近紫外半導体レーザと蛍光体を用いた高輝度白色光源を開発

PR TIMES / 2013年5月24日 10時54分



パナソニック株式会社 オートモーティブ&インダストリアルシステムズ社は、1万ルーメン[1]級の高光束を出力する半導体白色光源を開発しました。本開発の技術は、データプロジェクタや車両用前照灯などの分野で、高輝度化・小型化・デザインの多様化に貢献します。

【効 果】
本開発では、発光源に用いる近紫外半導体レーザの高効率・低損失設計、およびモジュール化によって光出力の向上を図りました。また、強いレーザ光を照射しても輝度飽和[2]しない蛍光体材料を開発し、白色光としての高光束を実現しました。LEDに比べて発光部が小さく出射光の直進性に優れたレーザの採用でコンパクトな光学構成が可能となり、セットの高輝度化と小型化の両立に寄与します。本技術は、投射照明市場における光源の半導体化をますます加速します。

【特 長】
本開発は以下の特長を有しております。
1.発光源の近紫外レーザを従来比(※1)10倍に高出力化することで業界最高(※2)の光出力60ワットを達成。レーザモジュール[3]を小型化し、機器デザインの自由度を拡大
2.新規開発の蛍光体を採用することで青色発光出力を40%向上し(※3)、赤・緑・青の蛍光体による1万ルーメン級の高光束白色光源の実現に寄与
3.1種類のレーザ光から赤・緑・青の光を生成することにより光学系を簡素化でき、レーザ光が直接スクリーンへ投射されることを抑制

【内 容】
本開発は以下の技術によって実現しました。
1.近紫外レーザの光導波路ワイド化と光損失抑制を最適化した高出力・低損失レーザ設計技術
2.発光原子[4]の濃度制御に適した結晶構造を持つSMS蛍光体[5]をベースに、輝度飽和を抑制した蛍光体材料技術
3.蛍光体回転ホイール[6]で近紫外レーザ光を吸収し、赤・緑・青の蛍光光に変換する波長変換技術

【従来例】
従来のレーザ白色光源では、青色光等の可視光半導体レーザを多数使用する必要があり、小型化と高輝度化の両立が困難でした。また一部のレーザ光は蛍光体を通さずにそのまま投射されていました。また、従来の蛍光体はレーザを集光すると輝度飽和が顕著となるため、大光量の光源に利用するには適していませんでした。

【特 許】
国内39件、海外22件 (出願中を含む)

【備 考】
本開発技術は、ディスプレイ関連で世界最大の国際会議Society for Information Display(SID)の2013 SID International Symposiumにおいて、特に優れた研究成果に贈られるDistinguished Paper Awardを受賞しました。技術内容は5月21日~24日(現地時間)開催の同学会で講演します。

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