專利名稱：紫外線發(fā)光元件封裝的制作方法

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明有關(guān)于發(fā)射紫外線的紫外線發(fā)光元件和對(duì)來(lái)自該紫外線發(fā)光元件的紫外線進(jìn)行聚光的聚光透鏡構(gòu)成一體的紫外線發(fā)光元件封裝。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在，例如照射以365nm為中心的、波長(zhǎng)在300～400nm的范圍的紫外線的紫外線照射裝置，用于使在該波長(zhǎng)范圍具有靈敏度的例如粘接劑、涂料、墨水、光阻劑等固化或干燥的處理、或是相反使其溶融或軟化的處理等各種處理中。
舉例而言，在光盤用的拾取透鏡的粘接、或是電子構(gòu)件的對(duì)基板的粘接等的光照射處理中，需要對(duì)較小的區(qū)域照射光，而用于進(jìn)行這種處理的紫外線照射裝置中的某種裝置具有如下構(gòu)成例如將來(lái)自紫外線光源的紫外線利用捆扎多個(gè)光纖而構(gòu)成的光導(dǎo)纖維來(lái)引導(dǎo)，或是例如利用聚光透鏡將來(lái)自紫外線光源的紫外線聚光為點(diǎn)狀，從而照射至微小的區(qū)域。
在過(guò)去，作為在這種紫外線照射裝置中的紫外線光源，優(yōu)選地使用了例如氙燈或是超高壓水銀燈等的放電燈，但是在近年，伴隨著開(kāi)發(fā)出采用能夠以高功率發(fā)射紫外線的發(fā)光材料的發(fā)光二極管元件(例如，參考非專利文獻(xiàn)1)，開(kāi)始提出將這種發(fā)光二極管元件(以下稱為“UV-LED”)作為光源使用的紫外線照射裝置(例如，參考專利文獻(xiàn)1)。
一般而言，在使用發(fā)光二極管元件(LED元件)作為光源而使用的情況下，為了高效地利用來(lái)自LED元件光，例如進(jìn)行將LED元件與聚光透鏡或具有聚光作用的構(gòu)成構(gòu)件一體化(封裝)而構(gòu)成LED元件封裝(例如，參考專利文獻(xiàn)2、專利文獻(xiàn)3)。以下，參考被記載于專利文獻(xiàn)2中的圖1，而針對(duì)LED元件封裝的構(gòu)造具體地進(jìn)行說(shuō)明。
圖7是表示先前的LED元件封裝的其中一例的結(jié)構(gòu)的概略的剖面圖。
圖7中的51是通過(guò)被供給電力而發(fā)光的LED元件，該LED元件51被配置于例如由液晶聚合物等構(gòu)成的容器52的凹部。
在容器52中設(shè)有用于與LED元件51的電極51A，51B相連接的引腳電極53、54，引腳電極53、54是在容器52的凹部的底面露出于外部，并與被配置于容器52內(nèi)的LED元件51的電極51A、51B電連接。LED元件51的電極51A、51B與引腳電極53、54的連接方法例如可以利用金線的引線接合方式、或例如銀糊等的電接合構(gòu)件的接合方法。
LED元件51由使從LED元件51發(fā)射的光透過(guò)的透光性樹(shù)脂而密封(塑封)，由此，達(dá)成防止LED元件51的氧化以及在外部保護(hù)。
在該LED元件封裝50中，容器52的凹部的側(cè)面成為以朝向外部方向而變寬的方式而傾斜的光反射面，進(jìn)而透光性樹(shù)脂55的外表面(外形)形成為凸形狀，由此，能通過(guò)透光性樹(shù)脂55實(shí)現(xiàn)凸透鏡的效果，提高從LED元件51發(fā)射的光的聚光性，而能夠提升從LED元件封裝50的光的取出效率。
另外，在專利文獻(xiàn)3所揭示的LED發(fā)光元件封裝是另外個(gè)別設(shè)置透鏡的結(jié)構(gòu)，如該專利文獻(xiàn)3的圖1或圖2所示，LED元件利用例如由環(huán)氧樹(shù)脂構(gòu)成的、且包含波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換用的變換器的透明樹(shù)脂材料塑封，進(jìn)而在該透明樹(shù)脂材料上設(shè)置有聚光透鏡，而成為聚光透鏡由透明樹(shù)脂材料粘接固定并一體化的結(jié)構(gòu)。
但是，當(dāng)將發(fā)射紫外線的UV-LED元件進(jìn)行封裝時(shí)，不能利用上述那樣的封裝構(gòu)造(樹(shù)脂塑封構(gòu)造)。即，在上述封裝構(gòu)造中，被用以對(duì)LED元件進(jìn)行塑封的先前的透光性樹(shù)脂材料因照射紫外線(波長(zhǎng)380nm以下的光)而劣化，而伴隨著使用，紫外線的透射率逐漸降低，例如有降低至一半以下的情況，不能得到穩(wěn)定的紫外線的輸出，因此，無(wú)法將UV-LED元件由先前的透明樹(shù)脂材料來(lái)塑封并進(jìn)行封裝。
對(duì)于這種問(wèn)題，例如在專利文獻(xiàn)4中揭示了如下技術(shù)在被配置有發(fā)出包含紫外線的光的UV-LED元件的空間中，封入紫外線容易透過(guò)的例如氮?dú)獾鹊臍怏w，并且，由紫外線透過(guò)性的石英玻璃等構(gòu)成透鏡，對(duì)UV-LED元件進(jìn)行封裝。
然而，在被封入有這種氣體(例如氮?dú)?而成的封裝構(gòu)造中，顯然會(huì)產(chǎn)生從UV-LED元件的紫外線的取出效率降低的問(wèn)題。
即，在配置有UV-LED元件的空間內(nèi)封入氣體構(gòu)成的UV-LED元件封裝中，從UV-LED元件的發(fā)光源(發(fā)光材料)所發(fā)射的紫外線在被封入的氣體中傳播而射入透鏡。
但是，UV-LED元件的發(fā)光源是例如由氮化鎵(GaN)的發(fā)光層所構(gòu)成，由于該氮化鎵(GaN)的發(fā)光層和被封入的氣體(例如氮?dú)?的折射率的大小分別不同，因此在氮化鎵(GaN)的發(fā)光層與氣體的界面上，某個(gè)射入角度(臨界角)以上的光進(jìn)行全反射。即，不是從氮化鎵(GaN)的發(fā)光層所發(fā)射出的所有光取出到氣體中。
針對(duì)該現(xiàn)象，若是參考圖3具體說(shuō)明，則由于構(gòu)成UV-LED元件的發(fā)光源的氮化鎵(GaN)的發(fā)光層的折射率是約為2.5，而氮?dú)獾恼凵渎始s為1.0，因此，在氮化鎵(GaN)的發(fā)光層與氮?dú)獾慕缑娴漠a(chǎn)生全反射(θ′成為90°)的臨界角θ是成為23.6°。即，這表示在從UV-LED元件中的氮化鎵(GaN)的發(fā)光層發(fā)射的光中，只有被包括在相對(duì)于與UV-LED元件垂直的軸的平面角θ為23.6°為止的范圍(立體角φ為0.52sr(球面角度))內(nèi)的光，才能取出到氮?dú)猸h(huán)境中。
因此，雖然從UV-LED元件也有以23.6°以上的廣范圍所發(fā)射的光，但是不能利用該些光。
另外，在UV-LED元件封裝中，如上所述，不能夠構(gòu)成用過(guò)去的透明樹(shù)脂材料塑封的封裝構(gòu)造，但是，假設(shè)對(duì)用環(huán)氧樹(shù)脂將UV-LED元件進(jìn)行塑封時(shí)的光的取出效率進(jìn)行檢討，則由于環(huán)氧樹(shù)脂的折射率是約為1.5，因此氮化鎵(GaN)的發(fā)光層與環(huán)氧樹(shù)脂的界面上，產(chǎn)生全反射的臨界角θ是成為36.9°。即，在從UV-LED元件中的氮化鎵(GaN)的發(fā)光層發(fā)射的光中，包括在相對(duì)于與UV-LED元件垂直的軸的平面角θ為36.9°為止的范圍(立體角φ為1.26sr)的光，能取出到環(huán)氧樹(shù)脂中。
由以上可知，考慮在各個(gè)角度范圍內(nèi)一樣地包含光時(shí)，在被配置有UV-LED元件的空間中封入氣體構(gòu)成的UV-LED元件封裝中，從UV-LED元件取出到氮?dú)猸h(huán)境中的光量，與用環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行塑封時(shí)的、從UV-LED元件取出到樹(shù)脂的光量相比，僅能得到約40％左右。
如以上所示，在構(gòu)成UV-LED元件封裝時(shí)，根據(jù)光的取出效率的觀點(diǎn)，由樹(shù)脂塑封形成的封裝為理想，但是在該情況下，對(duì)于用于對(duì)UV-LED元件進(jìn)行塑封用的透明樹(shù)脂材料，要求(a)折射率大(具有與發(fā)光元件的發(fā)光層的折射率接近的折射率)、(b)因照射紫外線而劣化的程度小、(c)具有將透鏡可靠地固定于框架的足夠高的粘接力，實(shí)際情況是全部滿足這3個(gè)條件的樹(shù)脂材料不為人們所知。
專利文獻(xiàn)1(日本)特開(kāi)2005-015764號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2(日本)特開(kāi)2001-196644號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3(日本)特表2002-543594號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)4(日本)特開(kāi)平10-233532號(hào)公報(bào)非專利文獻(xiàn)1“發(fā)光波長(zhǎng)與水銀燈相同、光功率為100mW的紫外LED”，日經(jīng)electronics，2002年10月21日號(hào)，p.28發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是根據(jù)以上的情況做出的，其目的是提供一種紫外線發(fā)光元件封裝，具有聚光透鏡，從紫外線發(fā)光元件的紫外線的取出效率高，而且能得到穩(wěn)定的輸出，并具有嶄新的構(gòu)造。
本發(fā)明的紫外線發(fā)光元件封裝，其特征在于，具備聚光透鏡、及位于該聚光透鏡的底面?zhèn)鹊闹醒氩⑴c聚光透鏡的底面隔開(kāi)配置的紫外線發(fā)光元件，至少在紫外線發(fā)光元件與透鏡的底面之間的間隙中，被填充有具備紫外線耐久性的折射率差緩和物質(zhì)。
本發(fā)明的紫外線發(fā)光元件封裝，其特征在于，具備紫外線發(fā)光元件；基板，配置有該紫外線發(fā)光元件；電極，使紫外線發(fā)光元件與外部電連接；透鏡保持構(gòu)件，是框狀，以圍繞紫外線發(fā)光元件的周圍的方式配置在基板上；聚光透鏡，在底面與紫外線發(fā)光元件隔開(kāi)的狀態(tài)下，由透鏡保持構(gòu)件保持固定，并對(duì)來(lái)自紫外線發(fā)光元件的紫外線進(jìn)行聚光；和折射率差緩和層，至少被填充在包括紫外線發(fā)光元件與聚光透鏡的底面之間的間隙的空間中而形成，并由具有紫外線耐久性的折射率差緩和物質(zhì)構(gòu)成。
另外，在本發(fā)明的紫外線發(fā)光元件封裝中，其特征在于，作為折射率差緩和物質(zhì)使用硅酮樹(shù)脂或含氟類樹(shù)脂。
另外，折射率緩和物質(zhì)是可以是液狀。
本發(fā)明的效果如下根據(jù)本發(fā)明的紫外線發(fā)光元件封裝，在聚光透鏡與紫外線發(fā)光元件之間的間隙中填充有與紫外線發(fā)光元件的發(fā)光層的折射率的差小的折射率差緩和物質(zhì)，從而能將由紫外線發(fā)光元件的發(fā)光層與折射率差緩和物質(zhì)的界面上的兩者的折射率差而產(chǎn)生的紫外線的取出角度的降低程度抑制為較小，因此在能高效地取出紫外線發(fā)光元件照射的紫外線，并且，折射率差緩和物質(zhì)的耐紫外線性優(yōu)良，而能將被紫外線照射所致的歷時(shí)的透射率的降低程度抑制為較小。
進(jìn)而，將聚光透鏡與折射率差緩和物質(zhì)由不同的構(gòu)件來(lái)形成，由此，是耐紫外線性優(yōu)良的物質(zhì)卻難以形成為透鏡形狀的物質(zhì)，也可作為折射率差緩和物質(zhì)來(lái)使用，因此，能得到可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的紫外線輸出的紫外線發(fā)光元件封裝。
另外，被填充在透鏡與紫外線發(fā)光元件之間的間隙中的折射率差緩和物質(zhì)的厚度較小，因此，在因被照射紫外線而劣化、使折射率差緩和物質(zhì)的透射率降低的情況下，也能減小該不良影響的程度。
另外，通過(guò)使用液狀的樹(shù)脂材料作為折射率差緩和物質(zhì)，能夠冷卻點(diǎn)燈中的紫外線發(fā)光元件，防止成為過(guò)熱狀態(tài)，并能夠防止紫外線發(fā)光元件的發(fā)光效率的降低。


圖1是表示本發(fā)明的紫外線發(fā)光元件封裝的其中一例的結(jié)構(gòu)的概略的剖面圖。
圖2是用于說(shuō)明圖1所示的紫外線發(fā)光元件封裝的制作方法的說(shuō)明圖。
圖3是用于說(shuō)明本發(fā)明的紫外線發(fā)光元件封裝的作用效果的說(shuō)明圖。
圖4是表示本發(fā)明的紫外線發(fā)光元件封裝的其他例子的結(jié)構(gòu)的概略的剖面圖。
圖5用于說(shuō)明圖4所示的紫外線發(fā)光元件封裝的制作方法的說(shuō)明圖。
圖6是表示本發(fā)明的紫外線發(fā)光元件封裝的另外的其他例子的結(jié)構(gòu)的概略的剖面圖。
圖7是表示過(guò)去的LED元件封裝的一例的結(jié)構(gòu)的概略的剖面圖。
符號(hào)說(shuō)明10紫外線發(fā)光元件封裝11紫外線發(fā)光二極管元件(UV-LED元件)11A、11BUV-LED元件的電極12基板13、14引腳電極15透鏡保持構(gòu)件15A折射率差緩和物質(zhì)流入口15B折射率差緩和物質(zhì)排出口16粘接劑17聚光透鏡20折射率差緩和層20A折射率差緩和物質(zhì)30UV-LED元件封裝
35折射率差緩和物質(zhì)40UV-LED元件封裝50LED元件封裝51LED元件51A、51BLED元件的電極52容器53、54引腳電極55透光性樹(shù)脂具體實(shí)施方式
圖1是表示本發(fā)明的紫外線發(fā)光元件封裝的其中一例的結(jié)構(gòu)成的概略的剖面圖。
該紫外線發(fā)光元件封裝10是藉由被供給電力而發(fā)射紫外線，例如是將由紫外線發(fā)光二極管元件(UV-LED元件)11構(gòu)成的紫外線發(fā)光元件配置于基板12上，進(jìn)而在該UV-LED元件11的光發(fā)射方向前方(在圖1中的上方)，對(duì)從UV-LED元件11發(fā)射出的紫外線進(jìn)行聚光的半球狀的聚光透鏡17，在使其底面與UV-LED元件11的發(fā)光面隔開(kāi)以形成規(guī)定大小的間隙的狀態(tài)下，由以圍繞UV-LED元件11的周圍的方式配置的透鏡保持構(gòu)件15來(lái)保持并固定，由此，使UV-LED元件11與聚光透鏡17構(gòu)成一體。
UV-LED元件11位于聚光透鏡17的底面?zhèn)鹊闹醒耄ㄟ^(guò)被配設(shè)于基板12的引腳電極13、14與外部電連接。11A、11B是UV-LED元件11的電極，并通過(guò)例如金凸塊或是銀糊等的電性接合構(gòu)件來(lái)與引腳電極13、14電連接。
UV-LED元件11的發(fā)光源(發(fā)光材料)，例如由氮化鎵(GaN)的活性層(折射率約為2.5)構(gòu)成。
聚光透鏡17由透過(guò)紫外線且不會(huì)因紫外線的照射而劣化的例如石英等玻璃構(gòu)成。另外，聚光透鏡17只要是具有上述的特性的材料，則并不限于玻璃，而例如也可以由樹(shù)脂材料所構(gòu)成。
透鏡保持構(gòu)件15是例如剖面形狀呈L字型的框狀構(gòu)件，由例如被涂布于其透鏡保持面上的粘接劑16粘接聚光透鏡17，對(duì)其進(jìn)行保持、固定。
本發(fā)明的紫外線發(fā)光元件封裝，是具有紫外線耐久性、且與UV-LED元件的發(fā)光層的折射率之差小的折射率差緩和物質(zhì)至少被填充在包括紫外線發(fā)光元件與聚光透鏡的底面之間的間隙的空間中而成的。
在該實(shí)施例中形成為如下?tīng)顟B(tài)在UV-LED元件11與聚光透鏡17的底面之間的間隙中，由折射率差緩和物質(zhì)構(gòu)成的折射率差緩和層20密接于聚光透鏡17與UV-LED元件11的兩者上的狀態(tài)，即，在折射率差緩和層20與透鏡17以及UV-LED元件11之間的界面上、在折射率差緩和層20的較厚部中均不存在氣體(空氣層)且沒(méi)有間隙的狀態(tài)。
在本發(fā)明中所指的“紫外線耐久性”，是指例如在UV-LED元件11上通電額定電流，而使UV-LED元件11工作時(shí)，在經(jīng)過(guò)5000小時(shí)以后，也保證70％下降(相對(duì)于初期狀態(tài)仍維持有70％以上的透射率)的特性，即，即使照射紫外線，透射率長(zhǎng)時(shí)間不降低或是透射率降低的程度小的特性。
作為折射率差緩和物質(zhì)20只要滿足上述特性，就不特別限制，但是優(yōu)選使用例如硅酮樹(shù)脂或含氟類樹(shù)脂。
作為硅酮樹(shù)脂例如優(yōu)選附加型的樹(shù)脂。
作為含氟類樹(shù)脂可以例示例如非晶質(zhì)(amorphous)氟聚合物即“CYTOP”(旭玻璃公司制)、或是包含硅烷耦合劑的氟樹(shù)脂即“OPTOOL”(大金工業(yè)制)等。在這例示的樹(shù)脂中，非晶質(zhì)(amorphous)氟聚合物是因?yàn)閷?duì)于紫外線沒(méi)有劣化而優(yōu)選使用，包含硅烷耦合劑的氟樹(shù)脂與構(gòu)成透鏡的玻璃的密接性優(yōu)良而優(yōu)選使用。
折射率差緩和層20即使在因?yàn)樽贤饩€產(chǎn)生劣化而使透射率降低的情況下，也可以大幅度減輕該影響的理由，厚度越小越好，例如是100μm以下較好。
作為用于固定聚光透鏡17的粘接劑16，由于其并不會(huì)直接暴露于來(lái)自UV-LED元件11的紫外線中，并且，不對(duì)射入粘接劑16內(nèi)的光進(jìn)行聚光，因此，因紫外線而造成透射率降低的物質(zhì)亦可，而可以從用于將聚光透鏡17固定于保持構(gòu)件15的具有足夠高的粘接力的物質(zhì)中選擇，但是根據(jù)折射率差緩和物質(zhì)20的種類，優(yōu)選使用具有以下所述的特性的物質(zhì)。
例如，當(dāng)硅酮樹(shù)脂作為折射率差緩和物質(zhì)而使用時(shí)，若硅酮樹(shù)脂長(zhǎng)期暴露于大氣中，則水分或是氣體浸透，有使UV-LED元件11劣化或是硅酮樹(shù)脂本身的透射率降低的情形，因此作為粘接劑16優(yōu)選使用密接性好即氣體透射率低、氣體放出速度慢的物質(zhì)。作為這種粘接劑16的具體例可以例示例如環(huán)氧類的樹(shù)脂。
另外，當(dāng)將含氟類樹(shù)脂作為折射率差緩和物質(zhì)而使用時(shí)，由于含氟類樹(shù)脂的接著力(粘著力)弱，因此，由于UV-LED元件11點(diǎn)燈時(shí)的發(fā)熱，有使折射率差緩和層20與聚光透鏡17或UV-LED元件11剝離、氣體進(jìn)入折射率差緩和層20與聚光透鏡17或UV-LED元件11之間的情形，因此，為了緩和因熱膨脹等而在聚光透鏡17或基板12上產(chǎn)生的應(yīng)力，作為粘接劑16優(yōu)選使用在粘接后也柔軟的、具有彈性的物質(zhì)。作為這種粘接劑16的具體例可以例示例如含有硅烷基的樹(shù)脂。
上述的紫外線發(fā)光元件封裝10可以如下地制作。
即，如圖2所示，在將UV-LED元件11安裝于配設(shè)有引腳電極13、14的基板12上后，將透鏡保持構(gòu)件15固定于規(guī)定的位置，并將粘度被適當(dāng)調(diào)整的糊狀的折射率差緩和物質(zhì)20A，涂布于UV-LED元件11的發(fā)光面上，并且，將適當(dāng)?shù)牧康恼辰觿?6涂布在透鏡保持構(gòu)件15的透鏡保持面上，并在該狀態(tài)下將聚光透鏡17相對(duì)于UV-LED元件11進(jìn)行位置對(duì)準(zhǔn)，而配置于UV-LED元件11的上方位置。由此，利用聚光透鏡17本身的重量，排除包含在折射率緩和物質(zhì)20A中的氣體以及聚光透鏡17與折射率差緩和物質(zhì)20A之間的氣體，并且，擴(kuò)展為折射率緩和物質(zhì)20A覆蓋UV-LED元件11的發(fā)光面的整個(gè)區(qū)域，聚光透鏡17的底面與UV-LED元件11間的距離、即應(yīng)形成的折射率差緩和層的厚度成為規(guī)定的大小，折射率差緩和物質(zhì)20A與聚光透鏡17以及UV-LED元件11無(wú)間隙地被密接。
然后，使折射率差緩和物質(zhì)20A及粘接劑16固化，或者僅使粘接劑16固化，折射率差緩和層20形成于聚光透鏡17與UV-LED元件11之間，并且，聚光透鏡17的周緣部通過(guò)粘接劑16粘接固定在透鏡保持構(gòu)件15上，由此，得到圖1所示的UV-LED元件封裝10。
在上述構(gòu)成的UV-LED元件封裝10中經(jīng)由引腳電極13，14供給電力，從而UV-LED元件11發(fā)光，從UV-LED元件11發(fā)射的紫外線在折射率差緩和層20的厚度部中被傳播，而射入聚光透鏡17。
并且，根據(jù)上述的UV-LED元件封裝10，由與UV-LED元件11的發(fā)光層的折射率差小的折射率差緩和物質(zhì)構(gòu)成的折射率差緩和層20被填充在聚光透鏡17與UV-LED元件11之間的間隙中形成，從而能夠?qū)⒂稍赨V-LED元件11的發(fā)光層與折射率差緩和物質(zhì)20的界面上的兩者折射率的差引起的紫外線的取出角度的降低程度抑制得較小。即，若是參考圖3具體地說(shuō)明，則從構(gòu)成UV-LED元件11的發(fā)光源的例如氮化鎵(GaN)的發(fā)光層發(fā)射的光中，在相對(duì)于與UV-LED元件11垂直的軸的平面角的大小被包含在氮化鎵(GaN)的發(fā)光層與折射率差緩和層20的界面上產(chǎn)生全反射(θ’成為90°)的臨界角θ的角度范圍(立體角曲)內(nèi)的光能夠被取出，但是，當(dāng)折射率差緩和層20是硅酮樹(shù)脂的情況下，由于氮化鎵(GaN)發(fā)光層的折射率是約2.5，而硅酮樹(shù)脂的折射率是約1.45，因此臨界角θ成為35.5°，而立體角φ成為1.16sr。另外，當(dāng)折射率差緩和層20是含氟類樹(shù)脂的情況下，由于含氟類樹(shù)脂的折射率是約1.3，因此臨界角θ成為31.3°，而立體角φ成為0.92sr。
故而，如上述那樣，在UV-LED元件被配置于氮?dú)猸h(huán)境中而構(gòu)成的以往的封裝構(gòu)造中，由于立體角φ是0.52sr左右，因此與這種封裝構(gòu)造相比，能將從UV-LED元件11照射的紫外線有效率地取出，即，將硅酮樹(shù)脂作為折射率差緩和物質(zhì)使用的情況下，可以以約2.2倍的效率取出；在使用含氟類樹(shù)脂的情況下，則可以約1.8倍的效率取出。
而且，折射率差緩和層20是耐紫外線優(yōu)良的物質(zhì)，能將因照射紫外線所致的歷時(shí)的透射率的降低程度抑制得較小，而能在較長(zhǎng)期間可靠地得到所期望的性能。
另外，在上述UV-LED元件封裝10中，由于聚光透鏡17并不需要用折射率差緩和物質(zhì)的粘接力來(lái)固定，例如在聚光透鏡17的周緣部由粘接劑16粘接而保持固定在保持構(gòu)件15上，因此可以使折射率差緩和層20的厚度縮小至例如100μm以下，因此，即使是在照射紫外線而使折射率差緩和層20的透射率降低的情況下，亦能減小該影響的程度。
以上，雖然對(duì)本發(fā)明的一種實(shí)施形態(tài)作說(shuō)明，但是本發(fā)明是并不限定于上述的實(shí)施形態(tài)，而可附加各種變化。
例如，如圖4所示，可以做成在包括透鏡17與UV-LED元件11之間的間隙的密閉空間中填充有液狀的折射率差緩和物質(zhì)35的封裝構(gòu)造。
對(duì)于該UV-LED元件封裝構(gòu)造30使用液狀折射率差緩和物質(zhì)35的構(gòu)造來(lái)說(shuō)，由聚光透鏡17、透鏡保持構(gòu)件15以及基板12形成的填充折射率差緩和物質(zhì)35的空間需要具有高度的密閉性，故而例如作為用以固定聚光透鏡17的粘接劑16使用具有優(yōu)良的密封性的物質(zhì)。
另外，作為液狀的折射率差緩和物質(zhì)35使用除了上述的特性以外沸點(diǎn)高(例如200℃以上)的物質(zhì)。其理由是因?yàn)椋琔V-LED元件11在點(diǎn)燈時(shí)發(fā)熱，有時(shí)達(dá)到例如150℃左右，因此，為了防止因液狀的折射率差緩和物質(zhì)35沸騰所產(chǎn)生的氣泡，造成來(lái)自UV-LED元件11的紫外線被反射，使光的利用效率降低，或是封裝破損的情況。
這種結(jié)構(gòu)的UV-LED元件封裝30如圖5所示地在配設(shè)有引腳電極13、14的基板12上安裝UV-LED元件11之后，將透鏡保持構(gòu)件15固定在規(guī)定的位置，將適當(dāng)?shù)牧康恼辰觿?6涂布于透鏡保持構(gòu)件15的透鏡保持面上，并且，注入液狀的折射率緩和物質(zhì)35，以便液面相對(duì)于UV-LED元件11的發(fā)光面的位于規(guī)定的水位而成為UV-LED元件11被浸漬的狀態(tài)。
在該狀態(tài)下，使聚光透鏡17相對(duì)于UV-LED元件11而進(jìn)行位置對(duì)準(zhǔn)而隔開(kāi)配置，以便不殘留氣體(空氣)且使聚光透鏡17的底面與UV-LED元件11的距離即折射率差緩和物質(zhì)的厚度成為規(guī)定大小，通過(guò)使粘接劑16固化，而將透鏡17的周緣部利用粘接劑16粘接固定在透鏡保持構(gòu)件15上，由此，得到圖4所示的UV-LED元件封裝30。
根據(jù)上述的UV-LED元件封裝30，能夠得到與圖1所示的封裝相同的效果，即，能夠?qū)?lái)自UV-LED元件11的紫外線有效率地取出，并且，能將因被紫外線照射所致的歷時(shí)的透射率降低的程度抑制得較小，而能夠在長(zhǎng)期間可靠地得到穩(wěn)定的紫外線輸出。
另外，在填充液狀的折射率差緩和物質(zhì)而成的構(gòu)造的UV-LED元件封裝中，也可以如圖6所示，在透鏡保持構(gòu)件15形成與配置有UV-LED元件11的密閉空間連通的折射率差緩和物質(zhì)流入口15A以及折射率差緩和物質(zhì)排出口15B，成為使液狀的折射率差緩和物質(zhì)35流過(guò)該密閉空間中的結(jié)構(gòu)。
在這種結(jié)構(gòu)的UV-LED元件封裝40中，使液狀的折射率差緩和物質(zhì)35流過(guò)的同時(shí)UV-LED元件11被點(diǎn)燈，但是只要是以不產(chǎn)生氣泡的方式來(lái)使折射率差緩和物質(zhì)35流過(guò)，則并不對(duì)供給量等的具體條件作限定。
根據(jù)這種構(gòu)成的UV-LED元件封裝40，則除了上述效果之外，通過(guò)使液狀的折射率差緩和物質(zhì)35流過(guò)，能夠?qū)Ⅻc(diǎn)燈中的UV-LED元件11冷卻，而防止成為過(guò)熱狀態(tài)，能夠可靠地防止UV-LED元件11的發(fā)光效率降低。
進(jìn)而，在圖1所示的構(gòu)成的紫外線發(fā)光元件封裝中，只要是能夠?qū)⒕酃馔哥R以適當(dāng)?shù)淖藙?shì)可靠地固定，則也可以沒(méi)有透鏡保持構(gòu)件，另外，對(duì)粘接劑的固定方法不作限制。進(jìn)而，也可采用將折射率差緩和物質(zhì)填充于配置UV-LED元件的空間內(nèi)的結(jié)構(gòu)。
如以上所述，本發(fā)明的紫外線發(fā)光元件封裝，能夠?qū)淖贤饩€發(fā)光元件照射的紫外線有效率地取出的同時(shí)，也能將因被照射紫外線所致的歷時(shí)的透射率的降低程度抑制得較小，因此，例如作為用于進(jìn)行例如光盤用的拾取透鏡的粘接或是電子部件的對(duì)基板的粘接等的光照射處理的紫外線照射裝置的光源極為有用。
權(quán)利要求
1.一種紫外線發(fā)光元件封裝，其特征在于，具備聚光透鏡、及位于該聚光透鏡的底面?zhèn)鹊闹醒氩⑴c聚光透鏡的底面隔開(kāi)配置的紫外線發(fā)光元件，至少在紫外線發(fā)光元件與聚光透鏡的底面之間的間隙中，被填充有具備紫外線耐久性的折射率差緩和物質(zhì)。
2.一種紫外線發(fā)光元件封裝，其特征在于，具備紫外線發(fā)光元件；基板，配置有該紫外線發(fā)光元件；電極，使紫外線發(fā)光元件與外部電連接；透鏡保持構(gòu)件，是框狀，以圍繞紫外線發(fā)光元件的周圍的方式配置在基板上；聚光透鏡，在底面與紫外線發(fā)光元件隔開(kāi)的狀態(tài)下，由透鏡保持構(gòu)件保持固定，并對(duì)來(lái)自紫外線發(fā)光元件的紫外線進(jìn)行聚光；和折射率差緩和層，至少被填充在包括紫外線發(fā)光元件與聚光透鏡的底面之間的間隙的空間中而形成，并由具有紫外線耐久性的折射率差緩和物質(zhì)構(gòu)成。
3.如權(quán)利要求1或2所記載的紫外線發(fā)光元件封裝，其特征在于，作為折射率差緩和物質(zhì)使用硅酮樹(shù)脂或含氟類樹(shù)脂。
4.如權(quán)利要求3所記載的紫外線發(fā)光元件封裝，其特征在于，折射率差緩和物質(zhì)是液狀。
全文摘要
本發(fā)明提供一種紫外線發(fā)光元件封裝，具備聚光透鏡，紫外線的取出效率高且能得到穩(wěn)定的輸出，具有新穎的構(gòu)造。上述課題藉由如下的紫外線發(fā)光元件封裝來(lái)實(shí)現(xiàn)，該紫外線發(fā)光元件封裝具備聚光透鏡、和位于該聚光透鏡的底面?zhèn)鹊闹醒氩⑴c聚光透鏡的底面隔開(kāi)而配置的紫外線發(fā)光元件，至少在紫外線發(fā)光元件與聚光透鏡之間的間隙中被填充有具備紫外線耐久性的折射率差緩和物質(zhì)。作為折射率差緩和物質(zhì)使用硅酮樹(shù)脂或含氟類樹(shù)脂。
文檔編號(hào)H01L33/56GK101079464SQ20071010503
公開(kāi)日2007年11月28日 申請(qǐng)日期2007年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月22日
發(fā)明者仲田重范, 渡邊勝也 申請(qǐng)人:優(yōu)志旺電機(jī)株式會(huì)社