CN108292823A - 发光装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的发光装置(21)具备辐射激光作为第一初级光(3)的辐射源(2)和第一波长转换体(4)并放出输出光。第一波长转换体(4)具有第一初级光(3)射入的入射面(42)和输出光(31)射出的出射面(43)。入射面(42)的法线方向与出射面(43)的法线方向互相不同。第一波长转换体(4)所含的第一荧光体(41)为单晶荧光体。

Description

发光装置
技术领域
本发明涉及发光装置。
背景技术
以往提出了使辐射激光的固体发光器件与包含荧光体的波长转换体组合而成的发光装置。存在根据用途使固体发光器件与荧光体组合以使发射波长或发射光谱变化成所期望的波长的发光装置。
然而,在通过激光以高输出功率激发荧光体的情况下,荧光体的温度上升并且发光效率降低的温度淬灭变得明显,存在发光装置的输出降低这样的问题。对于这样的问题,专利文献1提出了利用温度淬灭小的单晶荧光体的发光装置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2013/161683号
发明内容
发明所要解决的问题
然而,当使用指向性高的激光作为激发光时,存在输出光中容易产生色斑这样的问题。例如,当发光装置为在封装的凹部底面搭载有固体发光器件的类型的装置时,固体发光器件的上方的荧光体的量容易变得比固体发光器件的斜上方的荧光体的量少。因此,在输出光的出射面,中心部(固体发光器件的上方)的激光的颜色变深,其周边部(固体发光器件的斜上方)的荧光体的发光色变深,输出光中产生色斑。例如,在使放出蓝色系激光的固体发光器件与吸收激光而波长转换为黄色系光的YAG荧光体组合而成的发光装置的情况下,输出光的中心部的蓝色变深,其周边部的黄色变深。该问题对于利用激光透射率高的单晶荧光体的发光装置来说是特别明显的。
本发明是为了解决这样的问题而完成的,其目的在于提供输出光的色斑少的发光装置。
用于解决问题的手段
为了达成上述目的,本发明的发光装置的一个方案的特征在于,其是具备辐射激光作为第一初级光(first primary light)的辐射源和第一波长转换体并且放出输出光的发光装置,其中,上述第一波长转换体至少包含第一荧光体,上述第一波长转换体散射上述第一初级光的至少一部分,并转换成在与上述第一初级光的光轴方向不同的方向传播的第二初级光(secondprimary light),上述第一波长转换体所含的第一荧光体吸收上述第一初级光和上述第二初级光的至少一部分,并转换成比上述第一初级光或上述第二初级光中的至少一者的波长成分更长波长成分多的次级光,上述输出光包括上述第二初级光和上述次级光,上述第一波长转换体具有上述第一初级光射入的入射面和上述输出光射出的出射面,上述入射面的法线方向与上述出射面的法线方向互相不同,上述第一荧光体为单晶荧光体。
发明效果
根据本发明,能够提供输出光的色斑少的发光装置。
附图说明
图1是表示实施方式1的发光装置的示意图。
图2是实施方式2的发光装置的示意图。
图3是实施方式2的变形例1的发光装置的示意图。
具体实施方式
以下,参照附图对实施方式进行说明。此外,以下进行说明的实施方式均表示本发明的一个优选具体例子。因此,以下实施方式所示的数值、形状、材料、构成要素以及构成要素的配置位置和连接方式等为一个例子,主旨并不是要限定本发明。因此,以下的实施方式的构成要素之中,表示本发明的最上位概念的独立权利要求所未记载的构成要素是作为任意的构成要素来进行说明的。
此外,各图为原理图,并不是严格地进行了图示。另外,各图中,对实质上相同的构成标注相同的符号,省略或者简化重复的说明。
(实施方式1)
首先,使用图1对实施方式1的发光装置21的构成进行说明。
如图1所示,实施方式1的发光装置21具备辐射激光作为第一初级光3的辐射源2和第一波长转换体4,并且其是辐射输出光31的装置。第一初级光3换言之为第一的初级光。
第一波长转换体4散射第一初级光3的至少一部分,并转换成在与第一初级光3的光轴方向不同的方向传播的第二初级光5。第二初级光5换言之为第二的初级光。另外,第一波长转换体4吸收第一初级光3和第二初级光5的至少一部分,并转换成次级光6。
实施方式1中,发光装置21呈长方体形状,辐射源2位于长方体形状的一个面附近,相对于辐射源2所在的面大致垂直的方向与第一初级光3的光轴的方向一致。辐射源2例如与外部电源1电连接,由此接受辐射第一初级光3所需的电力供给。发光装置21以第一初级光3的光轴方向为x轴。另外,将与x轴正交的平面内的互相正交着的方向分别设定为y轴、z轴。实施方式1例如是发光装置21的x轴方向的长度在100mm以内、y轴方向的长度在30mm以内、z轴方向的长度在100mm以内的大小。
以下,使用图1对发光装置21的详细构成进行详述。
[辐射源]
辐射源2辐射激光作为第一初级光3。作为这样的辐射源2,例如可以使用面发光激光二极管等激光二极管。辐射源2与外部电源1相连。
辐射源2例如为固体发光器件。通过设定为这样的构成,辐射源2变小,能够使发光装置21小型化。
辐射源2例如可以辐射具有在420nm~480nm或440nm~470nm的波长区域内显示最大峰值强度的发射光谱的蓝色系光作为第一初级光3。第一初级光3在这样的波长区域内具有最大峰值强度,由此第一初级光3成为视觉可识别性好的蓝色光,作为第一初级光3的散射成分的第二初级光5也成为视觉可识别性好的蓝色光。因此,第二初级光5可以没有浪费地不单用作第一荧光体41的激发光而且还用作发光装置21的输出光31。
另外,辐射源2例如可以辐射具有在200nm~380nm或360nm~380nm的波长区域内显示最大峰值强度的发射光谱的紫外线光作为第一初级光3。此外,辐射源2例如可以辐射具有在380nm~420nm或395nm~415nm的波长区域内显示最大峰值强度的发射光谱的紫色系光作为第一初级光3。当第一初级光3在这样的紫外线或紫色系的波长区域内具有最大峰值强度时,可以选择蓝色荧光体作为第一荧光体41。通过使用蓝色荧光体作为第一荧光体41,能够利用第一荧光体41所放出的具有广发射光谱的蓝色光作为输出光31的一部分。通常,荧光体的发射光谱的光谱宽度(半峰全宽;FWHM:Full Width at Half Maximum)比激光的光谱更宽广。因此,通过这样的构成,能够实现输出光31的高显色性。
[第一波长转换体]
第一波长转换体4呈平板形状,并被配置为发光装置21的y轴方向与第一波长转换体4的厚度方向大致平行。通过设定为这样的结构,第一波长转换体4具有与有很多制造经验的波长转换体相同的形状,因此能够利用容易采购且高品质的第一波长转换体4,能够提供放出可靠性高的输出光31的发光装置21。
第一波长转换体4被构成在由辐射源2照射第一初级光3的位置。
第一波长转换体4包含第一荧光体41。实施方式1中,第一波长转换体4仅由第一荧光体41构成,并且第一荧光体41由一个具有石榴石晶体结构的单晶荧光体构成。
第一波长转换体4具有第一初级光3射入的入射面42和输出光31射出的出射面43,入射面42的法线方向与出射面43的法线方向互相不同。例如,入射面42的法线方向与出射面43的法线方向可以为互相大致垂直的关系。
第一波长转换体4散射第一初级光3的至少一部分,并放出作为第一初级光3的散射成分的第二初级光5。例如,第一初级光3的至少一部分可以在入射面42和出射面43的界面部分的缺损处散射,也可以通过在第一波长转换体4内存在至少一处以上的折射率不同的部分而散射。第二初级光5被构成为由出射面43射出。
另外,第一波长转换体4吸收第一初级光3和第二初级光5的至少一部分而转换成次级光6。次级光6被构成为由出射面43射出。
[第一荧光体]
第一荧光体41包含于第一波长转换体4,吸收第一初级光3和第二初级光5的至少一部分作为激发光,放出比第一初级光3或第二初级光5中的至少一者的波长成分更长波长成分多的荧光作为次级光6。
在实施方式1中,第一荧光体41具有石榴石结构。由此,第一荧光体41变得化学稳定,因此能够提供可靠性良好的发光装置。
石榴石结构由通式A’3B’2(C’X4)3表示。但是,通式中,A’、B’和C’为能够构成石榴石结构的金属元素,X为能够构成石榴石结构的非金属元素。
这里,金属元素A’的一个例子为选自碱金属、碱土金属、镁、稀土、过渡金属中的至少一种元素,具体来说例如为选自Na、K、Rb、Cs、Mg、Ca、Sr、Ba、Y、Ln、Mn等中的至少一种元素(Ln表示元素序号57~71的镧系元素)。
金属元素B’的一个例子为选自Mg、稀土、过渡金属、碱土金属、镁、碳族元素中的至少一种元素,具体来说例如为选自Mg、Sc、Y、Lu、Ti、Zr、Hf、V、Cr、Nb、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Al、Ga、In、Sn等中的至少一种元素。
金属元素C’的一个例子为选自碱金属、过渡金属、碱土金属、镁、碳族、氮族元素中的至少一种元素,具体来说例如为选自Li、V、Fe、Al、Ga、Si、Ge、P等中的至少一种元素。
非金属元素X的一个例子为选自氮、硫属、卤素中的至少一种元素,具体来说例如为选自N、O、F、Cl等中的至少一种元素。
另外,第一荧光体41例如为Ce3+激活荧光体。通过设定为这样的构成,第一荧光体41成为超余辉性,因此能够提供高光密度激发下的效率饱和少的发光装置。
此外,第一荧光体41例如放出具有在480nm~600nm的波长区域内显示最大峰值强度的光谱的光作为次级光6。通过设定为这样的构成,第一荧光体41放出可见光区域的视感度(luminous efficacy)高的次级光6,因此能够提供通过利用次级光6作为输出光31的一部分而放出高光通量的输出光31的发光装置21。
作为具有石榴石结构的Ce3+激活荧光体,例如可以使用以下所示的荧光体。
作为具有石榴石结构的蓝绿色Ce3+激活荧光体,例如可以使用Ca2YZr2(AlO4)3:Ce3 +。这里,蓝绿色Ce3+激活荧光体是指辐射在480nm以上且低于500nm的波长区域内具有发光峰的光的Ce3+激活荧光体。
作为具有石榴石结构的绿色Ce3+激活荧光体,例如可以使用Lu3Al2(AlO4)3:Ce3+、Lu3(Al,Ga)2(AlO4)3:Ce3+、(Y,Lu)3Al2(AlO4)3:Ce3+、Y3Al2(AlO4)3:Ce3+、Y3Ga2(AlO4)3:Ce3+、Ca3Sc2(SiO4)3:Ce3+。这里,绿色Ce3+激活荧光体是指辐射在500nm以上且低于560nm、特别是510nm以上且低于550nm的波长区域内具有发光峰的光的Ce3+激活荧光体。
上述绿色Ce3+激活荧光体之中,Lu3Al2(AlO4)3:Ce3+和Lu3(Al,Ga)2(AlO4)3:Ce3+与Y3Ga2(AlO4)3:Ce3+相比温度淬灭小,就算由于一次光的高光密度激发而使得荧光体的温度上升也会保持高的效率水平。因此,当使用Lu3Al2(AlO4)3:Ce3+激活绿色荧光体时,容易得到绿色光成分的输出效率好的发光装置,作为照明用荧光体是有用的。
作为具有石榴石结构的黄绿色~黄~橙色Ce3+激活荧光体,例如可以使用(Y,Gd)3Al2(AlO4)3:Ce3+。这里,黄绿色~黄~橙色Ce3+激活荧光体是指辐射在560nm以上且低于600nm的波长区域内具有发光峰的光的Ce3+激活荧光体。
作为蓝色荧光体,可以使用被选自Eu2+、Ce3+、Mn2+中的至少一种离子激活了的氧化物、酰卤化物等氧化物系荧光体或者氮化物、氮氧化物等氮化物系荧光体。具体来说,作为氧化物系荧光体,可以列举出:BaMgAl10O17:Eu2+、BaMgAl10O17:Eu2+,Mn2+、CaMgSi2O6:Eu2+、Ba3MgSi2O8:Eu2+、Sr4Al14O25:Eu2+、Sr4Si3O8Cl4:Eu2+、Sr4Al14O24:Eu2+、BaAl8O13:Eu2+、Na3Sc2(PO4)3:Eu2+、Sr10(PO4)6Cl2:Eu2+等;作为氮化物系荧光体,可以列举出:AlN:Eu2+、YSiO2N:Ce3 +、SrSi9Al19ON31:Eu2+等。
另外,第一荧光体41优选为单晶荧光体。单晶是指晶轴方向无论取晶体的任何位置也不会变的颗粒或结构体。通过设定为这样的构成,第一荧光体41成为内部缺损少的荧光体,因此能够提供由第一荧光体41造成的波长转换损失少的发光装置21。
作为第一荧光体41的培育方法,例如可以列举出:固相法、液相法和气相法等。作为液相法,例如可以列举出:切克劳斯基法(Czochralski method)、单纯固化法、布里奇曼法(Bridgman method)、韦尔讷伊法(Verneuil method)和浮区法等熔体法、助熔剂法、水溶液法和水热法等溶液法。
第一荧光体41可以是将培育好的单晶切割成任意形状的荧光体。通过设定为这样的构成,能够提供容易控制输出光31的出射面43的面积、出射方向的发光装置21。
另外,第一荧光体41可以为在特定晶面带有凹凸的荧光体。通过设定为这样的构成,射入第一荧光体41的激发光在晶体内部全反射的概率变低,因此能够提供基于第一荧光体41的波长转换效率高的高输出发光装置21。
[反射部件]
反射部件7被构成为包覆第一波长转换体4所具有的除了光的入射面42和出射面43以外的至少一个面。在第一波长转换体4的内部传播的第一初级光3、第二初级光5和次级光6的至少一部分被反射部件7控制传播方向。通过设定为这样的构成,由第一波长转换体4的除了出射面43以外的面射出或吸收的光成分变少,因此能够提供输出光31的提取效率高的发光装置21。
反射部件7例如由铝等金属、硫酸钡等白色无机化合物或聚酯等白色树脂等构成。
[第一初级光、第二初级光、次级光、输出光]
第一初级光3是由辐射源2辐射出来的激光,其在x轴方向具有光轴方向。
第一初级光3例如相对于第一波长转换体4的入射面42大致垂直地射入。实施方式1中,第一波长转换体为平板形状,相对于第一波长转换体4的入射面42大致垂直的方向与相对于第一波长转换体4的厚度方向大致垂直方向几乎一致。通过设定为这样的构成,第一波长转换体4的出射面的面积相对于入射面积变大,因此能够提供发光面积大的发光装置21。
另外,第一初级光3例如优选在相对于第一波长转换体4的厚度方向大致垂直方向射入,输出光31优选在相对于第一波长转换体4的厚度方向大致平行方向射出。通过设定为这样的构成,第一波长转换体4的出射面的面积相对于入射面积变大,因此能够提供发光面积大的发光装置21。
第二初级光5是第一初级光3的至少一部分被第一波长转换体4散射而成的成分,还放出具有与x轴方向不同的传播方向的第二初级光5。第二初级光5的波长成分与第一初级光3的波长成分实质相同。
次级光6是第一初级光3和第二初级光5的至少一部分被第一波长转换体4波长转换而成的成分。
输出光31包括第二初级光5和次级光6。
输出光31例如是相关色温为2000K~20000K或2500K~7000K。通过使发光装置21的输出光31的相关色温为这样的范围内,输出光31成为白色系光,因此能够得到利用价值高的发光装置21。此外,当发光装置21的输出光31的相关色温为2500K~7000K的范围内时,能够得到辐射适合作为照明光的光的发光装置21。作为使发光装置21的输出光31的相关色温为2000K~20000K的范围内的方法,可以使用选择被用作辐射源2的激光源的方法、选择第一波长转换体4所含的第一荧光体41的种类的方法或者调整第一波长转换体4所含的第一荧光体41的量的方法等。
输出光31能够用作照明光。
[罩、出射光窗]
发光装置21在实施方式1中为具有被罩8和出射光窗81围出来的封闭空间的结构。罩8例如具有与外部电源1的连接部,其通过使用了ABS树脂等树脂材料的注塑成型形成。出射光窗81设置于面向出射面43的部分,其由树脂或玻璃等透明材料形成。被罩8和出射光窗81围出来的封闭空间可以为真空状态,也可以在封闭空间填充空气、氮、稀有气体、树脂或玻璃等透明材料。此外,在被罩8和出射光窗81围出来的封闭空间为真空状态的情况和在封闭空间填充有氮或稀有气体等的情况下,罩8和出射光窗81例如具有气密性高的密封结构。在被罩8和出射光窗81围出来的封闭空间填充有空气或透明材料的情况下,被罩8和出射光窗81围出来的封闭空间也可以与外部相通。
(实施方式2)
使用图2对实施方式2的发光装置21a的构成进行说明。
实施方式2的发光装置21a的第二波长转换体9、第二荧光体91、三级光10(tertiary light 10)和输出光31a与实施方式1的发光装置21不同。除了这些构成以外与实施方式1的发光装置21相同,故而省略说明。
以下,使用图2对发光装置21a的详细构成进行详述。
[第二波长转换体]
就实施方式2来说,第二波长转换体9被构成为位于第一波长转换体4所具有的出射面43上,并吸收第二初级光5和次级光6的至少一部分。
第二波长转换体9至少包含第二荧光体91,并吸收第二初级光5和次级光6的至少一部分而转换成三级光10。
就实施方式2来说,第二波长转换体9为至少一个以上的粒子,并由中心粒径为0.1μm~1mm的颗粒尺寸的粒子构成。第二波长转换体9的形状可以选自球状、半球状或针状等。另外,第二波长转换体9可以为薄膜状。
[第二荧光体]
第二荧光体91包含于第二波长转换体9,并吸收第二初级光5和次级光6的至少一部分作为激发光,放出三级光10作为荧光。就实施方式2来说,第二波长转换体9仅由第二荧光体91构成。
第二荧光体91优选为被过渡金属离子或稀土离子激活了的荧光体。此外,作为过渡金属离子,可以列举出选自Ti4+、Cr3+、Mn2+、Mn4+、Fe3+等中的至少一种离子,特别是Mn4+。另外,作为上述稀土离子,可以列举出选自Ce3+、Pr3+、Nd3+、Sm3+、Eu2+、Eu3+、Tb3+、Dy3+、Ho3+、Er3+、Tm3+、Yb3+中的至少一种离子。此外,作为被Mn4+激活了的荧光体,例如可以列举出3.5MgO·0.5MgF2·GeO2:Mn4+之类的氧化物荧光体和K2SiF6:Mn4+之类的氟化物荧光体等。通过设定为这样的构成,第二荧光体91能够吸收第二初级光5和次级光6的至少一部分,放出三级光10作为荧光。
第二荧光体91例如放出具有在480nm~660nm的波长区域内显示最大峰值强度的光谱的光作为三级光10。通过这样的构成,三级光10具有很多长波长的可见光成分,因此通过利用三级光10作为输出光31a的一部分而能够提供作为高显色照明用理想的发光装置21a。
另外,第二荧光体91所放出的光的光谱可以构成为与第一荧光体41所放出的光的光谱不同。通过设定为这样的构成,能够利用仅由第一荧光体41无法实现的光的波长成分作为输出光31a的一部分,因此能够提供容易控制输出光31a的光谱的发光装置21a。
此外,第二荧光体91所放出的光的光谱的主要成分也可以构成为包含更多比第一荧光体41所放出的光的光谱的主要成分更长波长成分。由此,三级光10具有很多长波长的可见光成分,因此能够提供射出高显色的输出光31a的发光装置21a。
另外,第二荧光体91所放出的光的光谱可以与第一荧光体41所放出的光的光谱相同。通过设定为这样的构成,能够不改变输出光31a的光谱而提供光提取效率高的发光装置21a。
此外,第二荧光体91优选为Ce3+激活荧光体。通过设定为这样的构成,第二荧光体91所放出的三级光10为超短余辉性,因此能够提供高光密度激发下的效率饱和少的发光装置21a。
另外,第二荧光体91可以为放出具有在600nm~660nm的波长区域内显示最大峰值强度的光谱的红色系光的氮化物荧光体或氮氧化物荧光体中的任意一种。作为氮化物荧光体,例如可以使用Sr2Si5N8:Eu2+、(Ca,Sr)AlSiN3:Eu2+、SrAlSi4N7:Eu2+、SrLiAl3N4:Eu2+等。作为氮氧化物荧光体,例如可以使用Sr2(Si,Al)5(N,O)8:Eu2+、CaAl(Si,Al)(N,O)3:Eu2+、SrAl(Si,Al)4(N,O)7:Eu2+等。通过这样的构成,第二荧光体91成为化学稳定并且激发光的吸收率高、能够以高效率将吸收后的激发光波长转换为比其更长波长的光的荧光体。另外,通过设定为这样的构成,第二荧光体91成为放出红色系光成分的荧光体,因此能够提供能够放出高显色性的输出光31a的发光装置21a。
此外,第二荧光体91优选为具有与CaAlSiN3相同的晶体结构的化合物。通过设定为这样的构成,第二荧光体91成为作为LED照明用有很多制造经验的荧光体,因此能够利用容易采购的第二荧光体91来提供放出高输出且可靠性高的输出光31a的发光装置21a。
[三级光、输出光]
三级光10是第二初级光5和次级光6的至少一部分被第二波长转换体9波长转换而成的成分。
输出光31a包括第二初级光5、次级光6和三级光10。
输出光31a优选平均显色评价数Ra为80~100。当发光装置21a的输出光31a的平均显色评价数Ra为80~100的范围内时,能够得到辐射适合作为照明光的光的发光装置21a。作为使发光装置21a的输出光31a的平均显色评价数Ra为上述范围内的方法,使用选择被用作辐射源2的激光源的方法、选择第一波长转换体4所含的第一荧光体41的种类和第二波长转换体9所含的第二荧光体91的种类的方法等。
(变形例1)
接着,使用图3对变形例1的发光装置21b的构成进行说明。此外,以下说明是对成为发光装置21b的特征的构成并且与上述实施方式2的发光装置21a不同的构成进行说明。其他构成与发光装置21a相同。
发光装置21b中,具体来说,外部电源1和辐射源2包含于光源部12,由光源部12的辐射源2辐射的第一初级光3经由光波导11照射到第一波长转换体4b。此外,第一荧光体41b被第一密封件44密封,第二荧光体91b被第二密封件92密封。
[光波导]
就本变形例来说,光波导11的一端与光源部12光学连接,另一端与发光部13光学连接,在光源部12将第一初级光3导至第一波长转换体4b的附近。此外,光波导11例如由光纤或者片状或板状的光波导构成。
[密封结构]
第一波长转换体4b通过第一荧光体41b被第一密封件44密封而形成,第二波长转换体9b通过第二荧光体91b被第二密封件92密封而形成。第二波长转换体9b被配置在第一波长转换体4b的出射面43上。
第一密封件44和第二密封件92中的至少一者可以为树脂材料。作为树脂材料,例如可以列举出有机硅树脂、含氟树脂、有机硅-环氧杂化树脂(silicone-epoxy hybridresin)、脲醛树脂(urea resin)等。通过设定为这样的构成,第一波长转换体4b和第二波长转换体9b成为利用了有很多制造经验的正统树脂密封技术的波长转换体,因此能够得到容易设计的发光装置21b。
第一密封件44和第二密封件92中的至少一者可以为无机材料。无机材料是指除了有机材料以外的材料,其包含陶瓷、金属。此外,硅氧烷的一部分被烷基等有机性官能团取代而成的有机硅氧烷也包括于无机材料。无机材料具体来说例如为金属氧化物、低熔点玻璃和超微颗粒等。具有荧光体被无机密封而成的结构的波长转换体与包含密封树脂等有机材料的现有波长转换体相比放热性高,能够抑制荧光体的温度伴随激发等上升。其结果是,荧光体的温度淬灭得到抑制,从而能够实现输出光31b的高输出化。
[发光部]
发光部13包括第一波长转换体4b、第二波长转换体9b、反射部件7、罩8和出射光窗81。就发光部13来说,在被罩8和出射光窗81围出来的封闭空间内配置有第一波长转换体4b和第二波长转换体9b。另外,发光部13也可以具有扩散板或支撑基板。
发光部13例如可以成为光源或照明系统等照明装置或者投影仪等显示装置。
(其他)
以上,基于实施方式和变形例对本发明的发光装置进行了说明,但本发明不限于上述实施方式和变形例。
例如,就上述实施方式和变形例来说,第一波长转换体4为平板形状,但第一波长转换体4不限于平板形状。例如,第一波长转换体4可以为大致立方体形状、大致半球形状。此外,第一波长转换体4可以由具有石榴石晶体结构的一个单晶荧光体构成,其为具有至少一个小面(facet)的单颗粒的形状。此外,“小面”是指以原子尺度观察时平坦的晶面。
另外,就上述实施方式和变形例来说,第一波长转换体4也可以不具备反射部件7。
此外,就上述实施方式和变形例来说,第二波长转换体9可以不被配置在出射面43上。例如第二波长转换体9可以被设置在第一波长转换体4的内部。
例如,就上述实施方式和变形例来说,例示了半导体激光器作为辐射源2,但辐射源2不限于半导体激光器。例如,可以使用YAG激光器等固体激光器、染料激光器等液体激光器或者Ar离子激光器、He-Cd激光器、氮激光器或准分子激光器等气体激光器作为辐射源2。此外,就上述的实施方式和变形例来说,辐射源2示出了单数的情况,但辐射源2也可以为复数。
此外,通过对各实施方式和变形例实施本领域技术人员所想到的各种变形而得到的方案、通过不脱离本发明的主旨的范围内将实施方式中的构成要素和功能任意组合而实现的方案也包括于本发明。
符号说明
2 辐射源
3 第一初级光
4、4b 第一波长转换体
5 第二初级光
6 次级光
7 反射部件
9、9b 第二波长转换体
10 三级光
21、21a、21b 发光装置
31、31a、31b 输出光
41、41b 第一荧光体
42 入射面
43 出射面
91、91b 第二荧光体

Claims (21)

1.一种发光装置,其是具备辐射激光作为第一初级光的辐射源和第一波长转换体并且放出输出光的发光装置,其中,
所述第一波长转换体至少包含第一荧光体,
所述第一波长转换体散射所述第一初级光的至少一部分,并转换成在与所述第一初级光的光轴方向不同的方向传播的第二初级光,
所述第一波长转换体所含的第一荧光体吸收所述第一初级光和所述第二初级光的至少一部分,并转换成比所述第一初级光或所述第二初级光中的至少一者的波长成分更长波长成分多的次级光,
所述输出光包括所述第二初级光和所述次级光,
所述第一波长转换体具有所述第一初级光射入的入射面和所述输出光射出的出射面,所述入射面的法线方向与所述出射面的法线方向互相不同,
所述第一荧光体为单晶荧光体。
2.根据权利要求1所述的发光装置,其中,所述第一荧光体具有石榴石晶体结构。
3.根据权利要求2所述的发光装置,其中,所述辐射源放出蓝色系光作为所述第一初级光,
所述第一荧光体为Ce3+激活荧光体。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的发光装置,其中,所述第一荧光体放出具有在480nm~600nm的波长区域内显示最大峰值强度的光谱的光作为所述次级光。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的发光装置,其具备包含第二荧光体的第二波长转换体,
所述第二波长转换体所含的第二荧光体吸收所述第二初级光和所述次级光的至少一部分,并辐射三级光,
所述输出光包括所述三级光。
6.根据权利要求5所述的发光装置,其中,所述第二荧光体放出具有在480nm~660nm的波长区域内显示最大峰值强度的光谱的光作为所述三级光。
7.根据权利要求5或6所述的发光装置,其中,所述第二荧光体所放出的光的光谱与所述第一荧光体所放出的光的光谱不同。
8.根据权利要求5~7中任一项所述的发光装置,其中,所述第二荧光体所放出的光的光谱的主要成分包含更多比所述第一荧光体所放出的光的光谱的主要成分更长波长成分。
9.根据权利要求5所述的发光装置,其中,所述第一荧光体所放出的光的光谱与所述第二荧光体所放出的光的光谱相同。
10.根据权利要求5~9中任一项所述的发光装置,其中,所述第二荧光体为Ce3+激活荧光体。
11.根据权利要求5~10中任一项所述的发光装置,其中,所述第二荧光体为放出具有在600nm~660nm的波长区域内显示最大峰值强度的光谱的红色系光的氮化物荧光体或氮氧化物荧光体中的任意一种。
12.根据权利要求11所述的发光装置,其中,所述第二荧光体为具有与CaAlSiN3相同的晶体结构的化合物。
13.根据权利要求1~12中任一项所述的发光装置,其中,所述第一波长转换体具有所述第一荧光体被透光性树脂材料或透光性无机材料中的至少一者密封而成的结构。
14.根据权利要求5~12中任一项所述的发光装置,其中,所述第二波长转换体具有所述第二荧光体被透光性树脂材料或透光性无机材料中的至少一者密封而成的结构。
15.根据权利要求1~14中任一项所述的发光装置,其中,所述输出光的相关色温为2000K~20000K。
16.根据权利要求1~15中任一项所述的发光装置,其中,所述输出光的平均显色评价数Ra为80~100。
17.根据权利要求1~16中任一项所述的发光装置,其中,所述第一波长转换体在除了所述出射面以外的至少一部分具备反射部件,
在所述第一波长转换体的内部传播的所述第一初级光、所述第二初级光和所述次级光的至少一部分被所述反射部件控制传播方向。
18.根据权利要求1~17中任一项所述的发光装置,其中,所述第一初级光相对于所述第一波长转换体的入射面大致垂直地射入。
19.根据权利要求1~18中任一项所述的发光装置,其中,所述第一波长转换体为平板形状。
20.根据权利要求19所述的发光装置,其中,所述第一初级光在相对于所述第一波长转换体的厚度方向大致垂直方向射入,
所述输出光在相对于所述第一波长转换体的厚度方向大致平行方向射出。
21.根据权利要求1~20中任一项所述的发光装置,其中,由所述辐射源辐射的所述第一初级光经由光波导照射到所述第一波长转换体。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113661617A (zh) * 2019-04-24 2021-11-16 松下知识产权经营株式会社 发光装置以及使用了该发光装置的医疗系统、电子设备及检验方法
CN113728522A (zh) * 2019-04-24 2021-11-30 松下知识产权经营株式会社 发光装置以及使用了该发光装置的医疗系统、电子设备及检验方法
US20220285912A1 (en) * 2019-08-14 2022-09-08 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelectronic component

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11394176B2 (en) * 2017-07-24 2022-07-19 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Light emitting device
US10808171B2 (en) * 2018-01-30 2020-10-20 Lextar Electronics Corporation Infrared emitting fluoride phosphor and infrared light emitting device

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100295438A1 (en) * 2007-09-28 2010-11-25 Osram Opto Semiconductors Gmbh Semiconductor Light Source Having a Primary Radiation Source and a Luminescence Conversion Element
US20110128471A1 (en) * 2008-07-07 2011-06-02 James Rowland Suckling Illumination panel and display
CN102606962A (zh) * 2012-03-31 2012-07-25 福州华映视讯有限公司 背光模块
US20120212931A1 (en) * 2011-02-22 2012-08-23 Harison Toshiba Lighting Corp. Light emitting device
WO2012146960A1 (en) * 2011-04-28 2012-11-01 Tissot Yann Waveguide apparatus for illumination systems
US20130187184A1 (en) * 2010-09-29 2013-07-25 Koninklijke Philips Electronics N.V. Wavelength converted light emitting device
US20130215598A1 (en) * 2010-08-20 2013-08-22 Research Triangle Institute, International Photoluminescent nanofiber composites, methods for fabrication, and related lighting devices
US20140168576A1 (en) * 2011-07-18 2014-06-19 Lg Innotek Co., Ltd. Title optical member and display device having the same
US20140177201A1 (en) * 2012-12-24 2014-06-26 Hon Hai Precision Industry Co., Ltd. Illumination apparatus using laser diode as light source
CN104566015A (zh) * 2014-12-01 2015-04-29 深圳市华星光电技术有限公司 一种量子点背光模组以及显示装置
US20150171284A1 (en) * 2012-08-10 2015-06-18 Koninklijke Philips N.V. Phosphor converted light emitting diode, a lamp and a luminaire
WO2015169270A2 (en) * 2014-05-05 2015-11-12 Crytur, Spol.S R.O. Light source

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002076434A (ja) 2000-08-28 2002-03-15 Toyoda Gosei Co Ltd 発光装置
JP2006003202A (ja) * 2004-06-17 2006-01-05 Taisei Corp 振動記憶装置及び振動記録システム
EP1781276B1 (en) * 2004-08-27 2010-06-23 UCB Pharma GmbH Use of peptide compounds for treating bone cancer pain, chemotherapy- and nucleoside-induced pain
JP2006073202A (ja) 2004-08-31 2006-03-16 Nichia Chem Ind Ltd 発光装置
JP4264109B2 (ja) * 2007-01-16 2009-05-13 株式会社東芝 発光装置
US7824651B2 (en) * 2007-05-08 2010-11-02 Nanotek Instruments, Inc. Method of producing exfoliated graphite, flexible graphite, and nano-scaled graphene platelets
CN102257317A (zh) 2008-10-17 2011-11-23 发光装置公司 远程照明组件和方法
CN104245883B (zh) 2012-04-24 2017-06-27 株式会社光波 荧光体及其制造方法以及发光装置
JP2014210684A (ja) * 2013-04-19 2014-11-13 パナソニック株式会社 アルミニウムガーネットタイプ無機酸化物、蛍光体及びこれを用いた発光装置
JP6742684B2 (ja) * 2014-09-30 2020-08-19 日亜化学工業株式会社 光部品及びその製造方法ならびに発光装置及びその製造方法

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100295438A1 (en) * 2007-09-28 2010-11-25 Osram Opto Semiconductors Gmbh Semiconductor Light Source Having a Primary Radiation Source and a Luminescence Conversion Element
US20110128471A1 (en) * 2008-07-07 2011-06-02 James Rowland Suckling Illumination panel and display
US20130215598A1 (en) * 2010-08-20 2013-08-22 Research Triangle Institute, International Photoluminescent nanofiber composites, methods for fabrication, and related lighting devices
US20130187184A1 (en) * 2010-09-29 2013-07-25 Koninklijke Philips Electronics N.V. Wavelength converted light emitting device
US20120212931A1 (en) * 2011-02-22 2012-08-23 Harison Toshiba Lighting Corp. Light emitting device
WO2012146960A1 (en) * 2011-04-28 2012-11-01 Tissot Yann Waveguide apparatus for illumination systems
US20140168576A1 (en) * 2011-07-18 2014-06-19 Lg Innotek Co., Ltd. Title optical member and display device having the same
US20150286098A1 (en) * 2011-07-18 2015-10-08 Lg Innotek Co., Ltd. Optical member and display device having the same
CN102606962A (zh) * 2012-03-31 2012-07-25 福州华映视讯有限公司 背光模块
US20150171284A1 (en) * 2012-08-10 2015-06-18 Koninklijke Philips N.V. Phosphor converted light emitting diode, a lamp and a luminaire
US20140177201A1 (en) * 2012-12-24 2014-06-26 Hon Hai Precision Industry Co., Ltd. Illumination apparatus using laser diode as light source
WO2015169270A2 (en) * 2014-05-05 2015-11-12 Crytur, Spol.S R.O. Light source
CN104566015A (zh) * 2014-12-01 2015-04-29 深圳市华星光电技术有限公司 一种量子点背光模组以及显示装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
应长春等: "《船舶工艺技术》", 31 January 2013 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113661617A (zh) * 2019-04-24 2021-11-16 松下知识产权经营株式会社 发光装置以及使用了该发光装置的医疗系统、电子设备及检验方法
CN113728522A (zh) * 2019-04-24 2021-11-30 松下知识产权经营株式会社 发光装置以及使用了该发光装置的医疗系统、电子设备及检验方法
US20220285912A1 (en) * 2019-08-14 2022-09-08 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelectronic component

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Publication number Publication date
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