JP2018013681A - 波長変換部材及び発光デバイス - Google Patents

Abstract

【課題】発光強度を高めることができ、かつ機械的強度の高い波長変換部材及びそれを用いた発光デバイスを提供する。【解決手段】蛍光体粒子７がガラスマトリックス６中に分散した蛍光体層４と、互いに対向する第１の主面２ａ及び第２の主面２ｂを有し、蛍光体層４が第１の主面２ａ及び第２の主面２ｂの少なくとも一方の上に設けられている透明基材２とを備え、蛍光体層４の厚みＴ４が、蛍光体粒子７の平均粒径Ｄの５倍未満であることを特徴としている。【選択図】図１

Description

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変換する波長変換部材及び発光デバイスに関するものである。

近年、蛍光ランプや白熱灯に変わる次世代の光源として、ＬＥＤやＬＤを用いた発光デバイス等に対する注目が高まってきている。そのような次世代光源の一例として、青色光を出射するＬＥＤと、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とを組み合わせた発光デバイスが開示されている。この発光デバイスは、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。特許文献１には、波長変換部材の一例として、ガラスマトリックス中に蛍光体粒子を分散させた波長変換部材が提案されている。

特開２００３−２５８３０８号公報

波長変換部材においては、発光強度を高めることが要望されている。本発明者らは、発光強度を高めることについて鋭意検討した結果、蛍光体粒子を含むガラス層の厚みを薄くすることにより発光強度が高められることを見出した。しかしながら、特許文献１の段落［００１４］に記載されているように、蛍光体粒子を含むガラス層の厚みを薄くすると、機械的強度が低下するという問題がある。

本発明の目的は、発光強度を高めることができ、かつ機械的強度の高い波長変換部材及びそれを用いた発光デバイスを提供することにある。

本発明の波長変換部材は、蛍光体粒子がガラスマトリックス中に分散した蛍光体層と、互いに対向する第１の主面及び第２の主面を有し、蛍光体層が第１の主面及び第２の主面の少なくとも一方の上に設けられている透明基材とを備え、蛍光体層の厚みが、蛍光体粒子の平均粒径の５倍未満であることを特徴としている。

本発明においては、蛍光体層は、第１の主面及び第２の主面の両方の上に設けられていてもよい。

本発明においては、透明基材として、第１の透明基材と第２の透明基材とを備え、第１の透明基材の第１の主面と第２の透明基材の第１の主面の間に、蛍光体層が設けられていてもよい。

蛍光体粒子の平均粒径は、５〜３０μｍの範囲内であることが好ましい。

蛍光体層の厚みは、１００μｍ以下であることが好ましい。

全体の厚みは、１００μｍ以上であることが好ましい。

透明基材は、ガラスから構成されていることが好ましい。

透明基材は、ガラス板から形成されていることが好ましい。

蛍光体層におけるガラスマトリックスと透明基材の屈折率の差は、０．３以下であることが好ましい。

本発明の発光デバイスは、上記本発明の波長変換部材と、波長変換部材に励起光を照射する光源とを備えることを特徴としている。

本発明によれば、波長変換部材の発光強度及び機械的強度を高めることができる。

本発明の第１の実施形態の波長変換部材を示す模式的断面図である。 本発明の第２の実施形態の波長変換部材を示す模式的断面図である。 本発明の第３の実施形態の波長変換部材を示す模式的断面図である。 本発明の波長変換部材を用いた発光デバイスの一例を示す模式的断面図である。

以下、好ましい実施形態について説明する。但し、以下の実施形態は単なる例示であり、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。また、各図面において、実質的に同一の機能を有する部材は同一の符号で参照する場合がある。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態の波長変換部材を示す模式的断面図である。図１に示すように、本実施形態の波長変換部材１は、透明基材２と蛍光体層４を備えている。蛍光体層４においては、蛍光体粒子７がガラスマトリックス６中に分散している。透明基材２は、互いに対向する第１の主面２ａ及び第２の主面２ｂを有している。本実施形態において、蛍光体層４は、透明基材２の第１の主面２ａの上に設けられている。

本実施形態の波長変換部材１において、例えば、励起光は波長変換部材１の一方側の主面から入射し、他方側の主面から、励起光と蛍光の合成光が出射する。

透明基材２は、透光性の材料から構成されていればよく、ガラスから構成されていることが好ましい。透明基材２は、ガラス板から形成されていることが特に好ましい。透明基材２をガラス板から形成することにより、内部に粒界のない透明基材２にすることができ、励起光及び蛍光が粒界によって散乱するのを抑制することができる。そのため、波長変換部材１の発光強度をさらに高めることができる。また、ガラス板を用いることにより、光入射面または光出射面を凹凸のない平坦な面にすることができるので、光入射面または光出射面における光の散乱及び反射を抑制することができる。そのため、入射効率または出射効率を高めることができ、波長変換部材１の発光強度をさらに高めることができる。

透明基材２を構成するガラスとしては、無アルカリガラスであることが好ましい。無アルカリガラスとは、実質的にＬｉ，Ｎａ，Ｋなどのアルカリ金属成分を含まないガラスをいい、具体的には、アルカリ金属成分の含有量が、酸化物換算で、１０００ｐｐｍ以下であるガラスをいう。アルカリ金属成分の含有量は、酸化物換算で、５００ｐｐｍ以下であることが好ましく、３００ｐｐｍ以下であることがより好ましい。これにより、蛍光体粒子７の失活を抑制することができる。

ガラスマトリックス６は、無機蛍光体等の蛍光体粒子７の分散媒として用いることができるものであれば特に限定されない。例えば、ホウ珪酸塩系ガラス、リン酸塩系ガラス、スズリン酸塩系ガラス、ビスマス酸塩系ガラス等を用いることができる。ホウ珪酸塩系ガラスとしては、質量％で、ＳｉＯ_２ ３０〜８５％、Ａｌ_２Ｏ_３ ０〜３０％、Ｂ_２Ｏ_３ ０〜５０％、Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ ０〜１０％、及び、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ ０〜５０％を含有するものが挙げられる。スズリン酸塩系ガラスとしては、モル％で、ＳｎＯ ３０〜９０％、Ｐ_２Ｏ_５ １〜７０％を含有するものが挙げられる。

ガラスマトリックス６の軟化点は、２５０℃〜１０００℃の範囲内であることが好ましく、３００℃〜９５０℃の範囲内であることがより好ましく、５００℃〜９００℃の範囲内であることがさらに好ましい。ガラスマトリックス６の軟化点が低すぎると、蛍光体層４の機械的強度や化学的耐久性が低下する場合がある。また、ガラスマトリックス６自体の耐熱性が低くなるため、蛍光体粒子７から発生する熱により軟化変形する場合がある。一方、ガラスマトリックス６の軟化点が高すぎると、製造時の加熱工程によって、蛍光体粒子７が劣化して、波長変換部材１の発光強度が低下する場合がある。また、ガラスマトリックス６も、無アルカリガラスであることが好ましい。これにより、蛍光体粒子７の失活を抑制することができる。なお、蛍光体層４の化学的安定性及び機械的強度を高める観点からはガラスマトリックス６の軟化点は５００℃以上、６００℃以上、７００℃以上、８００℃以上、特に８５０℃以上であることが好ましい。そのようなガラスとしては、ホウ珪酸塩系ガラスが挙げられる。ただし、ガラスマトリックス６の軟化点が高くなると、焼成温度も高くなり、結果として製造コストが高くなる傾向がある。よって、蛍光体層４を安価に製造する観点からは、ガラスマトリックス６の軟化点は５５０℃以下、５３０℃以下、５００℃以下、４８０℃以下、特に４６０℃以下であることが好ましい。そのようなガラスとしては、スズリン酸塩系ガラス、ビスマス酸塩系ガラスが挙げられる。

蛍光体粒子７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。蛍光体粒子７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及びガーネット系化合物蛍光体から選ばれた１種以上等が挙げられる。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。

ガラスマトリックス６中での蛍光体粒子７の含有量は、１〜７０体積％の範囲内であることが好ましく、１．５〜５０体積％の範囲内であることがより好ましく、２〜３０体積％の範囲内であることがさらに好ましい。蛍光体粒子７の含有量が少なすぎると、波長変換部材１の発光強度が不十分になる場合がある。一方、蛍光体粒子７の含有量が多すぎると、所望の発光色が得られない場合がある。また、波長変換部材１の機械的強度が低下する場合がある。

蛍光体粒子７の平均粒径Ｄは、５μｍ〜３０μｍであることが好ましく、１０μｍ〜２５μｍであることがより好ましい。蛍光体粒子７の平均粒径Ｄが小さすぎると、発光強度が低下する場合がある。一方、蛍光体粒子７の平均粒径Ｄが大きすぎると、発光色が不均一になる場合がある。

本実施形態においては、蛍光体層４の厚みＴ４が、蛍光体粒子７の平均粒径Ｄの５倍未満であることを特徴としている。蛍光体層４の厚みＴ４を、蛍光体粒子７の平均粒径Ｄの５倍未満とすることにより、蛍光体層４からの発光強度を高めることができる。その理由は以下のように考えられる。蛍光体層４の厚みＴ４が蛍光体粒子７の平均粒径Ｄと比較して大きすぎると、蛍光体層４の厚み方向に存在する蛍光体粒子７の数が多くなる。その場合、蛍光体層４の内部に存在する蛍光体粒子７に励起光が効率良く照射されにくくなる。一方、上記の通り、蛍光体層４の厚みＴ４が蛍光体粒子７の平均粒径Ｄと比較して小さい場合は、蛍光体層４の厚み方向に存在する蛍光体粒子７の数が少なくなるため、蛍光体層４の内部に存在する蛍光体粒子７にも励起光が効率良く照射されやすくなる。その結果、蛍光体粒子７の発光効率が向上し、蛍光体層４からの発光強度を高めることができる。蛍光体層４の厚みＴ４は、蛍光体粒子７の平均粒径Ｄの４倍以下であることが好ましく、３倍以下であることがさらに好ましい。一方、蛍光体粒子７の平均粒径Ｄに対する蛍光体層４の厚みＴ４が小さすぎると、蛍光体層４の主面に蛍光体粒子７が突出して表面精度が低下しやすくなる。その結果、蛍光体層４の主面における光散乱が大きくなり、発光強度が低下しやすくなる。また、蛍光体層４と透明基材２との接合強度が低下しやすくなる。よって、蛍光体層４の厚みＴ４は、蛍光体粒子７の平均粒径Ｄの２倍以上であることが好ましい。

蛍光体粒子７の平均粒径Ｄは、蛍光体層４断面の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）による測定画像を画像処理して各蛍光体粒子７の粒径を求め、そこから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５０％の粒子径（Ｄ５０）を指す。

また、蛍光体層４の厚みＴ４は、１００μｍ以下であることが好ましく、８０μｍ以下であることがさらに好ましく、５０μｍ以下であることがより好ましい。蛍光体層４の厚みＴ４を、このような範囲にすることにより、さらに発光強度を高めることができる。なお、蛍光体層４の厚みＴ４が小さすぎると、蛍光体層４の主面に蛍光体粒子７が突出しやすくなるため、２０μｍ以上であることが好ましい。

波長変換部材１の厚みＴ１は、１００μｍ以上であることが好ましく、１２０μｍ以上であることがより好ましく、１５０μｍ以上であることがさらに好ましい。波長変換部材１の厚みが薄すぎると、十分な発光強度が得られにくくなる場合がある。また、機械的強度が低下する場合がある。波長変換部材１の厚みＴ１は、３００μｍ以下であることが好ましく、２５０μｍ以下であることがより好ましく、２００μｍ以下であることがさらに好ましい。波長変換部材１の厚みが厚すぎると、波長変換部材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くなってしまう場合がある。

透明基材２の厚みＴ２は、５０〜２００μｍの範囲であることが好ましく、１００〜１５０μｍの範囲であることがより好ましい。透明基材２の厚みＴ２が薄すぎると、波長変換部材１の機械的強度が十分に得られない場合がある。透明基材２の厚みＴ２が厚すぎると、透明基材２の内部を、透明基板２の主面に対して平行方向に伝搬する光量が増加してしまい、波長変換部材１としての発光強度が低くなってしまう場合がある。

蛍光体層４におけるガラスマトリックス６と透明基材２の屈折率（ｎｄ）の差は、０．３以下であることが好ましい。これにより、蛍光体層４と透明基材２の界面における励起光または蛍光の反射を低減することができ、波長変換部材１の発光強度をさらに高めることができる。ガラスマトリックス６と透明基材２の屈折率の差は、０．２以下であることがより好ましく、０．１以下であることがさらに好ましく、ガラスマトリックス６と透明基材２の屈折率が同じであることが特に好ましい。

ガラスマトリックス６と蛍光体粒子７の熱膨張係数差は５０×１０^−７／℃以下であることが好ましく、４０×１０^−７／℃以下であることがより好ましく、３０×１０^−７／℃以下であることがさらに好ましい。ガラスマトリックス６と蛍光体粒子７の熱膨張係数差が大きすぎると、両者の界面近傍に残留応力が発生し、蛍光体層４の機械的強度が低下する場合がある。

波長変換部材１は、例えば、以下のようにして製造することができる。

蛍光体層４のガラスマトリックス６となるガラス粒子と、蛍光体粒子７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４形成用のグリーンシートを作製する。

得られた蛍光体層４形成用のグリーンシートと、ガラス板等の透明基材２とを重ね合わせて熱圧着し、これを焼成することにより、波長変換部材１を製造することができる。

波長変換部材１の光入射側及び光出射側には、必要に応じて、反射防止膜、フィルター膜などの光学膜を設けることができる。

本実施形態では、蛍光体層４の厚みＴ４が、蛍光体粒子７の平均粒径Ｄの５倍未満であるので、蛍光体層４の発光強度を高めることができる。そのため、波長変換部材１の発光強度を高めることができる。また、蛍光体層４は透明基材２に支持されているので、波長変換部材１の機械的強度を高めることができる。従って、本実施形態によれば、波長変換部材１の発光強度及び機械的強度を高めることができる。

（第２の実施形態）
図２は、本発明の第２の実施形態の波長変換部材を示す模式的断面図である。図２に示すように、本実施形態の波長変換部材１１は、透明基材１２と、第１の蛍光体層１４と、第２の蛍光体層１５とを備えている。第１の蛍光体層１４及び第２の蛍光体層１５においては、蛍光体粒子７がガラスマトリックス６中に分散している。透明基材１２は、互いに対向する第１の主面１２ａ及び第２の主面１２ｂを有している。本実施形態において、第１の蛍光体層１４は第２の主面１２ｂの上に設けられ、第２の蛍光体層１５は第１の主面１２ａの上に設けられている。

本実施形態の波長変換部材１１において、例えば、励起光は波長変換部材１１の一方側の主面から入射し、他方側の主面から、励起光と蛍光の合成光が出射する。

本実施形態において、透明基材１２は、第１の実施形態の透明基材２と同様に構成されている。第１の蛍光体層１４及び第２の蛍光体層１５も、第１の実施形態の蛍光体層４と同様に構成されている。

また、透明基材１２の厚みＴ１２は、第１の実施形態の透明基材２の厚みＴ２と同様であり、第１の蛍光体層１４及び第２の蛍光体層１５の厚みＴ１４及びＴ１５は、第１の実施形態の蛍光体層４の厚みＴ４と同様である。波長変換部材１１の厚みＴ１１は、１００〜４００μｍであることが好ましく、１２０〜３５０μｍであることがより好ましく、１５０〜３００μｍであることがさらに好ましい。なお、第１の実施形態の波長変換部材１と同等の発光強度（あるいは色度）を得る場合は、第１の蛍光体層１４及び第２の蛍光体層１５の厚みＴ１４及びＴ１５は、それぞれ第１の実施形態の蛍光体層４の厚みＴ４の半分（例えば１０〜５０μｍ、１０〜４０μｍ、特に１０〜２５μｍ）にすればよい。このようにすれば、第２の実施形態の波長変換部材１１の厚みＴ１１が、第１の実施形態の波長変換部材１の厚みＴ１と同等となる。

本実施形態においては、透明基材の両側に蛍光体層が設けられているので、透明基材と蛍光体層の熱膨張係数差に起因する反りの発生を抑制することができる。

本実施形態においても、第１の蛍光体層１４及び第２の蛍光体層１５の厚みＴ１４及びＴ１５が、蛍光体粒子７の平均粒径Ｄの５倍未満であるので、第１の蛍光体層１４及び第２の蛍光体層１５の発光強度を高めることができる。そのため、波長変換部材１１の発光強度を高めることができる。また、第１の蛍光体層１４及び第２の蛍光体層１５は透明基材１２に支持されているので、波長変換部材１１の機械的強度を高めることができる。従って、本実施形態によれば、波長変換部材１１の発光強度及び機械的強度を高めることができる。

（第３の実施形態）
図３は、本発明の第３の実施形態の波長変換部材を示す模式的断面図である。図３に示すように、本実施形態の波長変換部材２１は、第１の透明基材２２と、第２の透明基材２３と、蛍光体層２４とを備えている。蛍光体層２４においては、蛍光体粒子７がガラスマトリックス６中に分散している。第１の透明基材２２は、互いに対向する第１の主面２２ａ及び第２の主面２２ｂを有している。第２の透明基材２３も、互いに対向する第１の主面２３ａ及び第２の主面２３ｂを有している。本実施形態においては、第１の透明基材２２の第１の主面２２ａと第２の透明基材２３の第１の主面２３ａの間に、蛍光体層２４が設けられている。

本実施形態の波長変換部材２１において、例えば、励起光は波長変換部材２１の一方側の主面から入射し、他方側の主面から、励起光と蛍光の合成光が出射する。

本実施形態において、第１の透明基材２２及び第２の透明基材２３は、第１の実施形態の透明基材２と同様に構成されている。蛍光体層２４は、第１の実施形態の蛍光体層４と同様に構成されている。

蛍光体層２４の厚みＴ２４は、第１の実施形態の蛍光体層４の厚みＴ４と同様であり、第１の透明基材２２及び第２の透明基材２３の厚みＴ２２及びＴ２３は、第１の実施形態の透明基材２の厚みＴ２と同様である。波長変換部材２１の厚みＴ２１は、１００〜５００μｍであることが好ましく、１２０〜４００μｍであることがより好ましく、１５０〜３００μｍであることがさらに好ましい。なお、本実施形態においては、透明基材が２つ設けられていることを考慮して、第１の透明基材２２及び第２の透明基材２３の厚みＴ２２及びＴ２３を、第１の実施形態の透明基材２の厚みＴ２より薄くしてもよい。例えば、第１の透明基材２２及び第２の透明基材２３の厚みＴ２２及びＴ２３を、それぞれ第１の実施形態の透明基材２の厚みＴ２の半分（例えば２５〜１００μｍ、特に５０〜７５μｍ）にすれば、第３の実施形態の波長変換部材２１の厚みＴ２１が、第１の実施形態の波長変換部材１の厚みＴ１と同等となる。

本実施形態においては、蛍光体層の両側に透明基材が設けられているので、透明基材と蛍光体層の熱膨張係数差に起因する反りの発生を抑制することができる。

本実施形態においても、蛍光体層２４の厚みＴ２４が、蛍光体粒子７の平均粒径Ｄの５倍未満であるので、蛍光体層２４の発光強度を高めることができる。そのため、波長変換部材２１の発光強度を高めることができる。また、蛍光体層２４は、第１の透明基材２２及び第２の透明基材２３に支持されているので、波長変換部材２１の機械的強度を高めることができる。従って、本実施形態によれば、波長変換部材２１の発光強度及び機械的強度を高めることができる。

（発光デバイス）
図４は、本発明の波長変換部材を用いた発光デバイスの一例を示す模式的断面図である。図４に示すように、発光デバイス３０は、波長変換部材３１と、波長変換部材３１に励起光３３を照射する光源３２とを備えている。励起光３３が照射された波長変換部材３１からは、励起光３３及び蛍光が、出射光３４として出射される。光源３２の具体例としては、ＬＥＤ光源やレーザー光源などが挙げられる。波長変換部材３１として、例えば、第１の実施形態の波長変換部材１、第２の実施形態の波長変換部材１１、第３の実施形態の波長変換部材２１などを用いることができる。

励起光３３として青色光を発光する光源３２を用いる場合、例えば、蛍光体として、青色光で励起されて黄色光を発する蛍光体を用い、青色光と黄色光の合成光である白色光を、出射光３４として出射させることができる。

＜実施例＞
以下、本発明について、具体的な実施例に基づいて、さらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施することが可能である。

（実施例１〜３及び比較例１）
ホウ珪酸ガラス粉末に対し、平均粒径が２０μｍであるＹＡＧ蛍光体粒子を下記に示す割合で調合し、バインダー樹脂（共栄社化学株式会社製、オリコックス）と可塑剤（互応化学工業株式会社製、ＤＯＡ）、分散剤（共栄社化学株式会社製、フローレンＧ−７００）、有機溶剤（関東化学株式会社製、２−ブタノール）を添加して混練することによりスラリー状の混合物を得た。得られたスラリー状混合物をドクターブレード法によりシート状に成形し、室温で乾燥させることによりグリーンシートを得た。グリーンシートを所定のサイズに裁断し、透明基材（日本電気硝子株式会社製ＯＡ−１０Ｇ、屈折率（ｎｄ）１．５２、厚み１００μｍ）と積層した後、加熱式一軸プレス機を使用して加熱圧着した。前記圧着物を電気炉にて脱バインダー処理を施し、真空ガス置換炉にて、真空焼成を実施し、図１に示す第１の実施形態の波長変換部材１と同様の構造を有する波長変換部材を作製した。

蛍光体層の厚みが以下の通りである実施例１〜３及び比較例１の波長変換部材を作製し、発光強度（全光束値）を測定した。全光束値は次のように測定した。励起波長４５０ｎｍの光源下に波長変換部材を、透明基材が光源に接するように設置し、波長変換部材下面から発せられる光を積分球内部に取り込んだ後、標準光源によって校正された分光器へ導光し、光のエネルギー分布スペクトルを測定した。得られたスペクトルに標準比視感度を掛け合わせることにより、全光束値を算出した。なお、比較例１の全光束値を１として、実施例１〜３の全光束値を相対比較した。

比較例１：蛍光体層の厚み １１０μｍ（蛍光体粒子の平均粒径Ｄの５．５倍）：蛍光体層中の蛍光体粒子の含有量 １６．４体積％
実施例１：蛍光体層の厚み ９０μｍ（蛍光体粒子の平均粒径Ｄの４．５倍）：蛍光体層中の蛍光体粒子の含有量 ２０体積％
実施例２：蛍光体層の厚み ７０μｍ（蛍光体粒子の平均粒径Ｄの３．５倍）：蛍光体層中の蛍光体粒子の含有量 ２５．８体積％
実施例３：蛍光体層の厚み ６０μｍ（蛍光体粒子の平均粒径Ｄの３．０倍）：蛍光体層中の蛍光体粒子の含有量 ３０体積％

実施例１〜３及び比較例１の波長変換部材の発光強度の測定結果は、以下の通りである。

比較例１：１
実施例１：１．０５
実施例２：１．０７
実施例３：１．０９

上記のように、比較例１と実施例１における発光強度に顕著な違いが認められた。

（比較例２及び３）
平均粒径が１０μｍである蛍光体粒子を用いる以外は、比較例１及び実施例１と同じ蛍光体層の厚みとなるように波長変換部材を作製し、発光強度を測定した。上記と同様に、比較例１の全光束値を１として、比較例２、３の全光束値を相対比較した。

比較例２：蛍光体層の厚み １１０μｍ（蛍光体粒子の平均粒径Ｄの１０倍）：蛍光体層中の蛍光体粒子の含有量 １２．４体積％
比較例３：蛍光体層の厚み ９０μｍ（蛍光体粒子の平均粒径Ｄの９倍）：蛍光体層中の蛍光体粒子の含有量 １５．２体積％

なお比較例２、３は、それぞれ比較例１、実施例１と、同じ色度が得られるように蛍光体含有量を調整した。

比較例２：０．９９
比較例３：１．０１

上記のように、比較例２と比較例３では、蛍光体層の厚みがそれぞれ比較例１及び実施例１と同じであるが、発光強度の顕著な違いは認められなかった。このことから、蛍光体層の厚みを蛍光体粒子の平均粒径の５倍未満とすることにより、発光強度を高めることができるという本発明に特有の効果が得られることがわかる。

１…波長変換部材
２…透明基材
２ａ，２ｂ…第１，第２の主面
４…蛍光体層
６…ガラスマトリックス
７…蛍光体粒子
１１…波長変換部材
１２…透明基材
１２ａ，１２ｂ…第１，第２の主面
１４…第１の蛍光体層
１５…第２の蛍光体層
２１…波長変換部材
２２…第１の透明基材
２２ａ，２２ｂ…第１，第２の主面
２３…第２の透明基材
２３ａ，２３ｂ…第１，第２の主面
２４…蛍光体層
３０…発光デバイス
３１…波長変換部材
３２…光源
３３…励起光
３４…出射光
Ｄ…蛍光体粒子の平均粒径
Ｔ１，Ｔ１１，Ｔ２１……波長変換部材の厚み
Ｔ２，Ｔ１２，Ｔ２２，Ｔ２３……透明基材の厚み
Ｔ４，Ｔ１４，Ｔ１５，Ｔ２４……蛍光体層の厚み

Claims (10)

1. 蛍光体粒子がガラスマトリックス中に分散した蛍光体層と、
   互いに対向する第１の主面及び第２の主面を有し、前記蛍光体層が前記第１の主面及び前記第２の主面の少なくとも一方の上に設けられている透明基材とを備え、
   前記蛍光体層の厚みが、前記蛍光体粒子の平均粒径の５倍未満である、波長変換部材。
2. 前記蛍光体層が、前記第１の主面及び前記第２の主面の両方の上に設けられている、請求項１に記載の波長変換部材。
3. 前記透明基材として、第１の透明基材と第２の透明基材とを備え、前記第１の透明基材の前記第１の主面と前記第２の透明基材の前記第１の主面の間に、前記蛍光体層が設けられている、請求項１に記載の波長変換部材。
4. 前記蛍光体粒子の平均粒径が、５〜３０μｍの範囲内である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の波長変換部材。
5. 前記蛍光体層の厚みが、１００μｍ以下である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の波長変換部材。
6. 全体の厚みが、１００μｍ以上である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の波長変換部材。
7. 前記透明基材がガラスから構成されている、請求項１〜６のいずれか一項に記載の波長変換部材。
8. 前記透明基材がガラス板から形成されている、請求項１〜７のいずれか一項に記載の波長変換部材。
9. 前記蛍光体層における前記ガラスマトリックスと前記透明基材の屈折率の差が、０．３以下である、請求項１〜８のいずれか一項に記載の波長変換部材。
10. 請求項１〜９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る、発光デバイス。

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