发光装置、车辆用前照灯、照明装置以及车辆的制作方法_3

文档序号:9233132阅读:来源:国知局
。根据图8,通过将发光体的厚度从Imm设为0.1_,在作为照明灯使用的功率密度区域0.94W/mm2?2.5ff/mm2 (图8中的阴影部)中,能使发光部的最高温度为300°C以下。
[0089]进而,根据说明使激发功率密度(W/mm2)变化时的发光部4的温度变化。图9是表示使激发功率密度(W/mm2)变化时的从接触面到发光部4为止的距离(μπι)和发光部4的温度(°C)的关系的图。
[0090]如图所示,激发功率密度越高,发光部4的温度上升。因此,如在图9中关注激发功率密度最高的数据(1.06ff/mm2),则从散热器7到发光部4为止的距离为300 μ m时的发光部4的温度达到会让发光部4的发光效率降低的300°C?400°C附近。但是,在从散热器7到发光部4为止的距离为200 μ m时,发光部4的温度低于300°C,能抑制发光部4的发光效率的降低。
[0091]如参照图8、图9所说明的那样,发光部4的最高温度根据发光部4的厚度、荧光体浓度、激发功率密度等各种要因而变化。但是,如图9所示,通过将从散热器7 (更详细地为接触面)到发光部4为止的距离抑制在200 μ m以内,能将发光部4的温度抑制在300 °C以下,能抑制发光部4的发光效率的降低。
[0092]另外,发光部4(或荧光体)的位置越靠近散热器7,则越能有效果地使发光部4的热释放到散热器7。由于发光部4和散热器7最大就离开200 μ m,因此,能有效地通过散热器7来冷却发光部4所产生的热。因此,能抑制由于发热而导致的发光部4的发光效率的降低。
[0093]另外,尽管入射到发光部4的激光中无助于荧光体的发光的能量引起荧光体内部的发热,但如上所述,由于在发光体4中能抑制荧光体的发光效率的降低,因此能减少有助于荧光体的发热的能量。
[0094][实施例2]
[0095]图10是表不本发明的一个实施例的发光部4b以及散热器7b的概略图,图10的(a)表不俯视图,图10的(b)表不侧视图。
[0096]发光部4b具有直径2mm、高度0.2mm的圆柱形状,在与用铝形成的散热器7b接触的一侧的底面、以及散热器7b的接触面70b上形成有凹凸图案。该凹凸图案的凸部的宽度为0.05mm。相邻的凸部间的间距为0.1mm0
[0097]更具体地,说明发光部4b以及散热器7b的制作方法。最初,通过光刻法在Al板的单面上制作凹凸的抗蚀图案,通过蚀刻对Al板形成凹凸图案。在本实施方式中,作为干式蚀刻方法的一种,使用反应离子蚀刻。但是,关于蚀刻的方法也可以使用其它的方法,例如也可以使用湿式蚀刻方法。接下来,将没有底部的圆柱状的模具(mold)安放到Al板上,并在该模具中装入玻璃和荧光体来进行烧结处理。由此,形成图10(a)、图10(b)的发光部4b以及散热器7b。
[0098]然后,作为效果举出如下的点。S卩,由于发光部4b的底面与散热器7b的接触面70b通过凹凸图案而接触,因此,能使其接触面积比图5的发光部4a与散热器7a的接触面积增大。因此,发光部4b产生的的热能易于散热到散热器7b。进而,通过适当地变更凹凸图案的凸部的宽度以及间距间隔,能进一步提高通过使用散热器7b而获得的散热效果。
[0099][实施例3]
[0100]图11是表示本发明的一个实施例所涉及的发光部4c以及散热器7c的概略图,图11的(a)是俯视图,图11的(b)是侧视图。
[0101 ] 发光部4c具有直径2mm、高度0.2mm的圆柱形状,在内部,将由比发光部4c的密封材料热传导率高的材料构成的针(热传导性部件)25设置为在发光部4c的厚度方向(图11(b)的图面上下方向)上连通。在本实施例中,针25由Au构成,粗度为0.2mm。该针25设置为在接触面70c与散热器7c接触,能将针25的热传导到散热器7c。
[0102]并且,作为其效果,举出如下的点。发光部4c的热由于经由具有比密封材料高的热传导率的针25而散热到散热器7c,因此能高效率地将发光部4c整体的热散热到散热器7co其散热效果比在内部未设置针25的图5的发光部4a更加良好。进而,发光部4c以及散热器7c由于不需要抗蚀图案的制作工序,因此,与图10的发光部4b以及散热器7b相比,制作要容易。
[0103]在此,针25优选具有比发光部4c的密封材料高的热传导率,能使用Al、Cu、A1N、T12等。另外,为了提高发光部4c的发光效率,针25优选使用A1N、T1 2等的可视光区域下的透明材料。进而,若针25过粗则会成为降低发光部4c的发光效率的原因。因此,针25优选如下来使用:和发光部4c的面中与接触面70c接触的面相对,并将针25在出射荧光的荧光出射面中的所占的比例设为0.4以下。进而,针25考虑到其强度,优选使用10 μπι以上。
[0104][实施例4]
[0105]图12是表示本发明的一个实施例所涉及的发光部4d以及散热器7d的概略图,图12的(a)是俯视图,图12的(b)是侧视图。
[0106]发光部4d具有直径2mm、高度0.2mm的圆柱形状,在外表面缠绕有由比发光部4d的密封材料热传导率要高的材料构成的导线(热传导部件)26。在本实施例中,导线26由Au构成,粗度为0.2mm。该导线26设置为在接触面70d与散热器7d接触,能将导线26的热向散热器7d热传导。
[0107]于是,作为其效果,能举出如下的点。由于发光部4d的热经由具有比密封材料高的热传导率的导线26散发到散热器7d,因此,能将发光部4d整体的热高效地散发到散热器7do
[0108]其散热效果的提高与未在表面缠绕导线26的图5的发光部4a相比特别高。进而,发光部4d以及散热器7d由于不需要抗蚀图案的制作工序,因此,与图10的发光部4b以及散热器7b相比,制作更容易。此外,发光部4d与在内部设置针25的图11的发光部4c相比,由于在外表面缠绕导线26,因此,能适当地变更其缠绕方式、数量。因此,与难以变更针25的设置方式、以及数量的发光部4c相比,发光部4d能没有特别的困难地提高散热效果。
[0109]在此,导线26优选具有比发光部4d的密封材料更高的热传导率,能使用Al、Cu、AlN、Ti02。另外,为了提高发光部4d的发光效率,导线26优选使用A1N、T12等的可视光区域下的透明材料。进而,导线(wire) 26若太粗则会成为降低发光部4d的发光效率的原因。因此,导线26优选如下来使用:在除了与接触面70d接触的面以外的发光部4d的表面中、导线26所占的比例为0.4以下。进而,导线26考虑到其强度优选为ΙΟμπι以上。进而,在图10中,导线26的两端延伸到散热器7d。但是,也可以通过至少一端延伸到散热器7d的构成来实现导线26。
[0110][实施例5]
[0111]图13是表示本发明的一个实施例所涉及的发光部4e以及散热器7e的概略图,图13的(a)是俯视图,图13的(b)是侧视图。
[0112]发光部4e具有直径0.4mm、高度2mm的圆柱形状,按照在其底面以及侧面与由AlN构成的散热器7e的接触面70e接触的方式,设置于散热器7e上。换言之,散热器7e挖空为圆柱形状,在该挖通(< *9抜 < )的凹部中配置有发光部4e。另外,发光部4e的上表面(和与散热器7e接触的底面相对的面)和散热器7e的上表面形成为大致同一面状。
[0113]根据上述构成,通过照射激光而在发光部4e产生的热经由与发光部4e接触的接触面70e而散发到散热器7e。此时,由于发光部4e的半径为0.2mm,因此,发光部4e被包含在从接触面起0.2_的范围内(图13b),能将发光部4e整体的热高效地散发到散热器7e。即,不管发光部4e的高度为怎样高的值,都能将发光部4e整体的热高效地散发到散热器7e。
[0114]另外,只要是按照发光部4e存在于从接触面70e起的0.2mm的范围内的方式来制作(设计),发光部4e就能采用各种的形状,能提高发光部4e的制作、设计的自由度。
[0115][实施例6]
[0116]图14是表示本发明的一个实施例所涉及的发光部4f以及散热器7f的概略图,图14的(a)是俯视图,图14的(b)是侧视图。
[0117]如图所示,由AlN构成的散热器7f在宽度2.4mmX 2.4mm的区域内,以0.5mm间距的间隔,具有25个用于设置发光部4f的宽度0.4mmX0.4mmX (高度)0.5mm的多个贯通孔。该多个贯通孔分别贯通散热器7f,发光部4f设置于该多个贯通孔中。即,发光部4f在各贯通孔中与散热器7f的接触面70f接触。
[0118]在此,说明发光部4f以及散热器7f的制作方法。最初,以光刻法在Al板上制作用于形成贯通孔的抗蚀图案,通过蚀刻对AlN板形成多个贯通孔。在本实施方式中,作为干式蚀刻方法的一种,使用反应离子蚀刻。但是,蚀刻方法也可以是其它的方法。例如,也可以使用湿式蚀刻方法。接下来,将玻璃和荧光体装入该贯通孔后进行烧结处理。由此,形成了图14 (a)、图14 (b)的发光部4f以及散热器7f。
[0119]于是,作为其效果能举出以下的点。即,在本实施方式中,发光部4f设于贯通孔内。因此,由于散热器7f能经由接触面70f将在发光部4f产生的热散发,因此,与上述的实施例相比,可以扩大接触面的面积。而且,由于贯通孔在散热器7f上格子状地形成多个,因此能进一步扩大接触面的面积。
[0120]因此,能经由在散热器7f上格子状形成有多个的贯通孔的侧面,将在发光部4f产生的热更高效地散发到散热器7f。另外,通过适当变更贯通孔的尺寸、间距间隔等,能进一步提高基于散热器7f的散热效果。
[0121]在此,在图14(a)所示的散热器7f的宽度2.4_X 2.4_的区域内,优选多个贯通孔的总面积比分离该多个贯通孔的区域的总面积大,特别是,优选多个贯通孔的总面积为散热器7f的上述区域的0.6以上。由此,能经由接触面70f将发光部4f产生的热高效地散热的同时,能防止从发光部4f出射的光的量的降低。另外,设上述散热器7f的上述区域为宽度2.4mm X 2.4mm来说明,但并不限于该数值。
[0122][实施例7]
[0123]图15是表示本发明的一个实施例所涉及的发光部4g以及散热器7g的概略图,图15的(a)是俯视图,图15的(b)是侧视图。
[0124]如图所示,由AlN构成的散热器7g在宽度2.4mmX2.4mm的区域内,以间距0.5mm的间隔具有25个用于设置发光部4g的宽度0.4mmX0.4mmX (高度)0.5mm的多个凹部。即,在本实施例中,多个凹部被形成为不贯通散热器7f而具有底面,在这点上,与多个贯通孔贯通散热器7f的实施例6
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