(57)【要約】【課題】蛍光体層の目標印刷膜厚を決定するにあたって重要な指標となる膜厚と色度との相関性を、焼成工程を経ることなく、しかも、透光性基板を再利用して判定することができる蛍光体層の膜厚と色度の相関の有無による成形体良否判定方法を提供する。【解決手段】蛍光体粉末を含む固体成分と、溶剤と有機樹脂からなる有機成分とを含むペーストを使用し、スクリーン印刷によって膜を透光性基板上に形成する工程と、溶剤を乾燥して成形体を作製する工程と、前記成形体の膜厚と色度を測定し、その測定結果に基づいて、前記成形体の膜厚と色度の相関の有無を判定する判定工程とを有する。【選択図】図２
2016193408.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蛍光体粉末を含む固体成分と、溶剤と有機樹脂からなる有機成分とを含むペーストを使用し、スクリーン印刷によって膜を透光性基板上に形成する工程と、
前記溶剤を乾燥して成形体を作製する工程と、
前記成形体の膜厚と色度を測定し、その測定結果に基づいて、前記成形体の膜厚と色度の相関の有無を判定する判定工程とを有することを特徴とする成形体良否判定方法。
【請求項２】
請求項１記載の成形体良否判定方法において、
前記判定工程は、前記成形体の膜厚と色度の測定結果を、最小二乗法を使って直線に近似する処理を有し、
前記測定結果が、直線に近似できた場合に、前記成形体の膜厚と色度との間に相関があると判定することを特徴とする成形体良否判定方法。
【請求項３】
透光性基板と、前記透光性基板上に配置された蛍光体層とを有する光学部品の製造方法において、
蛍光体粉末を含む固体成分と、溶剤と有機樹脂からなる有機成分とを含むペーストを使用し、スクリーン印刷によって膜を透光性基板上に形成する工程と、
前記溶剤を乾燥して成形体を作製する工程と、
前記成形体の膜厚と色度を測定し、測定した膜厚と色度との相関に基づいて、所定の色度に対応する目標印刷膜厚を決定する工程とを有することを特徴とする光学部品の製造方法。
【請求項４】
請求項３記載の光学部品の製造方法において、
前記固体成分として、さらにガラス粉末を含み、
前記蛍光体粉末の体積が前記ガラス粉末の体積より大きいことを特徴とする光学部品の製造方法。
【請求項５】
請求項３記載の光学部品の製造方法において、
前記固体成分として、さらにガラスを含み、
前記蛍光体粉末の体積が前記ガラス粉末の体積より小さいことを特徴とする光学部品の製造方法。
【請求項６】
請求項３〜５のいずれか１項に記載の光学部品の製造方法において、
前記有機樹脂がシリコーン樹脂であるか、又はシリコーン樹脂を含むことを特徴とする光学部品の製造方法。
【請求項７】
請求項３〜６のいずれか１項に記載の光学部品の製造方法において、
前記ペーストを使用し、スクリーン印刷によって膜を別の透光性基板上に成膜する工程と、
前記別の透光性基板上の前記成形体の膜厚を前記目標印刷膜厚に調整する工程とを有することを特徴とする光学部品の製造方法。
【請求項８】
請求項３〜７のいずれか１項に記載の光学部品の製造方法において、
前記別の透光性基板上の前記成形体を焼成して前記蛍光体層とする工程を有することを特徴とする光学部品の製造方法。
【請求項９】
請求項８記載の光学部品の製造方法において、
前記透光性基板及び前記別の透光性基板がセラミックスにて構成され、
前記成形体をガラス粉末の溶融温度以上に加熱することを特徴とする光学部品の製造方法。
【請求項１０】
請求項９記載の光学部品の製造方法において、
前記成形体中の有機成分が前記加熱によって焼失し、前記蛍光体層は実質的に有機成分が存在しない構成を有することを特徴とする光学部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛍光体層の膜厚と色度の相関の有無による成形体良否判定方法と、透光性基板上に配置された蛍光体層を有する光学部品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１には、蛍光体に含まれるドーパントの原子濃度と蛍光体セラミック板の厚みとの積と、発光装置が発光する光の色度との関係とを用いて、発光装置に用いる蛍光体セラミックを調整することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−０２７７０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の記載内容を、透光性基板と、該透光性基板上に配置された蛍光体層とを有する光学部品に適用した場合、印刷厚みと焼成後色度との関係を示すグラフの検量線から目標印刷厚みを決定して、焼成後の色度を制御することになる。
【０００５】
しかしながら、印刷厚みと焼成後色度との関係から、目標印刷厚みを決定すると、焼成後色度が不適切であれば、焼成後の蛍光体層を基板ごと廃棄しなければならず、コストがかかるという問題がある。しかも、色度を測定するたびに、いちいち焼成工程を経る必要があり、目標印刷厚みを決定するまでに時間がかかるという問題もある。
【０００６】
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、蛍光体層の目標印刷膜厚を決定するにあたって重要な指標となる膜厚と色度との相関性を、焼成工程を経ることなく、しかも、透光性基板を再利用して判定することができる蛍光体層の膜厚と色度の相関の有無による成形体良否判定方法を提供することを目的とする。
【０００７】
また、本発明の他の目的は、目標印刷膜厚を決定するまでに透光性基板を再利用することができ、しかも、焼成工程を経ることなく目標印刷膜厚を決定することができ、コストの低減、製造時間の短縮化を図ることができる光学部品の製造方法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】
［１］  第１の本発明に係る蛍光体層の膜厚と色度の相関の有無による成形体良否判定方法は、蛍光体粉末を含む固体成分と、溶剤と有機樹脂からなる有機成分とを含むペーストを使用し、スクリーン印刷によって膜を透光性基板上に形成する工程と、前記溶剤を乾燥して成形体を作製する工程と、前記成形体の膜厚と色度を測定し、その測定結果に基づいて、前記成形体の膜厚と色度の相関の有無を判定する判定工程とを有することを特徴とする。
【０００９】
これにより、蛍光体層の目標印刷膜厚を決定するにあたって重要な指標となる膜厚と色度との相関性を、焼成工程を経ることなく、しかも、透光性基板を再利用して判定することができる。
【００１０】
［２］  第１の本発明において、前記判定工程は、前記成形体の膜厚と色度の測定結果を、最小二乗法を使って直線に近似する処理を有し、前記測定結果が、直線に近似できた場合に、前記成形体の膜厚と色度との間に相関があると判定してもよい。
【００１１】
［３］  第２の本発明に係る光学部品の製造方法は、透光性基板と、前記透光性基板上に配置された蛍光体層とを有する光学部品の製造方法において、蛍光体粉末を含む固体成分と、溶剤と有機樹脂からなる有機成分とを含むペーストを使用し、スクリーン印刷によって膜を透光性基板上に形成する工程と、前記溶剤を乾燥して成形体を作製する工程と、前記成形体の膜厚と色度を測定し、測定した膜厚と色度との相関に基づいて、所定の色度に対応する目標印刷膜厚を決定する工程とを有することを特徴とする。
【００１２】
これにより、目標印刷膜厚を決定するまでに、透光性基板を再利用することができ、しかも、焼成工程を経ることなく目標印刷膜厚を決定することができる。これは、光学部品の製造にかかるコストの低減、製造時間の短縮化につながり、光学部品の生産性の向上を図ることができる。また、焼成前の色度と焼成後の色度の相関が成立する場合は、焼成後の色度の合否を焼成工程を経ることなく判定することができる。
【００１３】
［４］  第２の本発明において、前記固体成分として、さらにガラス粉末を含み、前記蛍光体粉末の体積が前記ガラス粉末の体積より大きくしてもよい。光源からの励起光と蛍光体層からの出射光との混合によって色度を制御する場合、例えば光源からの励起光（青色）と黄色蛍光体（黄色発光蛍光体）で白色を出射する場合等に好適となる。
【００１４】
［５］  第２の本発明において、前記固体成分として、さらにガラスを含み、前記蛍光体粉末の体積が前記ガラス粉末の体積より小さくしてもよい。光源からの励起光を殆ど遮断して蛍光体による出射光として色度を制御する場合、例えば光源からの励起光によって橙色、アンバー色を出射する場合等に好適となる。
【００１５】
［６］  第２の本発明において、前記有機樹脂がシリコーン樹脂であるか、又はシリコーン樹脂を含むことが好ましい。
【００１６】
［７］  第２の本発明において、前記ペーストを使用し、スクリーン印刷によって膜を別の透光性基板上に成膜する工程と、前記別の透光性基板上の前記成形体の膜厚を前記目標印刷膜厚に調整する工程とを有してもよい。
【００１７】
［８］  第２の本発明において、前記別の透光性基板上の前記成形体を焼成して前記蛍光体層とする工程を有してもよい。
【００１８】
［９］  この場合、前記透光性基板及び前記別の透光性基板がセラミックスにて構成され、前記成形体をガラス粉末の溶融温度以上に加熱することが好ましい。
【００１９】
［１０］  また、前記成形体中の有機成分が前記加熱によって焼失し、前記蛍光体層は実質的に有機成分が存在しない構成を有することが好ましい。
【００２０】
［１１］  第３の本発明に係る光学部品は、透光性基板と、前記透光性基板上に配置された蛍光体層とを有し、光源からの光を受光して所定の色度の光に変換して出射する光学部品であって、前記蛍光体層が２つ以上の層からなり、各前記層は、蛍光体とガラスとを含み、各前記層の蛍光体とガラスの比率が異なることを特徴とする。
【００２１】
これにより、蛍光体による発熱等の放熱に寄与する、発光ダイオードや半導体レーザ等を組み立てる際の接着剤の浸入を抑制することができる、同一色度に調整した場合の光束が多くなる等の効果を奏する。
【００２２】
［１２］  第３の本発明において、少なくとも１つの前記層の蛍光体とガラスの体積比率（蛍光体／ガラス）が５１／４９〜９５／５ｖｏｌ％であってもよい。この場合、例えば光源からの励起光（青色）と黄色蛍光体で白色を出射する場合等に好適である。
【００２３】
［１３］  第３の本発明において、少なくとも１つの前記層の蛍光体とガラスの体積比率（蛍光体／ガラス）が４９／５１〜１０／９０ｖｏｌ％であってもよい。この場合、例えば光源からの励起光によって橙色を出射する場合等に好適となる。
【００２４】
［１４］  第３の本発明において、前記２つ以上の層のうち、ガラスよりも蛍光体の比率の多い層が前記透光性基板側に配置されていてもよい。この場合、透光性基板側からの入射光（例えば青色光）が蛍光体を効率良く発光させるので、逆の構成に比較して光束が多くなる。
【００２５】
［１５］  第３の本発明において、前記ガラスよりも蛍光体の比率の多い層の上に、蛍光体よりもガラスの比率の多い層が配置されていてもよい。この場合、例えば発光ダイオードや半導体レーザ等を組み立てる際に、蛍光体層の表面側への接着剤の浸入を抑制することができる。
【００２６】
［１６］  第３の本発明において、前記２つ以上の層のうち、ガラスよりも蛍光体の比率の最も多い層が最上層に配置されていてもよい。この場合、蛍光体層は比較的多孔質構造となるので、蛍光体による発熱等の放熱効果や、蛍光体の使用中に発生する歪による特性変化を抑制する効果を奏する。
【００２７】
［１７］  第３の本発明において、前記２つ以上の層のうち、蛍光体よりもガラスの比率の最も多い層が最上層に配置されていてもよい。この場合、例えば発光ダイオードや半導体レーザ等を組み立てる際に、蛍光体層の表面側への接着剤の浸入を抑制することができる。
【００２８】
［１８］  第３の本発明において、ガラスのみよりなる層が最上層に配置されていることが好ましい。この場合、例えば発光ダイオードや半導体レーザ等を組み立てる際に、蛍光体層の表面側への接着剤の浸入を抑制することができ、蛍光体層の光学特性が有機接着剤にて変動することを防止することができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明に係る蛍光体層の膜厚と色度の相関の有無による成形体良否判定方法によれば、成形体である蛍光体層の目標印刷膜厚を決定するにあたって重要な指標となる膜厚と色度との相関性を、焼成工程を経ることなく、しかも、透光性基板を再利用して判定することができる。
【００３０】
本発明に係る光学部品の製造方法によれば、目標印刷膜厚を決定するまでに透光性基板を再利用することができ、しかも、焼成工程を経ることなく目標印刷膜厚を決定することができ、コストの低減、製造時間の短縮化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本実施の形態に係る光学部品を示す断面図である。
【図２】本実施の形態に係る光学部品の製造方法を示すフローチャートである。
【図３】図３Ａは黄色蛍光体（白色用蛍光体）粉末とガラス粉末の体積比率（蛍光体／ガラス）を６０／４０ｖｏｌ％としたときの成形体の膜厚と色度との関係を示すグラフであり、図３Ｂは橙色蛍光体粉末とガラス粉末の体積比率（蛍光体／ガラス）を６０／４０ｖｏｌ％としたときの成形体の膜厚と色度との関係を示すグラフである。
【図４】黄色発光蛍光体を使用した際の成形体の色度（焼成前の色度）と蛍光体層の色度（焼成後の色度）との間の相関を示すグラフである。
【図５】図５Ａは光学部品の第１変形例を示す断面図であり、図５Ｂは光学部品の第２変形例を示す断面図である。
【図６】図６Ａは光学部品の第３変形例を示す断面図であり、図６Ｂは光学部品の第４変形例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明に係る成形体良否判定方法、光学部品の製造方法及び光学部品の実施の形態例を図１〜図６Ｂを参照しながら説明する。なお、本明細書において、数値範囲を示す「〜」は、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味として使用される。
【００３３】
先ず、本実施の形態に係る光学部品１０は、図１に示すように、例えば発光ダイオード等からの励起光１２を波長変換して、励起光１２とは異なった色の出射光１４を得る光学部品であって、板状の透光性基板１６と、該透光性基板１６の一主面１６ａに形成された蛍光体層１８とを有する。
【００３４】
蛍光体層１８は、蛍光体（すなわち蛍光体粒子）と蛍光体を透光性基板１６に付着させる有機樹脂あるいはガラスを含む。励起光１２としては、例えば発光ダイオードや半導体レーザ等からの励起光が挙げられる。なお、蛍光体層１８の平面形状は、透光性基板１６の平面形状と同じでもよいし、違っていてもよい。
【００３５】
透光性基板１６としては、厚みが、例えば０．１ｍｍ以上２．０ｍｍ以下であることが好ましい。透光性基板１６の気孔率は、内部にごく少量、例えば体積で１〜１０００ｐｐｍの気孔を含有することが好ましい。気孔は、光の透光性に対して悪影響があるが、少量の気孔は、透光性基板１６内での光の拡散性を向上させる。
【００３６】
透光性基板１６を構成する焼結体の平均粒径は５〜４０μｍが好ましい。平均粒径の測定は、例えば次のように行われる。試料の任意の箇所が光学顕微鏡によって２００倍の倍率で観察される。観察された像において、０．７ｍｍの線分上に位置する結晶数Ｎが数えられる。この場合、平均粒径は、
０．７×（４／π）／Ｎ
によって算出され得る。
【００３７】
透光性基板１６の熱伝導率が２０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることが好ましい。さらに好ましくは熱伝導率が３０Ｗ／ｍ・Ｋ以上である。熱伝導率が２０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることで、蛍光体層１８での発熱を透光性基板１６を介して放熱することができ、蛍光体の温度消光の発生を抑制することができる。
【００３８】
透光性基板１６の材料としては、アルミナ、窒化アルミニウム、スピネル、ＰＬＺＴ（チタン酸ジルコン酸ランタン鉛）、ＹＡＧ、Ｓｉ3Ｎ4、石英、サファイア、ＡｌＯＮ、硬質ガラス（例えばパイレックス（登録商標））等が挙げられるが、特にＡｌ2Ｏ3成分を主体としたものがよく、さらに、多結晶体の方が酸化物ガラスとの結合性が良好なので好ましい。
【００３９】
また、透光性基板１６は、波長依存の小さいフラット、且つ、高い前方透過性が望まれる。光の波長４００〜７００ｎｍの平均の前方透過率は５０％以上、好ましくは７５％以上である。これを実現するためには緻密さと結晶粒径が重要である。例えば焼結をコントロールするために、透光性基板１６の材料粉末に、ＭｇＯを１０〜５００ｐｐｍ含有させ、１６００〜２０００℃の水素５０％以上の雰囲気で焼成する。ＭｇＯ以外に希土類や４Ａ族と組みあわせてもよい。
【００４０】
平均粒径が大きすぎると、ダイサー等で切断加工する際に、チッピングが生じやすくなる。平均粒径が細かいと、前方透過率が低下する。前方透過率が低いと光を取り出すために、パッケージの反射特性を高める必要があり、コスト高を招くおそれがある。
【００４１】
一方、蛍光体層１８を構成する蛍光体の粒度（Ｄ５０）は、３５μｍ以下が好ましく、さらに好ましくは１０〜３５μｍである。単一の蛍光体を使用する場合は大きな粒度とし、異なる種類の蛍光体を混合する場合は、混合状態を良好にするために、単一の蛍光体を使用する場合と比較して小さな粒度とすることが望ましい。ここで、蛍光体の粒度（Ｄ５０）とは、レーザ回折散乱式粒度分布測定法により測定して得られる体積基準粒度分布において、小粒径側からの通過分積算（積算通過分率）５０％の粒子径（Ｄ５０）をいう。
【００４２】
また、蛍光体層１８に含まれる蛍光体粉末の種類は１種類である必要はなく、例えば黄色光を発光させるために、緑色と赤色を発光する蛍光体粉末を混合して利用することが好ましい。混合する粉末の比率と蛍光体層１８に含まれる蛍光体の総量により、出射する光の色度を調整することが可能となる。例えば緑色発光蛍光体に数％の赤色発光蛍光体を混ぜることにより、黄色単色光を主に出射する蛍光体の発光色に比較して、演色性を向上する効果がある。また、黄色と緑色と赤色を発光する３種類の蛍光体を混合して、混合比率、蛍光体濃度、厚み等を制御することで広範囲の所定の色度に調整することが好ましい。
【００４３】
蛍光体層１８に含有されるガラスは、軟化点が３４０〜８８０℃のガラスであることが好ましい。さらに、耐湿性等の化学的安定性を望む場合は、軟化点の高いガラスを使うことが望ましい。例えば蛍光体が酸化物単味である場合、あるいは酸化物の混合物である場合は、蛍光体の劣化に関して配慮する必要なく軟化点の高いガラスが利用できるが、耐熱温度が低い非酸化物系、例えば窒化物系の蛍光体を含む蛍光体と混合して使用するガラスの化学的安定性を求める場合は、蛍光体の劣化を配慮した条件下で軟化点が高いガラスを使用することが望ましい。すなわち、蛍光体の耐熱温度を超える温度に晒される時間を短くして、蛍光体が受けるトータルの熱量を最少にする条件とすることが好ましい。
【００４４】
換言すれば、熱履歴（保持温度×保持時間とほぼ同じ意味である）を小さくする必要があるため、蛍光体の耐熱温度よりも軟化点が高いガラスを利用する場合、（焼成温度−軟化温度：焼成温度と軟化温度との差）は０〜２００℃、（軟化温度−耐熱温度）は０〜２００℃とすることが望ましい。焼成温度における保持時間は、（焼成温度−耐熱温度）が０〜２００℃であれば、１０〜６０分程度、２００〜４００℃では０〜１０分程度が望ましい。また、昇温速度、降温速度も大きくすることが望ましく、単独炉のほか、ベルト炉を利用することが望ましい。耐熱温度が低い蛍光体、換言すると、大気中での加熱により酸化・分解しやすい蛍光体を利用する場合は、前述のように熱履歴を小さくすることが必要であるが、所定の色度に制御するためには、蛍光体の劣化を考慮した、蛍光体濃度、厚み等を制御すること、例えば、劣化分を予め補正して増量する等の制御が望ましい。
【００４５】
ここで、ガラスの組成を例示すると、低温度で軟化させるためには鉛系、あるいはビスマス系を用いることが好ましい。また、５００℃以上で軟化させる場合には、アルカリ金属酸化物の含有量が５ｗｔ％以下のガラスを用いることが好ましい。具体的には、ＺｎＯ−Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2系、Ｒ2Ｏ（Ｒはアルカリ金属、以下同じ）−ＰｂＯ−ＳｉＯ2系、Ｒ2Ｏ−ＣａＯ−ＰｂＯ−ＳｉＯ2系、ＢａＯ−Ａｌ2Ｏ3−Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2系、Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2系等を例示することができる。なお、ガラスの前方透過率は０．１ｍｍ厚で３０％以上が好ましい。
【００４６】
また、蛍光体層１８は、該蛍光体層１８を構成する蛍光体（粉末）とガラス（粉末）との体積比率（各成分の体積は各成分の重量を各成分の密度で除したものとする）において、光源からの励起光１２と蛍光体層１８からの発色光との混合によって出射光１４の色度を制御する場合は、蛍光体体積の方を大きくすることが好ましく、より好ましくは、蛍光体とガラスの比率（蛍光体／ガラス）が５１／４９〜９５／５ｖｏｌ％である。これは、光源からの励起光１２（青色）と黄色蛍光体（黄色発光蛍光体）で白色を出射する場合に好適である。光源からの励起光１２は、黄色蛍光体を励起して黄色光を出射する作用と共に黄色蛍光体自体を通過するので、黄色蛍光体同士が隙間なく配置されて黄色蛍光体が光源からの励起光１２（青色）を受光することが望ましい。しかし、蛍光体がガラスに対して多すぎると、蛍光体の透光性基板１６への付着力や蛍光体層１８の膜強度が低下するので、上記の範囲とすることが望ましい。従って、さらにより好ましい蛍光体とガラスの体積比率（蛍光体／ガラス）は、６０／４０〜９５／５ｖｏｌ％である。
【００４７】
また、蛍光体層１８は、励起光１２が照射される側に配置されることが好ましい。これにより、蛍光体層１８からの黄色光と青色光（励起光１２）とを透光性基板１６にて拡散させることができ、透光性基板１６から散乱角の大きな白色光（出射光１４）を出射させることができる。
【００４８】
一方、光源からの励起光１２を殆ど遮断して蛍光体の発色光によって出射光１４として色度を制御する場合は、蛍光体とガラスの体積比率（蛍光体／ガラス）はガラス体積の方を大きくすることが好ましく、より好ましくは、４９／５１〜１０／９０ｖｏｌ％である。これは、例えば光源からの励起光１２によって橙色を出射する場合に好適となる。励起光１２は、蛍光体全体を励起させるため、万遍なく蛍光体に到達することが好ましい。この場合、蛍光体（粒子）自体が光源から離れる側の蛍光体（粒子）に対して影にならないような配置が好ましい。しかし、蛍光体体積が小さすぎると、目的の色を得るために蛍光体層１８自体の厚みが大きくなりすぎるため、好ましくない。従って、上記の範囲とすることが望ましい。従って、さらにより好ましい蛍光体とガラスの体積比率（蛍光体／ガラス）は、４０／６０〜１０／９０ｖｏｌ％である。蛍光体とガラスの体積比率については、蛍光体層１８の光学特性に関して好ましい態様を記載したが、蛍光体層１８として開気孔を抑制した層構造を優先する場合は、蛍光体体積に対してガラス体積を大きくすることが好ましい。
【００４９】
蛍光体層１８（蛍光体及びガラス）と透光性基板１６との熱膨張係数の差は、透光性基板１６の反り抑制の観点で小さいことが好ましく、特に、大型の透光性基板を利用する場合は、±３０％以下が好ましい。
【００５０】
次に、本実施の形態に係る光学部品の製造方法（以下、本製造方法と記す）について図２を参照しながら説明する。
【００５１】
先ず、図２のステップＳ１において、透光性基板１６を用意する。透光性基板１６は、以下のようにして作製される。
【００５２】
すなわち、透光性基板１６の製造方法は特に限定されず、ドクターブレード法、押し出し法、ゲルキャスト法等、任意の方法であってよい。これらの任意の方法によって板状に成形した後、焼成することにより透光性基板１６が得られる。特に好ましくは、透光性基板１６をゲルキャスト法を用いて製造する。好適な実施の形態においては、セラミック粉末、分散媒及びゲル化剤を含むスラリーを注型し、このスラリーをゲル化させることによって成形体を得、この成形体を焼結することで、透光性基板１６を得る（特開２００１−３３５３７１号公報参照）。
【００５３】
特に好ましくは、純度９９．９％以上（好ましくは９９．９５％以上）の高純度アルミナ粉末に対して、１５０〜１０００ｐｐｍの助剤を添加した原料を用いる。このような高純度アルミナ粉末としては、大明化学工業株式会社製の高純度アルミナ粉体を例示することができる。
【００５４】
前述した助剤としては、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）が好ましいが、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2）、酸化イットリウム（Ｙ2Ｏ3）、酸化ランタン（Ｌａ2Ｏ3）、酸化スカンジウム（Ｓｃ2Ｏ3）も例示することができる。
【００５５】
次に、ステップＳ２において、蛍光体粉末を含む固体成分と、溶剤と有機樹脂からなる有機成分とを含むペーストを使用し、スクリーン印刷によって膜を透光性基板１６上に形成する。
【００５６】
ペーストの作製方法は、特に限定されず、自公転式攪拌脱泡ミキサーのほか、トリロールミル、ボールミル、ライカイ機、乳棒乳鉢等の公知の方法を用いることができる。また、溶剤としては、テルピネオール、ポリビニルアセタール等の公知のものを使用することができる。有機樹脂としては、シリコーン樹脂、エトセル、アクリル、ブチラール樹脂等を用いることができる。特に、有機樹脂と蛍光体のみによって、蛍光体層１８を形成する場合は、光学特性、信頼性の観点からシリコーン樹脂を用いることが好ましい。
【００５７】
蛍光体は、発色に応じて以下のものを使用することができる。必ずしも単色の蛍光体粉末を利用するのではなく、適宜混合して所定の色度とすることが望ましい。例えば、黄色発光蛍光体に赤色や橙色を発光する蛍光体を所定量混合して色度制御することが可能である。
・黄色：（Ｙ，Ｇｄ）Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ（ＹＡＧ），（Ｓｒ，Ｂａ）2ＳｉＯ4：Ｅｕ，Ｃａ−α−Ｓｉａｌｏｎ：Ｅｕ
・赤色：ＣａＡｌＳｉＮ3：Ｅｕ（ＣＡＳＮ），（Ｃａ，Ｓｒ）2Ｓｉ5Ｎ8：Ｅｕ
・緑色：β−Ｓｉａｌｏｎ：Ｅｕ，（Ｂａ，Ｓｒ，Ｍｇ）2ＳｉＯ4：Ｅｕ
・青色：Ｓｒ10（ＰＯ4）6Ｃｌ2：Ｅｕ，（Ｓｒ，Ｂａ，Ｃａ）10（ＰＯ4）6Ｃｌ2：Ｅｕ
【００５８】
その後、ステップＳ３において、溶剤を例えば６０〜１５０℃で乾燥して、透光性基板１６上に膜状の成形体を作製する。
【００５９】
ステップＳ４において、成形体の膜厚と色度を測定する。
【００６０】
ステップＳ５において、膜厚と色度の相関の有無を判定する。すなわち、膜厚と色度の相関の有無によって成形体の良否を判定する。例えば膜厚を増やしながら色度を測定し、膜厚と対応する色度をグラフにプロットし、例えば最小二乗法で直線に近似する方法を行うことで、例えば図３Ａ及び図３Ｂに示すように、成形体の膜厚と色度との間に相関係数の高い相関（例えば、０．６以上）が現れる。むろん、最小二乗法の線形近似に限定される訳ではなく、指数近似、対数近似、多項式近似等公知の適切な近似曲線を利用してもよい。
【００６１】
すなわち、図３Ａは、黄色蛍光体（白色用蛍光体）粉末とガラス粉末の体積比率（蛍光体／ガラス）を６０／４０ｖｏｌ％としたときの成形体の膜厚と色度との関係を示すグラフである。色度ｘでは、直線Ｌ１に示す相関が見られ、色度ｙでは、直線Ｌ２に示す相関が見られていることがわかる。同様に、図３Ｂは、アンバー色蛍光体粉末とガラス粉末の体積比率（蛍光体／ガラス）を６０／４０ｖｏｌ％としたときの成形体の膜厚と色度との関係を示すグラフである。色度ｘでは、直線Ｌ３に示す相関が見られ、色度ｙでは、直線Ｌ４に示す相関が見られていることがわかる。なお、色度ｘ及びｙは、ＣＩＥ（国際照明委員会）が制定したｘｙ色度図の指標を示す。
【００６２】
上記ステップＳ５において、成形体の膜厚と色度の測定回数が少なく、膜厚と色度の相関が判明しない場合は、ステップＳ２に戻り、ステップＳ２以降の処理を繰り返す。すなわち、成形体上に新たにスクリーン印刷で膜を形成し、溶剤を乾燥させて膜厚が増加した成形体とする。その後、この成形体の膜厚と色度を測定し、ステップＳ５において、再度、膜厚と色度の相関の有無を判定する。
【００６３】
そして、成形体の膜厚と色度の相関が判明した段階で、次のステップＳ６に進み、上述の相関に基づいて、所定の色度に対応する成形体の目標印刷膜厚を決定する。
【００６４】
その後、ステップＳ７において、別の透光性基板１６を用意する。
【００６５】
ステップＳ８において、ステップＳ２で使用したペーストと同じ成分のペーストを使用し、スクリーン印刷によって膜を別の透光性基板１６上に形成する。ステップＳ９において、溶剤を例えば６０〜１５０℃で乾燥して、成形体を作製する。その後、ステップＳ１０において、成形体の膜厚を測定する。
【００６６】
ステップＳ１１において、成形体の膜厚が目標印刷膜厚であるか否かを判別する。成形体の膜厚が目標印刷膜厚でなければ、ステップＳ１２に進み、成形体の膜厚が目標印刷膜厚となるように調整する。例えば成形体の膜厚が目標印刷膜厚未満であれば、成形体上に新たにスクリーン印刷で膜を追加で形成し、溶剤を乾燥させて膜厚が増加した成形体とする。反対に、成形体の膜厚が目標印刷膜厚を超えていれば、成形体の上部を除去する。あるいは、成形体の全体を除去して再度やり直す。
【００６７】
上述のステップＳ１１において、成形体の膜厚が目標印刷膜厚であると判別された段階で、ステップＳ１３に進み、別の透光性基板１６上の成形体を、成形体に含まれるガラス粉末の溶融温度以上、例えば１０００℃で焼成して、蛍光体層１８とする。この焼成処理によって、成形体中の有機成分が焼失し、蛍光体層１８は、実質的に有機成分が存在しない構成となる。この段階で、本実施の形態に係る光学部品１０が完成する。上述の例では、成形体を焼成して蛍光体層１８としたが、必ずしも成形体を焼成する必要はなく、成形体自体を蛍光体層１８として使用してもよい。
【００６８】
従来は、スクリーン印刷して蛍光体層を形成する光学部品の色度を調整する方法として、蛍光体層の膜厚と光学部品の色度の相関を測定しておいて、目標印刷膜厚を決定し、製造していた。この場合、印刷厚みと焼成後色度との関係から、目標印刷膜厚を決定すると、焼成後の色度が不適切であれば、焼成後の蛍光体層を基板ごと廃棄しなければならず、コストがかかるという問題がある。しかも、色度を測定するたびに、いちいち焼成工程を経る必要があり、目標印刷膜厚を決定するまでに時間がかかるという問題がある。
【００６９】
これに対して、本実施の形態は、上述したように、成形体を加熱処理しなくても、乾燥状態の成形体において、蛍光体の濃度×厚み（≒蛍光体量）と色度との関係が得られる場合があることを見い出し、これを利用して蛍光体層を製造する方法である。
【００７０】
すなわち、蛍光体体積が例えばガラス等の蛍光体以外の固形分の体積よりも小さいと、焼成前の段階では、蛍光体が光励起されないか、あるいは蛍光体の励起光が外部に漏出しないため、成形体の膜厚と色度との相関が成立しない。しかし、蛍光体の量が多くなれば、光量としては不十分でも色度の確認が可能になる場合があることが判明した。このメカニズムは、上述した蛍光体の量によるものだけではなく、蛍光体の発色能力にも関係するもので、蛍光体の種類によって膜厚と色度との相関の存否が決定されると考えられる。本実施の形態は、この知見に基づくものである。
【００７１】
そして、本実施の形態では、蛍光体層の目標印刷膜厚を決定するにあたって重要な指標となる膜厚と色度との相関性を、焼成工程を経ることなく、しかも、透光性基板を再利用して判定することができる。換言すれば、目標印刷膜厚を決定するまでに、透光性基板１６を再利用することができ、しかも、焼成工程を経ることなく目標印刷膜厚を決定することができる。これは、光学部品１０の製造にかかるコストの低減、製造時間の短縮化につながり、光学部品１０の生産性の向上を図ることができる。
【００７２】
本実施の形態において、焼成前の色度と焼成後の色度の相関が成立する場合は、焼成後の色度の合否を焼成工程を経ることなく判定することができる。
【００７３】
例えば図４に示すように、成形体の色度（焼成前の色度）と蛍光体層１８の色度（焼成後の色度）との間に相関が現れる場合がある。図４において、◆で示すプロットは、蛍光体粉末とガラス粉末の体積比率（蛍光体／ガラス）を６０／４０ｖｏｌ％としたときの焼成前の色度ｘと焼成後の色度ｘとの関係を示し、同じく、■で示すプロットは、焼成前の色度ｙと焼成後の色度ｙとの関係を示す。図４において、◇で示すプロットは、蛍光体粉末とガラス粉末の体積比率（蛍光体／ガラス）を４０／６０ｖｏｌ％としたときの焼成前の色度ｘと焼成後の色度ｘとの関係を示し、同じく、□で示すプロットは、焼成前の色度ｙと焼成後の色度ｙとの関係を示す。これらの関係から、焼成前の色度と焼成後の色度との間に相関が現れる場合があることがわかる。
【００７４】
このように、焼成前後の色度の関係は、例えば、光源に青色発光ダイオードや青色半導体レーザを利用した場合、蛍光体／ガラスの系では、◆及び■で示すプロットに示すように、蛍光体の量が多いほど、焼成後の色度の方が大きく、◇及び□で示すプロットに示すように、蛍光体の量が少ないほど、焼成後の色度が小さくなる傾向を示す。蛍光体の量が多い場合は、焼成後の蛍光体の密度が向上することから、焼成後の色度の方が大きくなるものと考えられる。一方、蛍光体が少ない場合、すなわち、ガラスが多い場合は、焼成後のガラスが光源からの励起光の通過路（パス）になって、蛍光体層１８を通過しやすくなることから、色度が小さくなるものと考えられる。
【００７５】
このことから、焼成前の色度と焼成後の色度の相関が成立する場合は、上述した図２のステップＳ６の目標印刷膜厚の決定処理において、所定の色度として、焼成後の色度を設定し、この色度に対応する焼成前の色度から、成形体の目標印刷膜厚を決定すればよい。
【００７６】
ところで、光学部品１０において、蛍光体層１８は、蛍光体（粒子）の分布が厚み方向に対して均一である必要はない。蛍光体層１８を２層以上の積層構造としてもよい。図５Ａに、２層の蛍光体層（第１蛍光体層１８Ａ及び第２蛍光体層１８Ｂ）を積層した光学部品１０ａを示す。第１蛍光体層１８Ａ及び第２蛍光体層１８Ｂはそれぞれ蛍光体とガラスの比率が異なっている。
【００７７】
図５Ａの光学部品１０ａにおいて、最表面層（第２蛍光体層１８Ｂ）のガラスの比率を、その他の層（第１蛍光体層１８Ａ）よりも多くすることで、第２蛍光体層１８Ｂが緻密質になる。その結果、発光ダイオードや半導体レーザ等を組み立てる際に、蛍光体層１８の表面側への接着剤の浸入を抑制することができる。
【００７８】
図５Ａの光学部品１０ａにおいて、最表面層（第２蛍光体層１８Ｂ）の蛍光体の比率を、その他の層（第１蛍光体層１８Ａ）よりも多くすることで、蛍光体層１８あるいは第２蛍光体層１８Ｂは、表面積が大きな多孔質層となり、蛍光体による発熱等の放熱に寄与する。
【００７９】
蛍光体層１８を多層構造とする場合、ガラスよりも蛍光体の比率の多い層を透光性基板１６側に配置する、あるいは、ガラスよりも蛍光体の比率の多い層の上に、蛍光体よりもガラスの比率の多い層を配置する、あるいは、蛍光体よりもガラスの比率の最も多い層を、あるいは、蛍光体を含まないガラス単独層を最上層に配置することで、発光ダイオードや半導体レーザ等を組み立てる際に、蛍光体層１８の表面側への接着剤の浸入を抑制することができる。
【００８０】
反対に、ガラスよりも蛍光体の比率の最も多い層を最上層に配置することで、蛍光体による発熱等の放熱効果や、蛍光体の使用中に発生する歪による特性変化を抑制する効果を奏する。
【００８１】
次に、その他の変形例に係る光学部品について図５Ｂ〜図６Ｂを参照しながら説明する。
【００８２】
先ず、光学部品１０ｂは、図５Ｂに示すように、上述した光学部品１０とほぼ同様の構成を有するが、蛍光体層１８の一主面１８ａ、すなわち、透光性基板１６側とは反対側の面に、ガラス層２０が形成されている点で異なる。
【００８３】
ガラス層２０の成膜法としては、溶融法、気相法（ＰＶＤ法、ＣＶＤ法）及びゾル・ゲル法等があるが、例えば溶融法を採用することで、ガラス層２０の表面（一主面２０ａ）を鏡面化（平坦化）することができる。すなわち、ガラスを含むペーストを蛍光体層１８上に成形し、ガラスの軟化点以上の焼成温度でペーストを焼成することで、蛍光体層１８上にガラス層２０を成膜することができる。ペーストの成形については、印刷法、塗布法、筆塗、スプレー等で適宜行えばよい。また、ペースト以外にもガラスあるいは焼成によりガラスを形成する酸化物粉末を含む、混濁液、溶液、スラリー等を適宜利用できる。
【００８４】
この光学部品１０ｂにおいては、蛍光体層１８側を有機接着剤等によって発光ダイオードや半導体レーザ等に組み付ける場合に、有機接着剤が蛍光体層１８に浸み込むのをガラス層２０にて防止することができる。その結果、蛍光体層１８の光学特性が有機接着剤にて変動することを防止することができる。
【００８５】
次に、光学部品１０ｃは、図６Ａに示すように、上述した光学部品１０と同様に、透光性基板１６と蛍光体層１８とを有するが、透光性基板１６と蛍光体層１８との間に、ガラス層２０とダイクロイック膜２２が介在している点で異なる。すなわち、透光性基板１６から蛍光体層１８に向かって、透光性基板１６、ガラス層２０、ダイクロイック膜２２及び蛍光体層１８の順番で積層されている。
【００８６】
ダイクロイック膜２２は、特定の波長の光（例えば励起光）を透過し、その他の波長の光（例えば蛍光体の励起光や混色光）を反射する鏡の一種で、通常は誘電体の多層膜等の薄膜をコーティングさせて形成する。
【００８７】
すなわち、ダイクロイック膜２２は、高屈折率層と低屈折率層とが交互に積層された構造を有する。高屈折率層の材質としては、ＴｉＯ2（屈折率＝２．２〜２．５）やＴａ2Ｏ3（屈折率＝２．０〜２．３）等が挙げられ、低屈折率層の材質としては、ＳｉＯ2（屈折率＝１．４５〜１．４７）やＭｇＦ2（屈折率＝１．３８）等が挙げられる。また、ダイクロイック膜２２の層数は、高屈折率層と低屈折率層とでそれぞれ５〜１００層であり、膜厚は、１層につき、５０〜５００ｎｍである。
【００８８】
この光学部品１０ｃにおいては、透光性基板１６の他主面１６ｂ側から入射した励起光１２が蛍光体層１８で波長変換された光のうち、透光性基板１６側に向かう光をダイクロイック膜２２で再度蛍光体層１８側に反射することができ、光学特性を改善することができる。また、光学部品の機械的な特性改善の観点から熱膨張差の関係を利用することで、ガラス層２０側に圧縮応力を発生させる方策を施すことにより、透光性基板１６の抗折強度を向上することできる。
【００８９】
透光性基板１６に直接ダイクロイック膜２２を積層するのではなく、透光性基板１６上にガラス層２０を積層し、ガラス層２０上にダイクロイック膜２２を積層している。そのため、ガラス層２０は、光学特性を改善するダイクロイック膜２２を透光性基板１６上に積層する場合の平滑な下地層として作用し、透光性基板１６の表面を機械研磨等によって鏡面化する処理を省略することができる。
【００９０】
次に、光学部品１０ｄは、図６Ｂに示すように、上述した光学部品１０とほぼ同様の構成を有するが、蛍光体層１８の一主面１８ａ、すなわち、透光性基板１６側とは反対側の面にガラス層２０が積層され、さらに、ガラス層２０の一主面２０ａにダイクロイック膜２２が積層されている点で異なる。
【００９１】
この光学部品１０ｄにおいては、ダイクロイック膜２２の一主面２２ａ側から入射した励起光１２が蛍光体層１８で波長変換された光のうち、光源側に向かう光をダイクロイック膜２２で再度蛍光体層１８側に反射することができ、光学特性を改善することができる。この場合も、光学部品１０ｂと同様に、蛍光体層１８側を有機接着剤等によって発光ダイオードや半導体レーザ等に組み付ける場合に、有機接着剤が蛍光体層１８に浸み込むのをガラス層２０にて防止することができる。
【００９２】
なお、本発明に係る成形体良否判定方法及び光学部品の製造方法は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【符号の説明】
【００９３】
１０、１０ａ〜１０ｄ…光学部品                １２…励起光
１４…出射光                                  １６…透光性基板
１８…蛍光体層                                １８Ａ…第１蛍光体層
１８Ｂ…第２蛍光体層                          ２０…ガラス層
２２…ダイクロイック膜
【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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