發光元件收納用封裝、發光裝置以及照明裝置的制作方法

專利名稱：發光元件收納用封裝、發光裝置以及照明裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及用來收納發光元件的發光元件收納用封裝及發光裝置以及照明裝置，還涉及以熒光體將從發光元件發光的光進行波長變換并輻射到外部的發光元件收納用封裝及發光裝置以及照明裝置。
背景技術：
在圖31中示出用紅色、綠色、藍色及黃色等發出熒光的多個熒光體(圖中未示出)將從發光二級管(LED)等發光元件14發光的近紫外光和藍色光等光進行波長變換，進而進行白色發光的第1現有技術的發光裝置。在圖31中，發光裝置11主要由絕緣體構成的基體12、框狀的框體13、透光性部件15和發光元件14構成。基體12在上面的中央部上具有用來安放發光元件14的安放部12a。在基體12上形成安放部12a及從其外周將發光裝置的內外電導通的管腳或由金屬化配線等構成的配線導體(圖中未示出)。框體13粘接固定在基體12的上面上，形成有上側開口比下側開口還大的貫通孔13a的同時，內周面成為將從發光元件14發光的光反射的反射面13b。透光性部件15被填充在框體13的內側，并含有由從發光元件14發光的光所激勵而進行波長變換的熒光體。發光元件14被安放固定在安放部12a上。
在圖32中示出用來收納發光二極管(LED)等發光元件25的第二現有技術的發光元件收納用封裝。在圖32中，發光元件收納用封裝主要由絕緣體構成的基體21、框狀的反射部件22構成。基體21在上面的中央部上具有用來安放發光元件25的安放部21a。在基體21上，形成有從安放部21a到基體21的外面而形成的將發光元件收納用封裝的內外電導通連接的管腳或由金屬化配線等構成的導體層27。反射部件22粘接固定在基體21上面上，且在形成有上側開口比下側開口還大的貫通孔22a的同時，將內周面作為反射發光元件25發光的光的反射面22b。
在該發光元件收納用封裝的安放部21a上安放發光元件25的同時，將發光元件25的電極26電連接在導體層27上，以在反射部件22的內側覆蓋發光元件25的方式，通過填充含有激勵發光元件25發光的光并進行波長變換的熒光體的透明部件23而成為發光裝置20。
該發光裝置20可以用透明部件23所含有的紅色、綠色、藍色、黃色等多個熒光體對從發光元件25發光的近紫外光和藍色光進行波長變換，以得到白色光。
在圖33中示出用紅色、綠色、藍色、黃色等多個熒光體34將從發光二級管(LED)等發光元件35發光的近紫外光和藍色光等光進行波長變換，進而進行白色發光的第3現有技術的發光裝置30。在圖33中，發光裝置30主要由絕緣體構成的基體31、框狀的反射部件32、透明樹脂33和發光元件35構成。基體31在上面的中央部上具有用來安放發光元件35的安放部31a。基體31上形成安放部31a及從其外周將發光裝置的內外電導通連接的管腳或由金屬化配線等構成的配線導體(圖中未示出)。反射部件32粘接固定在基體31的上面上，在形成有上側開口比下側開口還大的貫通孔32a的同時，內周面成為將發光元件35發光的光反射的反射面32b。透明樹脂33被填充在反射部件32的內部，且含有激勵發光元件35發光的光并進行波長變換的熒光體34。發光元件35被安放固定在安放部31a上。
基體12、21、31由氧化鋁材質燒結體(氧化鋁陶瓷)、氮化鋁材質燒結體、莫來石材質燒結體或玻璃陶瓷等陶瓷或者環氧樹脂等樹脂構成。在基體12、21、31由陶瓷構成的情況下，以高溫在其上面燒結由鎢(W)或鉬(Mo)-錳(Mn)等構成的金屬膏，以形成配線導體。另外，在由樹脂構成基體12、21、31的情況下，鑄模成型由銅(Cu)或鐵(Fe)-鎳(Ni)合金等構成的管腳，并設置固定在基體12、21、31的內部。
此外，框體13以及反射部件22、32形成為在形成上側開口比下側開口還大的貫通孔13a、22a、32a的同時，在內周面設置反射光的反射面13b、22b、32b的框狀。具體而言，由鋁(Al)或Fe-Ni-鈷(Co)合金等金屬、氧化鋁陶瓷等陶瓷或者環氧樹脂等樹脂構成，利用切削加工、鑄模成型或擠壓成型等成型技術而形成。
再有，框體13及反射部件22、32的反射面13b、22b、32b是通過將貫通孔13a、22a、32a的內周面研磨并平坦化，或者通過由蒸鍍法或電鍍法將鋁等金屬被覆在貫通孔13a、22a、32a的內周面上，并作為能將來之發光元件14、25、35的光有效反射的部件而形成的。而且，框體13及反射部件22、32是利用焊錫或銀(Ag)焊料等焊料材料或者樹脂粘接材料等接合材料而接合在基體12、21、31上，以便以框體13及反射部件22、32的內周面包圍安放部12a、21a、31a。
在第一及第三現有技術中，經由接合線或金屬球等電連接機構(圖中未示出)及電極36，電連接配置于安放部12a、31a外周的配線導體和發光元件14、35，然后通過用分配器等注入機將含有熒光體的環氧樹脂和硅樹脂等透光性部件15填充在框體13及反射部件32的內側，以便覆蓋發光元件14、35，并用烘烤爐使其熱固化，從而可以做成可取出利用熒光體波長變換從發光元件14、35發光的光并具有所希望的波長光譜的光的發光裝置11、30。
在第二現有技術中，發光元件25經由設于發光元件25的下面的電極26而和配置在安放部21a上的導體層27電連接。發光元件25的電極和導體層27由焊錫或銀膏(含有銀粒子的樹脂)等導電性粘接材料28進行接合。
透明部件23由含有熒光體的環氧樹脂和硅樹脂等透明樹脂構成，并通過以分配器等注入機填充到反射部件22的內部中，以便覆蓋發光元件25，以烘烤爐使其熱固化而形成。由此，可以取出利用熒光體將來自發光元件25的光進行長波長變換而具有所希望的波長光譜的光。
該發光裝置30，由從外部電路(圖中未示出)供給的電流電壓使發光元件25啟動，發出可見光，并作為發光裝置而使用。其適應范圍是用于各種指示器、光傳感器、顯示器、光耦合器、背光光源和光打印頭等。
近年來，將上述發光裝置作為照明用而利用的動向正在增加，在輻射強度、放熱特性中要求更高特性的發光裝置。另外，在使用了發光元件的發光裝置中期待長壽命性的要求也不少。
作為相關技術，有特開2003-37298號公報。
在圖31所示的第一現有技術的發光裝置11中，為了使從發光元件14發光的光有效地向發光裝置11的外部輻射，例如以研磨加工使由陶瓷構成的基體12的上面平滑，或在基體12的上面上形成銀、鋁或金等金屬膜，以使基體12的上面的反射率提高。但是，在為使透光性部件15的內部含有熒光體且可波長變換從發光元件14發光的光的發光裝置11的情況下，從發光元件14發光的光透過透光性部件15并通過用基體12的上面進行正反射，從而具有難以激勵正反射方向以外的熒光體，為了主要用一部分的熒光體進行波長變換，波長變換的效率降低，光輸出或亮度、彩色再現性降低等問題。
另外，在基體12由陶瓷構成的情況下，通過由基體12吸收光，從而基體12的上面中的反射率易于降低。其結果，在發光裝置得不到所希望的光輸出的同時，也具有不能得到近年來所希望的光取出效率的問題。此外，在為了防止基板12的光吸收而在基體12的上面上形成金屬膜的情況下，具有需要利用電鍍或蒸鍍等形成金屬膜，制造工序增多且制造成本升高的問題。
再有，在基體12由環氧樹脂或液晶聚合物等樹脂材料構成的情況下，由于無法經由基體12將發光元件14發出的熱有效地輻射到外部，故由該熱導致發光元件14的發光效率顯著降低，其結果，具有發光裝置11的光輸出降低的問題。
進而，在含有用來被覆發光元件14的同時將從發光元件14發光的光進行波長變換的熒光體的透光性部件15中，由于若想使熒光體的含有率提高且提高波長變換的效率，則從發光裝置輻射的光易被熒光體妨害，故具有無法提高光輸出的問題。此外，相反若降低熒光體的含有率，則波長變換的效率降低，得不到所希望的波長的光，其結果具有無法提高光輸出的問題。
在圖32中示出的第二現有技術的發光裝置20中，在將發光元件25粘接固定在安放部21a的導體層27上時，由于導電性粘接材料28將導體層27露出擴展等，導電性粘接材料28的厚度容易偏離，故存在發光元件25容易以傾斜的狀態接合的問題。若在發光元件25傾斜的狀態下安放在安放部21a上，則具有難以用反射部件22以所希望的輻射角度使從發光元件25發光的光反射并向外部良好地出射，從發光裝置發光的光的輻射強度容易降低的問題。
另外，若用來將發光元件25接合固定在導體層27上的導電性粘接材料28的厚度偏離，則難以使從發光元件25產生的熱經由導電性粘接材料28及基體21而有效地輻射到外部。其結果，具有發光元件25的溫度上升，從發光元件25發光的光的輻射強度容易降低，無法穩定地維持從發光裝置發光的光的輻射強度的問題。
進而，通過將用來接合導體層27和發光元件25的導電性粘接材料28比發光元件25的外周還流出到外側，該流出的導電性粘接材料28覆蓋基體21的上面，從而易于被流出了從發光元件25或熒光體發出的光的導電性粘接材料28吸收，具有容易產生從發光裝置輻射的光的輻射強度的降低、亮度或彩色再現性的降低的問題。
另外，由于用來接合導體層27與發光元件25的導電性粘接材料28從安放部21a和發光元件25之間露出，故從發光元件25和熒光體發出的光照射到導電性粘接材料28上。照射到該導電性粘接材料28上的光一部分容易被導電性粘接材料28吸收，具有易于產生從發光裝置輻射的光的輻射強度降低、亮度和彩色再現性降低的問題。
還有，在從發光元件25發光的光為紫外光的情況下，若發光的光照射到導電性粘接材料28上，則導電性粘接材料28劣化，導體層27與發光元件25的接合強度降低，難以將發光元件25長期地牢固固定在導體層27上。其結果，具有容易產生發光元件25的電極26與導體層27斷線等不利現象，使發光裝置長壽變得困難。
再有，近年來期望進一步提高發光裝置的輻射強度。然而，在第三現有技術的發光裝置中，若為了提高輻射光強度而進一步增大輸入到發光元件35的電流值，則具有發光元件35的發光強度與電流值成正比而不提高，容易產生偏離，無法得到穩定的輻射強度的問題。
更詳細地說，若為了提高輻射強度而進一步增大輸入到發光元件35的電流值，則由于發光元件35的接合部溫度(結溫)上升，發光元件35的發光效率顯著降低，故具有無法得到與輸入電流成正比的輻射強度。還有，具有由于預測為起因于熱的發光波長的偏差而無法得到穩定的輻射強度的問題。
此外，在含有被覆發光元件35且用來將來自發光元件35的光進行波長變換的熒光體34的透明樹脂33中，若提高熒光體34的含有率，以使波長變換的效率提高，則由于由熒光體34進行過波長變換的光易被其他熒光體34妨害，故具有無法提高輻射強度的問題。
另外相反，若降低熒光體34的含有率，則波長變換的效率降低，無法得到所希望的波長的光，其結果，具有無法提高輻射強度的問題。
再有，從發光元件35產生的熱在基體31中傳遞，易于傳遞到反射部件32，通過反射部件32與基體31的熱膨脹差，反射部件32熱膨脹而變形，也具有輻射角度偏離或輻射強度降低的問題。

發明內容
因此，本發明鑒于上述問題，其目的在于提供一種在可提高熒光體的波長變換效率、提高發光裝置的光輸出的同時，可以使從發光元件發光的光有效地輻射到外部，軸上光度、亮度及彩色再現性等照明特性優越的發光元件收納用封裝及發光裝置以及照明裝置。
本發明的其他目的在于，提供一種可以將發光元件的熱良好地放熱，并長期穩定地維持輻射特性的發光元件收納用封裝及發光裝置以及照明裝置。
本發明是一種發光元件收納用封裝，其特征在于，備有在上面形成了發光元件的安放部的由陶瓷構成的基體；以圍繞所述安放部的方式接合在該基體的上面的外周部的同時，內周面作為反射從所述發光元件發光的光的反射面的框體；一端形成于所述上面上，與所述發光元件的電極電連接的同時，另一端導出至所述基體的側面或下面的配線導體；設置為在所述框體的內側覆蓋所述發光元件，且含有將所述發光元件發光的光進行波長變換的熒光體的透光性部件，所述基體的所述陶瓷所含的晶粒的平均粒徑為1～5μm。
本發明是一種發光裝置，其特征在于，備有所述發光元件收納用封裝；和被安放在所述安放部上且與所述配線導體電連接的發光元件。
在本發明的特征在于，所述透光性部件的上面與所述發光元件的發光部之間的距離為0.1～0.8mm。
在本發明中，其特征在于，所述配線導體的所述一端成為所述發光元件通過導電性粘接材料電連接的導體層，在該導體層的周圍形成有由絕緣體構成的凸部。
在本發明中，其特征在于，所述導體層比所述發光元件的外周還位于內側。
在本發明中，其特征在于，所述凸部傾斜為伴隨其側面朝向基體側而向外側擴展。
在本發明中，其特征在于，所述配線導體的所述一端成為所述發光元件通過導電性粘接材料而電連接的導體層，在所述導體層上，在比所述發光元件的外周還位于內側的上面上形成有凸部。
在本發明中，其特征在于，所述安放部從所述基體的上面突出。
在本發明中，其特征在于，所述突出的安放部傾斜為伴隨其側面朝向基體側而向外側擴展。
在本發明中，其特征在于，所述發光元件的發光部比所述反射面的下端還位于上側，所述透光性部件，其上面與所述發光部之間的距離為0.1～0.5mm。
在本發明中，其特征在于，所述透光性部件，其表面的算術平均粗糙度為中央部比外周部還大。
在本發明中，其特征在于，所述安放部從基體上面突出的同時，在其上面形成由所述配線導體的所述一端構成且發光元件通過導電性粘接材料電連接的導體層，在該導體層的周圍形成有由絕緣體構成的凸部。
在本發明中，其特征在于，所述導體層比所述發光元件的外周還位于內側。
在本發明中，其特征在于，所述凸部傾斜為伴隨其側面朝向基體側而向外側擴展。
本發明是一種發光裝置，其特征在于，備有平板狀的由陶瓷構成的基體；發光元件；與該基體的上面接合，在上側主面的中央部上形成將所述發光元件安放在上面的凸狀安放部，在上側主面的外周部上形成了圍繞所述安放部且將其內周面作為將所述發光元件發光的光反射的反射面的側壁部的反射部件；設置為在所述側壁部的內側覆蓋所述發光元件，并含有將所述發光元件發光的光進行波長變換的熒光體的透光性部件，其中，所述反射面，位于連接其下端位于所述發光元件的端部的發光部和所述安放部的上面及側面之間的角的光路線上，或者比該光路線還位于下側；所述透光性部件，其上面與所述發光部之間的距離為0.1～0.5mm，所述基體中的所述陶瓷所含的晶粒的平均粒徑為1～5μm。
在本發明中，其特征在于，所述基體從其上面到外面為止形成配線導體，所述反射部件形成在所述安放部周圍貫通上下主面且比所述光路線還位于下側的貫通孔，所述發光元件的電極與所述基體上面的所述配線導體通過所述導通孔，由導線電連接著。
在本發明中，其特征在于，所述貫通孔在其內部填充有含有了絕緣性的光反射粒子的絕緣性膏，以便與所述反射部件的上側主面齊平面。
本發明是一種照明裝置，其特征在于，設置為使所述發光裝置成為規定配置。
根據本發明，由于基體的陶瓷所含的晶粒的平均粒徑為1～5μm，故由于晶粒成為非常高的密度，所以晶粒間的晶粒邊界或氣孔非常小，基體表面的晶粒所占的比例增大。因此，可以有效地抑制從發光元件發光的光進入基體內部，以提高反射率，其結果可以提高發光裝置的光輸出。
另外，由于利用高密度地占據基體表面的晶粒而在基體表面上適度地形成凹凸，故可以使從發光元件發光的光適度地漫反射，使光照射到更多的熒光體上。其結果，可以使波長變換效率提高，可以提高光輸出或亮度、彩色再現性。
此外，由于由高密度的晶粒構成基體，故可以提高基體的熱傳導率，發光元件所發出的熱通過基體有效地輻射到外部，從而可以有效地抑制起因于熱的發光元件的發光效率的降低。由此，可以抑制發光裝置的光輸出降低。
根據本發明，發光裝置備有本發明的發光元件收納用封裝，安放在安放部上且與配線導體電連接的發光元件。因此，可以有效地反射從發光元件發光的光，使更多的熒光體激勵，可以成為光輸出提高，亮度或彩色再現性等照明特性非常優越的裝置。
根據本發明，優選透光性部件的上面與發光元件的發光部之間的距離為0.1～0.8mm。因此，可以由透光性部件所含的熒光體高效地波長變換從發光元件發光的光，同時可以使可有效抑制這些進行過波長變換的光被熒光體妨害且高效地輻射到透光性部件外部的亮度或彩色再現性等照明特性非常良好。
根據本發明，所述配線導體的所述一端成為發光元件通過導電性粘接材料電連接的導體層，在導體層周圍形成有由絕緣體構成的凸部。因此，可以由凸部防止導電性粘接材料流出導體層并擴展，可以使導電性粘接材料的厚度均勻并使發光元件水平地安放在導體層上。其結果，可以從發光元件以所希望的射出角度發光，可以用框體以所希望的輻射角度反射從發光元件發光的光，可以增強從發光裝置發光的光的輻射強度。
另外，通過可以使發光元件水平地安放在導體層上，從而能使從發光元件產生的熱無偏差、均勻地經由導電性粘接材料及基體，而有效地輻射到外部。其結果，可以將發光元件的溫度穩定地一直維持，可以以高狀態將從發光元件發光的光的輻射強度保持為穩定。
進而，可以有效地防止從發光元件發光的光通過凸部而照射到導電性粘接材料，可以有效地防止從發光裝置輻射的光被導電性粘接材料，產生輻射強度的降低、亮度或彩色再現性的降低，可以提供輻射強度高、發光特性優越的發光裝置。
根據本發明，由于導體層比發光元件的外周還位于內側，故可以防止用來接合導體層與發光元件的導電性粘接材料從導體層與發光元件之間露出，可以極有效地防止從發光元件發光的光。其結果，可以防止從發光元件發光的光被導電性粘接材料吸收或作為輻射強度低的光而反射，可以使從發光裝置發光的光的輻射強度成為高的狀態，同時使亮度或彩色再現性優越。
還有，即使從發光元件發光的光為紫外線的光，導電性粘接材料也不會劣化，可以一直使導體層和發光元件的接合強度高，可以將發光元件長期牢固固定在導體層上。其結果，可以使發光元件的電極與導體層的電連接長期可靠，可以使發光裝置壽命長。
根據本發明，由于傾斜為伴隨凸部的側面朝向基體側而向外側擴張，故凸部的側面與基體的上面的角落的空氣易于跑出，防止空氣進入該角落部，可以有效地防止在導電性粘接材料及透光性部件上產生空隙，由于溫度變化導致空隙中的空氣膨脹、產生剝離或裂紋。另外，可以以凸部外側的傾斜的側面使光良好地反射到上側，可以提高發光效率。
根據本發明，所述配線導體的所述一端成為發光元件通過導電性粘接材料電連接的導體層，在導體層上，在比發光元件的外周還位于內側的上面上形成有凸部。因此，由凸部將發光元件提高到比導體層還上側，可以在發光元件的下面和導體層的上面之間確實地設置間隙。由此，導電性粘接材料由發光元件的重量而按壓流動，露出導體層并擴展，可以在導體層上將導電性粘接材料形成為均勻的厚度，使發光元件水平地安放在導體層上。其結果，可以使從發光元件以所希望的射出角度發光，用框體使從發光元件發光的光以所希望的輻射角度反射并向外部射出，增強從發光裝置發光的光的輻射強度。
另外，通過可以在導體層上將導電性粘接材料形成為均勻的厚度，使發光元件水平地安放在導體層上，從而能夠使從發光元件產生的熱經由導電性粘接材料及基體并有效輻射到外部。其結果，可以將發光元件的溫度一直保持為穩定，在高的狀態下將從發光元件發光的光的輻射強度穩定地維持。
還有，可以有效地防止導電性粘接材料流出到比發光元件的外周還外側的位置，在發光元件的下側保持，可以有效地防止從發光元件發光的光被流出到比發光元件的外周還外側的導電性粘接材料。其結果，可以提高輻射強度高且亮度和彩色再現性等光特性優越的發光裝置。
根據本發明，由于安放部為突出著的，故安放部與反射部件的下端可靠地絕緣。因此，從平面看，可以使框體的下端更接近安放部，可以用框體的反射面更好地反射從發光元件發光的光。
根據本發明，由于傾斜為伴隨凸出的安放部的側面朝向基體側而向外側擴張，故可以使從發光元件產生的熱的擴散性提高，同時可以利用突出的安放部的側面，有效地使光向上方反射。其結果，可以使發光元件的發光效率及熒光體的波長變換效率提高，同時可以使從發光元件或熒光體發出的光有效地向上方反射，能夠長期地以高輻射強度輸出光。
根據本發明，由于發光元件的發光部比反射面的下端還位于上側，且透過性部件的上面與發光部之間的距離為0.1～0.5mm，故可以使從發光元件發出的光中、不會被反射面反射而直接從框體的上側開口輻射的光成為非常高的強度。即，由發光元件的發光部上側的恒定厚度的透光性部件所含熒光體高效地對從發光元件發出的光進行波長變換，可以使那些波長變換過的光不會被熒光體妨害，并直接放出到透光性部件的外部。其結果，可以提高發光裝置的輻射強度且得到良好的軸上光度或亮度、彩色再現性等光特性。
另外，即使從發光元件產生的熱向基體傳導，也會由于安放部突出，可以有效地抑制安放部與框體之間增大且突出的基體和透光性部件的接觸面積增大，放熱性提高，熱向框體傳遞。其結果，可以有效抑制由框體與基體的熱膨脹差而導致框體變形。
根據本發明，由于透光性部件的表面的算術平均粗糙度在中央部比外周部還大，故可以抑制從透光性部件的中央部和外周部射出的光的輻射強度的差。即，可以使從發光元件發光且不會被框體等反射，直接從透光性部件表面的中央部輻射強度大的光，由透光性部件表面的中央部的粗糙面適度地散射，將光強度減弱一些。由此，從高強度高的透光性部件素面的中央部輻射的光由框體反射，可以使其與從強度減小的透光性部件的外周部輻射的光的強度近似，可以減小透光性部件的中央部與外周部的輻射強度的差。其結果，發光裝置可以在廣泛的范圍內輻射光，可以抑制通過向發光面的一部分集中輻射強度而產生的、給予人眼強烈刺激的眩光等現象，可以抑制對人眼的壞影響。
根據本發明，在所述安放部從基體上面突出的同時，在其上面形成由所述配線導體的所述一端構成、發光元件通過導電性粘接材料電連接的導體層，在導體層周圍形成有由絕緣體構成的凸部。因此，可以使從發光元件的側面向橫向或斜下方發光的光良好地反射到框體的反射面，不會被框體與基體的接合部或基體的表面吸收，可以用框體以所希望的輻射角度反射，并向外部良好地輻射。其結果，可以將從發光裝置發光的關的輻射強度穩定地保持為高。
另外，由于安放部突出，故安放部和反射部件的下端可以可靠地絕緣。因此，從平面看，可以將框體的下端更靠近安放部，可以用框體的反射面更良好地反射從發光元件發光的光。
還有，可以利用由絕緣體構成的凸部防止導電性粘接材料漏出并擴散，可以使導電性粘接材料的厚度均勻，使發光元件水平地安放在導體層上。其結果，使從發光元件以所希望的輻射強度發光，可以用框體以所希望的輻射強度反射從發光元件發光的光并向外部輻射，可以使從發光裝置發光的光的輻射強度增強。
另外，可以使發光元件水平地安放在導體層上，從而能夠使從發光元件產生的熱無偏差地均勻地經由導電性粘接材料及基體，而有效地輻射到外部。其結果，可以將發光元件的溫度一直穩定地保持，以高的狀態穩定地維持從發光元件發出的光。
此外，可以有效地防止發光元件發光的光由凸部而照射到導電性粘接材料上，可以有效地防止從發光裝置輻射的光被導電性粘接材料吸收，而產生輻射強度的降低、亮度或彩色再現性的降低，可以提供輻射強度高且發光特性優越的發光裝置。
根據本發明，由于導體層比發光元件的外周還位于內側，故可以防止用來接合導體層和發光元件的導電性粘接材料從導體層與發光元件露出，可以極有效地防止從發光元件發光的光照射到導電性粘接材料上。其結果，可以防止從發光元件發光的光被導電性粘接材料吸收或作為輻射強度低的光而反射，可以使從發光裝置發光的光的輻射強度為高狀態，同時亮度或彩色再現性優越。
再有，即使從發光元件發光的光為紫外光，導電性粘接材料也不會劣化，可以使導體層與發光元件的接合強度一直非常高，可以將發光元件長期牢固地固定在導體層上。其結果，可以使發光元件與導體層的電連接長期可靠，可以使發光裝置耐用。
根據本發明，由于傾斜為凸部的側面朝向基體側而向外側擴張，故凸部的側面與基體的上面的角落的空氣易于跑出，防止空氣進入該角落部，可以有效地防止在導電性粘接材料及透光性部件上產生空隙，由于溫度變化導致空隙中的空氣膨脹、產生剝離或裂紋。另外，可以以凸部外側的傾斜的側面使光良好地反射到上側，可以提高發光效率。
根據本發明，發光裝置備有平板狀的由陶瓷構成的基體；發光元件；與該基體的上面接合，在上側主面的中央部上形成將所述發光元件安放在上面的凸狀安放部，在上側主面的外周部上形成了圍繞所述安放部且將其內周面作為將所述發光元件發光的光反射的反射面的側壁部的反射部件；設置為在所述側壁部的內側覆蓋所述發光元件，并含有將所述發光元件發光的光進行波長變換的熒光體的透光性部件。反射面，位于連接下端位于所述發光元件的端部的發光部和所述安放部的上面及側面之間的角的光路線上，或者比該光路線還位于下側。透光性部件，其上面與所述發光部之間的距離為0.1～0.5mm。因此，可以使從發光元件發出的光中、不會被反射面反射而直接從發光元件輻射到上側的光的強度非常高。即，利用比發光元件的發光部更上側的恒定厚度的透光性部件所含的熒光體高效地將從發光元件發出的光進行波長變換，可以使這些波長變換過的光不會被熒光體妨害，直接放出到透光性部件的外部。其結果，可以提高發光裝置的輻射強度，使軸上光度或亮度、彩色再現性等光特性良好。
另外，從發光元件產生的熱，容易從一體化的安放部傳遞到側壁部，特別在反射部件由金屬構成的情況下，熱迅速地被傳遞到側壁部，同時從側壁部的外側面向外部良好地輻射。因此，可以利用基體與反射部件的熱膨脹差有效地抑制反射部件變形，可以將輻射光的光特性長期維持良好。
再有，由于反射面位于連接其下端位于所述發光元件的端部的發光部和所述安放部的上面及側面之間的角的光路線上，或者比該光路線還位于下側，故可以用反射面有效地反射從發光元件向橫向或下側方向發光的直接光，可以使輻射光強度極高。
根據本發明，基體從其上面到外面形成了配線導體，反射部件形成在安放部的周圍貫通上下主面間且比光路線還位于下側的貫通孔，發光元件的電極與基體上面的配線導體通過貫通孔而由導線電連接。因此，從發光元件發光的直接光在比用來通過設于反射部件上的導線的貫通孔還上側的位置上由反射面反射，可以有效地防止直接光進入貫通孔內而被吸收，以提高輻射光強度。
此外，可以使發光元件的下面和反射部件的安放部完全接合，可以將發光元件的熱良好地向反射部件傳遞，進一步提高放熱性。
再有，通過使陶瓷所含的晶粒的平均粒徑為1～5μm，提高基體的反射率，從而可以有效抑制光從用來通過形成于反射部件的引線的貫通孔漏出并被基體吸收。
根據本發明，在貫通孔的內部填充有含有絕緣性光反射粒子的絕緣性膏，以便與反射部件的上側主面齊平面。因此，即使從發光元件或熒光體發出的光進入貫通孔，也可以有光反射離子向上側有效地反射，可以使發光裝置的輻射強度或軸上光度或亮度、彩色再現性等光特性良好。
根據本發明，因為照明裝置設置為使所述本發明的發光裝置成為規定的配置，所以利用由半導體構成的發光元件的電子再結合產生的發光，可以做成能夠比現有的利用放電的照明裝置還低消耗電力且耐用的小型照明裝置。其結果，可以抑制從發光元件產生的光的中心波長的變動，可以以長期穩定的輻射光強度與輻射光角度(配光分布)照射光，同時可以做成抑制照射面中的顏色不均或照度分布偏離的照明裝置。
此外，通過在將本發明的發光裝置作為光源設置為規定配置的同時，在這些發光裝置的周圍設置光學設計為任意形狀的反射工具或光學透鏡、光擴散板等，可以作成輻射任意的配光分布的光的照明裝置。


根據以下詳細的說明和附圖，可以更明確本發明的目的、特色及優點。
圖1是表示本發明的第一實施方式的發光裝置的剖面圖。
圖2是表示本發明的第二實施方式的發光裝置的剖面圖。
圖3A是表示本發明的發光裝置中的導體層及凸部的一例的放大平面圖，圖3B是表示本發明的發光裝置中的導體層及凸部的其他例的放大平面圖。
圖4是表示本發明的第三實施方式的發光裝置的剖面圖。
圖5是表示本發明的第四實施方式的發光裝置的剖面圖。
圖6是表示本發明的第五實施方式的發光裝置的剖面圖。
圖7是表示本發明的第六實施方式的發光裝置的剖面圖。
圖8是用來說明本發明的發光裝置中的透光性部件的上面與發光部的間隔的剖面圖。
圖9是用來說明的本發明的發光裝置中的透光性部件的上面與發光部的間隔的剖面圖。
圖10是表示本發明的第七實施方式的發光裝置的剖面圖。
圖11是表示本發明的第八實施方式的發光裝置的剖面圖。
圖12A是表示本發明的發光裝置中的導體層及凸部的一例的放大平面圖，圖12B是表示本發明的發光裝置中的導體層及凸部的其他例的放大平面圖。
圖13A是表示本發明的發光裝置中的導體層及凸部的一例的放大平面圖，圖13B是表示本發明的發光裝置中的導體層及凸部的其他例的放大平面圖。
圖14是表示本發明的第九實施方式的發光裝置的剖面圖。
圖15A是表示本發明的發光裝置中的導體層及凸部的一例的放大平面圖，圖15B是表示本發明的發光裝置中的導體層及凸部的另一例的放大平面圖。
圖16A是表示本發明的發光裝置中的導體層及凸部的實施方式的一例的放大平面圖，圖16B是表示本發明的發光裝置中的導體層及凸部的實施方式的其他例的放大平面圖。
圖17是表示本發明的第十實施方式的發光裝置的剖面圖。
圖18是表示本發明的第十一實施方式的發光裝置的剖面圖。
圖19是表示本發明的第十二實施方式的發光裝置的剖面圖。
圖20是表示本發明的第十三實施方式的發光裝置的剖面圖。
圖21是用來說明本發明的發光裝置中的透光性部件的上面與發光部的間隔的剖面圖。
圖22是用來說明本發明的發光裝置中的透光性部件的上面與發光部的間隔的剖面圖。
圖23是表示本發明的第十四實施方式的照明裝置的平面圖。
圖24是圖23的照明裝置的剖面圖。
圖25是表示本發明的第十五實施方式的照明裝置的平面圖。
圖26是圖25的照明裝置的剖面圖。
圖27是表示本發明的第一實施方式的發光裝置的強度測定其結果的圖。
圖28是表示本發明第六實施方式的發光裝置中的透光性部件的上面與發光部的間隔和發光強度的關系的曲線圖。
圖29是表示圖19的發光裝置中的光路線的各種圖案的剖面圖。
圖30是表示本發明的發光裝置中的安放部的長度L、透光性部件上面及發光部的間隔X和軸上光度的關系的曲線圖。
圖31是表示第一現有技術的發光裝置的剖面圖。
圖32是表示第二現有技術的發光元件收納用封裝的剖面圖。
圖33是表示第三現有技術的發光裝置的剖面圖。
具體實施例方式
以下參照附圖，詳細說明本發明的優選實施例。
以下詳細說明本發明的發光元件收納用封裝(以下也稱為封裝)及發光裝置。圖1是表示本發明的第一實施方式的發光裝置41的剖面圖。發光裝置41主要由基體42、框體43、發光元件44和含有熒光體(圖中未示出)的透光性部件45構成。這種發光裝置41可以將從發光元件44發光的光輸出到外部。
本發明的封裝備有基體42、框體43、配線導體(圖中未示出)和透光性部件45。基體42在上面形成發光元件44的安放部42a，且由陶瓷構成。框體43以圍繞安放部42a的方式接合在該基體42的上面外周部上，同時內周面作為反射從發光元件44發光的光的反射面。配線導體，一端形成于基體42的上面上并與發光元件44的電極電連接，同時另一端導出至基體42的側面或下面。透光性部件45設置為在框體43的內側覆蓋發光元件44，且含有將從發光元件44發光的光進行波長變換的熒光體。
基體42由氧化鋁材質燒結體、氮化鋁材質燒結體、莫來石材質燒結體或玻璃陶瓷等陶瓷組成的絕緣體構成，作為支撐發光元件44的支撐部件發揮作用，在其上面具有安放發光元件44的安放部42a。
另外，基體42的陶瓷的晶粒的平均粒徑為1～5μm。由此，由于晶粒成為非常高的密度，故基體42表面的晶粒所占比例增大，由于可以有效地抑制從晶粒間進入基體42內部的光，基體42上面的反射率提高，故可以提高發光裝置41的光輸出。
進而，基體42的上面的算術平均粗糙度成為可以將從發光元件44發光的光在基體42的上面向全方向反射的適度的大小。其結果，由在框體43的內周面反射的光被激勵而發光的熒光體的數量增加，可以提高發光裝置41的光輸出或亮度、彩色再現性。
而且，在陶瓷的晶粒的平均粒徑比5μm大的情況下，基體42表面的晶粒所占比例減小，從晶粒間進入基體42內部的光增加，基體42上面的反射率容易降低。其結果，從發光元件44發光的光或從熒光體發光的光不能有效地被基體42的上面反射，發光裝置41的光輸出容易降低。另外，在陶瓷的晶粒的平均粒徑比1μm小的情況下，基體42上面的算術平均粗糙度減小，從發光元件44發光的光在基體42的上面容易正反射，難以向全方向反射。其結果，正反射方向以外的熒光體難以被激勵，主要是位于正反射方向的熒光體有助于波長變換，波長變換的效率降低，發光裝置41的光輸出容易降低。
再有，由于基體42的陶瓷的晶粒的平均粒徑為1～5μm，故基體42的熱傳導性高的晶粒的密度升高，基體42的熱傳導率提高，發光元件44發出的熱能夠通過基體42而有效的輻射到外部。因此，由于可以抑制起因于熱的發光元件44的發光效率的降低，可以有效地抑制發光裝置41的光輸出的降低。
在安放部42a上形成有用來電連接發光元件44的配線導體(圖中未示出)。該配線導體借助于形成于基體42內部的配線層(圖中未示出)而導出到發光裝置41的外表面，借助于焊料材料或金屬制的導線等連接到外部電路基板上，電連接發光元件44與外部電路。
作為將發光元件44連接到配線導體的方法，使用借助于Au線或Al線等導線連接的引線接合方式；或者將形成于發光元件44下面的電極通過使用了Au-錫(Sn)焊錫、Sn-Ag焊錫、Sn-Ag-Cu焊錫或Sn-鉛(Pb)等的焊錫突起、或使用了Au或Ag等金屬的金屬突起構成的連接機構連接倒裝式接合方式等方法。優選利用倒裝式接合方式進行連接。由此，由于可以將配線導體設置在基體42上面的發光元件44的正下方，故沒有必要在基體42上面的發光元件44的外周部設置配線導體的區域。由此，可以有效地抑制從發光元件44發光的光被該基體42的配線導體區域吸收，以降低輻射的光輸出。
配線導體由W、Mo、Mn、Cu或Ag等金屬粉末組成的金屬化層構成，形成于基體42的表面或內部。或者，也可以通過將Fe-Ni-Co合金等的管腳埋設在基體42中而形成。再有，也可以通過使由已形成配線導體的絕緣體構成的輸入輸出端子與設于基體42的貫通孔嵌入接合而設置。
此外，優選以1～20μm的厚度使Ni或Au等耐腐蝕性優越的金屬被覆在配線導體的露出表面上。由此，可以有效地防止配線導體的氧化腐蝕，同時可以使發光元件41與配線導體連接牢固。因此，優選利用電解電鍍或無電解電鍍法依次將例如厚度1～10μm左右的Ni電鍍層和厚度0.1～3μm左右的Au電鍍層被覆在配線導體的露出表面上。
再有，利用焊錫或Ag焊料等焊料材料或者環氧樹脂等粘接劑的接合材料，使框體43安裝在基體42的上面上。進而，框體43在內周面具有可以以高反射率反射從發光元件44發光的光的反射面43b。作為形成這種內周面的方法，例如根據切削加工或鑄模成型等，用Al、Ag、Au、白金(Pt)、鈦(Ti)、鉻(Cr)或Cu等高反射率金屬形成框體43，利用電解研磨或化學研磨等研磨加工將其內周面平滑化，以作為反射面。另外，也可以用耐氣候性或耐濕性優越的Cu-W合金或SUS(不銹鋼)合金形成框體43，利用Al、Ag或Au等的金屬電鍍或者蒸鍍等在該內周面上形成金屬薄膜。而且，在內周面由Ag或Cu等因氧化而容易變色的金屬構成的情況下，可以在其表面上被覆從紫外區域到可見光區域透光率優越、低熔點玻璃、溶膠—凝膠玻璃、硅樹脂或環氧樹脂，由此，可以使框體43的內周面的耐腐蝕性、耐藥品性或耐氣候性提高。
還有，優選框體43的內周面的表面算術平均粗糙度Ra為0.1μm以下。由此，可以將從發光元件44發光的光良好地向發光裝置的上側反射。在Ra超過0.1μm的情況下，難以用框體43的內周面將從發光元件44發光的光良好地向發光裝置的上側反射，同時在發光裝置41的內部容易漫反射。其結果，發光裝置41內部的光的損耗易于增大，難以用所希望的反射角度向發光裝置41的外部輻射光。
本發明的透光性部件45優選由和發光元件44的折射率差小、相對于從紫外區域到可見光區域的光透過率高的材料構成。例如，透光性部件45由硅樹脂、環氧樹脂或尿素樹脂等透明樹脂或者低熔點玻璃或溶膠—凝膠玻璃等構成。由此，可以有效地抑制由發光元件44與透光性部件45的折射率差導致光的反射損耗產生，可以提供以高效率和所希望的輻射強度或角度分布向發光裝置41的外部輻射光的發光裝置41。另外，這種透光性部件45由分配器等注入機填充在框體43的內側并用烘烤爐等熱固化而形成，以便覆蓋發光元件44。
此外，由于透光性部件45以任意比例配合、填充利用被從發光元件44發光的光激勵的熒光體中的電子的再結合而發光為藍色、紅色、綠色或黃色等的無機類熒光體，故可以輸出具有所希望的發光光譜和顏色的光。
再有，優選將透光性部件45設置為其上面與發光元件44的發光部46之間的距離成為0.1～0.8mm。由此，在由發光元件44的發光部46上側的恒定厚度的透光性部件45所含的熒光體將從發光元件44發光的光高效地進行波長變化的同時，可以有效地抑制那些波長變換過的光被熒光體妨害，可以有效地向透光性部件45的外部輻射。其結果，在提高發光裝置41的光輸出的同時，可以使亮度及彩色再現性等照明特性良好。
而且，在發光元件44的發光部46與透光性部件45的上面的間隔X(參照圖1)比0.8mm長的情況下，熒光體中鄰近發光元件44的雖然可以良好地波長變換從發光元件44發光的光，但難以有效地將該波長變換過的光放出到透光性部件45的外部。即，通過由透光性部件45上面附近的熒光體妨害波長變換過的光的進行，從而難以使光向外部的輻射良好。
另一方面，在發光元件44的發光部46與透光性部件45的表面的間隔比0.1mm小的情況下，由從發光元件44發光的光照射而激勵的熒光體的數量減少，難以有效地進行波長變換。由此，沒有進行波長變換而透過透光性部件45的視感性低的波長的光增多，難以使光輸出或亮度、彩色再現性等照明特性良好。
此外，發光元件44，雖然輻射的能量的峰值波長可以是從紫外線區域到紅外線區域的任一個，但從使白色光或各種顏色的光視感性好地放出的觀點來看，優選以從300～500nm的近紫外系到藍色系發光的元件。例如，列舉在藍寶石襯底上依次層疊了緩沖層、n型層、發光層及p型層的、用GaN、GaAlN、InGaN或InGaAlN等氮化鎵系化合物半導體或者碳化硅系化合物半導體或ZnSe(硒化鋅)等形成了發光層的元件。
圖2是表示第二實施方式的發光裝置50的剖面圖。發光裝置50主要由基體51、作為框體的反射部件52、透光性部件53、導體層57和凸部59構成。
本發明的發光元件收納用封裝備有基體51、框狀的反射部件52和導體層57。基體51在上面的中央部上具有發光元件55的安放部51a。反射部件52在基體51的上面的外周部上包圍安放部51a而設置的。導體層57形成于安放部51a上。發光元件55通過導電性粘接材料8，與導體層57電連接。導體層57在比發光元件55的外周還位于外側的上面上形成有凸部59。而且，在該封裝中設置配線導體。配線導體的一端形成于基體51的上面上并與發光元件55的電極電連接，同時另一端向基體51的側面或下面導出。即，配線導體的一端作為導體層57。
本發明的基體51由氧化鋁陶瓷或氮化鋁材質燒結體、莫來石材質燒結體或玻璃陶瓷等陶瓷或者環氧樹脂等樹脂構成。基體51在上面具有安放發光元件55的安放部51a。另外，在基體51由陶瓷構成的情況下，與本發明的第一實施方式同樣，陶瓷的晶粒的平均粒徑優選為1～5μm。
在安放部51a上形成有在將發光元件55安放固定在基體51上的同時發光元件55電連接的導體層57。該導體層57通過形成于基體51內部的配線層(圖中未示出)而向發光裝置50的外表面導出。通過使該發光裝置50外表面的導出部與外部電路基板連接，從而發光元件55與外部電路電連接。
在基體51由陶瓷構成的情況下，以高溫燒結成為導體層57的由W、Mo-Mn、Cu、Ag等構成的金屬膏而在基體51上面上形成導體層57。另外，在基體51由樹脂構成的情況下，鑄模成型Cu或Fe-Ni合金等構成的管腳并設置固定在基體51的內部。
凸部59在導體層57上設于比發光元件55的外周還位于內側的上面。凸部59可以是導電性材料，也可以是絕緣性材料。在凸部59由絕緣性的陶瓷構成的情況下，例如通過印刷涂敷以形成基體51的材料為主要成分的陶瓷膏，與成為導體層57的同時在高溫燒結而形成。另外，在基體51由樹脂構成的情況下，例如凸部59由和基體51相同的材質構成，與基體51同時利用模具成型形成。
另外，在凸部59為導電性材料的情況下，可以通過在導體層57的上面印刷涂敷金屬膏并燒結，或者通過用切削加工等在管腳上設置突出部，而做成。
這樣，導體層57在比發光元件55的外周還位于內側的上面上形成有凸部59。因此，由凸部59將發光元件55提升得比導體層57還上側，可以在發光元件55的下面與導體層57的上面之間可靠地設置間隙。由此，可以防止導電性粘接材料58由發光元件55的重量而被壓漏出，漏出導體層57而擴散，可以將導電性粘接材料58均勻地形成于導體層57上，使發光元件55水平地安放在導體層57上。其結果，可以使可從發光元件55以所希望的射出角度發光、從發光元件55發光的光由反射部件52以所希望的輻射角度反射，并向外部射出，而從發光裝置發光的光的輻射強度增強。
另外，通過可以將導電性粘接材料58均勻地形成于導體層57上，使發光元件55水平地安放在導體層57上，從而也能夠使從發光元件55產生的熱經由導電性粘接材料58及基體51而有效地輻射到外部。其結果，可以將發光元件55的溫度一直保持穩定，將從發光元件55發光的光的輻射強度在高的狀態下保持穩定。
此外，可以有效地防止導電性粘接材料58流出到比發光元件55的外周還外側的位置，而保持在發光元件55的下側，可以有效地防止從發光元件55發光的光被流出到比發光元件55的外周還外側的位置的導電性粘接材料58所吸收。其結果，可以提供輻射強度高且亮度或彩色再現性等光特性優越的發光裝置50。
凸部59的高度優選為0.01～0.1mm。由此，在發光元件55與導體層57之間可以形成導電性粘接材料58的良好的彎液面，可以更有效地防止導電性粘接材料58的流出的同時，可以進一步提高發光元件55與導體層57的接合強度。
在圖3A及圖3B中示出導體層57及凸部59的放大平面圖。如圖3A所示，在比發光元件55的外周還位于內側的導體層57的上面設有多個例如半球狀的凸部59。另外，如圖3B所示，可以在比發光元件55的外周還位于內側的導體層57的上面設置多個長方形狀的凸部59，以使其與發光元件55的外周平行。如圖3A及3B所示，通過設置多個凸部59，從而可以可靠地在發光元件55的下面與導體層57的上面之間設置間隙，在導體層57的上面與發光元件55的下面之間形成良好的導電性粘接材料58的彎液面。在這里，以使發光元件55相對于導體層57水平安放，平衡良好地設置凸部59是重要的。這樣，通過在導體層57上設置具有比發光元件55的下面的面積還小的面積的凸部，從而即使經由導電性粘接材料58接合導體層57與發光元件55的下面，也可以防止用來將發光元件55接合固定在導體層57上的導電性粘接材料58漏出導體層57并擴散，在安放部51a上可以使導電性粘接材料均勻擴散，可以將發光元件55水平地安放在安放部51a上。
發光元件55，設于其下面的電極通過Ag膏、金(Au)-錫(Sn)焊錫等導電性粘接材料58進行連接。
而且，導體層57優選在其露出的表面上以1～20μm左右的厚度被覆Ni或Au等耐腐蝕性優越的金屬就可以。由此，可以有效地防止導體層57的氧化腐蝕的同時，可以使發光元件55與導體層57的連接牢固。因此，優選在導體層57的露出表面上，利用電解電鍍或無電解電鍍法依次被覆有例如厚度1～10μm左右的Ni電鍍層和厚度為0.1～3μm左右的Au電鍍層。
另外，利用焊錫、Ag焊料等焊料材料或環氧樹脂等粘接劑等的接合材料，將反射部件52安裝在基體51的上面。反射部件52在中央部上形成有貫通孔52a。優選將貫通孔52a的內周面作為有效地反射發光元件55及熒光體發出的光的反射面52b。
反射面52b是通過對反射部件52進行切削加工或模具成型、研磨加工等，做成光反射效率高的平滑面而形成的。或者，可以通過例如利用電鍍或蒸鍍等在貫通孔52a的內周面上形成Al、Ag、Au、白金(Pt)、鈦(Ti)、鉻(Cr)、Cu等高反射率的金屬薄膜而形成反射面52b。而且，在反射面52b由Ag或Cu等因氧化而容易變色的金屬構成的情況下，優選利用電解電鍍或無電解電鍍法在其表面上依次被覆有例如厚度1～10μm左右的Ni電鍍層和厚度為0.1～3μm左右的Au電鍍層。由此，可以提高反射面52b的耐腐蝕性。
此外，優選反射面52b表面的算術平均粗糙度Ra為0.004～4μm，由此，可以使反射面良好地反射發光元件55及熒光體的光。若Ra超過4μm，則難以使發光元件55的光均勻地反射，在發光裝置的內部容易產生漫反射。另一方面，在不足0.004μm時，有難以穩定且有效地形成這種面的傾向。
再有，反射面52b，例如其縱剖面形狀可以列舉伴隨朝向上側而向外側擴張的如圖2所示的直線狀傾斜面、伴隨朝向上側而向外側擴張的曲面狀傾斜面或矩形的面等形狀。
這樣，本發明的發光元件收納用封裝通過將發光元件55安放在安放部51a上，同時通過導電性粘接材料58，與導體層57電連接，用透光性部件53覆蓋發光元件55，從而形成發光裝置50。
本發明的透光性部件53由環氧樹脂或硅樹脂等透明樹脂構成。透光性部件53用分配器等注入機填充在反射部件52的內側，用烘烤爐等進行熱固化，以便覆蓋發光元件55。
而且，透光性部件53也可以含有可將發光元件55的光進行波長變換的熒光體。
另外，透光性部件53的上面，如圖2所示，優選在其上形成凸的形狀。由此，可以使從發光元件55向各種方向發光的光透過透光性部件53的光路長近似，可以有效抑制輻射強度的不均的產生。
圖4是表示本發明的第三實施方式的發光裝置60的剖面圖。發光裝置60主要由基體61、作為框體的反射部件62、含有熒光體64的透光性部件63構成。發光裝置60可以使發光元件65的發光具有方向性而向外部發光。
本發明中的基體61，由氧化鋁陶瓷、氮化鋁材質燒結體、莫來石材質燒結體或玻璃陶瓷等陶瓷或者環氧樹脂等樹脂構成。另外，基體61在其上面具有安放發光元件65、從上面突出的安放部61a。另外，在基體61由陶瓷構成的情況下，與上述實施方式同樣，優選陶瓷的晶粒的平均粒徑為1～5μm。
這種安放部61a，在基體61的上面，可以通過利用焊料材料或粘接劑等接合材料而將由氧化鋁陶瓷、氮化鋁材質燒結體、莫來石材質燒結體、玻璃陶瓷等陶瓷、Fe-Ni-Co合金或Cu-W等金屬或者環氧樹脂等樹脂構成的凸部61b安裝在基體61的上面，或者也可以在基體61上面將凸部61b與基體61作為一體而形成。再有，可以通過在設于基體61的中央部的貫通孔中嵌入安裝上述陶瓷、金屬或樹脂構成的凸部61b而設置，以使其上側從基體61的上面突出。
優選凸部61b與基體61為相同材質。由此，可以減小安放部61a和基體61的熱膨脹差，可以有效地抑制在安放部61a上產生變形，發光元件65的位置偏離，發光效率降低。
更優選將凸部61b與基體61做成一體。由此，由于沒有必要在凸部61b與基體61之間介入接合材料，故可以將從發光元件65產生的熱極為良好地輻射到基體61。
在凸部61b與基體1成為一體的情況下，例如可以通過將成為凸部61b或基體61的陶瓷生片(未燒結的)層疊，同時進行燒結，并利用切削加工等金屬加工方法，或者通過以注塑成型等將樹脂鑄模成型而進行制作。
另外，如圖5的本發明的第四實施方式的發光裝置60A所示，凸部61b可以傾斜為伴隨側面朝向基體61側而向外側擴張。由此，在可以使從發光元件65產生的熱的擴散性提高的同時，可以利用突出的安放部61a的側面使光有效地向上方反射。其結果，可以提高發光元件65的發光效率及熒光體64的波長變換的效率，同時可以使從發光元件65或熒光體64發出的光有效地反射到上方，能夠長期以高輻射強度輸出光。
在安放部61a上形成有用來電連接發光元件65的作為配線導體的電連接用圖案(圖中未示出)。該電連接用圖案通過形成于基體61內部的配線層(圖中未示出)而導出到發光裝置的外表面，與外部電路基板連接。由此，發光元件65與外部電路可以電連接。
作為將發光元件65連接在電連接用圖案上的方法，采用通過引線接合進行連接的方法或者利用了在發光元件65的下面通過焊錫突起等電極66而進行連接的倒裝式接合方式的方法等。優選利用倒裝式接合方式進行連接。由此，由于可以將電連接用圖案設于發光元件65的正下方，故沒有必要在發光元件65外周的基體61的上面設置用來設置電連接用圖案的膏。由此，可以有效地抑制從發光元件65發光的光被該基體61的電連接用圖案用的膏吸收而導致軸上光度降低。
該電連接用圖案可以通過在基體61的表面或內部形成例如W、Mo、Cu、Ag等金屬粉末的金屬化層，通過在基體61中埋設Fe-Ni-Co合金等管腳，或者通過使形成了配線導體的絕緣體構成的輸入輸出端子與設于基體61上的貫通孔嵌入接合而進行設置。
而且，優選使Ni或金(Au)等耐腐蝕性優越的金屬以1～20μm的厚度被覆在露出電連接用圖案的表面上，可以有效地防止電連接用圖案的氧化腐蝕，可以使發光元件65與電連接用圖案的連接牢固。因此，更優選利用電解電鍍或無電解電鍍法在電連接用圖案的表面上依次被覆有例如厚度1～10μm左右的Ni電鍍層和厚度為0.1～3μm左右的Au電鍍層。
另外，與本發明的第二實施方式同樣，利用焊錫、Ag焊料等焊料材料或環氧樹脂等粘接劑等的接合材料將反射部件62安裝在基體61的上面。反射部件62在中央部上形成有貫通孔62a，同時將內周面作為反射發光元件65發光的光的反射面62b。
反射面62b與本發明的第二實施方式同樣地形成，省略說明。
此外，反射面62b表面的算術平均粗糙度Ra與本發明第二實施方式同樣，優選為0.004～4μm。由此，反射面62b可以使發光元件65及熒光體64的光良好地反射。
反射面62b，其縱剖面形狀例如可以列舉出伴隨朝向上側而向外側擴張的圖4～圖6所示的本發明的第三～第五實施方式的發光裝置60、60A、60B的直線狀傾斜面、伴隨朝向上側而向外側擴張的曲面狀傾斜面或如圖7所示的本發明的第六實施方式的發光裝置60C的矩形的面等形狀。
反射部件62雖然可以安裝在基體61上面的凸部61b以外的任何部位上，但優選安裝在發光元件65的周圍，以便以所希望的面精度例如在發光裝置的縱剖面中，將發光元件65夾持于其間且設于發光元件65兩側的反射面62b成為對稱的狀態下設置反射面62b。由此，不僅用熒光體對來自發光元件65的光進行波長變換并直接輻射到外部，而且可以用反射面62b均勻無偏差地使從發光元件65向橫向等發光的光及從熒光體64向下側放出的光反射，可以有效地使軸上光度及亮度甚至彩色再現性等提高。
尤其如圖6所示，反射部件62越接近凸部61b，上述效果越顯著。由此，通過用反射部件62包圍具有安放部61a的凸部61b的周圍，從而可以使更多的光反射，能夠得到更高的軸上光度。
此外，安放在安放部61a上的發光元件65的發光部69設置為位于比反射面62b的下端62c還高的位置上。即，從發光元件65的發光部69的基體61的上面開始的高度比貫通孔62a的下側開口部周圍的反射部件62的厚度L還大。由此，可以有效地防止由反射部件62的加工時在反射面62b的下端62c上層產生的變化等及將反射部件62接合在基體61上時漏出的焊料材料導致漫反射發光元件65發光的光。與此同時，可以將發光元件65發光的光照射到透光性部件63的表面附近多量的熒光體64，可以使波長變換效率非常良好。
本發明的透光性部件63，由含有可以將來自發光元件65的光進行波長變換的熒光體64的環氧樹脂或硅樹脂等透明樹脂構成。透光性部件63被用分配器等注入機填充在反射部件62的內側，并用烘烤爐等進行熱固化，以便覆蓋發光元件65。由熒光體64對來自發光元件65的光進行波長變換，可以取出具有所希望的波長光譜的光。
此外，透光性部件63設置為其上面與發光元件65的發光部的間隔X為0.1～0.5mm。由此，利用發光元件65的發光部69上側的恒定厚度的透光性部件63所含的熒光體，可以高效地對從發光元件65發出的光進行波長變換，那些進行過波長變換的光不會被熒光體64妨害，而可以直接放出到透光性部件63的外部。其結果，可以提高發光裝置的輻射強度，可以使軸上光度或亮度、彩色再現性等光特性良好。
如圖8所示，在發光元件65的發光部69與透光性部件63的表面的間隔X比0.5mm大時，熒光體64中、鄰近發光元件65的熒光體(用斜線表示的熒光體64)雖然可以直接激勵發光元件65的光并進行波長變換，但難以向透光性部件63的外部直接放出該進行過波長變換的光。即，通過由透光性部件63表面附近的熒光體64(圖8的斜線部以外的熒光體64)妨害光的進行，從而難以使向外部的軸上光度良好。
另一方面，如圖9所示，在發光元件65的發光部69與透光性部件63的表面的間隔X比0.1mm小時，難以有效地對發光元件65的光進行波長變換。因此，沒有進行波長變換而透過透光性部件63的視感性低的波長的光增多，難以使軸上光度或亮度、彩色再現性等光特性良好。
如圖10的本發明的第七實施方式的發光裝置60D所示，透光性部件63優選其表面的算術平均粗糙度在中央部比外周部還大。由此，可以抑制由透光性部件63的中央部和外周部射出的光的輻射強度的差。即，利用透光性部件63表面的中央部的粗糙面67，使從發光元件65發光、不會被反射部件62等反射而直接從透光性部件63表面的中央部輻射的強度大的光適度地散射，將光強度減弱一些。由此，可以使光強度被減弱的從透光性部件63表面的中央部輻射的光近似于強度減小的、從透光性部件63表面的外周部輻射的光的強度，可以縮小透光性部件63的中央部與外周部的輻射強度的差。其結果，發光裝置可以在寬范圍內輻射一樣的光，同時可以抑制由于輻射強度集中在發光面的一部分而產生的、給予人眼強烈刺激的眩光的現象，可以抑制對人眼的壞影響。
透光性部件63表面的算術平均粗糙度可以是中央部為0.5μm以上，外周部為0.1μm以下。由此，可以使透光性部件63表面中的輻射強度進一步無偏差地均勻，也可以使輻射強度良好。
而且，在從中央部到外周部由平滑面構成透光性部件63的情況下，由于在中央部縮短從發光元件65到透光性部件63的距離，故傳播損耗也減少，輻射強度強。與此相對，由于在透光性部件63的外周部用反射部件62反射發光元件65的光并向發光裝置的外部射出，故光路長變長，由反射部件62的反射損耗導致輻射強度較小。其結果，在透光性部件63的中央部和外周部，在光強度上產生大的差，產生從發光裝置射出的光的顏色不均或照射面中的照度分布不均。與此相對，通過使透光性部件63的表面的算術平均粗糙度在中央部比外周部還大，從而可以有效地防止從發光裝置射出的光的顏色不均或照射面中的照度分布不均的產生。
這種粗糙面67例如可以通過用金屬膜包覆透光性部件63的表面的外周部，從發光裝置的上側噴射陶瓷等粉末體并進行粗化而形成。
另外，透光性部件63的上面，如圖4所示可以在其上做成凸的形狀。由此，即使對于從發光元件65向斜上方放出的光，也可以使發光部69與透光性部件63的表面的間隔為0.1～0.5mm，可以進一步提高輻射強度。
圖11是表示本發明的第八實施方式的發光裝置70的剖面圖。發光裝置70主要由基體71、作為框體的反射部件72、透光性部件73、導體層77和凸部79構成。
本發明的發光元件收納用封裝備有基體71、框狀的反射部件72和導體層77。基體71在上面的中央部上具有發光元件75的安放部71a。反射部件72在基體71的上面的外周部上包圍安放部71a地設置。導體層77形成于安放部71a上。發光元件75經由導電性粘接材料8而與導體層77電連接。在其導體層77的周圍形成有由絕緣體構成的凸部79。而且，在該封裝中設置配線導體。配線導體的一端形成于基體71的上面并與發光元件75的電極電連接，同時另一端導出到基體71的側面或下面。即，配線導體的一端成為導體層77。
本發明中的基體71由氧化鋁陶瓷、氮化鋁材質燒結體、莫來石材質燒結體或玻璃陶瓷等陶瓷或者環氧樹脂等樹脂構成。另外，基體71在其上面具有安放發光元件5的安放部81a。另外，在基體71由陶瓷構成的情況下，與上述實施方式同樣，優選陶瓷的晶粒的平均粒徑為1～5μm。
在安放部71a上，形成有將發光元件75安放固定在基體71上的同時，發光元件75電連接的導體層77。該導體層77通過形成于基體71內部的配線導體(圖中未示出)而導出至發光裝置70的外表面。通過將該發光裝置70的外表面的導出部連接在外部電路基板上，從而電連接發光元件75和外部電路。
導體層77在基體71由陶瓷構成的情況下，在基體71的上面以高溫燒結成為導體層77的由W、Mo-Mn、Cu、Ag等構成的金屬膏而形成。另外，在基體71由樹脂構成的情況下，鑄模成型由Cu或Fe-Ni合金等構成的管腳并設置固定在基體71的內部。
凸部79形成于導體層77的周圍。在基體71由陶瓷構成的情況下，例如凸部79通過印刷涂敷以形成基體71的材料為主要成分的陶瓷膏，與成為導體層的金屬膏同時在高溫下燒結而形成。在基體71由樹脂構成的情況下，例如凸部79由與基體71相同的材質構成，與基體71同時利用模具成型來形成。而且，凸部79可以是和基體71相同的材料，也可以不同。
由于在這種導體層77的周圍形成有由絕緣體構成的凸部79，故利用凸部79可以防止導電性粘接材料78漏出導體層77，可以使導電性粘接材料78的厚度均勻，使發光元件75水平地安放在導體層77上。其結果，可以從發光元件75以所希望的射出角度發光，并可以以所希望的輻射角度反射從發光元件75發光的光并輻射到外部，可以使從發光元件75發光的光的輻射強度增強。
另外，通過可以使發光元件75水平地安放在導體層77上，從而也能使從發光元件75產生的熱無偏差地均勻地經由導電性粘接材料78及基體71而有效地輻射到外部。其結果，可以將發光元件75的溫度一直維持為穩定，可以在高的狀態下穩定地維持從發光元件75發出的光。
進而，可以有效地防止從發光元件75發光的光由凸部79反射到導電性粘接材料78上，可以有效地防止從發光裝置輻射的光被導電性粘接材料78吸收而產生輻射強度降低、亮度或彩色再現性降低。這樣，可以提供輻射強度高且發光特性優越的發光裝置。
另外，凸部79可以覆蓋導體層77的外周部，也可以不覆蓋。此外，凸部79在導體層77為多個的情況下，如圖12A所示，在各導體層77的周圍可以形成于整周，也可以如圖12B所示只在多個導體層77的集合體的周圍形成。
再有，如圖13A所示，導體層77，其露出部可以比發光元件75的外周還位于外側，優選如圖13B所示，導體層77的露出的部位比發光元件75的外周還位于內側。由此，可以防止用來接合導體層77和發光元件75的導電性粘接材料從導體層77與發光元件75之間露出，可以極有效地防止從發光元件75發光的光照射到導電性粘接材料78上。其結果，可以防止從發光元件75發光的光被導電性粘接材料78吸收或作為輻射強度低的光反射，可以使從發光裝置發光的光的輻射強度成為高狀態，同時可以使亮度或彩色再現性優越。
還有，即使從發光元件75發光的光為紫外光，導電性粘接材料78也不會劣化，可以使導體層77與發光元件75的接合強度一直高，可以長期牢固地將發光元件75固定在導體層77上。其結果，可以使發光元件75的電極76與導體層77的電連接長期可靠，可以使發光裝置耐用。
此外，優選凸部79的側面傾斜為伴隨朝向基體71側而向外側擴展。通過這樣地構成，凸部79的側面與基體71的上面的角落部的空氣容易跑出，可以防止空氣進入該角落部，可以有效地防止在導電性粘接材料78及透光性部件73上產生空隙，由于溫度變化等導致空隙中的空氣膨脹而產生剝離或裂紋。另外，用凸部79外側的傾斜的側面可以使光良好地反射到上側，可以提高發光效率。
優選凸部79相對從發光元件75及透光性部件73所含有的熒光體發出的光的反射率為60％以上。根據該構成，可以更有效地防止從發光元件75或熒光體發出的光被凸部79吸收或作為輻射強度低的光反射，可以使從發光裝置發光的光的輻射強度極高。若凸部79的光的反射率不足60％，則從發光元件75或熒光體發光的光被凸部79吸收的量增加，從發光裝置發光的光的輻射強度容易降低。
發光元件75，設于其下面的電極76通過Ag膏、金(Au)-錫(Sn)焊錫等導電性粘接材料78連接。
而且，與本發明的第二實施方式同樣，導體層77優選以1～20μm左右的厚度將Ni或Au等耐腐蝕性優越的金屬被覆在其露出的表面上。
另外，利用焊錫或Ag焊料等焊料材料、環氧樹脂等粘接劑的接合材料將反射部件72安裝在基體71的上面。反射部件72在中央部形成有貫通孔72a。優選貫通孔72a的內周面作為有效反射發光元件75及熒光體發出的光的反射面72b。
反射面72b與本發明的第二實施方式同樣，省略說明。
此外，反射面72b表面算術平均粗糙度Ra與本發明的第二實施方式同樣，可以為0.004～4μm，由此，反射面72b可以將發光元件75及熒光體的光良好地反射。
再有，反射面72b，例如其縱剖面形狀可以列舉伴隨朝向上側而向外側擴張的圖11所示的直線狀傾斜面、伴隨朝向上側而向外側擴張的曲面狀傾斜面或矩形的面等形狀。
這樣，本發明的發光元件收納用封裝通過在將發光元件安放在安放部71a上的同時，通過導電性粘接材料78而與導體層77電連接，并用透光性部件73覆蓋發光元件75，從而形成發光裝置70。
本發明的透光性部件73由環氧樹脂或硅樹脂等透明樹脂構成。透光性部件73是用分配器等注入機填充到反射部件72的內側，并用烘烤爐等進行熱固化，以便覆蓋發光元件75。
而且，透光性部件73可以含有可將發光元件75的光進行波長變換的熒光體。
另外，透光性部件73的上面可以如圖11所示，優選在其上形成凸的形狀。由此，可以使從發光元件75向各種方向發光的光近似于透過透光性部件73的光路長，可以有效抑制輻射強度的不均產生。
圖14是表示本發明的第九實施方式的發光裝置80的剖面圖。發光裝置80主要由基體81、作為框體的反射部件82、透光性部件83、導體層87和凸部89構成。
本發明的發光元件收納用封裝備有基體81、框狀的反射部件82和導體層87。基體81在從上面突出的突出部81b上具有發光元件85的安放部81a。反射部件82以圍繞安放部81a的方式接合在基體81的上面，內周面作為反射發光元件85發光的光的反射面82b。導體層87形成于安放部81a的上面。發光元件85通過導電性粘接材料88而電連接導體層87。導體層87的周圍被由絕緣體構成的凸部89包圍。而且，在該封裝中設置配線導體。配線導體的一端形成于基體81的上面，并與發光元件85的電極電連接，同時另一端向基體81的側面或下面導出。即，配線導體的一端成為導體層87。
由此，可以使反射部件82的反射面82a良好地反射從發光元件85的側面向橫向及斜下方發光的光，而不會被反射部件82與基體81的接合部或基體81的表面吸收，可以以所希望的輻射角度用反射部件82反射并良好地輻射到外部。其結果，可以提高從發光裝置80發光的光的輻射強度并穩定地保持。
另外，由于形成有突出部81b，以使安放部81a從基體81的上面離開，故可以使安放部81a與反射部件82的下端可靠地絕緣。因此，從平面看，可以使反射部件82的下端更接近安放部81a，可以用反射部件82的反射面更良好地反射從發光元件85發光的光。
還有，可以利用由絕緣體構成的凸部89，防止導電性粘接材料88從導體層87漏出，可以使導電性粘接材料88的厚度均勻，可以使發光元件85水平地安放在導體層87上。其結果，可以以所希望的輻射角度從發光元件85發光，可以用反射部件82以所希望的輻射角度反射從發光元件85發光的光并輻射到外部，可以使從發光裝置發光的光的輻射強度增強。
此外，通過可以使發光元件85水平地安放在導體層87上，從而也能使從發光元件85產生的熱無偏差且均勻地經由導電性粘接材料88及基體81而有效地輻射到外部。其結果，可以穩定地維持發光元件85的溫度，可以在高的狀態下穩定地維持從發光元件85發光的光。
進而，可以有效地防止從發光元件85發光的光由凸部89照射到導電性粘接材料88上，可以有效地防止從發光裝置輻射的光被導電性粘接材料吸收而產生的輻射強度的降低、亮度或彩色再現性的降低。這樣，可以提供輻射強度高且發光特性優越的發光裝置。
本發明中的基體81由氧化鋁陶瓷、氮化鋁材質燒結體、莫來石材質燒結體或玻璃陶瓷等陶瓷或者環氧樹脂等樹脂構成。另外，基體81在從上面突出的突出部81b上具有安放發光元件85的安放部81a。另外，在基體81由陶瓷構成的情況下，與上述實施方式同樣，優選陶瓷的晶粒的平均粒徑為1～5μm。
突出部81b可以與基體81成為一體。這種情況下，可以利用公知的陶瓷生片層疊法或切削加工、模具成型等來形成。
此外，作為突出部81b，可以利用釬焊或粘接劑將立方體狀的突出部81b接合在基體81的上面。作為這種突出部81b，可以列舉陶瓷或樹脂、玻璃、無機晶體、金屬等。
在安放部81a上形成有將發光元件85安放固定在基體81上的同時電連接發光元件85的導體層87。該導體層87通過形成于基體81內部的配線導體(圖中未示出)而導出到發光裝置80的外表面。通過使該發光裝置80的外表面的導出部與外部電路基板連接，從而使發光元件85與外部電路電連接。
導體層87在基體81由陶瓷構成的情況下，在基體81的上面以高溫燒結成為導體層87的由W、Mo-Mn、Cu、Ag等構成的金屬膏而形成。另外，在基體81由樹脂構成的情況下，鑄模成型由Cu或Fe-Ni合金等構成的管腳并設置固定在基體81的內部。
凸部89形成于導體層87的周圍。在基體81由陶瓷構成的情況下，例如凸部89通過印刷涂敷以形成基體81的材料為主要成分的陶瓷膏，與成為導體層87的金屬膏同時在高溫下燒結而形成。在基體81由樹脂構成的情況下，例如凸部89由與基體81相同的材質構成，與基體81同時利用模具成型來形成。而且，凸部89可以是和基體81相同的材料，也可以不同。
這樣，由于在導體層87的周圍形成有由絕緣體構成的凸部89，故利用凸部89可以防止導電性粘接材料88漏出導體層87，可以使導電性粘接材料88的厚度均勻，使發光元件85水平地安放在導體層87上。其結果，可以從發光元件85以所希望的射出角度發光，并可以以所希望的輻射角度反射從發光元件85發光的光并輻射到外部，可以使從發光裝置發光的光的輻射強度增強。
另外，通過可以使發光元件85水平地安放在導體層87上，從而也能使從發光元件85產生的熱無偏差地均勻地經由導電性粘接材料88及基體81而有效地輻射到外部。其結果，可以將發光元件85的溫度一直維持為穩定，可以在高的狀態下穩定地維持從發光元件85發出的光。
進而，可以有效地防止從發光元件85發光的光由凸部89照射到導電性粘接材料88上，可以有效地防止從發光裝置輻射的光被導電性粘接材料88吸收而產生輻射強度降低、亮度或彩色再現性降低。這樣，可以提供輻射強度高且發光特性優越的發光裝置。
另外，凸部89可以覆蓋導體層87的外周部，也可以不覆蓋。此外，凸部89在導體層87為多個的情況下，如圖15A所示，在各導體層87的周圍可以形成于整周，也可以如圖15B所示只在多個導體層87的集合體的周圍形成。
再有，如圖16A所示，導體層87，其露出部可以比發光元件85的外周還位于外側，優選如圖16B所示，導體層87的露出的部位比發光元件85的外周還位于內側。由此，可以防止用來接合導體層87和發光元件85的導電性粘接材料88從導體層87與發光元件85之間露出，可以極有效地防止從發光元件85發光的光照射到導電性粘接材料88上。其結果，可以防止從發光元件85發光的光被導電性粘接材料88吸收或作為輻射強度低的光反射，可以使從發光裝置發光的光的輻射強度成為高狀態，同時可以使亮度或彩色再現性優越。另外，通過構成為導體層87的漏出部位比發光元件85的外周還位于內側的結構，從而作為縮小安放部的結構，可以與其配合而進一步小型化反射部件82，同時基體81也可以與反射部件82配合而小型化，可以使發光元件收納用封裝整體進一步小型化。
還有，即使從發光元件85發光的光為紫外光，導電性粘接材料88也不會劣化，可以使導體層87與發光元件85的接合強度一直高，可以長期牢固地將發光元件85固定在導體層87上。其結果，可以使發光元件85的電極86與導體層87的電連接長期可靠，可以使發光裝置壽命長。
此外，優選凸部89的側面傾斜為伴隨朝向基體81側而向外側擴展。通過這樣地構成，凸部89的側面與基體81的上面的角落部的空氣容易跑出，可以防止空氣進入該角落部，可以有效地防止在導電性粘接材料88及透光性部件83上產生空隙，由于溫度變化等導致空隙中的空氣膨脹而產生剝離或裂紋。另外，用凸部89外側的傾斜的側面可以使光良好地反射到上側，可以提高發光效率。
與本發明的第八實施方式同樣，優選凸部89相對于從發光元件85及透光性部件83所含有的熒光體發出的光的反射率為60％以上。
發光元件85，設于其下面的電極86通過Ag膏、金(Au)-錫(Sn)焊錫等導電性粘接材料88連接。
而且，與本發明的第二實施方式同樣，導體層87優選以1～20μm左右的厚度將Ni或Au等耐腐蝕性優越的金屬被覆在其露出的表面上。
另外，利用焊錫或Ag焊料等焊料材料、環氧樹脂等粘接劑的接合材料將反射部件82安裝在基體81的上面。反射部件82在中央部形成有貫通孔82a。優選貫通孔82a的內周面作為有效反射發光元件85及熒光體發出的光的反射面82b。
反射面82b與本發明的第二實施方式同樣形成，省略其說明。
此外，反射面82b表面的算術平均粗糙度Ra與本發明的第二實施方式同樣，可以為0.004～4μm，由此，反射面82b可以將發光元件85及熒光體的光良好地反射。
再有，反射面82b，例如其縱剖面形狀可以列舉伴隨朝向上側而向外側擴張的如圖14所示的直線狀傾斜面、伴隨朝向上側而向外側擴張的曲面狀傾斜面或矩形的面等形狀。
這樣，本發明的發光元件收納用封裝通過在將發光元件85安放在安放部81a上的同時，通過導電性粘接材料88而與導體層87電連接，并用透光性部件83覆蓋發光元件85，從而形成發光裝置80。
本發明的透光性部件83由環氧樹脂或硅樹脂等透明樹脂構成。透光性部件83是用分配器等注入機填充到反射部件82的內側，并用烘烤爐等進行熱固化，以便覆蓋發光元件85。
而且，透光性部件83可以含有可將發光元件85的光進行波長變換的熒光體。
另外，透光性部件83的上面可以如圖14所示，在其上形成凸的形狀。由此，可以使從發光元件85向各種方向發光的光近似于透過透光性部件83的光路長，可以有效抑制輻射強度的不均產生。
圖17是表示本發明的第十實施方式的發光裝置90的剖面圖。發光裝置90主要由基體91、反射部件92、含有熒光體94的透光性部件93和發光元件95構成。該發光裝置90可以使發光元件95的發光具有方向性而向外部發光。
本發明中的基體91由氧化鋁陶瓷、氮化鋁材質燒結體、莫來石材質燒結體或玻璃陶瓷等陶瓷或者環氧樹脂等樹脂、或者由Fe-Co合金，Cu-W，Al等的金屬構成。另外，基體91具有在上側主面上安放固定具有安放發光元件95的安放部92d的反射部92的功能。另外，在基體91由陶瓷構成的情況下，與上述實施方式同樣，優選陶瓷的晶粒的平均粒徑為1～5μm。
利用焊錫、Ag焊料等焊料材料或環氧樹脂等粘接劑等的接合材料將反射部件92安裝在基體91的上面。在反射部件92上，在上側主面的中央部上形成發光元件95被安放在上面的凸狀的安放部92b。另外，在反射部件92上，在上側主面的外周部上形成有圍繞安放部92b且將其周面作為反射發光元件95發光的光的反射面92c的側壁部92a。由此，不僅可以用熒光體94對來自發光元件95的光進行波長變換并直接輻射到外部，而且可以用反射面92c使從發光元件95向橫向等發光的光或從熒光體94放出到外側的光均勻無偏差地反射，可以有效地使軸上光度及亮度甚至彩色再現性等提高。
反射部件92由氧化鋁陶瓷、氮化鋁材質燒結體、莫來石材質燒結體或玻璃陶瓷等陶瓷、或者環氧樹脂等樹脂、或者由Fe-Ni-Co合金、Cu-W、Al等金屬構成，通過進行切削加工或模具成型等而形成。而且，可以通過在反射部件92的側壁部92a的內周面上實施切削加工或模具成型等形成反射面92c，或者通過在側壁部92a的內周面上例如利用電鍍或蒸鍍等形成Al、Ag、Au、白金(Pt)、鈦(Ti)、鉻(Cr)、Cu等高反射率的金屬薄膜，從而形成反射面92c。
而且，在反射面92c由Ag或Cu等因氧化而容易變色的金屬構成的情況下，與本發明的第二實施方式同樣，優選利用電解電鍍或無電解電鍍法在其表面上依次被覆有例如厚度1～10μm左右的Ni電鍍層和厚度為0.1～3μm左右的Au電鍍層。由此，可以提高反射面92c的耐腐蝕性。
此外，與本發明的第二實施方式同樣，優選反射面92b表面的算術平均粗糙度Ra為0.004～4μm，由此，可以使反射面92c良好地反射發光元件95及熒光體94的光。
反射面92c，例如其縱剖面形狀可以列舉伴隨朝向上側而向外側擴張的圖17及圖18所示的本發明的第十實施方式及第十一實施方式的發光裝置90、90A的直線狀傾斜面、伴隨朝向上側而向外側擴張的曲面狀傾斜面或圖19所示的本發明的第十二實施方式的發光裝置90B的本發明矩形的面等形狀。
本發明的反射面92c位于連接下端位于發光元件95的端部的發光部98和安放部92b的上面92d及側面之間的角的光路線99，或比光路線99還位于下側。由此，可以用反射面92c有效地反射從發光元件95向橫向或下側方向發光的直接光，可以使輻射光強度極高。
而且，在發光元件95安放在安放部92b的上面92d的同時，發光元件95的電極與形成于安放部92b的上面92d上的電極墊或者由形成于基體91上面的配線導體的一部分構成的電極墊(pad)電連接。該電極墊通過形成于基體91及反射部件92內部的配線導體(圖中未示出)而向發光裝置90的外面(基體91的側面及下面)導出，并與外部電路基板連接。由此，可以電連接發光元件95與外部電路。
這種電極墊例如通過在基體91或反射部件92的表面或內部形成W、Mo、Cu、Ag等金屬粉末的金屬化層，或通過將Fe-Ni-Co合金等管腳埋設在基體91或反射部件92中，或者通過使形成了配線導體的絕緣部件構成的輸入輸出端子嵌入并接合設置在基體91及反射部件92上的貫通孔而設置。
而且，優選使Ni或金(Au)等耐腐蝕性優越的金屬以1～20μm左右的厚度被覆在電極墊或配線導體的露出表面上，在可以有效地防止電極墊或配線導體的氧化腐蝕的同時，可以使發光元件95和電極墊的連接牢固。因此，更優選利用電解電鍍或無電解電鍍法在電極墊或配線導體露出的表面上依次被覆有例如厚度1～10μm左右的Ni電鍍層和厚度為0.1～3μm左右的Au電鍍層。
另外，安放部92b，其側面有時如圖17所示朝向基體91而垂直形成，有時如圖18所示朝向基體91而擴散地形成。在擴散地形成的情況下，能夠將發光元件95產生的熱從安放部92b有效地向下方傳遞，可以使發光元件95的放熱性提高，可以良好地維持發光元件95的工作性。
在反射部件92為絕緣部件的情況下，如圖17所示，發光元件95及形成于安放部92b的上面92d上的電極墊，通過采用金屬突起(電連接機構96)接合等倒裝式接合方式而電連接。另外，雖然在圖17中未圖示，但若在反射部件92上面形成電極墊，則也能采用如金線(電連接機構96’)等引線接合方式。優選倒裝式接合方式，由于可以將電極墊設置在發光元件95的正下方，故沒有必要在發光元件95的外周的基體91的上面設置用來設置電連接用圖案的空間。由此，可以有效抑地制從發光元件95發光的光被該基體91的電連接用圖案用的空間吸收，且軸上光度降低。
此外，在基體91為絕緣部件的情況下，如圖18所示，優選在由絕緣部件或金屬部件構成的反射部件92的安放部92b的周圍形成貫通上下主面且比光路線還位于下側的貫通孔97，發光元件95的電極與基體91上面的配線導體通過貫通孔97而由導線(電連接機構96’)進行電連接。由此，從發光元件95發光的直接光在比設于反射部件92的用來通過導線96’的貫通孔97還上側的位置由反射面92c反射，可以有效地防止直接光進入貫通孔97內而被吸收，可以提高輻射光強度。另外，可以使發光元件95的下面完全接合在反射部件92的安放部92b上，可以將發光元件95的熱良好地傳遞到反射部件，可以進一步提高放熱性。
而且，貫通孔97的深度(即反射部件92底部的厚度)及貫通孔97的孔徑是考慮與基體91的熱膨脹差及發光元件95產生的熱傳導性等而適當選定的。還有，反射部件92底部的厚度即使在如圖17所示的情況下也可以適當選定。
再有，通過使陶瓷所含的晶粒的平均粒徑為1～5μm來提高基體91的反射率，從而可以有效抑制光從形成于反射部件92的用來通過導線96’的貫通孔97漏出而被基體91吸收。
貫通孔97，如圖20的本發明的第十三實施方式的發光裝置90C所示，優選在其內部填充有含有絕緣性光反射粒子的絕緣性膏97a，以便與反射部件92的上側主面齊平面。由此，即使從發光元件95及熒光體94發出的光進入貫通孔97，也可以由光反射粒子有效地反射到上側，可以使發光裝置的輻射強度或軸上光度或亮度、彩色再現性等光特性良好。
絕緣性膏97a所含的光反射粒子是在硫酸鋇、碳酸鈣、氧化鋁、二氧化硅等的組成中含有Ca、Ti、Ba、Al、Si、Mg、K、O的材料，優選表面的全反射率為80％以上。由此，可以使發光裝置的輻射強度或軸上光度或亮度、彩色再現性等光特性良好。
透光性部件93由環氧樹脂或硅樹脂等透明樹脂或者玻璃等構成，含有可以將來自發光元件95的光進行波長變換的熒光體94。透光性部件93是用分配器等注入機填充在反射部件92的內側，并用烘烤爐等進行熱固化，以便覆蓋發光元件95。由此，可以利用熒光體94對來自發光元件95的光進行波長變換，以取出具有所希望的波長光譜的光。
此外，透光性部件93設置為其上面與發光元件95的發光部的間隔X為0.1～0.5mm。由此，可以由發光元件95的發光部上側的恒定厚度的透光性部件93所含的熒光體94對從發光元件95發出的光高效地進行波長變換，并且那些進行過波長變換的光不會被熒光體94妨害而可以直接放出到透光性部件93的外部。其結果，可以提高發光裝置的輻射強度，使軸上光度或亮度、彩色再現性等光特性良好。
如圖21所示，在發光元件95的發光部與透光性部件93的表面的間隔X比0.5mm長的情況下，熒光體94中鄰近發光元件95的(用斜線表示的熒光體94)雖然可以直接激勵發光元件95的光并進行波長變換，但難以將該波長變換過的光直接放出到透光性部件93的外部。即，通過由透光性部件93的表面附近的熒光體94(圖21的斜線部以外的熒光體94)妨害光的進行，從而難以使向外部的軸上光度良好。
另一方面，如圖22所示，在發光元件95的發光部與透光性部件93的表面的間隔X比0.1mm短的情況下，難以有效地進行波長變換發光元件95的光。因此，未進行波長變換而透過透光性部件93的視感性低的波長的光增多，難以使軸上光度或亮度、彩色再現性等光特性良好。
另外，透光性部件93的上面，如圖17所示，優選在其上形成凸的形狀。由此，即使對于從發光元件95向斜上方放出的光來說，也可以使發光部與透光性部件93表面的間隔為0.1～0.5mm，可以進一步提高輻射強度。
此外，本發明的發光裝置41、50、60、60A、60B、60C、60D、70、80、90、90A、90B、90C，通過設置為使1個裝置成為規定的配置，或者通過將多個設置為例如格子狀或鋸齒狀、輻射狀、將多個發光裝置41、50、60、60A、60B、60C、60D、70、80、90、90A、90B、90C構成的圓狀或多邊形狀的發光裝置群，多群形成為同心狀等規定的配置，從而可以做成照明裝置。由此，由于利用半導體構成的發光元件44、55、65、75、85、95的電子的再結合產生的發光，故能夠比現有的利用了放電的照明裝置還低消耗電力且耐用，可以做成發熱少的小型照明裝置。其結果，可以抑制從發光元件44、55、65、75、85、95產生的光的中心波長的變動，可以長期以穩定的輻射光強度或輻射光角度(配光分布)照射光，同時可以做成可抑制照射面中的顏色不均或照度分布的偏離的照明裝置。
再有，通過將本發明的發光裝置41、50、60、60A、60B、60C、60D、70、80、90、90A、90B、90C作為光源設置為規定的配置，同時在這些發光裝置41、50、60、60A、60B、60C、60D、70、80、90、90A、90B、90C的周圍設置光學設計為任意形狀的反射工具或光學透鏡、光擴散板等，從而可以做成可以輻射任意配光分布的光的照明裝置。
例如，如圖23、圖24的平面圖及剖面圖所示，在為將多個發光裝置41、50、60、60A、60B、60C、60D、70、80、90、90A、90B、90C，以多列配置于發光裝置驅動電路基板101上，并在發光裝置41、50、60、60A、60B、60C、60D、70、80、90、90A、90B、90C的周圍設置有光學設計為任意形狀的反射工具100而成的照明裝置的情況下，在配置于相鄰的1列上的多個發光裝置41、50、60、60A、60B、60C、60D、70、80、90、90A、90B、90C中，優選做成相鄰的發光裝置41、50、60、60A、60B、60C、60D、70、80、90、90A、90B、90C的間隔不會最短的配置的所謂的鋸齒狀。即，在將發光裝置41、50、60、60A、60B、60C、60D、70、80、90、90A、90B、90C配置為格子狀的情況下，通過將成為光源的發光裝置41、50、60、60A、60B、60C、60D、70、80、90、90A、90B、90C排列在直線上，從而眩光增強，通過使這種照明裝置進入人的視覺，從而容易引起不快感或對眼睛的障礙。與此相對，通過做成鋸齒狀，從而可以抑制眩光，減輕對人眼的不快感或對眼睛的障礙。進而，通過增長相鄰的發光裝置41、50、60、60A、60B、60C、60D、70、80、90、90A、90B、90C間的距離，從而可以有效抑制相鄰的發光裝置41、50、60、60A、60B、60C、60D、70、80、90、90A、90B、90C間的熱干涉，抑制安裝了發光裝置41、50、60、60A、60B、60C、60D、70、80、90、90A、90B、90C的發光裝置驅動電路基板101內的熱的不暢通，可以有效地向發光裝置41、50、60、60A、60B、60C、60D、70、80、90、90A、90B、90C的外部輻射熱。其結果，可以制作即使對人眼來說障礙也小的長期光學特性穩定的耐用(壽命長)的照明裝置。
此外，照明裝置是如圖25及圖26的平面圖及剖面圖所示的在發光裝置驅動電路基板101a上，將有多個發光裝置41、50、60、60A、60B、60C、60D、70、80、90、90A、90B、90C構成的圓狀或配置為多邊形狀的發光裝置群，以多群形成為同心狀的照明裝置的情況下，優選1個配置為圓狀或多邊形狀的發光裝置群中的發光裝置41、50、60、60A、60B、60C、60D、70、80、90、90A、90B、90C的配置數在外周側比照明裝置的中央側多。由此，可以一邊適度保持發光裝置41、50、60、60A、60B、60C、60D、70、80、90、90A、90B、90C之間的間隔，一邊更多地配置發光裝置41、50、60、60A、60B、60C、60D、70、80、90、90A、90B、90C，可以進一步使照明裝置的照度提高。還有，可以降低照明裝置的中央部的發光裝置41、50、60、60A、60B、60C、60D、70、80、90、90A、90B、90C的密度，抑制發光裝置驅動電路基板101a的中央部中的熱的不暢通。由此，發光裝置驅動電路基板101a內的溫度分布變得一樣，可以有效地向設置了照明裝置的外部電路基板或吸熱設備傳遞熱，可以抑制發光裝置41、50、60、60A、60B、60C、60D、70、80、90、90A、90B、90C的溫度上升。其結果，發光裝置41、50、60、60A、60B、60C、60D、70、80、90、90A、90B、90C可以長期穩定，同時可以制作耐用的照明裝置。
作為這種照明裝置，例如列舉室內或室外所用的一般照明用器具、枝形吊燈用照明器具、住宅用照明器具、辦公室用照明器具、店裝、展示用照明用器具、道路用照明器具、感應燈器具及信號裝置、舞臺及演播室用的照明器具、廣告燈、照明用電桿、水中照明用燈、閃光儀用燈、聚光燈、埋入于電柱等的防范用照明、緊急用照明器具、懷中電燈、電光布告牌等或調光器、自動亮滅器、顯示器等的背光燈、動畫裝置、裝飾品、照光式開關、光傳感器、醫療用燈、車載燈等。
實施例實施例1關于本發明的第一實施方式的發光裝置41，以下示出實施例。
首先，準備由成為基體42的各種粒徑的晶粒構成的氧化鋁陶瓷基體。另外，在安放發光元件44的安放部42a的周圍，形成經由形成于基體42內部的內部配線而用來電連接發光元件44與外部電路基板的配線導體。而且，基體42上面的配線導體由Mo-Mn粉末構成的金屬化層成型為直徑為0.1mm的圓形墊，在其表面上依次被覆厚度3μm的Ni電鍍層與厚度2μm的Au電鍍層。另外，基體42內部的內部配線通過由貫通導體構成的電連接部、所謂的通孔而形成。對于該通孔，也和配線導體同樣，用由Mo-Mn粉末構成的金屬化導體成型。
接著，用Ag膏將發出近紫外光的厚度為0.08mm的發光元件44安裝在安放部42a上，并通過由Au構成的接合引線將發光元件44電連接在配線導體上。
接下來，利用分配器在發光元件44周圍被覆含有被發光元件44的光激勵且進行黃色發光的熒光體的硅樹脂(透光性部件45)，并使其熱固化，制作作為樣本的發光裝置41，測定了光輸出。
而且，熒光體相對于硅樹脂儀1/4的填充率(質量％)均勻地分散。另外，熒光體使用其平均粒徑為1.5～80μm且進行具有石榴石(garnet)結構的釔鋁酸鹽系的黃色發光的熒光體。
在基體42的陶瓷的晶粒的平均粒徑為10μm左右的情況下，光輸出為14mW。然而，在基體42的陶瓷的晶粒的平均粒徑為1～5μm的情況下，光輸出為17mW，與陶瓷的晶粒的平均粒徑為10μm左右相比，光輸出的能量增加20％以上。即，與陶瓷的晶粒的平均粒徑為10μm左右的情況相比，通過采用陶瓷的晶粒的平均粒徑為1～5μm的基體，從而考慮有效抑制進入基體42內部的光，同時由基體42的表面中的光散射而被光照射的熒光體的數量增加，光輸出提高。
另外，在為了提高發光裝置41的光輸出而使電流值增加的情況下，也確認了可以有效抑制陶瓷的平均粒徑為1～5μm的基體相對順時針方向電流的發光效率的降低。
實施例2接著，制作與上述實施例相同的結構且基體42燒結后的陶瓷的晶粒的平均粒徑為1(μm)、5(μm)、10(μm)的發光裝置41，測定了相對于向發光元件44的負載電流的全光束(光輸出)。而且，發光裝置41安裝在任何地方冷卻功能都同等的放熱設備中，用積分球測定光輸出。其結果如圖7所示。
如圖27所示，在向發光元件44的負載電流的額定電流為20(mA)，額定電壓為3.4(V)的情況下，陶瓷的晶粒的平均粒徑為1(μm)的發光裝置41的光輸出成為0.96(lm)，發光效率為14(lm/W)。另外，陶瓷的晶粒的平均粒徑為5(μm)的發光裝置41的光輸出為0.8(lm)，發光效率為12(lm/W)。與此相對，陶瓷的晶粒的平均粒徑為10(μm)的發光裝置41的光輸出變為0.55(lm)，發光效率是8(lm/W)。即，額定電流中的發光裝置41的光輸出，與基體42的陶瓷的晶粒的平均粒徑為10(μm)相比，陶瓷的晶粒的平均粒徑為1(μm)、5(μm)的發光裝置41的光輸出提高45～74(％)。
即，通過使基體42的陶瓷的晶粒的平均粒徑為1～5μm，從而在有效地抑制進入基體42內部的光的同時，通過由陶瓷的晶粒而在基體42表面的凹凸，由發光元件44發出的光以幾乎完全散射的狀態反射。因此，通過以均勻的光強度照射填充于框體43內部的熒光體，同時光照射的熒光體的數量增加，從而被發光元件44的光激勵的熒光體的概率上升，熒光體的光變換效率提高。其結果，發光裝置41通過使基體42的陶瓷的晶粒的平均粒徑為1～5μm，從而可以作為白熾燈的發光效率為12(lm/W)以上的顯示用或照明用的光源而實用化。
此外，在為了使發光裝置41的光輸出提高而使負載電流增加時，在基體42的陶瓷的晶粒的平均粒徑大的情況下，在比100(mA)還低的電流值附近無法看到與負載電流成正比的光輸出的上升。與此相對，通過減小陶瓷的晶粒的平均粒徑，從而光輸出與電流成正比地上升至大的電流為止，特別是通過使平均粒徑為1μm，從而發光裝置41的光輸出成正比地上升至110mA附近為止。即，通過減小基體42的陶瓷晶粒的平均粒徑，從而基體42內部的熱擴散性提高，可以抑制發光元件44的負載電流所導致的溫度上升，可以抑制發光元件的發光效率的劣化。
進而，針對相對于發光裝置41的負載電流的發光元件44的峰值波長，在改變陶瓷的晶粒的平均粒徑，制作發光裝置41并進行測定時，知道了通過使基體42的陶瓷的晶粒的平均粒徑為1μm，從而減小發光元件44的峰值波長的變動。由此，可以抑制依存于發光元件的峰值波長的熒光體的變換效率。再有，在發光裝置41由激勵光譜不同的多個熒光體構成的情況下，可以抑制發光元件44的峰值波長的變動而產生的熒光體的變換效率的變動。其結果，可以抑制混合來自多個熒光體的激勵光并輸出的發光裝置41的光的顏色的變動。例如，在熒光體由紅色熒光體、藍色熒光體、綠色熒光體構成，發光元件44的峰值波長根據負載電流變動的情況下，紅色熒光體、藍色熒光體、綠色熒光體的發光強度通過發光元件44的峰值波長而以各自的特性進行變動，并由發光裝置41輸出。即，來自紅色熒光體、藍色熒光體、綠色熒光體的激勵光的混合光中的光強度的比例變動，輸出光的色調變動，無法得到所希望的色調的光。因此，通過使基體42的陶瓷的晶粒的平均粒徑為1μm，從而可以抑制發光元件44的峰值波長的變動，抑制輸出的光的色調的變動，可以制作具有穩定的發光特性及照明特性的適用于照明用或顯示用的發光裝置。
實施例3根據圖7，針對本發明的第六實施方式的發光裝置60C，以下示出實施例。
首先，準備成為基體61的氧化鋁陶瓷基板。而且，基體61一體地形成具有安放部61a的凸部61b，使安放部61a的上面與安放部61a以外的部位的基體61的上面平行。
基體61在直徑0.8mm×厚度0.5mm的圓柱板的上面中央部上形成了直徑0.4mm×厚度(各種值)的圓柱狀的凸部61b。
另外，在凸部61b的安放發光元件65的安放部61a上，形成通過形成于基體61內部的內部配線而用來電連接發光元件65與外部電路基板的電連接用圖案。電連接用圖案由Mo-Mn粉末構成的金屬化層成型為直徑0.1mm的圓形墊，其表面上依次被覆了厚度3μm的Ni電鍍層和厚度2μm的Au電鍍層。此外，基體61內部的內部配線由貫通導體構成的電連接部、所謂的通孔來形成。對于該通孔，也與電連接用圖案同樣，用由Mo-M粉末構成的金屬化導體成型。
再有，在基體61上面的凸部61b以外的整個部位上形成用來利用Au-錫(Sn)焊料接合基體61和反射部件62的接合部。該接合部在Mo-Mn粉末構成的金屬化層的表面上被覆厚度3μm的Ni電鍍層和厚度2μm的Au電鍍層。
進而，準備了反射部件62。該反射部件62，在如圖7所示的縱剖面中，具有內周面為矩形的貫通孔62a，使該貫通孔62a的內周面的表面成為Ra為0.1μm的反射面62b。
此外，反射部件做成為外形的直徑為0.8mm，高度為1.0mm，上側開口的直徑為0.8mm，下側開口的直徑為0.5mm，反射面62b的下端62c的高度(下側開口周圍的反射部件62的厚度L)為0.15mm的圓柱狀。
接著，在發出近紫外光的厚度為0.08mm的發光元件65中設置Au-Sn突起(電極66)，通過該Au-Sn突起將發光元件65接合在電連接用圖案上，同時用Au-Sn焊料將反射部件62接合在基體61上面的接合部上。發光元件65的發光部69與Au-Sn突起的下面的高度，即從安放部61a到發光部69的高度約為0.03mm。
接下來，通過用分配器將含有進行紅色發光、綠色發光、藍色發光的3種熒光體64的硅樹脂(透光性部件63)一直填充到被基體61和反射部件62包圍的區域的反射部件62的內周面的最上端，從而做成作為樣本的發光裝置60C。
而且，通過將凸部61b的厚度做成各種值，從而改變發光元件65的發光部距離基體61的高度H(mm)(H用凸部61b的厚度和從安放部61a到發光部69的高度0.03mm的和表示)。而且，發光元件65的發光部69和透光性部件63的上面的間隔X(mm)可以用從作為透光部件63的上面與基體61的距離的1.0mm中減去H(mm)的值來表示。
在圖28中示出測定了相對H及X的各樣本的軸上光度的結果。根據圖28的曲線圖，可知相對于H為0.1～0.15mm時(發光部為反射面62b的下端62c的高度0.15mm以下時)軸上光度小的情況，若H變為0.16mm以上(發光部比反射面62b的下端62c的高度0.15mm大)，則軸上光度變得非常良好。這是因為通過使發光部69比反射面62b的下端62c的高度還高，從而可以用反射面62c良好地反射來自發光元件65的光，反射效率變高的緣故。
進而，可知雖然增大H時，軸上光度平穩地增大，但在X為0.1～0.5mm時軸上光度顯著提高。這是因為通過使發光部69與透光性部件63的上面的間隔成為適度的大小，從而從發光元件65發光的光由熒光體64以高的效率進行波長變換，不會被其余的熒光體64妨害，以高效率放出到透光性部件63的外部。另外，確認出該軸上光度顯著提高了的樣本即使針對亮度或彩色再現性等也足夠。
實施例4針對本發明的第十二實施方式的發光裝置90B，以下根據圖19、圖29、圖30示出實施例。
首先，作為基體91，準備由外形為2.5×0.8mm、厚度為0.4mm的四邊形的板構成的氧化鋁陶瓷基板。另外，作為反射部件92，準備由外形為2.5×0.8mm、厚度為0.4mm的四邊形，在上側主面的中央部上具有直徑為L(mm)的圓柱狀的安放部92b，位于安放部92b周圍的部位的厚度(上側主面與下側主面之間的距離)為0.2mm，在外周部具有距離下側主面的高度為1.0mm(距離上側主面的突出高度0.8mm)、橫向厚度為0.2mm的框狀的側壁部92a的Al構成的部件。而且，側壁部92a的與基體91垂直的內周面作為算術平均粗糙度Ra為0.1μm的反射面92c。
另外，從上面看，在四邊形的反射部件92的長邊方向上，在安放部92b兩側的安放部92b與側壁部92a之間的部位上每隔1個從上側主面到下側主面形成了貫通反射部件92的貫通孔97。
接下來，在基體91的上面的對應于貫通孔97底部的部位的上，利用Mo-Mn粉末構成的金屬化層將由配線導體的一部分構成的電極形成為直徑0.1mm的圓形。而且，其表面上依次被覆了厚度3μm的Ni電鍍層和厚度2μm的Au電鍍層。另外，基體91內部的配線導體通過由貫通導體構成的電連接部、所謂的通孔形成。對于該通孔，也與電連接用圖案同樣，用由Mo-M粉末構成的金屬化導體成型。
此外，在基體91的上面的外周部上，在整周形成利用Au-錫(Sn)焊料接合基體91和反射部件92用的接合部。該接合部是在由Mo-Mn粉末構成的金屬化層的表面上被覆厚度3μm的Ni電鍍層和厚度2μm的Au電鍍層。
接著，用Au-Sn焊料將發出近紫外光的厚度為0.08mm的發光元件95接合在安放部92b的上面92d上，同時用Au-Sn焊料將反射部件92接合在基體91上面的接合部上，進而用金線引線接合發光元件95和位于貫通孔97底部的電極并電連接。
而且，通過用分配器將含有進行紅色發光、綠色發光、藍色發光的3種熒光體94的硅樹脂(透光性部件93)一直填充到被基體91和反射部件92包圍的區域的反射部件92的內周面的最上端，從而做成作為樣本的發光裝置90B。
再有，發光元件95的發光部98距離基體91的高度H(mm)，通過改變安放部92b的高度，從而可以取各種值。透光性部件93的上面與發光部之間的距離X(mm)用X＝1.0-H表示。另外，如圖29所示，通過改變安放部92b的直徑L，從而可以改變連接發光部與安放部92b的上面92d及側面之間的角的光路線99的角度。
在圖30中示出測定了相對于L及X的值的各樣本的軸上光度的結果。根據圖30的曲線圖可知軸上光量通過L與X的關系而表現出光量的高低。即，在L不滿0.3mm的情況下，考慮到光路線99比連接發光部98和反射面92c的下端的線還位于下側，來自發光元件95的直接光不向反射面92c傳遞而是侵入到貫通孔97內部，從而反射效率降低。
此外，在L為0.3mm以上的光路線比連接發光部98與反射面92c的下端的線還位于上側的情況下，即直接光不入射到貫通孔97的情況下，可知軸上光度在X為0.1mm～0.5mm時顯著增大為500mcd。考慮這是因為通過使發光部98與透光性部件93的上面的間隔X為適度大小，從而從發光元件95發光的光由熒光體94以高效率進行波長變換，不會被其余的熒光體94所妨害，可以以高效率放出到透光性部件93的外部的緣故。
從以上其結果可以確認在反射面92c的下端位于連接發光部98和安放部92b的上面92d及側面之間的角的光路線上或比光路線還位于下側，同時透光性部件93的上面與發光部98之間的距離為0.1～0.5mm的情況下，顯示極為優越的軸上光度。而且，可以確認出該軸上光度顯著提高的樣本即使對于亮度或彩色再現性等也是足夠的。
而且，本發明并不限于第一～第十三實施方式及實施例，可以在不脫離本發明的宗旨的范圍內進行各種變更。在本發明的第一實施方式中，例如用焊錫或粘接劑等將可以是由發光裝置41放出的光任意聚光或擴散的光學透鏡或平板狀的透光性蓋體接合在框體43的上面。由此，可以以所希望的角度取出光，同時可以改善向發光裝置41的內部的耐浸水性，提高長期可靠性。另外，框體43的內周面，其剖面形狀可以是平坦(直線狀)或圓弧狀(曲線狀)。在做成圓弧狀的情況下，可以使從發光元件44發光的光普遍反射，將指向性高的光均勻地反射到外部。另外，在本發明的第一～第十三實施方式中，為了提高光輸出，可以在基體42、51、61、71、81、91上設置多個發光元件44、55、65、75、85、95。再有，也能任意調整反射面43b、52b、62b、72b、82b、92c的角度或從反射面43b、52b、62b、72b、82b、92c的上端到透光性部件45、53、63、73、83、93的上面的距離，由此，通過設置互補色區域，從而進一步可以得到良好的彩色再現性。
此外，本發明的照明裝置不僅是將多個發光裝置41、50、60、60A、60B、60C、70、80、90、90A、90B、90C設置為規定的配置，也可以將1個發光裝置41、50、60、60A、60B、60C、60D、70、80、90、90A、90B、90C設置為規定的配置。
本發明不會從其綜旨或主要特征脫離，可以以各種方式實施。因此，上述實施方式在某一點上來說只不過是示例，本發明的范圍是技術方案范圍中所公開的，并未局限于說明書全文。進而，屬于技術方案范圍的變形或變更全部在本發明的范圍內。
權利要求
1.一種發光元件收納用封裝，其特征在于，包括在上面形成了發光元件(44、55、65、75、85)的安放部(42a、51a、61a、71a、81a)的由陶瓷構成的基體(42、51、61、71、81)；以圍繞所述安放部(42a、51a、61a、71a、81a)的方式接合在該基體(42、51、61、71、81)的上面的外周部的同時，內周面作為反射從所述發光元件(44、55、65、75、85)發光的光的反射面(43b、52b、62b、72b、82b)的框體(43、52、62、72、82)；和一端形成于所述上面上，并與所述發光元件(44、55、65、75、85)的電極電連接的同時，另一端導出至所述基體(42、51、61、71、81)的側面或下面的配線導體；其中所述基體(42、51、61、71、81)的所述陶瓷所含的晶粒的平均粒徑為1～5μm。
2.一種發光裝置(41、50、60、60A、60B、60C、60D、70、80)，其特征在于，備有權利要求1所述的發光元件收納用封裝；和安放在所述安放部(42a、51a、61a、71a、81a)上的同時，與所述配線導體電連接的發光元件(44、55、65、75、85)。
3.根據權利要求2所述的發光裝置(41、50、60、60A、60B、60C、60D、70、80)，其特征在于，設置為在所述框體(43、52、62、72、82)的內側覆蓋所述發光元件(44、55、65、75、85)，且含有使所述發光元件(44、55、65、75、85)發光的光進行波長變換的熒光體(64)的透光性部件(45、53、63、73、83)。
4.根據權利要求3所述的發光裝置(41)，其特征在于，所述透光性部件(45)的上面與所述發光元件(44)的發光部(46)之間的距離為0.1～0.8mm。
5.根據權利要求2所述的發光裝置(70)，其特征在于，所述配線導體的所述一端成為所述發光元件(75)通過導電性粘接材料(78)電連接的導體層(77)，在該導體層(77)的周圍形成有由絕緣體構成的凸部(79)。
6.根據權利要求5所述的發光裝置(70)，其特征在于，所述導體層(77)比所述發光元件(75)的外周還位于內側。
7.根據權利要求5所述的發光裝置(70)，其特征在于，所述凸部(79)傾斜為伴隨其側面朝向所述基體(71)側而向外側擴展。
8.根據權利要求2所述的發光裝置(50)，其特征在于，所述配線導體的所述一端成為所述發光元件(55)通過導電性粘接材料(58)而電連接的導體層(57)，在所述導體層(57)上，在比所述發光元件(55)的外周還位于內側的上面上形成有凸部(59)。
9.根據權利要求2所述的發光裝置(60、60A、60B、60C、60D)，其特征在于，所述安放部(61a)從所述基體(61)的上面突出。
10.根據權利要求9所述的發光裝置(60A)，其特征在于，所述突出的安放部(61a)傾斜為伴隨其側面朝向所述基體(61)側而向外側擴展。
11.根據權利要求3所述的發光裝置(60、60A、60B、60C、60D)，其特征在于，所述安放部(61a)從所述基體(61)突出，而發光元件(65)的發光部(69)比所述反射面(62b)的下端還位于上側，所述透光性部件(63)，其上面與所述發光部(69)之間的距離為0.1～0.5mm。
12.根據權利要求11所述的發光裝置(60D)，其特征在于，所述透光性部件(63)，其表面的算術平均粗糙度為中央部比外周部還大。
13.根據權利要求2所述的發光裝置(80)，其特征在于，所述安放部(81a)從所述基體(81)上面突出的同時，在其上面形成由所述配線導體的所述一端構成且所述發光元件(85)通過導電性粘接材料(88)電連接的導體層(87)，在該導體層(87)的周圍形成有由絕緣體構成的凸部(89)。
14.根據權利要求13所述的發光裝置(80)，其特征在于，所述導體層(87)比所述發光元件(85)的外周還位于內側。
15.根據權利要求13所述的發光裝置(80)，其特征在于，所述凸部(89)傾斜為伴隨其側面朝向所述基體(81)側而向外側擴展。
16.一種發光裝置(90、90A、90B、90C)，其特征在于，具備平板狀的由陶瓷構成的基體(91)；發光元件(95)；與該基體(91)的上面接合，在上側主面的中央部上形成將所述發光元件(95)安放在上面的安放部(92d)，在上側主面的外周部上形成了圍繞所述安放部(92d)且將其內周面作為將所述發光元件(95)發光的光反射的反射面(92c)的側壁部(92a)的反射部件(92)；所述基體(91)中的所述陶瓷所含的晶粒的平均粒徑為1～5μm。
17.根據權利要求16所述的發光裝置(90、90A、90B、90C)，其特征在于，設置為在所述側壁部(92a)的內側覆蓋所述發光元件(95)，并含有將所述發光元件(95)發光的光進行波長變換的熒光體(94)的透光性部件(93)。
18.根據權利要求17所述的發光裝置(90、90A、90B、90C)，其特征在于，所述透光性部件(93)，其上面與所述發光部(98)之間的距離為0.1～0.5mm。
19.根據權利要求16所述的發光裝置(90、90A、90B、90C)，其特征在于，所述安放部(92d)為凸狀。
20.根據權利要求16所述的發光裝置(90、90A、90B、90C)，其特征在于，所述基體(91)從其上面到外面為止形成配線導體，所述反射部件(92)形成在所述安放部(92d)周圍貫通上下主面且比所述光路線(99)還位于下側的貫通孔(97)，所述發光元件(95)的電極與所述基體(91)上面的所述配線導體通過所述導通孔(97)，由導線(96’)電連接著。
21.根據權利要求20所述的發光裝置(90C)，其特征在于，所述貫通孔(97)在其內部填充有含有了絕緣性的光反射粒子的絕緣性膏(97a)。
22.一種照明裝置，其特征在于，設置為使權利要求2～21中任一項所述發光裝置(41、50、60、60A、60B、60C、60D、70、80、90、90A、90B、90C)成為規定配置。
全文摘要
本發明的發光裝置(41)具備陶瓷構成的基體(42)、框體(43)、發光元件(44)、配線導體和透光性部件(45)。基體(42)在上面形成發光元件(44)的安放部(42a)。框體(43)以圍繞安放部(42a)的方式接合在該基體(42)的上面外周部上，同時將內周面作為反射面。配線導體，一端形成于基體(42)的上面上并與發光元件(44)的電極電連接，同時另一端導出至基體(42)的側面或下面。透光性部件(45)設置為在框體(43)的內側覆蓋發光元件(44)，且含有將發光元件(44)發光的光進行波長變換的熒光體。基體(42)的所述陶瓷所含的晶粒的平均粒徑為1～5μm。
文檔編號H01L33/00GK1612369SQ20041009007
公開日2005年5月4日 申請日期2004年11月1日 優先權日2003年10月30日
發明者浦谷貢, 作本大輔, 三宅徹, 關根史明, 柳澤美津夫, 森裕樹, 柴山博司, 松浦真吾 申請人:京瓷株式會社