JP6529713B2 - 発光装置 - Google Patents
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Description
本発明は、半導体レーザ素子と蛍光部材とを備える発光装置に関する。
特許文献１に記載の発光装置は、半導体発光素子と波長変換部材とを有し、貫通孔の内壁面に銀を含む材料よりなる反射部材が設けられている（例えば、図４、図５参照）。これにより、光取出し効率の向上が期待される。
しかしながら、特許文献１に記載の照明装置においては、時間の経過にともない反射部材である銀が硫化して光出力が低下するおそれがあった。
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、反射膜に銀を使用することなく光出力の高い発光装置を提供することを目的とする。
本発明にかかる発光装置は、ピーク波長が４６０ｎｍ以下の範囲にあるレーザ光を放出する半導体レーザ素子と、レーザ光を下方から上方に通す貫通孔が設けられた基体と、貫通孔を塞ぐようにして設けられた蛍光部材と、を備える。また、蛍光部材の下方には、貫通孔の下端を含む面から上方に離間して、蛍光部材からの蛍光を反射するフィルタが設けられている。さらに、少なくともフィルタよりも下方において、貫通孔を規定する基体の内面は、貫通孔が下方から上方に向かって広がるように傾斜した傾斜面を含み、傾斜面には、アルミニウムを含む反射膜が形成されている。
本発明によれば、反射膜に銀を使用していないにもかかわらず光出力の高い発光装置とすることができる。
以下に図面を参照しながら、本発明を実施するための形態を説明する。ただし、以下に示す形態は、本発明の技術思想を具体化するための例示であって、本発明を以下に限定するものではない。また、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。さらに、同一の名称、符号については、原則として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。
＜第１実施形態＞
図１に、本実施形態に係る発光装置１００の概略断面図を示す。図２は、３００ｎｍ〜８００ｎｍの波長範囲における光に対する銀の反射率およびアルミニウムの反射率の変動を示すグラフである。それぞれの反射率は屈折率の実測値から計算した。
図１に、本実施形態に係る発光装置１００の概略断面図を示す。図２は、３００ｎｍ〜８００ｎｍの波長範囲における光に対する銀の反射率およびアルミニウムの反射率の変動を示すグラフである。それぞれの反射率は屈折率の実測値から計算した。
発光装置１００は、ピーク波長が４６０ｎｍ以下の範囲にあるレーザ光を放出する半導体レーザ素子１と、レーザ光を下方から上方に通す貫通孔２ａが設けられた基体２と、貫通孔２ａを塞ぐようにして設けられた蛍光部材３と、を備える。また、蛍光部材３の下方には、貫通孔２ａの下端を含む面から上方に離間して、蛍光部材３からの蛍光を反射するフィルタ７が設けられている。さらに、少なくともフィルタ７よりも下方において、貫通孔２ａを規定する基体の内面２−１は、貫通孔２ａが下方から上方に向かって広がるように傾斜した傾斜面２−１ａを含み、傾斜面２−１ａには、アルミニウムを含む反射膜４が形成されている。
これにより、銀を使用していないにも関わらず光出力の高い発光装置とすることができる。以下、その理由について説明する。
蛍光部材３の下方に蛍光部材３からの蛍光を反射するフィルタ７を設けた場合、蛍光部材３の内部から下方に進行する蛍光を上方に反射させることはできるものの、蛍光部材３に照射されたレーザ光の一部は蛍光部材３に含まれる蛍光体の表面などで反射されてフィルタ７を透過して下方に進行してしまう。そして、下方に進行するレーザ光の一部は戻り光となり外部には取り出されないので、光取出し効率が低下する。この問題を解決するために、基体の内面に一般的に反射率が高いとされる銀よりなる反射膜を設けることにより、下方に進行するレーザ光を再度上方に反射させることが考えられる。しかしながら、図２に示すように、銀からなる反射膜とアルミニウムからなる反射膜とを形成してそれぞれの反射率を測定したところ、波長が約４６０ｎｍ以下の領域では銀よりもアルミニウムの方が反射率が高いことが判明した。
そこで、本実施形態では、ピーク波長が４６０ｎｍ以下の範囲にあるレーザ光を放出する半導体レーザ素子１を用い、蛍光部材３の下方に蛍光を反射する特定のフィルタ７を設け、さらに、フィルタ７よりも下方にアルミニウムを含む反射膜４を形成している。これにより、下方に進行するピーク波長４６０ｎｍ以下のレーザ光をアルミニウムを含む反射膜４で効率よく再度上方に反射させることが可能となるので、光出力の高い発光装置とすることができる。さらに、反射膜として銀ではなくアルミニウムを用いることにより、反射膜が硫化することによる光出力の低下を抑制することができる。
以下に、発光装置１００に用いられる主な部材について詳しく説明する。なお、各部材については少なくとも１つあればよく、複数個あってもよいものとする。
（半導体レーザ素子１）
発光装置１００では、蛍光部材３の励起光源として、ピーク波長が４４５ｎｍの半導体レーザ素子１を用いている。
発光装置１００では、蛍光部材３の励起光源として、ピーク波長が４４５ｎｍの半導体レーザ素子１を用いている。
図２に示すように、アルミニウムは４６０ｎｍ以下の波長に対して銀よりも高い反射率を有するので、ピーク波長が４６０ｎｍ以下の範囲にあるレーザ光はアルミニウムを含む反射膜４で効率よく反射される。なお、図２からするとアルミニウムは３００ｎｍ未満の波長に対しても銀に比較して高い反射率を有すると考えられるが、好ましくはピーク波長が３００ｎｍ以上４６０ｎｍ以下、より好ましくは４００ｎｍ以上４５５ｎｍ以下、さらに好ましくは４４０ｎｍ以上４５０ｎｍ以下の範囲にある半導体レーザ素子１を用いることができる。レーザ光のピーク波長を一定以上とすることにより、レーザ光を可視光とすることができ、レーザ光と蛍光とを混色させて所望の色（例えば白色）を得ることができる。また、レーザ光のピーク波長を一定以下とすることにより、反射膜４が銀を含む場合に比べて、高い反射率を維持することができる。
（基体２）
基体２は、蛍光部材３を支持するための部材である。基体２は、下方から上方に向かって広がるような貫通孔２ａを有し、貫通孔２ａは基体の内面２−１により規定されている。また、基体の内面２−１は、その全域において貫通孔２ａが下方から上方に向かって広がるように傾斜した傾斜面２−１ａを含む。貫通孔２ａが上方に向かって広がるように形成されていることで、蛍光部材３から下方に進行する一部のレーザ光を反射させて上方に取り出すことができる。
基体２は、蛍光部材３を支持するための部材である。基体２は、下方から上方に向かって広がるような貫通孔２ａを有し、貫通孔２ａは基体の内面２−１により規定されている。また、基体の内面２−１は、その全域において貫通孔２ａが下方から上方に向かって広がるように傾斜した傾斜面２−１ａを含む。貫通孔２ａが上方に向かって広がるように形成されていることで、蛍光部材３から下方に進行する一部のレーザ光を反射させて上方に取り出すことができる。
基体２の材料としては、銅、鉄、鉄合金等を用いることができるが、放熱性の観点から、本実施形態では銅を主成分とする材料を用いている。
なお、図１では、基体の内面２−１の全域において貫通孔２ａの径が徐々に大きくなるように内面を傾斜させているが、内面の一部のみを傾斜させることもできる。
（蛍光部材３）
蛍光部材３は、少なくとも蛍光体を含み、半導体レーザ素子１からの光を長波長側に波長変換するための部材である。蛍光部材３は、蛍光体そのものを用いることができるが、典型的には、蛍光体（正確には複数の蛍光体粒子）とそれらを結着するバインダとを含む。発光装置１００では、蛍光部材３にＹＡＧ系蛍光体を用い、バインダとして酸化アルミニウムを用いている。
蛍光部材３は、少なくとも蛍光体を含み、半導体レーザ素子１からの光を長波長側に波長変換するための部材である。蛍光部材３は、蛍光体そのものを用いることができるが、典型的には、蛍光体（正確には複数の蛍光体粒子）とそれらを結着するバインダとを含む。発光装置１００では、蛍光部材３にＹＡＧ系蛍光体を用い、バインダとして酸化アルミニウムを用いている。
蛍光部材３は貫通孔２ａを塞ぐようにして設けられる。つまり、蛍光部材３は、貫通孔２ａの外部において（例えば基体２の上面において）貫通孔２ａを塞ぐように配置することもできるし、蛍光部材３が部分的に貫通孔２ａの内部に入るように配置することもできる。好ましくは、本実施形態のように貫通孔２ａの内部のみに蛍光部材３を配置する。貫通孔２ａの内部のみに蛍光部材３を配置することで、蛍光部材３の内部から側方へと向かう光も基体の内面２−１で反射させることができるので、光の指向性の制御が容易となる。
蛍光体は、公知の材料から選択することができるが、半導体レーザ素子１と組み合わせて白色光が得られるような材料を選択するのが好ましい。例えば、半導体レーザ素子１として青色光のものを用いる場合、半導体レーザ素子１からの励起光により黄色光を発する蛍光体を用いることができる。黄色光を発する蛍光体としては、ＹＡＧ系、ＴＡＧ系、ストロンチウムシリケート系等の蛍光体が挙げられる。また、半導体レーザ素子１として青色光よりも短波の光（例えば紫外光等）を用いる場合は、青色、緑色及び赤色の各色を発光する蛍光体を用いることができる。蛍光体は、１種類の蛍光体を用いて各色の光を得ることもできるし、数種の蛍光体を用いて各色の光を得ることもできる。
バインダとしては、シリコーン樹脂若しくはエポキシ樹脂からなる有機材料、又は酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、若しくはガラス等の無機材料を用いることができるが、好ましくは無機材料とすることができる。バインダとして無機材料を用いれば、熱や光によりバインダ自体が変色したり変形したりすることを抑制することができる。バインダとして無機材料を用いる場合は、酸化アルミニウムを用いることが特に好ましい。酸化アルミニウムは融点が高く、熱や光に対する耐性が高いからである。
バインダとして有機材料を用いる場合は、例えば、蛍光体粒子をシリコーン樹脂などの熱硬化性樹脂に混合し、所望の形状にしてから、加熱により硬化させることができる。一方、バインダとして無機材料を用いる場合は、例えば、蛍光体粒子とバインダとなる無機材料の粒子を混合して、焼結法により所望の形状に固めることができる。
（反射膜４）
反射膜４は、蛍光部材３から基体の内面２−１へと向かう光を反射させて取り出すための部材であり、アルミニウムを含む材料から構成される。ここで「アルミニウムを含む材料」とは、アルミニウムの純度が８０％以上の材料を意味し、好ましくは純度９０％以上、より好ましくは純度９５％以上、さらに好ましくは純度９９％以上のアルミニウムとすることができる。本実施形態では、純度が９９．９％のアルミニウムを反射膜４として用いている。なお、反射膜４は実質的に銀を含んでいない構成とすることができる。つまり、反射膜４は、銀を全く含まない場合はもとより、反射膜４が硫化しない程度であれば微量の銀を含む構成であってもよい。
反射膜４は、蛍光部材３から基体の内面２−１へと向かう光を反射させて取り出すための部材であり、アルミニウムを含む材料から構成される。ここで「アルミニウムを含む材料」とは、アルミニウムの純度が８０％以上の材料を意味し、好ましくは純度９０％以上、より好ましくは純度９５％以上、さらに好ましくは純度９９％以上のアルミニウムとすることができる。本実施形態では、純度が９９．９％のアルミニウムを反射膜４として用いている。なお、反射膜４は実質的に銀を含んでいない構成とすることができる。つまり、反射膜４は、銀を全く含まない場合はもとより、反射膜４が硫化しない程度であれば微量の銀を含む構成であってもよい。
図２に示すように、アルミニウムは波長４６０ｎｍ以下の光に対して銀よりも反射率が高く、また、銀よりも硫化しにくい材料である。反射膜４としてアルミニウムを含む材料を用いることにより、下方に向かう一部のレーザ光を反射させることができるため、発光装置全体として高い光出力とすることができる。また、アルミニウムは銀に比べて硫化しにくいので、硫化による光出力の低下を抑制できる。
反射膜４の膜厚は、好ましくは１００ｎｍ以上６０００ｎｍ以下、より好ましくは５００ｎｍ以上４０００ｎｍ以下とすることができる。反射膜４の膜厚を一定以上とすることにより充分に反射率を確保することができ、膜厚を一定以下とすることにより反射膜４にクラックが入るのを防止することができる。
なお、発光装置１００では反射膜４を基体の内面２−１全域に設けているが、反射膜４は基体の内面２−１のうち少なくともフィルタ７よりも下方の傾斜面２−１ａに設けられていればよい。これにより、蛍光部材３からフィルタ７を通過して下方に進行する一部のレーザ光を反射させて取り出すことができる。
（透光性部材５）
蛍光部材３を貫通孔２ａ内に形成する場合は、蛍光部材３の上面には透光性部材５を設けることができる。透光性部材５は、蛍光部材３と基体２とを固定するための部材であり、本実施形態では、透光性部材５としてホウ珪酸ガラスを用いている。
蛍光部材３を貫通孔２ａ内に形成する場合は、蛍光部材３の上面には透光性部材５を設けることができる。透光性部材５は、蛍光部材３と基体２とを固定するための部材であり、本実施形態では、透光性部材５としてホウ珪酸ガラスを用いている。
本実施形態とは異なり、蛍光部材３を構成するバインダを基体の内面２−１に融着することにより、蛍光部材３を貫通孔２ａ内に固定することもできる。しかし、この場合は、バインダを構成する材料がある程度低い融点を有するものに限られてしまう。バインダの融点が低いと、高出力の半導体レーザを用いた場合に蛍光体（蛍光体粒子）から生じる熱でバインダ自体が変色したり変形するおそれがある。そこで、発光装置１００では、蛍光部材３の上方に透光性部材５を配置し、透光性部材５を蛍光部材３の上面と基体の内面２−１に融着させることにより、蛍光部材３を貫通孔２ａの内部に固定している。このようにすれば、融着することが困難な高融点のバインダを蛍光部材３に用いたとしても、蛍光部材３を基体２に容易に固定することができる。透光性部材５としては、蛍光部材３を構成するバインダよりも融点が低い材料であればよく、ソーダガラス、ホウ珪酸ガラス、鉛ガラス等を用いることができる。
また、透光性部材５には光散乱材を含有させることができる。光散乱材としては、例えば、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化チタン等を用いることができる。これにより、光を散乱させて取り出すことができるため、所望の配光を得やすくなる。
（フィルタ７）
蛍光部材３の下方には、貫通孔２ａの下端を含む面から上方に離間して、蛍光部材３からの蛍光を反射するフィルタ７が設けられている。つまり、フィルタ７よりも下方に反射膜４が形成された傾斜面２−１ａが存在するようにフィルタ７は配置されている。こうすることで、フィルタ７よりも下方に反射膜４を形成した傾斜面２−１ａを有するため光を効率よく取り出すことができる。なお、フィルタ７は、レーザ光の進行方向に対して入射角が９０°±３０°となるように配置する。こうすることで、レーザ光が入射しやすくなる。
蛍光部材３の下方には、貫通孔２ａの下端を含む面から上方に離間して、蛍光部材３からの蛍光を反射するフィルタ７が設けられている。つまり、フィルタ７よりも下方に反射膜４が形成された傾斜面２−１ａが存在するようにフィルタ７は配置されている。こうすることで、フィルタ７よりも下方に反射膜４を形成した傾斜面２−１ａを有するため光を効率よく取り出すことができる。なお、フィルタ７は、レーザ光の進行方向に対して入射角が９０°±３０°となるように配置する。こうすることで、レーザ光が入射しやすくなる。
フィルタ７は、いわゆるＤＢＲであり、屈折率の高い材質と低い材質とを交互に層状に積層した誘電体多層膜が利用できる。例えば、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＦ２、ＡｌＮ、Ｎｂ２Ｏ５、ＺｒＯ２、等が挙げられ、特に耐光性、屈折率の関係からＡｌＮ、ＳｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３を用いるのが好ましい。これにより、フィルタ７に対して主に垂直に入射する光を反射することができる。発光装置１００では、ＳｉＯ２層とＮｂ２Ｏ５層とを積層したものを１ペアとして、これを複数繰り返したものをフィルタ７として用いている。
半導体レーザ素子１として青色波長のものを用いる場合、フィルタ７は黄色光（波長が５５０ｎｍ〜６００ｎｍの光）を反射させるように構成する。また、半導体レーザ素子１としてＵＶ光（波長が３５０ｎｍ〜４２０ｎｍ）のものを用いる場合は、フィルタ７は青色光、緑色光、及び赤色光を反射させるように構成する。なお、フィルタ７は、各層を構成する部材の反射させたい波長に対する屈折率、膜厚、及びペア数を考慮して適宜構成することができる。
（低屈折率膜６）
発光装置１００では、蛍光部材３の下方において、蛍光部材３とフィルタ７との間に蛍光部材３よりも小さな屈折率を有する低屈折率膜６を設けている。なお、蛍光部材３が蛍光体とバインダとを含んで構成される場合は、両者のいずれよりも屈折率が小さい材料を用いる。これにより、蛍光部材３から半導体レーザ素子１へと戻る光のうち、浅い角度で入射した光を全反射させて取り出すことができる。低屈折率膜６としては、例えば、酸化ケイ素、酸化アルミニウム等を用いることができる。膜厚は、１５０ｎｍ以上２０００ｎｍ以下、好ましくは３００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下とすることができる。
発光装置１００では、蛍光部材３の下方において、蛍光部材３とフィルタ７との間に蛍光部材３よりも小さな屈折率を有する低屈折率膜６を設けている。なお、蛍光部材３が蛍光体とバインダとを含んで構成される場合は、両者のいずれよりも屈折率が小さい材料を用いる。これにより、蛍光部材３から半導体レーザ素子１へと戻る光のうち、浅い角度で入射した光を全反射させて取り出すことができる。低屈折率膜６としては、例えば、酸化ケイ素、酸化アルミニウム等を用いることができる。膜厚は、１５０ｎｍ以上２０００ｎｍ以下、好ましくは３００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下とすることができる。
また、基体２に蛍光部材３及びフィルタ７を接合させた後に、各部材の最表面に、原子層堆積法により保護膜を設けることもできる。原子層堆積法によれば分子レベルで膜を形成することができるため、蛍光部材３と基体２との間にできた部分的な隙間を埋めることができる。これにより、蛍光部材３において生じる熱も基体２へと排熱しやすくなる。
（その他）
なお、発光装置１００の外部には、発光装置１００から出射したレーザ光と蛍光との混色光の配向を制御するレンズを設けてもよい。この場合、例えばレンズの表面に特定の波長域の光をカットするようなフィルタを設けることもできる。これにより、発光装置から所望の色度が得られない場合であっても不必要な一部の波長をカットすることができるので、所望の色度へとシフトさせることができる。つまり、規格外となる発光装置も利用することができるようになるので、歩留まりが向上する。
なお、発光装置１００の外部には、発光装置１００から出射したレーザ光と蛍光との混色光の配向を制御するレンズを設けてもよい。この場合、例えばレンズの表面に特定の波長域の光をカットするようなフィルタを設けることもできる。これにより、発光装置から所望の色度が得られない場合であっても不必要な一部の波長をカットすることができるので、所望の色度へとシフトさせることができる。つまり、規格外となる発光装置も利用することができるようになるので、歩留まりが向上する。
＜第２実施形態＞
図３に本実施形態に係る発光装置２００の概略断面図を示す。発光装置２００は、次に説明する事項以外は、第１実施形態において記載した事項と実質的に同一である。
図３に本実施形態に係る発光装置２００の概略断面図を示す。発光装置２００は、次に説明する事項以外は、第１実施形態において記載した事項と実質的に同一である。
発光装置２００は、図３に断面図で示すように、基体の内面２−１の一部にレーザ光の進行方向と直交する面となる平坦面２−１ｂを設け、平坦面２−１ｂよりも下方の内面のみを傾斜面２−１ａとしている。なお、図３においては、基体の内面２−１全域に反射膜４を設けているが、少なくともフィルタ７よりも下方の傾斜面２−１ａのみに設けていればよい。
本実施形態によれば、蛍光部材３の側面を傾斜させる必要がなくなるため蛍光部材３の作製が容易となり、また、蛍光部材３が載置しやすくなる。さらに、蛍光部材３の側面のみならず下面も基体２と熱的に接続させることができるため、放熱性を向上させやすい。
＜第３実施形態＞
図４に本実施形態に係る発光装置３００の概略断面図を示す。発光装置３００は、次に説明する事項以外は、第１実施形態において記載した事項と実質的に同一である。
図４に本実施形態に係る発光装置３００の概略断面図を示す。発光装置３００は、次に説明する事項以外は、第１実施形態において記載した事項と実質的に同一である。
発光装置３００では、蛍光部材３が貫通孔２ａ内に形成されており、蛍光部材３の側方において、基体の内面２−１と蛍光部材３との間にフィルタ７が設けられている。さらに、蛍光部材３の側方において、基体の内面２−１とフィルタ７との間に反射膜４が設けられている。また、蛍光部材３とフィルタ７との間に低屈折率膜６が設けられている。
蛍光部材３の側方まで、低屈折率膜６、フィルタ７、及び反射膜４を設けることにより、蛍光部材３の内部から側方へと向かう光を反射させて取り出すことができ、発光装置全体としての光出力を向上させることができる。
＜第４実施形態＞
図５に本実施形態に係る発光装置４００の概略断面図を示す。発光装置４００は、次に説明する事項以外は、第２実施形態において記載した事項と実質的に同一である。
図５に本実施形態に係る発光装置４００の概略断面図を示す。発光装置４００は、次に説明する事項以外は、第２実施形態において記載した事項と実質的に同一である。
発光装置４００は、蛍光部材３が貫通孔２ａ内に形成されており、蛍光部材３の側方において、基体の内面２−１と蛍光部材３との間にフィルタ７が設けられている。また、蛍光部材３の側方において、基体の内面２−１とフィルタ７との間に反射膜４が設けられている。さらに、蛍光部材３とフィルタ７との間に低屈折率膜６が設けられている。このとき、第２実施形態と同様に透光性部材５を用いて接続することもできるが、発光装置４００では、接続部材９によって基体２と蛍光部材３とを接続している。
これにより、蛍光部材３の内部から側方へと向かう光も反射させて取り出すことができる、発光装置の光出力を向上させることができる。また、蛍光部材３の側方において基体２と蛍光部材３とを接合しているため、蛍光部材３の光取出し面（上面）に部材を形成する必要がなくなる。これにより、透光性部材５で吸収されていた光もそのまま外部へと取り出すことができるため、光出力が向上する。
接続部材９により基体２と蛍光部材３とを接合する場合は、基体２に形成する反射膜４と、蛍光部材３の側方に形成する反射膜４と、をそれぞれ別工程で形成する。そして、反射膜４が形成された基体２と蛍光部材３とを接続部材９で接続する。このため、反射膜４は部分的に離間して設けられている。以下、接続部材９とバリア層８について説明する。
（接続部材９）
接続部材９は、反射膜４と基体２との間に設けられている。接続部材９としては、銀、金、パラジウムなどの導電ペーストや金スズ共晶はんだ等を用いることができるが、放熱性の高い金スズ共晶はんだにより接続するのが好ましい。こうすることで、基体２と蛍光部材３との密着性が良好となるため、放熱性を向上させることができる。
接続部材９は、反射膜４と基体２との間に設けられている。接続部材９としては、銀、金、パラジウムなどの導電ペーストや金スズ共晶はんだ等を用いることができるが、放熱性の高い金スズ共晶はんだにより接続するのが好ましい。こうすることで、基体２と蛍光部材３との密着性が良好となるため、放熱性を向上させることができる。
（バリア層８）
接続部材９と反射膜４との間にバリア層８を設けることもできる。これにより、接続部材９が反射膜４へと拡散するのを防止することができ、接続部材９の材料の選択範囲が広がる。バリア層８としては、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｒｕ、Ｐｔ等を用いることができる。
接続部材９と反射膜４との間にバリア層８を設けることもできる。これにより、接続部材９が反射膜４へと拡散するのを防止することができ、接続部材９の材料の選択範囲が広がる。バリア層８としては、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｒｕ、Ｐｔ等を用いることができる。
＜第５実施形態＞
図６に本実施形態に係る発光装置５００の概念図を示す。また、図７は、発光装置５００の先端部分（基体２近傍）の構造を説明するための断面図を示す。発光装置５００は、半導体レーザ素子１と、半導体レーザ素子１からの光を集光するためのレンズ１０と、光ファイバ１２に接続させるためのコネクタ１１と、光ファイバ１２と、光ファイバ１２の先端部分を保持する先端部材１３と、を有する以外は、第１実施形態において記載した事項と実質的に同一である。
図６に本実施形態に係る発光装置５００の概念図を示す。また、図７は、発光装置５００の先端部分（基体２近傍）の構造を説明するための断面図を示す。発光装置５００は、半導体レーザ素子１と、半導体レーザ素子１からの光を集光するためのレンズ１０と、光ファイバ１２に接続させるためのコネクタ１１と、光ファイバ１２と、光ファイバ１２の先端部分を保持する先端部材１３と、を有する以外は、第１実施形態において記載した事項と実質的に同一である。
本実施形態によれば、半導体レーザ素子１と蛍光部材３との間に光ファイバ１２を設けているので、半導体レーザ素子１と蛍光部材３との位置関係を自由に設計することができる。
なお、発光装置５００は基体の内面２−１全域を傾斜面２−１ａとしたが、発光装置２００のように平坦面を設けることもできるし、発光装置３００及び発光装置４００のように蛍光部材３の側方までフィルタ７等を形成することもできる。以下に、レンズ１０、コネクタ１１、光ファイバ１２、及び先端部材１３について説明する。
（レンズ１０）
半導体レーザ素子１と光ファイバ１２との間にはレンズ１０が配置されている。これにより、半導体レーザ素子１からの光を集光させ、効率良く蛍光部材３へと光を出射できる。レンズ１０は無機ガラスが好ましいが、樹脂等により形成することもできる。
半導体レーザ素子１と光ファイバ１２との間にはレンズ１０が配置されている。これにより、半導体レーザ素子１からの光を集光させ、効率良く蛍光部材３へと光を出射できる。レンズ１０は無機ガラスが好ましいが、樹脂等により形成することもできる。
（コネクタ１１）
コネクタ１１は、光ファイバ１２を保持するものである。コネクタ１１により、光ファイバ１１の端部の位置決めが容易となる。
コネクタ１１は、光ファイバ１２を保持するものである。コネクタ１１により、光ファイバ１１の端部の位置決めが容易となる。
（光ファイバ１２）
光ファイバ１２は、例えば、ガラス、好ましくは石英ガラス、樹脂などから構成される。光ファイバ１２は湾曲することができるので、半導体レーザ素子１及び蛍光部材３の相対的な位置関係を比較的自由に設計することができる。
光ファイバ１２は、例えば、ガラス、好ましくは石英ガラス、樹脂などから構成される。光ファイバ１２は湾曲することができるので、半導体レーザ素子１及び蛍光部材３の相対的な位置関係を比較的自由に設計することができる。
（先端部材１３）
先端部材１３は、光ファイバ１２におけるレーザ光の出射端に設けられている部材であり、光ファイバ１２の外周を取り囲むように形成されている。先端部材１３を設けることにより、光ファイバ１２の先端部の加工をし易くすることができる。先端部分１３の材料としては、レーザ光や蛍光に対して反射率が高いものにより構成される。例えば、アルミニウム、プラチナ、酸化アルミニウム、ジルコニア、ダイヤモンド等が挙げられるが、アルミニウムを用いるのが好ましい。
先端部材１３は、光ファイバ１２におけるレーザ光の出射端に設けられている部材であり、光ファイバ１２の外周を取り囲むように形成されている。先端部材１３を設けることにより、光ファイバ１２の先端部の加工をし易くすることができる。先端部分１３の材料としては、レーザ光や蛍光に対して反射率が高いものにより構成される。例えば、アルミニウム、プラチナ、酸化アルミニウム、ジルコニア、ダイヤモンド等が挙げられるが、アルミニウムを用いるのが好ましい。
１００、２００、３００、４００…発光装置
１…半導体レーザ素子
２…基体
２ａ…貫通孔
２−１…基体の内面
２―１ａ…傾斜面
２−１ｂ…平坦面
３…蛍光部材
４…反射膜
５…透光性部材
６…低屈折率膜
７…フィルタ
８…バリア層
９…接続部材
１０…レンズ
１１…コネクタ
１２…光ファイバ
１３…先端部材
１…半導体レーザ素子
２…基体
２ａ…貫通孔
２−１…基体の内面
２―１ａ…傾斜面
２−１ｂ…平坦面
３…蛍光部材
４…反射膜
５…透光性部材
６…低屈折率膜
７…フィルタ
８…バリア層
９…接続部材
１０…レンズ
１１…コネクタ
１２…光ファイバ
１３…先端部材
Claims (8)
- ピーク波長が４００ｎｍ以上４５５ｎｍ以下の範囲にあるレーザ光を放出する半導体レーザ素子と、前記レーザ光を下方から上方に通す貫通孔が設けられた基体と、前記貫通孔を塞ぐようにして設けられた蛍光部材と、を備える発光装置であって、
前記蛍光部材の下面には、前記蛍光部材よりも小さな屈折率を有する低屈折率膜を介して、前記蛍光部材からの蛍光を反射するフィルタが設けられ、
前記フィルタは、前記貫通孔の下端を含む面から上方に離間して設けられ、
少なくとも前記フィルタよりも下方において、
前記貫通孔を規定する基体の内面は、前記貫通孔が下方から上方に向かって広がるように傾斜した傾斜面を含み、
前記傾斜面には、アルミニウムを含む反射膜が形成されている、ことを特徴とする発光装置。 - 前記蛍光部材は、前記貫通孔内に設けられている、ことを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
- 前記蛍光部材の側方において、前記基体の内面と前記蛍光部材との間には、前記フィルタがさらに設けられている、ことを特徴とする請求項２に記載の発光装置。
- 前記基体の内面は、その一部に前記レーザ光の進行方向と直交する面となる平坦面と、前記平坦面よりも下方に位置する前記傾斜面と、を有し、
前記反射膜は、前記傾斜面のみに設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の発光装置。 - 前記基体の内面は、その一部に前記レーザ光の進行方向と直交する面となる平坦面と、前記平坦面よりも下方に位置する前記傾斜面と、を有し、
前記蛍光部材は、前記平坦面よりも上方に設けられ、
前記反射膜は、前記傾斜面に設けられる第１反射膜と、前記蛍光部材の側方において、前記基体の内面と前記蛍光部材との間に設けられる第２反射膜と、を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の発光装置。 - 前記第２反射膜と前記基体との間に設けられる接続部材と、
前記第２反射膜と前記接続部との間に設けられるバリア層と、
を備えることを特徴とする請求項５に記載の発光装置。 - 前記フィルタは、前記平坦面の上に設けられる請求項４〜６のいずれか１項に記載の発光装置。
- 前記蛍光部材の上面には、透光性部材が設けられていることを特徴とする請求項２又は請求項２を引用する請求項３若しくは４に記載の発光装置。
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