JP6331353B2 - 発光装置 - Google Patents
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Description
図1の概略図に本発明の第1の実施形態の発光装置10(以下、「第1の発光装置」と略記する場合もある)の全体図を示す。図2は、図1に示す発光装置10の先端部分(特に支持体3の周辺部分)をより詳細に説明するための概略断面図である。また、図3の概略図は、本発明の発光装置10における波長変換部材2と支持体3との関係をより詳細に説明するための概略断面図であり、図4は、図3に示す発光装置10の上方(すなわち光の出射面側)から見た平面図である。
ここで、波長変換部材2は、蛍光体と、かかる蛍光体を保持するためのバインダと、を含む。そして、本実施形態では、波長変換部材2に含まれるバインダとしては、透光性部材4aおよび4b(以下、あわせて「透光性部材4」と略記する場合もある)よりも融点の高いものが使用される。
本発明において、レーザダイオード1(以下、LD)は、レーザ光を発振することができるものであれば、特に制限なく使用することができる。
波長変換部材2は、少なくとも蛍光体とバインダとを含み、LDから出射される光の波長を変換する機能を有するものである。これにより、典型的には、LDからの光と、波長変換部材2で波長が変換された光(すなわち蛍光体からの光)との混色光を発光装置から外部に放出することができる。
透光性部材4は、光源からの光を透過することができ、なおかつ融着により支持体3と結合され得るものであり、必要に応じて、上述の波長変換部材2を少なくとも部分的に被覆し、例えば、図3に示すように透光性部材4a,4bとして波長変換部材2の光透過面A,Bの両方に配置され、波長変換部材2の支持体3への固定を補助し得る役割を果たすものである。また、透光性部材4は、支持体3の貫通孔5内において主として波長変換部材2が配置されていない部分、特に以下にて詳細に説明する支持体3の貫通孔5の内壁と、波長変換部材2の光透過面Aおよび/またはBとに融着されることが好ましい。
図3に示すように、支持体3は、LDからの光が通過するように光の進行方向に拡がる貫通孔5を有し、その貫通孔5の内壁にて波長変換部材2を物理的に支持し得るものである。なお、本発明において支持体3の貫通孔5が光の進行方向に拡がるとは、貫通孔5の直径が光の進行方向に沿って大きくなることを意味する。
(その他の部材)
本発明の第2の実施形態に係る発光装置20は、支持体3の周辺の構成以外は図1に示す通りであり、具体的には、図5に示すように、波長変換部材2、支持体3ならびに透光性部材4aおよび4bの形状がそれぞれ図3に示す第1の実施形態とは異なるものである。また、図5に示す実施形態では、支持体3の貫通孔の内部においては、図3に示す第1の実施形態のようにステージ部6は形成されておらず、その全域がテーパ面となっている。他の構成については上述の第1の発光装置と同様である。
本発明の第3の実施形態に係る発光装置30は、発光装置全体としては図1に示す通りであり、具体的には、図7に示すように、波長変換部材2、支持体3および透光性部材4aの形状がそれぞれ図3に示す第1の実施形態とは異なるものである。また、図7に示す実施形態では、支持体3の貫通孔の内壁において、図3に示す第1の実施形態のようにステージ部6は形成されておらず、その全域がテーパ面となっている。さらに、本実施形態では、第1の実施形態で用いられる透光性部材4bは配置されておらず、透光性部材4aのみを配置することを特徴とする。他の構成については上述の第1の発光装置と同様である。なお、図7に示す波長変換部材2、支持体3および透光性部材4aは、図5および6に示すものと同一の形状を有していてもよい。ただし、その寸法は、同一であっても、異なっていてもよい。
本発明の第4の実施形態に係る発光装置40は、発光装置全体としては図1に示す通りであるが、具体的には、図8に示すように、図3の第1の実施形態で用いられる透光性部材4bは配置されておらず、透光性部材として、透光性部材4aのみを配置することを特徴とする。他の構成については上述の第1の発光装置と同様である。
本発明の第5の実施形態に係る発光装置50は、発光装置全体としては図1に示す通りであるが、具体的には、図9に示すように、波長変換部材2、支持体3および透光性部材4bの形状がそれぞれ図3に示す第1の実施形態とは異なる。また、図9に示す実施形態では、支持体3の貫通孔の内壁において、図3の第1の実施形態のようにステージ部6は形成されておらず、その全域がテーパ面となっている。さらに、本実施形態では、図3に示す第1の実施形態で用いられる透光性部材4aは配置されておらず、波長変換部材2のA面が光の出射面となり、透光性部材として、透光性部材4bのみを配置することを特徴とする。他の構成については上述の第1の発光装置と同様である。なお、図9に示す波長変換部材2、支持体3および透光性部材4bは、図5および6に示すものと同一の形状を有していてもよい。ただし、その寸法は、同一であっても、異なっていてもよい。
本発明の第6の実施形態に係る発光装置60は、発光装置全体としては図1に示す通りであるが、具体的には、図10に示すように、図3に示す第1の実施形態で用いられる透光性部材4aが配置されておらず、波長変換部材2のA面が光の出射面となり、透光性部材として、透光性部材4bのみが配置されていることを特徴とする。他の構成については上述の第1の発光装置と同様である。
図11に本発明の他の実施形態に係る発光装置70の構成を説明するための概略断面図を示す。
2 波長変換部材
3 支持体
4 透光性部材
4a 波長変換部材のレーザダイオード側の面とは反対側の面に配置される透光性部材
4b 波長変換部材のレーザダイオード側の面に配置される透光性部材
5 貫通孔
6 ステージ
7 台座部
8 スリーブ部
10 本発明の第1の実施形態の発光装置
11 レンズ
12 コネクタ
13 光ファイバ
14 アダプタ
15 ステム
16a リード
16b リード
17a 封止材
17b 封止材
18 ヒートシンク
19 内部空間
20 本発明の第2の実施形態の発光装置
30 本発明の第3の実施形態の発光装置
40 本発明の第4の実施形態の発光装置
50 本発明の第5の実施形態の発光装置
60 本発明の第6の実施形態の発光装置
70 本発明の他の実施形態の発光装置
A 波長変換部材のレーザダイオード側の面とは反対側の面(A面)
B 波長変換部材のレーザダイオード側の面(B面)
L 光軸
P 支持体の台座部のLD側(光の入射側)の開口部
Q 支持体の台座部のLDとは反対側(光の出射側)の開口部
R ステージ6の開口部
S ステージ6の周縁部
T 波長変換部材2のLD側(光の入射側)の周縁部
U 波長変換部材2のLDとは反対側(光の出射側)の周縁部
Claims (22)
- レーザダイオードを準備する工程と、
少なくとも、前記レーザダイオードから出射される光の波長を変換するYAG系蛍光体と、バインダとを含む波長変換部材を準備する工程と、
前記バインダよりも低い融点を有し、赤色系蛍光体を含む透光性部材を準備する工程と、
貫通孔が設けられた支持体を準備する工程と、
前記貫通孔内に、前記波長変換部材の2つの面を前記光が通過するように前記波長変換部材を配置し、前記波長変換部材の2つの面のうち前記光が出射する側の面に前記透光性部材を配置し、前記バインダの融点よりも低い温度となるように前記透光性部材及び前記波長変換部材を加熱し、前記波長変換部材を前記貫通孔の内壁に融着させずに、前記透光性部材を前記貫通孔の内壁及び前記波長変換部材に融着させることにより、前記貫通孔内に前記透光性部材と前記波長変換部材とを固定する工程と
を含むことを特徴とする、発光装置の製造方法。 - 前記透光性部材と前記波長変換部材とを固定する工程において、前記レーザダイオードからの光が前記貫通孔に入射する側から、前記波長変換部材と前記透光性部材とを順に前記貫通孔内に配置する、請求項1に記載の発光装置の製造方法。
- 前記支持体を準備する工程において、光の進行方向に拡がる貫通孔を有する支持体を用いる、請求項1または2に記載の発光装置の製造方法。
- 前記バインダの融点と前記透光性部材の融点との差が500℃〜2500℃である前記バインダ及び前記透光性部材を用いる、請求項1〜3のいずれか1項に記載の発光装置の製造方法。
- 前記波長変換部材を準備する工程において、融点が1000℃〜3000℃である前記バインダを用い、
前記透光性部材を準備する工程において、融点が200℃以上1000℃未満である前記透光性部材を用い、
前記透光性部材と前記波長変換部材とを固定する工程において、1000℃よりも低い温度となるように加熱する、
請求項1〜4のいずれか1項に記載の発光装置の製造方法。 - 前記波長変換部材を準備する工程において、前記バインダとして、酸化アルミニウム、二酸化ケイ素、酸化ジルコニウム、酸化バリウムおよび酸化チタンからなる群から選択される少なくとも1つを用いる、請求項1〜5のいずれか1項に記載の発光装置の製造方法。
- 前記波長変換部材を準備する工程において、前記バインダとして、酸化アルミニウムを用いる、請求項6に記載の発光装置の製造方法。
- 前記透光性部材を準備する工程において、ガラスを含む前記透光性部材を用いる、請求項1〜7のいずれか1項に記載の発光装置の製造方法。
- 前記透光性部材を準備する工程において、前記ガラスとして、ソーダガラス、ホウ珪酸ガラスおよび鉛ガラスからなる群から選択される少なくとも1つを用いる、請求項8に記載の発光装置の製造方法。
- 前記透光性部材を準備する工程において、前記ガラスとして、ホウ珪酸ガラスを用いる、請求項9に記載の発光装置の製造方法。
- レーザダイオードと、
前記レーザダイオードから出射される光の波長を変換する波長変換部材と、
貫通孔を有し、前記貫通孔内において、前記光が前記波長変換部材の2つの面を通過するように前記波長変換部材を支持する支持体と
を含む発光装置であって、
前記波長変換部材は少なくともYAG系蛍光体とバインダとを含み、
前記波長変換部材の前記2つの面のうち前記光が出射する側の面に、赤色系蛍光体を含む透光性部材が配置され、
前記バインダは前記透光性部材の融点よりも高い融点を有し、
前記波長変換部材は、前記貫通孔の内壁と結合しておらず、
前記透光性部材が、前記貫通孔の内壁と、前記波長変換部材の前記光が出射する側の面とに結合していることを特徴とする、
発光装置。 - 前記バインダの融点と前記透光性部材の融点との差が500℃〜2500℃である、請求項11に記載の発光装置。
- 前記支持体は、前記光の進行方向に拡がる貫通孔を有する、請求項11または12に記載の発光装置。
- 前記バインダの融点が1000℃〜3000℃である、請求項11〜13のいずれか1項に記載の発光装置。
- 前記バインダが、酸化アルミニウム、二酸化ケイ素、酸化ジルコニウム、酸化バリウムおよび酸化チタンからなる群から選択される少なくとも1つである、請求項11〜14のいずれか1項に記載の発光装置。
- 前記バインダが酸化アルミニウムである、請求項15に記載の発光装置。
- 前記透光性部材の融点が200℃〜1000℃である、請求項11〜16のいずれか1項に記載の発光装置。
- 前記透光性部材がガラスを含む、請求項11〜17のいずれか1項に記載の発光装置。
- 前記ガラスが、ソーダガラス、ホウ珪酸ガラスおよび鉛ガラスからなる群から選択される少なくとも1つである、請求項18に記載の発光装置。
- 前記ガラスがホウ珪酸ガラスである、請求項19に記載の発光装置。
- 前記波長変換部材が光散乱材を含む、請求項11〜20のいずれか1項に記載の発光装置。
- 前記透光性部材が光散乱材を含む、請求項11〜21のいずれか1項に記載の発光装置。
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