CN111133343A - 光波长转换装置和光复合装置 - Google Patents

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Abstract

提供：散热特性优异、并且光波长转换特性优异的光波长转换装置和光复合装置。光波长转换装置(1)通过将散热性优异的散热构件(13)接合于光波长转换构件(9)的构成，可以效率良好地使由入射至光波长转换构件(9)的光而产生的热散热。因此，即使入射高能量的光，也不易产生温度猝灭，因此，可以维持高的荧光强度。另外，在反射膜(19)与接合部(15)之间具备中间膜(21)。因此，反射膜(19)与接合部(15)的接合性改善，因此，从光波长转换构件(9)侧至散热构件(13)侧的散热性改善。由此，可以抑制光波长转换构件(9)的温度猝灭，因此，荧光强度改善。

Description

光波长转换装置和光复合装置
技术领域
本公开涉及例如用于光波长转换设备、荧光材料、各种照明、影像设备等的、能转换光的波长的光波长转换装置和光复合装置。
背景技术
例如头灯、各种照明设备等中，成为主流的装置是将发光二极管(LED：LightEmittingDiode)、半导体激光(LD：LaserDiode)的蓝色光由作为光波长转换构件的荧光体进行波长转换而得到白色的装置。
作为荧光体，已知有树脂系、玻璃系等，但近年来，光源的高功率化正在推进，对于荧光体要求更高的耐久性，因此，陶瓷荧光体备受关注。
另外，近年来，作为使用上述荧光体的装置，提出了如下装置：从规定方向(例如上表面)入射光进行光的波长转换，以反射膜向相反方向进行反射，将波长转换后的光(即，荧光)辐射至装置的外部(例如参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2014/021027号
发明内容
发明要解决的问题
然而，上述现有技术中，使散热构件接合于作为光波长转换构件的荧光体并进行散热，但散热效果并不充分。因此，荧光体的温度上升时，有由于温度猝灭而使所辐射的光的强度(即，发光强度：荧光强度)降低的担心。
另外，前述现有技术的荧光体中，作为其材料，使用了单一组成的YAG系荧光体等，但现状是无法得到例如高的荧光强度、少的颜色不均等充分的光波长转换特性。
本公开是鉴于前述课题而作出的，其目的在于，提供：散热特性优异、且光波长转换特性优异的光波长转换装置和光复合装置。
用于解决问题的方案
(1)本公开的第1方案涉及一种光波长转换装置，其具备：光波长转换构件，其用于转换入射后的光的波长；散热构件，其散热性比该光波长转换构件还优异；和，接合部，其用于接合前述光波长转换构件与前述散热构件。
该光波长转换装置中，前述光波长转换构件在前述光入射的第1面具备用于抑制光的反射的防反射膜，在与前述第1面相反侧的第2面具备用于反射光的反射膜，在该反射膜与前述接合部之间具备中间膜，所述中间膜用于改善前述反射膜与前述接合部的接合性。
进而，前述光波长转换构件为由陶瓷烧结体构成的陶瓷荧光体，所述陶瓷烧结体具有：以具有荧光性的晶体颗粒为主体的荧光相、和以具有透光性的晶体颗粒为主体的透光相。
并且，前述透光相的晶体颗粒具有Al2O3的组成，前述荧光相的晶体颗粒具有化学式A3B5O12：Ce所示的组成，且前述A元素和前述B元素分别由选自下述元素组中的至少1种元素构成。
A：Sc、Y、镧系元素(其中，除Ce之外)
(其中，还任选包含Gd作为A)
B：Al(其中，还任选包含Ga作为B)
如此，本第1方案中，通过将散热性优异的(即，导热率高的)散热构件接合于光波长转换构件的构成，可以使由入射至光波长转换构件的光(例如激光束)产生的热效率良好地散热。因此，即使入射高能量的光(例如即使入射高的激光输出的激光束)，也不易产生温度猝灭，因此，可以维持高的荧光强度。
需要说明的是，作为该散热构件的材料，可以采用铜(Cu)、铝(Al)、氮化铝(AlN)等材料，特别理想的是，散热构件中使用铜。另外，作为散热构件的厚度，理想的是，为0.1mm～4mm的范围。
本第1方案中，通过在散热构件与中间膜之间设置接合部，从而可以适合地接合散热构件与反射膜。作为该接合部的材料，可以采用焊锡(焊料)、金属蜡、银糊、无机粘结剂等材料。需要说明的是，为了改善导热性，期望使用焊料。另外，作为接合部的厚度，理想的是，0.01μm～100μm的范围。
本第1方案中，在光波长转换构件的第2面具备反射膜，因此，可以效率良好地反射在光波长转换构件的内部所产生的荧光。因此，可以使通常透射的光反射，可以效率良好地辐射至目标方向(即，外部)。由此，光波长转换构件的发光强度改善。
作为该反射膜的材料，可以采用铝、氧化铌、氧化钛、氧化镧、氧化钽、氧化钇、氧化钆、氧化钨、氧化铪、氧化铝、氮化硅等材料。需要说明的是，反射膜可以为单层也可以为多层结构。另外，作为反射膜的厚度，理想的是，0.1μm～1μm的范围。
本第1方案中，在光波长转换构件的第1面具备防反射膜(例如AR涂层)，因此，可以抑制第1面上的光的反射。因此，可以对光波长转换构件入射大量光，因此，可以使入射后的光效率良好地由荧光相的晶体颗粒吸收。进而，有防反射膜的情况下，可以效率良好地将在光波长转换构件的内部所产生的光取出至外部。因此，光波长转换构件的发光强度改善。
作为该防反射膜，可以采用氧化铌、氧化钛、氧化钽、氧化铝、氧化锆、氧化硅、氮化铝、氮化硅、氟化镁等材料。需要说明的是，防反射膜可以为单层也可以为多层结构。另外，作为防反射膜的厚度，理想的是，0.01μm～1μm的范围。
本第1方案中，在反射膜(例如Al层)与接合部(例如焊料层)之间具备中间膜(例如Ni层)，所述中间膜(例如Ni层)用于改善反射膜与接合部的接合性。因此，反射膜与接合部的接合性改善，因此，有从反射膜侧的光波长转换构件向接合部侧的散热构件的散热性改善的效果。由此，可以抑制光波长转换构件的温度猝灭，因此，有荧光强度改善的优点。
作为该中间膜的材料，可以采用金(Au)、银(Ag)、镍(Ni)等材料。需要说明的是，中间膜可以为单层也可以为多层结构。另外，作为中间膜的厚度，理想的是，0.01μm～1μm的范围。
另外，本第1方案中，作为基本的构成，光波长转换构件由陶瓷烧结体构成，所述陶瓷烧结体具有：以具有荧光性的晶体颗粒为主体的荧光相、和以具有透光性的晶体颗粒为主体的透光相，并且，陶瓷烧结体具有由选自前述元素组中的至少1种元素构成的A3B5O12：Ce所示的石榴石结构。
如此，通过光波长转换构件中使用前述陶瓷烧结体，从而引起荧光相与透光相的界面处的光的散射，可以减少光的颜色的角度依赖性，可以改善颜色均质性(即，可以降低颜色不均)。
并且，通过光波长转换构件中使用前述陶瓷烧结体，从而导热率变良好，因此，例如可以效率良好地将通过激光束等光的照射而由光波长转换构件产生的热排出至散热构件。因此，例如即使为激光束的高输出区域，也可以维持高的荧光特性。
另外，如以往，光波长转换构件的种类如果为单一组成，则不引起光的散射，而光的颜色的角度依赖性变大，产生光的颜色不均。另外，荧光体中如果使用树脂，则导热率低，因此，无法进行散热，引起温度猝灭。
于此相对，本第1方案中，使用具有上述构成的石榴石结构的陶瓷烧结体，因此，可以抑制颜色不均的发生、温度猝灭的发生。亦即，本第1方案中，通过上述构成，可以得到高的荧光强度、少的颜色不均等充分的光波长转换特性。例如，可以效率良好地将蓝色光转换为可见光。
需要说明的是，具有化学式A3B5O12：Ce所示的组成的化合物(即，构成荧光相的晶体颗粒的物质)期望为陶瓷烧结体整体的3vol％～70vol％的范围。另外，具有化学式A3B5O12：Ce所示的组成的化合物中的Ce的含有率(Ce浓度)相对于前述化合物的前述A期望为0.1mol％～1.0mol％的范围。
进而，具有化学式A3B5O12：Ce所示的组成的化合物中包含Gd的情况下，该Gd的含有率(Gd浓度)相对于前述化合物的前述A期望为30mol％以下。同样地，前述化合物中包含Ga的情况下，该Ga的含有率(Ga浓度)相对于前述化合物的前述B期望为30mol％以下。
(2)本公开的第2方案中，从前述光波长转换构件的前述第1面至前述第2面的厚度可以为100μm～400μm。光波长转换构件的厚度薄于100μm的情况下，透射方向的荧光成分变少，由于荧光不足而荧光强度有时变低。另一方面，光波长转换构件的厚度厚于400μm的情况下，光波长转换构件的内部中的光的吸收变多，因此，得到的光本身会变少，荧光特性有时降低。
因此，通过设为前述厚度的范围，从而可以得到高的荧光特性(即，荧光强度)和高的散热性。
(3)本公开的第3方案中，前述光波长转换构件的前述第1面的平均面粗糙度(算术平均粗糙度Sa)可以为0.001μm<Sa<0.5μm。
光波长转换构件的前述第1面的平均面粗糙度Sa如果小于0.001μm，则引起第1面中的镜面反射，无法使入射光有效地进入，荧光特性(例如荧光强度)有时降低。另一方面，第1面的平均面粗糙度Sa如果大于0.5μm，则引起第1面中的漫反射，从而无法有效地取出发出的光，荧光特性(例如荧光强度)有时降低。
因此，通过设为前述平均面粗糙度Sa的范围，从而可以得到高的荧光特性。
需要说明的是，平均面粗糙度(算术平均粗糙度Sa)是指，ISO25178中规定的参数。
(4)本公开的第4方案中，前述光波长转换构件的前述第1面的表面粗糙度(算术平均粗糙度Ra)可以为0.001μm<Ra<0.4μm。
光波长转换构件的前述第1面的表面粗糙度Ra如果小于0.001μm，则引起第1面中的镜面反射，无法使入射光有效地进入，荧光特性(例如荧光强度)有时降低。另一方面，第1面的表面粗糙度Ra如果大于0.4μm，则引起第1面中的漫反射，从而无法有效地取出发出的光，荧光特性(例如荧光强度)有时降低。
因此，通过设为前述表面粗糙度Ra的范围，从而可以得到高的荧光特性。
需要说明的是，表面粗糙度(算术平均粗糙度Ra)是指，JISB0601：2013中规定的参数。
(5)本公开的第5方案中，前述光波长转换构件的折射率n1与前述防反射膜的折射率n2的比折射率差Δn{＝(n1-n2)/n1}可以为0.3以下。
光波长转换构件的折射率n1与防反射膜的折射率n2的比折射率差Δn、即、(n1-n2)/n1如果大，则光波长转换构件与防反射膜的界面的反射率变大，因此，光变得不易入射至光波长转换构件。由此，荧光特性(例如荧光强度)有时降低。
因此，前述比折射率差Δn优选0.3以下。
(6)本公开的第6方案为一种光复合装置，其具备第1～第5方案中的任意光波长转换装置。
对于本第6方案的光复合装置，在发光装置等中，对光波长转换装置照射光的情况下，散热性优异，因此，可以抑制温度猝灭。另外，由光波长转换装置转换了波长的光(即，荧光)具有高的荧光强度。另外，具有高的颜色均质性(即，颜色不均少)。
<以下中，对本发明的各构成进行说明>
·“荧光相”是以具有荧光性的晶体颗粒为主体的相，“透光相”是以具有透光性的晶体颗粒、详细地以组成不同于荧光相的晶体颗粒的晶体颗粒为主体的相。
·“主体”是指，在前述光波长转换构件中，存在最大量(即，体积)。例如，在荧光相中，可以包含50体积％以上(优选90体积％以上)的具有荧光性的晶体颗粒。另外，例如，在透光相中，可以包含50体积％以上(优选90体积％以上)的具有透光性的晶体颗粒。
·“光波长转换构件”是具有上述构成的陶瓷烧结体，在各晶体颗粒、其晶界中可以包含不可避免的杂质。该陶瓷烧结体中，可以包含陶瓷烧结体的50体积％以上(优选90体积％以上)的透光相和透光相(因此，具有荧光性的晶体颗粒和具有透光性的晶体颗粒)。
·“A3B5O12：Ce”是指，Ce固溶置换于A3B5O12中的元素A的一部分的物质，通过具有这样的结构，从而同一化合物变得体现荧光特性。
附图说明
图1为示出将具备实施方式的光波长转换装置的光复合装置沿厚度方向剖切而得到的截面的剖视图。
图2为示出将实施方式的光波长转换装置沿厚度方向剖切而得到的截面的剖视图。
图3为示出光源单元的说明图。
图4的(a)为示出实施例的试样的立体图，图4的(b)为放大(a)的A-A截面而示出的剖视图。
具体实施方式
接着，对本公开的光波长转换装置和光复合装置的实施方式进行说明。
[1.实施方式]
[1-1.光复合装置]
首先，对本实施方式的光波长转换装置和光复合装置进行说明。
<光复合装置的构成>如图1所示那样，本实施方式的光波长转换装置1被收容于例如氧化铝等箱状或板状的陶瓷制的封装体(容器或基板)3。以下，光波长转换装置1被收容于封装体3者为光复合装置5。需要说明的是，也将在基板上搭载有光波长转换装置1的情况称为收容。
前述光波长转换装置1是将包含光波长转换构件9的板状的层叠体11与板状的散热构件13通过层状的接合部15接合而成的。亦即，如图2所示那样，光波长转换装置1从光的入射侧(图2的上方)起依次配置(详细而言为层叠)有防反射膜17、光波长转换构件9、反射膜19、中间膜21、接合部15、散热构件13。
需要说明的是，对光波长转换装置1，如后述，从图2的上方或侧方照射光。例如从产生激光束的发光元件(未做图示)，对防反射膜17的表面(上表面：第1面9a)照射例如激光束。
以下，详细地进行说明。防反射膜17的光的反射率低于光波长转换构件9，是用于通过抑制来自外部的光的反射而使来自外部的光有效地进入光波长转换构件9的薄膜。
该防反射膜17例如为由氧化铌、氧化钛、氧化钽、氧化铝、氧化锆、氧化硅、氮化铝、氮化硅、氟化镁中的1种材料构成的薄膜。需要说明的是，防反射膜17可以为由前述材料构成的单层，也可以为由同种或不同的材料构成的多层结构。
另外，防反射膜17的厚度例如为0.01μm～1μm的范围。防反射膜17的厚度如果薄于0.01μm，则防反射效果少。另一方面，如果超过1μm，则防反射膜17所产生的光吸收变大，导致光的衰减。因此，光波长转换构件9的发光强度降低。
反射膜19为用于反射在光波长转换构件9中透射的光、由光波长转换构件9产生的荧光的薄膜。该反射膜19例如为由铝、氧化铌、氧化钛、氧化镧、氧化钽、氧化钇、氧化钆、氧化钨、氧化铪、氧化铝、氮化硅中的1种材料构成的薄膜。需要说明的是，反射膜19可以为由前述材料构成的单层，也可以为由同种或不同的材料构成的多层结构。
另外，反射膜19的厚度例如为0.1μm～1μm的范围。反射膜19的厚度如果薄于0.1μm，则光会透射，反射效果少。另一方面，如果超过1μm，则反射膜19所产生的光吸收变大。因此，光波长转换构件9的发光强度降低，或成为热的发生源。
中间膜21为用于改善接合部15的接合性的薄膜、例如接合部15为焊料的情况下为用于改善焊料的湿润性的薄膜。该中间膜21例如为由金、银、镍中的1种材料构成的薄膜(例如镀覆膜)。需要说明的是，中间膜21可以为由前述材料构成的单层，也可以为由同种或不同的材料构成的多层结构。
另外，中间膜21的厚度例如为0.01μm～1μm的范围。中间膜21的厚度如果薄于0.01μm，则例如湿润性降低，有无法顺利进行接合的担心。另一方面，如果超过1μm，则导热性降低，有引热效果变差的担心。
接合部15为将光波长转换构件9侧的构成(详细而言为反射膜19)与散热构件13(隔着中间膜21)进行接合的层。接合部15例如为由焊锡(焊料)、金属蜡、银糊、无机粘结剂中的1种材料构成的层(固化后的层)。需要说明的是，接合部15可以为由前述材料构成的单层，也可以为由同种或不同的材料构成的多层结构。
另外，接合部15的厚度例如为0.01μm～100μm的范围。接合部15的厚度如果薄于0.01μm，则接合强度低，有产生剥离的担心。另一方面，如果超过100μm，则厚度方向的两侧中的热膨胀差变大，有成为剥离的原因的担心。
散热构件13为用于提高光波长转换构件9的散热性的板材、即、具有高于光波长转换构件9的导热性的板材。该散热构件13例如为由铜、铝、氮化铝中的1种材料构成的板材。需要说明的是，散热构件13可以为由前述材料构成的单层，也可以为由同种或不同的材料构成的多层结构。
另外，散热构件13的厚度例如为0.1mm～4mm的范围。散热构件13的厚度如果薄于0.1mm，则有无法得到充分的引热效果的担心。另一方面，如果超过4mm，则厚度方向的两侧中的热膨胀差变大，有成为剥离的原因的担心。
<光复合装置的功能>如图1所示那样，前述光复合装置5中，从发光元件辐射的光隔着防反射膜17在具有透光性的光波长转换构件9中透射，且该光的一部分在光波长转换构件9的内部被波长转换而发光。亦即，光波长转换构件9中，发出波长不同于由发光元件辐射的光的波长的荧光。
然后，由光波长转换构件9产生的荧光的一部分隔着防反射膜17照射至图1的上方等的外部。另外，光波长转换构件9中透射的光或由光波长转换构件9产生的荧光的另一部分由反射膜19反射，再次入射至光波长转换构件9，之后，隔着防反射膜17照射至图1的上方等的外部。
例如，由LD照射的蓝色光可通过利用光波长转换构件9进行波长转换，从而作为整体从光波长转换构件9向外部(例如图1的上方)照射白色光。
上述光复合装置5例如用于图3所示的光源单元25。光源单元25在光复合装置5中除具备公知的(具备发光元件等的)蓝色激光(即，第1蓝色激光27、第2蓝色激光29)以外，还具备双色镜31和透镜33。
需要说明的是，光复合装置5中的封装体3上可以设有搭载LED、LD等发光元件的发光元件搭载区域。该光源单元25中，对光复合装置5的光波长转换装置1、由第1蓝色激光27向图3的右方向照射激光束(即，第1蓝色光)。该第1蓝色光利用光波长转换装置1进行波长转换且反射，从而作为黄色光向图3的左方向输出。
该黄色光由相对于图3的左右方向倾斜了45°的双色镜31反射，输出至透镜33。另一方面，由第2蓝色激光29向透镜33侧(向图3的上方向)照射的第2蓝色光在双色镜31中透射而输出至透镜33。
由此，输出至透镜33的光混合有第1蓝色光与黄色光，由透镜33向图3的上方输出白色光。
[1-2.光波长转换构件]接着，对光波长转换构件9进行说明。
本实施方式的光波长转换构件9由陶瓷烧结体构成，所述陶瓷烧结体具有：以具有荧光性的晶体颗粒(即，荧光相颗粒)为主体的荧光相、和以具有透光性的晶体颗粒(即，荧光相颗粒)为主体的透光相。
该光波长转换构件9中，透光相的晶体颗粒具有Al2O3的组成，荧光相的晶体颗粒具有化学式A3B5O12：Ce所示的组成。另外，前述A元素和前述B元素分别由选自下述元素组中的至少1种元素构成。
A：Sc、Y、镧系元素(其中，除Ce之外)
(其中，还任选包含Gd作为A)
B：Al(其中，还任选包含Ga作为B)
例如光波长转换构件9中，透光相的晶体颗粒具有Al2O3的组成，荧光相的晶体颗粒具有化学式A3B5O12：Ce所示的组成。另外，前述A元素和前述B元素分别由选自下述元素组中的至少1种元素构成。
需要说明的是，前述化学式A3B5O12：Ce的A和B表示构成化学式A3B5O12：Ce所示的物质(所谓具有石榴石结构的物质)的各元素(但为不同的元素)，O为氧，Ce为铈。
例如，作为前述化学式A3B5O12：Ce的化合物，可以举出化学式Y3Al5O12：Ce所示的化合物(所谓YAG系化合物)。另外，本实施方式中，从光波长转换构件9的上表面即第1面9a至下表面即第2面9b的厚度为100μm～400μm。
进而，光波长转换构件9的第1面9a的平均面粗糙度(算术平均粗糙度Sa)为0.001μm<Sa<0.5μm。另外，光波长转换构件9的第1面1a的表面粗糙度(算术平均粗糙度Ra)为0.001μm<Ra<0.4μm。
需要说明的是，光波长转换构件9中，化学式A3B5O12：Ce所示的化合物为陶瓷烧结体整体的例如3vol％～70vol％的范围。另外，化学式A3B5O12：Ce所示的化合物中的Ce浓度相对于化合物的A元素例如为0.1mol％～1.0mol％的范围。
[1-3.各构件的折射率]
本实施方式中，光波长转换构件9的折射率n1与防反射膜17的折射率n2的比折射率差Δn{＝(n1-n2)/n1}为0.3以下。
例如如下述表1所示那样，选择光波长转换构件9与防反射膜17的材料的情况下，其折射率成为下述表1所示的值。
[表1]
Figure BDA0002421563800000111
另外，选择组合了各光波长转换构件9与各防反射膜17时的材料的情况下，其比折射率差成为下述表2所示的值。
[表2]
Figure BDA0002421563800000121
[1-4.光波长转换构件和光复合装置的制造方法]
a)首先，对制造光波长转换构件9的步骤简单地进行说明。
以满足前述实施方式的构成的方式进行作为陶瓷烧结体的光波长转换构件9的粉末材料的称量等(即，制备)。接着，在制备好的粉末材料中加入有机溶剂和分散剂，用球磨机进行粉碎混合，制作浆料。
接着，将得到的浆料干燥、造粒。接着，将得到的造粒粉进行压制成型。接着，将压制成型体在规定温度下焙烧规定时间，得到陶瓷烧结体。
需要说明的是，除上述利用压制成型的陶瓷烧结体的制造方法以外，还可以对将浆料进行片成型而得到的片成型体进行焙烧，从而得到陶瓷烧结体。
b)接着，对制造光复合装置5的步骤简单地进行说明。在作为前述陶瓷烧结体的光波长转换构件9的第1面9a，通过例如溅射等形成防反射膜17。
另外，在光波长转换构件9的第2面9b，通过例如溅射等形成反射膜19。接着，在反射膜19的表面，通过例如溅射等形成中间膜21。需要说明的是，中间膜21的形成方法除溅射以外还可以采用镀覆等。或者，例如可以将Ni片等金属片等进行热压接而形成。
之后，用例如焊料等公知的接合材料，将层叠体11(详细而言为中间膜21)与散热构件13接合(即，钎焊)。由此，得到光波长转换装置1。
接着，用例如粘接剂将光波长转换装置1接合于容器3的底部的表面，得到光复合装置5。
[1-5.效果]接着，对本实施方式的效果进行说明。
(1)本实施方式中，通过将散热性优异的散热构件13接合于光波长转换构件9的构成，可以效率良好地使由入射至光波长转换构件9的光产生的热散热。因此，即使入射高能量的光，也不易产生温度猝灭，因此，可以维持高的荧光强度。
本实施方式中，通过在散热构件13与中间膜21之间设置接合部15，从而可以将散热构件13与反射膜19适合地接合。本实施方式中，在光波长转换构件9的第2面9b具备反射膜19，因此，可以效率良好地反射在光波长转换构件9的内部所产生的荧光等。因此，光波长转换构件9的发光强度改善。
本实施方式中，在光波长转换构件9的第1面9a具备防反射膜17，因此，可以抑制第1面9a中的光的反射。因此，可以使大量的光入射至光波长转换构件9，因此，可以使入射后的光效率良好地吸收于荧光相的晶体颗粒。另外，存在防反射膜17的情况下，可以效率良好地向外部取出在光波长转换构件9的内部所产生的光。因此，光波长转换构件9的发光强度改善。
本实施方式中，在反射膜19与接合部15之间具备中间膜21。因此，反射膜19与接合部15的接合性改善，因此，从光波长转换构件9侧至散热构件13侧的散热性改善。由此，可以抑制光波长转换构件9的温度猝灭，因此，荧光强度改善。
另外，本第实施方式中，作为基本的构成，光波长转换构件9由陶瓷烧结体构成，所述陶瓷烧结体具有：以具有荧光性的晶体颗粒为主体的荧光相、和以具有透光性的晶体颗粒为主体的透光相，并且，陶瓷烧结体具有由选自前述元素组中的至少1种元素构成的A3B5O12：Ce所示的石榴石结构。
因此，引起荧光相与透光相的界面处的光的散射，可以减少光的颜色的角度依赖性，颜色均质性改善(即，可以降低颜色不均)。并且，通过在光波长转换构件9中使用上述陶瓷烧结体，从而导热率变良好，因此，可以将通过光的照射而由光波长转换构件9所产生的热效率良好地排出至散热构件13。因此，例如即使为激光束的高输出区域也可以维持高的荧光特性。
另外，由于使用具有上述构成的石榴石结构的陶瓷烧结体，因此，可以抑制颜色不均的发生、温度猝灭的发生。亦即，本实施方式中，通过上述构成，可以得到高的荧光强度、少的颜色不均等充分的光波长转换特性。
(2)本实施方式中，从光波长转换构件9的第1面9a至第2面9b的厚度为100μm～400μm。由此，可以得到高的荧光特性(即，荧光强度)和高的散热性。
(3)本实施方式中，光波长转换构件9的第1面9a的平均面粗糙度(算术平均粗糙度Sa)为0.001μm<Sa<0.5μm。由此，可以得到高的荧光特性。(4)本实施方式中，光波长转换构件9的第1面9a的表面粗糙度(算术平均粗糙度Ra)为0.001μm<Ra<0.4μm。由此，可以得到高的荧光特性。
(5)本实施方式中，光波长转换构件9的折射率n1与防反射膜17的折射率n2的比折射率差Δn{＝(n1-n2)/n1}为0.3以下。由此，可以得到高的荧光特性。
[2.实施例]接着，对前述实施方式的具体的实施例进行说明。
此处，制作下述表3、表4中记载的No.1～32的光波长转换装置的各试样、即、实施例1～5的光波长转换装置的各试样。需要说明的是，各试样中No.1～12、18～32为本公开的范围内的试样(本公开例)，No.13～17为本公开的范围外(比较例)的试样。
[2-1.试样的评价方法]首先，针对对各试样实施的各评价的方法进行说明。
<耐激光输出>对于各试样，使具有465nm的波长的激光束(即，蓝色LD光)用透镜聚光至宽0.1mm并照射。然后，对于各试样中反射后的光，通过分光辐射照度计(KonicaMinolta制CL-500A)测定色度值(X方向)。该测定时，使照射蓝色LD光的输出密度在0～100W/mm2之间缓慢增加。
然后，相对于激光输出5W/mm2时的色度值成为60％以下的情况下，判断为产生了温度猝灭，将此时的激光输出密度记载于下述表4。对于在100W/mm2下也不发生猝灭的情况，记作“>100”。需要说明的是，关于耐激光输出，优选直至100W/mm2以上也不发生猝灭者。
<荧光强度>对于各试样，使具有465nm的波长的蓝色LD光用透镜聚光至宽0.1mm并照射。然后，使各试样中反射后的光通过透镜聚光，通过功率传感器，测定其发光强度(即，荧光强度)。使得此时照射的输出密度成为40W/mm2。
该荧光强度以将YAG：Ce单晶的强度设为100时的相对值(％)进行评价。需要说明的是，关于荧光强度，优选100％以上。
<颜色不均>颜色不均(即，颜色波动)根据利用照度计的色度波动测定而评价。
具体而言，对于各试样，使具有465nm的波长的蓝色LD光用透镜聚光成为宽0.5mm，对于照射其并反射后的光，通过分光辐射照度计(Konica Minolta制CL-500A)测定色度。
照射如下：对于各试样的表面(即，作为第1面的样品面)，将9mm见方的中央部分以3mm间隔划分成9处区域，对各区域的色度(X方向)的波动(Δx)进行评价。将其结果(颜色波动)记载于下述表4。波动(Δx)是指，色度方向的偏差的最大值，优选成为Δx<0.03。
需要说明的是，色度是指，以国际照明委员会(CIE)在1931年制定的国际表示法，为CIE-XYZ色度体系所示的色度。亦即，是指将色度上的3原色数值化，在xy坐标空间中表示颜色的xy色度图(所谓CIE色度图)所示的色度。
<表面粗糙度>·在制作各试样前的阶段，用非接触三维测定机Infinite focusG5(Eurotechno公司制)测定光波长转换装置的第1面的平均粗糙度(算术平均粗糙度Ra)和平均面粗糙度(算术平均粗糙度Sa)。
关于算术平均粗糙度Ra，为JISB0601：2013中规定的参数，对于样品的任意5处进行测定，将其平均值记载于下述表4。需要说明的是，算术平均粗糙度Sa是将二维的算术平均粗糙度Ra三维地扩张而成的，为ISO25178中规定的参数，将其测定结果记载于下述表4。
·另外，在制作各试样后(即，形成防反射膜后)，通过下述方法，测定光波长转换装置的第1面的平均粗糙度(算术平均粗糙度Ra)。具体而言，如图4的(a)所示那样，以能观察各试样的层结构的方式，将各试样沿厚度方向剖切，对于其剖切面(例如参照图4的(b))，得到任意5处的10000倍的图像。对得到的图像进行图像处理，依据JISB0601：2013，测定荧光体(即，光波长转换构件)的表面的算术平均粗糙度Ra，算出5点平均。将其结果记载于下述表4的“二维表面粗糙度Ra”一栏。
需要说明的是，表3中，对于各试样，记载了荧光体(光波长转换构件)的种类、A元素的种类、B元素的种类、防反射膜的有无、反射膜的有无、中间膜的、荧光体的厚度。需要说明的是，荧光体的厚度如下：在16mm见方的荧光体中，用测微器测定中央部与端部的合计4处的厚度，求出其平均值，作为前述荧光体的厚度。
[2-2.试样的制造方法和评价结果]接着，对各试样的制造方法和各试样的评价结果进行说明。
<实施例1>根据下述表3等所示的条件，制作No.1～12的光波长转换装置的试样。具体而言，根据各试样的光波长转换装置的陶瓷烧结体的组成(即，Al2O3-A3B5O12：Ce)，如下述表3所示那样，称量Al2O3(平均粒径0.2μm)、Y2O3(平均粒径1.2μm)、Lu2O3(平均粒径1.1μm)、Sc2O3(平均粒径1.2μm)、CeO2(平均粒径1.5μm)、Gd2O3(平均粒径1.1μm)、Ga2O3(平均粒径1.1μm)的各粉末材料。
此时，以将A3B5O12：Ce量固定为陶瓷烧结体整体的30vol％的方式称量各粉末材料。需要说明的是，添加Gd2O3、Ga2O3的情况下，相对于A元素或B元素，分别将Gd或Ga固定为15mol％。
将这些粉末与乙醇一起投入至球磨机中，进行16小时粉碎混合。将得到的浆料干燥/造粒，将得到的造粒粉进行压制成型。对得到的成型体在大气气氛中进行焙烧。此时，使焙烧温度为1600℃、保持时间为10小时进行焙烧。由此，得到陶瓷烧结体(即，作为光波长转换构件的荧光体)。
接着，将得到的荧光体加工成16mm见方、厚度200μm。接着，在前述加工后的荧光体的上表面(第1面)，通过溅射，形成厚度1μm的由SiO2构成的防反射膜。
另外，在荧光体的下表面(第2面)，通过溅射，形成厚度1μm的由Al构成的反射膜。接着，在反射膜的表面，通过溅射，形成厚度1μm的由Ni构成的中间膜。
接着，将形成有防反射膜、反射膜、中间膜的荧光体切成3.5mm见方。另外，将由铜板构成的散热基板(即，散热构件)加工成12mm见方、厚度1.5mm的形状。
接着，将荧光体与散热基板接合。此处，在荧光体(详细而言为中间膜)与散热基板之间，配置作为接合部的材料的焊料(即，以Pb为主成分的焊料、无Pb焊料)，进行荧光体与散热基板的钎焊。由此，得到光波长转换装置的各试样。
接着，对于通过该制造方法得到的本公开的范围的No.1～12的各试样的光波长转换装置，进行基于上述评价方法的评价。将其结果记载于下述表4。由表4表明，本公开的范围内的各试样中，耐激光输出高(即，在100W/mm2下也不产生猝灭)，荧光强度高至110％以上，颜色波动(颜色不均)小至0.028以下，得到了良好的结果。
需要说明的是，表1中未记载，但陶瓷烧结体的相对密度在任意试样中均为99％以上。需要说明的是，对于其他实施例2～5的试样也同样。
<实施例2>根据下述表3等所示的条件，制作本公开的范围外的No.13、14的光波长转换装置的试样，与前述实施例1同样地进行评价。
该实施例2的试样的制作方法基本上与实施例1同样。其中，荧光体的种类不同于实施例1。亦即，No.13的试样是使YAG颗粒分散于树脂中而成的，No.14的试样是YAG单晶。
将其结果示于下述表4，实施例2的试样中，耐激光输出为75W/mm2以下，不充分。认为这是由于，荧光体本身的导热率低，产生的热变多，产生了温度猝灭。
<实施例3>根据下述表3等所示的条件，制作本公开的范围外的No.15～17的光波长转换装置的试样，与前述实施例1同样地进行评价。
该实施例3的试样的制作方法基本上与实施例1同样。其中，No.15的试样中，无防反射膜，No.16的试样中，无反射膜，No.17的试样中，无中间膜。
将其结果示于下述表4，No.15的试样中，无防反射膜，因此，无法效率良好地吸收入射的光(即，蓝色光)，荧光强度降低。No.16的试样中，无反射膜，因此，反射光会被接合部吸收，荧光强度降低。No.17的试样中，无中间膜，因此，焊料的湿润性降低，无法进行荧光体与散热基板的接合。
<实施例4>根据下述表3等所示的条件，制作本公开的范围内的No.18～26的光波长转换装置的试样，与前述实施例1同样地进行评价。
该实施例4的试样的制作方法基本上与实施例1同样。其中，各试样中，将荧光体的厚度在50μm～450μm的范围内变更。将其结果示于下述表4，No.18～26的试样与实施例1同样地，耐激光输出高，荧光强度高，颜色波动小，得到了适合的结果。
特别是，荧光体的厚度为100μm～400μm的范围的No.19～25的试样与其他No.18、26的试样相比，荧光强度高，并且，在高的激光输出的范围内维持荧光，是适合的。
另一方面，荧光体的厚度薄于100μm的No.18的试样中，透射方向的荧光成分变少，因此，成为荧光不足，荧光强度变低。另外，荧光体的厚度厚于400μm的No.26的试样中，荧光体厚，因此，荧光体内部中的光的吸收变大，荧光强度变低。
<实施例5>根据下述表3等所示的条件，制作本公开的范围内的No.27～32的光波长转换装置的试样，与前述实施例1同样地进行评价。
该实施例5的试样的制作方法基本上与实施例1同样。其中，各试样中，将荧光体的第1面的算术平均粗糙度Sa在0.0008～0.5μm的范围内变更。需要说明的是，算术平均粗糙度Sa可以通过荧光体表面的机械研磨、喷砂处理等表面处理而变更。
将其结果示于下述表4，No.27～32的试样与实施例1同样地，耐激光输出高，荧光强度大，颜色波动小，得到了适合的结果。特别是，算术平均粗糙度Sa为0.001μm<Sa<0.5μm、算术平均粗糙度Ra为0.001μm<Ra<0.4μm的No.28～31的试样与其他No.27、32的试样相比，荧光强度高，是适合的。
另一方面，荧光体表面的算术平均粗糙度Sa小于0.0001μm的No.27的试样中，荧光体表面处的光的反射变高，荧光强度降低。同样地，荧光体表面的算术平均粗糙度Sa大于0.5μm的No.32的试样中，可以效率良好地得到由于荧光体表面的漫反射而发出的光，因此，荧光强度降低。
[表3]
Figure BDA0002421563800000201
[表4]
Figure BDA0002421563800000202
[3.其他实施方式]本公开不受前述实施方式的任何限定，在不脱离本公开的范围内当然可以以各种方式实施。
(1)例如，作为前述光波长转换装置、光复合装置的用途，可以举出荧光体、光波长转换设备、头灯、照明、投影仪等光学设备等各种用途。(2)作为对于光复合装置照射光的发光元件，没有特别限定，可以采用公知的LED、LD等各种元件。
(3)需要说明的是，可以使上述实施方式中的1个构成要素所具有的功能由多个构成要素分担，或者可以使多个构成要素所具有的功能由1个构成要素发挥。另外，可以省略上述实施方式的构成的一部分。另外，可以对其他实施方式的构成进行付加、置换等上述实施方式的构成的至少一部分。需要说明的是，由权利要求中记载的文字特定的技术构思所含的一切方案为本公开的实施方式。
附图标记说明
1…光波长转换装置
5…光复合装置
9…光波长转换构件
9a…第1面
9b…第2面
13…散热构件
15…接合部
17…防反射膜
19…反射膜
21…中间膜
25…发光装置

Claims (6)

1.一种光波长转换装置，其具备：
光波长转换构件，其用于转换入射后的光的波长；散热构件，其散热性比该光波长转换构件还优异；和，接合部，其用于接合所述光波长转换构件与所述散热构件，其中，
所述光波长转换构件在所述光入射的第1面具备用于抑制光的反射的防反射膜，在与所述第1面相反侧的第2面具备用于反射光的反射膜，在该反射膜与所述接合部之间具备中间膜，所述中间膜用于改善所述反射膜与所述接合部的接合性，
且，所述光波长转换构件为由陶瓷烧结体构成的陶瓷荧光体，所述陶瓷烧结体具有：以具有荧光性的晶体颗粒为主体的荧光相、和以具有透光性的晶体颗粒为主体的透光相，
进而，所述透光相的晶体颗粒具有Al2O3的组成，所述荧光相的晶体颗粒具有化学式A3B5O12：Ce所示的组成，且所述A元素和所述B元素分别由选自下述元素组中的至少1种元素构成，
A：Sc、Y、除Ce之外的镧系元素，其中，还任选包含Gd作为A，
B：Al，其中，还任选包含Ga作为B。
2.根据权利要求1所述的光波长转换装置，其中，从所述光波长转换构件的所述第1面至所述第2面的厚度为100～400μm。
3.根据权利要求1或2所述的光波长转换装置，其中，所述光波长转换构件的所述第1面的平均面粗糙度即算术平均粗糙度Sa为0.001μm<Sa<0.5μm。
4.根据权利要求1或2所述的光波长转换装置，其中，所述光波长转换构件的所述第1面的表面粗糙度即算术平均粗糙度Ra为0.001μm<Ra<0.4μm。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的光波长转换装置，其中，所述光波长转换构件的折射率n1与所述防反射膜的折射率n2的比折射率差Δn{＝(n1-n2)/n1}为0.3以下。
6.一种光复合装置，其具备所述权利要求1～5中任一项所述的光波长转换装置。
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020117119A1 (de) * 2019-07-04 2021-03-18 Schott Ag Optisches Konverterrad
CN112443818B (zh) * 2019-08-30 2023-04-28 深圳市中光工业技术研究院 光源系统及照明装置
DE102021116016A1 (de) * 2020-06-29 2021-12-30 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Wellenlängenumwandlungsvorrichtung, projektor und fluoreszierendes keramikelement
JP2023031714A (ja) * 2021-08-25 2023-03-09 Tdk株式会社 透明蛍光体および光源装置
WO2023058541A1 (ja) * 2021-10-07 2023-04-13 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 蛍光体デバイス及び発光装置
JP2023098603A (ja) 2021-12-28 2023-07-10 クアーズテック株式会社 セラミックス蛍光体プレート
CN116040965B (zh) * 2023-01-31 2024-02-27 宁波启朴芯微系统技术有限公司 一种宽频减反膜及其制备方法和应用

Citations (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH087614A (ja) * 1994-06-17 1996-01-12 Nichia Chem Ind Ltd 面状光源
TWI229061B (en) * 1999-05-19 2005-03-11 Ngk Spark Plug Co Translucent polycrystalline ceramic and method for making same
CN1633718A (zh) * 2001-09-03 2005-06-29 松下电器产业株式会社 半导体发光元件、发光装置及半导体发光元件的制造方法
CN1860640A (zh) * 2003-11-28 2006-11-08 日本特殊陶业株式会社 染料增敏太阳能电池
US20090309485A1 (en) * 2002-03-22 2009-12-17 Nichia Corporation Nitride phosphor and production process thereof, and light emitting device
CN102576794A (zh) * 2009-09-25 2012-07-11 松下电器产业株式会社 波长转换粒子及采用其的波长转换部件以及发光装置
JP2013055269A (ja) * 2011-09-06 2013-03-21 Nippon Electric Glass Co Ltd 波長変換部材および発光デバイス
CN103367611A (zh) * 2012-03-28 2013-10-23 日亚化学工业株式会社 波长变换用无机成型体及其制造方法以及发光装置
CN103374348A (zh) * 2012-04-27 2013-10-30 晶元光电股份有限公司 波长转换物质
JP2014186882A (ja) * 2013-03-25 2014-10-02 Ushio Inc 発光デバイス
CN104379987A (zh) * 2012-08-02 2015-02-25 日亚化学工业株式会社 波长转换装置
CN104471729A (zh) * 2012-09-21 2015-03-25 住友大阪水泥股份有限公司 复合波长转换粉体、含有复合波长转换粉体的树脂组合物及发光装置
JP2015119046A (ja) * 2013-12-18 2015-06-25 スタンレー電気株式会社 発光装置及びそれを用いたプロジェクター用光源
CN104900786A (zh) * 2014-03-03 2015-09-09 科发伦材料株式会社 波长转换煅烧体
CN104968995A (zh) * 2013-02-08 2015-10-07 优志旺电机株式会社 荧光光源装置
US20160025273A1 (en) * 2014-07-23 2016-01-28 Cree, Inc. Lighting devices with different gamut regions
CN106030835A (zh) * 2014-05-21 2016-10-12 日本电气硝子株式会社 波长转换部件及使用其的发光器件

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI433346B (zh) 2006-06-22 2014-04-01 Ube Industries A light conversion device, a light-emitting device and a color control method using the same
JP2012243624A (ja) 2011-05-20 2012-12-10 Stanley Electric Co Ltd 光源装置および照明装置
JP5966501B2 (ja) * 2012-03-28 2016-08-10 日亜化学工業株式会社 波長変換用無機成形体及びその製造方法、並びに発光装置
JP5888124B2 (ja) 2012-05-30 2016-03-16 株式会社ニデック 多層膜フィルタ、及び多層膜フィルタの製造方法
WO2014061497A1 (ja) * 2012-10-16 2014-04-24 コニカミノルタ株式会社 フィルムミラー及び太陽熱発電用反射装置
JP2017090625A (ja) 2015-11-09 2017-05-25 日本碍子株式会社 光学部品及びその製造方法
JP6741982B2 (ja) 2015-12-24 2020-08-19 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 発光素子および照明装置
KR102556400B1 (ko) 2016-01-12 2023-07-18 쑤저우 레킨 세미컨덕터 컴퍼니 리미티드 발광소자 패키지
JP6620621B2 (ja) 2016-03-18 2019-12-18 セイコーエプソン株式会社 波長変換素子、照明装置およびプロジェクター
CN108954039B (zh) * 2017-05-19 2020-07-03 深圳光峰科技股份有限公司 波长转换装置及其制备方法

Patent Citations (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH087614A (ja) * 1994-06-17 1996-01-12 Nichia Chem Ind Ltd 面状光源
TWI229061B (en) * 1999-05-19 2005-03-11 Ngk Spark Plug Co Translucent polycrystalline ceramic and method for making same
CN1633718A (zh) * 2001-09-03 2005-06-29 松下电器产业株式会社 半导体发光元件、发光装置及半导体发光元件的制造方法
US20090309485A1 (en) * 2002-03-22 2009-12-17 Nichia Corporation Nitride phosphor and production process thereof, and light emitting device
CN1860640A (zh) * 2003-11-28 2006-11-08 日本特殊陶业株式会社 染料增敏太阳能电池
CN102576794A (zh) * 2009-09-25 2012-07-11 松下电器产业株式会社 波长转换粒子及采用其的波长转换部件以及发光装置
JP2013055269A (ja) * 2011-09-06 2013-03-21 Nippon Electric Glass Co Ltd 波長変換部材および発光デバイス
CN103367611A (zh) * 2012-03-28 2013-10-23 日亚化学工业株式会社 波长变换用无机成型体及其制造方法以及发光装置
CN103374348A (zh) * 2012-04-27 2013-10-30 晶元光电股份有限公司 波长转换物质
CN104379987A (zh) * 2012-08-02 2015-02-25 日亚化学工业株式会社 波长转换装置
CN104471729A (zh) * 2012-09-21 2015-03-25 住友大阪水泥股份有限公司 复合波长转换粉体、含有复合波长转换粉体的树脂组合物及发光装置
CN104968995A (zh) * 2013-02-08 2015-10-07 优志旺电机株式会社 荧光光源装置
JP2014186882A (ja) * 2013-03-25 2014-10-02 Ushio Inc 発光デバイス
JP2015119046A (ja) * 2013-12-18 2015-06-25 スタンレー電気株式会社 発光装置及びそれを用いたプロジェクター用光源
CN104900786A (zh) * 2014-03-03 2015-09-09 科发伦材料株式会社 波长转换煅烧体
CN106030835A (zh) * 2014-05-21 2016-10-12 日本电气硝子株式会社 波长转换部件及使用其的发光器件
US20160025273A1 (en) * 2014-07-23 2016-01-28 Cree, Inc. Lighting devices with different gamut regions

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
YANG, SY (YANG, SY)等: "Pure green and narrow bandwidth electroluminescence from organic light-emitting diodes", 《ACTA PHYSICA SINICA》 *
关莎莎 等: "波长转换膜的制备及表征", 《渤海大学学报(自然科学版)》 *

Also Published As

Publication number Publication date
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TW201920608A (zh) 2019-06-01
KR20200042933A (ko) 2020-04-24
EP3690497A1 (en) 2020-08-05
JP2019066632A (ja) 2019-04-25
KR102470285B1 (ko) 2022-11-23
JP7120745B2 (ja) 2022-08-17
TWI696685B (zh) 2020-06-21
US20200303597A1 (en) 2020-09-24

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