JP2005183897A - 発光素子収納用パッケージおよび発光装置ならびに照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 紫外光を含む短波長の光を可視光に変換するタイプの発光装置において、基体と枠体とを接着する樹脂接着材の劣化を抑えて基体と枠体との接合が剥がれて発光素子の発光特性が低下するのを長期にわたって防ぐことができる発光素子収納用パッケージおよび発光装置を提供すること。
【解決手段】 発光素子収納用パッケージは、上面の中央部に紫外光を含む光を発光する発光素子５の搭載部２ａを有するセラミックスから成る基体２と、基体２の上面の外周部に搭載部２ａを取り囲むように接着された金属製の枠体４とを具備しており、枠体４は、下面の外周側がアクリル樹脂系接着剤を介して接着され、内周側がシリコーン樹脂系接着剤を介して接着されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、発光ダイオード（ＬＥＤ）等の発光素子を収容するための発光素子収納用パッケージおよび発光装置ならびに照明装置に関する。

従来、発光ダイオード（ＬＥＤ），半導体レーザ（ＬＤ）等の発光素子を用いた発光装置は、今後さらなる低消費電力化や長寿命化がすすむものとして注目されており、近年種々の分野で使用され始めている。従来の例えば赤色から可視光を発光する発光素子を搭載する発光素子収納用パッケージ（以下、単にパッケージともいう）の断面図を図２に示す。

図２に示すように、従来のパッケージ11は、各種樹脂やセラミックス等から成る基体12を有する。セラミックスから成る基体12には、タングステン（Ｗ）やモリブデン（Ｍｏ）、マンガン（Ｍｎ）等を含む導体ペーストを高温で焼結し、その上面にメッキ法によりニッケル（Ｎｉ）メッキ層や金（Ａｕ）メッキ層を被着して成る配線導体13が形成されている。この配線導体13を介して外部電気回路からパッケージ内部に搭載された発光素子15に電力や駆動電流が供給できるようにされている。

また基体12は、その上面に、上下面を貫通する貫通孔を有する平面視形状が正方形状等で樹脂やセラミックス等から成る枠体14が設けられている。この枠体14は、基体12にエポキシ樹脂系接着剤16により接着される。

発光素子15は、基体12の上面の中央部に樹脂接着剤やＡｇペースト（Ａｇ粒子や樹脂を含有するペースト）によってダイボンドされており、発光素子15の電極は基体12に設けられた配線導体13とＡｕ製のボンディングワイヤにより電気的に接続される。

また、発光素子15を保護するために枠体14の内側に透明部材18が設けられる。この透明部材18は、枠体14の内側に発光素子15を覆うように熱硬化性のエポキシ樹脂などを充填し、加熱硬化させることにより設けられる。また、透明部材18は、発光素子15や基体12、枠体14と強固に密着して発光素子15をパッケージ11内に強固に固定する働きも有する。

さらに、枠体14の上面にガラス，サファイア等から成る透光性で板状の蓋体17が樹脂接着剤等で接着される。これにより、パッケージ11内に発光素子15を有する発光装置となる。

発光素子15およびその周囲には、発光素子15から発光する青色から紫外の光波長（350〜400ｎｍ程度）を白色等の可視光（400〜800ｎｍ）に変換するための蛍光体を含む樹脂19が、発光素子15を覆うように設けられている。この樹脂19中の蛍光体により、発光素子15の光を可視光に変換することができる。

この発光装置は、外部電気回路から供給される駆動電流によって発光素子15が駆動され、発光素子15の青色から紫外の光波長の発光を変換して可視光を発光するものとして使用される。その用途は、各種インジケーター，光センサー，ディスプレイ，ホトカプラ，バックライト，光プリンタヘッド等である。

そして近年、この発光装置を照明用として使用するようになってきており、高輝度および放熱性の点でより高特性の発光装置が要求されている。また、照明用に使用される場合、発光装置の長寿命化が特に重要な問題である。

そこで、最近は発光装置の発光輝度を向上させる構成が考えられており、枠体14をより反射率の高い材料で構成することが多い。例えば、枠体14をＡｇやアルミニウム（Ａｌ）からなる反射率の高い金属で形成したり、それらの金属を枠体14の表面に被着させて、発光素子15から発光する光を効率よくパッケージ11の外部へ放射させたりすることが提案されている。
特開2002−344029号公報

しかしながら、上記従来のパッケージ11では、発光素子15の光が紫外光を含む短波長の光（波長350〜400ｎｍ程度の青色から紫外の光）である場合、エポキシ樹脂系接着剤16の組織が紫外光によって劣化するという問題点があった。そして、時間が経つにつれ組織の劣化が進行し、基体12から枠体14が剥がれ、基体12に対し枠体14が傾いてしまい、発光素子15から発光する光を枠体14で所望の角度に反射させて光を放射することができなくなって発光特性を低下させてしまう場合があった。基体12から枠体14が剥がれてさらに時間が経つと、基体12と枠体の内側に設けられた蛍光体を含む樹脂19との剥がれが発生し、それに伴って樹脂19内に亀裂が生じて、発光素子15から発光する光を樹脂19内で乱反射させてしまい発光特性を低下させてしまう場合があった。基体12と樹脂19との剥がれがさらに進行すると、発光素子15および発光素子15と配線導体13とを電気的に接続するためのボンディングワイヤが基体12から剥がれて発光素子15と配線導体13とが電気的に接続できなくなって、発光素子15が発光できなくなる場合もあった。

このように、紫外光を含む短波長の光を発光する発光素子15を用いて蛍光体を含む樹脂19により短波長の光を可視光に変換する構成の従来のパッケージ11では、紫外光によるエポキシ樹脂系接着剤16の劣化が生じて発光の信頼性が低下するという問題点があった。今後、照明等の用途に使用される場合、発光の信頼性は重要な問題であり、このような紫外光を可視光に変換するタイプの発光装置に対しても、十分な発光の信頼性および安定した発光特性が求められている。

したがって、本発明はかかる従来の問題点に鑑みて完成されたものであり、その目的は、紫外光を含む短波長の光を可視光に変換するタイプの発光装置において、基体と枠体とを接着する樹脂接着材の劣化を抑えて基体と枠体との接合が剥がれて発光素子の発光特性が低下するのを長期にわたって防ぐことができ、信頼性に優れかつ発光特性が安定したパッケージおよび発光装置ならびに照明装置を提供することにある。

本発明の発光素子収納用パッケージは、上面の中央部に紫外光を含む光を発光する発光素子の搭載部を有するセラミックスから成る基体と、この基体の上面の外周部に前記搭載部を取り囲むように接着された金属製の枠体とを具備しており、この枠体は、内周面が上側に向かって外側に広がるように傾斜しているとともに下面の外周側がアクリル樹脂系接着剤を介して接着され、前記下面の内周側がシリコーン樹脂系接着剤を介して接着されていることを特徴とする。

また、本発明の発光素子収納用パッケージは、上記構成において好ましくは、前記アクリル樹脂系接着剤は金属粒子を含んでいることを特徴とする。

また、本発明の発光素子収納用パッケージは、上記構成において好ましくは、前記シリコーン樹脂系接着剤および前記アクリル樹脂系接着剤の間に前記基体と前記枠体とが接着されていない領域を有するとともに、前記アクリル樹脂系接着剤は前記枠体の前記下面の外周端部を接着していることを特徴とする。

また、本発明の発光素子収納用パッケージは、上記構成において好ましくは、前記枠体は、前記下面と外周面との間を切り欠いた段差が形成されており、前記枠体の前記段差と前記基体の上面とが前記アクリル樹脂系接着剤により接着されていることを特徴とする。

また、本発明の発光素子収納用パッケージは、上記構成において好ましくは、前記枠体は、前記下面と外周面との間を面取りして成る面取り部を有し、前記枠体の前記下面の外周部と前記面取り部と前記基体の上面とが前記アクリル樹脂系接着剤により接着されていることを特徴とする。

本発明の発光装置は、上記構成の発光素子収納用パッケージと、前記搭載部に搭載された前記発光素子と、前記発光素子を覆う蛍光体が含まれた樹脂と、該樹脂を覆う透明部材とを具備していることを特徴とする。

本発明の発光装置は、上記構成において好ましくは、前記発光素子は、金属粒子または高熱伝導性の無機材料粉末を含むアクリル樹脂系接着剤を介して前記搭載部に接合されていることを特徴とする。

本発明の照明装置は、複数の上記本発明の発光装置を所定の配置となるように設置したことを特徴とする。

本発明の発光素子収納用パッケージは、上面の中央部に紫外光を含む光を発光する発光素子の搭載部を有するセラミックスから成る基体と、この基体の上面の外周部に搭載部を取り囲むように接着された金属製の枠体とを具備しており、枠体は、内周面が上側に向かって外側に広がるように傾斜しているとともに下面の外周側がアクリル樹脂系接着剤を介して接着され、下面の内周側がシリコーン樹脂系接着剤を介して接着されていることから、基体と枠体との接合面が紫外光によって劣化しにくいアクリル樹脂系接着剤およびシリコーン樹脂系接着剤を介して接合されることとなり、発光素子から紫外光が発光しても接着剤の組織が紫外光によって劣化することがなく、基体から枠体が剥がれるのを防止できる。特に、シリコーン樹脂系接着剤はアクリル樹脂系接着剤と比較しても紫外光に対してより劣化し難いので、シリコーン樹脂系接着剤を発光素子から発光する光が直接当たる枠体の内周側に配置し、アクリル樹脂系接着剤を発光素子から発光する光が直接当たらない枠体の外周側に配置することで、基体から枠体が剥がれるのを有効に防止できるものとなる。

また、内周側は気密性に優れ接着強度の高いシリコーン樹脂系接着剤で接合され、外周側はアクリル樹脂系接着剤により接着されることから、基体と枠体とを気密にかつ強固に接合でき、基体から枠体が剥がれるのを防止できる。その結果、基体に対し枠体が傾くのを防止して、発光素子から発光する光を枠体で所望の角度に反射させることができ、発光特性を良好なものとすることができる。また、基体と枠体の内側に設けられた蛍光体を含む樹脂との剥がれの発生も防止でき、それに伴って枠体の内側に設けられた樹脂内に亀裂が生じることがなくなり、発光素子から発光する光を樹脂内で無駄なく透過させ発光特性を常に良好なものとできる。発光素子および発光素子と配線導体とを電気的に接続するためのボンディングワイヤが基体から剥がれることもなくなり、発光素子を長期間にわたり信頼性よく確実に発光させることができるものとなる。

同時に、外周側は熱伝導率の高いアクリル樹脂系接着剤により接着されることから、発光素子から発生する熱を基体経由で枠体にも伝達させることができ、発光素子で発生する熱をより多く放散させることができ、放熱性に優れたものとすることができる。

さらには、シリコーン樹脂系接着剤は透明であることから、シリコーン樹脂系接着剤が基体の上面および枠体の内周面にはみ出てしまった場合においても、基体の上面および枠体の内周面で発光素子の反射強度が低下することがない。従って、基体と枠体とを強固に接着するために枠体の内面にシリコーン樹脂系接着剤をはみ出すようにして接着させても、発光素子が発光する光を無駄なく枠体に反射させ上方に放射することができる。

以上により、発光の信頼性に非常に優れかつ放熱性に優れ安定した発光特性を有する発光装置を作製することができる。

本発明の発光素子収納用パッケージは、好ましくは、アクリル樹脂系接着剤は金属粒子を含んでいることから、アクリル樹脂系接着剤の放熱性がさらに良好になり、発光素子が発熱しても熱を効率よく外部に放散でき、発光素子の温度上昇を確実に防止して発光素子を常に正常かつ安定に作動させることができる。

また、本発明の発光素子収納用パッケージは、好ましくは、シリコーン樹脂系接着剤およびアクリル樹脂系接着剤の間に基体と枠体とが接着されていない領域を有するとともに、アクリル樹脂系接着剤は枠体の下面の外周端部を接着していることから、紫外光が屈折率の異なるシリコーン樹脂および空隙を介してアクリル樹脂系接着剤に照射されることとなり、シリコーン樹脂と空隙および空隙とアクリル樹脂との界面で紫外光が反射されて強度が弱くなり、かつアクリル樹脂系接着剤は枠体の外周端部に配置されているので、発光素子の紫外光を含む光がアクリル樹脂系接着剤に照射され難くなり、紫外光によるアクリル樹脂系接着剤の劣化をより確実に防ぐことができる。

また、本発明の発光素子収納用パッケージは、好ましくは、枠体は、下面と外周面との間を切り欠いた段差が形成されており、枠体の段差と基体の上面とがアクリル樹脂系接着剤により接着されていることから、アクリル樹脂系接着剤は紫外光に照射されにくく、劣化を確実に防ぐことができる。

また、本発明の発光素子収納用パッケージは、好ましくは、枠体は、下面と外周面との間を面取りして成る面取り部を有し、枠体の下面の外周部と面取り部と基体の上面とがアクリル樹脂系接着剤により接着されていることから、アクリル樹脂系接着剤は紫外光に照射されにくく、また接着面を広くできることから基体と枠体とを強固に接着することができる。

本発明の発光装置は、本発明の発光素子収納用パッケージと、搭載部に搭載された発光素子と、発光素子を覆う蛍光体が含まれた樹脂と、この樹脂を覆う透明部材とを具備していることにより、紫外光を含む短波長の光を可視光に変換するタイプの発光装置において、長期間にわたり発光の信頼性が高く安定した発光特性の発光装置となる。

本発明の発光装置は、好ましくは、発光素子は、金属粒子または高熱伝導性の無機材料粉末を含むアクリル樹脂系接着剤を介して搭載部に接合されていることから、発光素子から下方向に発せられる光をアクリル樹脂系接着剤を透過させて取り出すことができ、発光効率を高くすることができる。

また、発光素子を搭載部に接合するためのアクリル樹脂系接着剤に金属粒子または高熱伝導性の無機材料粉末が含まれているので、アクリル樹脂系接着剤の熱伝導性を高くして発光素子で発せられる熱を良好に基体に伝達することができるとともに、発光素子から下方向に発せられた光をアクリル樹脂系接着剤中の金属粒子または高熱伝導性の無機材料粉末によって散乱させ、アクリル樹脂系接着剤から高効率に取り出すことができ、発光効率をより向上させることができる。

さらに、半田など低融点金属から成る導電性接着材を用いて発光素子を搭載部に接合した場合、接合温度を250℃以上にする必要があるのに対し、アクリル樹脂系接着剤とすることで200℃以下の温度で接合することができ、発光素子にクラック等が生じるのを有効に抑制できる。

本発明の照明装置は、複数の上記本発明の発光装置を所定の配置となるように設置したことから、半導体から成る発光素子の電子の再結合による発光を利用しているため、従来の放電を用いた照明装置よりも低消費電力かつ長寿命とすることが可能な小型の照明装置とすることができる。

本発明の発光素子収納用パッケージおよび発光装置を以下に詳細に説明する。図１は、本発明のパッケージ１および発光装置の実施の形態の一例を示す断面図であり、２は基体、４は枠体であり、主としてこれらで発光素子５を収容するためのパッケージ１が構成されている。また、９は発光素子を覆う蛍光体が含まれた樹脂であり、８は樹脂９を覆う透明部材である。そして、主としてこれらパッケージ１と発光素子５と樹脂９と透明部材８とで本発明の発光装置が構成されている。

本発明のパッケージは、上面の中央部に紫外光を含む光を発光する発光素子５の搭載部２ａを有するセラミックスから成る基体２と、基体２の上面の外周部に搭載部２ａを取り囲むように接着された金属製の枠体４とを具備しており、枠体４は、内周面が上側に向かって外側に広がるように傾斜しているとともに下面の外周側がアクリル樹脂系接着剤６を介して接着され、下面の内周側がシリコーン樹脂系接着剤10を介して接着されている。

本発明における基体２は、酸化アルミニウム質焼結体（アルミナセラミックス），窒化アルミニウム質焼結体，ムライト質焼結体，ガラスセラミックス等のセラミックスから成る四角形状等の平板であり、その上面の中央部に発光素子５を搭載するための搭載部２ａを有し、発光素子５を支持するための支持部材とされる。

また、基体２は、搭載部２ａおよびその周囲から下面にかけて導出されるメタライズ層から成る配線導体３が被着されている。配線導体３はタングステン（Ｗ），モリブデン（Ｍｏ），銅（Ｃｕ），銀（Ａｇ）等の金属粉末を焼結させたメタライズ層から成り、パッケージ１内部に収容された発光素子５を外部に電気的に接続するための導電路として機能する。そして、搭載部２ａにはＬＥＤ，ＬＤ等の発光素子５がＡｕ−Ｓｉ（シリコン）合金やＡｇ−エポキシ樹脂（Ａｇを含有するエポキシ樹脂）等の導電性接合材で固着されるとともに、搭載部２ａの周囲の配線導体３には発光素子５の電極がボンディングワイヤを介して電気的に接続される。

なお、搭載部２ａや配線導体３の露出する表面にニッケル（Ｎｉ）や金（Ａｕ）等の耐食性に優れる金属を１〜20μｍ程度の厚みに被着させておくのがよく、搭載部２ａや配線導体３が酸化腐食するのを有効に防止することができるとともに、搭載部２ａと発光素子５との固着および配線導体３とボンディングワイヤとの接続を強固にすることができる。したがって、搭載部２ａや配線導体３の露出表面には、厚さ１〜10μｍ程度のＮｉメッキ層と厚さ0.1〜３μｍ程度のＡｕメッキ層とが電解メッキ法や無電解メッキ法により順次被着されていることが好ましい。

さらに、基体２の熱伝導率は10Ｗ／ｍ・Ｋ以上が好ましい。10Ｗ／ｍ・Ｋ未満では、50ｍＡ以上の駆動電流を発光素子５に入力した際に発光素子５の表面温度が100℃以上に達し、発光素子５の寿命を短くするばかりではなく、発光素子５の光出力を上げるのが難しくなる。セラミックスから成る基体２はこの目的を解決するものとして好適である。

金属から成る枠体４は、アルミニウム（Ａｌ），銀（Ａｇ），金（Ａｕ），白金（Ｐｔ），チタン（Ｔｉ），クロム（Ｃｒ），銅（Ｃｕ）等の金属、これらの１種以上を含む合金、ステンレススチール等から成るのがよく、これらの金属は、発光素子５の光を高い反射率で反射させることができ、高輝度の発光装置を作製することができる。また、枠体４がＦｅ−Ｎｉ合金やＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金等から成り、その表面にＡｌ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｔｉ，Ｃｒ，Ｃｕ等の高い反射率の金属層が形成されたものでもよい。さらに、枠体４がＡｇ，Ｃｕ等の酸化により変色し易い金属から成る場合やＡｇ，Ｃｕ等の酸化により変色し易い金属層を形成したものである場合、その表面に透明樹脂層や透明樹脂シートを被着してもよい。

さらに、枠体４がＦｅ−Ｎｉ合金やＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金から成る場合は、貫通穴４ａの内周面のＡｌ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｔｉ，Ｃｒ，Ｃｕ等の高い反射率の金属層の下地層として厚さ１〜10μｍ程度のＮｉメッキ層と厚さ0.1〜３μｍ程度のＡｕメッキ層とが電解メッキ法や無電解メッキ法により順次被着されていることがよく、枠体４の耐腐食性が向上する。

また、枠体４は、その中央部に発光素子５を収容するための横断面形状が円形状や四角形状の貫通穴４ａを有しており、貫通穴４ａに発光素子５が収容されるとともに搭載部２ａに搭載される。この貫通穴４ａ（枠体４）の内周面は、算術平均粗さＲａが0.004〜４μｍであることがよく、これにより、貫通穴４ａの内周面で発光素子５の光を良好に反射させることができる。Ｒａが４μｍを超えると、貫通穴４ａに収容された発光素子５が発光する光を均一に反射させるのが困難となり、反射光の強さに偏りが発生しやすくなる。0.004μｍ未満では、そのような面を安定かつ効率よく形成することが困難となる傾向にある。

また、貫通穴４ａはその横断面形状が円形状であるのがよく、貫通穴４ａ内に収容された発光素子５が発光する光を貫通穴４ａの内周面で万遍なく反射させて外部に極めて均一に放射することができる。

基体２と枠体４とは、枠体４の下面の外周側がアクリル樹脂系接着剤６により接着され、枠体４の下面の内周側がシリコーン樹脂系接着剤10により接着される。この構成により、基体２と枠体４との接合面が紫外光によって劣化しにくいアクリル樹脂系接着剤６およびシリコーン樹脂系接着剤10を介して接合されることとなり、発光素子５から紫外光が発光しても基体２と枠体４とを接着する接着剤の組織が紫外光によって劣化することがなく、基体２から枠体４が剥がれるのを防止できる。特に、シリコーン樹脂系接着剤10は紫外光に対して劣化し難いので、シリコーン樹脂系接着剤10を発光素子５から発光する光が直接当たる枠体４の内周側に配置し、アクリル樹脂系接着剤10を発光素子５から発光する光が直接当たらない枠体４の外周側に配置することで、基体２から枠体４が剥がれるのを有効に防止できるものとなる。

また、枠体４の内周側は気密性に優れ接着強度の高いシリコーン樹脂系接着剤10で接合され、外周側はアクリル樹脂系接着剤６により接着されることから、基体２と枠体４とを気密にかつ強固に接合でき、基体２から枠体４が剥がれるのを防止できる。その結果、基体２に対し枠体４が傾くのを防止して、発光素子５から発光する光を枠体４で所望の角度に反射させることができ、発光特性を良好なものとすることができる。また、基体２と枠体４の内側に設けられた蛍光体を含む樹脂９との剥がれの発生も防止でき、それに伴って樹脂９内に亀裂が生じることがなくなり、発光素子５から発光する光を樹脂９内で無駄なく透過させ発光特性を常に良好なものとできる。発光素子５および発光素子５と配線導体３とを電気的に接続するためのボンディングワイヤが基体２から剥がれることもなくなり、発光素子５を長期間にわたり信頼性よく確実に発光させることができるものとなる。同時に、外周側は熱伝導率の高いアクリル樹脂系接着剤６により接着されることから、発光素子５から発生する熱を基体２経由で枠体４にも伝達させることができ、発光素子５で発生する熱をより多く放散させることができ、放熱特性に優れたものとすることができる。

さらには、シリコーン樹脂系接着剤10は透明であることから、シリコーン樹脂系接着剤10が基体２の上面および枠体４の内周面にはみ出てしまった場合においても、基体２の上面および枠体４の内周面で発光素子５の反射強度が低下することがない。従って、基体２と枠体４とを強固に接着するために枠体４の内面にシリコーン樹脂系接着剤10をはみ出すようにして接着させても、発光素子５が発光する光を、無駄なく枠体４に反射させ上方に放射することができる。

本発明において、アクリル樹脂系接着剤６は、Ａｇ，Ｐｔ，Ａｌ等の金属粒子を含んでいることが好ましく、この場合、アクリル樹脂系接着剤６の放熱性が非常に良好となり、発光素子５の熱を効率よく外部に放散でき、発光素子５の温度上昇を防止して発光素子５を常に正常かつ安定に作動させることができる。アクリル樹脂系接着剤６に含まれる金属粒子の含有率は85〜93質量％がよく、これにより放熱性がより大きくなる。85質量％未満では、アクリル樹脂系接着剤６の放熱性が低下しやすくなり、93質量％を超えると、接着強度が低下し易くなる。

また本発明において、図３に示されるように、シリコーン樹脂系接着剤10およびアクリル樹脂系接着剤６の間に基体２と枠体４とが接着されていない領域を有するとともに、アクリル樹脂系接着剤６は枠体４の下面の外周端部を接着していることが好ましい。これにより、発光素子５の紫外光を含む光が、屈折率の異なるシリコーン樹脂系接着剤10および基体２と枠体４とが接着されていない領域に存在する空隙を介してアクリル樹脂系接着剤６に照射されることとなり、シリコーン樹脂系接着剤10と空隙および空隙とアクリル樹脂系接着剤６との界面で紫外光を含む光が反射されて強度が弱くなり、またアクリル樹脂系接着剤６は枠体の外周端部に配置されているので、紫外光を含む光が枠体４と基体２との間の空隙を進む間に基体２と枠体４とに乱反射されて強度が弱くなり、紫外光によるアクリル樹脂系接着剤６の劣化を確実に防ぐことができる。

このとき、枠体４の下面の幅の１／２から外側の外周端部でアクリル樹脂系接着剤６により接着されることが好ましい。枠体４の下面の幅の１／２より内周側が接着されるようにすると、発光素子５の光がアクリル樹脂系接着剤６に照射され易くなる傾向がある。なお、枠体４の外周端から枠体４の下面の幅の１／５より外側の外周端部のみをアクリル樹脂系接着剤６により接着されるようにすると、十分な接着を得ることができなくなる傾向がある。

また枠体４は、好ましくは図４に示すように、枠体４の下面と外周面との間を切り欠いた段差が形成されており、枠体４の段差と基体２の上面とがアクリル樹脂系接着剤６により接着されるようにしてもよい。下面の内周側の全周にわたって突出部とされている部分が発光素子５から発光される紫外光を含む光をさえぎるので、段差部に接着されたアクリル樹脂系接着剤６は紫外光に照射されにくくなり、劣化を確実に防ぐことができる。

また、図５に示すように、枠体４は、好ましくは下面と外周面との間を面取りして成る面取り部を有し、枠体４の下面の外周部と面取り部と基体２の上面とがアクリル樹脂系接着剤６により接着されるようにしてもよい。面取り部にアクリル樹脂系接着剤６が溜まるようにして基体２に接着されていることから、面取り部に接着されたアクリル樹脂系接着剤６は紫外光に照射されにくくなり、劣化を防ぐことができるとともに、枠体４の下面と面取り部とによりアクリル樹脂系接着剤６による接着面を広くできることから基体２と枠体４とを強固に接着することができる。

また、好ましくは、発光素子５は、金属粒子または高熱伝導性の無機材料粉末を含むアクリル樹脂系接着剤を介して搭載部２ａに接合されているのがよい。これにより、発光素子５から下方向に発せられる光をアクリル樹脂系接着剤を透過させて取り出すことができ、発光効率を高くすることができる。

また、発光素子５を搭載部２ａに接合するためのアクリル樹脂系接着剤に金属粒子または高熱伝導性の無機材料粉末が含まれているので、アクリル樹脂系接着剤の熱伝導性を高くして発光素子５で発せられる熱を良好に基体に伝達することができるとともに、発光素子５から下方向に発せられた光をアクリル樹脂系接着剤中の金属粒子または高熱伝導性の無機材料粉末によって散乱させ、アクリル樹脂系接着剤から高効率に取り出すことができ、発光効率をより向上させることができる。

さらに、半田など低融点金属から成る導電性接着材を用いて発光素子５を搭載部２ａに接合した場合、接合温度を250℃以上にする必要があるのに対し、アクリル樹脂系接着剤とすることで200℃以下の温度で接合することができ、発光素子５にクラック等が生じるのを有効に抑制できる。

なお、アクリル樹脂系接着剤としては、例えば、日立化成株式会社製のＥＮ−4920やＥＮ−4920Ｔ等を使用することができ、シリコーン樹脂系接着剤としては、例えば、東レダウコーニングシリコーン株式会社製のＣＹ52−205等の硬化性シリコーン等を使用することができる。

また、本発明の発光装置は、複数個を、例えば、格子状や放射状，円状や多角形状の複数の発光装置から成る発光装置群を同心状に複数群形成したもの等の所定の配置となるように設置したことにより、照明装置とすることができる。これにより、半導体から成る発光素子５の電子の再結合による発光を利用しているため、従来の放電を用いた照明装置よりも低消費電力かつ長寿命とすることが可能な小型の照明装置とすることができる。

このような照明装置としては、例えば、室内や室外で用いられる照明器具、電光掲示板、ディスプレイ等のバックライト、動画装置、装飾品、製版時の露光手段としての照明装置、エリアセンサの駆動用照明装置、仏壇の灯明等が挙げられる。

かくして、本発明のパッケージ１は、基体２の搭載部２ａに発光素子５を搭載するとともに発光素子５の電極と配線導体３とをボンディングワイヤを介して電気的に接続し、しかる後、発光素子５を覆うように蛍光体が含まれた樹脂９が充填され、その上から樹脂９を覆うように透明樹脂等の透明部材８を設置することによって本発明の発光装置となる。透明部材８は、発光素子５を覆うシリコーン樹脂等の透明樹脂であってもよく、枠体４の上面に樹脂接着剤等で接着された、ガラス，サファイア等から成る平板状，レンズ状の透光性の蓋体７であってもよい。

なお、蛍光体を含む樹脂９は、無機系，有機系等の蛍光体、例えば化成オプトニクス株式会社製のＫＸ−６６１，ＫＸ−６７１，ＫＸ−６８１等を上記シリコーン樹脂系接着剤10と同じ硬化性シリコーン樹脂等の透明な樹脂中に分散させたもので、蛍光体が、発光素子５から発光された紫外光を含む短波長の光（波長350〜400ｎｍ程度の青色から紫外の光）を可視光（400〜800ｎｍ）に変換する機能を有する。そして、この未硬化の樹脂９が加熱等されて硬化されることによって、蛍光体を含む樹脂９となる。

以上により、発光の信頼性に非常に優れかつ放熱性に優れ安定した発光特性を有する発光装置を作製することができる。

なお、本発明は上記の実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内であれば種々の変更を行なうことは何等支障ない。例えば、枠体４の下面と内周面との間にも切り欠いた段差や面取り部を設け、この段差または面取り部をシリコーン樹脂系接着剤10で接着してもよい。この場合、シリコーン樹脂系接着剤10の接着面を広くできることから、接着を強固にすることができる。また、枠体４に段差部を設けることによって枠体４の内周側に突出する突出部が嵌め込めるような溝を基体２に設け、この溝に枠体４を嵌め込むとともに段差部と基体の上面とをアクリル樹脂系接着剤により接着してもよい。この場合、内周側に突出する突出部と基体２に設けられた溝とによって、発光素子５から発光する紫外光をより確実に遮蔽することができるので、アクリル樹脂系接着剤の劣化をより確実に防ぐことができる。

本発明の発光素子収納用パッケ−ジおよび発光装置の実施の形態の一例を示す断面図である。 従来の発光装置を示す断面図である。 本発明の発光素子収納用パッケージおよび発光装置の他の例を示す断面図である。 本発明の発光素子収納用パッケージおよび発光装置の他の例を示す断面図である。 本発明の発光素子収納用パッケージおよび発光装置の他の例を示す断面図である。

符号の説明

１：発光素子収納用パッケージ
２：基体
２ａ：搭載部
４：枠体
５：発光素子
６：アクリル樹脂系接着剤
８：透明部材
９：樹脂
10：シリコーン樹脂系接着剤

Claims (8)

1. 上面の中央部に紫外光を含む光を発光する発光素子の搭載部を有するセラミックスから成る基体と、該基体の上面の外周部に前記搭載部を取り囲むように接着された金属製の枠体とを具備しており、該枠体は、内周面が上側に向かって外側に広がるように傾斜しているとともに下面の外周側がアクリル樹脂系接着剤を介して接着され、前記下面の内周側がシリコーン樹脂系接着剤を介して接着されていることを特徴とする発光素子収納用パッケージ。
2. 前記アクリル樹脂系接着剤は金属粒子を含んでいることを特徴とする請求項１記載の発光素子収納用パッケージ。
3. 前記シリコーン樹脂系接着剤および前記アクリル樹脂系接着剤の間に前記基体と前記枠体とが接着されていない領域を有するとともに、前記アクリル樹脂系接着剤は前記枠体の前記下面の外周端部を接着していることを特徴とする請求項１または請求項２記載の発光素子収納用パッケージ。
4. 前記枠体は、前記下面と外周面との間を切り欠いた段差が形成されており、前記枠体の前記段差と前記基体の上面とが前記アクリル樹脂系接着剤により接着されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の発光素子収納用パッケージ。
5. 前記枠体は、前記下面と外周面との間を面取りして成る面取り部を有し、前記枠体の前記下面の外周部と前記面取り部と前記基体の上面とが前記アクリル樹脂系接着剤により接着されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の発光素子収納用パッケージ。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の発光素子収納用パッケージと、前記搭載部に搭載された前記発光素子と、前記発光素子を覆う蛍光体が含まれた樹脂と、該樹脂を覆う透明部材とを具備していることを特徴とする発光装置。
7. 前記発光素子は、金属粒子または高熱伝導性の無機材料粉末を含むアクリル樹脂系接着剤を介して前記搭載部に接合されていることを特徴とする請求項５記載の発光装置。
8. 複数の請求項６または請求項７記載の発光装置を所定の配置となるように設置したことを特徴とする照明装置。

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