(57)【要約】【課題】色ムラを抑制できるとともに、光取り出し効率を高めて発光強度を高めることができる光波長変換部材及び発光装置を提供すること。【解決手段】光波長変換部材９は、Ａｌ２Ｏ３とＡ３Ｂ５Ｏ１２：Ｃｅで表される成分とを主成分とする多結晶体から構成されたセラミックス板１１を備えており、Ａ３Ｂ５Ｏ１２中のＡとＢとは、下記の元素群から選択される少なくとも１種の元素である。    Ａ：Ｓｃ、Ｙ、ランタノイド（Ｃｅは除く）    Ｂ：Ａｌ、Ｇａ  また、セラミックス板１１の光入射面１１ａには、特定の波長を透過させたり反射させる誘電体多層膜１３が形成されている。さらに、セラミックス板１１の気孔率が２体積％以下、且つ、平均面粗さ（算術平均粗さＳａ）が０．５μｍ以下である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ａｌ２Ｏ３とＡ３Ｂ５Ｏ１２：Ｃｅで表される成分とを主成分とする多結晶体から構成されたセラミックス板を備えた光波長変換部材であって、
前記Ａ３Ｂ５Ｏ１２中のＡとＢとは、下記の元素群から選択される少なくとも１種の元素であり、
Ａ：Ｓｃ、Ｙ、ランタノイド（Ｃｅは除く）
Ｂ：Ａｌ、Ｇａ
前記セラミックス板の気孔率が２体積％以下、且つ、平均面粗さ（算術平均粗さＳａ）が０．５μｍ以下であって、前記セラミックス板の厚み方向における一方の表面に、異なる屈折率を有する透光性の層が積層された誘電体多層膜を備えたことを特徴とする光波長変換部材。
【請求項２】
前記光波長変換部材を厚み方向に切断した切断面において、前記誘電体多層膜と前記セラミックス板との界面にて開口する前記セラミックス板の気孔が、前記界面の長さ１００μｍの間に３０個以下であり、且つ、それぞれの前記気孔における開口径が２μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の光波長変換部材。
【請求項３】
前記Ａ３Ｂ５Ｏ１２：Ｃｅの前記セラミックス板に占める割合は、５〜５０体積％であることを特徴とする請求項１又は２に記載の光波長変換部材。
【請求項４】
前記Ａ３Ｂ５Ｏ１２：Ｃｅ中のＣｅの濃度が、前記元素Ａに対して１０．０ｍｏｌ％以下（但し０を含まず）であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光波長変換部材。
【請求項５】
前記セラミックス板の厚み方向における他方の表面に、光の反射を抑制する透光性の反射防止層を備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の光波長変換部材。
【請求項６】
前記請求項１〜５のいずれか１項に記載の光波長変換部材を備えた発光装置であって、
前記光波長変換部材に対して、前記誘電体多層膜を備えた表面側より光を入射させる構成を有することを特徴とする発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばヘッドランプや照明やプロジェクター等の各種光学機器に用いられるような、光の波長の変換が可能な光波長変換部材、及び光波長変換部材を備えた発光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ヘッドランプや各種照明機器などでは、発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）や半導体レーザー（ＬＤ：Laser Diode）の青色光を、蛍光体によって波長変換することにより白色を得ている装置が主流となっている。
【０００３】
蛍光体としては、樹脂系やガラス系などが知られているが、近年、光源の高出力化が進められており、蛍光体には、より高い耐久性が求められるようになったことから、セラミックス蛍光体に注目が集まっている。
【０００４】
このセラミックス蛍光体としては、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ（ＹＡＧ：Ｃｅ）に代表されるように、ガーネット構造（Ａ３Ｂ５Ｏ１２）の成分にＣｅが賦活された蛍光体が知られている。
【０００５】
また、例えば下記特許文献１に記載の技術では、Ａｌ２Ｏ３中にＹＡＧ：Ｃｅを複合化させることで、耐熱性や熱伝導性を向上させている。つまり、この技術では、Ａｌ２Ｏ３を含むことにより、ＹＡＧ：Ｃｅ単一組成よりも高い熱伝導性を有するようになり、結果として耐熱性や耐レーザー出力性が向上している。
【０００６】
なお、この特許文献１に記載の技術とは、Ａｌ２Ｏ３で構成されるマトリックス相と、一般式Ａ３Ｂ５Ｏ１２：Ｃｅ（ＡはＹ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｙｂ及びＬｕのうちから選ばれる少なくとも１種であり、ＢはＡｌ、Ｇａ及びＳｃのうちから選ばれる少なくとも１種である。）で表される物質で構成される主蛍光体相と、ＣｅＡｌ１１Ｏ１８相とを備えた焼成体に関するものである。
【０００７】
また、近年では、下記特許文献２に記載のように、蛍光体中の波長変換層からの光取り出し効率を高めるために、主放射側に気孔率の高い薄膜を形成する技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第５７４００１７号公報
【特許文献２】特開２０１６−６０８５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、上述した従来技術では、下記のような問題があり、その改善が求められていた。
具体的には、前記特許文献１に記載の技術では、焼成中のＣｅ揮発に伴う色ムラ（即ち色バラツキ）の防止のために、ＣｅＡｌ１１Ｏ１８を組織中に分散させている。しかし、第三成分であるＣｅＡｌ１１Ｏ１８は光を吸収し、蛍光強度を減じる要因となる。このため、蛍光体の厚みを極端に薄くするなどして対処する必要があるが、薄片化は構造体としての蛍光体の耐久性を損なうものである。
【００１０】
なお、この特許文献１に記載の化合物は、Ｃｅ：ＹＡＧ系の生成物であるが、他の材料系（例えばＣｅＡｌＯ３、ＮｄＡｌ１１Ｏ１８などの材料系）においても、同様の第三成分の存在が発光強度低下の要因となり得る。
【００１１】
また、前記特許文献２に記載の技術では、主放射側に気孔率の高い薄膜を形成することで放射光を拡散させている。しかし、薄膜による光拡散は波長変換層より薄膜側へ透過した光に対してのみ寄与するため、それ以外の光（例えば入射側へ散乱した光）は考慮されていない。そのため、十分な光取り出し効率は得られておらず、蛍光強度（即ち発光強度）を高めることは容易ではない。
【００１２】
本発明は、前記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、色ムラを抑制できるとともに、光取り出し効率を高めて発光強度を高めることができる光波長変換部材及びその光波長変換部材を備えた発光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
（１）本発明の第１局面は、Ａｌ２Ｏ３とＡ３Ｂ５Ｏ１２：Ｃｅで表される成分とを主成分とする多結晶体から構成されたセラミックス板を備えた光波長変換部材に関するものである。
【００１４】
この光波長変換部材では、Ａ３Ｂ５Ｏ１２中のＡとＢとは、下記の元素群から選択される少なくとも１種の元素であり、
Ａ：Ｓｃ、Ｙ、ランタノイド（Ｃｅは除く）
Ｂ：Ａｌ、Ｇａ
しかも、セラミックス板の気孔率が２体積％以下、且つ、平均面粗さ（算術平均粗さＳａ）が０．５μｍ以下であって、セラミックス板の厚み方向における一方の表面（例えば光入射面）に、異なる屈折率を有する透光性の層が積層された誘電体多層膜を備えている。
【００１５】
本第１局面では、上記の組成であることにより、効率よく青色光を黄色光に変換することができる。
また、例えば外部からレーザー光等を入射させる光入射面に、透光性を有する誘電体多層膜を設ける場合には、その誘電体多層膜を調整することで、特定の波長を透過させたり反射させる機能をもたせることができる。
【００１６】
例えば、ＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体（即ち光波長変換部材）である場合、青色光波長（４６５ｎｍ）を透過し、蛍光体から発せられる光の波長（５２０ｎｍ）以上を反射させる機能を有する多層膜とすることで、蛍光体から発せられる光を効率よく取り出すことができる。なお、光の取り出し効率とは、入射光の光量に対する出射光の光量の割合である。
【００１７】
さらに、セラミックス板の誘電体多層膜を形成する表面の平均面粗さ（算術平均粗さＳａ）を０．５μｍ以下とすることで、上記のような優れた特定の機能（即ち特定の波長を透過させたり反射させる機能）を有する薄膜を形成することができる。なお、平均面粗さ（算術平均粗さＳａ）が０．５μｍより大きいと、狙った機能が得られなかったり、色ムラ（即ち色バラツキ）ができるため好ましくない。
【００１８】
しかも、上記のような誘電体多層膜を形成するには、セラミックス板を平滑にする必要がある。具体的には、気孔率を２体積％以下とすることで、セラミックス板の表面に露出する気孔（従って表面の凹部）を低減し、平滑な誘電体多層膜を形成することができ、これにより、色ムラを抑制できる。なお、気孔率が２体積％より大きいと、誘電体多層膜の平滑性が失われ、色ムラができてしまうため好ましくない。
【００１９】
このように、本第１局面は、上述した構成により、色ムラが少なく、高い光取り出し効率等によって、高い蛍光強度（即ち発光強度）を実現することができる。
しかも、本第１局面では、レーザーなどの高出力光源下で使用でき、耐久性・耐熱性に優れた蛍光体である光波長変換部材を実現することができる。
【００２０】
なお、前記誘電体多層膜とは、屈折率の異なる膜（即ち高屈折率膜とそれより低い屈折率の低屈折率膜）の積層体であり、周知のダイクロイックコートを採用できる。高屈折率膜の材料として、酸化ニオブ、酸化チタン、酸化ランタン、酸化タンタル、酸化イットリウム、酸化ガドリニウム、酸化タングステン、酸化ハフニウム、酸化アルミニウム、窒化けい素などが挙げられ、低屈折率膜の材料として、酸化けい素などが挙げられる。
【００２１】
（２）本発明の第２局面では、光波長変換部材を厚み方向に切断した切断面において、誘電体多層膜とセラミックス板との界面にて開口するセラミックス板の気孔が、界面の長さ１００μｍの間に３０個以下であり、且つ、それぞれの気孔における開口径が２μｍ以下である。
【００２２】
本第２局面では、誘電体多層膜とセラミックス板の界面に存在するセラミックス板の気孔が上記のような範囲であるので、誘電体多層膜を平滑に形成でき、上述した機能を十分に発揮することができるようになる。つまり、蛍光体から発せられる光を効率よく取り出すことができる。
【００２３】
ここで、界面に存在する気孔が３０個より多い場合、もしくは、界面に存在する気孔の開口径が２μｍより大きい場合には、膜の平滑性が失われ、色ムラができ易いので好ましくない。
【００２４】
なお、界面にて開口する気孔とは、セラミックス板と誘電体多層膜の界面を直線で結んだ時に、セラミックス側に凹む凹部を指す。また、開口径とは、前記界面における前記１００μｍの長さの直線において、凹部が界面にて開口する開口端の長さである。
【００２５】
（３）本発明の第３局面では、Ａ３Ｂ５Ｏ１２：Ｃｅのセラミックス板に占める割合は、５〜５０体積％である。
前記割合が５体積％未満の場合、蛍光セラミックスが不足するため、十分な蛍光強度が得られなくなる恐れがある。一方、前記割合が５０体積％より多い場合、異種界面（透光性セラミックス／蛍光セラミックス）における粒界散乱が増加し、十分な透光性が得られなくなる（従って蛍光強度が低下する）恐れがある。
【００２６】
従って、前記割合を５〜５０体積％とすることで、蛍光強度（即ち発光強度）が高くなり、輝度の均一化が促進され、色ムラ抑制に効果的である。
（４）本発明の第４局面では、Ａ３Ｂ５Ｏ１２：Ｃｅ中のＣｅの濃度が、元素Ａに対して１０．０ｍｏｌ％以下（但し０を含まず）である。
【００２７】
本第４局面の範囲にあることによって、十分な蛍光特性を得られるようになる。つまり、前記Ｃｅの濃度（Ｃｅ濃度）が１０．０ｍｏｌ％を上回ると、濃度消光を起こし易くなり、蛍光強度の低下を招く。なお、Ｃｅを含まない（０ｍｏｌ％である）場合、蛍光を発しない。
【００２８】
（５）本発明の第５局面では、セラミックス板の厚み方向における他方の表面（例えば光放射面）に、光の反射を抑制する透光性の反射防止層を備えている。
本第５局面では、セラミックス板の内部から外部に光が放射される光放射面に反射防止層（即ちＡＲコート）を設けることにより、セラミックス板の内部から外部に効率より光が放射される。よって、光波長変換部材の発光強度が向上するという利点がある。
【００２９】
なお、この反射防止層としては、例えば、酸化ニオブ、酸化チタン、酸化タンタル、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化けい素、窒化アルミニウム、窒化けい素、弗化マグネシウムなどの材料を採用できる。なお、反射防止層は、単層でも多層構造でもよい。
（６）本発明の第６局面は、第１〜第５局面のいずれかの光波長変換部材を備えた発光装置に関するものであり、光波長変換部材に対して、誘電体多層膜を備えた表面側より光を入射させる構成を有する。
【００３０】
本第６局面では、光波長変換部材に対して、誘電体多層膜を備えた表面より光を入射させるので、セラミックス板にて波長が変換された光（即ち蛍光）は、高い蛍光強度を有する。また、高い色均質性を有する。従って、セラミックス板に誘電体多層膜が形成された光波長変換部材は、高い蛍光強度を有するとともに、高い色均質性を有する。
【００３１】
これにより、発光装置は、外部に対して、高い光の強度を有するとともに、高い色均質性を有する光を出力することができる。なお、発光装置の発光素子としては、例えばＬＥＤやＬＤなどの公知の素子を用いることができる。
【００３２】
＜以下に、本発明の各構成について説明する＞
・前記「セラミックス板」は、上述した構成を有する多結晶のセラミックス焼結体であり、各結晶粒子やその粒界には、不可避不純物が含まれていてもよい。
【００３３】
・前記「主成分」とは、前記セラミックス板中において、最も多い量（体積）存在することを示している。
・前記「Ａ３Ｂ５Ｏ１２：Ｃｅ」とは、Ａ３Ｂ５Ｏ１２中のＡの一部にＣｅが固溶置換していることを示しており、このような構造を有することにより、同化合物は蛍光特性を示すようになる。
【００３４】
・前記平均面粗さＳａ（即ち算術平均粗さＳａ）とは、二次元の算術平均粗さＲａを３次元に拡張したものであり、ＩＳＯ２５１７８に規格されているパラメータである。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】第１実施形態の光波長変換部材を備えた発光装置を厚み方向に破断した断面を示す断面図である。
【図２】（ａ）は第１実施形態の光波長変換部材を厚み方向に破断した断面を示す断面図、（ｂ）は図２（ａ）の一部（凹部に誘電体多層膜が入り込んだもの）を拡大して示す断面図である。
【図３】第２実施形態の光波長変換部材を備えた発光装置を厚み方向に破断した断面を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
次に、本発明の光波長変換部材及び発光装置の実施形態について説明する。
［１．第１実施形態］
［１−１．発光装置］
まず、第１実施形態の光波長変換部材を備えた発光装置について説明する。
【００３７】
図１に示すように、本第１実施形態の発光装置１は、例えばアルミナ等の箱状のセラミック製のパッケージ（容器）３と、容器３の内部に配置された例えばＬＤ等の発光素子５と、容器３の開口部７を覆うように配置された板状の光波長変換部材９とを備えている。
【００３８】
この光波長変換部材９は、後に詳述するように、セラミックス板１１の一方の主面である光入射面１１ａに、誘電体多層膜１３が形成されたものである。
この発光装置１では、発光素子５から放射された光は、光波長変換部材９の誘電体多層膜１３に照射され、誘電体多層膜１３を介して透光性を有するセラミックス板１１内に導入される。セラミックス板１１内に導入された光の一部は、セラミックス板１１を透過するとともに、他の一部は、セラミックス板１１内にて波長変換されて発光する。つまり、光波長変換部材９（詳しくはセラミックス板１１）では、発光素子５から放射される光の波長とは異なる波長の蛍光を発する。
【００３９】
このようにして、波長変換部材９の他方の側（即ちセラミックス板１１の光出射面１１ａ側）から、波長変換後の光を含む光が、外部に出力される。
例えば、ＬＤから照射される青色光が、光波長変換部材９によって波長変換されることにより、全体として白色光が光波長変換部材９から外部（例えば図１の上方）に照射される。
［１−２．光波長変換部材］
次に、光波長変換部材９について詳細に説明する。
【００４０】
本第１実施形態の光波長変換部材９は、セラミックス板１１と、セラミックス板１１の厚み方向（図１の上下方向）における一方の表面（図１の下方の光入射面１１ａ）に形成された誘電体多層膜１３とから構成されている。
【００４１】
詳しくは、セラミックス板１１は、Ａｌ２Ｏ３（即ちＡｌ２Ｏ３結晶粒子）と化学式Ａ３Ｂ５Ｏ１２：Ｃｅで表される成分（即ち結晶粒子であるＡ３Ｂ５Ｏ１２：Ｃｅ結晶粒子）とを主成分とする多結晶体であるセラミックス焼結体である。
【００４２】
このセラミックス板１１の気孔率は２体積％以下であり、且つ、光が入射する表面である光入射面１１ａと光が出射する表面である光出射面１１ｂ（光入射面１１ａと反対側の面）との平均面粗さＳａ（即ち算術平均粗さＳａ）は０．５μｍ以下である。
【００４３】
また、セラミックス板１１は、下記元素群から選択される少なくとも１種の元素から構成されているＡ３Ｂ５Ｏ１２：Ｃｅで表されるガーネット構造を有する。
Ａ：Ｓｃ、Ｙ、ランタノイド（Ｃｅは除く）
Ｂ：Ａｌ、Ｇａ
さらに、
セラミックス板１１は、Ａ３Ｂ５Ｏ１２：Ｃｅの占める割合が、５〜５０体積％である。
【００４４】
しかも、セラミックス板１１は、Ａ３Ｂ５Ｏ１２：Ｃｅ中のＣｅの濃度が、元素Ａに対して１０ｍｏｌ％以下（但し０を含まず）である。
また、光波長変換部材９は、図２に示すように、光波長変換部材９を厚み方向に切断した切断面において、誘電体多層膜１３とセラミックス板１１との界面にて開口するセラミックス板１１の気孔１５が、界面の長さ（即ち界面を通る直線の長さ）１００μｍの間に３０個以下であり、且つ、それぞれの気孔１５における開口径が２μｍ以下である。
【００４５】
つまり、界面にて開口する１又は複数の気孔（但し前記直線部分にて開口する気孔）１５は、その直線に沿った開口端の長さが２μｍ以下である。
一方、誘電体多層膜１３は、異なる屈折率を有する透光性の層が積層された多層膜である。つまり、誘電体多層膜１３は、図２（ｂ）に示すように、１又は複数の高屈折率膜１３ａとそれより屈折率が低い１又は複数の低屈折率膜１３ｂとを積層したものである。なお、図２では、複数の高屈折率膜１３ａと複数の低屈折率膜１３ｂとが１膜毎に交互に配置された例を示している。
【００４６】
この誘電体多層膜１３は、高屈折率膜１３ａと低屈折率膜１３ｂとを積層する状態を調節することにより、即ち誘電体多層膜１３を調整することにより、特定の波長を透過させたり反射させる機能を有するものである。
【００４７】
このような誘電体多層膜１３を調整する方法としては、各種のダイクロイックコートを形成する方法を採用できる。
なお、ダイクロイックコートを形成する技術については周知であるので、詳しい説明は省略するが、簡単に言えば、各層の屈折率及び膜厚を制御し、層数を２〜１００層程度、総膜厚を０．１〜２０μｍ程度に調整することによって、特定の波長を透過させたり反射させることができる。
【００４８】
例えば、酸化チタンからなる高屈折率膜１３ａと酸化けい素からなる低屈折率膜１３ｂとを、交互に積層させ、各層の膜厚を制御し、層数４０、膜厚３μｍとすることにより、例えば、青色光波長（４６５ｎｍ）を透過し、蛍光体であるセラミックス板１１から発せられる光（即ち波長変換された光）の波長（５２０ｎｍ）以上を反射させる機能を有する多層膜とすることができる。
【００４９】
これにより、光波長変換部材９では、セラミックス板１１にて波長変換された光は、誘電体多層膜１３にて効率よく反射されるので、光入射面１１ａから発光素子５側（図１の下方）に戻ることが抑制される。そのため、蛍光体であるセラミックス１１から発せられる光を、光出射面１１ｂ側から効率よく取り出すことができる。
［１−２．光波長変換部材の製造方法］
ここでは、光波長変換部材９を製造する際の概略の手順について説明する。
【００５０】
まず、前記第１実施形態の構成を満たすように、セラミックス焼結体であるセラミックス板１１の粉末材料の秤量等を行った（即ち調製した）。
次に、調製した粉末材料に、有機溶剤と分散剤とを加え、ボールミルにて粉砕混合を行った。
【００５１】
次に、粉砕混合によって得られた粉末に、樹脂を混合しスラリーを作製した。
次に、スラリーを用いて、ドクターブレード法によりシート成形体を作製した。
次に、シート成形体を、脱脂した。
【００５２】
次に、脱脂したシート成形体に対して、大気雰囲気で、３〜２０時間焼成し、セラミックス焼結体であるセラミックス板１１を得た。
【００５３】
このセラミックス板１１の光入射面１１ａと光出射面１１ｂを、ダイヤ砥粒によって研磨して、平均面粗さＳａを０．５μｍ以下に調整した。
次に、セラミックス板１１の光入射面１１ａに対して、周知のダイクロイックコートである誘電体多層膜１３を形成した。
【００５４】
具体的には、酸化チタンからなる高屈折率膜１３ａと酸化けい素からなる低屈折率膜１３ｂとを交互に積層させ、各層の膜厚を制御することにより、層数４０、膜厚３μｍとなる誘電体多層膜１３を形成した。これによって、セラミックス板１１の光入射面１１ａに誘電体多層膜１３を備えた光波長変換部材９を得た。
［１−３．効果］
次に、本第１実施形態の効果を説明する。
【００５５】
（１）本実施形態の光波長変換部材９は、Ａｌ２Ｏ３とＡ３Ｂ５Ｏ１２：Ｃｅで表される成分とを主成分とする多結晶体から構成されたセラミックス板１１を備えており、Ａ３Ｂ５Ｏ１２中のＡとＢとは、下記の元素群から選択される少なくとも１種の元素である。
【００５６】
Ａ：Ｓｃ、Ｙ、ランタノイド（Ｃｅは除く）
Ｂ：Ａｌ、Ｇａ
従って、上述した組成によって、効率よく青色光を黄色光に変換することができる。
【００５７】
また、セラミックス板１１の光入射面１１ａには、特定の波長を透過させたり反射させる誘電体多層膜１３が形成されているので、蛍光体であるセラミックス板１１から発せられる光を効率よく取り出すことができる。
【００５８】
しかも、このセラミックス板１１の気孔率が２体積％以下、且つ、平均面粗さＳａが０．５μｍ以下であるので、光を効率よく取り出すことができ、しかも色ムラが発生しにくい平滑な誘電体多層膜１３を容易に形成することができる。
【００５９】
このように、本第１実施形態によれば、色ムラが少なく、高い光取り出し効率等によって、高い蛍光強度（即ち発光強度）を実現することができる。しかも、レーザーなどの高出力光源下で使用でき、耐久性・耐熱性に優れた蛍光体である光波長変換部材９を実現することができる。
【００６０】
（２）また、本第１実施形態では、光波長変換部材９を厚み方向に切断した切断面において、誘電体多層膜１３とセラミックス板１１との界面にて開口するセラミックス板１１の気孔１５が、界面の長さ１００μｍの間に３０個以下であり、且つ、それぞれの気孔における開口径が２μｍ以下である。
【００６１】
そのため、誘電体多層膜１３を一層平滑に形成でき、機能を十分に発揮することができるようになる。つまり、蛍光体から発せられる光を一層効率よく取り出すことができ、しかも、色ムラの発生を抑制できる。
【００６２】
（３）更に、本第１実施形態では、Ａ３Ｂ５Ｏ１２：Ｃｅのセラミックス板１１に占める割合は、５〜５０体積％である。つまり、蛍光する材料が５体積％以上と十分にあるので、十分な蛍光強度が得られる。また、蛍光する材料が５０体積％以下と適度であるので、異種界面（透光性セラミックス／蛍光セラミックス）における粒界散乱が増加しにくく、十分な透光性が得られる。
【００６３】
このように、前記割合を５〜５０体積％とすることで、蛍光強度（即ち発光強度）が高くなり、輝度の均一化が促進され、色ムラ抑制に効果的である。
（４）しかも、本第１実施形態では、Ａ３Ｂ５Ｏ１２：Ｃｅ中のＣｅの濃度が、元素Ａに対して１０．０ｍｏｌ％以下（但し０を含まず）である。
【００６４】
つまり、Ｃｅの濃度（Ｃｅ濃度）が１０．０ｍｏｌ％以下であるので、濃度消光を起こしにくくなり、蛍光強度が高いという利点がある。
（５）本第１実施形態の発光装置１は、光波長変換部材９に対して、誘電体多層膜１３を備えた表面（即ち光入射面１１ａ側の表面）より光を入射させる構成を有する。
【００６５】
つまり、本第1実施形態では、光波長変換部材９に対して、誘電体多層膜１３を備えた表面より光を入射させるので、セラミックス板１１にて波長が変換された光（即ち蛍光）は、入射側に散乱しにくい。よって、高い効率にて光出射面１１ｂ側から照射される。従って、光波長変換部材９から照射される光は、高い蛍光強度を有する。また、高い色均質性を有する。
［２．第２実施形態］
次に、第２実施形態の光波長変換部材を備えた発光装置について説明する。
なお、第１実施形態と同様な内容については、その説明は省略又は簡略化する。また、第１実施形態と同様な構成には、同じ番号を用いる。
【００６６】
図３に示すように、本第２実施形態の発光装置２１は、第１実施形態と同様に、セラミック製の容器３と、容器３の内部に配置された発光素子５と、容器３の開口部７を覆うように配置された板状の光波長変換部材２３とを備えている。
【００６７】
この光波長変換部材２３は、セラミックス板１１と、セラミックス板１１の光入射面１１ａ側に形成された誘電体多層膜１３と、セラミックス板１１の光出射面１１ｂ側に形成された反射防止層２５とから形成されている。
【００６８】
この反射防止層２５は、例えば弗化マグネシウムからなり、光の反射を抑制する透光性の層である。
このような反射防止層２５は、例えばスパッタリングによって、弗化マグネシウムからなる単層膜を形成することにより作製できる。
【００６９】
この発光装置２１では、発光素子５から放射された光は、誘電体多層膜１３を透過し、セラミックス板１１の内部で波長変換されて発光し、反射防止層２５を介して外部に照射される。
【００７０】
本第２実施形態では、第１実施形態と同様な効果を奏する。また、光波長変換部材２３は、反射防止層２５を備えているので、セラミックス板１１から外部に照射される光は、光出射面１１ｂにて反射されにくい。そのため、一層効率良く外部に光を照射することができる。
［３．実施例］
次に、上述した実施形態の具体的な実施例について説明する。
【００７１】
実施例１〜４の各実施例では、下記表１及び表２に示す条件により、No.１〜４３のセラミックス焼結体（即ちセラミックス板）を備えた光波長変換部材の試料を作製した。なお、各試料のうち、No.２〜１７、１９〜２６、２８〜４３が本発明（前記第１局面）の範囲内の試料であり、No.１、１８、２７が本発明の範囲外（前記第１局面以外の比較例）の試料である。
【００７２】
１）セラミックス焼結体の製造工程
まず、各実施例における各セラミックス焼結体の製造方法について説明する。
各試料（No.１〜３６）に対して、下記表１に示すように、セラミックス焼結体中のＹＡＧ（Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２）の割合が、１〜６０体積％（ｖｏｌ％）になるように、また、Ｃｅ濃度がＹＡＧ中のＹに対して０．１〜１５ｍｏｌ％になるように、Ａｌ２Ｏ３（平均粒径０．３μｍ）とＹ２Ｏ３（平均粒径１．２μｍ）とＣｅＯ２（平均粒径１．５μｍ）を秤量した。
【００７３】
なお、No.３７〜４３の試料については、前記ＹＡＧに代えて、表１に示すＡ３Ｂ５Ｏ１２の組成の材料を用いた。
次に、前記秤量した材料を、純水と所定量のバインダ（原料粉末に対し固形分換算で２０ｗｔ％）と分散剤（原料粉末に対し固形物換算で１ｗｔ％）と共に、ボールミル中に投入し、１２時間粉砕混合を行った。
【００７４】
このようにして得られたスラリーを用いて、ドクターブレード法によりシート成形体を作製した。
次に、シート成形体を脱脂後、大気雰囲気にて、焼成温度１４５０℃〜１７５０℃、保持時間３〜２０時間で焼成を行った。
【００７５】
これによって、No.１〜４３のセラミックス焼結体を得た。なお、セラミックス焼結体の寸法は、２０ｍｍ角×厚み０．５ｍｍの板状（直方体形状）である。
２）セラミックス焼結体の面粗度の調整
次に、セラミックス焼結体の面粗度（平均面粗さＳａ）の調整方法について説明する。
【００７６】
面粗度は、セラミックス焼結体の厚み方向の両面に対し、鏡面研磨加工時の砥粒径を変化させることで調整した。
上述のようにして得られたセラミックス焼結体の気孔率を、マイクロスコープ（キーエンス社製）にて測定した。具体的には、セラミックス焼結体の鏡面研磨面を観察し、任意の箇所の５００倍の画像を得た。得られた画像に対して画像処理することにより気孔率を算出した。
【００７７】
また、得られた各セラミックス焼結体において、鏡面研磨面の平均面粗さＳａ（即ち算術平均粗さＳａ）を、非接触三次元測定機インフィニートフォーカスＧ５（アリコナイメージング社製）にて測定した。その結果を、下記表２に記す。
【００７８】
なお、平均面粗さＳａ（即ち算術平均粗さＳａ）は、二次元の算術平均粗さＲａを三次元に拡張したものであり、ＩＳＯ２５１７８に規格されているパラメータである。
３）誘電体多層膜の形成方法
次に、誘電体多層膜の形成方法について説明する。
【００７９】
上述のように鏡面研磨されたセラミックス焼結体の厚み方向の一方の表面（即ち光入射面）に、スパッタリング法により誘電体多層膜を形成した。これにより、各試料として用いられる光波長変換部材が得られる。
【００８０】
詳しくは、各セラミックス焼結体（即ちセラミック板）の光入射面に対して、垂直に光を入射させたときに、３５０〜４８０ｎｍの波長の光を９０％以上透過、５００ｎｍ以上の波長の光を９０％以上反射させる光学特性をもつように、各層の膜厚と積層数を調整した誘電体多層膜を形成した。
【００８１】
例えば、酸化チタンと酸化けい素を用いて積層を４０層、総膜厚を３μｍとすることで、このような光学特性を有する多層膜とすることができる。
詳しくは、酸化チタンと酸化けい素とを交互に積層させ、各層の膜厚をそれぞれ制御することにより、上述した特性を有する誘電体多層膜を形成できる。
【００８２】
なお、誘電体多層膜の形成には、スパッタリング法以外に真空蒸着法やイオンプレーティング法を用いてもよい。
４）次に、上述のようにして作製された光波長変換部材の試料について、下記の特性（ａ）〜（ｄ）を調査した。その結果を下記表２に記す。
【００８３】
（ａ）相対密度
セラミックス焼結体の相対密度は、アルキメデス法で密度を測定し、測定した密度を相対密度に換算する方法で算出した。
【００８４】
（ｂ）蛍光強度
各試料の誘電体多層膜が形成された表面に対し、４６５ｎｍの波長を有する青色ＬＤ光をレンズで０．５ｍｍ幅まで集光させて照射した。そして、透過した光をレンズによって集光させ、パワーセンサーによりその発光強度を測定した。
【００８５】
この時、照射される光の出力密度は４０Ｗ／ｍｍ２となるようにした。なお、その強度は、ＹＡＧ：Ｃｅ単結晶体の強度を１００としたときの相対値で評価した。
（ｃ）色ムラ（色バラツキ）
色バラツキは、色彩照度計による色度バラツキ測定によって評価した。
【００８６】
各試料の誘電体多層膜が形成された表面に対し、４６５ｎｍの波長を有する青色ＬＤ光をレンズで０．３ｍｍ幅まで集光させて照射した。そして、反対面から透過してくる光について色彩照度計によって色度を測定した。
【００８７】
照射は、試料の照射面の中央おいて、１８ｍｍ角の領域を設定し、その領域内において３ｍｍ間隔で行い、その色度（Ｘ方向）のバラツキ（即ち色バラツキ：色ムラ）を評価した。ここで、色バラツキとは、色度（Ｘ方向）の偏差の最大値である。
【００８８】
（ｄ）断面観察
誘電体多層膜を備えた光波長変換部材の試料を、厚み方向に切断し、その切断面を鏡面研磨した。次に、その鏡面研磨面を走査型電子顕微鏡で観察し（即ちＳＥＭ観察し）、誘電体多層膜とセラミック板との界面の任意の箇所の５０００倍の画像を得た。そして、界面が１００μｍ以上となるように連結した画像に対して、界面に存在する気孔の数とそれぞれの開口端の長さ（開口径）を測定した。
【００８９】
なお、表２において界面とは、誘電体多層膜とセラミックス板との界面である。また、開口径の最大値とは、複数の気孔の界面（詳しくは断面に沿った１００μｍ）におけるそれぞれの開口端の長さのうち最大の長さを示している。
【００９０】
＜実施例１＞
以下では、本実施例１の各試料（No.１〜９）について、上述した（ａ）〜（ｄ）の方法で調べた各特性などについて、具体的に説明する。
【００９１】
実施例１では、セラミックス焼結体中のＹＡＧの割合が２１ｖｏｌ％、Ｃｅ濃度がＹＡＧ中のＹに対して０．７ｍｏｌ％になるようにセラミックス焼結体を作製した。そして、そのセラミックス焼結体に対して、面粗度（平均面粗さＳａ）を調整した表面に、誘電体多層膜を形成して各試料を作製し、各試料の特性を評価した。その結果を、下記表２に記す。
【００９２】
その結果、下記表２に示すように、誘電体多層膜を形成していないNo.１の試料は、蛍光強度がやや低くなった。
また、平均面粗さＳａが０．５μｍ以下で、誘電体多層膜を形成したNo.２〜８の試料は、蛍光強度が高く、色バラツキが少ない結果となった。即ち、蛍光強度、色バラツキともに良好な結果となった。
【００９３】
一方、平均面粗さＳａが０．５μｍより大きいNo.９の試料は、蛍光強度は低く、色バラツキは大きくなった。
なお、実施例１のいずれの試料においても、相対密度は９９％以上で十分に緻密化されていた。
【００９４】
＜実施例２＞
実施例２では、実施例１と同様に、下記表１及び表２に示すように、各試料（No.１０〜１８）を作製して、同様に評価を行った。
【００９５】
特に実施例２では、セラミックス焼結体中のＹＡＧの割合が２１ｖｏｌ％、Ｃｅ濃度がＹＡＧ中のＹに対して０．７ｍｏｌ％になるようにセラミックス焼結体を作製した。ここでは、焼成条件を制御することにより、セラミックス焼結体中の気孔率を制御した。また、平均面粗さＳａを調整した表面に、誘電体多層膜を形成して各試料を作製し、その特性を評価した。
【００９６】
その結果、気孔率が２ｖｏｌ％以下であるNo.１０〜１６の試料は、蛍光強度、色バラツキともに良好な結果となった。即ち、蛍光強度が高くなり、色バラツキは小さくなった。
一方、誘電体多層膜／セラミックス板の界面の気孔の開口径の最大値が２μｍより長いNo.１７の試料は、蛍光強度は高いものの、色バラツキは大きくなった。
【００９７】
また、気孔率が２ｖｏｌ％より大きく、誘電体多層膜／セラミックス板の界面の気孔が３０個より多いNo.１８の試料は、蛍光強度は低く、色バラツキは大きくなった。
なお、実施例２のいずれの試料においても、相対密度は９９％以上で十分に緻密化されていた。
【００９８】
＜実施例３＞
実施例３では、実施例１と同様に、下記表１及び表２に示すように、試料（No.１９〜３６）を作製して、同様に評価を行った。
【００９９】
特に実施例３では、セラミックス焼結体中のＹＡＧの割合が２〜６０ｖｏｌ％、Ｃｅ濃度がＹＡＧ中のＹに対して０〜１５ｍｏｌ％になるようにセラミックス焼結体を作製した。そして、このセラミックス焼結体に対して、平均面粗さＳａを調整した表面に、誘電体多層膜を形成して各試料を作製し、その特性を評価した。
【０１００】
その結果、セラミックス焼結体中のＹＡＧの割合が、５〜５０ｖｏｌ％の範囲であるNo.２０〜２５の試料は、蛍光強度、色バラツキともに良好な結果となった。即ち、蛍光強度が高くなり、色バラツキは小さくなった。
【０１０１】
一方、No.１９の試料は、蛍光強度は低く、色バラツキは大きくなった。それに対して、No.２６の試料は、色バラツキは抑制されるが、蛍光強度はやや低くなった。
また、セラミックス焼結体中のＹＡＧの割合が３０ｖｏｌ％、Ｃｅ濃度がＹＡＧ中のＹに対して１０ｍｏｌ％以下（０を含まず）の範囲であるNo.２８〜３５の試料は、蛍光強度、色バラツキともに良好な結果となった。即ち、蛍光強度が高くなり、色バラツキは小さくなった。
【０１０２】
一方、No.２７の試料は、発光が見られなかった。
また、No.３６の試料は、色バラツキは抑制されるが、蛍光強度は低くなった。
なお、実施例３のいずれの試料においても、相対密度は９９％以上で十分に緻密化されていた。
【０１０３】
＜実施例４＞
実施例４では、実施例１と同様に、下記表１及び表２に示すように、試料（No.３７〜４３）を作製して、同様に評価を行った。
【０１０４】
ただし、本実施例４では、調合時にＹ２Ｏ３粉末だけでなく、Ｌｕ２Ｏ３（平均粒径１．３μｍ）またはＹｂ２Ｏ３（平均粒径１．５μｍ）、Ｇｄ２Ｏ３（平均粒径１．５μｍ）、Ｔｂ２Ｏ３（平均粒径１．６μｍ）、Ｇａ２Ｏ３（平均粒径１．３μｍ）の各粉末を一つ以上用い、所定のＡ３Ｂ５Ｏ１２：Ｃｅを合成できる様、配合比を変化させた。
【０１０５】
このようにして得られたセラミックス焼結体に対して、面平均粗さＳａを調整した表面に、発光波長に適した誘電体多層膜を形成して各試料を作製し、その特性を評価した。
その結果、No.３７〜４３の全ての試料において、蛍光強度、色バラツキともに良好な結果となった。即ち、蛍光強度が高くなり、色バラツキは小さくなった。
【０１０６】
なお、実施例４のいずれの試料においても、相対密度は９９％以上で十分に緻密化されていた。
＜実施例５＞
本実施例５では、実施例１で得られたNo.２〜８の試料に対して、セラミックス焼結体の光出射面に、弗化マグネシウムからなる反射防止層を形成したサンプルを作製した。
【０１０７】
この反射防止層は、セラミック板に対して垂直に光を入射させたときに、波長４００〜８００ｎｍの光を９５％以上透過させる光学特性をもつように調整した。
その結果、いずれのサンプルに対しても、蛍光強度が高くなり、色バラツキは小さくなった。
【０１０８】
【表１】
2018141035.tif 000003
【０１０９】
【表２】
2018141035.tif 000004
［４．他の実施形態］
本発明は前記実施形態になんら限定されるものではなく、本発明を逸脱しない範囲において種々の態様で実施しうることはいうまでもない。
【０１１０】
（１）例えば、ダイクロイックコートの形成は、ダイクロイックコートの形成を行う会社等に依頼して行ってもよい。
（２）また、光波長変換部材や発光装置の用途としては、蛍光体、光波長変換機器、ヘッドランプ、照明、プロジェクター等の光学機器など、各種の用途が挙げられる。
（３）なお、上記実施形態における１つの構成要素が有する機能を複数の構成要素に分担させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に発揮させたりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を、省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の実施形態の構成に対して付加、置換等してもよい。なお、特許請求の範囲に記載の文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本発明の実施形態である。
【符号の説明】
【０１１１】
１、２１…発光装置
５…発光素子
９、２３…光波長変換部材
１１…セラミックス板
１３…誘電体多層膜
２５…反射防止層
【図１】
2018141035.tif 000005
【図２】
2018141035.tif 000006
【図３】
2018141035.tif 000007