(57)【要約】【課題】発光部材とこれを用いた投光構造体の耐熱性を改善することを目的とする。【解決手段】励起光を吸収して蛍光を発生する蛍光材料１と、蛍光材料１をその内部に含み、蛍光の少なくとも一部を透過する液体またはゲル状の第１の被覆材２と、第１の被覆材２をその内部に含み、蛍光の少なくとも一部を透過する固体の第２の被覆材３と、を有する構成とした。このような構成とすることにより、蛍光材料１の熱膨張係数と第１の被覆材２の熱膨張係数との違いによって生じる応力が、液体またはゲル状の第１の被覆材２内で分散されるため、蛍光材料１の粒子付近において第１の被覆材２が破壊されるのを抑制することができ、その結果として耐熱性を向上させることができる。【選択図】図１
2015011796.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
励起光を吸収して蛍光を発生する蛍光材料と、
前記蛍光材料をその内部に含み、前記蛍光の少なくとも一部を透過する液体またはゲル状の第１の被覆材と、
前記第１の被覆材をその内部に含み、前記蛍光の少なくとも一部を透過する固体の第２の被覆材と、
を有する発光部材。
【請求項２】
前記第２の被覆材は
その上面に複数の凹部を有する支持基板と、
前記複数の凹部の開口部を閉ざすカバー部材とを有し、
前記第１の被覆材が前記凹部内に設けられた
請求項１に記載の発光部材。
【請求項３】
前記複数の凹部の内、少なくとも二つ以上が多角錐台形状であり、
前記多角錐台の下底が前記凹部の開口部である
請求項２に記載の発光部材。
【請求項４】
前記多角錐台形状は六角錐台形状である
請求項３に記載の発光部材。
【請求項５】
前記六角錐台形状の複数の凹部が第１の凹部と第２の凹部とを有し、
前記第１の凹部における開口部の一辺が
前記第２の凹部における開口部の一辺と隣接している
請求項４に記載の発光部材。
【請求項６】
前記多角錐台形状は四角錐台形状である
請求項３に記載の発光部材。
【請求項７】
前記四角錐台形状の複数の凹部が第１の凹部と第２の凹部とを有し、
前記第１の凹部における開口部の一辺が
前記第２の凹部における開口部の一辺と隣接している
請求項４に記載の発光部材。
【請求項８】
前記蛍光材料は第１の蛍光材料と第２の蛍光材料とを有し、
前記複数の凹部における第１の凹部内に前記第１の蛍光材料が配置され、
前記複数の凹部における第２の凹部内に前記第２の蛍光材料が配置された
請求項２に記載の発光部材。
【請求項９】
前記蛍光材料は第１の蛍光材料と第２の蛍光材料とを有し、
前記複数の凹部における一つの凹部内に前記第１の蛍光材料と前記第２の蛍光材料の双方が配置された
請求項２に記載の発光部材。
【請求項１０】
前記第１の被覆材の熱膨張係数が前記第２の被覆材の熱膨張係数よりも小さい
請求項１に記載の発光部材。
【請求項１１】
励起光を照射する光源と、
前記励起光を吸収して蛍光を発生する蛍光材料と、
前記蛍光材料をその内部に含み、前記蛍光の少なくとも一部を透過する液体またはゲル状の第１の被覆材と、
前記第１の被覆材をその内部に含み、前記蛍光の少なくとも一部を透過する固体の第２の被覆材と、
前記第２の被覆材に透過された蛍光を反射する反射面を有する反射部材と、
を備えた投光構造体。
【請求項１２】
前記第２の被覆材は
その上面に複数の凹部を有する支持基板と、
前記複数の凹部の開口部を閉ざすカバー部材とを有し、
前記第１の被覆材が前記凹部内に設けられた
請求項１１に記載の投光構造体。
【請求項１３】
前記複数の凹部の内、少なくとも二つ以上が多角錐台形状であり、
前記多角錐台の下底が前記凹部の開口部である
請求項１２に記載の投光構造体。
【請求項１４】
前記多角錐台形状は六角錐台形状である
請求項１３に記載の投光構造体。
【請求項１５】
前記六角錐台形状の複数の凹部が第１の凹部と第２の凹部とを有し、
前記第１の凹部における開口部の一辺が
前記第２の凹部における開口部の一辺と隣接している
請求項１４に記載の投光構造体。
【請求項１６】
前記多角錐台形状は四角錐台形状である
請求項１３に記載の投光構造体。
【請求項１７】
前記四角錐台形状の複数の凹部が第１の凹部と第２の凹部とを有し、
前記第１の凹部における開口部の一辺が
前記第２の凹部における開口部の一辺と隣接している
請求項１４に記載の投光構造体。
【請求項１８】
前記蛍光材料は第１の蛍光材料と第２の蛍光材料とを有し、
前記複数の凹部における第１の凹部内に前記第１の蛍光材料が配置され、
前記複数の凹部における第２の凹部内に前記第２の蛍光材料が配置された
請求項１２に記載の投光構造体。
【請求項１９】
前記蛍光材料は第１の蛍光材料と第２の蛍光材料とを有し、
前記複数の凹部における一つの凹部内に前記第１の蛍光材料と前記第２の蛍光材料の双方が配置された
請求項１２に記載の投光構造体。
【請求項２０】
前記第１の被覆材の熱膨張係数が前記第２の被覆材の熱膨張係数よりも小さい
請求項１１に記載の投光構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、前照灯、スポットライト用光源等の各種照明装置に利用することが可能な発光部材とこれを用いた投光構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来この種の投光構造体は、図１５に示すごとく、頂点近傍に焦点が位置する深い凹面状に形成された反射面４１ａを有する反射部材４１と、前記焦点及びその周辺に配置され、励起光により励起されることにより光を出射する発光部材４２と、を有する。
【０００３】
発光部材４２は、レーザ４３からの励起光Ｌ１を吸収して蛍光を発生する蛍光材料の粉末を樹脂などに混ぜて固めたもの、あるいは蛍光材料の粒子をバインダーに混ぜて塗布したものであった。
【０００４】
なお、この出願に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−５３９９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このような従来の投光構造体では、耐熱性が悪いことが問題となっていた。
【０００７】
すなわち、上記従来の構成においては、発光部材４２の温度が上昇あるいは下降した場合、その中に含まれる蛍光材料の粒子の熱膨張係数と、樹脂、バインダーなどの被覆材の熱膨張係数とが異なる。そのため、被覆材における蛍光材料の粒子付近において局所的に応力が加わり、被覆材にクラック等が生じてしまう可能性があり、耐熱性が悪くなってしまっていた。
【０００８】
そこで本開示は、蛍光材料と被覆材とを有する発光部材とこれを用いた投光構造体の耐熱性を改善することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そして、この目的を達成するために本開示は、励起光を吸収して蛍光を発生する蛍光材料と、前記蛍光材料をその内部に含み、前記蛍光の少なくとも一部を透過する液体またはゲル状の第１の被覆材と、前記第１の被覆材をその内部に含み、前記蛍光の少なくとも一部を透過する固体の第２の被覆材と、を有する構成とした。
【発明の効果】
【００１０】
このような構成とすることにより、蛍光材料の熱膨張係数と第１の被覆材の熱膨張係数との違いによって生じる応力が、液体またはゲル状の第１の被覆材内で分散されるため、前記蛍光材料の粒子付近において前記第１の被覆材が破壊されるのを抑制することができ、その結果として耐熱性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は実施の形態１における発光部材の断面図である。
【図２】図２は実施の形態１における発光部材の他の構成を示す断面図である。
【図３】図３は実施の形態１における発光部材の他の構成を示す断面図である。
【図４】図４は実施の形態１における発光部材の他の構成を示す断面図である。
【図５】図５は実施の形態１における発光部材の他の構成を示す断面図である。
【図６】図６は実施の形態１における発光部材の他の構成を示す断面図である。
【図７】図７は実施の形態１における発光部材の他の構成を示す断面図である。
【図８】図８は実施の形態１における投光構造体の概略図である。
【図９】図９は実施の形態１における投光構造体の概略図である。
【図１０】図１０は実施の形態１における発光部材の製造方法を示す断面図である。
【図１１】図１１は実施の形態１における発光部材の製造方法を示す断面図である。
【図１２】図１２は実施の形態１における発光部材の製造方法を示す断面図である。
【図１３】図１３は実施の形態１における発光部材の製造方法を示す断面図である。
【図１４】図１４は実施の形態１における発光部材の製造方法を示す断面図である。
【図１５】図１５は従来の投光構造体の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（実施の形態１）
以下、実施の形態１における発光部材について図面を参照しながら説明する。
【００１３】
実施の形態１における発光部材１０は、図１に示すごとく、励起光を吸収して蛍光を発生する蛍光材料１と、蛍光材料１をその内部に含み、蛍光の少なくとも一部を透過する液体またはゲル状の第１の被覆材２と、第１の被覆材２をその内部に含み、前記蛍光の少なくとも一部を透過する固体の第２の被覆材３と、を有する構成としている。
【００１４】
このような構成とすることにより、蛍光材料１の熱膨張係数と第１の被覆材２の熱膨張係数との違いによって生じる応力が、液体またはゲル状の第１の被覆材２内で分散されるため、蛍光材料１の粒子付近において第１の被覆材２が破壊されるのを抑制することができ、その結果として耐熱性を向上させることができる。
【００１５】
以下、必須ではない任意の構成要素を含め、より具体的な実施例の説明を行う。
【００１６】
図２に示すごとく、励起光を吸収して蛍光を発生する蛍光材料１をその内部に含む第１の被覆材２が、支持基板３Ａとカバー部材３Ｂとからなる第２の被覆材３の内部に設けられている。具体的には、支持基板３Ａが複数の凹部を有しており、前記複数の凹部の開口部をカバー部材３Ｂが閉ざし、前記凹部に蛍光材料１を混合された第１の被覆材２が配置されている。ここで、第１の被覆材２は、例えば水、アルコール、フロリナートなどの液体、または、例えば、ナノシリカなどがコロイド分散されたゾル、または、例えばシリコーン、シロキサン、シリコーンオイルなどのゲルもしくはゲル状物質などにより構成しており、第２の被覆材３は例えばガラス、サファイア、酸化亜鉛、窒化ガリウム、窒化アルミニウムなどの固体の透過性材料により構成している。
【００１７】
この図２において、例えば光源から青色の光が入射してくるような場合、第１の被覆材２に混合された蛍光材料１には黄色光を放射するＣｅ賦活ＹＡＧ系蛍光体（（Ｙ，Ｇｄ）３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２:Ｃｅ）、Ｅｕ賦活α−ＳｉＡｌＯＮ蛍光体、Ｅｕ賦活（Ｂａ、Ｓｒ）Ｓｉ２Ｏ２Ｎ２蛍光体等を用いることができる。そうすることで、入射光の内、第２の被覆材３を透過して出射される青色光と、蛍光材料１により放射される黄色光とが混合され、白色光を出射することが可能となる。
【００１８】
なお、図３に示すごとく、支持基板３Ａが有する複数の凹部にそれぞれ別の蛍光材料１を配置する構成とすることもできる。具体的には、蛍光材料１が青色光を放射する蛍光材料１Ｂと、赤色光を放射する蛍光材料１Ｒと、緑色光を放射する蛍光材料１Ｇを有しており、前記複数の凹部における第１の凹部内に蛍光材料１Ｂを配置し、第２の凹部内に蛍光材料１Ｒを配置し、第３の凹部内に蛍光材料１Ｇを配置している。
【００１９】
このような構成とすることにより、例えば青紫色レーザを光源とする場合には、この青紫色光を吸収した蛍光材料１Ｂが青色光を放射し、蛍光材料１Ｒが赤色光を放射し、蛍光材料１Ｇが緑色光を放射する。これらの光を出射側にて混合し、白色光として出射することが可能である。なお、青色光を放射する蛍光材料１Ｂとしては例えば、Ｅｕ賦活ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７蛍光体、Ｅｕ賦活Ｓｒ３ＭｇＳｉ２Ｏ８蛍光体などで構成される青色蛍光体を、赤色光を放射する蛍光材料１Ｒとしては例えば、Ｅｕ賦活（Ｓｒ、Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３蛍光体、Ｅｕ賦活ＣａＡｌＳｉＮ３蛍光体、Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ３＋蛍光体などで構成される赤色蛍光体を、緑色光を放射する蛍光材料１Ｇとしては例えばＥｕ賦活β−ＳｉＡｌＯＮ蛍光体（（Ｓｉ，Ａｌ）１２（Ｏ，Ｎ）１６：Ｅｕ２＋）、Ｅｕ賦活ＳｒＳｉ２Ｏ２Ｎ２蛍光体、Ｅｕ賦活（Ｂａ、Ｓｒ）Ｓｉ２Ｏ２Ｎ２蛍光体などの緑色蛍光体を用いることができる。
【００２０】
また、図４に示すごとく、蛍光材料１が青色光を放射する蛍光材料１Ｂと、黄色光を放射する蛍光材料１Ｙとを有しており、前記複数の凹部における第１の凹部内に蛍光材料１Ｂを配置し、第２の凹部内に蛍光材料１Ｙを配置する構成としてもよい。このような構成とすることにより、例えば青紫色レーザを光源とする場合には、この青紫色光を吸収した蛍光材料１Ｂが青色光を放射し、蛍光材料１Ｙが黄色光を放射する。これらの光が出射側にて混合され、白色光として出射することが可能である。なお、黄色光を放射する蛍光材料１ＹとしてはＣｅ賦活ＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）系蛍光体（（Ｙ，Ｇｄ）３（Ａｌ，Ｇａ）5Ｏ１２:Ｃｅ）、Ｅｕ賦活α−ＳｉＡｌＯＮ蛍光体（Ｃａ（Ｓｉ、Ａｌ）１２，（Ｏ，Ｎ）１６：Ｅｕ２＋）、Ｅｕ賦活（Ｂａ、Ｓｒ）Ｓｉ２Ｏ２Ｎ２蛍光体などの黄色蛍光体を用いることができる。
【００２１】
なお、本実施の形態においては、第２の被覆材３の支持基板３Ａにおける複数の凹部の形状を、六角錐台形状としており、六角錐台の下底を前記凹部の開口部とする構成としている。そして、ある凹部における開口部の一辺と他の凹部における開口部の一辺とが隣接するよう配置しており、前記複数の凹部を蜂の巣状に隙間無く配置している。この構成により、支持基板３Ａ側から入射した入射光が、蛍光材料１に入射せずに、支持基板３Ａの一部であり前記複数の凹部を分離する分離部３Ａ１を通過することを抑制している。その結果、前記入射光が蛍光材料１で変換されずにカバー部材３Ｂへ入射・通過することを低減させることができる。
【００２２】
さらに、蛍光材料１を複数の凹部のそれぞれに格納する構成としていることにより、投光構造体が傾いて配置されたり、振動などが発光部材１０に印加されたりするような場合においても、蛍光材料１が発光部材１０の一部の領域に偏って移動することを抑制することができる。
【００２３】
なお、前記複数の凹部の形状を、六角錐台形状、または六角錐形状とすることにより、第２の被覆材上方から見た時に前記複数の凹部を蜂の巣状に隙間無く配置することができ、入射光が蛍光材料１で変換されずにカバー部材３Ｂへ入射・通過することを低減する効果をより効率よく得ることができる。
【００２４】
特に、前記複数の凹部の形状は、六角錐形状よりも六角錐台形状とすることが好ましい。六角錐台形状とすることにより、その上底から下底への傾きを変化させることで、第２の被覆材３と第１の被覆材２との体積比率を自由に変えることができる。
【００２５】
なお、前記複数の凹部の形状を、四角錐台形状、または四角錐形状とした場合においては、ある凹部における開口部の一辺と他の凹部における開口部の一辺とが隣接するよう配置しており、第２の被覆材上方から見た時に前記複数の凹部を格子状に隙間無く配置することができ、前記入射光が蛍光材料１で変換されずにカバー部材３Ｂへ入射・通過することを低減する効果を得ることができる。ただし、六角錐台形状、または六角錐形状とする方が、衝撃などに対し、より安定的な形状であるため好ましい。
【００２６】
なお、前記複数の凹部の形状は、四角錐形状よりも四角錐台形状とすることが好ましい。四角錐台形状とすることにより、その上底から下底への傾きを変化させることで、第２の被覆材３と第１の被覆材２との体積比率を自由に変えることができる。
【００２７】
なお、前記ある凹部と前記他の凹部との幅が極小となる部分が前記凹部の開口部以外の部分であってもよい。即ち、角錐台の上底を前記凹部の開口部とするような構成としても、入射光が蛍光材料１で変換されずにカバー部材３Ｂへ入射・通過することを低減する効果を得ることができる。ただし、角錐台の下底を前記凹部の開口部とするような構成とすることにより、支持基板３Ａに第１の被覆材２を充填し易くすることができるため好ましい。
【００２８】
なお、前記凹部の形状は角錐台に限られず、円錐、円錐台としても構わない。ただし、入射光が蛍光材料１で変換されずにカバー部材３Ｂへ入射・通過することを低減する効果をより効率よく得るためには、前記凹部の形状を角錐台とすることがより好ましい。
【００２９】
なお、前記凹部の形状を角柱状としてもかまわない。ただし、入射光が蛍光材料１で変換されずにカバー部材３Ｂへ入射・通過することを低減する効果を得るためには複数の角柱状の凹部をできるだけ近づけて配置する必要があるため、支持基板３Ａの加工精度の観点からは、前記凹部を角錐台形状とする方が前記凹部の開口部のみを近づける様に形成すれば足りるため好ましい。
【００３０】
なお、図５に示すごとく、カバー部材３Ｂを透過性材料により構成しておき、支持基板３Ｃをアルミニウムなどの反射率の高い金属材料で構成することにより、レーザ等の光源からの励起光の入射側の面から、蛍光材料１による蛍光を放射する構成とすることも可能である。このような構成とした場合、レーザ等の光源からの励起光がカバー部材３Ｂを透過し、その一部が第１の被覆材２内の蛍光材料１に吸収される。そして蛍光材料１からの蛍光が支持基板３Ｃに反射され、カバー部材３Ｂを透過してレーザ等の光源からの励起光の入射側へと放射される。一方、蛍光材料１に吸収されなかったレーザ等の光源からの励起光は、そのまま支持基板３Ｃに反射され、カバー部材３Ｂを透過してレーザ等の光源からの励起光の入射側へと放射される。
【００３１】
なお、この図５において、支持基板３Ｃに設けられた複数の凹部にそれぞれ別の蛍光材料１を配置する構成とすることもできる。
【００３２】
具体的には、図６に示すごとく、蛍光材料１が青色光を放射する蛍光材料１Ｂが内在する第１の被覆材２を第１の凹部に配置し、黄色光を放射する蛍光材料１Ｙが内在する第１の被覆材２を第２の凹部に配置している。
【００３３】
なお、この複数の蛍光材料１としては、青色光を放射する蛍光材料１Ｂと、黄色光を放射する蛍光材料１Ｙに限定されず、赤色光を放射する蛍光材料１Ｒや、緑色光を放射する蛍光材料１Ｇを用いても構わない。
【００３４】
なお、図７に示すごとく、支持基板３Ａ、３Ｃにおける一つの凹部内に複数の蛍光材料１、例えば青色光を放射する蛍光材料１Ｂ、黄色光を放射する蛍光材料１Ｙと混合された第１の被覆材２を設けた場合、発光部材１０からの放射光を可変状態とすることができる。即ち、発光部材１０に熱が加わると、第１の被覆材２内で対流が起こる。この対流を利用して蛍光材料１Ｂと蛍光材料１Ｙの分散位置を可変させることにより、様々な光を連続的に照射する構成を実現することも可能である。なお、この複数の蛍光材料１としては、青色光を放射する蛍光材料１Ｂと、黄色光を放射する蛍光材料１Ｙに限定されず、赤色光を放射する蛍光材料１Ｒや、緑色光を放射する蛍光材料１Ｇを用いても構わない。
【００３５】
なお、第１の被覆材２における蛍光材料１の含有率は体積比率で例えば２０〜７０％としている。この含有率にすることにより、外部より入射してきた入射光を効率よく蛍光体材料に吸収させ、異なる波長の放射光を高い変換効率で放射させることが可能となる。
【００３６】
なお、本実施の形態においては、第２の被覆材３の支持基板３Ａにおける複数の凹部の形状を、六角錐台形状としており、六角錐台の下底を前記凹部の開口部とする構成としている。そして、ある凹部における開口部の一辺と他の凹部における開口部の一辺とが隣接するよう配置しており、前記複数の凹部を蜂の巣状に隙間無く配置している。この構成により、支持基板３Ａ側から入射した入射光が、蛍光材料１に入射せずに、支持基板３Ａの一部であり前記複数の凹部を分離する分離部３Ａ１を通過することを抑制している。その結果、前記入射光が蛍光材料１で変換されずにカバー部材３Ｂへ入射・通過することを低減させることができる。
【００３７】
さらに、蛍光材料１を複数の凹部のそれぞれに格納する構成としていることにより、投光構造体が傾いて配置されたり、振動などが発光部材１０に印加されたりするような場合においても、蛍光材料１が発光部材１０の一部の領域に偏って移動することを抑制することができる。
【００３８】
なお、前記複数の凹部の形状を、六角錐台形状、または六角錐形状とすることにより、第２の被覆材上方から見た時に前記複数の凹部を蜂の巣状に隙間無く配置することができ、入射光が蛍光材料１で変換されずにカバー部材３Ｂへ入射・通過することを低減する効果を得ることができる。
【００３９】
特に、前記複数の凹部の形状は、六角錐形状よりも六角錐台形状とすることが好ましい。六角錐台形状とすることにより、その上底から下底への傾きを変化させることで、第２の被覆材３と第１の被覆材２との体積比率を自由に変えることができる。
【００４０】
なお、前記複数の凹部の形状を、四角錐台形状、または四角錐形状とした場合においては、ある凹部における開口部の一辺と他の凹部における開口部の一辺とが隣接するよう配置し、第２の被覆材上方から見た時に前記複数の凹部を格子状に隙間無く配置することができ、入射光が蛍光材料１で変換されずにカバー部材３Ｂへ入射・通過することを低減する効果を得ることができる。ただし、六角錐台形状、または六角錐形状とする方が、衝撃などに対し、より安定的な形状であるため好ましい。
【００４１】
なお、前記複数の凹部の形状は、四角錐形状よりも四角錐台形状とすることが好ましい。四角錐台形状とすることにより、その上底から下底への傾きを変化させることで、第２の被覆材３と第１の被覆材２との体積比率を自由に変えることができる。
【００４２】
なお、前記ある凹部と前記他の凹部との幅が極小となる部分が前記凹部の開口部以外の部分であってもよい。即ち、角錐台の上底を前記凹部の開口部とするような構成としても、入射光が蛍光材料１で変換されずにカバー部材３Ｂへ入射・通過することを低減する効果を得ることができる。ただし、角錐台の下底を前記凹部の開口部とするような構成とすることにより、支持基板３Ａに第１の被覆材２を充填し易くすることができるため好ましい。
【００４３】
なお、前記凹部の形状は角錐台に限られず、円錐、円錐台としても構わない。ただし、入射光が蛍光材料１で変換されずにカバー部材３Ｂへ入射・通過することを低減する効果をより効率よく得るためには、前記凹部の形状を角錐台とすることがより好ましい。
【００４４】
なお、前記凹部の形状を角柱状としてもかまわない。ただし、入射光が蛍光材料１で変換されずにカバー部材３Ｂへ入射・通過することを低減する効果を得るためには複数の角柱状の凹部をできるだけ近づけて配置する必要があるため、支持基板３Ａの加工精度の観点からは、前記凹部を角錐台形状とする方が前記凹部の開口部のみを近づける様に形成すれば足りるため好ましい。
【００４５】
なお、第１の被覆材２の熱膨張係数が第２の被覆材３の熱膨張係数よりも小さいことが望ましい。この構成により、投光構造体の温度が上昇しても、第１の被覆材２が熱膨張し、第２の被覆材３に圧力が印加されることを抑制することができる。
【００４６】
以下、実施の形態１における投光構造体について図面を参照しながら説明する。
【００４７】
実施の形態１における投光構造体１００Ａは、図８に示すごとく、凹面状に形成された反射面を有する反射部材１７を有し、図１〜４、７を用いて上述した発光部材１０が前記反射面の焦点位置に配置されている。
【００４８】
このような構成とすることにより、図１〜４、７において示した蛍光材料１の熱膨張係数と第１の被覆材２の熱膨張係数との違いによって生じる応力が、液体またはゲル状の第１の被覆材２内で分散されるため、蛍光材料１の粒子付近において第１の被覆材２が破壊されるのを抑制することができる。その結果として、耐熱性を向上させた投光構造体１００Ａを実現することができる。
【００４９】
以下、実施の形態１における投光構造体１００Ａの任意の構成を含めたより具体的な構成について説明する。
【００５０】
図８に示すごとく、光源としてのレーザ１１をヒートシンク１２上に配置している。図８においてはレーザ１１を３つ設けることにより光出力を担保する構成としているが、その数は３つに限定されない。レーザ１１からの出射光１４はコリメートレンズ１３により平行光となり、ロッドインテグレーターレンズ１５に入射する。ロッドインテグレーターレンズ１５により光強度が均一化された光が発光部材１０の下面側に入射する。発光部材１０の下面側に入射した光は、図１に示した、固体の透過性の材料により形成された第２の被覆材３を透過し、その一部もしくは全部が第１の被覆材２内の蛍光材料１に吸収され、蛍光として放射される。この蛍光が透過性材料からなる第２の被覆材３を透過し、発光部材１０の上面、及び側面から放射される。また蛍光材料１に吸収されなかった光は、凹部の側面等で反射され、第２の被覆材３を透過し、発光部材１０の上面側および側面から放射される。
【００５１】
発光部材１０における蛍光材料１からの放射光、及び発光部材１０を透過した透過光は混合され、白色光となり、発光部材１０から全方位に放射される放射光となる。そして放射光は、反射部材１７により平行光となり、カバー透明部材１６を通過し、投光構造体１００Ａの外部に放射される。このときカバー透明部材１６は、投光構造体１００Ａを使用する際に、反射部材１７の反射面や発光部材１０を外部から保護する役割をする。
【００５２】
なお、図９に示す投光構造体１００Ｂは、凹面状に形成された反射面を有する反射部材１７を有し、図５、６を用いて上述した発光部材１０が前記反射面の焦点位置に配置されている。
【００５３】
このような構成とすることにより、図５、６において示した蛍光材料１の熱膨張係数と第１の被覆材２の熱膨張係数との違いによって生じる応力が、液体またはゲル状の第１の被覆材２内で分散されるため、蛍光材料１の粒子付近において第１の被覆材２が破壊されるのを抑制することができる。その結果として、耐熱性を向上させた投光構造体１００Ｂを実現することができる。
【００５４】
以下、実施の形態１における投光構造体１００Ｂの任意の構成を含めたより具体的な構成について説明する。
【００５５】
図９に示すごとく、光源としてのレーザ１１をヒートシンク１２上に配置している。図９においてはレーザ１１を３つ設けることにより光出力を担保する構成としているが、その数は３つに限定されない。レーザ１１からの出射光１４はコリメートレンズ１３により平行光となり、凹レンズ２０に入射する。凹レンズ２０により３つのレーザ１１からの出射光１４が１本の光となり、反射鏡２１に入射する。この反射鏡２１に反射された出射光１４が反射部材１７の開口部１７Ａを通過して、前記凹面の焦点位置に配置された発光部材１０の上面側に入射する。発光部材１０に入射した光は、その一部が図５、６に示した蛍光材料１により吸収され、蛍光として放射される。この蛍光が、反射率の高い金属からなる支持基板３Ｃにより反射され、発光部材１０の上面、及び側面から放射される。蛍光材料１に吸収されなかった入射光についても、支持基板３Ｃに反射され、発光部材１０の上面、及び側面から放射される。そして、発光部材１０から全方位に放射される放射光となる。そして放射光は、反射部材１７により平行光となり、カバー透明部材１６を通過し、投光構造体１００Ｂの外部に放射される。このときカバー透明部材１６は、投光構造体１００Ｂを使用する際に、反射部材１７の反射面や発光部材１０を外部から保護する役割をする。
【００５６】
以下、実施の形態１における発光部材１０の製造方法について説明する。
【００５７】
まず、図１０に示すごとく、ガラス、サファイア、窒化ガリウム、窒化アルミニウム、炭化珪素、シリコンあるいはアルミニウムなどの金属からなる基板３３を準備する。
【００５８】
次に、図１１に示すごとく、ドライエッチング加工等により基板３３の上面に複数の凹部を設け、サファイア、ＧａＮなどの透過性材料からなる支持基板３Ａ、またはアルミニウムなどの金属材料からなる支持基板３Ｃを形成する。
【００５９】
その後、図１２に示すごとく、蛍光材料１を内在した第１の被覆材２を前記複数の凹部の上方から塗布する。ここで、第１の被覆材２は、例えば水、アルコール、フロリナートなどの液体、または、例えば、ナノシリカなどがコロイド分散されたゾル、または、例えばシリコーン、シロキサン、シリコーンオイルなどのゲルもしくはゲル状物質などにより構成している。
【００６０】
次に、図１３に示すごとく、脱泡工程を経て前記複数の凹部の底面にまで第１の被覆材２が密着した状態にする。
【００６１】
その後、図１４に示すごとく、カバー部材３Ｂを第１の被覆材２の上方から支持基板３Ａ（３Ｃ）側に押圧し貼り合せを行う。このカバー部材３Ｂはサファイア、ＧａＮなどの透過性の材料により形成しており、カバー部材３Ｂと支持基板３Ａ（３Ｃ）により第２の被覆材３を構成している。上記、カバー部材３Ｂと支持基板３Ａを貼り合せる方法としては、例えば、カバー部材３Ｂと支持基板３Ａの貼り合せる面に不純物をドーピングした層をあらかじめ形成し、押圧するとともに所定の電圧を印加することで容易に実現できる。またカバー部材３Ｂと支持基板３Ａの場合は、支持基板３Ａとしてアルミニウム、シリコンなど導電性基板を用いることでより容易に実現できる。
【００６２】
このような製造方法により形成された発光部材１０は、蛍光材料１の熱膨張係数と第１の被覆材２の熱膨張係数との違いによって生じる応力が、液体またはゲル状の第１の被覆材２内で分散されるため、蛍光材料１の粒子付近において第１の被覆材２が破壊されるのを抑制することができ、その結果として耐熱性を向上させることができるという利点を有する。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本開示の発光部材は、耐熱性を改善させることができるという効果を有し、前照灯、スポットライト用光源等の各種照明装置などにおいて有用である。
【符号の説明】
【００６４】
１  蛍光材料
２  第１の被覆材
３  第２の被覆材
３Ａ  支持基板
３Ｂ  カバー部材
３Ｃ  支持基板
１０  発光部材
１７  反射部材
１００Ａ  投光構造体
１００Ｂ  投光構造体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図８】
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【図９】
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【図１５】
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