(57)【要約】【課題】大面積化を図るなど面積を容易に調整することができる、波長変換部材を提供する。【解決手段】透明基板本体３と、透明基板本体３上に設けられており、蛍光体を担持するための蛍光体担持層４とを有する、透明基板２と、透明基板２の蛍光体担持層４に担持されている、蛍光体と、を備えることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板本体と、前記透明基板本体上に設けられており、蛍光体を担持するための蛍光体担持層とを有する、透明基板と、
前記透明基板の前記蛍光体担持層に担持されている、蛍光体と、
を備える、波長変換部材。
【請求項２】
前記蛍光体担持層が、多孔質構造を有している、請求項１に記載の波長変換部材。
【請求項３】
前記蛍光体担持層を構成する多孔質体の平均細孔径が、０．０１μｍ〜５μｍである、請求項２に記載の波長変換部材。
【請求項４】
前記蛍光体担持層が、凹凸構造を有している、請求項１に記載の波長変換部材。
【請求項５】
前記蛍光体担持層の表面における算術平均粗さＲａが、０．０２μｍ以上、１０μｍ以下である、請求項４に記載の波長変換部材。
【請求項６】
前記蛍光体担持層の厚みが、０．０１μｍ以上、１０００μｍ以下である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の波長変換部材。
【請求項７】
前記透明基板全体の厚みが、１００μｍ以上、１０００μｍ以下である、請求項１〜６のいずれか１項に記載の波長変換部材。
【請求項８】
前記透明基板が、ガラスにより構成されている、請求項１〜７のいずれか１項に記載の波長変換部材。
【請求項９】
前記蛍光体担持層上に設けられている、第１の膜をさらに備える、請求項１〜８のいずれか１項に記載の波長変換部材。
【請求項１０】
前記第１の膜が、無機材料又はガラスにより構成されている、請求項９に記載の波長変換部材。
【請求項１１】
前記透明基板が、対向している第１の主面及び第２の主面を有し、
前記透明基板の前記第１の主面側に前記蛍光体担持層が設けられており、
前記透明基板における前記第２の主面上に設けられている、第２の膜をさらに備える、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の波長変換部材。
【請求項１２】
前記第２の膜が、反射防止膜又はバンドパスフィルタである、請求項１１に記載の波長変換部材。
【請求項１３】
前記波長変換部材の平面視における面積が、１ｃｍ２以上である、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の波長変換部材。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか１項に記載の波長変換部材と、
前記波長変換部材に励起光を出射する光源と、
を備える、発光デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波長変換部材及び発光デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶ディスプレイのバックライト等の用途において、青色光を出射するＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）と、ＬＥＤからの光の一部を吸収して黄色光に変換する波長変換部材とを組み合わせた発光デバイスの開発が盛んに行われている。このような発光デバイスは、ＬＥＤから出射された青色光と、波長変換部材から出射された黄色光との合成光である白色光を発する。
【０００３】
特許文献１には、量子ドットが多孔質体の内表面に担持されてなる波長変換部材を備える発光デバイスが開示されている。特許文献１では、量子ドットが担持された多孔質体がセルの内部に封止されている。それによって、量子ドットの酸素や水分による劣化が抑制されている。
【０００４】
また、特許文献１では、発光デバイスの他の実施形態として、デバイス本体上にカバー部材が設けられてなるパッケージの内部に、波長変換部材が封止されている構成が開示されている。他の実施形態では、パッケージの内部において、デバイス本体を構成する実装基板上に、光源が設けられている。また、パッケージの内部において、カバー部材の表面上に、波長変換部材が設けられている。他の実施形態においても、パッケージの内部に波長変換部材が封止されることにより、量子ドットの酸素や水分による劣化が抑制されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第６２６４２１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、波長変換部材は、スマートフォン等の携帯機器のディスプレイやテレビ等の大型ディスプレイに用いられており、より一層の大面積化が求められている。しかしながら、特許文献１の波長変換部材は、セルやパッケージの内部に封止されて用いられることから、面積を大きくすることが困難である。
【０００７】
本発明の目的は、大面積化を図るなど面積を容易に調整することができる、波長変換部材及び発光デバイスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の波長変換部材は、透明基板本体と、前記透明基板本体上に設けられており、蛍光体を担持するための蛍光体担持層とを有する、透明基板と、前記透明基板の前記蛍光体担持層に担持されている、蛍光体と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明においては、前記蛍光体担持層が、多孔質構造を有していることが好ましい。
【００１０】
本発明においては、蛍光体担持層を構成する多孔質体の平均細孔径が、０．０１μｍ〜５μｍであることが好ましい。
【００１１】
本発明においては、前記蛍光体担持層が、凹凸構造を有していることが好ましい。
【００１２】
本発明においては、前記蛍光体担持層の表面における算術平均粗さＲａが、０．０２μｍ以上、１０μｍ以下であることが好ましい。
【００１３】
本発明においては、前記蛍光体担持層の厚みが、０．０１μｍ以上、１０００μｍ以下であることが好ましい。
【００１４】
本発明においては、前記透明基板全体の厚みが、１００μｍ以上、１０００μｍ以下であることが好ましい。
【００１５】
本発明においては、前記透明基板が、ガラスにより構成されていることが好ましい。
【００１６】
本発明においては、前記蛍光体担持層上に設けられている、第１の膜をさらに備えることが好ましい。
【００１７】
本発明においては、前記第１の膜が、無機材料又はガラスにより構成されていることが好ましい。
【００１８】
本発明においては、前記透明基板が、対向している第１の主面及び第２の主面を有し、前記透明基板の前記第１の主面側に前記蛍光体担持層が設けられており、前記透明基板における前記第２の主面上に設けられている、第２の膜をさらに備えることが好ましい。
【００１９】
本発明においては、前記第２の膜が、反射防止膜又はバンドパスフィルタであることが好ましい。
【００２０】
本発明においては、前記波長変換部材の平面視における面積が、１ｃｍ２以上であることが好ましい。
【００２１】
本発明の発光デバイスは、本発明に従って構成される波長変換部材と、前記波長変換部材に励起光を出射する光源と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、大面積化を図るなど面積を容易に調整することができる、波長変換部材及び発光デバイスを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る波長変換部材の正面断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の変形例に係る波長変換部材の正面断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第１の実施形態に係る波長変換部材の製造方法の一例を説明するための正面断面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る波長変換部材の正面断面図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第２の実施形態に係る波長変換部材の製造方法の一例を説明するための正面断面図である。
【図６】本発明の第３の実施形態に係る波長変換部材の正面断面図である。
【図７】本発明の第４の実施形態に係る波長変換部材の正面断面図である。
【図８】本発明の第５の実施形態に係る波長変換部材の正面断面図である。
【図９】本発明の第５の実施形態における散乱層の断面図である。
【図１０】本発明の第６の実施形態に係る発光デバイスの正面断面図である。
【図１１】本発明の第６の実施形態の変形例に係る発光デバイスの正面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、好ましい実施形態について説明する。但し、以下の実施形態は単なる例示であり、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。また、各図面において、実質的に同一の機能を有する部材は同一の符号で参照する場合がある。
【００２５】
［波長変換部材］
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る波長変換部材の正面断面図である。図１に示すように、波長変換部材１は、透明基板２を備える。透明基板２は、対向している第１の主面２ａ及び第２の主面２ｂを有する。また、透明基板２は、略矩形板状の形状を有する。もっとも、透明基板２は、略円板状の形状を有していてもよく、形状は特に限定されない。
【００２６】
透明基板２は、透明基板本体３と、蛍光体担持層４とを有する。具体的には、透明基板本体３上に、蛍光体担持層４が設けられている。より具体的には、透明基板本体３は、透明基板２の第２の主面２ｂ側に設けられている。また、蛍光体担持層４は、透明基板２の第１の主面２ａ側に設けられている。
【００２７】
蛍光体担持層４には、蛍光体が担持されている。より具体的には、波長変換部材１では、蛍光体担持層４が、多孔質体により構成されており、多孔質構造を有している。そして、この蛍光体担持層４を構成する多孔質体の細孔内部に蛍光体が担持されている。なお、本実施形態において、蛍光体は蛍光体担持層４の全体に担持されているが、それに限定されず、蛍光体担持層４の一部に担持されていてもよい。また、波長変換部材１では、透明基板２における蛍光体担持層４の上に第１の膜５が設けられている。
【００２８】
本実施形態において、透明基板２は、ガラスにより構成されている。透明基板２は、透明な基板である限りにおいてセラミックスなどの他の材料により構成されていてもよい。なお、本明細書において、「透明」とは、波長４５０ｎｍ〜７００ｎｍにおける可視波長域の光透過率が７０％以上であることをいう。
【００２９】
透明基板２を構成するガラスとしては、例えば、ナトリウムホウ珪酸塩ガラス、珪酸塩ガラス、シリカガラス、ホウ珪酸ガラス、ソーダライムガラス、アルミノ珪酸塩ガラス、無アルカリガラスが用いられる。特に、透明基板２を構成するガラスとしてナトリウムホウ珪酸塩を用いれば、後述するように多孔質層の蛍光体層をより一層容易に形成することができる。また、無アルカリガラスを用いると、耐候性をより一層高めることができる。なお、本発明において、無アルカリガラスとは、アルカリ成分（アルカリ金属酸化物）の重量比が３０００ｐｐｍ以下のガラスをいう。透明基板２を構成するガラスとして無アルカリガラスを用いる場合、アルカリ成分の重量比が１０００ｐｐｍ以下であることが好ましく、５００ｐｐｍ以下であることがより好ましく、３００ｐｐｍ以下であることが特に好ましい。
【００３０】
また、蛍光体担持層４に担持されている蛍光体は、量子ドットである。量子ドットとしては、ＩＶ族、ＩＩ−ＶＩ族化合物、ＩＩＩ−Ｖ族化合物、Ｉ−ＩＩＩ−ＶＩ２族化合物等から構成されることが好ましい。例えば、ＩＶ族としてはＣ、Ｓｉが挙げられる。ＩＩ−ＶＩ族化合物としては、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ等が挙げられる。ＩＩＩ−Ｖ族化合物としては、ＩｎＰ、ＧａＮ、ＧａＡｓ、ＧａＰ、ＡｌＮ、ＡｌＰ、ＡｌＳｂ、ＩｎＮ、ＩｎＡｓまたはＩｎＳｂ等が挙げられる。Ｉ−ＩＩＩ−ＶＩ２族化合物としては、ＣｕＩｎＳ２、ＡｇＩｎＳ２、及びＺｎＯ−ＡｇＩｎＳ２等が挙げられる。また、有機無機ハイブリッドペロブスカイトを用いることも好ましい。有機無機ハイブリッドペロブスカイトとしては、ＣＨ３ＮＨ３ＰｂＸ３、ＣｓＰｂＸ３（Ｘ＝Ｃｌ，Ｂｒ，Ｉ）が挙げられる。これらの化合物から選択される少なくとも１種、またはこれらのうちの２種以上の複合体を量子ドットとして用いることができる。複合体としては、コアシェル構造のものが挙げられ、例えばＣｄＳｅ粒子表面がＺｎＳによりコーティングされたコアシェル構造のものが挙げられる。量子ドットは発光スペクトルにおける発光ピークがシャープであるという特徴がある。そのため、量子ドットを例えば直下型ディスプレイ用光源に使用した場合、鮮明な画像を得ることが可能となる。また、所定の波長域の光を用いる照明への利用にも適する。例えば、植物栽培用の人工照明は、植物の成長を促進するため、葉緑素の光吸収が大きくなる波長域（例えば波長４５０ｎｍや６６０ｎｍ）での発光強度が大きい照明が求められる。また、昆虫の誘引を低減する低誘虫照明では、紫外線を含む短波長領域（例えば波長３８０ｎｍ以下）の光強度を抑制した照明が求められる。上述したように、量子ドットは発光ピークがシャープであることから、特定の波長域の発光強度を選択的に向上させることができる。そのため、量子ドットをこれらの照明に使用した場合、植物の成長促進や低誘虫性の効果を享受しやすい。具体的には、蛍光体として量子ドットを用いた場合、波長４５０ｎｍ〜６６０ｎｍに発光ピークを有し、発光ピークの波長の半値幅が５０ｎｍ以下である発光デバイスを得ることができる。
【００３１】
蛍光体は量子ドットに限定されるものではなく、蛍光体として、例えば、酸化物蛍光体、窒化物蛍光体、酸窒化物蛍光体、塩化物蛍光体、酸塩化物蛍光体、硫化物蛍光体、酸硫化物蛍光体、ハロゲン化物蛍光体、カルコゲン化物蛍光体、アルミン酸塩蛍光体、ハロリン酸塩化物蛍光体またはガーネット系化合物蛍光体等の無機蛍光体粒子等を用いてもよい。
【００３２】
蛍光体の平均粒子径は１００ｎｍ以下であることが好ましく、５０ｎｍ以下であることがより好ましく、２０ｎｍ以下であることがさらに好ましく、１５ｎｍ以下であることが特に好ましい。下限値は特に限定されないが、一般に１ｎｍ以上である。特に量子ドットの平均粒子径は、得ようとする光の波長により適宜選択することができるが、例えば、２ｎｍ〜１０ｎｍ程度とすることができる。量子ドットの平均粒子径は、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）、粉末Ｘ線回折（ＸＲＤ）などの方法により測定することができる。
【００３３】
蛍光体担持層４を構成する多孔質体の気孔率は、特に限定されないが、好ましくは０．１％以上、より好ましくは１％以上、好ましくは３０％以下、より好ましくは２０％以下である。多孔質体の気孔率が上記下限値以上である場合、蛍光体を多孔質体により一層担持させ易くすることができる。また、蛍光体を含む溶媒を多孔質体に含浸させて波長変換部材１を得る際に、多孔質体から溶媒をより一層揮発させ易くすることができる。他方、多孔質体の気孔率が上記上限値以下である場合、光の散乱をより一層抑制できることから、透過率をより一層高めることができる。
【００３４】
また、蛍光体担持層４を構成する多孔質体の平均細孔径は、特に限定されないが、好ましくは０．０１μｍ以上、より好ましくは０．１μｍ以上、好ましくは５μｍ以下、より好ましくは３μｍ以下である。多孔質体の平均細孔径が上記下限値以上である場合、蛍光体を多孔質体により一層担持させ易くすることができる。また、蛍光体を含む溶媒を多孔質体に含浸させて波長変換部材１を得る際に、多孔質体から溶媒をより一層揮発させ易くすることができる。他方、多孔質体の平均細孔径が上記上限値以下である場合、光の散乱をより一層抑制できることから、透過率をより一層高めることができる。多孔質体の平均細孔径は、多点ＢＥＴ法により測定することができる。
【００３５】
本実施形態において、第１の膜５は、コーティング膜である。第１の膜５は、ガスバリア膜であることが望ましい。このような第１の膜５の材料としては、特に限定されないが、例えば、シリカやアルミナなどの無機材料、ガラス、樹脂等が挙げられる。特に、無機材料やガラスを用いることが好ましい。このようにすれば、大気中の酸素や水分による蛍光体の劣化をより一層効率的に抑制することができる。また、熱による蛍光体の劣化をより一層抑制するという観点からは、第１の膜５は、低温で形成可能な膜であることが望ましい。具体的には、膜形成温度が、３００℃以下、２００℃以下、より好ましくは１５０℃以下である材料を用いることが好ましい。
【００３６】
ところで、本実施形態においては、図１に示すように、光源６から励起光Ａが波長変換部材１に出射される。励起光Ａは第２の主面２ｂ側から透明基板本体３を通り、蛍光体担持層４に入射する。励起光Ａが蛍光体担持層４に担持された蛍光体に照射されると、蛍光が出射する。励起光Ａ及び蛍光の合成光Ｂは、第１の膜５を通り、波長変換部材１から出射される。
【００３７】
本実施形態の波長変換部材１では、透明基板２に設けられた蛍光体担持層４に蛍光体が担持された構成を有する。従って、セルやパッケージなどの内部に封止された従来の波長変換部材とは異なり、透明基板２の大きさを変えるだけで、容易に面積を調整することができる。そのため、波長変換部材１は、例えば、スマートフォン等の携帯機器やテレビ等のディスプレイにおける発光デバイスに好適に用いることができる。
【００３８】
また、波長変換部材１は、透明基板本体３及び第１の膜５に蛍光体担持層４が挟まれた構成を有する。それによって、ガスバリア性及び耐候性を効果的に高めることができる。従って、大気中の酸素や水分による蛍光体の劣化をより一層効果的に抑制することができる。
【００３９】
透明基板２の全体の厚みは、好ましくは１０００μｍ以下、より好ましくは８００μｍ以下、さらに好ましくは５００μｍ以下である。透明基板２の厚みが厚すぎると、端面からの光漏れが生じ易くなる場合がある。具体的には、透明基板２内で励起光Ａまたは蛍光が反射し、透明基板２の端面から励起光Ａまたは蛍光が出射し易くなる。なお、端面とは、透明基板２の第１の主面２ａ及び第２の主面２ｂを接続する面である。従って、透明基板２の全体の厚みが上記上限値以下である場合、端面からの光漏れをより一層抑制することができ、発光強度をより一層高めることができる。加えて、波長変換部材１を薄型化することができるため、波長変換部材１が用いられる機器をより一層小型化し易い。なお、端面に金属膜などの反射膜を設けて、端面からの光漏れをさらに一層抑制してもよい。
【００４０】
一方で、透明基板２の全体の厚みは、好ましくは１００μｍ以上、より好ましくは１２０μｍ以上、さらに好ましくは１５０μｍ以上である。透明基板２の全体の厚みを上記下限値以上とすることにより、ガスバリア性をより一層高めることができる。また、透明基板２をより一層破損し難くすることができる。
【００４１】
蛍光体担持層４の厚みは、好ましくは１０００μｍ以下、より好ましくは５００μｍ以下、さらに好ましくは４００μｍ以下である。蛍光体担持層４の厚みが上記上限値以下である場合、散乱過多になり難く、発光強度をより一層高めることができる。
【００４２】
蛍光体担持層４の厚みは、好ましくは０．０１μｍ以上、より好ましくは０．５μｍ以上、さらに好ましくは１μｍ以上である。蛍光体担持層４の厚みが上記下限値以上である場合、蛍光体が高密度になったり凝集したりし難くなることから、発光強度をより一層高めることができる。
【００４３】
なお、蛍光体担持層４及び第１の膜５の配置は上記に限定されない。例えば、図２に示す第１の実施形態の変形例では、蛍光体担持層４ａ，４ｂが、それぞれ透明基板２の第１の主面２ａ及び第２の主面２ｂ側に設けられている。蛍光体担持層４ａ，４ｂの上に第１の膜５ａ，５ｂがそれぞれ設けられている。なお、蛍光体担持層４ａ，４ｂは、例えば、上述した蛍光体担持層４と同じものを用いることができる。もっとも、蛍光体担持層４ａ，４ｂには、同種の蛍光体が担持されていてもよいし、異なる蛍光体が担持されていてもよい。また、蛍光体担持層４ａ，４ｂのいずれか一方に蛍光体を担持させなくともよい。また、第１の膜５ａ，５ｂも、例えば、上述した第１の膜５と同じものを用いることができる。なお、蛍光体担持層４ａ，４ｂ及び第１の膜５ａ，５ｂは平面視において、透明基板２の外周縁に至るように設けられてもよい。より具体的には、蛍光体担持層４ａ，４ｂ及び第１の膜５ａ，５ｂは、透明基板２の端面に至るように設けられてもよい。
【００４４】
第１の膜５の厚みは、特に限定されないが、好ましくは１μｍ以上、より好ましくは５μｍ以上、好ましくは５０μｍ以下、より好ましくは３０μｍ以下である。第１の膜５の厚みが上記下限値以上である場合、ガスバリア性をより一層高めることができる。第１の膜５の厚みが上記上限値以下である場合、波長変換部材１を薄型化することができるため、波長変換部材１が用いられる機器をより一層小型化し易い。
【００４５】
波長変換部材１の平面視における面積は、１ｃｍ２以上であることが好ましく、１０ｃｍ２以上であることがより好ましく、２０ｃｍ２以上であることが特に好ましい。その場合、波長変換部材１をスマートフォン等の携帯機器のディスプレイやテレビ等の大型ディスプレイにより一層好適に用いることができる。また、波長変換部材１の面積の上限値は、特に限定されないが、例えば、１００ｍ２以下であることが好ましく、５０ｍ２以下であることがより好ましく、２０ｍ２以下であることが特に好ましい。なお、本明細書において面積とは、特に断りのない場合には、平面視における面積をいう。
【００４６】
以下において、波長変換部材１の製造方法の一例を説明する。
【００４７】
図３（ａ）〜（ｃ）は、第１の実施形態に係る波長変換部材の製造方法の一例を説明するための正面断面図である。まず、図３（ａ）に示す透明基板２Ａを用意する。透明基板２Ａとしては、上述した透明基板２と同じ材料を用いることができる。もっとも、この場合、透明基板２Ａとしては、分相ガラスを用いることが好ましい。分相ガラスは、例えば、シリカ、酸化ホウ素、アルカリ金属の酸化物を主成分としたホウ珪酸塩ガラスを熱処理により相分離現象を誘起させることによって得ることができる。例えば、ナトリウムホウ珪酸塩ガラス（Ｎａ２Ｏ−Ｂ２Ｏ３−ＳｉＯ２）を用いる場合は、相分離現象により、ＳｉＯ２リッチ相と、Ｎａ２Ｏ−Ｂ２Ｏ３リッチ相に分相した分相ガラスを得ることができる。
【００４８】
次に、分相ガラスにより構成される透明基板２Ａの表面を酸溶液によりエッチングする。それによって、酸溶液に溶解しやすい相を選択的に溶解させることができ、酸溶液に溶解しにくい相からなる多孔質構造を有する蛍光体担持層４が設けられた透明基板２を得ることができる（図３（ｂ））。例えば、ナトリウムホウ珪酸塩ガラス（Ｎａ２Ｏ−Ｂ２Ｏ３−ＳｉＯ２）を用いる場合は、Ｎａ２Ｏ−Ｂ２Ｏ３リッチ相を選択的に酸溶液に溶解させることができ、酸溶液に溶解しにくいＳｉＯ２リッチ相からなる多孔質構造を得ることができる。なお、酸溶液としては、例えば、塩酸や硝酸等の酸を用いることができる。
【００４９】
次に、透明基板２の蛍光体担持層４に蛍光体を含む溶媒を塗布する。蛍光体を含む溶媒を塗布する方法としては、例えば、スピンコート法、インクジェット法、スプレー法等の公知の方法を用いることができる。なお、溶媒としては、例えば、ヘキサン、ヘプタン、ノナン、クロロホルム、トルエン、オクタン、ジエチルエーテル、酢酸エチル、塩化メチレン等が挙げられる。これらの溶媒は、１種を単独で用いてもよく、複数種を併用してもよい。
【００５０】
次に、蛍光体担持層４の多孔質構造の内部に存在する溶媒を乾燥により揮発させる。それによって、蛍光体担持層４に蛍光体を担持させることができる。なお、乾燥温度は、例えば、１００℃〜３００℃とすることができる。このようにして、例えば、ナトリウムホウ珪酸塩ガラス（Ｎａ２Ｏ−Ｂ２Ｏ３−ＳｉＯ２）を用いる場合は、ＳｉＯ２リッチ相からなる多孔質構造が担持体となり、蛍光体が担持される。
【００５１】
次に、図３（ｃ）に示すように、透明基板２における蛍光体担持層４上に、第１の膜５を形成する。それによって、波長変換部材１を得ることができる。
【００５２】
第１の膜５の形成方法は、特に限定されず、例えば、蒸着法、エアロゾルデポジション法（ＡＤ法）、化学気相成長法（ＣＶＤ法）、スパッタリング法、スピンコート法、インクジェット法、スプレー法等により形成することができる。第１の膜５は、低温で形成されることが好ましい。具体的には、第１の膜５は、３００℃以下で形成されることが好ましい。この場合、蛍光体担持層４に担持されている蛍光体の劣化をより一層抑制することができる。
【００５３】
なお、波長変換部材１の製造方法は、上記方法に限定されない。また、面積の大きな透明基板２Ａに蛍光体担持層４や第１の膜５を形成した後、個片化することにより波長変換部材１を得てもよい。その場合、生産効率をより一層高めることができる。
【００５４】
（第２の実施形態）
図４は、本発明の第２の実施形態に係る波長変換部材の正面断面図である。波長変換部材１１では、蛍光体担持層１４が、多孔質構造ではなく、凹凸構造を有している。従って、波長変換部材１１では、凹凸構造を有する蛍光体担持層１４に、蛍光体が担持されている。その他の点は、第１の実施形態と同様である。
【００５５】
本実施形態の波長変換部材１１は、透明基板２に設けられた蛍光体担持層１４に蛍光体が担持された構成を有する。そのため、波長変換部材１１においても、透明基板２の大きさを変えるだけで、大面積化を図るなど面積を容易に調整することができる。
【００５６】
また、波長変換部材１１は、透明基板本体３及び第１の膜５に蛍光体担持層１４が挟まれた構成を有する。それによって、ガスバリア性及び耐候性を効果的に高めることができる。従って、大気中の酸素や水分による蛍光体の劣化をより一層効果的に抑制することができる。
【００５７】
波長変換部材１１においては、透明基板２における蛍光体担持層１４を構成する凹凸構造の算術平均粗さＲａが、好ましくは０．０２μｍ以上、より好ましくは０．０５μｍ以上、好ましくは１０μｍ以下、より好ましくは８μｍ以下である。蛍光体担持層１４を構成する凹凸構造の算術平均粗さＲａが上記下限値以上である場合、蛍光体を蛍光体担持層１４により一層担持させ易くすることができる。また、蛍光体を含む液体を蛍光体担持層１４に含浸させて波長変換部材１１を得る際に、蛍光体担持層１４から溶媒をより一層揮発させ易くすることができる。他方、蛍光体担持層１４を構成する凹凸構造の算術平均粗さＲａが上記上限値以下である場合、光の散乱をより一層抑制できることから、透過率をより一層高めることができる。蛍光体担持層１４を構成する凹凸構造の算術平均粗さＲａは、ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１に準拠して測定することができる。
【００５８】
以下において、波長変換部材１１の製造方法の一例を説明する。
【００５９】
図５（ａ）〜（ｃ）は、第２の実施形態に係る波長変換部材の製造方法の一例を説明するための正面断面図である。まず、図５（ａ）に示す透明基板２Ａを用意する。透明基板２Ａとしては、無アルカリガラスを用いることが好ましいが、特に限定されず、第１の実施形態で例示した透明基板２と同じ材料を用いることができる。
【００６０】
次に、透明基板２Ａの表面に凹凸構造を形成する。それによって、図５（ｂ）に示すように、凹凸構造を有する蛍光体担持層１４が設けられた透明基板２を得ることができる。なお、凹凸構造を形成する方法としては、特に限定されないが、例えば、透明基板２Ａの表面をサンドブラストや研磨により粗面化することにより形成することができる。また、透明基板２Ａの表面にレーザーを照射することにより、凹凸構造を得てもよい。
【００６１】
次に、透明基板２の蛍光体担持層１４に蛍光体を含む溶媒を塗布する。蛍光体を含む溶媒を塗布する方法としては、例えば、スピンコート法、インクジェット法、スプレー法等の公知の方法を用いることができる。なお、溶媒としては、例えば、ヘキサン、ヘプタン、ノナン、クロロホルム、トルエン、オクタン、ジエチルエーテル、酢酸エチル、塩化メチレン等が挙げられる。これらの溶媒は、１種を単独で用いてもよく、複数種を併用してもよい。
【００６２】
次に、蛍光体担持層１４の凹凸構造の内部に存在する溶媒を乾燥により揮発させる。それによって、蛍光体担持層１４に蛍光体を担持させることができる。なお、乾燥温度は、例えば、１００℃〜３００℃とすることができる。
【００６３】
次に、図５（ｃ）に示すように、透明基板２における蛍光体担持層１４上に、第１の膜５を形成する。それによって、波長変換部材１１を得ることができる。
【００６４】
第１の膜５の形成方法は、特に限定されず、例えば、蒸着法、エアロゾルデポジション法（ＡＤ法）、化学気相成長法（ＣＶＤ法）、スパッタリング法、スピンコート法、インクジェット法、スプレー法等により形成することができる。もっとも、第１の膜５は、低温で形成されることが好ましい。具体的には、第１の膜５は、３００℃以下で形成されることが好ましい。この場合、蛍光体担持層１４に担持されている蛍光体の劣化をより一層抑制することができる。
【００６５】
なお、波長変換部材１１の製造方法は、上記方法に限定されない。
【００６６】
（第３の実施形態）
図６は、本発明の第３の実施形態に係る波長変換部材の正面断面図である。図６に示すように、波長変換部材２１では、第１の膜５が設けられていない。その他の点は、第１の実施形態と同様である。
【００６７】
本実施形態の波長変換部材２１においても、透明基板２に設けられた蛍光体担持層４に蛍光体が担持された構成を有する。そのため、波長変換部材２１においても、透明基板２の大きさを変えるだけで、大面積化を図るなど面積を容易に調整することができる。
【００６８】
波長変換部材２１のように、第１の膜５は設けられていなくともよい。
【００６９】
（第４の実施形態）
図７は、本発明の第４の実施形態に係る波長変換部材の正面断面図である。図７に示すように、波長変換部材３１では、透明基板２の第２の主面２ｂ上に第２の膜３２が設けられている。第２の膜３２は、光学機能膜である。その他の点は、第１の実施形態と同様である。
【００７０】
波長変換部材３１において、第２の膜３２は、反射防止膜である。反射防止膜は、波長変換部材３１における励起光Ａが入射する側の部分に設けられている。それによって、励起光Ａが波長変換部材３１に入射する前に反射されることを抑制することができる。従って、波長変換部材３１に励起光Ａをより確実に入射させることができ、発光強度をより一層高めることができる。
【００７１】
反射防止膜は、例えば、相対的に屈折率が低い低屈折率膜と、相対的に屈折率が高い高屈折率膜とが交互に積層された誘電体多層膜により構成することができる。
【００７２】
なお、第２の膜３２はバンドパスフィルタであってもよい。この場合においても、波長変換部材３１に励起光Ａをより確実に入射させることができ、発光強度をより一層高めることができる。
【００７３】
バンドパスフィルタは、例えば、誘電体多層膜により構成することができる。バンドパスフィルタが透過させる光の波長域を、励起光Ａの波長を含む波長域とすればよい。
【００７４】
本実施形態の波長変換部材３１においても、透明基板２に設けられた蛍光体担持層４に蛍光体が担持された構成を有する。そのため、波長変換部材３１においても、透明基板２の大きさを変えるだけで、大面積化を図るなど面積を容易に調整することができる。
【００７５】
また、波長変換部材３１は、透明基板本体３及び第１の膜５に蛍光体担持層４が挟まれた構成を有する。それによって、ガスバリア性及び耐候性を効果的に高めることができる。従って、大気中の酸素や水分による蛍光体の劣化をより一層効果的に抑制することができる。
【００７６】
（第５の実施形態）
図８は、本発明の第５の実施形態に係る波長変換部材の正面断面図である。本実施形態は、透明基板２の第２の主面２ｂ上に散乱層４２が設けられている点において、第１の実施形態と異なる。上記の点以外においては、本実施形態の波長変換部材４１は第１の実施形態の波長変換部材１と同様の構成を有する。
【００７７】
図９は、第５の実施形態における散乱層の断面図である。図９に示すように、本実施形態において、散乱層４２は、透光性マトリクス４３中に、無機粒子４４が分散されてなる。散乱層４２は、入射した励起光Ａ及び蛍光の合成光Ｂを散乱させる。
【００７８】
本発明において、無機粒子４４は、Ａｌ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｌａ、Ｚｒ、Ｃｅ、Ｇａ、Ｍｇ、Ｓｉ及びＺｎからなる群から選ばれる少なくとも一種の酸化物または窒化物であることが好ましい。具体的には、酸化アルミニウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化ランタン、酸化ジルコニウム、酸化セリウム、酸化ガリウム、酸化マグネシウム、酸化ケイ素、酸化亜鉛などが挙げられる。無機粒子４４として、特に酸化アルミニウムを用いることが好ましい。
【００７９】
無機粒子４４の平均粒子径は、０．３μｍ〜１０μｍの範囲内であることが好ましく、０．５μｍ〜５μｍの範囲内であることがより好ましい。無機粒子４４の平均粒子径が小さすぎると、十分な散乱効果が得られ難くなる。一方、無機粒子４４の平均粒子径が大きすぎると、単位体積あたりに存在できる粒子数が少なくなり、十分な散乱効果が得られ難くなる。
【００８０】
散乱層４２中での無機粒子４４の含有量は、５体積％〜８０体積％の範囲内であることが好ましく、１０体積％〜７０体積％の範囲内であることがより好ましく、２０体積％〜６０体積％の範囲内であることがさらに好ましい。無機粒子４４の含有量が多すぎると、透明基板２との接合強度が低下し易くなる。一方、無機粒子４４の含有量が少なすぎると、十分な散乱効果が得られ難くなる。
【００８１】
散乱層４２の厚みは、１０μｍ〜３００μｍの範囲内であることが好ましく、５０μｍ〜２００μｍの範囲内であることがより好ましく、８０μｍ〜１５０μｍの範囲内であることがさらに好ましい。散乱層４２の厚みが厚すぎると、散乱層４２の内部を光が伝播して、散乱層４２の端面からの光漏れが生じ易くなる。結果として、発光強度が低下し易くなる。一方、散乱層４２の厚みが薄すぎると、十分な散乱効果が得られ難くなる。
【００８２】
透光性マトリクス４３としては、透光性を有する樹脂を用いることが好ましい。例えば紫外線硬化性樹脂や熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂を用いることができる。具体的には、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレンテレフタレート、ポリビニルアルコール、ポリスチレン、ポリカーボネート、アクリル樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂等を使用することができる。なお、透光性マトリクス４３としてガラスを用いてもよい。
【００８３】
散乱層４２は、例えば、透明基板２の第２の主面２ｂ上に、無機粒子４４を分散させた透光性マトリクス４３を塗布し、透光性マトリクス４３を硬化させることにより得ることができる。
【００８４】
なお、散乱層４２の構成は上記に限定されない。例えば、透明基板２の第２の主面２ｂ上に凹凸構造を設けることによって形成してもよい。このような凹凸構造は、例えば、透明基板２の第２の主面２ｂに対して、熱インプリントやエッチングなどの公知技術を適用することにより形成することができる。
【００８５】
本実施形態の波長変換部材４１においても、透明基板２に設けられた蛍光体担持層４に蛍光体が担持された構成を有する。そのため、波長変換部材４１においても、透明基板２の大きさを変えるだけで、大面積化を図るなど面積を容易に調整することができる。
【００８６】
［発光デバイス］
（第６の実施形態）
図１０は、本発明の第６の実施形態に係る発光デバイスの正面断面図である。図１０に示すように、発光デバイス５０は、上述した第１の実施形態の波長変換部材１と、波長変換部材１に励起光Ａを出射する光源６とを備える。発光デバイス５０において、光源６は、励起光Ａが透明基板２側から波長変換部材１に直接的に入射するように配置されている。
【００８７】
発光デバイス５０の波長変換部材１においても、透明基板２の大きさを変えるだけで、大面積化を図るなど面積を容易に調整することができる。
【００８８】
また、発光デバイス５０の波長変換部材１においても、透明基板本体３及び第１の膜５に蛍光体担持層４が挟まれた構成を有するので、ガスバリア性及び耐候性を効果的に高めることができる。従って、大気中の酸素や水分による蛍光体の劣化をより一層効果的に抑制することができる。
【００８９】
なお、光源６の配置は上記に限定されない。例えば、図１１に示す第６の実施形態の変形例では、光源６と波長変換部材１との間に導光板５２が配置されている。光源６は、励起光Ａが導光板５２に直接的に入射するように配置されている。光源６から出射された励起光Ａは、導光板５２を通り、波長変換部材１に入射する。具体的には、励起光Ａは導光板５２の端面から入射し、導光板５２の主面から出射し、波長変換部材１に入射する。
【００９０】
本発明に係る発光デバイスは、例えば、スマートフォン等の携帯機器のディスプレイやテレビ等の大型ディスプレイに好適に用いることができる。
【符号の説明】
【００９１】
１…波長変換部材
２…透明基板
２Ａ…透明基板
２ａ…第１の主面
２ｂ…第２の主面
３…透明基板本体
４…蛍光体担持層
４ａ…蛍光体担持層
４ｂ…蛍光体担持層
５…第１の膜
５ａ…第１の膜
５ｂ…第１の膜
６…光源
１１…波長変換部材
１４…蛍光体担持層
２１…波長変換部材
３１…波長変換部材
３２…第２の膜
４１…波長変換部材
４２…散乱層
４３…透光性マトリクス
４４…無機粒子
５０…発光デバイス
５２…導光板
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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