发光装置、投影仪以及发光装置的制造方法

文档序号:1618611 发布日期:2020-01-10 浏览:21次 >En<

阅读说明:本技术 发光装置、投影仪以及发光装置的制造方法 (Light emitting device, projector, and method for manufacturing light emitting device ) 是由 加濑谷浩康 于 2018-05-23 设计创作,主要内容包括:提供能够减小在安装时对发光部施加的压力的发光装置。发光装置包含:发光元件,其包含设置有层叠体的第1基体;第2基体,其设置有所述发光元件;层叠体,其设置于所述第1基体;以及第1部件,其设置于所述第1基体与所述第2基体之间,所述层叠体包含发光部,所述发光部具有:第1半导体层;第2半导体层,其导电型与所述第1半导体层的导电型不同;以及发光层,其设置于所述第1半导体层与所述第2半导体层之间,能够通过被注入电流而发出光,所述第1部件的一端与所述第1基体连接,所述第1部件的另一端与所述第2基体连接,所述层叠体在与所述第1基体相反的一侧与所述第2基体连接。(Provided is a light emitting device capable of reducing the pressure applied to a light emitting section when mounted. The light emitting device includes: a light-emitting element including a 1 st substrate provided with a laminate; a 2 nd base provided with the light emitting element; a laminate provided on the 1 st base; and a 1 st member provided between the 1 st base body and the 2 nd base body, the laminated body including a light-emitting portion having: 1 st semiconductor layer; a 2 nd semiconductor layer having a conductivity type different from that of the 1 st semiconductor layer; and a light-emitting layer which is provided between the 1 st semiconductor layer and the 2 nd semiconductor layer and which can emit light by being injected with current, wherein one end of the 1 st member is connected to the 1 st substrate, the other end of the 1 st member is connected to the 2 nd substrate, and the laminate is connected to the 2 nd substrate on the side opposite to the 1 st substrate.)

发光装置、投影仪以及发光装置的制造方法

技术领域

本发明涉及发光装置、投影仪以及发光装置的制造方法。

背景技术

作为半导体激光器、发光二极管等发光元件的安装方法,公知有结向下安装。通过对发光元件进行结向下安装,能够高效地对发光元件中产生的热进行散热。

例如在专利文献1中公开了在作为散热片的安装件上通过焊锡材料粘接激光芯片的表面电极而进行结向下安装的发光元件。激光芯片由基板、有源层、形成于有源层上的表面电极、以及设置于基板的背面的背面电极构成,该有源层形成于基板上并包含下部包层、量子阱层和上部包层。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2000-261088号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是,在专利文献1的发光元件中,在制造工序中,在安装件与激光芯片的表面电极接合并将发光元件安装于安装件时,对有源层施加较大的压力,在有源层(发光部)中产生应力或变形。其结果,可能在有源层中产生缺陷或错位而使发光特性不稳定,或者有源层被破坏。

本发明的若干个方式的目的之一在于,提供能够减小在安装时对发光部施加的压力的发光装置。此外,本发明的若干个方式的目的之一在于,提供包含上述发光装置的投影仪。此外,本发明的若干个方式的目的之一在于,提供能够减小在安装时对发光部施加的压力的发光装置的制造方法。

用于解决课题的手段

本发明的发光装置包含:发光元件,其包含设置有层叠体的第1基体;第2基体,其设置有所述发光元件;以及第1部件,其设置于所述第1基体与所述第2基体之间,所述层叠体包含发光部,所述发光部具有:第1半导体层;第2半导体层,其导电型与所述第1半导体层的导电型不同;以及发光层,其设置于所述第1半导体层与所述第2半导体层之间,能够通过被注入电流而发出光,所述第1部件的一端与所述第1基体连接,所述第1部件的另一端与所述第2基体连接,所述层叠体在与所述第1基体相反的一侧与所述第2基体连接。

在这种发光装置中,包含一端与第1基体连接且另一端与第2基体连接的第1部件,因此,在制造工序中将层叠体与第2基体连接时(即,将包含层叠体的发光元件安装于第2基体时)施加的力被分散于层叠体和第1部件。因此,这种发光装置在安装时能够减小对发光部(层叠体)施加的压力。其结果,能够降低在发光部(层叠体)中产生应力或变形的可能性,能够实现具有稳定的发光特性的可靠性高的发光装置。

本发明的发光装置也可以是,所述第1部件以包围所述层叠体的周围的方式设置。

这种发光装置能够防止安装时施加的力集中于层叠体,能够减小在安装时对发光部(层叠体)施加的压力。

本发明的发光装置也可以是,所述层叠体被所述第1部件、所述第1基体和所述第2基体气密密封。

这种发光装置例如与通过陶瓷封装或CAN封装等封装对发光元件进行气密密封的情况相比,能够实现装置的小型化、制造工序的简化。

本发明的发光装置也可以是,所述第1部件具有导电性,并与所述第1半导体层电连接。

这种发光装置能够使第1部件作为向第1半导体层注入电流的电极发挥功能。

本发明的发光装置也可以是,所述发光装置包含第2部件,该第2部件设置于所述第1基体与所述第2基体之间,所述第2部件的一端与所述第1基体连接,所述第2部件的另一端与所述第2基体连接。

在这种发光装置中,安装时施加的力被分散于层叠体、第1部件和第2部件,因此,能够进一步减小在安装时对发光部(层叠体)施加的压力。

本发明的发光装置也可以是,所述第2部件将所述第1部件和所述层叠体的周围包围。

这种发光装置能够防止安装时施加的力集中于层叠体,能够减小在安装时对发光部(层叠体)施加的压力。

本发明的发光装置也可以是,在所述第2基体设置有贯通所述第2基体的贯通电极。

这种发光装置能够使被第1部件、第1基体和第2基体气密密封的层叠体(发光部)与外部的电源装置电连接。

本发明的发光装置也可以是,所述第2半导体层与所述贯通电极电连接。

这种发光装置能够使被第1部件、第1基体和第2基体气密密封的层叠体(发光部)中包含的第2半导体层与外部的电源装置电连接。

本发明的发光装置也可以是,所述层叠体具有多个柱状部,所述发光部由所述多个柱状部构成。

这种发光装置能够减少第1半导体层、发光层和第2半导体层中产生的错位或缺陷,能够得到高品质的晶体。因此,这种发光装置能够具有优良的发光特性。

本发明的发光装置也可以是,所述第1部件经由接合部件与所述第2基体连接。

这种发光装置能够将第1部件与第2基体可靠地连接(接合)。

本发明的投影仪包含本发明的发光装置。

这种投影仪能够包含本发明的发光装置。

本发明的发光装置的制造方法包含以下工序:在第1基体形成包含发光部的层叠体的工序;在所述第1基体形成第1部件的工序;以及将形成于所述第1基体的所述层叠体及所述第1部件与第2基体连接的工序,所述发光部具有:第1半导体层;第2半导体层,其导电型与所述第1半导体层的导电型不同;以及发光层,其设置于所述第1半导体层与所述第2半导体层之间,能够通过被注入电流而发出光。

在这种发光装置的制造方法中,在将层叠体和第1部件与第2基体连接的工序(安装工序)中,安装时(将层叠体与第2基体连接时)施加的力被分散于层叠体和第1部件。因此,在安装时,能够减小对发光部(层叠体)施加的压力。其结果,能够降低在发光部(层叠体)中产生应力或变形的可能性,能够制造具有稳定的发光特性的可靠性高的发光装置。

附图说明

图1是示意地示出第1实施方式的发光装置的剖视图。

图2是示意地示出第1实施方式的发光装置的俯视图。

图3是示出第1实施方式的发光装置的制造方法的一例的流程图。

图4是示意地示出第1实施方式的发光装置的制造工序的图。

图5是示意地示出第1实施方式的发光装置的制造工序的图。

图6是示意地示出第1实施方式的发光装置的制造工序的图。

图7是示意地示出第1实施方式的发光装置的制造工序的图。

图8是示意地示出第1实施方式的发光装置的制造工序的图。

图9是示意地示出第1实施方式的变形例的发光装置的剖视图。

图10是示意地示出第1实施方式的变形例的发光装置的制造工序的剖视图。

图11是示意地示出第1实施方式的变形例的发光装置的制造工序的剖视图。

图12是示意地示出第1实施方式的变形例的发光装置的制造工序的剖视图。

图13是示意地示出第2实施方式的发光装置的剖视图。

图14是示意地示出第2实施方式的发光装置的制造工序的剖视图。

图15是示意地示出第2实施方式的发光装置的制造工序的剖视图。

图16是示意地示出第2实施方式的发光装置的制造工序的剖视图。

图17是示意地示出第2实施方式的变形例的发光装置的剖视图。

图18是示意地示出第3实施方式的发光装置的剖视图。

图19是示意地示出第3实施方式的发光装置的俯视图。

图20是示出第3实施方式的发光装置的制造方法的一例的流程图。

图21是示意地示出第3实施方式的发光装置的制造工序的剖视图。

图22是示意地示出第3实施方式的变形例的发光装置的剖视图。

图23是示意地示出第4实施方式的发光装置的剖视图。

图24是示意地示出第4实施方式的变形例的发光装置的剖视图。

图25是示意地示出第5实施方式的发光装置的剖视图。

图26是示意地示出第5实施方式的发光装置的俯视图。

图27是示意地示出第5实施方式的变形例的发光装置的剖视图。

图28是示意地示出第6实施方式的投影仪的图。

具体实施方式

下面,使用附图对本发明的优选实施方式进行详细说明。另外,以下说明的实施方式并不是不当地限定权利要求书所记载的本发明的内容。此外,以下说明的结构不一定全部是本发明的必要结构要件。

1.第1实施方式

1.1.发光装置

首先,参照附图对第1实施方式的发光装置进行说明。图1是示意地示出第1实施方式的发光装置100的剖视图。图2是示意地示出第1实施方式的发光装置100的俯视图。另外,图1是图2的I-I线剖视图。

如图1所示,发光装置100包含发光元件1和第2基体50,该发光元件1具有第1基体10、层叠体20、第1电极30(第1部件)以及第2电极40。

在发光装置100中,第1基体10、层叠体20、第1电极30以及第2电极40构成发光元件1,发光元件1结向下安装于第2基体50(安装基板)。

第1基体10例如具有板状的形状。第1基体10例如是蓝宝石基板。第1基体10相对于发光层24中产生的光L是透明的。因此,发光层24中产生的光L透过第1基体10而向外部出射。即,发光装置100从第1基体10侧出射光L。另外,第1基体10不限于蓝宝石基板,还能够使用其他陶瓷基板、玻璃基板等。

层叠体20设置于第1基体10。层叠体20设置于第1基体10的主面11。层叠体20位于第1基体10与第2基体50之间。层叠体20由层叠于第1基体10的主面11的多个层构成。层叠体20包含发光部2。发光部2具有第1半导体层22、发光层24和第2半导体层26。

如上所述,在发光装置100中,发光元件1结向下安装于第2基体50。即,在发光装置100中,层叠体20在第1基体10的相反侧与第2基体50连接。层叠体20经由第2电极40和接合部件72与第2基体50(第2布线62)连接。

另外,在本发明的记载中,在将“连接”这样的词语例如用于“特定的部件(以下称为“A”)与其他特定的部件(以下称为“B”)连接”等的情况下,包含A与B直接连接这样的(A和B接触这样的)情况以及A经由其他部件与B连接这样的情况在内,如此使用“连接”这样的词语。此外,在本发明的记载中,在将“设置”这样的词语例如用于“特定的部件(以下称为“C”)设置于其他特定的部件(以下称为“D”)”等的情况下,包含C直接设置于D这样的(C和D接触这样的)情况以及C经由其他部件设置于D这样的情况在内,如此使用“设置”这样的词语。

第1半导体层22设置于第1基体10。第1半导体层22设置于第1基体10与发光层24之间。第1半导体层22例如是第1导电型(例如n型)的GaN层(具体而言为掺杂了Si的GaN层)。虽然未进行图示,但是,也可以在第1半导体层22与第1基体10之间设置有缓冲层。缓冲层例如是无掺杂的GaN层。

发光层24设置于第1半导体层22与第2半导体层26之间。发光层24是能够通过被注入电流而发出光的层。发光层24例如具有由GaN层和InGaN层构成的量子阱构造。构成发光层24的GaN层以及InGaN层的数量没有特别限定。

第2半导体层26设置于发光层24与第2电极40之间。第2半导体层26是导电型与第1半导体层22不同的层。第2半导体层26例如是第2导电型(例如p型)的GaN层(具体而言为掺杂了Mg的GaN层)。

在发光元件1中,通过p型的第2半导体层26、未掺杂杂质的发光层24和n型的第1半导体层22形成pin二极管。第1半导体层22和第2半导体层26分别是带隙比发光层24大的层。在发光元件1中,当对第1电极30与第2电极40之间施加pin二极管的正偏置电压时(注入电流时),在发光层24中引起电子与空穴的再结合。通过该再结合而产生发光。发光层24中产生的光L透过第1基体10向层叠体20的层叠方向(以下简称为“层叠方向”)出射。这样,发光元件1是发光二极管(light emitting diode,LED)。

第1电极30设置于第1基体10与第2基体50之间。第1电极30的一端与第1基体10连接,另一端与第2基体50连接。具体而言,去除设置于第1基体10的第1半导体层22,在第1基体10直接形成第1电极30,由此将第1电极30和第1基体10连接。第1电极30的一端还与第1半导体层22连接。此外,第1电极30和第2基体50经由接合部件70接合。在图示的例子中,通过利用接合部件70将第1电极30与设置于第2基体50的第1布线60接合,由此,将第1电极30和第2基体50连接。

第1电极30与第1半导体层22电连接。此外,第1电极30与第1布线60电连接。第1电极30是用于对发光层24注入电流的一个电极。作为第1电极30,例如使用Au层、Ag层等金属层、或者从第1基体10和第1半导体层22侧起依次层叠了Cr层、Ni层、Au层而得到的层等。

如图2所示,在俯视观察(从层叠方向观察)时,第1电极30包围层叠体20的周围。在俯视观察时,第1电极30沿着层叠体20的外缘设置。在俯视观察时,第1电极30的一部分与第1半导体层22的外缘部重叠。在图示的例子中,第1电极30为方筒状。

在发光装置100中,通过包围层叠体20的周围的第1电极30、与第1电极30的一端连接的第1基体10以及与第1电极30的另一端连接的第2基体50来形成气密收容层叠体20的空间。即,层叠体20被第1电极30、第1基体10和第2基体50气密密封。收容层叠体20的空间例如是惰性气体环境。

第2电极40设置于层叠体20的与第1基体10侧相反的一侧。第2电极40设置于层叠体20与第2布线62(第2基体50)之间。第2电极40与第2半导体层26电连接。此外,第2电极40与第2布线62电连接。因此,第2半导体层26经由第2电极40、第2布线62而与贯通电极64电连接。第2电极40是用于对发光层24注入电流的另一个电极。作为第2电极40,例如使用Au层、Ag层等金属层、或者从第2半导体层26侧起依次层叠了Pd层、Pt层、Au层而得到的层等。第1电极30的材质和第2电极40的材质可以相同,也可以不同。

另外,虽然未进行图示,但是,也可以在第2电极40与第2半导体层26之间设置有接触层。接触层可以与第2电极40欧姆接触。接触层例如是p型的GaN层。

第1电极30的高度H30与在层叠体20的高度H20中加上第2电极40的高度H40而得到的高度(H20+H40)相等。另外,高度是指层叠方向的大小。即,第1基体10的主面11与第1电极30的第2基体50侧的面之间的距离等于第1基体10的主面11与第2电极40的第2基体50侧的面之间的距离。由此,在将发光元件1安装于第2基体50时,能够可靠地连接第1电极30和第2基体50(第1布线60),可靠地连接第2电极40和第2基体50(第2布线62)。

另外,虽然未进行图示,但是,第1电极30的高度H30也可以与在层叠体20的高度H20中加上第2电极40的高度H40而得到的高度(H20+H40)不同。

第2基体50例如具有板状的形状。第2基体50是用于安装发光元件1的安装基板。在第2基体50的主面51(安装有发光元件1的面)设置有与第1电极30电连接的第1布线60和与第2电极40电连接的第2布线62。此外,在第2基体50设置有贯通第2基体50的贯通电极64。贯通电极64经由第2布线62与第2电极40电连接。

作为第2基体50,例如使用SiC基板等半导体基板、AlN基板等陶瓷基板等。SiC等的半导体材料、AlN等的陶瓷材料的热传导率高,并且电绝缘性高。因此,作为第2基体50,通过使用这些基板,能够提高发光部2的散热性,并且,容易使第1布线60、第2布线62和贯通电极64绝缘。另外,作为第2基体50,也可以使用CuW基板、CuMo基板等的金属基板。该情况下,在形成第1布线60、第2布线62、贯通电极64时,需要在第2基体50与布线60、62及贯通电极64之间设置绝缘层等。

优选第2基体50的热膨胀系数接近第1基体10的热膨胀系数。由此,能够减少由于将发光元件1安装于第2基体50时的热和驱动时的发热而产生的第1基体10的翘曲,能够减小对发光部2施加的应力。此外,优选第2基体50的热传导率例如比层叠体20的热传导率高,更加优选为比第1基体10的热传导率高。此外,优选第2基体50的热电容比第1基体10的热电容大。由此,能够提高发光部2(层叠体20)的散热性。

第1基体10、层叠体20、第2基体50的热传导率的测定方法没有特别限定。第1基体10、层叠体20、第2基体50的热传导率例如可以通过定常法得到,也可以根据通过闪射法等非定常法得到的比热电容、热扩散率求出。此外,在测定对象物是陶瓷基板等的情况下,也可以基于JISR1611来测定热传导率。

第1布线60设置于第2基体50的主面51。第1布线60设置于在俯视观察时与第1电极30重叠的区域。第1布线60是用于使第1电极30和外部的电源装置(未图示)电连接的布线。

第2布线62设置于第2基体50的主面51。第2布线62设置于在俯视观察时与第2电极40重叠的区域。第2布线62与贯通电极64电连接。

贯通电极64贯通第2基体50。贯通电极64设置于在俯视观察时与第2布线62重叠的区域。在图示的例子中,设置有多个贯通电极64。另外,贯通电极64的数量没有特别限定。第2布线62和贯通电极64是用于使第2电极40与外部的电源装置电连接的布线。通过贯通电极64,能够对气密密封的层叠体20(发光部2)供给电源。

接合部件70与第1电极30及第1布线60电气连接的同时机械地连接。此外,接合部件70以确保收容层叠体20的空间气密的方式与第1电极30和第1布线60连接。接合部件72与第2电极40及第2布线62电气连接的同时机械地连接。接合部件70以及接合部件72例如是AuSn等Au系焊锡。

发光装置100例如具有以下的特征。

在发光装置100中,包含发光部2的层叠体20在与第1基体10相反的一侧与第2基体50连接。即,在发光装置100中,发光元件1结向下地安装于第2基体50。由此,能够提高发光部2的散热性。此外,第1电极30与第2基体50连接,由此,能够提高发光元件1的散热性。

进而,在发光装置100中,第1电极30的一端与第1基体10连接,另一端与第2基体50连接。因此,发光装置100在制造工序中,在将发光元件1安装于第2基体50时施加的力被分散于层叠体20和第1电极30。因此,发光装置100在安装时能够减小对层叠体20(发光部2)施加的压力。其结果,能够降低在发光部2(层叠体20)中产生应力或变形的可能性,能够实现具有稳定的发光特性的可靠性高的发光装置。

在发光装置100中,与第1半导体层22电连接且具有导电性的第1电极30作为用于减小在安装时对发光部2施加的压力的部件(第1部件)发挥功能。因此,发光装置100能够减小在安装时对发光部2施加的压力,而不会增加部件数量。

在发光装置100中,第1电极30以包围层叠体20的周围的方式设置。因此,发光装置100能够防止安装时施加的力集中于层叠体20,能够减小在安装时对发光部2施加的压力。例如,在第1电极30未包围层叠体20的周围的情况下,与第1电极30相比,安装时施加的力可能集中于层叠体20。与此相对,在发光装置100中,第1电极30包围层叠体20的周围,因此能够防止安装时施加的力集中于层叠体20。

在发光装置100中,通过第1电极30、第1基体10和第2基体50对层叠体20进行气密密封。因此,发光装置100能够实现装置的小型化、制造工序的简化,能够降低成本。

例如,在利用树脂等对发光元件1进行密封的情况下,无法确保充分的气密性。此外,在将发光元件1收容于使用玻璃盖的陶瓷封装、CAN封装等的情况下,能够确保气密性,但是,存在装置大型化、成本增加等问题。与此相对,在发光装置100中,通过将第1电极30设置成包围层叠体20的周围,能够对层叠体20进行气密密封,因此,能够实现装置的小型化、制造工序的简化。

在发光装置100中,在第2基体50设置有贯通电极64。此外,第2半导体层26与贯通电极64电连接。因此,在发光装置100中,能够使被第1电极30、第1基体10和第2基体50气密密封的第2半导体层26与外部的电源装置(未图示)电连接。

在发光装置100中,第1电极30经由接合部件70与第2基体50连接。因此,在发光装置100中,能够更加可靠地连接第1电极30和第2基体50。

1.2.发光装置的制造方法

接着,参照附图对第1实施方式的发光装置100的制造方法进行说明。图3是示出第1实施方式的发光装置100的制造方法的一例的流程图。图4~图8是示意地示出第1实施方式的发光装置100的制造工序的图。另外,图5是图6的V-V线剖视图,图7是图8的VII-VII线剖视图。

(1)层叠体的形成(S10)

在第1基体10的主面11形成包含发光部2的层叠体20。

在本工序中,首先,如图4所示,在第1基体10的主面11使第1半导体层22、发光层24、第2半导体层26按照该顺序进行外延生长。作为外延生长的方法,例如举出MOCVD(MetalOrganic Chemical Vapor Deposition)法、MBE(Molecular Beam Epitaxy)法等。

另外,也可以在第1基体10的主面11形成缓冲层(未图示)后,在缓冲层上使第1半导体层22、发光层24、第2半导体层26按照该顺序进行外延生长。

如图5和图6所示,对第2半导体层26、发光层24和第1半导体层22进行图案化。例如通过光刻和蚀刻进行图案化。此时,在第1基体10的主面11以在俯视观察时包围层叠体20的周围的方式形成有供第1基体10露出的区域12。此外,以在俯视观察时包围发光层24和第2半导体层26的方式,在第1半导体层22形成有供第1半导体层22露出的区域23。通过以上的工序,能够形成层叠体20。

(2)第1电极和第2电极的形成(S12)

如图7和图8所示,在第1基体10(区域12)上和第1半导体层22(区域23)上形成第1电极30,在层叠体20上(第2半导体层26上)形成第2电极40。

第1电极30和第2电极40例如通过真空蒸镀法、剥离法等形成。第1电极30以在俯视观察时包围层叠体20的周围的方式形成。

在本工序中,以第1电极30的高度H30与在层叠体20的高度H20中加上第2电极40的高度H40而得到的高度(H20+H40)相等的方式形成第1电极30和第2电极40。由此,在后述安装工序(S14)中,能够可靠地连接第1电极30和第2基体50(第1布线60),可靠地连接第2电极40和第2基体50(第2布线62)。通过以上的工序,能够形成发光元件1。另外,第1电极30和第2电极40的形成顺序没有特别限定。

(3)安装(S14)

如图1和图2所示,将形成于第1基体10的层叠体20(第2电极40)及第1电极30与第2基体50连接,将发光元件1安装于第2基体50。

在本工序中,以层叠体20的与第1基体10相反的一侧与第2基体50连接的方式进行安装(结向下地安装)。

具体而言,利用接合部件70连接第1电极30和第1布线60,利用接合部件72连接第2电极40和第2布线62。另外,在第2基体50预先形成第1布线60、第2布线62和贯通电极64。

接合部件70和接合部件72是焊锡,分别对第1电极30和第1布线60、第2电极40和第2布线62进行焊锡接合。例如,在第1布线60上和第2布线62上分别通过溅射法等形成接合部件70和接合部件72后,以第1电极30与接合部件70接触、第2电极40与接合部件72接触的方式将发光元件1配置于第2基体50上,在这种状态下进行加热。由此,第1电极30和第1布线60连接(接合),第2电极40和第2布线62连接(接合)。通过在惰性气体环境中进行该接合,能够使收容层叠体20的空间成为惰性气体环境。

在将发光元件1安装于第2基体50时,形成于第1基体10的层叠体20被按压于第2基体50,因此,对层叠体20施加压力。在本实施方式中,在第1基体10,除了形成有层叠体20以外还形成有第1电极30,因此,安装时施加的力被分散于层叠体20和第1电极30,能够减小对层叠体20(发光部2)施加的压力。

通过本工序,将发光元件1安装于第2基体50,并且,层叠体20被第1电极30、第1基体10和第2基体50气密密封。

通过以上的工序,能够制造发光装置100。

本实施方式的发光装置100的制造方法例如具有以下的特征。

本实施方式的发光装置100的制造方法包含:在第1基体10形成包含发光部2的层叠体20的工序;在第1基体10形成第1电极30的工序;以及将形成于第1基体10的层叠体20及第1电极30与第2基体50连接的工序(安装工序)。因此,如上所述,在安装工序中,能够减小对层叠体20(发光部2)施加的压力。由此,能够降低在发光部2(层叠体20)中产生应力或变形的可能性,能够制造具有稳定的发光特性的可靠性高的发光装置。

在本实施方式的发光装置100的制造方法中,第1电极30以包围层叠体20的周围的方式形成。因此,在安装工序中,能够通过第1电极30、第1基体10和第2基体50对层叠体20进行气密密封。因此,与使用陶瓷封装、CAN封装等对发光元件1进行气密密封的情况相比,能够实现制造工序的简化。

1.3.发光装置的变形例

1.3.1.发光装置

接着,参照附图对第1实施方式的变形例的发光装置进行说明。图9是示意地示出第1实施方式的变形例的发光装置110的剖视图。另外,第1实施方式的变形例的发光装置110的俯视形状与图2所示的发光装置100的俯视形状相同,省略图示。

下面,在第1实施方式的变形例的发光装置110中,对具有与上述第1实施方式的发光装置100的结构部件相同功能的部件标注相同标号,并省略其详细说明。

在发光装置110中,如图9所示,层叠体20具有多个柱状部4,发光部2由多个柱状部4构成,这点与上述发光装置100不同。在发光装置110中,发光元件1例如是应用了纳米构造体的半导体激光器。

层叠体20具有缓冲层21。缓冲层21设置于第1基体10的主面11。缓冲层21设置于第1半导体层22与第1基体10之间。缓冲层21例如是无掺杂的GaN层。

柱状部4设置于缓冲层21。设置有多个柱状部4。柱状部4的截面形状(与层叠方向正交的方向上的截面形状)例如为圆形、多边形(例如六边形)等。柱状部4的直径(多边形的情况下为内切圆的直径)例如为nm级,具体而言为10nm以上且500nm以下。柱状部4例如也被称为纳米柱、纳米线、纳米棒、纳米立柱。柱状部4的层叠方向的大小例如为0.1μm以上且5μm以下。多个柱状部4相互分开。相邻的柱状部4的间隔例如为1nm以上且500nm以下。

柱状部4具有第1半导体层22、发光层24、第2半导体层26。

在俯视观察时,多个柱状部4在规定的方向上以规定的间距进行排列。

在发光元件1中,发光层24中产生的光通过半导体层22、26在与层叠方向正交的方向上传播,在柱状部4中,在与层叠方向正交的方向上形成驻波,发光层24接受增益而进行激光振荡。然后,+1次衍射光和-1次衍射光(光L)在层叠方向上行进,透过第1基体10而出射。

在相邻的柱状部4之间设置有与相邻的柱状部4分别连接(连接相邻的柱状部4)的连接部件28。连接部件28在相邻的柱状部4之间连续。连接部件28是嵌入相邻的柱状部4之间的嵌入层。在图示的例子中,相邻的柱状部4之间的空间全部被连接部件28嵌入。另外,在本实施方式中,连接部件28连接相邻的柱状部4或者连接部件28与相邻的柱状部4分别连接,是包含在相邻的柱状部4之间嵌入连接部件28的状态的表现。

通过在相邻的柱状部4之间设置连接部件28,能够提高柱状部4的强度。因此,在将发光元件1安装于第2基体50时,能够降低由于对柱状部4施加的压力而在柱状部4中产生应力或变形、在柱状部4中产生缺陷或错位而使发光特性不稳定或者柱状部4被破坏的可能性。此外,在安装后,在环境温度变化的情况下,能够降低如下情况发生的可能性:由于基于热膨胀系数之差而在柱状部4中产生的应力即例如由于环境温度变化而产生的从第2基体50、第1电极30、第2电极40或接合部件70、72向柱状部4传递的应力,使柱状部4产生缺陷或错位,从而使发光特性不稳定、或者柱状部4被破坏。因此,能够实现具有稳定的发光特性的可靠性高的发光装置。

另外,虽然未进行图示,但是,连接部件28中也可以包含有空隙。此外,在图示的例子中,在相邻的柱状部4之间的空间全部设置有连接部件28,但是,也可以在相邻的柱状部4之间的空间的一部分设置有连接部件28。即,相邻的柱状部4的空间的一部分被连接部件28嵌入即可。这种情况下,与未设置连接部件28的情况(相邻的柱状部4之间为空隙的情况)相比,也能够提高柱状部4的强度。

连接部件28相对于发光层24中产生的光是透明的,能够传播发光层24中产生的光。连接部件28的折射率例如与空气(空隙)的折射率相比更接近发光层24的折射率。即,发光层24的折射率与连接部件28的折射率之差比连接部件28的折射率与空气的折射率之差小。连接部件28的折射率例如比半导体层22、26和发光层24的折射率低。

连接部件28例如由绝缘性的材料构成。连接部件28的材质例如是GaN、InGaN、TiO2、SiO2、SiON等。此外,作为连接部件28,也可以使用聚酰亚胺。另外,虽然未进行图示,但是,也可以利用多个层构成连接部件28。例如,也可以设连接部件28的与柱状部4接触的部分为绝缘层,设不与柱状部4接触的部分(利用绝缘层而与柱状部4绝缘的区域)为导电层或为由p型的GaN等构成的半导体层。

另外,在上述中说明了发光元件1是使用纳米构造体的半导体激光器的情况,但是,发光元件1也可以是使用纳米构造体的超发光二极管、使用纳米构造体的LED。

发光装置110能够得到与上述发光装置100相同的作用效果。

进而,在发光装置110中,层叠体20具有多个柱状部4,发光部2由多个柱状部4构成。因此,发光装置110能够减少发光层24和半导体层22、26中产生的错位或缺陷,能够得到高品质的晶体。因此,发光装置110能够具有优良的发光特性。

1.3.2.发光装置的制造方法

接着,对第1实施方式的变形例的发光装置110的制造方法进行说明。图10~图12是示意地示出第1实施方式的变形例的发光装置110的制造工序的剖视图。

与图3所示的发光装置100的制造方法同样,发光装置110的制造方法包含:形成层叠体20的工序(S10);形成第1电极30和第2电极40的工序(S12);以及安装工序(S14)。

(1)层叠体的形成(S10)

首先,在第1基体10的主面11形成包含发光部2的层叠体20。

具体而言,如图10所示,首先,使缓冲层21在第1基体10的主面11进行外延生长。接着,在缓冲层21上形成掩模层(未图示)。掩模层例如是氧化硅层、氮氧化硅层、氧化铝层、氧化铪层、钛层、氧化钛层、氧化锆层、氮化硅层或它们的层叠膜等。掩模层例如通过基于溅射或蒸镀等进行成膜以及基于光刻和蚀刻进行图案化而形成。

接着,将掩模层作为掩模,通过MOCVD法或MBE法等,使第1半导体层22、发光层24和第2半导体层26按照该顺序在缓冲层21上进行外延生长。由此,能够形成多个柱状部4。

接着,在相邻的柱状部4之间形成连接部件28。连接部件28被嵌入相邻的柱状部4之间。在连接部件28是SOG(Spin on Glass)或聚酰亚胺等的情况下,连接部件28通过旋涂法等形成,在连接部件28是TiO2等氧化物的情况下,连接部件28通过ALD(Atomic LayerDeposition)法等形成。此外,在连接部件28是GaN或InGaN等半导体层等的情况下,连接部件28通过MOCVD法等形成。

接着,如图11所示,对柱状部4、缓冲层21和连接部件28进行图案化。此时,在第1基体10的主面11形成有供第1基体10露出的区域12。此外,在第1半导体层22形成有供第1半导体层22露出的区域23。通过以上的工序,能够形成层叠体20。

(2)第1电极和第2电极的形成(S12)

接着,如图12所示,在第1基体10(区域12)上和第1半导体层22(区域23)上形成第1电极30,在层叠体20上(第2半导体层26上)形成第2电极40。本工序与上述发光装置100的制造方法中的形成第1电极30和第2电极40的工序(S12)同样地进行。通过以上的工序,能够形成发光元件1。

(3)安装(S14)

接着,如图9所示,将发光元件1安装于第2基体50。本工序与上述发光装置100的制造方法中的安装工序(S14)同样地进行。

通过以上的工序,能够制造发光装置110。

本实施方式的发光装置110的制造方法能够发挥与上述发光装置100的制造方法相同的作用效果。

2.第2实施方式

2.1.发光装置

接着,参照附图对第2实施方式的发光装置进行说明。图13是示意地示出第2实施方式的发光装置200的剖视图。另外,第2实施方式的发光装置200的俯视形状与图2所示的发光装置100的俯视形状相同,省略图示。

下面,在第2实施方式的发光装置200中,对具有与上述第1实施方式的发光装置100的结构部件相同功能的部件标注相同标号,并省略其详细说明。

在上述发光装置100中,图1所示的接合部件70和接合部件72是焊锡。与此相对,在发光装置200中,如图13所示,接合部件70和接合部件72是导电胶。

用作接合部件70和接合部件72的导电胶例如是银胶。银胶是包含纳米尺寸的银粒子的胶。另外,作为接合部件70和接合部件72,也可以使用包含银粒子以外的金属粒子的胶。

在上述发光装置100中,如图1所示,第1电极30的高度H30与在层叠体20的高度H20中加上第2电极40的高度H40而得到的高度(H20+H40)相等,但是,在发光装置200中,第1电极30的高度H30没有特别限定。在图示的例子中,第1电极30的高度H30比在层叠体20的高度H20中加上第2电极40的高度H40而得到的高度(H20+H40)小。

发光装置200能够发挥与上述发光装置100相同的作用效果。

2.2.发光装置的制造方法

接着,对本实施方式的发光装置200的制造方法进行说明。图14~图16是示意地示出第2实施方式的发光装置200的制造工序的剖视图。

与图3所示的发光装置100的制造方法同样,发光装置200的制造方法包含:形成层叠体20的工序(S10);形成第1电极30和第2电极40的工序(S12);以及安装工序(S14)。

(1)层叠体的形成(S10)

首先,在第1基体10的主面11形成包含发光部2的层叠体20。本工序与上述发光装置100的制造方法中的形成层叠体20的工序(S10)同样地进行。

(2)第1电极和第2电极的形成(S12)

接着,如图14所示,在第1基体10(区域12)上和第1半导体层22(区域23)上形成第1电极30,在层叠体20上(第2半导体层26上)形成第2电极40。

本工序中除了第1电极30的高度H30形成为比在层叠体20的高度H20中加上第2电极40的高度H40而得到的高度(H20+H40)小这点以外,其他工序与上述发光装置100的制造方法中的形成第1电极30和第2电极40的工序(S12)同样地进行。通过以上的工序,能够形成发光元件1。

(3)安装(S14)

接着,将形成于第1基体10的层叠体20(第2电极40)以及第1电极30与第2基体50连接,将发光元件1安装于第2基体50。

在本工序中,以层叠体20的与第1基体10相反的一侧与第2基体50连接的方式进行安装(结向下)。

具体而言,首先,如图15所示,在第1电极30上和第2电极40上丝网印刷导电胶后,进行烧制,形成凸块70a和凸块72a。接着,通过研削或咬合来削去凸块70a和凸块72a,对表面进行平坦化,使凸块70a的高度与在层叠体20的高度中加上第2电极40及凸块72a的高度而得到的高度相等。由此,能够可靠地连接(接合)第1电极30和第2基体50(第1布线60),可靠地连接(接合)第2电极40和第2基体50(第2布线62)。

接着,如图16所示,在第2基体50的主面51形成第1布线60、第2布线62和贯通电极64。接着,在第1布线60上和第2布线62上丝网印刷或涂布导电胶70b和导电胶72b。

接着,如图13所示,以凸块70a隔着导电胶70b位于第1布线60上、凸块72a隔着导电胶72b位于第2布线62上的方式将发光元件1配置于第2基体50上,在该状态下对导电胶70b、72b进行烧制。由此,第1电极30和第1布线60利用接合部件70连接(接合),第2电极40和第2布线62利用接合部件72连接(接合)。此时,凸块70a和导电胶70b形成接合部件70,凸块72a和导电胶72b形成接合部件72。通过在惰性气体环境中进行该接合,能够使收容层叠体20的空间成为惰性气体环境。

在本工序中,将发光元件1安装于第2基体50时施加的力被分散于层叠体20和第1电极30,因此,能够减小在安装时对层叠体20(发光部2)施加的压力。

通过本工序,将发光元件1安装于第2基体50,并且,层叠体20被第1电极30、第1基体10和第2基体50气密密封。

通过以上的工序,能够制造发光装置200。

本实施方式的发光装置200的制造方法能够发挥与上述发光装置100的制造方法相同的作用效果。

2.3.发光装置的变形例

2.3.1.发光装置

接着,参照附图对第2实施方式的变形例的发光装置进行说明。图17是示意地示出第2实施方式的变形例的发光装置210的剖视图。另外,第2实施方式的变形例的发光装置210的俯视形状与图2所示的发光装置100的俯视形状相同,省略图示。

下面,在第2实施方式的变形例的发光装置210中,对具有与上述发光装置110、200的结构部件相同功能的部件标注相同标号,并省略其详细说明。

在发光装置210中,如图17所示,层叠体20具有多个柱状部4,发光部2由多个柱状部4构成,这点与上述发光装置200不同。在发光装置210中,发光元件1例如是应用了纳米构造体的半导体激光器。

在发光装置210中,层叠体20的结构与上述发光装置110的层叠体20(参照图9)的结构相同。

发光装置210能够发挥与上述发光装置200相同的作用效果。进而,发光装置210与上述发光装置110同样,能够具有优良的发光特性。

2.3.2.发光装置的制造方法

接着,对本变形例的发光装置210的制造方法进行说明。与图3所示的发光装置100的制造方法同样,发光装置210的制造方法包含:形成层叠体20的工序(S10);形成第1电极30和第2电极40的工序(S12);以及安装工序(S14)。

另外,与上述发光装置110的制造方法中的形成层叠体20的工序(S10)同样地进行形成层叠体20的工序(S10)。此外,与上述发光装置200的制造方法中的形成第1电极30和第2电极40的工序(S12)以及安装工序(S14)同样地进行形成第1电极30和第2电极40的工序(S12)以及安装工序(S14)。

本变形例的发光装置210的制造方法能够发挥与上述发光装置200的制造方法相同的作用效果。

3.第3实施方式

3.1.发光装置

接着,参照附图对第3实施方式的发光装置进行说明。图18是示意地示出第3实施方式的发光装置300的剖视图。图19是示意地示出第3实施方式的发光装置300的俯视图。另外,图18是图19的XVIII-XVIII线剖视图。

下面,在第3实施方式的发光装置300中,对具有与上述第1实施方式的发光装置100、200的结构部件相同功能的部件标注相同标号,并省略其详细说明。

如图18和图19所示,发光装置300构成为包含密封部件80(第2部件)的这点与上述发光装置100不同,该密封部件80设置于第1基体10与第2基体50之间,且包围第1电极30和层叠体20的周围。

密封部件80的一端与第1基体10连接,另一端与第2基体50连接。密封部件80与第1基体10直接接合,由此将密封部件80与第1基体10连接。密封部件80与设置于第2基体50的第1布线60接合,由此将密封部件80与第2基体50连接。密封部件80例如是低熔点玻璃。

如图19所示,在俯视观察时,密封部件80包围第1电极30和层叠体20的周围。在发光装置300中,通过包围第1电极30的周围的密封部件80、与密封部件80的一端连接的第1基体10以及与密封部件80的另一端连接的第2基体50,形成气密地收容第1电极30和层叠体20的空间。即,第1电极30和层叠体20被密封部件80、第1基体10、第2基体50气密密封。

在发光装置300中,层叠体20的周围被第1电极30包围,第1电极30的周围被密封部件80包围。即,层叠体20被第1电极30和密封部件80双重包围,被双重密封。因此,发光装置300能够进一步提高收容层叠体20的空间的气密性。

发光装置300能够发挥与上述发光装置100相同的作用效果。

进而,在发光装置300中,密封部件80设置于第1基体10与第2基体50之间,密封部件80的一端与第1基体10连接,密封部件80的另一端与第2基体50连接。因此,在发光装置300中,将发光元件1安装于第2基体50时施加的力被分散于层叠体20、第1电极30、密封部件80。因此,发光装置300在安装时能够进一步减小对层叠体20(发光部2)施加的压力。其结果,能够降低在发光部2(层叠体20)中产生应力或变形的可能性,能够实现具有稳定的发光特性的可靠性高的发光装置。

此外,在发光装置300中,密封部件80以包围第1电极30和层叠体20的周围的方式设置。因此,发光装置300能够防止安装时施加的力集中于层叠体20,能够减小在安装时对发光部2施加的压力。

此外,在发光装置300中,通过密封部件80、第1基体10和第2基体50对第1电极30和层叠体20进行气密密封。即,在发光装置300中,层叠体20被双重密封。因此,发光装置300能够进一步提高收容层叠体20的空间的气密性。

在发光装置300中,用于对第1电极30和层叠体20进行密封的密封部件80作为用于减小在安装时对发光部2施加的压力的部件(第2部件)发挥功能。因此,发光装置300能够减小在安装时对发光部2施加的压力,而不会增加部件数量。

3.2.发光装置的制造方法

接着,参照附图对第3实施方式的发光装置300的制造方法进行说明。图20是示出第3实施方式的发光装置300的制造方法的一例的流程图。图21是示意地示出第3实施方式的发光装置300的制造工序的剖视图。

(1)层叠体的形成(S20)

首先,在第1基体10的主面11形成包含发光部2的层叠体20。本工序与上述发光装置100的制造方法中的形成层叠体20的工序(S10)同样地进行。

(2)第1电极和第2电极的形成(S22)

接着,在第1基体10(区域12)上和第1半导体层22(区域23)上形成第1电极30,在层叠体20上(第2半导体层26上)形成第2电极40。本工序与上述发光装置100的制造方法中的形成第1电极30和第2电极40的工序(S12)同样地进行。通过以上的工序,能够形成发光元件1(参照图7)。

(3)密封部件的形成(S24)

接着,如图21所示,在第2基体50的主面51形成密封部件80。具体而言,在第2基体50的主面51涂布玻璃料,对该玻璃料进行烧制,由此形成密封部件80。这样,通过事前对玻璃料进行烧制,去除玻璃料内的溶剂,能够防止溶剂残留于被密封部件80密封的空间内。另外,预先在第2基体50形成第1布线60、第2布线62和贯通电极64。

(4)安装(S26)

接着,如图18和图19所示,将发光元件1安装于第2基体50。

具体而言,首先,利用接合部件70将第1电极30与第1布线60连接(焊锡接合),利用接合部件72将第2电极40与第2布线62连接(焊锡接合)。

接着,对密封部件80照射激光,使密封部件80的一端与第1基体10熔接,使密封部件80的另一端与第2基体50熔接。由此,密封部件80的一端与第1基体10连接(接合),密封部件80的另一端与第2基体50连接(接合)。通过在惰性气体环境中进行该工序,能够使收容第1电极30和层叠体20的空间成为惰性气体环境。

在本工序中,在将发光元件1安装于第2基体50时,形成于第1基体10的层叠体20被按压于第2基体50,因此,对层叠体20施加压力。此时,在第1基体10除了形成有层叠体20以外还形成有第1电极30,在第2基体50形成有密封部件80。因此,安装时施加的力被分散于层叠体20、第1电极30、密封部件80,能够减小对层叠体20(发光部2)施加的压力。

通过本工序,将发光元件1安装于第2基体50,并且,第1电极30及层叠体20被密封部件80、第1基体10和第2基体50气密密封。

另外,也可以同时进行第1电极30与第1布线60的连接(接合)、第2电极40与第2布线62的连接(接合)以及密封部件80与基体10、50的连接(熔接)。即,也可以对接合部件70、72(例如AuSn焊锡)和密封部件80(低熔点玻璃)同时进行加热,同时进行各个连接(接合或熔接)。

通过以上的工序,能够制造发光装置300。

本实施方式的发光装置300的制造方法能够发挥与上述发光装置100的制造方法相同的作用效果。

进而,在本实施方式的发光装置300的制造方法中,在安装工序中,能够通过第1电极30和密封部件80减小对层叠体20(发光部2)施加的压力。因此,能够降低在发光部2(层叠体20)中产生应力或变形的可能性,能够制造具有稳定的发光特性的可靠性高的发光装置。

此外,在本实施方式的发光装置300的制造方法中,密封部件80以包围第1电极30的周围的方式形成。因此,通过将发光元件1结向下地安装于第2基体50,能够通过密封部件80和第1电极30对层叠体20进行双重密封。由此,能够进一步提高收容层叠体20的空间的气密性。

3.3.发光装置的变形例

接着,参照附图对第3实施方式的变形例的发光装置进行说明。图22是示意地示出第3实施方式的变形例的发光装置310的剖视图。另外,第3实施方式的变形例的发光装置310的俯视形状与图19所示的发光装置300的俯视形状相同,省略图示。

下面,在第3实施方式的变形例的发光装置310中,对具有与上述发光装置110、300的结构部件相同功能的部件标注相同标号,并省略其详细说明。

在发光装置310中,如图22所示,层叠体20具有多个柱状部4,发光部2由多个柱状部4构成,这点与上述发光装置300不同。在发光装置310中,发光元件1例如是应用了纳米构造体的半导体激光器。

另外,发光装置310的结构除了设发光元件1为上述发光装置110的发光元件1(参照图9)这点以外,其他与发光装置300相同,省略其说明。

发光装置310能够发挥与上述发光装置300相同的作用效果。进而,发光装置310与上述发光装置110同样,能够具有优良的发光特性。

4.第4实施方式

4.1.发光装置

接着,参照附图对第4实施方式的发光装置进行说明。图23是示意地示出第4实施方式的发光装置400的剖视图。另外,第4实施方式的发光装置400的俯视形状与图19所示的发光装置300的俯视形状相同,省略图示。

下面,在第4实施方式的发光装置400中,对具有与上述发光装置100、200、300的结构部件相同功能的部件标注相同标号,并省略其详细说明。

如图23所示,发光装置400在构成为包含密封部件80(第2部件)这点上与上述发光装置200不同,该密封部件80设置于第1基体10与第2基体50之间,且将第1电极30和层叠体20的周围包围。

另外,在发光装置400的结构中除了发光元件1的结构与上述发光装置200的发光元件1(参照图13)的结构相同这点以外,其他结构与发光装置300(参照图18)的结构相同,省略其说明。

发光装置400能够发挥与上述发光装置300相同的作用效果。

4.2.发光装置的制造方法

接着,对第4实施方式的发光装置400的制造方法进行说明。关于第4实施方式的发光装置400的制造方法,能够组合上述第2实施方式的发光装置200的制造方法和第3实施方式的发光装置300的制造方法来进行制造。

发光装置400的制造方法能够发挥与上述发光装置200、300的制造方法相同的作用效果。

4.3.发光装置的变形例

接着,参照附图对第4实施方式的变形例的发光装置进行说明。图24是示意地示出第4实施方式的变形例的发光装置410的剖视图。另外,第4实施方式的变形例的发光装置410的俯视形状与图19所示的发光装置300的俯视形状相同,省略图示。

下面,在第4实施方式的变形例的发光装置410中,对具有与上述发光装置210、400的结构部件相同功能的部件标注相同标号,并省略其详细说明。

在发光装置410中,如图24所示,层叠体20具有多个柱状部4,发光部2由多个柱状部4构成,这点与上述发光装置400不同。在发光装置410中,发光元件1例如是应用了纳米构造体的半导体激光器。

另外,在发光装置410的结构中除了设发光元件1为上述发光装置210的发光元件1(参照图17)这点以外,其他结构与发光装置400相同,省略其说明。

发光装置410能够发挥与上述发光装置400相同的作用效果。

进而,发光装置410与上述发光装置210同样,能够具有优良的发光特性。

5.第5实施方式

5.1.发光装置

接着,参照附图对第5实施方式的发光装置进行说明。图25是示意地示出第5实施方式的发光装置500的剖视图。图26是示意地示出第5实施方式的发光装置500的俯视图。另外,图25是图26的XXV-XXV线剖视图。

下面,在第5实施方式的发光装置500中,对具有与上述发光装置100、200、300、400的结构部件相同功能的部件标注相同标号,并省略其详细说明。

在发光装置500中,如图25和图26所示,在第1电极30设置有缝隙部32,该缝隙部32连通第1电极30的内侧的收容层叠体20的空间以及第1电极30与密封部件80之间的空间,这点与发光装置400不同。即,在发光装置500中,层叠体20不被第1电极30密封,仅被密封部件80气密密封。

在第1电极30形成有缝隙部32,因此,第1电极30不包围层叠体20的周围。第1电极30具有切掉方筒的侧壁的一部分而成的形状。通过在第1电极30设置缝隙部32,能够减少在制造工序中从接合部件70、72(导电胶)产生的气体对层叠体20(发光部2)的污染。

此外,在第1电极30形成有缝隙部32的情况下,将发光元件1安装于第2基体50时施加的力也被第1电极30分散。因此,在本实施方式中,也能够减小在安装时对层叠体20(发光部2)施加的压力。

第5实施方式的发光装置500能够发挥与上述发光装置400相同的作用效果。

进而,第5实施方式的发光装置500能够减少在制造工序中从接合部件70、72产生的气体对层叠体20(发光部2)的污染。

5.2.发光装置的制造方法

接着,对第5实施方式的发光装置500的制造方法进行说明。第5实施方式的发光装置500的制造方法与上述第4实施方式的发光装置400的制造方法的不同之处在于:在第1电极30设置缝隙部32这点、以及通过缝隙部32进行气体的排气这点。下面,对该不同之处进行说明。

在第5实施方式的发光装置500的制造方法中,在形成第1电极30和第2电极40的工序中,在第1电极30形成有缝隙部32。

此外,在安装工序中,通过缝隙部32对第1电极30的内侧的空间进行排气,并置换为惰性气体。具体而言,首先,利用接合部件70(导电胶)将第1电极30与第1布线60接合,利用接合部件72(导电胶)将第2电极40与第2布线62接合。此时,由于烧制导电胶而从接合部件70、72产生气体。接着,通过缝隙部32,从第1电极30的内侧的空间排出气体,并置换为惰性气体。接着,对密封部件80照射激光,使密封部件80的一端与第1基体10熔接,使密封部件80的另一端与第2基体50熔接。由此,能够对层叠体20和第1电极30进行气密密封。

在对导电胶进行烧制时,溶剂从导电胶气化而产生气体。有时层叠体20(发光部2)被该气体污染。例如,在第1电极30未设置缝隙部32的情况下,通过烧制导电胶,收容层叠体20的空间被气密密封,但是,在该空间残留有从导电胶产生的气体。与此相对,通过在第1电极30设置缝隙部32,能够去除从导电胶产生的气体。其结果,能够减少气体对层叠体20的污染。

第5实施方式的发光装置500的制造方法能够发挥与第4实施方式的发光装置400的制造方法相同的作用效果。

进而,在第5实施方式的发光装置500的制造方法中,如上所述,在安装工序中,能够通过缝隙部32去除从接合部件70、72(导电胶)产生的气体。因此,能够减少安装时从接合部件70、72产生的气体对层叠体20(发光部2)的污染。

5.3.发光装置的变形例

接着,参照附图对第5实施方式的变形例的发光装置进行说明。图27是示意地示出第5实施方式的变形例的发光装置510的剖视图。另外,第5实施方式的变形例的发光装置510的俯视形状与图26所示的发光装置500的俯视形状相同,省略图示。

下面,在第5实施方式的变形例的发光装置510中,对具有与上述发光装置210、500的结构部件相同功能的部件标注相同标号,并省略其详细说明。

在发光装置510中,如图27所示,层叠体20具有多个柱状部4,发光部2由多个柱状部4构成,这点与上述发光装置500不同。在发光装置510中,发光元件1例如是应用了纳米构造体的半导体激光器。

另外,在发光装置510的结构中除了设发光元件1为上述发光装置210的发光元件1(参照图17)这点以外,其他结构与发光装置500相同,省略其说明。

发光装置510能够发挥与上述发光装置500相同的作用效果。进而,发光装置510与上述发光装置210同样,能够具有优良的发光特性。

6.第6实施方式

接着,参照附图对第6实施方式的投影仪进行说明。图28是示意地示出第6实施方式的投影仪900的图。

本发明的投影仪包含本发明的发光装置。下面,对包含发光装置100来作为本发明的发光装置的投影仪900进行说明。

投影仪900包含壳体(未图示)以及设置于壳体内的出射红色光的红色光源100R、出射绿色光的绿色光源100G、出射蓝色光的蓝色光源100B。红色光源100R、绿色光源100G和蓝色光源100B例如分别在与层叠方向正交的方向上呈阵列状配置有多个发光装置100,在多个发光装置100中设第2基体50为共通基板。分别构成光源100R、100G、100B的发光装置100的数量没有特别限定。另外,为了简便,在图28中,省略构成投影仪900的壳体,进而对光源100R、100G、100B进行简化。

投影仪900还包含设置于壳体内的透镜阵列902R、902G、902B、透射型液晶光阀(光调制装置)904R、904G、904B和投射透镜(投射装置)908。

从光源100R、100G、100B出射的光入射到各透镜阵列902R、902G、902B。从光源100R、100G、100B出射的光通过透镜阵列902R、902G、902B会聚,例如能够重叠(一部分重叠)。由此,能够高均匀性地对液晶光阀904R、904G、904B进行照射。

由各透镜阵列902R、902G、902B会聚后的光入射到各液晶光阀904R、904G、904B。各液晶光阀904R、904G、904B分别根据图像信息对所入射的光进行调制。然后,投射透镜908将由液晶光阀904R、904G、904B形成的像(图像)放大并投射到屏幕(显示面)910。

此外,投影仪900能够包含对从液晶光阀904R、904G、904B出射的光进行合成并引导至投射透镜908的十字分色棱镜(色光合成单元)906。

由各液晶光阀904R、904G、904B调制后的3个色光入射到十字分色棱镜906。该棱镜是贴合4个直角棱镜而形成的,在其内表面呈十字状配置有反射红色光的电介质多层膜和反射蓝色光的电介质多层膜。通过这些电介质多层膜对3个色光进行合成,形成表现彩色图像的光。然后,合成后的光通过投射光学系统即投射透镜908投射到屏幕910上,显示被放大的图像。

另外,光源100R、100G、100B也可以将构成光源100R、100G、100B的发光装置100作为影像的像素,根据图像信息进行控制(调制),由此直接形成影像,而不使用液晶光阀904R、904G、904B。而且,投射透镜908也可以将由光源100R、100G、100B形成的影像放大并投射到屏幕910。

此外,在上述例子中,作为光调制装置,使用透射型液晶光阀,但是,也可以使用液晶以外的光阀,还可以使用反射型光阀。作为这种光阀,例如举出反射型液晶光阀、数字微镜器件(Digital Micromirror Device)。此外,投射光学系统的结构根据所使用的光阀的种类而适当变更。

此外,还能够将光源100R、100G、100B应用于使来自光源100R、100G、100B的光在屏幕上进行扫描从而使显示面显示期望大小的图像的图像形成装置即具有扫描单元的扫描型的图像显示装置(投影仪)的光源装置。

7.其他

另外,本发明不限于上述实施方式,能够在本发明主旨的范围内进行各种变形实施。

例如,在上述第1实施方式中,如图1所示,通过将第2电极40与第2基体50(第2布线62)接合,对发光元件1进行结向下安装,但是,也可以在层叠体20设置用于将发光部2中产生的热传递到第2基体50的部件(金属层等),通过将该部件与第2基体50接合,由此对发光元件1进行结向下安装。该情况下,第2电极40也可以不与第2基体50接合。该变形例还能够应用于上述第2实施方式~第5实施方式。

此外,例如,在上述第1实施方式中,如图1所示,第1电极30利用接合部件70与第2基体50连接(接合),对层叠体20进行气密密封,并且减小在安装时对层叠体20施加的压力,但是,也可以设置与第1电极30不同的部件即一端与第1基体10连接且另一端与第2基体50连接的部件(第1部件),减小在安装时对层叠体20施加的压力。此时,该部件能够减小在安装时对层叠体20施加的压力即可,可以不必与第2基体50接合(粘接),与第2基体50接触即可。此外,该部件也可以是绝缘性的部件。该变形例还能够应用于上述第2实施方式~第5实施方式。

本发明的发光装置的用途不限于上述实施方式,除了投影仪以外,还能够用作室内外的照明、显示器的背光、激光打印机、扫描仪、车载用灯、使用光的传感设备、通信设备等的光源。

此外,上述实施方式和变形例是一例,但应该不限于这些。例如各实施方式和各变形例能够适当组合。

本发明包含与实施方式中说明的结构实质上相同的结构(例如功能、方法和结果相同的结构、或目的及效果相同的结构)。此外,本发明包含对实施方式中说明的结构的非本质的部分进行置换后的结构。此外,本发明包含发挥与实施方式中说明的结构相同的作用效果的结构或能够实现相同目的的结构。此外,本发明包含对实施方式中说明的结构附加公知技术后的结构。

标号说明

1:发光元件;2:发光部;4:柱状部;10:第1基体;11:主面;12:区域;20:层叠体;21:缓冲层;22:第1半导体层;23:区域;24:发光层;26:第2半导体层;28:连接部件;30:第1电极;32:缝隙部;40:第2电极;50:第2基体;51:主面;60:第1布线;62:第2布线;64:贯通电极;70:接合部件;70a:凸块;70b:导电胶;72:接合部件;72a:凸块;72b:导电胶;80:密封部件;100:发光装置;100R:红色光源;100G:绿色光源;100B:蓝色光源;110:发光装置;200:发光装置;210:发光装置;300:发光装置;310:发光装置;400:发光装置;410:发光装置;500:发光装置;510:发光装置;900:投影仪;902R:透镜阵列;902G:透镜阵列;902B:透镜阵列;904R:液晶光阀;904G:液晶光阀;904B:液晶光阀;906:十字分色棱镜;908:投射透镜;910:屏幕。

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