WO2018216674A1 - 発光装置及び車両用灯具 - Google Patents

発光装置及び車両用灯具 Download PDF

Info

Publication number
WO2018216674A1
WO2018216674A1 PCT/JP2018/019588 JP2018019588W WO2018216674A1 WO 2018216674 A1 WO2018216674 A1 WO 2018216674A1 JP 2018019588 W JP2018019588 W JP 2018019588W WO 2018216674 A1 WO2018216674 A1 WO 2018216674A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
silicon substrate
emitting device
laser diode
light emitting
reflector
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2018/019588
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
喜郎 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ichikoh Industries Ltd
Original Assignee
Ichikoh Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ichikoh Industries Ltd filed Critical Ichikoh Industries Ltd
Publication of WO2018216674A1 publication Critical patent/WO2018216674A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022—Mountings; Housings
    • H01S5/0239—Combinations of electrical or optical elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S43/00—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S45/00—Arrangements within vehicle lighting devices specially adapted for vehicle exteriors, for purposes other than emission or distribution of light
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V17/00—Fastening of component parts of lighting devices, e.g. shades, globes, refractors, reflectors, filters, screens, grids or protective cages
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V29/00—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
    • F21V29/50—Cooling arrangements
    • F21V29/502—Cooling arrangements characterised by the adaptation for cooling of specific components
    • F21V29/503—Cooling arrangements characterised by the adaptation for cooling of specific components of light sources
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V29/00—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
    • F21V29/50—Cooling arrangements
    • F21V29/70—Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V29/00—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
    • F21V29/85—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems characterised by the material
    • F21V29/89—Metals

Definitions

  • the present invention relates to a light emitting device and a vehicle lamp.
  • Patent Document 1 dissipates heat generated from the output of the laser diode from the stem. If the laser diode has a weak output, the Joule heat generated along with the output of the laser diode is low, so even if the structure is configured to dissipate heat from the stem, the package is not adversely affected.
  • a light emitting device when manufactured as a package by combining a plurality of members such as a stem, a laser diode, a laser diode mounted submount, and a lens, the stem and submount are Since it is a metal piece by machining, it cannot be made highly accurate.
  • the present disclosure has been made in view of such a situation, and is a high-precision one that enables a laser diode package structure to have excellent heat dissipation.
  • a light emitting device is formed on a silicon substrate, a (100) surface of the silicon substrate, a laser diode that outputs laser light, and a ⁇ 111 ⁇ surface of the silicon substrate, A reflector that reflects laser light output from the laser diode; and a lens that is disposed above the reflector and that is formed integrally with the silicon substrate, the silicon substrate, the laser diode, and the lens. Is a packaged structure.
  • a laser diode is mounted on the (100) surface of a silicon substrate, a reflector is formed on the ⁇ 111 ⁇ surface of the silicon substrate, and a lens is formed integrally with the silicon substrate.
  • the (100) plane and ⁇ 111 ⁇ plane of the silicon substrate are formed by high-precision processing. Since the reflector is formed on the ⁇ 111 ⁇ plane of the silicon substrate, it is fixed at an inclination angle of 54.7 ° inclined surface. Therefore, the laser light output from the laser diode is emitted with high accuracy by the reflector.
  • the light emitting device is a structure in which a silicon substrate, a laser diode, and a lens are packaged. Since the silicon substrate has a high thermal conductivity, the thermal resistance is low and the heat dissipation is excellent.
  • the laser diode is mounted on the (100) surface of the silicon substrate, and has a packaged structure. Therefore, the package structure of the laser diode is excellent in heat dissipation.
  • the light emitting device has a structure in which the laser diode is mounted on the (100) surface of the silicon substrate and the reflector is formed on the ⁇ 111 ⁇ surface of the silicon substrate and packaged, so that the tilt angle of the reflector is fixed.
  • the package structure of the laser diode can be excellent in heat dissipation.
  • the back side of the silicon substrate is optically polished, and the arithmetic average roughness Ra is 10 mm or less.
  • the reflector is formed with an electrode pattern for energizing the laser diode.
  • the silicon substrate has a through hole into which a resin for molding the lens is injected.
  • the silicon substrate has a lens arrangement hole into which the resin is injected.
  • the crystal orientation planes of the (100) plane of the silicon substrate and the ⁇ 111 ⁇ plane of the silicon substrate are formed by anisotropic etching.
  • a vehicular lamp according to the second aspect of the present disclosure includes the light emitting device described above, and has a high accuracy as in the case of the light emitting device, and has a laser diode package structure. Can be made excellent in heat dissipation.
  • the package structure of the laser diode can be made highly accurate and excellent in heat dissipation.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of the overall configuration of a light emitting device 1 to which the present disclosure is applied.
  • the light emitting device 1 includes a silicon substrate 11, a laser diode 21, a reflector 31, and a lens 41.
  • the silicon substrate 11, the laser diode 21, and the lens 41 are integrally formed.
  • the laser diode 21 is mounted on the (100) surface of the silicon substrate 11 and outputs laser light. As one of the light emitting elements, the laser diode 21 has recently been attempted to be used as a light source in place of the light emitting diode used as a vehicular lamp. The laser diode 21 is different from the light emitting diode in that it can output coherent light having the same wavelength and phase.
  • the (100) plane of the silicon substrate 11 is a crystal orientation plane and is formed by anisotropic etching.
  • Anisotropic etching is performed by etching with an alkaline solution.
  • TMAH tetramethylammonium hydroxide
  • KOH potassium hydroxide
  • EDP ethylenediamine pyrocatechol
  • N 2 H 4 ⁇ H 2 are used.
  • O hydrated hydrazine solution.
  • the arithmetic average roughness Ra is 10 mm or less, which is a mirror-oriented crystal orientation plane. Therefore, the back side of the silicon substrate 11 is optically polished, and the arithmetic average roughness Ra is 10 mm or less.
  • the reflector 31 is formed on the (111) surface of the silicon substrate 11 and reflects the laser light output from the laser diode 21. Similar to the (100) plane, the (111) plane of the silicon substrate 11 is formed by anisotropic etching. The (111) plane of the silicon substrate 11 is formed with an inclination angle of 54.7 ° by anisotropic etching and then covered again with a thermal oxide film. The (111) surface of the silicon substrate 11 is covered with a thermal oxide film, and then an electrode pattern is formed, thereby realizing a function of a circuit pattern for energizing the laser diode 21 and a function of a reflection film. .
  • the laser diode 21 is mounted on the reflector 31 that realizes the two functions, and the laser diode 21 is electrically connected to a part of the silicon substrate 11 by the gold wire 33, whereby the laser diode 21 is connected via the gold wire 33. Power can be supplied to 21.
  • the laser light output from the laser diode 21 collides with the reflector 31 in the output direction A, and the direction is changed on the (111) plane of the silicon substrate 11 that is inclined by 54.7 °, so Is output.
  • the reflector 31 is formed on the (111) plane of the silicon substrate 11 .
  • any surface equivalent to the (111) plane of the silicon substrate 11 may be used. That is, the reflector 31 may be formed on the ⁇ 111 ⁇ plane of the silicon substrate 11.
  • the lens 41 is disposed above the reflector 31 and is formed integrally with the silicon substrate 11. Specifically, the through hole 121 is formed in the silicon substrate 11. The through hole 121 is for injecting a resin for molding the lens 41 using a mold.
  • the through hole 121 is preferably formed by RIE (reactive ion etching).
  • the silicon substrate 11 has a lens arrangement hole 123 formed therein.
  • the lens arrangement hole 123 is for injecting a resin for molding the lens 41 and may be formed by anisotropic etching.
  • the lens arrangement hole 123 is formed to make the anchor effect of the lens 41 stronger.
  • the light emitting device 1 is a structure in which the silicon substrate 11 and the lens 41 are packaged by integral molding. Therefore, since the back surface of the package is the back surface of the silicon substrate 11, as described above, it is optically polished, and the arithmetic average roughness Ra is 10 mm or less.
  • the light-emitting device 1 has been tried to be used as a vehicular lamp as an alternative member of a light-emitting diode.
  • the light-emitting device 1 has been tried to be used for an automobile headlamp or a rear combination lamp. ing.
  • the light emitting device 1 is also attempted to be used as a lighting fixture.
  • the light-emitting device 1 is further attempted to be mounted on a device for optical communication or used in various power modules.
  • the laser diode 21 is mounted on the (100) surface of the silicon substrate 11, the reflector 31 is formed on the ⁇ 111 ⁇ surface of the silicon substrate 11, and the lens 41 is integrated with the silicon substrate 11. Is formed.
  • the (100) plane and ⁇ 111 ⁇ plane of the silicon substrate 11 are formed by high-precision processing. Since the reflector 31 is formed on the ⁇ 111 ⁇ plane of the silicon substrate 11, the inclination angle of the inclined surface is fixed. Therefore, the laser beam output from the laser diode 21 is emitted upward with high accuracy by the reflector 31.
  • the light emitting device 1 is a structure in which the silicon substrate 11, the laser diode 21, and the lens 41 are packaged. Since the silicon substrate 11 has a high thermal conductivity, the thermal resistance is low and the heat dissipation is excellent.
  • the laser diode 21 is mounted on the (100) surface of the silicon substrate 11 and has a packaged structure. Therefore, the package structure of the laser diode 21 is excellent in heat dissipation.
  • the light emitting device 1 is a reflector in which the laser diode 21 is mounted on the (100) surface of the silicon substrate 11 and the reflector 31 is formed on the ⁇ 111 ⁇ surface of the silicon substrate 11 and packaged. Since the inclination angle of 31 is fixed with high accuracy and the heat generated by the laser diode 21 is easily diffused through the silicon substrate 11, the package structure of the laser diode 21 is excellent in heat dissipation. It can be.
  • the back surface side of the silicon substrate 11 is optically polished to an arithmetic average roughness Ra of 10 mm or less. Therefore, since the back surface side of the silicon substrate 11 is mirror-finished, the space between the light emitting device 1 and a heat sink (not shown) can be made greaseless. Therefore, the heat resistance can be lowered by the amount that grease does not exist.
  • the reflector 31 is formed with an electrode pattern for energizing the laser diode 21. Therefore, the reflector 31 functions not only as a simple reflection film but also as a circuit for energizing the laser diode 21. Therefore, since it is not necessary to form a separate electrode pattern, the light emitting device 1 can be reduced in size.
  • the silicon substrate 11 has a through hole 121 into which a resin for molding the lens 41 is injected. Therefore, the mounting tolerance accompanying the alignment of the lens 41, the reflector 31, and the laser diode 21 can be reduced. Therefore, since the color aberration of the laser light emitted from the light emitting device 1 can be reduced, the light emitting device 1 can be used as a high-quality light source.
  • the silicon substrate 11 has a lens arrangement hole 123 into which resin is injected. Therefore, the lens arrangement hole 123 can enhance the anchor effect of the lens 41. Therefore, since the integrity of the silicon substrate 11 and the lens 41 can be improved, the color aberration of the laser light emitted from the light emitting device 1 can be particularly remarkably reduced.
  • the silicon substrate 11 has crystal orientation planes of (100) plane and ⁇ 111 ⁇ plane formed by anisotropic etching. Therefore, since the thickness L between the (100) surface of the silicon substrate 11 and the back surface of the silicon substrate 11 can be reduced to about 100 ⁇ m, high heat dissipation can be realized. Further, since the inclination angle of the ⁇ 111 ⁇ plane of the silicon substrate 11 can be fixed to 54.7 °, the emission direction B of the laser light output from the laser diode 21 in the output direction A can be made particularly remarkably accurate. .
  • the light emitting device 1 to which the present disclosure is applied has been described based on the embodiment.
  • the present disclosure is not limited thereto, and modifications may be made without departing from the gist of the present disclosure.
  • the present invention is not particularly limited thereto.
  • a structure in which a plurality of laser diodes 21 are mounted may be used.
  • the reflector 31 may be formed on the (111) surface of the silicon substrate for each laser diode 21. That is, the laser diode 21 and the reflector 31 need only be adjacent to each other.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)
  • Securing Globes, Refractors, Reflectors Or The Like (AREA)

Abstract

低コスト且つ高精度なものであって、レーザーダイオードのパッケージ構造を放熱性に優れたものとすることができる発光装置及び車両用灯具を提供するために、発光装置（１）は、シリコン基板（１１）と、シリコン基板（１１）の（１００）面に実装され、光を出力するレーザーダイオード（２１）と、シリコン基板（１１）の｛１１１｝面に形成され、レーザーダイオード（２１）から出力される光を反射するリフレクター（３１）と、リフレクター（３１）の上方に設けられ、シリコン基板（１１）と一体的に形成されるレンズ（４１）と、を備えるものである。発光装置（１）は、シリコン基板（１１）、レーザーダイオード（２１）、及びレンズ（４１）がパッケージされている構造体である。

Description

発光装置及び車両用灯具
　本発明は、発光装置及び車両用灯具に関する。
　従来、レーザーダイオード等の発光素子がステムに実装され、ステムがヒートシンクを兼ねるパッケージ構造の発光装置がある（例えば、特許文献１参照）。
特開平０６－１６９１３６号公報
　特許文献１に記載のような従来技術は、レーザーダイオードの出力に起因して生じる熱をステムより放熱させるものである。レーザーダイオードは出力が弱いものであればレーザーダイオードの出力に伴い生じるジュール熱も低いものであるため、ステムから放熱させる構造であってもパッケージに悪影響を与えることはない。
　しかし、近年、レーザーダイオードの出力は増加傾向にある。レーザーダイオードは出力が強いものであればレーザーダイオードの出力に伴い生じるジュール熱も高いものとなるため、ステムから放熱させる構造では、パッケージに悪影響を与える状況が生じる恐れがある。
　また、上記従来技術のように、ステム、レーザーダイオード、レーザーダイオードを実装しているサブマウント、及びレンズ等のような複数の部材を合わせてパッケージとして発光装置を製造する場合、ステム及びサブマウントは機械加工による金属片であるため、高精度にはできない状況である。
　本開示はこのような状況に鑑みてなされたものであり、高精度なものであって、レーザーダイオードのパッケージ構造を放熱性に優れたものとすることができるようにするものである。
　本開示の第１の側面である発光装置は、シリコン基板と、前記シリコン基板の（１００）面に実装され、レーザー光を出力するレーザーダイオードと、前記シリコン基板の｛１１１｝面に形成され、前記レーザーダイオードから出力されるレーザー光を反射するリフレクターと、前記リフレクターの上方に配置され、前記シリコン基板と一体的に形成されるレンズと、を備え、前記シリコン基板、前記レーザーダイオード、及び前記レンズがパッケージされている構造体である。
　発光装置は、レーザーダイオードがシリコン基板の（１００）面に実装され、リフレクターがシリコン基板の｛１１１｝面に形成され、レンズがシリコン基板と一体的に形成されているものである。シリコン基板の（１００）面及び｛１１１｝面は、高精度加工されて形成されるものである。リフレクターはシリコン基板の｛１１１｝面に形成されるため、５４．７°傾斜面の傾斜角に固定されるものである。よって、レーザーダイオードから出力されるレーザー光は、リフレクターにより上方向に精度良く出射される。
　また、発光装置は、シリコン基板、レーザーダイオード、及びレンズがパッケージされている構造体である。シリコン基板は熱伝導率が高いものであるため、熱抵抗が低く、放熱性に優れている。レーザーダイオードはシリコン基板の（１００）面に実装されており、パッケージされている構造体となっている。よって、レーザーダイオードのパッケージ構造は放熱性に優れたものとなる。
　したがって、発光装置は、レーザーダイオードがシリコン基板の（１００）面に実装され、リフレクターがシリコン基板の｛１１１｝面に形成され、パッケージされている構造体であることにより、リフレクターの傾斜角が固定され、レーザーダイオードで発生する熱がシリコン基板を介して拡散されやすいため、高精度なものであって、レーザーダイオードのパッケージ構造を放熱性に優れたものとすることができる。
　また、前記シリコン基板の裏面側は、光学研磨されているものであって、算術平均粗さＲａが１０Å以下である、ことが好ましい。
　また、前記リフレクターは、前記レーザーダイオードを通電させる電極パターンが形成されているものである、ことが好ましい。
　また、前記シリコン基板は、前記レンズを成型する樹脂が注入されるスルーホールが形成されているものである、ことが好ましい。
　また、前記シリコン基板は、前記樹脂が注入されるレンズ配置穴が形成されているものである、ことが好ましい。
　また、異方性エッチングにより前記シリコン基板の（１００）面及び前記シリコン基板の｛１１１｝面のそれぞれの結晶方位面が形成されているものである、ことが好ましい。
　また、本開示の第２の側面である車両用灯具は、上記に記載の発光装置を含む、ものであり、発光装置の場合と同様に、高精度なものであって、レーザーダイオードのパッケージ構造を放熱性に優れたものとすることができる。
　本開示の第１及び第２の側面によれば、高精度なものであって、レーザーダイオードのパッケージ構造を放熱性に優れたものとすることができる。
本開示を適用した発光装置１の全体構成例を示す図である。
　以下、図面に基づいて本開示の実施形態を説明するが、本開示は以下の実施形態に限られるものではない。
　図１は、本開示を適用した発光装置１の全体構成例を示す図である。図１に示すように、発光装置１は、シリコン基板１１と、レーザーダイオード２１と、リフレクター３１と、レンズ４１と、を備えるものである。発光装置１は、シリコン基板１１、レーザーダイオード２１、及びレンズ４１が一体的に形成されるものである。
　レーザーダイオード２１は、シリコン基板１１の（１００）面に実装され、レーザー光を出力するものである。レーザーダイオード２１は、発光素子の一つとして、近年、車両用灯具として用いられる発光ダイオードに代わる光源としての使用が試みられているものである。レーザーダイオード２１は、波長及び位相を揃えたコヒーレント光を出力できる点が、発光ダイオードと異なる。
　シリコン基板１１の（１００）面は、結晶方位面であり、異方性エッチングにより形成されるものである。異方性エッチングは、アルカリ性溶液でエッチングするものであり、例えば、ＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニアハイドロオキサイド）溶液、ＫＯＨ（水酸化カリウム）溶液、ＥＤＰ（エチレンジアミンピロカテコール）、及びＮ２Ｈ４・Ｈ２Ｏ（水和ヒドラジン）溶液等がある。なお、シリコン基板１１の（１００）面の両面は、光学研磨が施されるものであるため、算術平均粗さＲａは１０Å以下となり、鏡面加工された結晶方位面となる。よって、シリコン基板１１の裏面側は、光学研磨されているものであって、算術平均粗さＲａが１０Å以下となるものである。
　リフレクター３１は、シリコン基板１１の（１１１）面に形成され、レーザーダイオード２１から出力されるレーザー光を反射するものである。シリコン基板１１の（１１１）面は、（１００）面と同様に、異方性エッチングにより形成されるものである。シリコン基板１１の（１１１）面は、異方性エッチングにより５４．７°傾斜面の傾斜角で形成されてから、再度熱酸化膜で覆われるものである。シリコン基板１１の（１１１）面は、熱酸化膜で覆われてから電極パターンが形成されることにより、レーザーダイオード２１を通電させるための回路パターンの機能と、反射膜の機能とが実現される。その２つの機能が実現されるリフレクター３１にレーザーダイオード２１はマウントされ、レーザーダイオード２１が金ワイヤー３３によりシリコン基板１１の一部と電気的に接続されることにより、金ワイヤー３３を介してレーザーダイオード２１に給電が可能となる。レーザーダイオード２１から出力されるレーザー光は、出力方向Ａでリフレクター３１に衝突し、５４．７°傾斜面となるシリコン基板１１の（１１１）面で向きが変えられることにより、出射方向Ｂで外部に出力されるものである。
　なお、上記の説明では、リフレクター３１がシリコン基板１１の（１１１）面に形成される一例について説明したが、シリコン基板１１の（１１１）面と等価な面であればよい。つまり、リフレクター３１は、シリコン基板１１の｛１１１｝面に形成されればよいものである。
　レンズ４１は、リフレクター３１の上方に配置され、シリコン基板１１と一体的に形成されるものである。具体的には、シリコン基板１１は、スルーホール１２１が形成されている。スルーホール１２１は、金型を用いて、レンズ４１を成型する樹脂が注入されるものである。なお、スルーホール１２１は、ＲＩＥ（反応性イオンエッチング）で形成されるのが好ましい。
　シリコン基板１１は、レンズ配置穴１２３が形成されている。レンズ配置穴１２３は、レンズ４１を成型する樹脂が注入されるものであり、異方性エッチングにより形成されればよい。レンズ配置穴１２３は、レンズ４１のアンカー効果をより強固なものとするために形成されているものである。
　つまり、発光装置１は、シリコン基板１１と、レンズ４１とが一体成型でパッケージされている構造体である。よって、パッケージの裏面は、シリコン基板１１の裏面であるため、上記で説明したように、光学研磨されており、算術平均粗さＲａが１０Å以下となっているものである。
　なお、発光装置１は、上記で説明したように、発光ダイオードの代替部材の車両用灯具としての使用が試みられているものであり、例えば、自動車ヘッドランプ又はリアコンビランプ等への使用が試みられている。また、発光装置１は、照明器具としての使用も試みられている。発光装置１は、さらに、光通信用の機器への実装、又はパワーモジュール全般等への各種使用が試みられるものである。
　以上の説明から、発光装置１は、レーザーダイオード２１がシリコン基板１１の（１００）面に実装され、リフレクター３１がシリコン基板１１の｛１１１｝面に形成され、レンズ４１がシリコン基板１１と一体的に形成されているものである。シリコン基板１１の（１００）面及び｛１１１｝面は、高精度加工されて形成されるものである。リフレクター３１はシリコン基板１１の｛１１１｝面に形成されるため、傾斜面の傾斜角は一定に固定されるものである。よって、レーザーダイオード２１から出力されるレーザー光は、リフレクター３１により上方向に精度良く出射される。
　また、発光装置１は、シリコン基板１１、レーザーダイオード２１、及びレンズ４１がパッケージされている構造体である。シリコン基板１１は熱伝導率が高いものであるため、熱抵抗が低く、放熱性に優れている。レーザーダイオード２１はシリコン基板１１の（１００）面に実装されており、パッケージされている構造体となっている。よって、レーザーダイオード２１のパッケージ構造は放熱性に優れたものとなる。
　したがって、発光装置１は、レーザーダイオード２１がシリコン基板１１の（１００）面に実装され、リフレクター３１がシリコン基板１１の｛１１１｝面に形成され、パッケージされている構造体であることにより、リフレクター３１の傾斜角が精度良く固定され、レーザーダイオード２１で発生する熱がシリコン基板１１を介して拡散されやすいため、高精度なものであって、レーザーダイオード２１のパッケージ構造を放熱性に優れたものとすることができる。
　また、シリコン基板１１の裏面側は、算術平均粗さＲａが１０Å以下に光学研磨されている。よって、シリコン基板１１の裏面側は、鏡面加工されていることになるため、発光装置１と、不図示のヒートシンクとの間をグリスレスとすることができる。したがって、グリスが存在しない分だけ熱抵抗を下げることができるため、特に顕著に放熱性を高めることができる。
　また、リフレクター３１は、レーザーダイオード２１を通電させる電極パターンが形成されている。よって、リフレクター３１は、単なる反射膜としてだけではなくレーザーダイオード２１を通電させるための回路としても機能する。したがって、別途電極パターンを形成する必要がないため、発光装置１を小型化することができる。
　シリコン基板１１は、レンズ４１を成型する樹脂が注入されるスルーホール１２１が形成されている。よって、レンズ４１と、リフレクター３１と、レーザーダイオード２１との位置合わせに伴う実装公差を小さくすることができる。したがって、発光装置１から出射されるレーザー光の色の収差を小さくすることができるため、発光装置１を高品質な光源として利用することができる。
　また、シリコン基板１１は、樹脂が注入されるレンズ配置穴１２３が形成されている。よって、レンズ配置穴１２３は、レンズ４１のアンカー効果を高めることができる。したがって、シリコン基板１１と、レンズ４１との一体性を高めることができるため、発光装置１から出射されるレーザー光の色の収差を特に顕著に小さくすることができる。
　また、シリコン基板１１は、異方性エッチングにより（１００）面及び｛１１１｝面の結晶方位面が形成されている。よって、シリコン基板１１の（１００）面と、シリコン基板１１の裏面との間の厚みＬを１００μｍ程度まで薄くすることができるため、高い放熱性を実現することができる。また、シリコン基板１１の｛１１１｝面の傾斜角度を５４．７°に固定できるため、レーザーダイオード２１から出力方向Ａに出力されたレーザー光の出射方向Ｂを特に顕著に精度良くすることができる。
　以上、本開示を適用した発光装置１を実施形態に基づいて説明したが、本開示はこれに限定されるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で、変更を加えてもよい。
　例えば、図１においては、シリコン基板１１にレーザーダイオード２１が１つ実装されている一例について説明したが、特にこれに限定されるものではない。例えば、レーザーダイオード２１が複数実装される構造であってもよい。この場合、レーザーダイオード２１ごとにリフレクター３１がシリコン基板の（１１１）面に形成されていればよい。つまり、レーザーダイオード２１及びリフレクター３１の組みが隣接したものとなっていればよい。
　１　　　発光装置
　１１　　シリコン基板
　１２１　スルーホール
　１２３　レンズ配置穴
　２１　　レーザーダイオード
　３１　　リフレクター
　３３　　金ワイヤー
　４１　　レンズ
　Ａ　　　出力方向
　Ｂ　　　出射方向
　Ｌ　　　厚み

Claims (7)

  1. 　シリコン基板と、
    　前記シリコン基板の（１００）面に実装され、レーザー光を出力するレーザーダイオードと、
    　前記シリコン基板の｛１１１｝面に形成され、前記レーザーダイオードから出力されるレーザー光を反射するリフレクターと、
    　前記リフレクターの上方に配置され、前記シリコン基板と一体的に形成されるレンズと、
    を備え、
    　前記シリコン基板、前記レーザーダイオード、及び前記レンズがパッケージされている構造体である、
    　発光装置。
  2. 　前記シリコン基板の裏面側は、
    　光学研磨されているものであって、算術平均粗さＲａが１０Å以下である、
    　請求項１に記載の発光装置。
  3. 　前記リフレクターは、
    　前記レーザーダイオードを通電させる電極パターンが形成されているものである、
    　請求項１に記載の発光装置。
  4. 　前記シリコン基板は、
    　前記レンズを成型する樹脂が注入されるスルーホールが形成されているものである、
    　請求項１に記載の発光装置。
  5. 　前記シリコン基板は、
    　前記樹脂が注入されるレンズ配置穴が形成されているものである、
    　請求項４に記載の発光装置。
  6. 　異方性エッチングにより前記シリコン基板の（１００）面及び前記シリコン基板の｛１１１｝面のそれぞれの結晶方位面が形成されているものである、
    　請求項１に記載の発光装置。
  7. 　請求項１に記載の発光装置を含む、
    　車両用灯具。
PCT/JP2018/019588 2017-05-23 2018-05-22 発光装置及び車両用灯具 Ceased WO2018216674A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017-101797 2017-05-23
JP2017101797A JP2018198247A (ja) 2017-05-23 2017-05-23 発光装置及び車両用灯具

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018216674A1 true WO2018216674A1 (ja) 2018-11-29

Family

ID=64395658

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2018/019588 Ceased WO2018216674A1 (ja) 2017-05-23 2018-05-22 発光装置及び車両用灯具

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2018198247A (ja)
WO (1) WO2018216674A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113944914A (zh) * 2020-07-17 2022-01-18 联嘉光电股份有限公司 面光源的led装置
JP2024519808A (ja) * 2021-05-28 2024-05-21 エイエムエス－オスラム インターナショナル ゲーエムベーハー 光電子半導体チップ及び構成要素

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04111768U (ja) * 1991-03-14 1992-09-29 株式会社小糸製作所 モジユールタイプｌｅｄのモールド構造
JPH1126647A (ja) * 1997-07-07 1999-01-29 Sharp Corp 光半導体装置
JP2001041915A (ja) * 1999-08-02 2001-02-16 Fujitsu Quantum Devices Ltd 光半導体モジュールの試験用カセット
JP2009088520A (ja) * 2007-09-27 2009-04-23 Samsung Electro Mech Co Ltd 発光素子パッケージの製造方法
JP2010251686A (ja) * 2009-03-26 2010-11-04 Harison Toshiba Lighting Corp 発光装置及びその製造方法
US20150003482A1 (en) * 2013-06-28 2015-01-01 Jds Uniphase Corporation Structure and method for edge-emitting diode package having deflectors and diffusers

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04111768U (ja) * 1991-03-14 1992-09-29 株式会社小糸製作所 モジユールタイプｌｅｄのモールド構造
JPH1126647A (ja) * 1997-07-07 1999-01-29 Sharp Corp 光半導体装置
JP2001041915A (ja) * 1999-08-02 2001-02-16 Fujitsu Quantum Devices Ltd 光半導体モジュールの試験用カセット
JP2009088520A (ja) * 2007-09-27 2009-04-23 Samsung Electro Mech Co Ltd 発光素子パッケージの製造方法
JP2010251686A (ja) * 2009-03-26 2010-11-04 Harison Toshiba Lighting Corp 発光装置及びその製造方法
US20150003482A1 (en) * 2013-06-28 2015-01-01 Jds Uniphase Corporation Structure and method for edge-emitting diode package having deflectors and diffusers

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113944914A (zh) * 2020-07-17 2022-01-18 联嘉光电股份有限公司 面光源的led装置
JP2024519808A (ja) * 2021-05-28 2024-05-21 エイエムエス－オスラム インターナショナル ゲーエムベーハー 光電子半導体チップ及び構成要素
JP7627364B2 (ja) 2021-05-28 2025-02-05 エイエムエス－オスラム インターナショナル ゲーエムベーハー 光電子半導体チップ及び構成要素

Also Published As

Publication number Publication date
JP2018198247A (ja) 2018-12-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3859159B2 (ja) 車両用ヘッドライト
EP3073182B1 (fr) Module lumineux pour vehicule automobile comprenant deux guides de lumiere et un radiateur comprenant deux faces de montage
CN103328884B (zh) 照明装置
CN110023675B (zh) 用于车辆的前照灯模块
US7210834B2 (en) Vehicular lamp and light source module
JP2005079098A (ja) 車両用ヘッドライト
US20070120137A1 (en) Semiconductor-based lighting systems and lighting system components for automotive use
JP2013506251A (ja) 半導体照明装置
US20240328590A1 (en) Light-emitting module and vehicle
JP2009060113A (ja) ケーシング下部を備えたケーシング
JP2013519185A (ja) 蛍光体、励起光源、光学システム、およびヒートシンクを備えた照明器具
CN106813185B (zh) 用于机动车辆前照灯照明模块的发光装置以及关联的照明模块和前照灯
CN105247274B (zh) 车辆用灯具
CN105423207B (zh) 具有led二极管和oled二极管的照明模块
CN111486408A (zh) 车辆用灯具单元和车辆用灯具
JP6814069B2 (ja) 車両用灯具
JP6162430B2 (ja) 車両用灯具
WO2018216674A1 (ja) 発光装置及び車両用灯具
KR101092693B1 (ko) 헤드램프용 ｌｅｄ 광학장치
JP2011522405A (ja) オプトエレクトロニックモジュールおよびオプトエレクトロニック装置
JP6638074B2 (ja) 光学素子の正確な位置決めを伴う照明構成
JP2020095876A (ja) 車両用灯具
CN101338872A (zh) 用于两轮车的前照灯
US20080273332A1 (en) Light Device
JP6155531B2 (ja) 光通信モジュール

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18806369

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 18806369

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1