JP2011171693A - 発光デバイス及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ガラス材料に発光素子が搭載された発光デバイスの信頼性を向上させる。
【解決手段】 本発明の発光デバイス１は、中央に窪みを有する白色ガラスからなるガラス基体２と、その窪み５の表面に設けられた貫通孔３に導電材料が充填されてなる貫通電極４ａ、４ｂと、窪み５に収納され、貫通電極４ａの上に実装された発光ダイオード素子６と、発光ダイオード素子６を封止する封止剤７を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、発光素子をパッケージに実装した発光デバイスの構造、及びその製造方法に関する。

発光ダイオード素子（以下、ＬＥＤ素子という。）は、近年、発光輝度等の改善が図られて多方面に実用化されている。例えば、液晶表示装置のバックライト、信号機の発光素子、電光掲示板、その他イルミネーション用として使用されている。ＬＥＤ素子は、低電圧、低消費電力で駆動でき、発光輝度が改善されたことから室内灯や自動車照明用などにも適用されることが期待されている。

しかし、ＬＥＤ素子は発光強度を大きくすると発熱量が増大する。ＬＥＤ素子は、加熱されると発光効率が低下するので、効果的に放熱できる構造にする必要がある。また、製造コストを低下させる必要がある。

安価で放熱性に優れた構成として、ガラス基板とＳｉ基板を用いて組み立てたＬＥＤ発光デバイスが知られている。図１２は、ガラス材料にＬＥＤ素子を実装した発光装置の断面図である（特許文献１の図１）。図示するように、ガラス基板５１には貫通電極５２が形成され、この貫通電極５２が接続用電極メタライズ５３Ｂを介してＬＥＤ素子５６Ａと電気的に接続されている。さらに、貫通電極５２はガラス基板５１の背面に形成した電極メタライズ５３Ａにも電気的に接続されている。ＬＥＤ素子５６Ａの上面と電極メタライズ５３Ｂとはワイヤーにより電気的に接続されている。ガラス基板５１の下面には外部と接続用の電極メタライズ５３Ａが形成されている。電極メタライズ５３Ａは貫通電極５２に電気的に接続されている。ガラス基板５１は穴５８を持つＳｉ基板５４と接合され、ＬＥＤ素子５６Ａはこの穴５８から露出する。穴５８の側面には、ＬＥＤ素子５６Ａの発光を上方向に反射させるための反射面５５が形成されている。この構成により、ＬＥＤ素子５６Ａにより生じた発熱を、貫通電極５２を介して効率よく放熱することができ、また、ガラス基板５１とＳｉ基板５４とを陽極接合により接着するので接着強度を向上させることができ、更に、ウェハ状態で一括して大量に製造できるので低コスト化が可能になる、というものである。

また、図１３に、金属基体にＬＥＤ素子を実装した発光装置６１（例えば、特許文献２を参照）の断面構成を模式的に示す。図示するように、金属基体６２の中央部に凸状の搭載部６２ａが形成され、その上面に発光素子６５が設置される。金属基体６２の周囲の段差部には絶縁枠体６３が接合されている。絶縁枠体６３には、電極が形成され、発光素子の外部との電気的接続を仲介している。絶縁枠体６３の上面には、発光素子６５を取り囲むような形状の金属枠体６４が接合されている。金属枠体６４の内壁面は下部から上部に向かって末広状の形状で、発光素子６５の発光を上方向へ反射する機能を持つ。この構成により、発光効率を高めるとともに、熱放熱性が向上し、発光素子６５に入力する駆動電流を増加させることができ、発光素子の光出力を増加させている。

特開２００７−４２７８１号公報 特開２００４−２２８２４０号公報

図１２に示した従来の発光装置の構造では、貫通電極５２を持つガラス基板５１と、その上に接合されるＳｉ基板５４は別体である。そのため、ガラス基板５１とＳｉ基板５４を別々に加工し、その後、接合する。さらに、ＬＥＤ素子５６Ａの発光を反射させる反射面５５を形成する必要がある。また、図１３に示した発光装置６１の構造は、発光素子６５を搭載した金属基体６２と、絶縁枠体６３と、反射面の機能も持つ金属枠体６４は別体である。そのため、３つの部材を別々に加工し、それぞれを接合する必要がある。即ち、異種物質間を接合する必要がある。

しかし、ＬＥＤ素子は発光するたびに発熱するので、熱による膨張・収縮が繰り返される。そのため、接合部の接着性や密封性が低下するという課題があった。また、別々に加工した物を後で接合するので、製造工程が多く、コスト高であった。

そこで、上記課題を解決するために、本発明の発光デバイスは、窪みが形成されたガラス基体と、窪みの表面に設けられた貫通孔に導電材料が充填された貫通電極と、窪みに収納され、貫通電極の上に実装された発光ダイオード素子と、発光ダイオード素子を封止するために窪みに供給された封止剤と、を備え、ガラス基体が、発光ダイオード素子から発光される光を反射する材料で形成することとした。ここで、ガラス基体を白色ガラスで形成した。

また、本発明の発光デバイスの製造方法は、光を反射する材料から構成されるガラス基体に窪みを形成するとともにこの窪みの底部に貫通穴を形成し、ガラス基体の貫通穴に導電材料を設けて貫通電極を形成し、貫通電極の上に発光ダイオード素子を実装し、発光ダイオード素子を窪みに収納し、窪みに封止剤を供給し、発光ダイオード素子を封止する工程と、を備えている。

本発明によれば、ガラス基体はガラス材料で一体的に形成されているので接着面や接合面がない。そのため、発光ダイオード素子の発熱による膨張・収縮が繰り返されても、外部から水分や不純物が浸入し難くなり、電極材料の腐食や発光ダイオード素子の特性劣化が抑えられ、信頼性を向上させることができる。また、パッケージの基体が単体で構成されているので製造工数を減らすことができ、低コストで高信頼性の発光デバイスを提供することができる。さらに、ガラス基体が発光ダイオード素子から発光される光を反射する材料で構成されているので、反射面を別個に形成する必要がなく、低コストで高信頼性の発光デバイスを提供することができる。これにより、簡単な製造方法で信頼性の高い発光デバイスを実現することができる。

本発明の発光デバイスを模式的に示す断面図および上視図である。 本発明の発光デバイスの製造方法を説明する模式図である。 本発明の発光デバイスの製造方法を説明する模式図である。 本発明の発光デバイスの製造方法を説明する模式図である。 本発明の発光デバイスの構成を模式的に示す断面図である。 本発明の発光デバイスの構成を模式的に示す断面図である。 本発明の発光デバイスの構成を模式的に示す断面図である。 本発明の発光デバイスの構成を模式的に示す断面図である。 本発明の発光デバイスの構成を模式的に示す断面図である。 本発明の発光デバイスの製造工程を説明する模式図である。 本発明の発光デバイスの製造工程を説明する模式図である。 従来公知の発光デバイスの断面模式図である。 従来公知の他の発光デバイスの断面模式図である。

本発明の発光デバイスは、表面に窪みが形成されたガラス基体に発光素子が実装された構成である。ガラス基体の外周には突起（突出部）が設けられており、突起の内周面に囲まれた領域が窪みとなっている。窪みは開口側ほど大きい面積を持っており、突起を構成する内周面は斜面となっている。突起はガラス基体と同一材料であり、ガラス基体と一体的に形成されている。また、ガラス基体には貫通電極が形成されている。貫通電極の一端は窪みの表面から露出し、他端はガラス基体の裏面から露出している。窪みから露出した貫通電極に発光素子が電気的に接続され、封止剤がこの発光素子を覆っている。したがって、発光素子は窪みを形成する斜面で囲まれており、発光素子からの光は、この斜面に当たって方向が変わることになる。また、ガラス基体の裏面には貫通電極と接続する端子電極が形成され、この電極から発光素子に電力を供給する。ここで、ガラス基体は光を反射する材料で形成されている。そのため、斜面に反射膜を形成する必要がない。

このように、本願発明によれば、発光デバイスの基体が光を反射するガラス材料で一体的に形成されているので、接着面や接合面がなく、また、基体に反射面を形成する必要がなく。そのため、低コストで高信頼性の発光デバイスが実現できる。

さらに、ガラス基体にガラスレンズを接続して、発光デバイスの出射指向性をコントロールすることができる。ガラス材料同士の接続になるため、熱膨張率の差が小さく、信頼性が高い。このとき、ガラス基体の突起の頂面に接着剤を設け、この接着剤によりガラスレンズを接合してもよいし、発光素子を覆う封止剤の供給量を多くして、この封止剤を用いてガラス基体とガラスレンズを接着してもよい。

また、本発明の発光デバイスの製造方法を説明する。初めに、光を反射するガラス材料を用いて、窪みと、窪みに貫通孔が形成されたガラス基体を作製する。次に、貫通孔に導電材料を設けて貫通電極を形成する。次に、貫通電極の上に発光素子を実装する。この発光素子を覆うように、窪みに封止剤を供給し、硬化させる。このように、簡単な方法で信頼性の高い発光デバイスを製造することができる。

さらに、窪みを構成する突起の頂部に接着剤を設けて、ガラスレンズをガラス基体に接合することにより、レンズ付きの発光デバイスが簡単に製造できる。あるいは、接着剤の代わりに封止剤を利用する場合には、以下のような製造方法となる。すなわち、初めに、光を反射するガラス材料を用いて、窪みと、窪みに貫通孔が形成されたガラス基体を作製する。次に、貫通孔に導電材料を設けて貫通電極を形成する。次に、貫通電極の上に発光素子を実装する。この発光素子を覆うように、窪みに封止剤を充填する。このとき、窪みの容積よりも多く封止剤を供給する。そして、窪みを覆うようにガラスレンズをガラス基体上に設置して、封止剤がガラス基体とガラスレンズの間の全面に充填させる。その後、封止剤を硬化させることにより、ガラス基体とガラスレンズを接合する。

以下に、発光素子としてＬＥＤ素子を用いた実施例を、図面に基づいて説明する。
（実施例１）
本実施例に係る発光デバイスの構成を図１に模式的に示す。図１（ａ）は発光デバイスの断面図であり、図１（ｂ）はその上視図である。ガラス基体２は略矩形薄板状であり、その中央部には、上から徐々に径が小さくなる略円錐台状の窪み５が形成されている。あるいは、ガラス基体２の外周部に内側が傾斜した突起が設けられ、この突起に囲まれた領域を窪み５と見なすこともできる。この窪み５のガラス表面には複数の貫通孔３が形成されている。貫通孔３は、ガラス基体２の裏面から窪み５のガラス表面に向けた末広状の断面形状である。ＬＥＤ素子６の上面と下面には、図示しない電極が形成されている。下面電極は、ダイボンディング材１０により窪み５の表面に固定されるとともに、貫通電極４ａと電気的に接続する。ＬＥＤ素子６の上面電極は、ワイヤー８を介して他の貫通電極４ｂと電気的に接続している。そして、ガラス基体２の裏面には、貫通電極４ａに接続する裏面電極９ａと、他の貫通電極４ｂに接続する裏面電極９ｂが形成されている。裏面電極９ａは、貫通電極４ａを介してＬＥＤ素子６の下面電極と接続し、裏面電極９ｂは、貫通電極４ｂを介してＬＥＤ素子６の上面電極と接続している。つまり、ＬＥＤ素子６は、ガラス基体２の裏面に分離して形成された裏面電極９ａ、９ａから電力の供給を受けることができる。

ガラス基体２は、シリコン酸化物を主体とするガラス材料を用いて作製できる。ガラス材料に白色ガラスを用いれば、ＬＥＤ素子６の発光を反射する反射材としても機能する。具体的に、白色ガラスは透明ガラスの中に多数の微細な結晶を析出させたもので、結晶化ガラスである。透明ガラスは可視光線のほとんどの波長を透過するが、さまざまな金属酸化物を微量添加すると一部の波長が吸収され、透明性を失って、析出した微細な結晶が入射光を散乱させ白色になる。金属酸化物として、ＳｉＯ₂、Ｂ₂Ｏ₃、ＺｎＯ、ＴｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃などを用いることができる。白色ガラスを用いることにより、反射膜を設ける必要がなくなり、製造が簡単になる。反射膜がないため膜の剥離の心配がなくなり、信頼性の高い反射面が形成できる。

ガラス基体２に形成する窪み５や貫通孔３は、後に詳述するように、ガラス材料の成形により同時に形成することができる。そのため、従来のように、基板や枠部を別々に加工し、接着する必要がない。即ち、本実施例のガラス基体は、複数の異なる部材で構成されていないので、これら部材を接合する接合面が存在しない。そのため、接合面での劣化は無く、信頼性を向上させることができる。更に、製造工程数も少ないので、製造コストを低減することができる。

貫通電極４ａ、４ｂの断面形状は、ガラス基体２に設けた貫通孔３の断面形状と同じであり、ガラス基体２の裏面から窪み５の表面に向けて末広状のである。そのため、貫通電極４ａ、４ｂは窪み５の表面側からガラスパッケージの裏面側には抜け難くなる。貫通電極は、Ａｇを含有する導電ペーストや、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｕ、コバール等の金属材料を貫通孔３に充填し、加熱固化させることにより、形成される。あるいは、金属芯材を挿入して接着固定させてもよい。あるいは、溶融した半田を充填して冷却固化させてもよい。

ガラスパッケージ２の裏面は研磨により平坦化され、この面に裏面電極９ａ、９ｂを形成する。裏面電極は蒸着や印刷法により形成することができる。印刷法を用いれば、製造工程がより簡単になる。

ＬＥＤ素子６は、ダイボンディング材１０を介して貫通電極４の上部に実装される。ダイボンディング材１０は、バンプ又は導電性接着剤からなり、ＬＥＤ素子６を窪み５の表面に接着固定している。ＬＥＤ素子６の裏面には図示しない電極が形成されており、貫通電極４ａとダイボンディング材１０を介して電気的に接続される。また、ＬＥＤ素子６の表面には図示しない電極が形成されており、貫通電極４ｂとワイヤー８を介して接続されている。

このように、ＬＥＤ素子６は、貫通電極４ａと導電性のダイボンディング材１０を介して裏面電極９ａに接続されているので、ＬＥＤ素子６で発生した熱はダイボンディング材１０、貫通電極４ａ及び裏面電極９ａを介して放熱される。また、Ａｕ等からなるワイヤー９、貫通電極４ｂ及び裏面電極９ｂを介しても放熱される。これにより、ＬＥＤ素子６の温度上昇を抑制することができる。

ガラス基体２の窪み５には封止剤７が充填され、ＬＥＤ素子６とワイヤー８を覆っている。封止剤７は、外部から不純物や水分等が侵入することを防止して、電極材料等の腐食を防いでいる。

なお、図１（ｂ）に示すように、本実施例では、ダイボンディング材１０を介してＬＥＤ素子６の下面電極と接続する貫通電極４ａが４つ、ワイヤー８を介してＬＥＤ素子６の上面電極と接続する他の貫通電極４ｂが１つ設けられている。また、それぞれの貫通電極４ａ、４ｂの形状は同じである。しかし、これに限定されず、より多くの貫通電極４ａを設けても良いし、１つだけでも良い。また、ワイヤー８を介して接続する他の貫通電極４ｂの外形を、貫通電極４ａの外形より大きくしてもよい。また、ガラス基体２の窪み５の内側に、複数のＬＥＤ素子６を設けても良い。このような構成すれば、光強度を更に強くすることができる。また、発光デバイス１の外形形状を、平面視で６角形やそれ以上の多角形に、あるいは円形にしてもよい。発光デバイス１は大判ウェハ上で多数個同時に形成できるので、細密に配列できる外形形状が望ましい。

次に、図２〜図４を用いて、発光デバイス１の製造方法の実施例を説明する。図２に、ガラス材料を金型プレスにより成形する様子を模式的に示す。図３は、金型プレスにより形成されたガラス基体２の断面模式図である。図２に示すように、ガラス材料１５を軟化点以上まで加熱して定盤１６に設置し、表面に凹凸が形成された成形金型１７を降下させてガラス材料１５を押圧する。これにより、ガラス材料１５には成形金型１７の凹凸形状が転写される。冷却後、成形金型１７を上昇させ、ガラス材料１５を定盤１６から取りはずす。図３に示すように、取り外したガラス材料１５には、窪み５と、その窪み５の底部には貫通孔３が形成されており、これがガラス基体２となる。

成形金型１７の凹凸にはテーパーが付いている。そのため、凸部１８の先端は細くなっており、凹部１９は底部が狭くなる。このテーパーにより、成形金型１７のガラス材料１５からの離型性が向上する。また、成形金型１７の凸部１８が転写されたガラス基体２の貫通孔３は、裏面から表面側に末広形状となる。そのため、後に電極材料を充填したときに、貫通電極４ａ、４ｂが抜け難くなる、という利点も付与される。また、凹部１９によって形成されるテーパー面、つまり窪み５のテーパー面は、ＬＥＤ素子６から発光した光を反射する反射面として利用できる。

上述のように作製したガラス基体を用いて発光デバイスを作製する工程を図４に模式的に示す。図３で示した貫通孔３にスクリーン印刷等によりガラス基体２の裏面からＡｇ等の金属を含有する導電ペーストを充填する。導電ペーストを充填した後で加熱して固化させ、貫通電極４ａ、４ｂとする。図４（ａ）に、ガラス基体２の貫通孔３に貫通電極４を形成した状態を示す。ここで、導電ペーストに代えて、金属芯材を挿入して固定してもよい。

次に、ガラス基体２の裏面に、貫通電極４ａに接続する裏面電極９ａと、貫通電極４ｂに接続する裏面電極９ｂを形成する。図４（ｂ）に、この状態を模式的に示す。ガラス基体２の裏面に、Ａｇ等の導電材料が混入されたインキをスクリーン印刷法により供給し、加熱焼成を行って固化させる。印刷法により裏面電極９ａ、９ｂを形成すれば、フォトリソグラフィ工程及びエッチング工程を必要としないので、製造コストを低減させることがきる。また、ガラス基体２の裏面は平坦なので、発光デバイス１を他の基板へ容易に実装することができる。

図４（ｃ）に、貫通電極４の上にＬＥＤ素子６を実装した状態を模式的に示す。ＬＥＤ素子６の裏面には電極が形成されている。ＬＥＤ素子６を、ダイボンディング材１０を介して貫通電極４ａの上に載置する。ＬＥＤ素子６を加熱しながら押圧してガラス基体２及び貫通電極４ａをはんだや金錫で接合する。あるいは、ダイボンディング材１０として導電性接着剤を使用し、硬化させてＬＥＤ素子６を接合することができる。また、ダイボンディング工法として、図３で示した貫通孔３にスクリーン印刷等によりガラス基体２の裏面からＡｇ等の金属を含有する導電ペーストを充填した後、ＬＥＤ素子６をダイマウントし、加熱し、固化させて、貫通電極４ａとＬＥＤ素子６を接合し、同時に貫通電極４ａを形成することもできる。

図７は、ＬＥＤ素子６の上面に形成した電極と貫通電極４ｂの間をワイヤー８により接続した状態を表す断面模式図である。ワイヤー８として金線が使用できる。

図８は、ガラス基体２の窪み５に封止剤７を供給して、ＬＥＤ素子６とワイヤー８を覆った状態を表す断面模式図である。

なお、ここでは、発光デバイス１を１個形成する例を説明したが、大きなガラス板を用いて発光デバイスを多数個同時に形成し、最後にスクライブ又はダイシングにより分離することができる。また、工程順も上述の説明に限定されず、貫通電極４の形成の後に、ＬＥＤ素子６の実装、封止剤７の供給、裏面電極９の順で製造しても良い。

（実施例２）
図５は、本実施例の発光デバイス１を模式的に示す断面図である。なお、実施例１と重複する説明は適宜省略する。図示するように、本実施例では、実施例１の発光デバイスにガラスレンズ２１が一体化された構成である。ガラス基体２の突起２３の頂面に塗布された接着剤２２によって、ガラス基体２とガラスレンズ２１が接着されている。図示するように、ガラス基体２の窪みに供給する封止剤７の量によっては、封止剤７とガラスレンズ２１の間に隙間が存在することもある。

このような構成によれば、発光素子６がガラス基体とガラスレンズで完全に密閉されるため、極めて耐久性の高い発光デバイスが実現できる。ここでは半球状の凸レンズを用いているが、要求される配光特性に合わせて楕円、凹レンズ、場合によっては異形状でも構わない。

なお、ガラス基体には白色ガラスを用いることが好ましい。白色ガラスは、前述したようにＢ２Ｏ３、ＺｎＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２、ＺｒＳｉＯ４、ＣａＦ２、ＴｉＯ２、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＢａＯ、Ｐ２Ｏ５等が添加されているため、添加材料および添加量により熱膨張率が変わってくる。ガラスレンズ２１には基本的に透明ガラスを用いるため、ガラス基体２とガラスレンズ２１に熱膨張率差が生じる。この差が大きいと耐久性が低下するため、両者の熱膨張率差が３×１０^-6／Ｋ以下になるよう選定することが望ましい。

図６は、ガラスレンズ２１と封止剤７が密着する構成の発光デバイス１を模式的に示す断面図である。図示するように、封止剤７が、ガラス基体２とガラスレンズ２１間の空間をなくすように充填されている。従って、発光素子６からの光は封止剤７から直接ガラスレンズ２１に入射するため、図５で示したような空間がないため、隙間封止剤と空気層との界面、空気層とガラスレンズ界面での反射による光損失がなくなり、発光効率を高めることができる。

（実施例３）
以下に、ガラスレンズ２１の底面が平坦ではない実施例を図面に基づいて説明する。ここで、ガラスレンズ２１の底面とは、ガラス基体と接続する側の面のことである。なお、実施例２と重複する説明は適宜省略する。

図７は、ガラスレンズ２１の底面に凸部２４が設けられた発光デバイスの断面構成を示す模式図である。図示するように、ガラスレンズ２１の凸部２４は、ガラス基体２の窪みの斜面の上部（ガラス基体２の突起２３の内周面の上部）と嵌合するように設けられている。ガラスレンズ２１の凸部２４とガラス基体の窪みを当接させることにより、ガラス基体２とガラスレンズ２１の位置合わせが精度良く行える。また、接着剤２２がガラス基体２の窪み側へ流れ込むことを防止でき、より品質の安定した発光デバイスが実現する。

図８に、底面に凹部２６を持つガラスレンズ２１を用いた発光デバイスの断面構成を示す。図示するように、ガラスレンズ２１には凹部２６が形成されている。逆に言えば、ガラスレンズ２１の底面の外周に凸部２５が形成されている。この凸部２５と嵌合するように、ガラス基体２の突起２３の外周側に切り欠き部が形成されている。すなわち、ガラスレンズの凸部２５とガラス基体２の突起２３が嵌合するように設計されている。凸部２５と突起２３の切り欠き部を当接させることにより、ガラス基体２とガラスレンズ２１が精度良く位置合わせできるとともに、接着剤２２の塗布面積が増えるため接着強度が増し、より耐久性の高い発光デバイスが実現する。

図９に、ガラスレンズ２１の底面に設けられた凹部２８とガラス基体２の突起２３の頂面に凸部２７が嵌合した構成の発光デバイスを示す。ここでは、凹部２８はガラスレンズ２１の底面に溝状に形成され、底面の中央部には形成されていない。図示するように、この凹部２８は、ガラス基体２の突起の頂面に設けられた凸部２７と嵌合している。この凹部２８と凸部２７を当接することによって、ガラス基体２とガラスレンズ２１が精度良く位置合わせできるとともに、接着剤８の塗布面積が更に増えるため接着強度が増し、更には外部からのガスや水分浸入が抑制でき、より耐久性の高い発光デバイスが実現する。

（実施例４）
以下に、発光デバイス１の製造方法の実施例を説明する。なお、図４（ｄ）で示したＬＥＤ素子の実装工程までは実施例１の説明と同じである。

図１０に、ガラス基体２の突起２３の頂面に設けた接着剤２２によりガラスレンズ２１を接合する方法を模式的に示す。図１０（ａ）は、図４（ｄ）で示したガラス基体２に接着剤２２を設けた状態を示す断面図である。ガラス基体２の突起２３の頂面に、接着剤２２をスクリーン印刷、ディスペンサー、転写法等の方法で塗布し、乾燥させる。接着剤２２としては、エポキシ樹脂、シリコン樹脂等の熱硬化型の接着剤や、アクリル系の光硬化型接着剤、ポリメタロキサンを用いた無機系の接着剤等を、要求特性に合わせて選択することができる。ここでは基体、レンズ共にガラスを用いているため、無機系の接着剤を使用すれば全て無機系材料の接合になるので密閉強度が高くなり、非常に耐久性の高い発光デバイスを得ることができる。

次に、ガラス基体２の窪みに封止剤７を供給する。この状態を図１０（ｂ）に示す。ガラス基体２の窪みにディスペンサー等で封止剤７を充填する。ここでは、封止剤の充填量は窪みより少し多くしている。封止剤７を硬化する前に、ガラス基体２にガラスレンズ２１を位置合わせして、載置する。図１０（ｃ）に、ガラスレンズ２１貼合後の発光デバイス１を示す。この状態で発光デバイス１を加熱し、封止剤７および接着剤２２を硬化させる。これにより、発光デバイス１が完成する。

図１１に、ガラス基体２の窪みに供給した封止剤７を用いてガラスレンズ２１を接合する方法を模式的に示す。図１１（ａ）は、図４（ｄ）で示したガラス基体２の窪みに封止剤７を供給した状態を示す断面図である。封止剤７はガラス基体２の窪みにディスペンサー等で充填される。このとき、封止剤はガラス基体２の突起２３の頂面から少し高くなるくらい多めに供給される。そして、封止剤７を硬化する前に、ガラス基体２にガラスレンズ２１を位置合わせして、載置する。この際、封止剤７はガラス基体２の突起２３に乗り上げ、ガラスレンズ２１とガラス基体２の間隙に充填される。図１１（ｂ）にこの状態を模式的に示す。ついで、発光デバイス１を加熱して封止剤７を硬化させる。このような方法によれば、ガラスレンズ２１はガラス基体２に封止剤７により貼合されるため、図１０で説明した接着剤塗布工程が不要になる。

１ 発光デバイス
２ ガラス基体
３ 貫通孔
４ａ、４ｂ 貫通電極
５ 窪み
６ ＬＥＤ素子
７ 封止剤
８ ワイヤー
９ａ、９ｂ 裏面電極
１０ ダイボンディング材
２１ ガラスレンズ
２２ 接着剤
２３ 突起

Claims (12)

1. 表面に、窪みを形成するための突起が一体的に形成されたガラス基体と、
   前記窪みの表面に設けられた貫通孔に導電材料が充填されてなる貫通電極と、
   前記窪みに収納され、前記貫通電極の上に実装された発光素子と、
   前記発光素子を封止するために前記窪みに供給された封止剤と、を備え、
   前記ガラス基体が、前記発光素子から発光される光を反射する材料で形成されたことを特徴とする発光デバイス。
2. 前記ガラス基体を形成する材料が白色ガラスであることを特徴とする請求項１に記載の発光デバイス。
3. 前記窪みを覆うように前記ガラス基体に固定されたガラスレンズを備えることを特徴とする請求項１または２に記載の発光デバイス。
4. 前記ガラスレンズが前記突起の頂面に設けられた無機系の接着剤により接着されたことを特徴とする請求項３に記載の発光デバイス。
5. 前記ガラスレンズと前記ガラス基体が前記封止剤により接合されたことを特徴とする請求項３に記載の発光デバイス。
6. 前記ガラスレンズと前記ガラス基体が、前記突起を用いて嵌合されたことを特徴とする請求項３または４に記載の発光デバイス。
7. 前記ガラスレンズの設置面側が凸になっており、前記ガラス基体の突起の頂面と内周面に当接していることを特徴とする請求項６に記載の発光デバイス。
8. 前記ガラスレンズの設置面側が凹になっており、前記ガラス基体の突起の頂面と当接していることを特徴とする請求項６に記載の発光デバイス。
9. 前記ガラス基体の突起の頂面には、前記ガラスレンズと嵌合するための凸部が形成されたことを特徴とする請求項６に記載の発光デバイス。
10. 窪みを形成するための突起が表面に設けられ、前記窪みの表面に貫通孔が形成されたガラス基板を、光を反射する材料を用いて作製する第一工程と、
    前記貫通孔に導電材料を設けて貫通電極を形成する第二工程と、
    前記貫通電極の上に発光素子を実装する第三工程と、
    前記発光素子を覆うように、前記窪みに封止剤を供給する第四工程と、
    前記封止剤を硬化させる第五工程を含むことを特徴とする発光デバイスの製造方法。
11. 前記突起に接着剤を設ける工程と、
    前記ガラス基板の窪みを覆うように前記突起にガラスレンズを設置し、前記接着剤を硬化させてガラス基板と前記ガラスレンズを接合する工程と、を含むことを特徴とする請求項１０に記載の発光デバイスの製造方法。
12. 前記第四工程において、前記封止剤を前記突起の高さより高くなるように供給し、
    前記窪みを覆うように前記ガラス基板にガラスレンズを設置して、前記封止剤を前記ガラス基板の突起と前記ガラスレンズとの間隙まで充填させる工程を備え、
    前記第五工程において、前記ガラス基板と前記ガラスレンズが前記封止剤により接合されることを特徴とする請求項１０に記載の発光デバイスの製造方法。

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