光波长转换装置和光复合装置制造方法及图纸

提供：散热特性优异、并且光波长转换特性优异的光波长转换装置和光复合装置。光波长转换装置(1)通过将散热性优异的散热构件(13)接合于光波长转换构件(9)的构成，可以效率良好地使由入射至光波长转换构件(9)的光而产生的热散热。因此，即使入射高能量的光，也不易产生温度猝灭，因此，可以维持高的荧光强度。另外，在反射膜(19)与接合部(15)之间具备中间膜(21)。因此，反射膜(19)与接合部(15)的接合性改善，因此，从光波长转换构件(9)侧至散热构件(13)侧的散热性改善。由此，可以抑制光波长转换构件(9)的温度猝灭，因此，荧光强度改善。

Optical wavelength conversion device and optical composite device

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光波长转换装置和光复合装置
本公开涉及例如用于光波长转换设备、荧光材料、各种照明、影像设备等的、能转换光的波长的光波长转换装置和光复合装置。
技术介绍
例如头灯、各种照明设备等中，成为主流的装置是将发光二极管(LED：LightEmittingDiode)、半导体激光(LD：LaserDiode)的蓝色光由作为光波长转换构件的荧光体进行波长转换而得到白色的装置。作为荧光体，已知有树脂系、玻璃系等，但近年来，光源的高功率化正在推进，对于荧光体要求更高的耐久性，因此，陶瓷荧光体备受关注。另外，近年来，作为使用上述荧光体的装置，提出了如下装置：从规定方向(例如上表面)入射光进行光的波长转换，以反射膜向相反方向进行反射，将波长转换后的光(即，荧光)辐射至装置的外部(例如参照专利文献1)。现有技术文献专利文献专利文献1：国际公开第2014/021027号
技术实现思路
专利技术要解决的问题然而，上述现有技术中，使散热构件接合于作为光波长转换构件的荧光体并进行散热，但散热效果并不充分。因此，荧光体的温度上升时，有由于温度猝灭而使所辐射的光的强度(即，发光强度：荧光强度)降低的担心。另外，前述现有技术的荧光体中，作为其材料，使用了单一组成的YAG系荧光体等，但现状是无法得到例如高的荧光强度、少的颜色不均等充分的光波长转换特性。本公开是鉴于前述课题而作出的，其目的在于，提供：散热特性优异、且光波长转换特性优异的光波长转换装置和光复合装置。r>用于解决问题的方案(1)本公开的第1方案涉及一种光波长转换装置，其具备：光波长转换构件，其用于转换入射后的光的波长；散热构件，其散热性比该光波长转换构件还优异；和，接合部，其用于接合前述光波长转换构件与前述散热构件。该光波长转换装置中，前述光波长转换构件在前述光入射的第1面具备用于抑制光的反射的防反射膜，在与前述第1面相反侧的第2面具备用于反射光的反射膜，在该反射膜与前述接合部之间具备中间膜，所述中间膜用于改善前述反射膜与前述接合部的接合性。进而，前述光波长转换构件为由陶瓷烧结体构成的陶瓷荧光体，所述陶瓷烧结体具有：以具有荧光性的晶体颗粒为主体的荧光相、和以具有透光性的晶体颗粒为主体的透光相。并且，前述透光相的晶体颗粒具有Al2O3的组成，前述荧光相的晶体颗粒具有化学式A3B5O12：Ce所示的组成，且前述A元素和前述B元素分别由选自下述元素组中的至少1种元素构成。A：Sc、Y、镧系元素(其中，除Ce之外)(其中，还任选包含Gd作为A)B：Al(其中，还任选包含Ga作为B)如此，本第1方案中，通过将散热性优异的(即，导热率高的)散热构件接合于光波长转换构件的构成，可以使由入射至光波长转换构件的光(例如激光束)产生的热效率良好地散热。因此，即使入射高能量的光(例如即使入射高的激光输出的激光束)，也不易产生温度猝灭，因此，可以维持高的荧光强度。需要说明的是，作为该散热构件的材料，可以采用铜(Cu)、铝(Al)、氮化铝(AlN)等材料，特别理想的是，散热构件中使用铜。另外，作为散热构件的厚度，理想的是，为0.1mm～4mm的范围。本第1方案中，通过在散热构件与中间膜之间设置接合部，从而可以适合地接合散热构件与反射膜。作为该接合部的材料，可以采用焊锡(焊料)、金属蜡、银糊、无机粘结剂等材料。需要说明的是，为了改善导热性，期望使用焊料。另外，作为接合部的厚度，理想的是，0.01μm～100μm的范围。本第1方案中，在光波长转换构件的第2面具备反射膜，因此，可以效率良好地反射在光波长转换构件的内部所产生的荧光。因此，可以使通常透射的光反射，可以效率良好地辐射至目标方向(即，外部)。由此，光波长转换构件的发光强度改善。作为该反射膜的材料，可以采用铝、氧化铌、氧化钛、氧化镧、氧化钽、氧化钇、氧化钆、氧化钨、氧化铪、氧化铝、氮化硅等材料。需要说明的是，反射膜可以为单层也可以为多层结构。另外，作为反射膜的厚度，理想的是，0.1μm～1μm的范围。本第1方案中，在光波长转换构件的第1面具备防反射膜(例如AR涂层)，因此，可以抑制第1面上的光的反射。因此，可以对光波长转换构件入射大量光，因此，可以使入射后的光效率良好地由荧光相的晶体颗粒吸收。进而，有防反射膜的情况下，可以效率良好地将在光波长转换构件的内部所产生的光取出至外部。因此，光波长转换构件的发光强度改善。作为该防反射膜，可以采用氧化铌、氧化钛、氧化钽、氧化铝、氧化锆、氧化硅、氮化铝、氮化硅、氟化镁等材料。需要说明的是，防反射膜可以为单层也可以为多层结构。另外，作为防反射膜的厚度，理想的是，0.01μm～1μm的范围。本第1方案中，在反射膜(例如Al层)与接合部(例如焊料层)之间具备中间膜(例如Ni层)，所述中间膜(例如Ni层)用于改善反射膜与接合部的接合性。因此，反射膜与接合部的接合性改善，因此，有从反射膜侧的光波长转换构件向接合部侧的散热构件的散热性改善的效果。由此，可以抑制光波长转换构件的温度猝灭，因此，有荧光强度改善的优点。作为该中间膜的材料，可以采用金(Au)、银(Ag)、镍(Ni)等材料。需要说明的是，中间膜可以为单层也可以为多层结构。另外，作为中间膜的厚度，理想的是，0.01μm～1μm的范围。另外，本第1方案中，作为基本的构成，光波长转换构件由陶瓷烧结体构成，所述陶瓷烧结体具有：以具有荧光性的晶体颗粒为主体的荧光相、和以具有透光性的晶体颗粒为主体的透光相，并且，陶瓷烧结体具有由选自前述元素组中的至少1种元素构成的A3B5O12：Ce所示的石榴石结构。如此，通过光波长转换构件中使用前述陶瓷烧结体，从而引起荧光相与透光相的界面处的光的散射，可以减少光的颜色的角度依赖性，可以改善颜色均质性(即，可以降低颜色不均)。并且，通过光波长转换构件中使用前述陶瓷烧结体，从而导热率变良好，因此，例如可以效率良好地将通过激光束等光的照射而由光波长转换构件产生的热排出至散热构件。因此，例如即使为激光束的高输出区域，也可以维持高的荧光特性。另外，如以往，光波长转换构件的种类如果为单一组成，则不引起光的散射，而光的颜色的角度依赖性变大，产生光的颜色不均。另外，荧光体中如果使用树脂，则导热率低，因此，无法进行散热，引起温度猝灭。于此相对，本第1方案中，使用具有上述构成的石榴石结构的陶瓷烧结体，因此，可以抑制颜色不均的发生、温度猝灭的发生。亦即，本第1方案中，通过上述构成，可以得到高的荧光强度、少的颜色不均等充分的光波长转换特性。例如，可以效率良好地将蓝色光转换为可见光。需要说明的是，具有化学式A3B5O12：Ce所示的组成的化合物(即，构成荧光相的晶体颗粒的物质)期望为陶瓷烧结体整体的3vol％～70vol％的范围。另外，具有化学式A3B5O12：Ce所示的组成的化合物中的Ce的含有率(Ce浓度)相对于前述化合物的前述A期望为0.1mol％～1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光波长转换装置，其具备：/n光波长转换构件，其用于转换入射后的光的波长；散热构件，其散热性比该光波长转换构件还优异；和，接合部，其用于接合所述光波长转换构件与所述散热构件，其中，/n所述光波长转换构件在所述光入射的第1面具备用于抑制光的反射的防反射膜，在与所述第1面相反侧的第2面具备用于反射光的反射膜，在该反射膜与所述接合部之间具备中间膜，所述中间膜用于改善所述反射膜与所述接合部的接合性，/n且，所述光波长转换构件为由陶瓷烧结体构成的陶瓷荧光体，所述陶瓷烧结体具有：以具有荧光性的晶体颗粒为主体的荧光相、和以具有透光性的晶体颗粒为主体的透光相，/n进而，所述透光相的晶体颗粒具有Al

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170929 JP 2017-1910581.一种光波长转换装置，其具备：
光波长转换构件，其用于转换入射后的光的波长；散热构件，其散热性比该光波长转换构件还优异；和，接合部，其用于接合所述光波长转换构件与所述散热构件，其中，
所述光波长转换构件在所述光入射的第1面具备用于抑制光的反射的防反射膜，在与所述第1面相反侧的第2面具备用于反射光的反射膜，在该反射膜与所述接合部之间具备中间膜，所述中间膜用于改善所述反射膜与所述接合部的接合性，
且，所述光波长转换构件为由陶瓷烧结体构成的陶瓷荧光体，所述陶瓷烧结体具有：以具有荧光性的晶体颗粒为主体的荧光相、和以具有透光性的晶体颗粒为主体的透光相，
进而，所述透光相的晶体颗粒具有Al2O3的组成，所述荧光相的晶体颗粒具有化学式A3B5O12：Ce所示的组成，且所述A元素和所述B元素分别由选自下述元素组中的至少1种元素构成，
A：Sc、Y、除Ce之外的镧系...

【专利技术属性】
技术研发人员：高久翔平，胜祐介，伊藤经之，志村祐纪，坂慎二，光冈健，
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