JP2009289976A - Light emitting device - Google Patents

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慎一 長濱
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light emitting device which is used together with a semiconductor laser element and can become a light source with reduced color unevenness. <P>SOLUTION: The light emitting device includes a semiconductor laser element and a wavelength conversion member which uses light emitted from the semiconductor laser element and emits light with different wavelength from light emitted from the semiconductor laser element, and it is configured by selecting dimension of the wavelength conversion member and the semiconductor laser element so that the projection area of the wavelength conversion member in the outgoing direction of light may become smaller than that of the semiconductor laser element in the direction of thickness. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、発光装置に関し、特に半導体レーザ素子を使用した発光装置に関する。   The present invention relates to a light emitting device, and more particularly to a light emitting device using a semiconductor laser element.

白熱電球および蛍光灯に替わる光源として、発光ダイオード(LED)および半導体レーザ素子(LD)を用いた発光装置が提案されている(特許文献1〜4)。特許文献1は、半導体レーザ素子と蛍光体組成物を含み、蛍光体組成物が、半導体レーザ素子からの光を受光し、半導体レーザ素子からの光より長波長の光を発光することができるように構成された発光デバイスを開示している。特許文献2〜4は、LEDと蛍光体組成物とを組み合わせた、発光装置を開示している。特許文献2は、さらに、半導体レーザ素子と蛍光体組成物とを組み合わせた発光装置を開示している。   Light emitting devices using light emitting diodes (LEDs) and semiconductor laser elements (LDs) have been proposed as light sources to replace incandescent bulbs and fluorescent lamps (Patent Documents 1 to 4). Patent Document 1 includes a semiconductor laser element and a phosphor composition, and the phosphor composition can receive light from the semiconductor laser element and emit light having a longer wavelength than the light from the semiconductor laser element. A light emitting device configured as described above is disclosed. Patent Documents 2 to 4 disclose light emitting devices in which an LED and a phosphor composition are combined. Patent Document 2 further discloses a light emitting device in which a semiconductor laser element and a phosphor composition are combined.

半導体レーザ素子と蛍光体とを組み合わせた装置は、特許文献5〜9においても開示されている。特許文献5および6は、蛍光体を、レーザのコヒーレンスを低下させるために使用することを提案している。特許文献7は、カメラに用いるフラッシュ装置のフラッシュ用光源として半導体レーザ装置を用いる、フラッシュ装置を開示し、半導体レーザ装置から放射されるレーザ光を均一に散乱させるレーザ光散乱部材として、蛍光体を塗布した反射板を使用することを提案している。特許文献8は、半導体レーザ素子のような半導体発光素子から照射される光を、蛍光体で吸収させて、レーザ光照射方向とは異なる方向に可視光を出力させる半導体発光装置を開示している。特許文献9は、蛍光体を励起する励起光を放射する発光素子と、前記励起光と異なる波長の蛍光を放射する蛍光体が分散された分散体と、発光素子および蛍光体を保持するリードフレームとを含み、蛍光体より放射される少なくとも一部の光が外部に取り出される発光デバイスを開示している。
特開2005−20010号公報 特表2002−531956号公報 特開平11−87784号公報 特開平7−282609号公報 特開2004−128273号公報 特開2005−191483号公報 特開2005−208333号公報 特開2007−5483号公報 特開2006−210887号公報
Devices combining a semiconductor laser element and a phosphor are also disclosed in Patent Documents 5-9. Patent Documents 5 and 6 propose the use of phosphors to reduce the coherence of the laser. Patent Document 7 discloses a flash device using a semiconductor laser device as a flash light source of a flash device used in a camera, and a phosphor as a laser light scattering member that uniformly scatters laser light emitted from the semiconductor laser device. It is proposed to use a coated reflector. Patent Document 8 discloses a semiconductor light emitting device that absorbs light emitted from a semiconductor light emitting element such as a semiconductor laser element with a phosphor and outputs visible light in a direction different from the laser light irradiation direction. . Patent Document 9 discloses a light emitting element that emits excitation light that excites a phosphor, a dispersion in which phosphors that emit fluorescence having a wavelength different from that of the excitation light are dispersed, and a lead frame that holds the light emitting element and the phosphor. And a light emitting device in which at least a part of light emitted from the phosphor is extracted to the outside.
Japanese Patent Laid-Open No. 2005-20010 Special Table 2002-53156 Japanese Patent Laid-Open No. 11-87784 JP-A-7-282609 JP 2004-128273 A JP-A-2005-191483 JP 2005-208333 A JP 2007-5383 A JP 2006-210887 A

半導体レーザ素子から出射される光を用いる発光装置は、特定の色の光を得るために、前述のように、蛍光体組成物を含む部材に光を入射させて、長波長の光が得られるように構成される。しかし、発光装置に用いられる蛍光体組成物を含む部材において、組成物それ自体の質が均一でない場合には、得られる光において、色ムラが生じ、実用に適した発光装置を得られないことがある。そのため、発光装置においては、色ムラの少ないことが要求される。色ムラは、半導体レーザ素子からの光が、蛍光体組成物を含む所定の寸法形状の部材に入射する場合に、部材の端部(即ち、形状を画定する輪郭付近)にて、生じやすい。   In order to obtain light of a specific color, a light-emitting device using light emitted from a semiconductor laser element can obtain light having a long wavelength by making light incident on a member containing a phosphor composition as described above. Configured as follows. However, in a member containing a phosphor composition used for a light emitting device, if the quality of the composition itself is not uniform, color unevenness occurs in the obtained light, and a light emitting device suitable for practical use cannot be obtained. There is. Therefore, the light emitting device is required to have little color unevenness. When the light from the semiconductor laser element is incident on a member having a predetermined size and shape containing the phosphor composition, color unevenness is likely to occur at the end of the member (that is, near the contour that defines the shape).

これらのことを考慮して、本発明は、半導体レーザ素子から出射されるレーザ光を光源とする発光装置であって、色ムラが低減されるように構成された、発光装置を提供することを目的とする。   In view of the above, the present invention provides a light-emitting device that uses laser light emitted from a semiconductor laser element as a light source, and is configured to reduce color unevenness. Objective.

本発明者らは、上記目的を達成するために、半導体レーザ素子から出射される光の波長を変換する部材の面積を調節することにより、発光装置の色ムラを低減することができることを見いだし、本発明を案出するに至った。即ち、本発明は第1の要旨において、半導体レーザ素子と、当該半導体レーザ素子から出射されるレーザ光により、当該半導体レーザ素子が出射する光の波長とは異なる波長の光を放出する波長変換部材とを含み、当該波長変換部材の光の出射方向に対して垂直な方向の当該波長変換部材の断面のうち最大の径を有する断面における当該最大の径の値が、当該波長変換部材に照射される当該半導体レーザ素子のビーム径の最大値の120%よりも小さい、発光装置を提供する。   In order to achieve the above object, the present inventors have found that the color unevenness of the light emitting device can be reduced by adjusting the area of the member that converts the wavelength of light emitted from the semiconductor laser element. The present invention has been devised. That is, in the first aspect, the present invention provides a semiconductor laser element and a wavelength conversion member that emits light having a wavelength different from the wavelength of the light emitted from the semiconductor laser element by the laser light emitted from the semiconductor laser element. The wavelength conversion member is irradiated with the value of the maximum diameter in the cross section having the maximum diameter among the cross sections of the wavelength conversion member in the direction perpendicular to the light emission direction of the wavelength conversion member. The light emitting device is smaller than 120% of the maximum value of the beam diameter of the semiconductor laser element.

発光装置の色ムラは、レーザ素子から発光される光の波長を変換させる波長変換部材の面積が大きくなるほど、当該部材の端部で発生しやすくなることが分かった。そこで、本発明の発光装置においては、波長変換部材の光の出射方向に対して垂直な方向の波長変換部材の断面のうち最大の径を有する断面における当該最大の径の値を、波長変換部材に照射される半導体レーザ素子のビーム径の120%を超えないように、波長変換部材を選択することによって、色ムラを有効に低減させている。ここで、ビーム径は、ビーム形状が楕円形であるときは、長径を指す。   It has been found that the color unevenness of the light emitting device is more likely to occur at the end portion of the member as the area of the wavelength conversion member that converts the wavelength of light emitted from the laser element increases. Therefore, in the light emitting device of the present invention, the value of the maximum diameter in the cross section having the maximum diameter among the cross sections of the wavelength conversion member in the direction perpendicular to the light emission direction of the wavelength conversion member is set as the wavelength conversion member. The color unevenness is effectively reduced by selecting the wavelength conversion member so that it does not exceed 120% of the beam diameter of the semiconductor laser element irradiated to. Here, the beam diameter indicates the major axis when the beam shape is elliptical.

前記最大の径の値A(mm)は、以下の数式を満たすことが好ましい。この数式を満たすように波長変換部材を設計すると、色ムラをより有効に低減させることができる。   The maximum diameter value A (mm) preferably satisfies the following mathematical formula. If the wavelength conversion member is designed so as to satisfy this formula, color unevenness can be reduced more effectively.

Figure 2009289976
(式中、A(mm)は、波長変換部材の光の出射方向に対して垂直な方向の波長変換部材の断面のうち、最大の径を有する断面における当該最大の径の値であり、D(mm)は、半導体レーザ素子と波長変換部材との間の距離であり、R(°)は、半導体レーザ素子からの出射光の広がり角であり、ここで、「半導体レーザ素子からの出射光の広がり角」とは、ピーク強度の1/eにおける全角である。ただし、(D−0.3)≦0のときは、(D−0.3)=0.001とする。)
Figure 2009289976
(Wherein, A (mm) is the value of the maximum diameter in the cross section having the maximum diameter among the cross sections of the wavelength conversion member in the direction perpendicular to the light emitting direction of the wavelength conversion member, and D (Mm) is the distance between the semiconductor laser element and the wavelength conversion member, and R (°) is the spread angle of the emitted light from the semiconductor laser element. Here, “emitted light from the semiconductor laser element” The “angle of spread” is the full angle at 1 / e 2 of the peak intensity, provided that (D−0.3) = 0.001 when (D−0.3) ≦ 0.

あるいは、本発明は第2の要旨において、半導体レーザ素子と、当該半導体レーザ素子から出射される光により、当該半導体レーザ素子が出射する光の波長とは異なる波長の光を放出する波長変換部材とを含み、当該波長変換部材の光の出射方向の当該波長変換部材の投影面積が、当該半導体レーザ素子の厚さ方向の投影面積よりも小さい、発光装置を提供する。   Alternatively, in the second aspect, the present invention provides a semiconductor laser element and a wavelength conversion member that emits light having a wavelength different from the wavelength of the light emitted from the semiconductor laser element by the light emitted from the semiconductor laser element. And a projection area of the wavelength conversion member in the light emitting direction of the wavelength conversion member is smaller than a projection area of the semiconductor laser element in the thickness direction.

前述のとおり、発光装置の色ムラは、レーザ素子から発光される光の波長を変換させる波長変換部材の面積が大きくなるほど、当該部材の端部で発生しやすくなることが分かった。そこで、本発明の第2の要旨にかかる発光装置においては、波長変換部材の面積、より正確には、波長変換部材の光の出射方向の当該波長変換部材の投影面積を、半導体レーザ素子の厚さ方向の投影面積よりも小さくすることによって、色ムラを有効に低減させている。   As described above, it has been found that the color unevenness of the light emitting device is more likely to occur at the end of the member as the area of the wavelength conversion member that converts the wavelength of light emitted from the laser element increases. Therefore, in the light emitting device according to the second aspect of the present invention, the area of the wavelength conversion member, more precisely, the projected area of the wavelength conversion member in the light emission direction of the wavelength conversion member is set to the thickness of the semiconductor laser element. By making it smaller than the projected area in the vertical direction, color unevenness is effectively reduced.

また、同じ光量の光を受ける場合、波長変換部材の面積が小さいほど、波長変換部材より出射される光の輝度は高くなる。よって、本発明の発光装置は、波長変換部材の面積を小さくすることによって、高輝度を確保している。即ち、この構成によれば、波長変換部材の寸法を変更することによって、あるいは半導体レーザ素子および波長変換部材の寸法を調節することによって、高い輝度が得られる。   When receiving the same amount of light, the smaller the area of the wavelength conversion member, the higher the luminance of the light emitted from the wavelength conversion member. Therefore, the light emitting device of the present invention ensures high brightness by reducing the area of the wavelength conversion member. That is, according to this configuration, high luminance can be obtained by changing the dimensions of the wavelength conversion member or by adjusting the dimensions of the semiconductor laser element and the wavelength conversion member.

波長変換部材の光の出射方向の波長変換部材の投影面積は、半導体レーザ素子の光出射面の面積よりも小さいことが好ましい。それにより、色ムラをより有効に低減させることができる。   The projected area of the wavelength conversion member in the light emission direction of the wavelength conversion member is preferably smaller than the area of the light emission surface of the semiconductor laser element. Thereby, color unevenness can be reduced more effectively.

また、波長変換部材の面積は、当該波長変換部材に照射される半導体レーザ素子のビーム面積よりも大きくすることが好ましい。あるいは、波長変換部材の投影面積は、当該波長変換部材に照射される半導体レーザ素子の近視野像(NFP)よりも大きくすることが好ましい。波長変換部材の面積が、当該波長変換部材に照射される半導体レーザ素子のビーム面積または近視野像の面積よりも小さいと、半導体レーザ素子からの光の一部が、波長変換部材に入射しないことがある。   Moreover, it is preferable that the area of the wavelength conversion member is larger than the beam area of the semiconductor laser element irradiated to the wavelength conversion member. Or it is preferable to make the projection area of a wavelength conversion member larger than the near-field image (NFP) of the semiconductor laser element irradiated to the said wavelength conversion member. When the area of the wavelength conversion member is smaller than the beam area of the semiconductor laser element irradiated to the wavelength conversion member or the area of the near-field image, a part of the light from the semiconductor laser element does not enter the wavelength conversion member There is.

上記第1および第2の要旨に係るいずれの発明においても、半導体レーザ素子と、波長変換部材とが、空間的に分離される場合には、波長変換部材からの光の出射方向の当該波長変換部材の投影面積が、当該波長変換部材に照射される当該半導体レーザ素子のビーム面積よりも大きいことが好ましい。波長変換部材の面積が、当該波長変換部材に照射される半導体レーザ素子のビーム面積よりも小さいと、半導体レーザ素子からの光の一部が、波長変換部材に入射しないことがある。   In any of the first and second aspects of the present invention, when the semiconductor laser element and the wavelength conversion member are spatially separated, the wavelength conversion in the light emission direction from the wavelength conversion member is performed. It is preferable that the projected area of the member is larger than the beam area of the semiconductor laser element irradiated on the wavelength conversion member. If the area of the wavelength conversion member is smaller than the beam area of the semiconductor laser element irradiated to the wavelength conversion member, part of the light from the semiconductor laser element may not enter the wavelength conversion member.

本発明の発光装置は、複数の半導体レーザ素子を含むものである場合には、
複数の半導体レーザ素子と、
当該半導体レーザ素子から出射されるレーザ光により、当該半導体レーザ素子が出射する光の波長とは異なる波長の光を放出する波長変換部材と
を含み、
当該波長変換部材の光の出射方向の当該波長変換部材の投影面積が、当該複数の半導体レーザ素子の厚さ方向の投影面積の合計値よりも小さい、
発光装置として提供される。複数の半導体レーザ素子を含む場合には、各半導体レーザ素子の厚さ方向の投影面積を合計した値よりも、波長変換部材の光の出射方向の波長変換部材の投影面積が小さくなるように構成することによって、前述のように色ムラが低減され、かつ輝度の高い発光装置を得ることが可能となる。
When the light emitting device of the present invention includes a plurality of semiconductor laser elements,
A plurality of semiconductor laser elements;
A wavelength conversion member that emits light having a wavelength different from the wavelength of the light emitted from the semiconductor laser element by the laser light emitted from the semiconductor laser element;
The projected area of the wavelength converting member in the light emitting direction of the wavelength converting member is smaller than the total value of the projected areas in the thickness direction of the plurality of semiconductor laser elements,
Provided as a light emitting device. When a plurality of semiconductor laser elements are included, the projected area of the wavelength conversion member in the light emitting direction of the wavelength conversion member is smaller than the sum of the projected areas in the thickness direction of the respective semiconductor laser elements. By doing so, it is possible to obtain a light emitting device with reduced color unevenness and high luminance as described above.

半導体レーザ素子と波長変換部材とは空間的に分離されていることが好ましい。波長変換部材が半導体レーザ素子に接していると、半導体レーザ素子が発する熱によって、波長変換部材が変質することがあり、また、波長変換部材の発光効率が低下するため、分光特性が低下する。   The semiconductor laser element and the wavelength conversion member are preferably spatially separated. When the wavelength conversion member is in contact with the semiconductor laser element, the wavelength conversion member may be deteriorated by heat generated by the semiconductor laser element, and the light emission efficiency of the wavelength conversion member is reduced, so that the spectral characteristics are deteriorated.

波長変換部材は蛍光体を含むものであることが好ましい。蛍光体を用いることにより、半導体レーザ素子からの光を、所望の異なる波長の光に、比較的容易に変換することできる。   The wavelength conversion member preferably contains a phosphor. By using the phosphor, the light from the semiconductor laser element can be converted into light having different desired wavelengths relatively easily.

本発明の発光装置は、半導体レーザ素子が内部に収容された、開口部を有するケーシングを有し、波長変換部材が半導体レーザ素子から出射されるレーザ光の光路上に位置するように、ケーシングの開口部を塞ぐように配置されているものであることが好ましい。即ち、本発明の発光装置は、1つのパッケージとして提供されることが好ましい。1つのパッケージである発光装置は、取扱い性が容易であることによる。ケーシングは、2以上の部材から構成されてよい。   The light emitting device of the present invention has a casing having an opening in which a semiconductor laser element is housed, and the wavelength conversion member is positioned on the optical path of laser light emitted from the semiconductor laser element. It is preferable that it is arrange | positioned so that an opening part may be plugged up. That is, the light emitting device of the present invention is preferably provided as one package. The light-emitting device which is one package is easy to handle. The casing may be composed of two or more members.

本発明の発光装置において、半導体レーザ素子は、360nm〜480nmに発光ピーク波長を持つ青色半導体レーザ素子であることが好ましい。青色半導体レーザ素子を用いることにより、白色光源を提供することができる。   In the light emitting device of the present invention, the semiconductor laser element is preferably a blue semiconductor laser element having an emission peak wavelength at 360 nm to 480 nm. A white light source can be provided by using a blue semiconductor laser element.

本発明の発光装置は、半導体レーザ素子と波長変換部材を組み合わせるとともに、波長変換部材の寸法を半導体レーザ素子の寸法またはレーザ光の寸法との関係で決定して構成され、それにより色ムラが小さく、かつ輝度の高い光源として提供される。また、波長変換部材が、半導体レーザ素子から離れて設けられることにより、発光効率が高く、分光特性が良好となる。さらに、波長変換部材が蛍光体を含むことにより、所望の波長の光をコヒーレンスのない光として得ることができるので、本発明の発光装置は安全な発光装置として提供される。さらにまた、本発明の発光装置は、取扱い性の良い、一つのパッケージとして提供することができる。   The light-emitting device of the present invention is configured by combining a semiconductor laser element and a wavelength conversion member, and determining the dimension of the wavelength conversion member in relation to the dimension of the semiconductor laser element or the laser beam, thereby reducing color unevenness. And provided as a light source with high brightness. Further, since the wavelength conversion member is provided apart from the semiconductor laser element, the light emission efficiency is high and the spectral characteristics are good. Furthermore, since the wavelength conversion member includes a phosphor, light having a desired wavelength can be obtained as coherence-free light, so that the light-emitting device of the present invention is provided as a safe light-emitting device. Furthermore, the light-emitting device of the present invention can be provided as a single package with good handleability.

[第1の形態]
本発明の発光装置の一形態を図1Aに示す。図1Aは、半導体レーザ素子20と、ステム40と、積層キャップ60とを備えているパッケージの形態で提供される発光装置100の概略を模式的に示す部分断面側面図であり、図面において紙面に垂直な線が半導体レーザ素子20の厚さ方向と平行である。ステム40は、ステム本体41の第1表面45に突出した略半円柱状の素子載置部42を有しており、その素子載置部42に、半導体レーザ素子20が固定されている。半導体レーザ素子20と素子載置部42との間にはサブマウント30が介在しており、半導体レーザ素子20の放熱を促進している。また、ステム本体41の第2表面46からはリードピン43が突出しており、外部装置との通電及び発光装置100の取付けに使用される。
[First embodiment]
One mode of a light-emitting device of the present invention is shown in FIG. 1A. FIG. 1A is a partial cross-sectional side view schematically showing an outline of a light emitting device 100 provided in the form of a package including a semiconductor laser element 20, a stem 40, and a laminated cap 60. In FIG. The vertical line is parallel to the thickness direction of the semiconductor laser element 20. The stem 40 has a substantially semi-cylindrical element mounting portion 42 protruding from the first surface 45 of the stem body 41, and the semiconductor laser element 20 is fixed to the element mounting portion 42. A submount 30 is interposed between the semiconductor laser element 20 and the element mounting portion 42 to promote heat dissipation of the semiconductor laser element 20. A lead pin 43 projects from the second surface 46 of the stem body 41 and is used for energization with an external device and attachment of the light emitting device 100.

積層キャップ60は、外側キャップ630と内側キャップ640とから成る。積層キャップ60は、レーザ光26を外部に取り出すための開口部61を有し、開口部61は、外側キャップ63に設けられた開口部631と、内側キャップ64に設けられた開口部641とから成る。
図示した形態は、従来用いられているキャン型の半導体レーザ装置に近い構成を有し、ステム40と積層キャップ60が、半導体レーザ素子20を内部に収容するケーシングを構成している。
The laminated cap 60 includes an outer cap 630 and an inner cap 640. The laminated cap 60 has an opening 61 for taking out the laser beam 26 to the outside. The opening 61 includes an opening 631 provided in the outer cap 63 and an opening 641 provided in the inner cap 64. Become.
The illustrated form has a configuration close to a conventionally used can-type semiconductor laser device, and the stem 40 and the laminated cap 60 constitute a casing for housing the semiconductor laser element 20 therein.

半導体レーザ素子20は、端面21から出射されるレーザ光26が、図示する方向に出射されるように、配置されている。波長変換部材50は、このレーザ光26の光路上に、キャップの開口部61を塞ぐように配置されている。この波長変換部材50は、積層キャップ60の開口部61を塞ぐように配置されている。ここで、「塞ぐように配置」とは、開口部61内に配置すること、開口部61を覆うように積層キャップの外側に配置すること、および開口部61を覆うように積層キャップの内側に配置すること等を含む。図示した形態においては、半導体レーザ素子20は1つのみ配置されているが、別の形態においては、複数の半導体レーザ素子を、それが出射するレーザ光の光路上に波長変換部材が位置するように配置してよい。   The semiconductor laser element 20 is arranged so that the laser light 26 emitted from the end face 21 is emitted in the direction shown in the drawing. The wavelength conversion member 50 is disposed on the optical path of the laser light 26 so as to close the opening 61 of the cap. The wavelength conversion member 50 is disposed so as to close the opening 61 of the laminated cap 60. Here, “arranged so as to close” means arranging in the opening 61, arranging outside the laminated cap so as to cover the opening 61, and inside the laminated cap so as to cover the opening 61. Including placement. In the illustrated form, only one semiconductor laser element 20 is disposed. However, in another form, a plurality of semiconductor laser elements are arranged such that the wavelength conversion member is positioned on the optical path of the laser light emitted from the semiconductor laser element 20. May be arranged.

波長変換部材50は、外側キャップ630の開口部631に嵌め込まれている。また、波長変換部材50は、透光性材料52に、蛍光体粒子51を分散させてなる。波長変換部材50に入射した光は、蛍光体粒子51を励起し、ならびに/または蛍光体粒子51で反射されて別の蛍光体粒子51を励起し、別の波長の光に変換される。よって、半導体レーザ素子20からの光の波長と、蛍光体粒子51の組み合わせにより、種々の発色を得ることが可能である。例えば、窒化ガリウム系半導体で形成した青色レーザ素子を用いて白色光源を形成する場合には、蛍光体51に青色の光を吸収して黄色の光を放出する蛍光体51を利用して、青色と黄色との混色により白色を得ることができる。また、黄色発光の蛍光体51の代わりに、赤色発光の蛍光体と緑色発光の蛍光体を一緒に利用すれば、青色、赤色及び緑色の混色により、白色を得ることができる。詳細は後述する。   The wavelength conversion member 50 is fitted into the opening 631 of the outer cap 630. The wavelength conversion member 50 is formed by dispersing phosphor particles 51 in a translucent material 52. The light incident on the wavelength conversion member 50 excites the phosphor particles 51 and / or is reflected by the phosphor particles 51 to excite the other phosphor particles 51 and is converted into light of another wavelength. Therefore, various colors can be obtained by combining the wavelength of light from the semiconductor laser element 20 and the phosphor particles 51. For example, when a white light source is formed using a blue laser element formed of a gallium nitride based semiconductor, the phosphor 51 that absorbs blue light and emits yellow light is used for the phosphor 51. White can be obtained by mixing yellow and yellow. If a red light emitting phosphor and a green light emitting phosphor are used together instead of the yellow light emitting phosphor 51, white can be obtained by mixing blue, red, and green. Details will be described later.

図示した形態の発光装置においては、波長変換部材50の光の出射方向、即ち、波長変換部材50から取り出される光のうち、光度が最も大きくなるのは、図において、矢印Lで示される方向となる。そこで、波長変換部材50の矢印Lの方向の投影面、即ち、矢印Lと平行な方向から矢印Lに垂直な面に波長変換部材を投影した面(即ち、矢印Lをz軸方向としたときに、x−y平面に投射される面)を、図1Bに示す。図1Bに示すように、波長変換部材50の矢印Lの方向の投射面53は、円形であり、図示した円の面積は、半導体レーザ素子20の厚さ方向の投影面積(図1Aにおいて表れている半導体レーザ素子20の面積)よりも小さい。そのように波長変換部材50の面積を小さくすることにより、色ムラが低減された光を取り出すことができる。また、取り出す光は、高輝度である。なお、半導体レーザ素子の厚さ方向の投影面積は、厚さ方向、即ち、半導体レーザ素子を構成する層が順に積層される方向と平行な方向から、厚さ方向と垂直な面に投影した半導体レーザ素子20の面積である。   In the light emitting device of the illustrated form, the light emission direction of the wavelength conversion member 50, that is, the light intensity among the light extracted from the wavelength conversion member 50 is the largest as indicated by the arrow L in the figure. Become. Therefore, the projection surface of the wavelength conversion member 50 in the direction of the arrow L, that is, the surface on which the wavelength conversion member is projected from the direction parallel to the arrow L to the surface perpendicular to the arrow L (that is, when the arrow L is in the z-axis direction). FIG. 1B shows a surface projected onto the xy plane. As shown in FIG. 1B, the projection surface 53 in the direction of arrow L of the wavelength conversion member 50 is circular, and the area of the circle shown in the figure is the projected area in the thickness direction of the semiconductor laser element 20 (shown in FIG. 1A). Smaller than the area of the semiconductor laser device 20. By reducing the area of the wavelength conversion member 50 as described above, light with reduced color unevenness can be extracted. Further, the extracted light has high luminance. The projected area in the thickness direction of the semiconductor laser element is a semiconductor projected onto a plane perpendicular to the thickness direction from the thickness direction, that is, the direction parallel to the direction in which the layers constituting the semiconductor laser element are sequentially laminated. The area of the laser element 20.

波長変換部材50の矢印L方向の投射面積が小さいほど、色ムラはより低減される。しかし、小すぎると、半導体レーザ素子20から出射される光の一部が波長変換部材50に到達しなくなる。そのため、波長変換部材50と半導体レーザ素子20との間の距離にもよるが、少なくとも、波長変換部材50の矢印L方向の投射面積は、波長変換部材50に照射される半導体レーザ素子20のビーム面積および/または近視野像の面積よりも大きいことが好ましい。   As the projection area in the arrow L direction of the wavelength conversion member 50 is smaller, the color unevenness is further reduced. However, if it is too small, part of the light emitted from the semiconductor laser element 20 does not reach the wavelength conversion member 50. Therefore, although depending on the distance between the wavelength conversion member 50 and the semiconductor laser element 20, at least the projection area in the arrow L direction of the wavelength conversion member 50 is the beam of the semiconductor laser element 20 irradiated on the wavelength conversion member 50. The area and / or the area of the near-field image is preferably larger.

波長変換部材50の矢印L方向の投影面積の形状は円形に限られず、矩形、三角形または楕円形等であってよい。   The shape of the projected area of the wavelength conversion member 50 in the arrow L direction is not limited to a circle, and may be a rectangle, a triangle, an ellipse, or the like.

以下に、各構成部材について詳述する。
<半導体レーザ素子20>
半導体レーザ素子20は、基板上にGaAlN、ZnS、ZnSe、SiC、GaP、GaAlAs、AlN、InN、AlInGaP、InGaN、GaN、AlInGaN等の半導体を発光層として形成させたものが用いられる。半導体の構造としては、MIS接合、PIN接合やPN接合を有したホモ構造、ヘテロ構造あるいはダブルへテロ構成のものが挙げられる。半導体層の材料やその混晶度によって発光波長を紫外光から赤外光まで種々選択することができる。発光層は、量子効果が生ずる薄膜とした単一量子井戸構造や多重量子井戸構造としても良い。
Below, each structural member is explained in full detail.
<Semiconductor laser element 20>
The semiconductor laser element 20 is formed by forming a semiconductor such as GaAlN, ZnS, ZnSe, SiC, GaP, GaAlAs, AlN, InN, AlInGaP, InGaN, GaN, or AlInGaN on a substrate as a light emitting layer. Examples of the semiconductor structure include a homo structure having a MIS junction, a PIN junction, and a PN junction, a hetero structure, and a double hetero structure. Various emission wavelengths can be selected from ultraviolet light to infrared light depending on the material of the semiconductor layer and the degree of mixed crystal. The light emitting layer may have a single quantum well structure or a multiple quantum well structure which is a thin film in which a quantum effect is generated.

屋外などでの使用を考慮する場合、高輝度な半導体レーザ素子を形成可能な半導体材料として、窒化ガリウム系化合物半導体を用いることが好ましく、また、赤色ではガリウム・アルミニウム・砒素系の半導体やアルミニウム・インジュウム・ガリウム・燐系の半導体を用いることが好ましいが、用途によって種々利用することもできる。   When considering use outdoors, it is preferable to use a gallium nitride-based compound semiconductor as a semiconductor material capable of forming a high-brightness semiconductor laser element. In red, gallium-aluminum-arsenic-based semiconductors and aluminum- It is preferable to use an indium / gallium / phosphorous semiconductor, but various semiconductors may be used depending on the application.

窒化ガリウム系化合物半導体を使用した場合、半導体基板にはサファイヤ、スピネル、SiC、Si、ZnOやGaN単結晶等の材料が用いられる。結晶性の良い窒化ガリウムを量産性良く形成させるためにはGaN単結晶基板を用いることが好ましい。窒化物系化合物半導体を用いた素子の構成の例は次のとおりである。GaN単結晶基板上にGaN、AlN等のバッファー層を形成する。その上に、N或いはP型のGaNである第1のコンタクト層、量子効果を有するInGaN薄膜である活性層、P或いはN型のAlGaNであるクラッド層、P或いはN型のGaNである第2のコンタクト層を順に形成した構成とすることができる。窒化ガリウム系化合物半導体は、不純物をドープしない状態でN型導電性を示す。なお、発光効率を向上させる等、所望のN型窒化ガリウム半導体を形成させる場合は、N型ドーパントとしてSi、Ge、Se、Te、C等を適宜導入することが好ましい。   When a gallium nitride compound semiconductor is used, a material such as sapphire, spinel, SiC, Si, ZnO, or GaN single crystal is used for the semiconductor substrate. In order to form gallium nitride with good crystallinity with high productivity, it is preferable to use a GaN single crystal substrate. An example of the structure of a device using a nitride compound semiconductor is as follows. A buffer layer such as GaN or AlN is formed on the GaN single crystal substrate. Furthermore, a first contact layer made of N or P-type GaN, an active layer made of an InGaN thin film having a quantum effect, a clad layer made of P or N-type AlGaN, and a second layer made of P or N-type GaN. The contact layers can be formed in order. Gallium nitride-based compound semiconductors exhibit N-type conductivity without being doped with impurities. In the case of forming a desired N-type gallium nitride semiconductor such as improving luminous efficiency, Si, Ge, Se, Te, C or the like is preferably introduced as appropriate as an N-type dopant.

一方、P型窒化ガリウム半導体を形成させる場合は、P型ドーパンドであるZn、Mg、Be、Ca、Sr、Ba等をドープさせる。窒化ガリウム系半導体は、P型ドーパントをドープしただけではP型化しにくいためP型ドーパント導入後に、炉による加熱、低電子線照射やプラズマ照射等によりアニールすることでP型化させる必要がある。こうして形成された半導体ウエハーを部分的にエッチングなどさせ、正負の各電極を形成させる。その後半導体ウエハーを所望の大きさに切断することによって半導体レーザ素子20を形成させることができる。   On the other hand, when a P-type gallium nitride semiconductor is formed, a P-type dopant such as Zn, Mg, Be, Ca, Sr, or Ba is doped. Since a gallium nitride based semiconductor is difficult to be converted into a P-type simply by doping with a P-type dopant, it is necessary to make it P-type by annealing it by heating in a furnace, low electron beam irradiation, plasma irradiation or the like after introducing the P-type dopant. The semiconductor wafer thus formed is partially etched to form positive and negative electrodes. Thereafter, the semiconductor laser device 20 can be formed by cutting the semiconductor wafer into a desired size.

半導体レーザ素子20は、360nm〜480nmに発光ピーク波長を有するものを使用することが好ましく、400nm〜470nmに発光ピーク波長を有するものを使用することがより好ましい。例えば445nm付近に発光ピーク波長を有するものを、好ましく使用することができる。   The semiconductor laser element 20 is preferably one having an emission peak wavelength at 360 nm to 480 nm, and more preferably one having an emission peak wavelength at 400 nm to 470 nm. For example, those having an emission peak wavelength in the vicinity of 445 nm can be preferably used.

<波長変換部材50>
(母材52)
波長変換部材50の母材には、セラミックス、ガラスおよび樹脂などの透光性材料が利用できる。特に、ガラスは、樹脂に比べて、放熱性、耐光性、耐熱性及び耐候性の点で優れているので、母材に好適である。蛍光体粒子51がレーザ光を吸収して、熱を有するため、波長変換部材50より放熱させる必要があることによる。
ガラス母材としては、Al、SiO、ZrO、ZnO、ZnSe、AlN、GaNなどを含む物質がある。
樹脂母材としては、耐熱性に優れた熱硬化性樹脂が好ましく、例えばエポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂、アクリレート樹脂、およびウレタン樹脂などが挙げられる。
波長変換部材50の形状は特に問わないが、平凸レンズ状、平板状、円盤形状、断面台形の裁頭円錐形状、球状、たまご状など種々の形状を採用することができる。
<Wavelength conversion member 50>
(Base material 52)
As the base material of the wavelength conversion member 50, a translucent material such as ceramics, glass, and resin can be used. In particular, glass is suitable as a base material because it is superior in heat dissipation, light resistance, heat resistance, and weather resistance compared to a resin. This is because the phosphor particles 51 absorb the laser light and have heat, so that it is necessary to dissipate the heat from the wavelength conversion member 50.
Examples of the glass base material include substances containing Al 2 O 3 , SiO 2 , ZrO 2 , ZnO, ZnSe, AlN, GaN, and the like.
The resin base material is preferably a thermosetting resin excellent in heat resistance, and examples thereof include epoxy resins, modified epoxy resins, silicone resins, modified silicone resins, acrylate resins, and urethane resins.
The shape of the wavelength conversion member 50 is not particularly limited, but various shapes such as a plano-convex lens shape, a flat plate shape, a disc shape, a truncated cone shape having a trapezoidal cross section, a spherical shape, and an egg shape can be employed.

(蛍光体粒子51)
波長変換材料として使用される蛍光体粒子51は、半導体レーザ素子からのレーザ光を吸収して、異なる波長の光に波長変換するものであればよい。特に、蛍光体粒子51が、半導体レーザ素子20からの光を吸収して475nm〜750nmに発光ピーク波長を有する光を放出する材料であることが好ましい。例えば、Eu、Ce等のランタノイド系元素で主に賦活される窒化物系蛍光体・酸窒化物系蛍光体・サイアロン系蛍光体、Eu等のランタノイド系、Mn等の遷移金属系の元素により主に賦活されるアルカリ土類ハロゲンアパタイト蛍光体、アルカリ土類金属ホウ酸ハロゲン蛍光体、アルカリ土類金属アルミン酸塩蛍光体、アルカリ土類ケイ酸塩蛍光体、アルカリ土類硫化物蛍光体、アルカリ土類チオガレート蛍光体、アルカリ土類窒化ケイ素蛍光体、ゲルマン酸塩蛍光体、又は、Ce等のランタノイド系元素で主に賦活される希土類アルミン酸塩蛍光体、希土類ケイ酸塩蛍光体又はEu等のランタノイド系元素で主に賦活される有機及び有機錯体等から選ばれる少なくともいずれか1以上であることが好ましい。具体例として、下記の蛍光体を使用することができるが、これに限定されない。
(Phosphor particles 51)
The phosphor particles 51 used as the wavelength conversion material may be any material that absorbs the laser light from the semiconductor laser element and converts the wavelength into light having a different wavelength. In particular, the phosphor particles 51 are preferably a material that absorbs light from the semiconductor laser element 20 and emits light having an emission peak wavelength of 475 nm to 750 nm. For example, nitride phosphors / oxynitride phosphors / sialon phosphors mainly activated by lanthanoid elements such as Eu and Ce, lanthanoid elements such as Eu, and transition metal elements such as Mn. Alkaline earth halogen apatite phosphor, alkaline earth metal borate phosphor, alkaline earth metal aluminate phosphor, alkaline earth silicate phosphor, alkaline earth sulfide phosphor, alkali Earth thiogallate phosphor, alkaline earth silicon nitride phosphor, germanate phosphor, rare earth aluminate phosphor, rare earth silicate phosphor or Eu mainly activated by lanthanoid elements such as Ce It is preferable that it is at least any one or more selected from organic and organic complexes mainly activated by the lanthanoid element. As specific examples, the following phosphors can be used, but are not limited thereto.

Eu、Ce等のランタノイド系元素で主に賦活される窒化物系蛍光体は、MSi:Eu、MAlSiN:Eu、MAl1−XSiN:Eu(Mは、Sr、Ca、Ba、Mg、Znから選ばれる少なくとも1種以上である。0<X<1である。)などがある。また、MSi:EuのほかMSi10:Eu、M1.8Si0.2:Eu、M0.9Si0.110:Eu(Mは、Sr、Ca、Ba、Mg、Znから選ばれる少なくとも1種以上である。)などもある。
Eu、Ce等のランタノイド系元素で主に賦活される酸窒化物系蛍光体は、MSi:Eu(Mは、Sr、Ca、Ba、Mg、Znから選ばれる少なくとも1種以上である。)などがある。
Nitride-based phosphors mainly activated with lanthanoid elements such as Eu and Ce are M 2 Si 5 N 8 : Eu, MAlSiN 3 : Eu, MAl 1-X B X SiN 3 : Eu (M is Sr , Ca, Ba, Mg, and Zn. 0 <X <1). In addition to M 2 Si 5 N 8 : Eu, MSi 7 N 10 : Eu, M 1.8 Si 5 O 0.2 N 8 : Eu, M 0.9 Si 7 O 0.1 N 10 : Eu (M Is at least one selected from Sr, Ca, Ba, Mg, and Zn.
An oxynitride phosphor mainly activated by a lanthanoid element such as Eu or Ce is MSi 2 O 2 N 2 : Eu (M is at least one selected from Sr, Ca, Ba, Mg, Zn) Etc.).

Eu、Ce等のランタノイド系元素で主に賦活されるサイアロン系蛍光体は、Mp/2Si12−p−qAlp+q16−p:Ce、M−Al−Si−O−N(Mは、Sr、Ca、Ba、Mg、Znから選ばれる少なくとも1種以上である。qは0〜2.5、pは1.5〜3である。)などがある。
Eu等のランタノイド系、Mn等の遷移金属系の元素により主に付活されるアルカリ土類ハロゲンアパタイト蛍光体には、M(POX:R(Mは、Sr、Ca、Ba、Mg、Znから選ばれる少なくとも1種以上である。Xは、F、Cl、Br、Iから選ばれる少なくとも1種以上である。Rは、Eu、Mn、EuとMn、のいずれか1以上である。)などがある。
Eu, sialon phosphors activated mainly with lanthanoid elements such as Ce is, M p / 2 Si 12- p-q Al p + q O q N 16-p: Ce, M-Al-Si-O-N (M is at least one selected from Sr, Ca, Ba, Mg, and Zn. Q is 0 to 2.5, and p is 1.5 to 3).
Alkaline earth halogen apatite phosphors mainly activated by lanthanoid compounds such as Eu and transition metal elements such as Mn include M 5 (PO 4 ) 3 X: R (M is Sr, Ca, Ba). X is at least one selected from F, Cl, Br and I. R is any one of Eu, Mn, Eu and Mn. Etc.).

アルカリ土類金属ホウ酸ハロゲン蛍光体には、MX:R(Mは、Sr、Ca、Ba、Mg、Znから選ばれる少なくとも1種以上である。Xは、F、Cl、Br、Iから選ばれる少なくとも1種以上である。Rは、Eu、Mn、EuとMn、のいずれか1以上である。)などがある。
アルカリ土類金属アルミン酸塩蛍光体には、SrAl:R、SrAl1425:R、CaAl:R、BaMgAl1627:R、BaMgAl1612:R、BaMgAl1017:R(Rは、Eu、Mn、EuとMn、のいずれか1以上である。)などがある。
The alkaline earth metal borate phosphor has M 2 B 5 O 9 X: R (M is at least one selected from Sr, Ca, Ba, Mg, Zn. X is F, Cl , Br, or I. R is Eu, Mn, or any one of Eu and Mn.).
Alkaline earth metal aluminate phosphors include SrAl 2 O 4 : R, Sr 4 Al 14 O 25 : R, CaAl 2 O 4 : R, BaMg 2 Al 16 O 27 : R, BaMg 2 Al 16 O 12 : R, BaMgAl 10 O 17 : R (R is Eu, Mn, or any one of Eu and Mn).

アルカリ土類硫化物蛍光体には、LaS:Eu、YS:Eu、GdS:Euなどがある。
Ce等のランタノイド系元素で主に賦活される希土類アルミン酸塩蛍光体には、YAl12:Ce、(Y0.8Gd0.2Al12:Ce、Y(Al0.8Ga0.212:Ce、(Y,Gd)(Al,Ga)12の組成式で表されるYAG系蛍光体などがある。また、Yの一部若しくは全部をTb、Lu等で置換したTbAl12:Ce、LuAl12:Ceなどもある。
Examples of the alkaline earth sulfide phosphor include La 2 O 2 S: Eu, Y 2 O 2 S: Eu, and Gd 2 O 2 S: Eu.
Examples of rare earth aluminate phosphors mainly activated with lanthanoid elements such as Ce include Y 3 Al 5 O 12 : Ce, (Y 0.8 Gd 0.2 ) 3 Al 5 O 12 : Ce, Y 3 (Al 0.8 Ga 0.2) 5 O 12: Ce, and the like (Y, Gd) 3 (Al , Ga) YAG -based phosphor represented by the composition formula of 5 O 12. Further, there are Tb 3 Al 5 O 12 : Ce, Lu 3 Al 5 O 12 : Ce, etc. in which a part or all of Y is substituted with Tb, Lu or the like.

その他の蛍光体には、ZnS:Eu、ZnGeO:Mn、MGa:Eu(Mは、Sr、Ca、Ba、Mg、Znから選ばれる少なくとも1種以上である。Xは、F、Cl、Br、Iから選ばれる少なくとも1種以上である。)などがある。 Other phosphors include ZnS: Eu, Zn 2 GeO 4 : Mn, MGa 2 S 4 : Eu (M is at least one selected from Sr, Ca, Ba, Mg, Zn. X is At least one selected from F, Cl, Br, and I).

上述の蛍光体は、所望に応じてEuに代えて、又は、Euに加えてTb、Cu、Ag、Au、Cr、Nd、Dy、Co、Ni、Tiから選択される1種以上を含有させることもできる。
また、前記蛍光体以外の蛍光体であって、同様の性能、効果を有する蛍光体も使用することができる。
The phosphor described above contains at least one selected from Tb, Cu, Ag, Au, Cr, Nd, Dy, Co, Ni, and Ti instead of Eu or in addition to Eu as desired. You can also.
In addition, a phosphor other than the above phosphors having the same performance and effect can also be used.

これらの蛍光体は、半導体レーザ素子の励起光により、黄色、赤色、緑色、青色に発光スペクトルを有する蛍光体を使用することができるほか、これらの中間色である黄色、青緑色、橙色などに発光スペクトルを有する蛍光体も使用することができる。これらの蛍光体を種々組み合わせて使用することにより、種々の発光色を有する発光装置を製造することができる。   These phosphors can use phosphors having emission spectra in yellow, red, green, and blue by the excitation light of the semiconductor laser element, and emit light in yellow, blue-green, orange, etc., which are intermediate colors. A phosphor having a spectrum can also be used. By using these phosphors in various combinations, light emitting devices having various emission colors can be manufactured.

例えば、青色に発光するGaN系化合物半導体を用いて、YAl12:Ce若しくは(Y0.8Gd0.2Al12:Ceの蛍光物質に照射し、波長変換を行う。半導体レーザ素子からの光と、蛍光体からの光との混合色により白色に発光する発光装置を提供することができる。 For example, using a GaN-based compound semiconductor that emits blue light, a Y 3 Al 5 O 12 : Ce or (Y 0.8 Gd 0.2 ) 3 Al 5 O 12 : Ce fluorescent material is irradiated to convert the wavelength. Do. A light emitting device that emits white light by a mixed color of light from a semiconductor laser element and light from a phosphor can be provided.

例えば、緑色から黄色に発光するCaSi:Eu又はSrSi:Euと、蛍光体である青色に発光する(Sr,Ca)(POCl:Eu、赤色に発光するCaSi:Eu又はCaAlSiN:Euと、からなる蛍光体60を使用することによって、演色性の良好な白色に発光する発光装置を提供することができる。これは、色の三源色である赤・青・緑を使用しているため、第1の蛍光体及び第2の蛍光体の配合比を変えることのみで、所望の白色光を実現することができる。 For example, CaSi 2 O 2 N 2 : Eu or SrSi 2 O 2 N 2 : Eu that emits light from green to yellow, and (Sr, Ca) 5 (PO 4 ) 3 Cl: Eu that emits blue light as a phosphor. By using the phosphor 60 composed of Ca 2 Si 5 N 8 : Eu or CaAlSiN 3 : Eu that emits red light, a light-emitting device that emits white light with good color rendering can be provided. This uses the three primary colors of red, blue, and green, so the desired white light can be achieved simply by changing the blend ratio of the first phosphor and the second phosphor. Can do.

あるいは、例えば、色純度の高い緑色に発光する蛍光体と、色純度の高い赤色に発光する蛍光体とを混合して使用し、これに青色に発光する半導体レーザ素子からの光を照射することにより、RGBの輝線スペクトルを得ることも可能である。あるいはまた、1つのパッケージにおいて、それぞれ青色および赤色に発光する2つの半導体レーザ素子を使用し、これらから出射される光を、色純度の高い、緑色に発色する蛍光体に照射することによっても、RGBの輝線スペクトルを得ることが可能である。複数の半導体レーザ素子を使用する代わりに、複数のリッジ(即ち、マルチリッジまたはマルチストライプ)構造の半導体レーザ素子を用いてよい。そのような輝線スペクトルを与える発光装置は、例えば、プロジェクタとして有用である。   Alternatively, for example, a phosphor that emits green light with high color purity and a phosphor that emits red light with high color purity are mixed and used, and light is emitted from a semiconductor laser element emitting blue light. Thus, it is also possible to obtain RGB emission line spectra. Alternatively, by using two semiconductor laser elements that emit blue and red light respectively in one package, and irradiating the light emitted from these with a phosphor that emits green color with high color purity, It is possible to obtain RGB emission line spectra. Instead of using a plurality of semiconductor laser elements, a semiconductor laser element having a plurality of ridge (that is, multi-ridge or multi-stripe) structures may be used. A light emitting device that provides such an emission line spectrum is useful as, for example, a projector.

いずれの蛍光体を用いる場合においても、蛍光体粒子の母材への混合量(濃度)は、半導体レーザ素子からのレーザ光の透過量と、蛍光体粒子からの発光量とのバランスを考慮して、決定される。   Regardless of which phosphor is used, the mixing amount (concentration) of the phosphor particles to the base material takes into account the balance between the amount of laser light transmitted from the semiconductor laser element and the amount of light emitted from the phosphor particles. Determined.

<外側キャップ630、内側キャップ640>
外側キャップ630は、Ag、Cu、Al、Au、Ni、Moなどの熱伝導率の高い金属材料を使用して形成することができる。内側キャップ640の材料として、外側キャップ630よりも熱伝導率が低い材料が好ましくは選択される。特に、ステムとの溶接が可能なステンレス鋼、コバール、Ti、Zr、Mnなどが好適である。
<Outer cap 630, Inner cap 640>
The outer cap 630 can be formed using a metal material having high thermal conductivity such as Ag, Cu, Al, Au, Ni, and Mo. As the material of the inner cap 640, a material having a lower thermal conductivity than that of the outer cap 630 is preferably selected. In particular, stainless steel, Kovar, Ti, Zr, Mn and the like that can be welded to the stem are suitable.

<ステム40>
ステムは、銅、鉄、ニッケル−鉄合金、銅−タングステン、銅−モリブデン合金、これらを組み合わせたものなどを使用して形成することができる。ステムは略円柱状のものの他、略楕円柱、略円錐台形、略矩形、カップ状などの形状とすることもできる。また、段差や凹みを設け、キャップとの固定を良好にすることができる。
<Stem 40>
The stem can be formed using copper, iron, nickel-iron alloy, copper-tungsten, copper-molybdenum alloy, or a combination of these. In addition to the substantially cylindrical shape, the stem may be formed into a shape such as a substantially elliptical column, a substantially truncated cone shape, a substantially rectangular shape, or a cup shape. Moreover, a level | step difference or a dent can be provided and fixation with a cap can be made favorable.

[第2の形態]
次に、本発明の発光装置の別の形態を、部分側面断面図にて、図2に示す。図2において、図1Aに示す符号と同じ符号を付したものは、同じ部材を表すことに留意されたい。図2に示す発光装置200は、3つの部材から成るケーシングを有する。ケーシングは、リードピン71と半導体レーザ素子20を実装する面72とを備えた支持体70、内部にリフレクタ81が形成された筒状部材80、および波長変換部材50を有するキャップ90から構成されている。半導体レーザ素子20は、それが発振するレーザ光26が、リフレクタ80に向けて出射されるように、レーザ光26を出射する端面21が、リフレクタ81と向かい合うように配置されている。波長変換部材50は、リフレクタ81からの光が通過する光路上に配置されている。
[Second form]
Next, another embodiment of the light emitting device of the present invention is shown in FIG. In FIG. 2, it should be noted that the same reference numerals as those shown in FIG. 1A denote the same members. The light emitting device 200 shown in FIG. 2 has a casing composed of three members. The casing includes a support 70 having a lead pin 71 and a surface 72 for mounting the semiconductor laser element 20, a cylindrical member 80 having a reflector 81 formed therein, and a cap 90 having a wavelength conversion member 50. . The semiconductor laser element 20 is disposed so that the end face 21 that emits the laser light 26 faces the reflector 81 so that the laser light 26 that it oscillates is emitted toward the reflector 80. The wavelength conversion member 50 is disposed on an optical path through which light from the reflector 81 passes.

この発光装置において、レーザ光26は、リフレクタ81により反射されて、波長変換部材50に入射する。波長変換部材50は、この形態においても、蛍光体粒子51が母材52中に分散されたものである。波長変換部材50に入射した光は、蛍光体粒子51を励起し、ならびに/または蛍光体粒子51で反射されて別の蛍光体粒子51を励起し、別の波長の光に変換される。波長変換部材50の光の出射方向は、この形態においても、矢印Lで示す方向において最も大きくなる。よって、この形態においても、波長変換部材50の矢印Lの方向の投影面積(図示せず)は、半導体レーザ素子の厚さ方向(図示した形態においては矢印Lと平行な方向)の投影面積(図示せず)よりも小さく、それにより色ムラが低減され、また、輝度の高い光を得ることを確保している。   In this light emitting device, the laser light 26 is reflected by the reflector 81 and enters the wavelength conversion member 50. Also in this embodiment, the wavelength conversion member 50 is obtained by dispersing the phosphor particles 51 in the base material 52. The light incident on the wavelength conversion member 50 excites the phosphor particles 51 and / or is reflected by the phosphor particles 51 to excite the other phosphor particles 51 and is converted into light of another wavelength. The light emitting direction of the wavelength conversion member 50 is the largest in the direction indicated by the arrow L also in this embodiment. Therefore, also in this embodiment, the projected area (not shown) of the wavelength conversion member 50 in the direction of the arrow L is the projected area (direction parallel to the arrow L in the shown embodiment) of the semiconductor laser element (the direction parallel to the arrow L). (Not shown), thereby reducing color unevenness and ensuring that light with high luminance is obtained.

半導体レーザ素子20および波長変換部材50の好ましい寸法および具体的な寸法は、先に第1の形態に関連して説明したとおりであるから、ここではその詳細を省略する。   The preferable dimensions and specific dimensions of the semiconductor laser element 20 and the wavelength conversion member 50 are as described above in relation to the first embodiment, and thus the details thereof are omitted here.

この形態において、ケーシングは、支持体、半導体レーザ素子20を包囲する筒状部材、および波長変換部材50が組み込まれたキャップからなる。これらの部材について、以下に説明する。   In this embodiment, the casing is composed of a support, a cylindrical member surrounding the semiconductor laser element 20, and a cap in which the wavelength conversion member 50 is incorporated. These members will be described below.

支持体は、第1の形態のステムと同様に、銅、鉄、ニッケル−鉄合金、銅−タングステン、銅−モリブデン合金、これらを組み合わせたものなどを使用して形成される。支持体は略円柱状のものの他、略楕円柱、略円錐台形、略矩形、カップ状などの形状とすることもできる。また、段差や凹みを設け、筒状部材との固定を良好にすることができる。   The support is formed using copper, iron, nickel-iron alloy, copper-tungsten, copper-molybdenum alloy, a combination of these, and the like, like the stem of the first form. In addition to the substantially cylindrical shape, the support may have a substantially elliptical column shape, a substantially truncated cone shape, a substantially rectangular shape, a cup shape, or the like. Moreover, a level | step difference or a dent can be provided and fixation with a cylindrical member can be made favorable.

筒状部材は、Ag、Cu、Al、Au、Ni、Moなどの熱伝導率の高い金属材料を使用して形成される。筒状部材は、断面が円の円筒であってよく、あるいは断面が略矩形または略三角形であるものであってよい。この形態においては、リフレクタを形成しやすいように、断面が略矩形である筒状部材を使用することが好ましい。   The cylindrical member is formed using a metal material having high thermal conductivity such as Ag, Cu, Al, Au, Ni, and Mo. The cylindrical member may be a cylinder having a circular cross section, or may have a substantially rectangular or substantially triangular cross section. In this embodiment, it is preferable to use a cylindrical member having a substantially rectangular cross section so that the reflector can be easily formed.

図示した形態においては、リフレクタ81は筒状部材80と一体に形成されている。別の形態において、リフレクタは、ケーシングを構成する材料と同じ材料または異なる材料から成る、独立した部材として形成してよい。光反射面は、緩やかな弯曲、カップ形状、またはテーパ状等任意に形成することができる。光反射面はまた、反射率を向上させるために、反射膜を形成してよい。   In the illustrated form, the reflector 81 is formed integrally with the cylindrical member 80. In another form, the reflector may be formed as an independent member made of the same material as or different from that of the casing. The light reflecting surface can be arbitrarily formed such as a gentle curve, a cup shape, or a taper shape. The light reflecting surface may also be formed with a reflective film in order to improve the reflectance.

キャップは、波長変換部材50と、それを囲む部分とからなる。波長変換部材50を囲む部分の材料は、特に限定されず、例えば、透明ガラスのような透光性材料であってよく、あるいは、Ag、Cu、Al、Au、Ni、またはMoなどの熱伝導率の高い金属材料であってよい。キャップの形状および寸法は、キャップを取り付ける筒状部材の形状に応じて適宜選択される。   A cap consists of the wavelength conversion member 50 and the part surrounding it. The material surrounding the wavelength conversion member 50 is not particularly limited, and may be a light-transmitting material such as transparent glass, or heat conduction such as Ag, Cu, Al, Au, Ni, or Mo. It may be a high rate metal material. The shape and dimensions of the cap are appropriately selected according to the shape of the cylindrical member to which the cap is attached.

実施の形態2の発光装置を構成する、その他の部材は、先に第1の形態に関連して説明したとおりであるから、ここではその説明を省略する。   Since the other members constituting the light emitting device of the second embodiment are as described above in relation to the first embodiment, the description thereof is omitted here.

[実施の形態3]
本発明の発光装置のさらに別の形態を、部分側面断面図にて、図3に示す。図3において、図1Aに示す符号と同じ符号を付したものは、同じ部材を表すことに留意されたい。図3に示す発光装置300は、3つの部材から成るケーシングを有する。ケーシングは、半導体レーザ素子20を実装する面72を備えた支持体70,内部にリフレクタ81aおよび81bが形成された筒状部材80、および波長変換部材50を有するキャップから構成されている。半導体レーザ素子20は、それが発振するレーザ光26およびレーザ光26が出射される端面21と対向する端面22からのレーザ光(いわゆる、モニタ光)28が、ケーシングに配置された2つのリフレクタ81aおよび81bに向けてそれぞれ出射されるように、端面21および22が、リフレクタ81aおよび81bとそれぞれ向かい合うように配置されている。波長変換部材50は、リフレクタ81aおよび81bからの光が通過する光路上に配置されている。
[Embodiment 3]
Yet another embodiment of the light emitting device of the present invention is shown in FIG. Note that in FIG. 3, the same reference numerals as those shown in FIG. 1A denote the same members. The light emitting device 300 shown in FIG. 3 has a casing made of three members. The casing includes a support 70 having a surface 72 for mounting the semiconductor laser element 20, a cylindrical member 80 having reflectors 81 a and 81 b formed therein, and a cap having a wavelength conversion member 50. The semiconductor laser element 20 includes two reflectors 81a in which a laser beam 26 oscillated from the semiconductor laser element 20 and a laser beam (so-called monitor beam) 28 from an end surface 22 opposed to the end surface 21 from which the laser beam 26 is emitted are arranged in a casing. End surfaces 21 and 22 are arranged so as to face the reflectors 81a and 81b, respectively, so as to be emitted toward the reflectors 81b and 81b, respectively. The wavelength conversion member 50 is disposed on an optical path through which light from the reflectors 81a and 81b passes.

リフレクタで反射されたレーザ光26およびモニタ光28は、波長変換部材50に入射する。波長変換部材50は、この形態においても、蛍光体粒子51が母材52中に分散されたものである。波長変換部材50に入射した光は、蛍光体粒子51を励起し、ならびに/あるいは蛍光体粒子51で反射されて別の蛍光体粒子51を励起し、別の波長の光に変換される。波長変換部材50から取り出される光の光度は、この形態においても、矢印Lで示す方向において最も大きくなる。よって、この形態においても、波長変換部材50の矢印Lの方向の投影面積(図示せず)は、半導体レーザ素子の厚さ方向(図示した形態においては矢印Lと平行な方向)の投影面積(図示せず)よりも小さく、それにより色ムラが低減され、また、高い輝度も確保される。   The laser beam 26 and the monitor beam 28 reflected by the reflector are incident on the wavelength conversion member 50. Also in this embodiment, the wavelength conversion member 50 is obtained by dispersing the phosphor particles 51 in the base material 52. The light incident on the wavelength conversion member 50 excites the phosphor particles 51 and / or is reflected by the phosphor particles 51 to excite other phosphor particles 51 and is converted into light of another wavelength. The luminous intensity of the light extracted from the wavelength conversion member 50 is the largest in the direction indicated by the arrow L also in this embodiment. Therefore, also in this embodiment, the projected area (not shown) of the wavelength conversion member 50 in the direction of the arrow L is the projected area (direction parallel to the arrow L in the shown embodiment) of the semiconductor laser element (the direction parallel to the arrow L). (Not shown), thereby reducing color unevenness and ensuring high brightness.

この形態の発光装置を構成する部材のうち、支持体、筒状部材、リフレクタ、およびキャップについては、先に実施の形態2に関連して説明したとおりであり、その他の部材は、先に実施の形態1に関連して説明したとおりであるから、ここではその説明を省略する。   Among the members constituting the light emitting device of this embodiment, the support, the cylindrical member, the reflector, and the cap are as described in relation to the second embodiment, and the other members are implemented first. Therefore, the description thereof is omitted here.

[実施の形態4]
本発明の発光装置のさらに別の形態を図4に示す。図4において、図1Aおよび図2に示す符号と同じ符号を付したものは、同じ部材を表すことに留意されたい。図4に示す発光装置400は、2つの部材から成るケーシングを有する。ケーシングは、半導体レーザ素子を実装する素子載置部42を配置する面72を備えた支持体70、および支持体70を覆う筒状のキャップ90から構成される。半導体レーザ素子20は、それが発振するレーザ光26が、キャップ90の側面に向かって出射されるように、レーザ光26を出射する端面21が、キャップ90の側面と向かい合うように配置されている。波長変換部材50は、レーザ光26が通過する光路上にあるように、筒状のキャップ90の側面に配置されている。よって、この形態によれば、筒状のキャップの側部から光を取り出すことが可能である。
[Embodiment 4]
FIG. 4 shows still another embodiment of the light emitting device of the present invention. In FIG. 4, it should be noted that the same reference numerals as those shown in FIGS. 1A and 2 represent the same members. The light emitting device 400 shown in FIG. 4 has a casing formed of two members. The casing includes a support body 70 provided with a surface 72 on which the element mounting portion 42 for mounting the semiconductor laser element is disposed, and a cylindrical cap 90 that covers the support body 70. The semiconductor laser element 20 is disposed so that the end face 21 that emits the laser light 26 faces the side surface of the cap 90 so that the laser light 26 that it oscillates is emitted toward the side surface of the cap 90. . The wavelength conversion member 50 is disposed on the side surface of the cylindrical cap 90 so as to be on the optical path through which the laser light 26 passes. Therefore, according to this form, it is possible to extract light from the side portion of the cylindrical cap.

レーザ光26は、波長変換部材50に入射する。波長変換部材50は、この形態においても、蛍光体粒子51が母材52中に分散されたものである。波長変換部材50に入射した光は、蛍光体粒子51を励起し、ならびに/あるいは蛍光体粒子51で反射されて別の蛍光体粒子51を励起し、別の波長の光に変換される。波長変換部材50から取り出される光の光度は、この形態において、矢印Lで示す方向において最も大きくなる。よって、この形態においても、波長変換部材50の矢印Lの方向の投影面積(図示せず)は、半導体レーザ素子の厚さ方向(図示した形態においては紙面の上下方向)の投影面積(図示せず)よりも小さく、それにより色ムラが低減され、また、高い輝度が確保される。   The laser beam 26 enters the wavelength conversion member 50. Also in this embodiment, the wavelength conversion member 50 is obtained by dispersing the phosphor particles 51 in the base material 52. The light incident on the wavelength conversion member 50 excites the phosphor particles 51 and / or is reflected by the phosphor particles 51 to excite other phosphor particles 51 and is converted into light of another wavelength. The luminous intensity of the light extracted from the wavelength conversion member 50 is greatest in the direction indicated by the arrow L in this embodiment. Therefore, also in this embodiment, the projected area (not shown) in the direction of the arrow L of the wavelength conversion member 50 is the projected area (not shown) in the thickness direction of the semiconductor laser element (in the illustrated embodiment, the vertical direction of the paper surface). In other words, color unevenness is reduced and high luminance is ensured.

[実施の形態5]
あるいはまた、図5に示すように、本発明の発光装置は、ケーシング内に、フォトダイオード65を有してよい。図5において、図1A、図2および図4に示す符号と同じ符号を付したものは、同じ部材を表すことに留意されたい。フォトダイオード65は、波長変換された光であって、蛍光体粒子51により反射および/または散乱した光を検出する。それにより、レーザ光26が所望のように波長変換されているか、また、波長変換部材50の脱落がないか(=フォトダイオードが光を検出しない)等を知ることができる。フォトダイオード65は、図示するように、支持体70に配置してよく、あるいはキャップ90の内壁に配置してよい。必要な場合には、フォトダイオード65は、支持体70またはキャップ90に固定してよい。
[Embodiment 5]
Alternatively, as shown in FIG. 5, the light emitting device of the present invention may include a photodiode 65 in the casing. In FIG. 5, it should be noted that the same reference numerals as those shown in FIGS. 1A, 2 and 4 denote the same members. The photodiode 65 detects light that has been wavelength-converted and is reflected and / or scattered by the phosphor particles 51. Thereby, it is possible to know whether the laser light 26 has been wavelength-converted as desired, whether the wavelength conversion member 50 is not dropped (= the photodiode does not detect light), or the like. The photodiode 65 may be disposed on the support 70 as shown, or may be disposed on the inner wall of the cap 90. If necessary, the photodiode 65 may be fixed to the support 70 or the cap 90.

以上において図面を参照して説明した発光装置はいずれも、次のように変形してよい。例えば、図1に示す形態において、波長変換部材50は、光の出射方向(矢印Lの方向)に対して垂直な断面のうち、最大の径を有する断面における当該最大の径の値が、波長変換部材に照射される半導体レーザ素子20のビーム径の120%よりも小さくすることを条件として、図示したものよりも大きい寸法を有してよい。他の実施の形態についても、同様に波長変換部材の寸法を変化させてよい。ここで、波長変換部材の寸法を、「光の出射方向に対して垂直な断面のうち、最大の径を有する断面の当該最大の径の値」で規定しているのは、波長変換部材が例えば凸レンズ形状であるとき、あるいは図6に示すように波長変換部材が逆円錐台であるときに、切断する位置によって径が変化することを考慮していることによる。波長変換部材の前記最大の径の値は、より好ましくは、ビーム径の110%よりも小さい。   Any of the light emitting devices described above with reference to the drawings may be modified as follows. For example, in the form shown in FIG. 1, the wavelength conversion member 50 has a wavelength value of the maximum diameter in the cross section having the maximum diameter among the cross sections perpendicular to the light emission direction (direction of the arrow L). The size may be larger than that shown on the condition that it is smaller than 120% of the beam diameter of the semiconductor laser element 20 irradiated to the conversion member. Similarly, the dimensions of the wavelength conversion member may be changed in other embodiments. Here, the dimension of the wavelength conversion member is defined by “the value of the maximum diameter of the cross section having the maximum diameter among the cross sections perpendicular to the light emission direction”. For example, when the shape is a convex lens or when the wavelength conversion member is an inverted truncated cone as shown in FIG. 6, it is considered that the diameter changes depending on the cutting position. The value of the maximum diameter of the wavelength conversion member is more preferably smaller than 110% of the beam diameter.

その場合、波長変換部材の前記最大の径をA(mm)とし、半導体レーザ素子と波長変換部材との間の距離をD(mm)とし、半導体レーザ素子からの出射光の広がり角をR(°)としたときに、Aが下記の式を満たすように、Aを選択する、あるいはDおよび/またはRを選択することが好ましい。   In this case, the maximum diameter of the wavelength conversion member is A (mm), the distance between the semiconductor laser element and the wavelength conversion member is D (mm), and the spread angle of the emitted light from the semiconductor laser element is R ( It is preferable to select A or D and / or R so that A satisfies the following formula:

Figure 2009289976
Figure 2009289976

Dは一般に0.02〜5.0mm程度であり、Rは一般に10〜65mm程度である。Dは、例えば、0.3mmとすることができ、Rは、例えば、42°とすることができ、その場合Aは、0.00038≦A≦0.72mmを満たす。あるいは、Dは、0.5mmとすることができ、Rは、例えば、55°とすることができ、その場合A(mm)は、0.12≦A≦1.2mmを満たす。   D is generally about 0.02 to 5.0 mm, and R is generally about 10 to 65 mm. D can be, for example, 0.3 mm, and R can be, for example, 42 °, in which case A satisfies 0.00038 ≦ A ≦ 0.72 mm. Alternatively, D can be 0.5 mm, and R can be, for example, 55 °, in which case A (mm) satisfies 0.12 ≦ A ≦ 1.2 mm.

あるいは、図示した実施の形態のいずれにおいても、波長変換部材は、光の出射方向の波長変換部材の投影面積が、半導体レーザ素子の光出射面の面積より小さくなるように、設計してよい。その場合でも、色ムラを効果的に低減させることができる。なお、上記いずれの変形例においても、波長変換部材の光の出射方向の当該波長変換部材の投影面積は、レーザ素子の近視野像の面積または波長変換部材に照射される半導体レーザ素子のビーム面積よりも大きいことが好ましい。   Alternatively, in any of the illustrated embodiments, the wavelength conversion member may be designed so that the projected area of the wavelength conversion member in the light emission direction is smaller than the area of the light emission surface of the semiconductor laser element. Even in that case, color unevenness can be effectively reduced. In any of the above modifications, the projected area of the wavelength conversion member in the light emitting direction of the wavelength conversion member is the area of the near-field image of the laser element or the beam area of the semiconductor laser element irradiated to the wavelength conversion member. Is preferably larger.

本発明の発光装置は、プロジェクタ、高輝度が必要な特殊検査器、自動車のヘッドライト、および照明装置などに用いることができる。   The light-emitting device of the present invention can be used for projectors, special inspection devices that require high brightness, automobile headlights, lighting devices, and the like.

図1Aは、本発明の発光装置の一形態を示す部分断面側面図である。FIG. 1A is a partial cross-sectional side view showing one embodiment of a light-emitting device of the present invention. 図1Bは、波長変換部材50の矢印Lの方向の投影面を示す模式図である。FIG. 1B is a schematic diagram illustrating a projection surface of the wavelength conversion member 50 in the direction of the arrow L. 図2は、本発明の発光装置の別の形態を示す部分側面断面図である。FIG. 2 is a partial side sectional view showing another embodiment of the light emitting device of the present invention. 図3は、本発明の発光装置の別の形態を示す部分側面断面図である。FIG. 3 is a partial side sectional view showing another embodiment of the light emitting device of the present invention. 図4は、本発明の発光装置の別の形態を示す部分側面断面図である。FIG. 4 is a partial side sectional view showing another embodiment of the light emitting device of the present invention. 図5は、本発明の発光装置の別の形態を示す部分断面側面図である。FIG. 5 is a partial cross-sectional side view showing another embodiment of the light emitting device of the present invention. 図6は、本発明の発光装置の別の形態を示す部分断面側面図である。FIG. 6 is a partial cross-sectional side view showing another embodiment of the light-emitting device of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

10 半導体レーザ装置
20 半導体レーザ素子
21、22 端面
26 レーザ光
28 モニタ光
30 サブマウント
40 台座(ステム)
41 ステム本体
42 素子載置部
43 リードピン
44 ステムの表面
50 波長変換部材
51 蛍光体粒子
52 母材
53 波長変換部材の矢印Lの方向の投射面
60 積層キャップ
61 積層キャップの開口部
630 第1キャップ
631 第1キャップの開口部
640 第2キャップ
641 第2キャップの開口部
65 フォトダイオード
70 支持体
71 リードピン
72 実装面
80 筒状部材
81、81a、81b リフレクタ
90 キャップ
100、200、300、400 発光装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Semiconductor laser apparatus 20 Semiconductor laser element 21, 22 End surface 26 Laser light 28 Monitor light 30 Submount 40 Base (stem)
41 Stem Main Body 42 Element Placement Unit 43 Lead Pin 44 Stem Surface 50 Wavelength Conversion Member 51 Phosphor Particle 52 Base Material 53 Projection Surface in Direction of Arrow L of Wavelength Conversion Member 60 Stack Cap 61 Stack Cap Opening 630 First Cap 631 First cap opening 640 Second cap 641 Second cap opening 65 Photodiode 70 Support 71 Lead pin 72 Mounting surface 80 Cylindrical member 81, 81a, 81b Reflector 90 Cap 100, 200, 300, 400 Light emitting device

Claims (10)

半導体レーザ素子と、
当該半導体レーザ素子から出射されるレーザ光により、当該半導体レーザ素子が出射する光の波長とは異なる波長の光を放出する波長変換部材と
を含み、
当該波長変換部材の光の出射方向に対して垂直な方向の当該波長変換部材の断面のうち最大の径を有する断面における当該最大の径の値が、当該波長変換部材に照射される当該半導体レーザ素子のビーム径の最大値の120%よりも小さい、
発光装置。
A semiconductor laser element;
A wavelength conversion member that emits light having a wavelength different from the wavelength of the light emitted from the semiconductor laser element by the laser light emitted from the semiconductor laser element;
The semiconductor laser in which the wavelength conversion member is irradiated with the value of the maximum diameter in the cross section having the maximum diameter among the cross sections of the wavelength conversion member in a direction perpendicular to the light emission direction of the wavelength conversion member Less than 120% of the maximum beam diameter of the element,
Light emitting device.
前記最大の径の値A(mm)が、以下の数式を満たす範囲にある、請求項1に記載の発光装置。
Figure 2009289976
(式中、A(mm)は、波長変換部材の光の出射方向に対して垂直な方向の波長変換部材の断面のうち、最大の径を有する断面における当該最大の径の値であり、D(mm)は、半導体レーザ素子と波長変換部材との間の距離であり、R(°)は、半導体レーザ素子からの出射光の広がり角であり、ここで、「半導体レーザ素子からの出射光の広がり角」とは、ピーク強度の1/eにおける全角である。ただし、(D−0.3)≦0のときは、(D−0.3)=0.001とする。)
The light emitting device according to claim 1, wherein the maximum diameter value A (mm) is in a range satisfying the following mathematical formula.
Figure 2009289976
(Wherein, A (mm) is the value of the maximum diameter in the cross section having the maximum diameter among the cross sections of the wavelength conversion member in the direction perpendicular to the light emitting direction of the wavelength conversion member, and D (Mm) is the distance between the semiconductor laser element and the wavelength conversion member, and R (°) is the spread angle of the emitted light from the semiconductor laser element. Here, “emitted light from the semiconductor laser element” The “angle of spread” is the full angle at 1 / e 2 of the peak intensity, provided that (D−0.3) = 0.001 when (D−0.3) ≦ 0.
半導体レーザ素子と、
当該半導体レーザ素子から出射されるレーザ光により、当該半導体レーザ素子が出射する光の波長とは異なる波長の光を放出する波長変換部材と
を含み、
当該波長変換部材の光の出射方向の当該波長変換部材の投影面積が、当該半導体レーザ素子の厚さ方向の投影面積よりも小さい、
発光装置。
A semiconductor laser element;
A wavelength conversion member that emits light having a wavelength different from the wavelength of the light emitted from the semiconductor laser element by the laser light emitted from the semiconductor laser element;
The projected area of the wavelength converting member in the light emitting direction of the wavelength converting member is smaller than the projected area of the semiconductor laser element in the thickness direction;
Light emitting device.
前記波長変換部材の光の出射方向の当該波長変換部材の投影面積が、前記半導体レーザ素子の光出射面の面積よりも小さい、請求項3に記載の発光装置。   4. The light emitting device according to claim 3, wherein a projected area of the wavelength converting member in the light emitting direction of the wavelength converting member is smaller than an area of a light emitting surface of the semiconductor laser element. 前記波長変換部材の光の出射方向の当該波長変換部材の投影面積が、前記半導体レーザ素子の近視野像の面積よりも大きい、請求項4に記載の発光装置。   The light emitting device according to claim 4, wherein a projected area of the wavelength conversion member in a light emission direction of the wavelength conversion member is larger than an area of a near-field image of the semiconductor laser element. 前記半導体レーザ素子と、前記波長変換部材とが、空間的に分離されて、当該波長変換部材からの光の出射方向の当該波長変換部材の投影面積が、当該波長変換部材に照射される当該半導体レーザ素子のビーム面積よりも大きい、請求項1〜5のいずれか1項に記載の発光装置。   The semiconductor in which the semiconductor laser element and the wavelength conversion member are spatially separated, and the projection area of the wavelength conversion member in the light emission direction from the wavelength conversion member is irradiated to the wavelength conversion member The light emitting device according to claim 1, wherein the light emitting device is larger than a beam area of the laser element. 複数の半導体レーザ素子と、
当該半導体レーザ素子から出射されるレーザ光により、当該半導体レーザ素子が出射する光の波長とは異なる波長の光を放出する波長変換部材と
を含み、
当該波長変換部材の光の出射方向の当該波長変換部材の投影面積が、当該複数の半導体レーザ素子の厚さ方向の投影面積の合計値よりも小さい、
発光装置。
A plurality of semiconductor laser elements;
A wavelength conversion member that emits light having a wavelength different from the wavelength of the light emitted from the semiconductor laser element by the laser light emitted from the semiconductor laser element;
The projected area of the wavelength converting member in the light emitting direction of the wavelength converting member is smaller than the total value of the projected areas in the thickness direction of the plurality of semiconductor laser elements,
Light emitting device.
波長変換部材が蛍光体を含む、請求項1〜7のいずれか1項に記載の発光装置。   The light-emitting device according to claim 1, wherein the wavelength conversion member includes a phosphor. 前記半導体レーザ素子が内部に収容された、開口部を有するケーシングを含み、前記波長変換部材が当該半導体レーザ素子から出射されるレーザ光の光路上に位置するように、当該ケーシングの開口部を塞ぐように配置されている、請求項1〜8のいずれか1項に記載の発光装置。   A casing having an opening in which the semiconductor laser element is housed; and closing the opening of the casing so that the wavelength conversion member is positioned on an optical path of a laser beam emitted from the semiconductor laser element. The light emitting device according to claim 1, wherein the light emitting device is arranged as described above. 前記半導体レーザ素子は、360nm〜480nmに発光ピーク波長を有するレーザ光を出射し、前記波長変換部材は当該レーザ光の波長を変換して、485nm〜650nmに発光ピーク波長を有する光を放出する、請求項1〜9のいずれか1項に記載の発光装置。   The semiconductor laser element emits laser light having an emission peak wavelength at 360 nm to 480 nm, and the wavelength conversion member converts the wavelength of the laser light to emit light having an emission peak wavelength at 485 nm to 650 nm. The light emitting device according to claim 1.
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Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100246628A1 (en) * 2009-03-24 2010-09-30 Yasushi Hattori Semiconductor light-emitting device
JP2011243369A (en) * 2010-05-17 2011-12-01 Sharp Corp Light-emitting device, illumination device, and vehicle headlight
JP2012095911A (en) * 2010-11-04 2012-05-24 Fujifilm Corp Endoscope and light source device for endoscope
US8733996B2 (en) 2010-05-17 2014-05-27 Sharp Kabushiki Kaisha Light emitting device, illuminating device, and vehicle headlamp
US8833991B2 (en) 2010-02-10 2014-09-16 Sharp Kabushiki Kaisha Light emitting device, with light guide member having smaller exit section, and illuminating device, and vehicle headlight including the same
US8876344B2 (en) 2009-12-17 2014-11-04 Sharp Kabushiki Kaisha Vehicle headlamp with excitation light source, light emitting part and light projection section
JP2015207646A (en) * 2014-04-18 2015-11-19 日亜化学工業株式会社 Light emitting device
JP2015207755A (en) * 2014-04-09 2015-11-19 日亜化学工業株式会社 light-emitting device
DE102015211398A1 (en) 2014-06-24 2016-01-07 Koito Manufacturing Co., Ltd. Light emitting module
JP2016076685A (en) * 2014-10-08 2016-05-12 株式会社東芝 Semiconductor light-emitting device and manufacturing method thereof
JP2016082014A (en) * 2014-10-15 2016-05-16 日亜化学工業株式会社 Light-emitting device
JP2016122692A (en) * 2014-12-24 2016-07-07 日亜化学工業株式会社 Light emission device and manufacturing method for the same
JP2017085036A (en) * 2015-10-30 2017-05-18 日亜化学工業株式会社 Light-emitting device
DE102015226636A1 (en) * 2015-12-23 2017-06-29 Osram Gmbh LIGHTING DEVICE WITH LASER DIODE AND TRANSDUCER
JP2017201688A (en) * 2016-04-28 2017-11-09 日亜化学工業株式会社 Light emitting device
US9816677B2 (en) 2010-10-29 2017-11-14 Sharp Kabushiki Kaisha Light emitting device, vehicle headlamp, illumination device, and laser element
JP2020127056A (en) * 2020-05-27 2020-08-20 日亜化学工業株式会社 Light-emitting device
US11189987B2 (en) 2017-08-16 2021-11-30 Nichia Corporation Light emitting device

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000174346A (en) * 1998-12-01 2000-06-23 Mitsubishi Cable Ind Ltd Light-emitting device
WO2007105647A1 (en) * 2006-03-10 2007-09-20 Nichia Corporation Light emitting device
JP2007324239A (en) * 2006-05-30 2007-12-13 Nichia Chem Ind Ltd Light-emitting device
WO2008047851A1 (en) * 2006-10-12 2008-04-24 Panasonic Corporation Light-emitting apparatus

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000174346A (en) * 1998-12-01 2000-06-23 Mitsubishi Cable Ind Ltd Light-emitting device
WO2007105647A1 (en) * 2006-03-10 2007-09-20 Nichia Corporation Light emitting device
JP2007324239A (en) * 2006-05-30 2007-12-13 Nichia Chem Ind Ltd Light-emitting device
WO2008047851A1 (en) * 2006-10-12 2008-04-24 Panasonic Corporation Light-emitting apparatus

Cited By (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010225917A (en) * 2009-03-24 2010-10-07 Toshiba Corp Semiconductor light emitting device
US20100246628A1 (en) * 2009-03-24 2010-09-30 Yasushi Hattori Semiconductor light-emitting device
US8369375B2 (en) * 2009-03-24 2013-02-05 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor light-emitting device
US8876344B2 (en) 2009-12-17 2014-11-04 Sharp Kabushiki Kaisha Vehicle headlamp with excitation light source, light emitting part and light projection section
US8833991B2 (en) 2010-02-10 2014-09-16 Sharp Kabushiki Kaisha Light emitting device, with light guide member having smaller exit section, and illuminating device, and vehicle headlight including the same
JP2011243369A (en) * 2010-05-17 2011-12-01 Sharp Corp Light-emitting device, illumination device, and vehicle headlight
US8733996B2 (en) 2010-05-17 2014-05-27 Sharp Kabushiki Kaisha Light emitting device, illuminating device, and vehicle headlamp
US9816677B2 (en) 2010-10-29 2017-11-14 Sharp Kabushiki Kaisha Light emitting device, vehicle headlamp, illumination device, and laser element
US10281102B2 (en) 2010-10-29 2019-05-07 Sharp Kabushiki Kaisha Light emitting device, vehicle headlamp, illumination device, and laser element
US10465873B2 (en) 2010-10-29 2019-11-05 Sharp Kabushiki Kaisha Light emitting device, vehicle headlamp, illumination device, and laser element
JP2012095911A (en) * 2010-11-04 2012-05-24 Fujifilm Corp Endoscope and light source device for endoscope
CN102551648A (en) * 2010-11-04 2012-07-11 富士胶片株式会社 Endoscope and light source device for endoscope
JP2019165246A (en) * 2014-04-09 2019-09-26 日亜化学工業株式会社 Light-emitting device
JP2015207755A (en) * 2014-04-09 2015-11-19 日亜化学工業株式会社 light-emitting device
US10587091B2 (en) 2014-04-18 2020-03-10 Nichia Corporation Light emitting device
US11841116B2 (en) 2014-04-18 2023-12-12 Nichia Corporation Light emitting device
US11112069B2 (en) 2014-04-18 2021-09-07 Nichia Corporation Light emitting device
US10079470B2 (en) 2014-04-18 2018-09-18 Nichia Corporation Light emitting device
JP2015207646A (en) * 2014-04-18 2015-11-19 日亜化学工業株式会社 Light emitting device
US11506346B2 (en) 2014-04-18 2022-11-22 Nichia Corporation Light emitting device
DE102015211398A1 (en) 2014-06-24 2016-01-07 Koito Manufacturing Co., Ltd. Light emitting module
JP2016076685A (en) * 2014-10-08 2016-05-12 株式会社東芝 Semiconductor light-emitting device and manufacturing method thereof
JP2016082014A (en) * 2014-10-15 2016-05-16 日亜化学工業株式会社 Light-emitting device
JP2016122692A (en) * 2014-12-24 2016-07-07 日亜化学工業株式会社 Light emission device and manufacturing method for the same
US10784647B2 (en) 2014-12-24 2020-09-22 Nichia Corporation Light emitting device and method of manufacturing the same
US10916913B2 (en) 2014-12-24 2021-02-09 Nichia Corporation Method of manufacturing light emitting device using shrink fitting
JP2017085036A (en) * 2015-10-30 2017-05-18 日亜化学工業株式会社 Light-emitting device
DE102015226636A1 (en) * 2015-12-23 2017-06-29 Osram Gmbh LIGHTING DEVICE WITH LASER DIODE AND TRANSDUCER
JP2017201688A (en) * 2016-04-28 2017-11-09 日亜化学工業株式会社 Light emitting device
US11189987B2 (en) 2017-08-16 2021-11-30 Nichia Corporation Light emitting device
JP7041372B2 (en) 2020-05-27 2022-03-24 日亜化学工業株式会社 Light emitting device
JP2020127056A (en) * 2020-05-27 2020-08-20 日亜化学工業株式会社 Light-emitting device

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