DE102021203381A1

DE102021203381A1 - Lichtemittierende Vorrichtung und optischer Teil

Info

Publication number: DE102021203381A1
Application number: DE102021203381.4A
Authority: DE
Inventors: Toshiaki Yamashita
Original assignee: Nichia Corp
Current assignee: Nichia Corp
Priority date: 2020-04-06
Filing date: 2021-04-06
Publication date: 2021-10-07
Also published as: CN113497173A; US11631965B2; US20210313767A1; JP2021166213A

Abstract

Eine lichtemittierende Vorrichtung umfasst: ein lichtemittierendes Element; und ein Wellenlängenumwandlungselement, das umfasst: einen Wellenlängenumwandlungsteil, der konfiguriert ist, um von dem lichtemittierenden Element emittiertes Licht in Licht mit einer unterschiedlichen Wellenlänge umzuwandeln und das Licht mit der unterschiedlichen Wellenlänge auszugeben, einen Umschließungsteil, der den Wellenlängenumwandlungsteil umschließt, und eine leitfähige Schicht, die auf dem Umschließungsteil angeordnet ist und den Wellenlängenumwandlungsteil umgibt. Die leitfähige Schicht weist Rutheniumoxid auf.

Description

Verweis auf verwandte Anmeldung
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität für die japanische Patentanmeldung Nr. 2020-068007 , eingereicht am 6. April 2020, deren Offenbarung hiermit in ihrer Gesamtheit per Referenz eingebunden ist.
Hintergrund
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine lichtemittierende Vorrichtung und ein optisches Teil.
In verschiedenen Anwendungen wird Laserlicht verwendet. Die Verwendung von Laserlicht kann Sicherheitsüberlegungen erfordern. Die japanische Patentveröffentlichung Nr. 2019-117827 offenbart ein optisches Teil, das mit einem Umwandlungselement, das fähig ist, die Wellenlänge von Laserlicht, das Anregungslicht ist, in Licht mit einer unterschiedlichen Wellenlänge umzuwandeln, und einem leitfähigen feinen Draht zu dem Zweck, einen Bruch oder Ähnliches eines Umwandlungselements zu erfassen, ausgestattet ist.
Zusammenfassung
Eine der Aufgaben der vorliegenden Offenbarung ist es, eine lichtemittierende Vorrichtung und ein optisches Teil mit hoher Erfassungsgenauigkeit bereitzustellen.
Gemäß einer Ausführungsform weist eine lichtemittierende Vorrichtung ein lichtemittierendes Element und ein Wellenlängenumwandlungselement auf. Das Wellenlängenumwandlungselement umfasst einen Wellenlängenumwandlungsteil, einen Umschließungsteil und eine leitfähige Schicht. Der Wellenlängenumwandlungsteil ist konfiguriert, um von dem lichtemittierenden Element emittiertes Licht in Licht mit einer unterschiedlichen Wellenlänge umzuwandeln und das Licht mit der unterschiedlichen Wellenlänge auszugeben. Der Umschließungsteil umschließt den Wellenlängenumwandlungsteil. Die leitfähige Schicht ist auf dem Umschließungsteil angeordnet und umgibt den Wellenlängenumwandlungsteil. Die leitfähige Schicht ist unter Verwendung von Rutheniumoxid ausgebildet.
Gemäß einer anderen Ausführungsform weist ein optisches Teil eine Basis und eine leitfähige Schicht auf. Die Basis hat einen Wellenlängenumwandlungsteil und einen Umschließungsteil. Der Wellenlängenumwandlungsteil ist konfiguriert, um Licht mit einer zu einer Wellenlänge von auf die Basis einfallendem Licht unterschiedlichen Wellenlänge auszugeben. Der Umschließungsteil umschließt seitliche Flächen des Wellenlängenumwandlungsteils. Die leitfähige Schicht ist auf einer oberen Fläche oder einer unteren Fläche des Umschließungsteils angeordnet und umgibt den Wellenlängenumwandlungsteil. Die leitfähige Schicht umfasst die Verwendung von Rutheniumoxid.
Gemäß gewissen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung können eine lichtemittierende Vorrichtung und ein optisches Teil mit hoher Erfassungsgenauigkeit bereitgestellt werden.
Figurenliste

1 ist eine Perspektivansicht einer lichtemittierenden Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform.
2 ist eine 1 entsprechende Draufsicht.
3 ist eine entlang der Linie III-III in 2 genommene Querschnittansicht der lichtemittierenden Vorrichtung.
4 ist eine Perspektivansicht, welche die innere Struktur der lichtemittierenden Vorrichtung gemäß der Ausführungsform erklärt.
5 ist eine 4 entsprechende Draufsicht.
6 ist eine Perspektivansicht, welche die innere Struktur der lichtemittierenden Vorrichtung gemäß der Ausführungsform erklärt.
7 ist eine 6 entsprechende Draufsicht.
8 ist eine Perspektivansicht eines optischen Teils gemäß der Ausführungsform.
9 ist eine 8 entsprechende Draufsicht.
10 ist eine durch die Basis des Wellenlängenumwandlungselements gesehene Draufsicht, um die Verbindungsfläche zwischen dem lichtdurchlässigen Element und dem Wellenlängenumwandlungselement gemäß der Ausführungsform zu erklären.
11 ist eine untere Ansicht des Wellenlängenumwandlungselements gemäß der Ausführungsform.
12 ist eine Draufsicht des lichtdurchlässigen Elements gemäß der Ausführungsform.
13 ist ein Diagramm, das die Ergebnisse des Experiments zeigt, das ausgeführt wurde, um die Korrelation zwischen der Tempertemperatur und dem Schichtwiderstand zu untersuchen.
14 ist ein Diagramm, das die Ergebnisse des Experiments zeigt, das durchgeführt wurde, um Änderungen im elektrischen Widerstand der Rutheniumoxide, die unter verschiedenen Bedingungen wärmebehandelt wurden und einem, das nicht wärmebehandelt wurde, die unter einer Hochtemperaturbedingung gelagert wurden, zu untersuchen.
15 ist ein Diagramm, das die Ergebnisse des Experiments zeigt, das durchgeführt wurde, um Änderungen im elektrischen Widerstand von Rutheniumoxid und Indiumzinnoxid, die unter Hochtemperatur- und hohen Feuchtigkeitsbedingungen gelagert wurden, zu untersuchen.

Detaillierte Beschreibung
In der vorliegenden Anmeldung sollte ein Polygon, wie etwa ein Dreieck, Rechteck oder Ähnliches derart ausgelegt werden, dass es ein Polygon, das einer Verarbeitung, wie etwa dem Winkelschneiden, Abschrägen, Anfasen, Abrunden oder Ähnlichem unterzogen wird, umfasst. Der Ort einer derartigen Verarbeitung ist nicht auf eine Ecke (ein Ende einer Seite) beschränkt. Ein Polygon sollte ähnlich derart ausgelegt werden, dass es ein Polygon, das einer Verarbeitung in der Mitte einer Seite unterzogen wurde, umfasst. Mit anderen Worten sollte jede polygonbasierte Form, die einer Verarbeitung unterzogen wurde, in der Auslegung eines „Polygons“ in der Beschreibung und den begleitenden Zeichnungen enthalten sein.
Dies gilt ähnlich für jedes Wort, das eine spezifische Form, wie etwa eine trapezförmige, kreisförmige, vertiefte oder vorstehende Form, beschreibt, ohne auf ein Polygon beschränkt zu sein. Die vorstehenden Definitionen gelten auch für Seiten, die derartige Polygone bilden. Mit anderen Worten sollte der Begriff „Seite“, selbst wenn eine Ecke oder eine Mitte einer Seite einer Verarbeitung unterzogen wird, derart ausgelegt werden, dass er den verarbeiteten Abschnitt umfasst. Um ein „Polygon“ oder eine „Seite“, die absichtlich nicht verarbeitet ist, von einer Form, die einer Verarbeitung unterzogen wird, zu unterscheiden, wird die Form durch Hinzufügen des Ausdrucks „im strengen Sinne“, wie etwa ein „Rechteck im strengen Sinne“ beschrieben.
Außerdem beschreiben in der Beschreibung oder dem Schutzbereich der Patentansprüche Ausdrücke, die eine Position, wie etwa obere und untere, linke und rechte Oberfläche und Rückseite, vorn und hinten, in der Nähe der Vorderseite und innen oder Ähnliche lediglich die relative Positions-, Orientierungs- oder Richtungsbeziehung zwischen oder unter gewissen Teilen und fallen nicht notwendigerweise mit der Beziehung der Teile bei der Verwendung zusammen. Zum Beispiel bleibt selbst in dem Fall, in dem ein Teil in einem Endprodukt installiert ist, so dass die obere Fläche des Teils als eine seitliche Fläche des Endprodukts positioniert ist, die obere Fläche die obere Fläche für dieses Teil.
Wenn es überdies in der Beschreibung und dem Schutzbereich der Patentansprüche hier mehrere Teile eines gewissen Bestandteilelements gibt und eine Unterscheidung vorgenommen werden muss, könnte ein Wort wie etwa „erste/r/s“, „zweite/r/s“ oder Ähnliches hinzugefügt werden. Die Art und Weise, auf die ein derartiges Wort in der Beschreibung verwendet wird, könnte mit der Art und Weise, auf die ein Wort in den Patentansprüchen verwendet wird, nicht übereinstimmen, wenn der Gegenstand der unterschieden werden soll oder die Perspektive für eine derartige Unterscheidung sich unterscheiden.
Zum Beispiel in dem Fall, in dem es Elemente gibt, die durch die Wörter „erstes“, „zweites“ und „drittes“ in der Beschreibung unterschieden werden und in einem gewissen Patentanspruch nur die „ersten“ und „dritten“ angeführt werden, könnten sie in dem Patentanspruch der Lesbarkeit halber durch die Worte „erstes“ und „zweites“ unterschieden werden. In einem derartigen Fall würden sich die von den Worten „erstes“ und „zweites“ begleiteten Elemente in dem Patentanspruch auf die von den Worten „erstes“ und „drittes“ begleiteten Elemente in der Beschreibung beziehen.
Gewisse Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden nachstehend unter Bezug auf die begleitenden Zeichnungen erklärt. Die nachstehend beschriebenen Ausführungsformen werden bereitgestellt, um den technischen Ideen der vorliegenden Erfindung Gestalt zu verleihen, und sind nicht dazu gedacht, die vorliegende Erfindung zu beschränken. In der nachstehenden Erklärung bezeichnen die gleichen Bezeichnungen und Bezugszahlen die gleichen oder ähnliche Elemente, für die eine redundante Beschreibung gegebenenfalls weggelassen wird. Die Größen und relativen Positionen der in den Zeichnungen gezeigten Elemente könnten der Klarheit der Erklärung halber übertrieben werden.
1 ist eine Perspektivansicht, die eine lichtemittierende Vorrichtung 1 gemäß einer Ausführungsform darstellt. 2 ist eine Draufsicht der lichtemittierenden Vorrichtung 1. 3 ist eine entlang der Linie III-III in 2 genommene Querschnittansicht der lichtemittierenden Vorrichtung 1. 4 ist eine Perspektivansicht, welche die innere Struktur der lichtemittierenden Vorrichtung 1 erklärt, die in dem Zustand gezeigt ist, in dem das Lichtabschirmelement 90 entfernt ist. 5 ist eine Draufsicht in dem gleichen Zustand wie in 4. 6 ist eine Perspektivansicht, welche die innere Struktur der lichtemittierenden Vorrichtung 1 in dem Zustand erklärt, in dem ferner das lichtdurchlässige Element 82 und das Wellenlängenumwandlungselement 81 entfernt sind. 7 ist eine Draufsicht in dem gleichen Zustand wie in 6. 8 ist eine Perspektivansicht eines beispielhaften optischen Teils 80 gemäß der Ausführungsform. 9 ist eine Draufsicht in dem gleichen Zustand wie in 8. 10 ist eine durch das Wellenlängenumwandlungselement 81 gesehene Draufsicht, um die Verbindungsfläche zwischen dem lichtdurchlässigen Element 82 und dem Wellenlängenumwandlungselement 81 zu erklären. In 10 sind die Verbindungsbereiche in der dünnen Metallschicht 821 des lichtdurchlässigen Elements 82 und der leitfähigen Schicht 813 des Wellenlängenumwandlungselements 82 mit Schraffurlinien angezeigt. Der Bereich, der durch dichtere Schraffurlinien angezeigt wird, stellt die leitfähige Schicht 813 dar. 11 ist eine untere Ansicht des Wellenlängenumwandlungselements 81 gemäß der Ausführungsform. 12 ist eine Draufsicht des lichtdurchlässigen Elements 82.
Eine lichtemittierende Vorrichtung 1 umfasst als Bestandteilelemente eine Basis 10, ein lichtemittierendes Element 20, einen Submount 30, ein lichtreflektierendes Element 40, eine Schutzvorrichtung 50, ein Temperaturmesselement 60, einen Draht 70, ein optisches Teil 80 und ein Lichtabschirmelement 90. Die lichtemittierende Vorrichtung 1 umfasst wenigstens ein lichtemittierendes Element 20 und einen optischen Teil 80 als Bestandteilelemente.
Die lichtemittierende Vorrichtung 1 umfasst ein oder mehrere lichtemittierende Elemente 20. Die lichtemittierende Vorrichtung 1 umfasst die gleiche Anzahl von Submounts 30 und der lichtreflektierenden Elemente 40 wie die der lichtemittierenden Elemente 20. Sie umfasst eine oder mehrere Schutzvorrichtungen 50. Sie umfasst eine oder mehrere Temperaturmesselemente 60. Sie umfasst einen oder mehrere Drähte 70.
Ein optisches Teil 80 umfasst als Bestandteilelemente ein Wellenlängenumwandlungselement 81 und ein lichtdurchlässiges Element 82. Das optische Teil 80 umfasst wenigstens ein Wellenlängenumwandlungselement 81 als ein Bestandteilelement. Die lichtemittierende Vorrichtung 1 kann zusätzliche Bestandteilelemente umfassen.
Als Nächstes werden Bestandteilelemente erklärt.
Basis 10
Eine Basis 10 umfasst eine vertiefte Form, die von der oberen Fläche zu der unteren Fläche vertieft ist. In einer Draufsicht ist die Außenform rechteckig und die Vertiefung ist von der Außenform einwärts ausgebildet. Die Basis 10 umfasst eine obere Fläche 11, eine Bodenfläche 12, eine untere Fläche 13, eine oder mehrere innere Seitenflächen 14 und eine oder mehrere äußere Seitenflächen 15. In der Draufsicht wird ein Rahmen durch die Linie(n) ausgebildet, die durch die eine oder mehreren inneren Seitenflächen 14 gebildet wird, welche auf die obere Fläche 11 treffen. Die Vertiefung der Basis 10 ist von dem Rahmen umgeben.
Die Basis 10 umfasst einen oder mehrere gestufte Abschnitte 16 einwärts von dem Rahmen. In der Basis 10 sind zwei gestufte Abschnitte 16 mit von der Bodenfläche 12 unterschiedlichen Höhen ausgebildet. Die gestuften Abschnitte 16 bestehen nur aus einer oberen Fläche und den seitlichen Flächen, die sich nach unten erstrecken und auf die obere Fläche treffen. Die Höhe eines gestuften Abschnitts 16 ist die Höhe von der Bodenfläche 12 zu der oberen Fläche des gestuften Abschnitts 16. Die eine oder mehreren innere Seitenflächen 14 umfassen die Seitenfläche(n), die auf die obere Fläche 11 der Basis 10 trifft/treffen, und die Seitenflächen der gestuften Abschnitte 16.
Hier wird auf den einen der zwei gestuften Abschnitte 16, der eine kleinere Höhe von der Bodenfläche 12 hat, als ein erster gestufter Abschnitt 161 Bezug genommen und auf den, der eine größere Höhe von der Bodenfläche 12 hat, wird als ein zweiter gestufter Abschnitt 162 Bezug genommen. Der erste gestufte Abschnitt 161 ist entlang des gesamten Umfangs des Rahmens der Basis 10 bereitgestellt. Der zweite gestufte Abschnitt 162 ist entlang eines Abschnitts des Rahmens bereitgestellt, ohne entlang des gesamten Umfangs des Rahmens der Basis 10 zu sein. In der Basis 10 sind mehrere zweite gestufte Abschnitte 162 ausgebildet.
Die Basis 10 kann unter Verwendung einer Keramik als Primärmaterial ausgebildet werden. Zum Beispiel können Aluminiumnitrid, Siliziumnitrid, Aluminiumoxid oder Siliziumkarbid als ein Keramikmaterial verwendet werden. Das Material, das verwendet werden kann, ist nicht auf Keramiken beschränkt und jedes andere Material mit Isoliereigenschaften kann als ein Primärmaterial verwendet werden, um die Basis auszubilden.
Ein oder mehrere Metallfilme sind auf der Bodenfläche 12 der Basis 10 angeordnet. Ein oder mehrere Metallfilme sind auf den oberen Flächen der zweiten gestuften Abschnitte 162 angeordnet. Ein oder mehrere Metallfilme sind auf der oberen Fläche 11 der Basis 10 angeordnet. In der in den Zeichnungen dargestellten beispielhaften lichtemittierenden Vorrichtung 1 sind vier Metallfilme auf der Bodenfläche 12 bereitgestellt, eine dünne Metallschicht ist auf jedem der zwei gestuften Abschnitte 162 bereitgestellt und sechs dünne Metallschichten sind auf der oberen Fläche 11 berei tgestell t.
Die eine oder mehreren Metallfilme, die auf der Bodenfläche 12 angeordnet sind, umfassen einen, der mit dem auf der oberen Fläche 11 angeordneten, Metallfilm elektrisch verbunden ist. Der eine oder die mehreren Metallfilme, die auf den oberen Flächen der zweiten gestuften Abschnitte 162 angeordnet sind, umfassen einen, der mit wenigstens einem der auf der oberen Fläche 11 angeordneten Metallfilme, elektrisch verbunden ist.
Lichtemittierendes Element 20
Ein lichtemittierendes Element 20 ist ein Halbleiterlaserelement. Es braucht kein Halbleiterlaserelement zu sein. Zum Beispiel können lichtemittierende Elemente, wie etwa eine LED oder eine organische EL, als das lichtemittierende Element 20 der lichtemittierenden Vorrichtung 1 verwendet werden. In der in den Zeichnungen gezeigten beispielhaften lichtemittierenden Vorrichtung 1 wird ein Halbleiterlaserelement 20 als ein lichtemittierendes Element 20 verwendet.
Jedes in den Zeichnungen gezeigte Halbleiterlaserelement 20 umfasst in der Draufsicht einen rechteckigen Umriss. Die seitliche Fläche, die auf eine der zwei kurzen Seiten des Rechtecks trifft, dient als die Emissionsfläche, durch welche das Licht das Halbleiterlaserelement 20 verlässt. Die obere Fläche und die untere Fläche des Halbleiterlaserelements 20 haben größere Flächen als die Emissionsfläche.
Das von dem Halbleiterlaserelement 20 ausgehende Licht (Laserstrahl) breitet sich aus, wobei es in einer Ebene parallel zu der Emissionsfläche ein elliptisches Fernfeldmuster (auf das hier nachstehend als „FFP“ Bezug genommen wird) bildet. Hier bezieht sich FFP auf die Form und Lichtintensitätsverteilung des emittierten Lichts, das an einem von der Emissionsfläche beanstandeten Ort gemessen wird.
Die Form des FFP des von einem Halbleiterlaserelement 20 emittierten Lichts ist eine Ellipse mit einem längeren Durchmesser in der Stapelrichtung der Halbleiterschichten, welche die aktive Schicht umfassen, als einem Durchmesser in der Richtung senkrecht zu der Stapelrichtung der Halbleiterschichten (d.h. Schichtrichtung). In der FFP wird auf die Schichtrichtung als die laterale Richtung des FFP Bezug genommen und auf die Richtung parallel zu der Stapelrichtung wird als die vertikale Richtung des FFP Bezug genommen.
Außerdem wird auf das Licht mit einer Intensität von wenigstens 1/e² relativ zu dem Spitzenintensitätswert basierend auf der Lichtintensitätsverteilung eines FFP eines Halbleiterlaserelements 20 als der Hauptteil des emittierten Lichts Bezug genommen. Auf den Winkel, welcher der vollen Breite beim halben Maximum der Lichtintensitätsverteilung entspricht, wird als Divergenzwinkel Bezug genommen. Auf den Divergenzwinkel in der Vertikalrichtung eines FFP wird als vertikaler Divergenzwinkel Bezug genommen, und auf den Divergenzwinkel in der Horizontalrichtung eines FFP wird als horizontaler Divergenzwinkel Bezug genommen.
Als ein Halbleiterlaserelement 20 kann eines verwendet werden, das Licht mit einer Spitzenemissionswellenlänge im Bereich von 320 nm bis 530 nm, typischerweise im Bereich von 430 nm bis 480 nm, emittiert. Beispiele für ein derartiges Halbleiterlaserelement 20 umfassen Halbleiterlaserelemente, die einen Nitridhalbleiter umfassen. Als Nitridhalbleiter können zum Beispiel GaN, InGaN und AlGaN verwendet werden. Das von einem lichtemittierenden Element 20 emittierte Licht ist nicht hierauf beschränkt.
Submount 30
Ein Submount 30 ist als ein rechteckiger Quader mit einer unteren Fläche, einer oberen Fläche und seitlichen Flächen geformt. Die Dicke des Submount 30 ist in der Oben-Unten-Richtung am kleinsten. Die Form ist nicht auf einen rechteckigen Quader beschränkt. Der Submount 30 ist zum Beispiel mit Siliziumnitrid, Aluminiumnitrid oder Siliziumkarbid ausgebildet. Andere Materialien können verwendet werden. Eine Metallfilme ist auf der oberen Fläche des Submount 30 ausgebildet.
Lichtreflektierendes Element 40
Ein lichtreflektierendes Element 40 umfasst zwei lichtreflektierende Flächen 41, um Licht zu reflektieren. Für eine reflektierende Fläche wird zum Beispiel eine Oberfläche mit einem Reflexionsgrad von wenigstens 90% relativ zu der Spitzenwellenlänge des bestrahlten Lichts bereitgestellt. Der Reflexionsgrad kann hier auf 100% oder weniger oder weniger als 100% festgelegt werden.
Die zwei lichtreflektierenden Flächen 41 sind eben und zu der unteren Fläche schräg. Die zwei lichtreflektierenden Flächen 41 haben voneinander abweichende schräge Winkel relativ zu der unteren Fläche. Mit anderen Worten ist keine der zwei lichtreflektierenden Flächen 41 zu der unteren Fläche orthogonal oder parallel. Die zwei lichtreflektierenden Flächen 41 sind zusammenhängend, wobei sie einen integralen reflektierenden Bereich bilden.
Hier wird auf die lichtreflektierende Fläche näher an der unteren Fläche als die erste reflektierende Fläche 411 Bezug genommen und auf die lichtreflektierende Fläche weiter entfernt von der unteren Fläche wird als die zweite reflektierende Fläche 412 Bezug genommen. In einem lichtreflektierenden Element 40 ist der schräge Winkel der zweiten reflektierenden Fläche 412 größer als der schräge Winkel der ersten reflektierenden Fläche 411. Zum Beispiel ist die Schrägwinkeldifferenz zwischen der ersten reflektierenden Fläche 411 und der zweiten reflektierenden Fläche 412 im Bereich von 10 bis 60 Grad.
Das lichtreflektierende Element kann drei oder mehr lichtreflektierende Flächen 41 haben, die einen integralen Reflexionsbereich bilden. Alternativ kann eine lichtreflektierende Fläche 41 einen reflektierenden Bereich bilden. Das lichtreflektierende Element kann eine zusätzliche lichtreflektierende Fläche haben, die nicht mit den anderen lichtreflektierenden Flächen zusammenhängend ist. Die lichtreflektierenden Flächen 41 können anstelle ebener Flächen gekrümmte Flächen sein.
Glas, Metall oder Ähnliches können als ein Primärmaterial verwendet werden, um die Außenform eines reflektierenden Elements 40 zu bilden. Vorzugsweise wird ein wärmebeständiges Material als das Primärmaterial verwendet. Zum Beispiel können Glas, wie etwa Quarz oder BK7 (Borsilikatglas), Metalle, wie etwa Aluminium, oder Si als das Primärmaterial verwendet werden. Die reflektierenden Flächen können zum Beispiel unter Verwendung eines Metalls, wie etwa Ag, Al oder Ähnlichen oder einer dielektrischen Vielschichtdünnschicht, wie etwa Ta₂O₅/SiO₂, TiO₂/SiO₂, Nb₂O₅/SiO₂ oder Ähnlicher ausgebildet werden.
Schutzvorrichtung 50
Eine Schutzvorrichtung 50 wird bereitgestellt, um zu verhindern, dass ein Überstrom ein gewisses Element, wie etwa ein lichtemittierendes Element, beschädigt. Zum Beispiel kann eine mit Si ausgebildete Zener-Diode als die Schutzvorrichtung 50 verwendet werden.
Temperaturmesselement 60
Ein Temperaturmesselement 60 ist ein Element, das als ein Temperatursensor zur Messung der Umgebungstemperatur verwendet wird. Zum Beispiel kann ein Thermistor als das Temperaturmesselement 60 verwendet werden.
Draht 70
Ein Draht 70 wird verwendet, um zwei Bestandteilelemente elektrisch zu verbinden. Zum Beispiel kann ein Metalldraht als ein Draht 70 verwendet werden.
Wellenlängenumwandlungselement 81
Ein Wellenlängenumwandlungselement 81 umfasst eine untere Fläche, eine obere Fläche und seitliche Flächen. Das Wellenlängenumwandlungselement 81 umfasst einen Wellenlängenumwandlungsteil 811. Das Wellenlängenumwandlungselement 81 umfasst einen Umschließungsteil 812. Das Wellenlängenumwandlungselement 81 umfasst eine leitfähige Schicht 813. Das Wellenlängenumwandlungselement 81 umfasst einen Metallfilm 814.
Das Wellenlängenumwandlungselement 81 wird durch Anordnen einer leitfähigen Schicht 813, eines Metallfilms 814 oder einer anderen Films auf einer Basis ausgebildet. Mit anderen Worten wird das Wellenlängenumwandlungselement 81 durch ein Verfahren zur Bereitstellung einer Basis für das Wellenlängenumwandlungselement 81 durch Ausbildung oder Kauf, ein Verfahren zum Anordnen einer leitfähigen Schicht 813 auf der Basis des Wellenlängenumwandlungselements 81 und ein Verfahren zur Anordnung eines Metallfilms 814 auf der Basis des Wellenlängenumwandlungselements 81 ausgebildet.
Das Verfahren zum Ausbilden eines Metallfilms 814 kann vor dem Verfahren zum Anordnen einer leitfähigen Schicht 813 durchgeführt werden. Alternativ kann das Wellenlängenumwandlungselement 81 durch den Kauf einer Basis mit einer dünnen Metallschicht in dem Zustand, in dem bereits eine Metallschicht 813 auf der Basis des Wellenlängenumwandlungselements 81 angeordnet ist, bereitgestellt werden.
Die Basis ist eine rechteckige quaderförmige Platte. Die Form ist nicht auf einen rechteckigen Quader beschränkt. Der Wellenlängenumwandlungsteil 811 ist in der Basis des Wellenlängenumwandlungselements 81 enthalten. Der Umschließungsteil 812 ist in der Basis des Wellenlängenumwandlungselements 81 enthalten. Die Basis des Wellenlängenumwandlungselements 81 kann als ein Primärmaterial kann aus einem anorganischen Material, das für eine Verschlechterung durch Bestrahlungslicht unanfällig ist, hergestellt werden. Das Material für die Verwendung als die Basis ist nicht auf ein anorganisches Material beschränkt.
In dem Wellenlängenumwandlungselement 81 sind der Wellenlängenumwandlungsteil 811 und der Umschließungsteil 812 integral ausgebildet. Der Umschließungsteil 812 umgibt den Wellenlängenumwandlungsteil 811. Die seitlichen Innenflächen des Umschließungsteils 812 sind in Kontakt mit den seitlichen Flächen des Wellenlängenumwandlungsteils 811, und die seitlichen Außenflächen des Umschließungsteils 812 sind die seitlichen Flächen des Wellenlängenumwandlungselements 81. Das Wellenlängenumwandlungselement 81 ist als ein integraler Sinterkörper ausgebildet, der sich aus integralem Sintern des Wellenlängenumwandlungsteils 811 und des Umschließungsteils 812 ergibt.
Ein derartiger integraler Sinterkörper als die Basis des Wellenlängenumwandlungselements 81 kann zum Beispiel durch integrales Ausbilden und Sintern des Wellenlängenumwandlungsteils 811, der ein aus einem Sinterkörper oder Ähnlichem hergestelltes Formteil ist, und einem Pulvermaterial zum Ausbilden des Umschließungsteils 812 ausgebildet werden. Alternativ kann die Basis des Wellenlängenumwandlungselements 81 durch integrales Ausbilden und Sintern des Umschließungsteils 812, der ein aus einem Sinterkörper oder Ähnlichem hergestelltes Formteil ist, und einem Pulvermaterial zum Ausbilden des Wellenlängenumwandlungsteils 811 ausgebildet werden. Zum Sintern kann zum Beispiel Funkenplasmasintern (SPS), Heißpresssintern (HP) oder Ähnliches verwendet werden.
Der Wellenlängenumwandlungsteil 811 hat eine Form eines rechteckigen Quaders. Die Form des Wellenlängenumwandlungsteils 811 ist nicht auf einen rechteckigen Quader beschränkt. Der Wellenlängenumwandlungsteil 811 ist ein Element, welches das einfallende Licht in Licht mit einer unterschiedlichen Wellenlänge umwandelt. Der Wellenlängenumwandlungsteil 811 gibt das wellenlängenumgewandelte Licht nach außen frei. Der Wellenlängenumwandlungsteil 811 gibt wenigstens einen Teil des Lichts, das in den Wellenlängenumwandlungsteil 811 eingetreten ist, nach außen frei.
Der Wellenlängenumwandlungsteil 811 kann unter Verwendung einer Keramik als ein Primärmaterial und eines darin enthaltenen Leuchtstoffs ausgebildet werden. Er ist nicht auf dieses beschränkt, und Glas kann als ein Primärmaterial verwendet werden. Der Wellenlängenumwandlungsteil 811 kann alternativ unter Verwendung eines Polykristall- oder Einkristall-Leuchtstoffs ausgebildet werden. Es wird bevorzugt, ein Material mit einem Schmelzpunkt von 1300°C bis 2500°C als ein Primärmaterial für den Wellenlängenumwandlungsteil 811 zu verwenden. Dies kann den Wellenlängenumwandlungsteil 811, selbst wenn die Wärme auf den Wellenlängenumwandlungsteil 811 angewendet wird, unanfällig für Verformung oder Entfärbung machen.
Zum Beispiel in dem Fall der Verwendung einer Keramik als Primärmaterial für den Wellenlängenumwandlungsteil 811 kann der Wellenlängenumwandlungsteil 811 durch Sintern eines Leuchtstoffs und eines lichtdurchlässigen Materials, wie etwa Aluminiumoxid, ausgebildet werden. Der Leuchtstoffgehalt kann auf 0,05 Volumenprozent bis 50 Volumenprozent relativ zu dem Gesamtvolumen der Keramik festgelegt werden. Alternativ kann zum Beispiel eine Keramik, die durch Sintern von Leuchtstoffpulver hergestellt wird und die im Wesentlichen nur Leuchtstoff enthält, verwendet werden.
Beispiele für Leuchtstoffe umfassen durch Zer aktivierten Yttrium-Aluminium-Granat (YAG), durch Zer aktivierten Lutetium-Aluminium-Granat (LAG), durch Europium und/oder Chrom aktiviertes stickstoffenthaltendes Calcium-Aluminosilikat (CaO-Al₂O₃-SiO₂), durch Europium aktiviertes Silikat ((Sr, Ba)₂SiO₄), α-SiAlON-Leuchtstoffe und β-SiAION-Leuchtstoffe. Von diesen Beispielen wird vorzugsweise ein YAG-Leuchtstoff, der hochwärmebeständig ist und, wenn er mit blauem Anregungslicht kombiniert wird, fähig ist, weißes Licht zu emittieren, verwendet.
Der Umschließungsteil 812 hat eine Form eines rechteckigen Quaders mit einem Durchgangsloch in dem mittleren Abschnitt. Der Wellenlängenumwandlungsteil 811 ist in dem Durchgangsloch bereitgestellt. Die Form des Durchgangslochs entspricht der Form des Wellenlängenumwandlungsteils 811, und der Umschließungsteil 812 umgibt die seitlichen Flächen des Wellenlängenumwandlungsteils 811.
Der Umschließungsteil 812 kann unter Verwendung einer Keramik als ein Primärmaterial ausgebildet werden. Das Material, das den Umschließungsteil 82 bildet, ist nicht hierauf beschränkt, und zum Beispiel können ein Metall, eine Keramik-Metall-Zusammensetzung oder Ähnliches verwendet werden. Der Umschließungsteil 82 wird vorzugsweise aus einem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit ausgebildet, um die von dem Wellenlängenumwandlungsteil 811 erzeugte Wärme abzuführen. Der Umschließungsteil 812, der aus einem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit als ein Primärmaterial ausgebildet ist, hat eine Wärmeabführungsfunktion, um die durch den Wellenlängenumwandlungsteil 811 erzeugte Wärme abzuführen. Aus dieser Perspektive kann der Umschließungsteil 812 als ein Wärmeabführungselement betrachtet werden.
Es wird bevorzugt, für den Umschließungsteil 812 ein Material mit hohem Reflexionsgrad, welches das Licht von dem Halbleiterlaserelement 20 und das von dem Leuchtstoff emittierte Licht reflektiert, zu verwenden. Das Licht wird vorzugsweise wenigstens von den Bereichen des Umschließungsteils, welche die seitlichen Flächen des Wellenlängenumwandlungsteils 811 umgeben, reflektiert. Der aus einem Material mit hohem Reflexionsgrad als ein Primärmaterial ausgebildete Umschließungsteil 812 ist hochreflektierend und kann aus dieser Perspektive als lichtreflektierendes Element betrachtet werden. Beispiele für Materialien mit hohem Reflexionsgrad und hoher Wärmeleitfähigkeit umfassen Aluminiumoxid (Al₂O₃).
Der Umschließungsteil 812 hat keine Wellenlängenumwandlungsfunktion wie etwa die, welche der Wellenlängenumwandlungsteil 811 besitzt. Der Umschließungsteil 812 kann keine vollständige Funktion des Umwandelns einer Wellenlänge des einfallenden Lichts in Licht mit einer unterschiedlichen Wellenlänge und Ausgeben des Lichts nach außen durchführen. Mit anderen Worten kann der Umschließungsteil 812 wenigstens eine der Funktionen der Wellenlängenumwandlung des einfallenden Lichts auf dem Umschließungsteil 812 in Licht mit einer unterschiedlichen Wellenlänge und/oder die Freigabe des einfallenden Lichts nach außen nicht durchführen. Der Umschließungsteil 812 kann nicht wenigstens eines der Umwandlung oder Freigabe nach außen des einfallenden Lichts durchführen. Zum Beispiel enthält der Umschließungsteil 812 keinerlei Leuchtstoff. Der Umschließungsteil 812 hat Lichtabschirmungseigenschaften, d.h. hat eine Durchlässigkeit von höchstens 5%.
Die leitfähige Schicht 813 ist auf oder über der oberen Fläche oder auf oder unter der unteren Fläche des Wellenlängenumwandlungselements 81 angeordnet. Die leitfähige Schicht 813 ist auf der oberen Fläche oder der unteren Fläche der Basis des Wellenlängenumwandlungselements 81 angeordnet. Eine andere Dünnschicht (z.B. eine Antireflexionsdünnschicht) kann zwischen der Basis und der leitfähigen Schicht eingefügt werden. Die leitfähige Schicht 813 ist derart außerhalb eines vorgegebenen Bereichs angeordnet, dass sie den vorgegebenen Bereich des Wellenlängenumwandlungselements 81 umgibt. Der vorgegebene Bereich ist zum Beispiel der Bereich in dem Wellenlängenumwandlungselement 81, in dem der Hauptteil des Lichts einfällt. Das Bereitstellen der leitfähigen Schicht 813 außerhalb des Bereichs, in dem der Hauptteil des Lichts einfällt, kann den Lichtextraktionswirkungsgrad verbessern.
Die leitfähige Schicht 813 ist auf dem Umschließungsteil 812 angeordnet. Die leitfähige Schicht 813 ist außerhalb des Wellenlängenumwandlungsteils 811 angeordnet. Die leitfähige Schicht 813 ist nahe an dem Wellenlängenumwandlungsteil 811 angeordnet. Zum Beispiel ist der Abstand zwischen dem Wellenlängenumwandlungsteil 811 und der leitfähigen Schicht 813 an der dichtesten Position höchstens 500 µm, vorzugsweise höchstes 300 µm. Die leitfähige Schicht 813 ist derart angeordnet, dass sie den Wellenlängenumwandlungsteil 811 umgibt. In dem in den Zeichnungen gezeigten Wellenlängenumwandlungselement 81 umgibt eine linienförmige leitfähige Schicht 813 den Wellenlängenumwandlungsteil 811.
Die leitfähige Schicht 813 umgibt den Wellenlängenumwandlungsteil 811 vorzugsweise in der Form einer feinen Linie. Eine feine Linie bezieht sich zum Beispiel auf eine Form, in der die Linienbreite kleiner als die Breite des Wellenlängenumwandlungsteils 811 ist und die Linienlänge in einer unteren Ansicht größer als der Umfang des Wellenlängenumwandlungsteils 811 ist. Zum Beispiel kann die Linienbreite auf höchstens eine Hälfte der Breite des Wellenlängenumwandlungsteils 811 festgelegt werden. Die Breite des Wellenlängenumwandlungsteils 811 ist hier in dem Fall eines rechteckigen Umrisses die Länge einer kurzen Seite und die Länge des kurzen Durchmessers in dem Fall eines elliptischen Umrisses. Für jede andere Form kann die Breite basierend auf diesen Beispielen bestimmt werden.
Die leitfähige Schicht 813 kann unter Verwendung eines Oxids ausgebildet werden. Beispiele für Oxide zum Ausbilden der leitfähigen Schicht 813 umfassen Rutheniumoxid (RuO₂). Oxide, wie etwa Rutheniumoxid, sind zerbrechlicher und im Vergleich zu Metallen, wie etwa Gold, Silber, Aluminium und Ähnlichen leicht zu brechen.
Die leitfähige Schicht 813 ist nicht transparent und ist eine farbige Dünnschicht. Die leitfähige Schicht 813 hat Lichtabschirmungseigenschaften. Dass sie Lichtabschirmungseigenschaften hat, bedeutet, dass die Durchlässigkeit des Materials bezüglich sichtbaren Lichts höchstens 60% ist. Die leitfähige Schicht 813 hat Absorptionseigenschaften für sichtbares Licht. Die aus Rutheniumoxid ausgebildete leitfähige Schicht 813 ist schwarz gefärbt und absorbiert somit Licht und hat Lichtabschirmungseigenschaften.
Oxide, die als die leitfähige Schicht verwendet werden können, umfassen neben Rutheniumoxid Indiumzinnoxid (ITO). Rutheniumoxid ist Indiumzinnoxid im Hinblick auf die elektrische Widerstandsänderung in Bezug auf Temperaturen oder Feuchtigkeit überlegen. Dies wird unter Bezug auf 13 bis 15 erklärt.
13 zeigt die Ergebnisse des Experiments, das ausgeführt wurde, um den Schichtwiderstand (Ohm pro Quadrat) von Rutheniumoxid, das bei verschiedenen Tempertemperaturen (°C) behandelt wurde, zu messen. In diesem Experiment wurde Rutheniumoxid mit 200 nm Dicke durch Sputtern ausgebildet und eine Stunde lang Tempern unter Atmosphärenbedingungen ausgesetzt. Der Schichtwiderstand wurde unter Verwendung eines Oberflächenwiderstandsmessers, Loresta-GP (hergestellt durch die Mitsubishi Chemical Corporation), gemessen, nachdem die Dünnschicht zurück auf Raumtemperatur (etwa 25°C) gebracht wurde. Die Tempertemperaturen wurden in Inkrementen von 100°C von 100°C bis 500°C geändert, und der Schichtwiderstand wurde für jede Temperatur gemessen.
Es versteht sich aus den in 13 gezeigten Ergebnissen, dass der Schichtwiderstand von Rutheniumoxid sich entsprechend der darauf angewendeten Temperatur ändert. Es versteht sich auch, dass der Schichtwiderstand abnimmt, wenn die Wärmebehandlungstemperatur zunimmt. Außerdem versteht sich auch, dass der Änderungsbetrag des Schichtwiderstands in Bezug auf die Temperatur in dem Bereich von 300°C bis 500°C größer als in dem Bereich von 100°C bis 300°C ist.
14 zeigt die Ergebnisse des Experiments, das durchgeführt wurde, um die Änderung (%) des Schichtwiderstands (Ohm pro Quadrat) in Bezug auf die Lagerzeit (Stunden) zu untersuchen, wenn jedes Rutheniumoxid, das unter Bezug auf 13 gemessen wurde, nach der Änderung der Lagerumgebung von der Raumtemperatur auf 160°C gelagert wurde. In diesem Experiment wurden die Schichtwiderstandswerte nach der Lagerung über 0, 10, 50 und 100 Stunden gemessen, und Änderungen gegenüber dem Schichtwiderstand bei 0 Stunden wurden berechnet. Es wurde das gleiche Messgerät wie das bezüglich 13 verwendete verwendet.
Es versteht sich aus den in 14 gezeigten Ergebnissen, dass der Schichtwiderstand, der sich in dem Rutheniumoxid, das keiner Wärmebehandlung unterzogen wurde, und dem Rutheniumoxid, das einer Wärmebehandlung bei 100°C unterzogen wurde, geändert hat. Außerdem wurde beobachtet, dass der Schichtwiderstand dazu neigte, mit dem Verlauf der Lagerzeit abzunehmen, sich aber nach einer gewissen Zeit kaum änderte. Andererseits versteht sich, dass der Schichtwiderstand für Rutheniumoxidproben, die bei 200°C oder höher wärmebehandelt wurde, ungeachtet der Lagerzeit im Wesentlichen konstant blieb.
Es versteht sich aus den Ergebnissen, dass der Schichtwiderstand des Rutheniumoxids, das bei einer höheren Temperatur als der Temperatur, der es in der Verwendung ausgesetzt würde, behandelt wurde, selbst wenn es über eine lange Zeit bei der Verwendungstemperatur gelagert wurde, im Wesentlichen konstant blieb. Außerdem versteht sich, dass der Schichtwiderstand des Rutheniumoxids, das nicht oder bei einer niedrigeren Temperatur als der Temperatur, der es in der Verwendung ausgesetzt würde, wärmebehandelt wurde, sich änderte, wenn es über eine lange Zeit bei der Temperatur gelagert wurde.
Folglich hat bei Berücksichtigung der Umgebung, in welcher die aus Rutheniumoxid ausgebildete leitfähige Schicht 813 verwendet wird, die leitfähige Schicht 813, die bei einer höheren Temperatur als der Temperatur, der sie in der Verwendung ausgesetzt wird, wärmebehandelt wird, bessere Widerstandsänderungscharakteristiken in Bezug auf Wärme in der Umgebung, in der sie verwendet wird.
Ob eine Wärmebehandlung durchgeführt werden soll oder nicht, und die Temperatur, bei welcher die Temperaturbehandlung durchgeführt wird, können gemäß der Umgebung, in der die leitfähige Schicht 813 verwendet wird, angemessen bestimmt werden. Es ist angemessen, zu sagen, dass es ausgezeichnet ist, eine Wärmebehandlung für die leitfähige Schicht 813 bei einer Temperatur durchzuführen, welche die maximale Temperatur des erwarteten Temperaturbereichs, in dem die leitfähige Schicht verwendet wird, übersteigt.
In dem Fall der Durchführung einer Wärmebehandlung würde das Verfahren der Anordnung einer leitfähigen Schicht 813 auf der Basis des Wellenlängenumwandlungselements 81 ein Verfahren zum Ausbilden einer leitfähigen Schicht 813 auf der Basis des Wellenlängenumwandlungselements 81 und ein Verfahren zur Durchführung einer Wärmebehandlung auf der ausgebildeten leitfähigen Schicht 813 umfassen. In dem Verfahren zur Ausbildung einer leitfähigen Schicht 813 kann zum Beispiel Sputtern verwendet werden, um eine leitfähige Schicht 813 auszubilden. In dem Verfahren zur Durchführung einer Wärmebehandlung auf der leitfähigen Schicht 813 kann eine Temperbehandlung verwendet werden.
In dem Verfahren zur Ausbildung einer leitfähigen Schicht 813 wird zum Beispiel eine leitfähige Schicht 813 mit einer Dicke von 100 nm bis 400 nm ausgebildet. In dem Verfahren zum Durchführen einer Wärmebehandlung an der leitfähigen Schicht 813 kann zum Beispiel Rutheniumoxid, das bei 100°C oder einer höheren Temperatur wärmebehandelt wurde, verwendet werden, wobei die Umgebung berücksichtigt wird, in der das Wellenlängenumwandlungselement 81 in der in den Zeichnungen dargestellten lichtemittierenden Vorrichtung 1 verwendet wird. Außerdem kann ein Rutheniumoxid, das bei 300°C oder einer niedrigeren Temperatur wärmebehandelt wurde, verwendet werden.
Ein bevorzugtes Beispiel der leitfähigen Schicht 813 hat eine Schichtwiderstandsänderung von weniger als 3%, wenn sie 50 oder 100 Stunden lang gelagert wird, nachdem die Lagerumgebung von Raumtemperatur auf 100°C geändert wird. Ein anderes bevorzugtes Beispiel der leitfähigen Schicht 813 hat eine Schichtwiderstandsänderung von weniger als 2%, wenn sie 50 oder 100 Stunden lang bei 100°C gelagert wird. Ein anderes bevorzugtes Beispiel der leitfähigen Schicht 813 hat eine Schichtwiderstandsänderung von weniger als 3%, wenn sie 50 oder 100 Stunden lang bei 200°C gelagert wird. Ein anderes bevorzugtes Beispiel der leitfähigen Schicht 813 hat eine Schichtwiderstandsänderung von weniger als 2%, wenn sie 50 oder 100 Stunden lang bei 200°C gelagert wird.
15 zeigt die Ergebnisse des Experiments, das durchgeführt wurde, um die Änderung (%) des elektrischen Widerstands (Ω) in den Rutheniumoxid- und Indiumzinnoxidproben in Bezug auf die Lagerzeit (Stunden) nach der Änderung der Lagerumgebung von Raumtemperatur auf eine Umgebung mit hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit zu untersuchen. Als die Umgebung mit hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit wurden 85°C-Temperatur- und eine 85%-Feuchtigkeitsumgebung verwendet. Die Drahtwiderstandswerte bei null und 100 Lagerstunden wurden gemessen, um die Änderungen gegenüber dem Drahtwiderstand bei null Stunden zu berechnen.
In diesem Experiment wurden Rutheniumoxid- und Indiumzinnoxidproben mit der gleichen Form (Breite, Dicke und Länge) verwendet. Insbesondere wurden diejenigen, die als die in 11 gezeigte linienförmige leitfähige Schicht 813 mit einer Breite von 200 µm und einer Dünnschichtdicke von 100 µm hergestellt wurden, verwendet. Die Rutheniumoxid- und Indiumzinnoxiddrähte wurden jeweils zu zehn Stück hergestellt. 15 zeigt die durchschnittlichen Widerstandsänderungswerte von zehn Probenstücken für jede Gruppe.
In diesem Experiment wurden überdies Rutheniumoxidproben, die bei 300°C getempert wurden und Indiumoxidproben, die bei 500°C getempert wurden, verwendet. Die Temperbehandlung, die auf das Indiumzinnoxid angewendet wird, ist eine Behandlung zur Erreichung von Lichtdurchlässigkeit, was eine der Charakteristiken einer mit Indiumzinnoxid ausgebildeten leitfähigen Schicht ist.
Wie in 15 gezeigt, wurde in den Rutheniumoxidproben fast keine Widerstandsänderung beobachtet, aber in den Indiumzinnoxidproben wurden Widerstandsänderungen von einigen Prozenten beobachtet. Insbesondere liegen die in den zehn Rutheniumoxidproben ermittelten Widerstandsänderungen im Bereich von 0,2% bis 0,5%, während die in den zehn Indiumzinnoxidteststücken ermittelten Widerstandsänderungen in dem Bereich von 2,6% bis 3,8% liegen.
Der elektrische Widerstand wird immer noch über 100 Stunden hinaus gemessen, und der elektrische Widerstand der Indiumzinnoxidproben nahm über 100 Stunden hinaus stetig zu und nimmt selbst mehr als 400 Stunden später immer noch zu.
Es kann basierend auf den Ergebnissen gesagt werden, dass Indiumzinnoxid ein Material ist, dessen Drahtwiderstand sich leichter als bei Rutheniumoxid ändert, wenn sich die Lagerumgebung von Raumtemperatur auf hohe Temperatur und hohe Feuchtigkeit ändert. Die Ergebnisse zeigen auch, dass Rutheniumoxid eine leitfähige Schicht bilden kann, die im Hinblick auf die Widerstandsänderung in Bezug auf die Temperatur oder Feuchtigkeit einer leitfähigen Schicht, die aus Indiumzinnoxid mit der gleichen Form ausgebildet ist, überlegen ist.
Ein bevorzugtes Beispiel der leitfähigen Schicht 813 hat eine Drahtwiderstandsänderung von höchstens 2,5%, wenn sie 100 Stunden lang gelagert wird, nachdem die Lagerumgebung von Raumtemperatur auf eine hohe Temperatur und eine hohe Feuchtigkeit mit einer Temperatur von 85°C und 85%-Feuchtigkeit geändert wurde. Ein anderes bevorzugtes Beispiel der leitfähigen Schicht 813 hat eine Drahtwiderstandsänderung von höchstens 1,5%, wenn sie 100 Stunden lang gelagert wird, nachdem die Lagerumgebung von Raumtemperatur auf eine hohe Temperatur und eine hohe Feuchtigkeit mit einer Temperatur von 85°C und 85%-Feuchtigkeit geändert wurde. Ein anderes bevorzugtes Beispiel der leitfähigen Schicht 813 hat eine Drahtwiderstandsänderung von höchstens 0,5%, wenn sie 100 Stunden lang gelagert wird, nachdem die Lagerumgebung von Raumtemperatur auf eine hohe Temperatur und eine hohe Feuchtigkeit mit einer Temperatur von 85°C und 85%-Feuchtigkeit geändert wurde.
In dem Wellenlängenumwandlungselement 81 sind mehrere Metallfilme 814 auf der Fläche, auf der die leitfähige Schicht 813 angeordnet ist oder auf der Fläche, zu der diese näher ist. Die Metallfilme 814 sind auf dem Umschließungsteil 812 und außerhalb des Wellenlängenumwandlungsteils 811 angeordnet. In den angeordneten Metallfilmen 814 sind jeweils zwei der Metallfilme 814 mit der leitfähigen Schicht 813 verbunden. Diese zwei Metallfilme 814 sind nicht miteinander verbunden.
In einer Draufsicht von der Fläche, auf der die leitfähige Schicht 813 angeordnet ist, ausgesehen, überlappt ein Ende der linienförmigen leitfähigen Schicht 813 wenigstens teilweise mit einem der zwei Metallfilme 814, und das andere Ende der leitfähigen Schicht 813 überlappt wenigstens teilweise mit dem anderen der zwei Metallfilme 814. Der Metallfilm 814 kann zum Beispiel unter Verwendung von Ti/Pt/Au ausgebildet werden.
Lichtdurchlässiges Element 82
Ein lichtdurchlässiges Element 82 hat eine untere Fläche, eine obere Fläche und seitliche Flächen. Das lichtdurchlässige Element 82 hat lichtdurchlässige Eigenschaften, um zuzulassen, dass Licht hindurchgeht. Lichtdurchlässige Eigenschaften bedeuten hier eine Lichtdurchlässigkeit von mindestens 80%. Das lichtdurchlässige Element 82 umfasst eine Basis, die eine rechteckige quaderförmige Platte ist. Die Form ist nicht auf einen rechteckigen Quader beschränkt.
Die Basis des lichtdurchlässigen Elements 82 kann unter Verwendung von Saphir als ein Primärmaterial ausgebildet werden. Saphir ist ein Material mit einer relativ hohen Lichtdurchlässigkeit und einer relativ hohen mechanischen Festigkeit. Als Beispielprimärmaterialien können neben Saphir Quarz, Siliziumkarbid, Glas oder Ähnliche verwendet werden.
Das lichtdurchlässige Element 82 umfasst mehrere Metallfilme 821. Die dünnen Metallfilme 821 sind auf oder oberhalb der oberen Fläche des lichtdurchlässigen Elements 82 angeordnet. Der Metallfilm 821 umfasst zwei der Metallfilme 821, die zu Verdrahtungszwecken bereitgestellt sind. Diese zwei Metallfilme 821 sind in dem Außenumfangsbereich des lichtdurchlässigen Elements 82 angeordnet und nicht in dem mittleren Bereich des lichtdurchlässigen Elements 82 angeordnet.
Jede der zwei Metallfilme 821 hat teilweise einen Verbindungsbereich. Die Metallfilme 821 können zum Beispiel mit Ti/Pt/Au versehen sein. Die Metallfilme 821 können ferner zum Beispiel mit AuSn, das in den Verbindungsbereichen der dünnen Metallschichten 821 angeordnet wird, versehen werden.
Lichtabschirmelement 90
Ein Lichtabschirmelement 90 wird unter Verwendung eines Harzes mit Lichtabschirmeigenschaften ausgebildet. Lichtabschirmeigenschaften bedeuten hier die Eigenschaft, kein Licht durchzulassen, aber Lichtabschirmeigenschaften können unter Nutzung von lichtblockierenden, absorbierenden oder reflektierenden Eigenschaften erreicht werden. Zum Beispiel kann es ausgebildet werden, indem zugelassen wird, dass ein Harz Füllstoffe, wie etwa lichtstreuendes Material und/oder lichtabsorbierendes Material enthält.
Beispiele für Harze, die verwendet werden, um das Lichtabschirmelement 90 auszubilden, umfassen Epoxidharze, Silikonharze, Acrylatharze, Urethanharze, Phenolharze, BT-Harz und ähnliche. Beispiele für lichtabsorbierende Füllstoffe umfassen dunkle Pigmente, wie etwa Rußschwarz und Ähnliches.
Lichtemittierende Vorrichtung 1
Eine lichtemittierende Vorrichtung 1, die unter Verwendung dieser Bestandteilelemente hergestellt wird, wird als Nächstes erklärt.
Zuerst werden zwei lichtreflektierende Elemente 40 auf der Bodenfläche 12 der Basis 10 angeordnet. Die zwei lichtreflektierenden Elemente 40 werden auf dem Metallfilm, der an unterschiedlichen Orten angeordnet ist, angeordnet, und die unteren Flächen der zwei lichtreflektierenden Elemente 40 werden mit der Bodenfläche 12 der Basis 10 verbunden. Die zwei lichtreflektierenden Elemente 40 werden derart angeordnet, dass sie um einen Punkt SP punktsymmetrisch sind (siehe 7). Überdies werden die zwei lichtreflektierenden Elemente 40 derart positioniert, dass die oberen Ränder der lichtreflektierenden Flächen 41 von oben gesehen parallel oder orthogonal zu den inneren Seitenflächen 14 oder den äußeren Seitenflächen 15 der Basis 10 sind.
Als Nächstes werden eine Schutzvorrichtung 50 und ein Temperaturmesselement 60 auf der Bodenfläche 12 angeordnet. Die Schutzvorrichtung 50 wird auf den Metallfilm auf dem die zwei lichtreflektierenden Elemente 40 angeordnet sind, angeordnet und damit verbunden. Das Temperaturmesselement 60 wird auf den Metallfilm, der sich von denen, auf welchen die zwei lichtreflektierenden Elemente 40 angeordnet sind, unterscheidet, angeordnet und damit verbunden.
Anschließend werden zwei Submounts 30 auf der Bodenfläche 12 der Basis 10 angeordnet. Die zwei Submounts 30 werden auf zueinander unterschiedlichen Metallfilmen angeordnet, und die unteren Flächen der zwei Submounts 30 werden mit der Bodenfläche 12 der Basis 10 verbunden. Die zwei Submounts 30 werden auf den Metallfilmen angeordnet, auf denen jeweils die lichtreflektierenden Elemente 40 angeordnet sind. Die Submounts 30 und die lichtreflektierenden Elemente 40 können auf zueinander unterschiedlichen Metallfilmen angeordnet werden.
Dann werden lichtemittierende Elemente 20 auf den Submounts 30 angeordnet. In der in den Zeichnungen dargestellten lichtemittierenden Vorrichtung 1 sind Halbleiterlaserelemente 20 auf den Submounts 30 angeordnet. Die zwei Halbleiterlaserelemente 20 werden jeweils auf den oberen Flächen der unterschiedlichen Submounts 30 montiert, wobei ihre unteren Flächen damit verbunden werden. Die zwei Halbleiterlaserelemente 20 sind derart angeordnet, dass sie um den Punkt SP punktsymmetrisch sind. Mit anderen Worten fällt der Punkt, um den die zwei Halbleiterlaserelemente 20 symmetrisch sind, mit dem Punkt zusammen, um den die zwei lichtreflektierenden Elemente 40 symmetrisch sind. In der nachstehenden Erklärung wird auf den Punkt SP als Symmetriepunkt Bezug genommen.
Die Emissionsflächen der zwei Halbleiterlaserelemente 20 sind in der Draufsicht nicht parallel oder orthogonal zu den inneren Seitenflächen oder den äußeren Seitenflächen der Basis 10. Folglich sind die Emissionsflächen der zwei Halbleiterlaserelemente 20 nicht parallel oder orthogonal zu den oberen Rändern der lichtreflektierenden Flächen 41. Mit anderen Worten sind die Halbleiterlaserelemente 20 derart angeordnet, dass die Emissionsflächen in der Draufsicht schräg zu den inneren Seitenflächen 14 und den äußeren Seitenflächen 15 der Basis 10 oder den oberen Rändern der lichtreflektierenden Flächen 41 sind.
Anstatt die Halbleiterlaserelemente 20 schräg anzuordnen, können die lichtreflektierenden Elemente 40 schräg angeordnet werden. Mit anderen Worten können Halbleiterlaserelemente 20 parallel oder orthogonal zu den inneren Seitenflächen 14 oder den äußeren Seitenflächen 15 der Basis 10 angeordnet werden, während die lichtreflektierenden Elemente 40 nicht parallel oder orthogonal zu den inneren Seitenflächen 14 oder den äußeren Seitenflächen 15 der Basis 10 angeordnet werden.
Das von jeder der Emissionsflächen der zwei Halbleiterlaserelemente 20 emittierte Licht trifft auf das entsprechende lichtreflektierende Element 40. Das entsprechende lichtreflektierende Element 40 bedeutet das eine, das den Halbleiterlaserelementen 20 entspricht, die auf dem gleichen Metallfilm angeordnet sind. Jedes Halbleiterlaserelement 20 wird derart eingerichtet, dass wenigstens der Hauptteil des emittierten Lichts auf die lichtreflektierenden Flächen 41 gestrahlt wird.
Zwischen dem Halbleiterlaserelement 20 und dem entsprechenden lichtreflektierenden Element 40 wird das Halbleiterlaserelement 20 weiter entfernt von dem Symmetriepunkt als das lichtreflektierende Element 40 angeordnet. Folglich wird das von den Halbleiterlaserelementen 20 emittierte Licht in die Richtung auf den Symmetriepunkt zu wandern. Außerdem wird wenigstens eines der lichtemittierenden Elemente 20 nahe an dem Temperaturmesselement 60 eingerichtet. Auf diese Weise kann die Temperatur des lichtemittierenden Elements 20 geeignet gemessen werden.
Die mit den Halbleiterlaserelementen 20 ausgestatteten Submounts 30 spielen die Rolle von Wärmeabführungselementen, um die von den Halbleiterlaserelementen 20 in der lichtemittierenden Vorrichtung 1 erzeugte Wärme abzuführen. Die Submounts 30 können einfach mit einem Material mit einer höheren Wärmeleitfähigkeit als die Halbleiterlaserelemente 20 ausgebildet werden, um ihnen zu ermöglichen, als die Wärmeabführungselemente zu wirken. Die Ausbildung der Submounts mit einem Material mit einer höheren Wärmeleitfähigkeit als der Bodenfläche der Basis ermöglicht ihnen, eine höhere Wärmeabführungswirkung zu erreichen.
Die Submounts 30 können die Rolle zur Einstellung der Positionen des von den Halbleiterlaserelementen 20 in der lichtemittierenden Vorrichtung 1 emittierten Lichts spielen. Zum Beispiel in dem Fall, dass Licht dazu gebracht wird, entlang der optischen Achse parallel zu der Bodenfläche 12 zu wandern, und eine vorgegebene Position einer lichtreflektierenden Fläche 41 bestrahlt wird, kann der Submount als ein Einstellelement verwendet werden.
Anschließend werden mehrere Drähte 70 (erste Drähte 71) für die elektrische Verbindung der lichtemittierenden Elemente 20, der Schutzvorrichtung 50 und des Temperaturmesselements 60 verbunden. Für die elektrische Verbindung werden die auf der Bodenfläche 12 der Basis 10 angeordneten Metallfilme genutzt. Auf diese Weise können diese Elemente und eine externe Leistungsversorgung über die Metallfilme auf der oberen Fläche 11 der Basis 10 elektrisch verbunden werden.
Anschließend wird ein optisches Teil 80 angeordnet. Für die in den Zeichnungen dargestellte lichtemittierende Vorrichtung 1 werden ein optisches Teil 80, in dem ein Wellenlängenumwandlungselement 81 und ein lichtdurchlässiges Element 82 verbunden sind, vorher hergestellt. Das in den Zeichnungen gezeigte optische Teil 80 wird durch das Verfahren des Verbindens des Wellenlängenumwandlungselements 81 und des lichtdurchlässigen Elements 82 ausgebildet, um den Metallfilm 814 des Wellenlängenumwandlungselements 81 und den Metallfilm 821 des lichtdurchlässigen Elements 82 elektrisch miteinander zu verbinden.
Das optische Teil 80 wird auf der oberen Fläche der Basis 10 angeordnet. Die untere Fläche des optischen Teils 80 wird mit der Basis 10 verbunden. Das optische Teil 80 wird mit den oberen Flächen der gestuften Abschnitte 16 der Basis 10 verbunden. Das optische Teil 80 wird mit der oberen Fläche des ersten gestuften Abschnitts 161 verbunden. Das lichtdurchlässige Element 82 des optischen Teils 80 wird mit der Basis 10 verbunden.
Das Verbinden des optischen Teils 80 mit der Basis 10 erzeugt einen geschlossenen Raum, in dem die Halbleiterlaserelemente 20 angeordnet sind. Auf diese Weise kann das optische Teil 80 in der lichtemittierenden Vorrichtung 1 die Rolle als ein Abdeckelement spielen. Überdies wird der geschlossene Raum als ein hermetisch abgedichteter Raum ausgebildet. Das hermetische Abdichten des Raums kann unterdrücken, dass Staub, wie etwa organische Substanzen, sich auf den Emissionsflächen der Halbleiterlaserelemente 20 ansammeln.
Der Hauptteil des Lichts von den lichtemittierenden Elementen 20 tritt in das optische Teil 80 ein. Das Licht von den lichtemittierenden Elementen 20 tritt in das Wellenlängenumwandlungselement 81 des optischen Teils 80 ein. Das Licht von den lichtemittierenden Elementen 20 tritt in den Wellenlängenumwandlungsteil 811 des Wellenlängenumwandlungselements 81 ein. Das Licht von den lichtemittierenden Elementen 20 geht durch das lichtdurchlässige Element 82 des optischen Teils 80 durch. Das Licht, welches das lichtdurchlässige Element 82 durchlaufen hat, tritt in den Wellenlängenumwandlungsteil 811 ein.
Die untere Fläche des Wellenlängenumwandlungselements 81 umfasst einen Lichteinfallsbereich, in den der Hauptteil des Lichts eintritt, und den Umgebungsbereich. In dem Wellenlängenumwandlungselement 81 kann die Fläche, die den Lichteinfallsbereich umfasst, als die Lichteinfallsfläche betrachtet werden, von der das Licht von den lichtemittierenden Elementen 20 eintritt.
In dem Wellenlängenumwandlungselement 81 ist der Wellenlängenumwandlungsteil 811 der Lichteinfallsbereich und der Umschließungsbereich 812 ist der Umgebungsbereich. Das Beispiel ist nicht auf das eine beschränkt, in dem der Umgebungsbereich der Umschließungsbereich 812 ist. Zum Beispiel kann die Größe des Wellenlängenumwandlungsteils 811 vergrößert werden, so dass er sowohl den Lichteinfallsbereich als auch den Umgebungsbereich in der unteren Fläche des Wellenlängenumwandlungsteils 811 umfasst. In dem Fall eines Wellenlängenumwandlungselements ohne einen Umschließungsteil 812, der die Seitenflächen des Wellenlängenumwandlungsteils 811 umgibt, umfasst zum Beispiel die untere Fläche des Wellenlängenumwandlungsteils 811 sowohl den Lichteinfallsbereich als auch den Umgebungsbereich.
Das Licht, das teilweise oder ganz in den Wellenlängenumwandlungsteil 811 eingetreten ist, wird von dem Wellenlängenumwandlungsteil 811 in Licht mit einer unterschiedlichen Wellenlänge umgewandelt. Das Licht von den lichtemittierenden Elementen 20 oder das wellenlängenumgewandelte Licht wird von der lichtemittierenden Vorrichtung 1 durch die obere Fläche des Wellenlängenumwandlungsteils 811 nach außen freigegeben. Mit anderen Worten dient die obere Fläche des Wellenlängenumwandlungsteils 811 als die Lichtextraktionsfläche der lichtemittierenden Vorrichtung 1.
Der Umwandlungswirkungsgrad des Wellenlängenumwandlungsteils 811 kann ohne Weiteres verringert werden, wenn die während der Wellenlängenumwandlung erzeugte Wärme an einem gewissen Ort konzentriert wird. Daher ist es angebracht, dass das Licht, das in den Wellenlängenumwandlungsteil 811 eintritt, verteilt wird. Dies kann zum Beispiel erreicht werden, indem nicht zugelassen wird, dass Hochintensitätsabschnitte der Laserstrahlen von den zwei Halbleiterlaserelementen 20 überlappen. Zum Beispiel kann eine derartige Steuerung möglich gemacht werden, indem die lichtreflektierenden Flächen 41 der lichtreflektierenden Elemente 40 eingestellt werden.
In dem optischen Teil 80 sind das lichtdurchlässige Element 82 und das Wellenlängenumwandlungselement 81 miteinander verbunden. Das Wellenlängenumwandlungselement 81 ist mit der oberen Fläche des lichtdurchlässigen Elements 82 verbunden. Der Umschließungsteil 812 des Wellenlängenumwandlungselements 81 und das lichtdurchlässige Element 82 sind miteinander verbunden. Der Metallfilm 814 des Wellenlängenumwandlungselements 81 und der Metallfilm 821 des lichtdurchlässigen Elements 82 sind verbunden. Der Verbindungsbereich des Metallfilms 821 des lichtdurchlässigen Elements 82 ist mit dem Metallfilm 814 des Wellenlängenumwandlungselements 81 verbunden.
Die leitfähige Schicht 813 umgibt den Wellenlängenumwandlungsteil 811 in seiner Nachbarschaft in der Form einer feinen linienförmigen Dünnschicht. Wenn eine Unregelmäßigkeit, wie etwa ein Riss, in dem Wellenlängenumwandlungsteil 811 auftritt, würde der Stoß auch einen Riss in der leitfähigen Schicht 813 erzeugen, wodurch der Zustand der elektrischen Verbindung geändert wird. Durch Erfassen eines erheblichen Anstiegs des Widerstandswerts kann eine Unregelmäßigkeit in dem Wellenlängenumwandlungsteil 811 erfasst werden.
Die leitfähige Schicht 813 kann auf diese Weise als ein Unregelmäßigkeitserfassungselement, ein Sensor, der eine Unregelmäßigkeit in dem Wellenlängenumwandlungsteil 811 erfasst, betrachtet werden. Der Wellenlängenumwandlungsteil 811 kann als ein Element betrachtet werden, das Gegenstand der Unregelmäßigkeitserfassung durch das Unregelmäßigkeitserfassungselement ist. Ähnlich kann der Einfallsbereich als ein Bereich betrachtet werden, der Gegenstand der Erfassung ist.
Die Verwendung einer leitfähigen Schicht 813, die aus einem Oxid ausgebildet ist, das im Vergleich zu Metallmaterialien zerbrechlicher und leichter zu brechen ist, kann die Genauigkeit bei der Erfassung eines Schadens des Wellenlängenumwandlungsteils erhöhen.
In dem Wellenlängenumwandlungselement 81 ist die leitfähige Schicht 813 auf der Lichteinfallsflächenseite angeordnet, auf der das Licht von den lichtemittierenden Elementen 20 eintritt. Die leitfähige Schicht 813 ist auf der Seite angeordnet, die dem lichtdurchlässigen Element 82 in dem Wellenlängenumwandlungselement 81 zugewandt ist. Folglich ist das lichtdurchlässige Element 82 in der Nachbarschaft der leitfähigen Schicht 813 angeordnet, ohne mit der leitfähigen Schicht 813 in Kontakt zu sein. Alternativ ist das lichtdurchlässige Element 82 in Kontakt mit der leitfähigen Schicht 813 angeordnet.
Da die Temperatur der leitfähigen Schicht 813 zunimmt, wenn die Temperatur des Wellenlängenumwandlungsteils 811 zunimmt, erhöht Licht mit hoher Ausgangsleistung, das in den Wellenlängenumwandlungsteil 811 eintritt, den Widerstand der leitfähigen Schicht 813, so dass der gemessene Widerstandswert erhöht wird. Eine große Widerstandsänderung, die Wärme zuzuschreiben ist, kann eine Fehlfunktion der Unregelmäßigkeitserfassung bewirken. Wie in den Testergebnissen in 13 bis 15 gezeigt, kann die leitfähige Schicht 813, die mit Rutheniumoxid ausgebildet ist, derartige Fehlfunktionen verringern.
Da die leitfähige Schicht 813 in einem schmalen Raum zwischen der Basis des Wellenlängenumwandlungselements 81 und dem lichtdurchlässigen Element 82 angeordnet ist, angenommen, dass die Temperatur der leitfähigen Schicht 813 sich gemäß der Temperatur des Wellenlängenumwandlungsteils 811 ändert. Betrachtet man eine derartige Umgebung, in der die leitfähige Schicht 813 verwendet wird, wird bevorzugt, eine wärmebehandelte leitfähige Schicht 813 in dem Wellenlängenumwandlungselement 81 anzuordnen.
Zwischen zwei leitfähigen Schichten mit der gleichen Größe und Form hat eine mit einem niedrigeren Schichtwiderstand einen niedrigeren Drahtwiderstand. Wenn sie in der Unregelmäßigkeitserfassung verwendet wird, kann ein übermäßig niedriger Drahtwiderstand zu einer kleinen Widerstandsänderung führen, was die Erfassungsgenauigkeit beeinträchtigt. Wenn man diesen Punkt berücksichtigt, wird es in der in den Zeichnungen gezeigten lichtemittierenden Vorrichtung 1 bevorzugt, eine leitfähige Schicht 813 zu verwenden, die aus Rutheniumoxid ausgebildet ist, das zum Beispiel bei einer Temperatur im Bereich von 100°C bis 300°C getempert wurde. Es wird stärker bevorzugt, eine leitfähige Schicht 813 zu verwenden, die aus Rutheniumoxid ausgebildet ist, das zum Beispiel bei einer Temperatur im Bereich von 150°C bis 300°C getempert wurde.
Die leitfähige Schicht 813 ist nicht direkt unter dem Lichteinfallsbereich angeordnet. Der Metallfilm 821 des lichtdurchlässigen Elements 82 ist nicht direkt unter dem Lichteinfallsbereich angeordnet. Dies ermöglicht, dass Licht in den Wellenlängenumwandlungsteil 811 eintritt, ohne von der gefärbten leitfähigen Schicht 813 gesperrt zu werden.
Die Verbindungsbereiche des Metallfilms 821 des lichtdurchlässigen Elements 82 sind in den Bereichen positioniert, in denen der Metallfilm 814 des Wellenlängenumwandlungselements 81 angeordnet ist. Der Metallfilm 821 des lichtdurchlässigen Elements 82 ist nicht direkt unter der leitfähigen Schicht 813 angeordnet. Folglich kann das Anordnen der leitfähigen Schicht 813 mit Lichtabschirmeigenschaften das Licht sperren, das auf die Außenseite des Wellenlängenumwandlungsteils 811 einfällt. Die leitfähige Schicht 813 hat eine Durchlässigkeit von höchstens 60% in Bezug auf das von den lichtemittierenden Elementen 20 emittierte Licht.
Die obere Fläche des lichtdurchlässigen Elements 82 ist größer als die untere Fläche des Wellenlängenumwandlungselements 81. In der Draufsicht umgibt die obere Fläche des lichtdurchlässigen Elements 82 die untere Fläche des Wellenlängenumwandlungselements 81 oder das Wellenlängenumwandlungselement 81. In der Draufsicht sind die zwei Metallfilme 821, die auf der oberen Fläche des lichtdurchlässigen Elements 82 bereitgestellt sind, jeweils derart angeordnet, dass sie einen Bereich, der die untere Fläche des Wellenlängenumwandlungselements 81 überlappt, und einen Bereich, der diese nicht überlappt, überspannt.
Anschließend werden Drähte 70 (zweite Drähte 72) zum elektrischen Verbinden des Unregelmäßigkeitserfassungselements verbunden. Für die elektrische Verbindung werden der Metallfilm, der auf den zweiten gestuften Abschnitten 162 der Basis 10 angeordnet ist, und der Metallfilm des optischen Teils 80 genutzt. Ein Ende des zweiten Drahts 72 ist mit dem Metallfilm 821 auf der oberen Fläche des lichtdurchlässigen Elements 82 verbunden und das andere Ende ist mit dem Metallfilm auf den oberen Flächen der zweiten gestuften Abschnitte 162 verbunden. Dies kann das Unregelmäßigkeitserfassungselement und eine externe Leistungsversorgung über den Metallfilm auf der oberen Fläche 11 der Basis 10 verbinden.
Anschließend wird ein Lichtabschirmelement 90 einwärts des Rahmens, der durch die obere Fläche 11 der Basis 10 ausgebildet ist, bereitgestellt. Das Lichtabschirmelement 90 ist ausgebildet, um die Lücke zwischen der Basis 10 und dem Wellenlängenumwandlungselement 81 zu füllen. Das Lichtabschirmelement 90 kann zum Beispiel ausgebildet werden, indem zugelassen wird, dass ein wärmehärtendes Harz hineinfließt und durch Heizen gehärtet wird. Das Anordnen eines Lichtabschirmelements 90 kann das Streuen von Licht aus anderen Bereichen als der Lichtextraktionsfläche verringern.
Das Lichtabschirmelement 90 ist in Kontakt mit den inneren Seitenflächen 14, die auf die obere Fläche 11 der Basis 10 treffen, den oberen Flächen der gestuften Abschnitte 16 der Basis 10, den seitlichen Flächen des lichtdurchlässigen Elements 82, der oberen Fläche des lichtdurchlässigen Elements 82 und den seitlichen Flächen des Wellenlängenumwandlungselements 81. Es erreicht die obere Fläche des Wellenlängenumwandlungselements 81 nicht. Selbst wenn das Lichtabschirmelement 90 die obere Fläche des Umschließungsteils 812 erreicht, erreicht es nicht die obere Fläche des Wellenlängenumwandlungsteils 811. Auf diese Weise kann das Lichtabschirmelement 90 derart angeordnet werden, dass es die Lücke füllt, während der Wellenlängenumwandlungsteil 811, der die Lichtextraktionsfläche ist, gemieden wird.
Bei der Ausbildung des Lichtabschirmelements 90 kann das Harz in die Lücke zwischen dem lichtdurchlässigen Element 82 und dem Wellenlängenumwandlungselement 81 eindringen, erreicht aber nicht die untere Fläche des Wellenlängenumwandlungsteils 811. Das Lichtabschirmelement 90 umschließt die zweiten Drähte 72. Mit anderen Worten werden die zweiten Drähte 72 nicht von der lichtemittierenden Vorrichtung 1 freigelegt, wenn die Ausbildung des Lichtabschirmelements 90 abgeschlossen ist. Dies kann die zweiten Drähte 72 vor Wassertröpfchen oder Ähnlichem schützen. Das Lichtabschirmelement 90 umschließt die zweiten Drähte 72 nicht notwendigerweise.
Das Lichtabschirmelement 90 verbirgt in der Draufsicht die Metallbereiche, die an einem Bereich einwärts des durch die obere Fläche 11 der Basis 10 ausgebildeten Rahmens freigelegt waren. In der lichtemittierenden Vorrichtung 1 spielt das Lichtabschirmelement 90, das mit einem Isoliermaterial ausgebildet ist, die Rolle eines Isolierelements. Dies ermöglicht, dass der Unregelmäßigkeitserfassungsmechanismus richtig arbeitet. Ebenso kann der Leitungsbereich zum Zuführen von Leistung von einer externen Leistungsquelle an die lichtemittierende Vorrichtung 1 sich auf den Bereich außerhalb der Vertiefung der Basis 10 begrenzen.
Gewisse Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung wurden beschrieben. Die vorliegende Erfindung mit den in der Beschreibung offenbarten technischen Charakteristiken ist jedoch nicht auf die Konfigurationen der beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Zum Beispiel ist die vorliegende Erfindung auf eine lichtemittierende Vorrichtung mit einer Komponente anwendbar, die in keiner der Ausführungsformen offenbart wird. Als Solches würde die reine Tatsache, dass es einen Unterschied zu der offenbarten Struktur gibt, keine Gründe für die Nichtanwendbarkeit der vorliegenden Erfindung geben.
Die vorliegende Erfindung ist selbst dann auf eine Vorrichtung anwendbar, wenn die Vorrichtung es nicht wesentlich macht, notwendigerweise und vollständig alle der durch die Ausführungsform offenbarten Bestandteilelemente zu enthalten. In dem Fall, dass eine gewisse Komponente der lichtemittierenden Vorrichtung, die in einer der Ausführungsformen enthalten ist, in dem Patentanspruch nicht angeführt wird, kann die beanspruchte Erfindung angesichts der Entwurfsflexibilität einer Person mit gewöhnlichen Kenntnissen der Technik für eine derartige Komponente unter Verwendung einer Alternative, einer Weglassung, einer Formänderung, einer Änderung der verwendeten Materialien oder Ähnlichem immer noch anwendbar sein, ohne auf das beschränkt zu sein, was in der Ausführungsform offenbart wird.
Die lichtemittierenden Vorrichtungen und die optischen Teile, die in den Ausführungsformen offenbart werden, können als die optischen Systeme verwendet werden, die in Lichtquellen für Fahrzeugscheinwerfer, Lichtinstallationen, Projektoren, am Kopf montierten Anzeigen und Hintergrundbeleuchtungen für andere Anzeigen verwendet werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2020068007 [0001]
JP 2019117827 [0003]

Claims

Lichtemittierende Vorrichtung, die aufweist: ein lichtemittierendes Element; und ein Wellenlängenumwandlungselement, das aufweist: einen Wellenlängenumwandlungsteil, der konfiguriert ist, um von dem lichtemittierenden Element emittiertes Licht in Licht mit einer unterschiedlichen Wellenlänge umzuwandeln und das Licht mit der unterschiedlichen Wellenlänge auszugeben, einen Umschließungsteil, der den Wellenlängenumwandlungsteil umschließt, und eine leitfähige Schicht, die auf dem Umschließungsteil angeordnet ist und den Wellenlängenumwandlungsteil umgibt; wobei die leitfähige Schicht Rutheniumoxid aufweist.
Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei: der Umschließungsteil konfiguriert ist, wenigstens eines der folgenden nicht durchzuführen: Wellenlängenumwandlung des von dem lichtemittierenden Element emittierten Lichts in Licht mit einer unterschiedlichen Wellenlänge, oder Freigabe des Lichts nach außen.
Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei: die leitfähige Schicht ein Unregelmäßigkeitserfassungselement ist, das konfiguriert ist, um zu erfassen, ob eine Unregelmäßigkeit, wie etwa ein Bruch, in dem Wellenlängenumwandlungsteil auftritt.
Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei: der Wellenlängenumwandlungsteil eine Lichteinfallsfläche hat, auf welche das von dem lichtemittierenden Element emittierte Licht einfällt; und die leitfähige Schicht auf der Lichteinfallsflächenseite angeordnet ist.
Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei: das Wellenlängenumwandlungselement ferner einen Metallfilm aufweist, der außerhalb des Wellenlängenumwandlungsteils angeordnet ist und mit der leitfähigen Schicht elektrisch verbunden ist.
Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 1, die ferner aufweist: ein Wärmeabführungselement, das mit dem Wellenlängenumwandlungselement verbunden ist; wobei die leitfähige Schicht auf einer Seite des Wellenlängenumwandlungselements, die dem Wärmeabführungselement zugewandt ist, angeordnet ist.
Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei: die leitfähige Schicht nicht in Kontakt mit dem Wärmeabführungselement ist.
Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die leitfähige Schicht ein Oxid ist und eine Drahtwiderstandsänderung von höchstens 2,5% hat, wenn sie 100 Stunden lang gelagert wird, nachdem eine Lagerumgebung von Raumtemperatur auf eine Temperatur von 85°C und eine Feuchtigkeit von 85% geändert wurde.
Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die leitfähige Schicht eine Durchlässigkeit von höchstens 60% in Bezug auf das von dem lichtemittierenden Element emittierte Licht hat und eine Drahtwiderstandsänderung von höchstens 2,5% hat, wenn sie 100 Stunden lang gelagert wird, nachdem eine Lagerumgebung von Raumtemperatur auf eine Temperatur von 85°C und eine Feuchtigkeit von 85% geändert wurde.
Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die leitfähige Schicht eine Durchlässigkeit von höchstens 60% in Bezug auf das von dem lichtemittierenden Element emittierte Licht hat und eine Drahtwiderstandsänderung von höchstens 2,5% hat, wenn sie 100 Stunden lang gelagert wird, nachdem eine Lagerumgebung von Raumtemperatur auf eine Temperatur von 85°C und eine Feuchtigkeit von 85% geändert wurde.
Optische Teil, das aufweist: eine Basis mit: einem Wellenlängenumwandlungsteil, der Licht mit einer zu einer Wellenlänge von Licht, das auf die Basis einfällt, unterschiedlichen Wellenlänge ausgibt; und einen Umschließungsteil, der seitlichen Flächen des Wellenlängenumwandlungsteils umschließt, und eine leitfähige Schicht, die auf einer oberen Fläche oder einer unteren Fläche des Umschließungsteils angeordnet ist, und den Wellenlängenumwandlungsteil umgibt, wobei die leitfähige Schicht Rutheniumoxid aufweist.
Optisches Teil nach Anspruch 11, wobei die leitfähige Schicht ein Oxid ist und eine Schichtwiderstandsänderung von weniger als 3% hat, wenn sie 50 Stunden oder 100 Stunden lang gelagert wird, nachdem eine Lagerumgebung von Raumtemperatur auf eine Temperatur von 100°C geändert wurde.
Optischer Teil nach Anspruch 11, wobei die leitfähige Schicht eine Durchlässigkeit von höchstens 60% in Bezug auf sichtbares Licht und eine Schichtwiderstandsänderung von weniger als 3% hat, wenn sie 50 Stunden oder 100 Stunden lang gelagert wird, nachdem eine Lagerumgebung von Raumtemperatur auf eine Temperatur von 100°C geändert wurde.