JP7534611B2 - 発光装置 - Google Patents
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- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
まず、図1を参照して、本開示の実施形態1における発光装置の構成例を説明する。
基部10の底部10bのうち、凸部10p以外の部分は、直方体の形状を有する。この直方体のX方向におけるサイズは、例えば2mm以上10mm以下であり、Y方向におけるサイズは、例えば2mm以上10mm以下であり、Z方向におけるサイズは、例えば0.1mm以上3.0mm以下であり得る。
第1半導体レーザ素子201および第2半導体レーザ素子202は、青色の光を出射する。青色光の発光ピーク波長は、420nm以上480nm以下の範囲内にあることが望ましく、440nm以上460nm以下の範囲内にあることがより望ましい。青色の光を出射するレーザダイオードとしては、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、およびAlGaNを用いることができる。なお、青色以外の色の光を出射してもよい。窒化物半導体を含む半導体レーザ素子から出射される光の波長は、組成を変えることによって紫外領域から可視領域まで選択することが可能である。
第1サブマウント221は、下面と、上面と、側面とを有し、その形状は直方体である。第1サブマウント221は、それぞれ、上下方向の幅が最も小さい。第1サブマウント221の形状は直方体に限らなくてよい。第1サブマウント221は、例えば、SiN、AlN、およびSiCの少なくとも1つから形成され得る。また、サブマウント22の上面、および、下面には、金属膜が設けられ得る。第2サブマウント222についても第1サブマウント221と同様である。
波長変換部材30は下面と、上面と、側面とを有し、その形状は直方体である。波長変換部材30における透光部30tの入射面30s1および出射面30s2は矩形形状を有しているが、多角形状、円形状、楕円形状、またはこれらに近似する形状を有していてもよい。
透光性部材40は下面と、上面40aと、側面とを有し、その形状は直方体である。透光性部材40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。透光性部材40は、少なくとも主要部分の光が通過する部分に透光性を有していればよく、それ以外の部分には透光性を有する必要はない。
次に、図4を参照して、本開示の実施形態1における発光装置100の変形例を説明する。実施形態1による発光装置100の説明と重複する説明は省略することがある。図4は、実施形態1の変形例における発光装置110の分解斜視図である。図4において、第1導電領域501、第2導電領域502、接合領域60、およびワイヤ20wの記載は、実施形態1による発光装置100と重複するため省略されている。実施形態1の変形例における発光装置110は、実施形態1における発光装置100とは以下の点で異なる。第1半導体レーザ素子201および第2半導体レーザ素子202は、XZ平面に平行な平面に対して非対称に配されており、上面視で、頂部10p3が延びる方向にずれて位置している。この配置は、図2Aに示す第1半導体レーザ素子201および第2半導体レーザ素子202を、頂部10p3が延びる方向に沿って互いに反対の方向にシフトさせた配置である。波長変換部材30における透光部30tは、上面視で、頂部10p3が延びる方向に長手方向を有する。
次に、図6を参照して、本開示の実施形態2における発光装置の基本的な構成例を説明する。図6は、本開示の実施形態2における例示的な発光装置200の構成の分解斜視図である。実際には、分解された構成要素は接合されている。実施形態2における発光装置200は、実施形態1における発光装置100とは以下の点で異なる。2つの第1半導体レーザ素子201が第1傾斜面10p1に配され、2つの第2半導体レーザ素子202が第2傾斜面10p2に配されている。
次に、図8を参照して、実施形態2における発光装置200の変形例を説明する。図8は、実施形態2の変形例における発光装置210の分解斜視図である。実施形態2の変形例における発光装置210は、実施形態2における発光装置200とは以下の点で異なる。2つの第1半導体レーザ素子201、および2つの第2半導体レーザ素子202は、頂部10p3が延びる方向にずれて位置する。2つの第1半導体レーザ素子201および2つの第2半導体レーザ素子202は、XZ平面に平行な平面に対して非対称に配されている。2つの第1半導体レーザ素子201が延びる方向は平行である。2つの第2半導体レーザ素子202が延びる方向は平行である。波長変換部材30における透光部30tは、上面視で、頂部10p3が延びる方向に長手方向を有する。
次に、図10を参照して、本開示の実施形態3における発光装置を説明する。図10は、本開示の実施形態3における例示的な発光装置300の構成の分解斜視図である。実際には、分解された構成要素は接合されている。実施形態3における発光装置300は、実施形態2における発光装置200とは以下の点で異なる。第2半導体レーザ素子202が、基部10内に配されていない。凸部10pの片側の第1傾斜面10p1にだけ2つの第1半導体レーザ素子201が配されているので、凸部10pは、底部10bにおける下面10bLに対して傾斜する1の平面である第1傾斜面10p1を有していればよく、第2傾斜面10p2および頂部10p3を有する必要はない。2つの第1半導体レーザ素子201の配置については前述した通りである。実施形態3における発光装置300によれば、一方の第1半導体レーザ素子201から出射された光の主要部分の一部と、他方の第1半導体レーザ素子201から出射された光の主要部分の一部とは、透光部30tの入射面30s1において重なるので、出射面30s2から出射される光の出力を高めることができる。
10b 底部
10p 凸部
10p1 第1傾斜面
10p2 第2傾斜面
10p3 頂部
10r 窪み
10u1 第1上面
10u2 第2上面
10u3 第3上面
10о 開口
10w 側壁
10wL1 第1下面
10wL2 第2下面
201 第1半導体レーザ素子
202 第2半導体レーザ素子
20e1 第1出射端面
20e2 第2出射端面
20w ワイヤ
30 波長変換部材
30r 反射部
30s1 入射面
30s2 出射面
30t 透光部
40 透光性部材
40s 遮光領域
40t 透光領域
501 第1導電領域
502 第2導電領域
60 接合領域
221 第1サブマウント
222 第2サブマウント
100、110、200、210、300 発光装置
Claims (16)
- 第1傾斜面、前記第1傾斜面の反対側に位置する第2傾斜面、および前記第1傾斜面と前記第2傾斜面との間に位置する頂部を有する基部と、
前記第1傾斜面に配され、第1出射端面を有する1以上の第1半導体レーザ素子と、
前記第2傾斜面に配され、第2出射端面を有する1以上の第2半導体レーザ素子と、
前記頂部の上方に位置する入射面を有する波長変換部材と、
を備え、
前記第1半導体レーザ素子における前記第1出射端面、および前記第2半導体レーザ素子における前記第2出射端面は、前記波長変換部材における前記入射面が位置する方向を向く、発光装置。 - 前記入射面は、前記第1半導体レーザ素子および前記第2半導体レーザ素子から出射された光を透過させる、請求項1に記載の発光装置。
- 前記第1出射端面から出射された光軸を通る光は、前記第1出射端面における出射位置と、前記入射面における所定の位置と、を結ぶ直線上を進み、前記入射面へと入射する、請求項1または2に記載の発光装置。
- 前記第1傾斜面および前記第2傾斜面の各々と、前記波長変換部材における前記入射面とがなす角度は、40度以上80度以下である、請求項1から3のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記波長変換部材は、蛍光体を含む透光部、および前記透光部を囲む反射部を含み、
前記透光部は、前記入射面を有し、
前記第1半導体レーザ素子および前記第2半導体レーザ素子から出射された主要部分の光は、前記入射面に入射する、請求項1から4のいずれか一項に記載の発光装置。 - 前記波長変換部材における前記透光部は、上面視で、前記第1傾斜面および前記第2傾斜面が並ぶ方向に長手方向を有する、請求項5に記載の発光装置。
- 前記基部は、前記第1半導体レーザ素子および前記第2半導体レーザ素子を囲む側壁をさらに有する、請求項1から4のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記側壁は、表面に設けられる第1導電領域および第2導電領域と、内部を通り前記第1導電領域から前記第2導電領域を結ぶビアと、で構成される導電性部材を有し、
前記第1傾斜面および前記第2傾斜面にそれぞれ配された前記第1半導体レーザ素子および前記第2半導体レーザ素子は、前記側壁の前記導電性部材に電気的に接続される、請求項7に記載の発光装置。 - 前記側壁の前記導電性部材を除く部分は、セラミックスから形成されている請求項8に記載の発光装置。
- 前記側壁の上面に接合される透光性部材を備え、
前記透光性部材が接合される前記側壁の上面は、前記第1半導体レーザ素子および前記第2半導体レーザ素子よりも上方に位置し、かつ、上面視で前記第1半導体レーザ素子および前記第2半導体レーザ素子を囲み、
前記波長変換部材は、前記透光性部材の上に配され、
前記基部と、前記透光性部材と、により気密封止された空間に前記第1半導体レーザ素子および前記第2半導体レーザ素子が配される、請求項7から9のいずれか一項に記載の発光装置。 - 前記基部の少なくとも一部に金属で形成される金属部を有し、
前記第1傾斜面および前記第2傾斜面は、前記金属部において形成される、請求項1から10のいずれか一項に記載の発光装置。 - 前記基部は、前記第1傾斜面、前記第2傾斜面、および前記頂部を有する凸部を含み、
前記凸部は、前記波長変換部材における前記入射面に垂直な平面に対して対称であり、
前記1以上の第1半導体レーザ素子、および前記1以上の第2半導体レーザ素子は、前記平面に対して対称に配されている、請求項1から11のいずれか一項に記載の発光装置。 - 前記基部は、前記第1傾斜面、前記第2傾斜面、および前記頂部を有する凸部を含み、前記頂部は、上面視で前記第1傾斜面および前記第2傾斜面が並ぶ方向に対して交差する方向に延びており、
前記凸部は、前記波長変換部材における前記入射面に垂直な平面に対して対称であり、
前記1以上の第1半導体レーザ素子、および前記1以上の第2半導体レーザ素子は、上面視で、前記頂部が延びる方向にずれて位置する、請求項1から11のいずれか一項に記載の発光装置。 - 前記頂部は、前記第1傾斜面と前記第2傾斜面との間に位置し、かつ、前記第1半導体レーザ素子から出射される光軸を通る光が前記入射面において全反射したと仮定した場合の反射光の進路上、および、前記第2半導体レーザ素子から出射される光軸を通る光が前記入射面において全反射したと仮定した場合の反射光の進路上に位置していない、請求項1から13のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記頂部の外縁を構成する複数の辺に関し、前記第1傾斜面と交わる辺は、前記第2傾斜面と交わる辺と同じ長さであり、かつ、前記第1傾斜面と交わる辺の隣の辺よりも長い、請求項1から14のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記1以上の第1半導体レーザ素子は、2つの第1半導体レーザ素子から構成されており、
前記1以上の第2半導体レーザ素子は、2つの第2半導体レーザ素子から構成されており、
前記2つの第1半導体レーザ素子は、前記波長変換部材に近づくにつれて前記2つの第1半導体レーザ素子の間隔が狭まるように配されており、
前記2つの第2半導体レーザ素子は、前記波長変換部材に近づくにつれて前記2つの第2半導体レーザ素子の間隔が狭まるように配されている、請求項1から15のいずれか一項に記載の発光装置。
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