CN113474307A - 带胶粘层的光学构件和发光装置 - Google Patents
带胶粘层的光学构件和发光装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113474307A CN113474307A CN202080016070.XA CN202080016070A CN113474307A CN 113474307 A CN113474307 A CN 113474307A CN 202080016070 A CN202080016070 A CN 202080016070A CN 113474307 A CN113474307 A CN 113474307A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- optical member
- adhesive layer
- light
- glass
- less
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 139
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 title claims abstract description 123
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 215
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 43
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 claims abstract description 10
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims abstract description 9
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 claims abstract description 6
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 33
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 33
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 18
- MRELNEQAGSRDBK-UHFFFAOYSA-N lanthanum oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[La+3].[La+3] MRELNEQAGSRDBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 10
- 238000004435 EPR spectroscopy Methods 0.000 claims description 7
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- CMIHHWBVHJVIGI-UHFFFAOYSA-N gadolinium(III) oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Gd+3].[Gd+3] CMIHHWBVHJVIGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000007496 glass forming Methods 0.000 claims 6
- VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N iron(2+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Fe+2] VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 57
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 35
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 31
- 239000000463 material Substances 0.000 description 28
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 23
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 23
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 21
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 21
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 19
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 18
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 15
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 14
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 description 14
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 13
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 12
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 12
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 12
- 238000004031 devitrification Methods 0.000 description 12
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 12
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 12
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 12
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 11
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 10
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 9
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 9
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 9
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 9
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N Na2O Inorganic materials [O-2].[Na+].[Na+] KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 8
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 8
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 8
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 8
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 8
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 7
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000000156 glass melt Substances 0.000 description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 7
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 7
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 6
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 6
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 description 6
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 5
- 239000006063 cullet Substances 0.000 description 5
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 239000006060 molten glass Substances 0.000 description 5
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 5
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 5
- FUJCRWPEOMXPAD-UHFFFAOYSA-N Li2O Inorganic materials [Li+].[Li+].[O-2] FUJCRWPEOMXPAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 4
- XUCJHNOBJLKZNU-UHFFFAOYSA-M dilithium;hydroxide Chemical compound [Li+].[Li+].[OH-] XUCJHNOBJLKZNU-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 4
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N Aluminum nitride Chemical compound [Al]#N PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 3
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910020489 SiO3 Inorganic materials 0.000 description 3
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 description 3
- 239000005388 borosilicate glass Substances 0.000 description 3
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 3
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 3
- -1 oxide Chemical compound 0.000 description 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 3
- 239000005365 phosphate glass Substances 0.000 description 3
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011029 spinel Substances 0.000 description 3
- 229910002704 AlGaN Inorganic materials 0.000 description 2
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000106 Liquid crystal polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000004977 Liquid-crystal polymers (LCPs) Substances 0.000 description 2
- 206010040925 Skin striae Diseases 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000272 alkali metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000287 alkaline earth metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 2
- ADCOVFLJGNWWNZ-UHFFFAOYSA-N antimony trioxide Inorganic materials O=[Sb]O[Sb]=O ADCOVFLJGNWWNZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000231 atomic layer deposition Methods 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 238000004455 differential thermal analysis Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 2
- 239000005303 fluorophosphate glass Substances 0.000 description 2
- 238000002248 hydride vapour-phase epitaxy Methods 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 238000004949 mass spectrometry Methods 0.000 description 2
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 2
- 238000013041 optical simulation Methods 0.000 description 2
- 238000012805 post-processing Methods 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 2
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 2
- PBCFLUZVCVVTBY-UHFFFAOYSA-N tantalum pentoxide Inorganic materials O=[Ta](=O)O[Ta](=O)=O PBCFLUZVCVVTBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IRPGOXJVTQTAAN-UHFFFAOYSA-N 2,2,3,3,3-pentafluoropropanal Chemical compound FC(F)(F)C(F)(F)C=O IRPGOXJVTQTAAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KLZUFWVZNOTSEM-UHFFFAOYSA-K Aluminum fluoride Inorganic materials F[Al](F)F KLZUFWVZNOTSEM-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 208000005156 Dehydration Diseases 0.000 description 1
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 description 1
- CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N Sucrose Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@]1(CO)O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N 0.000 description 1
- 229930006000 Sucrose Natural products 0.000 description 1
- 241000700605 Viruses Species 0.000 description 1
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 1
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 1
- 229910052910 alkali metal silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000052616 bacterial pathogen Species 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000011088 calibration curve Methods 0.000 description 1
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- XTVVROIMIGLXTD-UHFFFAOYSA-N copper(II) nitrate Chemical compound [Cu+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O XTVVROIMIGLXTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000001362 electron spin resonance spectrum Methods 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- QZQVBEXLDFYHSR-UHFFFAOYSA-N gallium(III) oxide Inorganic materials O=[Ga]O[Ga]=O QZQVBEXLDFYHSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CJNBYAVZURUTKZ-UHFFFAOYSA-N hafnium(IV) oxide Inorganic materials O=[Hf]=O CJNBYAVZURUTKZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 229910052809 inorganic oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 229910001635 magnesium fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 1
- 230000033116 oxidation-reduction process Effects 0.000 description 1
- KTUFCUMIWABKDW-UHFFFAOYSA-N oxo(oxolanthaniooxy)lanthanum Chemical compound O=[La]O[La]=O KTUFCUMIWABKDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000004038 photonic crystal Substances 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000003303 reheating Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000005368 silicate glass Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 208000017520 skin disease Diseases 0.000 description 1
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012086 standard solution Substances 0.000 description 1
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 1
- 239000005720 sucrose Substances 0.000 description 1
- 230000000930 thermomechanical effect Effects 0.000 description 1
- 229910000314 transition metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- BYMUNNMMXKDFEZ-UHFFFAOYSA-K trifluorolanthanum Chemical compound F[La](F)F BYMUNNMMXKDFEZ-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
- H01L33/58—Optical field-shaping elements
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/04—Glass compositions containing silica
- C03C3/062—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight
- C03C3/064—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight containing boron
- C03C3/068—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight containing boron containing rare earths
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/12—Silica-free oxide glass compositions
- C03C3/14—Silica-free oxide glass compositions containing boron
- C03C3/15—Silica-free oxide glass compositions containing boron containing rare earths
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C4/00—Compositions for glass with special properties
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B3/00—Simple or compound lenses
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
- G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
- G02B7/025—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses using glue
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/44—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the coatings, e.g. passivation layer or anti-reflective coating
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
- H01L33/52—Encapsulations
- H01L33/56—Materials, e.g. epoxy or silicone resin
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
- Led Device Packages (AREA)
Abstract
一种带胶粘层的光学构件，其特征在于，所述带胶粘层的光学构件具有：透射光的无机玻璃制的光学构件4、和设置在光学构件4上的包含无机玻璃或氮化物的无机材料的胶粘层5或金属氧化物的胶粘层5。另外，一种发光装置，其特征在于，所述发光装置具有：上述带胶粘层的光学构件、基板和设置在上述基板上的LED元件，并且上述胶粘层设置在上述LED元件与上述光学构件之间。
Description
技术领域
本发明涉及带胶粘层的光学构件和发光装置。
背景技术
为了提高发光二极管元件(LED元件)射出的光的提取效率，已知有倒装芯片结构或立式结构的LED元件，但是即便如此，对于LED元件射出的光，能够在LED元件的外部提取而利用的光也是其中的一部分，要求进一步提高光的利用效率。尤其是在发光波长为紫外线的紫外线LED中，光的提取效率低成为妨碍普及的问题。紫外线LED根据发光波长而用于各种用途，用于紫外线固化树脂的固化工序、皮肤疾病的治疗、病毒或病原菌的杀菌等。
针对这样的问题，作为提高光的提取效率的技术，进行了各种研究。例如，提出了通过蚀刻加工在LED元件的光发射面形成凹凸结构的光子晶体，在LED外提取全反射的光的一部分的技术(例如，参见专利文献1)，但是这样无法充分防止在光发射面与空气界面产生的全反射，光提取效率的改善不充分。
另外，提出了几项在LED元件上设置光学构件的技术，例如，作为光学构件，提出了使用蓝宝石制的半球透镜的技术(例如，参见专利文献2)和使用尖晶石烧结体的技术(例如，参见专利文献3)，但蓝宝石非常硬且加工性差，因此导致制造成本变高。尖晶石的加工形状有限，作为光学构件的自由度低。另外，对于这些光学构件，关于其胶粘未进行过多的研究。
此外，作为光学构件，提出了以含氟树脂为材料(例如，参见专利文献4)，但由于含氟树脂的折射率非常低，因此无法充分提高光提取效率。
另外，提出了经由树脂使LED元件与光学构件接触的结构(例如，参见专利文献5、6)，但在树脂的情况下，有可能因LED元件自身发出的光而劣化，导致透射率降低、出现破损等。
另外，虽然提出了利用含氟玻璃胶粘LED元件和光学构件的结构(例如，参见专利文献7)，但由于是含有大量氟的玻璃，因此耐湿性、耐水性差，有可能产生白雾、白浊，从而导致透射率降低。另外，由于氟是大幅降低折射率的成分，因此认为难以提高光提取效率。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第6349036号公报
专利文献2：日本专利第6230038号公报
专利文献3：国际公开第2018/066636号
专利文献4：国际公开第2017/208535号
专利文献5：日本特开2018-67630号公报
专利文献6：国际公开第2016/190207号
专利文献7：日本特开2018-35046号公报
发明内容
发明所要解决的问题
像这样，虽然提出了在LED元件上组合光学构件来提高光提取效率的各种技术，但预计制造成本变高或者产品寿命变短。
因此，本发明的目的在于提供一种能够抑制制造成本、产品寿命良好的发光装置和制造该发光装置所需要的带胶粘层的光学构件。此外，本发明的目的还在于对于使用了LED元件、尤其是射出紫外线的UV-LED元件的发光装置，提供提高了光提取效率的发光装置和制造该发光装置的所需要的带胶粘层的光学构件。
用于解决问题的手段
本发明人等为了解决上述问题，进行了深入研究，结果发现，在组合LED元件和光学构件而得到的发光装置中，使用无机玻璃制的光学构件作为光学构件，并采用无机材料的胶粘层进行LED元件与光学构件的胶粘，由此能够得到抑制制造成本、抑制由LED自身发出的光而引起的劣化的发光装置和制造该发光装置的所需要的带胶粘层的光学构件，从而完成了本发明。
即，本发明的带胶粘层的光学构件的特征在于，具有透射光的无机玻璃制的光学构件、和设置在上述光学构件上的包含无机玻璃或氮化物的无机材料的胶粘层或金属氧化物的胶粘层。另外，本发明的发光装置的特征在于，具有本发明的带胶粘层的光学构件、基板和设置在上述基板上的LED元件，并且上述胶粘层设置在上述LED元件与上述光学构件之间。
在此，优选使用射出紫外光的UV-LED元件作为LED元件，并且设置了紫外光的透射率良好的规定的光学构件和无机材料的胶粘层。
发明效果
根据本发明，能够提供抑制制造成本并且抑制由自身发出的光而引起的劣化的发光装置和制造该发光装置的所需要的带胶粘层的光学构件。另外，对于使用了LED元件、尤其是射出紫外线的UV-LED元件的发光装置，能够提供光提取效率良好的发光装置以及制造该发光装置所需要的带胶粘层的光学构件。
附图说明
图1为示出本实施方式的发光元件的示意性结构图的剖视图。
图2A为示出本实施方式的发光元件的变形例的剖视图。
图2B为示出本实施方式的发光元件的变形例的剖视图。
图2C为示出本实施方式的发光元件的变形例的剖视图。
图2D为示出本实施方式的发光元件的变形例的剖视图。
图2E为示出本实施方式的发光元件的变形例的剖视图。
图2F为示出本实施方式的发光元件的变形例的剖视图。
图2G为示出本实施方式的发光元件的变形例的剖视图。
图2H为示出本实施方式的发光元件的变形例的剖视图。
图3为表示在计算实施例的发光装置的射出光的输出量时的光的检测范围的图。
具体实施方式
以下，在参照一个实施方式的同时对本发明的发光装置详细地进行说明。
[发光装置]
作为本实施方式的发光装置，例如如图1所示，可以列举发光装置1，所发光装置1具有：基板2；设置在基板2上的LED元件3；设置在LED元件3上且能够使从LED元件3射出的光透射并照射到外部的无机玻璃制的光学构件4；和设置在LED元件3与光学构件4之间的无机材料的胶粘层5。
需要说明的是，该图1为示出发光装置1的示意性结构的剖视图，该发光装置1为倒装芯片结构或立式结构。以下，在参照图1的同时对各结构进行说明。
(基板)
本实施方式的基板2为用于在其表面上设置以下说明的LED元件3等的支撑基板。作为该基板2，只要是以往用作发光装置的基板，则可以没有特别限制地使用。
作为该基板2，例如可以列举:包含氧化铝、氮化铝、LTCC(Low-temperature Co-fired Ceramics：低温共烧陶瓷)等陶瓷、尼龙、环氧树脂、LCP(Liquid Crystal Polymer：液晶聚合物)等树脂的基板。
需要说明的是，虽然在附图中省略图示，但是在基板2上设置有电极，且与LED元件3电连接而构成。
(LED元件)
本实施方式的LED元件3只要是以往作为发光装置的LED元件使用的元件则可以没有特别限制地使用。作为该LED元件3，例如可以列举：红外线LED元件、可见光LED元件、紫外线LED元件等。特别适合于紫外线LED元件的情况。
需要说明的是，在本说明书中，作为紫外线LED元件(UV-LED元件)，是指发出200nm以上且400nm以下的波长的光作为紫外线的元件。该UV-LED元件例如可以通过MOCVD法(有机金属气相沉积法)或HVPE法(氢化物气相外延法)等在蓝宝石、氮化铝(AlN)等基材上使AlInGaN、InGaN、AlGaN等III-V族半导体成长来制造。
在倒装芯片结构的情况下，LED元件的与设置有半导体层和电极的面相反一侧的面成为光射出面。在立式结构的情况下，由于在蓝宝石等基材上形成半导体层之后除去蓝宝石等基材的部分，因此光射出面为露出的半导体层、或者在半导体层上形成的透明电极。因此，如果该LED元件的光射出面侧为倒装芯片结构，则为蓝宝石、氮化铝(AlN)等，如果该LED元件的光射出面侧为立式结构，则为AlInGaN、InGaN、AlGaN等半导体、或者为ITO、ZnO、SnO2、Ga2O3等透明电极，在任一结构的情况下均由高折射率的材料形成。
(光学构件)
本实施方式的光学构件4为无机玻璃制的光学构件，为能够透射从LED元件3射出的光并向外部照射的构件。该光学构件4只要能够发挥上述功能，则可以是任何形状，例如可以列举透镜、透镜阵列等。特别优选为球面或非球面的凸透镜形状。在图1中，将该光学构件4记载为凸透镜形状。由于光学构件为无机玻璃，因此与结晶的蓝宝石、尖晶石等相比，能够容易地加工成各种形状，适合于制造成本的降低、大量生产。此外，由于是无机玻璃，因此与树脂不同，即使长时间暴露在LED元件发出的高输出的光、紫外线这样的短波长的光中也不会劣化，即使LED元件发热变为高温也不会劣化，因此适合于LED元件的长寿命化。
在此，由于LED元件3的光射出面由高折射率材料形成，因此通过采用高折射率玻璃制成光学构件4，能够大幅提高光提取效率。因此，形成光学构件4的高折射率玻璃材料的d射线(587.6nm)的折射率nd(O)优选为nd(О)≥1.5。更优选为nd(О)≥1.6，进一步优选为nd(О)≥1.65，特别优选为nd(О)≥1.7。
LED元件发出的光通过加工成透镜等形状的光学构件向发光装置外射出，因此通过采用在LED元件发出的发光波长下高透射的材料作为形成光学构件的无机玻璃材料，能够抑制光的损失，进一步提高光提取效率。光在光学构件内通过的距离为约0.5mm～约5mm，无机玻璃材料在LED元件的发光波长下的吸收系数α为α≤0.2(mm-1)，优选为α≤0.15(mm-1)，更优选为α≤0.1(mm-1)。
优选光学构件4的玻璃化转变温度Tg(℃)高，以使得即使在LED元件与光学构件的胶粘工序等生产工艺中被加热的情况下，光学构件的形状也不会变形。优选Tg(℃)≥350℃，更优选Tg(℃)≥400℃，特别优选Tg(℃)≥500℃。
作为在此使用的无机玻璃，例如可以列举：硼硅酸盐玻璃、硅酸玻璃、磷酸盐玻璃、氟磷酸盐玻璃等。
作为硼硅酸盐玻璃，是以SiO2和B2O3为主要成分并且包含Al2O3、碱土金属氧化物(MgO、CaO、SrO、BaO)、碱金属氧化物(Li2O、Na2O、K2O)、其它金属氧化物等的玻璃。
作为磷酸盐玻璃，是以P2O5为主要成分并且包含Al2O3、碱土金属氧化物(MgO、CaO、SrO、BaO)、碱金属氧化物(Li2O、Na2O、K2O)、其它金属氧化物等的玻璃。
光学构件4也可以在其表面上形成减反射膜。例如使用SiO2、MgF2、Al2O3、HfO2、ZrO2、Ta2O5等电介质的单层膜或多层膜。由于通过形成减反射膜减少了光学构件表面上的菲涅尔反射，因此还能够进一步提高光提取效率。
(胶粘层)
本实施方式的胶粘层5为无机材料，且为胶粘有LED元件3和光学构件4的构件。另外，该胶粘层5由能够透射从LED元件3射出的光并将其导入光学构件4的内部的材料构成。
通过以氮化物、无机玻璃、即无机材料为主要成分构成该胶粘层5，即使在从LED元件3射出的光、尤其是紫外线的情况下，也与树脂等相比，能够抑制劣化并且延长产品寿命。
作为用作胶粘层的无机玻璃，可以列举包含多成分类氧化物的玻璃、对水玻璃(Na2SiO3)进行加热而得到的Na2SiO3玻璃等。该无机玻璃优选不含有氟。当含有氟时，耐水性变差，另外，折射率也有降低的倾向。
作为用作胶粘层的氮化物，可以列举SiN、AlN等。
由于光学构件4经由胶粘层5胶粘在LED元件3的光射出面上，因此通过采用在LED元件3发出的发光波长下为高透射的材料制成胶粘层5，能够抑制光的损失，从而进一步提高光提取效率。由于光在胶粘层5内通过的距离例如为约50nm～约0.2mm，因此形成胶粘层5的无机材料在LED元件3的发光波长下的吸收系数α为α≤8(mm-1)，优选为α≤5(mm-1)，更优选为α≤3(mm-1)。通过使光学构件4与胶粘层5不同，能够使胶粘层5的厚度变薄，并且能够抑制由光的吸收引起的损失。
在胶粘层5的厚度比LED元件3的发光波长的长度小的情况下，由于到达LED元件3的光射出面的光所产生的渐逝光到达经由胶粘层5胶粘的光学构件4，因此光提取效率提高。在将胶粘层5的厚度设为d、将LED元件3的发光波长设为λ时，满足d/λ＜1。优选d/λ＜0.5，更优选d/λ＜0.4。
在胶粘层5的厚度d大至LED元件3的发光波长λ的长度以上的情况下，当胶粘层5的折射率过低时，无法通过在LED元件3的光射出面和胶粘层5的界面处的全反射来充分提高光提取效率。当d/λ≥1时，形成胶粘层5的无机材料的d射线的折射率nd(A)满足nd(A)≥1.5。优选nd(A)≥1.6，更优选nd(A)≥1.65，特别优选nd(A)≥1.7。
此时，通过减小光学构件4与胶粘层5的折射率差，能够抑制在界面处的全反射和菲涅尔反射，从而进一步提高光提取效率。优选光学构件4与胶粘层5的d射线折射率之差的绝对值Δnd＝|nd(O)-nd(A)|≤0.2，更优选Δnd≤0.15，特别优选Δnd≤0.1。
LED元件3的光射出面可以是平面，也可以形成有微细的凹凸。当在LED元件3的光射出面上有大的凹凸时，在与胶粘层的界面形成孔隙，从LED元件3发出的光有可能被散射而降低光的提取效率，因此LED元件3的光射出面优选为平面，进一步更优选不为粗糙面。
(发光装置的结构例)
以下，以使用射出紫外线的LED元件(UV-LED元件)作为LED元件3的情况为例，说明发光装置的优选结构。
在以倒装芯片结构将UV-LED元件设置在基板上的情况下，其光射出面通常由蓝宝石、氮化铝(AlN)等材料构成，在设置光学构件4的情况下，需要考虑与这些材料的接合。
而且，光学构件4和胶粘层5均优选由紫外线的透射率良好的紫外线透射玻璃构成。在此使用的紫外线透射玻璃可以没有特别限制地使用公知的紫外线透射玻璃。
作为紫外线透射玻璃，例如，如以下说明的那样，可以列举包含多成分类的无机氧化物的玻璃材料、并且紫外区域的波长的光的透射率良好的玻璃。
作为这样的紫外线透射玻璃的组成体系，具体而言，可以列举以硼硅酸盐玻璃、硅酸玻璃、磷酸盐玻璃、氟磷酸盐玻璃等作为基本组成的玻璃。
对于这样的玻璃，铁成分的含量多时，紫外线透射率降低，因此特别优选铁成分的含量降低的玻璃。在此，铁成分以Fe3+或Fe2+的化合价存在于玻璃中，当将玻璃中所含的铁成分换算成Fe2O3后的总氧化铁含量表示为T-Fe2O3时，在本实施方式的紫外线透射玻璃中，该T-Fe2O3为10质量ppm以下，优选为5质量ppm以下，更优选为2.5质量ppm以下，特别优选为2质量ppm以下，最优选为1质量ppm以下，含量越少越优选。上述铁成分除了从熔化工序中混入的铁成分以外，主要以玻璃原料中所含的杂质的形式引入玻璃中。
特别是在LED元件以200nm～400nm的紫外线为发光波长的情况下，在紫外线区域高透射的无机玻璃中，该T-Fe2O3为5质量ppm以下，优选为2质量ppm以下，更优选为1.5质量ppm以下，特别优选为1质量ppm以下，最优选小于0.9质量ppm，含量越少越优选。
另外，为了进一步减小在紫外线区域的吸收系数，优选将玻璃中所含的铁成分的化合价从Fe3+还原为Fe2+。通过还原玻璃中的Fe离子，能够减少吸收紫外线的Fe3+量，并且能够减小在紫外线区域的吸收系数来提高紫外线透射率。关于这样的调节铁的化合价的方法，将在后面详细说明，可以通过在玻璃熔融时向玻璃原料、碎玻璃中添加作为还原剂的成分、或者使玻璃熔融时的气氛为非氧化性等来进行。作为还原剂，使用有机物、氟化物、Si等金属、锡氧化物。非氧化性气氛可以通过利用Ar、N2、CO2等置换熔化炉内的大气来实现。此时，所得到的玻璃成形品中的Fe3+量变得更少。Fe3+量可以通过电子自旋共振法(ESR)测定，当Fe3+量小时，通过ESR测定的Fe3+强度也变低。通过选择还原剂的种类、量以及熔化气氛以使得Fe3+强度优选为0.0400以下、更优选为0.0300以下、进一步优选为0.0200以下、特别优选为0.0150以下，能够得到在更短波长区域中也显示出高透射率的玻璃。T-Fe2O3多时，优选通过提高玻璃的还原性来降低Fe3+强度。T-Fe2O3少时，Fe3+量也变少，因此Fe3+强度也变低。
在通常的玻璃中，作为玻璃成分可以含有各种过渡金属氧化物，但在本实施方式中使用的紫外线透射玻璃中，为了提高紫外线透射率，优选降低在紫外区域中显示出光吸收的成分的含量。为了提高近紫外区域的透射率，例如，在紫外线透射玻璃中，优选使Bi2O3、TiO2、WO3和Gd2O3各自的含量为3摩尔％以下，更优选为1摩尔％以下，特别优选实质上不含有。
由于SnO和SnO2也是在紫外区域显示出光吸收的成分，因此优选使各自的含量为3摩尔％以下。另一方面，SnO和SnO2是作为还原剂仅使用适当的量就能够提高透射率的成分。
为了进一步提高深紫外区域的透射率，除上述限制以外，优选使紫外线透射玻璃中的Nb2O5和Ta2O5各自的含量为3摩尔％以下，更优选为1摩尔％以下，特别优选实质上不含有。需要说明的是，在本说明书中，“实质上不含有”是指除了由于玻璃原料中的杂质而不可避免地引入的情况以外不有意地含有，具体而言是指0.01摩尔％以下。
关于该紫外线透射玻璃的更具体的玻璃组成，例如可以列举以下的玻璃组成1和玻璃组成2作为优选的组成。在此，玻璃组成1例示了折射率nd(O)高达1.7以上的组成，玻璃组成2例示了折射率nd(O)低至小于1.7的组成。
(玻璃组成1)
以氧化物基准的摩尔％计，本玻璃组成1为含有B2O3：10％～80％、SiO2：0～25％、La2O3：2％～32％、Y2O3：0～20％的组成。
在本玻璃组成1中，B2O3为形成玻璃骨架、提高玻璃的稳定性并且提高紫外线透射率的本玻璃组成1中的必不可少的成分。在玻璃中，通过使B2O3含量为10摩尔％以上(以下，将摩尔％简称为％)，能够得到稳定的玻璃。该B2O3含量优选为20％以上，更优选为30％以上，特别优选为40％以上。另一方面，通过使B2O3含量为80％以下，能够防止玻璃分相的发生。该B2O3含量优选为75％以下，更优选为70％以下。
在本玻璃组成1中，SiO2是与B2O3同样地形成玻璃骨架、能够提高玻璃的稳定性、提高耐失透性，并且能够防止玻璃分相的任选成分。通过使SiO2含量为25％以下，能够防止熔化中的熔化残留物。该SiO2含量优选为20％以下，更优选为18％以下。需要说明的是，为了降低液相温度而不易失透、提高化学耐久性，优选含有SiO2，其含量更优选为1％以上，特别优选为3％以上，最优选为5％以上。
在本玻璃组成1中，La2O3是能够在提高折射率的同时保持高紫外线透射率的本玻璃组成1中的必不可少成分。通过使La2O3含量为2％以上，能够得到所期望的高折射率。该La2O3含量优选为5％以上，更优选为6％以上。另一方面，通过使La2O3含量为32％以下，能够抑制液相温度的上升，能够不易失透。该La2O3含量优选为28％以下，更优选为25％以下，特别优选为22％以下。
在本玻璃组成1中，Y2O3是能够在提高折射率的同时保持高的紫外线透射率并且通过与La2O3共存而能够降低液相温度来改善耐失透性的成分。通过使Y2O3含量为20％以下，能够抑制熔化温度、成形温度的上升，并且能够抑制液相温度的上升、不易失透。该Y2O3含量优选为15％以下，更优选为13％以下，特别优选为10％以下。为了提高折射率，优选含有Y2O3，更优选含有2％以上，特别优选含有4％以上，最优选含有5％以上。
在本玻璃组成1中还可以含有以下成分。
在本玻璃组成1中，Li2O是能够改善玻璃的熔融性并且能够降低玻璃化转变温度、软化温度的成分，Li2O是任选成分。通过使Li2O含量为15％以下，能够抑制折射率的降低，并且能够抑制液相温度的上升。该Li2O含量优选为13％以下，更优选为10％以下，特别优选为5％以下。在通过后加工对玻璃进行热成形的情况下，需要适度地降低玻璃化转变温度，在此情况下，优选含有Li2O，更优选含有1％以上，特别优选含有2％以上。
在本玻璃组成1中，Na2O是能够改善玻璃的熔融性并且能够降低玻璃化转变温度、软化温度的成分，Na2O是任选成分。通过使Na2O含量为15％以下，能够抑制折射率的降低，并且能够抑制液相温度的上升。该Na2O含量优选为13％以下，更优选为10％以下，特别优选为5％以下。
在本玻璃组成1中，K2O是能够改善玻璃的熔融性并且能够降低玻璃化转变温度、软化温度的成分，K2O是任选成分。通过使K2O含量为15％以下，能够抑制折射率的降低，并且能够抑制液相温度的上升。该K2O含量优选为13％以下，更优选为10％以下，特别优选为5％以下。
在本玻璃组成1中，ZnO是能够改善玻璃的熔融性并且能够降低玻璃化转变温度、软化温度的成分，ZnO是能够在保持耐失透性的状态下大量含有的任选成分。通过使ZnO含量为35％以下，能够抑制折射率的降低。ZnO含量优选为33％以下，更优选为25％以下，特别优选为20％以下。
在本玻璃组成1中，MgO是能够防止玻璃的分相、改善熔融性的成分，MgO是任选成分。通过使MgO含量为15％以下，能够抑制折射率的降低、或能够抑制液相温度的上升。该MgO含量优选为13％以下，更优选为10％以下，特别优选为5％以下。
在本玻璃组成1中，CaO是能够防止玻璃的分相、改善熔融性的成分，CaO是任选成分。通过使CaO含量为15％以下，能够抑制折射率的降低、或能够抑制液相温度的上升。CaO的含量优选为13％以下，更优选为10％以下，特别优选为5％以下。
在本玻璃组成1中，SrO是能够防止玻璃的分相、改善熔融性的成分，SrO是任选成分。通过使SrO含量为15％以下，能够抑制折射率的降低、或能够抑制液相温度的上升。该SrO含量优选为13％以下，更优选为10％以下，特别优选为5％以下。
在本玻璃组成1中，BaO是能够防止玻璃的分相、改善熔融性的成分，BaO是任选成分。通过使BaO含量为15％以下，能够抑制折射率的降低、或能够抑制液相温度的上升。该BaO的含量优选为13％以下，更优选为10％以下，特别优选为5％以下。
在本玻璃组成1中，ZrO2是能够在保持高紫外线透射率的状态下提高折射率并且能够改善耐失透性的成分，ZrO2是任选成分。通过使ZrO2含量为15％以下，能够防止因过量含有而导致的耐失透性的降低。该ZrO2含量优选为13％以下，更优选为10％以下。
在本玻璃组成1中，Al2O3是提高化学耐久性并且能够抑制玻璃的分相的成分，Al2O3是任选成分。通过使Al2O3含量为10％以下，能够抑制折射率的降低，并且能够抑制液相温度的上升。该Al2O3含量优选为5％以下，更优选为3％以下，特别优选为1％以下。
在本玻璃组成1中，Sb2O3使玻璃氧化，因此为了提高深紫外线透射率，优选降低其含量，Sb2O3含量为0.1％以下，优选为0.05％以下，更优选实质上不含有。
在本玻璃组成1中，为了减少对环境方面的影响，除了不可避免的混入以外，PbO、As2O3均优选实质上不含有。F表现出挥发性，因此在想要抑制波筋、光学特性的变动的情况下，优选也不含有F。另外，由于F是大幅降低折射率的成分，因此在想要提高光学构件的折射率的情况下，优选不含有F。
作为本玻璃组成1的光学特性，折射率nd(O)为1.7以上。折射率越高、越接近LED元件的光射出面的材料的折射率，则越适合提高光提取效率。折射率nd(O)优选为1.71以上，更优选为1.72以上，特别优选为1.73以上。
(玻璃组成2)
以氧化物基准的摩尔％计，本玻璃组成2为含有B2O3+SiO2+P2O5：40％～90％、Li2O+Na2O+K2O：0～30％、MgO+CaO+SrO+BaO：0～20％的组成。
在本玻璃组成2中，B2O3、SiO2、P2O5是形成玻璃骨架的成分。当B2O3+SiO2+P2O5过多时，熔化性降低，因此B2O3+SiO2+P2O5为90％以下，优选为85％以下，更优选为80％以下。为了改善耐失透性，B2O3+SiO2+P2O5为40％以上，优选为45％以上。为了提高化学耐久性，优选含有SiO2，更优选含有5％以上。为了提高熔化性，SiO2含量优选为70％以下，更优选为60％以下，特别优选为50％以下。为了降低熔化温度，优选含有B2O3，更优选含有5％以上，特别优选含有10％以上。为了防止分相，B2O3含量优选为80％以下，更优选为75％以下。
在本玻璃组成2中，为了降低熔化温度，可以含有Li2O、Na2O、K2O。当Li2O、Na2O、K2O的含量过多时，容易失透，因此Li2O+Na2O+K2O为30％以下，优选为25％以下，更优选为20％以下。
在本玻璃组成2中，为了降低熔化温度，可以含有MgO、CaO、SrO、BaO。当MgO、CaO、SrO、BaO的含量过多时，容易失透，因此MgO+CaO+SrO+BaO为20％以下，优选为15％以下，更优选为10％以下。
在本玻璃组成2中还可以含有以下的成分。
在本玻璃组成2中，ZnO是能够改善玻璃的熔融性并且能够降低玻璃化转变温度、软化温度的成分。ZnO含量为20％以下，优选为15％以下，更优选为10％以下。
在本玻璃组成2中，Al2O3是提高化学耐久性并且能够抑制玻璃的分相的成分。通过使Al2O3含量为20％以下，能够抑制液相温度的上升。Al2O3含量优选为15％以下，更优选为10％以下。
在本玻璃组成2中，ZrO2是能够提高化学耐久性并且改善耐失透性的成分，ZrO2是任选成分。通过使ZrO2含量为15％以下，能够防止因过量含有而导致的耐失透性的降低。该ZrO2含量优选为10％以下，更优选为5％以下。
在本玻璃组成2中，Sb2O3使玻璃氧化，因此为了提高深紫外线透射率，优选降低其含量，Sb2O3含量为0.1％以下，优选为0.05％以下，更优选实质上不含有。
在本玻璃组成2中，为了减少对环境方面的影响，除了不可避免的混入以外，PbO、As2O3均优选实质上不含有。F表现出挥发性，因此在想要抑制波筋、光学特性的变动的情况下，优选也不含有F。
此外，本实施方式的紫外线透射玻璃优选具有如下的特性。
本紫外线透射玻璃由于用于光学系统，因此紫外线透射率越高越优选。在外部透射率以着色度λ70、λ5为指标表示时，在玻璃厚度为10mm时显示出外部透射率为70％的波长λ70优选为350nm以下，更优选为320nm以下，特别优选为305nm以下，最优选为295nm以下。另外，在玻璃厚度为10mm时显示出外部透射率为5％的波长λ5优选为245nm以下，更优选为240nm以下，特别优选为235nm以下，最优选为230nm以下。
本紫外线透射玻璃通过降低液相温度，从而在由玻璃熔融液成形为成形品时不易失透，能够提高生产率、玻璃品质。液相温度为1200℃以下，优选为1150℃以下，更优选为1100℃以下。需要说明的是，在本说明书中，液相温度是指在某温度下保持一定时间的情况下，不会从玻璃熔融液生成晶体固化物的最低温度。
＜紫外线透射玻璃的制造方法＞
本实施方式的紫外线透射玻璃的制造方法是制造上述实施方式的紫外线透射玻璃的方法。该紫外线透射玻璃的制造方法的基本操作是基于以往公知的玻璃的制造方法将玻璃原料或碎玻璃熔融，将由此得到的玻璃熔融液冷却而使其固化。此时，在本实施方式中，优选降低玻璃中的铁含量，并且控制所得到的玻璃中所含的成分的氧化还原状态，从而得到良好的紫外线透射特性。
对于所准备的玻璃原料或碎玻璃，只要是能够得到上述本实施方式的紫外线透射玻璃即可，没有特别限制。作为原料，例如使用硝酸盐、硫酸盐、碳酸盐、氢氧化物、氧化物、硼酸等。优选可以得到上述玻璃组成1或玻璃组成2的玻璃原料。
加热至玻璃原料或碎玻璃熔融的温度以上的温度，制成玻璃熔融液，作为此时的熔融条件，可以考虑将玻璃熔融液所接触的气氛设定为大气气氛(氧化性气氛)的情况和将玻璃熔融液所接触的气氛设定为非氧化性气氛的情况。为了设定为非氧化性气氛，可以使用向炉的内部导入氮气、氩气等非氧化性气体的方法、将使用如都市燃气等不含氧气的可燃性气体的燃烧器的火焰导入炉内的方法等。
在使玻璃原料或碎玻璃中含有还原剂时，作为还原剂，将残留在所得到的玻璃中的还原剂认为是玻璃原料，将未残留在玻璃中的还原剂认为是外部添加到玻璃原料中的物质。作为在此使用的还原剂，作为残留在玻璃中的还原剂，可以列举SnO2、SnO、硅(Si)、铝(Al)、氟化物(氟化铝、氟化镧等)，作为挥发而不残留在玻璃中的还原剂，可以列举碳(C)等。碳(C)可以以碳粉、蔗糖等碳水化合物的形式添加。
在此，在使用含有至少一种选自SnO2和SnO中的锡氧化物的还原剂作为还原剂的情况下，对于作为SnO2和SnO的合计量的锡氧化物的含量，在大气气氛下进行熔融的情况下，优选在玻璃中添加大于0.3质量％且小于等于3质量％的量。当含量为0.3质量％以下时，提高紫外线透射率的效果不充分，优选添加0.35质量％以上。当大于3质量％时，反而导致透射率降低，优选添加2质量％以下，更优选添加1质量％以下。
另一方面，对于作为SnO2和SnO的合计量的锡氧化物的含量，在非氧化性气氛下进行熔融的情况下，优选添加大于0质量％且小于等于0.3质量％的量。通过添加大于0质量％，能够进一步提高紫外线透射率，优选添加0.01质量％以上。当添加0.3质量％以上时，导致透射率降低。优选添加0.2质量％以下、更优选添加0.1质量％以下的量。
在使用碳(C)作为还原剂的情况下，根据玻璃熔融的气氛、熔融时间来决定添加量即可，例如，在非氧化性气氛中，相对于100质量％的玻璃，优选外部添加0.2质量％以上且1质量％以下。需要说明的是，在此情况下，由于在玻璃的制造操作时变成二氧化碳而挥发，因此在所得到的紫外线透射玻璃中，没有残留来自还原剂的碳成分。
利用公知的方法将以这样的方式得到的熔融玻璃冷却而使其固化，从而得到紫外线透射玻璃。作为该紫外线透射玻璃，在以玻璃块的形式得到的情况下，在之后通过进行磨削、研磨等加工，可以制成具有所期望的形状的成形品。另外，在将熔融玻璃倒入到成形模具等中进行冷却而使其固化的情况下，由于可以直接赋予所期望的形状，因此可以通过脱模来形成成形品。也可以将所得到的玻璃成形品在后加工中再次加热而使其软化，并施加压力按压模具来成形。
在LED元件3为UV-LED的情况下，上述蓝宝石的d射线的折射率为nd＝1.77，氮化铝的d射线的折射率为nd＝2.1，是折射率高的材料。因此，在此情况下，作为光学构件4和胶粘层5的材料，优选均使用作为紫外线透射玻璃的高折射率的材料。此时，必须含有B2O3和La2O3的B2O3-La2O3类无机玻璃在紫外线区域为高透射，折射率高，耐水性强，适合用作本用途的光学构件的材料。在此，作为高折射率的材料，优选nd＝1.6以上的材料，更优选nd为1.70以上，进一步优选为1.71以上，特别优选为1.72以上，最优选为1.73以上。
(发光装置的其它结构例)
上述结构例说明了对于UV-LED元件，光学构件4和胶粘层5均由高折射率的材料形成的情况，但对于胶粘层5，在使其厚度比从LED元件3射出的发光波长的长度小的情况下，其折射率没有特别限制，也可以使用低折射率的材料。
这是因为，通过使胶粘层5的厚度足够薄，即使是在LED元件3与胶粘层5的界面处成为全反射的光，也能够利用渐逝光。在此情况下，即使是胶粘层5的折射率小的材料，也能够将光提取效率提高到实用上可利用的程度。因此，此时LED元件3和光学构件4由高折射率的材料构成，胶粘层5的厚度比发光波长的长度小，为几十nm至几百nm以下，其折射率可以没有特别限制地使用。
(发光装置的制造方法)
本实施方式的发光装置1利用公知的方法在基板2上形成LED元件3，并且在此之外另外成形光学构件4，各自准备这两者。接着，在LED元件3或光学构件4的胶粘面上制作成为胶粘层5的无机玻璃层，通过加热使无机玻璃层软化，在固化之前使作为胶粘对象的光学构件4或LED元件3与该软化状态的无机玻璃接触，然后冷却、固化而制成胶粘层5，从而能够得到发光装置1。在形成该无机玻璃层时，可以以如下方式进行：以粉末糊料(フリットペースト)的形式准备胶粘层5的材料，通过丝网印刷等公知的涂布方法涂布在胶粘面上，然后加热使其脱灰、脱泡。此时，得到几μm～几十μm的胶粘层5的厚度。另外，也可以以如下方式进行：以生片的形式准备胶粘层5的材料，将生片的小片放在胶粘面上并进行加热，使其脱灰、脱泡。此时，得到约几十μm～约200μm的胶粘层5的厚度。另外，也可以以如下方式进行：以板材的形式准备胶粘层5的材料，然后通过再拉伸成形而进行片化，将片材小片放在胶粘面上并进行加热使其熔合。此时，得到约几十μm～约200μm的胶粘层5的厚度。
另外，在使用水玻璃设置胶粘层5的情况下，在LED元件3或光学构件4的胶粘面上涂布作为水玻璃而公知的水溶性碱金属硅酸盐，使其与涂布有作为胶粘对象的光学构件4或LED元件3的水玻璃部分接触，通过加热形成以玻璃质的Na2SiO3为主要成分的胶粘层5，从而能够得到发光装置1。此时，得到几十nm～几百nm的胶粘层5的厚度。
[发光装置的变形例]
以上，参照图1对发光装置1进行了说明，但对于该发光装置1，可以如图2A～图2H所示进行变形。
图2A是将胶粘层5设置在光学构件4的胶粘面侧的整个面上而得到的发光装置1A的例子。
图2B是将胶粘层5不仅设置在LED元件3的胶粘面上、还设置在侧面上而得到的发光装置1B的例子。
图2C是在密封LED元件3的同时在基板2与光学构件4之间无间隙地设置胶粘层5的发光装置1C的例子。
图2D是将光学构件4的外周部分延伸至与基板2接触而设置的发光装置1D的例子。
图2E是将图2B和图2D组合而得到的图，是将胶粘层5不仅设置在LED元件3的胶粘面上还设置在侧面上，并且将光学构件4的外周部分延伸至与基板2接触而设置的发光装置1E的例子。
图2F是将光学构件4的外周部分向基板2侧延伸并利用胶粘层11与基板2固定的发光装置1F的例子。
图2G是将基板2制成设置有侧壁的容器形状并设置有玻璃制的盖12的发光装置1G的例子。盖12由使LED元件3射出的光透射的材料形成即可。
图2H是将玻璃制的盖12制成具有侧壁的盖状并设置在基板2上的发光装置1H的例子。
发光装置1A在形成胶粘层时，通过涂布形成在光学构件4的整个胶粘面上而容易形成胶粘层。
发光装置1B、1C通过胶粘层还覆盖LED元件的侧面，能够防止大气中的水分等加快LED元件劣化的物质从外界侵入LED元件，能够抑制LED元件的性能劣化。
发光装置1D、1E通过光学构件的一部分与基板接触，因此光学构件不易从LED元件脱落。
发光装置1F通过将光学构件还胶粘在基板上，使光学构件与LED元件的胶粘更加牢固，并且能够防止来自外界的水分等侵入LED元件，能够抑制LED元件的性能劣化。光学构件与基板的胶粘可以使用现有的胶粘方法，作为所使用的胶粘层11，例如可以列举金属焊料、低熔点玻璃等无机胶粘剂。另外，由于该胶粘层11位于从LED元件发出的光不会强烈照射到的位置，因此也可以使用聚硅氧烷类等有机胶粘剂。
发光装置1G的基板呈箱型，收纳LED元件和光学构件并且安装有盖，所述盖由在LED元件的发光波长下为高透射的材料、例如石英、无机玻璃制成。盖通过金属焊料等胶粘在基板的壁部分上，能够防止水分等从外界侵入，并且能够抑制LED元件的性能劣化。
发光装置1H与1G相同，光学构件和LED元件利用基板和盖而与外界隔离，但通过将盖做成箱型，基板成为平板形状，能够抑制昂贵的基板的费用。另外，与1G不同，通过使用箱型的盖，还能够在外界提取从LED元件向侧面方向放射的光。盖与基板的胶粘使用金属焊料、无机胶粘剂、有机胶粘剂等。
实施例
以下，通过实施例对本发明进行说明，但本发明不限于这些实施例。
(光学构件)
[制造例1-1～1-4]
称量与各自组成相当的硝酸盐、硫酸盐、氢氧化物、氧化物、硼酸等原料，以得到表2所示组成的玻璃，进行充分混合，然后放入铂制坩埚中，在1150℃～1350℃的温度范围内加热1.5小时～3小时，进行熔化。将该熔融玻璃倒入到进行预热后的模具中并冷却，成形为板状，然后在玻璃化转变温度附近的温度下保持4小时，然后以-60℃/小时的冷却速度缓慢冷却至室温。
对所得到的玻璃测定波长为587.56nm(d射线)下的折射率nd、吸收系数α(单位：mm-1)、总氧化铁含量(T-Fe2O3)(单位：质量ppm)、Fe3+强度、玻璃化转变温度Tg(单位：℃)、着色度(单位：nm)、液相温度(单位：℃)。这些测定方法如下所述。
关于折射率，使用精密折射率计(岛津制作所制造，型号：KPR-200、KPR-2000)测定加工成一边为5mm以上、厚度为5mm以上的长方体状的样品。折射率是对以降温速度-60℃/小时缓慢冷却而得到的样品进行测定而得到的。
关于吸收系数，使用分光光度计(日立高新技术公司制造，型号：U-4100)对将厚度为10mm、5mm、1mm的双面进行了研磨而得到的样品测定外部透射率，并计算吸收系数。外部透射率和吸收系数具有下式的关系。T为外部透射率，α为吸收系数，d为试样的厚度，r为单面反射率。
lnT＝-α×d+ln(1-r)2
关于着色度，从厚度为10mm的样品的外部透射率读取外部透射率为70％的波长λ70、外部透射率为5％的波长λ5。
总氧化铁含量(T-Fe2O3)利用ICP质量分析法按以下的操作步骤测定。在粉碎后的玻璃中添加氢氟酸和硫酸的混合酸，进行加热分解。在分解后，添加盐酸使其成为规定量，利用ICP质量分析法测定Fe的浓度。浓度根据使用标准液体制作的校准曲线计算。根据该测定浓度和玻璃的分解量，计算出玻璃中的T-Fe2O3。ICP质谱仪使用安捷伦科技公司制造的Agilent8800。
Fe3+强度利用电子自旋共振法(ESR)按以下的操作步骤测定。称量0.3g粉碎后的玻璃，以加入30μg的Cu2+的方式添加作为内部标准的ICP用硝酸铜标准溶液。将试样在约50℃下干燥约2小时，然后将试样填充到ESR用测定管中，测定电子自旋共振谱。装置使用日本电子株式会社制造的ESR SPECTROMETER。将ESR的测定条件示于表1中。
在表1所示的条件下测定的ESR中，如下式所示，定义Fe3+信号强度和Cu2+信号强度，将去除测定时的放大倍率、测定强度的偏差而得到的值作为Fe3+强度。
Fe3+信号强度＝(在磁场157mT前后出现的Fe3+峰的信号强度的极大值)-(在磁场157mT前后出现的Fe3+峰的信号强度的极小值)
Cu2+信号强度＝(在磁场310mT前后出现的Cu2+峰的信号强度的极大值)-(在磁场310mT前后出现的Cu2+峰的信号强度的极小值)
Fe3+强度＝(Fe3+信号强度/Fe3+信号强度测定时的放大倍率)/(Cu2+信号强度/Cu2+信号强度测定时的放大倍率)
表1
关于玻璃化转变温度Tg，使用热机械分析装置(日本理学公司制造，型号：ThermoPlus TMA8310)以5℃/分钟的升温速度测定加工成直径为5mm、长度为20mm的圆柱形的样品。
关于液相温度，将样品放置在铂制的皿中，在设定为恒定温度的电炉内静置1小时，然后取出，利用50倍的光学显微镜观察该样品，将看不到晶体析出的最低温度作为液相温度。
将表2所示组成的玻璃熔融液从安装在玻璃熔炉上的管中滴下并冷却固化而得到粗球状的玻璃粗球，对其表面进行研磨而制作玻璃研磨球。此外，通过对成形固化为板状而得到的玻璃板进行利用刀片等的机械加工和再加热而使其变形来制作玻璃块，利用球磨机对表面进行研磨，也能够得到玻璃研磨球。通过切片加工、研磨加工将所得到的玻璃研磨球加工成半球形状，由此制作由具有制造例1-1～制造例1-4的组成的玻璃形成的半球玻璃透镜。
表2
(胶粘层)
[制造例2-1～2-3]
称量与各自组成相当的硝酸盐、硫酸盐、氢氧化物、氧化物、硼酸等原料，以得到表3所示组成的玻璃，进行充分混合，然后放入铂制坩埚中，在1150℃～1200℃的温度范围内加热1.5小时～3小时，进行熔化。将该熔融玻璃倒入到进行预热后的模具中并冷却，成形为板状，然后在玻璃化转变温度附近的温度下保持4小时，然后以-60℃/小时的冷却速度缓慢冷却至室温。
对所得到的玻璃测定波长为587.56nm(d射线)下的折射率nd、吸收系数α(单位：mm-1)、玻璃化转变温度Tg(单位：℃)。这些测定方法如下所述。
关于折射率，使用精密折射率计(岛津制作所制造，型号：KPR-200、KPR-2000)测定加工成一边为5mm以上、厚度为5mm以上的长方体状的样品。折射率是对以降温速度-60℃/小时缓慢冷却而得到的样品进行测定而得到的。
关于吸收系数，使用分光光度计(日立高新技术公司制造，型号：U-4100)对将厚度为10mm、5mm、1mm的双面进行了研磨而得到的样品测定外部透射率，并根据下式计算吸收系数。T为外部透射率，α为吸收系数，d为试样的厚度，r为单面反射率。
lnT＝-α×d+ln(1-r)2
玻璃化转变温度Tg通过差示热分析装置(DTA)测定。
表3
＜胶粘层玻璃的组成、特性＞
为了在半球玻璃透镜的胶粘面侧形成胶粘层，可以使用现有的各种方法，例如，可以通过如下方法制作：将制成玻璃粉末糊料的物质丝网印刷到光学构件的胶粘面上的方法；将通过再拉伸成形、压制成形、切片加工等制作的玻璃片安装在光学部件上的方法；将玻璃小片压制在光学部件的胶粘面上而成形为片状的方法。胶粘层的厚度为20μm～500μm。
[例1～3]
准备3个利用上述方法在制造例1-4中得到的半球玻璃透镜，将制造例2-1～制造例2-3的胶粘层施加到各自的平面侧，此外，以施加了胶粘层的面与LED元件接触的方式进行静置，在比胶粘层的玻璃化转变温度高20℃～100℃的温度下加热5分钟～15分钟，由此将半球玻璃透镜和LED元件胶粘。此时，当对半球玻璃透镜施加载荷时，可以在比不施加载荷的情况低的加热温度下进行胶粘。以这样的方式，制作例1～3的发光装置。
[例4]
准备通过上述方法在制造例1-4中得到的半球玻璃透镜，将水玻璃(硅酸钠水溶液)涂布在半球玻璃透镜的平面侧、LED元件的光射出面中的至少一者上，使两者的面接触并静置。在200℃～300℃下进行加热，使胶粘层脱水、固化，将半球玻璃透镜和LED元件胶粘，从而制作发光装置。以这样的方式制作例4的发光装置。脱水固化后的水玻璃为硅酸钠的玻璃，对于200nm以上的波长的光，未观察到胶粘层的吸收。如果不吸收LED元件的使用波长，则可以使用各种无机胶粘剂，即使使用正磷酸盐水溶液、将硅酸酐微粒分散在水中而得到的硅溶胶，也可以同样地进行胶粘。
[例5]
表面活化接合作为接合技术是已知的，但不能使无机玻璃胶粘。在通过上述方法得到的制造例1-1～制造例1-4的半球玻璃透镜的平面侧形成氮化物层(AlN、SiN)，然后通过表面活化接合将半球玻璃透镜的平面与LED元件的光射出面胶粘，从而制作发光装置。以这样的方式制作例5的发光装置。为了提高接合强度，优选使光学部件的胶粘面、LED元件的光射出面各自为低表面粗糙度，优选为表面粗糙度Ra≤1nm。
上述例1～例5均为实施例。在这些实施例中，LED元件为倒装芯片结构，使用光射出面为镜面的蓝宝石基板。需要说明的是，在光射出面为氮化铝基板的LED元件的情况下，也能够以同样的工序胶粘光学构件。
通过光学模拟，计算从LED元件提取到元件外部的光的输出量，验证由上述发光装置得到的光提取效率提高的效果。LED元件、光学构件和胶粘层使用下表的计算模型。对于后述的例6、例7、上述例3、例4，通过光线追踪法计算发光装置的射出光的输出量。特别是对于例4，由于胶粘层的厚度小于发光波长的长度，因此通过光学干涉计算法进行考虑了胶粘层中的光学干涉效果的计算。将在计算时所使用的LED元件的计算模型示于表4中，光学构件和胶粘层的特性示于表5中。对于射出光的输出量，对从LED元件的光射出面提取到上方的光进行计数。在图3中用虚线表示此时的测定中的光的检测范围。该检测范围以剖面表示，但实际上为半球状。将发光装置的计算模型和光学模拟的结果示于表6中。
在此，例6为包含不具有光学构件和胶粘层的LED元件的发光装置，例7为在制造例1-4中得到的半球玻璃透镜的平面侧，使用在紫外线LED中经常用作胶粘剂的含氟树脂以与LED元件接触的方式静置并将半球玻璃透镜和LED元件胶粘而得到的发光装置。
将各例的发光装置的射出光的输出量除以例6的射出光的输出量而得到的值作为增强因数(Enhancement Factor)。即，增强因数表示相对于例6的发光装置，光提取效率提高了多少。计算发光波长为360nm、310nm下的增强因数。例7为使用在紫外线LED中经常用作胶粘剂的含氟树脂作为胶粘层的发光装置，为d/λ≥1且折射率nd(A)＜1.5、胶粘层的折射率低的比较例。
表4
| LED元件尺寸 | 1mm见方 |
| 蓝宝石基板厚度 | 100μm |
| 发光层的膜厚 | 10μm |
| 接触层(LED背面) | 完全吸收体 |
表5
表6
在例3、例4中，增强因数为2以上，可知通过具有光学构件和胶粘层，射出光的输出量提高至2倍以上。例3由于具有折射率高、吸收系数低的胶粘层，因此能够防止LED元件的光射出面上的全反射。在例4中，通过使胶粘层的厚度比发光波长的长度小，能够经由渐逝波将光导至光学构件，因此能够防止LED元件的光射出面上的全反射。在例7中，由于胶粘层的折射率过低，因此不能充分地防止LED元件与胶粘层的界面处的全反射，增强因数只能提高至约1.6。增强因数优选为1.7以上。
[例8]
在利用上述方法得到的制造例1-1～1-4的半球玻璃透镜的平面侧和LED元件的光射出面上，通过溅射法将作为金属氧化物的Al氧化物形成为约10nm的厚度，然后通过使半球玻璃的平面与LED元件的光射出面接触来进行胶粘，从而制作了发光装置。以这样的方式制作例8的发光装置。利用刀片插入法评价的接合强度为0.62J/m2。金属氧化物膜也可以仅在光学构件的平面侧和LED元件的光射出面的其中一个面上成膜并胶粘。金属氧化物层的厚度优选为约5nm～约200nm。为了提高接合强度，优选使光学部件的胶粘面、LED元件的光射出面各自为低表面粗糙度，优选表面粗糙度Ra≤1nm。通过在胶粘时或胶粘后实施加热处理，能够提高接合强度，优选在100℃～250℃的温度下加热。作为金属氧化物，可以使用Si、Al、Zr等的氧化物。成膜法可以使用现有的方法，例如溅射法、ALD(Atomic LayerDeposition：原子层沉积)法、蒸镀法。
由以上可知，本实施例的发光元件是光提取效率良好、抑制由发光元件射出的光引起的胶粘层的劣化、寿命长、能够实现光的有效利用的发光装置。
本申请主张基于2019年2月28日在日本专利局申请的特愿2019-036763号的优先权，将日本特愿2019-036763号的全部内容以引用的形式并入本文中。
标号说明
1…发光装置，2…基板，3…LED元件，4…光学构件，5…胶粘层
Claims (20)
1.一种带胶粘层的光学构件，其特征在于，所述带胶粘层的光学构件具有：
透射光的无机玻璃制的光学构件、和
设置在所述光学构件上的包含无机玻璃或氮化物的无机材料的胶粘层或金属氧化物的胶粘层。
2.如权利要求1所述的带胶粘层的光学构件，其中，所述光为波长200nm～400nm的紫外线。
3.如权利要求1或2所述的带胶粘层的光学构件，其中，所述光学构件的d射线(587.6nm)的折射率nd(O)满足nd(О)≥1.5。
4.如权利要求1～3中任一项所述的带胶粘层的光学构件，其中，所述光学构件包含高透射的无机玻璃，并且所述光学构件在所述光的波长下的吸收系数α(mm-1)满足α≤0.2(mm-1)。
5.如权利要求1～4中任一项所述的带胶粘层的光学构件，其中，所述胶粘层在所述光的波长下的吸收系数α(mm-1)满足α≤8(mm-1)。
6.如权利要求1～5中任一项所述的带胶粘层的光学构件，其中，在将所述胶粘层的厚度设为d、将所述光的波长设为λ时，满足d/λ<1。
7.如权利要求1～5中任一项所述的带胶粘层的光学构件，其特征在于，在将所述胶粘层的厚度设为d、将所述光的波长设为λ时，d/λ≥1，并且所述胶粘层的d射线的折射率nd(A)满足nd(A)≥1.5。
8.如权利要求7所述的带胶粘层的光学构件，其中，所述光学构件的折射率nd(O)与所述胶粘层的折射率nd(A)之差的绝对值Δnd满足Δnd＝|nd(O)-nd(A)|≤0.2。
9.如权利要求1～8中任一项所述的带胶粘层的光学构件，其中，
所述光学构件的折射率nd(O)为nd(O)≥1.6，且所述光学构件在所述光的波长下的吸收系数α(mm-1)满足α≤0.2(mm-1)，并且
所述光学构件包含B2O3-La2O3类的无机玻璃，所述B2O3-La2O3类的无机玻璃的特征在于，含有B2O3和La2O3作为化学成分。
10.如权利要求1～9中任一项所述的带胶粘层的光学构件，其中，以氧化物基准的摩尔％计，形成所述光学构件的无机玻璃中的Bi2O3、TiO2、WO3和Gd2O3各自的含量为3摩尔％以下。
11.如权利要求10所述的带胶粘层的光学构件，其中，以氧化物基准的摩尔％计，形成所述光学构件的无机玻璃中的SnO和SnO2各自的含量为3摩尔％以下。
12.如权利要求10或11所述的带胶粘层的光学构件，其中，以氧化物基准的摩尔％计，形成所述光学构件的无机玻璃中的Nb2O5的含量为3摩尔％以下。
13.如权利要求10～12中任一项所述的带胶粘层的光学构件，其中，以氧化物基准的摩尔％计，形成所述光学构件的无机玻璃中的Ta2O5的含量为3摩尔％以下。
14.如权利要求1～13中任一项所述的带胶粘层的光学构件，其中，形成所述光学构件的无机玻璃中的换算成Fe2O3的氧化铁含量T-Fe2O3为10质量ppm以下。
15.如权利要求1～14中任一项所述的带胶粘层的光学构件，其中，形成所述光学构件的无机玻璃中的通过电子自旋共振法(ESR)测定的Fe3+强度为0.0400以下。
16.一种发光装置，其特征在于，所述发光装置具有：
基板、
设置在所述基板上的LED元件、和
权利要求1～15中任一项所述的带胶粘层的光学构件，并且
所述胶粘层设置在所述LED元件与所述光学构件之间。
17.如权利要求16所述的发光装置，其中，所述发光装置为倒装芯片结构或立式结构。
18.如权利要求16或17所述的发光装置，其中，所述胶粘层覆盖所述LED元件的侧面。
19.如权利要求16～18中任一项所述的发光装置，其中，所述光学构件也与所述基板接触、或者所述光学构件与所述基板胶粘。
20.如权利要求16～19中任一项所述的发光装置，其中，P1除以P2而得到的值(P1/P2)为1.7以上，
P1为所述发光装置的射出光的输出量，且
P2为从所述发光装置中除去所述光学构件和所述胶粘层而得到的装置的射出光的输出量。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019-036763 | 2019-02-28 | ||
| JP2019036763 | 2019-02-28 | ||
| PCT/JP2020/007184 WO2020175396A1 (ja) | 2019-02-28 | 2020-02-21 | 接着層付き光学部材および発光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113474307A true CN113474307A (zh) | 2021-10-01 |
Family
ID=72240030
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202080016070.XA Pending CN113474307A (zh) | 2019-02-28 | 2020-02-21 | 带胶粘层的光学构件和发光装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20210384391A1 (zh) |
| JP (1) | JPWO2020175396A1 (zh) |
| CN (1) | CN113474307A (zh) |
| TW (1) | TW202103342A (zh) |
| WO (1) | WO2020175396A1 (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2022131066A1 (zh) * | 2020-12-18 | 2022-06-23 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001064038A (ja) * | 1999-08-30 | 2001-03-13 | Hoya Corp | ガラス材およびそれを用いたガラスファイバ |
| US20050032257A1 (en) * | 2000-09-12 | 2005-02-10 | Camras Michael D. | Method of forming light emitting devices with improved light extraction efficiency |
| US20060231737A1 (en) * | 2005-04-15 | 2006-10-19 | Asahi Glass Company, Limited | Light emitting diode element |
| WO2015083616A1 (ja) * | 2013-12-03 | 2015-06-11 | 旭硝子株式会社 | 光学ガラス、プレス成形用プリフォームおよび光学素子 |
| JP2016052971A (ja) * | 2014-09-04 | 2016-04-14 | 株式会社オハラ | ガラスの製造方法およびガラス |
| WO2017222328A1 (ko) * | 2016-06-23 | 2017-12-28 | 주식회사 엘엠에스 | 자외선 차단 기능이 우수한 점착 조성물, 점착 시트 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 |
| JP2018035046A (ja) * | 2016-09-01 | 2018-03-08 | セントラル硝子株式会社 | 光源用封止材及び光源用封止材用のガラス材料 |
| CN108172676A (zh) * | 2018-01-25 | 2018-06-15 | 研创光电科技（赣州）有限公司 | 一种led陶瓷复合封装基板及其生产工艺 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2067182B1 (en) * | 2006-09-22 | 2016-10-05 | Koninklijke Philips N.V. | Light emitting device with tension relaxation |
| JP2010510671A (ja) * | 2006-11-17 | 2010-04-02 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | Ｌｅｄ光源用の光学接着組成物 |
| TW201403885A (zh) * | 2012-07-06 | 2014-01-16 | Lextar Electronics Corp | 發光二極體裝置 |
| US9401465B2 (en) * | 2014-10-17 | 2016-07-26 | High Power Opto. Inc. | Light emitting diode having mirror protection layer and method for manufacturing mirror protection layer |
-
2020
- 2020-02-21 JP JP2021502215A patent/JPWO2020175396A1/ja active Pending
- 2020-02-21 WO PCT/JP2020/007184 patent/WO2020175396A1/ja active Application Filing
- 2020-02-21 CN CN202080016070.XA patent/CN113474307A/zh active Pending
- 2020-02-24 TW TW109105921A patent/TW202103342A/zh unknown
-
2021
- 2021-08-17 US US17/404,042 patent/US20210384391A1/en active Pending
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001064038A (ja) * | 1999-08-30 | 2001-03-13 | Hoya Corp | ガラス材およびそれを用いたガラスファイバ |
| US20050032257A1 (en) * | 2000-09-12 | 2005-02-10 | Camras Michael D. | Method of forming light emitting devices with improved light extraction efficiency |
| US20060231737A1 (en) * | 2005-04-15 | 2006-10-19 | Asahi Glass Company, Limited | Light emitting diode element |
| WO2015083616A1 (ja) * | 2013-12-03 | 2015-06-11 | 旭硝子株式会社 | 光学ガラス、プレス成形用プリフォームおよび光学素子 |
| JP2016052971A (ja) * | 2014-09-04 | 2016-04-14 | 株式会社オハラ | ガラスの製造方法およびガラス |
| WO2017222328A1 (ko) * | 2016-06-23 | 2017-12-28 | 주식회사 엘엠에스 | 자외선 차단 기능이 우수한 점착 조성물, 점착 시트 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 |
| JP2018035046A (ja) * | 2016-09-01 | 2018-03-08 | セントラル硝子株式会社 | 光源用封止材及び光源用封止材用のガラス材料 |
| CN108172676A (zh) * | 2018-01-25 | 2018-06-15 | 研创光电科技（赣州）有限公司 | 一种led陶瓷复合封装基板及其生产工艺 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 康俊勇, 厦门大学出版社 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW202103342A (zh) | 2021-01-16 |
| JPWO2020175396A1 (zh) | 2020-09-03 |
| US20210384391A1 (en) | 2021-12-09 |
| WO2020175396A1 (ja) | 2020-09-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7207442B2 (ja) | 紫外線透過ガラス | |
| US8344404B2 (en) | Wavelength conversion member and method for manufacturing the same | |
| KR102402822B1 (ko) | 지지 유리 기판 및 이것을 사용한 적층체 | |
| US10882778B2 (en) | Glass substrate, laminated substrate, laminate, and method for producing semiconductor package | |
| CN112047625B (zh) | 透紫外光学玻璃 | |
| US20240124344A1 (en) | Uv-transmitting glass and molded products | |
| US20220371940A1 (en) | Ultraviolet transmission glass | |
| TW201619083A (zh) | 玻璃、壓製成型用玻璃材料、光學元件胚料及光學元件 | |
| JPWO2006129618A1 (ja) | 光学ガラス素子製造方法 | |
| JPWO2018100991A1 (ja) | 紫外線透過フィルタ | |
| US20180215652A1 (en) | Ultraviolet light transmitting glass | |
| CN113474307A (zh) | 带胶粘层的光学构件和发光装置 | |
| US20220388893A1 (en) | Ultraviolet transmission glass | |
| US20190112223A1 (en) | Composite powder, green sheet, light reflective substrate, and light emitting device using same | |
| JP4433391B2 (ja) | 半導体パッケージの窓用ガラス、半導体パッケージ用ガラス窓および半導体パッケージ | |
| KR20060088555A (ko) | 광학 유리 및 광학 소자 제조 방법 | |
| WO2021039730A1 (ja) | 光学素子、ガラス及び発光装置 | |
| JP2018002553A (ja) | 光学素子の製造方法 | |
| WO2022255336A1 (ja) | 光学ガラス、近赤外線カットフィルタ、プレス成形用ガラス素子、光学素子ブランク、および光学素子 | |
| JP7001999B2 (ja) | 光学素子の製造方法 | |
| TW201406696A (zh) | 光學玻璃、預形體、及光學元件 | |
| JP2002321938A (ja) | 光増幅ガラスおよび光増幅導波路製造方法 | |
| CN116057021A (zh) | 具有着色层的玻璃及其制造方法 | |
| JP2018030736A (ja) | 光学ガラス素子の製造方法 | |
| JP2010138069A (ja) | リン酸塩光学ガラス、精密プレス成形用プリフォームおよびその製造方法、光学素子およびその製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20211001 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |