CN117134191A - 发光装置 - Google Patents
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Abstract
本发光装置包括:基部;发光元件,其配置在所述基部的顶面,发射向侧方前进的光;以及波长转换部件,其配置在所述基部的顶面,且配置在所述发光元件的所述侧方,其中,所述波长转换部件包括:波长转换部,其具有入射侧面和出射面,所述入射侧面用于使从所述发光元件的出射端面发射并向侧方行进的光入射,且所述出射面用于将入射到所述入射侧面的光经波长转换后的光射出;以及包围部,其设置在所述波长转换部的周围,所述包围部在比所述发光元件靠上方处具备突出部,所述突出部比所述入射侧面向所述发光元件侧突出,所述突出部配置成,俯视时与所述发光元件的所述出射端面重叠。
Description
技术领域
本申请涉及一种发光装置。
背景技术
专利文献1公开了一种发光装置,其具有半导体激光元件作为发光元件,从半导体激光元件发射的激光被反射部件反射而入射到波长转换部件上,并通过波长转换部件将其转换为不同的波长。经波长转换后的光经过保持部件的通孔和透光性部件而射出到外部。例如,保持部件还用作激光的光路发生偏移时的遮光部件。
专利文献1:日本特开第2017-199850号公报
发明内容
(本发明要解决的问题)
在将从发光元件发出的光的期望部分而不是全部用作出射光时,较理想的是能抑制未用作出射光的光对出射光的影响。
(用于解决问题的手段)
本申请的一实施方式的发光装置,包括:基部;发光元件,其配置在所述基部的顶面,发射向侧方前进的光;以及波长转换部件,其配置在所述基部的顶面,且配置在所述发光元件的所述侧方,其中,所述波长转换部件包括:波长转换部,其具有入射侧面和出射面,所述入射侧面用于使从所述发光元件的出射端面发射并向侧方行进的光入射,且所述出射面用于将入射到所述入射侧面的光经波长转换后的光射出;以及包围部,其设置在所述波长转换部的周围,所述包围部在比所述发光元件靠上方处具备突出部,所述突出部比所述入射侧面向所述发光元件侧突出,所述突出部配置成,俯视时与所述发光元件的所述出射端面重叠。
本申请的另一实施方式的发光装置,包括:基部;发光元件,其配置在所述基部的顶面,发射向侧方前进的光;波长转换部件,其配置在所述基部的顶面,且配置在所述发光元件的所述侧方;以及透光性部件,其配置在所述波长转换部件的上方,其中,所述波长转换部件包括:波长转换部,其具有入射侧面和出射面,所述入射侧面用于使从所述发光元件的出射端面发射并向侧方行进的光入射,且所述出射面用于将入射到所述入射侧面的光经波长转换后的光射出;以及包围部,其设置在所述波长转换部的周围,所述包围部在所述波长转换部件的上方侧具备突出部,所述突出部比所述入射侧面向所述发光元件侧突出,所述透光性部件具有设有遮光膜的遮光区域、以及未设有遮光膜的光透射区域,所述遮光膜设置在假想线经过的位置,其中,所述假想线连接所述发光元件的所述出射端面的上端、与所述突出部的位于最靠所述发光元件侧的侧面的上端。
(发明的效果)
根据本申请的一实施方式,能够实现用于抑制未用作出射光的光对出射光的影响的发光装置。
附图说明
图1是第一实施方式、第二实施方式及第四实施方式的发光装置的立体图。
图2是从图1所示的第一实施方式的发光装置中移除盖部后的状态的立体图。
图3是图2所示的发光装置的俯视图。
图4是图1的IV-IV剖面线处的第一实施方式的发光装置的剖面图。
图5是图1的V-V剖面线处的第一实施方式的发光装置的剖面图。
图6是示出根据本申请的波长转换部件的结构示例的立体图。
图7是示出根据本申请的波长转换部件的结构示例的立体图。
图8是图7的VIII-VIII剖面线处的波长转换部件的剖面图。
图9是图5所示的发光装置中发光元件和波长转换部件及其附近的放大剖面图。
图10是图3所示的发光装置中发光元件和波长转换部件及其附近经放大后的放大俯视图。
图11是示出图1的XI-XI剖面线处的第一实施方式的发光装置的变形例的剖面图。
图12是图1所示的XII-XII剖面线处的、第二实施方式的发光装置中发光元件、波长转换部件、以及透光性部件及其附近经放大后的放大剖面图。
图13是图1所示的XIII-XIII剖面线处的、第二实施方式的发光装置的变形例的发光元件、波长转换部件、以及透光性部件及其附近经放大后的放大剖面图。
图14是例示第三实施方式的发光装置的立体图。
图15是用于说明第三实施方式的发光装置的内部结构的立体图。
图16是用于说明第三实施方式的发光装置的内部结构的俯视图。
图17是例示第三实施方式的发光装置的、图14的XVII-XVII线处的剖面图。
图18是用于说明第三实施方式的发光装置的基部和框部的俯视图。
图19是用于说明图18的基部和框部的、图18的XIX-XIX线处的剖面图。
图20是用于对第三实施方式的发光装置的波长转换部件及发光元件进一步详细说明的对应于图18的俯视图。
图21是用于对第三实施方式的发光装置的波长转换部件及发光元件进一步详细说明的对应于图19的剖面图。
图22是用于说明第五实施方式的发光装置的内部结构的俯视图。
图23是例示第五实施方式的发光装置的、图1的XXIII-XXIII线处的剖面图。
图24是用于说明第五实施方式的发光装置的其他示例的内部结构的俯视图。
附图标记说明
200、201、300、301发光装置;211基部;211a顶面;211b底面;211t凸部;212框部;212a顶面;212b底面;212c内侧面;212d外侧面;213盖部;213a顶面;213b底面;213c侧面;214台阶部;214a顶面;214b底面;220发光元件;221金属膜;220a出射端面;230子支座;231a第一金属部;231b第二金属部;232a第一金属膜;232b第二金属膜;240波长转换部件;241波长转换部;241a顶面;241b底面;241c第一侧面;241d第二侧面;241e第三侧面;241f第四侧面;241i入射侧面;242包围部;242a顶面;242b第一底面;242c第二底面;242d连接侧面;242e突出面;242t突出部;250保护元件;270布线;313透光性部件;313b底面;380遮光膜。
具体实施方式
以下,参照附图说明用于实施本发明的方式。此外,在以下说明中,根据需要使用表示特定方向或位置的术语(例如,“上”、“下”以及包含这些术语的其他术语)。然而,这些术语的使用是为了便于参考附图理解发明,并且这些术语的含义并不过度限制本发明的技术范围。例如,在记载为“顶面”的情况下,并不是必须对发明以使其始终朝上的方式进行使用。此外,多个附图中所表示的具有相同符号的部分表示相同或同等的部分或部件。
此外,在本申请中,将三角形和四边形等多边形,包括对多边形的角部进行了圆角、倒角、倒圆角、倒圆等加工后的形状,称为多边形。此外,不限于角(边的边缘),边的中间部分被加工的形状也同样被称为多边形。也就是说,本申请中所记载的“多边形”的解释中包括在保留多边形的基础上进行了部分加工的形状。
此外,不限于多边形,对于梯形、圆形、凹凸等表示特定形状的词语也是同样的。此外,对待用于形成该形状的各边时也是同样的。也就是说,在某边中,即使对角部和中间部分进行了加工,“边”的解释中也包含被加工的部分。如果要将没有部分加工的“多边形”或“边”与加工后的形状区别开来,则应加上“严格的”,例如,表述为“严格的四边形”等。
此外,以下所示的实施方式例示了用于将本发明的技术思想具体化的发光装置等,并非限定本发明。此外,除非有特定的记载,否则以下所记载的构成部件的尺寸、材质、形状、其相对配置等并不是为了将本发明的范围仅限定于其本身,而是为了例示。此外,在一个实施方式中说明的内容也能够应用于其他实施方式和变形例。此外,为了说明清楚,附图所示的部件的大小、位置关系等有时被夸大。此外,为了避免视图过于复杂,有时使用省略部分要素图示的示意图,或使用仅示出切面的端面图作为剖面图。
(第一实施方式)
第一实施方式的发光装置具备一个或多个发光元件、波长转换部件、用于配置一个或多个发光元件及波长转换部件的基部。参照图1至图10,说明第一实施方式的发光装置200的结构示例。
图1是例示第一实施方式的发光装置200的立体图。图2是从图1所示的发光装置200移除盖部213后的状态的立体图。另外,在图2的立体图中,为了便于说明,省略了设置在发光元件220的顶面的金属膜221和布线270。图3是图2所示的发光装置200的俯视图。图4是图1的IV-IV剖面线处的发光装置200的剖面图。图5是图1的V-V剖面线处的发光装置200的剖面图。另外,为了便于说明,省略了设置在发光元件220的顶面的金属膜221、设置在子支座230的顶面的第一金属膜232a、第二金属膜232b、布线270。图6是根据本申请的波长转换部241的立体图。图7是根据本申请的波长转换部件240的立体图。图8是图7的VIII-VIII剖面线处的波长转换部件240的剖面图。图9是图5所示的发光装置200中发光元件220和波长转换部件240及其附近经放大后的放大剖面图。另外,为了便于说明,省略了设置在发光元件220的顶面的金属膜221、设置在子支座230的顶面的第一金属膜232a、第二金属膜232b、布线270。图10是图3所示的发光装置200中发光元件220和波长转换部件240及其附近经放大后的放大俯视图。
本实施方式的发光装置200具备基部211、一个或多个发光元件220、以及波长转换部件240。在图示示例中,发光装置200还包括框部212、盖部213、子支座230、保护元件250和布线270。另外,发光装置200也可以不包括这些部件的全部。
对发光装置200的各个构成部件进行说明。
(基部211)
基部211具有顶面211a和底面211b。基部211在俯视时外形为矩形。该矩形可以是具有长边和短边的矩形。另外,俯视时的基部211的外形也可以不是矩形。只要没有特别提及排除正方形,矩形也可以包括正方形。
基部211可以例如由金属作为主材料形成。例如,可以使用铜、铜合金等作为金属。另外,基部211也可以由金属以外的主材料形成,例如可以由陶瓷形成。
(框部212)
框部212具有顶面212a、底面212b、一个或多个内侧面212c、一个或多个外侧面212d。框部212例如在俯视时为矩形框状。框部212的一个或多个内侧面212c与顶面212a相交,从顶面212a向下方延伸。框部212的一个或多个外侧面212d与框部212的顶面212a和底面212b相交。
框部212还可以具有台阶部214,该台阶部214具有位于基部211的顶面211a的上方、且位于框部212的顶面212a的下方的顶面214a。台阶部214还具有与顶面214a相交并向下方延伸的内侧面。顶面214a与框部212的一个或多个内侧面212c相交。顶面214a例如可以平行于基部211的顶面211a。台阶部214的内侧面例如与基部211的顶面211a相交。在图示示例中,台阶部214在俯视时沿着两个相对的内侧面212c分别设置。另外,台阶部214可以仅沿其中一个内侧面212c设置。另外,框部212也可以不具有台阶部214。
台阶部214的顶面214a可以设置一个或多个金属膜。进而,也可以在基部211的底面211b和/或框部212的底面212b设置一个或多个金属膜。设置在台阶部214的顶面214a上的一个或多个金属膜,与设置在底面211b和/或底面212b上的金属膜,例如可以通过通孔(via)导通。对于金属膜,例如可以使用Ni/Au(按Ni、Au的顺序层叠的金属膜)或Ti/Pt/Au(按Ti、Pt、Au的顺序层叠的金属膜)等。
台阶部214还可以具有与台阶部214的内侧面相交的底面214b。底面214b可以是平行于顶面214a的平面。底面214b位于框部212的底面212b上方。台阶部214的底面214b与基部211的顶面211a接合。在图示示例中,框部212还具有与底面214b相交并向下方延伸的侧面。侧面与框部212的底面212b相交。此外,侧面可以与基部211的侧面接触。
基部211和框部212形成从框部212的顶面212a到基部211的顶面211a的方向上凹陷的凹陷形状。凹陷形状在俯视时形成在框部212的外形的内侧。俯视时,基部211的顶面211a被由框部212的一个或多个内侧面212c或/和台阶部214的内侧面所形成的框包围。该框的外形是具有长边和短边的矩形。在图示示例中,基部211和框部212是各自分别形成并将它们接合而成的。另外,基部211和框部212可以一体地形成,这将在变形例中进行说明。
框部212例如可以由与基部211不同的材料作为主材料来形成。陶瓷是形成框部212的主材料的示例。例如,作为陶瓷,可以使用氮化铝、氮化硅、氧化铝或碳化硅。
(盖部213)
盖部213具有顶面213a、底面213b、以及与顶面213a和底面213b相交的一个或多个侧面213c。一个或多个侧面213c连接顶面213a的外边缘和底面213b的外边缘。盖部213例如是长方体或立方体。此时,盖部213的顶面213a及底面213b均为矩形,盖部213具有四个矩形的侧面213c。
但是,盖部213不限于长方体或立方体。即,盖部213俯视时不限于为矩形,而是也可以是圆形、椭圆形、多边形等任意形状。
盖部213由框部212支撑。盖部213设置在基部211的顶面211a上方。盖部213的底面213b的外周部分例如与框部212的顶面212a接合。通过将盖部213接合到框部212,形成由基部211、框部212和盖部213围绕的密封空间。
盖部213具有透射规定波长的光的光透射区域。光透射区域构成盖部213的顶面213a和底面213b的至少一部分。盖部213的光透射区域例如可以通过使用蓝宝石作为主材料来形成。蓝宝石是一种透射率较高且强度也较高的材料。另外,盖部213的光透射区域的主材料除了蓝宝石之外,还可以使用包括例如石英、碳化硅或玻璃等的透光性材料。盖部213的除光透射区域之外的部分可以由与光透射区域相同的材料与光透射区域一体地形成。
(发光元件220)
在图示的发光装置200的示例中,搭载有一个发光元件220。发光装置200也可以安装多个发光元件。发光元件220例如是半导体激光元件。发光元件220不限于半导体激光元件,而是也可以是例如发光二极管(LED)、有机发光二极管(OLED)等。在图1至图5以及图9和图10中示例性示出的发光装置200中,采用半导体激光元件作为发光元件220。
发光元件220例如在俯视时具有矩形的外形。此外,与矩形的两个短边其中之一相交的侧面成为从发光元件220发射的光的出射端面。此外,发光元件220的顶面和底面的面积大于出射端面的面积。
发光元件220的顶面上也可以设置有金属膜221。金属膜221例如设置有用于与其他部件导通的布线等。在图示示例中,设置在发光元件220的顶面上的金属膜221没有设置在发光元件220的整个顶面上。以沿发光元件220的顶面的长边方向延伸的方式,设置金属膜221。另外,在发光元件220的顶面上也可以不设置金属膜221。
这里,对发光元件220是半导体激光元件的情况进行说明。从发光元件220发射的光(激光)具有扩展,在平行于出射端面的面上具有椭圆形的远场图案(Far FieldPattern;以下称为“FFP”)。)。这里,FFP是指远离出射端面的位置处的出射光的形状和光强分布。
基于从发光元件220发射的椭圆形光,穿过椭圆形的长径(长轴)的方向是FFP的快轴方向,穿过椭圆形的短径(短轴)的方向是FFP的慢轴方向。发光元件220中FFP的快轴方向可以与包含发光元件220的有源层在内的多个半导体层进行层叠的层叠方向一致。
此外,基于发光元件220的FFP的光强分布,将强度大于或等于峰值强度值的1/e2的光,称为主要部分的光。此外,在该光强分布中,相当于1/e2的强度的角度称为扩展角。FFP在快轴方向上的扩展角大于FFP在慢轴方向上的扩展角。
此外,将通过FFP的椭圆形中心的光,换言之,FFP的光强分布中峰值强度的光,称为沿着光轴前进的光、或穿过光轴的光。此外,将沿着FFP的椭圆形中心前进的光的光路,称为该光的光轴。
作为发光元件220,可以使用发射的光是蓝光的发光元件。“发射蓝光的发光元件”是指使用发射的光的发光峰值波长在405nm至494nm范围内的发光元件。此外,优选地,将发射的光的峰值波长为430nm至480nm的发光元件用作发光元件220。作为这种发光元件220,可以列举包含氮化物半导体的半导体激光元件。作为氮化物半导体,例如可以使用GaN,InGaN或AlGaN。
另外,从发光元件220发射的光的发光峰值可以不限于此。例如,从发光元件220发射的光除了蓝光之外,还可以是包含具有超出上述波长范围的波长的绿光和红光在内的可见光、紫外光和红外光。
(子支座230)
子支座230例如以长方体的形状构成,具有底面、顶面以及一个或多个侧面。此外,子支座230在上下方向上的宽度最小。另外,形状也可以不限于长方体。子支座230例如使用氮化铝或碳化硅形成,但也可以使用其它材料。
在图示示例中,子支座230的顶面设置有第一金属部231a,底面设置有第二金属部231b。作为形成第一金属部231a及第二金属部231b的材料,例如可以举出铜等金属。在俯视时,第一金属部231a的面积小于第二金属部231b的面积。第一金属部231a设置在子支座230的顶面的一部分上。第一金属部231a不设置在子支座230的整个顶面上。在图示示例中,第一金属部231a在俯视时为矩形。在子支座230的顶面为长方形的情况下,第一金属部231a沿着长方形的长边方向的一部分设置。第一金属部231a位于靠近长方形的相对的两条短边中的一边侧。第二金属部231b设置在子支座230的底面上。第二金属部231b在俯视时,隔着子支座230而位于第一金属部231a整体的正下方,位于稍后说明的第二金属膜232b的至少一部分区域的正下方。
在第一金属部231a上,还设有第一金属膜232a。第一金属膜232a例如设置在第一金属部231a的顶面的一部分上。在图示示例中,第一金属膜232a被配置成,在俯视时夹在第一金属部231a中未设置第一金属膜232a的区域之间。在俯视时,第一金属膜232a的面积小于第一金属部231a中未设置第一金属膜的区域的面积。此外,在子支座230的顶面上,在未设置第一金属部231a的区域,设置第二金属膜232b。在俯视时,第二金属膜232b的面积大于第一金属膜232a的面积。第一金属膜232a及第二金属膜232b例如由金等金属形成。
虽然已经说明了设置在子支座230上的金属部和金属膜,但是例如也可以不设置金属部而仅设置金属膜。不过,通过在子支座的顶面和底面上设置金属部,能够提高散热性能。特别是,能够高效地对来自配置在第一金属部231a的正上方的部件的热进行散热。此外,第一金属部231a及第二金属部231b在垂直于子支座的顶面的方向上的厚度大于第一金属膜232a及第二金属膜232b的。
(波长转换部件240)
波长转换部件240具有波长转换部241和包围部242。波长转换部241包括顶面241a、作为顶面241a的相反面的底面241b和多个侧面。图6是示出波长转换部的一个示例的立体图。在图6的示例中,波长转换部241具有入射侧面241i、第一侧面241c、第二侧面241d、第三侧面241e以及第四侧面241f,作为多个侧面。
第一侧面241c、第二侧面241d、第三侧面241e、以及第四侧面241f,与顶面241a的外边缘和底面241b的外边缘连接。第三侧面241e分别与第一侧面241c和第四侧面241f连接。第四侧面241f分别与第二侧面241d及第三侧面241e连接。第一侧面241c和第四侧面241f不连接。第二侧面241d与第三侧面241e不连接。
第一侧面241c及第二侧面241d在其上部侧方相互连接,在其下部侧方分别与入射侧面241i连接。第一侧面241c和第二侧面241d在与顶面241a垂直的方向上的顶面241a与底面241b之间的中间点的上方侧彼此连接。此外,它们分别在中间点的下方侧与入射侧面241i连接。例如,该中间点是入射侧面241i的最高点。入射侧面241i的下方侧连接到底面241b的外边缘。入射侧面241i的下方侧从第一侧面241c和第二侧面241d的连接部分,向内侧方向凹陷。换言之,入射侧面241i的下方侧从第一侧面241c和第二侧面241d的连接部分侧,朝向第三侧面241e和第四侧面241f的连接部分侧凹陷。
在俯视时,第一侧面241c与第四侧面241f可以是平行的。此外,在俯视时,第二侧面241d与第三侧面241e可以是平行的。此外,在俯视时,第一侧面241c与第二侧面241d、第一侧面241c与第三侧面241e、第三侧面241e与第四侧面241f、第四侧面241f与第二侧面241d可以分别是垂直的。
由于波长转换部241上受到光照射,因此优选使用不易被光照射分解的无机材料作为主材料来形成波长转换部241的基材。主材料例如是陶瓷。在波长转换部241的主材料是陶瓷的情况下,例如,陶瓷可以是氧化铝、氮化铝、氧化硅、氧化钇、氧化锆或氧化镁。优选地,陶瓷的主材料选择熔点为1300℃~2500℃的材料,以防止波长转换部241因热而发生变形或变色等变质。这里,特定部件的“主材料”是指在其部件中按质量比或体积比占最大比率的材料。此外,“主材料”还可以包括不包含其他材料,即仅由主材料形成该部件。另外,波长转换部241也可以由除陶瓷以外的材料作为主材料形成。
波长转换部241包括荧光体。波长转换部241例如可以通过烧结荧光体和氧化铝等来形成。荧光体的含量相对于陶瓷的总体积可以为0.05体积%~50体积%。此外,例如可以使用由荧光体的混合物烧结而成的、基本上仅由荧光体构成的陶瓷。此外,波长转换部241也可以由荧光体单晶形成。
荧光体包括铈激活的钇、铝和石榴石(YAG)、铈激活的钌、铝和石榴石(LAG),铕激活的硅酸盐(Sr,Ba)2SiO4),α-赛隆荧光体和β-赛隆荧光体等。其中,YAG荧光体具有良好的耐热性。
包围部242具有顶面242a、作为顶面242a的相反面的第一底面242b及第二底面242c、连接顶面242a的内边缘与第一底面242b的内边缘的多个内侧面、连接顶面242a的外边缘与第一底面242b的外边缘和/或第二底面242c的外边缘的多个外侧面。包围部242还具有与第一底面242b相交并与第二底面242c连接的连接侧面242d。第二底面242c与连接侧面242d从侧面看通过具有圆度的边缘部连接。优选地,包围部242在多个内侧面上对光的反射率为80%以上且100%以下。
包围部242设置在波长转换部241的周围。包围部242覆盖波长转换部241的除入射侧面241i以外的侧面。入射侧面241i露出而不被包围部242覆盖。在图示示例中,入射侧面241i与包围部242的连接侧面242d连接,位于同一平面上。包围部242的多个内侧面覆盖波长转换部241的第一侧面241c、第二侧面241d、第三侧面241e及第四侧面241f。
包围部242的顶面242a位于与波长转换部241的顶面241a相同的平面上。同样,包围部242的第一底面242b与波长转换部241的底面241b位于同一平面上。另外,顶面242a可以不位于与波长转换部241的顶面241a相同的平面上。同样,包围部242的第一底面242b也可以不位于与波长转换部241的底面241b相同的平面上。在图示示例中,在俯视时,包围部242的四个外侧面与顶面242a相交的四条边均与波长转换部241的顶面241a与四个侧面相交的四条边非平行。这里的“非平行”是指对象的两边具有5度以上的角度。
包围部242还包括突出部242t。在本说明书中,将包围部242的、在入射侧面241i的上方侧朝向与入射侧面241i垂直的方向比入射侧面241i突出的部分,设为“突出部242t"。此外,突出部242t比入射侧面241i向外侧突出。
突出部242t具有包围部242的顶面242a的至少一部分、第二底面242c、以及连接顶面242a与第二底面242c的多个外侧面。突出部242t不具有第一底面242b。突出部242t是在将包围部242由与入射侧面241i的平面部分平行、且经过第一侧面241c与第二侧面241d的连接部分的平面分成两部分时的、在连接部分以外位于不与第一侧面241c和第二侧面241d相接的一侧的部分。
在俯视时,在波长转换部件240的、在入射侧面241i和连接侧面242d的面方向上的两端上,突出部比入射侧面241i突出。将突出部242t所具有的多个外侧面当中的、朝向与入射侧面241i和/或连接侧面242d相同的方向的外侧面,称为突出面242e。在图示示例中,突出面242e平行于入射侧面241i和连接侧面242d。突出面242e例如垂直于第一底面242b和顶面242a。另外,这里的“平行”是指作为对象的两个面相交的角度在±5度以内。并且,这里的“垂直”是指作为对象的两个面相交的角度在85度以上且95度以下。无论哪一个,即使作为对象的面不相交,在延长了各个面的假想面彼此相交的情况下,这两个假想面相交的角度也可以视作作为对象的两个面的“相交角度”。
包围部242是例如由陶瓷作为主材料形成的烧结体。用作主材料的陶瓷例如包括氧化铝、氮化铝、氧化硅、氧化钇、氧化锆、氧化镁等。另外,包围部242也可以不使用陶瓷作为主材料。例如,包围部242可以使用金属、陶瓷和金属的复合物、树脂等形成。
在波长转换部件240中,波长转换部241和包围部242可以一体地形成。另外,也可以分别形成波长转换部241和包围部242,并将它们接合来形成波长转换部件240。波长转换部241和包围部242例如是一体烧结体。
另外,波长转换部件240可以在顶面上具有抗反射膜。这里,波长转换部件240的顶面是指波长转换部241的顶面241a和/或包围部242的顶面242a。在图示示例中,波长转换部件240的顶面包括顶面241a和242a。换言之,抗反射膜可以设置在波长转换部241的顶面241a和/或包围部242的顶面242a上。此外,波长转换部件240的底面上设置有金属膜。这里,波长转换部件240的底面是指波长转换部241的底面241b和/或包围部242的第一底面242b。在图示示例中,波长转换部件240的底面包括底面241b和第一底面242b。波长转换部件240的底面不包括包围部242的第二底面242c。换言之,也可以在波长转换部241的底面241b和/或包围部242的第一底面242b上具有金属膜。此外,波长转换部件240可以在入射侧面241i上具有反射膜。
(保护元件250)
保护元件250是用于保护诸如半导体激光元件等特定元件的部件。例如,保护元件250是用于防止过量电流流过诸如半导体激光元件等特定元件而被击穿的部件。作为保护元件250,例如,可以使用由Si形成的齐纳二极管。又例如,保护元件250可以是用于测量温度的部件,以使特定元件不会因温度环境而失效。热敏电阻可以用作这种温度测量元件。温度测量元件优选地配置在发光元件220的出射端面附近。
(布线270)
布线270由具有两端为接合部的线性形状的导体构成。换言之,布线270在线状部分的两端具有与其他部件连接的接合部。布线270用于两个部件之间的电连接。例如,金属导线可以用作布线270。金属例如包括金、铝、银、铜、钨等。
(发光装置200)
接下来,对发光装置200进行说明。
一个或多个发光元件220配置在基部211的顶面211a上。在图示示例中,一个发光元件220配置在顶面211a上。在从基部211的顶面211a的垂直方向观看进行俯视时,发光元件220还被框部212包围其侧方。除非另有说明,否则下文中的“俯视”均指基部211的顶面211a的垂直方向上的“俯视”。发光元件220发射向侧方前进的光。从发光元件220发射的光例如是蓝光。另外,从发光元件220发射的光不限于蓝光。此外,在图示示例中,发光元件220是半导体激光元件。
发光元件220放置在配置于基部211的顶面211a上的子支座230上。具体而言,配置在设有设置在子支座230的顶面上的第一金属部231a的区域。更进一步具体而言,发光元件220通过例如金属粘合剂接合到设置在第一金属部231a上的第一金属膜232a。此外,子支座230在设置有第二金属部231b的底面侧,通过例如金属粘合剂与基部211的顶面211a接合。用于这些接合的金属粘合剂例如包括AuSn。
发光元件220配置成,其出射端面与子支座230的一个侧面朝向同一方向。此外,发光元件220的出射端面例如可以与框部212的一个内侧面212c或一个外侧面212d平行/垂直。
波长转换部件240设置在基部211的顶面211a上。波长转换部件240配置在发光元件220的侧方。具体而言,波长转换部件240被配置在从发光元件220发射出并向侧方行进的光入射的位置。并且,波长转换部件240位于从发光元件220向侧方发射出的光的光轴上。在图示示例中,在从发光元件220发射到入射到波长转换部件240的波长转换部241之前的期间,发射的光的光轴的方向不被转换。在图示示例中,在发光元件220和波长转换部241之间没有介入其它部件。由此,能够实现发光装置200的小型化。另外,在发光元件220和波长转换部241之间,也可以配置准直透镜等其它部件。
波长转换部件240例如经由子支座230配置在基部的顶面211a上。在图示示例中,波长转换部件240配置在配置有发光元件220的子支座上。通过将发光元件220和波长转换部件240配置在相同的子支座230上,能够使发光元件220与波长转换部件240配置得更靠近。结果,能够使来自发光元件220的具有扩展的出射光高效地入射到波长转换部件240上。此外,能够使发光装置200小型化。另外,波长转换部件240也可以配置在与配置有发光元件220的子支座不同的子支座上。在这种情况下,配置有波长转换部件240的子支座的顶面不位于比发光元件220的底面靠上方处。
在图示示例中,波长转换部件240配置在子支座230的顶面的未设置第一金属部231a的区域。具体而言,设置在波长转换部件240的底面的金属膜和设置在子支座230的顶面的第二金属膜232b通过例如金属粘合剂接合。金属粘合剂的示例包括AuSn。在子支座230的底面中位于波长转换部件240正下方的区域的至少一部分,设置有第二金属部231b的一部分。换言之,波长转换部件240的底面以及第二金属膜232b在俯视时与第二金属部231b重叠。
波长转换部件240具有用于从发光元件220的出射端面射出并向侧方行进的光入射的入射侧面、以及用于入射后的光经波长转换后的光射出的出射面。在图示示例中,波长转换部241的入射侧面241i和顶面241a分别成为入射侧面和出射面。波长转换部241的顶面241a向上方发射通过由波长转换部241对来自发光元件的光进行波长转换而获得的光。波长转换部件240的包围部242设置在波长转换部241的周围。包围部242对射入波长转换部241且进而射入包围部242的内侧面的光,进行反射。由包围部242反射的光在波长转换部241内行进。由此,能够将入射侧面241i上射入的光高效地从作为出射面的顶面241a射出。
在俯视时,波长转换部241的第一侧面241c与底面241b相交的边的延长线,和第二侧面241d与底面241b相交的边的延长线,在入射侧面241i的光行进方向相反侧、即第二方向侧(稍后说明)相交。换言之,两条延长线在入射侧面241i的第二方向侧,即发光元件220侧相交。此外,在俯视时,波长转换部241的第三侧面241e和第四侧面241f在入射侧面241i的光行进方向侧、即第一方向侧(稍后说明),亦即与发光元件220相反的一侧相交。
这里,对“第一方向侧”及“第二方向侧”进行说明。在本说明书中,将穿过从发光元件220射出的光的光轴的光的前进方向,称为“第一方向”。在图示示例中,将穿过从发光元件220射出的光的光轴、以及作为其假想的延长线的假想线OA的光前进的方向,作为“第一方向”。此外,在本说明书中,在比较两个以上的部件的位置时,若一个部件位于另一个部件的第一方向的正方向侧,则称为一个部件位于另一个部件的“第一方向侧”。反之,将与第一方向相反的方向称为“第二方向”,若一个部件位于另一个部件的第二方向的正方向侧,则称为一个部件位于另一个部件的“第二方向侧”。在图示示例中,相对于发光元件220,波长转换部件240位于第一方向侧,发光元件220相对于波长转换部件240位于第二方向侧。
波长转换部件240所具有的包围部242的突出部242t在发光元件220的上方,比入射侧面241i向第二方向侧(发光元件220侧)突出。并且,突出部242t比波长转换部件240的底面的第二方向侧(发光元件220侧)的端部,向第二方向侧(发光元件220侧)突出。具体而言,比波长转换部241的底面241b和/或包围部242的第一底面242b的发光元件侧的端部,向第二方向侧(发光元件220侧)突出。突出部242t配置成,在俯视时与发光元件220的出射端面220a重叠。具体而言,出射端面220a与突出部242t的第二底面242c在俯视时重叠。此外,突出部242t的突出面242e位于比出射端面220a靠第二方向侧的位置。在俯视时,发光元件220的出射端面220a被突出部242t遮住而不可见。
从发光元件220发射的光中的主要部分的光向侧方行进,并入射到波长转换部241。更具体地,从发光元件220发射的光的主要部分照射到波长转换部241的区域包含在入射侧面241i中。波长转换部241对入射光进行波长转换,并从顶面241a向上方发射经波长转换后的光。另一方面,从发光元件220的有源层泄漏的光的一部分和/或从发光元件220发射的除主要部分的光之外的光的一部分,会成为从出射端面220a及其附近向上方行进的泄漏光。由于泄漏光不进入波长转换部241,因此泄漏光不经波长转换而向上方行进。如上所述,通过将包围部242的突出部242t配置成,在俯视时与发光元件220的出射端面220a重叠,从而能够使向上方行进的泄漏光被突出部242t反射,抑制其射出到发光装置200的外部。能够抑制入射到波长转换部241并从发光装置200射出的光与未射入波长转换部241的泄漏光的混合。由此,能够实现这样一种发光装置200,其抑制了未用作发光元件220的出射光的光对入射到波长转换部件240而分出的光造成的影响。
此外,在俯视时,突出部242t优选配置成与发光元件220的整个出射端面220a重叠。具体而言,在俯视时,突出面242e位于比出射端面220a更靠第二侧的位置。此外,在俯视时与出射端面220a平行的方向上,突出面242e的长度比整个出射端面220a的长度长。通过采用这样的配置,能够提高上述抑制泄漏光的效果。此外,在发光装置200包括多个发光元件220的情况下,优选所有发光元件220的出射端面220a和突出部242t在俯视时重叠。由此,可以抑制从所有发光元件220的出射端面220a向上方行进的泄漏光。此外,在具备多个发光元件220的情况下,突出部242t与每个发光元件220的整个出射端面220a在俯视时重叠。具体而言,突出面242e位于比各出射端面220a整体更靠第二方向侧的位置。此外,在俯视时与出射端面220a平行的方向上,突出面242e的长度比连接多个发光元件220中配置在两端的发光元件的出射端面220a的各端点的直线长。虽然未图示,但突出面242e比上述的“连接端点的直线”中最长的直线还长。
这里,作为具体示例,对从发光元件220发射的光是蓝光的情况进行说明。从发光元件220发射的光的主要部分向侧方射出,并入射到波长转换部241。入射到波长转换部241的光的一部分被波长转换为例如黄光,并从波长转换部241的顶面241a射出。黄光与进入波长转换部241的光中未经波长转换而从顶面241a射出的蓝光混合,例如变成白光,从发光装置200射出。另一方面,从发光元件220的出射端面220a向上方射出的泄漏光是蓝光,从发光装置200射出,从而会与白光发生混色。与泄漏光混色后的白光有可能会存在色差。通过将包围部242的突出部242t配置成在俯视时与出射端面220a重叠,能够抑制泄漏光对来自波长转换部241的顶面241a的出射光的干扰及混色,并抑制出现颜色不均。
如图7和图8所示,波长转换部241例如配置成,在俯视时从发光元件220发射的光的光轴穿过入射侧面241i。在俯视时,波长转换部241的顶面241a可以相对于穿过在入射到入射侧面241i之前的光轴的假想线OA呈线对称。同样,在俯视时,包围部242的顶面可以相对于假想线OA呈线对称。
在图示示例中,假想线OA经过入射侧面241i在与顶面211a垂直的方向上的中点,与框部212的内侧面212c中的一个相交。利用这种结构,即使波长转换部241出现损坏,从发光元件220向侧方发射的光不再入射到波长转换部241,从发光元件220向侧方发射的光也能照射在位于光路径上的框部212上。例如,通过将框部212的与假想线OA相交的部分及其附近,设置成由吸收光的材料形成的遮光部,光被遮光部吸收,从而能够减少向发光装置200外部发射的可能性。
在俯视时,在平行于假想线OA的方向上,从波长转换部241的中心到突出部242t的前端的长度L1,长于从波长转换部241的中心到与包围部242的与突出部242t相反的一侧的端部的长度L2。这里,波长转换部241的中心,是指在俯视时连接第一侧面241c与第二侧面241d相交的点和第三侧面241e与第四侧面241f相交的点的线段的中点。突出部242t的前端,是指从突出面242e与顶面242a相交的边上选择的任意点。通过使长度L1比长度L2长,能够维持波长转换部241的在假想线OA方向上的长度,并且使突出部242t的从出射端面220a到第二方向侧的长度变大,因此,能够进一步减少向发光装置200的外部射出的泄漏光。另外,长度L1也可以与长度L2相同。
此外,在俯视时,在平行于假想线OA的方向上,从发光元件220的出射端面220a到突出部242t的前端的长度L3优选为0μm以上且400μm以下。通过使长度L3为0μm以上,能够使突出部242t与出射端面220a重叠,从而能够实现对泄漏光的抑制。此外,通过使长度L3为400μm以下,能够确保用于配置用于与发光元件220连接的布线270的区域。
从发光元件220发射出的光朝着波长转换部件240的方向行进,并且进入波长转换部241的、从包围部242露出的入射侧面241i。波长转换部241的入射侧面241i的至少一部分位于假想线OA的下方。由此,能够将从发光元件220发射出的光之中在假想线OA的下方前进的光,从入射侧面241i高效地被捕获到波长转换部241中。基于入射到入射侧面241i上的光,从波长转换部241的顶面241a射出光。这里,基于入射的光而射出的光,例如是指入射的光,又例如是入射的光经波长转换后的光。
发光元件220的出射端面220a与波长转换部241的入射侧面241i对置。发光元件220的出射端面220a例如平行于波长转换部241的入射侧面241i。波长转换部241的入射侧面241i与出射端面220a之间的长度例如为20μm以上且1000μm以下。此外,从入射侧面241i到突出部242t的第二方向侧(发光元件220侧)的端部的长度例如为50μm以上且800μm以下。更优选为100μm以上且500μm以下。通过设置为100μm以上,能够改善突出部242t对向上方前进的来自出射端面220a的泄漏光的遮光效果。此外,通过设置为500μm以下,能够确保发光元件220的顶面上用于连接布线270的区域。
从发光元件发射并从入射侧241i入射到波长转换部241的光,在包围部242的内侧面上被反射,前进到波长转换部241的顶面241a侧,并从波长转换部241的顶面241a射出。由此,能够高效地使光从顶面241a射出。
发光元件220的、与出射端面220a相交的两个侧面中的一个侧面,与对置的两个内侧面212c中的一个或沿一个内侧面212c设置的台阶部214的侧面对置。发光元件220的、与出射端面220a相交的两个侧面中的一个侧面,平行于例如一个内侧面212c或沿一个内侧面212c设置的台阶部214的侧面。发光元件220的、与出射端面相交的两个侧面中的另一个侧面,与另一个内侧面212c或沿另一个内侧面212c设置的台阶部214的侧面对置。发光元件220的、与出射端面相交的两个侧面中的另一侧面,平行于例如另一个内侧面212c或沿另一个内侧面212c设置的台阶部214的侧面。例如,以基部211的顶面211a为基准,台阶部214的顶面214a处于比波长转换部241的顶面241a的高度低的位置。通过设置为这样的高度,从顶面241a向上方发射的光不会直接照射到台阶部214。
例如,以基部211的顶面211a为基准,台阶部214的顶面214a高于发光元件220的顶面的高度。
在发光装置200中,发光元件220和保护元件250通过布线270电连接到基部211和/或框部212。尽管所示出的发光装置200中的布线270是对保护元件250采用齐纳二极管的示例,但是当保护元件250是温度测量元件时,布线的连接可能与所示的不同。
发光元件220经由布线270电连接到设置在台阶部214的顶面214a上的金属膜。在图示示例中,布线270的一端接合到设置在发光元件220的顶面上的金属膜221。发光装置200例如还包括多个布线270。多个布线270包括这样的布线270,其两端中的一端连接到台阶部214的顶面214a,另一端连接到子支座230上。在图示示例中,另一端与设置在子支座上的第一金属部231a的顶面接合。
用于与发光元件220连接的布线270,在发光元件220的中心的第二方向侧(与波长转换部件240相反的一侧)上,与发光元件220的顶面和台阶部214的顶面214a上设置的金属膜接合。通过这样配置用于与发光元件220连接的布线270,在俯视时,能够扩大布线270与突出部242t不重叠的范围,因此,能够增大突出部242t向第二方向侧(发光元件220侧)的突出量。
例如,对于发光元件220与外部电源之间的电连接,可以利用设置在基部211的底面211b上的金属膜。由此,可以通过框部212的顶面212a的金属膜,将发光元件220与外部电源电连接,该框部212的顶面214a的金属膜通过设置在通孔中的金属材料与设置在台阶部132的顶面132a的金属膜电连接。
盖部213配置在框部212的顶面212a上。具体地,盖部213由框部212的顶面212a支撑,并配置在由框部212围绕的发光元件220上方。盖部213的底面的外周部例如与框部212的顶面212a接合。例如,设置在盖部213的底面的外周部上的金属膜,与设置在框部212的顶面212a上的金属膜通过Au-Sn等接合并固定。
通过将盖部213接合到框部212的顶面212a,形成其中配置有发光元件220和波长转换部件240的密封空间。此外,该密封空间可以在气密密封状态下形成。由于密封空间被气密密封,因此能够抑制有机物等在发光元件220的出射端面220a上集尘。
盖部213具有光透射区域,该光透射区域使得从波长转换部241的顶面241a射出的光透射到外部。即,从波长转换部241的顶面241a射出到盖部213侧的光可以透过盖部213的光透射区域,射出到发光装置200的外部。整个盖部213可以是光透射区域。盖部213的光透射区域使从发光元件220发射的光以及从波长转换部件240发出的光的70%以上透过。
(变形例)
接下来,参照图1至图3和图11说明变形例的发光装置201。
图1是第一实施方式的变形例的发光装置201的立体图。图2是从图1所示的发光装置201移除了盖部213的状态的立体图。图3是图2所示的发光装置201的俯视图。图11是图1的XI-XI剖面线处的发光装置201的剖面图。
变形例的发光装置201中,基部211和框部212为一体形成。并且,基部211在其顶面211a侧具有凸部211t。在图示示例中,基部211的顶面211a包括凸部211t的顶面、以及位于比凸部211t的顶面靠下方处的顶面。发光元件220直接配置在凸部211t的顶面上。波长转换部件240直接配置在位于比凸部211t的顶面靠下方处的顶面上。发光元件220和波长转换部件240不设置在子支座上。另外,基部211也可以不具有凸部211t。
作为一体形成的基部211和框部212所使用的主材料,例如可举出陶瓷。陶瓷的示例是氮化铝、氮化硅、氧化铝或碳化硅。另外,形成基部211和框部212的主材料不限于陶瓷,也可以由例如铜等金属形成。
(第二实施方式)
接下来,参照图1、图12、图13说明第二实施方式的发光装置300。第二实施方式的发光装置300在具备透光性部件313且该透光性部件313在其底面313b具有遮光膜380这一点上,与第一实施方式的发光装置200不同。
图1是第二实施方式的发光装置300及第二实施方式的变形例的发光装置301的立体图。图12是图1所示的XII-XII剖面线处的第二实施方式的发光装置300的放大剖面图,其中放大了发光元件220、波长转换部件240及透光性部件313及其附近。图13是图1所示的XIII-XIII剖面线处第二实施方式的变形例的发光装置301的放大剖面图,其中放大了发光元件220、波长转换部件240、以及透光性部件313及其附近。
首先,对各部件进行说明。另外,适当省略与第一实施方式重复的内容。
(透光性部件313)
透光性部件313由具有透光性的主材料形成。这里,“具有透光性”是指具有特定波长的光的透射率大于或等于80%。用于形成透光性部件313的主材料包括例如蓝宝石、氧化硅或氮化硅等玻璃。
透光性部件313具有顶面、底面313b、以及与顶面和底面313b相交的一个或多个侧面。一个或多个侧面连接顶面的外边缘与底面313b的外边缘。透光性部件313例如是长方体。另外,透光性部件313不限于长方体,例如也可以具有多棱柱形状。
透光性部件313设置在波长转换部件240和发光元件的上方。此外,在图示示例中,透光性部件313由框部212支撑。具体而言,透光性部件313在其底面313b处与框部212的顶面212a连接。这里,当透光性部件313由框部212支撑时,透光性部件313有时被称为“盖部”。此时的“盖部"与第一实施方式的“盖部213"一致。由透光性部件313、框部212和基部211形成用于密封发光元件220和波长转换部件240的密封空间。
(遮光膜380)
遮光膜380可以设置在透光性部件313的顶面和/或底面313b上。在图12和图13图示示例中,遮光膜380设置在透光性部件313的底面313b上。
遮光膜380由反射或吸收入射光的部件形成。遮光膜380可以是由金属形成的金属膜。作为金属膜,例如,可以使用含有钛、铝、金、银、铜、铂、铬、镍、铁、锌、钴、钯、钽、钨以及选自它们的一种或多种金属的合金。另外,用作遮光膜380的部件不限于金属膜,也可以由反射或吸收光的部件形成,例如,使用了诸如树脂、SiO2、Ta2O5和TiO2等氧化物的介电膜或介电多层膜。
(发光装置300)
接下来,对第二实施方式的发光装置300进行说明。适当省略与第一实施方式重复的部分,以遮光膜380和波长转换部件240为中心进行说明。
与第一实施方式同样地,图12所示的发光装置300在俯视时,波长转换部件240的突出部242t与发光元件220的出射端面220a重叠。在图示示例中,设置在透光性部件313的底面313b上的遮光膜380的至少一部分与突出部242t重叠。当遮光膜380的至少一部分与突出部242t重叠时,即使从发光元件220的出射端面220a附近泄漏的光的一部分到达波长转换部件240的上方,也会被遮光膜380反射/吸收,因此能够抑制其射出到发光装置300的外部。结果,减少了颜色不均,能够实现发射的光的均匀性高的发光装置300。在图示示例中,发光元件220的出射端面220a与遮光膜380在俯视时不重叠。
在本实施方式中,透光性部件313的底面313b具有设置有遮光膜380的遮光区域、以及没有设置遮光膜380的光透射区域。光透射区域透射使从波长转换部241的顶面241a射出的光。如图12所示,在侧视时,遮光区域位于假想直线V1(以下称为假想线V1)上,其中,假想线V1连接发光元件220的出射端面220a与顶面相交的边上的任意点和突出部242t的端部。光透射区域不位于假想线V1上。通过将遮光膜380设置在这样的位置,可以抑制光从发光装置300的非预期区域射出。在透光性部件313的底面313b上,在比假想线V1靠第二方向侧(发光元件220侧)配置有遮光区域。在比假想线V1靠第一方向侧(波长转换部件240侧),依次配置有遮光区域和光透射区域。另外,在比假想线V1靠第一方向侧(波长转换部件240侧)也可以不设置遮光区域。此外,遮光区域也可以位于在假想线OA的方向上连接发光元件220的顶面上的、与出射端面220a远离30μm以上的任意点和突出部242t的端部的直线上。通过在这样的位置处提供遮光区域,可以进一步改善对来自出射端面220a附近的泄漏光的遮光。
接下来,参照图13说明变形例的发光装置301。与第二实施方式的发光装置300不同,图13所示的发光装置301配置成,波长转换部件240的突出部242t在俯视时不与发光元件220的出射端面220a重叠。此时,在俯视时,遮光膜380的至少一部分与波长转换部件240的突出部242t重叠。并且,发光元件220的出射端面220a与遮光膜380在俯视时重叠。
在图13中,设置有遮光膜380的遮光区域位于假想直线V2(以下称为假想线V2)通过的位置,其中,假想线V2连接发光元件220的出射端面220a的上端,和位于突出部242t的最靠第二方向侧(发光元件220侧)的侧面的上端。光透射区域不位于假想线V2上。在透光性部件313的底面313b上,从假想线V2向第二方向侧(发光元件220侧),配置有遮光区域。在假想线V2上的第一方向侧(波长转换部件240侧),依次配置有遮光区域和光透射区域。另外,遮光区域可以不位于假想线V2的第一方向侧(波长转换部件240侧)。
通过将遮光膜380设置在这样的位置,即使在俯视时突出部242t不与发光元件220的出射端面220a重叠的情况下,也能够抑制泄漏光射出到发光装置301的外部。结果,减少了颜色不均,能够实现发射光的均匀性高的发光装置301。此外,能够提高发光元件220的安全性。
另外,在图12和图13所示的结构示例的任一情况下,遮光膜380在俯视时不与波长转换部241的顶面241a重叠。也就是说,在俯视时,光透射区域与波长转换部241重叠,波长转换部241与遮光区域不重叠。通过这样的配置,光透射区域变窄,从波长转换部241发射的光的一部分被遮蔽,能够抑制发光装置300和301的光提取效率降低的可能性。
(第三实施方式)
接下来,参照图6至图8以及图14至图21,说明第三实施方式的发光装置400。第三实施方式的发光装置400在其框部412的内侧面在顶面具有台阶形状这一点上与其他实施方式的发光装置200、300不同。
图14是示出发光装置400的立体图。图15是示出发光装置400的内部结构的立体图。为了便于说明,图16所示的布线470在图15中被省略。图16是用于说明发光装置400的内部结构的俯视图。图17是示出了发光装置400的图14的XXVII-XXVII线处的剖面图。图18是用于说明基部411和框部412的俯视图。图19是用于说明基部411和框部412的图18的XIX-XIX线处的剖面图。图20是对应于图16的俯视图,用于进一步详细地说明发光装置400的波长转换部件240和发光元件220。图21是对应于图17的剖面图,用于进一步详细地说明发光装置400的波长转换部件240和发光元件220。另外,图14至图21示出了彼此正交的X轴、Y轴和Z轴,以供参考。将与X轴、Y轴及Z轴平行的方向分别设为X轴方向、Y轴方向、Z轴方向。X轴方向和Y轴方向平行于基部411的顶面411a,Z轴方向垂直于基部411的顶面411a。
(封装件410)
封装件410具有基部411,框部412和盖部413。基部411具有顶面411a和底面411b。基部411在俯视时其外形为矩形。该矩形可以是具有长边和短边的矩形。另外,俯视时的基部411的外形也可以不是矩形。只要没有特别提及排除正方形,矩形也可以包括正方形。
框部412与基部411的顶面411a连接,在顶面411a上方延伸。框部412具有一个或多个顶面、第一底面412b、多个内侧面、以及一个或多个外侧面412i。框部412的一个或多个顶面具有与一个或多个外侧面412i相交的第一顶面412a。第一顶面412a的外边缘形状例如为矩形。第一顶面412a的内边缘形状例如为矩形。框部412的多个内侧面与基部411的顶面411a相交。
由基部411和框部412形成从框部412的第一顶面412a向基部411的顶面411a的方向凹陷的凹陷形状。凹陷形状在俯视时形成在框部412的外形内侧。在俯视时,基部411的顶面411a被由框部412的多个内侧面形成的框架包围。该框架的外形是具有长边和短边的矩形。基部411和框部412分别形成并接合。另外,基部411与框部412也可以一体形成。
在封装件410中,在框部412的内侧形成有台阶形状。具体而言,框部412在俯视时具有第一台阶形状414或/和第二台阶形状415。在图16、图18以及图19的示例中,框部412分别沿着第一顶面412a的内边缘形状的在X轴方向上延伸的两条边而具有第二顶面414a、第三顶面415a。在俯视时,第二顶面414a沿着第一顶面412a的在X方向上延伸的一条边而设置。在俯视时,第三顶面415a沿着第一顶面412a的在X方向上延伸的另一条边而设置。在框部412中,第二顶面414a及第三顶面415a不设置在沿X轴方向延伸的边的全长上。第二顶面414a和第三顶面415a仅沿着在X轴方向上延伸的两条边各自的一部分设置,在图示示例中,都设置在X轴方向上的负方向侧。
框部412还具有与第二顶面414a相交并向下方前进的一个或多个内侧面。一个或多个内侧面包括与第二顶面414a相交的第一内侧面412c。第一内侧面412c与基部411的顶面411a相交。在图示示例中,第一内侧面412c与第二顶面414a相交的多条边包括俯视时在X轴方向上延伸的边、以及在Y轴方向上延伸的边。在X轴方向上延伸的边与在Y轴方向上延伸的边之间,还具有曲线。同样,第一内侧面412c与基部411的顶面411a相交的边包括在俯视时在X轴方向上延伸的边、以及在Y轴方向上延伸的边。在X轴方向上延伸的边与在Y轴方向上延伸的边之间,还具有曲线。并且,第一内侧面412c不与第一顶面412a相交。
框部412具有与第三顶面415a相交并向下方前进的一个或多个内侧面。一个或多个内侧面包括与第三顶面415a相交的第二内侧面412d。第二内侧面412d与基部411的顶面411a相交。在图示示例中,第二内侧面412d与第三顶面415a相交的多条边包括俯视时在X轴方向上延伸的边、以及在Y轴方向上延伸的边。在X轴方向上延伸的边与在Y轴方向上延伸的边之间,还具有曲线。同样,第二内侧面412d与基部411的顶面411a相交的边包括俯视时在X轴方向上延伸的边、以及在Y轴方向上延伸的边。在X轴方向上延伸的边与在Y轴方向上延伸的边之间,还具有曲线。并且,第二内侧面412d不与第一顶面412a相交。另外,在框部412仅具有第一台阶形状414而不具有第二台阶形状415的情况下,第二内侧面412d连接第一顶面412a与基部411的顶面411a。此时,框部412不具有稍后说明的第四内侧面412f。
在俯视时,第二顶面414a和第三顶面415a位于比第一顶面412a的内边缘靠内侧处。在图示示例中,第二顶面414a和第三顶面415a位于比基部411的顶面411a靠上方处,并且位于比框部412的第一顶面412a靠下方处。此外,第二顶面414a和第三顶面415a例如与基部411的顶面411a平行。另外,第二顶面414a和第三顶面415a也可以具有与第一顶面412a相同的高度。第一内侧面412c和第二内侧面412d分别具有在Y轴方向上彼此对置的部分。第一内侧面412c、以及第二内侧面412d的彼此对置的部分,分别与第二顶面414a的在X轴方向上延伸的边、以及第三顶面415a的在X轴方向上延伸的边相交。
进一步,参考图16、图18和图19说明框部412的多个内侧面。框部412的多个内侧面还可以包括在Y轴方向上对置的第三内侧面412e及第四内侧面412f。第三内侧面412e是与第一顶面412a的在X轴方向上延伸的一条边相交并向下方前进的面。第三内侧面412e与基部411的顶面411a相交。并且与第二顶面414a相交。同样,第四内侧面412f是与第一顶面412a的在X轴方向上延伸的另一条边相交并向下方前进的面。第四内侧面412f与基部的顶面411a相交。并且与第三顶面415a相交。另外,当第二顶面414a和第三顶面415a与第一顶面412a为相同高度时,第三内侧面412e与第二顶面414a在第一顶面412a上的沿X方向延伸的一条边上的点处相交。同样,第四内侧面412f与第三顶面415a在第一顶面412a上的沿X方向延伸的另一条边上的点处相交。
第三内侧面412e和第四内侧面412f在Y轴方向上彼此对置。对于沿X轴方向延伸的两条边,第一内侧面412c和第三内侧面412e位于其中一条边侧。第二内侧面412d和第四内侧面412f位于另一条边侧。
框部412的多个内侧面还包括连接第三内侧面412e与第四内侧面412f的第五内侧面412g、以及在X轴方向上与第五内侧面412g对置的第六内侧面412h。第五内侧面412g是与第一顶面412a相交并向下方前进的面。第五内侧面412g与基部411的顶面411a相交。第五内侧面412g不与第一内侧面412c及第二内侧面412d相交。第六内侧面412h是与第一顶面412a相交并向下方前进的面。第六内侧面412h与基部411的顶面411a相交。第六内侧面412h与第一内侧面412c和第二内侧面412d相交。第三内侧面412e及第四内侧面412f例如与Y轴方向垂直。第五内侧面412g及第六内侧面412h例如与X轴方向垂直。第一内侧面412c具有在X轴方向上与第五内侧面412g对置的部分。此外,第二内侧面412d具有在X轴方向上与第五内侧面412g对置的部分。这些部分分别与第二顶面414a的沿Y轴方向延伸的边、以及第三顶面415a的沿Y轴方向延伸的边相交。
基部411的顶面411a具有露出在框部412内侧的部分。在基部411的顶面411a上,具有第一配置区域411r和第二配置区域411s。在俯视时,第一配置区域411r是位于第一内侧面412c与顶面411a相交并沿X轴方向延伸的边、和第二内侧面412d与顶面411a相交并沿X轴方向延伸的边之间的区域。在俯视时,第二配置区域411s是位于第三内侧面412e与顶面411a相交的边、和第四内侧面412f与顶面411a相交的边之间的区域。
具体而言,第一配置区域411r在X轴方向上位于比第一内侧面412c与第三内侧面412e相交的边靠第六内侧面412h侧。第一配置区域411r不位于比第一内侧面412c与第三内侧面412e相交的边靠第五内侧面412g侧。第二配置区域411s在X轴方向上位于比第一内侧面412c与第三内侧面412e相交的边靠第五内侧面412g侧。第二配置区域411s不位于比第一内侧面412c与第三内侧面412e相交的边靠第六内侧面412h侧。
规定包含第一内侧面412c与第三内侧面412e相交的边、以及与该边相交且与Y轴方向平行的直线在内的假想面YA。在图示示例中,假想面YA包含第二内侧面412d与第四内侧面412f相交的边。第一配置区域411r是在基部411的顶面411a上,俯视时由假想面YA、第一内侧面412c、第二内侧面412d、第六内侧面412h限定出的区域。此外,第二配置区域411s是在基部411的顶面411a上,俯视时由假想面YA、第三内侧面412e、第四内侧面412f、第五内侧面412g限定出的区域。
在俯视时,X轴方向上的第二顶面414a的长度例如比X轴方向上的第三内侧面412e的长度的1/2短。在俯视时,X轴方向上的第三顶面415a的长度例如比X轴方向上的第四内侧面412f的长度的1/2短。
这里,对第一台阶形状414及第二台阶形状415进行说明。第一台阶形状414是指在俯视时由第一顶面412a与第三内侧面412e相交的边的一部分、以及第二顶面414a与第一内侧面412c相交的多条边形成的台阶形状。这里的第一顶面412a与第三内侧面412e相交的边的一部分是指位于比假想面YA靠X轴方向的正方向侧的部分。同样,第二台阶形状415是指在俯视时由第一顶面412a与第四内侧面412f相交的边的一部分、以及第三顶面415a与第二内侧面412d相交的多条边形成的台阶形状。这里的第一顶面412a与第四内侧面412f相交的边的一部分是指位于比假想面YA靠X轴方向的正方向侧的部分。
在第二顶面414a及第三顶面415a上,可以设置一个或多个金属膜。此外,第一顶面412a可以设置一个或多个金属膜。设置在第二顶面414a或/和第三顶面415a上的一个或多个金属膜可以包括与设置在第一顶面412a上的金属膜电连接的金属膜。金属膜例如可以使用Ni/Au(按Ni、Au的顺序层叠的金属膜)或Ti/Pt/Au(按Ti、Pt、Au的顺序层叠的金属膜)等。
如图19所示,框部412还可以具有第二顶面414a、以及位于第三顶面415a的相反侧的第二底面416b。第二底面416b与基部411的顶面411a通过例如金属粘合剂接合。在图示示例中,在俯视时,第二底面416b与第一顶面412a的一部分重叠。框部412还可以具有与第二底面416b相交并向下方延伸的一个或多个侧面416c。侧面416c进一步与第二底面416b相交。第二底面416b例如与基部411的顶面411a平行。在图示示例中,侧面416c与基部411的侧面分离。
如图14和图17所示,盖部413具有顶面413a、底面413b、以及与顶面413a和底面413b相交的一个或多个侧面413c。一个或多个侧面413c连接顶面413a的外边缘与底面413b的外边缘。盖部413例如是长方体或立方体。此时,盖部413的顶面413a及底面413b均为矩形,盖部413具有四个矩形的侧面413c。
但是,盖部413不限于长方体或立方体。即,盖部413在俯视时不限于为矩形,也可以是圆形、椭圆形、多边形等任意形状。
盖部413由框部412支撑,配置在基部411的顶面411a上。盖部413的底面413b的外周部例如与框部412的第一顶面412a接合。通过使盖部413连接到框部412,形成由基部411、框部412和盖部413包围的密封空间。底面413b隔着密封空间与基部411的顶面411a对置。此外,底面413b的至少一部分限定密封空间。
基部411可以例如由金属作为主材料形成。例如,作为金属,可以使用铜、铜合金等。此外,框部412可以例如由陶瓷作为主材料形成。例如,作为陶瓷,可以使用氮化铝、氮化硅、氧化铝或碳化硅。基部411和框部412可以例如由陶瓷作为主材料来形成,也可以由具有绝缘性的其它材料作为主材料来形成。
盖部413可以具有透射规定波长的光的光透射区域。光透射区域构成盖部413的顶面413a和底面413b的一部分。盖部413的光透射区域例如可以通过使用蓝宝石作为主材料来形成。蓝宝石是一种透射率较高且强度也较高的材料。另外,盖部413的光透射区域的主材料除了蓝宝石之外,还可以使用透光性材料,包括例如石英、碳化硅或玻璃等。盖部413的除光透射区域以外的部分可以由与光透射区域相同的材料与光透射区域一体形成。
(子支座430)
子支座430例如以长方体的形状构成,具有底面、顶面以及一个或多个侧面。此外,子支座430在上下方向上的宽度最小。另外,形状也可以不限于长方体。子支座430例如使用氮化铝或碳化硅形成,但也可以使用其它材料。此外,子支座430的顶面上例如设有金属膜。
(子支座435)
子支座435例如可以由与子支座430相同的材料形成。另外,也可以使用由不同于子支座430的材料形成。
(波长转换部件240)
在发光装置400中,可以使用具有与第一实施方式的波长转换部件240相同的形状且由相同的材料形成的波长转换部件。另外,在本实施方式中,有时会将波长转换部241的顶面241a和包围部242的顶面242a一起称为波长转换部件240的顶面240a。同样,有时会将各自的底面241b和底面242b一起称为波长转换部件240的底面240b。此外,有时会将入射侧面241i和包围部的位于入射侧面241i侧的侧面242d一起称为波长转换部件240的第一侧面240c。有时会将波长转换部件240的与第一侧面240c相反一侧的侧面称为第二侧面240d。此外,波长转换部件340还可以包括与第二侧面240d相交并分别在X轴方向上延伸的第三侧面240e和第四侧面240f。
(发光装置400)
接下来,参照图6至图8和图14至图21说明发光装置400。
在发光装置400中,发光元件220和波长转换部件240配置在基部411的顶面411a上。在图示示例中,发光元件220经由子支座430配置在顶面411a上。波长转换部件240经由子支座435配置在顶面211a上。如稍后说明的,由于配置有比第一内侧面412c与第二内侧面412d之间的长度更长的波长转换部件240,所以在Y轴方向上,子支座435比子支座430长。在Z轴方向上,子支座430的高度高于子支座435的高度。由此,从发光元件220发射的光中向下方前进的光也能够高效地入射到波长转换部241。子支座430和子支座435例如经由金属粘合剂接合到顶面411a。
发光元件220和波长转换部件240在基部411的顶面411a上由框部412围绕。具体而言,发光元件220配置在第一配置区域411r。如图所示,发光元件220可以跨第一配置区域411r和第二配置区域411s配置。波长转换部件240配置在第二配置区域411s。波长转换部件240不配置在第一配置区域411r。发光元件220发射朝向侧方而带有指向性的光。向侧方行进的光朝向波长转换部件240的第一侧面240c射出。
此外,在发光元件220和波长转换部件240上方,配置有盖部413。发光元件220和波长转换部件240配置在由基部411、框部412和盖部413形成的密封空间中。
在本说明书中,有时会将在从发光元件220发射的光的光轴OA上前进的光的行进方向称为“光行进方向”。此外,在两个部件的位置中,当一个部件相对于另一个部件位于光行进方向的正方向上时,称为一个部件相对于另一个部件位于“光行进方向侧”。在图示示例中,“光行进方向”与X轴方向的正方向一致,一个部件相对于另一个部件位于“光行进方向侧",与位于更靠X轴方向的正方向侧是一致的。从发光元件220射出的光的光轴OA例如与第一内侧面412c及第二内侧面412d平行。此外,光轴OA例如与第五内侧面412g及第六内侧面412h垂直。
发光元件220配置成,其出射端面220a与子支座430的一个侧面朝向同一方向。此外,发光元件220的出射端面220a例如与框部412的第一内侧面412c垂直。
发光元件220的、与出射端面220a相交的两个侧面中的一个侧面,与框部412的第一内侧面412c对置。发光元件220的、与出射端面相交的两个侧面中的一个侧面,例如与第一内侧面412c平行。发光元件220的、与出射端面相交的两个侧面中的另一个侧面,与框部412的第二内侧面412d对置。发光元件220的、与出射端面相交的两个侧面中的另一个侧面,例如与第二内侧面412d平行。
波长转换部件240配置成,其第一侧面240c与发光元件220对置。具体而言,第一侧面240c配置成与发光元件220的出射端面220a对置。另外,在图示示例中,包括在突出部242t中的外侧面不与发光元件对置。在图示示例中,突出部242t配置成,在俯视时与发光元件220重叠。由此,即使在放置发光元件220的子支座430脱落而使光向上方射出时,也可以由突出部242t反射该光。
此外,构成第一侧面240c的一部分的、波长转换部241的入射侧面241i与发光元件220的出射端面220a对置。从出射端面220a发射并向侧方行进的光入射到入射侧面241i。入射侧面241i的至少一部分位于比光轴OA靠下方处。入射到入射侧面241i上的光例如从顶面241a射出。从顶面241a射出的光包括射入波长转换部241、被包围部242反射并再次进入波长转换部241的光。在图6至图8和图14至图21的示例中,波长转换部241的顶面241a是波长转换部件240的出射面。在波长转换部241是具有荧光体的波长转换部件的情况下,将入射到入射侧面241i并经波长转换后的光向上方射出。
波长转换部件240具有位于第一侧面240c的相反侧的第二侧面240d。第二侧面240d与其他部件对置。将与第二侧面240d对置的其他部件的面,称为第一对置面。换言之,发光装置400具有与波长转换部件240的第二侧面240d对置的第一对置面。在图20的示例中,框部412的第五内侧面412g是第一对置面。
另外,第一对置面不限于框部412的第五内侧面412g。虽然未图示,但在X轴方向上,隔着波长转换部件240在与发光元件220相反的一侧配置有透镜等其他部件的情况下,与透镜等部件的波长转换部件240的第二侧面240d对置的面为第一对置面。
发光装置400还可以具有与波长转换部件240的第三侧面240e对置的第二对置面、以及与第四侧面240f对置的第三对置面。在图20的示例中,第二对置面是框部412的第三内侧面412e,第三对置面是框部412的第四内侧面412f。
如图20所示,在Y轴方向上,波长转换部件240的长度L4比框部412的第一内侧面412c和第二内侧面412d之间的长度L5长。根据这样的尺寸关系,即使在波长转换部件240从基部411脱落的情况下,也能限制波长转换部件240在X轴方向上的移动。具体而言,能够抑制配置在第二配置区域411s的波长转换部件240向第一配置区域411r移动。此外,在Y轴方向上,第三内侧面412e和第四内侧面412f之间的距离L6比第一内侧面412c和第二内侧面412d之间的长度L5长。
此外,如图21所示,在Z轴方向上,波长转换部件240的长度H1比从发光元件220的顶面到盖部413的底面413b的长度H2长。根据这样的尺寸关系,即使在波长转换部件240从基部411脱落的情况下,也能够限制波长转换部件240在X轴方向上移动、向发光元件220上方移动。在Z轴方向上,基于基部411的顶面411a的波长转换部件240的顶面240a的高度H3,比基于基部411的顶面411a的发光元件220的顶面的高度H4高。此外,Z轴方向上的、波长转换部件240的顶面240a与盖部413的底面413b之间的距离H6,小于子支座430的厚度与子支座435的厚度之差。由此,能够限制波长转换部件240在X轴方向上的移动。具体而言,,能够限制波长转换部件240向发光元件220侧移动。
这样,发光装置400具有下述结构:即使在波长转换部件240从基部411脱落的情况下,也能够在X轴方向和Z轴方向上限制波长转换部件240的移动。因此,即使在波长转换部件240从基部411脱落的情况下,波长转换部件240也会继续留在来自发光元件220的光入射的位置。结果,发光元件220的出射光很难直接到达发光装置400的外部,因此能够实现安全性优异的发光装置400。
此外,在X轴方向上,波长转换部件240的长度L7比发光元件220的长度L8长。并且优选地,在侧视时,波长转换部件240的对角线的长度L9比从波长转换部件240的底面240b到盖部413的底面413b在Z轴方向上的长度长。这里,波长转换部件240的对角线长度,是指连接顶面240a上距离发光元件220最近的点,与底面240b上距离第一对置面最近的点(图示示例中为第五内侧面412g)的线段。由此,可以抑制在侧视时波长转换部件240在旋转方向上的移动。
优选地,波长转换部件240仅在其底面240b上直接或间接地固定到基部411。在图示示例中,波长转换部件240的底面240b与子支座435的顶面接触。波长转换部件240的顶面及一个或多个侧面与其他部件分离地配置。也就是说,波长转换部件240的第二侧面240d与第一对置面之间具有空间。第三侧面240e与第二对置面之间具有空间。第四侧面240f与第三对置面之间具有空间。顶面240a与盖部413的底面413b之间具有空间。
这样,由于在波长转换部件240的侧面与面向该侧面的对置面之间具有空间,因此在发光装置400中,安装波长转换部件240时,容易调整位置。此外,通过这样的配置,可以提高发光装置400内的布局自由度。
在图示示例中,波长转换部件240的底面240b通过使用接合部件连接到子支座435的顶面。子支座435的顶面不位于发光元件220的底面上方。在图示示例中,子支座435的顶面位于发光元件220的底面下方。由此,从发光元件220发射的光中沿着光轴下方前进的光能够从入射侧面241i高效地被捕获到波长转换部241中。
在图示示例中,在侧视时,波长转换部件240的底面240b的位于最靠光行进方向侧的端点,与位于子支座435的顶面的最靠光行进方向侧的端点相比,位于靠光行进方向侧。通过这样的配置,能够使波长转换部件240与第一对置面(第五内侧面412g)之间的距离接近。此外,与波长转换部件240的底面240b的最靠第二方向侧(即,光行进方向相反侧)的端点相比,子支座435的顶面的最靠第二方向侧的端点位于靠第二方向侧。通过这样的配置,发光元件220的光入射的波长转换部241的整个底面与子支座435的顶面接合,因此可以高效地散热。
接下来,说明发光装置400中的尺寸关系的具体示例。在X轴方向上,第一对置面(在图示示例中,框部412的第五内侧面412g)与第二侧面240d之间的空间的长度L10为50μm以上且400μm以下。通过设为50μm以上,可以提高安装的容易性和布局的自由度。通过设为400μm以下,可以限制波长转换部件240在X轴方向上的移动。
此外,在Y轴方向上,框部412的第三内侧面412e(第二对置面)与波长转换部件240的第三侧面240e之间的空间的长度L11、以及框部412的第四内侧面412f(第三对置面)与波长转换部件240的第四侧面240f之间的空间的长度L12优选为50μm以上且400μm以下。通过使长度L11和长度L12分别为50μm以上,可以提高安装的容易性和布局的自由度。通过设为400μm以下,能够限制波长转换部件240在Y轴方向上的移动。此外,在Y轴方向上,波长转换部件240的长度L4优选为框部412的第三内侧面412e与第四内侧面412f之间的距离L6的0.6倍以上且0.95倍以下。
在Z轴方向上,波长转换部件240的顶面240a与盖部413的底面413b之间的空间的长度H6优先为50μm以上且400μm以下。通过设为50μm以上,可以提高安装的容易性和布局的自由度。通过设为400μm以下,可以限制波长转换部件240在Z轴方向上的移动。此外,在Z轴方向上,波长转换部件240的长度H1优选为从波长转换部件240的顶面240a到盖部413的底面413b的距离H5的0.05倍以上且0.99倍以下,更优选为0.2倍以上且0.95倍以下。
在X轴方向上,波长转换部件240的长度L7优选为从发光元件220的出射端面220a到框部412的第五内侧面412g的长度的0.5倍以上且1.1倍以下。此外,在X轴方向上,从入射侧面241i到发光元件220的出射端面220a的长度L13优选为5μm以上且1000μm以下。更优选为400μm以下。
这里,波长转换部件240例如可以使顶面240a的X轴方向的长度为20μm以上且3000μm以下。此外,顶面240a的Y轴方向的长度可以为20μm以上且3000μm以下。此外,在Z轴方向上,顶面240a与底面240b之间的高度可以为20μm以上且3000μm以下。
此外优选地,在侧视时,由经过发光元件220的顶面的沿Y轴方向延伸的边的中点的XZ平面所切取的截面积,大于由经过波长转换部件240的顶面240a的沿Y轴方向延伸的边的中点的XZ平面所切取的截面积。此外,优选波长转换部件240的体积大于发光元件220的体积。此外,由封装件410的基部411、框部412和盖部413限定的密封空间的体积不超过波长转换部件240的体积的20倍。优选不超过10倍。
在俯视时,波长转换部件240的顶面240a的对角线的长度长于长度L6。通过设为这样的长度,限制了波长转换部件240在XY平面的旋转方向上的移动。具体而言,在俯视时,波长转换部件240只能以其顶面240a的对角线为轴在XY平面的旋转方向上旋转30度以下。
从发光元件220射出的光(第一光)入射到波长转换部件的入射侧面241i,由波长转换部件转换为与第一光不同波长的光(第二光)。从入射侧面241i入射的第一光从顶面241a射出。接着,转换后的第二光从顶面241a射出。第一光和第二光从波长转换部241的顶面241a向上方射出。这样,通过配置在侧面设置有光入射面且在顶面设置有光出射面的波长转换部件,能够实现从侧方到上方的光路转换和波长转换。
在俯视时,波长转换部241的顶面241a可以相对于光轴OA呈线对称。此外,在俯视时,包围部242的顶面可以相对于光轴OA呈线对称。另外,光轴OA的方向与X轴方向平行。
在图示示例中,突出部242t比波长转换部件240的底面240b的在发光元件220侧的端部向发光元件220侧突出。突出部242t优选配置成在俯视时与发光元件220的出射端面220a重叠。更优选地,突出部242t配置成在俯视时与发光元件220的整个出射端面220a重叠。
第二顶面414a或/和第三顶面415a例如以基部411的顶面411a为基准,高于发光元件220的顶面的高度。在图示示例中,第二顶面414a或/和第三顶面415a例如以基部411的顶面411a为基准,位于比波长转换部件240的顶面240a的高度低的位置。同样,第二顶面414a或/和第三顶面415a以顶面411a为基准,位于比波长转换部241的顶面241a低的位置。第二顶面414a或/和第三顶面415a以顶面411a为基准,比波长转换部件240的突出部242t所包含的底面高。通过使波长转换部件240的顶面240a位于比第二顶面414a或/和第三顶面415a高的位置,可以抑制H6的长度增大。此外,通过使波长转换部件240的突出部242t所包含的底面处于比第二顶面414a或/和第三顶面415a低的位置,在波长转换部件240向发光元件220侧移动时,突出部与第一内侧面412c或/和第二内侧面412d接触。由此,能够提高限制波长转换部件240在X轴方向上的动作的效果。
在X轴方向上,从波长转换部件240的突出部242t的端部到框部412的第一内侧面412c的靠近出射端面220a一侧的端部的长度L15,优选小于长度L13。通过设为这样的长度,在波长转换部件240脱落时,在入射侧面241i与出射端面220a接触之前,突出部242t与第一内侧面412c接触。可以设置成能够进一步限制波长转换部件240的运动的发光装置。长度L15例如为30μm以上且500μm以下。30μm是X轴方向上能够使突出部242t的端部与第一内侧面412c的端部接近的最小长度。此外,只要在X轴方向上突出部242t的端部与第一内侧面412c的端部之间的长度为500μm以下,就能够抑制俯视时波长转换部件240在旋转方向上的位置偏移。
在发光装置400中,发光元件220和保护元件250通过布线270电连接到基部211。尽管所示出的发光装置400中的布线270对保护元件250采用了齐纳二极管的示例,但是在保护元件250是温度测量元件时,布线的连接有时会与图示的不同。
发光元件220通过布线270与设置在第二顶面414a和/或第三顶面415a上的金属膜电连接。图示的发光装置400具有多个布线270。多个布线270中包括下述布线270:其两端中的一端的接合部接合到第二顶面414a,另一端的接合部接合到发光元件220的顶面。此外,还包括下述布线270:其两端中的一端的接合部接合到第三顶面415a,另一端的接合部接合到子支座430上。
对于发光元件220与外部电源之间的电连接,例如可以使用设置在基部411的底面411b和/或框部412的第一底面412b上的金属膜。
由此,通过底面411b或/和第一底面412b上的金属膜,该金属膜通过通孔中的金属材料而与设置在第二顶面414a或/和第三顶面415a上的金属膜电连接,从而能够将发光元件220电连接到外部电源。
盖部413具有光透射区域,该光透射区域使从波长转换部件240的顶面240a射出的光透射到外部。盖部413的整个底面413b可以是光入射面,且整个盖部413可以是光透射区域。优选地,盖部413的光透射区域透射从发光元件220发射的光和从波长转换部件240发出的光的50%以上,更优选地,透射70%以上。另外,盖部413可以仅在其一部分中具有光透射区域。
此外,盖部413可以具有遮光部。遮光部防止光入射到底面413b或光从顶面213a射出。遮光部构成盖部413的顶面213a或底面213b的一部分。遮光部例如可以部分地设置在盖部413的顶面213a或/和底面413b上。又例如,盖部413上除光透射区域以外的部分也可以由包括金属等的遮光性材料构成,从而形成遮光部。
(第四实施方式)
参照图1、图22至图24,对第四实施方式的发光装置500进行说明。图1是第四实施方式的发光装置500的立体图。图22是用于说明第四实施方式的发光装置500的内部结构的俯视图。图23是例示出第四实施方式的发光装置500的在图22的XXIII-XXIII线处的剖面图。图24是用于说明第四实施方式的发光装置500的另一内部结构的俯视图。另外,图22至图24中示出了彼此正交的X轴、Y轴和Z轴,以供参考。将与X轴、Y轴及Z轴平行的方向分别设为X轴方向、Y轴方向、Z轴方向。X轴方向和Y轴方向平行于基部211的顶面211a,Z轴方向垂直于基部211的顶面211a。
第四实施方式的发光装置500在俯视时波长转换部件240附近接合有布线270这一点上与其他实施方式的发光装置不同。本实施方式的发光装置500可以使用例如与第一实施方式相同的封装件210、发光元件220、子支座230、波长转换部件240和布线270。以下,将主要说明与发光装置200的不同之处,适当省略共同之处。
(封装件210)
本实施方式的发光装置500可以使用与第一实施方式的封装件210相同的封装件。另外,在对本实施方式的说明中,将两个台阶部区分为第一台阶部214A和第二台阶部215A进行说明。第一台阶部214a具有顶面214a和侧面214c。第二台阶部215a具有顶面215a和侧面215c。在图22所示示例中,第一台阶部214A相对于第二台阶部215A位于Y轴方向的负方向侧。此外,在图示示例中,将与顶面212a及顶面214a连接的框部212的内侧面作为第一内侧面212c,将与顶面212a及顶面215a连接的框部212的内侧面作为第二内侧面212i加以区别。
(发光装置500)
发光元件220和波长转换部件240位于侧面214c与顶面211a相交的边和侧面215c与顶面211a相交的边之间。如图22所示的示例那样,在Y轴方向上,波长转换部件240的长度L4与框部212A的侧面214c和侧面215c之间的长度L14之差可以为1000μm以下。通过将相对于波长转换部件240的尺寸设定为这样的大小,能够实现整个发光装置500的小型化。
在图23所示示例中,在发光装置500中,发光元件220和波长转换部件240配置在一个子支座230上。波长转换部件240的底面240b经由接合部件与子支座230的顶面接合。
一个或多个布线270被接合到第一台阶部214a的顶面214a或/和第二台阶部分215a的顶面215a。在Z轴方向上,从波长转换部件240的顶面240a到发光元件220的顶面的长度H7,比从波长转换部件240的顶面240a到布线270的最高点的长度H8长。此外,以基部211的顶面211a为基准时,布线270的最高点的高度高于波长转换部件240的突出部242t的底面。通过将布线270的最高点接合成处于这样的高度,能够限制脱落时的波长转换部件240在X轴方向上的移动。此外,在图示示例中,布线270的最高点位于高于顶面214a或/和顶面215a处。
在Z轴方向上,从基部211的顶面211a到布线270的最高点的长度优选比从顶面211a到盖部213的底面213b的长度H5的1/2长。此外,在图示示例中,长度H8例如是长度H7的0.1倍以上且0.8倍以下。更优选地,长度H8为长度H7的0.5倍以下。通过这样接合布线270,能够限制波长转换部件240在X轴方向上的移动。长度H8例如为-200μm以上且500μm以下。这里,负数是指布线270的最高点位于高于波长转换部件240的顶面240a的位置的情况,正数是指布线270的最高点位于低于波长转换部件240的顶面240a的位置的情况。也就是说,布线270的最高点例如位于比波长转换部件240的顶面240a靠上侧200μm以下的位置,且位于靠下侧500μm以下的位置。
此外,在俯视时,在与发光元件220的顶面接合的一个或多个布线270中,在X轴方向上距离波长转换部件240最近的布线270,相对于X轴方向,在比发光元件220的中点靠光行进方向侧,与顶面214a或/和顶面215a接合。通过这样接合布线270,可以缩小波长转换部件240在X轴方向上的移动范围。在图示示例中,在与顶面214a接合的多个布线270中,至少一个布线270在比发光元件220的中点靠光行进方向侧,与顶面214a接合。在与顶面215a接合的多个布线270中,至少一个布线270在比发光元件220的中点靠光行进方向侧,与顶面215a接合。保护元件250配置在子支座230的顶面上比发光元件220的中心靠光行进方向相反侧。
此外,在俯视时,在X轴方向上,从波长转换部件240的突出部242t的端部到布线270的端部的长度L16,优选为50μm以上1200μm以下。根据这样的尺寸关系,即使波长转换部件240从子支座230上脱落,由于波长转换部件240的突出部242t的端部被布线270阻挡,因此波长转换部件240在X轴方向上的移动受到限制。例如,即使在波长转换部件240从子支座230脱落的情况下,波长转换部件240也容易停留在光从发光元件220入射的位置。结果,由于可以抑制发光元件220的出射光直接到达发光装置500的外部,因此能够实现安全性优异的发光装置500。
在图24所示示例中,发光装置500具有两个布线270,这两个布线270在比突出部242t靠光行进方向侧,分别接合到第一台阶部214a的顶面214a和第二台阶部215A。两个布线270以在俯视时经过波长转换部件240的顶面240a的方式,接合到顶面214a。通过以这种方式将布线270接合到顶面214a,可以限制波长转换部件240在Z轴方向上的移动。
此外,在Z轴方向上,从发光元件220发射的光的光轴OA以基部211的顶面211a为基准,位于比从顶面211a到底面213b之间的长度H5的1/2的高度低的位置。
发光装置200、201、300、301例如可以用于车载前灯。此外,发光装置200、201、300、301不限于此,还可以用作照明、投影仪、头戴式显示器、其他显示器的背光等光源。
以上对优选实施方式等进行了详细说明,但不受上述实施方式等的限制,能够在不脱离权利要求书中记载的范围的情况下对上述实施方式等进行各种变形和替换。
除了上述实施方式之外,还公开了以下附注。
(附注1)
一种发光装置,包括:
基部;
发光元件,其配置在所述基部的顶面,发射向侧方前进的光;以及
波长转换部件,其配置在所述基部的顶面,且配置在所述发光元件的所述侧方,
所述波长转换部件包括:
波长转换部,其具有入射侧面和出射面,所述入射侧面用于使从所述发光元件的出射端面发射并向侧方行进的光入射,且所述出射面用于将入射到所述入射侧面的光经波长转换后的光射出;以及
包围部,其设置在所述波长转换部的周围,
所述包围部在比所述发光元件靠上方处具备突出部,所述突出部比所述入射侧面向所述发光元件侧突出,
所述突出部配置成,俯视时与所述发光元件的所述出射端面重叠。
(附注2)
根据附注1所述的发光装置,其中,
所述突出部比所述波长转换部件的底面的所述发光元件侧的端部,向所述发光元件侧突出。
(附注3)
根据附注1或2所述的发光装置,其中,
所述波长转换部的所述出射面设置在所述波长转换部件的顶面,将经波长转换后的光向上方射出。
(附注4)
根据附注1至3中任一项所述的发光装置,其中,
所述波长转换部具有第一侧面和第二侧面,所述第一侧面和所述第二侧面在上部侧方相互连接,在下部侧方分别与所述入射侧面连接,
所述波长转换部中,所述第一侧面和所述第二侧面被所述包围部覆盖而不露出,所述入射侧面不被所述包围部覆盖而露出。
(附注5)
根据附注1至4中任一项所述的发光装置,其中,
所述波长转换部的所述入射侧面的至少一部分位于比从所述发光元件发射的光的光轴靠下方处。
(附注6)
根据附注1至5中任一项所述的发光装置,其中,
所述突出部配置成,俯视时与所述发光元件的所述出射端面重叠。
(附注7)
根据附注1至6中任一项所述的发光装置,其中,
所述突出部配置成,俯视时与所述发光元件的整个所述出射端面重叠。
(附注8)
根据附注1至7中任一项所述的发光装置,其中,
俯视时,在与从所述发光元件发射的光的光轴平行的方向上,从所述波长转换部的中心到所述突出部的前端的长度,大于从所述波长转换部的中心到所述包围部的与所述突出部相反的一侧的端部的长度长。
(附注9)
根据附注1至8中任一项所述的发光装置,其中,
俯视时,在与从所述发光元件发射的光的光轴平行的方向上,从所述发光元件的所述出射端面到所述突出部的前端的长度为400μm以下。
(附注10)
根据附注1至9中任一项所述的发光装置,还包括:
子支座,所述波长转换部件配置在其顶面,
所述子支座的所述顶面的位置不比所述发光元件的底面靠上方。
(附注11)
根据附注10所述的发光装置,其中,
所述发光元件配置在所述子支座上。
(附注12)
根据附注1至11中任一项所述的发光装置,还包括:
布线,用于与所述发光元件连接,
俯视时,所述布线在比所述发光元件的中心靠所述波长转换部件的相反侧处,与所述发光元件接合。
(附注13)
根据附注1至12中任一项所述的发光装置,还包括:
框部,其与所述基部接合,围绕所述发光元件和所述波长转换部件;以及
盖部,其由所述框部支撑,形成密封空间,所述发光元件和所述波长转换部件配置在所述密封空间中,
所述盖部设置有金属膜,
俯视时,所述金属膜的至少一部分与所述突出部重叠。
(附注14)
根据附注13所述的发光装置,其中,
所述盖部的底面在未设置所述金属膜的区域还具有光透射区域,所述光透射区域透射从所述波长转换部的所述出射面射出的光,
俯视时,相比于连接所述发光元件的所述出射端面与所述突出部的端部的假想直线,所述金属膜位于靠光行进方向相反侧处,所述光透射区域位于靠光行进方向侧处。
(附注15)
一种发光装置,包括:
基部;
发光元件,其配置在所述基部的顶面,发射向侧方前进的光;
波长转换部件,其配置在所述基部的顶面,且配置在所述发光元件的所述侧方;以及
透光性部件,其配置在所述波长转换部件的上方,
所述波长转换部件包括:
波长转换部,其具有入射侧面和出射面,所述入射侧面用于使从所述发光元件的出射端面发射并向侧方行进的光入射,且所述出射面用于将入射到所述入射侧面的光射出;以及
包围部,其设置在所述波长转换部的周围,
所述包围部在所述波长转换部件的上方侧具备突出部,所述突出部比所述入射侧面向所述发光元件侧突出,
所述透光性部件具有设有遮光膜的遮光区域、以及未设有遮光膜的光透射区域,
所述遮光膜设置在假想线经过的位置,其中,所述假想线连接所述发光元件的所述出射端面的上端、与所述突出部的位于最靠所述发光元件侧的侧面的上端。
Claims (15)
1.一种发光装置,包括:
基部;
发光元件,其配置在所述基部的顶面,发射向侧方前进的光;以及
波长转换部件,其配置在所述基部的顶面,且配置在所述发光元件的所述侧方,
所述波长转换部件包括:
波长转换部,其具有入射侧面和出射面,所述入射侧面用于使从所述发光元件的出射端面发射并向侧方行进的光入射,且所述出射面用于将入射到所述入射侧面的光经波长转换后的光射出;以及
包围部,其设置在所述波长转换部的周围,
所述包围部在比所述发光元件靠上方处具备突出部,所述突出部比所述入射侧面向所述发光元件侧突出,
所述突出部配置成,俯视时与所述发光元件的所述出射端面重叠。
2.根据权利要求1所述的发光装置,其中,
所述突出部比所述波长转换部件的底面的所述发光元件侧的端部,向所述发光元件侧突出。
3.根据权利要求1或2所述的发光装置,其中,
所述波长转换部的所述出射面设置在所述波长转换部件的顶面,将经波长转换后的光向上方射出。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的发光装置,其中,
所述波长转换部具有第一侧面和第二侧面,所述第一侧面和所述第二侧面在上部侧方相互连接,在下部侧方分别与所述入射侧面连接,
所述波长转换部中,所述第一侧面和所述第二侧面被所述包围部覆盖而不露出,所述入射侧面不被所述包围部覆盖而露出。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的发光装置,其中,
所述波长转换部的所述入射侧面的至少一部分位于比从所述发光元件发射的光的光轴靠下方处。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的发光装置,其中,
所述突出部配置成,俯视时与所述发光元件的所述出射端面重叠。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的发光装置,其中,
所述突出部配置成,俯视时与所述发光元件的整个所述出射端面重叠。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的发光装置,其中,
俯视时,在与从所述发光元件发射的光的光轴平行的方向上,从所述波长转换部的中心到所述突出部的前端的长度,大于从所述波长转换部的中心到所述包围部的与所述突出部相反的一侧的端部的长度。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的发光装置,其中,
俯视时,在与从所述发光元件发射的光的光轴平行的方向上,从所述发光元件的所述出射端面到所述突出部的前端的长度为400μm以下。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的发光装置,还包括:
子支座,所述波长转换部件配置在其顶面,
所述子支座的所述顶面的位置不比所述发光元件的底面靠上方。
11.根据权利要求10所述的发光装置,其中,
所述发光元件配置在所述子支座上。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的发光装置,还包括:
布线,用于与所述发光元件连接,
俯视时,所述布线在比所述发光元件的中心靠所述波长转换部件的相反侧处,与所述发光元件接合。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的发光装置,还包括:
框部,其与所述基部接合,围绕所述发光元件和所述波长转换部件;以及
盖部,其由所述框部支撑,形成密封空间,所述发光元件和所述波长转换部件配置在所述密封空间中,
所述盖部上设置有金属膜,
俯视时,所述金属膜的至少一部分与所述突出部重叠。
14.根据权利要求13所述的发光装置,其中,
所述盖部的底面在未设置所述金属膜的区域还具有光透射区域,所述光透射区域透射从所述波长转换部的所述出射面射出的光,
俯视时,相比于连接所述发光元件的所述出射端面与所述突出部的端部的假想直线,所述金属膜位于靠光行进方向相反侧处,所述光透射区域位于靠光行进方向侧处。
15.一种发光装置,包括:
基部;
发光元件,其配置在所述基部的顶面,发射向侧方前进的光;
波长转换部件,其配置在所述基部的顶面,且配置在所述发光元件的所述侧方;以及
透光性部件,其配置在所述波长转换部件的上方,
所述波长转换部件包括:
波长转换部,其具有入射侧面和出射面,所述入射侧面用于使从所述发光元件的出射端面发射并向侧方行进的光入射,且所述出射面用于将入射到所述入射侧面的光射出;以及
包围部,其设置在所述波长转换部的周围,
所述包围部在所述波长转换部件的上方侧具备突出部,所述突出部比所述入射侧面向所述发光元件侧突出,
所述透光性部件具有设有遮光膜的遮光区域、以及未设有遮光膜的光透射区域,
所述遮光膜设置在假想线经过的位置,其中,所述假想线连接所述发光元件的所述出射端面的上端、与所述突出部的位于最靠所述发光元件侧的侧面的上端。
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