(57)【要約】【課題】蛍光体粒子への光の入射効率及び蛍光体粒子から放射される光の取り出し効率のより一層の向上を図ると共に、防湿性も向上させた波長変換粒子を提供する。【解決手段】本発明の波長変換粒子は、アルカリ土類金属を含有する蛍光体粒子と、蛍光体粒子の表面を覆い、かつ、アルカリ土類金属の硫酸塩、ホウ酸塩及びチタン酸塩からなる群より選ばれる少なくとも一つを主成分とする被膜とを備える。これにより、被膜と蛍光体粒子及び透光性媒体との界面における光の反射を抑制し、蛍光体粒子への光の入射効率及び蛍光体粒子からの光の取り出し効率を向上させることができる。さらに蛍光体と水分との接触を防ぎ、蛍光体の劣化を抑制することが可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルカリ土類金属を含有する蛍光体粒子と、
前記蛍光体粒子の表面を覆い、かつ、前記アルカリ土類金属の硫酸塩、ホウ酸塩及びチタン酸塩からなる群より選ばれる少なくとも一つを主成分とする被膜と、
を備えることを特徴とする波長変換粒子。
【請求項２】
前記被膜の厚みは、５ｎｍ以上１０００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の波長変換粒子。
【請求項３】
前記アルカリ土類金属は、ストロンチウム又はバリウムであることを特徴とする請求項１又は２に記載の波長変換粒子。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の波長変換粒子と、
前記蛍光体粒子よりも屈折率が小さい透光性媒体と、
を備え、
前記波長変換粒子は、前記透光性媒体の内部に分散していることを特徴とする波長変換部材。
【請求項５】
発光ダイオードチップと、
前記発光ダイオードチップからの放射光の少なくとも一部を前記放射光よりも長波長の光に変換する、請求項４に記載の波長変換部材と、
を備え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、光を吸収して当該光とは異なる波長の光を放出する波長変換粒子、前記波長変換粒子を備える波長変換部材、及び前記波長変換部材を備える発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、発光ダイオードチップ（ＬＥＤチップ）を備える発光ダイオードランプ（ＬＥＤランプ）は、信号灯や携帯電話機、各種の電飾、車載用表示器、各種の表示装置など、多くの分野で利用されている。また、ＬＥＤチップから放射された光により励起して長波長の光を放射する蛍光体とＬＥＤチップとを組み合わせることにより、ＬＥＤチップの発光色とは異なる色合いの発光を実現する発光装置の研究開発が行われている。
【０００３】
この種の発光装置としては、例えば、ＬＥＤチップと蛍光体とを組み合わせて白色の発光を実現する白色発光装置の商品化がなされている。白色発光装置としては、例えば、蛍光体粒子を含有する波長変換粒子を媒体中に分散させてなる波長変換部材と、半導体発光素子と組み合わせた発光装置が提案されている（例えば、特許文献１及び２参照）。
【０００４】
特許文献１に記載の波長変換粒子は、蛍光体粒子を酸化アルミニウムや酸化マグネシウムからなる被膜で覆っている。そして、前記被膜の材料は、蛍光体粒子と透光性媒体の略中間の屈折率を有している。これにより、ＬＥＤチップから放射される光の蛍光体粒子内部への入射効率及び蛍光体粒子から放射される光の取り出し効率の向上が図られている。
【０００５】
特許文献２に記載の蛍光体は、アルカリ土類金属を含有する蛍光体の表面をフッ化物で表面処理している。このように、蛍光体の表面にアルカリ土類金属のフッ化物を形成することで、当該蛍光体における蛍光特性の低下の抑制と防湿性の改善が図られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１５０５１８号公報
【特許文献２】特開２０１３−７１９８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１のように、波長変換粒子として酸化アルミニウム等からなる被膜で覆った蛍光体粒子を使用したとしても、蛍光体粒子内部への入射効率及び蛍光体粒子からの取り出し効率がいまだ十分とはいえなかった。
【０００８】
また、特許文献２の表面処理蛍光体において、被膜を構成するアルカリ土類金属のフッ化物は屈折率が低いため、蛍光体から放射される光の取り出し効率が低下する恐れがあった。また、フッ化物は一般的に取扱性が悪いため、表面処理蛍光体の生産性が悪化する恐れがあった。
【０００９】
本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものである。そして、本発明の目的は、蛍光体粒子への光の入射効率及び蛍光体粒子から放射される光の取り出し効率のより一層の向上を図ると共に、防湿性も向上させた波長変換粒子を提供することにある。さらに本発明の目的は、当該波長変換粒子を備える波長変換部材、及び波長変換部材を備える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】
【００１０】
本発明の第１の態様に係る波長変換粒子は、アルカリ土類金属を含有する蛍光体粒子と、蛍光体粒子の表面を覆い、かつ、アルカリ土類金属の硫酸塩、ホウ酸塩及びチタン酸塩からなる群より選ばれる少なくとも一つを主成分とする被膜とを備える。
【００１１】
本発明の第２の態様に係る波長変換粒子は、第１の態様に係る波長変換粒子において、被膜の厚みは５ｎｍ以上１０００ｎｍ以下である。
【００１２】
本発明の第３の態様に係る波長変換粒子は、第１又は第２の態様に係る波長変換粒子において、アルカリ土類金属はストロンチウム又はバリウムである。
【００１３】
本発明の第４の態様に係る波長変換部材は、第１乃至第３のいずれかの態様に係る波長変換粒子と、蛍光体粒子よりも屈折率が小さい透光性媒体とを備え、波長変換粒子は透光性媒体の内部に分散している。
【００１４】
本発明の第５の態様に係る発光装置は、発光ダイオードチップと、発光ダイオードチップからの放射光の少なくとも一部を放射光よりも長波長の光に変換する、第４の態様に係る波長変換部材とを備える。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の波長変換粒子は、アルカリ土類金属の硫酸塩、ホウ酸塩及びチタン酸塩からなる群より選ばれる少なくとも一つを主成分とする被膜３を備える。このような被膜の屈折率は蛍光体粒子と透光性媒体の中間値であることから、被膜と蛍光体粒子及び透光性媒体との界面における光の反射を抑制し、蛍光体粒子への光の入射効率及び蛍光体粒子からの光の取り出し効率を向上させることができる。さらにアルカリ土類金属の硫酸塩、ホウ酸塩及びチタン酸塩は水に難溶であることから、蛍光体と水分との接触を防ぎ、蛍光体の劣化を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係る波長変換粒子及び波長変換部材を示す概略図である。
【図２】本発明の実施形態に係る発光装置を示す、一部破断した分解斜視図である。
【図３】本発明の実施形態に係る発光装置を示す断面図である。
【図４】実施例の波長変換粒子を示す走査型電子顕微鏡写真である。（ａ）は実施例の波長変換粒子を示し、（ｂ）は（ａ）の拡大写真であり、（ｃ）は実施例の波長変換粒子の断面を示す。
【図５】比較例１の波長変換粒子を示す走査型電子顕微鏡写真である。（ａ）は比較例１の波長変換粒子を示し、（ｂ）は（ａ）の拡大写真であり、（ｃ）は比較例１の波長変換粒子の断面を示す。
【図６】実施例及び比較例１の波長変換粒子の表面を、エネルギー分散型Ｘ線分光法（ＥＤＸ）に測定した結果を示し、（ａ）は実施例の波長変換粒子の測定結果を示し、（ｂ）は比較例１の波長変換粒子の測定結果を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
［波長変換粒子］
以下、本発明の実施形態に係る波長変換粒子、波長変換部材及び発光装置について、図面に基づき詳細に説明する。なお、図面の寸法比率は説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。
【００１８】
本発明の実施形態に係る波長変換粒子は、入射した励起光を吸収して励起光よりも長波長の光を放射する機能を有する。そして、波長変換粒子１は、図１に示すように、アルカリ土類金属を含有する蛍光体粒子２と、蛍光体粒子２の表面を覆い、かつ、アルカリ土類金属の硫酸塩、ホウ酸塩及びチタン酸塩からなる群より選ばれる少なくとも一つを主成分とする被膜３とを備える。
【００１９】
波長変換粒子１がこのような被膜３を備えていると、後述するように、波長変換粒子１が透光性媒体４中に分散した場合、被膜３と透光性媒体４との界面における光の反射を抑制することができる。加えて、被膜３と蛍光体粒子２との界面における光の反射も抑制することができる。すなわち、アルカリ土類金属を含有する蛍光体粒子２の屈折率は例えば１．８であり、透光性媒体４の屈折率は例えば１．４である。そして、アルカリ土類金属の硫酸塩、ホウ酸塩及びチタン酸塩からなる群より選ばれる少なくとも一つを主成分とする被膜３の屈折率は、例えば１．４〜１．８である。このように、被膜３の屈折率を蛍光体粒子２の屈折率と透光性媒体４の屈折率の中間値とすることよって、被膜３と蛍光体粒子２及び透光性媒体４との界面における光の反射を抑制することができる。その結果、蛍光体粒子２への光の入射効率及び蛍光体粒子２から放射される光の取り出し効率を向上させることが可能となる。また、アルカリ土類金属の硫酸塩、ホウ酸塩及びチタン酸塩は、発光装置に使用される発光ダイオードチップから発せられる青色光領域の吸収が少ない材料であるため、被膜３の材料として特に好適である。
【００２０】
ここで、アルカリ土類金属を含有する蛍光体は、空気中の水蒸気や水分によって表面が分解して劣化しやすいため、大気中で長期間使用した場合に、発光強度の低下や色調の変化が起こりやすい。しかし、アルカリ土類金属の硫酸塩、ホウ酸塩及びチタン酸塩は、水に難溶の化合物である。そのため、蛍光体粒子２の表面を、アルカリ土類金属の硫酸塩、ホウ酸塩及びチタン酸塩からなる群より選ばれる少なくとも一つを主成分とする被膜３で覆うことにより、蛍光体と水分との接触を防ぎ、蛍光体の劣化を抑制することが可能となる。
【００２１】
蛍光体粒子２及び被膜３に含有されるアルカリ土類金属としては、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）及びバリウム（Ｂａ）からなる群より選ばれる少なくとも一つを用いることができる。
【００２２】
蛍光体粒子２の材料はアルカリ土類金属を含有する限り特に限定されるものではないが、蛍光体粒子２は、アルカリ土類金属の珪酸塩を含有することが好ましい。アルカリ土類金属の珪酸塩を含有する蛍光体としては、例えば、母体の結晶構造が、Ｍ３ＳｉＯ５又はＭ２ＳｉＯ４の結晶構造と実質的に同じ構造を有する蛍光体が挙げられる。なお、ＭはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ及びＢａからなる群より選ばれる少なくとも一種を表している。「Ｍ３ＳｉＯ５又はＭ２ＳｉＯ４の結晶構造と実質的に同じ構造」とは、Ｘ線回折法で測定した場合に、Ｍ３ＳｉＯ５又はＭ２ＳｉＯ４と同様なＸ線回折パターンを有することを意味する。
【００２３】
アルカリ土類金属の珪酸塩を含有する蛍光体は、付活剤としてＦｅ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｂｉ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ及びＹｂからなる群より選ばれる少なくとも一種の元素を含有することが好ましい。また、当該蛍光体は、アルカリ土類金属以外の金属元素、例えば、Ｚｎ、Ｇａ、Ａｌ、Ｙ、Ｇｄ及びＴｂを含有してもよい。さらに当該蛍光体は、少量のハロゲン元素（例えば、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ）、硫黄（Ｓ）又はリン（Ｐ）を含有してもよい。アルカリ土類金属以外の金属元素、ハロゲン元素、硫黄及びリンは、一つの元素を単独で用いてもよく、二つ以上の元素を併用してもよい。
【００２４】
アルカリ土類金属の珪酸塩を含有する蛍光体の例としては、例えば、一般式（１）のような組成を有する橙色蛍光体や、一般式（２）のような組成を有する橙色蛍光体等が挙げられる。
【００２５】
（Ｓｒ１−ｘＭｘ）ｙＳｉＯ５：Ｅｕ２＋  （１）
式（１）中、ＭはＢａ、Ｃａ、Ｍｇ及びＺｎからなる群より選ばれる少なくとも一種の金属である。さらに０≦ｘ＜１．０であり、２．６≦ｙ≦３．３である。
【００２６】
（Ｓｒ１−ｘＭｘ）ｙＳｉＯ５：Ｅｕ２＋Ｄ  （２）
式（２）中、ＭはＢａ、Ｃａ、Ｍｇ及びＺｎからなる群より選ばれる少なくとも一種の金属である。ＤはＦ、Ｃｌ及びＢｒからなる群より選ばれるハロゲンアニオンである。さらに０≦ｘ＜１．０であり、２．６≦ｙ≦３．３である。
【００２７】
また、アルカリ土類金属の珪酸塩を含有する蛍光体の他の例として、一般式（３）のような組成を有する緑色又は黄色蛍光体や、一般式（４）のような組成を有する緑色又は黄色蛍光体等が挙げられる。
【００２８】
（Ｓｒ１−ｘＭｘ）ｙＳｉＯ４：Ｅｕ２＋  （３）
式（３）中、ＭはＢａ、Ｃａ、Ｍｇ及びＺｎからなる群より選ばれる少なくとも一種の金属であり、０≦ｘ＜１．０であり、１．８≦ｙ≦２．２である。
【００２９】
（Ｓｒ１−ｘＭｘ）ｙＳｉＯ４：Ｅｕ２＋Ｄ  （４）
式（４）中、ＭはＢａ、Ｃａ、Ｍｇ及びＺｎからなる群より選ばれる少なくとも一種の金属である。ＤはＦ、Ｃｌ及びＢｒからなる群より選ばれるハロゲンアニオンである。さらに０≦ｘ＜１．０であり、１．８≦ｙ≦２．２である。
【００３０】
上記蛍光体の具体例としては、例えば、Ｓｒ３ＳｉＯ５：Ｅｕ２＋、（Ｓｒ０．９Ｍｇ０．０２５Ｂａ０．０７５）３ＳｉＯ５：Ｅｕ２＋、（Ｓｒ０．９Ｍｇ０．０５Ｂａ０．０５）２．７ＳｉＯ５：Ｅｕ２＋等の橙色蛍光体が挙げられる。また、（Ｓｒ０．９Ｍｇ０．０２５Ｂａ０．０７５）３ＳｉＯ５：Ｅｕ２＋、（Ｓｒ０．９Ｂａ０．１）３ＳｉＯ５：Ｅｕ２＋、Ｓｒ０．９７ＳｉＯ５：Ｅｕ２＋Ｆ等の橙色蛍光体が挙げられる。（Ｓｒ０．９Ｍｇ０．１）２．９ＳｉＯ５：Ｅｕ２＋Ｆ、（Ｓｒ０．９Ｃａ０．１）３．０ＳｉＯ５：Ｅｕ２＋Ｆの等の橙色蛍光体も挙げられる。
【００３１】
また、（Ｓｒ０．４Ｂａ０．６）２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋、（Ｓｒ０．３Ｂａ０．７）２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋、（Ｓｒ０．２Ｂａ０．８）２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋、（Ｓｒ０．５７Ｂａ０．４Ｍｇ０．０３）２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋Ｆ等の緑色蛍光体が挙げられる。（Ｓｒ０．６Ｂａ０．４）２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋Ｃｌ、（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）２（Ｍｇ，Ｚｎ）Ｓｉ２Ｏ７：Ｅｕ２＋等の緑色蛍光体も挙げられる。さらに、（Ｓｒ０．７Ｂａ０．３）２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋Ｆ、（Ｓｒ０．９Ｂａ０．１）２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋等の黄色蛍光体が挙げられる。０．７２［（Ｓｒ１．０２５Ｂａ０．９２５Ｍｇ０．０５）Ｓｉ１．０３Ｏ４Ｅｕ０．０５Ｆ０．１２］・０．２８［Ｓｒ３Ｓｉ１．０２Ｏ５Ｅｕ０．６Ｆ０．１３］等の黄色蛍光体も挙げられる。加えて、Ｂａ２ＭｇＳｉ２Ｏ７：Ｅｕ２＋、Ｂａ２ＺｎＳｉ２Ｏ７：Ｅｕ２＋等の青色蛍光体が挙げられる。
【００３２】
蛍光体粒子２の平均粒子径（メディアン径、Ｄ５０）は特に限定されない。ただ、蛍光体粒子２の平均粒子径が大きい方が蛍光体粒子中の欠陥密度が小さくなり、発光時のエネルギー損失が少なくなるため、発光効率が高くなる。このため、発光効率を向上させる観点から、蛍光体粒子２の平均粒子径は１μｍ以上であることが好ましく、５μｍ以上であれば更に好ましい。特に蛍光体粒子２の平均粒子径は８μｍ〜５０μｍの範囲であることが好ましい。なお、蛍光体粒子２の平均粒子径はレーザー回折式粒度分布測定装置を用いて、レーザー回折・散乱法により求めることができる。
【００３３】
被膜３の主成分となり得るアルカリ土類金属の硫酸塩としては、例えば硫酸バリウム（ＢａＳＯ４、屈折率：１．６４）や硫酸ストロンチウム（ＳｒＳＯ４、屈折率：１．６３）などが挙げられる。また、アルカリ土類金属のホウ酸塩としては、メタホウ酸バリウム（ＢａＢ２Ｏ４）やホウ酸ストロンチウム（ＳｒＢ２Ｏ４）などが挙げられる。これらの材料は透明であり、さらに屈折率も１．６程度であることから、被膜３の主成分として使用した場合、被膜３と蛍光体粒子２及び透光性媒体４との界面における光の反射を抑制することができる。さらに、これらの塩は水に難溶であることから、蛍光体と水分との接触を防ぎ、蛍光体の劣化を抑制することができる。
【００３４】
被膜３の主成分となり得るアルカリ土類金属のチタン酸塩としては、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）やチタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３）、チタン酸バリウムストロンチウム（（ＢａｘＳｒ１−ｘ）ＴｉＯ３）などが挙げられる。これらの材料は透明であり、さらにこれらの塩は水に難溶であることから、蛍光体と水分との接触を防ぎ、蛍光体の劣化を抑制することができる。なお、アルカリ土類金属のチタン酸塩は、屈折率が２．０を超えるときがある。そして、被膜３が当該チタン酸塩のみからなる場合には、被膜３の屈折率が蛍光体粒子２の屈折率と透光性媒体４の屈折率の中間値とならない可能性がある。その場合には、上述のアルカリ土類金属の硫酸塩若しくはホウ酸塩、又は後述する他の酸化物を混合することにより、被膜３の屈折率を蛍光体粒子２の屈折率と透光性媒体４の屈折率の中間値（例えば１．４〜１．８）とすることが好ましい。これにより、被膜３と蛍光体粒子２及び透光性媒体４との界面における光の反射を抑制することができる。
【００３５】
本実施形態の波長変換粒子１では、アルカリ土類金属の硫酸塩、ホウ酸塩及びチタン酸塩は被膜３の主成分である必要がある。つまり、被膜３におけるアルカリ土類金属の硫酸塩、ホウ酸塩及びチタン酸塩の合計含有量は５０ｍｏｌ％以上である必要がある。ただ、被膜３の屈折率を最適化するために、アルカリ土類金属の硫酸塩、ホウ酸塩及びチタン酸塩以外にも、他の酸化物を混合してもよい。具体的には、当該硫酸塩、ホウ酸塩及びチタン酸塩のほかに、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）などを用いることができる。また、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化ゲルマニウム（ＧｅＯ２）、酸化チタン（ＴｉＯ２）なども用いることができる。そして、アルカリ土類金属の硫酸塩、ホウ酸塩及びチタン酸塩に加え、これらの酸化物を用いることにより、任意の屈折率の被膜３を形成することができる。
【００３６】
上述のように、被膜３において、アルカリ土類金属の硫酸塩、ホウ酸塩及びチタン酸塩の合計含有量は５０ｍｏｌ％以上である必要があるが、８０ｍｏｌ％以上が好ましく、９５ｍｏｌ％以上がより好ましい。上述のように、アルカリ土類金属の硫酸塩、ホウ酸塩及びチタン酸塩は水に難溶な化合物であることから、被膜３中の含有量が多い方が蛍光体粒子２の水分による劣化を抑制できるため、好ましい。
【００３７】
本実施形態の波長変換粒子１では、図１に示すように、被膜３が蛍光体粒子２の表面を略均一な厚みで覆っている。被膜３の厚みｔとしては、５ｎｍ以上１０００ｎｍ以下が好ましく、１０ｎｍ以上５００ｎｍ以下がさらに好ましい。膜厚が５ｎｍ以上の場合には、蛍光体粒子２の表面に凹凸が存在しても、ほぼ均一に被覆することが可能となる。また、膜厚が１０００ｎｍ以下の場合には被膜３に亀裂が入り難く剥離が抑制されるため、光の入射効率及び取り出し効率の低下を抑制することが可能となる。
【００３８】
被膜３の厚みｔは、２０ｎｍ以上５００ｎｍ以下が更に好ましく、１００ｎｍ以上２５０ｎｍ以下が特に好ましい。この範囲とすることにより略均一な被膜となるため、光の入射効率及び取り出し効率をさらに向上させることが可能となる。なお、被膜３の厚みは、例えば、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）により、硫黄（Ｓ）、ホウ素（Ｂ）又はチタン（Ｔｉ）の深さ分析（デプスプロファイル測定）を行うことにより測定することができる。
【００３９】
被膜３は、蛍光体粒子２の表面の全体を覆っていることが最も好ましい。ただ、光の入射効率及び取り出し効率の向上の観点から、被膜３は蛍光体粒子２の表面の少なくとも６０％以上を被覆していることが好ましい。また、被膜３は、蛍光体粒子２の表面の８０％以上を被覆していることが好ましく、９０％以上を被覆していることがより好ましい。被膜３の被覆率が９０％以上の場合には、光の入射効率及び取り出し効率の更なる向上を図ることが可能となる。なお、蛍光体粒子２の表面における被膜３の被覆率は、例えば、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）により、被膜３に含有される硫黄（Ｓ）、ホウ素（Ｂ）又はチタン（Ｔｉ）をワイドスキャン分析することにより測定することができる。
【００４０】
次に、本実施形態の波長変換粒子１の製造方法について説明する。本実施形態の波長変換粒子１における被膜３の形成方法は特に限定されないが、例えば蛍光体粒子２の表面を化学処理することにより形成することができる。具体的には、蛍光体粒子２の表面を硫酸系化合物で処理することにより、アルカリ土類金属の硫酸塩の被膜を形成することができる。また、蛍光体粒子２の表面をホウ酸系化合物で処理することにより、アルカリ土類金属のホウ酸塩の被膜を形成することができる。同様に、蛍光体粒子２の表面をチタン酸系化合物で処理することにより、アルカリ土類金属のチタン酸塩の被膜を形成することができる。
【００４１】
具体的に説明すると、蛍光体粒子２の母体が（Ｂａ，Ｓｒ）２ＳｉＯ４である場合、蛍光体粒子の表面には、アルカリ土類金属であるストロンチウム及びバリウムの水酸化物（Ｓｒ（ＯＨ）２，Ｂａ（ＯＨ）２）が存在する。そして、このストロンチウム及びバリウムの水酸化物を例えば硫酸系化合物である硫酸アンモニウム（（ＮＨ４）２ＳＯ４）で表面処理することにより、以下の反応式（５）及び（６）に示す反応が進行する。その結果、蛍光体粒子２の表面に硫酸バリウム、硫酸ストロンチウムの被膜３を形成することが可能となる。
【００４２】
Ｓｒ（ＯＨ）２＋（ＮＨ４）２ＳＯ４→ＳｒＳＯ４＋２ＮＨ３＋２Ｈ２Ｏ  （５）
Ｂａ（ＯＨ）２＋（ＮＨ４）２ＳＯ４→ＢａＳＯ４＋２ＮＨ３＋２Ｈ２Ｏ  （６）
【００４３】
蛍光体粒子２の表面を化学処理し被膜３を形成する方法としては特に限定されないが、例えば次のような方法が挙げられる。まず、蛍光体粒子２を分散媒に分散させ、蛍光体粒子の分散液を調製する。次に、当該分散液に硫酸系化合物、ホウ酸系化合物及びチタン酸系化合物からなる群より選ばれる少なくとも一つを添加し、攪拌する。この際、蛍光体粒子２と硫酸系化合物、ホウ酸系化合物及びチタン酸系化合物との反応は室温で行ってもよく、反応性を高めるために加熱してもよい。そして、蛍光体粒子２の表面と硫酸系化合物等が反応し、被膜３が形成された後、分散液を濾過等して単離し乾燥することにより、本実施形態の波長変換粒子１を得ることができる。
【００４４】
硫酸系化合物としては、アルカリ土類金属の硫酸塩の被膜を形成することができれば特に限定されないが、上述の硫酸アンモニウムの他に、例えば硫酸、硫酸アルミニウム、硫酸ナトリウム、及び硫酸水素アンモニウム等を使用することができる。また、ホウ酸系化合物としては、アルカリ土類金属のホウ酸塩の被膜を形成することができれば特に限定されないが、例えばホウ酸、メタホウ酸、及びホウ酸アンモニウムを使用することができる。チタン酸系化合物としては、アルカリ土類金属のチタン酸塩の被膜を形成することができれば特に限定されないが、例えばチタンアルコキシドやチタン錯体を使用することができる。なお、硫酸系化合物、ホウ酸系化合物及びチタン酸系化合物は、一つの化合物を単独で用いてもよく、二つ以上の化合物を併用してもよい。
【００４５】
蛍光体粒子２を分散させる分散媒としては、硫酸系化合物、ホウ酸系化合物及びチタン酸系化合物が溶解し、蛍光体粒子を劣化させないものであれば特に限定されない。このような分散媒としては、例えば、メタノール、エタノール及び２−プロパノール等のアルコール類や、エチレングリコール及びグリセリン等の多価アルコールを使用することができる。具体的には、硫酸系化合物として硫酸アンモニウムを使用する場合、硫酸アンモニウムはアルコールへの溶解度が低いことから、例えばエチレングリコールを使用することが好ましい。また、硫酸系化合物として硫酸アルミニウムを使用する場合、硫酸アルミニウムはアルコール類にも溶解し得ることから、メタノール、エタノール及び２−プロパノール等を使用することができる。
【００４６】
このように、本実施形態の波長変換粒子１は、アルカリ土類金属を含有する蛍光体粒子２と、蛍光体粒子２の表面を覆い、かつ、アルカリ土類金属の硫酸塩、ホウ酸塩及びチタン酸塩からなる群より選ばれる少なくとも一つを主成分とする被膜３とを備える。このような被膜３の屈折率は蛍光体粒子２と透光性媒体４の中間値であることから、被膜３と蛍光体粒子２及び透光性媒体４との界面における光の反射を抑制し、蛍光体粒子２への光の入射効率及び蛍光体粒子２からの光の取り出し効率を向上させることができる。さらに、アルカリ土類金属の硫酸塩、ホウ酸塩及びチタン酸塩は水に難溶であることから、蛍光体と水分との接触を防ぎ、蛍光体の劣化を抑制することが可能となる。
【００４７】
また、アルカリ土類金属の硫酸塩、ホウ酸塩及びチタン酸塩は比較的安全性が高い。さらに被膜３は、蛍光体粒子２の表面を化学処理することにより形成することができる。そのため、特殊な生産設備を用いる必要がなく、生産性の向上を図ることが可能となる。
【００４８】
なお、本実施形態の波長変換粒子１は、蛍光体粒子２の周囲に被膜３が形成されているが、この被膜３の周囲にさらに第２の被膜を形成してもよい。なお、第２の被膜は、被膜３の屈折率と透光性媒体４の屈折率との中間の屈折率を有することが好ましく、さらに水に難溶であることが好ましい。このような第２の被膜としては、シリカからなる被膜が好ましい。シリカからなる被膜は屈折率が１．４程度であることから、透光性媒体４との界面における光の反射を抑制し、蛍光体粒子への光の入射効率及び蛍光体粒子からの光の取り出し効率をより向上させることができる。また、シリカは水に難溶であることから、蛍光体の防湿性がさらに向上し、蛍光体の劣化を抑制することが可能となる。
【００４９】
［波長変換部材］
次に、本実施形態の波長変換部材５の一例について説明する。なお、図１に示す波長変換部材の形状は一例であり、特に制限されるものではない。
【００５０】
波長変換部材５は、図１に示すように、上述の波長変換粒子１と、波長変換粒子１における蛍光体粒子よりも屈折率が小さい透光性媒体４とを備える。さらに波長変換粒子１は、透光性媒体４の内部に分散している。このように波長変換粒子１を透光性媒体４の内部に分散させることにより、蛍光体粒子の化学的安定性及び耐熱性を向上させることが可能となる。
【００５１】
透光性媒体４の屈折率は、蛍光体粒子２の屈折率よりも低いことが好ましい。透光性媒体の材質としては、シロキサン結合を有するケイ素化合物、ガラスを用いることが好ましい。これらの材質は、耐熱性及び耐光性、特に青色〜紫外線等の短波長の光に対する耐久性に優れる。そのため、波長変換粒子１に入射される励起光が一般的な青色光から紫外光に亘る波長域の光であっても、透光性媒体４の劣化が抑制される。
【００５２】
ケイ素化合物の例としては、シリコーン樹脂、オルガノシロキサンの加水分解縮合物、オルガノシロキサンの縮合物などが、公知の重合手法により架橋することで生成する複合樹脂が挙げられる。なお、当該重合手法としては、ヒドロシリル化などの付加重合やラジカル重合などを用いることができる。
【００５３】
また、透光性媒体４としては、例えばアクリル樹脂や、有機成分と無機成分とがナノメートルレベル又は分子レベルで混合及び結合されることで形成される有機・無機ハイブリッド材料などが採用されてもよい。
【００５４】
波長変換部材５中の波長変換粒子１の含有量は、波長変換粒子１及び透光性媒体４の種類、波長変換部材５の寸法、波長変換部材５に要求される波長変換能等を考慮して適宜決定される。ただ、波長変換部材５中の波長変換粒子１の含有量は、例えば５質量％〜３０質量％の範囲であることが好ましい。
【００５５】
この波長変換部材５に外部から励起光が照射されると、波長変換粒子１が励起光を吸収して励起光よりも長波長の蛍光を発する。これにより、波長変換部材５を光が透過する際に、この光の波長が波長変換粒子１によって変換される。そして、このように構成される波長変換部材５では、本実施形態に係る波長変換粒子１を備えることで、波長変換粒子１への励起光の入射効率及び波長変換粒子１からの光の取り出し効率（波長変換粒子１の発光効率）を向上させることが可能となる。また、波長変換粒子１への入射効率及び波長変換粒子１からの取り出し効率が向上する結果、波長変換部材５の発光効率も向上することが可能となる。
【００５６】
［発光装置］
次に、本実施形態の発光装置の一例について説明する。発光装置１００は、図２及び図３に示すように、発光素子であるＬＥＤチップ１０、実装基板２０、光学部材６０、封止部５０及び波長変換部材５を備える。そして、上述の通り、波長変換部材５は本実施形態に係る波長変換粒子１を備える。
【００５７】
ＬＥＤチップ１０は、実装基板２０に実装されている。実装基板２０の形状は、平面視略矩形状である。実装基板２０の厚み方向における表面上には、ＬＥＤチップ１０への給電用に一対の導体パターン２３が形成されている。さらに、この表面上にＬＥＤチップ１０が実装されている。ＬＥＤチップ１０と導体パターン２３とは、例えば、金細線やアルミニウム細線などの金属細線からなるボンディングワイヤ１４で電気的に接続されている。
【００５８】
光学部材６０はドーム状の部材であり、実装基板２０の表面上に固着されている。そして、光学部材６０と実装基板２０との間に、ＬＥＤチップ１０が収容されている。この光学部材６０は、ＬＥＤチップ１０から放射される光の配向を制御する機能を有する。
【００５９】
封止部５０は、透光性の封止材料から形成される。封止部５０の封止材料としては、シリコーン樹脂が挙げられる。ただ、シリコーン樹脂に限らず、例えば、アクリル樹脂やガラスなどが用いられてもよい。封止部５０は、光学部材６０と実装基板２０とで囲まれた空間に充填されている。この封止部５０により、ＬＥＤチップ１０及び複数本（本実施形態では２本）のボンディングワイヤ１４が封止されている。
【００６０】
波長変換部材５は、光学部材６０を包囲するようにドーム状に形成されている。ＬＥＤチップ１０が発光すると、ＬＥＤチップ１０から放射された放射光（励起光）によって波長変換部材５中の波長変換粒子１が励起されて、励起光よりも長波長の蛍光を放射する。この長波長の蛍光は、ＬＥＤチップ１０の発光色とは異なる色の光からなる変換光である。
【００６１】
また、光学部材６０と波長変換部材５との間には、空気などの気体が充実する空隙８０が介在している。さらに、実装基板２０の表面上には、光学部材６０の外周を包囲する環状の堰部２７が形成されている。堰部２７は、実装基板２０の表面上から上方に突出するように形成される。このため、光学部材６０が実装基板２０に固着される際に、光学部材６０と実装基板２０とで囲まれた空間から封止材料が溢れ出ようとしても、封止材料は堰部２７によって堰き止められる。
【００６２】
ＬＥＤチップ１０としては、例えば青色光を放射するＧａＮ系の青色ＬＥＤチップを用いることができる。ＧａＮ系の青色ＬＥＤチップでは、結晶成長用基板として、サファイア基板よりも格子定数や結晶構造がＧａＮに近く、かつ導電性を有するｎ形のＳｉＣ基板が用いられる。このＳｉＣ基板上に、例えばダブルヘテロ構造を有する発光部が形成される。発光部は、例えばＧａＮ系化合物半導体材料などを原料として、エピタキシャル成長法（例えば、ＭＯＶＰＥ法など）などで形成される。
【００６３】
このＬＥＤチップ１０は、実装基板２０の表面と対向する表面上にカソード電極を備え、カソード電極と反対側の表面上にアノード電極を備える。このカソード電極及びアノード電極は、例えばＮｉ膜とＡｕ膜との積層膜により構成される。なお、カソード電極及びアノード電極の材料は特に制限されず、良好なオーミック特性が得られる材料であればよく、例えばＡｌなどであってもよい。
【００６４】
ＬＥＤチップ１０の構造は、上記構造に限定されない。例えば、まずエピタキシャル成長により、結晶成長用基板上に発光部などを形成する。その後、発光部を支持するＳｉ基板などの支持基板が発光部に固着され、更にその後に結晶成長用基板が除去されることで、ＬＥＤチップ１０が形成されてもよい。
【００６５】
実装基板２０は矩形板状の伝熱板２１と配線基板２２とで構成される。伝熱板２１は熱伝導性材料から形成される。そして、伝熱板２１にＬＥＤチップ１０が実装される。配線基板２２は、例えば矩形板状のフレキシブルプリント配線板である。そして、配線基板２２は、伝熱板２１上に例えばポリオレフイン系の固着シート２９を介して固着される。
【００６６】
配線基板２２の中央部には、伝熱板２１におけるＬＥＤチップ１０の実装位置を露出させる矩形状の窓孔２４が形成されている。この窓孔２４の内側で、ＬＥＤチップ１０が後述のサブマウント部材３０を介して伝熱板２１に実装される。したがって、ＬＥＤチップ１０で発生した熱は、配線基板２２を介さずにサブマウント部材３０及び伝熱板２１へ伝導する。
【００６７】
配線基板２２は、ポリイミドフィルムからなる絶縁性基材２２ａと、この絶縁性基材２２ａ上に形成された一対の導体パターン２３とを備える。更に配線基板２２は、各導体パターン２３を覆うと共に、絶縁性基材２２ａ上の導体パターン２３が形成されていない部位を覆う保護層２６を備える。保護層２６は、例えば光反射性を有する白色系のレジスト（樹脂）から形成される。この場合、ＬＥＤチップ１０から配線基板２２に向けて光が放射されても、保護層２６で光が反射されることで、配線基板２２における光の吸収が抑制される。これにより、ＬＥＤチップ１０から外部への光取り出し効率が向上し、発光装置の光出力が向上する。
【００６８】
なお、各導体パターン２３は、絶縁性基材２２ａの外周形状の半分よりもやや小さな形状に形成されている。また、絶縁性基材２２ａは、ＦＲ４基板やＦＲ５基板、紙フェノール樹脂基板などから形成されてもよい。
【００６９】
各導体パターン２３は、平面視略矩形状の端子部２３ａを二つずつ備える。この端子部２３ａは配線基板２２の窓孔２４の近傍に位置し、端子部２３ａにボンディングワイヤ１４が接続される。各導体パターン２３は、更に平面視略円形状の外部接続用電極部２３ｂを一つずつ備える。この外部接続用電極部２３ｂは、配線基板２２の外周付近に位置している。導体パターン２３は、例えばＣｕ膜とＮｉ膜とＡｕ膜との積層膜により構成される。
【００７０】
保護層２６は、この保護層２６から各導体パターン２３が部分的に露出するようにパターニングされている。配線基板２２の窓孔２４の近傍で、各導体パターン２３における端子部２３ａが保護層２６から露出している。さらに、配線基板２２の外周付近で、各導体パターン２３における外部接続用電極部２３ｂが保護層２６から露出している。
【００７１】
ＬＥＤチップ１０は、上述の通り、サブマウント部材３０を介して伝熱板２１に搭載されている。サブマウント部材３０は、ＬＥＤチップ１０と伝熱板２１との線膨張率の差に起因して、ＬＥＤチップ１０に働く応力を緩和する。サブマウント部材３０は、ＬＥＤチップ１０のチップサイズよりも大きなサイズの矩形板状に形成されている。
【００７２】
サブマウント部材３０は、上記応力を緩和する機能だけでなく、ＬＥＤチップ１０で発生した熱を伝熱板２１におけるＬＥＤチップ１０のチップサイズよりも広い範囲に伝導させる熱伝導機能も有している。本実施形態における発光装置１００では、ＬＥＤチップ１０がサブマウント部材３０を介して伝熱板２１に搭載されているので、ＬＥＤチップ１０で発生した熱がサブマウント部材３０及び伝熱板２１を介して効率よく放熱される。
【００７３】
サブマウント部材３０は、例えば、熱伝導率が比較的高く、かつ、絶縁性を有するＡｌＮから形成されることが好ましい。なお、サブマウント部材３０の材料はＡｌＮに限らず、線膨張率が結晶成長用基板の材料である６Ｈ−ＳｉＣに比較的近く、かつ、熱伝導率が比較的高い材料であればよい。例えば、サブマウント部材３０の材料として複合炭化ケイ素（ＳｉＣ）、Ｓｉ、Ｃｕ、ＣｕＷなどが採用されてもよい。なお、サブマウント部材３０は、上述の熱伝導機能を有している。そのため、伝熱板２１におけるＬＥＤチップ１０に対向する面の面積は、ＬＥＤチップ１０における伝熱板２１と対向する面の面積よりも、十分に大きいことが望ましい。
【００７４】
図３に示すように、ＬＥＤチップ１０のカソード電極がサブマウント部材３０上に重ねられる。さらに、カソード電極は、カソード電極と接続される電極パターン（図示せず）及びボンディングワイヤ１４を介して、二つの導体パターン２３のうちの一方と電気的に接続される。また、ＬＥＤチップ１０のアノード電極は、ボンディングワイヤ１４を介して、カソード電極に接続されていない導体パターン２３と電気的に接続されている。
【００７５】
ＬＥＤチップ１０とサブマウント部材３０との接合には、例えば、ＳｎＰｂ、ＡｕＳｎ、ＳｎＡｇＣｕなどの半田や、銀ペーストなどが用いられる。特にＡｕＳｎ、ＳｎＡｇＣｕなどの鉛フリー半田が用いられることが好ましい。サブマウント部材３０がＣｕから形成され、ＬＥＤチップ１０とサブマウント部材３０との接合にＡｕＳｎが用いられる場合には、サブマウント部材とＬＥＤチップの接合面に、予めＡｕ又はＡｇからなる金属層を形成する前処理が施されることが好ましい。
【００７６】
また、サブマウント部材３０と伝熱板２１との接合にも、例えば、ＡｕＳｎ、ＳｎＡｇＣｕなどの鉛フリー半田が用いられることが好ましい。サブマウント部材３０と伝熱板２１との接合にＡｕＳｎが用いられる場合には、伝熱板２１とサブマウント部材３０の接合面に、予めＡｕ又はＡｇからなる金属層を形成する前処理が施されることが好ましい。
【００７７】
本実施形態における発光装置１００では、図３に示すように、サブマウント部材３０の厚みは、配線基板２２の厚みより大きくなっている。つまり、サブマウント部材３０の上面は配線基板２２の保護層２６の上面よりも上方に突出している。このため、ＬＥＤチップ１０から放射された光が、配線基板２２の窓孔２４の内側を通って配線基板２２に吸収されることを抑制できる。これによりＬＥＤチップ１０から外部への光取り出し効率が更に向上し、発光装置の光出力が向上する。
【００７８】
なお、サブマウント部材３０とＬＥＤチップ１０の接触面の周囲に、ＬＥＤチップ１０から放射された光を反射する反射膜が形成されてもよい。この場合、ＬＥＤチップ１０から放射された光がサブマウント部材３０に吸収されることが抑制される。これにより、ＬＥＤチップ１０から外部への光取り出し効率が更に向上し、発光装置の光出力が向上する。なお、反射膜は、例えば、Ｎｉ膜とＡｇ膜との積層膜により構成することができる。
【００７９】
光学部材６０は、光透過性を有する材料、例えばシリコーン樹脂やガラスなどから形成される。特に光学部材６０がシリコーン樹脂から形成されると、光学部材６０と封止部５０との屈折率差及び線膨張率差が低減されるため、好ましい。
【００８０】
光学部材６０の光出射面６０ｂ（ＬＥＤチップ１０とは反対側の表面）は、光入射面６０ａ（ＬＥＤチップ１０側の表面）から光学部材内へ入射した光が、光出射面６０ｂと空隙８０との境界で全反射しないような凸曲面状に形成されている。そして光学部材６０は、ＬＥＤチップ１０と光軸が一致するように配置されている。したがって、ＬＥＤチップ１０から放射され光学部材６０の光入射面６０ａに入射された光は、光出射面６０ｂと空隙８０との境界で全反射されることなく、波長変換部材５まで到達しやすくなる。そのため、発光装置１００からの発光の全光束が増大する。なお、光学部材６０は、位置によらず法線方向に沿って厚みがほぼ一様となるように形成されている。
【００８１】
波長変換部材５は、その光入射面５ａ（ＬＥＤチップ１０側の表面）が、光学部材６０の光出射面６０ｂに沿った形状に形成されている。したがって、光出射面６０ｂの位置によらず、法線方向における光出射面６０ｂと波長変換部材５との間の距離が略一定となっている。また、波長変換部材５は、位置によらず法線方向に沿った厚みが一様となるように成形されている。なお、波長変換部材５は、実装基板２０に対して、例えば接着剤（例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂など）などで固着される。
【００８２】
ＬＥＤチップ１０から放射される光は、光入射面５ａから波長変換部材５内へ入射し、波長変換部材５の光出射面（ＬＥＤチップ１０とは反対側の表面）５ｂを通じて波長変換部材５の外へ出射される。波長変換部材５の中を光が通過する際に、この光の一部が波長変換部材５中の蛍光体粒子２によって波長変換される。これにより、ＬＥＤチップ１０から放射される光と波長変換部材５中の蛍光体粒子２の種類との組み合わせに応じた色の光が発光装置１００から発せられる。
【００８３】
波長変換部材５は、上述のように、透光性媒体４と、この透光性媒体４中に分散している本実施形態に係る波長変換粒子１とを備える。しかし、波長変換部材５は、本実施形態に係る波長変換粒子１以外の波長変換粒子を更に含有してもよい。波長変換粒子としては、任意の蛍光体粒子２が挙げられる。
【００８４】
白色光を発光する発光装置１００を構成する場合において、ＬＥＤチップ１０が上記のように青色ＬＥＤチップである場合には、波長変換部材５を構成する波長変換粒子１の蛍光体粒子２として、例えば赤色蛍光体粒子と緑色蛍光体粒子とが併用される。この場合、ＬＥＤチップ１０から波長変換されずに放射される青色光と、波長変換部材５の赤色蛍光体粒子及び緑色蛍光体粒子で波長変換された光とが、光出射面５ｂ（ＬＥＤチップ１０とは反対側の表面）を通して放射される。これにより、発光装置１００から白色光が出射される。
【００８５】
なお、発光装置１００から白色光が出射されるための蛍光体粒子の選定の仕方は、上記の例に限られない。例えば黄色蛍光体粒子と緑色蛍光体粒子と橙色蛍光体粒子とが併用され、或いは黄緑色蛍光体粒子と橙色蛍光体粒子とが併用されることで、発光装置１００から白色光が出射されてもよい。
【００８６】
また、ＬＥＤチップ１０として紫外光を放射する紫外ＬＥＤチップが用いられ、蛍光体粒子２として赤色蛍光体粒子と緑色蛍光体粒子と青色蛍光体粒子とが併用されることで、発光装置１００から白色光が出射されてもよい。
【実施例】
【００８７】
以下、本発明を実施例及び比較例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【００８８】
［試料の調製］
（実施例）
まず、ＢＯＳＥ蛍光体（ユーロピウム付活バリウム・ストロンチウム・オルソシリケート蛍光体）を分散媒としてのエチレングリコール中に分散させた。さらに、この分散液に硫酸アンモニウムを添加し、マグネチックスターラーを用いて室温（２５℃）で１０分間攪拌を行った。そして被覆蛍光体スラリーを濾紙を用いて吸引濾過し、被覆蛍光体の回収を行った。さらに付着水を除去するために、得られた被覆蛍光体を１５０℃で１時間乾燥した。このようにして実施例の波長変換粒子を調製した。
【００８９】
（比較例１）
実施例１で使用したＢＯＳＥ蛍光体への硫酸アンモニウム処理を行わず、ＢＯＳＥ蛍光体を比較例１の波長変換粒子とした。
【００９０】
（比較例２）
以下の方法により、実施例１で使用したＢＯＳＥ蛍光体の表面に酸化ケイ素粒子（ＳｉＯ２）からなる被膜を形成し、比較例２の波長変換粒子とした。
【００９１】
＜コーティング液の調製＞
エチルアルコール溶媒中にＳｉＯ２加水分解液(製品名エチルシリケート４０、コルコート株式会社製)、イオン交換水および希塩酸（１Ｎ）を添加し、マグネチックスターラーにて３０分間攪拌した。これにより、ＳｉＯ２コーティング液を調製した。
【００９２】
＜蛍光体への被覆処理＞
実施例１で使用したＢＯＳＥ蛍光体を上記コーティング液中に分散し、マグネチックスターラーにて３時間攪拌を行った。そして、被覆蛍光体スラリーを濾紙を用いて吸引濾過し、被覆蛍光体の回収を行った。その後、付着水を除去するために、得られた被覆蛍光体を１５０℃で１時間乾燥した。
【００９３】
＜被覆蛍光体の熱処理＞
ＢＯＳＥ蛍光体の周囲に形成されたＳｉＯ２被膜を緻密にする目的で、電気炉を用いて４００℃、１時間加熱した。このようにして比較例２の波長変換粒子を調製した。なお、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察した結果、ＢＯＳＥ蛍光体の周囲に形成されたＳｉＯ２被膜の膜厚は１００ｎｍであった。
【００９４】
［発光特性評価］
実施例及び比較例１で得られた波長変換粒子の外部量子効率、試料吸収率（吸収効率）及び内部量子効率を蛍光分光光度計（製品名ＱＥ−１０００、ハーフムーン型積分球、大塚電子株式会社製）を用いて測定した。測定条件は、励起波長を４５０ｎｍ、測定波長範囲を４６０〜８００ｎｍ、積算回数３０回とした。実施例及び比較例１の波長変換粒子の外部量子効率、試料吸収率及び内部量子効率を表１に示す。
【００９５】
【表１】
2016222743.tif 000003
【００９６】
表１に示すように、実施例の波長変換粒子は、比較例１と比べ試料吸収率は変わらないものの内部量子効率が向上し、それに伴い外部量子効率も向上している。つまり、被膜と蛍光体粒子との界面における光の反射を抑制され、蛍光体粒子から放射される光の取り出し効率を向上したものと推測される。
【００９７】
［顕微鏡評価］
実施例及び比較例１の波長変換粒子を走査型電子顕微鏡で観察した。その結果を図４及び図５に示す。図４（ａ）は実施例の波長変換粒子を示し、図４（ｂ）は図４（ａ）の拡大写真であり、図４（ｃ）は実施例の波長変換粒子における表面近傍の断面を示す。図５（ａ）は比較例１の波長変換粒子を示し、図５（ｂ）は図５（ａ）の拡大写真であり、図５（ｃ）は比較例１の波長変換粒子における表面近傍の断面を示す。
【００９８】
図４より、実施例の蛍光体粒子２の表面には、厚さが略均一な被膜３が形成されていることが確認できる。これに対し、図５より、比較例１の波長変換粒子は蛍光体粒子２のみからなり、被膜３が形成されていないことが分かる。
【００９９】
［ＥＤＸ評価］
実施例及び比較例１の波長変換粒子の表面を、エネルギー分散型Ｘ線分光法（ＥＤＸ）により評価した。具体的には、エネルギー分散型Ｘ線分析装置（製品名Ｉｎｃａ  ｘ−ａｃｔ、オックスフォードインストゥルメンツ株式会社製）を用い、実施例及び比較例１の波長変換粒子における表面の組成分析を行った。図６（ａ）は実施例に係る波長変換粒子の測定結果を示し、図６（ｂ）は比較例１に係る波長変換粒子の測定結果を示す。図６（ａ）に示すように実施例の波長変換粒子では硫黄（Ｓ）に由来するピークが観測されたが、図６（ｂ）に示すように比較例１の波長変換粒子では硫黄に由来するピークが観測されなかった。つまり、実施例の波長変換粒子では、蛍光体粒子の表面に硫酸塩が形成されていることが示唆される。
【０１００】
［ＸＰＳ評価］
実施例の波長変換粒子の表面を、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）により評価した。具体的には、光電子分光装置（製品名ＪＰＳ−９０１０、日本電子株式会社製）を用い、実施例の波長変換粒子における被膜の深さと被覆率との関係を測定した。表２では、波長変換粒子の表面からの深さが５ｎｍ，１０ｎｍ，２０ｎｍ，５０ｎｍ，１００ｎｍ，２５０ｎｍ及び５００ｎｍにおける、被膜３の被覆率の測定結果を示す。
【０１０１】
【表２】
2016222743.tif 000004
【０１０２】
表２に示すように、実施例の波長変換粒子は、表面から深くなるにつれて被膜の被覆率が低下する。しかし、少なくとも表面から２０ｎｍの深さでは、被覆率が９５％以上であることが分かる。
【０１０３】
［防湿試験］
実施例並びに比較例１及び２の波長変換粒子に対し、防湿試験を行った。防湿試験は、波長変換粒子の粉末をガラス容器に投入し、８５℃、相対湿度８５％の環境下で５００時間放置することにより行った。そして、実施例並びに比較例１及び２における、防湿試験前後の波長変換粒子に対し、上述と同様の方法で外部量子効率を測定した。外部量子効率の測定結果を表３に示す。なお表３では、防湿試験前における比較例１の波長変換粒子の外部量子効率を１００％とした相対値を示す。
【０１０４】
【表３】
2016222743.tif 000005
【０１０５】
表３に示すように、実施例の波長変換粒子は、比較例１と比べ防湿試験前の外部量子効率が向上し、特に防湿試験後の外部量子効率が大幅に向上していることが分かる。このことから、蛍光体粒子の表面にアルカリ土類金属の硫酸塩からなる被膜を形成することにより、被膜と蛍光体粒子の界面における光の反射を抑制し、さらに防湿性も向上させることが可能となる。
【０１０６】
なお、比較例２の波長変換粒子は、酸化ケイ素からなる被膜を形成しているため防湿性は向上する。しかし、被膜が酸化ケイ素からなるため、被膜と蛍光体粒子との界面における光の反射を抑制できず、実施例に比べ防湿試験前の外部量子効率が低下してしまった。
【０１０７】
以上、実施例に沿って本発明の内容を説明したが、本発明はこれらの記載に限定されるものではなく、種々の変形及び改良が可能であることは、当業者には自明である。
【符号の説明】
【０１０８】
１  波長変換粒子
２  蛍光体粒子
３  被膜
４  透光性媒体
５  波長変換部材
１０  発光ダイオードチップ
１００  発光装置
【図１】
2016222743.tif 000006
【図２】
2016222743.tif 000007
【図３】
2016222743.tif 000008
【図４】
2016222743.tif 000009
【図５】
2016222743.tif 000010
【図６】
2016222743.tif 000011