CN103185295B

CN103185295B - 波长变换装置以及利用了该波长变换装置的发光装置

Info

Publication number: CN103185295B
Application number: CN201210567010.4A
Authority: CN
Inventors: 中津嘉隆; 杉山卓史
Original assignee: Nichia Chemical Industries Ltd
Current assignee: Nichia Chemical Industries Ltd
Priority date: 2011-12-27
Filing date: 2012-12-24
Publication date: 2015-12-23
Anticipated expiration: 2032-12-24
Also published as: TW201344997A; US9519207B2; JP6044073B2; TWI577054B; US20130163225A1; JP2013134424A; CN103185295A

Abstract

本发明提供一种光输出优良的波长变换装置以及利用了该波长变换装置的发光装置。该波长变换装置具备基板、和被设置在基板上的波长变换部件，波长变换部件具有荧光体粉末、和保持荧光体粉末的保持体，波长变换部件的上表面是包含荧光体粉末的上表面和保持体的上表面的发光面，在保持体的上表面与荧光体粉末相邻地形成有第1凹部。

Description

波长变换装置以及利用了该波长变换装置的发光装置

技术领域

本发明涉及获得较高的光输出的波长变换装置以及利用了该波长变换装置的发光装置。

背景技术

以往公知一种使荧光体粉末和玻璃粉末混合并烧结而获得的波长变换装置(例如，专利文献1)。该专利文献1的波长变换装置通过将耐热性以及耐候性高的玻璃用作保持体，从而即便在长期间内使用也能够抑制变色以及亮度的下降。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-122067号

发明内容

发明要解决的课题

然而，由于以往的波长变换部件使被荧光体粉末进行了波长变换后的光经由荧光体粉末附近的保持体而向外部放射，因而存在该保持体会吸收光从而导致光输出下降的问题。

因此，本发明正是为了解决上述问题而完成的，其目的在于提供一种可获得较高的光输出的波长变换装置以及利用了该波长变换装置的发光装置。

用于解决课题的技术方案

本发明的一形式涉及的波长变换装置具备基板、和被设置在所述基板上的波长变换部件。所述波长变换部件具有荧光体粉末、和保持所述荧光体粉末的保持体，所述波长变换部件的上表面成为包含所述荧光体粉末的上表面和所述保持体的上表面在内的发光面，在所述保持体的上表面与所述荧光体粉末相邻地形成有第1凹部。

发明效果

根据本发明，可以提高光输出，故能够提供可获得较高的光输出的波长变换装置。

附图说明

图1是本发明涉及的实施方式的波长变换装置的剖视图。

图2是本发明涉及的实施方式的波长变换装置的上表面照片。

图3是本发明涉及的发光装置的一方式的框图。

图4是本发明涉及的发光装置的另一方式的框图。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的一实施方式进行说明。其中，以下所示的方式用于具体化本发明的技术思想，并未将本发明确定为以下内容。各附图所示的部件的尺寸、位置关系等为了明确说明而有时会有所夸大。而且，在以下的说明中，关于同一名称、符号，原则上表示同一或者同质的部件，并适当地省略其详细说明。

在图1中示出本实施方式的波长变换装置的剖视图。

如图1所示，波长变换装置100具备基板10、和被设置在基板10上的波长变换部件20，波长变换部件20具有荧光体粉末30、和保持荧光体粉末30的保持体40。

另外，在波长变换部件20的发光面(波长变换部件20的上表面)露出荧光体粉末30的表面，且波长变换部件20的发光面包含荧光体粉末30所露出的上表面和保持体40的上表面。并且，在本实施方式的波长变换装置100中，在保持体40的上表面，与荧光体粉末30相邻地具有第1凹部50a。由此，光经由由于形成第1凹部50a而被露出的荧光体粉末30的侧面30ss从而被射出。另外，在波长变换部件20的上表面，荧光体粉末30的上表面30us和保持体40的表面40s分别是平坦的，而且被保持为荧光体粉末30从保持体40的上表面突出。即、在波长变换部件20的上表面，保持体40的上表面40s变得低于荧光体粉末30的上表面30us，且形成有以保持体40的上表面40s作为底面的第2凹部50。由此，在波长变换部件20的上表面所露出的荧光体粉末30，由于其平坦的上表面30us从保持体40的上表面突出，故由第2凹部50而使得荧光体粉末30的侧面的一部分进一步被露出。在采用以上构成的实施方式的波长变换装置100中，在波长变换部件20的上表面，由第1凹部50a以及第2凹部50而使得荧光体粉末30的侧面的一部分露出，故从所露出的侧面放射出的光也不会通过保持体40而直接被射出。以下，将所露出的侧面的一部分赋予30ss的符号从而标记为侧面30ss。此外，在本实施方式中，虽然针对包含第1凹部50a和第2凹部50的优选方式进行了说明，但是本发明并不限于此，只要至少具有第1凹部50a和第2凹部50的一方即可。例如，也可以使荧光体粉末30的上表面30us与保持体40的表面40s位于同一平面上。

由此，能够作为光输出优良的波长变换装置。

也就是说，虽然保持体40使波长变换后的光完全地透过的情况是理想的，但是实际上波长变换后的光的一部分会被保持体40自身吸收、或者被荧光体粉末30和保持体40的界面吸收。因而，存在着最终获得的光输出有所下降的问题。因此，在本实施方式中，在波长变换部件20的上表面设置使荧光体粉末30的侧面30ss露出那样的第1凹部50a和/或第2凹部50。由此，被荧光体粉末30波长变换后的光之中的、不经由保持体40而直接向外部放射出的成分有所增加，所以能够抑制保持体40中的光损失。

此外，荧光体粉末30的侧面“露出”是指，荧光体粉末没有被保持体40覆盖的状态。因而，不仅包含荧光体粉末直接暴露在外部的状态，还包含被其他部件(例如，后述那样的无反射的保护膜)包覆的状态。

另外，通过形成第1凹部50a而露出的侧面和通过形成第2凹部50而露出的侧面指的都是侧面ss。

以下，对构成波长变换装置100的各要素进行说明。

(基板10)

基板10是用于在其上设置波长变换部件20的部件。如果向波长变换部件20照射激发光，则激发光被荧光体粉末30进行波长变换。此时，荧光体粉末30不仅产生被波长变换后的光还产生热量。因此，基板10能够由散热性优良的材料构成。例如，金属基板或陶瓷基板被例举为散热性优良的优选基板。即、能够使用铜或铝来作为基板10。此外可知，即便是在波长变换装置100中不设置基板10的构成，也可获得本发明的效果。

(波长变换部件20)

波长变换部件20具有荧光体粉末30和保持体40。波长变换部件20例如能够使荧光体粉末30和保持体40进行混合，并利用SPS(SparkPlasmaSintering：放电等离子烧结)、HIP(HotIsostaticPressing：热等静压成型)、CIP(ColdIsostaticPressing：冷等静压成型)等烧结法来形成。如果向波长变换部件20照射激发光，则从荧光体粉末30放射出被波长变换后的光。

波长变换部件20的形状优选为板状体。由此，能够在基板10上稳定地配置波长变换部件20。只要膜厚为50～500μm，就能将在波长变换部件产生的热量有效地向基板释放。

在本实施方式中，例如能够使用由波长为440～480nm的蓝色的激发光进行激发、且放射出波长为500～540nm的绿色的光那样的荧光体粉末30。作为满足这种条件的荧光体粉末，作为代表例而举出Lu₃Al₅O₁₂:Ce、Y₃Al₅O₁₂:Ce、Y_2.5Gd_0.5Al_2.5Ga_2.5O₁₂:Ce等，但是也能够使用进一步在下面示出的、主要被镧系元素活化的稀土类铝酸盐荧光体、主要被镧系元素活化的氮化物系荧光体。

1.稀土类铝酸盐荧光体

稀土类铝酸盐荧光体是在母体结晶中含有从稀土类元素中选择出的1种以上的元素、和铝，且被从稀土类元素中选择出的至少一个元素活化的荧光体，并被短波长侧的可见光或紫外线激发而发出从绿色变为红色的光。作为该稀土类铝酸盐荧光体，例如举出Re₃(Al_1-yGa_y)₅O₁₂:Ce(0≤y≤1，其中Re是从由Y、Gd、Ce、La、Lu、Tb、Sc、Pr、Sm、Eu构成的组中选择出的至少一个稀土类元素。)等。

例如，被铈活性化的钇·铝·石榴石系荧光体可以发出绿色系或红色系的光。具有石榴石构造的这种荧光体通过用Ga来置换Al的一部分，从而发光光谱向短波长侧移动，另外通过用Gd和/或La来置换组成中的Re的一部分，从而发光光谱向长波长侧移动。这样使组成发生变化，从而可以连续地调节发光色。这种稀土类铝酸盐荧光体例如用通式(Y_1- _xGd_x)₃(Al_1-yGa_y)₅O₁₂:Ce(其中，0≤x≤1，0≤y≤1)来表示。

可以发出绿色系光的钇·铝·石榴石系荧光体由于采用石榴石构造，因而耐热、光以及水分，激发吸收光谱的峰值波长为420nm～470nm附近，发光峰值波长λp位于510nm附近。

另外，可以发出红色系光的钇·铝·石榴石系荧光体由于也与绿色系同样地为石榴石构造，因而耐热、光以及水分，激发吸收光谱的峰值波长为420nm～470nm附近，发光峰值波长λp为600nm附近、且直到750nm附近为止具有较宽的发光光谱。

2.氮化物系荧光体

作为氮化物系荧光体，能够适当地利用(Ca，Sr)₂Si₅N₈:Eu以及(Ca，Sr)AlSiBN₃:Eu等的红色发光荧光体，也能够利用例如通式用M_xAl_ySi_zO_aN_b:Eu²⁺(M为从Mg、Zn、Ca、Sr、Ba的组中选出的至少一个，0.5≤x≤3，0.5≤y≤3，0.5≤z≤9，0≤a≤3，0.5≤b≤3)来表示的荧光体。

使用以上那样的稀土类铝酸盐荧光体或氮化物系荧光体，由此能够形成放射出包含红色等的各种波长的光的波长变换部件20，而并不限于放射出波长为500～540nm的绿色的光那样的荧光体。

在促进烧结反应的目的和/或调整结晶粒径的目的下，通过添加助剂来烧成混合了原料的混合原料，从而制成以上的荧光体粉末。为了与在通过烧结来制作后述的波长变换部件20时所添加的助剂相区别，在本说明书中将制作该荧光体粉末时所添加的助剂称作助剂A。

在此，作为在制作由稀土类铝酸盐荧光体构成的荧光体粉末时被使用的助剂A，例如能够使用：

(1)Li₃PO₄、K₃PO₄等碱金属磷酸盐、

(2)KH₂PO₄、NH₄H₂PO₄、(NH₄)₂HPO₄等磷酸氢铵、

(3)BPO₄、AlPO₄等，

进而还能够使用：

(4)BaF₂、SrF₂等卤化物、

(5)B₂O₃、H₃BO₃、NaB₄O₇等硼酸盐。

另外，作为在制作由氮化物系荧光体构成的荧光体粉末时被使用的助剂A，能够使用

(1)氟化镁、氟化铝、氯化锶、氯化镁、或氯化铵等的氟化物或氯化物化合物那样的卤素化合物、

(2)B₂O₃、H₃BO₃、NaB₄O₇等硼酸盐。

保持体40作为用于稳定地保持荧光体粉末30的粘结剂发挥功能。保持体40的材料优选采用比有机材料更难以变色的无机材料。而且，在使用由氧化物构成的荧光体粉末的情况下，优选将氧化物的无机材料用作保护体的材料。由此，在荧光体粉末和保持体中含有共同的元素，从而能够形成荧光体粉末和保持体已良好地结合的波长变换部件。作为氧化物的保持体，举出Al₂O₃、MgO、ZrO₂、BaO、Lu₂O₃、TiO₂、Cr₂O₃、WO₃、V₂O₅、MoO₃、SrO、Na₂O、Y₂O₃、SiO₂、B₂O₃、P₂O₅、PbO、N₂O、K₂O、CaO等。

另外，在利用烧结法形成波长变换部件20的情况下，能够使用用于促进烧结的助剂(未图示)。如上述那样，将在此用到的助剂称作助剂B。具体而言，通过使荧光体粉末30、保持体40和助剂B进行混合并烧结，从而能够形成波长变换部件20。由此，即便以较低的低温进行烧结，也能够成为荧光体粉末30和保持体40已良好地结合的波长变换部件20。在将荧光体粉末30作为Lu₃Al₅O₁₂或Y₃Al₅O₁₂、将保持体40作为Al₂O₃的情况下，作为助剂B而能够使用NH₄Cl、AlF₃、H₃BO₃等。

此外，在使用由稀土类铝酸盐荧光体构成的荧光体粉末的情况下，优选将氟化铝、氟化镁、氟化钡等卤化物用作助剂B。

另外，在使用由氮化物系荧光体构成的荧光体粉末的情况下，优选将氯化物化合物或氟化物那样的卤化物例如(1)氟化铝、氟化镁、氟化钡等卤化物、(2)氯化锶、氯化镁或氯化铵等氯化物化合物用作助剂B。

关于在保持体40的上表面40s(凹部的底面)所形成的第1凹部50a，能够利用荧光体粉末30以及保持体40与在制作荧光体粉末30时所用的助剂A的蚀刻速率差来形成。即、使用与助剂A相应的蚀刻速率比与荧光体粉末30以及保持体40相应的蚀刻速率更高的蚀刻液来对波长变换部件的上表面进行蚀刻。如此一来，助剂A附着于荧光体粉末30的周围(侧面)，所以助剂被优先蚀刻而形成了第1凹部50a，从而荧光体粉末30的侧面露出。如以上那样，能够按照在俯视时被荧光体粉末30和保持体40夹持的方式形成第1凹部50a。

另外，关于在利用烧结法制作波长变换部件20时所用的助剂B，其一部分也当然会附着于荧光体粉末30的周围(侧面)，此时助剂B也有助于形成第1凹部50a。在该情况下，如果将助剂A和助剂B设为同种或相同，则助剂B更有效地有助于第1凹部50a的形成。

另外，也能够在机械地研磨了波长变换部件20之后，利用一般采用的干蚀刻或湿蚀刻来形成，但是在本实施方式中，通过对由助剂A的蚀刻速率比荧光体粉末30以及保持体40的蚀刻速率更高的材料构成的波长变换部件20进行CMP(化学机械研磨：ChemicalMechanicalPolishing)处理，从而使助剂蚀刻最快，而在进行CMP处理的面形成了第1凹部50a。另外，无论有无助剂A以及助剂B，都能够利用荧光体粉末30、保持体40以及助剂的蚀刻速率差来形成第2凹部50。由此，能够利用荧光体粉末30、保持体40以及助剂的蚀刻速率差来形成第2凹部50以及第1凹部50a。

由比荧光体粉末30的上表面30us更低的保持体40的表面40s所形成的第2凹部50，能够利用荧光体粉末30和保持体40的蚀刻速率差来形成。

由此，如果形成第1凹部50a而使荧光体粉末30的表面露出得较宽，则能够抑制保持体40中的光的吸收。如果进而形成第2凹部50而使荧光体粉末30的表面露出得更宽，则能够进一步抑制保持体40中的光的吸收。尤其是，如果利用CMP处理来使荧光体粉末30的上表面露出，则能够去除因研磨等所产生的表面附近的损伤层，因而能够进一步提高荧光体粉末30的波长变换效率。

在CMP处理中能够使用包含SiO₂、CeO₂等磨粒(abrasive)的生料。一般CMP处理其目的仅在于为了去除研磨对象物的损伤层而形成平坦面，但是在本实施方式中其目的在于，对由蚀刻速率不同的多种材料构成的波长变换部件20进行CMP处理，同时形成平坦面、第2凹部50和第1凹部50a。另外，也能够根据CMP垫、使波长变换部件20向CMP垫按压的压力(以下简单称为加压)以及CMP处理时间来调节第1凹部50a及第2凹部50的深度。作为CMP垫而举出聚氨酯制的IC1000或压缩率高的绒面型的SUPREMERN-H等。如果CMP处理时的加压为低压则生产率容易下降，如果CMP处理时的加压为高压则在波长变换部件中容易带来裂缝，因而优选50～300g/cm²，更优选100～200g/cm²。另外，CMP处理时间并没有特别进行限定，只要是能形成第1凹部50a及第2凹部50那样的时间即可。此外，为了有效地进行CMP处理，也能够在进行CMP处理之前预先利用金刚石磨粒等磨粒进行粗略研磨。如果金刚石磨粒的平均粒径为1～3μm，则能够更有效地进行其后的CMP处理。也能够使用磨粒的尺寸阶段性变小，从而进行多次研磨。另外，波长变换部件20的下表面也同样地，能够进行研磨以及CMP处理。由此，能够稳定地设置在基板10上。

另外，即便波长变换部件20的上表面中的荧光体粉末30的平坦面以及保持体40的平坦面拉平，也能够获得本发明的效果，但是通过将荧光体粉末30设为蚀刻速率比保持体40更低的材料，从而能够成为荧光体粉末30的平坦面比保持体40的平坦面更向上表面侧突出的构成。由此，荧光体粉末30的侧面的露出面积进一步增大，能够抑制从荧光体粉末30放射出的光照到保持体40，因而光输出进一步提高。

优选波长变换部件20的上表面作为将被荧光体粉末30波长变换后的光射出的表面，并且用作用于激发荧光体粉末30的光所入射的表面。由此，入射至荧光体粉末30的激发光的一部分不经由保持体40而经由通过第1凹部50a以及第2凹部50所形成的侧面30ss向荧光体粉末30入射，因而能够有效地照射激发光。而且，从荧光体粉末30的侧面30ss放射出的光不经由保持体40而经由第2凹部50向外部放射，因而提高了光输出。

此外，也能够以保护波长变换部件和提高光取出效率为目的，在波长变换部件20的上表面(发光面)设置无反射的保护膜(实施无反射涂敷)。另外，也能够以使光向波长变换部件的上表面侧反射为目的，在波长变换部件的下表面(即、基板10侧的面(与发光面相反一侧的面))设置反射膜。作为反射膜，还能够单独地设置金属、Al₂O₃等绝缘膜或电介质多层膜，还能够将它们组合起来进行设置。由此，能够进一步提高从波长变换装置100的上表面放射出的光的输出。此外，在图1中，省略了无反射的保护膜、反射膜。

能够利用采用如上构成的波长变换装置100、和用于使波长变换装置100的荧光体粉末30激发的光源来制作各种各样的发光装置。由此，能够提供光输出优良的发光装置。作为光源，能够使用LED或LD，但是优选使用能局部性照射光的LD。

本发明涉及的发光装置1.

该发光装置1例如为投影仪所使用的光源，如图3所示那样构成为具备3个蓝色发光元件(例如，蓝色激光二极管)201a、201b、201c、将从其中一个蓝色发光元件201b输入的光变换成绿色之后射出的绿色波长变换装置100g、将从另一个蓝色发光元件201c输入的光变换成红色之后射出的红色波长变换装置100r、以及包含多个透镜和分色镜而形成的光学系统，从而能够射出蓝、绿、红的3色光。

在图3的发光装置1中，从蓝色发光元件(例如，蓝色激光二极管)201a射出的蓝色光Lba经由透镜221、分色镜211、分色镜212、透镜226、透镜227、透镜228而被射出。

在图3的发光装置1中，从蓝色发光元件(例如，蓝色激光二极管)201b射出的蓝色光Lbb经由透镜222、分色镜211、透镜223而被入射至绿色波长变换装置100g。被入射至绿色波长变换装置100g的蓝色光Lbb在绿色波长变换装置100g中被变换成绿色的光Lg之后射出，该绿色光Lg被分色镜211反射，经过透镜226、透镜227、透镜228而被射出。

在图3的发光装置1中，从蓝色发光元件(例如，蓝色激光二极管)201c射出的蓝色光Lbc经由透镜224、分色镜212、透镜225而被入射至红色波长变换装置100r。被入射至红色波长变换装置100r的蓝色光Lbc在红色波长变换装置100r中被变换成红色的光Lr之后射出，该红色光Lr被分色镜212反射，经由透镜226、透镜227、透镜228而被射出。

在此，分色镜反射特定波长的光而使其他波长的光透过，在发光装置1中分色镜211按照反射绿色的波长范围的光而使其他波长的光透过的方式构成，分色镜212按照反射红色的波长范围的光而使其他波长的光透过的方式构成。

如以上说明过的那样，发光装置1能够射出蓝、绿、红的3色光。

在将该发光装置1用于投影仪的情况下，从发光装置1射出的蓝、绿、红的3色光被照射至摄影元件215，利用摄影元件215而形成二维扩展的输出图像，被投影透镜229放大之后投影到屏幕。

此外，摄影元件215例如具有将与像素数对应的数量的多个微小的微镜排列成阵列状的DMD，且对应于投影图像来控制旋转角从而形成输出图像。

本发明涉及的发光装置2.

发光装置2与发光装置1同样地，例如是投影仪所使用的光源，如图4所示那样构成。

发光装置2在发光装置1中取代蓝色发光元件(例如，蓝色激光二极管)201c和红色波长变换装置100r而利用红色发光元件202(例如，红色激光二极管)来构成。伴随上述变更，还移除了透镜225，且改变了分色镜212的朝向。

在采用以上构成的发光装置2中，除了从红色发光元件202射出的红色光Lr被分色镜212反射之后经由透镜226、透镜227、透镜228而被射出这一点之外，其他与发光装置1同样地动作。

在以上的发光装置1中，作为蓝色发光元件，除了可以使用蓝色激光二极管之外，还可以使用发光二极管(LED)、超辐射发光二极管(SLD)等的其他光源。另外，在发光装置2中，作为红色发光元件，除了可以使用红色激光二极管之外，还可以使用发光二极管(LED)、超辐射发光二极管(SLD)等的其他光源。

此外，超辐射发光二极管(SLD)是指具有以下特征的发光元件：具有比激光二极管更宽波段的发光光谱，且空间指向性比发光二极管(LED)更强。

另外，对应于各种颜色而设置的发光元件并不限于一个，也可以配置多个。

(实施例1)

1.制作荧光体粉末30

作为荧光体原料而将Lu₂O₃、Al₂O₃、CeO₂混合规定量，进而在其中作为助熔剂而添加了由BaF2构成的助剂A之后充分混合，并填充到氧化铝坩埚中，在氢浓度为3体积％以下的氢·氮的混合气体环境下以1400℃烧成3个小时。将所获得到的烧成品在水中进行球磨、水洗、分离、干燥之后，通过筛子而获得平均粒径约为10μm的由Lu₃Al₅O₁₂:Ce构成的荧光体粉末30。

2.制作波长变换部件20

使由此获得到的平均粒径约为10μm的由Lu₃Al₅O₁₂:Ce构成的荧光体粉末30、和由Al₂O₃构成的保持体40进行混合。然后，作为助剂B而添加BaF₂，并利用SPS法进行烧结。利用钢丝锯将通过该烧结所获得到的波长变换部件20切断成350μm的厚度。

3.形成以及评价凹部

其次，利用粒径为3μm的金刚石磨粒对波长变换部件20的上表面进行研磨，接着利用粒径为1μm的金刚石磨粒再次进行研磨。然后，在该研磨过的面上，利用由SiO₂磨粒以及pH调整液构成的生料和聚氨酯制的CMP垫，在150g/cm²的加压条件下进行2小时的CMP处理。其结果，波长变换部件20的膜厚变为100μm，如图2所示，使长变换部件20的上表面变得平坦，并且形成了荧光体粉末30的侧面30ss露出那样的第1凹部50a和第2凹部50。第1凹部50a的宽度为2μm，第1凹部50a的深度为1μm。第2凹部50的深度为10nm以上。同样地，波长变换部件20的下表面也进行粗磨以及CMP处理。

其次，作为无反射的保护膜，利用溅射法在波长变换部件20的上表面形成了膜厚为76nm的SiO₂，作为反射膜，利用溅射法在波长变换部件20的下表面形成膜厚为1000nm的Ag膜。

其次，在将波长变换部件20芯片化为4mm×4mm之后，隔着膜厚为30μm的由Au/Sn构成的接合膜而载置于铜制的基板10上，从而形成波长变换装置100。

然后，如果在波长变换装置100的上表面将峰值波长为445nm的蓝色激光元件作为激发光源来进行照射，则从波长变换装置100放射出峰值波长为540nm的绿色的光，能够提高光输出。

(实施例2)

1.制造荧光体粉末30

作为荧光体原料而将Y₂O₃、Al₂O₃、CeO₂混合，进而在其中作为助熔剂而添加了由BaF₂构成的助剂A之后充分混合，并填充到氧化铝坩埚中，在氢浓度为3体积％以下的氢·氮的混合气体环境下以1400℃烧成3个小时。将所获得到的烧成品在水中进行球磨、水洗、分离、干燥之后，通过筛子而获得YAG荧光体。

2.制作波长变换部件20

使由Y₃Al₅O₁₂:Ce构成的荧光体粉末30、和由Al₂O₃构成的保持体40进行混合。然后，作为助剂B而添加BaF₂，并利用SPS法进行烧结。利用钢丝锯将通过该烧结所获得到的波长变换部件20切断成350μm的厚度。

3.形成及评价凹部

其次，与实施例1同样地，对波长变换部件20的上表面以及下表面进行粗磨以及CMP处理。以上处理结果为可形成荧光体粉末30的侧面30ss露出那样的第1凹部50a和第2凹部50。另外，第1凹部50a的宽度以及深度、第2凹部50的深度与实施例1同样。

其次，与实施例1同样地，作为无反射的保护膜而利用溅射法在波长变换部件20的上表面形成膜厚为76nm的SiO₂，作为反射膜而利用溅射法在波长变换部件20的下表面形成膜厚为1000nm的Ag膜。

然后，如果在波长变换装置100的上表面将与实施例1相同的445nm的蓝色激光元件作为激发光源来进行照射，则从波长变换装置100放射出峰值波长约为560nm的黄色的光，可获得与实施例1同样的较高的光输出。

(实施例3)

1.制作荧光体粉末30以及波长变换部件20

在实施例3中，首先与实施例1同样地，制作平均粒径约为10μm的由Lu₃Al₅O₁₂:Ce构成的荧光体粉末30，并使该荧光体粉末30和由Al₂O₃构成的保持体40进行了混合。然后，与实施例1不同的是不添加助剂B，利用SPS法进行了烧结。利用钢丝锯将通过该烧结所获得到的波长变换部件20切断成350μm的厚度。

2.形成及评价凹部

其次，利用粒径为3μm的金刚石磨粒对波长变换部件20的上表面进行研磨，接着利用粒径为1μm的金刚石磨粒再次进行了研磨。然后，在该研磨后的面上，利用由SiO₂磨粒以及pH调整液构成的生料和绒面型的SUPREMERN-H的CMP垫，在200g/cm²的加压条件下进行了3小时的CMP处理。其结果，波长变换部件20的膜厚变为100μm，如图2所示，使波长变换部件20的上表面变得平坦，并且形成了荧光体粉末30的侧面30ss露出那样的第1凹部50a和第2凹部50。第1凹部50a的宽度为2μm，第1凹部50a的深度为1μm。第2凹部50的深度为10nm。同样地，波长变换部件20的下表面也进行了粗磨以及CMP处理。

然后，与实施例1同样地，形成反射膜并使其载置于铜制的基板10上，从而形成了波长变换装置100。

(实施例4)

1.制作荧光体粉末30

作为荧光体原料而将Y₂O₃、Al₂O₃、CeO₂混合，进而在其中作为助熔剂而添加了由BaF₂构成的助剂A之后充分混合，并填充到氧化铝坩埚中，在氢浓度为3体积％以下的氢·氮的混合气体环境中以1400℃烧成了3个小时。将所获得到的烧成品在水中进行球磨、水洗、分离、干燥之后，通过筛子而获得了Y₃Al₅O₁₂:Ce(YAG)荧光体。

2.波长变换部件20的制作

使由Y₃Al₅O₁₂:Ce构成的荧光体粉末30、和由Al₂O₃构成的保持体40进行了混合。然后，不添加助剂B，利用SPS法进行了烧结。利用钢丝锯将通过该烧结所获得到的波长变换部件20切断成350μm的厚度。

3.形成及评价凹部

其次，利用粒径为3μm的金刚石磨粒对波长变换部件20的上表面进行研磨，接着利用粒径为1μm的金刚石磨粒再次进行了研磨。然后，在该研磨后的面上，利用由SiO₂磨粒以及pH调整液构成的生料和绒面型的SUPREMERN-H的CMP垫，在200g/cm²的加压条件下进行了3小时的CMP处理。其结果，波长变换部件20的膜厚变为100μm，如图2所示，使波长变换部件20的上表面变得平坦，并且形成了荧光体粉末30的侧面30ss露出那样的第1凹部50a和第2凹部50。第1凹部50a的宽度为2μm，第1凹部50a的深度为1μm。第2凹部50的深度为10nm。同样地，对波长变换部件20的下表面也进行了粗磨以及CMP处理。

如以上那样，即便在按照仅添加制作荧光体时的助剂A而不添加助剂B的方式制作了波长变换部件20的实施例3以及4的情况下，通过适当地变更波长变换部件20的粗磨以及CMP处理的条件，也能够形成与实施例1大致同样形状的第1凹部50a以及第2凹部50。

符号说明

1、2-发光装置；

100-波长变换装置；

10-基板；

20-波长变换部件；

30-荧光体粉末；

40-保持体；

50a-第1凹部；

50-第2凹部。

Claims

1.一种波长变换装置，具备基板、和被设置在所述基板上的波长变换部件，其中，

所述波长变换部件具有荧光体粉末、和保持所述荧光体粉末的保持体，

所述波长变换部件的上表面是包含所述荧光体粉末的上表面和所述保持体的上表面在内的发光面，

在所述保持体的上表面，与所述荧光体粉末相邻地形成有第1凹部。

2.根据权利要求1所述的波长变换装置，其中，

所述荧光体粉末的上表面和所述保持体的上表面分别平坦、且位于同一平面上。

3.根据权利要求1所述的波长变换装置，其中，

所述荧光体粉末的上表面被设置得比所述保持体的上表面突出，

在所述波长变换部件的上表面形成有以所述保持体的上表面作为底面的第2凹部，

所述第1凹部形成于第2凹部的底面。

4.根据权利要求3所述的波长变换装置，其中，

所述荧光体粉末的上表面以及所述保持体的上表面分别平坦、且相互平行。

5.根据权利要求1所述的波长变换装置，其中，

所述波长变换部件的上表面被无反射涂敷。

6.根据权利要求5所述的波长变换装置，其中，

所述波长变换部件的上表面是发光面，并且是用于激发所述荧光体粉末的光所入射的入射面。

7.根据权利要求1所述的波长变换装置，其中，

在所述波长变换部件与所述基板之间具有反射部件。

8.根据权利要求1所述的波长变换装置，其中，

所述基板为陶瓷基板或金属基板。

9.一种发光装置，具备：

权利要求1～8任一项所述的波长变换装置；和

用于激发所述波长变换装置的荧光体粉末的光源。

10.根据权利要求9所述的发光装置，其中，

所述光源在440～480nm的范围内具有发光峰值，所述荧光体在500～540nm的范围内具有发光峰值。

11.一种波长变换装置的制造方法，具备：

通过混合并烧成原料粉末和助剂而获得荧光体粉末的工序；

在混合了原料之后进行烧成而获得波长变换部件的工序，所述原料包含所述荧光体粉末和保持该荧光体粉末的保持体的材料；

利用与所述助剂相应的蚀刻速率比与所述荧光体粉末以及所述保持体相应的蚀刻速率更高的蚀刻液，对所述波长变换部件的上表面进行蚀刻的蚀刻工序；和

将所述波长变换部件载置于基板上而获得波长变换装置的工序。

12.根据权利要求11所述的波长变换装置的制造方法，其中，

在所述蚀刻工序中，在对所述波长变换元件的上表面机械地研磨之后对所述波长变换部件的上表面进行化学机械研磨处理。