JP7506295B2 - Wavelength conversion member and light emitting device - Google Patents

Wavelength conversion member and light emitting device Download PDF

Info

Publication number
JP7506295B2
JP7506295B2 JP2019238212A JP2019238212A JP7506295B2 JP 7506295 B2 JP7506295 B2 JP 7506295B2 JP 2019238212 A JP2019238212 A JP 2019238212A JP 2019238212 A JP2019238212 A JP 2019238212A JP 7506295 B2 JP7506295 B2 JP 7506295B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wavelength conversion
phosphor
conversion layer
heat
containing portion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2019238212A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2021105699A (en
Inventor
章法 米田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nichia Corp
Original Assignee
Nichia Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nichia Corp filed Critical Nichia Corp
Priority to JP2019238212A priority Critical patent/JP7506295B2/en
Publication of JP2021105699A publication Critical patent/JP2021105699A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7506295B2 publication Critical patent/JP7506295B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Optical Filters (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Description

本開示は、波長変換部材、発光装置及び波長変換部材の製造方法に関する。 This disclosure relates to a wavelength conversion member, a light emitting device, and a method for manufacturing a wavelength conversion member.

従来から、半導体発光素子を用いた発光装置が知られている。このような発光装置では、光が照射される蛍光体層を有する波長変換部材に放熱部材を熱的に接続する構造が提案されている(例えば、特許文献1及び2参照)。 Light-emitting devices using semiconductor light-emitting elements have been known for some time. For such light-emitting devices, a structure has been proposed in which a heat dissipation member is thermally connected to a wavelength conversion member having a phosphor layer onto which light is irradiated (see, for example, Patent Documents 1 and 2).

特開2011-028972号公報JP 2011-028972 A 特開2016-058624号公報JP 2016-058624 A

しかし、放熱部材と波長変換部材との固定の形態によっては、両者の剥がれ等が発生することがある。
本開示は上記課題に鑑みなされたものであり、蛍光体含有部を有する波長変換層の放熱部品からの剥がれ等が生じる可能性を低減することができる波長変換部材及び発光装置、波長変換部材の製造方法を提供することを目的とする。
However, depending on the manner in which the heat dissipation member and the wavelength conversion member are fixed to each other, the two may become detached from each other.
The present disclosure has been made in consideration of the above-mentioned problems, and aims to provide a wavelength conversion member and a light emitting device, as well as a method for manufacturing a wavelength conversion member, that can reduce the possibility of peeling off of a wavelength conversion layer having a phosphor-containing portion from a heat dissipation component.

本願は以下の複数の発明を含む。
(1)ねじ穴を有する放熱部品と、
前記放熱部品の上に配置され、熱伝導部及び該熱伝導部に接触する蛍光体含有部を有し、貫通孔を有する波長変換層と、
ねじとを備え、
前記波長変換層が、前記貫通孔及び前記ねじ穴に嵌め込まれた前記ねじによって前記放熱部品にねじ止め固定されてなる波長変換部材。
(2)上述した波長変換部材と、前記波長変換部材の前記蛍光体含有部に光を照射する光源とを備える発光装置。
(3)熱伝導部及び該熱伝導部に接触する蛍光体含有部を一体的に焼結することによって波長変換層を形成する工程と、
前記波長変換層に貫通孔を形成する工程と、
ねじ穴を有する放熱部品を準備する工程と、
前記波長変換層を、前記放熱部品に、前記貫通孔及び前記ねじ穴にねじを嵌め込んで、ねじ止め固定する工程とを含む波長変換部材の製造方法。
This application includes the following multiple inventions.
(1) a heat dissipation component having a screw hole;
a wavelength conversion layer disposed on the heat dissipation component, the wavelength conversion layer having a heat conductive portion and a phosphor-containing portion in contact with the heat conductive portion, the wavelength conversion layer having a through hole;
a screw;
The wavelength conversion layer is fixed to the heat dissipation component by the screw that is fitted into the through hole and the screw hole.
(2) A light emitting device comprising: the wavelength conversion member described above; and a light source that irradiates the phosphor-containing portion of the wavelength conversion member with light.
(3) forming a wavelength conversion layer by integrally sintering the thermally conductive portion and the phosphor-containing portion in contact with the thermally conductive portion;
forming a through hole in the wavelength conversion layer;
providing a heat dissipation component having a screw hole;
and fixing the wavelength conversion layer to the heat dissipation component by fitting screws into the through holes and the screw holes.

上述の波長変換部材、発光装置、及び波長変換部材の製造方法によれば、波長変換層の放熱部品からの剥がれ等が生じる可能性を低減することができる。 The above-described wavelength conversion member, light emitting device, and method for manufacturing a wavelength conversion member can reduce the possibility of the wavelength conversion layer peeling off from the heat dissipation component.

本発明の実施形態1の波長変換部材の構成を示す概略平面図である。FIG. 1 is a schematic plan view illustrating a configuration of a wavelength conversion member according to a first embodiment of the present invention. 図1AのIB-IB線における概略断面図である。FIG. 1B is a schematic cross-sectional view taken along line IB-IB in FIG. 1A. 実施形態1の波長変換部材の変形例を示す概略断面図である。4 is a schematic cross-sectional view showing a modified example of the wavelength conversion member of the first embodiment. FIG. 実施形態1の波長変換部材の別の変形例を示す概略断面図である。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing another modified example of the wavelength conversion member of the first embodiment. 本発明の実施形態2の波長変換部材の構成を示す概略平面図である。FIG. 5 is a schematic plan view showing the configuration of a wavelength conversion member according to a second embodiment of the present invention. 図2AのIIB-IIB線における概略断面図である。FIG. 2B is a schematic cross-sectional view taken along line IIB-IIB in FIG. 2A. 本発明の実施形態3の波長変換部材の構成を示す概略平面図である。FIG. 11 is a schematic plan view showing the configuration of a wavelength conversion member according to a third embodiment of the present invention. 図3AのIIIB-IIIB線における概略断面図である。FIG. 3B is a schematic cross-sectional view taken along line IIIB-IIIB in FIG. 3A. 本発明の実施形態4の波長変換部材の構成を示す概略平面図である。FIG. 11 is a schematic plan view showing the configuration of a wavelength conversion member according to a fourth embodiment of the present invention. 図4AのIVB-IVB線における概略断面図である。4B is a schematic cross-sectional view taken along line IVB-IVB in FIG. 4A. 本発明の実施形態5の発光装置の構成を示す概略斜視図である。FIG. 11 is a schematic perspective view showing a configuration of a light emitting device according to a fifth embodiment of the present invention. 図3Aの波長変換部材の製造方法を示す概略斜視図である。3B is a schematic perspective view showing a method for manufacturing the wavelength conversion member of FIG. 3A. 図3Aの波長変換部材の製造方法を示す概略平面図である。3B is a schematic plan view showing a method for manufacturing the wavelength conversion member of FIG. 3A. 図7AのVIIB-VIIB線における概略断面図である。7B is a schematic cross-sectional view taken along line VIIB-VIIB in FIG. 7A. 本発明の図3Aの波長変換部材の別の製造方法を示す概略平面図である。3B is a schematic plan view showing another method for manufacturing the wavelength conversion member of FIG. 3A according to the present invention. FIG. 図7CのVIID-VIID線における概略断面図である。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view taken along line VIID-VIID in FIG. 7C. 図4Aの波長変換部材の製造方法を示す概略平面図である。4B is a schematic plan view showing a method for manufacturing the wavelength conversion member of FIG. 4A. 図8AのVIIIB-VIIIB線における概略断面図である。8B is a schematic cross-sectional view taken along line VIIIB-VIIIB in FIG. 8A. 図3Aの波長変換部材の別の製造方法を示す概略平面図である。3B is a schematic plan view showing another method for manufacturing the wavelength conversion member of FIG. 3A. 図9AのIXB-IXB線における概略断面図である。9B is a schematic cross-sectional view taken along line IXB-IXB of FIG. 9A. 図3Aの波長変換部材の別の製造方法を示す概略平面図である。3B is a schematic plan view showing another method for manufacturing the wavelength conversion member of FIG. 3A. 図10AのXB-XB線における概略断面図である。10B is a schematic cross-sectional view taken along line XB-XB in FIG. 10A. 図3Aの波長変換部材の別の製造方法を示す概略断面図である。3B is a schematic cross-sectional view showing another method for manufacturing the wavelength conversion member of FIG. 3A. 図3Aの波長変換部材の別の製造方法を示す概略断面図である。3B is a schematic cross-sectional view showing another method for manufacturing the wavelength conversion member of FIG. 3A.

以下、本発明の実施の形態について適宜図面を参照して説明する。ただし、以下に説明する実施形態は、本発明の技術思想を具体化するためのものであって、特定的な記載がない限り、本発明は以下のものに限定されない。各図面が示す部材の大きさ及び位置関係等は、説明を明確にするため、誇張していることがある。また、各実施形態において他の実施形態と同一の名称を用いる部材は、同一又は対応する部材を表している。そのような部材は、特に説明がない限り、他の実施形態で挙げた材料や大きさ等を採用することができる。 The following describes embodiments of the present invention with reference to the drawings as appropriate. However, the embodiments described below are intended to embody the technical ideas of the present invention, and unless otherwise specified, the present invention is not limited to the following. The sizes and positional relationships of the components shown in each drawing may be exaggerated to clarify the explanation. Furthermore, components in each embodiment that use the same names as those in other embodiments represent the same or corresponding components. Unless otherwise specified, such components may use the materials, sizes, etc. listed in the other embodiments.

実施形態1:波長変換部材10
実施形態1の波長変換部材10は、例えば、図1A及び1Bに示すように、放熱部品11と、波長変換層14と、ねじ15とを備える。放熱部品11は、ねじ穴11aを有する。波長変換層14は、熱伝導部12と、蛍光体含有部13とを有する。熱伝導部12は、放熱部品11上に配置される。蛍光体含有部13は、熱伝導部12に接触して配置されている。波長変換層14は貫通孔14aを有する。ねじ15は貫通孔14a及びねじ穴11aに嵌め込まれ、波長変換層14が、放熱部品11に、ねじ15によってねじ止め固定されている。
このように、波長変換部材10は熱伝導部12と、蛍光体含有部13とをねじにより機械的に放熱部品11に固定する構成を有する。これにより、熱伝導部12、蛍光体含有部13及び放熱部品11に熱膨張係数差があっても、これら各部材の熱膨張が固定強度に影響する可能性を低減することができる。もし、これらの部材が接着剤や接合層等により固定されていれば、蛍光体含有部13への光の照射による発熱と照射を止めることによる冷却とを繰り返した場合、各部材の熱膨張係数差によって、接着剤や接合層等にクラックが発生する可能性がある。接着剤や接合層等による固定でなく、ねじによって固定されていることにより、そのようなクラックによる固定強度の低下が生じないため、蛍光体含有部13が熱伝導部12から脱離する可能性を低減することができる。さらに、蛍光体含有部13と熱伝導部12の間に接着剤や接合層等の別の部材が存在しないことにより、蛍光体含有部13に光が照射される際の蛍光体含有部13の発熱を、熱伝導部12に直接放散することができるため、効率的な放熱が期待できる。この結果、信頼性の高い波長変換部材10を得ることが可能となる。
First embodiment: Wavelength conversion member 10
1A and 1B, the wavelength conversion member 10 of the first embodiment includes a heat dissipation component 11, a wavelength conversion layer 14, and a screw 15. The heat dissipation component 11 has a screw hole 11a. The wavelength conversion layer 14 has a heat conductive portion 12 and a phosphor-containing portion 13. The heat conductive portion 12 is disposed on the heat dissipation component 11. The phosphor-containing portion 13 is disposed in contact with the heat conductive portion 12. The wavelength conversion layer 14 has a through hole 14a. The screw 15 is fitted into the through hole 14a and the screw hole 11a, and the wavelength conversion layer 14 is screwed and fixed to the heat dissipation component 11 by the screw 15.
In this way, the wavelength conversion member 10 has a configuration in which the heat conductive portion 12 and the phosphor-containing portion 13 are mechanically fixed to the heat dissipation component 11 by screws. This reduces the possibility that the thermal expansion of each of these members affects the fixing strength even if there is a difference in thermal expansion coefficient between the heat conductive portion 12, the phosphor-containing portion 13, and the heat dissipation component 11. If these members are fixed by an adhesive, a bonding layer, or the like, when the phosphor-containing portion 13 is repeatedly irradiated with light to generate heat and cooled by stopping the irradiation, the difference in thermal expansion coefficient between the members may cause cracks in the adhesive, the bonding layer, or the like. Since the members are fixed by screws rather than by an adhesive, a bonding layer, or the like, there is no decrease in the fixing strength due to such cracks, and the possibility that the phosphor-containing portion 13 will detach from the heat conductive portion 12 can be reduced. Furthermore, since there is no separate member such as an adhesive or a bonding layer between the phosphor-containing portion 13 and the heat conductive portion 12, the heat generated in the phosphor-containing portion 13 when light is irradiated to the phosphor-containing portion 13 can be dissipated directly to the heat conductive portion 12, and therefore efficient heat dissipation can be expected. As a result, it is possible to obtain a highly reliable wavelength conversion member 10.

〔波長変換層14〕
波長変換層14は、熱伝導部12と蛍光体含有部13とから構成される。波長変換層14はこれら以外の部材を備えていてもよい。波長変換層14の波長変換の機能は蛍光体含有部13があれば達成されるため、熱伝導部12は省略してもよい。放熱性の向上の観点からは、波長変換層14は、蛍光体含有部13だけでなく、蛍光体を含有しない熱伝導部12を有することが好ましい。熱伝導部12と蛍光体含有部13とは、後述する放熱部品11の側からこの順に、熱伝導部12と蛍光体含有部13とが一部又は全面において接触して配置されていることが好ましい。これによって、効率的な放熱が期待できる。
波長変換層14は、熱伝導部12と蛍光体含有部13との直接接合層又は一体焼結層である。ここで、直接接合層とは、接着剤を用いずに接合されている層を指し、種々の直接接合法によって形成されたものである。一体焼結層とは、焼結体(セラミックス)同士が接着剤を用いずに一体化されている層を指し、一体的に焼結することにより形成されたものである。
[Wavelength conversion layer 14]
The wavelength conversion layer 14 is composed of a heat conductive portion 12 and a phosphor-containing portion 13. The wavelength conversion layer 14 may include other members. The wavelength conversion function of the wavelength conversion layer 14 is achieved with the phosphor-containing portion 13, so the heat conductive portion 12 may be omitted. From the viewpoint of improving heat dissipation, it is preferable that the wavelength conversion layer 14 has not only the phosphor-containing portion 13 but also the heat conductive portion 12 that does not contain phosphor. It is preferable that the heat conductive portion 12 and the phosphor-containing portion 13 are arranged in this order from the side of the heat dissipation component 11 described later, with the heat conductive portion 12 and the phosphor-containing portion 13 being in contact with each other partially or entirely. This can be expected to efficiently dissipate heat.
The wavelength conversion layer 14 is a direct bonding layer or an integrally sintered layer of the heat conductive portion 12 and the phosphor-containing portion 13. Here, the direct bonding layer refers to a layer bonded without using an adhesive, and is formed by various direct bonding methods. The integrally sintered layer refers to a layer in which sintered bodies (ceramics) are integrated together without using an adhesive, and is formed by integrally sintering them.

(熱伝導部12)
熱伝導部12は、波長変換層14の一部を構成し、蛍光体含有部13を保持し得る部材であればよい。熱伝導部12は、蛍光体含有部13の発熱による影響を考慮して、耐熱性を有する材料で形成されていることが好ましい。また、熱伝導部12は、蛍光体含有部13との熱膨張係数差が小さい材料によって形成されていることが好ましい。また、熱伝導部12は、光反射性の部材であることが好ましい。これによって、蛍光体含有部13内の光が熱伝導部12によって反射されることとなり、蛍光体含有部13から放熱部品11への主要な光の到達を防止することができる。その結果、放熱部品11に光が吸収されることによる発光効率低下を抑制することができる。
熱伝導部12は、例えば、金属、セラミックス、樹脂、ガラス又はこれらの1種以上を備える複合材等によって形成することができる。なかでも、熱伝導部12は、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、炭化ケイ素等のセラミックスによって形成することが好ましい。これにより、蛍光体含有部13と一体的に形成しやすく、且つ熱伝導率の比較的高い材料を用いることができる。熱伝導部12は、例えば、セラミックスの材料に、添加材として、それらの材料よりも高屈折率の材料を含有させることによって、光反射性材料としてもよい。高屈折率の材料としては、屈折率が、例えば1.8以上又は2.0以上であるものが挙げられる。セラミックスの材料との屈折率差は、例えば0.4以上又は0.7以上のものが挙げられる。添加材としては、例えば、空気等の気体で満たされた空隙、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化イットリウム、酸化ジルコニウム、窒化ホウ素、酸化ルテチウム、酸化ランタン等が挙げられる。
また、熱伝導部12をセラミックスで形成する場合、内在する空隙の密度の程度を調節することにより、光反射性と熱伝導性とを制御することができる。空隙の密度は、セラミックス材料の押圧の程度を変更することで、調整することができる。例えば、蛍光体含有部13の下方は放熱性を確保するために、空隙が比較的少ないことが好ましい。空隙は、例えば、観察対象物の断面を走査型電子顕微鏡(SEM)で観察することにより認識することができる。
(Heat conductive portion 12)
The heat conductive portion 12 may be any member that constitutes a part of the wavelength conversion layer 14 and can hold the phosphor-containing portion 13. The heat conductive portion 12 is preferably formed of a heat-resistant material in consideration of the influence of heat generation from the phosphor-containing portion 13. The heat conductive portion 12 is preferably formed of a material that has a small difference in thermal expansion coefficient from the phosphor-containing portion 13. The heat conductive portion 12 is preferably a light-reflective member. This causes the light in the phosphor-containing portion 13 to be reflected by the heat conductive portion 12, and it is possible to prevent the main light from the phosphor-containing portion 13 from reaching the heat dissipation component 11. As a result, it is possible to suppress a decrease in luminous efficiency due to light absorption by the heat dissipation component 11.
The thermally conductive portion 12 can be formed of, for example, metal, ceramic, resin, glass, or a composite material containing one or more of these. In particular, the thermally conductive portion 12 is preferably formed of ceramics such as aluminum oxide, aluminum nitride, silicon nitride, silicon carbide, etc. This allows the use of a material that is easy to form integrally with the phosphor-containing portion 13 and has a relatively high thermal conductivity. The thermally conductive portion 12 may be made of a light-reflective material by, for example, adding a material having a higher refractive index than the ceramic material as an additive. Examples of high-refractive-index materials include those having a refractive index of, for example, 1.8 or more or 2.0 or more. Examples of materials having a refractive index difference with the ceramic material include those having a refractive index of, for example, 0.4 or more or 0.7 or more. Examples of additive materials include voids filled with a gas such as air, titanium oxide, aluminum oxide, zirconium oxide, yttrium oxide, zirconium oxide, boron nitride, lutetium oxide, lanthanum oxide, etc.
Furthermore, when the thermally conductive portion 12 is made of ceramics, the light reflectivity and thermal conductivity can be controlled by adjusting the density of the voids present therein. The density of the voids can be adjusted by changing the degree of compression of the ceramic material. For example, it is preferable that there are relatively few voids below the phosphor-containing portion 13 in order to ensure heat dissipation. The voids can be recognized, for example, by observing the cross section of the object under observation with a scanning electron microscope (SEM).

熱伝導部12は、蛍光体含有部13を保持し得る形状であればよい。熱伝導部12の形状としては、その表面が平坦な板状の部材が挙げられる。熱伝導部12は、例えば、上面、下面、側面を有し、これら上下面は、互いに平行であるものが挙げられる。平行な上下面を有することにより、波長変換部材10を構成する他の部材への取り付け等が容易となる。また、その結果、波長変換部材10の発光装置等への取り付けを容易にし、光取り出し等の精度を向上させることができる。熱伝導部12の側面は、上面に対して垂直でもよいし、外側又は内側に広がるように傾斜していてもよいし、曲面でもよい。
熱伝導部12の平面形状は、適用する発光装置の形状等によって適宜設定することができ、円形、楕円形又は四角形等の多角形など、種々の形状が挙げられる。熱伝導部12の大きさは、例えば、平面形状において、一辺又は直径が1mm~50mmが挙げられる。
熱伝導部12の厚みは、強度を考慮すると、例えば、0.2mm以上が挙げられる。コスト及び厚みの増大を抑えるため、熱伝導部12の厚みは2.0mm以下が好ましい。
熱伝導部12の上面は、図1Bに示すように、後述する蛍光体含有部13の下面と一致していてもよい。
The thermally conductive portion 12 may have any shape that can hold the phosphor-containing portion 13. The shape of the thermally conductive portion 12 may be a plate-like member with a flat surface. For example, the thermally conductive portion 12 may have an upper surface, a lower surface, and a side surface, and these upper and lower surfaces are parallel to each other. By having the parallel upper and lower surfaces, it becomes easy to attach the wavelength conversion member 10 to other members that constitute the wavelength conversion member 10. As a result, it is easy to attach the wavelength conversion member 10 to a light emitting device, etc., and the accuracy of light extraction, etc. can be improved. The side surface of the thermally conductive portion 12 may be perpendicular to the upper surface, may be inclined so as to spread outward or inward, or may be a curved surface.
The planar shape of the thermally conductive portion 12 can be appropriately set depending on the shape of the light emitting device to which it is applied, and may be various shapes such as a circle, an ellipse, or a polygon such as a rectangle. The size of the thermally conductive portion 12 in the planar shape may be, for example, 1 mm to 50 mm on one side or in diameter.
Considering the strength, the thickness of the thermally conductive portion 12 is, for example, 0.2 mm or more. In order to suppress an increase in cost and thickness, the thickness of the thermally conductive portion 12 is preferably 2.0 mm or less.
As shown in FIG. 1B, the upper surface of the thermally conductive portion 12 may coincide with the lower surface of a phosphor-containing portion 13, which will be described later.

(蛍光体含有部13)
蛍光体含有部13は、蛍光体を含む。蛍光体含有部13は、蛍光体を含むセラミックス又は蛍光体の単結晶からなるものが好ましい。このような構成とすることにより、蛍光体を含有する樹脂を用いた部材と比較して、耐熱性が高いため、レーザ光照射用として比較的長期にわたって使用することができる。例えば、蛍光体含有部13としてセラミックスを用いる場合は、蛍光体と酸化アルミニウム(Al23、融点:約1900℃~2100℃)等の透光性材料とを焼結させたものが挙げられる。蛍光体の含有量は、セラミックスの総体積に対して0.05体積%~50体積%が挙げられる。また、実質的に蛍光体のみからなるセラミックスを焼結させたものであってもよい。
蛍光体含有部13に含まれる蛍光体は、当該分野で公知の蛍光体のいずれを用いてもよい。例えば、セリウムで賦活されたイットリウム・アルミニウム・ガーネット(YAG)蛍光体、セリウムで賦活されたルテチウム・アルミニウム・ガーネット(LAG)蛍光体、ユウロピウムで賦活されたシリケート蛍光体、αサイアロン蛍光体、βサイアロン蛍光体、KSF蛍光体等が挙げられる。なかでも、耐熱性が良好な蛍光体であるYAG蛍光体を用いることが好ましい。
(Phosphor-containing portion 13)
The phosphor-containing portion 13 contains a phosphor. The phosphor-containing portion 13 is preferably made of ceramics containing a phosphor or a single crystal of a phosphor. With such a configuration, the heat resistance is higher than that of a member using a resin containing a phosphor, and therefore the phosphor-containing portion 13 can be used for a relatively long period of time for laser light irradiation. For example, when ceramics is used as the phosphor-containing portion 13, the phosphor and a light-transmitting material such as aluminum oxide (Al 2 O 3 , melting point: about 1900° C. to 2100° C.) may be sintered. The content of the phosphor may be 0.05% by volume to 50% by volume with respect to the total volume of the ceramic. Alternatively, the ceramic may be sintered and substantially made of only the phosphor.
The phosphor contained in the phosphor-containing portion 13 may be any phosphor known in the art. Examples include cerium-activated yttrium aluminum garnet (YAG) phosphor, cerium-activated lutetium aluminum garnet (LAG) phosphor, europium-activated silicate phosphor, α-sialon phosphor, β-sialon phosphor, KSF phosphor, etc. Among them, it is preferable to use a YAG phosphor, which is a phosphor with good heat resistance.

蛍光体含有部13は、その全部又は一部が熱伝導部12上に載置し得る形状であればよい。蛍光体含有部13の形状としては、その表面が平坦な板状の部材が挙げられる。例えば、上面、下面、側面を有し、これら上下面が互いに平行である形状とすることができる。平行な上下面を有することにより、波長変換部材10での波長変換光の分布を均一に近付けることができる。蛍光体含有部13は、その下面の全部が、熱伝導部12の上面の上に配置されていることが好ましい。これにより、蛍光体含有部13の熱を効率的に熱伝導部12に逃がすことができる。蛍光体含有部13の側面は、その上面に対して垂直でもよいし、外側又は内側に広がるように傾斜していてもよい。
蛍光体含有部13の平面形状は、適用する発光装置の形状等によって適宜設定することができ、円形、楕円形又は四角形等の多角形など、種々の形状が挙げられる。蛍光体含有部13は、熱伝導部12と同じか、それよりも小さい又は大きい平面形状とすることができる。蛍光体含有部13の大きさ、例えば、平面形状において、一辺又は直径が0.4mm~55mmが挙げられる。なかでも、蛍光体含有部13は、平面視において、その外縁の全部が、熱伝導部12の外縁と一致しているか、熱伝導部12の外縁の内側に配置されているものが好ましい。これにより、蛍光体含有部13の下面の全部を、熱伝導部12の上面の上に配置することが可能である。
蛍光体含有部13の厚みは、物理的強度を考慮すると、例えば、0.2mm以上が挙げられる。コスト増大、高さの増大を抑え、波長変換の程度を適切な程度にするために、蛍光体含有部13の厚みは5.0mm以下が好ましい。
The phosphor-containing portion 13 may have any shape as long as the whole or a part of it can be placed on the heat conducting portion 12. The shape of the phosphor-containing portion 13 may be a plate-like member with a flat surface. For example, the phosphor-containing portion 13 may have an upper surface, a lower surface, and a side surface, and the upper and lower surfaces are parallel to each other. By having parallel upper and lower surfaces, the distribution of the wavelength-converted light in the wavelength conversion member 10 can be made closer to uniform. It is preferable that the entire lower surface of the phosphor-containing portion 13 is disposed on the upper surface of the heat conducting portion 12. This allows the heat of the phosphor-containing portion 13 to be efficiently released to the heat conducting portion 12. The side surface of the phosphor-containing portion 13 may be perpendicular to the upper surface, or may be inclined so as to spread outward or inward.
The planar shape of the phosphor-containing portion 13 can be appropriately set depending on the shape of the light-emitting device to which it is applied, and various shapes such as a circle, an ellipse, or a polygon such as a rectangle can be mentioned. The phosphor-containing portion 13 can have a planar shape that is the same as, smaller or larger than, the heat-conducting portion 12. The size of the phosphor-containing portion 13, for example, in the planar shape, can be 0.4 mm to 55 mm on one side or in diameter. In particular, it is preferable that the phosphor-containing portion 13 has an outer edge that coincides with the outer edge of the heat-conducting portion 12 in a planar view, or is disposed inside the outer edge of the heat-conducting portion 12. This allows the entire lower surface of the phosphor-containing portion 13 to be disposed on the upper surface of the heat-conducting portion 12.
Considering the physical strength, the thickness of the phosphor-containing portion 13 is, for example, 0.2 mm or more. In order to suppress an increase in cost and height and to achieve an appropriate degree of wavelength conversion, the thickness of the phosphor-containing portion 13 is preferably 5.0 mm or less.

(貫通孔14a)
波長変換層14は、貫通孔14aを有する。貫通孔14aは、図1A及び1Bにおいては、熱伝導部12と蛍光体含有部13との双方に形成されている。また、貫通孔14aは、蛍光体含有部13と熱伝導部12とが配置された領域において、波長変換層14の上面から下面、つまり、蛍光体含有部13の上面から熱伝導部12の下面にわたって形成されている。貫通孔14aは、その上から下まで、同じ断面形状を有していてもよいし、上に向かって、下に向かって、上下に向かって又は中央に向かって、全長又は一部において、拡径又は拡張する形状であってもよい。貫通孔14aは、例えば、後述するねじ15のねじ頭を収容し、波長変換層14の上面とねじ頭とが面一となるように又は波長変換層14の上面よりも放熱部品11側にねじ頭が収容されるように、波長変換層14の上面付近において上面に向かって拡径した形状(図1B等)であるものが好ましい。これによって、ねじ頭が光取り出しを阻害することを防止することができる。
貫通孔14aの数は、任意に設定することができ、1つでもよいが、2つ以上が好ましい。貫通孔14aの形状は、平面視において、円形、楕円形又は四角形等の多角形、これらを組み合わせた形状など、種々の形状が挙げられる。貫通孔14aの位置は、平面視において、任意の位置に配置することができる。なかでも、波長変換層14において、光を照射する領域の外側に配置することが好ましい。光を照射する領域とは、蛍光体含有部13の蛍光体を励起する励起光を照射する領域である。光を照射する領域は、実際に照射する励起光のサイズよりもやや大きなサイズとすることができる。光を照射する領域は、光源の種類等によって適宜設定することができ、その平面形状は、円形、楕円形又は四角形等の多角形など、種々の形状が挙げられる。波長変換層14における光を照射する領域としては、例えば、0.4mm~2mm×0.4mm~2mmの領域、言い換えると0.16mm2~4mm2の領域が挙げられる。具体的には、波長変換する光がレーザ光である場合、一辺又は直径が100μm~3000μmの大きさとすることができる。貫通孔14aは、例えば、波長変換層14の外周に配置することができる。波長変換層14の外周とは、上述した光を照射する領域を含まない領域を指し、例えば波長変換層14の外縁から20mmまでの領域が挙げられる。
(Through hole 14a)
The wavelength conversion layer 14 has a through hole 14a. In FIGS. 1A and 1B, the through hole 14a is formed in both the heat conductive portion 12 and the phosphor-containing portion 13. The through hole 14a is formed from the upper surface to the lower surface of the wavelength conversion layer 14, that is, from the upper surface of the phosphor-containing portion 13 to the lower surface of the heat conductive portion 12, in the region where the phosphor-containing portion 13 and the heat conductive portion 12 are arranged. The through hole 14a may have the same cross-sectional shape from top to bottom, or may have a shape that expands or widens in its entire length or part toward the top, bottom, top and bottom, or center. The through hole 14a is preferably a shape ( FIG. 1B , etc.) that expands toward the upper surface near the upper surface of the wavelength conversion layer 14 so that, for example, the screw head of the screw 15 described later is accommodated and the upper surface of the wavelength conversion layer 14 and the screw head are flush with each other or the screw head is accommodated on the heat dissipation component 11 side rather than the upper surface of the wavelength conversion layer 14. This makes it possible to prevent the screw head from interfering with light extraction.
The number of through holes 14a can be set arbitrarily, and may be one, but is preferably two or more. The shape of through holes 14a may be various shapes such as a circle, an ellipse, a polygon such as a rectangle, or a shape combining these shapes in a plan view. The position of through holes 14a may be arranged at any position in a plan view. In particular, it is preferable to arrange them outside the region to be irradiated with light in wavelength conversion layer 14. The region to be irradiated with light is a region to be irradiated with excitation light that excites the phosphor in phosphor-containing portion 13. The region to be irradiated with light may be a size slightly larger than the size of the excitation light to be actually irradiated. The region to be irradiated with light may be appropriately set depending on the type of light source, and the planar shape may be various shapes such as a circle, an ellipse, or a polygon such as a rectangle. The region to be irradiated with light in wavelength conversion layer 14 may be, for example, a region of 0.4 mm to 2 mm x 0.4 mm to 2 mm, in other words, a region of 0.16 mm 2 to 4 mm 2 . Specifically, when the light to be wavelength converted is laser light, the size of one side or diameter can be 100 μm to 3000 μm. The through-holes 14a can be disposed, for example, on the outer periphery of the wavelength conversion layer 14. The outer periphery of the wavelength conversion layer 14 refers to a region that does not include the region to be irradiated with the above-mentioned light, and can be, for example, a region up to 20 mm from the outer edge of the wavelength conversion layer 14.

貫通孔14aの大きさは、用いるねじの大きさ、波長変換層14の大きさ、厚み等によって適宜設定することができる。貫通孔14aの大きさは、例えば、貫通孔14aの一辺又は直径が0.1mm~16mmであることが挙げられる。貫通孔14aの一辺又は直径は12mm以下であってもよい。貫通孔14aは、図1Cに示すように、後述するねじ15との間に緩衝材16が埋め込まれることができる程度の隙間が配置される大きさであってもよい。このような緩衝材16の配置によって、より強固に波長変換層14を放熱部品11に固定しながら、ねじ止めの応力で波長変換層の損傷を低減又は回避することができる。なお、緩衝材16としては、ねじ15及び波長変換層14等よりもやわらかい材料であればよく、例えば、樹脂等が挙げられる。
貫通孔14aは、当該分野で公知の方法により形成することができる。例えば、サンドブラスト、エッチング、切削加工、レーザ加工等が挙げられる。これ以外にも、波長変換層14をセラミックスで形成する場合には、グリーンシート等の焼成前の材料の成形によって、容易に貫通孔を所望の形状及び大きさに形成することができる。
The size of the through hole 14a can be appropriately set depending on the size of the screw used, the size and thickness of the wavelength conversion layer 14, etc. The size of the through hole 14a can be, for example, 0.1 mm to 16 mm on one side or diameter of the through hole 14a. The through hole 14a may have a side or diameter of 12 mm or less. As shown in FIG. 1C, the through hole 14a may have a size such that a gap is provided between the through hole 14a and the screw 15 described later so that the buffer material 16 can be embedded therein. By disposing the buffer material 16 in this manner, the wavelength conversion layer 14 can be more firmly fixed to the heat dissipation component 11 while reducing or avoiding damage to the wavelength conversion layer due to the stress of the screw fastening. The buffer material 16 may be made of a material softer than the screw 15 and the wavelength conversion layer 14, for example, a resin.
The through holes 14a can be formed by a method known in the art, such as sandblasting, etching, cutting, laser processing, etc. In addition, when the wavelength conversion layer 14 is made of ceramics, the through holes can be easily formed into a desired shape and size by forming a material before firing, such as a green sheet.

〔放熱部品11〕
放熱部品11は、波長変換層14の下方、つまり、熱伝導部12の下面側に配置されている。また、放熱部品11は、熱伝導部12の下面に接触して配置されていることが好ましい。このような接触によって、蛍光体含有部13及び熱伝導部12の熱を放熱部品11に直接かつ効率的に逃がすことができる。
放熱部品11は、熱伝導部12を構成する材料よりも熱伝導率が良好な材料からなるものが挙げられる。放熱部品11は、透光性材料、光反射性材料等によって形成することができる。ここで透光性とは、波長変換部材10に照射される光を透過可能であるものを指し、例えば、その光の透過率が70%以上のもの、80%以上のもの、90%以上のものが挙げられる。熱伝導部12及び放熱部品11を透光性の材料によって形成する場合には、放熱部品側から励起光を取り出すことが可能となる。放熱部品11は、例えば、金属、セラミックス又は単結晶等によって形成することができる。金属としては、熱伝導率の高さを考慮すると、銅、アルミニウム、銅合金、又はアルミニウム合金等が挙げられる。放熱部品11を光反射部材として用いる場合は、反射率を上げるために、銀等を用いてもよい。熱膨張係数が小さく、かつ熱伝導率の高い窒化アルミニウム等のセラミックスの絶縁材料を用いてもよい。この場合、その表面に反射率を上げるために銀等の金属材料をコーティングした構成としてもよい。単結晶としては、サファイア等が挙げられる。放熱部品11は、例えば、図1Dに示すように、2層以上の積層構造としてもよい。これにより、種々の材料の組合せによって、光反射性、放熱性等を確保することができる。図1Dでは、上層、つまり熱伝導部12の下面に接触する側に銅等の金属を主材料とする金属基板112を配置し、下層にヒートシンク111を配置している。ヒートシンクとしては、例えば、銅、アルミニウム、銅合金、又はアルミニウム合金等の金属を主材料として形成されたものが挙げられる。ヒートシンク単体を放熱部品11として用いてもよい。
[Heat dissipation component 11]
The heat dissipation component 11 is disposed below the wavelength conversion layer 14, that is, on the lower surface side of the heat conduction section 12. Moreover, the heat dissipation component 11 is preferably disposed in contact with the lower surface of the heat conduction section 12. Such contact allows the heat of the phosphor-containing section 13 and the heat conduction section 12 to be dissipated directly and efficiently to the heat dissipation component 11.
The heat dissipation component 11 may be made of a material having a better thermal conductivity than the material constituting the heat conduction portion 12. The heat dissipation component 11 may be made of a light-transmitting material, a light-reflecting material, or the like. Here, the term "light-transmitting" refers to a material that can transmit the light irradiated to the wavelength conversion member 10, and examples of such materials include a material having a light transmittance of 70% or more, 80% or more, or 90% or more. When the heat conduction portion 12 and the heat dissipation component 11 are made of a light-transmitting material, it is possible to extract the excitation light from the heat dissipation component side. The heat dissipation component 11 may be made of, for example, a metal, a ceramic, or a single crystal. Considering the high thermal conductivity, examples of the metal include copper, aluminum, a copper alloy, and an aluminum alloy. When the heat dissipation component 11 is used as a light reflecting member, silver or the like may be used to increase the reflectance. A ceramic insulating material such as aluminum nitride, which has a small thermal expansion coefficient and a high thermal conductivity, may be used. In this case, the surface may be coated with a metal material such as silver to increase the reflectance. Examples of single crystals include sapphire. The heat dissipation component 11 may have a laminated structure of two or more layers, as shown in FIG. 1D. This allows light reflectivity, heat dissipation, and the like to be ensured by combining various materials. In FIG. 1D, a metal substrate 112 made mainly of a metal such as copper is arranged on the upper layer, that is, the side that contacts the lower surface of the heat conductive portion 12, and a heat sink 111 is arranged on the lower layer. Examples of heat sinks include those formed mainly of metals such as copper, aluminum, copper alloys, and aluminum alloys. A heat sink alone may be used as the heat dissipation component 11.

放熱部品11は、平面視において、波長変換層14、特に、熱伝導部12の下面の外縁と同じ形状及び大きさを有していてもよいし、若干大きくても、小さくてもよい。なかでも、放熱部品11は、平面視において、その外縁の全部が、熱伝導部12の下面の外縁の外側に配置されていることが好ましい。
放熱部品11の厚みは、例えば、0.1mm~5mmが挙げられ、0.3mm~3mmが好ましい。これにより、放熱部品11の強度を確保でき、また、放熱性を向上させることができる。また、放熱部品11は、その体積が、波長変換層14の体積よりも大きいことが好ましい。これにより、波長変換層14の熱を放熱部品11に効率的に逃がすことができる。
放熱部品11は、ねじ穴11aを有する。ねじ穴11aは、波長変換層14をねじによって固定するためのものであり、波長変換層14の貫通孔14aの数、大きさ、位置等によって、その数、大きさ、位置等を適宜設定することができる。つまり、放熱部品11上の適所に波長変換層14を配置した場合に、波長変換層14の貫通孔14aと重複する位置に、同じ大きさで、同じ数配置することができる。貫通孔14aとねじ15との間に緩衝材16が埋め込まれる場合は、ねじ穴11aの大きさは貫通孔14aの大きさよりも小さくすることが好ましい。これにより、ねじ穴11aとねじ15をより確実に篏合させることができる。例えば、ねじ穴11aとねじ15の間には緩衝材は配置されない。ねじ穴11aの深さは、ねじを、貫通孔14a及びねじ穴11aに挿入して、固定することができる程度であればよく、ねじの長さ等によって適宜設定することができる。
なお、波長変換層14を、放熱部品11にねじ止めする際、波長変換層14と放熱部品11との間に放熱グリス等の、熱を伝える軟らかい部材を設けてもよい。このような部材で隙間を埋めることにより、放熱性をより向上させることができる。また、軟らかい部材を設けることにより、熱衝撃で波長変換層14等が割れる可能性を低減することができる。
The heat dissipation component 11 may have the same shape and size as the wavelength conversion layer 14, in particular the outer edge of the lower surface of the heat conduction part 12, in plan view, or may be slightly larger or smaller. In particular, it is preferable that the entire outer edge of the heat dissipation component 11 is disposed outside the outer edge of the lower surface of the heat conduction part 12 in plan view.
The thickness of the heat dissipation component 11 is, for example, 0.1 mm to 5 mm, and preferably 0.3 mm to 3 mm. This ensures the strength of the heat dissipation component 11 and improves the heat dissipation performance. In addition, the volume of the heat dissipation component 11 is preferably larger than the volume of the wavelength conversion layer 14. This allows the heat of the wavelength conversion layer 14 to be efficiently dissipated to the heat dissipation component 11.
The heat dissipation component 11 has a screw hole 11a. The screw hole 11a is for fixing the wavelength conversion layer 14 with a screw, and the number, size, position, etc. of the screw hole 11a can be appropriately set depending on the number, size, position, etc. of the through holes 14a of the wavelength conversion layer 14. In other words, when the wavelength conversion layer 14 is arranged at an appropriate position on the heat dissipation component 11, the same size and number of the through holes 14a of the wavelength conversion layer 14 can be arranged at a position overlapping with the through holes 14a of the wavelength conversion layer 14. When a buffer material 16 is embedded between the through holes 14a and the screws 15, it is preferable that the size of the screw hole 11a is smaller than the size of the through holes 14a. This allows the screw hole 11a and the screw 15 to be more reliably engaged. For example, no buffer material is arranged between the screw hole 11a and the screw 15. The depth of the screw hole 11a may be set to a level that allows the screw to be inserted into the through holes 14a and the screw hole 11a and fixed, and can be appropriately set depending on the length of the screw, etc.
When the wavelength conversion layer 14 is screwed to the heat dissipation component 11, a soft material that transfers heat, such as thermal grease, may be provided between the wavelength conversion layer 14 and the heat dissipation component 11. Filling the gap with such a material can further improve heat dissipation. Furthermore, providing a soft material can reduce the possibility that the wavelength conversion layer 14 or the like will crack due to thermal shock.

〔ねじ15〕
ねじ15は、波長変換層14を放熱部品11に固定するために用いるものであり、波長変換層14を放熱部品11に固定し得るものであればよい。
ねじ15の長さは、波長変換層14における貫通孔14aの全長よりも長く、この全長と放熱部品11のねじ穴11aの深さとの合計長よりも短い範囲で適宜設定することができる。
ねじ15の太さは、波長変換層14における貫通孔14aの平面視における大きさ、及び、ねじ穴11aの平面視における大きさに応じて設定することができる。
このようなねじ15を、貫通孔14a及びねじ穴11aに嵌め込むことによって、波長変換層14を放熱部品11にねじ止め固定することができる。このような固定は、例えば、共晶金属を溶かして接合する、共晶接合等の接合層を用いて波長変換層と放熱部品とを固定する方法と比較して、波長変換層14が放熱部品11から剥がれる可能性を低減することができると考えられる。波長変換層14及び放熱部品11に熱膨張係数差があっても、また、波長変換層14への光の照射及び光の照射の停止により、熱サイクルに付されても、波長変換層14が放熱部品11から脱離する可能性を低減することができる。その結果、波長変換層における発熱を放熱部品に直接放散することができるため、効率的な放熱、ひいては信頼性の高い波長変換部材10を提供することができる。
ねじ15は、SUS等の金属、窒化アルミニウム等のセラミックス等によって形成することができる。ねじ15に光が照射される可能性がある場合は、例えば、波長変換層14に照射される光を吸収しにくい材料でねじ15を形成してもよい。
[Screw 15]
The screws 15 are used to fix the wavelength conversion layer 14 to the heat dissipation component 11 and may be any type that can fix the wavelength conversion layer 14 to the heat dissipation component 11 .
The length of the screw 15 can be appropriately set within a range longer than the total length of the through hole 14 a in the wavelength conversion layer 14 and shorter than the sum of this total length and the depth of the screw hole 11 a in the heat dissipation component 11 .
The thickness of the screw 15 can be set according to the size of the through hole 14a in the wavelength conversion layer 14 in a plan view and the size of the screw hole 11a in a plan view.
By fitting such a screw 15 into the through hole 14a and the screw hole 11a, the wavelength conversion layer 14 can be screwed and fixed to the heat dissipation component 11. It is considered that such fixing can reduce the possibility of the wavelength conversion layer 14 peeling off from the heat dissipation component 11 compared to a method of fixing the wavelength conversion layer and the heat dissipation component using a bonding layer such as eutectic bonding, in which a eutectic metal is melted and bonded. Even if there is a difference in thermal expansion coefficient between the wavelength conversion layer 14 and the heat dissipation component 11, and even if the wavelength conversion layer 14 is subjected to a thermal cycle by irradiating light to the wavelength conversion layer 14 and stopping the irradiation of light, the possibility of the wavelength conversion layer 14 detaching from the heat dissipation component 11 can be reduced. As a result, the heat generated in the wavelength conversion layer can be directly dissipated to the heat dissipation component, and therefore a wavelength conversion member 10 with efficient heat dissipation and high reliability can be provided.
The screw 15 can be made of a metal such as SUS, a ceramic such as aluminum nitride, etc. When there is a possibility that the screw 15 is irradiated with light, the screw 15 may be made of a material that does not easily absorb the light irradiated to the wavelength conversion layer 14, for example.

実施形態2:波長変換部材20
実施形態2の波長変換部材20は、例えば、図2A及び2Bに示すように、放熱部品11と、波長変換層24と、ねじ15とを備える。
波長変換層24は、熱伝導部12と、蛍光体含有部23とを有する。蛍光体含有部23は、その下面の全面が熱伝導部12に接触して配置されており、蛍光体含有部23の外縁の全部が、平面視、熱伝導部12の外縁の内側に配置されている。蛍光体含有部23は、熱伝導部12の平面積の50%~90%の平面積で配置することができる。この場合、波長変換層24の上面の一部が蛍光体含有部23の下面の全部と一致する。
波長変換層24は貫通孔24aを有するが、貫通孔24aは、熱伝導部12のうち、蛍光体含有部23が配置されていない部分にのみ配置されている。
上述した構成以外は、上述した実施形態1の波長変換部材と同様の構成を有することができる。従って、上述した実施形態1の波長変換部材と同様の効果を有する。
また、蛍光体含有部23にねじ止め用の貫通孔を設けないため、蛍光体含有部23にはねじ止めによる負荷が掛からない。これにより、蛍光体含有部23が破損する可能性を低減することができる。また、蛍光体含有部23に貫通孔を設けないことで、蛍光体含有部23から取り出される光の均一性を向上させることができる。
なお、蛍光体含有部23は、1つの波長変換部材20において、複数配置されていてもよい。
Second embodiment: Wavelength conversion member 20
The wavelength conversion member 20 of the second embodiment includes, for example, a heat dissipation component 11, a wavelength conversion layer 24, and a screw 15, as shown in FIGS. 2A and 2B.
The wavelength conversion layer 24 has a heat conductive section 12 and a phosphor-containing section 23. The phosphor-containing section 23 is arranged such that the entire lower surface thereof is in contact with the heat conductive section 12, and the entire outer edge of the phosphor-containing section 23 is arranged inside the outer edge of the heat conductive section 12 in a plan view. The phosphor-containing section 23 can be arranged with a planar area that is 50% to 90% of the planar area of the heat conductive section 12. In this case, a part of the upper surface of the wavelength conversion layer 24 coincides with the entire lower surface of the phosphor-containing section 23.
The wavelength conversion layer 24 has through holes 24a, but the through holes 24a are arranged only in those parts of the heat conduction section 12 where the phosphor-containing sections 23 are not arranged.
Other than the above-mentioned configuration, the wavelength conversion member may have the same configuration as the wavelength conversion member of the above-mentioned embodiment 1. Therefore, it has the same effects as the wavelength conversion member of the above-mentioned embodiment 1.
Furthermore, since no through-holes for screwing are provided in the phosphor-containing portion 23, no load is applied to the phosphor-containing portion 23 due to screwing. This reduces the possibility of damaging the phosphor-containing portion 23. Furthermore, since no through-holes are provided in the phosphor-containing portion 23, the uniformity of the light extracted from the phosphor-containing portion 23 can be improved.
Note that a plurality of phosphor-containing portions 23 may be arranged in one wavelength conversion member 20 .

実施形態3:波長変換部材30
実施形態3の波長変換部材30は、例えば、図3A及び3Bに示すように、放熱部品11と、波長変換層34と、ねじ15とを備える。
波長変換層34は、熱伝導部32と、蛍光体含有部33とを有する。図3Aに示すように、平面視において、蛍光体含有部33の外縁の全部が、熱伝導部32の外縁の内側に配置されている。図3Bに示すように、断面視において、蛍光体含有部33は、その下面の全面が熱伝導部32に接触して配置されており、且つ、蛍光体含有部33の下面及び側面が、熱伝導部32によって、接触するように取り囲まれている。平面視で、蛍光体含有部33は、熱伝導部32の平面積の50%~90%の平面積で配置することができる。蛍光体含有部33の上面は熱伝導部32の上面より下又は上に配置されていてもよいが、ここでは、蛍光体含有部33の上面及び熱伝導部32の上面が一致している。すなわち、蛍光体含有部33の上面が、熱伝導部32の上面と面一である。このような形状の波長変換層34は、蛍光体含有部33と熱伝導部32を一体的に形成することで得ることができる。この場合、例えば、熱伝導部32の最大厚みを10mm以下とすることができ、最小厚みを0.1mm以上とすることができる。なお、それらの上面が面一である又は一致しているとは、それらの上面が厳密に同一平面に位置している場合に加えて、蛍光体含有部33の厚みの10%以下の範囲内でずれている状態も含むものとする。他の実施形態においても同様である。
波長変換層34は貫通孔34aを有するが、貫通孔34aは、蛍光体含有部33が配置されていない熱伝導部32にのみ配置されている。
なお、上述したように、熱伝導部32をセラミックスで形成する場合、内在する空隙の密度の程度を調節することにより、光反射性と熱伝導性とを制御することができる。熱伝導部32においては、部位によって、内在する空隙の密度を異ならせてもよい。例えば、蛍光体含有部33の下方の部分の空隙率(空隙の密度)を、蛍光体含有部33の側方の部分の空隙率よりも低くすることができる。これにより、蛍光体含有部33の下方では放熱性を向上し、蛍光体含有部33の側方では光反射性を向上させることができる。
上述した構成以外は、上述した実施形態2の波長変換部材と同様の構成を有することができる。従って、上述した実施形態2の波長変換部材と同様の効果を有する。
また、熱伝導部32が光反射性を有する場合には、蛍光体含有部33から横方向への光の出射を低減又は防止することができるため、蛍光体含有部33の上面からの光の取り出し効率を向上させることができる。
Third embodiment: Wavelength conversion member 30
A wavelength conversion member 30 of the third embodiment includes a heat dissipation component 11, a wavelength conversion layer 34, and a screw 15, as shown in, for example, FIGS. 3A and 3B.
The wavelength conversion layer 34 has a heat conductive portion 32 and a phosphor-containing portion 33. As shown in FIG. 3A, in a plan view, the entire outer edge of the phosphor-containing portion 33 is disposed inside the outer edge of the heat conductive portion 32. As shown in FIG. 3B, in a cross-sectional view, the phosphor-containing portion 33 is disposed so that the entire lower surface thereof is in contact with the heat conductive portion 32, and the lower surface and side surface of the phosphor-containing portion 33 are surrounded by the heat conductive portion 32 so as to be in contact with each other. In a plan view, the phosphor-containing portion 33 can be disposed with a planar area of 50% to 90% of the planar area of the heat conductive portion 32. The upper surface of the phosphor-containing portion 33 may be disposed below or above the upper surface of the heat conductive portion 32, but here, the upper surface of the phosphor-containing portion 33 and the upper surface of the heat conductive portion 32 are coincident. That is, the upper surface of the phosphor-containing portion 33 is flush with the upper surface of the heat conductive portion 32. The wavelength conversion layer 34 having such a shape can be obtained by integrally forming the phosphor-containing portion 33 and the heat conductive portion 32. In this case, for example, the maximum thickness of the heat conductive portion 32 can be 10 mm or less, and the minimum thickness can be 0.1 mm or more. In addition to the case where the upper surfaces are positioned strictly on the same plane, the fact that the upper surfaces are flush or coincident with each other also includes a state in which the upper surfaces are shifted within a range of 10% or less of the thickness of the phosphor-containing portion 33. The same applies to other embodiments.
The wavelength conversion layer 34 has through holes 34a, but the through holes 34a are disposed only in the heat conductive portion 32 where the phosphor-containing portion 33 is not disposed.
As described above, when the thermally conductive portion 32 is made of ceramics, the light reflectivity and heat conductivity can be controlled by adjusting the density of the voids present therein. The density of the voids present in the thermally conductive portion 32 may be made different depending on the location. For example, the porosity (density of the voids) of the portion below the phosphor-containing portion 33 can be made lower than the porosity of the portions to the sides of the phosphor-containing portion 33. This improves the heat dissipation below the phosphor-containing portion 33 and improves the light reflectivity to the sides of the phosphor-containing portion 33.
Other than the above-mentioned configuration, the wavelength conversion member may have the same configuration as the wavelength conversion member of the above-mentioned embodiment 2. Therefore, the wavelength conversion member has the same effects as the wavelength conversion member of the above-mentioned embodiment 2.
Furthermore, if the heat conductive section 32 has light reflectivity, the emission of light in the lateral direction from the phosphor-containing section 33 can be reduced or prevented, thereby improving the efficiency of light extraction from the top surface of the phosphor-containing section 33.

実施形態4:波長変換部材40
実施形態4の波長変換部材40は、例えば、図4A及び4Bに示すように、放熱部品11と、波長変換層44と、ねじ15とを備える。
波長変換層44は、熱伝導部42と、蛍光体含有部43とを有する。蛍光体含有部43は1つの波長変換部材40において、複数配置されている。各蛍光体含有部43は、光が照射する領域の面積と同じでもよく、もしくはそれよりも大きな面積又は小さな面積を有していてもよい。また、各蛍光体含有部43の平面形状は、上述したように種々の形状とすることができる。熱伝導部42は、各蛍光体含有部43を取り囲んで配置されている。従って、平面視において、各蛍光体含有部43の外縁の全部は、それぞれ熱伝導部42の外縁の内側に配置されている。図4Bに示すように、断面視において、熱伝導部42は、各蛍光体含有部43の側面を取り囲んで配置されている。
蛍光体含有部43の上面は熱伝導部42の上面より上または下に配置されていてもよいが、ここでは、蛍光体含有部43の上面及び熱伝導部42の上面が一致している。この場合の熱伝導部42の最大厚みは10mm以下とすることができ、最小厚みは0.2mm以上とすることができる。
波長変換層44は貫通孔44aを有するが、貫通孔44aは、蛍光体含有部43が配置されていない熱伝導部42にのみ配置されている。
実施形態4の波長変換部材40は、上述した構成以外は、上述した実施形態3の波長変換部材と同様の構成を有することができる。従って、上述した実施形態3の波長変換部材と同様の効果を有する。また、実施形態4の波長変換部材40は、1つの波長変換部材40において複数の蛍光体含有部43が配置されているため、これらの1以上の蛍光体含有部43を独立して発光させることが可能である。
Fourth embodiment: Wavelength conversion member 40
The wavelength conversion member 40 of the fourth embodiment includes, for example, a heat dissipation component 11, a wavelength conversion layer 44, and a screw 15, as shown in FIGS. 4A and 4B.
The wavelength conversion layer 44 has a heat conductive portion 42 and a phosphor-containing portion 43. A plurality of phosphor-containing portions 43 are arranged in one wavelength conversion member 40. Each phosphor-containing portion 43 may have the same area as the area of the region irradiated with light, or may have an area larger or smaller than the area. In addition, the planar shape of each phosphor-containing portion 43 can be various shapes as described above. The heat conductive portion 42 is arranged to surround each phosphor-containing portion 43. Therefore, in a plan view, the entire outer edge of each phosphor-containing portion 43 is arranged inside the outer edge of the heat conductive portion 42. As shown in FIG. 4B, in a cross-sectional view, the heat conductive portion 42 is arranged to surround the side surface of each phosphor-containing portion 43.
The upper surface of the phosphor-containing portion 43 may be disposed above or below the upper surface of the heat conductive portion 42, but in this embodiment, the upper surface of the phosphor-containing portion 43 is flush with the upper surface of the heat conductive portion 42. In this case, the maximum thickness of the heat conductive portion 42 can be 10 mm or less, and the minimum thickness can be 0.2 mm or more.
The wavelength conversion layer 44 has through holes 44a, but the through holes 44a are disposed only in the heat conductive portion 42 where the phosphor-containing portion 43 is not disposed.
Other than the above-mentioned configuration, the wavelength conversion member 40 of the fourth embodiment can have the same configuration as the wavelength conversion member of the above-mentioned embodiment 3. Therefore, it has the same effect as the wavelength conversion member of the above-mentioned embodiment 3. In addition, since the wavelength conversion member 40 of the fourth embodiment has a plurality of phosphor-containing portions 43 arranged in one wavelength conversion member 40, it is possible to cause one or more of these phosphor-containing portions 43 to emit light independently.

実施形態5:発光装置50
実施形態5の発光装置50は、例えば、波長変換部材10と、この波長変換部材10の蛍光体含有部に光を照射する光源60とを備える。
このような発光装置50では、光源60から出射されて波長変換部材10を経由する光を所望の配光等に変更し得る光学部材52を通して外部に出射することができる。また、光源60から出射した光、例えば、レーザ光を、特定の角度で入射させるため、空間光変調器53を光源60と波長変換部材10との間に配置してもよい。
このような構成を有することにより、光源60からの光は、設計どおりに、その主要部分の略全てが波長変換部材10に入射する。そして、光の一部は、波長変換部材10の蛍光体含有部の蛍光体によって波長変換され、あるいは他の一部は反射され、それらの光は外部に向かう。これらの波長変換光と、波長変換されていない光とが混じり合い、例えば、白色光として外部に出射させることができる。そして、波長変換層の下方に配置された放熱部品が効果的に光照射による熱を放熱し、発光装置としての機能を長期にわたって維持することができる。
Embodiment 5: Light-emitting device 50
A light emitting device 50 of the fifth embodiment includes, for example, a wavelength conversion member 10 and a light source 60 that irradiates the phosphor-containing portion of the wavelength conversion member 10 with light.
In such a light emitting device 50, the light emitted from the light source 60 and passing through the wavelength conversion member 10 can be emitted to the outside through an optical member 52 that can change the light to a desired light distribution, etc. Also, a spatial light modulator 53 may be disposed between the light source 60 and the wavelength conversion member 10 in order to make the light emitted from the light source 60, for example, laser light, incident at a specific angle.
With this configuration, the light from the light source 60 is incident on the wavelength conversion member 10 in almost all of its major portions as designed. Then, a part of the light is wavelength-converted by the phosphor in the phosphor-containing portion of the wavelength conversion member 10, and another part is reflected, and these lights are directed to the outside. This wavelength-converted light and non-wavelength-converted light are mixed together, and can be emitted to the outside as, for example, white light. Then, the heat dissipation component arranged below the wavelength conversion layer effectively dissipates heat caused by light irradiation, and the function as a light-emitting device can be maintained for a long period of time.

光源60は、発光ダイオード(LED)及び半導体レーザ素子、又は、これらがパッケージ等に封入されたもの等が挙げられ、半導体レーザ装置であることが好ましい。半導体レーザ装置を用いることで、LEDを用いる場合と比較して蛍光体含有部の光入射面の面積を小さくすることができるため、発光装置50のサイズを小型化することができる。また、熱伝導部及び放熱部品によって放熱効果を効率的に確保することができる。
なお、空間光変調器53としては、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)等、当該分野で公知のものを用いることができる。
The light source 60 may be a light emitting diode (LED) or a semiconductor laser element, or one in which these are enclosed in a package or the like, and is preferably a semiconductor laser device. By using a semiconductor laser device, the area of the light incident surface of the phosphor-containing portion can be made smaller than when an LED is used, and the size of the light emitting device 50 can be reduced. In addition, the heat dissipation effect can be efficiently ensured by the heat conductive portion and the heat dissipation component.
As the spatial light modulator 53, a device known in the art, such as a micro electro mechanical system (MEMS), can be used.

実施形態6:波長変換部材の製造方法
実施形態6の波長変換部材の製造方法は、熱伝導部と、この熱伝導部に接触する蛍光体含有部を一体的に焼結することによって波長変換層を形成する工程と、波長変換層に貫通孔を形成する工程と、ねじ穴を有する放熱部品を準備する工程と、貫通孔及びねじ穴にねじを嵌め込んで、波長変換層を放熱部品にねじ止め固定する工程とを含む。
このような製造方法により、波長変換部材の放熱部品からの剥がれ等が発生する可能性を低減して、波長変換部材の熱を効率的に放熱部品に放散することができる波長変換部材を、製造コストの低減を図り、簡便に製造することができる。
Sixth embodiment: Method for manufacturing a wavelength conversion member A method for manufacturing a wavelength conversion member of the sixth embodiment includes the steps of forming a wavelength conversion layer by integrally sintering a heat conductive portion and a phosphor-containing portion in contact with the heat conductive portion, forming a through hole in the wavelength conversion layer, preparing a heat dissipation component having a screw hole, and fitting screws into the through hole and the screw hole to screw the wavelength conversion layer to the heat dissipation component.
By using this manufacturing method, it is possible to easily manufacture a wavelength conversion member that reduces the possibility of the wavelength conversion member peeling off from the heat dissipation component and can efficiently dissipate heat from the wavelength conversion member to the heat dissipation component, while reducing manufacturing costs.

波長変換層を形成する工程は、上面、下面及び側面を有する前記蛍光体含有部を準備する工程と、蛍光体含有部を取り囲むように、前記蛍光体含有部の側方及び下方に無機材料からなる粉末を含む成形体を形成する工程、成形体を一体的に焼結する工程とを含むことが好ましい。
また、この工程においては、熱伝導部と熱伝導部に接触させた一体物に対して、焼結する前に、貫通孔を形成し、その後、焼結してもよい。
このような波長変換部材の製造方法により、熱伝導部と蛍光体含有部とが接着剤や接合層等によらずに一体的に形成され、且つ、それらを放熱部品にねじにより機械的に固定することができる。よって、各部材に熱膨張係数差があっても、固定強度には影響を及ぼし難い。つまり、蛍光体含有部が熱伝導部から脱離する可能性を低減することができる。また、蛍光体含有部に光が照射される際の蛍光体含有部の発熱を、熱伝導部に直接放散することができるため、効率的な放熱が期待できる。この結果、信頼性の高い波長変換部材を得ることが可能となる。以下に各工程について詳述する。
The process of forming the wavelength conversion layer preferably includes the steps of preparing the phosphor-containing portion having an upper surface, a lower surface and a side surface, forming a molded body containing a powder of an inorganic material on the sides and below the phosphor-containing portion so as to surround the phosphor-containing portion, and sintering the molded body integrally.
In this step, a through hole may be formed in the integrated body in contact with the thermally conductive portion before sintering, and then the integrated body may be sintered.
By this method for manufacturing a wavelength conversion member, the heat conductive portion and the phosphor-containing portion are integrally formed without using an adhesive or a bonding layer, and can be mechanically fixed to a heat dissipation component by screws. Therefore, even if there is a difference in the thermal expansion coefficient of each member, it is difficult to affect the fixing strength. In other words, it is possible to reduce the possibility that the phosphor-containing portion will detach from the heat conductive portion. In addition, since the heat generated by the phosphor-containing portion when light is irradiated to the phosphor-containing portion can be directly dissipated to the heat conductive portion, efficient heat dissipation can be expected. As a result, it is possible to obtain a wavelength conversion member with high reliability. Each process will be described in detail below.

〔波長変換層の準備〕
まず、波長変換層を準備する。
波長変換層は、セラミックス等の成形体からなる蛍光体含有部と粉粒の熱伝導部の材料とを一体的に成形したものを焼結することにより形成することができる。あるいは、粉粒の蛍光体含有部の材料と成形体からなる熱伝導部とを一体的に成形したものを焼結することにより形成することができる。
成形体は、スリップキャスト法、ドクターブレード法(シート成形法)、乾式成形法などを用いて成形することができる。焼結は、放電プラズマ焼結法(SPS法:spark plasma sintering法)又はホットプレス焼結法(HPS法:hot pressing sintering法)等を用いることができる。これらの方法として、例えば、特開2017-149929号公報等に記載の方法を利用することができる。また、蛍光体含有部の製造には、CIP(Cold Isostatic Pressing)、HIP(Hot Isostatic Pressing)等を用いることができる。
[Preparation of Wavelength Conversion Layer]
First, a wavelength conversion layer is prepared.
The wavelength conversion layer can be formed by sintering a molded product of a phosphor-containing part made of a ceramic or other molded body and a powdered material for the thermal conductive part, or by sintering a molded product of a phosphor-containing part made of a powdered material and a thermal conductive part made of a molded body.
The molded body can be molded using a slip casting method, a doctor blade method (sheet molding method), a dry molding method, or the like. For sintering, a spark plasma sintering method (SPS method) or a hot pressing sintering method (HPS method) or the like can be used. As these methods, for example, the method described in JP 2017-149929 A or the like can be used. In addition, for manufacturing the phosphor-containing portion, CIP (Cold Isostatic Pressing), HIP (Hot Isostatic Pressing), or the like can be used.

例えば、波長変換層は、以下の方法又は例えば、特開2019-9406号公報の記載に準じた方法によって製造することができる。
(1)複数の凸部が表面側に設けられた、蛍光体を含む蛍光部材を準備し、粉末状の光反射部材を準備して、蛍光部材における複数の凸部の間に粉末状の光反射部材を配置する工程と、これらを焼結して蛍光部材と光反射部材とが一体に形成された焼結体(セラミックス)を得る工程と、蛍光部材の表面側又は裏面側の少なくとも一方の側から焼結体の一部を除去する工程とを有する製造方法。なお、粉末状の光反射部材に替えて、粉末状の光反射部材を含有するスラリーを用いてもよい。
(2)複数の凹部が表面側に設けられた光反射部材を準備し、蛍光体を含む粉末状の蛍光部材を準備し、光反射部材における複数の凹部に粉末状の蛍光部材を配置する工程と、これらを焼結して、光反射部材と蛍光部材とが一体に形成された焼結体を得る工程と、少なくとも光反射部材の裏面側から焼結体の一部を除去する工程とを有する製造方法。
(3)互いに反対側にある第1主面及び第2主面を貫通する複数の貫通孔が設けられた光反射部材を準備し、蛍光体を含む粉末状の蛍光部材を準備し、複数の貫通孔に粉末状の蛍光部材を配置する工程と、これらを焼結して、光反射部材と蛍光部材とが一体に形成された焼結体を得る工程と、蛍光部材の表面側又は裏面側の少なくとも一方の側から焼結体の一部を除去する工程とを有する製造方法。ここでの焼結体とは、蛍光部材と支持体とを一体的に焼結したものを意味する。焼結は、1100℃~1800℃の温度範囲で行うことができる。焼結体を得た後、1000℃~1500℃の温度範囲で熱処理してもよい。焼結体の一部を除去する方法としては、例えば、研削、研磨、化学機械研磨等が挙げられる。
For example, the wavelength conversion layer can be manufactured by the following method or a method according to the description of JP 2019-9406 A.
(1) A manufacturing method including the steps of preparing a fluorescent member containing a phosphor and having a plurality of convex portions on the front side, preparing a powdered light reflecting member, and arranging the powdered light reflecting member between the plurality of convex portions of the fluorescent member, sintering them to obtain a sintered body (ceramics) in which the fluorescent member and the light reflecting member are integrally formed, and removing a part of the sintered body from at least one of the front side and the back side of the fluorescent member. Note that a slurry containing a powdered light reflecting member may be used instead of the powdered light reflecting member.
(2) A manufacturing method comprising the steps of preparing a light-reflecting member having a plurality of recesses on its front surface, preparing a powdered fluorescent material containing a phosphor, arranging the powdered fluorescent material in the plurality of recesses in the light-reflecting member, sintering the resulting material to obtain a sintered body in which the light-reflecting member and the fluorescent material are integrally formed, and removing at least a portion of the sintered body from the back surface side of the light-reflecting member.
(3) A manufacturing method including the steps of preparing a light reflecting member having a plurality of through holes penetrating a first main surface and a second main surface opposite to each other, preparing a powdered fluorescent member containing a phosphor, and disposing the powdered fluorescent member in the plurality of through holes, sintering them to obtain a sintered body in which the light reflecting member and the fluorescent member are integrally formed, and removing a portion of the sintered body from at least one of the front side and the back side of the fluorescent member. The sintered body here means a body in which the fluorescent member and the support are integrally sintered. The sintering can be performed at a temperature range of 1100°C to 1800°C. After obtaining the sintered body, it may be heat-treated at a temperature range of 1000°C to 1500°C. Methods for removing a portion of the sintered body include, for example, grinding, polishing, chemical mechanical polishing, and the like.

波長変換層は、まず複数の蛍光体含有部を準備し、その後、それらを囲む熱伝導部を焼結で形成する方法によって製造してもよい。具体的には、図3Aに示す波長変換層34を製造する場合、まず、図6に示すように、上面、下面及び側面を有する蛍光体含有部33を複数準備する。蛍光体含有部33は、当該分野で公知の材料によって成形したものを利用することができる。複数準備することにより、1回の焼結で複数の波長変換層を製造することができるため、量産性を向上させることができる。
次いで、図7A、7Bに示すように、1つの凹部31が設けられ、凹部31内に貫通孔に相当する複数の突起35が行列状に配置された支持体36を準備する。
そして、凹部31内に、蛍光体含有部33を配置し、この蛍光体含有部33を取り囲むように、蛍光体含有部33の側方及び上方に熱伝導部を形成するための無機材料からなる粉末322を配置し、成形体を形成する。複数の蛍光体含有部33は、例えば一対の突起35の間にそれぞれ配置される。粉末322は、突起35の側面も囲むように配置される。
その後、成形体を、上述したような方法により、一体的に焼結する。
続いて、図7A、7Bに示す破線Xで、支持体36とともに熱伝導部32を分割し、1つの波長変換層34を得る。これにより、図3Aに示すように、蛍光体含有部33の周囲に熱伝導部32が配置され、貫通孔34aを有する、所望の大きさの波長変換層34を得ることができる。
分割は、例えば、スクライブ、ダイシング等、当該分野で公知の方法を利用すればよい。また、分割は、例えば、得られた焼結体(セラミックス)を支持体36から外した後で行う。
The wavelength conversion layer may be manufactured by a method in which a plurality of phosphor-containing parts are first prepared, and then a heat-conducting part surrounding the phosphor-containing parts is formed by sintering. Specifically, when manufacturing the wavelength conversion layer 34 shown in FIG. 3A, a plurality of phosphor-containing parts 33 having an upper surface, a lower surface, and a side surface are first prepared as shown in FIG. 6. The phosphor-containing parts 33 may be formed from a material known in the art. By preparing a plurality of parts, a plurality of wavelength conversion layers can be manufactured by one sintering, thereby improving mass productivity.
Next, as shown in FIGS. 7A and 7B, a support 36 is prepared in which one recess 31 is provided and a plurality of protrusions 35 corresponding to through holes are arranged in a matrix within the recess 31.
Then, a phosphor-containing portion 33 is disposed in the recess 31, and powder 322 made of an inorganic material for forming a thermally conductive portion is disposed on the sides and above the phosphor-containing portion 33 so as to surround the phosphor-containing portion 33, thereby forming a molded body. The phosphor-containing portions 33 are disposed, for example, between a pair of protrusions 35. The powder 322 is disposed so as to surround the side surfaces of the protrusions 35 as well.
Thereafter, the compact is integrally sintered by the method described above.
7A and 7B , the heat conductive portion 32 is divided together with the support 36 along the dashed line X to obtain one wavelength conversion layer 34. In this way, as shown in FIG. 3A , the heat conductive portion 32 is arranged around the phosphor-containing portion 33, and the wavelength conversion layer 34 having a desired size and the through hole 34a can be obtained.
The division may be performed by using a method known in the art, such as scribing, dicing, etc. Furthermore, the division is performed, for example, after the obtained sintered body (ceramics) is removed from the support 36.

なお、1つの波長変換層を得る場合には、図7A、7Bに示す支持体36に代えて、図7C、7Dに示すような、1つの波長変換層に対応するサイズの1つの凹部31に一対の突起35を有する以外、図7A、7Bに示す支持体36と同様の支持体36Aを用いればよい。
また、波長変換層として、図4A、4Bに示す波長変換層44を製造する場合には、図7A及び7Bに示す支持体36に代えて、図8A及び8Bに示す支持体46を用いればよい。この支持体46を用い、蛍光体含有部43を、1つの凹部41における一対の突起45の間に複数、例えば、8個、等間隔に配置し、熱伝導部を形成するための無機材料からなる粉末422を配置して焼結し、分割することにより、図4A、4Bに示す、蛍光体含有部43の周囲にそれぞれ熱伝導部42が配置された所望の大きさの波長変換層44を得ることができる。
In addition, when obtaining one wavelength conversion layer, instead of the support 36 shown in Figures 7A and 7B, a support 36A similar to the support 36 shown in Figures 7A and 7B may be used, except that a pair of protrusions 35 is provided in one recess 31 of a size corresponding to one wavelength conversion layer, as shown in Figures 7C and 7D.
4A and 4B, a support 46 shown in Fig. 8A and 8B may be used instead of the support 36 shown in Fig. 7A and 7B. By using this support 46, a plurality of phosphor-containing portions 43 (e.g., eight of them) are arranged at equal intervals between a pair of protrusions 45 in one recess 41, and powder 422 made of an inorganic material for forming a heat conductive portion is arranged and sintered, and then divided, a wavelength conversion layer 44 of a desired size in which heat conductive portions 42 are arranged around each phosphor-containing portion 43 as shown in Fig. 4A and 4B can be obtained.

さらに、図3Aに示す波長変換層34を製造する別の方法として、まず、図6に示すように、上面、下面及び側面を有する蛍光体含有部33を複数準備する。
次いで、図9A、9Bに示すように、蛍光体含有部33を、平板状の支持部材80に行列状に配置し、仮止めする。作業性を考慮すると、支持部材80を用いることが好ましいが、支持部材80を用いなくてもよい。なお、スリップキャスト法(泥漿鋳込み成形法)を利用するために、例えば、支持部材80として石膏を用いることができる。
続いて、図10A、10Bに示すように、蛍光体含有部33の側方及び上方を蛍光体含有部33が囲むように、無機材料からなる光反射粉末を含む成形体38を形成する。成形体38は、スリップキャスト法、ドクターブレード法(シート成形法)、乾式成形法などを用いて成形することができる。成形体38を形成する前に、成形体38の外周となる領域に枠体を形成し、この枠体内に、成形体38を充填し、成形してもよい。
その後、支持部材80を除去し、任意に、成形体38内に含まれる有機物等を除去するために、成形体38を焼結する温度よりも低い温度で加熱して脱脂する。
次に、成形体38を、例えば、大気雰囲気下で本焼結し、蛍光体含有部33と熱伝導部32とを一体的に焼結する。
任意に熱伝導部32側から熱伝導部32を研磨して薄膜化し、熱伝導部32で分割し、熱伝導部32に貫通孔を、例えば、ドリル等を用いて形成することにより、図3A、3Bに示すように、蛍光体含有部33の周囲に熱伝導部32が配置された所望の大きさの波長変換層34を得ることができる。
As another method for manufacturing the wavelength conversion layer 34 shown in FIG. 3A, first, a plurality of phosphor-containing portions 33 having an upper surface, a lower surface, and a side surface are prepared as shown in FIG.
9A and 9B, the phosphor-containing portions 33 are arranged in a matrix on a flat support member 80 and temporarily fixed. In consideration of workability, it is preferable to use the support member 80, but it is not necessary to use the support member 80. In order to utilize the slip casting method (sludge casting method), for example, gypsum can be used as the support member 80.
10A and 10B, a molded body 38 containing a light reflecting powder made of an inorganic material is formed so that the phosphor-containing portion 33 surrounds the sides and the top of the phosphor-containing portion 33. The molded body 38 can be molded using a slip casting method, a doctor blade method (sheet molding method), a dry molding method, or the like. Before forming the molded body 38, a frame may be formed in an area that will be the outer periphery of the molded body 38, and the molded body 38 may be filled into this frame and molded.
Thereafter, the support member 80 is removed, and optionally, in order to remove organic matter and the like contained in the compact 38, the compact 38 is heated at a temperature lower than the sintering temperature and degreased.
Next, the molded body 38 is sintered, for example, in an air atmosphere, so that the phosphor-containing portion 33 and the heat conductive portion 32 are integrally sintered.
By arbitrarily polishing the heat conductive portion 32 from the heat conductive portion 32 side to make it thinner, dividing it at the heat conductive portion 32, and forming a through hole in the heat conductive portion 32 using, for example, a drill, etc., it is possible to obtain a wavelength conversion layer 34 of a desired size in which the heat conductive portion 32 is arranged around the phosphor-containing portion 33, as shown in Figures 3A and 3B.

〔放熱部品11の準備〕
図11Aに示すように、放熱部品11として、ねじ穴11aを有する平板状の放熱部品を準備する。ねじ穴11aは、放熱部品の材料に応じて、当該分野で公知の方法によって、形成することができる。例えば、ドリル等を用いる方法が挙げられる。
[Preparation of heat dissipation component 11]
11A, a flat heat dissipation component having a screw hole 11a is prepared as the heat dissipation component 11. The screw hole 11a can be formed by a method known in the art depending on the material of the heat dissipation component. For example, a method using a drill or the like can be mentioned.

〔ねじ止め〕
図11Bに示すように、波長変換層34を放熱部品11上に載置し、波長変換層34の貫通孔34aと、放熱部品11のねじ穴11aを合わせ、これら貫通孔34a及びねじ穴11aにねじ15を嵌め込み、放熱部品11に波長変換層34をねじ止め固定する。
ねじ止めの際、放熱グリス等を放熱部品11と波長変換層34の間に配置してもよい。
これにより、熱伝導部32の下面全面を、放熱部品11に接触させることができ、熱引きを効率的に行うことができる波長変換部材30を製造することができる。
また、図1Cに示すように、ねじ15をねじ穴11aに嵌め込んだ後、ねじ15と波長変換層14の隙間に緩衝材16を注入してもよい。
[Screw fastening]
As shown in FIG. 11B , the wavelength conversion layer 34 is placed on the heat dissipation component 11, the through holes 34a of the wavelength conversion layer 34 are aligned with the screw holes 11a of the heat dissipation component 11, screws 15 are inserted into the through holes 34a and the screw holes 11a, and the wavelength conversion layer 34 is screwed and fixed to the heat dissipation component 11.
When screwing, thermal grease or the like may be placed between the heat dissipation component 11 and the wavelength conversion layer 34 .
This allows the entire lower surface of the heat conductive portion 32 to be in contact with the heat dissipation component 11, making it possible to manufacture a wavelength conversion member 30 that can efficiently dissipate heat.
As shown in FIG. 1C , after the screw 15 is fitted into the screw hole 11 a, a buffer material 16 may be injected into the gap between the screw 15 and the wavelength conversion layer 14 .

10、20、30、40 波長変換部材
11 放熱部品
11a ねじ穴
12、32、42 熱伝導部
13、23、33、43 蛍光体含有部
14、24、34、44 波長変換層
14a、24a、34a、44a 貫通孔
15 ねじ
16 緩衝材
31 凹部
35、45 突起
36、36A 支持体
38 成形体
41 凹部
46 支持体
50 発光装置
52 光学部材
53 空間光変調器
60 光源
80 支持部材
111 ヒートシンク
112 金属基板
322、422 粉末
10, 20, 30, 40 Wavelength conversion member 11 Heat dissipation component 11a Screw hole 12, 32, 42 Heat conduction portion 13, 23, 33, 43 Phosphor-containing portion 14, 24, 34, 44 Wavelength conversion layer 14a, 24a, 34a, 44a Through hole 15 Screw 16 Cushioning material 31 Recess 35, 45 Protrusion 36, 36A Support 38 Molded body 41 Recess 46 Support 50 Light-emitting device 52 Optical member 53 Spatial light modulator 60 Light source 80 Support member 111 Heat sink 112 Metal substrate 322, 422 Powder

Claims (8)

ねじ穴を有する放熱部品と、
前記放熱部品の上に配置され、熱伝導部及び該熱伝導部に接触する蛍光体含有部を有し、貫通孔を有する波長変換層と、
ねじとを備え、
前記ねじは、ねじ頭を有し、該ねじ頭が前記波長変換層の上面と面一又は前記上面より前記放熱部品側にあり、
前記貫通孔は、全長又は一部において、前記波長変換層の上面に向かって拡径又は拡張した形状であり、
前記波長変換層が、前記貫通孔及び前記ねじ穴に嵌め込まれた前記ねじによって前記放熱部品にねじ止め固定されてなり、
前記貫通孔は、前記ねじとの間に隙間があり、前記隙間に注入された樹脂による緩衝材が埋め込まれている波長変換部材。
A heat dissipation component having a screw hole;
a wavelength conversion layer disposed on the heat dissipation component, the wavelength conversion layer having a heat conductive portion and a phosphor-containing portion in contact with the heat conductive portion, the wavelength conversion layer having a through hole;
a screw;
the screw has a screw head, the screw head being flush with an upper surface of the wavelength conversion layer or being located closer to the heat dissipation component than the upper surface;
the through hole has a shape that is expanded or widened toward an upper surface of the wavelength conversion layer over an entire length or a part of the length;
the wavelength conversion layer is fixed to the heat dissipation component by the screw fitted into the through hole and the screw hole,
The through hole has a gap between it and the screw, and a buffer material made of resin is filled in the gap .
前記波長変換層は、前記熱伝導部及び前記蛍光体含有部との直接接合層又は一体焼結層である請求項1に記載の波長変換部材。 The wavelength conversion member according to claim 1, wherein the wavelength conversion layer is a direct bonded layer or an integrally sintered layer with the heat conductive portion and the phosphor-containing portion. 前記熱伝導部がセラミックスにより形成されている請求項1又は2に記載の波長変換部材。 The wavelength conversion member according to claim 1 or 2, wherein the heat conductive portion is made of ceramics. 前記波長変換層は、前記放熱部品の側から順に、前記熱伝導部と前記蛍光体含有部とを有し、
前記貫通孔が前記蛍光体含有部と前記熱伝導部とに配置されている請求項1から3のいずれか1つに記載の波長変換部材。
the wavelength conversion layer includes, in order from the heat dissipation component side, the heat conduction portion and the phosphor-containing portion,
The wavelength conversion member according to claim 1 , wherein the through-hole is disposed in the phosphor-containing portion and the heat conductive portion.
平面視において、前記蛍光体含有部の外縁が前記熱伝導部の外縁の内側に配置され、前記貫通孔が前記熱伝導部にのみ配置されている請求項1から3のいずれか1つに記載の波長変換部材。 The wavelength conversion member according to any one of claims 1 to 3, wherein, in a plan view, the outer edge of the phosphor-containing portion is disposed inside the outer edge of the heat conductive portion, and the through-hole is disposed only in the heat conductive portion. 前記蛍光体含有部及び前記熱伝導部が、それぞれ上面、下面及び側面を有し、前記蛍光体含有部の上面が、前記熱伝導部の上面と面一である請求項5に記載の波長変換部材。 The wavelength conversion member according to claim 5, wherein the phosphor-containing portion and the heat-conducting portion each have an upper surface, a lower surface, and a side surface, and the upper surface of the phosphor-containing portion is flush with the upper surface of the heat-conducting portion. 前記熱伝導部は、光反射性の部材である請求項1から6のいずれか1つに記載の波長変換部材。 The wavelength conversion member according to any one of claims 1 to 6, wherein the heat conductive portion is a light reflective material. 請求項1からのいずれか1つに記載の波長変換部材と、
前記波長変換部材の前記蛍光体含有部に光を照射する光源とを備える発光装置。
A wavelength conversion member according to any one of claims 1 to 7 ,
a light source that irradiates the phosphor-containing portion of the wavelength conversion member with light.
JP2019238212A 2019-12-27 2019-12-27 Wavelength conversion member and light emitting device Active JP7506295B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019238212A JP7506295B2 (en) 2019-12-27 2019-12-27 Wavelength conversion member and light emitting device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019238212A JP7506295B2 (en) 2019-12-27 2019-12-27 Wavelength conversion member and light emitting device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021105699A JP2021105699A (en) 2021-07-26
JP7506295B2 true JP7506295B2 (en) 2024-06-26

Family

ID=76919258

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019238212A Active JP7506295B2 (en) 2019-12-27 2019-12-27 Wavelength conversion member and light emitting device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7506295B2 (en)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003214379A (en) 2001-11-19 2003-07-30 Boc Edwards Technologies Ltd Vacuum pump
US20130050979A1 (en) 2011-08-26 2013-02-28 Antony P. Van de Ven Reduced phosphor lighting devices
JP2015138168A (en) 2014-01-23 2015-07-30 セイコーエプソン株式会社 Fluorescence emitting element and projector
JP2015215583A (en) 2013-11-08 2015-12-03 日本電気硝子株式会社 Fluorescent wheel for projector and light-emitting device for projector
JP2016058624A (en) 2014-09-11 2016-04-21 パナソニックIpマネジメント株式会社 Light-emitting device
CN105737103A (en) 2014-12-10 2016-07-06 深圳市绎立锐光科技开发有限公司 Wavelength conversion device, relevant fluorescent color wheel and relevant projection device
JP2017181685A (en) 2016-03-29 2017-10-05 日本特殊陶業株式会社 Wavelength conversion member and method of manufacturing the same, and light emitting device
JP2019532344A (en) 2016-10-17 2019-11-07 ルミレッズ ホールディング ベーフェー Optical conversion device having a clamped optical converter

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003214379A (en) 2001-11-19 2003-07-30 Boc Edwards Technologies Ltd Vacuum pump
US20130050979A1 (en) 2011-08-26 2013-02-28 Antony P. Van de Ven Reduced phosphor lighting devices
JP2015215583A (en) 2013-11-08 2015-12-03 日本電気硝子株式会社 Fluorescent wheel for projector and light-emitting device for projector
JP2015138168A (en) 2014-01-23 2015-07-30 セイコーエプソン株式会社 Fluorescence emitting element and projector
JP2016058624A (en) 2014-09-11 2016-04-21 パナソニックIpマネジメント株式会社 Light-emitting device
CN105737103A (en) 2014-12-10 2016-07-06 深圳市绎立锐光科技开发有限公司 Wavelength conversion device, relevant fluorescent color wheel and relevant projection device
JP2017181685A (en) 2016-03-29 2017-10-05 日本特殊陶業株式会社 Wavelength conversion member and method of manufacturing the same, and light emitting device
JP2019532344A (en) 2016-10-17 2019-11-07 ルミレッズ ホールディング ベーフェー Optical conversion device having a clamped optical converter

Also Published As

Publication number Publication date
JP2021105699A (en) 2021-07-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI270993B (en) Method of manufacturing ceramic LED packages
JP7157356B2 (en) Optical component and method for manufacturing optical component
TWI521746B (en) Light emitting device and method of manufacturing the light emitting device
JP6176171B2 (en) Method for manufacturing light emitting device
EP2317569B1 (en) Light source for lighting
JP6044073B2 (en) Wavelength conversion device and light emitting device using the same
EP2811517A1 (en) Semiconductor light emitting device
JP6511766B2 (en) Light emitting device
JP2015192100A (en) Light-emitting element and method of manufacturing light-emitting element
JP2013187043A (en) Light source device and lighting device
JP7189422B2 (en) WAVELENGTH CONVERSION MEMBER COMPOSITE, LIGHT-EMITTING DEVICE, AND METHOD OF MANUFACTURING WAVELENGTH CONVERSION MEMBER COMPOSITE
JP6627914B2 (en) Fluorescent member, optical component, and light emitting device
EP3450413B1 (en) Fluorescent member, optical component, and light emitting device
JP2011507276A5 (en)
JP2016058619A (en) Light-emitting device
JP5266603B2 (en) Semiconductor light emitting device
JP7506295B2 (en) Wavelength conversion member and light emitting device
WO2019039440A1 (en) Transparent sealing member and optical component
US11870019B2 (en) Wavelength-converting member and light emitting device
WO2015003402A1 (en) Bearing heat-dissipating plate, led light source of remote fluorescent powder structure and production method therefor
JP7053984B2 (en) Manufacturing method of optical parts and light emitting device, as well as optical parts and light emitting device
US20230299248A1 (en) Optical member, light-emitting device, method for manufacturing optical member, and method for manufacturing light-emitting device
JP7502613B2 (en) Wavelength conversion member and method for manufacturing light emitting device
WO2021060519A1 (en) Light-emitting device, wavelength conversion unit, and headlight or display device
JP6477734B2 (en) Light emitting device and manufacturing method thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20221128

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20231031

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20231107

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20231222

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20240213

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20240318

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20240514

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20240527