WO2013054547A1 - 発光装置 - Google Patents

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武田　雄士
順一 木下
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ハリソン東芝ライティング株式会社
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    • H01S5/0287—Facet reflectivity

Definitions

  • Embodiments of the present invention relate to a light emitting device.
  • LED Light Emitting Diode
  • the surface-emitting light-emitting element has a Lambertian radiation pattern, and its full width at half maximum is as wide as 120 degrees, for example. For this reason, it is difficult to narrow the emitted light.
  • semiconductor lasers semiconductor Lasers, Diodes Lasers, Laser Diodes: LD
  • a semiconductor laser uses, for example, an optical fiber having a small incident cross section as a light guide member for guiding laser light, and a wavelength conversion member (phosphor etc.) provided at a position away from the light emitting element is excited by the laser light.
  • the present invention can be applied to an excitation light source that emits light in a region corresponding to the length and width of a phosphor.
  • the excitation light source can be used as a fog light for automobiles, a backlight light source of a display device, an optical sensor light source, a linear light source for an image reading device, a general illumination light source, and the like.
  • the light emitting device includes a first electrode, a second electrode, a semiconductor laser element, a bonding wire, a translucent frame portion, and a lid portion.
  • the first electrode includes a convex portion, a bottom surface surrounding the convex portion, and a back surface on the side opposite to the bottom surface.
  • the second electrode has a first surface that faces the bottom surface of the first electrode and a second surface that is opposite to the first surface.
  • the second electrode has an opening and a stepped portion that is recessed from the second surface in the direction of the first surface.
  • the semiconductor laser element is provided above the convex portion and has a light emitting layer.
  • the bonding wire can electrically connect the semiconductor laser element and a step portion provided in the second electrode.
  • the translucent frame portion surrounds the convex portion and the semiconductor laser element, and is made of glass.
  • the translucent frame is bonded to the bottom surface and bonded to the first surface of the second electrode.
  • the lid portion is bonded to the second surface of the second electrode. Further, of the laser light emitted from the semiconductor laser element, the light component within the full width at half maximum can be emitted outward from the translucent frame.
  • FIG. 1A is a partial schematic plan view of the light emitting device according to the first embodiment
  • FIG. 1B is a schematic cross-sectional view along AA
  • FIG. 1C illustrates the spread of laser light. It is a model perspective view. It is a graph explaining the far field image of a laser beam.
  • FIG. 4A is a schematic plan view of the light emitting device according to the second embodiment
  • FIG. 4B is a schematic cross-sectional view along the line AA
  • FIG. 4C is a modification of the second embodiment. It is a schematic cross section concerning an example.
  • FIG. 5A is a partial schematic plan view of the light emitting device according to the third embodiment
  • FIG. 5A is a partial schematic plan view of the light emitting device according to the third embodiment
  • FIG. 5B is a schematic cross-sectional view taken along the line AA.
  • FIG. 6A is a partial schematic plan view of the light emitting device according to the fourth embodiment, and FIG. 6B is a schematic cross-sectional view taken along the line AA.
  • FIG. 7A is a partial schematic plan view of the light emitting device according to the fifth embodiment, and FIG. 7B is a schematic cross-sectional view taken along the line AA.
  • FIG. 8A is a partial schematic plan view of the light emitting device according to the sixth embodiment, and FIG. 8B is a schematic cross-sectional view taken along the line AA.
  • FIG. 1A is a partial schematic plan view of the light emitting device according to the first embodiment
  • FIG. 1B is a schematic cross-sectional view along AA
  • FIG. 1C illustrates the spread of laser light. It is a model perspective view.
  • the light emitting device includes a first electrode 26, a second electrode 30, a semiconductor laser element 52, a translucent frame portion 40, and a lid portion 60.
  • FIG. 1A is a schematic plan view taken along the line BB and shows a state in which the lid portion 60 is not provided.
  • the first electrode 26 has a convex portion 26a, a bottom surface 26b around the convex portion 26a, and a back surface 26c on the side opposite to the bottom surface 26b.
  • a submount 50 made of ceramic or the like can be provided on the convex portion 26a.
  • a semiconductor laser element 52 can be provided on the submant 50. When the submant 52 is provided, the stress applied to the semiconductor laser element 52 due to the difference in linear expansion coefficient between the convex portion 26a made of metal and the semiconductor laser element 52 can be reduced. For this reason, reliability can be improved.
  • the second electrode 30 has a first surface 30a facing the bottom surface 26b of the first electrode 26, and a second surface 30b on the side opposite to the first surface 30a.
  • the second electrode 30 is provided with an opening 30c and a step 30d.
  • the step portion 30d is formed so as to recede from the second surface 30b in the direction of the first surface 30a and at least a part of the step portion 30d appears inside the opening 30c.
  • the semiconductor laser element 52 is connected to the first electrode 26 by a bonding wire 56.
  • the semiconductor laser element 52 is connected to the second electrode 30 by a bonding wire 54. If the submant 50 is conductive, the back surface of the semiconductor laser element 52 can be electrically connected to the convex portion 26a, and the bonding wire 56 can be omitted. When the submount 50 is insulative, the semiconductor laser element 52 is bonded onto the conductive layer on the surface of the submount 50. Further, by connecting the conductive layer and the convex portion 26 a with the bonding wire 56, one electrode of the semiconductor laser element 52 and the first electrode 26 can be connected.
  • the other electrode of the semiconductor laser element 52 and the upper surface 30e of the step portion 30d of the second electrode 30 can be directly connected by a bonding wire 54.
  • a conductive portion is provided on the submount 50, the other electrode of the semiconductor laser element 52 and the conductive portion are connected by a first bonding wire, and the conductive portion and the upper surface 30e of the step portion 30d are second bonded. You may connect with a wire.
  • the capillary needs to be inserted into the opening 30 c provided in the second electrode 30 and reach the electrode on the upper surface of the semiconductor laser element 52.
  • the width WO of the opening 30c is preferably 0.5 mm or more, for example.
  • the distance D1 between the second surface 30b of the second electrode 30 and the upper surface of the semiconductor laser element 52 is preferably 2 mm or less, for example.
  • the translucent frame 40 made of borosilicate glass or the like is provided so as to surround the convex portion 26 a and the semiconductor laser element 52. If the lateral thickness TF of the translucent frame 40 is set to 0.2 mm or more, for example, the adhesive strength with the first electrode 26 can be kept high. Note that the linear expansion coefficient of borosilicate glass is in the vicinity of 5.2 ⁇ 10 ⁇ 6 K ⁇ 1 .
  • the bottom surface 26 a of the first electrode 26, the first surface 30 a of the second electrode 30, and the entire peripheries of both end portions of the translucent frame portion 40 are bonded to each other. Further, a lid 60 is provided on the second surface 30b of the second electrode 30 so as to cover the opening 30c.
  • the package thus configured can seal the semiconductor laser element 52 therein.
  • the lid 60 can be made of, for example, Kovar or iron.
  • the first electrode 26 can be molybdenum, copper, copper alloy, or the like.
  • the second electrode 30 can be Kovar, iron, molybdenum, or the like.
  • the coefficient of linear expansion of Kovar is, for example, 5.7 ⁇ 10 ⁇ 6 K ⁇ 1 .
  • the linear expansion coefficient of molybdenum is, for example, 5.1 ⁇ 10 ⁇ 6 K ⁇ 1 . That is, the linear expansion coefficient of Kovar or molybdenum is close to that of borosilicate glass.
  • the internal semiconductor laser element 52 can be hermetically sealed by the first electrode 26, the second electrode 30, and the translucent frame portion 40, and maintains high reliability. be able to.
  • region under it are made into copper or a copper alloy, heat dissipation can be improved.
  • the thermal conductivity of molybdenum is 138 W / m ⁇ K.
  • the thermal conductivity of copper is 401 W / m ⁇ K
  • the thermal conductivity of a copper alloy (containing 2.3 wt% iron, 0.1 wt% zinc, 0.03 wt% phosphorus) is 262 W / m. m ⁇ K), which are higher than the thermal conductivity of molybdenum.
  • the linear expansion coefficient of copper is in the vicinity of 16.5 ⁇ 10 ⁇ 6 K ⁇ 1 , which is as high as about 3.2 times the linear expansion coefficient of borosilicate glass.
  • a thin metal plate 27 made of kovar or molybdenum is further provided between the translucent frame portion 40 made of borosilicate glass and the copper plate or copper alloy plate, the translucent frame portion 40 can be reliably secured. Can be adhered to.
  • the semiconductor laser element 52 is made of an InGaAlN-based material, an InAlGaP-based material, a GaAlAs-based material, or the like.
  • the InGaAlN system is expressed by a composition formula of In x Ga y Al 1-xy N (0 ⁇ x ⁇ 1, 0 ⁇ y ⁇ 1, x + y ⁇ 1), and is an acceptor or donor. It may contain the element which becomes.
  • it is represented by a composition formula of In x (Al y Ga 1-y ) 1-x P (0 ⁇ x ⁇ 1, 0 ⁇ y ⁇ 1), and may include an element serving as an acceptor or a donor.
  • the AlGaAs system is expressed by a composition formula of Al x Ga 1-x As (0 ⁇ x ⁇ 1) and may include an acceptor and a donor.
  • the height of the convex portion 26a of the first electrode 26 is reduced, the height of the light emitting device can be reduced.
  • FIG. 2 is a graph illustrating a far-field image of laser light.
  • the vertical axis represents the relative emission intensity, and the horizontal axis represents the angle (degree) from the optical axis.
  • the far field pattern (FFP) shows the spread of the laser beam 53 emitted from the semiconductor laser element 52 (FIG. 1A) .Laser beam perpendicular to the element surface of the semiconductor laser element 52
  • the full width at half maximum ⁇ v of 53 is approximately 30 degrees, and the full width at half maximum ⁇ h in the horizontal direction is approximately 10 degrees.
  • the light components of full width at half maximum ⁇ v and ⁇ h are preferably emitted outward from the translucent frame 40 without being shielded by the first electrode 26 or the second electrode 30. .
  • the side surface of the semiconductor laser element 52 is a mirror surface that constitutes an optical resonator that is usually a rough surface.
  • the reflectance of the emission surface of the laser beam 53 is 5 to 30% and the reflectance of the reflection surface on the opposite side of the emission surface is 90% or more, the output from the emission surface can be increased.
  • the light emitting device may be a cylinder, an elliptical column, a polygonal column, or the like instead of a prismatic type.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a light emitting device according to a comparative example.
  • the first electrode 126 has a convex portion 126a
  • the second electrode 30 has a convex portion 130a.
  • the semiconductor laser element 152 is provided on the submount 150 provided on the convex portion 126a.
  • the upper electrode of the semiconductor laser element 152 is electrically connected by an Au bump 156 pressed from the convex portion 130a side.
  • the height HB of the Au bump 156 is required to have a high component accuracy such as approximately 10 ⁇ m. For this reason, the process becomes complicated and it is difficult to keep the assembly yield high.
  • the semiconductor laser element 52 and the stepped portion 30d can be reliably and highly produced. Can be connected by wire bonding.
  • FIG. 4A is a schematic plan view of the light emitting device according to the second embodiment
  • FIG. 4B is a schematic cross-sectional view along the line AA
  • FIG. 4C is a modification of the second embodiment. It is a schematic cross section concerning an example.
  • the lid 60 may be a translucent material made of glass or the like. If the cover 60 has translucency, the upper surface 30e of the stepped part 30d can be seen through the cover 60 from the outside of the package. For this reason, since it is possible to visually inspect whether the bonding wire 54 is securely connected to the upper surface 30e of the stepped portion 30d, it is possible to eliminate problems due to the mounting process and the like.
  • the second electrode 30 can be electrically connected, and electrical connection between the light emitting device and the mounting substrate can be achieved. Connection becomes easy.
  • FIG. 5A is a partial schematic plan view of the light emitting device according to the third embodiment
  • FIG. 5B is a schematic cross-sectional view taken along the line AA.
  • the translucent frame portion 41 on the side from which the laser beam 53 is emitted has a protruding portion 41 a that extends outward from the outer edge in the side surface direction of the first and second electrodes 26 and 30. If it does in this way, the light guide 72 in which the recessed part was provided, and the protrusion part 41a can be fitted together, and a linear illuminating device can be comprised.
  • the light guide 72 Since the light density on the surface of the ridge protrusion 41a is reduced, deterioration of the resin due to light irradiation is suppressed even if the light guide 72 is a resin. In this case, if the phosphor layer 74 is provided along the direction in which the light guide 72 extends, the mixed light of the laser beam 53 and the wavelength converted light by the phosphor layer 74 can be emitted to the outside.
  • FIG. 6A is a partial schematic plan view of the light emitting device according to the fourth embodiment
  • FIG. 6B is a schematic cross-sectional view taken along the line AA.
  • the step portion 30d of the second electrode 30 may be parallel to the AA line. In this way, the bonding direction between the semiconductor laser element 52 and the step portion 30d and the bonding direction between the conductive layer on the submant 50 and the convex portion 26a can be made parallel. For this reason, the moving direction of the capillary can be made uniform, and the bonding time can be shortened.
  • FIG. 7A is a partial schematic plan view of the light emitting device according to the fifth embodiment
  • FIG. 7B is a schematic cross-sectional view taken along the line AA.
  • the upper surface 30e of the stepped portion 30d can be provided below the first surface 30a of the second electrode 30. That is, the distance D2 between the upper surface 30e of the step portion 30d and the upper surface of the semiconductor laser element 52 is shorter than the distance of the first embodiment shown in FIG.
  • the stepped portion 30d can be provided on the side opposite to the laser beam emission direction, so that the FFP of the laser beam is not disturbed.
  • the region to be the stepped portion 30d can be bent downward by press working or the like.
  • the bonding wire 54 can be shortened, and the light emitting device can be made thin. Moreover, since the wire can be shortened, the workability of the wire bonding process is good.
  • FIG. 8A is a schematic cross-sectional view of the light emitting device according to the sixth embodiment
  • FIG. 8B is a schematic cross-sectional view along the line AA.
  • the semiconductor laser element 52 is an InGaAlN-based material
  • the laser beam 53 can have a wavelength of, for example, blue to blue violet.
  • white light can be emitted by providing the yellow phosphor layer 70 in the region where the laser beam 53 is transmitted in the inner edge of the translucent frame 40.
  • FIG. after providing the translucent frame part 40, you may provide the transparent resin layer in which the fluorescent substance particle was mixed inside.
  • the first to sixth embodiments it is possible to provide a light-emitting device that does not require high component accuracy, is highly mass-productive, and can be easily miniaturized.
  • a light-emitting device can be applied to a linear light source or the like.
  • the linear light source can be widely used for automobile fog lamps, backlight light sources for display devices, optical sensor light sources, and the like.

Abstract

　発光装置は、第１の電極と、第２の電極と、半導体レーザ素子と、ボンディングワイヤと、透光性枠部と、蓋部と、を有する。第１の電極は、凸部と、凸部の周りを囲む底面と、第１の面と、を有する。第２の電極は、 第１の電極の底面と対向する第１の面と、第２の面と、を有する。また第２の電極は、開口部と、第２の面から前記第１の面の方向に後退した段差部と、を有する。半導体レーザ素子は、凸部の上方に設けられ、発光層を有する。ボンディングワイヤは、半導体レーザ素子と、段差部と、を電気的に接続可能である。透光性枠部は、凸部と、半導体レーザ素子と、の周りをそれぞれ囲み、ガラスからなる。透光性枠部は、底面と接着されかつ第２の電極の第１の面と接着される。蓋部は、第２の電極の第２の面と接着される。半導体レーザ素子から放出されるレーザ光のうち、半値全角内の光成分は、透光性枠部から外方へ出射可能である。

Description

発光装置
　本発明の実施形態は、発光装置に関する。
　電極が上面および下面に設けられた表面発光型の発光素子（ＬＥＤ：Light　Emitting　Diode) は、放出光の一部が電極により遮光される。また、放熱性が悪く、電流密度の増大には限界がある。
　また、表面発光型の発光素子は、Lambertian放射パターンを有しており、その半値全角は、例えば１２０度のように広くなる。このため、放出光を絞り込むことが困難である。
　これに対して、半導体レーザ(Semiconductor Laser、 Diode Laser、 Laser Diode :ＬＤ)は、微小な側面の発光領域から鋭い指向性のレーザ光を放出できる。このため半導体レーザは、例えば入射断面積が小さい光ファイバーなどをレーザー光を導光させる導光部材として用い、発光素子から離れた位置に設けた波長変換部材（蛍光体など）をレーザー光にて励起発光させることで、蛍光体の長さや幅に応じた領域を発光する励起発光光源などに応用可能である。励起発光光源は、自動車用フォグランプ、表示装置のバックライト光源、光センサ光源、画像読取り装置用線状光源、一般照明用光源などに用いることができる。
　このような用途では、小型化、放熱性および実装性に優れ、かつ信頼性に富む発光装置が必要である。
特開２００５－３３３０１４号公報
　高い部品精度を必要とすることなく、かつ量産性に富む発光装置を提供する。
　本発明の実施形態の発光装置は、第１の電極と、第２の電極と、半導体レーザ素子と、ボンディングワイヤと、透光性枠部と、蓋部と、を有する。前記第１の電極は、凸部と、前記凸部の周りを囲む底面と、前記底面とは反対の側となる裏面と、を有する。前記第２の電極は、 前記第１の電極の前記底面と対向する第１の面と、前記第１の面とは反対の側となる第２の面と、を有する。また前記第２の電極は、開口部と、前記第２の面から前記第１の面の方向に後退した段差部と、を有する。前記半導体レーザ素子は、前記凸部の上方に設けられ、発光層を有する。前記ボンディングワイヤは、前記半導体レーザ素子と、前記第２の電極に設けられた段差部と、を電気的に接続可能である。前記透光性枠部は、前記凸部と、前記半導体レーザ素子と、の周りをそれぞれ囲み、ガラスからなる。また前記透光性枠部は、前記底面と接着されかつ前記第２の電極の前記第１の面と接着される。また前記蓋部は、前記第２の電極の前記第２の面と接着される。さらに、 前記半導体レーザ素子から放出されるレーザ光のうち、半値全角内の光成分は、前記透光性枠部から外方へ出射可能である。
　高い部品精度を必要とすることなく、かつ量産性に富む発光装置が提供される。
図１（ａ）は第１の実施形態にかかる発光装置の部分模式平面図、図１（ｂ）はＡ－Ａに沿った模式断面図、図１（ｃ）はレーザ光の広がりを説明する模式斜視図、である。 レーザ光の遠視野像を説明するグラフ図である。 比較例にかかる発光装置の模式断面図である。 図４（ａ）は第２の実施形態にかかる発光装置の模式平面図、図４（ｂ）はＡ－Ａ線に沿った模式断面図、図４（ｃ）は第２の実施形態の変形例にかかる模式断面図、である。 図５（ａ）は第３の実施形態にかかる発光装置の部分模式平面図、図５（ｂ）はＡ－Ａ線に沿った模式断面図、である。 図６（ａ）は第４の実施形態にかかる発光装置の部分模式平面図、図６（ｂ）はＡ－Ａ線に沿った模式断面図、である。 図７（ａ）は第５の実施形態にかかる発光装置の部分模式平面図、図７（ｂ）はＡ－Ａ線に沿った模式断面図、である。 図８（ａ）は第６の実施形態にかかる発光装置の部分模式平面図、図８（ｂ）はＡ－Ａ線に沿った模式断面図、である。
　以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。
　図１（ａ）は第１の実施形態にかかる発光装置の部分模式平面図、図１（ｂ）はＡ－Ａに沿った模式断面図、図１（ｃ）はレーザ光の広がりを説明する模式斜視図、である。
　発光装置は、第１の電極２６、第２の電極３０、半導体レーザ素子５２、透光性枠部４０、蓋部６０、を有している。なお、図１（ａ）は、Ｂ－Ｂ線に沿った模式平面図であり、蓋部６０を設けていない状態を示す。
　第１の電極２６は、凸部２６ａと、凸部２６ａの周りの底面２６ｂと、底面２６ｂとは反対の側の裏面２６ｃと、を有している。また、凸部２６ａの上に、セラミックなどからなるサブマウント５０を設けることができる。さらにサブマント５０の上に半導体レーザ素子５２を設けることができる。サブマント５２を設けると、金属からなる凸部２６ａと、半導体レーザ素子５２と、の間の線膨張係数の差などにより半導体レーザ素子５２へ加わる応力を低減することができる。このため、信頼性を高めることができる。 
　第２の電極３０は、第１の電極２６の底面２６ｂと対向する第１の面３０ａと、第１の面３０ａとは反対の側の第２の面３０ｂと、を有する。また、第２の電極３０には、開口部３０ｃと、段差部３０ｄと、が設けられている。段差部３０ｄは、第２の面３０ｂから第１の面３０ａの方向に後退し、開口部３０ｃの内側に段差部３０ｄの少なくとも一部が現れるように形成されている。 
　半導体レーザ素子５２は、ボンディングワイヤ５６により、第１の電極２６と接続される。また、半導体レーザ素子５２は、ボンディングワイヤ５４により、第２の電極３０と接続される。もし、サブマント５０が導電性である場合、半導体レーザ素子５２の裏面と凸部２６ａとが導通可能となり、ボンディングワイヤ５６を省略できる。また、サブマウント５０が絶縁性である場合、サブマウント５０の表面の導電層の上に半導体レーザ素子５２を接着する。さらに、導電層と凸部２６ａとをボンディングワイヤ５６で接続することにより、半導体レーザ素子５２の一方の電極と、第１の電極２６と、を接続できる。
　半導体レーザ素子５２の他方の電極と、第２の電極３０の段差部３０ｄの上面３０ｅとは、ボンディングワイヤ５４により直接接続できる。または、サブマウント５０の上に導電部を設け、半導体レーザ素子５２の他方の電極と導電部とを第１のボンディングワイヤで接続し、導電部と段差部３０ｄの上面３０ｅとを第２のボンディングワイヤで接続してもよい。
　また、金線などを用いてワイヤボンディングを行う場合、例えば直径が１０～３０μｍなどの金線は、キャピラリの孔部を通った状態で導電部などに押し付けられる。すなわち、キャピラリは、第２の電極３０に設けられた開口部３０ｃ内に挿入され、半導体レーザ素子５２の上面の電極まで届くことが必要である。このため、開口部３０ｃの幅ＷＯは、たとえば０．５ｍｍ以上であることが好ましい。また、第２の電極３０の第２の面３０ｂと、半導体レーザ素子５２の上面と、の距離Ｄ１は、たとえば２ｍｍ以下であることが好ましい。
　また、硼珪酸ガラスなどからなる透光性枠部４０は、凸部２６ａおよび半導体レーザ素子５２を囲むように設けられる。透光性枠部４０の横方向の厚さＴＦを、例えば０．２ｍｍ以上とすれば第１の電極２６との接着強度を高く保つことができる。なお、硼珪酸ガラスの線膨張係数は、５．２×１０－６Ｋ－１の近傍である。
　第１の電極２６の底面２６ａと、第２の電極３０の第１の面３０ａと、透光性枠部４０の両側端部の全周とが、それぞれ接着される。さらに、第２の電極３０の第２の面３０ｂの上に、開口部３０ｃを覆うように蓋部６０を設ける。このようにして構成されたパッケージは、半導体レーザ素子５２をその内部に封止することができる。蓋部６０は、たとえば、コバールや鉄などからなるものとすることができる。
　第１の電極２６は、モリブデン、銅、銅合金などとするこことができる。第２の電極３０は、コバール、鉄、モリブデンなどとすることができる。コバールの線膨張係数は、たとえば５．７×１０－６Ｋ－１である。また、モリブデンの線膨張係数は、たとえば５．１×１０－６Ｋ－１である。すなわち、コバールやモリブデンの線膨張係数は、硼珪酸ガラスの線膨張係数に近い。
　このように、線膨張係数が近い材料をＡｕＳｎ半田やＡｕＧｅ半田を用いて接着すると、硼珪酸ガラスに割れやクラックを生じることが抑制される。この結果、内部の半導体レーザ素子５２は、第１の電極２６と、第２の電極３０と、透光性枠部４０と、により気密に封止することが可能であり、高い信頼性を保つことができる。
　また、第１の電極２６の凸部２６ａと、その下方の領域を銅や銅合金とすると、放熱性を高めることができる。モリブデンの熱伝導率は、１３８Ｗ／ｍ・Ｋである。他方、銅の熱伝導率は、４０１Ｗ／ｍ・Ｋであり、銅合金（２．３ｗｔ％の鉄、０．１ｗｔ％の亜鉛、０．０３ｗｔ％の燐を含む）の熱伝導率は２６２Ｗ／ｍ・Ｋ）であり、モリブデンの熱伝導率よりもそれぞれ高い。しかしながら、銅の線膨張係数は、１６．５×１０－６Ｋ－１の近傍であり、硼珪酸ガラスの線膨張係数の略３．２倍と高い。この場合、硼珪酸ガラスからなる透光性枠部４０と、銅板または銅合金板と、の間に、コバールやモリブデンからなる金属薄板２７をさらに設けると透光性枠部４０に対して、確実に接着できる。
　半導体レーザ素子５２は、ＩｎＧａＡｌＮ系、ＩｎＡｌＧａＰ系、ＧａＡｌＡｓ系、などの材料からなる。
　なお、本明細書において、ＩｎＧａＡｌＮ系とは、ＩｎｘＧａｙＡｌ１－ｘ－ｙＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、ｘ＋ｙ≦１）なる組成式で表され、アクセプタやドナーとなる元素を含んでもよいものとする。また、Ｉｎｘ（ＡｌｙＧａ１－ｙ）１－ｘＰ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１）なる組成式で表され、アクセプタやドナーとなる元素を含んでもよいものとする。さらに、ＡｌＧａＡｓ系とは、ＡｌｘＧａ１－ｘＡｓ（０≦ｘ≦１）なる組成式で表され、アクセプタやドナーを含んでもよいものとする。
　また、第１の電極２６の凸部２６ａの高さを小さくすると、発光装置の高さを小さくすることができる。
　図２は、レーザ光の遠視野像を説明するグラフ図である。
　縦軸は相対発光強度、横軸は光軸からの角度（度）、である。遠視野像（ＦＦＰ：Far　Field　Pattern)は、半導体レーザ素子５２から放出されるレーザ光５３の広がりを示す（図１（ａ）。半導体レーザ素子５２の素子表面に対して垂直方向へのレーザ光５３の半値全角Θｖは略３０度、水平方向への半値全角Θｈは略１０度などとなる。
　このレーザ光５３のうち、半値全角Θｖ、Θｈの光成分は、第１の電極２６や第２の電極３０に遮光されることなく透光性枠部４０から外方へ放出されることが好ましい。
　なお、半導体レーザ素子５２の側面は、通常へきかい面とされ光共振器を構成するミラー面とする。例えば、レーザ光５３の出射面の反射率を５～３０％、出射面の反対の側となる反射面の反射率：９０％以上などとすると、出射面からの出力を高めることができる。
　なお、平面視において、発光装置は、角柱型ではなく、円柱、楕円柱、多角形柱、などであってもよい。
　図３は、比較例にかかる発光装置の模式断面図である。
　比較例にかかる発光装置において、第１の電極１２６は凸部１２６ａ、第２の電極３０は凸部１３０ａ、をそれぞれ有する。半導体レーザ素子１５２は、凸部１２６ａの上に設けられたサブマウント１５０の上に設けられる。半導体レーザ素子１５２の上側電極は、凸部１３０ａ側から押し当てられたＡｕバンプ１５６により電気的に接続される。この構造では、Ａｕバンプ１５６の高さＨＢは、略１０μｍのように高い部品精度であることが要求される。このため、工程が複雑となり、組立歩留を高く保つことが困難である。
　これに対して、第１の実施形態では、第２の電極３０に設けられた開口部３０ｃ内に、キャピラリを挿入することにより、半導体レーザ素子５２と、段差部３０ｄと、を確実かつ高い生産性でワイヤボンディングにより接続可能である。
　図４（ａ）は第２の実施形態にかかる発光装置の模式平面図、図４（ｂ）はＡ－Ａ線に沿った模式断面図、図４（ｃ）は第２の実施形態の変形例にかかる模式断面図、である。
　蓋部６０は、ガラスなどからなる透光性材料であってもよい。透光性を有する蓋部６０とすると、段差部３０ｄの上面３０ｅをパッケージの外側から蓋部６０を通して見ることができる。このため、ボンディングワイヤ５４が段差部３０ｄの上面３０ｅに確実に接続されているかなどを、目視検査することができるので、実装工程などによる不具合を取り除くことができる。
　また、透光性を有する蓋部６０の表面にＩＴＯ（Indium　Tin　Oxide)などからなる透明導電膜６０ａを設けると、第２の電極３０と導通でき、発光装置と実装基板との間の電気的接続が容易となる。　
　図５（ａ）は第３の実施形態にかかる発光装置の部分模式平面図、図５（ｂ）はＡ－Ａ線に沿った模式断面図、である。
　レーザ光５３が出射する側の透光性枠部４１は、第１および第２の電極２６、３０の側面方向の外縁よりも外方へ向かって突出部４１ａを有している。このようにすると、凹部が設けられた導光体７２と、突出部４１ａと、を嵌め合わせ、線状照明装置を構成することができる。
 突出部４１ａの表面における光密度は低減されるので、導光体７２が樹脂であっても光照射による樹脂の劣化などが抑制される。この場合、導光体７２の延在する方向に沿って蛍光体層７４を設けると、レーザ光５３と蛍光体層７４による波長変換光との混合光を外部に放出することができる。
　図６（ａ）は第４の実施形態にかかる発光装置の部分模式平面図、図６（ｂ）はＡ－Ａ線に沿った模式断面図、である。
　第２の電極３０の段差部３０ｄは、Ａ－Ａ線に平行であってもよい。このようにすると、半導体レーザ素子５２と段差部３０ｄとのボンディング方向と、サブマント５０上の導電層と凸部２６ａとのボンディング方向と、を平行とすることができる。このため、キャピラリの移動方向を揃えることができ、ボンディング時間が短縮できる。
　図７（ａ）は第５の実施形態にかかる発光装置の部分模式平面図、図７（ｂ）はＡ－Ａ線に沿った模式断面図、である。
　段差部３０ｄの上面３０ｅは、第２の電極３０の第１の面３０ａよりも下方に設けることができる。すなわち、段差部３０ｄの上面３０ｅと、半導体レーザ素子５２の上面と、の距離Ｄ２は、図１（ｂ）に示す第１の実施形態の距離よりも短い。この場合、段差部３０ｄをレーザ光の出射方向の反対の側に設けることができるので、レーザ光のＦＦＰを乱すことはない。
　段差部３０ｄとする領域は、プレス加工などにより下方に折り曲げることができる。第５の実施形態では、ボンディングワイヤ５４を短くでき、発光装置を薄型にすることができる。また、ワイヤを短くできるので、ワイヤボンディング工程の作業性がよい。
　図８（ａ）は第６の実施形態にかかる発光装置の模式断面図、図８（ｂ）はＡ－Ａ線に沿った模式断面図、である。
　半導体レーザ素子５２が、ＩｎＧａＡｌＮ系材料の場合、レーザ光５３は例えば青～青紫色の波長とすることができる。図８（ｂ）のように、透光性枠部４０の内縁のうちレーザ光５３が透過する領域に黄色蛍光体層７０を設けると、白色光を放出することができる。または、透光性枠部４０の外縁のうち、レーザ光５３が透過する領域に黄色蛍光体層７０を設けてもよい。なお、透光性枠部４０を設けたあと、内部に蛍光体粒子が混合された透明樹脂層を設けてもよい。
　第１～第６の実施形態によれば、高い部品精度を必要とすることなく、かつ量産性に富み、小型化が容易な発光装置が提供される。このような発光装置は、線状光源などに応用可能である。さらに、線状光源は、自動車用フォグランプ、表示装置のバックライト光源、光センサ光源などに広く用いることができる。
　本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
２６　第１の電極、２６ａ　凸部、２６ｂ底面、２７　金属薄板、３０　第２の電極、３０ａ　第１の面、３０ｂ　第２の面、３０ｃ　開口部、３０ｄ　段差部、３０ｅ　上面、４０、４１　透光性枠部、５２　半導体レーザ素子、５３　レーザ光、５４、５６　ボンディングワイヤ、６０　蓋部、６０ａ　透明導電膜、Θｖ　垂直方向半値全角、Θｈ　水平方向半値全角　

Claims (7)

  1. 　凸部と、前記凸部の周りを囲む底面と、前記底面とは反対の側となる裏面と、を有する第１の電極と、
    　前記第１の電極の前記底面と対向する第１の面と、前記第１の面とは反対の側となる第２の面と、を有する第２の電極であって、開口部と、前記第２の面から前記第１の面の方向に後退した段差部と、が設けられた第２の電極と、
    　前記凸部の上に設けられ、発光層を有する半導体レーザ素子と、
    　前記半導体レーザ素子と、前記段差部と、を電気的に接続可能なボンディングワイヤと、
    　前記凸部と、前記半導体レーザ素子と、の周りをそれぞれ囲み、ガラスからなる透光性枠部であって、前記底面と接着されかつ前記第２の電極の前記第１の面と接着された透光性枠部と、
    　前記第２の電極の前記第２の面と接着された蓋部と、
    　を備え、
    　前記半導体レーザ素子から放出されるレーザ光のうち、半値全角内の光成分は、前記透光性枠部から外方へ出射可能であることを特徴とする発光装置。
  2. 　前記蓋部は、透光性を有することを特徴とする請求項１記載の発光装置。
  3. 　前記蓋部は、前記第２の電極と接続された透明導電膜を表面に有することを特徴とする請求項２記載の発光装置。
  4. 　前記ボンディングワイヤがボンディングされる前記段差部の上面は、前記第１の面よりも下方であることを特徴とする請求項１記載の発光装置。　
  5. 　前記第１の電極は、モリブデン、銅、銅合金のうちのいずれかを含むことを特徴とする請求項１記載の発光装置。
  6. 　前記第２の電極は、コバール、鉄、モリブデンのうちのいずれかを含むことを特徴とする請求項１記載の発光装置。
  7. 　前記第１の電極の前記底面と、前記透光性枠部と、の間に設けられた金属薄板をさらに備えたことを特徴とする請求項１記載の発光装置。
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