JP2021136377A - 波長変換部材及び発光装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】波長変換層の放熱部品からの剥がれが発生する可能性を低減することができる波長変換部材及び発光装置を提供することを目的とする。【解決手段】熱伝導部１２及び該熱伝導部に接触する蛍光体含有部１３を有し、上面、下面及び側面を有する波長変換層１４と、前記波長変換層１４が載置される放熱部品１１と、前記放熱部品１１に固定された固定部材１６とを備え、前記波長変換層１４の前記側面は、前記下面に対して鋭角に傾斜する傾斜面１４ｃを含み、前記固定部材１６により、前記傾斜面１４ｃが押圧されて、前記波長変換層１４が前記放熱部品１６に固定されてなる波長変換部材。【選択図】図１Ｂ
Description
本開示は、波長変換部材及び発光装置に関する。
従来から、半導体発光素子を用いた発光装置が知られている。このような発光装置では、光が照射される蛍光体層を有する波長変換層を、固定部材を用いて放熱部材に対して固定する構造が提案されている（例えば、特許文献１及び２参照）。
しかし、放熱部材と波長変換層との固定の形態によっては、両者の剥がれ等が発生することがある。
本開示は上記課題に鑑みなされたものであり、波長変換層の放熱部材からの剥がれが発生する可能性を低減できる、高信頼性の波長変換部材及び発光装置を提供することを目的とする。
本開示は上記課題に鑑みなされたものであり、波長変換層の放熱部材からの剥がれが発生する可能性を低減できる、高信頼性の波長変換部材及び発光装置を提供することを目的とする。
本願は以下の発明を含む。
（１）熱伝導部及び該熱伝導部に接触する蛍光体含有部を有し、上面、下面及び側面を有する波長変換層と、
前記波長変換層が載置される放熱部品と、
前記放熱部品に固定された固定部材とを備え、
前記波長変換層の前記側面は、前記下面に対して鋭角に傾斜する傾斜面を含み、
前記固定部材により、前記傾斜面が押圧されて、前記波長変換層が前記放熱部品に固定されてなる波長変換部材。
（２）上述した波長変換部材と、前記波長変換部材の前記蛍光体含有部に光を照射する光源とを備える発光装置。
（１）熱伝導部及び該熱伝導部に接触する蛍光体含有部を有し、上面、下面及び側面を有する波長変換層と、
前記波長変換層が載置される放熱部品と、
前記放熱部品に固定された固定部材とを備え、
前記波長変換層の前記側面は、前記下面に対して鋭角に傾斜する傾斜面を含み、
前記固定部材により、前記傾斜面が押圧されて、前記波長変換層が前記放熱部品に固定されてなる波長変換部材。
（２）上述した波長変換部材と、前記波長変換部材の前記蛍光体含有部に光を照射する光源とを備える発光装置。
このような波長変換部材及び発光装置によれば、波長変換層の放熱部品からの剥がれが発生する可能性を低減することができる。
以下、本発明の実施の形態について適宜図面を参照して説明する。ただし、以下に説明する実施形態は、本発明の技術思想を具体化するためのものであって、特定的な記載がない限り、本発明は以下のものに限定されない。各図面が示す部材の大きさ及び位置関係等は、説明を明確にするため、誇張していることがある。また、各実施形態において他の実施形態と同一の名称を用いる部材は、同一又は対応する部材を表している。そのような部材は、特に説明がない限り、他の実施形態で挙げた材料や大きさ等を採用することができる。
実施形態１：波長変換部材１０
実施形態１の波長変換部材１０は、例えば、図１Ａ及び１Ｂに示すように、波長変換層１４と、放熱部品１１と、固定部材１６とを備える。
波長変換層１４は、熱伝導部１２及び熱伝導部１２に接触する蛍光体含有部１３を有する。波長変換層１４は、少なくとも上面１４ａ、下面１４ｂ及び側面を有する。波長変換層１４の側面は、下面１４ｂに対して鋭角に傾斜する傾斜面１４ｃを含む。放熱部品１１には、波長変換層１４が載置されている。また、放熱部品１１は、固定部材１６を固定している。固定部材１６は、波長変換層１４の傾斜面１４ｃを押圧することにより、波長変換層１４を放熱部品１１に固定している。
実施形態１の波長変換部材１０は、例えば、図１Ａ及び１Ｂに示すように、波長変換層１４と、放熱部品１１と、固定部材１６とを備える。
波長変換層１４は、熱伝導部１２及び熱伝導部１２に接触する蛍光体含有部１３を有する。波長変換層１４は、少なくとも上面１４ａ、下面１４ｂ及び側面を有する。波長変換層１４の側面は、下面１４ｂに対して鋭角に傾斜する傾斜面１４ｃを含む。放熱部品１１には、波長変換層１４が載置されている。また、放熱部品１１は、固定部材１６を固定している。固定部材１６は、波長変換層１４の傾斜面１４ｃを押圧することにより、波長変換層１４を放熱部品１１に固定している。
このような構成、つまり、波長変換層１４を固定部材１６により機械的に放熱部品１１に固定することにより、熱伝導部１２、蛍光体含有部１３及び放熱部品１１に熱膨張係数差があっても、これら各部材の熱膨張が波長変換層１４が放熱部品１１に固定される強度に影響する可能性を低減することができる。もし、これらの部材が接着剤や接合層等により固定されていれば、波長変換層への光の照射による発熱と照射を止めることによる冷却とを繰り返した場合、各部材の熱膨張係数差によって、接着剤や接合層等にクラックが発生することがある。接着剤や接合層等による固定でなく、固定部材１６によって固定されていることにより、そのようなクラックによる固定強度の低下が生じないため、蛍光体含有部１３が熱伝導部１２から脱離する可能性を低減することができる。さらに、蛍光体含有部１３と熱伝導部１２の間に接着剤や接合層等の別の部材が存在しないことにより、蛍光体含有部１３に光が照射される際の蛍光体含有部１３の発熱を、熱伝導部１２に直接放散することができるため、効率的な放熱が期待できる。その結果、信頼性の高い波長変換部材１０を得ることが可能となる。
また、波長変換層１４が傾斜面１４ｃを有し、その傾斜面１４ｃが固定部材１６によって押圧されることにより、波長変換層１４の上面１４ａを固定部材１６によって押圧する必要がなくなる。このため、上面１４ａには固定部材１６を配置しなくてよい。固定部材１６は上面１４ａからの光を遮る部材となり得るが、これが上面１４ａに配置されないことにより、波長変換層１４からの光の取り出し効率を向上させることができる。
また、波長変換層１４が傾斜面１４ｃを有し、その傾斜面１４ｃが固定部材１６によって押圧されることにより、波長変換層１４の上面１４ａを固定部材１６によって押圧する必要がなくなる。このため、上面１４ａには固定部材１６を配置しなくてよい。固定部材１６は上面１４ａからの光を遮る部材となり得るが、これが上面１４ａに配置されないことにより、波長変換層１４からの光の取り出し効率を向上させることができる。
〔波長変換層１４〕
波長変換層１４は、熱伝導部１２と蛍光体含有部１３とを有する。波長変換層１４はこれら以外の部材を備えていてもよい。波長変換層１４の波長変換の機能は蛍光体含有部１３があれば達成されるため、熱伝導部１２は省略してもよい。放熱性の向上の観点からは、波長変換層１４は、蛍光体含有部１３だけでなく、蛍光体を含有しない熱伝導部１２を有することが好ましい。熱伝導部１２と蛍光体含有部１３とは、後述する放熱部品１１の側からこの順に、熱伝導部１２と蛍光体含有部１３とが少なくとも一部で接触して配置されていることが好ましい。これによって、効率的な放熱が期待できる。より効率的な放熱のためには、蛍光体含有部１３の下面の全部が熱伝導部１２と接触していることが好ましい。
波長変換層１４は、熱伝導部１２と蛍光体含有部１３とを有する。波長変換層１４はこれら以外の部材を備えていてもよい。波長変換層１４の波長変換の機能は蛍光体含有部１３があれば達成されるため、熱伝導部１２は省略してもよい。放熱性の向上の観点からは、波長変換層１４は、蛍光体含有部１３だけでなく、蛍光体を含有しない熱伝導部１２を有することが好ましい。熱伝導部１２と蛍光体含有部１３とは、後述する放熱部品１１の側からこの順に、熱伝導部１２と蛍光体含有部１３とが少なくとも一部で接触して配置されていることが好ましい。これによって、効率的な放熱が期待できる。より効率的な放熱のためには、蛍光体含有部１３の下面の全部が熱伝導部１２と接触していることが好ましい。
波長変換層１４の側面は、下面１４ｂに対して鋭角に傾斜する傾斜面１４ｃを含む。傾斜面１４ｃは、側面の一部であってもよいし、全部であってもよい。波長変換部材１０の側面は、波長変換部材１０の下面に対する角度が異なる複数の傾斜面を有していてもよい。傾斜面１４ｃは、例えば、下面１４ｂに対して４５°〜８５°の範囲とすることができる。波長変換層１４の上面１４ａ及び下面１４ｂは、互いに平行とすることができる。なお、本実施形態において、波長変換層１４の側面とは、波長変換層１４の下面１４ｂから上面１４ａまでを繋ぐ面を指す。
波長変換層１４は、熱伝導部１２と蛍光体含有部１３との直接接合層又は一体焼結層である。ここで、直接接合層とは、接着剤を用いずに接合されている層を指し、種々の直接接合法によって形成されたものである。一体焼結層とは、焼結体（セラミックス）同士が接着剤を用いずに一体化されている層を指し、一体的に焼結することにより形成されたものである。
波長変換層１４は、熱伝導部１２と蛍光体含有部１３との直接接合層又は一体焼結層である。ここで、直接接合層とは、接着剤を用いずに接合されている層を指し、種々の直接接合法によって形成されたものである。一体焼結層とは、焼結体（セラミックス）同士が接着剤を用いずに一体化されている層を指し、一体的に焼結することにより形成されたものである。
（熱伝導部１２）
熱伝導部１２は、波長変換層１４の一部を構成し、蛍光体含有部１３を保持し得る部材であればよい。熱伝導部１２は、蛍光体含有部１３の発熱による影響を考慮して、耐熱性を有する材料で形成されていることが好ましい。また、熱伝導部１２は、蛍光体含有部１３との熱膨張係数差が小さい材料によって形成されていることが好ましい。また、熱伝導部１２は、光反射性の部材であることが好ましい。これによって、蛍光体含有部１３内の光が熱伝導部１２によって反射されることとなり、蛍光体含有部１３から放熱部品１１への主要な光の到達を防止することができる。その結果、放熱部品１１に光が吸収されることによる発光効率低下を抑制することができる。
熱伝導部１２は、例えば、金属、セラミックス、樹脂、ガラス又はこれらの１種以上を備える複合材等によって形成することができる。なかでも、熱伝導部１２は、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、炭化ケイ素等のセラミックスによって形成されているものが好ましい。これにより、蛍光体含有部１３と一体的に形成しやすく、且つ熱伝導率の比較的高い材料を用いることができる。熱伝導部１２は、例えば、セラミックスの材料に、それらの材料よりも高い屈折率を有する高屈折率の材料を含有させることによって、光反射性材料としてもよい。高屈折率の材料としては、屈折率が、例えば１．８以上又は２．０以上であるものが挙げられる。セラミックスの材料との屈折率差は、例えば０．４以上又は０．７以上のものが挙げられる。高屈折率の材料としては、例えば、空気等の気体で満たされた空隙、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化イットリム、酸化ジルコニウム、窒化ホウ素、酸化ルテチウム、酸化ランタン等が挙げられる。
熱伝導部１２は、波長変換層１４の一部を構成し、蛍光体含有部１３を保持し得る部材であればよい。熱伝導部１２は、蛍光体含有部１３の発熱による影響を考慮して、耐熱性を有する材料で形成されていることが好ましい。また、熱伝導部１２は、蛍光体含有部１３との熱膨張係数差が小さい材料によって形成されていることが好ましい。また、熱伝導部１２は、光反射性の部材であることが好ましい。これによって、蛍光体含有部１３内の光が熱伝導部１２によって反射されることとなり、蛍光体含有部１３から放熱部品１１への主要な光の到達を防止することができる。その結果、放熱部品１１に光が吸収されることによる発光効率低下を抑制することができる。
熱伝導部１２は、例えば、金属、セラミックス、樹脂、ガラス又はこれらの１種以上を備える複合材等によって形成することができる。なかでも、熱伝導部１２は、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、炭化ケイ素等のセラミックスによって形成されているものが好ましい。これにより、蛍光体含有部１３と一体的に形成しやすく、且つ熱伝導率の比較的高い材料を用いることができる。熱伝導部１２は、例えば、セラミックスの材料に、それらの材料よりも高い屈折率を有する高屈折率の材料を含有させることによって、光反射性材料としてもよい。高屈折率の材料としては、屈折率が、例えば１．８以上又は２．０以上であるものが挙げられる。セラミックスの材料との屈折率差は、例えば０．４以上又は０．７以上のものが挙げられる。高屈折率の材料としては、例えば、空気等の気体で満たされた空隙、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化イットリム、酸化ジルコニウム、窒化ホウ素、酸化ルテチウム、酸化ランタン等が挙げられる。
また、熱伝導部１２をセラミックスで形成する場合、部位によって、内在する空隙の密度を調節することにより、光反射性と熱伝導性とを制御することができる。空隙の密度は、セラミックス材料の押圧の程度を変更することによって調整することができる。例えば、蛍光体含有部１３の下方は放熱性を確保するために、空隙の密度は小さいほど好ましい。空隙は、例えば、観察対象物の断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察することにより認識することができる。
熱伝導部１２は、蛍光体含有部１３を保持し得る形状であればよい。熱伝導部１２の形状としては、その表面が平坦な板状の部材が挙げられる。熱伝導部１２は、例えば、上面、下面、側面を有し、これら上下面は、互いに平行であるものが挙げられる。平坦及び／又は平行な上下面を有することにより、波長変換部材１０を構成する他の部材への取り付け等が容易となる。また、その結果、波長変換部材１０の発光装置等への取り付けを容易にし、光取り出し等の精度を向上させることができる。熱伝導部１２の側面は、上面または下面に対して垂直でもよいし、曲面でもよい。熱伝導部１２の側面は、図１Ｂ及び図１Ｃに示すように、下面に対して鋭角に傾斜する傾斜面であることが好ましい。熱伝導部１２の側面が傾斜面であることにより、蛍光体含有部１３に傾斜面を形成する際に同時に形成することが可能である。熱伝導部１２の側面が傾斜面である場合、その傾斜面の角度は、例えば、下面に対して４５°〜８５°の範囲とすることができる。図１Ｄに示すように、熱伝導部１２の側面の一部を傾斜面とし、残りの部分をその傾斜面よりも下面に対して垂直に近い面としてもよい。このような形状は、例えば、熱伝導部１２の途中までブレード等を用いた加工を行うことでＶ字状の溝を形成し、その後、溝の底を、ダイサー等を用いて割断することにより得ることができる。このような形状は、熱伝導部１２の側面の全てを傾斜面とする場合と比較して、熱伝導部１２の外周部分を厚くすることができるため、熱伝導部１２の外周部分が欠ける可能性を低減することができる。
熱伝導部１２の平面形状は、適用する発光装置の形状等によって適宜設定することができ、円形、楕円形又は四角形等の多角形等、種々の形状が挙げられる。熱伝導部１２の大きさは、例えば、平面形状において、一辺又は直径が１ｍｍ〜５０ｍｍが挙げられる。ここでの平面形状は、上面及び／又は下面の形状のいずれでもよい。
熱伝導部１２の厚みは、強度を考慮すると、例えば、０．２ｍｍ以上が挙げられる。コスト及び厚みの増大を抑えるため、熱伝導部１２の厚みは２．０ｍｍ以下が好ましい。
熱伝導部１２の上面は、図１Ｂに示すように、後述する蛍光体含有部の下面と一致していてもよい。
熱伝導部１２の平面形状は、適用する発光装置の形状等によって適宜設定することができ、円形、楕円形又は四角形等の多角形等、種々の形状が挙げられる。熱伝導部１２の大きさは、例えば、平面形状において、一辺又は直径が１ｍｍ〜５０ｍｍが挙げられる。ここでの平面形状は、上面及び／又は下面の形状のいずれでもよい。
熱伝導部１２の厚みは、強度を考慮すると、例えば、０．２ｍｍ以上が挙げられる。コスト及び厚みの増大を抑えるため、熱伝導部１２の厚みは２．０ｍｍ以下が好ましい。
熱伝導部１２の上面は、図１Ｂに示すように、後述する蛍光体含有部の下面と一致していてもよい。
（蛍光体含有部１３）
蛍光体含有部１３は、蛍光体を含む。蛍光体含有部１３は、蛍光体を含むセラミックス又は蛍光体の単結晶からなるものが好ましい。このような構成とすることにより、蛍光体を含有する樹脂を用いた部材と比較して、耐熱性が高いため、レーザ光照射用として比較的長期にわたって使用することができる。例えば、蛍光体含有部１３としてセラミックスを用いる場合は、蛍光体と酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３、融点：約１９００℃〜２１００℃）等の透光性材料とを焼結させたものが挙げられる。蛍光体の含有量は、セラミックスの総体積に対して０．０５体積％〜５０体積％が挙げられる。また、実質的に蛍光体のみからなるセラミックスを焼結させたものであってもよい。
蛍光体含有部１３に含まれる蛍光体は、当該分野で公知の蛍光体のいずれを用いてもよい。例えば、セリウムで賦活されたイットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）蛍光体、セリウムで賦活されたルテチウム・アルミニウム・ガーネット（ＬＡＧ）蛍光体、ユウロピウムで賦活されたシリケート蛍光体、αサイアロン蛍光体、βサイアロン蛍光体、ＫＳＦ蛍光体等が挙げられる。なかでも、耐熱性が良好な蛍光体であるＹＡＧ蛍光体を用いることが好ましい。
蛍光体含有部１３は、蛍光体を含む。蛍光体含有部１３は、蛍光体を含むセラミックス又は蛍光体の単結晶からなるものが好ましい。このような構成とすることにより、蛍光体を含有する樹脂を用いた部材と比較して、耐熱性が高いため、レーザ光照射用として比較的長期にわたって使用することができる。例えば、蛍光体含有部１３としてセラミックスを用いる場合は、蛍光体と酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３、融点：約１９００℃〜２１００℃）等の透光性材料とを焼結させたものが挙げられる。蛍光体の含有量は、セラミックスの総体積に対して０．０５体積％〜５０体積％が挙げられる。また、実質的に蛍光体のみからなるセラミックスを焼結させたものであってもよい。
蛍光体含有部１３に含まれる蛍光体は、当該分野で公知の蛍光体のいずれを用いてもよい。例えば、セリウムで賦活されたイットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）蛍光体、セリウムで賦活されたルテチウム・アルミニウム・ガーネット（ＬＡＧ）蛍光体、ユウロピウムで賦活されたシリケート蛍光体、αサイアロン蛍光体、βサイアロン蛍光体、ＫＳＦ蛍光体等が挙げられる。なかでも、耐熱性が良好な蛍光体であるＹＡＧ蛍光体を用いることが好ましい。
蛍光体含有部１３は、その全部又は一部が熱伝導部１２上に載置し得る形状であればよい。蛍光体含有部１３の形状としては、その表面が平坦な板状の部材が挙げられる。例えば、上面、下面、側面を有し、これらが互いに平行である形状とすることができる。平行な上下面を有することにより、波長変換部材１０での波長変換光の分布を均一に近付けることができる。蛍光体含有部１３は、図１Ａに示すように、その下面の全部が、熱伝導部１２の上面の上に配置されていることが好ましい。これにより、蛍光体含有部１３の熱を効率的に熱伝導部１２に逃がすことができる。蛍光体含有部１３の側面は、下面に対して鋭角に傾斜する傾斜面を少なくとも一部に有していてよく、その全部が下面に対して鋭角に傾斜する傾斜面であってもよい（図１Ａ参照）。蛍光体含有部１３の傾斜面の角度は、例えば、下面に対して４５°〜８５°の範囲とすることができる。蛍光体含有部１３の傾斜面の角度は、熱伝導部１２の傾斜面と異なる傾斜面であってもよいが、図１Ｂ及び図１Ｃに示すように、蛍光体含有部１３の傾斜面と熱伝導部１２の傾斜面は、同じ傾斜角度で連続する面であることが好ましい。これにより、蛍光体含有部１３の傾斜面と熱伝導部１２の傾斜面を１つの工程で形成することが容易になる。熱伝導部１２の側面の少なくとも一部を傾斜面とし、その傾斜面を固定部材１６によって押圧することで固定する場合には、蛍光体含有部１３の側面は、その上面又は下面に対して垂直でもよい。蛍光体含有部１３の側面が上面に対して垂直であれば、蛍光体含有部１３の側面が上面に対して鈍角に傾斜している場合よりも、上面からの光取り出し効率を向上させることができる。
蛍光体含有部１３の平面形状は、適用する発光装置の形状等によって適宜設定することができ、円形、楕円形又は四角形等の多角形等、種々の形状が挙げられる。ここでの蛍光体含有部１３の平面形状は、上面及び／又は下面の形状のいずれでもよい。蛍光体含有部１３は、熱伝導部１２と同じ、それよりも小さい又は大きい平面形状とすることができ、例えば、平面形状において、一辺又は直径が０．４ｍｍ〜５５ｍｍが挙げられる。なかでも、蛍光体含有部１３は、平面視（上面視）において、その外縁の全部が、熱伝導部１２の外縁と一致しているか、熱伝導部１２の外縁の内側に配置されているものが好ましい。これにより、蛍光体含有部１３の下面の全部を、熱伝導部１２の上面の上に配置することが可能である。
蛍光体含有部１３の厚みは、物理的強度を考慮すると、例えば、０．２ｍｍ以上が挙げられる。蛍光体含有部１３のコスト増大や高さの増大を抑えるため、また、蛍光体含有部１３の波長変換の程度を適切な範囲内とするために、蛍光体含有部１３の厚みは５．０ｍｍ以下が好ましい。
蛍光体含有部１３の厚みは、物理的強度を考慮すると、例えば、０．２ｍｍ以上が挙げられる。蛍光体含有部１３のコスト増大や高さの増大を抑えるため、また、蛍光体含有部１３の波長変換の程度を適切な範囲内とするために、蛍光体含有部１３の厚みは５．０ｍｍ以下が好ましい。
（固定部材１６）
固定部材１６は、波長変換層１４を放熱部品１１に固定するための部材である。そのために、固定部材１６は、波長変換層１４の傾斜面１４ｃを押圧し、かつ放熱部品１１に固定されている。固定部材１６は、波長変換層１４の傾斜面の一部を押圧することができる限り、傾斜面を有していなくてもよい。固定部材１６は、波長変換層１４の傾斜面に対応した傾斜面を有することが好ましく、これにより波長変換層１４の傾斜面１４ｃを効率的に押圧することができる。固定部材１６が波長変換層１４と接する側に傾斜面を有する場合、波長変換層１４を配置しない状態での、放熱部品１１の上面に対する固定部材１６の傾斜面の角度は、波長変換層１４の下面と傾斜面１４ｃの成す角度よりも小さくすることができる。これによって、より確実に波長変換層１４の傾斜面１４ｃを固定部材１６で押圧することが可能である。固定部材１６は、熱伝導部１２のみを押圧するものであってもよいし、蛍光体含有部１３のみを押圧するものであってもよいし、熱伝導部１２及び蛍光体含有部１３の双方を押圧するものであってもよい。固定部材１６は、１つの波長変換部材に対して１つのみでもよいし（図１Ａ参照）、複数有していてもよい（図１Ｅ参照）。
固定部材１６は、波長変換層１４を放熱部品１１に固定するための部材である。そのために、固定部材１６は、波長変換層１４の傾斜面１４ｃを押圧し、かつ放熱部品１１に固定されている。固定部材１６は、波長変換層１４の傾斜面の一部を押圧することができる限り、傾斜面を有していなくてもよい。固定部材１６は、波長変換層１４の傾斜面に対応した傾斜面を有することが好ましく、これにより波長変換層１４の傾斜面１４ｃを効率的に押圧することができる。固定部材１６が波長変換層１４と接する側に傾斜面を有する場合、波長変換層１４を配置しない状態での、放熱部品１１の上面に対する固定部材１６の傾斜面の角度は、波長変換層１４の下面と傾斜面１４ｃの成す角度よりも小さくすることができる。これによって、より確実に波長変換層１４の傾斜面１４ｃを固定部材１６で押圧することが可能である。固定部材１６は、熱伝導部１２のみを押圧するものであってもよいし、蛍光体含有部１３のみを押圧するものであってもよいし、熱伝導部１２及び蛍光体含有部１３の双方を押圧するものであってもよい。固定部材１６は、１つの波長変換部材に対して１つのみでもよいし（図１Ａ参照）、複数有していてもよい（図１Ｅ参照）。
固定部材１６の平面形状は、波長変換層１４の平面形状の少なくとも一部に対応する形状とすることができる。固定部材１６の平面形状は、波長変換層１４の傾斜面１４ｃの少なくとも一部を押圧することができ、かつ放熱部品１１に固定し得る形状であればよい。例えば、固定部材１６が１つで波長変換層を押圧する場合、固定部材１６の平面視における外形は、円形、楕円形又は四角形等の多角形等種々の形状が挙げられる。この場合、図１Ａに示すように、内側に波長変換層１４を露出するための穴が配置された形状とすることができる。波長変換層１４を露出するための穴の平面形状は、円形、楕円形又は四角形等の多角形等が挙げられる。穴の大きさは、波長変換層１４の上面１４ａの一部のみを露出できる大きさであってもよいが、波長変換層１４の上面１４ａの全面を露出できる大きさであることが好ましい。例えば、波長変換層１４の上面１４ａの一部のみを露出できる大きさとしては、光を照射する領域を確保し得る大きさが挙げられる。光を照射する領域とは、蛍光体含有部１３の蛍光体を励起する励起光を照射する領域である。光を照射する領域は、後述するように、実際に照射する励起光のサイズよりもやや大きなサイズとすることができる。光を照射する領域は、光源の種類等によって適宜設定することができ、その平面形状は、円形、楕円形又は四角形等の多角形等、種々の形状が挙げられる。波長変換層１４における光を照射する領域としては、例えば、０．４ｍｍ〜２ｍｍ×０．４ｍｍ〜２ｍｍの領域、言い換えると０．１６ｍｍ２〜４ｍｍ２の領域が挙げられる。具体的には、波長変換する光がレーザ光である場合、波長変換層１４の一辺又は直径が１００μｍ〜３０００μｍの大きさとすることができる。
また、固定部材１６が複数で波長変換層を押圧する場合、上述した平面形状のものを２分割等、複数に分割したものであってもよい。さらに、図１Ｅに示すように、波長変換層の傾斜面の離間した少なくとも２箇所で波長変換層１４の傾斜面１４ｃを押圧することができるような形状が挙げられる。このような形状として、具体的には、波長変換層１４上から放熱部品１１上に跨ることが可能な帯状、パッド状等の種々の形状が挙げられる。
固定部材１６の断面形状は、図１Ａに示すように、放熱部品１１の上面に沿った固定部位と、波長変換層１４の傾斜面に沿うように、固定部位から立ち上がった押圧部位とを備えたＬ字状等が挙げられる。
固定部材１６は、例えば、金属、セラミックス又は単結晶等によって形成することができる。金属としては、銅、アルミニウム、銅合金又はアルミニウム合金等が挙げられる。セラミックスとしては、熱膨張係数が小さく、かつ熱伝導率の高い窒化アルミニウム等が挙げられる。単結晶としては、サファイア等が挙げられる。固定部材１６は、熱伝導率が高いものが好ましく、また、押圧に適した材料が好ましいため、金属を用いることが好ましい。
固定部材１６を放熱部品に固定する方法としては、固定部材１６に貫通孔１６ａを形成し、ねじによってねじ止め固定する方法、固定部材１６を放熱部品１１に溶接する方法、固定部材１６と放熱部品１１の間に接合部材を配置する方法等が挙げられる。
固定部材１６は、例えば、金属、セラミックス又は単結晶等によって形成することができる。金属としては、銅、アルミニウム、銅合金又はアルミニウム合金等が挙げられる。セラミックスとしては、熱膨張係数が小さく、かつ熱伝導率の高い窒化アルミニウム等が挙げられる。単結晶としては、サファイア等が挙げられる。固定部材１６は、熱伝導率が高いものが好ましく、また、押圧に適した材料が好ましいため、金属を用いることが好ましい。
固定部材１６を放熱部品に固定する方法としては、固定部材１６に貫通孔１６ａを形成し、ねじによってねじ止め固定する方法、固定部材１６を放熱部品１１に溶接する方法、固定部材１６と放熱部品１１の間に接合部材を配置する方法等が挙げられる。
（貫通孔１６ａ）
固定部材１６は、貫通孔１６ａを有する。貫通孔１６ａは任意の位置に配置することができる。貫通孔１６ａは、図１Ａ及び１Ｂでは、平面視において、熱伝導部１２と蛍光体含有部１３との双方の外縁よりも外側に形成されている。これにより、固定部材１６と放熱部品１１をより確実に固定することができる。
貫通孔１６ａは、その上から下まで、同じ断面形状を有していてもよい。また、貫通孔１６ａは、上に向かって、下に向かって、上下に向かって又は中央に向かって、全長又は一部において、拡張する断面形状を有していてもよい。例えば、貫通孔１６ａは、後述するねじ１５のねじ頭を収容し、固定部材１６の貫通孔１６ａが配置された面と面一となるように、放熱部品１１と反対側の固体部材１６の上面において、拡張する形状を有することができる。
固定部材１６は、貫通孔１６ａを有する。貫通孔１６ａは任意の位置に配置することができる。貫通孔１６ａは、図１Ａ及び１Ｂでは、平面視において、熱伝導部１２と蛍光体含有部１３との双方の外縁よりも外側に形成されている。これにより、固定部材１６と放熱部品１１をより確実に固定することができる。
貫通孔１６ａは、その上から下まで、同じ断面形状を有していてもよい。また、貫通孔１６ａは、上に向かって、下に向かって、上下に向かって又は中央に向かって、全長又は一部において、拡張する断面形状を有していてもよい。例えば、貫通孔１６ａは、後述するねじ１５のねじ頭を収容し、固定部材１６の貫通孔１６ａが配置された面と面一となるように、放熱部品１１と反対側の固体部材１６の上面において、拡張する形状を有することができる。
貫通孔１６ａの数は、任意に設定することができる。例えば、固定部材１６が１つで波長変換層１４を押圧する場合、ねじ１５を挿入する貫通孔１６ａの数は２つ以上であることが好ましい。これにより、固定部材１６によって波長変換層１４をより確実に固定することができる。また、固定部材１６が複数で波長変換層１４を押圧する場合、ねじ１５を挿入する貫通孔１６ａは、各固定部材１６に対して、２つ以上配置されていてもよいが、１つのみ配置されていてもよい。
貫通孔１６ａの形状は、用いるねじ１５に適した形状を選択できる。貫通孔１６ａの形状は、平面視において、円形、楕円形又は四角形等の多角形、これらを組み合わせた形状等、種々の形状が挙げられる。
貫通孔１６ａの形状は、用いるねじ１５に適した形状を選択できる。貫通孔１６ａの形状は、平面視において、円形、楕円形又は四角形等の多角形、これらを組み合わせた形状等、種々の形状が挙げられる。
貫通孔１６ａの大きさは、用いるねじ１５の大きさ、波長変換層１４の大きさ、厚み等によって適宜設定することができる。貫通孔１６ａの大きさは、例えば、貫通孔１６ａの一辺又は直径が０．１ｍｍ〜１６ｍｍであることが挙げられる。貫通孔１６ａの一辺又は直径は１２ｍｍ以下であってもよい。
貫通孔１６ａは、当該分野で公知の方法により形成することができる。例えば、サンドブラスト、エッチング、切削加工、レーザ加工等が挙げられる。
貫通孔１６ａは、当該分野で公知の方法により形成することができる。例えば、サンドブラスト、エッチング、切削加工、レーザ加工等が挙げられる。
〔放熱部品１１〕
放熱部品１１は、波長変換層１４の下方、つまり、熱伝導部１２の下面側に配置されている。また、放熱部品１１は、熱伝導部１２の下面に接触して配置されていることが好ましい。このような接触によって、蛍光体含有部１３及び熱伝導部１２の熱を放熱部品１１に直接かつ効率的に逃がすことができる。
放熱部品１１は、熱伝導部１２を構成する材料よりも熱伝導率が良好な材料からなるものが挙げられる。放熱部品１１は、透光性材料、光反射性材料等によって形成することができる。ここで透光性とは、波長変換部材１０に照射される光を透過可能であるものを指し、例えば、その光の透過率が７０％以上のもの、８０％以上のもの、９０％以上のものが挙げられる。熱伝導部１２及び放熱部品１１を透光性の材料によって形成する場合には、放熱部品側から励起光を取り出すことが可能となる。放熱部品１１は、例えば、金属、セラミックス又は単結晶等によって形成することができる。金属としては、熱伝導率の高さを考慮すると、銅、アルミニウム、銅合金又はアルミニウム合金等が挙げられる。放熱部品１１を光反射部材として用いる場合は、反射率を上げるために、銀を含む材料を用いてもよい。放熱部品１１には、熱膨張係数が小さく、かつ熱伝導率の高い窒化アルミニウム等のセラミックスの絶縁材料を用いてもよい。この場合、その表面に反射率を上げるために金属膜をコーティングした構成としてもよい。この金属膜は、例えば銀を含むことができる。単結晶としては、サファイア等が挙げられる。放熱部品１１は、例えば、図１Ｃに示すように、２層以上の積層構造としてもよい。これにより、種々の材料の組合せによって、光反射性、放熱性等を確保することができる。図１Ｃでは、上層、つまり熱伝導部１２の下面に接触する側に銅等の金属を主材料とする金属基板１１２を配置し、下層にヒートシンク１１１を配置している。ヒートシンクとしては、例えば、銅、アルミニウム、銅合金、又はアルミニウム合金等の金属を主材料として形成されたものが挙げられる。ヒートシンク単体を放熱部品１１として用いてもよい。
放熱部品１１は、波長変換層１４の下方、つまり、熱伝導部１２の下面側に配置されている。また、放熱部品１１は、熱伝導部１２の下面に接触して配置されていることが好ましい。このような接触によって、蛍光体含有部１３及び熱伝導部１２の熱を放熱部品１１に直接かつ効率的に逃がすことができる。
放熱部品１１は、熱伝導部１２を構成する材料よりも熱伝導率が良好な材料からなるものが挙げられる。放熱部品１１は、透光性材料、光反射性材料等によって形成することができる。ここで透光性とは、波長変換部材１０に照射される光を透過可能であるものを指し、例えば、その光の透過率が７０％以上のもの、８０％以上のもの、９０％以上のものが挙げられる。熱伝導部１２及び放熱部品１１を透光性の材料によって形成する場合には、放熱部品側から励起光を取り出すことが可能となる。放熱部品１１は、例えば、金属、セラミックス又は単結晶等によって形成することができる。金属としては、熱伝導率の高さを考慮すると、銅、アルミニウム、銅合金又はアルミニウム合金等が挙げられる。放熱部品１１を光反射部材として用いる場合は、反射率を上げるために、銀を含む材料を用いてもよい。放熱部品１１には、熱膨張係数が小さく、かつ熱伝導率の高い窒化アルミニウム等のセラミックスの絶縁材料を用いてもよい。この場合、その表面に反射率を上げるために金属膜をコーティングした構成としてもよい。この金属膜は、例えば銀を含むことができる。単結晶としては、サファイア等が挙げられる。放熱部品１１は、例えば、図１Ｃに示すように、２層以上の積層構造としてもよい。これにより、種々の材料の組合せによって、光反射性、放熱性等を確保することができる。図１Ｃでは、上層、つまり熱伝導部１２の下面に接触する側に銅等の金属を主材料とする金属基板１１２を配置し、下層にヒートシンク１１１を配置している。ヒートシンクとしては、例えば、銅、アルミニウム、銅合金、又はアルミニウム合金等の金属を主材料として形成されたものが挙げられる。ヒートシンク単体を放熱部品１１として用いてもよい。
放熱部品１１は、平面視において、波長変換層１４、特に、熱伝導部１２の下面の外縁と同じ形状及び大きさを有していてもよいし、若干大きくても、小さくてもよい。なかでも、放熱部品１１は、平面視において、その外縁の全部が、熱伝導部１２の下面の外縁の外側に配置されていることが好ましい。
放熱部品１１の厚みは、例えば、０．１ｍｍ〜５ｍｍが挙げられ、０．３ｍｍ〜３ｍｍが好ましい。これにより、放熱部品１１の強度を確保でき、また、放熱性を向上させることができる。また、放熱部品１１は、その体積が、波長変換層１４の体積よりも大きいことが好ましい。これにより、波長変換層１４の熱を放熱部品１１に効率的に逃がすことができる。
放熱部品１１の厚みは、例えば、０．１ｍｍ〜５ｍｍが挙げられ、０．３ｍｍ〜３ｍｍが好ましい。これにより、放熱部品１１の強度を確保でき、また、放熱性を向上させることができる。また、放熱部品１１は、その体積が、波長変換層１４の体積よりも大きいことが好ましい。これにより、波長変換層１４の熱を放熱部品１１に効率的に逃がすことができる。
放熱部品１１は、ねじ穴１１ａを有する。ねじ穴１１ａは、固定部材１６をねじ１５によって固定するためのものであり、固定部材１６の貫通孔１６ａの数、大きさ、位置等によって、その数、大きさ、位置等を適宜設定することができる。つまり、放熱部品１１上の適所に波長変換層１４を配置し、波長変換層１４の傾斜面を固定部材１６で押圧した場合に、ねじ穴１１ａは、固定部材１６の貫通孔１６ａと重複する位置に、貫通孔１６ａと同じ大きさ且つ同じ数で配置することができる。ねじ穴１１ａの深さは、ねじ１５を、貫通孔１６ａ及びねじ穴１１ａに挿入して、固定することができる程度であればよく、ねじの長さ等によって適宜設定することができる。
なお、波長変換層１４を、放熱部品１１に固定部材１６を用いてねじ止めする際、波長変換層１４と放熱部品１１との間に放熱グリス等、熱を伝える軟らかい部材を設けてもよい。このような部材で隙間を埋めることにより、放熱性をより向上させることができる。また、軟らかい部材を設けることにより、熱衝撃で波長変換層１４等が割れる可能性を低減することができる。
なお、波長変換層１４を、放熱部品１１に固定部材１６を用いてねじ止めする際、波長変換層１４と放熱部品１１との間に放熱グリス等、熱を伝える軟らかい部材を設けてもよい。このような部材で隙間を埋めることにより、放熱性をより向上させることができる。また、軟らかい部材を設けることにより、熱衝撃で波長変換層１４等が割れる可能性を低減することができる。
〔ねじ１５〕
波長変換部材１０は、さらにねじ１５を備えていてもよい。ねじ１５は、ねじ頭を有するものが挙げられる。
ねじ１５は、固定部材１６を放熱部品１１に固定し得るものであればよい。ねじ１５は、固定部材１６の貫通孔１６ａ及び放熱部品１１のねじ穴１１ａに嵌め込まれる。
ねじ１５の長さは、固定部材１６における貫通孔１６ａの全長よりも長く、この全長と放熱部品１１のねじ穴１１ａの深さとの合計長よりも短い範囲で適宜設定することができる。
ねじ１５の太さは、固定部材１６における貫通孔１６ａの平面視における大きさ及びねじ穴１１ａの平面視における大きさに応じて設定することができる。
このようなねじ１５を、貫通孔１６ａ及びねじ穴１１ａに嵌め込むことによって、波長変換層１４を放熱部品１１に、固定部材１６を用いてねじ止め固定することができる。
ねじ１５は、ＳＵＳ等の金属、窒化アルミニウム等のセラミックス等によって形成することができる。ねじ１５に光が照射される可能性がある場合は、例えば、波長変換層１４に照射される光を吸収しにくい材料でねじ１５を形成してもよい。
波長変換部材１０は、さらにねじ１５を備えていてもよい。ねじ１５は、ねじ頭を有するものが挙げられる。
ねじ１５は、固定部材１６を放熱部品１１に固定し得るものであればよい。ねじ１５は、固定部材１６の貫通孔１６ａ及び放熱部品１１のねじ穴１１ａに嵌め込まれる。
ねじ１５の長さは、固定部材１６における貫通孔１６ａの全長よりも長く、この全長と放熱部品１１のねじ穴１１ａの深さとの合計長よりも短い範囲で適宜設定することができる。
ねじ１５の太さは、固定部材１６における貫通孔１６ａの平面視における大きさ及びねじ穴１１ａの平面視における大きさに応じて設定することができる。
このようなねじ１５を、貫通孔１６ａ及びねじ穴１１ａに嵌め込むことによって、波長変換層１４を放熱部品１１に、固定部材１６を用いてねじ止め固定することができる。
ねじ１５は、ＳＵＳ等の金属、窒化アルミニウム等のセラミックス等によって形成することができる。ねじ１５に光が照射される可能性がある場合は、例えば、波長変換層１４に照射される光を吸収しにくい材料でねじ１５を形成してもよい。
〔溶接部材／接合部材〕
固定部材１６を放熱部品１１に固定する方法として溶接を利用する場合、放熱部品１１及び／又は固定部材１６を溶融させてこれらを溶接してもよいし、溶接部材を放熱部品１１と固定部材１６との間に挟んで溶接部材を溶融させてこれらを溶接してもよい。固定部材１６を放熱部品１１に固定する他の方法として、接合部材を放熱部品１１と固定部材１６との間に挟んで接合部材を接着又は溶融させることでこれらを固定してもよい。接合部材としては、例えば、錫−ビスマス系、錫−銅系、錫−銀系、金−錫系等の半田、ＡｕとＳｎとを主成分とする合金、ＡｕとＳｉとを主成分とする合金、ＡｕとＧｅとを主成分とする合金等の共晶合金、あるいは、銀、金、パラジウム等の導電性ペースト、低融点金属のろう材、樹脂、これらを組み合わせた接着剤等が挙げられる。
固定部材１６を放熱部品１１に固定する方法として溶接を利用する場合、放熱部品１１及び／又は固定部材１６を溶融させてこれらを溶接してもよいし、溶接部材を放熱部品１１と固定部材１６との間に挟んで溶接部材を溶融させてこれらを溶接してもよい。固定部材１６を放熱部品１１に固定する他の方法として、接合部材を放熱部品１１と固定部材１６との間に挟んで接合部材を接着又は溶融させることでこれらを固定してもよい。接合部材としては、例えば、錫−ビスマス系、錫−銅系、錫−銀系、金−錫系等の半田、ＡｕとＳｎとを主成分とする合金、ＡｕとＳｉとを主成分とする合金、ＡｕとＧｅとを主成分とする合金等の共晶合金、あるいは、銀、金、パラジウム等の導電性ペースト、低融点金属のろう材、樹脂、これらを組み合わせた接着剤等が挙げられる。
実施形態２：波長変換部材２０
実施形態２の波長変換部材２０は、図２Ａ及び２Ｂに示すように、波長変換層２４と、放熱部品１１と、固定部材２６とを備える。
波長変換層２４は、熱伝導部２２と、蛍光体含有部２３とを有する。また、上面２４ａ、下面２４ｂ及び傾斜面２４ｃを有する。蛍光体含有部２３の側面は、熱伝導部２２に囲まれている。つまり、蛍光体含有部２３は、その下面の全面が熱伝導部２２に接触して配置されており、かつ蛍光体含有部２３の側面の全面が熱伝導部２２に接触するように、熱伝導部２２に取り囲まれている。蛍光体含有部２３は、平面視において、熱伝導部２２の平面積（つまり、熱伝導部２２の下面の外縁が成す形状の面積）の５０％〜９０％の平面積で配置することができる。蛍光体含有部２３の側面は、波長変換層２４の下面２４ｂに対して傾斜していてもよいし、垂直としてもよい。また、蛍光体含有部２３の上面は熱伝導部２２の上面より下又は上に配置されていてもよいが、ここでは、蛍光体含有部２３の上面及び熱伝導部２２の上面が一致している。つまり、蛍光体含有部２３の上面が、熱伝導部２２の上面と面一である。このような形状の波長変換層２４は、蛍光体含有部２３と熱伝導部２２を一体的に形成して得ることができる。この場合の熱伝導部２２の最大厚みを１０ｍｍ以下とすることができ、最小厚みを０．１ｍｍ以上とすることができる。なお、それらの上面が面一である又は一致しているとは、それらの上面が厳密に同一平面に位置している場合に加えて、蛍光体含有部２３の厚みの１０％以下の範囲内でずれている状態も含むものとする。
実施形態２の波長変換部材２０は、図２Ａ及び２Ｂに示すように、波長変換層２４と、放熱部品１１と、固定部材２６とを備える。
波長変換層２４は、熱伝導部２２と、蛍光体含有部２３とを有する。また、上面２４ａ、下面２４ｂ及び傾斜面２４ｃを有する。蛍光体含有部２３の側面は、熱伝導部２２に囲まれている。つまり、蛍光体含有部２３は、その下面の全面が熱伝導部２２に接触して配置されており、かつ蛍光体含有部２３の側面の全面が熱伝導部２２に接触するように、熱伝導部２２に取り囲まれている。蛍光体含有部２３は、平面視において、熱伝導部２２の平面積（つまり、熱伝導部２２の下面の外縁が成す形状の面積）の５０％〜９０％の平面積で配置することができる。蛍光体含有部２３の側面は、波長変換層２４の下面２４ｂに対して傾斜していてもよいし、垂直としてもよい。また、蛍光体含有部２３の上面は熱伝導部２２の上面より下又は上に配置されていてもよいが、ここでは、蛍光体含有部２３の上面及び熱伝導部２２の上面が一致している。つまり、蛍光体含有部２３の上面が、熱伝導部２２の上面と面一である。このような形状の波長変換層２４は、蛍光体含有部２３と熱伝導部２２を一体的に形成して得ることができる。この場合の熱伝導部２２の最大厚みを１０ｍｍ以下とすることができ、最小厚みを０．１ｍｍ以上とすることができる。なお、それらの上面が面一である又は一致しているとは、それらの上面が厳密に同一平面に位置している場合に加えて、蛍光体含有部２３の厚みの１０％以下の範囲内でずれている状態も含むものとする。
図２Ｂに示すように、熱伝導部２２は、その側面の全面が、下面２４ｂに対して４５°〜８５°の範囲で傾斜した傾斜面２４ｃである。
熱伝導部２２は光反射性であることが好ましい。これにより、蛍光体含有部２３から側方に向かう光を熱伝導部２２によって反射し、蛍光体含有部２３の上面から取り出すことができる。熱伝導部２２をセラミックスで形成する場合、内在する空隙の密度の程度を調節することにより、光反射性と熱伝導性とを制御することができる。熱伝導部２２は、部位によって、内在する空隙の密度を異ならせてもよい。例えば、蛍光体含有部２３の下方の部分の空隙率（空隙の密度）を、蛍光体含有部２３の側方の部分の空隙率よりも低くすることができる。これにより、蛍光体含有部２３の下方では放熱性を向上し、蛍光体含有部２３の側方では光反射性を向上させることができる。
熱伝導部２２は光反射性であることが好ましい。これにより、蛍光体含有部２３から側方に向かう光を熱伝導部２２によって反射し、蛍光体含有部２３の上面から取り出すことができる。熱伝導部２２をセラミックスで形成する場合、内在する空隙の密度の程度を調節することにより、光反射性と熱伝導性とを制御することができる。熱伝導部２２は、部位によって、内在する空隙の密度を異ならせてもよい。例えば、蛍光体含有部２３の下方の部分の空隙率（空隙の密度）を、蛍光体含有部２３の側方の部分の空隙率よりも低くすることができる。これにより、蛍光体含有部２３の下方では放熱性を向上し、蛍光体含有部２３の側方では光反射性を向上させることができる。
また、固定部材２６は、その平面形状が、波長変換層２４、つまり、熱伝導部２２の平面形状に対応する。言い換えると、固定部材２６は、波長変換層２４の傾斜面の全部を押圧することができ、かつ放熱部品１１に固定し得る形状である。例えば、固定部材２６の平面視における外形は、円形、楕円形又は四角形等の多角形等種々の形状が挙げられ、内側に円形、楕円形又は四角形等の多角形等の、波長変換層２４を露出するための穴が配置された形状である。
固定部材２６の断面形状は、図２Ｂに示すように、波長変換層２４の厚みよりも若干薄い厚みを有する。図２Ｂに示す固定部材２６は、放熱部品１１の上面に沿った面と、波長変換層２４の傾斜面に沿うように、固定部位から立ち上がった面とを備えたブロック状である。なお、固定部材２６の厚みは、波長変換層２４の厚みの５０％〜１２０％とすることができる。固定部材２６の上面は、波長変換層２４の上面よりも低い位置にあることが好ましい。これにより、波長変換層２４の上面から取り出される光を固定部材２６が阻害することを回避することができる。
固定部材２６の断面形状は、図２Ｂに示すように、波長変換層２４の厚みよりも若干薄い厚みを有する。図２Ｂに示す固定部材２６は、放熱部品１１の上面に沿った面と、波長変換層２４の傾斜面に沿うように、固定部位から立ち上がった面とを備えたブロック状である。なお、固定部材２６の厚みは、波長変換層２４の厚みの５０％〜１２０％とすることができる。固定部材２６の上面は、波長変換層２４の上面よりも低い位置にあることが好ましい。これにより、波長変換層２４の上面から取り出される光を固定部材２６が阻害することを回避することができる。
固定部材２６には、穴の外側に、厚み方向の全部において貫通する貫通孔２６ａが設けられており、その上面側、つまり蛍光体含有部の上面側に近い側に、ねじ２５のねじ頭を収容する上方に広がる形状を有する。これにより、波長変換層２４の上面から取り出される光をねじ２５が阻害することを回避することができる。
実施形態２の波長変換部材２０は、上述した構成以外は、上述した実施形態１の波長変換部材１０と同様の構成を有することができる。上述した実施形態１の波長変換部材１０と同様の構成によって得られる効果は実施形態１で述べたとおりである。
また、実施形態２の波長変換部材２０は、熱伝導部２２が光反射性を有する場合には、蛍光体含有部２３から横方向への光の出射を低減又は防止することができるため、蛍光体含有部２３の上面からの光の取り出し効率を向上させることができる。
実施形態２の波長変換部材２０は、上述した構成以外は、上述した実施形態１の波長変換部材１０と同様の構成を有することができる。上述した実施形態１の波長変換部材１０と同様の構成によって得られる効果は実施形態１で述べたとおりである。
また、実施形態２の波長変換部材２０は、熱伝導部２２が光反射性を有する場合には、蛍光体含有部２３から横方向への光の出射を低減又は防止することができるため、蛍光体含有部２３の上面からの光の取り出し効率を向上させることができる。
実施形態３：発光装置５０
実施形態３の発光装置５０は、波長変換部材１０と、この波長変換部材１０の蛍光体含有部に光を照射する光源６０とを備える。
このような発光装置５０では、光源６０から出射されて波長変換部材１０を経由する光を所望の配光等に変更し得る光学部材５２を通して外部に出射することができる。また、光源６０から出射した光、例えば、レーザ光を、特定の角度で入射させるため、空間光変調器５３を光源６０と波長変換部材１０との間に配置してもよい。なお、波長変換部材１０の詳細は、実施形態１において述べたとおりである。波長変換部材１０に替えて、実施形態２において述べた波長変換部材２０を用いてもよい。
実施形態３の発光装置５０は、波長変換部材１０と、この波長変換部材１０の蛍光体含有部に光を照射する光源６０とを備える。
このような発光装置５０では、光源６０から出射されて波長変換部材１０を経由する光を所望の配光等に変更し得る光学部材５２を通して外部に出射することができる。また、光源６０から出射した光、例えば、レーザ光を、特定の角度で入射させるため、空間光変調器５３を光源６０と波長変換部材１０との間に配置してもよい。なお、波長変換部材１０の詳細は、実施形態１において述べたとおりである。波長変換部材１０に替えて、実施形態２において述べた波長変換部材２０を用いてもよい。
このような構成を有することにより、光源６０からの光は、設計どおりに、その主要部分の略全てが波長変換部材１０に入射する。そして、光の一部は、波長変換部材１０の蛍光体含有部の蛍光体によって波長変換され、あるいは他の一部は反射され、それらの光は外部に向かう。これらの波長変換光と、波長変換されていない光とが混じり合い、例えば、白色光として外部に出射させることができる。そして、波長変換層の下方に配置された放熱部品が効果的に光照射による熱を放熱し、発光装置としての機能を長期にわたって維持することができる。
光源６０は、励起光を発するもの、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）、半導体レーザ素子又はこれらがパッケージ等に封入されたもの等が挙げられ、半導体レーザ装置であることが好ましい。半導体レーザ装置を用いることにより、ＬＥＤを用いる場合と比較して蛍光体含有部の光入射面の面積を小さくすることができる。その結果、発光装置５０のサイズを小型化することができる。また、熱伝導部及び放熱部品によって放熱効果を効率的に確保することができる。
なお、空間光変調器５３としては、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）等、当該分野で公知のものを用いることができる。
なお、空間光変調器５３としては、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）等、当該分野で公知のものを用いることができる。
１０、２０ 波長変換部材
１１ 放熱部品
１１ａ ねじ穴
１２、２２ 熱伝導部
１３、２３ 蛍光体含有部
１４、２４ 波長変換層
１４ａ、２４ａ 上面
１４ｂ、２４ｂ 下面
１４ｃ、２４ｃ 傾斜面
１５、２５ ねじ
１６、２６ 固定部材
１６ａ、２６ａ 貫通孔
５０ 発光装置
５２ 光学部材
５３ 空間光変調器
１１ 放熱部品
１１ａ ねじ穴
１２、２２ 熱伝導部
１３、２３ 蛍光体含有部
１４、２４ 波長変換層
１４ａ、２４ａ 上面
１４ｂ、２４ｂ 下面
１４ｃ、２４ｃ 傾斜面
１５、２５ ねじ
１６、２６ 固定部材
１６ａ、２６ａ 貫通孔
５０ 発光装置
５２ 光学部材
５３ 空間光変調器
Claims (9)
- 熱伝導部及び該熱伝導部に接触する蛍光体含有部を有し、上面、下面及び側面を有する波長変換層と、
前記波長変換層が載置される放熱部品と、
前記放熱部品に固定された固定部材とを備え、
前記波長変換層の前記側面は、前記下面に対して鋭角に傾斜する傾斜面を含み、
前記固定部材により、前記傾斜面が押圧されて、前記波長変換層が前記放熱部品に固定されてなる波長変換部材。 - 前記固定部材は、貫通孔を有し、
前記放熱部品は、ねじ穴を有し、
前記波長変換部材は、前記貫通孔及び前記ねじ穴に嵌め込まれるねじを備え、
前記固定部材が前記放熱部品にねじ止めされている、請求項１に記載の波長変換部材。 - 前記ねじは、ねじ頭を有し、該ねじ頭は、前記固定部材の上面と面一であるか、前記上面より前記放熱部品側にある請求項２に記載の波長変換部材。
- 前記波長変換層は、前記熱伝導部及び前記蛍光体含有部の直接接合層又は一体焼結層である請求項１から３のいずれか１つに記載の波長変換部材。
- 前記熱伝導部がセラミックスにより形成されている請求項１から４のいずれか１つに記載の波長変換部材。
- 前記熱伝導部は、光反射性の部材である請求項１から５のいずれか１つに記載の波長変換部材。
- 前記蛍光体含有部及び前記熱伝導部が、それぞれ上面、下面及び側面を有し、上面視において、前記蛍光体含有部の上面の外縁が前記熱伝導部の上面の外縁の内側に配置されている請求項１から６のいずれか１つに記載の波長変換部材。
- 前記蛍光体含有部の上面が、前記熱伝導部の上面と面一である請求項７に記載の波長変換部材。
- 請求項１から８のいずれか１つに記載の波長変換部材と、
前記波長変換部材の前記蛍光体含有部に光を照射する光源とを備える発光装置。
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