紫外线发光元件封装制造技术

技术编号:3181398 阅读:191 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术提供一种紫外线发光元件封装,具备聚光透镜,紫外线的取出效率高且能得到稳定的输出,具有新颖的构造。上述课题藉由如下的紫外线发光元件封装来实现,该紫外线发光元件封装具备聚光透镜、和位于该聚光透镜的底面侧的中央并与聚光透镜的底面隔开而配置的紫外线发光元件,至少在紫外线发光元件与聚光透镜之间的间隙中被填充有具备紫外线耐久性的折射率差缓和物质。作为折射率差缓和物质使用硅酮树脂或含氟类树脂。

【技术实现步骤摘要】

技术实现思路
本专利技术有关于发射紫外线的紫外线发光元件和对来自该紫外线发光元件的紫外线进行聚光的聚光透镜构成一体的紫外线发光元件封装
技术介绍
现在,例如照射以365nm为中心的、波长在300~400nm的范围的紫外线的紫外线照射装置,用于使在该波长范围具有灵敏度的例如粘接剂、涂料、墨水、光阻剂等固化或干燥的处理、或是相反使其溶融或软化的处理等各种处理中。举例而言,在光盘用的拾取透镜的粘接、或是电子构件的对基板的粘接等的光照射处理中,需要对较小的区域照射光,而用于进行这种处理的紫外线照射装置中的某种装置具有如下构成例如将来自紫外线光源的紫外线利用捆扎多个光纤而构成的光导纤维来引导,或是例如利用聚光透镜将来自紫外线光源的紫外线聚光为点状,从而照射至微小的区域。在过去,作为在这种紫外线照射装置中的紫外线光源,优选地使用了例如氙灯或是超高压水银灯等的放电灯,但是在近年,伴随着开发出采用能够以高功率发射紫外线的发光材料的发光二极管元件(例如,参考非专利文献1),开始提出将这种发光二极管元件(以下称为“UV-LED”)作为光源使用的紫外线照射装置(例如,参考专利文献1)。一般而言,在使用发光二极管元件(LED元件)作为光源而使用的情况下,为了高效地利用来自LED元件光,例如进行将LED元件与聚光透镜或具有聚光作用的构成构件一体化(封装)而构成LED元件封装(例如,参考专利文献2、专利文献3)。以下,参考被记载于专利文献2中的图1,而针对LED元件封装的构造具体地进行说明。图7是表示先前的LED元件封装的其中一例的结构的概略的剖面图。图7中的51是通过被供给电力而发光的LED元件,该LED元件51被配置于例如由液晶聚合物等构成的容器52的凹部。在容器52中设有用于与LED元件51的电极51A,51B相连接的引脚电极53、54,引脚电极53、54是在容器52的凹部的底面露出于外部,并与被配置于容器52内的LED元件51的电极51A、51B电连接。LED元件51的电极51A、51B与引脚电极53、54的连接方法例如可以利用金线的引线接合方式、或例如银糊等的电接合构件的接合方法。LED元件51由使从LED元件51发射的光透过的透光性树脂而密封(塑封),由此,达成防止LED元件51的氧化以及在外部保护。在该LED元件封装50中,容器52的凹部的侧面成为以朝向外部方向而变宽的方式而倾斜的光反射面,进而透光性树脂55的外表面(外形)形成为凸形状,由此,能通过透光性树脂55实现凸透镜的效果,提高从LED元件51发射的光的聚光性,而能够提升从LED元件封装50的光的取出效率。另外,在专利文献3所揭示的LED发光元件封装是另外个别设置透镜的结构,如该专利文献3的图1或图2所示,LED元件利用例如由环氧树脂构成的、且包含波长转换用的变换器的透明树脂材料塑封,进而在该透明树脂材料上设置有聚光透镜,而成为聚光透镜由透明树脂材料粘接固定并一体化的结构。但是,当将发射紫外线的UV-LED元件进行封装时,不能利用上述那样的封装构造(树脂塑封构造)。即,在上述封装构造中,被用以对LED元件进行塑封的先前的透光性树脂材料因照射紫外线(波长380nm以下的光)而劣化,而伴随着使用,紫外线的透射率逐渐降低,例如有降低至一半以下的情况,不能得到稳定的紫外线的输出,因此,无法将UV-LED元件由先前的透明树脂材料来塑封并进行封装。对于这种问题,例如在专利文献4中揭示了如下技术在被配置有发出包含紫外线的光的UV-LED元件的空间中,封入紫外线容易透过的例如氮气等的气体,并且,由紫外线透过性的石英玻璃等构成透镜,对UV-LED元件进行封装。然而,在被封入有这种气体(例如氮气)而成的封装构造中,显然会产生从UV-LED元件的紫外线的取出效率降低的问题。即,在配置有UV-LED元件的空间内封入气体构成的UV-LED元件封装中,从UV-LED元件的发光源(发光材料)所发射的紫外线在被封入的气体中传播而射入透镜。但是,UV-LED元件的发光源是例如由氮化镓(GaN)的发光层所构成,由于该氮化镓(GaN)的发光层和被封入的气体(例如氮气)的折射率的大小分别不同,因此在氮化镓(GaN)的发光层与气体的界面上,某个射入角度(临界角)以上的光进行全反射。即,不是从氮化镓(GaN)的发光层所发射出的所有光取出到气体中。针对该现象,若是参考图3具体说明,则由于构成UV-LED元件的发光源的氮化镓(GaN)的发光层的折射率是约为2.5,而氮气的折射率约为1.0,因此,在氮化镓(GaN)的发光层与氮气的界面的产生全反射(θ′成为90°)的临界角θ是成为23.6°。即,这表示在从UV-LED元件中的氮化镓(GaN)的发光层发射的光中,只有被包括在相对于与UV-LED元件垂直的轴的平面角θ为23.6°为止的范围(立体角φ为0.52sr(球面角度))内的光,才能取出到氮气环境中。因此,虽然从UV-LED元件也有以23.6°以上的广范围所发射的光,但是不能利用该些光。另外,在UV-LED元件封装中,如上所述,不能够构成用过去的透明树脂材料塑封的封装构造,但是,假设对用环氧树脂将UV-LED元件进行塑封时的光的取出效率进行检讨,则由于环氧树脂的折射率是约为1.5,因此氮化镓(GaN)的发光层与环氧树脂的界面上,产生全反射的临界角θ是成为36.9°。即,在从UV-LED元件中的氮化镓(GaN)的发光层发射的光中,包括在相对于与UV-LED元件垂直的轴的平面角θ为36.9°为止的范围(立体角φ为1.26sr)的光,能取出到环氧树脂中。由以上可知,考虑在各个角度范围内一样地包含光时,在被配置有UV-LED元件的空间中封入气体构成的UV-LED元件封装中,从UV-LED元件取出到氮气环境中的光量,与用环氧树脂进行塑封时的、从UV-LED元件取出到树脂的光量相比,仅能得到约40%左右。如以上所示,在构成UV-LED元件封装时,根据光的取出效率的观点,由树脂塑封形成的封装为理想,但是在该情况下,对于用于对UV-LED元件进行塑封用的透明树脂材料,要求(a)折射率大(具有与发光元件的发光层的折射率接近的折射率)、(b)因照射紫外线而劣化的程度小、(c)具有将透镜可靠地固定于框架的足够高的粘接力,实际情况是全部满足这3个条件的树脂材料不为人们所知。专利文献1(日本)特开2005-015764号公报专利文献2(日本)特开2001-196644号公报专利文献3(日本)特表2002-543594号公报专利文献4(日本)特开平10-233532号公报非专利文献1“发光波长与水银灯相同、光功率为100mW的紫外LED”,日经electronics,2002年10月21日号,p.28
技术实现思路
本专利技术是根据以上的情况做出的,其目的是提供一种紫外线发光元件封装,具有聚光透镜,从紫外线发光元件的紫外线的取出效率高,而且能得到稳定的输出,并具有崭新的构造。本专利技术的紫外线发光元件封装,其特征在于,具备聚光透镜、及位于该聚光透镜的底面侧的中央并与聚光透镜的底面隔开配置的紫外线发光元件,至少在紫外线发光元件与透镜的底面之间的间隙中,被填充有具备紫外线耐久性的折射率差缓和物质。本专利技术的紫外线发光元件封装,其特征在于,具备紫外线发本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种紫外线发光元件封装,其特征在于,具备聚光透镜、及位于该聚光透镜的底面侧的中央并与聚光透镜的底面隔开配置的紫外线发光元件,    至少在紫外线发光元件与聚光透镜的底面之间的间隙中,被填充有具备紫外线耐久性的折射率差缓和物质。

【技术特征摘要】
JP 2006-5-22 141683/20061.一种紫外线发光元件封装,其特征在于,具备聚光透镜、及位于该聚光透镜的底面侧的中央并与聚光透镜的底面隔开配置的紫外线发光元件,至少在紫外线发光元件与聚光透镜的底面之间的间隙中,被填充有具备紫外线耐久性的折射率差缓和物质。2.一种紫外线发光元件封装,其特征在于,具备紫外线发光元件;基板,配置有该紫外线发光元件;电极,使紫外线发光元件与外部电连接;透镜保持构件,是框状,以围...

【专利技术属性】
技术研发人员:仲田重范渡边胜也
申请(专利权)人:优志旺电机株式会社
类型:发明
国别省市:JP[日本]

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