JP2022179778A - 発光装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】光を出射する出射端面を有する第1半導体レーザ素子を含む1または複数の電子部品と、前記第1半導体レーザ素子が配置される第1面と、第1金属膜及び第2金属膜を含む複数の金属膜と、を有する基部と、を備え、前記第1金属膜は、前記複数の電子部品のうちの少なくともいずれかの電子部品と電気的に接続し、かつ、前記第1半導体レーザ素子のアライメントに利用される第1アライメントマークを形成し、前記第2金属膜は、前記複数の電子部品のうちの少なくともいずれかの電子部品と電気的に接続し、かつ、前記第1半導体レーザ素子のアライメントに利用される第2アライメントマークを形成し、前記第1アライメントマークと第2アライメントマークを結ぶ仮想的な直線と、前記第1半導体レーザ素子の出射端面とが、平行である発光装置。
【選択図】図7
Description
を設け、このアライメントマークに基づいて実装する方法が知られている。例えば、特許
文献1には、半導体発光素子を取り付ける第1面にアライメントマークを形成したサブマ
ウントが開示されている。
考慮すればよい。しかしながら、1つの実装面に複数の構成要素を実装して光学系を形成
する場合には、総合的な観点から実装精度を高めるための工夫が求められる。
端面が、配置面を有する基部に設けられた複数のアライメントマークに基づいて得られる
第1直線と平行となるように、前記第1半導体レーザ素子を前記配置面に配置する工程と
、第1光反射部材の所定の領域に基づいて得られる、前記第1光反射部材を配置するとき
の位置合わせの基準となる基準線が、前記第1直線を所定の角度回転させた第2直線と平
行となるように前記第1光反射部材を前記配置面に配置する工程と、を含む。
ークが設けられた基部と、前記配置面に配置される半導体レーザ素子と、前記配置面に配
置される光反射部材と、を有し、前記半導体レーザ素子及び前記光反射部材は、上面視で
、前記半導体レーザ素子の光の出射端面と、前記光反射部材の光反射面の上端または下端
とが、垂直及び平行を除く所定の角度となるように、前記配置面に配置され、前記複数の
アライメントマークを結ぶ直線と、前記半導体レーザ素子の光の出射端面とが、平行であ
る。
の枠を形成する上面と、前記上面において、矩形の枠を形成する4辺のうちの第1辺に係
る領域から前記第1辺と交わる第2辺に係る領域に亘って設けられた第1金属膜と、4辺
のうちの前記第1辺と対向する第3辺に係る領域から前記第3辺と交わる第4辺に係る領
域に亘って設けられた第2金属膜と、を有し、前記第1金属膜は、前記第1辺に係る領域
に電気的な接続のための第1導通領域が、前記第2辺に係る領域にアライメントマークの
ための第1アライメント領域が設けられ、前記第2金属膜は、前記第3辺に係る領域に電
気的な接続のための第2導通領域が、前記第4辺に係る領域にアライメントマークのため
の第2アライメント領域が設けられている。
。またあるいは、精度良く実装可能な発光装置が実現される。またあるいは、精度良く実
装するための基部が提供される。
角形の隅に角丸め、面取り、角取り、丸取り等の加工が施された形状も含めて、多角形と
呼ぶものとする。また、隅(辺の端)に限らず、辺の中間部分に加工が施された形状も同
様に、多角形と呼ぶものとする。つまり、多角形をベースにして加工が施された形状は、
本明細書及び特許請求の範囲で記載される“多角形”の解釈に含まれるものとする。
である。また、その形状を形成する各辺を扱う場合も同様である。つまり、ある辺におい
て、隅や中間部分に加工が施されていたとしても、“辺”の解釈は加工された部分も含む
。なお、意図的な加工が加えられていない“多角形”や“辺”を、加工された形状と区別
する場合は“厳密な”を付して、例えば、“厳密な四角形”などと記載するものとする。
ものが複数あり、それぞれを区別して表現する場合に、その構成要素の頭に“第1”、“
第2”と付記して区別することがある。このとき、本明細書と特許請求の範囲とで区別す
る対象や観点が異なっていれば、本明細書における付記の態様と、特許請求の範囲におけ
る付記の態様と、が一致しないことがある。
る形態は、本発明の技術思想が具体化されたものではあるが、本発明を限定するものでは
ない。また、以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材
を示しており、重複した説明は適宜省略することがある。なお、各図面が示す部材の大き
さや位置関係等は、説明を明確にするために誇張していることがある。
図1は、第1実施形態に係る発光装置1の斜視図である。図2は、図1に対応する発光
装置1の上面図である。図3は、図2のIII-III線における発光装置1の断面図である。
図4は、内部構造を説明するために発光装置1から遮光部材100を除いた状態の斜視図
である。図5は、図4と同様の状態における上面図である。図6は、内部構造を説明する
ために発光装置1からさらに透光性部材と波長変換部材を除いた状態の斜視図である。図
7は、図6と同様の状態における上面図である。図8は、図7において基部10の底面1
2(配置面)の領域を拡大した上面図である。なお、図8では、半導体レーザ素子20と
光反射部材40との配置関係がわかり易いように、一部の構成要素を除いた状態で記して
ある。図9は、透光性部材80と波長変換部材90が接合された状態の斜視図である。図
10は、図9と同様の状態における上面図である。図11は、透光性部材80と波長変換
部材90との接合面を説明するために波長変換部材90を透過した上面図である。図12
は、第1実施形態に係る波長変換部材90の下面図である。
マウント30、2つの光反射部材40、保護素子50、温度測定素子60、配線70、透
光性部材80、波長変換部材90、及び、遮光部材100を有する。
であり、窪みはこの外形の内側に形成される。基部10は、上面11、底面12、下面1
3、内側面14、及び、外側面15を有しており、内側面14と底面12とが窪んだ空間
を作り上げる。また、上面視で、上面11と交わる外側面15によって矩形の外形が形成
される。上面視で、上面11と交わる内側面14によって矩形の枠が形成され、窪んだ空
間がこの枠に囲まれる。
上面視内側面14)のうちの最も近い辺と平行である。なお、外形に係る辺と枠に係る辺
の距離とは、各辺の中点に基づいて、中点間の距離を指すものとしてもよい。つまり、中
点間の距離が最も小さくなる外形の1辺と枠の1辺との組合せにおいて、平行関係が成り
立つ。ここでの平行は、5度以下の差を含むものとする。
6は、上面と、この上面と交わり下方に進む側面と、で構成される部分を指すものとする
。そのため、基部10の内側面14は、基部10の上面11と交わる側面と、段差部の側
面と、を含んで構成される。
162、と呼ぶものとする。なお、基部10において、2つの段差部16を有していなく
てもよい。例えば、段差部16は1つであってもよい。
上面11及び下面13と交わる、といえる。また例えば、第1段差部161の上面は、こ
の上面から上方に進む側面として、一部において第2段差部162の側面と交わり、他の
一部において上面11に交わる側面と交わる、といえる。なお、辺と辺との交差について
も同様である。
して、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、酸化アルミニウム、炭化ケイ素を用いることがで
きる。なお、セラミックに限らず、絶縁性を有する他の材料を主材料に用いて形成しても
よい。
属膜171が、底面12には5つの金属膜172が、第2段差部162の上面には2つの
金属膜173が設けられる。また、底面12における4つの金属膜172、及び、第2段
差部162の上面における2つの金属膜173、のそれぞれが、基部10の内部を通る金
属を介して、上面11に設けられた6つの金属膜171のいずれかと繋がる。また、第1
段差部161の上面にも金属膜が設けられる。
、1辺に係る領域とは、上述した最も近い関係にある外形の1辺と枠の1辺との間の領域
である。また、2辺との間の領域とは、一方の辺の任意の点と他方の辺の任意の点を結ぶ
どんな直線も含むことのできる領域をいうものとする。上面11には、対向する2辺に係
る領域にそれぞれ3つの金属膜171が配置される。また、この3つの金属膜171は並
べて配置される。
領域111と交わる2辺に係る領域のうちの一方の辺に係る領域を第2領域112、3つ
の金属膜171が配置される他方の辺に係る領域を第3領域113、第3領域113と交
わる2辺に係る領域のうち第2領域ではない方の辺に係る領域を第4領域114、と呼ぶ
ものとする。図2では、これらの領域をハッチングで記している。
第2領域112に亘って設けられる。第3領域113に設けられた3つの金属膜171の
うちの1つは、第3領域113から第4領域114に亘って設けられる。
8を形成する。第4領域114に亘る金属膜171は、第4領域114においてアライメ
ントマーク18を形成する。ここでは、第2領域112に設けられたアライメントマーク
18を第1アライメントマーク181、第4領域114に設けられたアライメントマーク
18を第2アライメントマーク182、と呼ぶものとする。
繋がっていなくてよい。つまり、3つの金属膜171とは別にアライメントマークを形成
してもよい。また、アライメントマークは金属膜を設ける以外の方法で形成されてもよい
。
側面14)を含む直線と、この直線に平行で、第2領域112における枠に係る辺(内側
面14)の中点CPを通る直線と、の間に設けられる。第2アライメントマーク182は
、上面視で、第3領域113における枠に係る辺(内側面14)を含む直線と、この直線
に平行で、第4領域114における枠に係る辺(内側面14)の中点CPを通る直線と、
の間に設けられる。
は、基部10の外形を形成する4辺のいずれとも垂直及び平行ではない。また、枠を形成
する4辺のいずれとも垂直及び平行ではない。また、いずれの辺との間にも、10度以上
の角度差を有する。つまり、基部10の外形または枠を形成する4辺のいずれに対しても
斜めの直線である。
172に1つずつアライメントマーク18が形成される。2つのアライメントマーク18
をそれぞれ、第3アライメントマーク183、第4アライメントマーク184、と呼ぶも
のとする。
は、基部10の外形を形成する4辺のいずれとも垂直及び平行ではない。また、枠を形成
する4辺のいずれとも垂直及び平行ではない。また、いずれの辺との間にも、10度以上
の角度差を有する。また、第1アライメントマーク181と第2アライメントマーク18
2を結ぶ直線と重なる。ここでの重なるとは、交点を軸に4度以下のずれを含むものとす
る。
2に設ける金属膜の数を変えるなどしてもよい。例えば、上面11に、対向する2辺に係
る領域に2つずつ、あるいは、1つずつ、金属膜を設けてもよい。発光装置1では、基部
10の底面12、第2段差部162の上面、及び、基部10の上面11に、複数の金属膜
が設けられているといえる。
のうちの一辺と交わる側面が、半導体レーザ素子20から放射される光の出射端面21と
なる。また、半導体レーザ素子20の上面及び下面は、出射端面21よりも面積が大きい
。
と平行な面において楕円形状のファーフィールドパターン(以下「FFP」という。)を
形成する。ここで、FFPとは、出射端面から離れた位置における出射光の形状や光強度
分布を示す。
層の層方向よりも、それに垂直な積層方向の方が長い楕円形状である。この層方向をFF
Pの水平方向、積層方向をFFPの垂直方向というものとする。
1/e2以上の強度を有する光を、主要部分の光と呼ぶものとする。また、この光強度分
布の半値全幅に相当する角度を拡がり角と呼ぶものとする。FFPの垂直方向における拡
がり角は垂直方向の拡がり角と呼び、FFPの水平方向における拡がり角は水平方向の拡
がり角と呼ぶものとする。
ことができる。ここで、青色の光は、その発光ピーク波長が420nm~494nmの範
囲内にある光をいうものとする。青色の光を発する半導体レーザ素子として、窒化物半導
体を含む半導体レーザ素子が挙げられる。窒化物半導体としては、例えば、GaN、In
GaN、及びAlGaNを用いることができる。
た、サブマウント30は上下方向の幅が最も小さい。なお、形状は直方体に限らなくてよ
い。サブマウント30は、例えば、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、又は炭化ケイ素を用
いて形成される。なお、他の材料を用いてもよい。また、サブマウント30の上面には金
属膜が設けられている。
、照射された光のピーク波長に対する光反射率が99%以上となる面が設けられる。ここ
での光反射率は100%以下あるいは100%未満とすることができる。
斜角が異なる。つまり、2つの光反射面41はいずれも、下面からみた配置関係が垂直で
も平行でもない。また、2つの光反射面41は連続して繋がっており、一体的な1つの反
射領域を形成する。
面412と呼ぶものとする。光反射部材40では、第2反射面412の傾斜角の方が、第
1反射面411の傾斜角よりも大きい。例えば、第1反射面411と第2反射面412と
の傾斜角の差は、10度以上から60度以下の範囲にある。
。また、1つの光反射面41で1つの反射領域を形成してもよい。また、連続して繋がっ
ていない光反射面をさらに有していてもよい。また、光反射面41の形状は、平面形状で
なく曲面形状であってもよい。
きる。主材料は熱に強い材料がよく、例えば、石英若しくはBK7(硼珪酸ガラス)等の
ガラス、アルミニウム等の金属、又はSiを用いることができる。また、光反射面は、例
えば、Ag、Al等の金属やTa2O5/SiO2、TiO2/SiO2、Nb2O5/
SiO2等の誘電体多層膜を用いて形成することができる。
れてしまうことを防ぐためのものである。保護素子50としては、例えば、Siで形成さ
れたツェナーダイオードを用いることができる。
ある。温度測定素子60としては、例えば、サーミスタを用いることができる。
線70としては、例えば、金属のワイヤを用いることができる。
透光性部材は、光を透過する透光性を有する。ここで、透光性とは、光に対する透過率が
80%以上であることとする。なお、形状は直方体に限らない。
、比較的屈折率が高く、比較的強度も高い材料である。なお、主材料には、サファイアの
他に、例えば、石英、炭化ケイ素、又は、ガラス等を用いることもできる。
には、金属膜が設けられる。上面及び下面のいずれの面においても、外周領域に金属膜は
設けられる。そのため、透光性部材80には、上面視または下面視で、透光性を有する領
域と、透光性を有さない領域と、がある。また、中央部に透光性を有する領域が設けられ
る。
。また、波長変換部材90は、透光性の波長変換部91と、包囲部92と、を有する。ま
た、波長変換部91と包囲部92とが一体的に形成されている。包囲部92の内側面が波
長変換部91の側面と接しており、包囲部92の外側面が波長変換部材90の側面に相当
する。
射した光を波長の異なる光に変換する。波長変換部材90は、光の照射により分解されに
くい無機材料を主材料に用いて形成することができる。なお、無機材料でなくてもよい。
とができる。これに限らず、ガラスを主材料とする、あるいは、蛍光体の単結晶で形成す
るなどしてもよい。なお、波長変換部91における発熱を考慮して、融点が1300℃~
2500℃の材料を主材料に用いるのが好ましい。
ウム等の透光性材料とを焼結させて形成することができる。蛍光体の含有量は、セラミッ
クスの総体積に対して0.05体積%~50体積%とすることができる。また例えば、蛍
光体の紛体を焼結させた、実質的に蛍光体のみからなるセラミックスを用いてもよい。
AG)、セリウムで賦活されたルテチウム・アルミニウム・ガーネット(LAG)、ユウ
ロピウム及び/又はクロムで賦活された窒素含有アルミノ珪酸カルシウム(CaO-Al
2O3-SiO2)、ユウロピウムで賦活されたシリケート((Sr,Ba)2SiO4)、
αサイアロン蛍光体、βサイアロン蛍光体等が挙げられる。なかでも、耐熱性が良好な蛍
光体であるYAG蛍光体を用いることが好ましい。
波長変換部91が設けられる。また、貫通孔の形状は、波長変換部91の形状に対応して
おり、包囲部92は波長変換部91の側面を囲う。
らず、金属や、セラミックスと金属の複合体などを用いてもよい。また、包囲部92には
、波長変換部91による熱を排熱する高熱伝導率の材料を用いるのが好ましい。高熱伝導
率の材料が主材料に用いられた包囲部92は、波長変換部91における熱を排熱する放熱
機能を有し、この観点から包囲部92に代えて放熱部材と捉えることができる。
高反射率で反射する材料を用いるのが好ましい。高反射率の材料が主材料に用いられた包
囲部92は、照射された光を反射する高反射性を有し、この観点から包囲部92に代えて
光反射部材と捉えることができる。なお、高反射率及び高熱伝導率を有する材料としては
、例えば、アルミナ(Al2O3)セラミックスが挙げられる。
91に重なるように設けられる。線状の導電膜の両端は、包囲部92の下面に設けられた
金属膜に繋がる。また、両端は互いに異なる金属膜に繋がる。なお、波長変換部91に重
ならず、波長変換部91の近傍に設けられてもよい。
、波長変換部91の幅よりも小さい線幅となっている部分の線の長さが波長変換部91の
外周よりも長いことを示す。ここでの波長変換部91の幅は、例えば外形が矩形の場合は
短辺の幅であり、例えば外形が楕円形の場合は短径の幅である。また、これ以外の形状の
場合は、これらの例示に基づき、実質的に幅が特定される。
2を形成する粉粒の材料と、を一体的に成形して焼結し形成することができる。または、
焼結体等の成形品からなる包囲部92と、波長変換部91を形成する粉粒の材料と、を一
体的に成形して焼結し形成することができる。焼結には、例えば、放電プラズマ焼結法(
SPS法)やホットプレス焼結法(HP法)等を用いることができる。
視光による透過率が高い。ITOで形成された導電膜は透光性を有し、この観点から透光
性導電膜と捉えることができる。
通孔を囲う凸形状が形成される。言い換えると、下面側において、中央部が窪んだ凹形状
が形成される。
透過しない性質を示し、光を遮る性質の他、吸収する性質や反射する性質などを利用して
、遮光性を実現してもよい。例えば、樹脂に、光拡散材及び/又は光吸収材等のフィラー
を含有させることで形成できる。
ト樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、BTレジン等が挙げられる。また、光吸収性の
フィラーとしては、カーボンブラック等の暗色系の顔料等が挙げられる。
まず、基部10の底面12に2つの光反射部材40が配置される。従って、基部10の
底面12は光反射部材40が配置される配置面といえる。2つの光反射部材40は、それ
ぞれ異なる金属膜172の上に配置され、その下面が基部10の底面12に接合される。
各光反射部材40の配置位置は、アライメントマーク18と、光反射部材40の基準線S
Lと、に基づいて決定される。
となる線である。また、この基準線SLは、光反射部材40の所定の領域に設けられるか
、所定の領域に有する特徴から導き出すことができる。つまり、光反射部材40の所定の
領域に基づいて得ることができる。
材40の基準線SLとなる。これに限らず、例えば、光反射面41の下端に相当する辺を
通る直線を基準線としてもよく、また例えば、光反射部材40の矩形の上面のうち2つの
頂点を特徴点として、この2つの特徴点を通る直線を基準線としてもよい。
アライメントマーク182を通る直線を所定の角度回転させた直線と、平行となるように
配置される。ここで、第1アライメントマーク181と第2アライメントマーク182を
通る直線を第1直線1L、第1直線1Lを所定の角度回転させた直線を第2直線2L、と
呼ぶものとする。
第2アライメントマーク182を結ぶ直線の中点CPに対して、2つの光反射部材40は
対称となるように配置される。
182に基づいて中点CPを決定し、この中点CPを軸にして第1直線1Lを所定の角度
回転させた第2直線2Lを規定する。上面視で、第2直線2LをX方向、第2直線2Lに
垂直な方向をY方向とし、中点CPの座標を(0,0)としたXY平面に基づき、基準線
SLが第2直線2Lと平行になり、かつ、2つの光反射部材40が座標(0,0)で点対
称となるように配置する。
面14)と平行である。また、第2領域112または第4領域114の枠に係る辺(内側
面14)と垂直である。ここでの平行または垂直は、6度以下の差を含むものとする。
枠に係る辺を通る直線とが成す角度から得られる。なお、平行及び垂直ではなく、斜めと
なるように所定の角度を設計してもよい。
4を通る直線であってもよい。またあるいは、任意の2つのアライメントマーク18を通
る直線であってもよく、3つ以上のアライメントマーク18を通る直線であってもよい。
従って、第1直線1Lは、複数のアライメントマーク18に基づいて得られる直線といえ
る。
ーク184を結ぶ直線の中点CPに対して対称に配置されてもよい。
ライメントマーク184とは重ならない。従って、この段階で、第3アライメントマーク
183及び第4アライメントマーク184は上面側から見ることができる。
素子50は、2つの光反射部材40のうちの一方が配置されている金属膜172に配置さ
れ、接合される。温度測定素子60は、2つの光反射部材40が配置された金属膜172
とは異なる金属膜172の上に配置され、接合される。
0は、上面視で、上面のいずれかの辺が、第1直線と平行となるように配置される。また
、2つのサブマウント30は、それぞれ異なる金属膜172の上に配置され、その下面が
基部10の底面12に接合される。また、2つのサブマウント30はそれぞれ、光反射部
材40が配置されている金属膜172に配置される。
よい。また、上面視で、2つのサブマウント30と、第3アライメントマーク183及び
第4アライメントマーク184とは重ならない。従って、この段階で、第3アライメント
マーク183及び第4アライメントマーク184は上面側から見ることができる。
子20は、それぞれ異なるサブマウント30の上面に配置され、その下面が接合される。
各半導体レーザ素子20の配置位置は、アライメントマーク18と、半導体レーザ素子2
0の光の出射端面21と、に基づいて決定される。
うに配置される。また、2つの半導体レーザ素子20は、点対称に配置される。第1アラ
イメントマーク181と第2アライメントマーク182を結ぶ直線の中点CPに対して、
2つの半導体レーザ素子20は対称となるように配置される。
182に基づいて第1直線1Lを規定し、中点CPを決定する。上面視で、第1直線1L
をX方向、第1直線1Lに垂直な方向をY方向とし、中点CPの座標を(0,0)とした
XY平面に基づき、出射端面21が第1直線1Lと平行になり、かつ、2つの半導体レー
ザ素子20が座標(0,0)で点対称となるように配置する。
て、対称に配置されている。なお、2つの半導体レーザ素子20は、第3アライメントマ
ーク183と第4アライメントマーク184を結ぶ直線の中点CPに対して対称に配置さ
れてもよい。
第4アライメントマーク184とは重ならない。従って、この段階で、第3アライメント
マーク183及び第4アライメントマーク184は上面側から見ることができる。
たは外側面15と平行及び垂直にならない。そのため、光反射面41の上端とも、平行及
び垂直にならない。つまり、半導体レーザ素子20は、上面視で、基部10の内側面14
及び外側面15、または、光反射面41の上端、に対して出射端面21が斜めになるよう
に配置される。
射面41の上端を含む直線と、が成す斜角は、25度以上35度以下の範囲にある。なお
、ここでの斜角は、図8に示す角度αであり、角度βではない。また、斜角は10度以上
80度以下の範囲でもよい。なお、光反射部材40への光の照射を考慮すると、斜角は4
5度以下で設計するのがよい。
る光反射部材40に照射される。対応する光反射部材40とは、同じ金属膜に配置されて
いる光反射部材40である。少なくとも主要部分の光が光反射面41に照射されるように
、半導体レーザ素子20は配置される。
点CPで回転させて得られる第2直線2Lとでは、第1直線1Lに合わせて実装する方が
確度がよい。そのため、斜めの配置関係にある半導体レーザ素子20と光反射部材40に
おいて、出射端面21を第1直線に合わせ、光反射部材40を第2直線に合わせる方が、
光反射部材40によって反射される光の進行方向を精度良く実装することができる。
辺に合わせて実装するよりも、第1直線から所定の角度回転させた第2直線に合わせて実
装する方が、半導体レーザ素子20と光反射部材40の間の斜角を精度良く実装すること
ができる。
体レーザ素子20の方が中点から遠い位置にある。従って、半導体レーザ素子20から出
射された光は、中点に近付く方向に進む。なお、2つの半導体レーザ素子20のうちの少
なくとも一方は温度測定素子60に近い位置に配される。配置の対称性から、一方の半導
体レーザ素子20の温度と他方の半導体レーザ素子20の温度に大きな差はないと考えら
れるためである。
ーザ素子20から発生した熱を逃がす放熱部材としての役割を果たしている。サブマウン
ト30を放熱部材として機能させるには、半導体レーザ素子20よりも熱伝導率の良い材
料で形成すればよい。また、基部の底面よりも熱伝導率の良い材料で形成すると、より高
い放熱効果を得ることができる。
調整する役割を果たすことができる。例えば、光軸を通る光が底面12と水平になるよう
にし、かつ、光反射面41の所定の位置に照射させたい場合に、サブマウントを調整部材
として用いることができる。
度測定素子60の電気的な接続を確立するために複数の配線70が接合される。電気的な
接続には、基部10の底面12に設けられた金属膜172を利用する。そのため、基部1
0の底面12に設けられた金属膜172は、電気的に接続のために設けられた導通領域と
しての役割を果たしている。
れる。また、温度測定素子60が、2つの半導体レーザ素子及び保護素子50とは別で、
電気的に接続するように接合される。
10の底面12に設けられた金属膜172に接合する。そのため、配線70の一端を半導
体レーザ素子20の上面に接合するときの配置位置は、第1直線に基づいて決定される。
これにより、細い幅の上面に精度良く配線70を接合することができる。
基部10の段差部16の上面に配置され接合される。より詳細には、第1段差部161の
上面に接合される。透光性部材80の下面の外周領域に設けられた金属膜と、第1段差部
161の上面に設けられた金属膜と、がAu-Sn等を介して接合し固定される。
間が形成される。このように、発光装置1では、透光性部材80は蓋部材としての役割を
果たすことができる。また、この閉空間は気密封止された状態で形成される。気密封止さ
れることで、半導体レーザ素子20の光の出射端面に有機物等が集塵することを抑制でき
る。
ーク184と重なる。一方で、第1アライメントマーク181及び第2アライメントマー
ク182とは重ならない。従って、第1アライメントマーク181及び第2アライメント
マーク182は、基部10の透光性部材80と接合する接合領域の外側に設けられる。
接合される。つまり、透光性部材80が基部10の上面に配され、波長変換部材90が透
光性部材80の上面に配される。そのため、波長変換部材90が、底面12に配置された
半導体レーザ素子20及び光反射部材40の上方に配置される。
する光反射部材40の光反射面41によって反射され、透光性部材80を透過し、波長変
換部91の下面に入射する。
長の光に変換される。レーザ光または波長変換された光が、波長変換部91の上面から発
光装置1の外部に出射される。つまり、波長変換部91の上面が、発光装置1の光取出面
となる。
、波長変換部が設けられる領域内にある。このように配置することで、2つの半導体レー
ザ素子20から出射された光を効果的に波長変換部91に入射させることができる。
いため、波長変換部91に入射する光の分布は拡散している方がよい。例えば、2つの半
導体レーザ素子20のそれぞれから出射されたレーザ光の光強度の強い部分が重ならない
ようにするとよい。発光装置1では、光軸を通る光が、波長変換部の中心を通らないよう
にしている。
性部材80と接合する。また、包囲部92において導電膜の一端に繋がる金属膜と、透光
性部材80の2つの金属膜のうちの一方とが接合し、他端に繋がる金属膜と、2つの金属
膜のうちの他方の金属膜とが接合する。これにより、透光性部材80の2つの金属膜を電
極として、電気的に接続することができるようになる。
る。そのため、波長変換部91に割れなどの異常が発生すると、その衝撃に対応して導電
膜にも亀裂が入るなどして電気的な接続状態に変化を与える。従って、この変化(例えば
、抵抗値の大幅な上昇)を検知することで波長変換部91の異常を検知することができる
。導電膜は、波長変換部91の異常を検知するセンサである異常検知素子93といえる。
、透光性部材80の上面は、波長変換部材90の下面を囲う。あるいは、波長変換部材9
0を囲う。上面視で、透光性部材80の上面の2つの金属膜はそれぞれ、波長変換部材9
0の下面と重なる領域から重ならない領域に亘って設けられる。
続には、基部10の第2段差部162に設けられた金属膜173と、透光性部材80の金
属膜の波長変換部材90の下面と重ならない領域と、が利用される。そのため、これらの
金属膜は、電気的に接続のために設けられた導通領域としての役割を果たしている。配線
70は、その一端が透光性部材80の上面の金属膜に、他端が第2段差部162の上面の
金属膜173に、接合される。
接続するための配線70を第1配線71、異常検知素子93を電気的に接続するための配
線70を第2配線72、と呼ぶものとする。
ための2つの金属膜と、温度測定素子60に電源を供給するための2つの金属膜と、異常
検知素子93に電源を供給するための2つの金属膜と、で構成される。そのため、基部1
0の上面11に設けられた金属膜171は、電気的に接続のために設けられた導通領域と
しての役割を果たしている。
素子93を有さない場合は、係る金属膜も有さなくてよい。また例えば、他の目的で金属
膜が利用されてもよい。
通領域を有し、第2領域112にアライメントマーク18のためのアライメント領域を有
する。少なくとも、第1アライメントマーク181は、第1領域111には形成されない
。
を有し、第4領域114にアライメントマーク18のためのアライメント領域を有する。
少なくとも、第2アライメントマーク182は、第3領域113には形成されない。
100は、基部10と波長変換部材90との隙間を埋めるようにして形成される。遮光部
材100は、樹脂を流し込み、これを熱で硬化させることで形成できる。樹脂が隙間に入
り込むことで、定型化された遮光部材100を嵌め込むよりも良好な遮光性を得ることが
できる。なお、半導体レーザ素子20が配される閉空間には樹脂は侵入しない。
上面、透光性部材80の側面、透光性部材80の上面、及び、波長変換部材90の側面、
に接する。また、波長変換部材90の上面には達さない。あるいは、包囲部92の上面に
達したとしても、波長変換部91の上面には達さない。これにより、半導体レーザ素子2
0からの光が、波長変換部91以外の場所から漏れることを抑制できる。
れた時点で、発光装置1において第2配線72は露出しない。これにより、第2配線72
を水滴等の付着から保護することができる。なお、必ずしも内包していなくてよい。
100の下面側に形成される凸形状の突出部分は、透光性部材80の側面と、基部10の
内側面14と、の間の溝に嵌る。
領域を隠す。発光装置1において、遮光部材100は絶縁性の材料によって形成されてお
り、絶縁部材としての役割を果たしている。これにより、外部電源による発光装置1への
給電のための導通領域は、凹形状の窪んだ空間の外側に限定することができる。
ントマーク182とは重ならない。つまり、遮光部材100は、第1アライメントマーク
181及び第2アライメントマーク182を隠さない。
第1アライメントマーク181及び第2アライメントマーク182を有する。そのため、
製造された発光装置1を他の部材に実装するなどの際に、第1アライメントマーク181
及び第2アライメントマーク182を利用した精度の良い実装が可能となる。
12に配置される構成要素の実装に利用し、第1アライメントマーク181及び第2アラ
イメントマーク182を、他の構成要素の実装に利用するなどしてもよい。実装機の性能
によっては、配置面である底面12と同じ平面に設けられたアライメントマーク18の方
が精度良く実装できる場合がある。
1以外の部材との実装に利用し、第3アライメントマーク183及び第4アライメントマ
ーク184を、発光装置1の構成要素の実装に利用するなどしてもよい。また、これに限
らず、工程に応じて上面11のアライメントマーク18と、底面12のアライメントマー
ク18とを使い分けてよい。
い。例えば、光反射部材40を配置する前に、サブマウント30と半導体レーザ素子20
を配置してもよい。また例えば、サブマウント30に半導体レーザ素子20を配置してか
ら、底面12にサブマウント30を配置してもよい。その他、明らかに実現不可能な工程
順でなければ、柔軟な変更が可能である。なお、明らかに実現不可能な工程順とは、例え
ば、蓋部材により閉空間を形成した後に半導体レーザ素子20を閉空間に配置するなどの
工程順である。
図13は、第2実施形態に係る発光装置2の斜視図である。図14は、図13に対応す
る発光装置2の上面図である。図15は、内部構造を説明するために発光装置2から遮光
部材101を除いた状態の斜視図である。
形状と、が第1実施形態に係る発光装置1と異なる。また、発光装置1では、アライメン
トマークとしたい領域に金属膜を設けることでアライメントマークを形成したが、発光装
置2では、アライメントマークとしたい領域の周囲に金属膜を設けることでアライメント
マークを形成する。
領域114における枠に係る辺の全長に亘って形成されていたが、発光装置2の基部21
0では、第2段差部163が、上面視で、第2領域112における枠に係る辺の一部と、
第4領域114における枠に係る辺の一部とに形成される。なお、第1領域乃至第4領域
については、第1実施形態で説明したものと同義のため、図13乃至図15においては符
号を省略している。
3が形成されず、第4領域114における枠に係る辺の他の一部には、第2段差部163
が形成されない。具体的には、第2領域112及び第4領域における枠に係る辺のそれぞ
れにおいて、中央部分に第2段差部163は形成され、その両側部分には第2段差部16
3は形成されない。
わる側面と交わる。そのため、上面11の第2領域112及び第4領域114のそれぞれ
は、上面視で内側面14と交わる部分が凹形状となる。また、上面11の幅(内側面14
から外側面15までの距離)でいえば、凹形状の窪みにあたる部分よりも凹形状の窪みの
両側にあたる部分の方が大きい。
広部というものとする。第2領域112及び第4領域のそれぞれに関し、第2段差部16
3は、上面視で、幅広部における内側面14を通る直線と、外側面15を通る直線との
間に形成される。
、第1アライメントマーク191及び第2アライメントマーク192の各アライメントマ
ークは、アライメントマークを設ける領域の周囲を金属膜が囲うことで形成される。具体
的な形成方法としては、例えば、アライメントマークを設ける領域にマスクをした上で金
属膜を設け、それからマスクを除去するといった方法がある。また例えば、金属膜を設け
てから、アライメントマークを設ける領域部分だけ金属膜を取り除くといった方法を採っ
てもよい。
そのアライメントマークの形状の金属膜を形成するよりも、発光装置2のように、アライ
メントマークを設ける領域の周囲に金属膜を形成する方が、安定して製造できる場合があ
る。一方で、前者の場合と後者の場合とでは、後者の方がアライメントマークの形成のた
めに広い領域を確保する必要がある。
、後者のアライメントマークを形成するために基部の外形を大きくする必要がある。そこ
で、発光装置2のように、第2段差部を部分的に形成することで、基部の外形を大きくし
なくても後者の方法でアライメントマークを形成することができる。
な直線であって、第1アライメントマーク191または第2アライメントマーク192を
通る直線は、第2段差部163とは交わらない。また、第2段差部163は、この第1ア
ライメントマーク191を通る直線と、第2アライメントマーク192を通る直線と、で
挟まれる領域内に形成され、この領域外においては形成されない。また、第1アライメン
トマーク191と第2アライメントマーク192を結ぶ直線は、第2段差部163とは交
わらない。
3の長さよりも、第1段差部161の長さの方が長い。また、発光装置1よりも、第1段
差部161の長さと第2段差部163の長さの差が大きくなる。また、第2段差部163
の上面の金属膜に第2配線72が接合される。
。樹脂は、絶縁性の材料によって形成され、装置外部の要因によって第2配線72が意図
せず通電してしまうことから保護する絶縁部材としての役割を果たす。この役割を果たす
には、第2配線72が露出しないように絶縁部材を形成することが求められる。上述した
ように、発光装置2の第2段差部163は第1段差部161よりも長さが短いため、樹脂
の流し込みを制御しやすくなる。
の各実施形態で説明した発光装置の構造に限られるわけではない。例えば、実施形態に開
示のない構成要素を有する発光装置においても本発明は適用され得るものであり、開示さ
れた発光装置と違いがあることは本発明を適用できないことの根拠とはならない。
備えることを必須としないものであっても、本発明が適用され得ることを示す。例えば、
特許請求の範囲に、実施形態により開示された発光装置の一部の製造工程や一部の構成要
素が記載されていなかった場合、その構成要素については、本実施形態に開示されたもの
に限らず、代替、省略、形状の変形、材料の変更などといった当業者による設計の自由度
を認め、その上で特許請求の範囲に記載された発明が適用されることを請求するものであ
る。
ウントディスプレイ、その他ディスプレイのバックライト等の光源に使用することができ
る。
10、210 基部
11 上面
111 第1領域
112 第2領域
113 第3領域
114 第4領域
12 底面
13 下面
14 内側面
15 外側面
16 段差部
161 第1段差部
162、163 第2段差部
17 金属膜
171 金属膜(上面)
172 金属膜(底面)
173 金属膜(第2段差部)
18、19 アライメントマーク
181、191 第1アライメントマーク
182、192 第2アライメントマーク
183 第3アライメントマーク
184 第4アライメントマーク
20 半導体レーザ素子
21 出射端面
30 サブマウント
40 光反射部材
41 光反射面
411 第1反射面
412 第2反射面
50 保護素子
60 温度測定素子
70 配線
71 第1配線
72 第2配線
80 透光性部材
90 波長変換部材
91 波長変換部
92 包囲部
93 異常検知素子
100、101 遮光部材
Claims (14)
- 光を出射する出射端面を有する第1半導体レーザ素子を含む1または複数の電子部品と、
前記第1半導体レーザ素子が配置される第1面と、第1金属膜及び第2金属膜を含む複数の金属膜と、を有する基部と、
を備え、
前記第1金属膜は、前記複数の電子部品のうちの少なくともいずれかの電子部品と電気的に接続し、かつ、前記第1半導体レーザ素子のアライメントに利用される第1アライメントマークを形成し、
前記第2金属膜は、前記複数の電子部品のうちの少なくともいずれかの電子部品と電気的に接続し、かつ、前記第1半導体レーザ素子のアライメントに利用される第2アライメントマークを形成し、
前記第1アライメントマークと前記第2アライメントマークを結ぶ仮想的な直線と、前記第1半導体レーザ素子の出射端面とが、平行である発光装置。 - 前記1または複数の電子部品は、光を出射する出射端面を有する第2半導体レーザ素子を含み、
前記第2半導体レーザ素子は前記第1面に配置され、
前記仮想的な直線と、前記第2半導体レーザ素子の出射端面とが、平行である請求項1に記載の発光装置。 - 前記第1半導体レーザ素子及び前記第2半導体レーザ素子は、前記第1アライメントマークと前記第2アライメントマークの中点からの距離が等しくなるように配置される、請求項2に記載の発光装置。
- 前記基部に配置される光反射部材をさらに備える、請求項1~3のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記光反射部材によって反射された光が透過する透光性部材をさらに備え、
前記透光性部材は、上面視で、前記第1金属膜及び前記第2金属膜と重なる位置に設けられる、請求項4に記載の発光装置。 - 前記光反射部材によって反射された光が透過する透光性部材をさらに備え、
前記複数の金属膜は、第3アライメントマークを形成する第3金属膜、及び、第4アライメントマークを形成する第4金属膜を含み、
前記透光性部材は、上面視で、前記第1金属膜及び前記第2金属膜とは重ならず、かつ、前記第3金属膜及び前記第4金属膜と重なる位置に設けられる、請求項4に記載の発光装置。 - 前記基部は、凹形状を有し、前記第1金属膜及び前記第2金属膜は、前記第1面よりも上方にある第2面に形成される、請求項1~6のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記第1金属膜は、前記第1アライメントマークの周りを囲うように設けられることで前記第1アライメントマークを形成し、
前記第2金属膜は、前記第2アライメントマークの周りを囲うように設けられることで前記第2アライメントマークを形成する、請求項1~7のいずれか一項に記載の発光装置。 - 前記基部は、前記第1面よりも上方にあり、上面視で前記第1面を囲い、かつ、上面視で相対的に幅が狭い幅狭部及び相対的に幅が広い幅広部を有する、第2面を有し、
前記第1金属膜及び前記第2金属膜は、前記第2面の幅広部に形成される、請求項1~8のいずれか一項に記載の発光装置。 - 前記1または複数の電子部品は、温度測定素子を含む、請求項1~9のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記第1半導体レーザ素子は、前記第1金属膜及び前記第2金属膜に電気的に接続される、請求項1~10のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記第1半導体レーザ素子及び前記第2半導体レーザ素子は、前記第1金属膜及び前記第2金属膜に電気的に接続される、請求項2に記載の発光装置。
- 前記複数の金属膜は、前記複数の電子部品のうちの少なくともいずれかの電子部品と電気的に接続し、かつ、アライメントマークを形成しない金属膜を含む、請求項1~12のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記第1半導体レーザ素子は、青色の光を出射する、請求項1~13のいずれか一項に記載の発光装置。
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