JP2021196557A - 光学部材、及び、発光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 発光装置または光学部材を安定した品質で製造する。【解決手段】 光学部材は、透光性の母材と、母材に部分的に設けられる１または複数の遮光性膜と、第１接合部と、を有する透光性部材と、波長変換部と、波長変換部の周りに設けられ、第１接合部と接合する第２接合部と、を有する波長変換部材と、を備え、平面視で、波長変換部が設けられる領域の一部あるいは全部が、１または複数の遮光性膜が設けられていない領域と重なり、１または複数の遮光性膜が設けられている領域が、第１接合部と第２接合部が接合する領域である接合領域の一部と重なり、かつ、１または複数の遮光性膜が設けられていない領域が、接合領域の他の一部と重なる。【選択図】 図１４

Description

本発明は、光学部材、及び、光学部材を有する発光装置に関する。

特許文献１には、光の取出し面の下に、部分的に反射膜を設ける構造の発光装置が開示されている。この部分的な反射膜は、光の取出し面に向かって進む光の一部を遮っており、特許文献１では、反射膜によって反射された光が受光素子によって受光される。

特開２０１２−１９０３８

発光装置などを安定した品質で製造するには、改善の余地がある。

実施形態に開示される光学部材は、透光性の母材と、前記母材に部分的に設けられる１または複数の遮光性膜と、第１接合部と、を有する透光性部材と、波長変換部と、前記波長変換部の周りに設けられ、前記第１接合部と接合する第２接合部と、を有する波長変換部材と、を備え、平面視で、前記波長変換部が設けられる領域の一部あるいは全部が、前記１または複数の遮光性膜が設けられていない領域と重なり、前記１または複数の遮光性膜が設けられている領域が、前記第１接合部と第２接合部が接合する領域である接合領域の一部と重なり、かつ、前記１または複数の遮光性膜が設けられていない領域が、前記接合領域の他の一部と重なる。

また、実施形態に開示される発光装置は、半導体レーザ素子と、透光性の母材と、前記母材に部分的に設けられる１または複数の遮光膜と、第１接合部と、を有する第１接合部材と、前記第１接合部と接合する第２接合部と、前記第２接合部の内側に設けられ前記半導体レーザ素子からの光が入射する入射領域と、を有する第２接合部材と、を備え、平面視で、前記入射領域の一部あるいは全部が、前記１または複数の遮光膜が設けられていない領域と重なり、前記１または複数の遮光膜が設けられている領域が、前記第１接合部と第２接合部が接合する領域である接合領域の一部と重なり、かつ、前記１または複数の遮光膜が設けられていない領域が、前記接合領域の他の一部と重なる。

発光装置または光学部材を安定した品質で製造することができる。

図１は、実施形態に係る発光装置の斜視図である。 図２は、図１に対応する上面図である。 図３は、図２のIII-III線における発光装置の断面図である。 図４は、実施形態に係る発光装置の内部構造を説明するための斜視図である。 図５は、図４に対応する上面図である。 図６は、実施形態に係る発光装置の内部構造を説明するための斜視図である。 図７は、図６に対応する上面図である。 図８は、実施形態に係る光学部材の斜視図である。 図９は、実施形態に係る光学部材の上面図である。 図１０は、実施形態に係る透光性部材と波長変換部材との接合面を説明するために一部を透過した上面図である。 図１１は、実施形態に係る透光性部材の上面図である。 図１２は、実施形態に係る透光性部材の下面図である。 図１３は、実施形態に係る波長変換部材の下面図である。 図１４は、実施形態に係る光学部材の下面図である。 図１５は、遮光性膜が無い場合に、実施形態に係る波長変換部材に照射される光のシミュレーション結果を示す画像である。 図１６は、実施形態に係る透光性部材の他の例を説明する平面図である。 図１７は、実施形態に係る透光性部材の他の例を説明する平面図である。

本明細書または特許請求の範囲において、三角形や四角形などの多角形に関しては、多角形の隅に角丸め、面取り、角取り、丸取り等の加工が施された形状も含めて、多角形と呼ぶものとする。また、隅（辺の端）に限らず、辺の中間部分に加工が施された形状も同様に、多角形と呼ぶものとする。つまり、多角形をベースに残しつつ、部分的な加工が施された形状は、本明細書及び特許請求の範囲で記載される“多角形”の解釈に含まれるものとする。

また、多角形に限らず、台形や円形や凹凸など、特定の形状を表す言葉についても同様である。また、その形状を形成する各辺を扱う場合も同様である。つまり、ある辺において、隅や中間部分に加工が施されていたとしても、“辺”の解釈には加工された部分も含まれる。なお、部分的な加工のない“多角形”や“辺”を、加工された形状と区別する場合は“厳密な”を付して、例えば、“厳密な四角形”などと記載するものとする。

また、本明細書または特許請求の範囲において、上下、左右、表裏、前後、手前と奥などの表現は、相対的な位置、向き、方向などの関係を述べるに過ぎず、使用時における関係と一致していなくてもよい。

また、本明細書または特許請求の範囲において、ある構成要素に関し、これに該当するものが複数あり、それぞれを区別して表現する場合に、その構成要素の頭に“第１”、“第２”と付記して区別することがある。また、本明細書と特許請求の範囲とで区別する対象や観点が異なる場合、本明細書と特許請求の範囲との間で、同一の付記が、同一の対象を指さない場合がある。

例えば、本明細書において“第１”、“第２”、“第３”と付記されて区別される対象があり、本明細書の“第１”及び“第３”のみを対象として特許請求の範囲を記載する場合に、見易さの観点から特許請求の範囲においては“第１”、“第２”と付記して区別することがある。この場合、特許請求の範囲において“第１”、“第２”と付記された対象が、本明細書において“第１”“第３”と付記された対象を指すことになる。

以下に、図面を参照しながら、本明を実施するための形態を説明する。ただし、示される形態は、本発明の技術思想が具体化されたものではあるが、本発明を限定するものではない。また、以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、重複した説明は適宜省略することがある。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするために誇張していることがある。

＜実施形態＞
図１は、実施形態に係る発光装置１の斜視図である。図２は、発光装置１の上面図である。図３は、図２のIII-III線における発光装置１の断面図である。図４は、内部構造を説明するために発光装置１から樹脂部材１００を除いた状態の斜視図である。図５は、図４と同様の状態における上面図である。図６は、内部構造を説明するために図４の状態からさらに光学部材８０を除いた状態の斜視図である。図７は、図６と同様の状態における上面図である。

図８は、実施形態に係る光学部材８０の斜視図である。図９は、光学部材８０の上面図である。図１０は、光学部材８０における、透光性部材８１と波長変換部材９１との接合面を説明するための上面図である。なお、図１０では、透光性部材８１の接合部８４と、波長変換部材９１の導電膜９５をハッチングで記している。目の細かいハッチングが導電膜９５である。図１１は、実施形態に係る透光性部材８１の上面図である。なお、図１１では、透光性部材８１の下面側は描いていない。図１２は、実施形態に係る透光性部材８１の下面図である。なお、図１２では、透光性部材８１の上面側は描いていない。図１３は、実施形態に係る波長変換部材９１の下面図である。図１４は、透光性部材８１の下面側からみた光学部材８０の様子を示す平面図である。なお、図１４では、図１０と同様のハッチングを記している。図１５は、波長変換部材９１の下面に照射される光のシミュレーション結果を示す画像である。

発光装置１の構成要素には、基部１０、１または複数の半導体レーザ素子２０、１または複数のサブマウント３０、１または複数の光反射部材４０、保護素子５０、温度測定素子６０、複数の配線７０、光学部材８０、及び、樹脂部材１００が含まれる。なお、発光装置１は、さらに他の構成要素を有していてもよい。

また、光学部材８０の構成要素には、透光性部材８１、及び、波長変換部材９１が含まれる。なお、光学部材８０は、さらに他の構成要素を有していてもよい。

次に、各構成要素について説明する。
（基部１０）
基部１０は、複数の上面１１、下面１３、１または複数の内側面１４、及び、１または複数の外側面１５を有している。基部１０は、上方から下方に向かって窪んだ凹形状を有する。また、基部１０は、上面視における外形が矩形である。

複数の上面１１には、底面１１１と、最上面１１２と、が含まれる。底面１１１は、他の構成要素が配置される実装面である。また、底面１１１は、複数の上面１１のうち最も下方にある上面である。一方で、最上面１１２は、複数の上面１１のうち最も上方にある上面である。底面１１１は、上面視で最上面１１２に囲まれる。

基部１０は、底面１１１からの高さが異なる複数の段差部１６を有する。そのため、複数の上面１１には、最上面１１２と底面１１１の間に位置する１または複数の上面１１（中間上面）が含まれる。ここで、段差部１６は、上面１１、及び、この上面１１と交わり下方に進む内側面１４のみから構成される部分をいう。複数の段差部１６には、その上面が最上面１１２となる段差部１６と、その上面が中間上面１１となる段差部１６が含まれる。

ここでは、複数の中間上面１１、あるいは、複数の段差部１６を区別する場合に、底面１１１からの高さが低い方に若い順番を付けて区別するものとする。例えば、第１段差部１６と第２段差部１６とでは、底面１１１から段差部１６の上面までの高さは、第１段差部１６の方が低いということになる。なお、第１上面１１は、底面に最も近い上面である必要はない。高さの大小関係は、あくまで、番号を付されて区別された上面１１間での関係である。

図示される基部１０の例では、最上面１１２と底面１１１との間に、１つの第１上面１１と、２つの第２上面１１と、を有し、第１上面を含む第１段差部１６と、それぞれ第２上面１１を含む２つの第２段差部１６と、最上面１１２を含む第３段差部１６と、を有する。

基部１０は、セラミックを主材料として形成することができる。例えば、セラミックとして、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、酸化アルミニウム、炭化ケイ素を用いることができる。なお、セラミックに限らず、絶縁性を有する他の材料を主材料に用いて形成してもよい。

また、基部１０の底面１１１には、１または複数の金属膜が設けられる。また、基部１０の段差部１６の上面１１には、１または複数の金属膜が設けられる。また、基部１０の最上面１１２には、底面１１１および段差部１６に設けられた金属膜と電気的に接続している複数の金属膜が設けられる。

（半導体レーザ素子２０）
半導体レーザ素子２０は、上面、下面、及び、１または複数の側面を有する。また、半導体レーザ素子２０は、上面視で長方形の外形を有する。また、長方形の２つの短辺のうちの一辺と交わる側面が、半導体レーザ素子２０から放射される光の出射端面となる。また、半導体レーザ素子２０の上面及び下面は、出射端面よりも面積が大きい。

なお、半導体レーザ素子２０から放射される光（レーザ光）は拡がりを有し、光の出射端面と平行な面において楕円形状のファーフィールドパターン（以下「ＦＦＰ」という。）を形成する。ここで、ＦＦＰとは、出射端面から離れた位置における出射光の形状や光強度分布を示す。

ＦＦＰの楕円形状の中心を通る光、言い換えると、ＦＦＰの光強度分布においてピーク強度の光を、光軸を進む光、と呼ぶものとする。また、光軸を進む光の光路を、その光の光軸、と呼ぶものとする。また、ＦＦＰの光強度分布において、ピーク強度値に対して１／ｅ^２（ｅはネイピア数）以上の強度を有する光を、「主要部分」の光と呼ぶものとする。

半導体レーザ素子２０から出射される光のＦＦＰの楕円形状において、楕円の短径方向をＦＦＰの平行方向、長径方向をＦＦＰの垂直方向というものとする。半導体レーザ素子２０を構成する、活性層を含んだ複数の層は、ＦＦＰの垂直方向に積層される。

半導体レーザ素子２０のＦＦＰの光強度分布に基づき、ピーク強度の１／ｅ^２に相当する強度での角度幅を、その半導体レーザ素子２０の光の拡がり角と呼ぶものとする。ＦＦＰの垂直方向における光の拡がり角を垂直方向の拡がり角と呼び、ＦＦＰの平行方向における光の拡がり角を平行方向の拡がり角と呼ぶものとする。

半導体レーザ素子２０には、発光ピーク波長が、３２０ｎｍ〜５３０ｎｍの範囲、典型的には、４３０ｎｍ〜４８０ｎｍの範囲にある半導体レーザ素子を採用することができる。このような半導体レーザ素子として、窒化物半導体を含む半導体レーザ素子が挙げられる。窒化物半導体としては、例えば、ＧａＮ、ＩｎＧａＮ、及びＡｌＧａＮを用いることができる。なお、半導体レーザ素子２０から出射される光は、このような波長範囲に限らなくてよい。

（サブマウント３０）
サブマウント３０は、下面、上面、及び、１または複数の側面を有する。また、サブマウント３０は上下方向の幅が最も小さい。また、サブマウント３０は、直方体の形状で構成される。なお、形状は直方体に限らなくてよい。サブマウント３０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。

（光反射部材４０）
光反射部材４０は、下面と、下面に対して傾く１または複数の光反射面４１とを有する。光反射面４１は、例えば、照射された光のピーク波長に対して９０％以上の反射率を有する。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。

光反射部材４０は、下面に対し互いに異なる角度で傾斜する複数の光反射面４１を連続させて形成した反射領域を有することができる。１または複数の光反射面４１はいずれも、下面に対する傾斜角が１０度以上８０度以下の範囲にある。

１または複数の光反射面４１には、平面で構成される光反射面４１が含まれる。また、全ての光反射面４１が平面で構成されてもよい。なお、１または複数の光反射面４１には、曲面で構成される光反射面４１が含まれてもよい。

ここで、光反射面４１上を通る直線であって光反射部材４０の下面に平行な直線が通る方向を光反射面４１の平行方向というものとする。光反射面４１が曲面の場合、曲面の光反射面４１の外縁上の３点を結ぶ平面上を通る直線であって光反射部材４０の下面に平行な直線が通る方向を光反射面４１の平行方向というものとする。

光反射部材４０は、その外形を形成する主材料に、ガラスや金属などを用いることができる。主材料は熱に強い材料がよく、例えば、石英若しくはＢＫ７（硼珪酸ガラス）等のガラス、アルミニウム等の金属、又はＳｉを用いることができる。また、光反射面は、例えば、Ａｇ、Ａｌ等の金属やＴａ_２Ｏ_５／ＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２／ＳｉＯ_２、Ｎｂ_２Ｏ_５／ＳｉＯ_２等の誘電体多層膜を用いて形成することができる。

（保護素子５０）
保護素子５０は、半導体レーザ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回路要素である。保護素子５０の典型例は、ツェナーダイオードなどの定電圧ダイオードである。ツェナーダイオードとしては、例えば、Ｓｉダイオードを用いることができる。

（温度測定素子６０）
温度測定素子６０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６０としては、例えば、サーミスタを用いることができる。

（配線７０）
配線７０は、両端を接合部とする線状の形状を有する導電体から構成される。言い換えると、配線７０は、線状部分の両端に、他の構成要素と接合する接合部を有する。配線７０は、２つの構成要素間の電気的な接続に用いられる。配線７０としては、例えば、金属のワイヤを用いることができる。金属の例は、金、アルミニウム、銀、銅などを含む。

（透光性部材８１）
透光性部材８１は、下面と、上面と、１または複数の側面とを有する。また、透光性部材８１は、直方体の平板形状で構成される。また、透光性部材８１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。なお、透光性部材８１の形状は直方体に限らない。

透光性部材８１は、その概形を形成する透光性の母材８２を有する。母材８２は、ガラスを主材料に用いて形成することができる。なお、主材料には、ガラスの他、例えば、石英、サファイア、又は、炭化ケイ素等を用いることもできる。

また、透光性部材８１は、１または複数の接合部８４を有する。１または複数の接合部８４は、透光性部材８１の上面に設けられている。また、１または複数の接合部８４は、母材８２の上面に配される。

透光性部材８１は、それぞれが異なる配線パターン８３と繋がる２つの接合部８４を有することができる。２つの配線パターン８３及び２つの接合部８４は、透光性部材８１の上面に設けられ、それぞれの配線パターン８３は、２つの接合部の外側に設けられる。

図示される発光装置１の例では、線状のＣ字型で形成される部分が、接合部８４に含まれる。Ｃ字の開口の向きが異なる大小２つのＣ字型が、２つの接合部８４に含まれる。また、２つの接合部８４はいずれも、同じ線幅で形成されている。つまり、幅が太くなっている部分は、配線パターン８３に含まれる。

接合部８４は、例えば、ＡｕＳｎを用いて形成することができる。また、配線パターン８３は、例えば、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ（サブマウント３０の上面からＴｉ、Ｐｔ、Ａｕの順で積層したもの）を用いて形成することができる。

また、透光性部材８１は、１または複数の遮光性膜８５を有する。遮光性膜８５は、遮光性を有する材料を用いて成膜されて形成される。ここでの遮光性を有するとは、照射される光のピーク波長に対する透過率が１０％以下であることをいうものとする。なお、遮光性膜８５は、特性として遮光性を有していればよく、実際に遮光に利用されることまでは特定されない。つまり、遮光が可能な成膜部材といえる。一方で、実際に遮光に利用されることを特定する場合は、遮光膜と呼ぶものとする。

透光性部材８１において、１または複数の遮光性膜８５は、１または複数の接合部８４が設けられる面とは反対側の面に設けられる。ここで、接合部８４が設けられる面を接合面、遮光性膜８５が設けられる面を成膜面と呼ぶものとする。母材８２の上面が接合面となる場合に、母材８２の下面が成膜面となる。

なお、１または複数の遮光性膜８５と１または複数の接合部８４とは、同じ面に設けられてもよい。つまり、接合面と成膜面が同じ面であってもよい。この場合、１または複数の遮光性膜８５は、１または複数の接合部８４の下に設けられる。

成膜面において、１または複数の遮光性膜８５は部分的に設けられる。つまり、成膜面には、１または複数の遮光性膜８５が設けられる領域と、１または複数の遮光性膜８５が設けられていない領域と、がある。

また、上面または下面からみた平面視（以下、単に平面視というものとする。）で、１または複数の遮光性膜８５と、１または複数の接合部８４とは、互いに部分的に重なる。つまり、１または複数の遮光性膜８５は、１または複数の接合部８４と重ならない領域を有し、かつ、１または複数の接合部８４は、１または複数の遮光性膜８５と重ならない領域を有する。

平面視で、１または複数の遮光性膜８５の一部の領域は、１または複数の接合部８４よりも内側に設けられる。また、図示される透光性部材８１では、平面視で、１または複数の遮光性膜８５は、１または複数の接合部８４が設けられる領域よりも外側には設けられない。なお、外側に設けられてもよい。

遮光性膜８５は、例えば、金属で形成された金属膜によって実現することができる。また、金属膜を形成する金属材料としては、例えば、Ａｌ、Ａｕ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｗ、Ｒｕ、ＡｕＳｎなどを用いることが出来る。なお、金属以外の材料であってもよい。例えば、誘電体多層膜、セラミック、樹脂、ＡｌＮ、Ｓｉなどを用いて遮光性膜８５を形成してもよい。

（波長変換部材９１）
波長変換部材９１は、上面と、下面と、１または複数の側面とを有する。また、波長変換部材９１は、波長変換部９２を有する。また、波長変換部材９１は、波長変換部９２を囲う包囲部９３を有する。また、波長変換部材９１は、導電膜９５を有する。また、波長変換部材９１は、１または複数の接合部９４を有する。以下では、区別のため、接合部８４を第１接合部８４、接合部９４を第２接合部９４、と呼ぶものとする。

波長変換部材９１において、波長変換部９２と包囲部９３とは、一体的に形成されている。また、波長変換部９２の１または複数の側面が包囲部９３によって囲われる。波長変換部９２の上面及び下面は露出する。波長変換部９２及び包囲部９３は、光の照射により分解されにくい無機材料を主材料に用いて形成することができる。なお、無機材料でなくてもよい。

また、波長変換部材９１は、波長変換部９２と包囲部９３とが一体的に焼結された一体焼結体で形成されている。このような一体焼結体は、例えば、焼結体等の成形品からなる波長変換部９２と、包囲部９３を形成する粉粒の材料と、を一体的に成形して焼結して形成することができる。焼結には、例えば、常圧焼結法、放電プラズマ焼結法（ＳＰＳ法）やホットプレス焼結法（ＨＰ法）等を用いることができる。

波長変換部９２は直方体の形状である。なお、波長変換部９２の形状は、直方体に限らなくてもよい。下面視で、波長変換部９２の外形は、一方の方向における最大長さが、これに垂直な方向における最大長さよりも大きい形状である。このような形状には、例えば、楕円形や、長方形などが挙げられるが、これに限らない。以下、一方の方向における最大長さとこれに垂直な方向における最大長さの差が最も大きくなるときの、長い方の最大長さを第１長さ、短い方の最大長さを第２長さ、と呼ぶものとする。例えば、楕円形の場合、楕円の長径の長さが第１長さとなり短径の長さが第２長さとなる。長方形の場合、長辺の長さが第１長さとなり短辺の長さが第２長さとなる。

図示される波長変換部材９１の例では、下面視で、波長変換部９２の外形は長方形である。また、上面視で、波長変換部９２の外形は長方形である。また、上面視でみた波長変換部９２の外形と、下面視でみた波長変換部９２の外形は、同じである。

また、波長変換部９２は、入射した光を異なる波長の光に変換して出射する。また、入射した光の一部は、波長変換部９２によって変換されずに波長変換部９２から出射される。

波長変換部９２は、セラミックを主材料とし、蛍光体を含有させて形成することができる。これに限らず、ガラスを主材料としてもよい。またあるいは、蛍光体単体の多結晶や、蛍光体の単結晶で形成するなどしてもよい。例えば、波長変換部９２の主材料にセラミックを用いる場合、蛍光体と酸化アルミニウム等の透光性材料とを焼結させて形成することができる。蛍光体の含有量は、セラミックの総体積に対して０．０５体積％〜５０体積％とすることができる。また例えば、蛍光体の紛体を焼結させた、実質的に蛍光体のみからなるセラミックを用いてもよい。

蛍光体としては、セリウムで賦活されたイットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）蛍光体、セリウムで賦活されたルテチウム・アルミニウム・ガーネット（ＬＡＧ）蛍光体、ユウロピウムで賦活されたシリケート（（Ｓｒ，Ｂａ）₂ＳｉＯ₄）蛍光体、αサイアロン蛍光体、βサイアロン蛍光体等が挙げられる。なかでも、耐熱性が良好であり、青色の励起光と組み合わせて白色光の発光が可能となる蛍光体であるＹＡＧ蛍光体を用いることが好ましい。

包囲部９３は、直方体の平板の中央部分に貫通孔を有する形状である。波長変換部９２は、この貫通孔を塞ぐようにして設けられる。包囲部９３は、セラミックを主材料に用いて形成することができる。また、これに限らず、金属や、セラミックと金属の複合体などを用いてもよい。

また、包囲部９３には、波長変換部９２による熱を排熱する高熱伝導率の材料を用いるのが好ましい。高熱伝導率の材料が主材料に用いられた包囲部９３は、波長変換部９２における熱を排熱する放熱部材として機能する。また、包囲部９３には、半導体レーザ素子２０が出射した光及び蛍光体が発する蛍光を高反射率で反射する材料を用いるのが好ましい。高反射率の材料が主材料に用いられた包囲部９３は、波長変換部９２の１または複数の側面と接する領域において光を反射する光反射部材として機能する。なお、高反射率及び高熱伝導率を有する材料としては、例えば、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）が挙げられる。

導電膜９５は、波長変換部９２の周りに設けられる。また、導電膜９５は、波長変換部材９１の下面に設けられる。また、導電膜９５は、包囲部９３に設けられる。また、導電膜９５は、波長変換部９２の外側に設けられる。言い換えれば、導電膜９５は、波長変換部９２には設けられない。これにより、効率的に波長変換部９２に光を入射させることができる。

また、導電膜９５は、波長変換部９２に近い位置に設けられる。例えば、波長変換部９２と導電膜９５との距離は、最も近い位置で５００μｍ以下であり、好ましくは、３００μｍ以下である。また、導電膜９５は、波長変換部９２を囲うように設けられる。

導電膜９５は細い線状で波長変換部９２を囲うのが好ましい。細い線状とは、例えば、下面視で、線幅が、波長変換部９２の幅よりも小さく、線の長さが、波長変換部９２の外周よりも長い線状を示す。また例えば、さらに線幅が、波長変換部９２の幅の１／２以下であることとしてもよい。ここでの波長変換部９２の幅は、例えば外形が矩形の場合は短辺の幅であり、例えば外形が楕円形の場合は短径の幅である。また、これ以外の形状の場合は、これらの例示に基づき、実質的に幅が特定される。

導電膜９５は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）を用いて形成することができる。また、例えば、酸化ルテニウム（ＲｕＯ_２）などの酸化物を用いてもよい。酸化物は、金、銀、アルミニウム等の金属材料と比べて脆く、割れやすい性質を有する。

１または複数の第２接合部９４は、波長変換部９２の周りに設けられる。また、１または複数の第２接合部９４は、波長変換部材９１の下面に設けられる。また、第２接合部９４が設けられる面を、波長変換部材９１の接合面と呼ぶものとする。また、１または複数の第２接合部９４は、包囲部９３に設けられる。また、１または複数の第２接合部９４は、波長変換部９２の外側に設けられる。言い換えれば、１または複数の第２接合部９４は、波長変換部９２には設けられない。

１または複数の第２接合部９４は、波長変換部９２を囲うように設けられる。また、１または複数の第２接合部９４は、導電膜９５を囲うように設けられる。また、１または複数の第２接合部９４は、導電膜９５の先端と接続する。１または複数の第２接合部９４は、例えば、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕを用いて形成することができる。

波長変換部材９１は、光が入射する入射領域を有する。光の入射領域は、波長変換部材９１の接合面において、１または複数の第２接合部９４よりも内側に設けられる。図示される波長変換部材９１の例では、波長変換部９２は、光の入射領域を有する。また、波長変換部９２において、光の入射領域が設けられる面の反対側の面は、光の取出し面となる。

（樹脂部材１００）
樹脂部材１００は、樹脂を固めて形成される。樹脂部材１００を形成する樹脂としては、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アクリレート樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、ＢＴレジン等が挙げられる。また、光吸収性のフィラーとしては、カーボンブラック等の暗色系の顔料等が挙げられる。

（光学部材８０）
次に、光学部材８０について説明する。
光学部材８０は、透光性部材８１と、透光性部材８１に接合する波長変換部材９１と、を有する。また、光学部材８０の１または複数の第１接合部８４と、波長変換部材９１の１または複数の第２接合部９４とが接合する。また、１または複数の第１接合部８４と１または複数の第２接合部９４とが接合することで、２つの配線パターン８３が、導電膜９５を通って電気的に接続する。

第２接合部９４は、第１接合部８４が設けられる領域の僅かな一部を除き、およそ全体と接合するように配置されている。また、第２接合部９４は、第１接合部８４よりも幅広に形成されている。そのため、第１接合部８４が幅広の第２接合部９４に収まるようにして、透光性部材８１と波長変換部材９１を接合させればよい。このとき、透光性部材８１側から見れば、１または複数の第１接合部８４と１または複数の第２接合部９４とが接合している領域である接合領域を視認することができる。但し、１または複数の遮光性膜８５が設けられている部分は遮られている。

１または複数の遮光性膜８５は、第１接合部８４と第２接合部９４の接合の様子を確認可能なように、部分的に設けられる。また、１または複数の遮光性膜８５は、波長変換部９２に適切に光が入射するように設けられる。また、１または複数の遮光性膜８５は、波長変換部材９１の不要な領域に光が照射されないように設けられる。

そのため、平面視で、１または複数の遮光性膜８５が設けられている領域が、１または複数の第１接合部８４と１または複数の第２接合部９４とが接合する接合領域の一部と重なる。さらに、平面視で、１または複数の遮光性膜８５が設けられていない領域が、接合領域の他の一部と重なる。区別のため、この２つの重なる領域（重畳領域）をそれぞれ、第１重畳領域、第２重畳領域と呼ぶものとする。平面視でみた光学部材８０は、第１重畳領域及び第２重畳領域を有するといえる。なお、接合領域とは、第１接合部８４と第２接合部９４が実際に接合している領域である。

また、平面視で、波長変換部９２が設けられる領域の一部あるいは全部が、１または複数の遮光性膜８５が設けられていない領域と重なる。また、図示される発光装置１の例が示すように、平面視で、波長変換部９２が設けられる領域の他の一部が、１または複数の遮光性膜８５が設けられている領域と重なっていてもよい。

また、１または複数の遮光性膜８５は、平面視で、第１長さが定義される線分の中点を通り第２長さに平行な方向の仮想直線に対して線対称に設けられる。図示される発光装置１の例では、この仮想直線に対して線対称な２つの矩形領域に、１または複数の遮光性膜８５が設けられている。また、それぞれがこの２つの矩形領域に対応する２つの遮光性膜８５が設けられている。

また、平面視で、波長変換部９２の外縁の一部は、１または複数の遮光性膜８５が設けられている領域と重なる。また、平面視で、波長変換部９２の外縁の他の一部は、１または複数の遮光性膜８５が設けられていない領域と重なる。また、１または複数の遮光性膜８５は、平面視で、波長変換部９２の外縁のうち対向する両端部と重なる。図示される発光装置１の例では、１または複数の遮光性膜８５は、平面視で、長方形の外縁の波長変換部９２の対向する２つの短辺と重なっている。

また、１または複数の遮光性膜８５は、平面視で、導電膜９５と重なる。また、１または複数の遮光性膜８５は、平面視で、導電膜９５の一部と重なる。また、光学部材８０は、平面視で、導電膜９５の一部、第１接合部８４の一部、及び、第２接合部９４の一部を含む１つの閉じた領域を包含する遮光性膜８５を有する。

また、第１重畳領域は、接合領域の３０％以下に収まっている。また、第２重畳領域は、接合領域の５０％以上となる。また、１または複数の遮光性膜８５は、平面視で、１または複数の第１接合部８４よりも外側には設けられていない。なお、１または複数の遮光性膜８５をどのように配置するかの形態は、後述される他の形態に示されるように、これに限定されない。

このように、波長変換部９２、及び、第１接合部８４と第２接合部９４の接合領域、が配される位置関係を考慮し、１または複数の遮光性膜８５を部分的に設けることで、一部の接合領域における接合の様子を視認可能としながら、適切な領域を遮光させることができる。接合の様子を確認できることで、光学部材８０の不良を判断することが可能となり、安定した品質で光学部材８０を製造することができる。

（発光装置１）
次に、発光装置１について説明する。
まず、基部１０の底面１１１に１または複数の光反射部材４０が配置される。図示される発光装置１の例では、２つの光反射部材４０が底面１１１に配置される。また、２つの光反射部材４０は、点ＳＰに対して点対称に配置される（図７参照）。

次に、底面１１１に、保護素子５０と温度測定素子６０とが配置される。保護素子５０は、１または複数の光反射部材４０の光反射面４１が向く方向を前方としたときに、１または複数の光反射部材４０の側方に配置される。

次に、底面１１１に１または複数のサブマウント３０が配置される。図示される発光装置１の例では、２つのサブマウント３０が底面１１１に接合される。

次に、１または複数の半導体レーザ素子２０が底面１１１に配置される。また、１または複数の半導体レーザ素子２０は、１または複数のサブマウント３０を介して底面１１１に配置される。図示される発光装置１の例では、２つの半導体レーザ素子２０が配置されている。また、２つの半導体レーザ素子２０は、点ＳＰに対して点対称に配置される。つまり、２つの半導体レーザ素子２０が対称となる点と、２つの光反射部材４０が対称となる点と、は同じ位置にある。以降の説明では、この点ＳＰを、対称点と呼ぶものとする。

１または複数の半導体レーザ素子２０と、１または複数の光反射部材４０とは、一対一に対応して配置される。また、上面視で、半導体レーザ素子２０の出射端面と、この半導体レーザ素子２０に対応する光反射部材４０の光反射面４１の平行方向と、は互いに平行でも垂直でもない。言い換えれば、１または複数の半導体レーザ素子２０はそれぞれ、上面視で、その出射端面が対応する光反射部材４０の光反射面４１の平行方向に対して斜めになるように配置される。

１または複数の半導体レーザ素子２０はそれぞれ、少なくとも主要部分の光の８０％以上が、対応する光反射部材４０の光反射面４１に照射されるように配置される。また、互いに対応する半導体レーザ素子２０と光反射部材４０との間では、光反射部材４０よりも半導体レーザ素子２０の方が対称点から遠い位置にある。従って、半導体レーザ素子２０から出射された光は、対称点に近付く方向に進む。

次に、半導体レーザ素子２０、保護素子５０、及び、温度測定素子６０を電気的に接続するため、複数の配線７０が接合される。

次に、光学部材８０が基部１０の上面１１に配置される。また、透光性部材８１の下面が基部１０の上面１１と接合する。また、透光性部材８１は、段差部１６の上面１１と接合する。また、透光性部材８１は、基部１０の中間上面１１と接合する。透光性部材８１の下面には、基部１０との接合のための封止接着部８６が設けられている（図１２参照）。

封止接着部８６は、１または複数の遮光性膜８５と繋がっていない。下面視で、１または複数の遮光性膜８５は、封止接着部８６の内側に設けられる。遮光性膜８５が封止接着部８６から離れていることで、封止接着部８６と基部１０との接合に利用される接着剤が、接着の際の圧力によって遮光性膜８５にまで浸食することを防ぐことができる。

透光性部材８１が基部１０に接合されることで、半導体レーザ素子２０が配された閉空間が形成される。発光装置１では、透光性部材８１は蓋部材としての役割を果たすことができる。また、この閉空間は気密封止された状態で形成される。気密封止されることで、半導体レーザ素子２０の光の出射端面に有機物等が集塵することを抑制できる。

１または複数の半導体レーザ素子２０より出射された光は、それぞれに対応する光反射部材４０の光反射面４１によって反射され、透光性部材８１を透過して、波長変換部材９１に入射する。また、透光性部材８１を透過した光は、波長変換部９２に入射する。

波長変換部９２に入射した光の一部あるいは全部は、波長変換部９２によって異なる波長の光に変換される。レーザ光または波長変換された光が、波長変換部９２の上面から発光装置１の外部に出射される。つまり、波長変換部９２の上面が、発光装置１の光取出面となる。

図１５は、図示される発光装置１に基づき、波長変換部材９１の光の入射面において、波長変換部９２及びその周辺に照射される光のシミュレーション結果である。なお、このシミュレーション結果は、透光性部材８１が１または複数の遮光性膜８５を有さない場合の結果である。また、破線の枠は、波長変換部９２の外形を示している。

図１５に示されるように、２つの半導体レーザ素子２０から出射された光の大部分は、波長変換部９２に照射されている。また、長方形の波長変換部９２の短辺から長辺方向に離れた位置において、光が照射されている。この光は、半導体レーザ素子２０から出射された光であって、かつ、光反射面４１に照射されなかった光である。

図示される発光装置１における１または複数の遮光性膜８５は、図１５において大部分の光から離れた位置に照射されている光を遮光する。つまり、発光装置１において、１または複数の遮光性膜８５は、遮光膜として機能している。従って、発光装置１において、１または複数の遮光性膜８５は、１または複数の遮光膜ということができる。

透光性部材８１は、半導体レーザ素子２０から出射された光のうち、包囲部９３へと進む光を１または複数の遮光性膜８５によって遮光する。また、透光性部材８１は、半導体レーザ素子２０から出射された光のうち、波長変換部９２へと進む光については遮光しない。つまり、波長変換部９２へと進む光は、透光性部材８１を透過する。これにより、必要な光は遮光せずに、透過させることができる。

また、透光性部材８１は、半導体レーザ素子２０から出射された光のうち、対応する光反射部材４０の光反射面４１によって反射されなかった光を、１または複数の遮光性膜８５によって遮光する。

ここで、導電膜９５の役割について説明する。導電膜９５は、波長変換部９２の近傍においてその周りを細い線状の膜で囲っている。そのため、波長変換部９２に割れなどの異常が発生すると、その衝撃に対応して導電膜９５にも亀裂が入るなどして電気的な接続状態に変化を与える。これにより、電気的な特性の変化（例えば、抵抗値の大幅な上昇）を検知することで波長変換部９２の異常を検知することができる。

このことから、導電膜９５は、波長変換部９２の異常を検知するセンサである異常検知素子といえる。また、波長変換部９２は、異常検知素子によって異常が検知される対象である検知対象部材といえる。

また、導電膜９５は、波長変換部９２の下、つまり、波長変換部９２の下面の直下を通らないようにして、その周りを囲う。このようにすることで、半導体レーザ素子２０から出射された光が導電膜９５を通らずに波長変換部９２に入射するため、効率的に光を入射させることができる。

次に、異常検知素子を電気的に接続するための複数の配線７０が接合される。複数の配線７０は、透光性部材８１の配線パターン８３と、基部１０の上面１１と、に接続する。また、複数の配線７０は、基部１０の中間上面１１に接続する。

次に、樹脂部材１００が、基部１０の上面１１による枠の内側に形成される。樹脂部材１００は、基部１０と波長変換部材９１との隙間を埋めるようにして形成される。樹脂部材１００は、例えば、熱硬化性の樹脂を流し込み、これを熱で硬化させることで形成できる。

また、樹脂部材１００は、配線７０を内包する。つまり、樹脂部材１００が形成された時点で、発光装置１において配線７０は露出しない。これにより、配線７０を水滴等の付着から保護することができる。

発光装置１では、１または複数の第１接合部８４と、１または複数の第２接合部９４と、が接合することで、導電膜９５を異常検知素子として機能させることができる。そのため、製造工程において、適切に接合されていることを確認することは重要である。そして、接合状態の確認を可能とする構造を有する発光装置１は、安定した品質で発光装置を製造することができる。

なお、実施形態に係る発光装置１では、透光性部材８１と波長変換部材９１と、を有する光学部材８０を例に挙げて説明したが、光学部材８０は、この例に限らなくてよい。例えば、波長変換機能を有する波長変換部材９１ではなく、光を入射させる特定の入射領域を有する構成要素に代えた発光装置であっても、１または複数の遮光性膜８５によって同等の効果が得られ得る。

つまり、透光性部材８１は、透光性の母材８２と、母材８２に部分的に設けられる１または複数の遮光性膜８５と、第１接合部８４と、を有する第１接合部材とすることができる。また、波長変換部材９１は、第１接合部８４に接合する第２接合部９４と、第２接合部９４の内側に設けられ半導体レーザ素子２０からの光が入射する入射領域と、を有する第２接合部材とすることができる。

次に、実施形態の発光装置１に適用される透光性部材の他の例をいくつか挙げる。これらの例は、１または複数の遮光性膜８５が設けられる領域が、既に図示された透光性部材８１と異なっている。図１６及び図１７はそれぞれ、透光性部材２８１の下面側からみた光学部材８０及び透光性部材４８１の下面側からみた光学部材８０の平面図である。なお、図１６及び図１７では、図１４と同様のハッチングを記している。

＜変形例１＞
透光性部材２８１は、透光性部材８１と比べて、１又は複数の遮光性膜８５が設けられる領域の割合が大きい。透光性部材２８１では、第１重畳領域は、接合領域の７０％以上となる。また、第２重畳領域は、接合領域の３０％以下に収まる。第１重畳領域の割合が大きいことで遮光性は向上し得る。なお、１又は複数の遮光性膜８５が、波長変換部９２へと進む光を遮光しないように設けられる点では、透光性部材８１と共通している。

また、透光性部材２８１では、１又は複数の遮光性膜８５が設けられない領域であって、接合領域と重なる領域が複数形成される。また、この複数の領域は、平面視で、第１長さが定義される線分の中点を通り第２長さに平行な方向の仮想直線を境にして分けられる２つの領域に、均等に設けられる。また、この複数の領域は、平面視で、第２長さが定義される線分の中点を通り第１長さに平行な方向の仮想直線を境にして分けられる２つの領域に、均等に設けられる。これにより、接合領域の接合状態をバランスよく確認することができる。

＜変形例３＞
透光性部材４８１は、平面視で、波長変換部９２を囲む１の遮光性膜８５を有する。また、透光性部材４８１では、平面視で、２つの第2接合部９４のそれぞれが有するＣ字型の部分のうち、より内側のＣ字型の部分を覆い波長変換部９２へと進む光を遮光しないようにした１の遮光性膜８５が設けられる。一方で、より外側のＣ字側の部分は覆わないことで、接合状態を確認できるようにしている。

以上、説明してきたが、明細書により開示された技術的特徴を有した本発明は、明細書の実施形態で説明した構造に限られるわけではない。例えば、実施形態に開示のない構成要素を有する発光装置においても本発明は適用され得るものであり、開示された構造と違いがあることは本発明を適用できないことの根拠とはならない。また、発明を完成させるための最小の構成要素という観点でみれば、実施形態により開示された発光装置が有する構成要素の中には、必須でない構成要素も含まれ得るといえる。

このことはつまり、本明細書の実施形態により開示される発光装置には、発明の完成という観点の他、一つの利用形態を想定した合理的構成の開示という観点も含まれるということである。発明の適用はその例示的な利用形態に限られるものではない一方で、その利用形態に適用することで効果的に作用する側面もある。

このような点から、本発明（特許請求の範囲）において、一実施形態において開示された全ての構成要素を備えることは必須ではないこともあり得る。例えば、特許請求の範囲に、実施形態により開示された発光装置の一部の構成要素が記載されていなかった場合、その構成要素については、本実施形態に開示されたものに限らず、代替、省略、形状の変形、材料の変更などといった当業者による設計の自由度を認め、その上で特許請求の範囲に記載された発明が適用されることを請求するものである。

実施形態に記載の発光装置及び光学部材は、車載ヘッドライトに利用することができる。つまり、車載ヘッドライトは、本発明が適用される一つの利用形態といえる。なお、本発明は、これに限らず、照明、プロジェクター、ヘッドマウントディスプレイ、その他ディスプレイのバックライト等の光源に利用することができる。

１ 発光装置
１０ 基部
１１ 上面
１１１ 底面
１１２ 最上面
１３ 下面
１４ 内側面
１５ 外側面
１６ 段差部
２０ 半導体レーザ素子
３０ サブマウント
４０ 光反射部材
４１ 光反射面
５０ 保護素子
６０ 温度測定素子
７０ 配線
８０ 光学部材
８１、２８１、４８１ 透光性部材
８２ 母材
８３ 配線パターン
８４ 第１接合部
８５ 遮光性膜
８６ 封止接着部
９１ 波長変換部材
９２ 波長変換部
９３ 包囲部
９４ 第２接合部
９５ 導電膜
１００ 樹脂部材

Claims (9)

1. 透光性の母材と、前記母材に部分的に設けられる１または複数の遮光性膜と、第１接合部と、を有する透光性部材と、
   波長変換部と、前記波長変換部の周りに設けられ、前記第１接合部と接合する第２接合部と、を有する波長変換部材と、を備え、
   平面視で、
   前記波長変換部が設けられる領域の一部あるいは全部が、前記１または複数の遮光性膜が設けられていない領域と重なり、
   前記１または複数の遮光性膜が設けられている領域が、前記第１接合部と第２接合部が接合する領域である接合領域の一部と重なり、かつ、
   前記１または複数の遮光性膜が設けられていない領域が、前記接合領域の他の一部と重なる光学部材。
2. 前記１または複数の遮光性膜は、金属膜である請求項１に記載の光学部材。
3. 前記透光性の母材は、照射される光のピーク波長に対する透過率が〜％以下である請求項１または２に記載の光学部材。
4. 前記透光性部材は、前記１または複数の遮光性膜を前記母材の第１面に設け、前記第１接合部を前記第１面とは反対側にある前記母材の第２面に設ける請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光学部材。
5. 平面視で、前記波長変換部の外縁の一部は、前記１または複数の遮光性膜が設けられている領域と重なり、他の一部は、前記遮光性膜が設けられていない領域と重なる請求項１乃至４のいずれか一項に記載の光学部材。
6. 前記第１接合部よりも幅広の前記第２接合部に、前記第１接合部が接合される請求項１乃至５のいずれか一項に記載の光学部材。
7. 半導体レーザ素子と、
   透光性の母材と、前記母材に部分的に設けられる１または複数の遮光膜と、第１接合部と、を有する第１接合部材と、
   前記第１接合部と接合する第２接合部と、前記第２接合部の内側に設けられ前記半導体レーザ素子からの光が入射する入射領域と、を有する第２接合部材と、を備え、
   平面視で、
   前記入射領域の一部あるいは全部が、前記１または複数の遮光膜が設けられていない領域と重なり、
   前記１または複数の遮光膜が設けられている領域が、前記第１接合部と第２接合部が接合する領域である接合領域の一部と重なり、かつ、
   前記１または複数の遮光膜が設けられていない領域が、前記接合領域の他の一部と重なる発光装置。
8. 光反射部材をさらに有し、
   前記入射領域には、前記半導体レーザ素子から出射され、かつ、前記光反射部材により反射されて進む光が入射し、
   前記遮光膜には、前記半導体レーザ素子から出射され、かつ、前記光反射部材によって反射されずに進む光が入射する、請求項７に記載の発光装置。
9. 前記第１接合部材は、前記入射領域の一部または全部が含まれる波長変換部を有する請求項７または８に記載の発光装置。

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