JP2008251685A - Light-emitting device and light generating module - Google Patents

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Shinji Saito
真司 斎藤
Yasushi Hattori
靖 服部
Shinya Nunogami
真也 布上
Koichi Tachibana
浩一 橘
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light emitting module capable of efficiently taking out light. <P>SOLUTION: The light emitting device includes a first light emitting element 2a which emits, in the opposite direction from each other, excitation light L11 from first and second end faces, facing each other, a first reflecting body 1a which includes a recess consisting of a bottom surface 10a where the first light emitting element 2a is arranged and first and second side surfaces which face the first and second end faces respectively and reflect the excitation light L11. Each of the first and second side surfaces comprises, from the bottom surface 10a toward outside, concave parts 11a and 11b continuous to the bottom surface 10a, convex parts 12a and 12b continuous to the concave parts 11a and 11b, as well as concave parts 13a and 13b continuous the convex parts 12a and 12b. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、発光素子を備えた発光装置及び発光モジュールに関する。   The present invention relates to a light emitting device and a light emitting module including a light emitting element.

発光素子と蛍光体を組み合わせた発光装置(光源装置)が提案されている(例えば、特許文献1〜3参照。)。蛍光体は、発光素子から発せられた励起光を吸収して励起光とは異なる波長の光を放射する。   A light emitting device (light source device) that combines a light emitting element and a phosphor has been proposed (see, for example, Patent Documents 1 to 3). The phosphor absorbs excitation light emitted from the light emitting element and emits light having a wavelength different from that of the excitation light.

特許文献1には、光ファイバを励起光の導波路として用い、光ファイバの先端に蛍光体を付加した構造を備えている光源装置が記載されている。   Patent Document 1 describes a light source device having a structure in which an optical fiber is used as a waveguide for excitation light and a phosphor is added to the tip of the optical fiber.

また、特許文献2には、レーザ光を出力する半導体レーザ素子と、半導体レーザからのレーザ光を拡散するレンズと、拡散レンズからのレーザ光を可視光に変換する蛍光体とを備えている照明用光源装置が記載されている。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-228561 includes a semiconductor laser element that outputs laser light, a lens that diffuses laser light from the semiconductor laser, and a phosphor that converts laser light from the diffusion lens into visible light. A light source device for use is described.

更に、特許文献3には、蛍光体の励起光を放射する発光素子と蛍光体を分散させた分散体を備えた、光取り出し効率が高い発光装置が提案されている。   Furthermore, Patent Document 3 proposes a light emitting device having a high light extraction efficiency, which includes a light emitting element that emits phosphor excitation light and a dispersion in which the phosphor is dispersed.

発光素子の発光照射パターンはチップ平面方向に対して垂直に広がる特徴がある。このため、従来の発光素子のマウントを行う手法では、ヒートシンクの一方の側面と発光素子の一方の発光する端面(発光面)とが一致するもしくは発光面が突出するようにマウントを行い、発光面から発せられる励起光をヒートシンクが遮らないようにしていた。そして、この励起光を光ディスクの読み取りや書き込みなどに使っていた。他方の発光面には高反射コートを行い、光を出さないか、もしくはわずかに出し、モニター用に用いていた。   The light emission pattern of the light emitting element is characterized by spreading perpendicular to the chip plane direction. For this reason, in the conventional method of mounting a light emitting element, mounting is performed such that one side surface of the heat sink and one light emitting end surface (light emitting surface) of the light emitting element coincide with each other or the light emitting surface protrudes. The heat sink was made not to block the excitation light emitted from. And this excitation light was used for reading and writing of the optical disk. The other light-emitting surface was coated with a high reflection so that it did not emit light or was slightly emitted and used for monitoring.

ここで、一方の発光面からの発光のみ利用するよりも、両発光面からの発光を利用した方が一発光面あたりの光密度を低下させることができる。発光素子の劣化は発光面の突然劣化によるものが知られており、両発光面からの発光を利用することは端面劣化等に対して有利である。しかしながら、発光素子をヒートシンクに設置した場合、ヒートシンクの側面と一致していない側の発光面からの光がヒートシンクにあたり、通常ヒートシンクの反射率が低いためにヒートシンクで吸収が生じ、光のロスが生じる。したがって、効率よく光を取り出すことができない問題がある。
特開2005−205195号公報 特開平07−282609号公報 特開2006−210887号公報
Here, the light density per light emitting surface can be reduced by using light emitted from both light emitting surfaces rather than using only light emitted from one light emitting surface. It is known that the deterioration of the light emitting element is due to the sudden deterioration of the light emitting surface, and using light emitted from both light emitting surfaces is advantageous for end face deterioration and the like. However, when the light emitting element is installed on the heat sink, the light from the light emitting surface that is not coincident with the side surface of the heat sink hits the heat sink. . Therefore, there is a problem that light cannot be extracted efficiently.
JP 2005-205195 A JP 07-282609 A JP 2006-210887 A

本発明の目的は、効率よく光を取り出すことができる発光装置及び発光モジュールを提供することである。   The objective of this invention is providing the light-emitting device and light-emitting module which can take out light efficiently.

本願発明の一態様によれば、(イ)互いに対向する第1及び第2の端面から、互いに逆方向に励起光を発する第1の発光素子と、(ロ)第1の発光素子が配置された底面と、第1及び第2の端面にそれぞれ対向し、励起光をそれぞれ反射する第1及び第2の側面とを有する凹部を有する第1の反射体と、(ハ)励起光に励起されて蛍光を発する蛍光体とを備え、(ニ)第1及び第2の側面のそれぞれが、底面から外側に向かって、底面に連続する凹面部、この凹面部に連続する凸面部、及びこの凸面部に連続する凹面部を有する発光装置が提供される。   According to one aspect of the present invention, (a) a first light emitting element that emits excitation light in opposite directions from the first and second end faces facing each other, and (b) a first light emitting element is disposed. A first reflector having a concave portion having a bottom surface and a first and second side surfaces respectively opposed to the first and second end surfaces and reflecting the excitation light; and (c) excited by the excitation light. (D) each of the first and second side faces outward from the bottom surface toward the outside, a concave surface portion that continues to the bottom surface, a convex surface portion that continues to the concave surface portion, and this convex surface There is provided a light emitting device having a concave portion continuous with the portion.

本願発明の他の態様によれば、(イ)互いに対向する第1及び第2の端面から、互いに逆方向に励起光を発する第1の発光素子と、(ロ)第1の発光素子が配置された底面と、第1及び第2の端面にそれぞれ対向し、励起光をそれぞれ反射する第1及び第2の側面とを有する凹部を有する第1の反射体とを備え、(ハ)第1及び第2の側面のそれぞれが、底面から外側に向かって、底面に連続する凹面部、この凹面部に連続する凸面部、及びこの凸面部に連続する凹面部を有する発光モジュールが提供される。   According to another aspect of the present invention, (a) a first light emitting element that emits excitation light in opposite directions from the first and second end faces facing each other, and (b) a first light emitting element is disposed. And a first reflector having a recess facing the first and second end faces and having first and second side faces respectively reflecting the excitation light, and (c) a first In addition, a light emitting module is provided in which each of the second side surfaces has a concave surface portion that is continuous with the bottom surface, a convex surface portion that is continuous with the concave surface portion, and a concave surface portion that is continuous with the convex surface portion.

本願発明の他の態様によれば、(イ)ヒートシンクと、(ロ)ヒートシンク上に配置され、互いに対向する第1及び第2の端面から、互いに逆方向に励起光を発する発光素子と、(ハ)ヒートシンク上で第1及び第2の端面の両側に配置され励起光を反射する反射膜とを備える発光モジュールが提供される。   According to another aspect of the present invention, (a) a heat sink, and (b) a light emitting element that is arranged on the heat sink and emits excitation light in opposite directions from the first and second end faces facing each other; C) A light emitting module is provided that includes a reflective film that is disposed on both sides of the first and second end faces on the heat sink and reflects excitation light.

本願発明の他の態様によれば、(イ)ヒートシンクと、(ロ)ヒートシンク上に配置され、中央部が周辺部よりも厚い半田層と、(ハ)中央部上に配置され、互いに対向する第1及び第2の端面から、互いに逆方向に励起光を発する発光素子とを備える発光モジュールが提供される。   According to another aspect of the present invention, (a) a heat sink, (b) a solder layer disposed on the heat sink, and having a central portion thicker than the peripheral portion, and (c) disposed on the central portion and facing each other. There is provided a light emitting module including a light emitting element that emits excitation light in opposite directions from the first and second end faces.

本願発明の他の態様によれば、(イ)ヒートシンクと、(ロ)ヒートシンク上に配置され、互いに対向する第1及び第2の端面から、互いに逆方向に励起光を発する発光素子と、(ハ)ヒートシンク上で第1及び第2の端面の両側に配置された低屈折率層と、(ニ)低屈折率層上に配置された高屈折率層とを備える発光モジュールが提供される。   According to another aspect of the present invention, (a) a heat sink, and (b) a light emitting element that is arranged on the heat sink and emits excitation light in opposite directions from the first and second end faces facing each other; C) A light emitting module is provided that includes a low refractive index layer disposed on both sides of the first and second end faces on a heat sink, and (d) a high refractive index layer disposed on the low refractive index layer.

本発明によれば、効率よく光を取り出すことができる発光装置及び発光モジュールを提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the light-emitting device and light-emitting module which can take out light efficiently can be provided.

次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。   Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals. However, it should be noted that the drawings are schematic, and the relationship between the thickness and the planar dimensions, the ratio of the thickness of each layer, and the like are different from the actual ones. Therefore, specific thicknesses and dimensions should be determined in consideration of the following description. Moreover, it is a matter of course that portions having different dimensional relationships and ratios are included between the drawings.

また、以下に示す実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。この発明の技術的思想は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。   Further, the embodiments described below exemplify apparatuses and methods for embodying the technical idea of the present invention, and the technical idea of the present invention includes the material, shape, structure, The layout is not specified as follows. The technical idea of the present invention can be variously modified within the scope of the claims.

(第1の実施の形態)
本発明の第1の実施の形態に係る発光装置は、図1に示すように、互いに対向する2つ(第1及び第2)の端面から、互いに逆方向に励起光L11を発する第1の発光素子2aと、第1の発光素子2aが配置された底面10aと、発光する第1及び第2の端面にそれぞれ対向し、励起光をそれぞれ反射する第1及び第2の側面とを有する凹部を有する第1の反射体1aとを備える発光モジュールを有する。第1の側面は、底面10aから外側に向かって、底面10aに連続する凹面部11a、凹面部11aに連続する凸面部12a、及び凸面部12aに連続する凹面部13aを有する。第2の側面は、底面10aから外側に向かって、底面10aに連続する凹面部11b、凹面部11bに連続する凸面部12b、及び凸面部12bに連続する凹面部13bを有する。
(First embodiment)
As shown in FIG. 1, the light emitting device according to the first embodiment of the present invention is configured to emit a first excitation light L11 in opposite directions from two opposite end faces (first and second). A concave portion having a light emitting element 2a, a bottom surface 10a on which the first light emitting element 2a is disposed, and first and second side faces that face the first and second end faces that emit light and reflect excitation light, respectively. And a first reflector 1a having a light emitting module. The first side surface has, from the bottom surface 10a toward the outside, a concave surface portion 11a continuous with the bottom surface 10a, a convex surface portion 12a continuous with the concave surface portion 11a, and a concave surface portion 13a continuous with the convex surface portion 12a. The second side surface has a concave surface portion 11b continuous with the bottom surface 10a, a convex surface portion 12b continuous with the concave surface portion 11b, and a concave surface portion 13b continuous with the convex surface portion 12b from the bottom surface 10a toward the outside.

第1の発光素子2aには、約430nm以下の波長領域の青から紫外の発光ピーク波長を有する発光素子が用いられる。具体的には、発光層(活性層)として、III−V族化合物半導体である窒化アルミニウムガリウムインジウム(AlGaInN)、あるいはII−VI族化合物半導体である酸化マグネシウム亜鉛(MgZnO)等を用いた半導体レーザダイオードや発光ダイオードが用いられる。   As the first light emitting element 2a, a light emitting element having a blue to ultraviolet emission peak wavelength in a wavelength region of about 430 nm or less is used. Specifically, a semiconductor laser using aluminum gallium indium nitride (AlGaInN) which is a III-V group compound semiconductor or magnesium zinc oxide (MgZnO) which is a II-VI group compound semiconductor as a light emitting layer (active layer). A diode or a light emitting diode is used.

例えば、発光層として用いるIII−V族化合物半導体は、Al、Ga、Inの中の少なくとも一つを含む窒化物半導体である。具体的にはAlGaIn(1−x−y)N(0≦x≦1、0≦y≦1、0≦(x+y)≦1)と表すことができ、AlN、GaN、及びInNの2元系、AlGa(1−x)N(0<x<1)、AlIn(1−x)N(0<x<1)、及びGaIn(1−y)N (0<y<1)の3元系、更にすべてを含む4元系のいずれも含まれる。Al及びGaの組成x、yに基いて、紫外から青までの範囲の発光ピーク波長が決定される。また、III族元素の一部をホウ素(B)、タリウム(Tl)等に置換することができる。更に、V族元素のNの一部をリン(P)、ヒ素(As)、アンチモン(Sb)、ビスマス(Bi)等に置換することができる。 For example, the group III-V compound semiconductor used as the light emitting layer is a nitride semiconductor containing at least one of Al, Ga, and In. Specifically, it can be expressed as Al x Ga y In (1-xy) N (0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1, 0 ≦ (x + y) ≦ 1), AlN, GaN, and InN A binary system of Al x Ga (1-x) N (0 <x <1), Al x In (1-x) N (0 <x <1), and Ga y In (1-y) N ( A ternary system of 0 <y <1) and a quaternary system including all of them are included. The emission peak wavelength in the range from ultraviolet to blue is determined based on the composition x, y of Al and Ga. Further, a part of the group III element can be substituted with boron (B), thallium (Tl), or the like. Furthermore, a part of N of the group V element can be substituted with phosphorus (P), arsenic (As), antimony (Sb), bismuth (Bi), or the like.

同様に、発光層として用いるII−VI族化合物半導体は、Mg及びZnを少なくとも一つ含む酸化物半導体である。具体的にはMgZn(1−z)O(0≦z≦1)と表され、Mgの組成zに基いて紫外領域の発光ピーク波長が決定される。 Similarly, the II-VI group compound semiconductor used for the light emitting layer is an oxide semiconductor containing at least one of Mg and Zn. Specifically, it is expressed as Mg z Zn (1-z) 2 O (0 ≦ z ≦ 1), and the emission peak wavelength in the ultraviolet region is determined based on the Mg composition z.

図2は、第1の発光素子2aとして使用可能な端面発光型AlGaInN系レーザダイオードの一例を示している。図2に示すように、AlGaInN系レーザダイオードは、n型GaN基板100上に、n型GaNバッファ層101、n型AlGaNクラッド層102、n型GaN光ガイド層103、GaInN発光層104、p型GaN光ガイド層105、p型AlGaNクラッド層106、p型GaNコンタクト層107のそれぞれを順次積層した構造である。p型コンタクト層107のリッジ側面及びp型クラッド層106の表面には絶縁膜108が設けられる。p側電極109が、p型コンタクト層107及び絶縁膜108の表面に設けられる。n側電極110が、n型基板100の裏面に設けられる。   FIG. 2 shows an example of an edge-emitting AlGaInN laser diode that can be used as the first light emitting element 2a. As shown in FIG. 2, the AlGaInN-based laser diode has an n-type GaN buffer layer 101, an n-type AlGaN cladding layer 102, an n-type GaN light guide layer 103, a GaInN light-emitting layer 104, a p-type on an n-type GaN substrate 100. The GaN light guide layer 105, the p-type AlGaN cladding layer 106, and the p-type GaN contact layer 107 are sequentially stacked. An insulating film 108 is provided on the ridge side surface of the p-type contact layer 107 and the surface of the p-type cladding layer 106. A p-side electrode 109 is provided on the surfaces of the p-type contact layer 107 and the insulating film 108. An n-side electrode 110 is provided on the back surface of the n-type substrate 100.

図3及び図4は、第1の発光素子2aとして使用可能な端面発光型MgZnOレーザダイオードの一例を示している。図3に示すMgZnOレーザダイオードでは、酸化亜鉛(ZnO)基板130が用いられる。一方、図4に示すMgZnOレーザダイオードではSi基板140が用いられる。   3 and 4 show an example of an edge-emitting MgZnO laser diode that can be used as the first light emitting element 2a. In the MgZnO laser diode shown in FIG. 3, a zinc oxide (ZnO) substrate 130 is used. On the other hand, the Si substrate 140 is used in the MgZnO laser diode shown in FIG.

図3に示すMgZnOレーザダイオードは、酸化亜鉛(ZnO)基板130、金属反射層131、p型MgZnOクラッド層132、i型MgZnO発光層133、n型MgZnOクラッド層134、n型MgZnOコンタクト層135のそれぞれを積層した構造である。n型コンタクト層135には、n側電極136が設けられる。基板130にはp側電極137が設けられる。   The MgZnO laser diode shown in FIG. 3 includes a zinc oxide (ZnO) substrate 130, a metal reflection layer 131, a p-type MgZnO cladding layer 132, an i-type MgZnO light emitting layer 133, an n-type MgZnO cladding layer 134, and an n-type MgZnO contact layer 135. It is the structure which laminated each. An n-side electrode 136 is provided on the n-type contact layer 135. A p-side electrode 137 is provided on the substrate 130.

図4に示すMgZnOレーザダイオードは、Si基板140、ZnOバッファ層141、p型MgZnOクラッド層142、MgZnO発光層143、n型MgZnOクラッド層144のそれぞれを積層した構造である。n型クラッド層144には酸化インジウムスズ(ITO)電極層145を介してn側電極146が設けられる。p型クラッド層142にはITO電極層147を介してp側電極148が設けられる。   The MgZnO laser diode shown in FIG. 4 has a structure in which an Si substrate 140, a ZnO buffer layer 141, a p-type MgZnO cladding layer 142, an MgZnO light emitting layer 143, and an n-type MgZnO cladding layer 144 are stacked. An n-side electrode 146 is provided on the n-type cladding layer 144 via an indium tin oxide (ITO) electrode layer 145. A p-side electrode 148 is provided on the p-type cladding layer 142 via the ITO electrode layer 147.

図1に示した第1の反射体1aは、基体3と、基体3の表面を覆う反射膜4を備える。基体3としては、熱伝導性に優れた材料を用いることが望ましい。例えば、AlN、アルミナ(Al23)、銅(Cu)、窒化ボロン(BN)、プラスチック、セラミックス、及びダイアモンド等が使用可能である。こうした材料からなる基体3を用いることによって、第1の発光素子2aの動作により発生する熱を効率よく放出することができる。 The first reflector 1 a shown in FIG. 1 includes a base 3 and a reflective film 4 that covers the surface of the base 3. As the substrate 3, it is desirable to use a material having excellent thermal conductivity. For example, AlN, alumina (Al 2 O 3 ), copper (Cu), boron nitride (BN), plastic, ceramics, diamond, and the like can be used. By using the base 3 made of such a material, heat generated by the operation of the first light emitting element 2a can be efficiently released.

反射膜4としては、励起光L11に対する反射率が約80%以上、望ましくは約90%以上の金属膜や誘電体多層膜DBRを用いることができる。反射率金属膜の場合、Al、金(Au)、銀(Ag)、パラジウム(Pd)等の金属が用いられる。誘電体多層膜の場合、Si、ジルコニウム(Zr)、ハフニウム(Hf)、Al、タンタル(Ta)、チタニウム(Ti)等の酸化物及び窒化物等が用いられる。基体3が樹脂の場合、その表面に金属コーティングを行うので、基体3の劣化を防止することができる。   As the reflective film 4, a metal film or a dielectric multilayer film DBR having a reflectivity with respect to the excitation light L11 of about 80% or more, desirably about 90% or more can be used. In the case of a reflectance metal film, metals such as Al, gold (Au), silver (Ag), and palladium (Pd) are used. In the case of the dielectric multilayer film, oxides and nitrides such as Si, zirconium (Zr), hafnium (Hf), Al, tantalum (Ta), and titanium (Ti) are used. When the substrate 3 is a resin, the surface thereof is coated with a metal, so that the substrate 3 can be prevented from being deteriorated.

第1の発光素子2aの電極と外部電源とは図示を省略したボンディングワイヤにより接続されている。ボンディングワイヤには、抵抗値が小さくかつ可視光の吸収率が小さい材料を用いることが望ましい。例えば、Auワイヤを用いることができる。あるいは、Pt等の貴金属とAuとを組み合わせたワイヤを用いても良い。   The electrode of the first light emitting element 2a and the external power source are connected by a bonding wire (not shown). For the bonding wire, it is desirable to use a material having a small resistance value and a low visible light absorption rate. For example, an Au wire can be used. Or you may use the wire which combined noble metals, such as Pt, and Au.

図5は、本発明の第1の実施の形態に係る発光装置の概略斜視図を示し、図6は、図5のA方向からみた断面図を示す。図5及び図6に示すように、第1の反射体1aによる励起光L11の反射方向に第2の反射体1bが配置されている。第2の反射体1bの構造は、図1に示した第1の反射体1aの構造と実質的に同様である。即ち、第2の反射体1bが、底面及び底面と連続する第1及び第2の側面を有する。そして、第2の反射体1bの第1及び第2の側面のそれぞれが、第2の反射体1bの凹部の底面から外側に向かって、底面に連続する凹面部、この凹面部に連続する凸面部、及びこの凸面部に連続する凹面部を有する。   FIG. 5 shows a schematic perspective view of the light emitting device according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 6 shows a cross-sectional view seen from the direction A of FIG. As shown in FIG.5 and FIG.6, the 2nd reflector 1b is arrange | positioned in the reflection direction of the excitation light L11 by the 1st reflector 1a. The structure of the second reflector 1b is substantially the same as the structure of the first reflector 1a shown in FIG. That is, the second reflector 1b has a bottom surface and first and second side surfaces that are continuous with the bottom surface. And each of the 1st and 2nd side surfaces of the 2nd reflector 1b goes to the outer side from the bottom face of the recessed part of the 2nd reflector 1b, and the convex surface which continues to this concave surface part. And a concave portion continuous to the convex portion.

第2の反射体1bが有する凹部の底面に第2の発光素子2bが配置されている。第2の発光素子2bは、互いに対向する第1及び第2の端面から、互いに逆方向に励起光L21を発光する。第2の発光素子2bの第1及び第2の端面は、第2の反射体1bの第1及び第2の側面とそれぞれ対向する。第2の反射体1bの第1及び第2の側面は、励起光L21をそれぞれ反射する。第2の発光素子2bの構造は第1の発光素子2aの構造と実質的に同様であるので、重複した説明を省略する。第1及び第2の反射体1a,1bの間には透明基材31が配置されている。透明基材31中には、反射鏡41が第1の反射体1aの凹部の底面10aに対して傾斜して配置されている。反射鏡41上には蛍光体42が配置されている。透明基材31の表面には半透過膜33が配置されている。   The 2nd light emitting element 2b is arrange | positioned at the bottom face of the recessed part which the 2nd reflector 1b has. The second light emitting element 2b emits the excitation light L21 in opposite directions from the first and second end faces facing each other. The first and second end faces of the second light emitting element 2b oppose the first and second side faces of the second reflector 1b, respectively. The first and second side surfaces of the second reflector 1b reflect the excitation light L21, respectively. Since the structure of the second light emitting element 2b is substantially the same as the structure of the first light emitting element 2a, a duplicate description is omitted. A transparent substrate 31 is disposed between the first and second reflectors 1a and 1b. In the transparent substrate 31, the reflecting mirror 41 is disposed so as to be inclined with respect to the bottom surface 10a of the concave portion of the first reflector 1a. A phosphor 42 is disposed on the reflecting mirror 41. A semipermeable membrane 33 is disposed on the surface of the transparent substrate 31.

透明基材31として、励起光L11,L21の透過性が高く、かつ耐熱性の高い任意の材料を用いることができる。例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ユリア樹脂、フッ素樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂等が使用可能である。特に、入手し易く取り扱いやすく、しかも安価であることから、エポキシ樹脂やシリコーン樹脂が好適である。また、樹脂以外でも、ガラス、焼結体、セラミックス構造体等を用いることができる。   As the transparent base material 31, any material having high transparency of the excitation light L11, L21 and high heat resistance can be used. For example, silicone resin, epoxy resin, urea resin, fluororesin, acrylic resin, polyimide resin, etc. can be used. In particular, an epoxy resin or a silicone resin is preferable because it is easily available and easy to handle and is inexpensive. In addition to the resin, glass, a sintered body, a ceramic structure, or the like can be used.

反射鏡41としては、励起光L11,L21に対する反射率が約80%以上、望ましくは約90%以上の金属膜や誘電体多層膜DBRを用いることができる。反射率金属膜の場合、Al、Au、Ag、Pd等の金属が用いられる。誘電体多層膜の場合、Si、Zr、Hf、Al、Ta、Ti等の酸化物及び窒化物等が用いられる。   As the reflecting mirror 41, a metal film or dielectric multilayer film DBR having a reflectance of about 80% or more, preferably about 90% or more with respect to the excitation lights L11 and L21 can be used. In the case of a reflectance metal film, metals such as Al, Au, Ag, and Pd are used. In the case of a dielectric multilayer film, oxides and nitrides such as Si, Zr, Hf, Al, Ta, and Ti are used.

蛍光体42は、励起光L11,L21に励起されて蛍光L12,L22を発する。蛍光体42として、紫外から青色までの波長領域の光を吸収して可視光を放射する材料が用いられる。例えば、珪酸塩系蛍光体材料、アルミン酸塩蛍光体材料、窒化物系蛍光体材料、硫化物系蛍光体材料、酸硫化物系蛍光体材料、YAG系蛍光体材料、硼酸塩系蛍光体材料、燐酸塩硼酸塩系蛍光体材料、燐酸塩系蛍光体、及びハロリン酸塩系蛍光体材料等の蛍光体材料を使用することができる。   The phosphor 42 is excited by the excitation light L11 and L21 and emits fluorescence L12 and L22. As the phosphor 42, a material that absorbs light in a wavelength region from ultraviolet to blue and emits visible light is used. For example, silicate phosphor materials, aluminate phosphor materials, nitride phosphor materials, sulfide phosphor materials, oxysulfide phosphor materials, YAG phosphor materials, borate phosphor materials Phosphor materials such as phosphate borate phosphor materials, phosphate phosphors, and halophosphate phosphor materials can be used.

(1)珪酸塩系蛍光体材料:(Sr(1−x−y−z)BaCaEuSi(2+2w)(0≦x<1、0≦y<1、0.05≦z≦0.2、0.90≦w≦1.10)
ここで、珪酸塩系蛍光体材料としては、x=0.19、y=0、z=0.05、w=1.0の組成が望ましい。珪酸塩蛍光体材料は、結晶構造を安定化したり、発光強度を高めるために、ストロンチウム(Sr)、バリウム(Ba)、及びカルシウム(Ca)の一部をMg及びZnの少なくともいずれか一方に置き換えても良い。
(1) Silicate-based phosphor material: (Sr (1-xyz) Ba x Ca y Eu z ) 2 Si w O (2 + 2w) (0 ≦ x <1, 0 ≦ y <1, 0. 05 ≦ z ≦ 0.2, 0.90 ≦ w ≦ 1.10)
Here, as the silicate phosphor material, a composition of x = 0.19, y = 0, z = 0.05, w = 1.0 is desirable. Silicate phosphor material replaces part of strontium (Sr), barium (Ba), and calcium (Ca) with at least one of Mg and Zn in order to stabilize the crystal structure and increase the emission intensity. May be.

他の組成比の珪酸塩系蛍光体材料として、MSiO、MSiO、MSiO、MSiO、及びMSi(MはSr、Ba、Ca、Mg、Be、Zn、及びYから選択される少なくとも1つの元素)が使用可能である。更に、珪酸塩系蛍光体材料は、発光色を制御するために、Siの一部をゲルマニウム(Ge)に置き換えても良い(例えば、(Sr(1−x−y−z)BaCaEu(Si(1−u)Ge)O)。また、Ti、鉛(Pb)、マンガン(Mn)、ヒ素(As)、Al、プラセオジム(Pr)、テルビウム(Tb)、及びセリウム(Ce)から選択される少なくとも1つの元素が、賦活剤として含有されていても良い。 Examples of silicate phosphor materials having other composition ratios include MSiO 3 , MSiO 4 , M 2 SiO 3 , M 2 SiO 5 , and M 4 Si 2 O 8 (M is Sr, Ba, Ca, Mg, Be, Zn). And at least one element selected from Y) can be used. Further, in the silicate phosphor material, a part of Si may be replaced with germanium (Ge) in order to control the emission color (for example, (Sr (1-xyz) Ba x Ca y eu z) 2 (Si (1 -u) Ge u) O 4). Further, at least one element selected from Ti, lead (Pb), manganese (Mn), arsenic (As), Al, praseodymium (Pr), terbium (Tb), and cerium (Ce) is contained as an activator. May be.

(2)アルミン酸塩系蛍光体材料:MAl1017(但し、Mは、Ba、Sr、Mg、Zn、及びCaから選択される少なくとも1つの元素)
賦活剤として、ユーロピウム(Eu)及びMnの少なくとも1つを含む。
(2) Aluminate-based phosphor material: M 2 Al 10 O 17 (where M is at least one element selected from Ba, Sr, Mg, Zn, and Ca)
As an activator, at least one of europium (Eu) and Mn is included.

他の組成比のアルミン酸塩系蛍光体材料としては、MAl、MAl17、MAl13、MAl1219、MAl1017、MAl1119、MAl12、MAl1627、及びMAl12(MはBa、Sr、Ca、Mg、Be及びZnから選択される少なくとも1つの元素)が使用可能である。また、Mn、ジスプロシウム(Dy)、Tb、ネオジウム(Nd)、及びCeから選択される少なくとも1つの元素が、賦活剤として含有されていても良い。 Examples of aluminate phosphor materials having other composition ratios include MAl 2 O 4 , MAl 4 O 17 , MAl 8 O 13 , MAl 12 O 19 , M 2 Al 10 O 17 , M 2 Al 11 O 19 , M 3 Al 5 O 12 , M 3 Al 16 O 27 , and M 4 Al 5 O 12 (M is at least one element selected from Ba, Sr, Ca, Mg, Be, and Zn) can be used. Moreover, at least one element selected from Mn, dysprosium (Dy), Tb, neodymium (Nd), and Ce may be contained as an activator.

(3)窒化物系蛍光体材料(主にシリコンナイトライド系蛍光体材料):LSi(2x/3+4y/3):Eu、又はLSi(2x/3+4y/3−2z/3):Eu(LはSr、Ca、Sr及びCaから選択される少なくとも1つの元素)
x=2かつy=5、又はx=1かつy=7であることが望ましいが、x及びyは、任意の値とすることができる。
(3) Nitride-based phosphor material (mainly silicon nitride-based phosphor material): L x Si y N (2x / 3 + 4y / 3) : Eu or L x Si y O z N (2x / 3 + 4y / 3) -2z / 3) : Eu (L is at least one element selected from Sr, Ca, Sr and Ca)
Although it is desirable that x = 2 and y = 5, or x = 1 and y = 7, x and y can be arbitrary values.

具体的には、Mnが賦活剤として添加された(SrCa(1−x)Si:Eu、SrSi:Eu、CaSi:Eu、SrCa(1−x)Si10:Eu、SrSi10:Eu、CaSi10:Eu等の蛍光体材料を使用することが望ましい。これらの蛍光体材料には、Mg、Sr、Ca、Ba、Zn、B、Al、Cu、Mn、クロム(Cr)、及びニッケル(Ni)から選ばれる少なくとも1つの元素が含有されていても良い。また、Ce,Pr、Tb、Nd、及びランタン(La)から選ばれる少なくとも1つの元素が、賦活剤として含有されていても良い。 Specifically, Mn is added as an activator (Sr x Ca (1-x )) 2 Si 5 N 8: Eu, Sr 2 Si 5 N 8: Eu, Ca 2 Si 5 N 8: Eu, Sr It is desirable to use a phosphor material such as x Ca (1-x) Si 7 N 10 : Eu, SrSi 7 N 10 : Eu, CaSi 7 N 10 : Eu. These phosphor materials may contain at least one element selected from Mg, Sr, Ca, Ba, Zn, B, Al, Cu, Mn, chromium (Cr), and nickel (Ni). . Moreover, at least one element selected from Ce, Pr, Tb, Nd, and lanthanum (La) may be contained as an activator.

(4)硫化物系蛍光体材料:(Zn(1−x)Cd)S:M(Mは、Cu、塩素(Cl)、Ag、Al、鉄(Fe)、Cu、Ni、及びZnから選択される少なくとも1つの元素、xは0≦x≦1を満足する数値)
イオウ(S)は、セレン(Se)及びテルル(Te)の少なくともいずれかを置き換えても良い。
(4) Sulfide-based phosphor material: (Zn (1-x) Cd x ) S: M (M is from Cu, chlorine (Cl), Ag, Al, iron (Fe), Cu, Ni, and Zn) At least one selected element, x is a numerical value satisfying 0 ≦ x ≦ 1)
Sulfur (S) may replace at least one of selenium (Se) and tellurium (Te).

(5)酸硫化物蛍光体材料:(Ln(1−x)Eu)OS(Lnはスカンジウム(Sc)、Y、La、ガドリニウム(Gd)、及びルテチウム(Lu)から選ばれる少なくとも1つの元素、xは0≦x≦1を満足する数値)
Tb、Pr、Mg、Ti、Nb、Ta、Ga、サマリウム(Sm)、及びツリウム(Tm)の少なくともいずれかが、賦活剤として含有されていても良い。
(5) Oxysulfide phosphor material: (Ln (1-x) Eu x ) O 2 S (Ln is at least one selected from scandium (Sc), Y, La, gadolinium (Gd), and lutetium (Lu)) Two elements, x is a numerical value satisfying 0 ≦ x ≦ 1)
At least one of Tb, Pr, Mg, Ti, Nb, Ta, Ga, samarium (Sm), and thulium (Tm) may be contained as an activator.

(6)YAG系蛍光体材料:(Y(1−x−y−z)GdLaSm(Al(1−v)Ga12:Ce,Eu(0≦x≦1、0≦y≦1、0≦z≦1.0≦v≦1)
CrおよびTbの少なくとも一種が、賦活剤として含有されていても良い。
(6) YAG-based phosphor materials: (Y (1-x- y-z) Gd x La y Sm z) 3 (Al (1-v) Ga v) 5 O 12: Ce, Eu (0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1, 0 ≦ z ≦ 1.0 ≦ v ≦ 1)
At least one of Cr and Tb may be contained as an activator.

(7)硼酸塩系蛍光体材料:MBO:Eu(MはY、La、Gd、Lu、及びInから選択される少なくとも1つの元素)
賦活剤として、Tbが含有されていても良い。
(7) Borate phosphor material: MBO 3 : Eu (M is at least one element selected from Y, La, Gd, Lu, and In)
Tb may be contained as an activator.

他の組成比の硼酸塩系蛍光体材料として、Cd:Mn、(Ce,Gd,Tb)MgB10:Mn、GdMgB10:Ce,Tbなどが使用可能である。 Cd 2 B 2 O 5 : Mn, (Ce, Gd, Tb) MgB 5 O 10 : Mn, GdMgB 5 O 10 : Ce, Tb, etc. can be used as borate phosphor materials having other composition ratios. .

(8)燐酸塩硼酸塩系蛍光体材料:2(M(1−x)M’)O・aP・bB(MはMg、Ca、Sr、Ba、及びZnから選ばれる少なくとも1つの元素、M’はEu、Mn、Sn、Fe、及びCrから選択される少なくとも1つの元素、x、a、bは0.001≦x≦0.5、0≦a≦2、0≦b≦3、0.3<(a+b)を満足する数値)
(9)燐酸塩系蛍光体:(Sr(1−x)Ba(PO:Eu、又は(Sr(1−x)Ba:Eu、Sn
Ti及びCuのいずれか一方が、賦活剤として含有されていても良い。
(8) Phosphate borate phosphor material: 2 (M (1-x) M ′ x ) O.aP 2 O 5 .bB 2 O 3 (M is selected from Mg, Ca, Sr, Ba, and Zn) At least one element, M ′ is at least one element selected from Eu, Mn, Sn, Fe, and Cr, x, a, b are 0.001 ≦ x ≦ 0.5, 0 ≦ a ≦ 2, Numerical values satisfying 0 ≦ b ≦ 3 and 0.3 <(a + b))
(9) Phosphate-based phosphor: (Sr (1-x) Ba x ) 3 (PO 4 ) 2 : Eu or (Sr (1-x) Ba x ) 2 P 2 O 7 : Eu, Sn
Either one of Ti and Cu may be contained as an activator.

(10)ハロリン酸塩系蛍光体材料:(M(1−x)Eu10(POCl、又は(M(1−x)Eu(POCl(MはBa、Sr、Ca、Mg、及びCdから選ばれる少なくとも1つの元素、xは0≦x≦1を満足する数値)
Clの少なくとも一部を、フッ素(F)に置き換えても良い。また、Sb及びMnの少なくとも1つが、賦活剤として含有されていても良い。
(10) Halophosphate phosphor material: (M (1-x) Eu x ) 10 (PO 4 ) 6 Cl 2 or (M (1-x) Eu x ) 5 (PO 4 ) 3 Cl (M Is at least one element selected from Ba, Sr, Ca, Mg, and Cd, and x is a numerical value satisfying 0 ≦ x ≦ 1)
At least a part of Cl may be replaced with fluorine (F). Further, at least one of Sb and Mn may be contained as an activator.

上記の蛍光体材料を適宜選択することにより、青色蛍光体、黄色蛍光体、緑色蛍光体、赤色蛍光体又は白色蛍光体として使用することができる。また、蛍光体材料を複数種組み合わせることで、中間色を発光する蛍光体を形成することができる。白色蛍光体を形成する場合、光の三原色の赤緑青(RGB)のそれぞれに対応する色の蛍光体材料を組み合わせるか、もしくは青と黄色のような補色関係にある色の組み合わせを用いればよい。   By appropriately selecting the above phosphor material, it can be used as a blue phosphor, a yellow phosphor, a green phosphor, a red phosphor or a white phosphor. Moreover, the fluorescent substance which light-emits an intermediate color can be formed by combining multiple types of fluorescent material. When the white phosphor is formed, phosphor materials having colors corresponding to the three primary colors of light, red, green, and blue (RGB) may be combined, or a combination of colors having a complementary color relationship such as blue and yellow may be used.

例えば、RGBのそれぞれに対応する色の蛍光体材料を透明基材に混合してRGBそれぞれに対応する薄膜を形成する。これらの薄膜を重ね合わせることによって、白色光を放射する蛍光体42が得られる。また、RGBの蛍光体材料を一層の透明基材に混合して白色光を放射する蛍光体42が得られる。効率と色合いの安定度を求める場合は、蛍光体多層膜または1層の各蛍光体を並べて配置し、望まれる発光になるように光を照射することが望ましい。蛍光体42の作成の簡易さに重点を置く場合は、蛍光体を混合する構造が望ましい。   For example, a phosphor material having a color corresponding to each of RGB is mixed with a transparent base material to form a thin film corresponding to each of RGB. By superposing these thin films, a phosphor 42 that emits white light is obtained. Further, a phosphor 42 that emits white light can be obtained by mixing RGB phosphor materials into a single transparent substrate. When obtaining the efficiency and the stability of the hue, it is desirable to arrange the phosphor multilayer films or the phosphors of one layer side by side and irradiate the light so as to obtain the desired light emission. In the case where emphasis is placed on the ease of creating the phosphor 42, a structure in which phosphors are mixed is desirable.

蛍光体42として、例えば青色としてアパタイト(Sr,Ca,Ba)10(PO4)Cl:Eu、黄色としてSOSE(SrSiO:Eu)の2種類の蛍光体を励起して白色を作成しても良い。この場合、青色LEDを用いて黄色蛍光体を励起し白色を発光させるもので問題となっているような、視感度が低い青色の強度が強い場合に白色を見続けて目に障害を起こすような心配がない。また、レーザの強度が強くなった場合でも青色の蛍光体42と黄色の蛍光体42は同じ割合で強度が強くなるために青が極端に強くなることはないため目に障害を与えにくい。 As the phosphor 42, for example, apatite (Sr, Ca, Ba) 10 (PO 4) 6 Cl 2 : Eu as blue and two types of phosphors SOSE (Sr 2 SiO 4 : Eu) as yellow are excited to create white. You may do it. In this case, when the intensity of blue with low visibility is strong, which causes problems by exciting yellow phosphors using blue LEDs to emit white light, the white color will continue to be seen and the eyes will be damaged. There is no worry. Even when the intensity of the laser is increased, the blue phosphor 42 and the yellow phosphor 42 are increased in intensity at the same ratio, so that blue does not become extremely strong, and thus the eye is hardly damaged.

或いは、蛍光体42として、青色としてアパタイト、黄緑色としてSOSE、赤色としてCASN(CaAlSiN3:Eu)を用い、この3種類の蛍光体42を励起して白色を作成しても良い。この場合、演色性のよい照明が可能となる。なお、蛍光体42の一部は、励起光L11,L21に対して透明であり、励起光L11,L21を散乱する機能も有する。 Alternatively, the phosphor 42 may be apatite as blue, SOSE as yellow-green, and CASN (CaAlSiN 3 : Eu) as red, and the three types of phosphors 42 may be excited to create white. In this case, illumination with good color rendering is possible. A part of the phosphor 42 is transparent to the excitation lights L11 and L21, and has a function of scattering the excitation lights L11 and L21.

半透過膜33は、蛍光体42から放出された蛍光L12,L22を透過するのに対して、第1及び第2の発光素子2a,2bから発せられた励起光L11,L21を吸収するので、励起光L11,L21の外部漏れを防止することができる。半透過膜33としては、例えばTiOxの酸素の欠損したxが2より小さい層が使用可能である。励起光L11,L21の漏れがこの装置からでくる光すべてで1mW以下になるように膜厚を300nm程度に制御してある。半透過膜33としては多層膜を採用しても良く、例えば、励起光L11,L21を反射するSiO2とZrOを3組重ねた構造でそれぞれの厚さはそれぞれの膜の屈折率での励起光L11,L21の1/4波長になるように設定してある。 The semi-transmissive film 33 transmits the fluorescence L12 and L22 emitted from the phosphor 42, but absorbs the excitation light L11 and L21 emitted from the first and second light emitting elements 2a and 2b. External leakage of the excitation lights L11 and L21 can be prevented. As the semi-permeable membrane 33, for example, a layer having an oxygen deficient x of TiOx smaller than 2 can be used. The film thickness is controlled to about 300 nm so that the leakage of the excitation light L11 and L21 is 1 mW or less for all the light emitted from this apparatus. A multilayer film may be employed as the semi-transmissive film 33. For example, a structure in which three sets of SiO 2 and ZrO reflecting the excitation lights L11 and L21 are stacked, and each thickness is excited at the refractive index of each film. It is set to be a quarter wavelength of the lights L11 and L21.

本発明の実施の形態に係る発光装置において、第1及び第2の発光素子2a,2bの電極間に動作電圧を印加して、励起光(レーザ光)L11,L21を発振させる。第1及び第2の反射体1a,1bは、第1及び第2の発光素子2a,2bから発せられた励起光L11,L21をそれぞれ反射する。励起光L11,L21は、透明基材31中を伝達して蛍光体42に届く。蛍光体42は、励起光L11,L21を吸収し、波長変換して蛍光(可視光)L12,L22を等方的に発光する。反射鏡41は、蛍光L12,L22を上方へ反射する。半透過膜33は、励起光L11,L21を吸収し、蛍光L12,L22を外部へ放出する。蛍光体42により吸収されなかった励起光L11,L21の一部は、対向する第1及び第2の反射体1a,1bで反射して透明基材31に再度入射するか、第1及び第2の発光素子2a,2bの端面で反射して透明基材31へ再度入射する。   In the light emitting device according to the embodiment of the present invention, an operating voltage is applied between the electrodes of the first and second light emitting elements 2a and 2b to oscillate excitation lights (laser lights) L11 and L21. The first and second reflectors 1a and 1b reflect the excitation lights L11 and L21 emitted from the first and second light emitting elements 2a and 2b, respectively. The excitation lights L11 and L21 are transmitted through the transparent substrate 31 and reach the phosphor 42. The phosphor 42 absorbs the excitation light L11 and L21, converts the wavelength, and emits fluorescence (visible light) L12 and L22 isotropically. The reflecting mirror 41 reflects the fluorescence L12 and L22 upward. The semi-transmissive film 33 absorbs the excitation lights L11 and L21 and emits the fluorescence L12 and L22 to the outside. Part of the excitation light L11, L21 that has not been absorbed by the phosphor 42 is reflected by the opposing first and second reflectors 1a, 1b and reenters the transparent substrate 31, or the first and second parts. The light is reflected by the end faces of the light emitting elements 2a and 2b and enters the transparent base material 31 again.

本発明の第1の実施の形態に係る発光装置によれば、第1及び第2の反射体1a,1bにより第1及び第2の発光素子2a,2bのそれぞれの第1及び第2の端面からの発光を反射することができるので、効率良く光を取り出すことができる。   According to the light emitting device according to the first embodiment of the present invention, the first and second end faces of the first and second light emitting elements 2a and 2b by the first and second reflectors 1a and 1b, respectively. The light emitted from can be reflected, so that light can be extracted efficiently.

ここで、第1及び第2の反射体1a,1bの断面が放物曲面状の場合、図7に破線で示すように、第1及び第2の発光素子2a,2bから発せられた励起光L11,L21による発光照射パターンはガウス関数型の分布をしており、中央部の光強度が相対的に高くなり、光強度にばらつきが生じる場合がある。この発光照射パターンを用いて蛍光体を励起すると強度の分布差が大きくなり、強度が高い励起をしようとすると中心付近の蛍光体の変換効率が低下する。これに対して、本発明の第1の実施の形態に係る発光装置によれば、第1の反射体1aの凹部の側面が凹面部11a,11b、凸面部12a,12b及び凹面部13a,13bを有し、凹面部11a,11b、凸面部12a,12b及び凹面部13a,13bが励起光L11を反射してそれぞれ異なる方向に分散させる。第2の反射体1bも第1の反射体1aと同様に、第2の発光素子2bからの励起光L21を凹面部、凸面部及び凹面部によりそれぞれ異なる方向に反射し、分散させる。この結果、図7に実線で示すように、均一(ハットトップ形状)の光強度パターンを実現できる。   Here, when the cross sections of the first and second reflectors 1a and 1b are parabolic curved surfaces, excitation light emitted from the first and second light emitting elements 2a and 2b as shown by broken lines in FIG. The light emission irradiation pattern by L11 and L21 has a Gaussian function type distribution, the light intensity at the center becomes relatively high, and the light intensity may vary. When the phosphor is excited using this emission pattern, the difference in intensity distribution increases, and when excitation with high intensity is attempted, the conversion efficiency of the phosphor near the center decreases. On the other hand, according to the light emitting device according to the first embodiment of the present invention, the side surface of the concave portion of the first reflector 1a has the concave surface portions 11a and 11b, the convex surface portions 12a and 12b, and the concave surface portions 13a and 13b. The concave surface portions 11a and 11b, the convex surface portions 12a and 12b, and the concave surface portions 13a and 13b reflect the excitation light L11 and disperse it in different directions. Similarly to the first reflector 1a, the second reflector 1b reflects and disperses the excitation light L21 from the second light emitting element 2b in different directions by the concave surface portion, the convex surface portion, and the concave surface portion. As a result, as shown by a solid line in FIG. 7, a uniform (hat top shape) light intensity pattern can be realized.

また、第1及び第2の発光素子2a,2b、第1及び第2の反射体1a,1b及び透明基材31は互いに強固に接合されているが、第1及び第2の発光素子2a,2bと透明基材31との接合強度が、第1及び第2の発光素子2a,2bと第1及び第2の反射体1a,1bとの接合強度より小さい。このため、発光装置を分解するときに、第1及び第2の発光素子2a,2bと外部電源とを結ぶボンディングワイヤが透明基材31側に付着し切断されるため、励起光L11,L21が直接漏れることを防止できる。また、発光装置を故意に分解して第1及び第2の発光素子2a,2bを取り出そうとしても、第1及び第2の発光素子2a,2bへのボンディングワイヤが切断されるために分解後は第1及び第2の発光素子2a,2bを動作させることができないので、第1及び第2の発光素子2a,2bの転用等を防止できる。   The first and second light emitting elements 2a and 2b, the first and second reflectors 1a and 1b, and the transparent substrate 31 are firmly bonded to each other, but the first and second light emitting elements 2a, The bonding strength between 2b and the transparent substrate 31 is lower than the bonding strength between the first and second light emitting elements 2a and 2b and the first and second reflectors 1a and 1b. For this reason, when disassembling the light emitting device, the bonding wires connecting the first and second light emitting elements 2a, 2b and the external power source are attached to the transparent base material 31 side and cut, so that the excitation lights L11, L21 are generated. Direct leakage can be prevented. Even if the light emitting device is intentionally disassembled and the first and second light emitting elements 2a and 2b are taken out, the bonding wires to the first and second light emitting elements 2a and 2b are cut, so that Since the first and second light emitting elements 2a and 2b cannot be operated, the diversion of the first and second light emitting elements 2a and 2b can be prevented.

また、透明基材31を挟んで互いに対向する位置に第1及び第2の発光素子2a,2bが配置されているので、一方の第1の発光素子2aから発せられた励起光L11が伝播している間に強度が低下するような長い透明基材31の場合でも、強度が低下した分を他方の第2の発光素子2bから発せられた励起光L21で補うことが可能となる。   Further, since the first and second light emitting elements 2a and 2b are arranged at positions facing each other with the transparent base material 31 in between, the excitation light L11 emitted from one first light emitting element 2a propagates. Even in the case of the long transparent base material 31 whose strength is lowered during this time, it is possible to compensate for the reduced strength with the excitation light L21 emitted from the other second light emitting element 2b.

更に、透明基材31を挟んで互いに対向する位置に第1及び第2の反射体1a,1bが配置されているので、蛍光体42で吸収されなかった励起光L11,L21の一部を外部に漏らすことなく再び透明基材31に戻すことができ、安全に効率よく可視光を取り出すことができる。   Further, since the first and second reflectors 1a and 1b are arranged at positions facing each other across the transparent base material 31, a part of the excitation lights L11 and L21 that have not been absorbed by the phosphor 42 are externally provided. It is possible to return to the transparent base material 31 again without leaking, and to extract visible light safely and efficiently.

なお、図8に示すように、反射鏡41及び蛍光体42が階段状であっても良い。蛍光体42は、第1及び第2の発光素子2a,2bから発せられた励起光L11,L21を波長変換して等方的に蛍光を放出する。反射鏡41が階段状の場合には、第1及び第2の発光素子2a,2bの放射角度に対する強度依存性に対応して、階段の水平部分の広さを調整することにより、均一な発光を得ることができる。   In addition, as shown in FIG. 8, the reflective mirror 41 and the fluorescent substance 42 may be stepped. The phosphor 42 isotropically emits fluorescence by converting the wavelengths of the excitation lights L11 and L21 emitted from the first and second light emitting elements 2a and 2b. When the reflecting mirror 41 has a stepped shape, uniform light emission can be achieved by adjusting the width of the horizontal portion of the step in accordance with the intensity dependency on the radiation angle of the first and second light emitting elements 2a and 2b. Can be obtained.

また、図9(a)に示すように、透明基材31の平面形状が円形であっても良い。透明基材31の断面は、図8に示した構造と同様に階段状である。透明基材31の外周には複数の発光素子2a,2b,2c,2d,2e,2f,2g,2hと第1の反射体1aが設置されている。第1の反射体1aにより透明基材31の周囲を囲んでいるので、複数の発光素子2a,2b,2c,2d,2e,2f,2g,2hから発せられた励起光L11,L21が外周から漏れないようになっている。階段状の反射鏡41上に蛍光体42が設置されている。図9(a)に示すように円形の透明基材31に複数の発光素子2a,2b,2c,2d,2e,2f,2g,2hを設置することで、大面積の発光モジュールを持ち且つ明るさが均等な照明が可能となる。   Moreover, as shown to Fig.9 (a), the planar shape of the transparent base material 31 may be circular. The cross section of the transparent base material 31 is stepped like the structure shown in FIG. A plurality of light emitting elements 2 a, 2 b, 2 c, 2 d, 2 e, 2 f, 2 g, 2 h and a first reflector 1 a are installed on the outer periphery of the transparent substrate 31. Since the periphery of the transparent substrate 31 is surrounded by the first reflector 1a, the excitation lights L11 and L21 emitted from the plurality of light emitting elements 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f, 2g, and 2h are emitted from the outer periphery. It is designed not to leak. A phosphor 42 is installed on a step-like reflecting mirror 41. As shown in FIG. 9 (a), a plurality of light emitting elements 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f, 2g, and 2h are installed on a circular transparent base material 31, thereby having a large area light emitting module and being bright. A uniform illumination is possible.

更に、図9(b)に示すように、複数の発光素子2a,2b,2c,2d,2e,2f,2g,2hの間には、複数の反射体3a,3b,3c,3d,3e,3f,3gが配置されていても良い。反射体3aは、反射体1a上に発光素子2a,2cに挟まれるように配置されている。発光素子2aの発光する端面と対向する第1の側面と、発光素子2cの発光する端面と対向する第2の側面を有する。反射体3aの第1の側面は、凹面部31a、凹面部31aに連続する凸面部32a、及び凸面部32aに連続する凹面部33aを有する。反射体3aの第2の側面は、凹面部31b、凹面部31bに連続する凸面部32b、及び凸面部32bに連続する凹面部33bを有する。反射体3b,3c,3d,3e,3f,3gは、反射体3aと同様の構造である。   Furthermore, as shown in FIG. 9B, a plurality of reflectors 3a, 3b, 3c, 3d, 3e, between the plurality of light emitting elements 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f, 2g, 2h, 3f and 3g may be arranged. The reflector 3a is disposed on the reflector 1a so as to be sandwiched between the light emitting elements 2a and 2c. The light-emitting element 2a has a first side surface facing the light-emitting end surface, and a light-emitting element 2c light-emitting end surface facing the light-emitting end surface. The first side surface of the reflector 3a has a concave surface portion 31a, a convex surface portion 32a continuous with the concave surface portion 31a, and a concave surface portion 33a continuous with the convex surface portion 32a. The second side surface of the reflector 3a has a concave surface portion 31b, a convex surface portion 32b continuous with the concave surface portion 31b, and a concave surface portion 33b continuous with the convex surface portion 32b. The reflectors 3b, 3c, 3d, 3e, 3f, and 3g have the same structure as the reflector 3a.

次に、本発明の第1の実施の形態に係る発光装置の製造方法を説明する。成型加工によりAlN等の基体3を作製し、基体3の表面にAu等の反射膜4を成膜することにより、第1及び第2の反射体1a,1bを形成する。第1及び第2の反射体1a,1b上に第1及び第2の発光素子2a,2bのマウントを行う。その後、ボンディングワイヤ(図示省略)により第1及び第2の発光素子2a,2bの電極(図示省略)と外部電源との間を電気的に接続する。他方、反射鏡41を用意して、反射鏡41の表面に蛍光体42を成膜する。蛍光体42が成膜された反射鏡41を第1及び第2の反射体1a,1b間に配置して、第1及び第2の反射体1a,1b間を透明基材31で充填する。その後、透明基材31の上面に半透過膜33を成膜する。   Next, a method for manufacturing the light emitting device according to the first embodiment of the invention will be described. A base 3 made of AlN or the like is produced by molding, and a reflective film 4 made of Au or the like is formed on the surface of the base 3 to form the first and second reflectors 1a and 1b. The first and second light emitting elements 2a and 2b are mounted on the first and second reflectors 1a and 1b. Thereafter, the electrodes (not shown) of the first and second light emitting elements 2a and 2b are electrically connected to an external power source by bonding wires (not shown). On the other hand, the reflecting mirror 41 is prepared, and the phosphor 42 is formed on the surface of the reflecting mirror 41. The reflecting mirror 41 on which the phosphor 42 is formed is disposed between the first and second reflectors 1 a and 1 b, and the space between the first and second reflectors 1 a and 1 b is filled with the transparent base material 31. Thereafter, a semi-transmissive film 33 is formed on the upper surface of the transparent substrate 31.

(第2の実施の形態)
本発明の第2の実施の形態に係る発光装置は、図10に示すように、第1の反射体1aと、第1の反射体1a上に配置された第1の発光素子2aと、第1の反射体1aと対向して配置された第2の反射体1bと、第2の反射体1b上に配置された第2の発光素子2bと、第1及び第2の反射体1a,1bの間に配置された透明基材31と、透明基材31中に分散配置された蛍光体32とを備える。第1の発光素子2a及び第1の反射体1aと、第2の発光素子2b及び第2の反射体1bとは、互いに90°回転させた位置関係にある。なお、第1の発光素子2a及び第1の反射体1aと、第2の発光素子2b及び第2の反射体1bとを90°回転させた位置関係が好ましいが、90°以外の角度で回転させた位置関係にあっても良い。
(Second Embodiment)
As shown in FIG. 10, the light-emitting device according to the second embodiment of the present invention includes a first reflector 1a, a first light-emitting element 2a disposed on the first reflector 1a, A second reflector 1b disposed opposite to the first reflector 1a, a second light-emitting element 2b disposed on the second reflector 1b, and the first and second reflectors 1a and 1b. The transparent base material 31 arrange | positioned between these, and the fluorescent substance 32 distributed and arranged in the transparent base material 31 are provided. The 1st light emitting element 2a and the 1st reflector 1a, and the 2nd light emitting element 2b and the 2nd reflector 1b have a positional relationship rotated 90 degrees mutually. Note that a positional relationship in which the first light emitting element 2a and the first reflector 1a, and the second light emitting element 2b and the second reflector 1b are rotated by 90 ° is preferable, but the rotation is performed at an angle other than 90 °. It may be in a positional relationship.

図11は、図10のB方向からみた断面図を示す。図11に示すように、透明基材31の上面、下面及び側面は、半透過膜33で被覆されている。蛍光体32から放出された蛍光L13,L14は、半透過膜33の上面、下面及び側面から外部へ放出される。ここで、図12に白丸で示すように、透明基材31中の蛍光体32の濃度分布を変化させ、第1及び第2の反射体1a,1bから離れ、且つ第1及び第2の発光素子2a,2bの中間部に近づくにしたがい濃度を高くしている。   11 shows a cross-sectional view as seen from the direction B of FIG. As shown in FIG. 11, the upper surface, the lower surface, and the side surface of the transparent substrate 31 are covered with a semipermeable membrane 33. The fluorescences L13 and L14 emitted from the phosphor 32 are emitted from the upper surface, the lower surface, and the side surfaces of the semi-transmissive film 33 to the outside. Here, as shown by white circles in FIG. 12, the concentration distribution of the phosphor 32 in the transparent base material 31 is changed, and the first and second light emission are separated from the first and second reflectors 1a and 1b. The concentration is increased as it approaches the intermediate portion of the elements 2a and 2b.

第1及び第2の発光素子2a,2bが互いに対向する方向に垂直な面において、第1及び第2の発光素子2a,2bが互いに異なる方向に励起光L11,L21をそれぞれ発する。第1及び第2の発光素子2a,2bから発せられた励起光L11,L21の強度は透明基材31中の蛍光体32により散乱吸収され徐々に弱まっていく。このため、均一な蛍光体濃度の場合、図13に黒丸で示すように、第1及び第2の発光素子2a,2bから離れるにしたがって蛍光体32の発光が弱くなる。   On the surface perpendicular to the direction in which the first and second light emitting elements 2a and 2b face each other, the first and second light emitting elements 2a and 2b emit excitation light L11 and L21, respectively, in different directions. The intensities of the excitation lights L11 and L21 emitted from the first and second light emitting elements 2a and 2b are scattered and absorbed by the phosphor 32 in the transparent substrate 31 and gradually weaken. For this reason, when the phosphor concentration is uniform, the light emission of the phosphor 32 becomes weaker as the distance from the first and second light emitting elements 2a and 2b increases, as shown by the black circles in FIG.

これに対して、本発明の第2の実施の形態に係る発光装置によれば、図12に示すように、第1及び第2の発光素子2a,2bの近傍の濃度と比較して、第1及び第2の発光素子2a,2bから離れ且つ第1及び第2の発光素子2a,2bの中間部に近づくにしたがい濃度が高くなるように蛍光体32の透明基材31に対する濃度比を変化させることにより、均一に発光させることができる。   On the other hand, according to the light emitting device according to the second embodiment of the present invention, as shown in FIG. 12, compared with the concentration in the vicinity of the first and second light emitting elements 2a and 2b, The concentration ratio of the phosphor 32 to the transparent base material 31 is changed so that the concentration increases as the distance from the first and second light emitting elements 2a and 2b and the distance between the first and second light emitting elements 2a and 2b approaches. To emit light uniformly.

また、第1の発光素子2a及び第1の反射体1aと、第2の発光素子2b及び第2の反射体1bとは、互いに90°回転させた位置関係にあり、第1及び第2の発光素子2a,2bが互いに対向する方向に垂直な面において、第1及び第2の発光素子2a,2bが互いに異なる方向に励起光L11,L21をそれぞれ発するので、透明基材31中に配置された蛍光体32の励起を均一に行うことができる。   Further, the first light emitting element 2a and the first reflector 1a, and the second light emitting element 2b and the second reflector 1b are in a positional relationship rotated by 90 °, and the first and second Since the first and second light emitting elements 2a and 2b emit excitation light L11 and L21 in directions different from each other on the surface perpendicular to the direction in which the light emitting elements 2a and 2b face each other, they are arranged in the transparent base material 31. The phosphor 32 can be excited uniformly.

本発明の第2の実施の形態に係る発光装置の製造方法としては、第1及び第2の反射体1a,1bを成形する。第1及び第2の反射体1a,1bに、第1及び第2の発光素子2a,2bのマウントをそれぞれ行う。透明基材31中に、第1及び第2の発光素子2a,2bの近傍では濃度が低く、離れるにしたがい濃度が高くなるように濃度を変えて蛍光体32を分散させ、蛍光体32を分散させた透明基材31を第1及び第2の反射体1a,1bの間に充填する。   As a method for manufacturing a light emitting device according to the second embodiment of the present invention, the first and second reflectors 1a and 1b are formed. The first and second light-emitting elements 2a and 2b are mounted on the first and second reflectors 1a and 1b, respectively. In the transparent base material 31, the phosphor 32 is dispersed by changing the concentration so that the concentration is low in the vicinity of the first and second light emitting elements 2 a and 2 b, and the concentration becomes higher as the distance from the first light emitting element 2 a and 2 b increases. The made transparent base material 31 is filled between the first and second reflectors 1a and 1b.

(第3の実施の形態)
本発明の第3の実施の形態に係る発光装置は、図14に示すように、ヒートシンク51と、ヒートシンク51上に配置されたサブマウント52と、サブマウント52上に配置された発光素子(半導体レーザチップ)53と、サブマウント52上で発光素子53の第1及び第2の端面の両側に配置された一対の平坦な反射膜54a,54bを備える。発光素子53の周囲には、図示を省略するが、本発明の第1及び第2の実施の形態において説明したような蛍光体を分散させた透明基材が配置されている。
(Third embodiment)
As shown in FIG. 14, the light emitting device according to the third embodiment of the present invention includes a heat sink 51, a submount 52 disposed on the heat sink 51, and a light emitting element (semiconductor) disposed on the submount 52. Laser chip) 53 and a pair of flat reflective films 54 a and 54 b disposed on both sides of the first and second end faces of the light emitting element 53 on the submount 52. Around the light emitting element 53, although not shown, a transparent base material in which a phosphor is dispersed as described in the first and second embodiments of the present invention is disposed.

発光素子53は、互いに対向する第1及び第2の端面から互いに逆方向に励起光L31を発光する端面発光型の発光素子である。反射膜54a,54bは、発光素子53の第1及び第2の端面の幅よりも広い幅を有する。ヒートシンク51は十分な熱容量を得られる程度の大きさが必要である。ヒートシンク51と発光素子53との間に熱伝導率の高い材料でできたサブマウント52を用いると発光素子53の熱を発光素子53近傍で広げることができ、熱抵抗が低下する。サブマウント52の材料としては、AlN等が使用可能である。反射膜54a,54bとしては、誘電体多層膜や金属膜が使用可能である。誘電体多層膜はレーザの波長にあわせて設計することにより高反射率が得られる。   The light-emitting element 53 is an edge-emitting light-emitting element that emits excitation light L31 in opposite directions from the first and second end faces facing each other. The reflective films 54 a and 54 b have a width wider than the widths of the first and second end faces of the light emitting element 53. The heat sink 51 needs to be large enough to obtain a sufficient heat capacity. When the submount 52 made of a material having high thermal conductivity is used between the heat sink 51 and the light emitting element 53, the heat of the light emitting element 53 can be spread in the vicinity of the light emitting element 53, and the thermal resistance is lowered. As the material of the submount 52, AlN or the like can be used. As the reflection films 54a and 54b, a dielectric multilayer film or a metal film can be used. The dielectric multilayer film is designed according to the wavelength of the laser, so that a high reflectance can be obtained.

発光素子53から発せられた励起光L31は反射膜54a,54bにより反射され、図示を省略した蛍光体に導かれる。蛍光体が励起光L31の波長を変換して可視光を出力する。他の構成は、第1の実施の形態の発光装置の構成と実質的に同様であるので、重複した説明を省略する。   The excitation light L31 emitted from the light emitting element 53 is reflected by the reflection films 54a and 54b and guided to a phosphor not shown. The phosphor converts the wavelength of the excitation light L31 and outputs visible light. Other configurations are substantially the same as the configuration of the light emitting device according to the first embodiment, and thus redundant description is omitted.

本発明の第3の実施の形態に係る発光装置によれば、端面劣化により素子寿命が律則している場合には、発光素子53の両発光面から励起光L31を取り出すことで、一発光面あたりから出力する光密度が低減するので、長寿命化を図ることができる。   According to the light emitting device according to the third embodiment of the present invention, when the element lifetime is regulated by end face deterioration, one light emission is obtained by extracting the excitation light L31 from both light emitting surfaces of the light emitting element 53. Since the light density output from around the surface is reduced, the life can be extended.

また、発光素子53の発光面方向に反射膜54a,54bを有することにより、発光素子53からの発光を反射膜54a,54bで反射するので、サブマウント52に光が吸収されることなく効率よく光を取り出すことができる。また、反射膜54a,54bは、発光素子53の第1及び第2の端面の幅よりも広い幅を有するので、より効率的に励起光L31を反射することができる。   In addition, since the reflection films 54 a and 54 b are provided in the light emitting surface direction of the light emitting element 53, the light emitted from the light emitting element 53 is reflected by the reflection films 54 a and 54 b, so that light is not efficiently absorbed by the submount 52. Light can be extracted. Moreover, since the reflection films 54a and 54b have a width wider than the widths of the first and second end faces of the light emitting element 53, the excitation light L31 can be reflected more efficiently.

本発明の第3の実施の形態に係る発光装置を製造方法としては、図15に示すように、発光素子53より大きいサブマウント52の中央に発光素子53をマウントし、発光素子53の発光面の近傍且つサブマウント52の表面上に一対の反射膜54a,54bを選択的に形成する。ここで、反射膜54a,54bは、発光素子53の第1及び第2の端面の幅よりも広い幅を有するように形成される。その後、ヒートシンク51にサブマウント52を取り付ければ、図14に示した発光装置を実現可能となる。   As a manufacturing method of the light emitting device according to the third embodiment of the present invention, the light emitting element 53 is mounted at the center of the submount 52 larger than the light emitting element 53 as shown in FIG. A pair of reflective films 54 a and 54 b are selectively formed in the vicinity of the submount 52 and on the surface of the submount 52. Here, the reflective films 54 a and 54 b are formed to have a width wider than the widths of the first and second end faces of the light emitting element 53. Thereafter, if the submount 52 is attached to the heat sink 51, the light emitting device shown in FIG. 14 can be realized.

なお、発光素子53及び反射膜54a,54bをサブマウント52を挟んでヒートシンク51上に配置したが、発光素子53及び反射膜54a,54bをヒートシンク51上に直接配置しても良い。   Although the light emitting element 53 and the reflection films 54 a and 54 b are arranged on the heat sink 51 with the submount 52 interposed therebetween, the light emitting element 53 and the reflection films 54 a and 54 b may be directly arranged on the heat sink 51.

(第4の実施の形態)
本発明の第4の実施の形態に係る発光装置は、図16に示すように、ヒートシンク51と、ヒートシンク51上に配置されたサブマウント52と、サブマウント52上に配置され中央部が周辺部よりも厚い半田層55と、半田層55の中央部上に配置された端面発光型の発光素子53とを備える。半田層55はサブマウント52全面に形成されている。半田層55は、発光素子53直下の発光素子53と接している領域(中央部)の膜厚が、発光素子53の周辺部の膜厚より厚い。発光素子53の周囲には、図示を省略するが、本発明の第1及び第2の実施の形態において説明したような透明基材及び蛍光体が配置されている。
(Fourth embodiment)
As shown in FIG. 16, the light emitting device according to the fourth embodiment of the present invention includes a heat sink 51, a submount 52 disposed on the heat sink 51, and a central portion disposed on the submount 52 with a peripheral portion being a peripheral portion. A thicker solder layer 55 and an end surface light emitting element 53 disposed on the center of the solder layer 55 are provided. The solder layer 55 is formed on the entire surface of the submount 52. In the solder layer 55, the thickness of the region (center portion) in contact with the light emitting element 53 immediately below the light emitting element 53 is thicker than the thickness of the peripheral portion of the light emitting element 53. Although not shown, a transparent substrate and a phosphor as described in the first and second embodiments of the present invention are arranged around the light emitting element 53.

半田層55の表面は反射率が80%程度以上である。半田層55の材料としては、例えばAg、Al、Inを含み、Agを80wt%以上、Inを15%wt以上含有するAg系半田が使用可能である。他の構成は、本発明の第1の実施の形態に係る発光装置の構成と実質的に同様であるので、重複した説明を省略する。   The surface of the solder layer 55 has a reflectance of about 80% or more. As a material of the solder layer 55, for example, Ag-based solder containing Ag, Al, and In, containing 80 wt% or more of Ag and 15 wt% or more of In can be used. The other configuration is substantially the same as the configuration of the light emitting device according to the first embodiment of the present invention, and a duplicate description is omitted.

本発明の第4の実施の形態に係る発光装置によれば、発光素子53直下の半田層55が厚いので、発光素子53の第1及び第2の端面から発せられた励起光L41が半田層55により遮られることなく効率的に光を取り出すことができる。   In the light emitting device according to the fourth embodiment of the present invention, since the solder layer 55 immediately below the light emitting element 53 is thick, the excitation light L41 emitted from the first and second end faces of the light emitting element 53 is the solder layer. The light can be extracted efficiently without being blocked by 55.

更に、半田層55の反射率が高いので、発光素子53から発せられた励起光L41がサブマウント52に吸収されることなく効率的に、本発明の第1及び第2の実施の形態において説明したような蛍光体に導くことが可能となる。   Furthermore, since the reflectance of the solder layer 55 is high, the excitation light L41 emitted from the light emitting element 53 is efficiently absorbed without being absorbed by the submount 52 in the first and second embodiments of the present invention. It becomes possible to guide to such a phosphor.

本発明の第4の実施の形態に係る発光装置の製造方法としては、まず、図17に示すように、サブマウント52上に半田層55を形成する。図18に示すように、温度を上げて半田層55を溶融させた後、発光素子53を半田層55に一度接触させる。その後、図19に示すように、発光素子53を4μm程度上方向に引っ張り上げて、図19に示すように半田層55が表面張力で発光素子53について引きあがってきた時点で温度を下げ、半田層55をその形状を保ったまま固定すれば良い。その後、サブマウント52をヒートシンク51にマウントすれば、図16に示した発光装置を実現可能となる。   As a method for manufacturing a light emitting device according to the fourth embodiment of the present invention, first, a solder layer 55 is formed on a submount 52 as shown in FIG. As shown in FIG. 18, after the temperature is raised and the solder layer 55 is melted, the light emitting element 53 is brought into contact with the solder layer 55 once. Thereafter, as shown in FIG. 19, the light emitting element 53 is pulled upward by about 4 μm, and when the solder layer 55 is pulled up by the surface tension with respect to the light emitting element 53 as shown in FIG. The layer 55 may be fixed while maintaining its shape. Thereafter, if the submount 52 is mounted on the heat sink 51, the light emitting device shown in FIG. 16 can be realized.

なお、発光素子53をサブマウント52を挟んでヒートシンク51上に配置したが、発光素子53をヒートシンク51上に直接配置しても良い。   Although the light emitting element 53 is disposed on the heat sink 51 with the submount 52 interposed therebetween, the light emitting element 53 may be directly disposed on the heat sink 51.

(第5の実施の形態)
本発明の第5の実施の形態に係る発光装置は、図20に示すように、サブマウント52と、サブマウント52上に形成された半田層55と、半田層55上に配置された端面発光型の発光素子53と、サブマウント52上に配置された低屈折率層56a,56bと、低屈折率層56a,56b上に配置された高屈折率層57a,57bを備える。低屈折率層56a,56bの水平レベルが、半田層55の水平レベルよりも高い。
(Fifth embodiment)
As shown in FIG. 20, the light emitting device according to the fifth embodiment of the present invention includes a submount 52, a solder layer 55 formed on the submount 52, and end surface light emission disposed on the solder layer 55. Type light emitting element 53, low refractive index layers 56a and 56b disposed on submount 52, and high refractive index layers 57a and 57b disposed on low refractive index layers 56a and 56b. The horizontal level of the low refractive index layers 56 a and 56 b is higher than the horizontal level of the solder layer 55.

低屈折率層56a,56bとしては、低屈折率の樹脂又は誘電体が使用可能である。高屈折率層57a,57bとしては、高屈折率の樹脂又は誘電体が使用可能である。   As the low refractive index layers 56a and 56b, a low refractive index resin or dielectric can be used. As the high refractive index layers 57a and 57b, a high refractive index resin or dielectric can be used.

半田層55の部分は発光する端面間隔と10μm以内で寸法が一致しており、且つ、低屈折率層56a,56bの膜厚が半田層55より厚くなっている。発光素子53の周囲には、図示を省略するが、本発明の第1及び第2の実施の形態において説明したような透明基材及び蛍光体が配置されている。他の構成は、実施の形態の発光装置の構成と実質的に同様であるので、重複した説明を省略する。   The portion of the solder layer 55 has the same size as the end face interval of light emission within 10 μm, and the low refractive index layers 56 a and 56 b are thicker than the solder layer 55. Although not shown, a transparent substrate and a phosphor as described in the first and second embodiments of the present invention are arranged around the light emitting element 53. Other configurations are substantially the same as the configuration of the light-emitting device of the embodiment, and thus redundant description is omitted.

本発明の第5の実施の形態によれば、低屈折率層56a,56b及び高屈折率層57a,57bを膜厚及び屈折率を調整して積層することにより、発光素子53の端面から発せられた励起光L51を反射して、本発明の第1及び第2の実施の形態において説明したような蛍光体に効率よく照射することが可能となる。   According to the fifth embodiment of the present invention, the low refractive index layers 56a and 56b and the high refractive index layers 57a and 57b are stacked by adjusting the film thickness and the refractive index, thereby emitting from the end face of the light emitting element 53. It is possible to reflect the excitation light L51 and efficiently irradiate the phosphor as described in the first and second embodiments of the present invention.

本発明の第5の実施の形態に係る発光装置の製造方法としては、図21に示すようにサブマウント52上に低屈折率層56a,56bを形成する。引き続き、図22に示すように、サブマウント52上に低屈折率層56a,56bよりも水平レベルが低くなるように半田層55を形成する。その後、図23に示すように、温度を上げて発光素子53を半田層55と接触させて、その後冷却しマウントを行う。このとき、低屈折率層56a,56bと半田層55との段差により、自動的にアライメントが行われるので、位置精度よく組み立てが可能である。図24に示すように、低屈折率層56a,56b上に高屈折率層57a,57bを発光素子53の発光する第1及び第2の端面部分に接触するように形成する。   As a method for manufacturing a light emitting device according to the fifth embodiment of the present invention, low refractive index layers 56a and 56b are formed on a submount 52 as shown in FIG. Subsequently, as shown in FIG. 22, a solder layer 55 is formed on the submount 52 so that the horizontal level is lower than the low refractive index layers 56a and 56b. Thereafter, as shown in FIG. 23, the temperature is raised and the light emitting element 53 is brought into contact with the solder layer 55, and then cooled and mounted. At this time, the alignment is automatically performed by the step between the low refractive index layers 56a and 56b and the solder layer 55, so that assembly with high positional accuracy is possible. As shown in FIG. 24, the high refractive index layers 57a and 57b are formed on the low refractive index layers 56a and 56b so as to be in contact with the first and second end face portions of the light emitting element 53 that emit light.

なお、発光素子53、低屈折率層56a,56b、高屈折率層57a,57b、及び半田層55をサブマウント52を挟んでヒートシンク51上に配置したが、ヒートシンク51上に直接配置しても良い。   The light emitting element 53, the low refractive index layers 56a and 56b, the high refractive index layers 57a and 57b, and the solder layer 55 are arranged on the heat sink 51 with the submount 52 interposed therebetween. good.

(その他の実施の形態)
上記のように、本発明は実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
(Other embodiments)
As described above, the present invention has been described according to the embodiment. However, it should not be understood that the description and drawings constituting a part of this disclosure limit the present invention. From this disclosure, various alternative embodiments, examples, and operational techniques will be apparent to those skilled in the art.

本発明の実施の形態においては、白色光を放射する蛍光体を用いた発光装置を示している。しかし、白色光に限定されず、他の色の可視光を放射する蛍光体を用いても良い。例えば、赤、橙、黄、黄緑、緑、青緑、青、紫、白等の可視光を放射する蛍光体を用途に応じて用いることができる。   In the embodiment of the present invention, a light emitting device using a phosphor emitting white light is shown. However, the phosphor is not limited to white light, and a phosphor that emits visible light of another color may be used. For example, phosphors that emit visible light such as red, orange, yellow, yellow-green, green, blue-green, blue, purple, and white can be used depending on the application.

また、本発明の実施の形態に係る発光装置の用途として、一般照明器具、業務用照明器具、又はテレビジョン若しくはパーソナルコンピュータの液晶表示装置のバックライト、又は自動車、自動二輪車若しくは自転車のライト等に使用することができる。   In addition, as a use of the light-emitting device according to the embodiment of the present invention, as a general lighting fixture, a commercial lighting fixture, a backlight of a liquid crystal display device of a television or a personal computer, or a light of an automobile, a motorcycle or a bicycle, etc. Can be used.

また、本発明の実施の形態に係る発光装置で用いる発光素子として、端面発光型を説明したが、面発光型の発光素子を使用しても良い。   Further, although the edge-emitting type light emitting element has been described as the light emitting element used in the light emitting device according to the embodiment of the present invention, a surface emitting type light emitting element may be used.

このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。   As described above, the present invention naturally includes various embodiments not described herein. Therefore, the technical scope of the present invention is defined only by the invention specifying matters according to the scope of claims reasonable from the above description.

本発明の第1の実施の形態に係る発光装置の部分断面図である。1 is a partial cross-sectional view of a light emitting device according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施の形態に係る発光素子の一例の断面図である。It is sectional drawing of an example of the light emitting element which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る発光素子の他の一例の断面図である。It is sectional drawing of another example of the light emitting element which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る発光素子の更に他の一例の断面図である。It is sectional drawing of another example of the light emitting element which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る発光装置の概略斜視図である。1 is a schematic perspective view of a light emitting device according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施の形態に係る発光装置の図5のA方向からみた断面図である。It is sectional drawing seen from the A direction of FIG. 5 of the light-emitting device which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る発光照射パターンを表すグラフである。It is a graph showing the light emission irradiation pattern which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る発光装置の他の一例の断面図である。It is sectional drawing of another example of the light-emitting device which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 図9(a)は、本発明の第1の実施の形態に係る発光装置の他の一例の上面図である。図9(b)は、本発明の第1の実施の形態に係る発光装置の更に他の一例の上面図である。FIG. 9A is a top view of another example of the light-emitting device according to the first embodiment of the present invention. FIG. 9B is a top view of still another example of the light emitting device according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第2の実施の形態に係る発光装置の概略斜視図である。It is a schematic perspective view of the light-emitting device concerning the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態に係る発光装置のB方向からみた断面図である。It is sectional drawing seen from the B direction of the light-emitting device which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態に係る発光装置の蛍光体の濃度と光強度との関係を表すグラフである。It is a graph showing the relationship between the density | concentration of the fluorescent substance of the light-emitting device which concerns on the 2nd Embodiment of this invention, and light intensity. 本発明の第2の実施の形態に係る光強度を表すグラフである。It is a graph showing the light intensity which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態に係る発光装置の断面である。It is a cross section of the light-emitting device which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態に係るサブマウントの斜視図である。It is a perspective view of the submount which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施の形態に係る発光装置の断面図である。It is sectional drawing of the light-emitting device which concerns on the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施の形態に係る発光装置の製造方法を説明するための工程断面図である。It is process sectional drawing for demonstrating the manufacturing method of the light-emitting device which concerns on the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施の形態に係る発光装置の製造方法を説明するための工程断面図である。It is process sectional drawing for demonstrating the manufacturing method of the light-emitting device which concerns on the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施の形態に係る発光装置の製造方法を説明するための工程断面図である。It is process sectional drawing for demonstrating the manufacturing method of the light-emitting device which concerns on the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第5の実施の形態に係る発光装置の断面図である。It is sectional drawing of the light-emitting device which concerns on the 5th Embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る発光装置の製造方法を説明するための工程断面図である。It is process sectional drawing for demonstrating the manufacturing method of the light-emitting device which concerns on embodiment of this invention. 本発明の第5の実施の形態に係る発光装置の製造方法を説明するための工程断面図である。It is process sectional drawing for demonstrating the manufacturing method of the light-emitting device which concerns on the 5th Embodiment of this invention. 本発明の第5の実施の形態に係る発光装置の製造方法を説明するための工程断面図である。It is process sectional drawing for demonstrating the manufacturing method of the light-emitting device which concerns on the 5th Embodiment of this invention. 本発明の第5の実施の形態に係る発光装置の製造方法を説明するための工程断面図である。It is process sectional drawing for demonstrating the manufacturing method of the light-emitting device which concerns on the 5th Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1a,1b,3a,3b,3c,3d,3e,3f,3g…反射体
2a,2b,2c,2d,2e,2f,2g,2h…発光素子
3…基体
4…反射膜
10a…底面
11a,11b,13a,13b,31a,31b,33a,33b…凹面部
12a,12b,32a,32b…凸面部
31…透明基材
32…蛍光体
33…半透過膜
41…反射鏡
42…蛍光体
51…ヒートシンク
52…サブマウント
53…発光素子
54a,54b…反射体
54a,54b…反射膜
55…半田層
56a,56b…低屈折率層
57a,57b…高屈折率層
100…基板
100…n型基板
101…バッファ層
102…クラッド層
103…光ガイド層
104…GaInN発光層
105…光ガイド層
106…クラッド層
106…p型クラッド層
107…コンタクト層
107…p型コンタクト層
108…絶縁膜
109…p側電極
110…n側電極
130…基板
131…金属反射層
132…クラッド層
133…発光層
134…クラッド層
135…コンタクト層
135…n型コンタクト層
136…n側電極
137…p側電極
140…サファイア基板
141…ZnOバッファ層
142…p型クラッド層
143…MgZnO発光層
144…n型クラッド層
145…電極層
146…n側電極
147…ITO電極層
148…p側電極
1a, 1b, 3a, 3b, 3c, 3d, 3e, 3f, 3g ... reflectors 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f, 2g, 2h ... light emitting elements 3 ... substrate 4 ... reflective film 10a ... bottom surface 11a, 11b, 13a, 13b, 31a, 31b, 33a, 33b ... concave surface portion 12a, 12b, 32a, 32b ... convex surface portion 31 ... transparent substrate 32 ... phosphor 33 ... transflective film 41 ... reflector 42 ... phosphor 51 ... Heat sink 52 ... Submount 53 ... Light emitting element 54a, 54b ... Reflector 54a, 54b ... Reflection film 55 ... Solder layer 56a, 56b ... Low refractive index layer 57a, 57b ... High refractive index layer 100 ... Substrate 100 ... n-type substrate 101 ... Buffer layer 102 ... Clad layer 103 ... Light guide layer 104 ... GaInN light emitting layer 105 ... Light guide layer 106 ... Clad layer 106 ... P-type clad layer 107 Contact layer 107 ... p-type contact layer 108 ... insulating film 109 ... p-side electrode 110 ... n-side electrode 130 ... substrate 131 ... metal reflective layer 132 ... cladding layer 133 ... light emitting layer 134 ... cladding layer 135 ... contact layer 135 ... n-type Contact layer 136 ... n-side electrode 137 ... p-side electrode 140 ... sapphire substrate 141 ... ZnO buffer layer 142 ... p-type cladding layer 143 ... MgZnO light emitting layer 144 ... n-type cladding layer 145 ... electrode layer 146 ... n-side electrode 147 ... ITO Electrode layer 148 ... p-side electrode

Claims (17)

互いに対向する第1及び第2の端面から、互いに逆方向に励起光を発する第1の発光素子と、
前記第1の発光素子が配置された底面と、前記第1及び第2の端面にそれぞれ対向し、前記励起光をそれぞれ反射する第1及び第2の側面とを有する凹部を有する第1の反射体と、
前記励起光に励起されて蛍光を発する蛍光体とを備え、
前記第1及び第2の側面のそれぞれが、前記底面から外側に向かって、該底面に連続する凹面部、該凹面部に連続する凸面部、及び該凸面部に連続する凹面部を有することを特徴とする発光装置。
A first light emitting element that emits excitation light in opposite directions from the first and second end faces facing each other;
A first reflection having a concave portion having a bottom surface on which the first light emitting element is disposed, and first and second side surfaces respectively opposed to the first and second end surfaces and reflecting the excitation light. Body,
A phosphor that emits fluorescence when excited by the excitation light,
Each of the first and second side surfaces has, from the bottom surface to the outside, a concave surface portion that continues to the bottom surface, a convex surface portion that continues to the concave surface portion, and a concave surface portion that continues to the convex surface portion. A light emitting device characterized.
前記第1の反射体による前記励起光の反射方向に前記励起光を反射するように配置された第2の反射体を更に備えることを特徴とする請求項1に記載の発光装置。   2. The light emitting device according to claim 1, further comprising a second reflector arranged to reflect the excitation light in a direction in which the excitation light is reflected by the first reflector. 前記第2の反射体が凹部を有し、
該凹部の底面上に、互いに対向する第1及び第2の端面から、互いに逆方向に励起光を発する第2の発光素子を更に備えることを特徴とする請求項2に記載の発光装置。
The second reflector has a recess;
3. The light emitting device according to claim 2, further comprising a second light emitting element that emits excitation light in opposite directions from the first and second end faces facing each other on the bottom surface of the concave portion.
前記第2の反射体の前記凹部が、前記第2の発光素子の前記第1及び第2の端面にそれぞれ対向し、前記励起光をそれぞれ反射する第1及び第2の側面を有し、
前記第2の反射体の前記第1及び第2の側面のそれぞれが、前記第2の反射体の前記凹部の前記底面から外側に向かって、該底面に連続する凹面部、該凹面部に連続する凸面部、及び該凸面部に連続する凹面部を有することを特徴とする請求項3に記載の発光装置。
The concave portion of the second reflector has first and second side surfaces respectively facing the first and second end faces of the second light emitting element and reflecting the excitation light;
Each of the first and second side surfaces of the second reflector is continuous from the bottom surface to the outside of the concave portion of the second reflector, and is continuous with the concave surface portion. The light emitting device according to claim 3, further comprising: a convex surface portion that has a concave surface portion that continues to the convex surface portion.
前記第1及び第2の発光素子が互いに対向する方向に垂直な面において、前記第1及び第2の発光素子が互いに異なる方向に前記励起光をそれぞれ発することを特徴とする請求項3又は4に記載の発光装置。   The said 1st and 2nd light emitting element emits the said excitation light in a mutually different direction on the surface perpendicular | vertical to the direction where the said 1st and 2nd light emitting element mutually opposes, respectively. The light emitting device according to 1. 前記励起光及び前記蛍光を透過する透明基材を更に備えることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の発光装置。   The light emitting device according to claim 1, further comprising a transparent substrate that transmits the excitation light and the fluorescence. 前記蛍光体が、前記透明基材中に分散していることを特徴とする請求項6に記載の発光装置。   The light emitting device according to claim 6, wherein the phosphor is dispersed in the transparent substrate. 前記蛍光体の濃度が、前記第1の反射体と前記第2の反射体との中間部に近づくにしたがって高くなることを特徴とする請求項7に記載の発光装置。   The light emitting device according to claim 7, wherein the concentration of the phosphor increases as it approaches an intermediate portion between the first reflector and the second reflector. 前記励起光及び前記蛍光を反射する反射鏡を更に備えることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の発光装置。   The light-emitting device according to claim 1, further comprising a reflecting mirror that reflects the excitation light and the fluorescence. 前記蛍光体が、前記反射鏡上に配置されていることを特徴とする請求項9に記載の発光装置。   The light emitting device according to claim 9, wherein the phosphor is disposed on the reflecting mirror. 前記反射鏡が、前記第1の反射体の前記底面に対して傾斜した平面又は階段状の平面を有することを特徴とする請求項9又は10に記載の発光装置。   11. The light emitting device according to claim 9, wherein the reflecting mirror has a flat surface or a stepped flat surface inclined with respect to the bottom surface of the first reflector. 前記第1の発光素子の電極と前記透明基材との接合強度が、前記第1の発光素子と前記第1の反射体との接合強度より小さいことを特徴とする請求項6に記載の発光装置。   The light emission according to claim 6, wherein a bonding strength between the electrode of the first light emitting element and the transparent substrate is smaller than a bonding strength between the first light emitting element and the first reflector. apparatus. 互いに対向する第1及び第2の端面から、互いに逆方向に励起光を発する第1の発光素子と、
前記第1の発光素子が配置された底面と、前記第1及び第2の端面にそれぞれ対向し、前記励起光をそれぞれ反射する第1及び第2の側面とを有する凹部を有する第1の反射体とを備え、
前記第1及び第2の側面のそれぞれが、前記底面から外側に向かって、前記底面に連続する凹面部、該凹面部に連続する凸面部、及び該凸面部に連続する凹面部を有することを特徴とする発光モジュール。
A first light emitting element that emits excitation light in opposite directions from the first and second end faces facing each other;
A first reflection having a concave portion having a bottom surface on which the first light emitting element is disposed, and first and second side surfaces respectively opposed to the first and second end surfaces and reflecting the excitation light. With body,
Each of the first and second side surfaces has, from the bottom surface to the outside, a concave surface portion that continues to the bottom surface, a convex surface portion that continues to the concave surface portion, and a concave surface portion that continues to the convex surface portion. The light emitting module is characterized.
ヒートシンクと、
前記ヒートシンク上に配置され、互いに対向する第1及び第2の端面から、互いに逆方向に励起光を発する発光素子と、
前記ヒートシンク上で前記第1及び第2の端面の両側に配置され前記励起光を反射する反射膜
とを備えることを特徴とする発光モジュール。
A heat sink,
A light emitting element that is disposed on the heat sink and emits excitation light in opposite directions from the first and second end faces facing each other;
A light emitting module comprising: a reflection film disposed on both sides of the first and second end faces on the heat sink and reflecting the excitation light.
前記ヒートシンクと前記発光素子との間及び前記ヒートシンクと前記反射膜との間にそれぞれ挟まれたサブマウントを更に備えること特徴とする請求項14に記載の発光モジュール。   The light emitting module according to claim 14, further comprising submounts sandwiched between the heat sink and the light emitting element and between the heat sink and the reflective film. ヒートシンクと、
前記ヒートシンク上に配置され、中央部が周辺部よりも厚い半田層と、
前記中央部上に配置され、互いに対向する第1及び第2の端面から、互いに逆方向に励起光を発する発光素子
とを備えることを特徴とする発光モジュール。
A heat sink,
A solder layer disposed on the heat sink, the central part being thicker than the peripheral part;
A light emitting module comprising: a light emitting element that is disposed on the central portion and emits excitation light in opposite directions from first and second end faces facing each other.
ヒートシンクと、
前記ヒートシンク上に配置され、互いに対向する第1及び第2の端面から、互いに逆方向に励起光を発する発光素子と、
前記ヒートシンク上で前記第1及び第2の端面の両側に配置された低屈折率層と、
前記低屈折率層上に配置された高屈折率層
とを備えることを特徴とする発光モジュール。
A heat sink,
A light emitting element that is disposed on the heat sink and emits excitation light in opposite directions from the first and second end faces facing each other;
A low refractive index layer disposed on both sides of the first and second end faces on the heat sink;
A light emitting module comprising: a high refractive index layer disposed on the low refractive index layer.
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