TW201608005A - 波長轉換構件及使用其之發光裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種於照射高功率之LED或LD之光之情形時可抑制經時之發光強度之降低或構成材料之熔解的波長轉換構件、及使用其之發光裝置。
波長轉換構件11之特徵在於包括積層體，該積層體具備螢光體層1、及形成於螢光體層1之兩面且具有高於螢光體層1之導熱率之透光性散熱層2。
Description
本發明係關於一種將發光二極體(LED：Light Emitting Diode)或雷射二極體(LD：Laser Diode)等發出之光之波長轉換為其他波長之波長轉換構件、及使用其之發光裝置。
近年來，作為代替螢光燈或白熾燈之新一代發光裝置，就低耗電、小型輕量、易於進行光量調節之觀點而言，對使用LED或LD之發光裝置之關注度提昇。作為此種新一代發光裝置之一例，例如於專利文獻1中揭示有於出射藍色光之LED上配置有吸收來自LED之光之一部分並轉換為黃色光之波長轉換構件的發光裝置。該發光裝置係發出自LED出射之藍色光與自波長轉換構件出射之黃色光之合成光即白色光。
作為波長轉換構件，先前使用於樹脂基質中分散有無機螢光體粉末者。然而，於使用該波長轉換構件之情形時，存在樹脂因來自LED之光而劣化、發光裝置之亮度容易降低之問題。尤其，存在模塑樹脂因LED發出之熱或高能量之短波長(藍色~紫外線)光而劣化、產生變色或變形之問題。
因此，提出有包含代替樹脂而於玻璃基質中分散固定有螢光體之完全無機固體的波長轉換構件(例如參照專利文獻2及3)。該波長轉換構件具有如下特徵：成為母材之玻璃不易因LED之熱或照射光而劣化，不易產生變色或變形等問題。
[專利文獻1]日本專利特開2000-208815號公報
[專利文獻2]日本專利特開2003-258308號公報
[專利文獻3]日本專利第4895541號公報
近年來，以高功率化為目的，用作光源之LED或LD之輸出上升。隨之產生如下問題：波長轉換構件之溫度因光源之熱或自被照射激發光之螢光體發出之熱而上升，其結果為，發光強度經時性地降低(溫度淬滅(temperature quenching))。又，視情形，有波長轉換構件之溫度上升變得顯著而使構成材料(玻璃基質等)熔解之虞。
因此，本發明之目的在於提供一種於照射高功率之LED或LD之光之情形時可抑制經時之發光強度之降低或構成材料之熔解的波長轉換構件、及使用其之發光裝置。
本發明之波長轉換構件之特徵在於包括積層體，該積層體具備螢光體層、及形成於螢光體層之兩面且具有高於螢光體層之導熱率之透光性散熱層。
根據上述構成，於將自光源發出之激發光照射至波長轉換構件時，於螢光體層產生之熱自形成於螢光體層之兩面之透光性散熱層被高效率地釋放至外部。藉此，可抑制螢光體層之溫度上升，從而抑制經時之發光強度之降低或構成材料之熔解。尤其，於使用可出射高強度光之LD作為光源之情形時，螢光體層之溫度容易上升，但即便於此種情形時，於本發明中亦可將於螢光體層產生之熱高效率地釋放至外部。
再者，透光性散熱層之「透光性」係指使激發光、及自螢光體層發出之螢光透射。
本發明之波長轉換構件較佳為包括由2個以上之螢光體層與3個以上之透光性散熱層交替地積層而成之積層體。
根據上述構成，藉由波長轉換構件具有2個以上之螢光體層，可使發光強度提高。同時，由於3個以上之透光性散熱層與螢光體層交替地積層，故而可充分地確保自螢光體層產生之熱釋放至外部之路徑，抑制螢光體層之溫度上升。
於本發明之波長轉換構件中，較佳為，透光性散熱層包含透光性陶瓷。
於本發明之波長轉換構件中，較佳為，透光性陶瓷係選自由氧化鋁系陶瓷、氧化鋯系陶瓷、氮化鋁系陶瓷、碳化矽系陶瓷、氮化硼系陶瓷、氧化鎂系陶瓷、氧化鈦系陶瓷、氧化鈮系陶瓷、氧化鋅系陶瓷及氧化釔系陶瓷所組成之群中之至少一種。
於本發明之波長轉換構件中，較佳為，螢光體層係螢光體粉末分散於無機黏合劑中而成者。
根據上述構成，可獲得螢光體粉末均勻地分散於螢光體層中且耐熱性優異之波長轉換構件。又，藉由適當變更螢光體層中之螢光體粉末之濃度或種類，可容易地調整發光色。
於本發明之波長轉換構件中，較佳為，螢光體層包含多晶陶瓷螢光體。
根據上述構成，可進一步提高波長轉換構件之耐熱性。
於本發明之波長轉換構件中，較佳為，螢光體層包含螢光體粉末分散於無機黏合劑中而成之層、及含有多晶陶瓷螢光體之層。
於本發明之波長轉換構件中，較佳為，於積層體之側周部設置有具有高於螢光體層之導熱率之散熱構件。
根據上述構成，自螢光體層產生之熱經由透光性散熱層、或直接傳遞至散熱構件而釋放至外部。其結果為，可將於螢光體層產生之熱更高效率地釋放至外部。
於本發明之波長轉換構件中，較佳為，散熱構件為金屬或陶瓷。
於本發明之波長轉換構件中，較佳為，於積層體與散熱構件之界面設置有反射層。
根據上述構成，可更進一步抑制激發光及螢光自積層體側周部之漏出，可進一步提高波長轉換構件之發光強度。
於本發明之波長轉換構件中，較佳為，於積層體之激發光入射面側表面設置有散射層。
根據上述構成，激發光由散射層散射後照射至螢光體層，因此可降低照射至螢光體層之激發光之能量密度。結果，可抑制螢光體層之溫度過度地上升。
於本發明之波長轉換構件中，較佳為，其係於積層體之最外層表面中之與激發光之入射側相反之側形成反射層而成。
藉此，可作為反射型波長轉換構件而使用。
於本發明之波長轉換構件中，較佳為，反射層為金屬層、介電體多層膜或反射玻璃層。
本發明之發光裝置之特徵在於：其係具備上述波長轉換構件、及對波長轉換構件照射激發光之光源而成。
於本發明之發光裝置中，較佳為，光源為雷射二極體。
根據本發明，能夠提供一種於照射高功率之LED或LD之光之情形時可抑制經時之發光強度之降低或構成材料之熔解的波長轉換構件。
1‧‧‧螢光體層
2‧‧‧透光性散熱層
3‧‧‧積層體
4‧‧‧散熱構件
4a‧‧‧孔部
5‧‧‧散射層
6‧‧‧反射層
7‧‧‧光源
8‧‧‧分光器
11‧‧‧波長轉換構件
12‧‧‧波長轉換構件
13‧‧‧波長轉換構件
14‧‧‧波長轉換構件
15‧‧‧波長轉換構件
16‧‧‧波長轉換構件
17‧‧‧波長轉換構件
21‧‧‧發光裝置
22‧‧‧發光裝置
L0‧‧‧激發光
L1‧‧‧螢光
L2‧‧‧合成光
圖1係表示本發明之第1實施形態之波長轉換構件之模式性剖視
圖。
圖2係表示本發明之第2實施形態之波長轉換構件之模式性剖視圖。
圖3(a)係表示本發明之第3實施形態之波長轉換構件之模式性剖視圖。圖3(b)係(a)之波長轉換構件之模式性俯視圖。
圖4(a)~(c)係表示本發明之第4實施形態之波長轉換構件之模式性剖視圖。
圖5係表示本發明之第5實施形態之波長轉換構件之模式性剖視圖。
圖6(a)係表示本發明之第6實施形態之波長轉換構件之模式性剖視圖。圖6(b)係自激發光L0之入射面側之相反側觀察(a)之波長轉換構件之模式性俯視圖。圖6(c)係自激發光L0之入射面側觀察(a)之波長轉換構件之模式性俯視圖。
圖7(a)係表示本發明之第7實施形態之波長轉換構件之模式性剖視圖。圖7(b)係自激發光L0之入射面側之相反側觀察(a)之波長轉換構件之模式性俯視圖。圖7(c)係自激發光L0之入射面側觀察(a)之波長轉換構件之模式性俯視圖。
圖8係表示使用本發明之第1實施形態之波長轉換構件之發光裝置的模式性側視圖。
圖9係表示使用本發明之第5實施形態之波長轉換構件之發光裝置的模式性側視圖。
以下，使用圖式對本發明之實施形態進行詳細說明。但，本發明並不受以下之實施形態任何限定。
圖1係表示本發明之第1實施形態之波長轉換構件之模式性剖視
圖。波長轉換構件11包括具備螢光體層1及形成於其兩面之透光性散熱層2的積層體3。本實施形態之波長轉換構件11為透射型波長轉換構件。若自一透光性散熱層2側照射激發光，則所入射之激發光之一部分經螢光體層1進行波長轉換而成為螢光，該螢光與透射之激發光一併自另一透光性散熱層2側照射至外部。因對螢光體層1照射激發光而產生之熱經由各透光性散熱層2而被高效率地釋放至外部。由此，可抑制螢光體層1之溫度不合理地上升。
螢光體層1較佳為螢光體分散於無機黏合劑中而成者。藉此，可將螢光體均勻地分散於螢光體層1中。又，可提高波長轉換構件11之耐熱性。作為無機黏合劑，可列舉玻璃或聚矽氮烷等。作為玻璃，考慮到螢光體之耐熱性，較佳為使用軟化點為250℃~1000℃、進而為300℃~850℃者。作為玻璃之具體例，可列舉硼矽酸鹽系玻璃、磷酸鹽系玻璃等。
螢光體只要為藉由激發光之入射而出射螢光者，則無特別限定。作為螢光體之具體例，例如可列舉選自氧化物螢光體、氮化物螢光體、氧氮化物螢光體、氯化物螢光體、醯氯化物螢光體、硫化物螢光體、氧硫化物螢光體、鹵化物螢光體、硫族化物螢光體、鋁酸鹽螢光體、鹵代磷酸氯化物螢光體、石榴石系化合物螢光體中之至少一種。於使用藍色光作為激發光之情形時，例如可使用將綠色光、黃色光或紅色光作為螢光出射之螢光體。
螢光體之平均粒徑(D50)較佳為1~50μm，更佳為5~25μm。若螢光體之平均粒徑過小，則發光強度容易降低。另一方面，若螢光體之平均粒徑過大，則有發光色變得不均勻之傾向。
螢光體層1中之螢光體之含量較佳為5~80體積%，更佳為10~75體積%，進而較佳為20~70體積%。若螢光體之含量過少，則難以獲得所需之發光強度。另一方面，若螢光體之含量過多，則螢光體層1之機
械強度容易降低。
再者，螢光體層1亦可為不含無機黏合劑等之實質上僅由螢光體構成者，具體而言為多晶陶瓷螢光體。多晶陶瓷螢光體由於耐熱性非常優異，故而即便於激發光之輸出變大而成為高溫之情形時，亦不易產生熔解等不良情況。作為多晶陶瓷螢光體，例如可列舉YAG(Yttrium Aluminium Garnet，釔鋁石榴石)陶瓷螢光體等石榴石系陶瓷螢光體。包含多晶陶瓷螢光體之螢光體層1與透光性散熱層2(例如包含透光性陶瓷基板者)較佳為藉由放電電漿燒結法而接合。藉此，螢光體層1與透光性散熱層2之密接性變得良好，於螢光體層1產生之熱易於傳遞至透光性散熱層2。
關於螢光體層1之厚度，於如激發光確實地被螢光體吸收之厚度之範圍，較佳為較薄者。作為其原因，可列舉：若螢光體層1過厚，則螢光體層1中之光之散射或吸收變得過大，有螢光之出射效率降低之傾向；及螢光體層1之溫度變高，容易產生經時之發光強度之降低或構成材料之熔解。因此，螢光體層1之厚度較佳為1mm以下，更佳為0.5mm以下，進而較佳為0.3mm以下。螢光體層1之厚度之下限值通常為0.03mm左右。
透光性散熱層2具有高於螢光體層1之導熱率。具體而言，較佳為5W/m‧K以上，更佳為10W/m‧K以上，進而較佳為20W/m‧K以上。又，使激發光及自螢光體層1發出之螢光透射。具體而言，透光性散熱層2之波長400~800nm下之全光線透射率較佳為10%以上，更佳為20%以上，進而較佳為30%以上，尤佳為40%以上，最佳為50%以上。
作為透光性散熱層2，可列舉氧化鋁系陶瓷、氧化鋯系陶瓷、氮化鋁系陶瓷、碳化矽系陶瓷、氮化硼系陶瓷、氧化鎂系陶瓷、氧化鈦系陶瓷、氧化鈮系陶瓷、氧化鋅系陶瓷、氧化釔系陶瓷等透光性陶瓷基板。
透光性散熱層2之厚度較佳為0.05~1mm，更佳為0.07~0.8mm，進而較佳為0.1~0.5mm。若透光性散熱層2之厚度過小，則有機械強度降低之傾向。另一方面，若透光性散熱層2之厚度過大，則有發光裝置大型化之傾向。
再者，設置於螢光體層1之兩面之2個透光性散熱層2之厚度可相同，亦可不同。例如，藉由使一透光性散熱層2之厚度相對較大(例如0.2mm以上，進而為0.5mm以上)，於確保作為波長轉換構件之機械強度之情形時，亦可使另一透光性散熱層2之厚度相對較小(例如未達0.2mm，進而為0.1mm以下)。
於透光性散熱層2之激發光入射側表面，以降低激發光之反射損耗或提高螢光之前方提取為目的，亦可設置抗反射膜或帶通濾波器。又，於透光性散熱層2之激發光及螢光之出射側表面，以降低激發光及螢光之反射損耗為目的，亦可設置抗反射膜。
波長轉換構件11例如能以如下方式製作。
藉由刮刀法等將包含玻璃粉末、螢光體、及黏合劑樹脂或溶劑等有機成分之漿料塗佈於聚對苯二甲酸乙二酯等之樹脂膜上，並進行加熱乾燥，藉此製作螢光體層1用之胚片。藉由對胚片進行煅燒而獲得螢光體層1。
藉由於螢光體層1之兩面積層透光性散熱層2並進行加熱壓接，而獲得波長轉換構件11。或者，亦可經由聚矽氮烷等無機接著劑而將螢光體層1與透光性散熱層2接合。
圖2係表示本發明之第2實施形態之波長轉換構件之模式性剖視圖。波長轉換構件12包括由2個螢光體層1與3個透光性散熱層2交替地積層而成之積層體3。於本實施形態中，波長轉換構件12具有2個螢光體層1，藉此可使發光強度提高。同時，由於3個透光性散熱層2與螢光
體層1交替地積層，故而可充分地確保自螢光體層1產生之熱釋放至外部之路徑，從而抑制螢光體層1之溫度上升。再者，傳導至位於積層體3內部之透光性散熱層2之熱係自透光性散熱層2之端部向外部進行散熱。本實施形態之波長轉換構件12係與第1實施形態之波長轉換構件11同樣為透射型波長轉換構件。
於本實施形態中，波長轉換構件12包括由2個螢光體層1與3個透光性散熱層2交替地積層而成之積層體，但亦可包括由3個以上之螢光體層1與4個以上之透光性散熱層2交替地積層而成之積層體。於此情形時，可抑制螢光體層1之溫度上升並且進一步提高波長轉換構件12之發光強度。
各螢光體層1之厚度可相同，亦可不同。激發光於自波長轉換構件12之入射面側向出射面側透射時逐漸擴散，因此有能量亦逐漸降低之傾向。因此，藉由使接近激發光之入射面側之螢光體層1之厚度相對較薄，且使螢光體層1之厚度隨著接近激發光之出射面側而逐漸變厚，可謀求各螢光體層1中之發熱量之均勻化。
又，關於各螢光體層1中之螢光體之含量，亦係既可相同，亦可不同。藉由使接近激發光之入射側之螢光體層1中之螢光體之含量相對較少，且使螢光體層1中之螢光體之含量隨著接近激發光之出射側而逐漸變多，可謀求各螢光體層1中之發熱量之均勻化。
再者，各螢光體層1中之螢光體之種類可相同，亦可不同。於各螢光體層1中，藉由使用不同種類之螢光體，可調整發光色。
作為螢光體層1，亦可設置螢光體粉末分散於無機黏合劑中而成之螢光體層與包含多晶陶瓷螢光體之螢光體層之兩者。由於包含多晶陶瓷螢光體之螢光體層之耐熱性非常優異，故而較佳為將該螢光體層設置於激發光之入射側。於此情形時，通過包含多晶陶瓷螢光體之螢光體層之激發光因散射而被減弱每單位面積之光強度，因此於該激發
光入射至螢光體粉末分散於無機黏合劑中而成之螢光體層之情形時，可減少無機黏合劑熔解之不良情況。又，於螢光體粉末分散於無機黏合劑中而成之螢光體層中，藉由適當變更螢光體粉末之含量或種類，可易於進行色調或發光強度之調整。
圖3(a)係表示本發明之第3實施形態之波長轉換構件之模式性剖視圖。圖3(b)係圖3(a)之波長轉換構件之模式性俯視圖。波長轉換構件13與第1實施形態之波長轉換構件11之不同點在於，以包圍包括螢光體層1及透光性散熱層2之積層體3之側周部之方式設置有散熱構件4。於本實施形態中，積層體3係以密接於被設置於散熱構件4之大致中央部之孔部4a內之方式接合。自螢光體層1產生之熱經由透光性散熱層2、或直接傳遞至散熱構件4而釋放至外部。於本實施形態中，藉由設置散熱構件4，可將於螢光體層1產生之熱更高效率地釋放至外部。再者，於本實施形態中，積層體3為圓柱狀，但亦可為三角柱或四角柱等角柱狀。
作為散熱構件4，只要為具有高於螢光體層1之導熱率者，則無特別限定。散熱構件4之導熱率較佳為5W/m‧K以上，更佳為10W/m‧K以上，進而較佳為20W/m‧K以上，尤佳為50W/m‧K以上。作為散熱構件4之材質之具體例，可列舉鋁、銅、銀、鉑、金等金屬、或氮化鋁等陶瓷。
又，藉由於積層體3之側周部設置散熱構件4，可抑制激發光L0及螢光L1自積層體3之側周部漏出，可使波長轉換構件13之發光強度提高。再者，亦可於積層體3與散熱構件4之界面設置反射層(未圖示)。藉此，可更進一步抑制激發光L0及螢光L1自積層體3側周部之漏出，可使波長轉換構件13之發光強度進一步提高。作為反射層，可列舉包含Ag、Al、Pt、Cu等之金屬層、或包含氧化鋁或氧化鈦等之陶瓷層。
再者，為了自積層體3向散熱構件4高效率地進行導熱，作為反射層，較佳為金屬層。
例如，於形成金屬層作為反射層之情形時，使用包含成為金屬層之原料之金屬粒子與黏合劑樹脂之混合物的膏，將積層體3與散熱構件4暫時接合後，實施熱處理而去除黏合劑樹脂。又，於形成陶瓷層作為反射層之情形時，使用包含成為陶瓷層之原料之陶瓷粉末、玻璃粉末、及樹脂黏合劑之混合物的膏，將積層體3與散熱構件4暫時接合後，實施熱處理而去除黏合劑樹脂，並且使陶瓷粉末與玻璃粉末燒結。
圖4(a)係表示本發明之第4實施形態之波長轉換構件之模式性剖視圖。圖4(b)係自激發光L0之入射面側觀察圖4(a)之波長轉換構件14之模式性俯視圖，圖4(c)係自激發光L0之入射面之相反側(激發光L0及螢光L1之出射面側)觀察圖4(a)之波長轉換構件14之模式性俯視圖。本實施形態之波長轉換構件14與第3實施形態之波長轉換構件13之不同點在於，在包括螢光體層1與透光性散熱層2之積層體3之激發光L0入射面側表面設置有散射層5。藉此，激發光L0由散射層5散射後照射至螢光體層1，因此可降低照射至螢光體層1之激發光L0之能量密度。作為結果，可抑制螢光體層1之溫度過度地上升。
散射層5包含例如玻璃基質及分散於其中之高折射之無機粒子。作為玻璃基質，可列舉硼矽酸鹽系玻璃。作為無機粒子，可列舉選自由Al、Nb、Ti、Ta、La、Zr、Ce、Ga、Mg、Si及Zn所組成之群中之至少一種之氧化物或氮化物。散射層5中之無機粒子之含量較佳為5~80體積%，更佳為10~70體積%，進而較佳為20~60體積%。若無機粒子之含量過少，則難以獲得充分之散射效果。另一方面，若無機粒子之含量過多，則激發光難以透射散射層5，波長轉換構件14之發光強度容易降低。
散射層5能以如下方式製作。藉由刮刀法等將包含成為玻璃基質之玻璃粉末、無機粒子、及黏合劑樹脂或溶劑等有機成分之漿料塗佈於聚對苯二甲酸乙二酯等之樹脂膜上，並進行加熱乾燥，藉此製作散射層5用之胚片。藉由對胚片進行煅燒，獲得散射層5。
圖5係表示本發明之第5實施形態之波長轉換構件之模式性剖視圖。波長轉換構件15具備螢光體層1及形成於其兩面之透光性散熱層2，進而於透光性散熱層2之一表面形成有反射層6。本實施形態之波長轉換構件15係反射型波長轉換構件。若自未形成反射層6之透光性散熱層2側照射激發光，則所入射之激發光經螢光體層1進行波長轉換而成為螢光，該螢光由反射層6反射並自與入射側相同之透光性散熱層2側照射至外部。或者，入射至波長轉換構件15之激發光之一部分經螢光體層1進行波長轉換而成為螢光，該螢光與未進行波長轉換之激發光一併由反射層6反射，並自與入射側相同之透光性散熱層2側照射至外部。
作為反射層6，可列舉金屬層、介電體多層膜或反射玻璃層。
作為金屬層，可列舉銀、鋁或鉑之基板或薄膜。作為金屬薄膜之形成方法，可列舉鍍敷法、或作為物理氣相沈積法之真空蒸鍍法、離子鍍覆法、濺鍍法等。又，亦可藉由於透光性散熱層2上塗佈銀黏土膏並進行加熱，而形成銀之薄膜。
介電體多層膜具有將包含氧化矽等之低折射率層與包含氧化鈮、氧化鈦、氧化鑭、氧化鉭、氧化釔、氧化釓、氧化鎢、氧化鉿、氧化鋁、氮化矽等之高折射率層交替地積層而成之構造。作為介電體多層膜之形成方法，可列舉真空蒸鍍法、離子鍍覆法、濺鍍法等。
反射玻璃層包含例如玻璃基質及分散於其中之高折射之無機粒子。作為玻璃基質，可列舉硼矽酸鹽系玻璃。作為無機粒子，可列舉選自由Al、Nb、Ti、Ta、La、Zr、Ce、Ga、Mg、Si及Zn所組成之群中
之至少一種之氧化物或氮化物。
反射玻璃層能以如下方式製作。藉由刮刀法等將包含成為玻璃基質之玻璃粉末、無機粒子、及黏合劑樹脂或溶劑等有機成分之漿料塗佈於聚對苯二甲酸乙二酯等之樹脂膜上，並進行加熱乾燥，藉此製作反射玻璃層用之胚片。藉由對胚片進行煅燒，獲得反射玻璃層。
圖6(a)係表示本發明之第6實施形態之波長轉換構件之模式性剖視圖。圖6(b)係自激發光L0之入射側之相反側觀察圖6(a)之波長轉換構件16之模式性俯視圖，圖6(c)係自激發光L0之入射側觀察圖6(a)之波長轉換構件16之模式性俯視圖。波長轉換構件16與第5實施形態之波長轉換構件15之不同點在於，以包圍包括螢光體層1與透光性散熱層2之積層體3之側周部之方式設置有散熱構件4。於本實施形態中，積層體3係以密接於被設置於散熱構件4之大致中央部之孔部4a內之方式接合。自螢光體層1產生之熱經由透光性散熱層2、或直接傳遞至散熱構件4而釋放至外部。於本實施形態中，藉由設置散熱構件4，可將於螢光體層1產生之熱更高效率地釋放至外部。再者，於本實施形態中，積層體3為圓柱狀，但亦可為三角柱或四角柱等角柱狀。又，亦可於積層體3與散熱構件4之界面設置反射層(未圖示)。
圖7(a)係表示本發明之第7實施形態之波長轉換構件之模式性剖視圖。圖7(b)係自激發光L0之入射面之相反側觀察圖7(a)之波長轉換構件17之模式性俯視圖，圖7(c)係自激發光L0之入射面側觀察圖7(a)之波長轉換構件17之模式性俯視圖。本實施形態之波長轉換構件17與第6實施形態之波長轉換構件16之不同點在於，在包括螢光體層1與透光性散熱層2之積層體3之激發光L0入射面側表面設置有散射層5。藉此，激發光L0由散射層5散射後照射至螢光體層1，因此可降低照射至螢光體
層1之激發光L0之能量密度。結果，可抑制螢光體層1之溫度過度地上升。
圖8係使用本發明之第1實施形態之波長轉換構件之發光裝置之模式性側視圖。本實施形態之發光裝置係使用透射型波長轉換構件之發光裝置。如圖8所示，發光裝置21具備波長轉換構件11及光源7。自光源7出射之激發光L0藉由波長轉換構件11中之螢光體層1，而被波長轉換為波長較激發光L0長之螢光L1。又，激發光L0之一部分透射波長轉換構件11。因此，激發光L0與螢光L1之合成光L2自波長轉換構件11出射。例如，於激發光L0為藍色光且螢光L1為黃色光之情形時，可獲得白色之合成光L2。
於發光裝置21中，波長轉換構件11包括具備螢光體層1及形成於其兩面之透光性散熱層2之積層體3。因此，因對螢光體層1照射激發光L0而產生之熱經由透光性散熱層2而被高效率地釋放至外部。由此，可抑制螢光體層1之溫度不合理地上升。
作為光源7，可列舉LED或LD。就提高發光裝置21之發光強度之觀點而言，光源7較佳為使用可出射高強度光之LD。
再者，亦可使用第2~5實施形態之波長轉換構件12~15中之任一者代替第1實施形態之波長轉換構件11。
圖9係使用本發明之第5實施形態之波長轉換構件之發光裝置之模式性側視圖。實施形態之發光裝置係使用反射型波長轉換構件之發光裝置。如圖9所示，發光裝置22具備波長轉換構件15、光源7及分光器8。自光源7出射之光L0藉由分光器8被引導至波長轉換構件15，並藉由波長轉換構件15中之螢光體層1而被波長轉換為波長較光L0長之光L1。光L1藉由反射層6而向入射側反射，並透射分光器8向外部出射。
於本實施形態之發光裝置22中，亦於波長轉換構件15中之螢光體層1之兩面形成有透光性散熱層2。因此，因對螢光體層1照射激發光L0而產生之熱經由透光性散熱層2而被高效率地釋放至外部。由此，可抑制螢光體層1之溫度不合理地上升。
本發明之波長轉換構件作為白色LED等普通照明或特殊照明(例如投影器光源、汽車之頭燈光源、內視鏡之光源)等之構成構件較佳。
1‧‧‧螢光體層
2‧‧‧透光性散熱層
3‧‧‧積層體
11‧‧‧波長轉換構件
Claims (15)
- 一種波長轉換構件，其特徵在於包括積層體，該積層體包含：螢光體層；及透光性散熱層，其形成於上述螢光體層之兩面，且具有高於上述螢光體層之導熱率。
- 如請求項1之波長轉換構件，其包括由2個以上之上述螢光體層與3個以上之上述透光性散熱層交替地積層而成之積層體。
- 如請求項1或2之波長轉換構件，其中上述透光性散熱層包含透光性陶瓷。
- 如請求項3之波長轉換構件，其中上述透光性陶瓷係選自由氧化鋁系陶瓷、氧化鋯系陶瓷、氮化鋁系陶瓷、碳化矽系陶瓷、氮化硼系陶瓷、氧化鎂系陶瓷、氧化鈦系陶瓷、氧化鈮系陶瓷、氧化鋅系陶瓷及氧化釔系陶瓷所組成之群中之至少一種。
- 如請求項1至4中任一項之波長轉換構件，其中上述螢光體層係螢光體粉末分散於無機黏合劑中而成者。
- 如請求項1至4中任一項之波長轉換構件，其中上述螢光體層包含多晶陶瓷螢光體。
- 如請求項2至4中任一項之波長轉換構件，其中上述螢光體層包含螢光體粉末分散於無機黏合劑中而成之層、及含有多晶陶瓷螢光體之層。
- 如請求項1至7中任一項之波長轉換構件，其中於上述積層體之側周部設置有具有高於上述螢光體層之導熱率之散熱構件。
- 如請求項8之波長轉換構件，其中上述散熱構件為金屬或陶瓷。
- 如請求項8或9之波長轉換構件，其中於上述積層體與上述散熱構件之界面設置有反射層。
- 如請求項1至10中任一項之波長轉換構件，其中於上述積層體之激發光入射面側表面設置有散射層。
- 如請求項1至11中任一項之波長轉換構件，其係於上述積層體之最外層表面中之與激發光之入射側相反之側形成反射層而成。
- 如請求項12之波長轉換構件，其中上述反射層為金屬層、介電體多層膜或反射玻璃層。
- 一種發光裝置，其特徵在於：其係包括如請求項1至13中任一項之波長轉換構件及對上述波長轉換構件照射激發光之光源而成。
- 如請求項14之發光裝置，其中上述光源為雷射二極體。
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