JP6935990B2 - Manufacturing method of wavelength conversion member, light emitting device and wavelength conversion member - Google Patents
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Description
本発明は、波長変換部材、発光装置および波長変換部材の製造方法に関し、特にレーザ光源からの一次光を波長変換して二次光を出射する波長変換部材、発光装置および波長変換部材の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a wavelength conversion member, a light emitting device, and a wavelength conversion member, and more particularly, a method for manufacturing a wavelength conversion member, a light emitting device, and a wavelength conversion member that wavelength-converts primary light from a laser light source and emits secondary light. Regarding.
LED(Light Emitting Diode)や半導体レーザを光源として、蛍光体材料を含有した波長変換部材で波長変換して白色光を得る発光装置が用いられている。これらの発光装置では、光源から青色光や紫外光などの一次光を発光して波長変換部材に照射し、波長変換部材に含有された蛍光体が一次光により励起されて黄色光などの二次光を発光し、一次光と二次光が混色して白色光が外部に照射される。 A light emitting device is used in which an LED (Light Emitting Diode) or a semiconductor laser is used as a light source and a wavelength conversion member containing a phosphor material is used to convert the wavelength to obtain white light. In these light emitting devices, primary light such as blue light or ultraviolet light is emitted from a light source to irradiate the wavelength conversion member, and the phosphor contained in the wavelength conversion member is excited by the primary light to cause secondary light such as yellow light. Light is emitted, the primary light and the secondary light are mixed, and white light is irradiated to the outside.
特許文献1には、半導体レーザを光源として用いた車両用灯具が提案されている。光源として半導体レーザを用いると、大出力で波長幅の狭い一次光を得られるが、指向性が非常に強く光が照射される領域が小さいという特徴がある。したがって、光源としてLEDを用いる場合と比較すると、波長変換部材の極めて小さい領域に大出力の一次光が照射されて白色光を出射し、指向性が高い発光装置が得られる。 Patent Document 1 proposes a vehicle lamp using a semiconductor laser as a light source. When a semiconductor laser is used as a light source, primary light having a large output and a narrow wavelength width can be obtained, but it has a feature that the directivity is very strong and the region where the light is irradiated is small. Therefore, as compared with the case where an LED is used as a light source, a high-power primary light is irradiated to an extremely small region of the wavelength conversion member to emit white light, and a light emitting device having high directivity can be obtained.
一方で、発光装置の波長変換部材では一次光の波長変換と同時に熱が生じている。特に、光源として半導体レーザを用いた場合には、一次光が小さな領域に集中して照射されるため、波長変換部材の温度が上昇しやすい。波長変換部材中に含有される蛍光体は、波長変換の効率に温度特性を有しているため、温度変化が大きすぎると所望の色度からずれてしまうという問題が生じてしまう。 On the other hand, in the wavelength conversion member of the light emitting device, heat is generated at the same time as the wavelength conversion of the primary light. In particular, when a semiconductor laser is used as the light source, the temperature of the wavelength conversion member tends to rise because the primary light is concentrated in a small region and irradiated. Since the phosphor contained in the wavelength conversion member has a temperature characteristic in the efficiency of wavelength conversion, there arises a problem that the desired chromaticity is deviated if the temperature change is too large.
図8(a)は、従来の半導体レーザを光源とした発光装置における波長変換部材の固定方法の一例を示す模式図である。光源として半導体レーザを用いた発光装置では、一次光を透過するサファイア等で構成される光取り出し部1の表面に、蛍光体材料を含有した固体状の波長変換部材2が配置され、接着剤3で波長変換部材2を光取り出し部1に固定している。光源である半導体レーザは波長変換部材2から離れた位置に配置されており、図示を省略している。
FIG. 8A is a schematic view showing an example of a method of fixing a wavelength conversion member in a light emitting device using a conventional semiconductor laser as a light source. In a light emitting device using a semiconductor laser as a light source, a solid
図8(b)は、半導体レーザを光源とした従来の発光装置における波長変換部材の固定方法の他の例を示す模式図である。この例では、発光装置の光取り出し部1に開口部を形成しておき、開口部内に波長変換部材2を挿入し、波長変換部材2の側面と光取り出し部1の開口部内面との間に接着剤3を注入して、波長変換部材2を光取り出し部1に固定している。この例では光取り出し部1は一次光を透過する材質である必要はなく、セラミック材料などを用いることができる。
FIG. 8B is a schematic view showing another example of a method of fixing a wavelength conversion member in a conventional light emitting device using a semiconductor laser as a light source. In this example, an opening is formed in the light extraction unit 1 of the light emitting device, the
図8(a)及び図8(b)に示した発光装置では、波長変換部材2を接着剤3で固定しているため、波長変換部材2で発生した熱は接着剤3を介して光取り出し部1に伝わって放熱される。一般的に、光取り出し部1はサファイアやセラミックで構成され、接着剤3はガラスやシリコーン樹脂などで構成されており、熱伝導性が比較的に低い材料であるため波長変換部材2で発生した熱の放熱に改善の余地がある。
In the light emitting device shown in FIGS. 8A and 8B, since the
そこで本発明は、放熱性に優れた波長変換部材、発光装置および波長変換部材の製造方法を提供することを課題とする。 Therefore, it is an object of the present invention to provide a wavelength conversion member, a light emitting device, and a method for manufacturing a wavelength conversion member having excellent heat dissipation.
上記課題を解決するために本発明の波長変換部材は、一次光を波長変換して二次光を出射する蛍光体部と、前記一次光を透過する半導体材料で構成された放熱保持部とを備え、サファイア、SiC、Siの何れか一つで構成され、前記放熱保持部を保持する保持基板を有し、前記放熱保持部は前記保持基板より熱伝導率が大きい結晶成長層であり、前記放熱保持部は、前記蛍光体部の少なくとも一部に接触して前記蛍光体部を保持することを特徴とする。
In order to solve the above problems, the wavelength conversion member of the present invention includes a phosphor portion that converts primary light into wavelength and emits secondary light, and a heat dissipation holding portion made of a semiconductor material that transmits the primary light. It is composed of any one of sapphire, SiC, and Si, has a holding substrate for holding the heat dissipation holding portion, and the heat dissipation holding portion is a crystal growth layer having a higher thermal conductivity than the holding substrate. The heat dissipation holding portion is characterized in that it comes into contact with at least a part of the phosphor portion to hold the phosphor portion.
このような本発明の波長変換部材では、半導体材料で構成された放熱保持部を蛍光体部に接触させて保持するため、蛍光体部で発生した熱は熱伝導率の良好な放熱保持部を介して効率よく放熱される。 In such a wavelength conversion member of the present invention, since the heat radiating holding portion made of a semiconductor material is brought into contact with the phosphor portion to hold the heat radiating holding portion, the heat generated in the phosphor portion can be used to provide a heat radiating holding portion having good thermal conductivity. Heat is efficiently dissipated through.
また本発明の一態様では、前記蛍光体部は、蛍光体材料を含んだ焼結体である。 Further, in one aspect of the present invention, the phosphor portion is a sintered body containing a phosphor material.
また本発明の一態様では、前記放熱保持部は、前記蛍光体部の側面全体を覆う。 Further, in one aspect of the present invention, the heat dissipation holding portion covers the entire side surface of the phosphor portion.
また本発明の一態様では、前記放熱保持部は、前記蛍光体部における前記一次光の入射面を覆う。 Further, in one aspect of the present invention, the heat dissipation holding portion covers the incident surface of the primary light in the phosphor portion.
上記課題を解決するために本発明の発光装置は、一次光を照射する光源と、前記一次光を波長変換して二次光を出射する蛍光体部と、前記一次光を透過する半導体材料で構成された放熱保持部とを備え、サファイア、SiC、Siの何れか一つで構成され、前記放熱保持部を保持する保持基板を有し、前記放熱保持部は前記保持基板より熱伝導率が大きい結晶成長層であり、前記放熱保持部は、前記蛍光体部の少なくとも一部に接触して前記蛍光体部を保持することを特徴とする。
In order to solve the above problems, the light emitting device of the present invention comprises a light source that irradiates primary light, a phosphor portion that converts the wavelength of the primary light to emit secondary light, and a semiconductor material that transmits the primary light. It is provided with a configured heat dissipation holding portion, is composed of any one of sapphire, SiC, and Si, and has a holding substrate that holds the heat dissipation holding portion, and the heat dissipation holding portion has a higher thermal conductivity than the holding substrate. It is a large crystal growth layer, and the heat radiation holding portion is characterized in that it comes into contact with at least a part of the phosphor portion to hold the phosphor portion.
上記課題を解決するために本発明の波長変換部材の製造方法は、保持基板に蛍光体部を載置する載置工程と、前記保持基板および前記蛍光体部の上に、光源からの一次光を透過する半導体材料を成長させて放熱保持部を形成する成長工程を備えることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the method for manufacturing a wavelength conversion member of the present invention includes a mounting step of mounting a phosphor portion on a holding substrate and primary light from a light source on the holding substrate and the phosphor portion. It is characterized by including a growth step of growing a semiconductor material that transmits light to form a heat dissipation holding portion.
また本発明の一態様では、前記成長工程の後に、前記保持基板の裏面および/または前記放熱保持部の表面を研磨する研磨工程を備える。 Further, in one aspect of the present invention, after the growth step, a polishing step of polishing the back surface of the holding substrate and / or the surface of the heat dissipation holding portion is provided.
また本発明の一態様では、前記載置工程の前に前記保持基板に溝を形成する溝形成工程を備え、前記載置工程では前記溝に前記蛍光体部を載置する。 Further, in one aspect of the present invention, a groove forming step for forming a groove in the holding substrate is provided before the pre-described placement step, and the phosphor portion is placed in the groove in the pre-described placement step.
本発明では、放熱性に優れた波長変換部材、発光装置および波長変換部材の製造方法を提供することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can provide a wavelength conversion member, a light emitting device, and a method for manufacturing a wavelength conversion member having excellent heat dissipation.
(第1実施形態)
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付すものとし、適宜重複した説明は省略する。図1は、本実施形態における発光装置10を示す模式断面図である。発光装置10は、ステム11と、半導体レーザ12と、ケース部13と、波長変換部材14とを備える。発光装置10では、半導体レーザ12から一次光L1が波長変換部材14に照射され、波長変換部材14で波長変換された二次光と混色して白色光L2が外部に出射される。図1では発光装置10として所謂CAN型パッケージのものを示したが、CAN型パッケージに限定されず各種半導体レーザ用のパッケージを用いることができる。
(First Embodiment)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The same or equivalent components, members, and processes shown in the drawings shall be designated by the same reference numerals, and redundant description will be omitted as appropriate. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a
ステム11は、半導体レーザ12を搭載してケース部13が固定される部材であり、図示しないリードピンやヒートシンクなどを備えて、外部から半導体レーザ12に電力が供給されるとともに、半導体レーザ12で発生した熱を外部に伝える。ステム11を構成する材料は特に限定されないが、放熱性が良好な銅などの金属が望ましい。
The
半導体レーザ12は、電力が供給されてレーザ光を発振する半導体素子である。半導体レーザ12を構成する材料は特に限定されないが、一次光L1として青色光や紫外光を照射する場合には窒化物系半導体が用いられる、また、半導体レーザ12の共振器構造や電極構造、電流狭窄構造などの素子構造も特に限定されず、必要な発光強度と発振波長を得るために適切な構造を採用することができる。
The
ケース部13は、ステム11上で半導体レーザ12を覆うように配置される部材であり、ステム11に立設される筒状の側壁と天面とを備えている。ケース部13の天面中央には開口部が設けられて波長変換部材14が固定されている。ケース部13を構成する材料は限定されないが、波長変換部材14で発生した熱をステム11に良好に伝えるためには熱伝導性に優れた金属材料が好ましい。
The
波長変換部材14は、ケース部13の開口部に固定されて発光装置10からの光取り出し部として機能している。波長変換部材14は、半導体レーザ12から照射される一次光L1により励起されて二次光を発する蛍光体材料を含有する部材であり、一次光L1と二次光とが混色して白色光L2を外部に照射する。ここでは一次光L1と二次光の混色で白色光L2を照射する例を示したが、複数の蛍光体材料を備えて複数色の二次光を発光して二次光同士の混色によって白色光L2を照射するとしてもよい。また、照射する光L2として白色光の例を示したが、その他の単色光であってもよく、複数色を混色した白色以外の色であってもよい。
The
次に、波長変換部材14の構造および製造方法について図2〜図4を用いて説明する。図2は、本実施形態における波長変換部材14の構造を示す模式断面図である。図2に示すように本実施形態の波長変換部材14は、蛍光体部14aと、保持基板15と、放熱保持部16とを備えている。
Next, the structure and manufacturing method of the
図2に示すように波長変換部材14は、放熱保持部16が蛍光体部14aと保持基板15の図中下方全体を覆い、図中上方に蛍光体部14aと保持基板15が露出している。蛍光体部14aの高さは保持基板15よりも高く、保持基板15の開口部内において蛍光体部14aが保持基板15と放熱保持部16に埋没した状態で保持されている。また、蛍光体部14aの側面および下面は放熱保持部16で覆われており、上面が保持基板15の開口部から露出している。保持基板15の開口部の直径は蛍光体部14aよりも大きく形成されており、蛍光体部14aの側面と開口部内面との間には放熱保持部16が入り込んでいることが好ましいが、蛍光体部14aと開口部とが接触していてもよい。
As shown in FIG. 2, in the
蛍光体部14aは、一次光L1によって励起されて二次光を発する蛍光体材料を含有する部材である。蛍光体部14aのサイズは、半導体レーザ12からの一次光L1が照射される領域よりも大きく、一次光L1を適切に二次光に波長変換できればよく、例えば厚さ数百μm程度で直径が0.1〜数mm程度である。蛍光体部14aに含有される蛍光体材料は特に限定されないが、後述するように放熱保持部16を形成するためにはセラミック蛍光体であることが好ましい。蛍光体部14aの具体的材料としては、Y3Al5O12、すなわちYAG(Yttrium Alminum Garnet)粉末を用いて作成されたセラミック素地を焼結して得られるセラミック蛍光体が最も好ましい。YAG焼結体を蛍光体部14aとして用いることで、一次光L1の青色光を波長変換して二次光の黄色光を出射し、一次光と二次光の混色により白色を得られる。
The
保持基板15は、一方の表面に放熱保持部16を保持する薄板状の部材であり、開口部内に蛍光体部14aが配置されている。保持基板15を構成する材料は、一方の面に放熱保持部16を形成することが可能な材料であり、例えばサファイア、SiC、Si等が好ましい。
The holding
放熱保持部16は、保持基板15の一方の面と蛍光体部14a全体を覆って形成された部材である。上述したように、保持基板15の開口部内と蛍光体部14a側面との間隙にも放熱保持部16が入り込んで形成されていることが好ましいが、蛍光体部14aと保持基板15とが接触していてもよい。放熱保持部16は、保持基板15および蛍光体部14a上に成長可能で、半導体レーザ12からの一次光L1を透過する半導体材料で構成される。具体的な半導体材料としてはIII族窒化物系半導体であるGaNやAlN等が挙げられる。
The heat
放熱保持部16に用いられる半導体材料の熱伝導率は、GaNが約130[W/mK]でAlNが約150[W/mK]であり、従来用いられていた接着剤のガラスやシリコーン樹脂の1[W/mK]未満、サファイア基板の約40[W/mK]よりも熱伝導性が良好である。
The thermal conductivity of the semiconductor material used for the heat
次に、図3を用いて波長変換部材14の製造方法を示す。まず初めに、図3(a)に示すように、溝形成工程を経て表面に凹部15aが形成された保持基板15を用意する。ここで用意する初期状態における保持基板15の厚みは、図2に示した保持基板15よりも厚く、数百μm以上の厚みを有して自立基板として必要な剛性を有している。ここで自立基板とは、半導体製造技術における通常の意味であり、操作時に破壊されない程度の強度を備えていることを意味している。凹部15aは、直径が蛍光体部14aの直径よりも大きく、蛍光体部14aの厚みよりも浅く形成されている。
Next, a method of manufacturing the
次に図3(b)に示すように、予め用意した蛍光体部14aを凹部15a内に配置する。このとき、蛍光体部14aの側面が凹部15aの内周と接触せず、所定の間隙をもって配置されることが好ましい。蛍光体部14aが凹部15a内に配置されることで、後工程である成長工程での成長ガスによって蛍光体部14aが飛ばされることを抑制し、蛍光体部14aを所定の位置に留めて放熱保持部16を成長させることができる。
Next, as shown in FIG. 3B, the
次に図3(c)に示すように、保持基板15上に蛍光体部14aを配置した状態で反応容器内に投入し、保持基板15および蛍光体部14a上に半導体層を成長させて放熱保持部16を形成する。半導体層の成長には、有機金属気相成長法(MOCVD:Metal Organic Chemical Vapor Deposition)やハイドライド気相成長法(HVPE:Hydride Vapor Phase Epitaxy)、分子線エピタキシー法(MBE:Molecular Beam Epitaxy)、スパッタ法などの各種方法を用いることができるが、結晶成長速度の点からHVPE法が好ましい。セラミック蛍光体である蛍光体部14a上に、AlNなどのIII族窒化物半導体層が成長できることは、例えば特許第5768159号公報に記載されている。
Next, as shown in FIG. 3C, the
図3(c)に示したように、放熱保持部16の成長は蛍光体部14aよりも放熱保持部16が厚くなるまで継続され、蛍光体部14aの側面および上面を覆って蛍光体部14aに対応する位置が凸状となっている。このとき、蛍光体部14a側面と凹部15a内周面との間隙にも成長ガスが供給されることで、間隙にも放熱保持部16が形成されている。
As shown in FIG. 3C, the growth of the heat radiating holding
最後に図3(d)に示すように、保持基板15の裏面側および放熱保持部16の表面側を研磨する。研磨の方法としては、保持基板15および放熱保持部16の材料に応じてラッピングや化学機械研磨(CMP:Chemical Mechanical Polishing)など好ましい方法を採用できる。この研磨工程によって、保持基板15の厚さは凹部15aの深さ程度まで薄板化され、同時に蛍光体部14aの裏面が露出される。また、放熱保持部16は表面が平坦になる程度まで研磨されるが、蛍光体部14aの上面は露出されず放熱保持部16が残留して覆った状態とされる。
Finally, as shown in FIG. 3D, the back surface side of the holding
上述した製造方法で得られた波長変換部材14をダイシングで個別に分割し、ケース部13の開口部に取り付け、半導体レーザ12を覆うようにステム11上にケース部13を取り付けることで、本実施形態の発光装置10が構成される。
The
図4は、波長変換部材14での熱の伝わり方を示す概念図である。図3(d)で完成した波長変換部材14の上下方向は逆に描かれており、下方から一次光L1が照射される。図4中の黒い矢印は、蛍光体部14aからの熱の経路を模式的に示している。上述したように、GaNやAlNなどの半導体材料で構成される放熱保持部16は、ガラスやシリコーン樹脂、サファイア基板よりも熱伝導性が良好であり、蛍光体部14aの側面及び下面に接触した放熱保持部16を介して熱が良好に伝わって放熱される。
FIG. 4 is a conceptual diagram showing how heat is transferred in the
本実施形態の波長変換部材14では、一次光L1の入射側にも蛍光体部14aを覆って放熱保持部16が形成されている。放熱保持部16は一次光L1を透過する材料で構成されているため、蛍光体部14aの入射面を放熱保持部16が覆っていても一次光L1が放熱保持部16に吸収されず、十分に蛍光体部14aに一次光L1が照射される。蛍光体部14aの入射面近傍にも放熱保持部16が接触しているため、一次光L1の照射によって最も波長変換と発熱が行われる入射面の領域からも良好に放熱保持部16から放熱をすることが可能となる。
In the
また、保持基板15の凹部15aに相当する開口部内周と蛍光体部14a側面との間にも放熱保持部16が形成されているため、蛍光体部14aの側面全体を放熱保持部16が覆い、蛍光体部14aからの放熱経路が確保される。
Further, since the heat
さらに、図3(d)で示した研磨工程により、放熱保持部16の表面は平坦化されている。これにより、一次光L1が放熱保持部16を透過して蛍光体部14aに入射する際に、放熱保持部16表面の凹凸による屈折や散乱で蛍光体部14aへの入射光量が減少することを抑制することができる。また、研磨工程で保持基板15の裏面が研磨されて蛍光体部14aが露出しているため、蛍光体部14aと保持基板15の界面で白色光が反射することや、保持基板15を透過する際に減衰することを抑制でき、白色光の取り出し効率が向上する。
Further, the surface of the heat
上述したように本実施形態では、波長変換部材14が、一次光L1を波長変換して二次光を出射する蛍光体部14aと、一次光を透過する半導体材料で構成された放熱保持部16を備え、放熱保持部16が蛍光体部14aの少なくとも一部に接触して保持している。これにより、放熱性に優れた波長変換部材、発光装置および波長変換部材の製造方法を提供することができる。
As described above, in the present embodiment, the
(第2実施形態)
次に本発明の第2実施形態について図5を用いて説明する。第1実施形態と重複する部分についての説明は省略する。図5は、第2実施形態における灯具ユニット20を示す模式断面図である。本実施形態は、第1実施形態で示した発光装置10を光源として車両用の灯具ユニットを構成したものである。
(Second Embodiment)
Next, the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The description of the portion overlapping with the first embodiment will be omitted. FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing the
図5に示す灯具ユニット20は、ハイビーム用配光パターンを形成するように構成されている。灯具ユニット20は、発光装置10と、カバー21と、ランプボディ22と、投影レンズ23と、出射した光を投影レンズ23に向けて反射する楕円反射面を有するリフレクタ24と、ベース部26を介して発光装置10が発する熱を外部へ放熱する放熱フィン25と、発光装置10が載置されているベース部26と、スイブルアクチュエータ27と、スクリュー29と、レベリングアクチュエータ30と、スクリュー31とを備える。
The
ベース部26は、水平方向にスイブルできるようにスイブルアクチュエータ27によって支持されている。また、ベース部26の上部は、スクリュー31等を介してランプボディ22と連結されている。スイブルアクチュエータ27は、レベリングアクチュエータ30と接続されている。レベリングアクチュエータ30は、スクリュー29を回転させることで、連結部材28を移動させ、ベース部26の上下方向の傾きを変えることができる。このように、レベリングアクチュエータ30は、灯具ユニット20の光軸や灯具ユニット20により形成される配光パターンを上下方向に変化させるためのものである。
The base portion 26 is supported by a
図1に示したように、半導体レーザ12が発光した一次光L1は波長変換部材14で二次光に波長変換され、一次光L1と二次光の混色による白色光L2が発光装置10から出射される。図5に示したように、発光装置10から上方に出射された白色光は、リフレクタ24で前方に反射され、投影レンズ23およびカバー21を透過して車両前方に投影される。
As shown in FIG. 1, the primary light L1 emitted by the
本実施形態の灯具ユニット20では、図4で示したように蛍光体部14aで発生した熱は放熱保持部16を介してケース部13及びステム11を経由し、ベース部26から放熱フィン25に伝わり放熱される。したがって、本実施形態の灯具ユニット20でも、蛍光体部14aで発生した熱を良好に放熱して安定した白色光照射を実現できる。
In the
(第3実施形態)
次に本発明の第3実施形態について図6,7を用いて説明する。第1実施形態と重複する部分についての説明は省略する。図6は、本実施形態の波長変換部材14の製造方法を示す工程図である。図7は、本実施形態における波長変換部材14の構造を示す模式断面図である。
(Third Embodiment)
Next, the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 and 7. The description of the portion overlapping with the first embodiment will be omitted. FIG. 6 is a process diagram showing a method of manufacturing the
初めに、図6(a)に示すように、溝形成工程を経て表面に凹部15aが形成された保持基板15を用意する。本実施形態では、凹部15aの側壁が表面と底面に対して所定の角度で傾斜したテーパ形状とされている。凹部15aの底面は蛍光体部14aと同程度の面積とする。
First, as shown in FIG. 6A, a holding
次に図6(b)に示すように、予め用意した蛍光体部14aを凹部15a内に配置する。凹部15aの側壁がテーパ形状であり、蛍光体部14aを載置することでテーパ形状によって蛍光体部14aが凹部底面に位置決めされるため、作業効率が向上する。また、テーパ形状の凹部15aの側面と蛍光体部14aの側面との間に隙間が確保される。
Next, as shown in FIG. 6B, the
次に図6(c)に示すように、保持基板15上に蛍光体部14aを配置した状態で反応容器内に投入し、保持基板15および蛍光体部14a上に半導体層を成長させて放熱保持部16を形成する。凹部15aの側面と蛍光体部14aの側面は、上述したように凹部15aのテーパ形状に起因して隙間が確保されているため、成長させる半導体層を蛍光体部14aの側面に接触させることが容易となる。
Next, as shown in FIG. 6C, the
最後に図6(d)に示すように、保持基板15の裏面側および放熱保持部16の表面側を研磨する。これにより図7に示す波長変換部材14が得られる。
Finally, as shown in FIG. 6D, the back surface side of the holding
本実施形態でも、波長変換部材14が、一次光L1を波長変換して二次光を出射する蛍光体部14aと、一次光を透過する半導体材料で構成された放熱保持部16を備え、放熱保持部16が蛍光体部14aの少なくとも一部に接触して保持している。これにより、放熱性に優れた波長変換部材、発光装置および波長変換部材の製造方法を提供することができる。
Also in the present embodiment, the
(第4実施形態)
次に本発明の第4実施形態について説明する。本実施形態の波長変換部材では、第1実施形態の研磨工程を省略し、図3(c)で示した放熱保持部16の成長終了時点でダイシングしてケース部13の開口部に取り付ける。
(Fourth Embodiment)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. In the wavelength conversion member of the present embodiment, the polishing step of the first embodiment is omitted, and the heat
ここでは保持基板15裏面と放熱保持部16表面の両面ともに研磨しない例を示したが、保持基板15裏面と放熱保持部16表面のどちらか一方のみを研磨するとしてもよい。
Here, an example is shown in which both the back surface of the holding
本実施形態でも、波長変換部材14が、一次光L1を波長変換して二次光を出射する蛍光体部14aと、一次光を透過する半導体材料で構成された放熱保持部16を備え、放熱保持部16が蛍光体部14aの少なくとも一部に接触して保持している。これにより、放熱性に優れた波長変換部材、発光装置および波長変換部材の製造方法を提供することができる。
Also in the present embodiment, the
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。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the claims, and the embodiments obtained by appropriately combining the technical means disclosed in the different embodiments. Is also included in the technical scope of the present invention.
L1…一次光
L2…白色光
1…光取り出し部
3…接着剤
2…波長変換部材
10…発光装置
11…ステム
12…半導体レーザ
13…ケース部
14…波長変換部材
14a…蛍光体部
15…保持基板
15a…凹部
16…放熱保持部
20…灯具ユニット
21…カバー
22…ランプボディ
23…投影レンズ
24…リフレクタ
25…放熱フィン
26…ベース部
27…スイブルアクチュエータ
28…連結部材
29…スクリュー
30…レベリングアクチュエータ
31…スクリュー
L1 ... Primary light L2 ... White light 1 ...
Claims (7)
前記一次光を透過する半導体材料で構成された放熱保持部とを備え、
サファイア、SiC、Siの何れか一つで構成され、前記放熱保持部を保持する保持基板を有し、
前記放熱保持部は前記保持基板より熱伝導率が大きい結晶成長層であり、
前記放熱保持部は、前記蛍光体部の少なくとも一部に接触して前記蛍光体部を保持することを特徴とする波長変換部材。 A phosphor part that converts the wavelength of the primary light and emits the secondary light,
It is provided with a heat dissipation holding portion made of a semiconductor material that transmits the primary light.
It is composed of any one of sapphire, SiC, and Si, and has a holding substrate that holds the heat dissipation holding portion.
The heat dissipation holding portion is a crystal growth layer having a higher thermal conductivity than the holding substrate.
The heat radiation holding portion is a wavelength conversion member characterized in that the heat radiation holding portion is in contact with at least a part of the phosphor portion to hold the phosphor portion.
前記蛍光体部は、蛍光体材料を含んだ焼結体であることを特徴とする波長変換部材。 The wavelength conversion member according to claim 1.
The wavelength conversion member is characterized in that the phosphor portion is a sintered body containing a phosphor material.
前記放熱保持部は、前記蛍光体部の側面全体を覆うことを特徴とする波長変換部材。 The wavelength conversion member according to claim 1 or 2.
The heat dissipation holding portion is a wavelength conversion member characterized by covering the entire side surface of the phosphor portion.
前記放熱保持部は、前記蛍光体部における前記一次光の入射面を覆うことを特徴とする波長変換部材。 The wavelength conversion member according to any one of claims 1 to 3.
The heat dissipation holding portion is a wavelength conversion member characterized by covering an incident surface of the primary light in the phosphor portion.
前記一次光を波長変換して二次光を出射する蛍光体部と、
前記一次光を透過する半導体材料で構成された放熱保持部とを備え、
サファイア、SiC、Siの何れか一つで構成され、前記放熱保持部を保持する保持基板を有し、
前記放熱保持部は前記保持基板より熱伝導率が大きい結晶成長層であり、
前記放熱保持部は、前記蛍光体部の少なくとも一部に接触して前記蛍光体部を保持することを特徴とする発光装置。 A light source that irradiates primary light and
A phosphor unit that converts the wavelength of the primary light to emit secondary light,
It is provided with a heat dissipation holding portion made of a semiconductor material that transmits the primary light.
It is composed of any one of sapphire, SiC, and Si, and has a holding substrate that holds the heat dissipation holding portion.
The heat dissipation holding portion is a crystal growth layer having a higher thermal conductivity than the holding substrate.
The heat radiation holding portion is a light emitting device characterized in that the heat radiation holding portion is in contact with at least a part of the phosphor portion to hold the phosphor portion.
前記保持基板および前記蛍光体部の上に、光源からの一次光を透過する半導体材料を成長させて放熱保持部を形成する成長工程を備え、
前記成長工程の後に、前記保持基板の裏面および/または前記放熱保持部の表面を研磨する研磨工程を備えることを特徴とする波長変換部材の製造方法。 The mounting process of mounting the phosphor on the holding substrate, and
A growth step of growing a semiconductor material that transmits primary light from a light source to form a heat dissipation holding portion is provided on the holding substrate and the phosphor portion .
A method for manufacturing a wavelength conversion member, which comprises a polishing step of polishing the back surface of the holding substrate and / or the surface of the heat radiation holding portion after the growth step.
前記載置工程の前に前記保持基板に溝を形成する溝形成工程を備え、
前記載置工程では前記溝に前記蛍光体部を載置することを特徴とする波長変換部材の製造方法。
The method for manufacturing a wavelength conversion member according to claim 6.
A groove forming step for forming a groove on the holding substrate is provided before the above-described setting step.
A method for manufacturing a wavelength conversion member, which comprises placing the phosphor portion in the groove in the above-described placement step.
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