特開 2023-164346 発光装置、または、発光モジュール

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023164346

(43)【公開日】2023-11-10

(54)【発明の名称】発光装置、または、発光モジュール

(51)【国際特許分類】

   H01S 5/023 20210101AFI20231102BHJP

【ＦＩ】

H01S5/023

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023070950

(22)【出願日】2023-04-24

(31)【優先権主張番号】P 2022075624

(32)【優先日】2022-04-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(31)【優先権主張番号】P 2022079881

(32)【優先日】2022-05-16

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(71)【出願人】

【識別番号】000226057

【氏名又は名称】日亜化学工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000202

【氏名又は名称】弁理士法人新樹グローバル・アイピー

(72)【発明者】

【氏名】貝出 悠輔

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼▲瀬▼ 翔太

(72)【発明者】

【氏名】上村 真徳

【テーマコード（参考）】

5F173

【Ｆターム（参考）】

5F173MC01

5F173MC16

5F173MD23

5F173ME22

5F173ME44

5F173MF28

5F173MF39

(57)【要約】

【課題】 複数の構成要素を配置するのに要する実装領域を所望の方向に小さくする。
【解決手段】 実装面と、実装面上に設けられる配線パターンと、を有するサブマウントと、配線パターン上に配置される半導体レーザ素子と、配線パターン上に配置される保護素子と、を備え、配線パターンは、第１領域と、第１領域に接続する第２領域とを有し、第１領域は、実装面上における第１方向の幅を、第１の値以下としつつ、第１方向に垂直な第２方向の幅を第２の値とし、実装面上の第１位置から第２方向に延びるように設けられており、第２領域は、第１方向の幅を、第１領域の第１位置における第１方向の幅よりも大きい幅で、第１位置から第２方向と反対の方向に延びるように設けられており、半導体レーザ素子は、第１領域内に配置され、保護素子は、第２領域内に配置され、半導体レーザ素子と保護素子の第２方向の間隔が、０より大きく１７０μｍより小さい、発光装置。
【選択図】 図９

【特許請求の範囲】

【請求項1】

実装面と、前記実装面に設けられる配線パターンと、を有するサブマウントと、
前記配線パターン上に配置される半導体レーザ素子と、
前記配線パターン上に配置される保護素子と、
を備え、
前記配線パターンは、第１領域と、前記第１領域に接続する第２領域とを有し、
前記第１領域は、前記実装面上における第１方向の幅を、前記半導体レーザ素子の前記第１方向の幅より大きく第１の値以下としつつ、第１方向に垂直な第２方向の幅を第２の値とし、前記実装面上の第１位置から前記第２方向に前記第２の値まで延びるように設けられており、
前記第２領域は、前記第１方向の幅を、前記第１位置における前記第１領域の前記第１方向の幅よりも大きい幅で、前記第１位置から前記第２方向と反対の方向に延びるように設けられており、
前記半導体レーザ素子は、前記第１領域内に配置され、
前記保護素子は、前記第２領域内に配置され、
前記半導体レーザ素子と前記保護素子の前記第２方向の間隔が、０μｍより大きく１７０μｍより小さい、発光装置。

【請求項2】

前記第２の値は、前記半導体レーザ素子の前記第２方向の長さから、上面視で前記半導体レーザ素子の光出射面が前記サブマウントの前記実装面から突出する長さを引いた値以上である、請求項１に記載の発光装置。

【請求項3】

前記保護素子は、上面視で、前記半導体レーザ素子の光出射点を通り前記第２方向に平行な仮想線が通過しない位置に配置される、請求項１に記載の発光装置。

【請求項4】

前記第１方向の幅は、前記半導体レーザ素子よりも前記保護素子の方が大きく、
前記第２方向の幅は、前記半導体レーザ素子よりも前記保護素子の方が小さい、請求項１に記載の発光装置。

【請求項5】

前記半導体レーザ素子と前記保護素子の前記第２方向の間隔は、５０μｍ以上１００μｍ以下である、請求項２に記載の発光装置。

【請求項6】

前記半導体レーザ素子と前記保護素子の前記第２方向の間隔は、０μｍより大きく８０μｍ以下である、請求項２に記載の発光装置。

【請求項7】

前記半導体レーザ素子と前記保護素子が配置された前記サブマウントが前記第１方向に複数並べて配置された、請求項１に記載の発光装置。

【請求項8】

第１パッケージを有する第１発光装置と、
第２パッケージを有する第２発光装置と、
前記第１発光装置及び第２発光装置が実装される配線基板と、
を備え、
前記第１発光装置は、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の発光装置であり、かつ、前記半導体レーザ素子を含む複数の第１半導体レーザ素子を有し、
前記第２発光装置は、１または複数の第２半導体レーザ素子を有し、
前記第２発光装置が有する第２半導体レーザ素子の数は、前記第１発光装置が有する前記第１半導体レーザ素子の数よりも１以上少ない、発光モジュール。

【請求項9】

前記第１パッケージと前記第２パッケージは同じ外形である、請求項８に記載の発光モジュール。

【請求項10】

前記第１発光装置は、前記サブマウントを含む、複数の第１サブマウントを有し、前記複数の第１サブマウントのそれぞれに前記第１半導体レーザ素子が配置され、
前記第２発光装置は、前記サブマウントとは異なる形状の、１または複数の第２サブマウントを有し、前記１または複数の第２サブマウントのそれぞれに前記第２半導体レーザ素子が配置される、請求項８に記載の発光モジュール。

【請求項11】

前記第２発光装置は、前記第２パッケージに実装される保護素子を有し、かつ、前記１または複数の第２サブマウントのいずれにおいても保護素子が配置されない、請求項８に記載の発光モジュール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、発光装置、または、発光モジュールに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に開示される発光装置では、サブマウント上の配線パターンを工夫している。また、特許文献１は、複数の発光素子を１つのサブマウントに配置するという形態において、小型化に有効な一形態を開示している。

【0003】

特定の領域に複数の構成要素を実装する場合、複数の構成要素をより近付けて配置できるほど、領域内に配置できる構成要素の数は多くなり得る。また、同じ数の構成要素を配置する場合でも、ある構成要素同士を近付けて配置できれば、他の構成要素との間隔に余裕が生まれ実装の安定性や自由度の向上に寄与し得る。また、特定の領域の形状、例えば、どの方向の幅に余裕があり、どの方向の幅に余裕がないかを考慮すれば、複数の構成要素の実装間隔をどちらの方向に改善するのが好ましいかの優先度が生じ得る。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２０－１２６９９２

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

複数の構成要素を配置するのに要する実装領域を、所望の方向に小さくすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

一実施形態において、実装面と、前記実装面上に設けられる配線パターンと、を有するサブマウントと、前記配線パターン上に配置される半導体レーザ素子と、前記配線パターン上に配置される保護素子と、を備え、前記配線パターンは、第１領域と、前記第１領域に接続する第２領域とを有し、前記第１領域は、前記実装面上における第１方向の幅を、前記半導体レーザ素子の前記第１方向の幅より大きく第１の値以下としつつ、第１方向に垂直な第２方向の幅を第２の値とし、前記実装面上の第１位置から前記第２方向に前記第２の値まで延びるように設けられており、前記第２領域は、前記第１方向の幅を、前記第１領域の前記第１位置における前記第１方向の幅よりも大きい幅で、前記第１位置から前記第２方向と反対の方向に延びるように設けられており、前記半導体レーザ素子は、前記第１領域内に配置され、前記保護素子は、前記第２領域内に配置され、前記半導体レーザ素子と前記保護素子の前記第２方向の間隔が、０より大きく１７０μｍより小さい、発光装置が開示される。

【0007】

実施形態に開示される１または複数の発明の少なくとも一つにより、複数の構成要素を配置するのに要する実装領域を、所望の方向に小さくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、第１実施形態に係る発光装置の斜視図である。

【図2】図２は、第１実施形態に係る発光装置の上面図である。

【図3】図３は、第１実施形態に係る発光装置の内部に配置される各構成要素を説明するための上面図である。

【図4】図４は、図３のIV-IV断面線における断面図である。

【図5】図５は、各実施形態に係るサブマウントの斜視図である。

【図6】図６は、各実施形態に係るサブマウントの上面図である。

【図7】図７は、図６のVII-VII断面線における断面図。

【図8】図８は、半導体レーザ素子等がサブマウント上に配置された状態の斜視図である。

【図9】図９は、半導体レーザ素子等がサブマウント上に配置された状態の上面図である。

【図10】図１０は、図９のX-X断面線における断面図である。

【図11】図１１は、比較対象の一例として挙げるサブマウントの上面図である。

【図12】図１２は、比較対象の一例として挙げるサブマウントに半導体レーザ素子等が配置された状態の上面図である。

【図13】図１３は、半導体レーザ素子等がサブマウント上に配置された状態の他の一例を示す斜視図である。

【図14】図１４は、半導体レーザ素子等がサブマウント上に配置された状態の他の一例を示す上面図である。

【図15】図１５は、第２実施形態に係る発光モジュールの斜視図である。

【図16】図１６は、第２実施形態に係る発光モジュールの上面図である。

【図17】図１７は、第２実施形態に係る発光モジュールが備える発光装置の内部に配置される各構成要素を説明するための上面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

本明細書または特許請求の範囲において、三角形や四角形などの多角形に関しては、多角形の隅に角丸め、面取り、角取り、丸取り等の加工が施された形状も含めて、多角形と呼ぶものとする。また、隅（辺の端）に限らず、辺の中間部分に加工が施された形状も同様に、多角形と呼ぶものとする。つまり、多角形をベースに残しつつ、部分的な加工が施された形状は、本明細書及び特許請求の範囲で記載される“多角形”の解釈に含まれるものとする。

【0010】

また、多角形に限らず、台形や円形や凹凸など、特定の形状を表す言葉についても同様である。また、その形状を形成する各辺を扱う場合も同様である。つまり、ある辺において、隅や中間部分に加工が施されていたとしても、“辺”の解釈には加工された部分も含まれる。なお、部分的な加工のない“多角形”や“辺”を、加工された形状と区別する場合は“厳密な”を付して、例えば、“厳密な四角形”などと記載するものとする。

【0011】

また、本明細書または特許請求の範囲において、上下（上方/下方）、左右、表裏、前後（前方/後方）、手前と奥などの記載は、相対的な位置、向き、方向などの関係を述べるに過ぎず、使用時における関係と一致していなくてもよい。

【0012】

また、図面においてＸ方向、Ｙ方向、及び、Ｚ方向などの方向を、矢印を用いて示すことがある。この矢印の方向は、同じ実施形態に係る複数の図面間で整合が取られている。また、図面においてＸ、Ｙ、及び、Ｚが記されている矢印の方向を正方向、これと反対の方向を負方向とする。例えば、矢印の先にＸが記されている方向は、Ｘ方向であり、かつ、正方向である。なお、Ｘ方向であり、かつ、正方向である方向を、「Ｘの正方向」と呼ぶものとし、これと反対の方向を「Ｘの負方向」と呼ぶものとする。Ｙ方向、及び、Ｚ方向についても同様である。

【0013】

また、本明細書において、例えば構成要素などを説明するときに「部材」や「部」と記載することがある。「部材」は、物理的に単体で扱う対象を指すものとする。物理的に単体で扱う対象とは、製造の工程で一つの部品として扱われる対象ということもできる。一方で、「部」は、物理的に単体で扱われなくてもよい対象を指すものとする。例えば、１つの部材の一部を部分的に捉えるときに「部」が用いられる。

【0014】

なお、上述の「部材」と「部」の書き分けは、均等論の解釈において権利範囲を意識的に限定するという意思を示すものではない。つまり、特許請求の範囲において「部材」と記載された構成要素があったとしても、そのことのみを以って、この構成要素を物理的に単体で扱うことが本発明の適用に必要不可欠であると出願人が認識しているわけではない。

【0015】

また、本明細書または特許請求の範囲において、ある構成要素が複数あり、それぞれを区別して表現する場合に、その構成要素の頭に“第１”、“第２”と付記して区別することがある。また、本明細書と特許請求の範囲とで区別する対象が異なる場合があり得る。そのため、特許請求の範囲において本明細書と同一の付記がされた構成要素が記載されていても、この構成要素によって特定される対象が、本明細書と特許請求の範囲との間で一致しないことがあり得る。

【0016】

例えば、本明細書において“第１”、“第２”、“第３”と付記されて区別される構成要素があり、本明細書において“第１”及び“第３”が付記された構成要素を特許請求の範囲に記載する場合に、見易さの観点から特許請求の範囲においては“第１”、“第２”と付記して構成要素を区別することがある。この場合、特許請求の範囲において“第１”、“第２”と付記された構成要素はそれぞれ、本明細書において“第１”“第３”と付記された構成要素を指すことになる。なお、このルールの適用対象は構成要素に限らず、その他の対象に対しても、合理的かつ柔軟に適用される。

【0017】

以下に、本発明を実施するための形態を説明する。またさらに、図面を参照しながら、本発明を実施するための具体的な形態を説明する。なお、本発明を実施するための形態は、この具体的な形態に限定されない。つまり、図示される実施形態は、本発明が実現される唯一の形態ではない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、理解の便宜を図るために誇張していることがある。

【0018】

＜第１実施形態＞
図１乃至図１４は、第１実施形態に係る発光装置１００の例示的な一形態を説明するための図面である。図１は、発光装置１００の斜視図である。図２は、発光装置１００の上面図である。図３は、発光装置１００の内部に配置される各構成要素を説明するための上面図である。図４は、図３のIV-IV断面線における断面図である。図５は、サブマウント３０の斜視図である。図６は、サブマウント３０の上面図である。図７は、図６のVII-VII断面線における断面図である。図８は、サブマウント３０に半導体レーザ素子２０と保護素子５０が配置された状態を示す斜視図である。図９は、図８と同じ状態における上面図である。図１０は、図９のX-X断面線における断面図である。図１１は、比較対象の一例として挙げるサブマウントの上面図である。図１２は、比較対象の一例として挙げるサブマウントに半導体レーザ素子２０と保護素子５０が配置された状態を示す上面図である。なお、図１１及び図１２は、発明の理解の補助のための一例に過ぎず、所謂、従来技術としての比較例を挙げるものではない。図１３は、サブマウント３０に半導体レーザ素子２０と保護素子５０が配置された状態の他の一例を示す斜視図である。図１４は、図１３と同じ状態における上面図である。

【0019】

発光装置１００は、複数の構成要素を備えている。発光装置１００が備える複数の構成要素には、基体１０、１または複数の半導体レーザ素子２０、１または複数のサブマウント３０、１または複数の反射部材４０、１または複数の保護素子５０、蓋部材６０、及び、レンズ部材７０が含まれる。

【0020】

なお、発光装置１００は、この他にも構成要素を備えていてよい。例えば、発光装置１００は、１または複数の半導体レーザ素子２０とは別に、さらに発光素子を備えてもよい。また、発光装置１００は、ここで挙げた複数の構成要素の一部を備えていなくてもよい。

【0021】

まず、発光装置１００の各構成要素について説明し、その後で、発光装置１００について説明する。

【0022】

（基体１０）
基体１０は、上面１１Ａ、下面１１Ｂ、及び、１または複数の外側面１１Ｃを有する。上面視で、基体１０の外縁形状は矩形である。この矩形は、長辺と短辺を有する矩形とすることができる。図示される基体１０において、この矩形の長辺方向はＸ方向と同じ方向であり、短辺方向はＹ方向と同じ方向である。なお、上面視で、基体１０の外縁形状は矩形でなくてもよい。

【0023】

基体１０において、凹形状が形成されている。上面１１Ａから、上面１１Ａよりも下方に窪んだ凹形状が形成される。基体１０の凹形状によって窪みが画定される。この窪みは、上面視で上面１１Ａに囲まれる。

【0024】

上面１１Ａの内縁は、窪みの外縁を画定する。つまり、上面１１Ａの内縁形状と窪みの外縁形状とは一致する。上面視で、窪みの外縁形状は矩形である。この矩形は、長辺と短辺を有する矩形とすることができる。図示される基体１０において、この矩形の長辺方向はＸ方向と同じ方向であり、短辺方向はＹ方向と同じ方向である。なお、この窪みの外縁形状は矩形でなくてもよい。

【0025】

基体１０は、実装面１１Ｄを有する。また、基体１０は、１または複数の内側面１１Ｅを有する。実装面１１Ｄは、上面１１Ａよりも下方に、かつ、下面１１Ｂよりも上方に位置する。実装面１１Ｄは上面である。従って、実装面１１Ｄは、上面１１Ａとは異なる上面といえる。実装面１１Ｄは、Ｘ方向の幅の方が、Ｙ方向の幅よりも大きい形状の平面である。

【0026】

１または複数の内側面１１Ｅは、実装面１１Ｄよりも上方に位置する。１または複数の内側面１１Ｅは、上面１１Ａと交わる。実装面１１Ｄ及び１または複数の内側面１１Ｅは、基体１０の窪みを画定する複数の面に含まれる。１または複数の内側面１１Ｅによって、窪みの外縁形状が画定される。

【0027】

１または複数の内側面１１Ｅは、実装面１１Ｄに対して垂直に設けられる。ここでの垂直は、±３度の差を許容する。なお、内側面１１Ｅは、実装面１１Ｄに対して垂直でなくてもよい。

【0028】

基体１０は、１または複数の段差部１２Ｃを有する。段差部１２Ｃは、上面、及び、上面と交わり上面から下方に延びる内側面、を有する。段差部１２Ｃが有する面には、この上面から上方に延びる内側面は含まれない。段差部１２Ｃの上面は、内側面１１Ｅと交わる。内側面１１Ｅは、段差部１２Ｃの上面から上方に延びる。段差部１２Ｃの内側面は、実装面１１Ｄと交わる。

【0029】

段差部１２Ｃは、上面視で、内側面１１Ｅの一部または全部に沿って形成される。１または複数の段差部１２Ｃは、上面視で、上面１１Ａの内側に形成される。１または複数の段差部１２Ｃは、上面視で、１または複数の内側面１１Ｅの内側に形成される。

【0030】

基体１０は、複数の段差部１２Ｃを有し得る。複数の段差部１２Ｃはそれぞれ、上面視で内側面１１Ｅに沿うように形成される。複数の段差部１２Ｃには、上面視で、内側面１１Ｅの全長に渡って、内側面１１Ｅに沿って形成される段差部１２Ｃが含まれる。

【0031】

段差部１２Ｃの上面には、１または複数の配線パターンが設けられる。配線パターンは、基体１０の内部を通る配線を経由して他の配線パターンと電気的に接続する。他の配線パターンは、例えば基体１０の下面に設けられる。なお、配線パターンは、上面１１Ａまたは外側面１１Ｃに設けられた配線パターンと電気的に接続してもよい。

【0032】

１または複数の段差部１２Ｃの上面に、複数の配線パターンが設けられ得る。複数の段差部１２Ｃのそれぞれに、１または複数の配線パターンが設けられ得る。なお、基体１０において、配線パターンが設けられる箇所は段差部１２Ｃに限らなくてよい。

【0033】

基体１０は、セラミックを主材料に用いて形成することができる。また、基体１０は、金属あるいは金属を含む複合物を主材料に用いて形成された、実装面１１Ｄを有する底部材と、セラミックを主材料に用いて形成された、配線パターンを有する枠部材と、を接合して形成してもよい。

【0034】

ここで、主材料とは、対象となる形成物において、質量または体積が最も多くの割合を占める材料をいうものとする。なお、１つの材料から対象となる形成物が形成される場合には、その材料が主材料である。つまり、ある材料が主材料であるとは、その材料の占める割合が１００％となり得ることを含む。

【0035】

セラミックとしては、例えば、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、酸化アルミニウム、炭化ケイ素などが挙げられる。金属としては、例えば、銅、アルミニウム、鉄などが挙げられる。あるいは、金属を含む複合物として、銅モリブデン、銅-ダイヤモンド複合材料、銅タングステンなどを用いることができる。

【0036】

（半導体レーザ素子２０）
半導体レーザ素子２０は、光を出射する光出射面を有する。半導体レーザ素子２０は、上面、下面、複数の側面を有する。半導体レーザ素子２０の上面または側面が、光出射面となる。半導体レーザ素子２０は、１または複数の光出射面を有する。

【0037】

半導体レーザ素子２０の上面の形状は、長辺と短辺を有する矩形である。この矩形の短辺を含む側面が、光出射面となり得る。なお、半導体レーザ素子２０の上面の形状は、矩形でなくてもよい。

【0038】

半導体レーザ素子２０にはシングルエミッタの半導体レーザ素子を採用することができる。また、半導体レーザ素子２０にはエミッタが複数あるマルチエミッタの半導体レーザ素子を採用することができる。

【0039】

半導体レーザ素子２０には、例えば、青色の光を出射する発光素子、緑色の光を出射する発光素子、または、赤色の光を出射する発光素子を採用することができる。なお、半導体レーザ素子２０には、その他の色または波長の光を出射する発光素子を採用してもよい。

【0040】

ここで、青色の光は、その発光ピーク波長が４２０ｎｍ～４９４ｎｍの範囲内にある光をいうものとする。緑色の光は、その発光ピーク波長が４９５ｎｍ～５７０ｎｍの範囲内にある光をいうものとする。赤色の光は、その発光ピーク波長が６０５ｎｍ～７５０ｎｍの範囲内にある光をいうものとする。

【0041】

半導体レーザ素子２０は、指向性のあるレーザ光を出射する。拡がりを有する発散光が半導体レーザ素子２０の光出射面（出射端面）から出射される。半導体レーザ素子２０から出射される光は、光の光出射面と平行な面において楕円形状のファーフィールドパターン（以下「ＦＦＰ」という。）を形成する。ＦＦＰとは、光出射面から離れた位置における出射光の形状や光強度分布である。

【0042】

ここで、ＦＦＰの楕円形状の中心を通る光、言い換えると、ＦＦＰの光強度分布においてピーク強度の光を、光軸を進む光、あるいは、光軸を通る光と呼ぶものとする。また、ＦＦＰの光強度分布において、ピーク強度値に対して１／ｅ^２以上の強度を有する光を、主要部分の光と呼ぶものとする。

【0043】

半導体レーザ素子２０から出射される光のＦＦＰの形状は、光の光出射面と平行な面において、積層方向の方が、積層方向に垂直な方向よりも長い楕円形状である。積層方向とは、半導体レーザ素子２０において活性層を含む複数の半導体層が積層される方向のことである。積層方向に垂直な方向は、半導体層の面方向ということもできる。また、ＦＦＰの楕円形状の長径方向を半導体レーザ素子２０の速軸方向、短径方向を半導体レーザ素子２０の遅軸方向ということもできる。

【0044】

ＦＦＰの光強度分布に基づきピーク光強度の１／ｅ^２の光強度の光が拡がる角度を、半導体レーザ素子２０の光の拡がり角とする。光の拡がり角は、ピーク光強度の１／ｅ^２の光強度の他に、例えば、ピーク光強度の半値の光強度から求められることもある。本明細書の説明において、単に「光の拡がり角」というときは、ピーク光強度の１／ｅ^２の光強度における光の拡がり角を指すものとする。なお、速軸方向の拡がり角の方が、遅軸方向の拡がり角よりも大きいといえる。

【0045】

青色の光を発する半導体レーザ素子２０、または、緑色の光を発する半導体レーザ素子２０として、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、及びＡｌＧａＮなどのＧａＮ系の半導体を用いることができる。赤色の光を発する半導体レーザ素子２０として、ＩｎＡｌＧａＰ系やＧａＩｎＰ系、ＧａＡｓやＡｌＧａＡｓなどのＧａＡｓ系の半導体を含む半導体レーザ素子が挙げられる。

【0046】

（サブマウント３０）
サブマウント３０は、上面と、下面と、１または複数の側面と、を有する。サブマウント３０の上面は、他の構成要素が実装される実装面３１といえる。サブマウント３０は実装面３１と、サブマウント３０の実装面３１に設けられる配線パターン３２と、を有する。

【0047】

サブマウント３０は、上面視において、一方の方向（以下、この方向を短手方向と呼ぶ。）の長さが、これに垂直な方向（以下、この方向を長手方向と呼ぶ。）の長さよりも小さい外形を有する。上面視で、サブマウント３０の外形は、矩形である。サブマウント３０の上面は、短辺及び長辺を有する矩形の形状となり得る。なお、上面は、正方形の形状であってもよい。図示されるサブマウント３０では、短手方向はＸ方向と同じ方向であり、長手方向はＹ方向と同じ方向である。

【0048】

サブマウント３０は、基板３３と、第１金属層３４とを有して構成され得る。また、サブマウント３０はさらに、第２金属層３５を有して構成され得る。第１金属層３４は、基板３３の上面側に設けられる。第２金属層３５は、基板３３の下面側に設けられる。

【0049】

基板３３の形状は、例えば、短手方向の幅よりも長手方向の幅の方が大きい直方体である。なお、直方体でなくてもよい。第１金属層３４の形状は、上面視で、基板３３よりも小さく、かつ、短辺及び長辺を有する矩形となり得る。第２金属層３５の形状は、上面視で、基板３３よりも小さく、かつ、短辺及び長辺を有する矩形となり得る。

【0050】

基板３３は、絶縁性を備える。基板３３は、例えば、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、又は炭化ケイ素から形成される。基板３３の主材料には、比較的放熱性のよいセラミックを選択すると良い。

【0051】

第１金属層３４は、基板３３上に直接設けられてもよく、間に他の構成要素を介在させて、間接的に設けられてもよい。図示されるサブマウント３０では、第１金属層３４は、基板３３に直接設けられている。第２金属層３５についても同様である。

【0052】

第１金属層３４及び第２金属層３５の主材料には、銅やアルミニウムなどの金属が用いられる。第１金属層３４は、上下方向の幅（厚み）が、３０μｍ以上２００μｍ以下である。第１金属層３４は、基板３３よりも上方に設けられる１または複数の金属層のうちの最も厚い金属層である。第２金属層３５は、基板３３よりも下方に設けられる１または複数の金属層のうちの最も厚い金属層である。

【0053】

配線パターン３２は、第１金属層３４の上に設けられる。配線パターン３２の上面及び第１金属層３４の上面がサブマウント３０の実装面３１となり得る。配線パターン３２の上下方向の幅（厚み）は、３００ｎｍ以上３０００ｎｍ以下である。配線パターン３２の上下方向の幅（厚み）は、３００ｎｍ以上１５００ｎｍ以下となり得る。配線パターン３２の厚さは、第１金属層３４の厚さの１０分の１以下となり得る。

【0054】

配線パターン３２は、第１領域３２Ａと、第１領域３２Ａに接続する第２領域３２Ｂとを有する。第１領域３２Ａは、実装面３１上における第１方向の幅が所定の値以下となる。以下、この所定の値を第１の値と呼ぶ。第１方向は、短手方向と同じ方向となり得る。

【0055】

第１領域３２Ａは、実装面３１上において、第１の値以下の幅で、第１方向に垂直な第２方向に所定の幅で設けられる。以下、この所定の幅の値を、第２の値と呼ぶ。第１領域３２Ａは、第１方向の幅を第１の値以下としつつ、第２方向の幅を第２の値とする領域といえる。第１方向の幅を第１の値以下としているのは、第１領域３２Ａにおける第１方向の幅が一定でなくてもよいことを示している。なお、第１領域３２Ａの第１方向の幅は、第１の値で一定となっていてもよい。図示されるサブマウント３０では、第１領域３２Ａは矩形の領域であり、第１の値を矩形の短辺の長さとし、第２の値を矩形の長辺の長さとすることができる。

【0056】

第２領域３２Ｂは第１領域３２Ａに接続するため、第１領域３２Ａと第２領域３２Ｂとの間には境界Ｂが存在する。以下、この境界Ｂ上の任意の点を第１位置と呼ぶ。第１領域３２Ａは、第１位置から第２方向に第２の値まで延びるように設けられる領域である。図示されるサブマウント３０では、第２方向はＹの正方向と同じ方向である。

【0057】

第２領域３２Ｂの第１方向の幅は、第１位置における第１領域３２Ａの第１方向の幅よりも大きい。第２領域３２Ｂは、実装面３１上における第１方向の幅が所定の値以下となる。以下、この所定の値を第３の値と呼ぶ。第３の値は、第１位置における第１領域３２Ａの第１方向の幅よりも大きいといえる。また、第３の値は、第１の値よりも大きい。

【0058】

第２領域３２Ｂは、第３の値以下の幅で、第１位置から第２方向と反対の方向に延びるように設けられる。第２領域３２Ｂは、実装面３１上において、第３の値以下の幅で、第２方向と反対の方向に所定の幅で設けられる。以下、この所定の幅の値を、第４の値と呼ぶ。第４の値は、第２の値よりも小さい。なお、第２領域３２Ｂの第１方向の幅は、第３の値で一定となっていてもよい。図示されるサブマウント３０では、第２領域３２Ｂは矩形の領域であり、第３の値を矩形の長辺の長さとし、第４の値を矩形の短辺の長さとすることができる。また、第２方向と反対の方向は、Ｙの負方向と同じ方向である。

【0059】

第１金属層３４の外縁は、基板３３の外縁の内側にある。この場合、サブマウント３０の上面には、実装面３１を構成する第１金属層３４の上面及び配線パターン３２の上面だけでなく、基板３３の上面も含まれる。実装面３１を構成する上面を、サブマウント３０の第１上面、上面視でサブマウント３０の外縁と交わる上面を、サブマウント３０の第２上面として、サブマウント３０の上面を区別してもよい。なお、実装面が上面視におけるサブマウントの外縁と交わるようなサブマウントの場合、第１上面と第２上面は同じ上面を指すことになる。

【0060】

上面視で、配線パターン３２の外縁の一部（以下、第１外縁部と呼ぶ。）は、サブマウント３０の実装面３１の外縁近傍に位置する。なお、ここでの近傍は、１０μｍ以内（ゼロを含む）に位置することと定義してもよい。上面視で、配線パターン３２の第１外縁部は、サブマウント３０の上面の外縁近傍に位置する。なお、ここでの近傍は、５０μｍ以内（ゼロを含む）に位置することと定義してもよい。第１外縁部は、第１領域３２Ａに含まれる。

【0061】

上面視で、配線パターン３２の外縁の他の一部（以下、第２外縁部と呼ぶ。）は、サブマウント３０の実装面３１の外縁近傍に位置する。なお、ここでの近傍は、１０μｍ以内（ゼロを含む）に位置することと定義してもよい。上面視で、配線パターン３２の第２外縁部は、サブマウント３０の上面の外縁近傍に位置する。なお、ここでの近傍は、５０μｍ以内（ゼロを含む）に位置することと定義してもよい。第２外縁部は、第２領域３２Ｂに含まれる。

【0062】

例えば、サブマウント３０の短手方向の長さは７００μｍ以上９００μｍ以下である。また、サブマウント３０の長手方向の長さは１４００μｍ以上１８５０μｍ以下である。また、サブマウント３０の長手方向の長さと短手方向の長さの差は６００μｍ以上１０５０μｍ以下である。

【0063】

例えば、第１領域３２Ａの第１方向の長さは２００μｍ以上４００μｍ以下である。また、第１領域３２Ａの第２方向の長さは１０００μｍ以上１３００μｍ以下である。また、第２領域３２Ｂの第１方向の長さは４００μｍ以上６００μｍ以下である。また、第２領域３２Ｂの第２方向の長さは２００μｍ以上４００μｍ以下である。

【0064】

第１外縁部の近傍に位置する実装面３１の外縁から、サブマウント３０の上面の外縁までの距離は、０μｍ以上１００μｍ以下となり得る。あるいは、この距離は、０μｍ以上７０μｍ以下となり得る。あるいは、この距離は、０μｍ以上５０μｍ以下となり得る。

【0065】

例えば、配線パターン３２の第２方向の長さは、サブマウント３０の第２方向の長さの８５％以上１００％以下となり得る。また、第１領域３２Ａの第１方向の長さは、サブマウント３０の第１方向の長さの２０％以上５０％以下となり得る。また、第２領域３２Ｂの第１方向の長さは、サブマウント３０の第１方向の長さの５５％以上８５％以下となり得る。また、第２領域３２Ｂの第１方向の長さと第１領域３２Ａの第１方向の長さの差は、サブマウント３０の第１方向の長さの１５％以上４５％以下となり得る。

【0066】

図示されるように、配線パターン３２は、上面視で、Ｌ字状の形状をしている。なお、ここでのＬ字状とは、Ｌを反転した形状であってもよい。Ｌ字を構成する二本の棒状の形状のうち一方の棒状の形状が第１領域３２Ａとなり、他方の棒状の形状が第２領域３２Ｂとなり得る。二本の棒状の形状に分けることのできる第１方向に平行な直線が、第１領域３２Ａと第２領域３２Ｂの境界Ｂとなる。

【0067】

配線パターン３２は、金属を用いて形成することができる。例えば、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ（サブマウント３０の上面からＴｉ、Ｐｔ、Ａｕの順で積層したもの）の金属層の上に、ＡｕＳｎはんだ（ＡｕＳｎの金属層）を形成して、配線パターン３２を構成することができる。なお、配線パターン３２の構成はこれに限られない。

【0068】

（反射部材４０）
反射部材４０は、下面と、光を反射する光反射面とを有する。また、光反射面は、下面に対して傾斜している。つまり、光反射面は、下面からみた配置関係が垂直でも平行でもない。光反射面の下端と上端を結ぶ直線が、反射部材４０の下面に対して傾斜している。下面に対する光反射面の角度、あるいは、下面に対する光反射面の下端と上端を結ぶ直線の角度を、光反射面の傾斜角と呼ぶものとする。

【0069】

図示される反射部材４０において、光反射面は、平面であり、かつ、反射部材４０の下面に対して４５度の傾斜角を成す。なお、光反射面は平面でなくてもよく、例えば曲面であってもよい。また、光反射面は、その傾斜角が４５度でなくてもよい。

【0070】

反射部材４０は、主材料に、ガラスや金属などを用いることができる。主材料は熱に強い材料がよく、例えば、石英若しくはＢＫ７（硼珪酸ガラス）等のガラス、アルミニウム等の金属を用いることができる。反射部材４０は、Ｓｉを主材料に用いて形成することもできる。主材料が反射性材料であれば、主材料から光反射面を形成することができる。主材料とは別に光反射面を形成する場合、光反射面は、例えば、Ａｇ、Ａｌ等の金属やＴａ_２Ｏ_５／ＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２／ＳｉＯ_２、Ｎｂ_２Ｏ_５／ＳｉＯ_２等の誘電体多層膜を用いて形成することができる。

【0071】

光反射面において、光反射面に照射される光のピーク波長に対する反射率が９０％以上である。また、この反射率は９５％以上であってもよい。また、この反射率を９９％以上とすることもできる。光反射率は、１００％以下あるいは１００％未満である。

【0072】

（保護素子５０）
保護素子５０は、特定の素子（例えば半導体レーザ素子）に過剰な電流が流れて破壊されてしまうことを防ぐためのものである。保護素子５０としては、例えば、ツェナーダイオードがあげられる。また、ツェナーダイオードとしては、Ｓｉで形成されたものを採用できる。

【0073】

（蓋部材６０）
蓋部材６０は、下面と、上面と、を有し、直方体の平板形状で構成される。なお、直方体でなくてもよい。蓋部材６０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、全ての波長の光に対して８０％以上の透過率を有していなくてもよい。蓋部材６０は、一部に非透光性の領域（透光性を有していない領域）を有していてもよい。

【0074】

蓋部材６０は、ガラスを主材料に用いて形成される。蓋部材６０を形成する主材料は、高い透光性を有する材料である。蓋部材６０は、ガラスに限らず、例えば、サファイアを主材料に用いて形成してもよい。

【0075】

（レンズ部材７０）
レンズ部材７０は、上面と、下面と、側面と、を有する。レンズ部材７０は、入射する光に対して集光、拡散、コリメートといった光学作用を与え、レンズ部材７０からは、光学作用が与えられた光が出射される。

【0076】

レンズ部材７０は、１または複数のレンズ面を有する。１または複数のレンズ面は、レンズ部材７０の上面側に設けられる。なお、レンズ部材７０の下面側に設けられてもよい。上面及び下面は平面である。１または複数のレンズ面は、上面と交わる。１または複数のレンズ面は、上面視で上面に囲まれる。上面視で、レンズ部材７０は、矩形の外形を有している。レンズ部材７０の下面は矩形である。

【0077】

レンズ部材７０のうち、上面視で、１または複数のレンズ面と重なる部分をレンズ部とし、重ならない部分を非レンズ部とする。レンズ部材７０において、上面視で上面と重なる部分は非レンズ部に含まれる。レンズ部を、上面を含む仮想的な平面で二分したときのレンズ面側をレンズ形状部、下面側を平板形状部とする。レンズ部材７０の下面は、レンズ部の下面及び非レンズ部の下面で構成される。

【0078】

レンズ部材７０の１または複数のレンズ面は、一方向に連なって形成される。つまり、１または複数のレンズ面は、各レンズ面が連結し、かつ、同じ方向に並んで設けられる。レンズ部材７０は、各レンズ面の頂点が仮想的な一本の直線上に位置するように形成される。図示されるレンズ部材７０において、この仮想直線は、Ｘ方向と同じ方向である。

【0079】

ここで、上面視で、複数のレンズ面が並ぶ方向を連結方向というものとする。複数のレンズ面は、上面視で、連結方向の長さが、この方向に垂直な方向の長さよりも大きい。図示されるレンズ部材７０において、連結方向は、Ｘ方向と同じ方向である。

【0080】

レンズ部材７０は透光性を有する。レンズ部材７０は、レンズ部及び非レンズ部のいずれも透光性を有する。レンズ部材７０は、例えば、ＢＫ７等のガラスを用いて形成することができる。

【0081】

次に、発光装置１００について説明する。

【0082】

（発光装置１００）
発光装置１００において、１または複数の半導体レーザ素子２０が基体１０に配置される。１または複数の半導体レーザ素子２０は基体１０の実装面１１Ｄに配置される。１または複数の半導体レーザ素子２０は、パッケージに封止される。パッケージは、半導体レーザ素子２０を配置する内部空間であって、封止された空間を形成する。パッケージは、基体１０に蓋部材６０を接合させて形成することができる。

【0083】

半導体レーザ素子２０は、サブマウント３０に実装される。半導体レーザ素子２０は、サブマウント３０を介して、基体１０の実装面１１Ｄに実装される。サブマウント３０の下面が基体１０に接合される。サブマウント３０の第２金属層３５が基体１０に接合される。

【0084】

半導体レーザ素子２０は、サブマウント３０の配線パターン３２上に配置される。半導体レーザ素子２０は、配線パターン３２の第１領域３２Ａ内に配置される。半導体レーザ素子２０は、光出射面が第１方向に平行に配置される。なお、ここでの平行は±５°の差を含む。半導体レーザ素子２０は、配線パターン３２上に設けられたＡｕＳｎはんだ等の接合材を介して、配線パターン３２に接合される。例えば、配線パターン３２のＡｕＳｎはんだと、半導体レーザ素子２０上に設けられているＡｕ金属膜との共晶反応を利用して、半導体レーザ素子２０を配線パターン３２上に接合することができる。

【0085】

半導体レーザ素子２０は、光出射面が、サブマウント３０の実装面３１から突出するように配置され得る。半導体レーザ素子２０の光出射面がサブマウント３０の実装面３１から突出する長さは３０μｍ以下とすると良い。突出する長さが大きいと、半導体レーザ素子２０の光出射面から発生する熱に対するサブマウント３０の放熱性能が不十分になる場合がある。より好ましくは、この長さは、２０μｍ以下とするのが良い。

【0086】

半導体レーザ素子２０の光出射面は、上面視で、実装面３１の外縁と、サブマウント３０の上面の外縁との間に配置され得る。これにより、上面視で、半導体レーザ素子２０がサブマウント３０から突出しないため、確保すべき実装領域を第２方向に短くできる。また、半導体レーザ素子２０の放熱に配慮しつつ、半導体レーザ素子２０から出射された主要部分の光がサブマウント３０の上面に入射されないように半導体レーザ素子２０を配置できる。

【0087】

第１領域３２Ａの第１方向の幅は、半導体レーザ素子２０の第１方向の幅よりも大きい。第１領域３２Ａの第１方向の幅は、半導体レーザ素子２０の第１方向の幅よりも１００μｍを超えて大きい。これにより、半導体レーザ素子２０を配線パターン３２上に安定的に接合できる。なお、第１領域３２Ａの第１方向の幅は、半導体レーザ素子２０の第１方向の幅に２００μｍを加えた値以下となることが好ましい。配線パターン３２の大きさを抑えることで、他の構成要素の実装領域を広く確保できることに繋がり得る。

【0088】

上面視で、第１領域３２Ａの第１方向の幅の両端のうちの一端は、半導体レーザ素子２０の光出射面と交わる両側面のうちこの一端に近い方の側面から５０μｍより大きく１００μｍ以下離れた位置にあり、他端は、この他端に近い方の側面から５０μｍより大きく１００μｍ以下離れた位置にある。これにより、半導体レーザ素子２０を配線パターン３２上に安定的に接合できる。また、第１領域３２Ａの第１方向の幅の中心と、半導体レーザ素子２０の第１方向の幅の中心は一致し得る。

【0089】

第１領域３２Ａの第２方向の幅（第２の値）は、半導体レーザ素子２０の第２方向の長さから、上面視で半導体レーザ素子２０の光出射面が実装面３１から突出する長さを引いた値以上である。また、第２の値は、半導体レーザ素子２０の第２方向の長さから、上面視で半導体レーザ素子２０の光出射面が実装面３１から突出する長さを引いた値に５０μｍを足した値以下となり得る。半導体レーザ素子２０の第２方向の長さに基づき、第１領域３２Ａの第２方向の長さに過度の余裕を持たさないことで、サブマウント３０の第２方向の長さを抑えることができる。なお、第２の値は、半導体レーザ素子２０の第２方向の長さ以下であってもよい。言い換えれば、上面視で、境界Ｂが通過する位置に半導体レーザ素子２０が配置されていてもよい。

【0090】

ここで、半導体レーザ素子２０の光出射面の近傍に位置する第１金属層３４の側面を、第１金属層３４の第１側面３４Ａと呼ぶものとする。第１側面３４Ａと反対側の第１金属層３４の側面を、第１金属層３４の第２側面３４Ｂと呼ぶものとする。また、光出射面の近傍に位置する基板３３の側面を、基板３３の第１側面３３Ａと呼ぶものとする。第１側面３３Ａと反対側の基板３３の側面を、基板３３の第２側面３３Ｂと呼ぶものとする。なお、サブマウント３０の第１側面及び第２側面は、サブマウント３０が第１金属層を有しているか否かに関わらず、基板３３の第１側面３３Ａ及び第２側面３３Ｂを指すものとする。

【0091】

基板３３の第１側面３３Ａ及び第２側面３３Ｂは、上面視で、サブマウント３０の短辺方向に延びる側面である。第１金属層３４の第１側面３４Ａ及び第２側面３４Ｂは、上面視で、サブマウント３０の短辺方向に延びる側面である。サブマウント３０に配置された半導体レーザ素子２０は、第１方向の幅よりも第２方向の幅の方が大きい。

【0092】

配線パターン３２の第１外縁部は、上面視で、第１金属層３４の第１側面３４Ａの近傍に位置する。配線パターン３２の第１外縁部は、上面視で、サブマウント３０の第１側面の近傍に位置する。配線パターン３２の第１外縁部は、上面視で、半導体レーザ素子２０の光出射面の近傍に位置する。半導体レーザ素子２０の光出射面は、サブマウント３０の第１側面に平行である。

【0093】

配線パターン３２の第２外縁部は、上面視で、第１金属層３４の第２側面３４Ｂの近傍に位置する第１部分と、第２側面３４Ｂと交わる第１金属層３４の側面の近傍に位置する第２部分と、を有する。配線パターン３２の第２外縁部は、上面視で、サブマウント３０の第２側面の近傍に位置する第１部分と、サブマウント３０の第２側面と交わる側面の近傍に位置する第２部分と、を有する。第１部分の第１方向の長さは、第３の値と等しくなり得る。第２部分の第２方向の長さは、第４の値となり得る。

【0094】

発光装置１００において、１または複数の保護素子５０が実装面１１Ｄに配置される。１または複数の保護素子５０は、パッケージに封止される。保護素子５０は、サブマウント３０に実装される。保護素子５０は、サブマウント３０を介して、実装面１１Ｄに実装される。

【0095】

保護素子５０は、サブマウント３０の配線パターン３２上に配置される。保護素子５０は、配線パターン３２の第２領域３２Ｂ内に配置される。上面視で、保護素子５０を通り第１方向に平行などのような仮想線も、この保護素子５０と共にサブマウント３０に配置されている半導体レーザ素子２０を通過しない。

【0096】

サブマウント３０に配置された半導体レーザ素子２０及び保護素子５０において、第１方向の幅は、半導体レーザ素子２０よりも保護素子５０の方が大きい。また、第２方向の幅は、半導体レーザ素子２０よりも保護素子５０の方が小さい。

【0097】

サブマウント３０に配置される半導体レーザ素子２０と保護素子５０の第２方向の間隔は、０μｍより大きく１７０μｍより小さい。この間隔が小さいほど、半導体レーザ素子２０と保護素子５０を配置するのに要する第２方向の実装領域を小さくできる。従って、この間隔は、０μｍより大きく１２０μｍ以下であることがより好ましい。また、この間隔は、０μｍより大きく１００μｍ以下であることがより好ましい。また、この間隔は、０μｍより大きく８０μｍ以下であることがより好ましい。

【0098】

半導体レーザ素子２０と保護素子５０は、接触すると意図しない箇所で導通するリスクがある。原理的には、接触を避ければどこまでも近付けられるが、接触しているか否かの判断を容易にすることを考慮すると、サブマウント３０に配置される半導体レーザ素子２０と保護素子５０の第２方向の間隔は、５０μｍ以上とするとよい。従って、この間隔は、５０μｍ以上かつ１７０μｍより小さくなり得る。また、この間隔は、５０μｍ以上１２０μｍ以下となり得る。また、この間隔は、５０μｍ以上１００μｍ以下となり得る。また、この間隔は、５０μｍ以上８０μｍ以下となり得る。

【0099】

ここで、半導体レーザ素子２０の接合について補足する。半導体レーザ素子をサブマウントなどに接合する際、その後の発光装置の使用における振動等で容易に脱落しないように、十分な接合強度が要求される。また、容易に脱落しない十分な接合強度を得るという観点だけでなく、半導体レーザ素子に対する放熱性の観点から、接合状態が十分であるか否かを判断することもある。半導体レーザ素子は、主な光が光出射面から出射され、また、一部の光が光出射面の反対側の面からも出射される。そのため、半導体レーザ素子において発生する熱は、光出射面と、その反対側の面に集中することになる。従って、放熱の観点で接合状態の良否を判断する場合、光出射面の近傍と、その反対側の面の近傍の接合状態が重要な要素となる。

【0100】

例えば、Ａｕの金属膜にＡｕＳｎはんだを用いて接合する場合、共晶反応が不十分であると、放熱性の低下を招く。そして、半導体レーザ素子から配線パターンの外縁までの距離が短すぎると、共晶反応が不十分になることが実験結果からわかった。具体的に、この距離が５０μｍとなる配線パターンに半導体レーザ素子を接合した後に、接合状態を確認すると、共晶反応は不十分となることがあった。そのため、半導体レーザ素子２０の光出射面は、他の理由から５０μｍより大きな距離をあけることが好ましくないとしても、光出射面の反対側の面から配線パターンの外縁までの距離は、５０μｍより大きいことが好ましい。そこで、図１１及び図１２に示すように、半導体レーザ素子２０が配置される配線パターン３９と保護素子５０が配置される配線パターン３９を別個に設ける場合、半導体レーザ素子２０と保護素子５０の第２方向の間隔は１７０μｍ以上とするのが好ましいという結論となった。

【0101】

なお、既に述べているが、図１１及び図１２は、従来技術として挙げておらず、サブマウントを第２方向に小さくすることを、別個に配線パターン３９を設ける形態で検討した例に過ぎない。つまり、図１１及び図１２の場合に、半導体レーザ素子２０と保護素子５０の第２方向の間隔を１７０μｍ以上とするのが好ましいという結論は、従来技術と本実施形態の技術的な境界が１７０μｍにあると言っているわけではない。従って、本願が、共晶反応の不十分を必須の課題とする発明でないことも付言しておく。

【0102】

図１１のサブマウントに対し、サブマウント３０では、１つの配線パターン３２上に半導体レーザ素子２０と保護素子５０を配置し、かつ、半導体レーザ素子２０と保護素子５０を第２方向に離して配置するため、半導体レーザ素子２０の光出射面の反対側の面から配線パターン３２の外縁までの距離は５０μｍを超えて確保できる。なお、保護素子５０の第２方向の長さは５０μｍ以上である。また、実装領域を小さく抑えるために、保護素子５０の第２方向の長さは３００μｍ以下であることが好ましい。同様に、保護素子５０の第１方向の長さは３００μｍ以下であることが好ましい。

【0103】

サブマウント３０に配置される半導体レーザ素子２０と保護素子５０の第１方向の間隔は、０μｍ以上１００μｍ以下である。この間隔が小さいほど、半導体レーザ素子２０と保護素子５０を配置するのに要する第１方向の実装領域を小さくできる。好ましくは、この間隔は、０μｍ以上５０μｍ以下である。なお、この間隔が０μｍであるとは、半導体レーザ素子２０の保護素子５０側の端点と、保護素子５０の半導体レーザ素子２０側の端点を結ぶ直線が第２方向に平行となる状態に限らず、半導体レーザ素子２０及び保護素子５０を通過する第２方向に平行な仮想線が存在する状態も含む。

【0104】

保護素子５０は、上面視で、半導体レーザ素子２０の光出射面から出射される光の出射点（光出射点）を通り第２方向に平行な仮想線Ｌ１が通過しない位置に配置される。このように配置することで、半導体レーザ素子２０の光出射面と反対側の面から出射された光が保護素子５０の側面に反射されて半導体レーザ素子２０に戻ることを抑制できる。発光装置１００において、サブマウント３０に配置される半導体レーザ素子２０と保護素子５０の第１方向の間隔が０μｍを超えるように、半導体レーザ素子２０と保護素子５０は配置することができ、これにより、戻り光の抑制効果をさらに高めることができる。

【0105】

なお、図１３及び図１４に示すように、保護素子５０は、上面視で、半導体レーザ素子２０の光出射面の光出射点を通り第２方向に平行な仮想線Ｌ１が通過する位置に配置されてもよい。第１方向において、保護素子５０の両端の間に、半導体レーザ素子２０の両端が位置するように配置されてもよい。第２方向からみた側面視で、半導体レーザ素子２０の光出射面及び光出射面の反対側の面が、保護素子５０の側面に包含されていてもよい。これにより、半導体レーザ素子２０及び保護素子５０を実装するための実装領域の第１方向の幅を小さくできる。なお、このように半導体レーザ素子２０及び保護素子５０を配置すると、半導体レーザ素子２０の光出射面の反対側の面と、保護素子５０の側面との間における接合材の盛り上がりが懸念されたが、実験した結果、電流リークが発生するような盛り上がりは確認されなかった。

【0106】

第１領域３２Ａの外縁と第２領域３２Ｂの外縁とが交わる点Ｐであり、かつ、境界Ｂと交わる点Ｐを通り、第２方向に平行な仮想線Ｌ２が通過する位置に保護素子５０は配置される。これにより、半導体レーザ素子２０と保護素子５０の実装に要する実装領域を小さくし、また、配線パターン３２の第１領域３２Ａの形状も小さくできる。

【0107】

保護素子５０は、サブマウント３０の第２外縁部の第１部分から１００μｍ以下の距離に配置される。保護素子５０は、サブマウント３０の第２外縁部の第１部分から５０μｍ以下の距離に配置され得る。保護素子５０は、サブマウント３０の第２側面から１００μｍ以下の距離に配置され得る。これにより、サブマウント３０の第２方向の長さを小さくできる。保護素子５０は、サブマウント３０の第２外縁部の第２部分から１００μｍ以下の距離に配置される。これにより、サブマウント３０の第１方向の長さを小さくできる。

【0108】

サブマウント３０に配置される半導体レーザ素子２０と保護素子５０の第２方向の間隔は、保護素子５０からサブマウント３０の第２側面までの距離よりも小さくなり得る。サブマウント３０に配置される半導体レーザ素子２０と保護素子５０の第２方向の間隔と、保護素子５０からサブマウント３０の第２側面までの距離との差は、３０μｍ以下となり得る。これにより、サブマウント３０の第２方向の長さを小さくできる。

【0109】

上面視で、保護素子５０は、サブマウント３０の第２外縁部の第１部分と対向する側面が第１部分と平行になるように配置される。上面視で、保護素子５０は、サブマウント３０の第２外縁部の第２部分と対向する側面が第２部分と平行になるように配置される。なお、ここでの平行は、±１０°の差を含む。

【0110】

発光装置１００において、１または複数の半導体レーザ素子２０は、互いに異なるサブマウント３０に配置される。また、１または複数の保護素子５０は、互いに異なるサブマウント３０に配置される。１つのサブマウント３０に配置される半導体レーザ素子２０の数は１つであり、１つのサブマウント３０に配置される保護素子５０の数は１以下である。半導体レーザ素子２０が配置されるサブマウント３０の全てに対して保護素子５０が配置されていなくてもよい。図示される発光装置１００では、半導体レーザ素子２０が配置されるサブマウント３０の全てに対して保護素子５０が配置されている。

【0111】

発光装置１００は、複数の半導体レーザ素子２０を備え得る。また、複数の半導体レーザ素子２０は並べて配置され得る。半導体レーザ素子２０が配置されたサブマウント３０を１つのＣｏＳ（Chip on Submount）とすると、発光装置１００において、第１方向に複数のＣｏＳが並べて配置され得る。第１方向に並ぶ複数のＣｏＳのそれぞれに保護素子５０が配置される。複数のサブマウント３０は、基体１０の実装面１１Ｄに実装される。

【0112】

複数の半導体レーザ素子２０はそれぞれ、第２方向に光を出射する。複数の第１半導体レーザ素子２０の各光出射面から、実装面１１Ｄに垂直な方向を速軸方向とするＦＦＰの光が出射される。いずれの半導体レーザ素子２０も、遅軸方向の拡がり角は２０度以下である。なお、拡がり角は０度より大きい角度である。

【0113】

複数のＣｏＳが第１方向に並べて配置される発光装置１００において、サブマウント３０は第２方向よりも第１方向に小型化できる方が望ましい場合がある。第１方向の幅が同じ実装領域に対し、サブマウント３０の幅が小さくなることで、並べて配置できるＣｏＳの数が増える可能性があるためである。サブマウント３０上で、半導体レーザ素子２０と保護素子５０を第２方向に離して配置することで、第１方向の幅を小さくしやすくなる。

【0114】

また、並べて配置できるＣｏＳの数が多いと、一つあたりのサブマウント３０の小型化が、配置できる数の増加に与える影響も大きくなる。そのため、発光装置１００は、４以上のＣｏＳが第１方向に並べて配置されることが好ましい。図示される発光装置１００は、５以上のＣｏＳが第１方向に並べて配置される発光装置の一例を示している。

【0115】

発光装置１００において、１または複数の反射部材４０が、基体１０に配置される。各反射部材４０は、実装面１１Ｄに配置される。１または複数の半導体レーザ素子２０から出射された光が、１または複数の反射部材４０の光反射面により反射される。光反射面は、光軸を通る光の進行方向に対して４５度の角度で傾いている。光反射面によって反射された光は上方に進む。

【0116】

反射部材４０は半導体レーザ素子２０に１対１で設けることができる。つまり、半導体レーザ素子２０と同数の反射部材４０が配置され得る。発光装置１００において、複数の反射部材４０が上面視で第１方向に並べて配置され得る。いずれの反射部材４０も、大きさ及び形状は同じである。

【0117】

反射部材４０の光反射面は、照射された主要部分の光の９０％以上を反射する。なお、複数の半導体レーザ素子２０に対して１つの反射部材４０を設けてもよい。またあるいは、発光装置１００は、反射部材４０を有していなくてもよい。

【0118】

発光装置１００において、蓋部材６０は、基体１０に接合される。蓋部材６０は、基体１０の上面１１Ａに配される。また、蓋部材６０は、段差部１２Ｃよりも上方に位置する。また、蓋部材６０が接合されることで、基体１０と蓋部材６０によって画定される閉空間が生まれる。この空間は、半導体レーザ素子２０が配される空間である。

【0119】

所定の雰囲気下で蓋部材６０を基体１０に接合することで、気密封止された閉空間（封止空間）が作り出される。半導体レーザ素子２０が配される空間を気密封止することで、集塵による品質劣化を抑制することができる。蓋部材６０は、半導体レーザ素子２０から出射される光に対して透光性を有する。半導体レーザ素子２０から出射された主要部分の光の９０％以上が蓋部材６０を透過して外部へと出射される。

【0120】

発光装置１００において、レンズ部材７０がパッケージに固定される。レンズ部材７０は蓋部材６０の上方に配置される。レンズ部材７０は、蓋部材６０に接合される。複数の半導体レーザ素子２０のそれぞれから出射された光は、パッケージから出射され、レンズ部材７０に入射する。蓋部材６０を透過した光が、レンズ部材７０の入射面に入射する。レンズ部材７０の入射面に入射した光は、レンズ面から出射される。

【0121】

レンズ部材７０は、１または複数の半導体レーザ素子２０と同数のレンズ面を有する。レンズ部材７０の各レンズ面は、異なる第１半導体レーザ素子２０に対応しており、半導体レーザ素子２０から出射された光は、対応するレンズ面を通過する。各半導体レーザ素子２０から出射された主要部分の光は、互いに異なるレンズ面を通過してレンズ部材７０から出射される。レンズ部材７０に入射した光は、例えば、コリメートされた光となってレンズ部材７０から出射される。

【0122】

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態に係る発光モジュール２００を説明する。図１５乃至図１７は、発光モジュール２００の例示的な一形態を説明するための図面である。また、発光モジュール２００は、発光装置１００を備えるため、図１乃至図１４も、発光モジュール２００を説明するための図面といえる。図１５は、発光モジュール２００の斜視図である。図１６は、発光モジュール２００の上面図である。図１７は、発光モジュール２００が備える発光装置の内部に配置される各構成要素を説明するための上面図である。

【0123】

発光モジュール２００は、複数の構成要素を備えている。発光モジュール２００が備える複数の構成要素には、発光装置１００（以下、第１発光装置１００と呼ぶ。）、第２発光装置１０１、配線基板８０、及び、コネクタ９０が含まれる。なお、発光モジュール２００は、ここで挙げた複数の構成要素以外の構成要素を備えていてもよく、一部の構成要素を備えていなくてもよい。

【0124】

以下、第１発光装置１００と第２発光装置１０１とで名称が共通する構成要素を区別するため、第１発光装置１００の構成要素には「第１」を、第２発光装置１０１の構成要素には「第２」を付する。

【0125】

第２発光装置１０１は、複数の構成要素を備えている。第２発光装置１０１が備える複数の構成要素には、第２基体１０、１または複数の第２半導体レーザ素子２０、１または複数の第２サブマウント３０、１または複数の第２反射部材４０、１または複数の第２保護素子５０、第２蓋部材６０、及び、第２レンズ部材７０が含まれる。

【0126】

上述した第１実施形態の発光装置１００及び各構成要素に係る説明のうち、発光モジュール２００に係る図面及び以下の説明によって開示される第２発光装置１０１から内容が矛盾すると言える説明を除いた全ての説明が、第２発光装置１０１の説明としても当てはまる。矛盾しない全ての内容は、重複を避けるため、再度ここで説明を記載しない。

【0127】

（発光モジュール２００）
発光モジュール２００において、配線基板８０に、第１発光装置１００および第２発光装置１０１が実装される。第１発光装置１００は第１パッケージを有し、第２発光装置１０１は、第２パッケージを有する。また、第１パッケージと第２パッケージが、それぞれ配線基板８０に接合される。第１パッケージ及び第２パッケージはいずれも、基体１０に蓋部材６０を接合して形成することができる。

【0128】

第１発光装置１００の第１パッケージと、第２発光装置１０１の第２パッケージは、同じ外形である。なお、上面視で、第１パッケージを包含する最小の矩形と第２パッケージを包含する最小の矩形とが同じ形状であり、かつ、第１パッケージと第２パッケージが同じ高さであることを、「第１パッケージと第２パッケージの外形が同じ」の解釈に含めてもよい。

【0129】

第１発光装置１００の第１実装面１１Ｄの面積は、第２発光装置１０１の第２実装面１１Ｄの面積の９０％以上１１０％以下である。第１実装面１１Ｄの面積は、第２実装面１１Ｄの面積と同じになり得る。第１実装面１１Ｄと第２実装面１１Ｄは、同じ形状となり得る。

【0130】

第１発光装置１００は、複数の第１半導体レーザ素子２０を有する。また、複数の第１半導体レーザ素子２０には、第１実施形態のサブマウント３０に配置される半導体レーザ素子２０が含まれる。

【0131】

第１発光装置１００は、複数の第１サブマウント３０を有する。複数の第１サブマウントには、第１実施形態のサブマウント３０が含まれる。複数の第１サブマウント３０のそれぞれに第１半導体レーザ素子２０が配置される。複数の第１半導体レーザ素子２０の全てが、第１実施形態のサブマウント３０に配置される半導体レーザ素子２０となり得る。

【0132】

第２発光装置１０１は、１または複数の第２半導体レーザ素子２０を有する。第２発光装置１０１が有する第２半導体レーザ素子２０の数は、第１発光装置１００が有する第１半導体レーザ素子の数よりも１以上少ない。なお、第１発光装置１００は、複数の第１半導体レーザ素子２０以外に半導体レーザ素子２０を備えない。第２発光装置１０１は、１または複数の第２半導体レーザ素子２０以外に半導体レーザ素子２０を備えない。

【0133】

第２発光装置１０１は、１または複数の第２サブマウント３０を有する。１または複数の第２サブマウント３０はいずれも、第１実施形態のサブマウント３０とは形状が異なっている。１または複数の第２サブマウント３０のそれぞれに第２半導体レーザ素子２０が配置される。

【0134】

上面視で、第２半導体レーザ素子２０の光出射面に平行な方向における第２サブマウント３０の長さは、第１半導体レーザ素子２０の光出射面に平行な方向における第１サブマウント３０の長さよりも大きい。第２半導体レーザ素子２０の光出射面に平行な方向における第２サブマウント３０の長さと、第１半導体レーザ素子２０の光出射面に平行な方向における第１サブマウント３０の長さの差は、７０μｍ以上１９０μｍ以下となり得る。

【0135】

複数の第１半導体レーザ素子２０はそれぞれ、第１の色の光（以下、第１の光と呼ぶ。）を出射する。なお、複数の第１半導体レーザ素子２０には、第１の光と異なる色の光を出射する半導体レーザ素子２０が含まれていてもよい。第１の色は、例えば、青色である。なお、第１の色は青色でなくてもよい。

【0136】

１または複数の第２半導体レーザ素子２０は、第２の色の光（以下、第２の光と呼ぶ。）を出射する半導体レーザ素子２０が含まれる。第２の光は、第１の光と異なる色の光である。また、第２の光は、複数の第１半導体レーザ素子２０のいずれから出射される光の色とも異なる色となり得る。第２の色は、例えば、赤色である。なお、第２の色は赤色でなくてもよい。

【0137】

第１発光装置１００及び第２発光装置１０１により、赤色、緑色、及び、青色の光が出射され得る。

【0138】

上面視で、第２半導体レーザ素子２０の光出射面の幅は、第１半導体レーザ素子２０の光出射面の幅よりも大きい。このように、光出射面の幅が異なることで、第１半導体レーザ素子２０が配置される第１サブマウント３０と、第２半導体レーザ素子２０が配置される第２サブマウントの形状が異なり得る。

【0139】

図示される発光モジュール２００に基づいて、仮に、第１半導体レーザ素子２０と第２半導体レーザ素子２０を同じ形状のサブマウントに配置しようとすると、第１発光装置１００と第２発光装置１０１がそれぞれ有する半導体レーザ素子２０の数は４になる。一方で、発光モジュール２００は、４つしか並べて配置できない第２サブマウント３０ではなく、５つ並べて配置できる第１サブマウント３０を第１発光装置１００に採用している。このように、第１方向におけるサブマウント１つあたりの実装領域を小さくすることで、複数のサブマウントを配置するのに要する実装領域を第１方向に小さくし、より多くの数のサブマウントを並べることができる。

【0140】

一方で、第１方向における実装領域を小さくするために、保護素子５０と半導体レーザ素子２０を第２方向に離して配置した結果、実装領域は第２方向に大きくなる。実装方向が第２方向に大きくなると、基体１０の内側面１１Ｅとサブマウント３０の間が狭くなり、実装しづらくなり得る。そのため、第２方向においても、過度にサブマウント３０が大きくならないように、長さを抑制することが望ましい。第１実施形態のサブマウント３０や発光装置１００、及び、サブマウント３０を使い分ける発光モジュール２００は、このような目的に有効な一形態を示している。

【0141】

第２発光装置１０１では、第２保護素子５０が第２パッケージに実装される。第２保護素子５０は、第２パッケージの基体１０の段差部１２Ｃの上面に配置される。第２発光装置１０１では、第２保護素子は第２サブマウント３０に配置されない。つまり、１または複数の第２サブマウント３０のいずれにおいても第２保護素子５０が配置されない。第２サブマウント３０における配線パターンは、第１実施形態のサブマウント３０と異なり、第１領域３２Ａ及び第２領域３２Ｂを有する形状ではない。例えば、第２半導体レーザ素子２０は、第２サブマウント３０に設けられた矩形の配線パターン上に配置される。

【0142】

発光モジュール２００では、第１発光装置１００と第２発光装置１０１が並べて配置される。第１発光装置１００と第２発光装置１０１が並ぶ方向は、第１発光装置１００においいて複数の第１半導体レーザ素子２０が並ぶ方向に垂直である。外形が同じ形状のパッケージを用いることで、配線基板８０の大きさを抑えることができる。

【0143】

発光モジュール２００では、第１発光装置１００及び第２発光装置１０１に電気的に接続するコネクタ９０が、配線基板８０に実装される。これにより、第１発光装置１００及び第２発光装置１０１への給電を容易に行うことができる。

【0144】

以上、本発明に係る各実施形態を説明してきたが、本発明に係る発光装置や発光モジュールは、各実施形態の発光装置や載置部材に厳密に限定されるものではない。つまり、本発明は、各実施形態により開示された発光装置や発光モジュールの外形や構造に限定されなければ実現できないものではない。本発明は、全ての構成要素を必要十分に備えることを必須とせずに適用され得るものである。例えば、特許請求の範囲に、実施形態により開示された発光装置や発光モジュールの構成要素の一部が記載されていなかった場合、その一部の構成要素については、代替、省略、形状の変形、材料の変更などの当業者による設計の自由度を認め、その上で特許請求の範囲に記載された発明が適用されることを特定するものである。

【0145】

本明細書でこれまで説明してきた内容を通し、以下の技術事項が開示される。
（項１）
実装面と、前記実装面に設けられる配線パターンと、を有するサブマウントと、
前記配線パターン上に配置される半導体レーザ素子と、
前記配線パターン上に配置される保護素子と、
を備え、
前記配線パターンは、第１領域と、前記第１領域に接続する第２領域とを有し、
前記第１領域は、前記実装面上における第１方向の幅を、前記半導体レーザ素子の前記第１方向の幅より大きく第１の値以下としつつ、第１方向に垂直な第２方向の幅を第２の値とし、前記実装面上の第１位置から前記第２方向に前記第２の値まで延びるように設けられており、
前記第２領域は、前記第１方向の幅を、前記第１位置における前記第１領域の前記第１方向の幅よりも大きい幅で、前記第１位置から前記第２方向と反対の方向に延びるように設けられており、
前記半導体レーザ素子は、前記第１領域内に配置され、
前記保護素子は、前記第２領域内に配置され、
前記半導体レーザ素子と前記保護素子の前記第２方向の間隔が、０μｍより大きく１７０μｍより小さい、発光装置。
（項２）
前記第２の値は、前記半導体レーザ素子の前記第２方向の長さから、上面視で前記半導体レーザ素子の光出射面が前記サブマウントの前記実装面から突出する長さを引いた値以上である、項１に記載の発光装置。
（項３）
前記保護素子は、上面視で、前記半導体レーザ素子の光出射点を通り前記第２方向に平行な仮想線が通過しない位置に配置される、項１または項２に記載の発光装置。
（項４）
前記第１方向の幅は、前記半導体レーザ素子よりも前記保護素子の方が大きく、
前記第２方向の幅は、前記半導体レーザ素子よりも前記保護素子の方が小さい、項１乃至項３のいずれか一項に記載の発光装置。
（項５）
前記半導体レーザ素子と前記保護素子の前記第２方向の間隔は、５０μｍ以上１００μｍ以下である、項１乃至項４のいずれか一項に記載の発光装置。
（項６）
前記半導体レーザ素子と前記保護素子の前記第２方向の間隔は、０μｍより大きく８０μｍ以下である、項１乃至項５のいずれか一項に記載の発光装置。
（項７）
前記半導体レーザ素子と前記保護素子が配置された前記サブマウントが前記第１方向に複数並べて配置された、項１乃至項６のいずれか一項に記載の発光装置。
（項８）
第１パッケージを有する第１発光装置と、
第２パッケージを有する第２発光装置と、
前記第１発光装置及び第２発光装置が実装される配線基板と、
を備え、
前記第１発光装置は、項１乃至項７のいずれか一項に記載の発光装置であり、かつ、前記半導体レーザ素子を含む複数の第１半導体レーザ素子を有し、
前記第２発光装置は、１または複数の第２半導体レーザ素子を有し、
前記第２発光装置が有する第２半導体レーザ素子の数は、前記第１発光装置が有する前記第１半導体レーザ素子の数よりも１以上少ない、発光モジュール。
（項９）
前記第１パッケージと前記第２パッケージは同じ外形である、項８に記載の発光モジュール。
（項１０）
前記第１発光装置は、前記サブマウントを含む、複数の第１サブマウントを有し、前記複数の第１サブマウントのそれぞれに前記第１半導体レーザ素子が配置され、
前記第２発光装置は、前記サブマウントとは異なる形状の、１または複数の第２サブマウントを有し、前記１または複数の第２サブマウントのそれぞれに前記第２半導体レーザ素子が配置される、項８または項９に記載の発光モジュール。
（項１１）
前記第２発光装置は、前記第２パッケージに実装される保護素子を有し、かつ、前記１または複数の第２サブマウントのいずれにおいても保護素子が配置されない、項８乃至項１０のいずれか一項に記載の発光モジュール。

【産業上の利用可能性】

【0146】

実施形態に記載の発光装置または発光モジュールは、プロジェクタ、車載ヘッドライト、ヘッドマウントディスプレイ、照明、ディスプレイ等に使用することができる。

【符号の説明】

【0147】

１００ 発光装置
１０ 基体
１１Ａ 上面
１１Ｂ 下面
１１Ｃ 外側面
１１Ｄ 実装面
１１Ｅ 内側面
１２Ｃ 段差部
２０ 半導体レーザ素子
３０ サブマウント
３１ 実装面
３２ 配線パターン
３２Ａ 第１領域
３２Ｂ 第２領域
３３ 基板
３３Ａ 第１側面
３３Ｂ 第２側面
３４ 第１金属層
３４Ａ 第１側面
３４Ｂ 第２側面
３５ 第２金属層
４０ 反射部材
５０ 保護素子
６０ 蓋部材
７０ レンズ部材
２００ 発光モジュール
１０１ 第２発光装置
８０ 配線基板
９０ コネクタ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】