CN106374027B - 光源装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种可以抑制波长转换部件内的光的波导、具有高亮度、高发光效率的光源装置。光源装置含有：半导体发光元件、和将来自上述半导体发光元件的出射光的一部分进行波长转换的波长转换部件。上述波长转换部件含有：基板、配置于上述基板上的荧光体层、和配置于上述基板上、并且配置于上述荧光体层的周围的光反射层。上述荧光体层含有：荧光体粒子、和包埋上述荧光体粒子的第一基质材料。上述光反射层含有：无机化合物粒子、和包埋上述无机化合物粒子的第二基质材料。上述无机化合物粒子的折射率比上述第一基质材料的折射率高，上述第一基质材料的折射率比上述荧光体粒子的折射率高，上述荧光体粒子的折射率比上述第二基质材料的折射率高。

Description

光源装置
技术领域
本发明涉及一种含有半导体发光元件、和将来自所述半导体发光元件的出射光的一部分进行波长转换的波长转换部件的光源装置。
背景技术
近年来，开发了将半导体发光元件和荧光体组合的光源装置，该光源装置期待着更高亮度、更高输出功率的光源装置的开发。其中，进行了具备耐热、耐紫外线并且高输出功率的波长转换部件的光源装置的开发。
例如，在专利文献1中，公开了一种波长转换部件和具备波长转换部件的光源装置，所述波长转换部件通过使用将荧光体用折射率与荧光体相近的无机基质即氧化锌包埋了的波长转换部件，能够使光的散射减少、光输出功率较高。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2013/172025号
发明内容
本发明要解决的问题
以往知道，将荧光体用折射率与荧光体相近的氧化锌的基质包埋了的波长转换部件是通过抑制荧光体与基质的界面上的光散射来提高光输出功率，但本发明人们研究的结果表明，在波长转换部件内将激发光和转换光进行波导而扩散，其结果是，激发光和转换光的取出效率下降，所以亮度和发光效率下降。
本发明可以解决上述以往的课题，目的是通过抑制波长转换部件内的光的波导、提高激发光和转换光的取出效率，来提供具有高亮度、高发光效率的光源装置。
解决问题的手段
本发明的一个实施方式的光源装置含有：半导体发光元件、和将来自所述半导体发光元件的出射光的一部分进行波长转换的波长转换部件。所述波长转换部件含有：基板、配置于所述基板上的荧光体层、和配置于所述基板上、并且配置于所述荧光体层的周围的光反射层。所述荧光体层含有：荧光体粒子、和包埋所述荧光体粒子的第一基质材料。所述光反射层含有：无机化合物粒子、和包埋所述无机化合物粒子的第二基质材料。所述无机化合物粒子的折射率比所述第一基质材料的折射率高，所述第一基质材料的折射率比所述荧光体粒子的折射率高，所述荧光体粒子的折射率比所述第二基质材料的折射率高。
发明的效果
根据本发明，通过抑制波长转换部件内的光的波导、提高激发光和转换光的取出效率，可以提供高亮度、高发光效率的光源装置。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1的光源装置的概略构成的构成图。
图2是表示实施方式2的波长转换部件的概略构成的构成图。
图3是表示实施方式3的光源装置的概略构成的构成图。
图4是表示实施方式4的波长转换部件的概略构成的构成图。
图5是表示实施方式5～8的波长转换部件的概略构成的构成图。
图6是表示比较例1的波长转换部件的概略构成的构成图。
符号说明
1 荧光体粒子
2 第一基质
3 无机化合物粒子
4 第二基质
6 半导体发光元件
7 上层膜
10、11、12、13、14 波长转换部件
20 荧光体层
30 光反射层
51 光透射基板
52 反射基板
81 上层粒子
82 上层基质
100 透射型光源装置
200 反射型光源装置
具体实施方式
以下，列举特定的实施方式来详细说明本发明，当然本发明不受这些实施方式的限定，在不超出本发明的技术范围的范围内可以适当变更后实施。
本发明的波长转换部件和具备波长转换部件的光源装置的一个实施方式的概要如下所述。
本发明的一个实施方式的光源装置含有：半导体发光元件、和将来自上述半导体发光元件的出射光的一部分进行波长转换的波长转换部件。上述波长转换部件含有：基板、配置于上述基板上的荧光体层、和配置于上述基板上、并且配置于上述荧光体层的周围的光反射层。上述荧光体层含有：荧光体粒子、和包埋上述荧光体粒子的第一基质材料。上述光反射层含有：无机化合物粒子、和包埋上述无机化合物粒子的第二基质材料。上述无机化合物粒子的折射率比上述第一基质材料的折射率高，上述第一基质材料的折射率比上述荧光体粒子的折射率高，上述荧光体粒子的折射率比上述第二基质材料的折射率高。
上述第一基质材料可以是氧化锌。上述第二基质材料可以是玻璃和具有硅氧烷骨架的化合物中的至少一种。上述无机化合物粒子可以含有选自氧化钛、氧化锆、氧化铌、氧化钽和钛酸钡中的至少一种。
上述荧光体层可以为：其具有上述基板侧的第一面和上述第一面的相反侧的第二面，上述基板透射470nm以下的波长的光，并且在上述荧光体层的上述第二面上配置有折射率比上述第一基质低的可见光透明膜。上述可见光透明膜可以含有选自玻璃、具有硅氧烷骨架的化合物、二氧化硅和氟化钡中的至少一种。
上述荧光体层可以为：其具有上述基板侧的第一面和上述第一面的相反侧的第二面，上述基板反射380～780nm的波长的光，并且在上述荧光体层的上述第二面上具有含有折射率比上述荧光体粒子低的粒子的层。折射率比上述荧光体粒子低的粒子可以含有选自二氧化硅、硫酸钡和氧化镁中的至少一种。
上述基板可以为：其具有第三面，上述荧光体层配置于上述基板的上述第三面上，并且具有第1厚度，上述反射层配置于上述基板的上述第三面上，并且具有与上述第1厚度相同的第2厚度。
上述基板还可以为：其具有第三面，上述荧光体层配置于上述基板的上述第三面上，并且具有第1厚度，上述反射层配置于上述基板的上述第三面上，并且具有比上述第1厚度薄的第2厚度。
上述基板还可以为：其具有第三面，上述荧光体层配置于上述基板的上述第三面上，并且具有第1厚度，上述反射层配置于上述基板的上述第三面上，并且具有比上述第1厚度厚的第2厚度。
上述基板还可以为：其具有第三面，上述荧光体层配置于上述基板的上述第三面上，并且具有上述基板侧的第一面和上述第一面的相反侧的第二面，上述反射层配置于上述基板的上述第三面上和上述荧光体层的第二面上，并且在上述第二面上具有开口。
本发明的另一个实施方式的光源装置含有：半导体发光元件、和将来自上述半导体发光元件的出射光的一部分进行波长转换的波长转换部件。上述波长转换部件含有：基板、配置于上述基板上、并且具有上述基板侧的第一面和上述第一面的相反侧的第二面的荧光体层、和配置于上述荧光体层的上述第二面上、并且在上述第二面上具有开口的光反射层。上述荧光体层含有：荧光体粒子、和包埋上述荧光体粒子的第一基质材料。上述光反射层含有：无机化合物粒子、和包埋上述无机化合物粒子的第二基质材料。上述无机化合物粒子的折射率比上述第一基质材料的折射率高，上述第一基质材料的折射率比上述荧光体粒子的折射率高，上述荧光体粒子的折射率比上述第二基质材料的折射率高。
根据本构成，通过抑制波长转换部件内的光的波导，提高激发光和转换光的取出效率，可以提供高亮度、高发光效率的光源装置。以下，对本发明的实施方式参照着附图进行说明。
(实施方式1)
图1表示本发明的实施方式1的透射型光源装置100的概略构成。透射型光源装置100具有波长转换部件10和半导体发光元件6。
半导体发光元件6射出激发光。作为半导体发光元件6，可以没有特别限制激发光的波长和光能量密度来使用，例如可以使用激光二极管(以下称作LD)。半导体发光元件6可以由1个LD构成，也可以是多个LD光学结合而成的。
本实施方式中，就半导体发光元件6是射出波长445nm的光的LD的情况进行说明。
波长转换部件10具有：光透射基板51、配置于光透射基板51上的荧光体层20、和包围荧光体层20的周围的光反射层30。光反射层30也配置于光透射基板51上。例如荧光体层20和光反射层30配置于光透射基板51的主面上。荧光体层20和光反射层30可以与光透射基板51的主面接触。另外，光反射层30也可以与荧光体层20接触。光反射层30的厚度可以与荧光体层20的厚度相同。从半导体发光元件6射出的激发光入射到波长转换部件10的下部。该说明书中，“上”是指从基板朝向荧光体层的方向，“下”是指从荧光体层朝向基板的方向。波长转换部件10将入射的光的至少一部分光转换成与入射时的光的波长范围不同的波长范围的光之后射出。例如波长转换部件10射出波长比入射光更长的光。
荧光体层20具有荧光体粒子1和包埋荧光体粒子1的第一基质2。光反射层30具有无机化合物粒子3和包埋无机化合物粒子3的第二基质4。无机化合物粒子3的折射率比第一基质2的折射率高，第一基质2的折射率比荧光体粒子1的折射率高，荧光体粒子1的折射率比第二基质4的折射率高。
通过使第一基质2的折射率大于荧光体粒子1，在荧光体粒子1的表面可以抑制入射的光的散射，将光高效地取出到外部。进而，通过使无机化合物粒子3的折射率大于第一基质2的折射率和荧光体粒子1的折射率和第二基质4的折射率，则在荧光体层20中波导的光在与光反射层30的界面上被反射，可以从荧光体层20的上表面将光高效地取出到外部，使亮度提高。此外，荧光体层20的上表面是指荧光体层20的与基板51侧的面相反侧的面。
荧光体粒子1可以使用发光元件中一般所使用的具有各种激发波长、出射光波长和粒径的荧光体。例如可以使用YAG(钇·铝·石榴石)、β-SiAlON(塞隆)等。特别是激发荧光体的波长和射出的光的波长可以根据透射型光源装置100的用途来任意选择。
第一基质2是树脂、玻璃或透明晶体等介质。特别是，作为折射率比荧光体粒子1高的基质的材料，可以是氧化锌。
第二基质4可以含有玻璃和具有硅氧烷骨架的化合物中的至少一种。
无机化合物粒子3可以含有选自氧化钛、氧化锆、氧化铌、氧化钽和钛酸钡中的至少一种。
光透射基板51也可以透射470nm以下的波长的光。光透射基板51的基材可以是树脂、玻璃、透明晶体等介质，也可以在基材上形成防反射膜和电介质多层膜。
光透射基板51的基材例如可以由选自玻璃、石英、氧化硅、蓝宝石、氮化镓和氧化锌中的一种构成。
防反射膜可以是能够抑制470nm以下的波长的光的反射的膜，由于通过防反射膜可以抑制从波长转换部件10的下部入射的光的反射，所以光的取出效率提高。基材的折射率可以比防反射膜的折射率高，防反射膜的折射率可以比其它介质的折射率高。
防反射膜例如可以含有选自氧化钛、氧化锆、氧化钽、氧化铈、氧化铌、氧化钨、一氧化硅、二氧化硅、氟化铯、氟化钙和氟化镁中的至少一种。
电介质多层膜可以是能够反射470nm以上的波长的光的多层膜。由电介质多层膜反射入射光以外的波长，能够抑制从荧光体层20下部射出的转换光，所以光的取出效率提高。多层膜由低折射率层和高折射率层这二种以上的材料构成，高折射率层优选折射率比第一基质高。
低折射率层可以含有氧化硅等。
高折射率层例如可以含有选自氧化钛、氧化锆、氧化钽、氧化铈、氧化铌、氧化钨、一氧化硅、二氧化硅、氟化铯、氟化钙和氟化镁中的至少一种。
本实施方式的透射型光源装置100可以用作例如顶灯等一般照明装置；聚光灯、体育馆用照明、演播室用照明等特殊照明装置；头灯等车辆用照明装置；投影仪、平视显示器投影装置；内窥镜用灯；数码相机、手机、智能手机等影像装置；个人电脑(PC)用监视器、笔记本型个人电脑、电视、便携信息终端(PDX)、智能手机、平板电脑PC、手机等液晶显示装置等中的光源。
以下，对本实施方式的波长转换部件10的制造方法进行说明。
在实施方式1中，形成了由荧光体粒子1和第一基质2构成的荧光体层20之后，形成由无机化合物粒子3和第二基质4构成的光反射层30。
下面对第一基质2是氧化锌的情况进行说明。首先，在光透射基板51的第三面上形成氧化锌的薄膜。作为形成氧化锌的薄膜的方法，可以使用电子束蒸镀法、反应性等离子体蒸镀法、溅射法、脉冲激光沉积法等真空成膜法。然后，在光透射基板51上形成的氧化锌的薄膜上形成荧光体粒子1的层(即，形成第一基质2之前的荧光体层20)。作为形成荧光体粒子1的层的方法，可以使用例如下述的方法。即，首先，制作分散了荧光体粒子1的荧光体分散液。接着，将形成了薄膜的氧化锌的光透射基板51配置于荧光体分散液中，使用电泳法使荧光体粒子1集聚于氧化锌的薄膜上。由此，可以形成荧光体粒子1的层。或者，也可以通过使荧光体粒子1在荧光体分散溶液中沉降而形成荧光体粒子1的层。进而，也可以使用分散有荧光体粒子1的糊状物通过印刷工艺而形成荧光体粒子1的层。
接着，由光透射基板51上的氧化锌的薄膜，通过使用了含有Zn的溶液的溶液生长法，可以在荧光体粒子1间形成由氧化锌构成的第一基质2。溶液生长法可以使用在大气压下进行的化学浴沉积法(chemical bath deposition)、在大气压以上的压力下进行的水热合成法(hydrothermal synthesis)、施加电压或电流的电解沉积法(electrochemicaldeposition)等。作为晶体生长用的溶液，可以使用例如含有六亚甲基四胺的硝酸锌的水溶液。
接着，使用分散有无机化合物粒子3和第二基质4的糊状物通过印刷工艺形成光反射层30。作为印刷工艺，可以使用丝网印刷、凸版印刷、凹版印刷、胶版印刷等。
(实施方式2)
图2表示本发明的实施方式2的波长转换部件11的概略构成。对于与第一实施方式相同的部件，标注相同的符号并省略其说明。波长转换部件11具有：光透射基板51、荧光体层20、光反射层30和形成于荧光体层20上的上层膜7。本实施方式中，与实施方式1同样地也可以设置射出激发光的半导体发光元件6。从半导体发光元件6射出的激发光入射到波长转换部件11的下部。波长转换部件11将来自半导体发光元件6的光的至少一部分光转换成与入射时的光的波长范围不同的波长范围的光之后射出。例如波长转换部件11射出波长比入射光长的光。
上层膜7可以是可见光透明膜，折射率也可以比荧光体层20的第一基质2低。
相比于第一基质与其它介质的折射率差，第二实施方式中的第一基质与上层膜7的折射率差、和上层膜7与其它介质的折射率差变小，由此光在界面处的反射得到抑制，可以从荧光体层20的上表面将光高效地取出到外部，使亮度提高。
上层膜7可以含有选自玻璃、具有硅氧烷骨架的化合物、二氧化硅和氟化钡中的至少一种。
本实施方式2的波长转换部件11可以用于与第一实施方式的波长转换部件10相同的用途。
本实施方式的波长转换部件11的制造方法除了包含实施方式1的制造方法之外，还包含通过印刷工艺形成上层膜7的工序。作为印刷工艺，可以使用丝网印刷、凸版印刷、凹版印刷、胶版印刷等。
(实施方式3)
图3表示本发明的实施方式3的反射型光源装置200的概略构成。对于与第一实施方式相同的部件，标注相同的符号并省略其说明。反射型光源装置200具有波长转换部件12和半导体发光元件6。波长转换部件12具有反射基板52、荧光体层20和光反射层30。例如荧光体层20和光反射层30配置于反射基板52的主面上。荧光体层20和光反射层30可以与反射基板52的主面接触。从半导体发光元件6射出的激发光入射到波长转换部件12的上部。波长转换部件12将从上部入射的光的至少一部分光转换成与入射时的光的波长范围不同的波长范围的光之后射出。例如波长转换部件12射出波长比入射光长的光。
反射基板52可以由反射380～780nm的波长的光的材料形成，可以含有例如选自硅和铝中的至少一种。反射基板52对基材没有特别限制，也可以在基材上形成反射380～780nm的波长的光的反射膜。
转换光被反射基板52和光反射层30反射，从荧光体层20的上表面将光高效地取出到外部，可以提高亮度。
本实施方式3的波长转换部件12和反射型光源装置200可以用于与第一实施方式的波长转换部件10和透射型光源装置100相同的用途。
本实施方式的波长转换部件12可以用与实施方式1同样的制造方法来形成。
(实施方式4)
图4表示本发明的实施方式4的波长转换部件13的概略构成。对于与第3实施方式相同的部件，标注相同的符号并省略其说明。波长转换部件13具有：反射基板52、荧光体层20、光反射层30、形成于荧光体层20上的上层基质82和分散于上层基质82的内部的上层粒子81。本实施方式中，与实施方式3同样地，也可以设置射出激发光的半导体发光元件6。从半导体发光元件6射出的激发光入射到波长转换部件13的上部。波长转换部件13将从上部入射的光的至少一部分光转换成与入射时的光的波长范围不同的波长范围的光之后射出。例如波长转换部件13射出波长比入射光更长的光。
上层粒子81的折射率也可以比荧光体粒子1低。上层粒子81例如也可以含有选自二氧化硅、硫酸钡和氧化镁中的至少一种。
通过上层粒子81的折射率比荧光体粒子1的折射率低时，光的散射被抑制，而且入射光的直接反射被抑制，所以可以从荧光体层20的上表面将光高效地取出到外部，使亮度提高。
本实施方式4的波长转换部件13可以用于与第一实施方式的波长转换部件10相同的用途。
本实施方式的波长转换部件13的制造方法除了包含实施方式3的制造方法之外，还包含通过使用了分散有上层粒子81和上层基质82的糊状物的印刷工艺来形成上层粒子81和上层基质82的工序。作为印刷工艺，可以使用丝网印刷、凸版印刷、凹版印刷、胶版印刷等。
(实施方式5)
图5(a)表示本发明的实施方式5的波长转换部件14的概略构成。对于与第1～第4实施方式相同的部件，标注相同的符号并省略其说明。波长转换部件14具有：基板53、配置于基板53上的荧光体层20、包围荧光体层20的周围的光反射层31。基板53是光透射基板51或反射基板52。例如荧光体层20和光反射层31配置于基板53的主面上。荧光体层20和光反射层31可以与基板53的主面接触。另外，光反射层31也可以与荧光体层20接触。
本实施方式的光反射层31除了厚度之外，具有与实施方式1的光反射层30相同的构成。光反射层31的厚度可以比荧光体层20的厚度薄。此时，光反射层31的厚度可以是荧光体层20的厚度的二分之一以上。由此，可以从荧光体层20的上表面将光高效地取出到外部，使亮度提高。
本实施方式中，与实施方式1或3同样地，也可以设置射出激发光的半导体发光元件6。从半导体发光元件6射出的激发光入射到波长转换部件14。波长转换部件14将入射的光的至少一部分光转换成与入射时的光的波长范围不同的波长范围的光之后射出。例如波长转换部件14射出波长比入射光更长的光。另外，本实施方式中，与实施方式2或4同样地，也可以在荧光体层20上设置上层膜7、或含有上层基质82和上层粒子81的层。
本实施方式的波长转换部件14可以使用与实施方式1同样的制造方法来形成。不过，在印刷工艺中，要改变所形成的层的厚度。即，按照使厚度比实施方式1的光反射层30薄的方式来形成光反射层31。
(实施方式6)
图5(b)表示本发明的实施方式6的波长转换部件15的概略构成。对于与第1～第5实施方式相同的部件，标注相同的符号并省略其说明。波长转换部件15具有：基板53、荧光体层20、包围荧光体层20的周围的光反射层32。例如荧光体层20和光反射层32配置于基板53的主面上。荧光体层20和光反射层32可以与基板53的主面接触。另外，光反射层32也可以与荧光体层20接触。
本实施方式的光反射层32除了厚度之外，具有与实施方式1的光反射层30相同的构成。光反射层32的厚度可以比荧光体层20的厚度厚。此时，光反射层32与荧光体层20的厚度差可以为荧光体层20的直径的十分之一以下，更优选为二十分之一以下。由此，可以从荧光体层20的上表面将光高效地取出到外部，使亮度提高。
本实施方式的波长转换部件15可以使用与实施方式1同样的制造方法来形成。不过，在印刷工艺中，要改变所形成的层的厚度。即，按照使厚度比实施方式1的光反射层30厚的方式来形成光反射层32。
与实施方式1或3同样地，也可以设置射出激发光的半导体发光元件6。从半导体发光元件6射出的激发光入射到波长转换部件15。波长转换部件15将入射的光的至少一部分光转换成与入射时的光的波长范围不同的波长范围的光之后射出。例如波长转换部件15射出波长比入射光更长的光。另外，本实施方式中，与实施方式2或4同样地，也可以在荧光体层20上设置上层膜7、或含有上层基质82和上层粒子81的层。
(实施方式7)
图5(c)表示本发明的实施方式7的波长转换部件16的概略构成。对于与第1～第6实施方式相同的部件，标注相同的符号并省略其说明。波长转换部件16具有：基板53、荧光体层20、包围荧光体层20的周围的光反射层33。例如荧光体层20和光反射层33配置于基板53的主面上。荧光体层20和光反射层33可以与基板53的主面接触。另外，光反射层33也可以与荧光体层20接触。
本实施方式的光反射层33除了形状之外，具有与实施方式6的光反射层32相同的构成。光反射层33可以与荧光体层20的上表面接触。详细而言，光反射层33可以按照覆盖荧光体层20的除其一部分之外的上表面的方式来设置。由此，形成了将荧光体层20的上表面的一部分露出的开口。该开口的形状没有特别限制，可以是圆形，也可以是多边形。光反射层33的厚度比荧光体层20的厚度厚时，光反射层30与荧光体层20的厚度差可以为开口的(外接圆的)直径的十分之一以下，更优选为二十分之一以下。由此，可以从荧光体层20的上表面将光高效地取出到外部，使亮度提高。
本实施方式中，与实施方式1或3同样地，也可以设置射出激发光的半导体发光元件6。从半导体发光元件6射出的激发光入射到波长转换部件16。波长转换部件16将入射的光的至少一部分光转换成与入射时的光的波长范围不同的波长范围的光之后射出。例如波长转换部件16射出波长比入射光更长的光。另外，本实施方式中，与实施方式2或4同样地，也可以在荧光体层20上设置上层膜7、或含有上层基质82和上层粒子81的层。上层膜7、或含有上层基质82和上层粒子81的层可以覆盖荧光体层20的整个上表面，也可以仅仅覆盖通过开口而露出的部分。
本实施方式的波长转换部件16可以使用与实施方式1同样的制造方法来形成。不过，在印刷工艺中，要改变所形成的层的厚度和范围。即，按照下述方式来形成光反射层33：在未形成荧光体层20的第三面上所形成的光反射层33的厚度比实施方式1的光反射层30厚，并且，光反射层33还配置于荧光体层20的一部分上。
(实施方式8)
图5(d)表示本发明的实施方式8的波长转换部件17的概略构成。对于与第1～第7实施方式相同的部件，标注相同的符号并省略其说明。波长转换部件17具有：基板53、设置于基板53上的具有基板53侧的第一面和第一面的相反侧的第二面的荧光体层21、配置于荧光体层21的第二面上并在第二面上具有开口的光反射层34。本实施方式的荧光体层21除了幅度之外具有与实施方式1的荧光体层20相同的构成。荧光体层21覆盖基板53的主面整体或主面的大致整体。此外，荧光体层21上的开口也可以狭窄，此时，荧光体层21也可以是与荧光体层20相同的幅度。
本实施方式的光反射层34除了形状之外，具有与实施方式7的光反射层33相同的构成。光反射层34未与荧光体层21的侧面和基板53接触。荧光体层21位于光反射层34与基板53之间。光反射层34也可以与荧光体层21的第二面接触。详细而言，光反射层34按照覆盖荧光体层21的除一部分之外的第二面的方式来设置。由此，形成了露出荧光体层21的第二面的一部分的开口。开口的形状没有特别限制，可以是圆形，也可以是多边形。光反射层34的宽度(即，从光反射层34的外侧的端部至开口的端部的最短距离)为开口的(外接圆的)直径的2倍以上、更优选为4倍以上时，可以从荧光体层21的第一面将光高效地取出到外部，使亮度提高。
本实施方式中，与实施方式1或3同样地，也可以设置射出激发光的半导体发光元件6。从半导体发光元件6射出的激发光入射到波长转换部件17。波长转换部件17将入射的光的至少一部分光转换成与入射时的光的波长范围不同的波长范围的光之后射出。例如波长转换部件17射出波长比入射光更长的光。另外，本实施方式中，与实施方式2或4同样地，也可以在荧光体层21上设置上层膜7、或含有上层基质82和上层粒子81的层。上层膜7、或含有上层基质82和上层粒子81的层可以覆盖荧光体层21的整个第二面，也可以仅仅覆盖通过开口而露出的部分。
本实施方式的波长转换部件17可以使用与实施方式1同样的制造方法来形成。不过，在印刷工艺中，要改变所形成的层的范围和位置。即，按照使荧光体层21的范围比实施方式1的荧光体层20的范围宽的方式来形成荧光体层21。另外，光反射层34形成于荧光体层21上。
实施例
以下，列举实施例和比较例来详细说明本发明，但本发明不受它们的限定。
[透射型光源装置]
作为透射型光源装置的实施例，使用了具有图1、2所示的实施方式1或2的构成的光源装置。半导体发光元件使用在波长445nm处具有发光峰值的半导体激光器，在入射光功率为3W、光照射径为Φ0.6mm的条件下，从波长转换部件的光透射基板侧对荧光体层照射光。基板使用蓝宝石，在基板的光的入射侧形成了防反射膜，在基板的荧光体层侧形成了电介质多层膜。荧光体粒子使用YAG(粒径＝9μm、折射率n＝1.75)，将荧光体层形成为直径0.6mm、厚度33μm。测定中，使用亮度计(Instrument systems制Lumicam1300)评价光源装置的亮度特性。
(实施例1)
制作将荧光体层的第一基质设定为氧化锌(n＝1.95)、光反射层的无机化合物粒子设定为氧化钛(n＝2.70)、第二基质设定为有机硅(n＝1.45)的波长转换部件，评价光源装置的亮度特性。其评价结果示于表1中。
(比较例1)
制作在与实施例1相同的材料构成中不形成光反射层的波长转换部件(参照图6的波长转换部件18)，评价制作的波长转换部件的亮度特性。表1中表示了将比较例1的亮度特性设定为100％时的各实施例和各比较例的亮度特性的比率。实施例1与比较例1相比，亮度特性提高。
(比较例2)
制作在与实施例1相同的材料构成中将第二基质设定为氧化锌(n＝1.95)的波长转换部件，评价光源装置的亮度特性。结果示于表1中。比较例2具有第二基质的折射率比荧光体粒子的折射率高的构成。具有荧光体粒子的折射率比第二基质的折射率高的构成的实施例1与比较例2相比，亮度特性提高。
(比较例3)
制作在与实施例1相同的材料构成中将第一基质设定为玻璃(n＝1.50)的波长转换部件，评价光源装置的亮度特性。结果示于表1中。比较例3具有荧光体粒子的折射率比第一基质的折射率高的构成。比较例3与实施例1相比，亮度特性下降。
(实施例2)
制作在与实施例1相同的材料构成中将无机化合物粒子设定为氧化铌(n＝2.30)的波长转换部件，评价光源装置的亮度特性。结果示于表1中。相对于比较例1、比较例2、比较例3，实施例2的亮度特性提高。
(实施例3)
制作在与实施例1相同的材料构成中将无机化合物粒子设定为氧化钽(n＝2.20)的波长转换部件，评价光源装置的亮度特性。结果示于表1中。相对于比较例1、比较例2、比较例3，实施例3的亮度特性提高。
(实施例4)
制作在与实施例1相同的材料构成中，将无机化合物粒子设定为氧化锆(n＝2.40)的波长转换部件，评价光源装置的亮度特性。结果示于表1中。相对于比较例1、比较例2、比较例3，实施例4的亮度特性提高。
(实施例5)
制作除了与实施例1相同的构成之外，将在荧光体层的上部形成的上层膜设定为有机硅(n＝1.45)的波长转换部件，评价光源装置的亮度特性。结果示于表1中。与实施例1相比，实施例5的亮度特性提高，表明通过在荧光体层的上层形成折射率比第一基质低的膜，可以提高亮度。
(实施例6)
制作与实施例5相同的构成、并将第二基质设定为玻璃、将在荧光体层的上部形成的上层膜设定为氟化钡(n＝1.45)的波长转换部件，评价光源装置的亮度特性。结果示于表1中。与实施例1相比，实施例6的亮度特性提高。
(实施例7)
制作与实施例5相同的构成、并将在荧光体层的上部形成的上层膜设定为玻璃的波长转换部件，评价光源装置的亮度特性。结果示于表1中。与实施例1相比，实施例7的亮度特性提高。
(实施例8)
制作与实施例5相同的构成、并将第二基质设定为玻璃、将在荧光体层的上部形成的上层膜设定为二氧化硅(n＝1.50)的波长转换部件，评价光源装置的亮度特性。结果示于表1中。与实施例1相比，实施例8的亮度特性提高。
表1
[反射型光源装置]
作为反射型光源装置的实施例，使用了具有图3、4所示的实施方式3或4的构成的光源装置。半导体发光元件使用在波长445nm处具有发光峰值的半导体激光器，在入射光功率为3W、光照射径为Φ0.6mm的条件下，对波长转换部件的荧光体层照射光。反射基板使用硅基板。荧光体粒子使用YAG(粒径＝9μm、折射率n＝1.75)，将荧光体层形成为直径0.6mm、厚度60μm。测定中，使用亮度计评价光源装置的亮度特性。
(比较例4)
制作将荧光体层的第一基质设定为氧化锌(n＝1.95)、并且不形成光反射层的波长转换部件，评价光源装置的亮度特性。表2中表示将比较例4的亮度特性设定为100％时的各实施例的亮度特性的结果的比率。
(实施例9)
制作将荧光体层的第一基质设定为氧化锌(n＝1.95)、反射层的无机化合物粒子设定为氧化钛(n＝2.70)、第二基质设定为有机硅(n＝1.45)的波长转换部件，评价亮度特性。结果示于表2中。与比较例4比较，实施例9的亮度特性提高至113％。
(实施例10)
制作除了与实施例9相同的构成之外，将上层粒子设定为二氧化硅(n＝1.50)、上层基质设定为氧化锌(n＝1.95)的波长转换部件，评价亮度特性。结果示于表2中。与比较例4比较，实施例10的亮度特性提高。
(实施例11)
制作除了与实施例9相同的构成之外，将上层粒子设定为玻璃(n＝1.50)、上层基质设定为氧化锌(n＝1.95)的波长转换部件，评价亮度特性。结果示于表2中。与比较例4比较，实施例11的亮度特性提高。
(实施例12)
制作除了与实施例9相同的构成之外，将上层粒子设定为硫酸钡(n＝1.65)、上层基质设定为有机硅(n＝1.45)的波长转换部件，评价亮度特性。结果示于表2中。与比较例4比较，实施例12的亮度特性提高。
(实施例13)
制作除了与实施例9相同的构成之外，将上层粒子设定为氧化镁(n＝1.72)、上层基质设定为有机硅(n＝1.45)的波长转换部件，评价亮度特性。结果示于表2中。与比较例4比较，实施例13的亮度特性提高。
表2
产业上利用的可能性
具备本发明的波长转换部件的光源装置可以用作例如顶灯等一般照明装置；聚光灯、体育馆用照明、演播室用照明等特殊照明装置；头灯等车辆用照明装置；投影仪、平视显示器投影装置；内窥镜用灯；数码相机、手机、智能手机等影像装置；个人电脑(PC)用监视器、笔记本型个人电脑、电视、便携信息终端(PDX)、智能手机、平板电脑PC、手机等液晶显示装置等中的光源。

Claims (13)

1.一种光源装置，其含有：半导体发光元件、和将来自所述半导体发光元件的出射光的一部分进行波长转换的波长转换部件，其中，
所述波长转换部件含有：
基板、
配置于所述基板上的荧光体层、和
配置于所述基板上、并且配置于所述荧光体层的周围的光反射层，
所述荧光体层含有：荧光体粒子、和包埋所述荧光体粒子的第一基质材料，
所述光反射层含有：无机化合物粒子、和包埋所述无机化合物粒子的第二基质材料，
所述无机化合物粒子的折射率比所述第一基质材料的折射率高，所述第一基质材料的折射率比所述荧光体粒子的折射率高，所述荧光体粒子的折射率比所述第二基质材料的折射率高。
2.根据权利要求1所述的光源装置，其中，所述第一基质材料是氧化锌。
3.根据权利要求1所述的光源装置，其中，所述第二基质材料是选自玻璃和具有硅氧烷骨架的化合物中的一种材料或它们的组合。
4.根据权利要求1所述的光源装置，其中，所述无机化合物粒子是选自氧化钛、氧化锆、氧化铌、氧化钽和钛酸钡中的一种材料或它们的组合。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的光源装置，其中，所述荧光体层具有：所述基板侧的第一面和所述第一面的相反侧的第二面，
所述基板透射470nm以下的波长的光，在所述荧光体层的所述第二面上配置有折射率比所述第一基质低的可见光透明膜。
6.根据权利要求5所述的光源装置，其中，所述可见光透明膜是选自玻璃、具有硅氧烷骨架的化合物、二氧化硅和氟化钡中的一种材料或它们的组合。
7.根据权利要求1～4中任一项所述的光源装置，其中，所述荧光体层具有：所述基板侧的第一面和所述第一面的相反侧的第二面，
所述基板反射380～780nm的波长的光，在所述荧光体层的所述第二面上具有含有折射率比所述荧光体粒子低的粒子的层。
8.根据权利要求7所述的光源装置，其中，折射率比所述荧光体粒子低的粒子是选自二氧化硅、硫酸钡和氧化镁中的一种材料或它们的组合。
9.根据权利要求1～4中任一项所述的光源装置，其中，所述基板具有第三面，
所述荧光体层配置于所述基板的所述第三面上，并且具有第1厚度，
所述反射层配置于所述基板的所述第三面上，并且具有与所述第1厚度相同的第2厚度。
10.根据权利要求1～4中任一项所述的光源装置，其中，所述基板具有第三面，
所述荧光体层配置于所述基板的所述第三面上，并且具有第1厚度，
所述反射层配置于所述基板的所述第三面上，并且具有比所述第1厚度薄的第2厚度。
11.根据权利要求1～4中任一项所述的光源装置，其中，所述基板具有第三面，
所述荧光体层配置于所述基板的所述第三面上，并且具有第1厚度，
所述反射层配置于所述基板的所述第三面上，并且具有比所述第1厚度厚的第2厚度。
12.根据权利要求1～4中任一项所述的光源装置，其中，所述基板具有第三面，
所述荧光体层配置于所述基板的所述第三面上，并且具有所述基板侧的第一面和所述第一面的相反侧的第二面，
所述反射层配置于所述基板的所述第三面上和所述荧光体层的第二面上，并且在所述第二面上具有开口。
13.一种光源装置，其含有：半导体发光元件、和将来自所述半导体发光元件的出射光的一部分进行波长转换的波长转换部件，其中，
所述波长转换部件含有：
基板、
配置于所述基板上、并且具有所述基板侧的第一面和所述第一面的相反侧的第二面的荧光体层、和
配置于所述荧光体层的所述第二面上、并且在所述第二面上具有开口的光反射层，
所述荧光体层含有：荧光体粒子、和包埋所述荧光体粒子的第一基质材料，
所述光反射层含有：无机化合物粒子、和包埋所述无机化合物粒子的第二基质材料，
所述无机化合物粒子的折射率比所述第一基质材料的折射率高，所述第一基质材料的折射率比所述荧光体粒子的折射率高，所述荧光体粒子的折射率比所述第二基质材料的折射率高。
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