JP6348189B2 - 波長変換装置及びその関連発光装置 - Google Patents

Description

本発明は、表示及び照明分野に関し、特に、波長変換装置及びその関連発光装置に関するものである。

表示及び照明技術の発展に伴い、従来のＬＥＤ又はハロゲン電球を光源として用いることは、次第に表示及び照明に対するハイパワー及び高輝度の要求を満足することができなくなる。ＬＤ（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ、レーザダイオード）のような固体光源を用いて励起光を発して波長変換材料を励起する方法では、様々な色の可視光が得られるため、当該技術はますます表示及び照明に応用される。当該技術は、効率が高く、エネルギー消費が少なく、コストが低く、寿命が長いというメリットがあるため、従来の白色光又は単色光の光源の代わりに用いられることは、とても望ましい。

従来技術におけるレーザにより波長変換材料を励起する光源は、光の利用率を高めるために、一般的に反射方式が用いられ、即ち、光は、波長変換材料層（即ち、発光層）を通過した後、反射板（即ち、反射層及び基板）に入射し、その後、波長変換材料層に反射され戻すことで、光が同じ方向に沿って出射することを確保し、波長変換材料層の散乱作用による光の損失を避けることができる。従来技術では、反射板は、主に金属を基板として用いられ、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、銅等であり、金属基板及び高反射膜層が積層されてなり、当該高反射膜層は、一般的に高純度アルミニウム又は高純度銀をコーティング層として用いられる。波長変換材料シートは、シリカゲル又は樹脂のような透明有機物を外装媒質として用いられる。波長変換材料粒子とシリカゲル又は樹脂を混合した後、金属基板の上に塗布して発光層を形成する。しかしながら、シリカゲル又は樹脂の空気に対する阻隔性能がよくないため、空気は、波長変換材料層を透過して基板上の反射層に接触しやすくなり、当該反射層は、空気と接触してしまう。また、銀が当該反射層の材料として用いられる場合、銀原子と大気の中の硫化水素、酸素等との硫化反応、酸化反応は発生しやすいため、反射層の反射率及び熱安定性が急激に低下し、更に銀層は、黒くなる現象が生じ、その結果、反射層が機能しなくなってしまう。しかし、アルミニウムが当該反射層の材料として用いられる場合、アルミニウムは、安定性が銀より高いが、反射率があまり高くなく、銀層に比べ、より多くの光を吸収して熱量に変換してしまう。

上述した金属反射層の不備が原因で、発明者は、熱安定性が高く、反射率が高い反射層を求めた結果、白色無機材料、例えば酸化アルミニウム等のような金属酸化物は、反射率及び耐熱性が比較的高く、ハイパワーのレーザ照射の熱安定性を満たすことができることを発見した。しかしながら、比較的高い反射率を得るために（例えば、可視光に対して９０％以上の反射率を有する）、反射層は、十分な厚さを有しなければならないが、反射層の厚さを増やすことにより、反射層の熱伝導効果が低下してしまい、ひいては、波長変換装置の発光層は熱量の集積のため、発光効率が低下してしまう。よって、反射率が高く、厚さが薄い反射層が求められている。

上述した技術問題を鑑み、本発明は、反射率が高く、厚さが薄い反射層を有する波長変換装置を提供している。

本発明は、波長変換装置を提供している。当該波長変換装置は、順次に積層される基板と、反射層と、発光層とを備え、反射層は、光を反射するための反射粒子と、前記反射粒子間の隙間を充填するための補助粒子と、反射粒子と補助粒子が層になるように粘着されるための第１の粘着剤とを含み、発光層は、波長変換材料及び第２の粘着剤を含む。

好ましくは、反射粒子は酸化アルミニウムであり、補助粒子は酸化チタンである。

好ましくは、反射層における補助粒子の質量分率は４０〜７５ｍａｓｓ％であり、反射層における反射粒子の質量分率は０．５〜３０ｍａｓｓ％である。

好ましくは、酸化チタンは粒径が０．０２〜１μｍであり、酸化アルミニウムは粒径が０．０１〜１μｍであり、好ましくは、酸化チタンは粒径が０．２〜０．５μｍであり、酸化アルミニウムは粒径が０．０２〜０．７μｍである。

好ましくは、反射層は厚さが７０μｍより小さく、可視光に対する反射率が９５％より大きく、さらに好ましくは、反射層は厚さが３０μｍより小さく、可視光に対する反射率が９５％より大きい。

好ましくは、反射層は孔隙率が３５％より小さい。

好ましくは、第１の粘着剤は第１のガラス粉であり、反射層における第１のガラス粉の質量分率は２０〜５０ｍａｓｓ％である。

好ましくは、第１のガラス粉はＳｉＯ₂−Ｂ₂Ｏ₃−ＲＯであり、ＲはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｎａ、Ｋから選択された１つ又は複数である。

好ましくは、反射層は、反射粒子、補助粒子、第１のガラス粉及び有機キャリアを混合した後に焼結して形成されたものであり、有機キャリアは、エチルセルロースと、テルピネオールと、ブチルカルビトールとの混合液又はシリコーンオイルであり、前記反射層における有機キャリアの残留物の質量分率は０．００１〜０．１ｍａｓｓ％である。

好ましくは、第２の粘着剤は、第２のガラス粉であり、ＳｉＯ₂−Ｂ₂Ｏ₃−ＲＯ、ＳｉＯ₂−ＴｉＯ₂−Ｎｂ₂Ｏ₅−Ｒ'₂Ｏ、ＺｎＯ−Ｐ₂Ｏ₅から選択された１つ又は複数であり、ＲはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｎａ、Ｋから選択された１つ又は複数であり、Ｒ'はＬｉ、Ｎａ、Ｋから選択された１つ又は複数である。

好ましくは、第１の粘着剤はシリカゲル又は樹脂であり、補助粒子はカップリング剤で処理された酸化チタンであり、カップリング剤はシランカップリング剤及びオルトケイ酸エチルを含む。

好ましくは、第２の粘着剤はシリカゲル又は樹脂である。

好ましくは、発光層における波長変換材料の体積分率は３０〜７５ｖｏｌ％であり、発光層における第２の粘着剤の体積分率は２５〜７０ｖｏｌ％であり、さらに好ましくは、発光層における波長変換材料の体積分率は３５〜５５ｖｏｌ％であり、発光層における第２の粘着剤の体積分率は４５〜６５ｖｏｌ％である。

好ましくは、発光層は厚さが５０〜３００μｍである。

好ましくは、基板は窒化アルミニウム基板である、又は基板は金属基板である。

好ましくは、波長変換装置は、発光層における反射層から遠い側に設置される光透過増強膜を更に備える。

好ましくは、波長変換装置は、第３のガラス粉からなり、発光層と光透過増強膜との間に設置されるガラス層を更に備える。

好ましくは、ガラス層は厚さが２０〜５０μｍである。

好ましくは、本発明は、発光装置を更に提供している。当該発光装置はレーザ光源を備え、好ましくは、上述した何れか１つの波長変換装置を更に備える。

従来技術に比べ、本発明の有益な効果は、以下の通りである。

本発明においては、波長変換装置の反射層においては反射粒子と、補助粒子と第１の粘着剤との組成構造を採用し、反射粒子で光を反射して、補助粒子で前記反射粒子間の隙間を充填することにより、反射粒子間の隙間を充填し、反射層への光入射深さを減少させ、反射層のより高い反射率を確保し、反射層の比較的薄い厚さも実現する。従って、波長変換装置は、高い光利用率を有すると同時に、優れた放熱を有する。

は、本発明の波長変換装置の実施例１の構造模式図である。 は、本発明の波長変換装置の実施例２の構造模式図である。 は、本発明の波長変換装置の実施例３の構造模式図である。

以下、図面及び実施形態を参照しながら、本発明の実施例を詳しく説明する。説明の便宜上、後述に記載の「上」「下」は、何れも図の上方及び下方を意味する。

実施例１
図１は、本発明の波長変換装置の実施例１の構造模式図である。図に示すように、波長変換装置１００は、基板１３０と、波長変換材料及び第２の粘着剤を含む発光層１１０と、反射粒子、補助粒子及び第１の粘着剤を含む反射層１２０とを備える。

背景技術に記載されているように、発光層から発する光は、反射層に入射した後、発光層に反射され戻し、発光層から発する熱量は、反射層により基板に伝導された後、放出される。

波長変換装置１００における反射層１２０は、光反射と熱量伝導との２つの機能を持つ。光の利用率を保証するために、反射層１２０は、比較的高い反射率を有する必要がある。また、反射層１２０は、優れた熱伝導性を有する必要があり、厚さが薄ければ薄いほど、熱伝導の効果が良好である。

上述した反射層１２０は、反射粒子、補助粒子及び第１の粘着剤を含む。その中、反射粒子は、高い反射率の特性を有するものを指し、特に、４００〜８００ｎｍの波長範囲の可視光に対して９０％以上の反射率を有する粒子であり、これらの粒子は、粒径が２μｍ以内にある。このような特性を有する反射粒子は、酸化アルミニウム、硫酸バリウム、酸化亜鉛、窒化ホウ素等であっても良い。

補助粒子とは、被覆性能が良好で、散乱性が良く集積しにくいため、反射粒子と充分に混合して分散することができる粒子を指す。当該特性では、反射粒子を十分に均一に敷き広げ、反射粒子があまり大きくなくても優れた反射率を実現することができる。単なる補助粒子からなる反射層の反射率は、比較的低く、反射層に対する機能要求を満たすことができないが、補助粒子の２０％の質量百分率の反射粒子を添加すれば、補助粒子層による反射率は、最初の８０％〜８５％から９５％以上に向上させることができる（反射層の厚さが等しい場合）。補助粒子は、粒径が通常１μｍ以内にあり、このような特性を有する補助粒子は、酸化チタン等であっても良い。

本実施例においては、反射粒子は、酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）であり、補助粒子は、酸化チタン（ＴｉＯ₂）である。酸化アルミニウムは、可視光に対して優れた反射率を有し、純酸化アルミニウムは、可視光に対して９０％の反射率を有する。しかし、酸化アルミニウムの各粒子間の隙間が大きいため、光は、酸化アルミニウム粒子を迂回して、酸化アルミニウム粒子間の隙間から透過することになる。よって、上述した反射率が得られるために、比較的厚く酸化アルミニウムを積層する必要がある。しかし、酸化アルミニウムは、厚さが大きければ大きいほど、層体の熱伝導性能が悪くなる。酸化チタン自身は、一定の反射率を有し、特に、波長が５５０ｎｍより大きい光に対して比較的良い反射率を有する。しかし、酸化チタンは、４８０ｎｍより小さい波長の光に対して光反射率が良くなく、反射層の反射率に対する要求を満たすことができない。酸化アルミニウムと酸化チタンを混合した後、以下のことを発見した。当該混合反射層は、非常に成膜しやすく、酸化チタンは酸化アルミニウム粒子間の隙間を充填すると共に、自身の反射特性で酸化アルミニウム粒子間から透過された光は、反射して戻させる。よって、当該混合層は、比較的薄い厚さで比較的高い反射率を得ることができる。また、酸化チタンは、酸化アルミニウムに比べ、軟化された粘着剤（例えば、ガラス粉）とより良い浸透性を有するため、内部に密封気泡が形成し難い。

１つの好ましい実施例においては、当該反射層の孔隙率は、３５％より小さい。反射層の孔隙率が比較的大きい場合、反射層は、緩みの構造になり、厚さが大きく、隙間の熱伝導率が比較的低く、反射層全体の熱伝導効果が良くないことになる。

反射層１２０において、酸化アルミニウムの量が多すぎる場合又は酸化チタンの量が少なすぎる場合、反射層１２０は、十分に緻密ではなく、比較的大きい厚さを有することで、十分な反射率を得ることができる。反射層１２０において、酸化アルミニウムの量が少なすぎる場合又は酸化チタンの量が多すぎる場合、反射層１２０の粒子表面における光の反射率は、十分に高くなく、必要とする反射率を得ることもできない。実験から分かるように、反射層１２０における酸化アルミニウムの質量分率が０．５〜３０ｍａｓｓ％であり、反射層１２０における酸化チタンの質量分率が４０〜７５ｍａｓｓ％である場合、反射層は、優れた反射率を有すると共に、比較的薄い厚さを有することができる。

反射層１２０において、反射粒子は、粒径が大きければ大きいほど、反射性能が悪い、一方、反射粒子は、粒径が小さければ小さいほど、分散しにくく、集積しやすい。また、補助粒子は、反射粒子間の隙間を充填して厚さを薄くするために、反射粒子の粒径のサイズに応じて反射粒子とマッチングする必要があり、即ち、補助粒子と反射粒子は、粒径のサイズの差が比較的小さい。１つの好ましい実施例においては、酸化アルミニウムは、粒径が０．０１〜１μｍであり、さらに好ましくは、酸化アルミニウムは、粒径が０．０２〜０．７μｍである。酸化チタンは、粒径が０．０２〜１μｍであり、さらに好ましくは、粒径が０．２〜０．５μｍである。

本実施例においては、反射層１２０は、厚さが大きければ大きいほど、反射層の熱抵抗が大きくなり、当業者は、本発明の示教に基づいて反射層１２０の厚さを設定することができる。１つの好ましい実施例においては、反射層１２０は、厚さが７０μｍより大きく、可視光に対する反射率が、９５％より大きい。さらに好ましくは、反射層１２０は、厚さが３０〜７０μｍにあっても、可視光に対する反射率が依然として９５％より大きい。反射層の厚さが７０μｍより大きい場合、厚さが反射率に与える影響は顕著ではなく、反射層の厚さが２０μｍより小さい場合、反射率は顕著に低下してしまう。本発明は、反射層が正常に機能するように反射層の反射率を保証する同時に、反射層の薄い厚さを実現することができるため、反射層１２０の熱抵抗を小さくし、材料のコストを低減して、波長変換装置の重量を減少した。

本実施例の反射層１２０においては、反射粒子及び補助粒子の他、第１の粘着剤を更に備える。第１の粘着剤は、反射粒子と補助粒子が層を形成するように粘着されるために用いられる。反射粒子及び補助粒子自身は、粘着性を有していないため、接合して層となるように積層されても、外力で又は動作する中、緩くなって崩壊することになる。従って、第１の粘着剤は、反射粒子及び補助粒子の構造を固定するという役割を発揮する。

本実施例においては、反射層１２０における第１の粘着剤は、樹脂又はシリカゲルである。樹脂及びシリカゲルは、熱を受けると、流動性の半固体になり、反射粒子と補助粒子からなる隙間に浸透して、反射粒子と補助粒子の外周において層を形成するように被覆する。１つの好ましい実施例においては、予めオルトケイ酸エチル（Ｅｔｈｙｌ ｏｒｔｈｏｓｉｌｉｃａｔｅ）を用いて酸化チタンの表面を処理することにより、酸化チタンの表面を樹脂又はシリカゲルとの親和性がより良く、樹脂又はシリカゲルに被覆されるのに有利である。シランカップリング剤を使用しても同様の効果が得られ、シランカップリング剤は一端が有機基であり、一端が無機であり、酸化チタン及びシリカゲルを効率的に連結することができる。

本実施例においては、発光層１１０は、波長変換材料及び第２の粘着剤を備え、第２の粘着剤は、樹脂又はシリカゲルである。発光層１１０及び反射層１２０は、同じ種類の材料を粘着剤として用いられるため、発光層１１０と反射層１２０との両者の結合に有利である。第１の粘着剤及び第２の粘着剤は、同じ樹脂又はシリカゲルであっても良く、異なる樹脂又はシリカゲルであっても良い。

本実施例においては、基板１３０は、金属基板であり、銅板、アルミニウム板又はアルミニウム合金板であっても良く、一定の温度に耐えることができ、熱伝導性能が優れ、機械加工しやすく、低パワーのレーザ光源（＜５０Ｗ）の作業条件において優れた性能を有する。基板１３０は、熱伝導機能が優れるセラミック基板が採用されても良く、金属基板に比べ、セラミック基板は、より優れる耐熱性能を有し、ハイパワーのレーザ光源の作業条件に適することができる。

本発明の実施例１の１つの変形実施例においては、図１に示すように、波長変換装置１００の構造は、実施例１と同じで、実施例１との相違は、波長変換装置１００における発光層１１０、反射層１２０及び基板１３０の構成材料が異なることにある。

本実施例の反射層１２０に含まれている第１の粘着剤は、第１のガラス粉である。ガラス粉は、樹脂及びシリカゲルに比べ、より良い耐熱性を有するため、波長変換装置の高温処理プロセスの要求を満たすことができる。本実施例においては、第１のガラス粉は、ＳｉＯ₂−Ｂ₂Ｏ₃−ＲＯ（Ｒは、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｎａ、Ｋから選択された１つ又は複数である）であることが好ましい。当該ガラス粉は、優れた光学性能を有し、反射層における光伝送時の損失を減少して、反射層に生じた熱量を減少することができる。また、当該ガラス粉は、軟化点２００℃より高い範囲内で流動性が大きくないので、反射層１２０は、高温処理を受けるプロセスにおいて、元々の平坦形状を保つことができ、ガラス液の流動による変形、反り、突起等の現象が発生しない。

本実施例においては、第１のガラス粉は、反射層１２０の合計質量の２０〜５０％である。ガラス粉が反射層１２０の合計質量の２０％より少ない場合、全ての反射粒子及び補助粒子を被覆することができず、反射層の粘着及び成形に不利である。一方、ガラス粉が反射層１２０の合計質量の５０％より多い場合、反射粒子及び補助粒子は、過度にばらばらに分散し、反射層が入射光を反射するのに不利である。

本実施例においては、反射層１２０は、反射粒子、補助粒子、第１のガラス粉及び有機キャリアを混合した後に焼結して形成されたものである。有機キャリアは、反射層のパルプを調製するために用いられ、反射粒子、補助粒子及び第１のガラス粉を液相において十分に混合させ分散させる同時に、パルプに一定の流動性を持たせることにより、基板上に反射層を塗布して形成させ容易にする。有機キャリアは反射粒子、補助粒子及び第１のガラス粉に対する浸透性を満たす必要があり、有機キャリアは高温処理段階において完全に分解され排出されなければならない。本実施例では、有機キャリアはエチルセルロース、テルピネオール及びブチルカルビトールの混合液であるが、有機キャリアはシリコーンオイルであっても良い。大量の実験による測定から分かるように、エチルセルロース、テルピネオール及びブチルカルビトールの混合液又はシリコーンオイルは、良好な浸透性及び分散性を有し、当該有機キャリアは、３６０〜４２０℃で殆ど完全に分解して排出されたが、一部の有機キャリアは、反射粒子、補助粒子及びガラス粉に被覆されて排出することができず、後続の高温処理中に反射粒子、補助粒子又は第１のガラス粉と副反応が発生したことで、反射層において一部の有機キャリアの残留物が存在しており、その質量分率が０．００１〜０．１ｍａｓｓ％である。

本実施例においては、発光層１１０における第２の粘着剤は、第２のガラス粉である。第２のガラス粉としては、透明度が高く、光の吸収率が小さく、熱伝導率が高いガラス粉が採用される。透明度を高くするのは、光を入射したり出射したりし容易にするためである。光の吸収率を小さくするのは、発光層における光の複数回の反射後の損失をできるだけ減少させるためである。熱伝導率を高くするのは、熱量を伝導するのに有利であり、発光層の動作温度を低減するためである。第２のガラス粉は、ＳｉＯ₂−Ｂ₂Ｏ₃−ＲＯ、ＳｉＯ₂−ＴｉＯ₂−Ｎｂ₂Ｏ₅−Ｒ'₂Ｏ、ＺｎＯ−Ｐ₂Ｏ₅から選択された１つ又は複数であっても良く、ＲはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｎａ、Ｋから選択された１つ又は複数であり、Ｒ'はＬｉ、Ｎａ、Ｋから選択された１つ又は複数である。

本実施例においては、反射層１２０における第１の粘着剤及び発光層１１０における第２の粘着剤は、何れもガラス粉が採用された。よって、反射層１２０と発光層１１０との両層の結合に有利である同時に、波長変換装置１００の全体の耐高温を保証することができる。

本実施例の発光層１１０においては、波長変換材料の占める体積分率が大きすぎ、第２のガラス粉の占める体積分率が小さすぎると、発光層が層になるように粘着され難くなる。一方、波長変換材料の占める体積分率が小さすぎると、その発光効率が低くなる。本発明においては、発光層の発光効率及び成形を共に実現するために、発光層に対する波長変換材料の体積分率は、３０〜７５ｖｏｌ％であり、発光層に対する第２の粘着剤の体積分率は、２５〜７０ｖｏｌ％である。１つの好ましい実施例においては、発光層に対する波長変換材料の体積分率は、３５〜５５ｖｏｌ％であり、発光層に対する第２の粘着剤の体積分率は、４５〜６５ｖｏｌ％である。

本実施例の発光層１１０は、発光効率を満たすために、発光層における光の伝送距離により波長変換を十分に行うことができるように、一定の厚さを有しなければならない。発光層１１０が厚すぎると、自身の熱伝導性能及び放熱が悪くなる。本実施例においては、発光層１１０は、厚さが５０〜３００μｍである。

本実施例においては、基板１３０は、窒化アルミニウムセラミック基板であり、優れた熱伝導性及び機械強度を有するため、高温において分解したり変形したりすることがない。窒化アルミニウムは、酸化チタン及び酸化アルミニウムとの熱膨張係数の差が小さく、しかも、窒化アルミニウム基板は、耐熱性が高く、ハイパワーのレーザ光源（＞１００Ｗ）に適することができる。本実施例においては、基板１３０は、流延法で製作されたものであり、その相対密度が９５％より大きく、熱伝導率が１５０Ｗ／ｍＫより大きい。また、基板１３０は、酸化アルミニウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化ホウ素、酸化ベリリウム等のセミラック材料であっても良く、当該材料の基板は、窒化アルミニウム基板と類似又は同じ性能を有する。

実施例２
図２に示すように、図２は、本発明の波長変換装置の実施例２の構造模式図である。本実施例の波長変換装置２００においける発光層２１０、反射層２２０及び基板２３０は、実施例１と同じであり、本実施例において繰り返して説明しない。実施例２は実施例１との相違は、図２に示すように、当該波長変換装置２００は、ガラス層２６０と、光透過増強膜２５０とを更に備える。

ガラス層２６０は、発光層２１０の上に設置されており、第３のガラス粉からなる。発光層２１０の表面には、少量の波長変換材料粒子が突出する可能性があるため、このような表面上にフイルムコーティングすると、膜層は、凹凸不平になる可能性がある。一方、発光層を平坦化して研磨した後に発光層の上にフィルムコーティングすると、平坦化及び研磨中に発光層を損害する可能性がある。純ガラスに対して平坦化して研磨して平坦で滑らかな表面が得られ容易であるため、フィルムコーティングするのに有利である。ガラス層２６０は、薄すぎると、層の厚さの均一性を制御し難くなり、厚すぎると、光の透過に影響する。よって、実験による測量から分かるように、厚さが２０〜５０μｍであるガラス層２６０は、均一性を保つ同時に、光の透過に影響しない（光の透過に与える影響は、１％より小さい）。

光透過増強膜２５０は、ガラス層２６０の上に設置されており、界面の光反射を減らし、光の透過出射を増強するために用いられる。これにより、光の利用率を効率的に高めることができる。光透過増強膜の材料は、ＳｉＯ₂又はＭｇＦ₂とされ、厚さは、５０〜１５０ｎｍとされても良い。

本発明においては、ガラス層２６０を加えることは、１つの好ましい技術案であり、発光層２１０の上に光透過増強膜２５０を直接にコーティングしても良いが、上述したように、このように直接にコーティングすると、膜層は、凹凸不平になる可能性がある。

実施例３
図３に示すように、図３は、本発明の波長変換装置の実施例３の構造模式図である。本実施例の波長変換装置３００においける発光層３１０、反射層３２０及び基板３３０は、実施例１と同じであり、本実施例において繰り返して説明しない。本実施例は実施例１との相違は、本実施例は、駆動装置３４０を更に備えることにある。具体的に、本実施例における駆動装置３４０は１つのモーターである。本実施例における基板３３０は、１つの円形基板であり、リング状の反射層３２０及び発光層３１０を載せるものである。駆動装置３４０は、基板３３０と固定接続され、駆動装置３４０が回転する時に、基板３３０及びその上の反射層３２０と発光層３１０が共に回転するように駆動される。これにより、励起光源の励起光が発光層上の一点を長時間で照射することで発光層３１０上の発光点にある波長変換材料が崩壊してしまうことは、避けることができる。

上述した内容は、本発明の好ましい実施例であり、本発明を制限しない。当業者は、本発明に対して様々な変更及び変化を行うことができる。本発明の精神から逸脱しなければ、行われた任意の補正、等価変更、改良等は、全て本発明の特許請求の範囲に含まれる。

Claims (20)

1. 順次に積層される基板と、反射層と、発光層とを備える波長変換装置であって、
   前記反射層は、光を反射するための反射粒子と、前記反射粒子間の隙間を充填するための補助粒子と、前記反射粒子と前記補助粒子が層になるように粘着されるための第１の粘着剤とを含み、
   前記発光層は、波長変換材料及び第２の粘着剤を含み、
   前記反射粒子は酸化アルミニウムであり、前記補助粒子は酸化チタンであり、
   前記反射層における前記補助粒子の質量分率は４０〜７５ｍａｓｓ％であり、
   前記反射層における前記反射粒子の質量分率は０．５〜３０ｍａｓｓ％であることを特徴とする波長変換装置。
2. 前記酸化チタンは粒径が０．０２〜１μｍであり、前記酸化アルミニウムは粒径が０．０１〜１μｍであることを特徴とする請求項１に記載の波長変換装置。
3. 前記酸化チタンは粒径が０．２〜０．５μｍであり、前記酸化アルミニウムは粒径が０．０２〜０．７μｍであることを特徴とする請求項２に記載の波長変換装置。
4. 前記反射層は厚さが７０μｍより小さく、可視光に対する反射率が９５％より大きいことを特徴とする請求項１に記載の波長変換装置。
5. 前記反射層は厚さが３０μｍより小さく、可視光に対する反射率が９５％より大きいことを特徴とする請求項４に記載の波長変換装置。
6. 前記反射層は孔隙率が３５％より小さいことを特徴とする請求項１〜５の何れか１つに記載の波長変換装置。
7. 前記第１の粘着剤は第１のガラス粉であり、前記反射層における前記第１のガラス粉の質量分率は２０〜５０ｍａｓｓ％であることを特徴とする請求項１〜５の何れか１つに記載の波長変換装置。
8. 前記第１のガラス粉はＳｉＯ₂−Ｂ₂Ｏ₃−ＲＯであり、ＲはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｎａ、Ｋから選択された１つ又は複数であることを特徴とする請求項７に記載の波長変換装置。
9. 前記反射層は、前記反射粒子、補助粒子、第１のガラス粉及び有機キャリアを混合した後に焼結して形成されたものであり、前記有機キャリアは、エチルセルロースと、テルピネオールと、ブチルカルビトールとの混合液又はシリコーンオイルであり、前記反射層における有機キャリアの残留物の質量分率は０．００１〜０．１ｍａｓｓ％であることを特徴とする請求項７に記載の波長変換装置。
10. 前記第２の粘着剤は、第２のガラス粉であり、ＳｉＯ₂−Ｂ₂Ｏ₃−ＲＯ、ＳｉＯ₂−ＴｉＯ₂−Ｎｂ₂Ｏ₅−Ｒ'₂Ｏ、ＺｎＯ−Ｐ₂Ｏ₅から選択された１つ又は複数であり、ＲはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｎａ、Ｋから選択された１つ又は複数であり、Ｒ'はＬｉ、Ｎａ、Ｋから選択された１つ又は複数であることを特徴とする請求項７に記載の波長変換装置。
11. 前記第１の粘着剤はシリカゲル又は樹脂であり、前記補助粒子はカップリング剤で処理された酸化チタンであり、前記カップリング剤はシランカップリング剤及びオルトケイ酸エチルを含むことを特徴とする請求項１〜５の何れか１つに記載の波長変換装置。
12. 前記第２の粘着剤はシリカゲル又は樹脂であることを特徴とする請求項１１に記載の波長変換装置。
13. 前記発光層における前記波長変換材料の体積分率は３０〜７５ｖｏｌ％であり、前記発光層における前記第２の粘着剤の体積分率は２５〜７０ｖｏｌ％であることを特徴とする請求項１、１０又は１２に記載の波長変換装置。
14. 前記発光層における前記波長変換材料の体積分率は３５〜５５ｖｏｌ％であり、前記発光層における前記第２の粘着剤の体積分率は４５〜６５ｖｏｌ％であることを特徴とする請求項１３に記載の波長変換装置。
15. 前記発光層は厚さが５０〜３００μｍであることを特徴とする請求項１、１０又は１２に記載の波長変換装置。
16. 前記基板は窒化アルミニウム基板である、又は前記基板は金属基板であることを特徴とする請求項１に記載の波長変換装置。
17. 前記発光層における前記反射層から遠い側に設置される光透過増強膜を更に備えることを特徴とする請求項１〜５の何れか１つに記載の波長変換装置。
18. 第３のガラス粉からなり、前記発光層と前記光透過増強膜との間に設置されるガラス層を更に備えることを特徴とする請求項１７に記載の波長変換装置。
19. 前記ガラス層は厚さが２０〜５０μｍであることを特徴とする請求項１８に記載の波長変換装置。
20. 励起光源を備える発光装置であって、
    請求項１〜１９の何れか１つに記載の波長変換装置を更に備えることを特徴とする発光装置。

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