專利名稱：發(fā)光裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有發(fā)光元件、導(dǎo)光構(gòu)件和波長變換構(gòu)件的發(fā)光裝置。
背景技術(shù)：
歷來，一直追求如以高輸出正確地再現(xiàn)顏色信息的發(fā)光裝置。現(xiàn)今，作為其光源，提出有使用發(fā)光二極管(以下也稱為“LED”。)、激光二極管(以下也稱為“LD”。)等發(fā)光元件的情況(例如，專利文獻1)。
LED及LD，小型且功率效率良好，并以鮮艷的色彩發(fā)光，且不必擔心燈絲熔斷等。特別是，由于LD光密度高于LED，因此可實現(xiàn)更加高亮度的發(fā)光裝置。
專利文獻1特表2003-515899號公報但是，例如，在記載于專利文獻1的LED及LD等中，通過波長變換構(gòu)件向外部放射來自LED或LD的光時，波長變換構(gòu)件因光引起的熱而劣化，由此出現(xiàn)不能充分地向外部放射來自發(fā)光元件的光、或根據(jù)情況波長變換構(gòu)件產(chǎn)生變色從而不能使用作發(fā)光裝置等的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決上述課題，目的在于提供高輸出且長壽命的發(fā)光裝置。
本發(fā)明的發(fā)光裝置，其特征在于，至少具有發(fā)光元件；波長變換部件，其對來自發(fā)光元件的光進行波長變換；可彎曲的導(dǎo)光構(gòu)件，其向波長變換構(gòu)件引導(dǎo)來自發(fā)光元件的光；和熱傳導(dǎo)構(gòu)件，其與波長變換構(gòu)件熱連接。
在該發(fā)光裝置中，還具有被覆導(dǎo)光構(gòu)件的側(cè)面的至少一部分的被覆構(gòu)件，被覆構(gòu)件與波長變換構(gòu)件通過熱傳導(dǎo)構(gòu)件熱連接。
另外，波長變換構(gòu)件可至少由透光性構(gòu)件和熒光體構(gòu)成。
此外，優(yōu)選發(fā)光元件為激光二極管，導(dǎo)光構(gòu)件為光纖。
另外，熱傳導(dǎo)構(gòu)件，優(yōu)選由具有0.1w/m·k以上的熱傳導(dǎo)率的材料構(gòu)成。
此外，被覆構(gòu)件可由導(dǎo)電性材料構(gòu)成，熱導(dǎo)電構(gòu)件可由形成于被覆部件的一部分或全外表面的鍍膜構(gòu)成。
根據(jù)本發(fā)明，可提供高輸出且長壽命的發(fā)光裝置。


圖1是表示本發(fā)明的發(fā)光裝置的整體的概略圖。
圖2是表示本發(fā)明的發(fā)光裝置的前端附近的截面結(jié)構(gòu)的概略圖。
圖3是表示本發(fā)明的發(fā)光裝置的前端附近的截面結(jié)構(gòu)的概略圖。
圖4是表示本發(fā)明的發(fā)光裝置的前端附近的截面結(jié)構(gòu)的概略圖。
圖5是表示本發(fā)明的發(fā)光裝置的前端附近的截面結(jié)構(gòu)或立體結(jié)構(gòu)的概略圖。
圖6是表示本發(fā)明的發(fā)光裝置的前端附近的截面結(jié)構(gòu)的概略圖。
圖7是表示本發(fā)明的發(fā)光裝置的前端附近的截面結(jié)構(gòu)的概略圖。
圖8是表示本發(fā)明的發(fā)光裝置的前端附近的截面結(jié)構(gòu)的概略圖。
圖9是表示本發(fā)明的發(fā)光裝置的前端附近的截面結(jié)構(gòu)的概略圖。
圖10是表示本發(fā)明的發(fā)光裝置的實施例及比較例的輸出特性的曲線圖。
圖11是表示本發(fā)明的發(fā)光裝置的另一實施例及比較例的輸出特性的曲線圖。
圖12是表示本發(fā)明的發(fā)光裝置的再另一實施例及比較例的輸出特性的曲線圖。
圖13是表示用于制造本發(fā)明的發(fā)光裝置的一部分的工序的概略圖。
圖14是表示用于制造本發(fā)明的另一發(fā)光裝置的一部分的工序的概略圖。
圖中，1-光；2-透鏡；10-發(fā)光元件；20-導(dǎo)光構(gòu)件；30-被覆構(gòu)件；40-波長變換構(gòu)件；45-透光性構(gòu)件；50-熱傳導(dǎo)構(gòu)件；50a-金屬膜；50b-正式鍍膜；60-第2被覆構(gòu)件；70-保護層；80-掩膜；81-固定構(gòu)件；82-乙醇溶液；83-Ni電極；84-稀釋鹽酸溶液；85-Ag電極；86-稀釋堿溶液。
具體實施例方式
以下，基于附圖對本發(fā)明的發(fā)光裝置進行說明。但是，示于以下的發(fā)光裝置，只是用于具體化本發(fā)明的技術(shù)思想的裝置，而并不將本發(fā)明特定為以下的裝置。另外，只要沒有特定的記載，構(gòu)成構(gòu)件的尺寸、材質(zhì)、形狀、其相對的配置等，只不過是說明例，而并非將本發(fā)明的范圍僅限定于此的意思。另外，各附圖表示的構(gòu)件的大小或位置關(guān)系等，為了明確地說明存在夸大的情況。此外，構(gòu)成本發(fā)明的各要素，既可由一個構(gòu)件構(gòu)成多個要素，相反，也可由多個構(gòu)件構(gòu)成一個要素。
圖1是表示本發(fā)明的發(fā)光裝置的整體的概略圖，圖2是表示本發(fā)明的發(fā)光裝置的前端附近的詳細的結(jié)構(gòu)的概略圖。本發(fā)明的發(fā)光裝置，如圖1及圖2所示，主要由以下構(gòu)成發(fā)光元件10；導(dǎo)光構(gòu)件20；波長變換構(gòu)件40；和與波長變換構(gòu)件40熱連接的熱傳導(dǎo)構(gòu)件50。由此，可通過熱傳導(dǎo)構(gòu)件50，有效地釋放來自發(fā)光元件10的光引起的波長變換構(gòu)件40中的熱，且可減輕波長變換構(gòu)件40或其周邊構(gòu)件的熱引起的劣化、變色。
在本說明書中，所謂的熱連接，并不意味著某一構(gòu)件與其他構(gòu)件必須物理地直接且完全地連接。例如，既可在某一構(gòu)件與其他構(gòu)件之間通過另外的構(gòu)件間接地連接，也可某一構(gòu)件與其他構(gòu)件部分地接觸。
(發(fā)光元件)發(fā)光元件10，并非是特別限定的元件，但可優(yōu)選使用LD或LED。通過使用這些，可制成初期驅(qū)動特性優(yōu)異，耐振動或反復(fù)的開·關(guān)燈，小型且發(fā)光輸出較高的發(fā)光裝置。
特別是，由于LD相比LED光密度較高，因此，若使用LD則發(fā)光裝置的亮度容易提高，但由于光密度較高，波長變換構(gòu)件40容易發(fā)熱、劣化、變色。本發(fā)明，由于能夠大幅度降低熱對波長變換構(gòu)件40的惡劣影響，因此作為發(fā)光元件10使用LD時特別有效。
(導(dǎo)光構(gòu)件)
導(dǎo)光構(gòu)件20，在縱長方向上延伸且可彎曲地構(gòu)成。由此，可容易地向期望的位置導(dǎo)出光。還有，導(dǎo)光構(gòu)件20的截面優(yōu)選圓形，但并不限定于此。導(dǎo)光構(gòu)件20的直徑，并不特別限定，例如，可使用3000μm以下，1000μm以下，400μm以下，進而200μm以下的直徑。導(dǎo)光構(gòu)件20的直徑是指，其截面不是圓形時，截面的平均直徑。
在導(dǎo)光構(gòu)件20的一端配置有發(fā)光元件10，在另一端配置有波長變換構(gòu)件40。導(dǎo)光構(gòu)件20，只要向波長變換構(gòu)件40傳導(dǎo)來自發(fā)光元件10的光即可，并無特別限定，但可優(yōu)選光纖。由于光纖可高效地導(dǎo)出來自發(fā)光元件的光，因此優(yōu)選。光纖，通常，內(nèi)側(cè)配置高折射率的芯(core)，外側(cè)配置低折射率的包層(clad)，由此構(gòu)成。另外，導(dǎo)光構(gòu)件20的發(fā)光元件10側(cè)的端部及/或后述的波長變換構(gòu)件40側(cè)的端部的形狀并無特別限定，可設(shè)為平面、凸狀透鏡、凹狀透鏡、至少部分地設(shè)計有凹凸的形狀等各種形狀。例如，設(shè)導(dǎo)光構(gòu)件20為光纖時，可在各端部，使芯及/或包層形成上述形狀。
(被覆構(gòu)件)本發(fā)明的發(fā)光裝置可具備被覆構(gòu)件30。被覆構(gòu)件30被覆導(dǎo)光構(gòu)件20的側(cè)面的至少一部分，優(yōu)選為射出側(cè)端部的側(cè)面，即周圍。通過具備被覆構(gòu)件30，可容易地配置下面說明的波長變換構(gòu)件40或熱傳導(dǎo)構(gòu)件50等。
本發(fā)明的發(fā)光裝置具備被覆構(gòu)件30時，優(yōu)選被覆構(gòu)件30通過熱傳導(dǎo)構(gòu)件50與波長變換構(gòu)件40熱連接。由此，可使波長變換構(gòu)件40的發(fā)熱更加有效地向被覆構(gòu)件30放熱，從而降低波長變換構(gòu)件40的熱引起的惡劣影響。此時，通過使被覆構(gòu)件30的熱傳導(dǎo)率大于波長變換構(gòu)件40的熱傳導(dǎo)率，可更加有效地減輕波長變換構(gòu)件40的熱引起的劣化、變色。
被覆構(gòu)件30優(yōu)選由對來自發(fā)光元件的激發(fā)光及/或后述的被波長變換的光反射率高、光的折射率高、熱傳導(dǎo)性高的任一個材料或具備2種以上的這些性質(zhì)的材料形成。例如，可例舉對激發(fā)光及/或被波長變換的光具有80％以上的反射率、對350～500nm左右的光具有n1.4以上的折射率及/或0.1W/m·℃以上的熱傳導(dǎo)性的材料。
被覆構(gòu)件30可由例如銀(Ag)、鋁(Al)、銅(Cu)、鎳(Ni)、碳化硅(SiC)、氧化鋯(ZrO2)、氧化鋁(Al2O3)、氮化鋁(AlN)、硫酸鋇(BaSO4)、石墨、不銹鋼、硼硅玻璃等構(gòu)成。其中，由于氧化鋯反射率高、加工容易，因此優(yōu)選。此外，由于氧化鋁對可見光全域的反射率高且熱傳導(dǎo)率高，因此設(shè)為發(fā)出白色系的發(fā)光色的發(fā)光裝置時特別優(yōu)選。
在被覆構(gòu)件30的配置波長變換構(gòu)件40的面上，可配置光反射膜、或形成規(guī)定的凹凸從而使光漫反射。由此，發(fā)光元件的光及/或被波長變換的光通過反射返回到導(dǎo)光構(gòu)件20側(cè)時，可通過被覆構(gòu)件30使其再次反射，從而可有效地向外部輸出來自發(fā)光元件的光及/或被波長變換的光。還有，具有光反射膜及/或凹凸的面，不僅限于被覆構(gòu)件30，也可設(shè)置于導(dǎo)光構(gòu)件20的射出端部的至少一部分。
另外，被覆構(gòu)件30，未必為單一的構(gòu)件，也可組合各種形狀的多個構(gòu)件而使用(參照圖8(aa)等)。該情況下，能夠以分別支撐導(dǎo)光構(gòu)件20以及波長變換構(gòu)件40的方式發(fā)揮作用、或作為使光反射的反射鏡(reflector)而發(fā)揮作用、或以在構(gòu)件之間夾持后述的熱傳導(dǎo)構(gòu)件的方式發(fā)揮作用。
(波長變換構(gòu)件)波長變換構(gòu)件40，用于對來自發(fā)光元件10的光進行波長變換，例如，可例舉僅由熒光體構(gòu)成，及使環(huán)氧樹脂、硅酮樹脂等有機構(gòu)件、低熔點玻璃、結(jié)晶化玻璃等無機構(gòu)件等透光性構(gòu)件含有熒光體的構(gòu)件。特別是，使用有機構(gòu)件的透光性構(gòu)件時容易因光引起劣化，因此本發(fā)明在透光性構(gòu)件為有機構(gòu)件的情況下特別是有效。
波長變換構(gòu)件40，吸收來自發(fā)光元件10的光的至少一部分，并將波長變換到不同的波長區(qū)域，放射出具有紅系光、綠系光、藍系光等發(fā)光光譜的光。對于熒光體，只要至少對來自發(fā)光元件的光進行波長變換，則其種類并不特別限定，可使用各種材料。在本發(fā)明的發(fā)光裝置中，例如可合成來自發(fā)光元件的光與來自一個以上的熒光體的光，或合成來自兩個以上熒光體的光，由此形成白色系的光。還有，為了獲得良好的彩色再現(xiàn)性，優(yōu)選由照射光的平均彩色再現(xiàn)評價數(shù)(Ra)達到70以上，甚至達到80以上的材料構(gòu)成。
可使本發(fā)明的波長變換構(gòu)件40任意地含有SiO2等填充物。填充物，用于對照射的光進行反射、散射。由此，混色變得良好且可降低色相不均。另外，通過向波長變換構(gòu)件40混合填充物，可調(diào)整其粘度，因此可容易地配置導(dǎo)光構(gòu)件20、被覆構(gòu)件30、熱傳導(dǎo)構(gòu)件50。
波長變換構(gòu)件40，也可從發(fā)光元件10側(cè)，依次配置由包含熒光體的無機構(gòu)件構(gòu)成的第1層、由包含與第1層所包含的熒光體相同或不同種類的熒光體的有機構(gòu)件構(gòu)成的第2層而構(gòu)成。由此，可減輕距比較容易劣化的發(fā)光元件10較近的第1層的劣化，作為結(jié)果可提高發(fā)光裝置的壽命。另外，也可將不含熒光體的透光性構(gòu)件組合到波長變換構(gòu)件中的任意位置而使用。例如，圖2(a)～圖9(ii)中的波長變換構(gòu)件40，可部分地僅由不含熒光體的透光性構(gòu)件形成。
一般，一部分光不被波長變換而變?yōu)闊?。另外，在本發(fā)明中，由于光向波長變換構(gòu)件導(dǎo)出的部分非常細，因此光向波長變換構(gòu)件集中，與此伴隨的發(fā)熱比較明顯，但本發(fā)明的發(fā)光裝置，即使在這種情況下，也可有效地減輕波長變換構(gòu)件40的劣化、變色。
(熱傳導(dǎo)構(gòu)件)熱傳導(dǎo)構(gòu)件50，用于吸收波長變換構(gòu)件40中產(chǎn)生的熱，并減輕波長變換構(gòu)件40的發(fā)熱。另外，優(yōu)選具有透光性，以便透過來自發(fā)光元件10的光及/或被波長變換后的光的至少一部分。由此，可有效地輸出來自發(fā)光元件10的光及/或被波長變換后的光。構(gòu)成熱傳導(dǎo)構(gòu)件50的材料并無特別限定，但例如，優(yōu)選熱傳導(dǎo)率在0.1w/m·k左右以上的材料，更優(yōu)選0.5w/m·k左右以上的材料。另外，從其他觀點出發(fā)，優(yōu)選為熱傳導(dǎo)性比波長變換構(gòu)件中使用的有機構(gòu)件或無機構(gòu)件良好的材料。例如，可單獨或組合使用例如，氮化鋁(AlN)、碳化硅(SiC)、CuW、CuMo、Cu金剛石、金剛石、透明導(dǎo)電性材料(銦錫氧化物(ITO)、氧化銦(In2O3)、氧化鋅(ZnO)、氧化錫(SnO2)、氧化鎂(MgO)等)等。特別是，由于氮化鋁熱傳導(dǎo)性比較高且作為發(fā)光裝置容易形成，因此優(yōu)選。
熱傳導(dǎo)構(gòu)件50，例如，如圖2(a)、圖2(c)、圖2(d)、圖3(f)～圖3(h)、圖6(s)所示，配置于導(dǎo)光構(gòu)件20與波長變換構(gòu)件40之間，或如圖3(e)、圖8(bb)、圖8(cc)所示，配置于波長變換構(gòu)件40的與導(dǎo)光構(gòu)件20相反的一側(cè)，或如圖2(b)、圖3(g)、圖4(1)、圖6(t)、圖7(v)～圖7(z)、圖9(ff)～圖9(ii)所示，配置為覆蓋波長變換構(gòu)件40的周圍(外表面)的一部分或全部，或如圖2(d)、圖4(i)所示，通過波長變換構(gòu)件40配置多層熱傳導(dǎo)構(gòu)件50，或如圖5(m)、圖5(n)所示，配置于波長變換構(gòu)件40與透光性構(gòu)件之間，或如圖4(j)、圖4(k)所示，也可在波長變換構(gòu)件40中，配置為同心圓或杯(cup)狀，還可如圖5(o)～(q)所示，在波長變換構(gòu)件40中，配置為棒狀、曲棍狀(數(shù)目越多越優(yōu)選)。另外，熱傳導(dǎo)構(gòu)件50也可為網(wǎng)格狀。熱傳導(dǎo)構(gòu)件50，也可如圖6(r)、圖6(u)所示，配置于波長變換構(gòu)件40與被覆構(gòu)件30之間，還可如圖6(s)所示，熱傳導(dǎo)構(gòu)件50從導(dǎo)光構(gòu)件20到被覆構(gòu)件30，由透光性材料與反射性材料構(gòu)成。
另外，從其他觀點出發(fā)，也可如圖8(aa)～圖8(ee)所示，配置為由多個被覆構(gòu)件30夾持。此外，也可如圖9(ff)～圖9(ii)所示，配置為設(shè)置被覆構(gòu)件30的熱導(dǎo)電構(gòu)件50。
另外，熱傳導(dǎo)構(gòu)件50，可如圖3(f)所示，形成凸狀透鏡形狀，也可如圖2(c)、圖3(h)所示形成凹狀透鏡形狀。
其中，例如，由于熱傳導(dǎo)構(gòu)件50與波長變換構(gòu)件40及/或被覆構(gòu)件30的接觸面積越大則放熱效率越高，因此由此優(yōu)選。另外，優(yōu)選如熱傳導(dǎo)構(gòu)件50為凹狀透鏡的圖2(c)所示，熱傳導(dǎo)構(gòu)件50構(gòu)成為擴散來自導(dǎo)光構(gòu)件20的光。由此，來自導(dǎo)光構(gòu)件20的密度高的光未被直接入射到波長變換構(gòu)件40中，而是暫時擴散之后再入射，因此可減輕光向波長變換構(gòu)件40集中，從而可有效地減輕波長變換構(gòu)件40的劣化、變色。由于導(dǎo)光構(gòu)件20細到可彎曲的程度，因此其直徑比較小容易集中光。因此，熱傳導(dǎo)構(gòu)件50構(gòu)成為擴散來自導(dǎo)光構(gòu)件20的光，在使用可彎曲的導(dǎo)光構(gòu)件20的情況下特別有效。另外，如圖6(s)所示，通過分別向?qū)Ч鈽?gòu)件20、被覆構(gòu)件30配置透光性材料、和金屬(例如，Ag)等熱傳導(dǎo)率和反射率高的材料，可發(fā)揮最大限的放熱特性，且不降低來自發(fā)光元件的光輸出。
本發(fā)明的發(fā)光裝置，如圖2(h)、圖5(n)、圖8(aa)～圖8(ee)所示，配置金屬性的反射鏡、波長變換構(gòu)件保持構(gòu)件等第2被覆構(gòu)件60，以便能夠與熱傳導(dǎo)構(gòu)件50熱連接，由此可進一步提高放熱性。
在使熱傳導(dǎo)構(gòu)件50形成為凸狀透鏡、凹狀透鏡等期望的形狀時，可在玻璃或樹脂等周圍被覆ITO等材料而形成熱傳導(dǎo)構(gòu)件50。由此，可比較容易地使熱傳導(dǎo)構(gòu)件50形成為期望的形狀。構(gòu)成熱傳導(dǎo)構(gòu)件50的材料的被覆，公知的方法，例如，可例舉濺射(sputtering)法、蒸鍍法、電鍍法等。
特別是，如圖6(r)、圖6(u)所示，對于僅在被覆構(gòu)件30的外表面配置熱傳導(dǎo)構(gòu)件50，以下的方法有用。
首先，如圖13(a)所示，在安裝于導(dǎo)光構(gòu)件20的射出側(cè)的端部的被覆構(gòu)件30與導(dǎo)光構(gòu)件20的射出側(cè)的端面涂抹保護層(resist)70。也可涂抹后對保護層進行加熱。
然后，如圖13(b)所示，使光向?qū)Ч鈽?gòu)件20傳播，對覆蓋導(dǎo)光構(gòu)件20的射出側(cè)的端面的保護層70進行曝光。通過這種方法，可不必配合掩膜而僅對保護層70的期望的部分高精度地進行曝光(參照圖13(c))。
繼而，用堿溶液洗凈、水洗保護層70。由此，如圖13(d)所示，可形成圖案而僅使保護層70殘留在導(dǎo)光構(gòu)件20的射出側(cè)的端部。
之后，如圖13(e)所示，通過在含有殘留的保護層70的被覆構(gòu)件30表面整面上形成金屬膜的提離(lift-off)法，如圖13(f)所示，在導(dǎo)光構(gòu)件20的射出側(cè)的端部以外的被覆構(gòu)件30的表面上形成金屬膜的熱傳導(dǎo)性構(gòu)件50。
另外，在這種工序中，保護層適合使用負型(negative)，但也可使用正型保護層、使用反轉(zhuǎn)曝光等方法。另外，也可在顯影以及水洗時，進行干燥、灰化(ashing)等。
另外，作為其他方法，如圖14(a)所示，也可在由導(dǎo)電性材料構(gòu)成的被覆構(gòu)件30的外表面，使熱傳導(dǎo)構(gòu)件作為鍍膜而形成。
首先，形成掩膜80，以便被覆被覆構(gòu)件30不需要鍍覆的部分。
然后，如圖14(b)所示，將被覆構(gòu)件30固定在固定構(gòu)件81上。優(yōu)選通過將該被覆構(gòu)件30浸漬到乙醇溶液82中并進行超聲波處理，從而進行脫脂、洗凈。由此，可高精度地進行對被覆構(gòu)件30的表面的鍍覆。
繼而，如圖14(c)所示，任意地在被覆構(gòu)件30的表面上實施底(strike)鍍。例如，將Ni電極83與被覆構(gòu)件30浸入到稀釋鹽酸溶液84中對被覆構(gòu)件30進行通電。由此，僅在由導(dǎo)電性材料構(gòu)成的被覆構(gòu)件30的表面形成金屬膜50a。該底鍍可提高電鍍膜的膜質(zhì)。
然后，如圖14(d)所示，在被覆構(gòu)件30的表面上實施正式鍍覆。例如，將Ag電極85與被覆構(gòu)件30浸漬到稀釋堿溶液86中對被覆構(gòu)件30進行通電。由此，如圖14(e)所示，在底鍍的金屬膜50a上，形成正式鍍膜50b，由此可將這些金屬膜50a及正式鍍膜50b作為熱傳導(dǎo)構(gòu)件60而形成。
還有，之后，可通過任意地利用上述的提離法等，僅在導(dǎo)光構(gòu)件20的端面形成透光性的熱傳導(dǎo)性材料膜，由此形成如圖6(s)所示的熱傳導(dǎo)構(gòu)件。
熱導(dǎo)電性構(gòu)件50，只要有助于放熱，則并不限定其厚度，例如，1～100μm左右比較合適。
以下，對本發(fā)明的實施方式進行說明。
(實施方式1)本實施方式的發(fā)光裝置，如圖1及圖2(a)所示，主要由以下構(gòu)成發(fā)光元件10；導(dǎo)光構(gòu)件20；被覆構(gòu)件30；波長變換構(gòu)件40；和熱傳導(dǎo)構(gòu)件50。在發(fā)光元件10的前表面，設(shè)置有用于對來自發(fā)光元件10的光1進行集光的透鏡2。
作為發(fā)光元件10使用由在445nm附近具有發(fā)光峰值波長的GaN(氮化鎵)系的半導(dǎo)體構(gòu)成的LD；作為導(dǎo)光構(gòu)件20使用石英制的SI型光纖(114(μm芯直徑)/125(μm包層直徑))；作為被覆構(gòu)件30使用由氧化鋁構(gòu)成的直徑0.7mm的材料；作為波長變換構(gòu)件40使用含有對1.1g硅酮樹脂發(fā)出綠色系的光的0.53g的Lu3Al5O12:Ce、和發(fā)出紅色系的光的0.2g的(Sr、Ca)2Si5N8:Eu的兩種熒光體的材料；作為熱傳導(dǎo)構(gòu)件50使用AlN(膜厚0.1mm)。波長變換構(gòu)件50，通過灌封(potting)形成。
該發(fā)光裝置，與不具備熱傳導(dǎo)構(gòu)件50的發(fā)光裝置相比，可大幅度減輕由波長變換構(gòu)件40的熱引起的劣化。其結(jié)果，可形成發(fā)光輸出具有高可靠性的發(fā)光裝置。
(實施方式2)本實施方式的發(fā)光裝置，如圖2(e)所示，除了在由玻璃構(gòu)成的凹狀透鏡的整面上，作為熱傳導(dǎo)構(gòu)件50形成有ITO以外，其他與實施方式1相同。ITO通過濺射形成。
該發(fā)光裝置，與不具備熱傳導(dǎo)構(gòu)件50的發(fā)光裝置相比，可大幅度減輕由波長變換構(gòu)件40的熱引起的劣化。其結(jié)果，可形成發(fā)光輸出具有高可靠性的發(fā)光裝置。
還有，在本發(fā)明中，也可至少組合兩個以上的圖1所示的單元而形成發(fā)光裝置。該情況下，優(yōu)選兼用波長變換構(gòu)件40、熱傳導(dǎo)構(gòu)件50。另外，最終獲得的光并非限定于白色系，例如也可獲得綠色系。
(實施方式3)本實施方式的發(fā)光裝置，如圖5(m)所示，作為發(fā)光元件10使用由在405nm附近具有發(fā)光峰值波長的GaN(氮化鎵)類的半導(dǎo)體構(gòu)成的LD，并由玻璃及波長變換構(gòu)件40夾持由ITO(膜厚300nm)構(gòu)成的熱傳導(dǎo)構(gòu)件50。
還有，ITO通過濺射形成。
另外，波長變換構(gòu)件40，通過燒結(jié)熒光物質(zhì)而形成，作為熒光物質(zhì)，混合2g發(fā)出藍色光的Ca10(PO4)6C12:Eu、和2g乙基纖維素與萜品醇的混合液(重量比＝12∶88)，在80℃、200℃、500℃下分別燒制30分鐘、10分鐘、1小時。波長變換構(gòu)件30的膜厚，例如形成500μm左右。
或者，作為熒光物質(zhì)，混合10g發(fā)出藍色光的Ca10(PO4)6Cl2:Eu、100g異丙醇、20g氧化鋁溶膠及10g丙酮，并施加50V的電壓，之后干燥，通過使熒光物質(zhì)電沉積而形成了波長變換構(gòu)件40。
還有，為了比較，除了不設(shè)置由ITO構(gòu)成的熱導(dǎo)電構(gòu)件50以外，通過與上述相同的方法形成了發(fā)光裝置。
對于獲得的發(fā)光裝置，測定了光輸出特性。將其結(jié)果示于圖10(a)～(c)。還有，圖10(a)、圖10(b)、圖10(c)分別表示CCA的燒結(jié)的結(jié)果、CCA的電沉積的結(jié)果、CCA的燒結(jié)(比較例)的結(jié)果。
根據(jù)圖10(a)及(b)，在本實施方式的發(fā)光裝置中，通過設(shè)置有熱導(dǎo)電構(gòu)件50，可在光束的相對強度與光輸出之間獲得非常良好的線性度。換而言之可知，可大幅度減輕波長變換構(gòu)件40的熱引起的劣化，且可形成光輸出具有高可靠性的發(fā)光裝置。另一方面，如圖10(c)所示，表示有在不設(shè)置熱導(dǎo)電構(gòu)件50的情況下，不能在光束的相對強度與光輸出之間獲得非常良好的線性度，且發(fā)生波長變換構(gòu)件的劣化。
(實施方式4)本實施方式的發(fā)光裝置，如圖5(m)所示，作為發(fā)光元件10使用由在445nm附近具有發(fā)光峰值波長的GaN(氮化鎵)類的半導(dǎo)體構(gòu)成的LD，并由玻璃及波長變換構(gòu)件40夾持由ITO(膜厚300nm)構(gòu)成的熱傳導(dǎo)構(gòu)件50。
還有，ITO通過濺射形成。
另外，波長變換構(gòu)件40，除了使用(Y，Gd)3A15O12:Ce(YAG)以外，與實施方式3同樣通過電沉積，僅由熒光體形成。
還有，為了進行比較，與實施方式3的方法同樣地?zé)Y(jié)YAG，并且，除了不設(shè)置由ITO構(gòu)成的熱導(dǎo)電構(gòu)件50以外，通過與上述相同的方法形成了發(fā)光裝置。
對于獲得的發(fā)光裝置，測定了光輸出特性。將其結(jié)果示于圖11(a)、(b)。
根據(jù)圖11(b)，在本實施方式的發(fā)光裝置中，通過設(shè)置有熱導(dǎo)電構(gòu)件50，可在光束的相對強度與光輸出之間獲得非常良好的線性度。換而言之可知，可大幅度減輕波長變換構(gòu)件40的熱引起的劣化，且可形成光輸出具有高可靠性的發(fā)光裝置。另一方面，如圖11(a)所示，表示有在不設(shè)置熱導(dǎo)電構(gòu)件50的情況下，不能在光束的相對強度與光輸出之間獲得非常良好的線性度，且產(chǎn)生波長變換構(gòu)件的劣化。
(實施方式5)本實施方式的發(fā)光裝置，作為圖5(o)的變形，如圖12(b)所示，除了在波長變換構(gòu)件中不突出地設(shè)置多根(例如，7根，14根)線狀的熱導(dǎo)電構(gòu)件50以外，實際上是與實施方式1的發(fā)光裝置相同的結(jié)構(gòu)。
但是，作為導(dǎo)光構(gòu)件，使用了具有鍍Ag的石英制的SI型光纖。另外，波長變換構(gòu)件40，通過在硅酮樹脂中混合Lu3Al5O12:Ce(LAG)和Ca0.99AlSiB0.10N3.1:Eu0.01(CASBN)，由灌封而形成。
線狀的熱導(dǎo)電構(gòu)件50，使用了直徑160μm、帶有鍍錫的軟銅。
為了進行比較，除了不設(shè)置線狀的熱導(dǎo)電構(gòu)件以外，形成了與上述相同的結(jié)構(gòu)的發(fā)光裝置。
對于這些發(fā)光裝置，測定了光輸出特性。將其結(jié)果示于圖12(a)。
根據(jù)圖12(a)，隨著線狀的熱導(dǎo)電構(gòu)件以0根(虛線)、7根(點劃線)、14根(實線)地增加熱導(dǎo)電構(gòu)件的數(shù)目，可知，可大幅度減輕波長變換構(gòu)件40的熱引起的劣化，其結(jié)果，可獲得更大的光輸出。
工業(yè)上的利用可能性本發(fā)明的發(fā)光裝置，可利用于車輛搭載用照明等各種照明、顯示器、指示器(indicator)等。另外，也可利用于能夠?qū)ι矬w內(nèi)部進行攝像的內(nèi)視鏡裝置、對狹窄間隙以及黑暗空間進行照明的纖維式觀測器(fiberscope)等。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光裝置，其特征在于，至少具有發(fā)光元件；波長變換構(gòu)件，其對來自所述發(fā)光元件的光進行波長變換；可彎曲的導(dǎo)光構(gòu)件，其向所述波長變換構(gòu)件引導(dǎo)來自所述發(fā)光元件的光；和熱傳導(dǎo)構(gòu)件，其與所述波長變換構(gòu)件熱連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其特征在于，還具有被覆構(gòu)件，其被覆所述導(dǎo)光構(gòu)件的側(cè)面的至少一部分，所述被覆構(gòu)件與所述波長變換構(gòu)件通過所述熱傳導(dǎo)構(gòu)件而熱連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其特征在于，所述波長變換構(gòu)件至少由透光性構(gòu)件與熒光體構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其特征在于，所述發(fā)光元件是激光二極管，所述導(dǎo)光構(gòu)件是光纖。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其特征在于，所述熱傳導(dǎo)構(gòu)件由具有0.1w/m·k以上的熱傳導(dǎo)率的材料構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其特征在于，所述被覆構(gòu)件由導(dǎo)電性材料構(gòu)成，所述熱導(dǎo)電構(gòu)件由形成于所述被覆構(gòu)件的一部分或整個外表面的鍍膜構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明目的在于提供高輸出且長壽命的發(fā)光裝置。第一發(fā)明的發(fā)光裝置，其特征在于，至少具有發(fā)光元件(10)；波長變換構(gòu)件(40)，其對來自發(fā)光元件的光進行波長變換；導(dǎo)光構(gòu)件(20)，其向波長變換構(gòu)件引導(dǎo)來自發(fā)光元件的光且為可彎曲；和熱傳導(dǎo)構(gòu)件(50)，其與波長變換構(gòu)件熱連接。第二發(fā)明的發(fā)光裝置，其特征在于，在第一發(fā)明的發(fā)光裝置中，還具有被覆導(dǎo)光構(gòu)件的側(cè)面的至少一部分的被覆構(gòu)件(30)，所述被覆構(gòu)件與波長變換構(gòu)件通過熱傳導(dǎo)構(gòu)件熱連接。
文檔編號F21V8/00GK1880833SQ20061009172
公開日2006年12月20日 申請日期2006年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月13日
發(fā)明者濱敦智, 林幸宏 申請人:日亞化學(xué)工業(yè)株式會社