JP2020136671A - 発光装置 - Google Patents

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宏彰 大沼
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Yasuaki Hirano
恭章 平野
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Abstract

【課題】簡単な構成で、レンズが脱落しても、発光装置からのレーザ光が、直接外に放出されるのを防ぐ発光装置を実現する。【解決手段】複数の半導体発光素子を含む半導体光源装置１０と、半導体光源装置１０からの照射光の波長を変換する波長変換部材１３０と、半導体光源装置１０と波長変換部材１３０の間に配置され、かつ、半導体光源装置１０からの照射光を集光させる集光レンズ２０と、筒状のホルダ４０と、を備え、半導体光源装置１０、波長変換部材１３０、および、集光レンズ２０は、筒状のホルダ４０の内径部に備えられた支持部４２，４４に支持されている。【選択図】図１

Description

本発明は、半導体光源を含む発光装置に関する。
従来、半導体発光素子、半導体発光素子の照射方向に配置された波長変換部、および、半導体発光素子と、波長変換部との間に配置された、半導体発光素子からの照射光を集光する集光レンズを備えた発光装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。これらの発光装置では、波長変換部は、集光レンズを通った半導体発光素子からの照射光により励起されて発光する蛍光体を含有している。そして、これらの発光装置は、半導体発光素子の照射光の波長と、波長変換部に含有、または積層させる蛍光体の数、および種類を適宜に選択することで、所望の発光色を出射するように構成されている。
特開２０１６−９６９３号公報（２０１６年１月１８日公開）
ところで、上記のような構成の発光装置では、集光レンズが発光装置内で脱落した場合に、半導体発光素子から照射されるレーザ光が、直接発光装置の外に放出されてしまう危険性がある。加えて、半導体発光素子と波長変換部材を組み合わせた発光装置では照射面の中心部と外周部とで色が異なる、所謂イエローリング、という現象が生じる。
また、単一の半導体発光素子では緑色から橙色、おおよそ５３０〜６３０ｎｍ、の波長領域で発光色を実現することが難しい。半導体発光素子により所望の発光色を得るためには複数の発光素子を組み合わせることが一つの手段である。たとえば、黄色発光を実現するためには、緑色半導体発光素子と赤色半導体発光素子の２つを組み合わせて、適切な強度比で発光させることが一つの手段である。あるいは青色半導体発光素子、緑色半導体発光素子、そして赤色半導体発光素子の３つを組み合わせ、各々の発光強度を適宜変更することで所望の発光色を自由に得ることが出来る。
ただし、発光色の可変が不要な場合においては複数の発光素子を組み合わせることはコスト的に不利である。よって、所望の発光色を得るためのもう一つの方法であり、先行の特許文献１にあるように発光半導体素子と波長変換部材を組み合わせることに利点がある。
本発明の一態様は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、簡単な構成で、半導体発光素子から照射されるレーザ光が、直接発光装置の外に放出されることのない安全性の高い、且つ、レーザ光とそれを変換した蛍光体からの光を混合させることで所望の発光色を出射する発光装置を実現することを目的とする。
（１）本発明の一実施形態は、複数の半導体発光素子を含む半導体光源装置と、１又は複数種類の蛍光体を含み、上記半導体光源装置からの照射光の波長を変換する波長変換部材と、上記半導体光源装置と、上記波長変換部材との間に配置され、上記半導体光源装置からの照射光を集光させる集光レンズと、筒状のホルダと、を備え、上記半導体光源装置、上記波長変換部材、および、上記集光レンズは、上記筒状のホルダの内径部に備えられた支持部に支持されている発光装置。
（２）また、本発明のある実施形態は、上記（１）の構成に加え、上記半導体光源装置は、熱伝導率が高い部材から形成されたプレートの上に搭載されている発光装置。
（３）また、本発明のある実施形態は、上記（１）または、上記（２）の構成に加え、上記半導体光源装置に搭載されている半導体発光素子は、少なくとも一つの３６０ｎｍ以上４８０ｎｍ以下に発光ピーク波長を有する紫外あるいは青色半導体レーザ素子である発光装置。
（４）また、本発明のある実施形態は、上記（１）、上記（２）または、上記（３）の構成に加え、上記波長変換部材は、青色蛍光体、緑色蛍光体、黄色蛍光体、赤色蛍光体として、Ｃｅ賦活Ｌｎ３（Ａｌ１−ｘＧａｘ）５Ｏ１２（ＬｎはＹ，Ｌａ，Ｇｄ、Ｌｕの少なくとも１つから選択され、ＣｅはＬｎを置換する）、Ｅｕ、Ｃｅ賦活Ｃａ３（ＳｃｘＭｇ１−ｘ）２Ｓｉ３Ｏ１２（ＣｅはＣａを置換する）、Ｅｕ賦活（Ｓｒ１−ｘＣａｘ）ＡｌＳｉＮ３（ＥｕはＳｒおよびＣａを置換する）、Ｃｅ賦活（Ｌａ１−ｘＹｘ）３Ｓｉ６Ｎ１１（ＣｅはＬａおよびＹを置換する）、Ｃｅ賦活Ｃａ−α−Ｓｉａｌｏｎ、Ｅｕ賦活β−Ｓｉａｌｏｎ、Ｅｕ賦活Ｍ２Ｓｉ５Ｎ８（ＭはＣａ，Ｓｒ，Ｂａの少なくとも１つから選択され、ＥｕはＭを置換する）から選択される少なくとも１種を含む発光装置。
（５）また、本発明のある実施形態は、上記（１）、上記（２）、上記（３）、または、上記（４）の構成に加え、上記波長変換部材は、出射方向から視て複数領域に分けられている発光装置。
本発明の一態様によれば、レンズが脱落しても、光束中に蛍光体プレートが残るため、レーザ光が直接発光装置の外に放出されるのを防ぐ発光装置を実現することができる。また、レーザ光とそれを変換した蛍光体からの光を混合させることで所望の発光色を出射する発光装置を実現する。
本発明の実施形態１に係る発光装置１００の構成を示す断面図である。 実施形態１に係る発光装置１００の製造手順を示すフローチャートである。 （ａ）は実施形態１に係る半導体光源装置１０の構成を模式的に示す図であり、（ｂ）は実施形態２に係る半導体光源装置１０の構成を模式的に示す図である。 実施形態１に係る波長変換部材１３０の一例を示す断面図である。 変形例に係る波長変換部材１３０の一例を示す断面図である。 実施形態２に係る波長変換部材１３１の一例を示す図であり、(a)は断面図、（ｂ）は上面視図である。 本発明の実施形態３に係る発光装置２００の構成を示す断面図である。 実施形態３に係る発光装置２００の製造手順を示すフローチャートである。 本発明の実施形態４に係る発光装置３００の構成を示す断面図である。 実施形態４に係る発光装置３００の製造手順を示すフローチャートである。 （ａ）および（ｂ）は波長変換部材の変形例を示す図である。
〔実施形態１〕
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
（発光装置１００の構成）
図１は本発明の実施形態１に係る発光装置１００の構成を示す断面図である。発光装置１００は、例えば、屋内外の照明用、車載用ヘッドランプ、投光器等のピーク出力を必要とする用途に用いることができる高出力の発光装置である。図１に示すように、発光装置１００は、半導体光源装置１０と、集光レンズ２０と、波長変換部材１３０（蛍光体プレート）と、を含んでいる。半導体光源装置１０、集光レンズ２０、および、波長変換部材１３０は、筒状のホルダ４０の内径部４１に配設されている。
半導体光源装置１０は、半導体発光素子、特に半導体レーザ（レーザダイオード：ＬＤを）を光源として用いた所謂ＴＯ−ＣＡＮパッケージ型の光源装置である。
集光レンズ２０は、半導体光源装置１０からの照射光を、集光させる光学部材である。集光レンズ２０には、両凸レンズを好適に用いることができる。または、集光レンズ２０は、例えば球面レンズまたは非球面レンズであり、半導体光源装置１０と波長変換部材１３０との間に設けられ、半導体光源装置１０からの射出光を略平行にする。なお、レンズの形状（曲率）や材料（屈折率、反射率および透過率）は、特に限定されるものではなく、半導体光源装置１０の射出光の波長等に応じて適宜決定されてよい。集光レンズ２０は、半導体光源装置１０と、波長変換部材１３０との間に配置される。
波長変換部材１３０は、半導体光源装置１０からの照射光の波長を変換する。波長変換部材１３０は、集光レンズ２０を通った光が集光する、集光レンズ２０の焦点位置に設けられているのが望ましい。集光レンズ２０を通って、波長変換部材１３０において集光した半導体光源装置１０からの照射光は、波長変換部材１３０を通って波長が変換されてホルダ４０の出射開口４５に向かう。
〔ホルダ４０の構成〕
ホルダ４０は、熱伝導率が高い材質から形成されている。ホルダ４０には、軽量で熱伝導率が高く、加工が容易な材質、例えばアルミニウム、を好適に用いることができる。また、ホルダ４０は、アルミニウムに限らず、熱伝導率が１０Ｗ／ｍＫ以上、より好ましくは、８０Ｗ／ｍＫ以上の金属、または非金属の材質から形成してもよい。
ホルダ４０の内径部４１には、半導体光源装置１０、集光レンズ２０、および、波長変換部材１３０の設置位置に、支持部４２，４３，４４が設けられている。支持部４２，４３，４４はホルダ４０の内径部４１に突設され、内径部４１に段差状に設けられている。支持部４２，４３，４４は、内径部４１に周方向に沿って、リング状に突設されていてもよいし、部分的に突設されていてもよい。
支持部４２は、集光レンズ２０を支持する段差であり、レンズ支持部４２と称する。集光レンズ２０は、レンズ支持部４２に、接着材を用いて接着されている。集光レンズ２０は、レンズ支持部４２の、ホルダ４０における出射開口４５に対向する側の段差面に固定されている。なお、図示は省略するが、レンズ支持部４２は、内径部４１から突設された、互いに対向する一対の段差から構成されており、これらの一対の段差間に集光レンズ２０を挟持することにより、集光レンズ２０を内径部４１に支持する構成であってもよい。
また、ホルダ４０の出射開口４５は、波長変換部材１３０により密閉されている。ホルダ４０の出射開口４５には、内径部４１よりも内側に、周方向に沿って突出した段差状の波長変換部材支持部４３が設けられている。波長変換部材１３０は、波長変換部材支持部４３の段差面に接着材を用いて接着されて固定され、出射開口４５を閉塞する。あるいは、波長変換部材の外周部を金属蒸着するなどしてメタライズした上で、金バンプなどの金属バンプやＳｎ−Ａｕ−Ｃｕ系のハンダ材料によりホルダと波長変換部材とを固着することも可能である。また、リング状の低融点ガラスをホルダと波長変換部材との間に配置し、３００〜１０００度の間の適切な温度範囲にて処理することで低融点ガラスが溶解するため、低融点ガラスを介してホルダと波長変換部材とを固着することも可能である。
加えて、このように、波長変換部材１３０の外周部からの発光が出射開口４５により遮蔽されることにより、照射面の中心部と外周部とで色が異なる、所謂イエローリング、という現象を低減し、照射面の色均一性を向上させるという効果を有する。
また、上記構造により、集光レンズ２０が、レンズ支持部４２から脱落した場合であっても、波長変換部材１３０が、半導体光源装置１０からの照射光の光束中に残る。よって、半導体光源装置１０からのレーザ光が波長変換部材１３０を通ることなく直接、出射開口４５から放出されることがなく、安全性を向上させることができる。
なお、図示は省略するが、波長変換部材支持部４３は、内径部４１から突設された、互いに対向する一対の段差から構成されており、これらの一対の段差間に波長変換部材１３０を挟持することにより、波長変換部材１３０を内径部４１に支持する構成であってもよい。
支持部４４は、半導体光源装置１０を支持する段差であり、光源支持部４４と称する。半導体光源装置１０は、光源支持部４４と、ホルダ４０の光源装置側の開口を塞ぐ放熱プレート６０との間に挟持されて支持される。
放熱プレート６０（プレート）は、熱伝導率が高い材質から形成された板状の部材である。放熱プレート６０には、例えば、軽量で熱伝導率が高いアルミニウムを好適に用いることができる。また、放熱プレート６０は、アルミニウムに限らず、熱伝導率が１０Ｗ／ｍＫ以上、より好ましくは、８０Ｗ／ｍＫ以上の金属、または非金属の材質から形成してもよい。
半導体光源装置１０は、ステム１２を介して、熱伝導率が高い材質から形成された放熱プレート６０の上に搭載されている。放熱プレート６０は、半導体光源装置１０のヒートシンクとして機能し、半導体光源装置１０からの熱を吸熱する。また、放熱プレート６０は、熱伝導率が高い材質から形成されたホルダ４０およびステム１２に接触している。このように、熱伝導率が高い材質から形成された放熱プレート６０の上にステム１２を介して、半導体光源装置１０を搭載し、放熱プレート６０と、熱伝導率が高い材質から形成されたホルダ４０とを接触させている。よって、半導体光源装置１０からの熱を放熱プレート６０、および、ホルダ４０から効率よく放熱させることができる。よって、半導体光源装置１０の高出力化を図っても、効率よく熱を放熱させることができ、半導体光源装置１０の性能、および、寿命が熱影響を受けるのを防ぐことができる。なお、ホルダ４０の外周にフィン等の放熱構造を適宜に設けてもよい。
〔発光装置１００の製造手順〕
図２には、発光装置１００の製造手順をフローチャートで示している。発光装置１００を組み立てる手順は、例えば、以下の通りとすることができる。
まず、ステップＳ１０２で、放熱プレート６０に、半導体光源装置１０を搭載する。半導体光源装置１０のステム１２と、放熱プレート６０とを、溶接、または、溶着させてもよい。次に、ステップＳ１０４で、支持部４２，４３，４４を備えたホルダ４０を準部する。ステップＳ１０６で、ホルダ４０の波長変換部材支持部４３に、波長変換部材１３０を固定する。続いて、ステップＳ１０８で、ホルダ４０の、レンズ支持部４２に、集光レンズ２０を固定する。次に、ステップＳ１１０で、ホルダ４０を、半導体光源装置１０が搭載された放熱プレート６０に搭載し固定する。
このように、発光装置１００は、ホルダ４０の内径部４１に、支持部４２，４３，４４を備え、これらの支持部４２，４３，４４に、集光レンズ２０、波長変換部材１３０、および半導体光源装置１０がそれぞれ支持固定されている。これにより、発光装置１００の組み立て時において、集光レンズ２０、波長変換部材１３０、および半導体光源装置１０の光軸合わせを容易に行うことができ、製造作業を効率よく行うことができる。
図１に示した発光装置１００は、一例として、集光レンズ２０の焦点距離が、ｆ＝４．８ｍｍである。集光レンズ２０と、波長変換部材１３０とは、互いの間隔が、集光レンズ２０の焦点距離となるように配設されている。また、集光レンズ２０と、半導体光源装置１０とは、光源の発光点と、集光レンズ２０の主平面までの距離が５．８ｍｍとなるように配設されている。
ホルダ４０は、一体型に構成されているのが好ましいが、組み立て作業性を考慮して、分割されている構成であってもよい。
例えば、図１に示すように、ホルダ４０は、波長変換部材支持部４３と、レンズ支持部４２との間の任意の位置を、分割位置Ｘとして、上部ホルダ４０Ａと、下部ホルダ４０Ｂとに、分割されていてもよい。このように、ホルダ４０が、波長変換部材支持部４３と、レンズ支持部４２との間で上部ホルダ４０Ａと、下部ホルダ４０Ｂとに分割されている構成とすることで、波長変換部材１３０と、集光レンズ２０とを、それぞれ波長変換部材支持部４３と、レンズ支持部４２とに固定する作業の作業性を向上させることができる。
また、波長変換部材１３０と出射開口４５のサイズの関係性を適切に設計することで、ホルダ４０に対する波長変換部材１３０の固定が外れた場合にも、ホルダ４０中に波長変換部材１３０が残存することになり、半導体レーザチップ１１から照射されるレーザ光が、直接発光装置の外に放出されることのない安全性の高い発光装置とすることが出来る。例えば、出射開口４５と波長変換部材１３０のそれぞれが円形である場合には、出射開口の直径よりも波長変換部材１３０の直径が長ければ、ホルダ４０に対する波長変換部材１３０の固定が外れた場合でも波長変換部材１３０がホルダ内に残存する。あるいは出射開口４５が円形であり、波長変換部材１３０が多角形の場合には、波長変換部材１３０の辺の長さあるいは対角線長のうち最短となる長さが出射開口４５の直径よりも長ければよい。出射開口４５と波長変換部材１３０の両者が多角形である場合には、それぞれの辺の長さと対角線長の内で最短となる辺の長さを比較し、波長変換部材１３０における最短の辺の長さが、出射開口４５のそれよりも長ければよい。具体な例としては、出射開口４５が直径２．０ｍｍの円形であって、波長変換部材１３０が直径２．５ｍｍの円形あるいは一辺２．５ｍｍの正方形であればよい。もちろん、サイズの絶対値はここでの例に限られるものではなく、出射開口４５と波長変換部材１３０のサイズの関係性を適宜設計することで、どのような場合でも波長変換部材１３０がホルダ内部に残存するような安全性の高い発光装置とすることが出来る。上記では出射開口４５と波長変換部材１３０のサイズ関係性のみについて述べたが、出射開口４５とレンズ２０についても同様であり、ホルダに対するレンズ２０の固定が外れた場合に、レンズ２０がホルダ内に残存するようなサイズの関係性として設計することが出来、半導体レーザチップ１１から照射されるレーザ光が、直接発光装置の外に放出されることのない安全性の高い発光装置とすることが出来る。
〔半導体光源装置１０の構成〕
図３は、半導体光源装置１０の構成を示す図である。図３（ａ）に示すように、半導体光源装置１０は１つの半導体レーザチップ１１（半導体発光素子）、あるいは図３（ｂ）に示すように半導体光源装置１０は複数の半導体レーザチップ１１（半導体発光素子）を含んでいる。半導体レーザチップ１１は、３６０ｎｍ乃至４８０ｎｍに発光ピーク波長を有する紫外光あるいは青色光を照射する半導体レーザチップである。半導体光源装置１０は、少なくとも１つの半導体レーザチップ１１を含む、ＴＯ−ＣＡＮパッケージ型のレーザ光源装置である。実施形態１の半導体レーザチップ１１は、青色光を照射する青色半導体レーザチップであり、半導体レーザチップ１１を、青色半導体レーザチップ１１と称する。
半導体光源装置１０は、半導体光源基板である放熱プレート６０上に、搭載されたステム１２を備え、ステム１２から延びる複数のワイヤ１３（リード）のそれぞれに青色半導体レーザチップ１１が接続されている。
半導体光源装置１０は、青色半導体レーザチップ１１の周囲を覆う、金属製のキャップ状のキャン１５を備えている。キャン１５の照射開口には、青色半導体レーザチップ１１からの照射光を透過する光透光板１６（カバーガラス）が設けられている。また、ステム１２から延びるピン１８は、放熱プレート６０を貫通して延びる。青色半導体レーザチップ１１は、ピン１８からワイヤ１３に供給される電源が印加されて発光する。
半導体光源装置１０は、青色半導体レーザチップ１１が複数個搭載されている場合、各々が個別に駆動可能に構成されており、半導体レーザチップ毎に光出力の制御が可能である。このように、発光装置１００は、半導体光源装置１０が複数の半導体レーザチップ１１を備えているため、高出力化を図ることができる。また、半導体光源装置１０は、ワイヤ１３を介して青色半導体レーザチップ１１に供給する電源の大きさを、青色半導体レーザチップ１１毎に可変にすることで、複数の青色半導体レーザチップ１１の光出力の各々を段階的、または、連続的に個別に変更することができる。
半導体光源装置１０は、ステム１２が放熱プレート６０の上に搭載されており、放熱プレート６０を介して、放熱プレート６０に青色半導体レーザチップ１１からの熱が伝熱される（図１参照）。放熱プレート６０には、ステム１２から延びるピン１８が貫通する孔が形成されており、当該孔を介して露出するピン１８に外部の電源が接続される。
〔半導体光源装置１０の製造手順〕
半導体光源装置１０を組み立てる手順は、例えば、以下の通りとすることができる。
まず、複数のピン１８が設けられたステム１２を準備する。次に、複数の青色半導体レーザチップ１１のそれぞれをステム１２にダイボンディングにより固定する。続いて、各青色半導体レーザチップ１１に、アノード、および、カソードのピン１８から延びるワイヤ１３をワイヤボンディングにより接続する。次に、キャン１５を、青色半導体レーザチップ１１、および、ワイヤ１３の周囲を覆うように取り付ける。
〔波長変換部材１３０の構成〕
図４、および図５は、波長変換部材１３０の構成例を示す図であり、図４は、波長変換部材１３０の一例の断面図、図５は波長変換部材１３０の別の例の断面図である。
図４に示すように、波長変換部材１３０は、断面視において複数の層が積層されている。実施形態１において、波長変換部材１３０は、たとえば、厚さ０．２ｍｍに形成されている。波長変換部材１３０は、例えば、基材であるサファイヤガラスから形成されたガラス層３１と、波長選択層３２と、蛍光体層３５と、反射防止層３３とが、積層されて構成されている。ここで、波長変換部材１３０は、黄色蛍光体、緑色蛍光体、赤色蛍光体の少なくとも一つが含まれていればよい。各蛍光体層３５は単層あるいは積層構造であってもよい。
波長変換部材１３０は、青色蛍光体、緑色蛍光体、黄色蛍光体、または、赤色蛍光体として、Ｃｅ賦活Ｌｎ３（Ａｌ１−ｘＧａｘ）５Ｏ１２（ＬｎはＹ，Ｌａ，Ｇｄ、Ｌｕの少なくとも１つから選択され、ＣｅはＬｎを置換する）、Ｅｕ、Ｃｅ賦活Ｃａ３（ＳｃｘＭｇ１−ｘ）２Ｓｉ３Ｏ１２（ＣｅはＣａを置換する）、Ｅｕ賦活（Ｓｒ１−ｘＣａｘ）ＡｌＳｉＮ３（ＥｕはＳｒおよびＣａを置換する）、Ｃｅ賦活（Ｌａ１−ｘＹｘ）３Ｓｉ６Ｎ１１（ＣｅはＬａおよびＹを置換する）、Ｃｅ賦活Ｃａ−α−Ｓｉａｌｏｎ、Ｅｕ賦活β−Ｓｉａｌｏｎ、Ｅｕ賦活Ｍ２Ｓｉ５Ｎ８（ＭはＣａ，Ｓｒ，Ｂａの少なくとも１つから選択され、ＥｕはＭを置換する）から選択される少なくとも１種の蛍光体を含む蛍光体層３５を備えている。
蛍光体層３５は、１又は複数種類の蛍光体を含んで構成され、例えば、黄色蛍光体層３５Ａで構成されていてもよい。また、蛍光体層３５は、ガラス層３１で挟まれている。
また、蛍光体層３５は、図５に示すように、粒子径の小さい蛍光体層３５１と粒子径の大きい蛍光体層３５２とからなる多層構造であってもよい。
波長変換部材１３０の光出射面には、ガラス層３１に積層された、反射防止層３３が形成されている。反射防止層３３は、蛍光体層３５において励起された励起光の反射を防止する。
波長変換部材１３０の光入射面には、ガラス層３１に積層された、波長選択層３２が形成されている。波長選択層３２は、ダイクロイックミラーによって構成され、青色波長領域の光だけを透過させる。
このように、波長変換部材１３０は、半導体光源装置１０からの照射光であって、波長選択層３２によって選択された、青色波長領域の光だけを、蛍光体層３５において励起させて出射させることができる。蛍光体層３５が、黄色蛍光体層３５Ａ、および赤色蛍光体層３５Ｂと、を含む場合には、３６０ｎｍ乃至４８０ｎｍに発光ピーク波長を有するレーザ光により励起され、演色性の高い白色光を発する。
〔実施形態２〕
図６（ａ）は、実施形態２に係る波長変換部材１３１の構成を示す断面図である。ここでは、本発明の実施形態２の発光装置１０１について、実施形態１に係る発光装置１００との構成の違いについて、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態１にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
（発光装置１０１の構成）
実施形態２に係る発光装置１０１は、実施形態１に係る発光装置１００と比べて、半導体光源装置１０が図３（ｂ）に示すような複数の半導体レーザチップを有するものである点、および、波長変換部材が図６に示すような複数の領域を有する波長変換部材１３１である点で異なる。また、後述するが、半導体レーザチップのうち少なくとも１つは波長変換部材の一方の領域に照射され、もう一つの半導体レーザチップは波長変換部材のもう一方の領域に照射される。つまり、波長変換部材の領域毎の構成と半導体光源装置１０に搭載されている各々の半導体レーザチップの駆動のさせ方により発光装置１０１から発光スペクトルを出射させることが出来る。加えて、発光装置１００と同様に本実施形態の発光装置では、集光レンズ２０が脱落しても、波長変換部材１３１が、半導体光源装置１０からの照射光の光束中に残る。このため、レーザ光が直接外部に放出されることがなく、安全性を高めることができる。
図６の（ａ）、（ｂ）の例に示すように、波長変換部材１３１は、出射方向から視て複数領域に分けられていてもよい。図６に示した例では、波長変換部材１３０は、中心を通る位置で、第１領域３０Ａと、第２領域３０Ｂとに、２分割されている。第１領域３０Ａは、粒子径が小さい黄色蛍光体を含む膜と、粒子径が大きい黄色蛍光体を含む膜とを備えた蛍光体多層膜構造を有する黄色蛍光体層３５Ａからなる蛍光体層３５を備えている。また、第２領域３０Ｂは、粒子径が小さい赤色蛍光体を含む膜と、粒子径が大きい赤色蛍光体を含む膜とを備えた蛍光体多層膜構造を有する赤色蛍光体層３５Ｂからなる蛍光体層３５を備えている。
第１領域３０Ａ、および、第２領域３０Ｂは、黄色蛍光体層３５Ａ、および、赤色蛍光体層３５Ｂをそれぞれ挟むガラス層３１と、光出射面にガラス層３１に積層されて設けられた反射防止層３３と、光入射面にガラス層３１に積層されて設けられた波長選択層３２と、を備えている。
波長変換部材１３１の各領域には、複数の青色半導体レーザチップ１１の少なくとも何れか１つからの照射光が入射するように構成されている。発光装置１０１は、半導体光源装置１０が備える複数の青色半導体レーザチップ１１の光出力の各々を個別に駆動することで、波長変換部材の構成を適宜選択することにより、波長変換部材１３１の各領域によって励起される光の発光を変更することができ、白色だけでなく、赤みがかった光から、青みがかった光まで、連続的に発光色を変化させることができる。例えば、光源装置１０が２つの青色半導体レーザチップ１１を含み、且つ、波長変換部材１３１の第１領域３０Ａが蛍光体としてＣｅ賦活Ｌｎ３（Ａｌ１−ｘＧａｘ）５Ｏ１２（ＬｎはＹ，Ｌａ，Ｇｄ、Ｌｕの少なくとも１つから選択され、ＣｅはＬｎを置換する）を、第２領域３０Ｂが蛍光体としてＣｅ賦活Ｃａ−α−Ｓｉａｌｏｎを含む場合、第１領域３０Ａからは昼白色光を、そして第２領域３０Ｂからは赤色光を出射可能である。つまり、各々の青色半導体レーザチップ１１への駆動電流バランスを変化させることで、第１領域と第２領域から得られる光出力比率が変わるため、昼白色から電球色の光色を得ることが可能である。このように、発光装置１０１は、複数の青色半導体レーザチップ１１と、それぞれが１又は複数種類の蛍光体を含んでいる複数の領域を備えた波長変換部材１３１とを備えているため、簡単な構成で、高出力、且つ、可変色な発光を実現することができる。
なお、上記では、波長変換部材１３１は、中心を通る位置で均等に分割されている構成例について説明したが、波長変換部材１３１の構成は、これに限られるものではない。波長変換部材１３１は、第１領域３０Ａと、第２領域３０Ｂと、が異なる直径寸法で形成され、直径寸法の小さい方の第２領域３０Ｂを半導体光源装置１０に対向させて、出射方向に互いに、中心位置を揃えて、積層されていてもよい。
また、波長変換部材１３１は、第２領域３０Ｂの外周に、第１領域３０Ａを設けて、第１領域３０Ａと、第２領域３０Ｂとが、波長変換部材１３１の直径分割をするように構成されていてもよい。
〔実施形態３〕
図７は、実施形態３に係る発光装置２００の構成を示す断面図である。ここでは、本発明の実施形態２の発光装置２００について、実施形態１に係る発光装置１００との構成の違いについて、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態１にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
（発光装置２００の構成）
図７に示すように、実施形態３に係る発光装置２００のホルダ４０は、上部ホルダ４０Ａ、下部ホルダ４０Ｂ、および中部ホルダ４０Ｃから構成される。また、中部ホルダ４０Ｃには、波長変換部材１３０を支持する段差である、波長変換部材支持部４３が備えられている。波長変換部材１３０は、波長変換部材支持部４３に接着材を用いて接着されている。波長変換部材１３０は、波長変換部材支持部４３の、ホルダ４０における半導体光源装置１０と反対側の段差面に固定されている。これにより、集光レンズ２０が脱落しても、波長変換部材１３０が、半導体光源装置１０からの照射光の光束中に残る。このため、レーザ光が直接外部に放出されることがなく、安全性を高めることができる。
ここで、実施形態２にかかる発光装置２００の製造工程について、以下に説明する。
〔発光装置２００の製造手順〕
図８は、実施形態３に係る半導体光源装置２００の製造手順を示したフローチャートである。図８を参照して、半導体光源装置２００の製造手順を説明する。まず、ステップＳ２０２で、放熱プレート６０に半導体光源装置１０を搭載する。次に、ステップＳ２０４でホルダ４０を準備する。ホルダ４０は、上述したように、上部ホルダ４０Ａ、下部ホルダ４０Ｂ、および中部ホルダ４０Ｃから構成される。まず、ステップＳ２０６で、下部ホルダ４０Ｂに、集光レンズ２０を固定する。その後、ステップＳ２０８で下部ホルダ４０Ｂを放熱プレート６０に搭載する。
次に、ステップＳ２１０で、中部ホルダ４０Ｃを下部ホルダ４０Ｂに装着する。続いて、ステップＳ２１２で、上部ホルダ４０Ａに波長変換部材１３０を固定する。最後に、ステップＳ２１４で、上部ホルダ４０Ａを中部ホルダ４０Ｃに装着する。
以上の手順で、図７に示された発光装置２００が完成する。
上述の工程では、レンズ支持部４２と波長変換部材支持部４３の間の分割位置Ｘ、および波長変換部材支持部４３より上部の分割位置Ｙによって、ホルダ４０が、上部ホルダ４０Ａ，下部ホルダ４０Ｂ，および中部ホルダ４０Ｃに３分割されている。これにより、集光レンズ２０を下部ホルダ４０Ｂに、波長変換部材１３０を上部ホルダ４０Ａに、それぞれ固定してから、上部ホルダ４０Ａ，下部ホルダ４０Ｂ，および中部ホルダ４０Ｃを装着するので、製造効率を高めることができる。
〔実施形態４〕
図９は、実施形態４に係る発光装置３００の構成を示す断面図である。ここでは、実施形態４の発光装置３００について、実施形態１に係る発光装置１００との構成の違いについて、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態１にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
（発光装置３００の構成）
実施形態４に係る発光装置３００においては、集光レンズ２２０の形状が、実施形態１における集光レンズ２０の形状と異なるが、その他の構成は、実施形態１における構成と同じである。実施形態４に係る発光装置３００のホルダ４０は、実施形態１と同様に、上部ホルダ４０Ａ、および下部ホルダ４０Ｂから構成される。また、下部ホルダ４０Ｂには、集光レンズ２２０を挟持する段差である、レンズ支持部４２が設けられている。レンズ支持部４２は、ホルダ内径部４１から突出するリング状の段差部である。実施形態４におけるレンズ２２０は、下部にリム部２２１を備えており、このリム部２２１の直径は、ホルダ４０に設けられたレンズ支持部４２の直径よりも大きい。そして、このリム部２２１が接着材によって、レンズ支持部４２の半導体光源装置１０に対向する面に接着される。あるいは、リム部２２１の外周部を金属蒸着するなどしてメタライズした上で、金バンプなどの金属バンプやＳｎ−Ａｕ−Ｃｕ系のハンダ材料によりホルダとリム部２２１とを固着することも可能である。また、リング状の低融点ガラスをホルダとリム部２２１との間に配置し、３００〜１０００度の間の適切な温度範囲にて処理することで低融点ガラスが溶解するため、低融点ガラスを介してホルダとリム部とを固着することも可能である。
上述のような構成の発光装置３００においても、集光レンズ２２０が脱落しても、波長変換部材１３０が、半導体光源装置１０からの照射光の光束中に残る。このため、レーザ光が直接外部に放出されることがなく、安全性を高めることができる。
〔発光装置３００の製造手順〕
図１０は、実施形態４に係る半導体光源装置３００の製造手順を示すフローチャートである。以下では、図１０を参照して、実施形態４にかかる発光装置３００の製造工程について、説明する。
まず、ステップＳ３０２で、放熱プレート６０に半導体光源装置１０を搭載する。次に、ステップＳ３０４で、ホルダ４０を準備する。ホルダ４０は、上述したように、上部ホルダ４０Ａ、および下部ホルダ４０Ｂから構成される。まず、ステップＳ３０６で、上部ホルダ４０Ａに波長変換部材１３０を固定する。次に、ステップＳ３０８で、下部ホルダ４０Ｂに、集光レンズ２２０を固定する。ステップＳ３０６とステップＳ３０８の順序は逆になってもよい。その後、ステップＳ３１０で、下部ホルダ４０Ｂを放熱プレート６０に搭載する。最後に、ステップＳ３１２で、上部ホルダ４０Ａを下部ホルダ４０Ｂに装着する。
以上の手順で、図９に示された発光装置３００が完成する。
上記製造手順においても、集光レンズ２２０を下部ホルダ４０Ｂに、波長変換部材１３０を上部ホルダ４０Ａに、それぞれ固定してから、上部ホルダ４０Ａを下部ホルダ４０Ｂに装着するので、製造効率を高めることができる。
〔波長変換部材１３０の構成の変形例〕
なお、上記実施形態１〜４で使用される波長変換部材は、上述した波長変換部材１３０の構造に限らず、以下のような構造を有するものであってもよい。
波長変換部材は、蛍光体のみからなる板状の部材であってもよく、例えば、
‐単結晶蛍光体を板状に切り出したもの
- 蛍光体粒子を焼結して板状としたもの
- 蛍光体粒子と光散乱機能を持つ粒子を混ぜ合わせ焼結して板状としたもの
‐蛍光体粒子を圧縮成形し、板状の形状としたもの
‐蛍光体粒子と光散乱用の粒子を混ぜ合わせ圧縮形成したもの
‐有機バインダあるいは無機バインダを用いて、サファイア、およびガラスなどから形成された透明の基板の上に蛍光体粒子を層状に塗布形成したもの
とすることができる。なお、波長変換部材１３０中の蛍光体層や上記の簡便な構造の波長変換部材においてはその形成方法により空隙を有する可能性があり、光散乱性に影響を与え、空隙の存在量が多いほど光散乱性が強くなる。また、波長変換部材は１３０の構造や上記の構造のいくつかを複数組み合わせたものであっても良い。
図１１の（ａ）および（ｂ）は、変形例の波長変換部材４３０、５３０の構成を示す図である。
図１１の（ａ）に示すように、波長変換部材４３０は、上述した蛍光体のみからなる板状の部材４３１のレーザからの光の入射側に、蛍光体光を反射するような特性の、波長選択的な光反射性の領域４３２を形成したものであってもよい。光反射性の領域４３２は、ダイクロイックミラーから構成することができる。
また、図１１の（ｂ）に示すように、波長変換部材５３０は、蛍光体のみからなる板状の部材（蛍光体板）４３１、または、蛍光体のみからなる板状の部材４３１に光反射性の領域４３２を形成した部材（４３１＋４３２）、の何れかの、レーザからの光の射出側に、レーザからの光を反射するような特性のダイクロイックミラー、または波長選択的な光吸収性のカラーフィルタ層５３３を形成したものであってもよい。ダイクロイックミラーの反射率、またはカラーフィルタの透過スペクトル特性は、半導体光源装置から射出される光のスペクトルの所望の特性に合わせて、適宜に設計が変更される。
また、波長変換部材は、蛍光体のみからなる板状の部材の、レーザからの光の入射側、または、レーザからの光の入射側および出射側の両側に、光散乱層を形成したものであってもよい。
また、波長変換部材は、蛍光体のみからなる板状の部材内での面内導波を抑制するために、蛍光体板の両側面に、金属膜、またはダイクロイックミラーなどによって形成された反射膜、または反射層を備えている構成であってもよい。このように、蛍光体板の両側面に反射膜、または反射層を設けることで、波長変換部材の出射面からの光取り出し効率を向上することができる。
１０ 半導体光源装置
１１ 青色半導体レーザチップ（半導体発光素子、青色半導体レーザ素子）
１２ ステム
１３ ワイヤ
１５ キャン
１６ 光透光板
１８ ピン
２０、２２０ 集光レンズ
２２１ リム部
１３０、１３１、４３０、５３０ 波長変換部材
３０Ａ 第１領域
３０Ｂ 第２領域
３５、３５Ａ、３５Ｂ、３５１、３５２ 蛍光体層
４０ ホルダ
４０Ａ 上部ホルダ
４０Ｂ 下部ホルダ
４０Ｃ 中部ホルダ
４１ 内径部
４２ レンズ支持部
４３ 波長変換部材支持部
４４ 光源支持部
４５ 出射開口
６０ 放熱プレート（プレート）
１００、１０１、２００、３００ 発光装置

Claims (5)

  1. １又は複数の半導体発光素子を含む半導体光源装置と、
    １又は複数種類の蛍光体を含み、上記半導体光源装置からの照射光の波長を変換する波長変換部材と、
    上記半導体光源装置と、上記波長変換部材との間に配置され、上記半導体光源装置からの照射光を集光させる集光レンズと、
    筒状のホルダと、
    を備え、
    上記半導体光源装置、上記波長変換部材、および、上記集光レンズは、上記筒状のホルダの内径部に備えられた支持部に支持されている
    ことを特徴とする発光装置。
  2. 上記半導体光源装置は、熱伝導率が高い部材から形成されたプレートの上に搭載されていることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
  3. 上記半導体光源装置に搭載されている半導体発光素子は、少なくとも一つの３６０ｎｍ以上４８０ｎｍ以下に発光ピーク波長を有する紫外あるいは青色半導体レーザ素子であることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
  4. 上記波長変換部材は、青色蛍光体、緑色蛍光体、黄色蛍光体、赤色蛍光体として、Ｃｅ賦活Ｌｎ３（Ａｌ１−ｘＧａｘ）５Ｏ１２（ＬｎはＹ，Ｌａ，Ｇｄ、Ｌｕの少なくとも１つから選択され、ＣｅはＬｎを置換する）、Ｅｕ、Ｃｅ賦活Ｃａ３（ＳｃｘＭｇ１−ｘ）２Ｓｉ３Ｏ１２（ＣｅはＣａを置換する）、Ｅｕ賦活（Ｓｒ１−ｘＣａｘ）ＡｌＳｉＮ３（ＥｕはＳｒおよびＣａを置換する）、Ｃｅ賦活（Ｌａ１−ｘＹｘ）３Ｓｉ６Ｎ１１（ＣｅはＬａおよびＹを置換する）、Ｃｅ賦活Ｃａ−α−Ｓｉａｌｏｎ、Ｅｕ賦活β−Ｓｉａｌｏｎ、Ｅｕ賦活Ｍ２Ｓｉ５Ｎ８（ＭはＣａ，Ｓｒ，Ｂａの少なくとも１つから選択され、ＥｕはＭを置換する）から選択される少なくとも１種を含むことを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
  5. 上記波長変換部材は、出射方向から視て複数領域に分けられていることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
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Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008153617A (ja) * 2006-11-21 2008-07-03 Nichia Chem Ind Ltd 半導体発光装置
JP2009135235A (ja) * 2007-11-29 2009-06-18 Sharp Corp キャップ部材およびそれを用いた半導体装置
JP2013120735A (ja) * 2011-12-08 2013-06-17 Sharp Corp 光源装置
WO2013175773A1 (ja) * 2012-05-22 2013-11-28 パナソニック株式会社 波長変換素子およびその製造方法ならびに波長変換素子を用いたｌｅｄ素子および半導体レーザ発光装置
JP2014116081A (ja) * 2012-12-06 2014-06-26 Stanley Electric Co Ltd 発光装置及び車両用灯具
JP2015008278A (ja) * 2013-05-31 2015-01-15 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 波長変換素子、波長変換素子を備えた発光装置、発光装置を備えた車両、および波長変換素子の製造方法
US20150109806A1 (en) * 2013-10-17 2015-04-23 Hyundai Motor Company Head lamp for vehicle
JP2016009693A (ja) * 2014-06-23 2016-01-18 スタンレー電気株式会社 発光装置および照明装置
WO2017068766A1 (ja) * 2015-10-20 2017-04-27 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 光源装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4640248B2 (ja) * 2005-07-25 2011-03-02 豊田合成株式会社 光源装置
US7700967B2 (en) * 2007-05-25 2010-04-20 Philips Lumileds Lighting Company Llc Illumination device with a wavelength converting element held by a support structure having an aperture
TWI449866B (zh) * 2010-09-30 2014-08-21 Hon Hai Prec Ind Co Ltd Led照明裝置
US9039217B2 (en) * 2011-09-21 2015-05-26 Lg Innotek Co., Ltd. Lighting device
JP7037043B2 (ja) * 2017-12-25 2022-03-16 日亜化学工業株式会社 発光装置の異常検出方法及び発光装置
US11231569B2 (en) * 2018-06-13 2022-01-25 Panasonic Corporation Light-emitting device and illumination device

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008153617A (ja) * 2006-11-21 2008-07-03 Nichia Chem Ind Ltd 半導体発光装置
JP2009135235A (ja) * 2007-11-29 2009-06-18 Sharp Corp キャップ部材およびそれを用いた半導体装置
JP2013120735A (ja) * 2011-12-08 2013-06-17 Sharp Corp 光源装置
WO2013175773A1 (ja) * 2012-05-22 2013-11-28 パナソニック株式会社 波長変換素子およびその製造方法ならびに波長変換素子を用いたｌｅｄ素子および半導体レーザ発光装置
JP2014116081A (ja) * 2012-12-06 2014-06-26 Stanley Electric Co Ltd 発光装置及び車両用灯具
JP2015008278A (ja) * 2013-05-31 2015-01-15 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 波長変換素子、波長変換素子を備えた発光装置、発光装置を備えた車両、および波長変換素子の製造方法
US20150109806A1 (en) * 2013-10-17 2015-04-23 Hyundai Motor Company Head lamp for vehicle
JP2016009693A (ja) * 2014-06-23 2016-01-18 スタンレー電気株式会社 発光装置および照明装置
WO2017068766A1 (ja) * 2015-10-20 2017-04-27 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 光源装置

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