(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023149249
(43)【公開日】2023-10-13
(54)【発明の名称】光半導体装置
(51)【国際特許分類】
H01L 33/48 20100101AFI20231005BHJP
G02B 5/28 20060101ALI20231005BHJP
【ＦＩ】
H01L33/48
G02B5/28
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022057724
(22)【出願日】2022-03-30
(71)【出願人】
【識別番号】000224798
【氏名又は名称】ＤＯＷＡホールディングス株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100147485
【弁理士】
【氏名又は名称】杉村 憲司
(74)【代理人】
【識別番号】230118913
【弁護士】
【氏名又は名称】杉村 光嗣
(74)【代理人】
【識別番号】100179903
【弁理士】
【氏名又は名称】福井 敏夫
(74)【代理人】
【識別番号】100213436
【弁理士】
【氏名又は名称】木下 直俊
(72)【発明者】
【氏名】宮下 雅仁
(72)【発明者】
【氏名】村瀬 健一
【テーマコード（参考）】
2H148
5F142
【Ｆターム（参考）】
2H148GA01
2H148GA04
2H148GA18
2H148GA22
2H148GA23
2H148GA51
2H148GA61
5F142AA22
5F142BA32
5F142CD13
5F142CD18
5F142DB02
5F142DB20
5F142GA31
5F142HA01
(57)【要約】
【課題】特定波長より長波長側の光出力の減衰を抑制しながら特定波長より短波長側の光をカットすることができる光半導体装置を提供する。
【解決手段】光半導体装置１００は、パッケージ基板１と、その上面に、光取り出し側の面である出射面２１が上面となるように配置された発光素子２と、パッケージ基板１との間に閉鎖空間Ｓを形成し、発光素子２を覆う透明蓋３と、透明蓋３の表面に配置され、入射角０度で透過率５０％となる波長が特定波長としてのλ１である第一光干渉フィルタ４１と、透明蓋３の表面に配置され、入射角０度で透過率５０％となる波長がλ２（ただし、λ１＜λ２）である第二光干渉フィルタ４２と、を備え、第一光干渉フィルタ４１は、上下方向視において出射面２１の中央部と重複する位置を含む第一領域Ｒ１に配置され、第二光干渉フィルタ４２は、上下方向視において第一領域Ｒ１の外側に隣接する第二領域Ｒ２に配置されている。
【選択図】図２
【解決手段】光半導体装置１００は、パッケージ基板１と、その上面に、光取り出し側の面である出射面２１が上面となるように配置された発光素子２と、パッケージ基板１との間に閉鎖空間Ｓを形成し、発光素子２を覆う透明蓋３と、透明蓋３の表面に配置され、入射角０度で透過率５０％となる波長が特定波長としてのλ１である第一光干渉フィルタ４１と、透明蓋３の表面に配置され、入射角０度で透過率５０％となる波長がλ２（ただし、λ１＜λ２）である第二光干渉フィルタ４２と、を備え、第一光干渉フィルタ４１は、上下方向視において出射面２１の中央部と重複する位置を含む第一領域Ｒ１に配置され、第二光干渉フィルタ４２は、上下方向視において第一領域Ｒ１の外側に隣接する第二領域Ｒ２に配置されている。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
パッケージ基板と、
前記パッケージ基板の上面に、光取り出し側の面である出射面が上面となるように配置された発光素子と、
前記パッケージ基板との間に閉鎖空間を形成し、前記発光素子を覆う透明蓋と、
前記透明蓋の表面に配置され、入射角０度で透過率５０％となる波長が特定波長としてのλ１である第一光干渉フィルタと、
前記透明蓋の表面に配置され、入射角０度で透過率５０％となる波長がλ２（ただし、λ１＜λ２）である第二光干渉フィルタと、を備え、
前記第一光干渉フィルタは、上下方向視において前記出射面の中央部と重複する位置を含む第一領域に配置され、
前記第二光干渉フィルタは、上下方向視において前記第一領域の外側に隣接する第二領域に配置されている光半導体装置。
前記パッケージ基板の上面に、光取り出し側の面である出射面が上面となるように配置された発光素子と、
前記パッケージ基板との間に閉鎖空間を形成し、前記発光素子を覆う透明蓋と、
前記透明蓋の表面に配置され、入射角０度で透過率５０％となる波長が特定波長としてのλ１である第一光干渉フィルタと、
前記透明蓋の表面に配置され、入射角０度で透過率５０％となる波長がλ２（ただし、λ１＜λ２）である第二光干渉フィルタと、を備え、
前記第一光干渉フィルタは、上下方向視において前記出射面の中央部と重複する位置を含む第一領域に配置され、
前記第二光干渉フィルタは、上下方向視において前記第一領域の外側に隣接する第二領域に配置されている光半導体装置。
【請求項2】
前記出射面は平面状に形成されており、前記出射面の垂線方向が上下方向と重複しており、
前記出射面の外周から透明蓋に向かう垂線に対する、前記出射面の真上から離れる方向に斜めに向かう光線の傾斜角度をθとした場合、
前記第二光干渉フィルタにおいて、透過率５０％となる波長がλ１となる入射角をα２とした場合の第二領域の内周は（α２－５°）≦θ≦α２の範囲内であり、前記第二領域の内周は前記第一領域の外周である請求項１に記載の光半導体装置。
前記出射面の外周から透明蓋に向かう垂線に対する、前記出射面の真上から離れる方向に斜めに向かう光線の傾斜角度をθとした場合、
前記第二光干渉フィルタにおいて、透過率５０％となる波長がλ１となる入射角をα２とした場合の第二領域の内周は（α２－５°）≦θ≦α２の範囲内であり、前記第二領域の内周は前記第一領域の外周である請求項１に記載の光半導体装置。
【請求項3】
５°≦α２≦４０°である請求項２に記載の光半導体装置。
【請求項4】
前記第二光干渉フィルタの内周は、前記第二領域の内周であり、
前記第一光干渉フィルタの外周が、前記第二領域の範囲内にあり、
前記傾斜角度の方向視において、前記第一光干渉フィルタと前記第二光干渉フィルタの一部が重なっている請求項２又は３に記載の光半導体装置。
前記第一光干渉フィルタの外周が、前記第二領域の範囲内にあり、
前記傾斜角度の方向視において、前記第一光干渉フィルタと前記第二光干渉フィルタの一部が重なっている請求項２又は３に記載の光半導体装置。
【請求項5】
前記第一光干渉フィルタが前記透明蓋の前記発光素子に対向する側の面上に配置され、前記第二光干渉フィルタが前記透明蓋の前記発光素子に対向する側の面と反対側の面上に配置されている請求項１から４の何れか一項に記載の光半導体装置。
【請求項6】
前記透明蓋の表面に配置され、入射角０度で透過率５０％となる波長がλ３（ただし、λ２＜λ３）である第三光干渉フィルタを備え、
前記第三光干渉フィルタは、上下方向視における前記第二領域の外側に隣接する第三領域に配置されている請求項１から５の何れか一項に記載の光半導体装置。
前記第三光干渉フィルタは、上下方向視における前記第二領域の外側に隣接する第三領域に配置されている請求項１から５の何れか一項に記載の光半導体装置。
【請求項7】
前記出射面は平面状に形成されており、前記出射面の垂線方向が上下方向と重複しており、
前記出射面の外周から透明蓋に向かう垂線に対する、前記出射面の真上から離れる方向に斜めに向かう光線の傾斜角度をθとした場合、
前記第三光干渉フィルタにおいて、透過率５０％となる波長がλ１となる入射角をα３（ただし、α３＞α２）とした場合の、前記第三領域の内周は（α３－５°）≦θ≦α３の範囲内であり、前記第三領域の内周は前記第二領域の外周である請求項６に記載の光半導体装置。
前記出射面の外周から透明蓋に向かう垂線に対する、前記出射面の真上から離れる方向に斜めに向かう光線の傾斜角度をθとした場合、
前記第三光干渉フィルタにおいて、透過率５０％となる波長がλ１となる入射角をα３（ただし、α３＞α２）とした場合の、前記第三領域の内周は（α３－５°）≦θ≦α３の範囲内であり、前記第三領域の内周は前記第二領域の外周である請求項６に記載の光半導体装置。
【請求項8】
前記第三光干渉フィルタの内周は、前記第三領域の内周であり、
前記第二光干渉フィルタの外周が、前記第二領域の外側にある前記第三領域の範囲内にあり、
前記傾斜角度の方向視において、前記第二光干渉フィルタと前記第三光干渉フィルタの一部が重なっている請求項７に記載の光半導体装置。
前記第二光干渉フィルタの外周が、前記第二領域の外側にある前記第三領域の範囲内にあり、
前記傾斜角度の方向視において、前記第二光干渉フィルタと前記第三光干渉フィルタの一部が重なっている請求項７に記載の光半導体装置。
【請求項9】
前記λ１が前記発光素子の発光中心波長より３ｎｍ以上１０ｎｍ以下短い波長である請求項１から８の何れか一項に記載の光半導体装置。
【請求項10】
前記発光素子は、発光中心波長が３００ｎｍ以上３５０ｎｍ以下の紫外ＬＥＤである請求項１から９の何れか一項に記載の光半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、光半導体装置に関する。
【背景技術】
【0002】
人体に照射して種々の治療を行う紫外線として、３００～３４０ｎｍの波長の光源が使用される場合がある。従来、それらの光源としては水銀ランプやエキシマライトなどが使用されてきた。
【0003】
近年、３００～３４０ｎｍの波長の光源としての水銀ランプやエキシマライトを紫外ＬＥＤへの置き換えたいという要望が高まっている。
【0004】
特許文献１には、光半導体チップをパッケージに封入してなる光半導体素子としての紫外線発光素子が記載されている。この紫外線発光素子は、金属ベース(パッケージ)上に載置された紫外線発光チップと、金属ベースに接合されていると共に紫外線発光チップの側方を囲むように配置された略円筒状の金属キャップ(パッケージ)と、金属キャップの開口を封止するガラス窓(パッケージ)と、絶縁材によって絶縁されつつ金属ベースを貫通し、かつ導電性ワイヤを介して紫外線発光チップと接続されたリードとにより構成されている。ガラス窓の外面には、二酸化ケイ素などの低屈折率膜と、二酸化ハフニウムなどの高屈折率膜とを組み合わせて積層し、可視光線および赤外線をカットして紫外線のみを透過させるように構成された、光学機能性膜としての紫外線透過フィルタ膜が、真空蒸着法によって形成されている。紫外線発光チップから発光した光は、この紫外線透過フィルタ膜を通過することによって、可視光線及び赤外線がカットされて外部に出光する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２００７－１５８００６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
水銀ランプやエキシマライトの発光スペクトルに比べると、紫外ＬＥＤの発光スペクトルの半値幅は広い。例えば、紫外ＬＥＤの最大強度の波長であるピーク波長を３０８ｎｍとした場合、エキシマライト（波長３０８ｎｍ、ＸｅＣｌ）における３００ｎｍ未満の発光強度がピーク波長の発光強度の約１０％であるのに対し、紫外ＬＥＤでは、３００ｎｍ未満の発光強度がピーク波長の発光強度の約３０％といった具合に、３００ｎｍ未満の発光強度がエキシマライトよりも強くなる傾向にある。３００ｎｍ未満の光は人体に悪影響が生じる場合があるため、紫外ＬＥＤへの置き換えにおいては、３００ｎｍ未満の短い波長域をカットする必要がある。
【0007】
また、水銀ランプやエキシマライトは、形状が直管状などであって線光源であり、その直管の表面に対し均一に垂直方向の光が放射される構造であるため、特定波長以下の光をカットするには、単一の光カットフィルタを直管からの光放射方向に対して配置すればよかった。しかし、ＬＥＤチップを内蔵する光半導体装置からの配光は、水銀ランプやエキシマライトとは異なり、ＬＥＤチップを内蔵するＳＭＤなどの出射面が平坦な光半導体装置の配光は広く、垂直方向から±６０°程度の角度範囲にわたり光が放射される場合がある。
【0008】
特定波長以下の光をカットするフィルタ、すなわちハイパスフィルタとしては、単膜あるいは多層膜として構成される誘電体薄膜などを用いた光干渉性を利用するフィルタや、材料に起因する吸収現象などを利用するフィルタがある。光干渉性を利用するフィルタ（以下、光干渉フィルタと称する場合がある）は透過率が９０％となる波長と透過率が１０％となる波長との波長差を小さくすることができるため、ＬＥＤチップの波長プロファイルにおける特定波長よりも短波長側をカットしつつ、特定波長よりも長波長側の光出力の減衰を抑制したい場合に有効である。しかし、光干渉フィルタは、フィルタへの光の入射角度によってフィルタ内での光路長が変わるため、観測角度（入射角度）によっては特定波長以下の波長を有効にカットできないという問題がある。
【0009】
そのため、例えばＬＥＤチップのような点光源を内蔵した光半導体装置において、特定波長より長波長側の光の出力の減衰を抑制しながら特定波長より短波長側の光をカットすることができる光半導体装置の提供が望まれる。
【0010】
本発明は、かかる実状に鑑みて為されたものであって、その目的は、特定波長より長波長側の光の出力の減衰を抑制しながら特定波長より短波長側の光をカットすることができる光半導体装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0011】
発明者らは、特定波長より長波長側の光の出力の減衰を抑制しながら、特定波長より短波長側の光をカットすることができるように、透明蓋の表面に配置する光干渉フィルタを、発光素子の光の出射面からの位置関係に応じて、光干渉フィルタの特性を変えて複数配置することに着目して検討を行った。
【0012】
上記目的を達成するための本発明に係る光半導体装置は、
パッケージ基板と、
前記パッケージ基板の上面に、光取り出し側の面である出射面が上面となるように配置された発光素子と、
前記パッケージ基板との間に閉鎖空間を形成し、前記発光素子を覆う透明蓋と、
前記透明蓋の表面に配置され、入射角０度で透過率５０％となる波長が特定波長としてのλ１である第一光干渉フィルタと、
前記透明蓋の表面に配置され、入射角０度で透過率５０％となる波長がλ２（ただし、λ１＜λ２）である第二光干渉フィルタと、を備え、
前記第一光干渉フィルタは、上下方向視において前記出射面の中央部と重複する位置を含む第一領域に配置され、
前記第二光干渉フィルタは、上下方向視における前記第一領域の外側に隣接する第二領域に配置されている。
パッケージ基板と、
前記パッケージ基板の上面に、光取り出し側の面である出射面が上面となるように配置された発光素子と、
前記パッケージ基板との間に閉鎖空間を形成し、前記発光素子を覆う透明蓋と、
前記透明蓋の表面に配置され、入射角０度で透過率５０％となる波長が特定波長としてのλ１である第一光干渉フィルタと、
前記透明蓋の表面に配置され、入射角０度で透過率５０％となる波長がλ２（ただし、λ１＜λ２）である第二光干渉フィルタと、を備え、
前記第一光干渉フィルタは、上下方向視において前記出射面の中央部と重複する位置を含む第一領域に配置され、
前記第二光干渉フィルタは、上下方向視における前記第一領域の外側に隣接する第二領域に配置されている。
【発明の効果】
【0013】
特定波長としてのλ１より長波長側の光の出力の減衰を抑制しながらλ１より短波長側の光をカットすることができる光半導体装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1A】第一実施形態に係る光半導体装置の上面図である。
【図2】第一実施形態に係る光半導体装置の断面図である。
【図3】第一光干渉フィルタの透過スペクトルの一例を示すグラフである。
【図4】第二光干渉フィルタの透過スペクトルの一例を示すグラフである。
【図5】第一実施形態の変形例に係る光半導体装置の断面図である。
【図6】第二実施形態に係る光半導体装置の上面図である。
【図7】第二実施形態の変形例に係る光半導体装置の断面図である。
【図8】第三実施形態に係る光半導体装置の断面図である。
【図9】配光分布特性の測定方法の説明図である。
【図10】実施例１に係る光半導体装置の発光スペクトルのグラフである。
【図11】実施例１に係る光半導体装置の配光分布特性のグラフである。
【図12】実施例２に係る光半導体装置の発光スペクトルのグラフである。
【図13】実施例２に係る光半導体装置の配光分布特性のグラフである。
【図14】比較例１に係る光半導体装置の発光スペクトルのグラフである。
【図15】比較例１に係る光半導体装置の配光分布特性のグラフである。
【図16】比較例２に係る光半導体装置の発光スペクトルのグラフである。
【図17】比較例２に係る光半導体装置の配光分布特性のグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0015】
図面に基づいて、本発明の実施形態に係る光半導体装置について説明する。
【0016】
【0017】
まず、光半導体装置１００の概要を説明する。光半導体装置１００は、図２に示すように、パッケージ基板１と、パッケージ基板１の上面（図２における底面１１）に、光取り出し側の面である出射面２１が上面となるように配置された発光素子２と、パッケージ基板１との間に閉鎖空間Ｓを形成し、発光素子２を覆う透明蓋３と、透明蓋３の表面に配置され、入射角０度で透過率５０％となる波長が特定波長としてのλ１である第一光干渉フィルタ４１と、透明蓋３の表面に配置され、入射角０度で透過率５０％となる波長がλ２（ただし、λ１＜λ２）である第二光干渉フィルタ４２と、を備えている。本実施形態の光干渉フィルタはすべて、光干渉式ハイパスフィルタである。
【0018】
以下では、図２における、光半導体装置１００において、パッケージ基板１から見て透明蓋３の側を上、透明蓋３から見てパッケージ基板１の側を下と称し、上側の面を上面、下側の面を下面と称し、図２以降の図及び他の実施形態等でもこれを基準に説明を行う。例えば、透明蓋３の発光素子側の面を下面と称し、透明蓋３の発光素子側と反対の面を上面と称す。また、透明蓋３の表面とは透明蓋３の上面及び下面の両面またはいずれかの面をいう。図２の上から透明蓋３の厚み方向に俯瞰した上面図が図１Ａである。図１Ｂは、図２における透明蓋３における第一領域（図内のＲ１）及び第二領域（図内のＲ２）についての透明蓋３の厚み方向に俯瞰した説明図である。
【0019】
本実施形態における上下方向視とは、透明蓋３を透明蓋３の厚み方向に俯瞰する場合であって、透明蓋３の上面を上から見る視点（以下、上面視ともいう）と、透明蓋３の下面を下から見る視点との両方を表す言葉とする。なお、上下方向視において、本実施形態で「外側」とは図１Ｂに示す中央部Ｐから離れる側をいい、「内側」とは中央部Ｐ側をいう。同様に「外周」とは当該領域または範囲の中央部Ｐから遠い側の端部をいい、「内周」とは当該領域または範囲の中央部Ｐ側の端部をいう。
【0020】
図１Ｂでは、第一領域Ｒ１が上面視において出射面２１の中央部Ｐと重複する位置を含むことを示している。そして、第二領域Ｒ２は第一領域Ｒ１の外側に隣接しており、第二領域Ｒ２は第一領域Ｒ１と重ならない環状形状を有している。第一領域Ｒ１の外周と第二領域Ｒ２の内周とは一致している。上面視を上下方向視としても同様である。
【0021】
図２では、第一光干渉フィルタ４１は第一領域Ｒ１における透明蓋３の表面（上面）に配置されていることを示している。第二光干渉フィルタ４２は、第二領域Ｒ２における透明蓋３の表面（上面）に配置されており、第一領域Ｒ１には配置されない。すなわち、図１Ａにおける第二光干渉フィルタ４２の内周と、図１Ｂにおける第二領域Ｒ２の内周とは位置が一致している。
【0022】
本実施形態において、第一光干渉フィルタ４１が第一領域Ｒ１に配置されるとは、第一光干渉フィルタ４１と第一領域Ｒ１との範囲が一致する場合と、第一光干渉フィルタ４１が第一領域Ｒ１及び第一領域Ｒ１の外側に延在する領域の双方に配置される場合の両方を含むことを意味するものとする。第二光干渉フィルタ４２が第二領域Ｒ２に配置されるとは、第二光干渉フィルタ４２と第二領域Ｒ２との範囲が一致する場合と、第二光干渉フィルタ４２が第二領域Ｒ２及び第二領域Ｒ２の外側に延在する領域の双方に配置される場合の両方を含むことを意味するものとする。ただし、第二光干渉フィルタ４２が第二領域Ｒ２よりも内側の領域に配置されることは無いものとする。
【0023】
また、図２に示すように、第一領域Ｒ１と第二領域Ｒ２は透明蓋３における立体的な領域を示しており、出射面２１の外周から出射される光が透明蓋３を透過するときの経路（光路）によって区切られる。
【0024】
図２に示すように、出射面２１の外周を起点に透明蓋３へ向かって出射面２１の真上から離れる方向に斜めに放射された光線の光路の、出射面２１の外周から透明蓋３に向かう垂線に対する角度を傾斜角度θとする。傾斜角度θは、中央部Ｐから離れる方向を正、中央部Ｐに近づく方向を負とする。図２では、傾斜角度θが３０°に対応する放射された光の光路をθ３０の符号で示した仮想線で図示している。
【0025】
なお、図２は概略図であるため、出射面２１から出射した光が光半導体装置１００から取り出される光の光路を直線で示しているが、厳密には、透明蓋３に垂直以外の角度で入射した場合の光路は、透明蓋３、第一光干渉フィルタ４１及び第二光干渉フィルタ４２のそれぞれの厚さ及び屈折率に依存して、閉鎖空間Ｓ、透明蓋３、第一光干渉フィルタ４１または第二光干渉フィルタ４２、及び光半導体装置１００の外部空間のそれぞれの境界面においてスネルの法則に従って屈折するため、折れ線のような光路をとり、実際の光路は直線からずれる。光干渉フィルタの配置位置を設計する際には、このずれ量を考慮してもよく、簡略化して無視してもよい。本実施形態の説明においては、ずれ量を無視した直線とする。
【0026】
上下方向視における、第二領域Ｒ２の、中央部Ｐ側（内周）の形状（すなわち第一領域Ｒ１の外周形状）と、中央部Ｐとは反対側（外周）の形状は、四角形や長方形や多角形や円形などの形状を選択可能であるが、後述するように特定の最適角を有する光干渉フィルタを出射面２１の外周からの傾斜角度θにより定める領域によって配置を決める場合において、出射面２１の形状と相似する形（図１Ｂ）、または、出射面２１の外周から一定の距離（となるように角部に曲率半径）を有する形（図１Ｃ）とすることが好ましい。図１Ｂと図１Ｃとで形状が異なる角部における本発明の効果の差は小さいため、図２のＩＩ－ＩＩ矢視断面に基づいて行われる出射面２１の外周からの傾斜角度θによる領域範囲の説明は、いずれの場合にも適用されるものとする。また、図１Ｃにおける第二領域Ｒ２の角部のように、領域の外周と透明蓋３の外周との間に他の領域が無い場合があるが、その場合は、当該領域の外周を透明蓋３の外周に合わせるような変形も可能である。
【0027】
【0028】
光半導体装置１００では、発光素子２の出射面２１から出射した光を透明蓋３を介して外部に放射する。この際、出射面２１から出射した光は、第一光干渉フィルタ４１又は第二光干渉フィルタ４２によって、特定波長としてのλ１より短波長側の光がカットされる。
【0029】
光半導体装置１００は、特定波長としてのλ１より長波長側の光の出力の減衰を抑制しながらλ１より短波長側の光をカットすることができる。
【0030】
（各部の説明）
以下、光半導体装置１００の各部について詳細を説明する。光半導体装置１００の断面図である図２に示すように、光半導体装置１００は、パッケージ基板１と、発光素子２と、透明蓋３と、透明蓋３の表面に配置された光干渉フィルタとを備えており、光干渉フィルタとして、第一光干渉フィルタ４１と第二光干渉フィルタ４２とを含む。光半導体装置１００は、図２に示すように、一例として図１ＡのＩＩ－ＩＩ矢視断面が左右対称であるが、出射面２１の中央部Ｐが光半導体装置１００のほぼ中心に位置するのであれば左右非対称であっても構わない。その他、光半導体装置１００は、図示しない電極などを備えている。
以下、光半導体装置１００の各部について詳細を説明する。光半導体装置１００の断面図である図２に示すように、光半導体装置１００は、パッケージ基板１と、発光素子２と、透明蓋３と、透明蓋３の表面に配置された光干渉フィルタとを備えており、光干渉フィルタとして、第一光干渉フィルタ４１と第二光干渉フィルタ４２とを含む。光半導体装置１００は、図２に示すように、一例として図１ＡのＩＩ－ＩＩ矢視断面が左右対称であるが、出射面２１の中央部Ｐが光半導体装置１００のほぼ中心に位置するのであれば左右非対称であっても構わない。その他、光半導体装置１００は、図示しない電極などを備えている。
【0031】
図２に示す発光素子２は、例えばＬＥＤチップである。ＬＥＤチップは、要求される波長域に応じて選択すればよい。発光素子２は、好ましくは紫外ＬＥＤである。発光素子２は、例えば３００ｎｍ以上３５０ｎｍ以下の間に発光中心波長を有する。発光素子２の出射面２１は平面状に形成されている。上面視における出射面２１の形状は、光半導体装置１００の用途、機能又は製造上の都合に応じて、四角形や長方形や多角形や円形など、任意の形状を選択可能である。本実施形態では、一例として、発光素子２が上面視で正方形である場合を示している（図１Ａ参照）。
【0032】
パッケージ基板１は、発光素子２を載置して固定する座となる部分である。パッケージ基板１は、発光素子２をマウントするために適したものであれば良いが、特に、放熱性を有していることが好ましい。パッケージ基板１の形成に適した材料としては、ＡｌＮやＡｌ－ＳｉＣ、Ｍｇ－ＳｉＣなどのセラミックス、Ａｌ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｃｕ－Ｗ、Ｃｕ－Ｍｏ、コバールなどの金属が例示される。パッケージ基板１を形成する材料は、好ましくはＡｌＮ焼成体である。
【0033】
パッケージ基板１は、パッケージ基板１と透明蓋３とを接合することで形成される閉鎖空間Ｓ内に発光素子２を配置できるように、透明蓋３を設置することができる形状であれば良く、例えば平板状や凹部を有する形状に形成されてよい。図２では、パッケージ基板１が、凹部を有する形状の一例として有底筒状に形成されて、その断面が角張ったＵ字状形状である場合を示している。パッケージ基板１の筒内部の底面１１（パッケージ基板１の上面）は、平面状に形成されている。底面１１上には、発光素子２が、光取り出し側の面である出射面２１が上面となるように載置されている。パッケージ基板１の筒部１３の上端部には、後述する透明蓋３が載置されている。
【0034】
透明蓋３は、発光素子２の光を透過する材料で形成されている。透明蓋３は、例えば平板状に形成される。透明蓋３の形成に用いられる材料の一例は、ガラス（ソーダ石灰ガラス）、石英及びサファイアなどの金属酸化物である。透明蓋３は、好ましくは、合成石英(屈折率：１．４９)、溶融石英(屈折率：１．４９)、サファイア（屈折率：１．８０）である。
【0035】
透明蓋３は、パッケージ基板１との間に閉鎖空間Ｓを形成し、発光素子２を上方から覆うように配置される。すなわち、透明蓋３は、上面視で発光素子２を完全に包含するように配置される。発光素子２は、上面視でパッケージ基板１の底面１１と透明蓋３との間に位置する状態で、閉鎖空間Ｓに封入される。なお、透明蓋３は、発光素子２との間に閉鎖空間Ｓを有しており、透明蓋３と発光素子２とは接しない。
【0036】
透明蓋３は、図２に示すように、パッケージ基板１が凹部を有する形状である場合は、例えば板状としてよい。パッケージ基板１が板状である場合は、透明蓋３を、凹部を有する形状、例えば、有底筒状の蓋としても良い。
【0037】
上面視における透明蓋３の発光素子２と重複する範囲は、平面状、且つ、上面及び下面が発光素子２の出射面２１と平行とされる。
【0038】
後述するように、透明蓋３の表面には第一光干渉フィルタ４１及び第二光干渉フィルタ４２が配置されるが、透明蓋３の第一光干渉フィルタ４１及び第二光干渉フィルタ４２が配置される範囲の表面は平面状とされる。第一光干渉フィルタ４１及び第二光干渉フィルタ４２を配置するのに差し支えない範囲であれば、透明蓋３の表面の表面粗さは任意である。
【0039】
透明蓋３は、例えば接着層９を介してパッケージ基板１に接合される。接着層９は、接合材により形成されてよい。接合材の選択や接着層９の形成方法は任意であるが、例えば、パッケージ基板１や透明蓋３の接合すべき部分にそれぞれ金属層を形成した後に、これら金属層同士を圧着してもよいし、各種の半田や、樹脂系の接着剤を使用してもよい。接着層９は、好ましくは、ＡｕＳｎ半田である。
【0040】
図２に示す光半導体装置１００の透明蓋３と発光素子２の出射面２１との配置関係の場合、出射面２１からの光が透明蓋３を介して光半導体装置１００の外部に取り出し可能な光は、透明蓋３に対して垂直方向から６０°程度の角度範囲にわたって放射される。
【0041】
光干渉フィルタは、光干渉性を利用した光カットフィルタである。光干渉フィルタは、屈折率が異なる２種以上（例えば２種または３種）の誘電体層の積層体である。光干渉フィルタにおいて、屈折率が異なる２種以上の層を繰り返して積層することが好ましく、繰り返し数としては３ペア以上１００ペア以下の範囲とすることが好ましい。この範囲であれば、ペア数が多いほど、或いは屈折率差が大きいほど、特定波長としてのλ１近傍における透過率変化の急峻性を良好にすることができる。本実施形態における光干渉フィルタは、所定の入射角における所定の波長以下（短波長側）の透過率を５０％以下とするハイパスフィルタである。なお、光干渉フィルタの透過率の波長依存性（透過スペクトル）は、分光光度計（例えば、日本分光(株)製Ｖ－６５０）を用いて測定することができる。この測定に当たっては、光干渉フィルタを透明蓋３表面に形成して、又はこれに代えて、石英ガラス基板もしくはサファイア基板表面に形成して測定してよい。
【0042】
光干渉フィルタが２種の層からなる場合、第一の層の材料としては、例えばＳｉＯ２（屈折率：１．４６）が選択される。第二の層の材料としては、例えばＴｉＯ２（屈折率：２．２６）、ＨｆＯ２（屈折率：１．９５）、Ｓｃ２Ｏ３（屈折率：１．９６）が選択される。光干渉フィルタが３種の層からなる場合、第三の層の材料として例えばＡｌ２Ｏ３（ｎ＝１．７１）やＭｇＯ（ｎ＝１．７４）を選択しても良い。４種以上からなる場合、例示した材料から適宜選択すれば良い。これらの層は、真空蒸着、スパッタリング、ＣＶＤなどの公知の方法で成膜可能である。フォトリソグラフィを用いて所定の範囲に光干渉フィルタを形成する。
【0043】
光干渉フィルタは、使用する層の材料、各層の厚さ及びペア数を設定することよって、その特性、すなわち透過スペクトルを決定することができる。本実施形態では、以下、光干渉フィルタがＳｉＯ２の層とＴｉＯ２の層を有する場合を例示して説明する。
【0044】
以下の説明では、特定波長としてのλ１が３０５ｎｍである場合を例示して説明する。なお、λ１は、発光出力はできるだけ維持したい発光素子２の発光中心波長（本実施形態では、一例として３１０ｎｍの場合を説明。）と、カットしたい（発光出力をゼロに近づけたい）波長域の中での最大波長（例えば３００ｎｍ）との間の範囲内（例えば３００ｎｍ以上３１０ｎｍ以下）において、カットしたい波長域の光出力を低減できるように設定したものである。発光素子２が、発光中心波長が３００ｎｍ以上３５０ｎｍ以下の紫外ＬＥＤである場合、その波長プロファイルにおける波長半値幅（ＦＷＨＭ）は、発光中心波長の短波長側で４～８ｎｍ程度あることと、光干渉フィルタのλ１近傍の急峻特性を考慮して、λ１は、当該発光中心波長より３ｎｍ以上１０ｎｍ以下短い波長であることが好ましい。
【0045】
図２に示す光半導体装置１００の透明蓋３と発光素子２の出射面２１との配置関係の場合において、透明蓋３の上下方向視において発光素子２の出射面２１と重複する領域では、出射面２１から放射されて透明蓋３に入射する光の入射角は０°近傍の成分が支配的である。このため、この領域には入射角０°近傍に適した光干渉フィルタを配置する。一方、発光素子２の出射面２１の外周から上下方向視において外側へ放射され透明蓋３に入射する光の入射角は０°よりも大きい成分が支配的となる。そのような領域には入射角の大きい光に適した光干渉フィルタを配置する。
【0046】
光干渉フィルタの、フィルタへの入射角が０°以上６０°以下の範囲における５°毎の透過スペクトルの一例を図３に示す。なお、図３において、縦軸の「フィルタ透過率」は、光干渉フィルタの光の透過率である。以下では、光干渉フィルタにおいて、透過率５０％となる波長がλ１となる入射角を最適角と称する。最適角の角度をαとする。
【0047】
図３の光干渉フィルタでは、横軸の波長がλ１（３０５ｎｍ）のときに縦軸のフィルタ透過率が５０％となるのが入射角が０°のときであるため、図３の光干渉フィルタの最適角はα＝０°である。このような光干渉フィルタを、第一光干渉フィルタ４１として透明蓋３の上下方向視において発光素子２の出射面２１と重複する領域に配置する。第一光干渉フィルタ４１では、入射角が最適角α＝０°から大きくなるにつれて、透過率が５０％以下となる波長域が短波長側にシフトする。
【0048】
また、図４の光干渉フィルタでは、横軸の波長がλ１（３０５ｎｍ）のときに縦軸のフィルタ透過率が５０％となるのが入射角が３０°のときであるため、図４の光干渉フィルタの最適角はα＝３０°である。また、入射角が０°において透過率が５０％となる波長λ２は３１７ｎｍであり、λ２＞λ１である。このように図３に比べて最適角の大きい光干渉フィルタを第二光干渉フィルタ４２として透明蓋３の上下方向視において発光素子２の出射面２１からの傾斜角度が０°よりも大きい外側の領域に配置する。第二光干渉フィルタ４２では、入射角が最適角α＝３０°から大きくなるにつれて、透過率が５０％以下となる波長域が短波長側にシフトし、入射角が最適角α＝３０°から小さくなるにつれて、透過率が５０％以下となる波長域が長波長側にシフトする。
【0049】
図３に示す透過率特性を有する光干渉フィルタを、例えば透明蓋３の上面の全面に形成した場合を考える。発光素子２の外周からの傾斜角度θが大きくなるにつれて、透明蓋３の上面に設けられたフィルタへの入射角が大きくなるため、λ１以下の波長帯の光を効果的にカットすることができず、λ１以下の波長帯の光が光半導体装置１００の外へ放射されてしまう。例えば、最適角＋３５°（図３における入射角３５°）の傾斜角度θではカットしたい波長域の最大波長（３００ｎｍ）の透過率は１００％に近く、最適角＋１５°（図３における入射角１５°）の傾斜角度θではカットしたい波長域の最大波長（３００ｎｍ）の透過率は１０％未満である。
【0050】
また、図４に示す透過率特性を有する光干渉フィルタを、例えば透明蓋３の上面の全面に形成した場合を考える。発光素子２の外周からの傾斜角度θが最適角（α＝３０°）付近及び３０°以上の範囲ではλ１以下の波長帯の光を効果的にカットすることができる。しかし、発光素子２の出射面２１と重複する領域のように、最適角よりも傾斜角度θが小さい領域では、発光素子２の発光中心波長３１０ｎｍを含むλ１（３０５ｎｍ）より長波長光の透過率が低く、発光出力が低下してしまう。とくに、最適角－５°（図４における入射角２５°）よりも小さい傾斜角度θでは発光中心波長３１０ｎｍの透過率が大きく低下してしまう。
【0051】
そこで、最適角が異なる光干渉フィルタを用意し、傾斜角度を用いて光干渉フィルタを設ける領域を決め、最適角の異なる光干渉フィルタを各領域に設ける。最適角－５°よりも傾斜角度が小さい領域には、その最適角以上の最適角を有する光干渉フィルタを配置しないことによって、λ１以上の波長帯の光の減衰を抑制することができる。
【0052】
以下ではＮ枚（Ｎは自然数）の光干渉フィルタを用いる場合を考える。内側に配置する光干渉フィルタから外側に離れる順番に番号を自然数ｎ（ｎ＝１～Ｎ）で付けるものとし、その番号を付して第ｎ光干渉フィルタと呼称するものとする。第ｎ光干渉フィルタが配置される領域を第ｎ領域Ｒｎとする。第ｎ領域Ｒｎは、ｎの値が大きいほど外側に存在し、各領域は重ならない。
【0053】
第ｎ光干渉フィルタの最適角をαｎとすると、α１＜α２＜・・・＜αＮのようにｎの値が大きいほど最適角の角度は大きくなるものとする。Ｎ＝２の場合は、０°≦α１≦２０°、２０°≦α２≦４０°とすることが好ましい。また、Ｎ≧３の場合はα１～αＮを光半導体装置１００の配光角の半値（例えば６０°）をＮで割った角度による等間隔とすることが好ましいが、等間隔でなくとも良い。例えば、第１光干渉フィルタの最適角をα１＝０°とするとき、Ｎ＝３の場合は、α１＝０°、α２＝２０°、α３＝４０°とすることが好ましく、Ｎ＝６の場合は、α１＝０°、α２＝１０°、α３＝２０°、α４＝３０°、α５＝４０°、α６＝５０°とすることが好ましい。
【0054】
第一領域Ｒ１、第二領域Ｒ２など第ｎ領域Ｒｎの範囲を決める境界線は、第ｎ光干渉フィルタの最適角αｎと傾斜角度θによって規定される。第ｎ領域とは発光素子２の出射面２１から放射された光が厚さを有する透明蓋３の下面から上面に抜けるまでの立体的な領域を意味する。以下の説明では、第一領域Ｒ１、第二領域Ｒ２などの各領域の外周又は内周の位置を出射面２１の外周からの傾斜角度θを用いて、外周の位置はθｏｕｔとし、内周の位置はθｉｎとして説明する。また、例えば、第一領域Ｒ１の外周の位置をθｏｕｔ（Ｒ１）、第二領域Ｒ２の内周の位置をθｉｎ（Ｒ２）等と称して説明する。
【0055】
第一領域Ｒ１の外周及び第二領域以降の第ｎ領域Ｒｎ（ｎ＝２～Ｎ）の内周θｉｎ（Ｒｎ）と外周θｏｕｔ（Ｒｎ）は、第ｎ光干渉フィルタの最適角αｎを用いて以下のように説明でき、ｎ＝Ｎからｎ＝１へ降順にしたがって、θｏｕｔ（Ｒｎ）（ただしｎ＝１～Ｎ）、θｉｎ（Ｒｎ）（ただしｎ＝２～Ｎ）を順次決めればよい。
・第一領域Ｒ１は上下方向視において出射面２１の中央部Ｐと重複する位置を含む。
・第ｎ領域Ｒｎの外周θｏｕｔ（Ｒｎ）
αｎ－５°＜θｏｕｔ（Ｒｎ）＝θｉｎ（Ｒｎ+1） ｎ＝１の場合
αｎ＜θｏｕｔ（Ｒｎ）＝θｉｎ（Ｒｎ+1） ｎ＝２～Ｎ－1の場合
αｎ＜θｏｕｔ（Ｒｎ）≦αｎ＋３５° ｎ＝Ｎの場合
好ましくはαｎ＜θｏｕｔ（Ｒｎ）≦αｎ＋１５° ｎ＝Ｎの場合
・ｎが２～Ｎのときの第ｎ領域Ｒｎの内周θｉｎ（Ｒｎ）
αｎ－５°≦θｉｎ（Ｒｎ）≦αｎ ・・・・（式１）
好ましくはαｎ－１°≦θｉｎ（Ｒｎ）≦αｎ
・第一領域Ｒ１は上下方向視において出射面２１の中央部Ｐと重複する位置を含む。
・第ｎ領域Ｒｎの外周θｏｕｔ（Ｒｎ）
αｎ－５°＜θｏｕｔ（Ｒｎ）＝θｉｎ（Ｒｎ+1） ｎ＝１の場合
αｎ＜θｏｕｔ（Ｒｎ）＝θｉｎ（Ｒｎ+1） ｎ＝２～Ｎ－1の場合
αｎ＜θｏｕｔ（Ｒｎ）≦αｎ＋３５° ｎ＝Ｎの場合
好ましくはαｎ＜θｏｕｔ（Ｒｎ）≦αｎ＋１５° ｎ＝Ｎの場合
・ｎが２～Ｎのときの第ｎ領域Ｒｎの内周θｉｎ（Ｒｎ）
αｎ－５°≦θｉｎ（Ｒｎ）≦αｎ ・・・・（式１）
好ましくはαｎ－１°≦θｉｎ（Ｒｎ）≦αｎ
【0056】
第ｎ領域Ｒｎと第ｎ光干渉フィルタとの関係性は以下のとおりである。
・第ｎ光干渉フィルタは第ｎ領域Ｒｎを含むように設ける。
・ｎが２～Ｎのとき、第ｎ光干渉フィルタの内周と第ｎ領域の内周とを一致させる。
・ｎが１～Ｎのとき、第ｎ光干渉フィルタの外周は第ｎ領域の外周と一致させるか、または超える位置まで延在可能である。
・第ｎ光干渉フィルタは第ｎ領域Ｒｎを含むように設ける。
・ｎが２～Ｎのとき、第ｎ光干渉フィルタの内周と第ｎ領域の内周とを一致させる。
・ｎが１～Ｎのとき、第ｎ光干渉フィルタの外周は第ｎ領域の外周と一致させるか、または超える位置まで延在可能である。
【0057】
第ｎ光干渉フィルタの外周は、最大で透明蓋３の外周とする任意の位置まで延在することができる。
【0058】
例えば、ｎが奇数と偶数の光干渉フィルタを透明蓋３の同一面上に配置する場合には第ｎ光干渉フィルタの外周は第ｎ＋１光干渉フィルタの内周と一致させても良いし、第ｎ＋１光干渉フィルタの内周を超えて第ｎ＋１領域内にあってもよい。ｎが奇数と偶数の光干渉フィルタを透明蓋３の異なる面上に配置する場合には第ｎ光干渉フィルタの外周は第ｎ＋１領域内にあってよく、第ｎ＋２光干渉フィルタの内周と一致させても良いし、更に第ｎ＋２光干渉フィルタの内周を超えて第ｎ＋２領域内にあってもよい。すなわち、各光干渉フィルタの内周を当該光干渉フィルタが設けられる領域よりも内側にある他の領域に配置させることは許容されない。一方、各光干渉フィルタの外周を当該光干渉フィルタが設けられる領域よりも外側にある他の領域に配置させることは許容される。ただし、図３や図４のように光干渉フィルタは光を透過する波長域においても常に１００％の透過率を有しているわけではないため、λ1より長波長域での意図しない出力の減衰は僅かにある。その僅かな出力の減衰も減らす目的では、第ｎ光干渉フィルタの外周はαｎ＋３５°以内とすることが好ましく、αｎ＋１５°以内とすることがより好ましい。上下方向視における第ｎ光干渉フィルタの外周は、上下方向視における第ｎ領域Ｒｎの外周形状に対応させた形状としてよい。
【0059】
（第一実施形態）
以下、Ｎ＝２の場合であり、第一光干渉フィルタ４１と、第二光干渉フィルタ４２として、上記の図３（α１＝０°）と図４（α２＝３０°）の光干渉フィルタをそれぞれ用いた場合について、第一実施形態として説明する。図１Ａ、図２に示すように、第一実施形態において第一光干渉フィルタ４１と、第二光干渉フィルタ４２とが、共に、透明蓋３の上面に設置される。
以下、Ｎ＝２の場合であり、第一光干渉フィルタ４１と、第二光干渉フィルタ４２として、上記の図３（α１＝０°）と図４（α２＝３０°）の光干渉フィルタをそれぞれ用いた場合について、第一実施形態として説明する。図１Ａ、図２に示すように、第一実施形態において第一光干渉フィルタ４１と、第二光干渉フィルタ４２とが、共に、透明蓋３の上面に設置される。
【0060】
図２において、第二光干渉フィルタ４２（α２＝３０°）を設ける第二領域Ｒ２の内周θｉｎ（Ｒ２）は３０°とする。また、第一光干渉フィルタ４１（α１＝０°）を設ける第一領域Ｒ１の外周θｏｕｔ（Ｒ１）は、第二領域Ｒ２の内周と一致させる。第二領域Ｒ２の外周θｏｕｔ（Ｒ２）は、Ｎ＝２で第二領域Ｒ２より外側の領域が無いため特に限定されないが、例えばα２＝３０°であることから、３０°＜θｏｕｔ（Ｒ２）≦３０°＋３５°の範囲から選択でき、例えば６０°とすることができる。
【0061】
第一光干渉フィルタ４１は、発光素子２の出射面２１からの垂直方向の光、すなわち入射角０度の光に対して効率的にλ１以下の光をカットするため、第一領域Ｒ１を含む範囲の領域に必ず配置する。第一領域Ｒ１には、第二光干渉フィルタ４２などの第一光干渉フィルタ４１以外の配置は許容されない。第一光干渉フィルタ４１の外周は、第一領域Ｒ１の外側に隣接する第二領域Ｒ２や更にその外側に延在してよい。図２では、第一光干渉フィルタ４１の外周が出射面２１の外周から傾斜角度θ＝３０°となる位置に位置しており、第二光干渉フィルタ４２が第二領域Ｒ２に配置されており、第二光干渉フィルタ４２の内周が出射面２１の外周から傾斜角度θ＝３０°となる位置に位置している場合を例示している。第一光干渉フィルタ４１に対して大きく傾斜して（例えば、入射角３０°）入射するλ１以下の光は、仮に第一光干渉フィルタ４１を用いた場合であっても十分にカットできず透過してしまう。そこで、出射面２１からの光が大きく傾斜して透明蓋３に入射する領域、すなわち出射面２１の外周から傾斜角度θ＝３０°以上となる領域を第二領域Ｒ２とし、第二領域Ｒ２に最適角３０°の第二光干渉フィルタ４２を配置することで、効率的にλ１より短波長側の光をカットしつつ、λ１より長波長側の光の出力の減衰を抑制し、これにより、λ１より長波長側の光を効率的に光半導体装置１００の外部に放射可能とするのである。なお、最適角３０°の第二光干渉フィルタ４２を、透明蓋３への傾斜角度θが最適角３０°より明らかに小さくなる位置（例えば最適角α２より５°を超えて小さい２５°未満となる傾斜角度θの範囲）に配置すると、減衰させたくないλ１より長波長側の出力が大きく減衰してしまうため好ましくない。
【0062】
このように、第一光干渉フィルタ４１を透明蓋３に対して垂直に近い角度で入射する垂直光用の光干渉フィルタとして用い、第一光干渉フィルタ４１とは別に、第二光干渉フィルタ４２を、透明蓋３に対して垂直から傾斜した角度で入射する斜光用の光干渉フィルタとして用いる。すなわち、最適角と同等以上（少なくとも最適角-５°以上）の傾斜角度θの領域には、その最適角を有する光干渉フィルタを配置する。これにより、λ１より長波長側の光を効率的に光半導体装置１００の外部に取り出しつつ、λ１より短波長側の光を適切にカットすることができるのである。
【0063】
（第一実施形態の変形例１）
上記第一実施形態では、光干渉フィルタが共に透明蓋３の上面に設置されている場合を図２の通り図示して説明したが、図５の断面図（図２と同様の断面を示す）に示すように、光干渉フィルタが透明蓋３の下面に配置されてもよい。第一光干渉フィルタ４１と第二光干渉フィルタ４２とが透明蓋３の下面に配置されてもよいし、一方が透明蓋３の下面に配置され、他方が透明蓋３の上面に配置されてもよい。
上記第一実施形態では、光干渉フィルタが共に透明蓋３の上面に設置されている場合を図２の通り図示して説明したが、図５の断面図（図２と同様の断面を示す）に示すように、光干渉フィルタが透明蓋３の下面に配置されてもよい。第一光干渉フィルタ４１と第二光干渉フィルタ４２とが透明蓋３の下面に配置されてもよいし、一方が透明蓋３の下面に配置され、他方が透明蓋３の上面に配置されてもよい。
【0064】
図５では、第一光干渉フィルタ４１が透明蓋３の下面に配置され、第二光干渉フィルタ４２が透明蓋３の上面に配置されている場合の変形例を示している。このように第一光干渉フィルタ４１が透明蓋３の下面に配置されるようにすることで、第一光干渉フィルタ４１を発光素子２に近い側に配置して、第一光干渉フィルタ４１に対して垂直に近い入射角の光を効率よくフィルタすること出来る。また、透明蓋３に入射したあとの光路を考慮しないで済むため光干渉フィルタの配置位置の設計が容易になる。
【0065】
また、最適角が異なる光干渉フィルタ（変形例１では、第一光干渉フィルタ４１と第二光干渉フィルタ４２）を透明蓋３における同じ面に形成する場合よりも、それぞれの光干渉フィルタが担う傾斜角度θの範囲を広くして、特定波長としてのλ１より長波長側の光の出力の減衰を適切に抑制することができる。また、それぞれの光干渉フィルタの透明蓋３への取り付けが容易となり、光半導体装置１００の製造が容易になる。
【0066】
図５では、第一実施形態と同様に第二光干渉フィルタ４２の最適角α２は３０°とし、第二領域の内周はθｉｎ（Ｒ２）＝３０°である場合を示している。第二光干渉フィルタ４２の内周は上記の第二領域Ｒ２の内周と一致している。そして、第一光干渉フィルタ４１の外周が第二領域Ｒ２へ延在しており、第一光干渉フィルタ４１の外周が出射面２１の外周からθ＝３５°となる位置に位置している場合を例示している。
【0067】
図５では、傾斜角度θ＝３０°以上θ＝３５°以下の範囲において、第一光干渉フィルタ４１と第二光干渉フィルタ４２とが重なっている。すなわち、第一光干渉フィルタ４１の外周は、傾斜角度θの方向視において第二光干渉フィルタ４２の範囲内にある場合を示している。このように所定の傾斜角度θの方向視において光干渉フィルタ同士を重複させることで、光干渉フィルタ形成時における光干渉フィルタの配置位置の誤差の許容範囲幅を拡大しつつ、出射面２１から放射される光に対する第一光干渉フィルタ４１と第二光干渉フィルタ４２との隙間をなくし、特定波長としてのλ１より長波長側の光の出力の減衰を抑制しながらλ１より短波長側の光をカットする性能の低下を回避することができる。なお、本実施形態における第一光干渉フィルタ４１と第二光干渉フィルタ４２の最適角及び配置位置の関係により、最適角が小さい光干渉フィルタ（第一光干渉フィルタ４１）を透過したλ１より長波長側の光が最適角の大きい光干渉フィルタ（第二光干渉フィルタ４２）を透過する際に大きくカットされることはない。
【0068】
（第二実施形態）
第二実施形態では、図６に示すように、光半導体装置１００が、光干渉フィルタとして、更に第三光干渉フィルタ４３を含む点で異なり、その他は第一実施形態の変形例１と同様である。以下では、Ｎ＝３の場合における最適角の選択など、主に第一実施形態の変形例１との相違点について説明する。
第二実施形態では、図６に示すように、光半導体装置１００が、光干渉フィルタとして、更に第三光干渉フィルタ４３を含む点で異なり、その他は第一実施形態の変形例１と同様である。以下では、Ｎ＝３の場合における最適角の選択など、主に第一実施形態の変形例１との相違点について説明する。
【0069】
本実施形態において、第三光干渉フィルタ４３は、入射角０度で透過率５０％となる波長λ３は、λ２＜λ３とされる。第三光干渉フィルタ４３の最適角α３の好ましい範囲は、光干渉フィルタとして第一光干渉フィルタ４１、第二光干渉フィルタ４２、及び第三光干渉フィルタ４３の三種を用いる場合は、４０°≦α３≦６０°である。
【0070】
光干渉フィルタとして第一光干渉フィルタ４１、第二光干渉フィルタ４２、及び第三光干渉フィルタ４３の三種を用いる場合、第二光干渉フィルタ４２の最適角α２は、第一実施形態のごとく光干渉フィルタとして第一光干渉フィルタ４１と第二光干渉フィルタ４２との二種のみの場合に比べて、小さく設定することが好ましい。また、最適角α１、最適角α２及び最適角α３の間隔が概ね等間隔となるように設定されるとよい。本実施形態において、最適角α１、α２、α３は一例として０°、２０°、４０°としてよい。
【0071】
第三領域Ｒ３は、第三光干渉フィルタ４３が必ず配置される領域である。すなわち、第三光干渉フィルタ４３が配置される領域は、透明蓋３の上面と重複する第三領域Ｒ３を包含する。第三領域Ｒ３の外周はα３＜θｏｕｔ（Ｒ３）≦α３＋３５°とする範囲が好ましく、内周はα３-５°＜θｉｎ（Ｒ３）≦α３とすることができ、最適角α３が４０°である第三光干渉フィルタ４３を用いる場合における、第三領域Ｒ３の汎用的な範囲として、θが４０°以上６５°以下の範囲を例示できる。本実施形態では、例えば、外周θｏｕｔ（Ｒ３）は６０°、内周θｉｎ（Ｒ３）は４０°である。第三領域Ｒ３はその内側に位置する第二領域Ｒ２を囲う環状の領域である。
【0072】
第二領域Ｒ２の外周は、第三領域Ｒ３の内周と一致し、θout（Ｒ２）＝θｉｎ（Ｒ３）である。第二領域Ｒ２の内周は、第三領域Ｒ３の内周と同様に、α２-５°＜θｉｎ（Ｒ２）≦α２とすることができる。本実施形態では、例えば、内周θｉｎ（Ｒ２）は２０°、外周θout（Ｒ２）は４０°である。第二領域Ｒ２はその内側に位置する第一領域Ｒ１を囲う環状の領域である。
【0073】
第一領域Ｒ１の外周は第二領域Ｒ２の内周と一致し、θｏｕｔ（Ｒ１）＝θｉｎ（Ｒ２）である。本実施形態では、例えば、外周θｏｕｔ（Ｒ１）は２０°である。
【0074】
第一光干渉フィルタ４１は、第一領域Ｒ１を包含するように配置する。第一光干渉フィルタ４１の外周は、第一領域Ｒ１の外周を超えて、その外側に位置する第二領域Ｒ２や更にその外側に位置する第三領域Ｒ３へ延在させても良い。図６では、一例として傾斜角度θ＝３５°となる位置に位置しており、第一光干渉フィルタ４１の外周は第二領域内にあり、第一光干渉フィルタ４１は第一領域Ｒ１から第二領域Ｒ２にかけて延在している場合を例示している。
【0075】
第二光干渉フィルタ４２は、第二領域Ｒ２を包含するように配置する。第二光干渉フィルタ４２の内周と第二領域Ｒ２の内周とは位置を一致させ、第二光干渉フィルタ４２の第一領域Ｒ１への配置は許容しない。一方、第二光干渉フィルタ４２の外周は、第二領域Ｒ２の外周を超えて、その外側に位置する第三領域Ｒ３へ延在させても良い。図６では、第二光干渉フィルタ４２の内周は、第二領域Ｒ２と第一領域Ｒ１との境界に位置し、第二光干渉フィルタ４２の外周は、第二領域Ｒ２から第三領域Ｒ３にかけて延在している場合を例示している。
【0076】
第三光干渉フィルタ４３は、第三領域Ｒ３を包含するように配置する。第三光干渉フィルタ４３の内周と第三領域Ｒ３の内周とは位置を一致させ、第三光干渉フィルタ４３の第二領域Ｒ２への配置は許容しない。一方、第三領域Ｒ３には、第一光干渉フィルタ４１及び／又は第二光干渉フィルタ４２の配置が許容される。
【0077】
図６では、本実施形態の一例として、第三領域Ｒ３の内周の位置及び第二領域Ｒ２の外周がθｉｎ（Ｒ３）＝θｏｕｔ（Ｒ２）＝４０°、第二領域Ｒ２の内周の位置及び第一領域Ｒ１の外周がθｉｎ（Ｒ２）＝θｏｕｔ（Ｒ１）＝２０°、第一光干渉フィルタ４１は透明蓋３の下面に設けられ、その外周がθ＝３５°まで延在し、第二光干渉フィルタ４２及び第三光干渉フィルタ４３は透明蓋３の上面に設けられ、第二光干渉フィルタ４２の外周がθ＝４５°まで、第三光干渉フィルタ４３の外周が透明蓋３の外周まで、それぞれ延在している場合を示している。
【0078】
上下方向視において、第三領域Ｒ３などの第二領域Ｒ２よりも外側の領域の形状は、上述する図１Ｂや図１Ｃにて例示される第二領域Ｒ２の形状と相似することが好ましい。第三光干渉フィルタ４３は、第三領域Ｒ３の形状に対応させた形状としてよい。
【0079】
図６では、第三光干渉フィルタ４３の内周部である内側の端部は、第二光干渉フィルタ４２の外周である外側の端部と上下方向において重複しており、第二光干渉フィルタ４２の上面側に配置されている。このようにすることで、光干渉フィルタの成膜やパターン形成が行いやすくなり製造しやすくなるため好ましい。
【0080】
本実施形態のごとく、最適角の異なる三種以上（本実施形態では三種）の光干渉フィルタを、出射面２１の中央部と重複する領域から外側にかけて、最適角が小さい光干渉フィルタから最適角が大きい光干渉フィルタの順に配置することで、λ１より短波長側の光を更に良くカットしつつ、λ１より長波長側の光の出力の減衰を適切に抑制し、これにより、λ１より長波長側の光をより効率的に光半導体装置１００の外部に放射可能とすることができるのである。
【0081】
（第二実施形態の変形例）
図７には、上記第二実施形態に対して第一領域Ｒ１の範囲、第三光干渉フィルタ４３の透明蓋３における配置及び第二光干渉フィルタ４２の設置範囲などの変形例を示している。
図７には、上記第二実施形態に対して第一領域Ｒ１の範囲、第三光干渉フィルタ４３の透明蓋３における配置及び第二光干渉フィルタ４２の設置範囲などの変形例を示している。
【0082】
本変形例では、第一光干渉フィルタ４１は、最適角α１が０°、第二光干渉フィルタ４２は、最適角α２が２０°、第三光干渉フィルタ４３は、最適角α３が４０°である。
【0083】
第三領域Ｒ３の内周及び第二領域Ｒ２の外周はθ＝４０°であり、第二領域Ｒ２の内周及び第一領域Ｒ１の外周はθ＝２０°である。
【0084】
第一光干渉フィルタ４１は第一領域Ｒ１を含むように透明蓋３の下面に配置され、第一光干渉フィルタ４１の外周は、θ＝３５°となる位置に位置している。
【0085】
第二光干渉フィルタ４２は第二領域Ｒ２を含むように透明蓋３の上面に配置され、第二光干渉フィルタ４２の内周は第二領域Ｒ２の内周と一致しており、θ＝２０°となる位置に位置している。第二光干渉フィルタ４２の外周はθ＝５５°となる位置まで延在している。
【0086】
第三光干渉フィルタ４３は第三領域Ｒ３を含むように透明蓋３の下面に配置され、第三光干渉フィルタ４３の内周は第三領域Ｒ３の内周と一致しており、θ＝４０°となる位置に位置している。第三光干渉フィルタ４３の外周は、θ＝６０°を超える位置に位置し、閉鎖空間Ｓに面する透明蓋３の外周ギリギリまで延在している。
【0087】
光干渉フィルタへの光の入射角がその光干渉フィルタの最適角よりも大きい場合、λ１より長い波長がカットされる恐れが無い。このため、λ１より長い波長の光の出力を維持する観点では、光干渉フィルタを配置する範囲は、本変形例のごとく、そのフィルタの最適角以上となる傾斜角度の範囲であれば制限されない。
【0088】
また、本変形例では、傾斜角度４０°≦θ≦５５°の範囲において、第三光干渉フィルタ４３を透過した光が第二光干渉フィルタ４２に入射することになる。このように、最適角が大きい光干渉フィルタを透明蓋３の下面に設け、最適角が小さい光干渉フィルタを、その最適角を大きく超えた傾斜角度の範囲まで透明蓋３の上面に設けた場合、最適角が大きい光干渉フィルタを透過した光が最適角が小さい光干渉フィルタへ入射することになる。その最適角を大きく超えた傾斜角度の範囲に設けた光干渉フィルタに対しては、最適角よりも大きな角度で光が入射するため、λ１より長い波長の光がカットされる恐れが無い。したがって、最適角の大きい光干渉フィルタ（第三光干渉フィルタ４３）を透過したλ１より長波長側の光が、最適角が小さい光干渉フィルタ（第二光干渉フィルタ４２）を透過する際に大きくカットされることはない。
【0089】
（第三実施形態）
図８には、第二実施形態の変形例から更に、最適角の異なる六種の光干渉フィルタを配置した場合を例示している。この場合、入射角０度で透過率５０％となる波長であるλ１からλ６は、λ１＜λ２＜λ３＜λ４＜λ５＜λ６とされる。第一光干渉フィルタ４１から第六光干渉フィルタ４６の最適角α１からα６は、α１＜α２＜α３＜α４＜α５＜α６とされる。第一光干渉フィルタ４１から第六光干渉フィルタ４６の最適角α１からα６の値の一例は、この順に、０°、１０°、２０°、３０°、４０°、５０°である。
図８には、第二実施形態の変形例から更に、最適角の異なる六種の光干渉フィルタを配置した場合を例示している。この場合、入射角０度で透過率５０％となる波長であるλ１からλ６は、λ１＜λ２＜λ３＜λ４＜λ５＜λ６とされる。第一光干渉フィルタ４１から第六光干渉フィルタ４６の最適角α１からα６は、α１＜α２＜α３＜α４＜α５＜α６とされる。第一光干渉フィルタ４１から第六光干渉フィルタ４６の最適角α１からα６の値の一例は、この順に、０°、１０°、２０°、３０°、４０°、５０°である。
【0090】
第一光干渉フィルタ４１から第六光干渉フィルタ４６が配置される第一領域Ｒ１～第六領域Ｒ６についても第二実施形態で説明した第一領域Ｒ１～第三領域Ｒ３の関係と同様に定められる。第一領域Ｒ１から第六領域Ｒ６はそれぞれ重複しない領域であり、第一領域Ｒ１から外側に向けて、隣接してこの順に配置されている。第一領域Ｒ１から第六領域Ｒ６には、第一光干渉フィルタ４１から第六光干渉フィルタ４６がそれぞれ必ず配置される。第一光干渉フィルタ４１から第六光干渉フィルタ４６が配置される領域は、透明蓋３の表面と重複する第一領域Ｒ１から第六領域Ｒ６をそれぞれ包含する。第二領域Ｒ２から第六領域Ｒ６の内周と、第二光干渉フィルタ４２から第六光干渉フィルタ４６の内周は一致する。一例として、第二領域Ｒ２から第六領域Ｒ６の内周の位置θinは、それぞれ、最適角α２からα６の値である１０°、２０°、３０°、４０°、５０°と一致する。そして、第一、第三、第五光干渉フィルタは透明蓋３の下面に配置され、第二、第四、第六光干渉フィルタは透明蓋３の上面に配置されている。そして、第一から第五光干渉フィルタの外周は、それぞれ第二領域R２から第六領域Ｒ6の範囲内に位置している。
【0091】
（実施例）
以下では、比較例と対比しつつ、本実施形態に係る実施例を説明する。
以下では、比較例と対比しつつ、本実施形態に係る実施例を説明する。
【0092】
（実施例１）
図７に例示したような、三つの光干渉フィルタを備えた光半導体装置１００を、以下のように構成し、実施例１に係る光半導体装置とした。以下の説明において、寸法に関する記載は、図７に示す断面における値である。
図７に例示したような、三つの光干渉フィルタを備えた光半導体装置１００を、以下のように構成し、実施例１に係る光半導体装置とした。以下の説明において、寸法に関する記載は、図７に示す断面における値である。
【0093】
透明蓋３は、平板状の石英ガラス製とし、板の厚みは０．５ｍｍとした。発光素子２には厚み０．４４ｍｍの紫外ＬＥＤチップ（１ｍｍ×１ｍｍ）を採用し、出射面２１からから透明蓋３の下面までの距離は０．１３５ｍｍとした。発光素子２の発光中心波長は３１０ｎｍである。パッケージ基板１はＡＩＮセラミックス製とし、発光素子２の側面からパッケージ基板１の凹部における内側側面までの距離は０．６５ｍｍとした。透明蓋３とパッケージ基板１との接着層９の幅は、０．６ｍｍとした。
【0094】
カットしたい波長域の最大波長は３００ｎｍと定め、特定波長としてのλ１は３０５ｎｍとした。
【0095】
第一光干渉フィルタ４１は、最適角α１は０°とし、厚み１．９７７μｍ（４０ペア）とした。第一光干渉フィルタ４１は、その外周がθ＝３０°の位置、すなわち、上面視において、出射面２１の外周から外側に、０．０７８ｍｍ離れる位置の範囲にわたる領域に配置した。
【0096】
第二光干渉フィルタ４２は、最適角α２は２０°とし、厚み１．６２３μｍ（４０ペア）とした。第二光干渉フィルタ４２は、その外周が２０°≦θ≦５５°の範囲、すなわち、上面視において、出射面２１の外周から外側に、０．３４９ｍｍ以上１．２３７ｍｍ以下の範囲にわたる領域に配置した。
【0097】
第三光干渉フィルタ４３は、最適角α３は４０°とし、厚み２．０９８μｍ（４１ペア）とした。第三光干渉フィルタ４３は、出射面２１の外周から４０°≦θの範囲、すなわち、上面視において、出射面２１の外周から外側に、０．１１３ｍｍ以上０．６５ｍｍ以下の範囲にわたる領域に配置した。
【0098】
第一光干渉フィルタ４１、第二光干渉フィルタ４２及び第三光干渉フィルタ４３の各層の屈折率及び膜厚のデータを表１に示す。ＳｉＯ２膜（屈折率：１．４６）、ＴｉＯ２膜（屈折率：２．２６）はスパッタリング法によって各膜厚となるように成膜し、フォトリソグラフィ及びリフトオフ法を用いて所定範囲に形成した。
【0099】
【表1】
【0100】
実施例１に係る光半導体装置の発光スペクトルと配光分布特性とを測定した。
【0101】
発光スペクトルは、積分球を用いて全光束の測定とし、分光器を用いて行なった。配光分布特性は、以下のようにして計測することができる。図９には、本実施形態に係る光半導体装置１００の配光分布特性の測定方法の説明図を示している。光半導体装置１００から１００ｍｍ離れた位置に、ファイバープローブＡを配置して、そのファイバープローブＡの先端の位置の観測角度を変えることによって、光半導体装置１００から放射される光の観測角度依存性としての配光分布特性を測定することができる。ファイバープローブＡの受光直径は例えば３．９ｍｍとすることができ、ファイバープローブＡの他端を分光器（例えばオーシャンオプティクス製ＱＥ６５ Ｐｒｏ）に繋いで、発光スペクトルを測定することができる。本実施例では、光半導体装置１００を固定し、ファイバープローブＡを－６０°から６０°まで５°毎に回転させて、配光分布特性を測定した。配光分布特性の測定は、２００ｎｍ以上４００ｎｍ以下の波長を対象とし、得られたデータから２００ｎｍ～３０５ｎｍの値を抽出した。
【0102】
実施例１に係る光半導体装置の発光スペクトルを図１０に、配光分布特性を図１１に示す。図１０では、実施例１に係る光半導体装置から全ての光干渉フィルタを除去した状態で計測した発光スペクトルを併せて示している。同様に、図１１には、実施例１に係る光半導体装置から全ての光干渉フィルタを除去した状態で計測した配光分布特性を示している。
【0103】
（実施例２）
実施例２に係る光半導体装置は、実施例１と光干渉フィルタの種類の数と配置を変更し、その他は同じとした。実施例２に係る光半導体装置は、図８に示す光半導体装置１００に倣って最適角の異なる六種の光干渉フィルタを備えるように構成した。第一光干渉フィルタ４１から第六光干渉フィルタ４６の最適角は、この順に、０°、１０°、２０°、３０°、４０°、５０°とした。第一光干渉フィルタ４１は、θ≦１５°となる範囲にわたり配置し、第二光干渉フィルタ４２から第六光干渉フィルタ４６は、それぞれこの順に、１０°≦θ≦２５°、２０°≦θ≦３５°、３０°≦θ≦４５°、４０°≦θ≦５５°、５０°≦θの範囲に配置した。第一光干渉フィルタ４１から第六光干渉フィルタ４６の厚み及びペア数はそれぞれ、１.９７７μｍ（４０ペア）、１.５２６μｍ（４０ペア）、１.６２３μｍ（４０ペア）、１.６６８μｍ（４０ペア）、２.０９８μｍ（４１ペア）、２.１３０μｍ（４１ペア）である。なお、実施例２における第一光干渉フィルタ４１、第三光干渉フィルタ４３、第五光干渉フィルタ４５は、実施例１における第一光干渉フィルタ４１、第二光干渉フィルタ４２、第三光干渉フィルタ４３と同じである。
実施例２に係る光半導体装置は、実施例１と光干渉フィルタの種類の数と配置を変更し、その他は同じとした。実施例２に係る光半導体装置は、図８に示す光半導体装置１００に倣って最適角の異なる六種の光干渉フィルタを備えるように構成した。第一光干渉フィルタ４１から第六光干渉フィルタ４６の最適角は、この順に、０°、１０°、２０°、３０°、４０°、５０°とした。第一光干渉フィルタ４１は、θ≦１５°となる範囲にわたり配置し、第二光干渉フィルタ４２から第六光干渉フィルタ４６は、それぞれこの順に、１０°≦θ≦２５°、２０°≦θ≦３５°、３０°≦θ≦４５°、４０°≦θ≦５５°、５０°≦θの範囲に配置した。第一光干渉フィルタ４１から第六光干渉フィルタ４６の厚み及びペア数はそれぞれ、１.９７７μｍ（４０ペア）、１.５２６μｍ（４０ペア）、１.６２３μｍ（４０ペア）、１.６６８μｍ（４０ペア）、２.０９８μｍ（４１ペア）、２.１３０μｍ（４１ペア）である。なお、実施例２における第一光干渉フィルタ４１、第三光干渉フィルタ４３、第五光干渉フィルタ４５は、実施例１における第一光干渉フィルタ４１、第二光干渉フィルタ４２、第三光干渉フィルタ４３と同じである。
【0104】
実施例２における第二光干渉フィルタ４２、第四光干渉フィルタ４４及び第六光干渉フィルタ４６のペア各層の屈折率及び膜厚のデータを表２に示す。ＳｉＯ２膜（屈折率：１．４６）、ＴｉＯ２膜（屈折率：２．２６）はスパッタリング法によって各膜厚となるように成膜し、フォトリソグラフィ及びリフトオフ法を用いて所定範囲に形成した。
【0105】
【表2】
【0106】
実施例２に係る光半導体装置の発光スペクトルを図１２に、配光分布特性を図１３に示す。図１２では、実施例２に係る光半導体装置から全ての光干渉フィルタを除去した状態で計測した発光スペクトルを併せて示している。同様に、図１３には、実施例２に係る光半導体装置から全ての光干渉フィルタを除去した状態で計測した配光分布特性を併せて示している。
【0107】
（比較例）
比較例に係る光半導体装置は、実施例と異なり光干渉フィルタを一種のみ用い、その他は同じとした。比較例に係る光半導体装置は、図７に示す光半導体装置１００から第二光干渉フィルタ４２及び第三光干渉フィルタ４３を除去し、第一光干渉フィルタ４１と同じく所定の最適角の光干渉フィルタを透明蓋３の下面の全面に配置して構成した。
比較例に係る光半導体装置は、実施例と異なり光干渉フィルタを一種のみ用い、その他は同じとした。比較例に係る光半導体装置は、図７に示す光半導体装置１００から第二光干渉フィルタ４２及び第三光干渉フィルタ４３を除去し、第一光干渉フィルタ４１と同じく所定の最適角の光干渉フィルタを透明蓋３の下面の全面に配置して構成した。
【0108】
光干渉フィルタは、最適角は０°（実施例２の第一光干渉フィルタ４１と同じ）又は３０°（実施例２の第四光干渉フィルタ４４と同じ）とした。以下、最適角が０°の光干渉フィルタを用いた光半導体装置を比較例１、最適角が３０°の光干渉フィルタを用いた光半導体装置を比較例２と称する。
【0109】
比較例１と比較例２とに係る光半導体装置の発光スペクトルそれぞれを図１４と図１６とに、配光分布特性をそれぞれ図１５と図１７とに示す。図１４と図１６とでは、実施例１に係る光半導体装置から全ての光干渉フィルタを除去した状態で計測した発光スペクトルを併せて示している。同様に、図１５と図１７には、実施例１に係る光半導体装置から全ての光干渉フィルタを除去した状態で計測した配光分布特性を併せて示している。
【0110】
【0111】
光干渉フィルタを備えていない場合及び比較例に比べて、実施例１、２は、特定波長としてのλ１（３０５ｎｍ）以下の出力が低下しており、３００ｎｍ以下の発光出力がゼロに近いことが分かる。これに対し、発光ピーク波長（３１０ｎｍ）付近の発光出力は維持できている。すなわち、特定波長としてのλ１より長波長側の光の出力の減衰を抑制しながらλ１より短波長側の光をカットしている。
【0112】
図１０、１２、１４及び１６に示されるように、光干渉フィルタを備えていない場合及び比較例に比べて、実施例１、２は、特定波長としてのλ１（３０５ｎｍ）以下の出力が低下しており、３００ｎｍ以下の発光出力がゼロに近いことが分かる。これに対し、発光ピーク波長（３１０ｎｍ）付近の発光出力は維持できている。すなわち、特定波長としてのλ１より長波長側の光の出力の減衰を抑制しながらλ１より短波長側の光をカットしている。
【0113】
実施例１、２の第一光干渉フィルタと同特性で配置範囲の異なる光干渉フィルタを採用した比較例１（図１５参照）との比較でみると、実施例１、２（図１１、図１３参照）では配光角［°］の絶対値が大きい位置でも短波長側の光をカットすることができており、３０５ｎｍ以下の波長のカット率が大きい。
【0114】
従って、最適角が順次異なる２種以上の光干渉フィルタを採用することで、特定波長としてのλ１より長波長側の光の出力の減衰を抑制しながらλ１より短波長側の光をより効果的にカットすることができる光半導体装置を提供することができることがわかる。
【0115】
実施例１、２間の比較では、三種の各光干渉フィルタの最適角を２０°ずつ大きくした実施例１（図１１参照）に比べて、六種の各光干渉フィルタの最適角を１０°ずつ大きくした実施例２（図１３参照）の方が、３０５ｎｍ以下の波長のカット率効果が大きい。
【0116】
従って、採用する光干渉フィルタの種類を増やして、それぞれの光干渉フィルタに入射する光の入射角（角度θ）に合わせてこれら光干渉フィルタを配置することで、波長λ１（３０５ｎｍ）以下の波長のカット効果を大きくすることができる。特定波長より長波長側の光の出力の減衰を抑制しながら特定波長より短波長側の光を良くカットすることができる。
【0117】
なお、比較例２は、実施例１，２と比べて、最適角の大きすぎる光干渉フィルタが上下方向視において発光素子と重複させて配置されているため、図１６に示すように、光干渉フィルタを備えていない場合に比べて特定波長としてのλ１（３０５ｎｍ）以下の出力の低下は行えているが、同時に３０５ｎｍ以上の発光強度も６０％以下まで低下している。これは、比較例２で用いた最適角が３０°の光干渉フィルタの透過スペクトルが図４に示すように、光が光干渉フィルタへ３０°未満の角度で入射した場合、特定波長としてのλ１より長い波長帯の光がカットされる特性を有しており、実施例１，２と比べて、最適角の大きすぎる光干渉フィルタが上下方向視において発光素子と重複させて配置されているためである。すなわち、特定波長としてのλ１より長波長側の光出力の減衰を抑制できていない。比較例２は、図１７に示すように、配光角（入射角）が０°から４５°程度までは３０５ｎｍ以下の波長の光をカットする効果を奏するものの、図１６に示すように特定波長としてのλ１より長波長側の光の出力を大きく減衰してしまうため実用的でない。
【0118】
以上のようにして、光半導体装置を提供することができる。
【0119】
なお、上記実施形態（別実施形態を含む、以下同じ）で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することが可能であり、また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【0120】
本発明は、光半導体装置に適用できる。
【符号の説明】
【0121】
１ ：パッケージ基板
１００ ：光半導体装置
１１ ：底面
１３ ：筒部
２ ：発光素子
２１ ：出射面
３ ：透明蓋
４１ ：第一光干渉フィルタ
４２ ：第二光干渉フィルタ
４３ ：第三光干渉フィルタ
４４ ：第四光干渉フィルタ
４５ ：第五光干渉フィルタ
４６ ：第六光干渉フィルタ
９ ：接着層
Ａ ：ファイバープローブ
Ｐ ：中央部
Ｒ１ ：第一領域
Ｒ２ ：第二領域
Ｒ３ ：第三領域
Ｒ４ ：第四領域
Ｒ５ ：第五領域
Ｒ６ ：第六領域
Ｓ ：閉鎖空間
１００ ：光半導体装置
１１ ：底面
１３ ：筒部
２ ：発光素子
２１ ：出射面
３ ：透明蓋
４１ ：第一光干渉フィルタ
４２ ：第二光干渉フィルタ
４３ ：第三光干渉フィルタ
４４ ：第四光干渉フィルタ
４５ ：第五光干渉フィルタ
４６ ：第六光干渉フィルタ
９ ：接着層
Ａ ：ファイバープローブ
Ｐ ：中央部
Ｒ１ ：第一領域
Ｒ２ ：第二領域
Ｒ３ ：第三領域
Ｒ４ ：第四領域
Ｒ５ ：第五領域
Ｒ６ ：第六領域
Ｓ ：閉鎖空間
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】