CN118174130A - 发光装置 - Google Patents
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Abstract
发光装置具有:半导体激光元件;框部,其包围配置半导体激光元件的底面,具有相对的第一内侧面和与该内侧面相交的第二内侧面;光反射部件,其在框部内侧配置于底面,将从半导体激光元件向一方的第一内侧面行进的激光反射;多条线,其用于电连接半导体激光元件;保护元件;俯视时,多条线不在比处于光反射部件的光反射面的上端的边靠光行进侧的位置与框部上表面接合,多条线具有与框部上表面的沿着第二内侧面的区域接合的第一线和第二线,保护元件配置于沿着第二内侧面的区域,与相邻的两个金属膜电连接,第一线在比保护元件靠光行进侧的位置与沿着第二内侧面的区域接合,第二线在比保护元件靠半导体激光元件侧的位置与沿着第二内侧面的区域接合。
Description
本申请的申请日为2020年1月20日,申请号为202010063800.3,发明名称为“发光装置”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及发光装置。
背景技术
专利文献1中公开有一种具有配置发光元件的底部和设于发光元件的外周的台阶的发光元件封装。另外,还公开了在该台阶的上表面设置线的接合区域,将线接合并电连接于该区域与发光元件。此外,还公开了在该台阶的上表面设置齐纳二极管。该发光元件封装对一个发光元件设有一个空腔,因此成为接合区域的大小也与发光元件的数量成比例地增加的构造。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2011-254080
发明内容
发明将要解决的技术问题
然而,在专利文献1中,未设想在一个空腔内设置多个发光元件的方式。在多个发光元件配置于一个面的发光装置中,需要进一步在布线图案方面想办法。
用于解决技术问题的手段
本发明的发光装置具有:多个半导体激光元件;框部,其将配置所述多个半导体激光元件的底面包围,具有相对的第一内侧面和与相对的所述第一内侧面的至少一方相交的第二内侧面;一个或多个光反射部件,其在所述框部的内侧配置于所述底面,对从配置于所述底面的所述多个半导体激光元件朝向所述框部的一方的所述第一内侧面行进的激光进行反射;多条线,其用于将所述多个半导体激光元件电连接;多个保护元件,其包含第一保护元件;俯视时,所述多条线不在与处于所述光反射部件的光反射面的上端的边相比靠光行进侧的位置与所述框部的上表面接合,所述多条线具有与所述框部的上表面的沿着所述第二内侧面的区域接合的第一线和第二线,所述第一保护元件配置于沿着所述第二内侧面的区域,与相邻的两个金属膜电连接,所述第一线在与所述第一保护元件相比靠光行进侧的位置与沿着所述第二内侧面的区域接合,所述第二线在与所述第一保护元件相比靠半导体激光元件侧的位置与沿着所述第二内侧面的区域接合。
本发明的另一发光装置具有:多个半导体激光元件;框部,其将配置所述多个半导体激光元件的底面包围,具有相对的第一内侧面和与相对的所述第一内侧面的至少一方相交的第二内侧面;一个或多个光反射部件,其在由所述框部形成的框的内侧配置于所述底面,对从配置于所述底面的所述多个半导体激光元件朝向所述框部的一方的所述第一内侧面行进的激光进行反射;多条线,其用于将所述多个半导体激光元件电连接;第一保护元件和第二保护元件,其配置于所述框部的上表面;俯视时,所述多条线不在与处于所述光反射部件的光反射面的上端的边相比靠光行进侧的位置与所述框部的上表面接合,所述第一保护元件和所述第二保护元件配置于沿着所述框部的上表面的所述第二内侧面的区域,与相邻的两个金属膜电连接,所述线与沿着所述第二内侧面的区域中、第一保护元件与第二保护元件之间的区域接合。
本发明的又一发光装置具有:多个半导体激光元件;框部,其将配置所述多个半导体激光元件的底面包围;一个或者多个光反射部件,其在所述框部所形成的框的内侧配置于所述底面,对从配置于所述底面的所述多个半导体激光元件朝向所述框部的第一内侧面行进的激光进行反射;台阶部,其在所述框部的上表面所形成的框的内侧沿与所述第一内侧面相交的第二内侧面形成;多个金属膜,其设于所述台阶部的上表面;多条线,其用于将所述多个半导体激光元件电连接;以及保护元件,其在比一平面更靠光行进侧的位置配置于所述台阶部的上表面,所述一平面是包含所述多个半导体激光元件中的第一半导体激光元件的光的出射端面的平面。
发明效果
根据本发明,在多个发光元件配置于一个面的发光装置中,可实现将该多个发光元件电连接的适当的布线图案。
附图说明
图1是第一实施方式的发光装置的立体图。
图2是第一实施方式的发光装置的俯视图。
图3是用于说明第一实施方式的发光装置的内部构造的立体图。
图4是用于说明第一实施方式的发光装置的内部构造的俯视图。
图5是第一实施方式的发光装置的基部的俯视图。
图6是图2的VI-VI线处的发光装置的剖面图。
图7是保护元件由线连接的形态的发光装置的俯视图。
附图标记说明
1(1A)发光装置
10基部
11上表面
12底面
13下表面
14内侧面
15第一内侧面
16第二内侧面
17外侧面
18第一外侧面
19第二外侧面
20台阶部
21台阶部上表面
22台阶部侧面
23第一台阶部
24第二台阶部
25金属膜
30半导体激光元件
31第一半导体激光元件
32第二半导体激光元件
33第三半导体激光元件
40副安装座
50光反射部件
60保护元件
61第一保护元件
62第二保护元件
63第三保护元件
70、71线
80盖部件
具体实施方式
在本说明书或者权利要求书中,就三角形、四边形等多边形而言,包含对多边形的角部实施圆角、倒角、角部倒角、圆倒角等加工而成的形状在内都被称作多边形。另外,并不局限于角部(边的端),对边的中间部分实施了加工的形状也同样被称作多边形。即,以多边形为基础实施加工而成的形状也包含在本说明书以及专利权利要求书中记载的“多边形”的解释内。
另外,并不限于多边形,关于梯形、圆形、凹凸等表示特定形状的词语也相同。另外,对形成其形状的各边进行处理的情况也相同。即,即使在某一边上对角部、中间部分实施了加工,“边”的解释也包含被加工的部分。注意,在将未被有意图地进行加工的“多边形”、“边”与加工而成的形状区别的情况下,标注“严密的”,例如记载为“严密的四边形”等。
以下,一边参照附图,一边对用于实施本发明的方式进行说明。但是,所示的方式是使本发明的技术思想具体化而得的方式,并非限定本发明。另外,在以下的说明中,关于相同的名称、附图标记,表示相同的或同一性质的部件,有时适当省略重复的说明。注意,就各附图所示的部件的大小、位置关系等而言,有时为了明确说明而夸张。
<第一实施方式>
图1是第一实施方式的发光装置1的立体图。图2是图1中所示的发光装置1的俯视图。图3是用于说明发光装置1的内部构造的立体图,并且是省略了盖部件80的立体图。图4是图3中所示的发光装置1的俯视图。图5是仅表示发光装置1的基部10的俯视图。图6是图2的VI-VI线处的发光装置1的剖面图。
发光装置1作为构成要素,具有基部10、三个半导体激光元件30、副安装座40、光反射部件50、六个保护元件60、九条线70以及盖部件80。
基部10在俯视时外形为矩形,且其内侧为凹陷的凹形状。该凹形状形成从上表面朝向下表面的方向凹陷的凹部。另外,基部10具有上表面11、底面12、下表面13、内侧面14以及外侧面17。另外,基部10在凹部中形成由上表面与侧面构成的台阶部20。将台阶部20的上表面设为台阶部上表面21,将台阶部20的侧面设为台阶部侧面22。
上表面11与外侧面17以及内侧面14相交,下表面13与外侧面17相交。底面12比下表面13靠上方,并且比上表面11靠下方。在形成台阶部20的区域中,台阶部侧面22与底面12相交,台阶部上表面21与内侧面14相交。在未形成有台阶部20的区域中,底面12与内侧面14相交。
在俯视时,凹部在上表面11所形成的框的内侧形成凹陷的空间。该框的外形为矩形的形状。在该矩形的框的内侧形成台阶部20。另外,台阶部20在与该矩形的外形中的相对的两边对应的内侧面14处分别沿内侧面14设置。另外,遍及与两边对应的内侧面14的全长地设置有与和两边对应的内侧面14相交的台阶部20。另外,在与其余的相对的两边对应的内侧面14处,除了交叉部分以外,都没有设置台阶部20。
这里,交叉部分是面与面相交的那一端的部分。另外,将除了交叉部分以外都未设有台阶部20的一侧的内侧面14称作第一内侧面15,将设置台阶部20的一侧的内侧面14称作第二内侧面16。同样,将第一内侧面侧的外侧面17称作第一外侧面18,将第二内侧面侧的外侧面17称作第二外侧面19。另外,在区别沿各内侧面设置的两个台阶部20的情况下,表现为第一台阶部、第二台阶部来进行区别。
上表面11的从外侧面17到内侧面14的宽度除了交叉部分以外为相同宽度。注意,这里的相同宽度包含10%的偏差。另外,在俯视时,关于从外侧面17到底面12的距离,从第二外侧面19起的距离比从第一外侧面18起的距离长出具有台阶部20的量。在这种构造中,基部10在第二外侧面19的方向上比第一外侧面18的方向上更耐受在制造过程中产生的翘曲。
在基部10中,与第二内侧面16对应的边比与第一内侧面15对应的边长。另外,与第二外侧面19对应的边比与第一外侧面18对应的边长。若考虑翘曲所引起的基部10的变形,则优选的是使与第一内侧面15或第一外侧面18对应的边的长度小于与更耐受翘曲的第二内侧面16对应的边或与第二外侧面19对应的边的长度。注意,边的长度关系也可以相同或反转。
基部10能够以陶瓷作为主材料来形成。作为使用于基部10的陶瓷,例如可列举氮化铝、氮化硅、氧化铝、碳化硅等。
另外,在基部10的下表面13以及台阶部上表面21分别设置有多个金属膜25。设于基部10的下表面13的金属膜25和设于台阶部上表面21的金属膜25能够经由通过基部10的内部的金属相连而电连接。
在第一台阶部23与第二台阶部24的台阶部上表面21分别设置有多个金属膜25。另外,分别设置的多个金属膜25以相向的方式成为对称的配置。注意,第一台阶部23与第二台阶部24也可以不必一定以对称的配置方式设置金属膜25。
另外,在与一个第二内侧面16对应的台阶部20的台阶部上表面21,从与第二内侧面16对应的边的一端朝向另一端依次设有多个金属膜25。即,与该边平行的直线和设于与一个第二内侧面16对应的台阶部上表面21的所有金属膜25交叉。另外,与该边垂直的直线和设于与一个第二内侧面16对应的台阶部上表面21的所有金属膜25中的一个相交。
另外,也可以利用分别不同的主材料形成包含底面12的底部和构成包含内侧面14、台阶部20且包围底部的框的框部,并通过将框部与底部接合来形成基部10。在该情况下,例如能够使框部的主材料使用陶瓷,使底部的主材料使用热传导率高于陶瓷的金属。
半导体激光元件30在俯视时具有长方形的外形。另外,与长方形的两个短边中的一边相交的侧面成为从半导体激光元件30放射的光的出射端面。另外,半导体激光元件30的上表面以及下表面与出射端面相比面积更大。
三个半导体激光元件30分别是具有两个发射极的多发射极型。在半导体激光元件30的下表面设置有两个发射极所共用的一个电极面,在半导体激光元件30的上表面设置有与两个发射极一一对应的两个电极面。
从各个发射极放射的激光具有扩散,在与光的出射端面平行的面上形成椭圆形状的远场图案(以下称作“FFP”)。FFP是出射光在远离出射端面的位置处的形状、光强度分布。将光强度分布相对于峰值强度值具有1/e2以上的强度的光称作主要部分的光。
三个半导体激光元件30由放射蓝色的光的半导体激光元件、放射绿色的光的半导体激光元件、以及放射红色的光的半导体激光元件构成。根据需要,将三个半导体激光元件分别区别为第一半导体激光元件、第二半导体激光元件、第三半导体激光元件。
例如,在图3所示的一实施方式中,三个半导体激光元件30由放射蓝色的光的第一半导体激光元件31、放射绿色的光的第二半导体激光元件32、以及放射红色的光的第三半导体激光元件33构成。
这里,蓝色的光指的是其发光峰值波长处于420nm~494nm的范围内的光。绿色的光指的是其发光峰值波长处于495nm~570nm的范围内的光。红色的光指的是其发光峰值波长处于605nm~750nm的范围内的光。
在俯视时的外形中,第一半导体激光元件31与第二半导体激光元件32的长方形的长边的长度相同。这里的相同长度包含20%的偏差。在俯视时的外形中,第三半导体激光元件33的长方形的长边的长度比第一半导体激光元件31以及第二半导体激光元件32中的任一个激光元件的长方形的长边的长度都大。具体而言,比第一半导体激光元件31以及第二半导体激光元件32中较长一方半导体激光元件超过20%这样长。
注意,半导体激光元件30也可以是发射极为一个的单发射极型。另外,也可以混合存在单发射极型与多发射极型的半导体激光元件30。另外,半导体激光元件的数量为多个,不限于三个。另外,半导体激光元件30所放射的光并不限于这里列举的光。另外,也可以配置多个相同颜色的半导体激光元件30。
另外,区别三个半导体激光元件30的“第一”至“第三”也可以根据需要而变更对象的半导体激光元件。例如,也可以将放射红色的光的半导体激光元件表现为第一半导体激光元件,将放射蓝色的光的半导体激光元件表现为第二半导体激光元件,将放射绿色的光的半导体激光元件表现为第三半导体激光元件。
再如,也可以将俯视时的外形中的长方形的长边的长度较大的半导体激光元件表现为第一半导体激光元件、将长方形的长边的长度较小的半导体激光元件表现为第二半导体激光元件来进行区别。“第一”、“第二”等文字是用于区别的符号,只要根据其区别方式来适当使用即可。
副安装座40由长方体的形状构成。另外,副安装座40的高度方向的边最小。副安装座40例如使用氮化硅、氮化铝或者碳化硅形成。另外,并不局限于此,也能够使用其他材料。另外,在副安装座40的上表面设有金属膜25。
光反射部件50具有相对于下表面倾斜的光反射面。光反射面为平面,并被设计成相对于下表面成45度的角度。注意,该角度也可以不限于45度。另外,光反射面也可以是曲面。
光反射部件50能够将玻璃、金属等用作主材料。主材料以耐热的材料为好,例如能够使用石英或者BK7(硼硅酸玻璃)等玻璃、Al等金属、或者Si等。另外,光反射面能够采用Ag、Al等金属、Ta2O5/SiO2、TiO2/SiO2、Nb2O5/SiO2等的电介质多层膜等。
光反射面能够使对所反射的激光的峰值波长的光反射率为99%以上。这些光反射率能够设为100%以下或者小于100%。保护元件60用于防止特定的元件(例如半导体激光元件30)中流过过度的电流而导致损坏。作为保护元件60,例如可列举齐纳二极管。另外,作为齐纳二极管,能够采用由Si形成的齐纳二极管。线70例如是金属的布线。
盖部件80由长方体的形状构成。另外,盖部件80的高度方向的边最小。盖部件80将透光性的材料用作主材料来形成。主材料例如能够使用蓝宝石。蓝宝石的折射率相对较高,强度也相对较高。另外,在盖部件80的下表面的外周区域设置有用于接合的金属膜。
注意,盖部件80也可以在上表面或者下表面的一部分具有非透光性的区域。例如,也可以在一部分设置反射性、遮光性较高的区域。另外,形状不限于长方体。另外,盖部件80的主材料也能够使用玻璃等。
接下来,对使用这些构成要素制造的发光装置11进行说明。
首先,在台阶部上表面21上配置保护元件60。例如,在配置Si的保护元件的情况下,使用陶瓷的基部10比使用由树脂形成的基部更适合接合。这是因为,陶瓷与保护元件的线膨胀系数之差更小。
另外,与一个发射极对应地设置一个保护元件60。即,对具有两个发射极的一个半导体激光元件30设置两个保护元件60。如此,在发光装置1中,在框的内侧配置比半导体激光元件30更多数量的保护元件60。通过将至少一个以上的保护元件设于台阶部上表面21,有助于发光装置1的小型化。
一个半导体激光元件30所对应的两个保护元件60通过分别与设于台阶部上表面21的两个金属膜25连接,由此将一方与阴极电极相连,将另一方与阳极电极相连,从而确立电连接。
保护元件60跨越自身所连接的阴极电极的金属膜25与阳极电极的金属膜25地配置。这样,能够不使用线70地将保护元件60电连接。因此,保护元件60与相邻配置的两个金属膜25电连接。
注意,也可以另行使用线71来连接,以此来取代跨越两个金属膜25进行配置。图7中记载了发光装置1A,该发光装置1A是在一方的金属膜25配置保护元件60且线71接合于该保护元件60与另一方的金属膜25的方式的一个例子。在该情况下,在配置保护元件60后,向保护元件60以及金属膜25接合线71。注意,在与用于将后述的半导体激光元件30电连接的线70区别的情况下,表现为第一线、第二线来进行区别。
保护元件60在遍及凹部的与第二内侧面16对应的边的全长地设置的台阶部20的台阶部上表面21上,以在俯视时靠近该边的端部的方式设置。这里,在第一台阶部23与第二台阶部24,分别以靠近边的一端的方式配置有两个保护元件60。另外,以靠近边的另一端的方式配置有一个保护元件60。这种配置与半导体激光元件30、光反射部件50的配置关系相结合,使得半导体激光元件30的线连接变得容易,具体说明详见后述。
接下来,将三个半导体激光元件30分别并列地配置于副安装座40。设于各半导体激光元件30的下表面的电极面与设于副安装座40的上表面的金属膜25接合。第二半导体激光元件32配置在第一半导体激光元件31的旁边,第三半导体激光元件33配置在第二半导体激光元件32的旁边。
即,第一半导体激光元件31与第二半导体激光元件32相邻,第二半导体激光元件32与第三半导体激光元件33相邻,并且第一半导体激光元件31与第三半导体激光元件33夹着第二半导体激光元件32。注意,第三半导体激光元件33也可以取代与第二半导体激光元件32相邻而与第一半导体激光元件31相邻地配置。
三个半导体激光元件30被配置为其出射端面朝向副安装座40的一个侧面对齐。另外,出射端面配置于与副安装座40的侧面相同的平面,或者配置为比副安装座40的侧面向外侧突出。将该副安装座40的侧面称为出射端面侧的侧面。通过如此配置,阻碍出射光直接照射到副安装座40的上表面的情况。
副安装座40也能够起到释放由半导体激光元件30产生的热量的作用。具体而言,由热传导率优于半导体激光元件30的材料形成副安装座40即可。因而,在起到该作用的情况下,能够将副安装座40视作散热部件。通过使半导体激光元件的面积大的下表面而非出射端面接合于副安装座40,能够提高散热性。
另外,副安装座40提高半导体激光元件30的光的出射位置。即,将光的出射位置设于更上方来起到调整向光反射面照射的光的位置的作用,因而,也可以视为调整部件。注意,也可以对各个半导体激光元件30单独设置副安装座40。
接下来,将配置有半导体激光元件30的副安装座40配置于基部10的底面12。副安装座40在由基部10的框部形成的框的内侧配置于底面12。副安装座40还在基部10的台阶部20的内侧配置于底面12。
另外,副安装座40以半导体激光元件30的出射端面与基部10的第一内侧面15相向的方式配置。半导体激光元件的出射端面的相反侧的侧面被配置为面向与出射端面所面向的第一内侧面15相反的一侧的第一内侧面15。半导体激光元件的与出射端面相交的两个侧面被配置为面向基部10的第二内侧面16或者配置在旁边的半导体激光元件30的与出射端面相交的侧面。
因而,来自半导体激光元件30的出射光朝向第一内侧面15的方向行进。特别是,在任意一个半导体激光元件中,在向与出射端面垂直的方向行进的光(以下,称作在光轴上行进光)原样地直线前进的情况下,该光都会抵达第一内侧面15。另外,出射端面和在光轴上行进的光所抵达第一内侧面15是平行的。第二内侧面16具有与同出射端面相交的两侧面平行的区域。这里的平行包含正负5度的偏差。注意,也可以不平行。
接下来,将光反射部件50配置于基部10的底面12。光反射部件50反射从配置于底面12的全部三个半导体激光元件30出射的光。因而,光反射面被配置为朝向出射端面侧。在俯视时,光反射面的成为倾斜的上端以及下端的边与副安装座40的出射端面侧的侧面是平行的。在光轴上行进的光在光反射面处反射,从而从底面12垂直地向上方行进。这里的垂直包含正负5度的偏差。
注意,也可以为每个半导体激光元件30单独配置光反射部件50,使各个光反射部件50反射来自对应的半导体激光元件的光,以此来取代用一个光反射部件50反射来自所有半导体激光元件30的光。
在以反射来自半导体激光元件30的出射光的方式配置了光反射部件50与副安装座40的状态下,就包含光反射部件50以及副安装座40的最小矩形而言,相比于该矩形在光的出射端面的方向上的宽度,该矩形在与该方向垂直的方向上的宽度更长。因而,在与第二内侧面16对应的边长于与第一内侧面15对应的边的基部10中,可紧凑地配置发光装置1。
这里,对半导体激光元件30、副安装座40及光反射部件50和保护元件60的配置关系进行说明。另外,在比较配置关系时,将位于来自半导体激光元件30的光所行进的方向称作位于光行进侧,将位于相反的方向称作位于元件侧。例如,若比较相对的第一内侧面15,则将位于从半导体激光元件出射的光所行进的方向的目的地的第一内侧面15称为光行进侧的第一内侧面15,将相反侧的第一内侧面15称为元件侧的第一内侧面15。
另外,将在沿一个第二内侧面16设置的台阶部20的台阶部上表面21配置的三个保护元件60从光行进侧朝向元件侧依次称作第一保护元件61、第二保护元件62、第三保护元件63进行区别。
在副安装座40中,在与第二内侧面16平行的方向上,半导体激光元件30的出射端面配置于比相对的第一内侧面15的中心更靠近光行进侧的第一内侧面15的位置。即,从半导体激光元件30的出射端面到光行进侧的第一内侧面15为止的距离小于从相对的第一内侧面15的中心到光行进侧的第一内侧面15为止的距离。因而,半导体激光元件30的光的出射端面在凹部内的空间中设于比中央靠光行进侧的位置。
另外,在副安装座40中,在与第二内侧面16平行的方向上,半导体激光元件30的出射端面的相反侧的侧面配置于比相对的第一内侧面15的中心更靠近元件侧的第一内侧面15的位置。另外,第一半导体激光元件31、第二半导体激光元件32以及第三半导体激光元件33都满足该配置关系。
另外,在与第二内侧面16平行的方向上,副安装座40的出射端面侧的侧面配置于比相对的第一内侧面15的中心更靠近光行进侧的第一内侧面15的位置。另外,在与第二内侧面16平行的方向上,副安装座40的与出射端面侧相反的一侧的侧面配置于比相对的第一内侧面15的中心更靠近元件侧的第一内侧面15的位置。因而,副安装座40在凹部内的空间中从比中央更靠光行进侧的位置设置到比中央更靠元件侧的位置。
另外,在副安装座40中,在与第二内侧面16平行的方向上,副安装座40的重心配置于比相对的第一内侧面15的中心更靠近元件侧的第一内侧面15的位置。因而,副安装座40整体在凹部内的空间中以比中央更靠元件侧的方式设置。
另外,在副安装座40中,在与第二内侧面16或者第二外侧面19平行的方向上,半导体激光元件30的出射端面配置于比相对的第一外侧面18的中心更靠近光行进侧的第一外侧面18的位置。因而,半导体激光元件30的光的出射端面基于基部10的外形或者发光装置1的外形而比其中央更靠光行进侧设置。
另外,在副安装座40中,在与第二内侧面16或者第二外侧面19平行的方向上,半导体激光元件30的出射端面的相反侧的侧面配置于比相对的第一外侧面18的中心靠近元件侧的第一外侧面18的位置。
另外,在与第二内侧面16或者第二外侧面19平行的方向上,副安装座40的出射端面侧的侧面配置于比相对的第一外侧面18的中心靠近光行进侧的第一外侧面18的位置。另外,在与第二内侧面16或者第二外侧面19平行的方向上,副安装座40的与出射端面侧相反的一侧的侧面配置于比相对的第一外侧面18的中心靠近元件侧的第一外侧面18的位置。因而,副安装座40基于基部10的外形或者发光装置1的外形而从比其中央更靠光行进侧的位置设置到比其中央更靠元件侧的位置。
另外,在与第二内侧面16或者第二外侧面19平行的方向上,副安装座40以副安装座40的重心处于比相对的第一外侧面18的中心靠近元件侧的第一外侧面18的位置的方式配置。因而,副安装座40整体基于基部10的外形或者发光装置1的外形而以比中央更靠元件侧的方式设置。
光反射部件50与通过相对的第一内侧面15的中心且与第一内侧面15平行的平面相比以处于光行进侧的区域的方式配置。另外,光反射部件50与通过相对的第一外侧面18的中心且与第一内侧面15或者第一外侧面18平行的平面相比以处于光行进侧的区域的方式配置。在与第二内侧面16平行的方向上,光反射部件50的长度比副安装座40的长度小。
就第一保护元件61与半导体激光元件30的关系而言,第一保护元件61配置于比包含三个半导体激光元件30的任意一个的出射端面的平面更靠光行进侧的位置。另外,就第一保护元件61与副安装座40的关系而言,第一保护元件61配置于比包含半导体激光元件30的出射端面侧的侧面的平面更靠光行进侧的位置。另外,就第一保护元件61与光反射部件50的关系而言,第一保护元件61在俯视时配置于比包含成为光反射面的下端的边的直线更靠光行进侧的位置。另外,在俯视时,与包含成为光反射面的上端的边的直线相交。注意,也能够配置为比该直线更靠元件侧。
就第二保护元件62与半导体激光元件30的关系而言,第二保护元件62配置于比包含三个半导体激光元件30的任意一个的出射端面的平面更靠光行进侧的位置。另外,就第二保护元件62与副安装座40的关系而言,第二保护元件62配置于比包含半导体激光元件30的出射端面侧的侧面的平面更靠光行进侧的位置。另外,就第二保护元件62与光反射部件50的关系而言,第二保护元件62在俯视时,与包含成为光反射面的下端的边的直线相交。另外,在俯视时,第二保护元件62配置于比包含成为光反射面的上端的边的直线更靠元件侧的位置。注意,第二保护元件62也能够配置成与包含任意一个半导体激光元件30的出射端面的平面相交。
就第三保护元件63与半导体激光元件30的关系而言,第三保护元件63配置于比包含三个半导体激光元件30的任意一个的出射端面的平面更靠元件侧的位置。另外,就第三保护元件63与副安装座40的关系而言,第三保护元件63配置于比包含半导体激光元件30的出射端面侧的侧面的平面更靠元件侧的位置。另外,第三保护元件63配置于比包含与出射端面侧的侧面相反的一侧的侧面的平面更靠光行进侧的位置。另外,就第三保护元件63与光反射部件50的关系而言,第三保护元件63在俯视时配置于比包含成为光反射面的下端的边的直线更靠元件侧的位置。注意,也能够配置成与包含与出射端面侧的侧面相反的一侧的侧面的平面相交。
另外,副安装座40的从下表面到上表面的厚度大于比从底面12到成为光反射面的下端的边的高度。另外,从底面12到台阶部上表面21的高度大于从底面12到半导体激光元件30的上表面的高度。因而,半导体激光元件30的出射端面处的光的出射位置比光反射面的下端高,比副安装座40的上表面高,并且比台阶部上表面21低。另外,从底面12到光反射部件50的顶点的高度大于从底面12到台阶部上表面21的高度。
接下来,为了将各半导体激光元件30电连接而接合多条线70。线70的一端与半导体激光元件30的上表面或者副安装座40的上表面接合,另一端与台阶部上表面21接合。这里,由于在上表面设有与两个发射极的每一个对应的电极面,因此对应的两条线70的一端接合于相互不同的发射极的电极面。另外,一条线70的一端接合于与下表面侧的电极面电连接的副安装座40。
这里,准备三个具有两个发射极的半导体激光元件30,并按照能够以发射极为单位控制光的出射的进行/停止的方式设计了电路。因而,以能够以发射极为单位控制电源电压的供给的方式将半导体激光元件30布线连接。在发光装置1中,共计九条线70接合于多个金属膜25中的任一个,并且九条分别接合于不同的金属膜25,从而实现电连接。
另外,对一个半导体激光元件30连接三条线70。一个半导体激光元件30与一个阴极电极连接,两个发射极分别与不同的阳极电极连接。另外,一个发射极与一个保护元件60并联连接。即,以半导体激光元件30为单位具有阴极电极,以发射极为单位具有阳极电极,一个阳极电极连接一个保护元件60。
另外,也可以以半导体激光元件为单位进行控制,即集中多发射极地实施进行/停止控制。可根据控制的方式、半导体激光元件的数量适当决定保护元件、线的根数。例如,在以半导体激光元件为单位进行控制的情况下,也可考虑一个半导体激光元件30对应一个保护元件60与两条线70的方式。
电连接第一半导体激光元件31的三条线70都在第一台阶部23的台阶部上表面21上与金属膜25接合。另外,电连接第二半导体激光元件32的三条线70都在第二台阶部24的台阶部上表面21上与金属膜25接合。因而,电连接第一半导体激光元件31的三条线70在一方的第二内侧面16侧与金属膜25接合,电连接第二半导体激光元件32的三条线70在另一方的第二内侧面16侧与金属膜25接合。
另外,电连接第一半导体激光元件31的所有线70都不接合到在第二半导体激光元件32比第一半导体激光元件31更接近的一侧的第二内侧面16处形成的台阶部20的台阶部上表面21。同样,电连接第二半导体激光元件32所有线70都不接合到在第一半导体激光元件31比第二半导体激光元件32更接近一侧的第二内侧面16处形成的台阶部20的台阶部上表面21。如此,能够减少线交叉而接触的风险。
电连接第三半导体激光元件33的三条线70的一条在一方的第二内侧面16侧与金属膜25接合,两条在另一方的第二内侧面16侧与金属膜25接合。即,向第一台阶部23与第二台阶部24分散地张设线70。
另外,电连接第三半导体激光元件33的所有线70都在比第一半导体激光元件31以及第二半导体激光元件32向元件侧突出的部分与第三半导体激光元件33接合。即,第三半导体激光元件33相比于第一半导体激光元件31以及第二半导体激光元件32,长边的长度更大,并在与出射端面相反的一侧更加突出。在该突出部分,向第三半导体激光元件33的上表面电极接合线70的一端。
接合于半导体激光元件30或者副安装座40的多条线70在另一端与台阶部20的金属膜25接合。另外,就该多条线70与半导体激光元件30的关系而言,该多条线70在比包含三个半导体激光元件30的任一个的出射端面的平面更靠元件侧的位置接合。另外,就该多条线70与副安装座40的关系而言,该多条线70在比包含半导体激光元件30的出射端面侧的侧面的平面更靠元件侧的位置接合。
另外,就接合于半导体激光元件30或者副安装座40的多条线70与光反射部件50的关系而言,该多条线70在俯视时不接合于比包含成为光反射面的下端的边的直线更靠光行进侧的位置。另外,该多条线70在俯视时不接合于比包含成为光反射面的上端的边的直线更靠光行进侧的位置。另外,在俯视时,以不与光反射面重叠的方式张设多条线70。
线70的一端接合于副安装座40的上表面或者半导体激光元件30的上表面,另一端接合于处于比它们高的位置的台阶部上表面21。因此,若在俯视时线70与光反射面重叠,则认为被光反射面反射的光的一部分会被线70阻碍。因而,期望线70不在光的传播路径上。作为其方法之一,可列举在比包含光的出射端面的平面更靠元件侧的位置接合线70,在发光装置1中像这样接合线70。注意,也可以是台阶部上表面21处于较低的位置。
另外,为了像这样接合线70,在发光装置1中,将保护元件60配置于比台阶部上表面21的中央的区域靠近端部的位置。具体而言,使第一保护元件61以及第二保护元件62靠近光行进侧配置,使第三保护元件63靠近元件侧配置。至少,通过在不希望接合线70的区域配置一个以上的保护元件60,能够实现浪费较少的布线图案。
电连接第一半导体激光元件31的线70中的一条与配置保护元件60的金属膜25接合。电连接第二半导体激光元件32的线70中的一条与配置保护元件60的金属膜25接合。具体而言,都与配置第二保护元件62的金属膜25接合。
电连接第三半导体激光元件33的三条线70与配置保护元件60的金属膜25接合。另外,两个发射极所对应的两条线70与配置保护元件60的金属膜25接合。具体而言,与配置第三保护元件63的金属膜25接合。即,在多个金属膜25之中,有接合保护元件60以及线70的金属膜25。
在接合将第一半导体激光元件31电连接的线70的一方的第二内侧面16处形成的台阶部20(第一台阶部23)的台阶部上表面21上配置的第一保护元件61以及第二保护元件62保护第一半导体激光元件31。另外,在接合将第二半导体激光元件32电连接的线70的一方的第二内侧面16处形成的台阶部20(第二台阶部24)的台阶部上表面21上配置的第一保护元件61以及第二保护元件62保护第二半导体激光元件32。另外,在形成于两个第二内侧面16处的台阶部20(第一台阶部23以及第二台阶部24)的台阶部上表面21上配置的两个第三保护元件63保护第三半导体激光元件33。
在配置于一个台阶部20(第一台阶部23以及第二台阶部24中的任一个)的台阶部上表面21的第一保护元件61与第二保护元件62之间,没有接合与半导体激光元件30接合的线70的区域。另外,同样,在这之间,没有接合与副安装座40接合的线70的区域。
在如此配置的发光装置1中,能够引出俯视时与第一内侧面15平行且与光反射部件50以及第一保护元件61相交的直线。换言之,在发光装置1中,光反射部件50以及一个以上的第一保护元件61被配置为与平行于第一内侧面15的一条直线相交。通过在不希望接合线70的区域配置第一保护元件61,能够有效运用台阶部上表面21,实现有助于小型化的布线图案。
因而,在发光装置1中,最靠光行进侧配置的保护元件60(第一保护元件61)和光反射部件50被配置为与平行于第一内侧面15的一条直线相交。或者,最靠光行进侧的保护元件60与平行于第一内侧面15且至少通过光反射部件50的某处的直线相交。另外,这可以针对形成于两个第二内侧面16处的台阶部20来说。
此外,在发光装置1中,能够引出俯视时与第一内侧面15平行且与光反射部件50以及第二保护元件62相交的直线。换言之,在发光装置1中,光反射部件50以及一个以上的第二保护元件62被配置为与平行于第一内侧面15的一条直线相交。
因而,在发光装置1中,比平行于第二内侧面16的方向上的相对的第一内侧面15的中心更靠光行进侧配置的所有保护元件60和光反射部件50被配置为与平行于第一内侧面15的一个直线相交。或者,比平行于第二内侧面16的方向上的相对的第一内侧面15的中心更靠光行进侧配置的所有保护元件60与平行于第一内侧面15且至少通过光反射部件50的某处的直线相交。另外,这可以针对形成于两个第二内侧面16处的台阶部20来说。
如此,基于光反射部件50的配置关系,在形成于两个第二内侧面16处的台阶部20,不希望接合线70的区域是对称的。因此,通过在各个台阶部上表面21对称地设置多个金属膜,可实现有效运用了区域的布线图案。
接下来,将盖部件80接合于基部10的上表面。将设于盖部件80与基部10各自的接合区域的金属膜彼此经由Au-Sn等接合,从而固定。此时,以使配置半导体激光元件30的空间成为气密密封的密闭空间的方式将基部10与盖部件80接合。通过如此气密密封,能够抑制有机物等附着在半导体激光元件30的光的出射端面上。
另外,盖部件80作为使由光反射部件50的光反射面反射后的光透过的透光性部件发挥作用。这里,透光性指的是对于从半导体激光元件30出射并向透光性部件入射的光,透过率为80%以上。
如此,实施方式的发光装置不仅能够在形成其外形的基部的空腔中配置多个半导体激光元件与多个保护元件,而且还能够使其外形成为紧凑的设计。另外,可在基部中实现其所用的适当的布线图案。另外,由于考虑光路而设计了构成要素的配置,因此不会有损于作为发光装置的功能。
以上说明了实施方式的发光装置,但本发明的发光装置并不严格限定于实施方式的发光装置。即,本发明并非不限定于由实施方式公开的发光装置的外形、构造就不能实现。另外,不需要必要充分地具备所有构成要素就可以被应用。例如,在权利要求书中,在未记载由实施方式公开的发光装置的构成要素的一部分的情况下,对于该一部分的构成要素,认为本领域技术人员对其具有代替、省略、形状变形、材料变更等的设计自由度,确定可在此基础上应用权利要求书所记载的发明。
工业实用性
各实施方式所记载的发光装置能够使用于头戴式显示器、投影仪、车载大灯、照明、显示器等。
Claims (18)
1.一种发光装置,其特征在于,具有:
多个半导体激光元件;
框部,其将配置所述多个半导体激光元件的底面包围,具有相对的第一内侧面和与相对的所述第一内侧面的至少一方相交的第二内侧面;
一个或多个光反射部件,其在所述框部的内侧配置于所述底面,对从配置于所述底面的所述多个半导体激光元件朝向所述框部的一方的所述第一内侧面行进的激光进行反射;
多条线,其用于将所述多个半导体激光元件电连接;
多个保护元件,其包含第一保护元件;
俯视时,所述多条线不在与处于所述光反射部件的光反射面的上端的边相比靠光行进侧的位置与所述框部的上表面接合,
所述多条线具有与所述框部的上表面的沿着所述第二内侧面的区域接合的第一线和第二线,
所述第一保护元件配置于沿着所述第二内侧面的区域,与相邻的两个金属膜电连接,
所述第一线在与所述第一保护元件相比靠光行进侧的位置与沿着所述第二内侧面的区域接合,所述第二线在与所述第一保护元件相比靠半导体激光元件侧的位置与沿着所述第二内侧面的区域接合。
2.根据权利要求1所述的发光装置,其特征在于,
所述多条线除了所述第一线之外还具有在与所述第一保护元件相比靠光行进侧的位置与沿着所述第二内侧面的区域接合的一条或多条线,
在与所述第一保护元件相比靠光行进侧的位置与沿着所述第二内侧面的区域接合的线的数量多于在与所述第一保护元件相比靠半导体激光元件侧的位置与沿着所述第二内侧面的区域接合的线的数量。
3.根据权利要求2所述的发光装置,其特征在于,
所述第二线同与除了所述第一线之外在与所述第一保护元件相比靠光行进侧的位置与沿着所述第二内侧面的区域接合的一条或多条线所电连接的所述半导体激光元件不同的所述半导体激光元件接合。
4.根据权利要求2所述的发光装置,其特征在于,
在与所述第一保护元件相比靠半导体激光元件侧的位置与沿着所述第二内侧面的区域接合的线仅为所述第二线。
5.根据权利要求1所述的发光装置,其特征在于,
所述多个保护元件不配置于比所述第二线与沿着所述第二内侧面的区域接合的位置靠半导体激光元件侧的位置。
6.根据权利要求1所述的发光装置,其特征在于,
所述多个保护元件还包含在沿着与所述第二内侧面相对的内侧面的区域配置的第二保护元件,
所述多条线还具有在沿着与所述第二内侧面相对的内侧面的区域,在与所述第二保护元件相比靠光行进侧的位置接合的第三线以及在与所述第二保护元件相比靠半导体激光元件侧的位置接合的第四线,
所述第一线在与所述第三线相比靠半导体激光元件侧的位置与所述半导体激光元件接合。
7.根据权利要求6所述的发光装置,其特征在于,
所述框部还具有沿着所述第二内侧面和与所述第二内侧面相对的所述内侧面设置的台阶部,
沿着所述第二内侧面的区域和沿着与所述第二内侧面相对的内侧面的区域位于所述台阶部的上表面。
8.根据权利要求1所述的发光装置,其特征在于,
在沿着所述第二内侧面的区域设有多个金属膜,
所述第一保护元件跨过相邻的两个所述金属膜配置。
9.根据权利要求1所述的发光装置,其特征在于,
在与所述半导体激光元件的出射端面相比靠半导体激光元件侧的位置与沿着所述第二内侧面的区域接合的所述线的数量多于在与所述半导体激光元件的出射端面相比靠半导体激光元件侧的位置在沿着所述第二内侧面的区域配置的所述保护元件的数量。
10.根据权利要求1所述的发光装置,其特征在于,
所述多个保护元件包含在与所述半导体激光元件的出射端面相比靠光行进侧的位置在沿着所述第二内侧面的区域配置的保护元件。
11.一种发光装置,其特征在于,具有:
多个半导体激光元件;
框部,其将配置所述多个半导体激光元件的底面包围,具有相对的第一内侧面和与相对的所述第一内侧面的至少一方相交的第二内侧面;
一个或多个光反射部件,其在由所述框部形成的框的内侧配置于所述底面,对从配置于所述底面的所述多个半导体激光元件朝向所述框部的一方的所述第一内侧面行进的激光进行反射;
多条线,其用于将所述多个半导体激光元件电连接;
第一保护元件和第二保护元件,其配置于所述框部的上表面;
俯视时,所述多条线不在与处于所述光反射部件的光反射面的上端的边相比靠光行进侧的位置与所述框部的上表面接合,
所述第一保护元件和所述第二保护元件配置于沿着所述框部的上表面的所述第二内侧面的区域,与相邻的两个金属膜电连接,
所述线与沿着所述第二内侧面的区域中、所述第一保护元件与所述第二保护元件之间的区域接合。
12.根据权利要求11所述的发光装置,其特征在于,
所述第一保护元件配置于比在与所述第二内侧面平行的方向上相对的所述第一内侧面的中心靠光行进侧的位置,
所述第二保护元件配置于比在与所述第二内侧面平行的方向上相对的所述第一内侧面的中心靠半导体激光元件侧的位置。
13.根据权利要求11所述的发光装置,其特征在于,
所述框部在所述第一内侧面的外侧具有第一外侧面,并且在所述第二内侧面的外侧具有第二外侧面,
所述第一保护元件配置于比在与所述第二外侧面平行的方向上相对的所述第一外侧面的中心靠光行进侧的位置,
所述第二保护元件配置于比在与所述第二外侧面平行的方向相对的所述第一外侧面的中心靠半导体激光元件侧的位置。
14.根据权利要求11所述的发光装置,其特征在于,
所述多条线在与所述多个半导体激光元件的出射端面相比靠半导体激光元件侧的位置与所述框部的上表面接合。
15.根据权利要求11所述的发光装置,其特征在于,
还具有配置所述多个半导体激光元件的副安装座,
所述多条线包含与所述多个半导体激光元件的上表面接合的线和与所述副安装座的上表面接合的线,
与所述多个半导体激光元件的上表面接合的线和一端与所述副安装座的上表面接合的线分别与所述框部的上表面的沿着所述第二内侧面的所述区域中、所述第一保护元件与所述第二保护元件之间的区域接合。
16.根据权利要求1至5中任一项所述的发光装置,其特征在于,
所述多条线中一条以上的线与所述框部的上表面的、与所述第二保护元件相比靠半导体激光元件侧的区域接合。
17.根据权利要求11所述的发光装置,其特征在于,
还具有在所述框部的上表面的沿着所述第二内侧面的所述区域中、所述第一保护元件和所述第二保护元件之间的区域,在与所述第二保护元件相比靠近所述第一保护元件的位置配置的第三保护元件,
所述多条线与所述框部的上表面的沿着所述第二内侧面的所述区域中、所述第二保护元件与所述第三保护元件之间的区域接合。
18.根据权利要求17所述的发光装置,其特征在于,
所述第三保护元件配置于比在与所述第二内侧面平行的方向上相对的所述第一内侧面的中心靠光行进侧的位置。
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