発光装置
【課題】複数の発光素子から生じた光を１つの発光素子から取り出すことができる発光装置を提供する。
【解決手段】基体と、前記基体上に設けられた端面発光型素子と、前記端面発光型素子の光出射端面内を起点とし該光出射端面に略垂直な軸と交わるように、前記基体上に設けられた発光ダイオード素子と、を備え、前記端面発光型素子は、前記発光ダイオード素子の上面よりも上に発光領域を有する発光装置である。
【解決手段】基体と、前記基体上に設けられた端面発光型素子と、前記端面発光型素子の光出射端面内を起点とし該光出射端面に略垂直な軸と交わるように、前記基体上に設けられた発光ダイオード素子と、を備え、前記端面発光型素子は、前記発光ダイオード素子の上面よりも上に発光領域を有する発光装置である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の発光素子を備えた発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、赤色、緑色、青色の三つの発光素子を内蔵し、該三つの発光素子の少なくとも赤色の発光素子を半導体レーザ素子とする発明が提案された（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−６４１６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の発明では、複数の発光素子から生じた光が、その複数の発光素子からそれぞれ取り出されるという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、複数の発光素子から生じた光を１つの発光素子から取り出す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】
【０００６】
本発明によれば、上記課題は、次の手段により解決される。
【０００７】
本発明は、基体と、前記基体上に設けられた端面発光型素子と、前記端面発光型素子の光出射端面内を起点とし該光出射端面に略垂直な軸と交わるように、前記基体上に設けられた発光ダイオード素子と、を備え、前記端面発光型素子は、前記発光ダイオード素子の上面よりも上に発光領域を有する、ことを特徴とする発光装置である。
【０００８】
また、本発明は、前記端面発光型素子の発光波長は、前記発光ダイオード素子の発光ピーク波長より長い、ことを特徴とする上記の発光装置である。
【０００９】
また、本発明は、前記発光ダイオード素子の上面に、光学構造を備える、ことを特徴とする上記の発光装置である。
【００１０】
また、本発明は、前記発光ダイオード素子は、成長用基板が剥離されている、ことを特徴とする上記の発光装置である。
【００１１】
また、本発明は、前記端面発光型素子を複数備えた、ことを特徴とする上記の発光装置である。
【００１２】
また、本発明は、前記複数の端面発光型素子が異なる方向から前記発光ダイオード素子に光を出射する、ことを特徴とする上記の発光装置である。
【００１３】
また、本発明は、前記発光ダイオード素子の側面における少なくとも一部領域に絶縁性光反射材が設けられる、ことを特徴とする上記の発光装置である。
【００１４】
また、本発明は、前記発光ダイオードの周囲に、前記絶縁性反射材を被覆して、光吸収材が設けられる、ことを特徴とする上記の発光装置である。
【００１５】
また、本発明は、前記発光ダイオード素子及び前記端面発光型素子は、封止材で封止される、ことを特徴とする上記の発光装置である。
【００１６】
また、本発明は、前記発光ダイオード素子の上面には、該発光ダイオード素子の光により励起される蛍光体を含む波長変換部材が設けられる、ことを特徴とする上記の発光装置である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、複数の発光素子から生じた光を１つの発光素子から取り出すことができる発光装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態に係る発光装置の概略概念図である。
【図２】光学構造の一例を説明する図である。
【図３】光学構造の一例を説明する図である。
【図４】複数の端面発光型素子が異なる方向から発光ダイオード素子に光を出射するように配置された様子の一例を示す図である。
【図５】本発明の実施例１に係る発光装置の組立方法を示す図である。
【図６】本発明の実施例２に係る発光装置を示す図である。
【図７】本発明の実施例３に係る発光装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、添付した図面を参照しつつ、本発明を実施するための形態について説明する。なお、説明の対象でない部材については、図示を適宜省略することがある。
【００２０】
図１は、本発明の実施形態に係る発光装置の概略概念図である。
【００２１】
図１に示すように、本発明の実施形態に係る発光装置は、基体１１と、基体１１上に設けられた端面発光型素子１３と、発光ダイオード素子１２と、を備えている。発光ダイオード素子１２は、端面発光型素子１３の光出射端面に略垂直な軸と交わるように設けられる。この軸は、端面発光型素子１３の光出射端面内、より好ましくは、端面発光型素子１３の光出射端面内の発光領域（端面発光型素子１３の光導波路の端面に相当する領域）内を起点とする。なお、以降、この軸を、端面発光型素子１３の光軸とも記す。
【００２２】
本発明の実施形態に係る発光装置においては、端面発光型素子１３が、発光ダイオード素子１２の上面よりも上に発光領域を有し、端面発光型素子１３の光が、発光ダイオード素子１２の上面に入射し発光ダイオード素子１２から取り出される。
【００２３】
したがって、本発明の実施形態に係る発光装置によれば、複数の発光素子（発光ダイオード素子１２と端面発光型素子１３）から生じた光を１つの発光素子（発光ダイオード素子１２）から取り出すことができる。このため、複数の発光素子から生じた光を１つの発光素子に相当する微小領域から取り出すことができる。
【００２４】
複数の発光素子から生じた光を複数の発光素子からそれぞれ取り出す形態の場合、光学系（レンズ）を通すと色むらが生じてしまい、照明装置や液晶バックライトなどのシステムの光学性能を低下させる原因となる。しかしながら、本発明の実施形態に係る発光装置によれば、このような色むらを効果的に抑制することが可能となる。また、略同色発光の発光素子を複数用いる形態の場合、輝度むらを効果的に抑制することもできる。
【００２５】
なお、本発明の実施形態に係る発光装置では、発光ダイオード素子１２の上面を発光ダイオード素子１２及び端面発光型素子１３の光を取り出す主光取出し面とする。このようにすれば、複数の発光素子の光を発光ダイオード素子１２全体から取り出す場合よりも、光が取り出される領域をより限定することができる。
【００２６】
以下、詳細に説明する。
【００２７】
［基体］
基体１１としては、例えば、配線が設けられた実装用基板を用いることができる。また、キャビティが形成され、リードフレームと、これを一体的に保持する成形体と、を備えるパッケージでもよい。基体１１上には、発光ダイオード素子１２と端面発光型素子１３とが設けられる。
【００２８】
基体１１は、例えば、斜面や高台などの高所１４を有している。端面発光型素子１３は、このような高所１４の上に設けられ、発光ダイオード素子１２の上面よりも上に発光領域を有しており、端面発光型素子１３の光は、発光ダイオード素子１２の上面に入射する。
【００２９】
発光ダイオード素子１２と端面発光型素子１３は、基体１１の上面に載置することにより基体１１上に直接的に設けることもできるし、基体１１の上面に載置されたサブマウントなどに載置することにより基体１１上に間接的に設けることもできる。なお、本実施形態では、端面発光型素子１３がサブマウント１５に載置されて基体１１上に設けられる。
【００３０】
発光ダイオード素子１２から取り出される光を効率良く装置外部に出射させるために、基体１１の上部を、透光性を有するように構成してもよい。このような基体１１は、透光性樹脂又はガラス等の成形体を新たに接着したり、基体１１を透光性の部位と光反射性の部位に分けて成形したり、することで構成することができる。
【００３１】
［発光ダイオード素子］
（発光ダイオード素子の一例）
発光ダイオード素子１２としては、各種の発光ダイオード素子を用いることができる。また、例えば、成長用基板に素子構造を構成する半導体層を成長させたものを発光ダイオード素子１２として用いることができるほか、成長用基板が剥離された素子構造を構成する半導体層を発光ダイオード素子１２として用いることもできる。この場合、発光ダイオード素子１２の光を上方に効率良く取り出しやすくすることができる。なお、半導体層の厚みは、例えば３μｍ〜１０μｍである。
【００３２】
＜半導体層＞
半導体層としては、例えば、窒化物半導体層を用いることができる。窒化物半導体は、その組成により、バンドギャップエネルギーを紫外域〜可視・赤外域に相当する範囲で変えることができる。特に、窒化物半導体は、紫外光や青色光など短波長の光を効率良く出射可能な半導体層を構成することができる。このような短波長の光を効率良く出射可能な窒化物半導体層は、緑・赤色光など、それより長波長の光を吸収しにくい。このため、発光ダイオード素子１２の半導体層に窒化物半導体層を用いることで、端面発光型素子１３の光の吸収による損失を抑え、端面発光型素子１３の光を効率良く取り出すことができる。
【００３３】
＜基板＞
発光ダイオード素子１２は、半導体層と基板を備えたものでもよい。基板としては、透光性基板を用いることが好ましい。また、基板の厚みは、例えば、５０μｍ〜２００μｍとする。なお、基板は、半導体層を成長させるために用いる成長用基板であってもよいし、半導体層に貼り付けられた基板であってもよい。半導体層に基板を貼り付ける場合は、例えば、リフトオフなどにより半導体層から成長用基板を剥離する。その後、透光性の接着剤を介して、又は熱圧着や表面活性化接合などで直接的に、半導体層に基板を貼り付ければ、光を効率良く取り出しやすい。成長用基板は、例えば、サファイア基板やＧａＮ基板などを用いることができる。半導体層に貼り付けられる基板は、これらに加え、ガラス基板などを用いることができ、蛍光体を含有するものでもよい。また、半導体層を上面側とする場合、銅、タングステン、又はこれらの合金等の金属の基板や、シリコン基板などを用いることもできる。
【００３４】
（発光ダイオード素子の実装）
発光ダイオード素子１２は、例えば、正電極と負電極とを同一面側に設け、金バンプなどを用いて基体１１にフリップチップ実装することができる。このようにすれば、発光ダイオード素子１２の上面側の電極やワイヤが不要となるため、発光ダイオード素子１２及び端面発光型素子１３の光利用効率を向上させることができる。
【００３５】
この場合、発光ダイオード素子１２の電極としては、例えば、銀、アルミニウム等の高反射性導電材料を用いることができる。このようにすれば、光が電極にて効率良く反射し発光ダイオード素子１２の上面に向かうため、発光ダイオード素子１２及び端面発光型素子１３の光利用効率を向上させることができる。
【００３６】
また、発光ダイオード素子１２の電極の下方（例えば電極と実装用基板との間）には、絶縁性光反射材を充填させることができる。このようにすれば、光が絶縁性光反射材にて効率良く反射し発光ダイオード素子１２の上面に向かうため、発光ダイオード素子１２及び端面発光型素子１３の光利用効率を向上させることができる。この場合、発光ダイオード素子１２の電極は、ＩＴＯ等の透光性導電材料を用いて透光型電極としてもよい。
【００３７】
（発光ダイオード素子の側面における絶縁性光反射材）
発光ダイオード素子１２の側面における少なくとも一部領域には、絶縁性光反射材を設けることができる。特に、発光ダイオード素子１２のすべての側面に絶縁性光反射材を設けることが好ましい。このようにすれば、絶縁性光反射材を見切りとして、発光ダイオード素子１２の上面を発光領域として明確に特定することができる。また、発光ダイオード素子１２に入射した端面発光型素子１３の光が絶縁性光反射材で反射して発光ダイオード素子１２の上面から取り出されやすくなるため、端面発光型素子１３の光利用効率を向上させることができる。さらに、絶縁性光反射材で反射した光が散乱されるため、発光ダイオード素子１２の上面における光強度の均一性を向上させることができる。
【００３８】
さらに、端面発光型素子１３の光のうち、発光ダイオード素子１２以外の部分に照射される光を吸収させるために、発光ダイオード素子１２の周囲に光吸収材を設けてもよい。これにより、発光ダイオード素子１２の上面を発光領域としてより明確に特定することができる。特に、光吸収材は、発光ダイオード素子１２の側面に設けられた絶縁性光反射材を被覆するように設けられることが好ましい。これにより、発光ダイオード素子１２及び端面発光型素子１３の光を効率良く取り出しながら、発光ダイオード素子１２の上面を発光領域として明確に特定することができる。光吸収材には、カーボン等を用いることができる。
【００３９】
なお、絶縁性光反射材は、透光性部材に配合して接着したり電気泳動電着したりすることにより、発光ダイオード素子１２の側面における少なくとも一部領域に固着させる。光吸収材は、透光性部材に配合して、基体上又は絶縁性光反射材上に固着させればよい。
【００４０】
（発光ダイオード素子の上面における波長選択性材）
発光ダイオード素子１２の上面には、端面発光型素子１３の光を反射しその他の光を透過する波長選択性材（例えば誘電体多層膜）を設けることができる。
【００４１】
このようにすれば、端面発光型素子１３の光が波長選択性材で反射して発光ダイオード素子１２の上面から取り出されやすくなり、発光ダイオード素子１２の光などが波長選択性材を透過して発光ダイオード素子１２の上面から取り出されやすくなるため、発光ダイオード素子１２及び端面発光型素子１３の光利用効率を向上させることができる。
【００４２】
（光学構造）
＜発光ダイオード素子の上面＞
発光ダイオード素子１２の上面には光学構造を形成することができる。このようにすれば、発光ダイオード素子１２及び端面発光型素子１３の光が発光ダイオード素子１２の上面で進行方向を変え、発光ダイオード素子１２の上面から取り出されやすくなると共に、発光ダイオード素子１２の上面における光強度の均一性を向上させることができる。
【００４３】
基板と半導体層を備えた発光ダイオード素子１２を用いて、基板を上面側とする場合は、基板をエッチングやレーザ加工、ブラスト加工で直接加工する方法や、透光性部材を基板に印刷成形する方法などにより、上記の光学構造を形成することができる。
【００４４】
また、基板と半導体層を備えた発光ダイオード素子１２を用いて、半導体層を上面側とする場合、又は基板を備えない発光ダイオード素子１２を用いる場合は、発光ダイオード素子１２の半導体層や電極をエッチング等で直接加工する方法や、透光性部材を半導体層や電極に印刷成形する方法などにより、上記の光学構造を形成することができる。
【００４５】
＜発光ダイオード素子の基板における半導体層側の面＞
発光ダイオード素子１２が基板と半導体層を備える場合には、発光ダイオード素子１２の基板における半導体層側の面にも光学構造を形成することができる。このようにすれば、発光ダイオード素子１２及び端面発光型素子１３の光が基板の半導体層側の面で進行方向を変え、発光ダイオード素子１２の上面から取り出されやすくなると共に、発光ダイオード素子１２の上面における光強度の均一性を向上させることができる。
【００４６】
＜発光ダイオード素子の基板内部＞
発光ダイオード素子１２が基板と半導体層を備える場合には、発光ダイオード素子１２の基板内部にも光学構造を形成することができる。このようにすれば、基板内部で光が進行方向を変え、発光ダイオード素子１２の上面から取り出されやすくなると共に、発光ダイオード素子１２の上面における光強度の均一性を向上させることができる。この場合の光学構造は、フェムト秒レーザなどを用いて形成することができる。
【００４７】
＜光学構造の一例＞
図２は、光学構造の一例を説明する図である。光学構造としては、例えば、凸及び／又は凹を好ましく用いることができる。凸や凹は、規則的に形成することができるほか、不規則に形成することもできる。規則的に形成される凸や凹としては、例えば、図２（ａ）に示すレンズや図２（ｂ）に示すプリズムなどの単一の凸や凹から構成されるもののほか、回折格子など、複数の凸や凹がパターンを以て構成されるものを一例として挙げることができる。この複数の凸や凹は各々、上記レンズやプリズムであってもよいし、図２（ｃ）に示す断面視台形状の多面体（側面は傾斜又は湾曲していることが好ましい）のようなものでもよい。また、不規則に形成される凸や凹としては、例えば、粗面化処理された面上の凹凸（図２（ｄ））などを一例として挙げることができる。
【００４８】
図３は、光学構造の一例を説明する図である。図３に示すように、光学構造は、端面発光型素子１３の光出射端面に対して略平行な方向に延伸する、規則的な凹凸構造として設けることができる。このようにプリズムや回折格子などの光学構造を形成すれば、端面発光型素子１３の光出射端面に略垂直な面内（図３中のθＹ方向）における、発光ダイオード素子１２及び端面発光型素子１３の配光の調整が容易になる。
【００４９】
（発光ダイオード素子の上面における波長変換部材）
発光ダイオード素子１２の上面には、波長変換部材を設けることができる。このようにすれば、発光ダイオード素子１２や端面発光型素子１３の光を波長変換することができるため、多波長化が容易になる。波長変換部材は、例えば、蛍光体を含むものであり、透光性部材に配合して接着したり電気泳動電着したりすることにより発光ダイオード素子１２の上面に固着する。蛍光体は、発光ダイオード素子１２の光により励起されるものであればよい。
【００５０】
なお、発光波長が青である１つの発光ダイオード素子１２と、発光波長が赤である１つの端面発光型素子１３と、発光波長が黄である蛍光体を含む波長変換部材と、を設ければ、発光ダイオード素子１２と蛍光体から得られる白色光に赤味を追加できるようになり、演色性のより高い発光が可能となる。
【００５１】
（発光ダイオード素子の上面における光散乱材）
発光ダイオード素子１２の上面には、光散乱材を含む透光性部材などを設けることができる。このようにすれば、光散乱材を含む透光性部材などで光が散乱されるため、発光ダイオード素子１２の上面における光強度の均一性を向上させることができる。なお、光散乱材を含む透光性部材は、例えば、接着や電気泳動電着などにより発光ダイオード素子１２の上面に固着させる。
【００５２】
［端面発光型素子］
（端面発光型素子と指向性）
端面発光型素子１３としては、指向性のある光を端面から出射する発光素子であり、素子構造を構成する半導体層内に、光出射端面に略垂直な方向に延伸する光導波路を有する。具体的な端面発光型素子１３としては、例えば、半導体レーザ素子やスーパールミネッセンス・ダイオードなどの発光素子を用いることができる。これらを用いれば、端面発光型素子１３の光を発光ダイオード素子１２の上面に効率良く入射させることが可能となる。
【００５３】
（端面発光型素子の発光波長）
端面発光型素子１３の発光波長は、発光ダイオード素子１２の発光ピーク波長より長い、ことが好ましい。発光ダイオード素子は、通常、発光ピーク波長より短波長域において、光を極端に吸収しやすくなる。したがって、このようにすれば、端面発光型素子１３の光が発光ダイオード素子１２に吸収されにくいため、端面発光型素子１３の光を発光ダイオード素子１２から取り出しやすくなり、端面発光型素子１３の光利用効率が向上する。
【００５４】
（端面発光型素子の数）
端面発光型素子１３は、複数設けることができる。このようにすれば、それぞれの端面発光型素子１３として異なる波長の光を出射する素子を用いることで、容易に多波長化することができる。また、電力を複数の端面発光型素子１３に分けて投入することが可能となるため、熱源（端面発光型素子１３）を分散することができる。
【００５５】
なお、発光波長が緑と赤である２つの端面発光型素子１３と、発光波長が青である１つの発光ダイオード素子１２とを設ければ、白色光源を容易に得ることができる。
【００５６】
図４は、複数の端面発光型素子が異なる方向から発光ダイオード素子に光を出射するように配置された様子の一例を示す平面図である。
【００５７】
図４に示すように、複数の端面発光型素子１３は、異なる方向から発光ダイオード素子１２に光を出射するよう配置することができる。このようにすれば、より熱源が分散できると共に、多波長化が容易になる。
【００５８】
特に、複数の端面発光型素子１３は、それらの光軸が発光ダイオード素子１２の中心軸に対して、略回転対称つまり基体１１上面視において等配配置（例えば、２つの端面発光型素子１３を配置する場合は１８０°間隔で配置し、３つの端面発光型素子１３を配置する場合は１２０°間隔で配置）となるように配置することが好ましい。
【００５９】
上記のように複数の端面発光型素子１３を等配配置すれば、発光ダイオード素子１２から取り出される端面発光型素子１３の光の配光の偏りを低減することが可能となる。これは、特に、発光波長が略同一の端面発光型素子１３を配置する場合に有効である。また、発光波長が略同一の複数の端面発光型素子１３を１組として、発光波長が異なる複数組の端面発光型素子を用いる場合に適用してもよい（例えば、発光波長が赤である２つの端面発光型素子を基体上面視において１８０°間隔で配置し、その間に（例えば赤の端面発光型素子に対して９０°間隔で）発光波長が緑である２つの端面発光型素子を同様に１８０°間隔で配置）。
【００６０】
（端面発光型素子の傾斜角）
端面発光型素子１３は、その光軸が発光ダイオード素子１２の中心軸に対して０°より大きく４５°より小さくなるように傾斜させて配置することが好ましい。このようにすれば、端面発光型素子１３の光を発光ダイオード素子１２に効率良く入射させることができる。なお、端面発光型素子１３を、その出射光が透光性発光ダイオード素子１２の上面に対して垂直に入射するように、配置することもできる。
【００６１】
［発光ダイオード素子と端面発光型素子との間］
発光ダイオード素子１２と端面発光型素子１３との間には、レンズなどの光学部品を設けることができる。このようにすれば、端面発光型素子１３から出射された光の向きを調整できるため、端面発光型素子１３の光利用効率を向上させることができる。光学部品は、例えば、端面発光型素子１３を載置するサブマウント１５の発光ダイオード素子１２側の上面に設けることができる。
【００６２】
［封止］
発光ダイオード素子１２と端面発光型素子１３とは、封止材で封止することができる。封止材は、例えば透光性樹脂又はガラスを用いることができる。このようにすれば、発光ダイオード素子１２と端面発光型素子１３の間の屈折率を高め、端面発光型素子１３の指向性を高められるため、発光ダイオード素子１２及び端面発光型素子１３の光利用効率を向上させることができる。
【００６３】
［各種部材］
以上本発明の実施形態に係る発光装置について説明したが、上記で説明した絶縁性光反射材、光反射材、透光性部材、光散乱材、及び蛍光体としては、例えば、次のものを用いることができる。
【００６４】
（絶縁性光反射材）
絶縁性光反射材としては、例えば、二酸化ケイ素、二酸化チタン、酸化アルミニウム、炭酸カルシウム、硫酸バリウムの無機粉末、またはそれらの混合物を用いることができる。
【００６５】
（光反射材）
光反射材としては、前述の絶縁性光反射材に加えて、例えば、アルミニウムや銀の金属系反射材を用いることできる。
【００６６】
（透光性部材）
透光性部材としては、例えば、脂環式エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、ガラス前駆体、またはそれらの混合物を用いることができる。
【００６７】
（光散乱材）
光散乱材としては、例えば、シリコーンやアクリルの樹脂製微粒子、若しくは中空ガラスビーズ、若しくは二酸化ケイ素、二酸化チタン、二酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、炭酸鉛、硫酸バリウム、硫化亜鉛の無機粉末、またはそれらの混合物を用いることができる。
【００６８】
（蛍光体）
蛍光体としては、例えば、ＹＡＧ、ＴＡＧ、シリケート系の蛍光体を用いることができる。
【実施例１】
【００６９】
図５は、本発明の実施例１に係る発光装置の組立方法を示す図である。なお、一部の図については、平面図に加えて、断面図（発光装置を平面図中の破線で切断した場合の断面）も記載している。
【００７０】
まず、図５（ａ）に示すように、透光性基板に半導体層を成長させたウェハ１０１を準備し、これに波長選択性材１０２を設ける。
【００７１】
次に、図５（ｂ）に示すように、ウェハ１０１に光散乱材１０３を塗布する。
【００７２】
次に、図５（ｃ）に示すように、ウェハ１０１を切断して複数の発光ダイオード素子１０４に分離する。
【００７３】
次に、図５（ｄ）に示すように、射出成形品の表面に電気回路を立体的に形成した実装用基板１０５を準備する。実装用基板は、平らな面Ａと斜面Ｂとを有している。
【００７４】
次に、図５（ｅ）に示すように、１つの発光ダイオード素子１０４を実装用基板１０５が有する平らな面Ａと斜面Ｂとのうち平らな面Ａの方にフリップチップ実装し、発光ダイオード素子１０４の側面に絶縁性光反射材１０６を塗布する。
【００７５】
次に、図５（ｆ）に示すように、サブマウント１０７に載置された半導体レーザ素子１０８を実装用基板１０５が有する平らな面Ａと斜面Ｂとのうち斜面Ｂの方に実装する。
【００７６】
このようにして組み立てた本発明の実施例１に係る発光装置は、たとえば、次表に示す１〜３のように構成することができる。なお、表１中、ＬＤは半導体レーザ素子であり、ＬＥＤは発光ダイオード素子である。なお、ＬＤとＬＥＤは、同時に発光させることも、それぞれ独立して発光させることも可能である。また、表１中の構成（３）において、ＬＤの発光波長は、青色域において、ＬＥＤの発光ピーク波長より長いことが好ましい。
【表１】
【実施例２】
【００７７】
図６は、本発明の実施例２に係る発光装置を示す図であり、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は断面図（発光装置を図６（ａ）中の破線で切断した場合の断面）である。
【００７８】
本発明の実施例２に係る発光装置は、波長変換部材１０９が発光ダイオード素子１０４の上面に設けられたものである点で、本発明の実施例１に係る発光装置と相違する。波長変換部材１０９は、蛍光体を配合したシリコーン樹脂を印刷したものである。
【００７９】
このようにして組み立てた本発明の実施例２に係る発光装置は、たとえば、次表に示す１、２のように構成することができる。なお、表２中、ＬＤは半導体レーザ素子であり、ＬＥＤは発光ダイオード素子である。なお、表２中の構成（１）において、ＬＤとＬＥＤは、同時に発光させることも、それぞれ独立して発光させることも可能である。同時に発光させて、発光波長が赤のＬＤの光強度だけを変化させることで、演色性を変えることができる。また、表２中の構成（２）において、ＬＤの発光波長は、青色域において、ＬＥＤの発光ピーク波長より長いことが好ましい。
【表２】
【００８０】
なお、波長変換部材１０９としては、蛍光体を配合したシリコーン樹脂を印刷するほか、蛍光体を配合した固形体（シリコーン樹脂やガラス材料）などを実装することもできる。
【００８１】
また、上記では、波長変換部材１０９の上面と側面が露出する形態について説明したが、波長変換部材１０９を発光ダイオード素子１０４上に載せた後、絶縁性光反射材を含む封止材で封止することにより、波長変換部材１０９の側面も封止材で覆われるようにしてもよい。このとき、波長変換部材１０９の上面は封止材から露出されている。
【実施例３】
【００８２】
図７は、本発明の実施例３に係る発光装置を示す図であり、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は断面図（発光装置を図７（ａ）中の破線で切断した場合の断面）である。
【００８３】
本発明の実施例３に係る発光装置は、２つの半導体レーザ素子１０８を備える点で、本発明の実施例１に係る発光装置と相違する。
【００８４】
このようにして組み立てた本発明の実施例３に係る発光装置は、たとえば、次表に示す１のように構成することができる。なお、表３中、ＬＤは半導体レーザ素子であり、ＬＥＤは発光ダイオード素子である。なお、各ＬＤとＬＥＤは、同時に発光させることも、それぞれ独立して発光させることも可能である。また、表３中の構成（２）において、各ＬＤの発光波長は、青色域において、ＬＥＤの発光ピーク波長より長いことが好ましい。
【表３】
【００８５】
以上説明した本発明の実施例１〜実施例３に係る発光装置は、複数の素子から出射する光の波長を適宜選択することにより、様々な用途に用いることができる。例えば、複数の素子から赤、緑、青の光を出射させる場合は、照明装置、液晶のバックライト、携帯ストロボ、ＣＩＳ式スキャナ、アミューズメント（パチンコ等の光装飾）、自発光ディスプレイ、投射型ディスプレイ（ピコプロジェクタ、プロジェクタ他）、網膜走査ディスプレイ等に用いることができる。
【００８６】
以上、本発明の実施形態及び実施例について説明したが、これらの説明は、本発明の一例に関するものであり、本発明は、これらの説明によって何ら限定されるものではない。
【符号の説明】
【００８７】
１１ 基体
１２ 発光ダイオード素子
１３ 端面発光型素子
１４ 高所
１５ サブマウント
１０１ ウェハ
１０２ 波長選択性材
１０３ 光散乱材
１０４ 発光ダイオード素子
１０５ 実装用基板
１０６ 絶縁性光反射材
１０７ サブマウント
１０８ 半導体レーザ素子
１０９ 波長変換部材
Ａ 平らな面
Ｂ 斜面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の発光素子を備えた発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、赤色、緑色、青色の三つの発光素子を内蔵し、該三つの発光素子の少なくとも赤色の発光素子を半導体レーザ素子とする発明が提案された（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−６４１６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の発明では、複数の発光素子から生じた光が、その複数の発光素子からそれぞれ取り出されるという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、複数の発光素子から生じた光を１つの発光素子から取り出す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】
【０００６】
本発明によれば、上記課題は、次の手段により解決される。
【０００７】
本発明は、基体と、前記基体上に設けられた端面発光型素子と、前記端面発光型素子の光出射端面内を起点とし該光出射端面に略垂直な軸と交わるように、前記基体上に設けられた発光ダイオード素子と、を備え、前記端面発光型素子は、前記発光ダイオード素子の上面よりも上に発光領域を有する、ことを特徴とする発光装置である。
【０００８】
また、本発明は、前記端面発光型素子の発光波長は、前記発光ダイオード素子の発光ピーク波長より長い、ことを特徴とする上記の発光装置である。
【０００９】
また、本発明は、前記発光ダイオード素子の上面に、光学構造を備える、ことを特徴とする上記の発光装置である。
【００１０】
また、本発明は、前記発光ダイオード素子は、成長用基板が剥離されている、ことを特徴とする上記の発光装置である。
【００１１】
また、本発明は、前記端面発光型素子を複数備えた、ことを特徴とする上記の発光装置である。
【００１２】
また、本発明は、前記複数の端面発光型素子が異なる方向から前記発光ダイオード素子に光を出射する、ことを特徴とする上記の発光装置である。
【００１３】
また、本発明は、前記発光ダイオード素子の側面における少なくとも一部領域に絶縁性光反射材が設けられる、ことを特徴とする上記の発光装置である。
【００１４】
また、本発明は、前記発光ダイオードの周囲に、前記絶縁性反射材を被覆して、光吸収材が設けられる、ことを特徴とする上記の発光装置である。
【００１５】
また、本発明は、前記発光ダイオード素子及び前記端面発光型素子は、封止材で封止される、ことを特徴とする上記の発光装置である。
【００１６】
また、本発明は、前記発光ダイオード素子の上面には、該発光ダイオード素子の光により励起される蛍光体を含む波長変換部材が設けられる、ことを特徴とする上記の発光装置である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、複数の発光素子から生じた光を１つの発光素子から取り出すことができる発光装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態に係る発光装置の概略概念図である。
【図２】光学構造の一例を説明する図である。
【図３】光学構造の一例を説明する図である。
【図４】複数の端面発光型素子が異なる方向から発光ダイオード素子に光を出射するように配置された様子の一例を示す図である。
【図５】本発明の実施例１に係る発光装置の組立方法を示す図である。
【図６】本発明の実施例２に係る発光装置を示す図である。
【図７】本発明の実施例３に係る発光装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、添付した図面を参照しつつ、本発明を実施するための形態について説明する。なお、説明の対象でない部材については、図示を適宜省略することがある。
【００２０】
図１は、本発明の実施形態に係る発光装置の概略概念図である。
【００２１】
図１に示すように、本発明の実施形態に係る発光装置は、基体１１と、基体１１上に設けられた端面発光型素子１３と、発光ダイオード素子１２と、を備えている。発光ダイオード素子１２は、端面発光型素子１３の光出射端面に略垂直な軸と交わるように設けられる。この軸は、端面発光型素子１３の光出射端面内、より好ましくは、端面発光型素子１３の光出射端面内の発光領域（端面発光型素子１３の光導波路の端面に相当する領域）内を起点とする。なお、以降、この軸を、端面発光型素子１３の光軸とも記す。
【００２２】
本発明の実施形態に係る発光装置においては、端面発光型素子１３が、発光ダイオード素子１２の上面よりも上に発光領域を有し、端面発光型素子１３の光が、発光ダイオード素子１２の上面に入射し発光ダイオード素子１２から取り出される。
【００２３】
したがって、本発明の実施形態に係る発光装置によれば、複数の発光素子（発光ダイオード素子１２と端面発光型素子１３）から生じた光を１つの発光素子（発光ダイオード素子１２）から取り出すことができる。このため、複数の発光素子から生じた光を１つの発光素子に相当する微小領域から取り出すことができる。
【００２４】
複数の発光素子から生じた光を複数の発光素子からそれぞれ取り出す形態の場合、光学系（レンズ）を通すと色むらが生じてしまい、照明装置や液晶バックライトなどのシステムの光学性能を低下させる原因となる。しかしながら、本発明の実施形態に係る発光装置によれば、このような色むらを効果的に抑制することが可能となる。また、略同色発光の発光素子を複数用いる形態の場合、輝度むらを効果的に抑制することもできる。
【００２５】
なお、本発明の実施形態に係る発光装置では、発光ダイオード素子１２の上面を発光ダイオード素子１２及び端面発光型素子１３の光を取り出す主光取出し面とする。このようにすれば、複数の発光素子の光を発光ダイオード素子１２全体から取り出す場合よりも、光が取り出される領域をより限定することができる。
【００２６】
以下、詳細に説明する。
【００２７】
［基体］
基体１１としては、例えば、配線が設けられた実装用基板を用いることができる。また、キャビティが形成され、リードフレームと、これを一体的に保持する成形体と、を備えるパッケージでもよい。基体１１上には、発光ダイオード素子１２と端面発光型素子１３とが設けられる。
【００２８】
基体１１は、例えば、斜面や高台などの高所１４を有している。端面発光型素子１３は、このような高所１４の上に設けられ、発光ダイオード素子１２の上面よりも上に発光領域を有しており、端面発光型素子１３の光は、発光ダイオード素子１２の上面に入射する。
【００２９】
発光ダイオード素子１２と端面発光型素子１３は、基体１１の上面に載置することにより基体１１上に直接的に設けることもできるし、基体１１の上面に載置されたサブマウントなどに載置することにより基体１１上に間接的に設けることもできる。なお、本実施形態では、端面発光型素子１３がサブマウント１５に載置されて基体１１上に設けられる。
【００３０】
発光ダイオード素子１２から取り出される光を効率良く装置外部に出射させるために、基体１１の上部を、透光性を有するように構成してもよい。このような基体１１は、透光性樹脂又はガラス等の成形体を新たに接着したり、基体１１を透光性の部位と光反射性の部位に分けて成形したり、することで構成することができる。
【００３１】
［発光ダイオード素子］
（発光ダイオード素子の一例）
発光ダイオード素子１２としては、各種の発光ダイオード素子を用いることができる。また、例えば、成長用基板に素子構造を構成する半導体層を成長させたものを発光ダイオード素子１２として用いることができるほか、成長用基板が剥離された素子構造を構成する半導体層を発光ダイオード素子１２として用いることもできる。この場合、発光ダイオード素子１２の光を上方に効率良く取り出しやすくすることができる。なお、半導体層の厚みは、例えば３μｍ〜１０μｍである。
【００３２】
＜半導体層＞
半導体層としては、例えば、窒化物半導体層を用いることができる。窒化物半導体は、その組成により、バンドギャップエネルギーを紫外域〜可視・赤外域に相当する範囲で変えることができる。特に、窒化物半導体は、紫外光や青色光など短波長の光を効率良く出射可能な半導体層を構成することができる。このような短波長の光を効率良く出射可能な窒化物半導体層は、緑・赤色光など、それより長波長の光を吸収しにくい。このため、発光ダイオード素子１２の半導体層に窒化物半導体層を用いることで、端面発光型素子１３の光の吸収による損失を抑え、端面発光型素子１３の光を効率良く取り出すことができる。
【００３３】
＜基板＞
発光ダイオード素子１２は、半導体層と基板を備えたものでもよい。基板としては、透光性基板を用いることが好ましい。また、基板の厚みは、例えば、５０μｍ〜２００μｍとする。なお、基板は、半導体層を成長させるために用いる成長用基板であってもよいし、半導体層に貼り付けられた基板であってもよい。半導体層に基板を貼り付ける場合は、例えば、リフトオフなどにより半導体層から成長用基板を剥離する。その後、透光性の接着剤を介して、又は熱圧着や表面活性化接合などで直接的に、半導体層に基板を貼り付ければ、光を効率良く取り出しやすい。成長用基板は、例えば、サファイア基板やＧａＮ基板などを用いることができる。半導体層に貼り付けられる基板は、これらに加え、ガラス基板などを用いることができ、蛍光体を含有するものでもよい。また、半導体層を上面側とする場合、銅、タングステン、又はこれらの合金等の金属の基板や、シリコン基板などを用いることもできる。
【００３４】
（発光ダイオード素子の実装）
発光ダイオード素子１２は、例えば、正電極と負電極とを同一面側に設け、金バンプなどを用いて基体１１にフリップチップ実装することができる。このようにすれば、発光ダイオード素子１２の上面側の電極やワイヤが不要となるため、発光ダイオード素子１２及び端面発光型素子１３の光利用効率を向上させることができる。
【００３５】
この場合、発光ダイオード素子１２の電極としては、例えば、銀、アルミニウム等の高反射性導電材料を用いることができる。このようにすれば、光が電極にて効率良く反射し発光ダイオード素子１２の上面に向かうため、発光ダイオード素子１２及び端面発光型素子１３の光利用効率を向上させることができる。
【００３６】
また、発光ダイオード素子１２の電極の下方（例えば電極と実装用基板との間）には、絶縁性光反射材を充填させることができる。このようにすれば、光が絶縁性光反射材にて効率良く反射し発光ダイオード素子１２の上面に向かうため、発光ダイオード素子１２及び端面発光型素子１３の光利用効率を向上させることができる。この場合、発光ダイオード素子１２の電極は、ＩＴＯ等の透光性導電材料を用いて透光型電極としてもよい。
【００３７】
（発光ダイオード素子の側面における絶縁性光反射材）
発光ダイオード素子１２の側面における少なくとも一部領域には、絶縁性光反射材を設けることができる。特に、発光ダイオード素子１２のすべての側面に絶縁性光反射材を設けることが好ましい。このようにすれば、絶縁性光反射材を見切りとして、発光ダイオード素子１２の上面を発光領域として明確に特定することができる。また、発光ダイオード素子１２に入射した端面発光型素子１３の光が絶縁性光反射材で反射して発光ダイオード素子１２の上面から取り出されやすくなるため、端面発光型素子１３の光利用効率を向上させることができる。さらに、絶縁性光反射材で反射した光が散乱されるため、発光ダイオード素子１２の上面における光強度の均一性を向上させることができる。
【００３８】
さらに、端面発光型素子１３の光のうち、発光ダイオード素子１２以外の部分に照射される光を吸収させるために、発光ダイオード素子１２の周囲に光吸収材を設けてもよい。これにより、発光ダイオード素子１２の上面を発光領域としてより明確に特定することができる。特に、光吸収材は、発光ダイオード素子１２の側面に設けられた絶縁性光反射材を被覆するように設けられることが好ましい。これにより、発光ダイオード素子１２及び端面発光型素子１３の光を効率良く取り出しながら、発光ダイオード素子１２の上面を発光領域として明確に特定することができる。光吸収材には、カーボン等を用いることができる。
【００３９】
なお、絶縁性光反射材は、透光性部材に配合して接着したり電気泳動電着したりすることにより、発光ダイオード素子１２の側面における少なくとも一部領域に固着させる。光吸収材は、透光性部材に配合して、基体上又は絶縁性光反射材上に固着させればよい。
【００４０】
（発光ダイオード素子の上面における波長選択性材）
発光ダイオード素子１２の上面には、端面発光型素子１３の光を反射しその他の光を透過する波長選択性材（例えば誘電体多層膜）を設けることができる。
【００４１】
このようにすれば、端面発光型素子１３の光が波長選択性材で反射して発光ダイオード素子１２の上面から取り出されやすくなり、発光ダイオード素子１２の光などが波長選択性材を透過して発光ダイオード素子１２の上面から取り出されやすくなるため、発光ダイオード素子１２及び端面発光型素子１３の光利用効率を向上させることができる。
【００４２】
（光学構造）
＜発光ダイオード素子の上面＞
発光ダイオード素子１２の上面には光学構造を形成することができる。このようにすれば、発光ダイオード素子１２及び端面発光型素子１３の光が発光ダイオード素子１２の上面で進行方向を変え、発光ダイオード素子１２の上面から取り出されやすくなると共に、発光ダイオード素子１２の上面における光強度の均一性を向上させることができる。
【００４３】
基板と半導体層を備えた発光ダイオード素子１２を用いて、基板を上面側とする場合は、基板をエッチングやレーザ加工、ブラスト加工で直接加工する方法や、透光性部材を基板に印刷成形する方法などにより、上記の光学構造を形成することができる。
【００４４】
また、基板と半導体層を備えた発光ダイオード素子１２を用いて、半導体層を上面側とする場合、又は基板を備えない発光ダイオード素子１２を用いる場合は、発光ダイオード素子１２の半導体層や電極をエッチング等で直接加工する方法や、透光性部材を半導体層や電極に印刷成形する方法などにより、上記の光学構造を形成することができる。
【００４５】
＜発光ダイオード素子の基板における半導体層側の面＞
発光ダイオード素子１２が基板と半導体層を備える場合には、発光ダイオード素子１２の基板における半導体層側の面にも光学構造を形成することができる。このようにすれば、発光ダイオード素子１２及び端面発光型素子１３の光が基板の半導体層側の面で進行方向を変え、発光ダイオード素子１２の上面から取り出されやすくなると共に、発光ダイオード素子１２の上面における光強度の均一性を向上させることができる。
【００４６】
＜発光ダイオード素子の基板内部＞
発光ダイオード素子１２が基板と半導体層を備える場合には、発光ダイオード素子１２の基板内部にも光学構造を形成することができる。このようにすれば、基板内部で光が進行方向を変え、発光ダイオード素子１２の上面から取り出されやすくなると共に、発光ダイオード素子１２の上面における光強度の均一性を向上させることができる。この場合の光学構造は、フェムト秒レーザなどを用いて形成することができる。
【００４７】
＜光学構造の一例＞
図２は、光学構造の一例を説明する図である。光学構造としては、例えば、凸及び／又は凹を好ましく用いることができる。凸や凹は、規則的に形成することができるほか、不規則に形成することもできる。規則的に形成される凸や凹としては、例えば、図２（ａ）に示すレンズや図２（ｂ）に示すプリズムなどの単一の凸や凹から構成されるもののほか、回折格子など、複数の凸や凹がパターンを以て構成されるものを一例として挙げることができる。この複数の凸や凹は各々、上記レンズやプリズムであってもよいし、図２（ｃ）に示す断面視台形状の多面体（側面は傾斜又は湾曲していることが好ましい）のようなものでもよい。また、不規則に形成される凸や凹としては、例えば、粗面化処理された面上の凹凸（図２（ｄ））などを一例として挙げることができる。
【００４８】
図３は、光学構造の一例を説明する図である。図３に示すように、光学構造は、端面発光型素子１３の光出射端面に対して略平行な方向に延伸する、規則的な凹凸構造として設けることができる。このようにプリズムや回折格子などの光学構造を形成すれば、端面発光型素子１３の光出射端面に略垂直な面内（図３中のθＹ方向）における、発光ダイオード素子１２及び端面発光型素子１３の配光の調整が容易になる。
【００４９】
（発光ダイオード素子の上面における波長変換部材）
発光ダイオード素子１２の上面には、波長変換部材を設けることができる。このようにすれば、発光ダイオード素子１２や端面発光型素子１３の光を波長変換することができるため、多波長化が容易になる。波長変換部材は、例えば、蛍光体を含むものであり、透光性部材に配合して接着したり電気泳動電着したりすることにより発光ダイオード素子１２の上面に固着する。蛍光体は、発光ダイオード素子１２の光により励起されるものであればよい。
【００５０】
なお、発光波長が青である１つの発光ダイオード素子１２と、発光波長が赤である１つの端面発光型素子１３と、発光波長が黄である蛍光体を含む波長変換部材と、を設ければ、発光ダイオード素子１２と蛍光体から得られる白色光に赤味を追加できるようになり、演色性のより高い発光が可能となる。
【００５１】
（発光ダイオード素子の上面における光散乱材）
発光ダイオード素子１２の上面には、光散乱材を含む透光性部材などを設けることができる。このようにすれば、光散乱材を含む透光性部材などで光が散乱されるため、発光ダイオード素子１２の上面における光強度の均一性を向上させることができる。なお、光散乱材を含む透光性部材は、例えば、接着や電気泳動電着などにより発光ダイオード素子１２の上面に固着させる。
【００５２】
［端面発光型素子］
（端面発光型素子と指向性）
端面発光型素子１３としては、指向性のある光を端面から出射する発光素子であり、素子構造を構成する半導体層内に、光出射端面に略垂直な方向に延伸する光導波路を有する。具体的な端面発光型素子１３としては、例えば、半導体レーザ素子やスーパールミネッセンス・ダイオードなどの発光素子を用いることができる。これらを用いれば、端面発光型素子１３の光を発光ダイオード素子１２の上面に効率良く入射させることが可能となる。
【００５３】
（端面発光型素子の発光波長）
端面発光型素子１３の発光波長は、発光ダイオード素子１２の発光ピーク波長より長い、ことが好ましい。発光ダイオード素子は、通常、発光ピーク波長より短波長域において、光を極端に吸収しやすくなる。したがって、このようにすれば、端面発光型素子１３の光が発光ダイオード素子１２に吸収されにくいため、端面発光型素子１３の光を発光ダイオード素子１２から取り出しやすくなり、端面発光型素子１３の光利用効率が向上する。
【００５４】
（端面発光型素子の数）
端面発光型素子１３は、複数設けることができる。このようにすれば、それぞれの端面発光型素子１３として異なる波長の光を出射する素子を用いることで、容易に多波長化することができる。また、電力を複数の端面発光型素子１３に分けて投入することが可能となるため、熱源（端面発光型素子１３）を分散することができる。
【００５５】
なお、発光波長が緑と赤である２つの端面発光型素子１３と、発光波長が青である１つの発光ダイオード素子１２とを設ければ、白色光源を容易に得ることができる。
【００５６】
図４は、複数の端面発光型素子が異なる方向から発光ダイオード素子に光を出射するように配置された様子の一例を示す平面図である。
【００５７】
図４に示すように、複数の端面発光型素子１３は、異なる方向から発光ダイオード素子１２に光を出射するよう配置することができる。このようにすれば、より熱源が分散できると共に、多波長化が容易になる。
【００５８】
特に、複数の端面発光型素子１３は、それらの光軸が発光ダイオード素子１２の中心軸に対して、略回転対称つまり基体１１上面視において等配配置（例えば、２つの端面発光型素子１３を配置する場合は１８０°間隔で配置し、３つの端面発光型素子１３を配置する場合は１２０°間隔で配置）となるように配置することが好ましい。
【００５９】
上記のように複数の端面発光型素子１３を等配配置すれば、発光ダイオード素子１２から取り出される端面発光型素子１３の光の配光の偏りを低減することが可能となる。これは、特に、発光波長が略同一の端面発光型素子１３を配置する場合に有効である。また、発光波長が略同一の複数の端面発光型素子１３を１組として、発光波長が異なる複数組の端面発光型素子を用いる場合に適用してもよい（例えば、発光波長が赤である２つの端面発光型素子を基体上面視において１８０°間隔で配置し、その間に（例えば赤の端面発光型素子に対して９０°間隔で）発光波長が緑である２つの端面発光型素子を同様に１８０°間隔で配置）。
【００６０】
（端面発光型素子の傾斜角）
端面発光型素子１３は、その光軸が発光ダイオード素子１２の中心軸に対して０°より大きく４５°より小さくなるように傾斜させて配置することが好ましい。このようにすれば、端面発光型素子１３の光を発光ダイオード素子１２に効率良く入射させることができる。なお、端面発光型素子１３を、その出射光が透光性発光ダイオード素子１２の上面に対して垂直に入射するように、配置することもできる。
【００６１】
［発光ダイオード素子と端面発光型素子との間］
発光ダイオード素子１２と端面発光型素子１３との間には、レンズなどの光学部品を設けることができる。このようにすれば、端面発光型素子１３から出射された光の向きを調整できるため、端面発光型素子１３の光利用効率を向上させることができる。光学部品は、例えば、端面発光型素子１３を載置するサブマウント１５の発光ダイオード素子１２側の上面に設けることができる。
【００６２】
［封止］
発光ダイオード素子１２と端面発光型素子１３とは、封止材で封止することができる。封止材は、例えば透光性樹脂又はガラスを用いることができる。このようにすれば、発光ダイオード素子１２と端面発光型素子１３の間の屈折率を高め、端面発光型素子１３の指向性を高められるため、発光ダイオード素子１２及び端面発光型素子１３の光利用効率を向上させることができる。
【００６３】
［各種部材］
以上本発明の実施形態に係る発光装置について説明したが、上記で説明した絶縁性光反射材、光反射材、透光性部材、光散乱材、及び蛍光体としては、例えば、次のものを用いることができる。
【００６４】
（絶縁性光反射材）
絶縁性光反射材としては、例えば、二酸化ケイ素、二酸化チタン、酸化アルミニウム、炭酸カルシウム、硫酸バリウムの無機粉末、またはそれらの混合物を用いることができる。
【００６５】
（光反射材）
光反射材としては、前述の絶縁性光反射材に加えて、例えば、アルミニウムや銀の金属系反射材を用いることできる。
【００６６】
（透光性部材）
透光性部材としては、例えば、脂環式エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、ガラス前駆体、またはそれらの混合物を用いることができる。
【００６７】
（光散乱材）
光散乱材としては、例えば、シリコーンやアクリルの樹脂製微粒子、若しくは中空ガラスビーズ、若しくは二酸化ケイ素、二酸化チタン、二酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、炭酸鉛、硫酸バリウム、硫化亜鉛の無機粉末、またはそれらの混合物を用いることができる。
【００６８】
（蛍光体）
蛍光体としては、例えば、ＹＡＧ、ＴＡＧ、シリケート系の蛍光体を用いることができる。
【実施例１】
【００６９】
図５は、本発明の実施例１に係る発光装置の組立方法を示す図である。なお、一部の図については、平面図に加えて、断面図（発光装置を平面図中の破線で切断した場合の断面）も記載している。
【００７０】
まず、図５（ａ）に示すように、透光性基板に半導体層を成長させたウェハ１０１を準備し、これに波長選択性材１０２を設ける。
【００７１】
次に、図５（ｂ）に示すように、ウェハ１０１に光散乱材１０３を塗布する。
【００７２】
次に、図５（ｃ）に示すように、ウェハ１０１を切断して複数の発光ダイオード素子１０４に分離する。
【００７３】
次に、図５（ｄ）に示すように、射出成形品の表面に電気回路を立体的に形成した実装用基板１０５を準備する。実装用基板は、平らな面Ａと斜面Ｂとを有している。
【００７４】
次に、図５（ｅ）に示すように、１つの発光ダイオード素子１０４を実装用基板１０５が有する平らな面Ａと斜面Ｂとのうち平らな面Ａの方にフリップチップ実装し、発光ダイオード素子１０４の側面に絶縁性光反射材１０６を塗布する。
【００７５】
次に、図５（ｆ）に示すように、サブマウント１０７に載置された半導体レーザ素子１０８を実装用基板１０５が有する平らな面Ａと斜面Ｂとのうち斜面Ｂの方に実装する。
【００７６】
このようにして組み立てた本発明の実施例１に係る発光装置は、たとえば、次表に示す１〜３のように構成することができる。なお、表１中、ＬＤは半導体レーザ素子であり、ＬＥＤは発光ダイオード素子である。なお、ＬＤとＬＥＤは、同時に発光させることも、それぞれ独立して発光させることも可能である。また、表１中の構成（３）において、ＬＤの発光波長は、青色域において、ＬＥＤの発光ピーク波長より長いことが好ましい。
【表１】
【実施例２】
【００７７】
図６は、本発明の実施例２に係る発光装置を示す図であり、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は断面図（発光装置を図６（ａ）中の破線で切断した場合の断面）である。
【００７８】
本発明の実施例２に係る発光装置は、波長変換部材１０９が発光ダイオード素子１０４の上面に設けられたものである点で、本発明の実施例１に係る発光装置と相違する。波長変換部材１０９は、蛍光体を配合したシリコーン樹脂を印刷したものである。
【００７９】
このようにして組み立てた本発明の実施例２に係る発光装置は、たとえば、次表に示す１、２のように構成することができる。なお、表２中、ＬＤは半導体レーザ素子であり、ＬＥＤは発光ダイオード素子である。なお、表２中の構成（１）において、ＬＤとＬＥＤは、同時に発光させることも、それぞれ独立して発光させることも可能である。同時に発光させて、発光波長が赤のＬＤの光強度だけを変化させることで、演色性を変えることができる。また、表２中の構成（２）において、ＬＤの発光波長は、青色域において、ＬＥＤの発光ピーク波長より長いことが好ましい。
【表２】
【００８０】
なお、波長変換部材１０９としては、蛍光体を配合したシリコーン樹脂を印刷するほか、蛍光体を配合した固形体（シリコーン樹脂やガラス材料）などを実装することもできる。
【００８１】
また、上記では、波長変換部材１０９の上面と側面が露出する形態について説明したが、波長変換部材１０９を発光ダイオード素子１０４上に載せた後、絶縁性光反射材を含む封止材で封止することにより、波長変換部材１０９の側面も封止材で覆われるようにしてもよい。このとき、波長変換部材１０９の上面は封止材から露出されている。
【実施例３】
【００８２】
図７は、本発明の実施例３に係る発光装置を示す図であり、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は断面図（発光装置を図７（ａ）中の破線で切断した場合の断面）である。
【００８３】
本発明の実施例３に係る発光装置は、２つの半導体レーザ素子１０８を備える点で、本発明の実施例１に係る発光装置と相違する。
【００８４】
このようにして組み立てた本発明の実施例３に係る発光装置は、たとえば、次表に示す１のように構成することができる。なお、表３中、ＬＤは半導体レーザ素子であり、ＬＥＤは発光ダイオード素子である。なお、各ＬＤとＬＥＤは、同時に発光させることも、それぞれ独立して発光させることも可能である。また、表３中の構成（２）において、各ＬＤの発光波長は、青色域において、ＬＥＤの発光ピーク波長より長いことが好ましい。
【表３】
【００８５】
以上説明した本発明の実施例１〜実施例３に係る発光装置は、複数の素子から出射する光の波長を適宜選択することにより、様々な用途に用いることができる。例えば、複数の素子から赤、緑、青の光を出射させる場合は、照明装置、液晶のバックライト、携帯ストロボ、ＣＩＳ式スキャナ、アミューズメント（パチンコ等の光装飾）、自発光ディスプレイ、投射型ディスプレイ（ピコプロジェクタ、プロジェクタ他）、網膜走査ディスプレイ等に用いることができる。
【００８６】
以上、本発明の実施形態及び実施例について説明したが、これらの説明は、本発明の一例に関するものであり、本発明は、これらの説明によって何ら限定されるものではない。
【符号の説明】
【００８７】
１１ 基体
１２ 発光ダイオード素子
１３ 端面発光型素子
１４ 高所
１５ サブマウント
１０１ ウェハ
１０２ 波長選択性材
１０３ 光散乱材
１０４ 発光ダイオード素子
１０５ 実装用基板
１０６ 絶縁性光反射材
１０７ サブマウント
１０８ 半導体レーザ素子
１０９ 波長変換部材
Ａ 平らな面
Ｂ 斜面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体と、
前記基体上に設けられた端面発光型素子と、
前記端面発光型素子の光出射端面内を起点とし該光出射端面に略垂直な軸と交わるように、前記基体上に設けられた発光ダイオード素子と、
を備え、
前記端面発光型素子は、前記発光ダイオード素子の上面よりも上に発光領域を有する、
ことを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記端面発光型素子の発光波長は、前記発光ダイオード素子の発光ピーク波長より長い、ことを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記発光ダイオード素子の上面に、光学構造を備える、ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記発光ダイオード素子は、成長用基板が剥離されている、ことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項５】
前記端面発光型素子を複数備えた、ことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項６】
前記複数の端面発光型素子が異なる方向から前記発光ダイオード素子に光を出射する、ことを特徴とする請求項５に記載の発光装置。
【請求項７】
前記発光ダイオード素子の側面における少なくとも一部領域に絶縁性光反射材が設けられる、ことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項８】
前記発光ダイオードの周囲に、前記絶縁性反射材を被覆して、光吸収材が設けられる、ことを特徴とする請求項７に記載の発光装置。
【請求項９】
前記発光ダイオード素子及び前記端面発光型素子は、封止材で封止される、ことを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項１０】
前記発光ダイオード素子の上面には、該発光ダイオード素子の光により励起される蛍光体を含む波長変換部材が設けられる、ことを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項１】
基体と、
前記基体上に設けられた端面発光型素子と、
前記端面発光型素子の光出射端面内を起点とし該光出射端面に略垂直な軸と交わるように、前記基体上に設けられた発光ダイオード素子と、
を備え、
前記端面発光型素子は、前記発光ダイオード素子の上面よりも上に発光領域を有する、
ことを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記端面発光型素子の発光波長は、前記発光ダイオード素子の発光ピーク波長より長い、ことを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記発光ダイオード素子の上面に、光学構造を備える、ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記発光ダイオード素子は、成長用基板が剥離されている、ことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項５】
前記端面発光型素子を複数備えた、ことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項６】
前記複数の端面発光型素子が異なる方向から前記発光ダイオード素子に光を出射する、ことを特徴とする請求項５に記載の発光装置。
【請求項７】
前記発光ダイオード素子の側面における少なくとも一部領域に絶縁性光反射材が設けられる、ことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項８】
前記発光ダイオードの周囲に、前記絶縁性反射材を被覆して、光吸収材が設けられる、ことを特徴とする請求項７に記載の発光装置。
【請求項９】
前記発光ダイオード素子及び前記端面発光型素子は、封止材で封止される、ことを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項１０】
前記発光ダイオード素子の上面には、該発光ダイオード素子の光により励起される蛍光体を含む波長変換部材が設けられる、ことを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載の発光装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−１６５６７（Ｐ２０１３−１６５６７Ａ）
【公開日】平成２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４６９０８（Ｐ２０１１−１４６９０８）
【出願日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【出願人】（０００２２６０５７）日亜化学工業株式会社 (993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【出願人】（０００２２６０５７）日亜化学工業株式会社 (993)
【Ｆターム（参考）】
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