[发明专利]紫外线发光装置

说明书

技术领域

本发明涉及紫外线发光装置，尤其涉及使用非晶氟树脂作为封装紫外线发光元件的封装树脂的紫外线发光装置。

背景技术

以往以来，对于LED(发光二极管)、半导体激光等氮化物半导体发光元件而言，存在大量的通过外延扩散生长在蓝宝石等基板上形成有包含多个氮化物半导体层的发光元件结构的氮化物半导体发光元件。氮化物半导体层由通式Al_1-x-yGa_xIn_yN(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)表示。

发光元件结构具有双异质结结构、即在n型氮化物半导体层和p型氮化物半导体层之间夹着由单一量子阱结构(SQW：Single-Quantum-Well)或多重量子阱结构(MQW：Multi-Quantum-Well)的氮化物半导体层构成的活性层。活性层为AlGaN系半导体层时，通过调整AlN摩尔分数(也称作Al组成比)，能够在将GaN和AlN所能取得的带隙能量(约3.4eV和约6.2eV)分别作为下限和上限的范围内调整带隙能量，可得到发光波长为约200nm～约365nm的紫外线发光元件。具体来说，从p型氮化物半导体层向n型氮化物半导体层流通正向电流，由此在活性层中产生与上述带隙能量对应的发光。

通常，如下述专利文献1的图4、6和7等或者下述专利文献2的图2、4和6等所公开的那样，氮化物半导体紫外线发光元件被氟系树脂或者硅树脂等紫外线透过性的树脂所封装以供实用。该封装树脂保护内部的紫外线发光元件免受外部气氛的影响，防止因水分渗入、氧化等导致的发光元件的劣化。此外，该封装树脂有时也被设置作为折射率差减缓材料，所述折射率差减缓材料用于减缓因聚光透镜与紫外线发光元件之间的折射率差或紫外线的照射对象空间与紫外线发光元件之间的折射率差而导致的光的反射损失，以实现提高光的提取效率。另外，也可以将该封装树脂的表面成形为球面等聚光性曲面，以提高照射效率。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007-311707号公报

专利文献2：美国专利申请公开第2006/0138443号说明书

专利文献3：日本特开2006-348088号公报

发明内容

发明要解决的问题

如上所述，提出了使用氟系树脂和硅树脂等作为紫外线发光元件的封装树脂，但已知硅树脂在被大量紫外线曝光时劣化加快。尤其，正在推进紫外线发光元件的高输出功率化，出射光的能量密度趋于上升，另外，由于与其相伴的耗电增加，发热也增加，该发热和高能量密度的紫外线造成的封装树脂的劣化成为问题。

另外，已知氟系树脂的耐热性优异、紫外线耐性也高，但聚四氟乙烯等通常的氟树脂是不透明的。该氟系树脂由于聚合物链是直线且刚性的，容易结晶化，因此结晶部分和非晶部分共存，光在其界面上发生散射而导致不透明。

因此，例如上述专利文献3中提出，通过使用非晶的氟树脂作为紫外线发光元件的封装树脂来提高对紫外线的透明性。作为非晶的氟树脂，可以举出：将结晶性聚合物的氟树脂共聚化而以聚合物合金的形式非晶化后的氟树脂、全氟二氧杂环戊烯的共聚物(杜邦公司制的商品名特氟龙AF(注册商标))、全氟丁烯基乙烯基醚的环化聚合物(旭硝子公司制的商品名CYTOP(注册商标))。后者的环化聚合物的氟树脂由于主链上具有环状结构而易于非晶化，透明性高。

例如，如上述专利文献3所示，非晶氟树脂大致分为具有能够与金属结合的官能团的结合性氟树脂和具有难与金属结合的官能团的非结合性氟树脂这两种。因此，上述专利文献3中提出，在搭载LED芯片的基座表面和覆盖LED芯片的部分使用结合性氟树脂来提高基座等与氟树脂之间的结合性。同样地，也有提供非晶氟树脂的制造商推荐使用结合性氟树脂。