JP2023073749A - 波長変換部材及びその製造方法、発光装置 - Google Patents

波長変換部材及びその製造方法、発光装置 Download PDF

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Abstract

【課題】複数の発光部を含む波長変換部を備え、隣接する発光部からの光の伝搬を抑制する効果を向上させた波長変換部材及びその製造方法を提供する。【解決手段】本開示の一実施形態に係る波長変換部材の製造方法は、反射部材を有するグリーンシート、遮光部材を有するグリーンシート、及び反射部材を有するグリーンシートがこの順番で積層された積層体を、蛍光体を有するセラミックシートと交互に積層して複合体を作製する工程と、前記複合体を加圧及び焼成する工程と、を含む。【選択図】図３

Description

本開示は、波長変換部材及びその製造方法、発光装置に関する。
特許文献１には、複数の発光ダイオードからの光が入射する蛍光体セラミックを備えたデバイスが開示されている。このデバイスは、横方向の光の伝播を低減するために、蛍光体セラミック内に光バリアを有している。蛍光体セラミックは、例えば、蛍光体セラミック前駆体および光バリア／反射体／散乱体から構成される２つまたはそれぞれ以上の層膜が繰り返し折り畳まれ、スライスされ、そして、焼成されて形成される。
特表２０２１－５０７３０７号公報
本開示は、複数の発光部を含む波長変換部を備え、隣接する発光部からの光の伝搬を抑制する効果を向上させた波長変換部材及びその製造方法を提供することを目的とする。また、この波長変換部材を有する発光装置を提供することを目的とする。
本開示の一実施形態に係る波長変換部材の製造方法は、反射部材を有するグリーンシート、遮光部材を有するグリーンシート、及び反射部材を有するグリーンシートがこの順番で積層された積層体を、蛍光体を有するセラミックシートと交互に積層して複合体を作製する工程と、前記複合体を加圧及び焼成する工程と、を含む。
本開示の一実施形態に係る波長変換部材は、蛍光体を有するセラミックを主材料とする複数の発光部と、光反射層、遮光層、及び光反射層がこの順番で積層された複数の積層体と、を含み、前記積層体の積層方向において、前記積層体と前記発光部が交互に並ぶ。
本開示の一実施形態に係る発光装置は、複数の半導体レーザ素子と、本開示の一実施形態に係る波長変換部材と、を有し、前記複数の半導体レーザ素子のそれぞれから出射された光は、異なる前記発光部に入射し、それぞれの前記発光部は、入射する前記光を異なる波長の光に変換する。
本開示の一実施形態によれば、複数の発光部を含む波長変換部を備え、隣接する発光部からの光の伝搬を抑制する効果を向上させた波長変換部材及びその製造方法を提供できる。また、この波長変換部材を有する発光装置を提供できる。
第１実施形態に係る波長変換部材の斜視図である。 第１実施形態に係る波長変換部材の製造方法を例示する図（その１）である。 第１実施形態に係る波長変換部材の製造方法を例示する図（その２）である。 第１実施形態に係る波長変換部材の製造方法を例示する図（その３）である。 第１実施形態に係る波長変換部材の製造方法を例示する図（その４）である。 第１実施形態に係る波長変換部材の製造方法を例示する図（その５）である。 第１実施形態に係る波長変換部材の製造方法を例示する図（その６）である。 第１実施形態に係る波長変換部材の製造方法を例示する図（その７）である。 第１実施形態の変形例１に係る波長変換部材の斜視図である。 第１実施形態の変形例２係る波長変換部材の斜視図である。 第１実施形態の変形例３に係る波長変換部材の斜視図である。 第２実施形態に係る波長変換部材の斜視図である。 第３実施形態に係る発光装置の上面図である。 図１３のＸＩＶ－ＸＩＶ断面線で切った発光装置の断面図である。 第３実施形態に係る発光装置から波長変換部材、透光性部材及び遮光部材を除いた状態の上面図である。
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。なお、以下の説明では、必要に応じて特定の方向や位置を示す用語（例えば、「上」、「下」、及びそれらの用語を含む別の用語）を用いる。しかし、それらの用語の使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明の技術的範囲が制限されるものではない。また、複数の図面に表れる同一符号の部分は同一もしくは同等の部分又は部材を示す。
また、本開示において、三角形や四角形等の多角形に関しては、多角形の隅に角丸め、面取り、角取り、丸取り等の加工が施された形状も含めて、多角形と呼ぶものとする。また、隅（辺の端）に限らず、辺の中間部分に加工が施された形状も同様に、多角形と呼ぶものとする。つまり、多角形をベースに残しつつ、部分的な加工が施された形状は、本開示で記載される"多角形"の解釈に含まれるものとする。
また、多角形に限らず、台形や円形や凹凸等、特定の形状を表す言葉についても同様である。また、その形状を形成する各辺を扱う場合も同様である。つまり、ある辺において、隅や中間部分に加工が施されていたとしても、"辺"の解釈には加工された部分も含まれる。なお、部分的な加工のない"多角形"や"辺"を、加工された形状と区別する場合は"厳密な"を付して、例えば、"厳密な四角形"等と記載するものとする。
さらに、以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための波長変換部材等を例示するものであって、本発明を以下に限定するものではない。また、以下に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特定的な記載がない限り、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、例示することを意図したものである。また、一の実施形態において説明する内容は、他の実施形態や変形例にも適用可能である。また、図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため、誇張している場合がある。さらに、図面が過度に複雑になることを避けるために、一部の要素の図示を省略した模式図を用いたり、断面図として切断面のみを示す端面図を用いたりすることがある。
〈第１実施形態〉
図１は、第１実施形態に係る波長変換部材の斜視図である。図１に示すように、波長変換部材１０は、複数の発光部２０と、複数の積層体３０とを含む。波長変換部材１０の各構成要素について説明する。図１には、参考のため、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸が示されている。Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸と平行な方向を、それぞれ第１方向Ｘ、第２方向Ｙ、第３方向Ｚとしている。
（発光部２０）
発光部２０は、上面と、上面の反対面である下面と、上面及び下面と交わる複数の側面とを有する。図１では、各発光部２０において、第３方向Ｚは、その上面及び／又は下面に垂直な方向である。複数の側面は、上面の外縁と下面の外縁とに接続する。各発光部２０の形状は、例えば直方体である。また、各発光部２０の上面は、矩形である。図１の例では、各発光部２０は立方体である。各発光部２０の上面、下面、及び４つの側面は何れも正方形である。なお、発光部２０の形状は、これに限定されない。
各発光部２０は、上面又は下面が光入射面となり得、下面又は上面が光出射面となり得る。光入射面に入射した所定の波長の光を異なる波長の光に変換し、変換された光を光出射面から出射できる。各発光部２０は、入射した光の一部を出射してもよい。各発光部２０は、入射した光をすべて異なる波長の光に変換してもよい。この場合、各発光部２０に入射した光は、各発光部２０から出射されない。
各発光部２０には、光が照射されるため、各発光部２０の母材は、光の照射により分解されにくい無機材料を主材料に用いて形成することが好ましい。主材料は、例えば、セラミックである。主材料に用いられるセラミックとしては、例えば、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化イットリウム、酸化ジルコニウム、又は酸化マグネシウムが挙げられる。セラミックの主材料は、各発光部２０に熱による変形や変色等の変質が生じないように、融点が１２００℃～２５００℃の材料を選択することが好ましい。発光部２０は、例えば、セラミックを主材料として形成された焼結体である。
各発光部２０は、例えば、蛍光体と酸化アルミニウム等の透光性材料とを焼結させて形成できる。蛍光体の含有量は、セラミックの総体積に対して０．０５体積％～５０体積％とすることができる。また、例えば、蛍光体の紛体を焼結させた、実質的に蛍光体のみからなるセラミックを用いてもよい。また、各発光部２０は、蛍光体の単結晶で形成されてもよい。
蛍光体としては、セリウムで賦活されたイットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）、セリウムで賦活されたルテチウム・アルミニウム・ガーネット（ＬＡＧ）、ユウロピウムで賦活されたシリケート（（Ｓｒ，Ｂａ）２ＳｉＯ４）、αサイアロン蛍光体、βサイアロン蛍光体等が挙げられる。なかでも、ＹＡＧ蛍光体は、耐熱性が良好である。このように、各発光部２０は、蛍光体を有するセラミックを主材料とする。
例えば、各発光部２０がＹＡＧ蛍光体を有する場合、下面から青色の励起光が入射すると、青色の励起光と黄色の蛍光とを組み合わせて白色光を上面から出射できる。
（積層体３０）
各積層体３０は、光反射層３１、遮光層３２、及び光反射層３１がこの順番で積層された構造である。なお、図１では、光反射層３１及び遮光層３２の全てに参照符号を付す代わりに、光反射層３１と遮光層３２とを密度の異なるドットパターンで示している。
光反射層３１は、光反射性を有する。光反射層３１は、発光部２０から入射する光に対して７０％以上の反射率を有する。光反射層３１は、より好ましくは、８０％以上の反射率を有する。光反射層３１の膜厚は、例えば、３０μｍ以上１０００μｍ以下である。
光反射層３１は、例えば、セラミックを主材料とする。主材料に用いられるセラミックとしては、例えば、酸化アルミニウム、酸化イットリウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化ケイ素等が挙げられる。なお、光反射層３１は、セラミック以外から形成されていてもよい。
遮光層３２は、入射する光を遮断又は減衰させる性質を有する。遮光層３２は、入射する光の透過率が２０％以下であることが好ましい。より好ましくは、１５％以下である。遮光層３２の光透過率をこのようにすることで、後述する発光部２０同士の光の干渉を抑制することができる。また、遮光層３２は、光吸収体をその構成に含めて形成することができる。その場合には、遮光層３２は、光反射層３１を通して入射する光に対して７０％以上の吸収率を有することが好ましい。より好ましくは、８０％以上の吸収率を有する。このような構成とすることで、上述の効果をより高めることができる。なお、遮光層３２は、光吸収体を含まなくてもよい。遮光層３２の膜厚は、例えば、３０μｍ以上１０００μｍ以下である。
遮光層３２は、例えば、光反射層３１を形成する主材料と同じセラミックが主材料であり、さらに光を吸収する暗色系のセラミックを含む層である。暗色系としては、例えば、黒色、茶色、濃紺、灰色等が挙げられる。これらのなかでも、光の吸収率が高い黒色が好ましい。遮光層３２の主材料を、光反射層３１の主材料として用いるセラミックと同じセラミックとすることで、後述する波長変換部材１０の製造工程における焼結時に、収縮率の違いからひび、割れ等が発生する可能性を低減することができる。なお、遮光層３２の主材料を光反射層３１の主材料とは異なるセラミックとしてもよい。遮光層３２の主材料に用いられるセラミックとしては、例えば、光反射層３１の主材料として用いるセラミックとして挙げた、酸化アルミニウム、酸化イットリウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化ケイ素等が挙げられる。また、主材料のセラミックと共に遮光層３２に含まれる暗色系のセラミックとして、酸化ルテニウム、窒化アルミニウム、窒化ケイ素等が挙げられる。本明細書中では、光を吸収する性質を有するセラミックは、光吸収体に含まれる。なお、遮光層３２は、セラミックとは異なる材料から形成されてもよい。
（波長変換部材１０）
図１において、積層体３０において光反射層３１、遮光層３２、及び光反射層３１は、第１方向Ｘに積層されている（以降、図１の第１方向Ｘを積層方向と称する場合がある）。波長変換部材１０では、積層体３０の積層方向において、発光部２０と積層体３０とが交互に並ぶ。つまり、波長変換部材１０では、積層方向に隣接する発光部２０の間に積層体３０が配置されており、各発光部２０は積層体３０を挟んで互いに離隔している。各発光部２０は、例えば、上面視で、各発光部２０の中心が積層方向に平行な一直線上に並ぶように配置される。
図示される波長変換部材１０では、複数の発光部２０のうち、積層方向（第１方向Ｘ）に関して両端に位置する２つの発光部２０において、積層体３０と接する側面と反対側の側面に、光反射層３１が設けられている。図示される例において、波長変換部材１０の両端には、光反射層３１が設けられる。積層方向から見る平面視において、発光部２０に接して設けられる光反射層３１が、波長変換部材１０の側面となる。両端に位置する光反射層３１において、発光部２０と接する側面の反対側の側面には、遮光層３２が設けられない。なお、波長変換部材は、両端に光反射層３１が配置される形態には限定されず、様々な形態を取り得る。これに関しては、後述する。
波長変換部材１０は、積層方向から見る平面形状が正方形の棒状である。ここで、棒状とは、積層方向に沿って長尺状に伸びる形状である。なお、波長変換部材１０は、積層方向から見る平面形状が正方形でなくともよい。それぞれの発光部２０の積層方向の長さは等しいことが好ましい。また、それぞれの積層体３０の積層方向の長さは等しいことが好ましい。これにより、波長変換部材１０において、発光部２０のピッチを均一化できる。ここで、等しいとは、±１０％以内の差を許容する。発光部２０のピッチは、例えば、０．１ｍｍ以上２．０ｍｍ以下とすることができる。発光部２０のピッチのばらつきは、例えば、発光部２０のピッチの平均値に対して±５％以下とすることができる。
積層方向に関して、積層体３０の長さは、発光部２０の長さよりも短くすることが好ましい。このようにすることで、波長変換部材１０において、発光部２０のピッチを狭くできる。なお、積層方向に関して、積層体３０の長さは、発光部２０の長さと同じ、あるいは長くてもよい。積層方向に関して、発光部２０の長さは、例えば０．３ｍｍ以上２．０ｍｍ以下である。より好ましくは、０．５ｍｍ以上１．５ｍｍ以下である。積層方向に関して、積層体３０の長さは、例えば０．１ｍｍ以上２．０ｍｍ以下である。積層方向に関して、積層体３０の長さは発光部２０の長さの１／２倍以上２倍以下であってもよい。
波長変換部材１０は、複数の発光部２０を有し、隣接する発光部２０間に積層体３０が配置されている。これにより、隣接する発光部２０に光が入射した場合に、それぞれの光が干渉することを抑制できる。これに関し、以下に詳しく説明する。
各発光部２０において、積層方向と交差する２つの側面に光反射層３１が接して配置されている。これにより、各発光部２０が有する蛍光体で波長変換されて、各発光部２０の側面から光反射層３１に向かって出射した光を各発光部２０に反射する。また、各発光部２０に入射して、各発光部２０で波長変換されず、各発光部２０の側面から光反射層に向かって出射した光を各発光部２０に反射する。これにより、各発光部２０の発光効率を向上できる。
また、各発光部２０の発光効率をより向上する観点から、光反射層３１はセラミックで形成することが好ましい。発光部２０からの光が光反射層３１の表面に達すると、エバネッセント光を含む光が光反射層３１の内部に滲み出す。光反射層３１がセラミックから形成されている場合、光反射層３１は、金属等で形成されている場合と比べて、発光部２０から滲み出した光の吸収を低減し、光の反射を高めることができるため、発光部２０の発光効率の低下を抑制できる。
遮光層３２は、積層方向と交差する２つの側面に光反射層３１が接するように配置される。また、遮光層３２は、積層方向において、隣り合う発光部２０間に位置するように配置されている。これにより、隣り合う発光部２０同士から出射される光の干渉を抑制することができる。それぞれの遮光層３２の両側方には、光反射層３１、発光部２０がこの順で配置されている。発光部２０、光反射層３１、遮光層３２の配置について、以下でさらに説明する。
図示される例において、波長変換部材１０の有する複数の発光部２０のうちの一つを第１発光部、積層体３０を挟んで第１発光部に隣接する発光部を第２発光部とする。第１発光部に入射した光は、蛍光体で波長変換されずに隣接する第２発光部が配される方向に向かって進む光を一部有する。その多くは、光反射層３１によって反射され、第１発光部側に戻る。第１発光部に入射し、蛍光体で波長変換された光の一部は、隣接する第２発光部が配される方向に向かって進むが、その多くが光反射層３１によって反射され、第１発光部側に戻る。第１発光部から光反射層３１に入射した光の一部は、光反射層３１を透過して第２発光部側に滲み出す可能性がある。しかしながら、光反射層３１から第２発光部側に滲み出した光は、その全部または一部が遮光層３２に吸収される。これにより、第２発光部に達する光を、遮光層３２がない場合と比べて低減することができる。同様に、第２発光部に入射し、蛍光体で波長変換されて第１発光部側に進む光及び／又は波長変換されずに第１発光部側に進む光は、その多くが光反射層３１によって反射されて第２発光部側に戻る。第２発光部から光反射層３１に入射した光の一部は、光反射層３１を透過して第１発光部側に滲み出す可能性があるが、その全部または一部が遮光層３２に吸収される。これにより、第１発光部に達する光を、遮光層３２がない場合と比べて低減することができる。このように、第１発光部に入射した光と第２発光部に入射した光が干渉することを抑制できる。
その結果、例えば、第１発光部に光が入射し、第２発光部には光が入射しない場合に、第１発光部に入射した光の一部が、第２発光部に伝搬して第２発光部が発光することを抑制できる。すなわち、隣接する発光部２０からの光の伝搬を抑制する効果を向上させた波長変換部材１０を実現できる。その結果、隣接する発光部２０で光の干渉を実質的に起こすことなく、それぞれの発光部２０から、独立して光を出射させることができる。また、隣接する発光部２０からの光の伝搬を抑制する効果は、積層体３０が薄くなっても得られるため、隣接する発光部２０からの光の伝搬を抑制し、かつ発光部２０のピッチが狭い波長変換部材１０を実現できる。
なお、積層体３０を遮光層３２のみから構成すると、遮光層３２がエバネッセント光を含む発光部２０から滲み出した光の多くを吸収するため、発光部２０の発光効率が低下する。波長変換部材１０のように、積層体３０を光反射層３１、遮光層３２、光反射層３１のサンドイッチ構造とすることで、発光部２０から滲み出した光の多くを光反射層３１で反射し、光反射層３１で反射されず、光反射層３１を通過する一部の光を遮光層３２で吸収できる。これにより、各発光部２０が出射する光が、他の発光部２０に入射することを抑制しつつ、発光部２０の発光効率を向上できる。
また、例えば、発光部２０にレーザ光が入射する場合、発光部２０に発光ダイオードからの光が入射する場合と比べて、発光部２０の発熱が大きくなり得る。光反射層３１をセラミックから形成することにより、発光部２０の発熱による高温下においても、セラミックは変質しにくいため、積層体３０及び発光部２０の機能を維持することが可能である。
（波長変換部材の製造方法）
第１実施形態に係る波長変換部材の製造方法は、反射部材を有するグリーンシート、遮光部材を有するグリーンシート、及び反射部材を有するグリーンシートがこの順番で積層された積層体を、蛍光体を有するセラミックシートと交互に積層して複合体を作製する工程と、複合体を加圧及び焼成する工程とを含む。第１実施形態に係る波長変換部材の製造方法は、これ以外の工程を含んでもよい。
図２～図６は、第１実施形態に係る波長変換部材の製造方法を例示する図である。ここでは、図２～図６を順次参照しながら、第１実施形態に係る波長変換部材の製造方法の一例として、図１に示す波長変換部材１０の製造方法について説明する。なお、図５及び図６では、参考のために互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸が示されている。Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸と平行な方向を、それぞれ第１方向Ｘ、第２方向Ｙ、第３方向Ｚとしている。
まず、図２に示すように、反射部材を有するグリーンシート３１Ｓ、遮光部材を有するグリーンシート３２Ｓ、及び蛍光体を有するセラミックシート２０Ｓを必要な枚数準備する。グリーンシート３１Ｓ及び３２Ｓは、例えば、主材料の粉末、バインダ、溶剤等を含有するスラリーを調整し、ドクターブレード法等の公知の方法により得られる。複数のグリーンシート３１Ｓを用いる場合、グリーンシート３１Ｓ同士の密度が等しくなるように、スラリーを調整することが好ましい。このようにすることで、焼成前後のグリーンシート３１Ｓの収縮率をグリーンシート３１Ｓ同士で揃えることができるので、焼成後の光反射層３１の厚さのばらつきを小さくすることができる。複数のグリーンシート３２Ｓを用いる場合、グリーンシート３２Ｓ同士の密度が等しくなるように、スラリーを調整することが好ましい。このようにすることで、焼成前後のグリーンシート３２Ｓの収縮率を、グリーンシート３２Ｓ同士で揃えることができるので、焼成後の遮光層３２の厚さのばらつきを小さくすることができる。なお、ここでの密度が等しいとは、密度（ｇ／ｃｍ３）の差が１０％以内であることを指す。グリーンシート３１Ｓ、３２Ｓの主材料として、例えば、酸化アルミニウム、酸化イットリウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化ケイ素等が挙げられる。グリーンシート３２Ｓはさらに、主材料に光吸収体を混合する。混合する光吸収体としては、例えば、酸化ルテニウム、窒化アルミニウム、窒化ケイ素等が挙げられる。
セラミックシート２０Ｓは、例えば、蛍光体の粉末、バインダ、溶剤等を含有するスラリーを調整し、ドクターブレード法等の公知の方法により蛍光体グリーンシートとし、蛍光体グリーンシートを所定温度で焼成することで得られる。セラミックシート２０Ｓは、高密度化するために後述の焼成工程における焼成温度よりも高い温度で焼成されることが好ましい。セラミックシート２０Ｓは、厚さが最終的に作製される波長変換部材１０の発光部２０の１辺と同じになるように作製する。セラミックシート２０Ｓに含まれる蛍光体としては、セリウムで賦活されたイットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）、セリウムで賦活されたルテチウム・アルミニウム・ガーネット（ＬＡＧ）、ユウロピウムで賦活されたシリケート（（Ｓｒ，Ｂａ）２ＳｉＯ４）、αサイアロン蛍光体、βサイアロン蛍光体等が挙げられる。
各シートは、最も大きな面を上面とする上面視で、例えば略同じ大きさの長方形であることが好ましい。各シートを上面視で長方形とすることで、棒状の波長変換部材１０を作製する場合には、後述する切断工程の際に、効率的に波長変換部材１０を作製することができる。また、切断工程後に廃棄する部分を少なくすることができる。なお、各シートの上面視における形状はこれに限定されず、平行四辺形、円形、楕円形、その他の形状であってもよい。
次に、図３の矢印上側に示すように、グリーンシート３１Ｓ、グリーンシート３２Ｓ、及びグリーンシート３１Ｓがこの順番で積層された積層体３０Ｓを複数個作製する。さらに、後に作製する波長変換部材１０の発光部２０間のピッチが所望の大きさとなるように、積層体３０Ｓの厚みを加圧等で調整する。後の加圧工程、焼成工程を考えて、積層体３０Ｓの厚みは、波長変換部材１０の発光部２０間のピッチの１．２倍から２倍とすることが望ましい。そして、図３の矢印下側に示すように、複数の積層体３０Ｓと複数のセラミックシート２０Ｓとを交互に積層して複合体１００を作製する（複合体作製工程）。図３の例では、最も下側に配置されるセラミックシート２０Ｓの下層及び最も上側に配置されるセラミックシート２０Ｓの上層にそれぞれグリーンシート３１Ｓが配置されている。なお、複合体１００は、図３に示す下側のシートから順番に積層して作製してもよい。
先に３枚のグリーンシート３１Ｓ、３２Ｓを重ねて、積層体３０Ｓを複数個作製し、複数の積層体３０Ｓと複数のセラミックシート２０Ｓとを交互に積層して複合体１００を作製することにより、後述する複合体１００の加圧工程でのそれぞれの積層体３０Ｓの収縮のムラを低減できる。また、グリーンシート３１Ｓ及びグリーンシート３２Ｓをそれぞれ所望の厚さに調整して、セラミックシート２０Ｓと合わせて１枚ずつ重ねるのに比べて、３枚のグリーンシートを重ねて積層体３０Ｓを所望の厚みに調整し、セラミックシート２０Ｓと重ねることで、後の波長変換部材１０の発光部２０のピッチ間となる積層体３０Ｓの厚みについて、誤差を小さくすることができ、それぞれの積層体３０Ｓ間での厚みのばらつき抑制することができる。なお、図３では、グリーンシート３１Ｓ及び３２Ｓの全てに参照符号を付す代わりに、グリーンシート３１Ｓとグリーンシート３２Ｓとを密度の異なるドットパターンで示している。以降の図４～図６についても同様である。
次に、図３に示す複合体１００を加圧及び焼成し、図４に示す複合体１００Ａを作製する。具体的には、まず、図３に示す複合体１００を上下面から加圧する（加圧工程）。複合体１００の加圧は、例えば、冷間等方圧加圧装置等で行うことができる。加圧工程において、複合体１００の加圧は、８０ＭＰａ以上の圧力下で行うことが好ましい。複合体１００の加圧は、より好ましくは１００ＭＰａ以上である。これにより、グリーンシート３１Ｓ及び３２Ｓの密度を高くできるため、焼成時のグリーンシート３１Ｓ及び３２Ｓの収縮率を低く抑えることが可能となり、焼成時にグリーンシート３１Ｓ及び３２Ｓに割れが生じることを抑制できる。また、焼成後のグリーンシート３１Ｓ及び３２Ｓの厚さのばらつきを低減できる。また、焼成後のグリーンシート３１Ｓ及び３２Ｓの厚さを薄くすることが可能となり、発光部２０のピッチが狭い波長変換部材１０を実現できる。
続いて、加圧後の複合体１００を焼成して複合体１００Ａを得る（焼成工程）。焼成工程において、焼成温度は、例えば、１３００～１５００℃である。複合体１００の焼成は、例えば、ホットプレス等で行うことができる。この際、複合体１００を上下面から加圧しながら焼成を行うことが好ましい。焼成工程における複合体１００の加圧は、加圧工程における複合体１００の加圧よりも低い。焼成工程において、複合体１００の加圧は、例えば、１０ＭＰａ以下である。なお、加圧工程と焼成工程を同時に行ってもよい。つまり、複合体１００を例えば１００ＭＰａ以上に加圧しながら、焼成を行ってもよい。
複合体１００を加圧及び焼成する工程の前後において、セラミックシート２０Ｓの収縮率は、積層体３０の収縮率よりも小さい。すなわち、セラミックシート２０Ｓは、複合体作製工程よりも前に焼成工程における焼成温度よりも高い温度で焼成されているため、複合体１００を加圧及び焼成する工程の前後で、積層方向に関してほとんど収縮しない。一方、グリーンシート３１Ｓ及び３２Ｓは、加圧工程で２０～３０％程度、焼成工程で１０％程度、積層方向に関して収縮する。つまり、複合体１００Ａにおいて、セラミックシート２０Ｓの厚さは複合体１００と変わらないが、グリーンシート３１Ｓ及び３２Ｓの厚さは複合体１００よりも薄くなる。グリーンシート３１Ｓ及び３２Ｓが薄くなることで、セラミックシート２０Ｓのピッチを狭くすることができる。なお、焼成後の複数の積層体３０Ｓの積層方向の長さは、それぞれ等しいことが好ましい。これにより、最終的に作製される波長変換部材１０において、発光部２０のピッチを均一化できる。ここで、等しいとは、±１０％以内の差を許容する。
次に、図５及び図６に示すように、複合体１００Ａを切断して、複数の波長変換部材１０を作製する。図示される例において、積層方向と第１方向Ｘが一致する。複合体１００Ａは、例えば、ワイヤーソーを用いて切断することができる。まず、図５に示すように、複合体１００Ａを第１方向Ｘと第２方向Ｙにより構成される第１平面に平行な平面で切断する。第１平面に平行な切断面は、複合体１００Ａの積層方向（第１方向Ｘ）に平行である。図５の例では、複合体１００Ａを第２方向Ｙに平行な複数の一点鎖線ＣＬ１に沿って積層方向に切断し、複数の複合体１００Ｂを作製する。図５の例では、一点鎖線ＣＬ１が１４本あり、１５個の複合体１００Ｂが作製される。一点鎖線ＣＬ１の本数は任意であり、図５の例には限定されない。なお、ここでの平行あるいは垂直は、±５度以内の差を許容する。図６の説明においても同様である。
ここで、複合体や波長変換部材において、積層方向（第１方向Ｘ）に平行な直線に垂直でない面を積層面と呼ぶものとする。さらに詳しくは、積層面は、複合体の積層方向（第１方向Ｘ）に平行な直線に平行な面である。図示される複合体は、積層面を４つ有する。例えば、図５に示す複合体１００Ｂでは、積層方向（第１方向Ｘ）に平行な４つの側面が積層面であり、具体的には、ＸＹ平面に平行な２つの側面、ＸＺ平面に平行な２つの側面が積層面である。図示される例において、ＹＺ平面と平行な２つの側面は、積層面に含まれない。つまり、１つのシートや層の側面、例えばセラミックシート２０Ｓや光反射層３１の側面しか有さない面は、積層面とは呼ばない。２以上のシートや層の側面を有する面を、積層面と呼ぶ。積層面は、切断前の複合体１００Ａの側面の一部又は全部であった面を含む。また、積層面は、前述の切断した際に形成された切断面を含み、第１平面に平行な切断面、及び後述する第２平面に平行な切断面は、複数のセラミックシート２０Ｓ及び積層体３０Ｓが積層した積層面に含まれる。
複合体１００Ｂを作製後、複合体１００Ｂの積層面を研削する工程を有する。具体的には、前述した切断工程で形成された切断面を含む、第１平面に平行な２つの積層面（ＸＹ平面に平行な積層面）を研削する。複合体１００Ｂの２つの積層面を研削することで、各セラミックシート２０Ｓの第３方向Ｚの厚さのばらつきを低減できる。また、各セラミックシート２０Ｓの第３方向Ｚの厚さを所望の厚さに調整できる。さらに、上述の２つの積層面を研磨する研磨工程を設けることができる。２つの積層面を研磨することで、複合体１００Ｂの２つの積層面の面精度を向上できる。例えば、研磨された積層面を、後に個片化されて作製される波長変換部材１０の上面又は下面とすることができる。なお、４つの積層面のすべてを研削、研磨しても良いし、研磨工程を設けなくてもよい。
次に、図６に示すように、複合体１００Ｂを第１方向Ｘと第３方向Ｚにより構成される第２平面に平行な平面で切断する。第２平面に平行な平面で切断した切断面は、複合体１００Ｂの第１方向Ｘ（積層方向）に平行な方向である。第１平面と第２平面は、第１方向Ｘ（積層方向）に平行な平面である。つまり、切断工程において切断の際に形成される切断面は、積層方向に平行である。積層方向に垂直な平面では、複合体１００Ａ、及び１００Ｂは切断されない。図６の例では、複合体１００Ｂを第１方向Ｘに平行な複数の一点鎖線ＣＬ２に沿って垂直方向に切断し、複数の波長変換部材１０を作製する。図６の例では、一点鎖線ＣＬが３本あり、１個の複合体１００Ｂから４個の波長変換部材１０が作製される。図５の工程で１５個の複合体１００Ｂが作製されているため、この工程では合計で６０個の波長変換部材１０が作製される。一点鎖線ＣＬ２の本数は任意であり、図６の例には限定されない。作製された波長変換部材１０において、反射部材を有するグリーンシート３１Ｓが焼成されて形成される層及び遮光部材を有するグリーンシート３２Ｓが焼成されて形成される層は、セラミックから構成されており、遮光部材は、光吸収体を含む。
第１平面と第２平面は、交差する。第１平面と第２平面は、直交することが好ましい。このとき、第１平面と平行な平面で切断した際に形成された切断面と第２平面と平行な平面で切断した際に形成された切断面とは直交する。切断する平面同士が直交することにより、例えば矩形のシートを積層させて複合体１００を作製する場合に、効率的に棒状の波長変換部材１０を作製できる。このとき、波長変換部材１０の上面、下面、及び側面は矩形となる。なお、２つの切断面が交差する角度は直角に限定されない。２つの平面で切断を行うことで、複合体１００の形状にかかわらず、所望の形状の波長変換部材１０を複数製造することができる。なお、１つの平面での切断のみで所望の形状の波長変換部材１０を複数製造できる場合には、２つの平面での切断は不要である。このような場合として、例えば、波長変換部材の一辺が極端に短い場合や、小数個の波長変換部材のみを作製する場合等が挙げられる。
複合体作製工程は、図３に示すような、複数の積層体３０Ｓと複数のセラミックシート２０Ｓとを交互に積層する工程には限定されない。複合体作製工程は、例えば、図７に示すように、１つの積層体３０Ｓと１つのセラミックシート２０Ｓとを積層して複合体１００Ｃを作製する工程であってもよい。また、複合体作製工程は、図８に示すように、１つの積層体３０Ｓの両側に、それぞれセラミックシート２０Ｓを積層して複合体１００Ｄを作製する工程であってもよい。図７や図８に示す複合体を作製する場合にも、本発明に係る波長変換部材の製造方法は有効である。
本明細書において、「セラミックシート２０Ｓと積層体３０Ｓを交互に積層する工程」とは、図７及び図８に示される複合体を作製する工程を含むものとする。また、「複数のセラミックシート２０Ｓと積層体３０Ｓを交互に積層する工程」とは、図７に示される複合体を作製する工程を含まず、図８に示される複合体を作製する工程を含むものとする。「複数のセラミックシート２０Ｓと複数の積層体３０Ｓを交互に積層する工程」とは、図７及び図８に示す複合体を作製する工程を含まない。
このように、第１実施形態に係る波長変換部材１０の製造方法では、隣接する発光部２０からの光の伝搬を抑制する効果を向上させた波長変換部材１０の製造方法を実現できる。また、第１実施形態に係る波長変換部材１０の製造方法では、発光部２０のピッチは、グリーンシート３１Ｓを焼成して作製した光反射層３１及びグリーンシート３２Ｓを焼成して作製した遮光層３２の厚さで決まる。また、グリーンシート３１Ｓ及び３２Ｓの密度を調整することで、焼成工程におけるグリーンシート３１Ｓ及び３２Ｓの収縮によって生じる誤差を小さくできるため、グリーンシート３１Ｓ及び３２Ｓをあらかじめ決まった厚さとすることで、形成される波長変換部材１０において、発光部２０のピッチを、ほぼ一定とすることができる。つまり、複数の発光部２０が高い位置精度で配置された波長変換部材１０を作製できる。
（波長変換部材の変形例）
図９は、第１実施形態の変形例１に係る波長変換部材の斜視図である。図１に示す波長変換部材１０では、積層方向（第１方向Ｘ）の両端に光反射層３１が配置されていたが、図９に示す波長変換部材１０Ａのように、積層方向の両端に光反射層３１が配置されていなくてもよい。波長変換部材１０Ａでは、積層方向の両端は発光部２０である。言い換えると、波長変換部材１０Ａの積層方向（第１方向Ｘ）に垂直な２つの側面は、発光部２０の側面となる。波長変換部材１０Ａのように、積層方向の両端に光反射層３１を配置しなくても、隣接する発光部２０に別々の光が入射した場合に、それぞれの光が干渉することを抑制する効果が得られる。
波長変換部材１０Ａは、図３に示す工程で、複数のセラミックシート２０Ｓのうち最も下側に配置されるセラミックシート２０Ｓの下層及び最も上側に配置されるセラミックシート２０Ｓの上層にグリーンシート３１Ｓを配置せずに複合体を作製し、その後図４～図６と同様の工程により作製できる。
図１０は、第１実施形態の変形例２に係る波長変換部材の斜視図である。図１０に示す波長変換部材１０Ｂのように、積層方向の両端に、発光部２０に近い側から光反射層３１及び遮光層３２が順次配置されていてもよい。積層方向から見る平面視において、遮光層３２の側面が、波長変換部材１０Ｂの側面となる。波長変換部材１０Ｂの側面となる遮光層３２の側面と反対側の側面に接するように、光反射層３１が配置されている。図１１は、第１実施形態の変形例３に係る波長変換部材の斜視図である。図１１に示す波長変換部材１０Ｃのように、積層方向の両端は、積層体３０であってもよい。積層方向から見る平面視において、光反射層３１の側面が、波長変換部材１０Ｃの側面となる。さらに、波長変換部材１０Ｃの側面となる光反射層３１の側面と接するように、遮光層３２、光反射層３１、発光部２０がこの順で配置されている。波長変換部材１０、１０Ｂ、及び１０Ｃのように、積層方向の両端に光反射層３１、光反射層３１と遮光層３２の積層体、または積層体３０が配置されていると、積層方向の両端に最も近い２つの発光部２０と、その他の発光部２０との間で、発光部２０から積層方向に滲み出す光の量を均一化または均一に近づけることができる点で好ましい。これにより、発光部２０間の色ムラや輝度ムラを低減できる。
波長変換部材１０Ｂは、図３に示す工程で、最も下側のグリーンシート３１Ｓの下層及び最も上側のグリーンシート３１Ｓの上層にグリーンシート３２Ｓを配置して複合体を作製し、その後図４～図６と同様の工程により作製できる。波長変換部材１０Ｃは、図３に示す工程で、複数のセラミックシート２０Ｓのうち最も下側に配置されるセラミックシート２０Ｓの下層及び最も上側に配置されるセラミックシート２０Ｓの上層に、グリーンシート３１Ｓに代えて積層体３０を配置して複合体を作製し、その後図４～図６と同様の工程により作製できる。
〈第２実施形態〉
図１２は、第２実施形態に係る波長変換部材の斜視図である。図１２では、参考のために互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を示されている。Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸と平行な方向を、それぞれ第１方向Ｘ、第２方向Ｙ、第３方向Ｚとしている。本実施形態に係る波長変換部材は、図１２に示す波長変換部材１０Ｄのように、第１実施形態に係る波長変換部材１０に、さらに光反射部４０を有する。以下の説明では、波長変換部材１０Ｄと、波長変換部材１０を区別するため、波長変換部材１０を積層部１５と呼ぶ。なお、波長変換部材１０Ｄは、積層部１５として、波長変換部材１０の代わりに、波長変換部材１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃのいずれかを有するものであってよい。
光反射部４０は、例えば、矩形状の開口を有する枠状部材である。光反射部４０は、上面と、上面の反対面である下面と、上面の内縁と下面の内縁とを接続する１又は複数の内側面と、上面の外縁と下面の外縁とを接続する１又は複数の外側面とを有する。上面の外縁及び内縁、下面の外縁及び内縁は、例えば、矩形である。この場合、光反射部４０は、４つの矩形の内側面と、４つの矩形の外側面とを有する。なお、上面の外縁及び内縁、下面の外縁及び内縁は、矩形には限定されず、円形、楕円形、多角形等の任意の形状とすることが可能である。
光反射部４０は、例えば、セラミックを主材料として形成された焼結体である。主材料に用いられるセラミックとしては、例えば、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化イットリウム、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム等が挙げられる。これらの中でも、酸化アルミニウムは高反射率である点で好ましい。また、酸化アルミニウムは、これらのセラミックの中では比較的熱伝導率が高いという点でも好ましい主材料である。なお、光反射部４０は、セラミックを主材料としなくてもよい。
波長変換部材１０Ｄにおいて、上面視で、光反射部４０は、積層部１５の２つの積層面と、積層方向と垂直な２つの側面とを囲う。つまり、光反射部４０の内側面は、積層部１５の４つの積層面のうち、２つの積層面と接続する。他の２つの積層面は、光反射部４０の内側面と接続しない。詳細には、光反射部４０は、各発光部２０の２つの側面と、各積層体３０の２つの側面と、波長変換部材１０の積層方向の２つの側面、つまり、両端に位置する２つの光反射層３１の積層方向に垂直な面と接続する。波長変換部材１０Ｄは、平板形状であり、例えば、直方体である。
光反射部４０の内側面と接続しない積層部１５の２つの積層面は、波長変換部材１０Ｄの上面及び下面の一部となりうる。このとき、積層部１５の上面と光反射部４０の上面は、例えば、連続する１つの平面を形成する。また、積層部１５の下面と光反射部４０の下面は、例えば、連続する１つの平面を形成する。なお、積層部１５の上面及び／又は下面は、光反射部４０の上面及び／又は下面よりも突出した形状であってもよい。この場合は、積層部１５の４つの側面は、その一部が、光反射部４０の内側面から露出する。
波長変換部材１０Ｄは、例えば、スリップキャスト方式で製造可能である。具体的には、波長変換部材１０Ｄの製造方法は、図６に示す工程で切断した複合体１００Ｂ（この場合、波長変換部材１０と同一構造の積層部１５）の周囲に、セラミック材料を含む部材を配置し、切断した複合体１００Ｂの２つの積層面と接続する光反射部４０を形成する工程を含む。また、光反射部４０を形成する工程は、切断した複合体１００Ｂの２つの積層面の周囲に、セラミック材料を含む液状の部材を配置し、焼成させる工程を含む。なお、本明細書において、セラミックは焼成後のものを指し、セラミック材料は焼成前のものを指す。
積層部１５の周囲にセラミック材料を含む液状の部材を配置し、焼成させることで、形成される光反射部４０の、積層部１５との境界付近に空隙を多く含ませて空隙率を高め、反対に積層部１５から遠い外縁付近の空隙率を境界付近に比べて低くすることができる。光反射部４０の境界付近の空隙率を高くすることで、積層部１５との境界付近での光反射率を高めることができる。また、光反射部４０の外縁付近の空隙率を低くすることで、外縁付近の密度を高めることができ、波長変換部材１０Ｄ全体の強度を確保することができる。
光反射部４０は、積層部１５との境界付近の密度が、反射部材を有するグリーンシート３１Ｓが焼成されて形成される光反射層３１の密度よりさらに低いことが好ましい。上述したように、積層部１５との境界付近の光反射部４０の空隙率を高めることで、各発光部２０の側面と光反射部４０の内側面との境界に空気による反射領域がより多く形成され、各発光部２０側から光反射部４０の内側面に当たる光を各発光部２０側に反射させる効果を高めることができる。このような構造を有することで、波長変換部材１０Ｄの光取出し効率を高めることができる。空隙率は、焼結条件（焼結温度、焼結時間、昇温速度）、材料の種類や粒径、焼結助剤の濃度等により調整できる。
例えば、図１２に示す波長変換部材１０Ｄにおいて、積層部１５の上面の第２方向Ｙに延伸する２辺のそれぞれの中点を結ぶ直線を通るように積層方向（第１方向Ｘ）に切断した縦断面を、ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）で観察した場合に、光反射部４０に含まれる空隙の割合（例えば面積比）が、光反射層３１に含まれる空隙の割合よりも高い場合は、光反射部４０は光反射層３１より低密度であると判断できる。
〈第３実施形態〉
第３実施形態では、第２実施形態に係る波長変換部材を用いた発光装置の例を示す。図１３は、第３実施形態に係る発光装置の上面図である。図１４は、図１３のＸＩＶ－ＸＩＶ断面線で切った発光装置の断面図である。図１５は、第３実施形態に係る発光装置から波長変換部材、透光性部材及び遮光部材を除いた状態の上面図である。図１３乃至図１５において、参考のために互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を示している。Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸と平行な方向を、それぞれ第１方向Ｘ、第２方向Ｙ、第３方向Ｚとしている。
第３実施形態に係る発光装置は、複数の発光素子と、波長変換部材とを有し、複数の発光素子のそれぞれから出射された光は、波長変換部材の異なる発光部に入射し、それぞれの発光部は、入射する光を異なる波長の光に変換する。
図示される発光装置２００は、第３実施形態に係る発光装置の一例である。発光装置２００は、波長変換部材１０Ｄと、パッケージ２１０と、複数の発光素子２２０と、１又は複数のサブマウント２３０と、１又は複数の光反射部材２４０と、透光性部材２８０と、遮光部材２９０とを有する。
発光装置２００の各構成要素について説明する。波長変換部材１０Ｄの説明は省略する。
（パッケージ２１０）
パッケージ２１０は、基部２１１と、基部２１１を囲み、上方に延伸する枠部２１２を有する。また、枠部２１２は、その内側に段差部２１３を有する。基部２１１は、上面２１１ａ、下面を有する。枠部２１２は、上面２１２ａ、１又は複数の内側面２１２ｃ、１又は複数の外側面２１２ｄを有する。段差部２１３は、枠部２１２の内側に設けられ、枠部の内側面２１２ｃと接続する上面２１３ａを有する。段差部２１３の上面２１３ａは、基部の上面２１１ａよりも上方に位置し、枠部の上面２１２ａよりも下方に位置する。図示される枠部２１２の上面２１２ａには、複数の電極が設けられている。
パッケージ２１０は、例えば、セラミックを主材料として形成できる。例えば、セラミックとして、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、酸化アルミニウム、又は炭化ケイ素を用いることができる。なお、パッケージ２１０は、セラミックに限らず、例えば金属等の他の材料を主材料に用いて形成してもよい。
（発光素子２２０）
発光素子２２０は、例えば、半導体レーザ素子である。発光素子２２０は、半導体レーザ素子に限らず、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）や有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）などであってもよい。
発光素子２２０は、例えば、上面視で長方形の外形を有する。また、長方形の２つの短辺のうちの一辺と交わる側面が、発光素子２２０から出射される光の出射面となる。また、発光素子２２０の上面及び下面は、出射面よりも面積が大きい。
ここで、発光素子２２０が半導体レーザ素子である場合について説明する。なお、発光素子２２０から出射される光（レーザ光）は拡がりを有し、出射面と平行な面において楕円形状のファーフィールドパターン（以下「ＦＦＰ」という。）を形成する。ここで、ＦＦＰとは、出射面から離れた位置における出射光の形状や光強度分布を示す。
発光素子２２０から出射される楕円形状の光に基づき、楕円形状の長径を通る方向をＦＦＰの速軸方向、楕円形状の短径を通る方向をＦＦＰの遅軸方向とする。発光素子２２０におけるＦＦＰの速軸方向は、発光素子２２０の活性層を含む複数の半導体層が積層される積層方向と一致し得る。
また、発光素子２２０のＦＦＰの光強度分布に基づいて、ピーク強度値に対する１／ｅ２以上の強度を有する光を、主要部分の光と呼ぶものとする。また、この光強度分布において１／ｅ２の強度に相当する角度を拡がり角と呼ぶものとする。ＦＦＰの速軸方向における拡がり角は、ＦＦＰの遅軸方向における拡がり角よりも大きい。
また、ＦＦＰの楕円形状の中心を通る光、言い換えると、ＦＦＰの光強度分布においてピーク強度の光を、光軸を進む光、あるいは、光軸を通る光、と呼ぶものとする。また、光軸を進む光の光路を、その光の光軸、と呼ぶものとする。
発光素子２２０として、例えば、青色の光を出射する半導体レーザ素子を採用することができる。
ここで、青色の光は、その発光ピーク波長が４２０ｎｍ～４９４ｎｍの範囲内にある光をいうものとする。例えばＹＡＧ蛍光体と組み合わせて半導体レーザ素子を用いる場合、その励起効率を考慮すると、ピーク波長が４８０ｎｍ以下である光を出射する半導体レーザ素子を用いることが好ましい。
青色の光を発する半導体レーザ素子として、窒化物半導体を含む半導体レーザ素子が挙げられる。窒化物半導体としては、例えば、ＧａＮ、ＩｎＧａＮ、及びＡｌＧａＮを用いることができる。なお、発光素子２２０として、青色以外の光を出射する半導体レーザ素子を用いてもよい。
（サブマウント２３０）
サブマウント２３０は、例えば、直方体の形状で構成され、下面、上面、及び、複数の側面を有する。なお、サブマウント２３０の形状は直方体に限らなくてよい。サブマウント２３０は、例えば、窒化アルミニウム、又は炭化ケイ素を用いて形成されるが、他の材料を用いてもよい。また、サブマウント２３０の上面には、例えば、金属膜が設けられている。
（光反射部材２４０）
光反射部材２４０は、光を反射する光反射面を有する。光反射面は、例えば、照射された光のピーク波長に対する光反射率が９０％以上となる面である。ここでの光反射率は１００％であってもよいし、１００％未満であってもよい。光反射面は、下面に対して傾斜している。下面に対する光反射面の傾斜角は、例えば、４５度である。
光反射部材２４０は、主材料に熱に強い材料を選択することが好ましく、例えば、石英又はＢＫ７（硼珪酸ガラス）等のガラス、アルミニウム等の金属、又はＳｉを用いることができる。また、光反射面は、例えば、Ａｇ、Ａｌ等の金属やＴａ２Ｏ５／ＳｉＯ２、ＴｉＯ２／ＳｉＯ２、又はＮｂ２Ｏ５／ＳｉＯ２の誘電体多層膜を用いて形成できる。なお、Ａ／Ｂは、Ａの膜とＢの膜が順番に積層された多層膜を示す。
（透光性部材２８０）
透光性部材２８０は、透光性の部材である。ここで、透光性とは、入射する光のピーク波長に対する透過率が８０％以上であることとする。透光性部材２８０は、上面と、上面の反対面である下面と、上面及び下面と交わる側面とを有する。側面は上面の外縁と下面の外縁とを接続する。透光性部材２８０は、例えば、直方体又は立方体である。この場合、透光性部材２８０の上面及び下面は何れも矩形であり、透光性部材２８０は４つの矩形の側面を有する。
なお、透光性部材２８０は、直方体や立方体には限定されない。すなわち、上面視において、透光性部材２８０は矩形には限定されず、円形、楕円形、多角形等の任意の形状とすることが可能である。
透光性部材２８０は、直方体等の平板形状で構成される母材を有する。透光性部材２８０の母材は、例えば、サファイアを主材料に用いて形成できる。サファイアは、比較的透過率が高く、比較的強度も高い材料である。なお、主材料には、サファイアの他に、例えば、石英、炭化ケイ素、又は、ガラス等を含む透光性の材料を用いてもよい。
（遮光部材２９０）
遮光部材２９０は、例えば、遮光性を有する樹脂によって形成できる。ここで、遮光性とは、光を透過しない性質を示し、光を遮る性質の他、光を吸収する性質や反射する性質等を利用して、遮光性を実現してもよい。遮光部材２９０は、例えば、樹脂に、光拡散材及び／又は光吸収材等のフィラーを含有させることで形成できる。
遮光部材２９０を形成する樹脂としては、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アクリレート樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、ＢＴレジン等が挙げられる。また、遮光部材２９０に含有される光吸収性のフィラーとしては、カーボンブラック等の暗色系の顔料等が挙げられる。
（発光装置２００）
図示される発光装置２００の例では、波長変換部材１０Ｄは、透光性部材２８０の上面に接合する。波長変換部材１０Ｄは、例えば、上面視で透光性部材２８０よりも小さい。透光性部材２８０は、その上面において、波長変換部材１０Ｄの下面と接合する。、上面視で、波長変換部材１０Ｄの各発光部２０は、透光性部材２８０の上面の外縁形状の内側に位置する。
透光性部材２８０の下面の外周部は、例えば、パッケージ２１０の枠部２１２の内側に設けられた段差部２１３の上面２１３ａと接合される。透光性部材２８０がパッケージ２１０に接合されることで、発光素子２２０が配された閉空間が形成される。このように、発光装置２００では、透光性部材２８０は蓋部材としての役割を果たすことができる。また、この閉空間は気密封止された状態で形成される。気密封止されることで、発光素子２２０の出射面に有機物等が集塵することを抑制できる。
図示される発光装置２００の例では、基部２１１の上面２１１ａに、５つの光反射部材２４０が配置されている。５つの光反射部材２４０は、例えば、同一の金属膜の上に配置され、金属膜の下面が基部２１１の上面２１１ａに接合されている。５つの光反射部材２４０は、それぞれ異なる金属膜の上に配置されてもよい。５つの光反射部材２４０は、例えば、上面視でＸ方向に所定間隔で配置されている。
図示される発光装置２００の例では、基部２１１の上面２１１ａに、１つのサブマウント２３０が配置されている。サブマウント２３０は、金属膜の上に配置され、金属膜の下面が基部２１１の上面２１１ａに接合されている。サブマウント２３０は、例えば、上面視で矩形状であり、矩形の長辺をＸ方向に向けて配置されている。また、サブマウント２３０は、光反射部材２４０が配置されている金属膜に配置されている。なお、サブマウント２３０と光反射部材２４０は、異なる金属膜に配置されてもよい。金属膜の上に、複数のサブマウント２３０が配置されてもよい。
各発光素子２２０は、基部２１１の上面２１１ａに配置される。具体的には、各発光素子２２０は、サブマウント２３０の上面に配置されている。図示される発光装置２００の例では、５つの発光素子２２０が、同一のサブマウント２３０の上面に配置され、サブマウント２３０の下面が基部２１１の上面２１１ａに接合されている。また、５つの発光素子２２０は、例えば、上面視で矩形状であり、矩形の長辺をＹ方向に向けて、Ｘ方向に所定間隔で配置されている。各発光素子２２０は、上面視で、出射面が、枠部２１２の内側面２１２ｃ又は外側面２１２ｄと平行又は垂直になる。各発光素子２２０は、出射面を同一方向に向けて配置されている。各発光素子２２０は、それぞれ異なるサブマウント２３０の上面に配置されてもよい。
各光反射部材２４０は、各発光素子２２０側に傾斜する光反射面を備えている。各発光素子２２０のそれぞれで、出射面から出射された光は、対応する光反射部材２４０の光反射面に照射される。対応する光反射部材２４０とは、上面視で各発光素子２２０の出射面と対向する面を有する光反射部材２４０である。少なくとも主要部分の光が光反射面に照射されるように、発光素子２２０は配置される。
各発光素子２２０によって出射された光の主要部分は、対応する光反射部材２４０の光反射面で反射されて透光性部材２８０に入射する。各光反射部材２４０の光反射面で反射される光の主要部分は、透光性部材２８０を透過した後に、各発光部２０に入射する。各発光部２０に入射した光の一部あるいは全部は、各発光部２０によって異なる波長の光に変換される。各発光部２０に入射した光または各発光部２０で波長変換された光が、各発光部２０の上面から発光装置２００の外部に出射される。発光装置２００において、各発光素子２２０は、独立に駆動することが可能である。
遮光部材２９０は、透光性部材２８０の上方に形成されている。遮光部材２９０は、パッケージ２１０の枠部２１２と波長変換部材１０との隙間を埋めるようにして形成される。遮光部材２９０は、例えば、熱硬化性の樹脂を流し込み、これを熱で硬化させることで形成できる。遮光部材２９０を設けることで光の漏れを抑制する。
遮光部材２９０は、波長変換部材１０Ｄの上面には達しない。あるいは、遮光部材２９０は、波長変換部材１０Ｄの光反射部４０の上面に達したとしても、発光部２０の上面には達しない。
発光装置２００では、波長変換部材１０Ｄにおいて複数の発光部２０が高い位置精度で配置されているため、各光反射部材２４０の光反射面で反射される光の主要部分を、対応する発光部２０に確実に入射させることができる。また、発光装置２００では、積層体３０により、隣接する発光部２０からの光の伝搬を抑制できるため、隣接する発光部２０で光の干渉を実質的に起こすことなく、それぞれの発光部２０に独立に光を入射し、発光部２０で波長変換された光を出射できる。
発光装置２００は、例えば、車載ヘッドライトに利用できる。また、発光装置２００は、これに限らず、照明、プロジェクター、ヘッドマウントディスプレイ、その他ディスプレイのバックライト等の光源に利用できる。
以上、好ましい実施形態等について詳説したが、前述した実施形態等に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、前述した実施形態等に種々の変形及び置換を加えることができる。
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ 波長変換部材
１５ 積層部
２０ 発光部
２０Ｓ セラミックシート
３０，３０Ｓ 積層体
３１ 光反射層
３１Ｓ，３２Ｓ グリーンシート
３２ 遮光層
４０ 光反射部
１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ 複合体
２００ 発光装置
２１０ パッケージ
２１１ 基部
２１１ａ 上面
２１２ 枠部
２１２ａ 上面
２１２ｃ 内側面
２１２ｄ 外側面
２１３ 段差部
２１３ａ 上面
２２０ 発光素子
２３０ サブマウント
２４０ 光反射部材
２８０ 透光性部材
２９０ 遮光部材

Claims (18)

  1. 反射部材を有するグリーンシート、遮光部材を有するグリーンシート、及び反射部材を有するグリーンシートがこの順番で積層された積層体を、蛍光体を有するセラミックシートと交互に積層して複合体を作製する工程と、
    前記複合体を加圧及び焼成する工程と、
    を含む、波長変換部材の製造方法。
  2. 加圧及び焼成した前記複合体を切断する工程をさらに有し、該工程は、前記複合体を第１平面に平行な平面で切断する工程と、前記第１平面と交差する第２平面に平行な平面で切断する工程と、を含む、請求項１に記載の波長変換部材の製造方法。
  3. 前記複合体を切断する工程において、前記第１平面及び前記第２平面は、前記複合体の積層方向に平行な平面である、請求項２に記載の波長変換部材の製造方法。
  4. さらに、切断した前記複合体の周囲に、セラミック材料を含む部材を配置し、切断した前記複合体の２つの積層面と接続する光反射部を形成する工程を含む、請求項２または３に記載の波長変換部材の製造方法。
  5. 前記光反射部を形成する工程は、前記積層面の周囲に、前記セラミック材料を含む液状の前記部材を配置し、焼成させる工程を含む、請求項４に記載の波長変換部材の製造方法。
  6. 前記光反射部は、前記反射部材を有するグリーンシートが焼成されて形成される層より低密度である、請求項４または５に記載の波長変換部材の製造方法。
  7. 前記反射部材を有するグリーンシートが焼成されて形成される層及び前記遮光部材を有するグリーンシートが焼成されて形成される層は、セラミックから構成されており、
    前記遮光部材は、光吸収体を含む、請求項１から６のいずれか１項に記載の波長変換部材の製造方法。
  8. 前記複合体を作製する工程において、複数の前記積層体と複数の前記蛍光体を有するセラミックシートを交互に積層した前記複合体を作製し、
    焼成後の複数の前記積層体の積層方向の長さは、それぞれ等しい、請求項１から７のいずれか１項に記載の波長変換部材の製造方法。
  9. 前記複合体を加圧及び焼成する工程の前後において、前記蛍光体を有するセラミックシートの収縮率は、前記積層体の収縮率よりも小さい、請求項１から８のいずれか１項に記載の波長変換部材の製造方法。
  10. 蛍光体を有するセラミックを主材料とする複数の発光部と、
    光反射層、遮光層、及び光反射層がこの順番で積層された複数の積層体と、を含み、
    前記積層体の積層方向において、前記積層体と前記発光部が交互に並ぶ、波長変換部材。
  11. 前記光反射層及び前記遮光層は、セラミックを主材料とする請求項１０に記載の波長変換部材。
  12. 前記光反射層は、光反射性を有し、
    前記遮光層は、光吸収体を含む、請求項１０又は１１に記載の波長変換部材。
  13. それぞれの前記積層体の積層方向の長さは等しい、請求項１０から１２のいずれか１項に記載の波長変換部材。
  14. さらに光反射部と、を備え、
    前記光反射部は、前記発光部の２つの側面と接続する、請求項１０から１３のいずれか１項に記載の波長変換部材。
  15. 前記光反射部はセラミックを主材料としており、前記光反射層よりも低密度である、請求項１４に記載の波長変換部材。
  16. 前記積層体の積層方向に関して、前記発光部の長さは０．３ｍｍ以上１．５ｍｍ以下であり、前記積層体の長さは０．１ｍｍ以上１．５ｍｍ以下である請求項１０から１５のいずれか１項に記載の波長変換部材。
  17. 前記積層体の積層方向に関して、前記発光部の長さは、前記積層体の長さよりも長い請求項１６に記載の波長変換部材。
  18. 複数の半導体レーザ素子と、
    請求項１０から１７のいずれか１項に記載の波長変換部材と、を有し、
    前記複数の半導体レーザ素子のそれぞれから出射された光は、異なる前記発光部に入射し、
    それぞれの前記発光部は、入射する前記光を異なる波長の光に変換する、発光装置。
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