波长转换构件及发光装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供：导热性高、能够防止荧光层的温度上升、即使照射强度大的光源光也能够维持荧光性能的荧光构件及发光装置。一种将特定范围的波长的光转换成其它波长的光、并且通过反射面使光反射而形成照射光的反射型的波长转换构件(100)，其具备：基材(110)，其由无机材料构成；和，荧光体层(120)，其设置在前述基材(110)上，且由对吸收光发出转换光的荧光体颗粒(122)和将前述荧光体颗粒(122)彼此结合的透光性陶瓷(121)构成，前述荧光体层(120)的厚度与前述荧光体颗粒(122)的平均粒径之比小于30，将前述基材(110)或与该波长转换构件邻接的反射板的表面设为前述转换光的反射面。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】波长转换构件及发光装置
本专利技术涉及将特定范围的波长的光转换成其它波长的光、并且通过反射面使光反射而形成照射光的反射型的波长转换构件及发光装置。
技术介绍
作为发光元件，已知有例如以接触蓝色LED元件的方式配置在以环氧树脂或有机硅树脂等为代表的树脂中分散有荧光体颗粒的波长转换构件而成的发光元件。而且，近年来，取代LED而使用能量效率高、容易应对小型化、高输出功率化的激光二极管(LD)的应用逐渐增加。由于激光是局部地照射高能量的光，因此，对被集中地照射激光的树脂而言，其照射部位会烧焦。对此，提出了通过将波长转换构件形成为环状并且一边使其高速旋转一边照射激光来抑制烧焦的改善措施(专利文献1)。然而，如上所述的改善措施会导致器具、装置的大型化、复杂化，系统受到较大的制约。另一方面，提出了利用如下波长转换构件：使用无机粘结剂代替构成波长转换构件的树脂，且仅由无机材料形成(专利文献2～7)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2015-94777号公报专利文献2：日本特开2015-90887号公报专利文献3：日本特开2015-38960号公报专利文献4：日本特开2015-65425号公报专利文献5：日本特开2014-241431号公报专利文献6：日本特开2015-119172号公报专利文献7：日本特开2015-138839号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题对于如上所述的使用有无机粘结剂的波长转换构件而言，材料本身的耐热性提高。然而，当荧光体颗粒针对激光功率而放热且持续蓄热时，有时荧光体颗粒的发光性能消失。因而，实际上在高能量环境下难以使用波长转换构件。本专利技术是鉴于如此情形而完成的，其目的在于，提供：热阻低、能够防止荧光体层的温度上升、即使照射强度大的光源光也能够维持荧光性能的波长转换构件及发光装置。用于解决问题的方案(1)为了实现上述目的，本专利技术的波长转换构件的特征在于，其是将特定范围的波长的光转换成其它波长的光、并且通过反射面使光反射而形成照射光的反射型的波长转换构件，具备：基材，其由无机材料构成；和，荧光体层，其设置在前述基材上、且由对吸收光发出转换光的荧光体颗粒和将前述荧光体颗粒彼此结合的透光性陶瓷构成；前述荧光体层的厚度与前述荧光体颗粒的平均粒径之比小于30，对于特定范围的波长的光源光，当前述光源光为20W/mm2的功率密度时，前述荧光体层的发光效率维持率为70％以上，将前述基材或与该波长转换构件邻接的反射板的表面设为前述转换光的反射面。由此，热阻低，能够防止荧光体层的温度上升，即使照射强度大的光源光也能够维持荧光性能。进而，可以构成即使以高输出功率使其持续发光也不会使荧光性能下降的发光装置。(2)另外，本专利技术的波长转换构件的特征在于，满足以下的条件。(a)当前述荧光体颗粒的平均粒径小于1μm时，前述荧光体层的厚度与前述荧光体颗粒的平均粒径之比小于30。(b)当前述荧光体颗粒的平均粒径为1μm以上且小于5μm时，前述荧光体层的厚度与前述荧光体颗粒的平均粒径之比小于15。(c)当前述荧光体颗粒的平均粒径为5μm以上且小于10μm时，前述荧光体层的厚度与前述荧光体颗粒的平均粒径之比小于10。(d)当前述荧光体颗粒的平均粒径为10μm以上时，前述荧光体层的厚度与前述荧光体颗粒的平均粒径之比小于5。这样一来，当波长转换构件被作为反射型来使用时，荧光体层内的颗粒数的密度不会变得过高，可以降低晶界的热阻，另一方面，使荧光体层内的结构呈均质，且能够得到均质的光。本专利技术中的所谓均质的光，设定为“在使用二维色彩亮度计(KonicaminoltaCA-2500)进行测定时，局部的吸收光(激发光)的光谱峰值相对于面内的吸收光(激发光)的光谱峰值的平均值小于2倍”。(3)另外，本专利技术的波长转换构件的特征在于，当将前述荧光体层的孔隙部分的体积相对于由前述荧光体颗粒的最表面及与前述基材相接的平面夹持的一定厚度的层的表观体积的比例定义为孔隙率时，其前述孔隙率为30～70％，所述孔隙部分的体积通过从前述表观体积中减去前述表观体积内所包含的固体成分的体积来计算。由此，由于具有许多分散在荧光体层内的气孔，因此，所照射的光在荧光体层内分散(漫反射)，荧光体颗粒变得容易被照射光。(4)另外，本专利技术的波长转换构件的特征在于，前述基材由铝构成。由此，能够维持高导热性，且能够抑制荧光体层的温度上升。(5)另外，本专利技术的发光装置的特征在于，其具备：光源，其发出特定范围的波长的光源光；和，上述(1)～(4)中的任一项所述的波长转换构件，其吸收前述光源光并转换成其它波长的光而发光。由此，可以实现即使照射强度大的光源光也能够维持荧光性能的发光装置。专利技术的效果根据本专利技术，能够提供：热阻低、能够防止荧光体层的温度上升、即使照射强度大的光源光也能够维持荧光性能的波长转换构件及发光装置。附图说明图1是表示本专利技术的发光装置的示意图。图2(a)、图2(b)、图2(c)分别为表示本专利技术的波长转换构件的制作工序的剖面图。图3(a)、图3(b)分别为表示针对波长转换构件的透射型、反射型的评价系统的剖面图。图4(a)、图4(b)分别为表示改变基材时的发光特性的图。图5(a)、图5(b)分别为表示针对一定的荧光体粒径而言改变荧光体层的厚度时的发光特性的图。图6(a)、图6(b)分别为表示改变荧光体颗粒的平均粒径时的发光特性的图。图7(a)、图7(b)分别为表示孔隙率与荧光的发光强度及饱和点的关系的图。图8(a)、图8(b)分别为表示烧结体与波长转换构件的发光特性的图。具体实施方式下面，对于本专利技术的实施方式，一边参照附图一边进行说明。为了容易理解说明，各附图中针对相同的构成要素赋予相同的参照编号，省略重复说明。需要说明的是，在构成图中，各构成要素的大小是概念性地表示，并非表示实际的尺寸比率。[反射型的发光装置的构成]图1是表示反射型的发光装置10的示意图。如图1所示，发光装置10具备光源50及波长转换构件100，例如将由波长转换构件100反射的光源光及在波长转换构件100内通过利用光源光的激发而产生的光合并而发出照射光。照射光可以设为例如白色光。光源50可以使用LED(发光二极管(LightEmittingDiode))或LD(激光二极管(LaserDiode))的晶片。LED根据发光装置10的设计而产生具有特定范围的波长的光源光。例如，LED产生蓝色光。另外，在使用LD时能够产生波长或相位的不均少的相干光。需要说明的是，光源50并不限定于这些，可以是产生可见光以外的光的光源，优选为产生紫外光、蓝色光或绿色光的光源，特别优选为产生蓝色光的光源。[反射型的波长转换构件的构成]波长转换构件100具备基材110及荧光体层120，形成为板状，一边使光源光在基材110反射，一边对光源光进行激发而产生波长不同的光。例如，一边使蓝色光反射，一边产生绿色、红色、黄色的荧光，从而可以发出白色光。基材110形成为板状，例如，可以由使光源光反射的无机材料构成。基材110优选由铝构成。通过采用具有高导热性的基材110，可抑制荧光体层120的蓄热，可以抑制荧光体颗粒的温度上升，且可以防止热淬灭(thermalquenching)。荧光体层120以膜的形式设置在基材110上，由荧光体颗粒12本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种波长转换构件，其特征在于，其是将特定范围的波长的光转换成其它波长的光、并且通过反射面使光反射而形成照射光的反射型的波长转换构件，具备：基材，其由无机材料构成；和，荧光体层，其设置在所述基材上、且由对吸收光发出转换光的荧光体颗粒和将所述荧光体颗粒彼此结合的透光性陶瓷构成；所述荧光体层的厚度与所述荧光体颗粒的平均粒径之比小于30，对于特定范围的波长的光源光，当所述光源光为20W/mm2的功率密度时，所述荧光体层的发光效率维持率为70％以上，将所述基材或与该波长转换构件邻接的反射板的表面设为所述转换光的反射面。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.01.22 JP 2016-0111001.一种波长转换构件，其特征在于，其是将特定范围的波长的光转换成其它波长的光、并且通过反射面使光反射而形成照射光的反射型的波长转换构件，具备：基材，其由无机材料构成；和，荧光体层，其设置在所述基材上、且由对吸收光发出转换光的荧光体颗粒和将所述荧光体颗粒彼此结合的透光性陶瓷构成；所述荧光体层的厚度与所述荧光体颗粒的平均粒径之比小于30，对于特定范围的波长的光源光，当所述光源光为20W/mm2的功率密度时，所述荧光体层的发光效率维持率为70％以上，将所述基材或与该波长转换构件邻接的反射板的表面设为所述转换光的反射面。2.根据权利要求1所述的波长转换构件，其特征在于，满足以下的条件：(a)当所述荧光体颗粒的平均粒径小于1μm时，所述荧光体层的厚度与所述荧光体颗粒的平均粒径之比小于30；(b)当所述荧光体颗粒的平均粒径为1μm以上且小于5μm时，所述荧光体...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐藤友美，传井美史，阿部誉史，佐藤豊，
申请(专利权)人：日本特殊陶业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP