(57)【要約】【課題】ハイパワーのＬＥＤやＬＤの光を照射した場合に、経時的な発光強度の低下や構成材料の溶解を抑制することが可能な波長変換部材、及びそれを用いた発光装置を提供する。【解決手段】波長変換部材１１は、蛍光体層１と、蛍光体層１の両面に形成され、蛍光体層１より高い熱伝導率を有する透光性放熱層２とを備える積層体からなることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蛍光体層と、
前記蛍光体層の両面に形成され、前記蛍光体層より高い熱伝導率を有する透光性放熱層とを含む積層体を備えることを特徴とする波長変換部材。
【請求項２】
２つ以上の前記蛍光体層と３つ以上の前記透光性放熱層とが交互に積層されてなる積層体を備えることを特徴とする請求項１に記載の波長変換部材。
【請求項３】
前記透光性放熱層が透光性セラミックスからなることを特徴とする請求項１または２に記載の波長変換部材。
【請求項４】
前記透光性セラミックスが、酸化アルミニウム系セラミックス、酸化ジルコニア系セラミックス、窒化アルミニウム系セラミックス、炭化ケイ素系セラミックス、窒化ホウ素系セラミックス、酸化マグネシウム系セラミックス、酸化チタン系セラミックス、酸化ニオビウム系セラミックス、酸化亜鉛系セラミックス及び酸化イットリウム系セラミックスからなる群より選択される少なくとも１種であることを特徴とする請求項３に記載の波長変換部材。
【請求項５】
前記蛍光体層が、無機バインダー中に蛍光体粉末が分散されてなるもの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部材。
【請求項６】
前記蛍光体層が、多結晶セラミック蛍光体からな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部材。
【請求項７】
前記蛍光体層が、無機バインダー中に蛍光体粉末が分散されてなる層と、多結晶セラミック蛍光体からなる層とを含むことを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載の波長変換部材。
【請求項８】
前記積層体の側周部に、前記蛍光体層より高い熱伝導率を有する放熱部材が設けられていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の波長変換部材。
【請求項９】
前記放熱部材が、金属またはセラミックスであることを特徴とする請求項８に記載の波長変換部材。
【請求項１０】
前記積層体と前記放熱部材との界面に反射層が設けられていることを特徴とする請求項８または９に記載の波長変換部材。
【請求項１１】
前記積層体の励起光入射面側表面に散乱層が設けられていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の波長変換部材。
【請求項１２】
前記積層体の最外層表面のうち、励起光の入射側とは反対側に反射層が形成されてなることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の波長変換部材。
【請求項１３】
前記反射層が、金属層、誘電体多層膜または反射ガラス層であることを特徴とする請求項１２に記載の波長変換部材。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか一項に記載の波長変換部材と、前記波長変換部材に励起光を照射する光源とを備えてなることを特徴とする発光装置。
【請求項１５】
前記光源がレーザーダイオードであることを特徴とする請求項１４に記載の発光装置。
【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、及びそれを用いた発光装置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発光装置として、低消費電力、小型軽量、容易な光量調節という観点から、ＬＥＤやＬＤを用いた発光装置に対する注目が高まってきている。そのような次世代発光装置の一例として、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発光装置が開示されている。この発光装置は、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、発光装置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）光によってモールド樹脂が劣化し、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蛍光体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及び３参照）。当該波長変換部材は、母材となるガラスがＬＥＤ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
【特許文献３】特許第４８９５５４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、ハイパワー化を目的として、光源として用いるＬＥＤやＬＤの出力が上昇している。それに伴い、光源の熱や、励起光を照射された蛍光体から発せられる熱により波長変換部材の温度が上昇し、その結果、発光強度が経時的に低下する（温度消光）という問題がある。また、場合によっては、波長変換部材の温度上昇が顕著となり、構成材料（ガラスマトリクス等）が溶解するおそれがある。
【０００７】
そこで、本発明は、ハイパワーのＬＥＤやＬＤの光を照射した場合に、経時的な発光強度の低下や構成材料の溶解を抑制することが可能な波長変換部材、及びそれを用いた発光装置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】
【０００８】
本発明の波長変換部材は、蛍光体層と、蛍光体層の両面に形成され、蛍光体層より高い熱伝導率を有する透光性放熱層とを備える積層体からなることを特徴とする。
【０００９】
上記構成によれば、光源から発せられる励起光を波長変換部材に照射した際に、蛍光体層において発生した熱が、蛍光体層の両面に形成された透光性放熱層から効率良く外部に放出される。これにより、蛍光体層の温度上昇を抑制して、経時的な発光強度の低下や構成材料の溶解を抑制することが可能となる。特に、光源として高強度の光を出射できるＬＤを用いた場合は、蛍光体層の温度が上昇しやすくなるが、そのような場合であっても、本発明では蛍光体層に発生した熱を外部に効率良く放出できる。
【００１０】
なお、透光性放熱層における「透光性」とは、励起光、及び蛍光体層から発せられる蛍光を透過させることを意味する。
【００１１】
本発明の波長変換部材は、２つ以上の蛍光体層と３つ以上の透光性放熱層とが交互に積層されてなる積層体からなることが好ましい。
【００１２】
上記構成によれば、波長変換部材が２つ以上の蛍光体層を有することにより、発光強度を向上させることが可能となる。同時に、３つ以上の透光性放熱層が蛍光体層と交互に積層されているため、蛍光体層から発生した熱が外部に放出される経路が十分に確保され、蛍光体層の温度上昇を抑制することが可能となる。
【００１３】
本発明の波長変換部材において、透光性放熱層が透光性セラミックスからなることが好ましい。
【００１４】
本発明の波長変換部材において、透光性セラミックスが、酸化アルミニウム系セラミックス、酸化ジルコニア系セラミックス、窒化アルミニウム系セラミックス、炭化ケイ素系セラミックス、窒化ホウ素系セラミックス、酸化マグネシウム系セラミックス、酸化チタン系セラミックス、酸化ニオビウム系セラミックス、酸化亜鉛系セラミックス及び酸化イットリウム系セラミックスからなる群より選択される少なくとも１種であることが好ましい。
【００１５】
本発明の波長変換部材において、蛍光体層が、無機バインダー中に蛍光体粉末が分散されてなるものであることが好ましい。
【００１６】
上記構成によれば、蛍光体層中に蛍光体粉末が均一に分散され、かつ耐熱性に優れた波長変換部材を得ることができる。また、蛍光体層における蛍光体粉末の濃度や種類を適宜変更することにより、発光色を容易に調整することができる。
【００１７】
本発明の波長変換部材において、蛍光体層が、多結晶セラミック蛍光体からなることが好ましい。
【００１８】
上記構成によれば、波長変換部材の耐熱性をさらに高めることができる。
【００１９】
本発明の波長変換部材において、蛍光体層が、無機バインダー中に蛍光体粉末が分散されてなる層と、多結晶セラミック蛍光体からなる層とを含むことが好ましい。
【００２０】
本発明の波長変換部材において、積層体の側周部に、蛍光体層より高い熱伝導率を有する放熱部材が設けられていることが好ましい。
【００２１】
上記構成によれば、蛍光体層から発生した熱が、透光性放熱層を通じて、あるいは直接、放熱部材に伝達して外部に放出される。その結果、蛍光体層に発生した熱をさらに効率良く外部に放出することができる。
【００２２】
本発明の波長変換部材において、放熱部材が、金属またはセラミックスであることが好ましい。
【００２３】
本発明の波長変換部材において、積層体と放熱部材との界面に反射層が設けられていることが好ましい。
【００２４】
上記構成によれば、積層体側周部からの励起光及び蛍光の漏出をより一層抑制することができ、波長変換部材の発光強度をさらに向上させることができる。
【００２５】
本発明の波長変換部材において、積層体の励起光入射面側表面に散乱層が設けられていることが好ましい。
【００２６】
上記構成によれば、励起光が散乱層で散乱した後に蛍光体層に照射されるため、蛍光体層に照射される励起光のエネルギー密度を低減することができる。結果として、蛍光体層が過剰に温度上昇することを抑制できる。
【００２７】
本発明の波長変換部材において、積層体の最外層表面のうち、励起光の入射側とは反対側に反射層が形成されてなることが好ましい。
【００２８】
このようにすれば、反射型の波長変換部材として使用することができる。
【００２９】
本発明の波長変換部材において、反射層が、金属層、誘電体多層膜または反射ガラス層であることが好ましい。
【００３０】
本発明の発光装置は、上記の波長変換部材と、波長変換部材に励起光を照射する光源とを備えてなることを特徴とする。
【００３１】
本発明の発光装置において、光源がレーザーダイオードであることが好ましい。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、ハイパワーのＬＥＤやＬＤの光を照射した場合に、経時的な発光強度の低下や構成材料の溶解を抑制することが可能な波長変換部材を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る波長変換部材を示す模式的断面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る波長変換部材を示す模式的断面図である。
【図３】（ａ）本発明の第３の実施形態に係る波長変換部材を示す模式的断面図である。（ｂ）（ａ）の波長変換部材の模式的平面図である。
【図４】本発明の第４の実施形態に係る波長変換部材を示す模式的断面図である。
【図５】本発明の第５の実施形態に係る波長変換部材を示す模式的断面図である。
【図６】（ａ）本発明の第６の実施形態に係る波長変換部材を示す模式的断面図である。（ｂ）（ａ）の波長変換部材を励起光Ｌ０の入射面側とは反対側から見た模式的平面図である。（ｃ）（ａ）の波長変換部材を励起光Ｌ０の入射面側から見た模式的平面図である。
【図７】（ａ）本発明の第７の実施形態に係る波長変換部材を示す模式的断面図である。（ｂ）（ａ）の波長変換部材を励起光Ｌ０の入射面側とは反対側から見た模式的平面図である。（ｃ）（ａ）の波長変換部材を励起光Ｌ０の入射面側から見た模式的平面図である。
【図８】本発明の第１の実施形態に係る波長変換部材を用いた発光装置を示す模式的側面図である。
【図９】本発明の第５の実施形態に係る波長変換部材を用いた発光装置を示す模式的側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明の実施形態を図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に何ら限定されるものではない。
【００３５】
（１）第１の実施形態に係る波長変換部材
図１は、本発明の第１の実施形態に係る波長変換部材を示す模式的断面図である。波長変換部材１１は、蛍光体層１と、その両面に形成された透光性放熱層２とを備えた積層体３からなる。本実施形態に係る波長変換部材１１は透過型の波長変換部材である。一方の透光性放熱層２側から励起光を照射すると、入射した励起光の一部が蛍光体層１で波長変換されて蛍光となり、当該蛍光は、透過する励起光とともに他方の透光性放熱層２側から外部に照射される。蛍光体層１に励起光が照射されることにより発生した熱は、各透光性放熱層２を通じて外部に効率良く放出される。よって、蛍光体層１の温度が不当に上昇することを抑制できる。
【００３６】
蛍光体層１は、無機バインダー中に蛍光体が分散されてなるものであることが好ましい。このようにすることにより、蛍光体層１中に蛍光体を均一に分散することができる。また、波長変換部材１１の耐熱性を向上させることができる。無機バインダーとしては、ガラスやポリシラザン等が挙げられる。ガラスとしては、蛍光体の耐熱性を考慮し、軟化点が２５０℃〜１０００℃、さらには３００℃〜８５０℃であるものを用いることが好ましい。ガラスの具体例としては、ホウ珪酸塩系ガラス、リン酸塩系ガラス等が挙げられる。
【００３７】
蛍光体は、励起光の入射により蛍光を出射するものであれば、特に限定されるものではない。蛍光体の具体例としては、例えば、酸化物蛍光体、窒化物蛍光体、酸窒化物蛍光体、塩化物蛍光体、酸塩化物蛍光体、硫化物蛍光体、酸硫化物蛍光体、ハロゲン化物蛍光体、カルコゲン化物蛍光体、アルミン酸塩蛍光体、ハロリン酸塩化物蛍光体、ガーネット系化合物蛍光体から選ばれた少なくとも１種が挙げられる。励起光として青色光を用いる場合、例えば、緑色光、黄色光または赤色光を蛍光として出射する蛍光体を用いることができる。
【００３８】
蛍光体の平均粒子径（Ｄ５０）は、１〜５０μｍであることが好ましく、５〜２５μｍであることがより好ましい。蛍光体の平均粒子径が小さすぎると、発光強度が低下しやすくなる。一方、蛍光体の平均粒子径が大きすぎると、発光色が不均一になる傾向がある。
【００３９】
蛍光体層１中における蛍光体の含有量は、５〜８０体積％であることが好ましく、１０〜７５体積％であることがより好ましく、２０〜７０体積％であることがさらに好ましい。蛍光体の含有量が少なすぎると、所望の発光強度が得られにくくなる。一方、蛍光体の含有量が多すぎると、蛍光体層１の機械的強度が低下しやすくなる。
【００４０】
なお、蛍光体層１は、無機バインダー等を含まない、実質的に蛍光体のみから構成されたもの、具体的には多結晶セラミック蛍光体であってもよい。多結晶セラミック蛍光体は耐熱性に非常に優れるため、励起光の出力が大きくなって高温になった場合であっても、溶解等の不具合が発生しにくい。多結晶セラミック蛍光体としては、例えばＹＡＧセラミック蛍光体等のガーネット系セラミック蛍光体が挙げられる。多結晶セラミック蛍光体からなる蛍光体層１と透光性放熱層２（例えば透光性セラミック基板からなるもの）は、放電プラズマ焼結法により接合することが好ましい。このようにすれば、蛍光体層１と透光性放熱層２の密着性が良好となり、蛍光体層１で発生した熱が透光性放熱層２に伝達しやすくなる。
【００４１】
蛍光体層１の厚みは、励起光が確実に蛍光体に吸収されるような厚みである範囲において、薄い方が好ましい。その理由としては、蛍光体層１が厚すぎると、蛍光体層１における光の散乱や吸収が大きくなりすぎ、蛍光の出射効率が低下する傾向があること、及び、蛍光体層１の温度が高くなって、経時的な発光強度の低下や構成材料の溶解が発生しやすくなることが挙げられる。そのため、蛍光体層１の厚みは、１ｍｍ以下であることが好ましく、０．５ｍｍ以下であることがより好ましく、０．３ｍｍ以下であることがさらに好ましい。蛍光体層１の厚みの下限値は、通常、０．０３ｍｍ程度である。
【００４２】
透光性放熱層２は、蛍光体層１より高い熱伝導率を有している。具体的には、５Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることが好ましく、１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることがより好ましく、２０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることがさらに好ましい。また、励起光、及び蛍光体層１から発せられる蛍光を透過させる。具体的には、透光性放熱層２の波長４００〜８００ｎｍにおける全光線透過率は１０％以上であることが好ましく、２０％以上であることがより好ましく、３０％以上であることがさらに好ましく、４０％以上であることが特に好ましく、５０％以上であることが最も好ましい。
【００４３】
透光性放熱層２としては、酸化アルミニウム系セラミックス、酸化ジルコニア系セラミックス、窒化アルミニウム系セラミックス、炭化ケイ素系セラミックス、窒化ホウ素系セラミックス、酸化マグネシウム系セラミックス、酸化チタン系セラミックス、酸化ニオビウム系セラミックス、酸化亜鉛系セラミックス、酸化イットリウム系セラミックス等の透光性セラミック基板が挙げられる。
【００４４】
透光性放熱層２の厚みは、０．０５〜１ｍｍであることが好ましく、０．０７〜０．８ｍｍであることがより好ましく、０．１〜０．５ｍｍであることがさらに好ましい。透光性放熱層２の厚みが小さすぎると、機械的強度が低下する傾向がある。一方、透光性放熱層２の厚みが大きすぎると、発光装置が大型化する傾向がある。
【００４５】
なお、蛍光体層１の両面に設けられた２つの透光性放熱層２の厚みは同じであってもよいし、異なっていてもよい。例えば、一方の透光性放熱層２の厚みを比較的大きく（例えば０．２ｍｍ以上、さらには０．５ｍｍ以上）することにより、波長変換部材としての機械的強度が担保される場合は、他方の透光性放熱層２の厚みを比較的小さく（例えば０．２ｍｍ未満、さらには０．１ｍｍ以下）してもよい。
【００４６】
透光性放熱層２の励起光入射側表面に、励起光の反射損失低減や蛍光の前方取り出し向上を目的として、反射防止膜やバンドパスフィルターを設けてもよい。また、透光性放熱層２の励起光及び蛍光の出射側表面に、励起光及び蛍光の反射損失低減を目的として反射防止膜を設けてもよい。
【００４７】
波長変換部材１１は、例えば以下のようにして作製することができる。
【００４８】
ガラス粉末と、蛍光体と、バインダー樹脂や溶剤等の有機成分とを含むスラリーを、ポリエチレンテレフタレート等の樹脂フィルム上にドクターブレード法等により塗布し、加熱乾燥することにより、蛍光体層１用のグリーンシートを作製する。グリーンシートを焼成することにより蛍光体層１を得る。
【００４９】
蛍光体層１の両面に透光性放熱層２を積層し、加熱圧着することにより波長変換部材１１が得られる。あるいは、ポリシラザン等の無機接着剤を介して蛍光体層１と透光性放熱層２を接合してもよい。
【００５０】
（２）第２の実施形態に係る波長変換部材
図２は、本発明の第２の実施形態に係る波長変換部材を示す模式的断面図である。波長変換部材１２は、２つの蛍光体層１と３つの透光性放熱層２とが交互に積層されてなる積層体３から構成されている。本実施形態では、波長変換部材１２が２つの蛍光体層１を有することにより、発光強度を向上させることが可能となる。同時に、３つの透光性放熱層２が蛍光体層１と交互に積層されているため、蛍光体層１から発生した熱が外部に放出される経路が十分に確保され、蛍光体層１の温度上昇を抑制することが可能となる。なお、積層体３の内部に位置する透光性放熱層２に伝導した熱は、透光性放熱層２の端部から外部に放熱される。本実施形態に係る波長変換部材１２は、第１の実施形態に係る波長変換部材１１と同様に、透過型の波長変換部材である。
【００５１】
本実施形態では、波長変換部材１２は、２つの蛍光体層１と３つの透光性放熱層２とが交互に積層されてなる積層体から構成されているが、３つ以上の蛍光体層１と４つ以上の透光性放熱層２とが交互に積層されてなる積層体から構成されていても構わない。その場合は、蛍光体層１の温度上昇を抑制しつつ、波長変換部材１２の発光強度をさらに向上させることが可能となる。
【００５２】
各蛍光体層１の厚みは同じであっても良いし、異なっていてもよい。励起光は、波長変換部材１２の入射面側から出射面側に透過する際に、徐々に拡散されるため、エネルギーも徐々に低下する傾向がある。そこで、励起光の入射面側に近い蛍光体層１の厚みを相対的に薄くし、励起光の出射面側に近くなるにつれて蛍光体層１の厚みを徐々に厚くすることにより、各蛍光体層１における発熱量の均一化を図ることが可能となる。
【００５３】
また、各蛍光体層１における蛍光体の含有量についても、同じであってもよいし異なっていてもよい。励起光の入射側に近い蛍光体層１における蛍光体の含有量を相対的に少なくし、励起光の出射側に近くなるにつれて蛍光体層１における蛍光体の含有量を徐々に多くすることにより、各蛍光体層１における発熱量の均一化を図ることが可能となる。
【００５４】
なお、各蛍光体層１における蛍光体の種類は、同じであってもよいし異なっていてもよい。各蛍光体層１において、異なる種類の蛍光体を使用することにより、発光色を調整することが可能となる。
【００５５】
蛍光体層１として、無機バインダー中に蛍光体粉末が分散されてなる蛍光体層と、多結晶セラミック蛍光体からなる蛍光体層の両方を設けてもよい。多結晶セラミック蛍光体からなる蛍光体層は耐熱性に非常に優れるため、当該蛍光体層を励起光の入射側に設けることが好ましい。この場合、多結晶セラミック蛍光体からなる蛍光体層を通過した励起光は、散乱により単位面積当たりの光強度が弱められるため、当該励起光が、無機バインダー中に蛍光体粉末が分散されてなる蛍光体層に入射した場合に、無機バインダーが溶解する不具合を低減できる。また、無機バインダー中に蛍光体粉末が分散されてなる蛍光体層において、蛍光体粉末の含有量や種類を適宜変更することにより、色合いや発光強度の調整を容易に行うことができる。
【００５６】
（３）第３の実施形態に係る波長変換部材
図３（ａ）は、本発明の第３の実施形態に係る波長変換部材を示す模式的断面図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）の波長変換部材の模式的平面図である。波長変換部材１３は、蛍光体層１と透光性放熱層２からなる積層体３の側周部を包囲するように放熱部材４が設けられている点で、第１の実施形態に係る波長変換部材１１と異なる。本実施形態において、積層体３は放熱部材４の略中央部に設けられた孔部４ａ内に密着するように接合されている。蛍光体層１から発生した熱は、透光性放熱層２を通じて、あるいは直接、放熱部材４に伝達して外部に放出される。本実施形態では、放熱部材４を設けることにより、蛍光体層１に発生した熱をさらに効率良く外部に放出することができる。なお、本実施形態では、積層体３は円柱状であるが、三角柱や四角柱等の角柱状であっても構わない。
【００５７】
放熱部材４としては、蛍光体層１より高い熱伝導率を有するものであれば特に限定されない。放熱部材４の熱伝導率は５Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることが好ましく、１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることがより好ましく、２０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることがさらに好ましく、５０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることが特に好ましい。放熱部材４の材質の具体例としては、アルミニウム、銅、銀、白金、金等の金属や、窒化アルミニウム等のセラミックスが挙げられる。
【００５８】
また、積層体３の側周部に放熱部材４を設けることにより、励起光Ｌ０及び蛍光Ｌ１が積層体３の側周部から漏出することを抑制でき、波長変換部材１３の発光強度を向上させることができる。なお、積層体３と放熱部材４との界面に反射層（図示せず）を設けてもよい。このようにすることで、積層体３側周部からの励起光Ｌ０及び蛍光Ｌ１の漏出をより一層抑制することができ、波長変換部材１３の発光強度をさらに向上させることができる。反射層としては、Ａｇ、Ａｌ、Ｐｔ、Ｃｕ等からなる金属層や、アルミナやチタニア等を含むセラミック層が挙げられる。なお、積層体３から放熱部材４に効率良く熱伝導させるため、反射層としては金属層であることが好ましい。
【００５９】
例えば、反射層として金属層を形成する場合、金属層の原料となる金属粒子とバインダー樹脂との混合物からなるペーストを用いて、積層体３と放熱部材４を仮接合した後、熱処理を施してバインダー樹脂を除去する。また、反射層としてセラミック層を形成する場合、セラミック層の原料となるセラミック粉末と、ガラス粉末と樹脂バインダーとの混合物からなるペーストを用いて、積層体３と放熱部材４を仮接合した後、熱処理を施してバインダー樹脂を除去するとともに、セラミック粉末とガラス粉末を焼結させる。
【００６０】
（４）第４の実施形態に係る波長変換部材
図４（ａ）は、本発明の第４の実施形態に係る波長変換部材を示す模式的断面図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）の波長変換部材１４を励起光Ｌ０の入射面側から見た模式的平面図であり、図４（ｃ）は、図４（ａ）の波長変換部材１４を励起光Ｌ０の入射面とは反対側（励起光Ｌ０及び蛍光Ｌ１の出射面側）から見た模式的平面図である。本実施形態に係る波長変換部材１４は、蛍光体層１と透光性放熱層２からなる積層体３の励起光Ｌ０入射面側表面に散乱層５が設けられている点で、第３の実施形態に係る波長変換部材１３と異なる。このようにすることで、励起光Ｌ０が散乱層５で散乱した後に蛍光体層１に照射されるため、蛍光体層１に照射される励起光Ｌ０のエネルギー密度を低減することができる。結果として、蛍光体層１が過剰に温度上昇することを抑制できる。
【００６１】
散乱層５は、例えばガラスマトリクスと、その中に分散した高屈折の無機粒子とから構成されている。ガラスマトリクスとしてはホウ珪酸塩系ガラスが挙げられる。無機粒子としては、Ａｌ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｌａ、Ｚｒ、Ｃｅ、Ｇａ、Ｍｇ、Ｓｉ及びＺｎからなる群から選ばれる少なくとも１種の酸化物または窒化物が挙げられる。散乱層５における無機粒子の含有量は５〜８０体積％であることが好ましく、１０〜７０体積％であることがより好ましく、２０〜６０体積％であることがさらに好ましい。無機粒子の含有量が少なすぎると、十分な散乱効果が得られにくくなる。一方、無機粒子の含有量が多すぎると、励起光が散乱層５を透過しにくくなり、波長変換部材１４の発光強度が低下しやすくなる。
【００６２】
散乱層５は以下のようにして作製することができる。ガラスマトリクスとなるガラス粉末と、無機粒子と、バインダー樹脂や溶剤等の有機成分とを含むスラリーを、ポリエチレンテレフタレート等の樹脂フィルム上にドクターブレード法等により塗布し、加熱乾燥することにより、散乱層５用のグリーンシートを作製する。グリーンシートを焼成することにより、散乱層５を得る。
【００６３】
（５）第５の実施形態に係る波長変換部材
図５は、本発明の第５の実施形態に係る波長変換部材を示す模式的断面図である。波長変換部材１５は、蛍光体層１と、その両面に形成された透光性放熱層２とを備え、さらに透光性放熱層２の一方の表面に反射層６が形成されている。本実施形態に係る波長変換部材１５は反射型の波長変換部材である。反射層６が形成されていない透光性放熱層２側から励起光を照射すると、入射した励起光は蛍光体層１で波長変換されて蛍光となり、当該蛍光は反射層６で反射されて、入射側と同じ透光性放熱層２側から外部に照射される。あるいは、波長変換部材１５に入射した励起光の一部が蛍光体層１で波長変換されて蛍光となり、当該蛍光は、波長変換されなかった励起光とともに反射層６で反射されて、入射側と同じ透光性放熱層２側から外部に照射される。
【００６４】
反射層６としては、金属層、誘電体多層膜または反射ガラス層が挙げられる。
【００６５】
金属層としては、銀、アルミニウムまたは白金の基板または薄膜が挙げられる。金属薄膜の形成方法としては、メッキ法、あるいは、物理気相堆積法である真空蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法等が挙げられる。また、透光性放熱層２の上に銀粘土ペーストを塗布し、加熱することで銀の薄膜を形成することもできる。
【００６６】
誘電体多層膜は、酸化ケイ素等からなる低屈折率層と、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、窒化珪素等からなる高屈折率層を交互に積層してなる構造を有する。誘電体多層膜の形成方法としては、真空蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法等が挙げられる。
【００６７】
反射ガラス層は、例えばガラスマトリクスと、その中に分散した高屈折の無機粒子とから構成されている。ガラスマトリクスとしてはホウ珪酸塩系ガラスが挙げられる。無機粒子としては、Ａｌ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｌａ、Ｚｒ、Ｃｅ、Ｇａ、Ｍｇ、Ｓｉ及びＺｎからなる群から選ばれる少なくとも１種の酸化物または窒化物が挙げられる。
【００６８】
反射ガラス層は以下のようにして作製することができる。ガラスマトリクスとなるガラス粉末と、無機粒子と、バインダー樹脂や溶剤等の有機成分とを含むスラリーを、ポリエチレンテレフタレート等の樹脂フィルム上にドクターブレード法等により塗布し、加熱乾燥することにより、反射ガラス層用のグリーンシートを作製する。グリーンシートを焼成することにより、反射ガラス層を得る。
【００６９】
（６）第６の実施形態に係る波長変換部材
図６（ａ）は、本発明の第６の実施形態に係る波長変換部材を示す模式的断面図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）の波長変換部材１６を励起光Ｌ０の入射側とは反対側から見た模式的平面図であり、図６（ｃ）は、図６（ａ）の波長変換部材１６を励起光Ｌ０の入射側から見た模式的平面図である。波長変換部材１６は、蛍光体層１と透光性放熱層２からなる積層体３の側周部を包囲するように放熱部材４が設けられている点で、第５の実施形態に係る波長変換部材１５と異なる。本実施形態において、積層体３は放熱部材４の略中央部に設けられた孔部４ａ内に密着するように接合されている。蛍光体層１から発生した熱は、透光性放熱層２を通じて、あるいは直接、放熱部材４に伝達して外部に放出される。本実施形態では、放熱部材４を設けることにより、蛍光体層１に発生した熱をさらに効率良く外部に放出することができる。なお、本実施形態では、積層体３は円柱状であるが、三角柱や四角柱等の角柱状であっても構わない。また、積層体３と放熱部材４との界面に反射層（図示せず）を設けてもよい。
【００７０】
（７）第７の実施形態に係る波長変換部材
図７（ａ）は、本発明の第７の実施形態に係る波長変換部材を示す模式的断面図である。図７（ｂ）は、図７（ａ）の波長変換部材１７を励起光Ｌ０の入射面とは反対側から見た模式的平面図であり、図７（ｃ）は、図７（ａ）の波長変換部材１７を励起光Ｌ０の入射面側から見た模式的平面図である。本実施形態に係る波長変換部材１７は、蛍光体層１と透光性放熱層２からなる積層体３の励起光Ｌ０入射面側表面に散乱層５が設けられている点で、第６の実施形態に係る波長変換部材１６と異なる。このようにすることで、励起光Ｌ０が散乱層５で散乱した後に蛍光体層１に照射されるため、蛍光体層１に照射される励起光Ｌ０のエネルギー密度を低減することができる。結果として、蛍光体層１が過剰に温度上昇することを抑制することが可能となる。
【００７１】
（８）第１の実施形態に係る波長変換部材を用いた発光装置
図８は、本発明の第１の実施形態に係る波長変換部材を用いた発光装置の模式的側面図である。本実施形態に係る発光装置は、透過型の波長変換部材を用いた発光装置である。図８に示すように、発光装置２１は、波長変換部材１１と光源７を備えている。光源７から出射された励起光Ｌ０は、波長変換部材１１における蛍光体層１により、励起光Ｌ０よりも波長の長い蛍光Ｌ１に波長変換される。また、励起光Ｌ０の一部は、波長変換部材１１を透過する。このため、波長変換部材１１からは、励起光Ｌ０と蛍光Ｌ１との合成光Ｌ２が出射する。例えば、励起光Ｌ０が青色光であり、蛍光Ｌ１が黄色光である場合、白色の合成光Ｌ２を得ることができる。
【００７２】
発光装置２１において、波長変換部材１１は、蛍光体層１と、その両面に形成された透光性放熱層２とを備えた積層体３からなる。そのため、蛍光体層１に励起光Ｌ０が照射されることにより発生した熱は、透光性放熱層２を通じて外部に効率良く放出される。よって、蛍光体層１の温度が不当に上昇することを抑制できる。
【００７３】
光源７としては、ＬＥＤやＬＤが挙げられる。発光装置２１の発光強度を高める観点からは、光源７は高強度の光を出射できるＬＤを用いることが好ましい。
【００７４】
なお、第１の実施形態に係る波長変換部材１１に代えて、第２〜５の実施形態に係る波長変換部材１２〜１５のいずれかを用いてもよい。
【００７５】
（９）第５の実施形態に係る波長変換部材を用いた発光装置
図９は、本発明の第５の実施形態に係る波長変換部材を用いた発光装置の模式的側面図である。実施形態に係る発光装置は、反射型の波長変換部材を用いた発光装置である。図９に示すように、発光装置２２は、波長変換部材１５と光源７とビームスプリッタ８を備えている。光源７から出射された光Ｌ０は、ビームスプリッタ８によって波長変換部材１５に導かれ、波長変換部材１５における蛍光体層１により、光Ｌ０よりも波長の長い光Ｌ１に波長変換される。光Ｌ１は、反射層６によって入射側に反射され、ビームスプリッタ８を透過して外部に出射される。
【００７６】
本実施形態に係る発光装置２２においても、波長変換部材１５における蛍光体層１の両面に透光性放熱層２が形成されている。そのため、蛍光体層１に励起光Ｌ０が照射されることにより発生した熱は、透光性放熱層２を通じて外部に効率良く放出される。よって、蛍光体層１の温度が不当に上昇することを抑制できる。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明の波長変換部材は、白色ＬＥＤ等の一般照明や特殊照明（例えば、プロジェクター光源、自動車のヘッドランプ光源、内視鏡の光源）等の構成部材として好適である。
【符号の説明】
【００７８】
１  蛍光体層
２  透光性放熱層
３  積層体
４  放熱部材
５  散乱層
６  反射層
７  光源
８  ビームスプリッタ
１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７  波長変換部材
２１、２２  発光装置
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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