(57)【要約】【課題】蛍光体層の鉛筆硬度を高めることにより、蛍光体層の破片飛散や剥離等の破損リスクを低減できる波長変換部材を提供する。【解決手段】サファイアで形成された基板１２と、前記基板１２上に設けられ、蛍光体粒子１６および透光性の無機材料２２で形成された蛍光体層１４と、を備え、前記蛍光体層１４の鉛筆硬度が５Ｂ以上である。このように、蛍光体層１４の硬度が高いため、蛍光体層１４が破片となって飛散したり基板１２から剥離したりするという破損リスクを低減できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
サファイアで形成された基板と、
前記基板上に設けられ、蛍光体粒子および透光性の無機材料で形成された蛍光体層と、を備え、
前記蛍光体層の鉛筆硬度が５Ｂ以上であることを特徴とする波長変換部材。
【請求項２】
主にアルミニウムで形成された基板と、
前記基板上に設けられ、蛍光体粒子および透光性の無機材料で形成された蛍光体層と、を備え、
前記蛍光体層の鉛筆硬度が３Ｂ以上であることを特徴とする波長変換部材。
【請求項３】
基板と、
前記基板上に設けられ、蛍光体粒子および透光性の無機材料で形成された蛍光体層と、を備え、
前記無機材料は、前記基板と前記蛍光体粒子とを結合する結合材と、平均粒子径が１０ｎｍ以上６０ｎｍ以下の無機粒子とを含み、前記無機粒子は前記無機材料に対して２．５ｗｔ％以上１７．０ｗｔ％以下含有されることを特徴とする波長変換部材。
【請求項４】
前記無機粒子は、平均粒子径が１０ｎｍ以上４０ｎｍ以下のＳｉＯ２粒子であり、前記無機材料に対して２．５ｗｔ％以上６．０ｗｔ％以下含有されていることを特徴とする請求項３記載の波長変換部材。
【請求項５】
前記無機粒子は、平均粒子径が１０ｎｍ以上２０ｎｍ以下のＡｌ２Ｏ３粒子であり、前記無機材料に対して６．０ｗｔ％以上１２．０ｗｔ％以下含有されることを特徴とする請求項３記載の波長変換部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛍光体粒子を含む波長変換部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
蛍光体を用いた発光装置は、ＬＥＤ等の光源からの吸収光によって励起した蛍光体が異なる波長の変換光を放出する現象を利用している。近年、エネルギー効率が高く、小型化、高エネルギー密度に対応しやすい高出力のレーザダイオード（ＬＤ）を励起源として用いたアプリケーションが増えている。
【０００３】
しかし、従来用いられていたエポキシやシリコーンなどに代表される樹脂に蛍光体を分散させた構造では、レーザ照射箇所の樹脂が焼け焦げてしまい、長寿命化することができなかった。これに対し、樹脂の代わりに無機バインダを使用し、無機材料のみからなる波長変換部材が考案され、レーザをはじめとした高エネルギーの励起源を用いた場合の耐熱性の課題が解決された。
【０００４】
特許文献１は、低融点ガラスをバインダとする蛍光体をＬＥＤチップの周囲に配置し、さらにその周囲を低融点ガラスによる充填部材で充填した面実装型ＬＥＤ素子を開示している。
【０００５】
また、特許文献２は、波長変換部位が、蛍光体と蛍光体よりも粒径の小さな無機微粒子を含有するポリシラザンを原料として作製したセラミック層からなる発光装置を開示している。この発光装置は、ポリシラザン中に無機微粒子を一定量添加することで高温での焼成過程をなくし、また、無機微粒子で空隙を埋めることで水分の浸透を防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２００５３１号公報
【特許文献２】国際公開第２０１１／０７７５４８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記の特許文献に記載されているように、従来技術に用いられる無機バインダは脆性材料であり、波長変換部材作製時の熱処理において、無機バインダ自身の収縮により、無機バインダ内部にクラックが発生したり、蛍光体粒子との間に隙間が発生したりすることがある。これにより、波長変換部材の強度が低下し、蛍光体層の破片飛散や剥離等の破損リスクが増大している。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、蛍光体層の鉛筆硬度を高めることにより、蛍光体層の破片飛散や剥離等の破損リスクを低減できる波長変換部材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】
【０００９】
（１）上記の目的を達成するため、本発明の波長変換部材は、サファイアで形成された基板と、前記基板上に設けられ、蛍光体粒子および透光性の無機材料で形成された蛍光体層と、を備え、前記蛍光体層の鉛筆硬度が５Ｂ以上であることを特徴としている。
【００１０】
このように、蛍光体層の硬度が高いため、蛍光体層が破片となって飛散したり基板から剥離したりするという破損リスクを低減できる。
【００１１】
（２）また、本発明の波長変換部材は、主にアルミニウムで形成された基板と、前記基板上に設けられ、蛍光体粒子および透光性の無機材料で形成された蛍光体層と、を備え、前記蛍光体層の鉛筆硬度が３Ｂ以上であることを特徴としている。このように、蛍光体層の硬度が高いため、蛍光体層が破片となって飛散したり基板から剥離したりするという破損リスクを低減できる。
【００１２】
（３）また、本発明の波長変換部材は、基板と、前記基板上に設けられ、蛍光体粒子および透光性の無機材料で形成された蛍光体層と、を備え、前記無機材料は、前記基板と前記蛍光体粒子とを結合する結合材と、平均粒子径が１０ｎｍ以上６０ｎｍ以下の無機粒子とを含み、前記無機粒子は前記無機材料に対して２．５ｗｔ％以上１７．０ｗｔ％以下含有されることを特徴としている。このように、波長変換部材には、１０ｎｍ以上６０ｎｍ以下の無機粒子が含有されているため、製造工程における無機バインダの収縮量が抑えられ、内部に破壊起点としてのクラックの発生を低減できるため、硬度を向上できる。
【００１３】
（４）また、本発明の波長変換部材は、前記無機粒子が、平均粒子径が１０ｎｍ以上４０ｎｍ以下のＳｉＯ２粒子であり、前記無機材料に対して２．５ｗｔ％以上６．０ｗｔ％以下含有されていることを特徴としている。これにより、製造工程における無機バインダの収縮量が抑えられ、硬度を向上できる。
【００１４】
（５）また、本発明の波長変換部材は、前記無機粒子が、平均粒子径が１０ｎｍ以上２０ｎｍ以下のＡｌ２Ｏ３粒子であり、前記無機材料に対して６．０ｗｔ％以上１２．０ｗｔ％以下含有されることを特徴としている。これにより、製造工程における無機バインダの収縮量が抑えられ、硬度を向上できる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、波長変換部材の蛍光体層の硬度が高いため、蛍光体層が破片となって飛散したり基板から剥離したりするという破損リスクを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】（ａ）、（ｂ）それぞれ、本発明の波長変換部材を表す模式図である。
【図２】本発明の波長変換部材の製造方法を示すフローチャートである。
【図３】基板がサファイアで形成された波長変換部材の鉛筆硬度試験の条件および結果を表す表である。
【図４】基板がアルミニウムと銀で形成された波長変換部材の鉛筆硬度試験の条件および結果を表す表である。
【図５】（ａ）、（ｂ）それぞれ、実施例および比較例の波長変換部材のＳＥＭによる断面写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
次に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。なお、構成図において、各構成要素の大きさは概念的に表したものであり、必ずしも実際の寸法比率を表すものではない。
【００１８】
［波長変換部材の構成］
図１（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、本発明の波長変換部材１０を表す模式図である。波長変換部材１０は、基板１２上に蛍光体層１４が形成されている。波長変換部材１０は、光源から照射された吸収光を透過または反射させつつ、吸収光により励起して波長の異なる光を発生させる。例えば、青色光の吸収光を透過または反射させつつ、蛍光体層１４で変換された緑と赤や黄色の変換光を放射させて、変換光と吸収光を合わせて、または、変換光のみを利用し、様々な色の光に変換できる。
【００１９】
基板１２の材料は、サファイア、アルミニウム、ガラス等を用いることができる。透過型の基板は、透光性を有する材料で製造する。反射型の基板は、基板のすべてを、光を反射する材料で製造することもできるが、透光性を有する材料の一面に光を反射する材料をメッキなどで設けてもよい。発光強度の観点から、光が透過する部分は少なくとも吸収光を吸収しにくい材料とする。また、高エネルギーの光が照射されて温度が高くなるので、熱伝導性が高い方がよい。透過型の基板の材料は、サファイアであることが好ましい。熱伝導性が高く、透光性が高いからである。また、反射型の基板の材料は、アルミニウムであることが好ましい。熱伝導性が高く、光の反射率が高いからである。アルミニウムの表面に例えば銀がメッキまたは蒸着されていてもよい。また、基板１２は板状であることが好ましい。
【００２０】
蛍光体層１４は、基板１２上に膜として設けられ、蛍光体粒子１６および無機材料２２により形成されている。なお、図１（ｂ）では、蛍光体層１４のうち、蛍光体粒子１６以外の部分は無機粒子１８および結合材２０であり、模式的に無機粒子１８をドットで表している。無機材料２２は、無機粒子１８および結合材２０により形成されているが、無機粒子１８の材料として結合材２０を構成する物質と同じ物質を使用したときは、図１（ａ）に表したように、無機粒子１８および結合材２０が一体化して区別がつかなくなることがある。また、図１（ｂ）に表したように、無機粒子１８と結合材２０とが区別がつくこともある。
【００２１】
結合材２０は、蛍光体粒子１６、無機粒子１８および基板１２を結合している。このように、放熱材として機能する基板１２と接合しているため効率よく放熱でき、高エネルギー密度の光の照射に対して、蛍光体の温度消光を抑制できる。蛍光体層１４の厚さは、２μｍ以上４００μｍ以下であればよく、５μｍ以上２００μｍ以下であることが好ましい。
【００２２】
蛍光体粒子１６は、例えばイットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体（ＹＡＧ系蛍光体）およびルテチウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体（ＬＡＧ系蛍光体）を用いることができる。その他、蛍光体粒子１６は、発光させる色の設計に応じて以下のような材料から選択できる。例えば、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ、ＺｎＳ：Ａｇ，Ｃｌ、ＢａＡｌ２Ｓ４：ＥｕあるいはＣａＭｇＳｉ２Ｏ６：Ｅｕなどの青色系蛍光体、Ｚｎ２ＳｉＯ４：Ｍｎ、（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ３：Ｔｂ、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ、（Ｍ１）２ＳｉＯ４：Ｅｕ、（Ｍ１）（Ｍ２）２Ｓ：Ｅｕ、（Ｍ３）３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ、ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ、ＣａＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ、（Ｍ１）Ｓｉ２Ｏ２Ｎ：Ｅｕあるいは（Ｂａ，Ｓｒ，Ｍｇ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ，Ｍｎなどの黄色または緑色系蛍光体、（Ｍ１）３ＳｉＯ５：Ｅｕあるいは（Ｍ１）Ｓ：Ｅｕなどの黄色、橙色または赤色系蛍光体、（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ３：Ｅｕ，Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ、（Ｍ１）２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ、（Ｍ１）ＡｌＳｉＮ３：ＥｕあるいはＹＰＶＯ４：Ｅｕなどの赤色系蛍光体が挙げられる。なお、上記化学式において、Ｍ１は、Ｂａ，Ｃａ，ＳｒおよびＭｇからなる群のうちの少なくとも１つが含まれ、Ｍ２は、ＧａおよびＡｌのうちの少なくとも１つが含まれ、Ｍ３は、Ｙ、Ｇｄ、ＬｕおよびＴｅからなる群のうち少なくとも１つが含まれる。なお、上記の蛍光体粒子１６は一例であり、波長変換部材１０に用いられる蛍光体粒子１６が必ずしも上記に限られるわけではない。
【００２３】
結合材２０は、無機バインダが加水分解または酸化されて形成されたものであり、透光性を有する無機材料により構成されている。結合材２０は、例えばシリカ（ＳｉＯ２）、リン酸アルミニウムで構成される。結合材２０は無機材料からなるので、レーザダイオード等の高エネルギーの光が照射されても変質しない。また、結合材２０は透光性を有するので、吸収光や変換光を透過させることができる。無機バインダとしては、エチルシリケート、リン酸アルミニウム水溶液等を用いることができる。
【００２４】
無機粒子１８は、製造工程において無機バインダに添加されることにより、製造工程における無機バインダの収縮量が抑えられ、内部に破壊起点としてのクラックの発生を低減できるため、蛍光体層１４の硬度を向上できる。無機粒子１８は、近紫外から近赤外において、光学的に透光性を持ち、無機粒子１８による光の散乱を軽減するため、用いる光源の光（吸収光）の波長よりも十分に小さい粒子径を有する。例えば、吸収光の波長の１０分の１以下の平均粒子径とするとよい。
【００２５】
無機粒子１８は、結合材２０を構成する物質と同一の物質からなるものでもよいし、異なる物質からなるものでもよい。無機粒子１８は、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２またはＴｉＯ２からなる群から１種以上が選択され用いられるのが好ましい。無機粒子１８の平均粒子径は、１０ｎｍ以上６０ｎｍ以下である。小さすぎると一次粒子の凝集が発生し、良好な分散状態が得られなく、大きすぎると光の散乱が顕著となるため光学特性に影響が出るからである。また、無機粒子の形状は球状に近いものほど好ましく、粒度分布は狭く最大粒子径が１００ｎｍ以下の粒子で構成されているものが好ましい。
【００２６】
例えば、無機粒子１８としてＳｉＯ２粒子を用いるときは、平均粒子径は、１０ｎｍ以上４０ｎｍ以下であるとより好ましい。また、無機粒子１８としてＡｌ２Ｏ３粒子を用いるときは、平均粒子径は、１０ｎｍ以上２０ｎｍ以下であるとより好ましい。
【００２７】
無機粒子１８は、蛍光体層１４から蛍光体粒子１６を除いた質量（結合材２０と無機粒子１８を合わせた無機材料２２の質量）のうち、２．５ｗｔ％以上１７．０ｗｔ％以下含まれる。また、例えば、無機粒子１８としてＳｉＯ２粒子を用いるときは、２．５ｗｔ％以上６．０ｗｔ％以下含まれるとより好ましい。また、無機粒子１８としてＡｌ２Ｏ３粒子を用いるときは、６．０％以上１２．０％以下含まれるとより好ましい。
【００２８】
なお、透光性を有する物質とは、０．５ｍｍの対象物質に対して、可視光の波長領域（λ＝３８０〜７８０ｎｍ）で光を垂直に入射したとき、反対側から抜けた光の放射束が入射光の８０％を超える特性を有する物質をいう。
【００２９】
本発明の波長変換部材１０は、光源と組み合わせることで、発光装置を構成できる。波長変換部材１０は、蛍光体層１４が無機材料２２からなるので、光源として例えば、高出力のレーザダイオードを用いることができ、高出力の発光装置を構成できる。また、蛍光体層１４の表面硬度が高いので、長寿命の発光装置を構成できる。
【００３０】
［波長変換部材の製造方法］
波長変換部材の製造方法の一例を説明する。図２は、本発明の波長変換部材の製造方法を示すフローチャートである。最初に印刷用ペーストを作製する。まず、蛍光体粒子を準備する（ステップＳ１）。蛍光体粒子には、例えばＹＡＧ、ＬＡＧ等の粒子を用いることができる。蛍光体粒子の平均粒子径は、１μｍ以上３０μｍ以下であり、５μｍ以上２０μｍ以下であることが好ましい。なお、本明細書において平均粒子径とは、メジアン径（Ｄ５０）である。平均粒子径は、レーザ回折／散乱式粒子径分布測定装置の乾式測定または湿式測定を用いて計測することができる。
【００３１】
次に、準備した蛍光体粒子を溶剤に分散させ、無機粒子および無機バインダと混合し、印刷用ペーストを作製する（ステップＳ２）。混合にはボールミル等を用いることができる。溶剤は、α−テルピネオール、ブタノール、イソホロン、グリセリン等の高沸点溶剤を用いることができる。
【００３２】
また、無機バインダは、エチルシリケート等の有機シリケートであることが好ましい。有機シリケートを用いることで無機粒子が分散し、適切な粘度の印刷用ペーストを作製することができる。例えば、無機バインダとしてエチルシリケートを用いるときは、水および触媒の質量に対して、エチルシリケートを１０ｗｔ％以上１５０ｗｔ％以下、好ましくは３０ｗｔ％以上１００ｗｔ％以下の質量とする。その他、無機バインダは、加水分解あるいは酸化により酸化ケイ素となる酸化ケイ素前駆体、ケイ酸化合物、シリカ、およびアモルファスシリカからなる群のうちの少なくとも１種を含む原料を、常温で反応させるか、または、５００℃以下の温度で熱処理することにより得られたものであってもよい。酸化ケイ素前駆体としては、例えば、ペルヒドロポリシラザン、エチルシリケート、メチルシリケートを主成分としたものが挙げられる。
【００３３】
混合する無機粒子の量は、無機バインダの質量に対して、内割で１．０ｗｔ％以上７．５ｗｔ％以下である。このような割合で無機バインダと無機粒子を混合することで、無機粒子を分散させた適切な粘度の印刷用ペーストを作製できる。また、例えば、無機粒子としてＳｉＯ２粒子を用いるときは、混合する量は、１．０ｗｔ％以上２．５ｗｔ％以下であるとより好ましい。また、無機粒子としてＡｌ２Ｏ３粒子を用いるときは、混合する量は、２．５ｗｔ％以上５．０ｗｔ％以下であるとより好ましい。
【００３４】
印刷用ペーストの作製後、基板上に印刷用ペーストを塗布してペースト層を形成する（ステップＳ３）。印刷用ペーストの塗布は、スクリーン印刷法、スプレー法、ディスペンサーによる描画法、インクジェット法を用いることができる。スクリーン印刷法を用いると、厚さの薄いペースト層を安定的に形成できるので好ましい。ペースト層の厚さは、１０μｍ以上２００μｍ以下であることが好ましい。
【００３５】
そして、ペースト層を形成した基板を焼成し、蛍光体層を作製する（ステップＳ４）。焼成温度は、１５０℃以上５００℃以下であることが好ましく、焼成時間は、０．５時間以上２．０時間以下であることが好ましい。また、昇温速度は、５０℃／ｈ以上２００℃／ｈ以下であることが好ましい。また、焼成前に乾燥工程を設けてもよい。
【００３６】
このような製造工程により、表面硬度が高く、蛍光体層の破片飛散や剥離等の破損リスクを低減できる波長変換部材を容易に製造できる。また、本発明の波長変換部材は、蛍光体層が無機材料からなるので、高出力のレーザダイオードを励起源として用いた発光装置に好適に使用でき、蛍光体層の表面硬度が高いので、長寿命の発光装置を構成できる。
【００３７】
［実施例および比較例］
（試料の作製方法）
蛍光体粒子（ＹＡＧ粒子）とα−テルピネオール（溶剤）を混合して分散材を作製した。また、平均粒径７ｎｍ〜１００ｎｍのＳｉＯ２粒子（無機粒子）、または、平均粒径１０ｎｍ〜１００ｎｍのＡｌ２Ｏ３粒子（無機粒子）を用いて、エチルシリケート（無機バインダ）の質量に対して、無機粒子を内割で０〜１０．０ｗｔ％の割合で添加し、混合した混合バインダを作製した。これは、焼成後の含有量の割合では、０〜２１．７ｗｔ％にあたる。なお、平均粒径７ｎｍ未満のＳｉＯ２粒子および平均粒径１０ｎｍ未満のＡｌ２Ｏ３粒子は実験を行わなかったが、その理由は、これらの粒子は作製が困難であるかまたは平均粒径が小さすぎるので凝集すると考えられるためである。
【００３８】
次に、作製した分散材の質量に対して、混合バインダを内割で５０ｗｔ％の割合で混合した印刷用ペーストを作製した。そして、スクリーン印刷法を用いてサファイア基板および主にアルミニウムと銀で形成された基板（Alanod製 MIRO2 SILVER）に印刷用ペーストを３０μｍの厚さになるよう塗布した。塗布後に１００℃で２０分乾燥させた後、無機バインダで封孔処理をした。最後に１５０℃／ｈで３５０℃まで昇温し、３０分焼成して試料が完成した。
【００３９】
（試料の評価方法）
図３および図４は、それぞれ基板がサファイアおよびアルミニウムと銀で形成された波長変換部材の鉛筆硬度試験の条件および結果を表す表である。鉛筆硬度試験は、ＪＩＳ  Ｋ５６００−５−４の引っかき硬度（鉛筆法）による試験を実施して蛍光体層の膜の強度を測定した。
【００４０】
基板がサファイアで形成されナノ粒子（無機粒子）がＳｉＯ２のときは、ナノ粒子の平均粒径が１０ｎｍ以上６０ｎｍ以下で、ナノ粒子含有量が２．５ｗｔ％以上１６．９ｗｔ％以下の試料は、基板がサファイアでナノ粒子を含有しない試料に比べて、全て鉛筆硬度が高くなった。特に、平均粒径が１０〜４０ｎｍ、ナノ粒子含有量が２．５〜６．０ｗｔ％の試料は鉛筆硬度がより高くなった。
【００４１】
基板がサファイアで形成されナノ粒子がＡｌ２Ｏ３のときは、ナノ粒子の平均粒径が１０ｎｍ以上６０ｎｍ以下で、ナノ粒子含有量が２．５ｗｔ％以上１６．９ｗｔ％以下の試料は、基板がサファイアでナノ粒子を含有しない試料に比べて、全て鉛筆硬度が高くなった。特に、平均粒径が１０〜２０ｎｍ、ナノ粒子含有量が６．０〜１１．６ｗｔ％の試料は鉛筆硬度がより高くなった。
【００４２】
基板がアルミニウムと銀で形成されナノ粒子がＳｉＯ２のときは、ナノ粒子の平均粒径が１０ｎｍ以上６０ｎｍ以下で、ナノ粒子含有量が２．５ｗｔ％以上１６．９ｗｔ％以下の試料は、基板がアルミニウムと銀でナノ粒子を含有しない試料に比べて、全て鉛筆硬度が高くなった。特に、平均粒径が１０〜４０ｎｍ、ナノ粒子含有量が２．５〜６．０ｗｔ％の試料は鉛筆硬度がより高くなった。
【００４３】
基板がアルミニウムと銀で形成されナノ粒子がＡｌ２Ｏ３のときは、ナノ粒子の平均粒径が１０ｎｍ以上６０ｎｍ以下で、ナノ粒子含有量が２．５ｗｔ％以上１６．９ｗｔ％以下の試料は、基板がアルミニウムと銀でナノ粒子を含有しない試料に比べて、全て鉛筆硬度が高くなった。特に、平均粒径が１０〜２０ｎｍ、ナノ粒子含有量が６．０〜１１．６ｗｔ％の試料は鉛筆硬度がより高くなった。
【００４４】
この数値範囲外でも鉛筆硬度が高い試料があった。また、ナノ粒子がＳｉＯ２で、ナノ粒子含有量が２１．７ｗｔ％のときは、基板および平均粒径に関わらず、印刷が困難になったため、鉛筆硬度の測定ができなかった。
【００４５】
ナノ粒子毎に結果をまとめると、ナノ粒子がＳｉＯ２のときは、平均粒径が１０〜４０ｎｍ、ナノ粒子含有量が２．５〜６．０ｗｔ％の試料は鉛筆硬度がより高くなった。したがって、ナノ粒子がＳｉＯ２のときは、基板の材料に関わらず、平均粒径が１０〜４０ｎｍ、ナノ粒子含有量が２．５〜６．０ｗｔ％の範囲であることがより好ましい。
【００４６】
また、ナノ粒子がＡｌ２Ｏ３のときは、平均粒径が１０〜２０ｎｍ、ナノ粒子含有量が６．０〜１１．６ｗｔ％の試料は鉛筆硬度がより高くなった。したがって、ナノ粒子がＡｌ２Ｏ３のときは、基板の材料に関わらず、平均粒径が１０〜２０ｎｍ、ナノ粒子含有量が６．０〜１２．０ｗｔ％の範囲であることがより好ましい。
【００４７】
図５（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、実施例および比較例の波長変換部材のＳＥＭによる断面写真である。図５（ａ）は、サファイア基板に、平均粒径１２ｎｍのＳｉＯ２粒子を、焼成後６．０％含有するように添加して作製した波長変換部材の断面のＳＥＭ写真である。また、図５（ｂ）は、サファイア基板に、無機粒子を添加しないで作製した波長変換部材の断面のＳＥＭ写真である。これらによると、無機粒子を添加した波長変換部材（実施例）の蛍光体層は、無機粒子を添加しない波長変換部材（比較例）の蛍光体層に比べて、クラックの数が少なく、大きさも小さくなっていることがわかる。つまり、蛍光体層の無機材料に無機粒子が含まれることにより、クラックの発生を低減できる。
【００４８】
以上の結果によって、本発明の波長変換部材は、蛍光体層の硬度が高いため、蛍光体層が破片となって飛散したり基板から剥離したりするという破損リスクを低減できる波長変換部材である。
【符号の説明】
【００４９】
１０  波長変換部材
１２  基板
１４  蛍光体層
１６  蛍光体粒子
１８  無機粒子
２０  結合材
２２  無機材料
【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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