JP6677680B2 - 波長変換装置及びその作製方法、関連する発光装置 - Google Patents
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Description
本発明において、波長変換装置は、従来の鏡面アルミニウム基板の代わりに、乱反射層及び高熱伝導基板が利用されている。ここで、乱反射層は、白色の散乱粒子を備え、白色の散乱粒子によって入射光が散乱されることにより、従来の金属反射層による鏡面反射の代わりに、乱反射を利用して入射光に対する反射を実現した。さらに、白色の散乱粒子は、高温下でも酸化せずに入射光を吸収するため、乱反射層は高い温度下でも反射率が低下せず、高温に耐えることができる。また、高熱伝導基板は、窒化アルミニウム、窒化シリコン、炭化珪素、窒化ホウ素、酸化ベリリウムのうちの1種であるため、これらのセラミックス材料の融点は、金属アルミニウムより相当程度高く、アルミニウムより高い温度に耐えることができる。従って、本発明における波長変換装置は、高い温度に耐えることができる。
Claims (19)
- 蛍光粉と、前記蛍光粉を接着するための第二のガラス粉とを備える蛍光粉層と、
入射光を散乱するための、粒径が0.2〜0.5μmである白色の散乱粒子と、前記白色の散乱粒子を接着するための第一のガラス粉とを備える乱反射層と、
熱伝導係数が100W/mK以上または80W/mKである高熱伝導基板とを含み、
前記蛍光粉層、前記乱反射層、前記高熱伝導基板は、順次に積層設置されて固定され、
前記第一のガラス粉および前記第二のガラス粉が高融点のガラス粉であり、
前記乱反射層と前記蛍光粉層とは、焼結によって結合され、
前記高熱伝導基板の材料の融点は、1500℃以上であり、
前記高融点のガラス粉は、軟化温度が500℃以上のガラス粉であることを特徴とする波長変換装置。 - 前記高熱伝導基板は、熱伝導係数が100W/mK以上であるセラミックス材料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。
- 前記高熱伝導基板は、窒化アルミニウム基板、窒化シリコン基板、炭化珪素基板、窒化ホウ素基板、酸化ベリリウム基板のうちの1種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。
- 前記白色の散乱粒子と前記第一のガラス粉との質量比は6:1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。
- 前記第一のガラス粉及び前記第二のガラス粉は同一の高融点のガラス粉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。
- 前記白色の散乱粒子は、塩類や酸化物類の粉末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。
- 前記白色の散乱粒子は、硫酸バリウム粉末、酸化アルミニウム粉末、酸化マグネシウム粉末、酸化チタン粉末、酸化ジルコニウム粉末のうちの少なくとも1種を備えることを特徴とする、請求項1に記載の波長変換装置。
- 前記白色の散乱粒子は、酸化アルミニウム粉末であることを特徴とする請求項4に記載の波長変換装置。
- 前記酸化アルミニウム粉末と前記第一のガラス粉との質量比は6:1であることを特徴とする請求項8に記載の波長変換装置。
- 前記乱反射層は、厚さが0.2mm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。
- ステップA、熱伝導係数が100W/mK以上または80W/mKである高熱伝導基板を取得するステップと、
ステップB、入射光を散乱するための、粒径が0.2〜0.5μmである白色の散乱粒子と、前記白色の散乱粒子を接着するための第一のガラス粉とを備える乱反射層を取得するステップと、
ステップC、蛍光粉と、前記蛍光粉を接着するための第二のガラス粉とを備える蛍光粉層を取得するステップと、
ステップD、前記蛍光粉層、前記乱反射層、前記高熱伝導基板を順次に積層設置して固定するステップとを含み、
前記第一のガラス粉および前記第二のガラス粉が高融点のガラス粉であり、
前記乱反射層と前記蛍光粉層とは、焼結によって結合され、
前記高熱伝導基板の材料の融点は、1500℃以上であり、
前記高融点のガラス粉は、軟化温度が500℃以上のガラス粉であることを特徴とする波長変換装置の作製方法。 - 前記高熱伝導基板は、熱伝導係数が100W/mK以上であるセラミックス材料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の作製方法。
- 前記高熱伝導基板は、窒化アルミニウム基板、窒化シリコン基板、炭化珪素基板、窒化ホウ素基板、酸化ベリリウム基板のうちの1種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の作製方法。
- 前記ステップB及び前記ステップDは、
前記高熱伝導基板の表面において一層の前記乱反射層を焼結し、当該乱反射層は、前記白色の散乱粒子及び第一のガラス粉を備え、前記焼結の温度は、前記高熱伝導基板の融点より低く、さらに前記蛍光粉層を当該基板の表面における前記乱反射層の表面に固定することを含むことを特徴とする請求項11に記載の波長変換装置の作製方法。 - 前記ステップB、前記ステップC及び前記ステップDは、
前記高熱伝導基板の表面において一層の前記乱反射層を焼結し、当該乱反射層は、前記白色の散乱粒子及び第一のガラス粉を備え、前記焼結の温度は、前記高熱伝導基板の融点より低く、さらに前記高熱伝導基板の表面における前記乱反射層の表面に一層の前記蛍光粉層を焼結し、当該蛍光粉層は、第二のガラス粉及び前記蛍光粉を備え、且つ焼結温度はT3≦Tf+400℃という式を満足し、ここで、Tfは前記第一のガラス粉の軟化温度であることを含むことを特徴とする請求項11に記載の波長変換装置の作製方法。 - 前記高熱伝導基板の表面において一層の前記乱反射層を焼結するステップは、 ステップB1、前記白色の散乱粒子、前記第一のガラス粉及び有機キャリアを取得するステップと、
ステップB2、前記白色の散乱粒子、前記第一のガラス粉及び前記有機キャリアを混合して散乱粒子スラリーを得るステップと、
ステップB3、前記散乱粒子スラリーを前記高熱伝導基板に塗布するステップと、
ステップB4、前記散乱粒子スラリーが塗布された前記高熱伝導基板を焼結成形して前記乱反射層を得るステップとを含むことを特徴とする請求項14又は15に記載の波長変換装置の作製方法。 - 前記高熱伝導基板の表面における前記乱反射層の表面に一層の前記蛍光粉層を焼結するステップは、
ステップC1、前記第二のガラス粉、前記蛍光粉及び有機キャリアを取得するステップと、
ステップC2、前記第二のガラス粉、前記蛍光粉及び前記有機キャリアを混合して蛍光粉スラリーを形成するステップと、
ステップC3、前記蛍光粉スラリーを前記高熱伝導基板の表面における前記乱反射層の表面に塗布するステップと、
ステップC4、前記蛍光粉層を得るように、前記蛍光粉スラリーが塗布された前記高熱伝導基板を焼結成形するステップとを含み、且つ、焼結温度はT3≦Tf+400℃という式を満足し、ここで、Tfは前記第一のガラス粉の軟化温度であることを特徴とする請求項15に記載の波長変換装置の作製方法。 - 前記ステップB3と前記ステップB4との間には、前記散乱粒子スラリーが塗布された前記高熱伝導基板をT1温度で0.2時間以上加熱するステップをさらに含み、ここで、Tb−100℃≦T1≦Tb+200℃という式を満足し、Tbは前記有機キャリアの完全分解温度であることを特徴とする請求項16に記載の波長変換装置の作製方法。
- 請求項1〜10のいずれか1項に記載の波長変換装置を備え、励起光を出射するための励起光源をさらに備え、前記蛍光粉は、当該励起光を吸収して蛍光を生成するためのものであり、前記乱反射層は、当該蛍光又は前記蛍光と吸収されなかった前記励起光との混合光を散乱反射するためのものであることを特徴とする、発光装置。
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