荧光光源装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及通过利用激发光将荧光体激发而从该荧光体放射荧光的荧光光源装 置。
【背景技术】
[0002] 作为例如投影仪中使用的绿色光源，一直以来已知通过对荧光体照射激光而从该 荧光体放射绿色光的荧光光源装置。作为这样的荧光光源装置的一个例子，已知下述的荧 光光源装置：其具备在旋转轮的表面上涂布荧光体而成的波长转换构件，通过对该波长转 换构件照射蓝色区域的激光，在该波长转换构件中的荧光体中生成绿色区域的光（参照专 利文献1)。
[0003] 具体地说，专利文献1中使用如下所述的荧光光源装置：如图17所示，作为投影仪 装置的绿色光源，具备放射在蓝色区域内进行振动的激光的激光光源71、荧光轮72以及用 于使该荧光轮72旋转的轮发动机73。该荧光光源装置的荧光轮72是在透过来自激光光源 71的激光的基材上形成由被该激光激发的荧光体构成的波长转换构件的层而成的。
[0004] 图17中，81是准直透镜、82是由红色发光二极管构成的红色光源。另外，83A、83B、 83(：、84八、848、84(：是聚光透镜。另外，85是透过来自绿色光源的光、对来自红色光源的光进 行反射的分色镜；86是导光装置入射透镜。另外，87是反射镜，88是导光装置。
[0005] 然而，含有轮发动机73的荧光轮72的驱动体系的构成复杂，而且有下述问题：由 于构成构件的劣化，因此轮发动机73无法获得长使用寿命。
[0006] 另外，作为荧光光源装置的另一例子，例如可举出下述荧光光源装置：如图18所 示，由被来自激光光源的激光所激发的荧光体（YAG烧结体）构成的波长转换构件61介由 硫酸钡层63接合在由背面设有散热用散热片64的AIN烧结体构成的基板62的表面上，在 激光光源上固定地设有该接合体（参照专利文献2)。通过对该波长转换构件61照射蓝色 区域的激光作为激发光，在该波长转换构件61中生成绿色区域的光。
[0007] 然而，这样的荧光光源装置具有无法获得很高的发光效率的问题。
[0008] 具体地说，具有下述问题：当将激发光照射到波长转换构件61时，在该波长转换 构件61的表面处、激发光被反向散射，因此无法将激发光充分地摄入到波长转换构件61的 内部。另外，具有下述问题：在波长转换构件61内，用荧光体产生的荧光中，相对于波长转 换构件61与空气的界面的入射角超过临界角的荧光被封闭在波长转换构件61的内部，因 此无法有效地利用荧光。
[0009] 另外，专利文献2所记载的装置中，具有下述问题：由于从荧光体放射的荧光向全 方向扩散、被放射，因此对于从波长转换构件61的侧面方向放射的荧光而言，无法效率良 好地进行利用。
[0010] 另外，具有下述问题：由于硫酸钡的导热性低，因此作为扩散反射构件使用硫酸钡 时，无法有效地进行排热。
[0011] 现有技术文献
[0012] 专利文献
[0013] 专利文献1 :日本特开2011-13316号公报
[0014] 专利文献2 :日本特开2011-198560号公报
【发明内容】
[0015] 发明要解决的技术问题
[0016] 本发明是基于上述事实而作出的，其目的在于提供一种荧光光源装置：其在将激 发光照射到波长转换构件时，在抑制该激发光的反向散射的同时、能够高的效率地将在波 长转换构件内部产生的荧光出射至外部，因此可获得高的发光效率。
[0017] 另外，本发明的另一目的在于提供可获得高的发光效率、且排热性高的荧光光源 装置。
[0018] 用于解决课题的手段
[0019] 本发明的第1实施方式的荧光光源装置是具备由被激发光激发的荧光体得到的 波长转换构件而成的荧光光源装置，其特征在于，
[0020] 上述波长转换构件在成为激发光受光面的表面上形成有表面侧周期结构、在背面 形成有背面侧周期结构、在该背面的外侧设有光反射面。
[0021] 本发明的第1实施方式的荧光光源装置中，优选：上述表面侧周期结构的周期是 从上述荧光体放射的荧光的衍射发生的范围的大小。
[0022] 另外，优选：上述背面侧周期结构的周期是从上述荧光体放射的荧光的衍射发生 的范围的大小。
[0023] 本发明的第1实施方式的荧光光源装置中，上述波长转换构件可以是以下的构 成：其是由其整体含有荧光体而成的荧光构件构成的。
[0024] 本发明的第1实施方式的荧光光源装置中，上述波长转换构件可以是以下的构 成：其具备含有荧光体而成的荧光构件和周期结构体层，上述周期结构体层是在该荧光构 件的表面上形成的、表面具有周期结构的表面侧周期结构体层及在该荧光构件的背面上形 成的、背面具有周期结构的背面侧周期结构体层中的至少一个周期结构体层。
[0025] 另外，在上述荧光构件上形成的周期结构体层的折射率优选为该荧光构件的折射 率以上。
[0026] 本发明的第1实施方式的荧光光源装置是具备由被激发光激发的荧光体得到的 波长转换构件而成的荧光光源装置，其特征在于，
[0027] 上述波长转换构件在成为激发光受光面的表面上形成有表面侧周期结构，背面成 为由粗糙面形成的光扩散面，在该背面的外侧设有光反射面。
[0028] 本发明的第2实施方式的荧光光源装置是具备由被激发光激发的荧光体得到的 波长转换构件而成的荧光光源装置，其特征在于，
[0029] 在上述波长转换构件的激发光受光面上形成有大致锥状的凸部周期性排列而成 的周期结构，该周期结构的周期是从上述荧光体放射的荧光的衍射发生的范围的大小，
[0030] 在上述波长转换构件的背面形成有由电介质多层膜构成的光反射膜。
[0031] 本发明的第2实施方式的荧光光源装置中，优选上述波长转换构件的周侧面被反 射面包围。
[0032] 本发明的第2实施方式的荧光光源装置中，优选包围上述波长转换构件的周侧面 的反射面是扩散反射面。
[0033] 本发明的第3实施方式的荧光光源装置是具备由被激发光激发的荧光体得到的 波长转换构件而成的荧光光源装置，其特征在于，
[0034] 上述波长转换构件介由接合用金属层接合在基板表面上，
[0035] 上述接合用金属层具有未被上述波长转换构件覆盖的非被覆部分，
[0036] 反射性粒子分散在粘合剂中而成的反射层按照将上述波长转换构件的周侧面覆 盖的方式形成在上述接合用金属层的非被覆部分上，
[0037] 上述反射层是形成该反射层的材料对形成上述接合用金属层的材料的亲和性高 于对形成上述基板表面的材料的亲和性的层。
[0038] 本发明的第3实施方式的荧光光源装置中，优选上述反射层的层厚为100 μπι以 上。
[0039] 本发明的第3实施方式的荧光光源装置中，优选：
[0040] 上述基板形成有凹部，
[0041] 在上述凹部内配置有上述波长转换构件，
[0042] 通过在上述凹部的内周面与上述波长转换构件的周侧面之间填充了形成反射层 的材料的状态而形成有反射层。
[0043] 本发明的第3实施方式中，粘合剂是指硅酮树脂、水性陶瓷悬浮液、低熔点玻璃、 SiO2凝胶-溶胶材料等。
[0044] 发明效果
[0045] 本发明的第1实施方式的荧光光源装置中，由于在波长转换构件的激发光受光面 上形成有表面侧周期结构，因此当对波长转换构件照射激发光时，可以抑制该激发光的反 向散射，结果可以使激发光充分地进入波长转换构件的内部。
[0046] 另外，在波长转换构件的背面的外侧设有光反射面，同时，该背面通过形成有背面 侧周期结构或由粗糙面形成有光扩散面而成为凹凸面。因此，由于在波长转换构件的内部 从荧光体放射的荧光在该背面改变角度、在光反射面上被反射，因而会抑制荧光被封闭在 波长转换构件的内部。
[0047] 因此，根据本发明的第1实施方式的荧光光源装置，能够使激发光充分地进入波 长转换构件的内部，同时能够以高的效率将在波长转换构件内生成的荧光出射至外部，因 而可获得高的发光效率。
[0048] 根据本发明的第2实施方式的荧光光源装置，基本上在波长转换构件的激发光受 光面上形成有大致锥状的凸部周期性排列而成的周期结构，因此当对波长转换构件照射激 发光时，会抑制该激发光的反向散射，结果可获得高的发光效率。
[0049] 另外，由于在波长转换构件的激发光受光面上形成的周期结构的周期是从荧光体 放射的荧光的衍射发生的范围的大小，因此能够以高的效率将从该荧光体放射的荧光放射 至外部，结果可获得更高的发光效率。
[0050] 进而，由于在波长转换构件的背面形成有由电介质多层膜而成的光反射膜，因此 能够以高的效率将在该波长转换构件内部发生的荧光取出，结果可获得进一步高的发光效 率。
[0051] 另外，根据波长转换构件的周侧面被反射面包围的构成的荧光光源装置，可以在 该反射面上将从波长转换构件的周侧面出射的荧光反射、返回至波长转换构件的内部，因 此能够以更高的效率将该波长转换构件的内部发生的荧光取出。
[0052] 另外，根据包围波长转换构件的周侧面的反射面为扩散反射面的构成的荧光光源 装置，在将从波长转换构件的周侧面出射的荧光返回至波长转换构件内部时，易于通过扩 散反射改变其方向、将其取出至波长转换构件的正面方向（激发光受光面方向），因而能够 以进一步更高的效率将在该波长转换构件的内部发生的荧光取出。
[0053] 根据本发明的第3实施方式的荧光光源装置，通过按照将波长转换构件的周侧面 覆盖的方式来形成反射层，能够以高的效率将在波长转换构件内发生的荧光取出。结果，可 获得高的发光效率。另外，通过将波长转换构件介由接合用金属层接合在基板表面上，可获 得高的排热性。
[0054] 另外，作为形成反射层的材料使用由硅酮树脂构成的粘合剂时，该硅酮树脂一般 来说与形成基板表面的材料的亲和性低，因此有反射层剥离的顾虑，但本发明的第3实施 方式的荧光光源装置中，在接合用金属层的非被覆部分上形成有反射层的同时，形成反射 层的材料对形成接合用金属层的材料的亲和性高于对形成基板表面的材料的亲和性，因而 可以将反射层可靠地固定在接合用金属层的非被覆部分上、抑制反射层的剥离。
[0055] 另外，根据本发明的第3实施方式的荧光光源装置，反射层的层厚为100 μπι以上， 因此可获得进一步高的发光效率。
【附图说明】
[0056] 图1是表示本发明的荧光光源装置的一个例子的构成的概略的说明图。
[0057] 图2是表示本发明第1实施方式的荧光光源装置的荧光发光构件的构成的说明用 截面图。
[0058] 图3是示意地表示荧光发光构件的表面侧周期结构的变形例的说明图。
[0059] 图4是宏观地表示在将激发光入射到垂直于由荧光构件所构成的波长转换构件 表面的方向上时、该激发光进行传播的介质的折射率的变化的图，（a)是放大显示荧光构件 的一部分的截面图，（b)是表不相对于焚光构件表面垂直的方向的位置与折射率的宏观关 系的图表。
[0060] 图5是表示本发明第1实施方式的荧光光源装置的另一个例子的荧光发光构件的 构成的说明用截面图。
[0061] 图6是表示本发明第1实施方式的荧光光源装置的又一个例子的荧光发光构件的 构成的说明用截面图。
[0062] 图7是表示本发明第1实施方式的荧光光源装置的再一个例子的荧光发光构件的 构成的说明用截面图。
[0063] 图8是表示本发明第2实施方式的荧光光源装置的荧光发光构件的构成的说明用 截面图。
[0064] 图9是宏观地表示在将激发光入射到垂直于由荧光构件所构成的波长转换构件 表面的方向上时、该激发光进行传播的介质的折射率的变化的图，（a)是放大显示荧光构件 的一部分的截面图，（b)是表不相对于焚光构件表面垂直的方向的位置与折射率的宏观关 系的图表。
[0065] 图10是示意地表示荧光构件表面中荧光所产生的反射及衍射的说明图。
[0066] 图11是表示本发明第2实施方式的荧光光源装置的另一个例子的荧光发光构件 的构成的说明用截面图。
[0067] 图12是表示本发明第2实施方式的荧光光源装置的又一个例子的荧光发光构件 的构成的说明用截面图。
[0068] 图13是表示本发明第3实施方式的荧光光源装置的荧光发光构件的构成的说明 用立体图。
[0069] 图14是图13所示荧光发光构件的说明用截面图。
[0070] 图15是表示本发明第3实施方式的荧光光源装置的另一个例子的荧光发光构件 的构成的说明用截面图。
[0071] 图16是示出实施例1-2中所得的波长转换构件的背面的光的反射率与该波长转 换构件的光取出效率的关系的图表。
[0072] 图17是表示以往的荧光光源装置的构成的一个例子的说明图。
[0073] 图18是表示以往的荧光光源装置的构成的另一个例子的说明图。
【具体实施方式】
[0074] 以下说明本发明的荧光光源装置的实施方式。
[0075] 图1表示本发明的荧光光源装置的一个例子的构成的概略的说明图。
[0076] 该荧光光源装置如图1所示，其具备出射蓝色区域的光的激光二极管10 ;和与该 激光二极管10相向配置的具有由荧光构件构成的波长转换构件的荧光发光构件20,上述 荧光构件是由被作为从该激光二极管10出射的激光的激发光L所激发、将绿色区域的荧光 Ll出射的荧光体所形成的。
[0077] 在激光二极管10与荧光发光构件20之间接近该激光二极管10的位置上，配置有 使从激光二极管10入射的激发光L作为平行光线出射的准直透镜15。另外，在准直透镜 15与荧光发光构件20之间，在将来自激光二极管10的激发光L透过的同时、对来自荧光发 光构件20的波长转换构件的荧光Ll进行反射的分色镜16以相对于准直透镜15的光轴倾 斜例如45°角度的姿势进行配置。
[0078] 在此，图1中使用了 1个激光二极管10的光，但也可以是具有多个激光二极管10、 在荧光发光构件20的波长转换构件前配置聚光透镜、将会聚光照射至该波长转换构件的 形态。另外，激发光并非限于由激光二极管10得到的光，只要是能够激发波长转换构件的 荧光体，则可以是将LED产生的光会聚的光，也可以是来自密封有汞、氙等的灯的光。另外， 在利用如灯或LED那样的放射波长具有幅度的光源时，激发光的波长是主要的放射波长的 区域。但本发明中并非限定于此。
[0079] 该荧光光源装置整体的结构在下述第1实施方式~第3实施方式的荧光光源 装置中全部是相同的。第1实施方式~第3实施方式的荧光光源装置中，荧光发光构件 20 (20a~20c)的构成中分别具有各自的特征。
[0080] 另外，荧光光源装置整体