本申請涉及具備將來自半導(dǎo)體發(fā)光器件的光波長轉(zhuǎn)換為長波長的光的熒光體的波長轉(zhuǎn)換部件、具備該波長轉(zhuǎn)換部件的光源以及具備該光源的車輛用前照燈。
背景技術(shù):
以往存在一種車輛用燈具,其是產(chǎn)生光的燈具,其具備:半導(dǎo)體發(fā)光器件,該半導(dǎo)體發(fā)光器件產(chǎn)生光;熒光體,該熒光體以與半導(dǎo)體發(fā)光器件相隔的方式設(shè)置而成;第一光學(xué)部件,該第一光學(xué)部件將半導(dǎo)體發(fā)光器件所產(chǎn)生的光聚光到熒光體;第二光學(xué)部件,該第二光學(xué)部件在設(shè)置了熒光體的位置具有光學(xué)中心,并且根據(jù)被第一光學(xué)部件聚光的光將熒光體所產(chǎn)生的光照射到燈具的外部(專利文獻(xiàn)1)。
專利文獻(xiàn)1公開了通過使由半導(dǎo)體發(fā)光器件照射的激發(fā)光在熒光體面上的光點面積比該熒光體面的面積小來提高發(fā)光效率。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1:日本特開2012-99280號公報
技術(shù)實現(xiàn)要素:
發(fā)明所要解決的問題
本申請?zhí)峁┮种瓢l(fā)光效率降低的波長轉(zhuǎn)換部件。
用于解決問題的手段
本申請的一個方案的波長轉(zhuǎn)換部件具備基板、第一波長轉(zhuǎn)換層和第二波長轉(zhuǎn)換層。所述第一波長轉(zhuǎn)換層配置在所述基板上,并且包含第一熒光體材料和第一基體材料。所述第二波長轉(zhuǎn)換層具有與所述第一波長轉(zhuǎn)換層相對的第一主面和來自半導(dǎo)體發(fā)光器件的激發(fā)光射入的第二主面,并且包含第二熒光體材料、第一顆粒狀無機材料和第二基體材料。所述第一熒光體材料和所述第二熒光體材料將由所述第二主面射入的所述激發(fā)光轉(zhuǎn)換為具有比所述激發(fā)光長的波長的熒光,所述熒光從所述第二波長轉(zhuǎn)換層的所述第二主面放射。所述第一波長轉(zhuǎn)換層中的第一熒光體材料的體積比率比所述第二波長轉(zhuǎn)換層中的第二熒光體材料的體積比率高。
發(fā)明效果
通過本申請的波長轉(zhuǎn)換部件,能夠抑制發(fā)光效率降低。
附圖說明
圖1是表示第一實施方式的光源的示意構(gòu)成的截面的構(gòu)成圖。
圖2是表示第二實施方式的光源的示意構(gòu)成的截面的構(gòu)成圖。
圖3是表示第三實施方式的車輛用前照燈的示意構(gòu)成的構(gòu)成圖。
圖4是表示第四實施方式的車輛的示意構(gòu)成的構(gòu)成圖。
符號說明
10、40光源
11、41半導(dǎo)體發(fā)光器件
12、42入射光學(xué)系統(tǒng)
20、50波長轉(zhuǎn)換部件
201、501第一波長轉(zhuǎn)換層
202、502第二波長轉(zhuǎn)換層
203、503反射層
21、51基板
22、52第一基體材料
23、53第二基體材料
24、54第三基體材料
25、55第一熒光體材料
26、56第二熒光體材料
27、57第一顆粒狀無機材料
28、58第二顆粒狀無機材料
32基體材料
120車輛用前照燈
121波長截止濾光片
122出射光學(xué)系統(tǒng)
130車輛
131供電源
132發(fā)電機
具體實施方式
根據(jù)現(xiàn)有技術(shù),需要在提高發(fā)光效率的同時對于為了滿足作為車輛用燈具的法規(guī)而提高發(fā)光部與非發(fā)光部的對比度和制造來說易于對發(fā)光色進(jìn)行調(diào)整的方法。因此,本申請的發(fā)明者們?yōu)榱颂峁┰诓粻奚l(fā)光效率的情況下使發(fā)光部與非發(fā)光部的對比度提高并且易于實現(xiàn)穩(wěn)定的發(fā)光色的方法進(jìn)行了深入研究。通過本申請,由激發(fā)光向熒光的主要波長轉(zhuǎn)換發(fā)生在第一波長轉(zhuǎn)換層,因此能夠?qū)⒉ㄩL轉(zhuǎn)換時所產(chǎn)生的熱高效地排放到基板側(cè),能夠抑制發(fā)光效率降低。另外,通過在第二波長轉(zhuǎn)換層的周圍設(shè)置反射層,對第二波長轉(zhuǎn)換層的厚度進(jìn)行控制,由此能夠在提高發(fā)光部與非發(fā)光部的對比度的同時易于調(diào)整發(fā)光色。
本申請的一個方案的波長轉(zhuǎn)換部件具備基板、第一波長轉(zhuǎn)換層和第二波長轉(zhuǎn)換層。所述第一波長轉(zhuǎn)換層配置在所述基板上,并且包含第一熒光體材料和第一基體材料。所述第二波長轉(zhuǎn)換層具有與所述第一波長轉(zhuǎn)換層相對的第一主面和來自半導(dǎo)體發(fā)光器件的激發(fā)光射入的第二主面,并且包含第二熒光體材料、第一顆粒狀無機材料和第二基體材料。所述第一熒光體材料和所述第二熒光體材料將由所述第二主面射入的所述激發(fā)光轉(zhuǎn)換為具有比所述激發(fā)光長的波長的熒光,所述熒光從所述第二波長轉(zhuǎn)換層的所述第二主面放射。所述第一波長轉(zhuǎn)換層中的第一熒光體材料的體積比率比所述第二波長轉(zhuǎn)換層中的第二熒光體材料的體積比率高。
所述波長轉(zhuǎn)換部件還可以具備反射層,該反射層配置在所述第二波長轉(zhuǎn)換層的至少一個側(cè)面,并且包含第二顆粒狀無機材料和第三基體材料。所述第一波長轉(zhuǎn)換層中的所述第一熒光體材料的體積比率可以為30%以上且80%以下。所述第二波長轉(zhuǎn)換層中的所述第二熒光體材料的體積比率可以為0.1%以上且20%以下。所述第一基體材料的導(dǎo)熱系數(shù)可以比所述第二基體材料的導(dǎo)熱系數(shù)高。所述第一基體材料可以為氧化鋅。所述第二基體材料可以為具有硅氧烷鍵的材料。
本申請的一個方案的光源具備:射出峰值波長為420nm以上且470nm以下的所述激發(fā)光的所述半導(dǎo)體發(fā)光器件;以及所述波長轉(zhuǎn)換部件。本申請的一個方案的車輛用前照燈具備:所述光源;以及出射光學(xué)系統(tǒng),該出射光學(xué)系統(tǒng)將來自所述光源的光導(dǎo)向外部。
(第一實施方式)
圖1示出了本申請的第一實施方式的光源10的示意構(gòu)成。光源10至少具備半導(dǎo)體發(fā)光器件11和波長轉(zhuǎn)換部件20。半導(dǎo)體發(fā)光器件11射出激發(fā)光31,波長轉(zhuǎn)換部件20接收激發(fā)光31,并且放射波長比激發(fā)光31長的熒光32和激發(fā)光31的漫反射光33。半導(dǎo)體發(fā)光器件11可以為發(fā)光二極管(led)、超輻射發(fā)光二極管(sld)或激光二極管(ld)等。本實施方式是例如半導(dǎo)體發(fā)光器件11為激光二極管。半導(dǎo)體發(fā)光器件11可以為一個激光二極管;另外,也可以是將多個激光二極管光耦合而成的。半導(dǎo)體發(fā)光器件11例如射出藍(lán)色光。本申請中,藍(lán)色光是指峰值波長為420nm以上且470nm以下的光。光源10還可以具備入射光學(xué)系統(tǒng)12,入射光學(xué)系統(tǒng)12位于半導(dǎo)體發(fā)光器件11所射出的激發(fā)光31的光程上。入射光學(xué)系統(tǒng)12例如具備透鏡、反射鏡、光纖或它們的任意組合。
如上所述,波長轉(zhuǎn)換部件20具有來自半導(dǎo)體發(fā)光器件11的激發(fā)光射入的面,由該面放射波長比激發(fā)光31長的熒光32和波長與未進(jìn)行波長轉(zhuǎn)換的激發(fā)光31相同的漫反射光33。波長轉(zhuǎn)換部件20至少具備形成在基板21上的第一波長轉(zhuǎn)換層201和形成在第一波長轉(zhuǎn)換層201上的第二波長轉(zhuǎn)換層202。波長轉(zhuǎn)換部件20還具備形成在第一波長轉(zhuǎn)換層201上并且形成在第二波長轉(zhuǎn)換層202的周圍的反射層203。
第一波長轉(zhuǎn)換層201具有第一主面201a和第二主面201b。第一主面201a與基板21相對。第二主面201b位于第一主面201a的相反側(cè)。第一波長轉(zhuǎn)換層201至少包含第一熒光體材料25和第一基體材料22。第一熒光體材料25具有將激發(fā)光31轉(zhuǎn)換為熒光32的一部分的主要功能。第一熒光體材料25對材料組成沒有特別限定。本實施方式是例如第一熒光體材料25為(y1-ygdy)3(al1-zgaz)5o12:ce3+[0≤y<1、0≤z<1]熒光體。第一基體材料22例如可以為玻璃、硅樹脂、有機無機雜化材料或者al2o3或zno等透明無機材料。本實施方式是例如第一基體材料22為zno。
在使用zno作為第一基體材料22的情況下,例如可以通過下述方法來密封第一熒光體材料25。即,(1)在以真空蒸鍍將zno籽晶成膜而成的基板21上例如以流延法形成僅為第一熒光體材料25的層,(2)將該基板21浸漬于例如含有六亞甲基四胺(hexamethylenetetramine)(c6h12n4)的硝酸鋅(zincniterate)(zn(no3)2)的水溶液,(3)使該水溶液的溫度為80℃。由此,能夠以包圍第一熒光體材料25的周圍的方式使zno進(jìn)行液相生長。由該方法制得的作為第一基體材料22的zno的導(dǎo)熱系數(shù)為10w/m·k。
第一波長轉(zhuǎn)換層201中的第一熒光體材料25的體積比率優(yōu)選為30%以上且80%以下。本實施方式是例如第一波長轉(zhuǎn)換層201中的第一熒光體材料25的體積比率為60%。通過使第一波長轉(zhuǎn)換層201中的第一熒光體材料25的體積比率為30%以上,第一熒光體材料25的顆粒彼此的接觸面積增大,易于發(fā)生顆粒之間的導(dǎo)熱。由此,能夠?qū)⒉ㄩL轉(zhuǎn)換時所產(chǎn)生的熱充分散熱到基板21,能夠抑制波長轉(zhuǎn)換部件20的溫度上升,抑制發(fā)光效率降低。通過使第一波長轉(zhuǎn)換層201中的第一熒光體材料25的體積比率為80%以下,能夠降低第一熒光體材料25的顆粒破碎等。由此,能夠抑制由于破碎而產(chǎn)生的缺陷而使發(fā)光效率降低。
作為波長轉(zhuǎn)換層中的熒光體材料的體積比率的測定法,由于熒光體材料無規(guī)則性且均勻地存在于波長轉(zhuǎn)換層,因此利用與波長轉(zhuǎn)換層的一個截面中的熒光體材料截面相對于波長轉(zhuǎn)換層整體截面積的比率含義相同這一點。例如,對于使用截面拋光加工(以下稱為cp加工)形成的波長轉(zhuǎn)換層的截面,以掃描型顯微鏡(以下稱為sem)進(jìn)行觀察,由此計算出熒光體材料的截面面積相對于波長轉(zhuǎn)換部件整體的截面面積的比率。由此,將所述截面面積的比率作為波長轉(zhuǎn)換層中的熒光體材料的體積比率。
對于第一波長轉(zhuǎn)換層201來說,除了第一熒光體材料25和第一基體材料22以外,還可以按照比第一熒光體材料25的體積比率少的量包含sio2、al2o3、mgo等的顆粒狀無機顆粒。由此,能夠控制激發(fā)光31和熒光32的散射。
第二波長轉(zhuǎn)換層202具有第一主面202a和第二主面202b。第一主面202a與第一波長轉(zhuǎn)換層201的第二主面201b相對。第二主面202b位于第一主面202a的相反側(cè)。另外,第二主面202b為波長轉(zhuǎn)換部件20中的激發(fā)光31的入射面,并且為熒光32和漫反射光33的放射面。對于第二波長轉(zhuǎn)換層202來說,第一主面202a為基板21側(cè)的表面,第二主面202b為與基板21相反側(cè)的表面。第二波長轉(zhuǎn)換層202至少包含第二熒光體材料26、第一顆粒狀無機材料27和第二基體材料23。第二熒光體材料26將激發(fā)光31轉(zhuǎn)換為熒光32的一部分。第一顆粒狀無機材料27具有產(chǎn)生波長與激發(fā)光31相同的漫反射光33的功能。
第二熒光體材料26對材料組成沒有特別限定,可以與第一熒光體材料25相同。本實施方式是例如第二熒光體材料26為(y1-ygdy)3(al1-zgaz)5o12:ce3+[0≤y<1、0≤z<1]熒光體。第一顆粒狀無機材料27優(yōu)選可見光區(qū)域的光吸收少的透明材料。第一顆粒狀無機材料27例如可以為sio2、al2o3、mgo、zno、tio2、zro、ta2o5、nb2o5、bn、aln、baso4等。本實施方式是例如第一顆粒狀無機材料27為sio2。第二基體材料23例如可以為玻璃、硅樹脂、有機無機雜化材料或者al2o3或zno等透明無機材料。本實施方式是例如第二基體材料23為作為具有硅氧烷鍵的有機無機雜化材料的聚倍半硅氧烷。
在使用聚倍半硅氧烷作為第二基體材料23的情況下,例如可以通過下述方法來密封第二熒光體材料26和第一顆粒狀無機材料27。即,(1)將溶解在苯甲醇溶劑中的聚倍半硅氧烷、第二熒光體材料26和第一顆粒狀無機材料27混合,并制成糊狀,(2)將該制成糊狀的材料例如以絲網(wǎng)印刷法涂布到第一波長轉(zhuǎn)換層201上并使其熱固化。由此,能夠形成密封了熒光體材料26和第一顆粒狀無機材料27的第二基體材料23。由該方法制得的作為第二基體材料23的聚倍半硅氧烷的導(dǎo)熱系數(shù)為1w/m·k。
第二波長轉(zhuǎn)換層202中的第二熒光體材料26的體積比率優(yōu)選比第一波長轉(zhuǎn)換層201中的第一熒光體材料25的體積比率低。第二波長轉(zhuǎn)換層202中的第二熒光體材料26的體積比率更優(yōu)選為0.1%以上且20%以下。第二波長轉(zhuǎn)換層202中的第二熒光體材料26的體積比率例如可以為1%。
第一波長轉(zhuǎn)換層201將激發(fā)光31轉(zhuǎn)換為波長比激發(fā)光31長的熒光,并放射該熒光。第二波長轉(zhuǎn)換層202將激發(fā)光31轉(zhuǎn)換為波長比激發(fā)光31長的熒光,并放射該熒光。由波長轉(zhuǎn)換部件20放射的熒光32包含來自第一波長轉(zhuǎn)換層201的熒光和來自第二波長轉(zhuǎn)換層202的熒光。第二波長轉(zhuǎn)換層202進(jìn)一步射出波長與激發(fā)光31相同的漫反射光33。因此,通過改變第二波長轉(zhuǎn)換層202的厚度,能夠改變熒光32與漫反射光33的混合比率,調(diào)整由波長轉(zhuǎn)換部件20射出的光的光色。
此時,在第二波長轉(zhuǎn)換層202中的第二熒光體材料26的體積比率比第一波長轉(zhuǎn)換層201中的第一熒光體材料25的體積比率高的情況下,激發(fā)光31首先被照射到第二波長轉(zhuǎn)換層202,因此基于第二熒光體材料26的熒光的量依賴于第二波長轉(zhuǎn)換層202的厚度而大幅發(fā)生變化。由此,由波長轉(zhuǎn)換部件20射出的光的光色容易因為第二波長轉(zhuǎn)換層202的微小厚度差異而發(fā)生變化。對第二波長轉(zhuǎn)換層202中的第一顆粒狀無機材料27的體積比率沒有特別限定,可以根據(jù)將熒光32和激發(fā)光31的漫反射光33合在一起的光的光色來進(jìn)行調(diào)整。
反射層203至少包含第二顆粒狀無機材料28和第三基體材料24,并且配置在位于第二波長轉(zhuǎn)換層202的第一主面202a與第二主面202b之間的至少一個側(cè)面202c。本實施方式是反射層203與第二波長轉(zhuǎn)換層202的側(cè)面202c接觸,并且位于第一波長轉(zhuǎn)換層201的第二主面201b上。第二波長轉(zhuǎn)換層202在俯視時(即,從與第二主面202b垂直的方向觀察)具有圓形或橢圓形狀,也可以具有三角形形狀、矩形形狀或多邊形形狀。對于第二波長轉(zhuǎn)換層202來說,在俯視時具有圓形或橢圓形狀的情況下,側(cè)面為一個;在具有三角形形狀、矩形形狀或多邊形形狀的情況下,側(cè)面為兩個以上。
反射層203具有抑制熒光32從照射激發(fā)光31的第二波長轉(zhuǎn)換層202的面以外的面放出的功能,提高發(fā)光部與非發(fā)光部的對比度。這里,對比度是指作為發(fā)光部的第二波長轉(zhuǎn)換層202與作為非發(fā)光部的反射層203的亮度之比(發(fā)光部的亮度÷非發(fā)光部的亮度)。
第二顆粒狀無機材料28優(yōu)選可見光區(qū)域的光吸收少的透明材料。第二顆粒狀無機材料28可以為sio2、al2o3、mgo、zno、tio2、zro、ta2o5、nb2o5、bn、aln、baso4等。本實施方式是例如第二顆粒狀無機材料28為tio2。第三基體材料24可以為玻璃、硅樹脂、有機無機雜化材料或者al2o3或zno等透明無機材料。本實施方式是例如第三基體材料24為具有硅氧烷鍵的硅樹脂。
在使用聚倍半硅氧烷作為第三基體材料24的情況下,例如可以通過下述方法來密封第二顆粒狀無機材料28。即,(1)將溶解在苯甲醇溶劑中的聚倍半硅氧烷和第二顆粒狀無機材料28混合,并制成糊狀,(2)將該糊狀的材料例如以絲網(wǎng)印刷法涂布到第一波長轉(zhuǎn)換層201上并使其熱固化。由此,能夠形成密封了第二顆粒狀無機材料28的第三基體材料24。
如上所述,根據(jù)本申請的第一實施方式,第一波長轉(zhuǎn)換層201中的第一熒光體材料25的體積比率比第二波長轉(zhuǎn)換層202中的第二熒光體材料26的體積比率高。由此,對于波長轉(zhuǎn)換部件20來說,波長轉(zhuǎn)換時所產(chǎn)生的熱的主要產(chǎn)生源為第一波長轉(zhuǎn)換層201。第一波長轉(zhuǎn)換層201與第二波長轉(zhuǎn)換層202相比,第一熒光體材料25彼此的接觸面積大,而且還與基板21接觸。由此,能夠高效地排放波長轉(zhuǎn)換時所產(chǎn)生的熱,能夠抑制發(fā)光效率降低。另外,第二波長轉(zhuǎn)換層202中的第二熒光體材料26的體積比率比第一波長轉(zhuǎn)換層201中的第一熒光體材料25的體積比率低,并且第二波長轉(zhuǎn)換層202含有第一顆粒狀無機材料27。由此,根據(jù)第二波長轉(zhuǎn)換層202的厚度的不同,熒光32與激發(fā)光31的漫反射光33的比率發(fā)生變化,能夠調(diào)整發(fā)光色。反射層203抑制熒光32從照射激發(fā)光31的第二波長轉(zhuǎn)換層202的面以外的面放出。由此,能夠提高發(fā)光部與非發(fā)光部的對比度。
(第二實施方式)
圖2示出了本申請的第二實施方式的光源40的示意構(gòu)成。光源40至少具備半導(dǎo)體發(fā)光器件41和波長轉(zhuǎn)換部件50。半導(dǎo)體發(fā)光器件41射出激發(fā)光61,波長轉(zhuǎn)換部件50接收激發(fā)光61,并且放射波長比激發(fā)光61長的熒光62。半導(dǎo)體發(fā)光器件41可以為發(fā)光二極管(led)、超輻射發(fā)光二極管(sld)或激光二極管(ld)等。本實施方式是例如半導(dǎo)體發(fā)光器件41為激光二極管。半導(dǎo)體發(fā)光器件41可以為一個激光二極管;另外,也可以是將多個激光二極管光耦合而成的。半導(dǎo)體發(fā)光器件41例如射出藍(lán)色光。與第一實施方式同樣地,光源40還可以具備入射光學(xué)系統(tǒng)42,入射光學(xué)系統(tǒng)42位于半導(dǎo)體發(fā)光器件41所射出的激發(fā)光61的光程上。入射光學(xué)系統(tǒng)42例如具備透鏡、鏡光纖(mirroropticalfiber)或它們的任意組合。
波長轉(zhuǎn)換部件50具有來自半導(dǎo)體發(fā)光器件41的激發(fā)光射入的面,由該面放射波長比激發(fā)光61長的熒光62和波長與未進(jìn)行波長轉(zhuǎn)換的激發(fā)光61相同的漫反射光63。波長轉(zhuǎn)換部件50至少具備形成在基板51上的第一波長轉(zhuǎn)換層501和形成在第一波長轉(zhuǎn)換層501上的第二波長轉(zhuǎn)換層502。波長轉(zhuǎn)換部件50還具備配置在第一波長轉(zhuǎn)換層501的側(cè)面和第二波長轉(zhuǎn)換層502的側(cè)面的反射層503。
第一波長轉(zhuǎn)換層501具有第一主面501a、第二主面501b和位于第一主面501a與第二主面501b之間的至少一個側(cè)面501c。第一主面501a與基板51相對。第二主面501b位于第一主面501a的相反側(cè)。第一波長轉(zhuǎn)換層501至少包含第一熒光體材料55和第一基體材料52。第一波長轉(zhuǎn)換層501具有將激發(fā)光61轉(zhuǎn)換為熒光62的主要功能。第一熒光體材料55對材料組成沒有特別限定。本實施方式是例如第一熒光體材料55為(y1-ygdy)3(al1-zgaz)5o12:ce3+[0≤y<1、0≤z<1]熒光體。第一基體材料52例如可以為玻璃、硅樹脂、有機無機雜化材料或者al2o3或zno等透明無機材料。本實施方式是例如第一基體材料52為zno。
在使用zno作為第一基體材料52的情況下,例如可以通過下述方法來密封第一熒光體材料55。即,(1)以真空蒸鍍將zno籽晶成膜在基板51上形成第一波長轉(zhuǎn)換層501的位置,并且在zno籽晶上例如以流延法形成僅為第一熒光體材料55的層,(2)將該基板51浸漬于例如含有六亞甲基四胺(hexamethylenetetramine)(c6h12n4)的硝酸鋅(zincniterate)(zn(no3)2)的水溶液,(3)使該水溶液的溫度為80℃。由此,能夠在基板51上的特定位置以包圍第一熒光體材料55的周圍的方式形成使zno進(jìn)行了液相生長的第一波長轉(zhuǎn)換層501。由該方法制得的作為第一基體材料52的zno的導(dǎo)熱系數(shù)為10w/m·k。
第一波長轉(zhuǎn)換層501中的第一熒光體材料55的體積比率優(yōu)選為30%以上且80%以下。本實施方式是例如第一波長轉(zhuǎn)換層501中的第一熒光體材料55的體積比率為50%。通過使第一波長轉(zhuǎn)換層501中的第一熒光體材料55的體積比率為30%以上,第一熒光體材料55的顆粒彼此的接觸面積增大,易于發(fā)生顆粒間的導(dǎo)熱。由此,能夠?qū)⒉ㄩL轉(zhuǎn)換時所產(chǎn)生的熱充分散熱到基板51,能夠抑制波長轉(zhuǎn)換部件50的溫度上升,抑制發(fā)光效率降低。通過使第一波長轉(zhuǎn)換層501中的第一熒光體材料55的體積比率為80%以下,能夠降低第一熒光體材料55的顆粒破碎等。由此,能夠抑制由于破碎而產(chǎn)生的缺陷而使發(fā)光效率降低。
對于第一波長轉(zhuǎn)換層501來說,除了第一熒光體材料55和第一基體材料52以外,還可以按照比第一熒光體材料55的體積比率少的量包含sio2、al2o3、mgo等的顆粒狀無機顆粒。由此,能夠控制激發(fā)光61和熒光62的散射。
第二波長轉(zhuǎn)換層502具有第一主面502a、第二主面502b和位于第一主面502a與第二主面502b之間的至少一個側(cè)面502c。第一主面502a與第一波長轉(zhuǎn)換層501的第二主面501b相對。第二主面502b位于第一主面502a的相反側(cè)。第二波長轉(zhuǎn)換層502至少包含第二熒光體材料56、第一顆粒狀無機材料57和第二基體材料53。第二熒光體材料56將激發(fā)光61轉(zhuǎn)換為熒光62的一部分。第一顆粒狀無機材料57具有產(chǎn)生波長與激發(fā)光61相同的漫反射光63的功能。
第二熒光體材料56對材料組成沒有特別限定,可以為組成與第一熒光體材料55不同的熒光體材料。本實施方式是例如第二熒光體材料56為(srs,cat)alsin:eu2+[0≤s<1、0≤t<1]熒光體。第一顆粒狀無機材料57優(yōu)選可見光區(qū)域的光吸收少的透明材料。第一顆粒狀無機材料57例如可以為sio2、al2o3、mgo、zno、tio2、zro、ta2o5、nb2o5、bn、aln、baso4等。本實施方式是例如第一顆粒狀無機材料57為sio2。第二基體材料53例如可以為玻璃、硅樹脂、有機無機雜化材料或者al2o3或zno等透明無機材料。本實施方式是例如第二基體材料53為作為具有硅氧烷鍵的有機無機雜化材料的聚倍半硅氧烷。
在使用聚倍半硅氧烷作為第二基體材料53的情況下,例如可以通過下述方法來密封第二熒光體材料56和第一顆粒狀無機材料57。即,(1)將溶解在苯甲醇溶劑中的聚倍半硅氧烷、第二熒光體材料56和第一顆粒狀無機材料57混合,并制成糊狀,(2)將該糊狀的材料例如以絲網(wǎng)印刷法涂布到第一波長轉(zhuǎn)換層501上并使其熱固化。由此,能夠形成密封了第二熒光體顆粒56和第一顆粒狀無機材料57的第二基體材料53。由該方法制得的作為第二基體材料53的聚倍半硅氧烷的導(dǎo)熱系數(shù)為1w/m·k。
第二波長轉(zhuǎn)換層502中的第二熒光體材料56的體積比率優(yōu)選比第一波長轉(zhuǎn)換層501中的第一熒光體材料55的體積比率低。第二波長轉(zhuǎn)換層502中的第二熒光體材料56的體積比率更優(yōu)選為0.1%以上且20%以下。第二波長轉(zhuǎn)換層502中的第二熒光體材料56的體積比率例如可以為10%。
與第一實施方式同樣地,第一波長轉(zhuǎn)換層501將激發(fā)光61轉(zhuǎn)換為波長比激發(fā)光61長的熒光,并放射該熒光。第二波長轉(zhuǎn)換層502將激發(fā)光61轉(zhuǎn)換為波長比激發(fā)光61長的熒光,并放射該熒光。由波長轉(zhuǎn)換部件50放射的熒光62包括來自第一波長轉(zhuǎn)換層501的熒光和來自第二波長轉(zhuǎn)換層502的熒光。第二波長轉(zhuǎn)換層502進(jìn)一步射出波長與激發(fā)光61相同的漫反射光63。因此,通過改變第二波長轉(zhuǎn)換層502的厚度,能夠改變熒光62與漫反射光63的混合比率,調(diào)整由波長轉(zhuǎn)換部件50射出的光的光色。
此時,在第二波長轉(zhuǎn)換層502中的第二熒光體材料56的體積比率比第一波長轉(zhuǎn)換層501中的第一熒光體材料55的體積比率高的情況下,激發(fā)光61首先照射到第二波長轉(zhuǎn)換層502,因此基于第二熒光體材料56的熒光62的量依賴于第二波長轉(zhuǎn)換層502的厚度而大幅發(fā)生變化。由此,由波長轉(zhuǎn)換部件50射出的光的光色容易因為第二波長轉(zhuǎn)換層502的微小厚度差異而發(fā)生變化。對第二波長轉(zhuǎn)換層502中的第一顆粒狀無機材料57的體積比率沒有特別限定,可以根據(jù)將熒光62和激發(fā)光61的漫反射光63合在一起的光的光色來進(jìn)行調(diào)整。
反射層503至少包含第二顆粒狀無機材料58和第三基體材料54,并且配置在第一波長轉(zhuǎn)換層501的側(cè)面501c和第二波長轉(zhuǎn)換層502的側(cè)面502c。本實施方式是反射層503與第一波長轉(zhuǎn)換層501的側(cè)面501c和第二波長轉(zhuǎn)換層502的側(cè)面502c接觸,并且位于基板51上。第一波長轉(zhuǎn)換層501和第二波長轉(zhuǎn)換層502在俯視時(即,從與第二主面502b垂直的方向觀察)具有圓形或橢圓形狀,也可以具有三角形形狀、矩形形狀或多邊形形狀。對于第一波長轉(zhuǎn)換層501和第二波長轉(zhuǎn)換層502來說,在俯視時具有圓形或橢圓形狀的情況下,側(cè)面為一個;在具有三角形形狀、矩形形狀或多邊形形狀的情況下,側(cè)面為兩個以上。第一波長轉(zhuǎn)換層501和第二波長轉(zhuǎn)換層502在俯視時的形狀可以相互不同,也可以相同。
反射層503具有抑制熒光62從照射激發(fā)光61的第二波長轉(zhuǎn)換層502的面以外的面放出的功能,提高發(fā)光部與非發(fā)光部的對比度。第二顆粒狀無機材料58優(yōu)選可見光區(qū)域的光吸收少的透明材料。第二顆粒狀無機材料58可以為sio2、al2o3、mgo、zno、tio2、zro、ta2o5、nb2o5、bn、aln、baso4等。本實施方式是例如第二顆粒狀無機材料58為tio2。第三基體材料54可以為玻璃、硅樹脂、有機無機雜化材料或者al2o3或zno等透明無機材料。本實施方式是例如第三基體材料54為具有硅氧烷鍵的硅樹脂。
在使用硅樹脂作為第三基體材料54的情況下,例如可以通過下述方法來密封第二顆粒狀無機材料58。即,(1)將未固化的硅樹脂和第二顆粒狀無機材料58混合,并制成糊狀,(2)將該糊狀的材料例如以絲網(wǎng)印刷法僅涂布到基板51上并使其熱固化。由此,能夠形成密封了第二顆粒狀無機材料58的第三基體材料54。
如上所述,根據(jù)本申請的第二實施方式,第一波長轉(zhuǎn)換層501中的第一熒光體材料55的體積比率比第二波長轉(zhuǎn)換層502中的第二熒光體材料56的體積比率高。由此,對于波長轉(zhuǎn)換部件50來說,波長轉(zhuǎn)換時所產(chǎn)生的熱的主要產(chǎn)生源為第一波長轉(zhuǎn)換層501。第一波長轉(zhuǎn)換層501與第二波長轉(zhuǎn)換層502相比,熒光體材料55彼此的接觸面積大,而且還與基板51接觸。由此,能夠高效地排放波長轉(zhuǎn)換時所產(chǎn)生的熱,能夠抑制發(fā)光效率降低。另外,第二波長轉(zhuǎn)換層502中的第二熒光體材料56的體積比率比第一波長轉(zhuǎn)換層501中的第一熒光體材料55的體積比率低,并且第二波長轉(zhuǎn)換層502含有第一顆粒狀無機材料57。由此,根據(jù)第二波長轉(zhuǎn)換層502的厚度的不同,熒光62與激發(fā)光61的漫反射光63的比率發(fā)生變化,能夠易于調(diào)整發(fā)光色。特別是,本申請的第二實施方式是第一熒光體材料55與第二熒光體材料56為不同的材料組成。由此,發(fā)光色不同,能夠適當(dāng)?shù)卣{(diào)整由激發(fā)光61的漫反射光63的光色、第一熒光體材料的發(fā)光的光色和第二熒光體材料的發(fā)光的光色這至少三種光色合成的混合色。反射層503抑制熒光62從照射激發(fā)光61的第二波長轉(zhuǎn)換層502的面以外的面放出,能夠提高發(fā)光部與非發(fā)光部的對比度。
(第三實施方式)
圖3示出了本申請的第三實施方式的車輛用前照燈120的示意構(gòu)成。本實施方式的車輛用前照燈120具備:第一或第二實施方式的光源10或40中的任一種;以及將來自該光源的光導(dǎo)向前方的出射光學(xué)系統(tǒng)122。為了調(diào)整所射出的光的光色,可以設(shè)置吸收或反射光源的一部分光的波長截止濾光片121。出射光學(xué)系統(tǒng)122將來自光源10或40的光導(dǎo)向外部。出射光學(xué)系統(tǒng)122例如為投影透鏡。車輛用前照燈120可以為所謂的投影型;另外,也可以為反射型。本申請中,車輛包括汽車、兩輪車和特殊車輛。
通過第三實施方式,在車輛用前照燈中能夠得到第一或第二實施方式的效果。特別是,由于光源10或40中的發(fā)光部與非發(fā)光部的對比度得到了提高,因此就算在以投影透鏡來調(diào)整由光源10或40射出的光的聚光狀態(tài)的情況下,車輛用前照燈120也能夠射出對比度高的束狀光。
(第四實施方式)
圖4示出了本申請的第四實施方式的車輛130的示意構(gòu)成。車輛130具備第三實施方式的車輛用前照燈120和供電源131。車輛130也可以具有由發(fā)動機等驅(qū)動源旋轉(zhuǎn)驅(qū)動并產(chǎn)生電力的發(fā)電機132。發(fā)電機132所產(chǎn)生的電力被儲存于供電源131。供電源131例如為能夠充放電的二次電池。車輛用前照燈120通過來自供電源131的電力來點燈。車輛130例如為汽車、兩輪車或特殊車輛。進(jìn)而,車輛130也可以為發(fā)動機車、電動車或混合動力車。
通過第四實施方式,在車輛中能夠得到第一或第二實施方式的效果。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性
本申請的波長轉(zhuǎn)換部件例如可以用于特殊照明、平視顯示器、投影機和車輛用前照燈等的光源。