JP2016031838A5 - 蛍光発光部材およびその製造方法並びに蛍光光源装置 - Google Patents
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Description
本発明は、励起光によって蛍光体を励起することにより、当該蛍光体から蛍光を放射する蛍光光源装置、並びに当該蛍光光源装置に備えられる蛍光発光部材およびその製造方法に関する。
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、その目的は、表面に周期構造体層が形成された蛍光部材に励起光が照射されたときに、当該蛍光部材の温度上昇が抑制され、また当該励起光の反射が抑制されると共に、当該蛍光部材の内部において生じる蛍光を有効に利用して高い効率で外部に出射することができ、従って、高い発光効率が得られる蛍光発光部材および蛍光光源装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、表面に周期構造体層が形成された蛍光部材に励起光が照射されたときに、当該蛍光部材の温度上昇が抑制され、また当該励起光の反射が抑制されると共に、当該蛍光部材の内部において生じる蛍光を有効に利用して高い効率で外部に出射することができて高い発光効率の得られる蛍光発光部材を容易に製造することのできる蛍光発光部材の製造方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、表面に周期構造体層が形成された蛍光部材に励起光が照射されたときに、当該蛍光部材の温度上昇が抑制され、また当該励起光の反射が抑制されると共に、当該蛍光部材の内部において生じる蛍光を有効に利用して高い効率で外部に出射することができて高い発光効率の得られる蛍光発光部材を容易に製造することのできる蛍光発光部材の製造方法を提供することにある。
本発明の蛍光発光部材は、基板上に銀からなる光反射膜を介して蛍光部材が設けられ、この蛍光部材上にアスペクト比が０．５〜０．９であり、励起光受光面を形成する、当該蛍光部材の屈折率の値以上の屈折率を有する金属酸化物からなる周期構造体層が設けられてなり、
前記蛍光部材が単結晶または多結晶よりなる蛍光体によるものであり、
前記蛍光部材の熱が前記光反射膜、および、前記基板を介して排熱されることを特徴とする。
前記蛍光部材が単結晶または多結晶よりなる蛍光体によるものであり、
前記蛍光部材の熱が前記光反射膜、および、前記基板を介して排熱されることを特徴とする。
本発明の蛍光発光部材においては、前記周期構造体層は、前記蛍光部材の表面を覆う薄膜部上に、前記周期構造を構成する凸部が形成されてなるものであることが好ましい。
このような構成の本発明の蛍光発光部材においては、前記薄膜部の厚みが０．４μｍ以下であることが好ましい。
このような構成の本発明の蛍光発光部材においては、前記薄膜部の厚みが０．４μｍ以下であることが好ましい。
本発明の蛍光発光部材においては、前記周期構造体層は、前記蛍光部材から遠ざかる方向に伸びる複数の柱状単位を有する柱状組織により構成されているものであることが好ましい。
このような構成の本発明の蛍光発光部材においては、前記周期構造体層がジルコニアよりなるものであることが好ましい。
また、本発明の蛍光発光部材においては、前記蛍光部材の裏面の表面粗さＲａが１００ｎｍ以下であることが好ましい。
このような構成の本発明の蛍光発光部材においては、前記周期構造体層がジルコニアよりなるものであることが好ましい。
また、本発明の蛍光発光部材においては、前記蛍光部材の裏面の表面粗さＲａが１００ｎｍ以下であることが好ましい。
本発明の蛍光光源装置は、前記の蛍光発光部材を備え、当該蛍光発光部材に対向配置されたレーザダイオードを備えたことを特徴とする。
本発明の蛍光発光部材の製造方法は、前記の蛍光発光部材を製造するための蛍光発光部材の製造方法であって、
単結晶または多結晶からなる蛍光体による蛍光部材上に、当該蛍光部材の屈折率の値以上の屈折率を有する金属酸化物よりなる金属酸化物層をスパッタ法で形成し、この金属酸化物層の表面をプラズマエッチング処理することによって周期構造を形成する工程を有することを特徴とする。
単結晶または多結晶からなる蛍光体による蛍光部材上に、当該蛍光部材の屈折率の値以上の屈折率を有する金属酸化物よりなる金属酸化物層をスパッタ法で形成し、この金属酸化物層の表面をプラズマエッチング処理することによって周期構造を形成する工程を有することを特徴とする。
本発明の蛍光発光部材および蛍光光源装置においては、単結晶または多結晶からなる蛍光体による蛍光部材の表面に、高屈折率材料よりなる周期構造体層が形成されており、当該周期構造体層が、略錐形状の凸部が周期的に配列され、特定のアスペクト比を有する周期構造がエッチング処理によって形成されているものである。そのため、表面に周期構造体層が形成された蛍光部材に励起光が照射されたときに、当該蛍光部材の温度上昇が抑制され、また当該励起光の反射が抑制されると共に、当該蛍光部材に高い光効率が得られ、その上、その蛍光部材の内部において生じる蛍光を有効に利用して高い効率で外部に出射することができることから、高い発光効率が得られる。
本発明の蛍光発光部材の製造方法においては、蛍光部材上に、当該蛍光部材の屈折率の値以上の屈折率を有する高屈折率材料よりなる高屈折率材料層を形成し、この高屈折率材料層の表面をエッチング処理することによって周期構造を形成する工程を有する。このように、蛍光部材に周期構造を形成する必要がなく、しかも、当該高屈折率材料層がエッチング処理によって周期構造を形成することのできる優れた加工性（加工容易性）を有するものであるため、この高屈折率材料層の表面に所期の周期構造を容易に形成することができる。そのため、得られる周期構造体層は、所期の周期構造を有するものとなる。
従って、本発明の蛍光発光部材の製造方法によれば、表面に周期構造体層が形成された蛍光部材に励起光が照射されたときに、当該蛍光部材の温度上昇が抑制され、また当該励起光の反射が抑制されると共に、当該蛍光部材に高い光効率が得られ、その上、その蛍光部材の内部において生じる蛍光を有効に利用して高い効率で外部に出射することができて高い発光効率が得られる蛍光発光部材を容易に製造することができる。
従って、本発明の蛍光発光部材の製造方法によれば、表面に周期構造体層が形成された蛍光部材に励起光が照射されたときに、当該蛍光部材の温度上昇が抑制され、また当該励起光の反射が抑制されると共に、当該蛍光部材に高い光効率が得られ、その上、その蛍光部材の内部において生じる蛍光を有効に利用して高い効率で外部に出射することができて高い発光効率が得られる蛍光発光部材を容易に製造することができる。
Claims (8)
- 基板上に銀からなる光反射膜を介して蛍光部材が設けられ、この蛍光部材上にアスペクト比が０．５〜０．９であり、励起光受光面を形成する、当該蛍光部材の屈折率の値以上の屈折率を有する金属酸化物からなる周期構造体層が設けられてなり、
前記蛍光部材が単結晶または多結晶よりなる蛍光体によるものであり、
前記蛍光部材の熱が前記光反射膜、および、前記基板を介して排熱されることを特徴とする蛍光発光部材。 - 前記周期構造体層は、前記蛍光部材の表面を覆う薄膜部上に、前記周期構造を構成する凸部が形成されてなるものであることを特徴とする請求項１に記載の蛍光発光部材。
- 前記薄膜部の厚みが０．４μｍ以下であることを特徴とする請求項２に記載の蛍光発光部材。
- 前記周期構造体層は、前記蛍光部材から遠ざかる方向に伸びる複数の柱状単位を有する柱状組織により構成されているものであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の蛍光発光部材。
- 前記周期構造体層がジルコニアよりなるものであることを特徴とする請求項４に記載の蛍光発光部材。
- 前記蛍光部材の裏面の表面粗さＲａが１００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の蛍光発光部材。
- 請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の蛍光発光部材を備え、当該蛍光発光部材に対向配置されたレーザダイオードを備えたことを特徴とする蛍光光源装置。
- 請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の蛍光発光部材を製造するための蛍光発光部材の製造方法であって、
単結晶または多結晶からなる蛍光体による蛍光部材上に、当該蛍光部材の屈折率の値以上の屈折率を有する金属酸化物よりなる金属酸化物層をスパッタ法で形成し、この金属酸化物層の表面をプラズマエッチング処理することによって周期構造を形成する工程を有することを特徴とする蛍光発光部材の製造方法。
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