(57)【要約】【課題】発光素子が安定した特性を持続できる光源装置の製造方法を提供する。【解決手段】光学素子に貫通孔を形成する工程と、前記貫通孔を規定する前記光学素子の内壁に導電性を有する第１部材を形成する工程と、前記光学素子と光源基板とを接合して、前記光学素子と前記光源基板とによって形成される中空部に発光素子を収容する工程と、前記貫通孔を通じて前記中空部の雰囲気を調整する工程と、前記貫通孔を第２部材で塞ぐことにより、前記中空部を封止し、かつ、前記第１部材と前記第２部材とを有し、前記発光素子に電気的に接続された貫通電極を形成する工程と、を含む、光源装置の製造方法。【選択図】図６
2017220529.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学素子に貫通孔を形成する工程と、
前記貫通孔を規定する前記光学素子の内壁に導電性を有する第１部材を形成する工程と、
前記光学素子と光源基板とを接合して、前記光学素子と前記光源基板とによって形成される中空部に発光素子を収容する工程と、
前記貫通孔を通じて前記中空部の雰囲気を調整する工程と、
前記貫通孔を第２部材で塞ぐことにより、前記中空部を封止し、かつ、前記第１部材と前記第２部材とを有し、前記発光素子に電気的に接続された貫通電極を形成する工程と、を含む、光源装置の製造方法。
【請求項２】
前記中空部の雰囲気を調整する工程では、前記貫通孔を通じて前記中空部内のガスを排気して、前記中空部を真空雰囲気にする、ことを特徴とする請求項１に記載の光源装置の製造方法。
【請求項３】
前記中空部の雰囲気を調整する工程では、前記貫通孔を通じて前記中空部内のガスを排気した後、前記貫通孔を通じて前記中空部に不活性ガスを供給して、前記中空部を不活性ガス雰囲気にする、ことを特徴とする請求項１に記載の光源装置の製造方法。
【請求項４】
前記中空部に前記発光素子を収容する工程の前に、前記光学素子に前記発光素子を載置する工程を含み、
前記光学素子と前記光源基板とを接合する工程において、前記発光素子は、前記光源基板の実装面に実装され、
前記発光素子は、前記実装面の面内方向に光を射出し、
前記光学素子は、前記発光素子から射出された光を、前記実装面から離れる方向に折り曲げるプリズムを有する、ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の光源装置の製造方法。
【請求項５】
光源基板と、
前記光源基板に実装された発光素子と、
前記光源基板とともに前記発光素子を収容する中空部を構成する光学素子と、
を含み、
前記光学素子は、前記中空部を規定する第１面から前記第１面とは反対側の第２面まで貫通する貫通孔を有し、
前記貫通孔は、前記貫通孔を規定する前記光学素子の内壁に設けられた第１部材と、前記第１部材の内側に設けられた第２部材と、を有する貫通電極によって封止され、
前記貫通電極は、前記発光素子に電気的に接続されている、ことを特徴とする光源装置。
【請求項６】
前記中空部は、真空雰囲気または不活性ガス雰囲気である、ことを特徴とする請求項５に記載の光源装置。
【請求項７】
前記発光素子は、前記光源基板の前記発光素子が実装された実装面の面内方向に光を射出し、
前記光学素子は、前記発光素子から射出された光を、前記実装面から離れる方向に折り曲げるプリズムを有する、ことを特徴とする請求項５または６に記載の光源装置。
【請求項８】
前記発光素子は、前記光源基板に複数実装されている、ことを特徴とする請求項５ないし７のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項９】
請求項５ないし８のいずれか１項に記載の光源装置と、
前記光源装置から射出された光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、
前記光変調装置によって形成された画像を投射する投射装置と、
を含む、ことを特徴とするプロジェクター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源装置の製造方法、光源装置、およびプロジェクターに関する。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクター等の光源として、半導体レーザーやスーパールミネッセントダイオード（ＳＬＤ）等の固体光源を用いた光源装置が知られている。固体光源としては、端面発光型の発光素子や面発光型の発光素子が知られている。端面発光型の発光素子は、面発光型の発光素子と比べて、共振器長を長くできるため、高出力化が可能である。
【０００３】
このような光源装置では、一般的に、発光素子はパッケージ等に収容される。例えば、特許文献１には、半導体発光素子と光結合素子とを樹脂モールドによって気密に封止する封止構造が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１８６３２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、光源装置において、発光素子が収容される空間の雰囲気に、大気中の水分や有機物等が含まれている場合、電極の劣化や有機物等が光射出部に付着するなどして、発光素子の出力が低下したり、発光素子がダメージを受ける場合がある。このように、光源装置において、発光素子が収容される空間の雰囲気を調整できない場合、発光素子は安定した特性を持続できないことがある。
【０００６】
しかしながら、特許文献１には、半導体発光素子が収容される空間の雰囲気を調整することについて開示がない。また、特許文献１の封止構造では、樹脂モールドによって半導体発光素子を封止しているため、半導体発光素子が収容される空間の雰囲気を調整することは困難である。
【０００７】
本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、発光素子が安定した特性を持続できる光源装置の製造方法を提供することにある。また、本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、発光素子が安定した特性を持続できる光源装置を提供することにある。また、本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、上記光源装置を含むプロジェクターを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る光源装置の製造方法は、
光学素子に貫通孔を形成する工程と、
前記貫通孔を規定する前記光学素子の内壁に導電性を有する第１部材を形成する工程と、
前記光学素子と光源基板とを接合して、前記光学素子と前記光源基板とによって形成される中空部に発光素子を収容する工程と、
前記貫通孔を通じて前記中空部の雰囲気を調整する工程と、
前記貫通孔を第２部材で塞ぐことにより、前記中空部を封止し、かつ、前記第１部材と前記第２部材とを有し、前記発光素子に電気的に接続された貫通電極を形成する工程と、を含む。
【０００９】
このような光源装置の製造方法では、発光素子が収容される中空部の雰囲気を調整する工程を含むため、安定した特性を持続できる発光素子を有する光源装置を製造することができる。また、このような光源装置の製造方法では、貫通孔を第２部材で塞ぐことにより、中空部が封止され、かつ、貫通電極が形成されるため、製造工程を簡略化することができる。
【００１０】
本発明に係る光源装置の製造方法において、
前記中空部の雰囲気を調整する工程では、前記貫通孔を通じて前記中空部内のガスを排気して、前記中空部を真空雰囲気にしてもよい。
【００１１】
このような光源装置の製造方法では、容易に、中空部を真空雰囲気にすることができる。
【００１２】
本発明に係る光源装置の製造方法において、
前記中空部の雰囲気を調整する工程では、前記貫通孔を通じて前記中空部内のガスを排気した後、前記貫通孔を通じて前記中空部に不活性ガスを供給して、前記中空部を不活性ガス雰囲気にしてもよい。
【００１３】
このような光源装置の製造方法では、容易に、中空部を不活性ガス雰囲気にすることができる。
【００１４】
本発明に係る光源装置の製造方法において、
前記中空部に前記発光素子を収容する工程の前に、前記光学素子に前記発光素子を載置する工程を含み、
前記光学素子と前記光源基板とを接合する工程において、前記発光素子は、前記光源基板の実装面に実装され、
前記発光素子は、前記実装面の面内方向に光を射出し、
前記光学素子は、前記発光素子から射出された光を、前記実装面から離れる方向に折り曲げるプリズムを有していてもよい。
【００１５】
このような光源装置の製造方法では、発光素子として端面発光型の発光素子を用いることが可能な光源装置を製造することができる。
【００１６】
本発明に係る光源装置は、
光源基板と、
前記光源基板に実装された発光素子と、
前記光源基板とともに前記発光素子を収容する中空部を構成する光学素子と、
を含み、
前記光学素子は、前記中空部を規定する第１面から前記第１面とは反対側の第２面まで貫通する貫通孔を有し、
前記貫通孔は、前記貫通孔を規定する前記光学素子の内壁に設けられた第１部材と、前記第１部材の内側に設けられた第２部材と、を有する貫通電極によって封止され、
前記貫通電極は、前記発光素子に電気的に接続されている。
【００１７】
このような光源装置では、製造工程において、貫通孔を通じて中空部内の雰囲気を調整することができる。したがって、このような光源装置では、中空部を所望の雰囲気にすることができ、発光素子が安定した特性を持続できる。
【００１８】
本発明に係る光源装置において、
前記中空部は、真空雰囲気または不活性ガス雰囲気であってもよい。
【００１９】
このような光源装置では、発光素子が安定した特性を持続できる。
【００２０】
本発明に係る光源装置において、
前記発光素子は、前記光源基板の前記発光素子が実装された実装面の面内方向に光を射出し、
前記光学素子は、前記発光素子から射出された光を、前記実装面から離れる方向に折り曲げるプリズムを有してもよい。
【００２１】
このような光源装置では、光学素子が、発光素子から射出された光を、光源基板の実装面から離れる方向に折り曲げるプリズムを有するため、発光素子として、端面発光型の発光素子を用いることができる。そのため、例えば面発光型の発光素子を用いる場合と比べて、１つの発光素子から得られる光出力を大きくすることができる。したがって、このような光源装置では、高出力化を図ることができる。
【００２２】
本発明に係る光源装置において、
前記発光素子は、前記光源基板に複数実装されていてもよい。
【００２３】
このような光源装置では、光源基板に複数の発光素子が実装されているため、高出力化を図ることができる。
【００２４】
本発明に係るプロジェクターは、
本発明に係る光源装置と、
前記光源装置から射出された光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、
前記光変調装置によって形成された画像を投射する投射装置と、
を含む。
【００２５】
このようなプロジェクターは、本発明に係る光源装置を含むため、安定した特性を持続できる光源を有することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本実施形態に係る光源装置を模式的に示す平面図。
【図２】本実施形態に係る光源装置を模式的に示す断面図。
【図３】本実施形態に係る光源装置を模式的に示す断面図。
【図４】本実施形態に係る光源装置を模式的に示す断面図。
【図５】本実施形態に係る光源装置の一部を拡大して示す断面図。
【図６】本実施形態に係る光源装置の製造方法の一例を示すフローチャート。
【図７】本実施形態に係る光源装置の製造工程を模式的に示す断面図。
【図８】本実施形態に係る光源装置の製造工程を模式的に示す断面図。
【図９】本実施形態に係る光源装置の製造工程を模式的に示す断面図。
【図１０】本実施形態に係る光源装置の製造工程を模式的に示す断面図。
【図１１】本実施形態に係る光源装置の製造工程を模式的に示す断面図。
【図１２】本実施形態に係る光源装置の製造工程を模式的に示す断面図。
【図１３】本実施形態に係る光源装置の製造工程を模式的に示す断面図。
【図１４】本実施形態に係る光源装置の製造工程を模式的に示す断面図。
【図１５】本実施形態に係る光源装置の製造工程を模式的に示す断面図。
【図１６】本実施形態に係る光源装置の製造工程を模式的に示す断面図。
【図１７】本実施形態に係る光源装置の製造工程を模式的に示す断面図。
【図１８】本実施形態に係る光源装置の製造工程を模式的に示す断面図。
【図１９】本実施形態に係る光源装置の製造工程を模式的に示す断面図。
【図２０】第１変形例に係る光源装置の製造方法の一例を示すフローチャート。
【図２１】第１変形例に係る光源装置の製造工程を模式的に示す断面図。
【図２２】第１変形例に係る光源装置の製造工程を模式的に示す断面図。
【図２３】第２変形例に係る光源装置を模式的に示す断面図。
【図２４】本実施形態に係るプロジェクターを模式的に示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。
【００２８】
１．  光源装置
まず、本実施形態に係る光源装置について図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る光源装置１００を模式的に示す平面図である。図２は、本実施形態に係る光源装置１００を模式的に示す図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。図３は、本実施形態に係る光源装置１００を模式的に示す図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。図４は、本実施形態に係る光源装置１００を模式的に示す図１のＩＶ−ＩＶ線断面図である。図５は、本実施形態に係る光源装置１００の一部を拡大して示す断面図である。なお、図１〜図４には、互いに直交する３つの軸として、Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸を図示している。
【００２９】
光源装置１００は、図１〜図５に示すように、光源基板１０と、発光素子２０と、プリズム３０を有する光学素子３５と、貫通電極４０と、配線５０，５２，５３と、コリメートレンズ６０を有する光学素子６５と、を含む。
【００３０】
光源基板１０には、複数の発光素子２０が実装されている。光源基板１０は、ベース（支持基板）１２と、サブマウント１４と、を含む。
【００３１】
ベース１２は、例えば、板状の部材（直方体形状の部材）である。ベース１２の材質は、例えば、Ｃｕ、Ａｌ、Ｍｏ、Ｗ、Ｓｉ、Ｃ、Ｂｅ、Ａｕ、これらの化合物（例えば、ＡｌＮ、ＢｅＯなど）や合金（例えばＣｕＭｏなど）などである。
【００３２】
サブマウント１４は、ベース１２上に接合されている。サブマウント１４は、例えば、板状の部材である。サブマウント１４の材質は、例えば、ＡｌＮ、Ｓｉ、ＣｕＷ、ＳｉＣ、ＢｅＯ、ＣｕＭｏなどである。また、Ｃｕ層とＭｏ層の多層構造（ＣＭＣ）などからサブマウント１４を構成することもできる。
【００３３】
ベース１２の熱伝導率は、サブマウント１４の熱伝導率よりも高く、サブマウント１４の熱伝導率は、発光素子２０の熱伝導率よりも高い。これにより、ベース１２およびサブマウント１４は、ヒートシンクとして機能することができる。また、サブマウント１４の熱膨張率は、発光素子２０の熱膨張率に近いことが望ましい。例えば、図示はしないが、サブマウント１４を用いずに発光素子２０を直接ベース１２に実装すると、ベース１２と発光素子２０との熱膨張率の差により、実装時の過熱や駆動時の発熱により発光素子２０に反りが生じ、信頼性が低下する場合がある。本実施形態では、サブマウント１４を用いることにより、ベース１２と発光素子２０との熱膨張率の差によって生じる発光素子２０の反りを低減し、信頼性を向上させることができる。
【００３４】
発光素子２０は、光源基板１０の主面１１（実装面）、すなわち、サブマウント１４の上面に実装されている。発光素子２０は、光源基板１０に複数（図示の例では１０個）実装されている。複数の発光素子２０は、複数行複数列（２次元アレイ状）に配置されてい
る。図示の例では、Ｙ軸に沿って配置された５個の発光素子２０からなる列が、Ｘ軸方向に２列並んでいる。すなわち、発光素子２０は、５行２列に配置されている。なお、光源基板１０の主面１１における発光素子２０の配置は特に限定されない。
【００３５】
発光素子２０は、端面発光型の半導体発光素子である。発光素子２０は、例えば、半導体レーザー、ＳＬＤ（スーパールミネッセントダイオード）である。ＳＬＤは、半導体レーザーに比べてスペックルノイズが低減された光を射出することができ、かつ、ＬＥＤに比べて高出力化を図ることができるため、例えば、光源装置１００をプロジェクター等の光源に用いる場合に好適である。発光素子２０は、光源基板１０の主面１１の面内方向（図示の例ではＸ軸方向）に光を射出する。以下、発光素子２０がＩｎＧａＡｌＰ系（赤色）のＳＬＤである場合について、図５を参照しながら説明する。
【００３６】
発光素子２０は、図５に示すように、活性層２０６を含む積層体２０１と、第１電極２１０と、第２電極２１２と、を含んで構成されている。
【００３７】
積層体２０１は、ベース層２０２と、第１クラッド層２０４と、活性層２０６と、第２クラッド層２０８と、を含んで構成されている。積層体２０１は、ベース層２０２上に、第１クラッド層２０４、活性層２０６、および第２クラッド層２０８をこの順でエピタキシャル成長させることで形成される。
【００３８】
ベース層２０２は、例えば、半導体基板と、バッファー層と、を含む。半導体基板としては、例えば、第１導電型（例えばｎ型）のＧａＡｓ基板などを用いることができる。バッファー層は、例えば、ｎ型のＧａＡｓ層、ＡｌＧａＡｓ層、ＩｎＧａＰ層等である。バッファー層は、エピタキシャル成長させる際に、その上方に形成される層の結晶性を向上させることができる。
【００３９】
第１クラッド層２０４は、例えば、ｎ型のＩｎＧａＡｌＰ層である。
【００４０】
活性層２０６は、第１クラッド層２０４および第２クラッド層２０８で挟まれている。活性層２０６は、例えば、ＩｎＧａＰウェル層とＩｎＧａＡｌＰバリア層とから構成される量子井戸構造を３つ重ねた多重量子井戸（ＭＱＷ）構造を有している。
【００４１】
活性層２０６は、電流が注入されて光を発生させることが可能な層である。活性層２０６の一部は、活性層２０６にて発生した光を導波させる光導波路２０９を構成している。
【００４２】
光導波路２０９は、活性層２０６の−Ｘ軸方向側の側面と、活性層２０６の＋Ｘ軸方向側の側面と、を接続している。光導波路２０９は、図示はしないが、Ｚ軸方向（活性層２０６と第１クラッド層２０４との積層方向）からみて、光射出端面２２の垂線に対して、０．５度〜１０度程度の角度をなすように傾いて設けられている。これにより、レーザー発振を抑制することができる。
【００４３】
活性層２０６で生じた光は、活性層２０６の＋Ｘ軸方向側の側面に設けられている光射出端面２２から＋Ｘ軸方向に射出され、−Ｘ軸方向側の側面に設けられている光射出端面２２から−Ｘ軸方向に射出される。
【００４４】
第２クラッド層２０８は、例えば、第２導電型（例えばｐ型）のＩｎＧａＡｌＰ層である。
【００４５】
第１電極２１０は、第２クラッド層２０８の下に設けられている。第１電極２１０と第２クラッド層２０８との間にはコンタクト層（図示せず）が設けられていてもよい。例え
ば、第１電極２１０と、第１電極２１０とオーミックコンタクトする層（コンタクト層）と、の接触面の平面形状（Ｚ軸方向から見た形状）によって電極２１０，２１２間の電流経路が決定され、その結果、光導波路２０９の平面形状が決定される。第２電極２１２は、ベース層２０２上に設けられている。第１電極２１０は、第１配線５０に接続されている。第２電極２１２は、第２配線５２に接続されている。
【００４６】
発光素子２０は、ジャンクションダウンの状態で光源基板１０に実装されている。すなわち、発光素子２０は、活性層２０６が、ベース層２０２よりもサブマウント１４側に位置するように実装されている。これにより、発熱源である活性層２０６をサブマウント１４に近づけることができるため、放熱性を高めることができる。
【００４７】
発光素子２０は、活性層２０６に屈折率差を設けて光を閉じ込める、いわゆる屈折率導波型であってもよいし、電流を注入することによって生じた光導波路がそのまま導波領域となる、いわゆる利得導波型であってもよい。
【００４８】
なお、上記では、ＩｎＧａＡｌＰ系の発光素子について説明したが、発光素子２０としては、光導波路が形成可能なあらゆる材料系を用いることができる。例えば、ＡｌＧａＮ系、ＧａＮ系、ＩｎＧａＮ系、ＧａＡｓ系、ＡｌＧａＡｓ系、ＩｎＧａＡｓ系、ＩｎＧａＡｓＰ系、ＩｎＰ系、ＧａＰ系、ＡｌＧａＰ系、ＺｎＣｄＳｅ系などの半導体材料を用いることができる。
【００４９】
プリズム３０は、発光素子２０から射出された光の光路を変更する。具体的には、プリズム３０は、発光素子２０から射出された光を光源基板１０の主面１１から離れる方向に折り曲げる。図示の例では、プリズム３０は、発光素子２０から射出されてＸ軸方向に進行する光を、＋Ｚ軸方向に折り曲げている。
【００５０】
プリズム３０は、発光素子２０から射出された光が入射する入射面３２ａと、入射面３２ａから入射した光を反射させて、光の光路を変更する反射面３２ｂと、反射面３２ｂで反射された光が射出される射出面３２ｃと、を有している。
【００５１】
入射面３２ａは、光源基板１０の主面１１に対して垂直な面である。入射面３２ａには、図示はしないが、反射防止膜が形成されていてもよい。
【００５２】
反射面３２ｂは、光源基板１０の主面１１に対して４５度傾いている。すなわち、反射面３２ｂは、発光素子２０から射出される光の光軸に対して４５度傾いている。反射面３２ｂには、図示はしないが、反射膜が設けられている。反射膜は、例えば、誘電体多層膜等である。発光素子２０から射出された光は反射面３２ｂにて反射されて、光源基板１０の主面１１から離れる方向に折り曲げられる。なお、反射面３２ｂの光の光軸に対する傾きは４５度に限定されず、光源基板１０の主面１１の面内方向に進行する光を主面１１から離れる方向（＋Ｚ軸方向側）に折り曲げることができる傾きであればよい。
【００５３】
射出面３２ｃは、光源基板１０の主面１１に平行な面である。射出面３２ｃは、プリズム３０において、光が射出する面である。射出面３２ｃは、光学素子３５の基部３６に接続されている。
【００５４】
光学素子３５は、複数のプリズム３０を備えている。光学素子３５は、複数のプリズム３０が複数行複数列（アレイ状）に配置された素子である。すなわち、複数のプリズム３０は、一体に構成される。光学素子３５は、例えば、ガラスや石英等の無機材料、プラスチック等の樹脂材料からなる透明基板を母材にして形成される。
【００５５】
光学素子３５は、中空部２（凹部の底面）を規定する第１面３７ａ（−Ｚ軸方向を向く面）と、第１面３７ａとは反対側の第２面３７ｂ（＋Ｚ軸方向を向く面）と、を有している。光学素子３５では、第１面３７ａからプリズム形状に張り出した部分が、プリズム３０を構成している。プリズム３０は、発光素子２０の１つの光射出端面２２に対して１つ設けられる。Ｙ軸方向に沿って並んだ複数の光射出端面２２に対応する複数のプリズム３０は連続していてもよい。図１に示す例では、Ｙ軸に沿って並んだ複数（５個）の発光素子２０の光射出端面２２に対応する複数（５個）のプリズム３０は連続している。
【００５６】
光学素子３５は、凹部を有している。光学素子３５の凹部は、発光素子２０が収容される空間（中空部２）を形成する。具体的には、光学素子３５は、光源基板１０とともに中空部２を構成しており、当該中空部２に発光素子２０が収容されている。すなわち、発光素子２０は、光源基板１０と光学素子３５とで囲まれた空間（中空部２）に収容されている。光源基板１０および光学素子３５によって発光素子２０を気密に封止することができる。
【００５７】
中空部２は、真空（大気圧よりも低い圧力）雰囲気、または不活性ガス（例えば窒素ガス）雰囲気である。なお、中空部２は、ドライエアー（乾燥空気）雰囲気であってもよい。
【００５８】
光学素子３５は、光源基板１０に接合されている支持部３８を有している。支持部３８は、光源基板１０の主面１１に接合されている。
【００５９】
貫通電極４０は、光学素子３５に設けられている。貫通電極４０は、図１に示すように、平面視において（Ｚ軸方向から見て）、光学素子３５の＋Ｙ軸方向の端部および−Ｙ軸方向の端部に設けられている。なお、貫通電極４０が設けられる位置は特に限定されず、平面視において、光学素子３５の中央に設けられていてもよい。貫通電極４０は、複数（図示の例では１２個）設けられているが、その数は特に限定されない。
【００６０】
貫通電極４０は、光学素子３５の第１面３７ａから第２面３７ｂまで貫通する貫通孔３４に設けられている。貫通電極４０は、発光素子２０に電気的に接続されている。貫通電極４０によって、中空部２内の配線を中空部２の外の配線に電気的に接続することができる。図示の例では、貫通電極４０は、光学素子３５の第１面３７ａに形成されている第２配線５２と、光学素子３５の第２面３７ｂに形成されている第３配線５３と、を電気的に接続している。また、貫通電極４０（第２部材４４）は、貫通孔３４を塞ぐ封止部材としても機能する。貫通電極４０は、第１部材４２と、第２部材４４と、を有している。
【００６１】
第１部材４２は、貫通孔３４を規定する光学素子３５の内壁に設けられている。第１部材４２は、導電性を有する層であり、例えば、金属層（メタライズ層）である。
【００６２】
第２部材４４は、第１部材４２の内側に設けられている。第２部材４４は、第１部材４２の内側の空間に充填されている。第２部材４４は、貫通孔３４を封止する封止部材である。第２部材４４は、導電性を有している。第２部材４４の材質は、例えば、ハンダ、銅などの金属である。なお、第２部材４４は、絶縁性であってもよい。この場合、第２部材４４の材質は、ガラスや、樹脂などである。
【００６３】
第１配線５０は、光源基板１０の主面１１に設けられている。第１配線５０は、発光素子２０の第１電極２１０に電気的に接続されている。第２配線５２は、光学素子３５の第１面３７ａに設けられている。第２配線５２は、発光素子２０の第２電極２１２に電気的に接続されている。
【００６４】
第１配線５０および第２配線５２は、発光素子２０を駆動させるための配線である。複数の第１配線５０および複数の第２配線５２によって、Ｙ軸方向に沿って配列されている複数の発光素子２０は、直列に接続されている。
【００６５】
図４に示すように、隣り合う発光素子２０間において、一方の発光素子２０の第１電極２１０に接続されている第１配線５０と、他方の発光素子２０の第２電極２１２に接続されている第２配線５２とが接続されている。図示の例では、第２配線５２が光学素子３５の第１面３７ａに設けられた凸部３９上に形成されることで、第１配線５０と第２配線５２とが接続されている。
【００６６】
複数の発光素子２０を直列に接続している複数の第２配線５２のうちの最も端部の第２配線５２は、貫通電極４０に接続されている。直列に接続された複数の発光素子２０は、貫通電極４０および第３配線５３を介して、フレキシブル基板５４に接続されている。
【００６７】
第３配線５３は、光学素子３５の第２面３７ｂに設けられている。第３配線５３は、貫通電極４０とフレキシブル基板５４とを電気的に接続している。
【００６８】
コリメートレンズ６０は、プリズム３０によって反射された光（折り曲げられた光）を平行化する。コリメートレンズ６０を通過した光は平行光（または略平行光）として、コリメートレンズ６０から射出される。コリメートレンズ６０は、複数のプリズム３０に１対１に対応して、複数（図示の例では２０個）設けられている。
【００６９】
光学素子６５は、複数のコリメートレンズ６０を備えている。光学素子６５は、複数のコリメートレンズ６０が複数行複数列（アレイ状）に配置された素子である。すなわち、複数のコリメートレンズ６０は、一体に構成される。光学素子６５は、例えば、ガラスや石英等の無機材料、プラスチック等の樹脂材料からなる透明基板を母材にして形成される。光学素子６５は、光学素子３５上に接合されている。
【００７０】
光源装置１００では、発光素子２０の光射出端面２２から射出された光は、プリズム３０の入射面３２ａから入射し、反射面３２ｂで反射されて光源基板１０の主面１１から離れる方向に折り曲げられる。反射面３２ｂで反射された光は、コリメートレンズ６０によって平行化されて平行光（または略平行光）Ｌとして射出される。光源装置１００は、複数の発光素子２０を有するため、複数の平行光Ｌで構成された光束を射出することができる。
【００７１】
光源装置１００は、例えば、以下の特徴を有する。
【００７２】
光源装置１００では、光学素子３５は中空部２を規定する第１面３７ａから第２面３７ｂまで貫通する貫通孔３４を有し、貫通孔３４は貫通孔３４を規定する光学素子３５の内壁に設けられた第１部材４２と、第１部材４２の内側に設けられた第２部材４４と、を有する貫通電極４０によって封止されている。そのため、光源装置２００では、後述するように、製造工程において、貫通孔３４を通じて、中空部２内の雰囲気を調整することができる。したがって、光源装置１００では、中空部２を所望の雰囲気にすることができ、発光素子２０が安定した特性を持続できる。
【００７３】
また、光源装置１００では、貫通電極４０が、貫通孔３４を塞ぐための封止部材を兼ねているため、部品点数を減らすことができる。
【００７４】
光源装置１００では、発光素子２０が光源基板１０の主面１１の面内方向に光を射出し、光学素子３５が、発光素子２０から射出された光を、光源基板１０の主面１１から離れ
る方向に折り曲げるプリズム３０を有する。そのため、光源装置１００では、発光素子２０として、端面発光型の発光素子を用いることができ、例えば面発光型の発光素子を用いる場合と比べて、１つの発光素子２０から得られる光出力を大きくすることができる。さらに、光源装置１００では、光源基板１０に複数の端面発光型の発光素子２０を実装することができるため、高出力化を図ることができる。
【００７５】
２．  光源装置の製造方法
次に、本実施形態に係る光源装置１００の製造方法について、図面を参照しながら説明する。図６は、本実施形態に係る光源装置１００の製造方法の一例を示すフローチャートである。図７〜図１９は、光源装置１００の製造工程を模式的に示す断面図である。なお、図７、図１０、図１５、および図１８は、図２に対応している。また、図８、図１１、図１３、および図１６は、図３に対応している。また、図９、図１２、図１４、図１７、および図１９は、図４に対応している。
【００７６】
まず、図７〜図９に示すように、複数のプリズム３０が形成されている光学素子３５を準備する。
【００７７】
次に、光学素子３５に貫通孔３４を形成する（ステップＳ１００）。貫通孔３４は、例えば、エッチングや、レーザー加工等により形成することができる。
【００７８】
次に、図１０〜図１２に示すように、貫通孔３４を規定する光学素子３５の内壁に第１部材４２となる金属層（メタライズ層）を形成する（ステップＳ１０２）。第１部材４２は、めっき法等により形成される。
【００７９】
次に、光学素子３５の第１面３７ａに第２配線５２を形成し、光学素子３５の第２面３７ｂに第３配線５３を形成する（ステップＳ１０４）。第２配線５２および第３配線５３は、貫通孔３４を塞がないように形成される。すなわち、第２配線５２および第３配線５３は、貫通孔３４を避けて形成される。第２配線５２および第３配線５３は、例えば、真空蒸着法や、スパッタ法、めっき法等により形成される。
【００８０】
なお、第１部材４２、第２配線５２、および第３配線５３を同じ工程で同時に形成してもよい。この場合、第１部材４２、第２配線５２、および第３配線５３は、例えば、めっき法により形成されてもよい。
【００８１】
次に、図１３および図１４に示すように、光学素子３５（プリズム３０）に対する発光素子２０の位置合わせを行い、発光素子２０を光学素子３５に載置（固定）する（ステップＳ１０６）。
【００８２】
具体的には、光学素子３５に形成された第２配線５２上で発光素子２０を移動させてプリズム３０に対する位置合わせを行い、その後、ＡｕＳｎ等のハンダ材料を用いて、発光素子２０を光学素子３５に接合する。このとき、発光素子２０の第２電極２１２が光学素子３５に形成された第２配線５２に電気的に接続される。
【００８３】
なお、第２配線５２上に銀ペースト等を塗布した状態でプリズム３０に対する発光素子２０の位置合わせを行った後に、オーブンなどで銀ペーストをキュアすることで発光素子２０を光学素子３５に接合してもよい。
【００８４】
次に、図１５〜図１７に示すように、発光素子２０が載置された光学素子３５と光源基板１０とを接合して、光学素子３５と光源基板１０とによって形成される中空部２に発光素子２０を収容する（ステップＳ１０８）。
【００８５】
光学素子３５と光源基板１０との接合は、光学素子３５の支持部３８とサブマウント１４とを接合することで行われる。光学素子３５の支持部３８とサブマウント１４との接合は、半田や、銀ペースト、ＵＶ硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、低融点ガラス等を用いて行われる。
【００８６】
なお、支持部３８とサブマウント１４とを半田や銀ペーストを用いて接合する場合、支持部３８の接合面にはあらかじめメタライズ処理を行っておくことが好ましい。光学素子３５を光源基板１０に接合することで、中空部２が形成され、当該中空部２に発光素子２０が収容される。
【００８７】
また、光学素子３５と光源基板１０との接合と同時に、発光素子２０が光源基板１０に実装される。具体的には、ＡｕＳｎなどのハンダや、銀ペーストなどを用いて、発光素子２０の第１電極２１０とサブマウント１４に形成された第１配線５０とを接続する。また、同様に、ＡｕＳｎなどのハンダや、銀ペーストなどを用いて、第１配線５０と光学素子３５の凸部３９上に形成された第２配線５２とを接続する。これにより、発光素子２０が光源基板１０に実装される。
【００８８】
なお、光源基板１０は、ベース１２とサブマウント１４とを接合することで形成される。
【００８９】
次に、貫通孔３４を通じて、中空部２の雰囲気を調整する（ステップＳ１１０）。
【００９０】
中空部２を真空雰囲気にする場合、貫通孔３４を通じて中空部２内のガスを外部に排気して、中空部２内の圧力を低下させて中空部２を真空雰囲気にする。
【００９１】
また、中空部２を不活性ガス雰囲気にする場合、貫通孔３４を通じて中空部２内のガスを外部に排気した後、貫通孔３４を通じて中空部２に不活性ガス（例えば窒素ガス）を供給して、中空部２内を不活性ガス雰囲気にする。なお、中空部２をドライエアー雰囲気にする場合も同様である。
【００９２】
次に、図１８および図１９に示すように、貫通孔３４を第２部材４４で塞ぐことにより、中空部２を封止し、かつ、貫通電極４０を形成する（ステップＳ１１２）。
【００９３】
例えば、貫通孔３４内に球状のハンダボール（図示せず）を配置し、当該ハンダボールをレーザー照射によって溶融させることにより、貫通孔３４を第２部材４４で塞ぐことができる。中空部２内を真空雰囲気にする場合、第２部材４４による貫通孔３４の封止工程は、真空雰囲気で行われる。同様に、中空部２内を不活性ガス雰囲気にする場合、第２部材４４による貫通孔３４の封止工程は、不活性ガス雰囲気で行われる。
【００９４】
次に、図２〜図４に示すように、光学素子３５上に光学素子６５を載置（接合）する。次に、第１配線５０にフレキシブル基板５４を接続する。
【００９５】
以上の工程により、光源装置１００を製造することができる。
【００９６】
本実施形態に係る光源装置１００の製造方法は、例えば、以下の特徴を有する。
【００９７】
本実施形態に係る光源装置１００の製造方法は、光学素子３５と光源基板１０とを接合して中空部２に発光素子２０を収容する工程と、貫通孔３４を通じて中空部２の雰囲気を調整する工程と、を含む。このように、本実施形態では、発光素子２０が収容される中空
部２の雰囲気を調整する工程を含むため、安定した特性を持続できる発光素子２０を有する光源装置１００を製造することができる。
【００９８】
また、本実施形態に係る光源装置１００の製造方法では、貫通孔３４を第２部材４４で塞ぐことにより、中空部２を封止し、かつ、貫通電極４０を形成する工程を含む。このように、本実施形態では、貫通孔３４を第２部材４４で塞ぐことにより、中空部２が封止され、かつ、貫通電極４０が形成されるため、製造工程を簡略化することができる。
【００９９】
本実施形態に係る光源装置１００の製造方法では、中空部２の雰囲気を調整する工程において、貫通孔３４を通じて中空部２内のガスを排気して、中空部２を真空雰囲気にする。そのため、容易に、中空部２を真空雰囲気にすることができる。
【０１００】
本実施形態に係る光源装置１００の製造方法では、中空部２の雰囲気を調整する工程において、貫通孔３４を通じて中空部２内のガスを排気した後、貫通孔３４を通じて中空部２に不活性ガスを供給して、中空部２を不活性ガス雰囲気にする。そのため、容易に、中空部２を不活性ガス雰囲気にすることができる。
【０１０１】
本実施形態に係る光源装置１００の製造方法では、光学素子３５に発光素子２０を載置する工程を含み、光学素子３５と光源基板１０とを接合する工程において、発光素子２０は、光源基板１０の主面１１に実装される。そのため、本実施形態では、発光素子２０として端面発光型の発光素子を用いることが可能な光源装置１００を製造することができる。さらに、光源基板１０に複数の端面発光型の発光素子２０を実装することができるため、高出力化を図ることが可能な光源装置１００を製造することができる。
【０１０２】
３．  変形例
次に、本実施形態に係る光源装置１００の変形例について説明する。以下、上述した光源装置１００の例と異なる点について説明し、同様の点については説明を省略する。
【０１０３】
（１）第１変形例
まず、第１変形例について説明する。図２０は、第１変形例に係る光源装置１００の製造方法の一例を示すフローチャートである。図２１および図２２は、第１変形例に係る光源装置１００の製造工程を模式的に示す断面図である。なお、図２１は、図３に対応し、図２２は、図４に対応している。
【０１０４】
なお、第１変形例に係る光源装置１００の構成は、上述した図１〜図５に示す光源装置１００と同じであり、図示および説明を省略する。
【０１０５】
上述した光源装置１００の製造方法では、図６に示すように、発光素子２０を光学素子３５に載置した後（ステップＳ１０６の後）に、光学素子３５と光源基板１０とを接合した（ステップＳ１０８）。
【０１０６】
これに対して、第１変形例に係る光源装置１００の製造方法では、図２０に示すように、発光素子２０を光源基板１０に実装した後（ステップＳ２０６の後）に、発光素子２０が実装された光源基板１０と光学素子３５とを接合する（ステップＳ２０８）。
【０１０７】
光学素子３５に貫通孔３４を形成する工程（ステップＳ２００）、貫通孔３４を規定する光学素子３５の内壁に第１部材４２を形成する工程（ステップＳ２０２）、および光学素子３５に第２配線５２および第３配線５３を形成する工程（ステップＳ２０４）は、それぞれ上述したステップＳ１００、ステップＳ１０２、およびステップＳ１０４と同じであり、その説明を省略する。
【０１０８】
光学素子３５に第２配線５２および第３配線５３を形成する工程（ステップＳ２０４、図１０〜図１２参照）の後に、図２１および図２２に示すように、発光素子２０を光源基板１０に実装する（ステップＳ２０６）。
【０１０９】
発光素子２０の実装は、例えば、ＡｕＳｎなどのハンダや、銀ペーストなどを用いて、発光素子２０の第１電極２１０とサブマウント１４に形成された第１配線５０とを接続することで行われる。
【０１１０】
次に、図１５〜図１７に示すように、光学素子３５と、発光素子２０が実装された光源基板１０と、を接合して、中空部２に発光素子２０を収容する（ステップＳ２０８）。
【０１１１】
光学素子３５と光源基板１０との接合と同時に、発光素子２０の第２電極２１２と光学素子３５に形成された第２配線５２とが接続され、さらに、第１配線５０と光学素子３５の凸部３９上に形成された第２配線５２とが接続される。
【０１１２】
次に、中空部２の雰囲気を調整する工程（ステップＳ２１０）、および貫通孔３４を第２部材４４で塞ぐことにより中空部２を封止し、かつ、貫通電極４０を形成する工程（ステップＳ２１２）を行う。ステップＳ２１０およびステップＳ２１２は、それぞれ上述したステップＳ１１０およびステップＳ１１２と同じであり、その説明を省略する。
【０１１３】
以上の工程により、光源装置１００を製造することができる。
【０１１４】
第１変形例に係る光源装置１００の製造方法によれば、上述した図６に示す光源装置１００の製造方法と同様の作用効果を奏することができる。
【０１１５】
（２）第２変形例
次に、第２変形例について説明する、図２３は、第２変形例に係る光源装置２００を模式的に示す断面図であり、図３に対応している。以下、光源装置２００において、光源装置１００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０１１６】
上述した光源装置１００では、図３に示すように、プリズム３０（光学素子３５）とコリメートレンズ６０（光学素子６５）とが別体であった。
【０１１７】
これに対して、光源装置２００では、図２３に示すように、プリズム３０とコリメートレンズ６０とは一体に設けられている。複数のプリズム３０と複数のコリメートレンズ６０とは、１つの光学素子１３５に設けられている。
【０１１８】
光源装置２００の製造方法は、上述した光源装置１００の製造方法と同様であり、その説明を省略する。
【０１１９】
光源装置２００によれば、プリズム３０とコリメートレンズ６０とが一体に構成されているため、プリズム３０とコリメートレンズ６０とを独立した光学素子として設ける場合と比べて、部品点数を減らすことができる。したがって、部品間の位置合わせが容易であり、また製造コストを低減できる。
【０１２０】
４．  プロジェクター
次に、本実施形態に係るプロジェクターについて、図面を参照しながら説明する。図２４は、本実施形態に係るプロジェクター９００を模式的に示す図である。
【０１２１】
プロジェクター９００は、図２４に示すように、赤色光、緑色光、青色光を出射する赤色光源１００Ｒ、緑色光源１００Ｇ、青色光源１００Ｂを含む。赤色光源１００Ｒ、緑色光源１００Ｇ、青色光源１００Ｂは、本発明に係る光源装置である。以下では、本発明に係る光源装置として光源装置１００を用いた例について説明する。なお、便宜上、図２４では、プロジェクター９００を構成する筐体を省略し、さらに光源１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂを簡略化して図示している。
【０１２２】
プロジェクター９００は、さらに、透過型の液晶ライトバルブ（光変調装置）９０４Ｒ，９０４Ｇ，９０４Ｂと、投射レンズ（投射装置）９０８と、を含む。
【０１２３】
光源１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂから出射された光は、各液晶ライトバルブ９０４Ｒ，９０４Ｇ，９０４Ｂに入射する。各液晶ライトバルブ９０４Ｒ，９０４Ｇ，９０４Ｂは、入射した光をそれぞれ画像情報に応じて変調する。そして、投射レンズ９０８は、液晶ライトバルブ９０４Ｒ，９０４Ｇ，９０４Ｂによって形成された像を拡大してスクリーン（表示面）９１０に投射する。
【０１２４】
また、プロジェクター９００は、液晶ライトバルブ９０４Ｒ，９０４Ｇ，９０４Ｂから射出された光を合成して投射レンズ９０８に導くクロスダイクロイックプリズム（色光合成手段）９０６を、含むことができる。
【０１２５】
各液晶ライトバルブ９０４Ｒ，９０４Ｇ，９０４Ｂによって変調された３つの色光は、クロスダイクロイックプリズム９０６に入射する。このプリズムは、４つの直角プリズムを貼り合わせて形成され、その内面に赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とが直交するように配置されている。これらの誘電体多層膜によって３つの色光が合成され、カラー画像を表す光が形成される。そして、合成された光は、投射光学系である投射レンズ９０８によりスクリーン９１０上に投射され、拡大された画像が表示される。
【０１２６】
プロジェクター９００では、光源装置１００を含むため、安定した特性を持続できる光源を有することができる。
【０１２７】
プロジェクター９００は、光源装置１００を液晶ライトバルブ９０４Ｒ，９０４Ｇ，９０４Ｂの直下に配置し、コリメートレンズ６０（図１参照）を用いて集光と均一照明とを同時に行う方式（バックライト方式）である。そのため、プロジェクター９００では、光学系の損失低減と部品点数の削減を図ることができる。
【０１２８】
なお、上述の例では、光変調装置として透過型の液晶ライトバルブを用いたが、液晶以外のライトバルブを用いてもよいし、反射型のライトバルブを用いてもよい。このようなライトバルブとしては、例えば、反射型の液晶ライトバルブや、デジタルマイクロミラーデバイス（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）が挙げられる。また、投射光学系の構成は、使用されるライトバルブの種類によって適宜変更される。
【０１２９】
また、光源１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂを、光源１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂからの光をスクリーン上で走査させることにより、表示面に所望の大きさの画像を表示させる画像形成装置である走査手段を有するような走査型の画像表示装置（プロジェクター）の光源装置にも適用することが可能である。
【０１３０】
なお、上述した実施形態及び変形例は一例であって、これらに限定されるわけではない。例えば各実施形態及び各変形例は、適宜組み合わせることが可能である。
【０１３１】
本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法および結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【符号の説明】
【０１３２】
２…中空部、１０…光源基板、１１…主面、１２…ベース、１４…サブマウント、２０…発光素子、２２…光射出端面、３０…プリズム、３２ａ…入射面、３２ｂ…反射面、３２ｃ…射出面、３４…貫通孔、３５…光学素子、３６…基部、３７ａ…第１面、３７ｂ…第２面、３８…支持部、３９…凸部、４０…貫通電極、４２…第１部材、４４…第２部材、５０…第１配線、５２…第２配線、５３…第３配線、５４…フレキシブル基板、６０…コリメートレンズ、６５…光学素子、１００…光源装置、１００Ｒ…青色光源、１００Ｇ…緑色光源、１００Ｂ…赤色光源、１３５…光学素子、２００…光源装置、２０１…積層体、２０２…ベース層、２０４…第１クラッド層、２０６…活性層、２０８…第２クラッド層、２０９…光導波路、２１０…第１電極、２１２…第２電極、９００…プロジェクター、９０４Ｒ…液晶ライトバルブ、９０４Ｇ…液晶ライトバルブ、９０４Ｂ…液晶ライトバルブ、９０６…クロスダイクロイックプリズム、９０８…投射レンズ、９１０…スクリーン
【図１】
2017220529.tif 000003
【図２】
2017220529.tif 000004
【図３】
2017220529.tif 000005
【図４】
2017220529.tif 000006
【図５】
2017220529.tif 000007
【図６】
2017220529.tif 000008
【図７】
2017220529.tif 000009
【図８】
2017220529.tif 000010
【図９】
2017220529.tif 000011
【図１０】
2017220529.tif 000012
【図１１】
2017220529.tif 000013
【図１２】
2017220529.tif 000014
【図１３】
2017220529.tif 000015
【図１４】
2017220529.tif 000016
【図１５】
2017220529.tif 000017
【図１６】
2017220529.tif 000018
【図１７】
2017220529.tif 000019
【図１８】
2017220529.tif 000020
【図１９】
2017220529.tif 000021
【図２０】
2017220529.tif 000022
【図２１】
2017220529.tif 000023
【図２２】
2017220529.tif 000024
【図２３】
2017220529.tif 000025
【図２４】
2017220529.tif 000026