JP5271340B2 - Light emitting device, lighting device, and vehicle headlamp - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light emitting device and an illuminating device which are functionable as a small-sized light source having high luminance and high luminous flux while being used for a long period of time. <P>SOLUTION: A headlamp 1 includes a laser diode 2 which emits a laser beam and a light emitting section 5 which emits light upon receiving the laser beam from the laser diode 2. The light emitting section 5 has heat-resistant phosphor dispersed inside heat-resistant transparent sealing material. <P>COPYRIGHT: (C)2012,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、高輝度光源として機能する発光装置および当該発光装置を備えた照明装置、車両用前照灯に関するものである。   The present invention relates to a light emitting device that functions as a high-intensity light source, an illumination device including the light emitting device, and a vehicle headlamp.

近年、励起光源として発光ダイオード(LED;Light Emitting Diode)や半導体レーザ(LD;Laser Diode)等の半導体発光素子を用い、これらの励起光源から生じた励起光を、蛍光体を含む発光部に照射することによって発生する蛍光を照明光として用いる発光装置の研究が盛んになってきている。このような発光部に関する技術の例が特許文献1〜5に開示されている。   In recent years, semiconductor light emitting devices such as light emitting diodes (LEDs) and semiconductor lasers (LDs) are used as excitation light sources, and excitation light generated from these excitation light sources is emitted to light emitting units including phosphors. Research on light-emitting devices that use fluorescence generated by the above as illumination light has become active. Examples of techniques related to such a light emitting unit are disclosed in Patent Documents 1 to 5.

特許文献1には、ケース用部材をセラミックで形成し、蛍光体を低融点ガラスに分散し、充填部材を低融点ガラスにした窒化ガリウム系LEDが開示されている。この発光装置では、上述のように各部材を無機素材化することにより、短波長の光による当該部材の劣化を抑制し、長寿命化を図っている。   Patent Document 1 discloses a gallium nitride LED in which a case member is formed of ceramic, a phosphor is dispersed in low-melting glass, and a filling member is low-melting glass. In this light-emitting device, each member is made of an inorganic material as described above, thereby suppressing the deterioration of the member due to light having a short wavelength and extending the life.

特許文献2には、蛍光材料としての蛍光ガラスを低融点ガラスに分散させることで、水分による蛍光材料の劣化を防止する発光デバイスが開示されている。低融点ガラスとしてNb系、B系、P−F系、P−ZnO系、SiO−B−La系、SiO−B系が例示されている。 Patent Document 2 discloses a light-emitting device that prevents the fluorescent material from being deteriorated by moisture by dispersing fluorescent glass as a fluorescent material in a low-melting glass. As low melting glass, Nb 2 O 5 system, B 2 O 3 system, P 2 O 5 -F system, P 2 O 5 -ZnO system, SiO 2 -B 2 O 3 -La 2 O 3 system, SiO 2 -B The 2 O 3 system is illustrated.

特許文献3には、蛍光体が分散された低融点ガラスからなる蛍光体分散部材を、透明な樹脂と発光ダイオードとの間に備える発光ダイオードランプが開示されている。発光ダイオードから出射される紫外線が蛍光体分散部材によって低減されるため、紫外線による樹脂の劣化が抑制され、発光ダイオードランプの長寿命化を図ることができる。低融点ガラスとしてPbO−SiO−B系、PbO−P−SnF系が挙げられている。 Patent Document 3 discloses a light emitting diode lamp provided with a phosphor dispersion member made of a low melting point glass in which a phosphor is dispersed between a transparent resin and a light emitting diode. Since the ultraviolet light emitted from the light emitting diode is reduced by the phosphor dispersion member, the deterioration of the resin due to the ultraviolet light is suppressed, and the life of the light emitting diode lamp can be extended. Examples of the low melting point glass include PbO—SiO 2 —B 2 O 3 and PbO—P 2 O 5 —SnF 2 .

特許文献4には、ケイ酸塩ガラス中に蛍光体を分散させた波長変換部材を備える発光装置が開示されている。ケイ酸塩ガラスとして、特にアルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物、硼酸、燐酸、亜鉛酸化物のいずれか一種以上を含有するものが好ましいことが記載されている。蛍光体とガラス粉末とを混合し、加熱プレス成形により波長変換部材を得ることができると記載されている。   Patent Document 4 discloses a light emitting device including a wavelength conversion member in which a phosphor is dispersed in silicate glass. It is described that the silicate glass preferably contains at least one of alkali metal oxide, alkaline earth metal oxide, boric acid, phosphoric acid, and zinc oxide. It is described that a wavelength conversion member can be obtained by mixing phosphor and glass powder and performing hot press molding.

特許文献5には、蛍光体を封止する母材に適したガラスとして、Al,SiO,ZrO、ZnO,ZnSe、AlN,GaNが開示されている。また、蛍光体としては、Cuで賦活された硫化カドミ亜鉛やセリウムで賦活されたYAG系蛍光体、LAG系蛍光体が挙げられている。その他、YAG、LAG、BAM、BAM:Mn、CCA、SCA、SCESN、SESN、CESN、CASBN、CaAlSiN:Euを使用できると記載されている。また、半導体レーザ素子を覆うキャップと蛍光体とを接合するために、低融点ガラス(SnO−P系、CuO−P系、Bi系)が使用されている。 Patent Document 5 discloses Al 2 O 3 , SiO 2 , ZrO 2 , ZnO, ZnSe, AlN, and GaN as glasses suitable for a base material for sealing a phosphor. Examples of the phosphor include cadmium zinc sulfide activated with Cu, YAG phosphor and LAG phosphor activated with cerium. In addition, it is described that YAG, LAG, BAM, BAM: Mn, CCA, SCA, SCESN, SESN, CESN, CASBN, CaAlSiN 3 : Eu can be used. In addition, low-melting glass (SnO—P 2 O 5 system, CuO—P 2 O 5 system, Bi 2 O 3 system) is used for bonding the cap and the phosphor covering the semiconductor laser element.

特開2004−200531号公報(2004年7月15日公開)Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2004-200531 (released on July 15, 2004) 特開2004−273798号公報(2004年9月30日公開)JP 2004-273798 A (published September 30, 2004) 特開2006−32500号公報(2006年2月2日公開)Japanese Patent Laying-Open No. 2006-32500 (published February 2, 2006) 特開2007−324239号公報(2007年12月13日公開)JP 2007-324239 A (released on December 13, 2007) 特開2009−105125号公報(2009年5月14日公開)JP 2009-105125 A (published May 14, 2009)

発光部に含まれる蛍光体を励起するための光源として、一般的な発光ダイオードではなく半導体レーザを用いることで、励起光を効率良く狭い領域に集光することができるため、より輝度の高い光源を実現することができる。しかしながら、上記特許文献の発明では、ハイパワーのレーザ光で発光部を励起することを想定しておらず、そのようなレーザ光を発光部に照射すれば、発光部が劣化してしまうという問題が生じることを本発明の発明者が見出した。   By using a semiconductor laser instead of a general light emitting diode as a light source for exciting the phosphor contained in the light emitting section, the excitation light can be efficiently condensed in a narrow area, so that the light source with higher brightness Can be realized. However, in the invention of the above-mentioned patent document, it is not assumed that the light emitting part is excited by high-power laser light, and if such a laser light is irradiated to the light emitting part, the light emitting part is deteriorated. The inventors of the present invention have found that this occurs.

本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、その目的は、小型で高輝度かつ高光束の光源であって、耐熱性の高い発光部を備える発光装置、および当該発光装置を備える照明装置を提供することにある。   The present invention has been made to solve the above-described problem, and an object of the present invention is to provide a light-emitting device that is a compact, high-brightness, high-luminous light source and includes a light-emitting portion with high heat resistance, and the light-emitting device. It is in providing the illuminating device provided.

本発明に係る発光装置は、上記の課題を解決するために、レーザ光を出射する半導体レーザと、上記半導体レーザが出射したレーザ光を受けて発光する発光部とを備え、上記発光部は、耐熱性蛍光体が耐熱性透明封止材の中に分散されているものであることを特徴としている。   In order to solve the above-described problem, a light-emitting device according to the present invention includes a semiconductor laser that emits laser light, and a light-emitting unit that receives and emits laser light emitted from the semiconductor laser. The heat-resistant phosphor is dispersed in a heat-resistant transparent sealing material.

上記の構成によれば、半導体レーザが出射したレーザ光が発光部に照射されると当該発光部が発光する。   According to said structure, when the laser beam which the semiconductor laser radiate | emitted is irradiated to a light emission part, the said light emission part will light-emit.

発光部をハイパワーのレーザ光で励起すると、発光部が激しく劣化することを本発明の発明者は見出した。発光部の劣化は、発光部に含まれる蛍光体そのものの劣化とともに、蛍光体を取り囲む封止材の劣化によって主に引き起こされる。例えば、酸窒化物蛍光体の一例であるサイアロン蛍光体は、レーザ光が照射されると60〜80%の効率で光を発生させるが、残りは熱となって放出される。この熱によって蛍光体および封止材が劣化すると考えられる。   The inventors of the present invention have found that when the light emitting portion is excited with high power laser light, the light emitting portion is severely deteriorated. The deterioration of the light emitting part is mainly caused by the deterioration of the phosphor itself contained in the light emitting part and the deterioration of the sealing material surrounding the phosphor. For example, a sialon phosphor, which is an example of an oxynitride phosphor, generates light with an efficiency of 60 to 80% when irradiated with laser light, but the rest is emitted as heat. It is considered that the phosphor and the sealing material are deteriorated by this heat.

上記の構成によれば、発光部は、耐熱性蛍光体を耐熱性透明封止材の中に分散させることによって形成されている。それゆえ、熱による発光部の劣化を防止することができ、その結果、小型で高輝度かつ高光束の光源であって、長期間使用可能な光源として機能する発光装置を実現できる。   According to said structure, the light emission part is formed by disperse | distributing a heat resistant fluorescent substance in a heat resistant transparent sealing material. Therefore, it is possible to prevent deterioration of the light emitting part due to heat, and as a result, it is possible to realize a light emitting device that functions as a light source that is small, has high brightness, and has high luminous flux and can be used for a long time.

また、上記耐熱性蛍光体は、少なくとも0℃から560℃までの温度範囲内での熱処理を行っても、当該熱処理後にある温度で測定された上記耐熱性蛍光体の量子効率が、当該熱処理前に上記ある温度で測定された上記量子効率よりも、誤差範囲を超えて低下しないものであることが好ましい。   In addition, even when the heat-resistant phosphor is subjected to a heat treatment in a temperature range of at least 0 ° C. to 560 ° C., the quantum efficiency of the heat-resistant phosphor measured at a temperature after the heat treatment is In addition, it is preferable that the quantum efficiency measured at a certain temperature does not decrease beyond the error range.

一般的に蛍光体の量子効率は、その周囲の温度(環境温度)が上がると低下し、その後、環境温度が低下すれば回復する。通常、この温度に依存した量子効率の変化(量子効率の温度依存性)は可逆的に起こる。しかし、蛍光体をある温度以上に加熱する(高熱処理と称する)と、量子効率の温度依存性が変化し、高熱処理後の所定温度(例えば室温)での量子効率が、高熱処理前の上記所定温度での量子効率よりも低下することがある。この量子効率の低下は不可逆的なものである。   In general, the quantum efficiency of a phosphor decreases as the ambient temperature (environmental temperature) increases, and then recovers as the environmental temperature decreases. Usually, this change in temperature-dependent quantum efficiency (temperature dependence of quantum efficiency) occurs reversibly. However, when the phosphor is heated above a certain temperature (referred to as high heat treatment), the temperature dependence of the quantum efficiency changes, and the quantum efficiency at a predetermined temperature (for example, room temperature) after the high heat treatment is It may be lower than the quantum efficiency at a predetermined temperature. This decrease in quantum efficiency is irreversible.

上記の構成によれば、560℃近くまで加熱されても耐熱性蛍光体の量子効率の温度依存性は、ほとんど変化しない。つまり、熱処理後にある温度(例えば、室温)で測定された量子効率は、熱処理前に上記ある温度で測定された量子効率と比較してほとんど低下しない。   According to said structure, even if it heats to near 560 degreeC, the temperature dependence of the quantum efficiency of a heat resistant fluorescent substance hardly changes. That is, the quantum efficiency measured at a certain temperature (for example, room temperature) after the heat treatment hardly decreases compared with the quantum efficiency measured at the certain temperature before the heat treatment.

そのため、耐熱性蛍光体を耐熱性透明封止材の中に封止するなどの目的のために当該耐熱性蛍光体を一時的に高温で加熱した場合でも、耐熱性蛍光体の発光効率がほとんど低下しない。   Therefore, even when the heat-resistant phosphor is temporarily heated at a high temperature for the purpose of sealing the heat-resistant phosphor in a heat-resistant transparent encapsulant, the luminous efficiency of the heat-resistant phosphor is almost zero. It does not decline.

従って、発光部の製造に伴う温度上昇など、周囲の温度上昇により耐熱性蛍光体が劣化することを防止できる。   Therefore, it is possible to prevent the heat-resistant phosphor from being deteriorated due to an increase in ambient temperature such as an increase in temperature accompanying the manufacture of the light emitting part.

なお、温度変化に対する量子効率の変化が、熱処理前後において、量子効率を測定する温度範囲の全てにわたって全く変化しないことが必要であるわけではなく、特定の温度範囲において測定される量子効率が、熱処理の前後で所定の範囲内の差に収まればよい。または、特定の温度範囲における耐熱性蛍光体の量子効率の温度依存性が、熱処理の前後でほとんど変化しなければよい。上記特定の温度範囲は、当業者によって適宜設定されればよい。   It should be noted that the change in quantum efficiency with respect to temperature change does not have to change at all over the entire temperature range in which quantum efficiency is measured before and after heat treatment. It suffices if the difference is within a predetermined range before and after. Alternatively, the temperature dependence of the quantum efficiency of the heat-resistant phosphor in a specific temperature range should be almost unchanged before and after the heat treatment. The specific temperature range may be appropriately set by those skilled in the art.

また、上記耐熱性蛍光体は、酸窒化蛍光体、窒化物蛍光体またはIII−V族化合物半導体からなるナノ粒子蛍光体であることが好ましい。 Further, the heat-resistant phosphor, oxynitride phosphor, it is preferred that the nanoparticle phosphor made of nitride fluorescent material or III-V compound semiconductor.

これらの蛍光体は耐熱性に優れているため、耐熱性に優れた発光部を実現できる。   Since these phosphors are excellent in heat resistance, a light emitting portion excellent in heat resistance can be realized.

また、上記耐熱性透明封止材は、低融点ガラスであり、上記発光部における、上記耐熱性蛍光体と上記耐熱性透明封止材との質量比は、0.5:100以上、20:100以下であることが好ましい。   The heat-resistant transparent encapsulant is a low-melting glass, and the mass ratio of the heat-resistant phosphor and the heat-resistant transparent encapsulant in the light emitting part is 0.5: 100 or more, 20: It is preferable that it is 100 or less.

また、上記耐熱性透明封止材は、有機無機ハイブリッドガラスであり、上記発光部における、上記耐熱性蛍光体と上記有機無機ハイブリッドガラスとの質量比は、5.13:200以上、50:200以下であることが好ましい。   Moreover, the said heat resistant transparent sealing material is organic inorganic hybrid glass, and mass ratio of the said heat resistant fluorescent substance and the said organic inorganic hybrid glass in the said light emission part is 5.13: 200 or more, 50: 200. The following is preferable.

封止材の材質および蛍光体との混合比を調整することにより、蛍光体の熱による劣化を抑制できることを本発明の発明者が見出した。具体的には、耐熱性透明封止材を低融点ガラスまたは有機無機ハイブリッドガラスとし、上記混合比とすることにより、レーザ光照射に伴う発光部の発熱を抑制し、熱による蛍光体の劣化を抑制することができる。   The inventor of the present invention has found that deterioration of the phosphor due to heat can be suppressed by adjusting the mixing ratio of the sealing material and the phosphor. Specifically, the heat-resistant transparent encapsulant is made of low-melting glass or organic-inorganic hybrid glass and has the above mixing ratio, thereby suppressing the heat generation of the light emitting part due to laser light irradiation, and the deterioration of the phosphor due to heat. Can be suppressed.

また、上記酸窒化物蛍光体は、Caα−SiAlON(silicon aluminum oxynitride):Ce蛍光体、Caα−SiAlON:Eu蛍光体、β−SiAlON:Eu蛍光体を含み、上記窒化物蛍光体は、CASN:EU蛍光体またはSCASN:Eu蛍光体を含むことが好ましい。 The oxynitride phosphor includes Caα-SiAlON (silicon aluminum oxynitride): Ce phosphor, Caα-SiAlON: Eu phosphor, β-SiAlON: Eu phosphor , and the nitride phosphor includes CASN: It is preferable to include EU phosphor or SCASN: Eu phosphor.

これらの酸窒化物系蛍光体は耐熱性に優れているため、耐熱性に優れた発光部を実現できる。   Since these oxynitride phosphors are excellent in heat resistance, it is possible to realize a light emitting portion excellent in heat resistance.

また、上記発光部に照射される上記レーザ光の照射密度は、0.1W/mm以上50W/mm以下であることが好ましい。 The irradiation density of the laser beam irradiated to the light emitting portion is preferably 0.1 W / mm 2 or more 50 W / mm 2 or less.

上記の構成により、高輝度を有する照明光を生成でき、特にヘッドランプに好適に適応できる発光装置を実現できる。   With the above configuration, illumination light having high luminance can be generated, and a light-emitting device that can be suitably applied particularly to a headlamp can be realized.

また、上記発光装置を備える照明装置および上記発光装置を備える車両用前照灯も本発明の技術的範囲に含まれる。   Moreover, the lighting device provided with the said light-emitting device and the vehicle headlamp provided with the said light-emitting device are also contained in the technical scope of this invention.

本発明に係る発光装置は、以上のように、レーザ光を出射する半導体レーザと、上記半導体レーザが出射したレーザ光を受けて発光する発光部とを備え、上記発光部は、耐熱性蛍光体が耐熱性透明封止材の中に分散されている構成である。   As described above, the light emitting device according to the present invention includes the semiconductor laser that emits laser light and the light emitting unit that emits light by receiving the laser light emitted from the semiconductor laser, and the light emitting unit includes a heat-resistant phosphor. Is dispersed in the heat-resistant transparent encapsulant.

それゆえ、発光部の劣化を防止することができ、小型で高輝度かつ高光束の光源であって、長期間使用可能な光源として機能する発光装置を実現できるという効果を奏する。   Therefore, the light emitting unit can be prevented from deteriorating, and it is possible to realize a light emitting device that functions as a light source that can be used for a long period of time.

本発明の一実施形態に係るヘッドランプの概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the headlamp which concerns on one Embodiment of this invention. (a)は、上記ヘッドランプが備える半導体レーザの回路図を模式的に示したものであり、(b)は、上記半導体レーザの基本構造を示す斜視図である。(A) is a schematic diagram showing a circuit diagram of a semiconductor laser included in the headlamp, and (b) is a perspective view showing a basic structure of the semiconductor laser. 本発明の別の本実施形態に係るヘッドランプの概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the headlamp which concerns on another this embodiment of this invention. SCASN蛍光体の内部および外部量子効率と熱処理温度との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the internal and external quantum efficiency of SCASN fluorescent substance, and heat processing temperature. 熱処理を施した後の蛍光体の、異なる波長の光の吸収率を示すグラフである。It is a graph which shows the absorption factor of the light of a different wavelength of the fluorescent substance after performing heat processing. 本実施形態に係るヘッドランプの概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the headlamp which concerns on this embodiment. 蛍光体としてCaα−SiAlON:CeおよびCaα−SiAlON:Euを使用した場合の発光スペクトルを示す図である。It is a figure which shows the emission spectrum at the time of using Ca (alpha) -SiAlON: Ce and Ca (alpha) -SiAlON: Eu as fluorescent substance. 本発明のさらに別の実施形態に係るヘッドランプの概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the headlamp which concerns on another embodiment of this invention. 蛍光体としてβ−SiAlON:EuおよびCASN:Euを使用した場合の発光スペクトルを示す図である。It is a figure which shows the emission spectrum at the time of using (beta) -SiAlON: Eu and CASN: Eu as fluorescent substance. 本発明の一実施形態に係るレーザダウンライトが設置された天井の断面図である。It is sectional drawing of the ceiling in which the laser downlight which concerns on one Embodiment of this invention was installed. 上記レーザダウンライトの断面図である。It is sectional drawing of the said laser downlight. 上記レーザダウンライトの設置方法の変更例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the example of a change of the installation method of the said laser downlight.

〔実施の形態1〕
本発明の実施の一形態について図1〜図3に基づいて説明すれば、以下のとおりである。ここでは、本発明の照明装置として、自動車用の走行用前照灯(ハイビーム)の配光特性基準を満たすヘッドランプ(車両用前照灯)1を例に挙げて説明する。ただし、本発明の照明装置は、自動車以外の車両・移動物体(例えば、人間・船舶・航空機・潜水艇・ロケットなど)のヘッドランプとして実現されてもよいし、その他の照明装置として実現されてもよい。その他の照明装置として、例えば、サーチライト、プロジェクター、家庭用照明器具を挙げることができる。
[Embodiment 1]
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. Here, a headlamp (vehicle headlamp) 1 that satisfies the light distribution characteristic standard of a traveling headlamp (high beam) for automobiles will be described as an example of the lighting device of the present invention. However, the lighting device of the present invention may be realized as a headlamp of a vehicle other than an automobile or a moving object (for example, a human, a ship, an aircraft, a submersible craft, a rocket), or may be realized as another lighting device. Also good. Examples of other lighting devices include a searchlight, a projector, and a home lighting device.

<ヘッドランプ1の構成>
まず、本実施形態に係るヘッドランプ1の構成について図1を用いて説明する。図1は、本実施形態に係るヘッドランプ1の概略構成を示す図である。同図に示すように、ヘッドランプ1は、半導体レーザ2、非球面レンズ3、導光部4、発光部5、反射鏡6および透明板7を備えている。半導体レーザ2、導光部4および発光部5によって発光装置の基本構造が形成されている。
<Configuration of headlamp 1>
First, the configuration of the headlamp 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a headlamp 1 according to the present embodiment. As shown in the figure, the headlamp 1 includes a semiconductor laser 2, an aspheric lens 3, a light guide unit 4, a light emitting unit 5, a reflecting mirror 6, and a transparent plate 7. The basic structure of the light emitting device is formed by the semiconductor laser 2, the light guide portion 4 and the light emitting portion 5.

(半導体レーザ2)
半導体レーザ2は、励起光を出射する励起光源として機能するものである。この半導体レーザ2は1つでもよいし、複数設けられてもよい。また、半導体レーザ2として、1つのチップに1つの発光点を有するものを用いてもよいし、複数の発光点を有するものを用いてもよい。本実施形態では、1チップに1つの発光点を有する1つの半導体レーザ2を用いている。
(Semiconductor laser 2)
The semiconductor laser 2 functions as an excitation light source that emits excitation light. One or more semiconductor lasers 2 may be provided. Further, as the semiconductor laser 2, one having one light emitting point on one chip may be used, or one having a plurality of light emitting points may be used. In the present embodiment, one semiconductor laser 2 having one light emitting point per chip is used.

半導体レーザ2は、例えば、1チップに1つの発光点(1ストライプ)を有し、405nm(青紫色)のレーザ光を発振し、光出力が1.0W、動作電圧が5V、電流が0.7Aのものであり、直径5.6mmのパッケージ(ステム)に封入されているものである。半導体レーザ2が発振するレーザ光は、405nmに限定されず、380nm以上470nm以下の波長範囲にピーク波長を有するレーザ光であればよい。   The semiconductor laser 2 has, for example, one light emitting point (one stripe) per chip, oscillates a 405 nm (blue-violet) laser beam, an optical output of 1.0 W, an operating voltage of 5 V, and a current of 0.1. 7A and enclosed in a package (stem) having a diameter of 5.6 mm. The laser light oscillated by the semiconductor laser 2 is not limited to 405 nm, and may be any laser light having a peak wavelength in a wavelength range of 380 nm to 470 nm.

なお、380nmより小さい波長のレーザ光を発振する良質な短波長用の半導体レーザを作製することが可能であれば、本実施の形態の半導体レーザ2として、380nmより小さい波長のレーザ光を発振するように設計された半導体レーザを用いることも可能である。   If a high-quality short-wavelength semiconductor laser that oscillates laser light having a wavelength smaller than 380 nm can be manufactured, laser light having a wavelength smaller than 380 nm is oscillated as the semiconductor laser 2 of the present embodiment. It is also possible to use a semiconductor laser designed as described above.

半導体レーザ2の光出力は、1W以上20W以下であり、発光部5に照射されるレーザ光の光密度(照射密度)は、0.1W/mm以上50W/mm以下であることが好ましい。この範囲の光出力であれば、車両用のヘッドランプに要求される光束および輝度を実現できるとともに、高出力過ぎるレーザ光によって発光部5が極度に劣化することを防止できる。すなわち、高光束かつ高輝度でありながら、長寿命の光源を実現できる。 The light output of the semiconductor laser 2 is 1 W or more and 20 W or less, and the light density (irradiation density) of the laser light applied to the light emitting unit 5 is preferably 0.1 W / mm 2 or more and 50 W / mm 2 or less. . If the light output is within this range, it is possible to achieve the luminous flux and brightness required for the vehicle headlamp, and it is possible to prevent the light emitting section 5 from being extremely deteriorated by the laser light having a high output. That is, it is possible to realize a light source having a long lifetime while having a high luminous flux and a high luminance.

非球面レンズ3は、各半導体レーザ2から発振されたレーザ光を、導光部4の一方の端部である光入射面4aに入射させるためのレンズである。例えば、非球面レンズ3として、アルプス電気製のFLKN1 405を用いることができる。上述の機能を有するレンズであれば、非球面レンズ3の形状および材質は特に限定されないが、405nm近傍の透過率が高く、かつ耐熱性のよい材料であることが好ましい。   The aspherical lens 3 is a lens for causing the laser light oscillated from each semiconductor laser 2 to enter the light incident surface 4 a that is one end of the light guide 4. For example, as the aspherical lens 3, FLKN1 405 manufactured by Alps Electric can be used. The shape and material of the aspherical lens 3 are not particularly limited as long as the lens has the above-described function. However, it is preferable that the aspherical lens 3 is a material having a high transmittance near 405 nm and good heat resistance.

(導光部4)
導光部4は、半導体レーザ2が発振したレーザ光を集光して発光部5(発光部5のレーザ光照射面)へと導く円錐台状の導光部材であり、非球面レンズ3を介して半導体レーザ2と光学的に結合している。導光部4は、半導体レーザ2が出射したレーザ光を受光する光入射面4a(入射端部)と当該光入射面4aにおいて受光したレーザ光を発光部5へ出射する光出射面4b(出射端部)とを有している。
(Light guide 4)
The light guide unit 4 is a truncated cone-shaped light guide member that condenses the laser light oscillated by the semiconductor laser 2 and guides it to the light emitting unit 5 (the laser light irradiation surface of the light emitting unit 5). And is optically coupled to the semiconductor laser 2. The light guide 4 includes a light incident surface 4a (incident end) that receives the laser light emitted from the semiconductor laser 2 and a light emission surface 4b (emitted) that emits the laser light received at the light incident surface 4a to the light emitting unit 5. End).

光出射面4bの面積は、光入射面4aの面積よりも小さい。そのため、光入射面4aから入射した各レーザ光は、導光部4の側面に反射しつつ前進することにより収束されて光出射面4bから出射される。   The area of the light emitting surface 4b is smaller than the area of the light incident surface 4a. Therefore, each laser beam incident from the light incident surface 4a is converged and emitted from the light emitting surface 4b by moving forward while being reflected on the side surface of the light guide unit 4.

導光部4は、石英ガラス、アクリル樹脂その他の透明素材で構成する。また、光入射面4aおよび光出射面4bは、平面形状であっても曲面形状であってもよい。   The light guide unit 4 is made of quartz glass, acrylic resin, or other transparent material. Further, the light incident surface 4a and the light emitting surface 4b may be planar or curved.

非球面レンズ3および導光部4の結合効率(半導体レーザ2から出射されるレーザ光の強度に対する、導光部4の光出射面4bから出射されるレーザ光の強度の割合)は90%である。このため、半導体レーザ2から出射された12Wのレーザ光は、非球面レンズ3および導光部4を通過すると、光出射面4bから10.8Wのレーザ光として出射される。   The coupling efficiency of the aspherical lens 3 and the light guide 4 (ratio of the intensity of the laser light emitted from the light exit surface 4b of the light guide 4 to the intensity of the laser light emitted from the semiconductor laser 2) is 90%. is there. For this reason, 12 W laser light emitted from the semiconductor laser 2 is emitted as 10.8 W laser light from the light emitting surface 4 b after passing through the aspherical lens 3 and the light guide 4.

なお、導光部4は、後述するように角錐台状であってもよく、光ファイバーであってもよく、半導体レーザ2からのレーザ光を発光部5に導くものであればよい。また、導光部4を設けずに、半導体レーザ2からのレーザ光を非球面レンズ3を介して、または直接に発光部5に照射してもよい。半導体レーザ2と発光部5との間の距離が短い場合には、このような構成が可能になる。   The light guide 4 may be in the shape of a truncated pyramid as described later, or may be an optical fiber, as long as it guides the laser light from the semiconductor laser 2 to the light emitting part 5. Further, the light emitting unit 5 may be irradiated with the laser light from the semiconductor laser 2 through the aspherical lens 3 or directly without providing the light guide unit 4. Such a configuration is possible when the distance between the semiconductor laser 2 and the light emitting unit 5 is short.

(発光部5)
発光部5は、導光部4の光出射面4bから出射されたレーザ光を受けて発光するものであり、レーザ光を受けて発光する耐熱性蛍光体(以下、単に蛍光体と称する)が耐熱性透明封止材(以下、単に封止材と称する)の中に分散されたものである。
(Light emitting part 5)
The light emitting unit 5 emits light by receiving laser light emitted from the light emitting surface 4b of the light guide unit 4, and a heat resistant phosphor that emits light by receiving laser light (hereinafter simply referred to as phosphor). It is dispersed in a heat resistant transparent sealing material (hereinafter simply referred to as a sealing material).

上記蛍光体は、例えば、酸窒化物系の蛍光体またはIII−V族化合物半導体のナノメータサイズの粒子を用いた半導体ナノ粒子蛍光体であり、青色、緑色および赤色の蛍光体が低融点ガラスに分散されている。半導体レーザ2は、405nm(青紫色)のレーザ光を発振するため、発光部5に当該レーザ光が照射されると白色光が発生する。それゆえ、発光部5は、波長変換部材であるといえる。発光部5の組成の詳細については後述する。   The phosphor is, for example, an oxynitride phosphor or a semiconductor nanoparticle phosphor using nanometer-sized particles of a III-V compound semiconductor, and blue, green, and red phosphors are converted into low-melting glass. Is distributed. Since the semiconductor laser 2 oscillates 405 nm (blue-violet) laser light, white light is generated when the light emitting unit 5 is irradiated with the laser light. Therefore, it can be said that the light emitting unit 5 is a wavelength conversion member. Details of the composition of the light emitting section 5 will be described later.

なお、半導体レーザ2は、450nm(青色)のレーザ光(または、440nm以上490nm以下の波長範囲にピーク波長を有する、いわゆる「青色」近傍のレーザ光)を発振するものでもよく、この場合には、上記蛍光体は、黄色の蛍光体、または緑色の蛍光体と赤色の蛍光体との混合物である。黄色の蛍光体とは、560nm以上590nm以下の波長範囲にピーク波長を有する光を発する蛍光体である。緑色の蛍光体とは、510nm以上560nm以下の波長範囲にピーク波長を有する光を発する蛍光体である。赤色の蛍光体とは、600nm以上680nm以下の波長範囲にピーク波長を有する光を発する蛍光体である。   The semiconductor laser 2 may oscillate 450 nm (blue) laser light (or laser light in the vicinity of so-called “blue” having a peak wavelength in the wavelength range of 440 nm to 490 nm). The phosphor is a yellow phosphor or a mixture of a green phosphor and a red phosphor. A yellow phosphor is a phosphor that emits light having a peak wavelength in a wavelength range of 560 nm to 590 nm. The green phosphor is a phosphor that emits light having a peak wavelength in a wavelength range of 510 nm or more and 560 nm or less. The red phosphor is a phosphor that emits light having a peak wavelength in a wavelength range of 600 nm to 680 nm.

発光部5は、透明板7の内側(光出射面4bが位置する側)の面において、反射鏡6の焦点位置またはその近傍に固定されている。発光部5の位置の固定方法は、この方法に限定されず、反射鏡6から延出する棒状または筒状の部材によって発光部5の位置を固定してもよい。   The light emitting unit 5 is fixed to the focal position of the reflecting mirror 6 or in the vicinity thereof on the inner surface of the transparent plate 7 (the side on which the light emitting surface 4b is located). The method for fixing the position of the light emitting unit 5 is not limited to this method, and the position of the light emitting unit 5 may be fixed by a rod-like or cylindrical member extending from the reflecting mirror 6.

発光部5の形状は、特に限定されず、直方体であっても、円筒状であってもよい。本実施形態では、発光部5は、直径3.5mm、厚さ2mmの円柱状である。この場合、半導体レーザ2からのレーザ光を受けるレーザ光照射面およびレーザ光照射面に対向する面の面積は、約9.6mmである。 The shape of the light emitting unit 5 is not particularly limited, and may be a rectangular parallelepiped or a cylindrical shape. In the present embodiment, the light emitting unit 5 has a cylindrical shape with a diameter of 3.5 mm and a thickness of 2 mm. In this case, the area of the laser light irradiation surface that receives the laser light from the semiconductor laser 2 and the surface facing the laser light irradiation surface is about 9.6 mm 2 .

また、発光部5のレーザ光照射面と発光面との間の厚みは2mmでなくともよい。上記厚みは、レーザ光が発光部5において全て白色光に変換されるか、またはレーザ光が発光部5において十分に散乱される厚みであればよい。つまり、人体に有害なコヒーレント光の全てが、無害なインコヒーレント光に変換されるだけの厚みを発光部5が有していればよい。   Further, the thickness between the laser light irradiation surface and the light emitting surface of the light emitting unit 5 may not be 2 mm. The thickness may be any thickness as long as the laser light is converted into white light in the light emitting unit 5 or the laser light is sufficiently scattered in the light emitting unit 5. That is, it is only necessary that the light emitting unit 5 has a thickness sufficient to convert all coherent light harmful to the human body into harmless incoherent light.

ここで必要とされる発光部5の厚みは、発光部5における封止材と蛍光体との割合に従って変化する。発光部5における蛍光体の含有量が多くなれば、レーザ光が白色光に変換される効率が高まるため発光部5の厚みを薄くできる。   The required thickness of the light emitting unit 5 varies according to the ratio between the sealing material and the phosphor in the light emitting unit 5. If the phosphor content in the light emitting unit 5 is increased, the efficiency of conversion of laser light into white light is increased, so that the thickness of the light emitting unit 5 can be reduced.

(反射鏡6)
反射鏡6は、発光部5が出射したインコヒーレント光(以下、単に「光」と称する)を反射することにより、所定の立体角内を進む光線束を形成するものである。すなわち、反射鏡6は、発光部5からの光を反射することにより、ヘッドランプ1の前方へ進む光線束を形成する。この反射鏡6は、例えば、金属薄膜がその表面に形成された曲面形状(カップ形状)の部材であり、反射した光の進行方向に開口している。
(Reflector 6)
The reflecting mirror 6 reflects incoherent light (hereinafter simply referred to as “light”) emitted from the light emitting unit 5 to form a light bundle that travels within a predetermined solid angle. That is, the reflecting mirror 6 reflects the light from the light emitting unit 5 to form a light beam that travels forward of the headlamp 1. The reflecting mirror 6 is, for example, a curved (cup-shaped) member having a metal thin film formed on the surface thereof, and opens in the traveling direction of reflected light.

(透明板7)
透明板7は、反射鏡6の開口部を覆う透明な樹脂板であり、発光部5を保持している。この透明板7を、半導体レーザ2からのレーザ光を遮断するとともに、発光部5においてレーザ光を変換することにより生成された白色光(インコヒーレント光)を透過する材質で形成することが好ましい。なお、透明板7として、樹脂板以外に無機ガラス板等も使用できる。
(Transparent plate 7)
The transparent plate 7 is a transparent resin plate that covers the opening of the reflecting mirror 6 and holds the light emitting unit 5. The transparent plate 7 is preferably formed of a material that blocks the laser light from the semiconductor laser 2 and transmits white light (incoherent light) generated by converting the laser light in the light emitting unit 5. In addition to the resin plate, an inorganic glass plate or the like can be used as the transparent plate 7.

発光部5によってコヒーレントなレーザ光は、そのほとんどがインコヒーレントな白色光に変換される。しかし、何らかの原因でレーザ光の一部が変換されない場合も考えられる。このような場合でも、透明板7によってレーザ光を遮断することにより、レーザ光が外部に漏れることを防止できる。なお、このような効果を期待せず、かつ透明板7以外の部材によって発光部5を保持する場合には、透明板7を省略することが可能である。   Most of the coherent laser light is converted into incoherent white light by the light emitting unit 5. However, there may be a case where a part of the laser beam is not converted for some reason. Even in such a case, the laser beam can be prevented from leaking to the outside by blocking the laser beam with the transparent plate 7. Note that the transparent plate 7 can be omitted when the light emitting unit 5 is held by a member other than the transparent plate 7 without expecting such an effect.

<発光部5の組成>
発光部をハイパワーのレーザ光で励起すると、発光部が激しく劣化することを本発明の発明者は見出した。発光部の劣化は、発光部に含まれる蛍光体そのものの劣化とともに、蛍光体を取り囲む封止材の劣化によって主に引き起こされる。例えば、サイアロン蛍光体は、レーザ光が照射されると60〜80%の効率で光を発生させるが、残りは熱となって放出される。この熱によって封止材が劣化すると考えられる。
<Composition of light-emitting part 5>
The inventors of the present invention have found that when the light emitting portion is excited with high power laser light, the light emitting portion is severely deteriorated. The deterioration of the light emitting part is mainly caused by the deterioration of the phosphor itself contained in the light emitting part and the deterioration of the sealing material surrounding the phosphor. For example, a sialon phosphor generates light with an efficiency of 60 to 80% when irradiated with laser light, but the rest is emitted as heat. It is considered that the sealing material deteriorates due to this heat.

それゆえ、封止材および蛍光体の材質を適切に選択することは、発光部の寿命を延ばす上で非常に重要である。このような観点から、発光部5を、封止材としてのガラス材の内部に蛍光体が分散されているものにしている。封止材をガラス材にすることにより、蛍光体を励起させるとき発生する熱によって封止材が著しく劣化することを防止できる。   Therefore, appropriately selecting the sealing material and the phosphor material is very important for extending the life of the light emitting section. From such a point of view, the light emitting section 5 has a phosphor dispersed in a glass material as a sealing material. By making the sealing material into a glass material, it is possible to prevent the sealing material from being significantly deteriorated by heat generated when the phosphor is excited.

(封止材の材質および混合比)
封止材として、無機ガラスやいわゆる有機無機ハイブリッドガラスを用いることができ、特に低融点ガラスが好ましい。低融点ガラスとしては、ガラス転移点が600℃以下のものが好ましく、SiO、B、ZnOのいずれか1つを少なくとも含むことが好ましい。SiO、B、またはZnOを加えることにより、低融点ガラスを安定化させながら、ガラス転移点と焼成温度とを低下させることができ、かつ透明性を保つことができる。
(Encapsulant material and mixing ratio)
As the sealing material, inorganic glass or so-called organic-inorganic hybrid glass can be used, and low melting point glass is particularly preferable. The low melting point glass preferably has a glass transition point of 600 ° C. or lower, and preferably contains at least one of SiO 2 , B 2 O 3 , and ZnO. By adding SiO 2 , B 2 O 3 , or ZnO, the glass transition point and the firing temperature can be lowered and the transparency can be maintained while stabilizing the low-melting glass.

封止材として低融点ガラスを用いた場合、蛍光体と低融点ガラスとの混合比を体積比として表すと、この体積比は、1:1000以上、1:1以下であることが好ましい。ここで、上記蛍光体は、白色にするために混合済みの蛍光体総量を指す。また、低融点ガラスについては、密度がおよそ3g/cm〜7g/cmである。蛍光体と低融点ガラスとの混合比を質量比として表すと、その質量比(蛍光体:低融点ガラス)の範囲は、0.5:100以上、20:100以下であることが好ましい。 When a low melting point glass is used as the sealing material, the volume ratio is preferably 1: 1000 or more and 1: 1 or less when the mixing ratio of the phosphor and the low melting point glass is expressed as a volume ratio. Here, the above-mentioned phosphor refers to the total amount of phosphors mixed to make white. As for the low-melting glass, a density of approximately 3g / cm 3 ~7g / cm 3 . When the mixing ratio of the phosphor and the low melting point glass is expressed as a mass ratio, the range of the mass ratio (phosphor: low melting point glass) is preferably 0.5: 100 or more and 20: 100 or less.

上記低融点ガラスとして、硼珪酸ガラス(SiO−B)にCaO−BaO−LiO−NaOを加えて低融点化したガラス材を用いている。このガラス材は、蛍光体材料に対して反応性が高くない。同様に蛍光体材料との反応が低い低融点ガラスであれば、ほぼ同様の結果が得られると考えられる。逆に、蛍光体と反応するガラス材の場合、焼成して発光部を作るだけで蛍光体の発光効率が低下してしまう可能性がある。 As the low melting point glass, a glass material having a low melting point by adding CaO—BaO—Li 2 O—Na 2 O to borosilicate glass (SiO 2 —B 2 O 3 ) is used. This glass material is not highly reactive with the phosphor material. Similarly, if the glass has a low melting point and a low reaction with the phosphor material, almost the same result is considered to be obtained. On the other hand, in the case of a glass material that reacts with the phosphor, the luminous efficiency of the phosphor may be reduced simply by firing to form a light emitting part.

また、封止材として有機無機ハイブリッドガラスを用いた場合、蛍光体と有機無機ハイブリッドガラスとの好ましい質量比(蛍光体:ハイブリッドガラス)の範囲は、5.13:200以上50:200以下であることが好ましい。   Moreover, when the organic-inorganic hybrid glass is used as the sealing material, the preferable mass ratio (phosphor: hybrid glass) range between the phosphor and the organic-inorganic hybrid glass is 5.13: 200 or more and 50: 200 or less. It is preferable.

上述の数値範囲は、発明者が実験により算出したものである。この実験では、複数の異なる混合比を有するサンプル(焼成後)についてそれぞれ発光効率を算出し、実用性に耐える発光効率を実現できる混合比の範囲を特定した。ハイブリッドガラスとガラス材とでは、その比重が異なるため、好ましい混合比の範囲を別々に算出している。   The above numerical range is calculated by the inventors through experiments. In this experiment, the luminous efficiency was calculated for each of the samples having different mixing ratios (after firing), and the range of the mixing ratio that can realize the luminous efficiency that can withstand practicality was specified. Since the specific gravity is different between the hybrid glass and the glass material, a preferable range of the mixing ratio is calculated separately.

封止材として低融点ガラスを用いる場合、蛍光体と低融点ガラスとの質量比が0.5:100以上であれば、作製した発光部5の中にムラなく蛍光体を分散させることができる。また、0.5:100よりも蛍光体濃度が薄い場合、大半の励起光がそのまま発光部5を透過してしまい、十分な照明光を得ることができない。それゆえ、上記質量比は0.5:100以上であることが好ましい。   When using a low-melting glass as the sealing material, the phosphor can be dispersed evenly in the produced light-emitting portion 5 if the mass ratio of the phosphor to the low-melting glass is 0.5: 100 or more. . When the phosphor concentration is lower than 0.5: 100, most of the excitation light passes through the light emitting unit 5 as it is, and sufficient illumination light cannot be obtained. Therefore, the mass ratio is preferably 0.5: 100 or more.

なお、本発明の照明装置を透過型のレーザ照明器具として実現する場合は、上記質量比は、1.0:100以上であることがさらに好ましい。1.0:100以上であれば、励起光として使用されるレーザ光を蛍光体粒子によって散乱させてコヒーレント性を低下させることができるようになる。   In addition, when implement | achieving the illuminating device of this invention as a transmissive | pervious laser lighting fixture, it is more preferable that the said mass ratio is 1.0: 100 or more. If the ratio is 1.0: 100 or more, the laser light used as excitation light can be scattered by the phosphor particles to reduce the coherency.

一方、もし20:100よりも蛍光体濃度を濃くした場合、発光部5の表面が荒れて非常にもろい状態になるため、物理的接触等で発光部5の一部が欠けやすくなったりする。それゆえ、上記質量比は、20:100以下であることが好ましい。   On the other hand, if the phosphor concentration is higher than 20: 100, the surface of the light-emitting portion 5 is rough and very brittle, so that part of the light-emitting portion 5 is likely to be lost due to physical contact or the like. Therefore, the mass ratio is preferably 20: 100 or less.

なお、上記質量比が20:100の近傍(ただし、20:100を超えない)であれば、作製した発光部5の表面はかなり蛍光体がむき出しになるため平坦性が低下するが、発光部として使用するには問題ない。もし、発光部表面の平坦性を必要とするのであれば、上記質量比を15:100以下とすることが好ましい。   If the mass ratio is in the vicinity of 20: 100 (however, it does not exceed 20: 100), the surface of the produced light-emitting part 5 is considerably exposed and the flatness is lowered. There is no problem to use as. If flatness of the light emitting portion surface is required, the mass ratio is preferably 15: 100 or less.

また、1.0:100以上15:100以下の範囲、例えば3:100や5:100、7:100などで作製した場合、分散性、ムラ、表面状態等問題ない発光部5を作製することができる。従って、所望の色温度、色度に合わせて、この範囲(1:100〜15:100)で作製すれば、高効率で、形状再現性等に優れた発光部が高歩留まりで実現可能である。   Moreover, when it produces in the range of 1.0: 100 or more and 15: 100 or less, for example, 3: 100, 5: 100, 7: 100 etc., the light emission part 5 without a problem, such as a dispersibility, a nonuniformity, and a surface state, is produced. Can do. Therefore, if it is manufactured in this range (1: 100 to 15: 100) according to the desired color temperature and chromaticity, a light emitting part with high efficiency and excellent shape reproducibility can be realized with high yield. .

蛍光体と封止材との分散比は、発光部の発熱効率(逆の観点から言えば、放熱効率)に影響を与える。100%蛍光体であれば、発光部の発熱は大きくなり、発光部の劣化が早くなる。発光部を適量の封止材で封止することにより、蛍光体の発熱を抑制することができる。   The dispersion ratio between the phosphor and the sealing material affects the heat generation efficiency of the light emitting part (in other words, the heat dissipation efficiency). If the phosphor is 100%, the heat generation of the light emitting portion is increased, and the light emitting portion is rapidly deteriorated. Heat generation of the phosphor can be suppressed by sealing the light emitting portion with an appropriate amount of sealing material.

このように、蛍光体と封止材との混合比を適切に設定することにより、発光部5の発光効率および耐熱性を高めることができる。   Thus, the light emission efficiency and heat resistance of the light emission part 5 can be improved by setting appropriately the mixture ratio of fluorescent substance and a sealing material.

(蛍光体の材質)
発光部5に用いる蛍光体としては、酸窒化物蛍光体と通称されるものが好ましい。例えば、代表的な酸窒化物蛍光体であるSiAlON蛍光体は、窒化ケイ素のシリコン原子の一部がアルミニウム原子に、窒素原子の一部が酸素原子に置換された物質である。窒化ケイ素(Si)にアルミナ(Al)、シリカ(SiO)および希土類元素などを固溶させて作ることができる。
(Material of phosphor)
As the phosphor used in the light emitting section 5, what is commonly called an oxynitride phosphor is preferable. For example, a SiAlON phosphor, which is a typical oxynitride phosphor, is a substance in which some silicon atoms in silicon nitride are replaced with aluminum atoms and some nitrogen atoms are replaced with oxygen atoms. It can be made by dissolving alumina (Al 2 O 3 ), silica (SiO 2 ), rare earth elements and the like in silicon nitride (Si 3 N 4 ).

窒化物蛍光体の例としては、CASN(CaAlSiN)蛍光体およびSCASN((Sr,Ca)AlSiN)蛍光体を挙げることができる。後述するように、SCASN蛍光体は、耐熱性ではCASN蛍光体よりも劣るが、発光ピーク波長がより短波長化しているという特徴がある。 Examples of the nitride phosphor include CASN (CaAlSiN 3 ) phosphor and SCASN ((Sr, Ca) AlSiN 3 ) phosphor. As will be described later, the SCASN phosphor is inferior to the CASN phosphor in heat resistance, but has a feature that the emission peak wavelength is shorter.

発光部5は、例えば、SiOとBとZnOとを2:2:1の割合で含む低融点ガラスとCaα−SiAlON:CeとCASN:Euとを重量比で10:2:1で混合したものである。 Emitting unit 5 is, for example, SiO 2 and B 2 O 3 and a ZnO 2: 2: low melting point glass and Caα-SiAlON in a proportion of 1: Ce and CASN: Eu as a weight ratio of 10: 2: 1 Is a mixture of

蛍光体の別の好適な例としては、III−V族化合物半導体のナノメータサイズの粒子を用いた半導体ナノ粒子蛍光体を例示することができる。   As another suitable example of the phosphor, a semiconductor nanoparticle phosphor using nanometer-sized particles of a III-V compound semiconductor can be exemplified.

半導体ナノ粒子蛍光体の特徴の一つは、同一の化合物半導体(例えばインジュウムリン:InP)を用いても、その粒子径をナノメータサイズに変更することにより、量子サイズ効果によって発光色を変化させることができる点である。例えば、InPでは、粒子サイズが3〜4nm程度のときに赤色に発光する(ここで、粒子サイズは透過型電子顕微鏡(TEM)にて評価した)。   One of the features of semiconductor nanoparticle phosphors is that even if the same compound semiconductor (for example, indium phosphorus: InP) is used, the emission color is changed by the quantum size effect by changing the particle diameter to nanometer size. It is a point that can be. For example, InP emits red light when the particle size is about 3 to 4 nm (here, the particle size was evaluated with a transmission electron microscope (TEM)).

また、この半導体ナノ粒子蛍光体は、半導体ベースであるので蛍光寿命が短く、励起光のパワーを素早く蛍光として放射できるのでハイパワーの励起光に対して耐性が強いという特徴もある。これは、この半導体ナノ粒子蛍光体の発光寿命が10ナノ秒程度と、希土類を発光中心とする通常の蛍光体材料に比べて5桁も小さいためである。   In addition, since this semiconductor nanoparticle phosphor is semiconductor-based, it has a short fluorescence lifetime and can emit the excitation light power as fluorescence quickly, so that it is highly resistant to high-power excitation light. This is because the emission lifetime of the semiconductor nanoparticle phosphor is about 10 nanoseconds, which is five orders of magnitude smaller than that of a normal phosphor material having a rare earth as the emission center.

さらに、上述したように、発光寿命が短いため、レーザ光の吸収と蛍光体の発光を素早く繰り返すことができる。その結果、強いレーザ光に対して高効率を保つことができ、蛍光体からの発熱を低減させることができる。   Furthermore, as described above, since the emission lifetime is short, the absorption of the laser beam and the emission of the phosphor can be quickly repeated. As a result, high efficiency can be maintained with respect to strong laser light, and heat generation from the phosphor can be reduced.

よって、発光部5が熱により劣化(変色や変形)するのをより抑制することができる。これにより、光の出力が高い発光素子を光源として用いる場合に、発光装置の寿命が短くなるのをより抑制することができる。   Therefore, it is possible to further suppress deterioration (discoloration or deformation) of the light emitting unit 5 due to heat. Thereby, when using the light emitting element with a high light output as a light source, it can suppress more that the lifetime of a light-emitting device becomes short.

<半導体レーザ2の構造>
次に半導体レーザ2の基本構造について説明する。図2(a)は、半導体レーザ2の回路図を模式的に示したものであり、図2(b)は、半導体レーザ2の基本構造を示す斜視図である。同図に示すように、半導体レーザ2は、カソード電極19、基板18、クラッド層113、活性層111、クラッド層112、アノード電極17がこの順に積層された構成である。
<Structure of semiconductor laser 2>
Next, the basic structure of the semiconductor laser 2 will be described. FIG. 2A schematically shows a circuit diagram of the semiconductor laser 2, and FIG. 2B is a perspective view showing the basic structure of the semiconductor laser 2. As shown in the figure, the semiconductor laser 2 has a configuration in which a cathode electrode 19, a substrate 18, a cladding layer 113, an active layer 111, a cladding layer 112, and an anode electrode 17 are laminated in this order.

基板18は、半導体基板であり、本願のように蛍光体を励起する為の青色〜紫外の励起光を得る為にはGaN、サファイア、SiCを用いることが好ましい。一般的には、半導体レーザ用の基板の他の例として、Si、GeおよびSiC等のIV属半導体、GaAs、GaP、InP、AlAs、GaN、InN、InSb、GaSbおよびAlNに代表されるIII−V属化合物半導体、ZnTe、ZeSe、ZnSおよびZnO等のII−VI属化合物半導体、ZnO、Al、SiO、TiO、CrOおよびCeO等の酸化物絶縁体、並びに、SiNなどの窒化物絶縁体のいずれかの材料が用いられる。 The substrate 18 is a semiconductor substrate, and it is preferable to use GaN, sapphire, or SiC in order to obtain blue to ultraviolet excitation light for exciting the phosphor as in the present application. In general, as other examples of a substrate for a semiconductor laser, a group IV semiconductor represented by a group IV semiconductor such as Si, Ge and SiC, GaAs, GaP, InP, AlAs, GaN, InN, InSb, GaSb and AlN Group V compound semiconductors, Group II-VI compound semiconductors such as ZnTe, ZeSe, ZnS and ZnO, oxide insulators such as ZnO, Al 2 O 3 , SiO 2 , TiO 2 , CrO 2 and CeO 2 , and SiN Any material of the nitride insulator is used.

アノード電極17は、クラッド層112を介して活性層111に電流を注入するためのものである。   The anode electrode 17 is for injecting current into the active layer 111 through the cladding layer 112.

カソード電極19は、基板18の下部から、クラッド層113を介して活性層111に電流を注入するためのものである。なお、電流の注入は、アノード電極17・カソード電極19に順方向バイアスをかけて行う。   The cathode electrode 19 is for injecting current into the active layer 111 from the lower part of the substrate 18 through the clad layer 113. The current is injected by applying a forward bias to the anode electrode 17 and the cathode electrode 19.

活性層111は、クラッド層113及びクラッド層112で挟まれた構造になっている。   The active layer 111 has a structure sandwiched between the clad layer 113 and the clad layer 112.

また、活性層111およびクラッド層113の材料としては、青色〜紫外の励起光を得る為にはAlInGaNから成る混晶半導体が用いられる。一般に半導体レーザの活性層・クラッド層としては、Al、Ga、In、As、P、N、Sbを主たる組成とする混晶半導体が用いられ、そのような構成としても良い。また、活性層111およびクラッド層113は、Zn、Mg、S、Se、TeおよびZnO等のII−VI属化合物半導体によって構成されていてもよい。   As a material for the active layer 111 and the cladding layer 113, a mixed crystal semiconductor made of AlInGaN is used to obtain blue to ultraviolet excitation light. Generally, a mixed crystal semiconductor mainly composed of Al, Ga, In, As, P, N, and Sb is used as an active layer / cladding layer of a semiconductor laser, and such a configuration may be used. The active layer 111 and the cladding layer 113 may be made of a II-VI group compound semiconductor such as Zn, Mg, S, Se, Te, and ZnO.

また、活性層111は、注入された電流により発光が生じる領域であり、クラッド層112及びクラッド層113との屈折率差により、発光した光が活性層111内に閉じ込められる。   The active layer 111 is a region where light emission is caused by the injected current, and the emitted light is confined in the active layer 111 due to a difference in refractive index between the cladding layer 112 and the cladding layer 113.

さらに、活性層111には、誘導放出によって増幅される光を閉じ込めるために互いに対向して設けられる表側へき開面114・裏側へき開面115が形成されており、この表側へき開面114・裏側へき開面115が鏡の役割を果す。   Further, the active layer 111 is formed with a front side cleaved surface 114 and a back side cleaved surface 115 provided to face each other in order to confine light amplified by stimulated emission, and the front side cleaved surface 114 and the back side cleaved surface 115. Plays the role of a mirror.

ただし、完全に光を反射する鏡とは異なり、誘導放出によって増幅される光の一部は、活性層111の表側へき開面114・裏側へき開面115(本実施の形態では、便宜上表側へき開面114とする)から出射され、励起光L0となる。なお、活性層111は、多層量子井戸構造を形成していてもよい。   However, unlike a mirror that completely reflects light, a part of the light amplified by stimulated emission is obtained by cleaving the front side cleaved surface 114 and the back side cleaved surface 115 of the active layer 111 (in this embodiment, the front side cleaved surface 114 for convenience. And the excitation light L0. Note that the active layer 111 may form a multilayer quantum well structure.

なお、表側へき開面114と対向する裏側へき開面115には、レーザ発振のための反射膜(図示せず)が形成されており、表側へき開面114と裏側へき開面115との反射率に差を設けることで、低反射率端面である、例えば、表側へき開面114より励起光L0の大部分が発光点103から照射されるようにすることができる。   Note that a reflective film (not shown) for laser oscillation is formed on the back side cleaved surface 115 opposite to the front side cleaved surface 114, and the difference in reflectance between the front side cleaved surface 114 and the back side cleaved surface 115 is different. By providing, for example, most of the excitation light L0 can be irradiated from the light emitting point 103 from the cleaved surface 114 which is a low reflectance end face, for example.

クラッド層113・クラッド層112は、n型およびp型それぞれのGaAs、GaP、InP、AlAs、GaN、InN、InSb、GaSb、及びAlNに代表されるIII−V属化合物半導体、並びに、ZnTe、ZeSe、ZnSおよびZnO等のII−VI属化合物半導体のいずれの半導体によって構成されていてもよく、順方向バイアスをアノード電極17及びカソード電極19に印加することで活性層111に電流を注入できるようになっている。   The clad layer 113 and the clad layer 112 are made of n-type and p-type GaAs, GaP, InP, AlAs, GaN, InN, InSb, GaSb, and AlN group III-V compound semiconductors, and ZnTe, ZeSe. , ZnS, ZnO, and other II-VI group compound semiconductors, and by applying a forward bias to the anode electrode 17 and the cathode electrode 19, current can be injected into the active layer 111. It has become.

クラッド層113・クラッド層112および活性層111などの各半導体層との膜形成については、MOCVD(有機金属化学気相成長)法やMBE(分子線エピタキシー)法、CVD(化学気相成長)法、レーザアブレーション法、スパッタ法などの一般的な成膜手法を用いて構成できる。各金属層の膜形成については、真空蒸着法やメッキ法、レーザアブレーション法、スパッタ法などの一般的な成膜手法を用いて構成できる。   As for film formation with each semiconductor layer such as the clad layer 113, the clad layer 112, and the active layer 111, MOCVD (metal organic chemical vapor deposition) method, MBE (molecular beam epitaxy) method, CVD (chemical vapor deposition) method. The film can be formed using a general film forming method such as a laser ablation method or a sputtering method. The film formation of each metal layer can be configured using a general film forming method such as a vacuum deposition method, a plating method, a laser ablation method, or a sputtering method.

<発光部5の発光原理>
次に、半導体レーザ2から発振されたレーザ光による蛍光体の発光原理について説明する。
<Light emission principle of light emitting unit 5>
Next, the light emission principle of the phosphor by the laser light oscillated from the semiconductor laser 2 will be described.

まず、半導体レーザ2から発振されたレーザ光が発光部5に含まれる蛍光体に照射されることにより、蛍光体内に存在する電子が低エネルギー状態から高エネルギー状態(励起状態)に励起される。   First, the laser light oscillated from the semiconductor laser 2 is irradiated onto the phosphor included in the light emitting unit 5, whereby electrons existing in the phosphor are excited from a low energy state to a high energy state (excited state).

その後、この励起状態は不安定であるため、蛍光体内の電子のエネルギー状態は、一定時間後にもとの低エネルギー状態(基底準位のエネルギー状態または励起準位と基底準位との間の準安定準位のエネルギー状態)に遷移する。   Since this excited state is unstable, the energy state of the electrons in the phosphor is changed to the original low energy state after a certain time (the energy state of the ground level or the level between the excited level and the ground level). Transition to a stable level energy state).

このように、高エネルギー状態に励起された電子が、低エネルギー状態に遷移することによって蛍光体が発光する。   In this way, the phosphors emit light when electrons excited to the high energy state transition to the low energy state.

白色光は、等色の原理を満たす3つの色の混色、または補色の関係を満たす2つの色の混色で構成でき、この原理・関係に基づき、半導体レーザから発振されたレーザ光の色と蛍光体が発する光の色とを、上述のように組み合わせることにより白色光を発生させることができる。   White light can be composed of a mixture of three colors that satisfy the principle of equal colors, or a mixture of two colors that satisfy the relationship of complementary colors, and based on this principle and relationship, the color and fluorescence of laser light oscillated from a semiconductor laser. White light can be generated by combining the color of light emitted by the body as described above.

<実験例1>
発光部5から出射される光のスペクトルに関する実験結果について説明する。
<Experimental example 1>
The experimental result regarding the spectrum of the light emitted from the light emitting unit 5 will be described.

(発光スペクトル)
図3は、蛍光体としてCaα−SiAlON:CeおよびCASN:Euを使用した場合の発光スペクトルを示す図である。グラフの横軸は、蛍光体が発する光の波長を示し、縦軸は当該光の強度を示している。
(Emission spectrum)
FIG. 3 is a diagram showing an emission spectrum when Caα-SiAlON: Ce and CASN: Eu are used as phosphors. The horizontal axis of the graph indicates the wavelength of light emitted from the phosphor, and the vertical axis indicates the intensity of the light.

発光部5の封止材として、SiOとBとZnOとを2:2:1の割合で含む低融点ガラスを使用した。この低融点ガラスとCaα−SiAlON:CeとCASN:Euとを重量比で30:3:1で混合し、加熱溶解させて、円柱形状(直径3.5mm、厚さ2mm)の発光部5を形成した。 As a sealing material of a light-emitting portion 5, ZnO and SiO 2 and B 2 O 3 2: 2: using a low-melting glass in a proportion of 1. The low melting point glass, Caα-SiAlON: Ce and CASN: Eu are mixed at a weight ratio of 30: 3: 1 and heated and dissolved to form a light emitting section 5 having a cylindrical shape (diameter 3.5 mm, thickness 2 mm). Formed.

半導体レーザ2から放射された出力1Wのレーザ光を、非球面レンズ3を用いて直径3.5mmの円錐状ビームとし、発光部5に照射した。照射光密度は0.1W/mmである。この実験では導光部4は使用していない。 A laser beam with an output of 1 W emitted from the semiconductor laser 2 was formed into a conical beam having a diameter of 3.5 mm using the aspherical lens 3 and irradiated to the light emitting unit 5. The irradiation light density is 0.1 W / mm 2 . In this experiment, the light guide 4 is not used.

発光スペクトルを測定したところ、Caα−SiAlON:Ceについて、約507nmをピークとするスペクトルが得られた。また、CASN:Euについて、約650nmをピークとするスペクトルが得られた。   When the emission spectrum was measured, a spectrum having a peak at about 507 nm was obtained for Caα-SiAlON: Ce. In addition, a spectrum having a peak at about 650 nm was obtained for CASN: Eu.

本実施形態の低融点ガラスでは、ホウ珪酸ガラスにZnOを添加することによってガラスを安定化させながら、ガラス転移点と焼成温度を低下でき、かつ透明性を保つ効果を得ることができた。   In the low melting point glass of this embodiment, the glass transition point and the firing temperature can be lowered and the transparency can be maintained while stabilizing the glass by adding ZnO to the borosilicate glass.

上述の封止材に酸窒化物蛍光体であるSiAlON蛍光体と窒化物蛍光体であるCASN蛍光体とを分散させることにより、レーザ光励起でも劣化しにくい蛍光体発光部を実現することができた。 By dispersing the SiAlON phosphor, which is an oxynitride phosphor, and the CASN phosphor, which is a nitride phosphor, in the above-described sealing material, a phosphor light emitting portion that is not easily deteriorated even by laser light excitation can be realized. .

<実験例2>
次に、SCASN蛍光体をガラス材の中に分散させることによって形成した発光部5の耐熱性に関する実験について説明する。
<Experimental example 2>
Next, the experiment regarding the heat resistance of the light emitting part 5 formed by dispersing the SCASN phosphor in the glass material will be described.

SCASN蛍光体はCASN蛍光体にさらにSr(ストロンチウム)が入った蛍光体であり、窒化物蛍光体の一種である。このSCASN蛍光体は、Srの影響により耐熱性の面ではCASN蛍光体よりも劣ると考えられる。ちなみに、SiAlON蛍光体は、結晶的にCASN蛍光体よりも強固であり、CASN蛍光体よりも耐熱性が高いと考えられる。 SCASN phosphor is a phosphor containing more Sr (strontium) in the CASN phosphor, which is a type of nitride compound phosphor. This SCASN phosphor is considered to be inferior to the CASN phosphor in terms of heat resistance due to the influence of Sr. Incidentally, the SiAlON phosphor is considered to be crystallinely stronger than the CASN phosphor and higher in heat resistance than the CASN phosphor.

それゆえ、耐熱性に関して、SiAlON蛍光体>CASN蛍光体>SCASN蛍光体という関係が成立する。そのため、SCASN蛍光体が耐えられる温度であれば、SiAlON蛍光体およびCASN蛍光体も耐えられると考えられる。   Therefore, regarding heat resistance, a relationship of SiAlON phosphor> CASN phosphor> SCASN phosphor is established. Therefore, it is considered that SiAlON phosphors and CASN phosphors can withstand temperatures that can withstand SCASN phosphors.

(実験方法)
大気中、所定の温度まで30分でSCASN蛍光体を昇温し、その温度で30分間加熱を行った後、内部および外部量子効率および吸収率を室温で測定した。このような実験を、熱処理温度を変えて複数回行った。その結果を図4および図5に示した。
(experimental method)
The SCASN phosphor was heated up to a predetermined temperature in the atmosphere in 30 minutes, heated at that temperature for 30 minutes, and then the internal and external quantum efficiencies and absorption rates were measured at room temperature. Such an experiment was performed several times with different heat treatment temperatures. The results are shown in FIG. 4 and FIG.

図4は、SCASN蛍光体の内部および外部量子効率と熱処理温度との関係を示すグラフである。グラフの縦軸は、量子効率を示し、グラフの横軸は、SCASN蛍光体を熱処理したときの処理温度を示している。また、実線のグラフが内部量子効率の変化を示し、破線のグラフが外部量子効率の変化を示している。   FIG. 4 is a graph showing the relationship between the internal and external quantum efficiencies of the SCASN phosphor and the heat treatment temperature. The vertical axis of the graph indicates the quantum efficiency, and the horizontal axis of the graph indicates the processing temperature when the SCASN phosphor is heat-treated. A solid line graph indicates a change in internal quantum efficiency, and a broken line graph indicates a change in external quantum efficiency.

図4に示すように、0℃での実験結果は、熱処理をしない場合のSCASN蛍光体の内部および外部量子効率を示しており、内部および外部量子効率は、熱処理温度が560℃程度までは、熱処理による影響は見られなかった。しかし、熱処理温度がさらに上昇すると内部および外部量子効率は、顕著に低下した。   As shown in FIG. 4, the experimental results at 0 ° C. show the internal and external quantum efficiencies of the SCASN phosphor without heat treatment, and the internal and external quantum efficiencies are up to a heat treatment temperature of about 560 ° C. There was no effect of heat treatment. However, the internal and external quantum efficiencies decreased significantly as the heat treatment temperature further increased.

この事実から、本発明で使用される耐熱性蛍光体は、少なくとも0℃から560℃までの温度範囲内での熱処理を行っても、当該熱処理後にある温度で測定された量子効率が、当該熱処理前に上記ある温度で測定された量子効率よりも、誤差範囲を超えて低下しないものであるといえる。   From this fact, even when the heat-resistant phosphor used in the present invention is subjected to a heat treatment in a temperature range of at least 0 ° C. to 560 ° C., the quantum efficiency measured at a temperature after the heat treatment is It can be said that the quantum efficiency previously measured at a certain temperature does not drop beyond the error range.

図5は、熱処理を施した後の蛍光体の、異なる波長の光の吸収率を示すグラフである。図5に示すように、SCASN蛍光体の、異なる波長の光についての光吸収率は、熱処理温度が600℃までは室温(熱処理なし)の光吸収率と比較して大差は見られないが、少なくとも熱処理温度が700℃以上では顕著な変化が見られた。具体的には、熱処理温度が700℃、800℃になると、それらより低い温度の熱処理を施した場合と比較して明らかに光吸収率が異なっており、蛍光体が変質していることが分かる。   FIG. 5 is a graph showing the absorptance of light having different wavelengths of the phosphor after the heat treatment. As shown in FIG. 5, the light absorptance of light of different wavelengths of the SCASN phosphor is not greatly different from the light absorptivity at room temperature (no heat treatment) up to a heat treatment temperature of 600 ° C., A remarkable change was observed at least when the heat treatment temperature was 700 ° C. or higher. Specifically, when the heat treatment temperature is 700 ° C. or 800 ° C., the light absorption rate is clearly different from that in the case where heat treatment is performed at a temperature lower than those, and it can be seen that the phosphor has deteriorated. .

これらの実験結果から、大気中でのSCASN蛍光体の耐熱温度は、600℃未満であることが分かった。このSCASN蛍光体の劣化の原因は、SCASN蛍光体中に含まれる窒素が抜けてしまうためであると考えられる。そのため、窒素中で熱処理を行えばSCASN蛍光体の窒素抜けを抑制することができ、発光効率の低下を抑えることができる可能性がある。   From these experimental results, it was found that the heat-resistant temperature of the SCASN phosphor in the atmosphere is less than 600 ° C. The cause of the deterioration of the SCASN phosphor is considered to be that nitrogen contained in the SCASN phosphor is lost. Therefore, if heat treatment is performed in nitrogen, nitrogen desorption of the SCASN phosphor can be suppressed, and a decrease in light emission efficiency may be suppressed.

例えば、ヘッドランプ1において、反射鏡6および透明板7によって形成される空間に窒素ガスを充填し、窒素ガス中で発光部5にレーザ光を照射することにより発光部5の熱耐性を高めることができる可能性がある。   For example, in the headlamp 1, the space formed by the reflecting mirror 6 and the transparent plate 7 is filled with nitrogen gas, and the light-emitting unit 5 is irradiated with laser light in the nitrogen gas to increase the heat resistance of the light-emitting unit 5. May be possible.

<ヘッドランプ1の効果>
以上のように、ヘッドランプ1では、発光部5から出射される光の光束を低下させずに発光部5の劣化を防止でき、ヘッドランプに要求される輝度を実現しつつ、長寿命のヘッドランプ1を実現できる。さらに、発光部5が長寿命になることにより、発光部5を取り替えるための手間および費用を削減することができる。
<Effect of headlamp 1>
As described above, the headlamp 1 can prevent deterioration of the light emitting unit 5 without reducing the luminous flux of the light emitted from the light emitting unit 5, achieves the luminance required for the headlamp, and achieves a long-life head. The lamp 1 can be realized. Further, since the light emitting unit 5 has a long life, the labor and cost for replacing the light emitting unit 5 can be reduced.

〔実施の形態2〕
本発明の他の実施形態について図6〜図7に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、実施の形態1と同様の部材に関しては、同じ符号を付し、その説明を省略する。
[Embodiment 2]
The following will describe another embodiment of the present invention with reference to FIGS. In addition, about the member similar to Embodiment 1, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.

図6は、本実施形態に係るヘッドランプ20の概略構成を示す図である。同図に示すように、ヘッドランプ20は、ヘッドランプ1とは異なり、ロッドレンズである非球面レンズ31、導光部41、発光部51を備えている。   FIG. 6 is a diagram showing a schematic configuration of the headlamp 20 according to the present embodiment. As shown in the figure, unlike the headlamp 1, the headlamp 20 includes an aspherical lens 31 that is a rod lens, a light guide portion 41, and a light emitting portion 51.

導光部41は、半導体レーザ2が発振したレーザ光を光入射面41aにおいて受光し、光出射面41bから出射することにより当該レーザ光を発光部51へと導く角錐台状の導光部材であり、非球面レンズ31を介して半導体レーザ2と光学的に結合している。導光部41は、導光部4と形状が異なっているだけで、材質については導光部4と同じである。なお、導光部4と同様に導光部41を省略してもよい。   The light guide unit 41 is a truncated pyramid-shaped light guide member that receives the laser light oscillated from the semiconductor laser 2 at the light incident surface 41 a and guides the laser light to the light emitting unit 51 by being emitted from the light emitting surface 41 b. Yes, it is optically coupled to the semiconductor laser 2 via an aspheric lens 31. The light guide part 41 is the same as the light guide part 4 only in the shape and the light guide part 4. The light guide 41 may be omitted in the same manner as the light guide 4.

発光部51は、縦1.2mm×横0.4mm×奥行き0.5mmの直方体であり、発光部5とは、その形状が異なっている。日本国内で法的に規定されている車両用ヘッドランプの配光パターン(配光分布)は、鉛直方向に狭く、水平方向に広いため、発光部51の形状を、水平方向に対して横長(断面略長方形形状)にすることにより、上記配光パターンを実現しやすくなる。   The light emitting unit 51 is a rectangular parallelepiped having a length of 1.2 mm, a width of 0.4 mm, and a depth of 0.5 mm. The shape of the light emitting unit 51 is different from that of the light emitting unit 5. The light distribution pattern (light distribution) of a vehicle headlamp that is legally regulated in Japan is narrow in the vertical direction and wide in the horizontal direction. By making the cross section substantially rectangular), the light distribution pattern can be easily realized.

本実施形態では、発光部51は、Caα−SiAlON:CeとCaα−SiAlON:Euとを蛍光体として用い、SiOとBとZnOをベースにBaOを添加した低融点ガラスに前記蛍光体を分散させたものである。低融点ガラスにBaOを添加することでガラスの化学的耐久性、非結晶化など安定化を向上させることができる。 In the present embodiment, the light emitting unit 51 uses Caα-SiAlON: Ce and Caα-SiAlON: Eu as phosphors, and the fluorescence is applied to low-melting glass in which BaO is added based on SiO 2 , B 2 O 3 and ZnO. The body is dispersed. Addition of BaO to the low-melting glass can improve the stability of the glass such as chemical durability and non-crystallization.

また、本実施形態では、半導体レーザ2は、1チップ10ストライプ(1チップに10個の発光点)のものであり、発振波長が405nm、光出力が10W、動作電圧が5V、電流が6A、消費電力が30Wであり、直径9mmステムに実装されたものである。このような半導体レーザ2を1個使用している。   In the present embodiment, the semiconductor laser 2 is of 10 stripes per chip (10 light emitting points per chip), the oscillation wavelength is 405 nm, the optical output is 10 W, the operating voltage is 5 V, the current is 6 A, The power consumption is 30 W, and it is mounted on a 9 mm diameter stem. One such semiconductor laser 2 is used.

<実験例3>
発光部51から出射される光のスペクトルに関する実験結果について説明する。
<Experimental example 3>
The experimental results regarding the spectrum of the light emitted from the light emitting unit 51 will be described.

図7は、蛍光体としてCaα−SiAlON:CeおよびCaα−SiAlON:Euを使用した場合の発光スペクトルを示す図である。グラフの横軸は、蛍光体が発する光の波長を示し、縦軸は当該光の強度を示している。   FIG. 7 is a diagram showing an emission spectrum when Caα-SiAlON: Ce and Caα-SiAlON: Eu are used as phosphors. The horizontal axis of the graph indicates the wavelength of light emitted from the phosphor, and the vertical axis indicates the intensity of the light.

蛍光体保持物質として、SiOとBとBaOとを2:2:1の割合で含む低融点ガラスを使用した。この低融点ガラスとCaα−SiAlON:CeとCaα−SiAlON:Euとを重量比で20:1:1で混合し、加熱プレス成形で、直方体形状(縦1.2mm×横0.4mm×奥行き0.5mm)の発光部51を形成した。 A low melting point glass containing SiO 2 , B 2 O 3 and BaO at a ratio of 2: 2: 1 was used as the phosphor holding material. This low-melting glass, Caα-SiAlON: Ce and Caα-SiAlON: Eu are mixed at a weight ratio of 20: 1: 1, and heated to form a rectangular parallelepiped (length 1.2 mm × width 0.4 mm × depth 0). 0.5 mm) of light emitting part 51 was formed.

発光スペクトルを測定したところ、Caα−SiAlON:Ceについて、約507nmをピークとするスペクトルが得られた。また、Caα−SiAlON:Euについて、約585nmをピークとするスペクトルが得られた。 When the emission spectrum was measured, a spectrum having a peak at about 507 nm was obtained for Caα-SiAlON: Ce. In addition, a spectrum having a peak at about 585 nm was obtained for Caα-SiAlON: Eu .

半導体レーザ2から放射されるレーザ光(出力10W)は、非球面レンズ31によって、例えば、縦1mm×横0.2mmに成形され、光密度50W/mmで発光部51を励起する。なお、この実験では導光部41は使用していない。 Laser light (output 10 W) radiated from the semiconductor laser 2 is formed into, for example, a length of 1 mm × width of 0.2 mm by the aspheric lens 31 and excites the light emitting unit 51 with a light density of 50 W / mm 2 . In this experiment, the light guide 41 is not used.

本実施形態では、非常に安定な酸窒化物蛍光体を使用していることにより、特に高出力・高光密度のレーザ光励起であっても発光部が劣化することのないレーザ照明光源を実現することができた。   In this embodiment, by using a very stable oxynitride phosphor, it is possible to realize a laser illumination light source that does not deteriorate the light emitting portion even when laser light excitation with high output and high light density is performed. I was able to.

〔実施の形態3〕
本発明の他の実施形態について図8〜図9に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、実施の形態1と同様の部材に関しては、同じ符号を付し、その説明を省略する。
[Embodiment 3]
The following will describe another embodiment of the present invention with reference to FIGS. In addition, about the member similar to Embodiment 1, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.

図8は、本実施形態に係るヘッドランプ30の概略構成を示す図である。同図に示すように、ヘッドランプ30は、ヘッドランプ1とは異なり、20個の半導体レーザ2、20個の非球面レンズ3、導光部42、発光部52、光ファイバー固定具8を備えている。   FIG. 8 is a diagram showing a schematic configuration of the headlamp 30 according to the present embodiment. As shown in the figure, unlike the headlamp 1, the headlamp 30 includes 20 semiconductor lasers 2, 20 aspherical lenses 3, a light guide part 42, a light emitting part 52, and an optical fiber fixture 8. Yes.

半導体レーザ2は、実施の形態1の半導体レーザ2と同様のものであり、1チップに1つの発光点を有し、光出力が1.0Wのものである。それゆえ、合計20Wの放射束の光が複数の半導体レーザ2から出射される。   The semiconductor laser 2 is the same as the semiconductor laser 2 of the first embodiment, has one light emitting point per chip, and has an optical output of 1.0 W. Therefore, a total of 20 W of light flux is emitted from the plurality of semiconductor lasers 2.

導光部42は、20本の光ファイバー42aの束であり、20個の半導体レーザ2が発振したレーザ光を、各光ファイバー42aによって発光部52へと導く導光部材である。なお半導体レーザ2、非球面レンズ3、光ファイバー42aの数は一致していればよく、20個に限定されない。   The light guide unit 42 is a bundle of 20 optical fibers 42a, and is a light guide member that guides the laser light oscillated by the 20 semiconductor lasers 2 to the light emitting unit 52 by the optical fibers 42a. Note that the numbers of the semiconductor laser 2, the aspherical lens 3, and the optical fiber 42 a are not limited to 20 as long as they match.

光ファイバー42aは、中芯のコアを、当該コアよりも屈折率の低いクラッドで覆った2層構造をしている。コアは、レーザ光の吸収損失がほとんどない石英ガラス(酸化ケイ素)を主成分とするものであり、クラッドは、コアよりも屈折率の低い石英ガラスまたは合成樹脂材料を主成分とするものである。   The optical fiber 42a has a two-layer structure in which a central core is covered with a clad having a refractive index lower than that of the core. The core is mainly composed of quartz glass (silicon oxide) having almost no absorption loss of laser light, and the clad is composed mainly of quartz glass or a synthetic resin material having a refractive index lower than that of the core. .

例えば、光ファイバー42aは、コアの径が200μm、クラッドの径が240μm、開口数NAが0.22の石英製のものであるが、光ファイバー42aの構造、太さおよび材質は上述のものに限定されず、光ファイバー42aの長軸方向に対して垂直な断面は矩形であってもよい。   For example, the optical fiber 42a is made of quartz having a core diameter of 200 μm, a cladding diameter of 240 μm, and a numerical aperture NA of 0.22, but the structure, thickness, and material of the optical fiber 42a are limited to those described above. Instead, the cross section perpendicular to the long axis direction of the optical fiber 42a may be rectangular.

非球面レンズ3は、半導体レーザ2から発振されたレーザ光を、光ファイバー42aの一方の端部である入射端部に入射させる。   The aspherical lens 3 causes the laser light oscillated from the semiconductor laser 2 to enter an incident end that is one end of the optical fiber 42a.

光ファイバー42aの他方の端部である出射端部は、光ファイバー固定具8によって束ねられており、直径5mmのビームが発光部52に照射される。このときの光密度は、20W/mmである。光ファイバー42aの出射端部は、当該出射端部から出射されるレーザ光が発光部52に照射されるように当該発光部52に対して位置決めされている。 The emission end, which is the other end of the optical fiber 42a, is bundled by the optical fiber fixture 8, and a light beam having a diameter of 5 mm is irradiated onto the light emitting unit 52. The light density at this time is 20 W / mm 2 . The emission end portion of the optical fiber 42 a is positioned with respect to the light emitting portion 52 so that the laser light emitted from the emission end portion is irradiated to the light emitting portion 52.

発光部52は、直径5.2mm、厚さ1mmの円柱形を有している。この発光部52は、PbOを含むSiO−B系の低融点ガラスに、蛍光体としてβ−SiAlON:EuおよびCASN:Euを分散させたものである。 The light emitting part 52 has a cylindrical shape with a diameter of 5.2 mm and a thickness of 1 mm. The light emitting unit 52 is obtained by dispersing β-SiAlON: Eu and CASN: Eu as phosphors in a SiO 2 —B 2 O 3 -based low-melting glass containing PbO.

<実験例4>
発光部52から出射される光のスペクトルに関する実験結果について説明する。
<Experimental example 4>
The experimental results regarding the spectrum of the light emitted from the light emitting unit 52 will be described.

図9は、蛍光体としてβ−SiAlON:EuおよびCASN:Euを使用した場合の発光スペクトルを示す図である。グラフの横軸は、蛍光体が発する光の波長を示し、縦軸は当該光の強度を示している。   FIG. 9 is a diagram showing an emission spectrum when β-SiAlON: Eu and CASN: Eu are used as phosphors. The horizontal axis of the graph indicates the wavelength of light emitted from the phosphor, and the vertical axis indicates the intensity of the light.

封止材として、SiOとBとPbOとを2:2:1の割合で含む低融点ガラスを使用した。この低融点ガラスとβ−SiAlON:EuとCASN:Euとを質量比で50:3:1で混合し、加熱プレス成形で、加熱溶解させて、円柱形状(直径5.2mm、厚さ1mm)の発光部5を形成した。 As the sealing material, low melting point glass containing SiO 2 , B 2 O 3 and PbO at a ratio of 2: 2: 1 was used. This low-melting glass, β-SiAlON: Eu, and CASN: Eu are mixed at a mass ratio of 50: 3: 1 and heated and melted by hot press molding to form a cylindrical shape (diameter 5.2 mm, thickness 1 mm). The light emitting part 5 was formed.

この発光部5にレーザ光を照射したところ、β−SiAlON:Euについて、約540nmをピークとするスペクトルが得られた。また、CASN:Euについて、約650nmをピークとするスペクトルが得られた。   When this light emitting portion 5 was irradiated with laser light, a spectrum with a peak at about 540 nm was obtained for β-SiAlON: Eu. In addition, a spectrum having a peak at about 650 nm was obtained for CASN: Eu.

この実施例においても、出力20Wとし、光密度20W/mmもの高出力、高光密度のレーザ光励起に耐える蛍光体発光部を実現することができた。 Also in this example, it was possible to realize a phosphor light-emitting portion that has an output of 20 W, an optical density as high as 20 W / mm 2 , and can withstand laser light excitation with a high optical density.

〔実施の形態4〕
本発明の他の実施形態について図10〜図12に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、実施の形態1〜3と同様の部材に関しては、同じ符号を付し、その説明を省略する。
[Embodiment 4]
The following will describe another embodiment of the present invention with reference to FIGS. In addition, about the member similar to Embodiment 1-3, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.

ここでは、本発明の照明装置の一例としてのレーザダウンライト200について説明する。レーザダウンライト200は、家屋、乗物などの構造物の天井に設置される照明装置であり、半導体レーザ2から出射したレーザ光を発光部5に照射することによって発生する蛍光を照明光として用いるものである。   Here, the laser downlight 200 as an example of the illuminating device of this invention is demonstrated. The laser downlight 200 is an illuminating device installed on the ceiling of a structure such as a house or a vehicle, and uses fluorescence generated by irradiating the light emitting unit 5 with laser light emitted from the semiconductor laser 2 as illumination light. It is.

なお、レーザダウンライト200と同様の構成を有する照明装置を、構造物の側壁または床に設置してもよく、上記照明装置の設置場所は特に限定されない。   Note that an illuminating device having the same configuration as that of the laser downlight 200 may be installed on the side wall or floor of the structure, and the installation location of the illuminating device is not particularly limited.

図10は、レーザダウンライト200が設置された天井の断面図である。図11は、レーザダウンライト200の断面図である。図10〜図11に示すように、レーザダウンライト200は、天板400に埋設され、照明光を出射する発光ユニット210と、光ファイバー42を介して発光ユニット210へレーザ光を供給するLD光源ユニット220とを含んでいる。LD光源ユニット220は、天井には設置されておらず、ユーザが容易に触れることができる位置(例えば、家屋の側壁)に設置されている。このようにLD光源ユニット220の位置を自由に決定できるのは、LD光源ユニット220と発光ユニット210とが光ファイバー42によって接続されているからである。この光ファイバー42は、天板400と断熱材401との間の隙間に配置されている。   FIG. 10 is a cross-sectional view of the ceiling where the laser downlight 200 is installed. FIG. 11 is a cross-sectional view of the laser downlight 200. As shown in FIGS. 10 to 11, the laser downlight 200 is embedded in the top plate 400 and emits illumination light, and an LD light source unit that supplies laser light to the light emitting unit 210 via the optical fiber 42. 220. The LD light source unit 220 is not installed on the ceiling, but is installed at a position where the user can easily touch it (for example, a side wall of a house). The position of the LD light source unit 220 can be freely determined in this way because the LD light source unit 220 and the light emitting unit 210 are connected by the optical fiber 42. The optical fiber 42 is disposed in the gap between the top plate 400 and the heat insulating material 401.

(発光ユニット210の構成)
発光ユニット210は、図11に示すように、筐体211、光ファイバー42、発光部5および透光板213を備えている。
(Configuration of light emitting unit 210)
As shown in FIG. 11, the light emitting unit 210 includes a housing 211, an optical fiber 42, a light emitting unit 5, and a light transmitting plate 213.

筐体211には、凹部212が形成されており、この凹部212の底面に発光部5が配置されている。凹部212の表面には、金属薄膜が形成されており、凹部212は反射鏡として機能する。   A recess 212 is formed in the housing 211, and the light emitting unit 5 is disposed on the bottom surface of the recess 212. A metal thin film is formed on the surface of the recess 212, and the recess 212 functions as a reflecting mirror.

また、筐体211には、光ファイバー42を通すための通路214が形成されており、この通路214を通って光ファイバー42が発光部5まで延びている。光ファイバー42の出射端部5aと発光部5との位置関係は上述したものと同様である。   In addition, a passage 214 for passing the optical fiber 42 is formed in the housing 211, and the optical fiber 42 extends to the light emitting unit 5 through the passage 214. The positional relationship between the emission end portion 5a of the optical fiber 42 and the light emitting portion 5 is the same as described above.

透光板213は、凹部212の開口部をふさぐように配置された透明または半透明の板である。この透光板213は、透明板9と同様の機能を有するものであり、発光部5の蛍光は、透光板213を透して照明光として出射される。透光板213は、筐体211に対して取外し可能であってもよく、省略されてもよい。   The translucent plate 213 is a transparent or translucent plate disposed so as to close the opening of the recess 212. The translucent plate 213 has a function similar to that of the transparent plate 9, and the fluorescence of the light emitting unit 5 is emitted as illumination light through the translucent plate 213. The translucent plate 213 may be removable from the housing 211 or may be omitted.

なお、ダウンライトでは、ヘッドランプの場合とは異なり、理想的な点光源は要求されず、発光点が1つというレベルで十分である。それゆえ、発光部5の形状、大きさおよび配置に関する制約は、ヘッドランプの場合よりも少ない。   In the downlight, unlike a headlamp, an ideal point light source is not required, and a level of one light emitting point is sufficient. Therefore, there are fewer restrictions on the shape, size, and arrangement of the light emitting unit 5 than in the case of a headlamp.

(LD光源ユニット220の構成)
LD光源ユニット220は、半導体レーザ2、非球面レンズ3および光ファイバー42を備えている。
(Configuration of LD light source unit 220)
The LD light source unit 220 includes a semiconductor laser 2, an aspheric lens 3, and an optical fiber 42.

光ファイバー42の一方の端部である入射端部5bは、LD光源ユニット220に接続されており、半導体レーザ2から発振されたレーザ光は、非球面レンズ3を介して光ファイバー42の入射端部5bに入射される。   The incident end 5b, which is one end of the optical fiber 42, is connected to the LD light source unit 220, and the laser light oscillated from the semiconductor laser 2 passes through the aspherical lens 3 and enters the incident end 5b of the optical fiber 42. Is incident on.

図11に示すLD光源ユニット220の内部には、半導体レーザ2および非球面レンズ3が一対のみ示されているが、発光ユニット210が複数存在する場合には、発光ユニット210からそれぞれ延びる光ファイバー42の束を1つのLD光源ユニット220に導いてもよい。この場合、1つのLD光源ユニット220に複数の半導体レーザ2と非球面レンズ3との対(または、複数の半導体レーザ2と1つのロッド状レンズ32との対)が収納されることになり、LD光源ユニット220は集中電源ボックスとして機能する。   Only one pair of the semiconductor laser 2 and the aspherical lens 3 is shown inside the LD light source unit 220 shown in FIG. 11, but when there are a plurality of light emitting units 210, the optical fibers 42 extending from the light emitting units 210 respectively. The bundle may be guided to one LD light source unit 220. In this case, a pair of a plurality of semiconductor lasers 2 and an aspheric lens 3 (or a pair of a plurality of semiconductor lasers 2 and one rod-shaped lens 32) is accommodated in one LD light source unit 220. The LD light source unit 220 functions as a central power supply box.

(レーザダウンライト200の設置方法の変更例)
図12は、レーザダウンライト200の設置方法の変更例を示す断面図である。同図に示すように、レーザダウンライト200の設置方法の変形例として、天板400には光ファイバー42を通す小さな穴402だけを開け、薄型・軽量の特長を活かしてレーザダウンライト本体(発光ユニット210)を強力な粘着テープ等を使って天板400に貼り付けるということもできる。この場合、レーザダウンライト200の設置に係る制約が小さくなり、また工事費用が大幅に削減できるというメリットがある。
(Example of changing the installation method of the laser downlight 200)
FIG. 12 is a cross-sectional view showing a modified example of the installation method of the laser downlight 200. As shown in the figure, as a modified example of the installation method of the laser downlight 200, only a small hole 402 through the optical fiber 42 is opened in the top plate 400, and the laser downlight main body (light emitting unit) is utilized by taking advantage of the thin and light weight. 210) can be attached to the top plate 400 using a strong adhesive tape or the like. In this case, there are advantages that restrictions on installation of the laser downlight 200 are reduced, and that construction costs can be significantly reduced.

(変更例)
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
(Example of change)
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope shown in the claims, and embodiments obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments. Is also included in the technical scope of the present invention.

また、励起光源として、半導体レーザ以外の固体レーザを用いてもよい。ただし、半導体レーザを用いる方が、励起光源を小型化できるため好ましい。   A solid-state laser other than the semiconductor laser may be used as the excitation light source. However, it is preferable to use a semiconductor laser because the excitation light source can be reduced in size.

本発明は、高輝度で長寿命な発光装置、特に車両用等のヘッドランプに適用することができる。   The present invention can be applied to a light emitting device with high brightness and long life, particularly a headlamp for a vehicle or the like.

1 ヘッドランプ(発光装置、車両用前照灯)
2 半導体レーザ
5 発光部
20 ヘッドランプ(発光装置、車両用前照灯)
30 ヘッドランプ(発光装置、車両用前照灯)
51 発光部
52 発光部
200 レーザダウンライト(照明装置)
1 Headlamp (light emitting device, vehicle headlamp)
2 Semiconductor laser 5 Light emitting unit 20 Head lamp (light emitting device, vehicle headlamp)
30 Headlamp (light emitting device, vehicle headlamp)
51 Light Emitting Unit 52 Light Emitting Unit 200 Laser Downlight (Lighting Device)

Claims (7)

レーザ光を出射する半導体レーザと、
上記半導体レーザが出射したレーザ光を受けて発光する発光部とを備え、
上記発光部は、耐熱性蛍光体が耐熱性透明封止材の中に分散されており、
上記耐熱性透明封止材は、SiO −B にCaO−BaO−Li O−Na Oを加えた低融点ガラスであり、
上記発光部における、上記耐熱性蛍光体と上記耐熱性透明封止材との質量比は、0.5:100以上、20:100以下であり、
上記発光部に照射される上記レーザ光の照射密度は、0.1W/mm 以上50W/mm 以下であることを特徴とする発光装置。
A semiconductor laser that emits laser light;
A light emitting unit that receives and emits laser light emitted from the semiconductor laser,
In the light emitting part, the heat resistant phosphor is dispersed in the heat resistant transparent sealing material ,
The heat-resistant transparent sealing material is a low melting glass obtained by adding CaO—BaO—Li 2 O—Na 2 O to SiO 2 —B 2 O 3 ,
The mass ratio of the heat-resistant phosphor and the heat-resistant transparent sealing material in the light-emitting portion is 0.5: 100 or more and 20: 100 or less,
The light emitting device according to claim 1, wherein an irradiation density of the laser light applied to the light emitting unit is 0.1 W / mm 2 or more and 50 W / mm 2 or less .
レーザ光を出射する半導体レーザと、
上記半導体レーザが出射したレーザ光を受けて発光する発光部とを備え、
上記発光部は、耐熱性蛍光体が耐熱性透明封止材の中に分散されており、
上記耐熱性透明封止材は、有機無機ハイブリッドガラスであり、
上記発光部における、上記耐熱性蛍光体と上記有機無機ハイブリッドガラスとの質量比は、5.13:200以上、50:200以下であり
上記発光部に照射される上記レーザ光の照射密度は、0.1W/mm 以上50W/mm 以下であることを特徴とする発光装置。
A semiconductor laser that emits laser light;
A light emitting unit that receives and emits laser light emitted from the semiconductor laser,
In the light emitting part, the heat resistant phosphor is dispersed in the heat resistant transparent sealing material ,
The heat resistant transparent sealing material is an organic-inorganic hybrid glass,
The mass ratio of the heat-resistant phosphor and the organic-inorganic hybrid glass in the light-emitting portion is 5.13: 200 or more and 50: 200 or less ,
The light emitting device according to claim 1, wherein an irradiation density of the laser light applied to the light emitting unit is 0.1 W / mm 2 or more and 50 W / mm 2 or less .
上記耐熱性蛍光体は、少なくとも0℃から560℃までの温度範囲内での熱処理を行っても、当該熱処理後にある温度で測定された上記耐熱性蛍光体の量子効率が、当該熱処理前に上記ある温度で測定された上記量子効率よりも、誤差範囲を超えて低下しないものであることを特徴とする請求項1または2に記載の発光装置。 Even if the heat-resistant phosphor is subjected to a heat treatment in a temperature range of at least 0 ° C. to 560 ° C., the quantum efficiency of the heat-resistant phosphor measured at a temperature after the heat treatment is 3. The light emitting device according to claim 1, wherein the light emitting device does not decrease beyond an error range than the quantum efficiency measured at a certain temperature. 上記耐熱性蛍光体は、酸窒化物蛍光体、窒化物蛍光体またはIII−V族化合物半導体からなるナノ粒子蛍光体であることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の発光装置。 The heat-resistant phosphor is a nanoparticle phosphor made of an oxynitride phosphor, a nitride phosphor, or a group III-V compound semiconductor, according to any one of claims 1 to 3 . Light emitting device. 上記酸窒化物蛍光体は、Caα−SiAlON(silicon aluminum oxynitride):Ce蛍光体、Caα−SiAlON:Eu蛍光体、β−SiAlON:Eu蛍光体を含み、
上記窒化物蛍光体は、CASN:EU蛍光体またはSCASN:Eu蛍光体を含むことを特徴とする請求項に記載の発光装置。
The oxynitride phosphor includes Caα-SiAlON (silicon aluminum oxynitride): Ce phosphor, Caα-SiAlON: Eu phosphor, β-SiAlON: Eu phosphor,
The light-emitting device according to claim 4 , wherein the nitride phosphor includes a CASN: EU phosphor or a SCASN: Eu phosphor.
請求項1〜5のいずれか1項に記載の発光装置を備えることを特徴とする照明装置。 Lighting apparatus comprising: a light-emitting device according to any one of claims 1 to 5. 請求項1〜5のいずれか1項に記載の発光装置を備えることを特徴とする車両用前照灯。 Vehicle headlamp, characterized in that it comprises a light-emitting device according to any one of claims 1 to 5.
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9416313B2 (en) * 2013-08-22 2016-08-16 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Yellow fluorescent substance, light-emitting device, illumination device, and vehicle
JP6195117B2 (en) * 2013-12-03 2017-09-13 パナソニックIpマネジメント株式会社 Acid chloride phosphor, light emitting device, lighting device, and vehicle
JP6861952B2 (en) * 2014-04-01 2021-04-21 日本電気硝子株式会社 Wavelength conversion member and light emitting device using it
JPWO2017073329A1 (en) * 2015-10-27 2018-08-16 日本電気硝子株式会社 Method for manufacturing wavelength conversion member
JP6693360B2 (en) * 2016-09-14 2020-05-13 Agc株式会社 Light conversion member, illumination light source, and method for manufacturing light conversion member
JP6290369B2 (en) * 2016-12-28 2018-03-07 マクセル株式会社 Projection-type image display device and light source device
JP6902166B2 (en) * 2018-08-09 2021-07-14 ヌヴォトンテクノロジージャパン株式会社 Semiconductor light emitting device

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4066828B2 (en) * 2003-02-06 2008-03-26 宇部興産株式会社 Sialon oxynitride phosphor and method for producing the same
JP2005223222A (en) * 2004-02-06 2005-08-18 Toyoda Gosei Co Ltd Solid element package
JP2005285800A (en) * 2004-03-26 2005-10-13 Kyocera Corp Light-emitting device
JP4793684B2 (en) * 2006-03-23 2011-10-12 日亜化学工業株式会社 Light emitting device
JP4822919B2 (en) * 2006-04-26 2011-11-24 シャープ株式会社 Light emitting device and vehicle headlamp

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