JP2016115879A - 波長変換部材及び発光デバイス - Google Patents
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Abstract
【課題】波長変換効率に優れ、励起光照射時の発熱による破損が生じにくい、波長変換部材を提供すること。【解決手段】光源から出射された励起光8の波長を変換する波長変換部材1であって、容器2と、容器2に充填された、蛍光体粉末を含む粉末材料4と、容器2を封止している蓋材3とを備え、容器2又は蓋材3が、光源から出射された励起光8の入射側に配置されている光入射部を有し、光入射部が、透明な放熱材料により構成されている、波長変換部材1。【選択図】図1
Description
本発明は、発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)やレーザーダイオード(LD:Laser Diode)等の発する光の波長を変換する波長変換部材及びそれを用いた発光デバイスに関するものである。
近年、蛍光ランプや白熱灯に変わる次世代の光源として、LEDやLD等の励起光源を用いた発光デバイスが注目を集めている。そのような次世代光源の一例として、青色光を出射するLEDと、LEDからの光の一部を吸収して黄色光に変換する波長変換部材とを組み合わせた発光デバイスが広く知られている。この発光デバイスは、LEDから出射された青色光と、波長変換部材から出射された黄色光との合成光である白色光を発する。
下記の特許文献1には、上記波長変換部材の一例として、ガラスマトリクス中に無機蛍光体粉末を分散させた波長変換部材が開示されている。
波長変換部材においては、励起光が蛍光体粉末によって波長変換される際に、エネルギーの一部が熱に変換される。特許文献1のように、蛍光体粉末がガラスマトリクスに覆われている波長変換部材においては、ガラスマトリクスの放熱性が十分でないことから、波長変換される際に発生する熱を、十分に外部に放出できない場合があった。そのため、発生した熱により、波長変換部材の波長変換効率が低下(温度消光)しやすいという問題があった。また、発生した熱によりガラスマトリクスが融解して、波長変換部材が破損するという問題があった。
本発明の目的は、波長変換効率に優れ、励起光照射時の発熱による破損が生じにくい、波長変換部材及び該波長変換部材を用いた発光デバイスを提供することにある。
本発明に係る波長変換部材は、光源から出射された励起光の波長を変換する波長変換部材であって、容器と、上記容器に充填された、蛍光体粉末を含む粉末材料と、上記容器を封止している蓋材とを備え、上記容器又は蓋材が、上記光源から出射された励起光の入射側に配置されている光入射部を有し、上記光入射部が、透明な放熱材料により構成されている。
本発明に係る波長変換部材は、好ましくは、上記放熱材料が、サファイア、スピネル、酸化イットリウム及び窒化アルミニウムからなる群から選択された少なくとも1種である。
本発明に係る波長変換部材は、好ましくは、上記粉末材料が、蛍光体粉末のみからなる。
本発明に係る波長変換部材は、好ましくは、上記粉末材料が、固着材により固着されている。上記固着材は、ポリシラザン又は液体ガラスであることが好ましい。
本発明に係る波長変換部材は、上記容器が、上記光入射部を有していてもよい。
本発明に係る波長変換部材は、上記容器が、上記光入射部を含む底部と、上記底部上に設けられた側壁部とを備えていてもよい。上記側壁部は、反射部材により構成されていてもよく、透明部材により構成されていてもよい。
本発明に係る波長変換部材は、上記蓋材が、上記光入射部を有していてもよい。
本発明に係る波長変換部材は、好ましくは、上記蓋材が上記容器を封止することにより形成される空間が、直方体状、立方体状、円柱状、半球状又は球状である。
本発明に係る発光デバイスは、上記励起光が出射される光源と、上記本発明に従って構成される波長変換部材とを備える。
本発明に係る波長変換部材では、上記のように、蛍光体粉末を含む粉末材料が容器内に充填されており、しかも光入射部が、透明な放熱材料により構成されている。そのため、蛍光体粉末から発生した熱を、上記光入射部を介して効率的に外部に放出することができる。このように、本発明に係る波長変換部材においては、蛍光体粉末から発生した熱を効率的に外部に放出することができるため、波長変換効率の低下を抑制することができる。従って、本発明に係る波長変換部材は、波長変換効率に優れている。また、励起光照射時の発熱による破損が生じにくい。
以下、好ましい実施形態について説明する。但し、以下の実施形態は単なる例示であり、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。また、各図面において、実質的に同一の機能を有する部材は同一の符号で参照する場合がある。
[波長変換部材]
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態に係る波長変換部材を示す模式的断面図である。図1に示すように、波長変換部材1は、容器2、蓋材3及び粉末材料4を備える。波長変換部材1は、光源から出射された励起光の波長を別の波長に変換する部材である。第1の実施形態においては、光源から出射された励起光8が、容器2の主面2a側から入射される。
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態に係る波長変換部材を示す模式的断面図である。図1に示すように、波長変換部材1は、容器2、蓋材3及び粉末材料4を備える。波長変換部材1は、光源から出射された励起光の波長を別の波長に変換する部材である。第1の実施形態においては、光源から出射された励起光8が、容器2の主面2a側から入射される。
光入射部となる容器2は、透明な放熱材料により構成されている。容器2を構成する放熱材料は、励起光8が粉末材料4(蛍光体粉末)に照射されることにより発生する熱を外部に放出する役割を果たす。
放熱材料の熱伝導率は、5W/m・K以上であることが好ましく、10W/m・K以上であることがより好ましく、20W/m・K以上であることがさらに好ましい。
放熱材料としては、例えば、サファイア、スピネル、酸化イットリウム又は窒化アルミニウムが挙げられる。これらの材料は、単独で用いてもよく、複数を併用して用いてもよい。本発明において、「透明」とは、励起光8を透過することを意味している。
蓋材3は、容器2上に設けられている。蓋材3は、容器2上に設けられることにより、容器2を封止している。本実施形態では、蓋材3は、容器2と同じ材料により構成されている。すなわち、蓋材3は、透明な放熱材料により構成されている。
もっとも、本実施形態のように、励起光8が容器2の主面2a側から入射される場合、蓋材3は、他の材料により構成されていてもよい。例えば、蓋材3は、金属などにより構成される反射部材であってもよい。また、蓋材3は、樹脂やガラスなどのペーストを容器2上に塗布することにより形成されたものであってもよい。この場合、ペーストが、後述する粉末材料4に一部含浸していても構わない。
蓋材3が容器2を封止することにより、空間5が形成されている。すなわち、蓋材3及び容器2が一体化することにより、空間5が形成されている。図1に示すように、本実施形態の波長変換部材1において、空間5の形状は、直方体状である。ただし、空間5の形状は直方体状に限定されず、立方体状、円柱状、半球状又は球状であってもよい。
容器2内には、粉末材料4が充填されている。より詳細には、蓋材3及び容器2により形成された空間5内に、粉末材料4が充填されている。本実施形態において、粉末材料4は、蛍光体粉末のみからなる。そのため、空間5内において、隣り合う粉末材料4同士は、互いに接している。空間5に充填された粉末材料4は、直接容器2と接している。
容器2の主面2a側から入射した励起光8は、蛍光体粉末である粉末材料4で波長変換され、蓋材3の主面3a側から蛍光9として出射される。
本実施形態においては、上述したように容器2が、透明な放熱材料により構成されている。そのため、容器2の主面2a側から入射された励起光8が、粉末材料4(蛍光体粉末)に照射されることにより発生する熱は、容器2を通って外部に効率的に放出される。それによって、波長変換部材1の波長変換効率の低下が抑制される。
なお、ガラスマトリクス中に蛍光体粉末が分散してなる波長変換部材では、励起光の熱によりガラスマトリクスが融解するおそれがある。特に、LD等の励起光源の光強度が大きい場合は、そのような不具合が発生しやすくなる。一方、本実施形態の波長変換部材1では、空間5内に粉末材料4(蛍光体粉末)のみを含んでいるため、上記のような不具合が発生するおそれがない。
粉末材料4を形成する蛍光体粉末としては、入射光である励起光8により蛍光9を出射するものであれば、特に限定されない。蛍光体粉末の具体例としては、例えば、酸化物蛍光体、窒化物蛍光体、酸窒化物蛍光体、塩化物蛍光体、酸塩化物蛍光体、硫化物蛍光体、酸硫化物蛍光体、ハロゲン化物蛍光体、カルコゲン化物蛍光体、アルミン酸塩蛍光体、ハロリン酸塩化物蛍光体又はガーネット系化合物蛍光体が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、複数を併用して用いてもよい。
本実施形態において、粉末材料4は蛍光体粉末のみからなるが、他の材料を含んでいてもよい。粉末材料4は、例えば、光散乱や放熱を目的として無機フィラーをさらに含んでいてもよい。
上記無機フィラーとしては、特に限定されないが、例えば、アルミナ、シリカ、チタニア、酸化イットリウム、酸化亜鉛、酸化マグネシウム等を用いることができる。
粉末材料4は、固着剤により固着されていてもよい。固着剤で固着することにより、粉末材料4を容器2に密着させやすくなる。また、蓋材3を取り付ける前に、粉末材料4が容器2からこぼれ出るのを防止することができる。なお、固着剤によって固着される場合においても、少なくとも一部の粉末材料4同士が直接接触していることが好ましい。また、粉末材料4の少なくとも一部が、容器2と直接接していることが好ましい。これにより、粉末材料4が固着剤で固着されている場合においても、蛍光体粉末から発生する熱を外部により効率的に放出することができ、波長変換効率の低下をより効率的に抑制することができる。また、励起光8により固着剤が融解することも抑制できる。
上記のような観点からは、容器2内に粉末材料4を充填した後、必要最小量の固着剤を容器2内に添加するなどの方法が考えられる。
固着剤としては、例えば、ポリシラザン、液体ガラスなどを用いることができる。上記ポリシラザンは、空気中の水分と反応し、アンモニアを発生して縮合することにより、SiO2の被膜を形成する材料である。また、上記液体ガラスは、浸透性のある材料に浸み込み耐水性や耐候性を発現する浸透性ガラスのことをいう。
本実施形態では、上述したように、蓋材3が容器2を封止することにより形成される空間5内に、粉末材料4(蛍光体粉末)が充填されている。また、光源から出射された励起光8が、透明な放熱材料により形成されている容器2の主面2a側から入射される。そのため、励起光8が粉末材料4(蛍光体粉末)に照射されることにより発生する熱が、容器2を通って外部に放出される。このように、本実施形態に係る波長変換部材1では、発生した熱が、波長変換部材1の内部に閉じ込められることなく外部に放出される。そのため、熱による波長変換効率の低下を抑制することができる。従って、波長変換部材1は、波長変換効率に優れている。
なお、波長変換部材1においては、容器2が透明な放熱材料により構成されていたが、本発明においては、容器2のうち、少なくとも光入射部が、透明な放熱材料により構成されていればよい。なお、本実施形態において、光入射部とは、容器2のうち、容器2に入射した励起光8が粉末材料4に照射されるまでに通過する部分のことをいうものとする。
(第2の実施形態)
図2は、第2の実施形態に係る波長変換部材を示す模式的断面図である。図2に示すように、波長変換部材21においては、光源から出射された励起光8が、蓋材3の主面3a側から入射される。光入射部となる蓋材3は、透明な放熱材料により構成されている。蓋材3を構成する放熱材料としては、例えば、サファイア、スピネル、酸化イットリウム又は窒化アルミニウムが挙げられる。これらの材料は、単独で用いてもよく、複数を併用して用いてもよい。また、本実施形態においては、容器2が、蓋材3と同様の透明な放熱材料により構成されている。もっとも、容器2については、他の材料により構成されていてもよい。その他の点は、第1の実施形態と同様である。
図2は、第2の実施形態に係る波長変換部材を示す模式的断面図である。図2に示すように、波長変換部材21においては、光源から出射された励起光8が、蓋材3の主面3a側から入射される。光入射部となる蓋材3は、透明な放熱材料により構成されている。蓋材3を構成する放熱材料としては、例えば、サファイア、スピネル、酸化イットリウム又は窒化アルミニウムが挙げられる。これらの材料は、単独で用いてもよく、複数を併用して用いてもよい。また、本実施形態においては、容器2が、蓋材3と同様の透明な放熱材料により構成されている。もっとも、容器2については、他の材料により構成されていてもよい。その他の点は、第1の実施形態と同様である。
第2の実施形態においても、蓋材3が容器2を封止することにより形成される空間5内に、蛍光体粉末からなる粉末材料4が充填されている。また、光源から出射された励起光8が、透明な放熱材料により形成されている蓋材3の主面3a側から入射される。蓋材3の主面3a側から入射した励起光8は、蛍光体粉末である粉末材料4で波長変換され、容器2の主面2a側から蛍光9として出射される。
蓋材3は、透明な放熱材料により形成されているため、励起光8が粉末材料4(蛍光体粉末)に照射されることにより発生する熱が、蓋材3を通って外部に効率的に放出される。このように、本実施形態においても、発生した熱を、波長変換部材21の内部に閉じ込められることなく外部に効率的に放出できるため、熱により波長変換部材21の波長変換効率が低下することを抑制することができる。従って、波長変換部材21は、波長変換効率に優れている。
なお、第2の実施形態に係る波長変換部材21においては、蓋材3が透明な放熱材料により構成されているが、本発明においては、蓋材3のうち、少なくとも光入射部が、透明な放熱材料により構成されていればよい。なお、本実施形態において、光入射部とは、蓋材3のうち、蓋材3に入射した励起光8が粉末材料4に照射されるまでに通過する部分のことをいうものとする。
(第3の実施形態)
図3は、本発明の第3の実施形態に係る波長変換部材を示す模式的断面図である。図3に示すように、波長変換部材31においては、蓋材3が容器2の内側側面2c,2cに接するように設けられている。蓋材3は、容器2の内側側面2c,2cに接するように設けられることにより、容器2を封止している。すなわち、蓋材3は、容器2の栓体としての機能を果たしている。なお、本実施形態において、蓋材3は、透明な樹脂を塗布することにより形成されており、それによって容器2を封止している。その他の点は、第1の実施形態と同様である。なお、蓋材3として、ガラス板や樹脂板などの透明部材を用い、蓋材3を接着剤などの固定手段を用いて、容器2に固定してもよい。
図3は、本発明の第3の実施形態に係る波長変換部材を示す模式的断面図である。図3に示すように、波長変換部材31においては、蓋材3が容器2の内側側面2c,2cに接するように設けられている。蓋材3は、容器2の内側側面2c,2cに接するように設けられることにより、容器2を封止している。すなわち、蓋材3は、容器2の栓体としての機能を果たしている。なお、本実施形態において、蓋材3は、透明な樹脂を塗布することにより形成されており、それによって容器2を封止している。その他の点は、第1の実施形態と同様である。なお、蓋材3として、ガラス板や樹脂板などの透明部材を用い、蓋材3を接着剤などの固定手段を用いて、容器2に固定してもよい。
第3の実施形態においても、光入射部となる容器2が、透明な放熱材料により構成されているため、励起光8が粉末材料4(蛍光体粉末)に照射されることにより発生する熱を、容器2を通って外部に効率的に放出できる。このように、発生した熱が、波長変換部材31の内部に閉じ込められることなく外部に効率的に放出されるため、熱により波長変換部材31の波長変換効率が低下することを抑制することができる。従って、波長変換部材31は、波長変換効率に優れている。
(第4の実施形態)
図4は、本発明の第4の実施形態に係る波長変換部材を示す模式的断面図である。図4に示すように、波長変換部材41においては、容器2が、底部6と、その上に設けられた側壁部7とから構成される。そして、側壁部7上に、蓋材3が設けられている。側壁部7は、底部6及び蓋材3とともに、粉末材料4を充填する空間5を形成するように設けられている。より具体的には、側壁部7は、粉末材料4が充填された空間5の周囲に設けられている。
図4は、本発明の第4の実施形態に係る波長変換部材を示す模式的断面図である。図4に示すように、波長変換部材41においては、容器2が、底部6と、その上に設けられた側壁部7とから構成される。そして、側壁部7上に、蓋材3が設けられている。側壁部7は、底部6及び蓋材3とともに、粉末材料4を充填する空間5を形成するように設けられている。より具体的には、側壁部7は、粉末材料4が充填された空間5の周囲に設けられている。
本実施形態においては、側壁部7が、反射部材により構成されている。側壁部7を反射部材により構成することにより、側壁部7から励起光8及び蛍光9が外部に漏れ出すのを防止することができる。したがって、発光効率を高めることができる。
反射部材としては、例えば、金属反射部材が挙げられる。金属反射部材としては、金属または合金から形成された金属反射板を用いてもよい。このような金属反射板は、表面処理が施されていてもよい。金属反射板としては、反射率の高いものが好ましく、アルミニウム板が好ましく用いられる。アルミニウム板としては、例えば、表面に金属酸化物などからなる増反射膜が形成されたアルミニウム板が挙げられる。このようなものとしては、アラノッド(Alanod)社製のMiro(登録商標)及びMiro−Silver(登録商標)等が挙げられる。
また、反射部材として、側壁部7の内面に金属反射膜を形成してもよい。金属反射膜としては、銀またはアルミニウムの薄膜が挙げられる。金属薄膜の形成方法としては、メッキ法、あるいは、物理気相堆積法である真空蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法などが挙げられる。また、側壁部7の内面に銀粘土ペーストを塗布し、加熱することで銀の薄膜を形成することができる。
本発明において、上記反射部材が、反射性セラミックス層であってもよい。
本発明においては、上記反射部材が、反射ガラス層であってもよい。反射ガラス層は、例えば、ガラスマトリクスと、その中に分散した無機粒子とから構成されている。無機粒子としては、ガラスマトリクスと異なる屈折率を有し、一般には、ガラスマトリクスより高い屈折率を有するものであることが好ましい。
具体的には、無機粒子は、Al、Nb、Ti、Ta、La、Zr、Ce、Ga、Mg、Si、B及びZnからなる群から選ばれる少なくとも一種の酸化物または窒化物であることが好ましい。無機粒子の好ましい具体例としては、酸化アルミニウム、酸化ニオブ、酸化チタン、酸化タンタル、酸化ランタン、酸化ジルコニウム、酸化セリウム、酸化ガリウム、酸化マグネシウム、酸化ケイ素、酸化亜鉛、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、窒化ホウ素などが挙げられる。無機粒子として、特に好ましくは、酸化アルミニウムが用いられる。
ガラスマトリクスとしては、例えば、ホウ珪酸塩系ガラス、リン酸塩系ガラスなどを用いることができる。
無機粒子の平均粒子径は、0.1μm〜30μmの範囲内であることが好ましく、0.5μm〜10μmの範囲内であることがより好ましい。無機粒子の平均粒子径が小さすぎると、十分な反射率が得られにくくなる場合がある。一方、無機粒子の平均粒子径が大きすぎると、単位体積あたりに存在できる粒子数が少なくなり十分な反射率が得られにくくなる場合がある。
反射ガラス層中での無機粒子の含有量は、5〜90体積%の範囲内であることが好ましく、20〜85体積%の範囲内であることがより好ましく、30〜80体積%の範囲内であることがさらに好ましい。無機粒子の含有量が多すぎると、無機粒子同士を結着するガラスの量が少なくなるため、使用中に発塵したり、あるいは反射ガラス層の強度が低下する場合がある。一方、無機粒子の含有量が少なすぎると、十分な反射率が得られにくくなる。
反射ガラス層の内部には、空隙が形成されていることが好ましい。空隙が形成されることにより、さらに反射ガラス層での反射率を高めることができる。空隙の空気の屈折率は1.0と小さいため、反射ガラス層中のガラスマトリクス(例えば、屈折率1.4〜1.8程度)や無機粒子(例えば、屈折率1.4〜2.2程度)との屈折率差を大きくすることができ、より大きな反射率を得ることができる。空隙率は20〜80%であることが好ましく、30〜70%であることがより好ましい。空隙率が小さすぎると、反射率向上効果が得られにくい。一方、空隙率が大きすぎると、底部6との接合強度が低下しやすくなる。
なお、側壁部7は、透明部材により構成されていてもよい。透明部材を構成する材料としては、例えば、ガラスを用いることができる。ガラスとしては、特に限定されないが、例えば、ホウ珪酸塩系ガラス、リン酸塩系ガラスなどを用いることができる。
第4の実施形態においては、光入射部となる容器2の底部6が、透明な放熱材料により構成されているため、励起光8が粉末材料4(蛍光体粉末)に照射されることにより発生する熱を、底部6を通って外部に効率的に放出できる。このように、発生した熱が、波長変換部材41の内部に閉じ込められることなく外部に効率的に放出されるため、熱により波長変換部材41の波長変換効率が低下することを抑制することができる。従って、波長変換部材41は、波長変換効率に優れている。
なお、第4の実施形態に係る波長変換部材41においては、容器2の底部6が透明な放熱材料により構成されているが、本発明においては、底部6のうち、少なくとも光入射部が、透明な放熱材料により構成されていればよい。なお、本実施形態において、光入射部とは、底部6のうち、底部6に入射した励起光8が粉末材料4に照射されるまでに通過する部分のことをいうものとする。
(第5の実施形態)
図5は、本発明の第5の実施形態に係る波長変換部材を示す模式的断面図である。図5に示すように、波長変換部材51においては、蓋材3が凹部を有している。より具体的には、半球状の凹部を有する蓋材3が、同じく半球状の凹部が形成されてなる容器2を封止することにより、球状の空間5を形成している。空間5内には、粉末材料4が充填されている。その他の点は、第1の実施形態と同様である。
図5は、本発明の第5の実施形態に係る波長変換部材を示す模式的断面図である。図5に示すように、波長変換部材51においては、蓋材3が凹部を有している。より具体的には、半球状の凹部を有する蓋材3が、同じく半球状の凹部が形成されてなる容器2を封止することにより、球状の空間5を形成している。空間5内には、粉末材料4が充填されている。その他の点は、第1の実施形態と同様である。
第5の実施形態においても、光入射部となる容器2が、透明な放熱材料により構成されているため、励起光8が粉末材料4(蛍光体粉末)に照射されることにより発生する熱を、容器2を通って外部に効率的に放出できる。このように、発生した熱が、波長変換部材51の内部に閉じ込められることなく外部に効率的に放出されるため、熱により波長変換部材51の波長変換効率が低下することを抑制することができる。従って、波長変換部材51は、波長変換効率に優れている。
(第6の実施形態)
図6は、本発明の第6の実施形態に係る波長変換部材を示す模式的断面図である。図6に示すように、波長変換部材61においては、空間5が、半球状である。半球状の空間5内には、粉末材料4が充填されている。空間5の形状は、直方体状、立方体状又は円柱状であってもよい。
図6は、本発明の第6の実施形態に係る波長変換部材を示す模式的断面図である。図6に示すように、波長変換部材61においては、空間5が、半球状である。半球状の空間5内には、粉末材料4が充填されている。空間5の形状は、直方体状、立方体状又は円柱状であってもよい。
蓋材3は、金属からなる反射部材により構成されている。そのため、容器2の主面2a側から入射した励起光8は、蛍光体粉末である粉末材料4で波長変換され、蓋材3により反射される。蓋材3により反射された光は、容器2の主面2a側から蛍光9として出射される。その他の点は、第1の実施形態と同様である。
第6の実施形態においても、光入射部となる容器2が、透明な放熱材料により構成されている。そのため、励起光8が粉末材料4(蛍光体粉末)に照射されることにより発生する熱が、容器2を通って外部に放出される。このように、発生した熱が、波長変換部材61の内部に閉じ込められることなく外部に放出されるため、熱により波長変換部材61の波長変換効率が低下することを抑制することができる。従って、波長変換部材61は、波長変換効率に優れている。
(第7の実施形態)
図7は、本発明の第7の実施形態に係る波長変換部材を示す模式的断面図である。図7に示すように、容器2として、透明な放熱材料からなる筒状部材を用いてもよい。このような筒状部材としては、例えば、サファイア管などが挙げられる。図7に示すように、筒状の容器2内に粉末材料4を収納し、筒状の容器2の両端部に蓋材3を設けることにより、波長変換部材71を構成することができる。
図7は、本発明の第7の実施形態に係る波長変換部材を示す模式的断面図である。図7に示すように、容器2として、透明な放熱材料からなる筒状部材を用いてもよい。このような筒状部材としては、例えば、サファイア管などが挙げられる。図7に示すように、筒状の容器2内に粉末材料4を収納し、筒状の容器2の両端部に蓋材3を設けることにより、波長変換部材71を構成することができる。
第7の実施形態においても、光入射部となる容器2が、透明な放熱材料により構成されている。そのため、励起光8が粉末材料4(蛍光体粉末)に照射されることにより発生する熱が、容器2を通って外部に放出される。このように、発生した熱が、波長変換部材71の内部に閉じ込められることなく外部に放出されるため、熱により波長変換部材71の波長変換効率が低下することを抑制することができる。従って、波長変換部材71は、波長変換効率に優れている。
[発光デバイス]
図8は、本発明の一実施形態に係る発光デバイスを示す模式的断面図である。図8に示すように、発光デバイス10は、上述した波長変換部材1を用いた発光デバイスである。発光デバイス10は、基板30、光源チップ20、波長変換部材1及び反射層40を備える。
図8は、本発明の一実施形態に係る発光デバイスを示す模式的断面図である。図8に示すように、発光デバイス10は、上述した波長変換部材1を用いた発光デバイスである。発光デバイス10は、基板30、光源チップ20、波長変換部材1及び反射層40を備える。
基板30上には、光源チップ20及び波長変換部材1がこの順に積層されている。光源チップ20及び波長変換部材1の周りには、反射層40が設けられている。
光源チップ20としては、例えば、青色光を発するLED光源やレーザー光源などの光源が用いられる。
基板30としては、例えば、光源チップ20から発せられた光線を効率良く反射させることができる白色のLTCC(Low Temperature Co−fired Ceramics)などが用いられる。具体的には、酸化チタンや酸化ニオブ等の無機粉末とガラス粉末との焼結体が挙げられる。
反射層40は、光源チップ20及び波長変換部材1から漏れ出た光を反射するために設けられている。反射層40は、例えば酸化チタン等の白色顔料を含む樹脂(高反射樹脂)から形成されている。もっとも、基板30及び反射層40は設けなくともよい。
発光デバイス10においては、光源チップ20から出射された励起光8が、波長変換部材1に入射する。波長変換部材1に入射した励起光8は波長変換され、蛍光9として外部に出射される。例えば、励起光8として、青色光を用いる場合、波長変換部材1で、青色光を、黄色光に変換し、蛍光9として、青色光と黄色光を合成してなる白色光を出射させることができる。
このように、本実施形態に係る発光デバイス10は、波長変換効率に優れた波長変換部材1を備えている。従って、発光デバイス10は、信頼性に優れている。
1,21,31,41,51,61,71…波長変換部材
2…容器
2a,3a…主面
2c…内側側面
3…蓋材
4…粉末材料
5…空間
6…底部
7…側壁部
8…励起光
9…蛍光
10…発光デバイス
20…光源チップ
30…基板
40…反射層
2…容器
2a,3a…主面
2c…内側側面
3…蓋材
4…粉末材料
5…空間
6…底部
7…側壁部
8…励起光
9…蛍光
10…発光デバイス
20…光源チップ
30…基板
40…反射層
Claims (12)
- 光源から出射された励起光の波長を変換する波長変換部材であって、
容器と、
前記容器に充填された、蛍光体粉末を含む粉末材料と、
前記容器を封止している蓋材とを備え、
前記容器又は蓋材が、前記光源から出射された励起光の入射側に配置されている光入射部を有し、
前記光入射部が、透明な放熱材料により構成されている、波長変換部材。 - 前記放熱材料が、サファイア、スピネル、酸化イットリウム及び窒化アルミニウムからなる群から選択された少なくとも1種である、請求項1に記載の波長変換部材。
- 前記粉末材料が、蛍光体粉末のみからなる、請求項1又は2に記載の波長変換部材。
- 前記粉末材料が、固着材により固着されている、請求項1〜3のいずれか1項に記載の波長変換部材。
- 前記固着材が、ポリシラザン又は液体ガラスである、請求項4に記載の波長変換部材。
- 前記容器が、前記光入射部を有する、請求項1〜5のいずれか1項に記載の波長変換部材。
- 前記容器が、前記光入射部を含む底部と、前記底部上に設けられた側壁部とを備える、請求項6に記載の波長変換部材。
- 前記側壁部が、反射部材により構成されている、請求項7に記載の波長変換部材。
- 前記側壁部が、透明部材により構成されている、請求項7に記載の波長変換部材。
- 前記蓋材が、前記光入射部を有する、請求項1〜5のいずれか1項に記載の波長変換部材。
- 前記蓋材が前記容器を封止することにより形成される空間が、直方体状、立方体状、円柱状、半球状又は球状である、請求項1〜10のいずれか1項に記載の波長変換部材。
- 前記励起光が出射される光源と、
請求項1〜11のいずれか1項に記載の波長変換部材とを備える、発光デバイス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014255235A JP2016115879A (ja) | 2014-12-17 | 2014-12-17 | 波長変換部材及び発光デバイス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2014255235A JP2016115879A (ja) | 2014-12-17 | 2014-12-17 | 波長変換部材及び発光デバイス |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2016115879A true JP2016115879A (ja) | 2016-06-23 |
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ID=56142349
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP2014255235A Pending JP2016115879A (ja) | 2014-12-17 | 2014-12-17 | 波長変換部材及び発光デバイス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2016115879A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110006005A (zh) * | 2017-12-12 | 2019-07-12 | 日本电气硝子株式会社 | 波长转换部件及其制造方法以及发光装置 |
| JPWO2020189405A1 (ja) * | 2019-03-19 | 2020-09-24 |
-
2014
- 2014-12-17 JP JP2014255235A patent/JP2016115879A/ja active Pending
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| JPWO2020189405A1 (ja) * | 2019-03-19 | 2020-09-24 | ||
| WO2020189405A1 (ja) * | 2019-03-19 | 2020-09-24 | シャープ株式会社 | 光学素子、車両用前照灯具、光源装置、および投影装置 |
| CN113574454A (zh) * | 2019-03-19 | 2021-10-29 | 夏普株式会社 | 光学元件、车辆用前照灯具、光源装置以及投影装置 |
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