熒光光源裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及通過利用激發(fā)光激發(fā)熒光體而從該熒光體放射熒光的熒光光源裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]例如作為投影儀中使用的綠色光源，以往已知通過將激光作為激發(fā)光照射至熒光體而從該熒光體作為熒光放射綠色光的熒光光源裝置。作為這樣的熒光光源裝置的一個例子，已知下述的熒光光源裝置:其具備在旋轉(zhuǎn)輪的表面上涂布熒光體而成的波長轉(zhuǎn)換構(gòu)件，通過對該波長轉(zhuǎn)換構(gòu)件照射藍色區(qū)域的激光，從而生成該波長轉(zhuǎn)換構(gòu)件中的熒光體的綠色區(qū)域的光(參見專利文獻I)。
[0003]但是，在具備旋轉(zhuǎn)輪的熒光光源裝置中具有下述問題:對旋轉(zhuǎn)輪進行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的發(fā)動機部件易于發(fā)生劣化、產(chǎn)生故障，而且驅(qū)動體系本身的構(gòu)成復雜。
[0004]另外，作為熒光光源裝置的另一個例子，如圖10所示，已知下述的熒光光源裝置:其具備在背面設(shè)有散熱用散熱片45的由AlN燒結(jié)體構(gòu)成的基板42的表面上、介由硫酸鋇層43配置由YAG燒結(jié)體構(gòu)成的熒光構(gòu)件41而成的波長轉(zhuǎn)換構(gòu)件。該熒光光源裝置是通過對波長轉(zhuǎn)換構(gòu)件中的熒光構(gòu)件41照射藍色區(qū)域的激光作為激發(fā)光、從而在該熒光構(gòu)件41中生成綠色區(qū)域的光的熒光光源裝置(參見專利文獻2)。
[0005]但是，這樣的熒光光源裝置中具有下述問題:當將激發(fā)光照射至熒光構(gòu)件41時，在該熒光構(gòu)件41的表面上激發(fā)光被后方散射，因此激發(fā)光不會充分地進入熒光構(gòu)件41內(nèi)，結(jié)果無法獲得高的發(fā)光效率。
[0006]于是，提出了下述方案:在熒光光源裝置中，在成為波長轉(zhuǎn)換構(gòu)件中的激發(fā)光受光面的表面上形成凹凸結(jié)構(gòu)，利用該凹凸結(jié)構(gòu)抑制激發(fā)光受光面上的激發(fā)光的反射(例如參見專利文獻3)。
[0007]具體地說，專利文獻3中公開了下述的熒光光源裝置:其具備在熒光構(gòu)件上設(shè)置具有表面排列有凸部的凹凸結(jié)構(gòu)的透光性基板而成的波長轉(zhuǎn)換構(gòu)件，該透光性基板的表面成為激發(fā)光受光面。該熒光光源裝置中，熒光構(gòu)件是在無機玻璃等玻璃材料或硅酮樹脂等樹脂材料等密封材料中分散熒光體而成的構(gòu)件，另外，透光性基板例如是由藍寶石等具有高熱導率的材料構(gòu)成的基板。
[0008]但是，專利文獻3的熒光裝置中，在熒光構(gòu)件的內(nèi)部由熒光體放射的熒光的一部分通過因波長轉(zhuǎn)換構(gòu)件(具體地說是熒光構(gòu)件或透光性基板)與空氣的折射率差所產(chǎn)生的臨界角反射而發(fā)生全反射。因此可知，熒光的一部分不會從透光性基板的表面或利用熒光構(gòu)件的表面及側(cè)面構(gòu)成的熒光出射面出射、而是在該透光性基板內(nèi)反復地反射、從側(cè)面出射至外部。如此可知，由于無法以高效率從熒光出射面將在波長轉(zhuǎn)換構(gòu)件的內(nèi)部產(chǎn)生的熒光取出，因此無法有效地利用熒光、無法獲得高的發(fā)光效率。這樣的問題的產(chǎn)生原因在于，在波長轉(zhuǎn)換構(gòu)件內(nèi)部產(chǎn)生的多數(shù)熒光在熒光出射面上通過臨界角反射而發(fā)生全反射。
[0009]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0010]專利文獻
[0011]專利文獻1:日本特開2011-13316號公報
[0012]專利文獻2:日本特開2011-198560號公報
[0013]專利文獻3:日本特開2012-109400號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]發(fā)明要解決的技術(shù)問題
[0015]本發(fā)明基于以上事實而作出，其目的在于提供在向波長轉(zhuǎn)換構(gòu)件照射激發(fā)光時，在抑制該激發(fā)光的后方散射的同時、可以有效地利用在波長轉(zhuǎn)換構(gòu)件的內(nèi)部產(chǎn)生的熒光、以高效率出射至外部、從而可獲得高的發(fā)光效率的熒光光源裝置。
[0016]用于解決技術(shù)問題的手段
[0017]本發(fā)明的熒光光源裝置是具備由被激發(fā)光激發(fā)的熒光體得到的波長轉(zhuǎn)換構(gòu)件而成的熒光光源裝置，其特征在于，
[0018]在上述波長轉(zhuǎn)換構(gòu)件中的激發(fā)光受光面上形成有由大致錐狀的凸部周期性地排列而成的周期結(jié)構(gòu)，作為該周期結(jié)構(gòu)中凸部的高度與周期之比的長寬比為0.2以上，該周期是從上述熒光體放射的熒光的衍射發(fā)生的范圍的大小。
[0019]本發(fā)明的熒光光源裝置中，優(yōu)選:上述波長轉(zhuǎn)換構(gòu)件具備表面具有上述周期結(jié)構(gòu)且含有熒光體而成的熒光構(gòu)件，該熒光構(gòu)件的表面成為上述激發(fā)光受光面。
[0020]本發(fā)明的熒光光源裝置中，優(yōu)選:上述波長轉(zhuǎn)換構(gòu)件具備含有熒光體而成的熒光構(gòu)件和形成在該熒光構(gòu)件上且表面具有上述周期結(jié)構(gòu)的周期結(jié)構(gòu)體層，該周期結(jié)構(gòu)體層的表面成為上述激發(fā)光受光面。
[0021]另外，這樣的構(gòu)成的本發(fā)明的熒光光源裝置中，優(yōu)選:上述周期結(jié)構(gòu)體層的折射率為上述熒光構(gòu)件的折射率的值以上。
[0022]本發(fā)明的熒光光源裝置中，優(yōu)選:上述波長轉(zhuǎn)換構(gòu)件的表面在成為激發(fā)光受光面的同時、成為熒光出射面，該波長轉(zhuǎn)換構(gòu)件的背面及側(cè)面中的至少一者具有光反射功能。
[0023]發(fā)明效果
[0024]本發(fā)明的熒光光源裝置中，在波長轉(zhuǎn)換構(gòu)件中的激發(fā)光受光面上周期性地排列大致錐狀的凸部，形成具有特定長寬比的周期結(jié)構(gòu)，因此在對該激發(fā)光受光面照射激發(fā)光時，可抑制該激發(fā)光的后方散射，結(jié)果可以使激發(fā)光充分地進入到波長轉(zhuǎn)換構(gòu)件的內(nèi)部。
[0025]另外，由于周期結(jié)構(gòu)的周期是在波長轉(zhuǎn)換構(gòu)件的內(nèi)部從熒光體放射的熒光的衍射發(fā)生的范圍的大小，因此能夠以高效率將從熒光體放射的熒光從波長轉(zhuǎn)換構(gòu)件取出至外部。
[0026]因此，根據(jù)本發(fā)明的熒光光源裝置，可以在使激發(fā)光充分地進入波長轉(zhuǎn)換構(gòu)件的內(nèi)部的同時，可以有效地利用在波長轉(zhuǎn)換構(gòu)件的內(nèi)部生成的熒光，以高效率出射至外部，因此可獲得高的發(fā)光效率。
[0027]本發(fā)明的熒光光源裝置中，通過使波長轉(zhuǎn)換構(gòu)件為具備熒光構(gòu)件和周期結(jié)構(gòu)體層而成的構(gòu)件，從而不需要使熒光構(gòu)件為形成有周期結(jié)構(gòu)的構(gòu)件，因此周期結(jié)構(gòu)的形成變得容易。
[0028]另外，由于周期結(jié)構(gòu)體層的折射率為熒光構(gòu)件的折射率的值以上，因此在熒光構(gòu)件與周期結(jié)構(gòu)體層的界面上可避免熒光發(fā)生反射，因此可以維持來自熒光構(gòu)件的熒光的發(fā)光效率。而且，當周期結(jié)構(gòu)體層的折射率比熒光構(gòu)件的折射率的值高時，在熒光構(gòu)件與周期結(jié)構(gòu)體層的界面上通過折射改變熒光的前進方向，因此能夠以高效率將熒光從波長轉(zhuǎn)換構(gòu)件中的熒光出射面出射至外部。結(jié)果可獲得更高的發(fā)光效率。
【附圖說明】
[0029]圖1是表示本發(fā)明的熒光光源裝置的一個例子的構(gòu)成的概略的說明圖。
[0030]圖2是表示圖1的熒光光源裝置中的波長轉(zhuǎn)換構(gòu)件的構(gòu)成的說明用截面圖。
[0031]圖3是示意地表示波長轉(zhuǎn)換構(gòu)件中的周期結(jié)構(gòu)的變形例的說明圖。
[0032]圖4是宏觀地表不在激發(fā)光向垂直于由焚光構(gòu)件構(gòu)成的波長轉(zhuǎn)換構(gòu)件的表面的方向入射時、該激發(fā)光進行傳播的介質(zhì)的折射率變化的圖。
[0033]圖5是示意地表示在熒光構(gòu)件的表面上熒光中產(chǎn)生的反射及衍射的說明圖。
[0034]圖6是表示本發(fā)明的熒光光源裝置的另一例子中的波長轉(zhuǎn)換構(gòu)件的構(gòu)成的說明用截面圖。
[0035]圖7是表示實驗例I中獲得的、構(gòu)成波長轉(zhuǎn)換構(gòu)件的表面的周期結(jié)構(gòu)的凸部的高度(周期結(jié)構(gòu)中的長寬比)與該波長轉(zhuǎn)換構(gòu)件的表面上的光的反射率及光的取出效率的關(guān)系的圖表。
[0036]圖8是表示實驗例2中獲得的、構(gòu)成波長轉(zhuǎn)換構(gòu)件的表面的周期結(jié)構(gòu)的凸部的高度(周期結(jié)構(gòu)中的長寬比)與該波長轉(zhuǎn)換構(gòu)件的表面上的光的反射率及光的取出效率的關(guān)系的圖表。
[0037]圖9是表示實驗例3中獲得的、構(gòu)成波長轉(zhuǎn)換構(gòu)件的表面的周期結(jié)構(gòu)的凸部的高度(周期結(jié)構(gòu)中的長寬比)與該波長轉(zhuǎn)換構(gòu)件的表面上的光的反射率及光的取出效率的關(guān)系的圖表。
[0038]圖10是表示以往的熒光光源裝置中的波長轉(zhuǎn)換構(gòu)件的構(gòu)成的說明用截面圖。
【具體實施方式】
[0039]以下對本發(fā)明的熒光光源裝置的實施方式進行說明。
[0040]圖1是表示本發(fā)明的熒光光源裝置的一個例子的構(gòu)成的概略的說明圖，圖2是表示圖1的熒光光源裝置中的波長轉(zhuǎn)換構(gòu)件的構(gòu)成的說明用截面圖。
[0041]該熒光光源裝置如圖1所示，具備出射藍色區(qū)域的光的激光二極管10和與該激光二極管10相向地配置的熒光發(fā)光構(gòu)件20而成。該熒光發(fā)光構(gòu)件20是具有通過作為由激光二極管10出射的激光的激發(fā)光L被激發(fā)、出射例如綠色區(qū)域的熒光LI的波長轉(zhuǎn)換構(gòu)件的構(gòu)件。
[0042]在接近于激光二極管10與熒光發(fā)光構(gòu)件20之間的該激光二極管10的位置上，配置有將從激光二極管10入射的激發(fā)光L作為平行光線出射的準直透鏡15。另外，在準直透鏡15與熒光發(fā)光構(gòu)件20之間，在透過來自激光二極管10的激發(fā)光L的同時、將來自熒光發(fā)光構(gòu)件20中的波長轉(zhuǎn)換構(gòu)件的熒光LI反射的分色鏡16以相對于準直透鏡15的光軸傾斜了例如45°的角度的姿態(tài)配置。
[0043]熒光發(fā)光構(gòu)件20如圖2所示，在矩形的基板31的表面(圖2中的上表面)上設(shè)置有由大致矩形板狀的熒光構(gòu)件22構(gòu)成的波長轉(zhuǎn)換構(gòu)件。
[0044]該熒光發(fā)光構(gòu)件20按照熒光構(gòu)件22的表面(圖2中的上表面)與激光二極管10相向的方式進行配置，該熒光