• 四川郎酒股份有限公司获第十二届人民企业社会责任奖年度环保奖 2019-05-13
  • 银保监会新规剑指大企业多头融资和过度融资 2019-05-12
  • 韩国再提4国联合申办世界杯 中国网友无视:我们自己来 2019-05-11
  • 中国人为什么一定要买房? 2019-05-11
  • 十九大精神进校园:风正扬帆当有为 勇做时代弄潮儿 2019-05-10
  • 粽叶飘香幸福邻里——廊坊市举办“我们的节日·端午”主题活动 2019-05-09
  • 太原设禁鸣路段 设备在测试中 2019-05-09
  • 拜耳医药保健有限公司获第十二届人民企业社会责任奖年度企业奖 2019-05-08
  • “港独”没出路!“梁天琦们”该醒醒了 2019-05-07
  • 陈卫平:中国文化内涵包含三方面 文化复兴表现在其中 2019-05-06
  • 人民日报客户端辟谣:“合成军装照”产品请放心使用 2019-05-05
  • 【十九大·理论新视野】为什么要“建设现代化经济体系”?   2019-05-04
  • 聚焦2017年乌鲁木齐市老城区改造提升工程 2019-05-04
  • 【专家谈】上合组织——构建区域命运共同体的有力实践者 2019-05-03
  • 【华商侃车NO.192】 亲!楼市火爆,别忘了买车位啊! 2019-05-03
    • / 24
    • 下载费用:30 金币  

    重庆时时彩技巧scjxsscjq: 发光装置、照明装置以及车辆用前照灯.pdf

    关 键 词:
    发光 装置 照明 以及 车辆 用前照灯
      专利查询网所有资源均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。
    摘要
    申请专利号:

    CN201110123688.9

    申请日:

    2011.05.10

    公开号:

    CN102313220A

    公开日:

    2012.01.11

    当前法律状态:

    撤回

    有效性:

    无权

    法律详情: 发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):F21S 8/10申请公布日:20120111|||实质审查的生效IPC(主分类):F21S 8/10申请日:20110510|||公开
    IPC分类号: F21S8/10; F21V9/08; F21W101/10(2006.01)N 主分类号: F21S8/10
    申请人: 夏普株式会社
    发明人: 岸本克彦
    地址: 日本国大阪府
    优先权: 2010.05.17 JP 2010-113474
    专利代理机构: 中科专利商标代理有限责任公司 11021 代理人: 张远
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201110123688.9

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2014.03.26|||2012.03.07|||2012.01.11

    法律状态类型:

    发明专利申请公布后的视为撤回|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    具备发射激光的激光光源,以及设有将被激光光源发射的激光照射的被照射面,且通过在该被照射面上的激光照射而进行发光的发光部,该发光部的被照射面上的激光的功率密度是0.1W/mm2以上且100W/mm2以下。

    权利要求书

    1: 一种发光装置, 其特征在于 : 具备发射激光的激光光源, 以及发光部, 所述发光部具备被所述激光光源发射的激光照射的被照射面, 所述发光部根据在所述 被照射面上的激光照射而进行发光, 所述发光部的被照射面上的激光的功率密度是 0.1W/mm2 以上且 100W/mm2 以下。
    2: 如权利要求 1 所述的发光装置, 其特征在于 : 所述激光光源具备发射激光的发射端面, 所述发射端面与干燥空气相接触。
    3: 如权利要求 1 所述的发光装置, 其特征在于 : 还具备壳体, 所述壳体用于收容所述激光光源, 并使所述激光光源发射的激光照射到所述发光部的 被照射面上, 所述壳体的内部封入有干燥空气。
    4: 如权利要求 1 所述的发光装置, 其特征在于 : 所述发光部由荧光体保持部件与荧光体所构成, 其中, 所述荧光体是分散到所述荧光 体保持部件中的、 被激光照射而发光的荧光体。
    5: 如权利要求 4 所述的发光装置, 其特征在于 : 所述荧光体是选自 CASN:Eu、 SCASN:Eu、 Caα-SiAlON:Ce、 β-SiAlON:Eu、 JEM 中的至少 一种氧氮化物荧光体、 氮化物荧光体或者半导体纳米粒子荧光体。
    6: 如权利要求 4 所述的发光装置, 其特征在于 : 所述荧光体保持部件由有机高分子部件所构成, 所述发光部的被照射面上的激光的功率密度是 0.1W/mm2 以上且 10W/mm2 以下。
    7: 如权利要求 6 所述的发光装置, 其特征在于 : 所述有机高分子部件具有主链含硅氧烷键、 侧链含有机基的化学结构。
    8: 如权利要求 7 所述的发光装置, 其特征在于 : 所述有机高分子部件是侧链有甲基的硅树脂。
    9: 如权利要求 2 所述的发光装置, 其特征在于 : 所述干燥空气的露点温度是 -30℃以下。
    10: 如权利要求 3 所述的发光装置, 其特征在于 : 所述壳体具备为了使所述激光光源发射的激光透过的透射部, 所述透射部由有机高分子部件所构成。
    11: 如权利要求 1 所述的发光装置, 其特征在于 : 所述激光光源的激发波长是 400nm 以上且 420nm 以下。
    12: 如权利要求 1 所述的发光装置, 其特征在于 : 所述激光光源的激发波长是 440nm 以上且 470nm 以下。
    13: 一种照明装置, 其特征在于 : 作为光源使用了权利要求 1 所述的发光装置。
    14: 一种车辆用前照灯, 其特征在于 : 作为光源使用了权利要求 1 所述的发光装置。

    说明书


    发光装置、 照明装置以及车辆用前照灯

        技术领域 本发明涉及一种用作高亮度高光束光源的发光装置, 以及具备该发光装置的照明 装置和车辆用前照灯。
         背景技术 为推进节能和减少对环境有害的物质的使用, 目前正急速推广新型发光装置的研 发和实用化。 与以往的白灼灯泡相比, 通过组合半导体发光元件和荧光体, 或通过使用有机 EL 材料而得到的发光装置, 其具有优越的发光效率。例如在日本国内, 在 JIS( 日本工业标 准 )Z8113 中规定了光源效率 ( 光源发射的光束的总量除以该光源的功耗所得的值 )。 所述 的发光装置, 其光源效率非常高, 此外, 其与荧光灯等相比, 具有不含有水银等对环境有害 的物质等的种种优点。
         在该些新型发光装置中, 还开发出了一种发光效率超过了荧光灯的白光 LED, 这种白光 LED 是组合作为半导体发光元件而使用的发出蓝光的发光二极管 (LED : Light Emitting Diode) 和可发出黄光的荧光体而做成的, 从亮度、 发光效率、 成本等方面考虑, 这 种白光 LED 可以说是实用化推进最快的发光装置。
         而这种白光 LED 存在难以进一步提高亮度 ( 单位 : cd/mm2) 的问题。如果只是为了 提高明亮感, 则通过排列多个白光 LED 即可实现。但是, 亮度是指单位面积中的发光强度, 因此, 只是多组合几个如上所述的光源是无法提高亮度的。
         因此, 为了提高亮度, 需要增加单位面积中的发光强度, 需要提高对单个发光元件 的输入功率。 然而, LED 元件本身还存有发热的问题, 因此现阶段已接近本领域的技术极限。
         在各种研发中, 也有一种使用半导体激光器作为光源, 通过激光的照射使荧光体 进行高亮度发光的白光 LD(Laser Diode : 激光二极管 )( 例如, 参照非专利文献 1)。
         通常, 对于装载在需要照亮远处的车辆用前照灯 ( 车头灯 ) 或者放映机等照明装 置中的光源而言, 亮度是最重要的参数。 通过使用高亮度的光源, 能够缩小构成车头灯或者 放映机等的光学系统的尺寸。
         ( 现有技术文献 )
         非专利文献 : 《应用物理》 , 第 74 卷第 11 号 (2005) ; 第 1463 ~ 1466 页。
         然而, 现有技术中的作为发光装置的白光 LED 以及白光 LD 却很难用作适合这些车 头灯或放映机等的光源。其理由是, 现有的白光 LED 以及白光 LD 存在如以下所述的, 不能 兼备高亮度和高光束的问题。
         即, 单个发光元件的光束超过 100lm( 流明 ; lumen) 的白光 LED 已经在市场上销 售, 通过聚集多个这种白光 LED, 能够得到更多的光束。然而如上所述, 对于亮度, 仍很难进 行进一步的提高。
         另一方面, 白光 LD 虽然能够实现高亮度化, 但其单个发光元件所能照射出的光 束最高也只有 100lm 左右, 这远不及如实用为车头灯的卤素灯或 HID(High Intensity Discharge : 高强放电 ) 灯所能照射的光束量 ( 数百 100lm ~ 3000lm 左右 )。
         发明内容 鉴于以上问题, 本发明的目的在于提供一种用作可进行高亮度高光束发光的光源 的发光装置、 具备该发光装置的照明装置以及车辆用前照灯。
         为了实现所述目的, 本发明提供的发光装置, 具备用于发射激光的激光光源以及 发光部, 该发光部具备被所述激光光源发射的激光照射的被照射面, 所述发光部根据在 所述被照射面上的激光照射而进行发光, 所述发光部的被照射面上的激光的功率密度是 2 2 0.1W/mm 以上且 100W/mm 以下。
         在所述发光装置中, 发光部的被照射面上的激光的功率密度是 0.1W/mm2 以上且 100W/mm2 以下, 因此, 不会导致发光部的劣化, 能以高功率进行发光部的发光, 从而能够获 得以高亮度高光束进行发光的发光装置。
         这里所说的 “功率密度” , 是从激光光源发射并照射到发光部中的激光的输出除以 发光部的被照射面积所得的值。
         另外, 发光部的发光效率只有 50%左右时, 所述的 “0.1W/mm2 以上” 成为 1W/mm2 以 上为佳。
         例如, 即使激光光源的输出是 1W, 如果发光部的发光效率是 50%左右, 则从发光 部发射的光的输出也只有 0.5W。 而从发光部发射的光的输出只有 0.5W 时, 从发光部发射的 所有光束就无法超过适用为车头灯或者放映机的光源时所需的 100lm。因此, 这种情况下, 2 发光部的被照射面上的激光的功率密度需要达到 1.0W/mm 以上。
         ( 发明的效果 )
         本发明所提供的发光装置, 如上所述, 具备用于发射激光的激光光源以及发光部, 该发光部具备被所述激光光源发射的激光照射的被照射面, 所述发光部根据在所述被照射 面上的激光照射而进行发光, 所述发光部的被照射面上的激光的功率密度是 0.1W/mm2 以上 且 100W/mm2 以下。
         因此, 能够获得可进行高亮度高光束的发光的光源。
         附图说明 图 1 是表示本发明一实施方式所涉及的发光装置的概要结构的侧截面图。
         图 2 是表示本发明一实施方式所涉及的发光装置中用作激光光源的 GaN 系列半导 体激光器的概略结构的截面图。
         图 3 是使用有本发明一实施方式所涉及的发光装置的车辆用前照灯的概略结构 图。
         图 4 是使用有本发明一实施方式所涉及的发光装置的放映机的概略结构图。
         图 5 是表示现有技术中的 LED 筒灯的外观以及本发明一实施方式涉及的激光筒灯 所具备的发光单元的外观的概略图。
         图 6 是设置有上述激光筒灯的天花板的截面图。
         图 7 是上述激光筒灯的截面图。
         图 8 是表示上述激光筒灯的设置方法的变更例的截面图。
         图 9 是设置有上述 LED 筒灯的天花板的截面图。
         图 10 是比较上述激光筒灯和上述 LED 筒灯的规格的图表。 ( 附图标记说明 ) 10、 301、 401 发光装置 20 GaN 系列半导体激光器 101、 521 激光光源 30 车辆用前照灯 101a 前端面 ( 出射端面 ) 40 放映机 101b 后端面 102 管座块 103 管座 104 罩体 105 玻璃罩 106b 荧光体 106a 荧光体保持物 ( 荧光体保持部件、 有机高分子部件 ) 106、 403、 513 发光部 108 绝缘树脂 107a、 107b 电极引线 109 Au 线 110 激光驱动电路 201 n 型 GaN 基板 202 n 型 GaN 层 204 n 型 GaN 引导层 203 n 型 Al0.05Ga0.95N 209 p 型 Al0.1Ga0.9N 下部金属包层 上部金属包层 205 GaN 下部邻接层 206 活性层 207 GaN 上部邻接层 208 p 型 Al0.2Ga0.8N 层 210 p 型 GaN 连接层 211 n 侧电极 212 绝缘层 213 p 侧电极 214 第一层 215 第二层 216 第三层 303 投影透镜 302、 405 反射镜 304 支撑体 305 遮光板 407 显示面板 402、 511、 602 壳体 409 液晶面板 404、 406 聚光透镜 411 液晶驱动电路 408、 410 偏光板 412 投射透镜 414 凹透镜 416 屏幕 413、 415 凸透镜 500 激光筒灯 510 发光单元 512 凹部 514、 601 透光板 515 通路 520 LD 光源单元 522 非球面透镜 523 光纤 600 LED 筒灯 603 电源线 700 顶板 701 隔热材具体实施方式
         以下参照附图来说明本发明的实施方式。在以下的图面说明中, 对相同或类似的 部分赋予相同或类似的符号。另外, 为了方便说明, 在以下所参照的各图中, 仅简略地表示 了本发明实施方式的各构成部件中的说明本发明所需的主要部件。因此, 本发明的发光装置以及照明装置也可以具备本说明书以及附图中未说明或图示的任意的结构部件。另外, 各图中所示部件的尺寸, 并非忠实反应实际结构部件的尺寸以及各部件的尺寸比例。
         〔实施方式 1〕
         以下参照图 1 以及图 2, 对本发明的实施方式 1 进行说明。
         ( 发光装置 10 的结构 )
         图 1 是表示本发明的实施方式 1 所涉及的发光装置 10 的概略结构的侧截面图。 如图 1 所示, 发光装置 10 具备激光光源 101、 管座块 102、 管座 103、 罩体 104、 玻璃罩 ( 透射 部 )105、 发光部 106、 电极引线 107a 以及电极引线 107b。
         激光光源 101 具有前端面 ( 出射端面 )101a 和后端面 101b, 其中, 前端面 101a 是 用于发射激光的解理面, 后端面 101b 是位于前端面 101a 的相反侧的解理面, 由前端面 101a 与后端面 101b 构成用于进行激光激发的共振器。该共振器的共振方向与管座块 102 的长 度方向一致。
         作为激光光源 101, 例如可以使用单一波段或多个波段的半导体激光器, 或可以使 用激光激发半导体固体激光器。例如有周知的 GaN( 氮化镓 ) 系列的半导体激光器。从激 光光源 101 射出的激光是用于激发发光部 106 的激发光。 作为激光光源 101 使用了 GaN 系列半导体激光器时, 用波长为 405nm( 蓝紫光 ) 的 光进行激发, 能够发射具有 10W 的输出功率的激光。以下, 就作为激光光源 101 使用了 GaN 系列半导体激光器的情况, 作为示例进行说明。对于该 GaN 系列半导体激光器的详细结构, 将在后文中说明。
         管座块 102 以及管座 103 例如由铜等导电性材料形成。激光光源 101 搭载在管座 块 102 上。
         管座块 102 与激光光源 101 的下部电极 ( 图示省略 ) 电连接, 该下部电极配设在激 光光源 101 的管座块 102 侧的主面上。管座块 102 与管座 103 形成为一体。激光光源 101 的上述的下部电极与电极引线 107a, 是通过管座块 102 以及管座 103 而实现电连接的。
         而且, 由于管座块 102 与管座 103 形成为一体, 因此激光光源 101 发出的热可通过 管座块 102 从管座 103 有效地释放出去。
         管座 103 上设有插孔 ( 图示省略 ), 该插孔中插入有电极引线 107a 的一端。管座 103 与电极引线 107a 电连接。
         另外, 管座 103 上还设有贯通孔, 电极引线 107b 的一端穿过该贯通孔而贯穿管座 103。管座 103 与电极引线 107b 电绝缘。这种管座 103 与电极引线 107b 间的电绝缘, 是通 过在管座 103 与电极引线 107b 之间夹设如绝缘树脂 108 等来实现的。
         罩体 104 以包围激光光源 101 和搭载有激光光源 101 的管座块 102 的方式, 配设 在管座 103 上。罩体 104 上设有用于将激光光源 101 发射的激光射出至罩体 104 外部的激 光发射口。该激光发射口与激光光源 101 的前端面 101a 对置而设。
         而且, 罩体 104 同管座 103 以及玻璃罩 105 一起收容激光光源 101 以及管座块 102, 并形成封装用壳体。即, 激光光源 101 以及管座块 102 配设在由管座 103、 罩体 104 以及玻 璃罩 105 封装而成的壳体内的空间 A 中。
         并且, 此空间 A 中封入有干燥空气 (dry air)。而且, 此干燥空气的露点温度 是 -35℃。
         玻璃罩 105 与激光光源 101 的前端面 101a 对置而设。而且, 玻璃罩 105 堵住罩体 104 的激光发射口。从激光光源 101 的前端面 101a 发射的激光将透射玻璃罩 105, 透过玻 璃罩 105 的激光将照射发光部 106。
         玻璃罩 105 是发射自激光光源 101 的激光可以透过的部件, 例如可以使用周知的 可使激光透射的石英等。
         电极引线 107a 是与管座 103 电连接的接地用电极。电极引线 107a 的一端插入到 管座 103 中。电极引线 107b 是半导体激光器驱动用电极, 其与配设在激光光源 101 上的上 部电极 ( 图示省略 ) 电连接, 其中, 此上部电极位于激光光源 101 的管座块 102 侧的相反侧 的主面上。电极引线 107b 的一端与管座 103 绝缘, 同时贯穿此管座 103 而突出到空间 A 内 部。而且, 电极引线 107b 的一端与激光光源 101 的上部电极是例如通过 Au 线 109 来实现 电连接的。
         电极引线 107a 以及电极引线 107b 各自的另一端, 一同连接到例如激光驱动电路 110 上。 激光驱动电路 110 连续地或者间歇地在电极引线 107a 与电极引线 107b 之间施加规 定的电位差, 由此在激光光源 101 的上部电极与下部电极之间输入用于驱动激光光源 101 的驱动电流。 发光部 106 配设在玻璃罩 105 上。发光部 106 与激光光源 101 的前端面 101a 对 置而设, 该发光部 106 具备位于发光部 106 底部的被照射面, 该被照射面会被发射自激光光 源 101 的激光照射。
         而且, 发光部 106 是其被照射面上照射到激光而发光的部件, 其中含有受激光的 照射而发光的荧光体。 具体地说, 发光部 106 是例如由硅树脂形成的荧光体保持物 ( 荧光体 保持部件 )106a 的内部分散有荧光体 106b 的部件。荧光体保持物 106a 与荧光体 106b 的 比例是 10 ∶ 1 左右。而且, 发光部 106 也可以是压制 (pressed) 荧光体 106b 的部件。荧 光体保持物 106a 并不局限于硅树脂, 也可以是玻璃。
         荧光体 106b 是氧氮化物荧光体或者氮化物荧光体, 包含蓝色荧光体、 绿色荧光体 以及红色荧光体, 这些荧光体被分散在荧光体保持物 106a 中。作为激光光源 101 使用 GaN 系列半导体激光器时, 由于激发的是波长为 405nm( 蓝紫色 ) 的激光, 因此, 当该激光照射到 发光部 106 上时会产生白光。从而, 也可以说发光部 106 是波长变换部件。
         另外, 激光光源 101 也可以激发波长为 450nm( 蓝色 ) 的激光 ( 或者, 在 440nm 以 上且 490nm 以下的波长范围内具有峰值波长的, 所谓 “蓝色” 附近的激光 ), 而此时, 荧光体 106b 是黄色荧光体, 或者是绿色荧光体与红色荧光体的混合物。 在这里, 黄色荧光体是可发 出在 560nm 以上且 590nm 以下的波长范围内具有峰值波长的光的荧光体 ; 绿色荧光体是可 发出在 510nm 以上且 560nm 以下的波长范围内具有峰值波长的光的荧光体 ; 红色荧光体是 可发出在 600nm 以上且 680nm 以下的波长范围内具有峰值波长的光的荧光体。
         作为荧光体 106b, 优选的是被通称为赛隆 (SiAlON ; 硅铝氧氮聚合材料 ) 荧光体 的氧氮化物荧光体或者氮化物荧光体。 所谓赛隆, 是氮化硅的一部分硅原子被铝原子置换, 一部分氮原子被氧原子置换的物质。赛隆荧光体可通过在氮化硅 (Si3N4) 中固溶氧化铝 (Al2O3)、 氧化硅 (SiO2) 以及稀土类元素等来制备。
         作为荧光体 106b 的其他的优选例, 可以是使用 III-V 族化合物半导体的纳米级粒 子的半导体纳米粒子荧光体。而这种半导体纳米粒子荧光体的特征之一是, 即使采用相同
         的化合物半导体 ( 例如, 磷化铟 : InP), 通过改变其粒径, 也能根据量子尺寸效应来改变发 光颜色 ( 例如, 在 InP 中, 粒子尺寸为 3 ~ 4nm 程度时发出红光。在此, 粒子尺寸是通过透 射电子显微镜 (TEM) 来评价的。)
         而且, 该半导体纳米粒子荧光体还具有如下特征, 即, 由于是半导体基质, 荧光寿 命较短, 而且, 能够迅速将激发光的功率转化为荧光而放射, 因此对高功率激发光的抵抗性 较强。具有这种特征的理由在于, 这种半导体纳米粒子荧光体的发光寿命为 10 纳秒左右, 这比使用稀土类作为发光中心的通常的荧光体材料小五个数量级。由于发光寿命短, 因此 能够迅速反复地进行激发光的吸收与荧光发光。 其结果, 对于强激发光能保持高效率, 从而 能够减少荧光体发出的热量。由此, 更能抑制光变换部件因受热而劣化 ( 变色或变形 ) 的 现象。从而, 作为光源使用光输出高的发光元件时, 能够进一步抑制发光装置的寿命变短。
         例如, 发光部 106 可通过在作为有机高分子部件的硅树脂 ( 日本信越化学公司制 备的 X32-2712-A/B) 中以 3 ∶ 1 的比例分散 Caα-SiAlON:Ce 荧光体与 CASN:Eu 荧光体, 并 进行加热硬化而成形。
         这种 Caα-SiAlON:Ce 荧光体是氧氮化物荧光体的一种, 是被波长为 405nm 附近的 光所激发而发出蓝绿色荧光的荧光体。而且, CASN:Eu 荧光体是氮化物荧光体的一种, 同样 也是被波长为 405nm 附近的光所激发而发出红色荧光的荧光体。以所述比例配合并分散这 两种荧光体的发光部 106, 被作为 GaN 系列半导体激光器的激光光源 101 发射的激光所激 发, 而发出白光。 从激光光源 101 的前端面 101a 发射的激光, 透过玻璃罩 105 被照射到位于发光部 106 底部的被照射面上。
         在此, 将罩体 104 的自管座 103 起的高度设定为 2.5mm 时, 从激光光源 101 的前端 面 101a 照射到发光部 106 的被照射面上的激光, 其输出功率的密度 (W/mm2) 在发光部 106 的被照射面上是 0.1W/mm2 以上且 100W/mm2 以下。
         此时, 从激光光源 101 的前端面 101a 到发光部 106 的被照射面为止的距离 B 是 1.0mm, 发光部 106 的被照射面上的激光的功率密度是 5W/mm2。
         而且, 当从激光驱动电路 110 投入到激光光源 101 中的投入功率是 35W 时, 从激光 光源 101 会输出 10W 的激光, 而此时从发光部 106 发射的白光的总光束是 1800lm、 亮度是 2 100cd/mm 。而且, 平均显色评价数 Ra 是 94、 红色相关的特殊显色评价数 R9 是 95。
         由于激光光源 101 被保持在封入干燥空气的空间 A 内, 因而能长期稳定地发射高 输出的激光。而且如上所述, 在本实施方式中, 使用的是露点温度为 -35℃的干燥空气, 但 是, 只要是露点温度在 -30 ℃以下的干燥空气, 在将 GaN 系列半导体激光器用作激光光源 101 的情况下, 也能长期高输出地进行稳定的动作。
         而且, 分散在发光部 106 的荧光体保持物 106a 中的荧光体 106b, 即氧氮化物荧光 体的基材的 SiAlON( 赛隆 ), 是周知的超硬质且超耐热的陶瓷材料。本实施方式中, 由于是 把对材料施以荧光体材料化的氧氮化物荧光体使用在发光部 106 中的, 因此, 对于发光部 2 2 106 的被照射面, 即使使用具有 0.1W/mm 以上且 10W/mm 以下的功率密度的具有非常高的 输出的激光激发, 也不会导致发光部 106 的劣化。由此, 能够获得在显著超过卤素灯寿命的 数 1000 小时内可维持高亮度高光束的发光装置 10。
         用发光部 106 的被照射面上的功率密度不满 0.1W/mm2 的激光激发发光部 106 时,
         无法实现超过 20cd/mm2 的高亮度发光。
         这是因为, 为了实现与卤素灯相同程度的亮度 (20cd/mm2) 或其以上的亮度, 需要 2 发光部 106 的被照射面上的功率密度达到 0.1W/mm 以上。
         另外, 通过聚集激光等, 能使发光部 106 的被照射面上的激光的功率密度达到 2 0.1W/mm 以上。然而, 如果激光的功率本身较小 ( 例如 0.5W 以下 ), 则从发光部 106 发射 的总光束无法达到 100lm 以上。从而, 为了实现高光束, 发光部 106 的被照射面上的激光的 功率达到 0.5W 以上为好。
         而另一方面, 用发光部 106 的被照射面上的功率密度超过 10W/mm2 的激光长时间 持续激发发光部 106 时, 会导致构成发光部 106 的荧光体保持物 106a, 即有机高分子部件的 分解、 燃烧。因此, 通过使发光部 106 的被照射面上的功率密度达到 10W/mm2 以下, 来防止 作为荧光体保持物 106a 的有机高分子部件的分解、 燃烧。
         另外, 在荧光体保持物 106a 中, 代替如上所述的由硅树脂等构成的有机高分子部 件, 可以使用由玻璃等构成的无机部件。 而且, 玻璃等无机部件比有机高分子部件具有更高 的耐热性。这种情况下, 为了防止作为荧光体保持物 106a 的无机部件的劣化等, 只要将发 2 光部 106 的被照射面上的功率密度调整为 100W/mm 以下即可。
         在 本 实 施 方 式 中, 作 为 氧 氮 化 物 荧 光 材 料 使 用 了 Caα-SiAlON:Ce 荧 光 体 与 CASN:Eu 荧光体, 除此之外, 使用 SCASN:Eu 荧光体、 β-SiAlON:Eu 荧光体、 JEM 荧光体时 也能实现对高输出激光的高可靠性。例如, 组合可发出蓝光的 JEM 荧光体、 可发出绿光的 β-SiAlON:Eu 荧光体、 可发出红光的 CASN 荧光体, 能够进行高亮度高光束的 RGB 三原色发 光。此时, 也可以代替 β-SiAlON:Eu 荧光体而使用 Caα-SiAlON:Ce 荧光体。
         而且, 作为分散这些荧光体的有机高分子部件, 如果使用的是具有主链含硅氧烷 键, 侧链含有机基的化学结构的材料, 则对高输出激光的抵抗性会变高。
         特别是, 如果使用侧链含甲基 (CH3-) 的硅树脂, 则在可视光波段没有特异的吸收, 从而能实现高可靠性。在本实施方式中, 作为分散氧氮化物荧光体或者氮化物荧光体的有 机高分子部件, 使用的是硅树脂。
         作为本实施方式的变形例, 代替玻璃罩 105, 可以使用分散有氧氮化物荧光体的有 机高分子部件。此时, 由于能消除玻璃罩 105 对激光 ( 激发光 ) 的吸收损失, 因此能获得发 光效率更好的高亮度高光束的发光装置。
         另外, 此时作为有机高分子部件的材料, 重要的是采用气体、 水分难以透过的材 料, 从而不会使封入的干燥空气泄漏, 以及不会使外部的水分侵入。
         在本实施方式中, 作为激光光源 101 使用了激发波长为 405nm 的 GaN 系列半导体 激光器, 但作为发光部 106 的激发光源, 优选使用激发波长为 400nm 以上且 420nm 以下的 GaN 系列半导体激光器。
         由于半导体激光光源会以非常锐利的单一波长光进行激发, 因此, 通过用波长为 400nm 以上的光进行激发, 可以排除会对皮肤造成伤害的 UV-A 光 ( ~ 400nm)。而且, 如果 用波长为 420nm 以下的光进行激发, 因人对该波段的视觉灵敏度非常低, 从而很难引起对 显色性的不良影响。 并且, 在此波段, 还存在前述的氧氮化物荧光体或氮化物荧光体具有高 吸收率的优点。
         而且, GaN 系列半导体激光器的激发波长也可以是 440nm 以上且 470nm 以下。与用所述的 400nm 以上且 420nm 以下的激发光进行激发的情况相比, 通过用属于 蓝色波段的 440nm 以上且 470nm 以下的激发光来激发荧光体, 可以减少斯托克斯损失 ( 激 发波长与荧光波长之差导致的能量损失 )。从而能更高效地使荧光体发光, 因此, 能够获得 发光效率更好的高亮度高光束的发光装置。
         (GaN 系列半导体激光器 20 的具体结构 )
         接下来, 说明一下用作图 1 中的激光光源 101 的 GaN 系列半导体激光器 20 的具体 结构。图 2 是表示该 GaN 系列半导体激光器 20 的概略结构的截面图。另外, 图 2 是从图 1 中的设置在发光装置 10 中的激光光源 101 的前端面 101a 侧观察时的, 表示 GaN 系列半导 体激光器 20 所具有的 1 个脊状条部的概略结构的截面图。GaN 系列半导体激光器 20 具有 含 10 个这种脊状条部的矩阵型结构。
         用于此 GaN 系列半导体激光器 20 的 “氮化物半导体层”包含可表示为化学式 AlxGayInzN(0 ≤ x ≤ 1 ; 0≤y≤1; 0≤z≤1; x+y+z = 1) 的氮化物半导体结晶。在此, “Al” 表示铝, “Ga” 表示镓, “In” 表示铟, “N” 表示氮。而且, “x” 表示铝的含有率, “y” 表示 镓的含有率, “z” 表示铟的含有率。而且, 在构成氮化物半导体层的氮化物半导体结晶是六 方晶时, 可以将氮化物半导体层中的氮元素中的 10%以下的氮元素置换成砷、 磷以及锑中 的至少一种元素。 并且, 在以下说明中, 将表示为 AlxGayN(0 < x < 1 ; 0<y<1; x+y = 1) 的氮化 物半导体结晶所构成的氮化物半导体层简称为 “AlGaN 层” 。而且, 通过在氮化物半导体层 中至少掺杂例如硅、 氧、 氯、 硫、 硒、 碳、 锗、 锌、 镉、 镁以及铍中的一种, 可将氮化物半导体层 形成为 p 型或者 n 型的导电型结构。特别是, 作为 p 型杂质使用镁比较好。对于具备由这 种氮化物半导体结晶所构成的氮化物半导体层的 GaN 系列半导体激光器 20 的一种结构例, 以下参照图 2 的截面图进行说明。
         在 GaN 系列半导体激光器 20 的 n 型 GaN 基板 201 的表面上形成有如下结构, 即依 次按以下顺序形成有 : 厚度为 0.5μm 的 n 型 GaN 层 202 ; 厚度为 2μm 的 n 型 Al0.05Ga0.95N 下部金属包层 203 ; 厚度为 0.1μm 的 n 型 GaN 引导层 204 ; 厚度为 20nm 的 GaN 下部邻接层 205 ; 层积非掺杂的 In0.15Ga0.85N 阱层 ( 厚度为 4nm) 与非掺杂的 GaN 阻挡层 ( 厚度为 8nm) 而成的活性层 206 ; 厚度为 50nm 的 GaN 上部邻接层 207 ; 厚度为 20nm 的 p 型 Al0.2Ga0.8N 层 208 ; 厚度为 0.6μm 的 p 型 Al0.1Ga0.9N 上部包层 209 ; 厚度为 0.1μm 的 p 型 GaN 连接层 210。
         还有, p 型 GaN 连接层 210 以及绝缘层 212 上形成有 p 侧电极 213。此 p 侧电极 213 相当于图 1 中的激光光源 101 的上部电极。而且, n 型 GaN 基板 201 的背面形成有 n 侧 电极 211。此 n 侧电极 211 相当于图 1 中的激光光源 101 的下部电极。
         在这样层积各个层的 GaN 系列半导体激光器 20 中, 上部金属包层 209 与连接层 210 形成为在共振器方向上延伸的条状, 并构成脊状条形波导。以下, 将在上部金属包层 209 与连接层 210 上的形成为条状的部分称为 “脊状条” 。
         而且, 在上部金属包层 209 与连接层 210 上的脊状条之外的部分被埋设在绝缘层 212 下, 从而实现电流限制。在本实施方式中, 上部金属包层 209 与连接层 210 上的脊状条 的宽度约为 7.0μm, GaN 系列半导体激光器 20 的共振器长度为 600μm。
         在具备此脊状条的 GaN 系列半导体激光器 20 的前端面, 形成氧化铝的 AR 涂层, 同 时在其后端面形成交替层积氧化铝与二氧化钛的 HR 涂层。另外, 在按所述形态层积而得的
         各层中, p 型的层中以 1×1019 ~ 1×1020cm-3 的浓度含有作为 p 掺杂杂质的镁 (Mg)。例如 在上部金属包层 209 与连接层 210 中, 该镁的含量例如为 4×1019cm-3。
         而且, 活性层 206 具有非掺杂的 In0.15Ga0.85N 阱层 ( 厚度为 4nm) 与非掺杂的 GaN 阻挡层 ( 厚度为 8nm) 以阱层、 阻挡层、 阱层、 阻挡层、 阱层的顺序而形成的多重量子阱结构 ( 阱数是 3)。通过以这种形态构成此活性层 206 的阱层以及阻挡层, 与阱层相比而言, 阻挡 层的带隙能量会变大。
         而且, p 侧电极 213 由从接触 p 型 GaN 连接层 210 的一侧起按顺序层积的第一层 214(Pd/Mo 层 )、 第二层 215( 防护 (barrier) 层 ) 以及第三层 216( 衬垫 (pad)) 所构成。在 此, 第二层 215 与第三层 216 还形成在绝缘层 212 上。作为防护层的第二层 215, 以对绝缘 层 212 的附着性强为优选。而且, 第一层 214 内的 Pd 层是用于与 p 型氮化物半导体欧姆接 触的层。构成此 p 侧电极 213 的第一层 214、 第二层 215 以及第三层 216, 除了利用电子束 (EB) 真空蒸镀法来形成之外, 还可以利用高频溅射法等的成膜法来形成。
         具有这种结构的 GaN 系列半导体激光器 20, 可利用周知的氮化物半导体的结晶 成长方法来制作。即, 利用有机金属气相生长法 (MOCVD : Metal Organic Chemical Vapor Deposition method) 层积各氮化物半导体层, 再进行利用干蚀刻的蚀刻处理, 由此形成上 部金属包层 209 与连接层 210 上的脊状条结构。如此, 在层积氮化物半导体层时作为氮化 物半导体结晶的生长方法使用 MOCVD 法的情况下, 由于载体气体或 V 族原料气体中含有氢 气, 因此氮化物半导体结晶内也会被导入氢气。 对 此, 作 为 氮 化 物 半 导 体 结 晶 的 生 长 方 法, 也 有 使 用 分 子 束 外 延 法 (MBE : Molecular Beam Epitaxy method) 的情况, 这种情况下如果作为 V 族原料而使用氨等时, 氮 化物半导体结晶内仍然会被导入氢气。
         而且, GaN 系列半导体激光器 20 的激发波长是 400nm 以上且 410nm 以下。
         另外, 图 2 中示出的 GaN 系列半导体激光器 20 的结构只是其结构中的一例, 至于 各氮化物半导体层的膜厚、 脊状条的宽度、 脊状条的个数以及共振器长度, 并不局限于以上 所述的值。而且, 也可以省略设置 p 型 GaN 连接层 210 而兼用上部金属包层 209。而且, 构成活性层 206 的阱层以及阻挡层, 可以用 InxGa1-xN(0 ≤ x < 1)、 AlxGa1-xN(0 ≤ x < 1)、 InGaAlN、 GaN1-xAsx(0 < x < 1)、 GaN1-xPx(0 < x < 1), 或者这些化合物等的氮化物半导体来 形成。而且, 出于降低激发阈值的目的, 优选将 GaN 系列半导体激光器 20 的活性层形成为 阱数是 2 ~ 4 的多重量子阱结构 (MQW(Multiple Quantum Well : 多量子阱 ) 结构 ), 当然, 也可以形成为单一量子阱结构 (SQW(single Quantum Well : 单量子阱 ) 结构 )。此时, 不存 在前述结构例中的夹设在阱层中的阻挡层。
         〔实施方式 2〕
         接下来, 参照图 3 说明本发明的实施方式 2。本实施方式涉及车辆用前照灯, 即涉 及使用了上述实施方式 1 中的发光装置的照明装置的具体例。图 3 是表示本实施方式所涉 及的车辆用前照灯 30 的概略结构的图。
         车辆用前照灯 30 具备上述实施方式 1 中的发光装置 301、 用于反射从发光装置 301 发射的白光的反射镜 302、 投影透镜 303、 用于固定发光装置 301 的支撑体 304 以及用于 形成近光切割线的遮光板 305。
         反射镜 302 反射从发光装置 301 的发光部 106 发射的光, 由此把光照向车辆用前
         照灯 30 的前方。该反射镜 302 例如是表面形成有金属薄膜的具有曲面形状 ( 杯状 ) 的部 件。
         作为发光装置 301 的发光部 106 的荧光体 106b, 与上述实施方式 1 一样, 使用 Caα-SiAlON:Ce 荧光体与 CASN:Eu 荧光体。 组合此两种荧光体的发光部 106, 如在实施方式 1 中的说明, 其显色性非常优异, 更能提高夜间行驶时对路标或路中的对象物的识别性能。
         而且, 车辆用前照灯 30 具有能缩小用于构成兼备高亮度与高光束的前照灯的光 学系统即反射镜 302 或投影透镜 303 的大小 ( 光学系统有效面积 : 从前方看的光学系统的 大小 ) 的优点。具体是, 在车辆用前照灯 30 中, 从前方看的投影透镜 ( 圆形 )303 的直径为 20mm, 而此时的发光强度是 20000cd, 达到了能充分用作近光灯的值。
         车辆用前照灯 30 的发光装置 301 的亮度是 100cd/mm2, 光束是 1800lm, 因此, 即使 考虑了反射镜 302 与投影透镜 303 的损失 (35% ), 也获得了如前所述的成为非常小的光学 系统的、 明亮的车辆用前照灯。
         当然, 本实施方式的车辆用前照灯 30 也可以用作远光灯。根据为了获得用作远 光灯时所需的发光强度 100000cd 而需要的光学系统有效面积, 求出的投影透镜的直径是 44mm。 如以上所述, 与现有的车辆用前照灯相比, 能实现车辆用前照灯 30 的进一步的小 型化, 且具有低功耗、 高显色性的特征。
         就具有相同程度的高亮度高光束的 HID 灯来说, 存在点亮后需等片刻才能达到最 大发光强度的缺点。对此, 本实施方式的车辆用前照灯具有点亮后会立即达到最大发光强 度, 且能瞬时进行熄灯 / 再点亮的特征。这种特征具有能大大提高在夜间点亮前照灯后即 时或者刚进入隧道等中当时的可视性的优点。
         〔实施方式 3〕
         接下来, 参照图 4 说明本发明的实施方式 3。本实施方式涉及放映机, 即涉及使用 了上述实施方式 1 中的发光装置的照明装置的具体例。图 4 是表示本实施方式所涉及的放 映机 40 的概略结构的图。
         放映机 40 具备发光装置 401、 聚光透镜 404、 反射镜 405、 聚光透镜 406、 由偏光板 408 和液晶面板 409 及偏光板 410 所构成的显示面板 407、 用于驱动液晶面板 409 的液晶驱 动电路 411、 由凸透镜 413 和凹透镜 414 及凸透镜 415 所构成的投射透镜 412。
         在此, 本实施方式中的发光装置 401 与上述实施方式 1 中的发光装置 10 之间, 存 在如下不同之处。 即, 与上述实施方式 1 不同, 在发光装置 401 中, 收容激光光源的壳体 402 与发光部 403 之间的激光光路上配设有聚光透镜 404。
         发光部 403 被保持在反射镜 405 的焦点位置上, 而且选择设置的聚光透镜 404 的 焦距能使发光部 403 的被照射面上的激光的功率密度达到 1W/mm2。
         并且, 作为发光部 403 的荧光体, 分散有可发出蓝色荧光的 JEM 荧光体、 可发出 具有锐利峰值 ( 狭窄的半幅值 ) 的绿色荧光的 β-SiAlON:Eu 荧光体、 可发出红色荧光的 CASN:Eu 荧光体。
         在这里所使用的绿色荧光体即 β-SiAlON:Eu 荧光体的发光峰值中的半幅值是 45nm。由此, 能扩大放映机的色彩再现区域。
         根据这种结构, 发光装置 401 的功耗达到 35W, 亮度达到 80cd/mm2, 总光束达到
         1600lm, 通常用来表示图像显示装置的色彩再现性的指标 NTSC 比也能达到 95%。
         对于放映机 40 来说, 其光源部分具有超小型且低功耗的特点, 即相比于作为光源 使用了水银灯或氙气灯的现有技术中的放映机, 能显著实现小型化, 以及低功耗。 由于是低 功耗的装置, 因此从装置发散的热量也会大幅度减少, 从而就结果而言, 不再需要发出不适 噪音的大散热扇, 具有能提高放映机的商品性能的优点。
         并且, 由于使用高亮度高光束的发光装置作为光源, 因此能获得超小型且在明亮 的空间也能充分实用的放映机 40。
         另外, 在本实施方式中, 作为发光装置 401 中的 GaN 系列半导体激光器, 也可以使 用激发波长为 440nm 以上且 470nm 以下的器件。此时, 不用 JEM 荧光体, 而用绿色荧光体以 及红色荧光体来进行散射, 把进行了非相干光化的 GaN 系列半导体激光器所发出的蓝光用 作投影光。
         根据这种结构, 不仅发光峰值中的半幅值较窄的 β-SiAlON:Eu 荧光体, 蓝光也能 实现单色 ( 单一波长 ) 化, 因此能进一步扩大放映机的色彩再现区域。
         另外, 在本实施方式中说明了使用液晶面板与偏光板的放映机的结构例, 但本发 明并不局限于这种结构。例如, 在使用 DMD(Digital MicromirrorDevice : 数字微镜元件 ) 的 DLP(Digital Light Processing : 数字光处理 ) 方式的投射型放映机的光源中也能适用 本发明。
         〔实施方式 4〕
         接下来, 参照图 5 ~图 10 说明本发明的实施方式 4。本实施方式涉及激光筒灯 (downlight), 即涉及使用了上述实施方式 1 中的发光装置的照明装置的具体例。图 7 是本 实施方式所涉及的激光筒灯 500 的截面图。
         如图 7 所示, 激光筒灯 500 是设置在房屋、 乘坐物等结构体的天花板上的照明装 置, 其把激光光源 521 发射的激光照射到发光部 513 上而发出的荧光用作照明光。
         另外, 也可以将具有与激光筒灯 500 相同结构的照明装置设置在结构体的侧壁或 者地板上。对于上述照明装置的设置场所没有特别的限定。
         图 5 是表示现有技术中的 LED 筒灯 600 的外观以及发光单元 510 的外观的概略图。 图 6 是设置有激光筒灯 500 的天花板的截面图。如图 5 ~图 7 所示, 激光筒灯 500 埋设在 顶板 700 中, 并具备发射照明光的发光单元 510 以及通过光纤 523 向发光单元 510 提供激 光的 LD 光源单元 520。
         至于 LD 光源单元 520, 其未设置在天花板上, 而是设置在用户容易触及的位置 ( 例 如, 房屋的侧壁 ) 上。LD 光源单元 520 的位置之所以能这样自由选择, 是因为 LD 光源单元 520 与发光单元 510 通过光纤 523 相连接的缘故。光纤 523 配设在顶板 700 与隔热材 701 之间的间隙中。光纤 523 其一端即入射端配设在 LD 光源单元 520 侧, 其另一端即射出端配 设在发光单元 510 侧。
         ( 发光单元 510 的结构 )
         如图 7 所示, 发光单元 510 具备壳体 511、 发光部 513 以及透光板 514, 并连接于光 纤 523。
         壳体 511 上形成有凹部 512, 发光部 513 配设在该凹部 512 的底面。凹部 512 的表 面形成有金属薄膜, 该凹部 512 起反射镜的作用。而且, 壳体 511 上形成有使光纤 523 通过的通路 515, 光纤 523 则通过该通路 515 延伸至发光部 513。 从光纤 523 的射出端射出的激光, 其在发光部 513 的被照射面上的功率 密度与上述实施方式 1 中所述的值相同。
         透光板 514 是以封堵凹部 512 的开口部的构造配设的透明或者半透明的板。该透 光板 514 具有与玻璃罩 105 相同的功能, 发光部 513 的荧光透过该透光板 514, 作为照明光 被射出。透光板 514 相对壳体 511 可拆卸, 或者也可以省略设置。
         如此, 以封堵凹部 512 的开口部的构造配设的透明或者半透明的板即透光板 514, 被设置在由激光光源 521 发出的光向外部的前进方向上, 作为其材质, 优选使用能阻挡来 自激光光源 521 的激光, 且能使在发光部 513 中变换激光而成的白光 ( 非相干光 ) 透过的 材质。
         通过发光部 513 的相干的激光, 激发包含在发光部 513 中的荧光体而变换为荧光, 或者在荧光体中发生散射而充分扩大其发光点尺寸。但是, 也存在因其他原因而无法扩大 发光点尺寸的情况。即使在这种情况下, 也可利用透光板 514 来阻挡激光, 由此能防止发光 点尺寸小且对人的眼睛有危害的激光外漏。
         图 5 中的发光单元 510 虽然具有圆形的外缘, 但对于发光单元 510 的形状 ( 更严 格地说, 是壳体 511 的形状 ) 没有特别的限定。
         另外, 与车头灯的情况不同, 对于筒灯, 不要求设有理想的点光源, 具有一个发光 点的程度即可。因此, 对发光部 513 的形状、 大小以及配置的限制也比车头灯的少。
         (LD 光源单元 520 的结构 )
         LD 光源单元 520 具备激光光源 521 以及非球面透镜 522, 并连接于光纤 523。
         光纤 523 的一端即入射端连接在 LD 光源单元 520 上, 从激光光源 521 激发出的激 光通过非球面透镜 522 射入至光纤 523 的入射端。
         在图 7 所示的 LD 光源单元 520 的内部, 只示出了一对激光光源 521 和非球面透镜 522, 但是, 存在多个发光单元 510 时, 可以将分别从发光单元 510 延伸的光纤 523 的光纤束 导入到 1 个 LD 光源单元 520 中。此时, 一个 LD 光源单元 520 中会收容有多个由激光光源 521 和非球面透镜 522 构成的对 ( 或由多个激光光源 521 与 1 个棒透镜 (lod lens) 构成的 对 ), LD 光源单元 520 则起到集中电源盒的作用。
         ( 激光筒灯 500 的设置方法的变更例 )
         图 8 是表示激光筒灯 500 的设置方法的变更例的截面图。如同图所示, 作为激光 筒灯 500 的设置方法的变形例, 可以在顶板 700 上只开设使光纤 523 通过的小孔 702, 并灵 活运用薄型轻量的特征将激光筒灯 500 的主体 ( 发光单元 510) 贴到顶板 700 上。 这种情况 下, 可带来约束激光筒灯 500 设置的限制性条件变少, 以及能大幅度削减施工费用的好处。
         ( 激光筒灯 500 与现有技术中的 LED 筒灯 600 的比较 )
         如图 5 所示, 现有技术中的 LED 筒灯 600 具有多个透光板 601, 可从各透光板 601 分别射出照明光。即, LED 筒灯 600 中存在多个发光点。LED 筒灯 600 中存在多个发光点的 原因是, 由于从各个发光点射出的光的光束比较少, 因此如果不设置多个发光点就无法获 得足以用作照明光的光束。
         对此, 激光筒灯 500 是高光束的照明装置, 因此只具有一个发光点也可以。由此, 能获得照明光下的清晰的阴影 (beautiful shading) 的效果。而且, 通过将高显色荧光体( 例如, 多种氧氮化物荧光体或氮化物荧光体的组合 ) 作为发光部 513 的荧光体, 能提高照 明光的显色性。
         图 9 是设置有 LED 筒灯 600 的天花板的截面图。如同图所示, 在 LED 筒灯 600 中, 收容 LED 芯片、 电源以及冷却单元的壳体 602 被埋设在顶板 700 中??翘?602 是比较大的 部件, 在隔热材 701 的配设有壳体 602 的部位上形成有与壳体 602 的形状匹配的凹部。而 且, 电源线 603 从壳体 602 延伸而设, 该电源线 603 与插座 ( 未图示 ) 相连。
         而这种结构存在如下问题。首先, 顶板 700 与隔热材 701 之间设置有属于发热源 的光源 (LED 芯片 ) 以及电源, 因此, 使用 LED 筒灯 600 时, 天花板的温度会上升, 会降低房 屋内的制冷效率。
         再则, 在 LED 筒灯 600 中, 每个光源都需要电源以及冷却单元, 因此会增加总成本。
         再则, 壳体 602 比较大, 因而在顶板 700 与隔热材 701 之间的间隙处配置 LED 筒灯 600, 通常是比较困难的。
         对此, 在激光筒灯 500 中, 由于发光单元 510 不具备大的发热源, 因此不会降低房 屋内的制冷效率。结果, 能避免房屋内的制冷成本的增加。
         而且, 不必对每个发光单元 510 配设电源以及冷却单元, 因此能实现激光筒灯 500 的小型化以及薄型化。结果, 对设置激光筒灯 500 的空间的限制变小, 从而使在已建成的房 屋内的设置变得简单。 而且, 激光筒灯 500 具有小型且薄型结构, 因此如上所述, 可以将发光单元 510 设 置在顶板 700 的表面, 与 LED 筒灯 600 相比, 能减少有关设置的限制条件, 同时能大幅度削 减施工费用。
         图 10 是比较激光筒灯 500 和 LED 筒灯 600 的规格的图表。如该图表所示, 与 LED 筒灯 600 相比, 在激光筒灯 500 的一示例中, 其体积减少了 94%、 质量减少了 86%。
         而且, 由于能把 LD 光源单元 520 设置在用户容易触及的场所, 因此在激光光源 521 发生故障时, 能容易更换激光光源 521。 而且通过将从多个发光单元 510 延伸的光纤 523 导 入到一个 LD 光源单元 520 中, 能统一管理多个激光光源 521。因此, 更换多个激光光源 521 时也比较容易进行更换。
         另外, 在 LED 筒灯 600 中, 若使用了高显色荧光体, 则能够以 10W 的功耗能发射约 500lm 的光束, 而在激光筒灯 500 中, 若要获得相同亮度的光, 则需要 3.3W 的光输出。在 LD 效率为 35%时, 此光输出就相当于需要 10W 的功耗。由于 LED 筒灯 600 的功耗也是 10W, 因 此就功耗来说, 两者之间没有显著地差异, 但在激光筒灯 500 中, 能以相同于 LED 筒灯 600 的功耗来获得上述的种种优点。
         〔实施方式的概括〕
         如以上所述, 本发明实施方式所涉及的发光装置具备发射激光的激光光源, 以及 发光部, 所述发光部具备被所述激光光源发射的激光照射的被照射面, 该电发光部通过激 光照射所述被照射面而进行发光, 所述发光部的被照射面上的激光的功率密度是 0.1W/mm2 以上且 100W/mm2 以下。
         在所述发光装置中, 发光部的被照射面上的激光的功率密度是 0.1W/mm2 以上且 100W/mm2 以下, 因此, 不会导致发光部的劣化, 能以高功率进行发光部的发光, 从而能够获 得以高亮度高光束进行发光的发光装置。
         这里所说的 “功率密度” , 是从激光光源发射并照射到发光部中的激光的输出除以 发光部的被照射面积而获得的值。
         另外, 发光部的发光效率只有 50%左右时, 所述的 “0.1W/mm2 以上” 是 1W/mm2 以上 为佳。
         例如, 即使激光光源的输出是 1W, 如果发光部的发光效率是 50%左右, 则从发光 部发出的光的输出也只有 0.5W。 而从发光部的发出的光输出只有 0.5W 时, 从发光部发射的 总光束就无法超过适用为车头灯或者放映机的光源时所需的量即 100lm。因此, 这种情况 2 下, 发光部的被照射面上的激光的功率密度需要达到 1.0W/mm 以上。
         优选的, 所述激光光源具备发射激光的发射端面, 所述发射端面与干燥空气相接 触。
         这种情况下, 由于激光光源的发射端面与干燥空气相接触, 因此, 即使射出高输出 的激光, 激光光源的驱动电压也会保持稳定, 能射出高输出的激光。
         优选地, 所述的发光装置还具备壳体, 所述壳体用于收容所述激光光源, 并使所述 激光光源发射的激光照射到所述发光部的被照射面上, 所述壳体的内部封入有干燥空气。
         这种情况下, 由于激光光源收容在封入有干燥空气的壳体内, 因此激光光源能长 期稳定地发射高输出的激光。 优选地, 所述发光部由荧光体保持部件与荧光体所构成, 其中, 所述荧光体是分散 到所述荧光体保持部件中的, 被激光照射而发光的荧光体。 优选地, 所述荧光体是 CASN:Eu、 SCASN:Eu、 Caα-SiAlON:Ce、 β-SiAlON:Eu、 JEM 中的至少一种氧氮化物荧光体、 氮化物荧光 体或者半导体纳米粒子荧光体。
         这种情况下, 对于高功率密度的激光能维持高发光效率以及可靠性, 能获得高亮 度且高光束的发光装置。
         另 外, CASN:Eu 是 指 CaAlSiN:Eu、 SCASN:Eu 是 指 SrCaAlSiN:Eu、 JEM 是 指 LaSiAlON:Ce, 其中, “Ca” 是钙、 “Si” 是硅、 “Al” 是铝、 “O” 是氧、 “N” 是氮、 “Ce” 是铈、 “Eu” 是铕。而且, α-SiAlON、 β-SiAlON 中的 “α-” 、 “β-” 表示结晶结构的不同, 即分别表示低 温稳相 α 型以及高温稳相 β 型。
         优选地, 所述荧光体保持部件由有机高分子部件所构成, 所述发光部的被照射面 2 2 上的激光的功率密度是 0.1W/mm 以上且 10W/mm 以下。
         这种情况下, 通过在荧光体保持部件中使用有机高分子部件, 能减少荧光体保持 部件中的激光的吸收损失。其结果, 发光部的发光效率会有所提高。
         但是, 从发光部的作为荧光体保持部件的有机高分子部件的耐热性的观点来看, 发光部的被照射面上的激光的功率密度的上限值是 10W/mm2 以下为好。
         而且, 在荧光体保持部件中使用有机高分子部件的情况下, 能获得如下效果。
         有机高分子部件在常温下多呈液态, 只需在较低的温度 ( 例如 100 ~ 250℃ ) 下加 热即可硬化。 据此, 荧光体保持部件的硬化用模具不需要有高耐热性, 从而扩大了可利用于 模具的材料的选择范围。 因此, 可以以任意形状制作模具, 能制作具有多种多样形状的发光 部。
         另外, 例如, 对于低温烧成类型的硅树脂, 能在 100℃的温度下将其硬化、 对于通常 的硅树脂, 能在 150 ~ 180℃的温度下将其硬化、 对于有机无机混合材料, 能在 150 ~ 250℃
         的温度下将其硬化。
         而且, 在荧光体保持部件中使用玻璃的情况下, 为了保证其流动性, 必须要经过至 少在 400 ~ 500℃左右的高温下对玻璃进行加热的高温处理。 而高温处理的进行, 会成为在 发光部的制造上导致其工作效率大大降低的主要原因。对此, 如果在荧光体保持部件中使 用有机高分子部件, 则不需要这种高温处理, 从而能提高发光部的制造工程的工作效率, 进 而能削减发光部的制造成本。
         优选地, 所述有机高分子部件具有主链含硅氧烷键, 侧链含有机基的化学结构。
         这种情况下, 对高功率密度的激光的抵抗性变强, 能实现具有高可靠性的高亮度 且高光束的发光装置。
         优选地, 所述有机高分子部件是侧链含甲基 (CH3-) 的硅树脂。
         这种情况下, 通过把不会对可视光波段内的光进行特异吸收的硅树脂用作有机高 分子部件, 能获得发光部的更高的可靠性。
         优选地, 所述干燥空气的露点温度在 -30℃以下。
         这种情况下, 通过使用露点温度是 -30℃以下的干燥空气, 能提高激光光源的工作 时的可靠性。具体地说, 能抑制激光光源的工作电压变动, 能长期稳定地输出激发光。
         优选地, 所述壳体具备使所述激光光源发射的激光透过的透射部, 所述透射部由 有机高分子部件所构成。
         这种情况下, 激光透过激光透射部时, 能减少激光的功率损失。其结果, 能获得发 光效率更好的高亮度且高光束的发光装置。
         优选地, 所述激光光源的激发波长是 400nm 以上且 420nm 以下。
         这种情况下, 由于使用了波长是 400nm 以上且 420nm 以下的激光, 因此该激光在发 光部不会被变换成其他的波长光, 从而被发射到发光部外部的情况下, 也不会发生波长短 于 400nm 的短波长光所导致的皮肤伤害, 而且, 通过利用视觉灵敏度低的 420nm 以下的光, 能减少对发光部发出的光的显色性的损害。而且, 作为所述氧氮化物荧光体或者氮化物荧 光体, 使用了上述的荧光体群 (CASN:Eu、 SCASN:Eu、 Caα-SiAlON:Ce、 β-SiAlON:Eu、 JEM) 的情况下, 由于对此荧光体群具有高吸收率, 因而能获得高效率高亮度且高光束的发光装 置。
         优选地, 所述激光光源的激发波长是 440nm 以上且 470nm 以下。
         这种情况下, 由于使发光部发出位于蓝色波段即 440nm 以上 470nm 以下的激光, 因 此斯托克斯损失 ( 激发波长与荧光波长之差导致的能量损失 ) 会减少, 能使发光部以更高 的效率进行发光, 从而, 能够获得发光效率高的高亮度高光束的发光装置。
         本发明实施方式所涉及的照明装置, 将上述的发光装置用作光源。
         在所述照明装置是车辆用前照灯的情况下, 由于使用高亮度且高光束的发光装 置, 因此与使用了现有技术中的卤素灯或者 HID 灯的前照灯相比, 能减少功耗。并且, 由于 具有高亮度特性, 因而能实现光学系统的小型化, 从装置的低发热方面来看也能实现小型 化。其结果, 与现有技术中前照灯相比, 能大幅度提高设计的自由度。
         而且, 在所述照明装置是放映机的情况下, 相对于使用了水银灯或氙气灯的现有 技术中的放映机, 作为光源使用的是更小型、 低功耗且高亮度高光束的发光装置, 因此能进 一步实现放映机的小型化、 低功耗。本发明实施方式所涉及的车辆用前照灯将上述的发光装置用作光源。
         在上述的车辆用前照灯中, 由于使用高亮度且高光束的发光装置, 因此与使用了 现有技术中的卤素灯或者 HID 灯的前照灯相比, 能减少功耗。并且, 由于具有高亮度特性, 因而能实现光学系统的小型化, 从装置的低发热的方面来看也能实现小型化。 其结果, 与现 有技术中前照灯相比, 能大幅度提高设计的自由度。
         本发明并不限于上述各实施方式, 可以在权利要求的范围内进行种种变更, 通过 对不同的实施方式所揭示的技术手段进行适宜组合而获得的实施方式也属于本发明的技 术范围内。
         例如, 本发明所涉及的照明装置可以用作汽车之外的车辆、 移动物体 ( 例如, 人、 船舶、 航空机、 潜水艇、 火箭等 ) 的前照灯, 也可以用作其他的照明装置。作为其他的照明装 置, 例如有探照灯、 投影仪、 家庭用照明器具等。
         此外, 本发明还可以用如下形式来描述。 即, 本发明所涉及的固体点光源使用的是 GaN 系列半导体激光器, 即有机高分子部件中分散有氧氮化物荧光体或者氮化物荧光体, 激 光发射端面与干燥空气相接触的 GaN 系列半导体激光器, 使用从所述 GaN 系列半导体激光 2 2 器发射的功率密度是 0.1W/mm 以上且 100W/mm 以下的激光来激发所述有机高分子部件, 而 使该有机高分子部件发光。
         所述 GaN 系列半导体激光器被保持在封入有所述干燥空气的管座内, 从所述管座 的激光取出部发射的激光则照射到所述有机高分子部件上为好。
         所 述 氧 氮 化 物 荧 光 体 或 者 氮 化 物 荧 光 体, 是 选 自 由 CASN:Eu、 SCASN:Eu、 Caα-SiAlON:Ce、 β-SiAlON:Eu、 JEM 所构成的群中的至少一种氧氮化物荧光体或者氮化物 荧光体为好。
         所述有机高分子部件具有主链含硅氧烷键、 侧链含有机基的化学结构为好。
         所述有机高分子部件优选是侧链含甲基 (CH3-) 的硅树脂。
         所述干燥空气的露点温度在 -30℃以下为好。
         所述 GaN 系列半导体激光器被保持在封入有干燥空气的管座内, 所述管座的激光 取出部被所述有机高分子部件密封为好。
         所述激光光源的激发波长是 400nm 以上且 420nm 以下为好。
         所述激光光源的激发波长是 440nm 以上且 470nm 以下为好。
         本发明所涉及的车辆用前照灯是使用了上述的固体点光源的车辆用前照灯。
         本发明所涉及的放映机是使用了上述的固体点光源的放映机。
         ( 工业上的可利用性 )
         如以上所述, 本发明涉及一种作为光源具备了可进行高亮度高光束发光的发光装 置的照明装置, 尤其能适用于车辆等的前照灯中。

    关于本文
    本文标题:发光装置、照明装置以及车辆用前照灯.pdf
    链接地址://www.4mum.com.cn/p-5860117.html
    关于我们 - 网站声明 - 网站地图 - 资源地图 - 友情链接 - 网站客服 - 联系我们

    [email protected] 2017-2018 www.4mum.com.cn网站版权所有
    经营许可证编号:粤ICP备17046363号-1 
     


    收起
    展开
  • 四川郎酒股份有限公司获第十二届人民企业社会责任奖年度环保奖 2019-05-13
  • 银保监会新规剑指大企业多头融资和过度融资 2019-05-12
  • 韩国再提4国联合申办世界杯 中国网友无视:我们自己来 2019-05-11
  • 中国人为什么一定要买房? 2019-05-11
  • 十九大精神进校园:风正扬帆当有为 勇做时代弄潮儿 2019-05-10
  • 粽叶飘香幸福邻里——廊坊市举办“我们的节日·端午”主题活动 2019-05-09
  • 太原设禁鸣路段 设备在测试中 2019-05-09
  • 拜耳医药保健有限公司获第十二届人民企业社会责任奖年度企业奖 2019-05-08
  • “港独”没出路!“梁天琦们”该醒醒了 2019-05-07
  • 陈卫平:中国文化内涵包含三方面 文化复兴表现在其中 2019-05-06
  • 人民日报客户端辟谣:“合成军装照”产品请放心使用 2019-05-05
  • 【十九大·理论新视野】为什么要“建设现代化经济体系”?   2019-05-04
  • 聚焦2017年乌鲁木齐市老城区改造提升工程 2019-05-04
  • 【专家谈】上合组织——构建区域命运共同体的有力实践者 2019-05-03
  • 【华商侃车NO.192】 亲!楼市火爆,别忘了买车位啊! 2019-05-03
  • 内蒙古11选5最大遗漏 广西11选5开奖数据 北京快中彩中奖规则 手机百赢棋牌游戏 w彩票平台登陆 上证指数历史数据 福彩3d跨度走势图新浪网 山东群英会遗漏 江苏11选5历史遗漏 宁夏11选5开奖结果 澳洲幸运10一天多少期 安徽福彩中心 快乐扑克概率 贵州十一选五开奖果 吉林11选5五码遗漏 提现棋牌平台排行