(57)【要約】【課題】レーザ光の漏れを招く異常をより確実に検出することができる発光装置を提供することを目的とする。【解決手段】パッケージ本体１１と、パッケージ本体１１に直接的又は間接的に固定された透光性蓋部１２と、パッケージ本体１１と透光性蓋部１２に囲まれた空間内に配置された半導体レーザ素子１３と、透光性蓋部１２の上方で、半導体レーザ素子１３からの光の経路上に配置された波長変換部材１４と、半導体レーザ素子１３から出射されたレーザ光が入射する波長変換部材１４の光入射面１４Ｉ側に設けられた配線１５と、配線１５と電気的に接続され、透光性蓋部１２の上面に配置された導電層１６と、導電層１６と透光性蓋部１２とを被覆する不透明な絶縁部材１７と、パッケージ本体１１の表面で、絶縁部材１７よりも外側に配置され、導電層１６と電気的に接続された電極１８ａ、１８ｂとを備える発光装置。【選択図】図１Ｃ
2019175903.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パッケージ本体と、
該パッケージ本体に直接的又は間接的に固定された透光性蓋部と、
前記パッケージ本体と前記透光性蓋部に囲まれた空間内に配置された半導体レーザ素子と、
前記透光性蓋部の上方であって前記半導体レーザ素子からの光の経路上に配置された波長変換部材と、
前記半導体レーザ素子から出射されたレーザ光が入射する前記波長変換部材の光入射面側に設けられた配線と、
該配線と電気的に接続され、前記透光性蓋部の上面に配置された導電層と、
前記導電層と前記透光性蓋部とを被覆する不透明な絶縁部材と、
前記パッケージ本体の表面かつ前記絶縁部材よりも外側に配置され、前記導電層と電気的に接続された電極とを備える発光装置。
【請求項２】
前記絶縁部材は、光吸収部材である請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記波長変換部材は、前記半導体レーザ素子からの光の経路上に配置された蛍光体含有部及びその周囲を取り囲む光反射部を有する請求項１又は２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記電極は、第１電極部及び第２電極部を有し、
前記第１電極部及び第２電極部は、上面視において、前記波長変換部材を挟んで配置されている請求項１から３のいずれか１つに記載の発光装置。
【請求項５】
前記パッケージ本体は、前記半導体レーザ素子への給電用電極を有し、該給電用電極は、前記パッケージ本体の表面かつ前記絶縁部材よりも外側に配置されている請求項１から４のいずれか１つに記載の発光装置。
【請求項６】
前記パッケージ本体は、前記波長変換部材から離間してこれを囲む壁部を有し、前記絶縁部材は、前記波長変換部材と前記壁部の間を埋めている請求項１から５のいずれか１つに記載の発光装置。
【請求項７】
前記波長変換部材の下面に配置され、前記下面のうちの前記半導体レーザ素子からの光が入射する領域である光入射領域を取り囲む包囲部材を、さらに備える請求項１から６のいずれか１つに記載の発光装置。
【請求項８】
前記波長変換部材は、その最上面が、前記パッケージ本体の最上面よりも高い請求項１から７のいずれか１つに記載の発光装置。
【請求項９】
前記透光性蓋部はサファイアからなる請求項１から８のいずれか１つに記載の発光装置。
【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】
従来から、半導体レーザ素子を使った発光装置が知られている。このような発光装置では、レーザ光が照射される波長変換部材に導電膜を形成することで電流経路を確保し、それによって、レーザ光の漏れを防止する対策が採られている（例えば、特許文献１、２参照）。すなわち、波長変換部材に形成された電流経路が切断された場合には、波長変換部材に適所からの脱落やクラック発生等の異常が生じたと判断され、レーザ光の発振が停止される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−６０１５９号公報
【特許文献２】特開２０１６−１２２７１５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、波長変換部材にクラック等が発生しても、例えば、水滴等が導電膜等に付着して電気的な接続をもたらし、電流経路が形成されると、実際に発生しているクラック等の検知ができない懸念がある。また、このような機能を備えながらより一層簡素化された発光装置が求められている。
本開示は上記課題に鑑みなされたものであり、レーザ光の漏れを招く異常をより確実に検出することができる発光装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本願は以下の発明を含む。
パッケージ本体と、
該パッケージ本体に直接的又は間接的に固定された透光性蓋部と、
前記パッケージ本体と前記透光性蓋部に囲まれた空間内に配置された半導体レーザ素子と、
前記透光性蓋部の上方であって前記半導体レーザ素子からの光の経路上に配置された波長変換部材と、
前記半導体レーザ素子から出射されたレーザ光が入射する前記波長変換部材の光入射面側に設けられた配線と、
該配線と電気的に接続され、前記透光性蓋部の上面に配置された導電層と、
前記導電層と前記透光性蓋部とを被覆する不透明な絶縁部材と、
前記パッケージ本体の表面かつ前記絶縁部材よりも外側に配置され、前記導電層と電気的に接続された電極とを備える発光装置。
【発明の効果】
【０００６】
このような発光装置によれば、レーザ光の漏れを招く異常をより確実に検出することができ、また、小型化が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１Ａ】本発明の一実施形態の発光装置の構成を示す斜視図である。
【図１Ｂ】図１Ａの発光装置の平面図である。
【図１Ｃ】図１ＢのＩＣ−ＩＣ’線断面図である。
【図２Ａ】図１Ａの発光装置を構成する配線を説明するための概略工程図である。
【図２Ｂ】図１Ａの発光装置を構成する配線を説明するための概略工程図である。
【図２Ｃ】図１Ａの発光装置を構成する配線を説明するための概略工程図である。
【図２Ｄ】図１Ａの発光装置を構成する配線を説明するための概略工程図である。
【図３Ａ】図１Ａの発光装置を構成する透光性蓋部の上面図である。
【図３Ｂ】図１Ａの発光装置を構成する透光性蓋部の下面図である。
【図４】図１Ａの発光装置を構成する配線の変形例を示す部分概略平面図である。
【図５】発光装置の変形例を示す平面図である。
【図６】発光装置の駆動装置の機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本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装置は、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、本発明は以下のものに限定されない。各図面が示す部材の大きさ及び位置関係等は、説明を明確にするため、誇張していることがある。
【０００９】
本願における一実施形態の発光装置１０は、図１Ａ〜図１Ｃに示したように、パッケージ本体１１及び透光性蓋部１２、半導体レーザ素子１３、波長変換部材１４、波長変換部材１４の光入射面側に設けられた配線１５、透光性蓋部１２の上面に配置された導電層１６、導電層１６と透光性蓋部１２とを被覆する絶縁部材１７及びパッケージ本体１１の上面に設けられた電極１８ａ、１８ｂを備える。なお、発光装置１０において、光が取り出される側（図１Ｃにおける上方）の面を上面とし、その反対側（図１Ｃにおける下方）の面を下面とする。
【００１０】
このような発光装置１０は、配線１５及び導電層１６を利用して、レーザ光の漏れを招く異常をより確実に検出することができる。すなわち、配線１５及び導電層１６が波長変換部材１４及び絶縁部材１７によって被覆され、露出しない構造とすることにより、配線１５等の水滴等の付着による短絡のように、意図しない電流経路が形成される可能性を低減することができる。また、導電層１６を被覆する部材として不透明な絶縁部材１７を配置することにより、半導体レーザ素子１３からの光を絶縁部材１７によって遮ることができる。このため、半導体レーザ素子１３を封止する部材を、実質的に透光性材料で形成された透光性蓋部１２とすることができ、発光装置１０のさらなる小型化を実現することができる。
【００１１】
〔パッケージ本体１１〕
パッケージ本体１１は、半導体レーザ素子１３を収容するパッケージを構成する部材である。パッケージは、さらに透光性蓋部１２を備える。
パッケージ本体１１は、半導体レーザ素子１３を収容するための上面側が開口した凹部を有している。パッケージ本体１１は、波長変換部材１４から離間してこれを囲む壁部１１ｂを有していることが好ましい。これにより、例えば絶縁部材１７が樹脂である場合に壁部１１ｂによって絶縁部材１７を堰き止めることができるため、絶縁部材１７を設けやすい。壁部１１ｂは、凹部内に配置されている。また、パッケージ本体１１は、透光性蓋部１２を固定するための面として、上面視で壁部１１ｂから内側に向けて突出した突出面１１ａを備えることが好ましい。これにより、透光性蓋部１２を安定して固定することができる。突出面１１ａは、壁部１１ｂの下方に配置された段差の一部とすることができる。突出面１１ａは、例えばパッケージ本体１１の最下面と略平行な面である。壁部１１ｂは、突出面１１ａに隣接してもよいが、図１Ｃに示すように、凹部内に２以上の段差が配置され、壁部１１ｂと突出面１１ａの間に別の段差が配置されていてもよい。別の段差には、例えば後述するワイヤ２３が接続される金属層を配置することができる。
【００１２】
パッケージ本体１１は、主として、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、炭化ケイ素等のセラミックス、又は、Ｃｕ等の金属によって形成されていてよい。図１Ｃに示すように、パッケージ本体１１の内部にも金属層等の導電性部材を配置する場合は、導電性部材同士が短絡しにくいようにセラミックスを用いることが好ましい。
パッケージ本体１１は、例えば、図１Ｂに示すように、平面視形状が四角形状である。この場合、パッケージ本体１１は、その表面に後述する電極１８ａ、１８ｂ等を配置するために、開口に連続する四方の上面のうち２面が他の面より広い面積を有することが好ましい。
【００１３】
（給電用電極２１ａ、２１ｂ）
パッケージ本体１１は、半導体レーザ素子１３への給電用電極２１ａ、２１ｂを有する。給電用電極２１ａ、２１ｂは、正負の一対である。給電用電極２１ａ、２１ｂは、パッケージ本体１１の表面、例えば、上面に配置されている。外部と電気的に接続する給電用電極２１ａ、２１ｂをパッケージ本体１１の下面以外の面に設けることにより、パッケージ本体１１の下面の全面をヒートシンク等の他の部材に実装する面とすることができる。そのため、発光装置１０で生じる熱をヒートシンク等に発散させやすくなる。
発光装置１０は、例えば、発光装置１０の下面が固定される放熱板と、電極１８ａ、１８ｂ及び給電用電極２１ａ、２１ｂに給電するためのコネクタ等と組み合わせて、発光モジュールとすることができる。発光モジュールの発光点高さは、例えば、放熱板の下面から発光装置１０の波長変換部材１４（蛍光体含有部１４ａ）の上面までの高さとする。発光点高さは、放熱板及び発光装置１０のそれぞれ厚みによって決定される。発光装置１０のパッケージ本体１１をセラミックスの積層体で形成する場合など、発光装置１０の厚みがばらつきやすい場合は、形成された発光装置１０の実際の厚みを測定し、それに合った厚みの放熱板を組み合わせればよい。これにより、発光モジュールの発光点高さのばらつきを低減することができる。形成された発光装置１０及び放熱板をそれぞれ厚みによって複数ランクに分け、ランク毎の適した組合せを決めてもよい。なお、放熱板は例えばヒートシンクに熱的に接続される。
給電用電極２１ａ、２１ｂは、絶縁部材１７よりも外側に配置される。すなわち、給電用電極２１ａ、２１ｂは絶縁部材１７から露出している。図１Ａに示すように、給電用電極２１ａは電極１８ａと、給電用電極２１ｂは電極１８ｂと、それぞれ近接して配置されることができる。これにより、これらの電極に給電するためのコネクタの端子を配置しやすい。給電用電極２１ａ、２１ｂは、パッケージ本体１１の凹部底面に形成された導電層と、パッケージ本体１１内部に形成された導電部材を介して電気的に接続されている。
給電用電極２１ａ、２１ｂは、Ａｕ、Ｓｎ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｌ、Ｗ、Ｐｔ、Ｔｉ等の導電性材料によって形成することができる。
【００１４】
〔透光性蓋部１２〕
透光性蓋部１２は、パッケージ本体１１の凹部内に収容された半導体レーザ素子１３等を封止するために、パッケージ本体１１に直接的又は間接的に固定されている。このような固定により半導体レーザ素子１３を気密封止することで、半導体レーザ素子１３への有機物等の塵埃の付着を抑制することができる。
透光性蓋部１２は、半導体レーザ素子から出射されるレーザ光を透過可能である透光性を有する。透光性蓋部１２は、例えば、レーザ光の透過率が７０％以上のもの、８０％以上のもの、９０％以上のもの等が挙げられる。そのためには、透光性蓋部１２は、ガラス、サファイア等により形成することができる。なかでも、透光性蓋部１２は、熱伝導率が高い材料であるサファイアからなるものが好ましい。これにより、波長変換部材１４の熱を効率的に透光性蓋部１２に放散することができる。透光性蓋部１２としてサファイアを用いる場合、その厚みは、０．１ｍｍ〜５ｍｍが挙げられ、０．３ｍｍ〜１ｍｍが好ましい。これにより、透光性蓋部１２の強度を確保でき、また、放熱性を向上させることができる。
【００１５】
上述したように、透光性蓋部１２は、パッケージ本体１１の凹部側壁の突出面１１ａに固定することができる。透光性蓋部１２のパッケージ本体１１への直接的な固定は、例えば、表面活性化接合、原子拡散接合等の常温接合により行うことができる。間接的な固定は、例えば、図１Ｃに示すように、金属接合層２７を介して行うことができる。金属接合層２７は、透光性蓋部１２及びパッケージ本体１１のそれぞれの表面に配置された金属層２５と金属層２５との間に配置することができる。
【００１６】
（金属層２５）
金属層２５は、平面視で、例えば、図３Ｂに示すように、透光性蓋部１２の下面１２Ｌにおいて外周部分に配置することが挙げられる。また、図１Ｃに示すように、パッケージ本体１１の突出面１１ａに配置されていてもよい。なお、図３Ｂは下面図であるが、各部材の判別を容易とするために透光性蓋部１２にハッチングを施した。
金属層２５は、Ａｕ、Ｓｎ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｌ、Ｗ、Ｐｔ、Ｔｉから選択される少なくとも１つを含む金属材料によって形成することができる。例えば、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕの積層膜、又は、Ｗ／Ｎｉ／Ａｕの積層膜が挙げられる。金属層２５の厚みは、例えば、０．１μｍ〜５μｍとすることができる。
【００１７】
（金属接合層２７）
金属接合層２７としては、例えば、Ｓｎ−Ｂｉ系、Ｓｎ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ａｇ系、Ａｕ−Ｓｎ系等の半田、ＡｕとＳｎとを主成分とする合金、ＡｕとＳｉとを主成分とする合金、ＡｕとＧｅとを主成分とする合金等の共晶合金、低融点金属のろう材、これらを組み合わせた接着剤等が挙げられる。
このようにパッケージ本体１１と透光性蓋部１２とにより又は表面に金属層等がそれぞれ形成されたパッケージ本体１１と透光性蓋部１２とにより、少ない部品数で半導体レーザ素子１３を封止することができる。したがって、発光装置のより小型化を実現することができる。
【００１８】
〔半導体レーザ素子１３〕
半導体レーザ素子１３は、パッケージ本体１１と透光性蓋部１２とで囲まれた空間内に配置されている。半導体レーザ素子１３は、パッケージ本体１１の凹部の底面に直接配置してもよいが、図１Ｃに示すように、サブマウント１９上に配置することができる。また、半導体レーザ素子１３は、出射したレーザ光が、パッケージ本体１１の底面に対して実質的に平行な方向に進行するように実装することができる。
【００１９】
半導体レーザ素子１３は、出射するレーザ光が短波長であるほど高エネルギーとなり、レーザ光の漏れの検出がより要求される。このため、半導体レーザ素子１３は、青色光等の短波長のレーザ光を出射する半導体レーザ素子１３とすることができる。半導体レーザ素子１３は、例えば、窒化物半導体からなる半導体レーザ素子とすることができる。
【００２０】
サブマウント１９としては、例えば、ＳｉＣ、ＡｌＮ等を主材料として形成されたものが挙げられる。サブマウント１９への半導体レーザ素子１３の実装は、例えば、ＡｕＳｎ共晶半田等を用いて行うことができる。
【００２１】
半導体レーザ素子１３は、図１Ｃに示すように、パッケージ本体１１と透光性蓋部１２とで囲まれた空間内配置された、反射部材２０と対向して配置されていることが好ましい。これによって、半導体レーザ素子１３から出射したレーザ光が反射部材２０に照射され、反射部材２０で、パッケージ本体１１の上面側に固定された透光性蓋部１２の方向に反射して、後述する波長変換部材１４に入射させることができる。
例えば、反射部材２０としては、三角柱、四角錐台等の形状をしたガラスやＳｉ等からなる本体部の斜面に反射膜が設けられた部材を用いることができる。本体部の底面に対する斜面の角度は、レーザ光をパッケージ本体１１の底面と直交する方向に導くため、約４５度であることが好ましい。反射膜としては、単層又は多層の誘電体膜、単層又は多層の金属膜等を用いることができる。
【００２２】
〔波長変換部材１４〕
波長変換部材１４は、半導体レーザ素子１３が出射するレーザ光を異なる波長の光に変換にする部材であり、透光性蓋部１２に面する光入射面１４Ｉと、それとは反対側の光出射面１４Ｅとを有する。波長変換部材１４は、レーザ光の経路上に配置された蛍光体含有部１４ａと、その周囲を取り囲む光反射部１４ｂとを有することが好ましい。このように蛍光体含有部１４ａと絶縁部材１７の間に光反射部１４ｂを配置すれば、絶縁部材１７を光吸収部材としても発光装置１０の光出力が低下し難い。波長変換部材１４の蛍光体含有部１４ａは、透光性蓋部１２の上方であって、半導体レーザ素子１３からのレーザ光の経路上に配置される。光反射部１４ｂは、蛍光体含有部１４ａの側面を被覆する位置に設けることができる。なお、蛍光体含有部１４ａの側面とは、蛍光体含有部１４ａの光入射面と光出射面の間の面を指す。
【００２３】
波長変換部材１４は、蛍光体含有部１４ａ及び光反射部１４ｂのいずれも、レーザ光の照射により劣化しにくいように、無機材料から形成されることが好ましい。無機材料からなる蛍光体含有部１４ａとしては、レーザ光を波長変換可能な蛍光体を含有するセラミックス又はガラスのほか、蛍光体の単結晶が挙げられる。また、波長変換部材１４は、融点が１３００℃〜２５００℃と高い材料からなることが好ましい。このような材料により、耐光性及び耐熱性を良好なものとすることができるため、レーザ光のような高密度の光が照射されても変質しにくい。
【００２４】
蛍光体含有部１４ａとしてセラミックスを用いる場合は、蛍光体と酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3、融点：約１９００℃〜２１００℃）等の透光性材料とを焼結させたものが挙げられる。この場合、蛍光体の含有量は、セラミックスの総体積に対して０．０５体積％〜５０体積％とすることができ、１０体積％〜４０体積％としてもよい。また、このような透光性材料を用いずに蛍光体の紛体を焼結させることにより形成する、実質的に蛍光体のみからなるセラミックスを蛍光体含有部１４ａとして用いてもよい。
【００２５】
蛍光体としては、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サイアロン蛍光体等が挙げられる。なかでも、耐熱性が良好な蛍光体であるＹＡＧ蛍光体を用いることが好ましい。
【００２６】
光反射部１４ｂは、その厚み方向に貫通する貫通孔を有し、その貫通孔に蛍光体含有部１４ａが挿入された状態で波長変換部材１４とすることができる。貫通孔の形状、つまり、蛍光体含有部１４ａの形状は、波長変換部材１４の形状に対応させることができ、例えば、柱形状、円錐台、角錐台又はこれらを組み合わせた形状とすることができ、平面視形状は三角形及び四角形等の多角形、円形または楕円形とすることができる。
【００２７】
波長変換部材１４の厚みは、強度を考慮すると０．２ｍｍ以上であることが好ましく、コスト増大及び高さの増大を抑えるため、２．０ｍｍ以下が好ましい。
【００２８】
光反射部１４ｂは、レーザ光及び蛍光体が発する蛍光を高反射率で反射する材料で、かつ、貫通孔に保持された蛍光体含有部１４ａの熱を排熱する高熱伝導率の材料からなることが好ましい。高反射率及び高熱伝導率の材料としては、光反射性のセラミックス、金属又はセラミックスと金属との複合体等が挙げられる。光反射部１４ｂは、高反射率が得られやすい光反射性のセラミックスであることが好ましい。光反射性のセラミックスとしては、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）セラミックスを用いることができる。光反射部１４ｂに高反射率の材料を用いることによって、波長変換部材１４中の光を主として蛍光体含有部１４ａの上面から取り出すことができるため、高輝度化が可能である。また、蛍光体含有部１４ａ以外に照射されたレーザ光が外部に漏れることを防止できる。さらに、蛍光体含有部１４ａからの光が実質的に絶縁部材１７に届かないようにできるため、後述するように、絶縁部材１７を光吸収性の材料で形成しても、発光装置の光出力を維持することができる。
【００２９】
光反射部１４ｂは、例えば、蛍光体含有部１４ａの光出射面１４Ｅ、つまりその最上面と同一平面上に連続する表面を有していてもよいし、光出射面１４Ｅの一部又は全部を、光反射部１４ｂの上面から突出するように配置していてもよい。
また、波長変換部材１４の光出射面１４Ｅの最上面（特に、蛍光体含有部１４ａの最上面）を、パッケージ本体１１の上面から突出するように配置することが好ましい。これにより、波長変換部材１４から上方に取り出される光がパッケージ本体１１に遮られにくいため、より一層、発光装置１０の光の取り出し効率を高めることができる。
【００３０】
波長変換部材１４は、例えば、焼結体等の成形品からなる蛍光体含有部１４ａと粉粒の光反射部１４ｂの材料とを又は粉粒の蛍光体含有部１４ａの材料と成形品からなる光反射部１４ｂとを一体的に成形したものを焼結することにより形成することができる。
焼結は、例えば、放電プラズマ焼結法（ＳＰＳ法：spark plasma sintering法）又はホットプレス焼結法（ＨＰ法：hot pressing法）等を用いることができる。粉末状の光反射部１４ｂとしてアルミナを用いる場合は、焼結温度を、１２００℃から１８００℃とすることができる。
【００３１】
波長変換部材１４は、後述する配線１５及び導電層１６を介して透光性蓋部１２に固定することができる。固定するための部材としては、絶縁性又は導電性の材料が挙げられる。波長変換部材１４の透光性蓋部１２への固定は、図１Ｃ、２Ｄ及び３Ａに示され、後述するように、金属膜２２及び導電接合層２６ａ等を配線１５と導電層１６との間に配置して行うことができる。あるいは、導電接合層２６ａを用いずに、例えば、上述したような常温接合等により行ってもよい。
【００３２】
〔配線１５〕
配線１５は、半導体レーザ素子から出射されたレーザ光が入射する波長変換部材１４の光入射面１４Ｉ側に配置されている。
配線１５は、導電性材料によって形成されている。配線１５は、少なくともその一部が波長変換部材１４の蛍光体含有部１４ａに配置される場合には、透光性導電膜によって形成されていることが好ましい。これにより、配線１５により光の吸収を低減することができる。透光性導電膜としては、可視光による透過率が高い酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）を用いることができる。配線１５は、後述する導電層１６と電気的に接続される領域においては、導電層１６との密着性を向上させるために、ＩＴＯ層の上にＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ層などの最表面がＡｕ層である積層膜を設けて、この積層膜を配線１５の最表面としてもよい。
【００３３】
配線１５は、波長変換部材１４における光反射部１４ｂ又は蛍光体含有部１４ａのいずれか一方の下面にのみ配置していてもよいし、光反射部１４ｂから蛍光体含有部１４ａにわたって配置されていてもよい。配線１５は、例えば、幅５μｍ〜５０μｍ程度の線状で配置されていてもよい。配線１５は、波長変換部材１４の対向する両端まで連続して形成されていてもよい。配線１５と波長変換部材１４との間に透光性膜等を設けてもよい。
【００３４】
配線１５の長さ、幅、厚み及びピッチ等は、用いる波長変換部材１４の大きさ、蛍光体含有部１４ａの大きさ等によって適宜設定することができる。配線１５は、幅及び厚みは一定であっても変動してもよいし、規則的又はランダムに屈曲又は湾曲していてもよい。
【００３５】
具体的には、図４に示すように、配線１５Ａは、波長変換部材１４の光入射面１４Ｉにおいて、光反射部１４ｂにのみ配置されていてもよい。
【００３６】
配線１５は、例えば、図２Ａに示すように、波長変換部材１４を準備し、図２Ｂに示すように、波長変換部材１４の光入射面１４Ｉに、配線１５の材料膜を、スパッタ法、化学蒸着法、原子層堆積法等によって形成する。
【００３７】
（絶縁膜２４）
配線１５は、絶縁膜２４によって被覆されていることが好ましい。絶縁膜２４を備えることによって、後述する金属膜２２ａと配線１５とを絶縁することができるため、金属膜２２ａをより広い面積で設けることができる。絶縁膜２４は、例えば、図２Ｃに示すように、配線１５の両端近傍の一部を露出する開口２４ａを除いて、波長変換部材１４の光入射面１４Ｉの略全面に形成することができる。
絶縁膜２４は、レーザ光の経路上に設ける場合は、透光性の膜であることが好ましい。これにより、絶縁膜２４によるレーザ光の吸収を低減することができる。透光性の膜としては、例えば、ＳｉＯ2等のＳｉ酸化物を有する膜が挙げられる。
絶縁膜２４の厚みは、１μｍ〜１５μｍが挙げられる。
【００３８】
（金属膜２２）
波長変換部材１４の光入射面１４Ｉであって、絶縁膜２４の下方（波長変換部材１４から遠ざかる方向）には、後述する導電層１６との電気的な接続を容易にするために、図２Ｄに示すように、金属膜２２が形成されていることが好ましい。金属膜２２は、配線１５の両端近傍において、絶縁膜２４の開口２４ａを介して配線１５と接続させることができる。金属膜２２の面積は、開口２４ａよりも大きい。また、波長変換部材１４の光入射面１４Ｉにおいて、蛍光体含有部１４ａに配置する配線１５を取り囲むように、金属膜２２ａを配置してもよい。この金属膜２２ａは、導電層１６との接続に用いられる金属膜２２と同時に形成することができる。この金属膜２２ａは、後述する包囲部材２６の一部として利用することができる。
【００３９】
〔導電層１６〕
導電層１６は、透光性蓋部１２の上面に配置されており、配線１５と電気的に接続されている。平面視において、導電層１６は、配線１５と少なくとも一部で重なるように配置することができる。例えば、図３Ａに示すように、導電層１６は、配線１５の両端近傍に相当する位置で重なっていることが好ましく、蛍光体含有部１４ａとは重ならない位置及び大きさで配置されることが好ましい。これにより、蛍光体含有部１４ａに入射する光が導電層１６で遮られることがない。なお、図３Ａは上面図であるが、判別を容易とするために各部材にハッチングを施した。
導電層１６は、導電性材料で形成される。導電層１６は、例えば、Ａｕ、Ｓｎ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｌ、Ｗ、Ｐｔ、Ｔｉ等の金属又は合金の単層膜又は積層膜とすることができる。例えば、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ／Ａｕ−Ｓｎ合金の積層膜が挙げられる。導電層１６の厚みは、例えば、０．２μｍ〜１０μｍが挙げられる。
また、図３Ａに示すように、透光性蓋部１２の上面１２Ｕに、蛍光体含有部１４ａに配置する配線１５を取り囲むように、導電層１６ａを配置してもよい。この導電層１６ａは、配線１５と接続される導電層１６と同時に形成することができる。導電層１６ａは、後述する包囲部材２６の一部として利用することができる。
【００４０】
〔絶縁部材１７〕
絶縁部材１７は、導電層１６と透光性蓋部１２とを被覆するように配置されている。絶縁部材１７は、導電層１６及び透光性蓋部１２との全ての面を被覆していなくてもよく、導電層１６の上面及び側面、透光性蓋部１２の上面を被覆していればよい。また、上述したように、パッケージ本体１１が、波長変換部材１４から離間してこれを囲む壁部１１ｂを有している場合には、絶縁部材１７は、波長変換部材１４と壁部１１ｂとの間を埋めるように配置することができる。このように、壁部１１ｂを、絶縁部材１７を堰き止める部材として設けることができる。さらに、透光性蓋部１２とパッケージ本体１１との間に隙間がある場合には、その隙間を埋めている、つまり、透光性蓋部１２の側面も被覆されていることがより好ましい。このように、透光性蓋部１２及び／又は波長変換部材１４等とパッケージ本体１１との間に絶縁部材１７が埋め込まれていることにより、これらの間が空気である場合よりも放熱性を向上させることができるため、波長変換部材１４の熱を放散させやすいと考えられる。絶縁部材１７はワイヤ２３を完全に埋めるように配置することが好ましく、すなわち、絶縁部材１７からワイヤ２３が露出していないことが好ましい。これにより、絶縁部材１７によってワイヤ２３を保護することができ、また、ワイヤ２３に水滴等が付着して電気的な接続をもたらすことを防止することができる。同様の理由から、図１Ｃに示すように、ワイヤ２３が接続されるパッケージ本体１１の表面の導電層も絶縁部材１７によって被覆されていることが好ましい。
【００４１】
絶縁部材１７は、不透明な材料によって形成されていることが好ましく、さらに光吸収性の光吸収部材であることがより好ましい。絶縁部材１７が光吸収部材であることにより、絶縁部材１７が光反射部材である場合よりも、半導体レーザ素子１３からの光をより確実に捕らえることができると考えられる。絶縁部材１７は、樹脂によって形成されていることが好ましい。これにより、透光性蓋部１２とパッケージ本体１１との間の隙間等にまで配置しやすい。絶縁部材１７は、不透明となる及び／又は光吸収性を有するために、樹脂に、光拡散材及び／又は光吸収材等のフィラーを含有させることができる。樹脂としては、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アクリレート樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、ＢＴレジン等が挙げられる。光吸収性のフィラーとしては、カーボンブラック等の暗色系の顔料等が挙げられる。このように絶縁部材１７が光吸収性である場合には、絶縁部材１７が光反射性である場合よりも、レーザ光等の漏れ光を確実に捕らえることができる。なお、図１Ｃでは波長変換部材１４の側面の途中まで絶縁部材１７が設けられているが、絶縁部材１７として樹脂を用いる場合は、表面張力により絶縁部材１７が波長変換部材１４の側面の上端まで這い上がっていてもよい。
【００４２】
〔電極１８ａ、１８ｂ〕
電極１８ａ、１８ｂは、パッケージ本体１１の表面、例えば、上面に配置されている。また、電極１８ａ、１８ｂは、絶縁部材１７よりも外側に配置されている。すなわち、電極１８ａ、１８ｂは絶縁部材１７から露出している。電極１８ａ、１８ｂは、導電層１６と電気的に接続されており、導電層１６を通して配線１５に電圧を印加することができる。これによって、上述した配線１５の電圧値の変動を検知することができ、波長変換部材１４の破損、特に、蛍光体含有部１４ａの破損を検出することが可能となる。ここでいう破損とは、例えば、クラック、位置ずれ等である。配線１５に電圧を印加するために、電極１８ａ、１８ｂは、第１電極部及び第２電極部の少なくとも２つ配置される。第１電極部及び第２電極部である電極１８ａ、１８ｂは、図１Ｂに示すように、上面視において、波長変換部材１４を挟んで、パッケージ本体１１の両側に配置されていることが好ましい。このような配置によって、電極１８ａと電極１８ｂとの間の距離を大きくすることができるため、水滴等によるこれらの電極間でのショートを効果的に防止することができる。
【００４３】
電極１８ａ、１８ｂは、導電層１６と電気的に接続されている。図１Ｃに示すように、導電層１６は、ワイヤ２３によって、パッケージ本体１１に設けられた金属層と電気的に接続され、この金属層は、パッケージ本体１１内部に形成された導電部材を介して電極１８ａ、１８ｂと電気的に接続させることができる。
電極１８ａ、１８ｂは、Ａｕ、Ｓｎ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｌ、Ｗ、Ｐｔ、Ｔｉ等の導電性材料によって形成することができる。
【００４４】
なお、パッケージ本体１１の表面には、電極１８ａ、１８ｂの一方と給電用電極２１ａ、２１ｂの一方が、電極１８ａ、１８ｂの他方と給電用電極２１ａ、２１ｂの他方とが、それぞれ近接して配置されていることが好ましい。これにより、発光装置１０を組み込むモジュールの端子の設計を容易とすることができる。例えば、図１Ｂに示すように、上面視において、パッケージ本体１１が略四角形状である場合、その１辺に沿って電極１８ａと給電用電極２１ａを配置し、別の１辺に沿って電極１８ｂと給電用電極２１ｂを配置することができる。
【００４５】
図５に示すように、電極１８ａ、１８ｂ及び給電用電極２１ａ、２１ｂのうち少なくとも１つの電極（例えば図５では電極１８ａ）を他よりも小さな面積で設けてもよい。これにより、例えば小さなサイズの電極が配置された側の給電用電極がカソードであるというように、発光装置１０の向きを判別することができる。一部の電極の面積を小さくすることにより露出されたパッケージ本体１１の表面に製造番号等のパターンを形成してもよい。このようなパターンとしては例えば二次元コードが挙げられる。また、他よりも小さな面積とする電極は、給電用電極２１ａ、２１ｂ以外の電極であることが好ましい。給電用電極２１ａ、２１ｂは半導体レーザ素子１３に給電するための電極であり、他の電極よりも大きな電流を流す傾向にあるためである。
【００４６】
（包囲部材２６）
発光装置１０は、さらに、包囲部材２６を備えることが好ましい。包囲部材２６は、図１Ｃに示すように、波長変換部材１４の下面に配置され、図３Ａに示すように、波長変換部材１４におけるレーザ光が入射する領域を取り囲む。包囲部材２６を備えることで、絶縁部材１７のレーザ光の経路への浸入を抑制することができる。特に、絶縁部材１７が樹脂の場合には隙間に浸入しやすいため、包囲部材２６を備えることが好ましい。包囲部材２６は、例えば、導電層１６ａと、金属膜２２ａと、接合材料２６ｃからなる。包囲部材２６は、導電接合層２６ａよりも内側に、つまり導電接合層２６ａと波長変換部材１４におけるレーザ光が入射する光入射領域との間に、配置することが好ましい。図１Ｃに示すように、導電接合層２６ａと接続される導電層１６にワイヤ２３が接続されるため、このような配置が適している。包囲部材２６は、光入射領域を完全に包囲することができる。包囲部材２６は、例えば、蛍光体含有部１４ａ直下の領域を画定するように配置してもよいし、それよりも狭い又は広い領域を画定するように配置してもよい。なかでも、包囲部材２６は、蛍光体含有部１４ａ直下の領域よりもやや広い領域を画定するように配置することが好ましい。これにより、蛍光体含有部１４ａに入射する光を包囲部材２６で遮ることがない。
【００４７】
包囲部材２６は、絶縁性及び導電性の材料のいずれで形成されていてもよいし、これらを組み合わせた複合材料で形成されていてもよい。絶縁性材料としては、上述した絶縁部材１７、パッケージ本体１１、光反射部１４ｂ、絶縁膜２４を構成する材料等と同様の材料が挙げられる。導電性材料としては、配線１５、導電層１６、金属膜２２、金属層２５、金属接合層２７等を構成する材料等と同様の材料が挙げられる。なかでも、包囲部材２６は、その形成の容易性から、配線１５と導電層１６との電気的な接続に利用される部材と同様の部材によって形成することが好ましい。
例えば、包囲部材２６は、図１Ｃ及び２Ｄに示すような金属膜２２ａと、図１Ｃ及び３Ａに示すような導電層１６ａと、金属膜２２ａ及び導電層１６ａとの間に挟まれた接合材料２６ｃと、によって形成することができる。接合材料２６ｃとしては、上述した金属接合層２７と同様の材料が挙げられる。これらの部材で包囲部材２６が構成される場合、これらの厚みの合計が、波長変換部材１４と透光性蓋部１２との間の隙間を塞ぐ高さに相当することが好ましい。これにより、絶縁部材１７のレーザ光の経路への侵入をより確実に防ぐことができる。なお、包囲部材２６がこれ以外の材料によって構成される場合においても、包囲部材２６は、波長変換部材１４と透光性蓋部１２との間の隙間を塞ぐ高さに相当することが好ましい。
【００４８】
（検出回路）
発光装置１０は、さらに、配線１５の破損に起因した抵抗値の変化を検出する回路を備えることができる。検出回路は、配線１５及び半導体レーザ素子１３の通電回路に接続される。このような検出回路を備えることによって、波長変換部材１４の破損を、配線１５の破損に起因した抵抗値の変化で検出することができる。そして、配線１５の抵抗値の変化を検出した際に、波長変換部材１４及び光反射部１４ｂに破損が生じたと判断して、半導体レーザ素子１３の駆動を停止する。これによって、レーザ光の漏れを防止することができる。
【００４９】
図６に発光装置の駆動装置の機能ブロック図の例を示す。図６では、検出回路として破壊検知回路を用いており、波長変換部材１４に設けられた配線１５が破壊検知回路に接続されている。破壊検知回路は、配線１５の破壊を検知すると遮断信号を発信し、それを受信した半導体レーザ素子駆動回路は半導体レーザ素子の駆動を停止する。
【符号の説明】
【００５０】
１０        発光装置
１１        パッケージ本体
１１ａ      突出面
１１ｂ      壁部
１２        透光性蓋部
１２Ｕ      上面
１２Ｌ      下面
１３        半導体レーザ素子
１４        波長変換部材
１４Ｅ      光出射面
１４Ｉ      光入射面
１４ａ      蛍光体含有部
１４ｂ      光反射部
１５、１５Ａ        配線
１６、１６ａ      導電層
１７        絶縁部材
１８ａ、１８ｂ      電極
１９        サブマウント
２０        反射部材
２１ａ、２１ｂ      給電用電極
２２、２２ａ      金属膜
２３        ワイヤ
２４        絶縁膜
２４ａ      開口
２５        金属層
２６        包囲部材
２６ａ        導電接合層
２７        金属接合層
２６ｃ        接合材料
【図１Ａ】
2019175903.tif 000003
【図１Ｂ】
2019175903.tif 000004
【図１Ｃ】
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【図２Ａ】
2019175903.tif 000006
【図２Ｂ】
2019175903.tif 000007
【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
2019175903.tif 000009
【図３Ａ】
2019175903.tif 000010
【図３Ｂ】
2019175903.tif 000011
【図４】
2019175903.tif 000012
【図５】
2019175903.tif 000013
【図６】
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