荧光光源装置及其制造方法_3

文档序号:9793752阅读:来源:国知局
成成形体、进行烧结。之后,通过对所得烧结体实施热等静压制加工,获得气孔率例如为0.5 %以下的多晶的荧光体。
[0075]作为构成荧光部件22的荧光体的具体例子,可举出YAG(Y3Al5O12)、LuAG、(Lu3Al5Oi2)、CASN(CaAlSiN3: Eu)和SCASN((Sr,Ca)AlSiN3: Eu)等。
[0076]另外,荧光部件22的厚度从激发光L向荧光LI的转换效率(量子收率)和排热性的观点出发,例如为0.05?2.0mm。
[0077]作为构成基板31的材料,可以使用通过在树脂中混入有金属微粉末的放热粘合剂得到的铝基板等。另外,基板31的厚度例如为0.5?1.0mm。
[0078]以上那样构成的荧光光源装置10例如可通过经由以下说明的特定工序获得波长转换部件21来制造。
[0079]具体而言,波长转换部件21通过经由以下工序(以下也称作“波长转换部件形成工序”)获得:在荧光部件22上形成具有自该荧光部件22向远方延伸的柱状结构的无机化合物层,对该无机化合物层的表面进行蚀刻处理。
[0080]对于波长转换部件形成工序,使用图5?图11具体地进行说明。
[0081]通过经由图5?图11所示的波长转换部件形成工序获得的波长转换部件21如图11所示那样,光激性结构部23的构成与图1的波长转换部件21不同。即,图11的波长转换部件21的光激性结构部23由薄膜部42、设置在该薄膜部42上的多个(图11中为2个)凸部43构成。另外,多个凸部43具有圆锥台状的形状,这些多个凸部43以相互间离开的状态以固定间隔排列。进而,通过薄膜部42和多个凸部43,在光激性结构部23的表面(图11的上表面)上形成有二维周期性排列多个凸部43而成的周期结构41。
[0082]首先,如图5所示,准备荧光部件22,用有机溶剂进行洗涤。
[0083]在该图的例子中,荧光部件22具有直径为50.8mm、厚度为0.13mm的圆形平板状的形状,表面及内表面进行了研磨处理。
[0084]接着,如图6所示,在荧光部件22的表面(图6的上表面)的整个面上构成用于形成光激性结构部23的无机化合物层(以下也称作“光激性结构部形成层”)23A。该光激性结构部形成层23A通过由金属氧化物形成且具有自荧光部件22向远方的柱状结构的无机化合物层,表面(图6的上表面)变得大致平坦。
[0085]作为光激性结构部形成层23A的形成方法,优选使用溅射法。
[0086]利用溅射法,通过调整溅射条件,由于能够控制所得溅射膜的形态,因而能够容易地获得具有所需柱状结构的光激性结构部形成层23A。
[0087]这里,本发明中,溅射法是指包括反应性溅射法在内的概念。在利用反应性溅射法形成溅射膜时,使用反应性溅射装置。
[0088]进而,在所得光激性结构部形成层23A中,形成该光激性结构部形成层23A的柱状单元的纵宽与横宽之比(以下也称作“柱状单元长宽比”)优选为1.3以上。
[0089]通过柱状单元长宽比为上述范围,由于该光激性结构部形成层23A在蚀刻法中的加工性变得更为优异,因此能够使光激性结构部23变得具有所需形状。
[0090]为了通过溅射法形成光激性结构部形成层23A,需要控制溅射条件。
[0091]具体而言,优选在降低施加于荧光部件22与靶物质之间的高频电力的同时,减小不活泼性气体的流量。
[0092]通过减小所施加的高频电力,可以降低溅射膜形成时的荧光部件22的温度。因此,抑制了形成在荧光部件22上的溅射膜的再结晶化,由此可以使所得溅射膜具有所希望的柱状结构。
[0093]通过使不活泼性气体的流量变得比较小,可以使形成于荧光部件22上的溅射膜变得致密的结构,具体而言可以变为柱状单元长宽比大且在柱状单元之间形成有微细空间的多孔性结构,同时可以变为高折射率的结构。
[0094]另外,为了使溅射膜变成高折射率的膜,优选与不活泼性气体一起导入氧气。
[0095]具体而言,使用溅射装置形成氧化锆的溅射膜作为光激性结构部形成层23A时,施加于荧光部件22与靶物质(氧化锆)之间的高频电力优选为450W以下、更优选为250W以下。
[0096]另外,例如氩气等不活泼性气体的流量优选为I?20sCCm。另外,根据需要与不活泼性气体一起导入的氧气的流量优选为0.1?3sccm。
[0097]该图的例子中,光激性结构部形成层23A由氧化锆的溅射膜构成、厚度为600nm左右(具体而言为550nm)。另外,该光激性结构部形成层23A如下形成:使用溅射装置、以氧化锆为靶物质,在高频电力为250W、作为不活泼性气体的氩气的流量为20SCCm、氧气的流量为
0.5sCCm的形成条件下,用4小时来形成。在该溅射膜的成膜中,荧光部件22的温度(表面温度)为100°C以下。
[0098]之后,在形成于荧光部件22上的光激性结构部形成层23A的表面(图6的上表面)上例如通过旋涂法获得抗蚀膜,利用纳米压印法对该抗蚀膜进行图案形成。
[0099]作为通过纳米压印法在抗蚀膜上进行图案形成的手法,首先如图7所示,形成具有与预形成的光激性结构部23的周期结构41相对应的图案(具体而言排列多个凹部52而成的图案)的软模具51。作为软模具51,例如使用由热固化型材料形成的软模具或者由紫外线固化型材料形成的软模具等。
[0100]进而,使用纳米压印装置,如图8所示对形成于光激性结构部形成层23A上的抗蚀膜按压软模具51,从而将形成于软模具51的图案转印至该抗蚀膜上。由此,如图9所示在光激性结构部形成层23A上形成周期为460nm的抗蚀图案膜27。
[0101]该图的例子中,抗蚀图案膜27按照将光激性结构部形成层23A的整个表面覆盖的方式形成,具有形成于光激性结构部形成层23A的表面的薄膜部28A和形成于该薄膜部28A上的多个凸部28B。进而,该多个凸部28B以与构成预形成的光激性结构部23的周期结构41的凸部43相对应的固定间隔(周期(凸部28B之间的中心间距离)为460nm的等间隔)配设而成。
[0102]进而,通过对表面形成有抗蚀图案膜27的光激性结构部形成层23A实施干式蚀刻处理,如图10所示,获得在表面(图10的上表面)上具有周期结构41的光激性结构部23。
[0103]作为干式蚀刻处理的手法的具体例子,可举出ICP(Inductive coupling Plasma:电感耦合方式)蚀刻法。
[0104]作为用于利用该ICP蚀刻法形成周期结构41的形成条件,根据该周期结构41的形状(具体地例如为凸部43的形状和周期结构长宽比等)等,另外根据需要考虑光激性结构部形成层23A的材质和柱状单元长宽比等来适当确定。
[0105]具体而言,作为蚀刻气体,使用例如硅烷气体(SiH4)、四氟化硅气体(SiF4)、二硼烷气体(B2H6)和三氯化硼气体(BCl3)等气体。另外,高频电力为100?700W、偏置电力为I?30W。
[0106]该图的例子中,光激性结构部23的周期结构41如下形成:利用ICP蚀刻法,使用三氯化硼气体(BCl3)作为蚀刻气体,通过高频电力为700W、偏置电力为20W的形成条件以处理时间350秒来形成。
[0107]之后,通过用有机溶剂将残留在所形成的光激性结构部23上的抗蚀图案膜27的残膜27A除去,获得如图11所示构成的波长转换部件21。
[0108]该图的例子中,将所得波长转换部件21的SEM照片示于图12。该波长转换部件21的柱状单元长宽比为9.3。
[0109]进而,通过根据需要以设有光反射膜33和扩散反射部件34的状态将如此获得的波长转换部件21接合在基板31上,获得荧光发光部件20,将该荧光发光部件20、激光二极管11及其他构成部件配设在适当的位置上,从而制造荧光光源装置10。
[0110]荧光光源装置10中,由激光二极管11射出的激光即激发光L通过准直透镜15变成平行光线。之后,该激发光L透过分色镜16被大致垂直地照射至荧光发光部件20的波长转换部件21的激发光受光面即光激性结构部23的表面,介由该光激性结构部23
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