JP6019977B2

JP6019977B2 - 発光装置

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Publication number: JP6019977B2
Application number: JP2012203378A
Authority: JP
Inventors: 博文岡
Original assignee: Nichia Corp
Current assignee: Nichia Corp
Priority date: 2012-09-14
Filing date: 2012-09-14
Publication date: 2016-11-02
Anticipated expiration: 2032-09-14
Also published as: JP2014060218A

Description

本発明は、発光装置に関し、より詳細には、ガラス等の透光性部材で閉じられた発光装置に関する。

発光ダイオードやレーザーダイオード等の半導体発光素子は、発光装置の光源として利用することができる。近年、半導体発光素子と該半導体発光素子からの光を吸収して発光する蛍光体とを組み合わせ、白色系の混色光を発光する発光装置が実用化され、電化製品のインジケーターや液晶のバックライトなどの表示用として使用されている。そして、発光装置は、高い発光効率及び高輝度化により室内照明や車載用照明等に広く利用されることが期待されている。

一般的に知られている発光装置は、パッケージ内に発光素子が実装され、その発光素子がエポキシ樹脂やシリコーン樹脂のような透光性の封止樹脂によって被覆されている。これらの発光装置における半導体発光素子は、発光によって発熱し、発光装置全体の急激な温度変化によって、封止樹脂が膨張あるいは収縮する。これにより、樹脂に被覆された発光素子やボンディングワイヤが悪影響を受けるおそれがある。

また、青色系の短波長光を発する発光素子を用いる発光装置においては、高エネルギー光の照射を受ける樹脂の着色および劣化によって、透光性が変化するため、長時間の使用による発光装置の信頼性や、発光色の色ズレ、発光ムラなどの光学特性上の問題が生じていた。

そのため、ガラス等の透光性部材で、基体に搭載された発光素子や該発光素子に接続された金属細線を密閉する発光装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

このような発光装置では、通常、光の取出し効率を向上させるため、ガラス等の透光性部材の表面の全面に反射防止層（ＡＲコート層）が形成されている。しかしながら、透光性部材の表面の全面に反射防止層を形成した場合、透光性部材と基体との接合部付近においてガラス表面荒れによる配光特性のばらつきが発生することがある。
このような反射防止層を有する発光装置において、配光特性が良好であることが必要とされており、配光特性のさらなる向上が求められている。

特開２００２−３５３５１６号公報

本発明は、上記事情に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、配光特性が極めて良好な発光装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明に係る発光装置は、発光素子と、該発光素子を収容する凹部を有する基体と、前記発光素子の上部に離間して配置され前記基体の凹部を覆う蓋体と、を有してなり、
前記蓋体は、前記発光素子からの光を透過する透光性部材と、該透光性部材の外周に設けられ前記透光性部材を保持する枠材と、を有し、前記枠材が前記基体の上面と接合してなり、
前記透光性部材の上面および下面の少なくともいずれか一方の面に反射防止層が、前記透光性部材と前記枠材との接合部から離間して形成されてなることを特徴とする。
上記構成によれば、反射防止層が、透光性部材と枠材との接合部から離間して形成されているため、配光特性を向上させることができる。

また、本発明に係る発光装置において、前記反射防止層は、前記透光性部材における前記基体の凹部上方から、前記凹部上方より外側まで延在して設けられる。これにより、発光素子からの光、および発光素子から出た光がさらに凹部の内部で反射された光を効率よく外部に放出させることができる。

また、本発明に係る発光装置において、前記基体の上面と凹部との境界は、前記接合部より内側にあることが好ましい。これにより、凹部からの光を枠材で遮ることなく、効率よく外部に放出することができる。さらには、反射防止層を好ましい位置に形成することが可能となる。

また、本発明に係る発光装置において、前記基体の上面と凹部との境界は、好適には八角形である。これにより、基体の上面と枠材との接合領域を大きくとることができ、基体と蓋体との強い密着性を得ることができる。

また、本発明に係る発光装置において、前記枠材は、好適には内側の開口が円形である。

また、本発明に係る発光装置において、前記反射防止層と前記接合部との間の距離が、０．２ｍｍ〜０．６ｍｍであることが好ましい。これにより、上記同様、良好な配光特性を得ることができるとともに、反射防止層による光取出し効率を高めることができる。

本発明に係る発光装置において、前記枠材は、好適には、コバール（鉄−ニッケル−コバルト合金）、ニッケル・鉄（例えばニッケル４２％）、ニッケル・鉄（例えばニッケル５０％）、およびインバーなどのニッケル鉄合金からなる群から選択された少なくとも一種により構成されている。このような材料は熱膨張係数が低いため好適である。

さらに、本発明に係る発光装置において、前記透光性部材は、好適には、ホウ珪酸ガラス、石英ガラス、サファイアガラス、フッ化カルシウムガラス、アルミノホウ珪酸ガラス、オキシナイトライドガラス、およびカルコゲナイドガラスからなる群から選択された少なくとも１種により構成されている。このような材料は熱膨張係数が低いため好適である。

また、本発明に係る発光装置において、前記透光性部材の熱膨張係数と前記枠材の熱膨張係数とが同じであることが好ましい。これにより、透光性部材を枠材に融着させて使用した場合に透光性部材および枠材に生じうる歪みを抑制することができる。

また、本発明に係る発光装置において、前記透光性部材の上面と前記枠材の上面とが面一となるよう前記透光性部材が前記枠材により保持されていることが好ましい。透光性部材の上面と、枠材の上面とが面一となっているため、審美性に優れ、また透光性部材の側面が露出しておらず、当該側面が障害とならないため好適である。

また、本発明に係る発光装置において、前記反射防止層が形成されていない領域の面積と、前記反射防止層が形成されている領域の面積との比率が、１：２〜１：５であることが好ましい。このような構成とすることにより、良好な配光特性を得ることができるとともに、反射防止層による光取出し効率を高めることができる。

本発明に係る発光装置は、発光素子と、該発光素子を収容する凹部を有する基体と、前記発光素子の上部に離間して配置され前記基体の凹部を覆う蓋体と、を有してなり、
前記蓋体は、前記発光素子からの光を透過する透光性部材と、該透光性部材の外周に設けられ前記透光性部材を保持する枠材と、を有し、前記枠材が前記基体の上面と接合してなり、
前記基体の上面と凹部との境界は、前記接合部より内側にあることを特徴とする。これにより、凹部からの光を枠材で遮ることなく、効率よく外部に放出することができる。

また、本発明に係る発光装置において、前記透光性部材の上面および下面の少なくともいずれか一方の面に反射防止層が形成されていることが好ましい。これにより、光の取出し効率を高めることができる。

本発明によれば、反射防止層が、透光性部材と枠材との接合部から離間して形成されているため、配光特性に優れる発光装置を提供することができる。

図１は、本発明の実施の形態に係る発光装置の斜視図である。図２は、本発明の実施の形態に係る発光装置を構成する基体の斜視図である。図３は、図１の発光装置の、Ｘ−Ｘ’における断面図である。図４（ａ）は、その発光装置の上面図、図４（ｂ）は、その発光装置の右側面図、図４（ｃ）は、その発光装置の前面図である。図５は、実施の形態１に係る発光装置に用いられる蓋体の断面図である。図６は、実施の形態２に係る発光装置に用いられる蓋体の断面図である。図７は、実施の形態３に係る発光装置に用いられる蓋体の断面図である。図８は、実施の形態４に係る発光装置に用いられる蓋体の断面図である。図９は、発光装置の断面において、相対放射強度が不連続となる位置を示した図である。図１０は、配光特性を示したグラフである。

以下、本発明を実施するための態様を、図面を参照しながら詳細に説明する。しかしながら、以下に示す態様は、本発明の技術思想を具体化するための発光装置を例示するものであって、本発明を以下の実施の形態に限定するものではない。また、実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特定的な記載がない限り、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる例示にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするために誇張していることがある。なお、以下の説明では、必要に応じて特定の方向や位置を示す用語（例えば、「上」、「下」、「右」、「左」、「前」、「後」およびそれらの用語を含む別の用語）を用いるが、それらの用語の使用は発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明の技術的範囲が制限されることはない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る発光装置の斜視図であり、図２は、その発光装置を構成する基体の斜視図である。また、図３は、その発光装置の、Ｘ−Ｘ’における断面図であり、図４（ａ）は、その発光装置の上面図、図４（ｂ）は、その発光装置の右側面図、図４（ｃ）は、その発光装置の前面図である。

図１〜４に示すように、実施の形態１に係る発光装置１は、発光素子２と、発光素子２を収容する凹部（凹部は、発光素子２が搭載された基板を収容する発光素子収容部とキャビティ２６とを併せた部分を意味する）を有する基体（以下支持基板と称することもある）３と、発光素子２の上部に離間して配置され基体３のキャビティ２６を覆う蓋体４と、を有する。

図１に示すように、蓋体４は、発光素子２からの光を透過する透光性部材５と、透光性部材５の外周に設けられ透光性部材５を保持する枠材６と、を備える。発光装置１を封止するため、透光性部材５と枠材６とが、透光性部材５の下面２３の外縁部が枠材６の保持部１６の上面に融着することにより接合されている。

図５は、実施の形態１に係る発光装置１に用いられる蓋体４の概略断面図である。図５に示すように、透光性部材の上面および下面のいずれか一方の面に反射防止層（以下ＡＲコート層と称することもある）が形成されている。そして、透光性部材５と枠材６との接合部１０（以下融着部分と称することもある）と、反射防止層１２とが離間、つまり接合部１０と反射防止層１２との間に、反射防止層１２が形成されていない領域Ａ_１、Ａ_２（Ａ_１とＡ_２とを併せてＡと称することがある）が形成されている。

通常、例えば金属等の枠材に、例えばガラス等の透光性部材を融着させた場合、当該ガラスの融着部分付近において、ガラスが高温にさらされたことによりガラス表面が荒れている可能性がある。この場合、この荒れたガラス表面にＡＲコート層が形成されていると、図９に示す、蓋体４の透光性部材５と枠材６との接合部１０付近Ａ（図１０において、基体３の法線方向に対して例えば±６０°傾斜した位置に相当する（当該±６０°という数値は単に例示であって発光素子から透光性部材までの距離、透光性部材の大きさ等により変動する））で、相対放射強度が不連続となり、配光特性がばらつくことになる。

これに対して、上述のように、透光性部材５と枠材６との接合部１０と、反射防止層１２との間に、反射防止層１２が存在しない領域Ａが形成されていることにより、発光素子から発せられた光は、領域Ａを透過する際は反射により、反射防止層１２が存在する領域よりも外部へ透過される光量が低減されるため、全面に反射防止層１２が存在する場合に比べて、接合部１０において相対放射強度が不連続とならず、良好な配光特性を有する発光装置を提供することができる。なお、反射防止膜としては、発光素子からの光を発光装置外部に取り出すよう反射を防止し、高透過率を実現するものであればどのような材料、また材料の組合せでもよいが、具体的な一例としては、Ａｌ_２Ｏ_３とＭｇＦ_２を繰り返し積層した多層膜が挙げられる。

図１に示すように、本発明に係る発光装置１の蓋体４において、略矩形の板状体の中央付近が略円状に開口され枠材６（開口部が円形の枠材６）が形成されている。

図５に示すように、枠材６は、中央部分に開口部１４を有し、開口部１４の内周面に、透光性部材５を保持するための保持部１６が、開口部１４の内方に向かって突出して形成されている。保持部１６は、透光性部材５を良好に保持することが可能であれば、開口部１６の内周面１８の全体（内周面１８の周方向について全体）に形成されていてもよいし、内周面１８の一部（内周面１８の周方向について一部）に形成されていてもよい。保持部１６を内周面１８の一部に形成する場合は、保持部１６が透光性部材５を良好に保持することができるように、開口部１４の内周面１８の少なくとも３箇所以上に形成されていることが好ましい。図５に示すように、実施の形態１では、透光性部材５は枠材６より上側に突出しており、透光性部材５の上面２１は、枠材６の上面２２より上側に配置されている。実施の形態１において、本発明に係る「前記反射防止層が、透光性部材と前記枠材との接合部から離間して形成されてなる」とは、反射防止層１２を設けた、透光性部材５の上面２１または下面２３の外縁部に反射防止層１２が存在しないことを意味し、より具体的には、透光性部材５の側面２０の、透光性部材５と枠材６との接合部１０以外の部分と、透光性部材５の上面２１において、上側反射防止層１２が形成された領域の径方向外側の部分と、を合わせた領域Ａ_１、並びに、透光性部材５の下面２３において、透光性部材５と枠材６との接合部１０と、下側反射防止層１２との間の領域Ａ_２に反射防止層１２が存在しないことを意味する。このように構成することにより、例えばガラス等からなる透光性部材５と例えば金属等からなる枠材６との融着部分１０近くのガラス表面が荒れた領域に反射防止層１２が形成されていないため、配光特性のばらつきを抑制することができる。

実施の形態１に係る発光装置１において、反射防止層１２が形成されていない領域の面積と、反射防止層１２が形成されている領域の面積との比率が、１：２〜１：５であることが好ましい。このような範囲にあれば、配光特性のばらつきを良好に抑えることができる。

実施の形態１に係る発光装置１において、反射防止層１２が形成されていない領域Ａ（Ａ_１、Ａ_２）は、例えばガラスからなる透光性部材５の高温処理により表面が荒れた部分に、反射防止層１２が形成されていないことが肝要である。表面が荒れた部分に反射防止層１２が形成されていない限り、反射防止層１２と、透光性部材５と枠材６との接合部１０と、の間の距離は、如何なるものであってもよいが、好適には、０．２ｍｍ〜０．６ｍｍである。このような範囲にあれば、光の反射を抑制することができるとともに、配光特性のばらつきを良好に抑えることができる。

以下、本発明に係る発光装置１の各構成要素について説明する。

（蓋体４）
本発明に係る発光装置１において、蓋体４は、以下に説明する基体３を覆うためのものであり、上述したように、発光素子２からの光を透過する透光性部材５と、透光性部材５の外周に設けられ透光性部材５を保持する枠材６と、を備える。

（透光性部材５）
実施の形態１に係る発光装置１において、蓋体４を構成する透光性部材５は、基体３のキャビティ２６内に配置された発光素子２からの光を透過させて、発光装置１の外部に光を放出させる機能を有する。

透光性部材５としては、ホウ珪酸ガラス、石英ガラス、サファイアガラス、フッ化カルシウムガラス、アルミノホウ珪酸ガラス、オキシナイトライドガラス、カルコゲナイドガラスからなる群から選択された少なくとも１種からなる無機材料を挙げることができる。好ましくは、透光性部材５はホウ珪酸ガラスである。ホウ珪酸ガラスは、耐光性が高いため、好適に用いられる。

また透光性部材５に設けられる反射防止層１２は、透光性部材５のうち、基体３の凹部（キャビティ２６）の上方から、凹部（キャビティ２６）の上方より外側まで延在して設けられる。これにより、発光素子２からの光、および発光素子２から出た光がさらに凹部（キャビティ２６）の内部で反射された光（以下、これらの光を、凹部からの光と称することもある）を効率よく外部に放出させることができる。

（枠材６）
実施の形態１に係る発光装置１において、枠材６は、透光性部材５を保持することができれば如何なる形状であっても良いが内側の開口が円形であることが好ましい。また例えば、図５に示すように、枠材６に形成された開口部１４が円形であって、その内周面１８に周回するように保持部１６が設けられていてもよい。保持部１６は、鉛直な断面において矩形の形状を有していてもよい。保持部１６は、開口部１４の内周面１８に周回するように設けられていることが好ましい。開口部１４の内周面１８に周回するように設けられた保持部１６及び開口部１８の内周面１８に透光性部材５を融着させることにより、透光性部材５を枠材６に密着させることができる。しかしながら、透光性部材５を保持することが可能であれば、内周面１８の少なくとも一部に設けられていてもよい。

枠材６を構成する材料としては、コバール（鉄−ニッケル−コバルト合金）、４２％ニッケル・鉄、５０％ニッケル・鉄、およびインバーなどのニッケル鉄合金が例示される。好適には、コバールである。コバールは、ガラス等の透光性部材の熱膨張係数と同じ熱膨張係数を有するため、透光性部材５を枠材６に融着させて使用する場合に、透光性部材５および枠材６に歪みが発生しないため好適に用いられる。

（接着材）
実施の形態１に係る発光装置において、接着材（不図示）が、蓋体４を基体３に接着するために使用される。接着材としては、例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、フッ素系エラストマー、ガラス、Ａｕ、Ａｇ、Ｂｉ、Ｃｕ、Ｉｎ、Ｐｂ、ＳｎおよびＺｎから選択された少なくとも一種を含む共晶材（例えば、Ａｕ−Ｓｎ）、ホットメルト系樹脂、変性シリコーンおよび有機無機ハイブリッド樹脂から選択された少なくとも一種を含む材料を例示することができる。

（基体（支持基板）３）
基体３は、発光素子２を収容するためのものであり、中央部に後述のキャビティ２６が形成され、キャビティ２６内に発光素子２が配置されている。基体３には、接着材（不図示）を介し、後述の蓋体４が配置される。

実施の形態１に係る発光装置１において、基体３の中央部には、上方に開口してキャビティ２６が形成されている。図１に示すように、キャビティ２６の下面に発光素子２を収容する発光素子収容部を備え、発光素子収容部には発光素子２（発光素子２を有する基板）が配置されている。キャビティ２６は例えば上面視八角形の形状を有し、発光素子収容部は例えば角部が丸みを帯びた矩形の形状を有する。実施の形態１において、本発明に係る「基体の凹部」とは、キャビティ２６とキャビティ２６内に設けられた発光素子収容部とを併せたものを意味する。また、発光素子収容部を有せず直接キャビティ２６の底面に発光素子２（発光素子２を有する基板）を配置する態様においては、本発明に係る「基体の凹部」とは、キャビティ２６を意味する。
また、キャビティ２６の周囲に、蓋体４が載置される蓋体載置部２７が形成されている。蓋体載置部２７の上面の、キャビティ２６に近接する領域には、キャビティ２６に沿って略八角形形状を有する環状の***部２８が形成されている。さらに、略八角形形状のキャビティ２６の対向する２つの辺２９から、それぞれ、当該辺２９と対向する基体３の辺３０に、通気のための通路３２が形成されている。通路３２を設けることにより、リフロー処理を安全且つ確実に行なうことができるほか、外部環境の温度湿度の急激な変化により、キャビティ２６内部空間と基体３の外部との温度差が生じて透光性部材５の内部に結露が発生し、透光性部材５が曇った場合であっても、短時間でキャビティ２６の内部空間と基体３の外部との温度・湿度を均一化し、曇りを除去することができる。通路３２の両サイドには、それぞれ、環状の***部２８から基体３の辺３０へ延びる第１の放射状***部３３が形成されている。各通路３２の両サイドに形成された一対の第１の放射状***部３３間において、環状の***部２８は形成されておらず、環状***部２８と第１の放射状***部３３とは連続している。このように構成されることにより、基体３を蓋体４で覆った状態において、キャビティ２６内の空間と基体３の外空間とが通路３２により連通している。

通路３２が形成された方向と垂直な方向には、環状の***部２８から基体３の辺３１へ延びる第２の放射状***部３４が形成されている。基体３を蓋体４で覆った状態において、一対の第１の放射状***部３３のうち一方と、環状の***部２８と、第２の放射状***部３４と、蓋体４の下面と、蓋体載置部２７の上面と、により囲まれて接着材が充填される接着材充填領域Ｂが形成され、接着材が当該接着材充填領域Ｂに充填されることにより蓋体４が基体３に固定される。実施の形態１では、図２に示すように、上面視略矩形の基体３の４つの角付近にそれぞれ接着材充填領域Ｂが形成されている。接着材充填領域Ｂの中央付近には、有底の凹部３５が形成され、当該凹部３５に接着材が流れ込み過剰の接着材が基体３の外周面に溢れ出ることを抑制する。また、接着材が凹部３５に流れ込み固化することで、アンカー効果により接着強度が向上する。

また、環状の***部２８、第１の放射状***部３３、第２の放射状***部３４の高さは略一致することが好ましい。これら***部の高さは特に限定されるものではないが、これらの高さは、０．０１ｍｍ〜０．２ｍｍ、より好ましくは、０．０２ｍｍ〜０．１ｍｍである。このような高さであれば、接着材充填領域Ｂに適量の接着材を充填することができ、良好な接着効果を得ることができる。

実施の形態１における基体３には、発光素子２や外部の電極と電気的に接続される導電部材（不図示）が配置される。基体３の材料としては、ガラスエポキシ、樹脂、セラミックスなどの絶縁性部材が挙げられる。特に、前述の導電部材として、耐熱性および耐候性の高いセラミックスからなることが好ましく、そのようなセラミックス材料としては、アルミナ、窒化アルミニウム、ムライトなどが好ましい。なお、セラミックスからなる基体であっても、セラミックス以外の絶縁性材料からなる絶縁層をその一部に有していてもよい。このような材料としては、例えば、ＢＴレンジ、ガラスエポキシ、エポキシ系樹脂等が挙げられる。

また、基体３は、正負一対のリード電極を導電部材として、成形樹脂にてインサート成形することもできる。そのような材料として、例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂等、具体的には、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂等の樹脂が好ましい。

（基体３と蓋体４との接合）
前述したように、基体３は上面が、透光性部材５と枠材６とを有する蓋体４のうち、枠材６と接合され、基体３の凹部（キャビティ２６）を覆う。ここで、基体３の上面と凹部（キャビティ２６）との境界は、透光性部材５と枠材６との接合部１０より内側にあることが好ましい。これにより、凹部（キャビティ２６）からの光を枠材６で遮ることなく、効率よく外部に放出することができる。さらには、反射防止層１２を好ましい位置に形成することが可能となる。この理由を以下に説明する。
反射防止層１２は、透光性部材５のうち、基体３の凹部（キャビティ２６）の上方から、凹部（キャビティ２６）の上方より外側まで延在して設けられることが好ましく、これにより凹部からの光を効率よく外部に放出することができるが、ここで反射防止層１２は、透光性部材５と枠材６との接合部から離間して形成する必要がある。つまり、基体３の上面と凹部（キャビティ２６）との境界と、接合部１０との間に、反射防止層１２の外周が位置するように設けることができ、配光特性と凹部（キャビティ２６）から光を効率よく外部に放出することとの両立が容易に達成できることとなる。

また、基体３の上面と凹部（キャビティ２６）との境界が、接合部１０より内側にあって、さらに基体３の上面と凹部（キャビティ２６）との境界が、八角形であることで、発光装置を小型で維持しつつ、基体の上面３と枠材６との接合領域を大きくとることができ、基体と蓋体との強い密着性を得ることができる。加えて、上述したように上面視略矩形の基体３の４つの角付近にそれぞれ接着材充填領域Ｂ（接合領域）を確保することができるが、この接合領域の確保と、環状の***部２８から基体３の辺３０へ延びる第１の放射状***部３３を有することにより確保される通路３２の距離の最短化との両立が容易に達成できることとなる。通路３２の距離は発光装置を使用中、使用後においても、凹部（キャビティ２６）内の空間と基体３の外空間との間を常に連通させておく必要があり、この通路が短いことで、埃の付着などにより通路が詰まる恐れを極力低減することができるので好ましい。

（発光素子）
発光素子２を構成する半導体発光素子としては、ＺｎＳｅやＧａＮなどの種々の半導体を使用したものを挙げることができるが、蛍光物質を有する発光装置とする場合には、その蛍光物質を効率良く励起することができる短波長の光を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。他の発光素子としては、基板上に、III−Ｖ族化合物半導体、II−ＶI族化合物半導体等、種々の半導体によって、活性層を含む積層構造が形成されたものが挙げられる。基板としては、Ｃ面、Ａ面、Ｒ面のいずれかを主面とするサファイアやスピネル（ＭｇＡｌ_２Ｏ_４）のような絶縁性基板、または窒化珪素（６Ｈ、４Ｈ、３Ｃ）、シリコン、ＺｎＳ、ＺｎＯ、ＧａＡｓ、ダイヤモンド；ニオブ酸リチウム、ガリウム酸ネオジウム等の酸化物基板、窒化物半導体基板（ＧａＮ、ＡｌＮ等）等が挙げられる。半導体の構造としては、ＭＩＳ接合、ＰＩＮ接合、ＰＮ接合などのホモ構造、ヘテロ構造あるいはダブルヘテロ構造のものが挙げられる。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、多重量子井戸構造としてもよい。活性層には、Ｓｉ、Ｇｅ等のドナー不純物及び／又はＺｎ、Ｍｇ等のアクセプター不純物がドープされる場合もある。得られる発光素子の発光波長は、半導体の材料、混晶比、活性層のＩｎＧａＮのＩｎ含有量、活性層にドープする不純物の種類を変化させるなどによって、発光波長を種々選択することができる。発光波長としては、例えば４３０ｎｍ以下、好ましくは４０５ｎｍ以下が、つまり紫外光発光の発光素子が好ましい。

発光素子２と基体３とを固定する接着材（図示せず）は、例えば、金ペーストや銀ペーストのような導電性接着材や、Ａｕ、Ａｇ、Ｂｉ、Ｃｕ、Ｉｎ、Ｐｂ、ＳｎおよびＺｎから選択された少なくとも一種を含む共晶材（例えば、Ａｕ−Ｓｎ）、あるいはＡｕおよびＡｇから選択された少なくとも一種を含む鑞材を選択することができる。このような金属材料を含む接着材とすることにより、発光素子２の裏面に配置された電極（不図示）と、基体３の導電部材（不図示）とを電気的に接続させたり、発光素子２からの放熱性を向上させたりすることができる。また、発光素子２と基体３とを固定する接着材は、例えば、エポキシ樹脂やシリコーン樹脂などの透光性樹脂を選択することができる。

実施の形態１に係る発光装置１によれば、反射防止層１２が、透光性部材５と枠材６との接合部１０から離間して形成されているため、言い換えれば、接合部１０と、反射防止層１２との間に、反射防止層１２が存在しない領域Ａ（Ａ_１、Ａ_２）が形成されているため、配光特性に優れる発光装置を提供することができる。

（実施の形態２）
図６は、実施の形態２に係る発光装置１に用いられる蓋体４の断面図である。実施の形態２では、図６に示すように、透光性部材５の上面２１と枠材６の上面２２とが面一となるように配置されている。実施の形態２では、実施の形態１と同様に、枠材６の中央付近に開口部１４が形成され、開口部１４の内周面１８に、透光性部材５を保持するための保持部１６が形成されている点で実施の形態２は実施の形態１と一致するが、実施の形態１では透光性部材５が枠材６に対して上側に突出しているのに対して、実施の形態２では透光性部材５の上面２１が枠材６の上面２２と面一に形成されている点で実施の形態２は実施の形態１と異なる。その他の構成については、実施の形態１と同様である。実施の形態２において、本発明に係る「前記反射防止層が、透光性部材と前記枠材との接合部から離間して形成されてなる」とは、透光性部材５の上面２１において、透光性部材５と枠材６との接合部１０と、上側反射防止層１２との間の領域（すなわち、透光性部材５の上面２１において、上側反射防止層１２が形成された領域から透光性部材５の側面２０までの領域）Ａ_１、並びに、透光性部材５の下面２３において、透光性部材５と枠材６との接合部１０と、下側反射防止層１２との間の領域Ａ_２に反射防止層１２が存在しないことを意味する。このような構成とすることにより、上記と同様の効果を得ることができるとともに、透光性部材５の上面２１と、枠材６の上面２２とが面一に形成されているため、審美性に優れ、また透光性部材５の側面２０が露出しておらず、側面２０が障害とならないため好適である。

（実施の形態３）
図７は、実施の形態３に係る発光装置１に用いられる蓋体４の断面図である。実施の形態３では、図７に示すように、上述した保持部を有せず、さらに透光性部材５の上面２１と枠材６の上面２２とが面一に形成されている。実施の形態３では、透光性部材５の上面２１が枠材６の上面２２と面一に形成されているのに対し、実施の形態１では、透光性部材５が枠材６に対して上側に突出して形成されている点、さらに、実施の形態３では、透光性部材５を保持するための保持部１６を有せず透光性部材５の外周面２０と枠材６の内周面１８とが当接しこれらが融着されて透光性部材５が枠材６に固定されているのに対して、実施の形態１では、枠材６の開口部１４の内周面１８に開口部１４の内方に向かって突出して形成された保持部１６に透光性部材５が融着されて透光性部材５が枠材６に固定されている点で、実施の形態３は実施の形態１と異なる。その他の構成については、実施の形態１と同様である。

実施の形態３において、本発明に係る「前記反射防止層が、透光性部材と前記枠材との接合部から離間して形成されてなる」とは、透光性部材５の上面２１において、透光性部材５と枠材６との接合部１０と、上側反射防止層１２との間の領域（すなわち、透光性部材５の上面２１において、上側反射防止層１２が形成された領域から透光性部材５の側面２０までの領域）Ａ_１、並びに、透光性部材５の下面２３において、透光性部材５と枠材６との接合部１０と、下側反射防止層１２との間の領域（すなわち、透光性部材５の下面２３において、下側反射防止層１２が形成された領域から透光性部材５の側面２０までの領域）Ａ_２に反射防止層１２が存在しないことを意味する。実施の形態３では、保持部が設けられていないため、発光装置１の薄型化を図ることができるとともに、上述のように、透光性部材５の上面２１と枠材６の上面２２とが面一に形成されているため、審美性に優れ、また透光性部材５の側面２０が露出しておらず、側面２０が障害とならないため好適である。

（実施の形態４）
図８は、実施の形態４に係る発光装置１に用いられる蓋体４の断面図である。実施の形態４では、図８に示すように、枠材６の開口部１４の内周面１８の上部に、透光性部材５を保持する保持部１６を有する。実施の形態４では、保持部１６は、枠材６の開口部１４の内周面１８の上部に設けられ、保持部１６の下面と透光性部材５の上面２１の外縁部分及び側面２０とが融着されて固定されているのに対して、実施の形態１では、保持部１６は、枠材６の開口部１４の内周面１８の下部に設けられ、保持部１６の上面と透光性部材５の下面２３の外縁部分及び側面２０の一部とが融着されて固定されている点で、実施の形態４は実施の形態１と異なる。その他の構成については、実施の形態１と同様である。

実施の形態４において、本発明に係る「前記反射防止層が、透光性部材と前記枠材との接合部から離間して形成されてなる」とは、透光性部材５の上面２１において、透光性部材５と枠材６との接合部１０と、上側反射防止層１２との間の領域Ａ_１、並びに、透光性部材５の下面２３において、透光性部材５と枠材６との接合部１０と、下側反射防止層１２との間の領域（すなわち、透光性部材５の下面２３において、下側反射防止層１２が形成された領域から透光性部材５の側面２０までの領域）Ａ_２に反射防止層１２が存在しないことを意味する。このような構成とすることにより、保持部１６が透光性部材５の上側に位置するため透光性部材５が保持部１６より上方に移動できないため透光性部材５が枠材６から離脱しにくくなる。したがって、実施の形態４では、信頼性の高い発光装置を提供することができる。

１発光装置
２発光素子
３基体
４蓋体
５透光性部材
６枠材
１２反射防止層

Claims

発光素子と、該発光素子を収容する凹部を有する基体と、前記発光素子の上部に離間して配置され前記基体の凹部を覆う蓋体と、を有してなり、
前記蓋体は、前記発光素子からの光を透過する透光性部材と、該透光性部材の外周に設けられ前記透光性部材を保持する枠材と、を有し、前記枠材が前記基体の上面と接合してなり、
前記透光性部材の上面および下面の少なくともいずれか一方の面に反射防止層が、前記透光性部材と前記枠材との接合部から離間して形成されてなることを特徴とする発光装置。
前記反射防止層は、前記透光性部材における前記基体の凹部上方から、前記凹部上方より外側まで延在してなる請求項１に記載の発光装置。
前記基体の上面と凹部との境界は、前記接合部より内側にある請求項１または２に記載の発光装置。
前記基体の上面と凹部との境界は、八角形である請求項１乃至３のいずれかに記載の発光装置。
前記枠材は、内側の開口が円形である請求項１乃至４のいずれかに記載の発光装置。
前記反射防止層と前記接合部との間の距離が、０．２ｍｍ〜０．６ｍｍである請求項１乃至５のいずれかに記載の発光装置。
前記枠材は、コバール、ニッケル・鉄、およびインバーなどのニッケル鉄合金からなる群から選択された少なくとも一種により構成されている請求項１乃至６のいずれかに記載の発光装置。
前記透光性部材が、ホウ珪酸ガラス、石英ガラス、サファイアガラス、フッ化カルシウムガラス、アルミノホウ珪酸ガラス、オキシナイトライドガラス、カルコゲナイドガラスからなる群から選択された少なくとも１種により構成されている請求項１乃至７のいずれかに記載の発光装置。
前記透光性部材の熱膨張係数と前記枠材の熱膨張係数とが同じである請求項１乃至８のいずれかに記載の発光装置。
前記透光性部材の上面と前記枠材の上面とが面一である請求項１乃至９のいずれかに記載の発光装置。
前記反射防止層が形成されていない領域の面積と、前記反射防止層が形成されている領域の面積との比率が、１：２〜１：５である請求項１乃至１０のいずれかに記載の発光装置。