JP2016018921A - Wavelength conversion member and light-emitting device - Google Patents

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寛之 清水
Hiroyuki Shimizu
寛之 清水
田中　宏和
Hirokazu Tanaka
宏和 田中
義正 山口
Yoshimasa Yamaguchi
義正 山口
隆史 西宮
Takashi Nishimiya
隆史 西宮
角見　昌昭
Masaaki Kadomi
昌昭 角見
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a wavelength conversion member capable of improving light emission intensity per unit area emitted from the wavelength conversion member and to provide a light-emitting device.SOLUTION: The wavelength conversion member includes: a phosphor layer 2 having an incident plane 2b to which excitation light 6 is incident and an emission plane 2a from which fluorescent light 7 generated by wavelength conversion of the excitation light 6 is emitted; and a reflection film 3, provided at a part of the emission plane 2a, for reflecting the fluorescent light 7 that is about to emit from the emission plane 2a back to the phosphor layer 2.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）やレーザーダイオード（ＬＤ：Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）等の発する光の波長を別の波長に変換する波長変換部材及びそれを用いた発光デバイスに関するものである。   The present invention relates to a wavelength conversion member that converts a wavelength of light emitted from a light emitting diode (LED) or a laser diode (LD) to another wavelength, and a light emitting device using the same.

近年、蛍光ランプや白熱灯に変わる次世代の光源として、ＬＥＤやＬＤを用いた発光デバイス等に対する注目が高まってきている。そのような次世代光源の一例として、青色光を出射するＬＥＤと、ＬＥＤからの光の一部を吸収して黄色光に変換する波長変換部材とを組み合わせた発光デバイスが開示されている。この発光デバイスは、ＬＥＤから出射された青色光と、波長変換部材から出射された黄色光との合成光である白色光を発する。特許文献１には、波長変換部材の一例として、ガラスマトリクス中に無機蛍光体粉末を分散させた波長変換部材が提案されている。   In recent years, attention has been focused on light-emitting devices using LEDs and LDs as next-generation light sources that replace fluorescent lamps and incandescent lamps. As an example of such a next-generation light source, a light-emitting device that combines an LED that emits blue light and a wavelength conversion member that absorbs part of the light from the LED and converts it into yellow light is disclosed. This light emitting device emits white light that is a combined light of blue light emitted from the LED and yellow light emitted from the wavelength conversion member. Patent Document 1 proposes a wavelength conversion member in which an inorganic phosphor powder is dispersed in a glass matrix as an example of a wavelength conversion member.

特開２００３−２５８３０８号公報JP 2003-258308 A

近年、波長変換部材から出射される蛍光の強度をさらに高めたいという要望が高まっている。波長変換部材から出射される蛍光の強度を高めるため、例えば波長変換部材に含まれる蛍光体濃度を高める方法が考えらえるが、この場合、蛍光強度が強くなって色度が所定の範囲からずれてしまう。そのため、色度を補正するために、励起光強度も調整する必要があり、発光デバイスの製造工程が煩雑になる。   In recent years, there is an increasing demand for further increasing the intensity of fluorescence emitted from the wavelength conversion member. In order to increase the intensity of the fluorescence emitted from the wavelength conversion member, for example, a method of increasing the concentration of the phosphor contained in the wavelength conversion member can be considered. However, in this case, the fluorescence intensity increases and the chromaticity deviates from a predetermined range. End up. Therefore, it is necessary to adjust the excitation light intensity in order to correct the chromaticity, and the manufacturing process of the light emitting device becomes complicated.

以上に鑑み、本発明の目的は、波長変換部材から出射される単位面積当たりの発光強度を容易に向上させることができる波長変換部材及びそれを用いた発光デバイスを提供することにある。   In view of the above, an object of the present invention is to provide a wavelength conversion member that can easily improve the emission intensity per unit area emitted from the wavelength conversion member, and a light emitting device using the same.

本発明の波長変換部材は、励起光が入射する入射面と、励起光の波長変換により生じる蛍光が出射される出射面とを有する蛍光体層と、出射面の一部の上に設けられ、出射面から出射しようとする蛍光を蛍光体層内に反射する反射膜とを備えることを特徴としている。   The wavelength conversion member of the present invention is provided on a part of the emission surface, a phosphor layer having an incident surface on which excitation light is incident, an emission surface from which fluorescence generated by wavelength conversion of the excitation light is emitted, And a reflection film that reflects the fluorescent light that is about to be emitted from the emission surface into the phosphor layer.

反射膜は、出射面の周縁部に設けられていることが好ましい。   The reflective film is preferably provided on the peripheral edge of the emission surface.

反射膜は、金属または合金から形成されていることが好ましい。   The reflective film is preferably formed from a metal or an alloy.

蛍光体層は、ガラスマトリクスと、ガラスマトリクス中に分散した蛍光体粒子とを含有することが好ましい。   The phosphor layer preferably contains a glass matrix and phosphor particles dispersed in the glass matrix.

本発明の発光デバイスは、励起光を出射する光源と、上記本発明の波長変換部材とを備えることを特徴としている。   The light emitting device of the present invention includes a light source that emits excitation light and the wavelength conversion member of the present invention.

本発明によれば、波長変換部材から出射される単位面積当たりの発光強度を向上させることができる。   According to the present invention, the emission intensity per unit area emitted from the wavelength conversion member can be improved.

本発明の第１の実施形態の波長変換部材を示す平面図である。It is a top view which shows the wavelength conversion member of the 1st Embodiment of this invention. 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the II-II line | wire of FIG. 第１の実施形態の波長変換部材における励起光、蛍光及び出射光を示す模式的断面図である。It is a typical sectional view showing excitation light, fluorescence, and outgoing light in the wavelength conversion member of a 1st embodiment. 本発明の第２の実施形態の波長変換部材を示す平面図である。It is a top view which shows the wavelength conversion member of the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施形態の波長変換部材を用いた発光デバイスを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the light-emitting device using the wavelength conversion member of the 1st Embodiment of this invention. 図５のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the VI-VI line of FIG.

以下、好ましい実施形態について説明する。但し、以下の実施形態は単なる例示であり、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。また、各図面において、実質的に同一の機能を有する部材は同一の符号で参照する場合がある。   Hereinafter, preferred embodiments will be described. However, the following embodiments are merely examples, and the present invention is not limited to the following embodiments. Moreover, in each drawing, the member which has the substantially the same function may be referred with the same code | symbol.

図１は、本発明の第１の実施形態の波長変換部材を示す平面図である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。図１及び図２に示すように、本実施形態の波長変換部材１は、蛍光体層２と、蛍光体層２の出射面２ａの一部の上に設けられる反射膜３とを備えている。蛍光体層２は、励起光が入射する入射面２ｂと、励起光の波長変換により生じる蛍光が出射される出射面２ａを有している。図１及び図２に示すように、本実施形態において、反射膜３は、出射面２ａの周縁部に設けられている。したがって、反射膜３の中央部には、開口が形成されており、この開口から光が出射される。本実施形態において、出射面２ａは、矩形形状を有しており、反射膜３の中央部に形成される開口も、矩形形状を有している。なお、反射膜３の中央部に形成される開口は矩形形状に限られず、円形形状等であってもよい。但し、開口の大きさをなるべく大きくしたい場合は、開口は矩形形状とする（すなわち、出射面２ａと開口の形状を同じにする）ことが好ましい。   FIG. 1 is a plan view showing a wavelength conversion member according to the first embodiment of the present invention. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG. As shown in FIGS. 1 and 2, the wavelength conversion member 1 of this embodiment includes a phosphor layer 2 and a reflective film 3 provided on a part of the emission surface 2 a of the phosphor layer 2. . The phosphor layer 2 has an incident surface 2b on which excitation light is incident and an emission surface 2a from which fluorescence generated by wavelength conversion of the excitation light is emitted. As shown in FIG.1 and FIG.2, in this embodiment, the reflecting film 3 is provided in the peripheral part of the output surface 2a. Accordingly, an opening is formed in the central portion of the reflective film 3, and light is emitted from this opening. In the present embodiment, the emission surface 2a has a rectangular shape, and the opening formed in the central portion of the reflective film 3 also has a rectangular shape. The opening formed in the central portion of the reflective film 3 is not limited to a rectangular shape, and may be a circular shape or the like. However, in order to increase the size of the opening as much as possible, it is preferable that the opening has a rectangular shape (that is, the shape of the opening is the same as that of the emission surface 2a).

図２に示すように、本実施形態において、蛍光体層２は、ガラスマトリクス５と、ガラスマトリクス５中に分散した蛍光体粒子４とを含有している。このような構成とすることで、蛍光体層２中に所望量の蛍光体粒子４を均一に分散させることが容易となる。本実施形態では、蛍光体粒子４として、耐熱性に優れる無機蛍光体の粒子が用いられている。   As shown in FIG. 2, in the present embodiment, the phosphor layer 2 contains a glass matrix 5 and phosphor particles 4 dispersed in the glass matrix 5. With such a configuration, it becomes easy to uniformly disperse a desired amount of phosphor particles 4 in the phosphor layer 2. In the present embodiment, inorganic phosphor particles having excellent heat resistance are used as the phosphor particles 4.

ガラスマトリクス５は、無機蛍光体等の蛍光体粒子４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、リン酸塩系ガラスなどを用いることができる。ガラスマトリクス５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。ガラスマトリクスの軟化点５が低すぎると、蛍光体層２の機械的強度が低下する場合がある。一方、ガラスマトリクスの軟化点が高すぎると、製造時における焼成工程で蛍光体粒子４が劣化して、蛍光体層２の発光強度が低下する場合がある。   The glass matrix 5 is not particularly limited as long as it can be used as a dispersion medium for the phosphor particles 4 such as inorganic phosphors. For example, borosilicate glass or phosphate glass can be used. The softening point of the glass matrix 5 is preferably 250 ° C to 1000 ° C, and more preferably 300 ° C to 850 ° C. If the softening point 5 of the glass matrix is too low, the mechanical strength of the phosphor layer 2 may decrease. On the other hand, if the softening point of the glass matrix is too high, the phosphor particles 4 may be deteriorated in the firing step during production, and the emission intensity of the phosphor layer 2 may be reduced.

蛍光体粒子４は、励起光の入射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。蛍光体粒子４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。励起光として青色光を用いる場合、例えば、緑色光、黄色光または赤色光を蛍光として出射する蛍光体を用いることができる。   The phosphor particles 4 are not particularly limited as long as they emit fluorescence when incident excitation light is incident. Specific examples of the phosphor particles 4 include, for example, oxide phosphors, nitride phosphors, oxynitride phosphors, chloride phosphors, acid chloride phosphors, sulfide phosphors, oxysulfide phosphors, Examples thereof include one or more selected from a halide phosphor, a chalcogenide phosphor, an aluminate phosphor, a halophosphate phosphor, and a garnet compound phosphor. When blue light is used as the excitation light, for example, a phosphor that emits green light, yellow light, or red light as fluorescence can be used.

蛍光体粒子４の平均粒子径は、１μｍ〜５０μｍであることが好ましく、５μｍ〜２５μｍであることがより好ましい。蛍光体粒子４の平均粒子径が小さすぎると、発光強度が低下する場合がある。一方、蛍光体粒子４の平均粒子径が大きすぎると、発光色が不均一になる場合がある。   The average particle diameter of the phosphor particles 4 is preferably 1 μm to 50 μm, and more preferably 5 μm to 25 μm. If the average particle size of the phosphor particles 4 is too small, the emission intensity may be reduced. On the other hand, if the average particle diameter of the phosphor particles 4 is too large, the emission color may be non-uniform.

蛍光体層２中での蛍光体粒子４の含有量は、５〜８０体積％の範囲内であることが好ましく、１０〜７５体積％の範囲内であることがより好ましく、２０〜７０体積％の範囲内であることがさらに好ましい。蛍光体粒子４の含有量が少なすぎると、蛍光体層２の発光強度が不十分になる場合がある。一方、蛍光体粒子４の含有量が多すぎると、所望の発光色が得られない場合がある。また、蛍光体層２の機械的強度が低下する場合がある。   The content of the phosphor particles 4 in the phosphor layer 2 is preferably in the range of 5 to 80% by volume, more preferably in the range of 10 to 75% by volume, and 20 to 70% by volume. More preferably, it is in the range. When there is too little content of the fluorescent substance particle 4, the emitted light intensity of the fluorescent substance layer 2 may become inadequate. On the other hand, when there is too much content of the fluorescent substance particle 4, a desired luminescent color may not be obtained. In addition, the mechanical strength of the phosphor layer 2 may decrease.

蛍光体層２の厚みは、０．０５ｍｍ〜１ｍｍの範囲内であることが好ましく、０．０７５ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲内であることがより好ましく、０．１ｍｍ〜０．３ｍｍの範囲内であることがさらに好ましい。蛍光体層２が厚すぎると、蛍光体層２における光の散乱や吸収が大きくなりすぎ、蛍光の出射効率が低くなってしまう場合がある。蛍光体層２の厚みが薄すぎると、十分な発光強度が得られにくくなる場合がある。また、蛍光体層２の機械的強度が不十分になる場合がある。   The thickness of the phosphor layer 2 is preferably in the range of 0.05 mm to 1 mm, more preferably in the range of 0.075 mm to 0.5 mm, and in the range of 0.1 mm to 0.3 mm. More preferably it is. If the phosphor layer 2 is too thick, light scattering and absorption in the phosphor layer 2 become too large, and the emission efficiency of fluorescence may be lowered. If the thickness of the phosphor layer 2 is too thin, it may be difficult to obtain sufficient light emission intensity. Moreover, the mechanical strength of the phosphor layer 2 may be insufficient.

蛍光体層２は、例えば、ガラスマトリクスとなるガラス粒子と、蛍光体粒子とを含有する混合粉末の圧粉体を焼成することにより作製することができる。混合粉末の焼成温度は、ガラス粒子の軟化点±１５０℃以内であることが好ましく、ガラス粒子の軟化点±１００℃以内であることがより好ましい。焼成温度が低すぎると、ガラス粒子が軟化流動せず、緻密な焼結体が得られない場合がある。一方、焼成温度が高すぎると、蛍光体粒子がガラス中に溶出して発光強度が低下したり、蛍光体成分がガラス中に拡散してガラスが着色して発光強度が低下する場合がある。また、焼成は減圧雰囲気中で行うことが好ましい。具体的には、焼成中の雰囲気は１．０１３×１０５Ｐａ未満であることが好ましく、１０００Ｐａ以下であることがより好ましく、４００Ｐａ以下であることがさらに好ましい。それにより、蛍光体層２中に残存する気泡の量を少なくすることができる。その結果、蛍光体層２における散乱因子を低減することができ、発光効率を向上させることができる。 The phosphor layer 2 can be produced, for example, by firing a green compact of a mixed powder containing glass particles serving as a glass matrix and phosphor particles. The firing temperature of the mixed powder is preferably within the softening point of the glass particles ± 150 ° C., more preferably within the softening point of the glass particles ± 100 ° C. If the firing temperature is too low, the glass particles may not soften and flow, and a dense sintered body may not be obtained. On the other hand, if the firing temperature is too high, the phosphor particles may elute into the glass and the emission intensity may decrease, or the phosphor components may diffuse into the glass and the glass may be colored to decrease the emission intensity. Moreover, it is preferable to perform baking in a reduced pressure atmosphere. Specifically, the atmosphere during firing is preferably less than 1.013 × 10 5 Pa, more preferably 1000 Pa or less, and even more preferably 400 Pa or less. Thereby, the amount of bubbles remaining in the phosphor layer 2 can be reduced. As a result, the scattering factor in the phosphor layer 2 can be reduced, and the luminous efficiency can be improved.

蛍光体層２は、ガラスマトリクスとなるガラス粒子と、蛍光体粒子と、バインダー樹脂や溶剤等の有機成分とを含むスラリーを調製し、このスラリーを用いて作製することもできる。例えば、このスラリーを塗布して膜を形成し、この膜を乾燥・焼成することにより形成することができる。また、このスラリーを、ポリエチレンテレフタレート等の樹脂フィルム上にドクターブレード法等により塗布し、加熱乾燥することにより、グリーンシートを作製し、このグリーンシートを焼成することによっても形成することができる。   The phosphor layer 2 can be prepared by preparing a slurry containing glass particles serving as a glass matrix, phosphor particles, and organic components such as a binder resin and a solvent, and using this slurry. For example, the slurry can be applied to form a film, and the film can be formed by drying and baking. Further, the slurry can be formed by applying a slurry on a resin film such as polyethylene terephthalate by a doctor blade method or the like and drying by heating to produce a green sheet and firing the green sheet.

反射膜３は、例えば、光反射率や成膜性の観点から、アルミニウム、銀などの金属または合金から形成することが好ましい。このような反射膜３の形成方法としては、真空蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法などの物理気相堆積法や、メッキ法などが挙げられる。反射膜３の厚みは、０．０１μｍ〜１μｍの範囲内であることが好ましく、０．０５μｍ〜０．５μｍの範囲内であることがより好ましく、０．１μｍ〜０．２μｍの範囲内であることがさらに好ましい。反射膜３が厚すぎると、剥がれ等の不具合が発生する場合がある。反射膜３の厚みが薄すぎると、反射率が不十分になる場合がある。   The reflective film 3 is preferably formed from a metal or an alloy such as aluminum or silver, for example, from the viewpoint of light reflectance and film formability. Examples of the method for forming the reflective film 3 include physical vapor deposition methods such as vacuum deposition, ion plating, and sputtering, and plating. The thickness of the reflective film 3 is preferably in the range of 0.01 μm to 1 μm, more preferably in the range of 0.05 μm to 0.5 μm, and in the range of 0.1 μm to 0.2 μm. More preferably. If the reflective film 3 is too thick, problems such as peeling may occur. If the thickness of the reflective film 3 is too thin, the reflectance may be insufficient.

なお、反射膜３を物理的或いは化学的に保護する目的で、反射膜３の上に保護膜（図示せず）を形成しても良い。保護膜は、例えば、酸化ケイ素やフッ化マグネシウムなどの誘電体から形成することができる。このような保護膜の形成方法としては、真空蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法などの物理気相堆積法や、メッキ法などが挙げられる。保護膜の厚みは、０．００１μｍ〜１μｍの範囲内であることが好ましく、０．００５μｍ〜０．３μｍの範囲内であることがより好ましく、０．０１μｍ〜０．０５μｍの範囲内であることがさらに好ましい。保護膜が厚すぎると、剥がれ等の不具合が発生する場合がある。保護膜の厚みが薄すぎると、保護膜としての物理的強度或いは化学的強度が不十分になる場合がある。   Note that a protective film (not shown) may be formed on the reflective film 3 for the purpose of physically or chemically protecting the reflective film 3. The protective film can be formed from a dielectric such as silicon oxide or magnesium fluoride, for example. Examples of the method for forming such a protective film include a physical vapor deposition method such as a vacuum deposition method, an ion plating method, and a sputtering method, and a plating method. The thickness of the protective film is preferably in the range of 0.001 μm to 1 μm, more preferably in the range of 0.005 μm to 0.3 μm, and in the range of 0.01 μm to 0.05 μm. Is more preferable. If the protective film is too thick, problems such as peeling may occur. If the thickness of the protective film is too thin, the physical strength or chemical strength as the protective film may be insufficient.

図３は、第１の実施形態の波長変換部材における励起光、蛍光及び出射光を示す模式的断面図である。図３に示すように、入射面２ｂから励起光６が蛍光体層２中に入射すると、蛍光体層２に含まれる蛍光体粒子４（図２を参照）は、励起光６によって励起され、蛍光７を発する。蛍光７は、出射面２ａから蛍光体層２の外部に出射されるが、出射面２ａの上に反射膜３が設けられている領域においては、蛍光７は外部に出射されず、反射膜３によって反射され、蛍光体層２に戻る。蛍光体層２に戻された蛍光７は、蛍光体層２内で反射され、出射面２ａから出射される。また、励起光６の一部も、蛍光体層２を通り、出射面２ａから出射される。したがって、蛍光体層２の出射面２ａからは、蛍光７と励起光６の合成光が、出射光８として出射される。なお、励起光６も、出射面２ａの上に反射膜３が設けられている領域においては、反射膜３によって反射される。   FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing excitation light, fluorescence, and outgoing light in the wavelength conversion member of the first embodiment. As shown in FIG. 3, when the excitation light 6 enters the phosphor layer 2 from the incident surface 2b, the phosphor particles 4 (see FIG. 2) included in the phosphor layer 2 are excited by the excitation light 6, Fluorescence 7 is emitted. The fluorescence 7 is emitted from the emission surface 2 a to the outside of the phosphor layer 2. However, in the region where the reflection film 3 is provided on the emission surface 2 a, the fluorescence 7 is not emitted to the outside, and the reflection film 3. And return to the phosphor layer 2. The fluorescence 7 returned to the phosphor layer 2 is reflected in the phosphor layer 2 and emitted from the emission surface 2a. A part of the excitation light 6 also passes through the phosphor layer 2 and is emitted from the emission surface 2a. Therefore, the combined light of the fluorescence 7 and the excitation light 6 is emitted as the outgoing light 8 from the outgoing surface 2 a of the phosphor layer 2. The excitation light 6 is also reflected by the reflective film 3 in the region where the reflective film 3 is provided on the emission surface 2a.

本実施形態では、上述のように、蛍光７及び励起光６の一部が、反射膜３で反射され、反射膜３が設けられていない出射面２ａから出射される。このため、出射面２ａから出射された出射光８の単位面積当たりの発光強度を高めることができる。   In the present embodiment, as described above, part of the fluorescence 7 and the excitation light 6 is reflected by the reflection film 3 and is emitted from the emission surface 2a on which the reflection film 3 is not provided. For this reason, the emitted light intensity per unit area of the emitted light 8 radiate | emitted from the output surface 2a can be raised.

本発明において、反射膜３を設ける領域の面積の比率は、出射面２ａ全体の面積に対して、１％〜５０％の範囲内であることが好ましく、５％〜３０％の範囲内であることがより好ましく、１０％〜２０％の範囲内であることがさらに好ましい。反射膜３を設ける領域の面積の比率が小さすぎると、単位面積当たりの発光強度の向上が不十分となる場合がある。反射膜３を設ける領域の面積の比率が大きすぎると、蛍光７（または励起光６）の出射面２ａからの出射量が少なくなる場合がある。   In the present invention, the ratio of the area of the region where the reflective film 3 is provided is preferably in the range of 1% to 50%, preferably in the range of 5% to 30% with respect to the entire area of the exit surface 2a. It is more preferable that it is in the range of 10% to 20%. If the area ratio of the region where the reflective film 3 is provided is too small, the emission intensity per unit area may be insufficiently improved. If the area ratio of the region where the reflective film 3 is provided is too large, the emission amount of the fluorescence 7 (or excitation light 6) from the emission surface 2a may be reduced.

なお、蛍光体層２の入射面２ｂの上に、励起光６を選択的に透過し、蛍光７を反射する波長選択膜を形成しても良い。   A wavelength selection film that selectively transmits the excitation light 6 and reflects the fluorescence 7 may be formed on the incident surface 2 b of the phosphor layer 2.

図４は、本発明の第２の実施形態の波長変換部材を示す平面図である。本実施形態において、出射面２ａは、円形形状を有しており、反射膜３の中央部に形成される開口も、円形形状を有している。   FIG. 4 is a plan view showing a wavelength conversion member according to the second embodiment of the present invention. In the present embodiment, the emission surface 2a has a circular shape, and the opening formed in the central portion of the reflective film 3 also has a circular shape.

図５は、本発明の第１の実施形態の波長変換部材を用いた発光デバイスを示す斜視図である。図６は、図５のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図である。図５及び図６に示すように、波長変換部材１は、光源チップ２０の上に載せられている。光源チップ２０は、基板３０の上に載せられている。波長変換部材１及び光源チップ２０の周りには、反射層４０が設けられている。つまり、本実施形態の発光デバイス１０は、基板３０と、基板３０の上に載せられた光源チップ２０と、光源チップ２０の上に載せられた波長変換部材１と、波長変換部材１の周りに設けられた反射層４０とを備えている。   FIG. 5 is a perspective view showing a light emitting device using the wavelength conversion member according to the first embodiment of the present invention. 6 is a cross-sectional view taken along the line VI-VI in FIG. As shown in FIGS. 5 and 6, the wavelength conversion member 1 is placed on the light source chip 20. The light source chip 20 is placed on the substrate 30. A reflective layer 40 is provided around the wavelength conversion member 1 and the light source chip 20. That is, the light emitting device 10 of this embodiment includes the substrate 30, the light source chip 20 placed on the substrate 30, the wavelength conversion member 1 placed on the light source chip 20, and the wavelength conversion member 1. And a reflective layer 40 provided.

光源チップ２０としては、例えば、青色光を発するＬＥＤ光源やレーザー光源などの光源が用いられる。   As the light source chip 20, for example, a light source such as an LED light source or a laser light source that emits blue light is used.

基板３０としては、例えば、光源チップ２０から発せられた光線を効率良く反射させることができる白色のＬＴＣＣ（Ｌｏｗ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏ−ｆｉｒｅｄ Ｃｅｒａｍｉｃｓ）などが用いられる。具体的には、酸化チタンや酸化ニオブ等の無機粉末とガラス粉末との焼結体が挙げられる。   As the substrate 30, for example, white LTCC (Low Temperature Co-fired Ceramics) that can efficiently reflect the light emitted from the light source chip 20 is used. Specifically, a sintered body of an inorganic powder such as titanium oxide or niobium oxide and a glass powder can be used.

反射層４０は、光源チップ２０及び波長変換部材１から漏れ出た光を反射するため設けられている。反射層４０は、例えば酸化チタン等の白色顔料を含む樹脂（高反射樹脂）から形成されている。   The reflective layer 40 is provided to reflect light leaking from the light source chip 20 and the wavelength conversion member 1. The reflective layer 40 is made of a resin (highly reflective resin) containing a white pigment such as titanium oxide.

なお、反射層４０は、無機粒子をガラスマトリクス中に分散させた膜から形成してもよい。無機粒子としては、ガラスマトリクスと異なる屈折率を有するものを用いることが好ましい。このような無機粒子としては、Ａｌ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｌａ、Ｚｒ、Ｃｅ、Ｇａ、Ｍｇ、Ｓｉ及びＺｎからなる群から選ばれる少なくとも一種の酸化物または窒化物が挙げられる。このような無機粒子の好ましい具体例としては、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化ランタン、酸化ジルコニウム、酸化セリウム、酸化ガリウム、酸化マグネシウム、酸化ケイ素、酸化亜鉛などが挙げられる。無機粒子として、特に好ましくは、酸化アルミニウムが用いられる。   The reflective layer 40 may be formed from a film in which inorganic particles are dispersed in a glass matrix. As the inorganic particles, those having a refractive index different from that of the glass matrix are preferably used. Examples of such inorganic particles include at least one oxide or nitride selected from the group consisting of Al, Ti, Nb, Ta, La, Zr, Ce, Ga, Mg, Si, and Zn. Preferable specific examples of such inorganic particles include aluminum oxide, titanium oxide, niobium oxide, tantalum oxide, lanthanum oxide, zirconium oxide, cerium oxide, gallium oxide, magnesium oxide, silicon oxide, zinc oxide and the like. As the inorganic particles, aluminum oxide is particularly preferably used.

ガラスマトリクスとしては、例えば、蛍光体層２のガラスマトリクス５についての上記説明で挙げたものを用いることができる。   As a glass matrix, what was mentioned by the said description about the glass matrix 5 of the fluorescent substance layer 2 can be used, for example.

無機粒子の平均粒子径は、０．３μｍ〜５０μｍの範囲内であることが好ましく、０．５μｍ〜３０μｍの範囲内であることがより好ましい。無機粒子の平均粒子径が小さすぎると、十分な反射率が得られにくくなる場合がある。一方、無機粒子の平均粒子径が大きすぎると、単位体積あたりに存在できる粒子数が少なくなり十分な反射率が得られにくくなる場合がある。反射層４０における無機粒子の含有量は、５〜８０体積％の範囲内であることが好ましく、１０〜７０体積％の範囲内であることがより好ましく、２０〜６０体積％の範囲内であることがさらに好ましい。無機粒子の含有量が少なすぎると、十分な反射率が得られにくくなる。一方、無機粒子の含有量が多すぎると、反射層４０中に空隙が多くなり、結果として、基板３０との接合強度が低下しやすくなる。   The average particle diameter of the inorganic particles is preferably in the range of 0.3 μm to 50 μm, and more preferably in the range of 0.5 μm to 30 μm. If the average particle size of the inorganic particles is too small, it may be difficult to obtain sufficient reflectance. On the other hand, if the average particle size of the inorganic particles is too large, the number of particles that can exist per unit volume is reduced and it may be difficult to obtain a sufficient reflectance. The content of inorganic particles in the reflective layer 40 is preferably in the range of 5 to 80% by volume, more preferably in the range of 10 to 70% by volume, and in the range of 20 to 60% by volume. More preferably. When the content of the inorganic particles is too small, it becomes difficult to obtain a sufficient reflectance. On the other hand, when the content of the inorganic particles is too large, voids increase in the reflective layer 40, and as a result, the bonding strength with the substrate 30 tends to decrease.

ガラスマトリクス中に無機粒子を分散させた反射層４０は、例えば、ガラスマトリクスとなるガラス粒子と、無機粒子と、バインダー樹脂や溶剤等の有機成分とを含むスラリーを調製し、このスラリーを用いて作製することができる。例えば、このスラリーを塗布して層を形成し、この層を乾燥・焼成することにより形成することができる。また、このスラリーを、ポリエチレンテレフタレート等の樹脂フィルム上にドクターブレード法等により塗布し、加熱乾燥することにより、グリーンシートを作製し、このグリーンシートを焼成することによっても形成することができる。   The reflective layer 40 in which inorganic particles are dispersed in a glass matrix is prepared by using, for example, a slurry containing glass particles to be a glass matrix, inorganic particles, and organic components such as a binder resin and a solvent. Can be produced. For example, this slurry can be applied to form a layer, and this layer can be formed by drying and firing. Further, the slurry can be formed by applying a slurry on a resin film such as polyethylene terephthalate by a doctor blade method or the like and drying by heating to produce a green sheet and firing the green sheet.

図６に示すように、発光デバイス１０は、光源チップ２０から出射した励起光６を、波長変換部材１で波長変換し、出射光８として外部に出射する。例えば、励起光６として、青色光を用いる場合、波長変換部材１で、青色光を、黄色光に変換し、出射光８として、青色光と黄色光を合成してなる白色光を出射させることができる。   As shown in FIG. 6, the light emitting device 10 converts the wavelength of the excitation light 6 emitted from the light source chip 20 by the wavelength conversion member 1 and emits the same as the emitted light 8 to the outside. For example, when blue light is used as the excitation light 6, the wavelength conversion member 1 converts the blue light into yellow light, and the emitted light 8 emits white light obtained by combining the blue light and the yellow light. Can do.

本実施形態の発光デバイス１０は、出射面の一部の上に反射膜３が設けられた波長変換部材１を用いている。したがって、図３を参照して説明したように、出射面から示された出射光８の単位面積当たりの発光強度を高めることができる。したがって、本発明によれば、発光強度の高い発光デバイスとすることができる。   The light emitting device 10 of the present embodiment uses the wavelength conversion member 1 in which the reflective film 3 is provided on a part of the emission surface. Therefore, as described with reference to FIG. 3, the emission intensity per unit area of the outgoing light 8 shown from the outgoing face can be increased. Therefore, according to the present invention, a light emitting device with high emission intensity can be obtained.

１…波長変換部材
２…蛍光体層
２ａ…出射面
２ｂ…入射面
３…反射膜
４…蛍光体粒子
５…ガラスマトリクス
６…励起光
７…蛍光
８…出射光
１０…発光デバイス
２０…光源チップ
３０…基板
４０…反射層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Wavelength conversion member 2 ... Phosphor layer 2a ... Outgoing surface 2b ... Incident surface 3 ... Reflective film 4 ... Phosphor particle 5 ... Glass matrix 6 ... Excitation light 7 ... Fluorescence 8 ... Outgoing light 10 ... Light emitting device 20 ... Light source chip 30 ... Substrate 40 ... Reflective layer

Claims (5)

励起光が入射する入射面と、前記励起光の波長変換により生じる蛍光が出射される出射面とを有する蛍光体層と、
前記出射面の一部の上に設けられ、前記出射面から出射しようとする前記蛍光を前記蛍光体層内に反射する反射膜とを備える、波長変換部材。 A phosphor layer having an incident surface on which excitation light is incident and an exit surface from which fluorescence generated by wavelength conversion of the excitation light is emitted;
A wavelength conversion member comprising: a reflection film provided on a part of the emission surface and reflecting the fluorescence to be emitted from the emission surface into the phosphor layer. 前記反射膜は、前記出射面の周縁部に設けられている、請求項１に記載の波長変換部材。   The wavelength conversion member according to claim 1, wherein the reflection film is provided on a peripheral edge portion of the emission surface. 前記反射膜は、金属または合金から形成されている、請求項１または２に記載の波長変換部材。   The wavelength conversion member according to claim 1, wherein the reflective film is formed of a metal or an alloy. 前記蛍光体層は、ガラスマトリクスと、前記ガラスマトリクス中に分散した蛍光体粒子とを含有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の波長変換部材。   The wavelength conversion member according to any one of claims 1 to 3, wherein the phosphor layer contains a glass matrix and phosphor particles dispersed in the glass matrix. 前記励起光を出射する光源と、
請求項１〜４のいずれか一項に記載の波長変換部材とを備える、発光デバイス。 A light source that emits the excitation light;
A light-emitting device provided with the wavelength conversion member as described in any one of Claims 1-4.
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