特許 7245003 半導体発光装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-03-14

(45)【発行日】2023-03-23

(54)【発明の名称】半導体発光装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 33/58 20100101AFI20230315BHJP

   G02B 3/06 20060101ALI20230315BHJP

【ＦＩ】

H01L33/58

G02B3/06

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2018114542

(22)【出願日】2018-06-15

(65)【公開番号】P2019220507

(43)【公開日】2019-12-26

【審査請求日】2020-12-18

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】000226242

【氏名又は名称】日機装株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002583

【氏名又は名称】弁理士法人平田国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】櫻木 一義

(72)【発明者】

【氏名】一ノ倉 啓慈

【審査官】大西 孝宣

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１１－２１６３４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０１１１７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０３７５８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１２／１４７６５３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００９－０８６０３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１０／１３７２６３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０１２６４２６（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ３３／００ － ３３／６４

Ｆ２１Ｓ ２／００

Ｆ２１Ｖ １／００

Ｇ０２Ｆ １／１３３５ － １／３３６３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

半導体発光素子を搭載した基板と、前記半導体発光素子に被せられ前記基板と接合する平板状の形状を有する蓋体と、を一体に備える半導体発光装置であって、
前記蓋体は、一部材で構成されており、上面に複数のシリンドリカルレンズを互いに平行に配置した第１のレンズ部と、下面に区画された凹部に設けられ、複数のシリンドリカルレンズを互いに平行に配置した第２のレンズ部とを備え、
前記蓋体は、前記凹部の外周側の部位において前記基板と接合されており、
前記基板と前記蓋体との間には、単一の前記半導体発光素子が配されている、
半導体発光装置。

【請求項2】

前記第１のレンズ部と前記第２のレンズ部とは、前記第１のレンズ部の前記複数のシリンドリカルレンズの凸部と、前記第２のレンズ部の前記複数のシリンドリカルレンズの凸部とが前記蓋体の厚み方向において互いに反対向きになるように配置されている、
請求項１に記載の半導体発光装置。

【請求項3】

前記第１のレンズ部と前記第２のレンズ部とは、前記第１のレンズ部の前記複数のシリンドリカルレンズの延在方向と前記第２のレンズ部の前記複数のシリンドリカルレンズの延在方向とが互いに直交するように配置されている、
請求項１又は２に記載の半導体発光装置。

【請求項4】

前記第１のレンズ部と前記第２のレンズ部とは、一体化されて設けられており、
前記第２のレンズ部は、前記凹部の開口端よりも奥側に収まった位置に形成されている、
請求項１から３のいずれか１項に記載の半導体発光装置。

【請求項5】

前記蓋体は、前記基板と接する略平坦な底面を有し、平板状の形状を有する基体部をさらに備える、
請求項１から４のいずれか１項に記載の半導体発光装置。

【請求項6】

前記半導体発光素子は、３００ｎｍ以下の波長を有する深紫外光を発光する発光ダイオードである、
請求項１から５のいずれか１項に記載の半導体発光装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、半導体発光装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、被照明体を均一に照明できる半導体発光装置が提供されている（特許文献１参照。）。

【0003】

特許文献１に記載の半導体発光装置は、複数の半導体発光素子を２次元アレイ状に配列した照明光源と、前記各半導体発光素子から出射された光を被照明体へ向けて平行化する平行化手段と、前記平行化手段と前記被照明体との間に、前記平行化手段により平行化された光を複数のサブ光軸に分割する２つのレンズアレイ体と、分割されたサブ光軸を前記被照明体の全面に重畳して照明させる重畳手段とを備えたインテグレータ光学系を有している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開第２００３－２８００９４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１に記載の半導体発光装置によると、半導体発光素子の中心とレンズアレイの中心とを精度よく合わせるのが困難である。半導体発光素子の中心とレンズアレイの中心とに位置ズレが生じると、照射面の均一性が低下する場合がある。特に、照射面における照射の分布が非等方的となる特性を有する紫外領域の波長の光を発光する発光ダイオード（Light Emitting Diode：ＬＥＤ）では、半導体発光素子の中心とレンズアレイの中心との位置ズレが照射面の均一性に与える影響が大きく、照度面の均一性をより著しく低下させる虞があった。

【0006】

上記課題に対して、発明者らは、照射の広がりを四角形状にすることにより照度面における均一性を向上できるという着想に基づいて鋭意研究を重ねた結果、四角形状に広がる照射を得るための知見を得た。そこで、本発明は、照度面の均一性を向上させた半導体発光装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、上記課題を解決することを目的として、半導体発光素子を搭載した基板と、前記半導体発光素子に被せられ前記基板と接合する平板状の形状を有する蓋体と、を一体に備える半導体発光装置であって、前記蓋体は、一部材で構成されており、上面に複数のシリンドリカルレンズを互いに平行に配置した第１のレンズ部と、下面に区画された凹部に設けられ、複数のシリンドリカルレンズを互いに平行に配置した第２のレンズ部とを備え、前記蓋体は、前記凹部の外周側の部位において前記基板と接合されており、前記基板と前記蓋体との間には、単一の前記半導体発光素子が配されている、半導体発光装置を提供する。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、照度面の均一性を向上させた半導体発光装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、本発明の一実施の形態に係る半導体発光装置の分解斜視図である。

【図2】図２は、半導体発光素子の積層構造を説明する図である。

【図3】図３は、蓋体の構成の一例を示す図であり、（ａ）は、蓋体の平面図、（ｂ）は、蓋体の底面図、（ｃ）は、（ｂ）のＡ－Ａ断面図、（ｄ）は、蓋体の右側面図である。

【図4】図４は、本発明による実施例及び比較例の光出力を演算したシミュレーション結果の一例を示す図であり、（ａ）は、比較例での照度面における照度分布を示す図、（ｂ）は、本発明の実施例での照度面における照度分布を示す図である。

【図5】図５は、図４各図に示す結果をグラフで示す図であり、（ａ）は、Ｘ軸上の照度を示す図、（ｂ）は、Ｙ軸上の照度を示す図である。

【図6】図６は、本発明による実施例及び比較例の光出力を演算したシミュレーション結果の一例を示す図であり、（ａ）は、比較例での照度面における照度分布を示す図、（ｂ）は、本発明の実施例での照度面における照度分布を示す図である。

【図7】図７は、図６各図に示す結果をグラフで示す図であり、（ａ）は、Ｘ軸上の照度を示す図、（ｂ）は、Ｙ軸上の照度を示す図である。

【図8】図８は、照射の形状パターンの一例を示す図であり、（ａ）及び（ｂ）は、比較例による照射の形状パターンの一例を示す模式図、（ｃ）は、本発明に係る実施例による照射の形状パターン一例を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

［実施の形態］
本発明の実施の形態について、図１から図３を参照して説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明を実施する上での好適な具体例として示すものであり、技術的に好ましい種々の技術的事項を具体的に例示している部分もあるが、本発明の技術的範囲は、この具体的態様に限定されるものではない。

【0011】

（半導体発光装置の構成）
図１は、本発明の一実施の形態に係る半導体発光装置の分解斜視図である。図１に示すように、半導体発光装置１は、紫外線等の所定の波長域の光を発光する半導体発光素子２と、この半導体発光素子２を収容するパッケージ３とを備えて構成されている。

【0012】

（半導体発光素子２の概要）
半導体発光素子２には、例えば、レーザダイオード（Laser Diode：ＬＤ）、発光ダイオード（Light Emitting Diode：ＬＥＤ）等が含まれる。なお、半導体発光素子２には、トランジスタ等の半導体固体素子を含めてもよい。本実施の形態では、半導体発光素子２として、紫外領域の波長の光（特に、中心波長が３００ｎｍ以下の深紫外光）を発光する発光ダイオードを例に挙げて説明する。

【0013】

図２は、半導体発光素子２の積層構造を説明する図である。図２に示すように、半導体発光素子２は、透明基板２１と、透明基板２１上に形成されたＡｌＧａＮ系の窒化物半導体層２２と、電極２３と、を有している。

【0014】

窒化物半導体層２２は、透明基板２１側から、ＡｌＮを含むバッファ層２２ａ、ｎ型ＡｌＧａＮを含むｎ型クラッド層２２ｂ、ＡｌＧａＮを含む発光層２２ｃ、ｐ型ＡｌＧａＮを含むｐ型クラッド層２２ｄ、ｐ型ＧａＮを含むコンタクト層２２ｅを順次形成して構成されている。電極２３は、コンタクト層２２ｅ上に形成されたアノード側電極部（ｐ電極）２３ａと、ｎ型クラッド層２２ｂ上に形成されたカソード側電極部（ｎ電極）２３ｂと、を有している。なお、図２における各構成要素の寸法比は、必ずしも実際の半導体発光素子の寸法比と一致するものではない。

【0015】

（パッケージ３の構成）
図１に示すように、パッケージ３は、半導体発光素子２を搭載するパッケージ基板３１と、このパッケージ基板３１と接合する蓋体３２とを一体に備えている。パッケージ基板３１は、略直方体形状に形成されるとともに、その上面に半導体発光素子２を搭載する凹部３１ａが形成されている。パッケージ基板３１は、例えば、セラミックを含んで形成された高温焼成セラミック多層基板（ＨＴＣＣ、High Temperature Co-fired Ceramic）である。パッケージ基板３１は、基板の一例である。

【0016】

また、パッケージ基板３１の凹部３１ａの底部３１ｂには、基板側電極（不図示）が形成されている。半導体発光素子２は、この基板側電極上に、上述した電極２３、窒化物半導体層２２を基板電極側にして実装されている（すなわち、フリップチップ実装）。

【0017】

蓋体３２は、半導体発光素子２に被せられる。蓋体３２は、全体として、例えば、石英ガラスを含むガラス等、半導体発光素子２から出射される光を透過する部材により形成されている。蓋体３２を形成する部材は、所定の屈折率（以下、「ｎ」ともいう。）を有する。

【0018】

蓋体３２は、下地部を構成する基体部３２１と、この基体部３２１の上面側に設けられた第１のレンズ部３２２と、後述する基体部３２１の下面に形成された凹部３２１ａ（図３（ｂ）、（ｃ）等参照）内に設けられた第２のレンズ部３２３とを備えて構成されている。蓋体３２は、平板状の形状を有している。また、蓋体３２は、パッケージ基板３１の凹部３１ａを覆うように配置される。

【0019】

次に、図３を参照して、蓋体３２の構成の一例について説明する。図３は、蓋体３２の構成の一例を示す図であり、（ａ）は、蓋体３２の平面図、（ｂ）は、蓋体３２の底面図、（ｃ）は、（ｂ）のＡ－Ａ断面図、（ｄ）は、蓋体３２の右側面図である。図３各図に示すように、基体部３２１は、略平板状の形状を有している。基体部３２１は、上面視において、所定の長さ（図３（ａ）の「Ｌ_０」参照）の辺を有する略正方形状に形成されているとともに、所定の高さ（図３（ｄ）の「Ｈ_０」参照）をしている。

【0020】

図３（ｂ）及び図３（ｃ）に示すように、基体部３２１の下面には、略直方体状の形状を有する凹部３２１ａが形成されている。この基体部３２１の凹部３２１ａは、下面視において所定の長さ（図３（ｂ）の「Ｌ_２」参照）辺を有する略正方形状の形状を有する。基体部３２１の凹部３２１ａは、内壁面３２１ｄにおいて所定の深さ（図３（ｃ）の「ｄ_２」参照）を有している。

【0021】

また、基体部３２１の底面３２１ｃは、略平坦な形状を有している。蓋体３２の底面３２１ｃの縁部は、例えば、ろう付けや半田付け等によりパッケージ基板３１の上面の縁部３１ｃ（図１参照）に固定され、蓋体３２及びパッケージ基板３１で形成される内部空間を外部から気密に封止する。

【0022】

第１のレンズ部３２２は、図３（ｄ）に示すように、２つの略半円柱状の形状を有する凸レンズ、すなわちシリンドリカルレンズ３２２Ａ（「シリンダーレンズ」ともいう。）をそれぞれの長手方向に互いに平行に並列させ、互いの側面同士を連結させたレンチキュラーレンズである。シリンドリカルレンズ３２２Ａは、所定の長さ（図３（ａ）の「Ｌ_１」参照）を有する。

【0023】

シリンドリカルレンズ３２２Ａは、平板状の形状を有する平板部３２４と、平板部３２４上に連続的に接続された２つの曲面部３２５とを有して構成されている。平板部３２４は、所定の厚さ（図３（ｄ）の「ｄ_１」参照）を有する。曲面部３２５は、上面方向に突出する略円周面状の形状のレンズ面３２２ａを有している。レンズ面３２２ａは、所定の曲率半径（図３（ｄ）の「Ｒ_１」参照）を有している。これらを換言すれば、第１のレンズ部３２２は、蒲鉾状の形状を有する。

【0024】

また、この第１のレンズ部３２２は、基体部３２１の一側面と平行に設けられている。なお、第１のレンズ部３２２を構成するシリンドリカルレンズ３２２Ａの個数は、２つに限られるものではなく、３つ以上でもよい。

【0025】

また、互いに隣接するシリンドリカルレンズ３２２Ａにおいて、曲面部３２５の長辺同士が必ずしも接触するように配置されている構成に限定されるものではなく、隣り合う曲面部３２５同士が互いに離れて配置されていてもよい。すなわち、隣り合う曲面部３２５の長辺の間には、所定の大きさの隙間が設けられていてもよい。

【0026】

第２レンズ部３２３は、図３（ｃ）に示すように、上述した、基体部３２１の凹部３２１ａ内に形成されている。第２のレンズ部３２３は、第１のレンズ部３２２と同様に、２つの略半円柱状の形状を有するシリンドリカルレンズ３２３Ａをそれぞれの長手方向に互いに平行に並列させて構成したレンチキュラーレンズである。シリンドリカルレンズ３２３Ａは、凹部３２１ａの一辺の長さと略同一の長さ（図３（ｂ）の「Ｌ_２」）を有する。

【0027】

換言すれば、基体部３２１の凹部３２１ａの底部３２１ｂには、下面方向（図３（ｃ）では図示の上側方向）に向かって突出する略円周面状の形状を有する２つのレンズ面３２３ａが形成されている。レンズ面３２３ａは、所定の曲率半径（図３（ｃ）の「Ｒ_２」参照）を有している。好ましくは、第２のレンズ部３２３のレンズ面３２３ａの曲率半径は、上述した第１のレンズ部３２２のレンズ面３２２ａの曲率半径と略等しい（すなわち、Ｒ_１＝Ｒ_２）。

【0028】

この２つのシリンドリカルレンズ３２３Ａは、長手方向に互いに平行に並ぶように配置されている。シリンドリカルレンズ３２３Ａは、互いに所定の間隔を置いて配置してもよく、図３（ｃ）に示すように、互いに接触するように配置してもよい。なお、シリンドリカルレンズ３２３Ａの個数は、２つに限られるものではなく、３つ以上でもよい。好ましくは、第２のレンズ部３２３におけるシリンドリカルレンズ３２３Ａの個数は、第１のレンズ部３２２におけるシリンドリカルレンズ３２２Ａの個数と等しい。

【0029】

また、第１のレンズ部３２２及び第２のレンズ部３２３は、それぞれのシリンドリカルレンズ３２２Ａ，３２３Ａ延在方向が互いに直交するように配置されている。具体的には、第１のレンズ部３２２に係るシリンドリカルレンズ３２２Ａの長手方向と、第２のレンズ部３２３に係るシリンドリカルレンズ３２３Ａの長手方向とが、上面視におけるなす角が略直角になるように配置されている。換言すれば、第１のレンズ部３２２及び第２のレンズ部３２３は、蓋体３２に直交する軸を回転軸として、互いに約９０度回転した位置に設けられている。

【0030】

具体的には、図３（ａ）に示すように、第１のレンズ部３２２が図示左右方向に延在するように配置されているとき、図３（ｂ）に示すように、第２のレンズ部３２３は、図示上下方向に延在するように配置されている。

【0031】

また、第１のレンズ部３２２と第２のレンズ部３２３とは、レンズの凸部が基体部３２１の厚み方向において互いに反対向きになるように配置されている。さらに、第１のレンズ部３２２と第２のレンズ部３２３とは、互いに連続して設けられている。すなわち、第１のレンズ部３２２と第２のレンズ部３２３とは、一体化されている。換言すれば、第１のレンズ部３２２及び第２のレンズ部３２３は、両面直交レンチキュラーレンズを構成する。

【0032】

なお、蓋体３２は、所定の高さ（図３（ｄ）の「Ｈ_２」参照）を有する。蓋体３２の高さ（Ｈ_２）は、図３（ｄ）に示すように、第１のレンズ部３２２のレンズ面３２２ａの先端と基体部３２１の底面３２１ｃの先端との距離である。また、蓋体３２の高さ（Ｈ_２）は、基体部３２１の高さ（Ｈ_２）と第１のレンズ部３２２の高さとの和である。

【0033】

（シミュレーション結果）
発明者らは、上述した発明に係る半導体発光素子２を用いて、照度面の均一性に関するシミュレーションを行った。図４から図７を参照して、シミュレーション結果について説明する。以下、シミュレーションに用いた半導体発光素子２の条件を表１にまとめる。

【0034】

【表1】

シミュレーションには、３次元設計ソフトウェア（SOLIDWORKS（登録商標））、光学設計ソフトウェア（Optic Studio（登録商標））を用いた。

【0035】

〈シミュレーション１〉
図４及び図５を参照して、１つ目のシミュレーション（以下、「シミュレーション１」ともいう。）の結果を説明する。シミュレーション１は、蓋体３２の先端部、すなわち、第１のレンズ部３２２のレンズ面３２２ａの先端から照度面５（スクリーン面）までの距離（以下、「スクリーン距離」ともいう。）を２０ｍｍとした場合の結果を示している。図４は、本発明による実施例及び比較例の光出力を演算したシミュレーション結果の一例を示す図であり、（ａ）は、比較例での照度面５における照射の強度の分布を示す図、（ｂ）は、本発明の実施例での照度面５における照射の強度の分布を示す図である。なお、以下、照射の強度を単に「照度」ともいい、照射の強度の分布を単に「照度分布」ともいう。

【0036】

なお、Ｘ軸及びＹ軸は、基体部３２１の上面（又は下面）と平行な平面内において光軸と交わる点を原点とする互いに直交する軸である。また、照度分布は、グレースケールで示されており、色が濃いほど照度が大きいことを意味する。以下、図６も同様である。

【0037】

比較例には、上述した蓋体３２に代えて、レンズが設けられていない平板状の蓋体を備える半導体発光装置を用いた。なお、比較例に係る蓋体は、上述した本発明に係る蓋体３２と同一の材質で形成したものを採用した。

【0038】

図４（ａ）に示すように、比較例では、照度面５における照度分布は、略円形状に広がっている。これに対して、図４（ｂ）に示すように、実施例では、照度面５における照度分布は、略四角形状に広がっている。このように、本発明によると、照度面５の照度分布の広がり方を略円形状から略四角形状にすることができる。

【0039】

図５は、図４各図に示す結果をグラフで示す図であり、（ａ）は、Ｘ軸上（Ｙ＝０、Ｙ軸方向の断面）の照度を示す図、（ｂ）は、Ｙ軸上（Ｘ＝０、Ｘ軸方向の断面）の照度を示す図である。なお、縦軸は、原点における照度を１として規格化した照度比で示している。横軸は、スクリーン面上の座標値を示している。グラフＡは、比較例の結果を示し、グラフＢは、本発明に係る実施例の結果を示している。

【0040】

図５（ａ）に示すように、Ｙ軸方向の断面における照度比について、比較例では、約－５．０～＋約５．０の範囲で照度比が概ね１．０を維持している（破線矢印参照）。この範囲の幅は、約１０．０である。これに対して、本発明に係る実施例では、約－７．５～約＋７．５の範囲で、照度比が概ね１．０を維持している（実線矢印参照）。この範囲の幅は、約１５．０である。なお、範囲の幅の単位は、ｍｍである。

【0041】

また、図５（ｂ）に示すように、Ｘ軸方向の断面における照度比について、比較例では、約－４．０～＋約４．０の範囲で照度比が概ね１．０を維持している（破線矢印参照）。この範囲の幅は、約８．０である。これに対して、本発明に係る実施例では、約－６．０～約＋６．０の範囲で、照度比が概ね１．０を維持している（実線矢印参照）。この範囲の幅は、約１２．０である。

【0042】

本発明の実施例において照度比が約１．０を維持する範囲は、比較例において照度比が約１．０を維持する範囲よりも、Ｘ軸方向の断面及びＹ軸方向の断面内でともに、約５０％広がった。このように照度分布を四角形状にすることにより、比較例と比較してより広い範囲で、光軸上の照度（すなわち、照度比１．０）を維持することができる。

【0043】

〈シミュレーション２〉
図６及び図７を参照して、２つ目のシミュレーション（以下、「シミュレーション２」ともいう。）の結果を説明する。シミュレーション２は、スクリーン距離を５００ｍｍとした場合の結果を示している。その他の条件は、シミュレーション１と同様である。

【0044】

図６（ａ）は、比較例での照度面５における照度分布を示す図、（ｂ）は、本発明の実施例での照度面５における照度分布を示す図である。シミュレーション２においても、図６（ａ）に示すように、シミュレーション１と同様に、比較例では、照度面５における照度分布は、略円形状に広がっている。これに対して、図６（ｂ）に示すように、実施例では、照度面５における照度分布は、略四角形状に広がっている。

【0045】

図７は、図６各図に示す結果をグラフで示す図であり、（ａ）は、Ｘ軸上（Ｙ＝０、Ｙ軸方向の断面）の照度を示す図、（ｂ）は、Ｙ軸上（Ｘ＝０、Ｘ軸方向の断面）の照度を示す図である。図７（ａ）に示すように、Ｙ軸方向の断面における照度比について、比較例では、約－７０～＋約７０の範囲で照度比が概ね１．０を維持している（破線矢印参照）。この範囲の幅は、約１４０である。これに対して、本発明に係る実施例では、約－１２０～約＋１２０の範囲で、照度比が概ね１．０を維持している（実線矢印参照）。この範囲の幅は、約２４０である。

【0046】

また、図７（ｂ）に示すように、Ｘ軸方向の断面における照度比について、比較例では、約－６０～＋約６０の範囲で照度比が概ね１．０を維持している（破線矢印参照）。この範囲の幅は、約１２０である。これに対して、本発明に係る実施例では、約－８５～約＋８５の範囲で、照度比が概ね１．０を維持している（実線矢印参照）。この範囲の幅は、約１７０である。

【0047】

以上のように、本発明の実施例において照度比が約１．０を維持する範囲は、比較例において照度比が約１．０を維持する範囲よりも約４０％（Ｘ軸方向の断面）～約７０％（Ｙ軸方向の断面）広がった。このように照度分布を四角形状にすることにより、比較例と比較してより広い範囲で、光軸上の照度を維持することができる。

【0048】

（照射の均一性について）
図８は、照射の形状パターンの一例を示す図であり、（ａ）及び（ｂ）は、比較例による照射の形状パターンの一例を示す模式図、（ｃ）は、本発明に係る実施例による照射の形状パターンの一例を示す模式図である。図８各図に示す記号は、１つの半導体発光素子から照射されて照度面５に到達した光の広がりのパターン形状を模式的に示す記号である。比較例に係る記号は、丸形形状であり（図８（ａ）及び（ｂ））、本発明の実施例に係る記号は、四角形状である（図８（ｃ））。

【0049】

実装基板上に複数の半導体発光装置を所定の行数及び列数で実装した発光装置（不図示）について考察する。このような発光装置よると、比較例では、図８（ａ）に示すように、各半導体発光装置から出射された光がそれぞれ円形状に広がって照度面５に到達する。その結果、一円形状の光の広がりと他の円形状の光の広がりとの間に隙間Ｓが生じることがある。この隙間Ｓは、光が到達しない領域、又は到達したとしても照度が各円の中心における照度と比較して無視できる程度に小さい領域である。

【0050】

この隙間Ｓを埋める方法として、図８（ｂ）に示すように、円形状の光の広がりが重なるように構成する方法がある。具体的には、複数の半導体発光装置を互いに近づけて高密度で実装する方法である。しかしながら、図８（ｂ）に示すように、照度面５において光を重複させるためには、実装する半導体発光装置の数を多くする必要があり、製造コストの上昇を招く虞がある。また、このようにすると、特定の方向（例えば、図示の斜め方向（破線参照））において、照度が不均一になる虞がある。

【0051】

これに対して、本発明の実施例では、図８（ｃ）に示すように、光の広がりが四角形状となるため、照度面５において光の広がりを互いに重ねなくとも、比較例と比較して容易に隙間Ｓを埋めることができる。これにより、比較例で生じする照度の不均一性を抑制することも可能となる。

【0052】

（実施の形態の作用及び効果）
以上説明したように、本発明によると、半導体発光素子２から出射された光が四角形状に広がって照度面５に照射されることになり、照度面５の均一性を向上させることが可能になる。また、ガラス材で形成された基体部３２１に直接的にレンズを設ける構成としため、半導体発光素子とレンズとの位置合わせに要する作業の負担を低減することができる。また、パッケージ基板３１と接する基体部３２１の底面３２１ｃを略平坦状に形成することにより、組立が容易となり、かつコストを抑えることができる。

【0053】

（実施の形態のまとめ）
次に、以上説明した実施の形態から把握される技術思想について、実施の形態における
符号等を援用して記載する。ただし、以下の記載における各符号等は、特許請求の範囲に
おける構成要素を実施の形態に具体的に示した部材等に限定するものではない。

【0054】

［１］半導体発光素子（２）を搭載した基板（３１）と、前記半導体発光素子（１）に被せられ前記基板（３１）と接合する平板状の形状を有する蓋体（３２）と、を一体に備える半導体発光装置（１）であって、前記蓋体（３２）は、上面に複数のシリンドリカルレンズ（３２２Ａ）を互いに平行に配置した第１のレンズ部（３２２）と、下面に区画された凹部（３２１ａ）に設けられ、複数のシリンドリカルレンズ（３２３Ａ）を互いに平行に配置した第２のレンズ部（３２３）とを備える、半導体発光装置（１）。
［２］前記第１のレンズ部（３２２）と前記第２のレンズ部（３２３）とは、前記第１のレンズ部（３２２）の前記複数のシリンドリカルレンズ（３２２Ａ）の凸部と、前記第２のレンズ部（３２３）の前記複数のシリンドリカルレンズ（３２３Ａ）の凸部とが前記蓋体（３２）の厚み方向において互いに反対向きになるように配置されている、前記［１］に記載の半導体発光装置。
［３］前記第１のレンズ部（３２２）と前記第２のレンズ部（３２３）とは、前記第１のレンズ部（３２２）の前記複数のシリンドリカルレンズ（３２２Ａ）の延在方向と前記第２のレンズ部（３２３）の前記複数のシリンドリカルレンズ（３２３Ａ）の延在方向とが互いに直交するように配置されている、前記［１］又は［２］に記載の半導体発光装置（１）。
［４］前記第１のレンズ部（３２２）と前記第２のレンズ部（３２３）とは、一体化されて設けられている、前記［１］から［３］のいずれか１つに記載の半導体発光装置（１）。
［５］前記蓋体（３２）は、前記基板（３１）と接する略平坦な底面（３２１ｃ）を有し、平板状の形状を有する基体部（３２１）をさらに備える、前記［１］から［４］のいずれか１つに記載の半導体発光装置。
［６］前記半導体発光素子（２）は、３００ｎｍ以下の波長を有する深紫外光を発光する発光ダイオードである、前記［１］から［５］のいずれか１つに記載の半導体発光装置（１）。

【0055】

以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲
に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。

【0056】

本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することが可能である。例えば、半導体発光素子２に印加される電圧を一定とし過電流を抑制することにより、半導体発光素子２を保護する役割を果たす定電圧素子（例えば、ツェナーダイオード）を設けてもよい。

【0057】

また、例えば、第１のレンズ部３２２と第２のレンズ部３２３とを別体として設けてもよい。また、上述した蓋体３２に代えて、中央部に厚み方向に貫通する貫通孔が区画された略直方体状の枠体を設け、この枠体の貫通孔に上下からそれぞれ第１のレンズ及び第２のレンズを装着してもよい。この場合、枠体は、ガラス材ではなく、例えば、パッケージ基板３１を形成する材料で形成してもよい。

【符号の説明】

【0058】

１ 半導体発光装置
２ 半導体発光素子
２１ 透明基板
２２ 窒化物半導体層
２２ａ バッファ層
２２ｂ ｎ型クラッド層
２２ｃ 発光層
２２ｄ ｐ型クラッド層
２２ｅ コンタクト層
２３ 電極
２００Ａ，２００Ｂ 照度面での光の広がり広がりを示す記号
３ パッケージ
３１ パッケージ基板
３１ａ 凹部
３１ｂ 底部
３１ｃ 縁部
３２ 蓋体
３２１ 基体部
３２１ａ 凹部
３２１ｂ 底部
３２１ｃ 底面
３２１ｄ 内壁面
３２２ 第１のレンズ部
３２２Ａ シリンドリカルレンズ
３２２ａ レンズ面
３２３ 第２のレンズ部
３２３Ａ シリンドリカルレンズ
３２３ａ レンズ面
３２４ 平板部
３２５ 曲面部
５ 照度面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】