TWI663141B - 光波長轉換構件及發光裝置 - Google Patents

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Abstract

提供能夠抑制顏色不均，並且能夠提高光導出效率、提高發光強度的光波長轉換構件及發光裝置。光波長轉換構件9具備由以Al2O3和用A3B5O12：Ce所表示的成分為主要成分的多結晶體所構成的陶瓷板11，A3B5O12中的A和B係從下述元素群組所選出的至少一種元素。
A：Sc、Y、鑭系(不包括Ce)
B：Al、Ga
此外，陶瓷板11的光入射面11a中形成有使特定波長透射或反射的介電體多層膜13。另外，陶瓷板11的氣孔率為2體積%以下，且平均面粗糙度(算術平均粗糙度Sa)為0.5μm以下。

Description

光波長轉換構件及發光裝置
本發明係關於如用於例如頭燈、照明、投影機等的各種光學機器的可以轉換光的波長的光波長轉換構件、及具備光波長轉換構件的發光裝置的發明。
在頭燈、各種照明機器等方面，利用螢光體將發光二極體(LED：Light Emitting Diode)、半導體雷射(LD：Laser Diode)的藍色光轉換波長，從而得到白色的裝置成為主流。
作為螢光體，已知有樹脂系、玻璃系等，但近年來，光源的高功率化持續發展，就螢光體來說，由於被要求更高的耐久性，因此陶瓷螢光體受到極大關注。
作為此陶瓷螢光體，已知有以Y3Al5O12：Ce(YAG：Ce)所代表的石榴石構造(A3B5O12)的成分中Ce被活化的螢光體。
此外，例如下述專利文獻1中記載的技術係使YAG：Ce複合化於Al2O3中，從而使耐熱性、導熱性提升。即，此技術係藉由包含Al2O3，從而可以具有比YAG：Ce單一組成高的導熱性，其結果，耐熱性、耐雷射功率性提高。
又，此專利文獻1中記載的技術係關於具備由Al2O3所構成的基質(matrix)相、由用一般式A3B5O12：Ce(A為從Y、Gd、Tb、Yb及Lu當中所選出的至少一種，B為從Al、Ga及Sc當中所選出的至少一種。)所表示的物質所構成的主螢光體相、和CeAl11O18相的燒成體的技術。
此外，近年來，如下述專利文獻2的記載，有人提出了為了提高螢光體中的來自波長轉換層的光導出效率，而在主放射側形成氣孔率高的薄膜的技術。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1 日本專利第5740017號公報
專利文獻2 日本特開2016-60859號公報
然而，上述的先前技術有如下的問題而要求有所改善。
具體而言，前述專利文獻1中記載的技術，為了防止伴隨燒成中的Ce揮發而來的顏色不均(即顏色變異)，而使CeAl11O18分散於組織中。但是，第三成分的CeAl11O18吸收光，成為減少螢光強度的因素。因此，必須進行將螢光體的厚度極端地減薄等來應付，但薄片化會損害作為構造體的螢光體的耐久性。
又，此專利文獻1中記載的化合物係Ce：YAG系的生成物，在其他的材料系(例如CeAlO3、NdAl11O18等的材料系)中，同樣的第三成分的存在也會成為發光強度降低的因素。
此外，前述專利文獻2中記載的技術，係藉由在主放射側形成氣孔率高的薄膜來使放射光擴散。但是，薄膜所產生的光擴散僅對由波長轉換層朝薄膜側透射的光有幫助，因此未考慮到其他的光(例如散射至入射側的光)。因此，無法得到充分的光導出效率，提高螢光強度(即發光強度)並不容易。
本發明係有鑑於前述課題所完成的發明，其目的在於提供能夠抑制顏色不均，並且提高光導出效率、提高發光強度的光波長轉換構件及具備該光波長轉換構件的發光裝置。
(1)本發明的第1局面係關於具備由以Al2O3和用A3B5O12：Ce所表示的成分為主要成分的多結晶體所構成的陶瓷板的光波長轉換構件者。
此光波長轉換構件，A3B5O12中的A和B係從下述元素群組所選出的至少一種元素，
A：Sc、Y、鑭系(不包括Ce)
B：Al、Ga
而且，陶瓷板的氣孔率為2體積%以下，且平均面粗糙度(算術平均粗糙度Sa)為0.5μm以下，在陶瓷板的厚度方向上的一表面(例如，光入射面)，具備積層了具有不同折射率的透光性的層的介電體多層膜。
本第1局面，藉由為上述的組成，能夠效率佳地將藍色光轉換成黃色光。
此外，在例如在使雷射光等從外部入射的光入射面，設置具有透光性的介電體多層膜的情況下，藉由調整該介電體多層膜，能夠具有使特定波長透射或反射的功能。
例如，在為YAG：Ce螢光體(即光波長轉換構件)的情況下，藉由作成具有使藍色光波長(465nm)透射，使從螢光體所發出的光波長(520nm)以上反射的功能的多層膜，能夠效率佳地導出從螢光體所發出的光。又，光導出效率係指出射光的光量相對於入射光的光量的比例。
另外，藉由將陶瓷板的形成介電體多層膜的表面的平均面粗糙度(算術平均粗糙度Sa)設為0.5μm以下，能夠形成具有如上述的優異的特定功能(即，使特定波長透射或反射的功能)的薄膜。又，若平均面粗糙度(算術平均粗糙度Sa)比0.5μm大，則無法得到所要的功能、形成顏色不均(即顏色變異)，因而不佳。
而且，就形成如上述介電體多層膜而言，需要將陶瓷板作成平滑。具體而言，藉由將氣孔率設為2體積%以下，能夠減少在陶瓷板表面露出的氣孔(由此，表面的凹部)，形成平滑的介電體多層膜，藉此，能夠抑制顏色不均。又，若氣孔率比2體積%大，則失去介電體多層膜的平滑性，會形成顏色不均，因而不佳。
依此方式，本第1局面，藉由上述的構成，減少顏色不均，藉由高光導出效率等，能夠實現高螢光強度(即發光強度)。
而且，本第1局面，能夠在雷射等的高功率光源下使用，能夠實現耐久性．耐熱性優異的螢光體的光波長轉換構件。
又，前述介電體多層膜係指折射率不同的膜(即，高折射率膜和折射率比其低的低折射率膜)的積層體，能採用周知的二向分光塗膜(dichroic coat)。作為高折射率膜的材料，可舉出：氧化鈮、氧化鈦、氧化鑭、氧化鉭、氧化釔、氧化釓、氧化鎢、氧化鉿、氧化鋁、氮化矽等，作為低折射率膜的材料，可舉出：氧化矽等。
(2)本發明的第2局面，在於厚度方向上將光波長轉換構件切斷的切斷面中，在介電體多層膜與陶瓷板的界面開口的陶瓷板的氣孔，係在界面的長度100μm的距離內為30個以下，且各個氣孔的開口徑為2μm以下。
本第2局面，存在於介電體多層膜與陶瓷板的界面的陶瓷板的氣孔係在如上所述的範圍內，因此能夠平滑地形成介電體多層膜，能夠充分地發揮上述的功能。即，能夠效率佳地導出從螢光體所發出的光。
此處，在存在於界面的氣孔比30個多的情況下，或者是在存在於界面的氣孔的開口徑比2μm大的情況下，失去膜的平滑性，容易形成顏色不均，因而不佳。
又，在界面開口的氣孔意指在用直線連結陶瓷板與介電體多層膜的界面時，在陶瓷側凹陷的凹部。此外，開口徑係指在前述界面中的前述100μm長度的直線中，凹部在界面開口的開口端的長度。
(3)本發明的第3局面，A3B5O12：Ce在陶瓷板中所佔的比例為5~50體積%。
在前述比例小於5體積%的情況下，螢光陶瓷不足，因此有變得無法得到充分的螢光強度之虞。另一方面，在前述比例比50體積%多的情況下，異種界面(透光性陶瓷/螢光陶瓷)中的粒界散射增加，有變得無法得到充分的透光性(由此，螢光強度降低)之虞。
由此，藉由將前述比例設為5~50體積%，則螢光強度(即發光強度)變高，促進亮度的均勻化，對抑制顏色不均是有效的。
(4)本發明的第4局面，A3B5O12：Ce中的Ce濃度係相對於元素A為10.0mol%以下(其中，不包括0)。
藉由位於本第4局面的範圍內，可以得到充分的螢光特性。即，若前述Ce的濃度(Ce濃度)超過10.0mol%，則變得容易發生濃度消光，導致螢光強度的降低。又，在不含Ce(0mol%)的情況下，不發出螢光。
(5)本發明的第5局面，在陶瓷板的厚度方向上的另一表面(例如，光放射面)，具備抑制光反射的透光性的抗反射層。
本第5局面，藉由在將光從陶瓷板的內部放射至外部的光放射面設置抗反射層(即AR塗層)，可效率佳地將 光從陶瓷板的內部放射至外部。由此，有光波長轉換構件的發光強度提高這樣的優點。
又，作為此抗反射層，例如，能採用：氧化鈮、氧化鈦、氧化鉭、氧化鋁、氧化鋯、氧化矽、氮化鋁、氮化矽、氟化鎂等的材料。又，抗反射層可以是單層也可以是多層構造。
(6)本發明的第6局面係關於具備第1~第5局面中任一者的光波長轉換構件的發光裝置，具有使光對光波長轉換構件，從具備介電體多層膜的表面側入射的構成。
本第6局面，使光對光波長轉換構件，從具備介電體多層膜的表面入射，因此由陶瓷板轉換波長的光(即螢光)具有高螢光強度。此外，具有高顏色均質性。由此，在陶瓷板形成介電體多層膜的光波長轉換構件具有高螢光強度，並且具有高顏色均質性。
藉此，發光裝置能夠對外部輸出具有高的光強度，並且具有高顏色均質性的光。又，作為發光裝置的發光元件，例如，能使用LED、LD等公知的元件。
<以下，針對本發明的各構成進行說明>
‧前述「陶瓷板」係具有上述構成的多結晶的陶瓷燒結體，在各結晶粒子、其粒界中可以包含無法避免的雜質。
‧前述「主要成分」表示在前述陶瓷板中，存在最多量(體積)。
‧前述「A3B5O12：Ce」表示Ce固溶取代在A3B5O12中的A的一部分上，藉由具有這樣的構造，同化合物可以顯示螢光特性。
‧前述平均面粗糙度Sa(即算術平均粗糙度Sa)係指將二維的算術平均粗糙度Ra擴展成3維者，為ISO25178中所規範的參數。
1、21‧‧‧發光裝置
5‧‧‧發光元件
9、23‧‧‧光波長轉換構件
11‧‧‧陶瓷板
13‧‧‧介電體多層膜
25‧‧‧抗反射層
圖1係顯示使具備第1實施形態的光波長轉換構件的發光裝置在厚度方向上斷裂的剖面的剖面圖。
圖2(a)係顯示使第1實施形態的光波長轉換構件在厚度方向上斷裂的剖面的剖面圖，(b)係將圖2(a)的一部分(介電體多層膜進入凹部者)放大顯示的剖面圖。
圖3係顯示使具備第2實施形態的光波長轉換構件的發光裝置在厚度方向上斷裂的剖面的剖面圖。
用以實施發明的形態
接著，針對本發明的光波長轉換構件及發光裝置的實施形態進行說明。
[1.第1實施形態] [1-1.發光裝置]
首先，針對具備第1實施形態的光波長轉換構件的發光裝置進行說明。
如圖1所示，本第1實施形態的發光裝置1具備：例如氧化鋁等的箱狀的陶瓷製的封裝體(容器)3、配置在容器3的內部的例如LD等的發光元件5、和以覆蓋容器3的開口部7的方式所配置的板狀的光波長轉換構件9。
如後所詳述，此光波長轉換構件9係在陶瓷板11的一主面的光入射面11a形成了介電體多層膜13者。
此發光裝置1，從發光元件5所放射的光係照射在光波長轉換構件9的介電體多層膜13，透過介電體多層膜13導入具有透光性的陶瓷板11。被導入陶瓷板11內的光的一部分透射陶瓷板11，並且另一部分在陶瓷板11內被轉換波長而發光。即，光波長轉換構件9(詳言之，為陶瓷板11)發出波長與從發光元件5所放射的光的波長不同的螢光。
依此方式操作，包含轉換波長後的光的光係從波長轉換構件9的另一側(即陶瓷板11的光出射面11b側)輸出至外部。
例如，從LD所照射的藍色光，係由光波長轉換構件9轉換波長，從而使整體白色光從光波長轉換構件9照射至外部(例如，圖1的上方)。
[1-2.光波長轉換構件]
接著，針對光波長轉換構件9詳細地進行說明。
本第1實施形態的光波長轉換構件9係由陶瓷板11、和形成在陶瓷板11的厚度方向(圖1的上下方向)上的一表面(圖1下方的光入射面11a)的介電體多層膜13構成。
詳言之，陶瓷板11係以Al2O3(即Al2O3結晶粒子)和用化學式A3B5O12：Ce所表示的成分(即結晶粒子的A3B5O12：Ce結晶粒子)為主要成分的多結晶體的陶瓷燒結體。
此陶瓷板11的氣孔率為2體積%以下，且光入射的表面的光入射面11a和光出射的表面的光出射面11b(與光入射面11a為相反側的面)的平均面粗糙度Sa(即算術平均粗糙度Sa)為0.5μm以下。
此外，陶瓷板11具有由從下述元素群組所選出的至少一種元素所構成的用A3B5O12：Ce所表示的石榴石構造。
A：Sc、Y、鑭系(不包括Ce)
B：Al、Ga
另外，陶瓷板11係A3B5O12：Ce所佔的比例為5~50體積%。
而且，陶瓷板11，A3B5O12：Ce中的Ce濃度係相對於元素A為10mol%以下(其中，不包括0)。
此外，光波長轉換構件9係如圖2所示，在於厚度方向上切斷光波長轉換構件9的切斷面中，在介電體多層膜13與陶瓷板11的界面開口的陶瓷板11的氣孔15係在界面的長度(即通過界面的直線的長度)100μm的距離內為30個以下，且各個氣孔15的開口徑為2μm以下。
即，在界面開口的一個或複數個氣孔(其中，在前述直線部分開口的氣孔)15係沿著該直線的開口端的長度為2μm以下。
另一方面，介電體多層膜13係積層了具有不同折射率的透光性的層的多層膜。即，如圖2(b)所示，介電體多層膜13係積層了一個或複數個高折射率膜13a和折射率比其低的一個或複數個低折射率膜13b者。又，圖2顯示將複數個高折射率膜13a和複數個低折射率膜13b予以單膜交替配置的例子。
此介電體多層膜13，係藉由調節積層高折射率膜13a和低折射率膜13b的狀態，即藉由調整介電體多層膜13，來具有使特定波長透射或反射的功能者。
作為調整這樣的介電體多層膜13的方法，能夠採用各種形成二向分光塗膜的方法。
又，因為關於形成二向分光塗膜的技術是周知的，因此省略詳細的說明，簡言之，能夠控制各層的折射率及膜厚，將層數調整為2~100層左右，將總膜厚調整為0.1~20μm左右，從而使特定波長透射或反射。
例如，使包含氧化鈦的高折射率膜13a和包含氧化矽的低折射率膜13b交替積層，控制各層的膜厚，設為層數40、膜厚3μm，從而例如，能夠作成具有透射藍色光波長(465nm)，使從螢光體的陶瓷板11所發出的光(即經轉變波長的光)的波長(520nm)以上反射的功能的多層膜。
藉此，光波長轉換構件9，由陶瓷板11轉換波長的光係效率佳地被介電體多層膜13反射，因此可抑制從光入射面11a回到發光元件5側(圖1的下方)。因此，能夠效率佳地從光出射面11b側導出從螢光體的陶瓷板11所發出的光。
[1-2.光波長轉換構件的製造方法]
此處，針對製造光波長轉換構件9之際的概略的操作順序進行說明。
首先，以滿足前述第1實施形態的構成的方式，進行陶瓷燒結體的陶瓷板11的粉末材料的秤量等(即調製)。
接著，將有機溶劑和分散劑加入調製好的粉末材料，由球磨機進行粉碎混合。
接著，將樹脂混合於藉由粉碎混合所得到的粉末而製作漿料。
接著，使用漿料，藉由刮刀(doctor-blade)法製作薄片成形體。
接著，將薄片成形體進行脫脂。
接著，在大氣環境下，對已脫脂的薄片成形體進行燒成3~20小時，得到陶瓷燒結體的陶瓷板11。
藉由鑽石磨粒研磨此陶瓷板11的光入射面11a和光出射面11b，將平均面粗糙度Sa調整為0.5μm以下。
接著，對陶瓷板11的光入射面11a形成周知的二向分光塗膜的介電體多層膜13。
具體而言，藉由使包含氧化鈦的高折射率膜13a和包含氧化矽的低折射率膜13b交替積層，控制各層的膜厚，來形成成為層數40、膜厚3μm的介電體多層膜13。藉此，得到在陶瓷板11的光入射面11a具備介電體多層膜13的光波長轉換構件9。
[1-3.效果]
接著，說明本第1實施形態的效果。
(1)本實施形態的光波長轉換構件9具備由以Al2O3和用A3B5O12：Ce所表示的成分為主要成分的多結晶體所構成的陶瓷板11，A3B5O12中的A和B係從下述元素群組所選出的至少一種元素。
A：Sc、Y、鑭系(不包括Ce)
B：Al、Ga
由此，藉由上述的組成，能夠效率佳地將藍色光轉換成黃色光。
此外，因為在陶瓷板11的光入射面11a形成使特定波長透射或反射的介電體多層膜13，因此能夠效率佳地導出從螢光體的陶瓷板11所發出的光。
而且，此陶瓷板11的氣孔率為2體積%以下，且平均面粗糙度為0.5μm以下，因此能夠效率佳地導出光，而且能夠容易地形成很難產生顏色不均的平滑的介電體多層膜13。
依此方式，根據本第1實施形態的話，則顏色不均少，能夠藉由高光導出效率等來實現高螢光強度(即發光強度)。而且，能夠在雷射等的高功率光源下使用，能夠實現耐久性．耐熱性優異的螢光體的光波長轉換構件9。
(2)此外，本第1實施形態，在於厚度方向上將光波長轉換構件9切斷的切斷面中，在介電體多層膜13與陶瓷板11的界面開口的陶瓷板11的氣孔15， 係在界面的長度100μm的距離內為30個以下，且各個氣孔的開口徑為2μm以下。
因此，能夠更平滑地形成介電體多層膜13，能夠充分地發揮功能。即，能夠效率更佳地導出從螢光體所發出的光，而且能夠抑制顏色不均的產生。
(3)另外，本第1實施形態，A3B5O12：Ce在陶瓷板11中所佔的比例為5~50體積%。即，若發出螢光的材料為5體積%以上，即屬充分，因此可得到充分的螢光強度。此外，若發出螢光的材料為50體積%以下，即屬適度，因此異種界面(透光性陶瓷/螢光陶瓷)中的粒界散射很難增加，可得到充分的透光性。
依此方式，藉由將前述比例設為5~50體積%，則螢光強度(即發光強度)變高，可促進亮度的均勻化，對抑制顏色不均是有效的。
(4)而且，本第1實施形態，A3B5O12：Ce中的Ce的濃度係相對於元素A為10.0mol%以下(其中，不包括0)。
即，Ce的濃度(Ce濃度)為10.0mol%以下，因此變得很難發生濃度消光，有螢光強度高這樣的優點。
(5)本第1實施形態的發光裝置1具有使光對光波長轉換構件9，從具備介電體多層膜13的表面(即光入射面11a側的表面)入射的構成。
即，本第1實施形態，使光對光波長轉換構件9，從具備介電體多層膜13的表面入射，因此由陶瓷板11轉換波長的光(即螢光)很難在入射側散射。由 此，能以高效率從光出射面11b側予以照射。由此，從光波長轉換構件9所照射的光具有高螢光強度。此外，具有高顏色均質性。
[2.第2實施形態]
接著，針對具備第2實施形態的光波長轉換構件的發光裝置進行說明。
又，對於與第1實施形態同樣的內容，省略或簡化其說明。此外，對於與第1實施形態同樣的構成，使用相同的符號。
如圖3所示，與第1實施形態同樣地，本第2實施形態的發光裝置21具備：陶瓷製的容器3、配置在容器3的內部的發光元件5、和以覆蓋容器3的開口部7的方式所配置的板狀的光波長轉換構件23。
此光波長轉換構件23係由陶瓷板11、形成在陶瓷板11的光入射面11a側的介電體多層膜13、和形成在陶瓷板11的光出射面11b側的抗反射層25形成。
此抗反射層25，係例如包含氟化鎂，抑制光反射的透光性的層。
這樣的抗反射層25能夠藉由例如利用濺鍍，形成包含氟化鎂的單層膜來製作。
此發光裝置21，從發光元件5所放射的光係透射介電體多層膜13，在陶瓷板11的內部被轉換波長而發光，經由抗反射層25而照射至外部。
本第2實施形態發揮與第1實施形態同樣的效果。此外，光波長轉換構件23具備抗反射層25，因此從陶瓷板11照射至外部的光很難被光出射面11b反射。因此，能夠效率更佳地將光照射至外部。
[3.實施例]
接著，針對上述實施形態的具體的實施例進行說明。
實施例1~4的各實施例，係依下述表1及表2所示的條件，製作No.1~43的具備陶瓷燒結體(即陶瓷板)的光波長轉換構件的試料。又，各試料當中，No.2~17、19~26、28~43為本發明(前述第1局面)的範圍內的試料，No.1、18、27為本發明的範圍外(前述第1局面以外的比較例)的試料。
1)陶瓷燒結體的製造步驟
首先，針對各實施例中的各陶瓷燒結體的製造方法進行說明。
對各試料(No.1~36)，如下述表1所示，以陶瓷燒結體中的YAG(Y3Al5O12)的比例成為1~60體積%(vol%)的方式，或者，以Ce濃度相對於YAG中的Y成為0.1~15mol%的方式，秤量Al2O3(平均粒徑0.3μm)、Y2O3(平均粒徑1.2μm)和CeO2(平均粒徑1.5μm)。
又，針對No.37~43的試料，使用表1所示的A3B5O12的組成的材料取代前述YAG。
接著，將前述秤量的材料連同純水、既定量的黏結劑(以固體成分換算，相對於原料粉末為20wt%)和分散 劑(以固形物換算，相對於原料粉末為1wt%)投入球磨機中，進行粉碎混合12小時。
使用依此方式操作所得到的漿料，藉由刮刀法製作薄片成形體。
接著，將薄片成形體進行脫脂後，在大氣環境下，在燒成溫度1450℃~1750℃、保持時間3~20小時下進行燒成。
藉此，得到No.1~43的陶瓷燒結體。又，陶瓷燒結體的尺寸係20mm見方×厚度0.5mm的板狀(直方體形狀)。
2)陶瓷燒結體的面粗糙度的調整
接著，針對陶瓷燒結體的面粗糙度(平均面粗糙度Sa)的調整方法進行說明。
面粗糙度係藉由使對陶瓷燒結體的厚度方向上的兩面進行鏡面研磨加工時的磨粒徑改變來調整。
以顯微鏡(Keyence公司製)測定依上述方式操作所得到的陶瓷燒結體的氣孔率。具體而言，觀察陶瓷燒結體的鏡面研磨面，得到任意部位的500倍影像。藉由對所得到的影像進行影像處理來算出氣孔率。
此外，在所得到的各陶瓷燒結體中，以非接觸三維測定機Infinite Focus G5(Alicona Imaging公司製)進行測定。將其結果記於下述表2。
又，平均面粗糙度Sa(即算術平均粗糙度Sa)係指將二維的算術平均粗糙度Ra擴展成三維者，為ISO25178中所規範的參數。
3)介電體多層膜的形成方法
接著，針對介電體多層膜的形成方法進行說明。
在依上述方式予以鏡面研磨的陶瓷燒結體的厚度方向上的一表面(即光入射面)，藉由濺鍍法形成介電體多層膜。藉此，能得到可當作各試料來使用的光波長轉換構件。
詳言之，形成如下的介電體多層膜：以具有在使光對各陶瓷燒結體(即陶瓷板)的光入射面垂直地入射時，使90%以上的350~480nm波長的光透射，使90%以上的500nm以上的波長的光反射的光學特性的方式，調整各層的膜厚和積層數。
例如，藉由使用氧化鈦和氧化矽並將積層設為40層，將總膜厚設為3μm，能夠作成具有這樣的光學特性的多層膜。
詳言之，藉由使氧化鈦和氧化矽交替積層，分別控制各層的膜厚，能夠形成具有上述特性的介電體多層膜。
又，就介電體多層膜的形成而言，除了濺鍍法外，也可以使用真空蒸鍍法、離子植入法。
4)接著，針對依上述方式操作所製作的光波長轉換構件的試料，調查下述的特性(a)~(d)。將其結果顯示於下述表2。
(a)相對密度
陶瓷燒結體的相對密度係用以下方法算出：用阿基米德法測定密度，將測定的密度換算為相對密度的方法。
(b)螢光強度
對各試料的形成了介電體多層膜的表面，用透鏡使具有465nm波長的藍色LD光集光至寬度0.5mm而進行照射。然後，利用透鏡使透射的光集光，由功率感測器(power sensor)測定其發光強度。
此時，以所照射的光的功率密度成為40W/mm2的方式操作。又，該強度係以將YAG：Ce單結晶體的強度設為100時的相對值來評價。
(c)顏色不均(顏色變異)
顏色不均係由利用色彩照度計的色度變異測定來評價。
對各試料的形成了介電體多層膜的表面，用透鏡使具有465nm波長的藍色LD光集光至寬度0.3mm而進行照射。然後，針對從相反面透射而來的光，由色彩照度計測定色度。
照射係在試料的照射面的中央設定18mm見方的區域，在該區域內以3mm間隔進行，評價其色度(X方向)的變異(即顏色變異：顏色不均)。此處，顏色變異係指色度(X方向)的偏差的最大值。
(d)剖面觀察
在厚度方向上將具備介電體多層膜的光波長轉換構件的試料切斷，將該切斷面進行鏡面研磨。接著，用掃描型電子顯微鏡觀察該鏡面研磨面(即進行SEM觀察)， 得到介電體多層膜與陶瓷板的界面的任意部位的5000倍影像。然後，對以界面成為100μm以上的方式連結的影像，測定存在於界面的氣孔的數量和各個開口端的長度(開口徑)。
又，在表2中界面係指介電體多層膜與陶瓷板的界面。此外，開口徑的最大值表示複數個氣孔的界面(詳言之，沿著剖面的100μm)中的各個開口端的長度當中最大的長度。
<實施例1>
以下，針對用上述的(a)~(d)的方法對本實施例1的各試料(No.1~9)進行調查的各特性等，具體地進行說明。
實施例1，以陶瓷燒結體中的YAG的比例成為21vol%，Ce濃度相對於YAG中的Y成為0.7mol%的方式，製作陶瓷燒結體。然後，對該陶瓷燒結體，在調整過面粗糙度(平均面粗糙度Sa)的表面形成介電體多層膜而製作各試料，評價各試料的特性。將其結果記於下述表2。
其結果，如下述表2所示，未形成介電體多層膜的No.1的試料係螢光強度稍微變低。
此外，平均面粗糙度Sa為0.5μm以下，形成了介電體多層膜的No.2~8的試料成為螢光強度高，顏色變異少的結果。即，成為螢光強度、顏色變異皆良好的結果。
另一方面，平均面粗糙度Sa比0.5μm大的No.9的試料係螢光強度低，顏色變異變大。
又，在實施例1的任一試料中，相對密度為99%以上而充分緻密化。
<實施例2>
實施例2，係與實施例1同樣地，如下述表1及表2所示，製作各試料(No.10~18)，同樣地進行評價。
特別是實施例2，以陶瓷燒結體中的YAG的比例成為21vol%，Ce濃度相對於YAG中的Y成為0.7mol%的方式，製作陶瓷燒結體。此處，藉由控制燒成條件來控制陶瓷燒結體中的氣孔率。此外，在調整過平均面粗糙度Sa的表面形成介電體多層膜而製作各試料，評價其特性。
其結果，氣孔率為2vol%以下的No.10~16的試料成為螢光強度、顏色變異皆良好的結果。即，螢光強度變高，顏色變異變小。
另一方面，介電體多層膜/陶瓷板的界面的氣孔的開口徑的最大值比2μm長的No.17的試料係螢光強度高，但顏色變異變大。
此外，氣孔率比2vol%大，介電體多層膜/陶瓷板的界面的氣孔比30個多的No.18的試料係螢光強度低，顏色變異變大。
又，在實施例2的任一試料中，相對密度為99%以上而充分緻密化。
<實施例3>
實施例3，係與實施例1同樣地，如下述表1及表2所示，製作試料(No.19~36)，同樣地進行評價。
特別是實施例3，以陶瓷燒結體中的YAG的比例成為2~60vol%，Ce濃度相對於YAG中的Y成為0~15mol%的方式，製作陶瓷燒結體。然後，對此陶瓷燒結體，在調整過平均面粗糙度Sa的表面形成介電體多層膜而製作各試料，評價其特性。
其結果，陶瓷燒結體中的YAG的比例在5~50vol%的範圍內的No.20~25的試料成為螢光強度、顏色變異皆良好的結果。即，螢光強度變高，顏色變異變小。
另一方面，No.19的試料係螢光強度低，顏色變異變大。相對於此，No.26的試料係顏色變異受到抑制，但螢光強度稍微變低。
此外，陶瓷燒結體中的YAG的比例為30vol%，Ce濃度相對於YAG中的Y在10mol%以下(不包括0)的範圍內的No.28~35的試料成為螢光強度、顏色變異皆良好的結果。即，螢光強度變高，顏色變異變小。
另一方面，No.27的試料看不到發光。
此外，No.36的試料係顏色變異受到抑制，但螢光強度稍微變低。
又，在實施例3的任一試料中，相對密度為99%以上而充分緻密化。
<實施例4>
實施例4，係與實施例1同樣地，如下述表1及表2所示，製作試料(No.37~43)，同樣地進行評價。
但是，本實施例4，在調合時不僅使用Y2O3粉末，還使用一個以上的Lu2O3(平均粒徑1.3μm)或Yb2O3(平均粒徑1.5μm)、Gd2O3(平均粒徑1.5μm)、Tb2O3(平均粒徑1.6μm)、Ga2O3(平均粒徑1.3μm)的各粉末，以能夠合成既定的A3B5O12：Ce的方式使掺合比改變。
對依此方式操作所得到的陶瓷燒結體，在調整過面平均粗糙度Sa的表面形成適合發光波長的介電體多層膜而製作各試料，評價其特性。
其結果，在No.37~43的全部試料中，成為螢光強度、顏色變異皆良好的結果。即，螢光強度變高，顏色變異變小。
又，在實施例4的任一試料中，相對密度為99%以上而充分緻密化。
<實施例5>
本實施例5，製作對在實施例1所得到的No.2~8的試料，在陶瓷燒結體光出射面形成包含氟化鎂的抗反射層的樣品。
此抗反射層，係以具有在使光對陶瓷板垂直地入射時，使95%以上的波長400~800nm的光透射的光學特性的方式調整。
其結果，對於任一樣品，螢光強度變高，顏色變異變小。
[4.其他的實施形態]
本發明完全不受前述實施形態限定，當然可以在不脫離本發明的範圍內以各種態樣實施。
(1)例如，二向分光塗膜的形成可以委託進行二向分光塗膜的形成的公司等來進行。
(2)作為光波長轉換構件、發光裝置的用途，可舉出：螢光體、光波長轉換機器、頭燈、照明、投影機等光學機器等各種用途。
(3)又，可以使複數個構成要素分擔上述實施形態中的一個構成要素所具有的功能，或使一個構成要素發揮複數個構成要素所具有的功能。此外，可以省略上述實施形態的構成的一部分。此外，可以將上述實施形態的構成的至少一部分，對其他實施形態的構成進行附加、取代等。又，由申請專利範圍中記載的詞句所特定的技術思想所含的全部態樣都是本發明的實施形態。

Claims (8)

  1. 一種光波長轉換構件，具備由以Al2O3和用A3B5O12：Ce所表示的成分為主要成分的多結晶體所構成的陶瓷板，其特徵為：該A3B5O12中的A和B係從下述元素群組所選出的至少一種元素，A：Sc、Y、鑭系(不包括Ce)B：Al、Ga該陶瓷板的氣孔率為2體積%以下，在該陶瓷板的厚度方向上的一表面，具備積層了具有不同折射率的透光性的層的介電體多層膜，該陶瓷板的形成該介電體多層膜的表面的平均面粗糙度(算術平均粗糙度Sa)為0.5μm以下。
  2. 如請求項1的光波長轉換構件，其中在於厚度方向上將該光波長轉換構件切斷的切斷面中，在該介電體多層膜與該陶瓷板的界面開口的該陶瓷板的氣孔，係在該界面的長度100μm的距離內為30個以下，且各個該氣孔的開口徑為2μm以下。
  3. 如請求項1的光波長轉換構件，其中該A3B5O12：Ce在該陶瓷板中所佔的比例為5~50體積%。
  4. 如請求項2的光波長轉換構件，其中該A3B5O12：Ce在該陶瓷板中所佔的比例為5~50體積%。
  5. 如請求項1至4中任一項的光波長轉換構件，其中該A3B5O12：Ce中的Ce濃度係相對於該元素A為10.0mol%以下(其中，不包括0)。
  6. 如請求項1至4中任一項的光波長轉換構件，其中在該陶瓷板的厚度方向上的另一表面，具備抑制光反射的透光性的抗反射層。
  7. 如請求項5的光波長轉換構件，其中在該陶瓷板的厚度方向上的另一表面，具備抑制光反射的透光性的抗反射層。
  8. 一種發光裝置，具備該如請求項1至7中任一項的光波長轉換構件，其特徵為：具有使光對該光波長轉換構件，從具備該介電體多層膜的表面側入射的構成。
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