JP6638575B2 - 発光装置 - Google Patents
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Description
基体と、前記基体に実装されたレーザ素子と、前記レーザ素子が出射するレーザ光の光路上に配置された蛍光部材と、光反射性の内壁を有する貫通孔が設けられており、前記貫通孔に前記蛍光部材が固定された保持部材と、前記保持部材を挟持する第1固定部材及び第2固定部材と、を備え、
前記第1固定部材は、前記保持部材の前記レーザ素子側の面である第1面に接触する第1接触面を有し、
前記第2固定部材は、前記保持部材の前記第1面とは反対の側の第2面に接触する第2接触面を有し、
前記第1接触面と前記第2接触面とは、前記貫通孔から遠ざかるほど距離が小さくなるように配置されており、
前記保持部材の周囲には、前記保持部材と前記第1固定部材と前記第2固定部材とに囲まれた空間があることを特徴とする発光装置。
第1固定部材15は、第2固定部材16とともに保持部材14を挟持するための部材である。図1及び図2に示すように、第1固定部材15は保持部材14のレーザ素子12側に配置されている。
第2固定部材16は、図1及び図2に示すように、その一部が保持部材14の光取り出し側に配置されている。第2固定部材16は、蛍光部材13からの光を遮らないように配置されている。すなわち、第2固定部材16は保持部材14の貫通孔14eを塞がないように配置されている。平面視における蛍光部材13から第2固定部材16までの最短距離は、例えば0.5mm以上とする。第2固定部材16は、例えば筒状である。この場合、第2固定部材16には貫通孔14eよりも幅が大きな貫通孔16cが設けられており、貫通孔16cと貫通孔14eとが連結されている。図3Cに示すように、貫通孔16cは、下方となるレーザ素子12側の開口から上方となる他方の開口に向かって幅が小さくなる傾斜部を有することができる。
保持部材14は、第1固定部材15及び第2固定部材16によって挟持されており、蛍光部材13が固定される貫通孔14eが設けられている。貫通孔14eの開口の上面視形状は例えば円形とする。レーザ素子12が出射するレーザ光のビーム形状は略楕円形状であるため、貫通孔14eの形状は、円柱状、円錐台状、又はこれらを組み合わせた形状が適している。貫通孔14eの大きさはレーザ素子12が出射するレーザ光が通過可能な大きさである。例えば、直径が0.1〜6.5mmの範囲内の円錐台状の貫通孔14eとすることができる。貫通孔14eの形状は、好ましくは、レーザ光入射側から光取り出し側に向かって、すなわち下方から上方に向かって広がる形状とする。こうすることで、蛍光部材13の発光等を、貫通孔14eの内壁において反射させて上方へ取り出すことができ、光の取出し効率を向上させることができる。なお、下方とはレーザ素子12が出射するレーザ光が入射する側を指し、上方とは発光装置1の光取り出し側を指す。
蛍光部材13は、励起光によって蛍光を発する蛍光体を含有する。励起光とは、レーザ素子12が出射する光である。蛍光部材13としては、例えば、透光性の母材に蛍光体が分散されたものが挙げられる。レーザ光による集塵を抑制するために、透光性の母材は無機材料が好ましい。無機材料としては、酸化アルミニウム、ホウケイ酸ガラス、ソーダ石灰ガラス、ソーダガラス等が挙げられる。蛍光部材13は蛍光体の材料の単結晶でもよい。蛍光体としては、レーザ素子12からのレーザ光を吸収して、異なる波長の光に波長変換するものが選択される。例えば、セリウムで賦活されたイットリウム・アルミニウム・ガーネット(YAG)、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−Al2O3−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サイアロン蛍光体などが挙げられる。なかでも、耐熱性を有するYAG蛍光体を用いることが好ましい。
レーザ素子12は、レーザ光を発振する素子である。レーザ素子12は、n側半導体層と活性層とp側半導体層とをこの順に含む半導体積層体を有する。レーザ素子12は、例えば、300nm〜600nm、好ましくは400nm〜470nmの範囲内にピーク波長を有するレーザ光を発振する。青色レーザ光を発振するレーザ素子12としては、GaN等の窒化物半導体の積層体を有するものが挙げられる。
基体11は、レーザ素子12を適所に実装するために用いられる。基体11において、少なくとも後述するキャップ17と接する部分は金属により構成することが好ましい。これにより、基体11とキャップ17とを溶接により固定することができるため、基体11とキャップ17とを確実に固定することができる。基体11は、例えば金属からなる。基体11は、例えば、Ni、Cu、Co、Al、Feからなる群より選択される一種を含んで構成することができる。なかでもFeを主成分とする材料からなることが好ましく、ステンレス鋼、コバール、又はFe−Ni合金が挙げられる。
発光装置1は、さらに、レーザ素子12を気密封止するように基体11に固定されたキャップ17を有することが好ましい。これにより、レーザ素子12が発振するレーザ光による集塵を、レーザ素子12の周囲の気密封止空間内において低減することができる。第1固定部材15と保持部材14の間や、保持部材14と蛍光部材13の間等には隙間が生じやすいため、キャップ17と基体11によって気密封止された空間を形成し、第1固定部材15等はその上に配置することが好ましい。集塵は、レーザ素子12の発振するレーザ光が300〜600nm程度の比較的短波長域の範囲に発振ピーク波長を有する場合に発生しやすい。例えば青色レーザ光を発振するレーザ素子12であれば集塵が発生しやすいため、キャップ17を用いてレーザ素子12を気密封止することが好ましい。
11 基体
12 レーザ素子
13 蛍光部材
14 保持部材
14A 第1面
14B 第2面
14C 第3面
14D 第4面
14e 貫通孔
15 第1固定部材
15A 第1接触面
15B 外側面
15c 貫通孔
16 第2固定部材
16A 第2接触面
16B 固定面
16c 貫通孔
17 キャップ
17a 本体部
17b 透光性部
18 リード端子
19 ワイヤ
20 サブマウント
S 空間
Claims (6)
- 基体と、
前記基体に実装されたレーザ素子と、
前記レーザ素子が出射するレーザ光の光路上に配置された蛍光部材と、
光反射性の内壁を有する貫通孔が設けられており、前記貫通孔に前記蛍光部材が固定された保持部材と、
前記保持部材を挟持する第1固定部材及び第2固定部材と、を備え、
前記第1固定部材は、前記保持部材の前記レーザ素子側の面である第1面に接触する第1接触面を有し、
前記第2固定部材は、前記保持部材の前記第1面とは反対の側の第2面に接触する第2接触面を有し、
前記第1接触面と前記第2接触面とは、前記貫通孔から遠ざかるほど距離が小さくなるように配置されており、
前記保持部材の周囲には、前記保持部材と前記第1固定部材と前記第2固定部材とに囲まれた空間があることを特徴とする発光装置。 - 前記第2固定部材は、前記第1固定部材の外側面に固定される固定面を有し、
前記第2固定部材の前記固定面以外の表面は、前記第1固定部材及び前記基体から離間していることを特徴とする請求項1に記載の発光装置。 - 前記第2固定部材は、前記固定面において、前記第1固定部材に溶接されていることを特徴とする請求項2に記載の発光装置。
- 前記保持部材の前記第1面と前記第2面とは、前記貫通孔に近づくほど距離が大きくなるように配置されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の発光装置。
- 前記保持部材は、前記第1面及び前記第2面と非平行であって、前記第1面から前記第2面までを繋ぐ第3面を有し、
前記保持部材の周囲には、前記第3面と前記第1固定部材と前記第2固定部材とに囲まれた空間があることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の発光装置。 - 前記レーザ素子を気密封止するように前記基体に固定されたキャップをさらに備え、
前記キャップに前記第1固定部材が接合されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の発光装置。
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