CN108603956A - 发光装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的发光装置(1)具备基板(30)、和在基板(30)的平坦面(32)上多个荧光体粒子(60)粘合而成的荧光体层(40)，荧光体粒子(60)中的至少1个为单分散、来自石榴石的晶体结构且具有小平面的多面体形状的荧光体粒子(65)，多面体形状的荧光体粒子(65)的中心粒径D50为30μm以上且为荧光体层(40)的最大厚度以下。粘合于基板(30)的平坦面(32)上的荧光体粒子(60)中的至少1个优选为单分散、来自石榴石的晶体结构且具有小平面的多面体形状的荧光体粒子(65)。

Description

发光装置
技术领域
本发明涉及具有固体发光元件和包含荧光体的波长转换体的发光装置。
背景技术
以往已知有将固体发光元件和包含荧光体的波长转换体组合而成的发光装置。作为这样的发光装置，例如已知有如专利文献1所记载的白色LED光源、或者专利文献2和专利文献3所记载的激光照明装置和激光投影仪。此外，在具有照射激光的光源的发光装置中，大多具有在具有平坦面的基板的平坦面上粘合有荧光体粒子的结构，通常进行荧光体的高光密度激发(例如、参照专利文献6)。
在使用蓝色光作为荧光体的激发源的发光装置中，多使用被Ce3+赋活的石榴石系荧光体。该石榴石系荧光体的代表例为YAG系荧光体，由Y3Al2(AlO4)：Ce3+的通式表示。此外，该YAG系荧光体通过将晶格的Al的一部分用Ga置换或者将Y的一部分用Lu置换，成为放射绿色系光的荧光体。另外，还已知该YAG系荧光体通过将晶格的Y的一部分用Gd置换而成为放射黄色系光的荧光体(例如参照专利文献1、5)。
以固体发光元件为荧光体的激发源的构成的发光装置中所使用的YAG系荧光体的Ce3+赋活量通常相对于晶格中的稀土类离子的总数为2～3原子％(例如参照专利文献1)。
另外，以固体发光元件为荧光体的激发源的构成的发光装置中所使用的YAG系荧光体的粒子尺寸(由中心粒径D50定义的情况)通常约为10μm，大的粒子时约为25μm(例如参照专利文献4、5)。此外，该YAG系荧光体的粒子形状大多为来自石榴石的晶体结构的形状。如果补充说明，则来自石榴石的晶体结构的本来的形状为菱形十二面体或偏方多面体的多面体。但是，上述YAG系荧光体的粒子形状一般呈多面体的边缘部带有弧度的类菱形十二面体或类偏方多面体的形状，总的来说，为与多面体相比更接近球形的形状。
在以固体发光元件放射的蓝色光为荧光体的激发源的构成的发光装置中，多用将Y的一部分用Gd置换的(Y，Gd)3Al2(AlO4)：Ce3+黄色荧光体。这是由于通过固体发光元件放射的蓝色光和该黄色荧光体放射的黄色光的加法混色，能够得到比较的良好的色调的白色系光。
另外，还已知以控制发光装置的输出光的色调的目的，将发光色、组成互不相同的2种以上的被Ce3+赋活的石榴石系荧光体和固体发光元件组合而成的发光装置(例如参照专利文献1)。
在对发光装置的高输出化发展中，存在对荧光体的负荷逐年增高的倾向，近年来，波长转换体的全无机化在不断发展(例如参照专利文献6、7)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第3503139号公报
专利文献2：国际公开第2014/073237号
专利文献3：日本特表2012－524995号公报
专利文献4：日本专利第3773541号公报
专利文献5：日本专利第5669855号公报
专利文献6：日本特开2013－247067号公报
专利文献7：日本专利第5649202号公报
发明内容
发明所要解决的问题
但是，在具备固体发光元件和包含荧光体的波长转换体的以往的发光装置中，使用包含由提拉法培养的单晶形成的荧光体或荧光陶瓷的情况下，存在制造成本高的课题。另外，在使用由该提拉法培养的单晶形成的荧光体或荧光陶瓷的、具备固体发光元件和包含荧光体的波长转换体的以往的发光装置中，存在光提取效率差、发光输出低的课题。此外，为了降低发光装置的制造成本，优选使用粉末状的荧光体。但是，在将该粉末状的荧光体进行高光密度激发的构成的发光装置中，存在发光效率差、发光输出低的课题。使用粉末状的荧光体时的上述课题在用激光激发荧光体的构成的发光装置、特别是大量放射红色光成分的发光装置中被明显确认到。使用粉末状的荧光体时的上述课题可以认为是因伴随高光密度激发的荧光体的温度上升所造成的荧光体的效率降低(温度消光)而发生的。
本发明是鉴于上述课题而做出的发明。本发明的目的在于提供以高输出放射作为照明光适合的白色系光的低制造成本的高输出发光装置。
用于解决问题的手段
为了解决上述课题，本发明的方式涉及的发光装置具有基板、和在该基板的平坦面上多个荧光体粒子粘合而成的荧光体层。上述荧光体粒子中的至少1个为单分散、来自石榴石的晶体结构且具有小平面的多面体形状的荧光体粒子，上述多面体形状的荧光体粒子的中心粒径D50为30μm以上且为上述荧光体层的最大厚度以下。
附图说明
图1是表示第1实施方式涉及的发光装置的概略图。
图2是构成第1实施方式涉及的发光装置的波长转换体的示意性的截面图。
图3是构成以往的发光装置的波长转换体的示意性的截面图。
图4是将构成实施例1涉及的发光装置的波长转换体沿厚度方向剖开的剖面的SEM照片的一例。
图5是表示实施例1和参考例1涉及的发光装置的、膜厚与表面温度的关系的图表。
图6是表示实施例2涉及的发光装置所使用的YAG荧光体粉末C的粒度分布的图表。
图7是构成实施例2涉及的发光装置的波长转换体的荧光体层的表面的SEM照片的一例。
图8是构成实施例2涉及的发光装置的波长转换体的荧光体层的表面的SEM照片的一例。
图9是将构成实施例2涉及的发光装置的波长转换体沿厚度方向剖开的剖面的SEM照片的一例。
图10是将构成实施例2涉及的发光装置的波长转换体沿厚度方向剖开的剖面的SEM照片的一例。
图11是将构成实施例2涉及的发光装置的波长转换体沿厚度方向剖开的剖面的SEM照片的一例。
具体实施方式
以下，参照附图对本实施方式涉及的发光装置详细说明。图1是表示第1实施方式涉及的发光装置的概略图。
[发光装置]
(第1实施方式)
第1实施方式涉及的发光装置1具备固体发光元件10、和接受固体发光元件放射的一次光而放射光的包含多种荧光体的波长转换体50。
另外，发光装置1在固体发光元件10与波长转换体50之间还具备将从固体发光元件10放射的一次光聚集于波长转换体50的透镜20。如图1所示，发光装置1是从固体发光元件10放射的一次光L经由透镜20而射入波长转换体50时，波长转换体50放射荧光F的装置。此外，在不需要将一次光聚集于波长转换体50的情况下，也可以没有透镜20。即，透镜20对于发光装置1而言不是必需的构成。发光装置1中波长转换体50所含的荧光体的种类是特定的。
＜固体发光元件＞
固体发光元件10是放射一次光的固体发光元件。作为这样的固体发光元件，可以使用例如发光二极管或者面发光激光二极管等激光二极管。如图1所示，固体发光元件10放射一次光L。固体发光元件10如果为放射激光的元件，则能够实现发光装置1的小型高输出化，因此优选。
一次光如果为在420nm以上且低于480nm、优选为440nm以上且低于470nm的波长区域内具有强度最大值的光，则波长转换体50所含的荧光体容易高效地发光。另外，如果一次光为在上述波长区域内具有强度最大值的光，则一次光成为视觉辨认性好的蓝色光，不仅作为荧光体的激发光，也能够作为发光装置1的输出光没有浪费地利用，因此优选。
透镜20是将从固体发光元件10放射的一次光L聚集于波长转换体50的部件。一次光L经由透镜20而被聚集于波长转换体50。此外，在不需要将一次光L聚集于波长转换体50的情况下，发光装置中也可以没有透镜20。即，透镜20对于发光装置而言不是必需的构成。另外，如后述的第2实施方式涉及的发光装置1A那样，也可以使用光纤代替透镜20。
＜波长转换体＞
波长转换体50包含接受一次光而放射光的荧光体。在本实施方式中，波长转换体50的构成中具有特征。波长转换体50具备基板30；和在该基板30的平坦面32上多个单分散的荧光体粒子60粘合而成的荧光体层40。而且，在波长转换体50中，荧光体粒子60中的至少1个为来自石榴石的晶体结构且具有小平面70的多面体形状的荧光体粒子65。另外，在波长转换体50中，多面体形状的荧光体粒子65的中心粒径D50为30μm以上且荧光体层40的最大厚度以下。以下，参照附图进行说明。
图2是构成第1实施方式涉及的发光装置1的波长转换体50的示意性的截面图。如图2所示，波长转换体50具备：一次光透过的基板30；和形成在该基板30的平坦面32上、多个荧光体粒子60粘合而成的荧光体层40。
[基板]
基板30能够在其平坦面32上形成荧光体层40。作为基板30，能够使用透明基板、金属基板。作为透明基板，可以使用例如石英基板、透光性荧光陶瓷基板。作为金属基板可以使用例如铝基板。
[荧光体层]
在波长转换体50中，荧光体层40形成在基板30的平坦面32上，通过多个荧光体粒子60粘合而成。
荧光体粒子60彼此通常通过由粘结剂形成的粘合部80而粘合。此外，荧光体粒子60和透明基板33也通常通过由粘结剂形成的粘合部80而粘合。粘合部80中，将介于荧光体粒子60之间的部分称为荧光体粒子间粘合部85，将介于荧光体粒子60与透明基板33之间的部分称为基板－荧光体间粘合部81。对于粘合部80在后面详述。此外，上述粘合通常通过构成荧光体粒子的元素的热扩散、荧光体粒子彼此的熔合、介于荧光体粒子之间的粘结剂的熔化凝固、介于荧光体粒子之间的微粒(纳米粒子等)的分子间力等进行。
在图2所示的波长转换体50中，构成荧光体层40的荧光体粒子60的全部为具有小平面70的多面体形状的荧光体粒子65。其中，多面体形状的荧光体粒子65是指荧光体粒子60中成为具有小平面70的多面体形状的粒子。多面体形状的荧光体粒子65和荧光体粒子60中不是多面体形状的粒子的形状不同，但组成相同。此外，在本实施方式的发光装置1中，也可以代替图2所示的波长转换体50，而使用在基板30的平坦面32上粘合的荧光体粒子60的至少1个为多面体形状的荧光体粒子65的波长转换体。
如图2所示，在波长转换体50中，多面体形状的荧光体粒子65的平坦的小平面70和基板30的平坦面32经由粘合部80(基板－荧光体间粘合部81)以面接触的方式粘合。即，发光装置1的波长转换体50具备将基板30的平坦面32和荧光体层40中的多面体形状的荧光体粒子65的小平面70粘合的基板－荧光体间粘合部81。
此外，在波长转换体50中，相邻的多面体形状的荧光体粒子65的平坦的小平面70彼此经由粘合部80(荧光体粒子间粘合部85)以面接触的方式粘合。即，发光装置1的波长转换体50具备将相邻的多面体形状的荧光体粒子65的小平面70彼此粘合的荧光体粒子间粘合部85。
这样，发光装置1的波长转换体50具备将基板30的平坦面32与荧光体粒子65的小平面70之间、以及相邻的荧光体粒子65的小平面70彼此以面接触的方式粘合的基板－荧光体间粘合部81和荧光体粒子间粘合部85。
因此，在图2所示的波长转换体50中，构成荧光体层40的多面体形状的荧光体粒子65与基板30的平坦面32之间的热的传递、以及相邻的多面体形状的荧光体粒子65之间的热的传递良好。由此，在本实施方式中，波长转换体50中发热的荧光体粒子60的热通过基板30进行充分散热，因此荧光体层40的温度消光被抑制。其结果是，在本实施方式中，能够实现发光装置1的高输出化。
图3是构成以往的发光装置的波长转换体的示意性的截面图。在图3所示的以往的波长转换体150中，构成荧光体层90的荧光体粒子95成为不具有热的传递良好的小平面70的粒状。因此，在图3所示的以往的波长转换体150中，构成荧光体层90的粒状的荧光体粒子95与基板30的平坦面32之间的热的传递、以及相邻的粒状的荧光体粒子95之间的热的传递不好。由此，在以往的波长转换体150中，发热的荧光体粒子95的热难以通过基板30进行散热，因此无法充分抑制荧光体层40的温度消光。其结果是，在以往的波长转换体150中，发光装置的高输出化困难。
在本实施方式的荧光体层40中，多个荧光体粒子60中的至少1个成为单分散、来自石榴石的晶体结构且具有小平面70的多面体形状的荧光体粒子65。其中，小平面70是指以原子的尺度进行观察时的平坦的晶面。一般而言，小平面70可以被看成结晶品位优异的单晶粒子。
如上所述，多面体形状的荧光体粒子65是指荧光体粒子60中，显示来自石榴石的晶体结构且具有小平面的多面体形状的荧光体粒子。因此，多面体形状的荧光体粒子65为荧光体粒子60的下位概念。图2表示荧光体粒子60全部为多面体形状的荧光体粒子65的情况。荧光体粒子60通过为特定的组成且将粒径制备为特定范围，能够将所得到的荧光体粒子60的多数或实质上全部制成多面体形状的荧光体粒子65。另一方面，即使为特定的组成，粒径小的荧光体粒子60有时也不是多面体形状的荧光体粒子65。对荧光体粒子60的组成和粒径在后面叙述。
此外，多面体形状的荧光体粒子65为单分散是指，多个多面体形状的荧光体粒子65的一个一个不是多结晶，而是不具有破碎面的单晶的意思。此外，如果多面体形状的荧光体粒子65为单分散，则粒径、形态、结构和组成容易变得基本均匀。其中，粒径基本均匀是指多个多面体形状的荧光体粒子65的粒径的标准偏差在10％以内。
另外，来自石榴石的晶体结构且具有小平面70的多面体形状是指，多面体形状的荧光体粒子65为菱形十二面体状或偏方多面体状、或这些形状中将小平面70连接的边缘部带有弧度的形状。将菱形十二面体状中将相邻的小平面70连接的边缘部带有弧度的形状称为类菱形十二面体状，将在偏方多面体状中将相邻的小平面70连接的边缘部带有弧度的形状称为类偏方多面体状。以下，将包括菱形十二面体状、偏方多面体状、类菱形十二面体状和类偏方多面体状的形状称为“来自石榴石的多面体形状”。
多面体形状的荧光体粒子65经由作为来自石榴石的多面体形状的表面中的平面部分的小平面70，使热在荧光体粒子65与基板30的平坦面32之间、以及多面体形状的荧光体粒子65之间彼此传递。本实施方式的多面体形状的荧光体粒子65只要能够经由小平面70传递热即可。因此，本实施方式的多面体形状的荧光体粒子65除了严格的菱形十二面体状或偏方多面体状以外，还能够采用作为包括类菱形十二面体状和类偏方多面体状的概念的来自石榴石的多面体形状。
此外，本实施方式中使用的多面体形状的荧光体粒子65除了故意破碎的情况以外，实质上不具有破碎面。因此，多面体形状的荧光体粒子65成为表面缺陷少的高结晶品位的粒子。另外，本实施方式中使用的多面体形状的荧光体粒子65具有清晰的小平面70，因此为结晶品位高的单晶粒子，粒子内部的晶格缺陷少。因此，使用了多面体形状的荧光体粒子65的波长转换体50和发光装置1兼顾高的发光效率和高的热传导性。
在本实施方式的荧光体层40中，优选粘合于基板30的平坦面32上的荧光体粒子60的至少1个为单分散、来自石榴石的晶体结构且具有小平面的多面体形状的荧光体粒子。即，在本实施方式的荧光体层40中，优选粘合于基板30的平坦面32上的荧光体粒子60的至少1个为多面体形状的荧光体粒子65。如果多面体形状的荧光体粒子65粘合于基板30的平坦面32上，则构成荧光体层40的多面体形状的荧光体粒子65与基板30的平坦面32之间的热的传递变得良好。如果该荧光体粒子65与基板30的平坦面32之间的热的传递的良好的部位形成至少1个，则荧光体层40与基板30之间的热的传递良好，能够抑制荧光体粒子60的温度上升。此外，荧光体粒子65与基板30的平坦面32之间的热的传递的良好的部位越多越好。在图2所示的本实施方式的荧光体层40中，表示粘合于基板30的平坦面32上的荧光体粒子60的全部为多面体形状的荧光体粒子65的样子。因此，在图2所示的本实施方式中，荧光体层40与基板30之间的热的传递非常良好。
关于本实施方式所使用的荧光体粒子60，不论是多面体形状的荧光体粒子65还是不是多面体形状的荧光体粒子65的粒子，都是包含作为放射荧光的离子的发光中心的石榴石化合物。该石榴石化合物具有下述通式(1)所示的母体结晶。如果将构成该通式(1)所示的母体结晶的元素的一部分用发光中心置换，则可以得到石榴石结构的荧光体粒子60。此外，荧光体粒子60中不是多面体形状的荧光体粒子65的粒子不显示像多面体形状的荧光体粒子65那样的来自石榴石的多面体形状，但组成与多面体形状的荧光体粒子65相同。以下，包括荧光体粒子60中不是多面体形状的荧光体粒子65的粒子和多面体形状的荧光体粒子65在内，简称为荧光体粒子60。
通式：A’3B’2(C’X4)3 (1)
式(1)中，A’、B’和C’为能够构成石榴石结构的金属元素，X为能够构成石榴石结构的非金属元素。
通式(1)的金属元素A’的一例为选自由Mg、碱金属、碱土类金属、稀土类元素和过渡金属组成的组中的至少1种元素。在本说明书中，碱土类金属是指Ca、Sr、Ba和Ra。金属元素A’的具体例为选自由Na、K、Rb、Cs、Mg、Ca、Sr、Ba、Y、Ln和Mn组成的组中的至少1种元素。其中，Ln表示元素序号57～71的镧系元素。
通式(1)的金属元素B’的一例为选自由Mg、稀土类元素、过渡金属、碱土类金属、碳族元素组成的组中的至少1种元素。金属元素B’的具体例为选自由Mg、Sc、Y、Lu、Ti、Zr、Hf、V、Cr、Nb、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Al、Ga、In和Sn组成的组中的至少1种元素。
通式(1)的金属元素C’的一例为选自由碱金属、过渡金属、碱土类金属、碳族元素、氮族元素组成的组中的至少1种元素。金属元素C’的具体例为选自由Li、V、Fe、Al、Ga、Si、Ge和P组成的组中的至少1种元素。
通式(1)的非金属元素X的一例为选自由氮、硫属元素、卤素组成的组中的至少1种元素。非金属元素X的具体例为选自由N、O、F、Cl等组成的组中的至少1种元素。
荧光体粒子60的微观结构为在上述通式(1)所示的组成的母体结晶中导入了上述发光中心的结构。作为发光中心，可以使用例如选自由稀土类离子、过渡金属离子和典型金属离子组成的组中的至少1种离子。作为稀土类离子，可以使用例如Ce3+、Pr3+、Nd3+、Sm3+、Sm2 +、Eu3+、Eu2+、Gd3+、Tb3+、Dy3+、Ho3+、Er3+、Tm3+、Yb3+等。作为过渡金属离子，可以使用例如Ti4+、Cr3+、Mn2+、Mn4+、Fe3+、Cu+、Ag+等。作为典型金属离子，可以使用例如Tl+、Sn3+、Pb2+、Bi3+、Sb3+等。
作为上述发光中心，优选能够在固体发光元件放射的光的激发下放射荧光的稀土类离子。另外，稀土类离子中，若使用Ce3+来制备石榴石化合物至少包含Ce3+的结构的Ce3+赋活荧光体，则Ce3+赋活荧光体就具有吸收蓝色光而转换成比蓝色光的波长长的光的波长转换功能。因此，石榴石化合物至少包含Ce3+的结构即Ce3+赋活荧光体作为发光装置用途是优选的。
作为具有通式(1)所示的石榴石结构的母体结晶、被发光中心Ce3+赋活的Ce3+赋活荧光体，可以使用例如Y3Al2(AlO4)3：Ce3+、(Y，Gd)3Al2(AlO4)3：Ce3+、Y3Ga2(AlO4)3：Ce3+、Lu3Al2(AlO4)3：Ce3+、Tb3Al2(AlO4)3：Ce3+、Y3Al2(AlO4)3：Ce3+，Pr3+、Y3Mg2(AlO4)(SiO4)2：Ce3+、Y3MgAl(AlO4)2(SiO4)：Ce3+、Lu2CaMg2(SiO4)3：Ce3+、Ca3Sc2(SiO4)3：Ce3+、BaY2Al2(AlO4)2(SiO4)：Ce3+、Ca2NaMg2(VO4)3：Ce3+、Ca2YZr2(AlO4)3：Ce3+、Y3Al2(Al(O，F)4)3：Ce3+、Y3Al2(Al(O，N)4)3：Ce3+等。由于这些石榴石荧光体的制造比较容易，所以制造成本降低而为优选。
在荧光体粒子60中，发光中心相对于通式(1)所示的母体结晶的赋活量通常为通式(1)的A’的全部原子数的0.01原子％以上且小于10原子％。
另外，在发光中心为Ce3+的情况下，想要得到强的荧光时，发光中心(Ce3+)的赋活量优选为通式(1)的A’的全原子数的0.1原子％以上且小于5原子％。另一方面，在发光中心为Ce3+的情况下，想要得到温度消光小的高效的荧光时，Ce3+的赋活量优选设为通式(1)的A’的全原子数的0.01原子％以上且小于1原子％，特别优选设为0.01原子％以上且小于0.3原子％。
另外，荧光体粒子60被激光激发时，能够实现发光装置1的高输出化，因此优选。
本实施方式中使用的荧光体粒子60具有上述组成，因此通过以粒径成为本实施方式的特定范围的方式制备，能够将所得到的荧光体粒子60的大部分或实质上全部制成多面体形状的荧光体粒子65。另外，荧光体粒子60为石榴石荧光体，因而化学上稳定，因此可以得到可靠性优异的发光装置。
多面体形状的荧光体粒子65中，至少1个小平面70的面积优选超过200μm2，更优选超过250μm2。另外，多面体形状的荧光体粒子65中，至少1个小平面70的面积更加优选超过300μm2，特别优选超过400μm2。如果多面体形状的荧光体粒子65的至少1个小平面70的面积超过200μm2，则荧光体层40与基板30之间的热的传递变得良好，因此优选。
至少1个小平面70的面积超过200μm2的多面体形状的荧光体粒子65如果粘合于基板30的平坦面32上，则荧光体层40与基板30之间的热的传递良好，因此优选。至少1个小平面70的面积超过200μm2的多面体形状的荧光体粒子65在基板30的平坦面32上粘合有多个时，荧光体层40与基板30之间的热的传递更良好，因此优选。
另外，粘合于基板30的平坦面32上的多面体形状的荧光体粒子65优选面积超过200μm2的小平面70经由基板－荧光体间粘合部81与基板30的平坦面32粘合。此时，热从荧光体层40向基板30的传递更加良好。经由基板－荧光体间粘合部81与基板30的平坦面32粘合的多面体形状的荧光体粒子65的小平面70的面积设为更优选超过250μm2，更加优选超过300μm2，特别优选超过400μm2。
面积超过200μm2的小平面70经由基板－荧光体间粘合部81与平坦面32粘合的多面体形状的荧光体粒子65在基板30的平坦面32上粘合有多个时，荧光体层40与基板30之间的热的传递良好，因此优选。
如果多面体形状的荧光体粒子65的小平面70与基板30的平坦面32以面接触的方式粘合，则热从荧光体层40向基板30的传递更加良好，因此优选。其中，多面体形状的荧光体粒子65的小平面70与基板30的平坦面32以面接触的方式粘合是指，多面体形状的荧光体粒子65的小平面70与基板30的平坦面32以平行或基本平行的状态相对并粘合的意思。该平行或基本平行的状态是指多面体形状的荧光体粒子65的小平面70与基板30的平坦面32所成的角度在－10°～+10°的范围内。
通常，多面体形状的荧光体粒子65的小平面70与基板30的平坦面32的粘合经由由粘结剂形成的粘合部80(基板－荧光体间粘合部81)进行。如果基板－荧光体间粘合部81的厚度根据位置存在偏差，则所粘合的多面体形状的荧光体粒子65的小平面70与基板30的平坦面32变得不平行。在本实施方式中，如果多面体形状的荧光体粒子65的小平面70与基板30的平坦面32以面接触的方式粘合，则多面体形状的荧光体粒子65的小平面70与基板30的平坦面32之间热的传递良好地进行，因此优选。另外，如果具备多个将多面体形状的荧光体粒子65的小平面70与基板30的平坦面32以面接触的方式粘合的部分，则荧光体层40与基板30之间的热的传递良好，因此优选。
多面体形状的荧光体粒子65的中心粒径D50为30μm以上且为荧光体层40的最大厚度以下，大于通常使用的荧光体粒子。这里，荧光体层40的最大厚度是指荧光体粒子60和根据需要所含的粘合部80形成的粘合体的厚度的最大值。荧光体层40的最大厚度在图2中由t表示。此外，多面体形状的荧光体粒子65为荧光体粒子60的下位概念，因此有时也在荧光体层40的最大厚度的鉴定中使用多面体形状的荧光体粒子65。如果多面体形状的荧光体粒子65的中心粒径D50在上述范围内，则容易在多面体形状的荧光体粒子65上清晰地形成高平坦性的小平面，故而优选。
多面体形状的荧光体粒子65的中心粒径D50优选为40μm以上，更优选为50μm以上，更加优选为65μm以上，进一步优选为75μm以上，特别优选为100μm以上。多面体形状的荧光体粒子65的中心粒径D50如果为上述值以上，则容易在多面体形状的荧光体粒子65上清晰地形成高平坦性的小平面，故而优选。
此外，以往已知具有石榴石的晶体结构的单分散粒子。但是，以往的具有石榴石的晶体结构的单分散粒子一般中心粒径D50小于30μm。另外，以往的具有石榴石的晶体结构的单分散粒子虽然具有与石榴石结晶原本具有的多面体接近的粒子形状，但多面体的边缘部带有弧度，为比多面体接近于球的粒子形状。因此，以往的具有石榴石的晶体结构的单分散粒子中，小平面的面积小，最大也小于200μm2。
多面体形状的荧光体粒子65的中心粒径D50优选低于2mm，更优选低于500μm，更加优选低于200μm，进一步优选低于100μm，特别优选低于50μm。多面体形状的荧光体粒子65的中心粒径D50如果低于上述值，则容易在多面体形状的荧光体粒子65上清晰地形成高平坦性的小平面，故而优选。
在荧光体层40中，如果相邻的多面体形状的荧光体粒子65的小平面70彼此以面接触的方式粘合，则荧光体层40中的热的传递会更良好，优选优选。这里，相邻的多面体形状的荧光体粒子65的小平面70彼此以面接触的方式粘合是指相邻的多面体形状的荧光体粒子65的小平面70彼此以平行或基本平行的状态相对并粘合的意思。该平行或基本平行的状态是指相邻的多面体形状的荧光体粒子65的所粘合的小平面70彼此所成的角度在－10°～+10°的范围内。
在荧光体层40中，相邻的多面体形状的荧光体粒子65的小平面70彼此的粘合通常经由由粘结剂形成的粘合部80(荧光体粒子间粘合部85)进行。但是，在荧光体粒子间粘合部85的厚度随着荧光体层40的部位不同而不同的情况下，由于荧光体粒子间粘合部85的厚度之差，相邻的多面体形状的荧光体粒子65的小平面70彼此也容易变得不平行。这样如果荧光体粒子65的小平面70彼此变得不平行，则相邻的多面体形状的荧光体粒子65之间的热的传递容易变差。
相对于此，如果相邻的多面体形状的荧光体粒子65的小平面70彼此以面接触的方式通过荧光体粒子间粘合部85粘合，则相邻的多面体形状的荧光体粒子65的小平面70彼此之间的热的传递良好地进行，故而优选。另外，如果相邻的多面体形状的荧光体粒子65的小平面70彼此以面接触的方式粘合的部分具有多个，则荧光体层40内的热的传递良好，故而优选。
将多面体形状的荧光体粒子65的小平面70与基板30的平坦面32粘合的基板－荧光体间粘合部81优选由无机粘结剂形成。如果基板－荧光体间粘合部81由无机粘结剂形成，则能够由热传导性比较良好的无机材料形成荧光体层40与基板30之间的散热通路，因此波长转换体50的散热性变高，故而优选。
作为基板－荧光体间粘合部81所用的无机粘结剂，可以使用例如熔点为400℃以下的低熔点物质或纳米粒子。作为熔点为400℃以下的低熔点物质，可以使用例如低熔点玻璃、低熔点氧化物、低熔点卤化物等。
无机粘结剂为中心粒径D50为1nm以上且100nm以下的纳米粒子时，由于比表面积大、反应性高，所以形成牢固的粘合部，故而优选。
作为纳米粒子，可以使用例如由选自由Al2O3、ZnO、MoO3和ZnMoO4组成的组中的1种以上的无机氧化物形成的纳米粒子。这些纳米粒子的热传导性优异，容易形成低熔点的化合物，故而优选。
将相邻的多面体形状的荧光体粒子65的小平面70彼此粘合的荧光体粒子间粘合部85优选由无机粘结剂形成。如果荧光体粒子间粘合部85由无机粘结剂形成，则能够由热传导性比较良好的无机材料形成荧光体层40内的散热通路，因此波长转换体50的散热性高，故而优选。作为无机粘结剂，可以使用与基板－荧光体间粘合部81的形成所用的无机粘结剂相同的物质。
如上所述，荧光体层40包含作为荧光体粒子60的多面体形状的荧光体粒子65作为必需成分，根据情况，包含荧光体粒子60中没有成为多面体形状的荧光体粒子65的粒子和粘合部80。荧光体层40除了含有这些成分以外，还可以包含比荧光体粒子60的粒子尺寸小的小粒子。此外，比该荧光体粒子60的粒子尺寸小是指，比荧光体粒子65的粒子尺寸小，且比荧光体粒子60中没有成为多面体形状的荧光体粒子65的粒子的粒子尺寸小的意思。
如果荧光体层40中含有小粒子，则在多面体形状的荧光体粒子65、荧光体粒子60中没有成为多面体形状的荧光体粒子65的粒子、以及基板30的平坦面32粘合而形成的间隙中填充小粒子，荧光体层40成为致密的结构。因此，荧光体层40的机械强度提高，并且热传导性提高。作为小粒子的材质，没有特别限定，如果为无机材料，则荧光体层40的热传导性高，故而优选。
小粒子为无机材料时，作为小粒子，可以使用由无机材料形成的荧光体、荧光体以外的无机物质。小粒子为荧光体的情况下，荧光体层40除了荧光体粒子60以外，还填充由荧光体形成的小粒子，因此荧光体成为高密度填充的膜结构。因此，如果填充在荧光体层40中的小粒子为荧光体，则可以得到激发光的光吸收力大、放射荧光强度大的荧光的波长转换体50。
另一方面，小粒子例如为不是荧光体的透光性物质的情况下，荧光体层40成为光透过性优异的层。因此，如果填充在荧光体层40中的小粒子为透光性物质，则可以得到荧光体放射的荧光和激发光容易透过的波长转换体50。
另外，在小粒子例如为不是荧光体的光反射物质的情况下，荧光体层40成为激发光的光反射性优异的层。因此，如果填充在荧光体层40中的小粒子为光反射物质，则可以得到容易控制激发光的光反射的波长转换体50。
此外，在小粒子为荧光体的情况下，小粒子可以设为在发光色和组成的方面与荧光体粒子60同种的荧光体，也可以为不同种的荧光体。另外，小粒子为与荧光体粒子60同种的荧光体的情况下，可以具有与多面体形状的荧光体粒子65同样的形状。此外，小粒子即使为与荧光体粒子60同种的荧光体，且具有与多面体形状的荧光体粒子65同样的形状，也能够根据粒径的大小，与荧光体粒子60和多面体形状的荧光体粒子65相区别。
如果小粒子是将荧光体粒子60或多面体形状的荧光体粒子65的粒径减小后的粒子，则可以得到不会改变荧光的色调、能够期待强的发光强度的波长转换体50。另一方面，如果小粒子为与多面体形状的荧光体粒子65不同种的荧光体，则可以得到放射色调被控制的荧光的波长转换体50。另外，如果小粒子为具有石榴石的晶体结构的荧光体，则可以得到激发光的光吸收特性的良好的波长转换体50。此外，如果小粒子为不具有石榴石的晶体结构的荧光体，则可以得到容易部分反射激发光的波长转换体50。如果小粒子为具有小平面的单分散粒子的荧光体，则散热路径容易扩张。
(作用)
对发光装置1的作用进行说明。
首先，如图1所示，从发光装置1的固体发光元件10放射的一次光(例如、激光)L经由透镜20聚集于波长转换体50。在基板30为金属基板的情况下，被放射到波长转换体50的一次光L透过荧光体层40而被基板30反射。此外，在波长转换体50的基板30为透明基板的情况下，被波长转换体50放射的一次光L依次透过基板30、荧光体层40。波长转换体50在一次光L透过荧光体层40时，荧光体层40所含的荧光体粒子60放射荧光F。通过该荧光F，发光装置1放射包含一次光L和荧光F的光作为输出光。
荧光体层40中的荧光体粒子60放射荧光F，另一方面进行发热。由荧光体粒子60(多面体形状的荧光体粒子65)产生的热如图2中所示的箭头那样，在相邻的多面体形状的荧光体粒子65之间传递，从基板30的平坦面32上的多面体形状的荧光体粒子65向基板30的平坦面32传递。如图2所示，在波长转换体50中，在多面体形状的荧光体粒子65上形成有小平面70。另外，在波长转换体50中，相邻的多面体形状的荧光体粒子65之间、以及基板30的平坦面32与多面体形状的荧光体粒子65经由小平面70以面接触的方式粘合。此外，相邻的多面体形状的荧光体粒子65之间经由荧光体粒子间粘合部85粘合。基板30的平坦面32与多面体形状的荧光体粒子65经由基板－荧光体间粘合部81粘合。
由于这样的构成，由荧光体粒子60产生的热经由面接触的小平面70，在相邻的多面体形状的荧光体粒子65之间传递，从基板30的平坦面32上的多面体形状的荧光体粒子65向基板30的平坦面32传递。这样在波长转换体50中，热经由平面状且传热面大的多面体形状的荧光体粒子65的小平面70传递，因此荧光体层40的热迅速传递到基板30，能够抑制荧光体层40的温度上升和温度消光。因此，具有该波长转换体50的发光装置1能够通过使固体发光元件10的输出提高等，来提高发光输出。
为了比较作用，利用图3，说明具有以往的波长转换体150的发光装置的作用。与发光装置1同样，从固体发光元件放射的一次光(例如、激光)经由透镜聚集于波长转换体150，则波长转换体150在一次光L透过荧光体层90时，荧光体层90所含的荧光体粒子95放射荧光。通过该荧光，发光装置放射包含一次光和荧光的光作为输出光。
荧光体层90中的球状的荧光体粒子95放射荧光，另一方面进行发热。如图3中所示的箭头那样，由荧光体粒子95产生的热在相邻的荧光体粒子95之间传递，从基板30的平坦面32上的荧光体粒子95向基板30的平坦面32传递。如图3所示，在波长转换体150中，在荧光体粒子95上没有形成小平面70。在波长转换体150中，相邻的荧光体粒子95之间、以及基板30的平坦面32与荧光体粒子95经由粘合部180粘合。具体而言，相邻的荧光体粒子95之间经由作为粘合部180的荧光体粒子间粘合部185被粘合。基板30的平坦面32与荧光体粒子95经由作为粘合部180的基板－荧光体间粘合部181被粘合。因此，由荧光体粒子95产生的热经由荧光体粒子95的曲面状的表面，在相邻的荧光体粒子95之间传递，从基板30的平坦面32上的荧光体粒子95向基板30的平坦面32传递。
这样在波长转换体150中，由于经由曲面状且传热面小的荧光体粒子95的表面传递热，所以荧光体层90的热难以迅速传递到基板30，容易产生荧光体层90的温度上升，难以抑制温度消光。这样由于难以抑制温度消光，所以具备该波长转换体150的以往的发光装置难以提高发光输出。
本实施方式的发光装置为构成荧光体层40的荧光体粒子60的至少一部分为来自石榴石的晶体结构且具有小平面70的多面体形状的荧光体粒子65。因此抑制通过激光照射的高光密度激发下的荧光体的温度上升而为高输出。因此，本实施方式的发光装置适合作为激光照明装置或激光投影仪。
实施例
以下，使用实施例更加详细地进行说明。
[实施例1]＜利用Al2O3的荧光体膜的形成＞
(混合液的制备)
首先，准备中心粒径D50为29μm的YAG荧光体粉末(YAG荧光体粉末A)、以及中心粒径D50为44μm的YAG荧光体粉末(YAG荧光体粉末B)。此外，这些YAG荧光体粉体是通过传统的固相反应合成的。YAG荧光体粉末A的荧光体粒子不具有小平面。YAG荧光体粉末B的荧光体粒子具有小平面。
另外，作为纳米粒子，准备氧化铝(Al2O3)的纳米粒子(平均粒径：20nm)。然后，将该纳米粒子分散于水中，制备固体成分浓度30质量％的水性悬浊液(Al2O3纳米粒子水性浆料)。
然后，在水中，将0.7g的YAG荧光体粉末A、1.4g的YAG荧光体粉末B和Al2O3纳米粒子水性浆料0.9g混合调制，得到混合液(混合液M1)。混合液M1中的全部YAG荧光体粉末的中心粒径D50为33μm。
(无机波长转换体的制作)
在由铝合金形成的长20mm×宽20mm、厚0.5mm的金属基板上贴附Kapton胶带形成台阶。然后，在被台阶包围的部分中滴加适量的混合液M1，通过利用棒涂的涂敷器在金属基板上的规定区域内涂布混合液M1。
利用加热板将涂布后的混合液M1在100℃下加热1小时使其干燥，使混合液M1中的水分蒸发。由此，在金属基板上形成由YAG荧光体和将YAG荧光体粘合的Al2O3的纳米粒子构成的厚膜状的荧光体层，得到无机波长转换体。
以厚膜状的荧光体层的厚度不同的方式制作了3种无机波长转换体。用触针式轮廓测量系统DEKTAK(Bruker公司)测定金属基板上的荧光体层的厚度，结果3种试样的荧光体层的厚度为92～140μm。将结果表示在图5中。荧光体层包含至少1个具有面积约为450μm2的小平面的荧光体粒子。
(评价)
＜向无机波长转换体的激光照射试验＞
将无机波长转换体的金属基板以与金属制的散热器密合的方式固定后，对荧光体层的表面照射激光(中心波长λ：450nm、4.5w/mm2)。
利用红外线热成像仪(Neo Thermo(注册商标)TVS-700：日本Avionics株式会社制)测定照射时的荧光体层的表面温度。另一方面，利用分光光度计(MCPD－3000：大塚电子株式会社制)和照度计T－10(柯尼卡美能达株式会社制)测定荧光体层的发光光谱和照度。进而，利用发光光谱和照度的测定数据，计算从蓝色光向黄色光的转换效率。此外，将激光向荧光体层的入射角度设为45°，激光的照射时间设为60秒钟。
对实施例1的厚度不同的3种无机波长转换体，测定荧光体层的膜厚(μm)和荧光体层的表面温度(a.u.，任意单位)的关系。表面温度(a.u.)是调整红外线热成像仪的相机使其聚焦于荧光层表面，所得到的荧光体层表面的温度分布中的最高温度。将结果表示于图5。在图5中，对荧光体层的膜厚不同的3种无机波长转换体的数据进行制图，并且根据这3点数据进行线形近似制作线图。此外，图5所示的表面温度[a.u.]是以后述的参考例1的膜厚100μm的试样(符号×)的表面温度TS(K)的实测值作为1进行标准化得到的值。
＜显微镜观察＞
用扫描型电子显微镜(SEM)观察将无机波长转换体沿着厚度方向剖开得到的剖面。图4是构成实施例1涉及的发光装置的波长转换体的剖面的SEM照片的一例。
如图4所示可知，实施例1的无机波长转换体50A(50)具备金属基板30；和在金属基板30的平坦面32上多个荧光体粒子60粘合而成的荧光体层40A(40)。另外可知，在无机波长转换体50A中，荧光体粒子65(60)的小平面70与金属基板30的平坦面32之间经由氧化铝的纳米粒子粘合而成的粘合部80(基板－荧光体间粘合部81)而面接触。进而，由图4可知，在实施例1的无机波长转换体50A中，相邻的荧光体粒子65的小平面70彼此经由氧化铝的纳米粒子粘合而成的粘合部80(荧光体粒子间粘合部85)而面接触。
由图4可知，实施例1的无机波长转换体50A在荧光体粒子65与金属基板30之间、以及相邻的荧光体粒子65之间，形成了由面接触得到的粗的散热通路。可以认为实施例1的无机波长转换体50A通过由面接触得到的粗的散热通路，成为高热传导性的无机波长转换体，在荧光体层中产生的热容易被散发到金属基板和散热器，因此容易低温化。
[参考例1]
(混合液的制备)
首先，除了不使用YAG荧光体粉末B以外，与实施例1同样，得到混合液(混合液M2)。此外，制造途中的混合液M2中的YAG荧光体粉末仅为YAG荧光体粉末A，其中心粒径D50为29μm。
(无机波长转换体的制作)
接着，除了代替混合液M1而使用混合液M2以外，与实施例1同样，在金属基板上形成由YAG荧光体和纳米粒子构成的厚膜状的荧光体层，得到无机波长转换体。
无机波长转换体以厚膜状的荧光体层的厚度不同的方式制作了10种。10种荧光体层的厚度为72～145μm。与实施例1同样地测定金属基板上的荧光体层的厚度。将结果表示于图5。在图5中，与实施例1同样，对荧光体层的膜厚不同的10种无机波长转换体的数据进行制图，并且根据这些10点数据进行线形近似，制作线图。图5所示的表面温度[a.u.]是以参考例1的膜厚100μm的试样(符号×)的表面温度TS(K)的实测值作为1进行标准化而得到的值。其中，参考例1的10种的荧光体层均不含具有小平面的荧光体粒子。
(实施例1与参考例1的比较)
由实施例1和参考例1的结果，计算实施例1的无机波长转换体的荧光体温度降低率和蓝色→黄色转换效率的提高率。
[荧光体温度降低率]
首先，求出实施例1的线图上的膜厚Xμm时的温度TEX和参考例1的线图上的膜厚Xμm时的温度TRX。然后，将它们代入{1－(TEX/TRX)}×100算出荧光体温度降低率(％)。例如，在图5中，膜厚100μm时，TE100为0.895，TR100为0.980，因此荧光体温度降低率由{1－(0.895/0.980)}×100，算出约为10％。将结果表示于表1。
[从蓝色光向黄色光的转换效率的提高率]
对于实施例1和参考例1的无机波长转换体，测定从蓝色光向黄色光的转换效率(％)。从蓝色光向黄色光的转换效率(％)如下测定。首先，从由分光光度计得到的黄色区域的光谱和照度计的值，算出黄色区域的能量，将该能量除以蓝色区域的输入光能量。然后，将从实施例1的无机波长转换体的上述转换效率CE1(％)减去参考例1的无机波长转换体的上述转换效率CE0(％)得到的平均的差分ΔCEa(％)作为从蓝色光向黄色光的转换效率的提高率(％)。将结果表示于表1。
[表1]
如表1所示，实施例1的无机波长转换体的从蓝色光向黄色光的转换效率相对于参考例1的无机波长转换体的从蓝色光向黄色光的转换效率高2％。即，实施例1的无机波长转换体的从蓝色光向黄色光的转换效率的提高率为2％。
此外，关于从蓝色光向黄色光的转换效率提高的理由，推测是由于无机波长转换体的表面温度降低，所以能够实现荧光体的低温化，荧光体的温度消光被抑制。
[实施例2]＜利用ZnO－MoO3的荧光体膜的形成＞
(混合液的制备)
首先，作为荧光体粒子，准备中心粒径D50为37μm的YAG粉体(YAG荧光体粉末C)。图6表示YAG荧光体粉末C的粒度分布。另外，作为纳米粒子，准备平均粒径500nm的MoO3纳米粒子。此外，作为纳米粒子，准备平均粒径为100nm的氧化锌(ZnO)的纳米粒子。接着，使该纳米粒子分散于2－丙醇中，制备固体成分浓度为10质量％的悬浊液(ZnO纳米粒子悬浊液)。
在ZnO纳米粒子悬浊液0.4g中添加MoO3纳米粒子0.21g，搅拌来制备纳米粒子分散液。然后，在投入到烧杯内的YAG荧光体粉末C的1.5g中添加纳米粒子分散液0.65g并搅拌，制作混合液(混合液M3)。
(无机波长转换体的制作)
将由铝合金形成的长20mm×宽20mm、厚0.5mm的金属基板连续地排列，在金属基板的表面贴附Kapton胶带形成台阶。然后，在被台阶包围的部分中滴加混合液M3，通过利用涂敷器的棒涂在金属基板上的规定的区域内涂布混合液M3。
将涂布后的混合液M3利用加热板在100℃下加热1小时使2－丙醇蒸发，由此得到混合液M3的干燥体。进而，将该干燥体利用加热板在450℃下加热2小时，使其烧结。
由此，在金属基板上形成由YAG荧光体、ZnO的纳米粒子和MoO3的纳米粒子构成的厚膜状的荧光体层，得到无机波长转换体。
无机波长转换体以厚膜状的荧光体层的厚度不同的方式制作了3种。利用触针式轮廓测量系统DEKTAK(Bruker公司)测定金属基板上的荧光体层的厚度，结果3种试样的荧光体层的厚度为92～140μm。
＜显微镜观察＞
[荧光体层的表面的观察]
用扫描型电子显微镜(SEM)观察无机波长转换体的表面。图7和图8是构成实施例2涉及的发光装置的波长转换体的荧光体层的表面的SEM照片的一例。具体而言，图7(a)是构成实施例2涉及的发光装置的波长转换体50B(50)的荧光体层40B(40)的表面的SEM照片(倍率800倍)的一例。图7(b)是将图7(a)的区域A6放大的SEM照片(倍率2000倍)的一例。
图8(a)是将构成实施例2涉及的发光装置的波长转换体50B(50)的荧光体层40B(40)的表面进一步放大的SEM照片(倍率4000倍)的另一例。图8(b)是将构成实施例2涉及的发光装置的波长转换体50B(50)的荧光体层40B(40)的表面进一步放大的SEM照片(倍率7000倍)的另一例。
由图7和图8可知，在实施例2的无机波长转换体50B中，相邻的荧光体粒子65(60)的小平面70彼此经由氧化铝的纳米粒子粘合而成的粘合部80(荧光体粒子间粘合部85)而面接触。
另外，由图7和图8可知，在实施例2的无机波长转换体50B的荧光体层40B中，在相邻的2个以上的荧光体粒子65(60)之间形成粒子间空隙110。其中，粒子间空隙110是指在相邻的2个以上的荧光体粒子65(60)之间所形成的空隙。如图7和图8所示，粒子间空隙110通常形成在相邻的3个以上的荧光体粒子65(60)之间。
如图7和图8所示，荧光体层40B的粒子间空隙110的当量圆直径大至1μm以上。其中，当量圆直径是指与SEM中的粒子间空隙110的轮廓内的面积相同面积的圆的直径。此外，荧光体层40B的粒子间空隙110大的理由可以认为是由于荧光体粒子65(60)的粒径大的缘故。
无机波长转换体50B由于荧光体层40B具有当量圆直径为1μm以上的大的粒子间空隙110，所以能够得到适用于照明光利用的接近完全非相干的光。推测这是由于通过荧光体层40B中的大的粒子间空隙110使指向性强的激光散射，能够抑制激光的干涉。
[无机波长转换体50B的剖面的观察]
用扫描型电子显微镜(SEM)观察无机波长转换体的剖面。图9～图11是构成实施例2涉及的发光装置的波长转换体的剖面的SEM照片的一例。具体而言，图9～图11分别是将构成实施例2涉及的发光装置的波长转换体50B(50)沿厚度方向剖开的剖面的SEM照片的一例。
如图9～图11所示可知，实施例2的无机波长转换体50B(50)包括金属基板30、和在金属基板30的平坦面32上多个荧光体粒子60粘合而成的荧光体层40B(40)。另外可知，在无机波长转换体50B中，荧光体粒子65(60)的小平面70与金属基板30的平坦面32之间经由ZnO和MoO3的纳米粒子粘合而成的粘合部80(基板－荧光体间粘合部81)而面接触。另外，由图9～图11可知，在实施例2的无机波长转换体50B中，相邻的荧光体粒子65的小平面70彼此经由ZnO和MoO3的纳米粒子粘合而成的粘合部80(荧光体粒子间粘合部85)而面接触。
由图9～图11可知，实施例2的无机波长转换体50B(50)在荧光体粒子65与金属基板30之间、以及相邻的荧光体粒子65之间形成有由面接触得到的粗的散热通路。实施例2的无机波长转换体50B通过由面接触得到的粗的散热通路，成为高热传导性的无机波长转换体，可以认为由荧光体层产生的热容易散发到金属基板、散热器，因此容易低温化。
[实施例3]＜利用ZnO溶胶凝胶的荧光体膜形成＞
(混合液的制备)
首先，准备中心粒径D50为37μm的YAG荧光体粉末(YAG荧光体粉末D)。此外，YAG荧光体粉体D是通过传统的固相反应而合成的。YAG荧光体粉末D的荧光体粒子具有小平面。
另外，通过使乙酸锌2水合物分散于醇(甲醇)中，制作乙酸锌(CH3COO)2Zn·2H2O的浓度为10质量％的溶胶凝胶溶液。
然后，将上述YAG荧光体粉末D的1.0g和上述溶胶凝胶溶液0.5g混合，得到混合液(混合液M4)。
(无机波长转换体的制作)
将由铝合金形成的长20mm×宽20mm、厚0.5mm的金属基板连续地排列，在金属基板的表面贴附Kapton胶带形成台阶。然后，在被台阶包围的部分中滴加混合液M4，利用使用棒涂的涂敷器在金属基板上的规定的区域内涂布混合液M4。
将涂布后的混合液M4利用加热板在100℃下加热1小时，使醇蒸发，得到混合液M4的干燥体。进而，将该干燥体利用加热板在350℃下加热5小时使其烧结。
由此，在金属基板上形成由YAG荧光体和ZnO的纳米粒子构成的厚膜状的荧光体层，得到无机波长转换体。
无机波长转换体以厚膜状的荧光体层的厚度不同的方式制作了3种。用触针式轮廓测量系统DEKTAK(Bruker公司)测定金属基板上的荧光体层的厚度，结果3种试样的荧光体层的厚度为92～140μm。
[实施例4]＜利用ZnO溶胶凝胶+ZnO纳米粒子的荧光体膜形成＞
(混合液的制备)
首先，准备实施例2中使用的中心粒径D50为37μm的YAG荧光体粉末(YAG荧光体粉末C)。
另外，作为纳米粒子，准备平均粒径100nm的氧化锌(ZnO)纳米粒子。接着，使该纳米粒子分散于水中，准备固体成分浓度为30质量％的水性悬浊液(纳米粒子水性浆料)。
进而，通过使乙酸锌2水合物分散于醇(甲醇)中，制作(CH3COO)2Zn·2H2O的浓度为10质量％的溶胶凝胶溶液。
然后，将YAG荧光体粉末C的1.0g、溶胶凝胶溶液0.5g和上述悬浊液0.5g混合，得到混合液(混合液M5)。
(无机波长转换体的制作)
将由铝合金形成的长20mm×宽20mm、厚0.5mm的金属基板连续地排列，在金属基板的表面贴附Kapton胶带形成台阶。然后，在由台阶包围的部分中滴加混合液M5，通过利用棒涂的涂敷器在金属基板上的规定的区域内涂布混合液M5。
将涂布后的混合液M5利用加热板在100℃下加热1小时，使水和醇蒸发，得到混合液M5的干燥体。进而，将该干燥体利用加热板在350℃下加热5小时，使其烧结。
由此，在金属基板上形成由YAG荧光体和ZnO的纳米粒子构成的厚膜状的荧光体层，得到无机波长转换体。
无机波长转换体以厚膜状的荧光体层的厚度不同的方式制作3种。用触针式轮廓测量系统DEKTAK(Bruker公司)测定金属基板上的荧光体层的厚度，结果3种试样的荧光体层的厚度为92～140μm。
日本特愿2016－046722号(申请日：2016年3月10日)的全部内容被援引在此。
以上，按照实施例说明本实施方式的内容，但本实施方式不限于这些记载，能够进行各种变形和改良，这对于本领域技术人员是不言而喻的。
产业上的可利用性
本发明的发光装置的制造成本低，能够以高输出放射适于作为照明用途的白色系光。
符号说明
1 发光装置
10 固体发光元件
30 基板
32 平坦面
40、40A、40B、90 荧光体层
41 荧光体涂布液层
42 荧光体涂布液干燥体层
50、50A、50B 波长转换体
60 荧光体粒子
65 多面体形状的荧光体粒子
70 小平面
80、180 粘合部
81、181 基板一荧光体问粘合部
85、185 荧光体粒子问粘合部
95 荧光体粒子
110 粒子问空隙

Claims (11)

1.一种发光装置，其特征在于，具备：
基板；和
荧光体层，所述荧光体层是在该基板的平坦面上多个荧光体粒子粘合而成的，
所述荧光体粒子中的至少1个为单分散、来自石榴石的晶体结构且具有小平面的多面体形状的荧光体粒子，
所述多面体形状的荧光体粒子的中心粒径D50为30μm以上且为所述荧光体层的最大厚度以下。
2.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，粘合于所述基板的平坦面上的荧光体粒子中的至少1个为单分散、来自石榴石的晶体结构且具有小平面的多面体形状的荧光体粒子。
3.根据权利要求1或2所述的发光装置，其特征在于，粘合于所述基板的平坦面上的至少1个所述多面体形状的荧光体粒子中，至少1个所述小平面的面积超过200μm2。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的发光装置，其特征在于，所述多面体形状的荧光体粒子的小平面与所述基板的平坦面以面接触的方式粘合。
5.根据权利要求4所述的发光装置，其特征在于，所述多面体形状的荧光体粒子的小平面与所述基板的平坦面以面接触的方式粘合的部分具有多个。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的发光装置，其特征在于，相邻的所述多面体形状的荧光体粒子的小平面彼此以面接触的方式粘合。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的发光装置，其特征在于，具备将所述基板的平坦面与所述荧光体层中的多面体形状的荧光体粒子的小平面粘合的基板－荧光体间粘合部，
所述基板－荧光体间粘合部由无机粘结剂形成。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的发光装置，其特征在于，具备将相邻的所述多面体形状的荧光体粒子的小平面彼此粘合的荧光体粒子间粘合部，
所述荧光体粒子间粘合部由无机粘结剂形成。
9.根据权利要求7或8所述的发光装置，其特征在于，所述无机粘结剂为由选自由Al2O3、ZnO、MoO3和ZnMoO4组成的组中的1种以上无机氧化物形成的纳米粒子。
10.根据权利要求7或8所述的发光装置，其特征在于，所述无机粘结剂为中心粒径D50为1nm以上且100nm以下的纳米粒子。
11.根据权利要求1～10中任一项所述的发光装置，其特征在于，所述荧光体粒子被激光激发。
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