(57)【要約】【課題】励起光の照射により発光する波長変換部材の製造方法及び波長変換部材を提供する。【解決手段】Ｃａ−α−サイアロン蛍光体と、必要に応じてＹＡＧ系蛍光体と、アルミナ粒子とを含む混合粉体を成形した成形体を準備することと、前記成形体を１０００℃以上１６００℃以下の範囲の温度で一次焼成し、第一の焼結体を得ることを含む、波長変換部材の製造方法である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
α−サイアロン蛍光体と、アルミナ粒子とを含む混合粉体を成形した成形体を準備することと、前記成形体を１０００℃以上１６００℃以下の範囲の温度で一次焼成し、第一の焼結体を得ることを含み、
前記混合粉体において、前記混合粉体１００質量％に対して、前記α−サイアロン蛍光体の含有量が０．１質量％以上４０質量％以下の範囲内であり、前記混合粉体１００質量％から前記α−サイアロン蛍光体を除く残部が、前記アルミナ粒子であり、
前記アルミナ粒子の含有量が６０質量％以上９９．９質量％以下の範囲内である、波長変換部材の製造方法。
【請求項２】
α−サイアロン蛍光体と、アルミナ粒子と、イットリウムアルミニウムガーネット系蛍光体と、を含む混合粉体を成形した成形体を準備することと、前記成形体を１０００℃以上１５００℃以下の範囲の温度で一次焼成し、第一の焼結体を得ることを含み、
前記混合粉体において、前記混合粉体１００質量％に対して、前記α−サイアロン蛍光体の含有量が０．１質量％以上４０質量％以下の範囲内であり、前記α−サイアロン蛍光体と前記イットリウムアルミニウムガーネット系蛍光体の合計量が０．１質量％以上７０質量％以下の範囲内であり、前記混合粉体１００質量％から前記α−サイアロン蛍光体の含有量及びイットリウムアルミニウムガーネット系蛍光体を除く残部が、前記アルミナ粒子であり、前記アルミナ粒子の含有量が３０質量％以上９９．９質量％以下の範囲内である、波長変換部材の製造方法。
【請求項３】
前記α−サイアロン蛍光体が、下記式（II）で表される組成を有する、請求項１又は２に記載の波長変換部材の製造方法。
ＭｋＳｉ１２−（ｍ＋ｎ）Ａｌｍ＋ｎＯｎＮ１６−ｎ：Ｅｕ      （II）
（式（II）中、Ｍは、Ｌｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｙ及びランタノイド元素（但し、ＬａとＣｅを除く。）からなる群から選ばれる少なくとも１種の元素であり、ｋ、ｍ、ｎは、０＜ｋ≦２．０、２．０≦ｍ≦６．０、０≦ｎ≦１．０を満たす数である。）
【請求項４】
金型プレスを用いて、３ＭＰａ以上５０ＭＰａ以下の圧力で前記混合粉体を成形して、前記成形体を準備する、請求項１から３のいずれか１項に記載の波長変換部材の製造方法。
【請求項５】
５０ＭＰａ以上２５０ＭＰａ以下の圧力で前記混合粉体を冷間等方圧加圧（ＣＩＰ）処理して、前記成形体を準備する、請求項１から４のいずれか１項に記載の波長変換部材の製造方法。
【請求項６】
前記第一の焼結体を熱間等方圧加圧（ＨＩＰ）処理により１０００℃以上１６００℃以下の範囲の温度で二次焼成し、第二の焼結体を得ることを含む、請求項１、３から５のいずれか１項に記載の波長変換部材の製造方法。
【請求項７】
前記第一の焼結体を熱間等方圧加圧（ＨＩＰ）処理により１０００℃以上１５００℃以下の範囲の温度で二次焼成し、第二の焼結体を得ることを含む、請求項２から５のいずれか１項に記載の波長変換部材の製造方法。
【請求項８】
前記一次焼成の温度が１２００℃以上１５７０℃以下の範囲である、請求項１、３から６のいずれか１項に記載の波長変換部材の製造方法。
【請求項９】
前記一次焼成の温度が１２００℃以上１４５０℃以下の範囲である、請求項２から５、７のいずれか１項に記載の波長変換部材の製造方法。
【請求項１０】
前記α−サイアロン蛍光体の平均粒径が２μｍ以上３０μｍ以下の範囲である、請求項１から９のいずれか１項に記載の波長変換部材の製造方法。
【請求項１１】
前記アルミナ粒子の平均粒径が０．１μｍ以上１．３μｍ以下の範囲である、請求項１から１０のいずれか１項に記載の波長変換部材の製造方法。
【請求項１２】
前記アルミナ粒子のアルミナ純度が９９．０質量％以上である、請求項１から１１のいずれか１項に記載の波長変換部材の製造方法。
【請求項１３】
前記第一の焼結体の相対密度が８０％以上である、請求項１から１２のいずれか１項に記載の波長変換部材の製造方法。
【請求項１４】
前記第二の焼結体の相対密度が９０％以上である、請求項６又は７に記載の波長変換部材の製造方法。
【請求項１５】
α−サイアロン蛍光体とアルミナとを含み、前記α−サイアロン蛍光体の含有量が０．１質量％以上４０質量％以下の範囲内であり、残部がアルミナ及び空隙である、波長変換部材。
【請求項１６】
α−サイアロン蛍光体と、アルミナと、イットリウムアルミニウムガーネット系蛍光体と、を含み、前記α−サイアロン蛍光体の含有量が０．１質量％以上４０質量％以下の範囲内であり、イットリウムアルミニウムガーネット系蛍光体及びα−サイアロン蛍光体の合計の含有量が０．１質量％以上７０質量％以下であり、残部が前記アルミナ及び空隙である、波長変換部材。
【請求項１７】
前記α−サイアロン蛍光体が、下記式（II）で表される組成を有する、請求項１５又は１６に記載の波長変換部材。
ＭｋＳｉ１２−（ｍ＋ｎ）Ａｌｍ＋ｎＯｎＮ１６−ｎ：Ｅｕ      （II）
（式（II）中、Ｍは、Ｌｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｙ及びランタノイド元素（但し、ＬａとＣｅを除く。）からなる群から選ばれる少なくとも１種の元素であり、ｋ、ｍ、ｎは、０＜ｋ≦２．０、２．０≦ｍ≦６．０、０≦ｎ≦１．０を満たす数である。）
【請求項１８】
相対密度が８０％以上である、請求項１５から１７のいずれか１項に記載の波長変換部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオード（Light  Emitting  Diode、以下「ＬＥＤ」ともいう。）やレーザーダイオード（Laser  Diode、以下「ＬＤ」ともいう。）から発せられた光の波長を変換する波長変換部材の製造方法及び波長変換部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤやＬＤの発光素子を用いる発光装置は、変換効率の高い光源であり、消費電力が少なく、長寿命であり、サイズの小型化が可能であることから、白熱電球や蛍光灯に代わる光源として利用されている。このような発光装置は、光源である発光素子と、発光素子からの発光の一部を吸収して異なる波長に変換する波長変換部材がパッケージに収納されている。ＬＥＤやＬＤを用いた発光装置は、車載用や室内照明用の発光装置、液晶表示装置のバックライト光源、イルミネーション、プロジェクター用の光源装置などの広範囲の分野で利用されている。なかでも青色光を発する発光素子と黄色等に発光する蛍光体を組み合わせて、それらの混色光を放出する発光装置は、広く利用されている。
【０００３】
そのような発光装置に用いられる蛍光体は、（Ｙ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｌｕ）３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅで表される希土類アルミン酸塩蛍光体、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）２ＳｉＯ４：Ｅｕで表されるシリケート蛍光体、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体などの無機蛍光体が知られている。これらの蛍光体が樹脂中に分散され、蛍光体を含む樹脂をパッケージ内で硬化させて波長変換部材を構成する。波長変換部材として、例えば、ガラス粉末と無機蛍光体粉末とを混合し、ガラス粉末を溶融させ固化させた焼結体からなる波長変換部材も開示されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−２３４４８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、蛍光体を含む樹脂を硬化させてなる波長変換部材は、樹脂の劣化による輝度低下を招く可能性がある。また、特許文献１に開示されている波長変換部材は、ガラス成分が焼結体の形成時に無機蛍光体中に混入し、蛍光体の発光に支障をきたす場合がある。また、ガラスは軟化点が比較的低く、高出力のＬＥＤやＬＤの光を照射した場合、無機蛍光体粉末と混合したガラス粉末を溶融させて固化させてなる焼結体は高温に耐えられない虞がある。
そこで本発明は、励起光の照射により所望の発光ピーク波長を有する光を発する波長変換部材の製造方法及び波長変換部材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するための手段は、以下の態様を包含する。
【０００７】
本発明の第一の態様は、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体と、アルミナ粒子とを含む混合粉体を成形した成形体を準備することと、前記成形体を１０００℃以上１６００℃以下の範囲の温度で一次焼成し、第一の焼結体を得ることを含む、波長変換部材の製造方法である。
【０００８】
本発明の第二の態様は、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体とアルミナとを含む波長変換部材である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、所望の発光ピーク波長を有する光を発する波長変換部材の製造方法及び波長変換部材を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本開示の第一の実施形態に係る波長変換部材の製造方法の工程順序を示すフローチャートである
【図２】図２は、本開示の第一の実施形態に係り、好ましい波長変換部材の製造方法の工程順序示すフローチャートである。
【図３】図３は、実施例３に係る波長変換部材の外観写真である。
【図４】図４は、実施例１２に係る波長変換部材の外観写真である。
【図５】図５は、比較例５に係る第１の焼結体の外観写真である。
【図６】図６は、実施例２３から２６に係る各波長変換部材のＣＩＥ色度座標の色度（ｘ値、ｙ値）を示す図である。
【図７】図７は、実施例２７から３０に係る各波長変換部材及び比較例６の第一の焼結体のＣＩＥ色度座標の色度（ｘ値、ｙ値）を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明に係る波長変換部材の製造方法及び波長変換部材を実施形態に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための例示であって、本発明は、以下の波長変換部材の製造方法及び波長変換部材に限定されない。なお、色名と色度座標との関係、光の波長範囲と単色光の色名との関係等は、ＪＩＳ  Ｚ８１１０に従う。
【００１２】
波長変換部材の製造方法
本発明の第一の実施形態に係る波長変換部材の製造方法は、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体と、必要に応じてイットリウムアルミニウムガーネット系蛍光体と、アルミナ粒子とを含む混合粉体を成形した成形体を準備することと、前記成形体を１０００℃以上１６００℃以下の範囲の温度で一次焼成し、第一の焼結体を得ることを含む。
【００１３】
本発明の第一の実施形態に係る製造方法によって得られるＣａ−α−サイアロン蛍光体とアルミナとを含む第一の焼結体は、励起光の照射により所望の発光ピーク波長を有する光を発する波長変換部材として用いることができる。前記第一の焼結体からなる波長変換部材は、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体及びアルミナを含むセラミックスからなるため、熱伝導率が高く、また、耐熱性が高く、劣化を抑制することができる。
【００１４】
本発明の第一の実施形態に係る製造方法によれば、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体は、結晶構造の一部が分解されることなく、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体の結晶構造を維持したまま、酸化物であるアルミナとともに焼き固まり、励起光によって所望の発光ピーク波長を有する光を発するＣａ−α−サイアロン蛍光体を含む焼結体からなる波長変換部材を得ることができる。
【００１５】
無機蛍光体粉末と混合したガラス粉末を溶融させて固化させてなる焼結体は、ガラス成分が焼結体の形成時に無機蛍光体中に混入し、蛍光体の発光に支障をきたす場合がある。Ｃａ−α−サイアロン蛍光体のような酸窒化物蛍光体と、ガラス成分に含まれる酸化物と同じ酸化物の一つであるアルミナ粒子とを焼成すると、酸窒化物蛍光体の組成に含まれる窒素と酸化物中の酸素とは反応しやすく、酸窒化物と酸化物の反応が促進されて、酸窒化物蛍光体の結晶構造が一部分解され、実用可能な程度に発光する蛍光体を含む焼結体が得られないと推測されていた。しかしながら、本発明者らの実験によると、実際には、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体と、アルミナ粒子とを焼成して得られる焼結体は発光することが分かった。これは、アルミナは、例えば、ガラス成分に含まれるアルミナ以外の金属酸化物よりも熱による組成変化を受け難く、アルミナの組成中から放出された酸素と、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体が反応し難いので、アルミナ粒子を用いて焼結体を形成してもＣａ−α−サイアロン蛍光体の発光に悪影響を及ぼしにくいためであると推測された。
【００１６】
本発明の第一の実施形態に係る波長変換部材の製造方法は、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体と、アルミナ粒子とを含む混合粉体が、さらにイットリウムアルミニウムガーネット系蛍光体（以下、「ＹＡＧ系蛍光体」ともいう。）を含むことが好ましい。前記混合粉体が、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体と、アルミナ粒子と、さらにＹＡＧ系蛍光体とを含む場合は、前記混合粉体を成形した成形体を１０００℃以上１５００℃以下の範囲の温度で一次焼成し、第一の焼結体を得ることが好ましい。本発明の第一の実施形態に係る製造方法によって得られる波長変換部材は、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体の結晶構造及びＹＡＧ系蛍光体の結晶構造の一部が分解されることなく、それぞれの蛍光体の結晶構造を維持したまま、酸化物であるアルミナとともに焼き固まって第一の焼結体を構成する。本発明の第一の実施形態に係る製造方法は、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体の結晶構造及びＹＡＧ系蛍光体の結晶構造を維持したまま、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体及びＹＡＧ系蛍光体を一つの焼結体に含めることができるため、所望の色調を得るために組成を変えた蛍光体を用いることなく、一つの焼結体中に含まれるＣａ−α−サイアロン蛍光体とＹＡＧ系蛍光体の配合量の調整することによって、所望の色調に発光する波長変換部材を得ることができる。前記第一の焼結体からなる波長変換部材は、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体、ＹＡＧ系蛍光体及びアルミナを含むセラミックからなるため、熱伝導率が高く、また、耐熱性が高く、劣化を抑制することができる。
【００１７】
Ｃａ−α−サイアロン蛍光体
Ｃａ−α−サイアロン蛍光体は、下記式（Ｉ）で表される組成を有するＣａ−α−サイアロン蛍光体を用いることが好ましい。
Ｃａｖ（Ｓｉ，Ａｌ）１２（Ｏ，Ｎ）１６：Ｅｕ      （Ｉ）
（式（Ｉ）中、ｖは０＜ｖ≦２を満たす数である。）
本明細書において、組成式中、カンマ（，）で区切られて記載されている複数の元素は、これら複数の元素のうち少なくとも一種の元素を組成中に含有していることを意味する。組成式中のカンマ（，）で区切られて記載されている複数の元素は、組成中にカンマで区切られた複数の元素から選ばれる少なくとも一種の元素を含み、前記複数の元素から二種以上を組み合わせて含んでいてもよい。
【００１８】
Ｃａ−α−サイアロン蛍光体は、下記式（II）で表される組成を有するＣａ−α−サイアロン蛍光体を用いることがより好ましい。
ＭｋＳｉ１２−（ｍ＋ｎ）Ａｌｍ＋ｎＯｎＮ１６−ｎ：Ｅｕ      （II）
（式（II）中、Ｍは、Ｌｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｙ及びランタノイド元素（但し、ＬａとＣｅを除く。）からなる群から選ばれる少なくとも１種の元素であり、ｋ、ｍ、ｎは、０＜ｋ≦２．０、２．０≦ｍ≦６．０、０≦ｎ≦１．０を満たす数である。）
【００１９】
本発明の第一の実施形態に係る製造方法において、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体は、第一の焼結体の原料として用いる。原料としてのＣａ−α−サイアロン蛍光体は、粉体であることが好ましい。Ｃａ−α−サイアロン蛍光体の平均粒径は、好ましくは２μｍ以上３０μｍ以下の範囲であり、より好ましくは３μｍ以上２５μｍ以下の範囲であり、さらに好ましくは４μｍ以上２０μｍ以下の範囲であり、よりさらに好ましくは５μｍ以上１５μｍ以下の範囲である。Ｃａ−α−サイアロン蛍光体の平均粒径が２μｍ以上であると、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体を混合粉体中で略均一に分散させて、成形体中でＣａ−α−サイアロン蛍光体を略均一に分散させることができる。Ｃａ−α−サイアロン蛍光体の平均粒径が３０μｍ以下であると、波長変換部材中の空隙が少なくなるので光変換効率を高くすることができる。本明細書において、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体の平均粒径とは、レーザー回折散乱式粒度分布測定法による体積基準の粒度分布における小径側からの体積累積頻度が５０％に達する粒径（メジアン径）をいう。レーザー回折散乱式粒度分布測定法には、例えばレーザー回折式粒度分布測定装置（ＭＡＳＴＥＲ  ＳＩＺＥＲ（マスターサイザー）３０００、ＭＡＬＶＥＲＮ社製）を用いて測定することができる。
【００２０】
成形体を構成する混合粉体１００質量％に対して、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体の含有量が、仕込みの質量割合で、好ましくは０．１質量％以上４０質量％以下、より好ましくは０．５質量％以上３８質量％以下、さらに好ましくは０．８質量％以上３５質量％以下、よりさらに好ましくは１質量％以上３０質量％以下である。成形体を構成する混合粉体１００質量％に対して、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体の含有量が０．１質量％以上４０質量％以下であると、光変換効率の高い波長変換部材を得ることができる。成形体を構成する混合粉体中のＣａ−α−サイアロン蛍光体の含有量が０．１質量％未満であると、所望の変換効率を有する波長変換部材を得ることができない。また、成形体を構成する混合粉体中のＣａ−α−サイアロン蛍光体の含有量が４０質量％を超えると、相対的にアルミナ粒子の含有量が少なくなり、得られる波長変換部材の密度が小さくなり、機械的な強度が低下する場合がある。また、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体の含有量が４０質量％を超えると、波長変換部材中の体積当たりのＣａ−α−サイアロン蛍光体の含有量が多すぎるため、例えば所望の色調及び変換効率を得るために、波長変換部材の厚さを薄くしなければならず、波長変換部材として所望の強度が得られず、取り扱いが困難となる場合がある。
【００２１】
ＹＡＧ系蛍光体
ＹＡＧ系蛍光体は、（Ｙ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｌｕ）３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅで表される希土類アルミン酸塩蛍光体を用いることができる。
【００２２】
ＹＡＧ系蛍光体は、下記式（III）で表される組成を有する希土類アルミン酸塩蛍光体を用いることが好ましい。
（Ｙ１−ａ−ｂＧｄａＣｅｂ）３Ａｌ５Ｏ１２      (III)
（式（III）中、ａ及びｂは、０≦ａ≦０．５００、０＜ｂ≦０．０３０を満たす数である。）
【００２３】
本発明の第一の実施形態に係る製造方法において、ＹＡＧ系蛍光体は、第一の焼結体の原料として用いる。原料としてのＹＡＧ系蛍光体は、粉体であることが好ましい。ＹＡＧ系蛍光体の平均粒径は、好ましくは１μｍ以上５０μｍ以下の範囲であり、より好ましくは１μｍ以上４０μｍ以下の範囲であり、さらに好ましくは２μｍ以上３０μｍ以下の範囲であり、よりさらに好ましくは２μｍ以上２０μｍ以下の範囲であり、特に好ましくは２μｍ以上１５μｍ以下の範囲である。ＹＡＧ系蛍光体の平均粒径が１μｍ以上であると、ＹＡＧ系蛍光体を混合粉体中に略均一に分散させて、成形体中にＹＡＧ系蛍光体を略均一に分散させることができる。ＹＡＧ系蛍光体の平均粒径が５０μｍ以下であると、波長変換部材中の空隙が少なくなるので光変換効率を高くすることができる。本明細書において、ＹＡＧ系蛍光体の平均粒径とは、フィッシャーサブシーブサイザー法（Fisher  Sub-sieve  sizer、以下「ＦＳＳＳ法」ともいう。）により測定した平均粒径（Fisher  Sub-sieve  sizer’s  number）をいう。ＦＳＳＳ法は、空気透過法の一種であり、空気の流通抵抗を利用して比表面積を測定し、粒径を求める方法である。
【００２４】
成形体を構成する混合粉体１００質量％に対して、ＹＡＧ系蛍光体とＣａ−α−サイアロン蛍光体の合計の含有量が、仕込みの質量割合で、好ましくは０．１質量％以上７０質量％以下、より好ましくは０．５質量％以上６５質量％以下、さらに好ましくは０．８質量％以上６０質量％以下、よりさらに好ましくは１質量％以上５５質量％以下、特に好ましくは２質量％以上５０質量％以下である。成形体を構成する混合粉体１００質量％に対して、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体とＹＡＧ系蛍光体の合計の含有量が０．１質量％以上７０質量％以下であると、光変換効率の高い波長変換部材を得ることができる。成形体を構成する混合粉体１００質量％に対して、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体及びＹＡＧ系蛍光体の合計の含有量が０．１質量％未満であると、所望の変換効率を有する波長変換部材を得ることができない。また、成形体を構成する混合粉体１００質量％に対するＣａ−α−サイアロン蛍光体及びＹＡＧ系蛍光体の合計の含有量が７０質量％を超えると、相対的に蛍光体の含有量が多くなるため、所望の波長変換効率を得るために、又は、所望の色調を得るために、第一の焼結体の厚さを薄くして用いる必要がある。所望の色調を得るために薄くした第一の焼結体では、波長変換部材として所望の強度が得られず、取り扱いが困難となる場合がある。また、成形体を構成する混合粉体１００質量％に対するＣａ−α−サイアロン蛍光体及びＹＡＧ系蛍光体の合計の含有量が７０％を超えると、成形体中に含まれる蛍光体粒子の量が多くなり、相対的にアルミナの量が少なくなり、得られる波長変換部材の相対密度を高くし難くなる場合がある。
【００２５】
成形体を構成する混合粉体中のＣａ−α−サイアロン蛍光体とＹＡＧ系蛍光体との配合割合は、成形体を構成する混合粉体１００質量％に対して、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体の含有量が０．１質量％以上４０質量％以下の範囲であり、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体及びＹＡＧ系蛍光体の合計の含有量が０．１質量％以上７０質量％以下の範囲であり、所望の波長変換効率が得られ、所望の色調が得られればよい。成形体を構成する混合粉体１００質量％に対する、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体粒子及びＹＡＧ系蛍光体粒子の合計の含有量が０．１質量％以上７０質量％以下であり、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体の含有量が０．１質量％以上４０質量％以下であれば、例えばＣａ−α−サイアロン蛍光体粒子とＹＡＧ系蛍光体粒子の質量比（Ｃａ−α−サイアロン蛍光体粒子：ＹＡＧ系蛍光体粒子）は、仕込みの質量比で、好ましくは１：９９から９９：１の範囲であり、より好ましくは２：９８から９８：２の範囲であり、さらに好ましく３：９７から９５：５の範囲であり、よりさらに好ましくは４：９６から９０：１０の範囲である。
【００２６】
成形体を構成する混合粉体１００質量％に対して、ＹＡＧ系蛍光体の含有量は、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体及びＹＡＧ系蛍光体の合計の含有量が０．１質量％以上７０質量％以下の範囲であり、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体の含有量が０．１質量％以上４０質量％以下の範囲であればよい。成形体を構成する混合粉体１００質量％に対して、ＹＡＧ系蛍光体の含有量は、仕込みの質量割合で、好ましくは０．１質量％以上６９．９質量％以下、より好ましくは０．５質量％以上６０質量％以下、さらに好ましくは０．８質量％以上５０質量％以下、よりさらに好ましくは１質量％以上４０質量％以下、特に好ましくは１質量％以上３０質量％以下である。成形体を構成する混合粉体１００質量％に対して、ＹＡＧ系蛍光体の含有量が０．１質量％以上６９．９質量％以下の範囲であれば、所望の色調が得られる波長変換部材を得ることができる。
【００２７】
アルミナ粒子
本発明の第一の実施形態に係る製造方法において、アルミナ粒子は、第一の焼結体の原料として用いる。原料として用いるアルミナ粒子は、アルミナ純度が９９．０質量％以上であることが好ましく、より好ましくはアルミナ純度が９９．５質量％以上である。成形体を構成する粉体に、アルミナ純度が９９．０質量％以上であるアルミナ粒子を含むと、得られる第一の焼結体又は第二の焼結体の透明性が高くなり、光変換効率を高くすることができ、良好な熱伝導率を有する波長変換部材を得ることができる。市販のアルミナ粒子を用いた場合には、アルミナ純度は、カタログに記載されたアルミナ純度の値を参照することができる。アルミナ純度が不明である場合には、アルミナ粒子の質量を測定した後、各アルミナ粒子を８００℃で１時間、大気雰囲気で焼成し、アルミナ粒子に付着している有機分やアルミナ粒子が吸湿している水分を除去し、焼成後のアルミナ粒子の質量を測定し、焼成後のアルミナ粒子の質量を焼成前のアルミナ粒子の質量で除すことによって、アルミナ純度を測定することができる。アルミナ純度は、例えば、以下の式によって算出することができる。
アルミナ純度（質量％）＝（焼成後のアルミナ粒子の質量÷焼成前のアルミナ粒子の質量）×１００
【００２８】
アルミナ粒子は、その平均粒径が好ましくは０．１μｍ以上１．３μｍ以下の範囲であり、より好ましくは０．２μｍ以上１．０μｍ以下の範囲であり、さらに好ましくは０．３μｍ以上０．８μｍ以下の範囲であり、よりさらに好ましくは０．３μｍ以上０．６μｍ以下の範囲である。アルミナ粒子の平均粒径が前記範囲であると、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体の粉体とアルミナ粒子を均一に混合することができ、空隙が少なく密度の高い焼結体からなる波長変換部材を製造することができる。本明細書において、アルミナ粒子の平均粒径とは、フィッシャーサブシーブサイザー（Fisher  sub-sieve  sizer、以下「ＦＳＳＳ」ともいう。）法により測定した平均粒径（Fisher  sub-sieve  sizer’s  number）をいう。
【００２９】
成形体を構成する混合粉体１００質量％に対して、アルミナ粒子の含有量は、蛍光体を除く残部である。成形体を構成する混合粉体がＣａ−α−サイアロン蛍光体及びアルミナ粒子からなる場合には、アルミナ粒子の含有量は、前記混合粉体からＣａ−α−サイアロン蛍光体を除く残部であり、好ましくは６０質量％以上９９．９質量％以下である。
成形体を構成する混合粉体がＣａ−α−サイアロン蛍光体と、ＹＡＧ系蛍光体と、アルミナ粒子とからなる場合には、アルミナ粒子の含有量は、前記混合粉体からＣａ−α−サイアロン蛍光体及びＹＡＧ系蛍光体の合計量を除く残部であり、好ましくは３０質量％以上９９．９質量％以下である。
【００３０】
アルミナ粒子を構成するアルミナの種類は、特に限定されず、γ−アルミナ、δ−アルミナ、θ−アルミナ、α−アルミナのいずれも用いることができる。アルミナは、入手しやすく、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体の粉体とアルミナ粒子とを混合しやすく、成形体を形成しやすいため、α−アルミナを用いることが好ましい。
【００３１】
本発明の第一の実施形態に係る波長変換部材の製造方法は、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体と、アルミナ粒子との含む第一の焼結体を、さらに熱間等方圧加圧ＪＩＳ  Ｚ２５００：２０００、Ｎｏ．２１１２（ＨＩＰ：Hot  Isostatic  Pressing、以下「ＨＩＰ」ともいう。）処理により１０００℃以上１６００℃以下の範囲の温度で二次焼成し、第二の焼結体を得ることを含むことが好ましい。前記波長変換部材の製造方法によって得られる第二の焼結体は、第一の焼結体をＨＩＰ処理により１０００℃以上１６００℃以下の範囲の温度で二次焼成するため、得られる第二の焼結体の密度をより高めることができ、励起光の照射によって所望の発光ピーク波長を有する色むらの少ない光を発する、波長変換部材として用いることができる。
【００３２】
また、本発明の第一の実施形態に係る波長変換部材の製造方法は、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体と、必要に応じてＹＡＧ系蛍光体と、アルミナ粒子との含む第一の焼結体を、さらにＨＩＰ処理により１０００℃以上１５００℃以下の範囲の温度で二次焼成し、第二の焼結体を得ることを含んでいてもよい。前記波長変換部材の製造方法によって得られる第二の焼結体は、第一の焼結体をＨＩＰ処理により１０００℃以上１５００℃以下の範囲の温度で二次焼成することによって、得られる第二の焼結体の密度をより高めることができ、励起光の照射によって所望の発光ピーク波長を有する色むらの少ない光を発する、波長変換部材として用いることができる。
【００３３】
図１は、第一の実施形態に係る波長変換部材の製造方法の工程順序の一例を示すフローチャートである。図１を参照にして波長変換部材の製造方法の工程を説明する。波長変換部材の製造方法は、成形体準備工程Ｓ１０２と、一次焼成工程Ｓ１０３とを含む。波長変換部材の製造方法は、成形体準備工程Ｓ１０２の前に、粉体混合工程Ｓ１０１を含んでいてもよく、一次焼成工程Ｓ１０３の後に、波長変換部材を加工する加工工程Ｓ１０４を含んでいてもよい。
【００３４】
粉体混合工程
粉体混合工程では、成形体を構成する粉体として、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体の粉体と、アルミナ粒子とを混合する。粉体混合工程では、成形体を構成する粉体として、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体と、必要に応じてＹＡＧ系蛍光体と、アルミナ粒子とを混合することが好ましい。粉体の混合は、乳鉢及び乳棒を用いて混合することができる。粉体の混合には、ボールミルなどの混合媒体を用いて混合してもよい。また、粉体の混合を行いやすくし、さらに混合後の粉体を成形しやすくするために、成形助剤を用いてもよい。成形助剤は、水又はエタノールが挙げられる。成形助剤は、後の焼成工程において揮発しやすいものであるものが好ましい。成形助剤を用いなくてもよい。成形助剤を加える場合は、粉体１００質量部に対して、成形助剤が１０質量部以下であることが好ましく、より好ましくは８質量部以下、さらに好ましくは５質量部以下である。
【００３５】
成形体準備工程
成形体準備工程では、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体と、必要に応じてＹＡＧ系蛍光体と、アルミナ粒子とを含む混合粉体を、所望の形状に成形し、成形体を得る。混合粉体の成形方法は、プレス成形法などの知られている方法を採用することができ、例えば金型プレス成形法、冷間等方圧加圧法（ＣＩＰ:Cold  Isostatic  Pressing、以下、「ＣＩＰ処理」ともいう。）などが挙げられる。成形方法は、成形体の形状を整えるために、２種の方法を採用してもよく、金型プレス成形をした後に、ＣＩＰ処理を行ってもよい。ＣＩＰ処理では、水を媒体として成形体をプレスすることが好ましい。
【００３６】
金型プレス成形時の圧力は、好ましくは３ＭＰａから５０ＭＰａであり、より好ましくは４ＭＰａから２０ＭＰａである。金型プレス成形時の圧力が前記範囲であれば、成形体を所望の形状に整えることができる。
【００３７】
ＣＩＰ処理における圧力は、好ましくは５０ＭＰａから２５０ＭＰａであり、より好ましくは１００ＭＰａから２００ＭＰａである。ＣＩＰ処理における圧力が前記範囲であると、成形体の密度を高め、全体が略均一な密度を有する成形体を得ることができ、後の一次焼成工程及び二次焼成工程において、得られる焼結体の密度を高めることができる。
【００３８】
一次焼成工程
一次焼成工程は、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体とアルミナ粒子とを含む混合粉体を成形した成形体を１０００℃以上１６００℃以下の範囲の温度で一次焼成し、第一の焼結体を得る工程である。一次焼成工程は、成形体がＣａ−α−サイアロン蛍光体と、ＹＡＧ系蛍光体と、アルミナ粒子とを含む場合には、１０００℃以上１５００℃以下の範囲の温度で一次焼成して、第一の焼結体を得る工程である。一次焼成工程において、成形体に含まれるＣａ−α−サイアロン蛍光体とアルミナ粒子との焼結密度を高め、励起光によって所望の発光ピーク波長を有する光を発する波長変換部材を得ることができる。
【００３９】
Ｃａ−α−サイアロン蛍光体とアルミナ粒子とを含む混合粉体を成形した成形体を１０００℃以上１６００℃以下の範囲で一次焼成し、第一の焼結体を得ることによって、一次焼成後の二次焼成において、さらに得られる第二の焼結体の密度を高めることができる。一次焼成工程によって得られる第一の焼結体は、後述する二次焼成工程によって得られる第二の焼結体よりも密度が低くなる場合があるが、一次焼成工程によって得られる第一の焼結体は、励起光の照射によって所望の発光ピーク波長を有する光を発し、波長変換部材として用いることができる。
【００４０】
温度や第一の焼結体中のＣａ−α−サイアロン蛍光体の含有量によっては、ＨＩＰ処理による二次焼成によって第一の焼結体に含まれる閉空孔（クローズドポア）が潰れるとともに、第一の焼結体中に含まれるＣａ−α−サイアロン蛍光体が一部分解、蒸散して第二の焼結体に開空孔（オープンポア）が生成されるために、第一の焼結体の方が第二の焼結体よりも密度が高くなる場合もある。
【００４１】
一次焼成の温度は、１０００℃以上１６００℃以下の範囲である。一次焼成の温度が１０００℃未満であると、相対密度を高めることができない。一次焼成の温度が１６００℃を超えると、成形体中でＣａ−α−サイアロン蛍光体とアルミナ粒子とが反応し、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体の結晶構造が分解されて、得られた第一の焼結体は、励起光を照射しても発光しない。一次焼成の温度は、好ましくは１１００℃以上℃以上１６００℃未満の範囲であり、より好ましくは１１００℃以上１５８０℃以下の範囲であり、さらに好ましくは１２００℃以上１５７０℃以下の範囲であり、よりさらに好ましくは１３００℃以上１５６０℃以下の範囲であり、よりさらに好ましくは１４００℃以上１５５０℃以下の範囲であり、よりさらに好ましくは１４００℃以上１５４０℃以下の範囲であり、よりさらに好ましくは１４５０℃以上１５４０℃以下の範囲であり、よりさらに好ましくは、１４７０℃以上１５４０℃以下の範囲である。一次焼成の温度は、１４００℃以上１５００℃以下の範囲内であってもよい。
【００４２】
成形体が、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体とアルミナ粒子とともに、ＹＡＧ系蛍光体を含む混合粉体を成形してなる場合は、一次焼成の温度が１０００℃以上１５００℃以下の範囲であることが好ましい。成形体がＣａ−α−サイアロン蛍光体とともにＹＡＧ系蛍光体を含む混合粉体を成形してなる場合には、一次焼成の温度が１０００℃以上１５００℃以下の範囲であれば、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体とともにＹＡＧ系蛍光体を含む混合粉体を成形してなる成形体であっても、成形体に含まれるＣａ−α−サイアロン蛍光体の結晶構造が分解されることなく、励起光の照射によって所望の発光ピーク波長を有する光を発する第一の焼結体を得ることができる。Ｃａ−α−サイアロン蛍光体とＹＡＧ系蛍光体とアルミナ粒子とを含む混合粉体を成形した成形体の一次焼成の温度は、好ましくは１１００℃以上１５００℃以下の範囲であり、より好ましくは１１００℃以上１４５０℃以下の範囲であり、さらに好ましくは１２００℃以上１４５０℃以下の範囲である。
【００４３】
一次焼成は、加圧や荷重をかけずに非酸化性雰囲気のもとで焼成を行う雰囲気焼結法、非酸化性雰囲気のもと加圧下で焼成を行う雰囲気加圧焼結法、ホットプレス焼結法、放電プラズマ焼結法（ＳＰＳ：Spark  Plasma  Sintering）が挙げられる。
【００４４】
一次焼成は、窒素ガスを含む雰囲気のもとで行なうことが好ましい。窒素ガスを含む雰囲気は、少なくとも９９体積％以上の窒素ガスを含む雰囲気である。窒素ガスを含む雰囲気中の窒素ガスは、９９体積％以上であることが好ましく、より好ましくは９９．５体積％以上である。窒素ガスを含む雰囲気中には、窒素ガスの他に、酸素等の微量のガスが含まれていてもよいが、窒素ガスを含む雰囲気中の酸素の含有量は、１体積％以下であることが好ましく、より好ましくは０．５体積％以下、さらに好ましくは０．１体積％以下、よりさらに好ましくは０．０１体積％以下、特に好ましくは０．００１体積％以下である。一次焼成の雰囲気が窒素ガスを含む雰囲気であると、一次焼成におけるＣａ−α−サイアロン蛍光体の結晶構造の劣化が抑制され、結晶構造を維持したＣａ−α−サイアロン蛍光体を含む第一の焼結体を得ることができる。
【００４５】
一次焼成の雰囲気圧力は、０．２ＭＰａ以上２００ＭＰａ以下の範囲であることが好ましい。雰囲気圧力は、ゲージ圧をいう。一次焼成は、０．２ＭＰａ以上２００ＭＰａ以下の範囲の雰囲気圧力下で行うことが好ましい。酸窒化物であるＣａ−α−サイアロン蛍光体は高温になるほど分解し易くなるが、一次焼成を０．２ＭＰａ以上２００ＭＰａ以下の加圧雰囲気で行うことにより、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体の分解がより抑制されて、高い発光強度を有する第一の焼結体が得られる。雰囲気圧力はゲージ圧として、０．２ＭＰａ以上１．０ＭＰａ以下がより好ましく、０．８ＭＰａ以上１．０ＭＰａ以下がさらに好ましい。
【００４６】
一次焼成の時間は、雰囲気圧力に応じて適宜選択すればよい。熱処理の時間は、例えば０．５時間以上２０時間以下であり、１時間以上１０時間以下が好ましい。
【００４７】
図２は、第一の実施形態に係り、好ましい波長変換部材の製造方法の工程順序の一例を示すフローチャートである。好ましい波長変換部材の製造方法は、成形体準備工程Ｓ２０２と、一次焼成工程Ｓ２０３と、二次焼成工程Ｓ２０４を含む。好ましい波長変換部材の製造方法は、成形体準備工程Ｓ２０２の前に、粉体混合工程Ｓ２０１を含んでいてもよく、二次焼成工程Ｓ２０４の後に、波長変換部材を加工する加工工程Ｓ２０５を含んでいてもよい。
【００４８】
二次焼成工程
二次焼成工程は、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体とアルミナ粒子とを含む混合粉体を成形した成形体を一次焼成して得られた第一の焼結体をＨＩＰ処理により１０００℃以上１６００℃以下の範囲の温度で二次焼成し、第二の焼結体を得る工程である。二次焼成工程において、ＨＩＰ処理により、第一の焼結体に含有される空隙をより少なくし、第二の焼結体の密度を高めることができる。ＨＩＰ処理により得られる密度の高い第二の焼結体は、透明性がより高くなる。二次焼成工程によって得られる第二の焼結体は、より焼結体の密度を高めることができ、励起光の照射によって所望の発光ピーク波長を有する光を発し、波長変換部材として用いることができる。
【００４９】
二次焼成の温度は、１０００℃以上１６００℃以下の範囲である。二次焼成の温度が１０００℃未満であると、二次焼成を行っても第一の焼結体よりも高い相対密度を有する第二の焼結体を得ることができない。二次焼成の温度が１６００℃を超えると、第一の焼結体中でＣａ−α−サイアロン蛍光体とアルミナ粒子とが反応し、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体の結晶構造の一部が分解されてしまい、得られた第二の焼結体の発光強度が低くなる。二次焼成の温度は、好ましくは１１００℃以上１５８０℃以下の範囲であり、より好ましくは１２００℃以上１５７０℃以下の範囲であり、さらに好ましくは１３００℃以上１５６０℃以下の範囲であり、よりさらに好ましくは１４００℃以上１５５０℃以下の範囲である。
【００５０】
第一の焼結体が、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体とアルミナ粒子とともに、ＹＡＧ系蛍光体を含む混合粉体を成形した成形体からなる場合は、二次焼成の温度が１０００℃以上１５００℃以下の範囲であることが好ましい。第一の焼結体が、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体とともにＹＡＧ系蛍光体を含む場合には、二次焼成の温度が１０００℃以上１５００℃以下の範囲であれば、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体とともにＹＡＧ系蛍光体を成形体中に含み、ＹＡＧ系蛍光体に微量に含まれる、例えば製造工程でフラックスとして機能していたフッ素を含む化合物が残留している場合であっても、微量に残留しているフッ素を含む化合物によってＣａ−α−サイアロン蛍光体の結晶構造が分解されることなく、焼結体の密度を高めることができる。Ｃａ−α−サイアロン蛍光体とＹＡＧ系蛍光体とアルミナ粒子とを含む第一の焼結体の二次焼成の温度は、好ましくは１１００℃以上１５００℃以下の範囲であり、より好ましくは１１００℃以上１４５０℃以下の範囲であり、さらに好ましくは１２００℃以上１４５０℃以下の範囲である。
【００５１】
二次焼成は、不活性ガス雰囲気のもとで行なうことが好ましい。不活性ガス雰囲気とは、アルゴン、ヘリウム、窒素等を雰囲気中の主成分とする雰囲気を意味する。ここでアルゴン、ヘリウム、窒素等を雰囲気中の主成分とするとは、雰囲気中に、アルゴン、ヘリウム及び窒素からなる群から選択される少なくとも１種の気体を５０体積％以上含むことをいう。不活性ガス雰囲気中の酸素の含有量は、１体積％以下であることが好ましく、より好ましくは０．５体積％以下、さらに好ましくは０．１体積％以下、よりさらに好ましくは０．０１体積％以下、特に好ましくは０．００１体積％以下である。不活性ガス雰囲気は、一次焼成における窒素ガスを含む雰囲気と同様の雰囲気であってもよく、窒素ガスを含む雰囲気中に含まれる窒素ガスの含有量は、好ましくは９９体積％以上、より好ましくは９９．５体積％以上である。二次焼成の雰囲気が不活性ガス雰囲気であると、二次焼成におけるＣａ−α−サイアロン蛍光体の結晶構造の劣化が抑制され、結晶構造を維持したＣａ−α−サイアロン蛍光体を含む第二の焼結体を得ることができる。
【００５２】
二次焼成を行うＨＩＰ処理における圧力は、好ましくは５０ＭＰａ以上３００ＭＰａ以下であり、より好ましくは８０ＭＰａ以上２００ＭＰａ以下である。ＨＩＰ処理における圧力が前記範囲であると、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体の結晶構造を劣化させることなく、焼結体の全体を均一に、より高い密度にすることができる。
【００５３】
二次焼成を行うＨＩＰ処理の時間は、例えば０．５時間以上２０時間以下であり、１時間以上１０時間以下が好ましい。
【００５４】
加工工程
波長変換部材の製造方法において、得られた第一の焼結体又は第二の焼結体からなる波長変換部材を加工する加工工程を含んでいてもよい。加工工程は、得られた波長変換部材を所望の大きさに切断加工する工程等が挙げられる。波長変換部材の切断方法は、公知の方法を利用することができ、例えば、ブレードダイシング、レーザーダイシング、ワイヤーソー等が挙げられる。これらのうち、切断面が高精度に平らになる点からワイヤーソーが好ましい。加工工程によって、所望の厚さや大きさの波長変換部材を得ることができる。波長変換部材の厚さは特に制限されないが、機械的強度や波長変換効率を考慮して、好ましくは１μｍ以上１ｍｍ以下の範囲、より好ましくは１０μｍ以上８００μｍ以下、さらに好ましくは５０μｍ以上５００μｍ以下、よりさらに好ましくは１００μｍ以上４００μｍ以下の範囲である。
【００５５】
第一の焼結体の相対密度
第一の実施形態の波長変換部材の製造方法において、一次焼成工程において得られる第一の焼結体は、相対密度が、好ましくは８０％以上、より好ましくは８５％以上、さらに好ましくは９０％以上、よりさらに好ましくは９１％以上、特に好ましくは９２％以上である。第一の焼結体の相対密度は１００％であってもよく、第一の焼結体の相対密度は、９９％以下であるか、９８％以下であってもよい。第一の焼結体の相対密度が８０％以上であることによって、励起光の照射によって所望の発光ピーク波長を有する波長変換部材として用いることができる。また、一次焼成後に二次焼成を行う場合には、第一の焼結体の相対密度が８０％以上であることによって、一次焼成後の二次焼成においてさらに第二の焼結体の密度を高めることができ、波長変換部材の空隙が少なくなり、空隙内での光の散乱が抑制されるため、光変換効率の高い波長変換部材を製造することができる。波長変換部材が、第一の焼結体からなるものである場合には、波長変換部材の相対密度は、第一の焼結体の相対密度と同じである。
【００５６】
本明細書において第一の焼結体の相対密度とは、第一の焼結体の真密度に対する第一の焼結体の見掛け密度により算出される値をいう。相対密度は、下記式（１）により算出される。
相対密度（％）＝（第一の焼結体の見掛け密度÷第一の焼結体の真密度）×１００      （１）
第一の焼結体がＣａ−α−サイアロン蛍光体とアルミナ粒子からなる場合は、第一の焼結体の真密度は、第一の焼結体を構成する成形体用の混合粉体１００質量％に対するＣａ−α−サイアロン蛍光体の質量割合にＣａ−α−サイアロン蛍光体の真密度を乗じて得られた値と、前記成形体用の混合粉体１００質量％に対するアルミナ粒子の質量割合にアルミナ粒子の真密度を乗じて得られた値との和である。第一の焼結体の真密度は、下記式（２−１）より算出される。
第一の焼結体の真密度＝（成形体用の混合粉体１００質量％に対するＣａ−α−サイアロン蛍光体の質量割合×Ｃａ−α−サイアロン蛍光体の真密度）＋（成形体用の混合粉体１００質量％に対するアルミナ粒子の質量割合×アルミナ粒子の真密度）    （２−１）
第一の焼結体がＣａ−α−サイアロン蛍光体とＹＡＧ系蛍光体とアルミナ粒子からなる場合には、第一の焼結体の真密度は、第一の焼結体を構成する成形体用の混合粉体１００質量％に対するＣａ−α−サイアロン蛍光体の質量割合にＣａ−α−サイアロン蛍光体の真密度を乗じて得られた値と、前記成形体用の混合粉体１００質量％に対するＹＡＧ系蛍光体の質量割合にＹＡＧ系蛍光体の真密度を乗じて得られた値と、前記成形体用の混合粉体１００質量％に対するアルミナ粒子の質量割合にアルミナ粒子の真密度を乗じて得られた値との和である。第一の焼結体の真密度は、下記式（２−２）より算出される。
第一の焼結体の真密度＝（成形体用の混合粉体１００質量％に対するＣａ−α−サイアロン蛍光体の質量割合×Ｃａ−α−サイアロン蛍光体の真密度）＋（成形体用の混合粉体１００質量％に対するＹＡＧ系蛍光体の質量割合×ＹＡＧ系蛍光体の真密度）＋（成形体用の混合粉体１００質量％に対するアルミナ粒子の質量割合×アルミナ粒子の真密度）      （２−２）
第一の焼結体の見掛け密度は、第一の焼結体の質量をアルキメデス法によって求められる第一の焼結体の体積で除した値をいう。第一の焼結体の見掛け密度は、下記式（３）により算出される。
第一の焼結体の見掛け密度＝第一の焼結体の質量÷第一の焼結体のアルキメデス法により求められた体積      （３）
【００５７】
第二の焼結体の相対密度
二次焼成後に得られる第二の焼結体は、相対密度が、好ましくは９０％以上、より好ましくは９１％以上、さらに好ましくは９２％以上、よりさらに好ましくは９３％以上、特に好ましくは９５％以上である。第二の焼結体からなる波長変換部材の相対密度が９０％以上であることによって、波長変換部材の空隙が少なくなり、光変換効率を高くすることができる。また、第二の焼結体の相対密度が９０％以上であることによって、例えば加工工程において、加工を行っても欠けたりすることなく、加工した第二の焼結体からなる波長変換部材を得ることができる。第二の焼結体の相対密度は１００％であってもよく、第二の焼結体の相対密度は、９９．９％以下であるか、９９．８％以下であってもよい。
【００５８】
本明細書において第二の焼結体の相対密度とは、第二の焼結体の真密度に対する第二の焼結体の見掛け密度により算出される値をいう。波長変換部材が、第二の焼結体からなるものである場合には、波長変換部材の相対密度は、第二の焼結体の相対密度と同じである。相対密度は、下記式（４）により算出される。
相対密度（％）＝（第二の焼結体の見掛け密度÷第二の焼結体の真密度）×１００      （４）
第二の焼結体の真密度の算出方法は、第一の焼結体の真密度と同様の方法によって算出される。第二の焼結体の真密度は、第一の焼結体の真密度と同じ値である。
第二の焼結体の見掛け密度は、第二の焼結体の質量をアルキメデス法によって求められる第二の焼結体の体積で除した値をいう。第二の焼結体の見掛け密度は、下記式（５）により算出される。
第二の焼結体の見掛け密度＝第二の焼結体の質量÷第二の焼結体のアルキメデス法により求められた体積      （５）
【００５９】
得られる第一の焼結体又は第二の焼結体は、励起光の照射によって所望の発光ピーク波長を有する光を発することができ、波長変換部材として用いることができる。相対密度が９０％以上の第一の焼結体又は第二の焼結体は、相対発光強度を高くすることができ、光変換効率を高くすることができる。
【００６０】
波長変換部材
波長変換部材は、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体とアルミナとを含み、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体の含有量が０．１質量％以上４０質量％以下であることが好ましい。波長変換部材中のＣａ−α−サイアロン蛍光体の含有量が０．１質量％以上であると、所望の変換効率が得られる。波長変換部材中のＣａ−α−サイアロン蛍光体の含有量が多いと、波長変換部材中の体積当たりのＣａ−α−サイアロン蛍光体の粉体の含有量が多すぎて、所望の色調及び変換効率を得るために波長変換部材の体積を小さくする必要があり、例えば得られた波長変換部材の体積を小さくするために厚さを薄くしなければならず、取り扱いが困難となる。また、波長変換部材中のＣａ−α−サイアロン蛍光体の含有量が多いと、相対的に波長変換部材中のアルミナの量が減少し、波長変換部材中でＣａ−α−サイアロン蛍光体とアルミナの密着性が低下して空隙が形成され、光変換効率が低下する場合がある。波長変換部材中のＣａ−α−サイアロン蛍光体の含有量は、ＩＣＰ発光分光分析法（Inductively  Coupled  Plasma  Atomic  Emission  Spectroscopy）を用いて、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体を構成する元素の元素分析を行い、得られた元素分析の結果から波長変換部材に含まれるＣａ−α−サイアロン蛍光体の含有量を測定することができる。波長変換部材に含まれるＣａ−α−サイアロン蛍光体は、前記式（Ｉ）又は（II）で表される組成を有するＣａ−α−サイアロン蛍光体であることが好ましい。
【００６１】
波長変換部材は、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体と、アルミナ粒子と、さらにＹＡＧ系蛍光体を含む場合には、ＹＡＧ系蛍光体及びＣａ−α−サイアロン蛍光体の合計の含有量が０．１質量％以上７０質量％以下であることが好ましい。波長変換部材中にＣａ−α−サイアロン蛍光体とＹＡＧ系蛍光体とを含む場合には、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体の含有量が０．１質量％以上４０質量％以下であって、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体とＹＡＧ系蛍光体の合計の含有量が０．１質量％以上７０質量％以下の範囲を満たす場合には、励起光の照射によって所望の色調の発光が得られる。Ｃａ−α−サイアロン蛍光体の含有量が０．１質量％以上４０質量％以下であって、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体とＹＡＧ系蛍光体の合計の含有量が０．１質量％以上７０質量％以下の範囲を満す範囲であれば、例えば、波長変換部材中のＹＡＧ系蛍光体の含有量が６９．９質量％であってもよく、０．１質量％であってもよい。波長変換部材中に含まれるＹＡＧ系蛍光体は、（Ｙ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｌｕ）３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅで表される希土類アルミン酸塩蛍光体を用いることができる。波長変換部材中に含まれるＹＡＧ系蛍光体は、前記式（III）で表されるＹＡＧ系蛍光体であることが好ましい。波長変換部材中のＣａ−α−サイアロン蛍光体及びＹＡＧ系蛍光体の合計の含有量は、ＩＣＰ発光分光分析法（Inductively  Coupled  Plasma  Atomic  Emission  Spectroscopy）を用いて、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体及びＹＡＧ系蛍光体を構成する元素の元素分析を行い、得られた元素分析の結果から波長変換部材に含まれるＣａ−α−サイアロン蛍光体及びＹＡＧ系蛍光体の合計の含有量を測定することができる。
【００６２】
波長変換部材中のＣａ−α−サイアロン蛍光体又はＹＡＧ系蛍光体は、波長変換部材中のアルミナとは、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体又はＹＡＧ系蛍光体の粒界によって区別される。波長変換部材中には、アルミナの結晶構造とは結晶構造が異なるＣａ−α−サイアロン蛍光体又はＹＡＧ系蛍光体が存在し、アルミナとＣａ−α−サイアロン蛍光体と必要に応じてＹＡＧ系蛍光体が一体となってセラミックスの波長変換部材が構成される。本発明の第二の実施形態に係る波長変換部材は、本発明の第一の実施形態に係る製造方法によって得られる第一の焼結体からなる波長変換部材又は第二の焼結体からなる波長変換部材であることが好ましい。本発明の第一の実施形態に係る製造方法によって得られる第一の焼結体からなる波長変換部材又は第二の焼結体からなる波長変換部材は、相対密度が８０％以上であることが好ましい。波長変換部材の相対密度が８０％以上であることによって、波長変換部材は、発光強度が高く、光変換効率が高くなる。また、波長変換部材は、相対密度が８０％以上であることによって、セラミックスの波長変換部材は切断等の加工を施した場合であっても、割れや欠けを生じることなく、波長変換部材を発光装置に用いた場合に、色むらの発生を抑制することができる。波長変換部材の相対密度は、より好ましくは８５％以上、さらに好ましくは９０％以上、よりさらに好ましくは９１％以上、特に好ましくは９２％以上である。波長変換部材の相対密度は、１００％であってもよく、９９．９％以下であるか、９９．８％以下である。
【００６３】
第一の実施形態の製造方法によって得られる波長返変換部材又は第二の実施形態に係る波長変換部材は、ＬＥＤやＬＤの発光素子と組み合わせることによって、発光素子から発せられた励起光を変換して、所望の発光ピーク波長を有する光を発し、発光素子からの光と波長変換部材で波長変換された光によって、混色光を発する発光装置を構成することが可能となる。発光素子は、例えば、３５０ｎｍ以上５００ｎｍ以下の波長範囲の光を発する発光素子を用いることができる。発光素子には、例えば、窒化物系半導体（ＩｎＸＡｌＹＧａ１−Ｘ−ＹＮ、０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）を用いた半導体発光素子を用いることができる。励起光源として半導体発光素子を用いることによって、高効率で入力に対する出力のリニアリティが高く、機械的衝撃にも強い安定した発光装置を得ることができる。
【実施例】
【００６４】
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。
【００６５】
実施例１から２２は、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体とアルミナとを含む第一の焼結体からなる波長変換部材又はＣａ−α−サイアロン蛍光体とアルミナとを含む第二の焼結体からなる波長変換部材を製造した。比較例１から５は、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体とアルミナ以外の金属酸化物とを含む第一の焼結体を製造した。
【００６６】
実施例１
粉体混合工程
レーザー回折散乱式粒度分布測定法により測定した平均粒径１３．０μｍのＣａ−α−サイアロン蛍光体（品名：アロンブライト  品種ＹＬ―６００、デンカ株式会社製）を１質量部（成形体用の混合粉体１００質量％に対してＣａ−α−サイアロン蛍光体を１質量％）と、ＦＳＳＳ法により測定した平均粒径が０．５μｍのα−アルミナ粒子（品名：ＡＡ０３、住友化学工業株式会社製、アルミナ純度９９．５質量％）９９質量部とを秤量し、乳鉢及び乳棒を用いて混合し、成形体用の混合粉体を準備した。表１又は表２において、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体の含有量（質量％）は、成形体用の混合粉体１００質量％に対するＣａ−α−サイアロン蛍光体の仕込みの質量割合を示す。表１又は表２において、各実施例におけるアルミナ粒子の含有量は、成形体用の混合粉体１００質量％からＣａ−α−サイアロン蛍光体の含有量（質量％）を減じた残部である。
【００６７】
成形体準備工程
混合粉体を金型に充填し、圧力４．６ＭＰａ（４６．９ｋｇｆ／ｃｍ２）で直径１７．０ｍｍ、厚さ１０ｍｍの円筒形状の成形体を形成した。得られた成形体を包装容器に入れて真空包装し、冷間等方圧加圧（ＣＩＰ）装置（KOBELCO社製）により、圧力媒体に水を用いて、１７６ＭＰａでＣＩＰ処理を行った。
【００６８】
一次焼成工程
得られた成形体を焼成炉（富士電波工業株式会社製）、窒素ガス雰囲気（窒素：９９体積％以上）で、０．９ＭＰａ、１５００℃の温度で６時間保持して、一次焼成を行い、第一の焼結体を得た。得られた第一の焼結体１を波長変換部材とした。実施例１の第一の焼結体１からなる波長変換部材中のＣａ−α−サイアロン蛍光体の含有量（質量％）は、成形体用の混合粉体１００質量％に対するＣａ−α−サイアロン蛍光体の仕込みの質量割合とほぼ等しい。
【００６９】
実施例２
Ｃａ-α−サイアロン蛍光体を３質量部と、α−アルミナ粒子を９７質量部とを混合した混合粉体を準備したこと以外は、実施例１と同様にして、第一の焼結体２を得て、波長変換部材とした。実施例２から２２において、第一の焼結体又は第二の焼結体からなる波長変換部材中のＣａ−α−サイアロン蛍光体の含有量は、成形体用の混合粉体１００質量％に対するＣａ−α−サイアロン蛍光体の仕込みの質量割合とほぼ等しい。
【００７０】
実施例３
Ｃａ-α−サイアロン蛍光体を５質量部と、α−アルミナ粒子を９５質量部とを混合した混合粉体を準備したこと以外は、実施例１と同様にして、第一の焼結体３を得て、波長変換部材とした。
【００７１】
実施例４
Ｃａ-α−サイアロン蛍光体を１０質量部と、α−アルミナ粒子を９０質量部とを混合した混合粉体を準備したこと以外は、実施例１と同様にして、第一の焼結体４を得て、波長変換部材とした。
【００７２】
実施例５
Ｃａ-α−サイアロン蛍光体を２０質量部と、α−アルミナ粒子を８０質量部とを混合した混合粉体を準備したこと以外は、実施例１と同様にして、第一の焼結体５を得て、波長変換部材とした。
【００７３】
実施例６
Ｃａ-α−サイアロン蛍光体を５質量部と、α−アルミナ粒子を９５質量部とを混合した混合粉体を準備し、一次焼成温度を１４００℃とした以外は、実施例１と同様にして、第一の焼結体６を得て、波長変換部材とした。
【００７４】
実施例７
Ｃａ-α−サイアロン蛍光体を５質量部と、α−アルミナ粒子を９５質量部とを混合した混合粉体を準備し、一次焼成温度を１４５０℃とした以外は、実施例１と同様にして、第一の焼結体７を得て、波長変換部材とした。
【００７５】
実施例８
Ｃａ-α−サイアロン蛍光体を５質量部と、α−アルミナ粒子を９５質量部とを混合した混合粉体を準備し、一次焼成温度を１５５０℃とした以外は、実施例１と同様にして、第一の焼結体８を得て、波長変換部材とした。
【００７６】
実施例９
Ｃａ-α−サイアロン蛍光体を５質量部と、α−アルミナ粒子を９５質量部とを混合した混合粉体を準備し、二次焼成温度を１６００℃とした以外は、実施例１と同様にして、第一の焼結体９を得て、波長変換部材とした。
【００７７】
実施例１０
二次焼成工程
実施例１で得られた第一の焼結体１を用い、熱間等方圧加圧（ＨＩＰ）装置（KOBELCO社製）を用いて、圧力媒体に窒素ガスを用いて窒素ガス雰囲気（窒素：９９体積％以上）のもとで、１５００℃、１９５ＭＰａ、２時間、ＨＩＰ処理により二次焼成を行い、第二の焼結体１０を得て、この第二の焼結体１０を波長変換部材とした。
【００７８】
実施例１１
二次焼成工程
実施例２で得られた第一の焼結体２を用い、実施例１０と同様にしてＨＩＰ処理を行い、第二の焼結体１１を得て、この第二の焼結体１１を波長変換部材とした。
【００７９】
実施例１２
二次焼成工程
実施例３で得られた第一の焼結体３を用い、実施例１０と同様にしてＨＩＰ処理を行い、第二の焼結体１２を得て、この第二の焼結体１２を波長変換部材とした。
【００８０】
実施例１３
二次焼成工程
実施例４で得られた第一の焼結体４を用い、実施例１０と同様にしてＨＩＰ処理を行い、第二の焼結体１３を得て、この第二の焼結体１３を波長変換部材とした。
【００８１】
実施例１４
二次焼成工程
実施例５で得られた第一の焼結体５を用い、実施例１０と同様にしてＨＩＰ処理を行い、第二の焼結体１４を得て、この第二の焼結体１４を波長変換部材とした。
【００８２】
実施例１５
二次焼成工程
実施例６で得られた第一の焼結体６を用い、実施例１０と同様にしてＨＩＰ処理を行い、第二の焼結体１５を得て、この第二の焼結体１５を波長変換部材とした。
【００８３】
実施例１６
二次焼成工程
実施例７で得られた第一の焼結体７を用い、実施例１０と同様にしてＨＩＰ処理を行い、第二の焼結体１６を得て、この第二の焼結体１６を波長変換部材とした。
【００８４】
実施例１７
二次焼成工程
実施例８で得られた第一の焼結体８を用い、実施例１０と同様にしてＨＩＰ処理を行い、第二の焼結体１７を得て、この第二の焼結体１７を波長変換部材とした。
【００８５】
実施例１８
二次焼成工程
実施例３で得られた第一の焼結体３を用い、温度を１４００℃にしたこと以外は、実施例１０と同様にしてＨＩＰ処理により二次焼成を行い、第二の焼結体１８を得て、この第二の焼結体１８を波長変換部材とした。
【００８６】
実施例１９
二次焼成工程
実施例３で得られた第一の焼結体３を用い、温度を１４５０℃にしたこと以外は、実施例１０と同様にしてＨＩＰ処理により二次焼成を行い、第二の焼結体１９を得て、この第二の焼結体１９を波長変換部材とした。
【００８７】
実施例２０
二次焼成工程
実施例３で得られた第一の焼結体３を用い、温度を１５５０℃にしたこと以外は、実施例１０と同様にしてＨＩＰ処理により二次焼成を行い、第二の焼結体２０を得て、この第二の焼結体２０を波長変換部材とした。
【００８８】
実施例２１
二次焼成工程
実施例９で得られた第一の焼結体９を用い、温度を１５００℃にしたこと以外は、実施例１０と同様にしてＨＩＰ処理により二次焼成を行い、第二の焼結体２１を得て、この第二の焼結体２１を波長変変換部材とした。
【００８９】
実施例２２
二次焼成工程
実施例３で得られた第一の焼結体３を用い、温度を１６００℃にしたこと以外は、実施例１０と同様にしてＨＩＰ処理により二次焼成を行い、第二の焼結体２２を得て、この第二の焼結体２２を波長変換部材とした。
【００９０】
比較例１
粉体混合工程
Ｃａ-α−サイアロン蛍光体を５質量部と、酸化チタン粒子（東邦チタニウム株式会社製、酸化チタン純度９９．５質量％、平均サイズ：２．１０〜２．５５μｍ（カタログ値））を９５質量部とを混合した混合粉体を準備した。表３において、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体の含有量（質量％）は、成形体用の混合粉体１００質量％に対するＣａ−α−サイアロン蛍光体の仕込みの質量割合を示す。表３において、各比較例における金属酸化物粒子の含有量は、成形体用の混合粉体１００質量％からＣａ−α−サイアロン蛍光体の含有量（質量％）を減じた残部である。比較例１から５及び後述する式（２−１−１）において、金属酸化物粒子とは、α−アルミナ粒子、酸化チタン粒子、五酸化タンタル粒子、酸化イットリウム粒子、酸化ハフニウム粒子、又は酸化ジルコニウム粒子のいずれかの金属酸化物粒子をいう。
【００９１】
成形体準備工程
混合粉体を金型に充填し、圧力４．６ＭＰａ（４６．９ｋｇｆ／ｃｍ２）で直径１７．０ｍｍ、厚さ１０ｍｍの円筒形状の成形体を形成した。得られた成形体を包装容器に入れて真空包装し、冷間等方圧加圧（ＣＩＰ）装置（KOBELCO社製）により、圧力媒体に水を用いて、１７６ＭＰａでＣＩＰ処理を行った。
【００９２】
一次焼成工程
得られた成形体を焼成炉（富士電波工業株式会社製）、窒素ガス雰囲気（窒素：９９体積％以上）で、１５００℃の温度で６時間保持して、一次焼成を行い、第一の焼結体を得たが相対密度は７１．０％であった。第一の焼結体の発光は確認できなかった。発光が確認できず、相対密度も７１．０％と小さかったため、第一の焼結体のＨＩＰ処理は実施しなかった。第一の焼結体の相対密度が８０％未満の場合は、第一の焼結体に含まれる空隙が多く、ＨＩＰ処理により二次焼成を行っても得られる第二の焼結体の相対密度を９０％以上に高くすることはできないためである。
【００９３】
比較例２
Ｃａ-α−サイアロン蛍光体を５質量部と、五酸化タンタル粒子（Ｈ．Ｃ．Ｓｔａｒｃｋ株式会社製、五酸化タンタル純度９９．５質量％、ＦＳＳＳ法による平均粒径０．７μｍ）を９５質量部とを混合した混合粉体を準備したこと以外は、比較例１と同様にして、第一の焼結体を得たが相対密度は６４．３％であった。第一の焼結体の発光は確認できなかった。発光が確認できず、相対密度も６４．３％と小さかったため、第一の焼結体のＨＩＰ処理は実施しなかった。
【００９４】
比較例３
Ｃａ-α−サイアロン蛍光体を５質量部と、酸化イットリウム粒子（日本イットリウム株式会社製、酸化イットリウム純度９９．５質量％、ＦＳＳＳ法による平均粒径１．８μｍ）を９５質量部とを混合した混合粉体を準備したこと以外は、比較例１と同様にして、第一の焼結体を得たが相対密度は４９．６％であった。第一の焼結体の発光は確認できなかった。発光が確認できず、相対密度も４９．６％と小さかったため、第一の焼結体のＨＩＰ処理は実施しなかった。
【００９５】
比較例４
Ｃａ-α−サイアロン蛍光体を５質量部と、酸化ハフニウム粒子（株式会社高純度化学製、酸化ハフニウム純度９８質量％、ＦＳＳＳ法による平均粒径２．０μｍ）を９５質量部とを混合した混合粉体を準備したこと以外は、比較例１と同様にして、第一の焼結体を得たが相対密度は５１．２％であった。第一の焼結体の発光は確認できなかった。発光が確認できず、相対密度も５１．２％と小さかったため、第一の焼結体のＨＩＰ処理は実施しなかった。
【００９６】
比較例５
Ｃａ-α−サイアロン蛍光体を５質量部と、酸化ジルコニウム粒子（和光純薬工業株式会社製、酸化ジルコニウム純度９９質量％、ＦＳＳＳ法による平均粒径２．０μｍ）を９５質量部とを混合した混合粉体を準備したこと以外は、比較例１と同様にして、第一の焼結体を得たが相対密度は６７．０％であった。第一の焼結体の発光は確認できなかった。発光が確認できず、相対密度も６７．０％と小さかったため、第一の焼結体のＨＩＰ処理は実施しなかった。
【００９７】
レーザー回折散乱式粒度分布測定法の平均粒径の測定
各実施例及び比較例に用いたＣａ−α−サイアロン蛍光体の粒子は、レーザー回折散乱式粒度分布測定法による体積基準の粒度分布における小径側からの体積累積頻度が５０％に達する粒径（メジアン径）を平均粒径とし、レーザー回折式粒度分布測定装置（ＭＡＳＴＥＲ  ＳＩＺＥＲ（マスターサイザー）３０００、ＭＡＬＶＥＲＮ社製）を用いて測定した。
【００９８】
ＦＳＳＳ法による平均粒径の測定
実施例に用いたα−アルミナ粒子、並びに比較例に用いた五酸化タンタル粒子、酸化イットリウム粒子、酸化ハフニウム粒子及び酸化ジルコニウム粒子、は、ＦＳＳＳ法により、平均粒径（Fisher  sub-sieve sizer’s  number）を測定した。
【００９９】
α−アルミナの純度の測定
実施例に用いたα−アルミナ粒子の質量を測定した後、α−アルミナ粒子を８００℃で１時間、大気雰囲気で焼成し、α−アルミナ粒子に付着している有機分やα−アルミナ粒子が吸湿している水分を除去し、焼成後のα−アルミナ粒子の質量を測定し、下記式に示すとおり、焼成後のα−アルミナ粒子の質量を焼成前のα−アルミナ粒子の質量で除すことによって、α−アルミナ純度を測定した。
α−アルミナ純度（質量％）＝（焼成後のα−アルミナ粒子の質量÷焼成前のα−アルミナ粒子の質量）×１００
【０１００】
第一の焼結体の相対密度の測定
実施例１から９及び比較例１から５において、各第一の焼結体の相対密度を測定した。実施例１から９の第一の焼結体の見掛け密度及び相対密度を表１に示した。比較例１から５は、実施例１から９の第一の焼結体と同様にして、下記式（１）から（３）に基づき相対密度を算出した。比較例１から５の第一の焼結体の相対密度を表３に示した。
相対密度は下記式（１）により算出した。
相対密度（％）＝（第一の焼結体の見掛け密度÷第一の焼結体の真密度）×１００      （１）
【０１０１】
第一の焼結体の真密度は、下記式（２−１−１）より算出した。実施例１から９で用いたα−アルミナ粒子の真密度は３．９８ｇ／ｃｍ３とし、比較例１で用いた酸化チタン粒子の真密度は４．２６ｇ／ｃｍ３、比較例２で用いた五酸化タンタル粒子の真密度は８．７ｇ／ｃｍ３、比較例３で用いた酸化イットリウム粒子の真密度は５．０１ｇ／ｃｍ３、比較例４で用いた酸化ハフニウム粒子の真密度は９．６８ｇ／ｃｍ３、比較例５で用いた酸化ジルコニウム粒子の真密度は５．６ｇ／ｃｍ３、として算出した。Ｃａ−α−サイアロン蛍光体の真密度は、３．２２ｇ／ｃｍ３として算出した。
第一の焼結体の真密度＝（成形体用の混合粉体１００質量％に対するＣａ−α−サイアロン蛍光体の質量割合×Ｃａ−α−サイアロン蛍光体の真密度）＋（成形用の混合粉体１００質量％に対する金属酸化物粒子の質量割合×金属酸化物粒子の真密度）      （２−１−１）
【０１０２】
実施例１から９の第一の焼結体１から９及び比較例１から５の各第一の焼結体の見掛け密度は、下記式（３）により算出した。実施例１から９の各第一の焼結体の質量（ｇ）及びアルキメデス法により求められた体積（ｃｍ３）を表１に示した。
第一の焼結体の見掛け密度＝第一の焼結体の質量÷第一の焼結体のアルキメデス法により求められた体積      （３）
【０１０３】
第二の焼結体の相対密度の測定
実施例１０から２２の第二の焼結体１０から２２の相対密度を下記式（４）及び（５）に基づき測定した。結果を表１に示す。相対密度は下記式（４）により算出した。
相対密度（％）＝（第二の焼結体の見掛け密度÷第二の焼結体の真密度）×１００      （４）
【０１０４】
第二の焼結体の真密度の算出方法は、成形体用の混合粉体１００質量％に対するα−アルミナ（具体的には粉体混合工程で用いたα−アルミナ粒子）の質量割合にα−アルミナの真密度を乗じて得られた値と、成形体用の混合粉体１００質量％に対するＣａ-α−サイアロン蛍光体粒子の質量割合にＣａ-α−サイアロン蛍光体粒子の真密度を乗じて得られた値との和である。Ｃａ-α−サイアロン蛍光体の真密度及びα−アルミナの真密度は、第一の焼結体の真密度の算出方法で用いた数値と同じ数値を用いた。
【０１０５】
第二の焼結体の見掛け密度は、下記式（５）により算出した。
第二の焼結体の見掛け密度＝第二の焼結体の質量÷第二の焼結体のアルキメデス法により求められた体積      （５）
【０１０６】
相対発光強度の測定
実施例１から９の第一の焼結体からなる波長変換部材、実施例１０から２２の第二の焼結体からなる波長変換部材、及び比較例１から５の第一の焼結体を、ワイヤーソーを用いて厚さ３００μｍに切断し、サンプルを形成した。発光ピーク波長が４５５ｎｍである窒化物半導体からなるＬＥＤチップを光源として用いて、この光源から波長変換部材のサンプルに光を照射し、光源からの光を受けて実施例１から９、実施例１０から２２、及び比較例１から５の各サンプルから得られた４３０ｎｍ以上８００ｎｍ以下の波長範囲にある発光ピーク波長の発光強度を、分光蛍光光度計を用いて測定した。実施例１の波長変換部材のサンプルから得られた４３０ｎｍ以上８００ｎｍ以下の波長範囲にある発光ピーク波長の発光強度を１００％として、各サンプルから得られた４３０ｎｍ以上８００ｎｍ以下の波長範囲にある発光ピーク波長の発光強度を相対発光強度（％）として表した。実施例１から９の波長変換部材の結果を表１に示す。実施例１０から２２の波長変換部材の結果を表２に示す。比較例１から５の第一の焼結体からなるサンプルは、光源から光を照射しても発光しなかった。比較例１から５の第一の焼結体の結果を表３に示す。
【０１０７】
外観写真
実施例３の波長変換部材の外観写真を得た。図３は、実施例３の波長変換部材をワイヤーソーで切断したサンプルの外観写真である。
実施例１２の波長変換部材の外観写真を得た。実施例１２は、実施例３の第一の焼結体を二次焼成して得られた第二の焼結体からなるものである。図４は、実施例１２の波長変換部材をワイヤーソーで切断したサンプルの外観写真である。
比較例５の波長変換部材の外観写真を得た。図５は、比較例５の第一の焼結体をワイヤーソーで切断したサンプルの外観写真である。
【０１０８】
【表１】
2020203828.tif 000003
【０１０９】
【表２】
2020203828.tif 000004
【０１１０】
【表３】
2020203828.tif 000005
【０１１１】
実施例１から９の第一の焼結体１から９及び実施例１０から２２の第二の焼結体１０から２２は、光源から発光ピーク波長が４５５ｎｍである励起光の照射により、４３０ｎｍ以上８００ｎｍ以下の波長範囲に発光ピーク波長を有する光を発し、波長変換部材として用いることができた。
【０１１２】
表１に示すように、実施例１から５は、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体の含有量を１質量％から２０質量％に変化させて、一次焼成の温度を１５００℃として第一の焼結体１から５を得て波長変換部材としたものである。表１に示すように、実施例２から５の第一の焼結体２から５は、相対密度が９２％以上と高く、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体の含有量が１質量％である実施例１の波長変換部材よりも相対発光強度が高くなった。
【０１１３】
表１に示すように、実施例６から９に係る波長変換部材は、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体の含有量が５質量％であり、一次焼成の温度を１４００℃以上１６００℃以下の範囲で変化させて第一の焼結体６から９を得て波長変換部材とした。表１に示すように、実施例６の波長変換部材は、一次焼成の温度が１４００℃であり、第一の焼結体６の相対密度が８４．５％であり、第一の焼結体６中に空隙が存在すると推測される。このことから実施例６の波長変換部材は、相対発光強度が３６．９％であった。表１に示すように、実施例７の波長変換部材は、一次焼成の温度が１４５０℃であり、第一の焼結体７の相対密度が８７．２％であることから、第一の焼結体７中にも空隙が存在すると推測された。実施例７の波長変換部材は、相対密度が８７．２％であり、空隙が存在すると推測されることから、相対発光強度が４９．６％であった。表１に示すように、実施例８の波長変換部材は、一次焼成の温度が１５５０℃であり、第一の焼結体８の相対密度が９５．０％と高くなり、空隙が抑制され緻密化されていることから、相対発光強度が１６６．４％と高くなった。実施例９の波長変換部材は、一次焼成の温度が１６００℃と高いことから、第一の焼結体９は相対密度が９２．９％と高くなった。一次焼成の温度が高いと、酸窒化物であるＣａ−α−サイアロン蛍光体と、酸化物であるアルミナ粒子とが反応して、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体の結晶構造が一部分解していると推測された。
【０１１４】
表２に示すように、実施例１０から１４に係る波長変換部材は、第一の焼結体１から５をＨＩＰ処理により１５００℃で二次焼成して得られた第二の焼結体１０から１４からなるものであり、ＨＩＰ処理による二次焼成によってより緻密化し、特に実施例１１から１４に係る波長変換部材は、実施例１の波長変換部材よりも相対発光強度が１８０％以上高くなった。
【０１１５】
表２に示すように、実施例１４を除き、実施例１０から２２において、第一の焼結体１から４及び６から９よりも第二の焼結体１０から１３及び１５から２２の方が高い相対密度を有していた。実施例１４において、第一の焼結体５よりも第二の焼結体１４の方が、相対密度が若干小さくなるのは、第一の焼結体５に含まれるＣａ−α−サイアロン蛍光体の含有量が、他の実施例よりも多いため、二次焼成のＨＩＰ処理により第一の焼結体５に含まれる閉空孔（クローズドポア）が潰れて緻密化するとともに、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体が一部分解、蒸散して、第二の焼結体１４に開空孔（オープンポア）が生成されるためと考えられる。すなわち、実施例１４の第二の焼結体１４は、ＨＩＰ処理により潰された閉空孔（クローズドポア）の量よりも、ＨＩＰ処理により生成された開空孔（オープンポア）の量の方が僅かに多いため、第一の焼結体５の相対密度よりも第二の焼結体１４の相対密度が僅かに小さくなったと考えられる。
【０１１６】
表２に示すように、実施例１５又は１６に係る波長変換部材は、一次焼成の温度が１４００℃又は１４５０℃であり、得られる第一の焼結体６又は７の相対密度が９０％以下であり、ＨＩＰ処理による二次焼成を１５００℃で行っても、得られる第二の焼結体１５又は１６の相対密度が８９．０％又は９１．７％であった。このことから実施例１５又は１６に係る波長変換部材は、第一の焼結体６又は７を得るための温度が低いため、ＨＩＰ処理による二次焼成を行っても得られる第二の焼結体には多数の空隙が存在すると推測された。
【０１１７】
表２に示すように、実施例１７に係る波長変換部材は、一次焼成の温度が１５５０℃と高く、ＨＩＰ処理による１５００℃の二次焼成により得られる第二の焼結体１７は、第一の焼結体８よりも相対密度は高くなった。波長変換部材は、一次焼成の温度が１５５０℃と高いため、二次焼成の温度が１５００℃であっても、一次焼成の段階で、酸窒化物であるＣａ−α−サイアロン蛍光体が酸化物であるアルミナ粒子と反応しやすくなっており、二次焼成によりＣａ−α−サイアロン蛍光体の結晶構造のごく一部が分解するためと推測された。このため、波長変換部材は、第二の焼結体がＨＩＰ処理による二次焼成によって緻密化されて透明性が高くなっても、一次焼成における温度が高いために二次焼成においてＣａ−α−サイアロン蛍光体の結晶構造のごく一部が分解されることによって、第一の焼結体よりも発光強度が低くなる場合があると考えられる。
【０１１８】
表２に示すように、実施例１８から２０に係る波長変換部材は、二次焼成の温度を１４００℃以上１５５０℃以下の範囲で変化させたものであり、二次焼成の温度が１４００℃又は１４５０℃と一次焼成の温度よりも低い場合であっても、また、二次焼成の温度が１５５０℃と一次焼成の温度よりも高い場合であっても、９８．５％以上の高い相対密度を有する第二の焼結体１８から２０を得ることができた。第二の焼結体１８又は１９からなる波長変換部材は、相対発光強度が２００％を超えて高くなった。
【０１１９】
実施例２１に係る波長変換部材は、励起光の照射により発光した。実施例２１に係る波長変換部材は、一次焼成の温度が１６００℃であり、第一の焼結体９の相対発光強度が５９．０％であった。一次焼成の温度が高いと、酸窒化物であるＣａ−α−サイアロン蛍光体と、酸化物であるアルミナ粒子とが反応して、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体の結晶構造が一部分解する場合があると推測された。波長変換部材は、一次焼成後、ＨＩＰ処理により二次焼成を行っても、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体の結晶構造の一部が分解していると、相対発光強度が低くなった。
【０１２０】
実施例２２に係る波長変換部材は、励起光の照射により発光した。実施例２２に係る波長変換部材は、ＨＩＰ処理による二次焼成の温度が１６００℃と高いため、酸窒化物であるＣａ−α−サイアロン蛍光体と、酸化物であるアルミナとが反応して、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体の結晶構造が一部分解すると推測され、相対密度は９７．５％と比較的高いものの相対発光強度が１１９．４％となった。
【０１２１】
表３に示すように、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体をアルミナ以外の酸化物とともに一次焼成を行った比較例１から５に係る第一の焼結体は、いずれも相対密度が７１．０％以下であり、励起光を照射しても発光しなかった。
【０１２２】
実施例３に係る波長変換部材の外観は、全体的に明るいオレンジ色であり、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体の本来の体色を維持していた。図３に示すように、実施例３に係る波長変換部材の外観は、色むらが確認できず、全体的に均質な色であり、一次焼成により波長変換部材中に含まれるＣａ−α−サイアロン蛍光体が変質していないことが確認できた。
【０１２３】
実施例１２に係る波長変換部材の外観は、全体的に明るく、実施例３よりも濃いオレンジ色であり、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体の本来の体色を維持していた。実施例１２に係る波長変換部材の外観が、実施例３に係る波長変換部材の外観よりも明るく、濃いオレンジ色に見えるのは、ＨＩＰ処理による二次焼成によって得られる第二の焼結体１２の緻密化が進み、透明性が高くなったためと考えられる。図４に示すように、実施例１２に係る波長変換部材の外観は、色むらが確認できず、全体的に均質な色であり、一次焼成及びＨＩＰ処理による二次焼成によりＣａ−α−サイアロン蛍光体が変質していないことが確認できた。
【０１２４】
比較例５に係る第一の焼結体の外観は、全体的に白っぽくところどころ黒っぽく変わっており、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体の本来の体色であるオレンジ色を維持していなかった。図５に示すように、比較例５係る第一の焼結体の外観は、ところどころ黒っぽく変わっている色むらが確認でき、一次焼成によってＣａ−α−サイアロン蛍光体が変質していると推測された。
【０１２５】
実施例２３から４１は、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体とＹＡＧ系蛍光体とアルミナとを含む第一の焼結体からなる波長変換部材を製造した。また、比較例６から９は、ＹＡＧ系蛍光体とアルミナとを含み、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体を含まない第一の焼結体を製造した。
【０１２６】
ＹＡＧ蛍光体の製造
酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）、酸化ガドリニウム（Ｇｄ２Ｏ３）、酸化セリウム（ＣｅＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）を目的の組成となるように、それぞれを秤量し、混合して原料混合物とした。フラックスとしてフッ化バリウム（ＢａＦ２）を原料混合物に添加し、原料混合物とフラックスをボールミルでさらに混合した。この混合物をアルミナルツボに入れ、還元雰囲気下、１５００℃で１０時間、熱処理して焼成物を得た。焼成物を純水中に分散させ、ふるいを介して振動を加えながら、溶媒（純水）を流して、湿式ふるいを通過させ、次いで、脱水、乾燥して、乾式ふるいを通過させて、分級し、イットリウムアルミニウムガーネット（以下、「ＹＡＧ」ともいう。）蛍光体を得た。実施例１において、α−アルミナ粒子の平均粒径を測定した方法と同様に、ＦＳＳＳ法により、ＹＡＧ蛍光体の平均粒径（Fisher  sub-sieve  sizer’s  number）を測定した。ＹＡＧ蛍光体の平均粒径は、５μｍであった。
【０１２７】
ＹＡＧ蛍光体の組成分析
得られたＹＡＧ蛍光体について、ＩＣＰ−ＡＥＳ（誘導結合プラズマ発光分析装置）（Perkin  Elmer(パーキンエルマー)社製）により、ＹＡＧ蛍光体を構成する酸素を除く各元素（Ｙ、Ｇｄ、Ｃｅ、Ａｌ）の質量百分率（質量％）を測定し、各元素の質量百分率の値からＹＡＧ蛍光体の組成における各元素のモル比を算出した。Ｙ、Ｇｄ、Ｃｅのモル比は、測定されたＡｌのモル比を５とし、Ａｌのモル比５を基準として算出した。ＹＡＧ蛍光体の組成比は、（Ｙ０．５７５Ｇｄ０．４００Ｃｅ０．０２５）３Ａｌ５Ｏ１２であった。
【０１２８】
実施例２３
粉体混合工程
得られたＦＳＳＳ法により測定した平均粒径５μｍの（Ｙ０．５７５Ｇｄ０．４００Ｃｅ０．０２５）３Ａｌ５Ｏ１２で表されるＹＡＧ蛍光体を１０質量部（成形用の混合粉体１００質量％に対して１０質量％）と、レーザー回折散乱式粒度分布測定法により測定した平均粒径１３．０μｍのＣａ−α−サイアロン蛍光体（品名：アロンブライト  品種ＹＬ―６００、デンカ株式会社製）を３質量部（成形用の混合粉体１００質量％に対してＣａ−α−サイアロン蛍光体を３質量％）と、ＦＳＳＳ法により測定した平均粒径が０．５μｍのα−アルミナ粒子（品名：ＡＡ０３、住友化学工業株式会社製、アルミナ純度９９．５質量％）８７質量部と、を秤量し、乳鉢及び乳棒を用いて混合し、成形体用の混合粉体を準備した。表４から８において、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体の含有量（質量％）は、成形体用の混合粉体１００質量％に対するＣａ−α−サイアロン蛍光体の仕込みの質量割合を示す。また、表４から８において、ＹＡＧ蛍光体の含有量（質量％）は、成形体用の混合粉体１００質量％に対するＹＡＧ蛍光体の仕込みの質量割合を示す。表４から表８において、各実施例及び各比較例におけるアルミナ粒子の含有量は、成形体用の混合粉体１００質量％からＣａ−α−サイアロン蛍光体の含有量（質量％）及びＹＡＧ蛍光体の含有量（質量％）の合計量を減じた残部である。
【０１２９】
成形体準備工程
成形体用の混合粉体を金型に充填し、圧力４．６ＭＰａ（４６．９ｋｇｆ／ｃｍ２）の圧力で直径１７．０ｍｍ、厚さ１０ｍｍの円筒形状の成形体を形成した。得られた成形体を包装容器に入れて真空包装し、冷間等方圧加圧（ＣＩＰ）装置（KOBELCO社製）により、圧力媒体に水を用いて、１７６ＭＰａでＣＩＰ処理を行った。
【０１３０】
一次焼成工程
得られた成形体を焼成炉（富士電波工業株式会社製）、窒素ガス雰囲気（窒素：９９体積％以上）で、０．９ＭＰａ、１３００℃の温度で６時間保持して、一次焼成を行い、第一の焼結体を得た。得られた第一の焼結体を実施例２３に係る波長変換部材とした。実施例２３から４１において、第一の焼結体からなる波長変換部材中のＣａ−α−サイアロン蛍光体の含有量（質量％）は、成形体用の混合粉体１００質量％に対するＣａ−α−サイアロン蛍光体の仕込みの質量割合とほぼ等しく、ＹＡＧ蛍光体の含有量（質量％）は、成形体用の混合粉体１００質量％に対するＹＡＧ蛍光体の仕込みの質量割合とほぼ等しい。また、比較例６から９において、第一の焼結体中のＹＡＧ蛍光体の含有量（質量％）は、成形体用の混合粉体１００質量％に対するＹＡＧ蛍光体の仕込みの質量割合とほぼ等しい。
【０１３１】
実施例２４
一次焼成工程における焼成温度を１４００℃にしたこと以外は、実施例２３と同様にして、第一の焼結体を得て、得られた第一の焼結体を実施例２４に係る波長変換部材とした。
【０１３２】
実施例２５
一次焼成工程における焼成温度を１４５０℃にしたこと以外は、実施例２３と同様にして、第一の焼結体を得て、得られた第一の焼結体を実施例２５に係る波長変換部材とした。
【０１３３】
実施例２６
一次焼成工程における焼成温度を１５００℃にしたこと以外は、実施例２３と同様にして、第一の焼結体を得て、得られた第一の焼結体を実施例２６に係る波長変換部材とした。
【０１３４】
実施例２７
ＹＡＧ蛍光体を５質量部と、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体１質量部と、α−アルミナ粒子９４質量部とを混合した成形用の混合粉体を準備したこと以外は、実施例２５と同様にして、第一の焼結体を得て、得られた第一の焼結体を実施例２７に係る波長変換部材とした。
【０１３５】
実施例２８
ＹＡＧ蛍光体を５質量部とし、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体を３質量部とし、α−アルミナ粒子９２質量部としたこと以外は、実施例２７と同様にして、第一の焼結体を得て、得られた第一の焼結体を実施例２８に係る波長変換部材とした。
【０１３６】
実施例２９
ＹＡＧ蛍光体を５質量部とし、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体を１０質量部とし、α−アルミナ粒子８５質量部としたこと以外は、実施例２７と同様にして、第一の焼結体を得て、得られた第一の焼結体を実施例２９に係る波長変換部材とした。
【０１３７】
実施例３０
ＹＡＧ蛍光体を５質量部とし、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体を２０質量部とし、α−アルミナ粒子７５質量部とを混合した成形用の混合粉体を準備したこと以外は、実施例２７と同様にして、第一の焼結体を得て、得られた第一の焼結体を実施例３０に係る波長変換部材とした。
【０１３８】
比較例６
ＹＡＧ蛍光体を５質量部とし、α−アルミナ粒子９５質量部としたこと以外は、実施例２７と同様にして、第一の焼結体を得て、得られた第一の焼結体を比較例６に係る波長変換部材とした。比較例６に係る波長変換部材は、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体を含まない。
【０１３９】
実施例３１
ＹＡＧ蛍光体を１０質量部と、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体を１質量部と、α−アルミナ粒子８９質量部とを混合した成形用の混合粉体を準備したこと以外は、実施例２５と同様にして、第一の焼結体を得て、得られた第一の焼結体を実施例３１に係る波長変換部材とした。
【０１４０】
実施例３２
ＹＡＧ蛍光体を１０質量部とし、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体を１０質量部とし、α−アルミナ粒子を８０質量部としたこと以外は、実施例３１と同様にして、第一の焼結体を得て、得られた第一の焼結体を実施例３２に係る波長変換部材とした。
【０１４１】
実施例３３
ＹＡＧ蛍光体を１０質量部とし、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体を２０質量部とし、α−アルミナ粒子７０質量部としたこと以外は、実施例３１と同様にして、第一の焼結体を得て、得られた第一の焼結体を実施例３３に係る波長変換部材とした。
【０１４２】
比較例７
ＹＡＧ蛍光体を１０質量部とし、α−アルミナ粒子９０質量部としたこと以外は、実施例３１と同様にして、第一の焼結体を得て、得られた第一の焼結体を比較例７に係る波長変換部材とした。比較例７に係る波長変換部材は、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体を含まない。
【０１４３】
実施例３４
ＹＡＧ蛍光体を２０質量部と、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体を１質量部と、α−アルミナ粒子７９質量部とを混合した成形用の混合粉体を準備したこと以外は、実施例２５と同様にして、第一の焼結体を得て、得られた第一の焼結体を実施例３４に係る波長変換部材とした。
【０１４４】
実施例３５
ＹＡＧ蛍光体を２０質量部とし、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体を３質量部とし、α−アルミナ粒子７７質量部とを混合した成形用の混合粉体を準備したこと以外は、実施例３４と同様にして、第一の焼結体を得て、得られた第一の焼結体を実施例３５に係る波長変換部材とした。
【０１４５】
実施例３６
ＹＡＧ蛍光体を２０質量部とし、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体を１０質量部とし、α−アルミナ粒子を７０質量部としたこと以外は、実施例３４と同様にして、第一の焼結体を得て、得られた第一の焼結体を実施例３６に係る波長変換部材とした。
【０１４６】
実施例３７
ＹＡＧ蛍光体を２０質量部とし、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体を２０質量部とし、α−アルミナ粒子６０質量部としたこと以外は、実施例３４と同様にして、第一の焼結体を得て、得られた第一の焼結体を実施例３７に係る波長変換部材とした。
【０１４７】
比較例８
ＹＡＧ蛍光体を２０質量部とし、α−アルミナ粒子８０質量部としたこと以外は、実施例３４と同様にして、第一の焼結体を得て、得られた第一の焼結体を比較例８に係る波長変換部材とした。比較例８に係る波長変換部材は、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体を含まない。
【０１４８】
実施例３８
ＹＡＧ蛍光体を３０質量部と、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体を１質量部と、α−アルミナ粒子６９質量部とを混合した成形用の混合粉体を準備したこと以外は、実施例２５と同様にして、第一の焼結体を得て、得られた第一の焼結体を実施例３８に係る波長変換部材とした。
【０１４９】
実施例３９
ＹＡＧ蛍光体を３０質量部とし、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体を３質量部とし、α−アルミナ粒子６７質量部としたこと以外は、実施例３８と同様にして、第一の焼結体を得て、得られた第一の焼結体を実施例３９に係る波長変換部材とした。
【０１５０】
実施例４０
ＹＡＧ蛍光体を３０質量部とし、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体を１０質量部とし、α−アルミナ粒子を６０質量部としたこと以外は、実施例３８と同様にして、第一の焼結体を得て、得られた第一の焼結体を実施例４０に係る波長変換部材とした。
【０１５１】
実施例４１
ＹＡＧ蛍光体を３０質量部とし、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体を２０質量部とし、α−アルミナ粒子５０質量部としたこと以外は、実施例３８と同様にして、第一の焼結体を得て、得られた第一の焼結体を実施例４１に係る波長変換部材とした。
【０１５２】
比較例９
ＹＡＧ蛍光体を３０質量部とし、α−アルミナ粒子７０質量部としたこと以外は、実施例３８と同様にして、第一の焼結体を得て、得られた第一の焼結体を比較例９に係る波長変換部材とした。比較例９に係る波長変換部材は、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体を含まない。
【０１５３】
第一の焼結体の相対密度の測定
実施例２３から４１及び比較例６から９において、各第一の焼結体の相対密度を下記式（１）から（３）に基づき測定した。表４に、実施例２３から２６の第一の焼結体の相対密度を示した。表５に、実施例２７から３０及び比較例６の第一の焼結体の相対密度を示した。表６に、実施例３１から３３及び比較例７の第一の焼結体の相対密度を示した。表７に、実施例３４から３７及び比較例８の第一の焼結体の相対密度を示した。表８に、実施例３８から４１及び比較例９の第一の焼結体の相対密度を示した。
相対密度は、下記式（１）により測定した。
相対密度（％）＝（第一の焼結体の見掛け密度÷第一の焼結体の真密度）×１００      （１）
【０１５４】
第一の焼結体の真密度は、下記式（２−２）より算出した。各実施例及び比較例で用いたα−アルミナ粒子の真密度は３．９８ｇ／ｃｍ３とした。Ｃａ−α−サイアロン蛍光体の真密度は３．２２ｇ／ｃｍ３とした。ＹＡＧ蛍光体の真密度は、４．７７ｇ／ｃｍ３であった。ＹＡＧ蛍光体の真密度は、乾式自動密度計（商品名：アキュビック１３３０、株式会社島津製作所製）を用いて測定した。
第一の焼結体の真密度＝（成形体用の混合粉体１００質量％に対するＣａ-α−サイアロン蛍光体の質量割合×Ｃａ−α−サイアロン蛍光体の真密度）＋（成形体用の混合粉体１００質量％に対するＹＡＧ蛍光体の質量割合×ＹＡＧ蛍光体の真密度）＋（成形体用の混合粉体１００質量％に対するアルミナ粒子の質量割合×アルミナ粒子の真密度）      （２−２）
【０１５５】
第一の焼結体の見掛け密度は、下記式（３）により算出した。
第一の焼結体の見掛け密度＝第一の焼結体の質量÷第一の焼結体のアルキメデス法により求められた体積      （３）
【０１５６】
相対発光強度及び色度の測定
各実施例及び比較例の第一の焼結体からなる波長変換部材を、ワイヤーソーを用いて厚さ３００μｍに切断し、サンプルを形成した。発光ピーク波長が４５５ｎｍである窒化物半導体からなるＬＥＤチップを光源として用いて、この光源から波長変換部材のサンプルに光を照射し、光源からの光を受けて各サンプルから得られた４３０ｎｍ以上８００ｎｍ以下の波長範囲にある発光ピーク波長の発光強度及び色度（ＣＩＥ色度座標におけるｘ値、ｙ値）を、分光蛍光光度計を用いて測定した。相対密度が９０％を超える波長変換部材の中には、光源から発せられた青色光が透過しているものもあった。実施例２３から４１及び比較例６から９の色度は、各サンプルから得られた４３０ｎｍ以上８００ｎｍ以下の波長範囲にある発光スペクトルのうち４９０ｎｍ以下の範囲の青色光の発光スペクトルを除いて測定した色度（ｘ値、ｙ値）である。
【０１５７】
表４に、実施例２３から２６に係る波長変換部材である第一の焼結体の相対発光強度及び色度（ｘ値、ｙ値）を示す。実施例２３から２６の第一の焼結体の中で、相対密度が９０％の値に最も近い実施例２５の第一の焼結体の発光強度を１００％として、実施例２３から２６の第一の焼結体の発光強度を相対発光強度（％）として表した。
【０１５８】
表５に、実施例２７から３０及び比較例６に係る波長変換部材中の第一の焼結体の相対発光強度及び色度（ｘ値、ｙ値）を示す。実施例２７から３０及び比較例６の第一の焼結体の中で、相対密度が９０％の値に最も近い実施例３０の第一の焼結体の発光強度を１００％として、実施例２７から３０及び比較例６の第一の焼結体の発光強度を相対発光強度（％）として表した。
【０１５９】
表６に、実施例３１から３３及び比較例７に係る波長変換部材である第一の焼結体の相対発光強度及び色度（ｘ値、ｙ値）を示す。実施例３１から３３及び比較例７の第一の焼結体の中で、相対密度が９０％の値に最も近い実施例３３の第一の焼結体の発光強度を１００％として、実施例３１から３３及び比較例７の第一の焼結体の発光強度を相対発光強度（％）として表した。
【０１６０】
表７に、実施例３４から３７及び比較例８に係る波長変換部材である第一の焼結体の相対発光強度及び色度（ｘ値、ｙ値）を示す。実施例３４から３７及び比較例８の第一の焼結体の中で、相対密度が９０％の値に最も近い実施例３７の第一の焼結体の発光強度を１００％として、実施例３４から３７及び比較例８の第一の焼結体の発光強度を相対発光強度（％）として表した。
【０１６１】
表８に、実施例３８から４１及び比較例９に係る波長変換部材である第一の焼結体の相対発光強度及び色度（ｘ値、ｙ値）を示す。実施例３８から４１及び比較例９の第一の焼結体の中で、相対密度が９０％の値に最も近い実施例４０の第一の焼結体の発光強度を１００％として、実施例３８から４１及び比較例９の第一の焼結体の発光強度を相対発光強度（％）として表した。
【０１６２】
図６は、実施例２３から２６に係る第一の焼結体からなる波長変換部材の色度（ｘ値、ｙ値）をＣＩＥ色度座標上にプロットした図である。図７は、実施例２７から３０に係る第一の焼結体からなる波長変換部材及び比較例６の第一の焼結体の色度（ｘ値、ｙ値）をＣＩＥ色度座標上にプロットした図である。
【０１６３】
【表４】
2020203828.tif 000006
【０１６４】
表４に示すように、実施例２３から２６に係る波長変換部材は、一次焼成の温度を１３００℃から１５００℃に変化させて得られた第一の焼結体からなり、一次焼成の温度が高くなると、相対密度が高くなり、相対発光強度が高くなった。
【０１６５】
表４及び図６に示すように、実施例２６に係る波長変換部材は、実施例２３から２５に係る波長変換部材と比べて、色度が短波長側に移動していた。実施例２６の波長変換部材は、相対密度が９３．１％と高いため、光源から発せられた青色光が明らかに透過していた。図６に示す各実施例の色度ｘ値とｙ値は、光源から発せられた青色光を除いて測定した色度であるが、実施例２６の波長変換部材の色度が短波長側へ移動したのは、一次焼成の温度が１５００℃と比較的高いため、ＹＡＧ蛍光体に微量に含まれる例えばフッ素を含む化合物によって、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体の結晶構造が一部分解して劣化し、ＹＡＧ蛍光体のみが励起光の照射により発光したためと推測された。
【０１６６】
【表５】
2020203828.tif 000007
【０１６７】
表５に示すように、実施例２７から３０に係る波長変換部材は、ＹＡＧ蛍光体の含有量が５質量％である場合に、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体が１から１０質量％の範囲で増加すると相対密度及び相対発光強度が高くなった。実施例２７から３０に係る波長変換部材のように、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体とＹＡＧ蛍光体の合計の含有量が０．１質量％以上７０質量％以下の範囲であり、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体の含有量が０．１質量％以上４０質量％以下の範囲であれば、相対密度が８０％以上であり、発光ピーク波長が４５５ｎｍである励起光の照射により、４３０ｎｍ以上８００ｎｍ以下の波長範囲に発光ピーク波長を有する光を発し、波長変換部材として用いることができた。
【０１６８】
表５及び図７に示すように、実施例２７から３０に係る波長変換部材は、発光ピーク波長が４５５ｎｍである励起光の照射により、４３０ｎｍ以上８００ｎｍ以下の波長範囲に発光ピーク波長を有し、比較例６と比べて長波長側の色度の光を発し、所望の色調に発光する波長変換部材として用いることができた。
【０１６９】
比較例６の波長変換部材は、相対密度が９０．３％と高いため、光源から発せられた青色光が明らかに透過していた。表５及び図７に示す各実施例及び比較例の色度ｘ値とｙ値は、光源から発せられた青色光を除いて測定した色度であるが、比較例６の第一の焼結体は、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体を含んでいないため、実施例２７から３０に係る第一の焼結体からなる波長変換部材と比べて、短波長側の色度（ｘ値、ｙ値）の光を発した。
【０１７０】
【表６】
2020203828.tif 000008
【０１７１】
表６に示すように、実施例３１から３３に係る波長変換部材は、ＹＡＧ蛍光体の含有量が１０質量％である場合に、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体が１から２０質量％の範囲で増加すると相対密度及び相対発光強度が高くなった。実施例３１から３３に係る波長変換部材のように、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体とＹＡＧ蛍光体の合計の含有量が０．１質量％以上７０質量％以下の範囲であり、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体の含有量が０．１質量％以上４０質量％以下の範囲であれば、相対密度が８０％以上であり、発光ピーク波長が４５５ｎｍである励起光の照射により、４３０ｎｍ以上８００ｎｍ以下の波長範囲に発光ピーク波長を有する光を発し、比較例７と比べて長波長側の色度の光を発し、所望の色調に発光する波長変換部材として用いることができた。
【０１７２】
表６に示すように、比較例７の第一の焼結体は、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体を含んでいないため、実施例３１から３３に係る第一の焼結体からなる波長変換部材と比べて、短波長側の色度（ｘ値、ｙ値）の光を発した。
【０１７３】
【表７】
2020203828.tif 000009
【０１７４】
表７に示すように、実施例３４から３７に係る波長変換部材は、ＹＡＧ蛍光体の含有量が２０質量％である場合に、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体が１から１０質量％の範囲で増加すると相対密度及び相対発光強度が高くなった。実施例３４から３７に係る波長変換部材のように、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体とＹＡＧ蛍光体の合計の含有量が０．１質量％以上７０質量％以下の範囲であり、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体の含有量が０．１質量％以上４０質量％以下の範囲であれば、相対密度が８０％以上であり、発光ピーク波長が４５５ｎｍである励起光の照射により、４３０ｎｍ以上８００ｎｍ以下の波長範囲に発光ピーク波長を有する光を発し、比較例８と比べて長波長側の色度の光を発し、所望の色調に発光する波長変換部材として用いることができた。
【０１７５】
表７に示すように、比較例８の第一の焼結体は、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体を含んでいないため、実施例３４から３７に係る第一の焼結体からなる波長変換部材と比べて、短波長側の色度（ｘ値、ｙ値）の光を発した。
【０１７６】
【表８】
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【０１７７】
表８に示すように、実施例３８から４１に係る波長変換部材は、ＹＡＧ蛍光体の含有量が３０質量％である場合に、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体が１から１０質量％の範囲で増加すると相対密度が高くなった。また、実施例３８から４１に係る波長変換部材は、ＹＡＧ蛍光体の含有量が３０質量％である場合に、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体が１から２０質量％の範囲で増加すると相対発光強度が高くなった。実施例３８から４１に係る波長変換部材のように、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体とＹＡＧ蛍光体の合計の含有量が０．１質量％以上７０質量％以下の範囲であり、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体の含有量が０．１質量％以上４０質量％以下の範囲であれば、相対密度が８０％以上であり、発光ピーク波長が４５５ｎｍである励起光の照射により、４３０ｎｍ以上８００ｎｍ以下の波長範囲に発光ピーク波長を有し、比較例９と比べて長波長側の色度の光を発し、所望の色調に発光する波長変換部材として用いることができた。
【０１７８】
表８に示すように、比較例９の第一の焼結体は、Ｃａ−α−サイアロン蛍光体を含んでいないため、実施例３８から４１に係る第一の焼結体からなる波長変換部材と比べて、短波長側の色度（ｘ値、ｙ値）の光を発した。
【産業上の利用可能性】
【０１７９】
本開示に係る波長変換部材は、励起光の照射により発光し、ＬＥＤやＬＤから発せられた光の波長を変換することができる波長変換部材、固体シンチレーターの材料として利用できる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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