CN110325884B - 光波长转换部件及发光装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种光波长转换部件及发光装置，能够抑制色斑且能够提高光提取效率而提高发光强度。光波长转换部件(9)具备由以Al2O3和用A3B5O12：Ce表示的成分作为主成分的多晶体构成的陶瓷板(11)，A3B5O12中的A和B为从下述元素组中选择的至少一种元素。A：Sc、Y、除Ce以外的镧系元素，B：Al、Ga。另外，在陶瓷板(11)的光入射面(11a)形成有使特定波长透射或反射的电介体多层膜(13)。而且，陶瓷板(11)的气孔率为2体积％以下且平均表面粗糙度(算术平均粗糙度Sa)为0.5μm以下。

Description

光波长转换部件及发光装置
技术领域
本发明涉及一种例如用于头灯、照明、投影仪等各种光学设备的能够进行光的波长的转换的光波长转换部件及具备光波长转换部件的发光装置。
背景技术
在头灯、各种照明设备等中，通过利用荧光体对发光二极管(LED：Light EmittingDiode)、半导体激光器(LD：Laser Diode)的蓝色光进行波长转换而得到白色的装置成为主流。
作为荧光体，公知树脂类、玻璃类等，但是，近年来，光源的高输出化正在推进，对荧光体寻求更高的耐久度，因此关注聚集于陶瓷荧光体。
作为该陶瓷荧光体，公知由Y3Al5O12：Ce(YAG：Ce)代表地Ce活化在石榴石结构(A3B5O12)的成分中而得到的荧光体。
另外，在例如下述专利文献1所记载的技术中，通过使YAG：Ce复合到Al2O3中，使耐热性、导热性提升。即，在该技术中，通过包含Al2O3，具有比YAG：Ce单一组成高的导热性，作为结果，耐热性、耐激光器输出性提升。
此外，该专利文献1所记载的技术涉及具备由Al2O3构成的基体相、由以一般式A3B5O12：Ce(A为从Y、Gd、Tb、Yb及Lu中选择的至少一种，B为从Al、Ga及Sc中选择的至少一种)表示的物质构成的主荧光体相以及CeAl11O18相的烧成体。
另外，近年来，如下述专利文献2所记载地，为了提高从荧光体中的波长转换层的光提取效率，提出了在主放射侧形成气孔率较高的薄膜的技术。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第5740017号公报
专利文献2：日本特开2016-60859号公报
发明内容
发明要解决的课题
不过，在上述的以往技术中，存在下述这样的问题而寻求其改进。
具体地说，在所述专利文献1所记载的技术中，为了防止与烧成过程中的Ce挥发相伴的色斑(即色差)，使CeAl11O18散布在组织中。但是，作为第三成分的CeAl11O18吸收光而成为减弱荧光强度的主要原因。由此，需要使荧光体的厚度极限地变薄等来进行应对，但薄片化会损害作为结构体的荧光体的耐久度。
此外，该专利文献1所记载的化合物为Ce：YAG类的生成物，但是，在其他材料类(例如CeAlO3、NdAl11O18等的材料类)中，相同的第三成分的存在也可能成为发光强度降低的主要原因。
另外，在所述专利文献2所记载的技术中，通过在主放射侧形成气孔率较高的薄膜而使放射光扩散。但是，基于薄膜的光扩散仅有助于通过波长转换层向薄膜侧透射的光，因此未考虑除此以外的光(例如向入射侧散射的光)。因此，无法获得足够的光提取效率，不容易提高荧光强度(即发光强度)。
本发明鉴于所述课题而完成，其目的在于，提供一种能够抑制色斑且能够提高光提取效率而提高发光强度的光波长转换部件及具备该光波长转换部件的发光装置。
用于解决课题的方案
(1)本发明的第一方面涉及一种光波长转换部件，具备由多晶体构成的陶瓷板，该多晶体以Al2O3和用A3B5O12：Ce表示的成分作为主成分。
在该光波长转换部件中，A3B5O12中的A和B为从下述元素组中选择的至少一种元素。
A：Sc、Y、除Ce以外的镧系元素
B：Al、Ga
并且，陶瓷板的气孔率为2体积％以下且平均表面粗糙度(算术平均粗糙度Sa)为0.5μm以下，在陶瓷板的厚度方向上的一个表面(例如光入射面)具备具有不同折射率的透光性的层层叠而成的电介体多层膜。
在本第一方面中，由于为上述的组成，能够高效地将蓝色光转换成黄色光。
另外，在例如使激光等从外部入射的光入射面设置具有透光性的电介体多层膜的情况下，通过调整该电介体多层膜，能够具有使特定的波长透射或反射的功能。
例如，在为YAG：Ce荧光体(即光波长转换部件)的情况下，通过形成为具有使蓝色光波长(465nm)透射且使从荧光体发出的光的波长(520nm)以上反射的功能的多层膜，能够高效地提取从荧光体发出的光。此外，光的提取效率是指出射光的光量相对于入射光的光量的比例。
进而，通过将陶瓷板的形成电介体多层膜的表面的平均表面粗糙度(算术平均粗糙度Sa)设为0.5μm以下，能够形成具有上述这样的优异的特定的功能(即，使特定的波长透射或反射的功能)的薄膜。此外，如果平均表面粗糙度(算术平均粗糙度Sa)比0.5μm大，则无法获得所寻求的功能或者出现色斑(即色差)，因此不优选。
并且，形成上述这样的电介体多层膜需要使陶瓷板平滑。具体地说，通过将气孔率设为2体积％以下，能够减少在陶瓷板的表面露出的气孔(因此能够减少表面的凹部)而形成平滑的电介体多层膜，由此，能够抑制色斑。此外，如果气孔率比2体积％大，则失去电介体多层膜的平滑性而出现色斑，因此不优选。
这样，本第一方面根据上述的结构，由于色斑较少且较高的光提取效率等，能够实现较高的荧光强度(即发光强度)。
并且，在本第一方面中，能够在激光器等高输出光源下使用，能够实现耐久度、耐热性优异的荧光体即光波长转换部件。
此外，所述电介体多层膜是指折射率不同的膜(即高折射率膜和与其相比折射率较低的低折射率膜)的层叠体，能够采用公知的分色膜。作为高折射率膜的材料、可以举出氧化铌、氧化钛、氧化镧、氧化钽、氧化钇、氧化钆、氧化钨、氧化铪、氧化铝、氮化硅等，作为低折射率膜的材料，可以举出氧化硅等。
(2)在本发明的第二方面中，在将光波长转换部件沿厚度方向剖切而得到的剖切面中，在电介体多层膜与陶瓷板的边界面处开口的陶瓷板的气孔在边界面的长度为100μm的区间内为30个以下，并且，各个气孔的开口径为2μm以下。
在本第二方面中，由于在电介体多层膜与陶瓷板的边界面存在的陶瓷板的气孔处于上述的这样的范围内，能够将电介体多层膜形成得平滑，使得能够充分地发挥上述的功能。即，能够高效地提取从荧光体发出的光。
在此，在存在于边界面的气孔比30个多的情况下，或者，在存在于边界面的气孔的开口径比2μm大的情况下，会失去膜的平滑性而容易出现色斑，因此不优选。
此外，在边界面处开口的气孔是指在利用直线将陶瓷板与电介体多层膜的边界面连结时向陶瓷侧凹陷的凹部。另外，开口径是指在所述边界面处的所述100μm的长度的直线上凹部在边界面处开口的开口端的长度。
(3)在本发明的第三方面中，A3B5O12：Ce在陶瓷板中所占的比例为5～50体积％。
在所述比例小于5体积％的情况下，由于荧光陶瓷不充足，有可能无法获得足够的荧光强度。另一方面，在所述比例比50体积％多的情况下，不同种类边界面(透光性陶瓷/荧光陶瓷)处的晶界散射增加，有可能无法获得足够的透光性(因此荧光强度降低)。
因此，通过将所述比例设为5～50体积％，荧光强度(即发光强度)变高，促进亮度的平均化，对色斑抑制是有效的。
(4)在本发明的第四方面中，A3B5O12：Ce中的Ce的浓度相对于元素A为10.0mol％以下，但不包括0。
由于处于本第四方面的范围内，使得获得足够的荧光特性。即，如果所述Ce的浓度(Ce浓度)超过10.0mol％，则容易发生浓度消光而导致荧光强度的降低。此外，在不包含Ce(Ce为0mol％)的情况下，不产生荧光。
(5)在本发明的第五方面中，在陶瓷板的厚度方向上的另一个表面(例如光放射面)具备对光的反射进行抑制的透光性的防反射层。
在本第五方面中，通过在光从陶瓷板的内部向外部放射的光放射面设置防反射层(即AR涂层)，使光高效地从陶瓷板的内部向外部放射。由此，具有光波长转换部件的发光强度提升这样的优点。
此外，作为该防反射层，能够采用例如氧化铌、氧化钛、氧化钽、氧化铝、氧化锆、氧化硅、氮化铝、氮化硅、氟化镁等材料。此外，防反射层可以是单层也可以是多层结构。
(6)本发明的第六方面涉及一种具备第一～第五方面中的任一个光波长转换部件的发光装置，具有使光从具备电介体多层膜的表面侧入射到光波长转换部件的结构。
在本第六方面中，由于使光从具备电介体多层膜的表面入射到光波长转换部件，在陶瓷板处转换了波长的光(即荧光)具有较高的荧光强度。另外，具有较高的色均质性。因此，在陶瓷板形成有电介体多层膜的光波长转换部件具有较高的荧光强度，并且具有较高的色均质性。
由此，发光装置能够对外部输出具有较高的光强度且具有较高的色均质性的光。此外，作为发光装置的发光元件，能够使用例如LED、LD等公知的元件。
＜以下，对本发明的各结构进行说明＞
·所述“陶瓷板”为具有上述的结构的多结晶的陶瓷烧结体，在各结晶粒子、其晶界也可以包含不可避免的杂质。
·所述“主成分”表示在所述陶瓷板中存在最多的量(体积)。
·所述“A3B5O12：Ce”表示Ce对A3B5O12中的A的一部分进行固溶置换，通过具有这样的结构，使得同化合物示出荧光特性。
·所述平均表面粗糙度Sa(即算术平均粗糙度Sa)是将二维的算术平均粗糙度Ra扩展成三维而得到的，且是由ISO25178限定标准的参数。
附图说明
图1是表示将具备第一实施方式的光波长转换部件的发光装置沿厚度方向剖切而得到的剖面的剖面图。
图2(a)是表示将第一实施方式的光波长转换部件沿厚度方向剖切而得到的剖面的剖面图，图2(b)是放大表示图2(a)的一部分(电介体多层膜进入到凹部中的结构)的剖面图。
图3是表示将具备第二实施方式的光波长转换部件的发光装置沿厚度方向剖切而得到的剖面的剖面图。
具体实施方式
接着，对本发明的光波长转换部件及发光装置的实施方式进行说明。
[1.第一实施方式]
[1-1.发光装置]
首先，对具备第一实施方式的光波长转换部件的发光装置进行说明。
如图1所示，本第一实施方式的发光装置1具备例如氧化铝等的箱状的陶瓷制的封装体(容器)3、配置在容器3的内部的例如LD等发光元件5及以覆盖容器3的开口部7的方式配置的板状的光波长转换部件9。
如后文中详述地，该光波长转换部件9在陶瓷板11的一个主面即光入射面11a形成有电介体多层膜13而成。
在该发光装置1中，从发光元件5放射的光照射到光波长转换部件9的电介体多层膜13，并经由电介体多层膜13而导入到具有透光性的陶瓷板11内。导入到陶瓷板11内的光的一部分透射过陶瓷板11，且另一部分在陶瓷板11内进行波长转换而发光。即，在光波长转换部件9(详细地说，陶瓷板11)中，发出与从发光元件5放射的光的波长不同的波长的荧光。
这样，包括波长转换后的光在内的光从波长转换部件9的另一侧(即陶瓷板11的光出射面11b侧)向外部输出。
例如，从LD照射的蓝色光通过光波长转换部件9来进行波长转换，从而整体上白色光从光波长转换部件9向外部(例如图1的上方)照射。
[1-2.光波长转换部件]
接着，对光波长转换部件9详细地进行说明。
本第一实施方式的光波长转换部件9由陶瓷板11和形成于陶瓷板11的厚度方向(图1的上下方向)上的一个表面(图1的下方的光入射面11a)的电介体多层膜13构成。
详细地说，陶瓷板11为以Al2O3(即Al2O3结晶粒子)和用化学式A3B5O12：Ce表示的成分(即作为结晶粒子的A3B5O12：Ce结晶粒子)作为主成分的多晶体即陶瓷烧结体。
该陶瓷板11的气孔率为2体积％以下，并且，供光入射的表面即光入射面11a与供光出射的表面即光出射面11b(与光入射面11a相反一侧的面)的平均表面粗糙度Sa(即算术平均粗糙度Sa)为0.5μm以下。
另外，陶瓷板11具有由从下述元素组中选择的至少一种元素构成的以A3B5O12：Ce表示的石榴石结构。
A：Sc、Y、除Ce以外的镧系元素
B：Al、Ga
进而，陶瓷板11中，A3B5O12：Ce所占的比例为5～50体积％。
并且，陶瓷板11中，A3B5O12：Ce中的Ce的浓度相对于元素A为10mol％以下，但不包括0。
另外，如图2所示，光波长转换部件9中，在将光波长转换部件9沿厚度方向剖切而得到的剖切面中，在电介体多层膜13与陶瓷板11的边界面处开口的陶瓷板11的气孔15在边界面的长度(即穿过边界面的直线的长度)为100μm的区间内为30个以下，并且，各个气孔15的开口径为2μm以下。
即，在边界面处开口的一个或多个气孔(其中，在所述直线部分处开口的气孔)15的沿着该直线的开口端的长度为2μm以下。
另一方面，电介体多层膜13为具有不同折射率的透光性的层层叠而成的多层膜。即，如图2(b)所示，电介体多层膜13是将一个或多个高折射率膜13a和与其相比折射率较低的一个或多个低折射率膜13b层叠而成的。此外，在图2中，示出多个高折射率膜13a和多个低折射率膜13b每隔一个膜交替地配置的例子。
该电介体多层膜13通过对层叠高折射率膜13a和低折射率膜13b的状态进行调节，即通过对电介体多层膜13进行调整，具有使特定的波长透射或反射的功能。
作为对这样的电介体多层膜13进行调整的方法，能够采用形成各种分色膜的方法。
此外，对于形成分色膜的技术，由于是公知的，省略详细的说明，但简而言之，通过控制各层的折射率及膜厚而将层数调整为2～100层左右且将总膜厚调整为0.1～20μm左右，能够使特定的波长透射或反射。
例如，通过使由氧化钛构成的高折射率膜13a和由氧化硅构成的低折射率膜13b交替地层叠并控制各层的膜厚而使层数为40且膜厚为3μm，能够形成为具有例如透射蓝色光波长(465nm)且使从作为荧光体的陶瓷板11发出的光(即波长转换后的光)的波长(520nm)以上反射的功能的多层膜。
由此，在光波长转换部件9中，通过陶瓷板11进行波长转换的光在电介体多层膜13高效地反射，因此抑制从光入射面11a返回到发光元件5侧(图1的下方)。因此，能够从光出射面11b侧高效地提取从作为荧光体的陶瓷11发出的光。
[1-2.光波长转换部件的制造方法]
在此，对制造光波长转换部件9时的概要的步骤进行说明。
首先，以满足所述第一实施方式的结构的方式进行了(即调制了)作为陶瓷烧结体的陶瓷板11的粉末材料的称重等。
接着，对调制后的粉末材料添加有机溶剂和分散剂，并通过球磨机进行了粉碎混合。
接着，对通过粉碎混合而获得的粉末混合树脂而制成浆料。
接着，使用浆料，通过刮浆法而制成片状成型体。
接着，对片状成型体进行了脱脂。
接着，对脱脂后的片状成型体在大气环境下烧成3～20小时，获得作为陶瓷烧结体的陶瓷板11。
通过金刚石磨粒对该陶瓷板11的光入射面11a和光出射面11b进行研磨，将平均表面粗糙度Sa调整为0.5μm以下。
接着，针对陶瓷板11的光入射面11a形成了公知的分色膜即电介体多层膜13。
具体地说，通过交替地层叠由氧化钛构成的高折射率膜13a和由氧化硅构成的低折射率膜13b并控制各层的膜厚，形成层数为40、膜厚为3μm的电介体多层膜13。由此，获得在陶瓷板11的光入射面11a设置有电介体多层膜13的光波长转换部件9。
[1-3.效果]
接着，对本第一实施方式的效果进行说明。
(1)本实施方式的光波长转换部件9具备由多晶体构成的陶瓷板11，该多晶体以Al2O3和用A3B5O12：Ce表示的成分作为主成分，A3B5O12中的A和B为从下述元素组中选择的至少一种元素。
A：Sc、Y、除Ce以外的镧系元素
B：Al、Ga
因此，能够通过上述的组成来高效地将蓝色光转换成黄色光。
另外，由于在陶瓷板11的光入射面11a形成有使特定的波长透射或反射的电介体多层膜13，能够高效地提取从作为荧光体的陶瓷板11发出的光。
并且，由于该陶瓷板11的气孔率为2体积％以下且平均表面粗糙度Sa为0.5μm以下，能够高效地提取光，并且能够容易地形成不易产生色斑的平滑的电介体多层膜13。
这样，根据本第一实施方式，由于色斑较少且较高的光提取效率等，能够实现较高的荧光强度(即发光强度)。并且，能够在激光器等高输出光源下使用，能够实现耐久度、耐热性优异的荧光体即光波长转换部件9。
(2)另外，在本第一实施方式中，在将光波长转换部件9沿厚度方向剖切而得到的剖切面中，在电介体多层膜13与陶瓷板11的边界面处开口的陶瓷板11的气孔15在边界面的长度为100μm的区间内为30个以下，并且，各个气孔的开口径为2μm以下。
因此，能够将电介体多层膜13形成得更加平滑，使得能够充分地发挥功能。即，能够更加高效地提取从荧光体发出的光，并且，能够抑制色斑的产生。
(3)进而，在本第一实施方式中，A3B5O12：Ce在陶瓷板11中所占的比例为5～50体积％。即，由于荧光的材料为5体积％以上则足够，可获得足够的荧光强度。另外，由于荧光的材料为50体积％以下则适当，不同种类边界面(透光性陶瓷/荧光陶瓷)处的晶界散射不易增加，可获得足够的透光性。
这样，通过将所述比例设为5～50体积％，荧光强度(即发光强度)变高，促进亮度的平均化，对色斑抑制是有效的。
(4)并且，在本第一实施方式中，A3B5O12：Ce中的Ce的浓度相对于元素A为10.0mol％以下，但不包括0。
即，由于Ce的浓度(Ce浓度)为10.0mol％以下，存在不易发生浓度消光而荧光强度较高这样的优点。
(5)本第一实施方式的发光装置1具有使光从具备电介体多层膜13的表面(即光入射面11a侧的表面)入射到光波长转换部件9的结构。
即，在本第一实施方式中，由于使光从具备电介体多层膜13的表面入射到光波长转换部件9，波长通过陶瓷板11而转换的光(即荧光)不易向入射侧散射。由此，以较高的效率从光出射面11b侧进行照射。因此，从光波长转换部件9照射的光具有较高的荧光强度。另外，具有较高的色均质性。
[2.第二实施方式]
接着，对具备第二实施方式的光波长转换部件的发光装置进行说明。
此外，对于与第一实施方式相同的内容，省略或简化其说明。另外，对与第一实施方式相同的结构使用相同的附图标记。
如图3所示，本第二实施方式的发光装置21与第一实施方式同样地具备陶瓷制的容器3、配置在容器3的内部的发光元件5及以覆盖容器3的开口部7的方式配置的板状的光波长转换部件23。
该光波长转换部件23由陶瓷板11、在陶瓷板11的光入射面11a侧形成的电介体多层膜13及在陶瓷板11的光出射面11b侧形成的防反射层25形成。
该防反射层25为例如由氟化镁构成且抑制光的反射的透光性的层。
这样的防反射层25能够通过例如利用溅镀来形成由氟化镁构成的单层膜而制作。
在该发光装置21中，从发光元件5放射的光透射过电介体多层膜13而在陶瓷板11的内部进行波长转换并发光，经由防反射层25向外部照射。
在本第二实施方式中实现与第一实施方式相同的效果。另外，由于光波长转换部件23具备防反射层25，从陶瓷板11向外部照射的光不易在光出射面11b反射。因此，能够更加高效地向外部照射光。
[3.实施例]
接着，对上述的实施方式的具体的实施例进行说明。
在实施例1～4的各实施例中，根据下述表1及表2所示的条件而制成具备No.1～43的陶瓷烧结体(即陶瓷板)的光波长转换部件的试样。此外，各试样中的No.2～17、19～26、28～43为本发明(所述第一方面)的范围内的试样，No.1、18、27为本发明的范围外(所述第一方面以外的比较例)的试样。
1)陶瓷烧结体的制造工序
首先，对各实施例中的各陶瓷烧结体的制造方法进行说明。
如下述表1所示，针对各试样(No.1～36)，以使陶瓷烧结体中的YAG(Y3Al5O12)的比例达到1～60体积％(vol％)的方式，并且，以使Ce浓度相对于YAG中的Y达到0.1～15mol％的方式，对Al2O3(平均粒径0.3μm)、Y2O3(平均粒径1.2μm)和CeO2(平均粒径1.5μm)进行了称重。
此外，对于No.37～43的试样，使用了表1所示的A3B5O12的组成的材料来代替所述YAG。
接着，将所述称重后的材料与纯水和预定量的粘合剂(相对于原料粉末以固体含量换算为20wt％)和分散剂(相对于原料粉末以固体物质换算为1wt％)一起投入到球磨机中，并进行了12小时的粉碎混合。
使用这样获得的浆料，通过刮浆法而制成了片状成型体。
接着，在对片状成型体进行脱脂之后，在大气环境下，在烧成温度1450℃～1750℃下进行了保持时间3～20小时的烧成。
由此，获得No.1～43的陶瓷烧结体。此外，陶瓷烧结体的尺寸为20mm角×厚度0.5mm的板状(长方体形状)。
2)陶瓷烧结体的表面粗糙度的调整
接着，对陶瓷烧结体的表面粗糙度(平均表面粗糙度Sa)的调整方法进行说明。
表面粗糙度通过针对陶瓷烧结体的厚度方向的两面使镜面研磨加工时的磨粒径发生变化而进行了调整。
通过显微镜(基恩士公司制)测定了上述这样获得的陶瓷烧结体的气孔率。具体地说，对陶瓷烧结体的镜面研磨面进行观察而获得任意的部位的500倍图像。通过对获得的图像进行图像处理来计算气孔率。
另外，在获得的各陶瓷烧结体中，通过非接触三维测定设备InfiniteFocus G5(Alicona Imaging公司制)测定了镜面研磨面的平均表面粗糙度Sa(即算术平均粗糙度Sa)。其结果记载在下述表2中。
此外，平均表面粗糙度Sa(即算术平均粗糙度Sa)是将二维的算术平均粗糙度Ra扩展成三维而得到的，且是由ISO25178限定标准的参数。
3)电介体多层膜的形成方法
接着，对电介体多层膜的形成方法进行说明。
在上述这样的被镜面研磨的陶瓷烧结体的厚度方向的一个表面(即光入射面)通过溅镀法而形成了电介体多层膜。由此，获得用作各试样的光波长转换部件。
详细地说，以具有在使光垂直地入射到各陶瓷烧结体(即陶瓷板)的光入射面时使350～480nm的波长的光透射90％以上且使500nm以上的波长的光反射90％以上的光学特性的方式，形成调整了各层的膜厚和层叠数的电介体多层膜。
例如，通过利用氧化钛和氧化硅来层叠40层且使总膜厚为3μm，能够形成为具有这样的光学特性的多层膜。
详细地说，通过使氧化钛和氧化硅交替地层叠且分别控制各层的膜厚，能够形成具有上述的特性的电介体多层膜。
此外，电介体多层膜的形成也可以在溅镀法以外使用真空蒸镀法、离子喷镀法。
4)接着，对于上述这样制成的光波长转换部件的试样研究了下述的特性(a)～(d)。其结果记载在下述表2中。
(a)相对密度
陶瓷烧结体的相对密度通过利用阿基米德法来测定密度并将测定出的密度换算成相对密度的方法来进行了计算。
(b)荧光强度
针对各试样的形成有电介体多层膜的表面，利用透镜使具有465nm的波长的蓝色LD光聚光到0.5mm宽度范围来进行照射。并且，通过透镜使透射的光聚光，并通过功率传感器来测定其发光强度。
此时，照射的光的输出密度达到40W/mm2。此外，该强度以将YAG：Ce单结晶体的强度设为100时的相对值进行了评价。
(c)色斑(色差)
色差通过基于色彩照度计的色度偏差测定来进行了评价。
针对各试样的形成有电介体多层膜的表面，利用透镜使具有465nm的波长的蓝色LD光聚光到0.3mm宽度范围来进行照射。并且，对于从相反面透射过来的光通过色彩照度计来测定了色度。
照射在试样的照射面的中央处设定18mm角的区域，在该区域内以3mm的间隔进行，并评价了其色度(X方向)的偏差(即色差：色斑)。在此，色差是指色度(X方向)的偏差的最大值。
(d)剖面观察
将具备电介体多层膜的光波长转换部件的试样沿厚度方向剖切，并对其剖切面进行了镜面研磨。接着，利用扫描式电子显微镜对该镜面研磨面进行观察(即SEM观察)，获得电介体多层膜与陶瓷板的边界面的任意部位的5000倍的图像。并且，针对以边界面达到100μm以上的方式连结的图像，测定了存在于边界面的气孔的数量和各自的开口端的长度(开口径)。
此外，在表2中，边界面是指电介体多层膜与陶瓷板的边界面。另外，开口径的最大值表示多个气孔的边界面(详细地说，沿着剖面的100μm)处的各自的开口端的长度中的最大的长度。
＜实施例1＞
以下，关于本实施例1的各试样(No.1～9)，对以上述的(a)～(d)的方法研究的各特性等具体地进行说明。
在实施例1中，以陶瓷烧结体中的YAG的比例达到21vol％且Ce浓度相对于YAG中的Y达到0.7mol％的方式制成陶瓷烧结体。并且，针对该陶瓷烧结体，在调整了表面粗糙度(平均表面粗糙度Sa)的表面形成电介体多层膜来制作各试样，并评价了各试样的特性。其结果记载在下述表2中。
其结果是，如下述表2所示，未形成电介体多层膜的No.1的试样的荧光强度稍微降低。
另外，平均表面粗糙度Sa为0.5μm以下且形成有电介体多层膜的No.2～8的试样达到荧光强度较高且色差较少的结果。即，荧光强度、色差均达到良好的结果。
另一方面，平均表面粗糙度Sa比0.5μm大的No.9的试样的荧光强度较低且色差变大。
此外，在实施例1的任意的试样中，相对密度为99％以上而充分地致密化。
＜实施例2＞
在实施例2中，与实施例1同样地，如下述表1及表2所示，制作各试样(No.10～18)并同样地进行了评价。
特别是，在实施例2中，以陶瓷烧结体中的YAG的比例为21vol％且Ce浓度相对于YAG中的Y达到0.7mol％的方式制成陶瓷烧结体。在此，通过控制烧成条件而控制了陶瓷烧结体中的气孔率。另外，在调整了平均表面粗糙度Sa的表面形成电介体多层膜而制作各试样，并评价了其特性。
其结果是，气孔率为2vol％以下的No.10～16的试样的荧光强度、色差均达到良好的结果。即，荧光强度变高，色差变小。
另一方面，电介体多层膜/陶瓷板的边界面的气孔的开口径的最大值比2μm长的No.17的试样的荧光强度较高，但色差变大。
另外，气孔率比2vol％大且电介体多层膜/陶瓷板的边界面的气孔比30个多的No.18的试样的荧光强度较低且色差变大。
此外，在实施例2的任意的试样中，相对密度为99％以上而充分地致密化。
＜实施例3＞
在实施例3中，与实施例1同样地，如下述表1及表2所示，制作试样(No.19～36)并同样地进行了评价。
特别是，在实施例3中，以陶瓷烧结体中的YAG的比例达到2～60vol％且Ce浓度相对于YAG中的Y达到0～15mol％的方式制成陶瓷烧结体。并且，针对该陶瓷烧结体，在调整了平均表面粗糙度Sa的表面形成电介体多层膜而制作各试样，并评价了其特性。
其结果是，陶瓷烧结体中的YAG的比例在5～50vol％的范围内的No.20～25的试样的荧光强度、色差均达到良好的结果。即，荧光强度变高，色差变小。
另一方面，No.19的试样的荧光强度较低，色差变大。与此相对地，No.26的试样虽然色差被抑制，但荧光强度稍微降低。
另外，陶瓷烧结体中的YAG的比例为30vol％且Ce浓度相对于YAG中的Y在10mol％以下(不包括0)的范围内的No.28～35的试样的荧光强度、色差均达到良好的结果。即，荧光强度变高，色差变小。
另一方面，No.27的试样未观察到发光。
另外，No.36的试样虽然色差被抑制，但荧光强度降低。
此外，在实施例3的任意的试样中，相对密度为99％以上而充分地致密化。
＜实施例4＞
在实施例4中，与实施例1同样地，如下述表1及表2所示，制作试样(No.37～43)并同样地进行了评价。
其中，在本实施例4中，在调合时不仅使用Y2O3粉末，而且使用一种以上的Lu2O3(平均粒径1.3μm)或Yb2O3(平均粒径1.5μm)、Gd2O3(平均粒径1.5μm)、Tb2O3(平均粒径1.6μm)、Ga2O3(平均粒径1.3μm)的各粉末，使配合比发生变化，使得能够合成预定的A3B5O12：Ce。
针对这样获得的陶瓷烧结体，在调整了表面平均粗糙度Sa的表面形成适合于发光波长的电介体多层膜而制作各试样，并评价了其特性。
其结果是，在No.37～43的全部试样中，荧光强度、色差均达到良好的结果。即，荧光强度变高，色差变小。
此外，在实施例4的任意的试样中，相对密度为99％以上而充分地致密化。
＜实施例5＞
在本实施例5中，针对在实施例1中获得的No.2～8的试样，制成在陶瓷烧结体的光出射面形成有由氟化镁构成的防反射层的样本。
该防反射层被调整为，具有在使光垂直地入射到陶瓷板时使波长400～800nm的光透射95％以上的光学特性。
其结果是，针对任意的样本，荧光强度变高，色差变小。
[表1]
Figure GDA0002180437800000221
[表2]
Figure GDA0002180437800000231
[4.其他实施方式]
本发明不受所述实施方式任何限定，当然能够在不脱离本发明的范围内以各种方式实施。
(1)例如，分色膜的形成也可以委托进行分色膜的形成的公司等来进行。
(2)另外，作为光波长转换部件、发光装置的用途，可以举出荧光体、光波长转换设备、头灯、照明、投影仪等光学设备等各种用途。
(3)此外，也可以使多个结构要素分担上述实施方式中的一个结构要素所具有的功能或使一个结构要素发挥多个结构要素所具有的功能。另外，也可以省略上述实施方式的结构的一部分。另外，也可以将上述实施方式的结构的至少一部分针对其他实施方式的结构进行添加、替换等。此外，根据权利要求书所记载的语句而确定的技术思想所包括的所有方式为本发明的实施方式。
附图标记说明
1、21…发光装置
5…发光元件
9、23…光波长转换部件
11…陶瓷板
13…电介体多层膜
25…防反射层。

Claims (8)

1.一种光波长转换部件，具备由多晶体构成的陶瓷板，该多晶体以Al2O3和用A3B5O12：Ce表示的成分作为主成分，所述光波长转换部件的特征在于，
所述A3B5O12中的A和B为从下述元素组中选择的至少一种元素，
A：Sc、Y、除Ce以外的镧系元素
B：Al、Ga
所述陶瓷板的气孔率为0.05体积％以下且平均表面粗糙度为0.5μm以下，在所述陶瓷板的厚度方向上的一个表面具备具有不同折射率的透光性的层层叠而成的电介体多层膜，所述平均表面粗糙度是将二维的算术平均粗糙度扩展成三维而得到的。
2.根据权利要求1所述的光波长转换部件，其特征在于，
在将所述光波长转换部件沿厚度方向剖切而得到的剖切面中，在所述电介体多层膜与所述陶瓷板的边界面处开口的所述陶瓷板的气孔在所述边界面的长度为100μm的区间内为30个以下，并且，各个所述气孔的开口径为2μm以下。
3.根据权利要求1所述的光波长转换部件，其特征在于，
所述A3B5O12：Ce在所述陶瓷板中所占的比例为5～50体积％。
4.根据权利要求2所述的光波长转换部件，其特征在于，
所述A3B5O12：Ce在所述陶瓷板中所占的比例为5～50体积％。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的光波长转换部件，其特征在于，
所述A3B5O12：Ce中的Ce的浓度相对于所述元素A为10.0mol％以下，但不包括0。
6.根据权利要求1～4中任一项所述的光波长转换部件，其特征在于，
在所述陶瓷板的厚度方向上的另一个表面具备对光的反射进行抑制的透光性的防反射层。
7.根据权利要求5所述的光波长转换部件，其特征在于，
在所述陶瓷板的厚度方向上的另一个表面具备对光的反射进行抑制的透光性的防反射层。
8.一种发光装置，具备权利要求1～7中任一项所述的光波长转换部件，所述发光装置的特征在于，
具有使光从具备所述电介体多层膜的表面侧入射到所述光波长转换部件的结构。
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3549923A1 (en) * 2018-04-05 2019-10-09 Nichia Corporation Ceramic complex, light source for projector, and method for producing ceramic complex
JP7260740B2 (ja) * 2018-12-07 2023-04-19 日亜化学工業株式会社 セラミックス複合体、それを用いた発光装置及びセラミックス複合体の製造方法
JP7148797B2 (ja) 2018-12-20 2022-10-06 日亜化学工業株式会社 希土類アルミン酸塩蛍光体の製造方法、希土類アルミン酸塩蛍光体及び発光装置
DE102020106594A1 (de) * 2019-03-12 2020-09-17 Nichia Corporation Verfahren zur herstellung eines optischen elements, optisches element, und lichtemittierende vorrichtung
US11530798B2 (en) * 2019-04-18 2022-12-20 Nippon Electric Glass Co., Ltd. Wavelength conversion member, method for manufacturing same, and light emission device
JP7157898B2 (ja) * 2019-08-09 2022-10-21 株式会社タムラ製作所 波長変換部材
CN111875370B (zh) * 2020-07-07 2023-05-09 中国科学院上海光学精密机械研究所 一种用于蓝光led或ld激发的复合晶相荧光陶瓷及其制备方法
CN114806577A (zh) * 2021-01-22 2022-07-29 中强光电股份有限公司 波长转换材料及其制造方法、波长转换装置以及投影装置
KR20230001983A (ko) * 2021-06-29 2023-01-05 대주전자재료 주식회사 파장 변환 부재 및 이를 포함하는 발광장치

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101142857A (zh) * 2005-03-14 2008-03-12 皇家飞利浦电子股份有限公司 多晶陶瓷结构中的磷光体和包括该磷光体的发光元件
CN103026515A (zh) * 2010-07-26 2013-04-03 株式会社小糸制作所 发光模块
CN104900786A (zh) * 2014-03-03 2015-09-09 科发伦材料株式会社 波长转换煅烧体

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54143100A (en) 1978-04-28 1979-11-07 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Labeling machine
CA2116950A1 (en) 1993-03-22 1994-09-23 Pamela K. Whitman Lamp with ir reflecting film and light-scattering coating
US7256057B2 (en) * 2004-09-11 2007-08-14 3M Innovative Properties Company Methods for producing phosphor based light sources
US7879258B2 (en) 2005-03-14 2011-02-01 Koninklijke Philips Electronics N.V. Phosphor in polycrystalline ceramic structure and a light-emitting element comprising same
DE102006027133A1 (de) * 2006-06-12 2007-12-13 Merck Patent Gmbh Verfahren zur Herstellung von Granat-Leuchtstoffen in einem Pulsationsreaktor
JP5650885B2 (ja) 2008-12-27 2015-01-07 日亜化学工業株式会社 波長変換焼結体及びこれを用いた発光装置、並びに波長変換焼結体の製造方法
JP5763683B2 (ja) * 2010-02-04 2015-08-12 日東電工株式会社 発光セラミック積層体およびその作製方法
JP5088977B2 (ja) 2010-08-18 2012-12-05 コバレントマテリアル株式会社 セラミックス複合体
JP5740017B2 (ja) 2012-03-30 2015-06-24 コバレントマテリアル株式会社 セラミックス複合体
JP2013227481A (ja) 2012-03-30 2013-11-07 Covalent Materials Corp セラミックス複合体
JP6056724B2 (ja) 2013-09-30 2017-01-11 ウシオ電機株式会社 蛍光光源装置
JP6253392B2 (ja) * 2013-12-18 2017-12-27 スタンレー電気株式会社 発光装置及びそれを用いたプロジェクター用光源
JP6233978B2 (ja) * 2014-03-03 2017-11-22 クアーズテック株式会社 波長変換焼成体
JP6302762B2 (ja) 2014-06-23 2018-03-28 スタンレー電気株式会社 発光装置および照明装置
JP2016060859A (ja) * 2014-09-19 2016-04-25 クアーズテック株式会社 蛍光体

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101142857A (zh) * 2005-03-14 2008-03-12 皇家飞利浦电子股份有限公司 多晶陶瓷结构中的磷光体和包括该磷光体的发光元件
CN103026515A (zh) * 2010-07-26 2013-04-03 株式会社小糸制作所 发光模块
CN104900786A (zh) * 2014-03-03 2015-09-09 科发伦材料株式会社 波长转换煅烧体

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