CN115763668A - 发光装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种发光装置，该发光装置具备：封装体，具有基部、框部及盖部；发光元件，被框部包围，并使朝向侧方传播的光射出；及波长转换部件，具有使从发光元件的光射出面射出的光入射的第1侧面和使光射出的上表面。框部具有对与从发光元件射出的光相同的波长范围的光进行遮断的遮光部，盖部具有使从波长转换部件射出的光透射以使其射出至外部的透光部，遮光部配置在从光射出面射出的主要部分的光的从光射出面开始至朝向最上方射出且入射到波长转换部件为止的光路的延长线上，透光部设置在主要部分的光的从光射出面开始至朝向最上方射出且入射到波长转换部件为止的光路的延长线的、不包括该延长线与遮光部相交之前的线段的部分上。

Description

发光装置
技术领域
本发明涉及一种发光装置。
背景技术
专利文件1公开了一种发光装置，其中，从多个(plural)半导体激光元件射出的光被光反射部件反射后入射到光透射部，入射至光透射部后的光藉由光透射部而被转换为不同波长的光，然后向外部射出。
此外，上述发光装置中，考虑到安全性，还采取了当光透射部发生了裂纹等的异常时的安全措施。具体而言，由导电膜围绕光透射部的周围，并设置(配置/安装/布置)有通过检测导电膜中发生的电连接状态的变化来对光透射部的异常进行检测的传感器。
[引证文件]
[专利文件]
[专利文件1](日本)特开2020-144363号公报
发明内容
[要解决的技术问题]
构成发光装置的构成要素(部件)越多，发光装置越容易变大。此外，如果追求高输出、带有安全措施等的高功能性和多功能性，则所需的构成要素的数量也容易增加。尽管存在这样的情况，但仍需减小装置的尺寸(即，使其小型化)，同时保持与功能之间的平衡。
[技术方案]
本发明的一个实施方式的发光装置具备：封装体(package)，具有基部、框部及盖部；发光元件，配置在所述基部的上表面上，被所述框部包围，并使朝向侧方(侧向)传播的光射出；及波长转换部件，配置在所述基部上，并具有使从所述发光元件的光射出面射出的光入射的第1侧面和使光射出的上表面，其中，所述框部具有遮光部，该遮光部用于对与从所述发光元件射出的光具有相同波长范围的光进行遮断，所述盖部具有透光部，该透光部用于使从所述波长转换部件的上表面射出的光透过(透射)并将其射出至外部，所述遮光部配置在从所述光射出面射出的主要部分的光的、从所述光射出面开始至朝向最上方射出且入射到所述波长转换部件为止的光路的延长线上，所述透光部位于所述主要部分的光的从所述光射出面开始至朝向最上方射出且入射到所述波长转换部件为止的光路的延长线上，但不配置在该延长线与所述遮光部相交之前的线段上(即，不包括该延长线与所述遮光部相交之前的线段)。
[有益效果]
根据本发明的一个实施方式，能够提供一种可实现小型化的发光装置。此外，根据本发明的一个实施方式，能够在安全性得到了保障的发光装置中实现小型化。
附图说明
图1是本实施方式的发光装置的例示斜视图。
图2是用于对本实施方式的发光装置的内部结构进行说明的斜视图。
图3是用于对本实施方式的发光装置的内部结构进行说明的俯视图。
图4是对本实施方式的发光装置进行例示的沿图3的IV-IV线的剖面图。
图5是本实施方式的光学部件的制造方法的例示图(之1)。
图6是本实施方式的光学部件的制造方法的例示图(之2)。
图7是本实施方式的光学部件的制造方法的例示图(之3)。
图8是本实施方式的光学部件的制造方法的例示图(之4)。
图9是本实施方式的光学部件的制造方法的例示图(之5)。
图10是本实施方式的光学部件的制造方法的例示图(之6)。
图11是图3的局部放大图。
图12是对遮光部进行说明的图。
附图标记说明：
200 发光装置
210 封装体
211 基部
211a 上表面
211b 下表面
212 框部
212a 上表面
212c 内侧面
212d 外侧面
213 盖部
213a 上表面
213b 下表面
213c 侧面
213s 遮光部
213t 透光部
214 段差部(台阶部)
214a 上表面
215 金属膜
220 发光元件
230 基台(submount)
240 光学部件
240W 晶圆(wafer)
241 光透射部
241a 上表面
241b 下表面
241c 第1侧面
242 光反射部
242x 开口部
243 反射防止膜(防反射膜)
244 金属膜
245 反射膜
250 保护元件
270 配线(布线/接线)
具体实施方式
下面参见附图对用于实施发明的方式进行说明。需要说明的是，下面的描述中，根据需要使用了用于表达特定方向和位置的术语(例如，“上”、“下”及包含这些术语的其它术语)。但是，使用这些术语是为了便于参照附图理解本发明，这些术语的含义并不限制本发明的技术范围。此外，多个附图中出现的具有相同符号(附图标记)的部分表示相同或等效的部分或部件。
另外，本发明中，就三角形、四边形等的多边形而言，也包括多边形的角被进行了倒外圆、倒棱、倒内角、倒内圆等的加工的形状的多边形。此外，不限于角(边的交界处)，边的中间部分被进行了加工的形状也同样被称为多边形。换言之，以多边形为基础的被进行了部分加工的形状均包括在本发明中描述的“多边形”的解释中。
此外，不限于多边形，对表达特定形状的单词例如梯形、圆形、凹凸等也同样。另外，当言及形成该形状的各个边时同样。换言之，即使某个边的角和/或中间部分被实施了加工，被加工了的部分也包括在“边”的解释中。需要说明的是，在对没有被进行部分加工的“多边形”或“边”和被进行了加工的形状进行区分的情况下，则赋予“严格的”之限定，例如可将没有被进行部分加工的四边形记载为“严格的四边形”。
另外，下面所示的实施方式列示了用于体现本发明的技术思想的发光装置等，但本发明并不限定于下面的内容。此外，除非另有说明，下面描述的构成部件的尺寸、材质、形状、相对配置等并非用于将本发明的范围仅限定于此，而是意在举例说明。此外，一个实施方式中叙述的内容也可应用于其它实施方式和变形例。另外，附图所示的部件的大小、位置关系等可能被夸大以使说明更明确。再有，为了避免附图过于复杂，有时可能会使用省略了一部分要素的图示的模式图，或者将仅表示切割面(剖面)的端视图使用为剖面图。
图1是本实施方式的发光装置的例示斜视图。图2是用于对本实施方式的发光装置的内部结构进行说明的斜视图。图3是用于对本实施方式的发光装置的内部结构进行说明的俯视图。图4是对本实施方式的发光装置进行例示的沿图3的IV-IV线的剖面图。
本实施方式的发光装置200具备多个构成要素。多个构成要素包括封装体210、发光元件220、基台230、光学部件240、保护元件250及配线270。然而，发光装置200也可不具有所有这些构成要素。例如，可实现一种具备至少包括封装体210、发光元件220及光学部件240的多个构成要素的发光装置200。
对发光装置200的各构成要素进行说明。
(封装体210)
封装体210具有基部211、框部212及盖部213。基部211具有上表面211a和下表面211b。基部211在俯视图中外形为矩形。该矩形可为具有长边和短边的矩形。需要说明的是，俯视时观察到的基部211的外形也可不为矩形。另外，在没有特别言明不包括正方形的情况下，矩形也可包括正方形。
框部212具有上表面212a、1个或多个内侧面212c、及1个或多个外侧面212d。框部212例如在俯视图中为矩形的框状。框部212的1个或多个内侧面212c与基部211的上表面211a相交。框部212的1个或多个外侧面212d与框部212的上表面212a相交。
基部211和框部212具有从框部212的上表面212a向基部211的上表面211a的方向凹陷的凹状。凹状在俯视图中形成在框部212的外形的内侧。俯视图中，基部211的上表面211a被藉由框部212的1个或多个内侧面212c而形成的框进行了包围。该框的外形为具有长边和短边的矩形。基部211和框部212可一体形成。基部211和框部212也可分开形成并接合在一起。
需要说明的是，俯视是指，从基部211的上表面211a的法线方向观察对象物(对象)。此外，有时也将从基部211的上表面211a的法线方向观察对象而得的形状称为平面形状。
封装体210可具有段差部214，该段差部214具有位于基部211的上表面211a的上方且框部212的上表面212a的下方的上表面214a。段差部214形成在框的内侧。段差部214例如仅由上表面214a和与上表面214a相交且再往下方的侧面构成。段差部214的上表面214a例如与基部211的上表面211a平行。段差部214的侧面例如与基部211的上表面211a相交。段差部214可仅设置在框的内侧的相向(相对)的框部212的内侧面212c中的一个上，而不设置在另一个上。段差部214沿内侧面212c而形成。例如，俯视图中，可仅在构成框的所有的内侧面212c中的一个内侧面212c上沿内侧面212c形成长度为内侧面212c的50％以上的段差部214。
段差部214的上表面214a上可设置1个或多个金属膜215。此外，框部212的上表面212a上可设置1个或多个金属膜。设置在段差部214的上表面214a上的1个或多个金属膜215可包括与设置在上表面212a上的金属膜电连接的金属膜215。金属膜215和设置在上表面212a上的金属膜例如可使用Ni/Au(按Ni和Au的顺序进行了层叠的金属膜)、Ti/Pt/Au(按Ti、Pt及Au的顺序进行了层叠的金属膜)等。
盖部213具有上表面213a、下表面213b、及与上表面213a和下表面213b相交的1个或多个侧面213c。1个或多个侧面213c对上表面213a的外缘和下表面213b的外缘进行连接。盖部213例如为长方体或立方体。此情况下，盖部213的上表面213a和下表面213b均为矩形，盖部213具有4个矩形的侧面213c。
但是，盖部213并不限定于长方体和立方体。即，盖部213在俯视图中并不限定为矩形，还可为圆形、椭圆形、多边形等的任意的形状。
盖部213由框部212支撑，并配置在基部211的上表面211a的上方。盖部213的下表面213b的外周部例如与框部212的上表面212a接合。通过使盖部213与框部212接合，可在封装体210内形成封闭(密封)空间。
基部211和框部212例如可藉由将陶瓷作为主要材料而形成。例如，作为陶瓷可使用氮化铝、氮化硅、氧化铝或碳化硅。需要说明的是，基部211和框部212并不限定于陶瓷，还可藉由将具有绝缘性的其它材料使用为主要材料来进行形成。
盖部213具有使预定波长的光透过(透射)的透光部213t。透光部213t构成盖部213的上表面213a和下表面213b的一部分。盖部213的透光部213t例如可藉由将蓝宝石使用为主要材料而形成。蓝宝石是透射率较高且强度也较高的材料。需要说明的是，除了蓝宝石之外，盖部213的透光部213t的主要材料例如也可使用包括石英、碳化硅、玻璃等的透光性材料。盖部213的透光部213t之外的部分可藉由与透光部213t相同的材料并与透光部213t一体形成。
此外，盖部213可具有遮光部213s。遮光部213s可对光的入射或光的射出进行遮断。遮光部213s构成盖部213的上表面213a或下表面213b的一部分。遮光部213s例如藉由在盖部213的表面上设置遮光膜而形成。另外，例如也可通过由包含金属等的遮光性材料构成盖部213的透光部213t之外的部分的方式来形成遮光部213s。
(发光元件220)
发光元件220例如为半导体激光元件。发光元件220并不限定于半导体激光元件，例如也可为发光二极管(LED)、有机发光二极管(OLED)等。图1～图4所示的例示发光装置200中，作为发光元件220采用了半导体激光元件。
发光元件220例如在俯视图中具有长方形的外形。此外，与长方形的2个短边中的一边相交的侧面为从发光元件220射出的光的光射出面。此外，发光元件220的上表面和下表面的面积大于光射出面的面积。
这里，对发光元件220为半导体激光元件的情况进行说明。发光元件220发出的光(激光)具有扩散性，在与光射出面平行的面中可形成椭圆状的远场图案(下面称“FFP”)。在此，FFP表示远离光射出面的位置处的射出光的形状和光强度分布。
根据从发光元件220射出的椭圆形状的光，使经过(通过)椭圆形状的长径的方向为FFP的快轴方向，并使经过椭圆形状的短径的方向为FFP的慢轴方向。发光元件220中的FFP的快轴方向可与发光元件220的包含活性层的多个半导体层被层叠的层叠方向一致。
此外，根据发光元件220的FFP的光强度分布，将具有峰值强度的1/e2以上的强度的光称为主要部分的光。另外，还将该光强度分布中相当于1/e2的强度的角度称为扩散角。FFP的快轴方向的扩散角大于FFP的慢轴方向的扩散角。
另外，将经过FFP的椭圆形状的中心的光、换言之、FFP的光强度分布中的峰值强度的光称为沿光轴行进(传播)的光或经过光轴的光。此外，将沿光轴传播的光的光路称为该光的光轴。
发光元件220可使用从发光元件220射出的光的发光峰值波长位于320nm～530nm的范围内(典型地位于430nm～480nm的范围内)的发光元件。作为这样的发光元件220，可列举出包含氮化物半导体的半导体激光元件。作为氮化物半导体，例如可使用GaN、InGaN、或AlGaN。
需要说明的是，从发光元件220射出的光的发光峰值并不限定于此。此外，发光元件220还可发出这里列举的波长范围之外的波长的光。例如，可在可视光的范围内适当确定从发光元件220射出的光。
(基台230)
基台230例如被构成为长方体形状，并具有下表面、上表面、及1个或多个侧面。此外，基台230的上下(垂直)方向的宽度最小。需要说明的是，形状并不限定于长方体。基台230例如藉由使用氮化铝或碳化硅而形成，但也可使用其它材料来形成。此外，基台230的上表面上例如设置有金属膜。
(光学部件240)
光学部件240具有光透射部241和光反射部242。光透射部241具有使光透射透射面。光反射部242具有对光进行反射的反射面。需要说明的是，光学部件240也可藉由具有光透射部241和光反射部242中的任意一个的方式而构成。
光透射部241具有上表面241a、上表面241a的相反侧的下表面241b、及与上表面241a和下表面241b相交的1个或多个侧面。1个或多个侧面与上表面241a的外缘和下表面241b的外缘连接。
光透射部241的上表面241a和下表面241b均为矩形。图1～图4所示的例示发光装置200中，光透射部241具有包括光的入射面即第1侧面241c的4个侧面。
第1侧面241c具有下侧第1侧面区域和上侧第1侧面区域。下侧第1侧面区域和上侧第1侧面区域可设置在同一平面上，也可如段差形状那样设置在不同的平面上。图4的例子中，第1侧面241c构成段差形状的表面，与下表面241b连接的下侧第1侧面区域朝向与上表面241a连接的上侧第1侧面区域进行了凹陷。第1侧面241c露出至设置在光反射部242上的开口部242x内。第1侧面241c的下侧第1侧面区域露出至设置在光反射部242上的开口部242x内，上侧第1侧面区域则不露出，被光反射部242进行了覆盖。
光透射部241具有使光透射的透光性。光透射部241例如可具有相对于400nm以上且760nm以下的波长范围的光的透光性。本申请中“具有相对于光的透光性”是指相对于该光的透射率为80％以上。此外，在该光为某波长范围内的光的情况下，是指相对于该光的峰值波长的透射率至少为80％以上。
由于光透射部241被照射光，所以光透射部241的母材(基材)优选藉由将被光照射时难以分解的无机材料使用为主要材料而形成。主要材料例如为陶瓷。主要材料也可为蓝宝石和石英。在光透射部241的主要材料为陶瓷的情况下，作为陶瓷例如可列举出氧化铝、氮化铝、氧化硅、氧化钇、氧化锆、或氧化镁。陶瓷的主要材料优选使用(选择)熔点为1300℃～2500℃的材料，以使光透射部241不会发生由于热量(升温)而引起的变形、变色等的变质。光透射部241例如为藉由将陶瓷作为主要材料而形成的烧结体。需要说明的是，主要材料是指该构成要素中按重量比或体积比计占最大比率(比例)的材料。此外，主要材料也可不包含其它材料，即可仅由主要材料来形成该构成要素。
光学部件240可为波长转换部件。此情况下，光透射部241可为具有萤光体的波长转换部。在光透射部241为波长转换部的情况下，光透射部241例如可将从入射面即第1侧面241c入射的光转换为不同波长的光，并可使转换后的光从射出面即上表面241a射出。光透射部241可使入射的光的一部分射出。光透射部241可将入射的光都转换为不同波长的光。此外，还可选择性地或与此配合地在波长转换部件或波长转换部的上表面上设置使波长转换后的光透射并对入射的光进行反射的DBR(Distributed Bragg Reflector)膜等的光学膜。藉此，也可为不使入射至光透射部241的光从光透射部241射出的结构。
在光透射部241为波长转换部的情况下，光透射部241例如可通过对萤光体和氧化铝等的透光性材料进行烧结而形成。萤光体的含量可为相对于陶瓷总体积的0.05体积％～50体积％。此外，例如也可使用使萤光体的粉体进行了烧结的实质上仅由萤光体构成的陶瓷。此外，光透射部241还可由萤光体单晶体形成。
作为萤光体，可列举出铈活化(掺杂)钇铝石榴石(YAG)、铈活化(掺杂)镥铝石榴石(LAG)、铕活化(掺杂)硅酸盐((Sr，Ba)2SiO4)、α赛隆萤光体、β赛隆萤光体等。其中YAG萤光体的耐热性较佳。
例如，在光透射部241具有YAG萤光体的情况下，蓝色的激发光从第1侧面241c入射后，蓝色的激发光和黄色的萤光组合(混合)，藉此可从上表面241a射出白色光。另外，例如在光透射部241具有LAG萤光体的情况下，也可使蓝色的激发光从第1侧面241c入射，但不使蓝色的激发光射出，而是使绿色的萤光从上表面241a射出。
光反射部242具有上表面、上表面的相反侧的下表面、对上表面的内缘和下表面的内缘进行连接的1个或多个内侧面、及对上表面的外缘和下表面的外缘进行连接的1个或多个外侧面。光反射部242在1个或多个内侧面中相对于光的反射率为80％以上且100％以下。
光反射部242覆盖至少光透射部241的第1侧面241c之外的所有的侧面。光反射部242例如也可不覆盖光透射部241的第1侧面241c。此情况下，光反射部242的上表面的形状例如为在第1侧面241c侧进行开口的大致U字型。光反射部242的2个外侧面和光透射部241的第1侧面241c例如可形成1个连续的平面。
如图2～图4所示的例示发光装置200那样，光反射部242覆盖光透射部241的第1侧面241c的一部分。光反射部242可具有开口部242x，该开口部242x用于定义(限定)使从光学部件240的外侧过来的光入射至第1侧面241c的开口。开口例如为矩形，但并不限定于矩形，还可为圆形、椭圆形、多边形等的任意的形状。
光反射部242可覆盖光透射部241的第1侧面241c中的、使从光学部件240的外侧过来的光入射的区域的上方和两侧(两个侧方)。光反射部242对第1侧面241c中的下侧第1侧面区域的一部分和整个上侧第1侧面区域进行覆盖。此情况下，光反射部242的上表面的形状例如为在中央侧具有开口的框状。开口例如为矩形，但并不限定于矩形，也可为圆形、椭圆形、多边形等的任意的形状。
光反射部242例如为藉由将陶瓷作为主要材料而形成的烧结体。作为主要材料中使用的陶瓷，例如可列举出氧化铝、氮化铝、氧化硅、氧化钇、氧化锆、氧化镁等。其中氧化铝的反射率较高，故为优选。需要说明的是，光反射部242也可不以陶瓷为主要材料。光反射部242例如还可藉由使用金属、陶瓷和金属的复合体、树脂等而形成。
光学部件240中，光反射部242的内侧面与光透射部241的侧面的一部分连接。光透射部241的上表面和光反射部242的上表面可形成1个连续的平面。此外，光透射部241的下表面和光反射部242的下表面也可形成1个连续的平面。
光学部件240中，光透射部241和光反射部242可一体形成。光透射部241和光反射部242也可分开形成，然后再进行接合，由此可形成光学部件240。光透射部241和光反射部242例如可由烧结体一体形成。例如，可先形成光透射部241的烧结体，然后与光透射部241一体地形成光反射部242的烧结体，藉此可形成一体烧结体。此时，在光透射部241的形成步骤和光反射部242的形成步骤的每个步骤中，也可对所形成的烧结体中包含的空隙的比率(空隙率)进行调整。空隙率可根据烧结条件(烧结温度、烧结时间及升温速度)、材料的粒径、烧结助剂(助烧剂)的浓度等进行调整。
例如，在藉由将相同陶瓷作为主要材料而形成光透射部241和光反射部242的情况下，使光反射部242的空隙率大于光透射部241的空隙率。换言之，以光反射部242与光透射部241相比包含更多空隙的方式形成光学部件240。此情况下，较佳为对烧结条件进行调整以使光反射部242的空隙率为10％左右。据此，可在光透射部241的侧面和光反射部242的内侧面的边界处形成由空气构成的反射区域，由此可将从光透射部241侧照射至光反射部242的内侧面的光反射至光透射部241侧。
需要说明的是，光学部件240在上表面上可具有反射防止膜(例如，后述的反射防止膜243)。反射防止膜可设置在光透射部241的上表面241a上或者光透射部241的上表面241a和光反射部242的上表面上。此外，光学部件240在光透射部241的下表面241b和光反射部242的下表面上可具有金属膜(例如，后述的金属膜244)。此外，光学部件240在第1侧面241c上可具有反射膜(例如，后述的反射膜245)。该反射膜至少设置在从开口部242x内露出的光透射部241的第1侧面241c上。
(保护元件250)
保护元件250是用于对半导体激光元件等的特定元件进行保护的构成要素。例如，保护元件250是用于防止过大电流流经半导体激光元件等的特定元件从而破坏该元件的构成要素。作为保护元件250，例如可使用由Si形成的齐纳二极管(Zener diode)。另外，保护元件250例如也可为用于测定温度的构成要素，使得特定元件不会因温度环境而发生故障。作为这样的温度测定元件，可使用热敏电阻(thermistor)。温度测定元件可配置在发光元件220的光射出面附近。
(配线270)
配线270由导电体构成，该导电体具有两端为接合部的线状的形状。换言之，配线270在线状部分的两端具有可与其它构成要素接合的接合部。配线270用于2个构成要素之间的电连接。作为配线270，例如可使用金属导线(wire)。作为金属，例如可列举出金、铝、银、铜、钨等。
(光学部件240的制造方法)
图5～图9是本实施方式的光学部件的制造方法的例示图。首先，如图5所示，例如准备晶圆240W(第1步骤)，该晶圆240W在俯视图中具有按预定间隔布置成阵列状的多个光透射部241和对每个光透射部241的侧面进行包围的1个光反射部242。晶圆240W中，每个光透射部241的上表面和下表面都从光反射部242露出。每个光透射部241的上表面和光反射部242的上表面可形成1个连续的平面。此外，每个光透射部241的下表面和光反射部242的下表面也可形成1个连续的平面。
具体而言，首先，准备多个光透射部241，并按预定间隔将每个光透射部241临时固定在支撑体上。每个光透射部241例如可为不包含萤光体的陶瓷，也可为包含萤光体的陶瓷。接着，在支撑体上以对每个光透射部241的上表面和侧面进行包围的方式形成成形体。成形体例如包含以陶瓷为主要材料的光反射粉末。成形体可使用粉浆浇铸(slip cast)法、刮涂(doctor blade)法(sheet shaping method)、干式成形法等来进行成形。接下来，去除支撑体后，在预定温度下对光透射部241和成形体进行烧成。此时，优选对成形体的烧结条件进行调整，以使成形体比光透射部241包含更多的空隙。烧成后，藉由研磨等去除覆盖光透射部241的上表面的成形体，以使光透射部241的上表面露出。此外，根据需要还可藉由研磨等对光透射部241和成形体的下表面侧进行平坦化处理。据此，可获得具有多个光透射部241和对每个光透射部241的侧面进行包围的1个光反射部242的晶圆240W。后面将使用图5的1个光透射部241及其周围的光反射部242的纵剖面图进行说明。
之后，如图6所示，根据需要可在晶圆240W的整个上表面上进行反射防止膜243的成膜(第2步骤)。反射防止膜243例如可藉由使1个或多个Nb2O5/SiO2、Ta2O5/SiO2、Al2O3/SiO2、ZrO2/SiO2、ZrO2/Al2O3等的介电体(诱电体)多层膜进行层叠而形成。反射防止膜243例如可藉由溅射法而形成。通过设置反射防止膜243，可抑制(防止)欲从光透射部241的上表面射出至外部的光被光透射部的上表面反射至内部，还可提高从光透射部241的上表面射出至外部的光的射出效率。
接着，如图7所示，根据需要可在晶圆240W的整个下表面上形成金属膜244(第3步骤)。金属膜244例如可使用Ti/Ag/Ti/Pt/Au(按Ti、Ag、Ti、Pt及Au的顺序进行了层叠的金属膜)、Ti/Al/Ti/Pt/Au(按Ti、Al、Ti、Pt及Au的顺序进行了层叠的金属膜)等。金属膜244例如可通过溅射法形成。金属膜244可在对光学部件240和其它部件进行接合时使用。此外，设置在光学部件240的下表面上的金属膜244可作为将到达至光透射部241的下表面的光朝向上方进行反射的光反射膜而发挥功能。构成金属膜244的金属中，Ag和Al为反射率较高的金属，故可提高使到达至光透射部241的下表面的光朝向上方进行反射并从光透射部241的上表面射出至外部的光的射出效率。需要说明的是，取代金属膜244，还可采用藉由使用金属之外的材料而形成的光反射膜。例如，可通过使1个或多个Nb2O5/SiO2、TiO2/SiO2、Ta2O5/SiO2等的介电体多层膜进行层叠来形成光反射膜。
然后，如图8所示，以不从上表面贯穿至下表面的方式去除光透射部241和光反射部242的一部分，由此形成在晶圆240W的下表面侧进行开口的开口部242x(第4步骤)。例如，从晶圆240W的下表面侧开始至预定高度(深度)为止进行机加工等，以去除金属膜244、光透射部241及光反射部242的一部分，由此形成在晶圆240W的下表面侧进行开口的开口部242x。据此，开口部242x内可露出光透射部241的侧面的一部分。
之后，如图9所示，对光反射部242进行切断，以将其分离(日语原文为“個片化”)成多个光学部件240(第5步骤)。以使在俯视图中与由第4步骤去除了的部分重叠的光反射部242保留下来的方式对光反射部242进行切断。光反射部242被切断成在俯视图中光反射部242包围光透射部241的整个周边(周围)。光透射部241的上表面的整个周边被光反射部242包围，但光透射部241的下表面的一部分未被光反射部242包围。俯视图中，光反射部242以穿过由第4步骤去除了的部分的方式沿上下方向被进行切断。藉由刀片、激光等对晶圆240W进行切断以将其分离为多个光学部件240，使得1个光学部件240包含1个光透射部241和围绕光透射部241的侧面的1个光反射部242。例如，俯视图中，光反射部242沿光透射部241的排列方向被切割为格子(网格)状。
需要说明的是，图8所示的步骤之后，如图10所示，可设置在开口部242x内露出的光透射部241的侧面上形成反射膜245的步骤。反射膜245在开口部242x内可从光透射部241的侧面的上端延伸至光反射部242侧。反射膜245是对特定波长的光进行反射并使其它波长的光透射的光学膜。作为反射膜245，例如可使用DBR膜。DBR膜例如可按1/4波长的厚度对折射率不同的膜进行交替层叠，藉此可高效率地对预定波长进行反射。DBR膜例如可藉由包含从由Si、Ti、Zr、Nb、Ta及Al组成的群(组)中选择的至少一种氧化物或氮化物的方式而形成。通过设置反射膜245，在光学部件240为波长转换部件的情况下，从外部入射至波长转换部件的光可透射到波长转换部即光透射部241侧，被波长转换部进行了波长转换后的光的90％以上都可被反射。
(发光装置200)
发光装置200中，基部211的上表面211a上配置有基台230。基台230的下表面例如与形成在基部211的上表面211a上的金属膜的上表面接合。
发光元件220配置在基部211的上表面211a上，并被框部212包围。配置在上表面211a上的发光元件220使朝向侧方传播的光射出。具体而言，发光元件220配置(载置)在基台230上，并经由基台230布置在基部211上。
发光元件220被配置为使得光射出面朝向与基台230的1个侧面相同的方向。此外，发光元件220的光射出面例如与框部212的内侧面212c或外侧面212d平行或垂直。
此外，如图11所示，就发光元件220而言，例如在俯视图中，配置在穿过“包含发光元件220的光射出面的平面”与“由框部212的上表面212a定义(限定)的框”相交的2个点A和B的中心C且与光射出面垂直的虚拟线L1所经过(通过)的位置处。发光元件220的上表面可关于虚拟线L1线对称。即，例如在俯视图中，发光元件220配置在与光射出面平行的方向上的框的中央处。与光射出面相交的发光元件220的2个侧面例如与虚拟线L1平行。
需要说明的是，点A和点B在俯视图中分别可被称为经过发光元件220的光射出面的平面和内侧面212c的交点。与点A相关的内侧面212c和与点B相关的内侧面212c相对(相向)。需要说明的是，无论哪个内侧面212c，都不是段差部214的侧面。
或者，点A和点B在俯视图中分别也可为与从发光元件220射出的光的光轴垂直的虚拟线和内侧面212c之间的交点。与点A相关的内侧面212c和与点B相关的内侧面212c相对(相向)。需要说明的是，无论哪个内侧面212c，都不是段差部214的侧面。
此外，如图11所示，发光元件220例如在俯视图中配置在穿过2个点D和B的中心E且与光射出面垂直的虚拟线L2不经过(通过)的位置处。点D在俯视图中为包含发光元件220的光射出面的平面和段差部214的侧面之间的交点。点B为隔着(夹着)发光元件220与段差部214的侧面相对的内侧面212c和包含发光元件220的光射出面的平面的交点。
段差部214仅设置在虚拟线L1的一侧，没有设置在另一侧。段差部214设置在与和光射出面相交的发光元件220的2个侧面中的一个侧面相对的位置处，但没有设置在与另一个侧面相对的位置处。与在两个侧面上都设置段差部相比，可使发光装置200小型化。
和光射出面相交的发光元件220的2个侧面中的一个侧面与段差部214的侧面相对。和光射出面相交的发光元件220的2个侧面中的一个侧面例如与段差部214的侧面平行。和光射出面相交的发光元件220的2个侧面中的另一个侧面不与段差部214的侧面相对，而是与框部212的内侧面212c相对。和光射出面相交的发光元件220的2个侧面中的另一个侧面例如与框部212的内侧面212c之一个平行。
例如，以基部211的上表面211a为基准时，段差部214的上表面214a高于发光元件220的上表面的高度。段差部214的侧面例如与夹着虚拟线L1而相对的框部212的1个内侧面212c平行。
发光元件220例如在俯视图中配置在与光射出面平行的方向上的比基台230的中央还靠近段差部214的区域。这样，通过将发光元件220配置在靠近段差部214侧，可使发光元件220配置在封装体210的中央处。需要说明的是，还可在基台230的上表面上配置保护元件250。保护元件250例如在俯视图中相对于发光元件220配置在与段差部214相反的一侧。
配置有发光元件220的基台230在发光装置200中可起到使从发光元件220产生的热量逃逸的散热部件的作用。为了使基台230作为散热部件而发挥功能，只要由热传导率高于发光元件220的材料形成即可。就基台230的上表面而言，相对于虚拟线L1位于段差部214的相反侧的区域的面积大于相对于虚拟线L1位于段差部214侧的区域的面积。这样，通过使基台230延伸到没有设置段差部214的一侧，可扩大基台230的上表面和下表面的面积，为此可提高散热性能。或者，可确保具有能够设置保护元件250的空间。
发光装置200中，发光元件220和保护元件250藉由配线270与基部211电连接。图示的发光装置200中的配线270是将保护元件250作为齐纳二极管的示例，但在保护元件250为温度测定元件的情况下，可能会变为与图示不同的配线270的连接方式。
发光元件220经由配线270与设置在段差部214的上表面214a上的金属膜215电连接。配线270主要设置在虚拟线L1的段差部214侧。这样，通过将段差部214仅设置在与和光射出面相交的发光元件220的2个侧面中的一个侧面相对的位置处，以使配线270集中在发光元件220的一个侧面侧，可实现发光装置200的小型化。
发光装置200具有多个配线270。多个配线270包括两端中的一端的接合部与段差部214接合而另一端的接合部与基台230上的比虚拟线L1还远离段差部214的位置处接合的配线270。
发光元件220和外部电源的电连接例如可使用设置在封装体210的下表面上的金属膜。据此，可经由框部212的上表面212a的金属膜对发光元件220和外部电源进行电连接，其中，框部212的上表面212a的金属膜经由设置在通孔中的金属材料与金属膜215电连接。
光学部件240配置在基部211上。光学部件240配置在基部211的上表面211a上。光学部件240具有使从发光元件220的光射出面射出的光入射的第1侧面241c和使光射出的上表面241a。光学部件240的光透射部241例如在俯视图中配置在虚拟线L1所经过的位置处。光透射部241的上表面241a可关于虚拟线L1线对称。此外，光反射部242的上表面可关于虚拟线L1线对称。虚拟线L1在俯视图中例如与发光元件220的光轴一致，并穿过光透射部241的中心与框部212的内侧面212c之一相交。
从发光元件220射出的光朝向光学部件240的方向进行传播，并经过由光反射部242的开口部242x限定的开口入射至光透射部241的第1侧面241c。可以说，开口部242x限定了使从发光元件220的光射出面射出的光入射至第1侧面241c的开口。根据入射至第1侧面241c的光，可从光透射部241的上表面241a使光射出。这里，根据入射的光所射出的光是指，例如入射的光，或者例如根据入射的光进行了波长转换的光。
发光元件220的光射出面与光透射部241的第1侧面241c相对。发光元件220的光射出面例如与光透射部241的第1侧面241c平行。例如，以基部211的上表面211a为基准时，段差部214的上表面214a位于低于光透射部241的上表面241a的高度的位置处。通过设定这样的高度，从上表面241a朝向上方射出的光不会直接照射到段差部214上。
在光透射部241为波长转换部的情况下，从发光元件220射出的光(第1光)入射至光透射部241的第1侧面241c，被波长转换部转换为波长与第1光不同的光(第2光)。从第1侧面241c入射的第1光从上表面241a射出。此外，被转换后的第2光也从上表面241a射出。第1光和第2光从光透射部241的上表面241a朝向上方射出。这样，通过配置侧面上设置有光的入射面且上表面上设置有光的射出面的波长转换部件，可实现从侧方朝向上方的光路转换和波长转换。据此，例如与通过反射镜进行光路转换和通过萤光体进行波长转换那样的另外再设置其它部件的发光装置相比，可使发光装置200小型化。
第1光和/或第2光被光反射部242反射后传播至光透射部241的上表面241a侧，并从光透射部241的上表面241a射出。据此，可高效地使光从上表面241a射出。
第1侧面241c上可设置反射膜245，该反射膜245对从发光元件220射出的透射过波长转换部并被该波长转换部进行了波长转换的光进行反射。藉由该反射膜245，可高效地使被波长转换部进行了波长转换的光从上表面241a射出。此外，设置在光透射部241的下表面上的金属膜244为对第1光和第2光进行反射的光反射膜。
盖部213配置在框部212的上表面212a上。具体而言，盖部213由框部212的上表面212a支撑，并配置在被框部212包围的发光元件220的上方。盖部213的下表面的外周部例如与框部212的上表面212a接合。例如，设置在盖部213的下表面的外周部上的金属膜和设置在框部212的上表面212a上的金属膜可经由Au-Sn等接合并固定。
通过使盖部213与框部212的上表面212a接合，可形成用于配置发光元件220的封闭空间。此外，该封闭空间被形成为气密密封状态。藉由气密密封，可抑制有机物等聚集在发光元件220的光射出面上。
盖部213具有透光部213t，该透光部213t使从光透射部241的上表面241a射出的光透射并使其射出至外部。即，从光透射部241的上表面241a射出至盖部213侧的光从盖部213的透光部213t透射并射出至发光装置200的外部。由主要材料构成的整个盖部213都可为透光部。盖部213的透光部213t使从发光元件220射出的光和从光学部件240发出的光的50％以上透射，优选使70％以上透射。
发光装置200中，框部212具有遮光部，该遮光部对波长范围与从发光元件220射出的光相同的光进行遮断。如图12所示，框部212的遮光部被配置在了从发光元件220的光射出面射出的主要部分的光的、从光射出面开始至朝向最上方射出且入射到光学部件240为止的光路的延长线L3上。
盖部213的透光部213t位于从发光元件220的光射出面射出的主要部分的光的、从光射出面开始至朝向最上方射出且入射到光学部件240为止的光路的延长线L3上，但不被配置在该延长线与框部212的遮光部相交之前的线段上(即，不包括该延长线与框部212的遮光部相交之前的线段)。藉由这样地进行配置，即使因某种原因来自发光元件220的光不经由光学部件240就向前进行传播了，该光也会直接入射至框部212的遮光部或盖部213的遮光部213s，故可防止该光直接从盖部213的透光部213t射出。
盖部213位于从发光元件220的光射出面射出的主要部分的光的、从光射出面开始至朝向最上方射出且入射到光学部件240为止的光路的延长线L3上，但不被配置在该延长线与框部212的遮光部相交之前的线段上(即，不包括该延长线与框部212的遮光部相交之前的线段)。藉由这样地进行配置，即使因某种原因来自发光元件220的光不经由光学部件240就向前进行传播了，该光也会直接入射至框部212的遮光部，为此可防止该光直接从盖部213的透光部213t射出。
需要说明的是，就对这里的延长线L3进行规定(定义/限定)的主要部分的光而言，优选为具有峰值强度的1/e2以上的强度的光，但也可为具有峰值强度的一半的值以上的强度的光。
例如，图11中，包含与虚拟线L1相交的内侧面212c的部分为框部212的遮光部。框部212的遮光部不使与从发光元件220射出的光位于相同波长范围内的光的90％以上透射。框部212的遮光部优选不使与从发光元件220射出的光位于相同波长范围内的光的95％以上透射，较佳不使99％以上透射。作为不使其透射的手段，可以说，对光进行吸收是优选手段之一。在对光进行吸收的情况下，可按照上述比例(比率)进行吸收。需要说明的是，由主要材料构成的整个框部212都可为遮光部。
如上所述，在具备作为波长转换部件的光学部件240的发光装置200中，不对从发光元件220朝向侧方射出的光进行光路转换，而是使其直接入射至光学部件240的光透射部241。为此，如藉由光反射部件使从发光元件朝向侧方射出的光的光路转换至朝向上方后再使该光入射至光透射部的结构那样，在发光元件220和光透射部241之间不存在其它部件。故而，能够实现发光装置200的小型化。
此外，现有的发光装置中，考虑到安全性，具有用于在光透射部发生损坏时关闭发光元件的破坏检测控制机构。然而，发光装置200中，不对从发光元件220朝向侧方射出的光进行光路转换，而是使该光直接入射至光学部件240的光透射部241。为此，即使假设光透射部241发生了损坏，从发光元件220朝向侧方射出的光没有入射至光透射部241，也会传播至位于从发光元件220朝向侧方射出的光的光路上的框部212的遮光部而被遮光部所吸收，故不会射出到发光装置200的外部。因此，即使不设置光透射部241受损时使发光元件220关闭的破坏检测控制机构，也可充分确保安全性。换言之，在安全性得到了确保的发光装置200中可实现小型化。
此外，发光装置200中，在与和光射出面相交的发光元件220的2个侧面中的一个侧面相对的位置处设置有段差部214，在与另一个侧面相对的位置处没有设置段差部。另外，俯视图中，在与发光元件220的光射出面平行的方向上，发光元件220被配置在了由框部212的上表面212a所定义的框的中央处。据此，可将发光元件220配置在中央处，同时还可获得小型的实现发光装置200。
需要说明的是，在光透射部241不是波长转换部的情况下，从发光元件220入射至光透射部241的光被光反射部242重复反射，并从光透射部241的上表面241a射出。此外，在不需要波长转换的情况下，光学部件240也可不为包含光透射部241和光反射部242的构成。例如，光学部件240可为具有使从发光元件220入射的光反射至盖部213侧的倾斜面的反射镜。或者，光学部件240也可为将从发光元件220入射的光朝向盖部213进行偏转和扫描的MEMS振镜。
发光装置200例如可应用于车载前照灯。此外，发光装置200的应用并不限定于此，发光装置200也可应用于照明、投影仪、头戴式显示器、其它显示器等的背光等的光源。
以上尽管对较佳实施方式等进行了详细说明，但本发明并不限定于上述实施方式等，在不脱离权利要求书记载的技术范围的前提下，还可对上述实施方式等进行各种各样的变形和置换。

Claims (13)

1.一种发光装置，具备：
封装体，具有基部、框部及盖部；
发光元件，配置在所述基部的上表面上，被所述框部包围，并使朝向侧方传播的光射出；及
波长转换部件，配置在所述基部上，并具有使从所述发光元件的光射出面射出的光入射的第1侧面和使光射出的上表面，
其中，
所述框部具有遮光部，该遮光部对与从所述发光元件射出的光相同的波长范围的光进行遮断，
所述盖部具有透光部，该透光部使从所述波长转换部件的上表面射出的光透射，并使该光射出至外部，
所述遮光部配置在从所述光射出面射出的主要部分的光的、从所述光射出面开始至朝向最上方射出且入射到所述波长转换部件为止的光路的延长线上，
所述透光部设置在所述主要部分的光的从所述光射出面开始至朝向最上方射出且入射到所述波长转换部件为止的光路的延长线的、不包括该延长线与所述遮光部相交之前的线段的部分上。
2.如权利要求1所述的发光装置，其中，
所述封装体还具有段差部，该段差部具有位于所述基部的上表面的上方且所述框部的上表面的下方的上表面，
所述段差部的上表面上设置有金属膜，
所述发光元件经由配线与所述金属膜电连接。
3.如权利要求2所述的发光装置，其中，
所述段差部设置在与和所述光射出面相交的所述发光元件的2个侧面中的一个侧面相对的位置处，并不设置在与另一个侧面相对的位置处。
4.如权利要求2或3所述的发光装置，还具备：
基台，其上配置有所述发光元件，
其中，所述发光元件在俯视图中配置在与所述光射出面平行的方向上的、比所述基台的中央还靠近所述段差部的区域内。
5.如权利要求4所述的发光装置，其中，
所述发光元件在俯视图中配置在虚拟线所经过的位置处，该虚拟线穿过2个点的中心且与所述光射出面垂直，该2个点是包含所述光射出面的平面与由所述框部的上表面定义的框相交的2个点。
6.如权利要求1至5中的任一项所述的发光装置，其中，
所述波长转换部件具有：
波长转换部，具有所述第1侧面和使所述光射出的上表面；及
光反射部，覆盖至少所述波长转换部的所述第1侧面之外的所有的侧面。
7.如权利要求6所述的发光装置，其中，
所述光反射部还覆盖所述第1侧面的一部分，并具有开口部，
其中，所述开口部定义使从所述光射出面射出的光入射至所述第1侧面的开口。
8.如权利要求7所述的发光装置，其中，
所述光反射部覆盖所述第1侧面中的来自所述发光元件的光入射的区域的上方和两个侧方。
9.如权利要求6至8中的任一项所述的发光装置，其中，
所述波长转换部具有萤光体。
10.如权利要求6至9中的任一项所述的发光装置，其中，
所述波长转换部和所述光反射部均为烧结体，以陶瓷为主要材料，并一体形成。
11.如权利要求6至10中的任一项所述的发光装置，还具备：
反射膜，设置在所述第1侧面上，使从所述发光元件射出的光透射，并反射由所述波长转换部进行了波长转换的光。
12.如权利要求1至11中的任一项所述的发光装置，还具备：
反射防止膜，位于所述波长转换部件的上表面上。
13.如权利要求1至12中的任一项所述的发光装置，还具有：
光反射膜，位于所述波长转换部件的下表面上。
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