JP5543884B2 - 波長変換粒子およびそれを用いた波長変換部材ならびに発光装置 - Google Patents
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Description
本発明は、蛍光体粒子を用いて形成された波長変換粒子およびそれを用いた波長変換部材ならびに発光装置に関するものである。
従来から、ＬＥＤチップを用いたＬＥＤランプは、信号灯、携帯電話機、各種の電飾、車載用表示器、各種の表示装置など、多くの分野に利用されている。また、ＬＥＤチップとＬＥＤチップから放射された光によって励起されてＬＥＤチップよりも長波長の光を放射する蛍光体粒子とを組み合わせてＬＥＤチップの発光色とは異なる色合いの光を出す発光装置の研究開発が各所で行われている。この種の発光装置としては、例えば、ＬＥＤチップと蛍光体とを組み合わせて白色の光（白色光の発光スペクトル）を得る白色発光装置（一般的に白色ＬＥＤと呼ばれている）の商品化がなされており、液晶表示器のバックライト、小型ストロボなどへの応用が盛んになってきている。
また、最近の白色ＬＥＤの高出力化に伴い、白色ＬＥＤを照明用途に展開する研究開発が盛んになってきており、長寿命・水銀フリーといった長所を活かすことにより、環境負荷の小さい蛍光灯代替光源として期待されている。
上述の白色ＬＥＤとしては、例えば、青色光を放射するＬＥＤチップと、蛍光体粒子（赤色蛍光体粒子、緑色蛍光体粒子）を用いて形成した波長変換粒子を透光性媒体（シリコーン樹脂、ガラスなど）に分散させた波長変換部材（色変換部材）とを組み合わせた発光装置がある（例えば、特許文献１参照）。
ここで、特許文献１に開示された波長変換部材は、蛍光体粒子（赤色蛍光体粒子、緑色蛍光体粒子）が透光性被膜で覆われた波長変換粒子を用いており、透光性被膜の材料として、蛍光体粒子の屈折率と透光性媒体の屈折率との中間の屈折率のものを用いている。しかして、この波長変換部材では、ＬＥＤチップから放射される光が蛍光体粒子内へ入射する効率（蛍光体粒子への励起光の入射効率）および蛍光体粒子からの変換光の取り出し効率を向上できる。
特許文献１に開示された波長変換部材では、図８（ａ）に示すように、蛍光体粒子１７１の屈折率をｎ１１、透光性媒体１７３の屈折率をｎ１３、透光性被膜１７２の屈折率をｎ１２とすると、ｎ１３＜ｎ１２＜ｎ１１であり、図８（ｂ）に示すように蛍光体粒子１７１の表面の法線方向において屈折率が段階的に変化している。この波長変換部材では、透光性媒体１７３と透光性被膜１７２との界面、透光性被膜１７２と蛍光体粒子１７１との界面それぞれでＬＥＤチップからの励起光の一部はフレネル反射するので、蛍光体粒子１７１への励起光の入射効率のより一層の向上が望まれている。また、上述の波長変換部材では、蛍光体粒子１７１の屈折率ｎ１１に比べて透光性被膜１７２の屈折率ｎ１２が小さくなっており、蛍光体粒子１７１と透光性被膜１７２との界面で蛍光体粒子１７１からの変換光が全反射される全反射角が存在するので、蛍光体粒子１７１からの変換光の取り出し効率のより一層の向上が望まれている。
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、蛍光体粒子への励起光の入射効率のより一層の向上および蛍光体粒子からの変換光の取り出し効率のより一層の向上を図れる波長変換粒子およびそれを用いた波長変換部材ならびに発光装置を提供することにある。
本発明の波長変換粒子は、蛍光体粒子を用いて形成され入射した励起光を吸収して励起光よりも長波長の光を放射する波長変換粒子であって、蛍光体粒子の表面側に微細凹凸構造を有するモスアイ状構造部を備え、当該微細凹凸構造が蛍光体粒子自体に形成されてなることを特徴とする。
この波長変換粒子において、前記蛍光体粒子の前記表面側に、透光性の金属酸化物層が形成されてなることが好ましい。
本発明の波長変換部材は、蛍光体粒子を用いて形成され入射した励起光を吸収して励起光よりも長波長の光を放射する波長変換粒子であり、蛍光体粒子の表面側に微細凹凸構造を有するモスアイ状構造部を備え、当該微細凹凸構造が蛍光体粒子自体に形成されてなる前記波長変換粒子が、前記蛍光体粒子よりも屈折率が小さな透光性媒体に分散されてなり、前記蛍光体粒子の前記表面側に、前記モスアイ状構造部と前記モスアイ状構造部の先細り状の微細突起間に入り込んだ前記透光性媒体とで構成される反射防止部を備えてなることを特徴とする。
本発明の波長変換部材は、蛍光体粒子を用いて形成され入射した励起光を吸収して励起光よりも長波長の光を放射する波長変換粒子であり、蛍光体粒子の表面側に微細凹凸構造を有するモスアイ状構造部を備え、当該微細凹凸構造が蛍光体粒子自体に形成されてなり、前記蛍光体粒子の前記表面側に、透光性の金属酸化物層が形成されてなる前記波長変換粒子が、前記蛍光体粒子よりも屈折率が小さく且つ前記金属酸化物層と略同一の屈折率を有する透光性媒体に分散されてなり、前記蛍光体粒子の表面側に、前記モスアイ状構造部と前記モスアイ状構造部の先細り状の微細突起間に入り込んだ前記金属酸化物層とで構成される反射防止部を備えることを特徴とする。
これらの波長変換部材において、前記透光性媒体は、シリコーン樹脂もしくはガラスであることが好ましい。
本発明の発光装置は、ＬＥＤチップと、ＬＥＤチップから放射される光の一部を当該光よりも長波長の光に変換して放射する色変換部材とを備え、当該色変換部材として前記波長変換部材を用いてなることを特徴とする。
本発明の波長変換粒子においては、蛍光体粒子への励起光の入射効率のより一層の向上および蛍光体粒子からの変換光の取り出し効率のより一層の向上を図れる波長変換粒子を提供できるという効果がある。
本発明の波長変換部材においては、前記蛍光体粒子への励起光の入射効率のより一層の向上および前記蛍光体粒子からの変換光の取り出し効率のより一層の向上を図れる波長変換部材を提供できるという効果がある。
本発明の発光装置においては、色変換部材における蛍光体粒子への励起光の入射効率のより一層の向上および蛍光体粒子からの変換光の取り出し効率のより一層の向上を図れ、光出力の高出力化を図れる発光装置を提供できるという効果がある。
（実施形態１）
本実施形態では、図１（ａ）および図２に示すようにＬＥＤチップ１０と波長変換部材７０とを備えた発光装置１について説明した後で、蛍光体粒子７１を用いて形成された波長変換粒子７およびそれを用いた波長変換部材７０について説明する。
本実施形態では、図１（ａ）および図２に示すようにＬＥＤチップ１０と波長変換部材７０とを備えた発光装置１について説明した後で、蛍光体粒子７１を用いて形成された波長変換粒子７およびそれを用いた波長変換部材７０について説明する。
本実施形態における発光装置１は、ＬＥＤチップ１０と、一表面側にＬＥＤチップ１０への給電用の導体パターン２３，２３を有しＬＥＤチップ１０が上記一表面側に実装された矩形板状の実装基板２０とを備えている。また、発光装置１は、ＬＥＤチップ１０から放射された光の配光を制御する透光性材料からなるドーム状の光学部材６０を備えている。この光学部材６０は、実装基板２０との間にＬＥＤチップ１０を収納する形で実装基板２０の上記一表面側に固着されている。また、発光装置１は、ＬＥＤチップ１０に電気的に接続された金属細線（例えば、金細線、アルミニウム細線など）からなる複数本（本実施形態では、２本）のボンディングワイヤ１４を有している。また、発光装置１は、光学部材６０と実装基板２０とで囲まれた空間に充実されＬＥＤチップ１０および各ボンディングワイヤ１４を封止した透光性の封止材料からなる封止部５０を備えている。さらに、発光装置１は、ＬＥＤチップ１０から放射された光（励起光）によって励起されて励起光よりも長波長の光（ＬＥＤチップ１０の発光色とは異なる色の光からなる変換光）を放射する蛍光体粒子７１（図１（ｂ）参照）が透光性媒体７３（図１（ｂ）参照）に分散された波長変換部材（色変換部材）７０を備えている。この波長変換部材７０は、ドーム状に形成されており、実装基板２０の上記一表面側において実装基板２０との間にＬＥＤチップ１０などを囲む形で配設される。ここで、光学部材６０と波長変換部材７０との間に気体層（例えば、空気層など）８０が形成されている。ここにおいて、実装基板２０は、上記一表面において光学部材６０の外側に、光学部材６０を実装基板２０に固着する際に上記空間から溢れ出た封止樹脂を堰き止める環状の堰部２７が突設されている。
ＬＥＤチップ１０は、青色光を放射するＧａＮ系の青色ＬＥＤチップであり、結晶成長用基板としてサファイア基板に比べて格子定数や結晶構造がＧａＮに近く且つ導電性を有するｎ形のＳｉＣ基板を用いている。そして、このＬＥＤチップ１０は、ＳｉＣ基板の主表面側にＧａＮ系化合物半導体材料により形成されて例えばダブルへテロ構造を有する積層構造部からなる発光部がエピタキシャル成長法（例えば、ＭＯＶＰＥ法など）により成長されている。ここで、ＬＥＤチップ１０は、一表面側（図１（ａ）における上面側）にアノード電極（図示せず）が形成され、他表面側（図１（ａ）における下面側）にカソード電極（図示せず）が形成されている。上記カソード電極および上記アノード電極は、Ｎｉ膜とＡｕ膜との積層膜により構成してある。上記カソード電極および上記アノード電極の材料は、特に限定するものではなく、良好なオーミック特性が得られる材料であればよく、例えば、Ａｌなどを採用してもよい。また、ＬＥＤチップ１０の構造は特に限定するものではなく、例えば、結晶成長用基板の主表面側に発光部などをエピタキシャル成長した後に、発光部を支持する支持基板（例えば、Ｓｉ基板など）を発光部に固着してから、結晶成長用基板などを除去したものを用いてもよい。
実装基板２０は、熱伝導性材料からなりＬＥＤチップ１０が搭載される矩形板状の伝熱板２１と、伝熱板２１の一面側（図１（ａ）における上面側）に例えばポリオレフィン系の固着シート２９（図２参照）を介して固着された矩形板状のフレキシブルプリント配線板からなる配線基板２２とで構成されている。この実装基板２０は、配線基板２２の中央部に、伝熱板２１におけるＬＥＤチップ１０の実装面（上記一面の一部）を露出させる矩形状の窓孔２４が形成されている。そして、実装基板２０は、ＬＥＤチップ１０が、窓孔２４の内側に配置された後述のサブマウント部材３０を介して伝熱板２１に搭載されている。したがって、ＬＥＤチップ１０で発生した熱が配線基板２２を介さずにサブマウント部材３０および伝熱板２１に伝熱されるようになっている。
上述の配線基板２２は、ポリイミドフィルムからなる絶縁性基材２２ａの一表面側に、ＬＥＤチップ１０への給電用の一対の導体パターン２３，２３が設けられている。さらに、配線基板２２は、各導体パターン２３，２３および絶縁性基材２２ａにおいて導体パターン２３，２３が形成されていない部位を覆う白色系のレジスト（樹脂）からなる保護層２６が積層されている。したがって、発光装置１では、ＬＥＤチップ１０の側面から放射され保護層２６の表面に入射した光が、保護層２６の表面で反射されるので、ＬＥＤチップ１０から放射された光が配線基板２２に吸収されるのを防止することができ、外部への光取り出し効率の向上による光出力の向上を図れる。なお、各導体パターン２３，２３は、絶縁性基材２２ａの外周形状の半分よりもやや小さな外周形状に形成されている。また、絶縁性基材２２ａの材料としては、ガラス布エポキシ樹脂（ＦＲ４、ＦＲ５）、紙フェノールなどを採用してもよい。
保護層２６は、配線基板２２の窓孔２４の近傍において各導体パターン２３，２３の２箇所が露出し、配線基板２２の周部において各導体パターン２３，２３の１箇所が露出するようにパターニングされている。ここで、各導体パターン２３，２３は、配線基板２２の窓孔２４近傍において露出した２つの矩形状の部位が、ボンディングワイヤ１４が接続される端子部２３ａを構成し、配線基板２２の周部において露出した円形状の部位が、外部接続用電極部２３ｂを構成する。なお、配線基板２２の導体パターン２３，２３は、Ｃｕ膜とＮｉ膜とＡｕ膜との積層膜により構成されている。
ところで、ＬＥＤチップ１０は、ＬＥＤチップ１０と伝熱板２１との線膨張率の差に起因してＬＥＤチップ１０に働く応力を緩和する上述のサブマウント部材３０を介して伝熱板２１に搭載されている。ここで、サブマウント部材３０は、ＬＥＤチップ１０のチップサイズよりも大きなサイズの矩形板状に形成されている。
サブマウント部材３０は、上記応力を緩和する機能だけでなく、ＬＥＤチップ１０で発生した熱を伝熱板２１においてＬＥＤチップ１０のチップサイズよりも広い範囲に伝熱させる熱伝導機能を有している。したがって、本実施形態における発光装置１では、ＬＥＤチップ１０と伝熱板２１との線膨張率差に起因してＬＥＤチップ１０に働く上記応力を緩和することができるとともに、ＬＥＤチップ１０がサブマウント部材３０を介して伝熱板２１に搭載されているので、ＬＥＤチップ１０で発生した熱をサブマウント部材３０および伝熱板２１を介して効率良く放熱させることができる。
サブマウント部材３０の材料としては、熱伝導率が比較的高く且つ絶縁性を有するＡｌＮを採用している。そして、ＬＥＤチップ１０は、上記カソード電極が、サブマウント部材３０におけるＬＥＤチップ１０側の表面に設けられた電極パターン（図示せず）およびボンディングワイヤ１４を介して一方の導体パターン２３と電気的に接続されている。また、ＬＥＤチップ１０は、上記アノード電極が、ボンディングワイヤ１４を介して他方の導体パターン２３と電気的に接続されている。なお、ＬＥＤチップ１０とサブマウント部材３０とは、例えば、ＳｎＰｂ、ＡｕＳｎ、ＳｎＡｇＣｕなどの半田や、銀ペーストなどを用いて接合すればよいが、ＡｕＳｎ、ＳｎＡｇＣｕなどの鉛フリー半田を用いて接合することが好ましい。サブマウント部材３０の材料がＣｕであって、ＡｕＳｎを用いて接合する場合には、サブマウント部材３０およびＬＥＤチップ１０における接合表面にあらかじめＡｕまたはＡｇからなる金属層を形成する前処理が必要である。また、サブマウント部材３０と伝熱板２１とは、例えば、ＡｕＳｎ、ＳｎＡｇＣｕなどの鉛フリー半田を用いて接合することが好ましい。ここで、ＡｕＳｎを用いて接合する場合には、伝熱板２１における接合表面にあらかじめＡｕまたはＡｇからなる金属層を形成する前処理が必要である。
サブマウント部材３０の材料はＡｌＮに限らず、線膨張率が結晶成長用基板の材料である６Ｈ−ＳｉＣに比較的近く且つ熱伝導率が比較的高い材料であればよく、例えば、複合ＳｉＣ、Ｓｉ、Ｃｕ、ＣｕＷなどを採用してもよい。なお、発光装置１は、サブマウント部材３０が、上述の熱伝導機能を有しているので、伝熱板２１におけるＬＥＤチップ１０側の表面の面積が、ＬＥＤチップ１０における伝熱板２１側の表面の面積よりも十分に大きいことが望ましい。
また、本実施形態における発光装置１では、サブマウント部材３０の厚み寸法を、当該サブマウント部材３０の表面が配線基板２２の保護層２６の表面よりも伝熱板２１から離れるように設定してある。したがって、発光装置１では、ＬＥＤチップ１０から側方に放射された光が配線基板２２の窓孔２４の内周面を通して配線基板２２に吸収されるのを防止することができる。なお、サブマウント部材３０においては、ＬＥＤチップ１０が接合される側の表面におけるＬＥＤチップ１０との接合部位の周囲に、ＬＥＤチップ１０から放射された光を反射する反射膜を形成することが好ましい。これにより、発光装置１において、ＬＥＤチップ１０の側面から放射された光がサブマウント部材３０に吸収されるのを防止することができ、外部への光取出し効率をさらに高めることが可能となる。ここで、反射膜は、例えば、Ｎｉ膜とＡｇ膜との積層膜により構成すればよい。
上述の封止部５０の材料である封止材料としては、シリコーン樹脂を用いているが、シリコーン樹脂に限らず、例えば、ガラスなどを用いてもよい。また、封止材料としては、シリコーン樹脂の中にＳｉに加えてＴｉやＺｒ、Ａｌ、Ｙ、Ｇｅなどの他の金属成分、例えば金属酸化物ナノ粒子を含有する樹脂・粒子複合体（ナノコンポジット）や、上述の金属成分を樹脂骨格中に含有するシリコーン樹脂ハイブリッド材料を用いてもよい。さらに、金属成分以外に、例えばオレフィンのような樹脂成分とシリコーン樹脂成分とを複合させたシリコーン樹脂ハイブリッド材料を用いてもよい。また、封止材料のガラスとしては、ＴｉやＺｒ、Ａｌ、Ｙ、Ｇｅなどの金属元素を添加することによって屈折率や融点を調整したガラス材料を用いてもよい。
光学部材６０は、透光性材料（例えば、シリコーン樹脂、ガラスなど）の成形品であってドーム状に形成されている。ここで、光学部材６０をシリコーン樹脂の成形品により構成すれば、光学部材６０と封止部５０との屈折率差および線膨張率差を小さくすることができる。
また、光学部材６０は、光出射面６０ｂが、光入射面６０ａから入射した光を光出射面６０ｂと上述の気体層８０との境界で全反射させない凸曲面状に形成されており、ＬＥＤチップ１０と光軸が一致するように配置されている。したがって、発光装置１では、ＬＥＤチップ１０から放射され光学部材６０の光入射面６０ａに入射された光が、光出射面６０ｂと気体層８０との境界で全反射されることなく波長変換部材７０まで到達しやすくなり、全光束を高めることができる。なお、光学部材６０は、位置によらず法線方向に沿って肉厚が一様となるように形成されている。
波長変換部材７０は、蛍光体粒子７１を用いて形成された波長変換粒子７が当該波長変換粒子７の蛍光体粒子７１よりも屈折率が小さな透光性媒体（例えば、シリコーン樹脂など）７３に分散されており（波長変換粒子７が透光性媒体７３内に散在しており）、蛍光体粒子７１として、赤色蛍光体粒子および緑色蛍光体粒子を採用している。したがって、本実施形態における発光装置１は、ＬＥＤチップ１０から放射された青色光と波長変換部材７０の赤色蛍光体粒子および緑色蛍光体粒子それぞれから光とが波長変換部材７０の光出射面（外面）７０ｂを通して放射されることとなり、白色光を得ることができる。波長変換部材７０の蛍光体粒子７１としては、赤色蛍光体粒子および緑色蛍光体粒子を用いる代わりに、例えば、黄色蛍光体粒子を用いてもよいし、緑色蛍光体粒子と橙色蛍光体粒子とを用いてもよいし、黄緑色蛍光体粒子と橙色蛍光体粒子とを用いてもよい。また、ＬＥＤチップ１０として青色光を放射する青色ＬＥＤチップを用いる代わりに、紫外光を放射する紫外ＬＥＤチップを用い、蛍光体粒子７１として赤色蛍光体粒子、緑色蛍光体粒子および青色蛍光体粒子を用いることで、白色光を得るようにしてもよい。また、波長変換部材７０の材料として用いる透光性媒体７３は、シリコーン樹脂に限らず、例えば、他の樹脂（例えば、エポキシ樹脂など）やガラスでもよいが、シリコーン樹脂やガラスを採用することにより、励起光として一般的な青色光や紫外光を採用した場合に透光性媒体７３が励起光により劣化するのを抑制することができる。また、透光性媒体７３は、一般的なシリコーン樹脂やガラスに限らず、シリコーン樹脂の中にＳｉに加えてＴｉやＺｒ、Ａｌ、Ｙ、Ｇｅなどの他の金属成分、例えば金属酸化物ナノ粒子を含有する樹脂・粒子複合体（ナノコンポジット）や、上記金属成分が分子レベルで混合、結合したシリコーン樹脂ハイブリッド材料を用いてもよい。さらに、金属成分以外に、例えばオレフィンのような樹脂成分とシリコーン樹脂成分を複合させたシリコーン樹脂ハイブリッド材料を用いてもよい。シリコーン樹脂ナノコンポジットやシリコーン樹脂ハイブリッド以外にも、有機成分と無機成分とがｎｍレベルもしくは分子レベルで混合、結合した有機・無機ハイブリッド材料やナノコンポジット材料などを採用してもよい。また、透光性媒体７３として用いるガラスとしては、ＴｉやＺｒ、Ａｌ、Ｙ、Ｇｅなどの金属元素を添加することによって屈折率や融点を調整したガラス材料を用いてもよい。
また、波長変換部材７０は、光入射面（内面）７０ａが光学部材６０の光出射面６０ｂに沿った形状に形成されている。したがって、光学部材６０の光出射面６０ｂの位置によらず法線方向における当該光学部材６０の光出射面６０ｂと波長変換部材７０との間の距離が略一定値となっている。なお、波長変換部材７０は、位置によらず法線方向に沿った肉厚が一様となるように成形されている。また、波長変換部材７０は、実装基板２０側の端縁（開口部の周縁）を実装基板２０に対して、例えば接着剤（例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂など）を用いて固着すればよい。
ところで、本実施形態の波長変換部材７０は、図１（ｂ），（ｃ）に示すように、蛍光体粒子７１の表面側に、微細凹凸構造を有するモスアイ状構造部７４とモスアイ状構造部７４の先細り状の微細突起７５間に入り込んだ透光性媒体７３とで構成される反射防止部７６を備えており、モスアイ状構造部７４の微細凹凸構造が蛍光体粒子７１自体に形成されている（つまり、モスアイ状構造部７４の各微細突起７５が、蛍光体粒子７１自体に形成されている）。ここで、各蛍光体粒子７１の表面に微細凹凸構造を有するモスアイ状構造部７４を形成するにあたっては、特に形成方法に制限はないが、形成方法として、ケミカルエッチングや熱処理、水熱処理、プラズマエッチング処理などが挙げられる。例えば、酸系溶液（例えば、硝酸の水溶液、フッ酸の水溶液など）を用いて各蛍光体粒子７１の表面をエッチングすることにより、各蛍光体粒子７１それぞれに多数の微細突起７５を形成しており、酸系溶液の種類、濃度、温度、エッチング時間などを適宜設定することにより、微細突起７５の形状や大きさを制御することができる。したがって、微細突起７５の形状を、例えば図１（ｂ）のような半球状の形状にしたり、後述の図４のような錐状の形状にすることが可能となる。また、微細突起７５の大きさについては、微細突起７５間の間隔や微細突起７５の横方向の幅や、突出寸法（高さ寸法）を制御することが可能となる。
各蛍光体粒子７１の表面に微細凹凸構造を有するモスアイ状構造部７４を形成する方法は、上述の酸系溶液などを用いた湿式のエッチング法に限らず、例えば、熱処理や水熱処理、アンモニアガスや塩化水素ガスなどのガスに曝す処理、プラズマエッチング（プラズマガスエッチング）などの乾式のエッチング法でもよい。ここにおいて、プラズマエッチングにより各蛍光体粒子７１の表面にモスアイ状構造部７４を形成する際には、例えば、各蛍光体粒子７１を浮遊させた状態でＡｒイオンを各蛍光体粒子７１の表面に衝突させてスパッタリングすればよい（つまり、各蛍光体粒子７１の表面を物理的にエッチングすればよい）。また、各蛍光体粒子７１の表面をエッチングする前に、予め、図３（ａ）に示すように各蛍光体粒子７１それぞれの表面を各蛍光体粒子７１よりも粒子径（平均粒子径）が小さな多数の微粒子７８で部分的にマスキングするようにし、図３（ｃ）に示すように各蛍光体粒子７１の表面をエッチングした後で、これらの微粒子７８を洗浄などによって除去するようにしてもよい。なお、図３（ｃ）は、反応性ガス（例えば、ＣＦ４ガス、ＣＨ４ガス、ＣＦ６ガス、ＮＨ３ガス、Ｃｌ２ガス、Ｈ２ガス、ＣＯガスなど）のプラズマを利用して蛍光体粒子７１を反応性イオンエッチングした場合に蛍光体粒子７１の表面に形成されるモスアイ状構造部７４の形状の一例を示している。また、図３（ｂ）は反応性イオンエッチングの開始時の説明図であり、図３（ｂ），（ｃ）中の矢印は、反応性イオンの進行方向を模式的に示している。
例えば、粒子径が５０ｎｍの多数の微粒子７８を各蛍光体粒子７１の表面に付着させた後に、マスキング用の各微粒子７８をマスクとして蛍光体粒子７１をエッチングすれば、微細突起７５の横方向の幅（凸部の横方向の幅）を５０ｎｍとすることができる。そして、隣り合う微粒子７８の中心間の距離が例えば２００ｎｍの場合には、隣り合う微細突起７５間の距離（凹部の横方向の幅）を、２００−（２５＋２５）＝１５０ｎｍとすることが可能となる。蛍光体粒子７１の表面を多数の微粒子７８で部分的にマスキングするには、例えば、ナノ粒子（平均粒子径が５０ｎｍの単分散球状アルミナナノ粒子）からなる微粒子７８のアルコール分散液と蛍光体粒子７１（例えば、平均粒子径が１５μｍで組成が（Ｂａ、Ｓｒ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋の蛍光体粒子）を投入して攪拌、分散させると、蛍光体粒子７１の表面に微粒子７８を付着させることができる。ここにおいて、アルコール分散液中の微粒子７８の濃度を調節することによって、蛍光体粒子７１の表面への微粒子７８の付着量を変えることができ、蛍光体粒子７１の表面の全体が微粒子７８で覆われている状態（蛍光体粒子７１の表面が１００％マスキングされた状態）から、蛍光体粒子７１の表面が微粒子７８で全く覆われていない状態（蛍光体粒子７１の表面が０％マスキングされた状態）まで、連続的にコントロールすることが可能となる。この場合、平均粒子径が１５μｍの蛍光体粒子７１の表面を平均粒子径が５０ｎｍの微粒子７８により１１％マスキングすると、隣り合う微粒子７８の中心間の距離の平均が２００ｎｍ程度となる。
モスアイ状構造部７４における微細突起７５の突出寸法および微細突起７５の間隔（ピッチ）は、励起光の波長をλ、透光性媒体７３の屈折率をｎ３とすれば、λ／ｎ３以下に設定する必要がある。したがって、例えば、図１（ｂ）のようにモスアイ状構造部７４における微細突起７５の形状が半球状であり、励起光が青色光で当該青色光の波長λが４８０ｎｍ、透光性媒体７３がシリコーン樹脂で屈折率ｎ３が１．４の場合には、微細突起７５の突出寸法および間隔を４８０／１．４≒３４３ｎｍ以下に設定する必要があり、λ＝３５０ｎｍの場合には、微細突起７５の突出寸法および間隔を３５０／１．４≒２５０ｎｍ以下に設定する必要がある。ここで、波長λが例えば、ｎ３＝１．４においてλ＝３５０ｎｍ〜４８０ｎｍと波長範囲がある場合、微細突起７５の突出寸法および間隔を少なくとも４８０／１．４≒３４３ｎｍ以下に設定する必要があるが、より望ましくは短波長のλ＝３５０ｎｍにより規定される３５０／１．４≒２５０ｎｍを、微細突起７５の最大突出寸法および最大間隔（最大ピッチ）とするのがよい。なお、この場合、大部分の微細突起７５が２５０ｎｍ以下、例えば１００ｎｍ〜２０ｎｍのピッチで並んでいてもよい。また、微細凹凸構造を形成した蛍光体粒子７１の表面粗さについては、ＪＩＳ Ｂ ０６０１−２００１（ＩＳＯ ４２８７−１９９７）で規定されている算術平均粗さＲａが１７１．５ｎｍ以下、より望ましくは１２５ｎｍ以下、輪郭曲線要素についても平均長さＲＳｍが１７１．５ｎｍ以下、より望ましくは１２５ｎｍ以下となるようにすればよい。
また、例えば、図４（ａ）のようにモスアイ状構造部７４における微細突起７５の形状が錐状であり、励起光が青色光で当該青色光の波長λが４８０ｎｍ、透光性媒体７３がシリコーン樹脂で屈折率ｎ３が１．４の場合には、微細突起７５の間隔を４８０／１．４≒３４３ｎｍ以下に設定する必要があり、λ＝３５０ｎｍの場合は、微細突起７５の間隔を３５０／１．４≒２５０ｎｍ以下に設定する必要がある。ここで、波長λが例えば、ｎ３＝１．４においてλ＝３５０ｎｍ〜４８０ｎｍと波長範囲がある場合、微細突起７５の間隔を少なくとも４８０／１．４≒３４３ｎｍ以下に設定する必要があるが、より望ましくは短波長のλ＝３５０ｎｍにより規定される３５０／１．４≒２５０ｎｍを、微細突起７５の最大間隔（最大ピッチ）とするのがよい。なお、この場合、大部分の微細突起７５が２５０ｎｍ以下、例えば１００ｎｍ〜２０ｎｍのピッチで並んでいてもよい。
ところで、仮に、図４（ａ）に示すように、蛍光体粒子７１の表面側の反射防止部７６におけるモスアイ状構造部７４が錐状の微細突起７５が配列された微細凹凸構造を有しており、微細突起７５間に入り込んだ透光性媒体７３の屈折率をｎ３、蛍光体粒子７１の屈折率をｎ１とすれば、微細突起７５の屈折率が蛍光体粒子７１の屈折率と同じなので、反射防止部７６の有効屈折率は、当該反射防止部７６の厚さ方向において図４（ｂ）に示すように蛍光体粒子７１の屈折率ｎ１と透光性媒体７３の屈折率ｎ３との間で連続的に変化する。
しかしながら、蛍光体粒子７１の表面側に図４（ａ）に示すような微細凹凸構造を有するモスアイ状構造部７４を単独で形成する（つまり、略全ての微細突起７５の形状を錐状とする）のは困難であり、本実施形態の波長変換部材７０では、大部分が図１（ｂ），（ｃ）に示すような先細り状の微細突起７５が配列された微細凹凸構造となっており、反射防止部７６の有効屈折率は、当該反射防止部７６の厚さ方向において図１（ｄ）に示すように蛍光体粒子７１の屈折率ｎ１と透光性媒体７３の屈折率ｎ３との間で連続的に変化する。なお、モスアイ状構造部７４をエッチングにより形成する際のエッチング条件によっては、図４（ａ）に示すような微細凹凸構造と図１（ｂ），（ｃ）に示すような先細り状の微細突起７５が配列された微細凹凸構造が混在した形となるが、この場合においても、反射防止部７６の有効屈折率は、当該反射防止部７６の厚さ方向において蛍光体粒子７１の屈折率ｎ１と透光性媒体７３の屈折率ｎ３との間で連続的に変化するので有効である。
また、波長変換部材７０における蛍光体粒子７１に関し、赤色蛍光体粒子として組成がＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ２＋で屈折率が２．０、中心粒径ｄ５０が１０μｍの蛍光体粒子を用い、緑色蛍光体粒子として組成がＣａＳｃ２Ｏ４：Ｃｅ３＋で屈折率が１．９、中心粒径ｄ５０が８μｍの蛍光体粒子を用いているが、これらの組成に限定するものではなく、赤色蛍光体粒子としては、例えば、組成が、（Ｃａ、Ｓｒ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ２＋、ＣａＳ：Ｅｕ２＋、（Ｃａ、Ｓｒ）２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ２＋などのものを用いてもよく、緑色蛍光体粒子としては、例えば、組成が、Ｃａ３Ｓｃ２Ｓｉ３Ｏ１２：Ｃｅ３＋、（Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ）Ａｌ２Ｏ４：Ｅｕ２＋、ＳｒＧａ２Ｓ４：Ｅｕ２＋などのものを用いてもよい。また、蛍光体粒子７１として黄色蛍光体粒子を採用する場合には、例えば、組成が、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋、（Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋などのものを用いればよく、蛍光体粒子７１として黄緑色蛍光体粒子と橙色蛍光体粒子とを採用する場合には、例えば、黄緑色蛍光体粒子として、組成が、（Ｂａ、Ｓｒ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋などのものを用いればよく、橙色蛍光体粒子として、組成が、Ｓｒ３ＳｉＯ５：Ｅｕ２＋、Ｃａ０．７Ｓｒ０．３ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ２＋などのものを用いればよい。なお、蛍光体粒子７１は、中心粒径ｄ５０が大きい方が、欠陥密度が小さくエネルギ損失が少なくて発光効率が高くなるので、発光効率の観点から中心粒径ｄ５０が５μｍ以上のものを採用することが好ましい。
以上説明した本実施形態の波長変換部材７０の波長変換粒子７は、蛍光体粒子７１を用いて形成され入射した励起光を吸収して励起光よりも長波長の光を放射するものであって、蛍光体粒子７１の表面側に微細凹凸構造を有するモスアイ状構造部７４を備え、当該微細凹凸構造が蛍光体粒子７１自体に形成されているので、フレネル反射の抑制によって蛍光体粒子７１への励起光の入射効率のより一層の向上および蛍光体粒子７１からの変換光の取り出し効率のより一層の向上を図れる。
また、本実施形態の波長変換部材７０は、上述の波長変換粒子７が当該波長変換粒子７の蛍光体粒子７１よりも屈折率が小さな透光性媒体７３に分散されてなり、蛍光体粒子７１の表面側に、モスアイ状構造部７４とモスアイ状構造部７４の先細り状の微細突起７５間に入り込んだ透光性媒体７３とで構成される反射防止部７６を備えている。これにより、波長変換部材７０は、反射防止部７６の厚み方向（多数の微細突起７５の包絡線に直交する方向であり、図１（ｃ）の上下方向）において反射防止部７６の有効屈折率が蛍光体粒子７１の屈折率ｎ１と透光性媒体７３の屈折率ｎ３との間で連続的に変化するから、蛍光体粒子７１への励起光の入射効率のより一層の向上および蛍光体粒子７１からの変換光の取り出し効率のより一層の向上を図れる。
また、本実施形態の発光装置１は、ＬＥＤチップ１０から放射される光の一部を当該光よりも長波長の光に変換して放射する色変換部材として上述の波長変換部材７０を用いているので、色変換部材における蛍光体粒子７１への励起光の入射効率のより一層の向上および蛍光体粒子７１からの変換光の取り出し効率のより一層の向上を図れ、光束の向上による光出力の高出力化を図れる。
（実施例１）
本実施例では、実施形態１の発光装置１において、ＬＥＤチップ１０として発光ピーク波長が４６０ｎｍの青色ＬＥＤチップを採用し、波長変換部材７０に関して、透光性媒体７３として、屈折率が１．４のシリコーン樹脂を採用し、蛍光体粒子７１に関して、緑色蛍光体粒子として組成がＣａＳｃ２Ｏ４：Ｃｅ３＋で屈折率が１．９、中心粒径ｄ５０が８μｍの蛍光体粒子を採用し、赤色蛍光体粒子として組成がＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ２＋で屈折率が２．０、中心粒径ｄ５０が１０μｍの蛍光体粒子を採用している。
本実施例では、実施形態１の発光装置１において、ＬＥＤチップ１０として発光ピーク波長が４６０ｎｍの青色ＬＥＤチップを採用し、波長変換部材７０に関して、透光性媒体７３として、屈折率が１．４のシリコーン樹脂を採用し、蛍光体粒子７１に関して、緑色蛍光体粒子として組成がＣａＳｃ２Ｏ４：Ｃｅ３＋で屈折率が１．９、中心粒径ｄ５０が８μｍの蛍光体粒子を採用し、赤色蛍光体粒子として組成がＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ２＋で屈折率が２．０、中心粒径ｄ５０が１０μｍの蛍光体粒子を採用している。
ここにおいて、波長変換部材７０の製造に際し、波長変換粒子７を形成するにあたっては、緑色蛍光体粒子、赤色蛍光体粒子それぞれについて、純水中で所定量の蛍光体粒子７１（所定量の緑色蛍光体粒子、或いは、所定量の橙色蛍光体粒子）を分散させ、次いで硝酸を混合し攪拌して得たスラリーを濾過、洗浄することによって、蛍光体粒子７１の表面側に算術平均粗さＲａが１５０ｎｍ、輪郭曲線要素の平均長さＲＳｍが１５０ｎｍの微細凹凸構造を有するモスアイ状構造部７４を備えた波長変換粒子７を形成した。その後、所定量の波長変換粒子７を屈折率が１．４のシリコーン樹脂に分散し、ドーム状に成形することにより、波長変換部材７０を形成した。その後、発光装置１の組み立てを行った。また、比較例１として、実施例１の蛍光体粒子７１にモスアイ状構造部７４を形成していないものについて発光装置を作製した。
以上説明した実施例１および比較例１について、温度８５℃、相対湿度８５％ＲＨ、断続通電（３０分点灯、３０分消灯のサイクル）の試験条件で信頼性加速試験を行った。試験前の全光束および試験開始から１０００時間が経過した後の全光束それぞれを測定した結果を下記表１に示す。なお、表１では、比較例１の試験前の光束を１００として規格化した相対値を記載してある。
（実施形態２）
ところで、実施例１で説明した発光装置１では、光出力の高出力化を図れるが、信頼性加速試験の試験開始から１０００時間が経過した後の光束が試験開始前から低下しているが、これは、波長変換部材７０における波長変換粒子７の蛍光体粒子７１が外部からの水分を吸収して蛍光体粒子７の特性が低下したためであると考えられる。
ところで、実施例１で説明した発光装置１では、光出力の高出力化を図れるが、信頼性加速試験の試験開始から１０００時間が経過した後の光束が試験開始前から低下しているが、これは、波長変換部材７０における波長変換粒子７の蛍光体粒子７１が外部からの水分を吸収して蛍光体粒子７の特性が低下したためであると考えられる。
これに対して、図５（ａ）に示す本実施形態の発光装置１の基本構成は実施形態１と同じであり、波長変換部材７０に関して、図５(ｂ)〜（ｄ）に示すように、波長変換粒子７において、モスアイ状構造部７４が形成された蛍光体粒子７１の表面側に、透光性の金属酸化物層７７が形成されている点に特徴がある。なお、実施形態１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
金属酸化物層７７の材料は、透光性媒体７３と屈折率ｎ３と略同一の屈折率を有する材料であることが好ましく、透光性媒体７３の屈折率ｎ３に応じて、Ｓｉ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｇｅ、Ｙの群から選択される少なくとも１つの金属を構成元素して含む金属酸化物から適宜選択すればよい。なお、ＳｉＯ２の屈折率は１．４〜１．５、ＴｉＯ２の屈折率は２．３〜２．５５、Ａｌ２Ｏ３の屈折率は１．６３、ＺｒＯ２の屈折率は２．０５、ＧｅＯ２の屈折率は１．９９であり、Ｙ２Ｏ３の屈折率は１．８７である。
ここにおいて、透光性媒体７３として、シリコーン樹脂やガラスを採用する場合には、金属酸化物層７７の材料として、例えば、ＳｉＯ２を採用すればよい。また、本実施形態では、金属酸化物層７７の厚みを１００ｎｍ〜１５０ｎｍの範囲で設定してあるが、この数値は一例であり、特に限定するものではない。また、金属酸化物層７７の材料としてＡｌ２Ｏ３やＹ２Ｏ３を採用する場合には、透光性媒体７３として、シリコーン樹脂の中にＴｉやＺｒ、Ａｌ、Ｙ、Ｇｅなどの金属成分、例えば金属酸化物ナノ粒子を含有する樹脂・粒子複合体（ナノコンポジット）や、上述の金属成分をシリコーン樹脂中に分子レベルで混合、結合したシリコーン樹脂ハイブリッド材料や、ガラスなどを採用すればよい。また、金属酸化物層７７の材料としてＺｒＯ２やＧｅＯ２やＴｉＯ２を採用する場合には、透光性媒体７３の材料として、ガラスを採用すればよい。
ここで、波長変換部材７０の製造に際しては、図６（ａ）に示すような蛍光体粒子７１の表面を実施形態１において説明した酸系溶液を用いた湿式のエッチング法やプラズマエッチングのような乾式のエッチング法によってエッチングすることにより、蛍光体粒子７１の表面側に多数の微細突起７５により構成される微細凹凸構造を有するモスアイ状構造部７４を形成し（図６（ｂ）参照）、その後、蛍光体粒子７１の表面側に金属酸化物層７７を例えばゾル−ゲル法により形成することで波長変換粒子７を得て（図６（ｃ）参照）、続いて、所定量の波長変換粒子７を透光性媒体７３の材料（例えば、シリコーン樹脂、ガラスや、有機成分と無機成分とがｎｍレベルもしくは分子レベルで混合、結合した有機・無機ハイブリッド材料など）に分散し、ドーム状に成形している。なお、金属酸化物層７７の形成方法は、ゾル−ゲル法に限らず、例えば、プラズマ蒸着法でもよい。更に緻密な金属酸化物層７７とするために、必要に応じて熱処理を行ってもよい。
ここにおいて、実施形態１と同様、蛍光体粒子７１の屈折率をｎ１、透光性媒体７３の屈折率をｎ３とし、金属酸化物層７７の屈折率をｎ４とすれば、反射防止部７６の有効屈折率は、反射防止部７６の厚み方向（微細突起７５の包絡線に直交する方向であり、図５（ｃ）の上下方向）において図５（ｄ）に示すように蛍光体粒子７１の屈折率ｎ１と金属酸化物層７７の屈折率ｎ４との間で連続的に変化する。したがって、金属酸化物層７７の屈折率ｎ４が透光性媒体７３の屈折率ｎ３と同一であれば、反射防止部７６の有効屈折率は、反射防止部７６の厚み方向において蛍光体粒子７１の屈折率ｎ１と透光性媒体７３の屈折率ｎ３との間で連続的に変化する。要するに、金属酸化物層７７の屈折率ｎ４は、透光性媒体７３の屈折率ｎ３と略同一であることが好ましく、同一であることがより好ましい。本実施形態では、金属酸化物層７７の屈折率ｎ４を透光性媒体７３の屈折率ｎ３と略同一としてあるが、図５（ｄ）では、金属酸化物層７７の屈折率ｎ４に関して、透光性媒体７３の屈折率ｎ３と略同一とみなす屈折率ｎ４の上限値をｎ４ｍａｘ、下限値をｎ４ｍｉｎとして図示してある。
ここで、金属酸化物層７７の屈折率ｎ４を透光性媒体７３の屈折率ｎ３と略同一であるとみなす範囲を規定するために、透光性媒体７３の屈折率ｎ３と金属酸化物層７７の屈折率ｎ４との屈折率差（｜ｎ３−ｎ４｜）の透光性媒体７３の屈折率ｎ３に対する比率（｛｜ｎ３−ｎ４｜／ｎ３｝×１００）と、透光性媒体７３と金属酸化物層７７との界面（屈折率界面）における相対反射損失（正反射成分のみを考慮した反射損失の相対値）との関係をシミュレーションした結果を図７に示す。図７から分かるように、屈折率差の屈折率ｎ３に対する比率が２２％以上になると、透光性媒体７３と金属酸化物層７７との界面（屈折率界面）における相対反射損失が１％を超える。一方、上述の実施例１の発光装置１では、比較例１に対する光取り出し効率のアップ率が１５％であるので、相対反射損失の１％という値は無視できる値ではない。そこで、屈折率差の屈折率ｎ３に対する比率が１５％以下（相対反射損失が０．５％以下）となる場合に、金属酸化物層７７の屈折率ｎ４を透光性媒体７３の屈折率ｎ３と略同一であるとみなすこととする。
以上説明した本実施形態の波長変換粒子７は、蛍光体粒子７１の表面側に、透光性の金属酸化物層７７が形成されているので、金属酸化物層７７が、外部からの水分が蛍光体粒子７１へ到達するのを阻止するバリア層として機能することとなり、耐湿性を向上させることができる（湿度の影響で蛍光体粒子７１の特性が劣化するのを抑制することができる）から、蛍光体粒子７１の材料の選択の自由度が高くなる。
また、本実施形態の波長変換部材７０では、蛍光体粒子７１よりも屈折率が小さく且つ金属酸化物層７７と略同一の屈折率を有する透光性媒体７３に、波長変換粒子７が分散されており、蛍光体粒子７１の表面側に、モスアイ状構造部７４とモスアイ状構造部７４の先細り状の微細突起７５間に入り込んだ金属酸化物層７７とで構成される反射防止部７６を備えている。しかして、本実施形態の波長変換部材７０では、反射防止部７６の厚み方向において反射防止部７６の有効屈折率が蛍光体粒子７１の屈折率ｎ１と透光性媒体７３の屈折率ｎ３との間で連続的に変化するので、蛍光体粒子７１への励起光の入射効率のより一層の向上および蛍光体粒子７１からの変換光の取り出し効率のより一層の向上を図れる。しかも、この波長変換部材７０では、金属酸化物層７７の屈折率ｎ４が透光性媒体７３の屈折率ｎ３と略同一であることにより、耐湿性を高めながらも、モスアイ状構造部７４の反射防止効果の低下を抑制することができるとともに励起光の反射を抑制できる。
また、本実施形態の発光装置１も、実施形態１と同様、ＬＥＤチップ１０から放射される光の一部を当該光よりも長波長の光に変換して放射する色変換部材として上述の波長変換部材７０を用いているので、色変換部材における蛍光体粒子７１への励起光の入射効率のより一層の向上および蛍光体粒子７１からの変換光の取り出し効率のより一層の向上を図れ、光出力の高出力化を図れる。
（実施例２）
本実施例では実施形態２の発光装置１において、ＬＥＤチップ１０として発光ピーク波長が４６０ｎｍの青色ＬＥＤチップを採用し、波長変換部材７０に関して、透光性媒体７３として、屈折率が１．４のシリコーン樹脂を採用し、蛍光体粒子７１に関して、緑色蛍光体粒子として組成がＣａＳｃ２Ｏ４：Ｃｅ３＋で屈折率が１．９、中心粒径ｄ５０が８μｍの蛍光体粒子を採用し、赤色蛍光体粒子として組成がＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ２＋で屈折率が２．０、中心粒径ｄ５０が１０μｍの蛍光体粒子を採用している。
本実施例では実施形態２の発光装置１において、ＬＥＤチップ１０として発光ピーク波長が４６０ｎｍの青色ＬＥＤチップを採用し、波長変換部材７０に関して、透光性媒体７３として、屈折率が１．４のシリコーン樹脂を採用し、蛍光体粒子７１に関して、緑色蛍光体粒子として組成がＣａＳｃ２Ｏ４：Ｃｅ３＋で屈折率が１．９、中心粒径ｄ５０が８μｍの蛍光体粒子を採用し、赤色蛍光体粒子として組成がＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ２＋で屈折率が２．０、中心粒径ｄ５０が１０μｍの蛍光体粒子を採用している。
ここにおいて、波長変換部材７０の製造に際し、波長変換粒子７を形成するにあたっては、まず、緑色蛍光体粒子、赤色蛍光体粒子それぞれについて、純水中で所定量の蛍光体粒子７１（所定量の緑色蛍光体粒子、或いは、所定量の橙色蛍光体粒子）を分散させ、次いで硝酸を混合し攪拌して得たスラリーを濾過、洗浄することによって、蛍光体粒子７１の表面側に算術平均粗さＲａが１５０ｎｍ、輪郭曲線要素の平均長さＲＳｍが１５０ｎｍの微細凹凸構造を有するモスアイ状構造部７４を形成した。その後、モスアイ状構造部７４が形成された緑色蛍光体粒子、モスアイ状構造部７４が形成された赤色蛍光体粒子それぞれについて、イソプロパノール中で所定量の蛍光体粒子７１（所定量の緑色蛍光体粒子、或いは、所定量の赤色蛍光体粒子）、ＴＥＯＳ（テトラエチルオルソシリケート）、水、触媒としての酢酸を６０℃で所定時間（１２時間）だけ混合攪拌して得たスラリーを、濾過、洗浄して、８０℃で乾燥し、更に３００℃で熱処理を施すことにより、屈折率が１．５のＳｉＯ２層からなる金属酸化物層７７を形成することで波長変換粒子７を製造した。更にその後、所定量の波長変換粒子７を屈折率が１．４のシリコーン樹脂に分散し、ドーム状に成形することにより、波長変換部材７０を形成した。その後、発光装置１の組み立てを行った。要するに、実施例２は、金属酸化物層７７を備えている点以外は実施例１と同じである。
以上説明した実施例２について、温度８５℃、相対湿度８５％ＲＨ、断続通電（３０分点灯、３０分消灯のサイクル）の試験条件で信頼性加速試験を行った。試験前の全光束および試験開始から１０００時間が経過した後の全光束それぞれを測定した結果を上述の実施例１および比較例１の結果と併せて下記表２に示す。なお、表２では、上述の比較例１の試験前の光束を１００として規格化した相対値を記載してある。
ところで、波長変換部材７０を適用する発光装置１の構造は上記各実施形態および上記各実施例の構造に限定するものではなく、波長変換部材７０の形状もドーム状に限らず、例えば、シート状の形状でもよい。
１ 発光装置
７ 波長変換粒子
１０ ＬＥＤチップ
７０ 波長変換部材（色変換部材）
７１ 蛍光体粒子
７３ 透光性媒体
７４ モスアイ状構造部
７５ 微細突起
７６ 反射防止部
７７ 金属酸化物層
７ 波長変換粒子
１０ ＬＥＤチップ
７０ 波長変換部材（色変換部材）
７１ 蛍光体粒子
７３ 透光性媒体
７４ モスアイ状構造部
７５ 微細突起
７６ 反射防止部
７７ 金属酸化物層
Claims (6)
- 蛍光体粒子を用いて形成され入射した励起光を吸収して励起光よりも長波長の光を放射する波長変換粒子であって、蛍光体粒子の表面側に微細凹凸構造を有するモスアイ状構造部を備え、当該微細凹凸構造が蛍光体粒子自体に形成されてなることを特徴とする波長変換粒子。
- 前記蛍光体粒子の前記表面側に、透光性の金属酸化物層が形成されてなることを特徴とする請求項１記載の波長変換粒子。
- 請求項１記載の前記波長変換粒子が前記蛍光体粒子よりも屈折率が小さな透光性媒体に分散されてなり、前記蛍光体粒子の前記表面側に、前記モスアイ状構造部と前記モスアイ状構造部の先細り状の微細突起間に入り込んだ前記透光性媒体とで構成される反射防止部を備えてなることを特徴とする波長変換部材。
- 請求項２記載の前記波長変換粒子が前記蛍光体粒子よりも屈折率が小さく且つ前記金属酸化物層と略同一の屈折率を有する透光性媒体に分散されてなり、前記蛍光体粒子の表面側に、前記モスアイ状構造部と前記モスアイ状構造部の先細り状の微細突起間に入り込んだ前記金属酸化物層とで構成される反射防止部を備えることを特徴とする波長変換部材。
- 前記透光性媒体は、シリコーン樹脂もしくはガラスであることを特徴とする請求項３または請求項４記載の波長変換部材。
- ＬＥＤチップと、ＬＥＤチップから放射される光の一部を当該光よりも長波長の光に変換して放射する色変換部材とを備え、当該色変換部材として請求項３ないし請求項５のいずれか１項に記載の波長変換部材を用いてなることを特徴とする発光装置。
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