CN110352368B - 波长转换构件、光源及照明装置 - Google Patents

波长转换构件、光源及照明装置 Download PDF

Info

Publication number
CN110352368B
CN110352368B CN201880015139.XA CN201880015139A CN110352368B CN 110352368 B CN110352368 B CN 110352368B CN 201880015139 A CN201880015139 A CN 201880015139A CN 110352368 B CN110352368 B CN 110352368B
Authority
CN
China
Prior art keywords
particles
substrate
wavelength conversion
light
phosphor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201880015139.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN110352368A (zh
Inventor
长崎纯久
大林孝志
滨田贵裕
杉尾幸彦
小城原佑亮
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Original Assignee
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd filed Critical Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Publication of CN110352368A publication Critical patent/CN110352368A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110352368B publication Critical patent/CN110352368B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V9/00—Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters
    • F21V9/30—Elements containing photoluminescent material distinct from or spaced from the light source
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/10—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source
    • F21S41/14—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source characterised by the type of light source
    • F21S41/16—Laser light sources
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/20—Filters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/10—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source
    • F21S41/14—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source characterised by the type of light source
    • F21S41/176—Light sources where the light is generated by photoluminescent material spaced from a primary light generating element
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/30—Semiconductor lasers

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optical Filters (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)
  • Luminescent Compositions (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

本发明的波长转换构件(10)具备：第一基体(22)；埋入第一基体(22)的荧光体粒子(23)；和选自埋入第一基体(22)的第一填料粒子(24)及分别覆盖荧光体粒子(23)的表面的表面覆盖层(25)中的至少一者。在第一基体(22)的折射率为n1、荧光体粒子(23)的折射率为n2、第一填料粒子(24)的折射率为n3、表面覆盖层(25)的折射率为n4时，波长转换构件(10)满足选自|n3‑n1|＞|n1‑n2|及|n4‑n1|＞|n1‑n2|中的至少1个关系。

Description

波长转换构件、光源及照明装置
技术领域
本发明涉及波长转换构件、光源及照明装置。
背景技术
近年来，开发了具备发光元件及波长转换构件的光源。波长转换构件具有埋入至基体的荧光体粒子。将发光元件的光作为激发光而照射于荧光体粒子，从而使荧光体放射出波长比激发光的波长更长的光。在该类型的光源中，作出用于提高光的亮度及输出功率的尝试。
专利文献1公开了使用氧化锌(ZnO)作为基体材料的波长转换构件。ZnO为折射率与大多荧光体的折射率接近的无机材料，并且具有优异的透光性及导热性。根据专利文献1的波长转换构件，可抑制在荧光体粒子与ZnO基体的界面处的光散射，可以达成高的光输出功率。
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
发明要解决的课题
专利文献1的波长转换构件虽然能够达成高的光输出功率，但是利用专利文献1的波长转换构件难以得到高对比度。
本发明提供具有优异的对比度性能的波长转换构件。
用于解决课题的手段
本发明提供一种波长转换构件，其具备：
第一基体；
埋入上述第一基体的荧光体粒子；和
选自埋入上述第一基体的第一填料粒子及分别覆盖上述荧光体粒子的表面的表面覆盖层中的至少一者，
在上述第一基体的折射率为n1、上述荧光体粒子的折射率为n2、上述第一填料粒子的折射率为n3、上述表面覆盖层的折射率为n4时，满足选自|n3-n1|＞|n1-n2|及|n4-n1|＞|n1-n2|中的至少1个关系。
发明的效果
根据本发明的技术，可抑制波长转换构件内部的光的导波，因此能够达成高对比度。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式涉及的波长转换构件的示意剖视图。
图2是变形例1涉及的波长转换构件的示意剖视图。
图3是表示荧光体粒子与填料粒子的位置关系的例子的图。
图4是本发明的第二实施方式涉及的波长转换构件的示意剖视图。
图5是变形例2涉及的波长转换构件的示意剖视图。
图6是荧光体粒子及表面覆盖层的放大剖视图。
图7是本发明的第三实施方式涉及的波长转换构件的示意剖视图。
图8是本发明的第四实施方式涉及的波长转换构件的示意剖视图。
图9是本发明的第五实施方式涉及的波长转换构件的示意剖视图。
图10是本发明的第六实施方式涉及的波长转换构件的示意剖视图。
图11是参考例涉及的波长转换构件的示意剖视图。
图12是使用了本发明的波长转换构件的透射型光源的示意剖视图。
图13是使用了本发明的波长转换构件的反射型光源的示意剖视图。
图14是使用了本发明的透射型光源的照明装置的结构示意图。
图15是使用了本发明的反射型光源的照明装置的结构示意图。
具体实施方式
(成为本发明基础的见解)
在具备发光元件及波长转换构件的光源中，有时对波长转换构件要求高对比度。例如，在需要对狭窄的区域照射高亮度的光时，理想的是从波长转换构件放射充分聚光的光。“波长转换构件的对比度”是指照射激发光的部分与除此以外的部分之间的对比度。
根据专利文献1的波长转换构件，荧光体粒子的折射率接近于ZnO基体的折射率，因此，光在波长转换构件的内部不易散射，光在波长转换构件的内部发生导波而扩散。其结果，在除了照射激发光的部分以外的部分也产生荧光，无法得到高对比度。
(本发明涉及的一个方式的概要)
本发明的第一方式涉及的波长转换构件具备：
第一基体；
埋入上述第一基体的荧光体粒子；和
选自埋入上述第一基体的第一填料粒子及分别覆盖上述荧光体粒子的表面的表面覆盖层中的至少一者，
在上述第一基体的折射率为n1、上述荧光体粒子的折射率为n2、上述第一填料粒子的折射率为n3、上述表面覆盖层的折射率为n4时，满足选自|n3-n1|＞|n1-n2|及|n4-n1|＞|n1-n2|中的至少1个关系。
在波长转换构件满足上述关系的情况下，在波长转换构件的内部，光容易散射，光不易导波。在该情况下，在除了照射激发光的部分以外的部分不易产生荧光，因此可得到高对比度。通过抑制在波长转换构件内部的光的导波，从而能够在不牺牲亮度及发光效率的前提下以高对比度生成光。
在本发明的第二方式中，例如使第一方式涉及的波长转换构件满足|n3-n1|-|n1-n2|≥0.3。在波长转换构件满足该关系式时，波长转换构件内部的光的散射概率上升，能够达成更高的对比度。
在本发明的第三方式中，例如使第一方式或第二方式涉及的波长转换构件中的上述第一填料粒子的平均粒径小于上述荧光体粒子的平均粒径。根据这样的构成，可充分确保第一填料粒子的合计的表面积，因此，波长转换构件内部的光的散射概率上升，能够达成更高的对比度。
在本发明的第四方式中，例如使第一方式～第三方式中任一项涉及的波长转换构件中的上述第一填料粒子的平均粒径为从上述荧光体粒子放射的荧光的光的峰波长以上。根据这样的构成，在波长转换构件的内部，光被充分地散射，能够达成高对比度。
在本发明的第五方式中，例如使第一方式～第四方式中任一项涉及的波长转换构件中的上述第一填料粒子包含金属氧化物。金属氧化物大多化学性质稳定，几乎不放射荧光，因此适合作为填料粒子的材料。
在本发明的第六方式中，例如使第一方式～第五方式中任一项涉及的波长转换构件满足|n4-n1|-|n1-n2|≥0.3。在波长转换构件满足该关系式时，波长转换构件内部的光的散射概率上升，能够达成更高的对比度。
在本发明的第七方式中，例如使第一方式～第六方式中任一项涉及的波长转换构件中的上述表面覆盖层的平均厚度小于上述荧光体粒子的平均粒径。根据第七方式，将荧光体粒子的热充分地释放至基体，因此可抑制荧光体粒子的温度上升，能够保持高的光输出功率。
在本发明的第八方式中，例如使第一方式～第七方式中任一项涉及的波长转换构件中的上述表面覆盖层的平均厚度为从上述荧光体粒子放射的荧光的光的峰波长以上。根据这样的构成，在波长转换构件的内部，光被充分地散射，能够达成高对比度。
在本发明的第九方式中，例如使第一方式～第八方式中任一项涉及的波长转换构件中的上述第一基体由ZnO单晶或取向于c轴的ZnO多晶构成。ZnO具有高导热性，因此若使用ZnO作为第一基体的材料，则波长转换构件的热容易逃逸至外部。在第一基体由ZnO单晶或取向于c轴的ZnO多晶构成的情况下，可更充分地得到该效果。
专利文献1公开了具有由铝、银等金属制作的反射层的基板。金属制的反射层仅发生正反射，无法使从荧光体粒子放射的荧光向各个方向散射。因此，金属制的反射层容易发生在波长转换构件内部的光的导波，使波长转换构件的对比度性能降低。
在本发明的第十方式中，例如使第一方式～第九方式中任一项涉及的波长转换构件还具备基板、被上述基板支撑的荧光体层、和配置于上述基板与上述荧光体层之间的光散射层，上述荧光体层包含上述第一基体、上述荧光体粒子、和选自上述第一填料粒子及上述表面覆盖层中的至少一者，上述光散射层包含第二基体和埋入上述第二基体的第二填料粒子，上述第二基体的折射率与上述第二填料粒子的折射率不同。
根据第十方式，激发光及从荧光体粒子放射的光在光散射层中被散射，因此光在波长转换构件的内部不易导波。在该情况下，在除了照射激发光的部分以外的部分不易产生荧光，因此可得到高对比度。通过抑制在波长转换构件内部的光的导波，从而能够在不牺牲亮度及发光效率的前提下以高对比度生成光。
在本发明的第十一方式中，例如使第十方式涉及的波长转换构件中的上述第二基体与上述第二填料粒子之间的折射率差为0.3以上。根据第十方式，在波长转换构件内部的光的散射概率上升，能够达成更高的对比度。
在本发明的第十二方式中，例如使第十方式或第十一方式涉及的波长转换构件中的上述第二基体的导热率高于上述第二填料粒子的导热率。根据第十二方式，荧光体层的热被快速地传导至基板，因此可抑制荧光体层的温度上升，能够达成高发光效率。
在本发明的第十三方式中，例如使第十方式～第十二方式中任一项涉及的波长转换构件中的上述光散射层的上述第二基体的材料组成与上述荧光体层的上述第一基体的材料组成相等。根据第十三方式，能够防止因光散射层的线膨胀系数与荧光体层的线膨胀系数之差而在光散射层与荧光体层之间发生剥离。
在本发明的第十四方式中，例如使第十方式～第十三方式中任一项涉及的波长转换构件中的上述第二填料粒子包含选自SiO2粒子及TiO2粒子中的至少一者。这些粒子的化学性质稳定，并且廉价。
在本发明的第十五方式中，例如使第十方式～第十四方式中任一项涉及的波长转换构件的上述光散射层的上述第二基体由ZnO单晶或取向于c轴的ZnO多晶构成。ZnO具有高导热性，因此，若使用ZnO作为第二基体的材料，则波长转换构件的热容易逃逸至外部。在第二基体由ZnO单晶或取向于c轴的ZnO多晶构成的情况下，可更充分地得到该效果。
本发明的第十六方式涉及的光源具备：
发光元件、和
接受从上述发光元件照射的激发光而放射荧光的第一方式～第十五方式中任一项涉及的波长转换构件。
根据第十六方式，能够提供具有优异对比度性能的光源。
本发明的第十七方式涉及的光源具备：
发光元件、和
接受从上述发光元件照射的激发光而放射荧光的第十方式～第十五方式中任一项的波长转换构件，
上述波长转换构件的上述荧光体层及上述光散射层位于上述发光元件与上述波长转换构件的上述基板之间。
根据第十七方式，能够提供具有优异对比度性能的光源。
在本发明的第十八方式中，例如使第十六方式或第十七方式涉及的光源中的上述发光元件为激光二极管。激光二极管的光的指向性优异，可以仅对波长转换构件的特定部分进行照射。即，激光二极管适合于得到高对比度。
本发明的第十九方式涉及的照明装置具备：
第十六方式～第十八方式中任一项涉及的光源、和
将从上述光源放射的光引导至外部的光学部件。
根据第十九方式，能够提供具有优异对比度性能的照明装置。
在另一方面，本发明的第二十方式涉及的波长转换构件具备：
基板、
被上述基板支撑的荧光体层、和
配置于上述基板与上述荧光体层之间的光散射层，
上述光散射层包含基体和埋入上述基体的填料粒子，
上述基体的折射率与上述填料粒子的折射率不同。
根据第二十方式，激发光及从荧光体粒子放射的光在光散射层中被散射，因此光在波长转换构件的内部不易导波。在该情况下，在除了照射激发光的部分以外的部分不易产生荧光，因此可得到高对比度。通过抑制在波长转换构件内部的光的导波，从而能够在不牺牲亮度及发光效率的前提下以高对比度生成光。
在本发明的第二十一方式中，例如使第二十方式涉及的波长转换构件中的上述基体与上述填料粒子之间的折射率差为0.3以上。根据第二十一方式，在波长转换构件内部的光的散射概率上升，能够达成更高的对比度。
在本发明的第二十二方式中，例如使第二十方式或第二十一方式涉及的波长转换构件中的上述基体的导热率高于上述填料粒子的导热率。根据第二十二方式，荧光体层的热被快速地传导至基板中，因此可抑制荧光体层的温度上升，能够达成高发光效率。
在本发明的第二十三方式中，例如使第二十方式～第二十二方式中任一项涉及的波长转换构件中的上述荧光体层包含基体和埋入上述基体的荧光体粒子，上述光散射层的上述基体的材料组成与上述荧光体层的上述基体的材料组成相等。根据第二十三方式，能够防止因光散射层的线膨胀系数与荧光体层的线膨胀系数之差而在光散射层与荧光体层之间发生剥离。
在本发明的第二十四方式中，例如使第二十方式～第二十三方式中任一项涉及的波长转换构件中的上述填料粒子包含选自SiO2粒子及TiO2粒子中的至少一者。这些粒子的化学性质稳定，并且廉价。
在本发明的第二十五方式中，例如使第二十方式～第二十四方式中任一项涉及的波长转换构件中的上述光散射层的上述基体由ZnO单晶或取向于c轴的ZnO多晶构成。ZnO具有高导热性，因此，若使用ZnO作为基体的材料，则波长转换构件的热容易逃逸至外部。在基体由ZnO单晶或取向于c轴的ZnO多晶构成的情况下，可更充分地得到该效果。
本发明的第二十六方式涉及的反射型光源具备：
发光元件、和
接受从上述发光元件照射的激发光而放射荧光的第二十方式～第二十五方式中任一项的波长转换构件，
上述波长转换构件的上述荧光体层及上述光散射层位于上述发光元件与上述波长转换构件的上述基板之间。
根据第二十六方式，能够提供具有优异对比度性能的光源。
在本发明的第二十七方式中，例如使第二十六方式涉及的反射型光源中的上述发光元件为激光二极管。激光二极管的光的指向性优异，因此可以仅对波长转换构件的特定部分进行照射。即，激光二极管适合于得到高对比度。
本发明的第二十八方式涉及的照明装置具备：
第二十六方式或第二十七方式涉及的反射型光源、和
将从上述光源放射的光引导至外部的光学部件。
根据第二十八方式，能够提供具有优异对比度性能的照明装置。
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。本发明并不限定于以下的实施方式。
(第一实施方式)
如图1所示，本实施方式的波长转换构件10具备基板11及荧光体层20。基板11支撑荧光体层20。荧光体层20配置在基板11上。荧光体层20具有基体22(第一基体)、荧光体粒子23及填料粒子24(第一填料粒子)。基体22存在于各粒子间。各粒子埋入基体22。换言之，各粒子分散于基体22中。
在将具有第一波长区域的激发光照射于波长转换构件10时，波长转换构件10将激发光的一部分转换为具有第二波长区域的光而进行放射。波长转换构件10放射出波长比激发光的波长更长的光。第二波长区域是与第一波长区域不同的区域。但是，第二波长区域的一部分可以与第一波长区域重合。从波长转换构件10放射的光不仅包含从荧光体粒子23放射的光，而且还可以包含激发光本身。
基板11具有基板主体13及薄膜15。基板11的厚度例如大于荧光体层20的厚度。基板主体13由选自蓝宝石(Al2O3)、氮化镓(GaN)、氮化铝(AlN)、硅、铝、玻璃、石英(SiO2)、碳化硅(SiC)及氧化锌中的1种材料制作。基板主体13例如对激发光及从荧光体粒子23放射的光具有透光性。在该情况下，波长转换构件10可以适合地用于透射型光源。在基板11不具有透光性的情况下，波长转换构件10可以用于反射型光源。基板主体13可以具有经镜面研磨后的表面。
薄膜15作为用于形成荧光体层20的基底层发挥功能。在荧光体层20的基体22为结晶质时，薄膜15作为基体22的晶体生长过程中的晶种发挥功能。即，薄膜15为单晶薄膜或多晶薄膜。在基体22由ZnO单晶或ZnO多晶构成时，薄膜15可以为ZnO单晶薄膜或ZnO多晶薄膜。但是，在基板主体13能够发挥晶种的功能的情况下，可以省略薄膜15。例如，在基板主体13由结晶质的GaN或结晶质的ZnO构成时，可以在基板主体13上直接形成由结晶质的ZnO构成的基体22。在基体22不为结晶质时，也可以省略薄膜15。
在荧光体层20中，荧光体粒子23分散于基体22中。在图1中，荧光体粒子23相互分离。填料粒子24也与荧光体粒子23分离。但是，荧光体粒子23可以相互接触，也可以使填料粒子24与荧光体粒子23接触。如图3所示，可以使多个填料粒子24与荧光体粒子23接触。荧光体粒子23及填料粒子24可以像石墙那样地堆积。
荧光体粒子23的材料并无特别限定。可以使用各种荧光物质作为荧光体粒子23的材料。具体而言，可以使用Y3Al5O12：Ce(YAG)、Y3(Al，Ga)5O12：Ce(GYAG)、Lu3Al5O12：Ce(LuAG)、(Si，Al)6(O，N)8：Eu(β-SiAlON)、(La，Y)3Si6N11：Ce(LYSN)、Lu2CaMg2Si3O12：Ce(LCMS)等荧光物质。荧光体粒子23可以包含具有相互不同的组成的多种荧光体粒子。应该照射于荧光体粒子23的激发光的波长及应该从荧光体粒子23放射的光(荧光的光)的波长根据波长转换构件10的用途进行选择。
荧光体粒子23的平均粒径处于例如0.1～50μm的范围。荧光体粒子23的平均粒径可以利用例如以下方法来确定。首先，用扫描电子显微镜观察波长转换构件10的截面。在所得的电子显微镜图像中，利用图像处理来算出特定的荧光体粒子23的面积。将具有与所算出的面积相同面积的圆的直径视为该特定的荧光体粒子23的粒径(粒子的直径)。分别算出任意个数(例如50个)的荧光体粒子23的粒径，将算出值的平均值视为荧光体粒子23的平均粒径。在本发明中，荧光体粒子23的形状并无限定。荧光体粒子23的形状可以为球状，也可以为鳞片状，还可以为纤维状。在本发明中，平均粒径的测定方法并不限定于上述的方法。
基体22由例如树脂、玻璃或其他无机材料构成。树脂的例子包括硅酮树脂。其他无机材料的例子包括Al2O3、ZnO及SiO2。其他无机材料可以为结晶质。理想的是，基体22对激发光及从荧光体粒子23放射的光具有透光性。基体22可以具有比荧光体粒子23的折射率高的折射率，也可以具有比荧光体粒子23的折射率低的折射率。从透明性及导热性的观点出发，作为基体22的材料，适合为ZnO。ZnO具有高导热性，因此，若使用ZnO作为基体22的材料，则荧光体层20的热容易逃逸至外部(主要为基板11)。
详细而言，作为基体22的材料的ZnO是ZnO单晶或取向于c轴的ZnO多晶。ZnO具有纤维锌矿型的晶体结构。“取向于c轴的ZnO”是指与基板11的主面(具有最广面积的面)平行的面为c面。
取向于c轴的ZnO多晶包含取向于c轴的多个柱状的晶粒。在取向于c轴的ZnO多晶中，c轴方向的晶界少。“柱状的晶粒取向于c轴”是指c轴方向的ZnO的生长比a轴方向的ZnO的生长快、并且在基板11上形成有纵长的ZnO晶粒。ZnO晶粒的c轴与基板11的法线方向平行。或者，ZnO晶粒的c轴相对于基板11的法线方向的倾斜度为4°以下。在此，“c轴的倾斜度为4°以下”是指c轴的倾斜度的分布为4°以下，并非是指全部晶粒的c轴的倾斜度为4°以下。“c轴的倾斜度”可以利用c轴的基于X射线摇摆曲线法的半值宽度来进行评价。详细而言，c轴的基于X射线摇摆曲线法的半值宽度为4°以下。专利文献1(WO2013/172025)详细公开了由取向于c轴的ZnO多晶构成的基体。
在荧光体层20中，填料粒子24分散于基体22中。填料粒子24为例如无机粒子，典型而言，包含金属氧化物。填料粒子24可以实质上由金属氧化物构成。金属氧化物大多化学性质稳定且几乎不放射荧光，因此适合作为填料粒子24的材料。在本说明书中，“实质上由…构成”是指排除使所提及的化合物的本质特性发生变更的其他成分。
在对填料粒子24照射激发光时，填料粒子24不放射荧光的光，或者仅放射可忽视的强度的荧光的光。在一例中，填料粒子24包含选自SiO2粒子及TiO2粒子中的至少一者。这些粒子满足上述的要件，化学性质稳定，并且廉价。填料粒子24的形状也无限定。填料粒子24的形状可以为球状，也可以为鳞片状，还可以为纤维状。
在本实施方式中，在基体22的折射率为n1、荧光体粒子23的折射率为n2、填料粒子24的折射率为n3时，波长转换构件10满足下述式(1)。即，填料粒子24与基体22之间的折射率差大于基体22与荧光体粒子23之间的折射率差。
|n3-n1|＞|n1-n2|…(1)
在波长转换构件10满足上述关系的情况下，在波长转换构件10的内部光容易散射，光不易导波。在该情况下，在除照射激发光的部分以外的部分也不易产生荧光，因此得到高对比度。通过抑制在波长转换构件10的内部的光的导波，从而能够在不牺牲亮度及发光效率的前提下以高对比度生成光。
满足式(1)的关系的材料的组合例如如下所示。
基体22：ZnO(n＝1.95)
荧光体粒子23：YAG(n＝1.82)
填料粒子24：SiO2(n＝1.45)
基体22：ZnO(n＝1.95)
荧光体粒子23：YAG(n＝1.82)
填料粒子24：TiO2(n＝2.72)
基体22：硅酮树脂(n＝1.40)
荧光体粒子23：YAG(n＝1.82)
填料粒子24：TiO2(n＝2.72)
进而，理想的是波长转换构件10满足下述式(2)。即，填料粒子24与基体22之间的折射率差比基体22与荧光体粒子23之间的折射率差大0.3以上。在波长转换构件10满足式(2)时，在波长转换构件10的内部的光的散射概率上升，能够达成更高的对比度。式(2)的左边的上限值并无特别限定，例如为2.0。
|n3-n1|-|n1-n2|≥0.3…(2)
折射率可以使用钠的D射线(589.3nm)并利用临界角法来测定。在本发明中，基体22的折射率n1可以使用以与构成基体22的材料相同的材料制作的试验片的测定值。同样地，荧光体粒子23的折射率n2可以使用以与构成荧光体粒子23的材料相同的材料制作的试验片的测定值。填料粒子24的折射率n3可以使用以与构成填料粒子24的材料相同的材料制作的试验片的测定值。若温度上升，则折射率一般会降低。但是，由于温度的上升所致的折射率的降低程度较小，因此只要在室温(20℃)下满足式(1)(2)，则即使在波长转换构件10的实际使用时的温度下也能充分得到期望效果。
填料粒子24的平均粒径处于例如0.1～20μm的范围。理想的是填料粒子24的平均粒径小于荧光体粒子23的平均粒径。根据这样的构成，可充分地确保填料粒子24的合计表面积，因此在波长转换构件10的内部的光的散射概率上升，能够达成更高的对比度。填料粒子24的平均粒径D2相对于荧光体粒子23的平均粒径D1的比率(D2/D1)处于例如0.01～0.90的范围。填料粒子24的平均粒径可以利用与荧光体粒子23的平均粒径相同的方法来测定。
另外，理想的是填料粒子24的平均粒径为从荧光体粒子23放射的荧光的光的峰波长以上。根据这样的构成，在波长转换构件10的内部光被充分地散射，能够达成高对比度。例如，在荧光体粒子23由YAG制作时，荧光峰波长处于540～580nm的范围。在荧光体粒子23由β-SiAlON制作时，荧光峰波长处于520～550mn的范围。
在将荧光体粒子23的体积设为V1、将填料粒子24的体积设为V2时，V2/(V1+V2)处于例如0.1～0.9的范围。可以根据填料粒子24的粒径、荧光体粒子23的粒子及所需的发光色(荧光与激发光散射光的比率)而适当地调整V2/(V1+V2)的值。
理想的是填料粒子24的导热性优异。在该观点上，对作为填料粒子24的SiO2粒子尚有改善的余地。例如，表面被SiO2覆膜覆盖的Al2O3粒子满足导热性及折射率两者的要求。Al2O3的折射率为1.77，难以将Al2O3粒子使用于本发明的波长转换构件。表面被SiO2覆膜覆盖的Al2O3粒子在表观上显示SiO2的折射率(n＝1.45)，因此可适合地用于本发明的波长转换构件。可以使Al2O3粒子的表面全部被SiO2覆膜覆盖，也可以仅使Al2O3粒子的表面的一部分被SiO2覆膜覆盖。这样的填料粒子24可以利用例如溶胶凝胶法来制作。具体而言，制备包含硅醇盐等前体和Al2O3粒子的混合溶胶。过滤混合溶胶后，将过滤物进行干燥及烧成，由此得到被SiO2覆膜覆盖的Al2O3粒子。
接着，对波长转换构件10的制造方法进行说明。
在基体22由树脂构成的情况下，在包含树脂及溶剂的溶液中混合荧光体粒子23及填料粒子24，制备涂布液。按照在基板11上形成涂膜的方式在基板11上涂布涂布液。通过使涂膜干燥或使涂膜固化，从而得到波长转换构件10。
在基体22由ZnO构成的情况下，可以利用例如溶胶凝胶法形成基体22。首先，制备包含锌醇盐等前体、荧光体粒子23及填料粒子24的混合溶胶。按照在基板11上形成涂膜的方式在基板11上涂布混合溶胶。使涂膜凝胶化，再进行烧成，由此得到波长转换构件10。
在基体22为ZnO单晶或取向于c轴的ZnO多晶的情况下，可以利用溶液生长法在基板11上形成基体22。首先，准备基板11。在基板主体13上形成作为薄膜15的结晶性的ZnO薄膜。作为形成ZnO薄膜的方法，使用电子束蒸镀法、反应性等离子体蒸镀法、溅射法、脉冲激光蓄积法等真空成膜法。薄膜15可以为ZnO单晶薄膜或ZnO多晶薄膜。接着，在基板11上(薄膜15上)形成包含荧光体粒子23及填料粒子24的层。例如，制备包含荧光体粒子23及填料粒子24的分散液。将基板11配置于分散液中，使用电泳法使荧光体粒子23及填料粒子24堆积在基板11上。由此，可以在基板11上形成包含荧光体粒子23及填料粒子24的层。通过将基板11配置在分散液中，使荧光体粒子23及填料粒子24沉降，从而也可以在基板11上形成包含荧光体粒子23及填料粒子24的层。也可以使用包含荧光体粒子23及填料粒子24的涂布液、并且利用印刷法等薄膜形成方法在基板11上形成包含荧光体粒子23及填料粒子24的层。
接着，利用使用了含有Zn的溶液的溶液生长法，在粒子间形成基体22。由此，得到波长转换构件10。溶液生长法可使用在大气压下进行的化学溶液析出法(chemical bathdeposition)、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析出法(electrochemical deposition)等。作为晶体生长用的溶液，可使用例如含有六亚甲基四胺的硝酸锌的水溶液。结晶质的基体22在薄膜15上进行外延生长。
(变形例1)
图2所示的变形例1的波长转换构件30具备基板12来代替基板11。基板12具有基板主体13、薄膜15(第一薄膜)及薄膜17(第二薄膜)。第二薄膜17配置在基板主体13与第一薄膜15之间。第一薄膜15为例如先前说明过的薄膜15。作为第二薄膜17，可列举防反射膜、二色镜、金属反射膜、增反射膜、保护膜等。防反射膜是用于防止激发光反射的膜。二色镜可以由电介质多层膜构成。金属反射膜是用于使光反射的膜，其用银、铝等金属材料制作。增反射膜可以由电介质多层膜构成。保护膜可以为用于将这些薄膜进行物理性或化学性保护的膜。
第二薄膜17可以设置于基板主体13的背面上。可以在基板主体13的表面及背面分别设有第二薄膜17。也可以省略第一薄膜15而仅设置第二薄膜17。
以下，对其他几个实施方式进行说明。对第一实施方式的波长转换构件10(或30)与其他实施方式的波长转换构件之间的通用要素标记相同的参照符号，有时省略它们的说明。即，各实施方式涉及的说明只要技术上不矛盾，则可以相互地应用。进而，只要技术上不矛盾，则各实施方式也可以相互组合。
(第二实施方式)
如图4所示，本实施方式涉及的波长转换构件40具备基板11及荧光体层50。
荧光体层50具有基体22及荧光体粒子23。荧光体粒子23的表面分别被表面覆盖层25覆盖。
表面覆盖层25由例如无机材料构成。表面覆盖层25可以覆盖荧光体粒子23的表面的全部，也可以仅覆盖荧光体粒子23的表面的一部分。在对表面覆盖层25照射激发光时，表面覆盖层25不放射荧光的光，或者仅放射可忽视的强度的荧光的光。在一例中，表面覆盖层25由选自SiO2及TiO2中的至少1种材料构成。表面覆盖层25的材料组成可以与在第一实施方式中说明的填料粒子24的材料组成相同，也可以不同。
在本实施方式中，在基体22的折射率为n1、荧光体粒子23的折射率为n2、表面覆盖层25的折射率为n4时，波长转换构件40满足下述式(3)。即，表面覆盖层25与基体22之间的折射率差大于基体22与荧光体粒子23之间的折射率差。
|n4-n1|＞|n1-n2|…(3)
在波长转换构件40满足上述关系的情况下，在波长转换构件40的内部光容易散射，光不易导波。在该情况下，在除照射激发光的部分以外的部分中不易产生荧光，因此得到高对比度。通过抑制在波长转换构件40的内部的光的导波，从而能够在不牺牲亮度及发光效率的前提下以高对比度生成光。
满足式(3)的关系的材料的组合通过将第一实施方式的组合中的“填料粒子24”置换为“表面覆盖层25”来得到。
进而，理想的是波长转换构件40满足下述式(4)。即，表面覆盖层25与基体22之间的折射率差比基体22与荧光体粒子23之间的折射率差大0.3以上。在波长转换构件40满足式(4)时，在波长转换构件40的内部的光的散射概率上升，能够达成更高的对比度。式(4)的左边的上限值并无特别限定，为例如2.0。
|n4-n1|-|n1-n2|≥0.3…(4)
理想的是表面覆盖层25的平均厚度小于荧光体粒子23的平均粒径。在该情况下，由于荧光体粒子23的热被充分地释放于基体22，因此抑制荧光体粒子23的温度上升，能够保持高的光输出功率。表面覆盖层25的平均厚度T相对于荧光体粒子23的平均粒径D的比率(T/D)处于例如0.01～1.00的范围。
如图6所示，表面覆盖层25的厚度T1是指从荧光体粒子23的表面到表面覆盖层25的表面为止的厚度。
表面覆盖层25的平均厚度处于例如0.20～5.00μm的范围。表面覆盖层25的平均厚度例如可以由粒子的截面的电子显微镜观察图像及EDX测定来确定。例如使用特定粒子的EDX图像，在任意的多个点(例如5点)测定表面覆盖层25的厚度。可以将所得值的平均值视为该特定粒子的表面覆盖层25的厚度。进而，对多个粒子(例如10个)实施相同的测定。所得厚度的合计值除以粒子的个数(10个)，由此可以算出表面覆盖层25的平均厚度。可以用FIB(Focused Ion Beam)等方法使粒子的截面露出。
理想的是表面覆盖层25的平均厚度为从荧光体粒子23放射的荧光的光的峰波长以上。根据这样的构成，在波长转换构件40的内部，光被充分地散射，能够达成高对比度。
(变形例2)
图5所示的变形例2的波长转换构件60具备基板12来代替基板11。基板12的构成如参照图2进行的说明所示。
(第三实施方式)
如图7所示，本实施方式涉及的波长转换构件70具备基板11及荧光体层80。荧光体层80具有基体22、荧光体粒子23及填料粒子24。荧光体粒子23的表面分别被表面覆盖层25覆盖。本实施方式为第一实施方式和第二实施方式的组合。根据本实施方式，重叠性地得到第一实施方式的有利效果和第二实施方式的有利效果。基板11可以置换为参照图2进行说明的基板12。
(第四实施方式)
如图8所示，本实施方式的波长转换构件90具备基板11、光散射层19及荧光体层20。基板11支撑光散射层19及荧光体层20。在基板11与荧光体层20之间配置有光散射层19。光散射层19与基板11及荧光体层20分别接触。光散射层19具有基体16(第二基体)及填料粒子18(第二填料粒子)。基体16存在于各粒子间。填料粒子18埋入基体16。换言之，填料粒子18分散于基体16。荧光体层20具有基体22(第一基体)、荧光体粒子23及填料粒子24(第一填料粒子)。基体22存在于各粒子间。荧光体粒子23埋入基体22。换言之，荧光体粒子23分散于基体22中。
基板11的构成如第一实施方式中的说明所示。基板11可以置换为参照图2进行说明的基板12。
薄膜15作为用于形成光散射层19的基底层而发挥功能。在光散射层19的基体16为结晶质时，薄膜15作为基体16的晶体生长过程中的晶种而发挥功能。即，薄膜15为单晶薄膜或多晶薄膜。在基体16由ZnO单晶或ZnO多晶构成时，薄膜15可以为ZnO单晶薄膜或ZnO多晶薄膜。但是，在基板主体13能够发挥晶种功能的情况下，薄膜15可以被省略。例如，在基板主体13由结晶质的GaN或结晶质的ZnO构成时，可以在基板主体13上直接形成由结晶质的ZnO构成的基体16。在基体16不为结晶质时，也可以省略薄膜15。
在光散射层19中，填料粒子18分散于基体16中。在图8中，填料粒子18相互分离。但是，也可以使填料粒子18相互接触。例如，填料粒子18可以像石墙那样地堆积。
填料粒子18为例如无机粒子，典型而言，为由金属氧化物形成的粒子。填料粒子18可以实质上由金属氧化物构成。金属氧化物大多化学性质稳定，几乎不放射荧光，因此适合作为填料粒子18的材料。
在对填料粒子18照射激发光时，填料粒子18不放射荧光的光，或者仅放射可忽略的强度的荧光的光。在一例中，填料粒子18包含选自SiO2粒子及TiO2粒子中的至少一者。这些粒子满足上述的要件，化学性质稳定，并且廉价。填料粒子18的形状也无限定。填料粒子18的形状可以为球状，也可以为鳞片状，还可以为纤维状。
基体16由例如树脂、玻璃或其他的无机材料构成。树脂的例子包括硅酮树脂。其他无机材料的例子包括Al2O3、ZnO及SiO2。其他的无机材料可以为结晶质。作为基体16的材料，适合为ZnO。ZnO具有高导热性，因此，若使用ZnO作为基体16的材料，则荧光体层20的热容易逃逸至外部(主要为基板11)。
详细而言，作为基体16的材料的ZnO为ZnO单晶或取向于c轴的ZnO多晶。ZnO具有纤维锌矿型的晶体结构。“取向于c轴的ZnO”是指与基板11的主面(具有最广面积的面)平行的面为c面。
取向于c轴的ZnO多晶包含取向于c轴的多个柱状的晶粒。在取向于c轴的ZnO多晶中，c轴方向的晶界少。“柱状的晶粒取向于c轴”是指：c轴方向的ZnO的生长比a轴方向的ZnO的生长快，并且在基板11上形成有纵长的ZnO晶粒。ZnO晶粒的c轴与基板11的法线方向平行。或者，ZnO晶粒的c轴相对于基板11的法线方向的倾斜度为4°以下。
荧光体层20的构成如第一实施方式中的说明所示。
作为荧光体层20的填料粒子24，可以使用与光散射层19的填料粒子18相同的填料粒子。当然，荧光体层20的填料粒子24的材料组成可以与光散射层19的填料粒子18的材料组成不同。荧光体层20的填料粒子24的平均粒径可以与光散射层19的填料粒子18的平均粒径不同。
在本实施方式中，荧光体层20的基体22的材料组成与光散射层19的基体16的材料组成相等。根据这样的构成，可以防止因光散射层19的线膨胀系数与荧光体层20的线膨胀系数之差而在光散射层19与荧光体层20之间发生剥离。另外，光散射层19与荧光体层20之间的热阻极小，因此在荧光体层20中产生的热能够效率良好地逃逸至基板11。
例如，基体16及22均由结晶质的材料构成。在该情况下，利用光散射层19的基体16作为晶种，能够使荧光体层22的基体22生长。即，可以在不产生界面的前提下连续地形成基体16和基体22。结晶质的材料为例如ZnO。详细而言，作为基体16及22的材料的ZnO为ZnO单晶或取向于c轴的ZnO多晶。
在光散射层19中，基体16的折射率与填料粒子18的折射率不同。根据这样的构成，激发光及从荧光体粒子23放射的光在光散射层19中被散射至各个方向，因此抑制光仅在规定方向进行传播的导波。在该情况下，在除照射激发光的部分以外的部分不易产生荧光，因此可得到高对比度。通过抑制在波长转换构件90的内部的光的导波，从而能够在不牺牲亮度及发光效率的前提下以高对比度生成光。
在光散射层19中，基体16与填料粒子18之间的折射率之差为例如0.3以上。根据这样的构成，在波长转换构件90的内部的光的散射概率上升，能够达成更高的对比度。折射率之差的上限值并无特别限定，为例如1.3。
关于光散射层19，基体16的材料与填料粒子18的材料的组合例如如下所示。基体16为ZnO(n＝1.95)，填料粒子18为SiO2(n＝1.45)。基体16为ZnO，填料粒子18为TiO2(n＝2.72)。基体16为ZnO，填料粒子18为SiO2及TiO2。基体16为硅酮树脂(n＝1.40)，填料粒子18为TiO2。基体16为硅酮树脂，填料粒子18为BN(n＝2.17)。基体16为硅酮树脂，填料粒子18为AlN(n＝2.20)。
折射率可以使用钠的D射线(589.3nm)并利用临界角法来测定。在本发明中，基体16的折射率可以使用以与构成基体16的材料相同的材料制作的试验片的测定值。同样地，填料粒子18的折射率可以使用以与构成填料粒子18的材料相同的材料制作的试验片的测定值。
填料粒子18的平均粒径处于例如0.10～50.0μm的范围。填料粒子18的平均粒径可以利用与荧光体粒子23的平均粒径相同的方法来测定。理想的是填料粒子18的平均粒径小于荧光体粒子23的平均粒径。根据这样的构成，可充分地确保填料粒子18的合计表面积，因此在波长转换构件90的内部的光的散射概率上升，能够达成更高的对比度。
在光散射层19中，基体16的导热率例如高于填料粒子18的导热率。根据这样的构成，荧光体层20的热被快速地传导至基板11，因此抑制荧光体层20的温度上升，能够达成高发光效率。基体16的导热率λ2相对于填料粒子18的导热率λ1的比率(λ2/λ1)为例如2.0以上。为了充分地得到该效果，在光散射层19中，理想的是基体16的体积大于填料粒子18的合计体积。
光散射层19的厚度处于例如1.0～100μm的范围。若适当地调整光散射层19的厚度，则可以防止光从荧光体层20透射至基板11，并且还可以防止荧光体层20与基板11之间的热阻的增加。
基体16的体积V1相对于光散射层19的体积V的比率(V1/V)处于例如0.30～0.90的范围。填料粒子18的体积V2相对于光散射层19的体积V的比率(V2/V)处于例如0.10～0.70的范围。
基体22的体积v1相对于荧光体层20的体积v的比率(v1/v)处于例如0.30～0.80的范围。荧光体粒子23的体积v2相对于荧光体层20的体积v的比率(v2/v)处于例如0.20～0.70的范围。
在光散射层19中，理想的是填料粒子18的导热性优异。在该观点上，对作为填料粒子18的SiO2粒子尚有改善的余地。例如，表面被SiO2覆膜覆盖的Al2O3粒子满足导热性及折射率两者的要求。Al2O3的折射率为1.77，难以将Al2O3粒子用于本发明的波长转换构件。表面被SiO2覆膜覆盖的Al2O3粒子在表观上显示SiO2的折射率(n＝1.45)，因此可适合地用于本发明的波长转换构件。可以使Al2O3粒子的表面全部被SiO2覆膜覆盖，也可以仅使Al2O3粒子的表面的一部分被SiO2覆膜覆盖。这样的填料粒子18可以利用例如溶胶凝胶法来制作。具体而言，制备包含硅醇盐等前体和Al2O3粒子的混合溶胶。过滤混合溶胶后，将过滤物进行干燥及烧成，由此得到被SiO2覆膜覆盖的Al2O3粒子。
接着，对波长转换构件90的制造方法进行说明。
在光散射层19的基体16及荧光体层20的基体22由树脂构成的情况下，可以利用如下方法来制造波长转换构件90。首先，在包含树脂及溶剂的溶液中混合填料粒子18，制备涂布液。按照在基板11上形成涂膜的方式在基板11上涂布涂布液。通过使涂膜干燥或使涂膜固化，从而在基板11上形成光散射层19。接着，在包含树脂及溶剂的溶液中混合荧光体粒子23及填料粒子24，制备涂布液。按照在光散射层19上形成涂膜的方式在具有光散射层19的基板11上涂布涂布液。通过使涂膜干燥或涂使膜固化，从而在光散射层19上形成荧光体层20。由此，可得到波长转换构件90。
在光散射层19的基体16及荧光体层20的基体22由ZnO构成的情况下，可以利用例如溶胶凝胶法来制造波长转换构件90。首先，制备包含锌醇盐等前体及填料粒子18的混合溶胶。按照在基板11上形成涂膜的方式在基板11上涂布混合溶胶。通过使涂膜凝胶化，再进行烧成，从而在基板11上形成光散射层19。接着，制备包含锌醇盐等前体、荧光体粒子23及填料粒子24的混合溶胶。按照在光散射层19上形成涂膜的方式在具有光散射层19的基板11上涂布混合溶胶。通过使涂膜凝胶化，再进行烧成，从而在光散射层19上形成荧光体层20。由此，得到波长转换构件90。
在光散射层19的基体16及荧光体层20的基体22为ZnO单晶或取向于c轴的ZnO多晶的情况下，可以利用溶液生长法来制造波长转换构件90。首先，准备基板11。在基板主体13上形成作为薄膜15的结晶性的ZnO薄膜。作为形成ZnO薄膜的方法，可使用电子束蒸镀法、反应性等离子体蒸镀法、溅射法、脉冲激光蓄积法等真空成膜法。薄膜15可以为ZnO单晶薄膜或ZnO多晶薄膜。接着，在基板11上(薄膜15上)形成包含填料粒子18的层。例如，制备包含填料粒子18的分散液。将基板11配置在分散液中，使用电泳法使填料粒子18堆积在基板11上。由此，可以在基板11上形成包含填料粒子18的层。通过将基板11配置到分散液中，使填料粒子18沉降，从而也可以在基板11上形成包含填料粒子18的层。也可以使用包含填料粒子18的涂布液、并且利用印刷法等薄膜形成方法在基板11上形成包含填料粒子18的层。
接着，利用使用了含有Zn的溶液的溶液生长法，在粒子间形成基体16。由此，在基板11上形成光散射层19。溶液生长法可使用在大气压下进行的化学溶液析出法(chemicalbath deposition)、在大气压以上的压力下进行的水热合成法(hydrothermalsynthesis)、施加电压或电流的电解析出法(electrochemical deposition)等。作为晶体生长用的溶液，可使用例如含有六亚甲基四胺的硝酸锌的水溶液。结晶质的基体16在薄膜15上外延生长。
利用与光散射层19相同的方法，在光散射层19上形成荧光体层20。由此，得到波长转换构件90。光散射层19的基体16发挥作为晶种的功能，因此不需要追加的基底层，可以有效地形成荧光体层20。
在光散射层19的基体16的材料组成与荧光体层20的基体22的材料组成不同的情况下，通过组合上述的方法，从而可以在基板11上形成光散射层19及荧光体层20。
根据本实施方式，除了在荧光体层20的内部的光的散射效果以外，还可得到在光散射层19中的光的散射效果。
(第五实施方式)
如图9所示，本实施方式涉及的波长转换构件100具备基板11、光散射层19及荧光体层50。荧光体层50具有基体22及荧光体粒子23。荧光体粒子23的表面分别被表面覆盖层25覆盖。
荧光体层50的构成如第二实施方式中的说明所示。表面覆盖层25的材料组成可以与填料粒子18的材料组成相同，也可以不同。
(第六实施方式)
如图10所示，本实施方式涉及的波长转换构件110具备基板11、光散射层19及荧光体层80。荧光体层80具有基体22、荧光体粒子23及填料粒子24。荧光体粒子23的表面分别被表面覆盖层25覆盖。本实施方式为第四实施方式和第五实施方式的组合。根据本实施方式，重叠性地得到第四实施方式的有利效果和第五实施方式的有利效果。基板11可以置换为参照图2进行说明的基板12。
(参考例)
如图11所示，参考例涉及的波长转换构件120具备基板11、光散射层19及荧光体层21。荧光体层21具有基体22及荧光体粒子23。波长转换构件120的构成除了在荧光体层21中不包含填料粒子24以外，与波长转换构件90(图8)的构成相同。
由于激发光及从荧光体粒子23放射的光在光散射层19中被散射，因此在波长转换构件120的内部光不易导波。在该情况下，在除照射激发光的部分以外的部分不易产生荧光，因此得到高对比度。通过抑制在波长转换构件120的内部的光的导波，从而能够在不牺牲亮度及发光效率的前提下以高对比度生成光。
(光源的实施方式)
如图12所示，本实施方式的光源200具备波长转换构件10及发光元件71。发光元件71面向波长转换构件10的基板11。发光元件71的光透过基板11而到达荧光体层20。即，光源200为透射型光源。也可以代替波长转换构件10而使用波长转换构件40及70。也可以在光源200中使用选自波长转换构件10、40及70中的2种以上的组合。
发光元件71放射激发光。典型而言，发光元件71为半导体发光元件。半导体发光元件为例如LED、超发光二极管(SLD)或激光二极管(LD)。在使用LD作为发光元件71时，本发明的波长转换构件10发挥特别高的效果。LD的光的指向性优异，可以仅对波长转换构件10的特定部分进行照射。即，LD适合于得到高对比度。通过将LD和本发明的波长转换构件10组合，从而得到具有优异对比度性能的光源200。
发光元件71可以由单一的LD构成，也可以由光学结合有多个LD的多个LD构成。发光元件71例如放射蓝色光。在本发明中，蓝色光为具有420～470nm的范围的峰波长的光。
光源200还具备光学系统72。光学系统72可以位于从发光元件71放射的激发光的光路上。光学系统72包含透镜、镜子、光纤等光学部件。
如图13所示，本实施方式的光源202具备波长转换构件30及发光元件71。波长转换构件30的荧光体层20位于发光元件71与波长转换构件30的基板11之间。即，光源202为反射型光源。也可以代替波长转换构件30而使用波长转换构件60、90、100、110及120。也可以在光源202中使用选自波长转换构件60、90、100、110及120中的2种以上的组合。
(照明装置的实施方式)
如图14所示，本实施方式的照明装置300具备光源200及光学部件74。光学部件74为用于将从光源200放射的光引导至前方的部件，具体而言，为反射器。光学部件74具有例如Al、Ag等的金属膜或在表面形成有保护膜的Al膜。在光源200的前方可以设有滤色器75。滤色器75按照使来自光源200的发光元件的相干(coherent)的蓝色光不直接出射至外部的方式吸收蓝色光或使蓝色光散射。照明装置300可以为所谓的反射器型，也可以为投影仪型。照明装置300为例如车辆用前大灯。
如图15所示，也可以使用作为反射型光源的光源202来构成照明装置302。
产业上的可利用性
具备本发明的波长转换构件的光源可以用于吊灯等一般照明装置；聚光灯、运动场用照明、摄影室用照明等特殊照明装置；前大灯等车辆用照明装置；投影仪、平视显示器、数码相机、电视机等图像装置；内窥镜等医疗器具；个人电脑、平板PC、智能手机、移动电话机等信息设备。

Claims (18)

1.一种波长转换构件，其具备：
由无机材料构成的第一基体；
埋入所述第一基体的荧光体粒子；
埋入所述第一基体的第一填料粒子；及
分别覆盖所述荧光体粒子的表面的表面覆盖层，
所述第一填料粒子的平均粒径为从所述荧光体粒子放射的荧光的光的峰波长以上，
在所述第一基体的折射率为n1、所述荧光体粒子的折射率为n2、所述第一填料粒子的折射率为n3、所述表面覆盖层的折射率为n4时，满足|n3-n1|＞|n1-n2|及|n4-n1|＞|n1-n2|的关系。
2.根据权利要求1所述的波长转换构件，其满足|n3-n1|-|n1-n2|≥0.3。
3.根据权利要求1所述的波长转换构件，其中，所述第一填料粒子的平均粒径小于所述荧光体粒子的平均粒径。
4.根据权利要求1所述的波长转换构件，其中，所述第一填料粒子包含金属氧化物。
5.根据权利要求1所述的波长转换构件，其满足|n4-n1|-|n1-n2|≥0.3。
6.根据权利要求1所述的波长转换构件，其中，所述表面覆盖层的平均厚度小于所述荧光体粒子的平均粒径。
7.根据权利要求1所述的波长转换构件，其中，所述表面覆盖层的平均厚度为从所述荧光体粒子放射的荧光的光的峰波长以上。
8.根据权利要求1所述的波长转换构件，其中，所述第一基体由ZnO单晶或取向于c轴的ZnO多晶构成。
9.根据权利要求1所述的波长转换构件，其还具备：
基板、
被所述基板支撑的荧光体层、和
配置于所述基板与所述荧光体层之间的光散射层，
所述荧光体层包含所述第一基体、所述荧光体粒子、和选自所述第一填料粒子及所述表面覆盖层中的至少一者，
所述光散射层包含第二基体和埋入所述第二基体的第二填料粒子，
所述第二基体的折射率与所述第二填料粒子的折射率不同。
10.根据权利要求9所述的波长转换构件，其中，所述第二基体与所述第二填料粒子之间的折射率差为0.3以上。
11.根据权利要求9所述的波长转换构件，其中，所述第二基体的导热率高于所述第二填料粒子的导热率。
12.根据权利要求9所述的波长转换构件，其中，所述光散射层的所述第二基体的材料组成与所述荧光体层的所述第一基体的材料组成相等。
13.根据权利要求9所述的波长转换构件，其中，所述第二填料粒子包含选自SiO2粒子及TiO2粒子中的至少一者。
14.根据权利要求9所述的波长转换构件，其中，所述第二基体由ZnO单晶或取向于c轴的ZnO多晶构成。
15.一种光源，其具备：
发光元件、和
接受从所述发光元件照射的激发光而放射荧光的权利要求1所述的波长转换构件。
16.一种光源，其具备：
发光元件、和
接受从所述发光元件照射的激发光而放射荧光的权利要求9所述的波长转换构件，
所述波长转换构件的所述荧光体层及所述光散射层位于所述发光元件与所述波长转换构件的所述基板之间。
17.根据权利要求15或16所述的光源，其中，所述发光元件为激光二极管。
18.一种照明装置，其具备：
权利要求15或16所述的光源、和
将从所述光源放射的光引导至外部的光学部件。
CN201880015139.XA 2017-03-02 2018-02-09 波长转换构件、光源及照明装置 Active CN110352368B (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017-039424 2017-03-02
JP2017039416 2017-03-02
JP2017-039416 2017-03-02
JP2017039424 2017-03-02
PCT/JP2018/004644 WO2018159268A1 (ja) 2017-03-02 2018-02-09 波長変換部材、光源及び照明装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110352368A CN110352368A (zh) 2019-10-18
CN110352368B true CN110352368B (zh) 2021-09-07

Family

ID=63369916

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201880015139.XA Active CN110352368B (zh) 2017-03-02 2018-02-09 波长转换构件、光源及照明装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10794569B2 (zh)
JP (1) JP6937489B2 (zh)
CN (1) CN110352368B (zh)
WO (1) WO2018159268A1 (zh)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6683003B2 (ja) * 2016-05-11 2020-04-15 日亜化学工業株式会社 半導体素子、半導体装置及び半導体素子の製造方法
WO2019065193A1 (ja) * 2017-09-28 2019-04-04 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 波長変換部材及び光源
JP2021009171A (ja) * 2017-09-28 2021-01-28 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 波長変換部材、光源、蛍光体粒子及び波長変換部材の製造方法
JP7117517B2 (ja) * 2018-12-18 2022-08-15 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 波長変換部材、光学装置及びプロジェクタ
JP7245980B2 (ja) * 2018-12-18 2023-03-27 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 波長変換部材、光学装置、プロジェクタ及び波長変換部材の製造方法
CN113272260A (zh) * 2019-03-08 2021-08-17 日本电气硝子株式会社 波长转换部件和发光设备
JP7356311B2 (ja) * 2019-09-27 2023-10-04 豊田合成株式会社 発光装置、波長変換ユニット、及びヘッドライト又は表示装置
US20230038009A1 (en) * 2020-03-18 2023-02-09 Sharp Kabushiki Kaisha Wavelength conversion element and optical device
JP7553776B2 (ja) 2020-07-22 2024-09-19 日亜化学工業株式会社 波長変換部材及び発光装置
CN113985691B (zh) 2020-07-27 2023-10-20 中强光电股份有限公司 波长转换装置及其制造方法
CN114316978B (zh) 2020-09-30 2024-07-05 日亚化学工业株式会社 波长转换构件及发光装置
WO2022154649A1 (ko) * 2021-01-18 2022-07-21 서울반도체주식회사 발광 장치

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5614675B2 (zh) 1973-06-16 1981-04-06
US20040012027A1 (en) 2002-06-13 2004-01-22 Cree Lighting Company Saturated phosphor solid state emitter
JP2005056767A (ja) * 2003-08-06 2005-03-03 Idemitsu Kosan Co Ltd 発光素子及び表示装置
JP2007324475A (ja) * 2006-06-02 2007-12-13 Sharp Corp 波長変換部材および発光装置
JP2008150518A (ja) * 2006-12-19 2008-07-03 Sharp Corp 波長変換部材および発光装置
JP2011155125A (ja) * 2010-01-27 2011-08-11 Kyocera Corp 発光装置および照明装置
JP5614675B2 (ja) 2010-02-16 2014-10-29 独立行政法人物質・材料研究機構 波長変換部材の製造方法
US9412905B2 (en) * 2011-04-01 2016-08-09 Najing Technology Corporation Limited White light emitting device
CN103534824B (zh) 2012-05-16 2016-05-25 松下知识产权经营株式会社 波长变换元件及其制造方法和使用波长变换元件的led元件及半导体激光发光装置
KR101715112B1 (ko) * 2012-06-14 2017-03-10 쌩-고벵 글래스 프랑스 Ｏｌｅｄ 소자용 적층체, 그 제조방법 및 이를 구비한 ｏｌｅｄ 소자
TWI531094B (zh) * 2013-05-17 2016-04-21 Daxin Materials Corp And a light-emitting device for a light-emitting device
JP6307703B2 (ja) * 2013-05-31 2018-04-11 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 波長変換素子、波長変換素子を備えた発光装置、発光装置を備えた車両、および波長変換素子の製造方法
JP2015122447A (ja) * 2013-12-24 2015-07-02 シャープ株式会社 発光装置および照明装置
EP2944620A1 (en) * 2013-12-26 2015-11-18 Shin-Etsu Quartz Products Co., Ltd. Silica glass member for wavelength conversion, and production method therefor
JP6296283B2 (ja) * 2014-02-20 2018-03-20 株式会社不二越 ブローチ
JP6622187B2 (ja) * 2014-04-08 2019-12-18 Ｎｓマテリアルズ株式会社 波長変換部材、導光装置、並びに表示装置
JP2016027077A (ja) * 2014-06-30 2016-02-18 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 表面処理蛍光体の製造方法、この方法で得られた表面処理蛍光体、並びにこれを用いた波長変換部材及び発光装置
JP6236412B2 (ja) 2014-09-30 2017-11-22 富士フイルム株式会社 波長変換部材、バックライトユニット、液晶表示装置、量子ドット含有重合性組成物、および波長変換部材の製造方法
TWI544620B (zh) * 2014-12-30 2016-08-01 業鑫科技顧問股份有限公司 顯示面板
JPWO2016121855A1 (ja) * 2015-01-30 2017-11-09 コニカミノルタ株式会社 投射型表示装置用カラーホイール及びその製造方法、並びにこれを含む投射型表示装置
JP6202023B2 (ja) 2015-02-26 2017-09-27 大日本印刷株式会社 積層体及び画像表示装置
JP2017027019A (ja) * 2015-07-22 2017-02-02 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 光源装置
JP2017028251A (ja) * 2015-07-23 2017-02-02 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 波長変換部材、光源装置、照明装置車両、および波長変換部材の製造方法
JP6740762B2 (ja) * 2016-07-13 2020-08-19 日亜化学工業株式会社 発光装置およびその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP6937489B2 (ja) 2021-09-22
US10794569B2 (en) 2020-10-06
JPWO2018159268A1 (ja) 2019-12-19
WO2018159268A1 (ja) 2018-09-07
CN110352368A (zh) 2019-10-18
US20200011507A1 (en) 2020-01-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110352368B (zh) 波长转换构件、光源及照明装置
US9785039B2 (en) Wavelength conversion member, light emitting device, projector, and method of manufacturing wavelength conversion member
JP6253392B2 (ja) 発光装置及びそれを用いたプロジェクター用光源
JP5257420B2 (ja) 光源装置
JP6538178B2 (ja) 発光装置
WO2018163830A1 (ja) 光源装置
JP2017027019A (ja) 光源装置
JP2017028251A (ja) 波長変換部材、光源装置、照明装置車両、および波長変換部材の製造方法
JP6482993B2 (ja) 照明装置
KR20190105653A (ko) 광 파장 변환 부재 및 발광 장치
EP3677934B1 (en) Wavelength conversion member, light source, illumination device, and method for manufacturing wavelength conversion member
US11946606B2 (en) Wavelength conversion member, light source device using same, projector and vehicle
US20190032866A1 (en) Light emitting device and illuminating apparatus
CN110799863B (zh) 波长转换构件及光源
WO2020129358A1 (ja) 波長変換部材、光学装置及びプロジェクタ
JP2021009171A (ja) 波長変換部材、光源、蛍光体粒子及び波長変換部材の製造方法
US20220100068A1 (en) Wavelength conversion member and projector
WO2020100479A1 (ja) 蛍光体粒子、波長変換部材、発光装置及び蛍光体粒子の製造方法
US11105482B2 (en) Light source device, projector, and vehicle
WO2020129357A1 (ja) 波長変換部材、光学装置、プロジェクタ及び波長変換部材の製造方法
JP2013092796A (ja) 光源装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant