CN110323666A - 发光装置 - Google Patents

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Abstract

一种发光装置，包括：激光二极管元件；波长转换构件，其吸收从激光二极管元件发射的光并且对光的波长进行转换；以及透明导电膜，其布置在波长转换构件的光提取侧表面和激光二极管元件侧表面中的至少之一上。透明导电膜被配置成使得：当波长转换构件损坏时，与波长转换构件交叠的区域中的电阻增加。

Description

发光装置
本申请基于在2018年3月29日提交的日本专利申请第2018-064781号，其全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本发明涉及发光装置。
背景技术
已知一种发光装置，在该发光装置中，形成在封装上以提取光的通孔被波长转换构件覆盖，该波长转换构件吸收从激光二极管元件发射的光并发射具有不同波长的光，并且在波长转换构件的除了通孔正上方的部分之外的部分上设置有裂缝诱发部(参见例如JP6044833 B)。
JP 6044833 B表明，通过由裂缝诱发部在特定区域中诱发裂缝，可以防止在通孔正上方的波长转换构件上出现裂缝。此外，其表明可以防止从激光二极管元件发射的光在没有进行波长转换的情况下穿过裂缝并泄漏的现象。
此外，已知另一种发光装置，在该发光装置中，设置在波长转换构件上的导电膜和设置在安装基板上的导电部经由凸块连接并且形成闭合电路(参见例如JP 2016/122715A)。
JP 2016/122715 A表明，由于当波长转换构件分离和脱落时闭合电路的导通状态改变，因此可以通过监测闭合电路的导通状态来检测波长转换构件的分离。此外，其表明可以防止从激光二极管元件发射的光在由于波长转换构件的分离和不存在而没有进行波长转换的情况下泄漏的现象。
发明内容
JP 6044833 B的发光装置可能具有以下问题：除了视觉检查以检测裂缝的出现之外没有替选方案，以及装置不具有在出现裂缝的情况下使激光停止发射的任何机构。由此，可能无法检测到裂缝的出现，同时使得未转换的光被连续发射。
JP 2016/122715 A的发光装置可以被配置成检测波长转换构件的分离。然而，如果波长转换构件仍然被附接，则可能无法检测到损坏例如裂缝的出现。在这种情况下，未转换的激光可能通过损坏而泄漏。
本发明的目的是提供一种发光装置，其能够准确地检测波长转换构件上的损坏，以有效地防止由于波长转换构件上的损坏而造成激光泄漏。
根据本发明的实施方式，可以提供由下述[1]至[6]限定的发光装置。
[1]一种发光装置，包括：
激光二极管元件；
波长转换构件，其吸收从激光二极管元件发射的光并且转换光的波长；以及
透明导电膜，其布置在波长转换构件的光提取侧表面和激光二极管元件侧表面的至少之一上，
其中，透明导电膜被配置成使得：当波长转换构件损坏时，与波长转换构件交叠的区域中的电阻增加。
[2]根据[1]的发光装置，其中，透明导电膜在与波长转换构件交叠的区域中的厚度在不小于50nm且不大于2000nm的范围内。
[3]根据[1]或[2]的发光装置，其中，在与波长转换构件交叠的区域中的透明导电膜与波长转换构件接触。
[4]根据[1]至[3]中任一项的发光装置，其中，在与波长转换构件接触的区域中的透明导电膜包括在与波长转换构件相对的表面上的凸起部和凹陷部。
[5]根据[1]至[4]中任一项的发光装置，还包括(一个或多个)配线，所述(一个或多个)配线电连接至发光装置的透明导电膜并且被设置用于至确定电路的连接，当透明导电膜在与波长转换构件接触的区域中的电阻超过预定值时，该确定电路发送停止从用于驱动激光二极管元件的驱动电路向激光二极管元件供电的信号。
[6]根据[1]至[4]中任一项的发光装置，还包括：
驱动电路，其电连接至激光二极管元件并且驱动激光二极管元件；以及
确定电路，其电连接至透明导电膜，并且当透明导电膜在与波长转换构件接触的区域中的电阻超过预定值时，发送停止从驱动电路向激光二极管元件供电的信号。
(本发明的效果)
根据本发明的实施方式，可以提供以下发光装置，其能够准确地检测波长转换构件上的损坏，以有效地防止由于波长转换构件上的损坏而造成激光泄漏。
附图说明
接下来，将结合附图更详细地说明本发明，在附图中：
图1是示出实施方式中的发光装置的垂直截面图；
图2是示出透明导电膜的示例配置的垂直截面图；
图3是示出当用于驱动激光二极管元件的驱动电路和用于确定波长转换构件上的损坏的出现的确定电路被连接至发光装置时的电路配置的示意图；
图4A和图4B是示出发光装置中的透明导电膜周围的配置的示例的放大的截面图和放大的顶视图；
图5A和图5B是示出发光装置中的透明导电膜周围的配置的另一示例的放大的截面图和放大的顶视图；
图6A和图6B是示出发光装置中的透明导电膜周围的配置的另一示例的放大的截面图和放大的顶视图；
图7A和图7B是示出发光装置中的透明导电膜周围的配置的另一示例的放大的截面图和放大的顶视图；
图8A和图8B是示出该实施方式中的发光装置的修改的垂直截面图；以及
图9A和图9B是示出该实施方式中的发光装置的修改的垂直截面图。
具体实施方式
实施方式
发光装置的配置
图1是示出实施方式中的发光装置1的垂直截面图。发光装置1具有称为CAN封装的形式，并且设置有具有电极引脚11的杆10、安装在杆10上的激光二极管元件12、容纳激光二极管元件12的盖13、装配至作为形成在盖13上的光提取孔的开口13a的波长转换构件14、以及布置在波长转换构件14的光提取侧表面上的透明导电膜15。
杆10由具有高导热率的金属材料或绝缘材料形成。电极引脚11包括连接至激光二极管元件12的n极的电极引脚和连接至p极的电极引脚。电极引脚11的数量不限于两个。
激光二极管元件12用作波长转换构件14的激发光源。处于布置在基座16上的状态的激光二极管元件12被安装在杆10上。
激光二极管元件12的发光波长没有特别限制，并且根据例如波长转换构件14的材料(吸收波长)和从发光装置1提取的光的颜色来适当选择。当例如激光二极管元件12发射蓝光并且波长转换构件14呈现黄色荧光时，可以从发光装置1提取的光是作为在没有被波长转换构件14进行波长转换的情况下提取的蓝光的一部分和黄色荧光的混合的白光。
盖13开口侧向下放置并固定至杆10，使得激光二极管元件12容纳在其中。盖13的材料是例如不锈钢或铁等。
波长转换构件14位于激光二极管元件12的光学轴上，吸收从激光二极管元件12发射的光，并且对光的波长进行转换(发射具有不同波长的光)。
波长转换构件14是包含磷光体的构件，磷光体吸收从激光二极管元件12发射的光并发射荧光。波长转换构件14例如是在诸如铝氧化物、玻璃或树脂的基础材料中包含磷光体颗粒的构件，或者是包含烧结磷光体的构件。
波长转换构件14中包含的磷光体没有特别限制，并且可以是例如黄色磷光体，例如YAG(钇铝石榴石)磷光体、α-SiAlON磷光体或BOS(原硅酸钡)磷光体，或者可以是诸如β-SiAlON磷光体的绿色磷光体和诸如(Ca,Sr)2Si5N8:Eu或CaAlSiN3:Eu的红色磷光体的混合物。
波长转换构件14的平面形状通常是正方形，但可以是圆形或除正方形之外的多边形。
透明导电膜15布置在波长转换构件14上，并且被配置成当波长转换构件14损坏时，在与波长转换构件14交叠的区域中的电阻增加。优选地，透明导电膜15覆盖波长转换构件14的光提取侧表面的整个区域。
详细地，在波长转换构件14由于温度升高而损坏例如破裂的情况下，即使在波长转换构件14上的损坏非常小时，与波长转换构件14交叠的区域中的透明导电膜15仍随同波长转换构件14上的损坏而被损坏。因此，透明导电膜15的电阻值根据透明导电膜15的损坏程度而增加。
透明导电膜15由具有导电性且对从激光二极管元件12发射的光透明的材料例如铟锡氧化物(ITO)、锌氧化物(ZnO)、石墨烯或铟锌氧化物(IZO)形成。
透明导电膜15在与波长转换构件14交叠的区域中的厚度优选地不小于50nm，更优选地不小于400nm，使得在其上容易随同波长转换构件14上的损坏而出现裂缝。然而，发光装置1的厚度越大，则透射率越小，并且发光效率越低。因此，透明导电膜15在与波长转换构件14交叠的区域中的厚度优选地不大于2000nm。
另外，透明导电膜15优选地通过溅射或气相沉积直接形成在波长转换构件14上，使得在其上容易随同波长转换构件14上的损坏而出现裂缝。换句话说，在与波长转换构件14交叠的区域中的透明导电膜15优选地为与波长转换构件14接触的溅射膜或气相沉积膜等。
当在透明导电膜15与波长转换构件14之间形成包含粘合剂或分散剂等的膜时，该膜的厚度需要使得透明导电膜15不会失去其随同波长转换构件14上的损坏而损坏的功能。
图2是示出透明导电膜15的示例配置的垂直截面图。优选地，如图2所示，在与波长转换构件14交叠的区域中的透明导电膜15在与波长转换构件14相对的表面上具有凸起部和凹陷部(具有厚度分布)。
在透明导电膜15的表面上设置有凹陷部15a和凸起部15b的配置中，在厚度小的凹陷部15a上可能出现诸如裂缝的损坏。因此，在与波长转换构件14交叠的区域中的透明导电膜15可能随同波长转换构件14的损坏而容易破裂。由凹陷部15a和凸起部15b组成的凸起凹陷图案不受限制，并且可以是例如条纹图案或点图案。
图3是示出当用于驱动激光二极管元件12的驱动电路C1和用于确定波长转换构件14上的损坏的出现的确定电路C2被连接至发光装置1时的电路配置的示意图。
驱动电路C1是用于驱动激光二极管元件12并向激光二极管元件12供电的电路。在电极引脚11之中，连接至激光二极管元件12的n极的电极引脚和连接至p极的电极引脚被连接至驱动电路C1。
确定电路C2电连接至透明导电膜15，并且当透明导电膜15在与波长转换构件14接触的区域中的电阻超过预定值(阈值)时，确定电路C2向驱动电路C1发送信号以停止从驱动电路C1向激光二极管元件12供电。
如上所述，当波长转换构件14损坏时，透明导电膜15的电阻值增加。因此，通过使用确定电路C2监测透明导电膜15的电阻值的增加，可以确定在波长转换构件14上的损坏的出现。优选地，通过确定电路C2监测透明导电膜15在与波长转换构件14的整个接触区域中的电阻值，从而可以检测在波长转换构件14的整个区域中的损坏的出现。
确定电路C2是例如包括继电器电路的惠斯通电桥电路。在这种情况下，当透明导电膜15在与波长转换构件14接触的区域中的电阻超过阈值时，电流停止流过继电器电路的线圈，并且电连接至驱动电路C1的继电器电路的接触被断开。因此，从驱动电路C1到激光二极管元件的供电被停止。
驱动电路C1和确定电路C2可以布置在盖13的外部或内部。此外，驱动电路C1和确定电路C2可以包括在发光装置1的结构中。在这种情况下，发光装置1包括具有作为光源的激光二极管元件12的CAN封装、驱动电路C1和确定电路C2。
图4A和图4B是示出发光装置1中的透明导电膜15周围的配置的示例的放大的截面图和放大的顶视图。
在图4A和图4B中所示的示例中，用于至确定电路C2的连接的配线16形成在盖13的表面上。两个电极18形成在透明导电膜15的表面上并分别连接至导电配线19。透明导电膜15经由电极18和导电配线19电连接至配线16。
在图4A和图4B中所示的示例中，透明导电膜15覆盖整个波长转换构件14，并且电极18形成在透明导电膜15的两个纵向边缘处并覆盖整个横向宽度的边缘。因此，可以通过确定电路C2监测透明导电膜15在与波长转换构件14的整个接触区域中的电阻值，从而可以确定在波长转换构件14的整个区域中的损坏的出现。
配线16经由绝缘膜17形成在盖13上并由此与盖13绝缘。当盖13具有绝缘特性时，不需要绝缘膜17。同时，波长转换构件14通过粘合剂20固定在盖13的开口13a中。粘合剂20粘附到波长转换构件14的侧表面和盖13的开口13a中的侧表面。
配线16由诸如金、铜或铝的导电材料形成。绝缘膜17由诸如精细陶瓷或硅氧化物的绝缘材料形成。电极18由诸如金或铝的导电材料形成。导电配线19由诸如金、铝或铜的导电材料形成。粘合剂20是诸如硅氧烷粘合剂的绝缘粘合剂。
图5A和图5B是示出发光装置1中的透明导电膜15周围的配置的另一示例的放大的截面图和放大的顶视图。
在图5A和图5B中示出的示例中，透明导电膜15足够长以覆盖配线16的边缘并且直接连接至配线16。
在图5A和图5B中示出的示例中，透明导电膜15覆盖整个波长转换构件14，并且电极18连接至波长转换构件14的两个外侧上的配线16。因此，可以通过确定电路C2监测透明导电膜15在与波长转换构件14的整个接触区域中的电阻值，从而可以确定在波长转换构件14的整个区域中的损坏的出现。
图6A和图6B是示出发光装置1中的透明导电膜15周围的配置的另一示例的放大的截面图和放大的顶视图。
在图6A和图6B中示出的示例中，透明导电膜15的一部分连接至一个配线16，而透明导电膜15的另一部分连接至导电盖13(地)。在这种情况下，确定电路C2连接至配线16和地。
在图6A和图6B中示出的示例中，透明导电膜15覆盖整个波长转换构件14，并且电极18连接至波长转换构件14的两个外侧上的配线16和盖13。因此，可以通过确定电路C2监测透明导电膜15在与波长转换构件14的整个接触区域中的电阻值，从而可以确定在波长转换构件14的整个区域中的损坏的出现。
图7A和图7B是示出发光装置1中的透明导电膜15周围的配置的另一示例的放大的截面图和放大的顶视图。
在图7A和图7B中所示的示例中，波长转换构件14形成在盖13的开口13a下方。详细地，波长转换构件14的上表面的边缘通过粘合剂20粘附至开口13a周围的盖13的内表面。然后，透明导电膜15的一部分连接至一个配线16，而透明导电膜15的另一部分连接至导电盖13(地)。在这种情况下，确定电路C2连接至配线16和地。
在图7A和图7B中所示的示例中，波长转换构件14具有从开口13a暴露的区域，透明导电膜15覆盖波长转换构件14的整个暴露区域，并且电极18连接至波长转换构件14的暴露区域的两个外侧上的配线16和盖13。因此，可以通过确定电路C2监测透明导电膜15在与波长转换构件14的整个接触区域中的电阻值，从而可以确定在波长转换构件14的从开口13a暴露的整个暴露区域中的损坏的出现。
图8A、图8B、图9A和图9B是示出作为发光装置1的修改的发光装置1a、1b、1c和1d的垂直截面图。
在发光装置1a中，透明导电膜15布置在波长转换构件14在激光二极管元件12侧的表面上。在该配置中，用于至确定电路C2的连接的配线16可以形成在盖13的内表面上。
用于将透明导电膜15连接至发光装置1a中的配线16或盖13的方法可以与在波长转换构件14的光提取侧表面上形成透明导电膜15时的方法相同。替选地，透明导电膜15可以设置在波长转换构件14的光提取侧表面和激光二极管元件12侧表面二者上。
在发光装置1b中，透光构件21装配至盖13的开口13a，并且透明导电膜15和波长转换构件14堆叠在透光构件21上。透光构件21由使从激光二极管元件12发射的光透射的材料例如诸如石英玻璃或蓝宝石玻璃的玻璃或者诸如聚碳酸酯或丙烯酸的树脂形成。
用于将透明导电膜15连接至发光装置1b中的配线16或盖13的方法可以是例如图5或图6所示的方法。
在发光装置1c和1d中，透光构件21、透明导电膜15和波长转换构件14的位置与发光装置1b中的位置相同，但是在透光构件21与透明导电膜15之间形成有绝缘膜22。在该配置中，当盖13具有导电性并且使用图4或图5中所示的方法将透明导电膜15连接至配线16时，可以可靠地防止透明导电膜15与盖13之间的短路。
绝缘膜22可以具有如发光装置1c中的绝缘膜22一样的覆盖透明导电膜15的整个下表面的形状，或者可以具有如发光装置1d中的绝缘膜22一样的覆盖透明导电膜15的下表面的边缘的形状。
实施方式的效果
根据该实施方式，可以提供一种发光装置，其能够准确地检测波长转换构件上的损坏，并且因此可以有效地防止由于波长转换构件上的损坏而引起的激光泄漏。
尽管已经描述了本发明的实施方式，但是本发明并非旨在限于该实施方式，并且可以在不偏离本发明的主旨的情况下实施各种修改。例如，尽管在实施方式中已经将CAN封装描述为本发明的发光装置的示例，但是本发明的发光装置可以具有其他封装形式，例如表面安装装置(SMD)。另外，在不偏离本发明的主旨的情况下，可以任意组合实施方式中的组成元件。
此外，根据权利要求的本发明不限制于该实施方式。此外，请注意，实施方式中描述的特征的所有组合对于解决本发明的问题而言并非必需。

Claims (6)

1.一种发光装置，包括：
激光二极管元件；
波长转换构件，其吸收从所述激光二极管元件发射的光并且对所述光的波长进行转换；以及
透明导电膜，其布置在所述波长转换构件的光提取侧表面和激光二极管元件侧表面的至少之一上，
其中，所述透明导电膜被配置成使得：当所述波长转换构件损坏时，与所述波长转换构件交叠的区域中的电阻增加。
2.根据权利要求1所述的发光装置，其中，所述透明导电膜在与所述波长转换构件交叠的区域中的厚度在不小于50nm且不大于2000nm的范围内。
3.根据权利要求1或2所述的发光装置，其中，在与所述波长转换构件交叠的所述区域中的所述透明导电膜与所述波长转换构件接触。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的发光装置，其中，在与所述波长转换构件接触的区域中的所述透明导电膜包括在与所述波长转换构件相对的表面上的凸起部和凹陷部。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的发光装置，还包括配线，所述配线电连接至所述发光装置的所述透明导电膜并且被设置用于至确定电路的连接，当所述透明导电膜在与所述波长转换构件接触的区域中的电阻超过预定值时，所述确定电路发送停止从用于驱动激光二极管元件的驱动电路向所述激光二极管元件供电的信号。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的发光装置，还包括：
驱动电路，其电连接至所述激光二极管元件并且驱动所述激光二极管元件；以及
确定电路，其电连接至所述透明导电膜，并且当所述透明导电膜在与所述波长转换构件接触的区域中的电阻超过预定值时，发送停止从所述驱动电路向所述激光二极管元件供电的信号。
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