特許 6564206 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】6564206

(24)【登録日】2019年8月2日

(45)【発行日】2019年8月21日

(54)【発明の名称】発光装置

(51)【国際特許分類】

   H01S 5/022 20060101AFI20190808BHJP

【ＦＩ】

   H01S5/022

【請求項の数】6

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2015-45859(P2015-45859)

(22)【出願日】2015年3月9日

(65)【公開番号】特開2016-167492(P2016-167492A)

(43)【公開日】2016年9月15日

【審査請求日】2018年2月20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】110001025

【氏名又は名称】特許業務法人レクスト国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】田澤 耕明

(72)【発明者】

【氏名】斎藤 竜舞

【審査官】 大和田 有軌

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−２４３９５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０３−０１６３６８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０１４−０２７１７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−２２８０４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−２５１３９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１０８８８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−１５０９６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１７５６４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２２５９１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１５３５６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−０３９７２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−０８６８８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−２２８０４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０２−３０６６８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６３−０９５６９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５３−１１８４７５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 国際公開第２０１５／０２４８６０（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｓ ５／００ − ５／５０

Ｈ０１Ｌ ３３／００ − ３３／６４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

一方の面に凹部を有し、前記一方の面の前記凹部以外の領域に層状の導電体材料からなる導電体層が設けられている絶縁体からなる第１の基板と、
前記凹部の底面に設けられた板状の導電体からなるサブマウントと、
上面に設けられた上面電極及び下面に設けられた下面電極を有し、側面に光出射領域を有し、かつ前記下面電極が前記サブマウントの上面に接するように搭載されている端面発光型のレーザ素子と、
前記第１の基板の前記一方の面上に設けられ、前記第１の基板と対向する面である下面に導電体からなる接続電極が形成され、前記接続電極が前記導電体層及び前記レーザ素子の前記上面電極と接合している絶縁体からなる第２の基板と、
前記第１の基板と前記第２の基板に挟持されている板状の波長変換体と、を有し、
前記第１の基板の前記凹部は、前記第１の基板の一側面まで達して開口部を形成し、前記凹部の前記レーザ素子と前記一側面との間の領域には、前記凹部の底面または前記第２の基板の前記第１の基板に対向している面のいずれか一方の面から前記凹部の側面にわたって連続して形成された嵌合溝が設けられ、前記嵌合溝に前記波長変換体が嵌合され、前記第１の基板の前記凹部、前記第２の基板及び前記レーザ素子と前記一側面との間に位置する前記波長変換体によって前記レーザ素子を封止する空間が形成されており、
前記凹部の底面の前記サブマウントが設けられている領域には、当該底面から当該第１の基板の他方の面まで貫通している貫通孔が形成されるとともに、当該貫通孔内には貫通電極が設けられており、
前記レーザ素子は、前記下面において前記サブマウントを介して前記貫通電極と電気的に接合するとともに、前記サブマウントを介して前記第１の基板に熱的に接続されており、
前記導電体層は、その一部が上面視において前記第２の基板に覆われずに露出しており、
前記接続電極は、前記第１の基板の前記一方の面の前記凹部が形成されていない領域上において前記導電体層と金属接合によって接合し、前記凹部が形成されている領域上においては前記レーザ素子の上面と電気的に接続され、
前記第２の基板の下面には、前記接続電極と連続的に形成された金属材料からなる変換体接合層が設けられ、前記波長変換体は前記変換体接合層を介して前記第２の基板と接合し、前記波長変換体と前記接続電極とが熱的に接続されていることを特徴とする発光装置。

【請求項2】

一方の面に凹部を有し、前記一方の面の前記凹部以外の領域に層状の導電体材料からなる導電体層が設けられている絶縁体からなる第１の基板と、
前記凹部の底面に設けられた板状の導電体からなるサブマウントと、
上面に設けられた上面電極及び下面に設けられた下面電極を有し、側面に光出射領域を有し、かつ前記下面電極が前記サブマウント上面に接するように搭載されている端面発光型のレーザ素子と、
前記第１の基板の前記一方の面上に設けられ、前記第１の基板と対向する面である下面に導電体からなる接続電極が形成され、前記接続電極が前記導電体層及び前記レーザ素子の前記上面電極と接合している絶縁体からなる第２の基板と、
前記第１の基板と前記第２の基板に挟持されている板状の波長変換体と、を有し、
前記第１の基板の前記凹部は、前記第１の基板の一側面まで達して開口部を形成し、前記凹部の前記レーザ素子と前記一側面との間の領域には、前記凹部の底面または前記第２の基板の前記第１の基板に対向している面のいずれか一方の面から前記凹部の側面にわたって連続して形成された嵌合溝が設けられ、前記嵌合溝に前記波長変換体が嵌合され、前記第１の基板の前記凹部、前記第２の基板及び前記レーザ素子と前記一側面との間に位置する前記波長変換体によって前記レーザ素子を封止する空間が形成されており、
前記凹部の底面の前記サブマウントが設けられている領域には、当該底面から当該第１の基板の他方の面まで貫通している貫通孔が形成されるとともに、当該貫通孔内には貫通電極が設けられており、
前記レーザ素子は、前記下面において前記サブマウントを介して前記貫通電極と電気的に接合するとともに、前記サブマウントを介して前記第１の基板に熱的に接続されており、
前記第２の基板は前記第１の基板と平面形状が同一でありかつ前記導電体層全体が前記第２の基板に覆われており、
前記接続電極は、前記凹部が形成されている領域上においては前記レーザ素子の上面と電気的に接続され、
前記第２の基板の下面には、前記接続電極と連続的に形成された金属材料からなる変換体接合層が設けられ、前記波長変換体は前記変換体接合層を介して前記第２の基板と接合し、前記波長変換体と前記接続電極とが熱的に接続されていることを特徴とする発光装置。

【請求項3】

前記嵌合溝は、前記第１の基板の凹部の底面及び側面並びに前記第２の基板の前記第１の基板に対向している面にわたって連続して形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の発光装置。

【請求項4】

前記波長変換体と前記嵌合溝の表面との間の領域において、ＡｕＳｎ共晶が形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１に記載の発光装置。

【請求項5】

前記レーザ素子の側面には絶縁膜が形成されており、前記絶縁膜の表面と前記凹部の側面との間には、金属粒子を含む樹脂材が充填されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１に記載の発光装置。

【請求項6】

前記波長変換体は、蛍光体からなる蛍光体プレート及び光散乱材を含む透光性材料からなる光拡散プレートを含み、前記蛍光体プレート及び前記光拡散プレートの両表面の周縁領域には、金属からなる光反射層が形成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１に記載の発光装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、発光装置、特に、レーザダイオード（ＬＤ：Laser Diode）素子を用いた発光装置に関する。

【背景技術】

【0002】

レーザ素子をパッケージングした発光装置が従来から用いられている。特許文献１には、ＣＡＮパッケージ、当該パッケージを固定するベース部、レンズ及び光ファイバからなる発光装置が開示されている。また、特許文献２には、半導体レーザチップを受容している第１のサブマウントと、第１のサブマウントとの間に半導体レーザチップを挟持するように第１のサブマウント上に配されている第２のサブマウントからなる発光装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００８−２９４２５９号公報

【特許文献2】特開平８−２２８０４５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に開示されている発光装置においては、レーザ素子がパッケージの内面と一面でしか接触しておらず、レーザ素子から発せられる熱を外部へ十分に放散することが困難であった。さらに、レンズ等の光学系が必要である等モジュール化に多くの部材が必要なため装置の大型化が避けられず、レーザ素子と集光レンズのアラインメントも必要であった。

【0005】

また、特許文献２に開示されている発光装置においては、レーザ素子が封止されておらず、発光装置の耐久性及び信頼性に問題があった。

【0006】

本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、放熱性が良好であり、小型かつ光学系の必要ない発光素子封止パッケージからなる発光装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の発光装置は、一方の面に凹部を有し、当該一方の面の当該凹部以外の領域に層状の導電体材料からなる導電体層が設けられている絶縁体からなる第１の基板と、当該凹部の底面に設けられた板状の導電体からなるサブマウントと、上面に設けられた上面電極及び下面に設けられた下面電極を有し、側面に光出射領域を有し、かつ当該下面電極が当該サブマウントの上面に接するように搭載されている端面発光型のレーザ素子と、当該第１の基板の当該一方の面上に設けられ、当該第１の基板と対向する面である下面に導電体からなる接続電極が形成され、当該接続電極が当該導電体層及び当該レーザ素子の当該上面電極と接合している絶縁体からなる第２の基板と、当該第１の基板と当該第２の基板に挟持されている板状の波長変換体と、を有し、当該第１の基板の当該凹部は、当該第１の基板の一側面まで達して開口部を形成し、当該凹部の当該レーザ素子と当該一側面との間の領域には、当該凹部の底面または当該第２の基板の当該第１の基板に対向している面のいずれか一方の面から当該凹部の側面にわたって連続して形成された嵌合溝が設けられ、当該嵌合溝に当該波長変換体が嵌合され、当該第１の基板の当該凹部、当該第２の基板及び当該レーザ素子と当該一側面との間に位置する当該波長変換体によって当該レーザ素子を封止する空間が形成されており、当該凹部の底面の当該サブマウントが設けられている領域には、当該底面から当該第１の基板の他方の面まで貫通している貫通孔が形成されるとともに、当該貫通孔内には貫通電極が設けられており、当該レーザ素子は、当該下面において当該サブマウントを介して当該貫通電極と電気的に接合するとともに、当該サブマウントを介して当該第１の基板に熱的に接続されており、当該導電体層は、その一部が上面視において当該第２の基板に覆われずに露出しており、当該接続電極は、当該第１の基板の当該一方の面の当該凹部が形成されていない領域上において当該導電体層と金属接合によって接合し、当該凹部が形成されている領域上においては当該レーザ素子の上面と電気的に接続され、当該第２の基板の下面には、当該接続電極と連続的に形成された金属材料からなる変換体接合層が設けられ、当該波長変換体は当該変換体接合層を介して当該第２の基板と接合し、当該波長変換体と当該接続電極とが熱的に接続されていることを特徴とする。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の実施例である発光装置の斜視図である。

【図2】図１の発光装置の分解斜視図である。

【図3】図１の３−３線に沿った断面図である。

【図4】図１の４−４線に沿った断面図である。

【図5】波長変換体の断面図である。

【図6A】図１の発光装置の製造工程を示す斜視図である。

【図6B】図１の発光装置の製造工程を示す斜視図である。

【図6C】図１の発光装置の製造工程を示す斜視図である。

【図6D】図１の発光装置の製造工程を示す斜視図である。

【図7】図１の発光装置の変形例を示す断面図である。

【図8】図１の発光装置の変形例を示す断面図である。

【図9】変形例の波長変換体の断面図である。

【図10】図１の発光装置の変形例を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下においては、本発明の好適な実施例について説明する。しかし、これらを適宜改変し、組み合わせてもよい。また、以下の説明及び添付図面において、実質的に同一又は等価な部分には同一の参照符を付して説明する。

【実施例】

【0010】

以下に、本発明の実施例である発光装置について、図１乃至５を参照しつつ説明する。図１及び図２に示すように、本発明による発光装置１０は、第１の基板としての下部基板１１、第２の基板としての上部基板１３、及び下部基板１１と上部基板１３によって挟持されている波長変換体１５によってレーザダイオード１７を封止してなる発光装置である。

【0011】

下部基板１１は、ＡｌＮ等の絶縁体からなる略直方体の基板である。図２乃至４に示すように、下部基板１１の上面１１Ａには素子搭載凹部１９が形成されている。素子搭載凹部１９は、略直方体状の凹部であり、下部基板１１の短手方向に平行な側面１１Ｂにまで達している。すなわち、素子搭載凹部１９は側面１１Ｂにおいて開口部（開放端部）を有している。

【0012】

素子搭載凹部１９の下部基板１１の側面１１Ｂの近傍には、素子搭載凹部１９の底面１９Ｓ及び側面に沿って側面１１Ｂに平行に、すなわち下部基板１１の短手方向に延在している凹部である嵌合溝としての嵌合凹部１９Ｒが形成されている。換言すれば、嵌合凹部１９Ｒは、素子搭載凹部のＬＤ素子と側面１１Ｂとの間の領域に配されている。図３に示すように嵌合凹部１９Ｒ内には、嵌合凹部１９Ｒの表面を覆うように凹部接合層２０（図２では省略）が形成されている。

【0013】

下部基板１１の上面１１Ａの素子搭載凹部１９が形成されている領域よりも側面１１Ｂから離間している領域には、Ａｕからなる取り出し電極２１が形成されている。また、下部基板１１の上面１１Ａの素子搭載凹部１９以外の領域でありかつ取り出し電極２１が形成されていない領域には、ＡｕＳｎからなる基板接合層２３が形成されている。基板接合層２３は、上面１１Ａに垂直な方向において取り出し電極２１と同一の厚みを有している。

【0014】

図３及び４に示すように、下部基板１１の素子搭載凹部１９の底面１９Ｓの中央には、素子搭載凹部１９の底面１９Ｓから下部基板１１の下面１１Ｃまで貫通している貫通孔１９Ｈが形成されている。貫通孔１９Ｈ内には、Ａｕ等の導電体によって貫通孔１９Ｈを充填するように形成されている貫通電極２５が設けられている。

【0015】

下部基板１１の素子搭載凹部１９の底面１９Ｓ上には、貫通電極２５を覆うようにＡｕＳｎ等の導電体からなる接合材２７が形成されている。接合材２７上には、ＣｕＷ等の導電体からなる板状のサブマウント２９が配されている。

【0016】

サブマウント２９上には、例えば青色光を出射する直方体形状のレーザダイオード１７が底面１９Ｓに略平行に搭載されている。すなわちレーザダイオード１７は、接合材２７及びサブマウント２９という金属材を介して下部基板１１及び貫通電極２５に接合されている。

【0017】

レーザダイオード１７は、サブマウント２９に接している面及び当該面と反対の面、すなわち下面及び上面に電極を有している。レーザダイオード１７は、側面にレーザ光の出射領域ＥＲを有し、当該出射領域ＥＲが下部基板１１の側面１１Ｂの開口部に向くように配されている。

【0018】

すなわち、レーザダイオード１７は、レーザダイオード１７から出射した光が素子搭載凹部１９の側面１１Ｂにおける開口部から発光装置１０の外方に出射されるように配向されている。レーザダイオード１７の上面には、ＡｕＳｎからなる層状の上面接合材３１が形成されている。

【0019】

本実施例では、接合材２７、サブマウント２９、レーザダイオード１７及び上面接合材３１によって、レーザ素子が形成されている。

【0020】

絶縁膜３３（図２では省略）は、例えばＳｉＯ₂等の絶縁体からなり、接合材２７の上面、サブマウント２９の側面及び上面、並びにレーザダイオード１７の側面を覆うように形成されている。絶縁膜３３は、レーザダイオード１７の側面のレーザ光の出射領域ＥＲには形成されず、光出射領域ＥＲは、絶縁膜３３から露出している。

【0021】

上部基板１３は、ＡｌＮ等からなる板状の基板であり、下部基板１１上に素子搭載凹部１９を覆うように配されている。上部基板１３は、下部基板１１と対向している下面１３Ａの下部基板１１の嵌合凹部１９Ｒと対向する領域に嵌合溝としての嵌合凹部１３Ｒを有している。

【0022】

嵌合凹部１３Ｒは、嵌合凹部１９Ｒと同様に側面１１Ｂと平行に延在している直方体状の凹部であり、長手方向及び短手方向において嵌合凹部１９Ｒと同一の幅を有している。すなわち、嵌合凹部１３Ｒと嵌合凹部１９Ｒは上面視において同一の形状を有しており、嵌合凹部１３Ｒ及び嵌合凹部１９Ｒは１の連続した凹部を形成している。図３に示すように、嵌合凹部１３Ｒ内には、嵌合凹部１３Ｒの表面を覆うようにＡｕからなる凹部接合層３４（図２では省略）が形成されている。

【0023】

上部基板１３の下面１３Ａの嵌合凹部１３Ｒが形成されている領域以外の領域には、Ａｕ等の導電体からなる接続電極３５が形成されている。接続電極３５は、下部基板１１の取り出し電極２１といわゆるＡｕ−Ａｕ金属接合によって接合され、基板接合層２３とＡｕＳｎの共晶接合によって接合されている。すなわち下部基板１１と上部基板１３とは金属同士の接合によって密着接合されている。

【0024】

また、接続電極３５とレーザダイオード１７の上面に形成されている上面接合材３１とは、ＡｕＳｎの共晶接合によって接合されている。すなわち、貫通電極２５、レーザダイオード１７及び取り出し電極２１がこの順に電気的に接続されていることとなる。

【0025】

上部基板１３は、下部基板１１の長手方向において下部基板１１よりも短い平面形状を有している。すなわち、下部基板１１の取り出し電極２１は、上面視において上部基板１３に覆われずに露出している。上述のように、貫通電極２５、レーザダイオード１７及び取り出し電極２１がこの順に電気的に接続されており、かつ取り出し電極２１が外部に露出しているので、貫通電極２５及び取り出し電極２１を通して外部からレーザダイオード１７に給電を行うことができる。

【0026】

また、レーザダイオード１７は、その下面において熱伝導性の高いサブマウント２９及び接合材２７という金属部材を介して下部基板１１に熱的に接続され、その上面において熱伝導性の高い上面接合材３１及び接続電極３５を介して上部基板１３に熱的に接続されている。すなわち、レーザダイオード１７は、下部基板１１及び上部基板１３からなるパッケージ内において、いわゆる二面接触で実装されている。従って、レーザダイオード１７から発せられた熱は、下部基板１１及び上部基板１３を通じて効率よく外方に放散される。

【0027】

波長変換体１５は、重ね合わされた２枚のプレートである蛍光体プレート１５Ａ及び光拡散プレート１５Ｂからなり、下部基板１１の嵌合凹部１９Ｒ及び上部基板１３の嵌合凹部１３Ｒに嵌入されている板状の部材である。波長変換体１５は、下部基板１１上に上部基板１３を密着させた際に、嵌合凹部１３Ｒ及び１９Ｒに嵌入されて、底面１９Ｓに垂直に挟持される寸法を有している。すなわち、嵌合凹部１３Ｒ及び１９Ｒによって形成される空間が、波長変換体１５とほぼ同一かやや大きい形状を有している。換言すれば、発光装置１０は、図１に示すように、下部基板１１上に上部基板１３を密着接合させた際に、下部基板１１、上部基板及び波長変換体１５によって、レーザダイオード１７が封止される構造になっている。

【0028】

上述したように、レーザダイオード１７は、直方体形状を有し、底面１９Ｓに略平行に搭載されている。また、波長変換体１５は、下部基板１１及び上部基板１３に垂直に挟持されている。従って、レーザダイオード１７からのレーザ光は波長変換体１５に略垂直に入射するように構成されている。

【0029】

図５に示すように、波長変換体１５は、板状の蛍光体プレート１５Ａと板状の光拡散プレート１５Ｂが樹脂接着層３７によって接合されている構造を有している。蛍光体プレート１５Ａは、例えば、ＹＡＧ蛍光体（Ｙ₃Ａｌ₅Ｏ₁₂：Ｃｅ³⁺）の単結晶からなり、レーザダイオード１７から発せられる青色光（波長約４５０ｎｍ）によって励起されて黄色蛍光（波長約５６０ｎｍ）を発する。光拡散プレート１５Ｂは、例えば、光散乱材となるＡｌ₂Ｏ₃粒子を母体のガラスに混ぜて板状に成型したものである。

【0030】

樹脂接着層３７は、例えばエポキシ樹脂接着剤またはシリコーン樹脂接着剤からなっている。樹脂接着層３７は、蛍光体プレート１５Ａ及び光拡散プレート１５Ｂの互いに対向する表面であって、レーザダイオード１７から出射される光の透過領域である中央の領域を除いた周縁領域に形成されている。

【0031】

蛍光体プレート１５Ａ及び光拡散プレート１５Ｂの互いに対向する面と反対側の面のそれぞれには、ＡｕＳｎからなる変換体接合層３９が形成されている。波長変換体１５は、下部基板１１の嵌合凹部１９Ｒ及び上部基板１３の嵌合凹部１３Ｒに嵌入された後に加熱処理されて、凹部接合層２０、３４と変換体接合層３９がＡｕＳｎ共晶接合されることで嵌合凹部１９Ｒ、１３Ｒ内に固定されている。

【0032】

このように、波長変換体１５は嵌合凹部１３Ｒ、１９Ｒ内に、金属層のＡｕＳｎ共晶接合によって固定される。従って、波長変換体１５と嵌合凹部１３Ｒ、１９Ｒとの間に多少の寸法の誤差があった場合でも、波長変換体１５の表面と嵌合凹部１３Ｒ、１９Ｒの表面とが隙間無く密着して接合される。

【0033】

本実施例の発光装置によれば、下部基板１１と上部基板１３とが金属同士の接合によって密着接合され、さらに、下部基板１１及び上部基板１３と波長変換体１５とが、嵌合凹部１９Ｒ及び１３Ｒにおいて金属同士の接合によって密着接合されている。従って、下部基板１１、上部基板１３及び波長変換体１５によって、レーザダイオード１７が搭載されている素子搭載凹部１９によって形成される空間を密封封止することが可能である。これにより、レーザダイオード１７の耐久性を向上させることができる。

【0034】

また、本実施例の発光装置によれば、下部基板１１と上部基板１３によって波長変換体１５を挟持してレーザダイオード１７の近傍に波長変換体１５を配することが可能であるので、レーザダイオード１７と波長変換体１５との間にレンズ等の光学系を配することを不要とすることができる。それにより、発光装置パッケージを小型化可能であり、かつ光学系のアラインメントを不要とすることができるので、発光装置の製造プロセスを単純化しかつ歩留まりを向上させることが可能である。

【0035】

また、本実施例の発光装置によれば、レーザダイオード１７が下部基板１１及び上部基板１３と熱伝導性の高い金属材を介して接合されている。すなわち、レーザダイオード１７を含むレーザ素子が下部基板１１及び上部基板１３からなるパッケージ内において、上下二面で接触して実装されている。これにより、レーザダイオード１７から発せられた熱は、下部基板１１及び上部基板１３の両方を通じてパッケージの外方に効率よく消散され、放熱性の高い発光装置を実現可能である。

【0036】

［製造方法］
以下に図６Ａ−６Ｄを用いて、発光装置１０の製造方法の一例について説明する。なお、図６Ａ−６Ｄにおいては、１個の発光装置１０について図示して説明をするが、実際の製造においては、下部基板１１及び上部基板１３の構造を１の基板上に複数形成し、後に個片化することとしてもよい。

【0037】

図６Ａに示すように、まず、ＡｌＮ等の絶縁基板を用意し、エッチング、レーザ照射またはサンドブレスト等を用い素子搭載凹部１９及び嵌合凹部１９Ｒ、並びに貫通孔１９Ｈを形成する。さらに、貫通孔１９ＨにＡｕを充填し、貫通電極２５を形成する。

【0038】

次に図６Ｂに示すように、下部基板１１の上面１１Ａ上の素子搭載凹部１９の周辺領域にＡｕＳｎを蒸着して基板接合層２３を形成し、さらに基板接合層２３が形成された領域よりも側面１１Ｂから離間した領域にＡｕを蒸着して取り出し電極２１を形成する。その後、嵌合凹部１９Ｒ内にＡｕペーストを塗布し、凹部接合層２０（図３参照）を形成する。１の基板上に下部基板１１を並列して複数形成する場合には、基板接合層２３及び取り出し電極２１を形成した後に、下部基板１１をダイシング及びブレーキングによって個片化する。

【0039】

次に、図６Ｃに示すように、上部基板１３を形成する。具体的には、ＡｌＮ等の絶縁基板を用意し，エッチング、レーザ照射またはサンドブラスト等を用いて一方の面１３Ａに嵌合凹部１３Ｒを形成する。その後、嵌合凹部１３Ｒを形成した面上の嵌合凹部１３Ｒが形成されていない領域にＡｕ金属層をパターニングして形成し、接続電極３５を形成する。その後、嵌合凹部１３Ｒ内にＡｕペーストを塗布し、凹部接合層３４（図３参照）を形成する。

【0040】

基板上に上部基板１３を並列して複数形成する場合には、凹部接合層３４を形成した後に、上部基板１３をダイシング及びブレーキングによって個片化する。

【0041】

その後、波長変換体１５を作成する。波長変換体１５は、図５に関して上述したように、板状の蛍光体プレート１５Ａと板状の光拡散プレート１５Ｂを樹脂接着層３７によって接合して形成する。蛍光体プレート１５Ａは、例えば、ＹＡＧ蛍光体（Ｙ₃Ａｌ₅Ｏ₁₂：Ｃｅ³⁺）の単結晶からなり、レーザダイオード１７から発せられる青色光（波長約４５０ｎｍ）によって励起されて黄色蛍光（波長約５６０ｎｍ）を発する。光拡散プレート１５Ｂは、例えば、光散乱材となるＡｌ₂Ｏ₃粒子を母体のガラスに混ぜて板状に成型したものである。

【0042】

波長変換体１５の作成においては、まず、蛍光体プレート１５Ａ及び光拡散プレート１５Ｂのそれぞれの一方の表面に、図５に関して上述したようなＡｕＳｎパターンを蒸着して、変換体接合層３９を形成する。この際、レーザダイオード１７からの出射光が通過する光透過領域である中央の領域を除いた周縁領域に変換体接合層３９を形成する。

【0043】

次に、例えばエポキシ樹脂接着剤またはシリコーン樹脂接着剤を蛍光体プレート１５Ａまたは光拡散プレート１５Ｂに樹脂接合層３７を形成する。樹脂接合層３７は、蛍光体プレート１５Ａまたは光拡散プレート１５Ｂのいずれかの、変換体接合層３９が形成されている面と反対側の表面に塗布して形成する。この際、レーザダイオード１７からの出射孔が通過する光透過領域である中央の領域を除いた周縁領域に樹脂接合層３７を形成する。

【0044】

次に、蛍光体プレート１５Ａと光拡散プレート１５Ｂをそれぞれの変換体接合層３９が形成されている面と反対側の面で樹脂接合層３７を挟むように押圧して接合することで、波長変換体１５が完成する。

【0045】

次に、図６Ｄに示すように、下部基板１１にレーザダイオード１７を搭載する。具体的には、まず、素子搭載凹部１９の底面に貫通電極２５を覆うようにＡｕＳｎペーストを塗布して接合材２７を形成する。

【0046】

次に、レーザダイオード１７を実装したＣｕＷ等からなるサブマウント２９を接合材２７上に搭載し、加熱して接合する。その後、スパッタ等により、レーザダイオード１７の側面、サブマウントの上面及び側面並びに接合材２７の上面を覆うように、ＳｉＯ₂等の絶縁性材料からなる絶縁膜３３を形成する。この際、出射領域ＥＲが絶縁膜３３から露出するように絶縁膜３３を成膜する。

【0047】

次に、レーザダイオード１７の上面を覆うようにＡｕＳｎペーストを塗布して上面接合材３１を形成する。その後、波長変換体１５を嵌合凹部１９Ｒに挿入する。その後、波長変換体１５が嵌合凹部１３Ｒ内に嵌入されるように、上部基板１３を下部基板１１上に載置して加熱する。

【0048】

これにより、上部基板１３の接続電極３５と、下部基板１１の取り出し電極２１及び基板接合層２３並びにレーザダイオード１７の上面接合材３１とを金属同士の接合によって密着接合させる。さらに、波長変換体１５の変換体接合層３９と嵌合凹部１３Ｒ、１９Ｒ内の凹部接合層２０、３４とを金属同士の接合によって密着接合させる。この金属同士の接合によって、下部基板１１、上部基板１３及び波長変換体１５は密着接合され、素子搭載凹部１９によって形成される空間が密封封止される。

【0049】

［他の実施例］
上述の実施例においては、下部基板１１の嵌合凹部１９Ｒを素子搭載凹部１９の底面１９Ｓ及び側面に沿って延在している凹部とした。しかし、嵌合凹部１９Ｒは、図３に対応する断面図である図７に示すように、素子搭載凹部１９の底面１９Ｓに形成せずに側面のみに形成することとしてもよい。すなわち、素子搭載凹部１９の底面１９Ｓ以外の素子搭載凹部１９の側面と上部基板１３の下面１３Ａに亘って連続した嵌合凹部が形成されることとしてもよい。

【0050】

嵌合凹部１９Ｒを素子搭載凹部１９の側面のみに形成する場合、嵌合凹部１９Ｒ及び素子搭載凹部１９の底面１９Ｓ及び嵌合凹部１３Ｒによって形成される空間が、波長変換体１５とほぼ同一かやや大きい形状を有するように嵌合凹部１９Ｒ、１３Ｒを形成する。

【0051】

この場合、凹部接合層２０は、素子搭載凹部１９の側面に形成された嵌合凹部１９Ｒ内及び素子搭載凹部１９の嵌合凹部１９Ｒに挟まれた領域にＡｕを塗布することで形成される。なお、この場合であっても、波長変換体１５と下部基板１１及び上部基板１３とが密着接合され、素子搭載凹部１９によって形成される空間を密封封止することができる。

【0052】

また、上述の実施例においては、上部基板１３に嵌合凹部１３Ｒを形成することとしたが、図３に対応する断面図である図８に示すように、上部基板１３に嵌合凹部１３Ｒを形成しなくともよい。嵌合凹部１３Ｒを形成しない場合、嵌合凹部１９Ｒ及び上部基板１３の下部基板１１に接した面によって形成される空間が、波長変換体１５とほぼ同一かやや大きい形状を有するように嵌合凹部１９Ｒを形成する。

【0053】

また、この場合、上部基板１３の波長変換体１５が当接する領域にＡｕを塗布することで、波長変換体１５の変換体接合層３９とＡｕＳｎ共晶接合を形成する当接接合層４１を形成する。なお、この場合であっても、波長変換体１５と下部基板１１及び上部基板１３とが密着接合され、素子搭載凹部１９によって形成される空間を密封封止することができる。

【0054】

なお、嵌合凹部を図７のように形成する場合には、波長変換体１５の素子搭載凹部１９の底面１９Ｓと当接する側面に変換体接合層３９を形成してもよい。また、嵌合凹部を図８のように形成する場合には、波長変換体１５の上部基板１３と当接する側面に変換体接合層３９を形成してもよい。

【0055】

上述の実施例においては、蛍光体プレート１５Ａと光拡散プレート１５Ｂとが樹脂接合層３７で接合されており、変換体接合層３９をＡｕで形成することとした。しかし、波長変換体１５内において、光の消失が発生しないように、光反射層を形成してもよい。

【0056】

具体的には、図９に示すように、樹脂接合層３７の代わりに多層接合層４３を形成し、変換体接合層３９の代わりに多層接合層４５を形成する。多層接合層４３は、蛍光体プレート１５Ａ及び光拡散プレート１５Ｂの互いに対向する表面に形成されており、かつレーザダイオード１７からの出射光が通過する中央の領域を除いた周縁領域にそれぞれ形成されている。

【0057】

多層接合層４３は、蛍光体プレート１５Ａ及び光拡散プレート１５Ｂの表面に、Ｔｉ、Ａｇがこの順に積層されている光反射層４３Ａ及び光反射層４５Ａ上に形成されているＮｉ、Ｐｔ、Ａｕがこの順に積層されている接合寄与層４３Ｂからなっている。

【0058】

また、多層接合層４５は、蛍光体プレート１５Ａ及び光拡散プレート１５Ｂの互いに対向する面と反対側の表面に形成されている。また、多層接合層４５は、当該表面のレーザダイオード１７からの出射光が通過する中央の領域を除いた周縁領域にそれぞれに形成されている。多層接合層４５は、蛍光体プレート１５Ａ及び光拡散プレート１５Ｂの表面に、Ｔｉ、Ａｇがこの順に積層されている光反射層４５Ａ及び光反射層４５Ａ上に形成されているＮｉ、Ｐｔ、Ａｕ、ＡｕＳｎがこの順に積層されている接合寄与層４５Ｂからなっている。

【0059】

蛍光体プレート１５Ａ及び光拡散プレート１５Ｂとは、各プレートの接合寄与層４３Ｂの表面同士がいわゆるＡｕ−Ａｕ金属接合されることによって接合される。また、波長変換体１５は、接合寄与層４５Ｂの表面と凹部接合層２０、３４の表面とが、いわゆるＡｕＳｎ共晶接合することによって下部基板１１及び上部基板１３に接合されている。

【0060】

上述のように、光反射層４３Ａ、４５Ａを形成することで、蛍光体プレート１５Ａ及び光拡散プレート１５Ｂに入射した光は、蛍光体プレート１５Ａ及び光拡散プレート１５Ｂにおいて、反射率の高いＡｇ等からなる光反射層４３Ａ、４５Ａによって反射され、ほとんど減衰することなく波長変換体１５から外方に出射される。

【0061】

また、上述の実施例においては、絶縁膜３３表面と素子搭載凹部１９の側面との間には間隙が形成されているように図示して説明したが、絶縁膜３３の表面と素子搭載凹部１９の側面との間の領域に、熱伝導性が良好な材料を充填してもよい。この場合、図４に対応する断面図である図１０に示すように絶縁膜３３の表面と素子搭載凹部１９の側面との間に、例えばＴｉ等の金属ナノ粒子等の金属フィラーを含む樹脂材料からなる伝熱材料４７を充填することとしてもよい。

【0062】

また、上述の実施例においては、上部基板１３をＡｌＮ等の絶縁性を有する材料で形成することとしたが、上部基板１３を導電性の基板で形成してもよい。このようにすることで、上部基板１３を経由した熱の放散をさらに増加させて放熱性を良好にすることが可能である。なお、この場合には、上部基板１３を介して外部からのレーザダイオード１７への給電が可能であるので、例えば、上部基板１３と下部基板の平面形状を同一として、取り出し電極２１全体を上部基板１３によって覆う構成としてもよい。

【0063】

また、絶縁膜３３は形成しなくとも良い。この場合、製造時に導電性の上面接合材３１がレーザダイオード１７の側面にまで達してしまわないこと、すなわちレーザダイオード１７の短絡が生じてしまわないことを担保するのが好ましい。従って、上面接合材３１がレーザダイオード１７の上面のみに形成されるように、上面接合材３１を、マスクパターンを用いて形成することとしてもよい。

【0064】

また、上記実施例において素子搭載凹部１９の形状は略直方体であるとしたが、底面１９Ｓ上にサブマウント２９が固定可能であるならば形状は任意である。例えば、発光装置１０の出射光の形状により、嵌合凹部１９Ｒと下部基板１１の側面１１Ｂとの間の領域の素子搭載凹部１９の形状を側面１１Ｂ（図２等参照）と平行な底面を有する三角柱、五角柱等の多角柱状、半円柱状もしくは楕円半円柱状、または錐台状としてもよい。

【0065】

また、上記実施例においては、波長変換体１５は、蛍光体プレート１５Ａ及び光拡散プレート１５Ｂからなる場合を例にして説明したが、波長変換体１５は、蛍光体プレート１５Ａのみからなっていてもよい。

【0066】

上述した実施例における種々の構成及び材料等は、例示に過ぎず、用途及び製造される発光装置等に応じて、適宜選択することができる。

【符号の説明】

【0067】

１０ 発光装置
１１ 下部基板
１３ 上部基板
１３Ｒ 嵌合凹部
１５ 波長変換体
１７ レーザダイオード
１９ 素子搭載凹部
１９Ｒ 嵌合凹部
１９Ｈ 貫通孔
２０、３４ 凹部接合層
２１ 取り出し電極
２３ 基板接合層
２５ 貫通電極
２７ 接合材
２９ サブマウント
３１ 上面接合材
３３ 絶縁膜
３５ 接続電極
３７ 樹脂接着層
３９ 変換体接合層
４１ 当接接合層
４３、４５ 多層接合層
４３Ａ、４５Ａ 光反射層
４７ 伝熱材料

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図6C】

【図6D】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】