JP6146506B2 - 半導体レーザ装置及びこの半導体レーザ装置を用いたバックライト装置 - Google Patents

Description

本発明は、半導体レーザ装置及びこの半導体レーザ装置を用いたバックライト装置に関する。

近年、超高精細度で薄型の液晶バックライトの開発が求められており、広色域を実現するために半導体レーザを搭載したバックライト装置が検討されている。例えば、特許文献１に記載の発光装置は、積層面に形成された導波路を有する端面出射型の発光素子から出射された光が、反射部の凸状反射面によって垂直方向に反射されるように構成されている（例えば、図２、図５、及び図６等参照）。

特開2011-181794号公報

しかしながら、レーザ光は指向性の高い光であるため、レーザ光を直上に出射する従来の発光装置では、導光板と組み合わせたときに、例えば、導光板の光反射面のうち光入射面に近い領域にレーザ光を当てることが難しい。このため、導光板の光出射面において輝度を均一にすることができないおそれがあった。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、半導体レーザ装置からの光を所望の方向に出射させることができる半導体レーザ装置及びこの半導体レーザ装置を用いたバックライト装置を提供することを目的とする。

本発明の一実施形態に係る半導体レーザ装置は、上方に開口した凹部を有する基体と、凹部の底面に載置された半導体レーザ素子と、凹部の底面に載置され、半導体レーザ素子からの光を反射する反射部材と、を備える。特に、半導体レーザ素子および反射部材は、反射部材にて反射された光の光軸が基体の下面と垂直をなす方向と異なるように、配置されている。

また、本発明の一実施形態に係るバックライト装置は、半導体レーザ装置と、基体の上方に配置された導光板と、を有する。

上記の半導体レーザ装置によれば、半導体レーザ装置からの光を所望の方向に出射させることができる。

また、上記のバックライト装置によれば、半導体レーザ装置からの光が傾いて照射されるため、導光板の光反射面のうち光入射面に近い領域にレーザ光を当てることができる。

図１は、第１実施形態に係る半導体レーザ装置の概略断面図である。 図２は、図１の半導体レーザ装置を発光面側から視た概略平面図である。 図３は、図１の半導体レーザ装置の斜視図である。 図４は、第２実施形態に係る半導体レーザ装置の概略断面図である。 図５は、図４の半導体レーザ装置を発光面側から視た概略平面図である。 図６は、図４の半導体レーザ装置の斜視図である。 図７は、第３実施形態に係る半導体レーザ装置の概略断面図である。 図８は、図７の半導体レーザ装置を発光面側から視た概略平面図である。 図９は、図７の半導体レーザ装置の斜視図である。 図１０は、第４実施形態に係る半導体レーザ装置の概略断面図である。 図１１は、図１０の半導体レーザ装置を発光面側から視た概略平面図である。 図１２は、図１０の半導体レーザ装置の斜視図である。 図１３は、第６実施形態に係るバックライト装置の概略図である。 図１４は、図１３のバックライト装置の斜視図である。 図１５は、一形態に係るバックライト装置の概略図である。 図１６は、一形態に係る半導体レーザ装置の概略平面図である。 図１７は、図１６の半導体レーザ装置の斜視図である。 図１８は、第５実施形態に係る半導体レーザ装置の概略平面図である。 図１９は、図１８の半導体レーザ装置の斜視図である。

以下に図面を参照しながら、本発明を実施するための形態を説明する。ただし、以下に示す形態は、本発明の技術思想を具体化するための例示であって、本発明を以下に限定するものではない。また、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。さらに、同一の名称、符号については、原則として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。

＜第１実施形態＞
図１〜図３に、本実施形態に係る半導体レーザ装置１０を示す。図１は半導体レーザ装置１０の概略断面図（図２のＡ−Ａにおける概略断面図）、図２は半導体レーザ装置１０を上面側（発光面側）から視た概略平面図、図３は斜視図である。なお、図２及び図３において、構造をわかりやすくするために、透光性部材１５は図示していない。

半導体レーザ装置１０は、上方に開口した凹部を有する基体１１と、凹部の底面に載置された半導体レーザ素子１２と、凹部の底面に載置され、半導体レーザ素子１２からの光を反射する反射部材１３と、を備える。特に、半導体レーザ素子１２および反射部材１３は、反射部材１３にて反射された光の光軸（つまり、反射面１３ａにて反射された光の光軸）が基体１１の下面と垂直をなす方向と異なるように、配置されている。

半導体レーザ装置１０によれば、反射部材１３にて反射されたレーザ光の光軸を直上とは異なる方向へ傾けることができる。つまり、反射部材１３にて反射された光軸が、上方であって基体１１の下面と垂直をなす方向と異なっている。このため、半導体レーザ装置を導光板と組み合わせて使用する際に、導光板５２における光反射面のうち光入射面に近い領域にレーザ光を当てることができる。これにより、導光板５２の光取出し面において輝度をより均一にすることができる。

従来、反射部材の反射面は、半導体レーザ素子からの光が垂直方向へと反射されるように（つまり、反射面にて反射される光の光軸が直上（基体と垂直をなす方向）へと反射されるように）設けられている。そして、半導体レーザ装置の垂直方向には導光板が配置されている。ＬＥＤ光はある程度の広がりを持つが、レーザ光は指向性の高い光であるため、半導体レーザ装置からの光が導光板の光反射面のうち光入射面に近い領域に当たりにくい。これを抑制するために例えば、導光板の光反射面に光が当たるように半導体レーザ装置を傾けて実装することが考えられるが、半導体レーザ装置から出射される光と導光板とを調整しながら半導体レーザ装置を実装する必要があるため、半導体レーザ装置の実装が困難になる。

そこで、本実施形態においては、反射部材１３で反射される光（半導体レーザ装置１０から出射される光）を直上以外の方向へと出射することができるように、反射面１３ａを所定の方向に向けている。つまり、本実施形態では、基体１１を上方から視たときに、基体１１の外形を一方向に長い長方形としている。そして、長方形の短辺側となる側方から半導体レーザ装置１０を視たときに、半導体レーザ素子１２および反射部材１３は、反射部材１３にて反射された光の光軸が基体１１の下面と垂直をなす方向と異なるように、配置されている。言い換えると、半導体レーザ素子１２及び反射部材１３は、反射部材１３にて反射された光の光軸が、上方に向かうにつれて、長方形を構成する長辺のうちの一方の長辺を含む基体の内面に近づくように、配置されている。これにより、半導体レーザ装置１０を傾けて実装する必要がなくなるため、半導体レーザ装置１０の実装が容易になり、且つ、半導体レーザ装置１０から出射される光を確実に導光板５２の光反射面のうち光入射面に近い領域へと照射することが可能となる。

なお、本明細書では、説明の便宜上、図１、図４、図７、及び図１０に示す断面図の下側を「下」と表現し、上側を「上」と表現している。しかし、これらの位置関係は相対的なものであればよく、例えば各図の上下を逆にしても本明細書の範囲内であることは言うまでもない。

以下に、半導体レーザ装置１０に用いられる主な部材について詳しく説明する。

（基体１１）
基体１１は、上方に開口した凹部を有し、半導体レーザ素子１２及び反射部材１３等は凹部の底面に載置されている。基体１１の形状は、特に限定されないが、好ましくは、上面視において、２つの短辺と２つの長辺とからなる長方形とする。これにより、半導体レーザ装置全体として、薄型化を実現することができる。なお、ここでいう「薄型化」とは、半導体レーザ装置を導光板と組み合わせた際の厚さに関するものであり、具体的には、図２における縦方向の幅が小さいことを言う。

基体１１の材料としては、ＡｌＮ、アルミナ、ＳｉＣなどの絶縁性セラミックやＣｕＷ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｆｅ等の金属又はこれらの合金を用いることができる。基体１１として金属を含む場合は、基体１１の凹部の底面が絶縁性セラミックとなるようにするのが好ましい。これにより、基体１１と半導体レーザ素子１２との熱膨張係数差を小さくすることができるため、半導体レーザ素子１２を基体１１に直接載置することができ、半導体レーザ装置を小さくすることができる。本実施形態では、基体１１の凹部の底面は平坦であるが、これに限定されず、部分的に傾斜や段差が設けられていてもよい。

基体１１の凹部の底面から基体１１の下面までの厚みは、好ましくは５０μｍ以上２０００μｍ以下、より好ましくは１００μｍ以上５００μｍ以下とすることができる。前述の下限値以上とすることで、半導体レーザ素子１２等の熱膨張係数と基体１１の熱膨張係数との差により基体１１が割れるのを抑制することができる。また、前述の上限値以下とすることで、基体１１の下面から放熱する際の放熱性の低下を抑制することができる。

基体１１の凹部は、側壁１１ａにより規定されている。このとき、半導体レーザ素子１２及び反射部材１３は、側壁１１ａの内側に形成されている。側壁１１ａの高さ（つまり、凹部の底部から側壁１１ａの上面（基体１１の上面）までの高さ）は、好ましくは２００μｍ以上２０００μｍ以下、より好ましくは４００μｍ以上１０００μｍ以下、さらに好ましくは５００μｍ以上９００μｍ以下とすることができる。前述の下限値以上とすることで、半導体レーザ素子１２や半導体レーザ素子１２及び基体１１を電気的に接続するワイヤと基体１１の上面に設ける部材（例えば透光性部材等）との接触を避けることができる。また、前述の上限値以下とすることで、反射部材１３にて反射された半導体レーザ素子１２からの光が側壁１１ａに当たるのを抑制することができる。

なお、本実施形態では、基体１１の下面に電気配線を形成して、基体１１の下面を放熱面として利用する。このとき、基体１１の下面に形成された電気配線は基体１１の内部を通って基体１１の凹部内にも形成されており、基体１１の凹部内に形成された電気配線と半導体レーザ素子１２とが電気的に接続されている。他の形態として、例えば、基体１１の凹部内において半導体レーザ素子１２と基体１１とを電気的に接続した電気配線を側壁１１ａの外側面（基体１１の側面）に形成し、基体の側面を実装して放熱面として利用することもできる。

本実施形態では、基体１１の側壁１１ａとして、遮光性の材料を用いているが、ガラス等の透光性材料を用いることもできる。側壁１１ａを透光性材料で構成することにより、半導体レーザ素子１２から出射される光が側壁１１ａで遮られるのを抑制することができ、光取り出し効率を向上させることができる。

（半導体レーザ素子１２）
半導体レーザ素子１２は、光が側方へ出射するように基体１１の凹部の底面に実装されている。つまり、半導体レーザ素子１２は、半導体レーザ素子１２の光出射面側が凹部の底面に垂直をなすとともに反射部材１３の反射面１３ａを向くように実装されている。こうすることで、半導体レーザ素子１２における熱を基体１１へと効率よく排熱することができる。半導体レーザ素子１２としては、ＧａＮ系やＧａＡｓ系などの各種の半導体レーザ素子を用いることができる。

半導体レーザ素子１２は、基体１１の凹部の底面に直接設けられてもよいし、基体１１の凹部の底面にサブマウントを介して設けられていてもよい。サブマウントを設けることにより、半導体レーザ素子１２との熱膨張係数差を小さくして熱膨張係数差による応力の発生を低減することができるとともに、半導体レーザ素子１２で生じる熱をサブマウントへと逃がして排熱性を維持することができる。サブマウントとしては、例えば、窒化アルミニウム、炭化珪素、珪素等を用いることができる。半導体レーザ素子１２は、接着部材を介して基体１１又はサブマウントに実装することができる。接着部材としては、例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ｓｎ、Ｎｉ等を含む金属材料を用いることができる。

（反射部材１３）
反射部材１３は、半導体レーザ素子１２の光出射面の前方に載置され、半導体レーザ素子１２からの光を反射する平坦な反射面１３ａを含んでいる。本実施形態では、反射部材１３の反射面１３ａは、半導体レーザ素子１２からのレーザ光が直上以外の方向に反射されるように、構成されている。言い換えると、上方から視て、反射部材１３は、半導体レーザ素子１２を構成する辺のうちの反射面１３ａに最も近い一辺と、反射面１３ａを構成する辺のうちの半導体レーザ素子１２に最も近い一辺と、が非平行となるように、配置されている。これにより、半導体レーザ装置１０を傾けて実装することなく、半導体レーザ装置１０から出射される光を傾けることができる。

反射面１３ａは、一平面からなる。そして、反射面１３ａの外縁を構成する複数の辺のうち凹部の底面の近傍に位置し且つ凹部の底面に平行をなす一辺（以下「反射面の下辺」という）は、上方から視て、半導体レーザ素子１２の光出射面を通る線（つまり、長方形の短辺に平行な線）に対して傾斜している。その傾斜角度は好ましくは３度以上６０度以下、より好ましくは５度以上４５度以下、さらに好ましくは１０度以上３０度以下とすることができる。前述の下限値以上にすることで、半導体レーザ装置からの光を導光板５２の反射面へ照射しやすくなり、前述の上限値以下とすることで導光板５２への入光時の反射や導波損失を低減することができる。反射部材１３は、その下面にて凹部の底面に実装されている。反射部材１３の下面と反射面１３ａとがなす角度（傾斜角度）は、例えば好ましくは１５度以上７５度以下、より好ましくは３０度以上６０度以下、さらに好ましくは４０度以上５０度以下とすることができる。

反射部材１３としては、例えば、合成石英等で構成された光学ガラスのうちレーザ光が照射される部分に反射膜を設けたものを用いることができる。合成石英は耐熱性に優れているため、半導体レーザ素子１２からの光により反射膜が発熱しても反射部材１３の劣化を抑制することができる。反射膜としては、例えば、銀、アルミニウム、若しくは金等の金属膜や、二酸化珪素、二酸化チタン、五酸化タンタル、二酸化ジルコニウム、五酸化ニオブ等の酸化膜を積層した誘電体多層膜を用いることができる。反射部材１３の形状は特に限定されないが、上面が平面となるような形状（例えば、図１等に示すような台形状）とするのが好ましい。こうすることで、上面をピックアップ面とすることができるため反射部材１３の取り扱いが容易となる。また、反射部材１３の上面を認識面として半導体レーザ素子１２等を実装することができるため半導体レーザ素子１２等の実装時の位置ずれを抑制することができる。

（透光性部材１５）
側壁１１ａの上面には透光性部材１５を設けることができる。透光性部材１５としては、例えば、ガラス又はセラミック等を含むことができる。透光性部材１５の形状は特に限定されない。ここでは、透光性部材１５の上面は、基体１１の下面と平行をなす。つまり、半導体レーザ装置１０では、半導体レーザ素子１２および反射部材１３が、反射部材１３にて反射された光の光軸が透光性部材１５の上面と垂直をなす方向と異なるように、凹部の底面に配置されている。

側壁１１ａの上面に透光性部材１５が設けられる場合は、透光性部材１５の外縁が側壁１１ａの外縁よりも小さい透光性部材１５を用いるのが好ましい。こうすることで、透光性部材１５の実装時にずれが生じても側壁１１ａの外縁から透光性部材１５の外縁が飛び出しにくくなり、半導体レーザ装置１０の外形寸法精度が向上させるこができるとともに、ハンドリングが容易となる。

（その他の部材）
半導体レーザ素子１２の電気的な破壊を抑制するために、ツェナーダイオード等の保護素子１４を基体１１の凹部の底面に実装してもよい。保護素子１４は、上面視において、半導体レーザ素子１２と反射部材１３とを結ぶ直線の延長線上に配置されることが好ましく、反射部材１３を挟んで半導体レーザ素子１２とは反対側に配置されることが好ましい。こうすることで、半導体レーザ装置１０の中心付近に反射部材１３を配置することができるため、反射面１３ａで反射される光が側壁１１ａにあたりにくくなり効率よく光を取り出すことができるとともに、上面視における幅を小さくする（薄型化を実現する）ことができる。

図２に示すように、半導体レーザ装置１０の形状（外形）は、上方から視て、２つの長辺及び２つの短辺からなる長方形とするのが好ましく、半導体レーザ素子１２から出射されたレーザ光の光軸は長方形の長辺それぞれと平行とすることができる。これにより、半導体レーザ装置１０全体として、小型化及び薄型化を実現することができる。半導体レーザ装置１０を長方形にする場合は短辺と長辺との比率を、好ましくは１：１．５〜１：３．５、より好ましくは１：２〜１：３、さらに好ましくは１：２〜１：２．５とすることができる。前述の上限値以下とすることにより半導体レーザ装置１０を薄型にすることができ、前述の下限値以下とすることにより製造が容易となる。具体的には、例えば半導体レーザ装置１０の短辺を、好ましくは０．８ｍｍ以上３ｍｍ以下、より好ましくは１ｍｍ以上２．５ｍｍ以下、さらに好ましくは１．２ｍｍ以上２ｍｍ以下とすることができる。このとき高さは、好ましくは１ｍｍ以上５ｍｍ以下、より好ましくは１．２ｍｍ以上４．５ｍｍ以下、さらに好ましくは１．５ｍｍ以上４ｍｍ以下とすることができる。

＜第２実施形態＞
図４〜６に本実施形態における半導体レーザ装置２０を示す。図４は半導体レーザ装置２０の概略断面図（図５のＢ−Ｂにおける概略断面図）、図５は半導体レーザ装置２０を上面側（発光面側）から視た概略平面図、図６は斜視図である。なお、図５及び図６において、構造をわかりやすくするために、透光性部材１５は図示していない。

半導体レーザ装置２０は、反射部材１３の下面と反射面１３ａとがなす角度が４５度の反射部材１３を基体１１の凹部の底面で回転させて配置することで、反射部材１３で反射される光の光軸を基体１１の下面と垂直な方向とは異なる方向としている点で第１実施形態の半導体レーザ装置１０と異なる。言い換えると、本実施形態では、上方から視て、半導体レーザ素子１２は、半導体レーザ素子１２から出射される光の光軸が基体１１の長方形の２つの長辺それぞれと平行になるように、配置されている。そして、反射部材１３の下面と反射面１３ａとがなす角度が４５度の反射部材１３が、上方から視て、反射面１３ａの下辺が半導体レーザ素子１２の光出射面を通る線に対して傾斜するように、配置されている。本実施形態によれば、反射部材１３の加工が容易となる。

なお、本実施形態では、反射面１３ａが所定の方向を向くように反射部材１３を回転して配置している。例えば図５に示すように、半導体レーザ素子１２の２つの側面（互いに平行であり、半導体レーザ素子１２の光出射面及び光反射面、並びに、凹部の底面と垂直をなす面）と側壁における長辺側の内面とを平行としつつ、反射部材１３の２つの側面（互いに平行であり、凹部の下面と垂直をなす面）と側壁における長辺側の内面とを非平行としている。しかしながら図１６及び図１７に示すように、半導体レーザ素子１２の２つの側面と側壁における長辺側の内面とを非平行としつつ、反射部材１３の２つの側面と側壁における長辺側の内面とを平行とすることもできる。この場合であっても、本実施形態と同様の効果を得ることができる。

＜第３実施形態＞
図７〜図９に本実施形態における半導体レーザ装置３０を示す。図７は半導体レーザ装置３０の概略断面図（図８のＣ−Ｃにおける概略断面図）、図８は半導体レーザ装置３０を上面側（発光面側）から視た概略平面図、図９は斜視図である。なお、図８及び図９において、構造をわかりやすくするために、透光性部材１５は図示していない。

半導体レーザ装置３０は、反射部材１３が基体１１の凹部の底面に載置されており、凹部の底面のうち反射部材１３が載置された領域が基体１１の下面に対して傾いている点で第１実施形態の半導体レーザ装置１０と異なる。つまり、半導体レーザ装置３０においては、基体１１の凹部の底面のうち反射部材１３を載置している領域のみが基体１１の下面に対して傾斜している。

本実施形態によれば、反射部材１３の作製が容易となる。また、基体１１の凹部の底面において、半導体レーザ素子１２を実装する領域は傾斜していないため、半導体レーザ素子１２の実装が容易となる。なお、本実施形態では基体１１の凹部の底面の一部の領域を傾斜させているが、上段及び下段を有する段差を設け、上段から下段にわたって反射部材１３を載置してもよい。つまり、反射部材１３の下面が、上段の端部と下段の端部とに当たるように配置して、反射部材１３の反射面１３ａを傾斜させてもよい。

＜第４実施形態＞
図１０〜図１２に本実施形態における半導体レーザ装置４０を示す。図１０は半導体レーザ装置４０の概略断面図（図１１のＤ−Ｄにおける概略断面図）、図１１は半導体レーザ装置４０を上面側から視た概略平面図、図１２は斜視図である。なお、図１１及び図１２において、構造をわかりやすくするために、透光性部材１５は図示していない。

半導体レーザ装置４０は、複数の半導体レーザ素子１２が基体１１の凹部の底面に設けられている点、複数の半導体レーザ素子１２に対して反射面１３ａがそれぞれ設けられている点、及び、基体１１の凹部の底面のうちの反射部材１３が載置された領域に加えて半導体レーザ素子１２が載置された領域も基体１１の下面に対して傾斜している点で第３実施形態の半導体レーザ装置３０と異なる。つまり、本実施形態の半導体レーザ装置４０では、凹部の底面に、複数の半導体レーザ素子１２が反射部材１３を介して配置されている。そして、基体１１の凹部の底面の全面を傾斜させることで、反射部材１３を載置する領域及び半導体レーザ素子１２を載置する領域を基体１１の下面に対して傾斜させている。なお、本実施形態では、基体１１の凹部の底面全面を傾斜させているが、半導体レーザ素子１２を載置する領域及び反射部材１３を載置する領域のみを傾斜させることもできる。

本実施形態によれば、反射部材１３の反射面１３ａと半導体レーザ素子１２との両方が傾斜しているため、半導体レーザ装置から照射されるレーザ光のビームの形状を制御しやすくなる。つまり、半導体レーザ装置から照射される楕円形のビームの長軸と半導体レーザ装置の長辺とを一致させやすくすることができる。

基体の凹部の底面のうち、半導体レーザ素子１２を載置する領域に段差を設けることで反射部材１３の反射面１３ａを傾斜させる場合は、半導体レーザ素子１２の実装面（下面）と基体１１の段差との間に接合部材を設けることができる。こうすることで、半導体レーザ素子１２と基体１１との隙間を埋めて熱的に接続することができるため、半導体レーザ素子１２の放熱性の低下を抑制することができる。接合部材としては、共晶はんだ等を用いることができる。

＜第５実施形態＞
図１８及び図１９に本実施形態に係る半導体レーザ装置７０を示す。図１８は半導体レーザ装置７０を上面側から視た概略平面図であり、図１９は斜視図である。

半導体レーザ装置７０では、上方から視て、半導体レーザ素子１２が、半導体レーザ素子１２から出射された光の光軸と基体１１の長辺とが非平行になるように、配置されている。つまり、半導体レーザ素子１２の２つの側面と側壁１１ａにおける長辺側の内面とを非平行としている。そして、反射部材１３は、反射面１３ａの下辺が半導体レーザ素子１２の光出射面を通る線に対して平行になるように、配置されている。さらに、反射面１３ａと反射部材１３の下面とがなす角度は３０度〜６０度（４５度を除く）である。本実施形態においても、反射面１３ａで反射された光の光軸が基体１１の下面の直上以外の方向に反射されることとなる。

＜第６実施形態＞
図１３及び図１４に、本実施形態におけるバックライト装置１００を示す。図１３はバックライト装置１００の概略図であり、図１４は斜視図である。バックライト装置１００は、各実施形態に記載の半導体レーザ装置と、基体１１の上方に配置された導光板５２と、を有する。説明の便宜上、図１３及び図１４では、半導体レーザ装置１０で例示する。導光板５２は、半導体レーザ装置からの光が入射するように配置されている。また、導光板５２の入り口の形状は半導体レーザ装置からの光が入射するために、導光板５２と垂直の面から傾斜した形としてもよい。なお、図１３及び図１４では、基体１１の短辺方向が光学部材の厚み方向と一致するように、半導体レーザ装置が配置されている。

半導体レーザ装置１０から出射される光が傾きを有し、導光板５２へと入射するように配置されているため、導光板５２の光反射面に確実に光を入射させることができる。

（光学部材５０）
光学部材５０は、半導体レーザ装置１０からの光を面発光させるための導光板５２を含む。導光板５２は、少なくとも、光取出し面（図１３で上方に位置する面）、光反射面（図１３で下方に位置する面）、及びそれらを繋ぐ側面を有する。また、４つの側面のうち、半導体レーザ装置１０と対向する一面が光入射面となる。半導体レーザ装置１０は、光学部材５０の一側面側に配置され、半導体レーザ装置１０から出射された光は、導光板５２の一側面から入射される。さらに、半導体レーザ装置１０から出射した光は導光板の光反射面に向かう。こうすることで、半導体レーザ装置１０からの光を確実に導光板５２の光反射面へと照射してから取り出すことができる。導光板５２の光反射面には、凹凸加工を施すことができる。これにより、導光板５２の光反射面に向かう光を上面へ反射させて取り出すことができる。

光学部材５０の光入射面から半導体レーザ装置１０までの最短距離は、０ｍｍ以上２ｍｍ以下とするのが好ましく、０．０１ｍｍ以上１ｍｍ以下とするのがより好ましい。前述の下限値以上にすることで、半導体レーザ装置１０から出射される光を導光板５２の光反射面のうち光入射面に近い領域へ照射しやすくなり、前述の上限値以下とすることでレーザ光の広がりを抑制することができる。なお、半導体レーザ装置の形状を発光面側からみて長方形に形成する場合は、長方形の長辺側の内面が導光板５２の光取出し面と平行になるように配置する。これにより、光の損失を低減し、バックライト装置として薄型化を実現することができる。

半導体レーザ装置が長方形である場合は、光学部材５０の高さ（図１３における光学部材５０の下面から上面までの高さ）を半導体レーザ装置の短辺よりも小さくすることが好ましい。例えば、光学部材５０の高さは、０．５ｍｍ以上１．５ｍｍ以下とすることができる。図１５に示すように、光学部材５０の高さを低くして光学部材５０を薄くする場合に、半導体レーザ装置１０と光学部材５０とを支持体８０の同一平面に載置すると、導光板５２の光反射面全体に半導体レーザ装置からの光が当たりにくくなり、バックライト装置としての光の取出し効率が低下してしまう。これに対して、反射面１３ａにて反射される光の光軸が基体１１の下面に対して垂直をなす方向と異なる方向（つまり、半導体レーザ装置からの光が傾いた方向）に出射されるようにすることで、光学部材５０の高さを小さくしても半導体レーザ装置から出射される光を導光板５２の光反射面全体に照射しやすくすることができるため、バックライト装置としての光の取出し効率の低下を低減することができる。

半導体レーザ装置１０の実装面と光学部材５０の実装面とが同一平面にある場合は、半導体レーザ装置１０から出射される光の光軸と導光板５２の下面がなす角度とは、５度以上３０度以下の範囲にあることが好ましく、１０度以上１５度以下の範囲にあることがさらに好ましい。前述の下限値以上とすることで光学部材５０と半導体レーザ装置１０とを近接して配置することができ、前述の上限値以下とすることで半導体レーザ装置１０からの光を導光板５２の光反射面全体に照射しやすくすることができる。

光学部材５０は、反射板５１を含むことができる。反射板５１は、導光板５２の光反射面側に配置され、導光板５２の光反射面から下方へと出射される光（洩れた光）を導光板５２へと反射させるものである。こうすることで、これらの光を効率よく取り出すことができる。

また、光学部材５０は拡散シート５３を含むことができる。拡散シート５３は、導光板５２の上面側に配置され、導光板５２から出射される光を拡散させるものである。半導体レーザ装置１０からの光は指向性が強くなるが、拡散シート５３を設けることにより、導光板５２で導かれた光をより均一に照射させることが可能となる。さらに、拡散シート５３の上面側には、拡散シート５３からの光を上面に向かって集光させるプリズムシート５４や、所望の偏光成分のみを選択的に透過する偏光板５５を設けることができる。

なお、図１３及び図１４においては半導体レーザ装置として半導体レーザ装置１０を図示しているが、第２実施形態から第４実施形態に記載の半導体レーザ装置を用いてもよいことは言うまでもない。

各実施形態における半導体レーザ装置は、バックライト以外にも、光ディスク、光通信システム、プロジェクタ、ディスプレイ、印刷機又は測定器等全てのデバイスに利用することができる。

１０、２０、３０、４０、６０、７０…半導体レーザ装置
１１…基体
１１ａ…側壁
１２…半導体レーザ素子
１３…反射部材
１３ａ…反射面
１４…保護素子
１５…透光性部材
１００…バックライト装置
５０…光学部材
５１…反射板
５２…導光板
５３…拡散板
５４…プリズムシート
５５…偏光板
８０…支持体

Claims (5)

1. 上方に開口した凹部を有する基体と、
   前記凹部の底面に載置された半導体レーザ素子と、
   前記凹部の底面に載置され、前記半導体レーザ素子からの光を反射する反射部材と、を備える半導体レーザ装置であって、
   上方から視て、前記基体の外形は一方向に長い長方形であり、
   上方から視て、前記半導体レーザ素子は、前記半導体レーザ素子から出射された光の光軸が前記長方形の２つの長辺それぞれと平行になるように配置され、
   前記長方形の短辺側となる側方から視て、前記半導体レーザ素子および前記反射部材は、前記反射部材にて反射された光のすべての光軸が前記長方形の２つの長辺のうちの一方の長辺に傾いて反射されるように、配置されていることを特徴とする半導体レーザ装置。
2. 前記凹部の底面のうち前記反射部材が載置された領域が、前記基体の下面に対して傾いていることを特徴とする請求項１に記載の半導体レーザ装置。
3. 前記凹部の底面に、前記反射部材を介して、前記半導体レーザ素子が複数設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体レーザ装置。
4. 前記反射部材は、前記半導体レーザ素子からの光が照射される部分に反射膜が設けられた光学ガラスを含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体レーザ装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の前記半導体レーザ装置と、
   前記基体の上方に配置された導光板と、を備えることを特徴とするバックライト装置。

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