特許 6189661 半導体発光装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6189661

(24)【登録日】2017年8月10日

(45)【発行日】2017年8月30日

(54)【発明の名称】半導体発光装置

(51)【国際特許分類】

   H01S 5/022 20060101AFI20170821BHJP

【ＦＩ】

   H01S5/022

【請求項の数】3

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2013-151774(P2013-151774)

(22)【出願日】2013年7月22日

(65)【公開番号】特開2015-23215(P2015-23215A)

(43)【公開日】2015年2月2日

【審査請求日】2016年6月24日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002303

【氏名又は名称】スタンレー電気株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100062225

【弁理士】

【氏名又は名称】秋元 輝雄

(72)【発明者】

【氏名】力丸 素子

【審査官】 村井 友和

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−１５３６１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２７２５７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−３０５９３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１３１５５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０９９６３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０９９６６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−３０３３５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００６／０３８５０２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１１−１４５８７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｓ ５／００−５／５０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

貫通孔を有する基台と、
前記貫通孔を塞ぐように前記基台に配置された、光拡散部材及び波長変換部材を有する導光体と、
出射光が前記貫通孔に向けて出射されるように配置された半導体レーザ素子と、
前記導光体を構成する前記光拡散部材及び前記波長変換部材の夫々の側面を一体に覆う光拡散反射部材と、
を備え、
前記導光体は、半導体レーザ側に前記光拡散部材が位置し、光出射側に前記波長変換部材が位置し、前記光出射側の光出射面は平面であり、
前記光拡散部材は、半導体レーザに対向する側の面の中央部に前記半導体レーザ側に突出する球状の凸部と、前記凸部の周囲に平面部を有しており、
前記凸部を前記貫通孔に嵌合した状態で前記平面部が前記基台上面であって、前記貫通孔の周囲に固定されており、
前記凸部に前記半導体レーザ素子からの出射光が照射されることを特徴とする半導体発光装置。

【請求項2】

前記凸部の高さは、前記貫通孔の長さ以下であることを特徴とする請求項１に記載の半導体発光装置。

【請求項3】

前記凸部は、前記貫通孔の長手方向に垂直な断面における中心位置に位置することを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の半導体発光装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、半導体発光装置に関するものであり、詳しくは、半導体レーザ素子と、半導体レーザ素子から出射したレーザ光を拡散する光拡散部材と、光拡散部材からの拡散レーザ光を波長変換する波長変換部材とを備えた半導体発光装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、この種の半導体発光装置としては、例えば、特許文献１に「半導体レーザ装置」として開示された、図１１に示す構造のものがある。

【0003】

それは、リード８０を有する円盤状のステム８１にブロック部８２が設けられ、ブロック部８２の側面に半導体レーザ素子８３が固定されている。ステム８１の上面には、ブロック部８２及びブロック部８２に固定された半導体レーザ素子８３を覆うように、ステム８１の上面の周縁近傍から垂直方向に延びる円筒状のキャップ８４が設けられている。

【0004】

キャップ８４の上部には開口部８５が設けられていると共に、開口部８５を上側から覆うように接合層８６を介してガラス部材８７が載設され、ガラス部材８７の上には波長選択性を有する反射膜８８を挟んで波長変換部材８９が載設された構造となっている。

【0005】

これにより、半導体レーザ素子８３から出射されたレーザ光は、キャップ８４の開口部８５を通過した後に反射膜８８を透過して波長変換部材８９に入射し、波長変換部材８９で波長変換された光と波長変換されない光（レーザ光）とが波長変換部材８９から出射してその出射光の混色（加法混色）による混色（加法混色）光が得られる。

【0006】

このとき、波長変換部材８９で波長変換された光（散乱光）は、その一部がキャップ８４の方向に向かうが、その多くはキャップ８４に到達する前に反射膜８８によって反射されて反射光が半導体レーザ装置９０の出射光として寄与し、それにより半導体レーザ装置９０の光取り出し効率が高まることになる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２００９−１０５１２５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

ところで、上記特許文献１に開示された半導体レーザ装置９０は、キャップ８４（特に、キャップ８４の開口部８５）に対して波長変換部材８９の直接的あるいは間接的な位置決め手段が設けられていない。そのため、製造工程において、キャップ８４に対する波長変換部材８９の位置ずれが生じて、波長変換部材８９の中心が開口部８５の中心からずれた位置に位置した場合、換言すると、波長変換部材８９の中心がレーザ光の光軸上からずれた位置に位置した場合、波長変換部材８９に照射されたレーザ光は、波長変換部材８９に対して中心からずれた位置に照射される。そのため、波長変換部材８９に入射したレーザ光の面方向の強度分布は一様とはならず、半導体レーザ装置９０からの出射光は輝度ムラ及び色度ムラを有するものとなる。

【0009】

また、同様に、キャップ８４に対する波長変換部材８９の位置ずれが生じて、開口部８５に波長変換部材８９で覆われない部分が生じた場合、開口部８５を通過したレーザ光の一部は、波長変換部材８９に入射することなくそのまま、あるいはガラス部材８７及び反射膜８８のいずれか一方又は両方を透過した後、外部に向けて出射されることになる。そのため、半導体レーザ装置９０からの出射光は、部分的にレーザ光の色相成分の多い部分が生じて色度ムラを有するものとなる。

【0010】

また、波長変換部材８９は含有する蛍光体が光散乱性を有しているため、波長変換部材８９を通らないで外部に向けて出射した光は散乱光とはならない。そのため、この半導体レーザ装置９０を照明装置や表示装置の光源として用いた場合、観視者の目に対する安全性（アイセーフティ）を損なう恐れがある。

【0011】

更に、製造工程において、キャップ８４にガラス部材８７を接合する接合層８６が開口部８５内のレーザ光の光路上にはみ出した場合、レーザ光がその部分に当たって光路が乱れたりあるいは遮られてレーザ光の強度分布が偏った分布となり、半導体レーザ装置９０からの出射光が輝度ムラ及び色度ムラを有するものとなる。

【0012】

そこで、本発明は上記問題に鑑みて創案なされたもので、その目的とするところは、半導体レーザ素子と、半導体レーザ素子から出射したレーザ光を拡散する光拡散部材と、光拡散部材からの拡散レーザ光を波長変換する波長変換部材とを備え、出射光が均一な輝度分布及び色度分布を有すると共に観視者に対するアイセーフティを確実に確保することができる半導体発光装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0013】

上記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載された発明は、貫通孔を有する基台と、前記貫通孔を塞ぐように前記基台に配置された、光拡散部材及び波長変換部材を有する導光体と、出射光が前記貫通孔に向けて出射されるように配置された半導体レーザ素子と、前記導光体を構成する前記光拡散部材及び前記波長変換部材の夫々の側面を一体に覆う光拡散反射部材と、を備え、前記導光体は、半導体レーザ側に前記光拡散部材が位置し、光出射側に前記波長変換部材が位置し、前記光出射側の光出射面は平面であり、前記光拡散部材は、半導体レーザに対向する側の面の中央部に前記半導体レーザ側に突出する球状の凸部と、前記凸部の周囲に平面部を有しており、前記凸部を前記貫通孔に嵌合した状態で前記平面部が前記基台上面であって、前記貫通孔の周囲に固定されており、前記凸部に前記半導体レーザ素子からの出射光が照射されることを特徴とするものである。

【0014】

また、本発明の請求項２に記載された発明は、請求項１において、前記凸部の高さは、前記貫通孔の長さ以下であることを特徴とするものである。

【0015】

また、本発明の請求項３に記載された発明は、請求項１又は請求項２のいずれかにおいて、前記凸部は、前記貫通孔の長手方向に垂直な断面における中心位置に位置することを特徴とするものである。

【発明の効果】

【0017】

本発明の半導体発光装置は、凸部を有する光拡散部材と波長変換部材とで構成された導光体を、貫通孔を有する基台に凸部を貫通孔に嵌めた状態で配置し、半導体レーザから出射したレーザ光が導光体を構成する光拡散部材の凸部から入射することにより、波長変換部材からレーザ光とは異なる色相の拡散光が出射するようにした。

【0018】

その結果、半導体発光装置からは、輝度が高く且つ均一な輝度分布及び色度分布を有する出射光を得ることができた。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の半導体発光装置に係わる実施形態の平面図である。

【図2】図１のＡ−Ａ断面図である。

【図3】波長変換モジュールの製造方法の説明図である。

【図4】実施形態の光学的な説明図である。

【図5】レーザ光の反射に係わる説明図である。

【図6】同様に、レーザ光の反射に係わる説明図である。

【図7】第４のホルダに対する導光体の位置ずれに係わる説明図である。

【図8】同じく、第４のホルダに対する導光体の位置ずれに係わる説明図である。

【図9】光拡散部材の凸部の形状に係わる説明図である。

【図10】同じく、光拡散部材の凸部の形状に係わる説明図である。

【図11】従来例の説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、この発明の好適な実施形態を図１〜図１０を参照しながら、詳細に説明する（同一部分については同じ符号を付す）。尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの実施形態に限られるものではない。

【0021】

図１は本実施形態の半導体発光装置の平面図、図２は図１のＡ−Ａ断面図である。

【0022】

本実施形態の半導体発光装置５は、図１及び図２に示すように、フランジ部１１を有する筒状の第１のホルダ１０の内部下部に、青色のレーザ光を発振する半導体レーザ素子２を備えた半導体レーザ１が挿着され、内部上部に半導体レーザ１から出射したレーザ光を集光する凸レンズ状の集光レンズ３が配設されている。

【0023】

第１のホルダ１０の上面１２上には、該第１のホルダ１０の周縁部から該周縁部に沿って立ち上がる円環状の第２のホルダ２０が載設されていると同時に下部外側面を第２のホルダ２０の内側面に抱持された円筒状の第３のホルダ３０が配設されている。第３のホルダ３０の内部は、半導体レーザ１から出射されたレーザ光が通過するレーザ光路３１となる。

【0024】

第３のホルダ３０の上端部には、波長変換モジュール７０が設けられている。

【0025】

波長変換モジュール７０は、底部４１に貫通孔４２を有する有底開口の円形の第４のホルダ４０を有しており、該底部４１が第３のホルダ３０の上端部に支持固定されている。第４のホルダ４０はアルミニウム、ステンレス等の金属材料からなり、貫通孔４２の内側面は、粗面化が施されて凹凸面から光拡散反射面４４が形成されている。

【0026】

第４のホルダ４０の開口内部の中央部には、半導体レーザ１から出射されたレーザ光を受けて該レーザ光を拡散光に変換して出射する光拡散部材５２と、光拡散部材５２から出射した拡散光を受けて該拡散光の波長とは異なる波長の光に変換して出射する波長変換部材６０とが、熱伝導が良好で且つ透明な接着剤(図示せず)で貼り合わされて一体化された円盤状の導光体５０が配設されている。この場合、接着剤は、例えば、シリコーン樹脂が用いられる。

【0027】

光拡散部材５２は、例えば、焼成条件などによって光拡散性を持つように成形したＡｌ_２Ｏ_３からなるセラミックであり、波長変換部材６０は、例えば、Ａｌ_２Ｏ_３ に、例えば、イットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）にセリウム（Ｃｅ）を添加したＹＡＧ／Ｃｅの蛍光体粒子が用いられる。ＹＡＧ／Ｃｅの蛍光体粒子は、黄色光よりも短波長の光、例えば、青色光に励起されて黄色光に波長変換する黄色蛍光体粒子である。なお、光拡散部材５２は、透明な樹脂に光拡散粒子が混入・分散されたもので形成されてもよい。また、波長変換部材６０は、透明な樹脂に蛍光体粒子が混入・分散されたもので形成されてもよい。

【0028】

導光体５０は、半導体レーザ１側に光拡散部材５２が位置し、光拡散部材５２は半導体レーザ１に対向する側の面の中央部に該半導体レーザ１側に突出する球状の凸部５３を有しており、この凸部５３を第４のホルダ４０の底部４１の貫通孔４２に嵌合した状態で平面部５４が第４のホルダ４０の底部４１の内面に接着剤６５を介して接着固定されている。この場合、接着剤６５は、例えば、シリコーン樹脂が用いられる。

【0029】

第４のホルダ４０の底部４１の貫通孔４２に嵌合された、光拡散部材５２の凸部５３は、全体が貫通孔４２内に収容されて該貫通孔４２から突出することのない高さに設定されている。光拡散部材５２の凸部５３、半導体レーザ素子２及び集光レンズ３は、夫々の光軸が同一直線（Ｘ）上に位置するように配置されている。

【0030】

また、凸部５３は、貫通孔４２の長手方向に垂直な断面における中心位置に位置している。

【0031】

第４のホルダ４０の側壁部４３と導光体５０との隙間には、導光体５０の周囲を覆うように光拡散反射部材６７が充填されている。光拡散反射部材６７は、導光体５０を構成する光拡散部材５２及び波長変換部材６０の夫々の側面を一体に覆うと共に、波長変換部材６０の上面（光出射面）６２にかからないように且つ側壁部４３から溢れ出ないように充填されている。

【0032】

光拡散反射部材６７は、例えば、透明なシリコーン樹脂に、例えば、酸化チタン（ＴｉＯ_２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、窒化硼素（Ｂ_２Ｏ_３）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等からなる高反射部材が混入・分散されている。

【0033】

次に、上述の波長変換モジュール７０の製造方法について、図３（ａ）〜（ｄ）を参照して説明する。

【0034】

まず、図３（ａ）の導光体作製工程において、Ａｌ_２Ｏ_３ よりなる光拡散部材５２と、Ａｌ_２Ｏ_３ にイットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）にセリウム（Ｃｅ）を添加したＹＡＧ／Ｃｅの蛍光体粒子が混入・拡散されてなる波長変換部材６０とを、熱伝導性が良好なシリコーン樹脂（図示せず）により接着し、シリコーン樹脂を１００℃で１時間の加熱硬化条件で仮硬化後に１５０℃で２時間の加熱硬化条件で本硬化を行って導光体５０を作製する。

【0035】

次に、図３（ｂ）の接着剤塗布工程において、第４のホルダ４０の底部４１上面の、貫通孔４２の周囲に均一な厚みで、熱伝導性が良好なシリコーン樹脂からなる接着剤６５を塗布する。

【0036】

次に、図３（ｃ）の導光体接着工程において、導光体５０を第４のホルダ４０の開口部４５に移動し、光拡散部材５２の凸部５３を第４のホルダ４０の底部４１の貫通孔４２に嵌合させた状態で接着剤６５上に載置・接着し、シリコーン樹脂６５を１００℃で１時間の加熱硬化条件で仮硬化後に１５０℃で２時間の加熱硬化条件で本硬化を行う。

【0037】

最後に、図３（ｄ）の光拡散反射部材充填工程において、第４のホルダ４０の側壁部４３と導光体５０との隙間に、シリコーン樹脂に高反射部材の酸化チタン（ＴｉＯ_２）が混入・分散されてなる光拡散反射部材６７を充填し、シリコーン樹脂を１５０℃で４時間の加熱硬化条件で硬化を行う。

【0038】

次に、上記構成の半導体発光装置についての光学的な説明を、図４を参照して詳細に行なう。

【0039】

まず、半導体レーザ素子２で発振して半導体レーザ１から出射された青色レーザ光（以下、「レーザ光」と略称する）は、上方に位置する集光レンズ３内を導光されて出射光（Ｌ）が集光しながら第３のホルダ３０のレーザ光路３１内を光拡散部材５２の凸部５３に向けて進み、凸部５３の光入射面５５から光拡散部材５２内に入射する。

【0040】

光拡散部材５２内に入射したレーザ光は、そのほとんど（Ｌ１）が光拡散部材５２に混入された光拡散粒子で拡散されてその拡散光が凸部５３と反対側の平面（光出射面）５６から出射し、出射された拡散レーザ光が接着剤（図示せず）を透過して波長変換部材６０の下面（光入射面）６１の全面に亘って均一な強度分布で照射される。

【0041】

波長変換部材６０の光入射面６１に照射された拡散レーザ光は、該光入射面６１から波長変換部材６０内に入射し、入射光の一部はレーザ光（青色光）がそのまま波長変換部材６０内を透過して上面（光出射面）６２から外部に向けて出射され、一部は波長変換部材６０に混入された蛍光体（黄色蛍光体）粒子を励起して波長変換された、青色光の補色光となる黄色光が光出射面６２から外部に向けて出射される。そして、光出射面６２から外部に向けて出射された青色拡散光と黄色拡散光の加法混色によって白色拡散光を得ることができる。

【0042】

なお、半導体レーザ１から出射して光拡散部材５２内に入射して光拡散部材５２に混入・分散された光拡散粒子で拡散された拡散レーザ光は、光拡散部材５２の側面５７方向にも向かうもの（Ｌ２）もある。その場合、光拡散部材５２の側面５７は、導光体５０の周囲を覆うように充填された光拡散反射部材６７によって覆われており、光拡散部材５２の側面５７に到達した拡散レーザ光は、光拡散部材５２の側面５７と接する光拡散反射部材６７の接触面及びその近傍で反射されて反射光が光拡散部材５２側に戻る。光拡散部材５２内に戻った拡散レーザ光は、その一部が光拡散部材５２の光出射面５６から出射して接着剤を透過して波長変換部材６０の光入射面６１から波長変換部材６０内に入射し、波長変換部材６０の光出射面６２から青色拡散光と黄色拡散光として外部に向けて出射されて加法混色により白色拡散光が得られる。

【0043】

また、光拡散部材５２から出射して接着剤を介して波長変換部材６０内に入射した拡散レーザ光は、直接波長変換部材６０の側面６３に向かうものもある。同時に、拡散レーザ光に励起された黄色蛍光体粒子で波長変換された黄色光も波長変換部材６０の側面６３に向かうものもある。その場合、直接波長変換部材６０の側面６３に到達したレーザ光（青色レーザ光）及び黄色拡散光は、波長変換部材６０の側面６３と接する光拡散反射部材６７の接触面及びその近傍で反射されて反射光が波長変換部材６０側に戻り、夫々の一部が波長変換部材６０の光出射面６２から青色拡散光と黄色拡散光として外部に向けて出射されて加法混色により白色拡散光が得られる。

【0044】

このように、光拡散部材５２及び波長変換部材６０からなる導光体５０の周囲に、該導光体５０の周囲を覆うように光拡散反射部材６７を充填することにより、導光体５０を構成する光拡散部材５２及び波長変換部材６０の夫々の側方に向かう光も半導体発光装置の出射光として寄与することができる。

【0045】

その結果、半導体レーザ１から出射したレーザ光の利用効率が高まり、半導体発光装置からは高輝度の出射光を得ることができる。

【0046】

また、半導体発光装置からは、レーザ光の光路中に配設された光拡散部材５２及び波長変換部材６０の夫々の光入出射面（５５、５６）、（６１、６２）のいずれにも光拡散処理を施すことなく、光拡散部材５２に混入・分散された光拡散粒子によって拡散されたレーザ光（青色拡散レーザ光）によって青色の拡散光と黄色の拡散光の加法混色による白色の拡散光を得ることができる。

【0047】

そのため、光拡散部材５２及び波長変換部材６０の夫々の光入出射面（５５、５６）、（６１、６２）のいずれかに拡散処理を施した場合に生じる、光拡散特性が拡散処理を施した面の拡散処理状態に依存するといったことがなく、半導体発光装置からは、均一な光拡散特性に基づく均一な輝度分布及び色度分布を有する出射光を得ることができる。

【0048】

また、光拡散部材５２には、半導体レーザ１側に突出し且つ第４のホルダ４０の貫通孔４２に嵌合した球状の凸部５３を有しており、光拡散部材５２の最も肉厚の厚い部分の凸部５３から、半導体レーザから出射されたレーザ光を入射させるようにしている。

【0049】

そのため、光拡散部材５２の、レーザ光が入射する光入射面５５から拡散レーザ光が出射する光出射面５６までの光路長を長く取ることができ、光拡散性が高まって輝度分布及び色度分布の均一性に寄与するものとなる。しかも、光路長の長大化に寄与する凸部５３が第４のホルダ４０の貫通孔４２内に収容されているため、光拡散部材５２全体の肉厚を厚くすることなく光路長の長大化を図ることができる。

【0050】

ところで、半導体レーザ１から出射して光拡散部材５２の凸部５３の光入射面５５に照射されたレーザ光（Ｌ）は、主に光入射面５５から光拡散部材５２内に入射するが、一部、光入射面５５で反射される光もある。

【0051】

その場合、図５（レーザ光の反射に係わる説明図）に示すように、凸部５３が、第４のホルダ４０の底部４１の貫通孔４２から突出している場合、凸部５３の光入射面５５による反射光（Ｌ５）は、そのまま光拡散部材５２外の範囲（Ａ）の方向に向かい、半導体発光装置の出射光に寄与するものとはならない。

【0052】

それに対し、図６（レーザ光の反射に係わる説明図）に示すように、凸部５３全体が、第４のホルダ４０の底部４１の貫通孔４２内に完全に収まっている場合、光入射面５５による反射光（Ｌ５）のうち（Ｂ）の範囲に向かう光は、凸部５３の側方に位置する、第４のホルダ４０の底部４１の貫通孔４２の内側面の光拡散反射面４４に照射され、照射光が光拡散反射面４４で拡散反射されてその一部が光拡散部材５２内に戻り、半導体発光装置の出射光として寄与するものとなる。

【0053】

従って、光拡散部材５２の凸部５３の高さは、第４のホルダ４０の底部４１の貫通孔４２の長さ以下とすることが好ましい。なお、凸部５３の高さの最小値は、製造時に成形可能な最小の高さとなる５μｍとすることが好ましい。

【0054】

また、第４のホルダ４０の側壁部４３と導光体５０との隙間に光拡散反射部材６７が充填されているため、導光体５０を構成する光拡散部材５２及び波長変換部材６０から夫々の側面５７、６３側に向かう光は、各側面５７、６３と接する光拡散反射部材６７の接触面及びその近傍で反射されて反射光が夫々光拡散部材５２及び波長変換部材６０側に戻り、それによって、光拡散反射部材６７への光り漏れが遮断されて該光拡散反射部材６７内に入射するする光はほとんどない（図４参照）。

【0055】

そのため、半導体発光装置の出射光は波長変換部材６０のみから出射されて波長変換部材６０の周囲からは出射されず、輝度が高く且つ均一な輝度分布及び色度分布を有する出射光を得ることができる。

【0056】

次に、半導体発光装置についての構造的な特徴について説明する。

【0057】

導光体５０を構成する光拡散部材５２に凸部５３を設け、導光体５０を第４のホルダ４０の底部４１に接着剤６５を介して接着固定するに際し、この凸部５３を第４のホルダ４０の底部４１の貫通孔４２に嵌合させることにより、第４のホルダ４０の底部４１に対して導光体５０の位置合わせを容易に且つ正確に行うことができるようにした。

【0058】

その結果、第４のホルダ４０に対して導光体５０を装着するための装着装置において、複雑な位置合わせ機構を必要とすることがなく、安価な装置によって良好な作業性を確保することができるため製造コストの低減に寄与するものとなる。

【0059】

また、接着剤６５は、導光体５０を第４のホルダ４０の底部４１に装着する際に、導光体５０の第４のホルダ４０の底部４１側への押圧移動によって押し潰されて光拡散部材５２の平面部５４に沿って広がるが、凸部５３側への広がりは該凸部５３の立ち上がり部分で堰き止められてそれ以上凸部５３の表面上を広がることはない。

【0060】

そのため、接着剤６５がレーザ光の光路上に位置することはなく、光路を乱したりあるいは遮ってレーザ光の強度分布を偏った分布とするといったようなことがなく、半導体発光装置からの出射光が輝度ムラ及び色度ムラを有するものとはならない。

【0061】

同時に、接着剤６５がレーザ光を受けて黒化することにより、半導体レーザ１から出射して光拡散部材５２から波長変換部材６０に入射するレーザ光の入射効率が低下して半導体発光装置からの出射光の出射効率を低下させる、といった不具合を生じることもない。

【0062】

なお、導光体を構成する光拡散部材の、接着剤を介して第４のホルダの底部に装着する側の面が、全面に亘って平坦面で構成された従来の光拡散部材の場合、導光体を第４のホルダの底部に装着する際の位置ずれによって所定の位置よりずれた位置に装着する可能性がある。その場合、図７（導光体の位置ずれに係わる説明図）にあるように、半導体レーザから出射して第４のホルダ１４０の底部１４１の貫通孔１４２を通過して光拡散部材１５２に照射されたレーザ光（Ｌ１０）は、光拡散部材１５２に対して中心からずれた位置に照射される。そのため、光拡散部材１５２内に入射したレーザ光の面方向の強度分布は一様とはならず、半導体発光装置からの出射光は色バラツキを有するものとなる。

【0063】

また、第４のホルダ１４０の底部１４１に対する導光体１５０の位置ずれは、図８（導光体の位置ずれに係わる説明図）にあるように、それに伴って接着剤１６５が、第４のホルダ１４０の底部１４１の貫通孔１４２内のレーザ光（Ｌ１０）の光路上にはみ出す恐れを有している。その場合、接着剤１６５がレーザ光（Ｌ１０）を受けて黒化する（Ｃの部分）ことにより、半導体レーザから出射して光拡散部材１５２に入射するレーザ光の入射効率が低下して半導体発光装置からの出射光の出射効率を低下させことになる。

【0064】

更に、導光体の極端に大きな位置ずれによって第４のホルダの底部の貫通孔が露出した場合、貫通孔の露出した部分から出射した、半導体レーザからの直接光が、観視者の目に対する安全性（アイセーフティ）を損なう恐れがある（本説明については図示していない）。

【0065】

そこで、第４のホルダの底部に対する導光体の位置ずれに起因する上記問題の発生を回避するために、第４のホルダの底部に対する導光体の装着工程に、導光体の位置合わせ機構を有する装着装置を導入することが考えられるが、装置が高価格化して製造コストを上昇させる要因となる。

【0066】

これに対し、本願発明の半導体発光装置は、導光体の、接着剤を介して第４のホルダの底部に装着する側の面に凸部を設けることにより、全面に亘って平坦面とした従来の半導体発光装置が有する問題点を解決するものとなっている。

【0067】

なお、第４のホルダ４０の底部４１の貫通孔４２の長手方向に垂直な方向の断面形状と、導光体５０を構成する光拡散部材５２の凸部５３の底面との形状は、同一形状であることが好ましい。同時に、凸部５３は、上記本実施形態における球状以外に、上面が底面と同一形状であることが好ましい。具体的には、例えば、図９（凸部の形状に係わる説明図）に示すような、上面５３ａと底面５３ｂの寸法が同一の柱状の凸部５３、あるいは図１０（凸部の形状に係わる説明図）に示すような、上面５３ａが底面５３ｂよりも寸法が小さい錐台状の凸部５３が挙げられる。

【0068】

また、第４のホルダ４０の底部４１の貫通孔４２の長手方向に垂直な方向の断面形状は、上記本実施形態における円状に限られるものではなく、半導体発光装置から出射される出射光に求められる輝度分布に応じて適宜設定される。

【符号の説明】

【0069】

１… 半導体レーザ
２… 半導体レーザ素子
３… 集光レンズ
５… 半導体発光装置
１０… 第１のホルダ
１１… フランジ部
１２… 上面
２０… 第２のホルダ
３０… 第３のホルダ
３１… レーザ光路
４０… 第４のホルダ
４１… 底部
４２… 貫通孔
４３… 側壁部
４４… 光拡散反射面
４５… 開口部
５０… 導光体
５２… 光拡散部材
５３… 凸部
５３ａ… 上面
５３ｂ… 底面
５４… 平面部
５５… 光入射面
５６… 光出射面
５７… 側面
６０… 波長変換部材
６１… 光入射面
６２… 光出射面
６３… 側面
６５… 接着剤
６７… 光拡散反射部材
７０… 波長変換モジュール

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】