波長轉(zhuǎn)換部件及使用其的發(fā)光器件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種在照射大功率的LED或LD的光的情況下能夠抑制經(jīng)時的發(fā)光強度降低或構(gòu)成材料的熔解的波長轉(zhuǎn)換部件和使用它的發(fā)光器件。波長轉(zhuǎn)換部件(11)的特征在于，包括層疊體，該層疊體包括：熒光體層(1)；和形成于熒光體層(1)的兩面，具有比熒光體層(1)高的熱導(dǎo)率的透光性散熱層(2)。
【專利說明】
波長轉(zhuǎn)換部件及使用其的發(fā)光器件
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ] 本發(fā)明涉及將發(fā)光二極管(LED:Light Emitting D1de)或激光二極管(LD:LaserD1de)等發(fā)出的光的波長轉(zhuǎn)換為其它波長的波長轉(zhuǎn)換部件以及使用其的發(fā)光器件。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，作為代替熒光燈和白熾燈的次時代的發(fā)光器件，從低耗電、小型輕量、光量調(diào)節(jié)容易的觀點來看，對使用LED或LD的發(fā)光器件的關(guān)注日益提高。作為這樣的次時代發(fā)光器件的一個例子，例如在專利文獻I中公開有在射出藍色光的LED上配置有吸收來自LED的光的一部分并將其轉(zhuǎn)換為黃色光的波長轉(zhuǎn)換部件的發(fā)光器件。該發(fā)光器件發(fā)出從LED射出的藍色光和從波長轉(zhuǎn)換部件射出的黃色光的合成光即白色光。
[0003]作為波長轉(zhuǎn)換部件，目前使用使無機熒光體粉末分散于樹脂基質(zhì)中而得到的部件。但是，使用該波長轉(zhuǎn)換部件的情況下，存在樹脂由于來自LED的光而劣化，發(fā)光器件的亮度變低這類問題。特別是存在模制樹脂由于LED發(fā)出的熱和高能量的短波長(藍色?紫外)光而劣化，引起變色和變形這類問題。
[0004]于是，提案有由代替樹脂而在玻璃基體中分散并固定了熒光體的完全無機固體構(gòu)成的波長轉(zhuǎn)換部件(例如，參照專利文獻2和3)。該波長轉(zhuǎn)換部件具有作為母材的玻璃不易因LED的熱或照射光而劣化，不易發(fā)生變色或變形這類問題的特征。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0006]專利文獻
[0007]專利文獻I:(日本)特開2000 — 208815號公報
[0008]專利文獻2:(日本)特開2003 — 258308號公報
[0009]專利文獻3:(日本)專利第4895541號公報
[0010]近年來，以大功率化為目的，用作光源的LED或LD的功率增大。隨之，由于光源的熱或從照射激發(fā)光的熒光體發(fā)出的熱，波長轉(zhuǎn)換部件的溫度上升，其結(jié)果是，存在發(fā)光強度經(jīng)時性地降低的(溫度淬滅)這種問題。另外，該情況下，波長轉(zhuǎn)換部件的溫度上升顯著，構(gòu)成材料(玻璃基體等)有可能熔解。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]在此，本發(fā)明的目的在于，提供一種在照射大功率的LED或LD的光的情況下，能夠抑制經(jīng)時的發(fā)光強度的降低或構(gòu)成材料的熔解的波長轉(zhuǎn)換部件以及使用其的發(fā)光器件。
[0012]本發(fā)明的波長轉(zhuǎn)換部件其特征在于:包括層疊體，上述層疊體包括熒光體層和透光性散熱層，上述透光性散熱層形成于上述熒光體層的兩面，具有比上述熒光體層高的熱導(dǎo)率。
[0013]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，在將從光源發(fā)出的激發(fā)光照射到波長轉(zhuǎn)換部件時，在熒光體層產(chǎn)生的熱從形成于熒光體層的兩面的透光性散熱層高效地向外部放出。由此，能夠抑制熒光體層的溫度上升，從而抑制經(jīng)時的發(fā)光強度的降低或構(gòu)成材料的熔解。特別是，在使用可射出高強度的光的LD作為光源的情況下，雖然熒光體層的溫度易上升，但即使是這樣的情況， 在本發(fā)明中，也可以高效地向外部放出熒光體層產(chǎn)生的熱。
[0014]另外，所謂透光性散熱層的“透光性”是指使激發(fā)光和從熒光體層發(fā)出的熒光透射。
[0015]本發(fā)明的波長轉(zhuǎn)換部件優(yōu)選包括由2個以上的熒光體層和3個以上的透光性散熱層交替層疊而形成的層疊體。
[0016]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，波長轉(zhuǎn)換部件具有兩個以上的熒光體層，從而能夠提高發(fā)光強度。 同時，由于三個以上的透光性散熱層與熒光體層交替層疊，因此，能夠充分確保從熒光體層產(chǎn)生的熱向外部放出的路徑，能夠抑制熒光體層的溫度上升。
[0017]在本發(fā)明的波長轉(zhuǎn)換部件中，優(yōu)選透光性散熱層由透光性陶瓷構(gòu)成。
[0018]在本發(fā)明的波長轉(zhuǎn)換部件中，優(yōu)選透光性陶瓷選自氧化鋁類陶瓷、氧化鋯類陶瓷、 氮化鋁類陶瓷、碳化硅類陶瓷、氮化硼類陶瓷、氧化鎂類陶瓷、氧化鈦類陶瓷、氧化鈮類陶瓷、氧化鋅類陶瓷及氧化釔類陶瓷中的至少一種。
[0019]在本發(fā)明的波長轉(zhuǎn)換部件中，優(yōu)選熒光體層為使熒光體粉末分散于無機粘合劑中而形成的層。
[0020]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，能夠得到熒光體粉末均勻地分散于熒光體層中，且耐熱性優(yōu)異的波長轉(zhuǎn)換部件。另外，通過適當變更熒光體層的熒光體粉末的濃度或種類，可以容易地調(diào)節(jié)發(fā)光色。
[0021]在本發(fā)明的波長轉(zhuǎn)換部件中，優(yōu)選熒光體層由多晶陶瓷熒光體構(gòu)成。
[0022]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，可以進一步提高波長轉(zhuǎn)換部件的耐熱性。
[0023]在本發(fā)明的波長轉(zhuǎn)換部件中，優(yōu)選熒光體層包括使熒光體粉末分散于無機粘合劑中而形成的層和由多晶陶瓷熒光體構(gòu)成的層。
[0024]在本發(fā)明的波長轉(zhuǎn)換部件中，優(yōu)選在層疊體的側(cè)周部設(shè)置具有比熒光體層高的熱導(dǎo)率的散熱部件。
[0025]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，從熒光體層產(chǎn)生的熱通過透光性散熱層或直接地傳遞到散熱部件而向外部放出。其結(jié)果是，能夠進一步高效地向外部放出在熒光體層產(chǎn)生的熱。
[0026]在本發(fā)明的波長轉(zhuǎn)換部件中，優(yōu)選散熱部件為金屬或陶瓷。
[0027]在本發(fā)明的波長轉(zhuǎn)換部件中，優(yōu)選在層疊體與散熱部件的界面設(shè)置有反射層。 [〇〇28]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，能夠更進一步抑制來自層疊體側(cè)周部的激發(fā)光和熒光的漏出，能夠進一步提高波長轉(zhuǎn)換部件的發(fā)光強度。[〇〇29]在本發(fā)明的波長轉(zhuǎn)換部件中，優(yōu)選在層疊體的激發(fā)光入射面?zhèn)缺砻嬖O(shè)置有散射層。
[0030]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，因激發(fā)光在散射層散射后被照射到熒光體層，因此能夠降低照射到熒光體層的激發(fā)光的能量密度。作為結(jié)果，能夠抑制熒光體層過度地溫度上升。
[0031]在本發(fā)明的波長轉(zhuǎn)換部件中，優(yōu)選在層疊體的最外層表面中的與激發(fā)光的入射側(cè)相反側(cè)的表面形成有反射層。
[0032]這樣，能夠用作反射型的波長轉(zhuǎn)換部件。
[0033]在本發(fā)明的波長轉(zhuǎn)換部件中，優(yōu)選反射層為金屬層、電介質(zhì)多層膜或反射玻璃層。
[0034]本發(fā)明的發(fā)光器件的特征在于，包括上述波長轉(zhuǎn)換部件和向波長轉(zhuǎn)換部件照射激發(fā)光的光源。
[0035]在本發(fā)明的發(fā)光器件中，優(yōu)選光源為激光二極管。
[0036]發(fā)明效果
[0037]根據(jù)本發(fā)明，能夠提供在照射大功率的LED、LD的光的情況下能夠抑制經(jīng)時的發(fā)光強度的降低或構(gòu)成材料的熔解的波長轉(zhuǎn)換部件。
【附圖說明】
[0038]圖1是表示本發(fā)明第I實施方式的波長轉(zhuǎn)換部件的示意性剖視圖。
[0039]圖2是表示本發(fā)明第2實施方式的波長轉(zhuǎn)換部件的示意性剖視圖。
[0040]圖3(a)是表示本發(fā)明第3實施方式的波長轉(zhuǎn)換部件的示意性剖視圖，圖3(b)是(a)的波長轉(zhuǎn)換部件的示意性俯視圖。
[0041 ]圖4是表示本發(fā)明第4實施方式的波長轉(zhuǎn)換部件的示意性剖視圖。
[0042]圖5是本發(fā)明第5實施方式的波長轉(zhuǎn)換部件的示意性剖視圖。
[0043]圖6(a)是表示本發(fā)明第6實施方式的波長轉(zhuǎn)換部件的示意性剖視圖，圖6(b)是從與激發(fā)光LO的入射面?zhèn)认喾吹囊粋?cè)觀察(a)的波長轉(zhuǎn)換部件的示意性俯視圖，圖6(c)是從激發(fā)光LO的入射面?zhèn)扔^察(a)的波長轉(zhuǎn)換部件的示意性俯視圖。
[0044]圖7(a)是表示本發(fā)明第7實施方式的波長轉(zhuǎn)換部件的示意性剖視圖，圖7(b)是從與激發(fā)光LO的入射面?zhèn)认喾吹囊粋?cè)觀察(a)波長轉(zhuǎn)換部件的示意性俯視圖，圖7(c)是從激發(fā)光LO的入射面?zhèn)扔^察(a)波長轉(zhuǎn)換部件的示意性俯視圖。
[0045]圖8是表示使用了本發(fā)明第I實施方式的波長轉(zhuǎn)換部件的發(fā)光器件的示意性側(cè)視圖。
[0046]圖9是表示使用了本發(fā)明第5實施方式的波長轉(zhuǎn)換部件的發(fā)光器件的示意性側(cè)視圖。
【具體實施方式】
[0047]以下，使用附圖詳細地說明本發(fā)明的實施方式。但是，本發(fā)明不限定于以下的實施方式。
[0048](I)第I實施方式的波長轉(zhuǎn)換部件
[0049]圖1是表示本發(fā)明的第I實施方式的波長轉(zhuǎn)換部件的示意性剖視圖。波長轉(zhuǎn)換部件11包括具有熒光體層I和形成于其兩面的透光性散熱層2的層疊體3。本實施方式的波長轉(zhuǎn)換部件11是透射型的波長轉(zhuǎn)換部件。當從一方的透光性散熱層2側(cè)照射激發(fā)光時，入射的激發(fā)光的一部分在熒光體層I被轉(zhuǎn)換波長而成為熒光，該熒光與透射的激發(fā)光一起從另一方的透光性散熱層2側(cè)向外部照射。因向熒光體層I照射激發(fā)光而產(chǎn)生的熱，通過各透光性散熱層2后被高效地放出到外部。因此，能夠抑制熒光體層I的溫度過度地上升。
[0050]優(yōu)選熒光體層I是使熒光體分散于無機粘合劑中而形成的層。由此，可以在熒光體層I中均勻地分散熒光體。另外，可以提高波長轉(zhuǎn)換部件11的耐熱性。作為無機粘合劑，列舉玻璃或聚硅氮烷等。作為玻璃，考慮熒光體的耐熱性，優(yōu)選使用軟化點為250°C?1000°C的玻璃，進一步優(yōu)選使用軟化點為3000C?8500C的玻璃。作為玻璃的具體例，列舉硼硅酸鹽類玻璃、磷酸鹽類玻璃等。
[0051]熒光體沒有特別限定，只要是因激發(fā)光的入射而射出熒光的熒光體即可。作為熒光體的具體例，例如列舉選自氧化物熒光體、氮化物熒光體、氮氧化物熒光體、氯化物熒光體、酰氯熒光體、硫化物熒光體、氧硫化物熒光體、齒化物熒光體、硫族化物熒光體、鋁酸鹽熒光體、鹵磷酸鹽化物熒光體、石榴石類化合物熒光體中的至少一種。使用藍色光作為激發(fā)光的情況下，例如可以使用將綠色光、黃色光或紅色光作為熒光射出的熒光體。[〇〇52] 熒光體的平均粒徑(D5Q)優(yōu)選為1?50wii，更優(yōu)選為5?25wii。當熒光體的平均粒徑過小時，發(fā)光強度易降低。另一方面，當熒光體的平均粒徑過大時，存在發(fā)光色不均勻的傾向。[〇〇53] 熒光體層1中的熒光體的含量優(yōu)選為5?80體積％，更優(yōu)選為10?75體積％，進一步優(yōu)選為20?70體積％。當熒光體的含量過少時，不易得到希望的發(fā)光強度。另一方面，當熒光體的含量過多時，熒光體層1的機械強度易降低。
[0054]另外，熒光體層1也可以是不含無機粘合劑等的實質(zhì)上僅由熒光體構(gòu)成的層，具體而言是多晶陶瓷熒光體。多晶陶瓷熒光體因耐熱性非常優(yōu)異，所以即使是激發(fā)光的輸出變大而成為高溫的情況下，也不易產(chǎn)生熔解等不利情況。作為多晶陶瓷熒光體，列舉例如YAG 陶瓷熒光體等石榴石類陶瓷熒光體。由多晶陶瓷熒光體構(gòu)成的熒光體層1和透光性散熱層2 (例如由透光性陶瓷基板構(gòu)成的層)優(yōu)選通過放電等離子燒結(jié)法進行接合。由此，熒光體層1 和透光性散熱層2的密接性良好，在熒光體層1產(chǎn)生的熱易傳遞到透光性散熱層2。
[0055]熒光體層1的厚度，在激發(fā)光能夠可靠地被熒光體吸收的厚度的范圍內(nèi)，越薄越好。其理由列舉如下:若熒光體層1過厚，熒光體層1的光的散射或吸收就會過大，存在熒光的射出效率降低的傾向，并且熒光體層1的溫度增高，易產(chǎn)生經(jīng)時的發(fā)光強度的降低或構(gòu)成材料的恪解。因此，焚光體層1的厚度優(yōu)選為1mm以下，更優(yōu)選為0.5mm以下，進一步優(yōu)選為 0.3mm以下。焚光體層1的厚度的下限值通常為0.03mm左右。
[0056]透光性散熱層2具有比熒光體層1高的熱導(dǎo)率。具體而言，優(yōu)選為5W/m ? K以上，更優(yōu)選為l〇W/m ? K以上，進一步優(yōu)選為20W/m ? K以上。另外，使激發(fā)光和從熒光體層1發(fā)出的熒光透過。具體而言，透光性散熱層2的波長400?800nm的全光線透射率優(yōu)選為10 %以上， 更優(yōu)選為20 %以上，進一步優(yōu)選為30 %以上，特別優(yōu)選為40 %以上，最優(yōu)選為50 %以上。 [〇〇57]作為透光性散熱層2,列舉氧化鋁類陶瓷、氧化鋯類陶瓷、氮化鋁類陶瓷、碳化硅類陶瓷、氮化硼類陶瓷、氧化鎂類陶瓷、氧化鈦類陶瓷、氧化鈮類陶瓷、氧化鋅類陶瓷、氧化釔類陶瓷等透光性陶瓷基板。[0〇58] 透光性散熱層2的厚度優(yōu)選為0.05?1mm，更優(yōu)選為0.07?0.8mm，進一步優(yōu)選為 0.1?0.5mm。當透光性散熱層2的厚度過小時，存在機械強度降低的傾向。另一方面，當透光性散熱層2的厚度過大時，存在發(fā)光器件大型化的傾向。
[0059]另外，設(shè)置于熒光體層1的兩面的兩個透光性散熱層2的厚度既可以相同，也可以不同。例如，也可以通過使一方的透光性散熱層2的厚度比較大(例如為0.2mm以上，進一步為0.5mm以上)，在保證作為波長轉(zhuǎn)換部件的機械強度的情況下，使另一方的透光性散熱層2 的厚度比較小(例如，小于〇.2mm，進一步為0.1mm以下)。
[0060]為了減少激發(fā)光的反射損失或提高熒光的前方取出率，也可以在透光性散熱層2 的激發(fā)光入射側(cè)表面設(shè)置防反射膜或帶通濾光片。另外，為了減少激發(fā)光和熒光的反射損失，也可以在透光性散熱層2的激發(fā)光和熒光的出射側(cè)表面設(shè)置防反射膜。[0061 ]波長轉(zhuǎn)換部件11例如可以如下制作。
[0062]通過刮刀法等在聚對苯二甲酸等樹脂薄膜上涂布含有玻璃粉末、熒光體、粘合劑樹脂或溶劑等有機成分的漿料，通過加熱干燥，制作熒光體層I用的生片。通過燒制生片，得到熒光體層I。
[0063]通過在熒光體層I的兩面層疊透光性散熱層2并進行熱壓接，得到波長轉(zhuǎn)換部件
11?；蛘撸部梢愿糁酃璧榈葻o機粘接劑將熒光體層I和透光性散熱層2接合。
[0064](2)第2實施方式的波長轉(zhuǎn)換部件
[0065]圖2是表示本發(fā)明第2實施方式的波長轉(zhuǎn)換部件的示意性剖視圖。波長轉(zhuǎn)換部件12包括由2個熒光體層I和3個透光性散熱層2交替層疊而形成的層疊體3。本實施方式中，波長轉(zhuǎn)換部件12具有2個熒光體層I，由此可提高發(fā)光強度。同時，由于3個透光性散熱層2與熒光體層I交替層疊，所以能夠充分確保從熒光體層I產(chǎn)生的熱向外部放出的路徑，抑制熒光體層I的溫度上升。另外，傳遞到位于層疊體3的內(nèi)部的透光性散熱層2的熱，從透光性散熱層2的端部向外部散熱。本實施方式的波長轉(zhuǎn)換部件12與第I實施方式的波長轉(zhuǎn)換部件11同樣為透射式波長轉(zhuǎn)換部件。
[0066]本實施方式中，波長轉(zhuǎn)換部件12包括由2個熒光體層I和3個透光性散熱層2交替層疊而形成的層疊體，但也可以包括由3個以上的熒光體層I和4個以上的透光性散熱層2交替層疊而形成的層疊體。該情況下，能夠抑制熒光體層I的溫度上升，并且能夠進一步提高波長轉(zhuǎn)換部件12的發(fā)光強度。
[0067]各熒光體層I的厚度可以相同，也可以不同。激發(fā)光從波長轉(zhuǎn)換部件12的入射面?zhèn)认虺錾涿鎮(zhèn)韧干鋾r，逐漸擴散，所以存在能量逐漸降低的傾向。于是，使靠近激發(fā)光的入射面?zhèn)鹊臒晒怏w層I的厚度相對地變薄，隨著靠近激發(fā)光的出射面?zhèn)榷饾u增厚熒光體層I的厚度，由此，能夠?qū)崿F(xiàn)各熒光體層I的發(fā)熱量的均勻化。
[0068]另外，對于各熒光體層I的熒光體的含量而言，可以相同，也可以不同。使靠近激發(fā)光的入射側(cè)的熒光體層I中的熒光體的含量相對減少，隨著靠近激發(fā)光的出射側(cè)而逐漸增加熒光體層I中的熒光體的含量，由此，能夠?qū)崿F(xiàn)各熒光體層I的發(fā)熱量的均勻化。
[0069]另外，各熒光體層I的熒光體的種類可以相同，也可以不同。在各熒光體層I中，通過使用不同種類的熒光體，可調(diào)節(jié)發(fā)光色。
[0070]作為熒光體層I，也可以設(shè)置有使熒光體粉末分散于無機粘合劑中而形成的熒光體層和由多晶陶瓷熒光體構(gòu)成的熒光體層雙方。由多晶陶瓷熒光體構(gòu)成的熒光體層耐熱性非常優(yōu)異，因此優(yōu)選在激發(fā)光的入射側(cè)設(shè)置該熒光體層。在該情況下，通過由多晶陶瓷熒光體構(gòu)成的熒光體層的激發(fā)光，每單位面積的光強度因散射而減弱，因此，在該激發(fā)光入射到使熒光體粉末分散于無機粘合劑中而形成的熒光體層的情況下，能夠減少無機粘合劑熔解的不利情況。另外，在使熒光體粉末分散于無機粘合劑中而形成的熒光體層中，通過適當變更熒光體粉末的含量或種類，能夠容易地進行色調(diào)和發(fā)光強度的調(diào)節(jié)。
[0071](3)第3實施方式的波長轉(zhuǎn)換部件
[0072]圖3(a)是表示本發(fā)明第3實施方式的波長轉(zhuǎn)換部件的示意性剖視圖。圖3(b)是圖3(a)的波長轉(zhuǎn)換部件的示意性俯視圖。波長轉(zhuǎn)換部件13在以包圍由熒光體層I和透光性散熱層2構(gòu)成的層疊體3的側(cè)周部的方式設(shè)置有散熱部件4這一點上，與第I實施方式的波長轉(zhuǎn)換部件11不同。在本實施方式中，層疊體3以密接的方式接合在設(shè)置于散熱部件4的大致中央部的孔部4a內(nèi)。從熒光體層1產(chǎn)生的熱通過透光性散熱層2或直接傳遞到散熱部件4而被放出到外部。本實施方式中，通過設(shè)置散熱部件4,可以進一步高效地向外部放出在熒光體層1 產(chǎn)生的熱。另外，本實施方式中，層疊體3為圓柱狀，但也可以是三棱柱或四棱柱等棱柱狀。
[0073]作為散熱部件4,沒有特別限定，只要是具有比熒光體層1高的熱導(dǎo)率的散熱部件即可。散熱部件4的熱導(dǎo)率優(yōu)選為5W/m ? K以上，更優(yōu)選為10W/m ? K以上，進一步優(yōu)選為20W/ m ? K以上，特別優(yōu)選為50W/m ? K以上。作為散熱部件4的材質(zhì)的具體例，列舉鋁、銅、銀、鉑、 金等金屬、或者氮化鋁等陶瓷。
[0074]另外，通過在層疊體3的側(cè)周部設(shè)置散熱部件4,能夠抑制激發(fā)光L0和熒光L1從層疊體3的側(cè)周部漏出，能夠提高波長轉(zhuǎn)換部件13的發(fā)光強度。另外，也可以在層疊體3與散熱部件4的界面設(shè)置反射層(未圖示)。由此，能夠更進一步抑制激發(fā)光L0和熒光L1從層疊體3 側(cè)周部的漏出，能夠進一步提高波長轉(zhuǎn)換部件13的發(fā)光強度。作為反射層，列舉由Ag、Al、 Pt、Cu等構(gòu)成的金屬層或含有氧化鋁或氧化鈦等的陶瓷層。另外，為了從層疊體3向散熱部件4高效地進行熱傳遞，作為反射層優(yōu)選為金屬層。
[0075]例如，在形成金屬層作為反射層的情況下，使用由作為金屬層的原料的金屬顆粒和粘合劑樹脂的混合物構(gòu)成的糊料，將層疊體3和散熱部件4預(yù)接合后，實施熱處理來去除粘合劑樹脂。另外，在形成陶瓷層作為反射層的情況下，使用由作為陶瓷層的原料的陶瓷粉末、玻璃粉末和樹脂粘合劑的混合物構(gòu)成的糊料，將層疊體3和散熱部件4預(yù)接合后，實施熱處理來去除粘合劑樹脂，使陶瓷粉末和玻璃粉末燒結(jié)。[〇〇76] (4)第4實施方式的波長轉(zhuǎn)換部件
[0077]圖4(a)是表示本發(fā)明第4實施方式的波長轉(zhuǎn)換部件的示意性剖視圖。圖4(b)是從激發(fā)光L0的入射面?zhèn)扔^察圖4(a)的波長轉(zhuǎn)換部件14的示意性俯視圖，圖4(c)是從激發(fā)光L0 的入射面的相反側(cè)(激發(fā)光L0和熒光L1的出射面?zhèn)?觀察圖4(a)的波長轉(zhuǎn)換部件14的示意性俯視圖。本實施方式的波長轉(zhuǎn)換部件14在由熒光體層1和透光性散熱層2構(gòu)成的層疊體3 的激發(fā)光L0入射面?zhèn)缺砻嬖O(shè)置有散射層5這一點上，與第3實施方式的波長轉(zhuǎn)換部件13不同。由此，激發(fā)光L0在散射層5散射后照射到熒光體層1，因此能夠降低照射到熒光體層1的激發(fā)光L0的能量密度。作為結(jié)果，能夠抑制熒光體層1過度地溫度上升。
[0078]散射層5例如由玻璃基體和分散于其中的高折射的無機顆粒構(gòu)成。作為玻璃基體列舉硼娃酸鹽類玻璃。作為無機顆粒，列舉選自由Al、Nb、T1、Ta、La、Zr、Ce、Ga、Mg、Si^PZr^ 的至少一種的氧化物或氮化物。散射層5的無機顆粒的含量優(yōu)選為5?80體積％，更優(yōu)選為 10?70體積％，進一步優(yōu)選為20?60體積％。當無機顆粒的含量過少時，不易得到充分的散射效果。另一方面，當無機顆粒的含量過多時，激發(fā)光難以透過散射層5,波長轉(zhuǎn)換部件14的發(fā)光強度易降低。[〇〇79]散射層5可以如下制作。通過刮刀法等在聚對苯二甲酸等樹脂薄膜上涂布含有作為玻璃基體的玻璃粉末、無機顆粒、粘合劑樹脂或溶劑等有機成分的漿料，通過加熱干燥， 制作散射層5用的生片。通過燒制生片，得到散射層5。
[0080] (5)第5實施方式的波長轉(zhuǎn)換部件[〇〇81]圖5是表示本發(fā)明第5實施方式的波長轉(zhuǎn)換部件的示意性剖視圖。波長轉(zhuǎn)換部件15 包括熒光體層1和形成于其兩面的透光性散熱層2,在透光性散熱層2的一個表面還形成有反射層6。本實施方式的波長轉(zhuǎn)換部件15是反射型的波長轉(zhuǎn)換部件。當從沒有形成反射層6的透光性散熱層2側(cè)照射激發(fā)光時，入射的激發(fā)光在熒光體層1被轉(zhuǎn)換波長而成為熒光，該熒光在反射層6被反射，從與入射側(cè)相同的透光性散熱層2側(cè)向外部照射。或者，入射到波長轉(zhuǎn)換部件15的激發(fā)光的一部分被熒光體層1轉(zhuǎn)換波長而成為熒光，該熒光與未被轉(zhuǎn)換波長的激發(fā)光一起在反射層6被反射，從與入射側(cè)相同的透光性散熱層2側(cè)向外部照射。
[0082]作為反射層6,列舉金屬層、電介質(zhì)多層膜或反射玻璃層。
[0083]作為金屬層，列舉銀、鋁或鉑的基板或薄膜。作為金屬薄膜的形成方法，列舉電鍍法或物理氣相沉積法即真空蒸鍍法、離子鍍法、濺射法等。另外，也可以在透光性散熱層2上涂布銀粘土糊料并加熱而形成銀的薄膜。
[0084]電介質(zhì)多層膜具有交替層疊由氧化硅構(gòu)成的低折射率層、由氧化鈮、氧化鈦、氧化鑭、五氧化二鉭、氧化釔、氧化釓、氧化鎢、氧化鉿、氧化鋁、氮化硅等構(gòu)成的高折射率層而形成的構(gòu)造。作為電介質(zhì)多層膜的形成方法，列舉真空蒸鍍法、離子鍍法、濺射法等。
[0085]反射玻璃層例如由玻璃基體和分散于其中的高折射的無機顆粒構(gòu)成。作為玻璃基體，列舉硼娃酸鹽類玻璃。作為無機顆粒，列舉選自由Al、Nb、T1、Ta、La、Zr、Ce、Ga、Mg、Si^PI Zn中的至少一種的氧化物或氮化物。[〇〇86]反射玻璃層可以如下制作。通過刮刀法等在聚對苯二甲酸等樹脂薄膜上涂布含有作為玻璃基體的玻璃粉末、無機顆粒、粘合劑樹脂或溶劑等有機成分的漿料，通過加熱干燥，制作反射玻璃層用的生片。通過燒制生片，得到反射玻璃層。[〇〇87](6)第6實施方式的波長轉(zhuǎn)換部件
[0088]圖6(a)是表示本發(fā)明第6實施方式的波長轉(zhuǎn)換部件的示意性剖視圖。圖6(b)是從與激發(fā)光L0的入射側(cè)相反的一側(cè)觀察圖6(a)的波長轉(zhuǎn)換部件16的示意性俯視圖，圖6(c)是從激發(fā)光L0的入射側(cè)觀察圖6(a)的波長轉(zhuǎn)換部件16的示意性俯視圖。波長轉(zhuǎn)換部件16在以包圍由熒光體層1和透光性散熱層2構(gòu)成的層疊體3的側(cè)周部的方式設(shè)置有散熱部件4這一點上，與第5實施方式的波長轉(zhuǎn)換部件15不同。在本實施方式中，層疊體3以密接的方式接合在設(shè)置于散熱部件4的大致中央部的孔部4a內(nèi)。從熒光體層1產(chǎn)生的熱通過透光性散熱層2 或直接傳遞到散熱部件4而向外部放出。本實施方式中通過設(shè)置散熱部件4,能夠進一步高效地向外部放出熒光體層1產(chǎn)生的熱。另外，在本實施方式中，層疊體3為圓柱狀，但也可以是三棱柱或四棱柱等棱柱狀。另外，也可以在層疊體3和散熱部件4的界面設(shè)置反射層(未圖示)。[〇〇89](7)第7實施方式的波長轉(zhuǎn)換部件
[0090]圖7(a)是表示本發(fā)明第7實施方式的波長轉(zhuǎn)換部件的示意性剖視圖。圖7(b)是從與激發(fā)光L0的入射面相反的一側(cè)觀察圖7(a)的波長轉(zhuǎn)換部件17的示意性俯視圖，圖7(c)是從激發(fā)光L0的入射面?zhèn)扔^察圖7(a)的波長轉(zhuǎn)換部件17的示意性俯視圖。本實施方式的波長轉(zhuǎn)換部件17在由熒光體層1和透光性散熱層2構(gòu)成的層疊體3的激發(fā)光L0入射面?zhèn)缺砻嬖O(shè)置有散射層5這一點上，與第6實施方式的波長轉(zhuǎn)換部件16不同。由此，激發(fā)光L0在散射層5散射后被照射到熒光體層1，所以能夠降低照射到熒光體層1的激發(fā)光L0的能量密度。作為結(jié)果，能夠抑制熒光體層1過度地溫度上升。
[0091](8)使用了第1實施方式的波長轉(zhuǎn)換部件的發(fā)光器件
[0092]圖8是使用了本發(fā)明第1實施方式的波長轉(zhuǎn)換部件的發(fā)光器件的示意性側(cè)視圖。本實施方式的發(fā)光器件是使用了透射式的波長轉(zhuǎn)換部件的發(fā)光器件。如圖8所示，發(fā)光器件21包括波長轉(zhuǎn)換部件11和光源7。從光源7射出的激發(fā)光L0因波長轉(zhuǎn)換部件11中的熒光體層1 而被轉(zhuǎn)換為波長比激發(fā)光L0長的熒光L1。另外，激發(fā)光L0的一部分透射波長轉(zhuǎn)換部件11。因此，從波長轉(zhuǎn)換部件11射出激發(fā)光L0與熒光L1的合成光L2。例如，在激發(fā)光L0為藍色光，熒光L1為黃色光的情況下，能夠得到白色的合成光L2。
[0093]在發(fā)光器件21中，波長轉(zhuǎn)換部件11包括具有熒光體層1和形成于其兩面的透光性散熱層2的層疊體3。因此，因激發(fā)光L0照射到熒光體層1而產(chǎn)生的熱，通過透光性散熱層2后而被高效地向外部放出。因此，能夠抑制熒光體層1的溫度不得當?shù)厣仙?br>[0094]作為光源7,列舉LED或LD。從提高發(fā)光器件21的發(fā)光強度的觀點來看，光源7優(yōu)選使用可以射出高強度的光的LD。
[0095]另外，也可以代替第1實施方式的波長轉(zhuǎn)換部件11，使用第2?5實施方式的波長轉(zhuǎn)換部件12?15的任一種。
[0096](9)使用了第5實施方式的波長轉(zhuǎn)換部件的發(fā)光器件
[0097]圖9是使用了本發(fā)明第5實施方式的波長轉(zhuǎn)換部件的發(fā)光器件的示意性側(cè)視圖。實施方式的發(fā)光器件是使用了反射型的波長轉(zhuǎn)換部件的發(fā)光器件。如圖9所示，發(fā)光器件22包括波長轉(zhuǎn)換部件15、光源7和分束器8。從光源7射出的光L0,通過分束器8被引導(dǎo)至波長轉(zhuǎn)換部件15,由波長轉(zhuǎn)換部件15中的熒光體層1轉(zhuǎn)換為波長比光L0長的光L1。光L1通過反射層6 向入射側(cè)反射，透射分束器8向外部射出。
[0098]在本實施方式的發(fā)光器件22中，也在波長轉(zhuǎn)換部件15中的熒光體層1的兩面形成有透光性散熱層2。因此，因被照射激發(fā)光L0而在熒光體層1產(chǎn)生的熱，通過透光性散熱層2 高效地向外部放出。因此，能夠抑制熒光體層1的溫度過度地上升。[〇〇99]產(chǎn)業(yè)上的可利用性
[0100]本發(fā)明的波長轉(zhuǎn)換部件適合作為白色LED等普通照明或特殊照明(例如，投影儀光源、汽車的前照燈光源、內(nèi)視鏡的光源)等構(gòu)成部件。
[0101]符號說明[〇1〇2]1:熒光體層[〇1〇3]2:透光性散熱層
[0104]3:層疊體[〇1〇5]4:散熱部件[〇1〇6]5:散射層[〇1〇7]6:反射層[〇1〇8]7:光源[〇1〇9]8:分束器
[0110]11、12、13、14、15、16、17:波長轉(zhuǎn)換部件
[0111]21、22:發(fā)光器件。
【主權(quán)項】
1.一種波長轉(zhuǎn)換部件，其特征在于:包括層疊體，所述層疊體包括熒光體層和透光性散熱層，所述透光性散熱層形成于所述熒光體層的兩面，具有比所述熒光體層高的熱導(dǎo)率。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的波長轉(zhuǎn)換部件，其特征在于:包括由2個以上的所述熒光體層和3個以上的所述透光性散熱層交替層疊而形成的層置體。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的波長轉(zhuǎn)換部件，其特征在于:所述透光性散熱層由透光性陶瓷構(gòu)成。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的波長轉(zhuǎn)換部件，其特征在于:所述透光性陶瓷選自氧化鋁類陶瓷、氧化鋯類陶瓷、氮化鋁類陶瓷、碳化硅類陶瓷、氮 化硼類陶瓷、氧化鎂類陶瓷、氧化鈦類陶瓷、氧化鈮類陶瓷、氧化鋅類陶瓷和氧化釔類陶瓷 中的至少一種。5.根據(jù)權(quán)利要求1?4中任一項所述的波長轉(zhuǎn)換部件，其特征在于:所述熒光體層是使熒光體粉末分散于無機粘合劑中而形成的層。6.根據(jù)權(quán)利要求1?4中任一項所述的波長轉(zhuǎn)換部件，其特征在于:所述熒光體層由多晶陶瓷熒光體構(gòu)成。7.根據(jù)權(quán)利要求2?4中任一項所述的波長轉(zhuǎn)換部件，其特征在于:所述熒光體層包括使熒光體粉末分散于無機粘合劑中而形成的層和由多晶陶瓷熒光 體構(gòu)成的層。8.根據(jù)權(quán)利要求1?7中任一項所述的波長轉(zhuǎn)換部件，其特征在于:在所述層疊體的側(cè)周部設(shè)置具有比所述熒光體層高的熱導(dǎo)率的散熱部件。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的波長轉(zhuǎn)換部件，其特征在于:所述散熱部件為金屬或陶瓷。10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的波長轉(zhuǎn)換部件，其特征在于:在所述層疊體與所述散熱部件的界面設(shè)置有反射層。11.根據(jù)權(quán)利要求1?10中任一項所述的波長轉(zhuǎn)換部件，其特征在于:在所述層疊體的激發(fā)光入射面?zhèn)缺砻嬖O(shè)置有散射層。12.根據(jù)權(quán)利要求1?11中任一項所述波長轉(zhuǎn)換部件，其特征在于:在所述層疊體的最外層表面中的與激發(fā)光的入射側(cè)相反側(cè)的表面形成有反射層。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的波長轉(zhuǎn)換部件，其特征在于:所述反射層為金屬層、電介質(zhì)多層膜或反射玻璃層。14.一種發(fā)光器件，其特征在于，包括:權(quán)利要求1?13中任一項所述的波長轉(zhuǎn)換部件;和 向所述波長轉(zhuǎn)換部件照射激發(fā)光的光源。15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的發(fā)光器件，其特征在于:所述光源為激光二極管。
【文檔編號】H01S5/02GK106030835SQ201580009421
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2015年5月8日
【發(fā)明人】藤田直樹, 安東民雄, 巖尾克, 古山忠仁, 藤田俊輔, 清水寬之, 角見昌昭
【申請人】日本電氣硝子株式會社