半导体发光装置
文献发布时间:2023-06-19 12:25:57
技术领域
本技术涉及一种半导体发光装置,包括,例如诸如半导体激光元件的发光元件。
背景技术
均包括诸如半导体激光元件的多个发光元件的发光装置正在开发中。半导体激光元件具有通过盖封装的半导体激光芯片的一部分,以确保可靠性(例如,参见专利文献1)。
引用列表
专利文献
PTL 1:日本未审查专利申请公开No.H5-129711
发明内容
要求这种发光装置具有改善的内部电阻。
期望提供一种允许提高内部电阻的半导体发光装置。
根据本公开的实施例的半导体发光装置包括:发光元件;第一容纳构件和第二容纳构件,它们中的至少一个具有布线结构;以及导电接合部。第一容纳构件和第二容纳构件容纳发光元件。布线结构将发光元件和外部电耦接。导电接合部接合第一容纳构件和第二容纳构件。导电接合部电耦接到布线结构。
在根据本公开的实施例的半导体发光装置中,导电接合部电耦接至设置在第一容纳构件和第二壳体部分中的至少一个中的布线结构,从而增加了将发光元件与外部电耦接的布线的截面积。导电接合部接合第一容纳构件和第二容纳构件。发光元件容纳在第一容纳构件和第二容纳构件中。
附图说明
[图1]图1是根据本公开的第一实施例的半导体发光装置的构造的示例的分解透视图。
[图2]图2是示出图1所示的半导体发光装置的构造的示例的平面示意图。
[图3]图3是图1所示的容纳构件的构造的示例的分解透视图。
[图4A]图4A是沿I-I线截取的图1所示的半导体发光装置的截面示意图。
[图4B]图4B是沿II-II线截取的图1所示的半导体发光装置的截面示意图。
[图4C]图4C是沿III-III线截取的图1所示的半导体发光装置的截面示意图。
[图5]图5是示出包括图1所示的半导体发光装置的发光设备的示意性构造的示例的侧面示意图。
[图6]图6是图5所示的发光设备的示意性构造的分解透视图。
[图7]图7是用于描述半导体发光装置与图5所示的透镜保持构件的端子部之间的耦接的透视图。
[图8]图8是示出根据本公开的第二实施例的半导体发光装置的构造的示例的平面示意图。
[图9]图9是图8所示的容纳构件的构造的示例的分解透视图。
[图10]图10是示出根据本公开的第三实施例的半导体发光装置的构造的示例的平面示意图。
[图11]图11是图10所示的容纳构件的构造的示例的分解透视图。
[图12A]图12A是示出根据本公开的第四实施例的半导体发光装置的构造的示例的平面示意图。
[图12B]图12B是示出图12A所示的盖的前侧构造的示例的平面示意图。
[图12C]图12C是示出图12所示的盖的构造的示例的截面示意图。
[图13]图13是图12A所示的容纳构件的构造的示例的分解透视图。
[图14A]图14A是示出根据本公开的第五实施例的半导体发光装置的构造的示例的平面示意图。
[图14B]图14B是示出图14A所示的盖的构造的示例的截面示意图。
[图15]图15是图14A所示的容纳构件的构造的示例的分解透视图。
[图16]图16是示出图15所示的金属图案的形状的示例的平面示意图。
[图17]图17是示出根据本公开的第六实施例的半导体发光装置的构造的示例的平面示意图。
[图18]图18是图17所示的容纳构件的构造的示例的分解透视图。
[图19]图19是示出图17所示的金属图案的形状的示例的示图。
[图20]图20是示出根据本公开的第七实施例的半导体发光装置的构造的示例的平面示意图。
[图21]图21是示出根据本公开的第八实施例的半导体发光装置的构造的示例的平面示意图。
[图22]图22是图21所示的容纳构件的构造的示例的分解透视图。
[图23]图23是示出根据本公开的第九实施例的半导体发光装置的构造的示例的平面示意图。
[图24]图24是图23所示的容纳构件的构造的示例的分解透视图。
[图25A]图25A是沿着VI-VI线截取的图23所示的半导体发光装置的截面示意图。
[图25B]图25B是沿着VII-VII线截取的图23所示的半导体发光装置的截面示意图。
[图25C]图25C是沿着VIII-VIII线截取的图23所示的半导体发光装置的截面示意图。
[图26]图26是示出根据本公开的第九实施例的半导体发光装置的构造的另一示例的平面示意图。
[图27]图27是图26所示的半导体发光装置的截面示意图。
[图28]图28是示出根据本公开的第十实施例的半导体发光装置的构造的示例的平面示意图。
[图29]图29是图28所示的半导体发光装置的截面示意图。
[图30]图30是图28所示的容纳构件的构造的示例的分解透视图。
[图31]图31是示出根据本公开的第十实施例的半导体发光装置的构造的另一示例的截面示意图。
[图32]图32是示出根据本公开的第十实施例的半导体发光装置的构造的另一示例的截面示意图。
[图33]图33是根据本公开的修改示例的发光装置的配置的示例的分解透视图。
[图34]图34是示出应用了图1等所示的发光设备的投影显示器的配置示例的示图。
具体实施方式
下面参考附图详细描述本公开的实施例。以下描述是本公开的具体示例,但是本公开不限于以下模式。另外,本公开不限于附图中示出的各个组件的布置、尺寸、尺寸比率等。
要注意的是,按以下顺序给出描述。
1.第一实施例(将用于容纳构件和盖的接合构件用作导电路径的示例)
1-1.半导体发光装置的构造
1-2.发光设备的构造
1-3.运行与效果
2.第二实施例(将容纳构件的接合表面上的金属图案分成用于电极引出部的金属图案和接合金属图案的示例)
3.第三实施例(在电极引出部的金属图案和接合金属图案之间的边界上设置阻焊带的示例)
4.第四实施例(在盖的上表面设置电极引出部的示例)
5.第五实施例(在盖侧设置凹陷部的示例)
6.第六实施例(将发光元件和反射镜配置在同一平面上的示例)
7.第七实施例(通过在盖侧上使用焊料图案将用于电极引出的金属图案和接合金属图案电耦接的示例)
8.第八实施例(设置有接地图案的示例)
9.第九实施例(沿水平方向发光的示例)
10.第十实施例(使用垂直谐振器表面发射激光器的示例)
11.修改示例(显示器配置的另一个示例)
12.应用示例(投影显示示例)
<1.第一实施例>
图1是根据本公开的第一实施例的半导体发光装置(半导体发光装置10A)的配置的示例的分解透视图。图2示意性地示出了图1中示出的半导体发光装置10A的平面配置的示例。半导体发光装置10A是封装的表面安装装置(表面安装装置;SMD)。半导体发光装置10A包括发光元件11,容纳构件14和盖15。容纳构件14包括凹陷部14C,并且发光元件11容纳在该凹陷部14C中。容纳构件14和盖15之间通过接合构件16接合。这密封了发光元件11。该容纳构件14对应于本公开的“第一容纳构件”的特定示例,并且盖15对应于本公开的“第二容纳构件”的特定示例。
(1-1.半导体发光装置的配置)
在根据本实施例的半导体发光装置10A中,例如,发光元件11与基台12和反射镜13一起容纳在容纳构件14的凹陷部14C中。容纳构件14接合至盖15使得接合构件16介于其间,并且将发光元件11,基台12和反射镜13与盖15一起密封。容纳构件14设置有用于将发光元件11与外部电耦接的布线结构。接合构件16电耦接至该布线结构。与布线结构一起,接合构件16包括在将发光元件11与外部电耦接的导电路径中。
发光元件11包括例如诸如LD(激光二极管)的半导体激光元件。发光元件11包括例如氮化镓(GaN)基的半导体材料,并且发射蓝色波长范围内的光。诸如荧光材料的波长转换构件可以设置在从发光元件11发射的光的光路上。发光元件11可以包括例如诸如砷化镓(GaAs)基材料的半导体材料。发光元件11的阳极和阴极中的一个(例如,阳极)通过布线接合与设置在后述的容纳构件14中的布线结构耦接,并且例如从电极引出部14E2引出。例如,在布线接合中使用布线W。布线W包括例如金(Au)。例如,在使用下面描述的导电基台12的情况下,例如,通过设置在容纳构件14中的布线结构从电极引出部14E1引出发光元件11的阳极和阴极中的一个(例如,阴极),而不使用布线W。
基台12用于安装发光元件11。基台12设置在发光元件11与容纳构件14的凹陷部14C的底表面之间。基台12例如是板状的构件。发光元件11的位置可以根据基台12的厚度(图1中的Z方向的大小)进行调整。基台12包括例如绝缘材料,诸如氮化铝(AlN)、硅(Si)、碳化硅(SiC)、金刚石或氧化铍(BeO)。在使用包括绝缘材料的基台12的情况下,布线从基台12上的金属图案(未示出)耦接到金属图案143M1或金属图案141M1。这例如使电极引出部14E1和发光元件11电耦接。
基台12可以包括例如导电材料,诸如铜钨(Cu-W),铜钼(Cu-Mo),铜金刚石和石墨。导电基台12的使用使得可以使发光元件11的电极中的一个(例如,阴极)通过基台12被传导到容纳构件14内部的布线结构。例如,与通过使用布线W将发光元件11的阳极和阴极都耦接到电极引出部14E的情况相比,布线W的数量减少了。因此,可以减小半导体发光装置10A的尺寸。
发光元件11例如通过AuSn(金锡)共晶接合到基台12,并且基台12例如通过AuSn共晶接合到容纳构件14的凹陷部14C的底表面。基台12还可以例如通过银(Ag)糊剂、烧结金(Au)、烧结银(Ag)等接合至容纳构件14的凹陷部14C的底表面。
反射镜13用于反射从发光元件11发射的光。从发光元件11发出的光被反射镜13反射并从盖15侧发出。反射镜13与安装在基台12上的发光元件11一起设置在容纳构件14的凹陷部14C中。凹陷部14C例如在内部设置有阶梯。反射镜13设置在比发光元件11低的位置。
反射镜13具有例如倾斜表面。该倾斜表面布置为与发光元件11的发光表面相对。反射镜13的倾斜表面从容纳构件14的底表面倾斜例如45°。这允许由反射镜13的倾斜表面反射的光在垂直于容纳构件14的底表面的方向上被引出。调节反射镜13的倾斜表面的角度还允许改变光引出方向。反射镜13包括例如玻璃、合成石英、硅、蓝宝石、铜、铝等。反射镜13的倾斜表面可以设置有例如反射膜,诸如金属膜或多层电介质膜。该反射膜对从发光元件11发出的光的反射率例如为90%或以上。反射膜的反射率优选为99%或以上。
图3是图1所示的容纳构件14的构造的示例的分解透视图。图4A至图4C示意性地示出了沿图2所示的I-I线,II-II线和III-III线截取的容纳构件14的截面构造。容纳构件14容纳安装在基台12上的发光元件11和反射镜13,并且与盖15一起密封发光元件11和反射镜13。换句话说,容纳构件14的凹陷部14C和盖15形成具有气密性的容纳空间。凹陷部14C具有例如矩形的平面形状。容纳构件14包括例如玻璃或陶瓷。容纳构件14包括例如烧结体,诸如氮化铝(AlN)、氧化铝(alumina)或碳化硅(SiC)。
容纳构件14包括第一层141和第二层142。第一层141包括在凹陷部14C的底表面中。第二层142包括在凹陷部14C的侧表面中。第二层142包括接合层144和中间层143。接合层144接合到盖。中间层143设置在第一层141和接合层144之间。金属图案141M,143M和144M分别形成在第一层141和第二层142(具体地,中间层143和接合层144)上并且适当地电耦接。金属图案141M,143M和144M中的每个包括例如金(Au)等。该第一层141对应于本公开的“第一层”的特定示例,并且第二层142对应于本公开的“第二层”的特定示例。
如上所述,第一层141包括在凹陷部14C的底表面中。第一层141例如是具有矩形平面形状的板状构件。第一层141具有彼此相对的上表面141S1和下表面141S2。该上表面141S1包括在凹陷部14C的底表面的一部分中。下表面141S2包括在容纳构件14的后表面14S2中。上表面141S1设置有金属图案141M1。金属图案141M1例如用于安装反射镜13。金属图案141M1设置为例如在平面(XY平面)视图中部分地对应于开口143H。开口143H设置在下面描述的中间层143中。具体地,金属图案141M1被设置为暴露在开口143H中。这允许反射镜13有效地散热。另外,可以方便地焊接到反射镜13上。
第一层141的下表面141S2设置有用于安装在下述的基板31上的金属图案141M2。该金属图案141M2还用作散热构件,并且还允许由发光元件11产生的热量有效地散发到基板31。换句话说,在容纳构件14的后表面14S2上设置金属图案141M2使得可以将半导体发光装置10A和基板31电和热耦接。
如上所述,中间层143包括在凹陷部14C的侧表面的一部分中,并且被设置在第一层141和接合层144之间。中间层143例如是具有矩形平面形状的板状构件。中间层143具有彼此相对的上表面143S1和下表面143S2。该上表面143S1与第一层141的上表面141S1一起被包括在凹陷部14C的底表面中。中间层143设置有开口143H,其中设置反射镜13。设置在第一层141的上表面上的金属图案141M1在开口143H中暴露。反射镜13通过金属图案141M1安装。
中间层143的上表面143S1设置有彼此独立的金属图案143M1和金属图案143M2。金属图案143M1例如用于安装基台12。将金属图案143M1被图案化为例如与下面描述的在平面视图中设置在第一层141上的金属图案141M1或设置在接合层144上的金属图案144M1中的至少任何一个的至少部分重叠。另外,金属图案143M1被设置为部分地暴露在设置在接合层144中的开口144H中,并且安装有基台12。这允许基台12有效地散热。另外,可以容易地焊接到基台12上。例如,在平面视图中,金属图案143M2被图案化为与设置在接合层144上的金属图案144M2至少部分重叠。
中间层143还设置有在Z轴方向上贯通中间层143的通孔V1。通孔V1在第一层141上设置有与金属图案143M1和金属图案141M1交叠的位置,并且耦接金属图案141M1和金属图案143M1。设置该通孔V1有助于在下述的镀金处理中进行电镀处理。另外,在基台12使用绝缘材料的情况下,设置通孔V1使得能够通过将来自基台12上的金属图案(未示出)的布线与金属图案141M1耦接来使例如电极引出部14E1和发光元件11电耦接。
如上所述,接合层144被包括在凹陷部14C的侧表面的一部分中并且被接合到盖15。接合层144是例如具有矩形平面形状的板状构件。接合层144具有彼此相对的上表面144S1和下表面144S2。该上表面144S1包括在容纳构件14与盖15的接合表面14S1中。接合层144设置有开口144H(其中设置基台12)。设置在中间层143的上表面上的金属图案143M1和金属图案143M2的部分在开口144H中暴露。基台12通过金属图案143M1安装。金属图案143M2通过布线W电耦接至安装在基台12上的发光元件11的电极中的一个(例如,阳极)。此外,开口144H包括设置在中间层143中的开口143H。换句话说,凹陷部14C包括开口143H和开口144H。这使得凹陷部14C的底表面具有阶梯。
接合层144的上表面144S1设置有金属图案144M1,其沿着边缘围绕开口144H并且部分地突出到边缘的外部。沿着边缘的该部分(金属图案14MC)用于接合盖15(具体地,下面描述的焊料图案151M)。突出部分(金属图案14ME)从盖15露出。突出部分(金属图案14ME)包括在将发光元件11与外部电耦接的电极引出部14E1中。换句话说,金属图案144M1包括金属图案14MC和金属图案14ME。接合层144的上表面144S1在例如金属图案144M1的突出部分(金属图案14ME)的旁边还具有与金属图案144M1独立的金属图案144M2。金属图案144M2与金属图案14ME一起从盖15露出。金属图案144M2包括在将发光元件11与外部电耦接的电极引出部14E1中。电极引出部14E1和电极引出部14E2是从发光元件11的阳极和阴极引出电极的部分。
接合层144还例如设置有在Z轴方向上贯通接合层144的三个通孔V2和一个通孔V3。三个通孔V2设置在与中间层143上的金属图案144M1和金属图案143M1重叠的位置。具体地,三个通孔V2中的两个通孔V2设置在金属图案14MC的正下方,且一个通孔V2设置在金属图案14ME的正下方。换句话说,金属图案14MC通过两个通孔V2耦接到金属图案143M1,并且金属图案14ME通过一个通孔V2耦接到金属图案143M1。一个通孔V3在中间层143上设置的位置与金属图案144M2和金属图案143M2重叠,并且耦接金属图案143M2和金属图案144M2。
如上所述,通过设置在第一层141和第二层142上的金属图案141M,143M和144M以及通孔V1,V2和V3,从盖15露出的电极引出部14E1和电极引出部14E2引出发光元件11的阳极和阴极。具体地,例如,通过金属图案141M1,通孔V1,金属图案143M1以及一个通孔V2和金属图案141M1,通孔V1,金属图案143M1,两个通孔V2和金属图案14MC从电极引出部14E1引出发光元件11的阴极。发光元件11的阳极例如通过布线W,金属图案143M2以及通孔V3从电极引出部14E2引出。
从发光元件11发射的光从盖15引出。盖15例如是具有矩形平面形状的板状构件。盖15具有彼此相对的上表面15S1和下表面15S2。盖15至少覆盖容纳构件14的凹陷部14C。盖15的下表面15S2涂覆有焊料图案151M,粘合剂介于其间。粘合剂层包括铬(Cr)、钛(Ti)、金(Au)等。例如,该焊料图案151M具有与形成在容纳构件14的接合表面14S1上的接合金属图案14MC部分的平面形状基本相同的平面形状。具体地,焊料图案151M具有包围凹陷部14C的框状。焊料图案151M的宽度与形成在容纳构件14的上表面上的接合金属图案144MC的宽度基本相同,或者焊料图案151M的宽度小于或等于接合金属图案144MC的宽度。焊料图案151M通过使用例如SnAgCu(锡-银-铜)基的焊料形成。可以将AuSn(金锡)基焊料、Sn(锡)基焊料、In(铟)基焊料等用于焊料图案151M。这种焊接等的使用将发光元件11等气密密封(气密密封)在容纳构件14与盖15之间。盖15包括在覆盖至少凹陷部14C的部分具有透光性的材料。具体地,盖15包括例如玻璃等。
接合构件16用于接合容纳构件14和盖15。接合构件16包括例如金属图案14MC和焊料图案151M。金属图案14MC设置在容纳构件14的接合表面14S1上。焊料图案151M设置在盖15的下表面15S2上。金属图案14MC是金属图案144M1的一部分。除了金属图案14MC之外,金属图案144M1还包括电极引出部14E1中包括的金属图案14ME。换句话说,金属图案14MC和金属图案14ME形成在相同的金属图案(金属图案144M1)中并且彼此电耦接。另外,金属图案14MC通过两个通孔V2耦接到金属图案143M1。金属图案143M1例如通过基台12电耦接至发光元件11的阴极。换句话说,金属图案14MC例如包括在发光元件11的阴极与电极引出部14E1之间的一部分导电路径中。这增加了电耦接发光元件11和外部(例如,电极引出部14E1)的导电路径的横截面积,并且减小了内部电阻。
例如,如下制造半导体发光装置10A。具体地,金属图案141M和金属图案141M2形成在第一层141的上表面141S1和下表面141S2上。接下来,形成第二层142。首先,在中间层143中形成凹陷部14C中包括的开口143H和用于通孔V1的过孔(未示出)。随后,通过例如用钨膏,铜(Cu)或银(Ag)填充过孔来形成通孔V1,然后在中间层143的上表面143S1上形成金属图案143M1和金属图案143M2。接下来,在接合层144中形成凹陷部14C中包括的开口144H以及用于通孔V2和V3的过孔(未示出)。随后,通过例如用钨膏,铜(Cu)或银(Ag)填充过孔来形成通孔V2和V3,然后在接合层144的上表面144S1上形成金属图案144M1和金属图案144M2。之后,进行烧结,对露出部分进行镀金处理,然后进行切单以形成容纳构件14。接下来,在将基台12、发光元件11和反射镜13布置在容纳构件14的凹陷部14C中之后,例如,将发光元件11的阳极与金属图案143M2通过布线接合耦接。例如,在布线接合中使用金线(布线W)。另外,在将绝缘材料用于基台12的情况下,将布线从基台12上的金属图案(未图示)耦接至金属图案143M1或金属图案141M1。这例如使电极引出部14E1与发光元件11电耦接。最后,将盖15接合到容纳构件14。这气密密封发光元件11以完成半导体发光装置10A。
在上述半导体发光装置10A的制造步骤中,接合剂的熔化温度在安装反射镜13、安装发光元件11和基台12以及将容纳构件14和盖15接合的三个步骤中很重要。例如,反射镜13优选通过使用AuSn焊料或烧结Ag膏作为接合剂来接合。发光元件11和基台12优选通过使用AuSn焊料作为接合剂来接合。容纳构件和盖15优选通过使用SnAgCu焊料作为接合剂来接合。上述组合防止接合剂在各个步骤中重熔,从而可以确保安装精度。要注意的是,在使用AuSn焊料来安装反射镜13的情况下,例如,在安装反射镜13时熔化的AuSn焊料可能会吸收例如施加到暴露在容纳构件14的凹陷部14C中的金属图案上的金板,从而提高熔化温度。通过适当地设置AuSn焊料的熔化温度以安装发光元件11和基台12,可以防止这种再熔化。
在半导体发光装置10A中,例如如下引出光。从发光元件11发射的光(例如,在蓝色波长范围内的光)被反射镜13反射,被盖15透射,并且从半导体发光装置10A引出。
(1-2.发光设备的构造)
图5示出了包括图1所示的半导体发光装置10A的发光设备(发光设备1)的侧表面的示意性构造。图6是图5所示的发光装置1的分解立体图。发光设备1包括半导体发光装置10A,基板31,透镜保持构件32和阵列透镜33。阵列透镜33包括与每个半导体发光装置10A相对应的透镜331。
基板31是用于放置半导体发光装置10A的构件。基板31例如是平板状的构件。基板31具有彼此相对的前表面31A和后表面31B。前表面31A设置有多个半导体发光装置10A,并且后表面31B例如热耦接至散热器等(未示出)。
基板31包括例如陶瓷材料、金属材料等。包括金属材料的基板31能够增加散热。金属材料的示例包括铁(Fe)、铁合金、铜(Cu)、铝(Al)、铜合金等。铜合金的示例包括铜钨(CuW)等。陶瓷材料的示例包括氮化铝(AlN)等。基板31可以设置有冷却剂通道。
基板31可以设置有用于放置半导体发光装置10A的凹陷部。在基板31的凹陷部设置半导体发光装置10A,可以保护半导体发光装置10A。
多个半导体发光装置10A放置在基板31的前表面31A上。多个半导体发光装置10A例如以矩阵状布置在基板31的表面31A上(图6的X方向和Y方向)。例如,可能缺少布置成矩阵的半导体发光装置10A的一部分。半导体发光装置10A的该缺失部分例如是为了去除有缺陷的产品或降低表面中的一部分功率密度的目的。半导体发光装置10A可以例如以诸如基本上六边形或千鸟格形状(houndstooth shape)的另一种形式布置。
例如,在基板31的前表面31A上以矩阵状布置的多个半导体发光装置10A之间的间隔在θ平行方向上小于θ垂直方向。θ平行方向上的FFP(远场模式)半值宽度比θ垂直方向上的FFP半值宽度窄。因此,可以减小在θ平行方向上的半导体发光装置10A之间的间隔。这使得可以增加光密度。多个半导体发光装置10A可以布置成一条线。
设置在基板31和阵列透镜33之间的透镜保持构件32具有例如框架形状,该框架围绕放置在基板31的前表面31A上的多个半导体发光装置10A(图6)。换句话说,多个半导体发光装置10A设置在框形透镜保持构件32的内部。透镜保持构件32的平面形状例如是四边形。该透镜保持构件32包括例如具有四边形框架形状的保持部321和在保持部321的内部和外部上扩展的扩展部322。扩展部322例如设置在四边形保持部321的两个相对侧上。透镜保持构件32不是必须设置在基板31的整个周边上,而是可以例如设置在四边形基板31的三个侧面上。或者,可以将透镜保持构件32设置在四边形基板31的两个相对侧上。
透镜保持构件32通过使用例如螺钉等(未示出)固定至基板31。将透镜保持构件32固定至基板31的方法可以是任何方法。例如,可以使用粘合剂将透镜保持构件32固定到基板31。粘合剂包括例如树脂材料。可替代地,可以通过使用嵌件成型工艺等将透镜保持构件32和基板31共同地成型。
保持部321的厚度(图6中的Z方向的尺寸)例如大于扩展部322的厚度。该保持部321与基板31和阵列透镜33接触。因此,根据保持部321的厚度来调节每个半导体发光装置10A与透镜331之间的距离。保持部321的厚度优选大到足以在盖15与阵列透镜33之间以及基板31与阵列透镜33之间保持空间。这些空间足够大,可以让气体流动。足够大以允许气体流动的空间的大小例如为约0.01mm。这是加工公差。可替代地,足够大以允许气体流动的空间的尺寸为大约0.5mm。这是树脂成型中的公差。在盖15和阵列透镜33彼此太靠近的情况下,由粘合剂等引起的解吸物停留在它们之间。在该解吸物与光反应并被吸附在盖15或阵列透镜33上的情况下,光学特性降低。提供足够大的空间以允许气体在盖15和阵列透镜33之间流动使得可以抑制光学特性的这种降低。保持部321例如具有约1mm至30mm的厚度。例如,根据透镜331的焦距,半导体发光装置10A的光路长度等来调整保持部321的厚度即可。保持部321包括例如树脂材料。
扩展部322例如设置有端子部322E。该端子部322E用于例如通过布线WA将半导体发光装置10A(发光元件11)电耦接至外部。从扩展部322的内部到外部设置多个端子部322E。端子部322E包括例如导电金属材料,诸如铝(Al)。扩展部322的除了端子部322E以外的部分包括例如与保持部321相同的树脂材料。扩展部322和保持部321可以包括不同的树脂材料。
保持部321和扩展部322可以分别固定到基板31。另外,在保持部321和扩展部322的情况下,保持部321可以固定在扩展部322上。例如,保持部321包括树脂或金属。扩展部322和端子部322E均包括PCB(印刷电路板)。这允许通过使用UV粘合剂或焊料将保持部321粘附到基板31或扩展部322。另外,阵列透镜33和保持部321可以通过使用嵌件成型法一体成型。透镜保持构件32可以包括诸如铝(Al)、SUS(钢用不锈钢)、铁(Fe)和铜(Cu)的金属材料。可选地,透镜保持构件32可以包括陶瓷材料等。透镜保持构件32的形状可以通过诸如切削加工形成或者通过压铸,烧结等形成。包括端子部322E的透镜保持构件32优选地包括例如通过一体成型而一体化的一个部件。这使得可以抑制成本。
阵列透镜33与基板31相对使得多个半导体发光装置10A介于它们之间。该阵列透镜33包括例如在中间部分的阵列部33A和围绕该阵列部33A的框架部33F。在阵列部33A中,多个透镜331设置在与各个半导体发光装置10A相对的位置。在平面图中,每个透镜331例如设置在与发光元件11和反射镜13重叠的位置。透镜331包括例如凸透镜。透镜331可包括平凸透镜、双凸透镜、弯月形透镜等。由每个半导体发光装置10A的盖15透射的光通过穿过透镜331而被准直。阵列透镜33可以具有在下表面(例如,与基板31相对的表面)侧和上表面侧之间不同的构造。例如,阵列透镜33的一个表面侧可以具有FAC(快速轴准直器)功能,而另一个表面侧可以具有SAC(慢轴准直器)功能。然后,阵列透镜33具有例如在双凸透镜彼此正交的方向上布置的双凸透镜。阵列透镜33包括例如一个在平表面上整体接合在一起的具有双凸形状的透镜或两个平凸透镜。可选地,阵列透镜33包括两个平凸透镜,其平表面侧对准以指向半导体发光装置10A侧,并由阵列透镜33的框架部33F保持和集成。
围绕阵列部33A的框架部33F具有例如四边形的平面形状。该框架部33F例如通过未图示的粘合剂等固定于透镜保持构件32的保持部321。可以使用诸如UV(紫外线)可固化树脂的光可固化树脂作为该粘合剂。通过光固化引起的树脂收缩使阵列透镜33和透镜保持构件32之间具有位置偏差。因此,优选使用例如固化收缩量为约百分之几或以下的树脂材料。更优选地使用固化收缩量为1%或以下的树脂材料。阵列透镜33可以例如通过螺钉等固定到透镜保持构件32。可选地,可以通过嵌件成型工艺(insert molding process)等将阵列透镜33和透镜保持构件32共同地成型。如上所述,在阵列部33A和基板31之间以及在阵列部33A和半导体发光装置10A之间提供足够大以允许气体流动的空间。阵列透镜33包括例如硼硅酸盐玻璃等。
图7示出了图1所示的半导体发光装置10A以及透镜保持构件32的端子部322E。设置在多个半导体发光装置10A中的每一个的上表面上的电极引出部14E1和电极引出部14E2例如通过布线(布线WA)彼此耦接。布置在最靠近透镜保持构件32的端子部322E的位置处的半导体发光装置10A的电极引出部14E2通过布线WA耦接到端子部322E。这使得可以将半导体发光装置10A的外部和发光元件11耦接。要注意的是,图7省略了盖15。
另外,设置在相邻的半导体发光装置10A的后表面(容纳构件14的后表面14S2)上的金属图案141M2可以是连续的,例如,使得银膏介于其间。这使相邻的半导体发光装置10A的金属图案141M2热耦接并且加宽了散热路径。
在发光装置1中,例如如下引出光。从放置在基板31上的每个半导体发光装置10A引出的光例如在对应于半导体发光装置10A的位置处穿过透镜331,以准直光。因此,穿过各个透镜331的多条光彼此平行行进并且被从发光装置1中引出。
(1-3.运行与效果)
在半导体发光装置10A中,将容纳构件14和盖15接合的接合构件16(例如,金属图案14MC)用作电耦接发光元件11和电极引出部14E的电极的导电路径。这增加了将发光元件11与外部电耦接的布线的截面积,使得可以减小内部电阻。下面介绍这些工作方式和效果。
驱动包括半导体激光元件的发光元件使大气中的硅氧烷与发光点附近的光反应,并且反应物倾向于沉积在发光元件的端面上。该反应物引起端面反射率的变化。这可能导致光学特性的下降并破坏发光元件。特别是发出例如500nm或以下的短波长的蓝色半导体激光元件,容易在大气中具有由该硅氧烷引起的缺陷。因此,将半导体激光元件等气密密封,可以抑制由硅氧烷在大气中引起的该缺陷的发生。
顺便提及,包括在SMD封装的主体中的用于气密密封半导体激光元件的部件包括玻璃或陶瓷。用于将半导体激光元件的阳极和阴极与外部电极电耦接的金属化图案形成在封装的主体上。然而,由于制造方法的限制,难以嵌入和烧制布线端子或形成例如厚度为1mm或以下或数百μm左右的金属化图案。这增加了电阻(内部电阻)并且增加了焦耳热和损耗,导致功率效率的降低和半导体激光元件的性能的降低。
相对照地,在本实施例中,在半导体发光装置10A中,将设置在容纳构件14中的布线结构和设置在容纳构件14的接合表面14S1上的金属图案14MC电耦接并用作导电路径(该路径电耦接发光元件11的电极和电极引出部14E)。
例如,在半导体发光装置10A中,金属图案144M1设置在容纳构件14的接合表面14S1(具体来说,接合层144的上表面144S1)上。金属图案144M1包括金属图案14MC和金属图案14ME。金属图案14MC用于接合盖15。金属图案14ME被包括在电极引出部14E1中。此外,该金属图案144M1和容纳构件14中的布线结构(例如,金属图案143M1)通过通孔V2电耦接。这允许金属图案14MC用作发光元件11与外部之间的导电路径。金属图案14MC用于接合盖15。具体地,例如,发光元件11的阴极和外部电极(例如,电极引出部14E1)之间具有两个导电路径:包括在电极引出部14E1中的金属图案143M1与金属图案14ME之间通过通孔V2的导通路径;以及金属图案143M1与金属图案14MC之间通过两个通孔V2的导通路径。这减小了阴极侧的电阻。
如上所述,在本实施例中,将容纳构件14和盖15接合的接合构件16与形成在容纳构件14中的布线结构电耦接以用作导电路径。这增加了将发光元件11与外部电耦接的布线的横截面积。这允许减小内部电阻。
另外,在本实施例中,电极引出部14E设置在容纳构件14的接合表面14S1上。例如,通过使设置在相邻的半导体发光装置10A的后表面(容纳构件14的后表面14S2)上的金属图案141M2是连续的(例如,在其间插入银膏),这使得可以热耦接相邻的半导体发光装置10A的金属图案141M2。这加宽了半导体发光装置10A的背面上的散热路径,并且使得可以增加散热特性。
下面描述第二至第十实施例,修改示例和应用示例。然而,以下描述以相同的附图标记表示与上述第一实施例的组件相同的组件,并且适当地省略其描述。
<2.第二实施例>
图8示意性地示出了根据本公开的第二实施例的半导体发光装置(半导体发光装置10B)的平面构造的示例。图9是图8所示的容纳构件14的构造的示例的分解透视图。根据本实施例的半导体发光装置10B与上述第一实施例的不同之处在于,分别形成设置在容纳构件14的接合表面14S1上的金属图案14MC和金属图案14ME。
注意,在本实施例中,中间层143上的金属图案143M1形成为围绕开口143H。这通过四个通孔V2将包括在金属图案14MC中的金属图案143M1和金属图案141M1A电耦接。金属图案143M1和金属图案14ME通过一个通孔V2电耦接。这通过通孔V2和金属图案143M1将金属图案14MC和金属图案14ME电耦接。
以这种方式,独立地形成金属图案14MC和金属图案14ME。除了上述第一实施例中的效果之外,这具有可以防止设置在盖15上的焊料图案151M流到电极引出部14E1的效果。
<3.第三实施例>
图10示意性地示出了根据本公开的第三实施例的半导体发光装置(半导体发光装置10C)的平面构造的示例。图11是图10所示的容纳构件14的构造的示例的分解透视图。根据本实施例的半导体发光装置10C与上述第一实施例的不同之处在于,在设置在容纳构件14的接合表面14S1上的金属图案144M1的用作接合构件16的金属图案14MC与用作电极引出部14E1的金属图案14ME之间的边界上形成阻焊带17。阻焊带17例如是覆盖金属图案144M1的表面的电介质材料的膜。介电材料的示例包括氮化铝(AlN)、氧化铝(Al
以这种方式,阻焊带17被设置在金属图案14MC和金属图案14ME之间的边界上。除了上述第一实施例中的效果之外,这具有可以防止设置在盖15上的焊料图案151M流到电极引出部14E1的效果。
<4.第四实施例>
图12A示意性地示出了根据本公开的第四实施例的半导体发光装置(半导体发光装置10D)的平面构造的示例。图12B是从上表面15S1侧观察的图12A所示的盖15的平面示意图。图12C示意性地示出了沿图12A中示出的IV-IV线截取的截面构造。根据本实施例的半导体发光装置10D与上述第一实施例的不同之处在于,在盖15的上表面15S1上设置有在上述第一实施例中设置在容纳构件14的表面上的电极引出部14E1、14E2。
盖15的上表面15S1设置有包括在电极引出部15E中的金属图案151M2。各个金属图案151M2独立地设置在例如具有矩形平面形状的盖15的四个角中的三个角处。这三个金属图案151M2分别具有例如矩形形状。三个金属图案151M2中的两个例如是用于阴极的电极引出部15E1。三个金属图案151M2之一例如是用于阳极的电极引出部15E2。
盖15的下表面15S2设置有焊料图案151M1A和焊料图案151M1B。焊料图案151M1A具有与形成在容纳构件14的接合表面14S1上的接合金属图案14MC部分基本相同的平面形状。焊料图案151M1B设置在焊料图案151M1A的内部并且具有例如圆形形状。焊料图案151M1B设置在例如对应于阳极的电极引出部15E2的位置。用于阳极的电极引出部15E2设置在盖15的上表面15S1上。
盖15还设有在Z轴方向上贯通盖15的两个通孔V4和一个通孔V5。两个通孔V4例如耦接用于阴极的电极引出部15E1和焊料图案151M1A。一个通孔V5例如耦接用于阳极的电极引出部15E2和焊料图案151M1B。
图13是图12A所示的容纳构件14的构造的示例的分解透视图。在本实施例中,金属图案144M2设置在沿着边缘围绕开口144H的金属图案144M1的内部。金属图案141M1、143M1和143M2以及提供给第一层141和中间层143的通孔V1,V2和V3分别被图案化以对应于金属图案144M1和金属图案144M2。
例如,这通过金属图案141M1、通孔V1、金属图案143M1、两个通孔V2、金属图案144M1、焊料图案151M1A和通孔V4从电极引出部15E1引出例如发光元件11的阴极。例如,发光元件11的阳极例如通过布线W、金属图案143M2、通孔V3、金属图案144M2、焊料图案151M1B以及通孔V5从电极引出部15E2引出。另外,在将绝缘材料用于基台12的情况下,将布线从基台12上的金属图案(未图示)耦接至金属图案143M1或金属图案141M1。这例如使电极引出部15E1和发光元件11电耦接。
以这种方式,与上述第一实施例相比,在盖15的上表面15S1上设置电极引出部15E缩短了发光元件11与电极引出部15E之间的导电路径,使得可以进一步降低内部电阻。
另外,在本实施例中,两个电极引出部15E1和一个电极引出部E2以字母L的形状配置。这使得例如在将多个半导体发光装置10D串联耦接在发光装置1中的情况下,可以形成水平或纵向阵列。这增加了布局自由度。
此外,在本实施例中,盖15的上表面15S1设置有电极引出部15E。与上述第一实施例相比,这允许小型化。例如,因此可以抑制发光设备1的成本。另外,可以将半导体发光装置10D更紧密地放置在发光设备1中。此外,随着半导体发光装置10D尺寸的减小,容纳构件14和盖15具有较小的接合区域。这使得可以抑制由于应力集中在接合区域上而引起的在容纳构件14等中的短路和裂纹的发生。
<5.第五实施例>
图14A示意性地示出了根据本公开的第五实施例的半导体发光装置(半导体发光装置10E)的平面构造的示例。图14B示意性地示出了沿图14A所示的V-V线截取的盖15的截面构造。图15是图14A所示的容纳构件14的构造的示例的分解透视图。图16示意性地示出了设置在图15所示的第二层142的上表面142S1上的金属图案142M1的平面形状的示例。根据本实施例的半导体发光装置10E与上述第一实施例的不同之处在于,在盖15的下表面15S2侧设置有凹陷部15C,并且容纳构件14包括第一层141和第二层142。凹陷部15C容纳发光元件11等。
在本实施例中,第一层141的上表面141S1设置有彼此独立的两个金属图案141M1A和141M1B。第二层142设置有开口142H,其中布置反射镜13。第二层142的上表面142S1设置有例如具有图16所示的平面形状的金属图案142M1。金属图案142M1除了用于接合的金属图案14MC和包括在电极引出部14E1中的金属图案14ME以外,还包括安装基台12的金属图案14MM。金属图案14MM沿着边缘设置在金属图案14MC的内部。在金属图案14MM的两侧上均设有开口14MH1和14MH2。开口14MH1设置为例如包括开口142H。第二层142的上表面142S1设置有紧邻金属图案14ME的金属图案142M2A和位于开口14MH2内部的金属图案142M2B作为金属图案142M2。阻焊带17A,17B和17C分别形成在金属图案14MC和金属图案14ME之间的边界以及金属图案14MC和金属图案14MM之间的边界上。第二层142还设置有在Z轴方向上穿透第二层142的一个通孔V6和两个通孔V7。一个通孔V6耦接金属图案141M1A和金属图案142M1的金属图案14MC。两个相应的通孔V7耦接金属图案141M1B以及金属图案142M2A和金属图案142M2B。
以这种方式,在盖15侧设置凹陷部15C,使得除了上述第一实施例的效果以外,还可以实现薄型化。
<6.第六实施例>
图17示意性地示出了根据本公开的第六实施例的半导体发光装置(半导体发光装置10F)的平面构造的示例。图18是图17所示的容纳构件14的构造的示例的分解透视图。图19示意性地示出了图18中示出的金属图案142M1的平面形状的示例。根据本实施例的半导体发光装置10F与上述第五实施例的不同之处在于,其上安装有发光元件11的基台12和反射镜13被安装在同一平面(第二层142的上表面142S1)上。
在本实施例中,第一层141的上表面141S1设置有金属图案141M1B。第二层142的上表面142S1设置有例如具有图19所示的平面形状的金属图案142M1。除了用于接合的金属图案14MC和包括在电极引出部14E1中的金属图案14ME之外,金属图案142M1还包括其上安装基台12的金属图案14MM1和其上安装反射镜13的金属图案14MM2。金属图案14MM1和金属图案14MM2沿着边缘设置在金属图案14MC的内部。在金属图案14MM1和金属图案14MM2之间提供开口14MH3。另外,与上述第五实施例同样地,开口14MH2沿着边缘设置在金属图案14MC的内部。第二层142的上表面142S1设置有与金属图案14ME相邻的金属图案142M2A和在开口14MH2内的金属图案142M2B作为金属图案142M2。
阻焊带17A、17B和17C分别形成在金属图案14MC与金属图案14ME之间的边界以及金属图案14MC与金属图案14MM1与金属图案14MM2之间的边界上。金属图案141M1B通过两个通孔V7耦接到相应的金属图案142M2A和142M2B。
以这种方式,凹陷部14C的底表面可以是平坦表面,并且反射镜13和其上安装有发光元件11的基台12可以布置在同一平面中。与上述第一实施例、第五实施例等相比,将基台12和反射镜13安装在相同的金属图案(金属图案142M1)上,使得可以防止用作各个的安装表面的金属图案的堆叠偏差。除了上述第一实施例和第五实施例的效果之外,这还可以提高安装精度。
<7.第七实施例>
图20示意性地示出了根据本公开的第七实施例的半导体发光装置(半导体发光装置10G)的平面构造的示例。根据本实施例的半导体发光装置10G与上述第二实施例的不同之处在于,分别形成设置在容纳构件14的接合表面14S1上的金属图案14MC和金属图案14ME,且金属图案14MC和金属图案14ME通过焊料图案151M电耦接。
以这种方式,金属图案14MC和金属图案14ME可以通过使用设置在盖15侧上的接合构件16(焊料图案151M)来耦接。
<8.第八实施例>
图21示意性地示出了根据本公开的第八实施例的半导体发光装置(半导体发光装置10H)的平面构造的示例。图22是图21所示的容纳构件14的构造的示例的分解透视图。根据本实施例的半导体发光装置10H与上述第一实施例的不同之处在于,设置在容纳构件14的接合表面14S1上的金属图案14MC与电极引出部14E1和电极引出部14E2所包含的金属图案分开形成在容纳构件14的接合表面14S1上,并且金属图案14MC中包括的金属图案144M3用作接地(GND)图案。
在本实施例中,第一层141的整个上表面141S1设置有金属图案141M1。中间层143的上表面143S1设置有与上述第一实施例类似的金属图案143M1和143M2。另外,中间层143设置有两个过孔143Hv,其中形成通孔V8。通孔V8电耦接设置在第一层141上的金属图案141M1和设置在接合层144的上表面144S1上的金属图案144M3。接合层144的上表面144S1独立地设置有电极引出部14E1和14E2包括的金属图案144M1和144M2以及用作GND图案的金属图案144M3。提供金属图案144M3以沿边缘围绕开口144H。开口144H设置在接合层144中。金属图案144M3包括在金属图案14MC中,用于接合盖15(具体地,焊料图案151M)。另外,在金属图案144M1与金属图案144M2之间引出金属图案144M3的一部分。金属图案144M3的一部分例如耦接至外部电极(GND电极)(金属图案14MG)。阻焊带17形成在金属图案14MC和金属图案14MG之间的边界上。金属图案143M1和金属图案144M1通过通孔V2电耦接,且金属图案143M2和金属图案144M2通过通孔V3电耦接。如上所述,金属图案144M3通过贯通中间层143和接合层144的通孔V8与金属图案141M1电耦接。
以这种方式,可以包围容纳发光元件11的凹陷部14C,并且用于接合盖15的金属图案14MC可以用作GND图案。这样,例如,除了上述第一实施例的效果以外,还具有例如在高频驱动发光元件11的情况下使其降低EMI的效果。另外,还可以放置对噪声敏感的高频设备。
<9.第九实施例>
图23示意性地示出了根据本公开的第九实施例的半导体发光装置(半导体发光装置10)的平面构造的示例。图24是图23所示的容纳构件14的构造的示例的分解透视图。图25A至图25C示意性地示出了沿图23所示的VI-VI线,VII-VII线和VIII-VIII线截取的容纳构件14的截面构造。根据本实施例的半导体发光装置10I与上述第一实施例的不同之处在于,在水平方向上引出发光元件11的光。
根据本实施例的容纳构件14在侧表面上设置有盖18,接合构件19介于它们之间。盖18具有透光性。从放置在容纳构件14的凹陷部14C中的发光元件11发出的光通过该盖18被引出。因此,接合至容纳构件14的接合表面14S1的盖15不必一定具有透光性。例如,可以使用金属板。这允许盖15的主体用作导电路径。
另外,在本实施例中,第二层142具有三层结构,其中两个中间层(中间层143和中间层145)和接合层144依次堆叠。中间层143设置有作为平面形状的具有字母U的形状切口143X。上表面143S1例如设置有与上述第一实施例类似的金属图案143M1和143M2。中间层143还设置有在Z轴方向上贯通中间层143的通孔V1。第一层141的金属图案143M1和金属图案141M1电耦接。与中间层143一样,中间层145设置有作为平面形状的具有字母U的形状切口145X。中间层145的切口145X比中间层143的切口143X深。例如,切口145X的侧表面形成与设置在接合层144中的开口144H的一部分相同的侧表面。在本实施例中,基台12在该切口145X中安装在金属图案143M1上。另外,中间层145设置有过孔145H1、145H2和145H3,两个通孔V2和一个通孔V3通过这些过孔。两个通孔V2耦接金属图案143M1和金属图案144M1。一个通孔V3耦接金属图案143M2和金属图案144M2。接合层144的上表面144S1例如设置有与上述第一实施例相同的金属图案144M1和144M2。阻焊带17形成在金属图案144M1的金属图案14MC和金属图案14ME之间的边界上。
以这种方式,从水平方向引出从发光元件11发射的光,从而允许金属板用作盖15。由此,能够进一步增大将发光元件11与外部(例如,电极引出部14E1)电耦接的布线的截面积,并且能够进一步减小内部电阻。
另外,半导体发光装置10可以具有如下构造。图26示意性地示出了半导体发光装置10的平面配置的另一示例。图27示意性地示出了沿着图26中示出的IX-IX线截取的半导体发光装置10的截面构造。例如,透镜23可以设置在中间层143的切口部分143X处。该透镜23例如是准直透镜。在如根据本实施例的半导体发光装置10I中那样从水平方向引出从发光元件11发射的光的情况下,大的辐射角可能导致渐晕。因此,安装透镜23减小了辐射角并且使得可以防止发生渐晕。
<10.第十实施例>
图28示意性地示出了根据本公开的第十实施例的半导体发光装置(半导体发光装置10J)的平面构造的示例。图29示意性地示出了沿着图28中示出的X-X线截取的半导体发光装置10J的截面构造。图30是图28所示的容纳构件14的构造的分解透视图。根据本实施例的半导体发光装置10J与上述第一实施例的不同之处在于,使用垂直谐振器表面发射激光器作为发光元件21。
在本实施例中,第一层141的上表面141S1设置有彼此独立的两个金属图案141M1A和141M1B。第二层142具有开口142H。上表面142S1例如设置有与上述第一实施例中的金属图案144M1和144M2相似的金属图案142M1和142M2。金属图案142M1包括在电极引出部14E1中包含的接合金属图案14MC和金属图案14ME。阻焊带17形成在金属图案14MC与金属图案14ME之间的边界上。金属图案141M1A和金属图案142M1通过通孔V1电耦接,金属图案141M1B和金属图案142M2通过通孔V2电耦接。发光元件21穿过基台12安装在开口142H中。
另外,如图31所示,半导体发光装置10J可以在盖15的上表面15S1侧上设置有透镜153。这使得可以控制从发光元件21发射的光的辐射角。注意,透镜153也可以设置在盖15的下表面15S2侧。可选地,透镜153可以设置在盖15的上表面15S1侧和下表面15S2侧。然而,如图31中所示,与设置在盖15的下表面15S2侧上的透镜153相比,在盖15的上表面15S1侧上设置透镜153允许小型化。
此外,如图32所示,半导体发光装置10J可以在盖15的上表面15S1侧上设置有衍射元件154。设置衍射元件154使得可以将从发光元件21发射的光转换成期望的输出,诸如随机点图案。
<11.修改示例>
(修改示例1)
图33是根据本公开的修改示例1的发光装置(发光设备2)的主要部分的示意性分解透视图。该发光设备2依次包括基板31,半导体发光装置(例如,半导体发光装置10A)和阵列透镜33。换句话说,发光设备2未设置透镜保持构件(例如,图5中的透镜保持构件32)。发光设备2的基板31包括例如板状部311、保持部312和端子部313E。除此之外,本变形例的发光装置2具有与上述的第一实施例的发光装置1相同的结构。本变形例的发光装置2也具有相同的作用效果。
基板31的板状部311例如是具有四边形的平面形状的板构件。多个半导体发光装置10A例如以矩阵形式配置在该板状部311上。
保持部312具有四边形框架的平面形状,该四边形框架围绕布置在板状部311的中部的多个半导体发光装置10A。保持部312与板状部311和阵列透镜33(框架部33F)接触。根据保持部312的厚度来调节每个半导体发光装置10A与透镜331之间的距离。
端子部313E具有例如在一个方向(图33中的Y方向)上延伸的带状的平面形状。端子部313E设置在板状部311上。该端子部313E从保持部312的内部延伸到外部。半导体发光装置10A的电极引出部14E1、14E2与该端子部313E电耦接。这将发光元件11电耦接到外部。
板状部311、保持部312和端子部313E例如是一体的。板状部311包括例如铝。保持部312包括例如PEEK(聚醚醚酮)。端子部313E包括金属材料。板状部311和保持部312例如通过嵌件注射成型等共同成型。板状部311可以包括例如铝(Al)、铜(Cu)、铜钨(Cu-W)、氮化铝(AlN)等。保持部312可以包括例如氧化铝、氮化铝、可伐合金(Kovar)等。在这种情况下,板状部311和保持部312例如通过低熔点玻璃等与端子部313E绝缘。
(修改示例2)
放置在基板31上的多个相应的半导体发光装置10A(发光元件11)可以发出多个波长范围内的光。放置在基板31上的多个半导体发光装置10A可以包括例如包括发射红色波长范围内的光的发光元件11的半导体发光装置10A,包括发射蓝色波长范围内的光的发光元件11的半导体发光装置10A,包括发射绿色波长范围内的光的发光元件11的半导体发光装置10A。基于发光度曲线和输出(mW和Im)来调整各个颜色的半导体发光装置10A的比率和布置。这使得可以从发光设备1引出白光。在这种情况下,例如,发光设备1包括扩散板等。从半导体发光装置10A发射的光穿过透镜331和扩散板等。
以这种方式,可以容易地在基板31上放置以期望的比率和期望的布置发射彼此不同波长范围的光的光的半导体发光装置10A(发光元件11)。因此,可以容易地调节整个光学平衡。
发光元件11还可以包括LED(发光二极管)等。然而,在包括半导体激光元件的发光元件11中,与包括LED的发光元件11相比,可以进一步增加光强度并在更远的位置处识别光。
<12.应用示例>
在上述第一实施例以及变形例中说明的发光设备1和2例如适用于投影显示器。
图34是示出了将发光设备1和2用作光源的投影显示器(投影显示器200)的配置示例的示图。该投影显示器200例如是在屏幕上投影图像的显示器。投影显示器200通过I/F(接口)耦接到外部图像提供设备,例如包括PC等的计算机或各种图像播放器。投影显示器200基于输入到该I/F的图像信号在屏幕等上进行投影。注意,以下描述的投影显示器200的配置是示例。根据本技术的投影显示器不限于这种配置。
投影显示器200包括发光设备1和2、多透镜阵列212、PBS阵列213、聚焦透镜214、反射镜215a和215c至215e、二向色镜216和217、光调制器218a至218 218c、二向色棱镜219和投影透镜220。
在发光设备1和2中的每一个中,从发光元件11发射的光穿过阵列透镜33并且被引出为准直光。该光进入多透镜阵列212。多透镜阵列212具有其中以阵列设置多个透镜元件的结构。多透镜阵列212会聚从发光设备1和2中的每一个发射的光。PBS阵列213将由多透镜阵列212会聚的光偏振为具有预定偏振方向的光,例如P偏振波。聚焦透镜214将已经被PBS阵列213转换的光会聚为具有预定偏振方向的光。
二向色镜216透射通过聚焦透镜214和反射镜215e进入二向色镜216的光中的红光R并且反射该光的绿光G和蓝光B。由二向色镜216透射的红光R通过反射镜215a被引导至光调制器218a。
二向色镜217透射由二向色镜216反射的光中的蓝光B并反射绿光G。由二向色镜217反射的绿光G被引导至光调制器218b。对照地,由二向色镜217透射的蓝光B通过反射镜215d和反射镜215c被引导至光调制器218c。
光调制器218a至218c对各个入射彩色光进行光学调制,并且将各个光学调制的彩色光输入至二向色棱镜219。二向色棱镜219将已被光学调制并进入二向色棱镜219的各色光组合成一个光轴。各个组合色光通过投影透镜220被投影到屏幕等上。
在投影显示器200中,组合与红色、绿色和蓝色的三种原色相对应的三个光调制器218a至218c,并显示任何颜色。换句话说,投影显示器200是所谓的三板投影显示器。
已经参考第一至第十实施例、修改示例和应用示例描述了本技术,但是本技术不限于上述实施例等。各种修改是可能的。例如,上述实施例等中例示的发光设备1和2的构成、配置、数量等仅是示例。发光设备1和2中的每个不必包括所有组件。另外,发光设备1和2中的每个可以进一步包括另一部件。
另外,在上述第一实施例等中,说明了将接合构件16用作发光元件11的阴极与电极引出部14E1之间的导电路径的示例,但这不是限制性的。例如,接合构件16还可以用作发光元件11的阳极与电极引出部14E2之间的导电路径。另外,在上述第一实施例等中,已经描述了其中一个发光元件11容纳在凹陷部14C中的示例,但是可以容纳两个或多个发光元件11。此外,可以容纳与彼此不同的波长相对应的发光元件11。
此外,已经描述了在透镜保持构件32或基板31中设置有端子部322E和313E的上述发光设备1和2。每个端子部322E和313E用于将发光元件11与外部电耦接。然而,可以与透镜保持构件32或基板31分开地设置端子部。
要注意的是,本说明书中描述的效果仅是示例,但不限于此。此外,可能还会有其他影响。
要注意的是,该技术可以具有如下的配置。根据具有以下构造的本技术,导电接合部电耦接至设置在第一容纳构件中的布线结构。这增加了将发光元件与外部电耦接的布线的横截面积。导电接合部接合第一容纳构件和第二容纳构件。发光元件容纳在第一容纳构件和第二容纳构件中。这允许减小内部电阻。
(1)一种半导体发光装置,包括:
发光元件;
第一容纳构件和第二容纳构件,它们中的至少一个具有布线结构,第一容纳构件和第二容纳构件容纳发光元件,布线结构将发光元件与外部电耦接;以及
导电接合部,接合第一容纳构件和第二容纳构件,导电接合部电耦接至布线结构。
(2)根据(1)的半导体发光装置,其中
第一容纳构件包括第一凹陷部、第一层和第二层,第一凹陷部形成容纳发光元件的容纳空间,第一层包括在第一凹陷部的底表面中,第二层包括在第一凹陷部的侧表面中,
一个或多个第一金属图案形成在第一层上,以及
一个或多个第二金属图案形成在第二层上,一个或多个第二金属图案电耦接到一个或多个第一金属图案的至少一部分。
(3)根据(2)的半导体发光装置,其中,一个或多个第一金属图案和一个或多个第二金属图案通过通孔电耦接,通孔穿透第二层。
(4)根据(2)或(3)的半导体发光装置,其中
第二层包括接合层和中间层,接合层接合到第二容纳构件,中间层设置在接合层和第一层之间,以及
一个或多个第二金属图案形成在接合层和中间层的每一个上。
(5)根据(4)的半导体发光装置,其中,形成在接合层上的一个或多个第二金属图案的至少一部分包括在导电接合部中。
(6)根据(4)或(5)的半导体发光装置,其中,形成在接合层上的一个或多个第二金属图案包括电极引出部,电极引出部电耦接至发光元件的电极。
(7)根据(6)的半导体发光装置,其中,导电接合部和电极引出部电耦接。
(8)根据(1)至(7)中任一项的半导体发光装置,其中
第一容纳构件和第二容纳构件利用介于其间的焊料接合,以及
焊料包括在导电接合部中。
(9)根据(1)至(8)中任一项的半导体发光装置,其中,第二容纳构件包括第二凹陷部,第二凹陷部形成容纳发光元件的容纳空间。
(10)根据(1)至(9)中任一项的半导体发光装置,其中
第二容纳构件具有透光性,以及
从发光元件发出的光通过第二容纳构件输出到外部。
(11)根据(10)的半导体发光装置,其中
第二容纳构件在与接合至第一容纳构件的表面相反的一侧上具有发光表面,以及
发光表面具有透镜形状。
(12)根据(2)至(11)中任一项的半导体发光装置,其中
第一容纳构件在包括在第一凹陷部中的侧表面的至少一部分上具有透光性,以及
从发光元件发射的光通过侧表面发射到外部。
(13)根据(2)至(12)中任一项的半导体发光装置,还包括反射构件,其反射从发光元件发射的光,其中,
反射构件与发光元件一起容纳在第一凹陷部中。
(14)根据(1)至(13)中任一项的半导体发光装置,还包括基台,其中
基台设置在发光元件与第一容纳构件之间。
(15)根据(14)的半导体发光装置,其中,基台具有导电性。
(16)根据(1)至(15)中任一项的半导体发光装置,其中,发光元件包括半导体激光器。
(17)根据(16)的半导体发光装置,其中,半导体激光器包括氮化镓(GaN)基的半导体。
(18)根据(1)至(17)中任一项的半导体发光装置,包括发射具有彼此不同的波长的光的发光元件。
(19)根据(3)至(18)中任一项的半导体发光装置,其中,反射构件包括反射镜。
本申请基于2019年2月4日向日本专利局提交的日本专利申请No.2019-018059要求优先权,其全部内容通过引用合并于本申请中。
本领域技术人员应当理解,取决于设计要求和其他因素,可以进行各种修改,组合,子组合和变更,只要它们在所附权利要求或其等同物的范围内即可。
- 半导体发光装置、排列有该半导体发光装置的复合发光装置、以及使用该复合发光装置的平面状光源
- 半导体发光器件及使用它的半导体发光装置以及该半导体发光装置的制造方法