JP2022031299A - 光学部材の製造方法、光学部材、発光装置の製造方法、及び、発光装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、第1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から遮光部材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発光装置1からさらに、第1実施形態に係る光学部材2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、光学部材2の斜視図である。図9は、図8と同様の状態における上面図で、透光性部材80と波長変換部材90との接合面を説明するために波長変換部材90を透過した図である。なお、図9では、波長変換部材90の外形を波線で、波長変換部材90が構成する部分を点線で記している。図10は、透光性部材80の上面図である。図11は、波長変換部材90の下面図である。なお、図11では、波長変換部材90の導電膜94を構成する部分をハッチングして記している。図12は、図9のXII-XII線における光学部材2の断面図である。図13は、透光性部材80と波長変換部材90とを接合する前の状態を示す断面図である。
基部10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10は、上面11、底面12、下面13、内側面14、及び、外側面15を有しており、内側面14と底面12とが窪んだ空間を作り上げる。また、上面視で、上面11と交わる内側面14によって矩形の枠が形成され、窪んだ空間がこの枠に囲まれる。
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。
サブマウント30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30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。また、サブマウント30の上面には金属膜が設けられている。
光反射部材40は、光を反射する2つの光反射面41を有する。光反射面41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99%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50は、特定の素子(例えば半導体レーザ素子)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50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は、特定の素子(例えば半導体レーザ素子)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。
透光性部材80は、直方体の平板形状で構成され、下面と、上面と、側面とを有する。透光性部材は、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、形状は直方体に限らない。
波長変換部材90は、直方体の平板形状で構成され、下面と、上面と、側面とを有する。また、波長変換部材90は、透光性の波長変換部91と、包囲部92と、を有する。また、波長変換部91と包囲部92とが一体的に形成されている。包囲部92の内側面が波長変換部91の側面と接しており、包囲部92の外側面が波長変換部材90の側面に相当する。
遮光部材100は、中央部に貫通孔が形成された形状を有する。また、下面側には、貫通孔を囲う凸形状が形成される。言い換えると、下面側において、中央部が窪んだ凹形状が形成される。
次に、これらの構成要素を有する発光装置1の製造について説明する。
まず、基部10の底面12に2つの光反射部材40が配置される。基部10の底面12は構成要素が配置される配置面といえる。2つの光反射部材40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10の底面12に接合される。また、2つの光反射部材40は、点対称に配置される。また、2つの光反射部材40は、上面視で、光反射面41の上端が、基部10の内側面14または外側面15と平行あるいは垂直である。
次に、第2実施形態に係る発光装置について説明する。図14は、第2実施形態に係る発光装置において、透光性部材280と波長変換部材90との接合面を説明するために波長変換部材90を透過した図である。図15は、透光性部材280の上面図である。図16は、図14のXVI-XVI線における光学部材202の断面図である。図17は、透光性部材280と波長変換部材90とを接合する前の状態を示す断面図である。
透光性部材280は、土台部281を有する。また、透光性部材280は、複数の土台部281を有する。1または複数の土台部281は、上面側に設けられる。また、1または複数の土台部281及び光学膜81は、同じ面側に設けられる。
第2実施形態に係る発光装置は、透光性部材280と波長変換部材90とが接合した光学部材202を有する。光学部材202は、第1実施形態に係る発光装置1と同様の方法で実装することができる。
10 基部
11 上面
12 底面
13 下面
14 内側面
15 外側面
16 段差部
161 第1段差部
162 第2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
411 第1反射面
412 第2反射面
50 保護素子
60 温度測定素子
70 配線
71 第1配線
72 第2配線
80、280 透光性部材
81 光反射膜
82 金属膜
821 配線用金属膜
822 接合用金属膜
281 土台部
90 波長変換部材
91 波長変換部
92 包囲部
93 反射防止膜
94 導電膜
95 金属膜
100 遮光部材
2、202 光学部材
Claims (16)
- 透光性または放熱性の母材と、
前記母材の上面に設けられる光学膜と、
前記母材の上面に設けられ、その上面が前記光学膜の上面よりも上方に位置する1または複数の土台部と、
前記母材と接合する波長変換部材と、
を有し、
上面視で、前記光学膜、及び、前記1または複数の土台部は、前記波長変換部材と重なる位置に設けられる光学部材。 - 前記1または複数の土台部は、上面視で、前記1または複数の土台部が配される領域内の2点を結ぶ仮想的な直線が、前記光学膜を通る位置に設けられる、請求項1に記載の光学部材。
- 前記複数の土台部には、2つの土台部であって、上面視で、それぞれの土台部における一点を結ぶ仮想的な直線が前記光学膜を通る2つの土台部が含まれる、請求項2に記載の光学部材。
- 前記複数の土台部には、4つの土台部であって、上面視で、そのうちの2つの土台部を通る仮想的な直線と、残りの2つの土台部を通る仮想的な直線と、が、前記光学膜が設けられる領域内で互いに交わる、4つの土台部が含まれる、請求項2または3に記載の光学部材。
- 前記母材の上面であって前記光学膜が形成された領域以外の領域に設けられる第1金属膜と、
前記波長変換部材の下面に設けられる第2金属膜と、
をさらに有し、
前記第1金属膜と前記第2金属膜とが接合することで、前記母材と前記波長変換部材は接合し、
前記1または複数の土台部は、上面視で、前記第2金属膜と重ならない位置に設けられる、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の光学部材。 - 前記1または複数の土台部は、前記第2金属膜の下面よりも上方に位置する、請求項5に記載の光学部材。
- 前記波長変換部材は、波長変換部と、前記波長変換部の側面を囲う包囲部と、を有し、
前記第2金属膜は前記包囲部の下面に設けられ、前記波長変換部の下面には設けられない、請求項5または6に記載の光学部材。 - 前記波長変換部材の下面に設けられる線状の導電膜をさらに有し、
上面視で、前記導電膜は、前記光学膜と重なるように設けられる、請求項1乃至7のいずれか一項に記載の光学部材。 - 前記波長変換部材の下面に設けられる線状の導電膜をさらに有し、
上面視で、前記導電膜は、前記光学膜と重ならないように設けられる、請求項1乃至7のいずれか一項に記載の光学部材。 - 前記光学膜は、前記波長変換部材と直接的に接合しない、請求項1乃至9のいずれか一項に記載の光学部材。
- 半導体レーザ素子と、
請求項1乃至10のいずれか一項に記載の光学部材と、
を有し、
前記半導体レーザ素子からの光が、前記光学部材の上方から、あるいは、下方から、前記光学部材に入射する、発光装置。 - 基部と、
半導体レーザ素子と、
請求項1乃至10のいずれか一項に記載の光学部材と、
を有し、
前記半導体レーザ素子は、前記基部と前記光学部材とによって封止される空間に配される、発光装置。 - 複数の半導体レーザ素子と、
請求項1乃至10のいずれか一項に記載の光学部材と、
を有し、
前記複数の半導体レーザ素子のそれぞれから出射される光軸を通る光は、前記光学部材の波長変換部材の入射面に入射し、かつ、前記入射面において重ならない、発光装置。 - 光反射部材をさらに有する、請求項11乃至13のいずれか一項に記載の発光装置。
- 保護素子、又は/及び、温度測定素子をさらに有する、請求項11乃至14のいずれか一項に記載の発光装置。
- 遮光部材をさらに有する、請求項11乃至15のいずれか一項に記載の発光装置。
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