JP2021188114A - 金属成膜部材の製造方法、金属成膜部材、波長変換部材、又は、発光装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、実施形態に係る金属成膜部材1の一例を示す斜視図である。図2は、図1のII-II線における金属成膜部材1の断面図である。図3A、図3B、図3C、及び、図3Dは金属成膜部材1の製造方法を説明するための断面図である。図4A乃至図4Dは、金属成膜部材1のTEM(Transmission Electron Microscope)画像である。
(複合セラミック部材110)
複合セラミック部材110は、構成要素として、セラミック部材111、及び、接続部材112を有する。また、複合セラミック部材110は、上面、下面、及び、側面を有する。また、複合セラミック部材110は、平板形状で形成される。また、複合セラミック部材110は、直方体の形状で形成される。また、複合セラミック部材110は、上面視または下面視で、矩形の形状で形成される。ここでの矩形には正方形も含まれる。
貴金属膜120は、貴金属を主材料として形成される金属膜である。また、貴金属のみから形成される金属膜である。なお、ここでの貴金属のみから形成される金属膜とは、貴金属の含有率が全体の80%以上を占めることをいうものとする。なお、貴金属以外の金属を含んだ合金であってもよい。また、貴金属膜120を形成する貴金属材料として、Pt、Au、Ag、Rh等の中から選択される1以上の材料を含む。また、例えば、貴金属膜120は、Ptのみから形成することができる。
金属膜130は、金属を主材料として形成される金属膜である。また、金属膜130の主材料には、貴金属膜120の主材料とは異なる金属が用いられる。また、貴金属膜120を形成する材料に含まれていない材料によって、金属膜130は形成される。また、金属膜130を形成する金属材料としてRu、W、Al、Ti、Ni等の中から選択される1以上の材料を含む。また、例えば、金属膜130は、Ruのみから形成することができる。
黒色膜140は、黒色の膜である。なお、ここでの黒色は、可視光の反射率が30%以下であり、可視光の吸収率が70%以上である色とする。また、例えば、黒色膜140は、RuO2のみから形成することができる。また、黒色膜140は、1nm以上100nm以下の範囲の膜厚で形成することができる。なお、100nmを超える膜厚であってもよい。
まず、複合セラミック部材110を準備する。図3Aは、複合セラミック部材110が準備された状態を表している。複合セラミック部材110は、セラミック部材111及び接続部材112から複合セラミック部材110を製造することで、準備することができる、また、複合セラミック部材110を製造する代わりに、複合セラミック部材110を調達することで準備してもよい。
次に、構成要素の一つに金属成膜部材1を有する発光装置2について説明する。発光装置2では、金属成膜部材1を、光学部材の一例である波長変換部材280として利用する。
(基部210)
基部210は、上面から下面の方向に窪んだ凹形状を有する。また、上面視で外形が矩形であり、窪みはこの外形の内側に形成される。基部210は、上面211、底面212、下面213、複数の内側面214、及び、1または複数の外側面215を有している。また、上面視で、上面211に交わる1または複数の内側面214によって枠が形成される。基部210の窪みはこの枠に囲まれる。
発光素子220は、半導体レーザ素子である。なお、半導体レーザ素子でなくてもよい。例えば、発光ダイオード(LED)や有機発光ダイオード(OLED)など、光を発する素子であれば、発光装置2の発光素子220に採用できる。図示される発光装置2の例では、発光素子220として、半導体レーザ素子20が採用されている。
サブマウント230は、直方体の形状で構成され、下面、上面、及び、側面を有する。また、サブマウント230は上下方向の幅が最も小さい。なお、形状は直方体に限らなくてよい。サブマウント230は、例えば、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、又は炭化ケイ素を用いて形成される。なお、他の材料を用いてもよい。また、サブマウント230の上面には金属膜が設けられている。
光反射部材240は、光を反射する光反射面241を有する。光反射面には、例えば、照射された光のピーク波長に対する光反射率が90%以上となる面が設けられる。ここでの光反射率は100%以下あるいは100%未満とすることができる。
保護素子250は、発光素子などの特定の素子に過剰な電流が流れて破壊されてしまうことを防ぐためのものである。保護素子250としては、例えば、Siで形成されたツェナーダイオードを用いることができる。
温度測定素子260は、周辺の温度を測定するための温度センサとして利用される素子である。温度測定素子260としては、例えば、サーミスタを用いることができる。
配線270は、2つの構成要素間の電気的な接続に用いられる。配線270としては、例えば、金属のワイヤを用いることができる。
波長変換部材280は、金属成膜部材1の一つの形態である。波長変換部材280は、波長変換部281、光反射部282、及び、遮光膜283を有する。
透光性部材290は、下面と、上面と、側面とを有する。また、透光性部材290は、光を透過する透光性を有する。ここで、透光性とは、光に対する透過率が80%以上であることとする。また、透光性部材290は、直方体の平板形状で構成される母材を有する。なお、形状は直方体に限らない。
遮光部材300は、遮光性を有する樹脂によって形成される。ここで、遮光性とは光を透過しない性質を示し、光を遮る性質の他、吸収する性質や反射する性質などを利用して、遮光性を実現してもよい。例えば、樹脂に、光拡散材及び/又は光吸収材等のフィラーを含有させることで形成できる。
まず、基部210の底面212に2つの光反射部材240が配置される。2つの光反射部材240は、それぞれ異なる金属膜の上に配置され、その下面が基部210の底面212に接合される。また、2つの光反射部材240は、点SPに対して点対称に配置される(図11参照)。また、2つの光反射部材240は、上面視で、光反射面241の上端が、基部210の内側面214または外側面215と平行あるいは垂直である。
110 複合セラミック部材
111 セラミック部材
112 接続部材
120 貴金属膜
130 金属膜
140 黒色膜
2 発光装置
210 基部
211 上面
212 底面
213 下面
214 内側面
215 外側面
216 段差部
220 発光素子
230 サブマウント
240 光反射部材
241 光反射面
250 保護素子
260 温度測定素子
270 配線
280 波長変換部材
281 波長変換部
282 光反射部
283 遮光膜
290 透光性部材
300 遮光部材
Claims (21)
- セラミック部材と、前記セラミック部材と接続する接続部材と、を有する複合セラミック部材であって、前記セラミック部材よりも前記接続部材の方が貴金属との密着力が大きい前記複合セラミック部材を準備する工程と、
前記セラミック部材の一部の表面及び前記接続部材の一部の表面が少なくとも含まれる表面領域に貴金属膜を設ける工程と、
前記複合セラミック部材の前記表面領域に設けられた前記貴金属膜のうち、前記セラミック部材と前記接続部材の境界を境にして、前記セラミック部材の表面上に設けられた前記貴金属膜を除去する工程と、
を含む、金属成膜部材の製造方法。 - 前記複合セラミック部材を準備する工程において、前記セラミック部材が第1セラミック部材であり、前記接続部材が第2セラミック部材であり、かつ、前記第1セラミック部材と前記第2セラミック部材の空隙率に差がある前記複合セラミック部材を準備する請求項1に記載の製造方法。
- 前記表面領域に貴金属膜を設ける工程において、前記第2セラミック部材の表面上に形成された空隙に貴金属が入り込んだ前記貴金属膜を設ける請求項2に記載の製造方法。
- 前記貴金属膜を除去する工程において、空隙によって貴金属との密着力が前記第1セラミック部材よりも大きくなった前記第2セラミック部材の表面上に設けられた前記貴金属膜を残し、かつ、貴金属との密着力が前記第2セラミック部材よりも小さくなった前記第1セラミック部材の表面上に設けられた前記貴金属膜を除去する請求項2または3に記載の製造方法。
- 前記貴金属膜を設ける工程において、Pt、Au、Ag、Rhの中から選択される1以上の材料を含む前記貴金属膜を設ける請求項1乃至4のいずれか一項に記載の製造方法。
- 前記貴金属膜を除去する工程において、前記複合セラミック部材の表面上に設けられた前記貴金属膜の上に、剥離膜を設け、前記セラミック部材の表面上に設けられた前記貴金属膜を除去する請求項1に記載の製造方法。
- 前記貴金属膜を除去する工程において、前記貴金属膜の上に、前記貴金属膜を形成する材料と異なる金属で形成される前記剥離膜を設ける請求項6に記載の製造方法。
- 前記貴金属膜を除去する工程において、前記剥離膜は、前記接続部材の表面上に設けられた前記貴金属膜の上に設けられたままである請求項6または7に記載の製造方法。
- セラミック部材と、
前記セラミック部材と接続する接続部材と、
前記セラミック部材と前記接続部材との境界に沿って、前記接続部材の表面上に形成される貴金属膜と、を有し、
前記境界を境に、前記接続部材の表面の方が前記セラミック部材の表面よりも、貴金属との密着力が大きい、金属成膜部材。 - 前記セラミック部材は第1セラミック部材であり、前記接続部材は第2セラミック部材であり、前記第1セラミック部材及び前記第2セラミック部材が一体的に焼結された一体焼結体で形成される請求項9に記載の金属成膜部材。
- 前記セラミック部材は第1セラミック部材であり、前記接続部材は第2セラミック部材であり、前記第2セラミック部材の方が前記第1セラミック部材よりも空隙率が大きい、請求項9に記載の金属成膜部材。
- 前記貴金属膜は、Pt、Au、Ag、Rhの中から選択される1以上の貴金属を含む請求項9乃至11のいずれか一項に記載の金属成膜部材。
- セラミック部材と前記セラミック部材よりも貴金属との密着力が大きい接続部材とが連続する複合セラミック部材の表面領域に貴金属膜を設ける工程と、前記表面領域に設けられた前記貴金属膜のうちセラミック部材の表面上に設けられた前記貴金属膜を除去する工程と、を含む方法で製造される、前記貴金属膜の境界と前記セラミック部材と前記接続部材との境界とが一致する金属成膜部材。
- 第1セラミック部材と、
前記第1セラミック部材と接続する第2セラミック部材と、
前記第1セラミック部材と前記第2セラミック部材との境界に沿って、前記第2セラミック部材の表面上に形成される貴金属膜と、を有し、
前記第2セラミック部材は、前記貴金属膜が形成される表面の表面粗さRzが0.10μm以上である金属成膜部材。 - 蛍光体を有する波長変換部と、
前記波長変換部と接続する光反射部と、
前記波長変換部と前記光反射部との境界に沿って、前記光反射部の表面上に形成される遮光膜と、を有し、
前記遮光膜は、貴金属膜であり、
前記境界を境にして、前記光反射部の表面の方が前記波長変換部の表面よりも、貴金属との密着力が大きい、波長変換部材。 - 前記波長変換部は、セラミックの焼結体、または、前記蛍光体の単結晶で形成される請求項15に記載の波長変換部材。
- 波長変換部と、
セラミックを主材料とし、前記波長変換部と接続する接続部材と、
前記波長変換部と前記接続部材との境界に沿って、前記接続部材の表面上に形成される遮光膜と、を有し、
前記遮光膜は、貴金属膜であり、
前記接続部材は、前記貴金属膜が形成される表面の表面粗さRzが0.10μm以上である波長変換部材。 - 発光素子と、
前記発光素子が配置されるパッケージと、
波長変換部、前記波長変換部と接続する接続部材、及び、前記接続部材の表面上に形成される遮光膜と、を有し、直接または間接的に前記パッケージと接続する波長変換部材と、
を備え、
前記遮光膜は、前記波長変換部と前記接続部材との境界に沿って、前記接続部材の表面上に形成される貴金属膜であり、
前記境界を境に、前記接続部材の表面の方が前記波長変換部の表面よりも、貴金属との密着力が大きい、発光装置。 - 前記波長変換部材は、前記接続部材の上に設けられた前記遮光膜の上に、さらに黒色膜を有する請求項18に記載の発光装置。
- 前記遮光膜は、前記発光素子から出射された光が入射する面と反対側の面に配置される請求項18又は19に記載の発光装置。
- 発光素子と、
前記発光素子が配置されるパッケージと、
波長変換部、セラミックを主材料とし前記波長変換部と接続する接続部材、及び、前記接続部材の表面上に形成される遮光膜と、を有し、直接または間接的に前記パッケージと接続する波長変換部材と、
を備え、
前記遮光膜は、前記波長変換部と前記接続部材との境界に沿って、前記接続部材の表面上に形成される貴金属膜であり、
前記接続部材は、前記貴金属膜が形成される表面の表面粗さRzが0.10μm以上である発光装置。
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