JP2008288543A - 固体素子デバイス - Google Patents

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好伸 末広
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Abstract

【課題】ガラス封止部の安定性に加えて耐候性についても良好とする。
【解決手段】ＬＥＤ素子２と、ＬＥＤ素子２をマウントするとともに電力の受供給を行う
Ａｌ２Ｏ３基板３及び回路パターン４と、ＬＥＤ素子２を封止しＢ２Ｏ３−ＳｉＯ２−Ｌｉ２Ｏ−Ｎａ２Ｏ−ＺｎＯ−Ｎｂ２Ｏ５系の熱融着ガラスからなるガラス封止部６と、を備え、熱融着ガラスが、２１ｗｔ％〜２３ｗｔ％のＢ２Ｏ３と、１１ｗｔ％〜１３ｗｔ％のＳｉＯ２と、１ｗｔ％〜１．５ｗｔ％のＬｉ２Ｏと、２ｗｔ％〜２．５ｗｔ％のＮａ２Ｏと、を含むようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、固体素子をガラス材料で封止した固体素子デバイスに関する。
従来から、発光ダイオード（Light Emitting Diode：ＬＥＤ）等の固体素子をエポキシ
樹脂等の透光性樹脂材料で封止した固体素子デバイスが知られている。この種の固体素子
デバイスでは、固体素子から発せられる光によって、透光性樹脂が劣化するという問題点
がある。特に、固体素子として短波長光を放出するIII族窒化物系化合物半導体発光素子
を用いる場合には、当該素子から放出される高エネルギーの光と素子自体の発熱によって
素子近傍の透光性樹脂が黄変し、光取り出し効率が経時的に低下する場合がある。
このような封止部材の劣化を防止するものとして、封止部材にガラスを用いた発光デバ
イスが提案されている（例えば、特許文献１及び２参照）。
特許文献１に記載された発光デバイスは、ＬＥＤ素子、ワイヤボンディング部、および
リード部の上端の周囲をガラスからなる透明の封止体で覆って構成されている。ガラスに
は、例えば、セレン、タリウム、ヒ素、硫黄等を加えて融点を摂氏１３０〜３５０度とし
たものが使用される。
また、特許文献２に記載された発光デバイスは、屈折率が２．３程度であるＧａＮ系Ｌ
ＥＤ発光素子を、屈折率が２程度のガラスで封止したものが開示されている。この発光デ
バイスによれば、このような屈折率のＧａＮ系ＬＥＤ発光素子とガラスを用いることによ
り、ＬＥＤ発光素子とガラスとの界面で全反射する光の低減が図られている。
ところで、特許文献１及び２の固体素子デバイスでは、ガラスとはいえ高温加工を行う
必要があり、また、ガラスが硬質材料であるため、樹脂封止加工技術の応用ではデバイス
を具現化することができない。また、デバイスの具現化に必要な物性値や組成が不明であ
った。
そこで、本願出願人らは、無機材料封止加工を具現化するための課題を抽出、解決し、
ガラス封止を行うことで期待できる効果を実際に得ることのできる発光素子デバイスを提
案した（例えば、特許文献３参照）。特許文献３に記載の固体素子デバイスでは、セラミ
ックからなる基板を用いるとともに、ガラス封止部として、１９ｗｔ％〜３０ｗｔ％のＢ
２Ｏ３と、０．５ｗｔ％〜１５ｗｔ％のＳｉＯ２と、１．５ｗｔ％〜８ｗｔ％のＮａ２Ｏ
と、４４ｗｔ％〜６０ｗｔ％のＺｎＯと、９ｗｔ％〜１９ｗｔ％のＮｂ２Ｏ５とを含むＢ
２Ｏ３−ＳｉＯ２−Ｎａ２Ｏ−ＺｎＯ−Ｎｂ２Ｏ５系のガラスを用いることが開示されて
いる。これにより、ガラス封止部が、基板に対して剥離したり、クラックを生じることが
なく、基板とガラス封止部の安定した接合強度を得ることができる。また、ガラス封止部
が結晶化による失透を生じることがないことも確認されている。
特開平８−１０２５５３号公報 特開平１１−１７７１２９号公報 特開２００６−１０８６２１号公報
このように、特許文献３で、ガラス封止部の安定性が良好なガラスの組成が明らかにさ
れた。さらに、本願出願人らは、固体素子デバイスの耐久性を向上させるべく、ガラス封
止部の安定性に加えて耐候性についても鋭意検討を重ねていた。
本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ガラス封
止部の安定性に加えて耐候性についても良好な固体素子デバイスを提供することにある。
前記目的を達成するため、本発明では、固体素子と、前記固体素子をマウントするとと
もに電力の受供給を行う電力受供給部と、前記固体素子を封止し、Ｂ２Ｏ３−ＳｉＯ２−
Ｌｉ２Ｏ−Ｎａ２Ｏ−ＺｎＯ−Ｎｂ２Ｏ５系のガラスからなるガラス封止部と、を備え、
前記ガラスは、２１ｗｔ％〜２３ｗｔ％のＢ２Ｏ３と、１１ｗｔ％〜１３ｗｔ％のＳｉＯ
２と、１ｗｔ％〜１．５ｗｔ％のＬｉ２Ｏと、２ｗｔ％〜２．５ｗｔ％のＮａ２Ｏと、を
含む固体素子デバイスが提供される。
また、上記固体素子デバイスにおいて、前記ガラスは、４８ｗｔ％〜５１ｗｔ％のＺｎ
Ｏと、１１．５ｗｔ％〜１２ｗｔ％のＮｂ２Ｏ５と、を含むことが好ましい。
また、上記固体素子デバイスにおいて、前記ガラスは、Ｌｉ２ＯとＮａ２Ｏの和が３．
５ｗｔ％〜４ｗｔ％であることが好ましい。
また、上記固体素子デバイスにおいて、前記ガラスは、屈伏点が５４０℃以下であるこ
とが好ましい。
また、上記固体素子デバイスにおいて、前記ガラスは、熱膨張係数が７．０×１０−６
／℃以下であることが好ましい。
また、上記固体素子デバイスにおいて、前記ガラス封止部と前記固体素子は、熱膨張率
が高い方に対する低い方の熱膨張率の比が０．８５以上であることが好ましい。
また、上記固体素子デバイスにおいて、前記固体素子は、１ｍｍ以上のサイズを有する
ことが好ましい。
また、上記固体素子デバイスにおいて、前記電力受供給部は、複数の前記固体素子を密
集してマウントすることが好ましい。
また、上記固体素子デバイスにおいて、前記固体素子は、フリップ実装されることが好
ましい。
また、上記固体素子デバイスにおいて、前記固体素子は、アノード側とカソード側にそ
れぞれ１点ずつ形成された２点のバンプにより実装されることが好ましい。
また、上記固体素子デバイスにおいて、前記電力受供給部は、前記固体素子に対して電
力の受供給を行う導電パターンが形成された無機材料基板を含み、前記ガラス封止部と前
記無機材料基板は、熱膨張率が高い方に対する低い方の熱膨張率の比が０．８５以上であ
ることが好ましい。
また、上記固体素子デバイスにおいて、前記無機材料基板は、前記固体素子をマウント
する側に設けられる第１の導電パターンと、前記固体素子をマウントする側と反対側に設
けられる第２の導電パターンと、前記第１の導電パターン及び前記第２の導電パターンを
電気的に接続する第３の導電パターンとを有することが好ましい。
また、上記固体素子デバイスにおいて、前記無機材料基板は、アルミナ基板であること
が好ましい。
また、上記固体素子デバイスにおいて、前記ガラス封止部の表面に、耐湿、耐酸、耐ア
ルカリ性を有するコーティング材が形成されていることが好ましい。
また、上記固体素子デバイスにおいて、前記固体素子は光学素子であり、前記ガラス封
止部は透光性材料であってもよい。。
また、上記固体素子デバイスにおいて、前記光学素子は、発光素子であってもよい。
また、上記固体素子デバイスにおいて、前記ガラス封止部は、前記発光素子から発した
光により励起されると波長変換光を発する蛍光体が分散されていてもよい。
また、上記固体素子デバイスにおいて、前記ガラス封止部は、３５０〜８００ｎｍの波
長の光に対し、厚さ１ｍｍあたりの内部透過率が９０％以上であることが好ましい。
また、上記固体素子デバイスにおいて、前記ガラス封止部は、屈折率が１．６以上であ
ることが好ましい。
また、上記固体素子デバイスにおいて、前記発光素子は、成長基板上にＧａＮ系半導体
層を積層して形成されたＧａＮ系ＬＥＤ素子であることが好ましい。
また、上記固体素子デバイスにおいて、前記ガラス封止部は、前記発光素子の前記成長
基板の屈折率が１．８以上であることが好ましい。
また、上記固体素子デバイスにおいて、前記光学素子は、受光素子であってもよい。
また、上記固体素子デバイスにおいて、前記ガラス封止部は、表面を樹脂でオーバーモ
ールドされていることが好ましい。
また、上記固体素子デバイスにおいて、前記ガラスは、Ｂｉ２Ｏ３をさらに含むことが
好ましい。
本発明によれば、ガラス封止部について安定性に加えて耐候性を良好とすることができ
る。従って、固体素子デバイスが過酷な環境下等で長期間にわたって使用される場合であ
っても、ガラス封止部の劣化が抑制され、光取り出し効率の経時的な低下を効果的に抑制
することができる。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る固体素子デバイスとしてのＬＥＤを示し、（ａ
）はＬＥＤの縦断面図、（ｂ）はＬＥＤ素子の側面図である。
（ＬＥＤ１の構成）
図１（ａ）に示すように、固体素子デバイスとしてのＬＥＤ１は、フリップチップ型の
ＧａＮ系半導体材料からなるＬＥＤ素子２と、ＬＥＤ素子２をマウントする無機材料基板
としてのＡｌ２Ｏ３基板３と、Ａｌ２Ｏ３基板３に形成されタングステン（Ｗ）−ニッケ
ル（Ｎｉ）−金（Ａｕ）で構成される回路パターン４と、ＬＥＤ素子２と回路パターン４
とを電気的に接続するＡｕスタッドバンプ５と、ＬＥＤ素子２を封止するとともにＡｌ２
Ｏ３基板３と接着される透明な無機封止部であるガラス封止部６とを有する。本実施形態
においては、Ａｌ２Ｏ３基板３および回路パターン４が、ＬＥＤ素子２をマウントすると
ともにＬＥＤ素子２へ電力の受供給を行う電力受供給部を構成している。
ＬＥＤ素子２は、図１（ｂ）に示すように、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）からなる成長基
板２０の表面に、バッファ層２１と、ｎ型層２２と、発光層２３と、ｐ型層２４とを順次
結晶成長させることによって形成されている。更に、ＬＥＤ素子２は、ｐ型層２４の表面
に設けられるｐ電極２５と、ｐ型層２４からｎ型層２２にわたって一部をエッチングする
ことにより露出したｎ型層２２に形成されるｎ電極２６とを有する。このＬＥＤ素子２は
、７００℃以上でエピタキシャル成長され、その耐熱温度は６００℃以上であり、後述す
る低融点の熱融着ガラスを用いた封止加工における加工温度に対して安定である。ＬＥＤ
素子２の熱膨張率αは、５．０〜７．０×１０−６／℃である。
ｐ電極２５は、発光層２３から発せられる光を成長基板２０の方向に反射する光反射層
として機能する。本実施形態においては、ＬＥＤ素子２のサイズは０．３４ｍｍ×０．３
４ｍｍ×厚さ０．０９ｍｍである。また、ＬＥＤ素子２は、ピーク波長が４７０ｎｍであ
り、青色に発光する。
Ａｌ２Ｏ３基板３は、熱膨張率αが７．０×１０−６／℃であり、複数のビアホール３
Ａを有する。このビアホール３Ａは、Ａｌ２Ｏ３基板３の表面および裏面にメタライズさ
れた回路パターン４を導通させている。回路パターン４は、ＬＥＤ素子２をマウントする
側に設けられる第１の導電パターンと、その裏面側に設けられる第２の導電パターンと、
その両側を電気的に接続するＷ（タングステン）からなる第３の導電パターンとを有する
。
ガラス封止部６は、Ｂ２Ｏ３−ＳｉＯ２−Ｌｉ２Ｏ−Ｎａ２Ｏ−ＺｎＯ−Ｎｂ２Ｏ５系
の熱融着ガラスからなり、Ａｌ２Ｏ３基板３上に上面６Ａ及び側面６Ｂを有する矩形状に
形成される。側面６Ｂは、ホットプレス加工によってＡｌ２Ｏ３基板３と接着された板ガ
ラスが、Ａｌ２Ｏ３基板３とともにダイサー(dicer)でカットされることにより形成され
る。ここで、熱融着ガラスとは加熱により溶融状態又は軟化状態として成形したガラスで
あり、ゾルゲル法により成形されるガラスと異なる。ゾルゲルガラスでは成形時の体積変
化が大きいのでクラックが生じやすくガラスによる厚膜を形成することが困難であるとこ
ろ、熱融着ガラスはこの問題点を回避することができる。また、ゾルゲルガラスでは細孔
を生じるので気密性を損なうことがあるが、熱融着ガラスはこの問題点を生じることもな
く、ＬＥＤ素子２の封止を的確に行うことができる。
熱融着ガラスは、一般に、樹脂において高粘度といわれるレベルより、桁違いに高い粘
度で加工される。また、ガラスの場合には、屈伏点を数十℃超えても粘度が一般の樹脂封
止レベルまで低くはならない。また、一般の樹脂成型時レベルの粘度にしようとすると、
ＬＥＤ素子の結晶成長温度を超える温度を要するもの、あるいは金型に付着するものとな
り、封止・成形加工が困難になる。このため、１０４ポアズ以上で加工することが好まし
い。
（ＬＥＤ１の製造方法）
このＬＥＤ１の製造方法について、以下に説明する。まず、ビアホール３Ａを有したＡ
ｌ２Ｏ３基板３を用意し、Ａｌ２Ｏ３基板３の表面に回路パターンに応じてＷペーストを
スクリーン印刷する。
次いで、Ｗペーストを印刷されたＡｌ２Ｏ３基板３を１０００℃余で熱処理することに
よりＷを基板３に焼き付け、さらに、Ｗ上にＮｉめっき、Ａｕめっきを施すことで回路パ
ターン４を形成する。
次に、Ａｌ２Ｏ３基板３の回路パターン４（表面側）に複数のＬＥＤ素子２をＡｕスタ
ッドバンプ５によって電気的に接合する。この際、アノードとカソードの各１点ずつ、合
計２点のバンプ接合が施される。
そして、各ＬＥＤ素子２をマウントしたＡｌ２Ｏ３基板３に対して板状のＢ２Ｏ３−Ｓ
ｉＯ２−Ｌｉ２Ｏ−Ｎａ２Ｏ−ＺｎＯ−Ｎｂ２Ｏ５系の熱融着ガラスを平行にセットし、
窒素雰囲気中でホットプレス加工を行う。そして、熱融着ガラスはＡｌ２Ｏ３基板３とこ
れらに含まれる酸化物を介して接着される。ホットプレス加工での熱融着ガラスの粘度は
１０５〜１０７ポアズとすることが好ましい。この粘度範囲とすることにより、粘度が低
いことに起因するガラスの上金型へ接合、ガラスの外部流出等を抑制して歩留まりを良好
にすることができるとともに、粘度が高いことに起因するガラスのＡｌ２Ｏ３基板３への
接合力低下、Ａｕスタッドバンプ５のつぶれ量の増大等を抑制することができる。
次に、熱融着ガラスと一体化されたＡｌ２Ｏ３基板３をダイサーにセットして、各ＬＥ
Ｄ素子２を分離するようダイシングして、各ＬＥＤ１が完成する。
（ガラス封止部６の組成）
以下に、本実施形態で用いる熱融着ガラスについて具体的に説明する。ガラス封止部６
を構成するＢ２Ｏ３、ＳｉＯ２、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、ＺｎＯ、Ｎｂ２Ｏ５、ＴｉＯ２お
よびＺｒＯ２の各組成について、表１に示す組成比の試料１から試料１５を作製した。
ここで、各試料の作製方法について説明する。
各組成の原料として、各相当する酸化物、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩等を使用した。そ
して、ガラス化後に試料１〜試料１５が１００ｇとなるように秤量し、十分混合した後に
白金製ルツボに投入した。次いで、電気炉中で１１５０℃〜１３５０℃の温度で数時間溶
融し、撹拌により均質化、清澄した後に金型に流し出して徐冷することによって作製した
。このように得られたガラスを用いて各物性等を測定した。
Figure 2008288543
表１において、安定性について良好なものについてＢ、極めて良好なものについてＡと
表示している。ここで、安定性の評価方法について説明する。まず、１２５０℃でルツボ
を取り出し、一定の冷却速度で冷却しながら白金製撹拌棒にて撹拌をする。３分程度撹拌
を行った後、ルツボ中のガラス状態を観察した。試料１から試料１５については、撹拌し
た融液中にほとんど失透を生じることなくほぼ透明であり全て安定性が良好であった。こ
れらの試料の中で、僅かに白濁が確認された試料をＢ、白濁が全く確認されなかった試料
をＡ評価とした。
また、耐候性について良好なものについてＢ、極めて良好なものについてＡと表示して
いる。耐候性については、８５℃Ｒｈ８５％２０００時間の耐候性試験の結果、試料の表
面に化学反応物による白濁が生じたか否かにより評価を行った。試料１から試料１５につ
いては、表面にほとんど白濁透を生じることはなく全て耐候性が良好であった。これらの
試料の中で、顕微鏡による微細エリアの観察により、表面に僅かに白濁が認められた試料
をＢ、顕微鏡によっても白濁が全く確認されなかった試料をＡ評価とした。
表１に示すように、試料１の組成は、Ｂ２Ｏ３：２５ｗｔ％、ＳｉＯ２：１０ｗｔ％、
Ｌｉ２Ｏ：２ｗｔ％、Ｎａ２Ｏ：３ｗｔ％、ＺｎＯ：４６ｗｔ％、Ｎｂ２Ｏ５：１０ｗｔ
％、ＴｉＯ２：４ｗｔ％である。試料１は、ガラス転移温度Ｔｇ点が４６７℃であり、屈
伏点Ａｔが５０５℃であり、熱膨張率αが６．９×１０−６／℃であった。尚、この熱膨
張率αは、１００℃〜３００℃の範囲における熱膨張率である。
また、試料２の組成は、Ｂ２Ｏ３：２３ｗｔ％、ＳｉＯ２：１３ｗｔ％、Ｌｉ２Ｏ：１
ｗｔ％、Ｎａ２Ｏ：４ｗｔ％、ＺｎＯ：５１ｗｔ％、Ｎｂ２Ｏ５：８ｗｔ％である。試料
２は、ガラス転移温度Ｔｇ点が４８２℃であり、屈伏点Ａｔが５１７℃であり、熱膨張率
αが６．８×１０−６／℃であり、屈折率ｎｄが１．６８であった。
また、試料３の組成は、Ｂ２Ｏ３：２３ｗｔ％、ＳｉＯ２：１３ｗｔ％、Ｌｉ２Ｏ：２
ｗｔ％、Ｎａ２Ｏ：３ｗｔ％、ＺｎＯ：４５ｗｔ％、Ｎｂ２Ｏ５：１４ｗｔ％である。試
料３は、ガラス転移温度Ｔｇ点が４７４℃であり、屈伏点Ａｔが４９９℃であり、熱膨張
率αが７．２×１０−６／℃であり、屈折率ｎｄが１．７０であった。
また、試料４の組成は、Ｂ２Ｏ３：２３ｗｔ％、ＳｉＯ２：１３ｗｔ％、Ｌｉ２Ｏ：２
ｗｔ％、Ｎａ２Ｏ：３ｗｔ％、ＺｎＯ：４４ｗｔ％、Ｎｂ２Ｏ５：１５ｗｔ％である。試
料４は、ガラス転移温度Ｔｇ点が４７５℃であり、屈伏点Ａｔが５１２℃であり、熱膨張
率αが７．２×１０−６／℃であり、屈折率ｎｄが１．７０であった。
また、試料５の組成は、Ｂ２Ｏ３：２３ｗｔ％、ＳｉＯ２：１３ｗｔ％、Ｌｉ２Ｏ：２
ｗｔ％、Ｎａ２Ｏ：３ｗｔ％、ＺｎＯ：４６ｗｔ％、Ｎｂ２Ｏ５：１３ｗｔ％である。試
料５は、ガラス転移温度Ｔｇ点が４７５℃であり、屈伏点Ａｔが５１０℃であり、熱膨張
率αが６．９×１０−６／℃であり、屈折率ｎｄが１．７０であった。
また、試料６の組成は、Ｂ２Ｏ３：２１ｗｔ％、ＳｉＯ２：１５ｗｔ％、Ｌｉ２Ｏ：２
ｗｔ％、Ｎａ２Ｏ：３ｗｔ％、ＺｎＯ：４６ｗｔ％、Ｎｂ２Ｏ５：１３ｗｔ％である。試
料６は、ガラス転移温度Ｔｇ点が４７６℃であり、屈伏点Ａｔが５１１℃であり、熱膨張
率αが６．８×１０−６／℃であり、屈折率ｎｄが１．７０であった。
また、試料７の組成は、Ｂ２Ｏ３：２４ｗｔ％、ＳｉＯ２：１２ｗｔ％、Ｌｉ２Ｏ：２
ｗｔ％、Ｎａ２Ｏ：３ｗｔ％、ＺｎＯ：４７ｗｔ％、Ｎｂ２Ｏ５：１２ｗｔ％である。試
料７は、ガラス転移温度Ｔｇ点が４７４℃であり、屈伏点Ａｔが５１１℃であり、熱膨張
率αが６．９×１０−６／℃であり、屈折率ｎｄが１．６９であった。
また、試料８の組成は、Ｂ２Ｏ３：２３ｗｔ％、ＳｉＯ２：１３ｗｔ％、Ｌｉ２Ｏ：２
ｗｔ％、Ｎａ２Ｏ：３ｗｔ％、ＺｎＯ：４６ｗｔ％、Ｎｂ２Ｏ５：１２ｗｔ％、ＺｒＯ２
：１ｗｔ％である。試料８は、ガラス転移温度Ｔｇ点が４７３℃であり、屈伏点Ａｔが５
１２℃であり、熱膨張率αが６．９×１０−６／℃であり、屈折率ｎｄが１．７０であっ
た。
また、試料９の組成は、Ｂ２Ｏ３：２３ｗｔ％、ＳｉＯ２：１３ｗｔ％、Ｌｉ２Ｏ：２
ｗｔ％、Ｎａ２Ｏ：３ｗｔ％、ＺｎＯ：４７ｗｔ％、Ｎｂ２Ｏ５：１１ｗｔ％、ＺｒＯ２
：１ｗｔ％である。試料９は、ガラス転移温度Ｔｇ点が４７２℃であり、屈伏点Ａｔが５
００℃であり、熱膨張率αが７．０×１０−６／℃であり、屈折率ｎｄが１．６９であっ
た。
また、試料１０の組成は、Ｂ２Ｏ３：２３ｗｔ％、ＳｉＯ２：１３ｗｔ％、Ｌｉ２Ｏ：
１．５ｗｔ％、Ｎａ２Ｏ：２．５ｗｔ％、ＺｎＯ：４８ｗｔ％、Ｎｂ２Ｏ５：１２ｗｔ％
である。試料１０は、ガラス転移温度Ｔｇ点が４８７℃であり、屈伏点Ａｔが５２８℃で
あり、熱膨張率αが６．４×１０−６／℃であり、屈折率ｎｄが１．７０であった。
また、試料１１の組成は、Ｂ２Ｏ３：２３ｗｔ％、ＳｉＯ２：１３ｗｔ％、Ｌｉ２Ｏ：
１．５ｗｔ％、Ｎａ２Ｏ：２．５ｗｔ％、ＺｎＯ：４８．５ｗｔ％、Ｎｂ２Ｏ５：１１．
５ｗｔ％である。試料１１は、ガラス転移温度Ｔｇ点が４８５℃であり、屈伏点Ａｔが５
２９℃であり、熱膨張率αが６．５×１０−６／℃であり、屈折率ｎｄが１．６９であっ
た。
また、試料１２の組成は、Ｂ２Ｏ３：２１ｗｔ％、ＳｉＯ２：１３ｗｔ％、Ｌｉ２Ｏ：１．５ｗｔ％、Ｎａ２Ｏ：２．５ｗｔ％、ＺｎＯ：５０ｗｔ％、Ｎｂ２Ｏ５：１２ｗｔ％である。試料１２は、ガラス転移温度Ｔｇ点が４８２℃であり、屈伏点Ａｔが５１９℃であり、熱膨張率αが６．６×１０−６／℃であり、屈折率ｎｄが１．７０であった。
試料１２を用いて、異なる厚さの２種類のサンプルを作製し、各サンプルの分光透過率を測定した。ここで、分光透過率は、サンプル表面における光の反射と、サンプル内部における光の吸収とに依存する。厚さが０．３５ｍｍ及び０．７０ｍｍとなるよう２種類のサンプルを作製したところ、一方のサンプルの厚さは実測値で０．３６０ｍｍ、他方のサンプルの厚さは実測値で０．７０９ｍｍであった。図２は、試料１２のサンプルにおける波長と分光透過率の関係を示す分光透過率曲線のグラフである。
図２に示すように、試料１２の０．３６０ｍｍ厚板と０．７０９ｍｍ厚板での分光透過率は、波長が３５０ｎｍ〜８００ｎｍの範囲でともに８５％以上であった。また、各サンプルを比較すると、板厚が０．３４９ｍｍ異なるものの、波長が３５０ｎｍ〜８００ｎｍの範囲で分光透過率がほぼ一致している。すなわち、試料１２の０．７０９ｍｍ厚板における内部透過率は９５％以上であり、試料１２の厚さ１ｍｍあたりの内部透過率は９０％以上となっている。尚、内部透過率とは、表面反射の影響を除いたサンプル内部における透過率をいい、分光透過率から表面反射損失を差し引いた値である。
また、試料１３の組成は、Ｂ２Ｏ３：２１ｗｔ％、ＳｉＯ２：１３ｗｔ％、Ｌｉ２Ｏ：
１．５ｗｔ％、Ｎａ２Ｏ：２ｗｔ％、ＺｎＯ：５０．５ｗｔ％、Ｎｂ２Ｏ５：１２ｗｔ％
である。試料１３は、ガラス転移温度Ｔｇ点が４８７℃であり、屈伏点Ａｔが５２５℃で
あり、熱膨張率αが６．４×１０−６／℃であり、屈折率ｎｄが１．７１であった。
また、試料１４の組成は、Ｂ２Ｏ３：２１ｗｔ％、ＳｉＯ２：１３ｗｔ％、Ｌｉ２Ｏ：
１ｗｔ％、Ｎａ２Ｏ：２ｗｔ％、ＺｎＯ：５１ｗｔ％、Ｎｂ２Ｏ５：１２ｗｔ％である。
試料１４は、ガラス転移温度Ｔｇ点が４９８℃であり、屈伏点Ａｔが５３４℃であり、熱
膨張率αが５．８×１０−６／℃であり、屈折率ｎｄが１．７１であった。
また、試料１５の組成は、Ｂ２Ｏ３：２３ｗｔ％、ＳｉＯ２：１３ｗｔ％、Ｌｉ２Ｏ：
０ｗｔ％、Ｎａ２Ｏ：４ｗｔ％、ＺｎＯ：４８ｗｔ％、Ｎｂ２Ｏ５：１２ｗｔ％である。
試料１５は、ガラス転移温度Ｔｇ点が５０８℃であり、屈伏点Ａｔが５４６℃であり、熱
膨張率αが６．１×１０−６／℃であり、屈折率ｎｄが１．６９であった。
前述のように、以上の試料１から試料１５は、Ａｌ２Ｏ３基板３に対して剥離やクラッ
クを生じることなく、安定した接合強度を得ることができることが確認されている。また
、試料１から試料１５は、いずれも、失透を生じたとしても僅かで透明であり安定性が良
好（表１においてＢまたはＡ）であった。さらに、試料１から試料１５は、いずれも、８
５℃Ｒｈ８５％２０００時間の耐候性試験の結果、表面にほとんど白濁等を生じることな
く、耐候性についても良好（表１においてＢまたはＡ）であった。
また、試料１から試料１５において、安定性について、試料３、試料５、試料６、試料
７、試料８、試料９、試料１０、試料１１、試料１２、試料１３、試料１４及び試料１５
が極めて良好（表１においてＡ）であった。また、耐候性については、試料１０、試料１
１、試料１２、試料１３、試料１４及び試料１５が極めて良好（表１においてＡ）であっ
た。
一般に、アルカリ酸化物は、ガラス作製時の溶解性を改善し、ガラスの軟化温度を低下
させる効果が非常に大きい成分である。しかし、アルカリ酸化物は、相当量を超えて含有
させた場合には、耐候性を著しく悪化させる成分でもある。アルカリ酸化物であるＮａ２
Ｏ、Ｌｉ２Ｏ及びＫ２Ｏの中では、Ｌｉ２Ｏはガラスの軟化温度を低下させる効果が大き
く、耐候性に及ぼす影響が最も小さい成分である。この中で、Ｋ２Ｏは耐候性の悪化が最
も激しい。Ｎａ２Ｏは、Ｌｉ２ＯとＫ２Ｏの中間的な性質を有する。
ここで、Ｂ２Ｏ３−ＳｉＯ２−Ｌｉ２Ｏ−Ｎａ２Ｏ−ＺｎＯ−Ｎｂ２Ｏ５系の熱融着ガ
ラスにおいて、Ｎａ２Ｏのみで熱物性を満足させようとした場合には、ガラスにおけるＮ
ａ２Ｏの含有量が大きくなりすぎて、上記のように極めて良好な耐候性を達成することが
不可能となる。そして、極めて良好な耐候性を得ようとする場合には、試料１５の様に、
封着に適した熱物性のガラスが得られなくなる。ここで、封着に適したＴｇ、Ａｔ等の熱
物性は、ガラス転移温度Ｔｇでいうと５００℃以下、好ましくは４９０℃以下であり、屈
伏点Ａｔでいうと５４０℃以下、好ましくは５３０℃以下である。そこで、試料１０〜試
料１４のように、Ｎａ２Ｏのうち所定量をＬｉ２Ｏとすることにより、極めて良好な耐候
性（表１においてＡ）を維持しつつ、封着用のガラスとしての良好な熱物性を満足させる
ことが実現された。
さらに、Ｂ２Ｏ３−ＳｉＯ２−Ｌｉ２Ｏ−Ｎａ２Ｏ−ＺｎＯ−Ｎｂ２Ｏ５系の熱融着ガ
ラスにＢｉ２Ｏ３を含ませた試料１３−２を作製して、試料１３−２の各物性等を測定し
た。尚、試料１３−２は、ＺｎＯ及びＢｉ２Ｏ３の組成を除いて全て試料１３の組成と同
じであり、試料１３のＺｎＯの一部をＢｉ２Ｏ３で置換したということができる。
Figure 2008288543
表２に示すように、試料１３−２の組成は、Ｂ２Ｏ３：２１ｗｔ％、ＳｉＯ２：１３ｗ
ｔ％、Ｌｉ２Ｏ：１．５ｗｔ％、Ｎａ２Ｏ：２ｗｔ％、ＺｎＯ：４０．５ｗｔ％、Ｎｂ２
Ｏ５：１２ｗｔ％、Ｂｉ２Ｏ３：１０ｗｔ％である。試料１３−２は、ガラス転移温度Ｔ
ｇ点が４８４℃であり、屈伏点Ａｔが５２６℃であり、熱膨張率αが６．６×１０−６／
℃であり、屈折率ｎｄが１．７３であった。この結果、ＺｎＯの一部をＢｉ２Ｏ３で置換
することにより、ガラス転移温度Ｔｇ点を４９０℃以下とするとともに屈伏点Ａｔを５３
０℃以下としつつ、屈折率ｎｄを向上させることが実現された。
（第１の実施形態の効果）
上記した第１の実施形態によると、以下の効果が得られる。
（１）ガラス封止部６について安定性に加えて耐候性を良好とすることができる。従って
、ＬＥＤ１が過酷な環境下等で長期間にわたって使用される場合であっても、ガラス封止
部６の劣化が抑制され、光取り出し効率の経時的な低下を効果的に抑制することができる
。
（２）ガラス封止部６の安定性に加え、ガラス封止部６が高屈折率でかつ高透過率特性の
ため、高信頼性と高発光効率の両立を実現できる。すなわち、ＬＥＤ素子２内で発した光
は、屈折率の低い材料で封止すると屈折率の高いＬＥＤ素子２の部材から外部放射できず
に内部吸収されることがあるが、ＬＥＤ素子２を封止する材料の屈折率が高いほど、ＬＥ
Ｄ素子２の部材から外部放射の効率が高くなる。また、一般に、封止部材の屈折率が大き
いほど、特に５００ｎｍ以下の透過率が初期特性あるいは経時変化特性として劣ったもの
になる傾向があり、ＬＥＤ素子２から封止部材へ放射した光の封止部材からの外部放射効
率に影響を与える。
例えば、青色のＬＥＤ素子２の封止材料として、従来は屈折率ｎｄが１．５５のエポキ
シ樹脂が多く用いられていたが、光出力向上に伴うＬＥＤ素子２の自発光自発熱による透
過率低下が顕著であった。そこで、現在、発光効率はエポキシ樹脂に対し約２割低下する
ものの、光や熱に対して安定な屈折率ｎｄが１．４のメチル系シリコン樹脂が多く用いら
れている。この封止材料を本実施形態のようなガラスとすることで、高発光効率と高信頼
性の両立を図ることができる。
この際、本実施形態のガラスでは、図２に示すように、３５０〜８００ｎｍの内部透過
率を９０％以上（１ｍｍ厚あたり）とできるので、可視光領域に限らず、樹脂材料ではよ
り劣化が著しい紫外線の水銀スペクトル３６５ｎｍ付近の領域での対応が可能である。ま
た、屈折率ｎｄが１．５５のエポキシ樹脂に対する屈折率ｎｄが１．７のガラス封止での
発光効率は、サファイア基板上のＧａＮ系のＬＥＤ素子２では略同等であるが、ＧａＯ３
基板あるいはＧａＮ基板やＳｉＣ基板上のＧａＮ系のＬＥＤ素子のように、基板の屈折率
ｎｄが１．８以上であれば、屈折率ｎｄが１．６以上の封止ガラスにより、従来用いられ
ていた封止樹脂（屈折率ｎｄ＜１．６）以上の発光効率とできる。
（３）Ｂ２Ｏ３−ＳｉＯ２−Ｌｉ２Ｏ−Ｎａ２Ｏ−ＺｎＯ−Ｎｂ２Ｏ５系の熱融着ガラス
をガラス封止部６に用い、高粘度状態でホットプレス加工を行うので、結晶成長温度に対
して充分に低い加工が可能になる。
（４）Ａｌ２Ｏ３基板３とガラス封止部６とが酸化物を介した化学結合に基づいて接着す
るので、より強固な封着強度が得られる。そのため、接合面積が小さい小形パッケージで
あっても具現化できる。
（５）Ａｌ２Ｏ３基板３とガラス封止部６の熱膨張率が同等であるので、高温で接着され
た後、常温あるいは低温状態としても剥離、クラック等の接着不良が生じにくい。しかも
、ガラスは引っ張り応力にはクラックが生じ易いが、圧縮応力にはクラックは生じにくく
、ガラス封止部６はＡｌ２Ｏ３基板３に対しやや熱膨張率が小さいものとしてある。さら
に、一般にガラスはＴｇ点以上の温度において熱膨張率が増大する特性を有しており、Ｔ
ｇ点以上の温度でガラス封止が行われる場合には、Ｔｇ点以下だけでなくＴｇ点以上の温
度における熱膨張率も考慮することが安定したガラス封止を行うにあたり望ましい。すな
わち、ガラス封止部６を構成するガラス材料は、上記したＴｇ点以上の温度における熱膨
張率を含む熱膨張率と、Ａｌ２Ｏ３基板３の熱膨張率とを考慮した同等の熱膨張率とする
ことで、Ａｌ２Ｏ３基板３に反りを発生させる内部応力を小にでき、Ａｌ２Ｏ３基板３と
ガラス封止部６との接着性が得られているにもかかわらずガラスのせん断破壊が生じるこ
とを防げる。このため、Ａｌ２Ｏ３基板３やガラス封止部６のサイズを大きくとり、一括
生産できる数量を大にすることができる。また、発明者の確認では、−４０℃←→１００
℃の液相冷熱衝撃試験１０００サイクルでも剥離、クラックは生じていない。また５ｍｍ
×５ｍｍサイズのガラス片のセラミック基板への接合基礎確認として、ガラス、セラミッ
ク基板とも種々の熱膨張率の組み合わせで実験を行ったところ、熱膨張率が高い方の部材
に対する低い方の部材の熱膨張率の比が０．８５以上ではクラックを生じることなく接合
が行えることを確認した。部材の剛性やサイズ等にも依存するが、熱膨張率が同等という
のは、この程度の範囲を示す。
すなわち、Ａｌ２Ｏ３基板３の熱膨張率が７．０×１０−６／℃である場合には、ガラ
スの熱膨張率が５．９５×１０−６／℃以上であることが好ましい。ここで、安定性並び
に耐候性が極めて良好（表１においてＡ）で、ガラスの熱膨張率が５．９５×１０−６／
℃以上であるものは、試料１０〜試料１３である。従って、熱融着ガラスにおけるＬｉ２
ＯとＮａ２Ｏの和を３．５ｗｔ％〜４ｗｔ％とすることにより、安定性及び耐候性を極め
て良好としつつ、好ましい熱膨張率のガラスを得ることができる。
（６）ＬＥＤ素子２は、フリップ実装することによりワイヤを不要とできるので、高粘度
状態での加工に対しても電極の不具合を生じない。封止加工時の熱融着ガラスの粘度は１
０４から１０８ポアズと硬く、熱硬化処理前のエポキシ樹脂が５ポアズ程度の液状である
ことと比較して物性が大きく異なるため、素子表面の電極とリード等の給電部材とをワイ
ヤで電気的に接続するフェイスアップ型のＬＥＤ素子を封止する場合、ガラス封止加工時
にワイヤの潰れや変形を生じることがあるが、これを防ぐことができる。また、素子表面
の電極を金（Ａｕ）等のバンプを介してリード等の給電部材にフリップ実装するフリップ
チップ型のＬＥＤ素子を封止する場合、ガラスの粘度に基づいてＬＥＤ素子に給電部材方
向への圧力が付加され、そのことによるバンプの潰れやバンプ間での短絡が生じるが、こ
れも防ぐことができる。
また、従来、封止加工後の熱ストレスを考慮してバンプ接合を３点以上で行うことが多
いところ、本実施形態においては、Ａｌ２Ｏ３基板３とガラス封止部６とＬＥＤ素子２と
は同等の熱膨張率であるので、封止加工を行えばその後の熱ストレスでＬＥＤ素子２の実
装状態のバランスを崩すことはなく、２点のバンプ接合でも十分な信頼性を確保すること
ができる。このため、発光層２３のあるｐ電極２５のパッド電極は、１点バンプに相当す
る面積だけ形成すればよく、パッド電極による光吸収を小さくできるので、光学的に有利
で発光効率を高めることができる。
（７）板状の熱融着ガラスとＡｌ２Ｏ３基板３とを平行にセットし、高粘度状態でホット
プレス加工することで、熱融着ガラスがＡｌ２Ｏ３基板３の表面に平行移動して面状に密
着するので、ＧａＮ系ＬＥＤ素子２を封止するためにボイドが生じない。
（８）Ａｌ２Ｏ３基板３の配線用回路パターン４は、ビアホール３Ａにて裏面に引き出さ
れるので、ガラスが不必要な箇所へ入り込むことや、電気端子が覆われること等への特別
な対策を要することなく、製造工程を簡略化できる。また、板状の熱融着ガラスを複数デ
バイスに対して一括封止加工できるので、ダイサーカットに基づいて複数のＬＥＤ１を容
易に量産することができる。なお、熱融着ガラスは高粘度状態で加工されるため、樹脂の
ように充分な対策をとる必要はなくビアホールによらなくても外部端子が裏面に引き出さ
れていれば充分に量産対応可能である。
（９）ＬＥＤ素子２をフリップ実装とすることで、ガラス封止を具現化するにあたっての
問題点を克服するとともに０．５ｍｍ角といった超小型のＬＥＤ１を具現化できるという
効果もある。これは、ワイヤのボンディングスペースが不要で、かつ、熱膨張率部材が同
等のガラス封止部６とＡｌ２Ｏ３基板３とが選択されるとともに、化学結合に基づく強固
な接合によって、わずかなスペースでの接着でも界面剥離が生じないことによる。
（１０）ＬＥＤ素子２とガラス封止部６の熱膨張率が同等であるので、Ａｌ２Ｏ３基板３
を含めた部材の熱膨張率が同等となり、ガラス封止における高温加工と常温との温度差に
おいても内部応力は極めて小さく、クラックを生じることのない安定した加工性が得られ
る。また、内部応力を小にできるので、耐衝撃性が向上し、信頼性に優れるガラス封止型
ＬＥＤとできる。
（１１）アルミナ基板としてＡｌ２Ｏ３基板３を用いることで、部材コストの低減を図れ
るとともに入手が容易であることから、量産性および装置コストの低減を実現できる。ま
た、Ａｌ２Ｏ３は熱伝導性に優れることにより、大光量化、高出力化に対して余裕のある
構成とできる。さらにＡｌ２Ｏ３基板３は光吸収が小さいことにより、光学的に有利であ
る。
また、熱融着ガラスは、任意成分として、ＺｒＯ２及びＴｉＯ２を含んでいてもよい。
このとき、ＺｒＯ２については０〜３ｗｔ％、ＴｉＯ２については０〜５ｗｔ％であるこ
とが好ましい。
また、前述の通り、試料１０、試料１１、試料１２、試料１３及び試料１４については
、安定性及び耐候性が極めて良好（表１においてＡ）であり、かつ、封着に適したＴｇ、
Ａｔ等の熱物性とすることができる。すなわち、熱融着ガラスの組成を、Ｂ２Ｏ３：２１
〜２３ｗｔ％及びＳｉＯ２：１１〜１３ｗｔ％とし、Ｌｉ２Ｏ及びＮａ２Ｏの含有量をそ
れぞれＬｉ２Ｏ：１〜１．５ｗｔ％、Ｎａ２Ｏ：２〜２．５ｗｔ％とすることにより、耐
候性が極めて良好となる。
また、この場合、ＺｎＯ：４８〜５１ｗｔ％及びＮｂ２Ｏ５：１１．５〜１２ｗｔ％の
範囲においては、安定性も極めて良好となるとともに、屈伏点Ａｔが５４０℃以下、熱膨
張率αが７．０×１０−６／℃以下とガラス封止部６として良好な熱物性となる。尚、試
料１３のＺｎＯの一部をＢｉ２Ｏ３とした試料１３−２においても、安定性が極めて良好
で、屈伏点Ａｔが５４０℃以下、熱膨張率αが７．０×１０−６／℃以下となっているこ
とから、ＺｎＯとＢｉ２Ｏ３の和が４８ｗｔ％〜５１ｗｔ％であればよい。
さらに、試料１０〜１３が試料１４に比して、ガラス転移温度Ｔｇ及び屈伏点Ａｔが低
いことから、このようなＺｎＯ及びＮｂ２Ｏ５の範囲において、Ｌｉ２ＯとＮａ２Ｏの和
を３．５〜４ｗｔ％とすることが熱物性の観点から好ましい。尚、試料１３のＺｎＯの一
部をＢｉ２Ｏ３で置換した試料１３−２においても、試料１４に比してガラス転移温度Ｔ
ｇ及び屈伏点Ａｔが低いことから、ＺｎＯとＢｉ２Ｏ３の和が４８ｗｔ％〜５１ｗｔ％で
、Ｎｂ２Ｏ５が１１．５ｗｔ％〜１２ｗｔ％の範囲において、Ｌｉ２ＯとＮａ２Ｏの和を
３．５〜４ｗｔ％とすればよい。
尚、第１の実施形態では、ＬＥＤ素子としてＧａＮ系半導体材料からなるＬＥＤ素子２
を用いたＬＥＤ１を説明したが、ＬＥＤ素子はＧａＮ系ＬＥＤ素子２に限定されず、他の
半導体材料からなる半導体発光素子であっても良い。
また、ＬＥＤ素子２は、スクライブ加工に基づいて形成したものを使用することができ
る。この場合、スクライブ加工により形成されたＬＥＤ素子２は、切断部である側面に尖
った凹凸を有することがあり、ＬＥＤ素子２の側面を素子コート材でコーティングするこ
とが望ましい。この素子コート材として、例えば、光透過性を有するＳｉＯ２系コート材
を用いることができる。素子コート材を用いることにより、オーバーモールドする際など
にクラックやボイド発生を防止することができる。
また、第１の実施形態では、Ａｌ２Ｏ３基板３の表面にＷペーストをスクリーン印刷し
た後に熱処理し、この上にＮｉめっき及びＡｕめっきが施された回路パターン４を示した
が、例えば、Ａｌ２Ｏ３基板３の表面にＴｉ、Ｃｒ等の蒸着を行い、この上にＮｉめっき
及びＡｕめっきが施された回路パターンとしたり、Ａｌ２Ｏ３基板３の表面にめっきによ
りＣｕを析出させ、この上にＮｉめっき及びＡｕめっきが施された回路パターンとしても
よい。
また、前述の８５℃Ｒｈ８５％の高温耐湿試験にて変質が生じなくとも、結露が生じた
場合にガラス封止部６が変質する場合があるが、ガラス封止部６の表面にシリコン樹脂コ
ートなどを施すことで、高温状態での結露によるガラスの変質を防止することができる。
さらに、ガラス封止部６の表面に施すコーティング材としては、耐湿だけでなく、耐酸、
耐アルカリ性を有するものとして、例えばＳｉＯ２系、Ａｌ２Ｏ３系等のような無機材料
が好ましい。
また、第１の実施形態で用いたＢ２Ｏ３−ＳｉＯ２−Ｌｉ２Ｏ−Ｎａ２Ｏ−ＺｎＯ−Ｎ
ｂ２Ｏ５系の熱融着ガラスに蛍光体を含有し、ＧａＮ系ＬＥＤ素子２から放射された光で
励起されることにより生じる励起光を、ＧａＮ系ＬＥＤ素子２から放射される光と混合す
ることにより波長変換を行う波長変換型のＬＥＤ１とすることもできる。この際、熱融着
ガラスを１０〜１００μｍ程度の平均粒径に粉砕し、粉砕された熱融着ガラスを１０μｍ
程度の平均粒径のＹＡＧ(Yttrium Aluminum Garnet)蛍光体の粒子と混合し、再び溶解さ
せたガラスを用いてもよい。このようなガラスを用いてガラス封止部６を作製すると、ガ
ラスの粘度が比較的高いため、蛍光体がガラス封止部６に均一に分散された状態となる。
さらに、ピーク波長が３９０ｎｍの発光素子を用い、青色蛍光体、緑色蛍光体及び赤色
蛍光体を用いて、色度が安定した白色を発する固体素子デバイスとしてもよい。さらにま
た、単一の蛍光体を用いて、白色以外の任意の発光色とした固体素子デバイスとしてもよ
い。ここで、４００ｎｍ以下の短波長の発光素子を用いても、封止材であるＢ２Ｏ３−Ｓ
ｉＯ２−Ｌｉ２Ｏ−Ｎａ２Ｏ−ＺｎＯ−Ｎｂ２Ｏ５系の熱融着ガラスに劣化は生じない。
また、ガラス封止部６の表面に薄膜状の蛍光体層を形成しても良い。この蛍光体層では、
蛍光体を含有するバインダーは任意であり、例えば、バインダーとしてシリコン樹脂を用
いてもゾルゲルガラスを用いてもよい。シリコン樹脂がバインダーとなった蛍光体層を作
製するにあたっては、例えば、蛍光体を含有したシリコン樹脂をガラス封止部６の表面に
塗布した後、シリコン樹脂を硬化させればよい。ゾルゲルガラスがバインダーとなった蛍
光体層を作製するにあたっては、例えば、蛍光体を含有した金属アルコキシドをガラス封
止部６の表面に塗布した後、金属アルコキシドを加水分解反応させればよい。
また、Ｂ２Ｏ３−ＳｉＯ２−Ｌｉ２Ｏ−Ｎａ２Ｏ−ＺｎＯ−Ｎｂ２Ｏ５系の熱融着ガラ
スに、さらにＢｉ２Ｏ３を含ませることにより、熱融着ガラスの屈折率をさらに高くして
もよい。この熱融着ガラスを用いる場合、基板の屈折率（ｎｄ）が１．８以上である発光
素子を用いることが、発光素子からの光の取り出し効率を向上させて発光効率の向上を図
ることができ好ましい。基板の屈折率が１．８以上である発光素子としては、例えば、Ｇ
ａ２Ｏ３基板、ＧａＮ基板、ＳｉＣ基板等の上にＧａＮ系半導体が形成された発光素子が
ある。
また、ＵＶ硬化樹脂の硬化用光源として用いられてきた水銀ランプの代替として、発光
ピーク波長が３７０ｎｍのＬＥＤ素子を用いたＬＥＤ光源用の封止材料に、Ｂ２Ｏ３−Ｓ
ｉＯ２−Ｌｉ２Ｏ−Ｎａ２Ｏ−ＺｎＯ−Ｎｂ２Ｏ５系の熱融着ガラスを用いてもよい。従
来は、ＬＥＤ素子の封止材が劣化するので、発光素子をベアの状態でステム上にマウント
しハーメチックシールを利用して気密性を確保していた。これにより、固体素子デバイス
が大型となり製造コストが嵩んでいたが、Ｂ２Ｏ３−ＳｉＯ２−Ｌｉ２Ｏ−Ｎａ２Ｏ−Ｚ
ｎＯ−Ｎｂ２Ｏ５系の熱融着ガラスを用いて発光素子を封止することにより、発光素子か
らの光の取り出し効率を向上させて高出力化を図るとともに、固体素子デバイスを小型と
して製造コストを低減することができる。
また、第１の実施形態では、固体素子としてＧａＮ系のＬＥＤ素子２を用いたものを示
したが、例えば図３に示すように他のＬＥＤ素子２を用いてもよいことは勿論である。図
３は、（ａ）がＬＥＤの縦断面図、（ｂ）が光源であるＡｌＩｎＧａＰ系ＬＥＤ素子の側
面図である。
このＬＥＤ１は、図３（ａ）に示すようにＡｌＩｎＧａＰ系半導体材料からなるＬＥＤ
素子２を用いたものであり、ＡｌＩｎＧａＰ系半導体材料は、図３（ｂ）に示すように基
板（ＧａＰ基板）２０上に熱圧着されることで接着されている。ガラス封止部６は、第１
の実施形態と同様にＢ２Ｏ３−ＳｉＯ２−Ｌｉ２Ｏ−Ｎａ２Ｏ−ＺｎＯ−Ｎｂ２Ｏ５系の
熱融着ガラスによって構成されている。図面及び以下の説明において、第１の実施形態と
同一の構成および機能を有する部分については同一の引用数字を付している。
上記したＬＥＤ１によると、比較的高い屈折率（ｎ＝３．５）を有するＧａＰの基板２
０と、これに近い屈折率（ｎ＝３．０〜３．６）を有するＡｌＩｎＧａＰ系半導体層から
なるＬＥＤ素子２をＢ２Ｏ３−ＳｉＯ２−Ｎａ２Ｏ−Ｌｉ２Ｏ−ＺｎＯ−Ｎｂ２Ｏ５系の
熱融着ガラスからなるガラス封止部６で封止することで、光取り出し効率に優れ、放熱性
、実装性の良好なものとできる。また、エポキシ系、シリコーン系等の樹脂に対し高屈折
率のガラスで封止することにより、開口角を立体角にして３〜４割増すことができ、ＬＥ
Ｄ素子２からの光取り出し効率の向上を図ることができる。尚、基板２０は、ＧａＰ以外
の他の基板であっても良い。
（ＬＥＤ１を用いた発光装置１００の構成）
図４は、第１の実施形態のＬＥＤを用いた発光装置を示す縦断面図である。この発光装
置１００は、第１の実施形態で説明したＬＥＤ１をリードフレーム８に接合し、更に全体
を覆う透明なアクリル樹脂からなる透明樹脂９を設けたものである。前述のように、ＬＥ
Ｄ１は、ＧａＮ系のＬＥＤ素子２をＢ２Ｏ３−ＳｉＯ２−Ｎａ２Ｏ−ＺｎＯ−Ｎｂ２Ｏ５
系の熱融着ガラスからなるガラス封止部６で封止することにより形成されている。
透明樹脂９は、ＬＥＤ素子２を原点とする半球状の光学形状面９Ａを有して形成されて
おり、インジェクション法によって形成される。
（発光装置１００の効果）
上記した発光装置１００によると、以下の効果が得られる。
（１）ガラス封止型ＬＥＤに任意の光学形状を有する光学系をアクリル、ポリカーボネー
ト等の樹脂材料を用いてインジェクション法によって容易に形成することができる。Ａｌ
２Ｏ３基板３は、インジェクション成形時における保圧や、樹脂注入によって付与される
外力に耐えうる機械的強度を有することから、発光装置１００の用途に応じた任意の光学
形状を有する透明樹脂９との組み合わせが可能になる。また、ＬＥＤ素子２がガラス封止
部６で覆われているので、樹脂材料の射出速度を大にしてもＬＥＤ素子２が損傷すること
がない。
（２）ガラス封止されたＬＥＤ１を樹脂材料でオーバーモールドすることで、ガラス封止
部６を劣化から保護するとともに耐湿性がより向上する。
（３）透明樹脂９は、ＬＥＤ素子２に対しガラス封止部６を介して配置されることにより
、光劣化の点でＬＥＤ素子２を直接封止することのできない樹脂材料であっても用いるこ
とが可能であり、設計上の自由度を高めることができる。例えば、透明樹脂９を着色され
た光透過性樹脂材料で形成しても良い。
（４）ＬＥＤ１は最も量産が容易な直方体形状で、低コストとなる同一セラミック基板か
らの取り数の多い小形パッケージであるが、周囲を樹脂封止とすることで、ＬＥＤ素子２
の光はＬＥＤ１の界面、透明樹脂９の界面でほとんど屈折することなしに外部放射される
とともに、光学面を形成するのに必要なサイズとすることができる。つまり、ガラスのみ
でこの形状、サイズとするより、容易かつ低コストで作成することができる。
なお、上記した発光装置１００では、封止樹脂としてアクリル樹脂を用いた構成を説明
したが、例えば、エポキシ樹脂によって形成されても良く、トランスファーモールド法や
ポッティングモールド法等の他の成型手法を適用することも可能である。また、光学面形
状は半球に限らず、他の形状としても良い。
また、透明樹脂９に蛍光体を含有させても良い。蛍光体としては、ＹＡＧ(Yttrium Alu
minum Garnet)蛍光体、珪酸塩蛍光体、あるいはこれらを所定の割合で混合したもの等で
あっても良い。
（第２の実施形態）
図５は、本発明の第２の実施形態に係る固体素子デバイスとしてのＬＥＤを示し、（ａ
）はＬＥＤの平面図、（ｂ）はＬＥＤの縦断面図、（ｃ）はＬＥＤの底面図である。
（ＬＥＤ１の構成）
このＬＥＤ１は、図５（ａ）および（ｂ）に示すようにフリップチップ型の複数のＧａ
Ｎ系のＬＥＤ素子２と、平面視にて正方形状に形成され複数のＬＥＤ素子２をマウントす
る多層構造のＡｌ２Ｏ３基板３と、Ａｌ２Ｏ３基板３の表面および層内にタングステン（
Ｗ）で構成される形成される回路パターン４と、を有している。尚、回路パターン４には
、さらにＮｉ、Ａｕめっきが施される。また、ＬＥＤ１は、ＬＥＤ素子２と回路パターン
４とを電気的に接続するＡｕスタッドバンプ５と、ＬＥＤ素子２を封止するとともにＡｌ
２Ｏ３基板３と接着されるＢ２Ｏ３−ＳｉＯ２−Ｌｉ２Ｏ−Ｎａ２Ｏ−ＺｎＯ−Ｎｂ２Ｏ
５系の熱融着ガラスからなるガラス封止部６と、Ａｌ２Ｏ３基板３の裏面の四隅において
層内の中間層から露出した底面回路パターン１６Ａ、１６Ｃと、を有している。Ｂ２Ｏ３
−ＳｉＯ２−Ｌｉ２Ｏ−Ｎａ２Ｏ−ＺｎＯ−Ｎｂ２Ｏ５系の熱融着ガラスは、第１の実施
形態で説明したものと同様の組成を有する。また、本実施形態においては、ＬＥＤ１は、
Ａｌ２Ｏ３基板３の裏面に、ＬＥＤ素子２にて生じた熱を外部へ放散し銅箔からなる放熱
パターン１７とを有している。
円形の外形を有するようＡｌ２Ｏ３基板３の表面にてパターン形成される回路パターン
４に、縦横について３個×３個の配列で合計９個のＬＥＤ素子２（３４０μｍ角）が、Ａ
ｕスタッドバンプ５を介して互いの縦横間の距離が６００μｍとなるように密集して実装
されている。
Ａｌ２Ｏ３基板３は、Ｗからなる層内配線を含む多層構造を有し、図５（ｂ）に示すよ
うに横方向の３個のＬＥＤ素子２を直列に接続して素子群を形成している。また、Ａｌ２
Ｏ３基板３は、図５（ｃ）に示すようにＬＥＤ素子２の素子群のアノードを底面回路パタ
ーン１６Ａのひとつに接続するとともに、素子群のカソードを底面回路パターン１６Ｃに
接続して構成されている。ここで、Ａｌ２Ｏ３基板３の裏面の四隅のうち３つにアノード
用の底面回路パターン１６Ａが形成され、残りの１つにカソード用の底面回路パターン１
６Ｃが形成されている。そして、アノード用の各底面回路パターン１６Ａには３つの素子
群のアノードがそれぞれ別個に接続される。また、カソード用の底面回路パターン１６Ｃ
には、３つの素子群のカソードが全て接続されている。
（第２の実施形態の効果）
上記した第２の実施形態によると、以下の効果が得られる。
（１）複数個のＬＥＤ素子２をＬＥＤ素子２の幅の２倍以下の配列ピッチで密集させて実
装する構成であっても、ＬＥＤ素子２およびガラス封止部６の熱膨張率αが同等であるの
で、クラックを生じることなく信頼性に優れるＬＥＤ１が得られる。また、ガラス封止部
６とＡｌ２Ｏ３基板３についても同等の熱膨張率で形成されることにより、ガラス接着強
度に優れる。
（２）Ａｌ２Ｏ３基板３を用いることにより、発熱量の大なるＧａＮ系ＬＥＤ素子２を密
集させて実装する構成としても安定した放熱性が得られる。また、容易に直並列回路をパ
ターン形成することができ、電解めっきを施す際の配線引き回しも容易に形成できる。
（３）層内の中間層から外部電気接続端子を取り出し、底面に放熱用金属パターンを設け
ることで、密実装された９個のＬＥＤ素子２を発光させることに基づいて生じる熱を放熱
パターン１７からヒートシンク等へ速やかに熱伝導させることが可能になる。
なお、第２の実施形態のＬＥＤ１についても、樹脂材料で透明樹脂を形成し、図４に示
すような発光装置１００を形成することが可能である。
（第３の実施形態）
図６は、本発明の第３の実施形態に係る固体素子デバイスとしてのＬＥＤの縦断面図で
ある。同図においては、ウエハ状のＡｌ２Ｏ３基板３にガラス封止された複数のＬＥＤ１
が形成された状態を示している。
（ＬＥＤ１の構成）
図６に示すように、このＬＥＤ１は、ＧａＮ系半導体材料によって形成されるフリップ
チップ型のＬＥＤ素子２と、ＬＥＤ素子２をマウントするＡｌ２Ｏ３基板３と、Ａｌ２Ｏ
３基板３に形成される回路パターン４と、ＬＥＤ素子２と回路パターン４とを電気的に接
続するＡｕスタッドバンプ５と、ＬＥＤ素子２を封止するとともにＡｌ２Ｏ３基板３と熱
圧着されるＢ２Ｏ３−ＳｉＯ２−Ｌｉ２Ｏ−Ｎａ２Ｏ−ＺｎＯ−Ｎｂ２Ｏ５系の熱融着ガ
ラスからなり、光学形状面を備えたガラス封止部６とを有する。Ｂ２Ｏ３−ＳｉＯ２−Ｌ
ｉ２Ｏ−Ｎａ２Ｏ−ＺｎＯ−Ｎｂ２Ｏ５系の熱融着ガラスは、第１の実施形態で説明した
ものと同様の組成を有する。
Ａｌ２Ｏ３基板３は、ガラス封止後の素子分断時に基板分断位置となる分割溝３Ｂが所
定の間隔で形成されている。
ガラス封止部６は、プレフォーム加工によって予め光学形状面６Ｃおよび薄肉状の平坦
部６Ｄを設けられたプレフォームガラスをホットプレス加工することによってＡｌ２Ｏ３
基板３の表面に熱圧着されている。平坦部６Ｄは、スクライブ加工部分に荷重を加えて分
断する時に隣接するＬＥＤ１にクラック等のダメージが及ぶことのない厚さで形成される
。
このＬＥＤ１は、ＬＥＤ素子２を実装してガラス封止部６で封止した後、Ａｌ２Ｏ３基
板３の分割溝３Ｂを分断位置として荷重を加えることにより、応力集中に基づいてＡｌ２
Ｏ３基板３が破断し、同時に平坦部６Ｄでガラス封止部６が分断される。
（第３の実施形態の効果）
上記した第３の実施形態によると、以下の効果が得られる。
（１）一般に多く用いられているＡｌ２Ｏ３基板３を使用し、これと同等の熱膨張率のガ
ラス封止部６でＬＥＤ素子２を封止するので、加工時の熱による内部応力を小にでき、ガ
ラス封止加工の信頼性に優れるとともに量産性に優れる。
（２）また、Ａｌ２Ｏ３基板３は、スクライブ加工時に耐えうる機械的強度を有すること
により、切り代が必要となるダイシングと比べて狭ピッチの実装が可能となり、歩留まり
を大にできる。例えば、標準サイズのＬＥＤ素子（０．３ｍｍ角）２を０．５ｍｍピッチ
でガラス封止する小形ＬＥＤ１の場合、封止ガラスおよびセラミック基板の熱膨張率が１
３×１０−６／℃程度の部材を用い、切り代なしでＬＥＤ素子２を０．５ｍｍピッチでセ
ラミック基板上にマウントし、ガラス封止を行えば封止ガラスとＬＥＤ素子２との熱膨張
率差に起因するクラックが発生する。しかし、本実施形態では、ガラス封止部６とＬＥＤ
素子２との熱膨張率差が同等であり、ガラス封止部６とＡｌ２Ｏ３基板３との接着面積が
小になっても熱膨張率差が小であることにより、ガラス封止やスクライブ加工によるガラ
ス封止部６やガラス封止部６とＡｌ２Ｏ３基板３との剥離やクラックを生じることがない
。
（３）ダイシングによるＬＥＤ１の分断では、ウエハーをダイサーで切る際にガラスへの
残留ひずみが発生し、ヒートショックでガラス封止部６に欠けが生じるおそれがあるが、
スクライブに基づいて分断されたＬＥＤ１では残留ひずみが小になることにより、欠け等
の不良が生じにくい。
なお、スクライブ以外の他のＬＥＤ１の分断方法として、例えば、レーザ光を用いて分
断することも可能である。
（第４の実施形態）
図７は、本発明の第４の実施形態に係る固体素子デバイスとして、ラージサイズ（１ｍ
ｍ角）のＬＥＤ素子をマウントしたＬＥＤの縦断面図である。
（ＬＥＤ１の構成）
このＬＥＤ１は、ＧａＮ系半導体材料によって形成されるフリップチップ型のラージサ
イズＬＥＤ素子２と、ＬＥＤ素子２をマウントするＡｌ２Ｏ３基板３と、Ａｌ２Ｏ３基板
３に形成される回路パターン４と、Ａｌ２Ｏ３基板３の外部接続側に銅箔等の高熱伝導性
材料によって所定の面積を有して設けられる放熱用パターン４０と、ＬＥＤ素子２と回路
パターン４とを電気的に接続するＡｕスタッドバンプ５と、ＬＥＤ素子２を封止するとと
もにＡｌ２Ｏ３基板３と接着されるＢ２Ｏ３−ＳｉＯ２−Ｌｉ２Ｏ−Ｎａ２Ｏ−ＺｎＯ−
Ｎｂ２Ｏ５系の熱融着ガラスからなり、光学形状面を備えたガラス封止部６とを有する。
ここで、Ｂ２Ｏ３−ＳｉＯ２−Ｌｉ２Ｏ−Ｎａ２Ｏ−ＺｎＯ−Ｎｂ２Ｏ５系の熱融着ガラ
スは、第１の実施形態で説明したものと同様の組成を有する。
（第４の実施形態の効果）
上記した第４の実施形態によると、Ａｌ２Ｏ３基板３とガラス封止部６との熱膨張率差
に起因するクラックを生じることなく、ラージサイズＬＥＤ素子２を用いた構成において
も信頼性に優れるＬＥＤ１が得られる。ガラス封止加工時の応力フリーである状態から常
温に戻すことでＬＥＤ素子２のサイズに比例した応力が生じる。ガラスは樹脂と比較して
硬質な材料であり、特に、引っ張り応力やせん断応力によってクラックが生じやすい。し
かし、本願発明者らにより、１ｍｍ角のＬＥＤ素子２を本実施形態のＡｌ２Ｏ３基板３と
ガラスによってクラックなしで封止できることが確認されている。
なお、第４の実施形態のＬＥＤ１についても、樹脂材料で図４のような透明樹脂を形成
して、発光装置１００を構成することが可能である。
（第５の実施形態）
第４の実施形態で説明したラージサイズＬＥＤ素子２を用いて、第２の実施形態で説明
したＬＥＤ１と同様に３個×３個の配列で合計９個のＧａＮ系ＬＥＤ素子をＡｌ２Ｏ３基
板にマウントし、Ｂ２Ｏ３−ＳｉＯ２−Ｌｉ２Ｏ−Ｎａ２Ｏ−ＺｎＯ−Ｎｂ２Ｏ５系の熱
融着ガラスからなるガラス封止部で封止したＬＥＤを作成した。
（第５の実施形態の効果）
上記した第５の実施形態によると、複数のラージサイズＬＥＤ素子をマウントした構成
としても、第４の実施形態と同様に安定したガラス封止性を得ることができ、信頼性に優
れるＬＥＤ１が得られる。
なお、第５の実施形態で説明したＡｌ２Ｏ３基板に代えて、より熱伝導性に優れる高熱
伝導性材料からなる基板を用いることも可能である。このような高熱伝導性基板として、
例えば、ＢｅＯ（熱膨張率α：７．６×１０−６／℃、熱伝導率：２５０Ｗ／（ｍ・ｋ）
）を用いても良い。このＢｅＯからなる基板においても、ガラス封止部と同等の熱膨張率
αを有することにより良好なガラス封止性が得られる。
また、他の高熱伝導性基板として、Ｗ−Ｃｕ基板を用いても良い。このＷ−Ｃｕ基板と
して、Ｗ９０−Ｃｕ１０基板（熱膨張率α：６．５×１０−６／℃、熱伝導率：１８０Ｗ
／（ｍ・ｋ））、Ｗ８５−Ｃｕ１５基板（熱膨張率α：７．２×１０−６／℃、熱伝導率
：１９０Ｗ／（ｍ・ｋ））を用いることにより、ガラス封止部との良好な接合強度を確保
しながら高い熱伝導性を付与することができ、ＬＥＤの大光量化、高出力化に余裕をもっ
て対応することが可能になる。
また、板状のガラスをホットプレス加工によりＡｌ２Ｏ３基板に接着するものを示した
が、粉末状のガラスをＡｌ２Ｏ３基板上で溶解させて固化するようにしてもよい。粉末状
のガラスを利用してガラス封止部６を形成する場合は、板状のガラスを用いる場合に比し
てガラス封止部の成形自由度が増す。図８に、粉末状のガラスによりガラス封止部を形成
したＬＥＤの縦断面図を示す。図８には、Ａｌ２Ｏ３基板３上にフェイスアップ実装され
たＧａＮ系ＬＥＤ素子２を有するＬＥＤ１を図示している。また、このＬＥＤ１のガラス
封止部６は、外面がレンズ状に形成され光取り出し効率が良好となっている。図８に示す
ように、フェイスアップ実装のため、ＬＥＤ素子２の電極と回路パターン４とはワイヤ２
７により接続されている。このＬＥＤ１においては、粉末状のガラスを用いてガラス封止
部６が形成されていることからワイヤ２７に過度の内部応力が生ずるようなことはなく、
ワイヤ２７が断線するようなことはない。
また、上記した第１から第５の実施形態では、固体素子としてＬＥＤ素子を用いたＬＥ
Ｄを説明したが、固体素子はＬＥＤ素子に限定されず、例えば、受光素子、太陽電池等の
他の光学素子であってもよいし、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能
であることは勿論である。
本発明の第１の実施形態に係る固体素子デバイスとしてのＬＥＤを示し、（ａ）はＬＥＤの縦断面図、（ｂ）はＬＥＤ素子の側面図である。 図２は、試料１２のサンプルにおける波長と分光透過率の関係を示す分光透過率曲線のグラフである。 第１の実施形態の変形例を示し、（ａ）はＬＥＤの縦断面図、（ｂ）はＬＥＤ素子の側面図である。 第１の実施形態のＬＥＤを用いた発光装置を示す縦断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る固体素子デバイスとしてのＬＥＤを示し、（ａ）はＬＥＤの平面図、（ｂ）はＬＥＤの縦断面図、（ｃ）はＬＥＤの底面図である。 本発明の第３の実施形態に係る固体素子デバイスとしてのＬＥＤの縦断面図である。 本発明の第４の実施形態に係る固体素子デバイスとして、ラージサイズ（１ｍｍ角）のＬＥＤ素子をマウントしたＬＥＤの縦断面図である。 本発明の変形例を示すもので粉末状のガラスによりガラス封止部を形成したＬＥＤの縦断面図である。
符号の説明
１ ＬＥＤ
２ ＬＥＤ素子
３ Ａｌ２Ｏ３基板
３Ａ ビアホール
３Ｂ 分割溝
４ 回路パターン
５ Ａｕスタッドバンプ
６ ガラス封止部
６Ａ 上面
６Ｂ 側面
６Ｃ 光学形状面
６Ｄ 平坦部
８ リードフレーム
９ 透明樹脂
９Ａ 光学形状面
１６Ａ 底面回路パターン
１６Ｃ 底面回路パターン
１７ 放熱パターン
２０ 基板
２１ バッファ層
２２ ｎ型層
２３ 発光層
２４ ｐ型層
２５ ｐ電極
２６ ｎ電極
２７ ワイヤ
４０ 放熱用パターン
１００ 発光装置

Claims (24)

  1. 固体素子と、
    前記固体素子をマウントするとともに電力の受供給を行う電力受供給部と、
    前記固体素子を封止し、Ｂ２Ｏ３−ＳｉＯ２−Ｌｉ２Ｏ−Ｎａ２Ｏ−ＺｎＯ−Ｎｂ２Ｏ
    ５系のガラスからなるガラス封止部と、を備え、
    前記ガラスは、２１ｗｔ％〜２３ｗｔ％のＢ２Ｏ３と、１１ｗｔ％〜１３ｗｔ％のＳｉ
    Ｏ２と、１ｗｔ％〜１．５ｗｔ％のＬｉ２Ｏと、２ｗｔ％〜２．５ｗｔ％のＮａ２Ｏと、
    を含む固体素子デバイス。
  2. 前記ガラスは、４８ｗｔ％〜５１ｗｔ％のＺｎＯと、１１．５ｗｔ％〜１２ｗｔ％のＮ
    ｂ２Ｏ５と、を含む請求項１に記載の固体素子デバイス。
  3. 前記ガラスは、Ｌｉ２ＯとＮａ２Ｏの和が３．５ｗｔ％〜４ｗｔ％である請求項２に記
    載の固体素子デバイス。
  4. 前記ガラスは、屈伏点が５４０℃以下である請求項１から３のいずれか１項に記載の固
    体素子デバイス。
  5. 前記ガラスは、熱膨張係数が７．０×１０−６／℃以下である請求項１から４のいずれ
    か１項に記載の固体素子デバイス。
  6. 前記ガラス封止部と前記固体素子は、熱膨張率が高い方に対する低い方の熱膨張率の比
    が０．８５以上である請求項１から５のいずれか１項に記載の固体素子デバイス。
  7. 前記固体素子は、１ｍｍ以上のサイズを有する請求項６に記載の固体素子デバイス。
  8. 前記電力受供給部は、複数の前記固体素子を密集してマウントする請求項６または７に
    記載の固体素子デバイス。
  9. 前記固体素子は、フリップ実装される請求項１から８のいずれか１項に記載の固体素子
    デバイス。
  10. 前記固体素子は、アノード側とカソード側にそれぞれ１点ずつ形成された２点のバンプ
    により実装される請求項９に記載の固体素子デバイス。
  11. 前記電力受供給部は、前記固体素子に対して電力の受供給を行う導電パターンが形成さ
    れた無機材料基板を含み、
    前記ガラス封止部と前記無機材料基板は、熱膨張率が高い方に対する低い方の熱膨張率
    の比が０．８５以上である請求項１から１０のいずれか１項に記載の固体素子デバイス。
  12. 前記無機材料基板は、前記固体素子をマウントする側に設けられる第１の導電パターン
    と、前記固体素子をマウントする側と反対側に設けられる第２の導電パターンと、前記第
    １の導電パターン及び前記第２の導電パターンを電気的に接続する第３の導電パターンと
    を有する請求項１１に記載の固体素子デバイス。
  13. 前記無機材料基板は、アルミナ基板である請求項１１または１２に記載の固体素子デバ
    イス。
  14. 前記ガラス封止部の表面に、耐湿、耐酸、耐アルカリ性を有するコーティング材が形成
    されている請求項１から１３のいずれか１項に記載の固体素子デバイス。
  15. 前記固体素子は光学素子であり、
    前記ガラス封止部は透光性材料である請求項１から１４のいずれか１項に記載の固体素
    子デバイス。
  16. 前記光学素子は、発光素子である請求項１５に記載の固体素子デバイス。
  17. 前記ガラス封止部は、前記発光素子から発した光により励起されると波長変換光を発す
    る蛍光体が分散される請求項１６に記載の固体素子デバイス。
  18. 前記ガラス封止部は、３５０〜８００ｎｍの波長の光に対し、厚さ１ｍｍあたりの内部
    透過率が９０％以上である請求項１６または１７に記載の固体素子デバイス。
  19. 前記ガラス封止部は、屈折率が１．６以上である請求項１６から１８のいずれか１項に
    記載の固体素子デバイス。
  20. 前記発光素子は、成長基板上にＧａＮ系半導体層を積層して形成されたＧａＮ系ＬＥＤ
    素子である請求項１６から１９のいずれか１項に記載の固体素子デバイス。
  21. 前記ガラス封止部は、前記発光素子の前記成長基板の屈折率が１．８以上である請求項
    ２０に記載の固体素子デバイス。
  22. 前記光学素子は、受光素子である請求項１５に記載の固体素子デバイス。
  23. 前記ガラス封止部は、表面を樹脂でオーバーモールドされている請求項１から２２のい
    ずれか１項に記載の固体素子デバイス。
  24. 前記ガラスは、Ｂｉ２Ｏ３をさらに含む請求項１に記載の固体素子デバイス。
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