(57)【要約】【課題】所望の色度範囲を維持しながら、均質かつ高い発光強度の光を得ることが可能な波長変換部材を作製するための波長変換材料を提供する。【解決手段】屈折率の異なる２種以上のガラス粉末と、無機蛍光体粉末とを含有することを特徴とする波長変換材料。各ガラス粉末間の屈折率差が０．００１〜１であることが好ましい。各ガラス粉末間の軟化点の差が１５０℃以下であることが好ましい。ガラス粉末が、ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−ＲＯ（ＲはＭｇ、Ｃａ、ＳｒまたはＢａ）系ガラス、ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ｒ’２Ｏ（Ｒ’はＬｉ、ＮａまたはＫａ）系ガラス、または、ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−ＲＯ−Ｒ’２Ｏ系ガラスからなることが好ましい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
屈折率の異なる２種以上のガラス粉末と、無機蛍光体粉末とを含有することを特徴とする波長変換材料。
【請求項２】
各ガラス粉末間の屈折率差が０．００１〜１であることを特徴とする請求項１に記載の波長変換材料。
【請求項３】
各ガラス粉末間の軟化点の差が１５０℃以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の波長変換材料。
【請求項４】
ガラス粉末が、ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−ＲＯ（ＲはＭｇ、Ｃａ、ＳｒまたはＢａ）系ガラス、ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ｒ’２Ｏ（Ｒ’はＬｉ、ＮａまたはＫａ）系ガラス、または、ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−ＲＯ−Ｒ’２Ｏ系ガラスからな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材料。
【請求項５】
無機蛍光体粉末が、窒化物蛍光体粉末、酸窒化物蛍光体粉末、酸化物蛍光体粉末、硫化物蛍光体粉末、酸硫化物蛍光体粉末、ハロゲン化物蛍光体粉末及びアルミン酸塩蛍光体粉末から選択される１種以上であ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材料。
【請求項６】
無機蛍光体粉末を０．０１〜５０体積％を含有す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材料。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の波長変換材料を焼成してなることを特徴とする波長変換部材。
【請求項８】
ガラスマトリクス中に無機蛍光体粉末が分散してなる波長変換部材であって、ガラスマトリクスが、互いに融着した、屈折率の異なる２種以上のガラス粉末から構成されていることを特徴とする波長変換部材。
【請求項９】
請求項７または８に記載の波長変換部材、及び、波長変換部材に励起光を照射する光源を備えてなることを特徴とする発光デバイス。
【請求項１０】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の波長変換材料を焼成する工程を含む、波長変換部材の製造方法であって、焼成温度が、各ガラス粉末のうち、最高軟化点を有するガラス粉末の軟化点以上であることを特徴とする波長変換部材の製造方法。
【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を作製するための波長変換材料に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、蛍光ランプや白熱灯に変わる次世代の光源として、ＬＥＤやＬＤを用いた光源に対する注目が高まってきている。そのような次世代光源の一例として、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光源が開示されている。この光源は、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】
波長変換部材としては、従来、樹脂マトリックス中に無機蛍光体粉末を分散させたものが用いられている。しかしながら、当該波長変換部材を用いた場合、ＬＥＤからの光により樹脂が劣化し、光源の輝度が低くなりやすいという問題がある。特に、ＬＥＤが発する熱や高エネルギーの短波長（青色〜紫外）光によって樹脂が劣化し、変色や変形を起こすという問題がある。
【０００４】
そこで、樹脂に代えてガラスマトリクス中に無機蛍光体粉末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２参照）。当該波長変換部材は、無機蛍光体粉末の分散媒であるガラスがＬＥＤチップ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
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記波長変換部材は、ガラス粉末と無機蛍光体粉末の焼結体から構成されているため、ガラス粉末と無機蛍光体粉末の界面に粒界や気泡が存在する。当該粒界や気泡に起因して、内部散乱が増大し、励起光が無機蛍光体粉末に当たる頻度が多くなり、発光強度が高くなるという特徴がある。
【０００７】
しかしながら、例えばガラスマトリクスと無機蛍光体粉末の屈折率差が小さい場合は、両者の界面における光の散乱が少なくなる。励起光が十分に拡散されずに直進成分が多くなると、励起光が無機蛍光体粉末に当たる頻度が少なくなるため、蛍光強度が低下する傾向がある。また、波長変換部材から射出される光が不均質になる傾向がある。
【０００８】
なお、波長変換部材における無機蛍光体粉末の含有量を多くすることにより、全体としてガラスマトリクスと無機蛍光体粉末の界面における光の散乱量は多くなるが、色度が所望の範囲から外れてしまうという別の問題が発生してしまう。
【０００９】
以上に鑑み、本発明は、所望の色度範囲を維持しながら、均質かつ高い発光強度の光を得ることが可能な波長変換部材を作製するための波長変換材料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】
【００１０】
本発明の波長変換材料は、屈折率の異なる２種以上のガラス粉末と、無機蛍光体粉末とを含有することを特徴とする。
【００１１】
既述の通り、無機蛍光体粉末をガラスマトリクス中に分散させてなる波長変換部材において、励起光の直進成分が多いと、励起光が無機蛍光体粉末に当たる頻度が少なくなるため、蛍光強度が低下する。また、波長変換部材からの射出光が均質でなくなり、射出角度によって色度に差が生じてしまう。そこで、屈折率の異なる２種以上のガラス粉末と、無機蛍光体粉末とを含有する波長変換材料を用いることにより、ガラスマトリクス中に屈折率の異なる領域が緻密に形成された波長変換部材を作製することが可能となる。当該波長変換部材は、励起光の散乱作用が大きく、均質かつ高い発光強度の光を射出することが可能である。
【００１２】
なお、フィラーなどの光拡散材を波長変換材料に配合することにより、波長変換部材の光拡散性を向上させることは可能であるが、光拡散材の含有量が多すぎると、焼成時におけるガラス粉末の軟化流動が阻害されたり、光散乱損失が大きくなるといった問題がある。そのため、波長変換材料における光拡散材の配合量はあまり多くすることができない。一方、本発明では、焼成温度を適宜調整することにより、配合する各ガラス粉末を十分に軟化流動させることが可能であるため、所望の光散乱量を得ることでき、しかも上記のような光散乱損失の問題がほとんど生じない。
【００１３】
各ガラス粉末間の屈折率差が０．００１〜１であることが好ましい。
【００１４】
各ガラス粉末間の軟化点の差が１５０℃以下であることが好ましい。
【００１５】
ガラス粉末が、ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−ＲＯ（ＲはＭｇ、Ｃａ、ＳｒまたはＢａ）系ガラス、ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ｒ’２Ｏ（Ｒ’はＬｉ、ＮａまたはＫａ）系ガラス、または、ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−ＲＯ−Ｒ’２Ｏ系ガラスからなることが好ましい。
【００１６】
無機蛍光体粉末が、窒化物蛍光体粉末、酸窒化物蛍光体粉末、酸化物蛍光体粉末、硫化物蛍光体粉末、酸硫化物蛍光体粉末、ハロゲン化物蛍光体粉末及びアルミン酸塩蛍光体粉末から選択される１種以上であることが好ましい。
【００１７】
無機蛍光体粉末を０．０１〜５０体積％を含有することが好ましい。
【００１８】
本発明の波長変換部材は、前記いずれかの波長変換材料を焼成してなることを特徴とする。
【００１９】
本発明の波長変換部材は、ガラスマトリクス中に無機蛍光体粉末が分散してなる波長変換部材であって、ガラスマトリクスが、互いに融着した、屈折率の異なる２種以上のガラス粉末から構成されていることを特徴とする。
【００２０】
本発明の発光デバイスは、波長変換部材、及び、波長変換部材に励起光を照射する光源を備えてなることを特徴とする。
【００２１】
本発明の波長変換部材の製造方法は、前記いずれかの波長変換材料を焼成する工程を含む、波長変換部材の製造方法であって、焼成温度が、各ガラス粉末のうち、最高軟化点を有するガラス粉末の軟化点以上であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、所望の色度範囲を維持しながら、均質かつ高い発光強度の光を得ることが可能な波長変換部材を作製するための波長変換材料を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の発光デバイスの一実施形態を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明の波長変換材料は、屈折率の異なる２種以上のガラス粉末と、無機蛍光体粉末とを含有することを特徴とする。
【００２５】
各ガラス粉末間の屈折率差が小さすぎると、十分な光散乱性が得られにくくなる。一方、屈折率差が大きすぎると、励起光の散乱が過剰になり、散乱損失となって逆に発光効率が低下する傾向がある。以上に鑑み、各ガラス粉末間の屈折率差は、好ましくは０．００１〜１、より好ましくは０．０１〜０．５である。
【００２６】
各ガラス粉末間の軟化点の差は、好ましくは１５０℃以下、より好ましくは１００℃以下、さらに好ましくは６０℃以下である。軟化点の差が大きすぎると、焼成時に軟化点が低いガラス粉末において結晶や発泡等が生じて透過率が低下する傾向にある。結果として、得られる波長変換部材の発光強度が低下しやすくなる。
【００２７】
ガラス粉末は、波長変換部材において無機蛍光体粉末を安定に保持するための媒体としての役割がある。ここで、ガラス粉末の組成によって、焼成時における無機蛍光体粉末との反応性に差が出るため、使用する無機蛍光体粉末に適したガラス組成を選択することが好ましい。
【００２８】
ガラス粉末の組成としては、例えば、ＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５、Ｂｉ２Ｏ３及びＴｅＯ２のいずれか１種以上を１０〜９９モル％含有するものが好ましい。具体的には、ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−ＲＯ（ＲはＭｇ、Ｃａ、ＳｒまたはＢａ）系ガラス、ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ｒ’２Ｏ（Ｒ’はＬｉ、ＮａまたはＫａ）系ガラス、ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−ＲＯ−Ｒ’２Ｏ系ガラス、ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−ＺｎＯ系ガラス、ＳｎＯ−Ｐ２Ｏ５系ガラス、ＴｅＯ２系ガラス、Ｂｉ２Ｏ３系ガラス等が挙げられる。
【００２９】
ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−ＲＯ系ガラスとしては、例えば、モル％で、ＳｉＯ２  ３０〜８０％、Ｂ２Ｏ３  １〜４０％、Ａｌ２Ｏ３  ０〜２０％、ＭｇＯ  ０〜１０％、ＣａＯ  ０〜３０％、ＳｒＯ  ０〜２０％、ＢａＯ  ０〜４０％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ  ０〜４５％、Ｌｉ２Ｏ  ０〜２０％、Ｎａ２Ｏ  ０〜２０％、Ｋ２Ｏ  ０〜２０％、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ  ０〜２０％及びＺｎＯ  ０〜２０％を含有するものが好ましい。ガラス組成をこのように限定した理由を以下に説明する。
【００３０】
ＳｉＯ２はガラスネットワークを形成する成分である。ＳｉＯ２の含有量は好ましくは３０〜８０％、より好ましくは４０〜６０％である。ＳｉＯ２の含有量が少なすぎると、化学的耐久性が低下する傾向にある。一方、ＳｉＯ２の含有量が多すぎると、軟化点が高くなることから、十分に焼結させるために高温焼成が必要となる。その結果、焼成時に無機蛍光体粉末が劣化しやすくなる。
【００３１】
Ｂ２Ｏ３は溶融温度を低下させて溶融性を改善する効果が大きい成分である。また、Ｂ２Ｏ３を含有させることにより分相しやすくなるため、光拡散性を向上させる効果もある。Ｂ２Ｏ３の含有量は好ましくは１〜４０％、より好ましくは５〜３０％である。Ｂ２Ｏ３の含有量が少なすぎると、前記効果が得られにくくなる。一方、Ｂ２Ｏ３の含有量が多すぎると、化学的耐久性が低下する傾向にある。
【００３２】
Ａｌ２Ｏ３は化学的耐久性を向上させる成分である。Ａｌ２Ｏ３の含有量は好ましくは０〜２０％、より好ましくは１〜１８％である。Ａｌ２Ｏ３の含有量が多すぎると、溶融性が低下する傾向がある。
【００３３】
ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯは溶融温度を低下させて溶融性を改善する成分である。また、分相を促進する効果もある。なお、ＢａＯには無機蛍光体粉末との反応を抑制する効果もある。これらの成分の含有量が多すぎると、化学的耐久性が低下する傾向にある。また、分相性が大きくなりすぎて、熱処理温度の小さな変化に対しても、分相状態が大きく変動する傾向がある。その結果、得られる波長変換部材のロット間での光拡散性にばらつきが生じやすくなる。
【００３４】
これらの成分の好ましい範囲は以下の通りである。ＭｇＯの含有量は好ましくは０〜１０％、より好ましくは０〜５％である。ＣａＯの含有量は好ましくは０〜３０％、より好ましくは０〜２０％である。ＳｒＯの含有量は好ましくは０〜２０％、より好ましくは０〜１０％である。ＢａＯの含有量は好ましくは０〜４０％、より好ましくは０〜３０％である。なお、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯの合量は、好ましくは０〜４５％、より好ましくは２〜３５％である。
【００３５】
Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏは軟化点を低下させるとともに、分相を促進する成分である。なかでも、Ｌｉ２Ｏは上記効果が顕著である。これらの成分の含有量は、各々好ましくは０〜２０％、より好ましくは０．１〜１０％である。これらの成分の含有量が多すぎると、化学的耐久性が低下しやすくなる。また、分相性が大きくなりすぎる傾向がある。
【００３６】
なお、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏの合量は、好ましくは０〜２０％、より好ましくは０．１〜１７％、さらに好ましくは１〜１６％である。
【００３７】
ＺｎＯは分相を顕著に促進するとともに、溶融温度を低下させて溶融性を改善する成分である。ＺｎＯの含有量は好ましくは０〜２０％、より好ましくは０．１〜１０％である。ＺｎＯの含有量が多すぎると、化学的耐久性が低下しやすくなる。また、分相性が大きくなりすぎる傾向がある。
【００３８】
また上記成分以外にも、化学的耐久性の向上等を目的として、Ｔａ２Ｏ５、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、Ｇｄ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｓｂ２Ｏ３、ＳｎＯ２、Ｂｉ２Ｏ３またはＺｒＯ２をそれぞれ１５％まで含有させてもよい。
【００３９】
ＳｎＯ−Ｐ２Ｏ５系ガラスとしては、例えば、モル％で、ＳｎＯ  ３５〜８０％、Ｐ２Ｏ５  ５〜４０％、Ｂ２Ｏ３  ０〜３０％を含有するものが好ましい。ガラス組成をこのように限定した理由を以下に説明する。
【００４０】
ＳｎＯはガラスネットワークを形成するとともに、軟化点を低下させる成分である。ＳｎＯの含有量は好ましくは３５〜８０％、より好ましくは４５〜７５％である。ＳｎＯの含有量が少なすぎると、軟化点が高くなったり、耐候性が低下する傾向がある。一方、ＳｎＯの含有量が多すぎると、Ｓｎに起因する失透物が析出して透過率が低下する傾向にあり、結果として、波長変換部材の発光強度が低下しやすくなる。また、ガラス化しにくくなる。
【００４１】
Ｐ２Ｏ５はガラスネットワークを形成する成分である。Ｐ２Ｏ５の含有量は好ましくは５〜４０％、より好ましくは１０〜３０％である。Ｐ２Ｏ５の含有量が少なすぎると、ガラス化しにくくなる。一方、Ｐ２Ｏ５の含有量が多すぎると、軟化点が高くなったり、耐候性が著しく低下したりする傾向がある。
【００４２】
Ｂ２Ｏ３は耐候性を向上させるとともに、分相を促進する成分である。また、ガラスを安定化させる効果もある。Ｂ２Ｏ３の含有量は好ましくは０〜３０％、より好ましくは１〜２５％である。Ｂ２Ｏ３の含有量が多すぎると、耐候性が低下しやすくなる。また、軟化点が高くなりすぎる傾向がある。
【００４３】
また上記成分以外にも、溶融性を向上させたり、軟化点を低下させて低温焼成しやすくするために、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＳｒＯまたはＢａＯを合量で５％まで、またＬｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯまたはＫ２Ｏを合量で５％まで含有させることができる。他にも、化学的耐久性の向上等を目的として、Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ、ＺｎＯ、Ｔａ２Ｏ５、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、Ｇｄ２Ｏ３、Ｂｉ２Ｏ３、ＴｅＯ２またはＬａ２Ｏ３をそれぞれ１５％まで含有させてもよい。
【００４４】
ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ｒ’２Ｏ系ガラスとしては、例えば、モル％で、ＳｉＯ２  ３０〜８０％、Ｂ２Ｏ３  １〜５５％、Ｌｉ２Ｏ  ０〜２０％、Ｎａ２Ｏ  ０〜２５％、Ｋ２Ｏ  ０〜２５％、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ  ５〜３５％、Ａｌ２Ｏ３  ０〜１０％、ＺｎＯ  ０〜１０％を含有するものが好ましい。
【００４５】
また上記成分以外にも、溶融性を向上させるためにＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯを合量で５％まで含有させることができる。他にも、溶融性を向上させるためにＰ２Ｏ５を５％まで、化学的耐久性を向上させるためにＴａ２Ｏ５、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、Ｇｄ２Ｏ３またはＬａ２Ｏ３をそれぞれ１５％まで含有させてもよい。
【００４６】
ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−ＺｎＯ系ガラスとしては、例えば、モル％で、ＳｉＯ２  ５〜５０％、Ｂ２Ｏ３  １５〜５５％、ＺｎＯ  ３０〜８０％、Ｌｉ２Ｏ  ０〜２０％、Ｎａ２Ｏ  ０〜２０％、Ｋ２Ｏ  ０〜２０％、ＭｇＯ  ０〜１０％、ＣａＯ  ０〜１０％、ＳｒＯ  ０〜１０％、ＢａＯ  ０〜１０％を含有するものが好ましい。
【００４７】
また上記成分以外にも、化学的耐久性を向上させるためにＡｌ２Ｏ３を５％まで、Ｔａ２Ｏ５、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、Ｇｄ２Ｏ３またはＬａ２Ｏ３をそれぞれ１５％まで含有させてもよい。
【００４８】
ガラス粉末の粒度は特に限定されないが、例えば、最大粒子径Ｄｍａｘが２００μｍ以下（特に１５０μｍ以下、さらには１０５μｍ以下）、かつ、平均粒子径Ｄ５０が０．１μｍ以上（特に１μｍ以上、さらには２μｍ以上）であることが好ましい。ガラス粉末の最大粒子径Ｄｍａｘが大きすぎると、得られる波長変換部材において、励起光が散乱しにくくなり発光効率が低下しやすくなる。また、平均粒子径Ｄ５０が小さすぎると、得られる波長変換部材において、励起光が過剰に散乱して発光効率が低下しやすくなる。
【００４９】
なお、本発明において、最大粒子径Ｄｍａｘ及び平均粒子径Ｄ５０はレーザー回折法により測定した値を指す。
【００５０】
各ガラス粉末の混合比は、所望の光散乱量が得られるように適宜調整すればよい。光拡散量を多く必要とする場合は、各ガラス粉末の体積比率が同程度になるように調整すれば良い。例えば、２種のガラス粉末を混合する場合は、各ガラス粉末の混合比率（体積比）は、３０〜７０：７０〜３０であることが好ましく、４０〜６０：６０〜４０であることがより好ましい。
【００５１】
無機蛍光体粉末としては、一般に市場で入手できるものであれば特に限定されない。例えば、窒化物蛍光体粉末、酸窒化物蛍光体粉末、酸化物蛍光体粉末（ＹＡＧ蛍光体粉末等のガーネット系蛍光体粉末を含む）、硫化物蛍光体粉末、酸硫化物蛍光体粉末、ハロゲン化物蛍光体粉末（ハロリン酸塩化物等）及びアルミン酸塩蛍光体粉末等が挙げられる。これらの無機蛍光体粉末のうち、窒化物蛍光体粉末、酸窒化物蛍光体粉末及び酸化物蛍光体粉末は耐熱性が高く、焼成時に比較的劣化しにくいため好ましい。なお、窒化物蛍光体粉末及び酸窒化物蛍光体粉末は、近紫外〜青の励起光を緑〜赤という幅広い波長領域に変換し、しかも発光強度も比較的高いという特徴を有している。そのため、窒化物蛍光体粉末及び酸窒化物蛍光体粉末は、特に白色ＬＥＤ素子用波長変換部材に用いられる無機蛍光体粉末として有効である。
【００５２】
上記無機蛍光体粉末としては、波長３００〜５００ｎｍに励起帯を有し波長３８０〜７８０ｎｍに発光ピークを有するもの、特に青色（波長４４０〜４８０ｎｍ）、緑色（波長５００〜５４０ｎｍ）、黄色（波長５４０〜５９５ｎｍ）または赤色（波長６００〜７００ｎｍ）に発光するものが挙げられる。
【００５３】
波長３００〜４４０ｎｍの紫外〜近紫外の励起光を照射すると青色の発光を発する無機蛍光体粉末としては、（Ｓｒ，Ｂａ）ＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋、（Ｓｒ，Ｂａ）３ＭｇＳｉ２Ｏ８：Ｅｕ２＋等が挙げられる。
【００５４】
波長３００〜４４０ｎｍの紫外〜近紫外の励起光を照射すると緑色の蛍光を発する無機蛍光体粉末としては、ＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ２＋、ＳｒＢａＳｉＯ４：Ｅｕ２＋、Ｙ３（Ａｌ，Ｇｄ）５Ｏ１２：Ｃｅ２＋、ＳｒＳｉＯｎ：Ｅｕ２＋、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋，Ｍｎ２＋、Ｂａ２ＭｇＳｉ２Ｏ７：Ｅｕ２＋、Ｂａ２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋、Ｂａ２Ｌｉ２Ｓｉ２Ｏ７：Ｅｕ２＋、ＢａＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ２＋等が挙げられる。
【００５５】
波長４４０〜４８０ｎｍの青色の励起光を照射すると緑色の蛍光を発する無機蛍光体粉末としては、ＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ２＋、ＳｒＢａＳｉＯ４：Ｅｕ２＋、Ｙ３（Ａｌ，Ｇｄ）５Ｏ１２：Ｃｅ３＋、ＳｒＳｉＯｎ：Ｅｕ２＋、β−ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ２＋等が挙げられる。
【００５６】
波長３００〜４４０ｎｍの紫外〜近紫外の励起光を照射すると黄色の蛍光を発する無機蛍光体粉末としては、Ｌａ３Ｓｉ６Ｎ１１：Ｃｅ３＋等が挙げられる。
【００５７】
波長４４０〜４８０ｎｍの青色の励起光を照射すると黄色の蛍光を発する無機蛍光体粉末としては、Ｙ３（Ａｌ，Ｇｄ）５Ｏ１２：Ｃｅ３＋、Ｓｒ２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋が挙げられる。
【００５８】
波長３００〜４４０ｎｍの紫外〜近紫外の励起光を照射すると赤色の蛍光を発する無機蛍光体粉末としては、ＣａＧａ２Ｓ４：Ｍｎ２＋、ＭｇＳｒ３Ｓｉ２Ｏ８：Ｅｕ２＋，Ｍｎ２＋、Ｃａ２ＭｇＳｉ２Ｏ７：Ｅｕ２＋，Ｍｎ２＋等が挙げられる。
【００５９】
波長４４０〜４８０ｎｍの青色の励起光を照射すると赤色の蛍光を発する無機蛍光体粉末としては、ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ２＋、ＣａＳｉＮ３：Ｅｕ２＋、（Ｃａ，Ｓｒ）２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ２＋、α−ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ２＋等が挙げられる。
【００６０】
なお、励起光や発光の波長域に合わせて、複数の無機蛍光体粉末を混合して用いてもよい。例えば、紫外域の励起光を照射して白色光を得る場合は、青色、緑色、黄色、赤色の蛍光を発する無機蛍光体粉末を混合して使用すればよい。
【００６１】
波長変換材料における無機蛍光体粉末の含有量が多くなりすぎると、焼結しにくくなったり、気孔率が大きくなる傾向がある。その結果、得られる波長変換部材において、励起光が効率良く無機蛍光体粉末に照射されにくくなったり、機械強度が低下しやすくなる等の問題が生じる。一方、無機蛍光体粉末の含有量が少なすぎると、所望の発光強度を得ることが困難になる。このような観点から、波長変換材料における無機蛍光体粉末の含有量は、体積％で、好ましくは０．０１〜５０％、より好ましくは０．０５〜４０％、さらに好ましくは０．１〜３０％の範囲で調整される。
【００６２】
なお、波長変換部材において発生した蛍光を、励起光入射側へ反射させ、主に蛍光のみを外部に取り出すことを目的とした波長変換部材においては、上記の限りではなく、発光強度が最大になるように、無機蛍光体粉末の含有量を多くする（例えば、５０％〜８０％、さらには５５〜７５％）ことができる。
【００６３】
本発明の波長変換材料を焼成することにより波長変換部材を得ることができる。焼成温度は、各ガラス粉末のうち、最高軟化点を有するガラス粉末の軟化点以上であることが好ましい。これにより、各ガラス粉末が互いに融着してなるガラスマトリクスを形成できる。一方、焼成温度が高すぎると、無機蛍光体粉末がガラス中に溶出して発光強度が低下したり、無機蛍光体粉末に含まれる成分がガラス中に拡散してガラスが着色し、発光強度が低下するおそれがある。そのため、焼成温度は、最高軟化点を有するガラス粉末の軟化点＋１５０℃以下であることが好ましく、最高軟化点を有するガラス粉末の軟化点＋１００℃以下であることがより好ましい。
【００６４】
焼成は減圧雰囲気中で行うことが好ましい。具体的には、焼成は、好ましくは１．０１３×１０５Ｐａ未満、より好ましくは１０００Ｐａ以下、さらに好ましくは４００Ｐａ以下の雰囲気下で行う。それにより、波長変換部材中に残存する気泡の量を少なくすることができる。その結果、波長変換部材内の散乱因子を少なくすることができ、発光効率を向上させることができる。なお、焼成工程全体を減圧雰囲気中で行ってもよいし、焼成工程のみを減圧雰囲気中で行い、その前後の昇温工程や降温工程を、減圧雰囲気ではない雰囲気（例えば大気圧下）で行ってもよい。
【００６５】
本発明の波長変換部材の形状は特に制限されず、例えば、板状、柱状、球状、半球状、半球ドーム状等、それ自身が特定の形状を有する部材だけでなく、ガラス基板やセラミック基板等の基材表面に形成された被膜状のものであってもよい。
【００６６】
図１に、本発明の発光デバイスの実施形態を示す。図１に示すように、発光デバイス１は波長変換部材２及び光源３を備えてなる。光源３は、波長変換部材２に対して励起光を照射する。波長変換部材２に入射した励起光は、別の波長の光に変換され、光源３とは反対側から出射する。この際、波長変換後の光と、波長変換されずに透過した励起光との合成光を出射させるようにしてもよい。
【実施例】
【００６７】
以下に、本発明を実施例に基づいて詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００６８】
（１）ガラス粉末の作製
表１は本実施例で使用するガラス粉末の組成を示している。
【００６９】
【表１】
2014203899.tif 000003
【００７０】
まず、表１に示す組成となるように原料を調合した。原料を白金坩堝内において８００〜１５００℃の温度で１〜２時間溶融してガラス化し、溶融ガラスを一対の冷却ローラー間に流し出すことによりフィルム状に成形した。フィルム状のガラスをボールミルで粉砕した後、分級して平均粒子径Ｄ５０が２．５μｍのガラス粉末を得た。
【００７１】
各ガラス粉末の密度、軟化点及び屈折率（ｎｄ）は、溶融ガラスを各測定に応じてブロック状または円柱状に成形し、アニールして得られた試料を用いて測定した。密度はアルキメデス法より求めた。軟化点は、ファイバーエロンゲーション法を用い、粘度が１０７．６ｄＰａ・ｓとなる温度を採用した。屈折率は、屈折率計（カルニュー社製  ＫＰＲ−２００）を用いて、ヘリウムランプのｄ線（波長：５８７．６ｎｍ）における測定値で示した。
【００７２】
（２）波長変換部材の作製
表２〜５は、本発明の実施例（試料Ｎｏ．６〜１７）及び比較例（試料Ｎｏ．１〜５）を示している。
【００７３】
【表２】
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【００７４】
【表３】
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【００７５】
【表４】
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【００７６】
【表５】
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【００７７】
表１に記載のガラス粉末のうちの１種、または２種の混合物に対し、Ｙ３（Ａｌ，Ｇｄ）５Ｏ１２：Ｃｅ３＋（ＹＡＧ）蛍光体粉末を所定量混合して波長変換材料を得た。波長変換材料を金型で加圧成型して直径１ｃｍの円柱状予備成型体を作製した。この予備成型体を表に記載の温度で焼成して得られた焼結体に加工を施すことにより、直径８ｍｍ、厚さ０．２ｍｍの円盤状の波長変換部材を得た。得られた波長変換部材について全光束値を算出した。結果を表２〜５に示す。
【００７８】
全光束値は次のようにして測定した。励起波長４６０ｎｍの光源上に波長変換部材を載置し、積分球内で波長変換部材に励起光を照射し、波長変換部材上面から発せられる光のエネルギー分布スペクトルを汎用の発光スペクトル測定装置を用いて測定した。得られたスペクトルに標準比視感度を掛け合わせることにより、全光束値を算出した。
【００７９】
表２〜５から明らかなように、１種のガラス粉末を用いて作製した波長変換部材よりも、２種のガラス粉末の混合物を用いて作製した波長変換部材のほうが全光束値が高かった。なお、表３及び表５の比較から明らかなように、２種のガラス粉末の体積比率が同程度であるほうが全光束値が高かった。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明の波長変換材料は、白色ＬＥＤ等の一般照明、特殊照明（例えば、プロジェクター光源、自動車のヘッドランプ光源）等に使用される波長変換部材用材料として好適である。
【符号の説明】
【００８１】
１  発光デバイス
２  波長変換部材
３  光源
【図１】
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