JP2015038978A

JP2015038978A - Wavelength conversion member

Info

Publication number: JP2015038978A
Application number: JP2014144300A
Authority: JP
Inventors: 隆史西宮; Takashi Nishimiya; 義正山口; Yoshimasa Yamaguchi; 角見　昌昭; Masaaki Kadomi; 昌昭角見; 佐藤　史雄; Fumio Sato; 史雄佐藤
Original assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Priority date: 2013-07-17
Filing date: 2014-07-14
Publication date: 2015-02-26

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a wavelength conversion member capable of increasing the quantity of emission light.SOLUTION: A wavelength conversion member 1, which wavelength-converts incident light 5 and emits the wavelength-converted light as emission light 7, includes: a wavelength conversion layer 10 having a first main surface 12 on which the incident light 5 is incident and a second main surface 11 from which the emission light 7 is emitted; and an antireflection layer 20 provided on at least one of the first main surface 12 and the second main surface 11 and having a fine uneven structure.

Description

本発明は、波長変換部材に関するものである。 The present invention relates to a wavelength conversion member.

波長変換部材は、白色ＬＥＤ等の発光デバイスの構成部材として注目されている。白色ＬＥＤは、例えば青色や紫外の励起光を発するＬＥＤチップと、樹脂やガラスなどのマトリクス中に蛍光体を分散させた波長変換部材から構成されている。 The wavelength conversion member has attracted attention as a constituent member of a light emitting device such as a white LED. The white LED is composed of, for example, an LED chip that emits blue or ultraviolet excitation light, and a wavelength conversion member in which a phosphor is dispersed in a matrix such as resin or glass.

波長変換部材に入射した励起光は、蛍光体を励起させ、励起した蛍光体は、励起光と異なる波長の光を蛍光として発する。この蛍光と、波長変換に寄与せず波長変換部材を透過した励起光とが混ざり合うことにより、白色光が得られる。波長変換された光が波長変換部材を出射する際、波長変換部材の表面での反射率を低減して、より多くの光が出射されるようにするため、波長変換部材の表面の上に反射防止膜を形成することが知られている（特許文献１の請求項１４を参照）。 The excitation light incident on the wavelength conversion member excites the phosphor, and the excited phosphor emits light having a wavelength different from that of the excitation light as fluorescence. White light is obtained by mixing the fluorescence and the excitation light that does not contribute to wavelength conversion and passes through the wavelength conversion member. When the wavelength-converted light exits the wavelength conversion member, it is reflected on the surface of the wavelength conversion member in order to reduce the reflectance on the surface of the wavelength conversion member and emit more light. It is known to form a prevention film (see claim 14 of Patent Document 1).

図６は、波長変換層の表面の上に反射防止膜を形成した従来の波長変換部材を示す模式的断面図である。波長変換層１０の第２の主面１１の上には、反射防止膜５０が形成されている。反射防止膜５０としては、誘電体多層膜が形成されている。波長変換層１０は、樹脂やガラス等からなるマトリクス１３中に蛍光体１４を含有させることにより形成されている。第１の主面１２から入射した入射光５は、蛍光体１４を励起させる。励起した蛍光体１４からは、蛍光６が出射する。 FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a conventional wavelength conversion member in which an antireflection film is formed on the surface of the wavelength conversion layer. An antireflection film 50 is formed on the second main surface 11 of the wavelength conversion layer 10. As the antireflection film 50, a dielectric multilayer film is formed. The wavelength conversion layer 10 is formed by including a phosphor 14 in a matrix 13 made of resin, glass, or the like. Incident light 5 incident from the first main surface 12 excites the phosphor 14. Fluorescence 6 is emitted from the excited phosphor 14.

第２の主面１１に対し小さな入射角で入射する蛍光６は、反射防止膜５０で反射率が低減され、多くの光が出射光７として出射される。しかしながら、反射防止膜５０を構成する誘電体多層膜は、角度依存性が大きいため、第２の主面１１に対し大きな入射角で入射する蛍光６は、反射防止膜５０で十分に反射率を低減することができない。このため、蛍光６の一部が、第２の主面１１で反射され、反射光８となり、出射光７として出射される光の量が減少する。 The fluorescence 6 incident at a small incident angle with respect to the second main surface 11 is reduced in reflectance by the antireflection film 50, and a lot of light is emitted as emitted light 7. However, since the dielectric multilayer film that constitutes the antireflection film 50 has a large angle dependency, the antireflection film 50 has a sufficient reflectivity for the fluorescence 6 that is incident on the second main surface 11 at a large incident angle. It cannot be reduced. For this reason, a part of the fluorescence 6 is reflected by the second main surface 11 to become reflected light 8, and the amount of light emitted as the emitted light 7 decreases.

特開２０１０−１７８９７４号公報JP 2010-178974 A

本発明の目的は、出射光の量を増加することができる波長変換部材を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a wavelength conversion member capable of increasing the amount of emitted light.

本発明は、入射光を波長変換して、出射光として出射する波長変換部材であって、入射光が入射する第１の主面及び出射光が出射する第２の主面を有する波長変換層と、第１の主面及び第２の主面の少なくともいずれか一方の上に設けられる、微細な凹凸構造を有する反射防止層とを備えることを特徴としている。 The present invention is a wavelength conversion member that converts the wavelength of incident light and emits it as outgoing light, and has a first main surface on which incident light enters and a second main surface on which outgoing light exits. And an antireflection layer having a fine concavo-convex structure provided on at least one of the first main surface and the second main surface.

反射防止層は、無機材料、有機材料または有機材料と無機材料のハイブリッド材料から形成することができる。 The antireflection layer can be formed of an inorganic material, an organic material, or a hybrid material of an organic material and an inorganic material.

無機材料としては、ＴｉＯ_２、ＺｒＯ_２、ＨｆＯ_２、ＩＴＯ、Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２及びコバルト酸化物から選択される少なくとも１種や、ガラスが挙げられる。有機材料としては、シリコーン樹脂が挙げられる。 Examples of the inorganic material include at least one selected from TiO ₂ , ZrO ₂ , HfO ₂ , ITO, Al ₂ O ₃ , SiO _2, and cobalt oxide, and glass. An example of the organic material is a silicone resin.

反射防止層は、波長変換層に近づくにつれて実効屈折率が上昇する層であることが好ましい。このような反射防止層としては、モスアイ構造を有する層が挙げられる。 The antireflection layer is preferably a layer whose effective refractive index increases as it approaches the wavelength conversion layer. Examples of such an antireflection layer include a layer having a moth-eye structure.

本発明においては、第１の主面及び第２の主面の内の一方に反射防止層が設けられており、他方にフィルター層が設けられていてもよい。 In the present invention, an antireflection layer may be provided on one of the first main surface and the second main surface, and a filter layer may be provided on the other.

フィルター層としては、格子状または網目状の構造を有するものが挙げられる。 Examples of the filter layer include those having a lattice-like or network-like structure.

波長変換層は、ガラスマトリクス中に蛍光体を含有させた層であることが好ましい。 The wavelength conversion layer is preferably a layer containing a phosphor in a glass matrix.

本発明によれば、出射光の量を増加させることができる。 According to the present invention, the amount of emitted light can be increased.

本発明の第１の実施形態の波長変換部材を示す模式的断面図である。It is a typical sectional view showing the wavelength conversion member of a 1st embodiment of the present invention. 波長変換部材の光出射面において、反射防止層を形成した場合と形成しなかった場合の発光スペクトルを示すグラフである。It is a graph which shows the light emission spectrum at the time of not forming when the antireflection layer is formed in the light-projection surface of a wavelength conversion member. 本発明の第１の実施形態の波長変換部材を製造する工程を説明するための模式的断面図である。It is typical sectional drawing for demonstrating the process of manufacturing the wavelength conversion member of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施形態の波長変換部材を示す模式的断面図である。It is typical sectional drawing which shows the wavelength conversion member of the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３の実施形態の波長変換部材を示す模式的断面図である。It is typical sectional drawing which shows the wavelength conversion member of the 3rd Embodiment of this invention. 従来の波長変換部材を示す模式的断面図である。It is typical sectional drawing which shows the conventional wavelength conversion member.

以下、本発明の好ましい実施形態について説明する。但し、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。以下の実施形態等を説明する図面において、実質的に同一の機能を有する部材は同一の符号を用いて参照する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described. However, the present invention is not limited to the following embodiments. In the drawings for describing the following embodiments and the like, members having substantially the same function are referred to by the same reference numerals.

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態の波長変換部材を示す模式的断面図である。図１に示すように、波長変換部材１は、波長変換層１０の第２の主面１１の上に、反射防止層２０を設けることにより構成されている。本実施形態においては、波長変換層１０は、ガラスマトリクス１３中に蛍光体１４を分散させて含有させることにより形成されている。本実施形態では、蛍光体１４として無機蛍光体が用いられている。 (First embodiment)
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a wavelength conversion member according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the wavelength conversion member 1 is configured by providing an antireflection layer 20 on the second main surface 11 of the wavelength conversion layer 10. In this embodiment, the wavelength conversion layer 10 is formed by dispersing and containing the phosphor 14 in the glass matrix 13. In the present embodiment, an inorganic phosphor is used as the phosphor 14.

ガラスマトリクス１３は、無機蛍光体等の蛍光体の分散媒として用いることができるものであれば特に限定されない。例えば、ホウ珪酸塩系ガラス、リン酸塩系ガラス（例えばスズリン酸塩系ガラス）などを用いることができる。ガラスマトリクスの軟化点は、２５０℃〜１０００℃であることが好ましく、３００℃〜８５０℃であることがより好ましい。 The glass matrix 13 is not particularly limited as long as it can be used as a dispersion medium for a phosphor such as an inorganic phosphor. For example, borosilicate glass, phosphate glass (for example, tin phosphate glass), or the like can be used. The softening point of the glass matrix is preferably 250 ° C to 1000 ° C, and more preferably 300 ° C to 850 ° C.

蛍光体１４は、入射光５である励起光により蛍光を出射するものであれば、特に限定されるものではない。蛍光体１４の具体例としては、例えば、酸化物蛍光体、窒化物蛍光体、酸窒化物蛍光体、塩化物蛍光体、酸塩化物蛍光体、硫化物蛍光体、酸硫化物蛍光体、ハロゲン化物蛍光体、カルコゲン化物蛍光体、アルミン酸塩蛍光体、ハロリン酸塩化物蛍光体、ガーネット系化合物蛍光体から選ばれた１種以上等が挙げられる。 The phosphor 14 is not particularly limited as long as it emits fluorescence by excitation light that is incident light 5. Specific examples of the phosphor 14 include an oxide phosphor, a nitride phosphor, an oxynitride phosphor, a chloride phosphor, an acid chloride phosphor, a sulfide phosphor, an oxysulfide phosphor, and a halogen. And one or more selected from a phosphor, a chalcogenide phosphor, an aluminate phosphor, a halophosphate phosphor, and a garnet compound phosphor.

本発明において、反射防止層２０は、微細な凹凸構造による反射機能を有するものである。微細な凹凸構造としては、具体例には、例えば、波長変換層１０に近づくにつれて実効屈折率が上昇する形状を有するものが挙げられる。このような凹凸構造として、モスアイ構造が知られている。本実施形態における反射防止層２０は、図１に示すように、錐体形状凸部２１を第２の主面１１の上に複数設けることにより形成されたモスアイ構造を有している。モスアイ構造における錐体形状は、特に限定されるものではなく、円錐形状、角錐形状、円錐台形状、角錐台形状、釣鐘形状、楕円錐台形状など、反射防止機能を有する錐体形状であればよい。 In the present invention, the antireflection layer 20 has a reflection function due to a fine concavo-convex structure. Specific examples of the fine concavo-convex structure include those having a shape in which the effective refractive index increases as the wavelength conversion layer 10 is approached. A moth-eye structure is known as such an uneven structure. As shown in FIG. 1, the antireflection layer 20 in the present embodiment has a moth-eye structure formed by providing a plurality of cone-shaped convex portions 21 on the second main surface 11. The cone shape in the moth-eye structure is not particularly limited as long as it is a cone shape having an antireflection function, such as a cone shape, a pyramid shape, a truncated cone shape, a truncated pyramid shape, a bell shape, and an elliptical truncated cone shape. Good.

モスアイ構造における実効屈折率は、モスアイ構造を形成する材料の材質、錐体形状の厚み方向における構造体と空間の割合の変化率、凹凸のピッチ及び深さなどにより決定される。このため、これらのファクターを適宜調節することにより、反射防止層２０の反射防止特性を制御することができる。錐体形状の厚み方向における構造体と空間の割合の変化率は、モスアイ構造における錐体形状により決定される。凹凸のピッチは、５０〜１０００ｎｍであることが好ましく、１００〜５００ｎｍであることがより好ましく、１００〜３００ｎｍであることがさらに好ましい。凹凸の深さは、ピッチの０．５〜５倍であることが好ましく、１〜３倍であることがさらに好ましい。 The effective refractive index in the moth-eye structure is determined by the material of the moth-eye structure, the rate of change in the ratio of the structure to the space in the thickness direction of the cone shape, the pitch and depth of the irregularities, and the like. For this reason, the antireflection characteristic of the antireflection layer 20 can be controlled by appropriately adjusting these factors. The rate of change of the ratio between the structure and the space in the thickness direction of the cone shape is determined by the cone shape in the moth-eye structure. The uneven pitch is preferably 50 to 1000 nm, more preferably 100 to 500 nm, and still more preferably 100 to 300 nm. The depth of the unevenness is preferably 0.5 to 5 times the pitch, and more preferably 1 to 3 times.

なお、ガラスマトリクス１３より反射防止層２０の屈折率が大きい場合（例えば、ガラスマトリクス１３としてホウ珪酸塩系ガラス、反射防止層２０としてリン酸塩系ガラスを使用する場合）は、両者の界面における反射防止層２０の実効屈折率をガラスマトリクス１３の屈折率に整合させることが好ましい。それにより、ガラスマトリクス１３と反射防止層２０の界面における反射率を低減することができる。具体的には、反射防止層２０とガラスマトリクス１３の界面における反射防止層２０の実効屈折率を低下させるため、隣接する錐体形状凸部２１の底部を離隔させることが好ましい。 When the refractive index of the antireflection layer 20 is larger than that of the glass matrix 13 (for example, when borosilicate glass is used as the glass matrix 13 and phosphate glass is used as the antireflection layer 20), at the interface between the two. The effective refractive index of the antireflection layer 20 is preferably matched with the refractive index of the glass matrix 13. Thereby, the reflectance at the interface between the glass matrix 13 and the antireflection layer 20 can be reduced. Specifically, in order to reduce the effective refractive index of the antireflection layer 20 at the interface between the antireflection layer 20 and the glass matrix 13, it is preferable to separate the bottom portions of the adjacent cone-shaped convex portions 21.

反射防止層２０は、無機材料または有機材料、あるいは無機材料と有機材料のハイブリッド材料から形成することができる。無機材料としては、例えば、ＴｉＯ_２、ＺｒＯ_２、ＨｆＯ_２、ＩＴＯ、Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２及びコバルト酸化物から選択される少なくとも１種や、ガラスを挙げることができる。ガラスとしては、低融点ガラスやゾルゲルガラスが好ましく用いられる。低融点ガラスとしては、リン酸塩系ガラス（例えばスズリン酸塩系ガラス）が挙げられる。なお、波長変換層１０における蛍光体１４の濃度が高くなると、波長変換層１０全体としての屈折率が上昇する。この場合、波長変換層１０との屈折率の整合を図るため、反射防止層２０の屈折率を高くすることが好ましい。例えば、反射防止層２０の屈折率（ｎｄ）は１．８以上であることが好ましく、１．９以上であることがより好ましく、２以上であることがさらに好ましく、２．１以上であることが特に好ましい。例えば、ＴｉＯ_２やＺｒＯ_２を用いることで、反射防止層２０の屈折率を高めることが可能となる。 The antireflection layer 20 can be formed of an inorganic material, an organic material, or a hybrid material of an inorganic material and an organic material. Examples of the inorganic material include at least one selected from TiO ₂ , ZrO ₂ , HfO ₂ , ITO, Al ₂ O ₃ , SiO _2, and cobalt oxide, and glass. As the glass, low-melting glass or sol-gel glass is preferably used. Examples of the low melting point glass include phosphate glass (for example, tin phosphate glass). In addition, when the density | concentration of the fluorescent substance 14 in the wavelength conversion layer 10 becomes high, the refractive index as the wavelength conversion layer 10 whole will rise. In this case, in order to match the refractive index with the wavelength conversion layer 10, it is preferable to increase the refractive index of the antireflection layer 20. For example, the refractive index (nd) of the antireflection layer 20 is preferably 1.8 or more, more preferably 1.9 or more, further preferably 2 or more, and 2.1 or more. Is particularly preferred. For example, the refractive index of the antireflection layer 20 can be increased by using TiO ₂ or ZrO ₂ .

有機材料としては、例えば、シリコーン樹脂などの熱可塑性樹脂や、エポキシ樹脂などの紫外線硬化樹脂等の一般的なナノインプリント用樹脂や、レジスト剤を挙げることができる。 Examples of the organic material include a general nanoimprint resin such as a thermoplastic resin such as a silicone resin, an ultraviolet curable resin such as an epoxy resin, and a resist agent.

入射光５は、第１の主面１２を通り、波長変換層１０に入射し、蛍光体１４を励起する。これにより、蛍光体１４から、波長変換された蛍光６が出射する。蛍光６は、第２の主面１１及び反射防止層２０を通り、出射光７として出射される。微細な凹凸構造で形成された反射防止層２０は、角度依存性が小さいため、第２の主面１１に対し大きな入射角で入射する蛍光６に対しても、十分に反射率を低減させることができる。したがって、本実施形態によれば、出射光７の量を高めることができる。 Incident light 5 passes through the first main surface 12 and enters the wavelength conversion layer 10 to excite the phosphor 14. As a result, the wavelength-converted fluorescence 6 is emitted from the phosphor 14. The fluorescence 6 passes through the second main surface 11 and the antireflection layer 20 and is emitted as emission light 7. Since the antireflection layer 20 formed with a fine concavo-convex structure has a small angle dependency, the reflectance can be sufficiently reduced even for the fluorescent light 6 incident on the second main surface 11 at a large incident angle. Can do. Therefore, according to the present embodiment, the amount of the emitted light 7 can be increased.

なお、出射光７として、入射光５と蛍光６の合成光が出射される場合がある。例えば、入射光５として青色光、蛍光体１４としてＹＡＧ蛍光体を使用した場合は、入射光５の一部が蛍光体１４により黄色の蛍光６に変換され、波長変換されなかった入射光５と蛍光６とが合成されて、白色の出射光７として出射される。図２は、下記に示す条件において、波長変換部材の光出射面（第２の主面）に反射防止層を形成した場合と形成しなかった場合における発光スペクトルを示すグラフである。図２のグラフから、反射防止層２０を設けた場合、出射光７の光束値が向上することが確認された。なお、波長変換部材の光入射面（第１の主面）に反射防止層を形成した場合も、光出射面に反射防止層を形成した場合とほぼ同等の発光スペクトルが得られることが確認された（図示せず）。 In addition, as the emitted light 7, the combined light of the incident light 5 and the fluorescence 6 may be emitted. For example, when blue light is used as the incident light 5 and a YAG phosphor is used as the phosphor 14, a part of the incident light 5 is converted into yellow fluorescence 6 by the phosphor 14, and the incident light 5 that is not wavelength-converted The fluorescent light 6 is combined and emitted as white outgoing light 7. FIG. 2 is a graph showing an emission spectrum when the antireflection layer is formed on the light emitting surface (second main surface) of the wavelength conversion member and when it is not formed under the following conditions. From the graph of FIG. 2, it was confirmed that when the antireflection layer 20 was provided, the luminous flux value of the emitted light 7 was improved. In addition, it is confirmed that when the antireflection layer is formed on the light incident surface (first main surface) of the wavelength conversion member, an emission spectrum almost equivalent to that obtained when the antireflection layer is formed on the light emission surface can be obtained. (Not shown).

（波長変換部材）
材質：ホウケイ酸ガラス中にＹＡＧ蛍光体１０質量％含有
厚み：０．１５ｍｍ
励起波長：４４５ｎｍ (Wavelength conversion member)
Material: 10% by mass of YAG phosphor in borosilicate glass Thickness: 0.15 mm
Excitation wavelength: 445 nm

（反射防止層）
材質：ＳｉＯ_２ゾルゲルガラス
形状：円錐形状
凹凸のピッチ：１５０ｎｍ
凹凸の深さ：１５０ｎｍ (Antireflection layer)
Material: SiO ₂ sol-gel glass Shape: Conical shape Uneven pitch: 150 nm
Uneven depth: 150nm

しかしながら、上記の場合、Ｘ色度が小さくなり、出射光７が青みを帯びる傾向がある。これは、波長変換されずに出射する入射光５の光量も増大するためであると考えられる。そこで、蛍光体１４の含有量を増加させることより、所望の白色光を得ることができる。また、蛍光体１４の含有量が増加したことにより、全体としてさらに光束値の向上を図ることができる。つまり、波長変換部材１の出射面（第２の主面１１）の単位面積当たりの出射光７の強度を高めることができる。 However, in the above case, the X chromaticity is small, and the emitted light 7 tends to be bluish. This is presumably because the amount of incident light 5 emitted without wavelength conversion also increases. Therefore, desired white light can be obtained by increasing the content of the phosphor 14. Further, since the content of the phosphor 14 is increased, the light flux value can be further improved as a whole. That is, the intensity of the emitted light 7 per unit area of the emission surface (second main surface 11) of the wavelength conversion member 1 can be increased.

図３は、本発明の第１の実施形態の波長変換部材を製造する工程を説明するための模式的断面図である。図３は、波長変換層１０の第２の主面１１上に反射防止層２０を形成する製造工程を示している。 FIG. 3 is a schematic cross-sectional view for explaining a process for manufacturing the wavelength conversion member according to the first embodiment of the present invention. FIG. 3 shows a manufacturing process for forming the antireflection layer 20 on the second main surface 11 of the wavelength conversion layer 10.

図３（ａ）に示すように、反射防止層２０の錐体形状凸部２１を形成するためのモールド４０を準備する。モールド４０の下面に形成された凹部４１は、錐体形状凸部２１に対応した形状を有している。モールド４０を形成する材料としては、例えば、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、グラッシーカーボン、石英、ステンレス、ニッケル電鋳、シリコーン樹脂等が挙げられる。紫外線を透過させる必要がある場合には、石英が好ましく用いられる。離型剤を塗布する必要がある場合には、図３（ａ）において、矢印で示すようにカーボンなどの離型膜をスパッタ法などで凹部４１の表面上に形成してもよい。モールド４０としてシリコーン樹脂製のものを使用する場合は、まずＳｉ等からなるマスターモールドを作製した上で、当該マスターモールドを用いてモールド４０（コピーモールド）を作製することが好ましい。このようにすれば、繰り返し使用によりモールド４０が劣化した場合に、同様の寸法形状を有するモールド４０を再度容易に作製することが可能となる。 As shown to Fig.3 (a), the mold 40 for forming the cone-shaped convex part 21 of the reflection preventing layer 20 is prepared. The concave portion 41 formed on the lower surface of the mold 40 has a shape corresponding to the cone-shaped convex portion 21. Examples of the material for forming the mold 40 include silicon carbide (SiC), glassy carbon, quartz, stainless steel, nickel electroforming, and silicone resin. Quartz is preferably used when it is necessary to transmit ultraviolet rays. When it is necessary to apply a release agent, a release film such as carbon may be formed on the surface of the recess 41 by a sputtering method or the like as shown by an arrow in FIG. In the case where a mold made of a silicone resin is used as the mold 40, it is preferable that a master mold made of Si or the like is first manufactured, and then a mold 40 (copy mold) is manufactured using the master mold. If it does in this way, when mold 40 deteriorates by repeated use, it will become possible to produce again mold 40 which has the same size shape again.

次に、図３（ｂ）に示すように、波長変換層１０の第２の主面１１の上に、成形材料層２２を形成する。成形材料層２２は、反射防止層２０を形成する材料からなる。反射防止層２０を低融点ガラスから形成する場合、例えば第２の主面１１を低融点粉末ガラスで一様に覆うことにより成形材料層２２を形成する。反射防止層２０を有機材料から形成する場合、有機材料を基材上に塗布して、スピンコーターで均一な厚みにすることにより成形材料層２２を形成する。反射防止層２０をＴｉＯ_２やＺｒＯ_２等の無機材料から形成する場合、無機材料のゾルゲル層を基材上に塗布して、スピンコーターで均一な厚みにする、あるいはディップコートすることにより成形材料層２２を形成する。 Next, as illustrated in FIG. 3B, the molding material layer 22 is formed on the second main surface 11 of the wavelength conversion layer 10. The molding material layer 22 is made of a material that forms the antireflection layer 20. In the case of forming the antireflection layer 20 from a low melting point glass, for example, the molding material layer 22 is formed by uniformly covering the second main surface 11 with a low melting point powder glass. In the case of forming the antireflection layer 20 from an organic material, the molding material layer 22 is formed by applying the organic material on a substrate and making the thickness uniform with a spin coater. When the antireflection layer 20 is formed of an inorganic material such as TiO ₂ or ZrO _2, a molding material is formed by applying a sol-gel layer of an inorganic material on a base material to obtain a uniform thickness with a spin coater or by dip coating. Layer 22 is formed.

次に、図３（ｃ）に示すように、成形材料層２２の上方に、モールド４０の下面の凹部４１を下にしてモールド４０を配置し、モールド４０を下方に移動して成形材料層２２をモールド４０の凹部４１で加圧成形する。このとき、成形材料層２２が低融点ガラスから形成されている場合、成形材料層２２を低融点ガラスの融点より高い温度になるように成形材料層２２を加熱しておく。モールド４０を成形材料層２２に押し当てることにより、モールド４０の凹部４１の形状が転写されるとともに、成形材料層２２が冷却される。この際、低融点ガラスの劣化を抑制するため、窒素雰囲気にすることが好ましい。成形材料層２２がシリコーン樹脂などの熱可塑性樹脂から形成されている場合は、１００℃程度に加熱しておく。成形材料層２２がＴｉＯ_２やＺｒＯ_２等の無機材料のゾルゲル層から形成されている場合は、１０〜４００℃程度、好ましくは７０〜１５０℃程度に加熱しておく（熱インプリント法）。ここで、熱処理温度が低すぎると、ゾルゲル層の硬化が不十分になりやすい。一方、熱処理温度が高すぎると、ゲル化速度が速くなりすぎて、急激な収縮による膜割れが生じやすくなる。熱処理を行う前に、常温でしばらく静置することにより、モールド４０表面の凹部４１へのゾルゲルの侵入が促進され、モールド４０の表面形状がゾルゲル層に転写されやすくなる。また、雰囲気は減圧雰囲気とすることが好ましく、真空雰囲気であることがより好ましい。これにより、ゾルゲル層の脱泡を効率良く行うことができ、結果として、反射防止層２０において気泡を起因とする光散乱ロスを抑制することができる。なお、必ずしもモールド４０の上方から意図的に応力を印加する必要はなく、モールド４０の自重によりインプリントを行ってもよい。成形材料層２２がエポキシ樹脂などの紫外線硬化樹脂から形成されている場合は、モールド４０を成形材料層２２に押し当てながら、ＵＶ照射する（ＵＶインプリント法）。 Next, as shown in FIG. 3C, the mold 40 is disposed above the molding material layer 22 with the concave portion 41 on the lower surface of the mold 40 facing down, and the mold 40 is moved downward to form the molding material layer 22. Is molded by pressure in the recess 41 of the mold 40. At this time, when the molding material layer 22 is formed of low-melting glass, the molding material layer 22 is heated so that the molding material layer 22 has a temperature higher than the melting point of the low-melting glass. By pressing the mold 40 against the molding material layer 22, the shape of the recess 41 of the mold 40 is transferred and the molding material layer 22 is cooled. At this time, in order to suppress deterioration of the low melting point glass, it is preferable to use a nitrogen atmosphere. When the molding material layer 22 is formed from a thermoplastic resin such as a silicone resin, it is heated to about 100 ° C. When the molding material layer 22 is formed from a sol-gel layer of an inorganic material such as TiO ₂ or ZrO _2, it is heated to about 10 to 400 ° C., preferably about 70 to 150 ° C. (thermal imprint method). Here, when the heat treatment temperature is too low, the sol-gel layer is likely to be insufficiently cured. On the other hand, if the heat treatment temperature is too high, the gelation rate becomes too fast and film cracking due to rapid shrinkage tends to occur. By allowing to stand at room temperature for a while before the heat treatment, penetration of the sol-gel into the recess 41 on the surface of the mold 40 is promoted, and the surface shape of the mold 40 is easily transferred to the sol-gel layer. The atmosphere is preferably a reduced pressure atmosphere, and more preferably a vacuum atmosphere. Thereby, defoaming of a sol-gel layer can be performed efficiently and, as a result, the light scattering loss resulting from a bubble in the antireflection layer 20 can be suppressed. Note that it is not always necessary to intentionally apply stress from above the mold 40, and imprinting may be performed by the weight of the mold 40. When the molding material layer 22 is formed of an ultraviolet curable resin such as an epoxy resin, UV irradiation is performed while pressing the mold 40 against the molding material layer 22 (UV imprint method).

次に、図３（ｄ）に示すように、モールド４０を上方に移動させて、モールド４０を取り外す。以上のようにして、波長変換層１０の第２の主面１１の上に反射防止層２０を形成することができる。 Next, as shown in FIG. 3D, the mold 40 is moved upward to remove the mold 40. As described above, the antireflection layer 20 can be formed on the second main surface 11 of the wavelength conversion layer 10.

なお、モールド４０を用いた成形方法以外にも、成形材料層２２の表面にイオン化粒子を一様に衝突させて反応性エッチングを施すことにより、凹凸構造を形成してもよい。 In addition to the molding method using the mold 40, the concavo-convex structure may be formed by performing reactive etching by causing the ionized particles to uniformly collide with the surface of the molding material layer 22.

（第２の実施形態）
図４は、本発明の第２の実施形態の波長変換部材を示す模式的断面図である。本実施形態の波長変換部材２では、波長変換層１０の第２の主面１１の上に、第１の実施形態と同様に、反射防止層２０が設けられるとともに、第１の主面１２の上にフィルター層３０が設けられている。 (Second Embodiment)
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing the wavelength conversion member according to the second embodiment of the present invention. In the wavelength conversion member 2 of the present embodiment, the antireflection layer 20 is provided on the second main surface 11 of the wavelength conversion layer 10 as in the first embodiment, and the first main surface 12 A filter layer 30 is provided on the top.

フィルター層３０には、溝３１が形成されている。すなわち、フィルター層３０は格子状となっている。溝３１の幅及び深さを制御することにより、所定の波長領域に対してフィルター機能を発揮させることができる。具体的には、フィルター層３０は入射光５を選択的に透過し、蛍光６は反射する。これにより、蛍光６が第１の主面１２側から漏れ出ることを抑制でき、第２の主面１１から出射光７として出射する蛍光６の量を増加することができる。 A groove 31 is formed in the filter layer 30. That is, the filter layer 30 has a lattice shape. By controlling the width and depth of the groove 31, a filter function can be exhibited for a predetermined wavelength region. Specifically, the filter layer 30 selectively transmits the incident light 5 and reflects the fluorescence 6. Thereby, it can suppress that the fluorescence 6 leaks out from the 1st main surface 12 side, and the quantity of the fluorescence 6 radiate | emitted as the emitted light 7 from the 2nd main surface 11 can be increased.

フィルター層３０を形成する材料としては、反射防止層２０と同様の材料を用いることができる。 As a material for forming the filter layer 30, the same material as that of the antireflection layer 20 can be used.

なお、フィルター層３０は格子状以外にも、網目状であってもよい。 The filter layer 30 may have a mesh shape other than the lattice shape.

（第３の実施形態）
図５は、本発明の第３の実施形態の波長変換部材を示す模式的断面図である。本実施形態の波長変換部材３では、波長変換層１０の第２の主面１１及び第１の主面１２の両方の面の上に、第１の実施形態と同様に、反射防止層２０が設けられている。 (Third embodiment)
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing a wavelength conversion member according to a third embodiment of the present invention. In the wavelength conversion member 3 of the present embodiment, the antireflection layer 20 is formed on both the second main surface 11 and the first main surface 12 of the wavelength conversion layer 10 as in the first embodiment. Is provided.

本実施形態のように、光の入射側である第１の主面１２と光の出射側である第２の主面１１の両方に反射防止層２０を設けることにより、入射光を効率的に波長変換層１０に取り入れ、かつ、入射光及び励起光を効率的に出射することができる。また、入射光及び出射光の角度依存性が低くなり、結果的に出射光量を増やすことができる。 As in the present embodiment, by providing the antireflection layer 20 on both the first main surface 12 that is the light incident side and the second main surface 11 that is the light emission side, the incident light is efficiently transmitted. The incident light and the excitation light can be efficiently emitted while being taken into the wavelength conversion layer 10. In addition, the angle dependency of incident light and outgoing light is reduced, and as a result, the amount of outgoing light can be increased.

１，２，３…波長変換部材
５…入射光
６…蛍光
７…出射光
８…反射光
１０…波長変換層
１１…第２の主面
１２…第１の主面
１３…ガラスマトリクス
１４…蛍光体
２０…反射防止層
２１…錐体形状凸部
２２…成形材料層
３０…フィルター層
３１…溝
４０…モールド
４１…凹部
５０…反射防止膜 1, 2, 3 ... wavelength conversion member 5 ... incident light 6 ... fluorescence 7 ... outgoing light 8 ... reflected light 10 ... wavelength conversion layer 11 ... second main surface 12 ... first main surface 13 ... glass matrix 14 ... fluorescence Body 20 ... Antireflection layer 21 ... Conical convex part 22 ... Molding material layer 30 ... Filter layer 31 ... Groove 40 ... Mold 41 ... Concave part 50 ... Antireflection film

Claims

A wavelength conversion member that converts the wavelength of incident light and emits it as outgoing light,
A wavelength conversion layer having a first main surface on which the incident light is incident and a second main surface on which the emitted light is emitted;
A wavelength conversion member provided with the antireflection layer which has a fine concavo-convex structure provided on at least any one of the 1st principal surface and the 2nd principal surface.

The wavelength conversion member according to claim 1, wherein the antireflection layer is formed of an inorganic material.

The wavelength conversion member according to claim ₂ , wherein the inorganic material is at least one selected from TiO ₂ , ZrO ₂ , HfO ₂ , ITO, Al ₂ O ₃ , SiO _2, and cobalt oxide.

The wavelength conversion member according to claim 2, wherein the inorganic material is glass.

The wavelength conversion member according to claim 1, wherein the antireflection layer is formed of an organic material.

The wavelength conversion member according to claim 5, wherein the organic material is a silicone resin.

The wavelength conversion member according to claim 1, wherein the antireflection layer is formed of a hybrid material of an organic material and an inorganic material.

The wavelength conversion member according to any one of claims 1 to 7, wherein the antireflective layer is a layer whose effective refractive index increases as it approaches the wavelength conversion layer.

The wavelength conversion member according to claim 1, wherein the antireflection layer is a layer having a moth-eye structure.

The antireflection layer is provided on one of the first main surface and the second main surface, and the filter layer is provided on the other. Wavelength conversion member.

The wavelength conversion member according to claim 10, wherein the filter layer has a lattice-like or mesh-like structure.

The wavelength conversion member according to any one of claims 1 to 11, wherein the wavelength conversion layer is a layer containing a phosphor in a glass matrix.