JP4054958B2 - 発光装置、光モジュール、表示装置、光伝送装置 - Google Patents
発光装置、光モジュール、表示装置、光伝送装置 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板と交差する方向に光を出射する発光装置およびこれを用いた光モジュール、表示装置、光伝送装置に関する。
【０００２】
【背景技術及び発明が解決しようとする課題】
面発光型の発光素子の実装技術として、パッケージの小型化、電極配置の高密度化を目的として、素子をフェースダウン状態で実装するフリップチップボンディングが実用化されている。
【０００３】
このフリップチップボンディングに適した電極の配置としては、基板に対して一方の側にすべての電極を配置することが望ましいが、発光素子、例えば、化合物半導体レーザーにおいて実現する場合は、一方の電極は活性層より上方に配置され、他方の電極は活性層より下方に配置されるために電極間に段差が生じる。この電極間の段差は、フリップチップボンディングによる実装の際に、素子の水平安定性を十分に確保することを困難とする要因となっている。
【０００４】
また、かかる実装の際の素子の水平安定性を改善した例として、特開平１１−２６６０５８号公報がある。かかる構造においては、電極に生ずる曲部（または尖鋭部）が、容量性負荷の増加をもたらし、素子の高周波駆動を妨げる要因となるという懸念がある。
【０００５】
本発明の目的は、実装の際に水平安定性が高い発光装置およびこれを用いた光モジュール、表示装置、光伝送装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
（１）本発明に係る発光装置は、
基板と交差する方向に光を出射する発光装置であって、第１の電極と、前記基板に対して前記第１の電極よりも低い位置に配置される第２の電極と、前記基板に対して前記第１の電極と同じ高さの位置でかつ前記第２の電極を挟んで前記第１の電極と対向する位置に配置され、前記各電極と絶縁されているダミー電極と、を含み、前記各電極は、基板に対して同一面側に配置される。
【０００７】
かかる発光装置によれば、第１の電極と同じ高さの位置でかつ前記第２の電極を挟んで前記第１の電極と対向する位置に配置されるダミー電極を設けることにより、フェースダウン状態での実装の際に前記第１の電極およびダミー電極の２点の支持により素子の水平安定性を十分に確保することができ、他の光学部品との結合性が向上する。
【０００８】
また、前記ダミー電極は、例えば、絶縁層などを介して配置されることにより、他の電極とは電気的に絶縁されているので素子の高周波駆動への影響が少ない。したがって、本発明に係る発光装置によれば、素子の高周波特性を十分に担保しつつ実装の際の水平安定性を確保することができる。
【０００９】
（２）また、本発明に係る発光装置は、
基板と交差する方向に光を出射する発光装置であって、複数の第１の電極と、
前記基板に対して前記第１の電極よりも低い位置に配置される複数の第２の電極と、を含み、前記各電極は、基板に対して同一面側に配置され、前記複数の第１の電極と前記複数の第２の電極とは、互いに対向する位置に配置される複数の電極対を構成し、前記複数の電極対は、異なる高さの電極が交互に隣り合うように配置される。
【００１０】
かかる発光装置によれば、高さの異なる第１および第２の電極が一対の電極対を構成し、かかる電極対が複数配置され、この複数の電極対どうしにおいて、異なる高さの電極が交互に隣り合うように配置されるため、フェースダウン状態での実装の際に複数の第１の電極によって素子が支持され、水平安定性を十分に確保することができ、他の光学部品との結合性が向上する。
【００１１】
（３）また、本発明に係る発光装置は、
基板と交差する方向に光を出射する発光装置であって、複数の第１の電極と、前記基板に対して前記第１の電極よりも低い位置に配置される複数の第２の電極と、を含み、前記各電極は、基板に対して同一面側に配置され、前記複数の第１の電極と前記複数の第２の電極とは、互いに対向する位置に配置される複数の電極対を構成し、前記複数の電極対の少なくとも２つの電極対は、前記第２の電極が隣り合うように配置される。
【００１２】
かかる発光装置によれば、少なくとも２つの電極対において、第２の電極が隣り合い、これら第２の電極を挟むように対向する位置に第１の電極が配置されるので、フェースダウン状態での実装の際に複数の第１の電極によって素子が支持され、水平安定性を十分に確保することができ、他の光学部品との結合性が向上する。
【００１３】
（４）また、本発明に係る発光装置は、
基板と交差する方向に光を出射する発光装置であって、複数の第１の電極と、
前記基板に対して前記第１の電極よりも低い位置に配置される少なくとも１つの第２の電極と、を含み、前記各電極は、基板に対して同一面側に配置され、
前記複数の第１の電極は、前記第２の電極の周囲に対称的に配置される。
【００１４】
なお、前記第２の電極は、前記複数の第１の電極のそれぞれに対応する複数の電極を含むことができる。
【００１５】
かかる発光装置によれば、第２の電極の周囲に複数の第１の電極が対称的に配置されるため、フェースダウン状態での実装の際に複数の第１の電極によって素子が支持され、水平安定性を十分に確保することができ、他の光学部品との結合性が向上する。
【００１６】
（５）また、本発明に係る発光装置は、
基板と交差する方向に光を出射する発光装置であって、第１の電極と、前記基板に対して前記第１の電極よりも低い位置に配置される第２の電極と、前記基板に対して前記第１の電極と同じ高さの位置に配置される他の第１の電極またはダミー電極と、を含み、前記各電極は、前記基板に対して同一面側に配置される。
【００１７】
かかる発光装置によれば、基板に対する高さが異なる第１および第２の電極が基板に対して同一面側に配置される。そして、本発明に係る発光装置は、第１の電極と同じ高さに配置される他の第１の電極またはダミー電極を設けることにより、少なくとも２以上の同じ高さの部位を有するので、フェースダウン状態での実装の際に素子の水平安定性を確保することができ、他の光学部品との結合性が向上する。
【００１８】
ここで、上記各発光装置は、以下の態様を取り得る。
【００１９】
（Ａ）本発明に係る発光装置において、前記第１の電極は、開口部を有し、該開口部から光が出射される。
【００２０】
かかる構成によれば、光の出射口として、第１の電極に開口部を有し、係る開口部より光が出射され、基板に対して積層方向から光を取り出すことができる。
【００２１】
（Ｂ）また、本発明に係る発光装置は、前記基板に対して、前記各電極が配置された面と異なる面から光が出射される。
【００２２】
かかる構成によれば、基板に対して積層方向と反対の方向から光が出射されるので、フェースダウン状態で実装した際に実装面と異なる方向から光を取り出すことができる。
【００２３】
なお、上記各発光装置は、例えば、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）系、インジウム燐（ＩｎＰ）系、窒化ガリウム（ＧａＮ）系などの化合物系半導体の発光装置や、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）により発光する、有機系または無機系の発光装置など、各種の面発光型の発光装置に適用することができ、それぞれの発光装置に好適な公知の材料および公知の製造方法を用いて実現することができる。
【００２４】
また、上記した本発明に係る各発光装置を光モジュールに適用した場合は、以下のような態様を取り得る。
【００２５】
（６）本発明に係る光モジュールは、
上記発光装置と、前記発光装置の各電極に対応する導電層および貫通孔を有するプラットフォームと、前記プラットフォームの貫通孔の一方の側に搭載される光導波路と、を含み、前記発光装置は、前記プラットフォームの他方の側に搭載され、該発光装置の各電極と該プラットフォームの前記導電層とが接合され、前記発光装置から出射した光が前記貫通孔および光導波路を通過して出射される。
【００２６】
かかる光モジュールによれば、発光装置が水平に安定して搭載されるので、発光装置から出射した光を低損失で光導波路に導光することができる。
【００２７】
また、本発明に係る光モジュールにおいて、前記光導波路は、前記貫通孔に対応して設けることができ、かかる構成によれば、各貫通孔を通過する光を別々の光導波路により異なる装置へ供給することができる。
【００２８】
（７）また、本発明に係る光モジュールは、
上記発光装置と、前記発光装置の各電極に対応する導電層を有するプラットフォームと、を含み、前記発光装置の各電極は、該各電極に対応する前記プラットフォームの導電層と接合されている。
【００２９】
かかる光モジュールにおいても、発光装置が水平に安定して搭載されるので、発光装置から出射した光を外部に取り出す場合に、発光装置の実装の際に生じる素子の傾きによる光の出射方向への影響を低減することができる。
【００３０】
また、上記各光モジュールは、前記発光装置の各電極の前記基板に対する高さに応じて、各電極と該各電極に対応する前記導電層との間に配置されたバンプの高さが異なる。
【００３１】
すなわち、本発明に係る光モジュールは、上記発光装置を上記プラットフォームに実装した状態で、第１の電極と導電層との間に配置されたバンプと、第２の電極と導電層との間に配置されたバンプとの高さが異なることにより発光装置の水平安定性が確保される。
【００３２】
なお、上記プラットフォームは、絶縁体、導電体、半導体など各種の材料から好適なものを選択して形成することができ、例えば、シリコン、セラミック、鉄や銅などの金属又は樹脂のいずれであってもよい。また、上記プラットフォームに設けられる導電層は、発光装置の各電極との接合用および他部（例えば、外部端子）への接続用の配線を含むものとする。また、このプラットフォームには必要に応じて上記発光装置の駆動回路を集積することができる。
【００３３】
（８）また、本発明に係る光モジュールは、該光モジュールを含んで構成される表示装置や光伝送装置に適用することができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について図面を参照して説明する。
【００３５】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る発光装置１０００の一例を模式的に示す図である。この発光装置１０００は、例えば、化合物半導体レーザーの場合、第１および第２の電極３０、４０を通電させることにより、第１の電極３０の開口部７０から基板１０と交差する方向に光が出射される、いわゆる面発光型の発光装置である。また、発光装置１０００は、図１（Ａ）に示すように、第１の電極３０とダミー電極６０とが、第２の電極４０を挟んで対向する位置に配置され、かつ基板１０に対して同一面側に配置されている。絶縁層２０は、第１の電極３０と第２の電極４０との短絡防止および第１の電極３０の平坦性確保のために設けられるが、本発明の実施の形態としては必須の構成要素ではなく、必要に応じて設ければよい。
【００３６】
発光装置１０００は、例えば、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）系、インジウム燐（ＩｎＰ）系、窒化ガリウム（ＧａＮ）系などの化合物系半導体の発光装置や、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）により発光する、有機系または無機系の発光装置など、各種の面発光型の発光装置に適用することができ、それぞれの発光装置に好適な公知の材料および公知の製造方法を用いて実現することができる。後述する各実施形態においても同様である。
【００３７】
図１（Ｂ）は、図１（Ａ）のａ−ａ断面を模式的に示す図である。発光装置１０００は、図１（Ｂ）に示すように、活性層（または発光層）などを含む発光素子部１１上の異なる高さの位置に第１の電極３０、第２の電極４０が配置される。また、発光装置１０００において、ダミー電極６０は、発光素子部１１と絶縁層５０を介して第１の電極３０と基板１０に対して同じ高さに配置されており、発光装置１０００の各部と電気的に絶縁されている。この絶縁層５０は、発光素子部１１の上に設けられる場合に限らず、基板１０上に直接設けられる場合もある。なお、発光素子部１１には、必要に応じて電荷輸送層、電荷注入層、共振発生用の反射鏡や、回折格子などが設けられる場合もある。
【００３８】
このように、本実施形態に係る発光装置１０００によれば、第１の電極３０と同じ高さの位置でかつ前記第２の電極４０を挟んで前記第１の電極と対向する位置に配置されるダミー電極６０を設けることにより、フェースダウン状態での実装の際に前記第１の電極３０およびダミー電極６０の２点の支持により素子の水平安定性を十分に確保することができ、他の光学部品との結合性が向上する。
【００３９】
また、前記ダミー電極６０は、絶縁層５０を介して配置されることにより、発光素子部１１や各電極３０、４０とは電気的に絶縁されているので素子の高周波駆動への影響が少ない。したがって、本実施形態に係る発光装置１０００によれば、素子の高周波特性を十分に担保しつつ実装の際の水平安定性を確保することができる。
【００４０】
なお、本実施形態においては、発光装置１０００の電極配置面から光が出射される場合を想定して、第１の電極３０に開口部７０が設けられる構成の場合を説明したが、光を基板１０を通過する方向に出射させる場合においては開口部７０は設けられなくてもよい。また、第２の電極４０は、発光素子部１１上に設けられる場合に限られず、基板１０上に設けられていてもよい。後述する各実施形態においても同様である。
【００４１】
（第２の実施形態）
図２は、本発明の第２の実施形態に係る発光装置２０００を模式的に示す図である。図１で示す部材と実質的に同じ機能を有する部材には同一符号を付し、詳細な説明を省略する。発光装置２０００は、第１の実施形態に係る発光装置１０００と同様の基本的機能を有するものとする。
【００４２】
この発光装置２０００は、複数の第１の電極３１〜３３と複数の第２の電極４１〜４３とが、複数の電極対を構成して基板１０に対して同一面側に配置されている。本実施形態では、第１の電極３１と第２の電極４１とが対向する位置に配置されて一つの電極対を構成し、同様に、第１の電極３２および第２の電極４２、第１の電極３３および第２の電極４３がそれぞれ一対の電極対を構成する。また、各電極間は、第１の実施形態の場合と同じように、絶縁層２０により絶縁され、この絶縁層２０により第１の電極３１〜３３の平坦性が確保されている。また、各第１の電極３１〜３３には、開口部７１〜７３が設けられており、この開口部７１〜７３より光が出射される。
【００４３】
発光装置２０００は、これらの電極対どうしにおいて、異なる高さの電極が交互に隣り合うように配置されることにより、フェースダウン状態で実装する際に第１の電極３１、３２、３３の３点で支持される。したがって、本実施形態に係る発光装置２０００によれば、実装の際の水平安定性を十分に確保することができ、他の光学部品との結合性が向上する。
【００４４】
なお、本実施形態においては、電極対が３対配置される場合について説明したが、この電極対は、少なくとも２対以上設けられればよい。また、本実施形態においては、電極対が１列に配置されている場合について説明したが、２列以上の配置でもよいものとする。
【００４５】
（第３の実施形態）
図３は、本発明の第３の実施形態に係る発光装置３０００を模式的に示す図である。図１で示す部材と実質的に同じ機能を有する部材には同一符号を付し、詳細な説明を省略する。発光装置３０００は、第１の実施形態に係る発光装置１０００と同様の基本的機能を有するものとする。
【００４６】
この発光装置３０００は、複数の第１の電極３１〜３４と複数の第２の電極４１〜４４とが、複数の電極対を構成して基板１０に対して同一面側に配置されている。本実施形態では、第１の電極３１と第２の電極４１とが対向する位置に配置されて一つの電極対を構成し、同様に、第１の電極３２および第２の電極４２、第１の電極３３および第２の電極４３、第１の電極３４および第２の電極４４がそれぞれ一対の電極対を構成する。また、各電極間は、第１の実施形態の場合と同じように、絶縁層２０により絶縁され、この絶縁層２０により第１の電極３１〜３４の平坦性が確保されている。また、各第１の電極３１〜３４には、開口部７１〜７４が設けられており、この開口部７１〜７４より光が出射される。
【００４７】
発光装置３０００では、これらの電極対のうち第１および第２の電極３１、４１に係る電極対と第１および第２の電極３２、４２に係る電極対において、第２の電極４１、４２どうしが隣り合うように配置されている。すなわち、第１の電極３１、３２は、各々に対応する第２の電極４１、４２と対向しつつ、これら第２の電極４１、４２を間に挟むように配置されている。
【００４８】
また、第１および第２の電極３３、４３に係る電極対は、第１および第２の電極３１、４１に係る電極対との関係においては、異なる高さの電極が隣り合うように配置されており、第１および第２の電極３２、４２に係る電極対と第１および第２の電極３４、４４に係る電極対との関係においても同様である。
【００４９】
このように、本実施形態に係る発光装置３０００は、第１の電極３１〜３４の上記配置関係により、フェースダウン状態での実装の際に電極３１と電極３２と電極３３および電極３４の略３点で支持される。したがって、本実施形態に係る発光装置３０００によれば、実装の際の水平安定性を十分に確保することができ、他の光学部品との結合性が向上する。
【００５０】
なお、本実施形態においては、第２の電極対４１、４２が隣り合い、かつ第１の電極対３１、３２がこれらの第２の電極４１、４２を間に挟むように配置された場合を例に説明したが、第１および第２の電極３３、４３に係る電極対と第１および第２の電極３４、４４に係る電極対においても同様の関係となるように配置してもよい。
【００５１】
また、本実施形態は、４つの電極対のうちの２つの電極対において、上記配置関係が成り立つ場合を説明したが、さらに他の電極対が配置され、２つ以上の電極対において上記配置関係が成り立つように配置されていても同様の効果を奏することができる。
【００５２】
（第４の実施形態）
図４は、本発明の第４の実施形態に係る発光装置４０００を模式的に示す図である。図１で示す部材と実質的に同じ機能を有する部材には同一符号を付し、詳細な説明を省略する。発光装置４０００は、第１の実施形態に係る発光装置１０００と同様の基本的機能を有するものとする。
【００５３】
この発光装置４０００では、第１の電極３１〜３４および第２の電極４０が基板１０に対して同一面側に配置されており、第２の電極４０を第１の電極３１〜３４のそれぞれに対応する共通電極として、この第２の電極４０の周囲に第１の電極３１、３２が対称的に配置され、同様に第１の電極３３、３４が第２の電極４０の周囲に対称的に配置されている。
【００５４】
また、各電極間は、第１の実施形態の場合と同じように、絶縁層２０により絶縁され、この絶縁層２０により第１の電極３１〜３４の平坦性が確保されている。さらに、各第１の電極３１〜３４には、開口部７１〜７４が設けられており、この開口部７１〜７４より光が出射される。
【００５５】
このように、本実施形態に係る発光装置４０００では、第２の電極４０の周囲に第１の電極３１〜３４が対称的に配置されているので、フェースダウン状態での実装の際には、これら第１の電極３１〜３４の４点で素子が支持される。したがって、本実施形態に係る発光装置４０００によれば、実装の際の水平安定性を十分に確保することができ、他の光学部品との結合性が向上する。
【００５６】
なお、本実施形態においては、第２の電極４０が第１の電極３１〜３４に対する共通電極である場合を例に説明をしたが、第２の電極は、その周囲に配置される第１の電極のそれぞれに対応するように複数の電極に分割して設けることもできる。また、第１の電極の配置関係は、第２の電極の周囲に対称的であればよく、図４に示す態様に特に限定されない。
【００５７】
以下の各実施形態においては、上記第１〜第４の実施形態に係る発光装置が実装された光モジュールについて説明する。
【００５８】
（第５の実施形態）
図５は、本発明の第５の実施形態に係る光モジュール１００００の主要な構成の一例を模式的に示す図である。図５において、図５（Ａ）に示す断面は、図５（Ｂ）に示す発光装置１０００の搭載面から光モジュール１００００を見た平面図におけるａ−ａ断面をいう。本実施形態においては主要な構成として、本発明に本質的な部分について図示および説明し、その他の部材、例えば、パッケージ筐体、外部接続用端子などは図示、詳細な説明を省略するが、公知のものを必要に応じて構成要素として採用することができるものとする。
【００５９】
この光モジュール１００００は、図５（Ａ）に示すように、プラットフォーム５００の一方の側に上記第１の実施形態に係る発光装置１０００が搭載され、他方の側に光ファイバ３００が搭載されて構成される。光ファイバ３００は、光導波路の一例である。
【００６０】
プラットフォーム５００の形状は、例えば、図５（Ｂ）に示すような板状のものに限らず、特に限定されない。例えば、プラットフォーム５００は、直方体や立方体、円柱など好適な形状を採用することができる。また、このプラットフォーム５００を構成する材料についても特に限定されず、絶縁体、導体又は半導体のいずれかであってもよく、例えばシリコン、セラミック、鉄や銅などの金属又は樹脂のいずれであってもよい。
【００６１】
また、このプラットフォーム５００には、導光用の貫通孔２００が設けられている。この貫通孔２００は、発光装置１０００が搭載される側から、光ファイバ３００が搭載される側へ貫通している。この貫通孔２００の位置は、搭載される発光装置１０００からの光の出射口、本実施形態では開口部７０の位置により決定される。
【００６２】
なお、この貫通孔２００の径は、接続される光ファイバ３００のコア径に基づいて決定され、好ましくは光ファイバ３００のコア径と同じまたは光ファイバ３００のコア径よりも小さいほうが導光した光を低損失で光ファイバへ入射することができる。また、貫通孔２００の断面形状は、図５（Ｂ）に示すような直線的形状に限らず、発光装置１０００または光ファイバ２００のいずれか一方の搭載面に向かって細くなっていくようなテーパー形状であってもよい。また、貫通孔２００のプラットフォーム５００の表面に対する平面視の形状は、図５（Ｂ）に示す円形に限られず、四角形等の多角形であってもよい。
【００６３】
さらに、プラットフォーム５００には、搭載される発光装置の各電極に対応する導電層１０１〜１０３が配置され、本実施形態においては、第１および第２の電極３０、４０に対応する導電層１０１、１０２には外部端子へ接続するための配線および電極パッドが含まれる。なお、ダミー電極６０に対応する導電層１０３については、前記配線及び電極パッドは、特に必要とされないため設けられていない。なお、前記配線及び電極パッド必要に応じて設けられればよく、上記プラットフォーム５００の必須の構成要素とはされない。また、各導電層１０１〜１０３は、プラットフォーム５００における発光装置１０００の搭載面から光ファイバ３００の搭載面まで導通するように形成されていていれば、光ファイバ３００の搭載面から例えば、外部端子などに接続することもできる。また、このプラットフォーム５００には必要に応じて発光装置１０００の駆動回路を集積することもできる。
【００６４】
上記プラットフォーム５００が導電体又は半導体を材料として構成されている場合は、絶縁層を介して各導電層１０１〜１０３を形成することが好ましい。例えば、シリコンによって上記プラットフォーム５００が構成されているときには、発光装置１０００の搭載面側に酸化膜を形成し、その上に各導電層１０１〜１０３を形成してもよい。
【００６５】
プラットフォーム５００および発光装置１０００は、発光装置１０００の各電極３０、４０、６０とこれらに対応するプラットフォーム５００の導電層１０１〜１０３とが、バンプ８１〜８３により接続されている。第１の電極３０と導電層１０１およびダミー電極６０と導電層１０３は発光装置１０００がプラットフォーム５００に対して水平となるように接続される。そして、第２の電極４０と導電層１０２とは、結果として、第１の電極３０およびダミー電極６０をプラットフォーム５００に接続した状態のバンプの高さと、第２の電極４０をプラットフォーム５００に接続した状態のバンプの高さとが異なるように接続される。このように第１の電極３０とダミー電極６０とが同じ高さであるので、発光装置１０００は、水平安定性を確保しつつプラットフォーム５００へ実装される。
【００６６】
なお、プラットフォーム５００の導電層１０２と発光装置１０００の第２の電極４０との接続においては、プラットフォーム５００または発光装置１０００のいずれかに導電性のスペーサーを設けて電極−導電層間をそれぞれ等距離にして接続することができる。これにより第１の電極３０と導電層１０１とを接続するバンプ８１と第２の電極４０と導電層１０２とを接続するバンプ８２とが同じ大きさのものを使用できるので、プラットフォーム５００への発光装置１０００の実装がより簡便なものとなる。
【００６７】
また、バンプ８１〜８３の材料は、例えば、金、アルミニウム等の単体金属やはんだ等の合金など公知の材料から適宜選択することができる。例えば、金などの変形性に優れた材料を用いれば、バンプ８１〜８３を発光装置１０００の実装前には同じ大きさとしても、実装後はバンプ８１、８３は同じ高さとなるので、各電極３０、４０、６０の高さが異なるにもかかわらず発光装置１０００のプラットフォーム５００上での水平安定性を自己整合的に確保することができる。
【００６８】
プラットフォーム５００と光ファイバ３００とは公知の手法により接続される。例えば、樹脂によりプラットフォーム５００の表面と、光ファイバ３００を接着して接続することができる。
【００６９】
ここで、プラットフォーム５００に発光装置１０００および光ファイバ３００を接続する際には、開口部７０の中心、貫通孔２００の中心、光ファイバ３００のコア中心が直線的なるように位置決めを行うのが好ましい。
【００７０】
上記の構成により、この光モジュール１００００は、プラットフォーム５００の導電層１０１、１０２から発光装置１０００の第１および第２の電極３０、４０へ通電されると、発光装置１０００の発光領域９０で発生した光が第１の電極３０の開口部７０から出射され、プラットフォーム５００の貫通孔２００およびプラットフォーム５００に搭載された光ファイバ３００を通過して外部に出射される。
【００７１】
従って、本実施形態に係る光モジュール１００００によれば、発光装置１０００が水平に安定して搭載されるので、発光装置１０００から出射される光を低損失でプラットフォーム５００の貫通孔２００へと導光させることができ、発光装置１０００で発生する光を効率よく利用することができる。
【００７２】
なお、本実施形態に係る光モジュール１００００では、発光装置１０００の基板１０の裏面側などにフォトダイオード等の受光素子７００を設けて、この受光素子７００により基板１０の裏面側から出射される光をモニタすることによって発光装置１０００の光出力等を安定化させることもできる。なお、かかる構成においては、受光素子７００の出力を発光装置１０００にフィードバックするための回路を、光モジュール１００００に設けることができる。例えば、プラットフォーム５００の材料をＳｉなどの半導体を用いることによりフィードバック用の回路として半導体回路をプラットフォーム５００に形成することができる。後述する第６の実施形態においても同様の構成を採用することができるものとする。
【００７３】
本実施形態では、発光装置１０００が電極が配置される面から出射する光を外部へ取り出す場合について説明したが、光を反対側、すなわち基板１０を通過する側から出射する光を外部へ取り出す場合には以下に示す変形例の態様をとりうる。
【００７４】
（変形例）
図６（Ａ）は、光が基板１０を通過する方向に出射される発光装置１１００を含む光モジュール１１０００の一例を模式的に示す断面図である。図５で示す部材と実質的に同じ機能を有する部材には同一符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００７５】
発光装置１１００は、第１の電極３０に開口部が設けられていない点で第１の実施形態に係る発光装置１０００と相違するが、他の点については同様の基本的構成を有する。また、発光装置１１００は、発光領域９０で発生した光を基板１０を通過する方向に出射する点で第１の実施形態に係る発光装置１０００と相違するが、他の点については同様の基本的機能を有する。
【００７６】
また、プラットフォーム５１０は、貫通孔が設けられていない点で第５の実施形態に係るプラットフォーム５００と相違するが、他の点については同様の基本的構成を有する。このプラットフォーム５１０と上記発光装置１１００とは、第５の実施形態において説明した手法により接続される。
【００７７】
従って、変形例に係る光モジュール１１０００においても、発光装置１１００が水平に安定して搭載されるので、発光装置１１００から出射した光を外部に取り出す場合に、発光装置１１００の実装の際に生じる素子の傾きによる光の出射方向への影響を低減することができる。
【００７８】
なお、この変形例において、光モジュール１１０００では、光ファイバなどの光導波路は特に必要とされない。光導波路への導光は、光モジュール１１０００の図示を省略するパッケージ筐体に他の光学部品、例えば、光コネクタ等を用いて光導波路を光学的に結合すれば可能である。
【００７９】
また、この変形例において、発光装置１１０００から出射される光が、例えば、化合物半導体レーザーの場合、発光波長が通信用途の長波長帯（例えば、１．５５μｍ帯）であれば、図６（Ａ）に示す態様で光を外部に出射させることができる。しかし、出射光の発光波長が例えば、可視領域などの短波長帯（例えば、６００ｎｍ帯）であれば、基板１０に図６（Ｂ）に示す光モジュール１２０００に係る発光装置１２００のように凹形状の溝を形成することによって光を外部に出射させることができる。この溝の形状については好適な形状を採用することができ、特に限定されない。また、例えば、エレクトロルミネッセンスにより発光する有機系または無機系の発光装置の場合は、基板１０に例えば、ガラスなどの光を透過する基板を用いれば、基板１０を加工をする必要はない。
【００８０】
また、この変形例において、プラットフォーム５１０の発光装置搭載面と同じ側の面または反対側の面にフォトダイオード等の受光素子７００を設けて、発光装置１１００の光出力等を安定化させることもできる。かかる構成を採用する場合には、発光装置１１００の第１の電極３０に開口部を設け、さらにプラットフォーム５１０には適宜貫通孔を設けることにより、発光装置１１００の電極配置面側から光を取り出して受光素子でモニタして光出力等を一定にすることができる。なお、かかる構成においては、受光素子７００の出力を発光装置１１００にフィードバックするための回路を、光モジュール１１０００に設けることができる。例えば、プラットフォーム５１０の材料をＳｉなどの半導体を用いることによりフィードバック用の回路として半導体回路をプラットフォーム５１０に形成することができる。光モジュール１２０００の場合についても同様の構成を採用することができる。
【００８１】
ここで、本実施形態に係る光モジュール１００００（または１１０００、１２０００）は、該光モジュールを含んで構成される例えば、ディスプレイなどの表示装置や例えば、光ＬＡＮ用のルーターやスイッチャーなどの光伝送装置に適用することができる。
【００８２】
（第６の実施形態）
図７は、本発明の第６の実施形態に係る光モジュール２００００を模式的に示す断面図である。図７は、図３に示す発光装置３０００のａ−ａ断面を表している。光モジュール２００００は、第２の実施形態〜第４の実施形態に示す発光装置２０００〜４０００を搭載した光モジュールの一例として第３の実施形態に係る発光装置３０００を用いた場合のものである。なお、図５で示す部材と実質的に同じ機能を有する部材には同一符号を付し、第５の実施形態に係る光モジュール１００００と共通する点については詳細な説明を省略する。
【００８３】
光モジュール２００００は、基本的構成としてプラットフォーム６００の一方の面に発光装置３０００が搭載され、他方の面に光ファイバ３００が搭載されて成る。光ファイバ３００は、光導波路の一例である。また、プラットフォーム６００と発光装置３０００および光ファイバ３００との接続は、第５の実施形態に係る光モジュール１００００の場合と同様である。
【００８４】
プラットフォーム６００は、基本的構成が第５の実施形態に係るプラットフォーム５００と同様であるが、発光装置３０００からの出射光を導光するための貫通孔２０１、２０２等が第１の電極３１、３２等に対応して複数設けられている。すなわち、図７に示す断面図では、第１の電極３１、３２に対応する貫通孔２０１、２０２が設けられている。なお、発光装置３０００では、図７において図示省略した第１の電極３３、３４も存在するが、これらについてもプラットフォーム６００に対応する貫通孔が設けられているものとする。
【００８５】
また、プラットフォーム６００は、発光装置３０００の各電極３１、３２等に対応するプラットフォーム６００の各導電層１０１、１０２等が設けられている。このプラットフォーム６００は、導電層についても発光装置３０００の図示省略した他の電極、例えば、第１の電極３３、３４に対応する導電層が設けられているものとする。なお、プラットフォーム６００は、必要に応じて発光装置３０００の駆動回路を集積することもできる。
【００８６】
また、本実施形態に係る光モジュール２００００では、プラットフォーム６００の各貫通孔２０１、２０２などを通過した複数の出射光を一本の光ファイバにまとめて一つの光として外部へと出射可能である。
【００８７】
なお、発光装置３０００で出射した光をそれぞれ別の光ファイバで出射させる場合は、本実施形態の変形例として図８に示す光モジュール２１０００のように、貫通孔２０１、２０２等に対応する複数の光ファイバ３０１、３０２等をプラットフォーム６００に搭載してそれぞれ外部に出射可能に形成してもよい。このように形成すれば、各貫通孔２０１、２０２等を通過する光を別々の光ファイバ３０１、３０２等により異なる装置へ供給することができる。
【００８８】
以上に述べたように、本実施形態に係る光モジュール２００００（または２１０００）によれば、第５の実施形態の場合と同様に発光装置３０００が水平に安定して搭載されるので、発光装置３０００から出射した光を低損失で光ファイバ３００（または３０１、３０２等）に導光することができる。
【００８９】
なお、本実施形態においては、第３の実施形態に係る発光装置３０００を光モジュールに搭載した場合について説明したが、第２、第４の実施形態に係る発光装置２０００、４０００を搭載した場合にも同様の効果を奏することができる。
【００９０】
また、第５の実施形態に係る変形例のように発光装置が基板１０を通過する方向に光を出射するものである場合には、光ファイバ３００（３０１または３０２等）を設ける必要はなく、また、係る場合においてはプラットフォーム６００に貫通孔２０１、２０２等を設ける必要はない。
【００９１】
ここで、本実施形態に係る光モジュール２００００（または２１０００）は、該光モジュールを含んで構成される例えば、ディスプレイなどの表示装置や例えば、光ＬＡＮ用のルーターやスイッチャーなどの光伝送装置に適用することができる。
【００９２】
以上、本発明の好適な実施形態について述べたが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の要旨範囲内で各種の態様を取りうる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（Ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る発光装置を模式的に示す平面図である。図１（Ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係る発光装置を模式的に示す断面図である。
【図２】図２は、本発明の第２の実施形態に係る発光装置を模式的に示す平面図である。
【図３】図３は、本発明の第３の実施形態に係る発光装置を模式的に示す平面図である。
【図４】図４は、本発明の第４の実施形態に係る発光装置を模式的に示す平面図である。
【図５】図５（Ａ）は、本発明の第５の実施形態に係る光モジュールを模式的に示す断面図である。図５（Ｂ）は、本発明の第５の実施形態に係る光モジュールを模式的に示す平面図である。
【図６】図６（Ａ）および図６（Ｂ）は、本発明の第５の実施形態に示す光モジュールの変形例を模式的に示す断面図である。
【図７】図７は、本発明の第６の実施形態に係る光モジュールを模式的に示す断面図である。
【図８】図８は、本発明の第６の実施形態に係る光モジュールの変形例を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
１０ 基板
１１ 発光素子部
２０、５０ 絶縁層
３０、３１、３２、３３、３４ 第１の電極
４０、４１、４２、４３、４４ 第２の電極
６０ ダミー電極
７０、７１、７２、７３、７４ 開口部
８１、８２、８３、８４ バンプ
９０、９１、９２ 発光領域
１０１、１０２、１０３、１０４ 導電層
２００、２０１、２０２ 貫通孔
３００、３０１、３０２ 光ファイバ（光導波路）
５００、５１０、６００ プラットフォーム
７００ 受光素子
１０００、１１００、１２００、２０００、３０００、４０００ 発光装置
１００００、１１０００、１２０００、２００００、２１０００ 光モジュール
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板と交差する方向に光を出射する発光装置およびこれを用いた光モジュール、表示装置、光伝送装置に関する。
【０００２】
【背景技術及び発明が解決しようとする課題】
面発光型の発光素子の実装技術として、パッケージの小型化、電極配置の高密度化を目的として、素子をフェースダウン状態で実装するフリップチップボンディングが実用化されている。
【０００３】
このフリップチップボンディングに適した電極の配置としては、基板に対して一方の側にすべての電極を配置することが望ましいが、発光素子、例えば、化合物半導体レーザーにおいて実現する場合は、一方の電極は活性層より上方に配置され、他方の電極は活性層より下方に配置されるために電極間に段差が生じる。この電極間の段差は、フリップチップボンディングによる実装の際に、素子の水平安定性を十分に確保することを困難とする要因となっている。
【０００４】
また、かかる実装の際の素子の水平安定性を改善した例として、特開平１１−２６６０５８号公報がある。かかる構造においては、電極に生ずる曲部（または尖鋭部）が、容量性負荷の増加をもたらし、素子の高周波駆動を妨げる要因となるという懸念がある。
【０００５】
本発明の目的は、実装の際に水平安定性が高い発光装置およびこれを用いた光モジュール、表示装置、光伝送装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
（１）本発明に係る発光装置は、
基板と交差する方向に光を出射する発光装置であって、第１の電極と、前記基板に対して前記第１の電極よりも低い位置に配置される第２の電極と、前記基板に対して前記第１の電極と同じ高さの位置でかつ前記第２の電極を挟んで前記第１の電極と対向する位置に配置され、前記各電極と絶縁されているダミー電極と、を含み、前記各電極は、基板に対して同一面側に配置される。
【０００７】
かかる発光装置によれば、第１の電極と同じ高さの位置でかつ前記第２の電極を挟んで前記第１の電極と対向する位置に配置されるダミー電極を設けることにより、フェースダウン状態での実装の際に前記第１の電極およびダミー電極の２点の支持により素子の水平安定性を十分に確保することができ、他の光学部品との結合性が向上する。
【０００８】
また、前記ダミー電極は、例えば、絶縁層などを介して配置されることにより、他の電極とは電気的に絶縁されているので素子の高周波駆動への影響が少ない。したがって、本発明に係る発光装置によれば、素子の高周波特性を十分に担保しつつ実装の際の水平安定性を確保することができる。
【０００９】
（２）また、本発明に係る発光装置は、
基板と交差する方向に光を出射する発光装置であって、複数の第１の電極と、
前記基板に対して前記第１の電極よりも低い位置に配置される複数の第２の電極と、を含み、前記各電極は、基板に対して同一面側に配置され、前記複数の第１の電極と前記複数の第２の電極とは、互いに対向する位置に配置される複数の電極対を構成し、前記複数の電極対は、異なる高さの電極が交互に隣り合うように配置される。
【００１０】
かかる発光装置によれば、高さの異なる第１および第２の電極が一対の電極対を構成し、かかる電極対が複数配置され、この複数の電極対どうしにおいて、異なる高さの電極が交互に隣り合うように配置されるため、フェースダウン状態での実装の際に複数の第１の電極によって素子が支持され、水平安定性を十分に確保することができ、他の光学部品との結合性が向上する。
【００１１】
（３）また、本発明に係る発光装置は、
基板と交差する方向に光を出射する発光装置であって、複数の第１の電極と、前記基板に対して前記第１の電極よりも低い位置に配置される複数の第２の電極と、を含み、前記各電極は、基板に対して同一面側に配置され、前記複数の第１の電極と前記複数の第２の電極とは、互いに対向する位置に配置される複数の電極対を構成し、前記複数の電極対の少なくとも２つの電極対は、前記第２の電極が隣り合うように配置される。
【００１２】
かかる発光装置によれば、少なくとも２つの電極対において、第２の電極が隣り合い、これら第２の電極を挟むように対向する位置に第１の電極が配置されるので、フェースダウン状態での実装の際に複数の第１の電極によって素子が支持され、水平安定性を十分に確保することができ、他の光学部品との結合性が向上する。
【００１３】
（４）また、本発明に係る発光装置は、
基板と交差する方向に光を出射する発光装置であって、複数の第１の電極と、
前記基板に対して前記第１の電極よりも低い位置に配置される少なくとも１つの第２の電極と、を含み、前記各電極は、基板に対して同一面側に配置され、
前記複数の第１の電極は、前記第２の電極の周囲に対称的に配置される。
【００１４】
なお、前記第２の電極は、前記複数の第１の電極のそれぞれに対応する複数の電極を含むことができる。
【００１５】
かかる発光装置によれば、第２の電極の周囲に複数の第１の電極が対称的に配置されるため、フェースダウン状態での実装の際に複数の第１の電極によって素子が支持され、水平安定性を十分に確保することができ、他の光学部品との結合性が向上する。
【００１６】
（５）また、本発明に係る発光装置は、
基板と交差する方向に光を出射する発光装置であって、第１の電極と、前記基板に対して前記第１の電極よりも低い位置に配置される第２の電極と、前記基板に対して前記第１の電極と同じ高さの位置に配置される他の第１の電極またはダミー電極と、を含み、前記各電極は、前記基板に対して同一面側に配置される。
【００１７】
かかる発光装置によれば、基板に対する高さが異なる第１および第２の電極が基板に対して同一面側に配置される。そして、本発明に係る発光装置は、第１の電極と同じ高さに配置される他の第１の電極またはダミー電極を設けることにより、少なくとも２以上の同じ高さの部位を有するので、フェースダウン状態での実装の際に素子の水平安定性を確保することができ、他の光学部品との結合性が向上する。
【００１８】
ここで、上記各発光装置は、以下の態様を取り得る。
【００１９】
（Ａ）本発明に係る発光装置において、前記第１の電極は、開口部を有し、該開口部から光が出射される。
【００２０】
かかる構成によれば、光の出射口として、第１の電極に開口部を有し、係る開口部より光が出射され、基板に対して積層方向から光を取り出すことができる。
【００２１】
（Ｂ）また、本発明に係る発光装置は、前記基板に対して、前記各電極が配置された面と異なる面から光が出射される。
【００２２】
かかる構成によれば、基板に対して積層方向と反対の方向から光が出射されるので、フェースダウン状態で実装した際に実装面と異なる方向から光を取り出すことができる。
【００２３】
なお、上記各発光装置は、例えば、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）系、インジウム燐（ＩｎＰ）系、窒化ガリウム（ＧａＮ）系などの化合物系半導体の発光装置や、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）により発光する、有機系または無機系の発光装置など、各種の面発光型の発光装置に適用することができ、それぞれの発光装置に好適な公知の材料および公知の製造方法を用いて実現することができる。
【００２４】
また、上記した本発明に係る各発光装置を光モジュールに適用した場合は、以下のような態様を取り得る。
【００２５】
（６）本発明に係る光モジュールは、
上記発光装置と、前記発光装置の各電極に対応する導電層および貫通孔を有するプラットフォームと、前記プラットフォームの貫通孔の一方の側に搭載される光導波路と、を含み、前記発光装置は、前記プラットフォームの他方の側に搭載され、該発光装置の各電極と該プラットフォームの前記導電層とが接合され、前記発光装置から出射した光が前記貫通孔および光導波路を通過して出射される。
【００２６】
かかる光モジュールによれば、発光装置が水平に安定して搭載されるので、発光装置から出射した光を低損失で光導波路に導光することができる。
【００２７】
また、本発明に係る光モジュールにおいて、前記光導波路は、前記貫通孔に対応して設けることができ、かかる構成によれば、各貫通孔を通過する光を別々の光導波路により異なる装置へ供給することができる。
【００２８】
（７）また、本発明に係る光モジュールは、
上記発光装置と、前記発光装置の各電極に対応する導電層を有するプラットフォームと、を含み、前記発光装置の各電極は、該各電極に対応する前記プラットフォームの導電層と接合されている。
【００２９】
かかる光モジュールにおいても、発光装置が水平に安定して搭載されるので、発光装置から出射した光を外部に取り出す場合に、発光装置の実装の際に生じる素子の傾きによる光の出射方向への影響を低減することができる。
【００３０】
また、上記各光モジュールは、前記発光装置の各電極の前記基板に対する高さに応じて、各電極と該各電極に対応する前記導電層との間に配置されたバンプの高さが異なる。
【００３１】
すなわち、本発明に係る光モジュールは、上記発光装置を上記プラットフォームに実装した状態で、第１の電極と導電層との間に配置されたバンプと、第２の電極と導電層との間に配置されたバンプとの高さが異なることにより発光装置の水平安定性が確保される。
【００３２】
なお、上記プラットフォームは、絶縁体、導電体、半導体など各種の材料から好適なものを選択して形成することができ、例えば、シリコン、セラミック、鉄や銅などの金属又は樹脂のいずれであってもよい。また、上記プラットフォームに設けられる導電層は、発光装置の各電極との接合用および他部（例えば、外部端子）への接続用の配線を含むものとする。また、このプラットフォームには必要に応じて上記発光装置の駆動回路を集積することができる。
【００３３】
（８）また、本発明に係る光モジュールは、該光モジュールを含んで構成される表示装置や光伝送装置に適用することができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について図面を参照して説明する。
【００３５】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る発光装置１０００の一例を模式的に示す図である。この発光装置１０００は、例えば、化合物半導体レーザーの場合、第１および第２の電極３０、４０を通電させることにより、第１の電極３０の開口部７０から基板１０と交差する方向に光が出射される、いわゆる面発光型の発光装置である。また、発光装置１０００は、図１（Ａ）に示すように、第１の電極３０とダミー電極６０とが、第２の電極４０を挟んで対向する位置に配置され、かつ基板１０に対して同一面側に配置されている。絶縁層２０は、第１の電極３０と第２の電極４０との短絡防止および第１の電極３０の平坦性確保のために設けられるが、本発明の実施の形態としては必須の構成要素ではなく、必要に応じて設ければよい。
【００３６】
発光装置１０００は、例えば、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）系、インジウム燐（ＩｎＰ）系、窒化ガリウム（ＧａＮ）系などの化合物系半導体の発光装置や、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）により発光する、有機系または無機系の発光装置など、各種の面発光型の発光装置に適用することができ、それぞれの発光装置に好適な公知の材料および公知の製造方法を用いて実現することができる。後述する各実施形態においても同様である。
【００３７】
図１（Ｂ）は、図１（Ａ）のａ−ａ断面を模式的に示す図である。発光装置１０００は、図１（Ｂ）に示すように、活性層（または発光層）などを含む発光素子部１１上の異なる高さの位置に第１の電極３０、第２の電極４０が配置される。また、発光装置１０００において、ダミー電極６０は、発光素子部１１と絶縁層５０を介して第１の電極３０と基板１０に対して同じ高さに配置されており、発光装置１０００の各部と電気的に絶縁されている。この絶縁層５０は、発光素子部１１の上に設けられる場合に限らず、基板１０上に直接設けられる場合もある。なお、発光素子部１１には、必要に応じて電荷輸送層、電荷注入層、共振発生用の反射鏡や、回折格子などが設けられる場合もある。
【００３８】
このように、本実施形態に係る発光装置１０００によれば、第１の電極３０と同じ高さの位置でかつ前記第２の電極４０を挟んで前記第１の電極と対向する位置に配置されるダミー電極６０を設けることにより、フェースダウン状態での実装の際に前記第１の電極３０およびダミー電極６０の２点の支持により素子の水平安定性を十分に確保することができ、他の光学部品との結合性が向上する。
【００３９】
また、前記ダミー電極６０は、絶縁層５０を介して配置されることにより、発光素子部１１や各電極３０、４０とは電気的に絶縁されているので素子の高周波駆動への影響が少ない。したがって、本実施形態に係る発光装置１０００によれば、素子の高周波特性を十分に担保しつつ実装の際の水平安定性を確保することができる。
【００４０】
なお、本実施形態においては、発光装置１０００の電極配置面から光が出射される場合を想定して、第１の電極３０に開口部７０が設けられる構成の場合を説明したが、光を基板１０を通過する方向に出射させる場合においては開口部７０は設けられなくてもよい。また、第２の電極４０は、発光素子部１１上に設けられる場合に限られず、基板１０上に設けられていてもよい。後述する各実施形態においても同様である。
【００４１】
（第２の実施形態）
図２は、本発明の第２の実施形態に係る発光装置２０００を模式的に示す図である。図１で示す部材と実質的に同じ機能を有する部材には同一符号を付し、詳細な説明を省略する。発光装置２０００は、第１の実施形態に係る発光装置１０００と同様の基本的機能を有するものとする。
【００４２】
この発光装置２０００は、複数の第１の電極３１〜３３と複数の第２の電極４１〜４３とが、複数の電極対を構成して基板１０に対して同一面側に配置されている。本実施形態では、第１の電極３１と第２の電極４１とが対向する位置に配置されて一つの電極対を構成し、同様に、第１の電極３２および第２の電極４２、第１の電極３３および第２の電極４３がそれぞれ一対の電極対を構成する。また、各電極間は、第１の実施形態の場合と同じように、絶縁層２０により絶縁され、この絶縁層２０により第１の電極３１〜３３の平坦性が確保されている。また、各第１の電極３１〜３３には、開口部７１〜７３が設けられており、この開口部７１〜７３より光が出射される。
【００４３】
発光装置２０００は、これらの電極対どうしにおいて、異なる高さの電極が交互に隣り合うように配置されることにより、フェースダウン状態で実装する際に第１の電極３１、３２、３３の３点で支持される。したがって、本実施形態に係る発光装置２０００によれば、実装の際の水平安定性を十分に確保することができ、他の光学部品との結合性が向上する。
【００４４】
なお、本実施形態においては、電極対が３対配置される場合について説明したが、この電極対は、少なくとも２対以上設けられればよい。また、本実施形態においては、電極対が１列に配置されている場合について説明したが、２列以上の配置でもよいものとする。
【００４５】
（第３の実施形態）
図３は、本発明の第３の実施形態に係る発光装置３０００を模式的に示す図である。図１で示す部材と実質的に同じ機能を有する部材には同一符号を付し、詳細な説明を省略する。発光装置３０００は、第１の実施形態に係る発光装置１０００と同様の基本的機能を有するものとする。
【００４６】
この発光装置３０００は、複数の第１の電極３１〜３４と複数の第２の電極４１〜４４とが、複数の電極対を構成して基板１０に対して同一面側に配置されている。本実施形態では、第１の電極３１と第２の電極４１とが対向する位置に配置されて一つの電極対を構成し、同様に、第１の電極３２および第２の電極４２、第１の電極３３および第２の電極４３、第１の電極３４および第２の電極４４がそれぞれ一対の電極対を構成する。また、各電極間は、第１の実施形態の場合と同じように、絶縁層２０により絶縁され、この絶縁層２０により第１の電極３１〜３４の平坦性が確保されている。また、各第１の電極３１〜３４には、開口部７１〜７４が設けられており、この開口部７１〜７４より光が出射される。
【００４７】
発光装置３０００では、これらの電極対のうち第１および第２の電極３１、４１に係る電極対と第１および第２の電極３２、４２に係る電極対において、第２の電極４１、４２どうしが隣り合うように配置されている。すなわち、第１の電極３１、３２は、各々に対応する第２の電極４１、４２と対向しつつ、これら第２の電極４１、４２を間に挟むように配置されている。
【００４８】
また、第１および第２の電極３３、４３に係る電極対は、第１および第２の電極３１、４１に係る電極対との関係においては、異なる高さの電極が隣り合うように配置されており、第１および第２の電極３２、４２に係る電極対と第１および第２の電極３４、４４に係る電極対との関係においても同様である。
【００４９】
このように、本実施形態に係る発光装置３０００は、第１の電極３１〜３４の上記配置関係により、フェースダウン状態での実装の際に電極３１と電極３２と電極３３および電極３４の略３点で支持される。したがって、本実施形態に係る発光装置３０００によれば、実装の際の水平安定性を十分に確保することができ、他の光学部品との結合性が向上する。
【００５０】
なお、本実施形態においては、第２の電極対４１、４２が隣り合い、かつ第１の電極対３１、３２がこれらの第２の電極４１、４２を間に挟むように配置された場合を例に説明したが、第１および第２の電極３３、４３に係る電極対と第１および第２の電極３４、４４に係る電極対においても同様の関係となるように配置してもよい。
【００５１】
また、本実施形態は、４つの電極対のうちの２つの電極対において、上記配置関係が成り立つ場合を説明したが、さらに他の電極対が配置され、２つ以上の電極対において上記配置関係が成り立つように配置されていても同様の効果を奏することができる。
【００５２】
（第４の実施形態）
図４は、本発明の第４の実施形態に係る発光装置４０００を模式的に示す図である。図１で示す部材と実質的に同じ機能を有する部材には同一符号を付し、詳細な説明を省略する。発光装置４０００は、第１の実施形態に係る発光装置１０００と同様の基本的機能を有するものとする。
【００５３】
この発光装置４０００では、第１の電極３１〜３４および第２の電極４０が基板１０に対して同一面側に配置されており、第２の電極４０を第１の電極３１〜３４のそれぞれに対応する共通電極として、この第２の電極４０の周囲に第１の電極３１、３２が対称的に配置され、同様に第１の電極３３、３４が第２の電極４０の周囲に対称的に配置されている。
【００５４】
また、各電極間は、第１の実施形態の場合と同じように、絶縁層２０により絶縁され、この絶縁層２０により第１の電極３１〜３４の平坦性が確保されている。さらに、各第１の電極３１〜３４には、開口部７１〜７４が設けられており、この開口部７１〜７４より光が出射される。
【００５５】
このように、本実施形態に係る発光装置４０００では、第２の電極４０の周囲に第１の電極３１〜３４が対称的に配置されているので、フェースダウン状態での実装の際には、これら第１の電極３１〜３４の４点で素子が支持される。したがって、本実施形態に係る発光装置４０００によれば、実装の際の水平安定性を十分に確保することができ、他の光学部品との結合性が向上する。
【００５６】
なお、本実施形態においては、第２の電極４０が第１の電極３１〜３４に対する共通電極である場合を例に説明をしたが、第２の電極は、その周囲に配置される第１の電極のそれぞれに対応するように複数の電極に分割して設けることもできる。また、第１の電極の配置関係は、第２の電極の周囲に対称的であればよく、図４に示す態様に特に限定されない。
【００５７】
以下の各実施形態においては、上記第１〜第４の実施形態に係る発光装置が実装された光モジュールについて説明する。
【００５８】
（第５の実施形態）
図５は、本発明の第５の実施形態に係る光モジュール１００００の主要な構成の一例を模式的に示す図である。図５において、図５（Ａ）に示す断面は、図５（Ｂ）に示す発光装置１０００の搭載面から光モジュール１００００を見た平面図におけるａ−ａ断面をいう。本実施形態においては主要な構成として、本発明に本質的な部分について図示および説明し、その他の部材、例えば、パッケージ筐体、外部接続用端子などは図示、詳細な説明を省略するが、公知のものを必要に応じて構成要素として採用することができるものとする。
【００５９】
この光モジュール１００００は、図５（Ａ）に示すように、プラットフォーム５００の一方の側に上記第１の実施形態に係る発光装置１０００が搭載され、他方の側に光ファイバ３００が搭載されて構成される。光ファイバ３００は、光導波路の一例である。
【００６０】
プラットフォーム５００の形状は、例えば、図５（Ｂ）に示すような板状のものに限らず、特に限定されない。例えば、プラットフォーム５００は、直方体や立方体、円柱など好適な形状を採用することができる。また、このプラットフォーム５００を構成する材料についても特に限定されず、絶縁体、導体又は半導体のいずれかであってもよく、例えばシリコン、セラミック、鉄や銅などの金属又は樹脂のいずれであってもよい。
【００６１】
また、このプラットフォーム５００には、導光用の貫通孔２００が設けられている。この貫通孔２００は、発光装置１０００が搭載される側から、光ファイバ３００が搭載される側へ貫通している。この貫通孔２００の位置は、搭載される発光装置１０００からの光の出射口、本実施形態では開口部７０の位置により決定される。
【００６２】
なお、この貫通孔２００の径は、接続される光ファイバ３００のコア径に基づいて決定され、好ましくは光ファイバ３００のコア径と同じまたは光ファイバ３００のコア径よりも小さいほうが導光した光を低損失で光ファイバへ入射することができる。また、貫通孔２００の断面形状は、図５（Ｂ）に示すような直線的形状に限らず、発光装置１０００または光ファイバ２００のいずれか一方の搭載面に向かって細くなっていくようなテーパー形状であってもよい。また、貫通孔２００のプラットフォーム５００の表面に対する平面視の形状は、図５（Ｂ）に示す円形に限られず、四角形等の多角形であってもよい。
【００６３】
さらに、プラットフォーム５００には、搭載される発光装置の各電極に対応する導電層１０１〜１０３が配置され、本実施形態においては、第１および第２の電極３０、４０に対応する導電層１０１、１０２には外部端子へ接続するための配線および電極パッドが含まれる。なお、ダミー電極６０に対応する導電層１０３については、前記配線及び電極パッドは、特に必要とされないため設けられていない。なお、前記配線及び電極パッド必要に応じて設けられればよく、上記プラットフォーム５００の必須の構成要素とはされない。また、各導電層１０１〜１０３は、プラットフォーム５００における発光装置１０００の搭載面から光ファイバ３００の搭載面まで導通するように形成されていていれば、光ファイバ３００の搭載面から例えば、外部端子などに接続することもできる。また、このプラットフォーム５００には必要に応じて発光装置１０００の駆動回路を集積することもできる。
【００６４】
上記プラットフォーム５００が導電体又は半導体を材料として構成されている場合は、絶縁層を介して各導電層１０１〜１０３を形成することが好ましい。例えば、シリコンによって上記プラットフォーム５００が構成されているときには、発光装置１０００の搭載面側に酸化膜を形成し、その上に各導電層１０１〜１０３を形成してもよい。
【００６５】
プラットフォーム５００および発光装置１０００は、発光装置１０００の各電極３０、４０、６０とこれらに対応するプラットフォーム５００の導電層１０１〜１０３とが、バンプ８１〜８３により接続されている。第１の電極３０と導電層１０１およびダミー電極６０と導電層１０３は発光装置１０００がプラットフォーム５００に対して水平となるように接続される。そして、第２の電極４０と導電層１０２とは、結果として、第１の電極３０およびダミー電極６０をプラットフォーム５００に接続した状態のバンプの高さと、第２の電極４０をプラットフォーム５００に接続した状態のバンプの高さとが異なるように接続される。このように第１の電極３０とダミー電極６０とが同じ高さであるので、発光装置１０００は、水平安定性を確保しつつプラットフォーム５００へ実装される。
【００６６】
なお、プラットフォーム５００の導電層１０２と発光装置１０００の第２の電極４０との接続においては、プラットフォーム５００または発光装置１０００のいずれかに導電性のスペーサーを設けて電極−導電層間をそれぞれ等距離にして接続することができる。これにより第１の電極３０と導電層１０１とを接続するバンプ８１と第２の電極４０と導電層１０２とを接続するバンプ８２とが同じ大きさのものを使用できるので、プラットフォーム５００への発光装置１０００の実装がより簡便なものとなる。
【００６７】
また、バンプ８１〜８３の材料は、例えば、金、アルミニウム等の単体金属やはんだ等の合金など公知の材料から適宜選択することができる。例えば、金などの変形性に優れた材料を用いれば、バンプ８１〜８３を発光装置１０００の実装前には同じ大きさとしても、実装後はバンプ８１、８３は同じ高さとなるので、各電極３０、４０、６０の高さが異なるにもかかわらず発光装置１０００のプラットフォーム５００上での水平安定性を自己整合的に確保することができる。
【００６８】
プラットフォーム５００と光ファイバ３００とは公知の手法により接続される。例えば、樹脂によりプラットフォーム５００の表面と、光ファイバ３００を接着して接続することができる。
【００６９】
ここで、プラットフォーム５００に発光装置１０００および光ファイバ３００を接続する際には、開口部７０の中心、貫通孔２００の中心、光ファイバ３００のコア中心が直線的なるように位置決めを行うのが好ましい。
【００７０】
上記の構成により、この光モジュール１００００は、プラットフォーム５００の導電層１０１、１０２から発光装置１０００の第１および第２の電極３０、４０へ通電されると、発光装置１０００の発光領域９０で発生した光が第１の電極３０の開口部７０から出射され、プラットフォーム５００の貫通孔２００およびプラットフォーム５００に搭載された光ファイバ３００を通過して外部に出射される。
【００７１】
従って、本実施形態に係る光モジュール１００００によれば、発光装置１０００が水平に安定して搭載されるので、発光装置１０００から出射される光を低損失でプラットフォーム５００の貫通孔２００へと導光させることができ、発光装置１０００で発生する光を効率よく利用することができる。
【００７２】
なお、本実施形態に係る光モジュール１００００では、発光装置１０００の基板１０の裏面側などにフォトダイオード等の受光素子７００を設けて、この受光素子７００により基板１０の裏面側から出射される光をモニタすることによって発光装置１０００の光出力等を安定化させることもできる。なお、かかる構成においては、受光素子７００の出力を発光装置１０００にフィードバックするための回路を、光モジュール１００００に設けることができる。例えば、プラットフォーム５００の材料をＳｉなどの半導体を用いることによりフィードバック用の回路として半導体回路をプラットフォーム５００に形成することができる。後述する第６の実施形態においても同様の構成を採用することができるものとする。
【００７３】
本実施形態では、発光装置１０００が電極が配置される面から出射する光を外部へ取り出す場合について説明したが、光を反対側、すなわち基板１０を通過する側から出射する光を外部へ取り出す場合には以下に示す変形例の態様をとりうる。
【００７４】
（変形例）
図６（Ａ）は、光が基板１０を通過する方向に出射される発光装置１１００を含む光モジュール１１０００の一例を模式的に示す断面図である。図５で示す部材と実質的に同じ機能を有する部材には同一符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００７５】
発光装置１１００は、第１の電極３０に開口部が設けられていない点で第１の実施形態に係る発光装置１０００と相違するが、他の点については同様の基本的構成を有する。また、発光装置１１００は、発光領域９０で発生した光を基板１０を通過する方向に出射する点で第１の実施形態に係る発光装置１０００と相違するが、他の点については同様の基本的機能を有する。
【００７６】
また、プラットフォーム５１０は、貫通孔が設けられていない点で第５の実施形態に係るプラットフォーム５００と相違するが、他の点については同様の基本的構成を有する。このプラットフォーム５１０と上記発光装置１１００とは、第５の実施形態において説明した手法により接続される。
【００７７】
従って、変形例に係る光モジュール１１０００においても、発光装置１１００が水平に安定して搭載されるので、発光装置１１００から出射した光を外部に取り出す場合に、発光装置１１００の実装の際に生じる素子の傾きによる光の出射方向への影響を低減することができる。
【００７８】
なお、この変形例において、光モジュール１１０００では、光ファイバなどの光導波路は特に必要とされない。光導波路への導光は、光モジュール１１０００の図示を省略するパッケージ筐体に他の光学部品、例えば、光コネクタ等を用いて光導波路を光学的に結合すれば可能である。
【００７９】
また、この変形例において、発光装置１１０００から出射される光が、例えば、化合物半導体レーザーの場合、発光波長が通信用途の長波長帯（例えば、１．５５μｍ帯）であれば、図６（Ａ）に示す態様で光を外部に出射させることができる。しかし、出射光の発光波長が例えば、可視領域などの短波長帯（例えば、６００ｎｍ帯）であれば、基板１０に図６（Ｂ）に示す光モジュール１２０００に係る発光装置１２００のように凹形状の溝を形成することによって光を外部に出射させることができる。この溝の形状については好適な形状を採用することができ、特に限定されない。また、例えば、エレクトロルミネッセンスにより発光する有機系または無機系の発光装置の場合は、基板１０に例えば、ガラスなどの光を透過する基板を用いれば、基板１０を加工をする必要はない。
【００８０】
また、この変形例において、プラットフォーム５１０の発光装置搭載面と同じ側の面または反対側の面にフォトダイオード等の受光素子７００を設けて、発光装置１１００の光出力等を安定化させることもできる。かかる構成を採用する場合には、発光装置１１００の第１の電極３０に開口部を設け、さらにプラットフォーム５１０には適宜貫通孔を設けることにより、発光装置１１００の電極配置面側から光を取り出して受光素子でモニタして光出力等を一定にすることができる。なお、かかる構成においては、受光素子７００の出力を発光装置１１００にフィードバックするための回路を、光モジュール１１０００に設けることができる。例えば、プラットフォーム５１０の材料をＳｉなどの半導体を用いることによりフィードバック用の回路として半導体回路をプラットフォーム５１０に形成することができる。光モジュール１２０００の場合についても同様の構成を採用することができる。
【００８１】
ここで、本実施形態に係る光モジュール１００００（または１１０００、１２０００）は、該光モジュールを含んで構成される例えば、ディスプレイなどの表示装置や例えば、光ＬＡＮ用のルーターやスイッチャーなどの光伝送装置に適用することができる。
【００８２】
（第６の実施形態）
図７は、本発明の第６の実施形態に係る光モジュール２００００を模式的に示す断面図である。図７は、図３に示す発光装置３０００のａ−ａ断面を表している。光モジュール２００００は、第２の実施形態〜第４の実施形態に示す発光装置２０００〜４０００を搭載した光モジュールの一例として第３の実施形態に係る発光装置３０００を用いた場合のものである。なお、図５で示す部材と実質的に同じ機能を有する部材には同一符号を付し、第５の実施形態に係る光モジュール１００００と共通する点については詳細な説明を省略する。
【００８３】
光モジュール２００００は、基本的構成としてプラットフォーム６００の一方の面に発光装置３０００が搭載され、他方の面に光ファイバ３００が搭載されて成る。光ファイバ３００は、光導波路の一例である。また、プラットフォーム６００と発光装置３０００および光ファイバ３００との接続は、第５の実施形態に係る光モジュール１００００の場合と同様である。
【００８４】
プラットフォーム６００は、基本的構成が第５の実施形態に係るプラットフォーム５００と同様であるが、発光装置３０００からの出射光を導光するための貫通孔２０１、２０２等が第１の電極３１、３２等に対応して複数設けられている。すなわち、図７に示す断面図では、第１の電極３１、３２に対応する貫通孔２０１、２０２が設けられている。なお、発光装置３０００では、図７において図示省略した第１の電極３３、３４も存在するが、これらについてもプラットフォーム６００に対応する貫通孔が設けられているものとする。
【００８５】
また、プラットフォーム６００は、発光装置３０００の各電極３１、３２等に対応するプラットフォーム６００の各導電層１０１、１０２等が設けられている。このプラットフォーム６００は、導電層についても発光装置３０００の図示省略した他の電極、例えば、第１の電極３３、３４に対応する導電層が設けられているものとする。なお、プラットフォーム６００は、必要に応じて発光装置３０００の駆動回路を集積することもできる。
【００８６】
また、本実施形態に係る光モジュール２００００では、プラットフォーム６００の各貫通孔２０１、２０２などを通過した複数の出射光を一本の光ファイバにまとめて一つの光として外部へと出射可能である。
【００８７】
なお、発光装置３０００で出射した光をそれぞれ別の光ファイバで出射させる場合は、本実施形態の変形例として図８に示す光モジュール２１０００のように、貫通孔２０１、２０２等に対応する複数の光ファイバ３０１、３０２等をプラットフォーム６００に搭載してそれぞれ外部に出射可能に形成してもよい。このように形成すれば、各貫通孔２０１、２０２等を通過する光を別々の光ファイバ３０１、３０２等により異なる装置へ供給することができる。
【００８８】
以上に述べたように、本実施形態に係る光モジュール２００００（または２１０００）によれば、第５の実施形態の場合と同様に発光装置３０００が水平に安定して搭載されるので、発光装置３０００から出射した光を低損失で光ファイバ３００（または３０１、３０２等）に導光することができる。
【００８９】
なお、本実施形態においては、第３の実施形態に係る発光装置３０００を光モジュールに搭載した場合について説明したが、第２、第４の実施形態に係る発光装置２０００、４０００を搭載した場合にも同様の効果を奏することができる。
【００９０】
また、第５の実施形態に係る変形例のように発光装置が基板１０を通過する方向に光を出射するものである場合には、光ファイバ３００（３０１または３０２等）を設ける必要はなく、また、係る場合においてはプラットフォーム６００に貫通孔２０１、２０２等を設ける必要はない。
【００９１】
ここで、本実施形態に係る光モジュール２００００（または２１０００）は、該光モジュールを含んで構成される例えば、ディスプレイなどの表示装置や例えば、光ＬＡＮ用のルーターやスイッチャーなどの光伝送装置に適用することができる。
【００９２】
以上、本発明の好適な実施形態について述べたが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の要旨範囲内で各種の態様を取りうる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（Ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る発光装置を模式的に示す平面図である。図１（Ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係る発光装置を模式的に示す断面図である。
【図２】図２は、本発明の第２の実施形態に係る発光装置を模式的に示す平面図である。
【図３】図３は、本発明の第３の実施形態に係る発光装置を模式的に示す平面図である。
【図４】図４は、本発明の第４の実施形態に係る発光装置を模式的に示す平面図である。
【図５】図５（Ａ）は、本発明の第５の実施形態に係る光モジュールを模式的に示す断面図である。図５（Ｂ）は、本発明の第５の実施形態に係る光モジュールを模式的に示す平面図である。
【図６】図６（Ａ）および図６（Ｂ）は、本発明の第５の実施形態に示す光モジュールの変形例を模式的に示す断面図である。
【図７】図７は、本発明の第６の実施形態に係る光モジュールを模式的に示す断面図である。
【図８】図８は、本発明の第６の実施形態に係る光モジュールの変形例を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
１０ 基板
１１ 発光素子部
２０、５０ 絶縁層
３０、３１、３２、３３、３４ 第１の電極
４０、４１、４２、４３、４４ 第２の電極
６０ ダミー電極
７０、７１、７２、７３、７４ 開口部
８１、８２、８３、８４ バンプ
９０、９１、９２ 発光領域
１０１、１０２、１０３、１０４ 導電層
２００、２０１、２０２ 貫通孔
３００、３０１、３０２ 光ファイバ（光導波路）
５００、５１０、６００ プラットフォーム
７００ 受光素子
１０００、１１００、１２００、２０００、３０００、４０００ 発光装置
１００００、１１０００、１２０００、２００００、２１０００ 光モジュール
Claims (13)
- 基板と交差する方向に光を出射する発光装置であって、
第１の電極および第２の電極を通電させることにより光が出射される発光素子部と、
前記発光素子部の上に配置される前記第１の電極と、
前記基板に対して前記第１の電極よりも低い位置に配置される前記第２の電極と、
前記基板に対して絶縁層を介して配置され、前記第１の電極と同じ高さの位置でかつ前記第２の電極を挟んで前記第１の電極と対向する位置に配置され、前記絶縁層によって、前記発光素子部および前記各電極と絶縁されているダミー電極と、
を含み、
前記各電極は、前記基板に対して同一面側に配置される、発光装置。 - 基板と交差する方向に光を出射する発光装置であって、
第１の電極および第２の電極を通電させることにより光が出射される発光素子部と、
前記発光素子部の上に配置される複数の前記第１の電極と、
前記基板に対して前記第１の電極よりも低い位置に配置される複数の前記第２の電極と、
を含み、
前記各電極は、前記基板に対して同一面側に配置され、
複数の前記第１の電極と複数の前記第２の電極とは、互いに対向する位置に配置される複数の電極対を構成し、
前記複数の電極対は、異なる高さの電極が交互に隣り合うように配置される、発光装置。 - 基板と交差する方向に光を出射する発光装置であって、
第１の電極および第２の電極を通電させることにより光が出射される発光素子部と、
前記発光素子部の上に配置される複数の前記第１の電極と、
前記基板に対して前記第１の電極よりも低い位置に配置される複数の前記第２の電極と、
を含み、
前記各電極は、前記基板に対して同一面側に配置され、
複数の前記第１の電極と複数の前記第２の電極とは、互いに対向する位置に配置される複数の電極対を構成し、
前記複数の電極対の少なくとも２つの電極対は、前記第２の電極が隣り合うように配置される、発光装置。 - 基板と交差する方向に光を出射する発光装置であって、
第１の電極および第２の電極を通電させることにより光が出射される発光素子部と、
前記発光素子部の上に配置される複数の前記第１の電極と、
前記基板に対して前記第１の電極よりも低い位置に配置される少なくとも１つの前記第２の電極と、
を含み、
前記各電極は、前記基板に対して同一面側に配置され、
複数の前記第１の電極は、前記第２の電極の周囲に対称的に配置される、発光装置。 - 請求項４において、
前記第２の電極は、複数の前記第１の電極のそれぞれに対応する複数の電極を含む、発光装置。 - 請求項１〜５のいずれかにおいて、
前記第１の電極は、開口部を有し、該開口部から光が出射される、発光装置。 - 請求項１〜５のいずれかにおいて、
前記基板に対して、前記各電極が配置された面と異なる面から光が出射される、発光装置。 - 請求項１〜６のいずれかに記載の発光装置と、
前記発光装置の各電極に対応する導電層および貫通孔を有するプラットフォームと、
前記プラットフォームの貫通孔の一方の側に搭載される光導波路と、
を含み、
前記発光装置は、前記プラットフォームの他方の側に搭載され、該発光装置の各電極と該プラットフォームの前記導電層とが接合され、
前記発光装置から出射した光が前記貫通孔および光導波路を通過して出射される、光モジュール。 - 請求項８において、
前記光導波路は、前記貫通孔に対応して設けられている、光モジュール。 - 請求項７に記載の発光装置と、
前記発光装置の各電極に対応する導電層を有するプラットフォームと、
を含み、
前記発光装置の各電極は、該各電極に対応する前記プラットフォームの導電層と接合された、光モジュール。 - 請求項８〜１０のいずれかにおいて、
前記発光装置の各電極の前記基板に対する高さに応じて、各電極と該各電極に対応する前記導電層との間に配置されたバンプの高さが異なる、光モジュール。 - 請求項８〜１１のいずれかに記載の光モジュールを含む表示装置。
- 請求項８〜１１のいずれかに記載の光モジュールを含む光伝送装置。
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