(57)【要約】  光学部品（５１）は、光源（９０）からの光（９１）の波長を変換するものである。光学部品（５１）は第１基板（１１）および第２基板（２１）を有している。第１基板（１１）は蛍光体基板（６１）を含む。第２基板（２１）は第１基板（１１）を支持している。第２基板（２１）は、光源（９０）からの光（９１）を第１基板（１１）を介して受ける透光性基板（７１）を含む。透光性基板（７１）は、配向性をともなう多結晶構造を有することによって、屈折率の結晶異方性を有している。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源（９０）からの光の波長を変換する光学部品（５１，５１Ａ，５２，５２Ａ，５３，５３Ａ〜５３Ｃ，５４，５４Ａ〜５４Ｃ，５５，５５Ａ，５５Ｂ）であって、
蛍光体基板（６１〜６３）を含む第１基板（１〜１３，１５）と、
前記第１基板（１〜１３，１５）を支持する第２基板（２１〜２３，２５）と、
を備え、前記第２基板（２１〜２３，２５）は、前記光源（９０）からの光（９１）を前記第１基板（１〜１３，１５）を介して受ける透光性基板（７１〜７３）を含み、前記透光性基板（７１〜７３）は、配向性をともなう多結晶構造を有することによって屈折率の結晶異方性を有する、
光学部品（５１，５１Ａ，５２，５２Ａ，５３，５３Ａ〜５３Ｃ，５４，５４Ａ〜５４Ｃ，５５，５５Ａ，５５Ｂ）。
【請求項２】
前記透光性基板（７１〜７３）の前記多結晶構造は１０％以上９９．５％以下の配向度を有している、請求項１に記載の光学部品（５１，５１Ａ，５２，５２Ａ，５３，５３Ａ〜５３Ｃ，５４，５４Ａ〜５４Ｃ，５５，５５Ａ，５５Ｂ）。
【請求項３】
前記透光性基板（７１〜７３）の屈折率は前記蛍光体基板（６１〜６３）の屈折率よりも高い、請求項１または２に記載の光学部品（５１，５１Ａ，５２，５２Ａ，５３，５３Ａ〜５３Ｃ，５４，５４Ａ〜５４Ｃ，５５，５５Ａ，５５Ｂ）。
【請求項４】
前記透光性基板（７１〜７３）の熱伝導率は前記蛍光体基板（６１〜６３）の熱伝導率よりも高い、請求項１から３のいずれか１項に記載の光学部品（５１，５１Ａ，５２，５２Ａ，５３，５３Ａ〜５３Ｃ，５４，５４Ａ〜５４Ｃ，５５，５５Ａ，５５Ｂ）。
【請求項５】
前記透光性基板（７１〜７３）の線膨張係数は前記蛍光体基板（６１〜６３）の線膨張係数の±５０％以内である、請求項１から４のいずれか１項に記載の光学部品（５１，５１Ａ，５２，５２Ａ，５３，５３Ａ〜５３Ｃ，５４，５４Ａ〜５４Ｃ，５５，５５Ａ，５５Ｂ）。
【請求項６】
前記透光性基板（７１〜７３）は窒化アルミニウムおよび酸化アルミニウムのいずれかからなる、請求項１から５のいずれか１項に記載の光学部品（５１，５１Ａ，５２，５２Ａ，５３，５３Ａ〜５３Ｃ，５４，５４Ａ〜５４Ｃ，５５，５５Ａ，５５Ｂ）。
【請求項７】
前記蛍光体基板（６１〜６３）は多結晶構造を有している、請求項１から６のいずれか１項に記載の光学部品（５１，５１Ａ，５２，５２Ａ，５３，５３Ａ〜５３Ｃ，５４，５４Ａ〜５４Ｃ，５５，５５Ａ，５５Ｂ）。
【請求項８】
前記透光性基板（７１〜７３）は、前記光源（９０）からの光（９１）を前記第１基板（１〜１３，１５）を介して受ける入射面（Ｓ２１）と、前記入射面（Ｓ２１）と反対の出射面（Ｓ２２）と、前記入射面（Ｓ２１）と前記出射面（Ｓ２２）とを互いにつなぐ側面（Ｓ２３）と、を有している、請求項１から７のいずれか１項に記載の光学部品（５１，５１Ａ，５２，５２Ａ，５３，５３Ａ〜５３Ｃ，５４，５４Ａ〜５４Ｃ，５５，５５Ａ，５５Ｂ）。
【請求項９】
前記透光性基板（７１）の前記側面（Ｓ２３）上に設けられ、前記透光性基板（７１）の屈折率よりも低い屈折率を有する誘電体膜（４１）をさらに備える、請求項８に記載の光学部品（５２，５２Ａ）。
【請求項１０】
前記透光性基板（７１）の前記側面（Ｓ２３）上に直接的または間接的に設けられた反射膜（４２）をさらに備える、請求項８または９に記載の光学部品（１０２、１０２Ａ）。
【請求項１１】
前記出射面（Ｓ２２）の面積は、前記入射面（Ｓ２１）の面積と異なっている、請求項８から１０のいずれか１項に記載の光学部品（５３，５３Ａ〜５３Ｃ，５４，５４Ａ〜５４Ｃ）。
【請求項１２】
前記側面（Ｓ２３）の少なくとも一部は、前記入射面（Ｓ２１）から、垂直な角度よりも小さい角度（ＡＧ２）を有している、請求項８から１１のいずれか１項に記載の光学部品（５３，５３Ａ〜５３Ｃ）。
【請求項１３】
前記側面（Ｓ２３）の少なくとも一部は、前記入射面（Ｓ２１）から、垂直な角度よりも大きい角度（ＡＧ２）を有している、請求項８から１２のいずれか１項に記載の光学部品（５４，５４Ａ〜５４Ｃ）。
【請求項１４】
前記第１基板（１１、１５）と前記第２基板（２１、２５）との間に接合層（３０）をさらに備え、前記接合層（３０）は、前記第１基板（１１、１５）の前記第２基板（２１、２５）に面する面に含まれる少なくとも１種類の元素と、前記第２基板（２１、２５）の前記第１基板（１１、１５）に面する面に含まれる少なくとも１種類の元素とを含む、請求項１から１３のいずれか１項に記載の光学部品（５５，５５Ａ、５５Ｂ）。
【請求項１５】
前記第１基板（１５）は、前記第２基板（２１、２５）に面する第１中間層（４６）を含み、前記第１中間層（４６）は、前記蛍光体基板（６１）の材料とは異なる材料からなる、請求項１から１４のいずれか１項に記載の光学部品（５５、５５Ａ）。
【請求項１６】
前記第２基板（２５）は、前記第１基板（１５）に面する第２中間層（４７）を含み、前記第２中間層（４７）は、前記透光性基板（７１）の材料とは異なる材料からなる、請求項１から１５のいずれか１項に記載の光学部品（５５）。
【請求項１７】
光源（９０）と、
前記光源（９０）からの光（９１）の波長を変換する光学部品（５１，５１Ａ，５２，５２Ａ，５３，５３Ａ〜５３Ｃ，５４，５４Ａ〜５４Ｃ，５５，５５Ａ，５５Ｂ）と、
を備え、前記光学部品（５１，５１Ａ，５２，５２Ａ，５３，５３Ａ〜５３Ｃ，５４，５４Ａ〜５４Ｃ，５５，５５Ａ，５５Ｂ）は、
蛍光体基板（６１〜６３）を含む第１基板（１〜１３，１５）と、
前記第１基板（１〜１３，１５）を支持する第２基板（２１〜２３，２５）と、
を含み、前記第２基板（２１〜２３，２５）は、前記光源（９０）からの光（９１）を前記第１基板（１〜１３，１５）を介して受ける透光性基板（７１〜７３）を含み、前記透光性基板（７１〜７３）は、配向性をともなう多結晶構造を有することによって屈折率の結晶異方性を有する、
照明装置（１０１，１０１Ａ，１０２，１０２Ａ，１０３，１０３Ａ，１０３Ｂ，１０３Ｃ，１０４，１０４Ａ，１０４Ｂ，１０４Ｃ）。
【請求項１８】
前記光源（９０）はレーザを含む、請求項１７に記載の照明装置（１０１，１０１Ａ，１０２，１０２Ａ，１０３，１０３Ａ，１０３Ｂ，１０３Ｃ，１０４，１０４Ａ，１０４Ｂ，１０４Ｃ）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学部品および照明装置に関し、特に、蛍光体基板を有する光学部品と、当該光学部品を有する照明装置とに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
国際公開第２０１１／１４１３７７号（特許文献１）によれば、蛍光体を支持する支持体と、蛍光体への電磁放射を行う放射源とを有する車両用ヘッドライトモジュールが開示されている。支持体としては、多結晶アルミナセラミックスまたはサファイアが例示されている。いずれの材料も、高い耐熱性と高い熱伝導性とを有する点で、温度の上昇および温度分布のむらが生じやすい照明装置であるヘッドライトへの適用に適している。蛍光体としては、セリウム（Ｃｅ）でドーピングされたイットリウムアルミニウムガーネット（ＹＡＧ）が例示されている。放射源として青色発光レーザが例示されている。青色レーザ光は、黄色蛍光体を通り、その補色により白色光に変換される。これによりヘッドライトモジュールは白色光を放射することができる。【０００３】
特開２０１６−１１９３６１号公報（特許文献２）によれば、波長変換部材としての蛍光体を有する発光装置が開示されている。蛍光体としては、バインダに分散された粉末形態のものを用いることができる。またこれに代わる態様として、単一の単結晶または単一の多結晶を用いることができ、その場合、蛍光体とバインダとの屈折率の差によって両者の界面で光の散乱が起きることを排除する効果が得られることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１１／１４１３７７号
【特許文献２】特開２０１６−１１９３６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
発光装置（照明装置）においては、光が適度に散乱されることが望まれる場合がある。例えば、光源として青色レーザを用いたヘッドライトの場合、光の散乱が小さ過ぎると、散乱されなかった青色レーザ光の進行方向に沿って、白色光ではなく青みを帯びた光が強く放射されてしまう。このため、ヘッドライトからの照明光は、強い色むらを有してしまう。一方で、光の散乱が大き過ぎると、光の減衰が大きくなるので、照明光の出力が低下してしまう。【０００６】
蛍光体が、バインダ中に分散されたものか、多結晶のものか、あるいは単結晶のものかによって、光が散乱される程度は異なる。具体的には、光が散乱される程度は、バインダに分散された蛍光体の場合に大きく、多結晶蛍光体の場合に中程度であり、単結晶蛍光体の場合に小さい。これら３つのタイプの蛍光体を任意に選択することができるとは限らない。例えば、バインダに分散された蛍光体は、高温下において、内部量子効率が低下しやすく、特にバインダが有機物の場合はバインダが劣化しやすい。照明装置がヘッドライトまたはプロジェクタ用光源のように高輝度のものである場合、温度が上昇しやすいので、バインダに分散された蛍光体は上記理由によって不適当な場合がある。一方、単結晶蛍光体の場合は、内部量子効率の低下が３００℃程度の高温下でも比較的少ない。このため単結晶蛍光体を高輝度用途へ適用することが検討されている。しかしながら、単結晶蛍光体は一般に引き上げ法により作製されるため、大型結晶の作製が困難であり、また結晶の上下方向で添加活剤の濃度が異なるといった欠点を有している。一方、セラミックなどの多結晶は、大型化が容易で、添加活剤の濃度差も生じにくい。また最近では、単結晶蛍光体の温度特性および透過特性と遜色ない多結晶蛍光体も提案されている。蛍光体のタイプは、これらの状況を考慮して選択される必要があり、光の散乱の程度を蛍光体のタイプの選択によって調整することは難しい。【０００７】
光が蛍光体だけでなくその支持体も通る場合、光の散乱は、蛍光体中だけでなく、それを機械的に保持する支持体中においても生じる。よって、蛍光体中での光の散乱の程度を十分に調整することができなくても、支持体中での光の散乱の程度を十分に調整することができれば、全体として、光の散乱の程度を最適化することができる。しかしながら従来技術においては、支持体の選択肢が、概して、光を大きく散乱させる多結晶か、光をあまり散乱させない単結晶かの２つに限られる。前者の場合、光の減衰が大きくなるので照明光の出力が低下してしまう。後者の場合、光源から波長変換なしに直進してきた光が高い指向性を保ったままであるので、色むらが強くなってしまう。よって、高い出力と、小さい色むらとを同時に有する照明光を得ることが難しい。【０００８】
本発明は以上のような課題を解決するためになされたものであり、その一の目的は、高い出力と小さい色むらとを有する照明光を生成することができる照明装置を得るための光学部品を提供することである。また他の目的は、高い出力と小さい色むらとを有する照明光を生成することができる照明装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の光学部品は、光源からの光の波長を変換するものである。光学部品は第１基板および第２基板を有している。第１基板は蛍光体基板を含む。第２基板は第１基板を支持している。第２基板は、光源からの光を第１基板を介して受ける透光性基板を含む。透光性基板は、配向性をともなう多結晶構造を有することによって、屈折率の結晶異方性を有している。【００１０】
本発明の照明装置は光源および光学部品を有している。光学部品は、光源からの光の波長を変換するものである。光学部品は第１基板および第２基板を有している。第１基板は蛍光体基板を含む。第２基板は第１基板を支持している。第２基板は、光源からの光を第１基板を介して受ける透光性基板を含む。透光性基板は、配向性をともなう多結晶構造を有することによって、屈折率の結晶異方性を有している。【００１１】
なお本明細書において「蛍光体」は、狭義の蛍光体だけでなく、燐光体またはシンチレータを意味し得る。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、蛍光体基板からの光は透光性基板を通過する。この透光性基板は、配向性をともなう多結晶構造を有することによって、屈折率の結晶異方性を有している。これにより、蛍光体基板から直進してきた光を、過度な吸収なしに適度に散乱させることができる。よって、高い出力と小さい色むらとを有する照明光を生成することができる。【００１３】
この発明の目的、特徴、局面、および利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態１における、光学部品を有する照明装置の構成を概略的に示す断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１の変形例における、光学部品を有する照明装置の構成を概略的に示す断面図である。
【図３】本発明の実施の形態２における、光学部品を有する照明装置の構成を概略的に示す断面図である。
【図４】本発明の実施の形態２の変形例における、光学部品を有する照明装置の構成を概略的に示す断面図である。
【図５】本発明の実施の形態３における、光学部品を有する照明装置の構成を概略的に示す断面図である。
【図６】本発明の実施の形態３の第１変形例における、光学部品を有する照明装置の構成を概略的に示す断面図である。
【図７】本発明の実施の形態３の第２変形例における、光学部品を有する照明装置の構成を概略的に示す断面図である。
【図８】本発明の実施の形態３の第３変形例における、光学部品を有する照明装置の構成を概略的に示す断面図である。
【図９】本発明の実施の形態４における、光学部品を有する照明装置の構成を概略的に示す断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態４の第１変形例における、光学部品を有する照明装置の構成を概略的に示す断面図である。
【図１１】本発明の実施の形態４の第２変形例における、光学部品を有する照明装置の構成を概略的に示す断面図である。
【図１２】本発明の実施の形態４の第３変形例における、光学部品を有する照明装置の構成を概略的に示す断面図である。
【図１３】本発明の実施の形態５における光学部品の構成を概略的に示す断面図である。
【図１４】図１３の一部拡大図であって、第１基板と第２基板との境界の近傍を概略的に示す部分断面図である。
【図１５】図１３の光学部品の製造方法の第１工程を概略的に示す断面図である。
【図１６】図１３の光学部品の製造方法の第２工程を概略的に示す断面図である。
【図１７】図１３の光学部品の製造方法の第３工程を概略的に示す断面図である。
【図１８】図１３の光学部品の製造方法の第４工程を概略的に示す断面図である。
【図１９】本発明の実施の形態５の第１変形例における光学部品の構成を図１４と同様の視野で概略的に示す部分断面図である。
【図２０】本発明の実施の形態５の第２変形例における光学部品の構成を図１４と同様の視野で概略的に示す部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない。
【００１６】
＜実施の形態１＞
（構成）
図１は、本実施の形態１における、光学部品５１を有する照明装置１０１の構成を概略的に示す断面図である。なお照明装置１０１の平面視における形状は、特に限定されず、例えば、多角形または円である。多角形としては、典型的には四角形が用いられ、例えば正方形が用いられる。
【００１７】
照明装置１０１は光源９０および光学部品５１を有している。光学部品５１は、光源９０からの励起光９１の波長を変換するもの、すなわち波長変換部材、である。光源９０によって生成された励起光９１は、光学部品５１を通過することによって、照明光９２に変換される。例えば、励起光９１は青色光または紫外光であり、照明光９２は白色光（励起光９１の透過光である青色光と、蛍光体によって波長変換された変換光である黄色光との合成光）である。
【００１８】
光源９０は、鋭い指向性を有する光を生成するものであり、典型的には、レーザを含むものである。光源９０は、例えば、青色光または紫外光を生成する半導体レーザである。
【００１９】
光学部品５１は、第１基板１１と、第１基板１１を支持する第２基板２１とを有している。照明光９２は、励起光９１が第１基板１１および第２基板２１をこの順に通ることによって生成される。第１基板１１は蛍光体基板６１を含み、本実施の形態においては第１基板１１は蛍光体基板６１である。第２基板２１は透光性基板７１を含み、本実施の形態においては第２基板２１は透光性基板７１である。透光性基板７１は、光源９０からの励起光９１を第１基板１１を介して受ける。
【００２０】
蛍光体基板６１は、入射面Ｓ１１と、入射面Ｓ１１と反対の出射面Ｓ１２と、入射面Ｓ１１と出射面Ｓ１２とを互いにつなぐ側面Ｓ１３とを有している。側面Ｓ１３は、入射面Ｓ１１から角度ＡＧ１を有している。本実施の形態においては、角度ＡＧ１は特に限定されず、垂直（すなわち約９０°）であってよい。また側面Ｓ１３は、図示されているように露出されていてよい。入射面Ｓ１１は光源９０からの励起光９１を受ける。出射面Ｓ１２は、透光性基板７１へ光を放射する。また蛍光体基板６１の入射面Ｓ１１は露出、図示されているように露出されていてよい。
【００２１】
透光性基板７１は、入射面Ｓ２１と、入射面Ｓ２１と反対の出射面Ｓ２２と、入射面Ｓ２１と出射面Ｓ２２とを互いにつなぐ側面Ｓ２３とを有している。側面Ｓ２３は、入射面Ｓ２１から角度ＡＧ２を有している。本実施の形態においては、角度ＡＧ２は特に限定されず、垂直（すなわち約９０°）であってよい。また側面Ｓ２３は、図示されているように露出されていてよい。入射面Ｓ２１は、光源９０からの光を第１基板１１を介して受ける。本実施の形態においては、透光性基板７１の入射面Ｓ２１は、蛍光体基板６１の出射面Ｓ１２に接合されている。この接合は、例えば、いわゆる直接接合法の技術を用いて行い得る。出射面Ｓ２２は、照明光９２を放射する。
【００２２】
透光性基板７１はセラミックス（焼結体）である。透光性基板７１は、配向性をともなう多結晶構造を有することによって、屈折率の結晶異方性を有している。配向方向は、透光性基板７１の厚み方向（図中、縦方向）に沿っていることが好ましい。言い換えれば、配向方向は、第１基板１１と第２基板２１との積層方向に沿っていることが好ましい。屈折率の結晶異方性は、０．３％以上であることが好ましく、光を散乱させる効果を十分に高めるために１％以上あってもよい。ここで結晶異方性は、方位に依存しての最大屈折率と最小屈折率との差分の、当該最大屈折率に対するパーセンテージによって表される。透光性基板７１は、窒化アルミニウムまたは酸化アルミニウム（アルミナ：Ａｌ２Ｏ３）のいずれかからなることが好ましく、それにより上記結晶異方性を容易に確保することができる。結晶の配向軸は、典型的には結晶学におけるｃ軸である。透光性基板７１の成分中、主成分（例えば、窒化アルミニウムまたは酸化アルミニウム）が占める割合は、９９％以上が好ましく、９９．９９％以上がより好ましい。参考に、窒化アルミニウムおよび酸化アルミニウム（サファイア）について、結晶軸と、波長６００ｎｍでの屈折率との関係を、以下の表に示す。
【００２３】
【表１】
2019159354.tif 000003
【００２４】
透光性基板７１の多結晶構造は、１０％以上９９．５％以下の配向度を有している。配向度は、好ましくは１０％以上９９％以下であり、典型的には３０％以上８５％以下である。透光性基板７１の配向度は、透光性基板７１の製造条件を調整することによって制御することができる。配向度を調整することによって、透光性基板７１の直線透過率を制御することができる。透光性基板７１の直線透過率は、入射面Ｓ２１と出射面Ｓ２２との間で９９．５％以下であることが好ましく、具体的には照明装置１０１の用途に応じて所望の値に調整されてよい。厚み０．２２ｍｍの窒化アルミニウム基板を用いて実験的に得た、配向度と直線透過率との関係を、以下の表に示す。
【００２５】
【表２】
2019159354.tif 000004
【００２６】
上記表に示されているように、直線透過率は、入射面Ｓ２１と出射面Ｓ２２との間でのフレネル反射の影響を受け、透光性基板７１の光の吸収率にも依存する。吸収率は入射面Ｓ２１と出射面Ｓ２２との間で３０％以下であることが好ましい。好ましくは、透光性基板７１は９９．１％以上の相対密度を有している。好ましくは、透光性基板７１に含まれる遷移金属の量は２００ｐｐｍ以下である。
【００２７】
蛍光体基板６１は、多結晶構造を有していることが好ましい。蛍光体基板６１は、温度上昇による変換効率の劣化を防ぐために、ガラスまたは樹脂などのバインダを実質的に含有していないことが好ましい。すなわち、蛍光体基板６１は、多数の蛍光体粒子がバインダによって結合されているものではなく、多結晶構造自体が連続的に設けられることによって構成されたもの、典型的にはセラミックス、であることが好ましい。蛍光体基板６１は、例えば、Ｃｅなど添加活剤をドーピングされたＹＡＧから作られている。
【００２８】
蛍光体基板６１と透光性基板７１とを比較すると、透光性基板７１の屈折率は蛍光体基板６１の屈折率よりも高いことが好ましい。また透光性基板７１の線膨張係数は蛍光体基板６１の線膨張係数の±５０％以内であることが好ましい。また透光性基板７１の熱伝導率は蛍光体基板６１の熱伝導率よりも高いことが好ましい。具体的には、透光性基板７１の熱伝導率は、３０Ｗ／ｍＫ以上が好ましく、放熱性を十分に上げるという観点では１００Ｗ／ｍＫ以上がより好ましい。
【００２９】
（効果）
本実施の形態によれば、蛍光体基板６１からの光は透光性基板７１を通過する。この透光性基板７１は、配向性をともなう多結晶構造を有することによって、屈折率の結晶異方性を有している。これにより、蛍光体基板６１から直進してきた光を、過度な吸収なしに適度に散乱させることができる。よって、高い出力と小さい色むらとを有する照明光９２を生成することができる。
【００３０】
光源９０がレーザの場合、励起光９１が強い指向性を有しているので、蛍光体基板６１中を直進しやすい。このため、上述した効果がより顕著に得られる。
【００３１】
透光性基板７１は、窒化アルミニウムおよび酸化アルミニウムのいずれかからなる。これにより、屈折率の結晶異方性を有意に有する多結晶構造を容易に得ることができる。
【００３２】
透光性基板７１の多結晶構造が１０％以上９９．５％以下の配向度を有する場合、透光性基板７１の直線透過率が過大または過小となることが避けられる。また配向度が９９．５％以下である場合、透光性基板７１中で、有意な光散乱を発生させることができる。透光性基板７１の屈折率が蛍光体基板６１の屈折率よりも高い場合、透光性基板７１の側面Ｓ２３から光が漏れにくくなる。入射面Ｓ２１と出射面Ｓ２２との間での透光性基板７１の吸収率が３０％以下である場合、透光性基板７１中で、光が過度に吸収されることが避けられる。
【００３３】
照明光９２は、蛍光体基板６１を通った後に透光性基板７１から放射される。よって、透光性基板７１の設計によって、照明光９２の指向性を容易に制御することができる。具体的には、側面Ｓ２３の設計によって、照明光９２の指向性を制御することができる。
【００３４】
第１基板１１と第２基板２１とが互いにつながっていることにより、蛍光体基板６１内での波長変換に起因して発生した熱の排熱を促進することができる。よって、温度上昇に起因しての蛍光体基板６１の性能劣化を抑制することができる。透光性基板７１の熱伝導率が蛍光体基板６１の熱伝導率よりも高い場合、この効果がより高められる。透光性基板７１の熱伝導度を高める観点では、配向度は高いことが好ましく、例えば９０％以上であってもよい。
【００３５】
また第１基板１１と第２基板２１とが互いにつながっていることにより、第１基板１１と第２基板２１とが空間を介して互いに離れている場合に比して、照明装置１０１のサイズを小さくすることができる。また、第１基板１１と第２基板２１との間での界面の数が少なくなるので、界面反射に起因しての伝搬損失を抑えることができる。
【００３６】
透光性基板７１の線膨張係数が蛍光体基板６１の線膨張係数の±５０％以内である場合、熱膨張の差異に起因した蛍光体基板６１の割れの発生を防止することができる。特に、例えば蛍光体基板６１の厚みが１００μｍ程度以下かつ透光性基板７１の厚みが１ｍｍ以上のように両者の厚みの相異が大きい場合、顕著な効果が得られる。
【００３７】
蛍光体基板６１が多結晶構造を有している場合は、蛍光体が単結晶の場合、および蛍光体がバインダ中に分散されている場合に比して、光を中程度に散乱する。この場合、蛍光体基板６１および透光性基板７１の全体による光の散乱を適度なものとするために、透光性基板７１が光を中程度散乱することが求められることがあり得る。本実施の形態によれば、透光性基板７１が、配向性をともなう多結晶構造を有する。これにより、透光性基板７１は、単結晶構造の場合および無配向多結晶構造の場合と比較して、光を中程度に散乱することができる。
【００３８】
なお蛍光体基板６１は、多結晶構造を有するものに限定されるわけではない。透光性基板７１の多結晶構造が有する配向性を調整することによって光の散乱の程度を調整することができるという効果は、蛍光体基板６１の構成を問わず、得られるものである。よって変形例として、蛍光体基板６１は、単結晶構造を有するものであってもよい。この場合、透光性基板７１の配向度を小さくすることによって、光の散乱が不足しないようにすることができる。他の変形例として、蛍光体基板６１は、バインダ中に分散されたものであってもよい。この場合、透光性基板７１の配向度を小さくすることによって、光の散乱が過剰にならないようにすることができる。
【００３９】
角度ＡＧ２が垂直である場合は、光学部品５１の製造方法が簡素化される。蛍光体基板６１の入射面Ｓ１１が露出されている場合は、入射面Ｓ１１上に何らかの部材が設けられる場合に比して、照明装置の構成が簡素化される。
【００４０】
（配向度の測定方法）
配向度は、Ｘ線回折を用いたロットゲーリング法によって測定することができる。測定試料は、透光性基板７１のほぼ水平な断面（厚み方向にほぼ垂直な断面）を平滑に研磨することによって得られる。この研磨された面に対してＸ線が照射されることで、Ｘ線回折プロファイルが取得される。以下、透光性基板７１がアルミナから作られている場合について詳述する。
【００４１】
入射Ｘ線方向と回折Ｘ線方向とのなす角度を２θとし、Ｘ線としてＣｕＫα線が用いられるとすると、Ｘ線回折プロファイルは、例えば、２θ＝２０°〜７０°の範囲で取得される。このプロファイルから、（ｈｋｌ）面の各々に対応する強度ＩＳ（ｈｋｌ）のデータが読み取られる。このデータから、ｃ面配向度が、以下のように算出される。
【００４２】
【数１】
2019159354.tif 000005
【００４３】
上記の式における強度比Ｐ０および強度比Ｐは、以下の式によって算出される。
【００４４】
【数２】
2019159354.tif 000006
【００４５】
【数３】
2019159354.tif 000007
【００４６】
強度比Ｐは、測定試料についての、ｃ面に対応する（００６）面の強度ＩＳ（００６）が、測定範囲のすべての（ｈｋｌ）についての強度ＩＳ（ｈｋｌ）の和で規格化されたものである。強度比Ｐ０は、無配向アルミナについての、ｃ面に対応する（００６）面の強度Ｉ０（００６）が、測定範囲のすべての（ｈｋｌ）についての強度Ｉ０（ｈｋｌ）の和で規格化されたものである。強度比Ｐ０は、無配向アルミナとしての標準α−アルミナについてのＪＣＰＤＳ（Ｊｏｉｎｔ  Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ  ｏｎ  Ｐｏｗｄｅｒ  Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ  Ｓｔａｎｄａｒｄｓ：粉末回折標準のための合同委員会）カードのＮｏ．４６−１２１２から算出することができる。なおＸ線回折装置としては、例えば、株式会社リガク製「ＲＩＮＴ−ＴＴＲ  ＩＩＩ」を用いることができ、Ｘ線源の設定条件としては、例えば、電圧５０ｋＶおよび電流３００ｍＡの条件を用いることができる。
【００４７】
なお、アルミナ以外の材料、例えば窒化アルミニウム、についても、上記に類した方法によって配向度を測定することができる。
【００４８】
（配向度の調整方法）
配向度の調整方法について、アルミナの場合を例に説明する。一般的な多結晶アルミナは、配向性を有しておらず、実質的に０％の配向度を有している。一方、意図的に配向性が付与された多結晶アルミナの配向度は、１％程度から１００％近くまで制御することができる。配向性を得るためには、例えば、板状アルミナ粒子を含む原材料を用いてのテンプレート粒成長（Ｔｅｍｐｌａｔｅｄ  Ｇｒａｉｎ  Ｇｒｏｗｔｈ：ＴＧＧ）法が用いられる。原材料中の、板状アルミナ粒子と、板状でない通常のアルミナ粒子との配合比を調整することによって、配向度を任意に調整することができる。なお板状アルミナ粒子の粒径は、高い配向度と、緻密性との両方を得るためには、１．５μｍ程度以上２０μｍ程度以下が好ましい。
【００４９】
（変形例）
図２は、本実施の形態１の変形例における、光学部品５１Ａを有する照明装置１０１Ａの構成を概略的に示す断面図である。光学部品５１Ａは第３基板３１を有している。第３基板３１は第１基板１１を支持している。第１基板１１は第２基板２１と第３基板３１との間に配置されている。第３基板３１は、基板８１を含み、図中においては基板８１である。基板８１の材料は、透光性基板７１の材料と同様であってよい。
【００５０】
基板８１は、入射面Ｓ３１と、入射面Ｓ３１と反対の出射面Ｓ３２と、入射面Ｓ３１と出射面Ｓ３２とを互いにつなぐ側面Ｓ３３とを有している。側面Ｓ３３は、入射面Ｓ３１から角度ＡＧ３を有している。本実施の形態においては、角度ＡＧ３は特に限定されず、垂直（すなわち約９０°）であってよい。また側面Ｓ３３は、図示されているように露出されていてよい。入射面Ｓ３１は光源９０からの励起光９１を受ける。出射面Ｓ３２は、蛍光体基板６１へ光を放射する。本実施の形態においては、基板８１の出射面Ｓ３２は、蛍光体基板６１の入射面Ｓ１１に接合されている。この接合は、例えば、いわゆる直接接合法の技術を用いて行い得る。
【００５１】
本変形例によれば、第１基板１１がより確実に支持される。これにより、第２基板２１への支持部材としての設計要求が緩和され得る。よって、第２基板２１の設計の自由度が高められる。よって、照明光９２の特性をより容易に最適化することができる。
【００５２】
また、第３基板３１は、蛍光体基板６１の入射面Ｓ１１からの排熱を促進する。これにより、蛍光体基板６１の温度上昇をより抑えることができる。
【００５３】
＜実施の形態２＞
図３は、本実施の形態２における、光学部品５２を有する照明装置１０２の構成を概略的に示す断面図である。光学部品５２においては、透光性基板７１の側面Ｓ２３がコーティングされている。この側面コーティングについて、以下において、より具体的に説明する。
【００５４】
光学部品５２は誘電体膜４１を有している。誘電体膜４１は透光性基板７１の側面Ｓ２３上に設けられている。誘電体膜４１は、透光性基板７１の屈折率よりも低い屈折率を有している。透光性基板７１が窒化アルミニウムからなる場合、誘電体膜４１は、例えば、酸化珪素または酸化アルミニウムからなる。透光性基板７１が酸化アルミニウムからなる場合、誘電体膜４１は、例えば、酸化珪素からなる。
【００５５】
光学部品は反射膜４２を有している。反射膜４２は、透光性基板７１の側面Ｓ２３上に直接的または間接的に設けられており、図示された例においては、誘電体膜４１を介して間接的に設けられている。反射膜は、典型的には金属からなる。
【００５６】
なお、誘電体膜４１および反射膜４２のいずれかが省略されてもよい。また、上述したコーティングは、透光性基板の側面Ｓ２３上だけでなく、蛍光体基板６１の側面Ｓ１３上にも設けられていてよい。
【００５７】
本実施の形態によれば、透光性基板７１の側面Ｓ２３が上述したようにコーティングされる。これにより、透光性基板７１の側面Ｓ２３からの、光の漏れが抑制される。また、蛍光体基板６１の側面Ｓ１３がコーティングされる場合、蛍光体基板６１の側面Ｓ１３からの、光の漏れが抑制される。コーティングが、高い導電性を有する材料、特に金属、からなる膜を含む場合、蛍光体基板６１の側面Ｓ１３からの排熱が促進される。よって蛍光体基板６１の温度上昇をより抑えることができる。
【００５８】
図４は、本実施の形態２の変形例における、光学部品５２Ａを有する照明装置１０２Ａの構成を概略的に示す断面図である。光学部品５２Ａは、実施の形態１の変形例（図２）と同様に、基板８１を含む第３基板３１を有している。これにより、実施の形態１の変形例と同様の効果が得られる。なお基板８１の側面Ｓ３３上にも、上述したコーティングが設けられてよい。これにより、基板８１の側面Ｓ３３からの、光の漏れが抑制される。
【００５９】
＜実施の形態３＞
図５は、本実施の形態３における、光学部品５３を有する照明装置１０３の構成を概略的に示す断面図である。光学部品５３は、第２基板２１（図１：実施の形態１）に代わって、第２基板２２を有している。第２基板２２は、透光性基板７１（図１：実施の形態１）に代わって、透光性基板７２を有している。透光性基板７２に関しては、出射面Ｓ２２の面積は、入射面Ｓ２１の面積と異なっている。具体的には、出射面Ｓ２２の面積は、入射面Ｓ２１の面積よりも小さい。側面Ｓ２３の少なくとも一部は、入射面Ｓ２１から、垂直な角度よりも小さい角度ＡＧ２を有している。言い換えれば、０°＜ＡＧ２＜９０°が満たされている。好ましくは、ＡＧ２≧４５°である。
【００６０】
なお、第２基板２２および透光性基板７２についての上記以外の構成は、実施の形態１で説明された第２基板２１および透光性基板７１と同様である。本実施の形態によれば、透光性基板７２が用いられることによって、透光性基板７１が用いられる場合に比して、照明光９２を集光させることができる。
【００６１】
図６は、本実施の形態３の第１変形例における、光学部品５３Ａを有する照明装置１０３Ａの構成を概略的に示す断面図である。光学部品５３Ａは、図２において示された実施の形態１の変形例と同様に、基板８１を含む第３基板３１を有している。これにより、実施の形態１の変形例と同様の効果が得られる。
【００６２】
図７は、本実施の形態３の第２変形例における、光学部品５３Ｂを有する照明装置１０３Ｂの構成を概略的に示す断面図である。光学部品５３Ｂは、第１基板１１（図５）に代わって、第１基板１２を有している。第１基板１２は、蛍光体基板６１（図５）に代わって、蛍光体基板６２を有している。蛍光体基板６２に関しては、出射面Ｓ１２の面積は、入射面Ｓ１１の面積と異なっている。具体的には、出射面Ｓ１２の面積は、入射面Ｓ１１の面積よりも小さい。側面Ｓ１３の少なくとも一部は、入射面Ｓ１１から、垂直な角度よりも小さい角度ＡＧ１を有している。言い換えれば、０°＜ＡＧ１＜９０°が満たされている。好ましくは、ＡＧ１≧４５°である。角度ＡＧ１は角度ＡＧ２と同じであってよく、これにより加工が容易となる。なお、第１基板１２および蛍光体基板６２についての上記以外の構成は、実施の形態１で説明された第１基板１１および蛍光体基板６１と同様である。
【００６３】
図８は、本実施の形態３の第３変形例における、光学部品５３Ｃを有する照明装置１０３Ｃの構成を概略的に示す断面図である。光学部品５３Ｃは、第３基板３１（図６）に代わって、第３基板３２を有している。第３基板３２は、基板８１（図６）に代わって、基板８２を有している。基板８２に関しては、出射面Ｓ３２の面積は、入射面Ｓ３１の面積と異なっている。具体的には、出射面Ｓ３２の面積は、入射面Ｓ３１の面積よりも小さい。側面Ｓ３３の少なくとも一部は、入射面Ｓ３１から、垂直な角度よりも小さい角度ＡＧ３を有している。言い換えれば、０°＜ＡＧ３＜９０°が満たされている。好ましくは、ＡＧ３≧４５°である。角度ＡＧ３は角度ＡＧ１と同じであってよく、これにより加工が容易となる。なお、第３基板３２および基板８２についての上記以外の構成は、実施の形態１で説明された第３基板３１および基板８１と同様である。
【００６４】
なお本実施の形態３またはその変形例に対して、実施の形態２またはその変形例で説明されたコーティングが適用されてもよい。本実施の形態３またはその変形例においては、実施の形態１またはその変形例に比して、側面から光が漏れやすい。このため、コーティングによる効果がより顕著となり得る。
【００６５】
＜実施の形態４＞
図９は、本実施の形態４における、光学部品５４を有する照明装置１０４の構成を概略的に示す断面図である。光学部品５４は、第２基板２１（図１：実施の形態１）に代わって、第２基板２３を有している。第２基板２３は、透光性基板７１（図１：実施の形態１）に代わって、透光性基板７３を有している。透光性基板７３に関しては、出射面Ｓ２２の面積は、入射面Ｓ２１の面積と異なっている。具体的には、出射面Ｓ２２の面積は、入射面Ｓ２１の面積よりも大きい。側面Ｓ２３の少なくとも一部は、入射面Ｓ２１から、垂直な角度よりも大きい角度ＡＧ２を有している。言い換えれば、９０°＜ＡＧ２＜１８０°が満たされる。なお、第２基板２３および透光性基板７３についての上記以外の構成は、実施の形態１で説明された第２基板２１および透光性基板７１と同様である。
【００６６】
本実施の形態によれば、透光性基板７１に代わって、透光性基板７３が用いられる。これにより、透光性基板７３の側面Ｓ２３からの、光の漏れが抑制される。また、照明光９２を、より拡散させることができる。
【００６７】
図１０は、本実施の形態４の第１変形例における、光学部品５４Ａを有する照明装置１０４Ａの構成を概略的に示す断面図である。光学部品５４Ａは、図２において示された実施の形態１の変形例と同様に、基板８１を含む第３基板３１を有している。これにより、実施の形態１の変形例と同様の効果が得られる。
【００６８】
図１１は、本実施の形態４の第２変形例における、光学部品５４Ｂを有する照明装置１０４Ｂの構成を概略的に示す断面図である。光学部品５４Ｂは、第１基板１１（図９）に代わって、第１基板１３を有している。第１基板１３は、蛍光体基板６１（図９）に代わって、蛍光体基板６３を有している。蛍光体基板６３に関しては、出射面Ｓ１２の面積は、入射面Ｓ１１の面積と異なっている。具体的には、出射面Ｓ１２の面積は、入射面Ｓ１１の面積よりも大きい。側面Ｓ１３の少なくとも一部は、入射面Ｓ１１から、垂直な角度よりも大きい角度ＡＧ１を有している。言い換えれば、９０°＜ＡＧ１＜１８０°が満たされている。角度ＡＧ１は角度ＡＧ２と同じであってよく、これにより加工が容易となる。なお、第１基板１３および蛍光体基板６３についての上記以外の構成は、実施の形態１で説明された第１基板１１および蛍光体基板６１と同様である。本変形例によれば、蛍光体基板６３の側面Ｓ１３からの、光の漏れが抑制される。
【００６９】
図１２は、本実施の形態４の第３変形例における、光学部品５４Ｃを有する照明装置１０４Ｃの構成を概略的に示す断面図である。光学部品５４Ｃは、第３基板３１（図１０）に代わって、第３基板３３を有している。第３基板３３は、基板８１（図１０）に代わって、基板８３を有している。基板８３に関しては、出射面Ｓ３２の面積は、入射面Ｓ３１の面積と異なっている。具体的には、出射面Ｓ３２の面積は、入射面Ｓ３１の面積よりも大きい。側面Ｓ３３の少なくとも一部は、入射面Ｓ３１から、垂直な角度よりも大きい角度ＡＧ３を有している。言い換えれば、９０°＜ＡＧ３＜１８０°が満たされている。角度ＡＧ３は角度ＡＧ１と同じであってよく、これにより加工が容易となる。なお、第３基板３３および基板８３についての上記以外の構成は、実施の形態１で説明された第３基板３１および基板８１と同様である。本変形例によれば、基板８３の側面Ｓ３３からの、光の漏れが抑制される。
【００７０】
なお本実施の形態４またはその変形例に対して、実施の形態２またはその変形例で説明されたコーティングが適用されてもよい。それにより、側面からの光の漏れが、より抑制される。
【００７１】
＜実施の形態５＞
（構成）
図１３は、本実施の形態５における光学部品５５の構成を概略的に示す断面図である。光学部品５５は、第１基板１１（図１：実施の形態１）に代わって、第１基板１５を有している。光学部品５５は、第２基板２１（図１：実施の形態１）に代わって、第２基板２５を有している。第１基板１５は、実施の形態１で説明された蛍光体基板６１に加えて、第１中間層４６を有している。第１中間層４６は第２基板２５に面している。第１中間層４６は、透光性を有しており、好ましくは実質的に透明である。第２基板２５は、実施の形態１で説明された透光性基板７１に加えて、第２中間層４７を有している。第２中間層４７は第１基板１５に面している。第２中間層４７は、透光性を有しており、好ましくは実質的に透明である。
【００７２】
第１中間層４６は、蛍光体基板６１の材料とは異なる材料からなる。第１中間層４６の材料は、好ましくは酸化物であり、例えば、酸化アルミニウムまたは五酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）である。第２中間層４７は、透光性基板７１の材料とは異なる材料からなる。第２中間層４７の材料は、好ましくは酸化物であり、例えば、酸化アルミニウムまたは五酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）である。第１中間層４６の材料と、第２中間層４７の材料とは、同じであることが好ましい。
【００７３】
好ましくは、第１中間層４６の熱伝導率は、蛍光体基板６１の熱伝導率よりも高い。好ましくは、第２中間層４７の熱伝導率は、透光性基板７１の熱伝導率よりも高い。好ましくは、第１中間層４６の厚みは、１μｍ以下である。好ましくは、第２中間層４７の厚みは、１μｍ以下である。
【００７４】
図１４は、図１３の一部拡大図であって、第１基板１５と第２基板２５との境界の近傍を概略的に示す部分断面図である。光学部品５５は、電子顕微鏡などによって微視的に観察されると、第１基板１５と第２基板２５との間に接合層３０を有している。接合層３０の厚みは非常に小さく、よって接合層３０はそれを透過する光の進行をほとんど妨げない。接合層３０の厚みは、１ｎｍ程度以上１００ｎｍ程度以下が好ましく、１ｎｍ以上１０ｎｍ以下がより好ましい。
【００７５】
原子レベルでの存在を考慮して微視的にみれば、第１基板１５は第２基板２５に、直接ではなく、接合層３０を介して間接的に支持されているといえる。一方、上述したように接合層３０は非常に薄いため、巨視的にみれば、第１基板１５は第２基板２５に直接的に支持されているといえる。
【００７６】
接合層３０は、第１基板１５と第２基板２５との間の直接接合法によって形成された界面層である。直接接合の際に原子の拡散が生じることから、接合層３０は、第１基板１５の第２基板２５に面する面に含まれる少なくとも１種類の元素と、第２基板２５の第１基板１５に面する面に含まれる少なくとも１種類の元素とを含む。本実施の形態においては、接合層３０は、第１中間層４６に含まれる少なくとも１種類の元素と、第２中間層４７に含まれる少なくとも１種類の元素とを含む。
【００７７】
なお、上記以外の構成については、上述した実施の形態１〜４の構成とほぼ同じであるため、同一または対応する要素について同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。
【００７８】
（製造方法）
図１５〜図１８のそれぞれは、光学部品５５の製造方法の第１〜第４工程を概略的に示す断面図である。
【００７９】
図１５を参照して、蛍光体基板６１上に第１中間層４６が形成されることにより第１基板１５が形成される。また、透光性基板７１上に第２中間層４７が形成されることにより第２基板２５が形成される。第１基板１５および第２基板２５が真空チャンバ８４０中へ搬送される。第１基板１５の第１中間層４６の表面と、第２基板２５の第２中間層４７の表面との各々へ、粒子線生成装置８４１から粒子線８４２が照射される。これにより、両表面が、直接接合法に適したものとなる。例えば、粒子線生成装置８４１はイオンガンであり、粒子線８４２はイオンビームである。イオンビームは、典型的には、アルゴン（Ａｒ）イオンビームである。なお、粒子線に代わり、プラズマが照射されてもよい。
【００８０】
図１６を参照して、上記１対の表面が互いに接触させられる。そして、第１基板１５と第２基板２５とが荷重８４４によって互いに押し付けられる。これにより第１基板１５と第２基板２５とが直接接合法によって互いに接合される。接合時の温度は、常温であってもよく、常温より高い温度であってもよい。高温、特に８００℃程度以上の温度、が用いられると、物質の拡散が特に有意に促進される。このため、接合されることになる表面の平滑性が、常温の場合よりは、厳しく求められない。このため、高い接合温度が許容されるならば、それを用いることで、コストを低減したり、歩留まりを高めたりすることができる。
【００８１】
図１７を参照して、必要に応じて、蛍光体基板６１の厚みが研磨８４６によって低減されてもよい。図１８を参照して、前述された接合によって得られた第１基板１５および第２基板２５の積層体から、ダイシングライン８４８に沿って、１つ以上の光学部品５５が切り出される。これにより、光学部品５５が得られる。
【００８２】
（効果）
本実施の形態によれば、前述した実施の形態１〜４とほぼ同様の効果が得られる。さらに、以下の効果が得られる。
【００８３】
第１中間層４６が設けられることにより、第１基板１５の第２基板２５に面する面の材料を、接合に適した材料とすることができる。これにより接合が容易となり、特に、材料の組み合わせが重要な接合である直接接合が容易となる。第１中間層４６の材料は、第２基板２５の第１基板１５に面する面の材料と同じであってよく、その場合、直接接合がより容易となる。
【００８４】
第２中間層４７が設けられることにより、第２基板２５の第１基板１５に面する面の材料を、接合に適した材料とすることができる。これにより接合が容易となり、特に、材料の組み合わせが重要な接合である直接接合が容易となる。第２中間層４７の材料は、第１基板１５の第２基板２５に面する面の材料と同じであってよく、その場合、直接接合がより容易となる。
【００８５】
（変形例）
図１９は、本実施の形態５の第１変形例における光学部品５５Ａの構成を図１４と同様の視野で概略的に示す部分断面図である。光学部品５５Ａは、第２中間層４７（図１４）を形成することなく上記製造方法が行われることによって得られる。本変形例は、第１中間層４６の材料と透光性基板７１の材料とが同じ（例えば酸化アルミニウム）である場合、特に好適である。
【００８６】
図２０は、本実施の形態５の第２変形例における光学部品５５Ｂの構成を図１４と同様の視野で概略的に示す部分断面図である。光学部品５５Ｂは、第１中間層４６および第２中間層４７（図１４）を形成することなく上記製造方法が行われることによって得られる。
【実施例】
【００８７】
以下において、実施例１〜７および比較例１〜５の各々における光学部品の製造条件についてまず説明し、続いて、それらの評価結果を表にまとめて説明する。【００８８】
（実施例１〜４の製造条件）
巨視的にみて図５（実施の形態１）に対応する実施例１〜４の光学部品が、以下のように製造された。【００８９】
蛍光体基板として、Ｃｅ原子がドーピングされた厚み０．３ｍｍの多結晶ＹＡＧセラミック基板（神島化学工業株式会社製）が準備された。この基板上に、第１中間層として、厚み０．５μｍのアルミナ層がスパッタ法によって成膜された。このアルミナ層が化学機械研磨（ＣＭＰ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）によって表面粗さＲａ０．１ｎｍに研磨された。以上により第１基板が形成された。【００９０】
透光性基板として、厚み１ｍｍの、配向性を有する多結晶窒化アルミニウム基板が準備された。実施例１〜４のそれぞれにおいて、多結晶構造の配向度は、３０％、５０％、７０％、および８５％とされた。この基板上に、第２中間層として、厚み０．５μｍのアルミナ層がスパッタ法によって成膜された。このアルミナ層が化学機械研磨（ＣＭＰ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）によって表面粗さＲａ０．１ｎｍに研磨された。以上により第２基板が形成された。【００９１】
次に、第１基板のアルミナ層と、第２基板のアルミナ層とが、直接接合法によって互いに接合された。具体的には、まず、両アルミナ層の表面にアルゴンイオンビームが照射された。次に、真空中、常温下で、これらが互いに接触させられ、そして荷重が加えられた。すなわち、直接接合が行われた。顕微鏡観察によれば、接合面に気泡はみられなかった。【００９２】
次に、ダイシング装置を用いて３ｍｍ角のサイズで光学部品が切り出された。さらに、幅１００μｍおよび＃８００のブレードを有するダイシング装置により、窒化アルミニウム基板のみに対して、切り込み深さを徐々に変化をさせた多段階での溝加工が実施された。これにより、角度ＡＧ２（図５）＝６３°に相当するテーパ形状が形成された。このとき窒化アルミニウム基板の出射面の寸法は２ｍｍ×２ｍｍとなった。得られた光学部品には欠けもクラックもみられなかった。【００９３】
（比較例１の製造条件）
透光性基板として、配向性を有しない多結晶窒化アルミニウム基板が準備された。この基板は、常圧下での焼結によって製造されたものであり、その直線透過率は１％であった。この透光性基板を用いつつ、他の条件は上記実施例１〜４と同様として、比較例１の光学部品が製造された。【００９４】
（比較例２の製造条件）
透光性基板として、単結晶構造を有するサファイア基板が準備された。この透光性基板を用いつつ、他の条件は上記実施例１〜４と同様として、比較例２の光学部品が製造された。【００９５】
（比較例３の製造条件）
透光性基板を有しない光学部品が、比較例３の光学部品として製造された。具体的には、実施例１〜４と同様の蛍光体基板が３ｍｍ角で切断された。【００９６】
（実施例５の製造条件）
上記実施例４と同様の条件を用いて、ダイシング前までの工程が行われた。次に、透光性基板の出射面が、レジストを塗布することによって保護された。次に、実施例４と同様のダイシングが行われた。次に、光学部品の側面上のコーティング（誘電体膜および反射膜）として、厚み０．５μｍのアルミナ層と、厚み０．５μｍのアルミニウム合金膜とがスパッタ法によって成膜された。次に、レジストが有機溶剤を用いて除去された。以上により、実施例５の光学部品が製造された。【００９７】
（実施例６の製造条件）
上記実施例４と同様の条件を用いつつ、角度ＡＧ２（図１０）＝１１７°に相当する逆テーパ形状が形成されるようにダイシングが行われた。これにより、実施例６の光学部品が製造された。得られた光学部品には欠けもクラックもみられなかった。透光性基板の出射面の寸法は４ｍｍ×４ｍｍであり、蛍光体基板の寸法は３ｍｍ×３ｍｍであった。【００９８】
（実施例７の製造条件）
実施例６と同様の条件を用いて、ダイシング前までの工程が行われた。次に、透光性基板の出射面が、レジストを塗布することによって保護された。次に、実施例６と同様のダイシングが行われた。次に、光学部品の側面上のコーティング（誘電体膜および反射膜）として、厚み０．５μｍのアルミナ層と、厚み０．５μｍのアルミニウム合金膜とがスパッタ法によって成膜された。次に、レジストが有機溶剤を用いて除去された。以上により、実施例７の光学部品が製造された。【００９９】
（比較例４の製造条件）
透光性基板として、配向性を有しない多結晶窒化アルミニウム基板が準備された。この基板は、常圧下での焼結によって製造されたものであり、その直線透過率は１％であった。この透光性基板を用いつつ、他の条件は上記実施例７と同様として、比較例４の光学部品が製造された。【０１００】
（比較例５の製造条件）
透光性基板として、単結晶構造を有するサファイア基板が準備された。この透光性基板を用いつつ、他の条件は上記実施例７と同様として、比較例５の光学部品が製造された。【０１０１】
（評価方法）
光源として、出力１０Ｗ、波長４５０ｎｍのＧａＮ系青色レーザ装置が準備された。これを用いて生成された励起光が光学部品へ照射された。この光が光学部品を通過することによって得られた照明光について、その出力、色むら、およびサイズが評価された。【０１０２】
なお、照明光の出力は、日本工業規格(ＪＩＳ：Ｊａｐａｎｅｓｅ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ  Ｓｔａｎｄａｒｄｓ）における「ＪＩＳ  Ｃ  ７８０１」の規定に沿って測定された。具体的には、光学部品からの全光束の時間平均によって測定された。全光束は，積分球（球形光束計）を用いて測定された。被測定光源と、全光束が値づけられた標準光源とが、同じ位置で点灯され、両者の比較によって測定が行われた。【０１０３】
照明光の色むらは、輝度分布測定装置を用いて得られた色度図によって評価された。色度図において、測定結果が、中央値ｘ：０．３４４７±０．００５、ｙ：０．３５５３±０．００５の範囲にある場合は色むらがないと判定され、それ以外の場合は色むらがあると判定された。【０１０４】
照明光のサイズは、幅方向および高さ方向の各々における寸法であり、照明光の光強度分布に基づいて算出された。算出において、光強度のピークをＰｋとして、光強度がＰｋ／ｅ２である位置を照明光の外縁位置とみなした。光強度分布の測定には、オフィール社製のニアフィールド測定器が用いられた。【０１０５】
（実施例１〜４および比較例１〜３についての評価結果）
実施例１〜４および比較例１〜３についての評価結果を、以下の表にまとめる。【０１０６】
【表３】
2019159354.tif 000008
【０１０７】
実施例１〜４のいずれによっても、１０００［ｌｍ］以上の出力が、色むらなしで得られた。配向度が高いほど出力は高かった。比較例１の出力２００［ｌｍ］は、実施例１〜４の出力に比べて著しく低かった。比較例２および３の照明光は色むらを有していた。比較例３の出力９００［ｌｍ］は、実施例１〜４の出力に比べて低かった。【０１０８】
実施例１〜４および比較例１、２の照明光のサイズは共通して２．３ｍｍであり、透光性基板の出射面のサイズ２．０ｍｍに比して、やや大きかった。また比較例３の照明光のサイズ３．５ｍｍは、実施例１〜４のものより大きかった。言い換えれば、実施例１〜４の照明光は、透光性基板を有しない比較例３のものに比して、集光されていた。【０１０９】
（実施例４〜７および比較例４、５についての評価結果）
実施例４〜７および比較例４、５についての評価結果を、以下の表にまとめる。なお実施例４は、上記の表と重複して示されている。【０１１０】
【表４】
2019159354.tif 000009
【０１１１】
実施例４〜７のいずれによっても、１０００［ｌｍ］以上の出力が、色むらなしで得られた。比較例４の出力３００［ｌｍ］は、実施例４〜７の出力に比べて著しく低かった。比較例５の照明光は色むらを有していた。【０１１２】
実施例４の照明光のサイズ２．３ｍｍは、透光性基板の出射面のサイズ２．０ｍｍに比して、やや大きかった。実施例５の照明光のサイズ２．０ｍｍは、透光性基板の出射面のサイズ２．０ｍｍと同じであった。実施例６および比較例４、５の照明光のサイズ４．３ｍｍは、透光性基板の出射面のサイズ４．０ｍｍに比して、やや大きかった。実施例７の照明光のサイズ４．０ｍｍは、透光性基板の出射面のサイズ４．０ｍｍと同じであった。【０１１３】
側面角度６３°（角度ＡＧ２（図５）＝６３°）の順テーパ形状の条件下、側面コーティングを有する実施例５の照明光の出力１４００［ｌｍ］は、側面コーティングを有しない実施例４の照明光の出力１２００［ｌｍ］よりも高かった。また側面角度１１７°（角度ＡＧ２（図１０）＝１１７°）の逆テーパ形状の条件下、側面コーティングを有する実施例７の照明光の出力１６００［ｌｍ］は、側面コーティングを有しない実施例６の照明光の出力１４００［ｌｍ］よりも高かった。【０１１４】
側面コーティングなしの条件下、逆テーパ形状の透光性基板を有する実施例６の出力１４００［ｌｍ］は、テーパ形状の透光性基板を有する実施例４の出力１２００［ｌｍ］よりも高かった。また側面コーティングありの条件下、逆テーパ形状の透光性基板を有する実施例７の出力１６００［ｌｍ］は、テーパ形状の透光性基板を有する実施例５の出力１４００［ｌｍ］よりも高かった。【０１１５】
側面角度６３°の条件下、側面コーティングを有する実施例５の照明光のサイズ２．０ｍｍは、側面コーティングを有しない実施例４の照明光のサイズ２．３ｍｍよりも小さかった。側面角度１１７°の条件下、側面コーティングを有する実施例７の照明光のサイズ４．０ｍｍは、側面コーティングを有しない実施例６の照明光のサイズ４．３ｍｍよりも小さかった。【０１１６】
側面コーティングなしの条件下、逆テーパ形状の透光性基板を有する実施例６の照明光のサイズ４．３ｍｍは、テーパ形状の透光性基板を有する実施例４の照明光のサイズ２．３ｍｍよりも大きかった。側面コーティングありの条件下、逆テーパ形状の透光性基板を有する実施例７の照明光のサイズ４．０ｍｍは、テーパ形状の透光性基板を有する実施例５の照明光のサイズ２．０ｍｍよりも大きかった。なお、逆テーパ形状の透光性基板を有する実施例７の照明光のサイズ４．０ｍｍは、透光性基板を有しない前述した比較例３の照明光のサイズ３．５ｍｍよりも大きかった。【０１１７】
この発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。
【符号の説明】
【０１１８】
ＡＧ１，ＡＧ２，ＡＧ３  角度
Ｓ１１，Ｓ２１，Ｓ３１  入射面
Ｓ１２，Ｓ２２，Ｓ３２  出射面
Ｓ１３，Ｓ２３，Ｓ３３  側面
１〜１３，１５  第１基板
２１〜２３，２５  第２基板
３０  接合層
３１〜３３  第３基板
４１  誘電体膜
４２  反射膜
４６  第１中間層
４７  第２中間層
５１，５１Ａ，５２，５２Ａ，５３，５３Ａ〜５３Ｃ，５４，５４Ａ〜５４Ｃ，５５，５５Ａ，５５Ｂ  光学部品
６１〜６３  蛍光体基板
７１〜７３  透光性基板
８１〜８３  基板
９０  光源
９１  励起光
９２  照明光
１０１，１０１Ａ，１０２，１０２Ａ，１０３，１０３Ａ，１０３Ｂ，１０３Ｃ，１０４，１０４Ａ，１０４Ｂ，１０４Ｃ  照明装置
【図１】
2019159354.tif 000010
【図２】
2019159354.tif 000011
【図３】
2019159354.tif 000012
【図４】
2019159354.tif 000013
【図５】
2019159354.tif 000014
【図６】
2019159354.tif 000015
【図７】
2019159354.tif 000016
【図８】
2019159354.tif 000017
【図９】
2019159354.tif 000018
【図１０】
2019159354.tif 000019
【図１１】
2019159354.tif 000020
【図１２】
2019159354.tif 000021
【図１３】
2019159354.tif 000022
【図１４】
2019159354.tif 000023
【図１５】
2019159354.tif 000024
【図１６】
2019159354.tif 000025
【図１７】
2019159354.tif 000026
【図１８】
2019159354.tif 000027
【図１９】
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【図２０】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年5月26日(2020.5.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源（９０）からの光の波長を変換する光学部品（５１，５１Ａ，５２，５２Ａ，５３，５３Ａ〜５３Ｃ，５４，５４Ａ〜５４Ｃ，５５，５５Ａ，５５Ｂ）であって、
蛍光体基板（６１〜６３）を含む第１基板（１〜１３，１５）と、
前記第１基板（１〜１３，１５）を支持する第２基板（２１〜２３，２５）と、
を備え、前記第２基板（２１〜２３，２５）は、前記光源（９０）からの光（９１）を前記第１基板（１〜１３，１５）を介して受ける透光性基板（７１〜７３）を含み、前記透光性基板（７１〜７３）は、配向性をともなう多結晶構造を有することによって屈折率の結晶異方性を有する、
光学部品（５１，５１Ａ，５２，５２Ａ，５３，５３Ａ〜５３Ｃ，５４，５４Ａ〜５４Ｃ，５５，５５Ａ，５５Ｂ）。
【請求項２】
前記透光性基板（７１〜７３）の前記多結晶構造は１０％以上９９．５％以下の配向度を有している、請求項１に記載の光学部品（５１，５１Ａ，５２，５２Ａ，５３，５３Ａ〜５３Ｃ，５４，５４Ａ〜５４Ｃ，５５，５５Ａ，５５Ｂ）。
【請求項３】
前記透光性基板（７１〜７３）の屈折率は前記蛍光体基板（６１〜６３）の屈折率よりも高い、請求項１または２に記載の光学部品（５１，５１Ａ，５２，５２Ａ，５３，５３Ａ〜５３Ｃ，５４，５４Ａ〜５４Ｃ，５５，５５Ａ，５５Ｂ）。
【請求項４】
前記透光性基板（７１〜７３）の熱伝導率は前記蛍光体基板（６１〜６３）の熱伝導率よりも高い、請求項１から３のいずれか１項に記載の光学部品（５１，５１Ａ，５２，５２Ａ，５３，５３Ａ〜５３Ｃ，５４，５４Ａ〜５４Ｃ，５５，５５Ａ，５５Ｂ）。
【請求項５】
前記透光性基板（７１〜７３）の線膨張係数は前記蛍光体基板（６１〜６３）の線膨張係数の±５０％以内である、請求項１から４のいずれか１項に記載の光学部品（５１，５１Ａ，５２，５２Ａ，５３，５３Ａ〜５３Ｃ，５４，５４Ａ〜５４Ｃ，５５，５５Ａ，５５Ｂ）。
【請求項６】
前記透光性基板（７１〜７３）は窒化アルミニウムおよび酸化アルミニウムのいずれかからなる、請求項１から５のいずれか１項に記載の光学部品（５１，５１Ａ，５２，５２Ａ，５３，５３Ａ〜５３Ｃ，５４，５４Ａ〜５４Ｃ，５５，５５Ａ，５５Ｂ）。
【請求項７】
前記蛍光体基板（６１〜６３）は多結晶構造を有している、請求項１から６のいずれか１項に記載の光学部品（５１，５１Ａ，５２，５２Ａ，５３，５３Ａ〜５３Ｃ，５４，５４Ａ〜５４Ｃ，５５，５５Ａ，５５Ｂ）。
【請求項８】
前記透光性基板（７１〜７３）は、前記光源（９０）からの光（９１）を前記第１基板（１〜１３，１５）を介して受ける入射面（Ｓ２１）と、前記入射面（Ｓ２１）と反対の出射面（Ｓ２２）と、前記入射面（Ｓ２１）と前記出射面（Ｓ２２）とを互いにつなぐ側面（Ｓ２３）と、を有している、請求項１から７のいずれか１項に記載の光学部品（５１，５１Ａ，５２，５２Ａ，５３，５３Ａ〜５３Ｃ，５４，５４Ａ〜５４Ｃ，５５，５５Ａ，５５Ｂ）。
【請求項９】
前記透光性基板（７１）の前記側面（Ｓ２３）上に設けられ、前記透光性基板（７１）の屈折率よりも低い屈折率を有する誘電体膜（４１）をさらに備える、請求項８に記載の光学部品（５２，５２Ａ）。
【請求項１０】
前記透光性基板（７１）の前記側面（Ｓ２３）上に直接的または間接的に設けられた反射膜（４２）をさらに備える、請求項８または９に記載の光学部品（５２、５２Ａ）。
【請求項１１】
前記出射面（Ｓ２２）の面積は、前記入射面（Ｓ２１）の面積と異なっている、請求項８から１０のいずれか１項に記載の光学部品（５３，５３Ａ〜５３Ｃ，５４，５４Ａ〜５４Ｃ）。
【請求項１２】
前記側面（Ｓ２３）の少なくとも一部は、前記入射面（Ｓ２１）から、垂直な角度よりも小さい角度（ＡＧ２）を有している、請求項８から１１のいずれか１項に記載の光学部品（５３，５３Ａ〜５３Ｃ）。
【請求項１３】
前記側面（Ｓ２３）の少なくとも一部は、前記入射面（Ｓ２１）から、垂直な角度よりも大きい角度（ＡＧ２）を有している、請求項８から１２のいずれか１項に記載の光学部品（５４，５４Ａ〜５４Ｃ）。
【請求項１４】
前記第１基板（１１、１５）と前記第２基板（２１、２５）との間に接合層（３０）をさらに備え、前記接合層（３０）は、前記第１基板（１１、１５）の前記第２基板（２１、２５）に面する面に含まれる少なくとも１種類の元素と、前記第２基板（２１、２５）の前記第１基板（１１、１５）に面する面に含まれる少なくとも１種類の元素とを含む、請求項１から１３のいずれか１項に記載の光学部品（５５，５５Ａ、５５Ｂ）。
【請求項１５】
前記第１基板（１５）は、前記第２基板（２１、２５）に面する第１中間層（４６）を含み、前記第１中間層（４６）は、前記蛍光体基板（６１）の材料とは異なる材料からなる、請求項１から１４のいずれか１項に記載の光学部品（５５、５５Ａ）。
【請求項１６】
前記第２基板（２５）は、前記第１基板（１５）に面する第２中間層（４７）を含み、前記第２中間層（４７）は、前記透光性基板（７１）の材料とは異なる材料からなる、請求項１から１５のいずれか１項に記載の光学部品（５５）。
【請求項１７】
光源（９０）と、
前記光源（９０）からの光（９１）の波長を変換する光学部品（５１，５１Ａ，５２，５２Ａ，５３，５３Ａ〜５３Ｃ，５４，５４Ａ〜５４Ｃ，５５，５５Ａ，５５Ｂ）と、
を備え、前記光学部品（５１，５１Ａ，５２，５２Ａ，５３，５３Ａ〜５３Ｃ，５４，５４Ａ〜５４Ｃ，５５，５５Ａ，５５Ｂ）は、
蛍光体基板（６１〜６３）を含む第１基板（１〜１３，１５）と、
前記第１基板（１〜１３，１５）を支持する第２基板（２１〜２３，２５）と、
を含み、前記第２基板（２１〜２３，２５）は、前記光源（９０）からの光（９１）を前記第１基板（１〜１３，１５）を介して受ける透光性基板（７１〜７３）を含み、前記透光性基板（７１〜７３）は、配向性をともなう多結晶構造を有することによって屈折率の結晶異方性を有する、
照明装置（１０１，１０１Ａ，１０２，１０２Ａ，１０３，１０３Ａ，１０３Ｂ，１０３Ｃ，１０４，１０４Ａ，１０４Ｂ，１０４Ｃ）。
【請求項１８】
前記光源（９０）はレーザを含む、請求項１７に記載の照明装置（１０１，１０１Ａ，１０２，１０２Ａ，１０３，１０３Ａ，１０３Ｂ，１０３Ｃ，１０４，１０４Ａ，１０４Ｂ，１０４Ｃ）。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８８】
（実施例１〜４の製造条件）
巨視的にみて図５（実施の形態３）に対応する実施例１〜４の光学部品が、以下のように製造された。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０７】
実施例１〜４のいずれによっても、９００［ｌｍ］以上の出力が、色むらなしで得られた。配向度が高いほど出力は高かった。比較例１の出力２００［ｌｍ］は、実施例１〜４の出力に比べて著しく低かった。比較例２および３の照明光は色むらを有していた。比較例３の出力９００［ｌｍ］は、実施例１〜４の出力以下であった。
【国際調査報告】
2019159354.tif 000030
2019159354.tif 000031
2019159354.tif 000032
2019159354.tif 000033