JP2019120711A - 蛍光プレート - Google Patents
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Abstract
Description
このような反射型の蛍光光源装置においては、蛍光プレートとして、蛍光体層における励起光入射側の反対側に、アルミニウム、銀および金などの金属からなる反射層が設けられたものが用いられている(例えば、特許文献1参照。)。
そして、特許文献1の蛍光プレートにおいては、高輝度化を図るために、蛍光体層と反射層との間に、当該蛍光体層の構成材料よりも屈折率が小さく、その蛍光体層の構成材料との屈折率差が0.2以上である材料からなる全反射膜が、蛍光体層に直接接触した状態で設けられている。全反射膜は、例えばフッ化マグネシウム(MgF2 )からなるものとされている。また、蛍光体層と反射層との間、具体的には全反射膜と反射層との間には、増反射膜よりなる構成層が積層されている。
具体的に説明すると、反射層が酸化劣化し、当該反射層の反射率が低下する、という問題がある。このような問題は、本発明者らの鋭意研究により、蛍光プレートにおいて、酸化物からなる構成層、すなわち酸化物層が反射層に直接接触した状態である場合に顕著となることが明らかとなった。また、反射層の剥離が生じる、という問題もある。ここに、蛍光プレートに設けられる酸化物層の具体例としては、増反射膜として作用する酸化物多層膜、および防湿膜として作用する酸化物単層膜などが挙げられる。
しかしながら、酸化防止用保護層を蛍光体層と反射層との間に配設した蛍光プレートにおいては、使用環境の温度変化、および、使用に伴って生じる温度変化、具体的には蛍光光源装置において点灯と消灯とを繰り返すことに伴って生じる温度変化により、当該酸化防止用保護層と当該反射層との界面に剥離が生じることが明らかとなった。
前記酸化物層と前記反射層との間に設けられた、透光性材料よりなる酸化防止用保護層を備えており、
前記酸化防止用保護層と前記反射層との間に介在する透光性密着層を備えてなることを特徴とする。
また、このような構成の本発明の蛍光プレートにおいては、前記酸素原子非含有材料は、フッ化マグネシウム、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、アルミニウム、クロムおよびニッケルのいずれかの物質からなることが好ましい。
従って、本発明の蛍光プレートによれば、長期間にわたって反射層に高い反射率が得られ、また当該反射層の剥離の発生が抑制される。
本発明の蛍光プレートは、励起光入射面と蛍光出射面とが同一面によって構成されており、反射型の蛍光光源装置において好適に用いられるものである。
この蛍光光源装置10は、図1に示すように、例えば半導体レーザよりなる励起光源11と、励起光源11からの励起光によって蛍光を出射する蛍光プレート21を有する発光部材20とを備え、これらが互いに離間して配設されたものである。
この図の例において、発光部材20は、励起光源11に対向するよう、当該励起光源11の光軸に対して傾斜した姿勢で配置されている。
この図の例において、蛍光プレート21には、蛍光体層22の裏面側に、第1酸化物層33および反射層31と、後述する、酸化防止用保護層32A、透光性密着層36、酸素原子非含有層32Bおよび第2酸化物層37とを覆うように、接着層42と封止層41とが設けられている。具体的には、蛍光体層22の裏面には、第1酸化物層33、酸化防止用保護層32A、透光性密着層36、反射層31、酸素原子非含有層32Bおよび第2酸化物層37がこの順に積層された積層体(以下、「反射積層体」ともいう。)が配設されており、この反射積層体を覆うようにして、封止層41が、接着層42によって反射積層体と蛍光体層22とに接着された状態で設けられている。すなわち、蛍光体層22、接着層42および封止層41により、反射積層体の封止構造が形成されている。
そして、蛍光体層22は、蛍光体を含有する多結晶体よりなるもの、具体的には、蛍光体と、アルミナ(Al2 O3 )などの金属酸化物との混合焼結体よりなるものであることが好ましい。
蛍光体層22が多結晶体からなるものであることにより、当該蛍光体層22が高い熱伝導性を有するものとなる。
この図の例において、蛍光体層22は、YAG系蛍光体とアルミナとの混合焼結体(多結晶体)からなるものである。
先ず、原材料(具体的には母材、賦活材、焼成助剤およびアルミナ(Al2 O3 )などの金属酸化物)を、ボールミルなどを用いて粉砕処理することにより、サブミクロン以下の原材料微粉末を得る。そして、得られた原材料微粉末と、有機溶剤とにより、原材料微粉末が有機溶剤中において均一に分散されてなるスラリーを調製する。
次いで、得られたスラリーからドクターブレード法によって所定の厚さのグリーンシートを作製し、そのグリーンシートを焼成処理することにより焼結体を得る。その後、得られた焼結体に対して熱間等方圧加圧加工を施すことによって、気孔率が0.5%以下の多結晶体が得られる。
この図の例において、蛍光体層22の厚さは、0.1mmである。
この第1酸化物層33は、アルミナ(Al2 O3 )からなる酸化物単層膜(以下、「特定単層膜」ともいう。)34、および、二酸化ケイ素(SiO2 )からなる第1構成層35Aとチタニア(TiO2 )からなる第2構成層35Bとよりなる酸化物多層膜(以下、「特定多層膜」ともいう。)35の少なくとも一方により構成されたものであることが好ましい。すなわち、第1酸化物層33は、防湿層および増反射層の少なくとも一方として機能するものであることが好ましい。
第1酸化物層33が特定単層膜34を有するものであることによれば、特定単層膜34が優れた耐候性を有するものであることから、当該特定単層膜34は防湿膜として作用する。そのため、反射層31の表面(図2における上面)が、当該反射層31の表面側に積層された構成層(具体的には、特定多層膜35および蛍光体層22)を介して蛍光プレート21の内部に侵入した湿気に曝されることを防止または十分に抑制することができる。その結果、反射層31の表面において、当該反射層31を構成する銀が水と反応することを、防止または十分に抑制することができる。
一方、第1酸化物層33が特定多層膜35を有するものであることによれば、特定多層膜35が増反射膜として作用することから、蛍光プレート21の反射率(具体的には、蛍光体層22の裏面における反射率)を高めることができるため、蛍光プレート21がより一層優れた高反射性能を有するものとなる。
この図の例において、第1酸化物層33は、特定単層膜34と特定多層膜35とにより構成されている。また、第1酸化物層33においては、特定単層膜34が反射層31側(図2における下方側)に配設されており、特定多層膜35が蛍光体層22側(図2における上方側)に配設されている。
具体的には、例えば、第1酸化物層33が特定単層膜34により構成されてなる場合には、5〜15nmとされ、また第1酸化物層33が特定多層膜35により構成されてなる場合には、80〜140nmとされる。また、第1酸化物層33が特定単層膜34と特定多層膜35とにより構成されてなる場合には、85〜155nmとされる。
この図の例において、第1酸化物層33の厚さは、85〜155nmである。すなわち、特定単層膜34の厚さが5〜15nmであって、特定多層膜35の厚さが80〜140nmである。
反射層31が銀からなるものであることにより、銀が高い反射率を有するものであることから、蛍光プレート21(具体的には、蛍光体層22の裏面)が高反射性能を有するものとなる。
また、反射層31の表面の面積は、励起光および蛍光の有効利用性の観点から、蛍光体層22の裏面の面積以下であることが好ましい。
この図の例において、反射層31の厚さは、130nmである。また、反射層31の表面は、蛍光体層22の裏面の寸法よりも僅かに小さな寸法を有しており、その全面が蛍光体層22の裏面の中央部に対向している。
酸化防止用保護層32Aを構成する透光性材料が窒化物またはフッ化物からなるものであることにより、銀からなる反射層31(具体的には、反射層31の表面)において、銀の酸化物の生成を防止することができると共に、反射層31における、銀の硫化物および水酸化銀等の化合物の生成を防止することができる。
ここに、酸化防止用保護層32Aが窒化物またはフッ化物からなる透光性材料により構成されていることによって、反射層31における、銀の硫化物、銀の酸化物および水酸化銀等の化合物の生成を防止できる理由について説明する。酸化防止用保護層32Aを構成する透光性材料は、前述したように、酸化物以外のものであって、かつ、アモルファス(非晶質)ではなく、結晶質のものであることが好ましい。透光性材料が酸化物以外のものであることによれば、酸化防止用保護層32Aから酸素が放出されることがなく、また、反射層31の形成中(反射膜成膜中)の酸素分圧を少なくすることができ、よって反射層31の酸化を防止することができる。さらに、透光性材料が結晶質のものであることによれば、酸化防止用保護層32Aは緻密なものとなる。そのため、酸化防止用保護層32Aは、内部に水分を含まず、また、外部からの酸素、硫黄、水等の浸入、および、第1酸化物層33からの酸素、および、特に第1構成層35Aを構成する二酸化ケイ素(SiO2 )からの水の反射層31への拡散をより防止することができるものとなる。その結果、酸化防止用保護層32Aを、窒化物またはフッ化物からなる透光性材料によって構成することにより、反射層31を構成する銀が、酸素、硫黄、水などと反応することを防止できる。
また、酸化防止用保護層32Aを構成する透光性材料として用いられるフッ化物としては、フッ化マグネシウム(MgF2 )などの金属フッ化物が挙げられる。
そして、酸化防止用保護層32Aを構成する透光性材料は、酸素放出防止、並びに、酸素、硫黄および水等の浸入防止の観点から、フッ化マグネシウム(MgF2 )、窒化ケイ素(Si3 N4 )、窒化アルミニウム(AlN)であることが好ましい。
この図の例において、酸化防止用保護層32Aは、フッ化マグネシウム(MgF2 )によって構成されている。
また、酸化防止用保護層32Aの裏面(図2における下面)の面積は、反射層31の保護の観点から、反射層31の表面の面積と同等であることが好ましい。
この図の例において、酸化防止用保護層32Aの厚さは、40nmである。また、酸化防止用保護層32Aの裏面は、反射層31の表面の寸法と同等の寸法を有しており、当該酸化防止用保護層32Aは、透光性密着層36を介して反射層31の表面の全面を覆うように配設されている。
具体的に説明すると、蛍光体層22と反射層31との間に第1酸化物層33が設けられた蛍光プレート21においては、前述したように、反射層31と第1酸化物層33との間に、酸化防止用保護層32Aを設けることにより、反射層31の酸化劣化を防止することができる。しかしながら、酸化防止用保護層が反射層に直接接触した状態で設けられた場合には、使用環境の温度変化、および、蛍光光源装置において点灯と消灯とを繰り返すことに伴って生じる温度変化により、当該酸化防止用保護層と反射層との界面に剥離が生じてしまう。然るに、図2に示されているように、酸化防止用保護層32Aと反射層31との間に透光性密着層36を設けることによれば、蛍光プレート21が度重なる温度変化に曝されたことに起因する、酸化防止用保護層32Aと反射層31との間における剥離の発生が防止または十分に抑制され、その結果、蛍光体層22と反射層31との間における剥離の発生を防止または十分に抑制することができる。
透光性密着層36を、酸化ハフニウム(HfO2 )および酸化ジルコニウム(ZrO2 )の少なくとも一方からなるものとすることにより、後述の実験例から明らかなように、高い反射率(蛍光体層22の裏面における反射率)が得られると共に、蛍光プレート21が度重なる温度変化に曝された場合であっても、蛍光体層22と反射層31との間における剥離の発生を防止することができる。
また、透光性密着層36を酸化ハフニウムからなるものとすることによれば、高い製造安定性が得られる。具体的には、蛍光体層22と反射層31との間において剥離が生じることのない、反射率の高い蛍光プレート21を安定して製造することができる。
ここに、金属酸化物である酸化ハフニウム(HfO2 )および酸化ジルコニウム(ZrO2 )の少なくとも一方により透光性密着層36を構成することにより、増反射膜および防湿膜などによって構成された酸化物層が反射層に直接接触した状態である場合において生じる問題(具体的には、反射層31の反射率の低下、および、透光性密着層36と反射層31との界面における剥離の発生)が生じることなく、上記の効果が得られることは、本発明者らの実験によって明らかになった事項である。
一方、透光性密着層36の厚さが過小である場合には、所期の厚さの透光性密着層36を安定して形成することができなくなるおそれがある。また、透光性密着層36の厚さが過大である場合には、蛍光プレート21に十分な反射率(具体的には、蛍光体層22の裏面における反射率)が得られなくなるおそれがある。
透光性密着層36の形成に用いられる物理的気相堆積法の好ましい具体例としては、イオンアシスト電子線蒸着法が挙げられる。
透光性密着層36をイオンアシスト電子線蒸着法によって形成することにより、透光性密着層36を、高い緻密性を有すると共に、酸化防止用保護層32Aおよび反射層31のそれぞれとの密着性の高いものとすることができる。
透光性密着層36の具体的な形成条件は、透光性密着層36の形成材料などに応じて適宜設定される。
酸素原子非含有層32Bを設けることによれば、酸素原子非含有層32Bが酸素を放出しないものであることから、当該酸素原子非含有層32Bを構成する酸素原子非含有材料の種類、および酸素原子非含有層32Bの配置位置を適宜に選択することによって、反射層31の裏面側に配設された構成層に起因する、反射層31の酸化劣化を防止または十分に抑制することができる。すなわち、蛍光プレート21が、図2に示されているように、反射層31の裏面側に第2酸化物層37が設けられたものであっても、反射層31と第2酸化物層37との間に、適宜の酸素原子非含有材料からなる酸素原子非含有層32Bを配設することにより、第2酸化物層37が設けられていることに起因する反射層31の酸化を防止または十分に抑制することができる。
具体的には、酸素原子非含有材料は、フッ化マグネシウム(MgF2 )、窒化ケイ素(Si3 N4 )、窒化アルミニウム(AlN)、アルミニウム(Al)、クロム(Cr)およびニッケル(Ni)のいずれかの物質からなることが好ましい。
酸素原子非含有材料が、フッ化マグネシウム(MgF2 )、窒化ケイ素(Si3 N4 )、窒化アルミニウム(AlN)、アルミニウム(Al)、クロム(Cr)およびニッケル(Ni)のいずれかの物質からなることにより、酸素原子非含有層32Bが酸素を放出せず、酸素を透過しないものとなる。そのため、蛍光プレート21が、酸素原子非含有層32Bの下方に、第2酸化物層37を有するものであっても、反射層31の裏面が、第2酸化物層37から放出される酸素に曝されることがない。その結果、反射層31の酸化劣化を防止することができる。
また、酸素原子非含有材料は、酸素原子非含有層32Bと反射層31との密着性およびその密着性の耐久性の観点からは、窒化ケイ素(Si3 N4 )、窒化アルミニウム(AlN)、アルミニウム(Al)、クロム(Cr)またはニッケル(Ni)からなることが好ましい。
この図の例において、酸素原子非含有層32Bは、金属クロム(Cr)によって構成されている。
また、酸素原子非含有層32Bの表面(図2における上面)の面積は、反射層31の保護の観点から、反射層31の裏面の面積と同等であることが好ましい。
この図の例において、酸素原子非含有層32Bの表面は、反射層31の裏面の寸法と同等の寸法を有しており、当該酸素原子非含有層32Bが、反射層31の裏面の全面を覆っている。
具体的には、第2酸化物層37は、アルミナ(Al2 O3 )からなる金属酸化物単層膜(特定単層膜)により構成されたものであることが好ましい。
第2酸化物層37が特定単層膜により構成されたものであることにより、当該特定単層膜が優れた耐候性を有するものであることから、当該特定単層膜は、防湿膜として作用する。そのため、反射層31の裏面が湿気に曝されることを防止または十分に抑制することができる。その結果、反射層31の裏面において、当該反射層31を構成する銀が水と反応することを、防止または十分に抑制することができる。
この図の例において、第2酸化物層37は、アルミナ(Al2 O3 )からなる金属酸化物単層膜により構成されている。
具体的には、例えば、第2酸化物層37が金属酸化物単層膜により構成されてなる場合、すなわち第2酸化物層37の材質がアルミナである場合には、5〜30nmとされる。
この図の例において、第2酸化物層37の厚さは、20nmである。
放熱基板24の構成材料としては、銅(Cu)およびモリブデンと銅との合金(Mo−Cu)などの金属が用いられる。
図の例において、放熱基板24は、銅よりなるものである。
また、放熱基板24の表面の面積は、図1および図2に示されているように、排熱性などの観点から、蛍光プレート21の裏面の面積よりも大きいことが好ましい。
また、放熱基板24は、放熱フィンの機能を兼ね備えたものであってもよい。
この図の例において、放熱基板24の厚さは0.5〜4mmである。
この図の例において、放熱基板24は、外表面全面(表面、裏面および周側面)が、ニッケルからなる密着用下地膜層および金からなる半田濡れ膜層よりなる金属膜(図示省略)で覆われてなるものである。この金属膜を構成する各層の厚さは、密着用下地膜層が2.5μm、半田濡れ膜層が0.03μmである。
接合部材として用いられるスズを含有する半田の具体例としては、例えば金スズ合金(AuSn,スズ(Sn)の含有割合20質量%,熱伝導率250W/mK)およびスズ−銀−銅合金(Sn−3Ag−0.5Cu(銀(Ag)の含有割合3質量%、銅(Cu)の含有割合0.5質量%、スズ(Sn)の含有割合96.5質量%),熱伝導率55W/mK)などが挙げられる。
また、接合部材層28の厚さは、例えば30μmである。
この図の例において、接合部材による蛍光プレート21と放熱基板24との接合方法としては、例えばリフロー炉を用い、フラックスフリー半田シート(接合部材)を、蛍光プレート21と放熱基板24との間に挟み、蟻酸ガスまたは水素ガスの雰囲気中において加熱を行うリフロー方式が用いられている。このように、蟻酸または水素の還元力を利用してフラックスフリー半田シートの表面酸化膜を除去してリフローを行う接合方法によれば、形成される接合部材層28にボイドが生じることがなく、良好な熱伝導性が得られる。
そのため、反射層31が、蛍光体層22に対する密着性の小さい銀からなるものであっても、蛍光体層22と反射層31との間に高い密着性を得ることができ、しかも、その密着性を長期間の繰り返し使用にわたって維持することができる。よって、蛍光光源装置10の使用環境の温度変化、および、蛍光光源装置10において点灯と消灯とを繰り返すことに伴って生じる温度変化などによって、蛍光プレート21が度重なる温度変化に曝された場合であっても、蛍光体層22と反射層31との間における剥離の発生が防止または十分に抑制される。
また、酸化防止用保護層32Aが第1酸化物層33と反射層31との間に配設されていることから、蛍光プレート21が第1酸化物層33を有するものであっても、当該第1酸化物層33が設けられていることに起因する、反射層31の酸化劣化を防止することができる。
従って、蛍光プレート21によれば、長期間にわたって反射層31に高い反射率が得られ、また当該反射層31の剥離の発生が抑制される。
例えば、蛍光プレートは、当該蛍光プレートの表面に、複数の凸部が周期的に配列されてなる周期構造が形成されたものであってもよい。ここに、蛍光プレートの表面の周期構造は、例えば略錐形状(具体的には、錐状または錐台状)の凸部が密集した状態で二次元周期的に配列されてなるものである。また、蛍光プレートが表面に周期構造を有するものである場合には、その蛍光プレートは、製造容易性の観点から、蛍光体層の表面に、励起光および蛍光に対する透過性を有する周期構造体層が積層されたものであることが好ましい。
蛍光体層と、二酸化ケイ素(SiO2 )層およびチタニア(TiO2 )層が積層された酸化物多層膜(増反射膜)よりなる酸化物層と、フッ化マグネシウム(MgF2 )からなる酸化防止用保護層と、酸化ジルコニウム(ZrO2 )からなる密着層と、銀からなる反射層とがこの順に積層された実験用積層体(以下、「実験用積層体(1A)」ともいう。)を作製した。
作製した実験用積層体(1A)の仕様は、下記の通りである。
この実験用積層体(1A)において、酸化物層(増反射膜)は、蛍光体層の裏面において、厚さ5nmの二酸化ケイ素層、厚さ10nmのチタニア層、厚さ40nmの二酸化ケイ素層および厚さ80nmのチタニア層がこの順に積層された構成のものである。
厚さ:0.1mm
〔酸化防止用保護層〕
材質(光透性材料):フッ化マグネシウム(MgF2 )
厚さ:40nm
〔密着層〕
材質:酸化ジルコニウム(ZrO2 )
厚さ:5nm
〔反射層〕
材質:銀(Ag)
厚さ:120nm
すなわち、実験用積層体(1B)は、拡散板の裏面に、二酸化ケイ素(SiO2 )層およびチタニア(TiO2 )層が積層された酸化物多層膜(増反射膜)よりなる酸化物層と、フッ化マグネシウム(MgF2 )からなる酸化防止用保護層と、酸化ジルコニウム(ZrO2 )からなる透光性密着層と、銀からなる反射層とがこの順に積層された構成のものである。
反射率評価試験、密着性評価試験および光束維持率評価試験の具体的な手法は、以下に示す通りである。
実験用積層体(1B)の表面(拡散板の表面)に、波長430〜670nmの光を含む光を照射し、波長430〜670nmの光の反射率(平均反射率)を測定した。そして、得られた反射率に基づいて、反射率が80%以上である場合を反射層に極めて良好な反射率が得られるとして「1」、反射率が75%を超え80%未満である場合を反射層に良好な反射率が得られるとして「2」、反射率が75%以下である場合を反射層に良好な反射率が得られないとして「3」と評価した。
実験用積層体(1A)に対して、設定温度85℃の条件による加熱操作を行った後に設定温度−40℃の条件による冷却操作を行うヒートサイクルを1000回繰り返した後、実験用積層体(1A)の表面(蛍光体層)に、集光スポット径が1.5mmとなるように集光した100Wのレーザ光を照射した。そして、蛍光体層と反射層との間における剥離の発生の有無を確認し、剥離が発生しなかった場合を蛍光体層と反射層との間に良好な密着性(密着性の耐久性)が得られるとして「1」、剥離が発生した場合を良好な密着性(密着性の耐久性)が得られないとして「3」と評価した。
実験用積層体(1A)の表面(蛍光体層)に、集光スポット径が1.5mmとなるように集光した100Wのレーザ光を照射した。そして、レーザ光の照射直後に実験用積層体(1A)の表面から出射された蛍光の光束(初期光束)を測定した。また、レーザ光の照射を開始してから1000時間経過後にも実験用積層体(1A)の表面から出射された蛍光の光束(以下、「1000時間経過後光束」ともいう。)も測定した。そして、得られた初期光束および1000時間経過光束から、初期光束に対する1000時間経過光束の割合である光束維持率を算出し、光束維持率が98%以上である場合を極めて良好な光束維持率が得られるとして「1」、光束維持率が95%を超え98%未満である場合を極めて良好な光束維持率が得られるとして「2」、光束維持率が95%以下である場合を良好な光束維持率が得られないとして「3」と評価した。
実験例1の実験用積層体(1A)において、密着層の厚さを10nmとしたこと以外は当該実験用積層体(1A)と同様の構成を有する実験用積層体(以下、「実験用積層体(2A)」ともいう。)を作製した。
また、実験用積層体(2A)において、蛍光体層を備えていないこと以外は当該実験用積層体(2A)と同様の構成を有する実験用積層体(以下、「実験用積層体(2B)」ともいう。)を作製した。
そして、作製した実験用積層体を用いて、実験例1と同様にして、評価試験を行った。結果を表1に示す。
実験例1の実験用積層体(1A)において、密着層の厚さを15nmとしたこと以外は当該実験用積層体(1A)と同様の構成を有する実験用積層体(以下、「実験用積層体(3A)」ともいう。)を作製した。
また、実験用積層体(3A)において、蛍光体層に代えて拡散板を備えたこと以外は当該実験用積層体(3A)と同様の構成を有する実験用積層体(以下、「実験用積層体(3B)」ともいう。)を作製した。
そして、作製した実験用積層体を用いて、実験例1と同様にして、評価試験を行った。結果を表1に示す。
実験例1の実験用積層体(1A)において、密着層を酸化ハフニウムからなるものとしたこと以外は当該実験用積層体(1A)と同様の構成を有する実験用積層体(以下、「実験用積層体(4A)」ともいう。)を作製した。
また、実験用積層体(4A)において、蛍光体層に代えて拡散板を備えたこと以外は当該実験用積層体(4A)と同様の構成を有する実験用積層体(以下、「実験用積層体(4B)」ともいう。)を作製した。
そして、作製した実験用積層体を用いて、実験例1と同様にして、評価試験を行った。結果を表1に示す。
実験例4の実験用積層体(4A)において、密着層の厚さを10nmとしたこと以外は当該実験用積層体(4A)と同様の構成を有する実験用積層体(以下、「実験用積層体(5A)」ともいう。)を作製した。
また、実験用積層体(5A)において、蛍光体層に代えて拡散板を備えたこと以外は当該実験用積層体(5A)と同様の構成を有する実験用積層体(以下、「実験用積層体(5B)」ともいう。)を作製した。
そして、作製した実験用積層体を用いて、実験例1と同様にして、評価試験を行った。結果を表1に示す。
実験例4の実験用積層体(4A)において、密着層の厚さを15nmとしたこと以外は当該実験用積層体(4A)と同様の構成を有する実験用積層体(以下、「実験用積層体(6A)」ともいう。)を作製した。
また、実験用積層体(6A)において、蛍光体層に代えて拡散板を備えたこと以外は当該実験用積層体(6A)と同様の構成を有する実験用積層体(以下、「実験用積層体(6B)」ともいう。)を作製した。
そして、作製した実験用積層体を用いて、実験例1と同様にして、評価試験を行った。結果を表1に示す。
実験例1の実験用積層体(1A)において、酸化防止用保護層および密着層を備えていないこと以外は当該実験用積層体(1A)と同様の構成を有する比較用の実験用積層体(以下、「比較実験用積層体(1A)」ともいう。)を作製した。
すなわち、比較実験用積層体(1A)は、蛍光体層と、酸化物層と、反射層とがこの順に積層された構成のものである。
また、比較実験用積層体(1A)において、蛍光体層に代えて拡散板を備えたこと以外は当該比較実験用積層体(1A)と同様の構成を有する比較用の実験用積層体(以下、「比較実験用積層体(1B)」ともいう。)を作製した。
そして、作製した比較実験用積層体を用いて、実験例1と同様にして、評価試験を行った。結果を表1に示す。
実験例1の実験用積層体(1A)において、密着層を備えておらず、また酸化防止用保護層の厚さを10nmとしたこと以外は当該実験用積層体(1A)と同様の構成を有する比較用の実験用積層体(以下、「比較実験用積層体(2A)」ともいう。)を作製した。
すなわち、比較実験用積層体(2A)は、蛍光体層と、酸化物層と、酸化防止用保護層と、反射層とがこの順に積層された構成のものである。
また、比較実験用積層体(2A)において、蛍光体層に代えて拡散板を備えたこと以外は当該比較実験用積層体(2A)と同様の構成を有する比較用の実験用積層体(以下、「比較実験用積層体(2B)」ともいう。)を作製した。
そして、作製した比較実験用積層体を用いて、実験例1と同様にして、評価試験を行った。結果を表1に示す。
実験例1の実験用積層体(1A)において、密着層を備えていないこと以外は当該実験用積層体(1A)と同様の構成を有する比較用の実験用積層体(以下、「比較実験用積層体(3A)」ともいう。)を作製した。
すなわち、比較実験用積層体(3A)は、蛍光体層と、酸化物層と、酸化防止用保護層と、反射層とがこの順に積層された構成のものである。
また、比較実験用積層体(3A)において、蛍光体層に代えて拡散板を備えたこと以外は当該比較実験用積層体(3A)と同様の構成を有する比較用の実験用積層体(以下、「比較実験用積層体(3B)」ともいう。)を作製した。
そして、作製した比較実験用積層体を用いて、実験例1と同様にして、評価試験を行った。結果を表1に示す。
実験例1の実験用積層体(1A)において、密着層として厚さ3nmのチタン層を備えたこと以外は当該実験用積層体(1A)と同様の構成を有する比較用の実験用積層体(以下、「比較実験用積層体(4A)」ともいう。)を複数作製した。
すなわち、比較実験用積層体(4A)は、蛍光体層と、酸化物層と、酸化防止用保護層と、密着層(チタン層)と、反射層とがこの順に積層された構成のものである。
また、比較実験用積層体(4A)において、蛍光体層に代えて拡散板を備えたこと以外は当該比較実験用積層体(4A)と同様の構成を有する比較用の実験用積層体(以下、「比較実験用積層体(4B)」ともいう。)を作製した。
そして、作製した比較実験用積層体を用いて、実験例1と同様にして、評価試験を行った。結果を表1に示す。
従って、蛍光体層と反射層との間に酸化物層が設けられた蛍光プレートにおいては、当該酸化物層と当該反射層との間に、酸化防止用保護層を、当該反射層との間に透光性密着層が介在した状態で設けることにより、銀からなる反射層の剥離が発生することなく、長期間にわたって高い反射率を維持できることが明らかとなった。また、透光性密着層を5〜10nmの厚さを有するものとすることにより、より一層高い反射率が得られることが確認された。
11 励起光源
20 発光部材
21 蛍光プレート
22 蛍光体層
24 放熱基板
28 接合部材層
31 反射層
32A 酸化防止用保護層
32B 酸素原子非含有層
33 第1酸化物層
34 酸化物単層膜(特定単層膜)
35 酸化物多層膜(特定多層膜)
35A 第1構成層
35B 第2構成層
36 透光性密着層
37 第2酸化物層
41 封止層
42 接着層
Claims (7)
- 蛍光体を含有する蛍光体層と、前記蛍光体層の下方に配置された酸化物層と、前記酸化物層の下方に配置された、銀からなる反射層とを備える蛍光プレートにおいて、
前記酸化物層と前記反射層との間に設けられた、透光性材料よりなる酸化防止用保護層を備えており、
前記酸化防止用保護層と前記反射層との間に介在する透光性密着層を備えてなることを特徴とする蛍光プレート。 - 前記酸化防止用保護層を構成する前記透光性材料は、フッ化物または窒素化物からなることを特徴とする請求項1に記載の蛍光プレート。
- 前記透光性密着層は、酸化ハフニウムおよび酸化ジルコニウムの少なくとも一方からなるものであることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の蛍光プレート。
- 前記透光性密着層の厚さが5〜10nm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1項に記載の蛍光プレート。
- 前記酸化物層は、アルミナからなる酸化物単層膜、および、二酸化ケイ素からなる第1構成層とチタニアからなる第2構成層とよりなる酸化物多層膜の少なくとも一方により構成されていることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の蛍光プレート。
- 前記反射層の下方に配置された、酸素原子を含有しない酸素原子非含有材料よりなる酸素原子非含有層をさらに備えることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の蛍光プレート。
- 前記酸素原子非含有材料は、フッ化マグネシウム、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、アルミニウム、クロムおよびニッケルのいずれかの物質からなることを特徴とする請求項6に記載の蛍光プレート。
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