TW201938757A - 波長轉換構件及使用其之發光裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種於照射高功率之激發光之情形時能夠抑制發光強度之經時性降低或構成材料之熔解的波長轉換構件及其製造方法、以及使用該波長轉換構件之發光裝置。 本發明波長轉換構件10之特徵在於：其係於無機黏合劑1中分散螢光體粒子2與導熱性粒子3而成，其中 無機黏合劑1與導熱性粒子3之折射率差為0.2以下，且 無機黏合劑1與導熱性粒子3之各含量之體積比為80：20~超過40：未達60。

Description

波長轉換構件及使用其之發光裝置
本發明係關於一種將發光二極體(LED：Light Emitting Diode)或雷射二極體(LD：Laser Diode)等發射之光之波長轉換為其他波長之波長轉換構件及使用其之發光裝置。
近年來，作為代替螢光燈或白熾燈之新一代之發光裝置，就低耗電、小型輕量、容易調節光量之觀點而言，對使用LED或LD等激發光源之發光裝置之關注逐漸提高。作為此種新一代發光裝置之一例，例如於專利文獻1中，揭示有於出射藍光之LED上配置有吸收來自LED之一部分光並轉換為黃光之波長轉換構件之發光裝置。該發光裝置發射從LED出射之藍光與從波長轉換構件出射之黃光之合成光即白色光。
作為波長轉換構件，先前使用於樹脂基質中分散有螢光體粒子者。然而，於使用該波長轉換構件之情形時，存在因來自激發光源之光而導致樹脂劣化，發光裝置之亮度易降低之問題。尤其存在因激發光源所發出之熱或高能量之短波長(藍~紫外線)光而導致模具樹脂劣化，產生變色或變形之問題。
因此，提出替代樹脂基質而於玻璃基質中分散固定有螢光體粒子之包含完全無機固體之波長轉換構件(例如，參照專利文獻2及3)。該波長轉換構件具有成為母材之玻璃不容易因LED之熱或照射光而劣化，且不容易產生變色或變形等問題之特徵。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2000-208815號公報 [專利文獻2]日本專利特開2003-258308號公報 [專利文獻3]日本專利第4895541號公報
[發明所欲解決之問題]
近年來，以高功率化為目的，作為激發光源所使用之LED或LD之輸出上升。伴隨著該輸出上升，因來自激發光源之熱、或自照射激發光之螢光體發出之熱而導致波長轉換構件之溫度上升，其結果為存在發光強度經時性地降低(溫度消光)之問題。又，根據情況，波長轉換構件之溫度上升會較為顯著，從而有構成材料(玻璃基質等)熔解之虞。
鑒於以上，本發明之目的在於，提供一種於照射高功率之激發光之情形時，能夠抑制發光強度之經時性降低或構成材料熔解的波長轉換構件及其製造方法、以及使用該波長轉換構件之發光裝置。 [解決問題之技術手段]
本發明之波長轉換構件係於無機黏合劑中分散有螢光體粒子與導熱性粒子者，其特徵在於無機黏合劑與導熱性粒子之折射率差為0.2以下，且無機黏合劑與導熱性粒子之各含量之體積比為80：20~超過40：未達60。如上述構成般，藉由增加波長轉換構件所含之導熱性粒子之含量，激發光自身之熱、及向波長轉換構件照射激發光時從螢光體粒子產生之熱經由導熱性粒子傳遞，高效率地向外部釋放。藉此，能夠抑制波長轉換構件之溫度上升，並能夠抑制發光強度之經時性降低或構成材料熔解。又，藉由如上述般界定波長轉換構件所含之導熱性粒子之上限，能夠製成空隙率較小之波長轉換構件。從而，於波長轉換構件內部中導熱性較低之空氣之存在比例降低，能夠提高波長轉換構件之熱導率。又，能夠減少因無機黏合劑、導熱性粒子或螢光體粒子與空隙所含之空氣之折射率差而導致之光散射，故能夠提高波長轉換構件之透光性，作為結果可提高激發光或自螢光體粒子射出之螢光之出光效率。進而，藉由如上述般減小無機黏合劑與導熱性粒子之折射率差，可減輕因於兩者之界面之反射而造成之光散射，藉此亦能夠提高激發光或螢光之出光效率。
關於本發明之波長轉換構件，其空隙率較佳為10%以下。
關於本發明之波長轉換構件，相接近之複數個導熱性粒子彼此之距離、及/或導熱性粒子和與其接近之螢光體粒子之距離較佳為0.08 mm以下。尤其係，較佳為複數個導熱性粒子彼此、及/或導熱性粒子與螢光體粒子接觸。從而，對於導熱性較低之無機黏合劑傳熱之距離變短，進而於複數個導熱性粒子間形成導熱路徑，故易使於波長轉換構件內部產生之熱向外部傳導。
關於本發明之波長轉換構件，導熱性粒子之平均粒徑D50 較佳為20 μm以下。從而，易使導熱性粒子均一地分散於無機黏合劑中。又，螢光體粒子亦可均一地分散無機黏合劑中，亦容易提高自波長轉換構件射出之螢光之定向性。
關於本發明之波長轉換構件，導熱性粒子較佳為具有高於螢光體粒子之熱導率。
關於本發明之波長轉換構件，可使用例如包含氧化物陶瓷作為導熱性粒子者。具體而言，導熱性粒子較佳為選自氧化鋁、氧化鎂、氧化釔、氧化鋅及鎂氧尖晶石之至少1種。
關於本發明之波長轉換構件，無機黏合劑之軟化點較佳為1000℃以下。
關於本發明之波長轉換構件，無機黏合劑之折射率(nd)較佳為1.6~1.85。
關於本發明之波長轉換構件，無機黏合劑較佳為玻璃。於此情形時，玻璃較佳為實質上不含鹼金屬成分。存在玻璃所含之鹼金屬成分當受到激發光照射時易成為著色中心，並成為激發光或螢光之吸收源，從而導致發光效率降低之情形。因此，若使作為無機黏合劑之玻璃成為實質上不含鹼金屬成分之構成，則不容易產生上述異常，波長轉換構件之發光效率易提高。
關於本發明之波長轉換構件，無機黏合劑與導熱性粒子之於30~380℃之溫度範圍內之熱膨脹係數差較佳為60×10-7 以下。從而，於製造步驟中之焙燒時，不容易因無機黏合劑與導熱性粒子之熱膨脹係數差產生空隙。
關於本發明之波長轉換構件，螢光體粒子之含量較佳為1~70體積%。
關於本發明之波長轉換構件，其厚度較佳為500 μm以下。
關於本發明之波長轉換構件，其熱擴散率較佳為5×10-7 m2 /s以上。
關於本發明之波長轉換構件，較佳為對光入射面及/或光出射面實施有無反射處理。從而，於激發光之入射或螢光之出射時能夠抑制構件表面之反射損失。
本發明之發光裝置之特徵在於，其具備上述波長轉換構件、及向波長轉換構件照射激發光之光源。
關於本發明之發光裝置，光源較佳為雷射二極體。從而，可提高發光強度。再者，於使用雷射二極體作為光源之情形時，因波長轉換構件之溫度易上升，故易享有本發明之效果。 [發明效果]
根據本發明，可提供一種於照射高功率之激發光之情形時，能夠抑制發光強度之經時性降低或構成材料熔解的波長轉換構件及其製造方法、以及使用該波長轉換構件之發光裝置。
以下，利用圖式，詳細地對本發明之實施形態進行說明。但，本發明並不限定於以下任何實施形態。
(波長轉換構件) 圖1係表示本發明之一實施形態之波長轉換構件之模式性剖視圖。波長轉換構件10係於無機黏合劑1中分散有螢光體粒子2與導熱性粒子3者。本實施形態之波長轉換構件10係透射型之波長轉換構件。當從波長轉換構件10之其中一個主面照射激發光時，入射之激發光之一部分被螢光體粒子2波長轉換成為螢光，該螢光從另一個主面向外部照射。又，未被螢光體粒子2波長轉換之激發光亦從另一個主面向外部出射。即，螢光與激發光之合成光向外部出射。波長轉換構件10之形狀並無特別限定，通常為平面形狀為矩形或圓形之板狀。
如圖1所示，於本實施形態中複數個導熱性粒子3相互接近或接觸。藉此，存在於複數個導熱性粒子3之間之導熱性較低之無機黏合劑1之距離變短。尤其係於複數個導熱性粒子3彼此接觸之部分形成導熱路徑。又，於本實施形態中導熱性粒子3接近或接觸螢光體粒子2，藉此存在於螢光體粒子2與導熱性粒子3之間之導熱性較低之無機黏合劑1之距離變短。尤其係於導熱性粒子3與螢光體粒子2接觸之部分形成導熱路徑。相接近之複數個導熱性粒子3彼此之距離、及/或導熱性粒子3和與其接近之螢光體粒子2之距離較佳為0.08 mm以下，尤佳為0.05 mm以下。從而，容易將螢光體粒子2所產生之熱向外部傳導，能夠抑制波長轉換構件10之溫度不合理地上升。
再者，相接近之複數個導熱性粒子3彼此之距離、及導熱性粒子3和與其接近之螢光體粒子2之距離可根據波長轉換構件10之背散射電子像之剖面圖像進行測定。
以下，詳細地對各構成要素進行說明。
作為無機黏合劑1，考慮到製造時之焙燒步驟中之螢光體粒子2之熱劣化，較佳為使用軟化點為1000℃以下者。作為此種無機黏合劑1可列舉玻璃。玻璃與樹脂等有機系基質相比耐熱性優異，並且因熱處理而易軟化流動，故有易使波長轉換構件10之構造緻密化之特徵。玻璃之軟化點較佳為250~1000℃，更佳為300~950℃，進而較佳為400~900℃，尤佳為400~850℃。若玻璃之軟化點過低，則存在波長轉換構件10之機械強度及化學耐久性降低之情形。又，因玻璃自身之耐熱性較低，故有因從螢光體粒子2產生之熱而導致軟化變形之虞。另一方面，若玻璃之軟化點過高，則存在於製造時之焙燒步驟中螢光體粒子2劣化，波長轉換構件10之發光強度降低之情形。再者，就提高波長轉換構件10之化學穩定性及機械強度之觀點而言，玻璃之軟化點較佳為500℃以上、600℃以上、700℃以上、800℃以上，尤佳為850℃以上。作為此種玻璃，可列舉硼矽系玻璃、矽酸鹽系玻璃、鋁矽系玻璃等。但，若玻璃之軟化點變高，則焙燒溫度亦變高，作為結果，有製造成本變高之傾向。又，於螢光體粒子2之耐熱性較低之情形時，有於焙燒時劣化之虞。因此，於廉價地製造波長轉換構件10之情形，或使用耐熱性較低之螢光體粒子2之情形時，玻璃基質之軟化點較佳為550℃以下、530℃以下、500℃以下、480℃以下，尤佳為460℃以下。作為此種玻璃，可列舉錫磷酸鹽系玻璃、鉍酸鹽系玻璃、亞碲酸鹽系玻璃。
構成無機黏合劑1之玻璃較佳為實質上不含鹼金屬成分。其原因在於，存在玻璃所含之鹼金屬成分當受到激發光照射時易成為著色中心，成為激發光或螢光之吸收源，從而導致發光效率降低之情形。
再者，作為用於無機黏合劑1之玻璃，通常使用玻璃粉末。玻璃粉末之平均粒徑較佳為50 μm以下、30 μm以下、10 μm以下，尤佳為5 μm以下。若玻璃粉末之平均粒徑過大，則不容易獲得緻密之燒結體。玻璃粉末之平均粒徑之下限並無特別限定，通常為0.5 μm以上，進而為1 μm以上。
再者，於本說明書中平均粒徑係指利用雷射繞射法測定之值，於利用雷射繞射法測定時之體積基準之累積粒度分佈曲線中，表示該累計量從較小之粒子起累積50%之粒徑(D50 )。
無機黏合劑1之折射率較佳為以接近導熱性粒子3之折射率之方式進行選擇。例如，無機黏合劑1之折射率(nd)較佳為1.6~1.85，進而較佳為1.65~1.8。
螢光體粒子2若為藉由激發光之入射而出射螢光者，則並無特別限定。作為螢光體粒子2之具體例，例如可列舉選自：氧化物螢光體、氮化物螢光體、氮氧化物螢光體、氯化物螢光體、氧氯化物螢光體、硫化物螢光體、氧硫化物螢光體、鹵化物螢光體、硫族化物螢光體、鋁酸鹽螢光體、鹵磷酸氯化物螢光體、石榴石系化合物螢光體之至少1種。此外於使用藍光作為激發光之情形時，例如可使用將綠光、黃光或紅光作為螢光出射之螢光體。
螢光體粒子2之平均粒徑較佳為1~50 μm，尤佳為5~30 μm。若螢光體粒子2之平均粒徑過小，則發光強度易降低。另一方面，若螢光體粒子2之平均粒徑過大，則有發光色變得不均一之傾向。因此，就提高發光色之均一性之觀點而言，螢光體粒子2之平均粒徑較佳為20 μm以下、10 μm以下，尤佳為未達10 μm。
波長轉換構件10中之螢光體粒子2之含量較佳為1~70體積%、1~50體積%，尤佳為1~30體積%。若螢光體粒子2之含量過少，則不容易獲得所期望之發光強度。另一方面，若螢光體粒子2之含量過多，則波長轉換構件10之熱擴散率降低，從而散熱性易降低。
導熱性粒子3具有高於無機黏合劑1之熱導率。導熱性粒子3尤佳為具有高於無機黏合劑1及螢光體粒子2之熱導率。具體而言，導熱性粒子3之熱導率較佳為5 W/m・K以上、20 W/m・K以上、40 W/m・K以上，尤佳為50 W/m・K以上。
作為導熱性粒子3，較佳為氧化物陶瓷。作為氧化物陶瓷之具體例，可列舉氧化鋁、氧化鎂、氧化釔、氧化鋅、鎂氧尖晶石(MgAl2 O4 )等。該等可單獨使用，亦可混合2種以上使用。其中，較佳為使用熱導率相對較高之氧化鋁或氧化鎂，更佳為使用尤其熱導率較高且光吸收較少之氧化鎂。再者，鎂氧尖晶石就易取得且廉價之方面而言為較佳。
導熱性粒子3之平均粒徑(D50 )較佳為20 μm以下、15 μm以下，尤佳為10 μm以下。若導熱性粒子3之平均粒徑過大，則不容易使導熱性粒子3於無機黏合劑之間均一地分散。又，若螢光體粒子2間之距離變得過寬，則自波長轉換構件10射出之螢光之定向性容易產生不均。再者，若導熱性粒子3之平均粒徑過小，則導熱性粒子3之比表面積變大，波長轉換構件10之緻密性易降低，故較佳為0.1 μm以上、1 μm以上、3 μm以上，進而較佳為5 μm以上。
波長轉換構件10中之無機黏合劑1與導熱性粒子3之各含量之體積比為80：20~超過40：未達60，較佳為80：20~41：59，更佳為75：25~50：50，進而較佳為73：27~55：45，尤佳為72：28~60：40。若導熱性粒子3之含量過少(無機黏合劑1之含量過多)，則不容易獲得所期望之散熱效應。另一方面，若導熱性粒子3之含量過多(無機黏合劑1之含量過少)，則波長轉換構件10中之空隙變多，故無法獲得所期望之散熱效應，或波長轉換構件10內部之光散射變得過剩而使螢光強度易降低。此種於導熱性粒子3之含量過多之情形時之異常，存在尤其於導熱性粒子3之粒徑較小之情形時表現得明顯之傾向。
再者，考慮到螢光體粒子2之含量，波長轉換構件10中之無機黏合劑1與導熱性粒子3之合量較佳為於30~99體積%、50~99體積%，尤佳為於70~99體積%之範圍內進行調整。
波長轉換構件10中之空隙率(體積%)較佳為10%以下、5%以下，尤佳為3%以下。若空隙率過大，則散熱效應易降低。又，波長轉換構件10內部之光散射變得過剩，從而螢光強度易降低。
無機黏合劑1與導熱性粒子3之折射率差(nd)為0.2以下，較佳為0.15以下，尤佳為0.1以下。若該折射率差過大，則於無機黏合劑1與導熱性粒子3之界面之反射變大，其結果為，光散射變得過剩，從而螢光強度易降低。
無機黏合劑1與導熱性粒子3之折射率差可根據各原料之折射率之值計算出。或，對於燒結後之波長轉換構件10，亦可藉由使用市售之穿透式相移雷射干涉顯微鏡，測定無機黏合劑1與導熱性粒子3之折射率差。
無機黏合劑1與導熱性粒子3之熱膨脹係數差(30~380℃)較佳為60×10-7 以下，尤佳為50×10-7 以下。從而，於製造步驟中之焙燒時，不容易因無機黏合劑與導熱性粒子之熱膨脹係數差產生空隙。
波長轉換構件10之厚度較佳為500 μm以下，更佳為300 μm以下。若波長轉換構件10之厚度過大，則有波長轉換構件10中之光之散射或吸收變得過大，從而導致螢光之出射效率降低之傾向。又，因導熱性降低而使波長轉換構件10之溫度變高，易產生發光強度之經時性降低或構成材料之熔解。再者，波長轉換構件10之厚度之下限值較佳為100 μm左右。若波長轉換構件10之厚度過小，則機械強度易降低。又，由於為獲得所期望之發光色須增加螢光體粒子2之含量，故導熱性粒子3之含量相對地減少，導熱性易降低。
較佳為對波長轉換構件10之光入射面及/或光出射面實施有無反射處理。從而，於激發光之入射或螢光之出射時，可抑制構件表面之反射損失。作為無反射處理，可列舉介電體多層膜等防反射膜、或蛾眼構造等微細構造。又，藉由於波長轉換構件10之光入射面設置帶通濾波器，能夠抑制於波長轉換構件10之內部產生之螢光向光入射面側漏出。
波長轉換構件10藉由具有上述構成，從而具有優異之熱擴散性。具體而言，波長轉換構件10之熱擴散率較佳為5×10-7 m2 /s以上、6×10-7 m2 /s以上、7×10-7 m2 /s以上、尤佳為8×10-7 m2 /s以上。
亦可將波長轉換構件10接合於金屬或陶瓷等其他散熱構件使用。從而，可更為高效率地將於波長轉換構件10產生之熱向外部釋放。
(波長轉換構件之製造方法) 作為波長轉換構件10之製造方法，可列舉(i)利用模具對包含無機黏合劑1、螢光體粒子2及導熱性粒子3之混合粉末進行加壓，並對藉此獲得之預成型體進行焙燒之方法。此處，較佳為對預成型體於真空等減壓環境下進行焙燒。從而，易獲得空隙率較低之波長轉換構件。
或，作為波長轉換構件10之製造方法，可列舉(ii)將向包含無機黏合劑1、螢光體粒子2及導熱性粒子3之混合粉末添加樹脂、溶劑、塑化劑等有機成分並混練而成之漿料，利用刮刀法等成形於聚對苯二甲酸乙二酯等之樹脂膜上並加熱乾燥，將藉此所獲得之坯片預成型體進行焙燒之方法。坯片預成型體之焙燒較佳為於大氣環境下並以樹脂之分解溫度以上進行加熱後，於減壓環境下加熱至焙燒溫度。從而，易獲得空隙率較低之波長轉換構件。
於上述製造方法(i)及(ii)中，焙燒溫度較佳為1000℃以下、950℃以下，尤佳為900℃以下。若焙燒溫度過高，則螢光體粒子2易熱劣化。再者，若焙燒溫度過低，則不容易獲得緻密之燒結體，故較佳為250℃以上、300℃以上，尤佳為400℃以上。
上述製造方法(i)及(ii)於導熱性粒子3相對於無機黏合劑1與導熱性粒子3之合量的體積比率為大約40%以下之情形時有效。若導熱性粒子3之體積比率過大，則不容易獲得緻密之燒結體。
除此之外，作為波長轉換構件10之製造方法，可列舉(iii)對包含無機黏合劑1、螢光體粒子2及導熱性粒子3之混合粉末進行加熱壓製之方法。加熱壓製可利用熱壓裝置、放電電漿燒結裝置或熱均壓壓製裝置進行。藉由使用該等裝置，能夠容易地獲得緻密之燒結體。再者，加熱壓製較佳為於減壓環境下進行。從而，促進焙燒時之消泡，易獲得緻密之燒結體。
進行加熱壓製時之溫度較佳為1000℃以下、950℃以下，尤佳為900℃以下。若進行加熱壓製時之溫度過高，則螢光體粒子2易熱劣化。再者，若進行加熱壓製時之溫度過低，則不容易獲得緻密之燒結體，故較佳為250℃以上、300℃以上，尤佳為400℃以上。
關於進行加熱壓製時之壓力，為了獲得緻密之燒結體，例如較佳為於10~100 MPa，尤佳為於20~60 MPa之範圍內進行適當調整。
燒結用模具之材質並無特別限定，例如可使用碳製或陶瓷製之模具。
因上述製造方法(iii)易獲得緻密之燒結體，故於導熱性粒子3相對於無機黏合劑1與導熱性粒子3之合量的體積比率較大之情形(例如35%以上，進而為超過40%)時尤為有效。
(發光裝置) 圖2係表示使用上述實施形態之波長轉換構件之發光裝置之模式性側視圖。如圖2所示，發光裝置20具備波長轉換構件10與光源4。從光源4出射之激發光L0 被波長轉換構件10轉換為螢光L1 。並且激發光L0 之一部分直接透過波長轉換構件10。因此，激發光L0 與螢光L1 之合成光L2 從波長轉換構件10出射。例如，於激發光L0 為藍光，螢光L1 為黃光之情形時，可獲得白色之合成光L2 。
因於發光裝置20中使用有上述波長轉換構件10，故可高效率地將因向波長轉換構件10照射激發光L0 而產生之熱向外部釋放。因此，可抑制波長轉換構件10之溫度不合理地上升。
作為光源4，可列舉LED或LD。就提高發光裝置20之發光強度之觀點而言，光源4較佳為使用可出射高強度之光之LD。於使用LD作為光源之情形時，因波長轉換構件10之溫度易上升，故易享有本發明之效果。 [實施例]
以下，利用實施例，詳細地對本發明之波長轉換構件進行說明，但本發明並不限定於以下實施例。
表1表示本發明之實施例(No.1~10)及比較例(No.11~12)。
[表1]
將導熱性粒子、無機黏合劑及螢光體粒子以成為表1所記載之比例之方式進行混合，藉此獲得混合粉末。再者，於表中，螢光體粒子之含量係於混合粉末中所占之含量，導熱性粒子與無機黏合劑佔據剩餘部分。作為各材料使用以下者。
(a)導熱性粒子 MgO(熱導率：約42 W/m・K、平均粒徑D50 ：8 μm、折射率(nd)：1.73) Al2 O3 (熱導率：約20 W/m・K、平均粒徑D50 ：9 μm、折射率(nd)：1.76) MgAl2 O4 (熱導率：約16 W/m・K、平均粒徑D50 ：21 μm) (b)無機黏合劑 無機黏合劑A(矽酸鋇系玻璃粉末、軟化點：790℃、折射率(nd)：1.71、平均粒徑D50 ：2.5 μm) 無機黏合劑B(硼矽系玻璃粉末、軟化點：775℃、折射率(nd)：1.49、平均粒徑D50 ：1.3 μm) 無機黏合劑C(錫磷酸鹽系玻璃粉末、軟化點：380℃、折射率(nd)：1.82、平均粒徑D50 ：3.8 μm) 無機黏合劑D(鉍系玻璃粉末、軟化點：450℃、折射率(nd)：1.91、平均粒徑D50 ：2.7 μm) (c)螢光體粒子 YAG螢光體粒子(Y3 Al5 O12 、平均粒徑：22 μm) CASN螢光體粒子(CaAlSiN3 、平均粒徑：15 μm)
表1之No.1~3、7~12之波長轉換構件如以下方式進行製作。將上述獲得之混合粉末放入30 mm×40 mm之模具並以25 MPa之壓力進行壓製，從而製作預成型體。將所獲得之預成型體於真空環境下升溫至表1所示之熱處理溫度並保持20分鐘(減壓焙燒)後，一面導入N2 氣體使其返回至大氣壓，一面緩冷至常溫。藉由對所獲得之燒結體實施研削、研磨加工，獲得5 mm×5 mm×0.5 mm之矩形板狀之波長轉換構件。
表1之No.4~6之波長轉換構件如以下方式進行製作。將於上述獲得之混合粉末放入30 mm×40 mm之模具，並以25 MPa之壓力進行壓製，從而製作預成型體。將所獲得之預成型體放入設置於富士電波工業製造之熱壓爐(High Multi5000)內之30 mm×40 mm之碳製模具，進行加熱壓製。作為加熱壓製之條件，於真空環境下升溫至表1所示之熱處理溫度，並以40 MPa之壓力加壓20分鐘後，一面導入N2 氣體，一面緩冷至常溫。藉由對所獲得之燒結體實施研削、研磨加工，獲得5 mm×5 mm×0.5 mm之矩形板狀之波長轉換構件。
對於所獲得之波長轉換構件，利用以下方法評估空隙率、熱擴散率、散熱性、透光性、發光不均。將結果示於表1。又，將No.4之波長轉換構件之部分剖面照片示於圖3。
空隙率係對波長轉換構件之背散射電子像之剖面照片使用圖像解析軟體Winroof將其二值化，根據所獲得之處理圖像中空隙所占之面積比例計算出。
熱擴散率藉由ai-Phase公司製造之熱擴散率測定裝置ai-phase測定。
散熱性係如以下方式進行測定。準備2片於中央部形成f3 mm之開口部之30 mm×30 mm×2 mm之鋁板，於該2片鋁板之間夾持並固定波長轉換構件。波長轉換構件以位於鋁板之大致中央部之方式進行固定，並使波長轉換構件從各鋁板之開口部露出。從鋁板之其中一個開口部對露出之波長轉換構件照射LD之激發光(波長445 nm、輸出1.8 W)10分鐘，利用FLIR製造之熱像儀測定波長轉換構件之雷射照射面之相反面之溫度。再者，於玻璃基質熔解之情形時評估為「×」。
透光性係將所獲得之波長轉換構件於1000勒克司之螢光燈下載置於寫有文字之紙面上，並藉由能否確認該文字之陰影進行判斷。將能夠確認文字之陰影者記為「」，將無法確認者記為「×」。
發光不均係如以下方式進行評估。於上述散熱性試驗中，於距波長轉換構件之光出射側1 m之距離設置白色反射板，確認投影於該白色反射板之光有無色不均。將無色不均者評估為「」，將略微能夠確認色不均者評估為「Δ」，將能夠確認色不均者評估為「×」。
根據表1可明確，作為實施例之No.1~10之波長轉換構件，熱擴散率較高為5.9×10-7 m2 /s以上，於散熱性試驗中波長轉換構件之溫度亦相對較低為45~89℃。進而，使用平均粒徑較小為8~9 μm之導熱性粒子之No.1~8之波長轉換構件無發光不均，且出射光之均質性優異。另一方面，作為比較例之No.11之波長轉換構件因導熱性粒子之含有比率過小，故熱擴散率較低為3.5×10-7 m2 /s，於散熱性試驗中波長轉換構件之玻璃基質熔解。又，No.12之波長轉換構件因導熱性粒子與無機黏合劑之折射率差較大為0.24，故於兩者之界面之光散射過強，透光性成為「×」。 [產業上之可利用性]
本發明之波長轉換構件適宜用作白色LED等普通照明或特殊照明(例如，投影機光源、汽車之頭燈光源、內視鏡之光源)等構成構件。
1‧‧‧無機黏合劑
2‧‧‧螢光體粒子
3‧‧‧導熱性粒子
4‧‧‧光源
10‧‧‧波長轉換構件
20‧‧‧發光裝置
圖1係表示本發明之一實施形態之波長轉換構件之模式性剖視圖。 圖2係表示使用本發明之一實施形態之波長轉換構件之發光裝置之模式性側視圖。 圖3係實施例之No.4之波長轉換構件之部分剖面照片。

Claims (19)

  1. 一種波長轉換構件，其特徵在於：其係於無機黏合劑中分散螢光體粒子與導熱性粒子而成，其中 無機黏合劑與導熱性粒子之折射率差為0.2以下，且 無機黏合劑與導熱性粒子之各含量之體積比為80：20~超過40：未達60。
  2. 如請求項1之波長轉換構件，其空隙率為10%以下。
  3. 如請求項1或2之波長轉換構件，其中相接近之複數個導熱性粒子彼此之距離、及/或導熱性粒子和與其接近之螢光體粒子之距離為0.08 mm以下。
  4. 如請求項1至3中任一項之波長轉換構件，其中複數個導熱性粒子彼此、及/或導熱性粒子與螢光體粒子接觸。
  5. 如請求項1至4中任一項之波長轉換構件，其中導熱性粒子之平均粒徑D50 為20 μm以下。
  6. 如請求項1至5中任一項之波長轉換構件，其中導熱性粒子具有高於螢光體粒子之熱導率。
  7. 如請求項1至6中任一項之波長轉換構件，其中導熱性粒子包含氧化物陶瓷。
  8. 如請求項7之波長轉換構件，其中導熱性粒子為選自氧化鋁、氧化鎂、氧化釔、氧化鋅及鎂氧尖晶石之至少1種。
  9. 如請求項1至8中任一項之波長轉換構件，其中無機黏合劑之軟化點為1000℃以下。
  10. 如請求項1至9中任一項之波長轉換構件，其中無機黏合劑之折射率(nd)為1.6~1.85。
  11. 如請求項1至10中任一項之波長轉換構件，其中無機黏合劑為玻璃。
  12. 如請求項11之波長轉換構件，其中玻璃實質上不含鹼金屬成分。
  13. 如請求項1至12中任一項之波長轉換構件，其中無機黏合劑與導熱性粒子之於30~380℃之溫度範圍內之熱膨脹係數差為60×10-7 以下。
  14. 如請求項1至13中任一項之波長轉換構件，其中螢光體粒子之含量為1~70體積%。
  15. 如請求項1至14中任一項之波長轉換構件，其厚度為500 μm以下。
  16. 如請求項1至15中任一項之波長轉換構件，其熱擴散率為5×10-7 m2 /s以上。
  17. 如請求項1至16中任一項之波長轉換構件，其中對光入射面及/或光出射面實施有無反射處理。
  18. 一種發光裝置，其特徵在於具備如請求項1至17中任一項之波長轉換構件、及向波長轉換構件照射激發光之光源。
  19. 如請求項18之發光裝置，其中光源為雷射二極體。
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