CN104048264A - 光源装置及照明装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光源装置及照明装置，其能够实现低成本化的同时使荧光体发光部以高效率发光。本发明的照明装置（1-1）具备光源装置（2-1）。光源装置（2-1）由放射激发光的光源部（10）和利用激发光而发光的荧光体发光部（20-1）构成。荧光体发光部（20-1）具备发光部（21-1）、散热构件（22）和树脂系片材（23）。发光部（21-1）由反射层（25）和层叠在反射层（25）上的荧光体层（24-1）构成。发光部（21-1）的反射层（25）通过树脂系片材（23）与散热构件（22）接合。

Description

光源装置及照明装置

技术领域

本发明涉及一种光源装置及照明装置。

背景技术

以往，使用将LED等光源部和利用来自光源部的激发光而发光的荧光体发光部组合而成的光源装置（例如，参照专利文献1）。光源装置组合反射镜、透镜等而构成照明装置。

【专利文献】

【专利文献1】日本特开2011-129354号公报

然而，在组合了光源部和荧光体发光部的光源装置中，期望实现低成本化且能够使荧光体发光部以高效率发光。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种能够在实现低成本化的同时使荧光体发光部以高效率发光的光源装置及照明装置。

本发明的光源装置由放射激发光的光源部和利用激发光而发光的荧光体发光部构成。荧光体发光部具备发光部、散热构件和树脂系片材。发光部由荧光体层和层叠在荧光体层上的反射层构成。发光部的反射层利用散热构件和树脂系片材接合。

发明效果

根据本发明，能够在实现低成本化的同时使荧光体发光部以高效率发光。

附图说明

图1是示意地表示第一实施方式涉及的照明装置的概略结构的剖视图。

图2是表示第一实施方式涉及的光源装置的概略结构的分解立体图。

图3是示意地表示第二实施方式涉及的照明装置的概略结构的剖视图。

图4是表示第二实施方式涉及的光源装置的概略结构的分解立体图。

图5是示意地表示第三实施方式涉及的照明装置的概略结构的剖视图。

【符号说明】

1-1、1-2、1-3  照明装置

2-1、2-2、2-3  光源装置

10  光源部

10a  半导体发光元件

10b  导光体

20-1、20-2、20-3  荧光体发光部

21-1、21-2、21-3  发光部

22  散热构件

23  树脂系片材

24-1、24-2、24-3  荧光体层

25  反射层

26  荧光体

27  陶瓷

27a  表面

27b  背面

30  反射镜

40  透镜

具体实施方式

以下说明的实施方式涉及的光源装置2-1、2-2、2-3由放射激发光的光源部10和利用激发光而发光的荧光体发光部20-1、20-2、20-3构成。荧光体发光部20-1、20-2、20-3具备发光部21-1、21-2、21-3、散热构件22和树脂系片材23。发光部20-1、20-2、21-3由反射层25和层叠在反射层25上的荧光体层24-1、24-2、24-3构成。发光部21-1、21-2、21-3的反射层25通过树脂系片材23与散热构件22接合。

另外，以下说明的实施方式涉及的光源装置2-1、2-3中，所述荧光体层24-1、24-3由陶瓷27和层叠在所述陶瓷27上的荧光体26构成。

另外，在以下说明的实施方式涉及的光源装置2-1、2-3中，所述陶瓷27的透射率为65%以上且小于100%。

此外，在以下说明的实施方式涉及的光源装置2-1、2-3中，所述荧光体26的厚度A，所述陶瓷27的厚度为B时，满足0.013≤A/B≤1。

另外，在以下说明的实施方式涉及的光源装置2-2中，所述荧光体层24-2为荧光体陶瓷。

另外，在以下说明的实施方式涉及的光源装置2-1、2-2、2-3中，所述反射层25的反射率为80%以上且小于100%。

以下说明的实施方式涉及的照明装置1-1、1-2、1-3具备光源装置2-1、2-2、2-3。

［第一实施方式］

其次，基于附图对本发明的第一实施方式涉及的光源装置2-1及照明装置1-1进行说明。图1是示意地表示第一实施方式涉及的照明装置的概略结构的剖视图，图2是表示第一实施方式涉及的光源装置的概略结构的分解立体图。

图1所示的第一实施方式的照明装置1-1用于例如普通照明、聚光灯、车载用照明等。如图1所示，照明装置1-1具备光源装置2-1。

如图1所示，光源装置2-1包括放射激发光的光源部10和利用光源部10放射的激发光而发光的荧光体发光部20-1。光源部10为放出激发光的结构，作为激发光的产生机构至少具有半导体发光元件等。半导体发光元件可以为例如放出400nm～490nm的波长范围的激发光的激光元件、发光二极管等。对于激发光的波长范围为能够被荧光体发光部20-1吸收且能够放出波长转换光即可，可以通过与荧光体发光部20-1的组合成为波长400nm以下的紫外线、或波长500nm以上的光。需要说明的是，光源部10还具有光纤等导光体（未图示），可以传送来自半导体发光元件10的激发光后放出。

如图1及图2所示，荧光体发光部20-1具备发光部21-1、散热构件22和树脂系片材23。发光部21-1由反射层25和层叠于所述反射层25的荧光体层24-1构成。

荧光体层24-1被光源部10放射的激发光的规定波长的光激发而发光，并且透射规定波长以外的光。荧光体层24-1由陶瓷27和层叠在陶瓷27上的荧光体26构成。荧光体26被光源部10放射的激发光的规定波长的光激发，并发出比规定波长更长波长的光。向荧光体26放射来自光源部10的激发光。荧光体26通过将荧光体粉末与水溶性粘合剂一起涂敷在陶瓷27的表面27a，而使水溶性粘合剂挥发，从而层叠在陶瓷27的表面27a上。荧光体26的厚度A优选为0.1mm以下、例如形成为0.05mm左右。作为构成荧光体26的荧光体粉末，可以通过例如将发绿色光的荧光体Ｌu₃Al₅O₁₂：Ce和发红色光的荧光体CaAlSiN₃：Eu以规定配合比混合的结构，而利用蓝色的激发光而发出白色光。此外，可以使用（Ca、Sr）₂Si₅N₈：Eu、（Ca、Sr）AlSiN₃：Eu等的氮化物系荧光体、Cax（Si，Al）₁₂（O,N）₁₆：Eu、（Si，Al）₆（O、N）₈：Eu、BaSi₂O₂N₂：Eu、Ba Si₂O₂N₂：Eu等的氧氮化物系荧光体、（Y、Gd）₃（Al、Ga）₅O₁₂：Ce、（Sr、Ba）₂SiO₄：Eu、Ca₃Sc₂Si₃O₁₂：Ce、Sr₄Al₁₄O₂₅：Eu等的氧化物系荧光体、（Ca、Sr）S：Eu、CaGa₂S₄：Eu、ZnS：Cu、Al等的硫化物系荧光体等。

荧光体26可以为使荧光体粉末和例如烧结玻璃混合的结构。烧结玻璃为例如含有组成比（摩尔百分比）如下的玻璃组成，即，B₂O₃为10～30%、Al₂O₃为15～35%、SiO₂为15～35%、Bi₂O₃为20～40%。此外，根据需要，可以添加其他的成分。荧光体26的干燥工序之后，以温度500～600℃进行烧成时，能够使烧结玻璃熔融，增加荧光体粉末间的粘合能力。

陶瓷27由透明或白色的所谓微细陶瓷构成，形成为平板状。陶瓷27透射光源部10放射的激发光中所述规定波长以外的光。陶瓷27的激发光的透射率为65%以上且小于100%。由于为使透射了陶瓷27的激发光的一部分、或来自荧光体26的发光由反射层25反射，使光再次返回到荧光体26的结构，因此，优选陶瓷27的透射率接近100%。陶瓷27的透射率为65%以下，透射的激发光的一部分或来自荧光体26的发光在陶瓷27中被吸收，对荧光体26的发光的贡献率降低，因而不优选。需要说明的是，所谓透射率是指将从陶瓷27射出的光的辐射度除以入射到陶瓷27的光的辐射度再乘以100的值。

另外，陶瓷27将荧光体26发光时或光透过陶瓷27本身时等的发光部21-1产生的热向散热构件22传递。为了提高激发光的透射率和热的传导率，陶瓷27的厚度B优选极其薄，优选形成为0.8mm以下，例如形成为0.2mm左右。

陶瓷27由钇·铝·石榴石、氧化铝、氧化钇、氧化镁等中的至少一种以上构成。

另外，第一实施方式的光源装置1-1中，荧光体26的厚度为A，陶瓷27的厚度为B时，满足以上的式1的关系。

0.013≤A/B≤1······（式1）

在A/B低于0.013时，荧光体层24-1的热阻过大，因而不优选，当A/B超过1时，存在陶瓷27的机械强度降低，荧光体26成形时破损的情况。其原因在于，A/B为0.013以上且1以下时，能够不使陶瓷27破损地抑制荧光体层24-1的热阻的增加。

反射层25为反射荧光体层24-1透射的波长的光的部分。反射层25层叠在陶瓷27的背面27b上。反射层25通过将金属等镀敷、蒸镀到陶瓷27的背面27b而层叠。反射层25的反射率为80%以上且小于100%。在反射率低于80%时，向前面照射的光量减少，因而不优选，在为80%以上且小于100%时，能够向前面照射充分的光，从光向热的转换也被抑制，因而优选。需要说明的是，所谓反射率是指将由反射层25的表面反射的光的光束（光通量）除以入射到反射层25的表面的光的光束（光通量）再乘以100的值。

作为构成反射层25的金属可以使用Ag、Al、Cr、Ni、Pt中的至少一种以上的金属。

散热构件22将从陶瓷27传导的热即从发光部21-1产生的热散出。散热构件22形成为平板状，由金属基板、氧化物陶瓷、非氧化陶瓷等构成，然而，尤其优选使用高的热传导性且兼具加工性的金属基板。作为构成散热构件22的金属可以使用Al、Cu、Ｔi、Si、Ag、Au、Ni、Mo、W、Fe、Pd、Nb中的一种以上的金属。

另外，发光部21-1的反射层25通过树脂系片材23与散热构件22接合。树脂系片材23优选由常温下硬化的硅酮系、环氧系、丙烯系的粘接剂构成。此外，作为树脂系片材23也可以使用苯酚系、聚氨酯系、聚碳酸酯系的粘接材。

第一实施方式涉及的光源装置2-1的荧光体发光部20-1如下制造。首先，在形成为规定厚度B的平板状的陶瓷27的背面27b蒸镀或镀敷上述的金属中的一种以上的金属等而形成反射层25。然后，将上述的荧光体粉末中的一种以上的荧光体粉末添加到水溶性粘合剂中而涂敷到陶瓷27的表面27a。然而，例如加热至摄氏120度左右，使水溶性粘合剂挥发，将荧光体粉末定影在陶瓷27的表面27a上，从而在陶瓷27的表面27a形成荧光体26。之后，利用树脂系片材23接合反射层25即发光部21-1和散热构件22。如此制造的荧光体发光部20-1通过组合到光源部10等而构成光源装置2-1。

并且，如图1所示，光源装置2-1通过组合对光源装置2-1发出的光进行反射的反射镜30和使反射镜30反射的光透过的透镜40等而构成照明装置1-1。照明装置1-1将来自光源部10的激发光向荧光体发光部20-1放射，并由荧光体层24-1的荧光体26使激发光中规定波长的光转换为长波长的光而朝向透镜40发出，并且，规定波长以外的光被反射层25反射而从荧光体26朝向透镜40射出。而且，来自荧光体发光部20-1的光被反射镜30反射而导向透镜40，通过透镜40向外部放射。如此，照明装置1-1放射照明用的光。

根据第一实施方式的光源装置2-1，将发光部21-1利用树脂系片材23与散热构件22接合，因此，在将发光部21-1接合于散热构件22之际，能够抑制热作用于发光部21-1的反射层25。从而，能够抑制反射层25的氧化，能够抑制反射层25的反射率降低，能够使荧光体发光部20-1以高效率发光。

另外，由于将发光部21-1的反射层25利用树脂系片材23与散热构件22接合，因此，能够抑制来自光源部10的激发光被反射层25反射而作用于树脂系片材23。由此，能够抑制向树脂系片材23作用激发光而使树脂系片材23劣化。从而，能够利用树脂系片材23接合发光部21-1和散热构件22，因此，能够实现低成本化。由此，光源装置2-1能够实现低成本化的同时使荧光体发光部20-1以高效率发光。

在光源装置2-1中，荧光体层24-1由荧光体26和陶瓷27构成，因此，能够将由来自光源部10的激发光产生的热经由陶瓷27顺畅地向散热构件22传递，能够提高散热性。

另外，在光源装置2-1中，荧光体层24-1由荧光体26和陶瓷27构成，因此，能够利用陶瓷27抑制将荧光体26向陶瓷27的表面27a上层叠时的收缩向反射层25传递。从而，能够抑制层叠荧光体26时反射层25破损，并能够可靠抑制来自光源部10的激发光作用于树脂系片材23而使树脂系片材23劣化。

在光源装置2-1中，陶瓷27的透射率为65%以上且小于100%，因此，能够在使来自光源部10的激发光不急剧衰减的情况下利用反射层25反射，并放射到外部，从而能够使荧光体发光部20-1以更高的效率发光。

在光源装置2-1中，由于荧光体26的厚度A和陶瓷27的厚度B满足0.013≤A/B≤1，因此，能够不使陶瓷27破损地抑制荧光体层24-1的热阻增加。

光源装置2-1的反射层25的反射率为80%以上且小于100%，因此，能够抑制来自光源部10的激发光作用于树脂系片材23，能够抑制树脂系片材23的劣化。

照明装置1-1具备所述光源装置2-1，因此，能够在实现低成本化的同时使荧光体发光部20-1以高效率发光。

［第二实施方式］

其次，基于附图对本发明的第二实施方式涉及的光源装置2-2及照明装置1-2进行说明。图3是示意地表示第二实施方式涉及的照明装置的概略结构的剖视图，图4是表示第二实施方式涉及的光源装置的概略结构的分解立体图。需要说明的是，在图3及图4中，对与第一实施方式相同部分标注同一符号而省略说明。

在第二实施方式的照明装置1-2的光源装置2-2中，荧光体发光部20-2的发光部21-2的荧光体层24-2为荧光体陶瓷。荧光体陶瓷为将荧光体粉末分散于玻璃中的物质、或向玻璃母体中添加了发光中心离子的玻璃荧光体等的不包含树脂等的结合部件的物质。作为在玻璃中分散的荧光体粉末，例如可以通过将发绿色光的荧光体Lu₃Al₅O₁₂：Ce和发红色光的荧光体CaAlSiN3：Eu以规定配合比混合的结构，利用蓝色的激发光发出白色光。此外，也可以使用（Ca、Sr）₂Si₅N₈：Eu、（Ca、Sr）AlSiN₃：Eu等的氮化物系荧光体、Cax（Si，Al）₁₂（O,N）₁₆：Eu、（Si，Al）₆（O、N）₈：Eu、BaSi₂O₂N₂：Eu、BaSi₂O₂N₂：Eu等的氧氮化物系荧光体、（Y、Gd）₃（Al、Ga）₅O₁₂：Ce、（Sr、Ba）₂SiO₄：Eu、Ca₃Sc₂Si₃O₁₂：Ce、Sr₄Al₁₄O₂₅：Eu等的氧化物系荧光体、（Ca、Sr）S：Eu、CaGa₂S₄：Eu、ZnS：Cu、Al等的硫化物系荧光体等。另外，作为分散有荧光体粉末的玻璃，可以使用含有P₂O₃、SiO₂、B₂O₃、Al₂O₃、Bi₂O₃等成分的玻璃。

另外，作为向玻璃母体中添加了发光中心离子的玻璃荧光体，可以使用将Ce^3＋、Eu^2＋作为活性剂添加的Ca-Si-Al-O-N系、Y-Si-Al-O-N系等的氧氮化物系玻璃荧光体。荧光体陶瓷优选由上述组成的荧光体组成，为基本上不包含树脂成分的烧结体，具有透光性。

第二实施方式的光源装置2-2的荧光体发光部20-2如下制造。首先，将上述的荧光体粉末中一种以上的荧光体粉末与有机系粘合剂一起分散到玻璃中而烧结，使有机系粘合剂挥发，形成规定形状的荧光体层24-2。然后，通过将上述的金属中一种以上的金属蒸镀或镀敷等而在荧光体层24-2上形成反射层25。并且，利用树脂系片材23将反射层25即发光部21-2与散热构件22接合。

在第二实施方式的照明装置1-2中，荧光体层24-2的荧光体粉末将光源部10放射的激发光中规定波长的光转换为长波长的光而朝向透镜40发光，并且，将规定波长以外的光利用反射层25反射而从荧光体层24-2朝向透镜40射出。然后，将来自荧光体发光部20-2的光利用反射镜30反射而导向透镜40，通过透镜40向外部放射。如此一来，照明装置1-2放射照明用的光。

第二实施方式的光源装置2-2及照明装置1-2与第一实施方式同样，能够实现低成本化的同时使荧光体发光部20-2以高效率发光。

另外，在第二实施方式的光源装置2-2中，荧光体层24-2为荧光体陶瓷，从而能够容易地制造荧光体层24-2，能够实现更低成本。

［第三实施方式］

其次，基于附图说明本发明的第三实施方式涉及的光源装置2-3及照明装置1-3。图5是示意地表示第三实施方式涉及的照明装置的概略结构的剖视图。需要说明的是，在图5中，对与第一实施方式相同部分标注相同符合且省略说明。

第三实施方式的照明装置1-3的光源装置2-3的荧光体发光部20-3与第一实施方式同样，具备发光部21-3、散热构件22和树脂系片材23，发光部21-3由反射层25和荧光体层24-3构成。第三实施方式的照明装置1-3的光源装置2-3中，光源部10还具有光纤等导光体10b，将来自半导体发光元件10a的激发光利用导光体10b传送，并朝向荧光体发光部20-3放射。

第三实施方式的光源装置2-3及照明装置1-3与第一实施方式同样，能够在实现低成本化的同时使荧光体发光部20-2以高效率发光。

以上，对本发明的几个实施方式进行了说明，但是，这些实施方式仅作为示例提示，并没有限定本发明的范围。这些实施方式可以以其他的各种方式实施，只要不脱离发明的主旨的范围，可以进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变形均包含于本发明的范围、主旨中，并且包含于权利要求书记载的发明和与其等同的范围内。

Claims (7)

1.一种光源装置，其包括放射激发光的光源部和利用所述激发光而发光的荧光体发光部，其中，

所述荧光体发光部具备：

由反射层和层叠在所述反射层上的荧光体层构成的发光部；

对所述发光部产生的热进行散热的散热构件；

将所述反射层与所述散热构件接合的树脂系片材。

2.根据权利要求1所述的光源装置，其中，

所述荧光体层由陶瓷和层叠在所述陶瓷上的荧光体构成。

3.根据权利要求2所述的光源装置，其中，

所述陶瓷的透射率为65%以上且小于100%。

4.根据权利要求2或3所述的光源装置，其中，

所述荧光体的厚度为A，所述陶瓷的厚度为B时，满足0.013≤A/B≤1。

5.根据权利要求1所述的光源装置，其中，

所述荧光体层为荧光体陶瓷。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的光源装置，其中，

所述反射层的反射率为80%以上且小于100%。

7.一种照明装置，其中，

具备权利要求1～6中任一项所述的光源装置。