JP6489543B2 - 波長変換部材、発光装置、および波長変換部材の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、励起光を蛍光に変換する蛍光体を含む波長変換部材、および当該波長変換部材を備えた発光装置に関する。
近年、発光ダイオード（Light Emitting Diode，ＬＥＤ）等の半導体発光素子と、波長変換部材（例えば、蛍光体を樹脂に分散させた部材）とを組み合わせた発光装置が開発されている。これらの発光装置は、小型であり、かつ、消費電力が白熱電球よりも少ないという利点を有しており、各種表示装置または照明装置の光源として利用されている。
特許文献１には、擬似白色光を出力する発光装置が開示されている。当該発光装置は、（ｉ）青色ＬＥＤと、（ｉｉ）青色ＬＥＤからの青色光によって励起され、青色光の波長を変換した結果として黄色光を発する蛍光体と、を組み合わせることにより実現されている。特許文献１には、蛍光体の粒子を分散する材料として、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、および水ガラスの３種類の材料が開示されている。
また、最近では、上述の発光装置について、青色ＬＥＤ等に比べて光密度がより高い半導体レーザ等を、励起光源としての半導体発光素子に用いることが検討されている。また、青色光よりも短波長の光を、励起光として用いることが検討されている。
この場合、蛍光体を分散する材料である樹脂が、熱または光によって劣化することが問題となる。この問題を解決するために、蛍光体を分散させる材料としてガラスを用いる技術が提案されている。
特許文献２には、白色照明光源が開示されている。当該白色照明光源は、（ｉ）青色ＬＥＤと、（ｉｉ）青色ＬＥＤからの光によって励起され、黄色の蛍光を発するＹ３Ａｌ５Ｏ１２系（ガーネット系）蛍光体が、５００℃以上の軟化点を有するガラスに分散されることによって製作された波長変換部材と、を組み合わせることにより実現されている。
特許文献３には、オキシナイトライドガラス（オキシ窒化物ガラス）蛍光体が開示されている。当該オキシナイトライドガラスは、ＣａＣＯ３、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＡｌＮ、および、希土類酸化物または遷移金属酸化物の各成分から成る。
特許文献３では、発光中心として働く希土類元素（Ｅｕ２＋、Ｅｕ３＋、Ｃｅ３＋、Ｔｂ３＋等）、または発光中心として働く遷移金属元素（Ｃｒ３＋、Ｍｎ２＋等）を、ガラス中にドープすることにより、強い発光強度を有するオキシナイトライドガラスが得られたことが示されている。
当該オキシナイトライドガラスの製造方法は、次の通りである。はじめに、ＣａＣＯ３、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＡｌＮ、およびＥｕ２Ｏ３を、２４．０：３．３：３３．４：３３．３：６．０の比率によって混合する。
そして、窒素雰囲気下において、高周波炉を用いて１７００℃の温度において２時間に亘って混合物を加熱溶融した後に、急冷することによって蛍光ガラスが得られる。当該蛍光ガラスは、波長５００ｎｍ程度の励起波長を受けて、赤色の蛍光を発したことが示されている。すなわち、特許文献３のオキシナイトライドガラスは、それ自体が蛍光体として機能している。
しかしながら、ガラスは非晶質であるため、一定の原子配置を有しない。従って、特許文献３のオキシナイトライドガラスでは、原料比率および処理温度等の製造条件の変化によって、発光中心である希土類原子の周囲のガラス成分の原子配置が変化する。このため、一定の波長変換効率（励起光の蛍光への変換効率）が得られにくい。
また、当該オキシナイトライドガラスは、発光色が製造条件によって変化するため、蛍光の再現性が悪く、希土類元素の発光強度および発光色の色度（すなわち、発光スペクトル）が変化するという問題点がある。また、当該オキシナイトライドガラスは、後述する酸窒化物蛍光体と比較すると、波長変換効率が低い。
特許文献４には、波長変換効率が高く、耐熱性に優れた蛍光体である酸窒化物蛍光体または窒化物蛍光体を、７００℃以上の軟化点を有するガラスに分散させる構成が開示されている。当該構成では、蛍光体が耐熱性に優れているために、７００℃以上という比較的高温の軟化点を有するガラスを用いることができる。
７００℃以上の軟化点を有する化学的に安定なガラスを用いることにより、半導体発光素子から発せられる励起光がガラスによって吸収されず、蛍光体からの光取り出し効率が向上する。このため、波長変換効率が向上し、その結果、高い発光効率を有する発光装置が実現される。
しかしながら、上述の先行技術文献のいずれにも、波長変換部材の波長変換効率を十分に向上させることができる点については、開示も示唆もされていない。従って、波長変換効率が従来よりも向上した波長変換部材を実現することができないという問題がある。
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、波長変換効率が従来よりも向上した波長変換部材を提供することである。
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る波長変換部材は、７００℃以上の軟化点を有するガラスと、上記ガラスの内部に分散された、励起光を受けて蛍光を発する１種類または複数種類の蛍光体粒子と、を備えており、上記蛍光体粒子のうちの少なくとも１種類の蛍光体粒子は、αＳｉＡｌＯＮを含む被覆層によって被覆されている。
また、上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る波長変換部材の製造方法は、７００℃以上の軟化点を有するガラスと、励起光を受けて蛍光を発する１種類または複数種類の蛍光体粒子と、を備えた波長変換部材の製造方法であって、上記蛍光体粒子のうちの少なくとも１種類の蛍光体粒子を、αＳｉＡｌＯＮを含む被覆層によって被覆する工程と、上記蛍光体粒子を、上記ガラスの内部に分散させる工程と、を含んでいる。
本発明の一態様に係る波長変換部材によれば、波長変換部材の波長変換効率を従来よりも向上させることができるという効果を奏する。また、本発明の一態様に係る波長変換部材の製造方法によれば、従来よりも波長変換効率が向上した波長変換部材を製造することができるという効果を奏する。
〔実施形態１〕
本発明の実施形態１について、図１〜図４、および図９に基づいて説明すれば、以下の通りである。
本発明の実施形態１について、図１〜図４、および図９に基づいて説明すれば、以下の通りである。
（波長変換部材１）
図１は、波長変換部材１の概略的な構造を示す図である。波長変換部材１は、ガラス１０および蛍光体粒子１１を含んでいる。なお、後述するように、波長変換部材１は、ガラス１０に蛍光体粒子１１を分散させることによって製作される。
図１は、波長変換部材１の概略的な構造を示す図である。波長変換部材１は、ガラス１０および蛍光体粒子１１を含んでいる。なお、後述するように、波長変換部材１は、ガラス１０に蛍光体粒子１１を分散させることによって製作される。
波長変換部材１において、ガラス１０の軟化点は、７００℃以上である。また、蛍光体粒子１１は、１種類または２種類以上の蛍光体粒子から成る。また、後述するように、少なくとも１種類の蛍光体粒子１１は、αＳｉＡｌＯＮを含む被覆層によって被覆（コーティング）されている。
（ガラス１０）
ガラス１０は、７００℃以上の軟化点を有する化学的に安定なガラスである。ガラスに関しては、転移点、軟化点、および融点という各種の温度が定義されているが、本実施形態では、ガラスの軟化点に主に着目する。
ガラス１０は、７００℃以上の軟化点を有する化学的に安定なガラスである。ガラスに関しては、転移点、軟化点、および融点という各種の温度が定義されているが、本実施形態では、ガラスの軟化点に主に着目する。
ガラスの軟化点は、ガラス１０に蛍光体粒子１１を分散させるプロセスにおける、温度の下限値に相当する。なお、ガラスの軟化点は、ガラスの粘度がｌＥ＋７．６ｄＰａ・ｓとなる時のガラスの温度として定義される。
ガラス１０としては、シリカガラス等の酸化物系のガラス、またはオキシナイトライドガラス等が好適に用いられる。なお、オキシナイトライドガラスの軟化点は、組成にもよるが、一般的に８５０〜１０００℃程度である。また、シリカガラスの軟化点は、約１７００℃である。
オキシナイトライドガラスは、屈折率が高いため、ガラス１０として特に好適である。例えば、ガラス１０としては、Ｃａ−Ｓｉ−Ａｌ−Ｏ−Ｎの組成から成るオキシナイトライドガラスを適用することができる。
また、ガラス１０として、Ｃａ−Ｍｇ−Ｓｉ−Ａｌ−Ｏ−Ｎ、Ｌａ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ、Ｍｇ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ、Ｙ−Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ、Ｍｇ−Ｓｉ−Ａｌ−Ｏ−Ｎ、Ｎａ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ、Ｎａ−Ｃａ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ、Ｌｉ−Ｋ−Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ、Ｎａ−Ｂ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ、Ｂａ−Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ、Ｎａ−Ｂ―Ｏ−Ｎ、Ｌｉ−Ｐ−Ｏ−Ｎ、およびＮａ−Ｐ−Ｏ−Ｎ等の組成から成るオキシナイトライドガラスを適用してもよい。
一般的に、オキシナイトライドガラスの原料としては、ＳｉＯ２等の金属酸化物、および、窒素供給源としての金属窒化物または金属酸窒化物が使用される。なお、ＳｉＯ２以外の金属酸化物としては、Ａｌ２Ｏ３、ＢａＯ、Ｓｂ２Ｏ３、ＳｒＯ、Ｎａ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ３、ＣａＯ、ＭｇＯ、Ｋ２Ｏ、Ｌａ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｙ２Ｏ３、ＺｒＯ２、ＺｎＯ２、Ａｓ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、Ｃｒ２Ｏ３、ＰｂＯ、Ｖ２Ｏ５、およびＳｎＯ２等が挙げられる。
また、熱分解によってこれらの金属酸化物となる、炭酸塩、水酸化物、およびシュウ酸塩等を原料として配合してもよい。金属窒化物としては、Ｓｉ３Ｎ４、ＡｌＮ、Ａｌ２Ｎ２、Ｍｇ２Ｎ２、およびＬｉ３Ｎ等が挙げられる。また、金属酸窒化物としては、Ｓｉ２Ｎ２Ｏ、およびＳｉ５Ｎ６Ｏ等が挙げられる。
波長変換部材１を製作（形成）する時の温度は、７００℃以上であればよい。しかしながら、波長変換部材１の製作においては、蛍光体粒子１１（例えば、酸窒化物蛍光体粒子または窒化物蛍光体粒子）の反応を抑制し、かつ、溶融を防止する必要がある。
このことを考慮すると、波長変換部材１を製作する時の温度は、蛍光体の焼成温度に比べて５０℃以上低い温度であることが好ましい。また、波長変換部材１を製作する時の温度は、蛍光体の焼成温度に比べて２００℃以上低い温度であることがさらに好ましい。
上述したように、オキシナイトライドガラスは、８５０〜１０００℃程度の軟化点を有する。従って、ガラス１０としてオキシナイトライドガラスを用いた場合には、オキシナイトライドガラスを粉砕したガラス微粉末と蛍光体粉末との混合物を、オキシナイトライドガラスの軟化点以上の温度によって加熱することにより、蛍光体粒子１１がガラス１０内にほぼ均一に分散された波長変換部材１を製作することができる。
波長変換部材１の製作において、作業効率を向上させるためには、加熱温度は高い方が好ましいと言える。しかしながら、蛍光体粒子１１の分解を防ぐという観点からは、当該加熱温度は、１６００℃以下であることが好ましい。
ところで、上述したように、シリカガラスは、オキシナイトライドガラスに比べて、比較的高い軟化点を有している。このため、ガラス１０としてシリカガラスを用いた場合には、シリカガラスを粉砕したガラス微粉末と蛍光体粉末との混合物を、ガラス１０の軟化点以上の温度によって加熱すると、蛍光体粒子１１が分解する可能性がある。
そこで、ガラス１０としてシリカガラスを用いる場合は、金属アルコキシドを原料として用いるゾルゲル法を用いることによって、ガラス１０を製作することが好ましい。ゾルゲル法を用いてガラス１０を製作することにより、１２００℃以下の比較的低い温度によって、蛍光体粒子１１がガラス１０にほぼ均一に分散された波長変換部材１を製作することができる。
（蛍光体粒子１１）
上述したように、蛍光体粒子１１は１種類または２種類以上の蛍光体から成る。そして、少なくとも１種類の蛍光体粒子１１は、αＳｉＡｌＯＮを含む被覆層によって被覆されている。
上述したように、蛍光体粒子１１は１種類または２種類以上の蛍光体から成る。そして、少なくとも１種類の蛍光体粒子１１は、αＳｉＡｌＯＮを含む被覆層によって被覆されている。
蛍光体粒子１１をガラス１０に分散させるプロセスにおいて、蛍光体粒子１１が熱的および化学的に安定なαＳｉＡｌＯＮを含む被覆層によって被覆されることにより、蛍光体粒子１１が受けるダメージが低減される。
このように製作された波長変換部材１は、従来の波長変換部材に比べて、より高い蛍光体粒子の波長変換効率を有する。従って、波長変換部材１によれば、従来の波長変換部材に比べて、より高効率の蛍光を得ることができる。
ここで、上述の被覆層の安定性を向上させるために、被覆層の厚さは、１０ｎｍ以上とすることが好ましい。なお、被覆層の安定性をさらに向上させるために、被覆層の厚さは、１００ｎｍ以上とすることがより好ましい。また、被覆層によって被覆された蛍光体粒子１１の粗大化を抑制するために、被覆層の厚さは、１００μｍ以下とすることが好ましい。
従って、被覆層の厚さは、１０ｎｍ以上かつ１００μｍ以下の範囲内の適当な数値として決定されればよい。また、上述のように、被覆層の厚さは、１００ｎｍ以上かつ１００μｍ以下の範囲内の適当な数値とすることがより好ましい。
蛍光体粒子１１の材料としては、公知の蛍光体材料が好適に用いられる。蛍光体材料の具体例としては、Ｃｅ賦活Ｙ３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２等のアルミネート系蛍光体、Ｅｕ賦活（Ｂａ、Ｓｒ）２ＳｉＯ４等のシリケート系蛍光体等、Ｅｕ賦活αＳｉＡｌＯＮ蛍光体、Ｅｕ賦活βＳｉＡｌＯＮ蛍光体、Ｃｅ賦活αＳｉＡｌＯＮ蛍光体、Ｃｅ賦活βＳｉＡｌＯＮ蛍光体、Ｃｅ賦活ＪＥＭ蛍光体、Ｃｅ賦活ＣＡＬＳＯＮ蛍光体等の酸窒化物蛍光体、Ｅｕ賦活ＣａＡｌＳｉＮ３蛍光体、Ｅｕ賦活Ｍ２Ｓｉ５Ｎ８蛍光体（Ｍ＝Ｃａ，Ｂａ，Ｓｒ）、およびＣｅ賦活Ｌａ３Ｓｉ６Ｎ１１蛍光体等の窒化物蛍光体等の蛍光体材料を挙げることができる。
本実施形態の波長変換部材１においては、７００℃以上の比較的高温の軟化点を有するガラス１０に蛍光体粒子１１を分散させるため、シリコーン等の樹脂に蛍光体粒子を分散させる従来の波長変換部材の場合と比べて、より化学的に安定な蛍光体材料を用いることが好ましい。
従って、上述した蛍光体材料の中でも、耐熱性に優れた酸窒化物蛍光体または窒化物蛍光体を用いることが特に好ましい。
（発光装置１００）
図２は、波長変換部材１を備えた発光装置１００の構成を示す断面図である。発光装置１００は、波長変換部材１、基板２２、および窒化物レーザ２３（励起光源）を備えている。
図２は、波長変換部材１を備えた発光装置１００の構成を示す断面図である。発光装置１００は、波長変換部材１、基板２２、および窒化物レーザ２３（励起光源）を備えている。
窒化物レーザ２３は、ｎ型電極２３Ａおよびｐ型電極２３Ｂを備えている。また、基板２２は、電極２４Ａ、電極２４Ｂ、および支持部２５を備えている。発光装置１００において、波長変換部材１は、基板２２に設けられた支持部２５の上に接着されている。
窒化物レーザ２３は、ＩｎＧａＡｌＮ系結晶から成る半導体レーザ素子である。窒化物レーザ２３は、基板２２の上に配置されている。窒化物レーザ２３のｎ型電極２３Ａは、基板２２上の電極２４Ａと電気的に接続されている。また、窒化物レーザ２３のｐ型電極２３Ｂは、基板２２上の電極２４Ｂと電気的に接続されている。
窒化物レーザ２３は、波長変換部材１に向けて励起光２６を発する。励起光２６は、波長変換部材１の内部に分散された蛍光体粒子１１を励起する。その結果、蛍光体粒子１１からは、励起光２６よりも長い波長を有する蛍光２７が発せられる。このように、波長変換部材１は、励起光２６を蛍光２７に変換する（すなわち、光の波長を変換する）機能を有する。
本実施形態の以降の説明では、励起光２６の発光ピーク波長が４０５ｎｍまたは４５０ｎｍである場合について例示する。但し、窒化物レーザ２３の発光層等の構成材料の組成を適宜調整することによって、励起光２６の発光ピーク波長は、３００ｎｍ以上かつ５００ｎｍ以下の範囲において変更されてよい。
また、波長変換部材１における蛍光体粒子１１の混合比を適宜調整することによって、発光装置１００から発せられる光（照明光）の色度を変更することができる。例えば、各蛍光体から発せられる蛍光の発光色を合成することによって、照明光として白色光を発する発光装置１００を製作することができる。照明光として白色光を発する発光装置１００は、照明用発光装置としての利用に特に好適である。
さらに、各蛍光体の分散組成を調整することによって、（ｉ）蛍光灯の発光色に近い寒色系の照明用発光装置、または、（ｉｉ）電球の発光色に近い暖色系の照明用発光装置として、白色光を発する発光装置１００を製作することもできる。
なお、各蛍光体の発光効率が製造ロット等によって変化する可能性があるため、蛍光体粒子１１の混合比を、発光装置１００の仕様に応じて適宜調整する必要がある。
上述のように、窒化物レーザ２３の発光ピーク波長は、３００ｎｍ以上かつ５００ｎｍ以下であればよい。しかしながら、窒化物レーザ２３の発光ピーク波長は、３５０ｎｍ以上かつ４２０ｎｍ以下であることがより好ましい。
この理由は、３５０ｎｍ以上かつ４２０ｎｍ以下という波長領域は、酸窒化物蛍光体または窒化物蛍光体の励起スペクトル（波長変換効率の励起波長依存性）のピークが得られる波長領域にほぼ対応するためである。このため、当該波長領域では、高い波長変換効率が得られる。
さらに、もう１つの理由は、当該波長領域の光は視感度が低いためである。このため、発光装置１００において、窒化物レーザ２３の発光ピーク波長のばらつきに起因する照明光の色の変動が殆ど生じないという利点が得られる。
従来、３５０ｎｍ以上かつ４２０ｎｍ以下という短波長の励起光を用いた場合には、蛍光体自体、または、当該蛍光体が分散された樹脂等に紫外線劣化が生じるという問題があった。
しかしながら、本実施形態の波長変換部材１に含まれるガラス１０は、７００℃以上の軟化点を有する化学的に安定なガラスであり、紫色光から紫外光までの波長領域の光を吸収しないという性質（透光性）を有している。このため、ガラス１０の紫外線劣化を抑制することができる。
なお、「ガラス１０が透光性を有している」とは、「３５０ｎｍ以上かつ８００ｎｍ以下の波長領域において、厚さ１ｍｍ以上のガラス１０のサンプルにおける表面反射損失を含む光透過率が９０％以上である」ことを意味するものと理解されてよい。
さらに、波長変換部材１に含まれる蛍光体粒子１１の材料として、化学的な安定性に特に優れた酸窒化物蛍光体または窒化物蛍光体を用いることにより、蛍光体粒子１１の紫外線劣化を好適に抑制することができる。
このように、波長変換部材１の紫外線劣化を抑制することができるため、従来では実現され得なかった長寿命の発光装置１００を実現することができる。具体的には、発光装置１００を、３０００時間に亘る動作時間の後においても、光度の変動が３％以内となる発光装置として実現することができる。
（蛍光体粒子１１の製造例）
以下、蛍光体粒子１１の各製造例としての製造例１〜４について説明する。また、製造例１〜４の比較例としての比較製造例１および２についても説明する。
以下、蛍光体粒子１１の各製造例としての製造例１〜４について説明する。また、製造例１〜４の比較例としての比較製造例１および２についても説明する。
（製造例１：Ｅｕ賦活αＳｉＡｌＯＮ蛍光体の製造）
製造例１は、組成式（Ｃａｘ、Ｅｕｙ）（Ｓｉ１２−（ｍ＋ｎ）Ａｌｍ＋ｎ）（ＯｎＮ１６−ｎ）において、ｘ＝１．８、ｙ＝０．０７５、ｍ＝３．７５、ｎ＝０．０５の蛍光体を得ることを目的とした製造工程である。
製造例１は、組成式（Ｃａｘ、Ｅｕｙ）（Ｓｉ１２−（ｍ＋ｎ）Ａｌｍ＋ｎ）（ＯｎＮ１６−ｎ）において、ｘ＝１．８、ｙ＝０．０７５、ｍ＝３．７５、ｎ＝０．０５の蛍光体を得ることを目的とした製造工程である。
はじめに、α型窒化ケイ素粉末５９．８質量％、窒化アルミニウム粉末２４．３質量％、窒化カルシウム粉末１３．９質量％、酸化ユーロピウム粉末０．９質量％、窒化ユーロピウム粉末１．１質量％の組成となるように、原料粉末を秤量した。なお、窒化ユーロピウム粉末としては、金属ユーロピウムをアンモニア中において窒化させることによって合成したものを用いた。
次に、窒化ケイ素焼結体製の乳鉢と乳棒とを用いて、当該原料粉末を１０分以上混合し、粉体凝集体を得た。次に、得られた粉体凝集体を、目開き２５０μｍの篩を通過させ、直径２０ｍｍ、高さ２０ｍｍの大きさの窒化ホウ素製のるつぼに充填した。なお、粉体の秤量、混合、および成形の各工程については、水分１ｐｐｍ以下、酸素１ｐｐｍ以下の窒素雰囲気を保持することができるグローブボックス内において全て行った。
次に、当該るつぼを、黒鉛抵抗加熱方式の加圧電気炉にセットした、そして、当該加圧電気炉に純度９９．９９９堆積％の窒素を導入し、圧力を１ＭＰａとし、毎時５００℃の温度上昇率によって、当該加圧電気炉を１８００℃まで昇温した。
続いて、当該加圧電気炉において、１８００℃の温度を２時間に亘って保持し、粉体凝集体に対する加熱処理を行った。加熱処理によって得られた生成物をメノウ乳鉢によって粉砕し、５０％フッ化水素酸と７０％硝酸との１：１混酸中において、６０℃の温度において処理することによって、蛍光体粉末を得た。
得られた蛍光体粉末に対して、ＣｕのＫα線を用いた粉体Ｘ線回折測定（ＸＲＤ，X-Ray Diffraction）を行った結果、当該蛍光体粉末はαＳｉＡｌＯＮ結晶の構造を有することを確認することができた。また、当該蛍光体粉末に、波長３６５ｎｍの光を発するランプからの光を励起光として照射した結果、当該蛍光体粉末から橙色の蛍光が発せられることを確認することができた。
（比較製造例１：Ｅｕ賦活βＳｉＡｌＯＮ蛍光体の製造）
比較製造例１は、組成式Ｓｉ６−ｚ’Ａｌｚ’Ｏｚ’Ｎ８−ｚ’において、ｚ’＝０．０６の材料に、Ｅｕが０．１０ａｔ．％賦活されたＥｕ賦活βＳｉＡｌＯＮ蛍光体を得ることを目的とした製造工程である。
比較製造例１は、組成式Ｓｉ６−ｚ’Ａｌｚ’Ｏｚ’Ｎ８−ｚ’において、ｚ’＝０．０６の材料に、Ｅｕが０．１０ａｔ．％賦活されたＥｕ賦活βＳｉＡｌＯＮ蛍光体を得ることを目的とした製造工程である。
はじめに、４５μｍの篩を通した金属Ｓｉ粉末が９３．５９重量％、窒化アルミニウム粉末が５．０２重量％、および酸化ユーロピウム粉末が１．３９重量％の組成となるように、原料粉末を秤量した。
次に、窒化ケイ素焼結体製の乳鉢と乳棒とを用い、１０分以上混合し粉体凝集体を得た。そして、当該粉体凝集体を、直径２０ｍｍ、高さ２０ｍｍの大きさの窒化ホウ素製のるつぼに自然落下させて入れた。
次に、当該るつぼを、黒鉛抵抗加熱方式の加圧電気炉にセットした。そして、当該加圧電気炉において、拡散ポンプによって焼成雰囲気を真空とし、室温から８００℃まで毎時５００℃の温度上昇率によって昇温した。そして、８００℃において純度９９．９９９体積％の窒素を導入することによって圧力を０．５ＭＰａとした。そして、毎時５００℃の温度上昇率によって１３００℃まで昇温した。その後、毎分１℃の温度上昇率によって１６００℃まで昇温し、１６００℃の温度を８時間に亘って保持した。合成した試料をメノウ製乳鉢によって粉末に粉砕し、粉末試料を得た。
次に、これらの粉末に再度の加熱処理を施した。はじめに、１６００℃において焼成した粉末を、窒化ケイ素製の乳鉢と乳棒を用いて粉砕した。そして、当該粉末を、直径２０ｍｍ、高さ２０ｍｍの大きさの窒化ホウ素製のるつぼに自然落下させて入れた。
次に、当該るつぼを、黒鉛抵抗加熱方式の加圧電気炉にセットした。そして、当該加圧電気炉において、拡散ポンプによって焼成雰囲気を真空とし、室温から８００℃まで毎時５００℃の温度上昇率によって加熱した。そして、８００℃において純度９９．９９９体積％の窒素を導入して圧力を１ＭＰａとした。そして、毎時５００℃の温度上昇率によって１９００℃まで昇温し、１９００℃の温度を８時間に亘って保持した。その結果として蛍光体試料を得た。
そして、得られた蛍光体試料をメノウ製乳鉢によって粉砕し、さらに５０％フッ化水素酸と７０％硝酸との１：１混酸中において、６０℃の温度において処理することによって、蛍光体粉末を得た。
当該蛍光体粉末について粉末Ｘ線回折測定を行った結果、当該蛍光体粉末はβ型ＳｉＡｌＯＮ構造を有することを確認することができた。また、当該蛍光体粉末に、波長３６５ｎｍの光を発するランプからの光を励起光として照射した結果、当該蛍光体粉末から緑色の蛍光が発せられることを確認することができた。
（製造例２：αＳｉＡｌＯＮによって被覆されたＥｕ賦活βＳｉＡｌＯＮ蛍光体の製造）
製造例２は、ｍ＝１．６、ｎ＝０．８として表されるＣａ添加αＳｉＡｌＯＮ（組成式Ｃａ０．８Ｓｉ９．６Ａｌ２．４Ｏ０．８Ｎ１５．２）によって被覆された、Ｅｕ賦活βＳｉＡｌＯＮ蛍光体を得ることを目的とした製造工程である。
製造例２は、ｍ＝１．６、ｎ＝０．８として表されるＣａ添加αＳｉＡｌＯＮ（組成式Ｃａ０．８Ｓｉ９．６Ａｌ２．４Ｏ０．８Ｎ１５．２）によって被覆された、Ｅｕ賦活βＳｉＡｌＯＮ蛍光体を得ることを目的とした製造工程である。
はじめに、エタノール中においてアンモニアを触媒として用いることによって、高純度アルコキシシランをゾルゲル法によって合成し、平均粒径０．１μｍの球状の非晶質二酸化ケイ素粉末を得た。そして、当該粉末をＣａとＡｌとを含む水溶液中に添加し、攪拌混合しながらクエン酸を添加した。
この操作により、二酸化ケイ素表面にＣａとＡｌとのクエン酸塩を吸着させた後に、攪拌しながら加熱して水分を除去して乾燥させた。その後、空気中において７００℃に加熱することによって、クエン酸塩を酸化物に変換した。得られた仮焼物をメノウ乳鉢によってほぐし、粉末状のαＳｉＡｌＯＮ前駆体化合物粒子を得た。
次に、当該前駆体化合物粒子と、上述の比較製造例１において得られたＥｕ賦活βＳｉＡｌＯＮ蛍光体粒子と、溶媒としてのエタノールとを準備した。そして、当該前駆体化合物粒子７．７ｇとエタノール８７．５ｍｌとをビーカーに入れ、超音波を印加することによって当該前駆体化合物粒子をエタノール中に分散させた。そして、Ｅｕ賦活βＳｉＡｌＯＮ蛍光体粒子２５ｇをエタノール中に加えた後に、さらに超音波を印加することによって当該前駆体化合物粒子を分散させ、スラリーを得た。
得られたスラリーをスターラーによって攪拌させながら、スプレードライ方式により、噴霧温度１００℃〜２００℃において、３５０Ｌ／時間の窒素流量によって、噴霧乾燥を行った（蛍光体粒子被覆工程）。なお、噴霧乾燥器としては、スプレードライヤーＢ−２９０（日本ビュッヒ株式会社製）を用いた。
このようにして、Ｅｕ賦活βＳｉＡｌＯＮ蛍光体粒子をαＳｉＡｌＯＮ前駆体化合物粒子によって被覆した粉体混合物を製作した。さらに、当該体混合物約２ｇを、直径２０ｍｍ、高さ２０ｍｍの大きさの窒化ホウ素製のるつぼに充填した。
そして、当該るつぼを黒鉛抵抗加熱方式の加圧電気炉にセットした。そして、当該加圧電気炉に純度９９．９９９堆積％の窒素を導入して圧力を１ＭＰａとし、毎時５００℃の温度上昇率によって１８００℃まで昇温した。そして、２０００℃の温度を２時間に亘って保持し、加熱処理を行った。加熱処理によって得られた生成物をメノウ乳鉢によって粉砕し、５０％フッ化水素酸と７０％硝酸との１：１混酸中において、６０℃の温度において処理することによって、αＳｉＡｌＯＮによって被覆されたＥｕ賦活βＳｉＡｌＯＮ蛍光体（以下、αＳｉＡｌＯＮ被覆Ｅｕ賦活βＳｉＡｌＯＮ蛍光体と称する）粒子を得た。
得られたαＳｉＡｌＯＮ被覆Ｅｕ賦活βＳｉＡｌＯＮ蛍光体粒子の断面に対して、ＳＥＭ（Scanning Electron Microscope）／ＥＤＸ（Energy Dispersive X-ray spectrometry）による観察を行った結果、Ｅｕ賦活βＳｉＡｌＯＮ蛍光体の表面が、αＳｉＡｌＯＮを含む厚さ約１μｍの被覆層によって被覆されていることを確認することができた。
（製造例３：Ｃｅ賦活αＳｉＡｌＯＮ蛍光体の製造）
製造例３は、組成式（Ｃａｘ、Ｃｅｙ）（Ｓｉ１２−（ｍ＋ｎ）Ａｌｍ＋ｎ）（ＯｎＮ１６−ｎ）において、ｘ＝０．５、ｙ＝０．１、ｍ＝１．６、ｎ＝０．８の蛍光体を得ることを目的とした製造工程である。
製造例３は、組成式（Ｃａｘ、Ｃｅｙ）（Ｓｉ１２−（ｍ＋ｎ）Ａｌｍ＋ｎ）（ＯｎＮ１６−ｎ）において、ｘ＝０．５、ｙ＝０．１、ｍ＝１．６、ｎ＝０．８の蛍光体を得ることを目的とした製造工程である。
はじめに、α型窒化ケイ素粉末７１．０６質量％、窒化アルミニウム粉末１５．１７質量％、炭酸カルシウム粉末７．９２質量％、酸化セリウム粉末５．４５質量％の組成となるように、原料粉末を秤量した。そして、窒化ケイ素焼結体製の乳鉢と乳棒とを用いて、原料粉末を１０分以上混合することによって、粉体凝集体を得た。
次に、得られた粉体凝集体を、目開き２５０μｍの篩を通過させ、直径２０ｍｍ、高さ２０ｍｍの大きさの窒化ホウ素製のるつぼに充填した。なお、粉体の秤量、混合、および成形の各工程については、水分１ｐｐｍ以下、酸素１ｐｐｍ以下の窒素雰囲気を保持することができるグローブボックス内において全て行った。
次に、当該るつぼを、黒鉛抵抗加熱方式の加圧電気炉にセットした。そして、当該加圧電気炉に純度９９．９９９堆積％の窒素を導入して圧力を１ＭＰａとし、毎時５００℃の温度上昇率によって１８００℃まで昇温した。そして、１８００℃の温度を２時間に亘って保持し、加熱処理を行った。そして、加熱処理によって得られた生成物をメノウ乳鉢によって粉砕し、さらに５０％フッ化水素酸と７０％硝酸との１：１混酸中において、６０℃の温度において処理することによって、蛍光体粉末を得た。
得られた蛍光体粉末について、ＣｕのＫα線を用いた粉体Ｘ線回折測定を行った結果、当該蛍光体粉末はαＳｉＡｌＯＮ結晶の構造を有することを確認することができた。また、当該蛍光体粉末に、波長３６５ｎｍの光を発するランプからの光を励起光として照射した結果、当該蛍光体粉末から青緑色の蛍光が発せられることを確認することができた。
（比較製造例２：Ｅｕ賦活ＣａＡｌＳｉＮ３蛍光体の製造）
比較製造例２は、組成式Ｃａ０．９９２Ｅｕ０．００８ＳｉＡｌＮ３の蛍光体を得ることを目的とした製造工程である。
比較製造例２は、組成式Ｃａ０．９９２Ｅｕ０．００８ＳｉＡｌＮ３の蛍光体を得ることを目的とした製造工程である。
はじめに、窒化アルミニウム粉末２９．７質量％、α型窒化ケイ素粉末３３．９質量％、窒化カルシウム粉末３５．６質量％、および窒化ユーロピウム粉末０．８質量％を秤量した。そして、窒化ケイ素焼結体製の乳鉢と乳棒とを用いて、これらの粉末を１０分以上混合することによって、粉体凝集体を得た。なお、窒化ユーロピウムは、金属ユーロピウムをアンモニア中において窒化させることによって合成したものを用いた。
次に、当該粉体凝集体を、直径２０ｍｍ、高さ２０ｍｍの大きさの窒化ホウ素製のるつぼに自然落下させて入れた。なお、粉末の秤量、混合、および成形の各工程については、水分１ｐｐｍ以下、酸素１ｐｐｍ以下の窒素雰囲気を保持することができるグローブボックス中において全て行った。
次に、当該るつぼを、黒鉛抵抗加熱方式の加圧電気炉にセットした。そして、当該加圧電気炉に純度が９９．９９９体積％の窒素を導入して圧力を１ＭＰａとし、毎時５００℃の温度上昇率によって１８００℃まで昇温した。そして、１８００℃の温度を２時間に亘って保持することによって、蛍光体試料を得た。そして、得られた蛍光体試料をメノウ乳鉢により粉砕することによって、蛍光体粉末を得た。
当該蛍光体粉末について、ＣｕのＫα線を用いた粉末Ｘ線回折測定を行った結果、当該蛍光体粉末は、ＣａＡｌＳｉＮ３結晶の構造を有することを確認することができた。また、当該蛍光体粉末に、波長３６５ｎｍの光を発するランプからの光を励起光として照射した結果、当該蛍光体粉末から赤色の蛍光が発せられることを確認することができた。
（製造例４：αＳｉＡｌＯＮによって被覆されたＥｕ賦活ＣａＡｌＳｉＮ３蛍光体の製造）
製造例４は、αＳｉＡｌＯＮによって被覆されたＥｕ賦活ＣａＡｌＳｉＮ３を製作することを目的とした製造工程である。製造例４は、上述の製造例２とほぼ同様の製造例である。
製造例４は、αＳｉＡｌＯＮによって被覆されたＥｕ賦活ＣａＡｌＳｉＮ３を製作することを目的とした製造工程である。製造例４は、上述の製造例２とほぼ同様の製造例である。
具体的には、製造例４は、蛍光体を上述の比較製造例２において製造されたＥｕ賦活ＣａＡｌＳｉＮ３とした以外は、製造例２と同様である。これにより、製造例４では、αＳｉＡｌＯＮによって被覆されたＥｕ賦活ＣａＡｌＳｉＮ３蛍光体（以下、αＳｉＡｌＯＮ被覆Ｅｕ賦活ＣａＡｌＳｉＮ３蛍光体と称する）粒子を製作した。
得られたαＳｉＡｌＯＮ被覆Ｅｕ賦活ＣａＡｌＳｉＮ３蛍光体粒子の断面ＳＥＭ／ＥＤＸ観察を行った結果、Ｅｕ賦活ＣａＡｌＳｉＮ３蛍光体の表面が、αＳｉＡｌＯＮを含む厚さ約１μｍの被覆層によって被覆されていることを確認することができた。
（波長変換部材１の製造）
以下、波長変換部材１の各製造例としての実施例Ｇ１〜Ｇ３について説明する。また、実施例Ｇ１〜Ｇ３の比較例としての比較例Ｇ１〜Ｇ３についても説明する。
以下、波長変換部材１の各製造例としての実施例Ｇ１〜Ｇ３について説明する。また、実施例Ｇ１〜Ｇ３の比較例としての比較例Ｇ１〜Ｇ３についても説明する。
（実施例Ｇ１）
実施例Ｇ１における波長変換部材の製造には、（ｉ）蛍光体粒子１１としてＥｕ賦活αＳｉＡｌＯＮ蛍光体およびαＳｉＡｌＯＮ被覆Ｅｕ賦活βＳｉＡｌＯＮ蛍光体を、（ｉｉ）ガラス１０としてオキシナイトナイトライドガラスをそれぞれ適用した。
実施例Ｇ１における波長変換部材の製造には、（ｉ）蛍光体粒子１１としてＥｕ賦活αＳｉＡｌＯＮ蛍光体およびαＳｉＡｌＯＮ被覆Ｅｕ賦活βＳｉＡｌＯＮ蛍光体を、（ｉｉ）ガラス１０としてオキシナイトナイトライドガラスをそれぞれ適用した。
具体的には、オキシナイトライドガラスを作製した後に、当該オキシナイトライドガラスの微粉末と蛍光体粒子とを混合して溶融することによって、ガラス１０に蛍光体粒子１１が分散された波長変換部材を製作した。
はじめに、オキシナイトライドガラスの原料であるＳｉＯ２（３０．４重量％）、Ａｌ２Ｏ３（３．０重量％）、ＡｌＮ（２．４重量％）、Ｓｉ３Ｎ４（２６．４重量％）、ＣａＯ（３４．９重量％）、およびＭｇＯ（２．９重量％）の粉末を混合し、混合粉末を調製した。
そして、当該混合粉末をるつぼに充填した後に、当該るつぼを電気炉に入れた。次に、真空ポンプを用いて排気口からの排気を行うことによって電気炉内を真空とする。そして、排気口を閉じた後に、ガス導入口から純度９９．９体積％の窒素を導入し、常圧となった時点で排気口を開放する。
上述の手順によって、電気炉を乾燥窒素中において常圧とし、１６００℃に昇温した。そして、１６００℃の温度を２時間に亘って保持した後に、急冷することによって、オキシナイトライドガラスを得た。
なお、オキシナイトライドガラス原料の溶融は、例えば１４００℃〜１９００℃の温度において、３時間〜１００時間の時間に亘って、窒素またはアルゴン等の酸素を含まない不活性ガス雰囲気下において行うことが好ましい。
次に、得られたオキシナイトライドガラスを粉砕してガラス微粉末にした。そして、ガラス微粉末と蛍光体粉末とを混合した。具体的には、ガラス微粉末に対して、蛍光体粉末を６．３重量％の重量比率によって混合した。そして、混合物をホットプレス法により成形し、成形体を得た。
ここで、実施例Ｇ１の蛍光体粉末は、（ｉ）上述の製造例１において製造されたＥｕ賦活αＳｉＡｌＯＮ蛍光体と、（ｉｉ）製造例２において製造されたαＳｉＡｌＯＮ被覆Ｅｕ賦活βＳｉＡｌＯＮ蛍光体とを、１１：１２の重量比率によって混合したものである。
次に、電気炉を乾燥大気中・常圧において１２００℃に昇温させることによって、得られた成形体を加熱する。そして、１２００℃の温度を２時間に亘って保持した後に、急冷することにより、オキシナイトライドガラスの中に蛍光体粉末がほぼ均一に分散された波長変換部を製作した（蛍光体粒子分散工程）。
（比較例Ｇ１）
比較例Ｇ１における波長変換部材の製造には、（ｉ）蛍光体粒子１１としてＥｕ賦活αＳｉＡｌＯＮ蛍光体およびＥｕ賦活βＳｉＡｌＯＮ蛍光体を、（ｉｉ）ガラス１０としてオキシナイトライドガラスをそれぞれ適用した。
比較例Ｇ１における波長変換部材の製造には、（ｉ）蛍光体粒子１１としてＥｕ賦活αＳｉＡｌＯＮ蛍光体およびＥｕ賦活βＳｉＡｌＯＮ蛍光体を、（ｉｉ）ガラス１０としてオキシナイトライドガラスをそれぞれ適用した。
比較例Ｇ１では、オキシナイトライドガラスのガラス微粉末を、上述の実施例Ｇ１と同様の方法によって作製した後に、当該ガラス微粉末に対して、蛍光体粉末を５．３重量％の重量比率によって混合した。
ここで、比較例Ｇ１の蛍光体粉末は、（ｉ）上述の製造例１において製造されたＥｕ賦活αＳｉＡｌＯＮ蛍光体と、（ｉｉ）比較製造例１において製造されたＥｕ賦活βＳｉＡｌＯＮ蛍光体とを、２４：２９の重量比率によって混合したものである。
なお、比較例Ｇ１での各蛍光体の混合比率は、ガラスに対する各蛍光体（被覆層を除いた部分）の体積比率が、実施例Ｇ１と同一となるように調整されている。
そして、混合物をホットプレス法により成形し、実施例Ｇ１と同様の工程によって、オキシナイトライドガラスの中に蛍光体粒子がほぼ均一に分散された波長変換部材を製作した。
（実施例Ｇ２）
実施例Ｇ２における波長変換部材の製造には、（ｉ）蛍光体粒子１１としてＣｅ賦活αＳｉＡｌＯ蛍光体およびαＳｉＡｌＯＮ被覆Ｅｕ賦活ＣａＡｌＳｉＮ３蛍光体を、（ｉｉ）ガラス１０としてオキシナイトライドガラスをそれぞれ適用した。
実施例Ｇ２における波長変換部材の製造には、（ｉ）蛍光体粒子１１としてＣｅ賦活αＳｉＡｌＯ蛍光体およびαＳｉＡｌＯＮ被覆Ｅｕ賦活ＣａＡｌＳｉＮ３蛍光体を、（ｉｉ）ガラス１０としてオキシナイトライドガラスをそれぞれ適用した。
実施例Ｇ２では、オキシナイトライドガラスのガラス微粉末を、上述の実施例Ｇ１と同様の方法によって作製した後に、当該ガラス微粉末に対して、蛍光体粉末を５．５％の重量比率によって混合した。
ここで、実施例Ｇ２の蛍光体粉末は、（ｉ）上述の製造例３において製造されたＣｅ賦活αＳｉＡｌＯＮ蛍光体と、（ｉｉ）製造例４において製造されたαＳｉＡｌＯＮ被覆Ｅｕ賦活ＣａＡｌＳｉＮ３蛍光体とを、４７：８の重量比率によって混合したものである。
そして、混合物をホットプレス法により成形し、実施例Ｇ１と同様の工程によって、オキシナイトライドガラスの中に蛍光体粒子がほぼ均一に分散された波長変換部材を製作した。
（比較例Ｇ２）
比較例Ｇ２における波長変換部材の製造には、（ｉ）蛍光体粒子１１としてＣｅ賦活αＳｉＡｌＯ蛍光体およびＥｕ賦活ＣａＡｌＳｉＮ３蛍光体を、（ｉｉ）ガラス１０としてオキシナイトライドガラスをそれぞれ適用した。
比較例Ｇ２における波長変換部材の製造には、（ｉ）蛍光体粒子１１としてＣｅ賦活αＳｉＡｌＯ蛍光体およびＥｕ賦活ＣａＡｌＳｉＮ３蛍光体を、（ｉｉ）ガラス１０としてオキシナイトライドガラスをそれぞれ適用した。
比較例Ｇ２では、オキシナイトライドガラスのガラス微粉末を、上述の実施例Ｇ１と同様の方法によって作製した後に、当該ガラス微粉末に対して、蛍光体粉末を５．３重量％の重量比率によって混合した。
ここで、比較例Ｇ２の蛍光体粉末は、（ｉ）上述の製造例１において製造されたＥｕ賦活αＳｉＡｌＯＮ蛍光体と、（ｉｉ）比較製造例２において製造されたＥｕ賦活ＣａＡｌＳｉＮ３蛍光体とを、４７：６の重量比率によって混合したものである。
なお、比較例Ｇ２での各蛍光体の混合比率は、ガラスに対する各蛍光体（被覆層を除いた部分）の体積比率が、実施例Ｇ２と同一となるように調整されている。
そして、混合物をホットプレス法により成形し、実施例Ｇ１と同様の工程によって、オキシナイトライドガラスの中に蛍光体粒子がほぼ均一に分散された波長変換部材を製した。
（実施例Ｇ３）
実施例Ｇ３における波長変換部材の製造には、（ｉ）蛍光体粒子１１としてＥｕ賦活αＳｉＡｌＯＮ蛍光体およびαＳｉＡｌＯＮ被覆Ｅｕ賦活βＳｉＡｌＯＮ蛍光体を、（ｉｉ）ガラス１０としてシリカガラスをそれぞれ適用した。
実施例Ｇ３における波長変換部材の製造には、（ｉ）蛍光体粒子１１としてＥｕ賦活αＳｉＡｌＯＮ蛍光体およびαＳｉＡｌＯＮ被覆Ｅｕ賦活βＳｉＡｌＯＮ蛍光体を、（ｉｉ）ガラス１０としてシリカガラスをそれぞれ適用した。
実施例Ｇ３では、金属アルコキシドを原料として用いたゾルゲル法によって、シリカガラスに蛍光体粉末が分散した材料を作製する。
はじめに、テトラメトキシシラン（ＴＭＯＳ）、ジメチルホルミアミド（ＤＭＦ）、メタノール、純水、および水酸化アンモニウムを、ＴＭＯＳ：ＤＭＦ：メタノール：純水：水酸化アンモニウム＝１：１：２：１２：０．０００５のモル比となるように混合することによって混合溶液を調製する。
そして、当該混合溶液２０ｇ中に蛍光体粉末０．１９ｇを混合した後に、室温において１時間撹拌することによって、蛍光体分散湿潤ゲルを得た。そして、得られた蛍光体分散湿潤ゲルを、所望の形状の容器に移し替えた状態で、乾燥機に投入する。
次に、乾燥機において、３５℃の温度を８時間に亘って保持した後に、２４時間を費やして８０℃まで昇温する。そして、８０℃の温度を１２０時間に亘って保持した後に、１５０℃まで再度昇温する。そして、１５０℃の温度を９６時間に亘って保持することによって、上述の蛍光体分散湿潤ゲルを乾燥させた。その結果、所望の形状の蛍光体分散乾燥ゲルが得られた。
次に、当該蛍光体分散乾燥ゲルを焼成炉に投入し、５２時間を費やして、室温から１０５０℃まで昇温した。そして、１０５０℃の温度を２時間に亘って保持することにより、当該蛍光体分散乾燥ゲルをガラス化させた。その結果、シリカガラスの中に蛍光体粉末がほぼ均一に分散された波長変換部材が形成された。
ここで、実施例Ｇ３の蛍光体粉末は、（ｉ）上述の製造例１において製造されたＥｕ賦活αＳｉＡｌＯＮ蛍光体と、（ｉｉ）製造例２において製造されたαＳｉＡｌＯＮ被覆Ｅｕ賦活βＳｉＡｌＯＮ蛍光体とを、１３：２１の重量比率によって混合したものである。
（比較例Ｇ３）
比較例Ｇ３における波長変換部材の製造には、（ｉ）蛍光体粒子１１としてＥｕ賦活αＳｉＡｌＯＮ蛍光体およびＥｕ賦活βＳｉＡｌＯＮ蛍光体を、（ｉｉ）ガラス１０としてシリカガラスをそれぞれ適用した。
比較例Ｇ３における波長変換部材の製造には、（ｉ）蛍光体粒子１１としてＥｕ賦活αＳｉＡｌＯＮ蛍光体およびＥｕ賦活βＳｉＡｌＯＮ蛍光体を、（ｉｉ）ガラス１０としてシリカガラスをそれぞれ適用した。
比較例Ｇ３では、テトラメトキシシラン（ＴＭＯＳ）、ジメチルホルミアミド（ＤＭＦ）、メタノール、純水、および水酸化アンモニウムを、上述の実施例Ｇ３と同様の混合比率によって混合し、混合溶液を調製した。
そして、当該混合溶液２０ｇ中に蛍光体粉末０．１６ｇを混合して、上述の実施例Ｇ３と同様にゾルゲル法を用いて、シリカガラス中に蛍光体粉末がほぼ均一に分散された波長変換部材を製作した。
ここで、比較例Ｇ３の蛍光体粉末は、（ｉ）上述の製造例１において製造されたＥｕ賦活αＳｉＡｌＯＮ蛍光体と、（ｉｉ）比較製造例１において製造されたＥｕ賦活βＳｉＡｌＯＮ蛍光体とを、１３：１６の重量比率によって混合したものである。
なお、比較例Ｇ３での各蛍光体の混合比率は、ガラスに対する各蛍光体（被覆層を除いた部分）の体積比率が、実施例Ｇ３と同一となるように調整されている。
（本実施形態の波長変換部材の性能評価）
次に、上述の図２に示された発光装置１００を用いて、波長変換部材１の性能について評価を行った。以下、本実施形態の波長変換部材の評価結果を示す実施例Ｄ１について説明する。また、実施例Ｄ１の比較例としての比較例Ｄ１についても説明する。
次に、上述の図２に示された発光装置１００を用いて、波長変換部材１の性能について評価を行った。以下、本実施形態の波長変換部材の評価結果を示す実施例Ｄ１について説明する。また、実施例Ｄ１の比較例としての比較例Ｄ１についても説明する。
（実施例Ｄ１）
実施例Ｄ１では、発光装置１００に含まれる波長変換部材として、上述の実施例Ｇ１において得られた波長変換部材を採用した。
実施例Ｄ１では、発光装置１００に含まれる波長変換部材として、上述の実施例Ｇ１において得られた波長変換部材を採用した。
具体的には、ダイヤモンドカッターおよび紙やすり等を用いて、実施例Ｇ１において得られた波長変換部材を、直径５ｍｍ、厚さ１ｍｍのディスク状に加工した。そして、当該波長変換部材を発光装置１００の支持部２５に張り付けることによって、発光装置１００を製作した。なお、窒化物レーザ２３の発光ピーク波長は、４５０ｎｍとして設定した。
図３は、実施例Ｄ１における発光装置１００から発せられる照明光の発光スペクトルを、分光放射輝度計ＭＣＰＤ−７０００（大塚電子株式会社製）を用いて測定した結果を示すグラフである。
図３において、グラフの横軸は、照明光の波長（ｎｍ）を表す。また、グラフの縦軸は、照明光の発光強度（任意単位）を表す。なお、グラフの横軸および縦軸については、後述の図４〜図８においても同様である。
図３に示された照明光の発光スペクトルを解析した結果、照明光の色温度は、５０８７Ｋであった。また、照明光の色度点は、（ＣＩＥｘ，ＣＩＥｙ）＝（０．３４３，０．３５１）であった。
また、窒化物レーザ２３から発せられる励起光のエネルギーを２００ｍＷとする駆動条件において、当該発光装置１００を駆動し、照明光の全光束をＭＣＰＤ−７０００と積分球とを用いた測定系によって測定した。その結果、照明光の全光束は、３０．９ｌｍであることが確認された。
（比較例Ｄ１）
比較例Ｄ１では、発光装置１００に含まれる波長変換部材として、上述の比較例Ｇ１において得られた波長変換部材を採用した。
比較例Ｄ１では、発光装置１００に含まれる波長変換部材として、上述の比較例Ｇ１において得られた波長変換部材を採用した。
具体的には、上述の実施例Ｄ１と同様にして、比較例Ｇ１において得られた波長変換部材を直径５ｍｍ、厚さ１ｍｍのディスク状に加工し、発光装置１００を製作した。また、窒化物レーザ２３の発光ピーク波長についても、上述の実施例Ｄ１と同様に、４５０ｎｍとして設定した。
図４は、比較例Ｄ１における発光装置１００から発せられる照明光の発光スペクトルを、分光放射輝度計ＭＣＰＤ−７０００を用いて測定した結果を示すグラフである。
図４に示された照明光の発光スペクトルを解析した結果、照明光の色温度は、２８８０Ｋであった。また、照明光の色度点は、（ＣＩＥｘ，ＣＩＥｙ）＝（０．４１８，０．３５２）であった。
また、図３と図４とを比較すると、比較例Ｄ１の発光ピーク波長における発光強度は、実施例Ｄ１の発光ピーク波長における発光強度に比べて有意に小さいことが理解される。
また、窒化物レーザ２３から発せられる励起光のエネルギーを２００ｍＷとする駆動条件において、当該発光装置１００を駆動し、照明光の全光束をＭＣＰＤ−７０００と積分球とを用いた測定系によって測定した。その結果、照明光の全光束は、１７．６ｌｍであることが確認された。
また、上述の実施例Ｄ１の発光装置における励起光変換効率を１００％とした場合、比較例Ｄ１の発光装置における励起光変換効率は、５８％であることが確認された。
（本実施形態の波長変換部材の効果）
図９は、上述の実施例Ｄ１、比較例Ｄ１、および後述する実施例Ｄ２〜Ｄ３、比較例Ｄ２〜Ｄ３のそれぞれにおける、照明光の色温度、色度点、および光束の値を示す表である。
図９は、上述の実施例Ｄ１、比較例Ｄ１、および後述する実施例Ｄ２〜Ｄ３、比較例Ｄ２〜Ｄ３のそれぞれにおける、照明光の色温度、色度点、および光束の値を示す表である。
図９に示されているように、実施例Ｄ１では、照明光の色温度が５０００Ｋ付近の昼白色として得られている。他方、比較例Ｄ１では、波長変換部材の分散剤であるガラス（オキシナイトライドガラス）に対する蛍光体粒子の体積比率は、実施例Ｄ１の波長変換部材と同じであるにもかかわらず、照明光の色温度は３０００Ｋ付近であった。
すなわち、比較例Ｄ１では、昼白色から大きく外れた色温度が得られた。また、上述のように、比較例Ｄ１における励起光変換効率は、実施例Ｄ１における励起光変換効率はよりも有意に低いことが確認された。
このような実施例Ｄ１と比較例Ｄ１との差異（実施例Ｇ１と比較例Ｇ１との差異と理解してもよい）は、波長変換部材に含まれる蛍光体粒子が、熱的および化学的に安定なαＳｉＡｌＯＮを含む被覆層によって被覆されているか否かの違いによって生じる。
具体的には、比較例Ｄ１では、Ｅｕ賦活βＳｉＡｌＯＮ蛍光体がαＳｉＡｌＯＮを含む被覆層によって被覆されていない。このため、比較例Ｇ１では、波長変換部材を製作するプロセスにおいて、Ｅｕ賦活βＳｉＡｌＯＮ蛍光体粒子が劣化する。
他方、実施例Ｄ１では、Ｅｕ賦活βＳｉＡｌＯＮ蛍光体がαＳｉＡｌＯＮを含む被覆層によって被覆されている。このため、実施例Ｇ１では、波長変換部材を製作するプロセスにおいて、Ｅｕ賦活βＳｉＡｌＯＮ蛍光体粒子の劣化が抑制されている。
これにより、実施例Ｄ１の波長変換部材によれば、比較例Ｄ１の波長変換部材に比べて、高い波長変換効率を実現することができる。従って、実施例Ｄ１の波長変換部材を用いることにより、従来よりも高い発光効率を有する発光装置を実現することができる。
なお、βＳｉＡｌＯＮは人の視感度が高い緑色の蛍光を発する。このため、βＳｉＡｌＯＮの劣化により発光装置の光束は大きく低下する。従って、実施例Ｄ１の発光装置では、Ｅｕ賦活βＳｉＡｌＯＮ蛍光体がαＳｉＡｌＯＮを含む被覆層によって被覆されていることにより、比較例Ｄ１の発光装置よりも有意に大きい値の光束が得られている。
〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について、図５〜図６、および図９に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
本発明の他の実施形態について、図５〜図６、および図９に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
（本実施形態の波長変換部材の性能評価）
実施形態２においても、実施形態１と同様にして、波長変換部材１の性能について評価を行った。ここでは、本実施形態の波長変換部材の評価結果を示す実施例Ｄ２について説明する。また、実施例Ｄ２の比較例としての比較例Ｄ２についても説明する。
実施形態２においても、実施形態１と同様にして、波長変換部材１の性能について評価を行った。ここでは、本実施形態の波長変換部材の評価結果を示す実施例Ｄ２について説明する。また、実施例Ｄ２の比較例としての比較例Ｄ２についても説明する。
（実施例Ｄ２）
実施例Ｄ２では、発光装置１００に含まれる波長変換部材として、上述の実施例Ｇ２において得られた波長変換部材を採用した。
実施例Ｄ２では、発光装置１００に含まれる波長変換部材として、上述の実施例Ｇ２において得られた波長変換部材を採用した。
具体的には、上述の実施例Ｄ１と同様にして、実施例Ｇ２において得られた波長変換部材を直径５ｍｍ、厚さ１ｍｍのディスク状に加工し、発光装置１００を製作した。なお、窒化物レーザ２３の発光ピーク波長は、４１０ｎｍとして設定した。
図５は、実施例Ｄ２における発光装置１００から発せられる照明光の発光スペクトルを、分光放射輝度計ＭＣＰＤ−７０００を用いて測定した結果を示すグラフである。
図５に示された照明光の発光スペクトルを解析した結果、照明光の色温度は、２８３０Ｋであった。また、照明光の色度点は、（ＣＩＥｘ，ＣＩＥｙ）＝（０．４５１，０．４１１）であった。
また、窒化物レーザ２３から発せられる励起光のエネルギーを２００ｍＷとする駆動条件において、当該発光装置１００を駆動し、照明光の全光束をＭＣＰＤ−７０００と積分球とを用いた測定系によって測定した。その結果、照明光の全光束は、２０．５ｌｍであることが確認された。
（比較例Ｄ２）
比較例Ｄ２では、発光装置１００に含まれる波長変換部材として、上述の比較例Ｇ２において得られた波長変換部材を採用した。
比較例Ｄ２では、発光装置１００に含まれる波長変換部材として、上述の比較例Ｇ２において得られた波長変換部材を採用した。
具体的には、上述の実施例Ｄ１と同様にして、比較例Ｇ２において得られた波長変換部材を直径５ｍｍ、厚さ１ｍｍのディスク状に加工し、発光装置１００を製作した。なお、窒化物レーザ２３の発光ピーク波長は、４０５ｎｍとして設定した。
図６は、比較例Ｄ２における発光装置１００から発せられる照明光の発光スペクトルを、分光放射輝度計ＭＣＰＤ−７０００を用いて測定した結果を示すグラフである。
図６に示された照明光の発光スペクトルを解析した結果、照明光の色温度は、７６９１Ｋであった。また、照明光の色度点は、（ＣＩＥｘ，ＣＩＥｙ）＝（０．２６７，０．４１６）であった。
また、図５と図６とを比較すると、比較例Ｄ２の発光ピーク波長における発光強度は、実施例Ｄ２の発光ピーク波長における発光強度に比べて有意に小さいことが理解される。
また、窒化物レーザ２３から発せられる励起光のエネルギーを２００ｍＷとする駆動条件において、当該発光装置１００を駆動し、照明光の全光束をＭＣＰＤ−７０００と積分球とを用いた測定系によって測定した。その結果、照明光の全光束は、９．５ｌｍであることが確認された。
また、上述の実施例Ｄ２の発光装置における励起光変換効率を１００％とした場合、比較例Ｄ２の発光装置における励起光変換効率は、６２％であることが確認された。
（本実施形態の波長変換部材の効果）
図９に示されているように、実施例Ｄ２では、照明光の色温度が２８００Ｋ付近の電球色として得られている。他方、比較例Ｄ２では、波長変換部材の分散剤であるガラス（オキシナイトライドガラス）に対する蛍光体粒子の体積比率は、実施例Ｄ２の波長変換部材と同じであるにもかかわらず、照明光の色温度は７６００Ｋ付近であった。
図９に示されているように、実施例Ｄ２では、照明光の色温度が２８００Ｋ付近の電球色として得られている。他方、比較例Ｄ２では、波長変換部材の分散剤であるガラス（オキシナイトライドガラス）に対する蛍光体粒子の体積比率は、実施例Ｄ２の波長変換部材と同じであるにもかかわらず、照明光の色温度は７６００Ｋ付近であった。
すなわち、比較例Ｄ２では、電球色から大きく外れた色温度が得られた。また、上述のように、比較例Ｄ２における励起光変換効率は、実施例Ｄ２における励起光変換効率はよりも有意に低いことが確認された。
比較例Ｄ２では、Ｅｕ賦活ＣａＡｌＳＩＮ３蛍光体がαＳｉＡｌＯＮを含む被覆層によって被覆されていない。このため、比較例Ｄ２では、波長変換部材を製作するプロセスにおいて、Ｅｕ賦活ＣａＡｌＳＩＮ３蛍光体粒子が劣化する。
他方、実施例Ｄ２では、Ｅｕ賦活ＣａＡｌＳＩＮ３蛍光体がαＳｉＡｌＯＮを含む被覆層によって被覆されている。このため、実施例Ｄ２では、波長変換部材を製作するプロセスにおいて、Ｅｕ賦活ＣａＡｌＳＩＮ３蛍光体粒子の劣化が抑制されている。
これにより、実施例Ｄ２の波長変換部材によっても、実施例Ｄ１の波長変換部材と同様に、高い波長変換効率を実現することができる。従って、実施例Ｄ２の波長変換部材を用いることにより、従来よりも高い発光効率を有する発光装置を実現することができる。また、実施例Ｄ２の発光装置によれば、従来よりも大きい値の光束を得ることができる。
〔実施形態３〕
本発明の他の実施形態について、図７〜図９に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
本発明の他の実施形態について、図７〜図９に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
（本実施形態の波長変換部材の性能評価）
実施形態３においても、実施形態１および２と同様にして、波長変換部材１の性能について評価を行った。ここでは、本実施形態の波長変換部材の評価結果を示す実施例Ｄ３について説明する。また、実施例Ｄ３の比較例としての比較例Ｄ３についても説明する。
実施形態３においても、実施形態１および２と同様にして、波長変換部材１の性能について評価を行った。ここでは、本実施形態の波長変換部材の評価結果を示す実施例Ｄ３について説明する。また、実施例Ｄ３の比較例としての比較例Ｄ３についても説明する。
（実施例Ｄ３）
実施例Ｄ３では、発光装置１００に含まれる波長変換部材として、上述の実施例Ｇ３において得られた波長変換部材を採用した。
実施例Ｄ３では、発光装置１００に含まれる波長変換部材として、上述の実施例Ｇ３において得られた波長変換部材を採用した。
具体的には、上述の実施例Ｄ１と同様にして、実施例Ｇ３において得られた波長変換部材を直径５ｍｍ、厚さ１ｍｍのディスク状に加工し、発光装置１００を製作した。なお、窒化物レーザ２３の発光ピーク波長は、４０５ｎｍとして設定した。
図７は、実施例Ｄ３における発光装置１００から発せられる照明光の発光スペクトルを、分光放射輝度計ＭＣＰＤ−７０００を用いて測定した結果を示すグラフである。
図７に示された照明光の発光スペクトルを解析した結果、照明光の色温度は、４８９２Ｋであった。また、照明光の色度点は、（ＣＩＥｘ，ＣＩＥｙ）＝（０．３４８，０．３５３）であった。
また、窒化物レーザ２３から発せられる励起光のエネルギーを２００ｍＷとする駆動条件において、当該発光装置１００を駆動し、照明光の全光束をＭＣＰＤ−７０００と積分球とを用いた測定系によって測定した。その結果、照明光の全光束は、３０．９ｌｍであることが確認された。
（比較例Ｄ３）
比較例Ｄ３では、発光装置１００に含まれる波長変換部材として、上述の比較例Ｇ３において得られた波長変換部材を採用した。
比較例Ｄ３では、発光装置１００に含まれる波長変換部材として、上述の比較例Ｇ３において得られた波長変換部材を採用した。
具体的には、上述の実施例Ｄ１と同様にして、比較例Ｇ３において得られた波長変換部材を直径５ｍｍ、厚さ１ｍｍのディスク状に加工し、発光装置１００を製作した。また、窒化物レーザ２３の発光ピーク波長についても、上述の実施例Ｄ１と同様に、４０５ｎｍとして設定した。
図８は、比較例Ｄ３における発光装置１００から発せられる照明光の発光スペクトルを、分光放射輝度計ＭＣＰＤ−７０００を用いて測定した結果を示すグラフである。
図８に示された照明光の発光スペクトルを解析した結果、照明光の色温度は、２８６２Ｋであった。また、照明光の色度点は、（ＣＩＥｘ，ＣＩＥｙ）＝（０．４２２，０．３５９）であった。
また、図７と図８とを比較すると、比較例Ｄ３の発光ピーク波長における発光強度は、実施例Ｄ３の発光ピーク波長における発光強度に比べて有意に小さいことが理解される。
また、窒化物レーザ２３から発せられる励起光のエネルギーを２００ｍＷとする駆動条件において、当該発光装置１００を駆動し、照明光の全光束をＭＣＰＤ−７０００と積分球とを用いた測定系によって測定した。その結果、照明光の全光束は、１８．５ｌｍであることが確認された。
また、上述の実施例Ｄ３の発光装置における励起光変換効率を１００％とした場合、比較例Ｄ３の発光装置における励起光変換効率は、６１％であることが確認された。
（本実施形態の波長変換部材の効果）
図９に示されているように、実施例Ｄ３では、照明光の色温度が５０００Ｋ付近の昼白色として得られている。他方、比較例Ｄ３では、波長変換部材の分散剤であるガラス（シリカガラス）に対する蛍光体粒子の体積比率は、実施例Ｄ３の波長変換部材と同じであるにもかかわらず、照明光の色温度は２８００Ｋ付近であった。
図９に示されているように、実施例Ｄ３では、照明光の色温度が５０００Ｋ付近の昼白色として得られている。他方、比較例Ｄ３では、波長変換部材の分散剤であるガラス（シリカガラス）に対する蛍光体粒子の体積比率は、実施例Ｄ３の波長変換部材と同じであるにもかかわらず、照明光の色温度は２８００Ｋ付近であった。
すなわち、比較例Ｄ３では、昼白色から大きく外れた色温度が得られた。また、上述のように、比較例Ｄ３における励起光変換効率は、実施例Ｄ３における励起光変換効率はよりも有意に低いことが確認された。
比較例Ｄ３では、Ｅｕ賦活βＳｉＡｌＯＮ蛍光体がαＳｉＡｌＯＮを含む被覆層によって被覆されていない。このため、比較例Ｄ３では、波長変換部材を製作するプロセスにおいて、Ｅｕ賦活βＳｉＡｌＯＮ蛍光体粒子が劣化する。
他方、実施例Ｄ３では、Ｅｕ賦活βＳｉＡｌＯＮ蛍光体がαＳｉＡｌＯＮを含む被覆層によって被覆されている。このため、実施例Ｄ３では、波長変換部材を製作するプロセスにおいて、Ｅｕ賦活βＳｉＡｌＯＮ蛍光体粒子の劣化が抑制されている。
これにより、実施例Ｄ３の波長変換部材によっても、実施例Ｄ１およびＤ２の波長変換部材と同様に、高い波長変換効率を実現することができる。従って、実施例Ｄ３の波長変換部材を用いることにより、従来よりも高い発光効率を有する発光装置を実現することができる。また、実施例Ｄ３の発光装置によれば、従来よりも大きい値の光束を得ることができる。
〔実施形態４〕
上述の各実施形態では、Ｅｕ賦活βＳｉＡｌＯＮ蛍光体またはＥｕ賦活ＣａＡｌＳＩＮ３蛍光体のみが、αＳｉＡｌＯＮを含む被覆層によって被覆されていない。従って、上述の各実施形態では、Ｅｕ賦活αＳｉＡｌＯＮ蛍光体は、αＳｉＡｌＯＮを含む被覆層によって被覆されていない。
上述の各実施形態では、Ｅｕ賦活βＳｉＡｌＯＮ蛍光体またはＥｕ賦活ＣａＡｌＳＩＮ３蛍光体のみが、αＳｉＡｌＯＮを含む被覆層によって被覆されていない。従って、上述の各実施形態では、Ｅｕ賦活αＳｉＡｌＯＮ蛍光体は、αＳｉＡｌＯＮを含む被覆層によって被覆されていない。
しかしながら、Ｅｕ賦活αＳｉＡｌＯＮ蛍光体もまた、αＳｉＡｌＯＮを含む被覆層によって被覆されてもよい。これにより、Ｅｕ賦活αＳｉＡｌＯＮ蛍光体の安定性を向上させることができる。
但し、Ｅｕ賦活αＳｉＡｌＯＮ蛍光体を、αＳｉＡｌＯＮを含む被覆層によって被覆した場合の安定性の向上の程度は、Ｅｕ賦活βＳｉＡｌＯＮ蛍光体またはＥｕ賦活ＣａＡｌＳＩＮ３蛍光体をαＳｉＡｌＯＮを含む被覆層によって被覆した場合に対して、比較的小さいことを、本願の発明者らは見出した。
このため、上述の各実施形態では、Ｅｕ賦活αＳｉＡｌＯＮ蛍光体を、αＳｉＡｌＯＮを含む被覆層によって被覆する構成については例示していない。
〔まとめ〕
本発明の態様１に係る波長変換部材（１）は、７００℃以上の軟化点を有するガラス（１０）と、上記ガラスの内部に分散された、励起光（２６）を受けて蛍光（２７）を発する１種類または複数種類の蛍光体粒子（１１）と、を備えており、上記蛍光体粒子のうちの少なくとも１種類の蛍光体粒子は、αＳｉＡｌＯＮを含む被覆層によって被覆されている。
本発明の態様１に係る波長変換部材（１）は、７００℃以上の軟化点を有するガラス（１０）と、上記ガラスの内部に分散された、励起光（２６）を受けて蛍光（２７）を発する１種類または複数種類の蛍光体粒子（１１）と、を備えており、上記蛍光体粒子のうちの少なくとも１種類の蛍光体粒子は、αＳｉＡｌＯＮを含む被覆層によって被覆されている。
上記の構成によれば、少なくとも１種類の蛍光体粒子が、熱的および化学的に安定なαＳｉＡｌＯＮを含む被覆層によって被覆されていることにより、７００℃以上という比較的高温の軟化点を有するガラスに蛍光体粒子を分散させるプロセス（波長変換部材を製造するプロセス）において、蛍光体粒子の劣化を抑制することができる。
それゆえ、波長変換部材の波長変換効率を、従来よりも向上させることができるという効果を奏する。
また、本発明の態様２に係る波長変換部材は、上記態様１において、上記少なくとも１種類の蛍光体粒子は、酸窒化物蛍光体または窒化物蛍光体であることが好ましい。
上記の構成によれば、耐熱性に優れた蛍光体材料である酸窒化物蛍光体または窒化物蛍光体を用いることによって、波長変換部材を製造するプロセスにおいて、蛍光体粒子の劣化を好適に抑制することができるという効果を奏する。
また、本発明の態様３に係る波長変換部材は、上記態様２において、上記少なくとも１種類の蛍光体粒子は、βＳｉＡｌＯＮ蛍光体またはＣａＡｌＳｉＮ３蛍光体であることが好ましい。
上記の構成によれば、蛍光体粒子として、（ｉ）酸窒化物蛍光体であるβＳｉＡｌＯＮ蛍光体、または、（ｉｉ）窒化物蛍光体であるＣａＡｌＳｉＮ３蛍光体を用いることにより、蛍光体粒子の劣化を好適に抑制することができるという効果を奏する。
また、本発明の態様４に係る波長変換部材は、上記態様１から３のいずれか１つにおいて、上記被覆層の厚さは、１０ｎｍ以上かつ１００μｍ以下であることが好ましい。
上記の構成によれば、被覆層の安定性を確保するとともに、被覆層によって被覆された蛍光体粒子の粗大化を抑制することができるという効果を奏する。
また、本発明の態様５に係る波長変換部材は、上記態様４において、上記被覆層の厚さは、１００ｎｍ以上かつ１００μｍ以下であることが好ましい。
上記の構成によれば、被覆層の安定性をより向上させるとともに、被覆層によって被覆された蛍光体粒子の粗大化を抑制することができるという効果を奏する。
また、本発明の態様６に係る波長変換部材は、上記態様１から５のいずれか１つにおいて、上記励起光のピーク波長は、３００ｎｍ以上かつ５００ｎｍ以下であることが好ましい。
上記の構成によれば、蛍光体粒子を好適に励起することができるという効果を奏する。
また、本発明の態様７に係る波長変換部材は、上記態様６において、上記励起光のピーク波長は、３５０ｎｍ以上かつ４２０ｎｍ以下であることが好ましい。
上記の構成によれば、酸窒化物蛍光体または窒化物蛍光体を蛍光体粒子として適用した場合、当該蛍光体粒子を好適に励起することができるという効果を奏する。
さらに、７００℃以上の軟化点を有するガラスは、化学的に安定であり、紫色光から紫外光までの波長領域の光を吸収しないという性質（透光性）を有している。このため、本発明の一態様に係る波長変換部材によれば、励起光によってガラスの紫外線劣化が生じることが抑制されるという利点も得られる。
また、本発明の態様８に係る波長変換部材は、上記態様１から７のいずれか１つにおいて、上記ガラスは、オキシナイトライドガラスであることが好ましい。
上記の構成によれば、シリカガラスに比べて低い軟化点を有するオキシナイトライドガラスを適用することにより、波長変換部材を製造するプロセスを、比較的低い温度によって行うことができる。このため、蛍光体粒子の劣化を好適に抑制することができるという効果を奏する。
また、本発明の態様９に係る波長変換部材は、上記態様１から７のいずれか１つにおいて、上記ガラスは、シリカガラスであってもよい。
上記の構成によれば、化学的に安定なガラスの１つであるシリカガラスを用いて、波長変換部材を製作できるという効果を奏する。
また、本発明の態様１０に係る発光装置は、上記態様１から９のいずれか１つに係る波長変換部材と、上記励起光を上記波長変換部材に照射する励起光源（窒化物レーザ２３）と、を備えていることが好ましい。
上記の構成によれば、波長変換効率を有する波長変換部材を用いることにより、従来よりも発光効率に優れた発光装置を実現することができるという効果を奏する。
また、本発明の態様１１に係る波長変換部材の製造方法は、７００℃以上の軟化点を有するガラスと、励起光を受けて蛍光を発する１種類または複数種類の蛍光体粒子と、を備えた波長変換部材の製造方法であって、上記蛍光体粒子のうちの少なくとも１種類の蛍光体粒子を、αＳｉＡｌＯＮを含む被覆層によって被覆する工程と、上記蛍光体粒子を、上記ガラスの内部に分散させる工程と、を含んでいる。
上記の構成によれば、従来の波長変換部材に比べて、より高い波長変換効率を有する波長変換部材を製造することができるという効果を奏する。
〔付記事項〕
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
なお、本発明は、以下のようにも表現できる。
すなわち、本発明の一態様に係る波長変換部材は、軟化点が７００℃以上のガラス中に、蛍光体の粒子が分散されている波長変換部材であって、上記蛍光体の粒子のいずれかはαＳｉＡｌＯＮで被覆されている。
また、本発明の一態様に係る波長変換部材において、上記蛍光体は、酸窒化物蛍光体または窒化物蛍光体である。
また、本発明の一態様に係る波長変換部材において、上記αＳｉＡｌＯＮで被覆された蛍光体は、βＳｉＡｌＯＮまたはＣａＡｌＳｉＮ３から選ばれる少なくとも１種である。
また、本発明の一態様に係る波長変換部材において、上記αＳｉＡｌＯＮからなる被覆層の厚さは、１０ｎｍ〜１０μｍの範囲内である。
また、本発明の一態様に係る波長変換部材において、上記半導体発光素子の発光のピーク波長は、３００〜５００ｎｍである。
また、本発明の一態様に係る波長変換部材において、上記半導体発光素子の発光のピーク波長は、３５０〜４２０ｎｍである。
また、本発明の一態様に係る波長変換部材において、上記軟化点が７００℃以上のガラスは、シリカガラスである。
また、本発明の一態様に係る波長変換部材において、上記軟化点が７００℃以上のガラスは、オキシナイトライドガラスである。
本発明は、励起光を蛍光に変換する蛍光体を含む波長変換部材、および当該波長変換部材を備えた発光装置に利用することができる。
１ 波長変換部材
１０ ガラス
１１ 蛍光体粒子
２３ 窒化物レーザ（励起光源）
２６ 励起光
２７ 蛍光
１００ 発光装置
１０ ガラス
１１ 蛍光体粒子
２３ 窒化物レーザ（励起光源）
２６ 励起光
２７ 蛍光
１００ 発光装置
Claims (9)
- ７００℃以上の軟化点を有するガラスと、
上記ガラスの内部に分散された、励起光を受けて蛍光を発する１種類または複数種類の蛍光体粒子と、を備えており、
上記蛍光体粒子のうちの少なくとも１種類の蛍光体粒子は、αＳｉＡｌＯＮを含む被覆層によって被覆されており、
上記少なくとも１種類の蛍光体粒子は、酸窒化物蛍光体または窒化物蛍光体であって、βＳｉＡｌＯＮ蛍光体またはＣａＡｌＳｉＮ３蛍光体であることを特徴とする波長変換部材。 - 上記被覆層の厚さは、１０ｎｍ以上かつ１００μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の波長変換部材。
- 上記被覆層の厚さは、１００ｎｍ以上かつ１００μｍ以下であることを特徴とする請求項２に記載の波長変換部材。
- 上記励起光のピーク波長は、３００ｎｍ以上かつ５００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の波長変換部材。
- 上記励起光のピーク波長は、３５０ｎｍ以上かつ４２０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項４に記載の波長変換部材。
- 上記ガラスは、オキシナイトライドガラスであることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の波長変換部材。
- 上記ガラスは、シリカガラスであることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の波長変換部材。
- 請求項１から７のいずれか１項に記載の波長変換部材と、
上記励起光を上記波長変換部材に照射する励起光源と、を備えていることを特徴とする発光装置。 - ７００℃以上の軟化点を有するガラスと、
励起光を受けて蛍光を発する１種類または複数種類の蛍光体粒子と、を備えた波長変換部材の製造方法であって、
上記蛍光体粒子のうちの少なくとも１種類の蛍光体粒子を、αＳｉＡｌＯＮを含む被覆層によって被覆する工程と、
上記蛍光体粒子を、上記ガラスの内部に分散させる工程と、を含んでおり、
上記少なくとも１種類の蛍光体粒子は、酸窒化物蛍光体または窒化物蛍光体であって、βＳｉＡｌＯＮ蛍光体またはＣａＡｌＳｉＮ３蛍光体であることを特徴とする波長変換部材の製造方法。
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