波长转换构件及使用了它的白色光输出设备制造技术

波长转换构件(10)转换激光(L)的波长。波长转换构件具备：对激光具有反射性的基板(1)；和荧光体层(2)，其包含将激光转换成比该激光更为长波长的光的荧光体，并且形成于基板上。荧光体层在被照射激光的一侧的表面具有多个相对于该荧光体层的膜厚具有50％～80％的深度、并且开口宽度为50μm以上的凹部(3)。而且，相邻的凹部的间隔比照射至荧光体层的表面的激光的光斑直径小。白色光输出设备(100)具备：放出激光的激光源(20)；和上述波长转换构件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】波长转换构件及使用了它的白色光输出设备
本专利技术涉及波长转换构件及使用了它的白色光输出设备。
技术介绍
一直以来，已知有一种白色光输出设备，其通过将激光照射至包含荧光体的波长转换构件、并将激光的一部分与由荧光体放出的荧光的一部分进行加法混色来得到白色光。就这样的白色光输出设备而言，为了提高光输出功率，将功率密度高的激光照射至荧光体。但是，已知伴随着激光的大功率化，会产生荧光体的荧光输出饱和，其结果是，由激光向白色光的转换效率有可能降低。另外，荧光具有各向同性地进行扩散的配光分布(无指向性)，另一方面，激光具有直线传播性(指向性)高的配光分布。起因于这样的荧光和激光的特性，有时输出光的照射光斑产生色不均、色均匀性降低。专利文献1公开了降低指向性强、干涉性高的相干光的发光元件。具体而言，专利文献1公开了接受从激发光源射出的激发光而发出荧光的发光元件。该发光元件由在基板上以层状沉积的多个荧光体粒子制成，在荧光体粒子的表面设置有涂层，进而，涂层在发光元件的表面形成有凹凸形状。通过像这样在发光元件的表面形成凹凸形状，从而使照射至发光元件的激发光发生散射，使激发光的直线传播性、指向性消失，由此变得能够改善输出光的照射光斑的色不均。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利第5269115号公报
技术实现思路
确实，如专利文献1那样，通过在荧光体粒子的表面设置涂层，涂层在发光元件的表面形成凹凸形状，从而能够使激发光散射、改善输出光的照射光斑的色不均。其另一方面，由于激发光变得难以到达至荧光体粒子，因此基于荧光体粒子得到的激发光的吸收率降低，其结果是存在下述问题：变得难以获得低色温度带的输出光等、将输出光的色度范围增大变得困难。本专利技术是鉴于这样的现有技术所具有的课题而进行的。而且，本专利技术的目的在于提供能够增大输出光的色度范围、并且改善输出光的色不均的波长转换构件及使用了该波长转换构件的白色光输出设备。为了解决上述课题，本专利技术的第一方案的波长转换构件是转换激光的波长的构件。波长转换构件具备：对激光具有反射性的基板；和荧光体层，其包含将激光转换成比该激光更为长波长的光的荧光体，并且形成于基板上。荧光体层在被照射激光的一侧的表面具有多个相对于该荧光体层的膜厚具有50％～80％的深度、并且开口宽度为50μm以上的凹部。相邻的凹部的间隔比照射至荧光体层的表面的激光的光斑直径小。本专利技术的第二方案的白色光输出设备具备：放出激光的激光源；和上述波长转换构件。附图说明图1是示意性地表示使用了本实施方式的波长转换构件的白色光输出设备的截面图。图2是示意性地表示使用了以往的波长转换构件的光输出设备的截面图。图3是表示用于说明波长转换构件的荧光体层中的凹部的开口宽度的显示了荧光体层的厚度与扫描距离的关系的截面曲线的图。图4是表示实施例及比较例的波长转换构件中的显示了荧光体层的厚度与扫描距离的关系的截面曲线的图。图5是表示用于测定实施例及比较例的波长转换构件中的输出光的配光分布的装置的概略图。图6是表示由实施例的波长转换构件发出的荧光及激光的放射角度及相对强度的关系的图。图7是表示由比较例的波长转换构件发出的荧光及激光的放射角度及相对强度的关系的图。具体实施方式以下，对于本实施方式，在参照附图的同时进行说明。需要说明的是，以下说明的实施方式均表示本实施方式的优选的具体例子。因此，以下的实施方式中所示出的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置位置及连接形态等只不过是一个例子，主旨并非限定本实施方式。[波长转换构件]本实施方式的波长转换构件10是转换作为激发光的激光L的波长的构件。如图1中所示的那样，波长转换构件10具备：对激光L具有反射性的基板1；和荧光体层2，其包含将激光L转换成比该激光L更为长波长的光的荧光体，并且形成于基板1上。而且，波长转换构件10如图1中所示的那样具有下述特征：沿所照射的激光L被基板1及荧光体层2反射那样的方向放出输出光。照射至波长转换构件的激光L是具有可被荧光体层2中所含的荧光体吸收的波长的光。激光L的特征在于，功率密度与一般的扩散光相比较高，直线传播性及指向性高。作为照射至波长转换构件10的激光L，可以使用放射紫外线的紫外线激光及放射可见光线的可见激光中的至少一种。另外，激光L优选在440nm以上且低于470nm、优选在445nm以上且低于460nm的波长区域内具有强度最大值。由此，变得能够将荧光体高效地激发。另外，在激光L在上述波长区域内具有强度最大值的情况下，激光L变成目视确认性良好的蓝色光，不仅可以作为荧光体的激发光有效地利用，而且也可以作为白色光输出设备100的输出光有效地利用。另外，如果利用这样的激光的构成，则可以将比较廉价并且具有高实用实际成绩的蓝色半导体激光元件作为激光源20来利用，因此成为适于工业生产的白色光输出设备100。激光L的光密度的具体的数值没有特别限定，例如优选为3W/mm2以上且低于100W/mm2。在激光L的光密度为3W/mm2以上的情况下，与LED照明的区别变得明显，因此能够获得作为差异化商品的价值高的白色光输出设备100。在激光L的光密度低于100W/mm2的情况下，能够获得因荧光体层2的能量损失而引起的发热少的白色光输出设备100。另外，作为一般照明用优选的激光L的光密度的最大值为3W/mm2以上且低于20W/mm2。作为内窥镜用优选的激光L的光密度的最大值为10W/mm2以上且低于50W/mm2。作为投影仪用优选的激光L的光密度的最大值为40W/mm2以上且低于100W/mm2。波长转换构件10中的基板1优选对激光L具有反射性，例如优选由反射激光L的反射构件制成。通过使用反射构件作为基板1，如后文所述的那样，激光L在基板1的表面进行反射，变得能够通过反射光将荧光体层2中的荧光体有效地激发。基板1的形状只要是在表面能够保持荧光体层2则没有特别限定，例如可以制成板状。另外，构成基板1的反射构件只要能够反射激光L则没有特别限定，可以使用由任意的固体物质形成的构件。作为反射构件，可以使用至少在表面具备金属或金属氧化物的构件。作为反射构件的金属，可列举出铝及硅，作为金属氧化物，可列举出氧化铝。由这样的材料形成的反射构件由于能够将通过激光L的照射而产生的热高效地散热，因此是优选的。在基板1中，在反射构件的表面也可以设置反射激光L的反射膜。作为反射膜，例如可列举出由银形成的薄膜。在波长转换构件10中，荧光体层2至少含有荧光体。作为荧光体，可以使用将激光L的一部分能量吸收、并将与激光L不同波长的荧光以各向同性的配光分布放出的荧光体。作为这样的荧光体，例如可以使用含有Ce3+作为发光中心的Ce3+活化荧光体。作为Ce3+活化荧光体，可列举出以具有石榴石的晶体结构的化合物例如铝酸盐、硅酸盐、硅铝酸盐等作为母体的荧光体。作为这样的荧光体，例如可以使用选自Lu3Ga2(AlO4)3：Ce3+、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种波长转换构件，其是转换激光的波长的波长转换构件，其具备：/n对所述激光具有反射性的基板；和/n荧光体层，其包含将所述激光转换成比该激光更为长波长的光的荧光体，并且形成于所述基板上，/n所述荧光体层在被照射所述激光的一侧的表面具有多个相对于该荧光体层的膜厚具有50％～80％的深度、并且开口宽度为50μm以上的凹部，/n相邻的所述凹部的间隔比照射至所述荧光体层的所述表面的所述激光的光斑直径小。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180926 JP 2018-1799391.一种波长转换构件，其是转换激光的波长的波长转换构件，其具备：
对所述激光具有反射性的基板；和
荧光体层，其包含将所述激光转换成比该激光更为长波长的光的荧光体，并且形成于所述基板上，
所述荧光体层在被照射所述激光的一侧的表面具有多个相对于该荧光体层的膜厚具有50％～80％的深度、并且开口宽度为50μm以上的凹部，
相邻的所述凹部的间隔比照射至所述荧光体层的所述表面的所述激光的光斑直径小。


2.根据权利要求1所述的波长转换构件，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：奥野达也，
申请(专利权)人：松下知识产权经营株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP