WO2016125611A1 - 波長変換部材及びそれを用いた発光デバイス - Google Patents

波長変換部材及びそれを用いた発光デバイス Download PDF

Info

Publication number
WO2016125611A1
WO2016125611A1 PCT/JP2016/051903 JP2016051903W WO2016125611A1 WO 2016125611 A1 WO2016125611 A1 WO 2016125611A1 JP 2016051903 W JP2016051903 W JP 2016051903W WO 2016125611 A1 WO2016125611 A1 WO 2016125611A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
layer
wavelength conversion
conversion member
ceramic layer
porous ceramic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2016/051903
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
忠仁 古山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Electric Glass Co Ltd
Original Assignee
Nippon Electric Glass Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Electric Glass Co Ltd filed Critical Nippon Electric Glass Co Ltd
Priority to US15/539,724 priority Critical patent/US10557614B2/en
Priority to CN201680008593.3A priority patent/CN107209302A/zh
Priority to JP2016573282A priority patent/JPWO2016125611A1/ja
Priority to KR1020177015810A priority patent/KR20170113533A/ko
Publication of WO2016125611A1 publication Critical patent/WO2016125611A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/80—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone of only ceramics
    • C04B41/81—Coating or impregnation
    • C04B41/85—Coating or impregnation with inorganic materials
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/80—Constructional details
    • H10H20/85—Packages
    • H10H20/851—Wavelength conversion means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V1/00—Shades for light sources, i.e. lampshades for table, floor, wall or ceiling lamps
    • F21V1/14—Covers for frames; Frameless shades
    • F21V1/16—Covers for frames; Frameless shades characterised by the material
    • F21V1/17—Covers for frames; Frameless shades characterised by the material the material comprising photoluminescent substances
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V7/00—Reflectors for light sources
    • F21V7/22—Reflectors for light sources characterised by materials, surface treatments or coatings, e.g. dichroic reflectors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V7/00—Reflectors for light sources
    • F21V7/22—Reflectors for light sources characterised by materials, surface treatments or coatings, e.g. dichroic reflectors
    • F21V7/24—Reflectors for light sources characterised by materials, surface treatments or coatings, e.g. dichroic reflectors characterised by the material
    • F21V7/26—Reflectors for light sources characterised by materials, surface treatments or coatings, e.g. dichroic reflectors characterised by the material the material comprising photoluminescent substances
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V9/00—Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters
    • F21V9/30—Elements containing photoluminescent material distinct from or spaced from the light source
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V9/00—Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters
    • F21V9/40—Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters with provision for controlling spectral properties, e.g. colour, or intensity
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V9/00—Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters
    • F21V9/40—Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters with provision for controlling spectral properties, e.g. colour, or intensity
    • F21V9/45—Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters with provision for controlling spectral properties, e.g. colour, or intensity by adjustment of photoluminescent elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/007—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements the movable or deformable optical element controlling the colour, i.e. a spectral characteristic, of the light
    • G02B26/008—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements the movable or deformable optical element controlling the colour, i.e. a spectral characteristic, of the light in the form of devices for effecting sequential colour changes, e.g. colour wheels
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14—Details
    • G03B21/16—Cooling; Preventing overheating
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14—Details
    • G03B21/20—Lamp housings
    • G03B21/2006—Lamp housings characterised by the light source
    • G03B21/2033—LED or laser light sources
    • G03B21/204—LED or laser light sources using secondary light emission, e.g. luminescence or fluorescence
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00—Details of colour television systems
    • H04N9/12—Picture reproducers
    • H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3141—Constructional details thereof
    • H04N9/3144—Cooling systems
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00—Details of colour television systems
    • H04N9/12—Picture reproducers
    • H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3141—Constructional details thereof
    • H04N9/315—Modulator illumination systems
    • H04N9/3158—Modulator illumination systems for controlling the spectrum
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/80—Constructional details
    • H10H20/85—Packages
    • H10H20/858—Means for heat extraction or cooling
    • H10H20/8585—Means for heat extraction or cooling being an interconnection

Definitions

  • the present invention relates to a wavelength conversion member suitable as a fluorescent wheel for a projector and a light emitting device using the same.
  • light emitting devices using light sources such as LEDs (Light Emitting Diodes) and phosphors have been proposed.
  • the wavelength of light from a light source is converted by a phosphor layer, and the obtained fluorescence is reflected to the incident side of the light source by a reflection layer provided adjacent to the wavelength conversion member and taken out to the outside.
  • a wheel has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
  • the reflection type fluorescent wheel has an advantage that the fluorescent light extraction efficiency to the outside is high and the projector can easily have high brightness.
  • Patent Document 1 discloses a metal layer such as gold, silver, copper, and aluminum as a reflective layer. Since the metal layer has high thermal conductivity, the heat generated in the phosphor layer can be efficiently released to the outside, effectively suppressing the temperature quenching of the phosphor (a phenomenon in which the emission intensity decreases due to the temperature rise of the phosphor). There is an advantage that you can.
  • the metal layer Since the metal layer has a relatively large coefficient of thermal expansion, the ratio of expansion and contraction when light is irradiated from the light source or when light irradiation is stopped is large. For this reason, the phosphor layer may be cracked or peeled off due to a difference in thermal expansion coefficient from the phosphor layer. Therefore, it is conceivable to use a ceramic layer having a relatively low thermal expansion coefficient and a relatively high thermal conductivity as the reflective layer. However, the ceramic layer is inferior in reflectivity, and sufficient emission intensity cannot be obtained. is there.
  • the wavelength conversion member of the present invention includes a first porous ceramic layer having a porosity of 20% by volume or more and a phosphor layer formed on the main surface of the first porous ceramic layer. .
  • the first porous ceramic layer functions as a reflective layer. Specifically, the fluorescence generated by irradiating the main surface of the phosphor layer (the main surface opposite to the first porous ceramic layer side) with excitation light is emitted from the first porous ceramic layer. It is reflected and irradiated to the outside from the same main surface as the excitation light incident surface in the phosphor layer.
  • the first porous ceramic layer exhibits a high light reflectivity by having a porosity of 20% by volume or more. Specifically, light is likely to be reflected at the interface between the pores and the ceramics present in the first porous ceramic layer due to the difference in refractive index between the two.
  • the ratio of pores in the first porous ceramic layer is as large as 20% by volume or more, and there are many interfaces that contribute to light reflection, the light reflectance of the entire first porous ceramic layer is large. Become. As a result, the fluorescence generated in the phosphor layer can be efficiently reflected by the first porous ceramic layer, and the emission intensity of the wavelength conversion member can be improved. The heat generated in the phosphor layer is dissipated through the first porous ceramic layer.
  • the phosphor layer is bonded to the first porous ceramic layer through fusion or an inorganic bonding layer.
  • the phosphor layer and the first porous ceramic layer can be joined without using a resin adhesive having low heat resistance, a wavelength conversion member having excellent heat resistance can be obtained. Can do. Specifically, since the resin adhesive deteriorates and blackens due to the irradiation heat of excitation light, the emission intensity tends to decrease with time, but such a problem hardly occurs according to the above configuration.
  • the resin adhesive has low thermal conductivity, when the phosphor layer and the first porous ceramic layer are bonded with the resin adhesive, the heat generated in the phosphor layer is on the first porous ceramic layer side. It is difficult to dissipate heat. On the other hand, if the phosphor layer is bonded to the first porous ceramic layer through fusion or an inorganic bonding layer, the heat generated in the phosphor layer is efficiently dissipated to the first porous ceramic layer side. Easy to be.
  • the first porous ceramic layer is preferably made of at least one selected from aluminum oxide, magnesium oxide and zirconium oxide.
  • a heat dissipation layer is formed on the main surface of the first porous ceramic layer opposite to the main surface on which the phosphor layer is formed.
  • the heat generated in the phosphor layer is transferred to the first porous ceramic layer, but the first porous ceramic layer has a large number of pores and may have insufficient thermal conductivity. In such a case, if the above configuration is adopted, the heat generated in the phosphor layer and conducted to the first ceramic layer is easily released to the outside through the heat dissipation layer. Therefore, it is possible to further suppress the heat generation in the phosphor layer.
  • the heat dissipation layer is preferably a dense ceramic layer having a porosity of less than 20% by volume.
  • the dense ceramic layer is relatively excellent in thermal conductivity because the proportion of pores having heat insulation is as low as less than 20% by volume. Further, since the light transmitted without being reflected by the first porous ceramic layer can be reflected by the dense ceramic layer, the light reflectance can be improved as a whole of the wavelength conversion member.
  • the dense ceramic layer is preferably made of at least one selected from aluminum oxide, magnesium oxide and zirconium oxide.
  • a second porous ceramic layer having a porosity of 20% by volume or more is formed on the main surface of the heat dissipation layer opposite to the main surface on which the first porous ceramic layer is formed. It is preferable that
  • the first porous ceramic layer is produced, for example, by firing a green sheet as a raw material.
  • the green sheet since the green sheet is easily contracted by firing, the laminated body including the first porous ceramic layer and the heat dissipation layer may be warped. In particular, when the thickness of each layer is small, warping is likely to occur. Therefore, by forming a second porous ceramic layer having a porosity of 20% by volume or more on the main surface of the heat dissipation layer opposite to the main surface on which the first porous ceramic layer is formed, the heat dissipation layer is formed. And the stress generated between the first ceramic layer and the stress generated between the heat dissipation layer and the second ceramic layer are balanced, and warpage during firing is less likely to occur.
  • the porosity, thickness and / or material of the first porous ceramic layer and the second porous ceramic layer are preferably the same. If it does in this way, the problem of the curvature in the baking process of the green sheet at the time of manufacture of the wavelength conversion member of the present invention can be controlled effectively.
  • the first porous ceramic layer and / or the second porous ceramic layer contain an easily sinterable ceramic powder. In this way, the bending strength of the first porous ceramic layer and / or the second porous ceramic layer can be improved, and as a result, the bending strength of the entire wavelength conversion member can also be improved.
  • the content of the readily sinterable ceramic powder in the first porous ceramic layer and / or the second porous ceramic layer is 0.1 to 50% by volume. preferable.
  • the phosphor layer is preferably formed by dispersing the phosphor in an inorganic binder. If it does in this way, it will become easy to improve the heat resistance of a fluorescent substance layer, and it will become difficult to produce malfunctions, such as breakage of a fluorescent substance layer by excitation light irradiation.
  • the wavelength conversion member of the present invention may have a wheel shape. In this case, it is suitable as a constituent member of the projector light source.
  • the light-emitting device of the present invention includes the above-described wavelength conversion member and a light source that irradiates the phosphor layer in the wavelength conversion member with excitation light.
  • the light emitting device of the present invention can be used as a projector light source.
  • the present invention it is possible to provide a wavelength conversion member having a ceramic layer as a reflection layer and having excellent emission intensity and a light emitting device using the same.
  • (A) is a typical perspective view which shows the wavelength conversion member which concerns on the 1st Embodiment of this invention
  • (b) is a figure which shows a part of side cross section of the wavelength conversion member of (a). It is a figure which shows a part of side cross section of the wavelength conversion member which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. It is a figure which shows a part of side cross section of the wavelength conversion member which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. It is a figure which shows a part of side cross section of the wavelength conversion member which concerns on the 4th Embodiment of this invention. It is a figure which shows a part of side cross section of the wavelength conversion member which concerns on the 5th Embodiment of this invention.
  • (A) is a plan view of a wavelength conversion member according to a tenth embodiment of the present invention
  • (b) is a cross-sectional view taken along line AA ′ of (a)
  • (c) is a plan view of a heat dissipation layer in (a). It is. In an Example, it is a typical top view which shows the sample of the wavelength conversion member for performing characteristic evaluation.
  • FIG. 1A is a schematic perspective view showing a wavelength conversion member according to the first embodiment of the present invention, and FIG. It is a figure which shows a part of side cross section of this wavelength conversion member.
  • the wavelength converting member 10 includes a ring-shaped first porous ceramic layer 1 and a ring formed on the main surface thereof so that the outer diameter is substantially the same as that of the first porous ceramic layer 1 and is concentric. It has the wheel shape provided with the fluorescent substance layer 2 of a shape.
  • the first porous ceramic layer 1 has a main surface 1a and a main surface 1b, and a phosphor layer 2 is formed on the main surface 1a.
  • the excitation light is incident from the main surface 2a side of the phosphor layer 2, and is converted in wavelength by the phosphor contained in the phosphor layer 2 to emit fluorescence.
  • the fluorescent light is reflected by the first porous ceramic layer 1 and irradiated to the outside from the main surface 2 a of the phosphor layer 2.
  • the first porous ceramic layer 1 has a higher thermal conductivity than the phosphor layer 2, which facilitates efficient release of heat generated in the phosphor layer 2 to the outside.
  • the porosity of the first porous ceramic layer 1 is 20% by volume or more, preferably 30% by volume or more, and particularly preferably 40% by volume or more. Since the first porous ceramic layer 1 has a porosity of 20% by volume or more, the first porous ceramic layer 1 exhibits a high light reflectance for the reasons described above.
  • the upper limit of the porosity of the first porous ceramic layer 1 is preferably 80% by volume or less, 75% by volume or less, and particularly preferably 70% by volume or less. If the porosity of the first porous ceramic layer 1 is too high, the mechanical strength is lowered, or the heat conductivity is lowered to make it difficult to release the heat generated in the phosphor layer 2 to the outside.
  • the first porous ceramic layer 1 is made of aluminum oxide, magnesium oxide, zirconium oxide, titanium oxide, niobium oxide, zinc oxide, silicon oxide, yttrium oxide, aluminum nitride, boron nitride, silicon nitride, silicon carbide, or the like. Can be mentioned. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, aluminum oxide, magnesium oxide, and zirconium oxide are preferable because they have high thermal conductivity and are inexpensive. In particular, aluminum oxide is preferable. It is preferable that the material constituting the first porous ceramic layer 1 has a higher thermal conductivity than the phosphor layer 2.
  • the first porous ceramic layer 1 preferably contains a readily sinterable ceramic powder. In this way, the bending strength of the first porous ceramic layer is improved, and as a result, the bending strength of the entire wavelength conversion member can also be improved.
  • Easy-sinterable ceramic powder is a low-temperature sinterable ceramic powder.
  • the sintering temperature of the easily sinterable ceramic powder is lowered by increasing the purity or decreasing the particle size.
  • the easily sinterable ceramic powder can be sintered even when fired at a relatively low temperature of, for example, 1100 to 1550 ° C., further 1200 to 1400 ° C.
  • the average particle size (D 50 ) of the easily sinterable ceramic powder is preferably 0.01 to 10 ⁇ m, particularly 0.05 to 5 ⁇ m, and particularly preferably 0.08 to 1 ⁇ m. By setting the average particle diameter within the above range, it becomes possible to sinter easily sinterable ceramic powder at a relatively low temperature.
  • the purity of the easily sinterable ceramic powder is preferably 99% or more, 99.9% or more, and particularly preferably 99.99% or more.
  • the easily sinterable ceramic powder can be sintered at a relatively low temperature.
  • the easily sinterable ceramic powder examples include easily sinterable alumina powder and easily sinterable zirconia powder. Of these, easily sinterable alumina powder is preferred because of its excellent low-temperature sinterability.
  • the easily sinterable alumina powder for example, AL-160SG series manufactured by Showa Denko KK, Tymicron TM-D series manufactured by Daimei Chemical Co., Ltd., or the like can be used.
  • the content of the easily sinterable ceramic powder in the first porous ceramic layer is preferably 0.1 to 50%, 1 to 40%, particularly 5 to 30% by volume.
  • the content of the easily sinterable ceramic powder is too small, the above effect is hardly obtained.
  • there is too much content of an easily sinterable ceramic powder a porosity will fall and a light reflectance will fall easily.
  • the thickness of the first porous ceramic layer 1 is preferably 0.05 to 2 mm, 0.1 to 1.5 mm, particularly preferably 0.2 to 1 mm.
  • the thickness of the 1st porous ceramic layer 1 is too small, mechanical strength will fall and it will become easy to break at the time of use. Moreover, it becomes difficult to obtain sufficient light reflectance.
  • the thickness of the 1st porous ceramic layer 1 is too large, there exists a tendency for the mass of the wavelength conversion member 10 and also the light emitting device using the same to become large. Further, when the wheel-shaped wavelength conversion member 10 is used as a light source for a projector, a load on a motor that rotates the wavelength conversion member 10 increases, or vibration due to rotation increases, which may cause damage.
  • Examples of the phosphor layer 2 include those in which a phosphor is dispersed in an inorganic binder. Glass etc. are mentioned as an inorganic binder. Moreover, it becomes easy to match the thermal expansion coefficient with the first porous ceramic layer 1, and even when the temperature is raised by irradiation with excitation light, damage due to the difference in thermal expansion coefficient is less likely to occur.
  • the glass used as the inorganic binder borosilicate glass, phosphate glass and the like can be used.
  • the softening point of the glass is preferably 250 to 1000 ° C, particularly 300 to 850 ° C. If the softening point of the glass is too low, the mechanical strength of the phosphor layer 2 is lowered, or it is easily melted by irradiation with excitation light. On the other hand, if the softening point of the glass is too high, the phosphor is deteriorated in the firing step during production, and the light emission intensity of the phosphor layer 2 is likely to be lowered.
  • the phosphor is not particularly limited as long as it emits fluorescence when incident excitation light is incident.
  • Specific examples of the phosphor include, for example, an oxide phosphor, a nitride phosphor, an oxynitride phosphor, a chloride phosphor, an acid chloride phosphor, a sulfide phosphor, an oxysulfide phosphor, and a halide. Examples thereof include one or more selected from phosphors, chalcogenide phosphors, aluminate phosphors, halophosphate phosphors, and garnet compound phosphors.
  • blue light is used as excitation light, for example, phosphors that emit green light, yellow light, or red light as fluorescence may be mixed and used.
  • the average particle diameter (D 50 ) of the phosphor is preferably 1 to 50 ⁇ m, particularly preferably 5 to 25 ⁇ m. If the average particle size of the phosphor is too small, the emission intensity tends to decrease. On the other hand, if the average particle diameter of the phosphor is too large, the emission color tends to be non-uniform.
  • the phosphor content in the phosphor layer 2 is preferably 5 to 80% by volume, 10 to 75% by volume, and particularly preferably 20 to 70% by volume. If the phosphor content is too small, the emission intensity tends to be insufficient. On the other hand, if the phosphor content is too large, the mechanical strength of the phosphor layer 2 tends to be insufficient.
  • the thickness of the phosphor layer 2 is preferably thinner as long as the excitation light is surely absorbed by the phosphor. This is because if the phosphor layer 2 is too thick, the scattering and absorption of light in the phosphor layer 2 becomes too large, and the emission efficiency of fluorescence may be lowered.
  • the thickness of the phosphor layer 2 is preferably 1 mm or less, 0.5 mm or less, particularly 0.3 mm or less.
  • the lower limit of the thickness of the phosphor layer 2 is usually about 0.03 mm.
  • the phosphor layer 2 is preferably bonded to the first porous ceramic layer 1 via a fused or inorganic bonding layer. If it does in this way, the heat resistance of the wavelength conversion member 10 can be improved. Further, the heat generated in the phosphor layer 2 can be efficiently dissipated to the first porous ceramic layer 1 side.
  • the phosphor layer 2 is laminated on the main surface 1 a of the first porous ceramic layer 1, thermocompression bonded, and fired.
  • a method is mentioned.
  • the first porous ceramic layer 1 and the glass matrix in the phosphor layer 2 are fused.
  • a transparent inorganic material by a sol-gel method is applied on the main surface 1a of the porous ceramic layer 1, and the phosphor is coated thereon.
  • a method in which the layer 2 is laminated and heated is exemplified.
  • the transparent inorganic material by the sol-gel method include polysilazane. Polysilazane reacts with moisture in the air to generate ammonia and condense, thereby forming a SiO 2 film.
  • a bonding agent that forms an inorganic glass film at a relatively low temperature room temperature to 200 ° C.
  • a bonding agent containing an alcohol-soluble organosilicon compound or other metal compound (organic or inorganic) and forming a SiO 2 network similar to glass at a relatively low temperature in the presence of a catalyst it can.
  • a metal alkoxide is used as the organometallic compound and an alcohol is used as the catalyst, hydrolysis and dehydration are promoted, and as a result, a SiO 2 network is formed.
  • the wavelength conversion member 10 can be manufactured as follows.
  • a slurry containing ceramic powder as a raw material of the first porous ceramic layer 1 and an organic component such as a binder resin, a solvent, and a plasticizer is applied onto a resin film such as polyethylene terephthalate by a doctor blade method or the like, and heated. By drying, the 1st green sheet for porous ceramic layers 1 is produced.
  • the average particle diameter (D 50 ) of the ceramic powder that is the raw material of the first porous ceramic layer 1 is preferably 0.1 to 10 ⁇ m. When the average particle diameter of the ceramic powder is too small, the porosity of the first porous ceramic layer 1 tends to be lowered.
  • the first green sheet for porous ceramic layer 1 is fired at about 1200 to 1500 ° C. In this way, the first porous ceramic layer 1 is obtained.
  • the firing temperature is too low, sintering tends to be insufficient.
  • the firing temperature is too high, the porosity tends to decrease.
  • a slurry containing glass powder as a glass matrix of the phosphor layer 2, phosphor and organic components such as a binder resin, a solvent, and a plasticizer is applied onto a resin film such as polyethylene terephthalate by a doctor blade method or the like. By heating and drying, a green sheet for the phosphor layer 2 is produced.
  • the obtained porous ceramic layer 1 and the green sheet for the phosphor layer 2 are laminated and fired to obtain the wavelength conversion member 10 in which the porous ceramic layer 1 and the phosphor layer 2 are fusion bonded.
  • the firing temperature is preferably within the range of the softening temperature of the glass powder in the phosphor layer 2 ⁇ 100 ° C., particularly within the range of the softening point of the glass powder ⁇ 50 ° C. If the firing temperature is too low, the phosphor layer 2 is difficult to fuse to the porous ceramic layer 1. Moreover, the sintering of the glass powder becomes insufficient, and the mechanical strength of the phosphor layer 2 tends to decrease. On the other hand, if the firing temperature is too high, the phosphor may deteriorate and the light emission intensity may decrease.
  • the wavelength conversion member 10 is formed by fusion bonding the porous ceramic layer 1 and the phosphor layer 2 by applying and firing the slurry for the phosphor layer 2 on the surface of the porous ceramic layer 1. Can be obtained.
  • the slurry for phosphor layer 2 used here the slurry used for producing the green sheet for phosphor layer 2 can be used.
  • the porous ceramic layer 1 green sheet and the phosphor layer 2 green sheet are separately fired to obtain the porous ceramic layer 1 and the phosphor layer 2, they are bonded using an inorganic bonding agent. Accordingly, it is possible to obtain the wavelength conversion member 10 in which the porous ceramic layer 1 and the phosphor layer 2 are bonded by the inorganic bonding layer.
  • a degreasing step for removing organic substances may be performed before firing the green sheet or slurry.
  • the layers including the green sheet are stacked, the layers may be appropriately heat-pressed in order to enhance mutual adhesion.
  • FIG. 2 is a view showing a part of a side cross section of the wavelength conversion member according to the second embodiment of the present invention.
  • the heat dissipation layer 3 is provided on the main surface 1b opposite to the main surface 1a on which the phosphor layer 2 of the porous ceramic layer 1 is formed. It differs from the wavelength conversion member 10 which concerns on 1 embodiment.
  • the heat dissipation layer 3 has a ring shape whose outer diameter is substantially the same and concentric with the first porous ceramic layer 1. Other configurations are the same as those of the wavelength conversion member 10 according to the first embodiment.
  • the heat conductivity of the heat radiation layer 3 is preferably 5 W / m ⁇ K or more, 10 W / m ⁇ K or more, and particularly preferably 20 W / m ⁇ K or more.
  • Examples of the heat dissipation layer 3 include a dense ceramic layer.
  • the porosity of the dense ceramic layer is less than 20% by volume, preferably 15% by volume or less, and particularly preferably 10% by volume or less. If the porosity of the dense ceramic layer is too high, the thermal conductivity is lowered, and the heat dissipation tends to be lowered.
  • the lower limit of the porosity of the dense ceramic layer is not particularly limited, but is actually 0.2% by volume or more.
  • the dense ceramic layer examples include those made of aluminum oxide, magnesium oxide, zirconium oxide, titanium oxide, niobium oxide, zinc oxide, yttrium oxide, aluminum nitride, boron nitride, silicon carbide and the like. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, aluminum oxide, magnesium oxide, and zirconium oxide are preferable because they have high thermal conductivity and are inexpensive.
  • the heat dissipation layer 3 may be made of a metal such as sapphire, aluminum, silver, or copper other than the above.
  • the thickness of the heat dissipation layer 3 is preferably 0.2 to 2 mm, 0.3 to 1.5 mm, particularly preferably 0.5 to 1 mm.
  • the thickness of the heat dissipation layer 3 is preferably 0.2 to 2 mm, 0.3 to 1.5 mm, particularly preferably 0.5 to 1 mm.
  • the thickness of the heat dissipation layer 3 is too small, it is difficult to obtain a sufficient heat dissipation effect.
  • the thickness of the heat dissipation layer 3 is too large, the wavelength conversion member 20 and the light emitting device using the wavelength conversion member 20 tend to increase in mass. Further, when the wheel-shaped wavelength conversion member 20 is used as a light source for a projector, a load on a motor that rotates the wavelength conversion member 20 increases, or vibration due to rotation increases, which may cause damage.
  • the wavelength conversion member 20 can be manufactured as follows.
  • the first green sheet for the porous ceramic layer 1 is produced in the same manner as in the wavelength conversion member 10.
  • the heat dissipation layer 3 is prepared.
  • a dense ceramic layer is used as the heat dissipation layer 3
  • a green sheet for the dense ceramic layer is obtained in the same manner as the method for producing the green sheet for the porous ceramic layer 1 in the wavelength conversion member 10.
  • a dense ceramic layer having a low porosity is obtained by sintering the green sheet for the dense ceramic layer at a relatively high temperature.
  • the dense ceramic layer green sheet is fired at about 1500 ° C. or higher, preferably 1600 ° C. or higher.
  • the average particle size of the ceramic powder which is a raw material (D 50) is small, easy to reduce the porosity of the dense ceramic layer.
  • the first porous ceramic layer 1 green sheet and the heat dissipation layer 3 are stacked and fired to obtain a laminate in which the first porous ceramic layer 1 and the heat dissipation layer 3 are joined.
  • the wavelength conversion member 20 is obtained by joining the phosphor layer 2 on the main surface 1a of the first porous ceramic layer 1 in the obtained laminate in the same manner as in the wavelength conversion member 10.
  • the heat dissipation layer 3 may be bonded after the phosphor layer 2 is bonded to the first porous ceramic layer 1 first.
  • FIG. 3 is a view showing a part of a side cross section of the wavelength conversion member according to the third embodiment of the present invention.
  • the main surface 3a of the heat dissipation layer 3 is provided with a ring-shaped hole H that is concentric with the heat dissipation layer 3, and the porous ceramic layer 1 is provided in the hole H. It is different from the wavelength conversion member 20 according to the second embodiment in that it is formed.
  • the phosphor layer 2 is provided on the main surface 1 a of the porous ceramic layer 1.
  • the phosphor layer 2 is formed so as to cover the main surface 1 a of the porous ceramic layer 1, and a part of the phosphor layer 2 is formed on the main surface 3 a of the heat dissipation layer 3. .
  • the wavelength conversion member 30 since a part of the phosphor layer 2 is formed on the heat dissipation layer 3, the heat generated in the phosphor layer 2 is more easily released to the outside.
  • the wavelength conversion member 30 can be manufactured as follows.
  • the heat dissipation layer 3 is prepared, and the hole H is formed in the main surface 3a of the heat dissipation layer 3 by cutting or the like.
  • the hole H is formed on the main surface 3a by firing the green sheet for the dense ceramic layer in an appropriately laminated state so that the hole H is obtained. The formed heat dissipation layer 3 is obtained.
  • the first green sheet for the porous ceramic layer 1 obtained in the same manner as in the wavelength conversion member 10 is cut in accordance with the shape of the hole H in the heat dissipation layer 3 and laminated in the hole H.
  • the size of the first green sheet for the porous ceramic layer 1 is appropriately adjusted in consideration of shrinkage during firing (for example, it is made slightly larger than the size of the hole H).
  • the 1st porous ceramic layer 1 is formed in the inside of the hole H of the thermal radiation layer 3 by baking.
  • FIG. 4 is a view showing a part of a side cross section of the wavelength conversion member according to the fourth embodiment of the present invention.
  • the wavelength conversion member 40 according to the present embodiment is different from the wavelength conversion member 30 according to the third embodiment in that the phosphor layer 2 is formed inside the hole H. Specifically, the first porous ceramic layer 1 and the phosphor layer 2 are sequentially formed in the hole H formed in the main surface 3a of the wavelength conversion member 40.
  • the heat generated in the phosphor layer 2 is more easily released to the outside.
  • the wavelength conversion member 40 can be manufactured according to the method for manufacturing the wavelength conversion member 30.
  • FIG. 5 is a view showing a part of a side cross section of the wavelength conversion member according to the fifth embodiment of the present invention.
  • a ring-shaped notch C that is concentric with the heat dissipation layer 3 is formed on the main surface 3a of the heat dissipation layer 3, and a porous ceramic is formed in the notch C. It differs from the wavelength conversion member 30 according to the third embodiment in that the layer 1 is formed.
  • the phosphor layer 2 is provided on the main surface 1 a of the porous ceramic layer 1.
  • the phosphor layer 2 is formed so as to cover the main surface 1 a of the porous ceramic layer 1, and a part of the phosphor layer 2 is formed on the main surface 3 a of the heat dissipation layer 3. .
  • a part of the phosphor layer 2 is formed on the heat dissipation layer 3. It becomes easier to release the generated heat to the outside.
  • the wavelength conversion member 50 can be manufactured according to the manufacturing method of the wavelength conversion member 30.
  • FIG. 6 is a view showing a part of a side cross section of a wavelength conversion member according to the sixth embodiment of the present invention.
  • the wavelength conversion member 60 according to the present embodiment relates to the fifth embodiment in that the phosphor layer 2 is formed inside a notch C provided on the main surface 3a of the heat dissipation layer 3. Different from the wavelength conversion member 50. Specifically, the first porous ceramic layer 1 and the phosphor layer 2 are sequentially formed in the notch C formed in the main surface 3 a of the wavelength conversion member 60.
  • the heat generated in the phosphor layer 2 is more easily released to the outside.
  • the wavelength conversion member 60 can be manufactured according to the method for manufacturing the wavelength conversion member 30.
  • FIG. 7 is a view showing a part of a side cross section of the wavelength conversion member according to the seventh embodiment of the present invention.
  • a second porous ceramic layer 1 ′ having substantially the same shape as the first porous ceramic layer 1 is provided on the main surface 3 b of the heat dissipation layer 3.
  • Other configurations are the same as those of the wavelength conversion member 20 according to the second embodiment.
  • the porosity and thickness range of the second porous ceramic layer 1 ′ and specific examples of the material the same materials as those of the first porous ceramic layer 1 can be selected. From the viewpoint of effectively suppressing the problem of warping of the wavelength conversion member 70 in the firing step during manufacturing, the porosity, thickness, and material of the first porous ceramic layer 1 and the second porous ceramic layer 1 ' It is preferable that at least one is the same, and it is more preferable that all of them are the same.
  • the second porous ceramic layer 1 ′ preferably contains a readily sinterable ceramic powder.
  • the bending strength of the second porous ceramic layer 1 ' can be improved, and as a result, the bending strength of the entire wavelength conversion member can also be improved.
  • the content of the readily sinterable ceramic powder in the second porous ceramic layer 1 ′ is the first
  • the content of the easily sinterable ceramic powder in the porous ceramic layer is preferably the same.
  • the wavelength conversion member 70 can be manufactured as follows.
  • the heat dissipation layer 3 is prepared in the same manner as in the wavelength conversion member 20. By laminating and firing the first porous ceramic layer 1 green sheet on the main surface 3a of the heat dissipation layer 3 and the second porous ceramic layer 1 ′ green sheet on the main surface 3b, each of the heat dissipation layers 3 is fired. A laminate is obtained in which the first porous ceramic layer 1 and the second porous ceramic layer 1 ′ are joined to the main surface.
  • the wavelength conversion member 70 is obtained by bonding the phosphor layer 2 onto the main surface 1 a of the first porous ceramic layer 1 in the obtained laminate. .
  • FIG. 8A is a plan view of a wavelength conversion member 80 according to the eighth embodiment of the present invention, and FIG. -A 'sectional view.
  • the wavelength conversion member 80 according to this embodiment is different from the wavelength conversion member 70 in that a notch C is provided in a part of the region where the phosphor layer 2 is formed.
  • the configuration of each layer is the same as that of the wavelength conversion member 70.
  • the notch C none of the phosphor layer 2, the first porous ceramic layer 1, the second porous ceramic layer 1 ′, and the heat dissipation layer 3 is formed, and a part of the outer periphery of the wheel is completely formed. The excitation light can be transmitted.
  • the wavelength conversion member 80 it is possible to obtain a light emitting device that can appropriately use both the case where the excitation light is converted in wavelength by the phosphor layer 2 and the fluorescence is extracted and the case where the excitation light is extracted as it is. .
  • FIG. 9A is a plan view of a wavelength conversion member 90 according to the ninth embodiment of the present invention, and FIG. -A 'sectional view.
  • a notch C is provided in a part of the region where the phosphor layer 2 is formed.
  • the phosphor layer 2 the first porous ceramic layer 1 and the second porous ceramic layer 1 ′ are not formed, and the main surfaces 3a and 3b of the heat dissipation layer 3 are exposed. This is different from the wavelength conversion member 80 in that.
  • the excitation light can be transmitted through the notch C as in the wavelength conversion member 80.
  • the wavelength conversion member 90 since the heat radiation layer 3 is formed in the cutout portion C, the mass balance of the entire member is excellent compared to the wavelength conversion member 80. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of vibration and wind noise when the wavelength conversion member 90 is rotated at high speed. Furthermore, since the main surfaces 3a and 3b of the heat dissipation layer 3 are partially exposed, it is easy to dissipate the heat generated in the phosphor layer 2 to the outside.
  • FIG. 10A is a plan view of the wavelength conversion member 100 according to the tenth embodiment of the present invention
  • FIG. 10B is an AA view of FIG. 'Cross sectional view
  • (c) is a plan view of the heat dissipation layer 3.
  • a notch C is provided in a part of the region where the phosphor layer 2 is formed, and the notch C has a phosphor layer. 2.
  • the first porous ceramic layer 1 and the second porous ceramic layer 1 ′ are not formed, and the main surfaces 3a and 3b of the heat dissipation layer 3 are exposed.
  • the heat radiation layer 3 used in the wavelength conversion member 100 is composed of heat radiation layer pieces 31 and 32.
  • the heat dissipation layer piece 31 has a notch C ′
  • the heat dissipation layer piece 32 having a shape corresponding to the notch C ′ is fitted into the notch C ′.
  • the heat radiation layer pieces 31 and 32 may be joined by an adhesive at the boundary B.
  • the boundary portion B of the heat dissipation layer pieces 31 and 32 in the heat dissipation layer 3 is formed in the first porous ceramic layer 1 and the second porous portion. While being covered with the ceramic layer 1 ′, only the heat radiation layer piece 32 is exposed in the notch C. Further, the heat radiation layer pieces 31 and 32 are fixed by being sandwiched between the first porous ceramic layer 1 and the second porous ceramic layer 1 ′ at the boundary portion B.
  • the heat radiation layer piece 32 is made of a material that can transmit excitation light, such as sapphire, so that the excitation light can be transmitted through the cutout portion C as in the wavelength conversion member 90. Also in the wavelength conversion member 100, since the heat radiation layer 3 is formed in the notch C, it is possible to suppress the occurrence of vibration and wind noise when the wavelength conversion member 100 is rotated at high speed.
  • the heat radiation layer piece 32 may be made of a material capable of transmitting excitation light, and the remaining heat radiation layer piece 31 has transmission characteristics with respect to excitation light. Is not questioned.
  • sapphire is used as the heat dissipation layer piece 32
  • aluminum oxide having a thermal expansion coefficient approximate to that of sapphire it is preferable to use aluminum oxide having a thermal expansion coefficient approximate to that of sapphire as the heat dissipation layer piece 31. If it does in this way, generation
  • a light emitting device of the present invention includes the above-described wavelength conversion member (any one of the wavelength conversion members 10 to 70) and a light source that irradiates the wavelength conversion member with excitation light.
  • a light source an LED, an LD, or the like can be used.
  • the excitation light emitted from the light source is wavelength-converted by the phosphor layer in the wavelength conversion member to emit fluorescence, and the fluorescence is reflected by the first porous ceramic layer and emitted from the same side as the excitation light irradiation side. Is done.
  • Table 1 shows examples and comparative examples of the present invention.
  • Example 1 Preparation of green sheet for porous ceramic layer
  • Al 2 O 3 powder average particle size (D 50 ): 1 ⁇ m
  • polybutyl methacrylate as a binder
  • methyl ethyl ketone as a plasticizer
  • butyl benzyl phthalate as a solvent
  • the obtained slurry was applied onto a polyethylene terephthalate (PET) film using a doctor blade method and dried to obtain a green sheet (thickness 0.32 mm) for a porous ceramic layer.
  • PET polyethylene terephthalate
  • the bending strength of the porous ceramic layer was measured as follows.
  • the green sheet for a porous ceramic layer was degreased at 600 ° C. for 8 hours in the air, and further fired at 1400 ° C. for 5 hours to obtain a porous ceramic layer.
  • the bending strength of the obtained porous ceramic layer was measured using a testing machine (AG-10kNIS manufactured by Shimadzu Corporation).
  • the obtained glass powder and a YAG (Y 3 Al 5 O 12 ) phosphor powder were mixed with 30 vol% glass powder, YAG (Y 3 Al 5 O 12 ) phosphor.
  • the powder was mixed to 70% by volume and mixed using a vibration mixer.
  • a binder, a plasticizer, a solvent and the like were appropriately added to 50 g of the obtained mixed powder and kneaded for 24 hours to obtain a slurry.
  • the obtained slurry was applied onto a PET film using a doctor blade method and dried to obtain a phosphor layer green sheet (thickness: 0.12 mm).
  • a porous ceramic layer green sheet and a dense ceramic layer (Al 2 O 3 sheet, product name HA-96-2 manufactured by MARUWA, Inc .; thickness 0.8 mm, thermal conductivity 23 W / m ⁇ K) are stacked as a heat dissipation layer And applying a pressure of 10 MPa at 100 ° C. for 5 minutes using a thermocompression bonding machine to make them adhere closely, followed by degreasing treatment at 600 ° C. for 8 hours in the atmosphere, and further firing at 1400 ° C. for 5 hours As a result, a ceramic layer laminate composed of two layers of a porous ceramic layer and a dense ceramic layer was produced.
  • the porosity of the porous ceramic layer and that of the dense ceramic layer were obtained by binarizing the cross-section reflected electron image and then calculating the area ratio of the pore portion.
  • the light reflectance of the ceramic layer laminate was obtained from the average value of the reflected light intensity at each wavelength of 400 to 800 nm using UV-2500PC manufactured by Shimadzu Corporation.
  • the green sheet for the phosphor layer was superposed on the porous ceramic layer of the ceramic layer laminate, and both were brought into close contact by applying a pressure of 10 MPa at 100 ° C. for 5 minutes using a thermocompression bonding machine. Thereafter, a degreasing treatment was performed in the air at 500 ° C. for 7 hours, and further, baking was performed at 700 ° C. for 1 hour to prepare a wavelength conversion member.
  • Example 2 A green sheet for porous ceramic layer (thickness 0.26 mm) was produced in the same manner as in Example 1. After four layers of porous ceramic layer green sheets are stacked and adhered by applying a pressure of 10 MPa at 100 ° C. for 5 minutes using a thermocompression bonding machine, degreasing treatment is performed at 600 ° C. for 8 hours in the atmosphere. The porous ceramic layer was obtained by baking at 1400 degreeC for 5 hours. The light reflectance of the porous ceramic layer was measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.
  • the porous ceramic layer and the phosphor layer green sheet obtained in Example 1 were superposed and adhered by applying a pressure of 10 MPa at 100 ° C. for 5 minutes using a thermocompression bonding machine, and then in the atmosphere.
  • the wavelength conversion member was produced by performing a degreasing process at 500 degreeC for 7 hours, and also baking at 700 degreeC for 1 hour.
  • Example 3 Bonded to a mixed powder of 90% by volume of Al 2 O 3 powder (average particle size (D 50 ): 1 ⁇ m) and 10% by volume of readily sinterable alumina powder (Taimicron TM-D manufactured by Daimei Chemical Co., Ltd.) Polybutyl methacrylate as an agent, methyl ethyl ketone as a plasticizer, and butylbenzyl phthalate as a solvent were appropriately added, and kneaded for 24 hours to obtain a slurry. The obtained slurry was applied onto a polyethylene terephthalate (PET) film using a doctor blade method and dried to obtain a green sheet (thickness 0.32 mm) for a porous ceramic layer.
  • PET polyethylene terephthalate
  • a wavelength conversion member was produced in the same manner as in Example 1 except that the obtained green sheet for porous ceramic layer was used.
  • Example 4 Wavelength conversion was performed in the same manner as in Example 3 except that a mixed powder of 80% by volume of Al 2 O 3 powder and 20% by volume of readily sinterable alumina powder was used when producing a green sheet for a porous ceramic layer. A member was prepared.
  • Example 1 Using the thermocompression bonding machine, the green sheet for the phosphor layer obtained in Example 1 was applied to a dense ceramic layer (Al 2 O 3 sheet manufactured by MARUWA, Inc., product name HA-96-2; thickness 0.635 mm). After making it adhere by applying a pressure of 10 MPa at 100 ° C. for 5 minutes, a degreasing treatment was performed in the atmosphere at 500 ° C. for 7 hours, and further baking at 700 ° C. for 1 hour to obtain a wavelength conversion member. The light reflectance of the dense ceramic layer was measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.
  • the surface of the phosphor layer of the wavelength conversion member rotated at 8000 rpm was irradiated with a laser beam with an output of 30 W from a blue laser light source having a wavelength of 440 nm.
  • the obtained fluorescence was received by a small spectroscope (USB-4000, manufactured by Ocean Optics) through an optical fiber, and an emission spectrum was obtained.
  • the fluorescence peak intensity was read from the emission spectrum.
  • the surface temperature of the phosphor layer was measured using a thermography i5 manufactured by FLIR.
  • the wavelength conversion members of Examples 1 to 4 had a fluorescence peak intensity of 1251 (au) or higher, whereas the wavelength conversion member of the comparative example had a fluorescence peak intensity of 1098 ( a.u.) and inferior.
  • Example 1 and Example 2 when a laminated body of a porous ceramic layer and a dense ceramic layer is used as the light reflecting layer, it can be seen that the light reflectance is improved. Further, when a dense ceramic layer is laminated on the porous ceramic layer, the temperature of the phosphor layer is also lowered, which is considered to reduce the temperature quenching of the phosphor.
  • the wavelength conversion member of Example 1 is considered to have a higher fluorescence peak intensity than the wavelength conversion member of Example 2. Furthermore, when Examples 1, 3, and 4 are compared, it can be seen that the bending strength is improved by adding easily sinterable alumina to the porous ceramic layer.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Astronomy & Astrophysics (AREA)
  • Optical Filters (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)
  • Ceramic Products (AREA)
  • Projection Apparatus (AREA)
  • Porous Artificial Stone Or Porous Ceramic Products (AREA)
  • Luminescent Compositions (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)

Abstract

　セラミック層を反射層として有し、発光強度に優れた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。　気孔率が２０体積％以上の第１の多孔質セラミック層１と、第１の多孔質セラミック層１の主面１ａに形成される蛍光体層２とを備えることを特徴とする波長変換部材１０。

Description

波長変換部材及びそれを用いた発光デバイス
　本発明は、プロジェクター用蛍光ホイール等として好適な波長変換部材及びそれを用いた発光デバイスに関するものである。
　近年、プロジェクターを小型化するため、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の光源と蛍光体とを用いた発光デバイスが提案されている。例えば、光源の光を蛍光体層で波長変換し、得られた蛍光を、波長変換部材に隣接して設けられた反射層により光源の入射側に反射させて外部に取り出す、いわゆる反射型の蛍光ホイールが提案されている（例えば、特許文献１参照）。反射型の蛍光ホイールは外部への蛍光取出し効率が高く、プロジェクターを高輝度化しやすいという利点がある。
　特許文献１では、反射層として金、銀、銅、アルミニウム等の金属層が開示されている。金属層は熱伝導率も高いため、蛍光体層に発生した熱を効率良く外部に放出できることから、蛍光体の温度消光（蛍光体の温度上昇により発光強度が低下する現象）を効果的に抑制できるという利点がある。
特開２０１５－１７０９号公報
　金属層は熱膨張係数が比較的大きいため、光源から光を照射した場合、あるいは光照射を停止した場合の膨張及び収縮の割合が大きい。そのため、蛍光体層との熱膨張係数差に起因して、蛍光体層にクラックが入ったり、剥離するおそれがある。そこで、熱膨張係数が比較的小さく、熱伝導率が比較的高いセラミック層を反射層として使用することが考えられるが、セラミック層は反射率に劣り、十分な発光強度が得られないという問題がある。
　以上に鑑み、本発明は、セラミック層を反射層として有し、発光強度に優れた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を技術課題とする。
　本発明の波長変換部材は、気孔率が２０体積％以上の第１の多孔質セラミック層と、第１の多孔質セラミック層の主面に形成される蛍光体層とを備えることを特徴とする。
　本発明の波長変換部材において、第１の多孔質セラミック層は反射層としての機能を果たす。具体的には、励起光を、蛍光体層の主面（第１の多孔質セラミック層側とは反対側の主面）に照射することにより発生した蛍光は、第１の多孔質セラミック層で反射されて、蛍光体層における励起光入射面と同じ主面から外部に照射される。ここで、第１の多孔質セラミック層は２０体積％以上の気孔率を有することにより、高い光反射率を示す。具体的には、第１の多孔質セラミック層の内部に存在する気孔とセラミックスとの界面では、両者の屈折率差に起因して光が反射されやすい。本発明では、第１の多孔質セラミック層における気孔の割合が２０体積％以上と大きく、光反射に寄与する上記界面が多く存在するため、第１の多孔質セラミック層全体として光反射率が大きくなる。結果として、蛍光体層で発生した蛍光を第１の多孔質セラミック層で効率良く反射することができ、波長変換部材の発光強度を向上させることが可能となる。また、蛍光体層で発生した熱は第１の多孔質セラミック層を通して放熱される。
　本発明の波長変換部材において、蛍光体層が、第１の多孔質セラミック層に融着または無機接合層を介して接合していることが好ましい。
　上記構成によれば、耐熱性の低い樹脂接着剤等を使用することなく、蛍光体層と第１の多孔質セラミック層を接合することができるため、耐熱性に優れた波長変換部材を得ることができる。具体的には、樹脂接着剤は励起光の照射熱により劣化して黒化するため、発光強度が経時的に低下しやすいが、上記構成によればそのような問題が生じにくい。また、樹脂接着剤は熱伝導性が低いため、蛍光体層と第１の多孔質セラミック層を樹脂接着剤で接着した場合は、蛍光体層で発生した熱が第１の多孔質セラミック層側に放熱されにくい。一方、蛍光体層が、第１の多孔質セラミック層に融着または無機接合層を介して接合していれば、蛍光体層で発生した熱が第１の多孔質セラミック層側に効率良く放熱されやすい。
　本発明の波長変換部材において、第１の多孔質セラミック層は、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム及び酸化ジルコニウムから選択される少なくとも１種からなることが好ましい。
　本発明の波長変換部材において、第１の多孔質セラミック層の、蛍光体層が形成された主面とは反対側の主面に、放熱層が形成されていることが好ましい。
　蛍光体層で発生した熱は、第１の多孔質セラミック層に伝達されるが、第１の多孔質セラミック層には多数の気孔が存在するため熱伝導性が不十分な場合がある。このような場合に、上記構成を採用すれば、蛍光体層で発生し、第１のセラミック層に伝導した熱が放熱層を通じて外部に放出されやすくなる。よって、蛍光体層における発熱をより一層抑制することが可能となる。
　本発明の波長変換部材において、放熱層が、気孔率が２０体積％未満の緻密質セラミック層であることが好ましい。
　緻密質セラミック層は、断熱性を有する気孔の割合が２０体積％未満と低いため、比較的熱伝導性に優れる。また、第１の多孔質セラミック層で反射されずに透過した光を緻密質セラミック層で反射することができるため、波長変換部材全体として光反射率を向上させることが可能となる。
　本発明の波長変換部材において、緻密質セラミック層が、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム及び酸化ジルコニウムから選択される少なくとも１種からなることが好ましい。
　本発明の波長変換部材において、放熱層の、第１の多孔質セラミック層が形成された主面とは反対側の主面に、気孔率２０体積％以上の第２の多孔質セラミック層が形成されていることが好ましい。
　後述するように、第１の多孔質セラミック層は、例えば原料となるグリーンシートの焼成により作製される。ここで、グリーンシートは焼成により収縮しやすいため、第１の多孔質セラミック層及び放熱層を含む積層体に反りが発生する場合がある。特に、各層の厚みが小さい場合は、反りが発生しやすい。そこで、放熱層の、第１の多孔質セラミック層が形成された主面とは反対側の主面に、気孔率２０体積％以上の第２の多孔質セラミック層を形成することにより、放熱層と第１のセラミック層の間に発生する応力と、放熱層と第２のセラミック層の間に発生する応力のバランスがとれ、焼成時における反りが発生しにくくなる。
　本発明の波長変換部材において、第１の多孔質セラミック層と第２の多孔質セラミック層の気孔率、厚み及び／または材質が同一であることが好ましい。このようにすれば、本発明の波長変換部材の製造時のグリーンシートの焼成工程における反りの問題を効果的に抑制することができる。
　本発明の波長変換部材において、第１の多孔質セラミック層及び／または第２の多孔質セラミック層が易焼結性セラミック粉末を含有することが好ましい。このようにすれば、第１の多孔質セラミック層及び／または第２の多孔質セラミック層の抗折強度が向上し、結果として波長変換部材全体の抗折強度も向上させることができる。
　本発明の波長変換部材において、第１の多孔質セラミック層及び／または第２の多孔質セラミック層における易焼結性セラミック粉末の含有量が、体積％で０．１～５０％であることが好ましい。
　本発明の波長変換部材において、蛍光体層が、無機バインダー中に蛍光体が分散してなることが好ましい。このようにすれば、蛍光体層の耐熱性が向上しやすくなり、励起光照射による蛍光体層の破損等の不具合が生じにくくなる。
　本発明の波長変換部材は、ホイール形状であってもよい。この場合、プロジェクター光源の構成部材として好適となる。
　本発明の発光デバイスは、上記の波長変換部材と、波長変換部材における蛍光体層に励起光を照射する光源とを備えることを特徴とする。
　本発明の発光デバイスは、プロジェクター光源として使用することができる。
　本発明によれば、セラミック層を反射層として有し、発光強度に優れた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ができる。
（ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る波長変換部材を示す模式的斜視図であり、（ｂ）は（ａ）の波長変換部材の側断面の一部を示す図である。 本発明の第２の実施形態に係る波長変換部材の側断面の一部を示す図である。 本発明の第３の実施形態に係る波長変換部材の側断面の一部を示す図である。 本発明の第４の実施形態に係る波長変換部材の側断面の一部を示す図である。 本発明の第５の実施形態に係る波長変換部材の側断面の一部を示す図である。 本発明の第６の実施形態に係る波長変換部材の側断面の一部を示す図である。 本発明の第７の実施形態に係る波長変換部材の側断面の一部を示す図である。 （ａ）は、本発明の第８の実施形態に係る波長変換部材の平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ－Ａ’断面図である。 （ａ）は、本発明の第９の実施形態に係る波長変換部材の平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ－Ａ’断面図である。 （ａ）は、本発明の第１０の実施形態に係る波長変換部材の平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ－Ａ’断面図、（ｃ）は（ａ）における放熱層の平面図である。 実施例において、特性評価を行うための波長変換部材のサンプルを示す模式的平面図である。
　以下、本発明の波長変換部材の実施形態を図面を用いて説明する。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。
　（１）第１の実施形態に係る波長変換部材
　図１の（ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る波長変換部材を示す模式的斜視図であり、（ｂ）は（ａ）の波長変換部材の側断面の一部を示す図である。
　波長変換部材１０は、リング状の第１の多孔質セラミック層１と、その主面に第１の多孔質セラミック層１と外径が略同一であり、かつ同心となるように形成されたリング状の蛍光体層２を備えたホイール形状を有している。具体的には、第１の多孔質セラミック層１は主面１ａと主面１ｂを有しており、主面１ａ上に蛍光体層２が形成されている。励起光は蛍光体層２の主面２ａ側から入射し、蛍光体層２に含まれる蛍光体により波長変換されて蛍光を発する。蛍光は第１の多孔質セラミック層１で反射され、蛍光体層２の主面２ａから外部に照射される。ここで、第１の多孔質セラミック層１は蛍光体層２よりも熱伝導率が高いことが好ましく、これにより蛍光体層２で発生した熱を外部に効率良く放出しやすくなる。
　第１の多孔質セラミック層１の気孔率は２０体積％以上であり、３０体積％以上、特に４０体積％以上であることが好ましい。第１の多孔質セラミック層１は２０体積％以上の気孔率を有することにより、既述の理由から高い光反射率を示す。第１の多孔質セラミック層１の気孔率の上限は８０体積％以下、７５体積％以下、特に７０体積％以下であることが好ましい。第１の多孔質セラミック層１の気孔率が高すぎると、機械的強度が低下したり、あるいは熱伝導率が低下して蛍光体層２で発生した熱を外部に放出しにくくなる。
　第１の多孔質セラミック層１は、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化ニオビウム、酸化亜鉛、酸化ケイ素、酸化イットリウム、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化ケイ素、炭化ケイ素等からなるものが挙げられる。これらは単独であっても良く、２種以上を複合して用いても良い。なかでも酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウムは、熱伝導率が高く、また安価であるため好ましい。特に、酸化アルミニウムであることが好ましい。第１の多孔質セラミック層１を構成する材料は、蛍光体層２よりも熱伝導率が高いことが好ましい。
　第１の多孔質セラミック層１は易焼結性セラミック粉末を含有することが好ましい。このようにすれば、第１の多孔質セラミック層の抗折強度が向上し、結果として波長変換部材全体の抗折強度も向上させることができる。
　易焼結性セラミック粉末は低温焼結性のセラミック粉末である。易焼結性セラミック粉末は、純度を高くしたり、粒径を小さくしたりすることにより、焼結温度を低くしている。具体的には、易焼結性セラミック粉末は、例えば１１００～１５５０℃、さらには１２００～１４００℃の比較的低温で焼成しても焼結することができる。
　易焼結性セラミック粉末の平均粒子径（Ｄ５０）は０．０１～１０μｍ、特に０．０５～５μｍ、特に０．０８～１μｍであることが好ましい。平均粒子径を上記範囲とすることにより、易焼結性セラミック粉末を比較的低温で焼結することが可能となる。
　易焼結性セラミック粉末の純度は９９％以上、９９．９％以上、特に９９．９９％以上であることが好ましい。易焼結性セラミック粉末の純度を上記範囲とすることにより、易焼結性セラミック粉末を比較的低温で焼結することが可能となる。
　易焼結性セラミック粉末としては、易焼結性アルミナ粉末、易焼結性ジルコニア粉末等が挙げられる。なかでも、易焼結性アルミナ粉末は低温焼結性に優れるため好ましい。易焼結性アルミナ粉末としては、例えば、昭和電工社製のＡＬ－１６０ＳＧシリーズや、大明化学工業株式会社製のタイミクロンＴＭ－Ｄシリーズ等を用いることができる。
　第１の多孔質セラミック層における易焼結性セラミック粉末の含有量は、体積％で０．１～５０％、１～４０％、特に５～３０％であることが好ましい。易焼結性セラミック粉末の含有量が少なすぎると、上記の効果が得られにくくなる。一方、易焼結性セラミック粉末の含有量が多すぎると、気孔率が低下して光反射率が低下しやすくなる。
　第１の多孔質セラミック層１の厚みは０．０５～２ｍｍ、０．１～１．５ｍｍ、特に０．２～１ｍｍであることが好ましい。第１の多孔質セラミック層１の厚みが小さすぎると、機械的強度が低下して、使用時に破損しやすくなる。また、十分な光反射率が得られにくくなる。一方、第１の多孔質セラミック層１の厚みが大きすぎると、波長変換部材１０、さらにはそれを用いた発光デバイスの質量が大きくなる傾向がある。また、ホイール状の波長変換部材１０をプロジェクター用光源に使用した場合、波長変換部材１０を回転させるモーターへの負荷が大きくなる、あるいは回転による振動が大きくなり破損のおそれがある。
　蛍光体層２としては、例えば無機バインダー中に蛍光体が分散してなるものが挙げられる。無機バインダーとしてはガラス等が挙げられる。また、第１の多孔質セラミック層１との熱膨張係数も整合させやすくなり、励起光照射により高温になった場合であっても、熱膨張係数差に起因する破損が生じにくくなる。
　無機バインダーとして使用するガラスとしては、ホウ珪酸塩系ガラス、リン酸塩系ガラスなどを用いることができる。ガラスの軟化点は２５０～１０００℃、特に３００～８５０℃であることが好ましい。ガラスの軟化点が低すぎると、蛍光体層２の機械的強度が低下したり、励起光の照射により融解しやすくなる。一方、ガラスの軟化点が高すぎると、製造時における焼成工程で蛍光体が劣化して、蛍光体層２の発光強度が低下しやすくなる。
　蛍光体は、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、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混合して用いればよい。
　蛍光体の平均粒子径（Ｄ５０）は１～５０μｍ、特に５～２５μｍであることが好ましい。蛍光体の平均粒子径が小さすぎると、発光強度が低下しやすくなる。一方、蛍光体の平均粒子径が大きすぎると、発光色が不均一になる傾向がある。
　蛍光体層２中における蛍光体の含有量は５～８０体積％、１０～７５体積％、特に２０～７０体積％であることが好ましい。蛍光体の含有量が少なすぎると、発光強度が不十分になる傾向がある。一方、蛍光体の含有量が多すぎると、蛍光体層２の機械的強度が不十分になる傾向がある。
　蛍光体層２の厚みは、励起光が確実に蛍光体に吸収されるような厚みである範囲において、薄い方が好ましい。蛍光体層２が厚すぎると、蛍光体層２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ためである。具体的には、蛍光体層２の厚みは１ｍｍ以下、０．５ｍｍ以下、特に０．３ｍｍ以下であることが好ましい。蛍光体層２の厚みの下限値は、通常、０．０３ｍｍ程度である。
　蛍光体層２は、融着または無機接合層を介して第１の多孔質セラミック層１に接合していることが好ましい。このようにすれば、波長変換部材１０の耐熱性を高めることができる。また、蛍光体層２で発生した熱を第１の多孔質セラミック層１側に効率良く放熱することができる。
　蛍光体層２を第１の多孔質セラミック層１に融着する方法としては、例えば蛍光体層２を第１の多孔質セラミック層１の主面１ａ上に積層して加熱圧着し、焼成する方法が挙げられる。例えば、ガラスマトリクス中に蛍光体が分散してなる蛍光体層２の場合は、第１の多孔質セラミック層１と、蛍光体層２におけるガラスマトリクスが融着する。
　蛍光体層２を第１の多孔質セラミック層１に無機接合層により接合する方法としては、多孔質セラミック層１の主面１ａ上にゾルゲル法による透明無機材料を塗布し、その上に蛍光体層２を積層して加熱する方法が挙げられる。ゾルゲル法による透明無機材料としてはポリシラザン等があげられる。ポリシラザンは空気中の水分と反応し、アンモニアを発生して縮合することにより、ＳｉＯ２の被膜を形成する。このように、透明無機材料として、比較的低温（室温～２００℃）で無機質のガラス膜を形成する接合剤を使用することができる。その他にも、アルコール可溶型有機ケイ素化合物や、その他金属化合物（有機または無機）を含み、触媒の存在下、比較的低温でガラスと同様のＳｉＯ２ネットワークを形成する接合剤を使用することができる。当該接合剤は、有機金属化合物として金属アルコキシド、触媒としてアルコールを用いた場合、加水分解及び脱水反応が促進される結果、ＳｉＯ２ネットワークが形成される。
　波長変換部材１０は以下のようにして作製することができる。
　第１の多孔質セラミック層１の原料であるセラミック粉末と、バインダー樹脂、溶剤、可塑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、第１の多孔質セラミック層１用グリーンシートを作製する。ここで、第１の多孔質セラミック層１の原料であるセラミック粉末の平均粒子径（Ｄ５０）は０．１～１０μｍであることが好ましい。セラミック粉末の平均粒子径が小さすぎると、第１の多孔質セラミック層１の気孔率が低下しやすくなる。一方、セラミック粉末の平均粒子径が大きすぎると、焼結が不十分となり、第１の多孔質セラミック層１の機械的強度が低下しやすくなる。次に、第１の多孔質セラミック層１用グリーンシートを約１２００～１５００℃で焼成する。このようにして、第１の多孔質セラミック層１を得る。ここで、焼成温度が低すぎると、焼結が不十分になる傾向がある。一方、焼成温度が高すぎると、気孔率が低下しやすくなる。
　また蛍光体層２のガラスマトリクスとなるガラス粉末と、蛍光体と、バインダー樹脂、溶剤、可塑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２用グリーンシートを作製する。
　得られた多孔質セラミック層１と蛍光体層２用グリーンシートを積層し、焼成することにより、多孔質セラミック層１と蛍光体層２が融着接合されてなる波長変換部材１０が得られる。ここで、焼成温度は蛍光体層２におけるガラス粉末の軟化温度±１００℃の範囲内、特にガラス粉末の軟化点±５０℃の範囲内であることが好ましい。焼成温度が低すぎると、蛍光体層２が多孔質セラミック層１に融着しにくくなる。また、ガラス粉末の焼結が不十分となって、蛍光体層２の機械的強度が低下しやすくなる。一方、焼成温度が高すぎると、蛍光体が劣化して発光強度が低下するおそれがある。
　上記方法以外にも、多孔質セラミック層１の表面に蛍光体層２用スラリーを塗布し、焼成することより、多孔質セラミック層１と蛍光体層２が融着接合されてなる波長変換部材１０を得ることができる。ここで使用する蛍光体層２用スラリーは、蛍光体層２用グリーンシートの作製に使用したものを利用できる。
　あるいは、多孔質セラミック層１用グリーンシートと蛍光体層２用グリーンシートをそれぞれ別々に焼成して多孔質セラミック層１と蛍光体層２を得た後、それらを無機接合剤を用いて接合することにより、多孔質セラミック層１と蛍光体層２が無機接合層により接合されてなる波長変換部材１０を得ることもできる。
　なお、上記の各製造方法において、グリーンシートまたはスラリーの焼成前に、有機物を除去するための脱脂工程を行ってもよい。また、グリーンシートを含む各層の積層時において、互いの密着性を高めるため、適宜加熱圧着してもよい。
　（２）第２の実施形態に係る波長変換部材
　図２は、本発明の第２の実施形態に係る波長変換部材の側断面の一部を示す図である。本実施形態に係る波長変換部材２０では、多孔質セラミック層１の蛍光体層２が形成された主面１ａとは反対側の主面１ｂ上に放熱層３が設けられている点で、第１の実施形態に係る波長変換部材１０と異なる。放熱層３は、第１の多孔質セラミック層１と外径が略同一かつ同心であるリング状である。その他の構成は第１の実施形態に係る波長変換部材１０と同じである。多孔質セラミック層１の主面１ｂ上に放熱層３を設けることにより、既述の理由から、蛍光体層２で発生し、第１のセラミック層１に伝導した熱が放熱層３を通じて外部に放出されやすくなる。放熱層３の熱伝導率は５Ｗ／ｍ・Ｋ以上、１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上、特に２０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることが好ましい。
　放熱層３としては、例えば、緻密質セラミック層が挙げられる。緻密質セラミック層の気孔率は２０体積％未満であり、１５体積％以下、特に１０体積％以下であることが好ましい。緻密質セラミック層の気孔率が高すぎると、熱伝導率が低下して、放熱性が低下しやすくなる。一方、緻密質セラミック層の気孔率の下限は特に限定されないが、現実的には０．２体積％以上である。
　緻密質セラミック層は、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化ニオビウム、酸化亜鉛、酸化イットリウム、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、炭化ケイ素等からなるものが挙げられる。これらは単独であっても良く、２種以上を複合して用いても良い。なかでも酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウムは、熱伝導率が高く、また安価であるため好ましい。
　放熱層３としては、上記以外にもサファイアや、アルミニウム、銀、銅等の金属からなるものであってもよい。
　放熱層３の厚みは０．２～２ｍｍ、０．３～１．５ｍｍ、特に０．５～１ｍｍであることが好ましい。放熱層３の厚みが小さすぎると、十分な放熱効果が得られにくくなる。一方、放熱層３の厚みが大きすぎると、波長変換部材２０、さらにはそれを用いた発光デバイスの質量が大きくなる傾向がある。また、ホイール状の波長変換部材２０をプロジェクター用光源に使用した場合、波長変換部材２０を回転させるモーターへの負荷が大きくなる、あるいは回転による振動が大きくなり破損のおそれがある。
　波長変換部材２０は以下のようにして作製することができる。
　波長変換部材１０における方法と同様にして、第１の多孔質セラミック層１用グリーンシートを作製する。
　次に、放熱層３を準備する。放熱層３として緻密質セラミック層を用いる場合は、波長変換部材１０における多孔質セラミック層１用グリーンシートの作製方法と同様にして、緻密質セラミック層用グリーンシートを得る。緻密質セラミック層用グリーンシートを比較的高温で焼結することにより、気孔率の低い緻密質セラミック層を得る。具体的には、緻密質セラミック層用グリーンシートを約１５００℃以上、好ましくは１６００℃以上で焼成することが好ましい。また、原料であるセラミック粉末の平均粒子径（Ｄ５０）が小さいほど、緻密質セラミック層の気孔率を低減しやすい。
　続いて、第１の多孔質セラミック層１用グリーンシートと、放熱層３を積層し、焼成することにより第１の多孔質セラミック層１と放熱層３が接合してなる積層体を得る。
　波長変換部材１０における方法と同様にして、得られた積層体における第１の多孔質セラミック層１の主面１ａ上に蛍光体層２を接合することにより、波長変換部材２０を得る。
　なお、先に蛍光体層２を第１の多孔質セラミック層１に接合した後に放熱層３を接合してもよい。
　（３）第３の実施形態に係る波長変換部材
　図３は、本発明の第３の実施形態に係る波長変換部材の側断面の一部を示す図である。本実施形態に係る波長変換部材３０では、放熱層３の主面３ａに、放熱層３と同心であるリング状の穴部Ｈが設けられており、穴部Ｈ内に多孔質セラミック層１が形成されている点で、第２の実施形態に係る波長変換部材２０と異なる。蛍光体層２は多孔質セラミック層１の主面１ａ上に設けられている。具体的には、蛍光体層２は多孔質セラミック層１の主面１ａを覆うように形成されており、かつ蛍光体層２の一部は放熱層３の主面３ａ上に形成されている。本実施形態に係る波長変換部材３０では、蛍光体層２の一部が放熱層３上に形成されているため、蛍光体層２で発生した熱をより一層外部に放出しやすくなる。
　波長変換部材３０は以下のようにして作製することができる。
　まず、波長変換部材１０における方法と同様にして、放熱層３を準備し、放熱層３の主面３ａに穴部Ｈを切削等により形成する。あるいは、放熱層３として緻密質セラミック層を用いる場合は、緻密質セラミック層用グリーンシートを、穴部Ｈが得られるように適宜積層した状態で焼成することにより、主面３ａに穴部Ｈが形成された放熱層３を得る。
　次に、波長変換部材１０における方法と同様にして得られた第１の多孔質セラミック層１用グリーンシートを、放熱層３における穴部Ｈの形状に合わせて切断し、穴部Ｈ内に積層する。ここで、第１の多孔質セラミック層１用グリーンシートの大きさは、焼成時における収縮を考慮して適宜調整する（例えば、穴部Ｈの大きさよりも一回り大きくする等）ことが好ましい。その後、焼成することにより、放熱層３の穴部Ｈの内部に第１の多孔質セラミック層１を形成する。
　さらに、波長変換部材１０における方法と同様にして、第１の多孔質セラミック層１の主面１ａ上に蛍光体層２を接合することにより、波長変換部材３０を得る。
　（４）第４の実施形態に係る波長変換部材
　図４は、本発明の第４の実施形態に係る波長変換部材の側断面の一部を示す図である。本実施形態に係る波長変換部材４０では、蛍光体層２が穴部Ｈの内部に形成されている点で、第３の実施形態に係る波長変換部材３０とは異なる。具体的には、波長変換部材４０の主面３ａに形成された穴部Ｈの内部に、第１の多孔質セラミック層１及び蛍光体層２が順に形成されている。
　本実施形態に係る波長変換部材４０においては、蛍光体層２の端部が放熱層３に接触しているため、蛍光体層２で発生した熱をより一層外部に放出しやすくなる。
　なお、波長変換部材４０は、波長変換部材３０の作製方法に準じて作製することができる。
　（５）第５の実施形態に係る波長変換部材
　図５は、本発明の第５の実施形態に係る波長変換部材の側断面の一部を示す図である。本実施形態に係る波長変換部材５０では、放熱層３の主面３ａ上に、放熱層３と同心であるリング状の切り欠き部Ｃが形成されており、切り欠き部Ｃ内に多孔質セラミック層１が形成されている点で、第３の実施形態に係る波長変換部材３０と異なる。蛍光体層２は多孔質セラミック層１の主面１ａ上に設けられている。具体的には、蛍光体層２は多孔質セラミック層１の主面１ａを覆うように形成されており、かつ蛍光体層２の一部は放熱層３の主面３ａ上に形成されている。第３の実施形態に係る波長変換部材３０と同様に、本実施形態に係る波長変換部材５０では、蛍光体層２の一部が放熱層３上に形成されているため、蛍光体層２で発生した熱をより一層外部に放出しやすくなる。
　なお、波長変換部材５０は、波長変換部材３０の作製方法に準じて作製することができる。
　（６）第６の実施形態に係る波長変換部材
　図６は、本発明の第６の実施形態に係る波長変換部材の側断面の一部を示す図である。本実施形態に係る波長変換部材６０では、蛍光体層２が、放熱層３の主面３ａ上に設けられた切り欠き部Ｃの内部に形成されている点で、第５の実施形態に係る波長変換部材５０とは異なる。具体的には、波長変換部材６０の主面３ａに形成された切り欠き部Ｃの内部に、第１の多孔質セラミック層１及び蛍光体層２が順に形成されている。
　本実施形態に係る波長変換部材６０においては、蛍光体層２の端部が放熱層３に接触しているため、蛍光体層２で発生した熱をより一層外部に放出しやすくなる。
　なお、波長変換部材６０は、波長変換部材３０の作製方法に準じて作製することができる。
　（７）第７の実施形態に係る波長変換部材
　図７は、本発明の第７の実施形態に係る波長変換部材の側断面の一部を示す図である。本実施形態に係る波長変換部材７０では、放熱層３の主面３ｂ上に、第１の多孔質セラミック層１と略同一形状の第２の多孔質セラミック層１’が設けられている。その他の構成は第２の実施形態に係る波長変換部材２０と同じである。
　放熱層３の主面３ｂ上に第２の多孔質セラミック層１’を設けることにより、既述の通り、製造工程におけるグリーンシート焼成時に波長変換部材７０に反りが発生しにくくなる。
　第２の多孔質セラミック層１’の気孔率及び厚みの範囲、及び材質の具体例については、第１の多孔質セラミック層１と同様のものを選択することができる。製造時の焼成工程における波長変換部材７０の反りの問題を効果的に抑制する観点からは、第１の多孔質セラミック層１と第２の多孔質セラミック層１’の気孔率、厚み及び材質の少なくとも１つが同一であることが好ましく、それら全てが同一であることがより好ましい。
　第２の多孔質セラミック層１’は易焼結性セラミック粉末を含有することが好ましい。このようにすれば、第２の多孔質セラミック層１’の抗折強度が向上し、結果として波長変換部材全体の抗折強度も向上させることができる。なお、製造時の焼成工程における波長変換部材７０の反りの問題を効果的に抑制する観点からは、第２の多孔質セラミック層１’における易焼結性セラミック粉末の含有量は、第１の多孔質セラミック層における易焼結性セラミック粉末の含有量と同一であることが好ましい。
　波長変換部材７０は以下のようにして作製することができる。
　波長変換部材１０における方法と同様にして、第１の多孔質セラミック層１用グリーンシート及び第２の多孔質セラミック層１’用グリーンシートを得る。また、波長変換部材２０における方法と同様にして、放熱層３を準備する。放熱層３の主面３ａに第１の多孔質セラミック層１用グリーンシート、主面３ｂに第２の多孔質セラミック層１’用グリーンシートを積層し、焼成することにより、放熱層３の各主面に第１の多孔質セラミック層１及び第２の多孔質セラミック層１’がそれぞれ接合してなる積層体を得る。
　次に、波長変換部材１０における方法と同様にして、得られた積層体における第１の多孔質セラミック層１の主面１ａ上に蛍光体層２を接合することにより、波長変換部材７０を得る。
　（８）第８の実施形態に係る波長変換部材
　図８の（ａ）は、本発明の第８の実施形態に係る波長変換部材８０の平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ－Ａ’断面図である。本実施形態に係る波長変換部材８０では、蛍光体層２が形成されている領域の一部において切り欠き部Ｃが設けられている点で波長変換部材７０と異なっている。各層の構成は波長変換部材７０と同じである。切り欠き部Ｃにおいては、蛍光体層２、第１の多孔質セラミック層１、第２の多孔質セラミック層１’及び放熱層３のいずれも形成されておらず、ホイール外周の一部が完全に欠損した形態となっており、励起光が透過できるようになっている。よって、波長変換部材８０を用いることにより、励起光を蛍光体層２で波長変換させて蛍光を取り出す場合と、励起光をそのまま取り出す場合の両者を適宜使い分けることができる発光デバイスを得ることができる。
　（９）第９の実施形態に係る波長変換部材
　図９の（ａ）は、本発明の第９の実施形態に係る波長変換部材９０の平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ－Ａ’断面図である。波長変換部材９０では、蛍光体層２が形成されている領域の一部において切り欠き部Ｃが設けられている。切り欠き部Ｃにおいては、蛍光体層２、第１の多孔質セラミック層１及び第２の多孔質セラミック層１’が形成されておらず、放熱層３の主面３ａ及び３ｂが露出した状態となっている点で波長変換部材８０と異なる。ここで、サファイア等の励起光を透過可能な材料で放熱層３を構成することにより、波長変換部材８０と同様に、切り欠き部Ｃにおいて励起光を透過させることが可能となる。なお、波長変換部材９０では、切り欠き部Ｃにおいて放熱層３が形成されているため、波長変換部材８０と比較して、部材全体の質量バランスに優れている。よって、波長変換部材９０を高速で回転させた場合の振動や風切り音の発生を抑制することができる。さらに、放熱層３の主面３ａ及び３ｂが一部露出しているため、蛍光体層２で発生した熱を外部に放熱させやすい。
　（１０）第１０の実施形態に係る波長変換部材
　図１０の（ａ）は、本発明の第１０の実施形態に係る波長変換部材１００の平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ－Ａ’断面図、（ｃ）は放熱層３の平面図である。波長変換部材１００では、波長変換部材９０と同様に、蛍光体層２が形成されている領域の一部において切り欠き部Ｃが設けられており、かつ、切り欠き部Ｃにおいては、蛍光体層２、第１の多孔質セラミック層１及び第２の多孔質セラミック層１’が形成されておらず、放熱層３の主面３ａ、３ｂが露出した状態となっている。
　波長変換部材１００で使用される放熱層３は、放熱層片３１、３２から構成される。具体的には、放熱層片３１は切り欠き部Ｃ’を有しており、切り欠き部Ｃ’に対応する形状を有する放熱層片３２が切り欠き部Ｃ’に嵌め込まれている。放熱層片３１、３２は、境界部Ｂで接着剤により接合してもよい。
　切り欠き部Ｃ’は切り欠き部Ｃよりも一回り大きくなっているため、放熱層３における放熱層片３１、３２の境界部Ｂは、第１の多孔質セラミック層１及び第２の多孔質セラミック層１’により覆われるとともに、切り欠き部Ｃには放熱層片３２のみが露出した状態となっている。また、放熱層片３１、３２は、境界部Ｂにおいて第１の多孔質セラミック層１及び第２の多孔質セラミック層１’により挟持されることにより、固定されている。
　ここで、サファイア等の励起光を透過可能な材料で放熱層片３２を構成することにより、波長変換部材９０と同様に、切り欠き部Ｃにおいて励起光を透過させることが可能となる。また、波長変換部材１００においても、切り欠き部Ｃにおいて放熱層３が形成されているため、波長変換部材１００を高速で回転させた場合の振動や風切り音の発生を抑制することができる。
　波長変換部材１００においては、放熱層３のうちの一部、すなわち放熱層片３２のみを励起光を透過可能な材料で構成すればよく、残りの放熱層片３１については、励起光に対する透過特性は問われない。例えば、放熱層片３２としてサファイアを用いる場合は、放熱層片３１としては、サファイアと熱膨張係数が近似している酸化アルミニウムを使用することが好ましい。このようにすれば、放熱層片３１、３２の熱膨張差に起因する応力の発生を抑制することができる。また、放熱層３の大部分を安価な酸化アルミニウムで構成することにより、部材の低コスト化を図ることが可能となる。
　（発光デバイス）
　本発明の発光デバイスは、上記の波長変換部材（波長変換部材１０～７０のいずれか）と、波長変換部材に励起光を照射する光源とを備えてなる。光源としてはＬＥＤやＬＤ等を使用することができる。光源から照射された励起光は波長変換部材における蛍光体層で波長変換されて蛍光を発し、当該蛍光は第１の多孔質セラミック層で反射されて、励起光照射側と同じ側から蛍光が出射される。
　以下、本発明の波長変換部材を実施例により詳細に説明する。但し、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。
　表１は本発明の実施例及び比較例を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　（実施例１）
　（多孔質セラミック層用グリーンシートの作製）
　Ａｌ２Ｏ３粉末（平均粒子径（Ｄ５０）：１μｍ）に対して、結合剤としてポリブチルメタクリレート、可塑剤としてメチルエチルケトン、溶剤としてブチルベンジルフタレートを適宜添加し、２４時間混練することによりスラリーを得た。得られたスラリーをドクターブレード法を用いてポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム上に塗布し、乾燥させることにより、多孔質セラミック層用グリーンシート（厚み０．３２ｍｍ）を得た。
　なお、多孔質セラミック層の抗折強度は以下のようにして測定した。多孔質セラミック層用グリーンシートを大気中にて６００℃で８時間脱脂処理を行い、さらに１４００℃で５時間焼成することにより多孔質セラミック層を得た。得られた多孔質セラミック層について、試験機（島津製作所製ＡＧ－１０ｋＮＩＳ）を用いて抗折強度を測定した。
　（蛍光体層用グリーンシートの作製）
　モル％で、ＳｉＯ２：５８％、Ａｌ２Ｏ３：６％、Ｂ２Ｏ３：１７％、Ｌｉ２Ｏ：８％、Ｎａ２Ｏ：８％、Ｋ２Ｏ：３％のガラス組成となるよう原料を調合し、溶融急冷法によってフィルム状ガラスを得た。得られたフィルム状ガラスをボールミルを用いて粉砕し、平均粒子径（Ｄ５０）が１μｍのガラス粉末を得た。
　得られたガラス粉末と、ＹＡＧ（Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２）蛍光体粉末（平均粒子径（Ｄ５０）：１５μｍ）とを、ガラス粉末　３０体積％、ＹＡＧ（Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２）蛍光体粉末　７０体積％となるように調合し、振動混合機を用いて混合した。得られた混合粉末５０ｇに結合剤、可塑剤、溶剤等を適宜添加し、２４時間混練することによりスラリーを得た。得られたスラリーをドクターブレード法を用いてＰＥＴフィルム上に塗布し、乾燥させることにより、蛍光体層用グリーンシート（厚み０．１２ｍｍ）を得た。
　（波長変換部材の作製）
　多孔質セラミック層用グリーンシートと、放熱層として緻密質セラミック層（株式会社ＭＡＲＵＷＡ製Ａｌ２Ｏ３シート　製品名ＨＡ－９６－２；厚み０．８ｍｍ、熱伝導率２３Ｗ／ｍ・Ｋ）を重ね合わせ、熱圧着機を用いて、１００℃で５分、１０ＭＰａの圧力を印加して両者を密着させた後、大気中にて６００℃で８時間脱脂処理を行い、さらに１４００℃で５時間焼成することにより、多孔質セラミック層と緻密質セラミック層の２層からなるセラミック層積層体を作製した。
　セラミック層積層体において、多孔質セラミック層用と緻密質セラミック層の気孔率は、断面の反射電子画像を二値化した後に、気孔部分の面積割合を算出することにより求めた。また、セラミック層積層体の光反射率は、島津製作所製ＵＶ－２５００ＰＣを用いて波長４００～８００ｎｍの各波長の反射光強度の平均値より求めた。
　次に、セラミック層積層体の多孔質セラミック層上に蛍光体層用グリーンシートを重ね合わせ、熱圧着機を用いて、１００℃で５分、１０ＭＰａの圧力を印加することにより両者を密着させた後、大気中にて５００℃で７時間脱脂処理を行い、さらに７００℃で１時間焼成することにより波長変換部材を作製した。
　（実施例２）
　実施例１と同様にして多孔質セラミック層用グリーンシート（厚み０．２６ｍｍ）を作製した。多孔質セラミック層用グリーンシートを４層重ねて熱圧着機を用いて１００℃で５分、１０ＭＰａの圧力を印可することにより密着させた後、大気中にて６００℃で８時間脱脂処理を行い、１４００℃で５時間焼成することにより多孔質セラミック層を得た。多孔質セラミック層の光反射率を実施例１と同様にして測定した。結果を表１に示す。
　多孔質セラミック層と実施例１で得られた蛍光体層用グリーンシートを重ね合わせ、熱圧着機を用いて１００℃で５分、１０ＭＰａの圧力を印加することにより密着させた後、大気中にて５００℃で７時間脱脂処理を行い、さらに７００℃で１時間焼成することにより波長変換部材を作製した。
　（実施例３）
　Ａｌ２Ｏ３粉末（平均粒子径（Ｄ５０）：１μｍ）９０体積％と易焼結性アルミナ粉末（大明化学工業株式会社製タイミクロンＴＭ－Ｄ）１０体積％の混合粉末に対して、結合剤としてポリブチルメタクリレート、可塑剤としてメチルエチルケトン、溶剤としてブチルベンジルフタレートを適宜添加し、２４時間混練することによりスラリーを得た。得られたスラリーをドクターブレード法を用いてポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム上に塗布し、乾燥させることにより、多孔質セラミック層用グリーンシート（厚み０．３２ｍｍ）を得た。
　得られた多孔質セラミック層用グリーンシートを用いたこと以外は、実施例１と同様の方法で波長変換部材を作製した。
　（実施例４）
　多孔質セラミック層用グリーンシートを作製する際に、Ａｌ２Ｏ３粉末８０体積％と易焼結性アルミナ粉末２０体積％の混合粉末を用いたこと以外は、実施例３と同様にして波長変換部材を作製した。
　（比較例）
　実施例１で得られた蛍光体層用グリーンシートを、緻密質セラミック層（株式会社ＭＡＲＵＷＡ製Ａｌ２Ｏ３シート　製品名ＨＡ－９６－２；厚み０．６３５ｍｍ）に熱圧着機を用いて、１００℃で５分、１０ＭＰａの圧力を印加することにより密着させた後、大気中にて５００℃で７時間脱脂処理を行い、さらに７００℃で１時間焼成することにより波長変換部材を得た。なお、緻密質セラミック層の光反射率を実施例１と同様にして測定した。結果を表１に示す。
　（特性評価）
　上記のようにして作製した各波長変換部材につき、蛍光ピーク強度と、蛍光体層の表面温度を下記のようにして測定した。結果を表１に示す。なお、測定には図１１に示すサイズのもの（各層の厚みは表１に示す通り）を用いた。
　８０００ｒｐｍで回転させた波長変換部材の蛍光体層表面に、波長４４０ｎｍの青色レーザー光源から出力３０Ｗでレーザー光を照射した。得られた蛍光を光ファイバーを通して小型分光器（ＵＳＢ－４０００　オーシャンオプティクス社製）で受光し、発光スペクトルを得た。発光スペクトルから蛍光ピーク強度を読み取った。また蛍光体層の表面温度をＦＬＩＲ製サーモグラフィーｉ５を用いて測定した。
　表１から明らかなように、実施例１～４の波長変換部材は蛍光ピーク強度が１２５１（ａ．ｕ．）以上であったのに対し、比較例の波長変換部材は蛍光ピーク強度が１０９８（ａ．ｕ．）と劣っていた。なお、実施例１と実施例２を比較すると、光反射層として多孔質セラミック層と緻密質セラミック層の積層体を用いた場合、光反射率が向上することわかる。また多孔質セラミック層に緻密質セラミック層を積層した場合、蛍光体層の温度も低下しており、これにより蛍光体の温度消光が軽減されるものと考えられる。これら２つの要因により、実施例１の波長変換部材は、実施例２の波長変換部材と比較して蛍光ピーク強度が高くなっていると考察される。さらに、実施例１、３、４を比較すると、多孔質セラミック層に易焼結性アルミナを含有させることにより、抗折強度が向上することがわかる。
１　第１の多孔質セラミック層
１’　第２の多孔質セラミック層
２　蛍光体層
３　放熱層
１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、１００　波長変換部材
３１、３２　放熱層片
Ｈ　穴部
Ｃ、Ｃ’　切り欠き部
Ｂ　境界部

Claims (14)

  1. 　気孔率が２０体積％以上の第１の多孔質セラミック層と、第１の多孔質セラミック層の主面に形成される蛍光体層とを備えることを特徴とする波長変換部材。
  2. 　蛍光体層が、第１の多孔質セラミック層に融着または無機接合層を介して接合していることを特徴とする請求項１に記載の波長変換部材。
  3. 　第１の多孔質セラミック層が、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム及び酸化ジルコニウムから選択される少なくとも１種からなることを特徴とする請求項１または２に記載の波長変換部材。
  4. 　第１の多孔質セラミック層の、蛍光体層が形成された主面とは反対側の主面に、放熱層が形成されていることを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の波長変換部材。
  5. 　放熱層が、気孔率が２０体積％未満の緻密質セラミック層であることを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載の波長変換部材。
  6. 　緻密質セラミック層が、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム及び酸化ジルコニウムから選択される少なくとも１種からなることを特徴とする請求項５に記載の波長変換部材。
  7. 　放熱層の、第１の多孔質セラミック層が形成された主面とは反対側の主面に、気孔率２０体積％以上の第２の多孔質セラミック層が形成されていることを特徴とする請求項４～６のいずれか一項に記載の波長変換部材。
  8. 　第１の多孔質セラミック層と第２の多孔質セラミック層の気孔率、厚み及び／または材質が同一であることを特徴とする請求項７に記載の波長変換部材。
  9. 　第１の多孔質セラミック層及び／または第２の多孔質セラミック層が易焼結性セラミック粉末を含有することを特徴とする請求項１～８のいずれか一項に記載の波長変換部材。
  10. 　第１の多孔質セラミック層及び／または第２の多孔質セラミック層における易焼結性セラミック粉末の含有量が、体積％で０．１～５０％であることを特徴とする請求項９に記載の波長変換部材。
  11. 　蛍光体層が、無機バインダー中に蛍光体が分散してなることを特徴とする請求項１～１０のいずれか一項に記載の波長変換部材。
  12. 　ホイール形状であることを特徴とする請求項１～１１のいずれか一項に記載の波長変換部材。
  13. 　請求項１～１２のいずれか一項に記載の波長変換部材と、
    　波長変換部材における蛍光体層に励起光を照射する光源とを備えることを特徴とする発光デバイス。
  14. 　プロジェクター光源として使用されることを特徴とする請求項１３に記載の発光デバイス。
PCT/JP2016/051903 2015-02-03 2016-01-22 波長変換部材及びそれを用いた発光デバイス Ceased WO2016125611A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/539,724 US10557614B2 (en) 2015-02-03 2016-01-22 Projector light source including wavelength conversion member having porous ceramic substrate
CN201680008593.3A CN107209302A (zh) 2015-02-03 2016-01-22 波长转换部件及使用其的发光装置
JP2016573282A JPWO2016125611A1 (ja) 2015-02-03 2016-01-22 波長変換部材及びそれを用いた発光デバイス
KR1020177015810A KR20170113533A (ko) 2015-02-03 2016-01-22 파장 변환 부재 및 그것을 사용한 발광 디바이스

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015018967 2015-02-03
JP2015-018967 2015-02-03
JP2015-060499 2015-03-24
JP2015060499 2015-03-24

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2016125611A1 true WO2016125611A1 (ja) 2016-08-11

Family

ID=56563962

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2016/051903 Ceased WO2016125611A1 (ja) 2015-02-03 2016-01-22 波長変換部材及びそれを用いた発光デバイス

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10557614B2 (ja)
JP (2) JPWO2016125611A1 (ja)
KR (1) KR20170113533A (ja)
CN (1) CN107209302A (ja)
TW (1) TWI673252B (ja)
WO (1) WO2016125611A1 (ja)

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018056157A1 (ja) * 2016-09-21 2018-03-29 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 波長変換装置及び照明装置
WO2018083903A1 (ja) * 2016-11-02 2018-05-11 日本電気硝子株式会社 波長変換部材、発光デバイス及び波長変換部材の製造方法
CN108105604A (zh) * 2016-11-25 2018-06-01 深圳市光峰光电技术有限公司 发光陶瓷结构及其制备方法、相关发光装置和投影装置
WO2018171083A1 (zh) * 2017-03-21 2018-09-27 深圳市光峰光电技术有限公司 光源装置及色轮
JP2018163947A (ja) * 2017-03-24 2018-10-18 日本電気硝子株式会社 波長変換部材及び発光デバイス
WO2018230333A1 (ja) * 2017-06-14 2018-12-20 日本電気硝子株式会社 波長変換部材及び発光デバイス
JP2018205599A (ja) * 2017-06-07 2018-12-27 セイコーエプソン株式会社 波長変換素子、波長変換装置、光源装置およびプロジェクター
EP3447577A1 (en) * 2017-08-22 2019-02-27 Seiko Epson Corporation Wavelength converter, light source apparatus, and projector
JP2019039992A (ja) * 2017-08-23 2019-03-14 日本特殊陶業株式会社 蛍光体ホイール、ホイールデバイスおよびプロジェクター
WO2019069871A1 (ja) * 2017-10-02 2019-04-11 株式会社小糸製作所 波長変換部材および光源モジュール
WO2019131730A1 (ja) * 2017-12-27 2019-07-04 京セラ株式会社 カラーホイール、およびプロジェクタ
CN110579933A (zh) * 2018-06-11 2019-12-17 中强光电股份有限公司 波长转换元件、投影装置及波长转换元件的制作方法
JP2020154033A (ja) * 2019-03-18 2020-09-24 セイコーエプソン株式会社 波長変換素子、光源装置、プロジェクター、及び波長変換素子の製造方法
WO2021145252A1 (ja) * 2020-01-17 2021-07-22 ソニーグループ株式会社 波長変換素子および光源モジュールならびに投射型表示装置
EP3958057A1 (en) * 2020-08-20 2022-02-23 Delta Electronics, Inc. Wavelength conversion member and light source module
US11387391B2 (en) 2017-02-28 2022-07-12 Osram Gmbh Conversion element, optoelectronic component and method for producing a conversion element
US11500278B2 (en) 2018-06-11 2022-11-15 Coretronic Corporation Wavelength-converting element, projection apparatus, and manufacturing method of wavelength-converting element
JP7296951B2 (ja) 2017-09-20 2023-06-23 マテリオン プレシジョン オプティクス （シャンハイ） リミテッド 改良された無機結合剤を伴う光変換デバイス

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102488528B1 (ko) * 2017-09-20 2023-01-17 마테리온 프레시젼 옵틱스 (상하이) 리미티드 무기질 바인더를 갖는 인광체 휠
CN109696792B (zh) 2017-10-24 2022-03-29 中强光电股份有限公司 投影机及波长转换装置
CN111699420B (zh) * 2018-02-14 2023-01-13 日本特殊陶业株式会社 光波长转换装置
CN112585534B (zh) * 2018-08-27 2022-10-04 索尼公司 波长转换元件、光源模块及投影显示装置
WO2020161963A1 (ja) * 2019-02-04 2020-08-13 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 波長変換部材及びプロジェクタ
JP6922939B2 (ja) * 2019-03-18 2021-08-18 セイコーエプソン株式会社 波長変換素子、光源装置、プロジェクター、及び波長変換素子の製造方法
CN110262173A (zh) * 2019-05-31 2019-09-20 苏州佳世达光电有限公司 易散热的荧光色轮及投影机
CN112578552A (zh) 2019-09-30 2021-03-30 台达电子工业股份有限公司 波长转换装置
CN112578551A (zh) 2019-09-30 2021-03-30 台达电子工业股份有限公司 波长转换装置
CN115004104A (zh) * 2020-01-22 2022-09-02 索尼集团公司 光学元件、光源装置和投影仪
US12546989B2 (en) 2020-06-30 2026-02-10 Lg Electronics Inc. Phosphor wheel, illuminator, and projector
TWI845746B (zh) * 2020-08-20 2024-06-21 台達電子工業股份有限公司 波長轉換元件及光源模組
CN114815477B (zh) * 2021-01-20 2024-10-18 中强光电股份有限公司 波长转换模块以及投影机
CN113603462B (zh) * 2021-07-20 2022-08-26 中国计量大学 一种陶瓷-玻璃复合结构荧光色轮及其制备方法和在激光显示源中的应用
CN116165834A (zh) * 2021-11-24 2023-05-26 中强光电股份有限公司 波长转换元件及投影机

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003297551A (ja) * 2002-03-29 2003-10-17 Pioneer Electronic Corp 有機エレクトロルミネッセンス表示パネル
JP2006287132A (ja) * 2005-04-04 2006-10-19 Kyoritsu Elex Co Ltd 発光ダイオード用パッケージ及び発光ダイオード
JP2011191785A (ja) * 2005-03-29 2011-09-29 Kyocera Corp 反射部材、これを用いた発光装置および照明装置
JP2012227363A (ja) * 2011-04-20 2012-11-15 Kyocera Corp 発光装置
JP2012227224A (ja) * 2011-04-15 2012-11-15 Kyocera Corp 発光装置
JP2013207049A (ja) * 2012-03-28 2013-10-07 Nec Corp 波長変換体を用いた発光装置
JP2013247067A (ja) * 2012-05-29 2013-12-09 Nichia Chem Ind Ltd 色変換用無機成形体及びその製造方法、並びに発光装置
JP2014119492A (ja) * 2012-12-13 2014-06-30 Nippon Electric Glass Co Ltd プロジェクタ用カラーホイール及びプロジェクタ用発光デバイス
JP2014229503A (ja) * 2013-05-23 2014-12-08 パナソニック株式会社 発光素子とその製造方法、およびプロジェクター

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1643989A (zh) * 2002-03-29 2005-07-20 先锋株式会社 有机电致发光显示面板
WO2007141688A1 (en) * 2006-06-02 2007-12-13 Philips Intellectual Property & Standards Gmbh Colored and white light generating lighting device
CN103777302A (zh) * 2007-09-27 2014-05-07 欧瑞康贸易股份公司(特吕巴赫) 色轮制造方法
US8684560B2 (en) * 2009-11-18 2014-04-01 Stanley Electric Co., Ltd. Semiconductor light source apparatus and lighting unit
US8556437B2 (en) * 2009-12-17 2013-10-15 Stanley Electric Co., Ltd. Semiconductor light source apparatus and lighting unit
EP2595750A2 (en) * 2010-07-22 2013-05-29 Green Bubble Technologies LLC Biooptical and biofunctional properties, applications and methods of polylactic acid films
JP2012243624A (ja) * 2011-05-20 2012-12-10 Stanley Electric Co Ltd 光源装置および照明装置
US20130088689A1 (en) * 2011-10-07 2013-04-11 Young Optics Inc. Light source module and projection apparatus
DE102011084961A1 (de) * 2011-10-21 2013-04-25 Osram Gmbh Leuchtstoffrad, Verfahren zum Herstellen eines Leuchtstoffrads und Beleuchtungsanordnung
CN103367611B (zh) 2012-03-28 2017-08-08 日亚化学工业株式会社 波长变换用无机成型体及其制造方法以及发光装置
JP2013214629A (ja) * 2012-04-03 2013-10-17 Nippon Electric Glass Co Ltd 波長変換部材及び発光デバイス
JP6305009B2 (ja) * 2013-01-11 2018-04-04 三菱電機株式会社 光源装置およびプロジェクタ
CN106195924B (zh) * 2013-06-08 2019-05-03 深圳光峰科技股份有限公司 一种波长转换装置及其制作方法、相关发光装置
JP6136617B2 (ja) 2013-06-18 2017-05-31 日亜化学工業株式会社 光源装置及びプロジェクタ
CN203489181U (zh) * 2013-10-15 2014-03-19 深圳市光峰光电技术有限公司 色轮及其光源系统、投影系统
CN104566230B (zh) * 2013-10-15 2017-07-11 深圳市光峰光电技术有限公司 波长转换装置及其光源系统、投影系统
CN104566229B (zh) * 2013-10-15 2016-06-08 深圳市光峰光电技术有限公司 波长转换装置的制造方法
US20150153487A1 (en) * 2013-11-29 2015-06-04 Delta Electronics, Inc. Wavelength-converting device
TWI579589B (zh) * 2015-08-31 2017-04-21 中強光電股份有限公司 波長轉換裝置及投影機

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003297551A (ja) * 2002-03-29 2003-10-17 Pioneer Electronic Corp 有機エレクトロルミネッセンス表示パネル
JP2011191785A (ja) * 2005-03-29 2011-09-29 Kyocera Corp 反射部材、これを用いた発光装置および照明装置
JP2006287132A (ja) * 2005-04-04 2006-10-19 Kyoritsu Elex Co Ltd 発光ダイオード用パッケージ及び発光ダイオード
JP2012227224A (ja) * 2011-04-15 2012-11-15 Kyocera Corp 発光装置
JP2012227363A (ja) * 2011-04-20 2012-11-15 Kyocera Corp 発光装置
JP2013207049A (ja) * 2012-03-28 2013-10-07 Nec Corp 波長変換体を用いた発光装置
JP2013247067A (ja) * 2012-05-29 2013-12-09 Nichia Chem Ind Ltd 色変換用無機成形体及びその製造方法、並びに発光装置
JP2014119492A (ja) * 2012-12-13 2014-06-30 Nippon Electric Glass Co Ltd プロジェクタ用カラーホイール及びプロジェクタ用発光デバイス
JP2014229503A (ja) * 2013-05-23 2014-12-08 パナソニック株式会社 発光素子とその製造方法、およびプロジェクター

Cited By (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020030414A (ja) * 2016-09-21 2020-02-27 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 波長変換装置及び照明装置
JP2020030413A (ja) * 2016-09-21 2020-02-27 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 波長変換装置及び照明装置
JP2020076971A (ja) * 2016-09-21 2020-05-21 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 波長変換装置及び照明装置
JPWO2018056157A1 (ja) * 2016-09-21 2019-02-21 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 波長変換装置及び照明装置
WO2018056157A1 (ja) * 2016-09-21 2018-03-29 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 波長変換装置及び照明装置
WO2018083903A1 (ja) * 2016-11-02 2018-05-11 日本電気硝子株式会社 波長変換部材、発光デバイス及び波長変換部材の製造方法
US10580944B2 (en) 2016-11-02 2020-03-03 Nippon Electric Glass Co., Ltd. Wavelength conversion member, light-emitting device, and method for manufacturing wavelength conversion member
CN108105604B (zh) * 2016-11-25 2020-05-29 深圳光峰科技股份有限公司 发光陶瓷结构及其制备方法、相关发光装置和投影装置
CN108105604A (zh) * 2016-11-25 2018-06-01 深圳市光峰光电技术有限公司 发光陶瓷结构及其制备方法、相关发光装置和投影装置
US11387391B2 (en) 2017-02-28 2022-07-12 Osram Gmbh Conversion element, optoelectronic component and method for producing a conversion element
WO2018171083A1 (zh) * 2017-03-21 2018-09-27 深圳市光峰光电技术有限公司 光源装置及色轮
JP2018163947A (ja) * 2017-03-24 2018-10-18 日本電気硝子株式会社 波長変換部材及び発光デバイス
JP2018205599A (ja) * 2017-06-07 2018-12-27 セイコーエプソン株式会社 波長変換素子、波長変換装置、光源装置およびプロジェクター
US10930821B2 (en) 2017-06-14 2021-02-23 Nippon Electric Glass Co., Ltd. Wavelength conversion member and light emitting device
JP7094496B2 (ja) 2017-06-14 2022-07-04 日本電気硝子株式会社 波長変換部材及び発光デバイス
JPWO2018230333A1 (ja) * 2017-06-14 2020-04-16 日本電気硝子株式会社 波長変換部材及び発光デバイス
CN109087985A (zh) * 2017-06-14 2018-12-25 日本电气硝子株式会社 波长转换部件和发光器件
WO2018230333A1 (ja) * 2017-06-14 2018-12-20 日本電気硝子株式会社 波長変換部材及び発光デバイス
CN109426050A (zh) * 2017-08-22 2019-03-05 精工爱普生株式会社 波长转换元件、光源装置和投影仪
JP7081094B2 (ja) 2017-08-22 2022-06-07 セイコーエプソン株式会社 波長変換素子、光源装置及びプロジェクター
US10474016B2 (en) 2017-08-22 2019-11-12 Seiko Epson Corporation Wavelength converter, light source apparatus, and projector
EP3447577A1 (en) * 2017-08-22 2019-02-27 Seiko Epson Corporation Wavelength converter, light source apparatus, and projector
JP2019039950A (ja) * 2017-08-22 2019-03-14 セイコーエプソン株式会社 波長変換素子、光源装置及びプロジェクター
JP2019039992A (ja) * 2017-08-23 2019-03-14 日本特殊陶業株式会社 蛍光体ホイール、ホイールデバイスおよびプロジェクター
JP7296951B2 (ja) 2017-09-20 2023-06-23 マテリオン プレシジョン オプティクス （シャンハイ） リミテッド 改良された無機結合剤を伴う光変換デバイス
WO2019069871A1 (ja) * 2017-10-02 2019-04-11 株式会社小糸製作所 波長変換部材および光源モジュール
WO2019131730A1 (ja) * 2017-12-27 2019-07-04 京セラ株式会社 カラーホイール、およびプロジェクタ
JPWO2019131730A1 (ja) * 2017-12-27 2021-01-14 京セラ株式会社 カラーホイール、およびプロジェクタ
US11500278B2 (en) 2018-06-11 2022-11-15 Coretronic Corporation Wavelength-converting element, projection apparatus, and manufacturing method of wavelength-converting element
US11424391B2 (en) 2018-06-11 2022-08-23 Coretronic Corporation Wavelength-converting element, projection apparatus, and manufacturing method of wavelength-converting element
CN110579933A (zh) * 2018-06-11 2019-12-17 中强光电股份有限公司 波长转换元件、投影装置及波长转换元件的制作方法
JP7279436B2 (ja) 2019-03-18 2023-05-23 セイコーエプソン株式会社 波長変換素子、光源装置、プロジェクター、及び波長変換素子の製造方法
JP2020154033A (ja) * 2019-03-18 2020-09-24 セイコーエプソン株式会社 波長変換素子、光源装置、プロジェクター、及び波長変換素子の製造方法
JPWO2021145252A1 (ja) * 2020-01-17 2021-07-22
WO2021145252A1 (ja) * 2020-01-17 2021-07-22 ソニーグループ株式会社 波長変換素子および光源モジュールならびに投射型表示装置
JP2022035966A (ja) * 2020-08-20 2022-03-04 台達電子工業股▲ふん▼有限公司 波長変換素子及び光源モジュール
EP3958057A1 (en) * 2020-08-20 2022-02-23 Delta Electronics, Inc. Wavelength conversion member and light source module
JP7176703B2 (ja) 2020-08-20 2022-11-22 台達電子工業股▲ふん▼有限公司 波長変換素子及び光源モジュール
US11949051B2 (en) 2020-08-20 2024-04-02 Delta Electronics, Inc. Wavelength conversion member and light source module
US12532585B2 (en) 2020-08-20 2026-01-20 Delta Electronics, Inc. Wavelength conversion member and light source module

Also Published As

Publication number Publication date
US10557614B2 (en) 2020-02-11
JP2020194170A (ja) 2020-12-03
TWI673252B (zh) 2019-10-01
US20180003363A1 (en) 2018-01-04
TW201638053A (zh) 2016-11-01
JPWO2016125611A1 (ja) 2017-11-16
CN107209302A (zh) 2017-09-26
KR20170113533A (ko) 2017-10-12
JP6879417B2 (ja) 2021-06-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6879417B2 (ja) 波長変換部材及びそれを用いた発光デバイス
JP7094496B2 (ja) 波長変換部材及び発光デバイス
CN207320161U (zh) 波长转换部件和使用其的发光器件
JP6314472B2 (ja) プロジェクター用蛍光ホイール、その製造方法及びプロジェクター用発光デバイス
JP6503710B2 (ja) プロジェクター用蛍光ホイール、その製造方法及びプロジェクター用発光デバイス
JP6394144B2 (ja) プロジェクター用蛍光ホイール及びプロジェクター用発光デバイス
JPWO2018083903A1 (ja) 波長変換部材、発光デバイス及び波長変換部材の製造方法
JP6512067B2 (ja) 波長変換素子の製造方法
JP2016225581A (ja) 波長変換部材及びそれを用いた発光装置
JP2017107071A (ja) 波長変換部材及び波長変換素子、並びにそれらを用いた発光装置
JP6303735B2 (ja) プロジェクター用蛍光ホイール及びプロジェクター用発光デバイス
JPWO2019102787A1 (ja) 波長変換部材及び発光装置
JP6575923B2 (ja) 波長変換部材及びそれを用いた発光装置
JP2015118107A (ja) プロジェクター用蛍光ホイール及びプロジェクター用発光デバイス
JP6500744B2 (ja) 波長変換素子の製造方法
JP6582907B2 (ja) 波長変換素子の製造方法並びに波長変換素子及び発光装置
JP2018124560A (ja) プロジェクター用蛍光ホイール及びプロジェクター用発光デバイス
JP6561777B2 (ja) 波長変換素子の製造方法並びに波長変換素子及び発光装置
JP2019204104A (ja) 波長変換素子及び発光装置
JP2020095162A (ja) 波長変換部材、発光デバイス及び波長変換部材の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16746442

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2016573282

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20177015810

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 15539724

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 16746442

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1