(57)【要約】【課題】本発明は、ハイパワーのＬＥＤやＬＤの光を照射した場合に、経時的な発光強度の低下や構成材料の溶解を抑制することが可能な波長変換部材及び波長変換素子、並びにそれらの製造方法、並びに発光装置を提供することを目的とする。【解決手段】マトリクス１と、マトリクス１中に分散した蛍光体粒子２とを含む波長変換部材１０であって、マトリクス１が、無機材料３からなる骨格と、骨格によって形成される空孔部に充填された透明材料４とを備え、かつ無機材料３が透明材料４より高い熱伝導率を有することを特徴とする、波長変換部材１０。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マトリクスと、前記マトリクス中に分散した蛍光体粒子とを含む波長変換部材であって、
前記マトリクスが、無機材料からなる骨格と、前記骨格によって形成される空孔部に充填された透明材料とを備え、かつ前記無機材料が前記透明材料より高い熱伝導率を有することを特徴とする、波長変換部材。
【請求項２】
前記骨格が焼結体からなることを特徴とする、請求項１に記載の波長変換部材。
【請求項３】
前記蛍光体粒子が、前記空孔部に分散していることを特徴とする、請求項１又は２に記載の波長変換部材。
【請求項４】
前記蛍光体粒子が、前記骨格の内部に分散していることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の波長変換部材。
【請求項５】
前記蛍光体粒子が、前記骨格と前記空孔部の両方に接していることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の波長変換部材。
【請求項６】
前記透明材料の波長変換部材全体に占める体積比率が、１０〜８０％であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の波長変換部材。
【請求項７】
前記無機材料と前記透明材料の屈折率差が、０．３以下であることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の波長変換部材。
【請求項８】
前記骨格が、無機材料粉末が三次元的につながることにより形成されていることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の波長変換部材。
【請求項９】
前記空孔部が、実質的に独立していないことを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の波長変換部材。
【請求項１０】
前記無機材料が、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、窒化アルミニウムおよび窒化ホウ素から選択される少なくとも一種を含有することを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載の波長変換部材。
【請求項１１】
前記透明材料がガラスであることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の波長変換部材。
【請求項１２】
前記透明材料が樹脂であることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の波長変換部材。
【請求項１３】
厚みが１０００μｍ以下であることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の波長変換部材。
【請求項１４】
熱拡散率が１×１０−６ｍ２／ｓ以上であることを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の波長変換部材。
【請求項１５】
量子効率が２０％以上であることを特徴とする、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の波長変換部材。
【請求項１６】
請求項１〜１５のいずれか一項に記載の波長変換部材の製造方法であって、
無機材料粉末を焼成し、無機材料からなる骨格を作製する工程、
蛍光体粒子と透明材料の混合物を準備する工程及び前記混合物を前記骨格によって形成される空孔部に含浸させる工程を備えることを特徴とする、波長変換部材の製造方法。
【請求項１７】
前記無機材料粉末を焼成する際の最高温度が１６００℃以下であることを特徴とする、請求項１６に記載の波長変換部材の製造方法。
【請求項１８】
前記骨格中に前記蛍光体粒子と前記透明材料の混合物を含浸させる際の最高温度が１０００℃以下であることを特徴とする、請求項１６又は１７のいずれか一項に記載の波長変換部材の製造方法。
【請求項１９】
請求項１〜１５のいずれか一項に記載の波長変換部材の製造方法であって、
蛍光体粒子と無機材料粉末の混合物を準備する工程、
前記混合物を焼成し、無機材料からなる骨格を有し、かつ前記骨格の内部に前記蛍光体粒子が分散した焼結体を作製する工程及び透明材料を前記骨格によって形成される空孔部に含浸させる工程を備えることを特徴とする、波長変換部材の製造方法。
【請求項２０】
前記蛍光体粒子と前記無機材料粉末の混合物を焼成する際の最高温度が１６００℃以下であることを特徴とする、請求項１９に記載の波長変換部材の製造方法。
【請求項２１】
前記骨格中に透明材料を含浸させる際の最高温度が１０００℃以下であることを特徴とする、請求項１９又は２０のいずれか一項に記載の波長変換部材の製造方法。
【請求項２２】
請求項１４〜２１のいずれか一項に記載の波長変換部材の製造方法であって、
前記無機材料粉末の平均粒子径が３μｍ以上であることを特徴とする、波長変換部材の製造方法。
【請求項２３】
請求項１〜１５のいずれか一項に記載の波長変換部材と、前記波長変換部材と接合された基板とを備えてなることを特徴とする、波長変換素子。
【請求項２４】
前記基板が、前記波長変換部材の表面から露出した透明材料で前記波長変換部材と接合されていることを特徴とする、請求項２３に記載の波長変換素子。
【請求項２５】
請求項２３又は２４に記載の波長変換素子の製造方法であって、
無機材料粉末を焼成し、無機材料からなる骨格を作製する工程、
蛍光体粒子と透明材料の混合物を準備する工程、
前記混合物を前記骨格によって形成される空孔部に含浸させる工程、
前記混合物が硬化する前に基板と前記骨格を密着させ、前記空孔部から露出した前記混合物により、前記骨格と前記基板とを一体化させる工程、
を備えることを特徴とする、波長変換素子の製造方法。
【請求項２６】
請求項２３又は２４に記載の波長変換素子の製造方法であって、
蛍光体粒子と無機材料粉末の混合物を準備する工程、
前記混合物を焼成し、無機材料からなる骨格を有し、かつ前記骨格の内部に前記蛍光体粒子が分散した焼結体を作製する工程、
透明材料を前記骨格によって形成される空孔部に含浸させる工程、
前記透明材料が硬化する前に基板と前記焼結体を密着させ、前記空孔部から露出した前記透明材料により、前記焼結体と前記基板とを一体化させる工程、
を備えることを特徴とする、波長変換素子の製造方法。
【請求項２７】
請求項１〜１５のいずれか一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照射する光源とを備えてなることを特徴とする、発光装置。
【請求項２８】
請求項２３又は２４に記載の波長変換素子と、前記波長変換素子に励起光を照射する光源とを備えてなることを特徴とする、発光装置。
【請求項２９】
光源がレーザーダイオードであることを特徴とする、請求項２７又は２８に記載の発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）やレーザーダイオード（ＬＤ：Ｌａｓｅｒ  Ｄｉｏｄｅ）等の発する光の波長を別の波長に変換する波長変換部材及び波長変換素子、並びにそれらの製造方法、並びに発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、蛍光ランプや白熱灯に変わる次世代の発光装置として、低消費電力、小型軽量、容易な光量調節という観点から、ＬＥＤやＬＤを用いた発光装置に対する注目が高まってきている。そのような次世代発光装置の一例として、例えば特許文献１には、青色光を出射するＬＥＤ上に、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が配置された発光装置が開示されている。この発光装置は、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】
従来、波長変換部材として、樹脂マトリクス中に蛍光体粒子を分散させたものが用いられてきた。しかしながら、このような樹脂マトリクスを用いた波長変換部材は、ＬＥＤやＬＤの発する熱や照射光を受けることで樹脂マトリクスが変色、変形してしまい、波長変換部材の性能を低下させる原因となっていた。
【０００４】
そこで近年、樹脂に代えてガラスマトリクス中に蛍光体粒子を分散固定した完全無機固体からなる波長変換部材が提案されている（例えば、特許文献２，３参照）。当該波長変換部材は、母材となるガラスマトリクスがＬＥＤからの熱や照射光により劣化しにくく、変色や変形といった問題が生じにくいという特徴を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２０８８１５号公報
【特許文献２】特開２００３−２５８３０８号公報
【特許文献３】特許第４８９５５４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、発光装置のハイパワー化を目的として、光源として用いるＬＥＤやＬＤの出力が上昇している。それに伴い、光源の熱や、励起光を照射された蛍光体粒子が発する熱の強度が増加し、波長変換部材の温度上昇が顕著になりつつある。その結果、発光強度が経時的に低下すること（温度消光）や、時にはマトリクス材料の溶解が生じることが問題になっていた。
【０００７】
以上に鑑み、本発明はハイパワーのＬＥＤやＬＤの光を照射した場合に、経時的な発光強度の低下や構成材料の溶解を抑制することが可能な波長変換部材及び波長変換素子、並びにそれらの製造方法、並びに発光装置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】
【０００８】
本発明の波長変換部材は、マトリクスと、マトリクス中に分散した蛍光体粒子とを含む波長変換部材であって、マトリクスが、無機材料からなる骨格と、骨格によって形成される空孔部に充填された透明材料とを備え、かつ無機材料が透明材料より高い熱伝導率を有することを特徴とする。
【０００９】
上記構成のなかで、無機材料からなる骨格は、ガラスや樹脂に比べて熱伝導性が高く、熱伝導経路として、光源の熱や、励起光を波長変換部材へ照射した際に蛍光体粒子の発する熱を効率的に外部へ放出するため、波長変換部材の温度上昇を抑制することができる。また、無機材料からなる骨格によって形成される空孔部に透明材料を充填することで、骨格と空孔部との屈折率差を低減でき、光の散乱を抑えることができる。その結果、波長変換部材の透光性が高くなるため、励起光や蛍光体粒子の発する蛍光を効率よく取り出すことができる。
【００１０】
本発明の波長変換部材では、骨格が焼結体からなることが好ましい。このようにすれば、骨格の熱伝導性を高くしやすくなる。
【００１１】
本発明の波長変換部材では、蛍光体粒子が、空孔部に分散していることが好ましい。
【００１２】
本発明の波長変換部材では、蛍光体粒子が、骨格の内部に分散していることが好ましい。
【００１３】
本発明の波長変換部材では、蛍光体粒子が、骨格と空孔部の両方に接していることが好ましい。
【００１４】
本発明の波長変換部材では、透明材料の波長変換部材全体に占める体積比率が、１０〜８０％であることが好ましい。このようにすれば、透光性と放熱性を両立させることができる。
【００１５】
本発明の波長変換部材では、無機材料と透明材料の屈折率差が、０．３以下であることが好ましい。このようにすれば、無機材料からなる骨格と透明材料の界面で生じる散乱過多を抑制でき、蛍光体粒子の発する蛍光を効率よく取り出すように散乱状態を制御することができる。
【００１６】
本発明の波長変換部材では、骨格が、無機材料粉末が三次元的につながることにより形成されていることが好ましい。
【００１７】
本発明の波長変換部材では、空孔部が実質的に独立していないことが好ましい。このようにすれば、透明材料を十分に充填することができ、かつ余計な散乱を抑えることができる。
【００１８】
本発明の波長変換部材では、無機材料が、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、窒化アルミニウムおよび窒化ホウ素から選択される少なくとも一種を含有することが好ましい。上記の無機材料はガラスや樹脂などの透明材料と比較して熱伝導率が高いため、無機材料からなる骨格の熱伝導性が高くなり、蛍光体粒子が発する熱を効果的に外部へ放出することができる。
【００１９】
本発明の波長変換部材では、透明材料がガラスであることが好ましい。
【００２０】
本発明の波長変換部材では、透明材料が樹脂であることが好ましい。
【００２１】
本発明の波長変換部材は、厚みが１０００μｍ以下であることが好ましい。このようにすれば、波長変換部材の過剰な散乱を低減し、発光効率を高めることができる。
【００２２】
本発明の波長変換部材は、熱拡散率が１×１０−６ｍ２／ｓ以上であることが好ましい。このようにすれば、波長変換部材の過剰な発熱を低減し、発光効率を高めることができる。
【００２３】
本発明の波長変換部材は、量子効率が２０％以上であることが好ましい。
【００２４】
本発明の波長変換部材の製造方法は、上記の波長変換部材の製造方法であって、無機材料粉末を焼成し、無機材料からなる骨格を作製する工程、蛍光体粒子と透明材料の混合物を準備する工程及び混合物を骨格によって形成される空孔部に含浸させる工程を備えることを特徴とする。
【００２５】
本発明の波長変換部材の製造方法では、無機材料粉末を焼成する際の最高温度が１６００℃以下であることが好ましい。
【００２６】
本発明の波長変換部材の製造方法では、骨格中に蛍光体粒子と透明材料の混合物を含浸させる際の最高温度が１０００℃以下であることが好ましい。
【００２７】
本発明の波長変換部材の製造方法は、上記の波長変換部材の製造方法であって、蛍光体粒子と無機材料粉末の混合物を準備する工程、混合物を焼成し、無機材料からなる骨格を有し、かつ骨格の内部に蛍光体粒子が分散した焼結体を作製する工程及び透明材料を上記骨格によって形成される空孔部に含浸させる工程を備えることを特徴とする。
【００２８】
本発明の波長変換部材の製造方法では、蛍光体粒子と無機材料粉末の混合物を焼成する際の最高温度が１６００℃以下であることが好ましい。
【００２９】
本発明の波長変換部材の製造方法では、骨格中に透明材料を含浸させる際の最高温度が１０００℃以下であることが好ましい。
【００３０】
本発明の波長変換部材の製造方法では、無機材料粉末の平均粒子径が３μｍ以上であることが好ましい。
【００３１】
本発明の波長変換素子は、上記の波長変換部材と、波長変換部材と接合された基板とを備えてなることを特徴とする。
【００３２】
本発明の波長変換素子は、基板が、波長変換部材の表面から露出した透明材料で波長変換部材と接合されていることが好ましい。
【００３３】
本発明の波長変換素子の製造方法は、無機材料粉末を焼成し、無機材料からなる骨格を作製する工程、蛍光体粒子と透明材料の混合物を準備する工程、混合物を骨格によって形成される空孔部に含浸させる工程、混合物が硬化する前に基板と骨格を密着させ、空孔部から露出した混合物により、骨格と基板とを一体化させる工程、を備えることを特徴とする。
【００３４】
本発明の波長変換素子の製造方法は、蛍光体粒子と無機材料粉末の混合物を準備する工程、混合物を焼成し、無機材料からなる骨格を有し、かつ骨格の内部に蛍光体粒子が分散した焼結体を作製する工程、透明材料を骨格によって形成される空孔部に含浸させる工程、透明材料が硬化する前に基板と焼結体を密着させ、空孔部から露出した透明材料により、焼結体と基板とを一体化させる工程、を備えることを特徴とする。
【００３５】
本発明の発光装置は、上記の波長変換部材と、波長変換部材に励起光を照射する光源とを備えてなることを特徴とする。
【００３６】
本発明の発光装置は、上記の波長変換素子と、波長変換素子に励起光を照射する光源とを備えてなることを特徴とする。
【００３７】
本発明の発光装置では、光源がレーザーダイオードであることが好ましい。
【発明の効果】
【００３８】
本発明によれば、ハイパワーのＬＥＤやＬＤの光を照射した場合でも、経時的な発光強度の低下や構成材料の溶解を抑制することが可能な波長変換部材及び波長変換素子、並びにそれらの製造方法、並びに発光装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の波長変換部材の一実施形態を示す模式的断面図である。
【図２】実施例１の波長変換部材の部分断面写真である。
【図３】本発明の波長変換素子の一実施形態を示す模式的断面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る波長変換部材を用いた発光装置を示す模式的断面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る波長変換素子を用いた発光装置を示す模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に何ら限定されるものではない。
【００４１】
図１は、本発明の一実施形態に係る波長変換部材を示す模式的断面図である。波長変換部材１０は、マトリクス１の内部に蛍光体粒子２を含有している。マトリクス１は無機材料３からなる骨格と、無機材料３からなる骨格の空孔部に充填された透明材料４から形成されており、蛍光体粒子２は、無機材料３もしくは透明材料４のいずれか、または両方と接触する状態でマトリクス１の内部に分散している。なお、空孔部全体が透明材料４により充填されていることが好ましいが、空孔部の一部が透明材料４により充填されていなくても構わない。以下、各構成要素について詳細に説明する。
【００４２】
（蛍光体粒子）
本発明における蛍光体粒子は、励起光の入射により蛍光を出射するものであれば特に限定されないが、具体例としては、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等が挙げられる。これらは単独または２種以上を混合して使用することができる。
【００４３】
なお、後述するように、蛍光体粒子がマトリクス中に分散された波長変換部材を得るには、（ｉ）無機材料粉末を焼成し、無機材料からなる骨格を作製する工程、蛍光体粒子と透明材料の混合物を準備する工程、混合物を骨格によって形成される空孔部に含浸させる工程を備える製造方法、または、（ｉｉ）蛍光体粒子と無機材料粉末の混合物を準備する工程、混合物を焼成し、無機材料からなる骨格を有し、骨格の内部に蛍光体粒子が分散した焼結体を作製する工程、透明材料を骨格によって形成される空孔部に含浸させる工程を備える製造方法が挙げられる。特に、製造方法（ｉｉ）で波長変換部材を得る場合や、透明材料にガラスを用いる場合は、蛍光体粒子に焼成や含浸時による熱劣化の生じにくいものを用いることが好ましい。そのような観点から言えば、蛍光体粒子は酸化物蛍光体、特にガーネット構造を有する酸化物蛍光体（Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋、Ｌｕ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋等）であることが好ましい。
【００４４】
蛍光体粒子の平均粒子径（Ｄ５０）は１〜５０μｍが好ましく、３〜３０μｍがより好ましく、５〜３０μｍが特に好ましい。蛍光体粒子の平均粒子径が小さすぎると、発光強度が低下しやすくなる。また、平均粒子径が大きすぎると、マトリクス中へ蛍光体粒子を均一に分散させることが困難になり、発光色が不均一になる可能性がある。なお、本発明において、平均粒子径はレーザー回折法で測定した値を意味し、レーザー回折法により測定した際の体積基準の累積粒度分布曲線において、その積算量が粒子の小さい方から累積して５０％である粒子径を示している。
【００４５】
蛍光体粒子と無機材料の合量に占める蛍光体粒子の体積％は、上記した（ｉ）、（ｉｉ）のいずれの方法においても、０．０１〜９０％が好ましく、０．０１〜７０％がより好ましく、０．０１〜５０％が特に好ましい。以下、蛍光体粒子と無機材料の合量に占める蛍光体粒子の体積％について、蛍光体粒子含有量と記載する。蛍光体粒子含有量が多すぎると、蛍光体粒子と無機材料の混合物に占める無機材料の含有量が相対的に少なくなるため、マトリクスの熱伝導性が低下する可能性がある。また、蛍光体粒子含有量が少なすぎると、十分な発光強度が得にくくなる。なお、後述する透過型の波長変換部材では、蛍光体粒子含有量が高すぎると、蛍光体粒子の吸収によって、励起光の透過光量が少なくなるため、透過光が蛍光の色度にシフトしやすくなる。その結果、出射光の色度調整が困難になるおそれがあるため、蛍光体粒子含有量は低いことが好ましい。具体的には、透過型の波長変換部材において、蛍光体粒子含有量は０．０１〜５０％が好ましく、０．１〜３５％がより好ましく、１〜２０％が特に好ましい。
【００４６】
蛍光体粒子は、マトリクス中に分散している限り本発明の効果を享受することができる。具体的な分散状態としては、蛍光体粒子が（１）空孔部に分散している、（２）骨格の内部に分散している状態が挙げられる。状態（１）は、上述した製造方法（ｉ）により比較的容易に作製できるため好ましい。状態（２）は、上述した製造方法（ｉｉ）により製造でき、熱伝導性の高い骨格と蛍光体粒子が結着しているため、蛍光体粒子が発する熱を特に効果的に外部へ放出しやすくなり好ましい。なお、蛍光体粒子が骨格と空孔部の両方に接していてもよい。
【００４７】
（マトリクス）
（無機材料）
無機材料は、セラミックス粉末であることが好ましい。具体的には、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、窒化アルミニウム、窒化ホウ素から選択される少なくとも一種を含有することが好ましい。また、後述するように、原料である無機材料粉末としては、上記無機材料に加えて、焼成により、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、窒化アルミニウムおよび窒化ホウ素から選択される少なくとも一種が得られる原料を用いることができる。例えば、水酸化物、炭酸塩、弗化物、塩化物等を用いることができる。これらは単独で使用しても、二種類以上組み合わせて使用してもよい。上記の無機材料はガラスや樹脂などの透明材料と比較して熱伝導率が高いため、蛍光体粒子が発する熱を効果的に外部へ放出することができる。中でも、酸化アルミニウムや酸化マグネシウムは比較的熱伝導率が高いため好ましい。特に酸化マグネシウムは、高い熱伝導率に加え、光吸収が少ないため、より好ましい。
【００４８】
無機材料は、透明材料より高い熱伝導率を有する。具体的には、無機材料の熱伝導率は、５Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１以上であることが好ましく、１０Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１以上であることがより好ましく、２５Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１以上であることが特に好ましい。このようにすれば、蛍光体粒子が発する熱をより効果的に外部へ放出しやすくなる。なお、酸化マグネシウムの熱伝導率は、４５〜６０Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１程度である。
【００４９】
無機材料からなる骨格は、無機材料粉末が三次元的につながることにより形成されていることが好ましく、特に、共連続多孔体（骨格と空孔部が互いに三次元的に連続する多孔体）を形成していることが好ましい。このような構造であれば、透明材料をマトリクスの内部までより含浸させやすくなる。また、蛍光体粒子が発する熱をより効果的に外部へ放出しやすくなる。なお、本発明において、無機材料粉末が三次元的につながっていることは、マイクロＸ線ＣＴスキャナを用いて撮像した三次元像から確認することができる。
【００５０】
無機材料からなる骨格は、焼結体（粉末焼結体）からなることが好ましい。このようにすれば、無機材料粉末同士を十分に結着させやすくなり、骨格の熱伝導性を高くしやすくなる。なお、後述する製造方法において、蛍光体粒子と無機材料粉末の混合物を焼成する場合は、無機材料からなる骨格の内部に蛍光体粒子が分散した混合焼結体を得ることができる。このような混合焼結体に透明材料を含浸させることで、無機材料からなる骨格が焼結体であり、かつ蛍光体粒子が骨格の内部に分散している、又は蛍光体粒子が骨格と空孔部の両方に接している波長変換部材を得ることができる。混合焼結体は、蛍光体粒子と骨格が焼成により互いに結着しているため、蛍光体粒子が発する熱をより効果的に外部へ放出することができるため好ましい。
【００５１】
前記骨格によって形成される空孔部は、実質的に独立していないことが好ましい。このようにすれば、透明材料を十分に充填することができ、余計な散乱を抑えることができる。なお、本発明において「実質的に独立していない」とは、マイクロＸ線ＣＴスキャナを用いて撮像した３次元像において、全空孔部体積の内、独立した空孔部の体積が１％以下の場合をいう。
【００５２】
空孔部の中心細孔径は０．０５μｍ〜５０μｍが好ましく、０．１μｍ〜４０μｍがより好ましく、０．５μｍ〜３０μｍが特に好ましい。中心細孔径が小さすぎると、透明材料が十分に充填されず空隙が残存し、散乱過多になる。また、細孔径が大きすぎると、空孔部に蛍光体粒子を分散させた際に、蛍光体粒子と無機物質からなる骨格が十分に接触せず、蛍光体粒子の発熱を十分に放熱できない。なお、本発明において中心細孔径は水銀圧入法を用いて測定した値を意味し、水銀圧入法により測定した細孔径分布において、大きい側のピーク値の細孔径を示している。
【００５３】
（透明材料）
透明材料には、ガラスや樹脂を用いることができる。透明材料として用いるガラスは、蛍光体粒子の熱劣化を考慮すると、軟化点が２５０〜１０００℃であることが好ましく、３００〜９５０℃であることがより好ましく、３５０〜９００℃であることが特に好ましい。ガラスは有機系マトリクスである樹脂と比較すると耐熱性に優れているため、より耐熱性に優れた波長変換部材を作製することができる。ガラスの軟化点が低すぎると、蛍光体粒子から生じる熱により軟化変形が生じるおそれがある。一方、ガラスの軟化点が高すぎると、より高温での含浸処理が必要となる。そのため、耐熱性が低い蛍光体粒子を用いる場合、ガラスの軟化点は６００℃以下であることが好ましい。
【００５４】
透明材料として用いる樹脂は、例えば、シリコーンなどの熱可塑性樹脂や、エポキシ樹脂などの熱硬化樹脂等、一般的な樹脂を挙げることができる。樹脂はガラスと比較して軟化点が低く、より低温で含浸処理が可能であることから、特に耐熱性の低い蛍光体粒子を用いる際に有用であり、結果的に製造コストを低減させることができる。また、ガラスと比較して比重が小さいことから、より軽量な波長変換部材を作製することができる。
【００５５】
このように、蛍光体粒子の耐熱性や製造コストを考慮し、最適な透明材料を用いることができる。
【００５６】
波長変換部材全体に占める透明材料の体積比率は、１０〜８０％が好ましく、２０〜６０％がより好ましく、３０〜５０％が特に好ましい。透明材料の割合が多すぎると、骨格を形成する無機材料が少なくなりすぎ、所望の放熱効果が得にくくなる。また、透明材料の割合が少なすぎると、透明材料で充填されない空孔部が増加し、内部に空気が残留する。その結果、空気とマトリクスの屈折率（ｎｄ）差による光の散乱を低減することが困難になり、波長変換部材の透光性が低下するため、光取り出し効率が低下する。
【００５７】
マトリクスを構成する無機材料と透明材料の屈折率（ｎｄ）差は、０．３以下であることが好ましく、０．２以下であることがより好ましく、０．１以下であることが特に好ましい。このようにすれば、無機材料からなる骨格と透明材料の界面で生じる散乱過多を抑制でき、蛍光体粒子の発する蛍光を効率よく取り出すように散乱状態を調整することができる。もっとも、屈折率差は上記に限定されない。
【００５８】
（波長変換部材）
波長変換部材の形状は特に限定されないが、通常は板状（矩形板状、円盤状等）である。波長変換部材の厚みは、目的とする色合いの光が得られるよう適宜選択することができるが、具体的には、１０００μｍ以下が好ましく、８００μｍ以下がより好ましく、５００μｍ以下であることが特に好ましい。波長変換部材の厚みが大きすぎると、波長変換部材における光の散乱や吸収が大きくなりすぎ、励起光や蛍光の出射効率が低下する傾向がある。なお、波長変換部材の厚みは、３０μｍ以上が好ましく、５０μｍ以上がより好ましく、８０μｍ以上であることが特に好ましい。波長変換部材の厚みが小さすぎると、機械的強度が低下しやすくなる。また、所望の発光強度を得るために、蛍光体粒子の含有量を増加させる必要があるため、相対的に無機材料からなる骨格や透明材料が減少してしまい、熱伝導性や光透過性が低下する傾向がある。
【００５９】
このように、本発明の波長変換部材は、蛍光体粒子と、優れた熱伝導性を有するマトリクスと、からなるため、高い熱拡散率を有しやすくなる。具体的には、波長変換部材の熱拡散率は１×１０−６ｍ２／ｓ以上であることが好ましく、１．５×１０−６ｍ２／ｓ以上であることが好ましく、２×１０−６ｍ２／ｓ以上であることが特に好ましい。
【００６０】
波長変換部材の量子効率は、２０％以上が好ましく、３０％以上がより好ましく、５０％以上がさらに好ましく、６０％以上が特に好ましい。量子効率が低すぎると、波長変換時において吸収した光のうち、熱損失となるエネルギーが大きくなり、蛍光体の温度が上昇しやすくなる。その結果、温度消光によって、明るさの低下が引き起こされやすくなる。なお、本発明において、量子効率は下記式により算出される値を指し、絶対ＰＬ量子収率装置を用いて測定することができる。
【００６１】
量子効率＝｛（蛍光としてサンプルから放出されたフォトン数）／（サンプルにより吸収されたフォトン数）｝×１００（％）
【００６２】
（波長変換部材の製造方法）
波長変換部材は、（ｉ）無機材料粉末を焼成し、無機材料からなる骨格を作製する工程、蛍光体粒子と透明材料の混合物を準備する工程、混合物を骨格によって形成される空孔部に含浸させる工程を備える製造方法、または、（ｉｉ）蛍光体粒子と無機材料粉末の混合物を準備する工程、混合物を焼成し、無機材料からなる骨格を有し、骨格の内部に蛍光体粒子が分散した焼結体を作製する工程、透明材料を骨格によって形成される空孔部に含浸させる工程を備える製造方法のいずれかにより作製することができる。
【００６３】
まず、製造方法（ｉ）について説明する。
【００６４】
はじめに、無機材料粉末を金型で加圧し、得られた予備成型体を焼成することにより、無機材料からなる骨格を有する焼結体を作製する。あるいは、無機材料粉末に結合剤や溶剤等の有機成分を添加してペースト状にした後、焼成することによって、上記焼結体を得ることもできる。このようにすれば、グリーンシート成形等の方法を利用して、所望の形状の予備成型体が形成しやすくなる。この際は、脱脂工程（６００℃程度）で有機成分を除去した後、無機材料粉末の焼結温度で焼成することができる。また、１次焼成後に焼成温度±１５０℃でＨＩＰ（熱間静水圧プレス）処理を施しても良い。
【００６５】
結合剤としては、ポリプロピレンカーボネート、ポリブチルメタクリレート、ポリビニルブチラール、ポリメチルメタクリレート、ポリエチルメタクリレート、エチルセルロース、ニトロセルロース、ポリエステルカーボネート等が使用可能であり、これらを単独あるいは混合して使用することができる。
【００６６】
溶剤としては、テルピネオール、酢酸イソアミル、トルエン、メチルエチルケトン、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタジオールモノイソブチレート等を単独または混合して使用することができる。
【００６７】
ペースト中には、焼結助剤が含有されていてもよい。焼結助剤を加えることで、粒子同士の融着が促進され、無機材料からなる骨格の熱伝導性が向上しやすくなる。また、焼成温度を下げることができ、蛍光体の熱劣化を抑制しやすくなる。焼結助剤としては、例えば、リン酸マグネシウム、リン酸ジルコニウム、酸化マンガン、酸化バリウム、酸化イットリウム、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、弗化カルシウム、弗化マグネシウム、弗化バリウム等の結晶質粉末や、ケイ酸系やリン酸系等の酸化物非晶質粉末を用いることができる。特に、無機材料粉末に含まれる金属カチオンと同じ金属カチオンを含む焼結助剤を用いることが好ましい。例えば、酸化マグネシウムからなる骨格を作製する場合は、焼結助剤として、リン酸マグネシウム及び／又は弗化マグネシウムを用いることが好ましい。このようにすれば、無機材料からなる骨格の主要な成分を酸化マグネシウムにすることができ、異種カチオンによる意図しない結晶の生成を抑制しやすくなる。
【００６８】
焼結助剤の平均粒子径（Ｄ５０）は、１０μｍ以下が好ましく、７μｍ以下がより好ましく、５μｍ以下が特に好ましい。このようにすれば、焼結助剤が無機材料粉末同士の間に入り込みやすくなる。また、焼結助剤の反応性が高くなり、低温で軟化しやすくなるため、無機材料粉末が焼結により融着しやすくなる。結果として、波長変換部材の熱拡散率が向上しやすくなる。焼結助剤の粒径が大きすぎると、上記効果が得にくくなる。なお、平均粒子径の下限値は特に限定されないが、一般に０．００１μｍ以上である。
【００６９】
焼結助剤は、無機材料粉末と焼結助剤の混合物に対して、体積％で、０．０１〜３０％含有されることが好ましく、０．１〜２０％含有されることがより好ましく、０．５〜１０％含有されることが特に好ましい。焼結助剤が多すぎると、骨格の機械的強度が低下しやすくなる。また、焼結助剤が少なすぎると焼結しにくくなり、骨格の機械的強度が低下しやすくなる。なお、無機材料粉末と焼結助剤に同じ原料を用いる場合は、粒径の小さい原料粉末を焼結助剤とみなすことができる。この場合は、粒径の小さい原料粉末ほど反応性が高く低温で軟化しやすいため、焼結助剤として機能するためである。
【００７０】
無機材料粉末は、焼成により、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、窒化アルミニウムおよび窒化ホウ素から選択される少なくとも一種が得られる原料を用いることができる。例えば、酸化物、窒化物、水酸化物、弗化物、塩化物、炭酸塩を用いることができ、具体的には、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、弗化ホウ素、弗化マグネシウム、弗化アルミニウム、塩化マグネシウム、塩化アルミニウム、炭酸マグネシウム等を用いることが好ましい。これらは単独あるいは混合して使用することができる。特に弗化マグネシウム（ＭｇＦ２）を用いることが好ましい。弗化マグネシウムは低温で焼結しやすく、特に後述する製造方法（ｉｉ）において、焼結による蛍光体粒子の熱劣化を抑制することができ、波長変換部材の発光効率の低下を抑制することができる。この場合、焼結により少なくとも一部の弗素成分（Ｆ２）が脱離し、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を含む骨格を得ることができる。
【００７１】
無機材料粉末を焼成する際の最高温度は、１６００℃以下であることが好ましく、１４００℃以下であることがより好ましく、１２００℃以下であることが特に好ましい。また、焼成温度が低すぎると、無機材料粉末同士の融着が不十分となり、骨格の機械的強度が低下しやすくなる。そのため、焼成温度の下限は、７００℃以上であることが好ましく、８００℃以上であることがより好ましく、９００℃以上であることが特に好ましい。
【００７２】
無機材料粉末の平均粒子径（Ｄ５０）は３μｍ〜５０μｍが好ましく、３μｍ〜３０μｍがより好ましく、３μｍ〜１０μｍが特に好ましい。無機材料粉末の粒径が小さすぎると、空孔が十分に形成されず、透明材料の含浸が困難になる。また、無機材料粉末の粒径が大きすぎると、粒子同士が融着しにくく、三次元に連続した骨格の形成が困難になる。
【００７３】
続いて、蛍光体粒子と透明材料の混合物を準備する。混合の方法は特に限定されないが、例えば、室温で液体状の樹脂主液と硬化剤に蛍光体粒子を導入し、混合物とすることができる。また、加熱により溶解したガラスに蛍光体粒子を加え、混合物とすることもできる。
【００７４】
上記混合物を焼結体に導入することで、無機材料からなる骨格によって形成される空孔部に、蛍光体粒子が分散した透明材料を含浸させる。含浸温度は１０００℃以下であることが好ましく、９５０℃以下であることがより好ましく、９００℃以下であることが特に好ましい。含浸温度が高すぎると、蛍光体粒子が熱劣化しやすくなる。また、透明材料にガラスを用いる場合は、含浸温度が低すぎると、ガラスの軟化流動が不十分になり、空孔部に十分に充填されなくなる。そのため、含浸温度の下限は２００℃以上が好ましく、３００℃以上が好ましく、４００℃以上が特に好ましい。また、透明材料に樹脂を用いる場合は、硬化前樹脂の含浸温度が１００℃以下であることが好ましく、５０℃以下であることがより好ましく、常温であることが特に好ましい。さらに、熱硬化性樹脂を用いる場合は、樹脂を含浸させた後、加熱により樹脂を硬化させることが好ましい。加熱温度は、３５０℃以下が好ましく、２５０℃以下が好ましく、１５０℃以下が好ましい。加熱温度が高すぎると、樹脂が熱分解するおそれがある。なお、本製造方法で作製した波長変換部材において、蛍光体粒子は透明材料中に分散することで、骨格の空孔部に存在している。ここで、蛍光体粒子は骨格に接触していてもよい。すなわち、蛍光体粒子は骨格と空孔部の両方に接していてもよい。
【００７５】
次に、製造方法（ｉｉ）について説明する。この方法では、はじめに蛍光体粒子と無機材料粉末の混合物を準備し、混合物を焼成することで、蛍光体粒子を含む焼結体を作製する。
【００７６】
焼成体作製条件は、製造方法（ｉ）と同様の方法を適用することができる。具体的には、蛍光体粒子と前記無機材料粉末の混合物を焼成する際の最高温度が１６００℃以下であることが好ましく、１４００℃以下であることがより好ましく、１２００℃以下であることが特に好ましい。ただし、上記混合物を焼成する際に、蛍光体粒子中の発光中心イオンの価数が変化し、蛍光体粒子の量子収率が低下する可能性がある。そのため、蛍光体粒子と無機材料粉末の混合物を焼成する際には、還元雰囲気又は不活性雰囲気で焼成を行うことが好ましい。このようにすれば、発光中心イオンの価数変化を抑制することができる。還元雰囲気は水素を含む雰囲気であることが好ましい。不活性雰囲気は窒素雰囲気又はアルゴン雰囲気であることが好ましい。なお、製造方法（ｉ）においても、還元雰囲気又は不活性雰囲気で焼成を行うことができる。
【００７７】
無機材料粉末の平均粒子径（Ｄ５０）は、３μｍ〜５０μｍが好ましく、３μｍ〜３０μｍがより好ましく、３μｍ〜１０μｍが特に好ましい。無機材料粉末の粒径が小さすぎると、空孔が十分に形成されず、透明材料の含浸が困難になる。また、無機材料粉末の粒径が大きすぎると、粒子同士が融着しにくく、三次元に連続した骨格の形成が困難になる。
【００７８】
続いて、透明材料を上記焼結体に導入することで、上記骨格によって形成される空孔部に、透明材料を含浸させる。含浸方法については、製造方法（ｉ）と同様の方法を適用することができる。なお、本製造方法で作製した波長変換部材において、蛍光体粒子は無機材料からなる骨格の内部に分散している。ここで、蛍光体粒子は骨格から突き出していてもよい。すなわち、蛍光体粒子は骨格と空孔部の両方に接していてもよい。
【００７９】
なお、製造方法（ｉｉ）においても、製造方法（ｉ）と同様に、蛍光体粒子を含む焼結体に対して、蛍光体粒子と透明材料の混合物を含浸させてもよい。このとき、骨格に存在する蛍光体粒子と透明材料中に存在する蛍光体粒子は同じでもよいし、異なっていてもよい。
【００８０】
（波長変換素子）
図３は、本発明の一実施形態に係る波長変換素子を示す模式的断面図である。図３において、波長変換素子３０は、波長変換部材１０と、波長変換部材１０と接合された基板６とを備えている。本実施形態において、波長変換部材１０と基板６は、波長変換部材１０の表面から露出した透明材料４によって互いに接合されている、すなわち、無機材料３からなる骨格が、前記骨格によって形成される空孔部を満たす透明材料４と同じ材料によって、基板６と接合されている。
【００８１】
なお、本実施形態において、波長変換部材と基板は、波長変換部材の表面から露出した透明材料によって互いに接合されているが、それに限定されず、波長変換部材の表面に新たに塗布された透明材料によって、互いに接合されてもよい。また、この際に透明材料とは異なる任意の接着剤を用いてもよい。
【００８２】
本実施形態において、基板は矩形板状であり、波長変換部材の一面に接合されているが、それに限定されず、任意の形状を有することができる。例えば、波長変換部材の側面を覆う形状であってもよい。
【００８３】
基板は無機材料からなることが好ましく、具体的には、ガラス、セラミックス、金属等が挙げられる。特に、波長変換部材が高温になるような用途で用いる場合は、放熱性の高いセラミックスや金属を用いることが好ましい。また、後述する反射型の発光装置として用いる場合は、金属を用いることが好ましい。セラミックスとしては、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、窒化アルミニウム及び窒化ホウ素から選択される少なくとも一種であることが好ましい。金属としては、銅、アルミ、鉄から選択される少なくとも一種であることが好ましい。
【００８４】
（波長変換素子の製造方法）
波長変換素子は波長変換部材を作製する際、透明材料が硬化する前に、波長変換部材の無機材料からなる骨格と基板を密着一体化させることによって製造することが好ましい。具体的には、（ｉ）無機材料からなる骨格に、蛍光体粒子と透明材料の混合物を含浸させ、混合物が硬化する前に基板と骨格を密着させ、空孔部から露出した混合物により、骨格と基板とを一体化させる方法、又は（ｉｉ）無機材料からなる骨格を有し、かつ骨格の内部に蛍光体粒子が分散した焼結体に、透明材料を含浸させ、透明材料が硬化する前に基板と焼結体を密着させ、空孔部から露出した透明材料により、焼結体と基板とを一体化させる方法のいずれかにより作製することが好ましい。もっとも、波長変換部材を作製した後で、波長変換部材の表面に透明材料を塗布し、波長変換部材の無機材料からなる骨格と基板を密着一体化させることによって製造してもよい。また、この際に、透明材料とは異なる任意の接着剤を用いてもよい。
【００８５】
製造方法（ｉ）の具体例として、例えば、蛍光体粒子と透明材料の混合物に、無機材料からなる骨格を浸漬し、混合物を含浸させた後、混合物が硬化する前に骨格を取り出すことで、空孔部から混合物を露出させることができる。この場合は、骨格と基板を大気中で密着させることにより、骨格と基板とを密着一体化させ、波長変換素子を得ることができる。また、骨格と基板を共に混合物に浸漬させた状態で両者を密着させる、すなわち、骨格への混合物の含浸と、骨格と基板との一体化を同時に行ってもよい。なお、含浸温度等の条件は、上述した波長変換部材の製造方法と同じ条件を適用することができる。
【００８６】
製造方法（ｉｉ）の具体例として、例えば、透明材料に、無機材料と蛍光体粒子の焼結体を浸漬し、透明材料を含浸させた後、透明材料が硬化する前に焼結体を取り出すことで、焼結体の空孔部から透明材料を露出させることができる。この場合は、焼結体と基板を大気中で密着させることにより、焼結体と基板とを一体化させ、波長変換素子を得ることができる。また、焼結体と基板を共に透明材料に浸漬させた状態で両者を密着させる、すなわち、焼結体への透明材料の含浸と、焼結体と基板との一体化を同時に行ってもよい。なお、含浸温度等の条件は、上述した波長変換部材の製造方法と同じ条件を適用することができる。
【００８７】
以上のように、波長変換素子の製造方法において、波長変換部材と基板を接合させる際には、基板と骨格又は焼結体を接触させ、その状態で混合物又は透明材料を硬化させることが好ましい。このようにすれば、混合物又は透明材料の含浸と、骨格又は焼結体と基板の接合を同時に行うことができ、波長変換素子の製造工程を短縮することができる。
【００８８】
（発光装置）
図４は、上述した実施形態に係る本発明の波長変換部材を用いた発光装置を示す模式的側面図である。本実施形態に係る発光装置は、透過型の波長変換部材を用いた発光装置である。図４に示すように、発光装置２０は、波長変換部材１０と光源５を備えている。光源５から出射された励起光Ｌ０は、波長変換部材１０により、励起光Ｌ０よりも波長の長い蛍光Ｌ１に波長変換される。また、励起光Ｌ０の一部は波長変換部材１０を透過する。このため、波長変換部材１０からは、励起光Ｌ０と蛍光Ｌ１との合成光Ｌ２が出射する。例えば、励起光Ｌ０が青色光であり、蛍光Ｌ１が黄色光である場合、白色の合成光Ｌ２を得ることができる。
【００８９】
図５は、上述した実施形態に係る本発明の波長変換素子を用いた発光装置を示す模式的側面図である。本実施形態に係る発光装置は、反射型の発光装置である。図５に示すように、発光装置４０は、波長変換素子３０と光源５を備えている。光源５から出射された励起光Ｌ０は、波長変換部材１０により、励起光Ｌ０よりも波長の長い蛍光Ｌ１に波長変換される。蛍光Ｌ１及び励起光Ｌ０の一部は、基板６により反射される。このため、波長変換素子３０からは、励起光Ｌ０と蛍光Ｌ１との合成光Ｌ２が、励起光Ｌ０側を照射する側から出射する。例えば、励起光Ｌ０が青色光であり、蛍光Ｌ１が黄色光である場合、白色の合成光Ｌ２を得ることができる。
【００９０】
光源としては、ＬＥＤやＬＤが挙げられるが、発光装置の発光強度を高める観点からは、高強度の光を出射できるＬＤを用いることが好ましい。
【実施例】
【００９１】
以下、本発明の波長変換部材を実施例を用いて詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００９２】
表１〜７は本発明の実施例（Ｎｏ．１〜１２、１４〜５０）及び比較例（Ｎｏ．１３）を示す。
【００９３】
【表１】
2020095233.tif 000003
【表２】
2020095233.tif 000004
【表３】
2020095233.tif 000005
【表４】
2020095233.tif 000006
【表５】
2020095233.tif 000007
【表６】
2020095233.tif 000008
【表７】
2020095233.tif 000009
【００９４】
実施例（Ｎｏ．１〜１２、１４〜５０）は以下のようにして作製した。はじめに、表１〜７に示す含有量となるよう蛍光体粒子と無機材料を混合し、混合物を得た。各材料には以下のものを使用した。なお、表１〜７において、蛍光体粒子含有量は、蛍光体粒子と無機材料の混合物に占める体積％を示している。また、蛍光体粒子と無機材料の含有量の合量と、浸漬された透明材料の含有量の比（[蛍光体粒子＋無機材料]：[透明材料]）及び、蛍光体粒子と無機材料と焼結助剤の含有量の合量と、含浸された透明材料の含有量の比（[蛍光体粒子＋無機材料＋焼結助剤]：[透明材料]）については、得られた波長変換部材の断面図を二値化し、それぞれの領域が占める面積比から算出した。
【００９５】
（ａ）無機材料
ＭｇＯ粉末（熱伝導率：約４２Ｗ／ｍ・Ｋ、平均粒子径Ｄ５０：８μｍ、屈折率（ｎｄ）：１．７４）
Ａｌ２Ｏ３粉末（熱伝導率：約２０Ｗ／ｍ・Ｋ、平均粒子径Ｄ５０：１０μｍ、屈折率（ｎｄ）：１．７７）
【００９６】
（ａ’）焼結助剤
ＭｇＦ２粉末（平均粒子径：５μｍ）
ＣａＦ２粉末（平均粒子径：３μｍ）
ＭｇＦ２ナノ粉末（平均粒子径：０．００７μｍ）
【００９７】
（ｂ）蛍光体粒子
ＹＡＧ蛍光体粒子（Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２、平均粒子径：２５μｍ）
【００９８】
上記で得られた混合物を金型に入れ、０．４５ＭＰａの圧力でプレスすることで予備成型体を製作した。得られた予備成形体を表１〜７に示す雰囲気下で所定の温度まで昇温し、４時間保持した後、常温まで徐冷することにより、無機材料からなる骨格を有し、骨格の内部に蛍光体粒子が分散した焼結体を作製した。なお、水素を含む雰囲気で熱処理（焼成）を行ったものを還元雰囲気、窒素雰囲気で熱処理（焼成）を行ったものを不活性雰囲気とした。
【００９９】
上記焼結体に対し、以下の透明材料を、表１〜７に示す温度で含浸させた。
【０１００】
（ｃ）透明材料
透明材料Ａ（チオウレタン系樹脂、屈折率（ｎｄ）：１．７４）
透明材料Ｂ（ビニル系樹脂、屈折率（ｎｄ）：１．７０）
透明材料Ｃ（アクリル系樹脂、屈折率（ｎｄ）：１．７２）
透明材料Ｄ（ビスマスリン酸系ガラス、屈折率（ｎｄ）：１．７７）
透明材料Ｅ（スズリン酸系ガラス、屈折率（ｎｄ）：１．７５）
透明材料Ｆ（スルフィド系樹脂、屈折率（ｎｄ）：１．６３）
透明材料Ｇ（シリコーン樹脂（テクネグラス社製、ガラスレジン）、屈折率（ｎｄ）：１．５８）
透明材料Ｈ（ホウケイ酸系ガラス、屈折率（ｎｄ）：１．４６）
【０１０１】
上記透明材料のうち、樹脂は焼結体に常温で含浸させた。チオウレタン系樹脂及びビニル系樹脂は、液体状の樹脂主液と硬化剤の混合物の状態で用いた。熱処理による樹脂の硬化後、研削・研磨加工を施すことにより、矩形板状の波長変換部材を得た。
【０１０２】
また、透明材料のうち、ガラスは表１〜７に示す温度に加熱し、溶融させた後に焼結体に含浸させた。ガラスの硬化後、研削・研磨加工を施すことにより矩形板状の波長変換部材を得た。
【０１０３】
透明材料を含浸させないことを除き、実施例Ｎｏ．１と同様にして試料を作製し、これを比較例Ｎｏ．１３とした。この比較例は無機材料からなる骨格を有し、かつ、その骨格の内部に蛍光体粒子が分散した焼結体であるが、骨格内に透明材料を含んでいない。
【０１０４】
得られた波長変換部材について、以下の方法で熱拡散率、量子効率、透光性を評価した。結果を表１〜７に示す。また、実施例１の波長変換部材の部分断面写真を図２に示す。
【０１０５】
熱拡散率は、アイフェイズ社製の熱拡散率測定装置ａｉ−ｐｈａｓｅにより測定した。熱拡散率の測定は１０５℃±５℃の温度領域において計１１回行い、１１回分の結果を平均した値を試料の熱拡散率とした。
【０１０６】
量子効率は下記式により算出される値を指し、絶対ＰＬ量子収率装置（浜松ホトニクス社製）を用いて測定した。
【０１０７】
量子効率＝｛（蛍光としてサンプルから放出されたフォトン数）／（サンプルにより吸収されたフォトン数）｝×１００（％）
【０１０８】
透光性は、得られた波長変換部材を１０００ルクスの蛍光灯下で文字の書いた紙面上に載置し、その文字の陰影が確認できるか否かで判断した。なお、波長変換部材の厚みは５００μｍとした。文字の陰影が確認できたものを「○」、厚み２００μｍでも陰影が確認できなかったものを「×」とした。また、厚み５００μｍでは文字の陰影が確認できなかったが、厚み２００μｍで文字の陰影が確認できたものは「△」とした。
【０１０９】
表１〜７から明らかなように、実施例（Ｎｏ．１〜１２、１４〜５０）の波長変換部材は、熱拡散率が１．２３×１０−６ｍ２／ｓ以上と高くなった。また、いずれの実施例も透光性に優れていた。特に、蛍光体粒子含有量が少ない実施例において、熱拡散率と透光性が向上する傾向が見られた。さらに、不活性雰囲気または還元雰囲気で焼成した実施例や、焼成温度が低い実施例では、量子効率が大きくなる傾向が見られた。一方、比較例（Ｎｏ．１３）の波長変換部材は、骨格と空孔部に含まれる空気の屈折率（ｎｄ）差が大きいため、両者の界面での光散乱が強くなり過ぎたため、透光性に劣っていた。また、Ｎｏ．１３の波長変換部材は空孔部が多く、熱拡散率を測定することができなかった。
【符号の説明】
【０１１０】
１    マトリクス
２    蛍光体粒子
３    無機材料
４    透明材料
５    光源
６    基板
１０  波長変換部材
２０  発光装置
３０  波長変換素子
４０  発光装置
【図１】
2020095233.tif 000010
【図２】
2020095233.tif 000011
【図３】
2020095233.tif 000012
【図４】
2020095233.tif 000013
【図５】
2020095233.tif 000014