CN207320161U - 波长转换部件和使用其的发光器件 - Google Patents

波长转换部件和使用其的发光器件 Download PDF

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Abstract

本实用新型提供具有陶瓷层作为反射层、发光强度优异的波长转换部件和使用其的发光器件，波长转换部件(10)包括孔隙率为20体积％以上的第一多孔陶瓷层(1)、形成在第一多孔陶瓷层上且含有荧光体的荧光体层(2)、形成在荧光体层(2)上且具有荧光体的折射率以下的折射率的低折射率层(3)。

Description

波长转换部件和使用其的发光器件
技术领域
本实用新型涉及适合作为投影器用荧光轮等的波长转换部件和使用其的发光器件。
背景技术
近年来，为了将投影器小型化，提案有使用LED(Light Emitting Diode：发光二极管)等光源和荧光体的发光器件。例如，提案有将光源的光在荧光体层进行波长转换、使所获得的荧光利用与波长转换部件相邻设置的反射层向光源的入射侧反射而向外部取出的、所谓的反射型的荧光轮(例如，参照专利文献1)。反射型的荧光轮具有向外部取出荧光的效率高，容易实现投影器的高亮度化的优点。
在专利文献1中，作为反射层公开了金、银、铜、铝等金属层。金属层由于导热系数也高所以能够将在荧光体层产生的热有效地向外部释放，因此具有能够有效地抑制荧光体的温度消光(由于荧光体的温度上升而发光强度降低的现象)的优点。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2015-1709号公报
实用新型内容
实用新型所要解决的课题
由于金属层的热膨胀系数比较大，所以从光源照射光的情况下、或者停止了光照射的情况下的膨胀和收缩的比例大。因此，起因于与荧光体层的热膨胀系数差，存在在荧光体层产生裂缝或发生剥离的问题。因此考虑使用热膨胀系数比较小、导热系数比较高的陶瓷层作为反射层，但存在陶瓷层的反射率差，不能获得充分的发光强度的问题。
鉴于上述问题，本实用新型的课题在于：提供具有陶瓷层作为反射层、发光强度优异的波长转换部件和使用其的发光器件。
用于解决课题的方法
本实用新型的波长转换部件的特征在于，包括：孔隙率为20体积％以上的第一多孔陶瓷层；形成在第一多孔陶瓷层上且含有荧光体的荧光体层；和形成在荧光体层上且具有荧光体的折射率以下的折射率的低折射率层。
在本实用新型的波长转换部件中，第一多孔陶瓷层作为反射层发挥作用。具体而言，通过向荧光体层的主面(与第一多孔陶瓷层侧为相反侧的主面)照射激发光而产生的荧光在第一多孔陶瓷层被反射，从荧光体层的与激发光入射面相同的主面向外部射出。其中，通过第一多孔陶瓷层具有20体积％以上的孔隙率显示高的光反射率。具体而言，在存在于第一多孔陶瓷层的内部的孔隙与陶瓷的界面，起因于两者的折射率差，光容易被反射。在本实用新型中，第一多孔陶瓷层中的孔隙的比例比较大，为20体积％以上，存在大量有助于光反射的上述界面，因此作为第一多孔陶瓷层整体，光反射率变大。作为结果，能够将在荧光体层产生的荧光在第一多孔陶瓷层有效反射，能够提高波长转换部件的发光强度。此外，在荧光体层产生的热通过第一多孔陶瓷层被释放。
在本实用新型的波长转换部件中，在荧光体层上形成有具有荧光体的折射率以下的折射率的低折射率层。由此，能够提高激发光向波长转换部件的入射效率和从波长转换部件的出射效率，作为结果，能够提高发光强度。另外，一般荧光体层具有在玻璃和树脂等的基质中分散有荧光体粉末而构成的结构。此处由于荧光体粉末的折射率比较高(例如YAG荧光体的折射率nd约为1.8)，所以存在荧光体层的折射率也变高的趋势。因此，在不形成低折射率层的情况下，外部的空气与荧光体层的折射率差变大，在两者的界面容易反射激发光和荧光。
在本实用新型的波长转换部件中，优选荧光体层通过熔接或无机接合层与第一多孔陶瓷层接合。
根据上述结构，能够不使用耐热性低的树脂粘接剂等，将荧光体层与第一多孔陶瓷层接合，因此能够获得耐热性优异的波长转换部件。具体而言，虽然由于树脂粘接剂因激发光的照射热而劣化并黑化，发光强度容易随时间的经过而降低，但是根据上述结构不易产生那样的问题。此外，由于树脂粘接剂的导热性低，所以在利用树脂粘接剂将荧光体层与第一多孔陶瓷层粘接的情况下，在荧光体层产生的热不易散热至第一多孔陶瓷层侧。另一方面，如果荧光体层通过熔接或无机接合层与第一多孔陶瓷层接合，则在荧光体层产生的热容易有效地散热至第一多孔陶瓷层侧。
在本实用新型的波长转换部件中，优选第一多孔陶瓷层含有选自氧化铝、氧化镁和氧化锆中的至少1种。
在本实用新型的波长转换部件中，优选在第一多孔陶瓷层的与形成有荧光体层的主面为相反侧的主面形成有散热层。
在荧光体层产生的热传导至第一多孔陶瓷层，但在第一多孔陶瓷层由于存在大量孔隙而存在导热性不充分的情况。在这种情况下，如果采用上述结构，则在荧光体层产生且传导至第一陶瓷层的热容易通过散热层而释放至外部。由此，能够进一步抑制荧光体层的发热。
在本实用新型的波长转换部件中，优选散热层为孔隙率低于20体积％的致密陶瓷层。
致密陶瓷层的具有绝热性的孔隙的比例比较低，低于20体积％，因此导热性比较优异。此外，由于在致密陶瓷层能够将未在第一多孔陶瓷层反射而透射的光反射，因此作为波长转换部件整体能够提高光反射率。
在本实用新型的波长转换部件中，优选致密陶瓷层含有选自氧化铝、氧化镁和氧化锆中的至少1种。
在本实用新型的波长转换部件中，优选在散热层的与形成有第一多孔陶瓷层的主面为相反侧的主面，形成有孔隙率20体积％以上的第二多孔陶瓷层。
如后所述，第一多孔陶瓷层例如通过成为原料的生片的烧制而制作。此处，由于生片容易因烧制而收缩，所以存在包含第一多孔陶瓷层和散热层的叠层体产生翘曲的情况。特别是在各层的厚度小的情况下容易产生翘曲。因此，通过在散热层的与形成有第一多孔陶瓷层的主面为相反侧的主面形成孔隙率20体积％以上的第二多孔陶瓷层，获取在散热层与第一陶瓷层之间产生的应力和在散热层与第二陶瓷层之间产生的应力的平衡，不易产生烧制时的翘曲。
在本实用新型的波长转换部件中，优选第一多孔陶瓷层与第二多孔陶瓷层的孔隙率、厚度和/或材质实质上相同。这样，则能够有效地抑制本实用新型的波长转换部件的制造时的生片的烧制工序中的翘曲的问题。另外“实质上相同”是指孔隙率、厚度、材质的差异不达到影响生片的烧制工序中的翘曲的程度。具体而言，关于孔隙率，是指差异为5％以下。此外，关于厚度，是指各层的厚度的差异的比例(相对于各层中厚度大的层，各层的厚度的差异的比例)为10％以下。
在本实用新型的波长转换部件中，优选荧光体层通过在无机粘合剂中分散荧光体而构成。这样，则容易提高荧光体层的耐热性，不易产生激发光照射引起的荧光体层的破损等问题。
在本实用新型的波长转换部件中，优选低折射率层由玻璃构成。
本实用新型的波长转换部件也可以为轮状。在这种情况下，优选作为投影器光源的构成部件。
本实用新型的发光器件的特征在于，包括：上述的波长转换部件；和向波长转换部件的荧光体层照射激发光的光源。
本实用新型的发光器件能够作为投影器光源使用。
实用新型效果
根据本实用新型，能够提供具有陶瓷层作为反射层、发光强度优异的波长转换部件和使用其的发光器件。
附图说明
图1(a)是表示本实用新型的第一实施方式的波长转换部件的示意立体图，图1(b)是表示图1(a)的波长转换部件的侧截面的一部分的图。
图2是表示本实用新型的第二实施方式的波长转换部件的侧截面的一部分的图。
图3是表示本实用新型的第三实施方式的波长转换部件的侧截面的一部分的图。
图4(a)是表示本实用新型的第四实施方式的波长转换部件的俯视图，图4(b)是图4(a)的A-A’截面图。
图5是表示实施例中用于进行特性评价的波长转换部件的试样的示意俯视图。
附图标记说明
1 第一多孔陶瓷层
1’ 第二多孔陶瓷层
2 荧光体层
3 低折射率层
4 散热层
10、20、30、40 波长转换部件
C 切口部
具体实施方式
以下，使用附图对本实用新型的波长转换部件的实施方式进行说明。但是，以下的实施方式只是单纯的例示，本实用新型并不限定于以下的实施方式。此外，在各附图中，有时具有实质上相同的功能的部件以相同的符号进行参照。
(1)第一实施方式的波长转换部件
图1(a)是表示本实用新型的第一实施方式的波长转换部件的示意立体图，图1(b)是表示图1(a)的波长转换部件的侧截面的一部分的图。
波长转换部件10包括：第一多孔陶瓷层1；在其上形成的含有荧光体的荧光体层2；和进一步在其上形成的低折射率层3。第一多孔陶瓷层1、荧光体层2、低折射率层3具有外径大致相同且以成为同心的方式形成的轮状。激发光从低折射率层3的上表面(与形成有荧光体层2的面为相反侧的面)入射，通过荧光体层2中所含的荧光体进行波长转换，发出荧光。荧光在第一多孔陶瓷层1被反射，从低折射率层3的上表面向外部射出。其中，优选第一多孔陶瓷层1与荧光体层2 相比，导热系数高，由此容易将在荧光体层2产生的热有效地向外部释放。
第一多孔陶瓷层1的孔隙率为20体积％以上，优选为30体积％以上，特别优选为40体积％以上。通过第一多孔陶瓷层1具有20体积％以上的孔隙率，根据已说明的理由显示高的光反射率。第一多孔陶瓷层1的孔隙率的上限优选为80体积％以下，更优选为75体积％以下，特别优选为70体积％以下。如果第一多孔陶瓷层1的孔隙率过高，则机械强度降低，或者导热系数降低，难以将在荧光体层2产生的热向外部释放。
第一多孔陶瓷层1能够列举包含氧化铝、氧化镁、氧化锆、氧化钛、氧化铌、氧化锌、氧化硅、氧化钇、氮化铝、氮化硼、氮化硅、碳化硅等的物质。这些既可以单独使用，也可以将2种以上复合使用。其中，氧化铝、氧化镁、氧化锆因为导热系数高且廉价，所以优选。特别优选氧化铝。
第一多孔陶瓷层1的厚度优选为0.05～2mm、0.1～1.5mm，特别优选为0.2～1mm。如果第一多孔陶瓷层1的厚度过小，则机械强度降低，使用时容易破损。此外，不易获得充分的光反射率。另一方面，如果第一多孔陶瓷层1的厚度过大，则存在波长转换部件10、进一步而言使用其的发光器件的质量变大的趋势。此外，在将轮状的波长转换部件10用于投影器用光源的情况下，存在对使波长转换部件10旋转的电动机的负载变大或者旋转引起的振动变大而破损的问题。
作为荧光体层2，例如可以列举在无机粘合剂中分散荧光体而构成的荧光体层。这样，则与第一多孔陶瓷层1的热膨胀系数也容易匹配，即使在由于激发光照射而成为高温的情况下，也不易产生起因于热膨胀系数差的破损。作为无机粘合剂可以列举玻璃等。
作为用作无机粘合剂的玻璃，能够使用硼硅酸盐系玻璃、磷酸盐系玻璃等。玻璃的软化点优选为250～1000℃，特别优选为300～850℃。如果玻璃的软化点过低，则荧光体层2的机械强度降低，或容易由于激发光的照射而融化。另一方面，如果玻璃的软化点过高，则在制造时的烧制工序中荧光体容易劣化，荧光体层2的发光强度容易降低。
荧光体只要是通过激发光的入射而射出荧光的荧光体，就没有特别限定。作为荧光体的具体例，例如可以列举选自氧化物荧光体、氮化物荧光体、氮氧化物荧光体、氯化物荧光体、酰基氯荧光体、硫化物荧光体、氧硫化物荧光体、卤化物荧光体、硫属化物荧光体、铝酸盐荧光体、卤磷酸盐化物荧光体、石榴石系化合物荧光体中的1种以上等。在使用蓝色光作为激发光的情况下，例如将作为荧光射出绿色光、黄色光或红色光的荧光体混合使用即可。
荧光体的平均粒径(D50)优选为1～50μm，特别优选为5～25μm。如果荧光体的平均粒径过小，则发光强度容易下降。另一方面，如果荧光体的平均粒径过大，则存在发光颜色变得不均匀的趋势。
荧光体层2中的荧光体的含量优选为5～80体积％、10～75体积％，特别优选为20～70体积％。如果荧光体的含量过少，则存在发光强度变得不充分的趋势。另一方面，如果荧光体的含量过多，则存在荧光体层2的机械强度变得不充分的趋势。
荧光体层2的厚度在激发光可靠地被荧光体吸收的厚度的范围内优选更薄。这是因为，如果荧光体层2过厚，则存在荧光体层2的光的散射和吸收变得过大，荧光的出射效率变低的情况。具体而言，荧光体层2的厚度优选为1mm以下、0.5mm以下，特别优选为0.3mm 以下。荧光体层2的厚度的下限值通常为0.03mm左右。
低折射率层3例如由玻璃构成。作为玻璃，能够使用硼硅酸盐系玻璃、磷酸盐系玻璃等。玻璃的软化点优选为250～1000℃，特别优选为300～850℃。如果玻璃的软化点过低，则低折射率层3的机械强度降低，或容易由于激发光的照射而融化。另一方面，如果玻璃的软化点过高，则在制造时的烧制工序荧光体容易劣化，荧光体层2的发光强度容易降低。
低折射率层3的折射率(nd)优选为1.9以下、1.85以下、1.8以下、1.7以下，特别优选为1.6以下。如果低折射率层3的折射率过高，则难以获得上述那样的提高发光强度的效果。另一方面，虽然低折射率层3的折射率的下限没有特别限定，但现实中为1.4以上，进一步为 1.45以上。
例如，低折射率层3熔接于荧光体层2。从提高荧光体层2与低折射率层3的密合强度的观点出发，优选荧光体层2与低折射率层3的热膨胀系数差(30～380℃)为100×10-7/℃以下、80×10-7/℃以下、60×10-7/℃以下，特别优选为40×10-7/℃以下。此外，荧光体层2中所含的无机粘合剂的软化点与低折射率层3的软化点的差优选为 200℃以下、150℃以下，特别优选为100℃以下。
如果低折射率层3的厚度过大，则存在激发光和荧光被吸收，或向外部的散射损失变大的趋势。因此，低折射率层3的厚度优选为 0.1mm以下、0.05mm以下、0.03mm以下，特别优选为0.02mm以下。虽然玻璃层20的厚度的下限值没有特别限定，但现实中为0.003mm以上，进一步为0.01mm以上。
从在低折射率层3不易吸收激发光和荧光的观点出发，低折射率层3的全光线透射率优选为50％以上、65％以上，特别优选为80％以上。
荧光体层2优选通过熔接或无机接合层与第一多孔陶瓷层1接合。这样，能够提高波长转换部件10的耐热性。此外，能够有效地将在荧光体层2产生的热向第一多孔陶瓷层1侧散热。
作为将荧光体层2熔接于第一多孔陶瓷层1的方法，例如可以列举将荧光体层2叠层于第一多孔陶瓷层1的主面1a上进行加热压接、烧制的方法。例如在玻璃基质中分散荧光体而构成的荧光体层2的情况下，熔接第一多孔陶瓷层1与荧光体层2的玻璃基质。
作为将荧光体层2通过无机接合层接合于第一多孔陶瓷层1的方法，可以列举在多孔陶瓷层1的主面1a上涂布利用溶胶-凝胶法形成的透明无机材料，在其上叠层荧光体层2，进行加热的方法。作为利用溶胶-凝胶法形成的透明无机材料，可以列举聚硅氮烷等。聚硅氮烷与空气中的水分反应，产生氨而缩合，由此形成SiO2的覆膜。这样，作为透明无机材料，能够使用在比较低温(室温～200℃)形成无机质的玻璃膜的接合剂。除此以外，还能够使用包含醇溶型有机硅化合物、其他金属化合物(有机或无机)，在催化剂的存在下在比较低温下形成与玻璃同样的SiO2网络的接合剂。该接合剂在作为有机金属化合物使用金属醇盐、作为催化剂使用乙醇的情况下，促进水解和脱水反应，结果形成SiO2网络。
波长转换部件10能够按照以下那样制作。
通过利用刮刀法等将包含作为第一多孔陶瓷层1的原料的陶瓷粉末和粘合剂树脂、溶剂、增塑剂等有机成分的料浆涂布于聚对苯二甲酸乙二醇酯等的树脂膜上并进行加热干燥，制作第一多孔陶瓷层1用生片。其中，作为第一多孔陶瓷层1的原料的陶瓷粉末的平均粒径(D50) 优选为0.1～10μm。如果陶瓷粉末的平均粒径过小，则第一多孔陶瓷层 1的孔隙率容易降低。另一方面，如果陶瓷粉末的平均粒径过大，则烧结变得不充分，第一多孔陶瓷层1的机械强度容易下降。接着，以约 1200～1500℃对第一多孔陶瓷层1用生片进行烧制。这样，获得第一多孔陶瓷层1。其中，如果烧制温度过低，则存在烧结不充分的趋势。另一方面，如果烧制温度过高，则孔隙率容易降低。
此外，通过利用刮刀法等将包含成为荧光体层2的玻璃基质的玻璃粉末、荧光体和粘合剂树脂、溶剂、增塑剂等有机成分的料浆涂布于聚对苯二甲酸乙二醇酯等的树脂膜上并进行加热干燥，制作荧光体层2用生片。
进一步而言，通过利用刮刀法等将包含成为低折射率层3的玻璃粉末和粘合剂树脂、溶剂、增塑剂等有机成分的料浆涂布于聚对苯二甲酸乙二醇酯等的树脂膜上并进行加热干燥，制作低折射率层3用生片。
将所获得的多孔陶瓷层1、荧光体层2用生片、低折射率层3用生片叠层，进行烧制，由此获得多孔陶瓷层1、荧光体层2、低折射率层 3熔接接合而构成的波长转换部件10。其中，烧制温度优选为荧光体层2和低折射率层3的玻璃粉末的软化温度±100℃的范围内，特别优选为玻璃粉末的软化点±50℃的范围内。如果烧制温度过低，则多孔陶瓷层1与荧光体层2，或者荧光体层2与低折射率层3不易熔接。此外，玻璃粉末的烧结变得不充分，荧光体层2、低折射率层3的机械强度容易下降。另一方面，如果烧制温度过高，则存在荧光体层2的荧光体劣化而发光强度下降的问题。
另外，在上述方法中，将多孔陶瓷层1、荧光体层2用生片、低折射率层3用生片叠层而同时进行烧制，但并不限定于此。例如，也可以通过先将多孔陶瓷层1与荧光体层2用生片叠层，进行烧制，之后在所获得的荧光体层2上叠层低折射率层3用生片而进一步进行烧制来形成低折射率层3。
或者，还能够通过将多孔陶瓷层1用生片、荧光体层2用生片、低折射率层3用生片分别进行烧制而获得多孔陶瓷层1、荧光体层2、低折射率层3，之后使用无机接合剂将它们接合，从而获得多孔陶瓷层 1、荧光体层2、低折射率层3通过无机接合层接合而构成的波长转换部件10。
除上述方法以外，还可以在多孔陶瓷层1的表面涂布荧光体层2 用料浆，进行烧制，由此在多孔陶瓷层1上形成荧光体层2，之后在荧光体层2的表面涂布低折射率层3用料浆，进一步进行烧制而形成低折射率层3。此处使用的荧光体层2用料浆和低折射率层3用料浆分别能够利用荧光体层2用生片和低折射率层3用生片的制作中使用的料浆。
另外，在上述的各制造方法中，也可以在生片或料浆的烧制前进行用于除去有机物的脱脂工序。此外，在包含生片的各层的叠层时，为了提高彼此的密合性，也可以适当地进行加热压接。
(2)第二实施方式的波长转换部件
图2是表示本实用新型的第二实施方式的波长转换部件的侧截面的一部分的图。在本实施方式的波长转换部件20中，在多孔陶瓷层1 的与形成有荧光体层2的主面为相反侧的主面上设置有散热层4，在这方面与第一实施方式的波长转换部件10不同。散热层4为外径与第一多孔陶瓷层1大致相同且同心的环状。其他结构与第一实施方式的波长转换部件10相同。通过在多孔陶瓷层1的主面设置散热层4，根据已说明的理由，在荧光体层2产生、传导至第一多孔陶瓷层1的热容易通过散热层4向外部释放。散热层4的导热系数优选为5W/m·K以上、10W/m·K以上，特别优选为20W/m·K以上。
作为散热层4，例如可以列举致密陶瓷层。致密陶瓷层的孔隙率优选低于20体积％，优选为15体积％以下，特别优选为10体积％以下。如果致密陶瓷层的孔隙率过高，则导热系数容易降低，散热性容易下降。另一方面，虽然致密陶瓷层的孔隙率的下限没有特别限定，但现实中为0.2体积％以上。
致密陶瓷层可以列举包含氧化铝、氧化镁、氧化锆、氧化钛、氧化铌、氧化锌、氧化钇、氮化铝、氮化硼、碳化硅等的物质。这些既可以单独使用，也可以将2种以上复合使用。其中，氧化铝、氧化镁、氧化锆因为导热系数高且廉价，所以优选。
作为散热层4，除上述以外还可以是包含蓝宝石、铝、银、铜等金属的物质。
散热层4的厚度优选为0.2～2mm、0.3～1.5mm，特别优选为0.5～ 1mm。如果散热层4的厚度过小，则不易获得充分的散热效果。另一方面，如果散热层4的厚度过大，则存在波长转换部件20、进一步而言使用其的发光器件的质量变大的趋势。此外，在将轮状的波长转换部件20用于投影器用光源的情况下，存在对使波长转换部件20旋转的电动机的负载变大或者旋转引起的振动变大而破损的问题。
波长转换部件20能够按照以下那样制作。
与波长转换部件10的方法同样地制作第一多孔陶瓷层1用生片。
接着，准备散热层4。在使用致密陶瓷层作为散热层4的情况下，与波长转换部件10的多孔陶瓷层1用生片的制作方法同样地获得致密陶瓷层用生片。通过以比较高温对致密陶瓷层用生片进行烧结，获得孔隙率低的致密陶瓷层。具体而言，优选将致密陶瓷层用生片在约 1500℃以上、优选1600℃以上进行烧制。此外，作为原料的陶瓷粉末的平均粒径(D50)越小，越容易降低致密陶瓷层的孔隙率。
接着，将第一多孔陶瓷层1用生片与散热层4叠层并进行烧制，由此获得第一多孔陶瓷层1与散热层4接合而构成的叠层体。
通过与波长转换部件10的方法同样地在所获得的叠层体的第一多孔陶瓷层1上接合荧光体层2、进一步在荧光体层2上接合低折射率层 3，获得波长转换部件20。
另外，也可以先将荧光体层2、低折射率层3接合于第一多孔陶瓷层1，之后接合散热层4。
(3)第三实施方式的波长转换部件
图3是表示本实用新型的第三实施方式的波长转换部件的侧截面的一部分的图。在本实施方式的波长转换部件30中，在散热层4的与形成有第一多孔陶瓷层1的主面为相反侧的主面，设置有与第一多孔陶瓷层1大致相同形状的第二多孔陶瓷层1’。其他结构与第二实施方式的波长转换部件20相同。通过采用这样的结构，在制造工序的生片烧制时在波长转换部件30不易产生翘曲。
关于第二多孔陶瓷层1’的孔隙率和厚度的范围以及材质的具体例，能够选择与第一多孔陶瓷层1相同的孔隙率和厚度的范围以及材质。从有效地抑制制造时的烧制工序的波长转换部件30的翘曲问题的观点出发，优选第一多孔陶瓷层1和第二多孔陶瓷层1’的孔隙率、厚度和材质的至少一个实质上相同，更优选它们全部实质上相同。
(4)第四实施方式的波长转换部件
图4(a)是表示本实用新型的第四实施方式的波长转换部件40的俯视图，图4(b)是图4(a)的A-A’截面图。在本实施方式的波长转换部件40中，在形成有荧光体层2、低折射率层3的区域的一部分设置有切口部C，在这方面与波长转换部件30不同。各层的构成与波长转换部件30相同。在切口部C，第一多孔陶瓷层1、第二多孔陶瓷层1’、荧光体层2、低折射率层3和散热层4均未形成，成为轮外周的一部分完全缺损的形态，不能透射激发光。由此，通过使用波长转换部件40，能够获得能够将在荧光体层2使激发光波长转换而取出荧光的情况和将激发光直接取出的情况这两者适当地区分开而使用的发光器件。
(发光器件)
本实用新型的发光器件具有上述的波长转换部件(波长转换部件 10～40中的任一个)和向波长转换部件照射激发光的光源。作为光源，能够使用LED和LD等。从光源射出的激发光在波长转换部件的荧光体层进行波长转换而发出荧光，该荧光在第一多孔陶瓷层被反射，从与激发光照射侧相同一侧射出荧光。
[实施例]
以下，通过实施例对本实用新型的波长转换部件进行详细说明。但是，本实用新型不受以下的实施例的任何限定。
表1表示本实用新型的实施例和比较例。
[表1]
(实施例1)
(多孔陶瓷层用生片的制作)
相对于Al2O3粉末(平均粒径(D50)：1μm)，作为结合剂适当添加聚甲基丙烯酸丁酯，作为增塑剂适当添加甲基乙基酮，作为溶剂适当添加邻苯二甲酸丁基苄酯，进行24小时混炼，由此得到料浆。使用刮刀法将所得到的料浆涂布于聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜上，使其干燥，由此得到多孔陶瓷层用生片(厚度0.32mm)。
(荧光体层用生片的制作)
以摩尔％计，以成为SiO2：58％、Al2O3：6％、B2O3：17％、Li2O： 8％、Na2O：8％、K2O：3％的玻璃组成的方式调配原料，利用熔融骤冷法得到膜状玻璃。使用球磨机将所得到的膜状玻璃粉碎，得到平均粒径(D50)为1μm的玻璃粉末。
将所得到的玻璃粉末和YAG(Y3Al5O12)荧光体粉末(平均粒径 (D50)：15μm)以成为玻璃粉末30体积％、YAG(Y3Al5O12)荧光体粉末70体积％的方式进行调配，使用振动混合机进行混合。在所得到的混合粉末50g中适当添加结合剂、增塑剂、溶剂等，进行24小时混炼，由此得到料浆。使用刮刀法将所得到的料浆涂布于PET膜上，使其干燥，由此得到荧光体层用生片(厚度0.12mm)。
(低折射率层用生片的制作)
在荧光体层用生片的制作中使用的玻璃粉末50g中适当添加结合剂、增塑剂、溶剂等，进行24小时混炼，由此得到料浆。使用刮刀法将所得到的料浆涂敷于PET膜上，使其干燥，由此得到低折射率层用生片(厚度0.03mm)。
(波长转换部件的制作)
将多孔陶瓷层用生片和作为散热层的致密陶瓷层(株式会社 MARUWA制Al2O3片，制品名HA-96-2；厚度0.8mm，导热系数 23W/m·K)叠合，使用热压接机，以100℃施加5分钟10MPa的压力，使两者密合，之后在大气中以600℃进行8小时脱脂处理，进一步以 1400℃进行5小时烧制，由此制作由多孔陶瓷层和致密陶瓷层这2层构成的陶瓷层叠层体。
在陶瓷层叠层体中，多孔陶瓷层用和致密陶瓷层的孔隙率通过在将截面的反射电子图像二值化之后计算孔隙部分的面积比例来求取。此外，陶瓷层叠层体的光反射率使用岛津制作所制UV-2500PC、由波长400～800nm的各波长的反射光强度的平均值求取。
接着，在陶瓷层叠层体的多孔陶瓷层上叠合荧光体层用生片，进一步在其上叠合低折射率层用生片，使用热压接机，以100℃施加5 分钟10MPa的压力，由此使两者密合，之后在大气中以500℃进行7 小时脱脂处理，进一步以700℃进行1小时烧制，由此制作波长转换部件。
(实施例2)
与实施例1同样地制作多孔陶瓷层用生片(厚度0.26mm)。将多孔陶瓷层用生片重叠4层，使用热压接机以100℃施加5分钟10MPa 的压力，由此进行密合，之后在大气中以600℃进行8小时脱脂处理，以1400℃进行5小时烧制，由此得到多孔陶瓷层。与实施例1同样地测定多孔陶瓷层的光反射率。将结果表示在表1中。
在多孔陶瓷层上叠合实施例1中得到的荧光体层用生片，进一步在其上叠合低折射率层用生片，使用热压接机以100℃施加5分钟 10MPa的压力，由此进行密合，之后在大气中以500℃进行7小时脱脂处理，进一步以700℃进行1小时烧制，由此制作波长转换部件。
(比较例)
在致密陶瓷层(株式会社MARUWA制Al2O3片，制品名HA-96-2；厚度0.635mm)上叠合实施例1中得到的荧光体层用生片，进一步在其上叠合低折射率层用生片，使用热压接机，以100℃施加5分钟 10MPa的压力，由此进行密合，之后在大气中以500℃进行7小时脱脂处理，进一步以700℃进行1小时烧制，由此得到波长转换部件。另外，与实施例1同样地测定致密陶瓷层的光反射率。将结果表示在表1 中。
(特性评价)
对按照上述那样制作的各波长转换部件，按照下述那样测定荧光峰强度和荧光体层的表面温度。将结果表示在表1中。另外，在测定中使用图5所示的尺寸的试样(各层的厚度如表1所示)。
对以8000rpm旋转的波长转换部件的表面(形成有荧光体层、低折射率层的表面)、从波长440nm的蓝色激光光源以输出30W照射激光。利用小型分光器(USB-4000海洋光学公司制)通过光纤接收所得到的荧光，得到发光光谱。从发光光谱读取荧光峰强度。此外，使用FLIR制红外热像仪i5测定荧光体层的表面温度。
从表1可知，实施例1、2的波长转换部件的荧光峰强度为1279 (a.u.)以上，而比较例的波长转换部件的荧光峰强度为1112(a.u.)，较差。另外可知，当对实施例1与实施例2进行比较时，在使用多孔陶瓷层与致密陶瓷层的叠层体作为光反射层的情况下，光反射率得到提高。此外，在多孔陶瓷层叠层致密陶瓷层的情况下，荧光体层的温度也降低，认为荧光体的温度消光由此减轻。基于这两个原因，考虑实施例1的波长转换部件与实施例2的波长转换部件相比较，荧光峰强度变高。

Claims (13)

1.一种波长转换部件，其特征在于，包括：
孔隙率为20体积％以上的第一多孔陶瓷层；
形成在第一多孔陶瓷层上且含有荧光体的荧光体层；和
形成在荧光体层上且具有荧光体的折射率以下的折射率的低折射率层。
2.如权利要求1所述的波长转换部件，其特征在于：
荧光体层通过熔接或无机接合层与第一多孔陶瓷层接合。
3.如权利要求1或2所述的波长转换部件，其特征在于：
第一多孔陶瓷层含有选自氧化铝、氧化镁和氧化锆中的至少1种。
4.如权利要求1或2所述的波长转换部件，其特征在于：
在第一多孔陶瓷层的与形成有荧光体层的主面为相反侧的主面形成有散热层。
5.如权利要求1或2所述的波长转换部件，其特征在于：
散热层为孔隙率低于20体积％的致密陶瓷层。
6.如权利要求5所述的波长转换部件，其特征在于：
致密陶瓷层含有选自氧化铝、氧化镁和氧化锆中的至少1种。
7.如权利要求4所述的波长转换部件，其特征在于：
在散热层的与形成有第一多孔陶瓷层的主面为相反侧的主面，形成有孔隙率20体积％以上的第二多孔陶瓷层。
8.如权利要求7所述的波长转换部件，其特征在于：
第一多孔陶瓷层与第二多孔陶瓷层的孔隙率、厚度和/或材质实质上相同。
9.如权利要求1或2所述的波长转换部件，其特征在于：
荧光体层通过在无机粘合剂中分散荧光体而构成。
10.如权利要求1或2所述的波长转换部件，其特征在于：
低折射率层由玻璃构成。
11.如权利要求1或2所述的波长转换部件，其特征在于：其为轮状。
12.一种发光器件，其特征在于，包括：
权利要求1～11中任一项所述的波长转换部件；和
向波长转换部件中的荧光体层照射激发光的光源。
13.如权利要求12所述的发光器件，其特征在于：
作为投影器光源使用。
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