すると、実施例５より発光出力が１５％向上さ
れる。（実施例７）透光性窓部を凸レンズ形状とする以外は実
施例１と同様にして発光装置を形成すると、正面光度が
２倍となる。（実施例８）図９の如く、リッドの窓部に蛍光物質を含
有させる以外は実施例１と同様にして発光装置を形成す
る。

【００８４】ここで蛍光物質は、Ｙ、Ｇｄ、Ｃｅの希土
類元素を化学量論比で酸に溶解した溶解液を蓚酸で共沈
させる。これを焼成して得られる共沈酸化物と、酸化ア
ルミニウムと混合して混合原料を得る。これにフラック
スとしてフッ化バリウムを混合して坩堝に詰め、空気中
１４００°Ｃの温度で３時間焼成して焼成品を得られ
る。焼成品を水中でボールミルして、洗浄、分離、乾
燥、最後に篩を通して中心粒径が２２μｍである（Ｙ
_{０．９９５}Ｇｄ_{０．００５}）_{２．７５０}Ａｌ_５Ｏ_１２：
Ｃｅ_{０．２５０}蛍光物質を形成する。

【００８５】このようにして得られた蛍光物質とパウダ
ー状のシリカとを１：２で混合させ、リッドに設けられ
た開口部に配置しプレス加工により一括成型させる。

【００８６】このようにして得られた色変換型発光装置
は、実施例１と同様な効果が得られ、信頼性が高く且つ
高出力で白色光を発光することができる。（実施例９）ニトロセルロース９０ｗｔ％とγ−アルミ
ナ１０ｗｔ％からなるスラリーに対して上記蛍光物質を
５０ｗｔ％含有させ、リッドの透光性窓部の背面に塗布
し、２２０℃にて３０分間加熱硬化させることにより色
変換部材を構成する以外は実施例１と同様にして発光装
置を形成すると、実施例５と同様の効果が得られる。（実施例１０）前記色変換部材を、蛍光物質が５０ｗｔ
％含有されたシリコーンにて構成する以外は実施例９と
同様にして発光装置を形成すると、実施例８と同様な効
果が得られる。（実施例１１）前記色変換部材を、蛍光物質が５０ｗｔ
％含有されたシリカ−ゲルを塗布して色変換部材を形成
する以外は実施例８と同様にして発光装置を形成したと
ころ、実施例８と同様の効果が得られる。（実施例１２）ヒートシンクの凹部内に、蛍光物質含有
のシリコーンからなる色変換部材を充填させる以外は実
施例４と同様にして発光装置を形成すると、実施例１０
より正面光度の高い発光装置が得られる。

【００８７】

【発明の効果】本発明の発光装置は、金属ベースにおい
て、発光素子の配置部にヒートシンクを用い且つ前記リ
ートシンクの底面を実装基板に接するように構成するこ
とにより、放熱性が飛躍的に向上され、大電流の投下に
も劣化されることなく信頼性を維持することができる。
これにより、信頼性が高く且つ照明と同等の明るさを長
時間発光することが可能な発光装置を実現することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の発光装置を示す模式的平面図
及び模式的断面図である。

【図２】図２は本発明の他の発光装置を示す模式的平
面図及び模式的断面図である。

【図３】図３は本発明の他の発光装置を示す模式的断
面図である。

【図４】図４は本発明の他の発光装置を示す模式的断
面図である。

【図５】図５は本発明の他の発光装置を示す模式的断
面図である。

【図６】図６は本発明の他の発光装置を示す模式的断
面図である。

【図７】図７は本発明の他の発光装置を示す模式的断
面図である。

【図８】図８は本発明の他の発光装置を示す模式的断
面図である。

【図９】図９は本発明の他の発光装置を示す模式的断
面図である。

【図１０】図１０は本発明の他の発光装置を示す模式
的断面図である。

【図１１】図１１は本発明の他の発光装置を示す模式
的断面図である。

【図１２】図１２は本発明の他の発光装置を示す模式
的断面図である。

【図１３】図１３は本発明と比較のために示す発光装
置の模式的断面図である。

【図１４】図１４は本発明と比較のために示す発光装置
の模式的断面図である。

【符号の説明】

１・・・発光素子２・・・リード電極３・・・絶縁性部材４・・・ワイヤ５・・・ヒートシンク６・・・リッド７・・・窓部８・・・蛍光物質９・・・モールド樹脂１０・・・金属ベース１１・・・窓付き缶１２・・・鍔部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】厚さ方向に少なくとも２つの貫通孔を有
し、一方の貫通孔内に絶縁部材を介してリード電極が挿
入され、他方の貫通孔内にヒートシンクが挿入されてな
る金属ベースを具備し、前記ヒートシンクに接して発光
素子が配置されてなる発光装置であって、前記リード電極と前記ヒートシンクの底面側端部はそれ
ぞれ前記金属ベースの背面から突出しており、且つ前記
リード電極の底面と前記ヒートシンクの底面はほぼ同一
平面上にあることを特徴とする発光装置。
【請求項２】前記ヒートシンクは、前記金属ベース及
び前記リード電極より高い熱伝導率を有することを特徴
とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】前記ヒートシンクの上面側に凹部を有す
ることを特徴とする請求項１乃至２に記載の発光装置。
【請求項４】前記他方の貫通孔は、下方側に前記ヒー
トシンクを有し、前記貫通孔の上方側内壁と前記ヒート
シンクの上面により凹部が成されていることを特徴とす
る請求項１至２に記載の発光装置。
【請求項５】前記凹部の内壁は、テーパー形状である
ことを特徴とする請求項３又は４に記載の発光装置。
【請求項６】前記凹部内に透光性封止部材を有するこ
とを特徴とする請求項３〜５のいずれか１つに記載の発
光装置。
【請求項７】前記透光性封止部材は、前記発光素子か
らの光の一部を吸収して異なる波長を発光することが可
能な蛍光物質が含有されていることを特徴とする請求項
６に記載の発光装置。
【請求項８】前記ヒートシンクの少なくとも一方の端
面は、フランジ形状である請求項１〜７のいずれか１つ
に記載の発光装置。
【請求項９】前記金属ベースの主面側は、透光性窓部
と金属部とからなるリッドにて封止されていることを特
徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の発光措
置。
【請求項１０】前記透光性窓部は前記発光素子と対向
しており、且つ前記凹部の内壁の延長線と交わることを
特徴とする請求項３〜９のいずれか１つに記載の発光装
置。
【請求項１１】前記金属ベースは、熱伝導率が１０ｗ
／ｍ・ｋ以上１００ｗ／ｍ・ｋ以下で且つ熱膨張率が
０．１０×１０^−４／ｄｅｇ以上０．１５×１０⁻ ^４／
ｄｅｇ以下であることを特徴とする請求項１〜１０のい
ずれか１つに記載の発光装置。
【請求項１２】前記ヒートシンクは、熱膨張率が２０
０ｗ／ｍ・ｋ以上５００ｗ／ｍ・ｋ以下であることを特
徴とする請求項１乃至１１に記載の発光装置。