[发明专利]发光装置

说明书

技术领域

本发明涉及发光装置，更具体涉及发光元件被玻璃被覆的发光装置。

背景技术

目前，将白色的发光二极管(Light Emitting Diode，以下称为LED)用作发光元件的照明器材逐步被实用化。作为将白色LED用于照明时的优点，可以例举以下几点：1)与白炽灯和荧光灯相比，耗电量小，运转成本低；2)寿命长，因此省去更换的麻烦；3)可以小型化；4)不使用荧光灯中的如汞等有害物质等。

一般的白色LED具有LED被树脂密封的结构。例如，典型的单芯片型白色LED中，将GaN中添加In而得的InGaN作为发光层的LED被含有YAG荧光体的树脂密封。若向该LED导通电流，则从LED放出蓝色光。接着，YAG荧光体被蓝色光的一部分激发，从该荧光体放出黄色光。蓝色光和黄色光存在互补色的关系，所以若它们混合，则人眼识别为白色光。

但是，经树脂密封的LED存在如下的问题：由于长时间的使用，水分侵入树脂中，阻碍LED的工作；或者树脂因从LED放出的光而变色，树脂的透光率下降等。

此外，LED的从安装基板到发光部的热阻越小，耐热温度越高，则可以在越高的环境温度和越大的输入功率下使用。因此，热阻和耐热性是LED的高输出功率化的关键点。但是，LED的密封使用树脂的情况下，由于树脂的耐热性低，所以存在不适合在高输出功率下使用的问题。例如，采用环氧树脂的情况下，在130℃以上的温度下发生黄变。

针对这样的问题，揭示了用低熔点玻璃密封的LED(例如参照专利文献1和2)。

专利文献1中揭示了，将芯片键合于反射皿的凹部中央底面的LED元件通过引线接合部连接到导线部后，使用加热模具等将它们用低熔点玻璃密封而得的LED灯。

此外，专利文献2中记载了使用模压法和电炉以玻璃密封GaN的技术。图18中表示作为其实施例之一的发光装置的截面图。搭载于衬底(submount)202的发光二极管芯片201配置于导线203。此外，发光二极管芯片201通过键合丝205与导线204连接。另外，发光二极管芯片201与键合丝205一起被密封构件206密封。密封构件206为低熔点玻璃，通过加热使低熔点玻璃软化，从而将发光二极管芯片201、键合丝205和周边的电路密封。

通过以低熔点玻璃密封LED，可以减少通过密封材料的吸湿性和密封材料的变色引起的透光率下降的同时，能够使耐热性提高。

还有，这里所说的“低熔点玻璃”是指与典型的玻璃相比，屈服点低的玻璃材料。一般，玻璃材料的膨胀以检测部由于玻璃材料朝单轴方向膨胀并推压测定装置的检测部而移动的距离来评价。屈服点是指玻璃材料软化而无法推压检测部的温度。

专利文献1：日本专利特开平8-102553号公报

专利文献2：国际公开第2004/082036号文本

发明的揭示

然而，专利文献1和2中，不仅LED，引线接合部也被玻璃密封。例如，如图18所示，专利文献2中，发光二极管芯片201和键合丝205等全部被玻璃被覆。因此，制造器件时，键合丝可能会发生断线。

此外，像专利文献1和2那样用模具进行玻璃密封的方法中，LED的电极部可能会因成形时的压力而发生变形。

此外，以玻璃密封LED时，由于玻璃中带入空气，容易在玻璃中产生气泡。因此，也存在从LED放出的光的获取效率降低的问题。

另外，图18中，密封构件206呈扁平的形状。这被认为是由于低熔点玻璃具有粘度根据温度而急剧变化的性质。如果密封构件206具有这样的形状，则从发光二极管芯片201射出的光的指向性下降。另一方面，在光纤和投影仪所用的光源等用途中，对于具有高指向性的LED的要求高。

为了提高光的指向性，可以考虑将LED设置在腔体内，通过腔体使来自LED的光反射，在前方获取光的结构。该情况下，腔体一般采用氧化铝等陶瓷材料。但是，设置这样的腔体导致发光装置整体的成本升高。此外，陶瓷具有一定程度的透光性，所以从LED射出的光的一部分不被反射而透过。

本发明是鉴于这样的问题而完成的。即，本发明的目的在于提供可以在无腔体的情况下实现高指向性，使断线、电极部的变形和气泡的产生达到最低限度的发光装置。

本发明的其它目的和优点由以下的记载可知。

本发明的第1种形态是具有配线基板、与所述配线基板以电气方式连接的发光元件和被覆所述发光元件的玻璃的发光装置，其特征在于，所述玻璃为整体呈近似球形的形状，所述发光元件嵌入所述玻璃的一部分中，所述玻璃的曲面与所述发光元件的侧面相接。