CN110342908A - 陶瓷复合体、投影仪用光源和陶瓷复合体的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够提高发光效率的陶瓷复合体、投影仪用光源及陶瓷复合体的制造方法。一种陶瓷复合体，其包含平均粒径为15μm以上且40μm以下的稀土类铝酸盐荧光体、氧化铝的纯度为99.0质量％以上的氧化铝和空隙，所述稀土类铝酸盐荧光体的含量相对于所述稀土类铝酸盐荧光体和所述氧化铝的合计量为15质量％以上且50质量％以下，空隙率为1％以上且10％以下。

Description

陶瓷复合体、投影仪用光源和陶瓷复合体的制造方法
技术领域
本发明涉及将由发光二极管(Light Emitting Diode、以下也称为“LED”。)、激光二极管(Laser Diode、以下也称为“LD”。)发出的光的波长进行转换的陶瓷复合体、投影仪用光源及陶瓷复合体的制造方法。
背景技术
包含将由LED、LD发光元件发出的光的波长进行转换的荧光体的陶瓷复合体作为波长转换部件而被用于例如车载用途、一般照明用途、液晶显示装置的背光、投影仪等。
作为将来自发光元件的光进行转换的荧光体，可举出例如包含钇或镥等稀土类的稀土类铝酸盐荧光体。作为包含这些荧光体的波长转换部件，例如在专利文献1中公开了一种烧结体，其是将无机材料粉末和无机荧光体粉末混合，并使无机材料粉末熔融并固化而得。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2014-234487号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，专利文献1所公开的烧结体的发光效率不充分。
因此，本发明的一个方案的目的在于，提供发光效率高的陶瓷复合体、投影仪用光源及陶瓷复合体的制造方法。
用于解决问题的手段
用于解决上述问题的手段如以下所示，本发明包含以下的方案。
本发明的第一方案是一种陶瓷复合体，其包含平均粒径为15μm以上且40μm以下的稀土类铝酸盐荧光体、氧化铝的纯度为99.0质量％以上的氧化铝和空隙，上述稀土类铝酸盐荧光体的含量相对于上述稀土类铝酸盐荧光体和上述氧化铝的合计量为15质量％以上且50质量％以下，空隙率为1％以上且10％以下。
本发明的第二方案是一种投影仪用光源，其具备上述陶瓷复合体和激发光源。
本发明的第三方案是一种陶瓷复合体的制造方法，其包括：准备包含平均粒径为15μm以上且40μm以下的稀土类铝酸盐荧光体、和平均粒径为0.2μm以上且1.7μm以下的范围且氧化铝的纯度为99.0％质量％以上的氧化铝粒子的成形体；以及将上述成形体在大气气氛下烧成，得到空隙率为1％以上且10％以下的陶瓷复合体。
发明效果
根据本发明的一个实施方式，能够提供发光效率高的陶瓷复合体、投影仪用电源及陶瓷复合体的制造方法。
附图说明
图1是示出本申请的第三实施方式的陶瓷复合体的制造方法的工序顺序的流程图。
图2是示出源自于实施例5的陶瓷复合体和比较例3的陶瓷复合体的、使用包含发光峰值波长为455nm的氮化物半导体的LD芯片测定的各样品的最大亮度设为100时的、距最大亮度的距离的关系的发光光谱。
图3是实施例5的陶瓷复合体的截面SEM照片。
图4是比较例2的陶瓷复合体的截面SEM照片。
具体实施方式
以下，基于实施方式对本发明所述的陶瓷复合体、投影仪用光源及陶瓷复合体的制造方法进行说明。其中，以下所示的实施方式是用于将本发明的技术思想具体化的例示，本发明不限于以下的陶瓷复合体、投影仪用光源及陶瓷复合体的制造方法。需要说明的是，颜色名称与色度坐标的关系、光的波长范围与单色光的颜色名称的关系等依据JIS Z8110。
陶瓷复合体
本发明的第一实施方式所述的陶瓷复合体包含平均粒径为15μm以上且40μm以下的稀土类铝酸盐荧光体、氧化铝的纯度为99.0质量％以上的氧化铝和空隙，稀土类铝酸盐荧光体的含量相对于稀土类铝酸盐荧光体与氧化铝的合计量为15质量％以上且50质量％以下，空隙率为1％以上且10％以下。本说明书中，如后述那样，陶瓷复合体的空隙率是指：将陶瓷复合体的真密度设为100％时，减去陶瓷复合体的相对密度而得的值。陶瓷复合体的空隙率为1％以上且10％以下的情况下，相对密度为90％以上且99％以下。本说明书中，空隙是指存在于陶瓷复合体的空间。本发明的第一实施方式所述的陶瓷复合体将入射至陶瓷复合体的光进行波长转换的效率高，具有高的发光效率，能够用于波长转换部件。
对于陶瓷复合体，在包含氧化铝的基体中，存在凭借晶界而与构成该基体(以下也称为“母材”。)的氧化铝区分开的稀土类铝酸盐荧光体。陶瓷复合体是氧化铝与稀土类铝酸盐荧光体一体化而构成的。陶瓷复合体包含平均粒径为15μm以上且40μm以下的稀土类铝酸盐荧光体、和纯度高达99.0质量％以上的氧化铝，因此凭借具有较大平均粒径的稀土类铝酸盐荧光体，将入射至陶瓷复合体的光进行波长转换的效率变高，能够提高发光效率。
陶瓷复合体的空隙率为1％以上且10％以下。若陶瓷复合体的空隙率为1％以上且10％以下，则能够使入射至陶瓷复合体的光及利用荧光体进行波长转换的光在陶瓷复合体所含的空隙中进行漫反射而散射，因此能够提高发光效率。陶瓷复合体的空隙率优选为2％以上且9％以下，更优选为3％以上且8％以下。
陶瓷复合体的相对密度为90％以上且99％以下，优选为91％以上且98％以下，更优选为92％以上且97％以下。若陶瓷复合体的相对密度为90％以上，则空隙率为10％以下，因此所入射的光不进行波长转换而发生透射的比例变少，能够提高将所入射的光进行波长转换的效率。另外，因为陶瓷复合体的相对密度高达90％以上，因此氧化铝的透射率变高，发光效率高，能够得到期望的混色光。若陶瓷复合体的相对密度为99％以下，则空隙率为1％以上，因此能够借助陶瓷复合体所含的空隙而使入射至陶瓷复合体的光发生漫反射而进行光散射，能够提高发光效率。
陶瓷复合体的相对密度
本说明书中陶瓷复合体的相对密度是指：由陶瓷复合体的表观密度相对于陶瓷复合体的真密度而算出的值。相对密度由下述式(1)而算出。
[数学式1]
陶瓷复合体的相对密度(％)＝(陶瓷复合体的表观密度÷陶瓷复合
体的真密度)×100 (1)
陶瓷复合体的真密度是将陶瓷复合体所含的稀土类铝酸盐荧光体的质量比例(质量％)设为Pm、将稀土类铝酸盐荧光体的密度(g/cm3)设为Pd、将陶瓷复合体所含的氧化铝的质量比例(质量％)设为Am、将氧化铝的密度(g/cm3)设为Ad时，由下述式(2)算出的。
[数学式2]
稀土类铝酸盐荧光体的质量比例(质量％)：Pm
稀土类铝酸盐荧光体的真密度(g/cm3)：Pd
氧化铝的质量比例(质量％)：Am
氧化铝的真密度(g/cm3)：Ad
Pm+Am＝100质量％
陶瓷复合体的表观密度是指：陶瓷复合体的质量(g)除以用阿基米德法求出的陶瓷复合体的体积(cm3)而得的值。陶瓷复合体的表观密度由下述式(3)而算出。
[数学式3]
陶瓷复合体的表观密度＝陶瓷复合体的质量(g)÷陶瓷复合体的体
积(阿基米德法)(cm3) (3)
陶瓷复合体的空隙率
本说明书中，陶瓷复合体的空隙率是指：将陶瓷复合体的真密度设为100％时，减去陶瓷复合体的相对密度而得的值。具体而言，可由下述式(4)而算出。
[数学式4]
陶瓷复合体的空隙率(％)＝100％-陶瓷复合体的相对密度(％) (4)
陶瓷复合体中所含的空隙的大小优选为利用扫描型电子显微镜(ScanningElectron Microscope：SEM)观察陶瓷复合体的截面时所测定的空隙的最大孔径为1μm以上且15μm以下。若陶瓷复合体所含的空隙的最大孔径为1μm以上且15μm以下，则不会使入射光直接透射而是能够在陶瓷复合体所含的空隙中使光进行漫反射而散射，能够提高发光效率。陶瓷复合体所含的空隙的最大孔径更优选为1μm以上且10μm以下。
优选的是：陶瓷复合体为具有成为光的入射面的第一主面、和位于第一主面相反侧且成为光的出射面的第二主面的板状体，并且板状体的板厚为90μm以上且250μm以下。作为板状体的陶瓷复合体的板厚更优选为95μm以上且200μm以下，进一步优选为100μm以上且180μm以下。若陶瓷复合体为板状体、并且其板厚为90μm以上且250μm以下，则能够将入射至陶瓷复合体的光效率良好地进行波长转换，能够提高发光效率。另外，板厚为90μm以上且250μm以下的板状体的陶瓷复合体能够借助陶瓷复合体所含的空隙而使所入射的光及经波长转换的光进行漫反射而散射，能够提高发光效率。
优选陶瓷复合体的成为光的出射面的第二主面的面算术平均粗糙度Sa为0.05μm以上且15μm以下。若陶瓷复合体的第二主面的面算术平均粗糙度Sa为0.05μm以上且15μm以下，则表示第二主面比较粗糙。若陶瓷复合体的第二主面比较粗糙，则由陶瓷复合体射出的光能够被相对于平面呈角度的粗糙表面多重反射，而射出相对于出射面更接近垂直方向的笔直路径的光，能够将所射出的光会聚于目标位置。陶瓷复合体的第二主面的面算术平均粗糙度Sa更优选为0.06μm以上且12μm以下，进一步优选为0.07μm以上且10μm以下，更进一步优选为0.08μm以上且5μm以下。对于成为陶瓷复合体的出射面的第二主面，例如若面算术平均粗糙度Sa不足0.05μm，则表示第二主面为更平坦的状态。若陶瓷复合体的第二主面为更平坦的状态，则由陶瓷复合体射出的光未在出射面多重反射而发生散射，因此会有难以将由陶瓷复合体射出的光会聚的情况。面算术平均粗糙度Sa是将线算术平均粗糙度Ra进行扩展而得的参数。陶瓷复合体的第二主面或第一主面的面算术平均粗糙度Sa可以根据ISO25178并利用粗糙度形状测定机(商品名：VS1550、HITACHI公司制)进行测定。
优选陶瓷复合体的成为光的出射面的第二主面的线算术平均粗糙度Ra为0.1μm以上且20μm以下。若陶瓷复合体的第二主面的线算术平均粗糙度Ra为0.1μm以上且20μm以下，则表示第二主面比较粗糙，从第二主面射出的光能够被相对于平面呈角度的粗糙表面多重反射，而射出相对于出射面更接近垂直方向的笔直路径的光，能够会聚于目标位置。陶瓷复合体的第二主面的线算术平均粗糙度Ra更优选为0.5μm以上且15μm以下，进一步优选为0.8μm以上且12μm以下，更进一步优选为1.0μm以上且10μm以下。对于陶瓷复合体的成为出射面的第二主面，例如若线算术平均粗糙度Ra不足0.1μm，则表示第二主面为更平坦的状态，由第二主面射出的光未在出射面多重反射而发生散射，因此会有难以将光会聚的情况。陶瓷复合体的第二主面或第一主面的线算术平均粗糙度Ra可以根据ISO1997并利用粗糙度形状测定器(商品名：SJ-210、Mitutoyo公司制)进行测定。
对于陶瓷复合体，考虑到光的入射容易性，优选成为光的入射面的第一主面的面算术平均粗糙度Sa为0.0005μm以上且10μm以下。对于陶瓷复合体，考虑到光的入射容易性，优选第一主面的线算术平均粗糙度Ra为0.001μm以上且15μm以下。对于陶瓷复合体，优选成为光的入射面的第一主面的面算术平均粗糙度Sa及线算术平均粗糙度Ra、与成为光的出射面的第二主面的面算术平均粗糙度Sa及线算术平均粗糙度Ra彼此不同。优选第二主面的面算术平均粗糙度Sa比第一主面的面算术平均粗糙度Sa大。优选第二主面的线算术平均粗糙度Ra比第一主面的线算术平均粗糙度Ra大。
对于陶瓷复合体，从第二主面射出的出射光的光径相对于入射至第一主面的入射光的光径之比(出射光的光径/入射光的光径)优选为0.40以上且0.90以下，更优选为0.45以上且0.85以下，进一步优选为0.50以上且0.80以下，更进一步优选为0.55以上且0.75以下，特别优选为0.60以上且0.70以下。若陶瓷复合体的从第二主面射出的出射光的光径相对于入射至第一主面的入射光的光径之比(以下，有时也称为“光径比(出射光/入射光)”。)为0.40以上且0.90以下，则能够抑制从陶瓷复合体射出的光的扩散，能够将从陶瓷复合体射出的光会聚于目标位置。入射至陶瓷复合体的第一主面的入射光的光径是从光源射出的光的光径。入射至陶瓷复合体的第一主面的入射光的光径例如可以通过色彩亮度计而测定。入射光的光径优选为1mm以上且5mm以下，更优选为2mm以上且4mm以下。对于从陶瓷复合体的第二主面射出的出射光的光径，如下地进行测定：将从陶瓷复合体射出的光的发光亮度利用色彩亮度计进行测定，在所得的发光光谱中将表示最大亮度的位置作为中心(测定中心)，对发光光谱中成为最大亮度的100分之1的亮度(以下，有时称为“1/100亮度”。)的2个位置距测定中心的距离(mm)以绝对值的形式进行测定，将发光光谱中的从最大亮度成为最大亮度的1/100亮度的2个位置距测定中心的距离(mm)的绝对值之和作为从第二主面射出的出射光的光径进行测定。
波长转换部件除了陶瓷复合体之外，也可以包含用于保护陶瓷复合体的透光体，还可以包含用于将陶瓷复合体与透光体粘接的粘接层。
稀土类铝酸盐荧光体
陶瓷复合体所含的稀土类铝酸盐荧光体的平均粒径为15μm以上且40μm以下，优选为20μm以上且38μm以下，更优选为21μm以上且35μm以下。若陶瓷复合体所含的稀土类铝酸盐荧光体的平均粒径不足15μm，则会有入射至陶瓷复合体的光的波长转换效率差，难以提高发光效率的情况。另外，若陶瓷复合体所含的稀土类铝酸盐荧光体的平均粒径不足15μm，则因平均粒径变小而导致荧光体与构成陶瓷复合体的母材的氧化铝紧密地靠近，难以获得具有1％以上且10％以下的空隙率的陶瓷复合体。若稀土类铝酸盐荧光体的平均粒径超过40μm，则会有荧光体的粒径变得过大，难以在陶瓷复合体中均等地配置荧光体的情况。稀土类铝酸盐荧光体的平均粒径可以通过费氏微粒测量仪法(Fisher sub-sieve sizer，以下也称为“FSSS法”。)测定，由FSSS法测定的平均粒径也称为费氏微粒测量仪号(Fisher sub-sieve sizer’s No.)。FSSS法是基于空气透射法并利用空气的流动阻力来测定比表面积并求出粒径的方法。
陶瓷复合体中的稀土类铝酸盐荧光体的含量为15质量％以上且50质量％以下，优选为20质量％以上且50质量％以下，更优选为22质量％以上且48质量％以下，进一步优选为23质量％以上且45质量％以下。若陶瓷复合体中的稀土类铝酸盐荧光体的含量不足15质量％，则会有荧光体的量少，陶瓷复合体的波长转换效率降低，发光效率降低的情况。若陶瓷复合体中的稀土类铝酸盐荧光体的含量超过50质量％，则会有氧化铝的量相对地变少，难以获得具有1％以上且10％以下的空隙率的陶瓷复合体，所得的陶瓷复合体的发光效率降低的情况。另外，若陶瓷复合体中的稀土类铝酸盐荧光体的含量超过50质量％，则会有构成陶瓷复合体的母材的氧化铝的量相对地变少，因此陶瓷复合体的强度降低的情况。对于陶瓷复合体中的稀土类铝酸盐荧光体的质量比例(质量％)，在将稀土类铝酸盐荧光体和氧化铝粒子的合计量设为100质量％的情况下，与将稀土类铝酸盐荧光体和氧化铝粒子混合而得的混合粉体中的稀土类铝酸盐荧光体的配合比例(质量％)相同。
稀土类铝酸盐荧光体优选包含下述式(I)所示的组成。
(Ln1-aCea)3(AlcGab)5O12 (I)
式(I)中，Ln为选自Y、Gd、Lu及Tb中的至少1种稀土类元素，a、b及c为满足0＜a≤0.022、0≤b≤0.4、0＜c≤1.1、0.9≤b+c≤1.1的数。其中，上述式(I)中的变量a、b及c是基于分析值的将Ln的摩尔比与Ce的摩尔比的合计设为3时的数。本说明书中，摩尔比表示荧光体的化学组成1摩尔中的各元素的摩尔比。
上述式(I)所示的组成中，Ln为选自Y、Gd、Lu及Tb中的至少1种稀土类元素，也可以包含2种以上的稀土类元素。Ce是荧光体的活化元素，变量a与3的乘积在上述式(I)所示的组成中表示Ce的摩尔比。变量a更优选为0.00005以上且0.021以下(0.005×10-2≤a≤0.021)、进一步优选为0.0001以上且0.020以下(0.01×10-2≤a≤0.020)。上述式(I)所示的组成中，变量b与5的乘积表示Ga的摩尔比。上述式(I)所示的组成中，为了波长转换为期望的色调，变量b可以为0.00001以上且0.35以下(0.001×10-2≤b≤0.35)、也可以为0.00005以上且0.30以下(0.005×10-2≤b≤0.30)。上述式(I)所示的组成中，变量c与5的乘积表示Al的摩尔比。变量c优选为超过0且为1.1以下(0＜c≤1.1)、更优选为0.5以上且1.0以下(0.5≤c≤1.0)。对于变量b与变量c的合计，为了波长转换为期望的色调，优选为0.9以上且1.1以下(0.9≤b+c≤1.1)、更优选为0.95以上且1.0以下(0.95≤b+c≤1.0)。
氧化铝
陶瓷复合体包含氧化铝的纯度为99.0质量％以上的氧化铝。对于构成陶瓷复合体的母材的氧化铝，在作为原料的氧化铝粒子的表面熔融、并且氧化铝粒子的晶界能够利用基于扫描型电子显微镜(SEM)的观察而确认的状态下，氧化铝粒子彼此熔合，构成陶瓷复合体的母材。
对于陶瓷复合体所含的氧化铝，氧化铝的纯度为99.0质量％以上，优选氧化铝的纯度为99.5质量％以上。若陶瓷复合体由氧化铝的纯度为99.0质量％以上的氧化铝来构成陶瓷复合体的母材，则母材的透明度高，入射光透射作为母材的氧化铝，利用稀土类铝酸盐荧光体对光进行波长转换的效率变高，能够提高发光效率。另外，陶瓷复合体由导热率高的氧化铝构成母材，因此陶瓷复合体的导热率良好。例如作为光源而使用LED、LD的发光元件的情况下，若使用陶瓷复合体作为波长转换部件，则能够将因从发光元件入射的光引起上升的热量效率良好地放出，能够抑制陶瓷复合体所含的荧光体的劣化、发光效率的降低。特别是作为光源而使用LD的情况下，由于从LD射出的光的光密度非常高，因此入射了从LD射出的光的陶瓷复合体的温度上升，陶瓷复合体所含的荧光体容易因温度而劣化。将氧化铝作为母材的陶瓷复合体的导热率高，因此即使光从LD入射也能够效率良好地放热，能够抑制因温度上升导致的荧光体劣化。若构成陶瓷复合体的母材的氧化铝的纯度不足99.0质量％，则会有母材的光的透射率降低，陶瓷复合体的发光效率降低的情况。
对于氧化铝的纯度，可以将成为陶瓷复合体的原料的氧化铝粒子的氧化铝的纯度利用后述的方法进行测定。另外，可以将构成陶瓷复合体的母材的氧化铝取出，并利用与测定氧化铝粒子的氧化铝的纯度的方法相同的方法来测定。
陶瓷复合体中的氧化铝的含量相对于稀土类铝酸盐荧光体与氧化铝的合计量100质量％，优选为50质量％以上且85质量％以下，更优选为50质量％以上且80质量％以下，进一步优选为52质量％以上且78质量％以下，更进一步优选为55质量％以上且77质量％以下。若陶瓷复合体中的氧化铝的含量不足50质量％，则难以得到具有1％以上且10％以下的空隙率的陶瓷复合体，且构成陶瓷复合体的母材的氧化铝的量变少，因此陶瓷复合体的强度降低。若陶瓷复合体中的氧化铝的含量超过85质量％，则稀土类铝酸盐荧光体的含量相对地变少，会有陶瓷复合体的发光效率降低的情况。对于陶瓷复合体中的氧化铝的含量(质量％)，在将稀土类铝酸盐荧光体和氧化铝粒子的合计量设为100质量％的情况下，与将稀土类铝酸盐荧光体和氧化铝粒子进行混合而得的混合粉体中的氧化铝粒子的配合比例(质量％)相同。
陶瓷复合体的制造方法
本发明的第三实施方式所述的陶瓷复合体的制造方法包括：准备包含平均粒径为15μm以上且40μm以下的稀土类铝酸盐荧光体、和平均粒径为0.2μm以上且1.7μm以下并且氧化铝的纯度为99.0质量％以上的氧化铝粒子的成形体；将成形体在大气气氛中烧成，得到空隙率为1％以上且10％以下的陶瓷复合体。
在本发明的第三实施方式所述的陶瓷复合体的制造方法中，成形体中所含的稀土类铝酸盐荧光体可以使用与陶瓷复合体所含有的稀土类铝酸盐荧光体同样的物质。第三实施方式所述的陶瓷复合体的制造方法中，成形体中所含的稀土类铝酸盐荧光体优选包含上述式(I)所示的组成。
另外，本发明的第三实施方式所述的陶瓷复合体的制造方法中，成形体所含的氧化铝粒子可以使用与陶瓷复合体所含有的氧化铝同样纯度的氧化铝。氧化铝粒子的平均粒径为0.2μm以上且1.7μm以下，优选为0.3μm以上且1.6μm以下，更优选为0.4μm以上且1.5μm以下。若氧化铝粒子的平均粒径为0.2μm以上且1.7μm以下，则能够将稀土类铝酸盐荧光体的粉体与氧化铝粒子均匀地混合。若能够将稀土类铝酸盐荧光体与氧化铝粒子均匀地混合，则在后续的烧成工序中，氧化铝粒子从其表面熔融，粒子彼此的表面熔合，整体密度变得均匀，构成了均匀地形成有空隙率为1％以上且10％以下的空隙的陶瓷复合体的基体。若氧化铝粒子的平均粒径不足0.2μm，则烧成时小粒径的氧化铝粒子彼此紧密地熔合，有可能混合变得不均匀，难以形成具有1％以上且10％以下的空隙率的陶瓷复合体。另外，若氧化铝粒子的平均粒径超过1.7μm，则粒径变得过大，在陶瓷复合体中包含空隙率超过10％的大量空隙，会有陶瓷复合体的发光效率降低的情况。本说明书中，氧化铝粒子的平均粒径是指利用FSSS法测定的平均粒径。
对于氧化铝粒子的氧化铝纯度，使用市售的氧化铝粒子的情况下，可以参照目录中记载的氧化铝的纯度的值。在氧化铝粒子的氧化铝纯度未知的情况下，在测定氧化铝粒子的质量后，将氧化铝粒子以800℃在大气气氛下烧成1小时，将附着于氧化铝粒子的有机物、氧化铝粒子所吸湿的水分除去。接下来，测定烧成后的氧化铝粒子的质量，将烧成后的氧化铝粒子的质量除以烧成前的氧化铝粒子的质量，由此能够测定氧化铝粒子的氧化铝纯度。氧化铝粒子的氧化铝纯度例如可以利用以下的式(5)而算出。
[数学式5]
氧化铝的纯度(质量％)＝(烧成后的氧化铝粒子的质量÷烧成前的
氧化铝粒子的质量)×100 (5)
成形体中的稀土类铝酸盐荧光体的含量相对于稀土类铝酸盐荧光体和氧化铝粒子的合计量，优选为15质量％以上且50质量％以下，更优选为20质量％以上且50质量％以下，进一步优选为22质量％以上且48质量％以下，特别优选为23质量％以上且45质量％以下。若成形体中的稀土类铝酸盐荧光体的含量为15质量％以上且50质量％以下，则光的波长转换效率高，能够获得发光效率高的陶瓷复合体。对于成形体中的稀土类铝酸盐荧光体的含量(质量％)，在将稀土类铝酸盐荧光体和氧化铝粒子的合计量设为100质量％的情况下，与将构成成形体之前的稀土类铝酸盐荧光体和氧化铝粒子进行混合而得的混合粉体中的稀土类铝酸盐荧光体的配合比例(质量％)相同。
成形体中的氧化铝粒子的含量相对于稀土类铝酸盐荧光体与氧化铝粒子的合计量100质量％，优选为50质量％以上且85质量％以下，更优选为50质量％以上且80质量％以下，进一步优选为52质量％以上且78质量％以下，更进一步优选为55质量％以上且77质量％以下。若成形体中的氧化铝粒子的含量为50质量％以上且85质量％以下，则能够得到强度高且导热率良好的、具有1％以上且10％以下的空隙率的陶瓷复合体。若成形体中的氧化铝的含量不足50质量％，则难以形成具有1％以上且10％以下的空隙率的陶瓷复合体，构成所得的陶瓷复合体的母材的氧化铝的量变少，因此有所得的陶瓷复合体的强度降低的情况。若成形体中的氧化铝粒子的含量超过85质量％，则会有稀土类铝酸盐荧光体的含量相对地变少，所得的陶瓷复合体的发光效率降低的情况。对于成形体中的氧化铝粒子的含量(质量％)，在将稀土类铝酸盐荧光体和氧化铝粒子的合计量设为100质量％的情况下，与将稀土类铝酸盐荧光体和氧化铝粒子进行混合而得的混合粉体中的氧化铝粒子的配合比例(质量％)相同。
构成成形体的粉体除了稀土类铝酸盐荧光体和氧化铝的纯度为99.0质量％以上的氧化铝粒子之外，也可以包含不会使荧光体的光的波长转换效率降低且使入射光透射的粉体。除了构成成形体的稀土类铝酸盐荧光体与氧化铝粒子以外的粉体优选为具有较高导热率的物质的粉体。通过在成形体中加入具有较高导热率的物质的粉体，从而易于使施加到荧光体的热释放至陶瓷复合体的外部，能够提高作为波长转换部件而使用的陶瓷复合体的放热性。作为包含使入射光透射并且导热率较高的物质的粉体，可举出选自MgO、LiF、Nb2O5、NiO、SiO2、TiO2及Y2O3中的至少1种粉体。作为使入射光透射的粉体，可以使用选自MgO、LiF、SiO2、TiO2及Y2O3中的2种以上的粉体。
构成成形体的粉体中包含除稀土类铝酸盐荧光体及氧化铝的纯度为99.0质量％以上的氧化铝粒子以外的粉体(以下，也称为“其他粉体”。)的情况下，该其他粉体与氧化铝粒子的合计量在构成成形体的粉体100质量％中，优选为50质量％以上且85质量％以下，更优选为50质量％以上且80质量％以下，进一步优选为52质量％以上且78质量％以下，特别优选为55质量％以上且77质量％以下。氧化铝粒子与该其他粉体的质量基准的配合比率(氧化铝粒子：除氧化铝粒子以外的粉体)优选为1∶99至99∶1、更优选为10∶90至90∶10。
图1是示出本发明的第三实施方式所述的陶瓷复合体的制造方法的工序顺序的一例的流程图。参照图1对陶瓷复合体的制造方法的工序进行说明。陶瓷复合体的制造方法包括：成形体准备工序S102和在大气气氛中进行烧成的烧成工序S103。陶瓷复合体的制造方法在成形体准备工序S102之前也可以包括粉体混合工序S101，在烧成工序S103之后也可以包括将所得的陶瓷复合体在烧成温度以下的温度进行热处理的退火工序S104。另外，陶瓷复合体的制造方法在退火工序S104之后也可以包括将陶瓷复合体的表面进行粗面化处理的粗面化处理工序S105，还可以包括切割为期望的大小或厚度的加工工序S106。粗面化处理工序S105与加工工序S106的顺序可以为在粗面化处理工序S105之后进行加工工序S106，也可以为以相反的顺序在加工工序S106之后进行粗面化处理工序S105。
粉体混合工序
在粉体混合工序中，将构成成形体的粉体混合，得到混合粉体。构成成形体的混合粉体包含稀土类铝酸盐荧光体和氧化铝的纯度为99.0质量％以上的氧化铝粒子。粉体的混合可以使用研钵及研杵来进行混合。粉体的混合可以使用球磨机等混合介质来进行混合。另外，为了易于进行粉体的混合、进而易于对混合后的混合粉体进行成形，也可以使用少量的水、醇等成形助剂。成形助剂优选为在后续的烧成工序中易于挥发的物质，添加成形助剂的情况下，相对于粉体100质量％，成形助剂优选为10质量％以下，更优选为8质量％以下，进一步优选为5质量％以下。
成形体准备工序
在成形体准备工序中，将包含稀土类铝酸盐荧光体和氧化铝粒子的混合粉体成形为期望的形状，得到成形体。粉体的成形方法可以采用压制成形法等已知的方法，可举出例如模具压制成形法、冷等静压法(CIP：Cold Isostatic Pressing、以下也称为“CIP”。)等。为了调整成形体的形状，成形方法也可以采用2种方法，也可以在进行模具压制成形后进行CIP。CIP中，优选通过将水作为介质的水冷等静压法对成形体进行压制。
模具压制成形时的压力优选为5MPa至50MPa、更优选为5MPa至30MPa。若模具压制成形时的压力为上述范围，则能够将成形体调整为期望的形状。
CIP处理的压力优选为50MPa至200MPa、更优选为50MPa至180MPa。若CIP处理的压力为上述范围，则使烧成后所得的陶瓷复合体的相对密度成为90％以上且99％以下的方式使稀土类铝酸盐荧光体粒子与氧化铝粒子接触，能够形成可获得包含空隙率为1％以上且10％以下的空隙的陶瓷复合体的成形体。
烧成工序
烧成工序是在大气气氛中对成形体进行烧成，得到陶瓷复合体的工序。通过在烧成工序中在大气气氛中对成形体进行烧成，从而能够得到空隙率为1％以上且10％以下的陶瓷复合体。大气气氛是指包含氧的气氛，对气氛中的氧的含量没有特别限制。气氛中的氧的含量优选为5体积％以上，更优选为10体积％以上，进一步优选为15体积％以上，也可以为大气(氧含量为20体积％以上)气氛。若为氧的含量不足1体积％的不含氧的气氛，则会有氧化铝粒子的表面不易熔合，难以获得具有规定空隙率的陶瓷复合体的情况。
烧成温度优选为1400℃以上且1800℃以下的范围，更优选为1500℃以上且1800℃以下的范围，更进一步优选为1600℃以上且1780℃以下的范围。若烧成温度为1400℃以上，则能够得到空隙率为1％以上且10％以下的陶瓷复合体。另外，若烧成温度为1800℃以下，则能够不使构成成形体的粉体熔解，而是例如使氧化铝粒子的表面熔合，由氧化铝而形成母材，得到在能够明确确认到晶界的状态下使荧光体包含于氧化铝的母材中的陶瓷复合体。在得到空隙率为1％以上且10％以下的陶瓷复合体之后，也可以对所得的陶瓷复合体进行热等静压(HIP：Hot Isostatic Pressing)处理。进行HIP处理工序的情况下，会有陶瓷复合体的真密度变高的情况，在陶瓷复合体的空隙率不足1％的情况下，也可以不进行HIP处理。
退火工序
本发明的第三实施方式所述的陶瓷复合体的制造方法优选包括：将所得的陶瓷复合体在还原气氛下进行退火处理，得到退火处理物的退火工序。通过将陶瓷复合体在还原气氛下进行退火处理，从而在大气气氛中稀土类铝酸盐荧光体中的被氧化了的活化元素被还原，能够抑制稀土类铝酸盐荧光体的波长转换效率的降低和发光效率的降低。还原气氛为包含选自氦、氖及氩中的至少1种稀有气体或氮气、和氢气或一氧化碳气体的气氛即可，优选在气氛中至少包含氩或氮气体、和氢气体或一氧化碳气体。
退火处理的温度为比烧成温度低的温度，优选为1000℃以上且1600℃以下的范围。退火处理的温度更优选为1000℃以上且1600℃以下的范围，进一步优选为1100℃以上且1400℃以下的范围。若退火处理的温度为比烧成温度低的温度，且为1000℃以上且1600℃以下，则不会使陶瓷复合体的空隙率降低，并且能够将陶瓷复合体中的稀土类铝酸盐荧光体所含的被氧化了的活化元素还原，抑制波长转换效率的降低和发光效率的降低。
粗面化处理工序
粗面化处理工序是将所得的陶瓷复合体或陶瓷复合体的退火处理物的表面进行粗面化处理的工序。粗面化处理工序可以在将陶瓷复合体切割为期望的大小或厚度并进行加工的加工工序之前进行，也可以在加工工序后进行。用于粗面化处理的陶瓷复合体或陶瓷复合体的退火处理物优选为具有成为光的入射面的第一主面、和位于第一主面的相反侧且成为光的出射面的第二主面的板状体，粗面化处理优选对第二主面实施。作为进行粗面化处理的方法，可举出例如基于喷砂的方法、基于机械研磨的方法、基于切割的方法、基于化学蚀刻的方法等。优选以使陶瓷复合体或陶瓷复合体的退火处理物的第二主面的面算术平均粗糙度Sa为0.05μm以上且15μm以下，线算术平均粗糙度Ra为0.1μm以上且20μm以下的方式进行粗面化处理。
加工工序
加工工序是将所得的陶瓷复合体或陶瓷复合体的退火处理物切割加工为期望的大小或厚度的工序。切割的方法可以利用公知的方法，可举出例如刀片切割、激光切割、使用线锯进行切割的方法。这些之中，从切割表面高精度地平坦的方面出发，优选为线锯切割。利用加工工序，能够获得期望的大小或厚度的陶瓷复合体或陶瓷复合体的退火处理物。陶瓷复合体优选以成为具有成为光的入射面的第一主面、和位于第一主面相反侧且成为光的出射面的第二主面的板状体方式进行切割加工。板状体的陶瓷复合体的板厚优选为90μm以上且250μm以下，更优选为95μm以上且200μm以下，进一步优选为100μm以上且180μm以下。若陶瓷复合体为板状体，且将其板厚切割加工为90μm以上且250μm以下的范围，则能够获得易于加工、发光效率高且易于处理的陶瓷复合体或陶瓷复合体的退火处理物。
第一实施方式所述的陶瓷复合体或由第三实施方式所述的制造方法得到的陶瓷复合体通过与激发光源组合，能够作为具备波长转换部件的光源而用于投影仪用光源或发光装置。
投影仪用光源
本发明的第二实施方式所述的投影仪用光源具备本发明的第一实施方式所述的陶瓷复合体或由第三实施方式所述的制造方法得到的陶瓷复合体、和激发光源。投影仪的激发光源优选为半导体激光器。对于投影仪而言，将从作为激发光源的半导体激光器射出的激发光入射至用作波长转换部件的陶瓷复合体，将利用陶瓷复合体进行了波长转换的光与来自激发光源的光的混色光经由透镜阵列、偏转转换元件、色分离光学系统等多个光学系统而分离为红色光、绿色光、及蓝色光，根据图像信息进行调制，形成彩色的图像光。从作为光源的半导体激光器射出的激发光可以通过分色镜或准直光学系统等光学系统而入射至陶瓷复合体。
发光装置
发光装置优选包含：第一实施方式所述的陶瓷复合体或由第三实施方式所述的制造方法得到的陶瓷复合体、和包含LED芯片的发光元件。用作波长转换部件的陶瓷复合体通过与发光元件组合，从而将从发光元件发出的光进行转换，能够构成发出来自发光元件的光与经陶瓷复合体进行了波长转换的混色光的发光装置。发光元件可以使用发出例如350nm以上且500nm以下的波长范围的光的发光元件。发光元件可以使用利用了例如氮化物系半导体(InXAlYGa1-X-YN、0≤X、0≤Y、X+Y≤1)的半导体发光元件。通过作为激发光源而使用半导体发光元件，从而能够得到高效率且输出相对于输入的线性度高、抗机械冲击强的稳定的发光装置。
实施例
以下，通过实施例来更具体地说明本发明。本发明不限于这些实施例。
稀土类铝酸盐荧光体的制造例
将氧化钇(Y2O3)、氧化钆(Gd2O3)、氧化铈(CeO2)、氧化铝(Al2O3)、氧化镓(Ga2O3)以成为实施例及比较例的组成比的方式分别进行称量并制备原料混合物，添加作为助熔剂的氟化钡(BaF2)，将原料混合物和助熔剂用球磨机进行混合。将该混合物放入氧化铝坩埚，在还原性气氛下、在1400℃至1600℃的范围内烧成10小时而得到烧成物。使所得的烧成物分散于纯水中，一边借助筛子施加各种振动一边流通溶剂流，使其通过湿式筛。接下来进行脱水、干燥，使其通过干式筛并分级，准备具有(Y0.99Ce0.01)3(Al0.98Ga0.01)5O12所示的组成的稀土类铝酸盐荧光体。荧光体的组成及平均粒径由以下方法测定。
氧化铝粒子
使用通过后述的FSSS法测定的平均粒径为0.5μm或平均粒径为1.1μm的氧化铝粒子(氧化铝的纯度99.9质量％、α型)。氧化铝粒子的平均粒径通过以下的FSSS法测定，氧化铝粒子的纯度通过后述的方法测定。
平均粒径
对于在各实施例及比较例中使用的稀土类铝酸盐荧光体及氧化铝粒子，测定基于FSSS法的平均粒径。具体而言，使用Fisher Sub-Sieve Sizer Model 95(FisherScientific公司制)，在气温25℃、湿度70％RH的环境下，分别称取1cm3量的试样(荧光体、氧化铝粒子)，装入专用的管状容器后，流通一定压力的干燥空气，由压差来读取比表面积，算出基于FSSS法的平均粒径。结果示于表1。
组成分析
关于所得的荧光体，利用ICP-AES(电感耦合等离子体发光分析装置)(PerkinElmer(珀金埃尔默)公司制)，测定构成稀土类铝酸盐荧光体的除氧之外的各元素(Y、Gd、Ce、Al、Ga)的质量百分率(质量％)，由各元素的质量百分率的值算出荧光体的化学组成1摩尔中的各元素的摩尔比。Al、Ga的摩尔比是将基于所测定的分析值的Y的摩尔比与Ce的摩尔比的合计设为3，以该Y与Ce的合计的摩尔比3为基准算出的值。
氧化铝粒子的氧化铝纯度的测定
测定氧化铝粒子的质量后，将氧化铝粒子在800℃在大气气氛下烧成1小时，将附着于氧化铝粒子的有机物、氧化铝粒子所吸湿的水分除去。测定烧成后的氧化铝粒子的质量，将烧成后的氧化铝粒子的质量除以烧成前的氧化铝粒子的质量，由此通过上述式(5)算出氧化铝粒子的氧化铝纯度。
实施例1
使用平均粒径为33μm、且具有(Y0.99Ce0.01)3(Al1.00Ga0.01)5O12所示的组成的稀土类铝酸盐荧光体。将该稀土类铝酸盐荧光体与平均粒径为0.5μm的氧化铝粒子以氧化铝粒子相对于稀土类铝酸盐荧光体和氧化铝粒子的合计量的配合比例(质量％)成为表1所示的值的方式进行称量，利用干式球磨机进行混合，准备成形体用的混合粉体。从混合粉体去除在混合介质中使用的磨球后，将混合粉体填充于模具，以10MPa(102kgf/cm2)的压力形成直径为65mm、厚度为15mm的圆筒形状的成形体。将所得的成形体放入包装容器内进行真空包装，利用水冷等静压装置(KOBELCO公司制)以176MPa进行CIP处理。将所得的成形体用烧成炉(丸祥电器公司制)在大气气氛(氧浓度：约20体积％)中以1700℃的温度保持6小时，进行烧成，得到陶瓷复合体。将所得的陶瓷复合体用线锯将板厚切割为230μm，将所得的样品表面用平面研磨机研磨至板厚为110μm，得到用于波长转换部件的陶瓷复合体的样品。在各实施例及比较例中，在将稀土类铝酸盐荧光体和氧化铝粒子的合计量设为100质量％的情况下，陶瓷复合体中的稀土类铝酸盐荧光体和氧化铝的质量比例与混合粉体中的稀土类铝酸盐荧光体和氧化铝粒子的配合比例相同。
实施例2
使用平均粒径为27μm、且具有(Y0.99Ce0.01)3(Al0.99Ga0.01)5O12所示的组成的稀土类铝酸盐荧光体，除此以外，与实施例1同样地操作，得到陶瓷复合体，得到与实施例1相同大小及板厚的陶瓷复合体的样品。
实施例3
使用平均粒径为22μm、且具有(Y0.99Ce0.01)3(Al0.98Ga0.01)5O12所示的组成的稀土类铝酸盐荧光体，将烧成温度设为1600℃，除此以外，与实施例1同样地操作，得到陶瓷复合体，得到与实施例1相同大小及板厚的陶瓷复合体的样品。
实施例4
将烧成温度设为1650℃，除此以外，与实施例3同样地操作，得到陶瓷复合体，得到与实施例3相同大小及板厚的陶瓷复合体的样品。
实施例5
将烧成温度设为1700℃，除此以外，与实施例3同样地操作，得到陶瓷复合体，得到与实施例3相同大小及板厚的陶瓷复合体的样品。
实施例6
使用平均粒径为22μm、且具有(Y0.99Ce0.01)3(Al0.98Ga0.01)5O12所示的组成的稀土类铝酸盐荧光体、和平均粒径为1.1μm的氧化铝粒子，以使氧化铝粒子相对于稀土类铝酸盐荧光体和氧化铝粒子的合计量的配合比例(质量％)成为表1所示的值，除此以外，与实施例1同样地操作，得到陶瓷复合体，得到与实施例1相同大小及板厚的陶瓷复合体的样品。
实施例7
使用平均粒径为0.5μm的氧化铝粒子，除此以外，与实施例6同样地操作，得到陶瓷复合体，得到与实施例6相同大小及板厚的陶瓷复合体的样品。
实施例8
与实施例7同样地操作，得到陶瓷复合体。使用HIP装置(KOBELCO公司制)，将所得的陶瓷复合体在压力介质中包含氮气的不活性气氛(氮：99体积％以上)的条件下，在1750℃、196MPa、2小时下通过HIP处理来进行二次烧成，得到经HIP处理的陶瓷复合体，将该经HIP处理的陶瓷复合体切割，得到与实施例7相同大小及板厚的陶瓷复合体的样品。
实施例9
将烧成温度设为1450℃，除此以外，与实施例3同样地操作，得到陶瓷复合体，将该陶瓷复合体切割，得到与实施例3相同大小及板厚的陶瓷复合体的样品。
实施例10
与实施例5同样地操作，得到陶瓷复合体，得到与实施例5相同大小的样品后，将该样品的成为光的入射面的第一主面和成为出射面的第二主面利用平面研磨盘，使用低粗糙度的磨石进行粗面化研磨，得到板厚为110μm的陶瓷复合体的样品。
实施例11
与实施例5同样地操作，得到陶瓷复合体，得到与实施例5相同大小的样品后，将该样品的成为光的出射面的第二主面利用平面研磨盘，使用低粗糙度的磨石进行粗面化研磨，得到板厚为110μm的陶瓷复合体的样品。
比较例1
使用平均粒径为5μm、且具有(Y0.99Ce0.01)3Al5O12所示的组成的稀土类铝酸盐荧光体，除此以外，与实施例1同样地操作，得到陶瓷复合体。使用HIP装置(KOBELCO公司制)，将所得的陶瓷复合体在压力介质中包含氮气的不活性气氛(氮：99体积％以上)的条件下，在1750℃、196MPa、2小时下进行HIP处理，将该经HIP处理的陶瓷复合体切割、研磨，得到与实施例1相同大小及板厚的陶瓷复合体的样品。
比较例2
使用平均粒径为22μm、且具有(Y0.99Ce0.01)3(Al0.98Ga0.01)5O12所示的组成的稀土类铝酸盐荧光体，除此以外，与实施例1同样地操作，得到陶瓷复合体。将所得的陶瓷复合体与比较例1同样地进行HIP处理，将经HIP处理的陶瓷复合体切割、研磨，得到与实施例1相同大小及板厚的陶瓷复合体的样品。
比较例3
使用平均粒径为22μm、且具有(Y0.99Ce0.01)3(Al0.98Ga0.01)5O12所示的组成的稀土类铝酸盐荧光体，除此以外，与实施例1同样地操作，得到陶瓷复合体。将所得的陶瓷复合体与比较例1同样地进行HIP处理，将经HIP处理的陶瓷复合体切割、研磨，得到与实施例1相同大小且板厚为200μm的陶瓷复合体的样品。
陶瓷复合体的相对密度(％)
测定各实施例及比较例的陶瓷复合体的相对密度。结果示于表1。各实施例及比较例的陶瓷复合体的相对密度通过上述式(1)而算出。
陶瓷复合体的真密度通过上述式(2)而算出。将在实施例及比较例中使用的氧化铝粒子的真密度设为3.98g/cm3、将稀土类铝酸盐荧光体的真密度设为4.60g/cm3而算出。
陶瓷复合体的表观密度通过上述式(3)而算出。
陶瓷复合体的空隙率(％)
将各实施例及比较例的陶瓷复合体的真密度设为100％，将由各陶瓷复合体的真密度减去各陶瓷复合体的相对密度而得的值作为空隙率(％)。具体而言陶瓷复合体的空隙率通过上述式(4)而算出。
发光效率
对于各实施例及比较例的陶瓷复合体的样品，将来自激光二极管的波长为455nm的激光以入射光的光径成为3.5mm的方式进行照射并入射至样品，将从样品射出的光的辐射通量用积分球进行测定。将比较例2的辐射通量设为100％，将测定各实施例及比较例的陶瓷复合体的样品而得的辐射通量相对于比较例2的辐射通量的相对辐射通量作为发光效率(％)。结果示于表1。
光径比(出射光的光径/入射光的光径)
对于各实施例及比较例的陶瓷复合体的样品，将来自激光二极管的波长为455nm的激光以入射光的光径成为3.5mm的方式进行照射，将激光的光径作为入射至样品的第一主面的入射光的光径。对于从陶瓷复合体的第二主面射出的出射光的光径，将从各实施例及比较例的陶瓷复合体的样品射出的光的发光亮度用色彩亮度计测定，在所得的发光光谱中将表示最大亮度的位置作为中心(测定中心)，将发光光谱中成为最大亮度的100分之1的亮度(1/100亮度)的2个位置距测定中心的距离(mm)以绝对值的形式进行测定，将从最大亮度成为最大亮度的1/100亮度的2个位置距测定中心的距离(mm)的绝对值之和作为从第二主面射出的出射光的光径进行测定。求出从第二主面射出的出射光的光径相对于入射至第一主面的入射光的光径比。结果示于表1及图2。
面算术平均粗糙度(Sa)、线算术平均粗糙度(Ra)
测定实施例5、10及11的各实施例的陶瓷复合体的样品的第二主面及第一主面的面算术平均粗糙度Sa、和上述各样品的第二主面及第一主面的线算术平均粗糙度Ra。面算术平均粗糙度Sa依据ISO25178，使用粗糙度形状测定机(商品名：VS1550、HITACHI公司制)进行测定。另外，线算术平均粗糙度Ra依据ISO1997，使用粗糙度形状测定器(商品名：SJ-210、Mitutoyo公司制)进行测定。
SEM照片
使用扫描型电子显微镜(SEM)，得到实施例5的陶瓷复合体及比较例2的陶瓷复合体的截面のSEM照片。图3是实施例5的陶瓷复合体的截面的SEM照片。图4是比较例2的陶瓷复合体的截面的SEM照片。
[表1]
如表1所示那样，由于实施例1至11的陶瓷复合体的空隙率为1％以上且10％以下，因此所入射的光不发生波长转换而透射的比例少，与比较例1至3的陶瓷复合体相比能够提高发光效率。实施例7至9的陶瓷复合体的空隙率为5％以上，可认为空隙能够使所入射的光发生漫反射而使光散射，发光效率变得更高。另外，实施例1至11的陶瓷复合体的从第二主面射出的出射光的光径相对于入射至第一主面的入射光的光径之比(光径比(出射光/入射光))为0.4以上且0.9以下。由实施例1至11的陶瓷复合体的光径比可确认：实施例1至11的陶瓷复合体能够抑制出射光的扩散，能够将出射光会聚于目标位置。
另外，如表1所示那样，实施例10及11的陶瓷复合体的成为光的出射面的第二主面的面算术平均粗糙度Sa为0.05μm以上且15μm以下，线算术平均粗糙度Ra为0.1μm以上且20μm以下。可确认：实施例10及11的陶瓷复合体比实施例5的陶瓷复合体的发光效率更高，光径比更小，因此能够射出相对于出射面更接近垂直方向的笔直路径的光，能够将射出的光会聚于目标位置。实施例5的陶瓷复合体的第二主面的面算术平均粗糙度Sa不足0.05μm，线算术平均粗糙度Ra不足0.1μm，第二主面为更平坦的状态。
如表1所示那样，由于比较例1至3的陶瓷复合体的空隙率不足1％，因此空隙少，无法利用空隙而使入射光发生漫反射来使光散射，因此发光效率降低。另外，比较例1至3的陶瓷复合体的光径比(出射光/入射光)超过0.9，无法抑制从陶瓷复合体射出的光的扩散。特别是板厚为200μm的比较例3的陶瓷复合体的发光效率比比较例2更降低，光径比(出射光/入射光)变大而超过1.10，无法抑制出射光的扩散。
如图3的SEM照片所示那样，对于实施例5的陶瓷复合体，在构成陶瓷复合体的基体的氧化铝粒子的表面发生熔合的氧化铝2中，存在凭借晶界而与氧化铝的基体的区分开的稀土类铝酸盐荧光体1，构成基体的氧化铝2与稀土类铝酸盐荧光体1一体化而形成陶瓷复合体。对于陶瓷复合体，在平均粒径比稀土类铝酸盐荧光体小的氧化铝粒子的晶体晶界残留的状态下，氧化铝粒子的表面进行熔合，构成陶瓷复合体的基体。实施例5的陶瓷复合体中包含不存在氧化铝及稀土类铝酸盐荧光体的空间即空隙3。如图3所示，实施例5的陶瓷复合体所含的空隙的最大孔径为1μm以上且15μm以下，更具体而言最大孔径为1μm以上且10μm以下。
如图4的SEM照片所示那样，对于比较例2的陶瓷复合体，在构成致密的基体的氧化铝粒子的表面发生熔合的致密的氧化铝2中，存在凭借晶界而与氧化铝2的基体区分开的稀土类铝酸盐荧光体1。比较例2的陶瓷复合体中几乎不存在空隙。
产业上的可利用性
本发明的一个方案所述的陶瓷复合体与LED、LD的发光元件结合，能够用于车载用途、一般照明用途的照明装置、液晶显示装置的背光、投影仪用光源。
附图标记说明
1：稀土类铝酸盐荧光体、2：氧化铝、3：空隙。

Claims (15)

1.一种陶瓷复合体，其包含平均粒径为15μm以上且40μm以下的稀土类铝酸盐荧光体、氧化铝的纯度为99.0质量％以上的氧化铝和空隙，所述稀土类铝酸盐荧光体的含量相对于所述稀土类铝酸盐荧光体和所述氧化铝的合计量为15质量％以上且50质量％以下，空隙率为1％以上且10％以下。
2.根据权利要求1所述的陶瓷复合体，其中，所述陶瓷复合体为具有成为光的入射面的第一主面、和位于所述第一主面的相反侧且成为光的出射面的第二主面的板状体，所述板状体的板厚为90μm以上且250μm以下。
3.根据权利要求2所述的陶瓷复合体，其中，所述第二主面的面算术平均粗糙度Sa为0.05μm以上且15μm以下。
4.根据权利要求2或3所述的陶瓷复合体，其中，所述第二主面的线算术平均粗糙度Ra为0.1μm以上且20μm以下。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的陶瓷复合体，其中，所述稀土类铝酸盐荧光体具有下述式(I)所示的组成，
(Ln1-aCea)3(AlcGab)5O12 (I)
式(I)中，Ln为选自Y、Gd、Lu及Tb中的至少1种，a、b及c为满足0＜a≤0.022、0≤b≤0.4、0＜c≤1.1、0.9≤b+c≤1.1的数。
6.根据权利要求2～5中任一项所述的陶瓷复合体，其中，从所述第二主面射出的出射光的光径相对于入射至所述第一主面的入射光的光径之比为0.4以上且0.9以下的范围。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的陶瓷复合体，其中，所述空隙的最大孔径为1μm以上且15μm以下。
8.一种投影仪用光源，其具备权利要求1～7中任一项所述的陶瓷复合体和激发光源。
9.根据权利要求8所述的投影仪用光源，其中，所述激发光源为半导体激光器。
10.一种陶瓷复合体的制造方法，其包括：准备包含平均粒径为15μm以上且40μm以下的稀土类铝酸盐荧光体、和平均粒径为0.2μm以上且1.7μm以下的范围且氧化铝的纯度为99.0％质量％以上的氧化铝粒子的成形体；以及
将所述成形体在大气气氛下烧成，得到空隙率为1％以上且10％以下的陶瓷复合体。
11.根据权利要求10所述的陶瓷复合体的制造方法，其中，所述烧成的温度为1400℃以上且1800℃以下的范围。
12.根据权利要求10或11所述的陶瓷复合体的制造方法，其包括：将所述陶瓷复合体在还原气氛下进行退火处理，得到退火处理物。
13.根据权利要求12所述的陶瓷复合体的制造方法，其中，所述退火处理的温度为比所述烧成的温度更低的温度，为1000℃以上且1600℃以下的范围。
14.根据权利要求10～13中任一项所述的陶瓷复合体的制造方法，其中，所述成形体中的所述稀土类铝酸盐荧光体的含量相对于所述稀土类铝酸盐荧光体和所述氧化铝粒子的合计量为15质量％以上且50质量％以下。
15.根据权利要求10～14中任一项所述的陶瓷复合体的制造方法，其中，所述稀土类铝酸盐荧光体具有下述式(I)所示的组成，
(Ln1-aCea)3(AlcGab)5O12 (I)
式(I)中，Ln为选自Y、Gd、Lu及Tb中的至少1种，a、b及c为满足0＜a≤0.022、0≤b≤0.4、0＜c≤1.1、0.9≤b+c≤1.1的数。
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