CN111051933B - 波长转换构件、光源、照明装置及波长转换构件的制造方法 - Google Patents

波长转换构件、光源、照明装置及波长转换构件的制造方法 Download PDF

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Abstract

本申请的波长转换构件具备：基板；荧光体层，其具有包含氧化锌的基体和埋入基体中的荧光体粒子，且通过基板来支撑；电介体层，其配置于基板与荧光体层之间；和保护层，其配置于荧光体层与电介体层之间，等电点为7以上。基板的主表面例如包含第1区域和第2区域。荧光体层例如将第1区域及第2区域中的仅第1区域覆盖。

Description

波长转换构件、光源、照明装置及波长转换构件的制造方法
技术领域
本申请涉及波长转换构件、光源、照明装置及波长转换构件的制造方法。
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。波长转换构件具有被埋入基体中的荧光体粒子。发光元件的光作为激发光被照射至荧光体粒子，波长长于激发光的波长的光被从荧光体放射。在该类型的光源中，进行了用于提高光的亮度及输出功率的尝试。
专利文献1公开了一种使用氧化锌(ZnO)作为基体的材料的波长转换构件。ZnO是具有与大多荧光体的折射率相近的折射率的无机材料，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，在荧光体粒子与ZnO基体的界面处的光散射得以抑制，可达成高的光输出功率。
图19是专利文献2中公开的以往的波长转换构件的概略断面图。如图19中所示的那样，在专利文献2中，记载了具备基板410、SiO2层414、ZnO层418及荧光体层420而成的波长转换构件400。荧光体层420具有由ZnO形成的基体。ZnO层418作为荧光体层420的基体的晶体生长过程中的晶种发挥功能。ZnO层418被配置于SiO2层414之上。SiO2层414作为电介体层发挥功能。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2013/172025号
专利文献2：日本特开2016-58638号公报
发明内容
本申请提供一种波长转换构件，其具备：
基板；
荧光体层，其具有包含氧化锌的基体和埋入上述基体中的荧光体粒子，且通过上述基板来支撑；
电介体层，其配置于上述基板与上述荧光体层之间；和
保护层，其配置于上述荧光体层与上述电介体层之间，等电点为7以上。
本申请的波长转换构件能够抑制异物的附着。
附图说明
图1是本申请的实施方式1的波长转换构件的概略断面图。
图2是本申请的实施方式1的波长转换构件的制造方法中使用的基板的平面图。
图3A是图2中所示的基板的沿着IIIA-IIIA线得到的断面图。
图3B是表示在图3A中所示的基板上配置有金属层及电介体层的状态的图。
图3C是表示在图3B中所示的电介体层上配置有保护层的状态的图。
图3D是表示在图3C中所示的保护层上配置有掩模的状态的图。
图3E是表示在图3D中所示的保护层上配置有多个晶种层的状态的图。
图3F是表示在图3E中所示的多个晶种层上形成有多个荧光体层的前驱体层的状态的图。
图3G是表示除去了图3F中所示的掩模的状态的图。
图3H是表示在图3G中所示的多个晶种层上形成有基体的状态的图。
图3I是表示基板、金属层、电介体层及保护层沿着图3H中所示的多个切断线被切断的状态的图。
图4A是表示除去了图3E中所示的掩模的状态的图。
图4B是表示在图4A中所示的多个晶种层上形成有多个荧光体层的前驱体层的状态的图。
图5是本申请的实施方式2的波长转换构件的概略断面图。
图6是本申请的实施方式3的波长转换构件的概略断面图。
图7是本申请的实施方式4的波长转换构件的概略断面图。
图8是使用了本申请的波长转换构件的反射型光源的概略断面图。
图9是使用了本申请的波长转换构件的透射型光源的概略断面图。
图10是使用了本申请的波长转换构件的透射型光源的概略断面图。
图11是使用了本申请的光源的照明装置的概略构成图。
图12是使用了本申请的光源的照明装置的概略断面图。
图13是表示实施例1的波长转换构件的表面的显微镜图像的图。
图14是表示实施例2的波长转换构件的表面的显微镜图像的图。
图15是表示比较例1的波长转换构件的表面的显微镜图像的图。
图16是表示比较例2的波长转换构件的表面的显微镜图像的图。
图17是表示比较例1的波长转换构件的表面的扫描型电子显微镜图像的图。
图18是表示存在于比较例1的波长转换构件的表面上的ZnO粒子的断面的扫描型电子显微镜图像的图。
图19是以往的波长转换构件的概略断面图。
具体实施方式
(成为本申请的基础的见解)
在以往的波长转换构件上容易附着在制作波长转换构件时产生的异物。附着于波长转换构件的荧光体层上的异物有可能对波长转换构件的光学特性造成不良影响。在异物附着于波长转换构件的基板的背面的情况下，还有可能在将波长转换构件配置到光源中时异物进入到基板与支撑台之间、荧光体层的表面倾斜。在荧光体层的表面发生倾斜时，存在得不到目标光学特性的问题。在异物进入到基板与支撑台之间时，还存在下述问题：因散热受到阻碍而导致荧光体层的温度上升。另外，在专利文献2的波长转换构件上有可能附着有在制作波长转换构件时产生的异物。
本申请的第1方案的波长转换构件具备：
基板；
荧光体层，其具有包含氧化锌的基体和埋入上述基体中的荧光体粒子，且通过上述基板来支撑；
电介体层，其配置于上述基板与上述荧光体层之间；和
保护层，其配置于上述荧光体层与上述电介体层之间，等电点为7以上。
根据第1方案，保护层被配置于荧光体层与电介体层之间。根据保护层，在制作波长转换构件时，能够抑制异物的生成。因此，在波长转换构件中，异物的附着得以抑制。根据保护层，有可能能够抑制荧光体层从基板剥离。
在本申请的第2方案中，例如，第1方案的波长转换构件的上述基板的主表面包含第1区域和第2区域，上述电介体层及上述保护层分别将上述第1区域及上述第2区域覆盖，上述荧光体层将上述第1区域及上述第2区域中的仅上述第1区域覆盖。根据第2方案，在波长转换构件中，异物的附着得以抑制。
在本申请的第3方案中，例如，第1或第2方案的波长转换构件的上述保护层包含选自Al2O3、Si3N4、Y2O3、NiO及La2O3中的至少1种。根据第3方案，在波长转换构件中，异物的附着得以抑制。
在本申请的第4方案中，例如，第3方案的波长转换构件的上述保护层包含Al2O3作为主要成分。根据第4方案，在波长转换构件中，异物的附着得以抑制。根据保护层，能够充分地抑制荧光体层从基板剥离。
在本申请的第5方案中，例如，第1～4方案中任1项的波长转换构件进一步具备配置于上述基板与上述电介体层之间的金属层。根据第5方案，波长转换构件适合于反射型光源。
在本申请的第6方案中，例如，第1～5方案中任1项的波长转换构件的上述保护层的厚度为5nm～200nm。根据第6方案，由于保护层充分薄，因此能够达成高的发光效率。
本申请的第7方案的光源具备：
发光元件；和
第1～6方案中任1项的波长转换构件，其接受从上述发光元件照射的激发光而放射出荧光。
根据第7方案，在波长转换构件中，异物的附着得以抑制。因此，能够容易地提供具有目标光学特性的光源。
本申请的第8方案的照明装置具备：
第7方案的光源；和
光学部件，其将从上述光源放射的光导向外部。
根据第8方案，能够容易地提供具有目标光学特性的照明装置。
本申请的第9方案的波长转换构件的制造方法包括：
准备基板，该基板具备包含多个第1区域和第2区域的上表面即主表面、并且上述多个第1区域及上述第2区域各自被电介体层覆盖；
形成将上述多个第1区域和上述第2区域覆盖的保护层；
在上述多个第1区域的上方分别形成多个荧光体层，所述多个荧光体层分别具有包含氧化锌的多个基体和埋入上述多个基体中的荧光体粒子；和
按照上述多个荧光体层彼此分离的方式，沿着由上述第2区域规定的多个切断线，将上述基板、上述电介体层与上述保护层切断。
根据第9方案，能够抑制异物的生成。因此，在所得到的波长转换构件中，异物的附着得以抑制。
在本申请的第10方案中，例如，第9方案的制造方法的形成上述多个荧光体层的工序包括：按照分别覆盖上述多个第1区域的方式在上述保护层上形成包含氧化锌的多个晶种层；在上述多个晶种层上配置上述荧光体粒子；和使上述多个基体从上述多个晶种层进行晶体生长。根据第10方案，在所得到的波长转换构件中，异物的附着得以抑制。
在本申请的第11方案中，例如，第10方案的制造方法的上述晶体生长通过溶液生长法来进行。根据第11方案，在所得到的波长转换构件中，异物的附着得以抑制。
以下，对于本申请的实施方式，参照附图进行说明。本申请并不限于以下的实施方式。
(实施方式1)
图1是本申请的实施方式1的波长转换构件100的概略断面图。如图1中所示的那样，本实施方式1的波长转换构件100具备：基板10、电介体层14、保护层16及荧光体层20。波长转换构件100也可以进一步具备金属层12及晶种层18。基板10支撑着金属层12、电介体层14、保护层16、晶种层18及荧光体层20。在基板10的厚度方向上依次排列有基板10、金属层12、电介体层14、保护层16、晶种层18及荧光体层20。电介体层14被配置于基板10与荧光体层20之间。保护层16被配置于电介体层14与荧光体层20之间。金属层12被配置于基板10与电介体层14之间。晶种层18被配置于保护层16与荧光体层20之间。
基板10例如在俯视下具有矩形的形状。基板10的主表面11包含第1区域11a及第2区域11b。主表面11是基板10的具有最广的面积的面。第1区域11a例如在俯视下具有圆的形状。第1区域11a也可以具有其他形状。第1区域11a在俯视下也可以具有椭圆的形状，还可以具有多边形的形状。多边形中包含四边形、六边形等。第1区域11a在俯视下也可以具有环形状或扇形状。第2区域11b是与第1区域11a邻接的区域。第2区域11b是例如将第1区域11a包围的环状区域。该情况下，第2区域11b在基板10的主表面11中比第1区域11a更位于外侧。在第1区域11a具有环形状时，第2区域11b在俯视下分别形成于第1区域11a的内侧和外侧。
金属层12、电介体层14、保护层16、晶种层18及荧光体层20分别将基板10的主表面11覆盖。详细而言，金属层12、电介体层14及保护层16分别将主表面11的第1区域11a及第2区域11b覆盖。晶种层18及荧光体层20分别将第1区域11a及第2区域11b中的仅第1区域11a覆盖。
金属层12与基板10直接相接触。金属层12也可以介由其他薄膜而与基板10相接触。其他薄膜例如由氧化物或金属形成。金属层12与电介体层14相接触。电介体层14与金属层12及保护层16分别相接触。保护层16与电介体层14及晶种层18分别相接触。荧光体层20与晶种层18相接触。保护层16将电介体层14的表面整体覆盖。晶种层18将保护层16的表面16p部分地覆盖。波长转换构件100的最表面由保护层16的表面16p的一部分及荧光体层20的表面20p来构成。在俯视波长转换构件100时，可观察到保护层16的表面16p的一部分及荧光体层20的表面20p。
荧光体层20具有基体21及荧光体粒子22。基体21存在于各粒子间。荧光体粒子22被埋入基体21中。换言之，荧光体粒子22被分散于基体21中。
在具有第1波长频带的激发光被照射至波长转换构件100时，波长转换构件100将激发光的一部分转换成具有第2波长频带的光并放射。波长转换构件100放射出波长比激发光的波长长的光。第2波长频带是与第1波长频带不同的频带。但是，第2波长频带的一部分也可以与第1波长频带重叠。在从波长转换构件100放射的光中，不仅包含从荧光体粒子22放射的光，也可以包含激发光本身。
基板10的厚度例如大于荧光体层20的厚度。基板10由选自单晶的蓝宝石(Al2O3)、多晶的氧化铝(Al2O3)、氮化镓(GaN)、氮化铝(AlN)、硅、铝、玻璃、石英(SiO2)、碳化硅(SiC)及氧化锌中的至少1种材料制作。基板10也可以对于激发光及从荧光体粒子22放射的光具有透光性。基板10也可以对于激发光及从荧光体粒子22放射的光不具有透光性。基板10也可以具有经镜面研磨的表面。
金属层12是用于使光反射的层。因此，具备金属层12的波长转换构件100可适宜使用于反射型光源中。金属层12的厚度例如小于荧光体层20的厚度。金属层12包含金属材料。金属材料例如包含选自银及铝中的至少1种。
电介体层14包含电介体。电介体一般而言是具有宽带隙的材料。由于由电介体引起的光吸收小，因此电介体在可见光区域中是透明的。因此，在电介体层14具有薄膜的形状时，电介体层14适宜作为光学薄膜来使用。所谓可见光区域是指电磁波中的通过人的眼睛能够识别的光的波长的范围。在可见光区域中，光的波长例如在360nm～830nm的范围。不仅在可见光区域具有小的光吸收、而且在由激发光源照射的激发光的波长频带中也具有小的光吸收的电介体适宜作为电介体层14的材料来使用。
例如，反射型光源中可使用的波长转换构件100的电介体层14作为用于增加金属层12的光的反射率的增反射膜发挥功能。此时，电介体层14能够将激发光和从荧光体粒子22放射的光有效地反射。
电介体例如包含选自氧化钛、氧化锆、氧化钽、氧化铈、氧化铌、氧化钨、氧化硅及氟化镁中的至少1种。电介体层14也可以由氧化硅形成。电介体层14也可以由多个膜构成。即，在电介体层14中，也可以层叠有多个膜。多个膜具有彼此不同的组成。多个膜分别包含电介体。多个膜中的除最远离基板10的膜(最接近保护层16的膜)以外的膜也可以包含氧化铝。通过适当选择多个膜各自的组成及厚度，能够达成高的发光效率。
保护层16只要具有7以上的等电点，则没有特别限定。保护层16的材料也可以是具有宽带隙的材料。保护层16的材料也可以是光吸收小、在可见光区域中为透明的材料。此时，能够达成高的发光效率，能够抑制波长转换构件100的发光特性受损。但是，即使保护层16的材料在可见光区域具有光吸收，通过使保护层16变薄，也能够抑制对发光特性的影响。不仅在可见光区域具有小的光吸收、而且在由激发光源照射的激发光的波长频带中也具有小的光吸收的材料适宜作为保护层16的材料来使用。
保护层16例如包含选自Al2O3、Si3N4、Y2O3、NiO及La2O3中的至少1种。保护层16也可以包含选自MgO、CuO、PbO及Tl2O中的至少1种。保护层16也可以包含选自Al2O3、Si3N4、Y2O3、NiO及La2O3中的任一种作为主要成分。所谓“主要成分”是指在保护层16中以体积比计包含最多的成分。保护层16例如不包含SiO2及ZnO各自作为主要成分。保护层16也可以包含Al2O3作为主要成分。保护层16中包含的Al2O3例如为Al2O3多晶或非晶质的Al2O3。保护层16中包含的Al2O3也可以是Al2O3单晶。保护层16中包含的Al2O3也可以是α-Al2O3、γ-Al2O3、θ-Al2O3、κ-Al2O3或ε-Al2O3。保护层16中的Al2O3的含有率越高，则保护层16与晶种层18的粘接性越提高。即，保护层16中的Al2O3的含有率越高，则越能够抑制荧光体层20从基板10剥离。保护层16也可以实质上由Al2O3形成。“实质上由～形成”是指将使所提及的化合物的本质特征变更的其他成分排除。但是，保护层16除了Al2O3以外也可以包含杂质。
进而，作为保护层16的特性，保护层16的等电点也可以在7～14的范围。保护层16的等电点可以通过以下的方法进行测定。使包含水的液体与保护层16的表面接触。测定保护层16的表面电动电位(Zeta电位)。电动电位例如可以通过市售的电动电位测定装置来测定。可以将保护层16的表面电动电位成为零时的液体的pH值视为保护层16的等电点。保护层16的等电点根据保护层16的组成来决定。因此，保护层16的等电点也可以通过以下的方法进行测定。首先，准备具有与保护层16相同的组成的粒子。使粒子分散于包含水的液体中。测定粒子的电动电位。可以将粒子的电动电位成为零时的液体的pH值视为保护层16的等电点。
作为一个例子，α-Al2O3的等电点典型而言在8～9的范围。γ-Al2O3的等电点典型而言在7～8的范围。Si3N4的等电点典型而言为9。Y2O3的等电点典型而言在7.15～8.95的范围。NiO的等电点典型而言在10～11的范围。La2O3的等电点典型而言为10。MgO的等电点典型而言为12～13。CuO的等电点典型而言为9.5。PbO的等电点典型而言为10.7～11.6。Tl2O的等电点典型而言为8。这些材料适合于保护层16的材料。
作为一个例子，SiO2的等电点典型而言在1.7～3.5的范围。Ta2O5的等电点典型而言在2.7～3.0的范围。SiC的等电点典型而言在2～3.5的范围。WO3的等电点典型而言在0.2～0.5的范围。这些材料不适合保护层16的材料。但是，只要保护层16的等电点为7以上，则这些材料也可以包含于保护层16中。SiO2及Ta2O5大多被用于电介体层的材料。
保护层16的厚度可以为5nm～400nm，也可以为5nm～200nm，还可以为5nm～100nm。保护层16越薄，则越能够达成高的发光效率。保护层16越薄，则荧光体层20与基板10之间的距离越短，因此保护层16具有优异的导热性。保护层16的厚度可以为50nm以下，也可以为20nm以下。
晶种层18作为用于形成荧光体层20的基底层发挥功能。即，晶种层18作为基体21的晶体生长过程中的晶种发挥功能。作为晶种层18，例如可适宜地使用结晶性的ZnO。在晶种层18由ZnO的多晶来构成时，基体21可以是ZnO的多晶。也可以在晶种层18中包含的ZnO中添加其他元素。在ZnO中添加Ga、Al、B等元素时，ZnO具有低的电阻。晶种层18的材料没有特别限定，只要晶种层18作为基体21的晶种发挥功能即可。晶种层18也可以包含由锌化合物等形成的无定型的Zn化合物或无定型的ZnO。晶种层18也可以包含ZnO以外的材料。作为晶种层18的形状，薄膜的形状是适宜的。晶种层18的形状没有特别限定，只要晶种层18作为基体21的晶种发挥功能即可。晶种层18的形状也可以是粒子状等不连续的形状。晶种层18的厚度可以是5nm～2000nm，也可以是5nm～200nm。晶种层18越薄，则荧光体层20与基板10之间的距离越短，因此可得到优异的导热性。
在荧光体层20中，荧光体粒子22分散于基体21中。在图1中，荧光体粒子22彼此分离。但是，荧光体粒子22也可以彼此相接触。荧光体粒子22也可以如石墙那样堆积。
荧光体粒子22接受激发光而放射荧光。荧光体粒子22的材料没有特别限定。各种荧光物质可作为荧光体粒子22的材料使用。具体而言，可使用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22也可以包含具有彼此不同的组成的多个种类的荧光体粒子。荧光体粒子22的材料根据应该从波长转换构件100放射的光的色度来选择。
荧光体粒子22的平均粒径例如在0.1μm～50μm的范围。荧光体粒子22的平均粒径例如可以通过以下的方法来确定。首先，用扫描电子显微镜观察波长转换构件100的断面。在所得到的电子显微镜图像中，通过图像处理算出确定的荧光体粒子22的面积。将具有与所算出的面积相同的面积的圆的直径视为该确定的荧光体粒子22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22的粒径，将算出值的平均值视为荧光体粒子22的平均粒径。在本申请中，荧光体粒子22的形状并没有限定。荧光体粒子22的形状可以是球状，也可以是鳞片状，还可以是纤维状。在本申请中，平均粒径的测定方法并不限于上述的方法。
基体21包含ZnO。从透明性及导热性的观点出发，ZnO适合于基体21的材料。ZnO具有高导热性。因此，在ZnO作为基体21的材料使用时，能够使荧光体层20的热容易地逃逸到外部。基体21也可以包含ZnO作为主要成分。基体21也可以实质上由ZnO形成。但是，基体21除了ZnO以外也可以包含杂质。
作为基体21的材料的ZnO，详细而言为ZnO的单晶或ZnO的多晶。ZnO具有纤锌矿型的晶体结构。在通过晶体生长而形成基体21时，基体21具有与晶种层18的晶体结构相应的晶体结构。即，在使用沿c轴取向的ZnO的多晶作为晶种层18时，基体21具有沿c轴取向的ZnO的多晶。所谓“沿c轴取向的ZnO”是指与基板10的主表面11平行的面为c面。在基体21包含沿c轴取向的ZnO多晶时，在荧光体层20的内部光散射得以抑制，能够达成高的光输出功率。
沿c轴取向的ZnO多晶包含沿c轴取向的多个柱状的晶粒。在沿c轴取向的ZnO多晶中，c轴方向的晶体晶界少。所谓“柱状的晶粒沿c轴取向”是指c轴方向的ZnO的生长比a轴方向的ZnO的生长快，在基板10上形成有纵长的ZnO晶粒。ZnO晶粒的c轴与基板10的法线方向平行。ZnO是否为c轴取向的晶体可以通过XRD测定(2θ/ω扫描)来确认。在由XRD测定结果得到的ZnO的衍射峰中，在由ZnO的c面产生的衍射峰具有大于由ZnO的c面以外产生的衍射峰的强度的情况下，可以判断ZnO为c轴取向的结晶。专利文献1(国际公开第2013/172025号)详细公开了由沿c轴取向的ZnO多晶构成的基体。
荧光体层20也可以进一步具有填料粒子。在荧光体层20中，填料粒子分散于基体21中。在对填料粒子照射激发光时，填料粒子不会放射出荧光的光、或仅放射出可以忽略的强度的荧光的光。填料粒子的材料、形状及添加量根据所需要的色度而适当调节。
填料粒子例如为无机粒子，典型而言包含金属氧化物。填料粒子也可以实质上由金属氧化物形成。金属氧化物大多由于化学性稳定、且几乎不放射荧光，因此适合作为填料粒子的材料。在一个例子中，填料粒子包含选自Al2O3粒子、SiO2粒子及TiO2粒子中的至少1种。
填料粒子的平均粒径例如在0.1μm～20μm的范围。填料粒子的平均粒径例如小于荧光体粒子22的平均粒径。填料粒子的平均粒径D2相对于荧光体粒子22的平均粒径D1的比率(D2/D1)例如在0.01～0.90的范围。填料粒子的平均粒径可通过与荧光体粒子22的平均粒径相同的方法来测定。填料粒子的形状可以是球状，也可以是鳞片状，还可以是纤维状。将荧光体粒子22的体积定义为V1。将填料粒子的体积定义为V2。此时，V2/(V1+V2)的值例如在0.1～0.9的范围。
接着，对波长转换构件100的制造方法进行说明。图2、图3A～图3I是表示波长转换构件100的制造方法的图。
首先，如图2及图3A中所示的那样，准备基板30。图3A是图2中所示的基板30的沿着IIIA-IIIA线而得到的断面图。基板30的材料与上述的基板10的材料相同。在图3A中，基板30的主表面31即上表面包含多个第1区域31a和第2区域31b。第2区域31b将多个第1区域31a各自包围。多个第1区域31a各自例如在俯视下具有圆的形状。
接着，如图3B中所示的那样，将多个第1区域31a及第2区域31b各自通过金属层32进行覆盖。详细而言，在基板30上形成金属层32。金属层32的材料与上述的金属层12的材料相同。作为形成金属层32的方法，可使用蒸镀法、电子束蒸镀法、反应性等离子体蒸镀法、离子辅助蒸镀法、溅射法、脉冲激光沉积法等气相成膜法。接着，将多个第1区域31a及第2区域31b各自通过电介体层34进行覆盖。详细而言，在金属层32上形成电介体层34。电介体层34的材料与上述的电介体层14的材料相同。作为形成电介体层34的方法，可以利用上述的气相成膜法。电介体层34例如也可以通过以下的方法来形成。首先，制备包含电介体的前驱体的溶胶。按照在金属层32上形成涂膜的方式，在金属层32上涂布溶胶。通过使涂膜凝胶化并进行烧成，得到电介体层34。作为具备基板30、金属层32及电介体层34的层叠体，也可以使用市售的层叠体。
接着，如图3C中所示的那样，将多个第1区域31a及第2区域31b各自通过保护层36进行覆盖。详细而言，在电介体层34上形成保护层36。保护层36的材料与上述的保护层16的材料相同。作为形成保护层36的方法，可以利用上述的气相成膜法。或者，保护层36例如也可以通过以下的方法来形成。首先，制备包含烷醇铝(Aluminum alkoxide)等前驱体的溶胶。按照在电介体层34上形成涂膜的方式，在电介体层34上涂布溶胶。通过使涂膜凝胶化并进行烧成，得到保护层36。
接着，如图3D中所示的那样，在保护层36上配置掩模40。掩模40由不锈钢等金属材料制成。掩模40具有多个开口部41。开口部41是将掩模40沿其厚度方向贯通而成的贯通孔。多个开口部41分别与多个第1区域31a重叠。即，掩模40将第2区域31b覆盖。通过多个开口部41，保护层36的表面露出到外部。掩模40的厚度例如根据应该被制作的晶种层18及荧光体层20的厚度来决定。
接着，如图3E中所示的那样，在多个开口部41内形成多个晶种层18。由此，可以在多个第1区域31a的上方分别形成多个晶种层18。多个晶种层18各自为例如结晶性的ZnO薄膜。作为形成多个晶种层18的方法，可以利用上述的气相成膜法。或者，多个晶种层18可以通过以下的方法来形成。首先，制备包含锌醇盐(Zinc alkoxide)等前驱体的溶胶。通过印刷法，在多个开口部41内涂布溶胶，形成多个涂膜。接着，对多个涂膜进行加热处理。由此，得到多个晶种层18。加热处理的温度也可以在200℃～400℃的范围。加热处理的温度也可以为300℃以上。根据加热处理的温度，晶种层18的结晶性发生变化。在加热处理的温度低时，可得到结晶性低的晶种。在加热处理的温度高时，可得到结晶性高的晶种。
接着，如图3F中所示的那样，在多个开口部41内形成多个荧光体层20的前驱体层25。前驱体层25包含荧光体粒子22。多个前驱体层25配置于多个晶种层18上。换言之，荧光体粒子22配置于多个晶种层18上。多个前驱体层25将多个第1区域31a覆盖。
多个前驱体层25例如可以通过以下的方法来形成。制备包含荧光体粒子22的分散液。将基板30配置于分散液中，使用电泳法使荧光体粒子22沉积至多个晶种层18上。由此，可以在多个晶种层18上形成多个前驱体层25。也可以通过将基板30配置于分散液中，使荧光体粒子22沉降，从而在多个晶种层18上形成多个前驱体层25。也可以使用包含荧光体粒子22的涂布液，通过印刷法等厚膜形成方法而在多个晶种层18上形成多个前驱体层25。
接着，如图3G中所示的那样，将掩模40除去。接着，如图3H中所示的那样，在荧光体粒子22之间形成基体21。作为形成基体21的方法，可以利用使用了含有Zn离子的溶液而进行的溶液生长法。对于溶液生长法，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，例如可使用含有六亚甲基四胺(Hexamethylenetetramine：C6H12N4)的硝酸锌(Zinc nitrate：Zn(NO3)2)的水溶液。硝酸锌的水溶液的pH例如为5～7。溶液生长法的详细内容例如公开于日本特开2004-315342号公报中。通过溶液生长法，多个基体21可以在多个晶种层18上进行晶体生长。由此，可以在多个第1区域31a的上方形成多个荧光体层20。多个荧光体层20将多个第1区域31a覆盖。
以下说明在将掩模40除去后形成基体21的理由。在为了形成基体21而加热溶液的情况下，有可能在溶液中产生气泡。溶液中产生的气泡有可能附着于掩模40的开口部41。在附着于开口部41的气泡附着于前驱体层25的情况下，成为原料的溶液中的Zn离子不会被充分地供给到前驱体层25。此时，有可能在所得到的荧光体层中产生缺陷。
接着，将多余的荧光体粒子22除去。所谓多余的荧光体粒子22是指没有被埋入基体21中的荧光体粒子22。多余的荧光体粒子22例如可以下述方法除去：将荧光体层20的表面通过海绵等物理性地擦去的方法；使用研磨膜等进行研磨除去的方法；或进行洗涤操作的方法等。在洗涤操作中，可以用纯水冲洗掉多余的荧光体粒子22，也可以利用超声波。
接着，沿着多个切断线45，将基板30、金属层32、电介体层34及保护层36切断。由此，能够将多个荧光体层20彼此分离。如图3I中所示的那样，通过将基板30、金属层32、电介体层34及保护层36切断，从而得到波长转换构件100。多个切断线45由第2区域31b规定。多个切断线45各自沿基板30的厚度方向延伸。多个切断线45各自也可以由多个第1区域31a与第2区域31b的边界附近规定。此时，所得到的波长转换构件100的基板10不具有第2区域11b。基板30、金属层32、电介体层34及保护层36的切断例如可以通过市售的切断机来进行。详细而言，可以通过使用了切割刀片的切割装置或使用了激光的激光加工装置将基板30等切断。
以往的波长转换构件不具备保护层。因此，在利用溶液生长法来形成基体时，晶体生长用的溶液与电介体层的表面接触。此时，有可能在电介体层上形成ZnO粒子。俯视时的ZnO粒子的面积例如在314μm2～31400μm2的范围。在ZnO粒子与电介体层一起被切断时，ZnO粒子的一部分飞散。飞散的ZnO粒子的一部分作为异物附着于波长转换构件。附着于波长转换构件的荧光体层的异物有可能对波长转换构件的光学特性造成不良影响。在异物附着于波长转换构件的基板的情况下，还有可能在将波长转换构件配置到光源中时异物进入基板与支撑台之间、荧光体层的表面倾斜。在异物进入基板与支撑台之间时，还有可能因散热受到阻碍而导致荧光体层的温度上升。
ZnO粒子形成的机理如以下那样推测。在实施溶液生长法时，在晶体生长用的溶液中形成ZnO的晶核。溶液中的晶核附着于电介体层的表面。在电介体层的表面，晶体由晶核进行晶体生长，由此形成ZnO粒子。
在不仅多个第1区域而且第2区域也由ZnO薄膜覆盖的情况下，能够抑制ZnO粒子的生成。但是，该情况下，通过溶液生长法形成的基体将多个第1区域及第2区域覆盖。因基体与基板一起被切断，基体的材料的一部分飞散。飞散的基体的材料的一部分作为异物附着于波长转换构件。在将基板切断时，还有可能在荧光体层中产生裂纹。在专利文献1及2中，对于将电介体层或基体切断的事项，没有具体的公开。
在本实施方式的制造方法中，由于晶体生长用的溶液不与电介体层34接触，因此ZnO粒子的形成得以抑制。详细而言，由于保护层36的等电点为7以上，因此ZnO粒子的形成得以抑制。即，ZnO的等电点典型而言为8.7～10.3。晶体生长用的溶液的pH典型而言为5～7。因此，在晶体生长用的溶液中，保护层36及ZnO的晶核分别带正电。由此，能够抑制ZnO的晶核附着于保护层36。因此，ZnO粒子的形成得以充分地抑制。形成于保护层36的表面中的露出到外部的部分中的ZnO粒子的个数以该部分的每1mm2面积计例如为30个/mm2以下。根据情况，形成于保护层36的表面中的露出到外部的部分中的ZnO粒子的个数以该部分的每1mm2面积计为10个/mm2以下。由于ZnO粒子的形成得以抑制，因此在将基板30、金属层32、电介体层34及保护层36切断时，能够抑制异物的生成。即，在所得到的波长转换构件中，异物的附着得以抑制。
(波长转换构件的制造方法的变形例)
图4A和图4B是表示波长转换构件100的其他制造方法的图。在波长转换构件100的制造方法中，多个前驱体层25也可以在将掩模40除去后形成。例如，如图4A中所示的那样，在形成多个晶种层18后，将掩模40除去。接着，如图4B中所示的那样，在多个晶种层18上形成多个前驱体层25。作为形成多个前驱体层25的方法，例如可以利用使用了用于将荧光体粒子22图案化的丝网版、金属掩模版等印刷版而进行的印刷法等厚膜形成方法。
(波长转换构件的制造方法的另一变形例)
在波长转换构件100的制造方法中，也可以不使用掩模40来形成多个晶种层18。例如，在保护层36上形成结晶性的ZnO薄膜。ZnO薄膜将多个第1区域31a及第2区域31b各自覆盖。作为形成ZnO薄膜的方法，可以利用上述的印刷法或气相成膜法。接着，通过将ZnO薄膜进行蚀刻，可以形成多个晶种层18。作为蚀刻，例如可列举出湿式蚀刻。作为蚀刻液，例如可以利用盐酸、醋酸、柠檬酸等水溶液。
(实施方式2)
图5是本申请的实施方式2的波长转换构件110的概略断面图。如图5中所示的那样，本实施方式2的波长转换构件110的荧光体粒子22局部地分散于基体21中。荧光体层20中包含的荧光体粒子22中的一部分荧光体粒子22的表面从荧光体层20的上表面部分地露出。除了以上这些，波长转换构件110的结构与实施方式1的波长转换构件100的结构相同。因此，有时会对实施方式1的波长转换构件100和本实施方式的波长转换构件110中共同的要素标注相同的参照符号，并省略它们的说明。即，以下的关于各实施方式的说明只要在技术上不矛盾，则可相互适用。进而，只要在技术上不矛盾，则各实施方式也可以相互组合。
波长转换构件110可以通过以下的方法来制作。首先，通过与波长转换构件100的制造方法相同的方法，在保护层36上形成晶种层18。接着，按照前驱体层25的主表面的面积变得小于晶种层18的主表面的面积的方式在晶种层18上形成前驱体层25。前驱体层25的主表面的面积A2相对于晶种层18的主表面的面积A1的比率(A2/A1)例如为0.7以上且低于1.0。接着，通过与波长转换构件100的制造方法相同的方法形成基体21。由此，能够得到荧光体粒子22局部地分散于基体21中的荧光体层20。通过适当调整形成基体21的条件，能够得到一部分荧光体粒子22的表面从荧光体层20的上表面部分地露出的荧光体层20。
(实施方式3)
图6是本申请的实施方式3的波长转换构件120的概略断面图。如图6中所示的那样，本实施方式3的波长转换构件120的荧光体粒子22整体地分散于基体21中。荧光体层20中包含的荧光体粒子22中的一部分荧光体粒子22的表面从荧光体层20的侧面部分地露出。除了以上这些，波长转换构件120的结构与实施方式2的波长转换构件110的结构相同。
波长转换构件120可以通过以下的方法来制作。首先，通过与波长转换构件100的制造方法相同的方法，在保护层36上形成晶种层18。接着，按照前驱体层25的主表面的面积变得大于晶种层18的主表面的面积的方式，在晶种层18上形成前驱体层25。接着，通过与波长转换构件100的制造方法相同的方法形成基体21。由此，能够得到一部分荧光体粒子22的表面从荧光体层20的侧面部分地露出的荧光体层20。
(实施方式4)
图7是本申请的实施方式4的波长转换构件130的概略断面图。实施方式1的波长转换构件100也可以不具备金属层12。如图7中所示的那样，本实施方式4的波长转换构件130不具备金属层。因此，波长转换构件130可适宜使用于透射型光源。
波长转换构件130也可以进一步具备防反射层13。在基板10的厚度方向上，依次排列有防反射层13、基板10、电介体层14、保护层16、晶种层18及荧光体层20。基板10与防反射层13及电介体层14各自相接触。
波长转换构件130的基板10例如对于激发光具有透光性。透射型光源中可使用的波长转换构件130的电介体层14例如作为配置于基板10与荧光体层20之间的二向色镜发挥功能。二向色镜例如能够透射低于截止波长即470nm的光、并且反射470nm以上的波长的光。即，二向色镜能够透射激发光、并且有效地反射从荧光体粒子22放射的光。
防反射层13例如能够抑制低于470nm的光的反射。即，防反射层13能够高效地透射激发光。作为防反射层13的材料，可列举出作为电介体层14的材料所例示的材料。防反射层13也可以由多个膜来构成。即，在防反射层13中，也可以层叠有多个膜。多个膜具有彼此不同的组成。
(光源的实施方式)
图8是使用了本申请的波长转换构件的光源200的概略断面图。光源200为反射型光源。如图8中所示的那样，本实施方式的光源200具备波长转换构件100及发光元件51。波长转换构件100的荧光体层20位于发光元件51与波长转换构件100的基板10之间。光源200是反射型光源。也可以使用参照图5加以说明的波长转换构件110及参照图6加以说明的波长转换构件120来代替波长转换构件100。也可以在光源200中使用这些波长转换构件100、110及120的组合。
发光元件51放射出激发光。发光元件51典型而言为半导体发光元件。半导体发光元件例如为发光二极管(LED)、超辐射发光二极管(SLD)或激光二极管(LD)。
发光元件51可以由1个LD构成，也可以由多个LD构成。多个LD也可以光学地结合。发光元件51例如放射出蓝色光。在本申请中，蓝色光为具有420nm～470nm的范围的峰波长的光。
光源200进一步具备光学系统50。光学系统50也可以位于从发光元件51放射的激发光的光路上。光学系统50包含透镜、镜子、光纤等光学部件。
图9是使用了本申请的波长转换构件的光源210的概略断面图。光源210为透射型光源。如图9中所示的那样，本实施方式的光源210具备波长转换构件130及发光元件51。发光元件51与波长转换构件130的防反射层13相对置。发光元件51的光透过基板10并到达荧光体层20。光源210为透射型光源。
图10是使用了本申请的波长转换构件的光源220的概略断面图。光源220为透射型光源。如图10中所示的那样，本实施方式的光源220的光学系统50包含透镜52及光纤53。光源220是光源210的具体例子。透镜52例如为聚光透镜。光纤53可以由单一的纤维构成，也可以由多个纤维构成。光纤53配置于透镜52与波长转换构件130之间。从发光元件51放射的激发光通过透镜52进行聚光。聚光后的光入射至光纤53的一端。入射至光纤53的光从光纤53的另一端射出。从光纤53射出的光到达波长转换构件130。
(照明装置的实施方式)
图11是使用了本申请的光源的照明装置300的概略构成图。如图11中所示的那样，本实施方式的照明装置300具备光源200及光学部件55。也可以使用参照图9加以说明的光源210来代替光源200。光学部件55是用于将从光源200放射的光引导向前方的部件，具体而言，为反射镜。光学部件55例如具有Al、Ag等金属膜或在表面形成有电介体层的Al膜。在光源200的前方也可以设置滤光片56。滤光片56使蓝色光吸收或散射，以使来自光源200的发光元件的相干的蓝色光不会直接放出到外部。照明装置300可以是所谓的反射镜类型，也可以是投影器类型。照明装置300例如为车辆用前照灯。
图12是使用了本申请的光源的照明装置310的概略断面图。如图12中所示的那样，本实施方式的照明装置310具备光源220及光学部件57。光学部件57是用于将从光源220放射的光引导向外部的部件，具体而言，为光纤。光学部件57可以由单一的纤维构成，也可以由多个纤维构成。从光源220放射的光入射至光纤(光学部件57)的一端。入射至光纤的光从光纤的另一端射出。照明装置310例如为内窥镜用灯。
实施例
基于实施例对本申请进行具体说明。但是，本申请并不受以下的实施例的任何限定。
(实施例1)
首先，准备了具备基板、金属层及电介体层的层叠体。作为层叠体，使用了Ag镜(京滨光膜工业社制)。在Ag镜中，基板由硅制成。金属层由Ag制成。在电介体层中，层叠有多个膜。详细而言，在电介体层的厚度方向上，依次排列有Al2O3膜、SiO2膜、TiO2膜及SiO2膜。多个膜中，最远离基板的膜(具有露出到外部的表面的膜)为SiO2膜。基板的主表面包含多个第1区域和将多个第1区域各自包围的第2区域。电介体层及金属层各自将多个第1区域及第2区域覆盖。
接着，在电介体层上形成保护层。保护层通过气相成膜法来制作。保护层由Al2O3制成。保护层的厚度为20nm。保护层将多个第1区域及第2区域覆盖。
接着，在保护层上配置金属制的掩模。掩模具有多个开口部。多个开口部分别与基板的主表面的多个第1区域重叠。接着，在多个开口部内形成了多个晶种层即ZnO薄膜。多个晶种层由气相成膜法来制作。形成多个ZnO薄膜时的基板的温度为300℃。晶种层为ZnO的多晶膜。ZnO的多晶为c轴取向。晶种层的厚度为150nm。形成ZnO薄膜后，将金属制的掩模取下。
接着，在配置到晶种层为止的基板上配置金属制的掩模。详细而言，在保护层上配置金属制的掩模。掩模具有多个开口部。多个开口部分别与基板的主表面的多个第1区域重叠。即，多个开口部与多个晶种层重叠。接着，准备了包含荧光体粒子的涂布液。荧光体粒子的材料为YAG。荧光体粒子的平均粒径为4.3μm。通过印刷法将涂布液涂布于多个晶种层上。由此，在多个晶种层上形成多个前驱体层。形成多个前驱体层后，将金属制的掩模取下。
接着，在从基板取下了掩模的状态下，通过溶液生长法，在多个ZnO薄膜上制作了结晶质的基体。作为成为基体的ZnO的溶液生长法，使用了化学浴析出法。作为ZnO生长溶液，准备了溶解有硝酸锌(0.1mol/L)和六亚甲基四胺(0.1mol/L)的水溶液。通过在ZnO生长溶液中添加氨水，将ZnO生长溶液的pH值调整为6.5。氨水中的氨的浓度为28质量％。在容纳于容器中的ZnO生长溶液中浸渍配置有荧光体粒子的基板。此时，基板的主表面相对于容器的底面是垂直的。通过将ZnO生长溶液的温度保持在80℃，从而在荧光体粒子彼此之间，使c轴取向的ZnO基体进行晶体生长。接着，将基板从ZnO生长溶液中取出，利用纯水对基板进行了洗涤。接着，通过对多个荧光体层的表面进行研磨及洗涤，将多余的荧光体粒子除去。由此，得到了多个荧光体层。多个荧光体层形成于多个第1区域的上方。荧光体层的厚度为30μm。在荧光体层上没有附着异物。接着，按照多个荧光体层彼此分离的方式，沿着由第2区域规定的多个切断线，将基板、金属层、电介体层及保护层切断。像这样操作，得到了实施例1的波长转换构件。
(实施例2)
除了将保护层的厚度设定为50nm以外，采用与实施例1相同的方法，得到了实施例2的波长转换构件。
(比较例1)
除了没有形成保护层以外，采用与实施例1相同的方法，得到了比较例1的波长转换构件。
(比较例2)
除了不使用掩模来形成ZnO薄膜以外，采用与比较例1相同的方法，得到了比较例2的波长转换构件。在比较例2的波长转换构件中，ZnO薄膜及基体分别将第1区域及第2区域覆盖。荧光体粒子配置于第1区域的上方。
(利用显微镜进行的观察)
通过显微镜对实施例及比较例的波长转换构件的表面进行了观察。作为显微镜，使用了KEYENCE公司制的数码显微镜VH-5000。将所得到的显微镜图像示于图13～16中。如由图15获知的那样，在比较例1的波长转换构件中，在荧光体层的周围生成了大量ZnO粒子。ZnO粒子位于电介体层上。在比较例1中，由于ZnO粒子与电介体层一起被切断，因此在所得到的波长转换构件上附着有异物。如由图16获知的那样，在比较例2的波长转换构件中，ZnO粒子的生成得以抑制。但是，在第2区域的上方形成有具有与荧光体层大致相同的厚度的基体。因此，在比较例2的波长转换构件中，伴随着基体与电介体层一起被切断，在荧光体层中产生了裂纹。在比较例2中，在基体被切断时，基体的一部分飞散。飞散的基体的一部分作为异物附着于波长转换构件。相对于这些，如由图13及图14获知的那样，在实施例1及2的波长转换构件中，ZnO粒子的生成得以抑制。
接着，对于实施例1、2及比较例1的波长转换构件，数出了ZnO粒子的个数。在这些波长转换构件中，存在下述情况：因多个ZnO粒子彼此相接触而使多个ZnO粒子一体化。对于多个ZnO粒子一体化而成的粒子，数出了构成该粒子的ZnO粒子的个数。在实施例1中，形成于保护层的表面中的位于第2区域的上方的部分的ZnO粒子的个数以该部分的每1mm2面积计为3.4个/mm2。在实施例2中，形成于保护层的表面中的位于第2区域的上方的部分的ZnO粒子的个数以该部分的每1mm2面积计为3.1个/mm2。与此相对，在比较例1中，形成于电介体层的表面中的位于第2区域的上方的部分的ZnO粒子的个数以该部分的每1mm2面积计为109个/mm2。在实施例1及2中，由于ZnO粒子的生成得以抑制，ZnO粒子及基体没有被切断，因此异物对于波长转换构件的附着得以抑制。
(ZnO粒子的观察结果)
接着，通过扫描型电子显微镜(SEM)对比较例1的波长转换构件的表面进行了观察。将所得到的SEM图像示于图17中。图17示出了形成于电介体层514上的多个ZnO粒子501和荧光体层520的一部分。如由图17获知的那样，多个ZnO粒子501各自为半球状。
接着，在电介体层514的表面附近，按照可得到与该表面平行的断面的方式将ZnO粒子501切断。通过SEM对该ZnO粒子501的切断面进行了观察。将所得到的SEM图像示于图18中。如由图18获知的那样，ZnO的晶体是从ZnO粒子501的断面的中心501C附近呈放射状生长。
(高温试验)
在通过溶液生长法来形成波长转换构件的基体的情况下，基体有可能包含水等杂质。因此，在波长转换构件被加热的情况下，有可能杂质挥发，基体收缩。由此，在保护层与晶种层的边界或者电介体层与晶种层的边界处产生应力。由于该应力，有可能导致晶种层及荧光体层从基板剥离。因此，可以通过高温试验来评价荧光体层从基板的易剥离性。以下，示出对实施例1、2及比较例1的波长转换构件进行高温试验而得到的结果。
(测定例1)
首先，将实施例1的波长转换构件配置在2个烧成炉内。烧成炉内的温度为20℃。接着，使烧成炉内的温度以200℃/小时的速度上升至设定温度。设定温度为220℃。将烧成炉内的温度在设定温度中维持1小时。接着，使烧成炉内的温度以200℃/小时的速度降低至20℃为止。
接着，使用从烧成炉中取出的波长转换构件，制作了反射型光源(参照图8)。反射型光源具有用于保持波长转换构件的基板的金属制的框体。一边通过风扇对框体进行空气冷却，一边对波长转换构件照射激发光。作为激发光源，使用了LD。激发光的波长为446nm。激发光的照射面积为0.206mm2。LD的输出功率为0.21W。通过红外线热像仪测定了此时的荧光体层的表面的温度。接着，变更LD的输出功率，再次测定了荧光体层的表面温度。作为红外线热像仪，使用了FLIR T640(FLIR Systems Japan K.K.公司制)。将所使用的波长转换构件定义为样品1及2。将LD的输出功率的值和该值下的荧光体层的表面的温度(℃)示于表1中。
(测定例2)
除了使用了实施例2的波长转换构件来代替实施例1的波长转换构件以外，采用与测定例1相同的方法，进行了测定例2的高温试验。将所使用的波长转换构件定义为样品3及4。在高温试验之后，对波长转换构件照射激发光。将所得到的结果示于表1中。
(测定例3)
除了使用了比较例1的波长转换构件来代替实施例1的波长转换构件以外，采用与测定例1相同的方法，进行了测定例3的高温试验。将所使用的波长转换构件定义为样品5及6。在高温试验之后，对波长转换构件照射激发光。将所得到的结果示于表1中。
[表1]
Figure BDA0002385933750000231
如由表1的结果获知的那样，就实施例1、2及比较例1的波长转换构件(样品1～6)而言，即使是在将LD的输出功率变更为2.98W的情况下，荧光体层的表面的温度也低于100℃。由该结果可推测：就样品1～6而言，能够使荧光体层的热逃逸至基板。即，在样品1～6中，荧光体层没有从基板剥离。
(测定例4)
除了将设定温度变更为300℃以外，采用与测定例1相同的方法，进行了测定例4的高温试验。将所使用的波长转换构件定义为样品7及8。在高温试验之后，对波长转换构件照射激发光。将LD的输出功率的值和该值下的荧光体层的表面的温度(℃)示于表2中。将所得到的结果一并示于表2中。
(测定例5)
除了使用了实施例2的波长转换构件来代替实施例1的波长转换构件以外，采用与测定例4相同的方法，进行了测定例5的高温试验。将所使用的波长转换构件定义为样品9及10。在高温试验之后，对波长转换构件照射激发光。将所得到的结果示于表2中。
(测定例6)
除了使用了比较例1的波长转换构件来代替实施例1的波长转换构件以外，采用与测定例4相同的方法，进行了测定例6的高温试验。将所使用的波长转换构件定义为样品11及12。在高温试验之后，对波长转换构件照射激发光。将所得到的结果示于表2中。
[表2]
Figure BDA0002385933750000241
如由表2的结果获知的那样，就实施例1及2的波长转换构件(样品7～10)而言，即使是在将LD的输出功率变更为2.98W的情况下，荧光体层的表面的温度也低于100℃。即，在样品7～10中，荧光体层没有从基板剥离。与此相对，就比较例1的波长转换构件(样品11及12)而言，在将LD的输出功率变更为1.46W时，荧光体层的表面的温度超过了100℃。由该结果可推测：就样品11及12而言，无法使荧光体层的热逃逸至基板。即，在样品11及12中，荧光体层从基板剥离。详细而言，晶种层从电介体层剥离。如由表2的结果获知的那样，就实施例1及2的波长转换构件而言，与比较例1的波长转换构件相比，荧光体层从基板的剥离得以抑制。即，可知：晶种层与保护层之间的粘接力大于晶种层与电介体层之间的粘接力。
(测定例7)
除了将设定温度变更为400℃以外，采用与测定例1相同的方法，进行了测定例7的高温试验。将所使用的波长转换构件定义为样品13及14。在高温试验之后，对波长转换构件照射激发光。将LD的输出功率的值和该值下的荧光体层的表面的温度(℃)示于表3中。将所得到的结果一并示于表3中。
(测定例8)
除了使用了实施例2的波长转换构件来代替实施例1的波长转换构件以外，采用与测定例7相同的方法，进行了测定例8的高温试验。将所使用的波长转换构件定义为样品15及16。在高温试验之后，对波长转换构件照射激发光。将所得到的结果示于表3中。
(测定例9)
除了使用了比较例1的波长转换构件来代替实施例1的波长转换构件以外，采用与测定例7相同的方法，进行了测定例9的高温试验。将所使用的波长转换构件定义为样品17及18。在高温试验之后，对波长转换构件照射激发光。将所得到的结果示于表3中。
[表3]
Figure BDA0002385933750000251
如由表3的结果获知的那样，在实施例1及2的波长转换构件(样品13～16)中，即使是在将LD的输出功率变更为2.98W的情况下，荧光体层的表面的温度也低于100℃。即，在样品13～16中，荧光体层没有从基板剥离。像这样，根据本申请的波长转换构件，能够充分地抑制荧光体层从基板剥离。
在本申请中，表示“上面”、“上方”等方向的用语是表示仅由波长转换构件的构成构件的相对位置关系决定的相对方向，而非表示铅直方向等绝对方向。
产业上的可利用性
本申请的波长转换构件例如可利用于下述装置等中的光源：吊灯等一般照明装置；聚光灯、体育场用照明、摄影室用照明等特殊照明装置；前照灯等车辆用照明装置；投影器、抬头显示器(Head up display)等投影装置；医疗用或工业用内窥镜用灯；数码相机、手机、智能手机等摄像装置；个人电脑(PC)用显示器、笔记本型个人电脑、电视机、便携式信息终端(PDX)、智能手机、平板PC、手机等液晶显示器装置。
符号的说明
10、30 基板
11、31 主表面
11a、31a 第1区域
11b、31b 第2区域
12、32 金属层
14、34 电介体层
16、36 保护层
18 晶种层
20 荧光体层
21 基体
22 荧光体粒子
51 发光元件
55、57 光学部件
100、110、120、130 波长转换构件
200、210、220 光源
300、310 照明装置

Claims (10)

1.一种波长转换构件，其具备：
基板；
荧光体层，其具有包含氧化锌的基体和埋入所述基体中的荧光体粒子，且通过所述基板来支撑；
电介体层，其配置于所述基板与所述荧光体层之间；
保护层，其形成于所述电介体层的面向荧光体层侧的表面上；和
ZnO层，其被相接触地夹持于所述保护层与所述荧光体层之间，
所述保护层包含选自Al2O3、Si3N4、Y2O3、NiO及La2O3中的至少1种，
所述电介体层包含选自氧化钛、氧化锆、氧化钽、氧化铈、氧化铌、氧化钨、氧化硅及氟化镁中的至少1种。
2.根据权利要求1所述的波长转换构件，其中，所述基板的主表面包含第1区域和第2区域，
所述电介体层及所述保护层分别将所述第1区域及所述第2区域覆盖，
所述荧光体层将所述第1区域及所述第2区域中的仅所述第1区域覆盖。
3.根据权利要求1所述的波长转换构件，其中，所述保护层包含Al2O3作为主要成分。
4.根据权利要求1所述的波长转换构件，其进一步具备配置于所述基板与所述电介体层之间的金属层。
5.根据权利要求1所述的波长转换构件，其中，所述保护层的厚度为5nm～200nm。
6.一种光源，其具备：
发光元件；和
权利要求1所述的波长转换构件，其接受从所述发光元件照射的激发光而放射出荧光。
7.一种照明装置，其具备：
权利要求6所述的光源；和
光学部件，其将从所述光源放射的光导向外部。
8.权利要求1所述的波长转换构件的制造方法，其包括：
准备基板，所述基板具备包含多个第1区域和第2区域的上表面即主表面、并且所述多个第1区域及所述第2区域各自被电介体层覆盖；
形成将所述多个第1区域和所述第2区域覆盖的保护层；
在所述多个第1区域的上方分别形成多个荧光体层，所述多个荧光体层分别具有包含氧化锌的多个基体和埋入所述多个基体中的荧光体粒子；和
按照所述多个荧光体层彼此分离的方式，沿着由所述第2区域规定的多个切断线，将所述基板、所述电介体层与所述保护层切断。
9.根据权利要求8所述的波长转换构件的制造方法，其中，形成所述多个荧光体层的工序包括：
按照分别覆盖所述多个第1区域的方式在所述保护层上形成包含氧化锌的多个晶种层；
在所述多个晶种层上分别配置所述多个荧光体粒子；和
使所述多个基体从所述多个晶种层进行晶体生长。
10.根据权利要求9所述的波长转换构件的制造方法，其中，使所述基体从所述晶种层进行晶体生长包括：使所述基体通过溶液生长法从所述晶种层进行晶体生长。
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