(57)【要約】【課題】より良好な放熱を実現し得る発光モジュールを提供することを目的とする。【解決手段】レーザ素子と、前記レーザ素子の上方に配置され、蛍光体を含有する波長変換部材と、基部及び前記基部から上方に向かって延伸する側壁を有し、前記レーザ素子を収容するパッケージとを含む半導体レーザ装置ならびに複数の放熱部材を有し、前記複数の放熱部材によって前記パッケージの側壁を挟む放熱部材群を備える発光モジュール。【選択図】図１Ａ
2019009174.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ素子と、
前記レーザ素子の上方に配置され、蛍光体を含有する波長変換部材と、
基部及び前記基部から上方に向かって延伸する側壁を有し、前記レーザ素子を収容するパッケージとを含む半導体レーザ装置、ならびに、
複数の放熱部材を有し、前記複数の放熱部材によって前記パッケージの側壁を挟む放熱部材群を備えることを特徴とする発光モジュール。
【請求項２】
前記複数の放熱部材それぞれは、上面視において、全体として前記パッケージを包囲する凹部を有する請求項１に記載の発光モジュール。
【請求項３】
上面視において、前記パッケージの側壁の外縁は、円形状である請求項２に記載の発光モジュール。
【請求項４】
上面視において、前記凹部は、前記パッケージの側壁の外縁と実質的に中心を同じくする円形状である請求項３に記載の発光モジュール。
【請求項５】
上面視において、前記凹部は、前記パッケージの側壁の外縁と実質的に中心を同じくする多角形状である請求項３に記載の発光モジュール。
【請求項６】
前記複数の放熱部材それぞれは、放熱フィンの形状を有する請求項１〜５のいずれか１項に記載の発光モジュール。
【請求項７】
前記複数の放熱部材それぞれは、前記側壁の上端と同等またはそれよりも低い位置に上端を有する請求項１〜６のいずれか１項に記載の発光モジュール。
【請求項８】
前記放熱部材群は、２つの前記放熱部材からなり、
前記２つの放熱部材は、ネジによって互いに前記パッケージの側壁を挟んで固定されている請求項１〜７のいずれか１項に記載の発光モジュール。
【請求項９】
さらに、前記基部に接続される第２の放熱部材を備える請求項１〜８のいずれか１項に記載の発光モジュール。
【請求項１０】
前記放熱部材群は、前記第２の放熱部材にネジによって固定されている請求項９に記載の発光モジュール。
【請求項１１】
前記パッケージは、側方に突出した突出部を備え、
前記パッケージの突出部が、前記複数の放熱部材それぞれによって前記第２の放熱部材側に押圧されることにより、前記半導体レーザ装置が前記第２の放熱部材に固定されている請求項９又は１０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、発光モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ステム及びホルダ等により構成されたパッケージに収容された半導体レーザ素子と、ホルダによって支持され、半導体レーザ素子から出射されるレーザ光の経路上に配置された波長変換部とが組み合わせられた半導体レーザ装置が提案されている。
電圧印加により半導体レーザ素子が発熱するため、この熱を放散できるように、このような半導体レーザ装置に対しては、種々の放熱手段が施されている（特許文献１等）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−００７３６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、半導体レーザ装置の駆動時においては、半導体レーザ素子のみならず、半導体レーザ素子からのレーザ光が照射される波長変換部も発熱する。この熱の放散もステムに接触されたヒートシンクによって行おうとすると、放熱経路を構成するホルダやステム等の熱抵抗が高いほど、また放熱経路の距離が長いほど、放熱性が低下する。そして、これに起因して、波長変換部での発光効率が低下することがある。そこで、本発明は、より良好な放熱を実現し得る発光モジュール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】
【０００５】
本発明の一実施形態の発光モジュールは、
レーザ素子と、
前記レーザ素子の上方に配置され、蛍光体を含有する波長変換部材と、
基部及び該基部から上方に向かって延伸する側壁を有し、前記レーザ素子を収容するパッケージとを含む半導体レーザ装置、ならびに、
複数の放熱部材を有し、前記複数の放熱部材によって前記パッケージの側壁を挟む放熱部材群を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の一実施形態の発光モジュールによれば、より良好な放熱を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１Ａ】本発明の発光モジュールの一実施形態を示す概略平面図である。
【図１Ｂ】図１ＡのＩＢ−ＩＢ線断面図である。
【図１Ｃ】図１ＡのＩＣ−ＩＣ線断面図である。
【図１Ｄ】図１ＡのＩＤ−ＩＤ線断面図である。
【図１Ｅ】図１ＡのＩＥ−ＩＥ線断面図である。
【図１Ｆ】図１Ａの発光モジュールの分解概略平面図である。
【図１Ｇ】図１ＦのＩＧ−ＩＧ線断面図である。
【図１Ｈ】図１ＦのＩＨ−ＩＨ線断面図である。
【図１Ｉ】図１ＦのＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図１Ｊ】図１Ａの一部拡大図である。
【図２】図１Ａの発光モジュールに搭載された半導体レーザ装置の概略断面図である。
【図３Ａ】別の発光モジュールにおける放熱部材の凹部近傍の概略平面拡大図である。
【図３Ｂ】さらに別の発光モジュールにおける放熱部材の凹部近傍の概略平面拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、発明の実施の形態について適宜図面を参照して説明する。ただし、以下に説明する発光モジュールは、本発明の技術思想を具体化するためのものであって、特定的な記載がない限り、本発明を以下のものに限定しない。また、一の実施の形態において説明する内容は、他の実施の形態にも適用可能である。
各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため、誇張していることがある。
【０００９】
実施形態１
この実施形態１の発光モジュールは、図１Ａ〜図１Ｊに示すように、半導体レーザ装置１０と、放熱部材群とを備える。放熱部材群は、複数の放熱部材２Ａを有し、これらが半導体レーザ装置１０を挟んで配置されている。
【００１０】
近年、半導体レーザ装置は、高強度の光を出射するために、各種放熱対策が採られている。特に、直接レーザ光が照射され、発熱する波長変換部は、放熱性が良好な保持部材で取り囲んで、放熱性を向上させる必要がある。そのためには、波長変換部材及び保持部材の材料のみならず、これらの部材の形状等を工夫して、これらの部材からの放熱経路を確保することが効果的である。
そこで、本実施形態においては、半導体レーザ装置を構成する各種部材の材料及び形状のみならず、放熱部材を、半導体レーザ装置の発熱部位を取り囲むように配置し、さらなる放熱経路を効果的に与えることに加えて、半導体レーザ装置における波長変換部材又はその近傍の部材に対して、放熱部材を近接又は接触させることとした。車載用ヘッドライト等の用途にはより一層の高出力が求められているが、そのような構成により、波長変換部材が発熱しても、その熱を、効率的に外部に放出することができ、波長変換部材における発光効率の低下の可能性を低減することが可能となる。
【００１１】
〔半導体レーザ装置１０〕
半導体レーザ装置１０は、図２に示すように、レーザ素子１２と、レーザ素子１２の上方に配置され、蛍光体を含有する波長変換部材１５と、レーザ素子１２を収容するパッケージ１８とを含む。なお、本実施形態において、基部１１がある側を下とし、波長変換部材１５がある側を上とする。
【００１２】
（レーザ素子１２）
レーザ素子１２は、レーザ光を発振するものであり、ｎ型半導体層と、ｐ型半導体層と、それらの間に配置された活性層とを有する。レーザ素子１２が出射するレーザ光を、後述する波長変換部材１５に含有される蛍光体を励起する励起光として利用する。レーザ素子１２としては、好ましくは３２０ｎｍ〜５３０ｎｍ、さらに好ましくは４００ｎｍ〜４７０ｎｍの範囲にピーク波長を有するレーザ光を発振するものを用いることができる。このようなレーザ素子１２としては、ＩＩＩ族窒化物半導体を用いて形成される半導体レーザ素子が挙げられる。蛍光体としてＹＡＧ蛍光体を用いる場合は、４２０ｎｍ〜４７０ｎｍの範囲にピーク波長を有するレーザ光を発振するレーザ素子１２を用いることが好ましい。
【００１３】
（パッケージ１８）
パッケージ１８は、基部１１と、レーザ素子１２を収容する空間を取り囲む側壁１３を備える。基部１１は、側壁１３の一端に配置される。言い換えると、基部１１から上方に向かって側壁１３が延伸している。
【００１４】
（基部１１）
基部１１は、レーザ素子１２を支持する部材であり、レーザ素子１２を適所に固定するために用いられる。基部１１は、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｏ、Ａｌ、Ｆｅからなる群より選択される一種を含む金属等によって形成することができる。基部１１を構成する主材料としては、例えば、Ｆｅを主成分とする材料であるステンレス鋼、コバール、Ｆｅ−Ｎｉ合金、Ｆｅ等が挙げられる。基部１１は、少なくとも後述する側壁１３と接する部分は金属により構成するのが好ましい。これにより、基部１１と側壁１３とを溶接により、強固に連結させることができる。なかでも、基部１１は、熱伝導性が良好な材料からなることが好ましい。ここで、熱伝導率が良好とは、熱伝導率が数Ｗ／ｍ・ｋ以上のものが好ましく、１０Ｗ／ｍ・ｋ以上がより好ましく、２５Ｗ／ｍ・ｋ以上がさらに好ましい。基部１１は、耐熱性の良好な材料からなることが好ましい。ここで、耐熱性が良好とは、融点が数百℃以上のものが好ましく、１０００℃以上がより好ましい。
【００１５】
基部１１の形状としては、円柱、楕円柱、直方体、立方体等の多角柱又はこれらに近似する柱状のものが挙げられる。基部１１の大きさ及び形状としては、例えば、３ｍｍ〜１１ｍｍ程度の直径の円形で平板状のもの、このような平板の上面に凹部及び／又は凸部が設けられたもの等が挙げられる。厚みとしては、０．５ｍｍ〜５ｍｍ程度が挙げられる。
基部１１には、外部電源と接続するためのリード２１を設けることができる。
【００１６】
基部１１は、一体的に又は別体で形成された凸部を有することができる。凸部の側面に、例えばサブマウント１９を介してレーザ素子１２を載置することができる。サブマウント１９としては熱伝導率の高い材料を用いるのが好ましい。これにより、レーザ素子１２からの熱を放散しやすくなる。サブマウント１９としては、ＡｌＮ、ＳｉＣ等を用いることができる。
【００１７】
（側壁１３）
側壁１３は、図２に示すように、半導体レーザ装置１０において、基部１１に固定されている。発振ピーク波長が３２０〜５３０ｎｍの範囲にある短波長のレーザ光を出射するレーザ素子を用いる場合、出射するレーザ光のエネルギーが高く光密度が高いため、集塵を発生させやすい。このため、レーザ素子１２は気密封止されることが好ましい。例えば、レーザ素子１２は基部１１と蓋部１６によって気密封止される。さらに、半導体レーザ装置内の防塵性を高めるために、側壁１３がレーザ素子１２を取り囲むように配置されている。
【００１８】
側壁１３は、金属によって形成することができる。例えば、上述した基部１１に対する固定、特に、溶接が可能な材料を用いるのが好ましい。そのような材料としては、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｏ、Ａｌ、Ｆｅからなる群より選択される一種を含む金属が挙げられる。なかでもＦｅを主成分とする材料からなるのが好ましく、ステンレス鋼、コバール、Ｆｅ−Ｎｉ合金、Ｆｅ等からなるものがより好ましい。なかでも、側壁１３は、熱伝導性が良好な材料からなることが好ましく、耐熱性の良好な材料からなることが好ましい。
本願において溶接とは、２つの部材の接合部分が連続性を有して一体化されていることを意味する。
【００１９】
側壁１３の他端には、波長変換部材１５を支持する保持部材１４を配置することができる。保持部材１４を支持及び固定するために、側壁１３の他端は、基部１１に対面するように側面から内側へ延伸する上面部１３Ｂを有していてもよい。上面部１３Ｂには、例えば、レーザ素子１２から出射される光が通過し得る貫通孔１３Ｃが、その中央付近に配置されている。貫通孔１３Ｃの大きさは、例えば、０．２ｍｍ〜３．５ｍｍが挙げられる。貫通孔１３Ｃは、レンズ２０として集光レンズを用いる場合は、レーザ光のビーム形状に沿うように下方から上方に向かって狭まる形状が挙げられる。
【００２０】
側壁１３の外縁は、上面視で、円、多角形等の形状とすることができる。
本実施形態では、側壁１３は、その下端部において、基部１１の側面及び上面に沿って内側に突出する突出面１３Ｅをその内側に有する。また、側壁１３は、その下側部分において、側方に突出する突出部１３Ｆをその外側に有する。この突出面１３Ｅによって、基部１１との位置合わせを容易とすることができ、また、突出部１３Ｆによって、後述する放熱部材群２との接触面積及び固定強度を確保することができる。
【００２１】
上面部１３Ｂは、平坦面であることが好ましく、特に、上述した基部１１の下面に対して平行であることが好ましい。これにより、波長変換部材１５を上面部１３Ｂに固定しやすい。
【００２２】
レーザ素子１２と、後述する波長変換部材１５との間に、例えば、レーザ光を集光させることのできるレンズ２０などの光学部材を設けてもよい。これにより、レーザ素子１２からの光を波長変換部材１５に入射させやすくなる。
レンズ２０などの光学部材は側壁１７に設けてもよい。本実施形態では、蓋部１６を構成する側壁１７に突出部１７ａを設け、これにレンズ２０を固定している。
【００２３】
（保持部材１４）
保持部材１４は、波長変換部材１５を保持するための部材である。
保持部材１４は、図２に示すように、側壁１３の上面部１３Ｂに固定されている。保持部材１４は、上面部１３Ｂの貫通孔１３Ｃの上方において、貫通孔１４Ｃを有する。この貫通孔１４Ｃ内に、波長変換部材１５を固定する。貫通孔１４Ｃの径は、貫通孔１３Ｃの径よりも小さくすることができる。
【００２４】
保持部材１４は、光を吸収しにくい、光反射性の材料からなることが好ましい。ここで光反射性とは、波長変換部材１５からの光を好ましくは６０％以上、より好ましくは７０％以上、さらに好ましくは８０％以上反射する材料である。また、保持部材１４は、熱伝導性が良好な材料からなることが好ましく、耐熱性の良好な材料からなることが好ましい。
【００２５】
保持部材１４の材料としては、セラミックス、金属又はセラミックス及び金属の複合体等が挙げられ、好ましくはセラミックスである。一般的に、セラミックスは熱伝導率が良好で、熱による膨張／収縮が小さいためである。セラミックスとしては、高熱伝導率で光反射率の高い酸化アルミニウム又は窒化アルミニウムを主成分とする材料により形成されたものが好ましい。
【００２６】
保持部材１４の形状としては、例えば、平板状、凸部を有する板状等が挙げられる。
保持部材１４は、強度を考慮すると、０．２０ｍｍ程度以上の厚みを有することが好ましく、半導体レーザ装置１０の小型化を考慮すると、２ｍｍ程度以下の厚みを有することが好ましい。
【００２７】
貫通孔１４Ｃの上面視の形状としては、円形、楕円形、三角形及び四角形等の多角形が挙げられる。
本実施形態では、貫通孔１４Ｃは平面視で円形状である。保持部材１４における貫通孔１４Ｃの形状は、柱状、錐台形状又はこれらを組み合わせた形状を選択することができる。
貫通孔１４Ｃの大きさは、例えば、レーザ素子１２から出射される光を１本以上通過させる大きさとすることができる。具体的には、レーザ素子１２の種類にもよるが、直径又は幅が０．１０〜６．５ｍｍの範囲とすることができる。
【００２８】
保持部材１４は、直接又は他の部材を介して、側壁１３及び／又はその上面部１３Ｂに、溶接又は半田付け等によって固定することができる。
本実施形態では、保持部材１４には、波長変換部材１５からの放熱性を考慮してセラミックスからなるものを用いており、側壁１３には金属からなるものを用いている。この場合、保持部材１４は、側壁１３の上面部１３Ｂに、半田等の接着剤を用いて固定することができる。側壁１３に溶接された金属製の蓋によって保持部材１４の上面を下方へ押さえることにより保持部材１４を側壁１３に対して固定してもよい。
【００２９】
（波長変換部材１５）
波長変換部材１５は、蛍光体を含有する。波長変換部材１５としては、例えば、透光性の母材に蛍光体を分散させた焼結体や、実質的に蛍光体のみからなる焼結体、蛍光体の単結晶などが挙げられる。焼結体の形成には焼結助剤を用いてもよい。透光性の母材及び焼結助剤は、無機材料が好ましい。放熱性、耐光性、及び耐熱性を考慮して、透光性の母材としては、例えば、酸化アルミニウムを用いることができる。
【００３０】
蛍光体としては、レーザ素子１２からのレーザ光に励起されて、異なる波長の光に波長変換するものが選択される。蛍光体の種類は、用いるレーザ光の波長、得ようとする光の色などを考慮して、選択することができる。例えば、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）、ユウロピウム及び／又はクロムで賦活された窒素含有アルミノ珪酸カルシウム（ＣａＯ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２）、ユウロピウムで賦活されたシリケート（（Ｓｒ，Ｂａ）２ＳｉＯ４）、αサイアロン蛍光体、βサイアロン蛍光体、ＫＳＦ系蛍光体（Ｋ２ＳｉＦ６：Ｍｎ）などが挙げられる。なかでも、耐熱性の高いＹＡＧ蛍光体を用いることが好ましい。波長変換部材１５を多層構造とする場合は、最も下層をＹＡＧ蛍光体含有層とすることが好ましい。
【００３１】
波長変換部材１５の厚みは、例えば、０．０１ｍｍ〜１ｍｍ程度が挙げられ、０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍ程度が好ましい。
本実施形態では、白色発光の半導体レーザ装置１０を得るために、レーザ素子１２として青色発光の半導体レーザ素子を用い、波長変換部材１５として、セリウムで賦活されたＹＡＧ蛍光体と酸化アルミニウムとの焼結体と、その上に配置された赤色発光の蛍光体を含有したガラスとを用いている。これにより、演色性に優れた白色光を得ることができる。
【００３２】
波長変換部材１５は、レーザ素子１２のレーザ光の光路に配置されており、例えば、レーザ素子１２の上方に配置されている。また、保持部材１４を利用する場合には、保持部材１４の貫通孔１４Ｃ内に配置される。
保持部材１４への波長変換部材１５の固定は、例えば、ガラス等を溶融させて、両者を融着することにより行うことができる。図２に示すように、波長変換部材１５は、例えば保持部材１４を介して側壁１３と接続されているため、側壁１３が波長変換部材１５の熱の放熱経路となる。したがって、後述するように放熱部材２Ａによって側壁１３からの熱を放散することにより、波長変換部材１５の温度上昇を低減することができる。
【００３３】
〔放熱部材群〕
図１Ａ〜１Ｊに示すように、放熱部材群は、複数の放熱部材２Ａを有する。これらの複数の放熱部材２Ａは、一体となって、半導体レーザ装置１０のパッケージ１８の側壁１３を挟むように配置されている。この場合、放熱部材２Ａは、それぞれ、側壁１３の外側面に近接又は接触して配置されている。これによって、半導体レーザ装置１０で発生する熱を効率的に放出させることができる。その結果、波長変換部材１５の熱による劣化を低減することができるので、蛍光体の発光効率の低下を低減することができる。
図１Ａ、１Ｄ、１Ｊに示すように、放熱部材２Ａは、それぞれ、側壁１３の外側面の一部に接触して配置されることが好ましい。図１Ａ及び１Ｊにおいて、放熱部材２Ａは、それぞれ、側壁１３の一部で接触して配置されている。具体的には、図１Ａ及び１Ｊにおける上側の放熱部材２Ａの凹部２Ａａの上端及びその付近と、下側の放熱部材２Ａの凹部２Ａａの下端及びその付近との、合計２箇所で接触して配置されている。図１Ｄに示すように、側壁１３の高さ方向では、それぞれの接触箇所において、突出部１３Ｆから上端までの略全部において放熱部材２Ａが接触して配置されている。図１Ａ及び１Ｊに示すように、上面視において、凹部２Ａａの形状を半導体レーザ装置１０の側壁１３の外縁が成す形状と実質的に同じ形状とする場合は、半導体レーザ装置１０のサイズが設計値からずれたとしても複数の放熱部材２Ａによって確実に挟み込むことができるように、凹部２Ａａの形状の方をやや大きくすることが好ましい。
【００３４】
放熱部材群は、例えば、２つの放熱部材２Ａ又は３つ以上の放熱部材２Ａが一体的に組み合わせられて、全体として柱状等の形状を有しているものが好ましい。放熱部材２Ａは、上面視において、半導体レーザ装置１０のパッケージ１８を包囲するために、パッケージ１８の形状に対応した凹部２Ａａを有していることが好ましい。すなわち、図１Ａに示すように、複数の放熱部材２Ａによって、全体として、パッケージ１８の形状に対応した凹部を構成するように配置されていてもよい。複数の放熱部材２Ａを、半導体レーザ装置１０に適用する場合の複数の凹部２Ａａの上面視の形状は、全体として半導体レーザ装置１０のパッケージ１８の上面視形状に対応した形状とすることができる。例えば、円形、楕円形、正方形又は正六角形等の多角形又は正多角形とすることができる。なかでも、上面視、パッケージ１８の側壁１３の外縁が成す形状と実質的に中心を同じくする円形状又は多角形状（例えば、正多角形状）であることがより好ましい。なお、「円形」や「円形状」とは円形を目標形状として作製した形状を指し、厳密な円形とはやや異なる形状であってもよい。楕円形や多角形等についても同様である。例えば、正六角形の場合は、角が丸みを帯びていてもよい。
本実施形態では、図１Ａに示すように、パッケージ１８の側壁１３の外縁は上面視で円形であり、放熱部材の凹部２Ａａの上面視の形状は、それぞれ、側壁１３の外縁よりも直径の大きな円の円周の一部である。そして、凹部２Ａａがそれぞれ側壁１３に接触するまで２つの放熱部材２Ａを接近させている。この結果、複数の凹部２Ａａが全体として成す形状は、側壁１３の外縁と中心を同じくする円と略同じである。
上面視における放熱部材２Ａの凹部２Ａａは、パッケージ１８の側壁１３と接触していなくてもよいが、側壁１３からの熱を放熱部材２Ａへ効率的に伝えるためには、凹部２Ａａの側壁１３からの離間距離は５０μｍ以下であることが好ましい。また、凹部２Ａａの少なくとも一部が側壁１３から離間している場合は、その隙間に、凹部２Ａａと側壁１３とを熱的に接続する放熱グリスや放熱シートを配置することが好ましい。これにより、凹部２Ａａが側壁１３から離間している場合であっても効率的に放熱することが可能である。
【００３５】
凹部２Ａａは、図１Ｂに示すように、その下方において、凹み２Ａａａを有することが好ましい。そして、凹み２Ａａａを設ける位置は、凹部２Ａａ内に配置される半導体レーザ装置１０の突出部１３Ｆの位置に対応させることが好ましい。これらの突出部１３Ｆ及び凹み２Ａａａによって、後述するように、放熱部材２Ａを、第２の放熱部材２Ｂにネジ２４等によって固定した場合に、突出部１３Ｆの上面を放熱部材２Ａの凹み２Ａａａの部分によって下方へ押圧することができる。これにより、半導体レーザ装置１０のパッケージ１８が第２の放熱部材２Ｂ側に押圧されるので、半導体レーザ装置１０を放熱部材２Ａ及び第２の放熱部材２Ｂに固定することができる。このように、半導体レーザ装置１０を、放熱部材２Ａ及び第２の放熱部材２Ｂに密着させることができるために、より一層効率的な放熱経路を確保することができる。
【００３６】
放熱部材２Ａの、パッケージ１８の高さ方向に沿った厚みは、例えば、パッケージ１８の高さ、つまり、基部１１の下面から側壁１３の上端（側壁１３の上面）までの長さの５０〜１００％の厚みであることが好ましい。言い換えると、複数の放熱部材２Ａは、それぞれ側壁１３の上端と同等またはそれよりも低い位置に上端を有する。これにより、パッケージ１８の厚み方向において、個々の放熱部材２Ａによって放熱経路を確保することができると共に、パッケージ１８の波長変換部材１５から出射される光が放熱部材２Ａによって遮られることなく、効率的に光を取り出すことができる。
放熱部材２Ａは、互いに、パッケージ１８の側壁１３を挟むように、ネジ２３等によって固定されることが好ましい。パッケージ１８の大きさ、側壁１３の形状等は設計値からずれる場合があるが、このような構成であれば、パッケージ１８の大きさ、側壁１３の形状等によって、放熱部材２Ａのパッケージ１８への近接度合いなどを調整することができる。
本実施形態では、図１Ａ及び１Ｅに示すように、２つの放熱部材２Ａが、半導体レーザ装置１０を凹部２Ａａで挟んで、一方側から他方側へ、他方側から一方側へ、２つのネジ２３によって固定されている。
【００３７】
放熱部材２Ａは、凹部２Ａａ以外の部位に放熱フィン２Ａｂを有することが好ましい。放熱フィン２Ａｂによって、放熱効率をより向上させることができる。
本実施形態においては、図１Ａに示すように、上面視において、放熱部材２Ａの凹部２Ａａに対向する部位に一体的に放熱フィン２Ａｂが複数配置されている。
【００３８】
発光モジュールは、図１Ｆから１Ｉに示すように、放熱部材２Ａの下方に第２の放熱部材２Ｂを有することが好ましい。第２の放熱部材２Ｂは、例えば、基部１１の下面の一部及び放熱部材２Ａの下面に接続され、基部１１の下面から、リード２１の延伸方向に沿った方向に伸びた形状のものが挙げられる。第２の放熱部材２Ｂは、１つの半導体レーザ装置１０に対して、１つ以上配置されていればよい。第２の放熱部材２Ｂの平面視における外形は、複数の放熱部材２Ａが一体的に構成された場合の外形と略等しいものとすることができる。第２の放熱部材２Ｂは、半導体レーザ装置１０に装着される場合に、リード２１が収容される貫通孔２Ｂｄを有することが好ましい。貫通孔２Ｂｄは、第２の放熱部材２Ｂの中央部分に配置されることが好ましい。基部１１の下面と第２の放熱部材２Ｂとは、直接接触していてもよく、放熱グリス等を介して熱的に接続されていてもよい。
【００３９】
第２の放熱部材２Ｂは、放熱部材２Ａの下面に接触する部位以外の部位に、放熱フィン２Ｂｃを有することが好ましい。放熱フィン２Ｂｃによって、放熱効率をより向上させることができる。
本実施形態においては、図１Ｂに示すように、断面視において、第２の放熱部材２Ｂの基部１１に接続される部位と反対側の部位（下面側）に一体的に放熱フィン２Ｂｃが複数配置されている。
第２の放熱部材２Ｂは、放熱部材２Ａに、ネジ２４等によって固定されることが好ましい。これによって、パッケージ１８の大きさ、側壁１３の形状等によって、第２の放熱部材２Ｂのパッケージ１８への密着性などを調整することができる。
本実施形態では、図１Ｃに示すように、２つの放熱部材２Ａが、半導体レーザ装置１０を凹部２Ａａで挟んで配置され、かつ第２の放熱部材２Ｂに、上方から下方に、それぞれネジ２４によって固定されている。
【００４０】
このように、本実施形態の発光モジュールによれば、半導体レーザ装置を構成する各種部材の材料及び形状のみならず、放熱部材を、半導体レーザ装置の発熱部位を取り囲むように配置し、さらなる放熱経路を効果的に与えることによって、効果的に放熱させることができる。特に、半導体レーザ装置における波長変換部材１５又はその近傍に対して、放熱部材を近接又は接触させることによって、波長変換部材１５が発熱しても、その熱を、効率的に外部に放出することができる。したがって、波長変換部材１５に含有される蛍光体の発光効率の低下可能性を低減することが可能となる。
【００４１】
実施形態２
この実施形態２では、図３Ａに示すように、実施形態２の複数の放熱部材３２Ａの凹部３２Ａａは、上面視において、楕円形状である。これ以外の発光モジュールの構成は、実質的に実施形態１の発光モジュールと同様である。なお、図３Ａ中の符号１０ａは半導体レーザ装置の外縁を示す。
実施形態２の発光モジュールでは、複数の放熱部材３２Ａが一体となって、半導体レーザ装置１０のパッケージ１８の側壁１３を挟むように配置されている。この場合、放熱部材３２Ａは、それぞれ、側壁１３の一部に接触して配置されている。具体的には、図３Ａにおける上側の放熱部材３２Ａの凹部３２Ａａの上端及びその付近と、下側の放熱部材３２Ａの凹部３２Ａａの下端及びその付近との、合計２箇所で接触して配置されている。なお、これらの接触箇所において、側壁１３の側面の高さ方向の接触範囲は、実施形態１と同様に（図１Ｄ参照）、略全部である。
これによって、放熱部材３２Ａと壁部１３とをより確実に接触させることができるので、半導体レーザ装置１０で発生する熱をより一層効率的に放出させることができる。その結果、波長変換部材１５の熱による劣化を抑制して、蛍光体の発光効率の低下を低減することができる。
【００４２】
実施形態３
この実施形態３では、図３Ｂに示すように、複数の放熱部材４２Ａの凹部４２Ａａの上面視形状は、正六角形であり、半導体レーザ装置１０のパッケージ１８の外縁の中心と、正六角形の凹部４２Ａａの中心とは、同じ位置である。これ以外の発光モジュールの構成は、実質的に実施形態１の発光モジュールと同様である。なお、図３Ｂ中の符号１０ａは半導体レーザ装置の外縁を示す。
実施形態３の発光モジュールでは、複数の放熱部材４２Ａが一体となって、半導体レーザ装置１０のパッケージ１８の側壁１３を挟むように配置されている。この場合、放熱部材４２Ａは、それぞれ、上面視において側壁１３と３箇所ずつ、合計６箇所で接触して配置されている。
このように凹部４２Ａａを上面視で正六角形などの多角形状とすることにより、上面視で円形状の側壁１３に対して、実施形態１の凹部２Ａａよりも接触箇所を増やすことができる。したがって、半導体レーザ装置１０で発生する熱をより一層効率的に放出させることができると考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明の発光モジュールは、前照灯等の車載用光源、各種照明器具、プロジェクタ装置の光源などに利用することができる。
【符号の説明】
【００４４】
２Ａ      放熱部材
２Ｂ      第２の放熱部材
２Ａａ、２Ａａａ      凹み
２Ａｂ、２Ｂｃ      放熱フィン
２Ｂｄ      貫通孔
１０      半導体レーザ装置
１０ａ      半導体レーザ装置の外縁
１１      基部
１１ａ      凸部
１２      レーザ素子
１３      側壁
１３Ｂ      上面部
１３Ｃ      貫通孔
１３Ｅ      突出面
１３Ｆ      突出部
１４      保持部材
１４Ｃ      貫通孔
１５      波長変換部材
１６      蓋部
１７      側壁
１７ａ      突出部
１８      パッケージ
１９      サブマウント
２０      レンズ
２１      リード
２３、２４      ネジ
３２Ａ、４２Ａ      放熱部材
３２Ａａ、４２Ａａ      凹部
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
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【図１Ｆ】
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【図１Ｇ】
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【図１Ｈ】
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【図１Ｉ】
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【図１Ｊ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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