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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】P2024072721
(43)【公開日】2024-05-28
(54)【発明の名称】発光装置
(51)【国際特許分類】
H01S 5/0239 20210101AFI20240521BHJP
H01L 33/50 20100101ALI20240521BHJP
H01S 5/02255 20210101ALI20240521BHJP
【ＦＩ】
H01S5/0239
H01L33/50
H01S5/02255
【審査請求】未請求
【請求項の数】14
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022183736
(22)【出願日】2022-11-16
(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】110003225
【氏名又は名称】弁理士法人豊栖特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】山下 利章
【テーマコード（参考）】
5F142
5F173
【Ｆターム（参考）】
5F142AA56
5F142BA32
5F142CD13
5F142CD18
5F142DA16
5F142DA22
5F142DB20
5F142GA21
5F173MC01
5F173ME22
5F173MF18
5F173MF28
5F173MF40
(57)【要約】
【課題】コンパクトな発光装置を提供する。
【解決手段】発光装置１００は、第一の光ＬＴ１を出射する発光素子１０と、第一の光ＬＴ１と、第一の光ＬＴ１を受けて波長変換した光とを出射する光取り出し面を有する波長変換ユニット２とを備える。波長変換ユニット２は、第一面２１と、第二面２２と、第一の光ＬＴ１を部分的に反射し、かつ部分的に透過する光学作用層２７とを有する光学部材２０と、第一面２１側に設けられ、光学作用層２７を反射した第一の光ＬＴ１を受けて波長変換した第二の光ＬＴ２を発する第一波長変換部材３０と、第二面２２側に設けられ、光学作用層２７を透過した第一の光ＬＴ１を受けて波長変換した第三の光ＬＴ３を発する第二波長変換部材４０とを備える。波長変換ユニット２は、光学作用層２７を透過した第一の光ＬＴ１、第二の光ＬＴ２、及び第三の光ＬＴ３を光取り出し面から出射させる。
【選択図】図１
【解決手段】発光装置１００は、第一の光ＬＴ１を出射する発光素子１０と、第一の光ＬＴ１と、第一の光ＬＴ１を受けて波長変換した光とを出射する光取り出し面を有する波長変換ユニット２とを備える。波長変換ユニット２は、第一面２１と、第二面２２と、第一の光ＬＴ１を部分的に反射し、かつ部分的に透過する光学作用層２７とを有する光学部材２０と、第一面２１側に設けられ、光学作用層２７を反射した第一の光ＬＴ１を受けて波長変換した第二の光ＬＴ２を発する第一波長変換部材３０と、第二面２２側に設けられ、光学作用層２７を透過した第一の光ＬＴ１を受けて波長変換した第三の光ＬＴ３を発する第二波長変換部材４０とを備える。波長変換ユニット２は、光学作用層２７を透過した第一の光ＬＴ１、第二の光ＬＴ２、及び第三の光ＬＴ３を光取り出し面から出射させる。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第一の光を出射する発光素子と、
前記第一の光と、前記第一の光を受けて波長変換した光とを出射する光取り出し面を有する波長変換ユニットと、
を備える発光装置であって、
前記波長変換ユニットは、
第一面と、
第二面と、
前記第一の光を部分的に反射し、かつ、部分的に透過する光学作用層と、
を有する光学部材と、
前記第一面側に設けられ、前記光学作用層を反射した前記第一の光を受けて波長変換した第二の光を発する第一波長変換部材と、
前記第二面側に設けられ、前記光学作用層を透過した前記第一の光を受けて波長変換した第三の光を発する第二波長変換部材と、
を備え、
前記波長変換ユニットは、前記光学作用層を透過した前記第一の光、前記第二の光、及び、前記第三の光を前記光取り出し面から出射させるよう構成してなる発光装置。
前記第一の光と、前記第一の光を受けて波長変換した光とを出射する光取り出し面を有する波長変換ユニットと、
を備える発光装置であって、
前記波長変換ユニットは、
第一面と、
第二面と、
前記第一の光を部分的に反射し、かつ、部分的に透過する光学作用層と、
を有する光学部材と、
前記第一面側に設けられ、前記光学作用層を反射した前記第一の光を受けて波長変換した第二の光を発する第一波長変換部材と、
前記第二面側に設けられ、前記光学作用層を透過した前記第一の光を受けて波長変換した第三の光を発する第二波長変換部材と、
を備え、
前記波長変換ユニットは、前記光学作用層を透過した前記第一の光、前記第二の光、及び、前記第三の光を前記光取り出し面から出射させるよう構成してなる発光装置。
【請求項2】
請求項１に記載の発光装置であって、
前記光学部材は、前記光取り出し面を有し、
前記光学作用層によって反射され、更に前記光学作用層を透過した第一成分と、
前記光学作用層を透過し、更に前記光学作用層によって反射された第二成分と、
を含む前記第一の光を前記光取り出し面から出射させるよう構成してなる発光装置。
前記光学部材は、前記光取り出し面を有し、
前記光学作用層によって反射され、更に前記光学作用層を透過した第一成分と、
前記光学作用層を透過し、更に前記光学作用層によって反射された第二成分と、
を含む前記第一の光を前記光取り出し面から出射させるよう構成してなる発光装置。
【請求項3】
請求項２に記載の発光装置であって、
前記発光素子は、前記第一の光を出射する光出射面を有し、、
前記光学部材は、さらに、
前記第一面の反対側にある第三面と、
前記第二面の反対側にある第四面と
を備え、
前記第一面は、第一方向に延びる平面であり、前記第一面に、前記第一波長変換部材を配置し、
前記第二面は、前記第一方向に交差する第二方向に延びる平面であり、前記第二面に、前記第二波長変換部材を配置しており、
前記第三面を、前記光取り出し面とし、
前記第四面を、前記発光素子の前記光出射面と対向させる発光装置。
前記発光素子は、前記第一の光を出射する光出射面を有し、、
前記光学部材は、さらに、
前記第一面の反対側にある第三面と、
前記第二面の反対側にある第四面と
を備え、
前記第一面は、第一方向に延びる平面であり、前記第一面に、前記第一波長変換部材を配置し、
前記第二面は、前記第一方向に交差する第二方向に延びる平面であり、前記第二面に、前記第二波長変換部材を配置しており、
前記第三面を、前記光取り出し面とし、
前記第四面を、前記発光素子の前記光出射面と対向させる発光装置。
【請求項4】
請求項１に記載の発光装置であって、
前記第二の光が、前記第三の光よりも長波長である発光装置。
前記第二の光が、前記第三の光よりも長波長である発光装置。
【請求項5】
請求項４に記載の発光装置であって、
前記光学作用層が、青色光の波長域の光を５０％以上透過させる発光装置。
前記光学作用層が、青色光の波長域の光を５０％以上透過させる発光装置。
【請求項6】
請求項４に記載の発光装置であって、
前記光学作用層が、少なくとも５００ｎｍ～５６０ｎｍの波長域の光を反射させ、少なくとも４３０ｎｍ～４８０ｎｍの波長域の光を５０％以上透過させる発光装置。
前記光学作用層が、少なくとも５００ｎｍ～５６０ｎｍの波長域の光を反射させ、少なくとも４３０ｎｍ～４８０ｎｍの波長域の光を５０％以上透過させる発光装置。
【請求項7】
請求項１に記載の発光装置であって、
前記第二の光が、前記第三の光よりも短波長である発光装置。
前記第二の光が、前記第三の光よりも短波長である発光装置。
【請求項8】
請求項７に記載の発光装置であって、
前記光学作用層が、青色光の波長域の光を５０％以下透過させる発光装置。
前記光学作用層が、青色光の波長域の光を５０％以下透過させる発光装置。
【請求項9】
請求項７に記載の発光装置であって、
前記光学作用層が、少なくとも４３０ｎｍ～４８０ｎｍの波長域の光を５０％以下透過させ、少なくとも５００ｎｍ～５６０ｎｍの波長域の光を８０％以上透過させ、少なくとも５６０ｎｍ以上の波長域の光を９５％以上反射させるよう構成してなる発光装置。
前記光学作用層が、少なくとも４３０ｎｍ～４８０ｎｍの波長域の光を５０％以下透過させ、少なくとも５００ｎｍ～５６０ｎｍの波長域の光を８０％以上透過させ、少なくとも５６０ｎｍ以上の波長域の光を９５％以上反射させるよう構成してなる発光装置。
【請求項10】
請求項１～９のいずれか一項に記載の発光装置であって、さらに、
前記発光素子及び前記波長変換ユニットが載置される載置面を有し、前記発光素子及び前記光学部材を封止空間に収容するパッケージを備える発光装置。
前記発光素子及び前記波長変換ユニットが載置される載置面を有し、前記発光素子及び前記光学部材を封止空間に収容するパッケージを備える発光装置。
【請求項11】
請求項１０に記載の発光装置であって、さらに、
前記第二波長変換部材の、前記光学部材の第二面側に対向する面と反対側の面を支持し、かつ、前記パッケージに接合される支持基板を備える発光装置。
前記第二波長変換部材の、前記光学部材の第二面側に対向する面と反対側の面を支持し、かつ、前記パッケージに接合される支持基板を備える発光装置。
【請求項12】
請求項１に記載の発光装置であって、
前記光学部材は、さらに、前記光学作用層を透過した前記第一の光を反射する反射層を備え、
前記第二面は、前記第一面と同じ平面上にあり、
前記第二波長変換部材は、前記反射層によって反射された前記第一の光を受けて波長変換した前記第三の光を発するよう構成してなる発光装置。
前記光学部材は、さらに、前記光学作用層を透過した前記第一の光を反射する反射層を備え、
前記第二面は、前記第一面と同じ平面上にあり、
前記第二波長変換部材は、前記反射層によって反射された前記第一の光を受けて波長変換した前記第三の光を発するよう構成してなる発光装置。
【請求項13】
請求項１に記載の発光装置であって、
前記第二波長変換部材は、前記光学部材の第二面側に対向する面と反対側の面を前記光取り出し面とする発光装置。
前記第二波長変換部材は、前記光学部材の第二面側に対向する面と反対側の面を前記光取り出し面とする発光装置。
【請求項14】
請求項１～９のいずれか一項に記載の発光装置であって、
前記発光素子が、半導体レーザである発光装置。
前記発光素子が、半導体レーザである発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、発光装置に関する。
【背景技術】
【0002】
車載用のヘッドライトや、照明用の光源として、半導体レーザ（ＬＤ）や発光ダイオード（ＬＥＤ）等の半導体発光素子が利用されている。例えば特許文献１には、図１９に示すように紫外光または近紫外光（以下「ＵＶ光」と称する）を励起光として発生する固体発光素子であるＵＶ発光レーザダイオード（励起光源）を備えた光源側組立体９１０と、励起光であるＵＶ光（図中の矢印ＵＶで示す）の照射を受けて緑光Ｇを発生する緑発光の蛍光物質９３０Ｇを含む緑光発光部９３１Ｇ、青発光の蛍光物質９３０Ｂを含む青光発光部９３１Ｂ、赤発光の蛍光物質９３０Ｒを含む赤光発光部９３１Ｒとを備える光源装置が開示される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１２－１５６１８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上述の光源装置では、緑発光の蛍光物質９３０Ｇ、青発光の蛍光物質９３０Ｂ、赤発光の蛍光物質９３０Ｒを要し、さらに互いに逆方向に４５°傾けてＸ型に配置された青光反射のダイクロイックミラー９２７Ａおよび緑光反射のダイクロイックミラー９２７Ｂを配置する必要があり、装置が大掛かりで小型化に不利という問題があった。
【0005】
本開示の目的の一つは、コンパクトな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】
【0006】
本発明の一実施形態に係る発光装置は、第一の光を出射する発光素子と、前記第一の光と、前記第一の光を受けて波長変換した光とを出射する光取り出し面を有する波長変換ユニットと、を備える発光装置であって、前記波長変換ユニットは、第一面と、第二面と、前記第一の光を部分的に反射し、かつ、部分的に透過する光学作用層と、を有する光学部材と、前記第一面側に設けられ、前記光学作用層を反射した前記第一の光を受けて波長変換した第二の光を発する第一波長変換部材と、前記第二面側に設けられ、前記光学作用層を透過した前記第一の光を受けて波長変換した第三の光を発する第二波長変換部材と、を備え、前記波長変換ユニットは、前記光学作用層によって透過された前記第一の光、前記第二の光、及び、前記第三の光を前記光取り出し面から出射させる。
【発明の効果】
【0007】
上記形態に係る発光装置によれば、構成を簡素化したコンパクトな発光装置を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】実施形態１に係る発光装置を示す模式断面図である。
【図8】実施形態２に係る発光装置を示す模式断面図である。
【図9】実施形態３に係る発光装置を示す模式断面図である。
【図10】変形例に係る発光装置を示す模式断面図である。
【図14】実施形態４に係る発光装置を示す模式断面図である。
【図18】実施形態５に係る発光装置を示す模式平面図である。
【図19】従来の光源装置を示す模式図である。
【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、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“第一”、“第二”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。
【0013】
例えば、本開示において“第一”、“第二”、“第三”と付記されて区別される構成要素があり、本開示において“第一”及び“第三”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“第一”、“第二”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“第一”、“第二”と付記された構成要素はそれぞれ、本開示において“第一”“第三”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。
【0014】
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。
［実施形態１］
［実施形態１］
【0015】
実施形態１に係る発光装置１００の模式断面図を、図１に示す。この図に示す発光装置１００は、発光素子１０と、波長変換ユニット２を備える。これらの発光素子１０、波長変換ユニット２は、パッケージ５０に収納される。
（パッケージ５０）
（パッケージ５０）
【0016】
パッケージ５０は、発光素子１０及び波長変換ユニット２が載置される載置面を有する。これら発光素子１０及び光学部材２０は、パッケージ５０内の封止空間に収容される。このようなパッケージ５０は、基部５２と蓋部５１を備える。基部５２は上面を開口した箱状に形成している。また基部５２の内部には、発光素子１０等、発光装置１００が備える１以上の構成要素を収納するキャビティが形成されている。基部５２は、放熱性に優れたセラミック製や金属製とすることが好ましい。また基部５２の上面の開口端は、蓋部５１により閉塞される。蓋部５１は、サファイアやガラス等の透光性を有する部材とする。ここでは、蓋部５１で基部５２を封止している。基部５２を蓋部５１で封止することで、パッケージ５０が構成される。パッケージ５０の内部に形成される閉空間は、封止された空間である。また、この内部空間は、所定の雰囲気で気密された状態で封止された空間である。
【0017】
基部５２は、上面及び下面を有している。基部５２の外形は、上面視で矩形である。この矩形は、長辺と短辺を有する矩形であってよい。なお、上面視でみた基部５２の外形は、矩形でなくてもよい。特に正方形を除外するような言及がされていない限り、矩形には正方形も含まれてよいものとする。
【0018】
基部５２は、載置面となる第一実装面を有する。例えば、基部５２の上面が、第一実装面となり得る。第一実装面には、他の構成要素が実装される。
【0019】
蓋部５１は、上面と、下面とを有している。蓋部５１の下面は、基部５２の上面と対向する。蓋部５１は、所定波長の光を透過させる。蓋部５１は、下面から上面に亘って透光性を有している。ここで、所定波長の光に対して透光性を有するとは、所定波長の光に対する透過率が８０％以上であることを意味するものとする。
【0020】
基部５２は、実装基板５３と枠部材５４で構成される。実装基板５３は、基部５２のキャビティの底面をなす。実装基板５３の上面に発光素子１０、波長変換ユニット２が実装される。実装基板５３の上面は載置面として機能する。また枠部材５４は、キャビティの周壁を構成する。
【0021】
実装基板５３の主材料は金属、または、金属を含む複合物である。例えば、実装基板５３の主材料は銅である。枠部材５４の主材料はセラミックである。例えば、枠部材５４の主材料は、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、または、酸化アルミニウムのいずれかである。蓋部５１の主材料は、例えば、石英、炭化ケイ素、サファイア、又は、ガラスのいずれかである。
【0022】
ここで、主材料とは、対象となる形成物において、重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。
【0023】
実装基板５３と枠部材５４とを、同じ材料で一体的に形成した基部５２であってもよい。実装基板５３を金属とすることで、放熱性に優れた基部５２となるが、このような基部に限らなくてよい。基部５２の熱伝導性を高めることで、波長変換部材の放熱性が向上され、長寿命化に寄与する。また高出力時や高温時の発光効率の向上も得られる。
（発光素子１０）
（発光素子１０）
【0024】
発光素子１０は、第一の光ＬＴ１を出射する。第一の光ＬＴ１は第一発光色を呈しており、第一波長変換部材３０及び第二波長変換部材４０を励起する。このため発光素子１０は、第一波長変換部材３０及び第二波長変換部材４０を励起する励起光源ともなる。第一の光ＬＴ１は、例えば、青色の光である。例えば、発光素子１０から、発光ピーク波長が、３２０ｎｍ～５３０ｎｍの範囲、典型的には、４３０ｎｍ～４８０ｎｍの範囲にある光が出射される。
【0025】
発光素子１０は、第一の光ＬＴ１を出射する光出射面１１を有する。このような発光素子１０は、半導体レーザ（ＬＤ）や発光ダイオード（ＬＥＤ）等の半導体発光素子を好適に利用できる。例えば半導体発光素子を、サブマウント１５上に予め実装したＣｏＳ（Chip on Substrate）で構成し、パッケージ５０に実装する。好ましくは、発光素子１０を構成する半導体発光素子をサブマウント１５上に予め実装したＣｏＳで構成し、発光素子１０と同時にパッケージ５０に実装する。この際、熱による劣化を防止するため、光学部材２０をパッケージ５０に実装した後に、ＣｏＳを実装することが好ましい。
【0026】
発光素子１０は、上面、下面、複数の側面を有する。発光素子１０側面が、光出射面１１となる。発光素子１０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１０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。
（波長変換ユニット２）
（波長変換ユニット２）
【0027】
波長変換ユニット２は、光学部材２０と、第一波長変換部材３０と、第二波長変換部材４０を有する。また、波長変換ユニット２は、光取り出し面を有する。波長変換ユニット２の外表面が、光取り出し面となり得る。また、波長変換ユニット２の光取り出し面からは、第一の光ＬＴ１と、第一の光を受けて波長変換した光とが出射される。第一波長変換部材３０は、発光素子１０からの第一発光色を呈する第一の光ＬＴ１を受けて波長変換した第一波長変換光（第二の光ＬＴ２）を発する。また第二波長変換部材４０は、発光素子１０からの第一発光色を呈する第一の光ＬＴ１を受けて波長変換した第二波長変換光（第三の光ＬＴ３）を発する。波長変換ユニット２において、光取り出し面から、第一の光ＬＴ１、第二の光ＬＴ２、及び、第三の光ＬＴ３が出射される。光取り出し面から出射される第一の光ＬＴ１は、光学部材２０の光学作用層２７を透過した光である。
（第一波長変換部材３０）
（第一波長変換部材３０）
【0028】
第一波長変換部材３０は、光学部材２０の第一面２１側に設けられる。第一波長変換部材３０は、光学部材２０の光学作用層２７を反射した第一の光ＬＴ１を受けて波長変換した第二の光ＬＴ２を発する。第一波長変換部材３０は、蛍光体を含むことができる。第一波長変換部材３０には、例えば、第一の光ＬＴ１によって励起され赤色の蛍光を発する蛍光体が利用できる。図１の例では、光取り出し面から出射される第二の光ＬＴ２は、光学作用層２７を透過した光である。
【0029】
図１の例では第一波長変換部材３０は光学部材２０の第一面２１に接合されている。ただ、第一波長変換部材３０は、光学部材２０の第一面２１に直接接するように配置する必要はなく、例えば第一面２１と第一波長変換部材３０の間に中間層を介在させてもよい。本開示において、第一面側に第一波長変換部材３０を設けるとは、第一面に第一波長変換部材３０を直接、接合する構成に限らず、間接的に接合させる形態も含む意味で使用する。光学部材２０の第二面２２に接合した第二波長変換部材４０も同様である。
（第二波長変換部材４０）
（第二波長変換部材４０）
【0030】
第二波長変換部材４０は、光学部材２０の第二面２２側に設けられる。第二波長変換部材４０は、光学部材２０の光学作用層２７を透過した第一の光ＬＴ１を受けて波長変換した第三の光ＬＴ３を発する。第二波長変換部材４０は、蛍光体を含むことができる。第二波長変換部材４０には、例えば、第一の光ＬＴ１によって励起され緑色の蛍光を発する蛍光体が利用できる。図１の例では、光取り出し面から出射される第二の光ＬＴ２は、光学作用層２７によって反射された光である。
【0031】
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。
【0032】
第二の光ＬＴ２は、第三の光ＬＴ３よりも長波長である。これにより、より長波長の蛍光を発する第一波長変換部材３０が図１に示すように光学部材２０の第一面２１側に配置される。第一波長変換部材３０をパッケージ５０の上面に広い面積で接触させて熱結合状態を高め、放熱し易くすることで、第一波長変換部材３０の長寿命化を図ることができる。第一波長変換部材３０よりも、第二波長変換部材４０の方が温度特性に優れる場合、第一波長変換部材３０をこのように配置することで、好適な波長変換ユニット２を構成することができる。
（支持基板５５）
（支持基板５５）
【0033】
支持基板５５は、パッケージ５０に接合される。支持基板５５は、パッケージ５０の第一実装面に接合される。第二波長変換部材４０は、支持基板５５を介してパッケージ５０に接合される。支持基板５５は、第二波長変換部材４０の、光学部材２０の第二面２２側に対向する面とは反対側の面を支持する。このような構成とすることで、第一波長変換部材３０をパッケージ５０と広い面積で熱結合して放熱性を向上させる一方で、第二波長変換部材４０については、その背面側を支持基板５５で支持して、さらに支持基板５５をパッケージ５０と熱結合状態とすることで、その放熱性を担保できる。このため支持基板５５は、放熱性に優れた材質で構成することが好ましい。例えば、金属製やセラミック製の放熱部材を支持基板５５に用いることができる。
（光学部材２０）
（光学部材２０）
【0034】
光学部材２０は、第一面２１と、第二面２２と、光学作用層２７と、を有する。また、光学部材２０は、光取り出し面を有する。第一面２１側には第一波長変換部材３０が設けられる。また第二面２２側には第二波長変換部材４０が設けられる。光学作用層２７は、第一の光ＬＴ１を部分的に反射し、かつ部分的に第一の光ＬＴ１を透過する性質を有する。光取り出し面は、第一の光ＬＴ１と、波長変換した光を出射する面である。ここでは波長変換した光として、第一の光ＬＴ１を第一波長変換部材３０で波長変換した第二の光ＬＴ２と、第一の光ＬＴ１を第二波長変換部材４０で波長変換した第三の光ＬＴ３が含まれる。
【0035】
図１の例では、光学部材２０は外形を直方体状とし、断面視において第一面２１、第二面２２、第三面２３、第四面２４を有する。第三面２３は、第一面２１の反対側にある面である。第四面２４は、第二面２２の反対側にある面である。第一面２１は第一方向に沿った平面状であり、この第一面２１側に第一波長変換部材３０が配置される。また第二面２２は、第一方向に交差する第二方向に沿った平面状であり、この第二面２２側に第二波長変換部材４０が配置される。図の例では、第一面２１に対し、第二面２２は垂直である。また第三面２３は光取り出し面となる。さらに第四面２４は、発光素子１０の光出射面１１と対向させている。
（光学作用層２７）
（光学作用層２７）
【0036】
図１の例では、光学作用層２７は、光学部材２０の内部で斜めに配置される。好ましくは直方体状の光学部材２０の、第一面２１と第二面２２が接合する線から、第三面２３と第四面２４が接合する領域に向かって、第一面２１に対して約４５°に（図において右下から左上に）傾斜させた層状に形成される。
【0037】
光学作用層２７は、第一の光ＬＴ１の一部を反射し、一部を透過する性質を有する。このような光学作用層２７の、光の波長に応じて反射、透過させる光学特性は、発光素子１０の発光色や第一波長変換部材３０、第二波長変換部材４０の励起波長に応じて選択される。例えば発光素子１０が青色光を出射する場合、光学作用層２７が青色光の波長域の光を５０％以上８０％以下透過させることが望ましい。また第一波長変換部材３０が赤色の蛍光を発する場合、光学作用層２７が赤色光を８０％以上、透過させることが望ましい。さらに第二波長変換部材４０が緑色の蛍光を発する場合、光学作用層２７が緑色光を７０％以上、反射させることが望ましい。好ましくは、光学作用層２７が少なくとも５００ｎｍ～５６０ｎｍの波長域の光を反射させ、少なくとも４３０ｎｍ～４８０ｎｍの波長域の光を５０％以上透過させる。このような光学作用層２７を有する光学部材２０は、ダイクロイックミラーで構成できる。ダイクロイックミラーは、発光素子１０の出射光を、第一波長変換部材３０を励起する第一励起光、第二波長変換部材４０を励起する第二励起光に分離すると共に、第一励起光を波長変換した第一波長変換光と、第二励起光を波長変換した第二波長変換光を第三面２３側に集めて、効率よく出射光と第一波長変換光と第二波長変換光の混色光を光取り出し面から出力させることが可能となる。
【0038】
ここで、発光素子１０から出射された第一の光ＬＴ１が、光学作用層２７で反射、透過される様子の詳細を、図２～図４に示す。発光素子１０の光出射面１１から出射された第一の光ＬＴ１は、光学部材２０の第四面２４から入射されて、光学作用層２７に至り、図２に示すように一部は反射され、残りは透過される。反射された成分は光学部材２０の第一面２１側に向かう。ここで、反射された成分の光の内、一部の反射光ＬＴ１－Ｐ２は図３に示すように、第一面２１側に配置された第一波長変換部材３０で波長変換されて、第二の光ＬＴ２である第一波長変換光が発せられる。この第一波長変換光は、光学作用層２７を透過して、第三面２３の光取り出し面から出射される。
【0039】
また光学作用層２７で反射された光の内、残りの反射光ＬＴ１－Ｐ１は、図２に示すように、第一面２１側の第一波長変換部材３０で波長変換されず、更に一部が光学作用層２７を透過して、第三面２３の光取り出し面から出射される。つまり、光取り出し面から出射される第一の光ＬＴ１には、光学作用層２７によって反射され、更に光学作用層２７を透過した第一成分ＬＴ１－１が含まれる。
【0040】
一方で、発光素子１０から出射された第一の光ＬＴ１の内、光学作用層２７を透過した光は、その一部である透過光ＬＴ１－Ｐ３が図４に示すように第二面２２側に配置された第二波長変換部材４０で波長変換されて、第三の光ＬＴ３である第二波長変換光が発せられる。この第二波長変換光は、光学作用層２７で反射されて、第三面２３の光取り出し面から出射される。
【0041】
また光学作用層２７を透過した光の内、残りの透過光ＬＴ１－Ｐ４は、図２に示すように、第二面２２側の第二波長変換部材４０で波長変換されず、更に光学作用層２７で一部が反射されて、第三面２３の光取り出し面から出射される。つまり、光取り出し面から出射される第一の光ＬＴ１には、光学作用層２７を透過し、更に光学作用層２７によって反射された第二成分ＬＴ１－２が含まれる。このように光取り出し面から出射される第一の光ＬＴ１は、光学作用層２７によって一旦反射され、更に光学作用層２７を透過された第一成分ＬＴ１－１と、光学作用層２７によって一旦透過され、更に光学作用層２７で反射された第二成分ＬＴ１－２が含まれる。また結果として光取り出し面からは、図２～図４に示すように第一の光ＬＴ１と第二の光ＬＴ２と第三の光ＬＴ３の混色光として観察される。
【0042】
なお図５の断面図に示すように、光学部材２０の光学作用層２７の上端は、第二面２２とは交わらず、第三面２３の上端よりも距離ｄだけ下方で第三面２３と交わるよう構成することが好ましい。これにより、光学部材２０の光路長を長くして出力光のスポット径を拡げて出射させることができる。
（サブマウント１５）
（サブマウント１５）
【0043】
発光素子１０を上面に実装するサブマウント１５は、上面、及び、下面を有する。サブマウント１５は、直方体の形状で構成される。サブマウント１５は、上面視で、長辺及び短辺を有する矩形の外形を有する。サブマウント１５は、上下方向の幅が最も小さい。サブマウント１５の上下方向の幅は、５０μｍ以上１０００μｍ以下とすることができる。なお、サブマウント１５の形状は直方体に限らなくてよい。サブマウント１５は、例えば、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、又は炭化ケイ素を用いて形成することができる。また、接合面には、接合のための金属膜が設けられている。
（反射透過膜７０）
（反射透過膜７０）
【0044】
また光学部材２０は、反射透過膜７０を備えることが好ましい。反射透過膜７０は、第一の光ＬＴ１を透過させる一方で、第一波長変換光や第二波長変換光を反射させる波長選択性を有している。
【0045】
図１の断面図に示す例では、反射透過膜７０は、光学部材２０の第四面２４に設けられる。反射透過膜７０は、第一の光ＬＴ１を透過させ、第一波長変換光や第二波長変換光を反射する。このような反射透過膜７０は、誘電体多層膜（ＤＢＲ）などで構成できる。
【0046】
なお、図１、図３等において一部の第一波長変換光は、入射角度などの関係から光学作用層２７を透過できずに反射される成分も僅かに存在するが、図６に示すように第四面２４に設けられた反射透過膜７０で反射される等して光学作用層２７に再度入射され、最終的には一部が光学作用層２７を透過して第三面２３から取り出される。また図４等における第二波長変換光も、その一部は光学作用層２７で反射されずに透過されて第四面２４に向かうが、同様に図６に示すように反射透過膜７０で反射される等して光学作用層２７に再度入射され、最終的には一部が第三面２３から取り出される。
（反射膜８０）
（反射膜８０）
【0047】
さらに光学部材２０は、その側面の一部に反射膜８０を設けてもよい。これにより、光学部材２０に入射された光を有効に利用できる。図７の平面図に示す例では、光学部材２０は第一面２１、第二面２２、第三面２３、第四面２４と交差する第五面２５（図において下側）と、第一面２１、第二面２２、第三面２３、第四面２４と交差し、第五面２５と対向する第六面２６（図において上側）を有している。第五面２５には、第一反射膜８１が設けられる。また第六面２６には、第二反射膜８２が設けられる。これら第一反射膜８１や第二反射膜８２は、第一の光ＬＴ１、第二の光ＬＴ２、第三の光ＬＴ３を反射する。このような第一反射膜８１や第二反射膜８２は、例えば金属膜とすることができる。
［実施形態２］
［実施形態２］
【0048】
実施形態２に係る発光装置２００を図８に示す。この図に示す発光装置２００において、上述した実施形態１と同じ部材については、同じ符号を付して詳細説明を適宜省略する。図８に示す発光装置２００は、発光素子１０と、波長変換ユニット２Ｂと、パッケージ５０を備える。ここでは第二波長変換部材４０Ｂとして、第一波長変換部材３０Ｂよりも長波長の光に波長変換する部材を用いている。つまり、第二の光ＬＴ２が、第三の光ＬＴ３よりも短波長である。例えば、第一波長変換部材３０Ｂとして緑色色蛍光体を用いる。また第二波長変換部材４０Ｂとして、赤色光蛍光体を用いている。
【0049】
発光素子１０は、青色光を呈する第一の光ＬＴ１を出射する。また光学作用層２７は、青色光の波長域の光を２０％以上５０％以下透過させる。具体的には、光学作用層２７が少なくとも青色光の波長域である４３０ｎｍ～４８０ｎｍの波長域の光を５０％以下透過させ、少なくとも５００ｎｍ～５６０ｎｍの波長域の光を８０％以上透過させ、少なくとも５６０ｎｍ以上の波長域の光を９５％以上反射させる。また反射透過膜７０も、青色光の波長域である４３０ｎｍ～４８０ｎｍを透過させ、第一波長変換部材３０の第一波長変換光、第二波長変換部材４０の第二波長変換光の波長域である４９０ｎｍ又は５００ｎｍ以上の波長域の光を９５％以上反射させる。
［実施形態３］
［実施形態３］
【0050】
実施形態１及び実施形態２の例では、第一波長変換部材又は第二波長変換部材のいずれか一方を、パッケージの載置面に寝かせた姿勢で配置し、放熱性を向上できるものの、いずれか他方はパッケージの載置面に直立させた姿勢となるため、支持基板５５を介して載置面に固定する構成を採用していた。ただ本発明は、支持基板５５等の放熱部材を用いない構成とすることもできる。このような例を実施形態３として、図９の断面図に示す。この図に示す発光装置３００も、上述した実施形態１等と同じ部材については、同じ符号を付して詳細説明を適宜省略する。図９に示す発光装置３００は、発光素子１０と、波長変換ユニット２Ｃと、パッケージ５０を備える。波長変換ユニット２Ｃは、光学部材２０Ｃと、第一波長変換部材３０Ｃと、第二波長変換部材４０Ｃを備える。
（反射層６０）
（反射層６０）
【0051】
この図に示す発光装置３００は、光学部材２０Ｃが、光学作用層２７Ｃに加えて、反射層６０を備えている。反射層６０は、図１１に示すように、光学作用層２７Ｃを透過した第一の光ＬＴ１Ｃを反射する。また、反射層６０は、図１３に示すように、第二波長変換部材４０Ｃによって発せられた第三の光ＬＴ３Ｃを反射する。この反射層６０は、反射膜８０と同様、例えば金属膜とすることができる。好ましくは反射層６０は、光学部材２０Ｃの内部において、光学作用層２７Ｃと平行に設けられる。図９の断面図に示す例では、光学部材２０Ｃの下面の右端から、下面に対し４５°に傾斜され、光学部材２０Ｃの上面まで延伸された層状に形成される。
【0052】
第二波長変換部材４０Ｃは、反射層６０によって反射された第一の光ＬＴ１Ｃを受けて波長変換した第三の光ＬＴ３Ｃを発する。光学部材２０Ｃは、第二波長変換部材４０Ｃを配置する面（第二面２２）を、第一面２１と同じ平面上に位置させている。いいかえると、第一波長変換部材３０Ｃと第二波長変換部材４０Ｃを、同一平面上、ここではパッケージ５０の載置面上に並べて配置している。このため光学部材２０Ｃは、図１に示したものよりも下面が横方向に長く形成される。図９の例では、直方体状に形成した例を示している。なお光取り出し面となる第三面２３は、図１のように上面のすべてでなく、図９において左側の一部のみ、すなわち第一面２１と第三面２３が接合する位置から反射層６０の上端までの間の領域となる。換言すると、光学部材２０Ｃの上面の内、光取り出し面以外の領域は不要となる。したがって、図１０に示す変形例に係る発光装置３００’のように、光学部材２０Ｃ’の下面を長く形成する一方で、上面は図１と同様の大きさとした、断面視台形状に形成してもよい。
【0053】
ここで図９の発光装置３００において、発光素子１０から出射された第一の光ＬＴ１Ｃが、光学作用層２７Ｃ及び反射層６０で透過、反射される様子を、図１１～図１３に示す。発光素子１０の光出射面１１から出射された第一の光ＬＴ１Ｃは、光学部材２０Ｃの第四面２４から入射されて、光学作用層２７Ｃに至り、図１１に示すように一部は反射され、残りは透過される。反射された成分は光学部材２０Ｃの第一面２１側に向かう。ここで、反射された成分の光の内、一部の反射光ＬＴ１－Ｐ２Ｃは図１２に示すように、第一面２１側に配置された第一波長変換部材３０Ｃで波長変換されて、第二の光ＬＴ２Ｃである第一波長変換光が発せられる。この第一波長変換光は、光学作用層２７Ｃを透過して、第三面２３の光取り出し面から出射される。
【0054】
また光学作用層２７Ｃで反射された光の内、残りの反射光ＬＴ１－Ｐ１Ｃは図１１に示すように、第一面２１側の第一波長変換部材３０Ｃで波長変換されず、更に一部が光学作用層２７Ｃを透過して、第三面２３の光取り出し面から出射される。つまり、光取り出し面から出射される第一の光ＬＴ１Ｃには、光学作用層２７Ｃによって反射され、更に光学作用層２７Ｃを透過した第一成分ＬＴ１－１Ｃが含まれる。
【0055】
一方で、発光素子１０から出射された第一の光ＬＴ１Ｃの内、光学作用層２７Ｃを透過した光は、その一部である透過光ＬＴ１－Ｐ３Ｃが図１３に示すように反射層６０で反射されて、光学部材２０Ｃの下面（第二面）側に配置された第二波長変換部材４０Ｃで波長変換されて、第三の光ＬＴ３Ｃである第二波長変換光が発せられる。この第二波長変換光は、反射層６０で反射され、さらに光学作用層２７Ｃでも反射されて、第三面２３の光取り出し面から出射される。
【0056】
また光学作用層２７Ｃを透過し反射層６０で反射された光の内、残りの透過光ＬＴ１－Ｐ４Ｃは図１１に示すように、第二波長変換部材４０Ｃで波長変換されず、反射層６０で反射され、さらに光学作用層２７Ｃで一部が反射されて、第三面２３の光取り出し面から出射される。つまり、光取り出し面から出射される第一の光ＬＴ１Ｃには、光学作用層２７Ｃを透過し、更に反射層６０によって反射され、更に光学作用層２７Ｃによって反射された第二成分ＬＴ１－２Ｃが含まれる。
【0057】
このように光取り出し面から出射される第一の光ＬＴ１Ｃは、光学作用層２７Ｃで一旦反射され、第一波長変換部材３０Ｃで波長変換されずに反射されて光学作用層２７Ｃを透過した第一成分ＬＴ１－１Ｃと、光学作用層２７Ｃを透過し反射層６０で反射され、第二波長変換部材４０Ｃで波長変換されずに、更に反射層６０、光学作用層２７Ｃで反射された第二成分ＬＴ１－２Ｃが含まれる。また結果として光取り出し面からは、図１１～図１３に示すように第一の光ＬＴ１Ｃと第二の光ＬＴ２Ｃと第三の光ＬＴ３Ｃの混色光として観察される。このような構成により、第一波長変換部材３０Ｃと第二波長変換部材４０Ｃを共にパッケージ５０の載置面に配置して、放熱構造を採り易くなり、これら第一波長変換部材３０Ｃと第二波長変換部材４０Ｃの熱劣化を防ぎ長寿命化を図ることが可能となる。
【0058】
なお図９の例では、第一波長変換部材３０Ｃと第二波長変換部材４０Ｃを、密着させて配置する例を示しているが、両者を離間させてもよい。また、第一波長変換部材３０Ｃと第二波長変換部材４０Ｃの境目に、光学作用層２７Ｃの下端が配されているが、光学作用層２７Ｃの下端は、第一波長変換部材３０Ｃに配されていてもよい。あるいは、光学作用層２７Ｃの下端は、第二波長変換部材４０Ｃに配されていてもよい。
［実施形態４］
［実施形態４］
【0059】
実施形態４に係る発光装置４００を図１４の断面図に示す。この図においても、上述した実施形態１等と同じ部材については、同じ符号を付して詳細説明を適宜省略する。図１４に示す発光装置４００は、発光素子１０と、波長変換ユニット２Ｄと、パッケージ５０Ｄを備える。波長変換ユニット２Ｄは、光学部材２０Ｄと、第一波長変換部材３０Ｄと、第二波長変換部材４０Ｄを備える。
【0060】
この発光装置４００は、光取り出し面を、第二波長変換部材４０Ｄの、光学部材２０Ｄの第二面２２側に対向する面（図１４において第二波長変換部材４０Ｄの左側の面）と反対側の面（図において右側の面）としている。このように第二波長変換部材４０Ｄの裏面側を光取り出し面として利用することで、発光装置４００の側方から光を出射させることができる。
【0061】
パッケージ５０Ｄは、蓋部５１Ｄと基部５２Ｄを備える。基部５２Ｄは、実装基板５３Ｄと枠部材５４Ｄを備える。この例では、図１等と異なり、枠部材５４Ｄから光が出射される。パッケージ５０Ｄは、枠部材５４Ｄを透光性の部材で構成することにより、側面発光型の発光装置４００を実現している。
【0062】
光学部材２０Ｄは、第一面２１と第二面２２と第三面２３と第四面２４を含む。第一面２１側には第一波長変換部材３０Ｄが、第二面２２側には第二波長変換部材４０Ｄが、それぞれ配置される。第三面２３及び第四面２４には、第三反射膜８３、反射透過膜７０がそれぞれ配置される。第三反射膜８３は、第一の光ＬＴ１Ｄ、第二の光ＬＴ２Ｄ（及び必要に応じて第三の光ＬＴ３Ｄ）を反射する。第三反射膜８３は、例えば金属膜とすることができる。一方、反射透過膜７０は、発光素子１０からの第一の光ＬＴ１Ｄを透過し、第二の光ＬＴ２Ｄ（及び必要に応じて第三の光ＬＴ３Ｄ）を反射させる波長選択性を有する。このような反射透過膜７０は、例えば誘電体多層膜（ＤＢＲ）などで構成できる。
【0063】
また光学部材２０Ｄは光学作用層２７Ｄを含んでいる。ただし光学作用層２７Ｄの傾斜方向が、図１とは異なる。すなわち光学作用層２７Ｄは、第一面２１と第四面２４が接合する線から、第二面２２と第三面２３が接合する領域に向かって、第一面２１に対して約４５°に（図において左下から右上に）傾斜させた層状に形成される。
【0064】
ここで、発光素子１０から出射された第一の光ＬＴ１Ｄが、光学作用層２７Ｄで反射、透過される様子を、図１５～図１７に示す。発光素子１０の光出射面１１から出射された第一の光ＬＴ１Ｄは、光学部材２０Ｄの第四面２４から反射透過膜７０を透過して入射され、光学作用層２７Ｄに至り、図１５に示すように一部は反射され、残りは透過される。反射された成分は光学部材２０Ｄの第三面２３側に向かう。ここで、反射された成分の光の内、一部の反射光ＬＴ１－Ｐ２Ｄは図１６に示すように、第三反射膜８３で反射され、更に光学作用層２７Ｄを透過して、第一面２１側に配置された第一波長変換部材３０Ｄに入射する。第一波長変換部材３０Ｄに入射した光ＬＴ１－Ｐ２Ｄは、第一面２１側に配置された第一波長変換部材３０Ｄで波長変換されて、第二の光ＬＴ２Ｄである第一波長変換光が発せられる。この第一波長変換光は、光学作用層２７Ｄで反射されて、第三面２３と第二波長変換部材４０Ｄを透過し、光取り出し面から出射される。
【0065】
また光学作用層２７Ｄで反射された光の内、残りの反射光ＬＴ１－Ｐ１Ｄは図１５に示すように、第三反射膜８３で反射され、一部が光学作用層２７Ｄを透過し、更に第一面２１側から光学作用層２７Ｄへと進み、一部が光学作用層２７Ｄで反射されて、第三面２３と第二波長変換部材４０Ｄを透過し、光取り出し面から出射される。
【0066】
一方で、発光素子１０から出射された第一の光ＬＴ１Ｄの内、光学作用層２７Ｄを透過した光は、その一部である透過光ＬＴ１－Ｐ３Ｄが図１７に示すように第二面２２側に配置された第二波長変換部材４０Ｄで波長変換されて、第三の光ＬＴ３Ｄである第二波長変換光として光取り出し面から出射される。
【0067】
また光学作用層２７Ｄを透過した光の内、残りの透過光ＬＴ１－２Ｄは図１５に示すように、第二面２２側の第二波長変換部材４０Ｄで波長変換されず、第一の光ＬＴ１－２Ｄのまま光取り出し面から出射される。このように光取り出し面から出射される第一の光ＬＴ１Ｄは、光学作用層２７Ｄによって一旦反射され、更に第三反射膜８３、第一波長変換部材３０Ｄ、光学作用層２７Ｄで再度反射された第一成分ＬＴ１－１Ｄと、光学作用層２７Ｄを透過して第二波長変換部材４０Ｄで波長変換されなかった第二成分ＬＴ１－２Ｄが含まれる。また結果として光取り出し面からは、図１５～図１７に示すように第一の光ＬＴ１Ｄと第二の光ＬＴ２Ｄと第三の光ＬＴ３Ｄの混色光として観察される。
［実施形態５］
［実施形態５］
【0068】
図７等の例では、一のパッケージ５０内に発光素子１０、第一波長変換部材３０、第二波長変換部材４０を接合した光学部材２０をそれぞれ一ずつ、一直線上に配置する例を説明した。ただ本発明はこの構成に限られず、各部材を複数個配置してもよい。例えば図１８の平面図に示す実施形態５に係る発光装置５００は、発光素子１０Ａ、第一波長変換部材と第二波長変換部材４０Ａを接合した光学部材２０Ａを一直線状に配置した組と、発光素子１０Ｂ、第一波長変換部材、第二波長変換部材４０Ｂを接合した光学部材２０Ｂを一直線状に配置した組を、平行に２組配置した例を示している。この図において、発光装置１０Ａ、１０Ｂ、第一波長変換部材、第二波長変換部材４０Ａ、４０Ｂ、光学部材２０Ａ、２０Ｂは、実施形態１の発光装置１０の発光装置１０、第一波長変換部材３０、第二波長変換部材４０、光学部材２０と同じ部材である。また、この図において、上述した実施形態１と同じ部材については、同じ符号を付して詳細説明を適宜省略する。このように複数の発光素子１０Ａ、１０Ｂ、第一波長変換部材３０、第二波長変換部材４０を接合した光学部材２０Ａ、２０Ｂを用いることで、発光装置５００の出力光の光量を高めることができる。また、発光素子１０Ａ、１０Ｂ、第一波長変換部材３０、第二波長変換部材４０を接合した光学部材２０Ａ、２０Ｂで構成される各組で混色される出力光の発光色を、同じとする他、組毎に異なる発光色としてもよい。これにより、組毎に点灯を切り替えて、異なる発光色に発光させることの可能な発光装置を構成できる。
【0069】
さらに、複数の部材を組み合わせる例において、発光素子、波長変換部材を接合した光学部材の使用数を等しくする必要はなく、任意の数としてもよい。例えば波長変換部材の変換効率に応じて、ある組においては励起用の発光素子の数を増やすことができる。
【0070】
本発明は、以下のような態様で実施することもできる。
【0071】
［項１］
第一の光を出射する発光素子と、
前記第一の光と、前記第一の光を受けて波長変換した光とを出射する光取り出し面を有する波長変換ユニットと、
を備える発光装置であって、
前記波長変換ユニットは、
第一面と、
第二面と、
前記第一の光を部分的に反射し、かつ、部分的に透過する光学作用層と、
を有する光学部材と、
前記第一面側に設けられ、前記光学作用層を反射した前記第一の光を受けて波長変換した第二の光を発する第一波長変換部材と、
前記第二面側に設けられ、前記光学作用層を透過した前記第一の光を受けて波長変換した第三の光を発する第二波長変換部材と、
を備え、
前記波長変換ユニットは、前記光学作用層によって透過された前記第一の光、前記第二の光、及び、前記第三の光を前記光取り出し面から出射させるよう構成してなる発光装置。
第一の光を出射する発光素子と、
前記第一の光と、前記第一の光を受けて波長変換した光とを出射する光取り出し面を有する波長変換ユニットと、
を備える発光装置であって、
前記波長変換ユニットは、
第一面と、
第二面と、
前記第一の光を部分的に反射し、かつ、部分的に透過する光学作用層と、
を有する光学部材と、
前記第一面側に設けられ、前記光学作用層を反射した前記第一の光を受けて波長変換した第二の光を発する第一波長変換部材と、
前記第二面側に設けられ、前記光学作用層を透過した前記第一の光を受けて波長変換した第三の光を発する第二波長変換部材と、
を備え、
前記波長変換ユニットは、前記光学作用層によって透過された前記第一の光、前記第二の光、及び、前記第三の光を前記光取り出し面から出射させるよう構成してなる発光装置。
【0072】
［項２］
項１に記載の発光装置であって、
前記光学部材は、前記光取り出し面を有し、
前記光学作用層によって反射され、更に前記光学作用層を透過した第一成分と、
前記光学作用層を透過し、更に前記光学作用層によって反射された第二成分と、
を含む前記第一の光を前記光取り出し面から出射させるよう構成してなる発光装置。
項１に記載の発光装置であって、
前記光学部材は、前記光取り出し面を有し、
前記光学作用層によって反射され、更に前記光学作用層を透過した第一成分と、
前記光学作用層を透過し、更に前記光学作用層によって反射された第二成分と、
を含む前記第一の光を前記光取り出し面から出射させるよう構成してなる発光装置。
【0073】
［項３］
項１又は２に記載の発光装置であって、
前記光学部材は、さらに、
前記第一面の反対側にある第三面と、
前記第二面の反対側にある第四面と
を備え、
前記第一面は、第一方向に延びる平面であり、前記第一面に、前記第一波長変換部材を配置し、
前記第二面は、前記第一方向に交差する第二方向に延びる平面であり、前記第二面に、前記第二波長変換部材を配置しており、
前記第三面を、前記光取り出し面とし、
前記第四面を、前記発光素子と対向させる発光装置。
上記構成により、第一波長変換部材に対しては、光学作用層を介して第一の光のみを照射し、第三の光のような必要以上の光を照射せずに済むため、第一波長変換部材の発光効率を高く保つことが可能となる。
項１又は２に記載の発光装置であって、
前記光学部材は、さらに、
前記第一面の反対側にある第三面と、
前記第二面の反対側にある第四面と
を備え、
前記第一面は、第一方向に延びる平面であり、前記第一面に、前記第一波長変換部材を配置し、
前記第二面は、前記第一方向に交差する第二方向に延びる平面であり、前記第二面に、前記第二波長変換部材を配置しており、
前記第三面を、前記光取り出し面とし、
前記第四面を、前記発光素子と対向させる発光装置。
上記構成により、第一波長変換部材に対しては、光学作用層を介して第一の光のみを照射し、第三の光のような必要以上の光を照射せずに済むため、第一波長変換部材の発光効率を高く保つことが可能となる。
【0074】
［項４］
項１～３のいずれか一に記載の発光装置であって、
前記第二の光が、前記第三の光よりも長波長である発光装置。
上記構成により、長波長側の第一波長変換部材を放熱し易くして、長寿命化または高出力化を図ることができる。
項１～３のいずれか一に記載の発光装置であって、
前記第二の光が、前記第三の光よりも長波長である発光装置。
上記構成により、長波長側の第一波長変換部材を放熱し易くして、長寿命化または高出力化を図ることができる。
【0075】
［項５］
項１～４のいずれか一に記載の発光装置であって、
前記光学作用層が、青色光の波長域の光を５０％以上透過させる発光装置。
項１～４のいずれか一に記載の発光装置であって、
前記光学作用層が、青色光の波長域の光を５０％以上透過させる発光装置。
【0076】
［項６］
項１～５のいずれか一に記載の発光装置であって、
前記光学作用層が、少なくとも５００ｎｍ～５６０ｎｍの波長域の光を反射させ、少なくとも４３０ｎｍ～４８０ｎｍの波長域の光を５０％以上透過させる発光装置。
項１～５のいずれか一に記載の発光装置であって、
前記光学作用層が、少なくとも５００ｎｍ～５６０ｎｍの波長域の光を反射させ、少なくとも４３０ｎｍ～４８０ｎｍの波長域の光を５０％以上透過させる発光装置。
【0077】
［項７］
項１～３のいずれか一に記載の発光装置であって、
前記第二の光が、前記第三の光よりも短波長である発光装置。
項１～３のいずれか一に記載の発光装置であって、
前記第二の光が、前記第三の光よりも短波長である発光装置。
【0078】
［項８］
項７のいずれか一に記載の発光装置であって、
前記光学作用層が、青色光の波長域の光を５０％以下透過させる発光装置。
項７のいずれか一に記載の発光装置であって、
前記光学作用層が、青色光の波長域の光を５０％以下透過させる発光装置。
【0079】
［項９］
項７又は８のいずれか一に記載の発光装置であって、
前記光学作用層が、少なくとも４３０ｎｍ～４８０ｎｍの波長域の光を５０％以下透過させ、少なくとも５００ｎｍ～５６０ｎｍの波長域の光を８０％以上透過させ、少なくとも５６０ｎｍ以上の波長域の光を９５％以上反射させるよう構成してなる発光装置。
項７又は８のいずれか一に記載の発光装置であって、
前記光学作用層が、少なくとも４３０ｎｍ～４８０ｎｍの波長域の光を５０％以下透過させ、少なくとも５００ｎｍ～５６０ｎｍの波長域の光を８０％以上透過させ、少なくとも５６０ｎｍ以上の波長域の光を９５％以上反射させるよう構成してなる発光装置。
【0080】
［項１０］
項１～９のいずれか一項に記載の発光装置であって、さらに、
前記発光素子及び前記波長変換ユニットが載置される載置面を有し、前記発光素子及び前記光学部材を封止空間に収容するパッケージ備える発光装置。
項１～９のいずれか一項に記載の発光装置であって、さらに、
前記発光素子及び前記波長変換ユニットが載置される載置面を有し、前記発光素子及び前記光学部材を封止空間に収容するパッケージ備える発光装置。
【0081】
［項１１］
項１０に記載の発光装置であって、さらに、
前記第二波長変換部材の、前記光学部材の第二面側に対向する面と反対側の面を支持し、かつ、前記パッケージに接合される支持基板を備える発光装置。
上記構成により、第一波長変換部材をパッケージと広い面積で熱結合して放熱性を向上させると共に、第二波長変換部材については、その背面側を支持基板で支持し、さらに支持基板をパッケージと熱結合状態とすることで、その放熱性を担保できる。
項１０に記載の発光装置であって、さらに、
前記第二波長変換部材の、前記光学部材の第二面側に対向する面と反対側の面を支持し、かつ、前記パッケージに接合される支持基板を備える発光装置。
上記構成により、第一波長変換部材をパッケージと広い面積で熱結合して放熱性を向上させると共に、第二波長変換部材については、その背面側を支持基板で支持し、さらに支持基板をパッケージと熱結合状態とすることで、その放熱性を担保できる。
【0082】
［項１２］
項１に記載の発光装置であって、
前記光学部材は、さらに、前記光学作用層を透過した前記第一の光を反射する反射層を備え、
前記第二面は、前記第一面と同じ平面上にあり、
前記第二波長変換部材は、前記反射層によって反射された前記第一の光を受けて波長変換した前記第三の光を発するよう構成してなる発光装置。
上記構成により、光学作用層で第二の光を光取り出し面に集める一方で、反射層で第一の光と第三の光を光取り出し面に集めつつ、第一波長変換部材と第二波長変換部材を同一平面に配置することで放熱構造を採り易くなり、長寿命化または高出力化を図ることができる。
項１に記載の発光装置であって、
前記光学部材は、さらに、前記光学作用層を透過した前記第一の光を反射する反射層を備え、
前記第二面は、前記第一面と同じ平面上にあり、
前記第二波長変換部材は、前記反射層によって反射された前記第一の光を受けて波長変換した前記第三の光を発するよう構成してなる発光装置。
上記構成により、光学作用層で第二の光を光取り出し面に集める一方で、反射層で第一の光と第三の光を光取り出し面に集めつつ、第一波長変換部材と第二波長変換部材を同一平面に配置することで放熱構造を採り易くなり、長寿命化または高出力化を図ることができる。
【0083】
［項１３］
項１に記載の発光装置であって、
前記第二波長変換部材は、前記光学部材の第二面側に対向する面と反対側の面を前記光取り出し面とする発光装置。
項１に記載の発光装置であって、
前記第二波長変換部材は、前記光学部材の第二面側に対向する面と反対側の面を前記光取り出し面とする発光装置。
【0084】
［項１４］
項１～１３のいずれか一項に記載の発光装置であって、
前記発光素子が、半導体レーザである発光装置。
項１～１３のいずれか一項に記載の発光装置であって、
前記発光素子が、半導体レーザである発光装置。
【産業上の利用可能性】
【0085】
各実施形態に記載の発光装置は、スマートライトや間接照明などの照明器具、車載ヘッドライト、ヘッドマウントディスプレイ、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】
【0086】
１００、２００、３００、３００’、４００、５００…発光装置
２、２Ｂ、２Ｄ…波長変換ユニット
１０、１０Ａ、１０Ｂ…発光素子
１１…第一光出射面
１５…サブマウント
２０、２０Ｃ、２０Ｃ’、２０Ｄ…光学部材
２１…第一面
２２…第二面
２３…第三面
２４…第四面
２５…第五面
２６…第六面
２７、２７Ｃ、２７Ｄ…光学作用層
２８…第一光学作用層
２９…第二光学作用層
３０、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄ…第一波長変換部材
４０、４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ、４０Ｄ…第二波長変換部材
５０、５０Ｄ…パッケージ
５１、５１Ｄ…蓋部
５２、５２Ｄ…基部
５３…実装基板
５４…枠部材
５５…支持基板
６０…反射層
７０…反射透過膜
８０…反射膜
８１…第一反射膜
８２…第二反射膜
８３…第三反射膜
９１０…光源側組立体
９２７Ａ…青光反射のダイクロイックミラー
９２７Ｂ…緑光反射のダイクロイックミラー
９３０Ｒ…赤発光の蛍光物質
９３０Ｇ…緑発光の蛍光物質
９３０Ｂ…青発光の蛍光物質
９３１Ｒ…赤光発光部
９３１Ｇ…緑光発光部
９３１Ｂ…青光発光部
ＬＴ１、ＬＴ１Ｃ、ＬＴ１Ｄ…第一の光
ＬＴ１－Ｐ１、ＬＴ１－Ｐ１Ｃ、ＬＴ１－Ｐ１Ｄ…残りの反射光
ＬＴ１－Ｐ２、ＬＴ１－Ｐ２Ｃ、ＬＴ１－Ｐ２Ｄ…一部の反射光
ＬＴ１－Ｐ３、ＬＴ１－Ｐ３Ｃ、ＬＴ１－Ｐ３Ｄ…透過光
ＬＴ１－Ｐ４、ＬＴ１－Ｐ４Ｃ…残りの透過光
ＬＴ１－１、ＬＴ１－１Ｃ、ＬＴ１－２Ｃ、ＬＴ１－１Ｄ…第一成分
ＬＴ１－２、ＬＴ１－２Ｃ、ＬＴ１－２Ｄ…第二成分
ＬＴ２、ＬＴ２Ｃ、ＬＴ２Ｄ…第二の光
ＬＴ３、ＬＴ３Ｃ、ＬＴ３Ｄ…第三の光
２、２Ｂ、２Ｄ…波長変換ユニット
１０、１０Ａ、１０Ｂ…発光素子
１１…第一光出射面
１５…サブマウント
２０、２０Ｃ、２０Ｃ’、２０Ｄ…光学部材
２１…第一面
２２…第二面
２３…第三面
２４…第四面
２５…第五面
２６…第六面
２７、２７Ｃ、２７Ｄ…光学作用層
２８…第一光学作用層
２９…第二光学作用層
３０、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄ…第一波長変換部材
４０、４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ、４０Ｄ…第二波長変換部材
５０、５０Ｄ…パッケージ
５１、５１Ｄ…蓋部
５２、５２Ｄ…基部
５３…実装基板
５４…枠部材
５５…支持基板
６０…反射層
７０…反射透過膜
８０…反射膜
８１…第一反射膜
８２…第二反射膜
８３…第三反射膜
９１０…光源側組立体
９２７Ａ…青光反射のダイクロイックミラー
９２７Ｂ…緑光反射のダイクロイックミラー
９３０Ｒ…赤発光の蛍光物質
９３０Ｇ…緑発光の蛍光物質
９３０Ｂ…青発光の蛍光物質
９３１Ｒ…赤光発光部
９３１Ｇ…緑光発光部
９３１Ｂ…青光発光部
ＬＴ１、ＬＴ１Ｃ、ＬＴ１Ｄ…第一の光
ＬＴ１－Ｐ１、ＬＴ１－Ｐ１Ｃ、ＬＴ１－Ｐ１Ｄ…残りの反射光
ＬＴ１－Ｐ２、ＬＴ１－Ｐ２Ｃ、ＬＴ１－Ｐ２Ｄ…一部の反射光
ＬＴ１－Ｐ３、ＬＴ１－Ｐ３Ｃ、ＬＴ１－Ｐ３Ｄ…透過光
ＬＴ１－Ｐ４、ＬＴ１－Ｐ４Ｃ…残りの透過光
ＬＴ１－１、ＬＴ１－１Ｃ、ＬＴ１－２Ｃ、ＬＴ１－１Ｄ…第一成分
ＬＴ１－２、ＬＴ１－２Ｃ、ＬＴ１－２Ｄ…第二成分
ＬＴ２、ＬＴ２Ｃ、ＬＴ２Ｄ…第二の光
ＬＴ３、ＬＴ３Ｃ、ＬＴ３Ｄ…第三の光
【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】
【図18】
【図19】