JP5035241B2 - 発光装置の製造方法および発光装置 - Google Patents

Description

本発明は、発光装置の製造方法および発光装置に関し、より詳しくは、発光素子がガラスで被覆されている発光装置の製造方法および発光装置に関する。

現在、白色の発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ，以下、ＬＥＤと言う。）を発光素子として用いた照明機器が実用化されつつある。白色ＬＥＤを照明に使用した場合の利点としては、１）白熱灯や蛍光灯に比べて消費電力が小さくランニングコストが安い、２）寿命が長いために交換の手間が省ける、３）小型化できる、４）蛍光灯における水銀のような有害物質を使用しない、などが挙げられる。

一般的な白色ＬＥＤは、樹脂によってＬＥＤが封止された構造を有する。例えば、典型的な１チップ型白色ＬＥＤでは、ＧａＮにＩｎが添加されたＩｎＧａＮを発光層とするＬＥＤが、ＹＡＧ蛍光体を含有する樹脂によって封止されている。このＬＥＤに電流を流すと、ＬＥＤから青色光が放出される。次いで、青色光の一部によってＹＡＧ蛍光体が励起されて、この蛍光体から黄色光が放出される。青色光と黄色光は補色の関係にあるので、これらが入り混じると人間の目には白色光として認識される。

しかし、樹脂封止されたＬＥＤでは、長時間の使用により樹脂中に水分が浸入して、ＬＥＤの動作が阻害されたり、ＬＥＤから放出される光によって樹脂が変色し、樹脂の光透過率が低下したりするなどの問題があった。

また、ＬＥＤは、実装基板から発光部までの熱抵抗が小さくて耐熱温度が高いほど、高い周囲温度および大入力で使用することが可能となる。したがって、熱抵抗および耐熱性は、ＬＥＤを高出力化するためのキーポイントである。しかし、ＬＥＤの封止に樹脂を用いた場合には、樹脂の耐熱性が低いために、高出力での使用に適さないという問題があった。例えば、エポキシ樹脂の場合、１３０℃以上の温度で黄変してしまう。

こうした問題に対して、低融点ガラスで封止したＬＥＤ（例えば、特許文献１および２参照。）が開示されている。

特許文献１では、反射皿の凹部中央底面にダイボンディングされたＬＥＤ素子を、ワイヤボンディング部を介してリード部に接続した後、加熱金型等を使用してこれらを低融点ガラスで封止したＬＥＤランプが開示されている。

また、特許文献２には、型押し法と電気炉を用いて、ＧａＮをガラスで封止する技術が記載されている。図１７に、その実施例の１つである発光装置の断面図を示す。サブマウント２０２に搭載された発光ダイオードチップ２０１は、リード２０３に配置されている。また、発光ダイオードチップ２０１は、ボンディングワイヤ２０５によってリード２０４と接続している。そして、発光ダイオードチップ２０１は、ボンディングワイヤ２０５とともに、封止部材２０６によって封止されている。封止部材２０６は低融点ガラスであり、加熱により低融点ガラスを軟化させることによって、発光ダイオードチップ２０１、ボンディングワイヤ２０５および周辺の回路を封止している。

ＬＥＤを低融点ガラスで封止することにより、封止材を通しての吸湿性や、封止材の変色による光透過率の低下を低減できるとともに、耐熱性を向上させることが可能となる。尚、ここで、「低融点ガラス」とは、典型的なガラスと比較して、屈服点の低いガラス材料を言う。一般に、ガラス材料の膨張は、ガラス材料が一軸方向に膨張し、測定装置の検出部を押すことによって検出部が移動した距離で評価される。屈服点は、ガラス材料が軟化してしまい検出部を押すことができなくなる温度のことである。

しかし、特許文献１や特許文献２のように、金型を用いてガラス封止する方法では、成型時の圧力でＬＥＤの電極部に変形が起こり、不良が発生するおそれがあった。例えば、ＬＥＤがバンプによって配線基板に接続される構成では、電極が移動したり、バンプが潰れたりして、ＬＥＤと配線基板の間に短絡が発生するなどの問題があった。

こうした問題に対しては、ＬＥＤと配線基板の間に絶縁層を設けるなどした発光装置が提案されている（特許文献３参照）。特許文献３では、バンプを介してＬＥＤと配線基板を電気的に接続した後に、ＬＥＤと配線基板の間に絶縁層を充填する。次いで、金型を用いて、所定の温度で加圧することにより、ＬＥＤを低融点ガラスで封止する。この際、絶縁層によってＬＥＤの下面とバンプが固定されるので、短絡を回避することができるとされる。

また、ＬＥＤと低融点ガラスの間に緩衝層を設けることによって、バンプが潰れて短絡が発生するのを防ぐようにした発光装置も開示されている（特許文献４参照）。特許文献４によれば、ＬＥＤを緩衝層で包囲することによって、バンプの圧潰による短絡の発生を回避できるとされる。

特開平８−１０２５５３号公報 国際公開第２００４／０８２０３６号パンフレット 特開２００６−５４２１０号公報 特開２００６−５４２０９号公報

しかしながら、特許文献３や特許文献４に記載の発光装置では、絶縁層や緩衝層を設ける工程が新たに必要となる。すなわち、特許文献２では、バンプが配線層に載るように位置決めしてＬＥＤを配設した後、ＬＥＤの下面と配線基板との間に、絶縁層を滴下または充填する工程が必要となる。また、特許文献３では、配線層に電極が載るように位置決めしてＬＥＤを配設した後に、ＬＥＤの中心部の真上から、緩衝層となる液状の樹脂を滴下する工程が必要となる。

また、特許文献１〜４に記載の発光装置では、ＬＥＤからの光が出射される部分における封止部材の形状は、いずれも半球または扁平な形状となっている。例えば、特許文献２において、封止部材２０６は扁平な形状を呈している（図１７）。これは、低融点ガラスが、温度によって粘度が急激に変化する性質を有することによると思われる。封止部材がこのような形状を呈すると、ＬＥＤから出射される光の指向性は低下する。一方、光ファイバーやプロジェクタに用いられる光源などの用途では、高い指向性を有するＬＥＤに対する要求が高い。

光の指向性を高めるには、ＬＥＤをキャビティ内に載置し、ＬＥＤからの光をキャビティで反射させて、前方に光が取り出されるようにした構造が考えられる。この場合、キャビティには、一般に、アルミナなどのセラミクス材料が用いられる。しかし、このようなキャビティを設けることは、発光装置全体のコストアップを招く。また、セラミクスは、ある程度の透光性を有するので、ＬＥＤから出射された光の一部は反射されずに透過されてしまう。

本発明はこうした問題点に鑑みてなされたものである。すなわち、本発明の目的は、発光素子をガラスで被覆する際に短絡が発生するのを最小限にして、キャビティなしに高い指向性を実現可能な発光装置を製造する方法を提供することにある。

また、本発明の目的は、キャビティなしに高い指向性を実現可能な発光装置を提供することにある。

本発明の他の目的および利点は、以下の記載から明らかとなるであろう。

本発明の第１の態様は、配線基板に実装された発光素子を準備する工程と、
前記発光素子の上に、直方体または球で近似される形状のガラス部材を載置する工程と、
加熱処理により前記ガラス部材を軟化させる工程とを有し、
前記発光素子の上に載置された前記ガラス部材の中心軸は、前記発光素子の中心軸を中心として前記発光素子の端縁より内側の位置に至るまでの領域にあり、該領域の面積は、前記ガラス部材が載置される面の面積の９０％以下であって、
前記ガラス部材を軟化させる工程は、前記発光素子を前記ガラス部材で被覆して、前記発光素子の中心軸と前記ガラス部材の中心軸とが略一致した形状を自己整合的に形成する工程である発光装置の製造方法に関する。

本発明の第２の態様は、配線基板に実装された発光素子を準備する工程と、
前記発光素子の上にガラスペーストを設ける工程と、
前記ガラスペーストを焼成してガラス部材を形成する工程と、
加熱処理により前記ガラス部材を軟化させる工程とを有し、
前記ガラス部材を軟化させる工程は、前記発光素子を前記ガラス部材で被覆して、前記発光素子の中心軸と前記ガラス部材の中心軸とが略一致した形状を自己整合的に形成する工程である発光装置の製造方法に関する。

本発明の第３の態様は、配線基板に実装された発光素子を準備する工程と、
前記発光素子の上にグリーンシートを載置する工程と、
前記グリーンシートを焼成してガラス部材を形成する工程と、
加熱処理により前記ガラス部材を軟化させる工程とを有し、
前記ガラス部材を軟化させる工程は、前記発光素子を前記ガラス部材で被覆して、前記発光素子の中心軸と前記ガラス部材の中心軸とが略一致した形状を自己整合的に形成する工程である発光装置の製造方法に関する。

本発明の第１〜第３の態様において、前記配線基板に実装された発光素子を準備する工程は、
基板と該基板の上の半導体層と該半導体層に電圧を印加する電極とを備えた発光素子を準備する工程と、
該基板と前記配線基板とのなす角度が１度以下となるようにして、前記発光素子を前記配線基板に実装する工程とを有することが好ましい。
また、前記発光素子を前記配線基板に実装する工程は、バンプを介して前記電極と前記配線基板を電気的に接続する工程であって、
前記バンプの数は３個以上とすることもできる。
さらに、前記発光素子は、基板と、該基板の上に設けられた半導体層とを備えており、 前記基板の側面は、前記半導体層が設けられる側の端部から鉛直方向に向かって所定の距離までがテーパ形状となっていて、
前記ガラス部材を軟化させる工程は、前記テーパ形状が設けられた前記基板の部分と、該部分より上方の部分とを前記ガラス部材によって被覆する工程とすることができる。

本発明の第１〜第３の態様において、前記ガラス部材は、ＴｅＯ_２、Ｂ_２Ｏ_３およびＺｎＯを主成分として含むことが好ましい。

本発明の第１〜第３の態様において、前記発光素子は、ＬＥＤおよび半導体レーザのいずれか一方とすることができる。

本発明の第４の態様は、配線基板と、
正面視で矩形の基板と、該基板の上の半導体層と、前記配線基板と電気的に接続して該半導体層に電圧を印加する電極とを備えた発光素子と、
前記発光素子を被覆するガラス部材とを有する発光装置であって、
前記ガラス部材は、全体が略球状であり、
前記発光素子は前記ガラス部材の一部に嵌め込まれ、前記ガラス部材の曲面が前記発光素子の側面に接していて、
前記ガラス部材を球で近似したときの半径Ｒと、前記基板の対角線の長さＬとの間に
Ｌ＜２Ｒ≦３Ｌ
の関係が成立するものである。

本発明の第５の態様は、配線基板と、
正面視で菱形または平行四辺形の基板と、該基板の上の半導体層と、前記配線基板と電気的に接続して該半導体層に電圧を印加する電極とを備えた発光素子と、
前記発光素子を被覆するガラス部材とを有する発光装置であって、
前記ガラス部材は、全体が略球状であり、
前記発光素子は前記ガラス部材の一部に嵌め込まれ、前記ガラス部材の曲面が前記発光素子の側面に接していて、
前記ガラス部材を球で近似したときの半径Ｒと、前記基板の長い方の対角線の長さＬとの間に
Ｌ＜２Ｒ≦３Ｌ
の関係が成立するものである。

本発明の第４の態様および第５の態様において、前記ガラス部材は、ＴｅＯ_２、Ｂ_２Ｏ_３およびＺｎＯを主成分として含むことが好ましい。

本発明の第４の態様および第５の態様において、前記発光素子は、ＬＥＤおよび半導体レーザのいずれか一方とすることができる。

本発明の第１の態様によれば、ガラス部材を軟化させることによって、発光素子をガラス部材で被覆して、発光素子の中心軸とガラス部材の中心軸とが略一致した形状を自己整合的に形成するので、発光素子をガラスで被覆する際に短絡が発生するのを最小限にして、キャビティなしに高い指向性を実現可能な発光装置を製造することができる。また、発光素子の上に載置されたガラス部材の中心軸は、発光素子の中心軸から発光素子の端縁より内側の位置に至るまでの領域にあり、この領域の面積は、ガラス部材が載置される面の面積の９０％以下であるので、加熱前に、発光素子とガラス部材との位置合わせを厳密に行う必要がない。

本発明の第２の態様によれば、ガラス部材を軟化させることによって、発光素子をガラス部材で被覆して、発光素子の中心軸とガラス部材の中心軸とが略一致した形状を自己整合的に形成するので、発光素子をガラスで被覆する際に短絡が発生するのを最小限にして、キャビティなしに高い指向性を実現可能な発光装置を製造することができる。

本発明の第３の態様によれば、ガラス部材を軟化させることによって、発光素子をガラス部材で被覆して、発光素子の中心軸とガラス部材の中心軸とが略一致した形状を自己整合的に形成するので、発光素子をガラスで被覆する際に短絡が発生するのを最小限にして、キャビティなしに高い指向性を実現可能な発光装置を製造することができる。

本発明の第４の態様によれば、全体が略球状のガラスの一部に発光素子が嵌め込まれていて、発光素子の側面にガラスの曲面が接しており、ガラス部材を球で近似したときの半径Ｒと、発光素子を構成する基板の対角線の長さＬ_１との間に
Ｌ_１＜２Ｒ≦３Ｌ_１
の関係が成立するので、キャビティなしに高い指向性を実現可能な発光装置とすることができる。

本発明の第５の態様によれば、全体が略球状のガラスの一部に発光素子が嵌め込まれていて、発光素子の側面にガラスの曲面が接しており、ガラス部材を球で近似したときの半径Ｒと、発光素子を構成する基板の対角線の長さＬ_２との間に
Ｌ_２＜２Ｒ≦３Ｌ_２
の関係が成立するので、キャビティなしに高い指向性を実現可能な発光装置とすることができる。

本実施の形態における発光装置の製造方法を示すフローチャートである。 本実施の形態における発光装置の製造方法を説明する図である。 （ａ）および（ｂ）は、本実施の形態における発光装置の製造方法を説明する図である。 本実施の形態における発光装置の製造方法を説明する図である。 本実施の形態における発光装置の製造方法を説明する図である。 本実施の形態における発光装置の製造方法を説明する図である。 本実施の形態における発光装置の製造方法を説明する図である。 本実施の形態に適用可能なＬＥＤ基板の断面図である。 赤外線による加熱と電気炉による加熱の各温度プロファイルである。 球面から出射される光の特性の説明図である。 本実施の形態における発光装置の断面図の一例である。 図１１の発光装置を４５度ずらした断面図である。 本実施の形態における発光装置の部分断面図である。 図１３をＬＥＤの側から見た平面図である。 本実施の形態において、（ｂ／ａ）と角度θ′との関係を示す図である。 本実施の形態における発光装置の製造方法を説明する図である。 従来例における発光装置の断面図である。

符号の説明

１，２２，３２，１０１ ＬＥＤ
２，８，１０２ 基板
３ 半導体層
４ 電極
５，２４ 配線基板
６，２５ 配線
７，２６ バンプ
９，２３，３１ ガラス部材
１０，１４ 被覆ガラス
１１，１３，２１ 発光装置
１２ テーパ部
１５ 封止樹脂
１０３ ｎ型半導体層
１０４ ｐ型半導体層
１０５ ｐ型電極
１０６ 発光層
１０７ ｎ型電極

図１は、本実施の形態による発光装置の製造方法を示すフローチャートである。また、図２〜図１５は、発光装置の製造方法を説明する図である。尚、これらの図において、同じ符号を付した部分は同じものであることを示している。

まず、図２に示すように、配線基板に実装されたＬＥＤを準備する（ステップ１）。

本実施の形態において、ＬＥＤ１は、正面視で矩形の半導体チップである。但し、ＬＥＤ１は、正面視で菱形または平行四辺形の半導体チップであってもよい。

ＬＥＤ１は、基板２と、基板２の上に形成された半導体層３と、半導体層３の上に形成された電極４とを有する。半導体層３は、ｐ型半導体層とｎ型半導体層を備えたエピタキシャル層である。また、電極４は、ｐ型電極とｎ型電極に分けられる。電極４は、配線基板５上の配線６とバンプ７を介して電気的に接続しており、電極４を通じて半導体層３に電圧を印加すると、ｐｎ接合（図示せず）の付近で発光が起こる。

図８は、本実施の形態に適用可能なＬＥＤの断面図の一例である。この図において、ＬＥＤ１０１は、基板１０２と、基板１０２の上に形成されたｎ型半導体層１０３と、ｎ型半導体層１０３の上方に形成されたｐ型半導体層１０４とを備えた構造を有する。そして、ｐ型半導体層１０４の上には、ｐ型電極１０５が形成されている。また、ｐ型半導体層１０４の一部と、ｎ型半導体層１０３とｐ型半導体層１０４の間に形成された発光層１０６の一部とが除去されており、露出したｎ型半導体層１０３の上にはｎ型電極１０７が形成されている。

尚、図２において、電極４は、基板２に対し全て同一の水平線上に位置している。一方、図８のＬＥＤ基板１０１を用いた場合、ｎ型電極１０７は、上述の通り、半導体層の一部を除去した後に形成される。このため、ｐ型電極１０５とｎ型電極１０７とは、厳密には、基板１０２に対して同一の水平線上に位置しなくなる。しかし、本実施の形態では、ｐ型電極とｎ型電極とが、同一の水平線上にあるか否かについて特に区別されない。

図８において、ｐ型電極１０５とｎ型電極１０７の間に電圧を印加すると、ｐ型半導体１０４とｎ型半導体１０３のエネルギー差が小さくなるために、ｎ型半導体１０３からｐ型半導体１０４の方へ電子が移動して正孔と結合する。この際に放出されたエネルギーがＬＥＤの発光として視認される。

ＬＥＤ１としては、ガラス部材９（図３参照）で被覆する際の熱処理で劣化しないものが用いられる。一般に、バンドギャップの大きいものほど耐熱性が高くなるので、発光光が青色であるＬＥＤが好ましく用いられる。例えば、主発光ピーク波長が５００ｎｍ以下であるＬＥＤ、より詳しくは、ＧａＮおよびＩｎＧａＮなどの窒化物半導体、または、ＺｎＯおよびＺｎＳなどのII−VI族化合物半導体などを用いたＬＥＤが挙げられる。

例えば、基板１０２としてサファイア基板を、ｎ型半導体層１０３としてｎ−ＧａＮ層を、ｐ型半導体層１０４としてｐ−ＧａＮ層を、それぞれ用いることができる。また、発光層１０６には、ＩｎＧａＮ層を用いることができ、発光部の構造は、単一または多重の量子井戸構造とすることができる。この場合、発光層１０６からは、４２０ｎｍ以下の紫外線が放出される。尚、サファイア基板とｎ−ＧａＮ層の間には、ＡｌＮ層またはＧａＮ層などのバッファ層を設けることが好ましい。これは、サファイア基板とＧａＮ層とでは、格子定数および熱膨張係数が大きく異なるからである。

バッファ層を設けた場合には、アニール後の冷却過程で生じる応力によって、サファイア基板にクラック等が発生するおそれがある。これを防ぐには、サファイア基板をある程度（例えば、３００μｍ以上）の厚さとしておく必要がある。しかし、このような厚さの基板をダイシングするのは一般に困難であるので、ダイシングの前にサファイア基板を研磨して薄くしておくことが好ましい。一例として、２インチのＬＥＤ基板において、ダイシング前の厚さが６３５μｍ程度である場合には、１００μｍ程度の厚さになるまでサファイア基板を研磨してからダイシングを行う。

ｐ型電極１０５やｎ型電極１０７を形成する材料としては、例えば、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、銀（Ａｇ）またはアルミニウム（Ａｌ）などを用いることができる。この内、融点が高くて酸化等を受け難い点から、金を用いることが好ましい。尚、ＬＥＤ等の半導体デバイスにおいて、例えば、特開２００２−１５１７３７号公報、特開平１０−３０３４０７号公報および特開２００５−１３６４１５号公報などに開示されている、特定材料を備えることによって耐熱性を向上させた層構造を有する電極を適用することもできる。ＬＥＤチップをガラス部材で被覆する際には、大気中において高温下で熱処理されるため、熱で電極が変形したり、酸化したりするのを回避する必要があるからである。

尚、本発明の発光装置は、発光素子をＬＥＤに代えて半導体レーザとした場合にも適用できる。半導体レーザとしては、ＬＥＤと同様に、封止ガラスで封止する際の熱処理で劣化しないものを用いる。すなわち、主発光ピーク波長が５００ｎｍ以下である半導体レーザ、より詳しくは、ＧａＮおよびＩｎＧａＮなどの窒化物半導体、または、ＺｎＯおよびＺｎＳなどのＩＩ−ＶＩ族化合物半導体などを用いた半導体レーザなどを用いることができる。

図２において、配線基板５は、基板８と、基板８の上に形成された配線６とを有する。
配線基板５は、例えば、基板８の上に配線材料をスクリーン印刷した後に、加熱処理を行うことによって形成することができる。

基板８には、耐熱性のものを用いることが好ましい。これは、ＬＥＤ１をガラス部材９で被覆する際に、ガラス部材９をガラスの軟化点以上の温度で加熱する必要があるからである。それ故、エポキシ樹脂などからなる樹脂基板では熱劣化を起こすことが予想され好ましくない。本実施の形態に適用可能な耐熱性基板としては、例えば、アルミナ基板、窒化アルミニウム基板および炭化ケイ素基板などのセラミクス基板、ガラスセラミクス基板、または、表面にシリコン酸化膜が形成されたシリコン基板（シリカコートシリコン基板）などを挙げることができる。

尚、ＬＥＤを封止するガラス部材と配線基板とが接触する構造の発光装置では、配線基板の熱膨張係数はガラス部材の熱膨張係数に近いことが好ましい。これらの差が大きくなると、ガラス部材と配線基板との間に剥離などの不良が発生しやすくなるからである。そこで、こうした場合には、ガラス部材の熱膨張係数α_１と、配線基板の熱膨張係数α_２との間に、｜α_１−α_２｜≦１５×１０^−７（／℃）の関係が成立するようにすることが好ましい。

配線材料としては、例えば、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、銀（Ａｇ）またはアルミニウム（Ａｌ）などを用いることができる。この内、融点が高くて酸化等を受け難い点から、金を用いることが好ましい。ＬＥＤ１をガラス部材９で被覆する際には、大気中において高温下で熱処理されるため、熱で配線６が変形したり、酸化したりするのを回避する必要があるからである。

配線材料には、ガラス成分が含まれていてもよい。ＬＥＤを封止するガラス部材と配線基板とが接触する構造の発光装置では、配線材料にガラス成分が含まれることによって、配線基板とガラス部材とを高い接着力で保持できるようになる。この場合のガラス成分としては、例えば、ＳｉＯ_２、Ｂｉ_２Ｏ_３、ＺｎＯおよびＢ_２Ｏ_３を含むものが挙げられる。また、ガラス成分は、環境問題の点から鉛を実質的に含まないものであることが好ましい。さらに、発光装置の電気的特性が低下するのを防ぐ点から、アルカリを実質的に含まないものであることが好ましい。

尚、配線材料は、上記のガラス成分以外の他の成分を含むこともできる。例えば、スクリーン印刷によって配線パターンを形成する場合には、粘度調整の目的と、金にガラス成分を均一に分散させる目的とからワニスを添加することができる。この場合、ワニスは加熱によって分解・蒸発するものであることが好ましく、具体的には、有機質ワニスなどを用いることができる。

さらに、配線基板とガラス部材との接着力を向上させるために、本出願人による特願２００５−２５４１２７に記載の接着材を設けてもよい。すなわち、ＬＥＤの周囲を取り囲むようにして、配線基板とガラス部材の間に接着材を設けることにより、ガラス部材と配線基板の界面から水分が浸入するのを低減できるようになる。この場合、接着材はガラス成分を含むものとし、このガラス成分は、上記した配線材料に含まれるガラス成分と同じであってもよいし、異なっていてもよい。尚、環境問題の点から鉛を実質的に含まないものであることが好ましく、さらに、発光装置の電気的特性が低下するのを防ぐ点から、アルカリを実質的に含まないものであることが好ましいことは、上記と同様である。

配線基板５へのＬＥＤ１の実装は、ＬＥＤ１に設けられた電極４を、配線６に電気的に接続することにより行う。接続の方法は、ワイヤボンディング法およびワイヤレスボンディング法のいずれであってもよいが、前者の場合には、ワイヤ部分に空気が閉じ込められることによって、ガラス部材に気泡が発生するおそれがあることから、後者の方法による方が好ましい。

本実施の形態では、フリップチップ方式を用いて実装している。すなわち、まず、電極４の上にバンプ７を形成し、バンプ７を介して電極４を配線６に接続する。これにより、図２に示す構造が得られる。ここで、ＬＥＤ１は、基板２が配線基板５に対して略平行となるように実装されることが好ましい。具体的には、基板２と配線基板５とのなす角度が１度以下であることが好ましい。配線基板５に対して基板２が傾いて実装されてしまうと、ＬＥＤ１からの出射光が傾いてしまうからである。そこで、バンプ７を３個以上設けることによって、基板２が傾いて実装されてしまうのを防ぐことが好ましい。これにより、ガラス部材９が軟化した際に、ＬＥＤ１が傾いてしまうのを防ぐことができる。但し、バンプ７の高さにばらつきがあると効果が得られないので、ばらつきを小さくする必要がある。さらに、バンプ７間の距離によっても効果が異なるので、仕様に応じて適当な距離を設定することも必要となる。

バンプ７を形成する材料としても金が好ましく用いられる。尚、高温高湿下で通電した場合、電極４、バンプ７および配線６に異種の金属を用いていると、これらに腐食が発生するおそれがある。一方、これらが全て金によって構成されている場合には、こうした問題は起こらない。したがって、電極４、バンプ７および配線６の全てについて、金を用いることが好ましい。

次に、ＬＥＤ１を被覆するガラス部材９を準備する（ステップ２）。尚、ステップ１とステップ２の順序はいずれが先であってもよい。

ガラス部材９としては、軟化点が５００℃以下、好ましくは４９０℃以下であり、温度５０℃〜３００℃における平均線膨張係数が６５×１０^−７／℃〜９５×１０^−７／℃であり、波長４０５ｎｍの光に対する厚さ１ｍｍでの内部透過率が８０％以上、好ましくは８５％以上、より好ましくは９０％以上、さらに好ましくは９３％以上であり、この光に対する屈折率が１．７以上、好ましくは１．９以上、より好ましくは２．０以上であるものが用いられる。特に、軟化点が５００℃以下、温度５０℃〜３００℃における平均線膨張係数が６５×１０^−７／℃〜９５×１０^−７／℃、波長４０５ｎｍの光に対する厚さ１ｍｍでの内部透過率が８０％以上であって、この光に対する屈折率が１．８以上であるものが好適である。このようなガラスであれば、ＬＥＤ１との熱膨張係数の差が小さいので、残留応力を小さくして、被覆後にガラスにクラックが生じるのを防ぐことができる。また、透過率が高く、屈折率も大きいので、ＬＥＤ１から放出される光の取り出し効率を損なうことなくＬＥＤ１を被覆することができる。

本実施の形態におけるガラス部材９としては、ＴｅＯ_２、Ｂ_２Ｏ_３およびＺｎＯを含むものが好ましく用いられ、この内でＴｅＯ_２を１０ｍｏｌ％以上、望ましくは４０ｍｏｌ％〜５４ｍｏｌ％含むものが特に好ましく用いられる。ＴｅＯ_２の含有量を多くすることによって、屈折率を高くすることができるからである。

具体的には、ＴｅＯ_２およびＧｅＯ_２の含有量の合計が４２ｍｏｌ％〜５８ｍｏｌ％であり、Ｂ_２Ｏ_３、Ｇａ_２Ｏ_３およびＢｉ_２Ｏ_３の含有量の合計が１５ｍｏｌ％〜３５ｍｏｌ％であり、ＺｎＯの含有量が３ｍｏｌ％〜２０ｍｏｌ％であり、Ｙ_２Ｏ_３、Ｌａ_２Ｏ_３、Ｇｄ_２Ｏ_３およびＴａ_２Ｏ_５の含有量の合計が１ｍｏｌ％〜１５ｍｏｌ％であって、ＴｅＯ_２およびＢ_２Ｏ_３の含有量の合計が７５ｍｏｌ％以下であるものを用いることができる。

この内で特に、ＴｅＯ_２の含有量が４０ｍｏｌ％〜５３ｍｏｌ％であり、ＧｅＯ_２の含有量が０ｍｏｌ％〜１０ｍｏｌ％であり、Ｂ_２Ｏ_３の含有量が５ｍｏｌ％〜３０ｍｏｌ％であり、Ｇａ_２Ｏ_３の含有量が０ｍｏｌ％〜１０ｍｏｌ％であり、Ｂｉ_２Ｏ_３の含有量が０ｍｏｌ％〜１０ｍｏｌ％であり、ＺｎＯの含有量が３ｍｏｌ％〜２０ｍｏｌ％であり、Ｙ_２Ｏ_３の含有量が０ｍｏｌ％〜３ｍｏｌ％であり、Ｌａ_２Ｏ_３の含有量が０ｍｏｌ％〜３ｍｏｌ％であり、Ｇｄ_２Ｏ_３の含有量が０ｍｏｌ％〜７ｍｏｌ％であり、Ｔａ_２Ｏ_５の含有量が０ｍｏｌ％〜５ｍｏｌ％であるものが好ましく用いられる。

例えば、ガラス部材９として、ＴｅＯ_２（４５．０ｍｏｌ％）、ＴｉＯ_２（１．０ｍｏｌ％）、ＧｅＯ_２（５．０ｍｏｌ％）、Ｂ_２Ｏ_３（１８．０ｍｏｌ％）、Ｇａ_２Ｏ_３（６．０ｍｏｌ％）、Ｂｉ_２Ｏ_３（３．０ｍｏｌ％）、ＺｎＯ（１５ｍｏｌ％）、Ｙ_２Ｏ_３（０．５ｍｏｌ％）、Ｌａ_２Ｏ_３（０．５ｍｏｌ％）、Ｇｄ_２Ｏ_３（３．０ｍｏｌ％）およびＴａ_２Ｏ_５（３．０ｍｏｌ％）からなるものを用いることができる。この組成は、アルカリ金属を含まない上に、比較的低温で軟化し（例えば、軟化点４９０℃程度）、平均線膨張係数は８６×１０^−７／℃程度である。したがって、ＬＥＤ１で一般に使用されるサファイア基板の平均線膨張係数（Ｃ軸に平行で６８×１０^−７／℃、Ｃ軸に垂直で５２×１０^−７／℃）に近い。また、波長４０５ｎｍでの屈折率が２．０１と高いので、ＬＥＤ１からの発光光の取り出し効率を高くするとともに、光の指向性を良好なものとすることができる。

ガラス部材９には、蛍光体が含有されていてもよい。例えば、黄色光を放出する蛍光体をガラス部材に添加すると、ＬＥＤ１から放出された青色光と、この青色光の一部によって蛍光体が励起されて放出された黄色光とが混ざり合うことによって、白色光を得ることができる。尚、蛍光体を添加した場合には、蛍光体によって光が散乱されるために指光性は低下する。しかし、本発明によれば、ＬＥＤ１の中心軸とガラス部材９の中心軸とが略一致した発光装置とすることができるので、どの方向からも同じ色調の白色発光が得られる。

ガラス部材９は、環境問題の点から鉛を実質的に含まないものであることが好ましい。さらに、ＬＥＤ１の電気的特性が低下するのを防ぐ点から、アルカリを実質的に含まないものであることが好ましい。

ガラス部材９は、ＬＥＤ１の上に載置可能な形状に加工しておく。本実施の形態においては、直方体で近似される形状のガラス部材とする。但し、球で近似される形状のガラス部材としてもよい。

例えば、主成分としてＴｅＯ_２、Ｂ_２Ｏ_３およびＺｎＯを含むガラス原料を金製るつぼに入れ、加熱して溶解した後、金製スタラーで撹拌し均質化することによって溶融ガラスを得る。そして、この溶融ガラスをカーボン型に流し出し、ブロック状または球状に成形して得られたガラス片を用いることができる。この場合、ガラス部材９の形状は、必ずしも一定である必要はないものの、量産段階で想定される自動化プロセスを考慮すると、一定の形状とした方が好ましい。また、溶融した際に発生する泡を抑制する点からは、ガラス部材の表面を鏡面としておくことが好ましい。例えば、適当な大きさに切り出したガラス片の表面と裏面に光学研磨を施した後、さらに、所望の大きさに精密切断して、得られたブロック状のガラスをガラス部材９として使用することができる。

次に、図３（ａ）に示すように、ＬＥＤ１の上にガラス部材９を載置する（ステップ３）。

ＬＥＤ１の上に載置するガラス部材９の量は、ＬＥＤ１を被覆するのに必要な量とする。詳しくは、少なくとも、可視光の波長の数倍以上、具体的には２μｍ以上の厚さで、ＬＥＤ１の光が取り出される部分、すなわち電極面以外の部分を被覆できる量である。尚、ＬＥＤ１の上にガラス部材９を載置したときに、ＬＥＤ１からはみ出すガラス部材９の体積が大きくなると、後工程でガラス部材９を軟化させたときに、ＬＥＤ１からガラス部材９が落下してＬＥＤ１を被覆できなくなるおそれが生じる。ガラス部材９の形状を直方体または球で近似される形状とすることにより、ＬＥＤ１からはみ出すガラス部材９の体積を比較的小さくすることが可能である。

図３（ａ）では、ＬＥＤ１の中心軸Ｘ_１とガラス部材９の中心軸Ｘ_２とがずれている。本実施の形態においては、これらの軸が一致するようにしてガラス部材９を載置してもよいが、図３（ａ）に示すように一致していなくてもよい。すなわち、ガラス部材９の載置にあたっては、ＬＥＤ１に対して厳密な位置合わせをする必要はない。ＬＥＤ１の上に載置されたガラス部材９の中心軸Ｘ_２が、ＬＥＤ１の中心軸Ｘ_１を中心としてＬＥＤ１の端縁より内側の位置に至るまでの領域にあって、この領域の面積が、ガラス部材９が載置される面全体の面積の９０％以下、好ましくは８０％以下であればよい。尚、ＬＥＤ１の中心軸は、ＬＥＤ１の光軸に一致または略一致しているものとする。ガラス部材９の中心軸Ｘ_２は、ＬＥＤＸ_１と同方向のものとする。ＬＥＤ１の中心軸Ｘ_１を中心として領域を規定するのは、ＬＥＤ１の端縁近傍にガラス部材９の中心軸Ｘ_２が位置すると、ＬＥＤ１からガラス部材９が脱落するおそれが高くなるからである。
上記のことは、ＬＥＤ１の中心軸Ｘ_１と、ガラス部材９の中心軸Ｘ_２と、ＬＥＤ１の端縁とを結ぶ直線上で、ＬＥＤ１の中心軸Ｘ_１からガラス部材９の中心軸Ｘ_２までの距離をｄ_１とし、ガラス部材９の中心軸Ｘ_２からＬＥＤ１の端縁までの距離をｄ_２とすると、０≦ｄ_１／（ｄ_１＋ｄ_２）≦０．９、より好ましくは、０≦ｄ_１／（ｄ_１＋ｄ_２）≦０．８と表現することもできる。尚、ｄ_１／（ｄ_１＋ｄ_２）＝０となるのは、ＬＥＤ１の中心軸Ｘ_１とガラス部材９の中心軸Ｘ_２とが一致する場合である。

図３（ｂ）は、ＬＥＤ１を基板２の側から見た平面図である。この図において、斜線で示す領域は、ＬＥＤ１の中心軸Ｘ_１から端縁より内側の位置に至るまでの領域に対応する。そして、ガラス部材９が載置される面全体の面積に対して、斜線で示す領域の面積が９０％であるとすれば、ガラス部材９の中心軸Ｘ_２がこの領域内に位置するようにして、ガラス部材９を載置すればよい。

ＬＥＤ１の上にガラス部材９を載置し難い場合には、適当な樹脂と溶剤を混合して得られたビヒクルを用いて、ガラス部材９を固定してもよい。この場合、ビヒクルを構成する成分としては、少なくともＬＥＤ１をガラス部材９で被覆するための加熱処理によって、分解・蒸発するものを用いる。

本実施の形態においては、ガラスペーストをＬＥＤ１の上に印刷した後、加熱処理を行うことによってガラス部材９を形成することもできる。

ガラスペーストは、ガラスフリットと、バインダー機能を有する樹脂と、溶剤とを主として含むものである。ガラスフリットには、上記と同様のガラス成分からなるガラス粉末が好ましく用いられる。

また、加熱処理は、低温でガラスペースト中の溶剤を蒸発させる第１の加熱処理と、高温でガラスペーストを焼成する第２の加熱処理とからなる。第１の加熱処理と第２の加熱処理は連続して行ってもよいし、第１の加熱処理後に一度降温してから、第２の加熱処理を行ってもよい。さらに、第２の加熱処理は、樹脂を分解・気化する脱バインダー処理と、ガラス粉末を焼結して軟化する焼成処理とに分けられる。脱バインダー処理と焼成処理とは、連続して行われる。焼成処理の温度範囲は、ガラスの軟化温度から、これより２００℃程度高温までの範囲とすることが好ましい。焼成処理の温度によって、焼成後のガラスの内部に残存する気泡の形状や大きさに違いが生じるので、これらを勘案して適当な温度で焼成を行うことが好ましい。焼成を終えた後は、適当な降温速度で冷却を行う。これにより、ＬＥＤの上にガラス部材９を形成することができる。

さらに、本実施の形態においては、グリーンシートを用いてガラス部材９を形成することもできる。

グリーンシートは、上記のガラスペーストと同様の組成物をポリエチレンテレフタレートフィルムなどの支持フィルムの上に塗布し、溶剤を蒸発させた後に、フィルム状になったガラスの組成物を支持フィルムから剥がすことによって得られる。このグリーンシートを、ＬＥＤ１の上に載置した後、加熱処理を行うことによって、ＬＥＤ１の上にガラス部材９を形成することができる。ここで、加熱処理は、上記の焼成処理に対応し、樹脂を分解・気化する脱バインダー処理と、ガラス粉末を焼結して軟化する焼成処理とに分けられる。これらの処理は、電気炉などを用いて連続して行われる。

ところで、溶融ガラスから大きな体積のガラス部材を得ようとする場合には、ブロック状や球状に成型する際に、必要量の大きさのガラス片とすればよい。一方、ガラスペーストやグリーンシートを用いる場合には、これらを積層して形成することによって、ガラス部材の体積を大きくすることができる。

例えば、ガラスペーストを用いた場合、１回のスクリーン印刷で得られるガラス部材の厚さは、５μｍ〜３０μｍ程度である。しかし、印刷回数を増やし、印刷時にガラスペーストを積層して設ければ、さらに厚膜のガラス部材とすることが可能である。また、スクリーン印刷法に代えて、ドクターブレード印刷法や、ダイコート印刷法などを用いることによっても、厚膜のガラス部材を形成することができる。一方、グリーンシートを用いた場合には、５０μｍ〜４００μｍ程度の厚さのガラス部材を形成することができる。そして、この場合も、グリーンシートを積層して用いることにより、さらに厚膜のガラス部材を形成することが可能である。

次に、加熱処理によってガラス部材９を軟化させる（ステップ４）。本発明は、この工程において、ＬＥＤ１をガラス部材９で被覆して、ＬＥＤ１の中心軸とガラス部材９の中心軸とが略一致した形状を自己整合的に形成することを特徴としている。

加熱温度は、ガラス部材９の軟化点以上の温度とする。この温度は、ガラス部材９の組成によって決まる。例えば、ガラス部材９として、ＴｅＯ_２（４５．０ｍｏｌ％）、ＴｉＯ_２（１．０ｍｏｌ％）、ＧｅＯ_２（５．０ｍｏｌ％）、Ｂ_２Ｏ_３（１８．０ｍｏｌ％）、Ｇａ_２Ｏ_３（６．０ｍｏｌ％）、Ｂｉ_２Ｏ_３（３．０ｍｏｌ％）、ＺｎＯ（１５ｍｏｌ％）、Ｙ_２Ｏ_３（０．５ｍｏｌ％）、Ｌａ_２Ｏ_３（０．５ｍｏｌ％）、Ｇｄ_２Ｏ_３（３．０ｍｏｌ％）およびＴａ_２Ｏ_５（３．０ｍｏｌ％）からなるものを用いた場合には、５００℃以上の温度、好ましくは５７０℃以上の温度とする。

また、加熱温度は、ＬＥＤ１の動作機能に支障をきたす温度以下とする必要がある。具体的には、７００℃以下とすることが好ましく、６３０℃以下とすることがより好ましい。温度が７００℃以上になると、ＬＥＤ１の発光機能が損なわれるおそれがあるからである。

本実施の形態においては、電気炉などを用いて、所定の温度雰囲気下で加熱処理を行うことにより、ガラス部材９を軟化させることができる。また、赤外線集光加熱装置またはホットプレートなどを用いて局所的に加熱を行い、加熱部位からの熱伝導を利用して、ガラス部材９を軟化させることもできる。電気炉などによる場合には、ガラス部材９とＬＥＤ１を均一に昇温させることができる。一方、赤外線集光加熱装置などによる場合には、電気炉などに比較して、処理時間を短縮することができるので、発光装置の生産性を向上させることができる。

尚、本出願人による特願２００６−１１１０８９において、ガラス封止発光素子の構造および製造方法について提案した。また、特願２００６−０７２６１２においては、赤外線集光加熱装置を用いた発光装置の製造方法を提案した。本発明は、いずれに記載の加熱方法であっても適用することが可能である。

図９は、電気炉と赤外線集光加熱装置との温度プロファイルを比較した一例である。尚、この例では、大和科学株式会社製の電気炉（製品名ＦＰ４１）または株式会社サーモ理工の赤外線加熱装置ＩＶＦ２９８Ｗ（商品名）を用いた。

電気炉による場合には、図９で破線で示すように、室温から６１０℃まで６０分間かけて昇温し、６１０℃で１５分間保持した後に、４時間以上かけて室温まで降温している。一方、赤外線集光加熱装置による場合には、図９で実線で示すように、室温から６３０℃まで１５分間かけて昇温し、６３０℃で１分間保持してから、室温まで５分間かけて降温している。このように、赤外線集光加熱装置を用いることにより、電気炉を用いた場合に比べて、昇温時間および降温時間をともに短縮することができる。

但し、本実施の形態では、上記の加熱時間を極端に短くすることは好ましくない。ガラス部材９、ＬＥＤ１および配線基板５のいずれかに、発光装置にとって不要な有機物が付着している場合、加熱工程には有機物を除去する作用も含まれるからである。例えば、ＬＥＤ１の上にガラス部材９を固定するのにビヒクルを用いた場合には、ビヒクルを分解して除去するのに十分な加熱時間とする必要がある。また、ガラスペーストやグリーンシートを用いた場合にも、溶剤や樹脂を分解して除去するのに十分な加熱時間とする必要がある。これらの場合において、赤外線集光加熱装置を適用する際には、加熱時間を５分以上とすることが好ましい。

一方、加熱後の冷却時間は、５分以上であって５時間以下とすることが好ましい。冷却時間が短すぎると、ガラス部材９の表面に圧縮応力が発生する一方で、ガラス部材９の内側に引っ張り応力が発生する結果、ガラス部材９が脆くなってクラックを生じやすくなる。一方、冷却時間が長すぎると、ＬＥＤ１に加わる熱ダメージが大きくなるおそれがある。

加熱処理によって温度を上昇させると、やがて、ガラス部材９の軟化が始まる。このとき、ＬＥＤ１に対するガラス部材９の体積が所定値以下である場合には、軟化したガラス部材９は、図４に示すように、ＬＥＤ１の上で表面張力によって球に近い形状となる。その後、ガラス部材９は、自重による変形によってＬＥＤ１を被覆しながら下方に移動して行く。一方、ＬＥＤ１に対するガラス部材９の体積が所定値より大きい場合には、ガラス部材９は、ＬＥＤ１の上で球状になる過程を経ずに、球状に近い形状に変化しながら、ＬＥＤ１を被覆しつつ下方に移動して行く。

上記いずれの場合においても、下方に移動したガラス部材９は、ＬＥＤ１の側壁部下端で停止する。その後、ガラス部材９の中心軸とＬＥＤ１の中心軸とが略一致した形状が自己整合的に形成される。この状態から冷却すると、図５に示す発光装置１１が得られる。

図５の発光装置１１では、全体が略球状のガラス部材９の一部にＬＥＤ１が嵌め込まれていて、ガラス部材９の曲面がＬＥＤ１の側面に接している。尚、本実施の形態においては、ＬＥＤを被覆した後のガラス部材９を、便宜的に被覆ガラス１０と称して区別する。

上記のセルフアラインプロセスは、具体的には、次のように説明することができる。但し、説明は、軟化した後のガラス部材９の変化の一例を挙げているに過ぎず、本発明におけるガラス部材９の挙動を限定するものではない。

ＬＥＤ１の上でガラス部材９が軟化すると、ガラス部材９は、ＬＥＤ１の上面から下方に向かって溢れ出るような挙動を示す。この場合、ガラス部材９は、必ずしも等方的に溢れ出るわけではなく、ガラス部材９の形状や、ガラス部材９を載せた位置によっては偏りが生じ易い。そして、最初に、ＬＥＤ１の一辺からガラス部材９が溢れ始めた場合、溢れ出たガラス部材９は、ＬＥＤ１の側壁部に沿って下方に流れ出した後に、側壁部の下端で停止する。遅れて、他の辺から溢れ出したガラス部材９も、同様に側壁部の下端で停止する。このとき、各辺によって、溢れ出すガラス部材９の量に差があると、全体に均等となるようにガラス部材９が移動する。そして、ＬＥＤ１全体でガラス部材９の量のバランスがとれたところ、換言すると、ガラス部材９の中心軸とＬＥＤ１の中心軸とが略一致したところで、ガラス部材９は安定した形状となる。これにより、加熱前にガラス部材９とＬＥＤ１との位置合わせを厳密にせずとも、図５の形状が自己整合的に得られることになる。その後、温度を下げていけば、この形状を固定することができる。図５において、被覆ガラス１０の中心軸Ｘ_３は、ＬＥＤ１の中心軸Ｘ_１に略一致している。

このようなセルフアラインプロセスには、特に、電気炉を用いた加熱処理が好適である。電気炉では、ガラス部材９とＬＥＤ１を均一に昇温させることができる。また、赤外線集光加熱装置などに比べて、加熱に時間がかかるので、ガラス部材９を比較的ゆっくりと軟化させることができる。そのため、ガラス部材９は、ＬＥＤ１の全体を均等に被覆するようバランスをとりながら、時間をかけて移動して行くと考えられる。こうしたことは、ＬＥＤ１の中心軸とガラス部材９の中心軸とが略一致した形状を自己整合的に形成する上で好ましい。

セルフアラインプロセスにおいて、軟化したガラス部材９が停止する位置は、ＬＥＤ１の形状によって制御することが可能である。これにより、ＬＥＤ１の発光層から、ガラス部材９の表面、すなわち、レンズとなる部分までの距離を変えることができるので、出射角を変更することが可能となる。例えば、図６に示すように、ＬＥＤ１を構成する基板２の一部、具体的には、半導体層３が設けられる側の端部から鉛直方向に向かって所定の距離までをテーパ形状とすることによって、ガラス部材９をテーパ部１２で停止させることが可能である。このようなテーパ形状は、例えば、上述したＬＥＤ１を構成する基板２の研磨の際に設けることができる。図６の例では、ガラス部材９を球で近似したときの球の直径を０．５ｍｍ〜１．０ｍｍとし、基板２の厚さを１００μｍ程度とし、テーパ部１２の厚さを１５μｍ程度とすることができる。また、基板２は、正面視で一辺が３２０μｍ程度の正方形とすることができる。このようにすることによって、ＬＥＤ１のテーパ部１２と、テーパ部１２より上方の部分とを、ガラス部材９によって被覆することができる。例えば、厚みが０．６３５ｍｍであるサファイア基板について、半導体層３が設けられる側の端部から０．５ｍｍまでの部分をテーパ形状とし、ガラス部材９の形状を球で近似すると、直径１．０ｍｍのガラス部材であっても、直径１．５ｍｍのガラス部材と同程度の出射角とすることができる。

また、図５の状態から温度を上昇させると、被覆ガラス１０の粘度が低下する結果、被覆ガラス１０はさらに下方に移動するようになる。そして、配線基板５に接触した後は、被覆ガラス１０は、それ自身の凝集作用によって球面に近い表面形状をとる。その後、加熱を止めて冷却すると、図７に示す構造の発光装置１３を得ることができる。この場合にも、被覆ガラス１４の中心軸Ｘ_４とＬＥＤ１の中心軸Ｘ_１とが略一致した形状が自己整合的に形成される。また、図７の発光装置１３では、被覆ガラス１４が、その表面形状に曲面である部分１４ａと平坦である部分１４ｂとを含んでいる。

尚、上述したように、加熱温度はガラス部材９の組成によって決まるが、組成が同じである場合には、ガラス部材９の体積が大きくなるほど、加熱温度を低めに設定した方が好ましい。ガラス部材９の体積が大きくなると、ＬＥＤ１の上面からガラス部材９が溢れ出す時間や、溢れ出るガラス部材９の量などについて、ＬＥＤ１の各辺による差が大きくなる。また、ＬＥＤ１の各面を被覆するガラス部材９の量のバランスも崩れやすくなる。このため、ガラス部材９の体積が大きくなった場合において、上記のセルフアラインプロセスを進めるには、低温での加熱処理によってガラス部材９をゆっくりと軟化させて、ガラス部材９が、ＬＥＤ１の全体を均等に被覆するようバランスをとりながら、ＬＥＤ１の下方に移動するようにするのがよい。

次に、本実施の形態により得られた発光装置の指向性について説明する。

指向性に影響を与える要因としては、ＬＥＤの中心軸と被覆ガラスの中心軸との一致や、被覆ガラスの形状などが挙げられる。

上述したように、本実施の形態によれば、ＬＥＤの中心軸と被覆ガラスの中心軸とが略一致した形状の発光装置が得られる。すなわち、本実施の形態によれば、指向性の高い発光装置を製造することができる。また、上記形状は自己整合的に得られるので、金型等を用いる必要がない。したがって、金型等に起因して被覆の際にＬＥＤの電極部に変形が起こるなどの不良を回避することもできる。さらに、加熱前にガラス部材とＬＥＤとの位置合わせをする必要がないので、発光装置の生産性を向上させることができる。

また、図５の発光装置では、全体が略球状の被覆ガラス１０の一部にＬＥＤ１が嵌め込まれていて、被覆ガラス１０の曲面がＬＥＤ１の側面に接している。そこで、このような構造を有する発光装置１１の指向性について考察する。

まず、球面から出射される光の特性について説明する。

図１０では、屈折率ｎの媒体に、球面を有する屈折率ｎ′の媒体が接している。本実施の形態では、屈折率ｎの媒体は空気に対応し、屈折率ｎ′の媒体はガラスに対応する。

屈折率ｎ′の媒体において、球面を形成している部分を球体の一部と考えて、この球体の半径をｒとする。また、屈折率ｎ′の媒体をレンズと考え、光はこの媒体を通って、球面から屈折率ｎの媒体中に出射されるとする。このとき、屈折率ｎ′側の焦点距離をｆ′とし、屈折率ｎ側の焦点距離をｆとする。屈折率ｎ′の媒体中で球面から距離Ｓ′の位置に置かれた物体Ｍ′Ｑ′の像ＭＱが、屈折率ｎの媒体中で球面から距離Ｓの位置に形成されるとすると、式（１）の関係が成立する。

（ｎ／Ｓ）＋（ｎ′／Ｓ′）＝（ｎ′−ｎ）／ｒ （１）

式（１）において、ｎ＝１とし、ｎ′＝２とすると、式（２）の関係が成立する。

（１／Ｓ）＋（２／Ｓ′）＝１／ｒ （２）

また、式（２）において、Ｓ′＝２ｒとすると、Ｓ＝∞となる。これは、球状媒体の面上に配置された点光源からの光が、媒体中を通過して球面から出射された後は平行光となることを意味している。

図１１は、本実施の形態における発光装置２１の断面図の一例である。また、図１２は、図１１の発光装置２１を４５度ずらして見た断面図である。これらの図に示すように、ＬＥＤ２２は、正面視で矩形状の半導体チップであり、配線基板２４上の配線２５とバンプ２６を介して電気的に接続している。また、発光装置２１は、全体が略球状のガラス部材２３の一部にＬＥＤ２２が嵌め込まれた構造を有している。そして、ガラス部材２３の曲面がＬＥＤ２２の側面に接している。

図１１および図１２の発光装置２１では、ＬＥＤ２２の配線基板２４に対向する面、すなわち、電極面の輪郭は矩形状である。そして、図１１は、電極面の対角線に沿う断面図であり、図１２は、電極面の中心を通り、且つ、この対角線に対して４５度の角度をなす直線に沿う断面図である。電極面は、矩形の各頂点がガラス部材２３の曲面に接する構成となっている。このため、図１２では、ガラス部材２３の下方部分が図１１よりも若干扁平な形状となっている。

ＬＥＤ２２には、電極面と平行に発光層（図示せず）が設けられており、主として電極面に対向する面から光が取り出される。

ＬＥＤ２２からの光２７は、図１１で模式的に示すように、ガラス部材２３を透過して空気中に出射される。上述したように、球状媒体の面上に配置された点光源からの光は、媒体中を通過して球面から出射された後は平行光となる。ここで、ＬＥＤ２２の発光層の位置は、電極面の位置に略等しいと考えられる。また、図１１では、ガラス部材２３の形状は略球状とみなせるので、ＬＥＤ２２とガラス部材２３が接する点、すなわち、電極面の頂点付近から出射された光を、球状媒体の面上に配置された点光源からの光と考えれば、この光は、ガラス部材２３を透過した後に平行光となると考えられる。また、このとき、出射角θは、電極面の頂点付近から出射されてガラス部材２３の中心２８を通る光がなす角度θ′の１／２に略等しいと考えられる。

次に、ガラス部材の曲面がＬＥＤの側面に接しない場合、換言すると、ＬＥＤの電極面の各頂点がガラス部材の曲面に接しない場合について考える。

図１３は、発光装置の部分断面図であり、ＬＥＤがガラス部材によって被覆された様子を示している。また、図１４は、図１３をＬＥＤの側から見た平面図である。尚、理解を容易にするために、図１４では、後述するガラス３１の平坦である部分３１ｂついてのみ表しており、球面である部分３１ａについては省略している。

図１３および図１４に示すように、ガラス部材３１は、球面である部分３１ａと平坦である部分３１ｂとを有する。そして、ＬＥＤ３２は、平坦である部分３１ｂに位置しており、さらに、電極面３２ａの各頂点は、ガラス部材３１の球面より内側に位置している。

平坦である部分３１ｂの外形は円形とみなすことができるので、この部分の半径をＲ′とし、電極面３２ａの対角線の長さをＬとすると、電極面３２ａの頂点からガラス部材３１の球面までの距離は、（Ｒ′−Ｌ／２）によって表される。そこで、本明細書においては、（Ｌ／２）＝ａとし、（Ｒ′−Ｌ／２）＝ｂとして、電極面３２ａからガラス部材３１がはみ出している割合を（ｂ／ａ）によって表すこととする。

（ｂ／ａ）がゼロである場合には、平坦である部分３１ｂがなくなるので、図１１および図１２の例に対応する構造となる。すなわち、ガラス部材は、全体が略球状の形状となって、その一部にＬＥＤが埋め込まれており、さらに、ガラス部材の球面である部分がＬＥＤの側面に接する構造となる。

図１５は、（ｂ／ａ）と、電極面３２ａの頂点付近から出射されてガラス部材３１の中心を通る光がなす角度θ′（＝２θ）との関係を計算により求めた結果を表したものである。尚、角度θ′の値は、具体的には、次のようにして求めることができる。

上述したように、Ｌは、ＬＥＤの電極面における対角線の長さであるので、この値は、実測により求めることができる。また、ＬＥＤを封止するガラスについて、球面である部分を球体の一部と考えて、この球体の半径をＲとすると、この値も実測によって求めることができる。

そこで、まず、（Ｌ／２）に適当な（ｂ／ａ）の値を乗じた後、さらに（Ｌ／２）を加えることによって、ガラス部材の平坦である部分の半径Ｒ′を求める。次いで、ガラス部材の中心から電極面までの距離を、半径Ｒと半径Ｒ′から求める。得られた距離と半径Ｒとから（θ′／２）の値を求めることができるので、この値を２倍することによって角度θ′を得ることができる。

尚、図１５の例では、電極面は、一辺が３２０μｍの正方形であって、Ｌ＝４５３μｍであるとした。また、半径Ｒは、Ｒ＝０．５ｍｍである場合と、Ｒ＝０．７５ｍｍである場合とについて考えた。

（ｂ／ａ）がゼロでない場合には、電極面の頂点は球面上にないので、頂点付近から出射される光は、球面を透過した後において、厳密には平行光とはならない。したがって、（ｂ／ａ）がゼロに等しい場合には、図１１の構造から、角度θ′の１／２が出射角θに略等しいとみなせるものの、（ｂ／ａ）が大きくなるにしたがって、これらの間のずれは大きくなっていく。しかしながら、角度θ′が大きいほど出射角θも大きくなるので、（ｂ／ａ）の値と角度θ′との関係を調べることによって、（ｂ／ａ）の値と出射角θとの関係を推測することができる。

図１５では、（ｂ／ａ）の値が大きいほど、角度θ′も大きくなっている。これは、図１３で、電極面３２ａの頂点からガラス部材３１の球面までの距離ｂが大きくなるにしたがって、ガラス部材３１の中心３３からＬＥＤ３２までの距離が短くなるからである。したがって、（ｂ／ａ）の値が大きくなるほど、出射角θも大きくなって、ＬＥＤ３２から出射される光の指向性は低下する。

また、図１５では、（ｂ／ａ）がゼロであるときの角度θ′は、半径Ｒの値が大きい方が小さい。したがって、ＬＥＤ３２を封止するガラス部材３１が大きいほど、出射角θが小さくなるので指向性は向上する。一方、半径Ｒの値が大きい方が、（ｂ／ａ）に対する角度２θの変化が小さい。このことから、電極面３２ａの頂点からガラス部材３１の球面までの距離ｂが大きくなることによる指向性の低下量は、ＬＥＤ３２を封止するガラス部材３１が大きくなるほど小さくなると言える。

このように、指向性の指標となる出射角θは、ＬＥＤの電極面の頂点付近から出射されてガラス部材の中心を通る光がなす角度θ′に相関する。ここで、電極面からガラス部材がはみ出している割合を（ｂ／ａ）によって表すと、（ｂ／ａ）の値が大きいほど角度θ′も大きくなる。つまり、（ｂ／ａ）の値を変化させることによって、角度θ′を変えることができ、結果として、出射角θを変えることができるようになる。このことは、（ｂ／ａ）の値によって、指向性をコントロールできることを意味している。例えば、（ｂ／ａ）の値を大きくすると、出射角θも大きくなるので、ＬＥＤから出射される光の指向性は低下する。したがって、キャビティを設けなくても、（ｂ／ａ）の値を変えるだけで、要求される出射角θを有する発光装置を提供することが可能となる。

上記によれば、（ｂ／ａ）の値がゼロ、すなわち、ガラス部材の曲面がＬＥＤの側面に接する構造のときに、特に高い指向性を実現することができる。また、指向性は、ＬＥＤを被覆するガラス部材の形状が球形に近いほど高くなる。本実施の形態で得られる発光装置（図５）は、全体が略球状の被覆ガラス１０の一部にＬＥＤ１が嵌め込まれており、被覆ガラス１０の曲面がＬＥＤ１の側面に接している構造であるので、キャビティなしに高い指向性を実現することが可能である。したがって、例えば、光ファイバーやプロジェクタに用いられる光源などの用途に適した発光装置とすることができる。

図５の発光装置において、被覆ガラス１０の表面形状を球で近似し、この球の半径をＲとする。また、ＬＥＤ１の電極面における対角線の長さをＬとする。但し、電極面の形状、すなわち、ＬＥＤ１を構成する基板２の形状は、正面視で矩形とする。尚、基板２の形状が、正面視で菱形または平行四辺形である場合には、Ｌは、長い方の対角線の長さを指すとする。このとき、式（３）の関係が成立すれば、特に、指向性が高くて光の取り出し効率にも優れた発光装置とすることができる。

Ｌ＜２Ｒ≦３Ｌ （３）

電極面の形状が正面視で矩形であれば、その対角線と被覆ガラスの中心とを含む平面で発光装置を切り取ると、被覆ガラスの直径は、上記球の直径２Ｒに等しくなる。一方、電極面の形状が菱形または平行四辺形である場合には、その長い方の対角線と被覆ガラスの中心とを含む平面で発光装置を切り取ると、被覆ガラスの直径は、上記球の直径２Ｒに等しくなる。したがって、いずれの場合においても、Ｌ＜２Ｒであれば、被覆ガラスによって電極面を除くＬＥＤの全体を被覆することができる。

上記の場合において、被覆ガラスの直径がＬＥＤの対角線の長さＬに近づくと、被覆ガラスは半球に近い形状となる。一方、被覆ガラスの直径がＬＥＤの対角線の長さＬに対して大きくなると、被覆ガラスは、半球に近い形状から球に近い形状へと変化して行く。したがって、Ｌに対して２Ｒが大きくなるほど、指向性は高くなる。しかしながら、２Ｒが大きくなりすぎると、ガラス部材を軟化させたときに、ＬＥＤの上面からガラス部材が溢れ出す時間や、溢れ出るガラス部材の量などについて、ＬＥＤの各辺による差が大きくなり、ＬＥＤの各面を被覆するガラス部材の量のバランスが崩れやすくなる。その結果、ＬＥＤの中心軸と被覆ガラスの中心軸とが一致した形状が得られ難くなる。このため、２Ｒは所定値以下とすることが好ましく、本発明者の検討によれば、２Ｒ≦３Ｌとすることが好ましい。

尚、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において、種々変形して実施することができる。

例えば、本実施の形態においては、ＬＥＤ１を被覆ガラス１０で被覆した後で、図１６に示すように、被覆ガラス１０およびＬＥＤ１と、配線基板５との間に封止樹脂１５を設けてもよい。これにより、外部からこれらの隙間を通じて水分が浸入するのを防ぐことができる。また、封止樹脂１５によって被覆ガラス１０が支えられるので、被覆ガラス１０をより安定的に保持することができる。このため、封止樹脂１５としては、吸湿性が低くて且つ機械的強度をある程度以上有するものを用いることが好ましい。尚、封止樹脂１５は、紫外線硬化型および熱硬化型のいずれの樹脂（例えば、アクリル樹脂またはエポキシ樹脂など。）であってもよいが、硬化速度が速いことや、周辺部材への影響が小さいことから紫外線硬化型の樹脂を用いることが好ましい。

また、図７の発光装置１３においても、上記と同様の封止樹脂を設けることができる。

以下、本発明の実施例について述べる。

実施例
＜配線基板の形成＞
基板として、純度９９．６％、厚さ１ｍｍのアルミナ基板を用いた。次いで、配線形成用の金ペーストを調合した。具体的には、金（８０重量％）および有機質ワニス（１８重量％）を混合し、磁器乳鉢中で１時間混練した後、三本ロールを用いて３回分散を行って金ペーストとした。

金としては、平均粒径２μｍの球状の微粉末を用いた。また、有機質ワニスとしては、重合度７のエチルセルロース樹脂をαーテレピネオールに濃度が２０重量％となるように溶解したものを用いた。

次に、アルミナ基板の表面に金ペーストをスクリーン印刷して配線パターンを形成した。その後、１２０℃で１０分間の加熱処理を行った後に、８００℃で３０分間焼成することによって、アルミナ基板の上に金配線を形成した。

＜ＬＥＤ＞
豊田合成株式会社製のＥ１Ｃ６０−０Ｂ０１１−０３（商品名）を用いた。このＬＥＤの電極面は、一辺が３２０μｍの正方形であり、Ｌ＝４５３μｍであった。

＜ボンディング＞
まず、ＬＥＤの電極上にバンプを全部で２個形成した。具体的には、ウェストボンド社製のマニュアルワイヤボンダ（製品名７７００Ｄ）を用いて、直径２５μｍの金ワイヤ（住友金属鉱山株式会社製のＳＧＨ−２５（商品名））によって金バンプを形成した。形成された金バンプの直径は１００μｍ、高さは２５μｍであった。

次に、２個の金バンプを介して、ＬＥＤに設けられた電極と金配線をボンディングした。このとき、基板に対してＬＥＤが平行となるように、所定の圧力をかけて実装した。具体的には、ハイソル社製のフリップチップボンダ（製品名ＭＯＡ−５００）を用いて、ＬＥＤをアルミナ基板上にフリップチップ実装した。実装後の金バンプの直径は１００μｍ程度であり、高さは２０μｍ〜３０μｍ程度であった。

＜ガラス部材での被覆＞
ガラス部材として、ＴｅＯ_２（４５．０ｍｏｌ％）、ＴｉＯ_２（１．０ｍｏｌ％）、ＧｅＯ_２（５．０ｍｏｌ％）、Ｂ_２Ｏ_３（１８．０ｍｏｌ％）、Ｇａ_２Ｏ_３（６．０ｍｏｌ％）、Ｂｉ_２Ｏ_３（３．０ｍｏｌ％）、ＺｎＯ（１５ｍｏｌ％）、Ｙ_２Ｏ_３（０．５ｍｏｌ％）、Ｌａ_２Ｏ_３（０．５ｍｏｌ％）、Ｇｄ_２Ｏ_３（３．０ｍｏｌ％）およびＴａ_２Ｏ_５（３．０ｍｏｌ％）からなるものを用いた。

次いで、上記ガラス部材を適当な大きさのブロック状に加工した後、フリップチップ実装されたＬＥＤの上に載せた。このとき、ＬＥＤの上に載置されたガラス部材の中心軸が、ＬＥＤの中心軸からＬＥＤの端縁より内側の位置に至るまでの領域にあり、この領域の面積が、ガラス部材が載置される面全体の面積の９０％以下であるようにした。

次に、加熱処理を行った。

加熱装置としては、大和科学株式会社製の電気炉（製品名ＦＰ４１）または株式会社サーモ理工の赤外線集光加熱装置ＩＶＦ２９８Ｗ（商品名）を用いた。

大和科学株式会社製の電気炉（製品名ＦＰ４１）では、２５℃から５℃／分の速度で昇温した後、６１０℃で１５分間保持した。その後、５℃／分の速度で２５℃まで降温した。これにより、図５と同様の構造を有する発光装置（表１のＮｏ．１〜６）を得ることができた。

一方、株式会社サーモ理工の赤外線集光加熱装置ＩＶＦ２９８Ｗ（商品名）における赤外線ランプは、輻射波長帯が６００ｎｍ〜１，１００ｎｍであり、９００ｎｍ付近に最大輻射強度を有するものであった。

上記の赤外線集光加熱装置のチャンバ内に、赤外線吸収部材として、直径２０ｍｍの旭硝子セラミックス株式会社製のチタン酸アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３・ＴｉＯ_２）（商品名：ローテックＴＭ）を置き、この上に、上記のＬＥＤが実装された配線基板を載置し、さらに、ＬＥＤの上に上記のガラス部材を載せた。そして、赤外線吸収部材の側から、出力２ｋＷで赤外線を照射した。温度プロファイルは、室温から６３０℃まで１５分間かけて昇温し、６３０℃で３０秒〜１分５０秒程度の時間を置いた後、５分間かけて室温まで降温するようにした。尚、温度は、セラミクスに熱電対を接触させることによって測定した。これにより、図５と同様の構造を有する発光装置（表１のＮｏ．７〜８）を得ることができた。

表１は、ＬＥＤの中心軸と被覆ガラスの中心軸とのずれの大きさを評価した結果である。尚、測定Ａと測定Ｂとは、同じ発光装置に対して、測定方向を互いに９０度変えたものである。

測定Ａにおいて、Ｒ_１は、被覆ガラスの表面形状を球で近似し、ＬＥＤの電極面の一方の対角線と被覆ガラスの中心とを含む平面で発光装置を切り取ったときの球の直径である。また、Ｌ_１は、上記一方の対角線の長さであり、ｈ_１は、ＬＥＤの電極面から球の中心までの高さである。さらに、δ_１は、被覆ガラスの対称軸とＬＥＤチップの対称軸とのずれの大きさである。

測定Ｂにおいて、Ｒ_２は、被覆ガラスの表面形状を球で近似し、ＬＥＤの電極面の他方の対角線と被覆ガラスの中心とを含む平面で発光装置を切り取ったときの球の直径である。また、Ｌ_２は、上記他方の対角線の長さであり、ｈ_２は、ＬＥＤの電極面から球の中心までの高さである。さらに、δ_２は、被覆ガラスの対称軸とＬＥＤチップの対称軸とのずれの大きさである。

発光装置全体において、ＬＥＤの中心軸と被覆ガラスの中心軸とのずれの大きさは、（δ_１ ^２＋δ_２ ^２）^１／２の値によって評価される。電気炉を使用した場合には、いずれのサンプル（Ｎｏ．１〜６）においても、ずれ量は１０μｍ前後である。一方、赤外線集光加熱装置を使用したサンプル（Ｎｏ．７，８）では、電気炉を使用したサンプルに比べてずれ量は大きくなったものの、その値は、被覆ガラスの直径の５％前後であった。したがって、本実施の形態によれば、ＬＥＤの中心軸と被覆ガラスの中心軸が略一致した形状の発光装置が自己整合的に得られることが分かった。

本発明は、発光素子をガラス部材で被覆した発光装置を得ることができ、光源、照明装置および発光装置などに使用できる。

なお、２００６年５月１８日に出願された日本特許出願２００６−１３９５２７号の明細書、特許請求の範囲、図面及び要約書の全内容をここに引用し、本発明の明細書の開示として、取り入れるものである。

Claims (12)

1. 配線基板に実装された発光素子を準備する工程と、
   前記発光素子の上に、直方体または球で近似される形状のガラス部材を載置する工程と、
   加熱処理により前記ガラス部材を軟化させる工程とを有し、
   前記発光素子の上に載置された前記ガラス部材の中心軸は、前記発光素子の中心軸を中心として前記発光素子の端縁より内側の位置に至るまでの領域にあり、該領域の面積は、前記ガラス部材が載置される面全体の面積の９０％以下であって、
   前記ガラス部材を軟化させる工程は、前記発光素子を前記ガラス部材で被覆して、前記発光素子の中心軸と前記ガラス部材の中心軸とが略一致した形状を自己整合的に形成する工程である発光装置の製造方法。
2. 配線基板に実装された発光素子を準備する工程と、
   前記発光素子の上にガラスペーストを設ける工程と、
   前記ガラスペーストを焼成してガラス部材を形成する工程と、
   加熱処理により前記ガラス部材を軟化させる工程とを有し、
   前記ガラス部材を軟化させる工程は、前記発光素子を前記ガラス部材で被覆して、前記発光素子の中心軸と前記ガラス部材の中心軸とが略一致した形状を自己整合的に形成する工程である発光装置の製造方法。
3. 配線基板に実装された発光素子を準備する工程と、
   前記発光素子の上にグリーンシートを載置する工程と、
   前記グリーンシートを焼成してガラス部材を形成する工程と、
   加熱処理により前記ガラス部材を軟化させる工程とを有し、
   前記ガラス部材を軟化させる工程は、前記発光素子を前記ガラス部材で被覆して、前記発光素子の中心軸と前記ガラス部材の中心軸とが略一致した形状を自己整合的に形成する工程である発光装置の製造方法。
4. 前記配線基板に実装された発光素子を準備する工程は、
   基板と該基板の上の半導体層と該半導体層に電圧を印加する電極とを備えた発光素子を準備する工程と、
   該基板と前記配線基板とのなす角度が１度以下となるようにして、前記発光素子を前記配線基板に実装する工程とを有する請求項１〜３のいずれか１項に記載の発光装置の製造方法。
5. 前記発光素子を前記配線基板に実装する工程は、バンプを介して前記電極と前記配線基板を電気的に接続する工程であって、
   前記バンプの数は３個以上である請求項１〜３のいずれか１項に記載の発光装置の製造方法。
6. 前記発光素子は、基板と、該基板の上に設けられた半導体層とを備えており、
   前記基板の側面は、前記半導体層が設けられる側の端部から鉛直方向に向かって所定の距離までがテーパ形状となっていて、
   前記ガラス部材を軟化させる工程は、前記テーパ形状が設けられた前記基板の部分と、該部分より上方の部分とを前記ガラス部材によって被覆する工程である請求項１〜５のいずれか１項に記載の発光装置の製造方法。
7. 前記ガラス部材は、ＴｅＯ_２、Ｂ_２Ｏ_３およびＺｎＯを主成分として含む請求項１〜６のいずれか１項に記載の発光装置の製造方法。
8. 前記発光素子は、ＬＥＤおよび半導体レーザのいずれか一方である請求項１〜７のいずれか１項に記載の発光装置の製造方法。
9. 配線基板と、
   正面視で矩形の基板と、該基板の上の半導体層と、前記配線基板と電気的に接続して該半導体層に電圧を印加する電極とを備えた発光素子と、
   前記発光素子を被覆するガラス部材とを有する発光装置であって、
   前記ガラス部材は、全体が略球状であり、
   前記発光素子は前記ガラス部材の一部に嵌め込まれ、前記ガラス部材の曲面が前記発光素子の側面に接していて、
   前記ガラス部材を球で近似したときの半径Ｒと、前記基板の対角線の長さＬとの間に
   Ｌ＜２Ｒ≦３Ｌ
   の関係が成立する発光装置。
10. 配線基板と、
    正面視で菱形または平行四辺形の基板と、該基板の上の半導体層と、前記配線基板と電気的に接続して該半導体層に電圧を印加する電極とを備えた発光素子と、
    前記発光素子を被覆するガラス部材とを有する発光装置であって、
    前記ガラス部材は、全体が略球状であり、
    前記発光素子は前記ガラス部材の一部に嵌め込まれ、前記ガラス部材の曲面が前記発光素子の側面に接していて、
    前記ガラス部材を球で近似したときの半径Ｒと、前記基板の長い方の対角線の長さＬとの間に
    Ｌ＜２Ｒ≦３Ｌ
    の関係が成立する発光装置。
11. 前記ガラス部材は、ＴｅＯ_２、Ｂ_２Ｏ_３およびＺｎＯを主成分として含む請求項９または１０に記載の発光装置。
12. 前記発光素子は、ＬＥＤおよび半導体レーザのいずれか一方である請求項９〜１１のいずれか１項に記載の発光装置。

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