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(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】P2024010698
(43)【公開日】2024-01-25
(54)【発明の名称】発光装置、及び、発光装置の製造方法
(51)【国際特許分類】
   H01S 5/02218 20210101AFI20240118BHJP
   H01S 5/02208 20210101ALI20240118BHJP
   H01S 5/02257 20210101ALI20240118BHJP
   H01L 33/50 20100101ALI20240118BHJP
【FI】
H01S5/02218
H01S5/02208
H01S5/02257
H01L33/50
【審査請求】未請求
【請求項の数】15
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022112125
(22)【出願日】2022-07-13
(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
(72)【発明者】
【氏名】佐藤 大祐
【テーマコード(参考)】
5F142
5F173
【Fターム(参考)】
5F142AA56
5F142BA32
5F142BA34
5F142CA03
5F142CA13
5F142CB22
5F142CD02
5F142CD18
5F142DA13
5F142DA61
5F142DA73
5F142DB03
5F142DB17
5F142DB24
5F142FA24
5F142FA28
5F142FA48
5F173MC01
5F173ME02
5F173ME22
5F173ME32
5F173ME33
5F173ME44
5F173MF03
5F173MF10
5F173MF40
(57)【要約】
【課題】 発光装置の小型化に寄与することができる。
【解決手段】 実装面を有する基部材と、1または複数の内側面、及び、1または複数の外側面を有し、波長変換材料を含有し1または複数の内側面の一部及び1または複数の外側面の一部を構成する第1部分と、1または複数の内側面の他の部分及び1または複数の外側面の他の部分を構成し第1部分と接続する第2部分と、を有し、基部材に固定される枠部材と、光出射面を有し、実装面に配置され、第1部分の内側面に入射する光を光出射面から出射する発光素子と、を備える発光装置。
【選択図】 図3
【特許請求の範囲】
【請求項1】
実装面を有する基部材と、
1または複数の内側面、及び、1または複数の外側面を有し、波長変換材料を含有し前記1または複数の内側面の一部及び前記1または複数の外側面の一部を構成する第1部分と、前記1または複数の内側面の他の部分及び前記1または複数の外側面の他の部分を構成し前記第1部分と接続する第2部分と、を有し、前記基部材に固定される枠部材と、
光出射面を有し、前記実装面に配置され、前記第1部分の前記内側面に入射する光を前記光出射面から出射する発光素子と、
を備える発光装置。
【請求項2】
前記第2部分は、前記波長変換材料を含有する、請求項1に記載の発光装置。
【請求項3】
前記第1部分は、前記発光素子から出射された光を透過し、
前記第2部分は、前記発光素子から出射された光を遮光する、請求項1に記載の発光装置。
【請求項4】
前記実装面に垂直な法線方向からみた平面視で、前記光出射面は、前記1または複数の内側面において前記第1部分と前記第2部分とが接続する接続点を通り前記光出射面に平行な仮想平面と、前記第1部分の内縁とで囲まれる領域内に設けられる、請求項3に記載の発光装置。
【請求項5】
前記第2部分は、セラミックである、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の発光装置。
【請求項6】
前記第1部分は、セラミックである、請求項5に記載の発光装置。
【請求項7】
前記枠部材に固定される蓋部材をさらに備え、
前記発光素子が配置される空間が封止されている、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の発光装置。
【請求項8】
前記基部材は、セラミックであり、
前記枠部材の前記第1部分及び第2部分は、セラミックであり、
前記蓋部材は、セラミックである、請求項7に記載の発光装置。
【請求項9】
前記発光素子は、半導体レーザ素子である、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の発光装置。
【請求項10】
実装面を有する第1母材を用意する工程と、
前記実装面に、複数の発光素子を配置する工程と、
波長変換材料を含有し、上面から下面まで貫通する複数の貫通孔が形成された第2母材を用意する工程と、
上面視で、前記複数の貫通孔のそれぞれに前記発光素子が収まるように、前記第2母材を前記第1母材に接合する工程と、
前記第2母材と、前記第2母材に接合された前記第1母材とを切断し、複数の発光装置に個片化する工程と、
を含む、発光装置の製造方法。
【請求項11】
前記複数の貫通孔が形成された第2母材を用意する工程は、
波長変換材料を含有する平板状の第2母材を用意する工程と、
前記第2母材に、前記第2母材の上面から下面まで貫通する複数の貫通孔を形成する工程と、
を含む、請求項10に記載の発光装置の製造方法。
【請求項12】
前記平板状の第2母材を用意する工程は、
それぞれが前記波長変換材料を含有する複数の第1部材を用意する工程と、
前記複数の第1部材を互いに離隔して配置し、前記複数の第1部材の間を埋めるように第2部材を設けて、前記複数の第1部材を含む前記第2母材を形成する工程と、
を含み、
前記複数の貫通孔を形成する工程は、
1の前記貫通孔によって1の前記第1部材が部分的に除かれるように、前記複数の貫通孔をそれぞれ形成する、請求項11に記載の製造方法。
【請求項13】
前記第2母材を用意する工程で用意される前記第2母材において、前記複数の第1部材は、上面視で、短辺と長辺を有する四角形の外形であり、
前記複数の貫通孔を形成する工程は、
上面視で、1の前記貫通孔によって、1の前記第1部材の2つの長辺のうちの一辺が部分的に除かれ、かつ、他方の長辺及び2つの短辺は除かれないように、前記複数の貫通孔をそれぞれ形成する、請求項12に記載の製造方法。
【請求項14】
前記複数の発光装置に個片化する工程は、
前記発光装置が有する1または複数の外側面の少なくとも一部が前記第1部材によって構成されるように、前記第2母材を切断する、請求項13に記載の製造方法。
【請求項15】
前記複数の貫通孔を覆うように、前記第1母材の反対側で前記第2母材に平板状の第3母材を接合する工程をさらに含み、
前記複数の発光装置に個片化する工程は、
前記第2母材と、前記第2母材に接合された前記第1母材及び前記第3母材を切断し、複数の発光装置に個片化する、請求項10乃至14のいずれか一項に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、発光装置、及び、発光装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献1には、基部材と、基部材に配置される半導体レーザ素子を囲う透光性部材と、半導体レーザ素子の側方に配置される波長変換部材と、を備え、側方から光を取り出す光源装置が開示されている。また、透光性部材は、半導体レーザ素子が配置される貫通孔と、この貫通孔とは別に波長変換部材が配置される貫通孔とを有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2019-67842
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献1の光源装置は、半導体レーザ素子と波長変換部材の間に透光性部材が存在するため、その分だけ光源装置のサイズが大きくなる。
【課題を解決するための手段】
【0005】
実施形態に開示される発光装置は、実装面を有する基部材と、1または複数の内側面、及び、1または複数の外側面を有し、波長変換材料を含有し前記1または複数の内側面の一部及び前記1または複数の外側面の一部を構成する第1部分と、前記1または複数の内側面の他の部分及び前記1または複数の外側面の他の部分を構成し前記第1部分と接続する第2部分と、を有し、前記基部材に固定される枠部材と、光出射面を有し、前記実装面に配置され、前記第1部分の前記内側面に入射する光を前記光出射面から出射する発光素子と、を備える。
【0006】
実施形態に開示される発光装置の製造方法は、波長変換材料を含有し、上面から下面まで貫通する複数の貫通孔が形成された第2母材を用意する工程と、実装面を有する第1母材を用意する工程と、前記実装面に、複数の発光素子を配置する工程と、上面視で、前記複数の貫通孔のそれぞれに前記発光素子が収まるように、前記第2母材を前記第1母材に接合する工程と、前記第2母材と、前記第2母材に接合された前記第1母材とを切断し、複数の発光装置に個片化する工程と、を含む。
【0007】
実施形態によって開示される1または複数の発明の少なくとも一つにおいて、発光装置の小型化という効果が期待される。
【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パッケージ内部の構成を説明するため、発光装置から蓋部材を除いた状態の斜視図である。
図3図3は、図1のIII-III断面線における断面図である。
図4図4は、各実施形態に係る発光装置の下面図である。
図5A図5Aは、各実施形態に係る発光装置の製造方法における一工程を説明するための図である。
図5B図5Bは、各実施形態に係る発光装置の製造方法における他の工程を説明するための図である。
図5C図5Cは、第1実施形態に係る第2母材の製造方法における一工程を説明するための図である。
図5D図5Dは、第1実施形態に係る第2母材の製造方法における他の一工程を説明するための図である。
図5E図5Eは、第1実施形態に係る第2母材の製造方法における他の一工程を説明するための図である。
図5F図5Fは、第1実施形態に係る発光装置の製造方法における他の一工程を説明するための図である。
図5G図5Gは、各実施形態に係る発光装置の製造方法における他の一工程を説明するための図である。
図5H図5Hは、各実施形態に係る発光装置の製造方法における他の一工程を説明するための図である。
図6図6は、第2実施形態に係る発光装置の斜視図である。
図7図7は、第2実施形態に係る発光装置のパッケージ内部の構成を説明するため、発光装置から蓋部材を除いた状態の斜視図である。
図8図8は、図6のVIII-VIII断面線における断面図である。
図9A図9Aは、第2実施形態に係る第2母材の製造方法における一工程を説明するための図である。
図9B図9Bは、第2実施形態に係る第2母材の製造方法における他の一工程を説明するための図である。
図9C図9Cは、第2実施形態に係る第2母材の製造方法における他の一工程を説明するための図である。
図9D図9Dは、第2実施形態に係る第2母材の製造方法における他の一工程を説明するための図である。
図9E図9Eは、第2実施形態に係る発光装置の製造方法における他の一工程を説明するための図である。
【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、左右、表裏、前後、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。
【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>
第1実施形態に係る発光装置1を説明する。図1乃至図5Hは、発光装置1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1の斜視図である。図2は、発光装置1のパッケージ10A内部の構成を説明するために蓋部材13を除いた斜視図である。図3は、図1のIII-III断面線における断面図である。なお、図3の断面図では、断面上に表れない第1ビア配線105及び第2ビア配線106の位置を破線で示している。図4は、発光装置1の下面図である。図5Aから図5Hまでの図面は、発光装置1の製造方法を説明するための図である。
【0019】
発光装置1は、複数の構成要素を備えている。この複数の構成要素は、パッケージ10A、1または複数の発光素子20、1または複数のサブマウント30、1または複数の保護素子40、及び、複数の配線50を含む。また、パッケージ10Aは、基部材11、枠部材12A、及び、蓋部材13を含む、複数の構成要素を備えている。
【0020】
なお、発光装置1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1は、複数の発光素子20とは別に、さらに発光素子を備えていてもよい。また、発光装置1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、各構成要素について説明する。
【0022】
(パッケージ10A)
パッケージ10Aは、基部14、枠部15A、及び、蓋部16を有する。基部14は、他の構成要素が実装される実装面17を有する。枠部15Aは、実装面17に垂直な法線方向からみた平面視(以下、第1平面視という。)で、実装面17を囲む。枠部15Aの上端は、実装面17よりも上方に位置する。蓋部16は、実装面17に対向する第1面と、第1面の反対側に位置する第2面と、を有する。第2面は、パッケージ10Aの上面101である。
【0023】
枠部15Aは、1または複数の内側面102、及び、1または複数の外側面103を有する。枠部15Aは、実装面17を含む平面と、第1面を含む平面との間に存在する。第1平面視で、実装面17は、枠部15Aの1または複数の内側面102に囲まれる。第1平面視で、枠部15Aの1または複数の内側面102は、枠部15Aの1または複数の外側面103に囲まれる。
【0024】
枠部15Aには、波長変換材料を含有する第1部分18と、第1部分18とは異なる第2部分19と、を有する。第2部分19は、波長変換材料を含有し得る。第2部分19は、第1部分18に含有される波長変換材料と同じ波長変換材料を含有し得る。実装面17は、第1平面視で、第1部分18と第2部分19を合わせた領域によって囲まれる。
【0025】
図示される枠部15Aでは、第1部分18と第2部分19は、同じ波長変換材料を含有している。また、第1部分18と第2部分19は、同じ材料を用いて一体的に形成される枠部材12Aの一部分である。つまり、外観からは、第1部分18と第2部分19の境界は見えない。
【0026】
第1部分18は、枠部15Aが有する1または複数の内側面102の一部及び1または複数の外側面103の一部を構成する。第2部分19は、枠部15Aが有する1または複数の内側面102の他の部分及び1または複数の外側面103の他の部分を構成し、第1部分18と接続する。第2部分19の体積の方が、第1部分18の体積よりも大きい。
【0027】
第1平面視で、枠部15Aを構成する1または複数の内側面102のうち第1部分18を構成する部分の長さは、1または複数の内側面102が実装面17を囲う全周の長さの1/4以下である。第1平面視で、1または複数の内側面102によって画定される枠の全長の1/4以下が、第1部分18に含まれる内側面102の長さといえる。
【0028】
第1平面視における枠部15Aの内縁形状は、矩形である。第1平面視で、1または複数の内側面102によって画定される枠の形状は、矩形である。つまり、枠部15Aは、4つの内側面102で構成することができる。この矩形は、長辺と短辺を有し得る。第1平面視における枠部15Aの外縁形状は、矩形である。つまり、枠部15Aは、4つの外側面103で構成することができる。この矩形は、長辺と短辺を有し得る。第1部分18には、矩形の短辺となる2辺のうちの一方の短辺を有する内側面102及び外側面103が含まれる。第2部分19には、他方の短辺を有する内側面102及び外側面103が含まれる。
【0029】
図示される枠部15Aにおいて、内縁形状及び外縁形状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。また、枠部15Aの複数の外側面103によって形成される矩形よりも、枠部15Aの複数の内側面102によって形成される矩形の方が、角がより丸くなっている。より詳細には、外側面103によって形成される矩形は角が丸くなっておらず、内側面102によって形成される矩形は角が丸くなっている。なお、上面視で、枠部15Aの内縁形状及び外縁形状は矩形でなくてもよい。
【0030】
基部14の実装面17には、配線パターン104が設けられる。配線パターン104は、基部14の内部を通る第1ビア配線105と接続し、基部14の表面上に設けられる他の配線パターン104と電気的に接続する。図示される基部14では、配線パターン104が、基部14の下面に設けられた配線パターン104と電気的に接続している。
【0031】
基部14の下面には、2つの配線パターン104が設けられる。2つの配線パターン104のうちの一方は第1ビア配線105と電気的に接続し、他方は第2ビア配線106と接続する。第1ビア配線105及び第2ビア配線106はいずれも、基部14の上面から下面までを貫通する貫通孔内に設けられる。
【0032】
基部14は、基部材11によって形成できる。枠部15Aは、枠部材12Aによって形成できる。蓋部16は、蓋部材13によって形成できる。例えば、平板状の基部材11と平板上の蓋部材13とで枠部材12Aを挟むようにして、基部材11と枠部材12Aを接合し、また、蓋部材13と枠部材12Aを接合することで、パッケージ10Aを形成することができる。基部材11、枠部材12A、及び、蓋部材13によって形成されるパッケージ10Aの内部空間は、真空あるいは所定の雰囲気下で封止された封止空間となり得る。
【0033】
基部材11は、主材料にセラミックを用いて形成することができる。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。また、放熱性が良好な窒化アルミニウムを用いて基部材11を形成することが好ましい。
【0034】
なお、基部材11は、主材料にセラミック以外の材料を用いてもよい。例えば、主材料に金属、または、金属を含む複合物を用いて基部材11を形成してもよい。金属としては、例えば、銅、アルミニウム、鉄、銅モリブデン、銅タングステンなどが挙げられる。あるいは、この金属を含む複合物としては、銅-ダイヤモンド複合材料などが挙げられる。
【0035】
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。
【0036】
枠部材12Aは、主材料にセラミックを用いて形成することができる。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。また、放熱性が良好な窒化アルミニウムを用いて枠部材12Aを形成することが好ましい。
【0037】
なお、枠部材12Aには、セラミック以外の材料を用いてもよい。例えば、ガラスを用いて枠部材12Aを形成してもよい。また、枠部材12Aは、主材料にセラミック以外の材料を用いてもよい。例えば、主材料にガラスを用いて枠部材12Aを形成してもよい。このガラスとしては、例えば、石英ガラスなどが挙げられる。
【0038】
枠部材12Aに含有される波長変換材料には、例えば、蛍光体が挙げられる。この蛍光体には、セリウムで賦活されたイットリウム・アルミニウム・ガーネット(YAG)、セリウムで賦活されたルテチウム・アルミニウム・ガーネット(LAG)、ユウロピウムで賦活されたシリケート((Sr,Ba)SiO)、αサイアロン蛍光体、βサイアロン蛍光体等が挙げられる。なかでも、YAG蛍光体やLAG蛍光体などのガーネット系蛍光体は、耐熱性が良好である。
【0039】
蓋部材13は、主材料にセラミックを用いて形成することができる。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。また、放熱性が良好な窒化アルミニウムを用いて蓋部材13を形成することが好ましい。
【0040】
なお、蓋部材13は、主材料にセラミック以外の材料を用いてもよい。例えば、主材料に金属、金属を含む複合物、または、ガラスを用いて蓋部材13を形成してもよい。この金属としては、例えば、銅、アルミニウム、鉄、銅モリブデン、銅タングステンなどが、この金属を含む複合物としては銅-ダイヤモンド複合材料などが挙げられる。あるいは、このガラスとしては、例えば、石英ガラスなどが挙げられる。
【0041】
基部材11と、枠部材12Aとは、同じ主材料を用いて形成され得る。基部材11と、蓋部材13とは、同じ材料を用いて形成され得る。枠部材12Aと、蓋部材13とは、同じ材料を用いて形成され得る。例えば、基部材11、枠部材12A、及び、蓋部材13を、セラミックとすることができる。
【0042】
(発光素子20)
発光素子20は、光を出射する光出射面21を有する。発光素子20は、上面、下面、複数の側面を有する。発光素子20の側面が、光出射面21となる。発光素子20は、1または複数の光出射面21を有する。
【0043】
発光素子20の上面の形状は、長辺と短辺を有する矩形である。なお、発光素子20の上面の形状は、矩形でなくてもよい。発光素子20には、半導体レーザ素子を採用することができる。なお、発光素子20には、半導体レーザ素子に限らず、発光ダイオードなどを採用してもよい。
【0044】
発光素子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、発光素子20に、その他の色の光を出射する発光素子を採用してもよい。
【0045】
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。
【0046】
ここで、発光素子20の一例である半導体レーザ素子について説明する。半導体レーザ素子は、上面視で、一方の対辺を長辺、他方の対辺を短辺とする矩形の外形を有する。半導体レーザ素子から出射される光(レーザ光)は拡がりを有する。また、半導体レーザ素子の出射端面から発散光が出射される。半導体レーザ素子の出射端面は、発光素子20の光出射面21ということができる。
【0047】
半導体レーザ素子から出射される光は、光の出射端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、出射端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。
【0048】
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。
【0049】
半導体レーザ素子から出射される光のFFPの形状は、光の出射端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の速軸方向、短径方向を半導体レーザ素子の遅軸方向ということもできる。
【0050】
FFPの光強度分布に基づきピーク光強度の1/eの光強度の光が拡がる角度を、半導体レーザ素子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。
【0051】
青色の光を発する半導体レーザ素子、または、緑色の光を発する半導体レーザ素子として、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として、InAlGaP系やGaInP系、GaAs系やAlGaAs系の半導体を含むものが挙げられる。
【0052】
(サブマウント30)
サブマウント30は、直方体の形状で構成される。サブマウント30の上面は、矩形の形状である。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、サブマウント30の形状は直方体に限らなくてよい。
【0053】
サブマウント30は、例えば、金属を主材料に金属、または、金属を含む複合物を用いて形成することができる。サブマウント30は、上面から下面に亘って、導電性の材料で形成される。金属としては、例えば、銅、アルミニウム、鉄、銅モリブデン、
銅タングステンなどが挙げられる。また例えば、銅のシートを用いてサブマウント30を形成することもできる。
【0054】
サブマウント30は、200μm以上1000μm以下の厚みで形成することができる。この厚みの範囲であれば、銅のシートを用いてサブマウント30を形成することが容易である。
【0055】
(保護素子40)
保護素子40は、特定の素子(例えば発光素子20)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40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。
【0056】
(配線50)
配線50は、両端を接合部とする線状の導電性材料である。両端の接合部は、他の構成要素との接合部分になる。配線50は、例えば、金属のワイヤである。金属には、例えば、金、アルミニウム、銀、銅などを用いることができる。
【0057】
(発光装置1)
次に、上述した構成要素を備える発光装置1の製造方法について説明する。
発光装置1は、実装面を有する第1母材91を用意する工程(以下、第1工程と呼ぶ。)と、実装面に1または複数の発光素子20を配置する工程(以下、第2工程と呼ぶ。)と、波長変換材料を含有する第2母材92Aを用意する工程(以下、第3工程と呼ぶ。)と、第2母材92Aを第1母材91に接合する工程(以下、第4工程と呼ぶ。)と、を有する製造方法によって製造することができる。
【0058】
また、発光装置1の製造方法は、実装面に1または複数のサブマウント30を配置する工程(以下、第5工程と呼ぶ。)を含んでよい。また、発光装置1の製造方法は、実装面に1または複数の保護素子40を配置する工程(以下、第6工程と呼ぶ。)を含んでよい。また、発光装置1の製造方法は、第2母材92Aに、上面から下面まで貫通する1または複数の貫通孔を形成する工程(以下、第7工程と呼ぶ。)を含んでよい。また、発光装置1の製造方法は、第2母材92Aに第3母材93を接合する工程(以下、第8工程と呼ぶ。)を含んでよい。また、発光装置1の製造方法は、第2母材92Aと、第2母材92Aに接合された第1母材91を切断して、発光装置1の外形を形成する工程(以下、第9工程と呼ぶ。)を含んでよい。発光装置1の外形を形成する工程は、複数の発光装置1に個片化する工程となり得る。
【0059】
以下、第1工程から第9工程までの各工程について説明する。なお、発光装置1の製造方法は、第1工程から第9工程までを必ず要するわけではないが、ここでは、説明の便宜上、第1工程から第9工程までを含む場合の製造工程の順(第1工程→第5工程→第2工程→第6工程→第7工程を含む第3工程→第4工程→第8工程→第9工程)に説明する。なお、製造工程の順序は、適宜入れ替えてもよい。
【0060】
第1工程では、実装面を有する第1母材91を用意する。第1母材91は、平板状である。なお、平板状でなくてもよい。第1母材91には、発光装置1の基部14となる部分が含まれる。また、第1母材91の実装面は、発光装置1の実装面17を含んでいる。第1母材91は、発光装置1の基部材11に対応する。第1母材91は、上述した基部材11を構成する材料から形成することができる。
【0061】
第1母材91の実装面には、1または複数の配線パターン104が設けられている。第1母材91の実装面に垂直な法線方向からみた平面視(以下、第2平面視という。)における配線パターン104の形状は、短辺と長辺を有する矩形である。第2平面視で、配線パターン104は、細長い形状をしている。配線パターン104において、長辺は短辺の5倍以上になり得る。
【0062】
第1母材91の下面には、2つ以上の配線パターン104が設けられている。第1母材91の下面は、第1母材91の実装面の反対側の面である。第1母材91の実装面には、第2母材92Aが接合される領域上に、1または複数の接合パターン94が設けられている。接合パターン94は、配線パターン104を囲むように設けられる。
【0063】
第2平面視で配線パターン104を囲む矩形の領域ができるように、接合パターン94が設けられる。以下では、この矩形の領域を、実装領域と呼ぶものとする。実装領域は、発光装置1の実装面17となる領域である。実装領域は、長辺と短辺を有する矩形の領域である。
【0064】
実装領域の長辺方向と、配線パターン104の長辺方向は平行である。ここでの平行は、±10度の差を含む。配線パターン104は、実装領域における長辺の近傍に設けられる。配線パターン104の長辺の長さは、実装領域の長辺の長さの50%以上となり得る。なお、配線パターン104の長辺の長さは、実装領域の長辺の長さよりも小さい。
【0065】
第1母材91の実装面には、同じ形状の、複数の配線パターン104が設けられ得る。複数の配線パターン104のそれぞれに、配線パターン104を囲う接合パターン94が設けられる。各配線パターン104は、実装領域に対する相対的な位置を揃えて設けられる。
【0066】
次の第5工程では、第1母材91の実装面に1または複数のサブマウント30を配置する。図5Aは、第5工程まで終えた状態を示している。サブマウント30は、第2ビア配線106と電気的に接続する。第2平面視で、第2ビア配線106はサブマウント30に包含される。金属のシートを第1母材91に貼り付け、このシートをサブマウント30とすることができる。金属のシートの厚みは200μm以上1000μm以下である。銅で形成された金属のシートを用いることができる。
【0067】
第1母材91の各実装領域にサブマウント30が配置される。実装領域の長辺方向と、サブマウント30の上面における長辺方向は平行である。ここでの平行は、±10度の差を含む。実装領域の短辺の中点を通り実装領域の長辺方向に平行な仮想線(以下、第1仮想線と呼ぶ。)が、サブマウント30を通過する。第2平面視で、配線パターン104は、対向するサブマウント30の長辺と実装領域の長辺との間に位置する。
【0068】
サブマウント30の長辺の長さは、配線パターン104の長辺の長さよりも大きい。矩形の実装領域は、角が丸まっている。サブマウント30の長辺と実装領域の長辺は、サブマウント30の長辺を実装領域の長辺に合わせてサブマウント30を実装領域に配置した場合にサブマウント30の一部が接合パターン94に重なるという関係にある。サブマウント30、配線パターン104、及び、接合パターン94の配置及び形状についての上述の関係は、発光装置1の小型化に寄与することができる。
【0069】
次の第2工程では、第1母材91の実装面に、1または複数の発光素子20を配置する。1または複数の発光素子20は、サブマウント30に接合される。発光素子20は、サブマウント30を介して第1母材91の実装面に配置される。1の実装領域に、1の発光素子20が配置される。なお、1の実装領域に、複数の発光素子20が配置されてもよい。
【0070】
第2平面視で、発光素子20の光出射面21と、実装領域の短辺とが対向する。発光素子20は、第1仮想線が通過する位置に配置される。第2平面視で、サブマウント30の短辺の中点を通りサブマウント30の長辺方向に平行な仮想線(以下、第2仮想線と呼ぶ。)が通過する位置に、発光素子20は配置される。
【0071】
第1母材91の実装面に1または複数の発光素子20を配置した後に、発光素子20と配線パターン104を電気的に接続する配線50が接合される。配線50は、発光素子20の上面と、配線パターン104とに接合される。発光素子20の第1電極は、配線50及び第1ビア配線105を通り第1母材91の下面に設けられた一方の配線パターン104と電気的に接続し、発光素子20の第2電極は、サブマウント30及び第2ビア配線106を通り第1母材91の下面に設けられた他方の配線パターン104と電気的に接続する。
【0072】
次の第6工程では、第1母材91の実装面に、1または複数の保護素子40を配置する。図5Bは、第6工程まで終えた状態を示している。1または複数の保護素子40は、サブマウント30に接合される。保護素子40は、サブマウント30を介して第1母材91の実装面に配置される。
【0073】
第2平面視で、保護素子40は、発光素子20の光出射面21と反対側の側面を通る直線と、この側面と対向する実装領域の短辺を通る直線との間に配置される。第2平面視で、保護素子40は、第1仮想線が通過する位置に配置される。第2平面視で、保護素子40は、第2仮想線が通過する位置に配置される。
【0074】
第1母材91の実装面に保護素子40を配置した後に、保護素子40と配線パターン104を電気的に接続する配線50が接合される。配線50は、保護素子40の上面と、配線パターン104とに接合される。保護素子40の第1電極は、配線50及び第1ビア配線105を通り第1母材91の下面に設けられた一方の配線パターン104と電気的に接続し、保護素子40の第2電極は、サブマウント30及び第2ビア配線106を通り第1母材91の下面に設けられた他方の配線パターン104と電気的に接続する。
【0075】
第2平面視で、実装領域を実装領域の長辺の中点を通り短辺に平行な仮想線によって二分したとき、発光素子20の光出射面21は一方の領域に含まれ、発光素子20の光出射面21と反対側の側面及び保護素子40は他方の領域に含まれる。
【0076】
次の第3工程では、波長変換材料を含有する第2母材92Aを用意する。上面から下面まで貫通する1または複数の貫通孔が形成された第2母材92Aを用意する。平板状の第2母材92Aを用意してから、第2母材92Aに、上面から下面まで貫通する1または複数の貫通孔を形成する第7工程を行う。また、1または複数の貫通孔が形成された状態の第2母材92Aを取得してもよい。
【0077】
例えば、図5Cに示すような平板状の第2母材92Aを用意し、この第2母材92Aに上面から下面まで貫通する1または複数の貫通孔を形成する。図5Dは、複数の貫通孔が形成された状態を示す。またさらに、図5Eに示すように、上面に接合パターンが設けられてもよい。
【0078】
第2母材92Aには、発光装置1の枠部15Aとなる部分が含まれる。貫通孔を画定する内側面は、枠部15Aの内側面102となる。第2母材92Aは、発光装置1の枠部材12Aに対応する。第2母材92Aは、上述した枠部材12Aを構成する材料から形成することができる。
【0079】
波長変換材料を含有する第2母材92Aは、例えば、蛍光体と酸化アルミニウム等の透光性材料とを焼結させたセラミック焼結体とすることができる。蛍光体の含有量は、セラミックの総体積に対して0.05体積%~50体積%とすることができる。また、例えば、蛍光体の紛体を焼結させた、実質的に蛍光体のみからなるセラミックを用いてもよい。
【0080】
第2母材92Aにおいて、貫通孔を形成する内側面の全面が、光を透過する光透過面となる。また、波長変換材料は、第2母材92Aの全体に含有される。
【0081】
次の第4工程では、第2母材92Aを第1母材91に接合する。図5Fは第4工程まで終えた状態を示している。1または複数の貫通孔のそれぞれに発光素子20が収まるように、第2母材92Aを第1母材91に接合する。第2母材92Aは、上面視で、第2母材92Aの貫通孔が第1母材91の実装領域を囲うように配置される。第2母材92Aは、貫通孔を画定する内側面であって、枠部15Aの第1部分18の内側面102となる内側面と、この貫通孔に囲まれて配される発光素子20の光出射面21とが対向するように配置される。
【0082】
次の第8工程では、第2母材92Aに第3母材93を接合する。図5Gは、第8工程まで終えた状態を示している。第2母材92Aの1または複数の貫通孔を覆うように、第1母材91の反対側で第3母材93を第2母材92Aに接合する。これにより、発光素子20が配置される空間が封止される。第3母材93には、発光装置1の蓋部16となる部分が含まれる。第3母材93は、上述した蓋部材13を構成する材料から形成することができる。
【0083】
次の第9工程では、第2母材92Aと、第2母材92Aに接合された第1母材91を切断して、発光装置1の外形を形成する。またさらに、第2母材92Aに接合された第3母材93を含めて切断し、発光装置1の外形を形成することができる。図5Hは、切断するラインを破線で示している。複数の実装領域を有する場合、各実装領域が互いに分離するように切断し、複数の発光装置1に個片化する。この場合、図5Hに示すように、第9工程は、複数の発光装置1を個片化する工程ということができる。
【0084】
このようにして発光装置を製造することができる。なお、発光装置1は、蓋部材13を備えなくてもよい。例えば、第2母材92Aにおいて貫通孔に代えて凹部が形成される場合、蓋部材13を備えなくても発光素子20を封止することができる。また、発光素子20を封止しない状態で発光装置1が完成する場合、蓋部材13は要しない。また、蓋部材13で蓋をする代わりに、貫通孔を樹脂などで充填することで、発光素子20の封止を図ってもよい。
【0085】
発光装置1において、枠部材12Aは、基部材11に固定される。蓋部材13は、枠部材12Aに固定される。発光素子20は、基部材11、枠部材12A、及び、蓋部材13によって囲まれた空間に配される。この空間は封止されており、好ましくは、所定の雰囲気の下で、気密封止されている。
【0086】
発光素子20は、基部14の実装面17に配置される。発光素子20の光出射面21から出射された光は、枠部15Aの第1部分18の内側面102に入射する。発光素子20は半導体レーザ素子であり、FFPの速軸方向が、実装面17に垂直な方向である。第1部分18の内側面102のうち、端の曲面領域を除いた、中央の平面領域に、主要部分の光を照射させることができる。
【0087】
なお、FFPの遅軸方向が、実装面17に垂直な方向であってもよい。第1部分18の内側面102は、実装面17に垂直な方向よりも、平行な方向の方が長い形状である場合、FFPの速軸方向を実装面17に平行にする方が、第1部分18の内側面102において光が照射される領域の割合を大きくすることができる。
【0088】
好ましくは、サブマウント30の厚みは200μm以上500μm以下とするのがよい。200μm以上とすることで、発光素子20から出射された主要部分の光を実装面17に当てることなく枠部15Aの内側面102に入射させることができる。500μm以下とすることで、発光装置1を小型に製造することができる。
【0089】
第1部分18の内側面から入射した光の少なくとも一部は、枠部15Aに含有される波長変換材料によって波長変換される。第1部分18の外側面103から、枠部15Aにおいて波長変換された光が出射される。発光素子20から出射された光の一部も、第1部分18の外側面103から出射され得る。例えば、青色の光を出射する発光素子20と、青色の光を黄色の光に波長変換する波長変換材料を組み合わせて、枠部15Aから側方に向かって進む白色光を出射させることができる。
【0090】
<第2実施形態>
第2実施形態に係る発光装置2を説明する。図6乃至図9Eは、発光装置2の例示的な一形態を説明するための図面である。図6は、発光装置2の斜視図である。図7は、発光装置2のパッケージ10B内部の構成を説明するために蓋部材13を除いた斜視図である。図8は、図6のVIII-VIII断面線における断面図である。なお、図8の断面図では、断面上に表れない第1ビア配線105及び第2ビア配線106の位置を破線で示している。また、図4図5A図5B図5G、及び、図5Hも、発光装置2を説明する図面にもなる。
【0091】
発光装置2は、複数の構成要素を備えている。この複数の構成要素は、パッケージ10B、1または複数の発光素子20、1または複数のサブマウント30、1または複数の保護素子40、及び、複数の配線50を含む。また、パッケージ10Bは、基部材11、枠部材12B、及び、蓋部材13を含む、複数の構成要素を備えている。
【0092】
上述した第1実施形態の発光装置1及び各構成要素に係る説明のうち、発光装置2に係る図6乃至図8図4図5A図5B図9A乃至図9E図5G、及び、図5Hの図面から矛盾すると言える内容を除いた全ての内容が、発光装置2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。なお、第1実施形態におけるパッケージ10A、枠部材12A、枠部15A、及び、第2母材92Aに関する説明についても、これらの図面から矛盾する内容を除き、第2実施形態におけるパッケージ10B、枠部材12B、枠部15B、及び、第2母材92Bの説明に当てはまる。
【0093】
(パッケージ10B)
パッケージ10Bは、枠部15Bを有する。枠部15Bは、第1部分18において波長変換材料を含有し、第2部分19において波長変換材料を含有しない。枠部15Bは、第1部分18において可視光を透過し、第2部分19において可視光を遮光する。ここでの透過は、透過率が70%以上であることを言い、ここでの遮光は、透過率が50%以下であることを言う。
【0094】
第1平面視で、枠部15Bの第1部分18は、枠部15Bの内縁におけるX方向の長さの中点を通り、Y方向に平行な仮想線によって枠部15Bを二分したときの一方の部分に含まれ、他方の部分には含まれない。
【0095】
第1平面視で、枠部15Bの第1部分18のY方向の長さは、枠部15Bの外縁のY方向の長さよりも小さい。第1平面視で、枠部15Bの第1部分18のY方向の長さは、枠部15Bの内縁のY方向の長さよりも大きい。
【0096】
第1平面視で、枠部15Bの第1部分18の内縁の全長は、枠部15Bの内縁における短辺の長さの80%以上200%以下である。これにより、波長変換材料により波長変換された光を、効率よく1の外側面103から出射させることができる。第1部分18の内縁には、枠部15Bの内縁の角が丸まっている領域の少なくとも一部が含まれる。
【0097】
枠部15Bの第1部分18は、枠部15Bの短辺方向に延びる1の外側面103の一部において露出し、他の外側面103からは露出しない。1の外側面103の他の部分、及び、他の外側面103において、枠部15Bの第2部分19が露出する。第1平面視で、枠部15Bの第1部分18の外縁は、枠部15Bの1の外側面103において露出する部分を除き、枠部15Bの第2部分19に囲まれる。これにより、1の外側面103において第1部分18が露出する領域を光の出射面とすることができる。
【0098】
枠部材12Bの第1部分18は、主材料にセラミックを用いて形成することができる。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。また、放熱性が良好な窒化アルミニウムを用いて第1部分18を形成することが好ましい。
【0099】
なお、第1部分18は、主材料にセラミック以外の材料を用いてもよい。例えば、主材料にガラスを用いて第1部分18を形成してもよい。また例えば、蛍光体を主材料とし、蛍光体を含むガラスで第1部分18を形成してもよい。このガラスとしては、例えば、石英ガラスなどが挙げられる。また例えば、蛍光体の単結晶により第1部分18を形成してもよい。
【0100】
枠部材12Bの第2部分19は、主材料にセラミックを用いて形成することができる。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。
【0101】
(発光装置2)
次に、上述した構成要素を備える発光装置2の製造方法について説明する。
発光装置1の製造方法では、第3工程において、枠部15Aとなる部分を含む第2母材92Aを用意したのに対し、発光装置2の製造方法では、第3工程において、枠部15Bとなる部分を含む第2母材92Bを用意する。そして、第4工程において、第2母材92Bを第1母材91に接合する。
【0102】
図9A乃至図9Dは、枠部15Bとなる部分を含む第2母材92Bを製造する方法について説明する図面である。第2母材92Bは、波長変換材料を含有する1または複数の第1部材92B1を用意する工程(以下、第10工程と呼ぶ。)と、上面視で、1または複数の第1部材92B1の外周を囲うように第2部材92B2を設けて第2母材92Bを形成する工程(以下、第11工程と呼ぶ。)と、第2母材92Bに、上面から下面まで貫通する1または複数の貫通孔を形成する工程(以下、第12工程と呼ぶ。)を有する製造方法によって製造することができる。また、第2母材92Bの製造方法は、第2母材92Bの上面に接合パターン92B3を設ける工程(以下、第13工程と呼ぶ。)を含んでよい。
【0103】
第10工程では、枠部15Bの第1部分18を構成する材料からなる1または複数の第1部材92B1を用意する。また、第2母材92Bを製造する装置の主面において、1または複数の第1部材92B1を配置する。図9Aでは、複数の第1部材92B1を、互いに離隔して配置している。
【0104】
第1部材92B1は、上面視で、短辺と長辺を有する四角形の外形を有している。第1部材92B1の形状を直方体とすることができる。図9Aでは、複数の第1部材92B1のそれぞれが、上面視で、矩形の外形を有している。
【0105】
次の第11工程では、1または複数の第1部材92B1の外周を囲うように第2部材92B2を設ける。また、第1部材92B1と第2部材92B2を一体的に形成した第2母材92Bを作成する。第2部材92B2は、枠部15Bの第2部分19を構成する材料からなる。図9Bでは、複数の第1部材92B1の間を埋めるように第2部材を設け、複数の第1部材92B1を含む第2母材92Bを形成している。
【0106】
このような第2母材92Bは、例えば、第1部材92B1の外周を囲うようにして第2部材92B2の材料を配し、一体的に焼結することで形成することができる。第2母材92Bは、セラミックが主材料の第1部材92B1と、セラミックが主材料の第2部材92B2とを焼結させたセラミック焼結体とすることができる。
【0107】
次の第12工程では、第2母材92Bに、上面から下面まで貫通する1または複数の貫通孔を形成する。第1部材92B1が部分的に除かれるように、貫通孔が形成される。図9Cでは、複数の貫通孔をそれぞれについて、上面視で、第1部材92B1の2つの長辺のうちの一辺が部分的に除かれ、かつ、他方の長辺及び2つの短辺は除かれないように、貫通孔が形成されている。
【0108】
次の第13工程では、第2母材92Bの上面に1または複数の接合パターン92B3を設ける。接合パターン92B3は、上面視で、第2母材92Bに形成された貫通孔を囲うようにして設けられる。接合パターン92B3は、1つの貫通孔に対して1つ設けられる。
【0109】
接合パターン92B3は、上面視で、貫通孔に接する第1部材92B1の全てを覆わないように設けられる。上面視で、接合パターン92B3のY方向の長さは、第1部材92B1のY方向の長さよりも大きい。
【0110】
図9Dでは、上面視で、貫通孔によって除かれなかった第1部材92B1の長辺は、接合パターン92B3によって覆われない。上面視で、貫通孔によって部分的に除かれた第1部材92B1の長辺は、接合パターン92B3によって全て覆われる。上面視で、第1部材92B1の2つの短辺はそれぞれ、接合パターン92B3によって部分的に覆われる。
【0111】
このようにして用意された第2母材92Bを第1母材91に接合する。つまり、第1実施形態で説明した第4工程と同様の工程を行う。以降の工程は、第1実施形態と同様である。図9Eは、第4工程まで終えた状態を示している。
【0112】
第9工程において、第2母材92Bと、第2母材92Bに接合された第1母材91を切断して、発光装置2の外形を形成するが、このとき、第2母材92Bは、発光装置2が有する1または複数の外側面103の少なくとも一部が第1部材92B1によって構成されるように、切断される。接合パターン92B3によって第1部材92B1を全て覆わないことで、このような切断がしやすくなる。
【0113】
発光装置2において、第1部分18は、発光素子20から出射された光を透過する。第2部分19は、発光素子20から出射された光を遮光する。また、第2部分19は、第1部分18の波長変換材料によって波長変換された光を遮光する。
【0114】
第1平面視で、1または複数の内側面102において第1部分18と第2部分19とが接続する接続点を通り光出射面21に平行な仮想平面と、第1部分18の内縁とで囲まれる領域内に、発光素子20の光出射面21は設けられる。貫通孔によって第1部分18の内側面をこのように形成することで、発光素子20から出射される光の進行方向における第1部分18の厚みを抑えることができ、発光装置1の小型化に寄与することができる。
【0115】
枠部15Bの第1部分18のX方向の長さは、実装面17に設けられた配線パターン104のX方向の長さよりも小さい。枠部15Bの第1部分18のX方向の長さは、実装面17に配置された発光素子20のX方向の長さよりも小さい。発光装置1を小型に設計しようとする場合に、このような関係を満たすことがある。
【0116】
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は、各実施形態の発光装置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。
【0117】
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)
実装面を有する基部材と、
1または複数の内側面、及び、1または複数の外側面を有し、波長変換材料を含有し前記1または複数の内側面の一部及び前記1または複数の外側面の一部を構成する第1部分と、前記1または複数の内側面の他の部分及び前記1または複数の外側面の他の部分を構成し前記第1部分と接続する第2部分と、を有し、前記基部材に固定される枠部材と、
光出射面を有し、前記実装面に配置され、前記第1部分の前記内側面に入射する光を前記光出射面から出射する発光素子と、
を備える発光装置。
(項2)
前記第2部分は、前記波長変換材料を含有する、項1に記載の発光装置。
(項3)
前記第1部分は、前記発光素子から出射された光を透過し、
前記第2部分は、前記発光素子から出射された光を遮光する、項1に記載の発光装置。
(項4)
前記実装面に垂直な法線方向からみた平面視で、前記光出射面は、前記1または複数の内側面において前記第1部分と前記第2部分とが接続する接続点を通り前記光出射面に平行な仮想平面と、前記第1部分の内縁とで囲まれる領域内に設けられる、項3に記載の発光装置。
(項5)
前記第2部分は、セラミックである、項1乃至項4のいずれか一項に記載の発光装置。
(項6)
前記第1部分は、セラミックである、項1乃至項5のいずれか一項に記載の発光装置。
(項7)
前記枠部材に固定される蓋部材をさらに備え、
前記発光素子が配置される空間が封止されている、項1乃至項4のいずれか一項に記載の発光装置。
(項8)
前記基部材は、セラミックであり、
前記枠部材の前記第1部分及び第2部分は、セラミックであり、
前記蓋部材は、セラミックである、項7に記載の発光装置。
(項9)
前記発光素子は、半導体レーザ素子である、項1乃至項8のいずれか一項に記載の発光装置。
(項10)
実装面を有する第1母材を用意する工程と、
前記実装面に、複数の発光素子を配置する工程と、
波長変換材料を含有し、上面から下面まで貫通する複数の貫通孔が形成された第2母材を用意する工程と、
上面視で、前記複数の貫通孔のそれぞれに前記発光素子が収まるように、前記第2母材を前記第1母材に接合する工程と、
前記第2母材と、前記第2母材に接合された前記第1母材とを切断し、複数の発光装置に個片化する工程と、
を含む、発光装置の製造方法。
(項11)
前記複数の貫通孔が形成された第2母材を用意する工程は、
波長変換材料を含有する平板状の第2母材を用意する工程と、
前記第2母材に、前記第2母材の上面から下面まで貫通する複数の貫通孔を形成する工程と、
を含む、項10に記載の発光装置の製造方法。
(項12)
前記平板状の第2母材を用意する工程は、
それぞれが前記波長変換材料を含有する複数の第1部材を用意する工程と、
前記複数の第1部材を互いに離隔して配置し、前記複数の第1部材の間を埋めるように第2部材を設けて、前記複数の第1部材を含む前記第2母材を形成する工程と、
を含み、
前記複数の貫通孔を形成する工程は、
1の前記貫通孔によって1の前記第1部材が部分的に除かれるように、前記複数の貫通孔をそれぞれ形成する、項11に記載の製造方法。
(項13)
前記第2母材を用意する工程で用意される前記第2母材において、前記複数の第1部材は、上面視で、短辺と長辺を有する四角形の外形であり、
前記複数の貫通孔を形成する工程は、
上面視で、1の前記貫通孔によって、1の前記第1部材の2つの長辺のうちの一辺が部分的に除かれ、かつ、他方の長辺及び2つの短辺は除かれないように、前記複数の貫通孔をそれぞれ形成する、項12に記載の製造方法。
(項14)
前記複数の発光装置に個片化する工程は、
前記発光装置が有する1または複数の外側面の少なくとも一部が前記第1部材によって構成されるように、前記第2母材を切断する、項12または項13に記載の製造方法。
(項15)
前記複数の貫通孔を覆うように、前記第1母材の反対側で前記第2母材に平板状の第3母材を接合する工程をさらに含み、
前記複数の発光装置に個片化する工程は、
前記第2母材と、前記第2母材に接合された前記第1母材及び前記第3母材を切断し、複数の発光装置に個片化する、項10乃至項14のいずれか一項に記載の製造方法。
【産業上の利用可能性】
【0118】
各実施形態に記載の発光装置は、車載ヘッドライト、ヘッドマウントディスプレイ、照明、プロジェクタ、ディスプレイ等に使用することができる。
【符号の説明】
【0119】
1、2 発光装置
10A、10B パッケージ
11 基部材
12A、12B 枠部材
13 蓋部材
14 基部
15A、15B 枠部
16 蓋部
17 実装面
18 第1部分
19 第2部分
101 上面
102 内側面
103 外側面
104 配線パターン
105 第1ビア配線
106 第2ビア配線
20 発光素子
21 光出射面
30 サブマウント
40 保護素子
50 配線
91 第1母材
92A、92B 第2母材
92B1 第1部材
92B2 第2部材
92B3 接合パターン
93 第3母材
94 接合パターン
図1
図2
図3
図4
図5A
図5B
図5C
図5D
図5E
図5F
図5G
図5H
図6
図7
図8
図9A
図9B
図9C
図9D
図9E