WO2017179521A1 - 波長変換部材 - Google Patents

波長変換部材 Download PDF

Info

Publication number
WO2017179521A1
WO2017179521A1 PCT/JP2017/014618 JP2017014618W WO2017179521A1 WO 2017179521 A1 WO2017179521 A1 WO 2017179521A1 JP 2017014618 W JP2017014618 W JP 2017014618W WO 2017179521 A1 WO2017179521 A1 WO 2017179521A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
wavelength conversion
binder layer
conversion member
nanoparticles
substrate
Prior art date
Application number
PCT/JP2017/014618
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
将啓 中村
達也 奥野
柔信 李
Original Assignee
パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 filed Critical パナソニックＩｐマネジメント株式会社
Priority to CN201780022984.5A priority Critical patent/CN109075236A/zh
Priority to EP17782334.1A priority patent/EP3444858A4/en
Priority to JP2018511995A priority patent/JP6688976B2/ja
Priority to US16/092,453 priority patent/US10836958B2/en
Publication of WO2017179521A1 publication Critical patent/WO2017179521A1/ja

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/02—Use of particular materials as binders, particle coatings or suspension media therefor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7706—Aluminates
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/20—Filters
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50—Wavelength conversion elements
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C24/00—Coating starting from inorganic powder

Definitions

  • the present invention relates to a wavelength conversion member that uses photoluminescence, and more particularly to a wavelength conversion member that is excellent in heat resistance and heat dissipation even when irradiated with high-power excitation light and that can be fired at a low temperature.
  • a wavelength converter using photoluminescence which includes a plurality of phosphor particles that emit light when irradiated with excitation light and a binder that holds the plurality of phosphor particles.
  • a silicone resin filled with a phosphor is known.
  • the wavelength converter is in the form of, for example, a layered body or a plate-like body formed on a metal substrate.
  • a member including a substrate and a wavelength converter is referred to as a wavelength conversion member.
  • the wavelength conversion member is required to increase the power of the excitation light in order to improve the light output.
  • high-power excitation light such as a laser light source has been used as the excitation light for the wavelength conversion member.
  • organic binders such as silicone resins are poor in heat resistance and heat dissipation.
  • high-power excitation light such as a laser light source is irradiated to the wavelength conversion member having an organic binder, the organic material constituting the binder is discolored and burned, and the light transmittance is reduced. The light output efficiency of the wavelength conversion member tends to decrease.
  • a wavelength conversion member having an organic binder when irradiated with high-power excitation light such as a laser light source, heat is generated because the thermal conductivity of the organic material is usually less than 1 W / m ⁇ K. Thereby, the wavelength conversion member which has an organic binder tends to generate
  • Patent Document 1 discloses a wavelength converter obtained by sintering using a ceramic material having high heat resistance, heat dissipation, and high visible light transmittance, an organic binder such as a silicone resin, and a phosphor. It is disclosed. When this wavelength converter is formed on a substrate, a wavelength conversion member is obtained.
  • the wavelength converter of Patent Document 1 is manufactured by sintering at a high temperature of about 1200 ° C., for example. However, since the wavelength converter of patent document 1 sinters at high temperature, there existed a subject that the productivity of a wavelength converter and a wavelength conversion member using the same was low.
  • CASN ((Sr, Ca) AlSiN 3 : Eu) phosphor which is a phosphor that has excellent color rendering properties and is widely used as a phosphor for white LEDs, has an oxidation reaction in a high temperature environment and has a luminance maintenance rate. Remarkably easy to decrease. For this reason, in the wavelength converter of patent document 1 which sinters at high temperature, since it cannot use the CASN fluorescent substance which an oxidation reaction produces in a high temperature environment, it is difficult to improve the color rendering property of the wavelength conversion member obtained. There was a problem.
  • Patent Document 2 uses a phosphor and a binder made of a silica-based material or this precursor, and fixes the phosphors with a binder heated to 500 ° C. or less to cure the wavelength converter, And the method of manufacturing the wavelength conversion member and light-emitting device using the same is disclosed.
  • silica has a low thermal conductivity, typically less than 1 W / m ⁇ K, compared to other metal oxides, there is a problem in that the wavelength converter, the wavelength conversion member using the same, and the heat dissipation of the light-emitting device are poor. was there.
  • the phosphor particles are the average particle diameter D 50 nanoparticles of less than 100nm or more 1nm is adjacent consists nanoparticle anchoring member in which a plurality secured
  • a wavelength conversion body including a binder layer for fixing the film has insufficient adhesion strength between the binder layer for fixing the substrate and the phosphor particles of the wavelength conversion body. There was a problem that there is a risk of peeling.
  • An object of the present invention is to provide a wavelength conversion member that is excellent in heat resistance and heat dissipation even when irradiated with high-power excitation light, has high adhesion between the substrate and the wavelength converter, and can be fired at a low temperature.
  • a wavelength conversion member includes a substrate and a wavelength converter that is provided on the surface of the substrate and converts the color of incident light.
  • the wavelength converter includes inorganic phosphor particles that color-convert incident light and a binder layer that includes one or more metal oxides having a melting point of 800 ° C. or less and fixes the inorganic phosphor particles to each other.
  • the substrate and the wavelength converter are fixed by a binder layer of the wavelength converter.
  • the wavelength conversion member 1 includes a substrate 50 and a wavelength conversion body 10, and the wavelength conversion body 10 includes inorganic phosphor particles 20 and a binder layer 30. In the wavelength conversion member 1, the substrate 50 and the wavelength conversion body 10 are fixed by the binder layer 30 of the wavelength conversion body 10.
  • a plurality of embodiments described below are embodiments in which the configuration of the binder layer 30 is different.
  • a form of the binder layer 30 there are forms such as a nanoparticle fixed body and a bulk body.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a wavelength conversion member according to the first embodiment.
  • the wavelength conversion member 1 according to the first embodiment is an embodiment in which the binder layer 30 is a nanoparticle fixed body.
  • the wavelength conversion member 1 includes a substrate 50 and a wavelength converter 10 that is provided on the surface of the substrate 50 and color-converts incident light. Moreover, the wavelength converter 10 has the inorganic fluorescent substance particle 20 which color-converts incident light, and the binder layer 30 which fixes the inorganic fluorescent substance particle 20 mutually. The substrate 50 and the wavelength converter 10 are fixed by the binder layer 30 of the wavelength converter 10.
  • the substrate 50 is a substrate that supports the wavelength converter 10.
  • the substrate 50 is in close contact with the wavelength converter 10 by being fixed to the binder layer 30 constituting the wavelength converter 10.
  • the provision of the wavelength converter 10 on the surface of the substrate 50 means that the wavelength converter 10 is provided directly or indirectly on the surface of the substrate 50. In the first embodiment, as shown in FIGS. 1 and 3, the wavelength converter 10 is directly provided on the surface of the substrate 50.
  • a member that has excellent adhesion to the substrate 50 and is fixed to the binder layer 30 of the wavelength converter 10 may be provided between the substrate 50 and the wavelength converter 10.
  • a member for example, a member made of a metal thin film, an oxide thin film, and a combination thereof is used.
  • the wavelength converter 10 is indirectly provided on the surface of the substrate 50.
  • the substrate 50 is not particularly limited, and for example, a transparent substrate such as a glass substrate, a metal substrate such as a copper substrate or a stainless steel substrate, a ceramic substrate such as an AlN substrate, or the like is used.
  • a transparent substrate such as a glass substrate
  • a metal substrate such as a copper substrate or a stainless steel substrate
  • a ceramic substrate such as an AlN substrate, or the like.
  • the substrate 50 is a metal substrate, it is generally made of a metal having a higher thermal conductivity than ceramic, and therefore heat generated by the wavelength converter 10 made of ceramic can be efficiently radiated.
  • the substrate 50 is a ceramic substrate because a difference in thermal expansion coefficient between the substrate 50 and the wavelength converter 10 is reduced, and the substrate 50 and the wavelength converter 10 are difficult to peel off.
  • an AlN substrate is more preferable because of its high heat resistance.
  • the wavelength converter 10 is entirely made of ceramic.
  • metals usually have a larger coefficient of thermal expansion than ceramics.
  • the substrate 50 is a metal substrate and a large temperature change occurs in the wavelength conversion member 1
  • a difference in thermal expansion coefficient occurs between the metal substrate 50 and the wavelength conversion body 10 made of ceramic, and the two are peeled off. Power to try to work.
  • the wavelength converter 10 of this embodiment since the binder layer 30 of the wavelength converter 10 contains one or more specific nanoparticles 31, the binder layer 30 and the substrate 50 are firmly fixed. For this reason, in this embodiment, since the metal substrate 50 and the wavelength converter 10 are hard to peel, a metal substrate can be used as the substrate 50.
  • the wavelength converter 10 is a member that is provided on the surface of the substrate 50 and converts the color of incident light.
  • the wavelength converter 10 includes inorganic phosphor particles 20 that color-convert incident light, and a binder layer 30 that fixes the inorganic phosphor particles 20 to each other.
  • the inorganic phosphor particles 20 in the wavelength converter 10 are excited by incident light and emit light that has undergone color conversion with respect to the incident light.
  • the wavelength converter 10 exhibits an effect of color-converting incident light by the action of the inorganic phosphor particles 20.
  • each inorganic phosphor particle 20 is coated with the binder layer 30, whereby the nanoparticle-coated phosphor particles composed of the inorganic phosphor particle 20 and the binder layer 30. 40 is formed.
  • the binder layer 30 only needs to be formed so as to fix at least the adjacent inorganic phosphor particles 20 and the inorganic phosphor particles 20 and the substrate 50. Therefore, as an embodiment other than the wavelength converter 10 shown in FIG. 1, a part of the surface of each inorganic phosphor particle 20 is exposed without being coated with the binder layer 30 to form the nanoparticle-coated phosphor particles 40. It can also be set as the wavelength converter which is not performed.
  • the inorganic phosphor particles 20 are inorganic particles that color-convert incident light. Although it does not specifically limit as incident light, For example, an ultraviolet-ray, purple light, blue light etc. can be used.
  • the inorganic phosphor particles 20 are excited by incident light and emit light that has undergone color conversion with respect to the incident light.
  • the inorganic phosphor particles 20 are not particularly limited as long as they can perform photoluminescence.
  • the inorganic phosphor particles 20 are obtained by dividing the luminance (L 2 ) after firing phosphor particles at 1200 ° C. or more in the atmosphere by the luminance (L 1 ) before firing phosphor particles at 1200 ° C. or more in the atmosphere. It is preferable that the obtained luminance maintenance rate (L 2 / L 1 ) includes phosphor particles with 80% or less. It is preferable that the inorganic phosphor particles 20 include phosphor particles having a luminance maintenance factor (L 2 / L 1 ) of 80% or less because a wavelength converter 10 having high color rendering properties can be obtained while having high conversion efficiency. .
  • the particle diameter of the inorganic phosphor particles 20 is not particularly limited as long as it is a size that can be fixed by the binder layer 30.
  • the inorganic phosphor particles 20 may be composed of phosphors having the same composition, or may be a mixture of phosphor particles having two or more compositions.
  • the binder layer 30 is a member that fixes the inorganic phosphor particles 20 together by including one or more metal oxides having a melting point of 800 ° C. or less.
  • the binder layer 30 may be made of only a metal oxide having a melting point of 800 ° C. or lower, but includes a substance other than the metal oxide having a melting point of 800 ° C. or lower in addition to the metal oxide having a melting point of 800 ° C. or lower. You may go out.
  • the binder layer 30 is a nanoparticle fixed body made of only metal oxide nanoparticles having a melting point of 800 ° C. or lower.
  • the binder layer 30 is made of nanoparticles containing a substance other than a metal oxide having a melting point of 800 ° C. or lower in addition to a metal oxide having a melting point of 800 ° C. or lower. It becomes the nanoparticle fixed body which becomes.
  • the nanoparticle fixed body is a structure in which a plurality of nanoparticles including one or more kinds of metal oxide nanoparticles having a melting point of 800 ° C. or lower are fixed, and the nanoparticles are fixed by intermolecular force. means.
  • the nanoparticle fixed body usually has a grain boundary between adjacent nanoparticles, but when two or more kinds of metal oxides having a melting point of 800 ° C. or lower are used, a eutectic material is generated between the nanoparticles to form a grain. The field may disappear.
  • the metal oxide having a melting point of 800 ° C. or lower will be described.
  • the metal oxide having a melting point of 800 ° C. or lower for example, one or more metal oxides selected from the group consisting of molybdenum oxide, vanadium oxide, lead oxide, tellurium oxide, boron oxide, and chromium oxide are used.
  • molybdenum oxide for example, MoO 3 (melting point: 795 ° C.) is used.
  • vanadium oxide for example, V 2 O 5 (melting point: 690 ° C.) is used.
  • lead oxide for example, PbO 2 (melting point: 290 ° C.), Pb 3 O 4 (melting point: 500 ° C.) or the like is used.
  • tellurium oxide for example, TeO 2 (melting point: 733 ° C.) is used.
  • B 2 O 3 (melting point: 430 ° C.) is used as the boron oxide.
  • chromium oxide for example, CrO 3 (melting point: 196 ° C.) is used.
  • the binder layer 30 is a nanoparticle fixed body made of only metal oxide nanoparticles having a melting point of 800 ° C. or lower.
  • the binder layer 30 will be described with reference to FIGS.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an enlarged portion A of FIG.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing an enlarged portion B of FIG.
  • the binder layer 30 is composed of a nanoparticle fixed body including at least one metal oxide nanoparticle 31 having a melting point of 800 ° C. or lower.
  • the nanoparticle fixed body as the binder layer 30 only needs to include one or more kinds of metal oxide nanoparticles 31 having a melting point of 800 ° C. or lower, and the metal oxide nanoparticles 31 having a melting point of 800 ° C. or lower. Nanoparticles other than may be included.
  • a wavelength conversion member 1A according to a second embodiment to be described later is an embodiment including nanoparticles 32 other than the metal oxide nanoparticles 31 having a melting point of 800 ° C. or less.
  • the binder layer 30 is made of a nanoparticle fixed body containing one or more kinds of metal oxide nanoparticles 31 having a melting point of 800 ° C. or lower, the binder layer 30, the binder layer 30, the inorganic phosphor particles 20, And between the binder layer 30 and the substrate 50 are firmly fixed.
  • the reason why the binder layer 30 made of the nanoparticle fixed body including at least one metal oxide nanoparticle 31 having a melting point of 800 ° C. or lower has such a strong fixing force is presumed as follows.
  • the binder layer 30 made of the nanoparticle-fixed body maintains its shape by the metal oxide nanoparticles 31 having a melting point of 800 ° C. or lower being fixed by intermolecular force.
  • the metal oxide nanoparticles 31 having a melting point of 800 ° C. or lower are more easily deformed than the metal oxide nanoparticles 31 having a melting point of more than 800 ° C.
  • the binder layer 30 has a distance between nanoparticles 31, adjacent inorganic phosphor particles 20, and inorganic fluorescence compared to a nanoparticle fixed body using metal oxide nanoparticles having a melting point higher than 800 ° C.
  • the distance between the body particles 20 and the substrate 50 is usually close.
  • the wavelength conversion member 1 a strong intermolecular force works between the nanoparticles 31, between the nanoparticles 31 and the inorganic phosphor particles 20, and between the nanoparticles 31 and the substrate 50. It is estimated that the mechanical strength and the adhesiveness between the wavelength converter 10 and the substrate 50 are improved.
  • the metal oxide nanoparticles 31 having a melting point of 800 ° C. or lower are softened and more easily deformed when subjected to heat treatment at a relatively low temperature of, for example, about 400 to 800 ° C., compared with the case where heat treatment is not performed. .
  • the binder layer 30 is subjected to heat treatment at a relatively low temperature of about 400 to 800 ° C. during the manufacturing process, the distance between the nanoparticles 31, the adjacent inorganic phosphor particles 20, and the inorganic phosphor particles 20 and the substrate. The distance with 50 can be made closer.
  • the wavelength conversion member 1 when the heat treatment at a relatively low temperature is performed, the nanoparticles 31, between the nanoparticles 31 and the inorganic phosphor particles 20, and between the nanoparticles 31 and the substrate 50. Strong intermolecular force comes to work.
  • the above-described heat treatment at a relatively low temperature is performed on the wavelength conversion member 1, it is presumed that the mechanical strength of the wavelength conversion body 10 and the adhesion between the wavelength conversion body 10 and the substrate 50 are further improved.
  • adjacent inorganic phosphor particles 20 are strongly fixed by a binder layer 30.
  • the inorganic phosphor particles 20 and the substrate 50 are strongly fixed by the binder layer 30.
  • reference numeral 31 denotes metal oxide nanoparticles having a melting point of 800 ° C. or lower. Therefore, in FIGS. 2 and 3, even if the oxides have different chemical compositions, the same reference numeral 31 is used as long as the metal oxide nanoparticles have a melting point of 800 ° C. or lower.
  • the nanoparticles 31 are a mixture of A metal oxide nanoparticles having a melting point of 800 ° C. or less and B metal oxides having a melting point of 800 ° C. or less, the A metal oxide and B Metal oxide nanoparticles are collectively shown as nanoparticles 31.
  • the average particle diameter D 50 is usually 1 nm or more and less than 100 nm (10 angstroms or more and less than 1000 angstroms), preferably 1 nm or more and less than 95 nm.
  • the average particle diameter D 50 is more preferably 10 nm or more and less than 50 nm, further preferably 15 nm or more and less than 25 nm.
  • the average particle diameter D 50 of the nanoparticles is within the above range, the nanoparticles with each other and fixed by intermolecular force, binder layer 30 made of rigid nanoparticle anchoring body is formed. Therefore, the average particle diameter D 50 of the nanoparticles is within the above range, the binder layer 30 within, between the binder layer 30 and the inorganic phosphor particles 20, and between the binder layer 30 and the substrate 50, is strongly Easy to be fixed.
  • the binder layer 30 preferably contains as little organic material as possible. If the binder layer 30 contains an organic substance, the organic substance contained in the binder layer 30 is discolored or burnt when irradiated with high-power excitation light such as a laser light source, and the light transmittance is reduced. There is a fear.
  • the binder layer 30 covers the entire surface of the inorganic phosphor particles 20.
  • the binder layer 30 does not need to cover the entire surface of the inorganic phosphor particles 20, and a portion of the surface of the inorganic phosphor particles 20 that is interposed between adjacent inorganic phosphor particles 20. It is only necessary to cover the surface of only the inorganic phosphor particles 20. That is, the binder layer 30 only needs to cover at least part of the surface of the inorganic phosphor particles 20.
  • the binder layer 30 suppresses the refractive index step inside and outside the inorganic phosphor particle 20, so that the conversion efficiency of the inorganic phosphor particle 20 is reduced. Tends to be high.
  • the partially formed binder layer 30 serves as a light scattering source. Light extraction efficiency is easy to improve.
  • the wavelength converter 10 may be formed with a void 35 formed between the binder layers 30 or a void 35 in which a part of the binder layer 30 is recessed.
  • the latter voids 35 are considered to be formed by the non-filling of the nanoparticles 31 between the adjacent inorganic phosphor particles 20 when the binder layer 30 is formed. If the binder layer 30 has a void 35 in which a part of the binder layer 30 is recessed, light is scattered, and the light extraction efficiency from the wavelength converter 10 to the outside is easily improved.
  • the thickness of the wavelength converter 10 is not particularly limited, but is, for example, 40 to 400 ⁇ m, preferably 80 to 200 ⁇ m. It is preferable for the wavelength converter 10 to have a thickness within the above range because heat dissipation can be maintained relatively high.
  • the wavelength conversion member 1 can be manufactured by the following method, for example. First, a nanoparticle dispersion liquid in which nanoparticles including metal oxide nanoparticles 31 having a melting point of 800 ° C. or less are dispersed and the inorganic phosphor particles 20 are mixed to prepare a mixed liquid.
  • a dispersant is added to the nanoparticle dispersion or mixed solution as necessary.
  • the dispersant is usually composed of an organic component.
  • the viscosity of the mixed solution is adjusted so as to become, for example, a paste.
  • the viscosity of the mixed solution is adjusted by, for example, adjusting the solid content concentration of the nanoparticles including the metal oxide nanoparticles 31 having a melting point of 800 ° C. or less and the inorganic phosphor particles 20.
  • this paste-like mixed solution is applied onto a substrate 50 such as a metal substrate.
  • a substrate 50 such as a metal substrate.
  • various known application methods under a normal pressure environment such as application using an applicator equipped with a bar coater, screen printing, and the like are used.
  • a drying process is performed in which the paste-like mixed liquid on the substrate 50 is dried and solidified.
  • a drying process is a process of obtaining the wavelength conversion body 10 by solidifying a paste-like liquid mixture.
  • the obtained wavelength converter 10 includes inorganic phosphor particles 20 and a binder layer 30 that fixes the inorganic phosphor particles 20 to each other. Further, when the wavelength converter 10 is formed on the substrate 50, the wavelength conversion member 1 including the substrate 50 and the wavelength converter 10 is formed.
  • the heating temperature in the drying step is, for example, 50 to 150 ° C., preferably 80 to 120 ° C.
  • the heating time in the drying step is, for example, 30 to 120 minutes, preferably 40 to 80 minutes.
  • An organic substance may remain in the binder layer 30 of the wavelength converter 10. Further, the binder layer 30 may not have a sufficiently high fixing strength between the metal oxide nanoparticles 31 having a melting point of 800 ° C. or less. For this reason, after the drying step, the organic substance does not remain in the binder layer 30 and, in order to strongly fix the nanoparticles 31 constituting the binder layer 30, the wavelength conversion member 1 is further baked. It is preferable to carry out.
  • wavelength conversion member 1 When the wavelength conversion member 1 is further subjected to a firing step, normally, metal oxide nanoparticles 31 having a melting point of 800 ° C. or less, between the nanoparticles 31 and the inorganic phosphor particles 20, and between the nanoparticles 31 and the substrate 50, The space between them is fixed more strongly than the wavelength conversion member 1 before the firing step.
  • the heating temperature in the firing step is, for example, 400 ° C. or higher, preferably 400 to 800 ° C., more preferably 400 to 500 ° C., and further preferably 430 to 470 ° C.
  • the heating time in the firing step is, for example, 60 to 180 minutes, preferably 100 to 150 minutes.
  • the dispersant added to the nanoparticle dispersion or mixed solution as necessary usually contains an organic substance.
  • This organic substance may remain in the binder layer 30 without being burned out even if the drying step is performed.
  • the organic substance in the binder layer 30 is altered by heat. There is a possibility that the optical characteristics of the wavelength converter 10 may be deteriorated.
  • the organic substance remaining in the binder layer 30 may reduce the thermal conductivity of the wavelength converter 10. For this reason, in this manufacturing method, it is preferable to perform a baking process so that even if an organic substance remains in the binder layer 30, this organic substance can be burned off by thermal decomposition.
  • the metal oxide nanoparticles 31 having a melting point of 800 ° C. or less are selected from the group consisting of molybdenum oxide, vanadium oxide, lead oxide, tellurium oxide, boron oxide and chromium oxide. It is suitable when it is the nanoparticle which consists of.
  • the reason why the adhesion strength between the metal oxide nanoparticles 31 having a melting point of 800 ° C. or lower is increased when the firing step is performed is as follows.
  • the solvent existing between the nanoparticles 31, between the nanoparticles 31 and the inorganic phosphor particles 20, and between the nanoparticles 31 and the substrate 50 is removed by the heat treatment in the drying process. Then, since the distance between the nanoparticles 31, between the nanoparticles 31 and the inorganic phosphor particles 20, and between the nanoparticles 31 and the substrate 50 is reduced and the intermolecular force is increased, the inorganic phosphor particles 20 and It is presumed that a nanoparticle fixed body that is fixed to the substrate 50 is obtained.
  • the nanoparticles 31 themselves does not change much in the heat treatment in the drying step, the nanoparticles 31 themselves, between the nanoparticles 31 and the inorganic phosphor particles 20, and between the nanoparticles 31 and the substrate 50.
  • the distance remains relatively large.
  • the intermolecular forces between the nanoparticles 31, between the nanoparticles 31 and the inorganic phosphor particles 20, and between the nanoparticles 31 and the substrate 50 are relatively low. It is presumed that there is still room for improving the adhesion between them.
  • the nanoparticles 31 constituting the binder layer 30 are softened and deformed to form the nanoparticles 31, the nanoparticles 31, and the inorganic phosphor particles. 20, and the distance between the nanoparticles 31 and the substrate 50 is closer.
  • the intermolecular force is between the nanoparticles 31, between the nanoparticles 31 and the inorganic phosphor particles 20, and between the nanoparticles 31 and the substrate 50. It becomes large and it is estimated that the adhesive force between these becomes stronger.
  • the wavelength converter 10 is ceramic because it is composed of the inorganic phosphor particles 20 and the binder layer 30 containing metal oxide as a main component.
  • a metal substrate 50 may be used as the substrate 50. Comparing ceramics and metals, ceramics usually have a smaller coefficient of thermal expansion and thermal conductivity than metals. For this reason, when the board
  • the wavelength conversion member 1 firmly bonded to the substrate 50 is obtained.
  • the metal substrate 50 and the wavelength converter 10 are strongly bonded by the binder layer 30. Are strongly fixed, and peeling is suppressed.
  • peeling does not arise between the metal substrate 50 and the wavelength conversion body 10 substantially.
  • the operation of the wavelength conversion member 1 will be described.
  • the inorganic phosphor particles 20 in the wavelength converter 10 are excited to emit secondary light.
  • a binder layer 30 made of a nanoparticle fixed body in which a plurality of nanoparticles 31 are fixed is formed on the surface of the inorganic phosphor particles 20.
  • the nanoparticles 31 are made of a material having a high excitation light transmission property, the excitation light passes through the binder layer 30 and is irradiated onto the inorganic phosphor particles 20, and the inorganic phosphor particles 20 are excited to emit secondary light. Can radiate.
  • the secondary light generated by the wavelength converter 10 is emitted from the surface side of the wavelength converter 10. Further, when the substrate 50 is a substrate 50 having high light transmittance, the secondary light generated by the wavelength converter 10 is emitted from the surface side of the wavelength converter 10 and the surface side of the substrate 50.
  • the binder layer 30 of the wavelength conversion body 10 is a nanoparticle fixed body including at least one metal oxide nanoparticle 31 having a melting point of 800 ° C. or less, which is an inorganic material having high heat resistance and heat dissipation. It is. For this reason, the wavelength conversion member 1 has high heat resistance and heat dissipation even when high-power excitation light such as a laser light source is used as excitation light. Moreover, since the heat dissipation of the binder layer 30 is high, the wavelength conversion member 1 is less likely to cause temperature quenching due to the high temperature of the inorganic phosphor particles 20 even when high-power excitation light such as a laser light source is used.
  • the amount of the organic substance contained in the binder layer 30 of the wavelength converter 10 is at most an impurity level and is not substantially contained. For this reason, the wavelength conversion member 1 does not substantially cause discoloration of the binder layer 30 or scorching of the binder layer 30 due to thermal degradation of the organic substance even when high-power excitation light such as a laser light source is used. High heat resistance.
  • the wavelength conversion member 1 can form the binder layer 30 without performing sintering at a high temperature of 800 ° C. or higher, the inorganic phosphor particles 20 having low heat resistance can be used.
  • (Sr, Ca) AlSiN 3 : Eu phosphor is excellent in color rendering, an oxidation reaction occurs in a high temperature environment.
  • an oxidation reaction occurs in the (Sr, Ca) AlSiN 3 : Eu phosphor during sintering at a high temperature, and the color rendering properties Is prone to decline.
  • the wavelength conversion member 1 since the binder layer 30 can be formed without sintering at a high temperature, such a phosphor can also be used as the inorganic phosphor particles 20, and the wavelength converter Ten color rendering properties can be improved.
  • the wavelength converter 10 is sufficient to be a baking process at a low temperature of about 400 ° C. or more when the baking process is performed for burning out the organic substance in the binder layer 30.
  • the binder layer 30 is made of a nanoparticle fixed body including one or more metal oxide nanoparticles 31 having a melting point of 800 ° C. or lower. Since the wavelength conversion member 1 can be manufactured without performing a sintering process at a high temperature as described above, the productivity is high.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of the wavelength conversion member according to the second embodiment.
  • the wavelength conversion member 1A according to the second embodiment is an embodiment in which the binder layer 30 is a nanoparticle fixed body.
  • the wavelength conversion member 1A shown as the second embodiment in FIG. 4 is obtained by changing the wavelength conversion body 10 of the wavelength conversion member 1 shown in FIG. 1 as the first embodiment into a wavelength conversion body 10A.
  • the configuration is the same.
  • the wavelength converter 10A of the second embodiment is different from the binder layer 30 and the nanoparticle-coated phosphor particles 40 of the wavelength converter 10 of the first embodiment in that the binder layer 30A and the nanoparticle-coated phosphor particles 40A, respectively.
  • the rest of the configuration is the same. For this reason, the wavelength conversion member 1A shown as the second embodiment in FIG. 4 and the wavelength conversion member 1 shown as the first embodiment in FIG. Is omitted or simplified.
  • the wavelength converter 10A is obtained by changing the binder layer 30 of the wavelength conversion member 1 according to the first embodiment to the binder layer 30A.
  • the binder layer 30 ⁇ / b> A includes nanoparticles 32 other than the nanoparticles 31 in addition to the metal oxide nanoparticles 31 having a melting point of 800 ° C. or lower as compared with the binder layer 30.
  • the binder layer 30A will be described with reference to FIGS.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing an enlarged portion C of FIG.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing an enlarged portion D of FIG.
  • the binder layer 30 ⁇ / b> A includes one or more kinds of metal oxide nanoparticles 31 having a melting point of 800 ° C. or less and other than the nanoparticles 31.
  • This is a nanoparticle fixed body including the nanoparticle 32.
  • the nanoparticles 32 other than the nanoparticles 31 are nanoparticles 32 made of a metal oxide having a melting point exceeding 800 ° C., for example.
  • the metal oxide other than the metal oxide having a melting point of 800 ° C. or less that constitutes the nanoparticles 32 is usually a metal oxide having a melting point exceeding 800 ° C.
  • the metal oxide having a melting point exceeding 800 ° C. include aluminum oxide (alumina, melting point: 2072 ° C.), silicon dioxide, titanium oxide, zinc oxide (decomposition temperature: 1975 ° C.), cesium oxide, nickel oxide, tin oxide, Nanoparticles such as indium oxide, zirconium oxide, boron nitride, and aluminum nitride are used.
  • As the aluminum oxide for example, Al 2 O 3 is used.
  • the zinc oxide for example, ZnO is used.
  • These metal oxides having a melting point exceeding 800 ° C. are likely to form a eutectic material with the metal oxide having the melting point of 800 ° C. or less. Boron nitride is preferable because it improves the heat dissipation of the binder layer.
  • the material of the nanoparticle 32 is zinc oxide ZnO and the material of the nanoparticle 31 is molybdenum oxide (melting point: 795 ° C.), it is lower than the melting point 710 at the interface between the nanoparticle 32 and the nanoparticle 31.
  • ZnMoO 4 which is a eutectic material, is generated at around 0 ° C.
  • a eutectic material is generated between the nanoparticles at a temperature lower than the melting point of each material, and the nanoparticles 32 and the nanoparticles 31 are firmly fixed. Since the eutectic material is different from the material constituting the nanoparticles 31 and the nanoparticles 32, a portion made of the eutectic material forms a grain boundary between the nanoparticles 31 and the nanoparticles 32.
  • the binder layer 30 ⁇ / b> A further includes the zinc oxide nanoparticles 32
  • the nanoparticles 32 and the nanoparticles 31 are strongly fixed.
  • the fixing part between the adjacent nanoparticles 31 and 32 in the nanoparticle fixing body of the binder layer 30A is composed of a metal oxide having a melting point of 800 ° C. or less and a metal oxide having a melting point exceeding 800 ° C.
  • the eutectic material is included, the nanoparticles 31 and the nanoparticles 32 are likely to be strongly fixed.
  • An example of the eutectic material that forms the fixing part between the nanoparticles 31 and 32 is ZnMoO 4 .
  • the content of the metal oxide nanoparticles 31 having a melting point of 800 ° C. or lower in the binder layer 30A is usually 50 to 99% by mass, preferably 80 to 95% by mass, and preferably 90 to 95% by mass.
  • the binder layer 30A, between the binder layer 30A and the inorganic phosphor particles 20, and between the binder layer 30A and the substrate 50 The gap is firmly fixed. Thereby, the mechanical strength of the wavelength converter 10A is easily improved, and the adhesion between the wavelength converter 10A and the substrate 50 is easily improved.
  • the action of the wavelength conversion member 1A is more firmly fixed in the binder layer 30A, between the binder layer 30A and the inorganic phosphor particles 20, and between the binder layer 30A and the substrate 50 by the generation of eutectic material or the like.
  • the operation is the same as that of the wavelength conversion member 1 except that it is easy. For this reason, description of the effect
  • the effect of the invention of the wavelength conversion member 1A is stronger in the binder layer 30A, between the binder layer 30A and the inorganic phosphor particles 20, and between the binder layer 30A and the substrate 50 due to generation of eutectic material or the like. Except for being fixed, the effects of the invention of the wavelength conversion member 1 are the same. For this reason, description of the effect of the invention of the wavelength conversion member 1A is omitted.
  • the binder layer 30A made of the nanoparticle fixed body of the wavelength conversion member 1A according to the second embodiment is configured other than the nanoparticle fixed body.
  • the binder layer of the wavelength conversion member according to the third embodiment is made of a bulk body containing at least one metal oxide having a melting point of 800 ° C. or lower.
  • the bulk body means a bulk material containing one or more metal oxides having a melting point of 800 ° C. or lower and a form other than the nanoparticle fixed body.
  • the bulk body for example, a polycrystalline body composed of crystal grains larger than the nanoparticles, an amorphous body, or the like is used.
  • the larger grain than the nanoparticles, the average particle diameter D 50 means more crystal grains 100 nm.
  • the polycrystal is considered to be produced by fusion of adjacent nanoparticles by heat treatment or the like, and the crystal structure becomes large.
  • the amorphous body means a solid in which a metal oxide having a melting point of 800 ° C. or lower is in an amorphous state.
  • the composition of the binder layer made of a bulk body is the same as the material of the metal oxide nanoparticles having a melting point of 800 ° C. or less constituting the binder layer 30 made of the nanoparticle fixed body of the wavelength conversion member 1 according to the first embodiment. It is. Specifically, the metal oxide having a melting point of 800 ° C. or lower is at least one metal oxide selected from the group consisting of molybdenum oxide, vanadium oxide, lead oxide, tellurium oxide, boron oxide, and chromium oxide.
  • the composition of the binder layer made of a bulk material may include a metal oxide having a melting point higher than 800 ° C. in addition to a metal oxide having a melting point not higher than 800 ° C., and a metal oxide having a melting point not higher than 800 ° C. And a eutectic material comprising a metal oxide having a melting point exceeding 800 ° C. may be included.
  • the metal oxide having a melting point exceeding 800 ° C. and the eutectic material are the same as those described in the wavelength conversion member 1A according to the second embodiment, and thus description thereof is omitted.
  • the binder layer made of a bulk body further contains boron nitride in addition to the metal oxide having a melting point of 800 ° C. or lower because the heat dissipation of the binder layer is increased.
  • Boron nitride may exist alone in the binder layer, or may form a eutectic material with a metal oxide having a melting point of 800 ° C. or lower.
  • the eutectic material of the binder layer made of a bulk body is ZnMoO 4, since it is generated at a low temperature of about 710 ° C., so that the bulk body can be formed at a low temperature and the thermal conductivity of the binder layer is increased.
  • FIG. 7 is an example of a scanning electron microscope (SEM) photograph of the surface of the binder layer shown on the fracture surface of the wavelength converter of the wavelength conversion member according to the third embodiment and Example 2 described later.
  • the whole shown in FIG. 7 is a binder layer.
  • the binder layer shown in FIG. 7 is a bulk body made of a polycrystalline body, and voids having a diameter of about several tens of nanometers are formed on the surface of the binder layer.
  • the binder layer made of the bulk body of the wavelength conversion member according to Example 2 described later shown in FIG. 7 is a eutectic material composed of a metal oxide having a melting point of 800 ° C. or less and a metal oxide having a melting point exceeding 800 ° C. This is an example in which ZnMoO 4 is formed.
  • the binder layer shown in FIG. 7 is obtained by heat-treating the binder layer composed of the nanoparticle fixed body, necking or the like occurs between the adjacent nanoparticles by the heat treatment, so that Is a polycrystal composed of large crystal grains.
  • the manufacturing method of the wavelength conversion member according to the third embodiment is the same as that of the wavelength conversion member according to the first embodiment except for the generation of the binder layer made of a bulk body. For this reason, the production
  • the binder layer generation method is such that the binder layer made of the nanoparticle fixed body generated in the wavelength conversion member according to the first embodiment is further heated, so that the binder layer made of the nanoparticle fixed body becomes a binder made of a bulk body. It is a method of changing to a layer.
  • a method for further heating the binder layer made of the nanoparticle fixed body for example, a heat conductive AlN substrate is used as the substrate, or the heat treatment is performed at a higher temperature or longer time than the heat treatment for generating the nanoparticle fixed body. The method of doing is mentioned.
  • the action of the wavelength conversion member according to the third embodiment is the same as the action of the wavelength conversion member 1A according to the second embodiment, except for the difference in action based on the difference in the structure of the binder layer. For this reason, the difference in action based on the difference in the structure of the binder layer will be described below, and the description of other actions will be omitted. Since the binder layer of the wavelength conversion member according to the third embodiment is made of a bulk body, the binder layer is formed in the binder layer as compared with the binder layer 30A made of the nanoparticle fixed body of the wavelength conversion member 1A according to the second embodiment. There are no or few grain boundaries that hinder heat conduction. For this reason, the binder layer of the wavelength conversion member according to the third embodiment has higher thermal conductivity in the binder layer than the binder layer 30A of the wavelength conversion member 1A according to the second embodiment.
  • the effect of the wavelength conversion member according to the third embodiment is that the invention is the invention of the wavelength conversion member 1A according to the second embodiment except that the thermal conductivity in the binder layer increases because the binder layer is made of a bulk body. Same as effect. For this reason, description of the effect of the wavelength conversion member according to the third embodiment is omitted.
  • one or more of the nanoparticles 31, the nanoparticles 32 other than the nanoparticles 31, the nanoparticles other than the nanoparticles 31 and 32, or the inorganic phosphor particles 20 are used.
  • the surface treatment may be performed within a range that does not impair the heat dissipation of the wavelength converter 10. This surface treatment is performed, for example, in order to improve the denseness of the binder layers 30 and 30A and the adhesion of the binder layers 30 and 30A to the inorganic phosphor particles 20 or the substrate 50.
  • one or more of a metal thin film layer and an oxide thin film layer may be formed on the surface of the substrate on the binder layer side.
  • a metal thin film layer and an oxide thin film layer may be laminated in this order on the surface of the substrate on the binder layer side, and the binder layer may be formed on the surface of the oxide thin film layer.
  • the reflectance can be increased by using a material having a higher reflectance than the substrate. .
  • the binder layer is indirectly fixed to the substrate via the oxide thin film layer.
  • a binder layer made of a nanoparticle fixed body including only the nanoparticles 32 is formed, and the layer including the nanoparticles 31 is formed between the binder layer and the substrate 50. May be provided. According to the wavelength conversion member having this configuration, a eutectic is generated between the binder layer and the layer containing the nanoparticles 31, and the adhesion strength between the binder layer and the layer containing the nanoparticles 31 is increased.
  • Example 1 (Preparation of mixed solution) First, as the phosphor particles, an average particle diameter D 50 was prepared YAG particles of about 20 [mu] m. As nanoparticles, a dispersion solution in which nanoparticles of molybdenum trioxide having a particle size of 10 to 50 nm and nanoparticles of zinc oxide having a particle size of about 10 to 50 nm were dispersed was prepared. Next, the YAG particles were added to the nanoparticle dispersion and kneaded to prepare a nanoparticle mixed solution.
  • a tape is applied on a metal substrate (a substrate made of an aluminum alloy) to form a step, and the nanoparticle mixed solution is dropped on a portion surrounded by the step, and the nanoparticle mixed solution is prepared using an applicator equipped with a bar coater. Applied.
  • an average particle diameter D 50 was prepared YAG particles of about 20 [mu] m. Further, as nanoparticles, an average particle diameter D 50 was prepared nanoparticle dispersion of aluminum oxide about 20 nm. Next, the YAG particles were added to the nanoparticle dispersion and kneaded to prepare a nanoparticle mixed solution.
  • a tape was affixed on the metal substrate to form a step, and the nanoparticle mixed solution was dropped onto a portion surrounded by the step, and the nanoparticle mixed solution was applied using an applicator equipped with a bar coater.
  • Example 1 From the results of Example 1 and Comparative Example 1, when the nanoparticles constituting the binder layer are of a specific type, the metal substrate and the wavelength converter are peeled off even when the firing step of burning off the organic substance in the binder layer is performed. I knew that I would not. Moreover, it turned out that the wavelength converter of Example 1 can be baked at the low temperature of about 450 degreeC.
  • Example 2 A wavelength conversion member was produced in the same manner as in Example 1 except that an AlN substrate was used instead of the metal substrate. In the obtained wavelength conversion member, the AlN substrate and the wavelength converter were firmly fixed without peeling off.
  • Example 3 A wavelength conversion member was produced in the same manner as in Example 2 except that the baking treatment of heating at 450 ° C. for 2 hours was not performed. In the obtained wavelength conversion member, the AlN substrate and the wavelength converter were firmly fixed without peeling off.
  • FIG. 7 is an example of a scanning electron microscope (SEM) photograph of the surface of the binder layer that appears on the fracture surface of the wavelength conversion body of the wavelength conversion member according to Example 2.
  • FIG. 8 is an example of a scanning electron microscope (SEM) photograph of the surface of the binder layer that appears on the fracture surface of the wavelength converter of the wavelength conversion member according to Example 3.
  • the binder layer of the wavelength converter of Example 2 was a bulk body.
  • the binder layer of Example 2 was found to be a bulk body having a structure in which the grain boundaries of the raw material nanoparticles did not exist and the crystal structure having a particle size of about several tens of nanometers was continuous.
  • the binder layer of the wavelength converter of Example 3 is a nanoparticle fixed body in which a plurality of nanoparticles are fixed, and a crack having a length of about 1000 nm. It was found that was formed.
  • FIG. 9 is an example of an XRD evaluation result of the binder layer of the wavelength converter of the wavelength conversion member according to the second embodiment.
  • FIG. 10 is an example of an XRD evaluation result of the binder layer of the wavelength converter of the wavelength conversion member according to Example 3.
  • XRD X-ray diffraction
  • the wavelength converter of Example 2 had higher heat dissipation than the wavelength converter of Example 3. Moreover, it turned out that the wavelength converter of Example 2 can be baked at the low temperature of about 450 degreeC.
  • the wavelength conversion member of the present invention is excellent in heat resistance and heat dissipation even when irradiated with high-power excitation light, has high adhesion between the substrate and the wavelength converter, and can be fired at a low temperature.
  • Wavelength conversion member 10 Wavelength conversion body 20 Inorganic fluorescent substance particle (YAG particle) 30 Binder layer 31 Nanoparticles (metal oxide nanoparticles with a melting point of 800 ° C. or lower) 32 nanoparticles (nanoparticles other than metal oxides having a melting point of 800 ° C. or lower) 35 Void 40 Nanoparticle-coated phosphor particle 50 Substrate

Abstract

本発明の波長変換部材１は、基板５０と、基板５０の表面に設けられ、入射光を色変換する波長変換体１０と、を備え、前記波長変換体１０は、入射光を色変換する無機蛍光体粒子２０と、融点が８００℃以下の金属酸化物を１種以上含み、無機蛍光体粒子２０同士を固着させるバインダ層と、を有し、基板５０と波長変換体１０とは、波長変換体１０のバインダ層により固着される。バインダ層は、融点が８００℃以下の金属酸化物のナノ粒子を１種以上含む複数個のナノ粒子が固着してなるナノ粒子固着体であることが好ましい。バインダ層は、融点が８００℃以下の金属酸化物を１種以上含むバルク体であることが好ましい。

Description

波長変換部材
　本発明は、フォトルミネッセンスを利用する波長変換部材に関し、特にハイパワーの励起光が照射された場合でも耐熱性及び放熱性に優れ、かつ低温で焼成可能な波長変換部材に関する。
　従来、フォトルミネッセンスを利用する波長変換体として、励起光の照射により発光する複数個の蛍光体粒子と、これら複数個の蛍光体粒子を保持するバインダと、から構成されるものが知られている。具体的には、シリコーン樹脂に蛍光体を充填させたものが知られている。波長変換体は、例えば、金属基板上に形成された層状体や、板状体の形態をとる。なお、本明細書では、基板と波長変換体とを含む部材を波長変換部材という。
　近年、波長変換部材には、光出力の向上のために励起光のハイパワー化が求められている。このため、波長変換部材には、励起光としてレーザー光源等のハイパワーな励起光が用いられるようになってきている。しかし、シリコーン樹脂等の有機バインダは耐熱性及び放熱性に乏しい。このため、有機バインダを有する波長変換部材にレーザー光源等のハイパワーな励起光が照射されると、バインダを構成する有機物質に変色や焦げが発生して光の透過率が低下することにより、波長変換部材の光出力効率が低下しやすい。また、有機バインダを有する波長変換部材にレーザー光源等のハイパワーな励起光が照射されると、有機物質の熱伝導率が通常１Ｗ／ｍ・Ｋ未満と低いため発熱する。これにより、有機バインダを有する波長変換部材は、蛍光体の温度消光が発生しやすい。
特許第５０９０５４９号公報 特開２０１５－３８９６０号公報
　これに対し、特許文献１には、耐熱性、放熱性及び可視光透過率が高いセラミックス材料と、シリコーン樹脂等の有機バインダと、蛍光体とを用い焼結させて得られた波長変換体が開示されている。この波長変換体を基板上に形成すると波長変換部材が得られる。上記特許文献１の波長変換体は、例えば１２００℃程度の高温で焼結することにより製造される。しかし、特許文献１の波長変換体は、高温で焼結することから波長変換体及びこれを用いた波長変換部材の生産性が低いという課題があった。また、演色性に優れ白色ＬＥＤ用の蛍光体として広く用いられている蛍光体であるＣＡＳＮ（（Ｓｒ,Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ）蛍光体は、高温環境下で酸化反応が生じ輝度維持率が顕著に低下しやすい。このため、高温で焼結する特許文献１の波長変換体では高温環境下で酸化反応が生じるＣＡＳＮ蛍光体を使用できないことから、得られる波長変換部材の演色性を向上させることが困難であるという課題があった。
　また、特許文献２には、蛍光体と、シリカ系材料やこの前駆体からなるバインダとを用い、５００℃以下に加熱して硬化したバインダで蛍光体同士を固着することにより、波長変換体、及びこれを用いた波長変換部材や発光装置を製造する方法が開示されている。しかし、シリカは他の金属酸化物に比較して熱伝導率が通常１Ｗ／ｍ・Ｋ未満と低いため、波長変換体、及びこれを用いた波長変換部材や発光装置の放熱性が悪いという課題があった。
　なお、これらの課題を解決するために、複数個の蛍光体粒子と、平均粒径Ｄ５０が１ｎｍ以上１００ｎｍ未満のナノ粒子が複数個固着したナノ粒子固着体からなり隣接する前記蛍光体粒子同士を固着させるバインダ層と、を備える波長変換体が提案されている。しかし、この波長変換体を基板上に形成して得られる波長変換部材は、基板と波長変換体の蛍光体粒子とを固定するバインダ層の密着強度が不十分であるため、基板と波長変換体とが剥離するおそれがあるという課題があった。このように、従来、ハイパワーの励起光が照射された場合でも耐熱性及び放熱性に優れ、基板と波長変換体との密着性が高く、かつ低温で焼成可能な波長変換部材は、知られていなかった。
　本発明は、上記課題に鑑みてなされたものである。本発明は、ハイパワーの励起光が照射された場合でも耐熱性及び放熱性に優れ、基板と波長変換体との密着性が高く、かつ低温で焼成可能な波長変換部材を提供することを目的とする。
　上記課題を解決するために、本発明の態様に係る波長変換部材は、基板と、この基板の表面に設けられ、入射光を色変換する波長変換体と、を備える。前記波長変換体は、入射光を色変換する無機蛍光体粒子と、融点が８００℃以下の金属酸化物を１種以上含み、前記無機蛍光体粒子同士を固着させるバインダ層と、を有する。前記基板と前記波長変換体とは、前記波長変換体のバインダ層により固着される。
第１の実施形態に係る波長変換部材の模式的な断面図である。 図１の部分Ａを拡大して示す模式的な断面図である。 図１の部分Ｂを拡大して示す模式的な断面図である。 第２の実施形態に係る波長変換部材の模式的な断面図である。 図４の部分Ｃを拡大して示す模式的な断面図である。 図４の部分Ｄを拡大して示す模式的な断面図である。 第３の実施形態及び実施例２に係る波長変換部材の波長変換体の破断面に表れたバインダ層の表面の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真の一例である。 実施例３に係る波長変換部材の波長変換体の破断面に表れたバインダ層の表面の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真の一例である。 実施例２に係る波長変換部材の波長変換体のバインダ層のＸＲＤ評価結果の一例である。 実施例３に係る波長変換部材の波長変換体のバインダ層のＸＲＤ評価結果の一例である。
［波長変換部材］
　以下、実施形態に係る波長変換部材について、図面を参照して説明する。本実施形態に係る波長変換部材１は、基板５０と波長変換体１０とを備え、波長変換体１０は、無機蛍光体粒子２０とバインダ層３０とを有する。また、波長変換部材１において、基板５０と波長変換体１０とは、波長変換体１０のバインダ層３０により固着される。
　以下に示す複数個の実施形態は、バインダ層３０の構成が異なる実施形態になっている。バインダ層３０の形態としては、ナノ粒子固着体及びバルク体等の形態がある。
　（第１の実施形態）
　図１は、第１の実施形態に係る波長変換部材の模式的な断面図である。第１の実施形態に係る波長変換部材１は、バインダ層３０がナノ粒子固着体である実施形態である。
　図１に示すように、第１の実施形態に係る波長変換部材１は、基板５０と、この基板５０の表面に設けられ、入射光を色変換する波長変換体１０と、を備える。また、波長変換体１０は、入射光を色変換する無機蛍光体粒子２０と、無機蛍光体粒子２０同士を固着させるバインダ層３０と、を有する。基板５０と波長変換体１０とは、波長変換体１０のバインダ層３０により固着される。
　　＜基板＞
　基板５０は、波長変換体１０を支持する基板である。基板５０は、波長変換体１０を構成するバインダ層３０と固着することにより、波長変換体１０と密着している。なお、基板５０の表面に波長変換体１０が設けられるとは、基板５０の表面に波長変換体１０が直接的又は間接的に設けられることを意味する。第１の実施形態では、図１及び３に示すように、基板５０の表面に波長変換体１０が直接的に設けられる。
　しかし、他の実施形態では、基板５０と波長変換体１０との間に、基板５０との密着性に優れるとともに波長変換体１０のバインダ層３０と固着する部材を備えたものとすることができる。このような部材としては、例えば、金属薄膜、酸化物薄膜、及びこれらの組み合わせからなる部材が用いられる。基板５０と波長変換体１０との間にこのような部材を有する他の実施形態では、基板５０の表面に波長変換体１０が間接的に設けられることになる。
　基板５０としては、特に限定されないが、例えば、ガラス基板等の透明基板や、銅基板、ステンレス基板等の金属基板、ＡｌＮ基板等のセラミック基板等が用いられる。このうち、基板５０が金属基板であると、セラミックに比べて一般的に熱伝導率が高い金属からなることから、セラミックからなる波長変換体１０で発生する熱を効率よく放熱することができるため好ましい。また、基板５０がセラミック基板であると、基板５０と波長変換体１０との間の熱膨張係数の差が少なくなり、基板５０と波長変換体１０とが剥離しにくくなるため好ましい。セラミック基板のうち、ＡｌＮ基板は、耐熱性が高いためより好ましい。なお、波長変換体１０は、後述のように、無機蛍光体粒子２０及びバインダ層３０が共にセラミックからなるため、全体がセラミックで構成されている。
　ところで、金属は、通常、セラミックに比べて熱膨張係数が大きい。このため、基板５０が金属基板である場合に波長変換部材１に大きい温度変化が生じると、金属基板５０とセラミックからなる波長変換体１０との間で熱膨張係数に差が生じ、両者を剥離させようとする力が働く。これに対し、本実施形態の波長変換体１０では、波長変換体１０のバインダ層３０が特定のナノ粒子３１を１種以上含むため、バインダ層３０と基板５０とが強く固着している。このため、本実施形態では、金属基板５０と波長変換体１０とが剥離しにくいことから、基板５０として金属基板を用いることができる。
　　＜波長変換体＞
　波長変換体１０は、基板５０の表面に設けられ、入射光を色変換する部材である。波長変換体１０は、入射光を色変換する無機蛍光体粒子２０と、無機蛍光体粒子２０同士を固着させるバインダ層３０と、を有する。波長変換体１０中の無機蛍光体粒子２０は、入射光により励起されて、入射光に対して色変換した光を放射する。波長変換体１０は、この無機蛍光体粒子２０の作用により、入射光を色変換する作用を発現する。
　なお、図１に示す波長変換体１０では、個々の無機蛍光体粒子２０の表面がバインダ層３０で被覆されることにより、無機蛍光体粒子２０とバインダ層３０とからなるナノ粒子被覆蛍光体粒子４０が形成されている。しかし、本実施形態において、バインダ層３０は、少なくとも隣接する無機蛍光体粒子２０同士、及び無機蛍光体粒子２０と基板５０とを固着させるように形成されていればよい。このため、図１に示す波長変換体１０以外の実施形態として、個々の無機蛍光体粒子２０の表面の一部がバインダ層３０で被覆されずに露出し、ナノ粒子被覆蛍光体粒子４０が形成されない波長変換体とすることもできる。
　　　［無機蛍光体粒子］
　無機蛍光体粒子２０は、入射光を色変換する無機粒子である。入射光としては、特に限定されないが、例えば、紫外線、紫色光、青色光等を用いることができる。無機蛍光体粒子２０は、入射光により励起されて、入射光に対して色変換した光を放射する。
　無機蛍光体粒子２０は、フォトルミネッセンスが可能なものであればよく、その種類は特に限定されない。無機蛍光体粒子２０としては、例えば、ＹＡＧ、すなわちＹ３Ａｌ５Ｏ１２からなるガーネット構造の結晶の粒子や、（Ｓｒ,Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕからなる蛍光体粒子が用いられる。
　無機蛍光体粒子２０は、大気中１２００℃以上での蛍光体粒子の焼成後の輝度（Ｌ２）を大気中１２００℃以上での蛍光体粒子の焼成前の輝度（Ｌ１）で除して得られる輝度維持率（Ｌ２／Ｌ１）が８０％以下の蛍光体粒子を含むことが好ましい。無機蛍光体粒子２０が、輝度維持率（Ｌ２／Ｌ１）が８０％以下の蛍光体粒子を含むと、高い変換効率をもちながら演色性が高い波長変換体１０を得ることができるため好ましい。
　無機蛍光体粒子２０の粒子径は、バインダ層３０で固着可能な大きさである限り特に限定されない。
　無機蛍光体粒子２０は、同じ組成の蛍光体からなるものであってもよいし、２種以上の組成の蛍光体の粒子の混合体であってもよい。
　　　［バインダ層］
　バインダ層３０は、融点が８００℃以下の金属酸化物を１種以上含むことにより、無機蛍光体粒子２０同士を固着させる部材である。バインダ層３０は、融点が８００℃以下の金属酸化物のみからなるものであってもよいが、融点が８００℃以下の金属酸化物に加え融点が８００℃以下の金属酸化物以外の物質を含んでいてもよい。
　第１の実施形態に係る波長変換部材１では、バインダ層３０が、融点が８００℃以下の金属酸化物のナノ粒子のみからなるナノ粒子固着体になっている。なお、後述の第２の実施形態に係る波長変換部材１Ａでは、バインダ層３０が、融点が８００℃以下の金属酸化物に加え融点が８００℃以下の金属酸化物以外の物質を含むナノ粒子からなるナノ粒子固着体になっている。
　ここで、ナノ粒子固着体とは、融点が８００℃以下の金属酸化物のナノ粒子を１種以上含む複数個のナノ粒子が固着してなり、ナノ粒子同士が分子間力で固着したものを意味する。ナノ粒子固着体は、通常、隣接するナノ粒子間に粒界が存在するが、融点が８００℃以下の金属酸化物を２種以上用いた場合、ナノ粒子間で共晶材料を生成して粒界が消失する場合がある。
　融点が８００℃以下の金属酸化物について説明する。融点が８００℃以下の金属酸化物としては、例えば、酸化モリブデン、酸化バナジウム、酸化鉛、酸化テルル、酸化ホウ素及び酸化クロムからなる群より選択される１種以上の金属酸化物が用いられる。
　酸化モリブデンとしては、例えば、ＭｏＯ３（融点：７９５℃）が用いられる。酸化バナジウムとしては、例えば、Ｖ２Ｏ５（融点：６９０℃）が用いられる。酸化鉛としては、例えば、ＰｂＯ２（融点：２９０℃）、Ｐｂ３Ｏ４（融点：５００℃）等が用いられる。酸化テルルとしては、例えば、ＴｅＯ２（融点：７３３℃）が用いられる。酸化ホウ素としては、例えば、Ｂ２Ｏ３（融点：４３０℃）が用いられる。酸化クロムとしては、例えば、ＣｒＯ３（融点：１９６℃）が用いられる。
　第１の実施形態に係る波長変換部材１では、バインダ層３０が、融点が８００℃以下の金属酸化物のナノ粒子のみからなるナノ粒子固着体になっている。このバインダ層３０について図２及び３を参照して説明する。図２は、図１の部分Ａを拡大して示す模式的な断面図である。図３は、図１の部分Ｂを拡大して示す模式的な断面図である。図２及び３に示すように、バインダ層３０は、融点が８００℃以下の金属酸化物のナノ粒子３１を１種以上含むナノ粒子固着体からなる。
　なお、バインダ層３０であるナノ粒子固着体は、融点が８００℃以下の金属酸化物のナノ粒子３１を１種以上含むものであればよく、融点が８００℃以下の金属酸化物のナノ粒子３１以外のナノ粒子を含んでいてもよい。後述の第２の実施形態に係る波長変換部材１Ａは、融点が８００℃以下の金属酸化物のナノ粒子３１以外のナノ粒子３２を含む実施形態である。
　本実施形態では、バインダ層３０が、融点８００℃以下の金属酸化物のナノ粒子３１を１種以上含むナノ粒子固着体からなるため、バインダ層３０内、バインダ層３０と無機蛍光体粒子２０との間、及びバインダ層３０と基板５０との間、が強く固着される。融点８００℃以下の金属酸化物のナノ粒子３１を１種以上含むナノ粒子固着体からなるバインダ層３０が、このように強い固着力を有する理由は、以下のとおりであると推測される。
　ナノ粒子固着体からなるバインダ層３０は、融点が８００℃以下の金属酸化物のナノ粒子３１同士が分子間力で固着することにより形状を保っている。融点８００℃以下の金属酸化物のナノ粒子３１は、融点が８００℃を超える金属酸化物のナノ粒子３１に比較して変形しやすい。このため、バインダ層３０は、融点８００℃を超える金属酸化物のナノ粒子を用いたナノ粒子固着体に比較して、ナノ粒子３１同士の距離、隣接する無機蛍光体粒子２０同士、及び無機蛍光体粒子２０と基板５０との距離が通常近くなる。これにより、波長変換部材１では、ナノ粒子３１同士、ナノ粒子３１と無機蛍光体粒子２０との間、及びナノ粒子３１と基板５０との間、で強い分子間力が働き、波長変換体１０の機械的強度、及び波長変換体１０と基板５０との密着性が向上すると推測される。
　なお、融点が８００℃以下の金属酸化物のナノ粒子３１は、例えば４００～８００℃程度の比較的低温の熱処理を行うと、熱処理をしない場合に比較して、軟化してより変形しやすくなる。このため、バインダ層３０は、製造途中で４００～８００℃程度の比較的低温の熱処理を行うと、ナノ粒子３１同士の距離、隣接する無機蛍光体粒子２０同士、及び無機蛍光体粒子２０と基板５０との距離をより近くすることができる。これにより、波長変換部材１では、上記比較的低温の熱処理を行うと、ナノ粒子３１同士、ナノ粒子３１と無機蛍光体粒子２０との間、及びナノ粒子３１と基板５０との間、でより強い分子間力が働くようになる。この結果、波長変換部材１に上記比較的低温の熱処理を行うと、波長変換体１０の機械的強度、及び波長変換体１０と基板５０との密着性がより向上すると推測される。
　例えば、図２に示すように、隣接する無機蛍光体粒子２０同士は、バインダ層３０で強く固着される。また、図３に示すように、無機蛍光体粒子２０と基板５０とは、バインダ層３０で強く固着される。
　なお、図２及び３において、符号３１は融点が８００℃以下の金属酸化物のナノ粒子を示す。このため、図２及び３では、化学的組成が異なる酸化物であっても、融点が８００℃以下の金属酸化物のナノ粒子である限り、同一符号３１で示す。例えば、図２及び３では、ナノ粒子３１が、融点８００℃以下のＡ金属酸化物のナノ粒子と、融点８００℃以下のＢ金属酸化物との混合物である場合に、Ａ金属酸化物及びＢ金属酸化物のナノ粒子を一括してナノ粒子３１として示す。
　融点が８００℃以下の金属酸化物のナノ粒子３１の大きさは、平均粒径Ｄ５０が、通常１ｎｍ以上１００ｎｍ未満（１０オングストローム以上１０００オングストローム未満）好ましくは１ｎｍ以上９５ｎｍ未満である。融点が８００℃以下の金属酸化物のナノ粒子３１の大きさは、平均粒径Ｄ５０が、より好ましくは１０ｎｍ以上５０ｎｍ未満、さらに好ましくは１５ｎｍ以上２５ｎｍ未満である。ナノ粒子の平均粒径Ｄ５０が上記範囲内にあると、ナノ粒子同士が分子間力で固着して、強固なナノ粒子固着体からなるバインダ層３０が形成される。このため、ナノ粒子の平均粒径Ｄ５０が上記範囲内にあると、バインダ層３０内、バインダ層３０と無機蛍光体粒子２０との間、及びバインダ層３０と基板５０との間、が強く固着されやすい。ナノ粒子３１の平均粒径Ｄ５０は、例えば、バインダ層３０を、ＴＥＭ（透過型電子顕微鏡）、ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）、ＦＥ－ＳＥＭ等を用いて測定することにより算出される。
　バインダ層３０は、有機物質をなるべく含まないことが好ましい。バインダ層３０に有機物質が含まれると、レーザー光源等のハイパワーな励起光が照射されたときに、バインダ層３０に含まれる有機物質に変色や焦げが発生して光の透過率が低下するおそれがある。
　図１において、バインダ層３０は、無機蛍光体粒子２０の表面の全面を被覆している。しかし、本実施形態において、バインダ層３０は、無機蛍光体粒子２０の表面の全面を被覆する必要はなく、無機蛍光体粒子２０の表面のうち、隣接する無機蛍光体粒子２０間に介在する部分のみの無機蛍光体粒子２０の表面を被覆していればよい。すなわち、バインダ層３０は、無機蛍光体粒子２０の表面の少なくとも一部を被覆していればよい。
　なお、無機蛍光体粒子２０の表面の全面がバインダ層３０で被覆された場合は、無機蛍光体粒子２０の内外の屈折率段差をバインダ層３０が抑制するため、無機蛍光体粒子２０の変換効率が高くなりやすい。一方、無機蛍光体粒子２０の表面の一部のみがバインダ層３０で被覆された場合は、部分的に形成されたバインダ層３０が光の散乱源となるため、波長変換体１０から外部への光取出し効率が向上しやすい。
　図１及び２に示すように、波長変換体１０には、バインダ層３０間に形成される空隙３５やバインダ層３０の一部が凹んだ空隙３５が形成されていてもよい。後者の空隙３５は、バインダ層３０の形成時において、隣接する無機蛍光体粒子２０間へのナノ粒子３１の不充填により形成されたものと考えられる。バインダ層３０にバインダ層３０の一部が凹んだ空隙３５があると、光が散乱され、波長変換体１０から外部への光取出し効率を向上させやすい。
　波長変換体１０の厚さは、特に限定されないが、例えば４０～４００μｍ、好ましくは８０～２００μｍとする。波長変換体１０の厚さが上記範囲内であると、放熱性を比較的高く維持できるため好ましい。
　　＜波長変換部材の製造方法＞
　波長変換部材１は、例えば以下の方法により製造することができる。はじめに、融点が８００℃以下の金属酸化物のナノ粒子３１を含むナノ粒子が分散されたナノ粒子分散液と、無機蛍光体粒子２０とを混合して混合液を作製する。
　なお、ナノ粒子分散液又は混合液には、必要により、分散剤を添加する。分散剤は、通常、有機成分からなる。混合液は、例えばペースト状になるように粘度を調整する。混合液の粘度の調整は、例えば、融点が８００℃以下の金属酸化物のナノ粒子３１を含むナノ粒子や無機蛍光体粒子２０等の固形分の濃度の調整により行う。
　次に、このペースト状の混合液を金属基板等の基板５０上に塗布する。ペースト状の混合液の塗布は、例えば、バーコータを具備したアプリケータを用いた塗布、スクリーン印刷等の常圧環境下での種々の公知の塗布方法が用いられる。
　　　［乾燥工程］
　さらに、基板５０上のペースト状の混合液を乾燥させ固化させる乾燥工程を行う。乾燥工程は、ペースト状の混合液を固化させて波長変換体１０を得る工程である。得られる波長変換体１０は、無機蛍光体粒子２０と、無機蛍光体粒子２０同士を固着させるバインダ層３０とを有する。また、基板５０上に波長変換体１０が形成されると、基板５０と、波長変換体１０とを備える波長変換部材１が形成される。
　乾燥工程における加熱温度は、例えば、５０～１５０℃、好ましくは８０～１２０℃である。また、乾燥工程における加熱時間は、例えば、３０～１２０分、好ましくは４０～８０分である。乾燥工程における加熱温度や加熱時間が上記範囲内にあると、波長変換体１０を効率よく形成することができる。
　　　［焼成工程］
　波長変換体１０のバインダ層３０中には有機物質が残存することがある。また、バインダ層３０は、融点が８００℃以下の金属酸化物のナノ粒子３１同士の固着強度が十分に高くない場合もあり得る。このため、乾燥工程の後は、バインダ層３０中に有機物質が残存しないようにするとともに、バインダ層３０を構成するナノ粒子３１同士を強く固着させるために、波長変換部材１に対しさらに焼成工程を行うことが好ましい。
　波長変換部材１にさらに焼成工程を行うと、通常、融点が８００℃以下の金属酸化物のナノ粒子３１同士、ナノ粒子３１と無機蛍光体粒子２０との間、及びナノ粒子３１と基板５０との間が、焼成工程前の波長変換部材１よりも強く固着したものになる。
　焼成工程における加熱温度は、例えば、４００℃以上、好ましくは４００～８００℃、より好ましくは４００～５００℃、さらに好ましくは４３０～４７０℃である。また、焼成工程における加熱時間は、例えば、６０～１８０分、好ましくは１００～１５０分である。焼成工程における加熱温度や加熱時間が上記範囲内にあると、焼成工程前のバインダ層３０中に仮に有機物質が含まれていても、バインダ層３０中の有機物質を焼失させることができ、かつバインダ層３０のナノ粒子固着体の固着強度が高くなる。
　なお、バインダ層３０中には有機物質が残存することがある理由、及び有機物質を除去すべき理由は以下のとおりである。
　上記ナノ粒子分散液又は混合液に必要により添加される分散剤は、通常、有機物質を含む。この有機物質は、上記の乾燥工程を行っても焼失せずにバインダ層３０中に残存することがある。このようなバインダ層３０中に有機物質が残存する波長変換体１０に、入射光の色変換のために高出力の励起光照射を行うと、バインダ層３０中の有機物質が熱で変質して波長変換体１０の光学特性を低下させるおそれがある。また、有機物質は一般的に無機物質よりも熱伝導率が低いため、バインダ層３０中に残存する有機物質により、波長変換体１０の熱伝導率が低下するおそれがある。このため、本製造方法では、仮にバインダ層３０中に有機物質が残存していてもこの有機物質を熱分解によって焼失させることができるように焼成工程を行うことが好ましい。
　焼成工程は、融点が８００℃以下の金属酸化物のナノ粒子３１が、酸化モリブデン、酸化バナジウム、酸化鉛、酸化テルル、酸化ホウ素及び酸化クロムからなる群より選択される１種以上の金属酸化物からなるナノ粒子である場合に好適である。
　焼成工程を行うと、融点が８００℃以下の金属酸化物のナノ粒子３１同士の固着強度が高くなる理由は以下のとおりである。
　波長変換部材１では、乾燥工程の加熱処理で、ナノ粒子３１同士、ナノ粒子３１と無機蛍光体粒子２０との間、及びナノ粒子３１と基板５０との間に存在する溶媒が除去される。すると、ナノ粒子３１同士、ナノ粒子３１と無機蛍光体粒子２０との間、及びナノ粒子３１と基板５０との間の距離が小さくなり分子間力が増大するために、無機蛍光体粒子２０や基板５０と固着するナノ粒子固着体が得られると推測される。しかし、上記乾燥工程の加熱処理ではナノ粒子３１自体の形状はあまり変化しないため、ナノ粒子３１同士、ナノ粒子３１と無機蛍光体粒子２０との間、及びナノ粒子３１と基板５０との間の距離は、比較的大きいまま残存する。このため、乾燥工程後に得られた波長変換部材１では、ナノ粒子３１同士、ナノ粒子３１と無機蛍光体粒子２０との間、及びナノ粒子３１と基板５０との間の分子間力が比較的小さいままであり、これらの間の固着力を向上させる余地が残されていると推測される。
　これに対し、バインダ層３０に対して乾燥工程よりも高温の焼成工程を行うと、バインダ層３０を構成するナノ粒子３１が軟化して変形しナノ粒子３１同士、ナノ粒子３１と無機蛍光体粒子２０との間、及びナノ粒子３１と基板５０との間の距離がより近くなる。このため、焼成工程後に得られたバインダ層３０の状態では、ナノ粒子３１同士、ナノ粒子３１と無機蛍光体粒子２０との間、及びナノ粒子３１と基板５０との間で、分子間力が大きくなり、これらの間の固着力がより強くなるものと推測される。
　なお、焼成工程を行う対象である波長変換部材１のうち、波長変換体１０は、無機蛍光体粒子２０と金属酸化物を主成分とするバインダ層３０とからなるためセラミックスである。一方、基板５０としては金属基板５０が用いられることもある。セラミックスと金属とを比較すると、セラミックスは金属に比較して、通常、熱膨張率及び熱伝導率が小さい。このため、基板５０が金属基板５０である場合は、焼成工程時に、金属基板５０と波長変換体１０との間で熱膨張率差が大きく生じ、金属基板５０と波長変換体１０との間の剥離を生じさせる力が働くと推測される。
　しかし、本実施形態に係る波長変換部材１では、焼成工程後に、融点が８００℃以下の金属酸化物のナノ粒子３１同士、ナノ粒子３１と無機蛍光体粒子２０との間、及びナノ粒子３１と基板５０との間が、強く固着した波長変換部材１が得られる。このため、本実施形態では、焼成工程により、仮に基板５０と波長変換体１０との間で熱膨張率差が大きく生じても、バインダ層３０の強い固着力により金属基板５０と波長変換体１０とが強く固着され、剥離が抑制される。このため、本実施形態に係る波長変換部材１では、金属基板５０と波長変換体１０との間に剥離が生じることは実質的にない。
　（作用）
　波長変換部材１の作用を説明する。本実施形態の波長変換部材１は、励起光が照射されることにより、波長変換体１０中の無機蛍光体粒子２０が励起され二次光を放射する。なお、無機蛍光体粒子２０の表面には、ナノ粒子３１が複数個固着したナノ粒子固着体からなるバインダ層３０が形成されている。しかし、ナノ粒子３１は励起光の透過性の高い材質からなるため、励起光は、バインダ層３０を透過して無機蛍光体粒子２０に照射され、無機蛍光体粒子２０が励起され二次光を放射することができる。
　基板５０が光透過性の低い基板５０である場合、波長変換体１０で発生した二次光は波長変換体１０の表面側から放射される。また、基板５０が光透過性の高い基板５０である場合、波長変換体１０で発生した二次光は波長変換体１０の表面側及び基板５０の表面側から放射される。
　（発明の効果）
　波長変換部材１において、波長変換体１０のバインダ層３０は、耐熱性及び放熱性が高い無機材料である、融点が８００℃以下の金属酸化物のナノ粒子３１を１種以上含むナノ粒子固着体である。このため、波長変換部材１は、励起光としてレーザー光源等のハイパワーな励起光を用いた場合でも耐熱性及び放熱性が高い。また、バインダ層３０の放熱性が高いため、波長変換部材１は、レーザー光源等のハイパワーな励起光を用いた場合でも、無機蛍光体粒子２０の高温化による温度消光が発生しにくい。
　また、波長変換体１０のバインダ層３０中に含まれる有機物質量はせいぜい不純物程度の量であり、実質的に含まれない。このため、波長変換部材１は、レーザー光源等のハイパワーな励起光を用いた場合でも、有機物質の熱劣化に基づくバインダ層３０の変色やバインダ層３０の焦げが実質的に発生しないことから、耐熱性が高い。
　さらに、波長変換部材１は、８００℃以上の高温での焼結を行わずにバインダ層３０を形成することができるため、耐熱性が低い無機蛍光体粒子２０を用いることができる。例えば、（Ｓｒ,Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ蛍光体は、演色性に優れるものの高温環境下で酸化反応が生じる。このため、バインダ層を形成するために高温で焼結する必要がある従来の波長変換体では、高温での焼結時に（Ｓｒ,Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ蛍光体に酸化反応が生じて演色性が低下しやすい。これに対し、波長変換部材１では、高温での焼結を行わずにバインダ層３０を形成することができるため、このような蛍光体も無機蛍光体粒子２０として用いることができ、波長変換体１０の演色性を向上させることができる。
　また、波長変換体１０は、バインダ層３０中の有機物質の焼失のために焼成工程を行う場合に、４００℃以上程度の低温での焼成工程で足りる。これは、バインダ層３０が融点が８００℃以下の金属酸化物のナノ粒子３１を１種以上含むナノ粒子固着体からなるためである。波長変換部材１は、このように高温での焼結工程を行わずに製造することができるため、生産性が高い。
　（第２の実施形態）
　図４は、第２の実施形態に係る波長変換部材の模式的な断面図である。第２の実施形態に係る波長変換部材１Ａは、バインダ層３０がナノ粒子固着体である実施形態である。図４に第２の実施形態として示す波長変換部材１Ａは、図１に第１の実施形態として示す波長変換部材１の波長変換体１０を波長変換体１０Ａに変えたものであり、これ以外の構成は同じである。また、第２の実施形態の波長変換体１０Ａは、第１の実施形態の波長変換体１０のバインダ層３０及びナノ粒子被覆蛍光体粒子４０を、それぞれバインダ層３０Ａ及びナノ粒子被覆蛍光体粒子４０Ａに変えたものであり、これ以外の構成は同じである。このため、図４に第２の実施形態として示す波長変換部材１Ａと、図１に第１の実施形態として示す波長変換部材１とで、同じ部材に同じ符号を付し、構成及び作用の説明を省略又は簡略化する。
　　＜波長変換体＞
　波長変換体１０Ａは、第１の実施形態に係る波長変換部材１のバインダ層３０をバインダ層３０Ａに変えたものである。バインダ層３０Ａは、バインダ層３０に比較して、融点が８００℃以下の金属酸化物のナノ粒子３１に加えて、ナノ粒子３１以外のナノ粒子３２を含むものである。
　バインダ層３０Ａについて図５及び６を参照して説明する。図５は、図４の部分Ｃを拡大して示す模式的な断面図である。図６は、図４の部分Ｄを拡大して示す模式的な断面図である。図５及び６に示すように、第２の実施形態に係る波長変換部材１Ａでは、バインダ層３０Ａは、融点が８００℃以下の金属酸化物のナノ粒子３１を１種以上含みかつナノ粒子３１以外のナノ粒子３２も含むナノ粒子固着体になっている。ナノ粒子３１以外のナノ粒子３２は、例えば、融点が８００℃を超える金属酸化物からなるナノ粒子３２である。
　ナノ粒子３２を構成する、融点が８００℃以下の金属酸化物以外の金属酸化物は、通常、融点が８００℃を超える金属酸化物である。融点が８００℃を超える金属酸化物としては、例えば、酸化アルミニウム（アルミナ、融点：２０７２℃）、二酸化珪素、酸化チタン、酸化亜鉛（分解温度：１９７５℃）、酸化セシウム、酸化ニッケル、酸化スズ、酸化インジウム、酸化ジルコニウム、窒化ホウ素、窒化アルミニウム等のナノ粒子が用いられる。酸化アルミニウムとしては、例えば、Ａｌ２Ｏ３が用いられる。酸化亜鉛としては、例えば、ＺｎＯが用いられる。これらの融点が８００℃を超える金属酸化物は、上記の融点が８００℃以下の金属酸化物との間で共晶材料を生成しやすい。また、窒化ホウ素は、バインダ層の放熱性を向上させるため好ましい。
　例えば、ナノ粒子３２の材質が酸化亜鉛ＺｎＯである場合に、ナノ粒子３１の材質が酸化モリブデン(融点７９５℃)であると、ナノ粒子３２とナノ粒子３１との界面において、融点よりも低い７１０℃付近で共晶材料であるＺｎＭｏＯ４が生成する。このように、ナノ粒子３２とナノ粒子３１との間では、それぞれの材質の融点よりも低い温度でナノ粒子間に共晶材料が生じ、ナノ粒子３２とナノ粒子３１とが強く固着される。共晶材料は、ナノ粒子３１やナノ粒子３２を構成する材質と異なるため、共晶材料からなる部分が、ナノ粒子３１とナノ粒子３２との粒界を形成する。
　このように、バインダ層３０Ａが酸化亜鉛のナノ粒子３２をさらに含むと、ナノ粒子３２とナノ粒子３１とが強く固着されやすい。具体的には、バインダ層３０Ａのナノ粒子固着体における隣接するナノ粒子３１、３２間の固着部が、融点が８００℃以下の金属酸化物と、融点が８００℃を超える金属酸化物と、からなる共晶材料を含むと、ナノ粒子３１とナノ粒子３２とが強く固着されやすい。ナノ粒子３１、３２間の固着部を形成する共晶材料としては、例えば、ＺｎＭｏＯ４が挙げられる。
　バインダ層３０Ａにおける、融点８００℃以下の金属酸化物のナノ粒子３１の含有率は、通常５０～９９質量％、好ましくは８０～９５質量％、好ましくは９０～９５質量％である。融点８００℃以下の金属酸化物のナノ粒子３１の含有率が上記範囲内にあると、バインダ層３０Ａ内、バインダ層３０Ａと無機蛍光体粒子２０との間、及びバインダ層３０Ａと基板５０との間が強く固着される。これにより、波長変換体１０Ａの機械的強度が向上しやすく、かつ波長変換体１０Ａと基板５０との密着性が向上しやすい。
　（作用）
　波長変換部材１Ａの作用は、バインダ層３０Ａ内、バインダ層３０Ａと無機蛍光体粒子２０との間、及びバインダ層３０Ａと基板５０との間が、共晶材料等の生成により、より強く固着されやすい以外は、波長変換部材１の作用と同じである。このため、波長変換部材１Ａの作用の説明を省略する。
　（発明の効果）
　波長変換部材１Ａの発明の効果は、バインダ層３０Ａ内、バインダ層３０Ａと無機蛍光体粒子２０との間、及びバインダ層３０Ａと基板５０との間が、共晶材料等の生成により、より強く固着される以外は、波長変換部材１の発明の効果と同じである。このため、波長変換部材１Ａの発明の効果の説明を省略する。
　（第３の実施形態）
　第３の実施形態に係る波長変換部材は、第２の実施形態に係る波長変換部材１Ａのナノ粒子固着体からなるバインダ層３０Ａを、ナノ粒子固着体以外の構成にしたものである。具体的には、第３の実施形態に係る波長変換部材のバインダ層は、融点が８００℃以下の金属酸化物を１種以上含むバルク体からなる。ここで、バルク体とは、融点が８００℃以下の金属酸化物を１種以上含む塊状物質であって、ナノ粒子固着体以外の形態のものを意味する。
　バルク体としては、例えば、ナノ粒子よりも大きい結晶粒からなる多結晶体、アモルファス体等が用いられる。ここで、ナノ粒子よりも大きい結晶粒とは、平均粒径Ｄ５０が１００ｎｍ以上の結晶粒を意味する。上記多結晶体は、加熱処理等により隣接するナノ粒子同士が融着等を行い、結晶組織が大きくなることにより生成すると考えられる。また、アモルファス体とは、融点が８００℃以下の金属酸化物がアモルファス状態にある固体を意味する。
　バルク体からなるバインダ層の組成は、第１の実施形態に係る波長変換部材１のナノ粒子固着体からなるバインダ層３０を構成する融点が８００℃以下の金属酸化物のナノ粒子の材質と同じである。具体的には、融点が８００℃以下の金属酸化物は、酸化モリブデン、酸化バナジウム、酸化鉛、酸化テルル、酸化ホウ素及び酸化クロムからなる群より選択される１種以上の金属酸化物である。
　また、バルク体からなるバインダ層の組成は、融点が８００℃以下の金属酸化物に加え、融点が８００℃を超える金属酸化物を含んでいてもよく、また、融点が８００℃以下の金属酸化物と融点が８００℃を超える金属酸化物とからなる共晶材料を含んでいてもよい。融点が８００℃を超える金属酸化物、及び共晶材料は、第２の実施形態に係る波長変換部材１Ａで述べたものと同じであるため、説明を省略する。なお、バルク体からなるバインダ層が、融点が８００℃以下の金属酸化物に加え、窒化ホウ素をさらに含むと、バインダ層の放熱性が高くなるため好ましい。窒化ホウ素は、バインダ層中において、単独で存在していてもよいし、融点が８００℃以下の金属酸化物との間で共晶材料を形成していてもよい。また、バルク体からなるバインダ層の共晶材料がＺｎＭｏＯ４であると、７１０℃程度の低温で生成されるため、低温でバルク体を形成でき、バインダ層の熱伝導率が高くなるため好ましい。
　図７は、第３の実施形態及び後述の実施例２に係る波長変換部材の波長変換体の破断面に表れたバインダ層の表面の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真の一例である。図７に表される全体がバインダ層になっている。図７に示すバインダ層は多結晶体からなるバルク体になっており、バインダ層の表面には直径が数十ｎｍ程度の空隙が形成されている。
　図７に示す、後述の実施例２に係る波長変換部材のバルク体からなるバインダ層は、融点が８００℃以下の金属酸化物と、融点が８００℃を超える金属酸化物と、の共晶材料であるＺｎＭｏＯ４が形成されている一例である。なお、図７に示すバインダ層は、ナノ粒子固着体からなるバインダ層を加熱処理して得られたものであるが、加熱処理により隣接するナノ粒子間にネッキング等が生じることにより、ナノ粒子よりも大きい結晶粒からなる多結晶体になっている。
　　＜波長変換部材の製造方法＞
　第３の実施形態に係る波長変換部材の製造方法は、バルク体からなるバインダ層の生成以外は、第１の実施形態に係る波長変換部材と同様である。このため、以下、第３の実施形態に係る波長変換部材のバルク体からなるバインダ層の生成方法について説明する。
　　　［バインダ層の生成方法］
　バインダ層の生成方法は、第１の実施形態に係る波長変換部材において生成したナノ粒子固着体からなるバインダ層を、より加熱することにより、ナノ粒子固着体からなるバインダ層をバルク体からなるバインダ層に変化させる方法である。ナノ粒子固着体からなるバインダ層を、より加熱する方法としては、例えば、基板として熱伝導のよいＡｌＮ基板を用いたり、ナノ粒子固着体の生成のための熱処理よりも高い温度や長い時間で熱処理する方法が挙げられる。
　（作用）
　第３の実施形態に係る波長変換部材の作用は、バインダ層の構造の差異に基づく作用の相違以外は、第２の実施形態に係る波長変換部材１Ａの作用と同じである。このため、以下、バインダ層の構造の差異に基づく作用の相違について説明し、その他の作用については説明を省略する。第３の実施形態に係る波長変換部材のバインダ層はバルク体からなるため、第２の実施形態に係る波長変換部材１Ａのナノ粒子固着体からなるバインダ層３０Ａに比較して、バインダ層内に、熱伝導を阻害する粒界がないか又は少ない。このため、第３の実施形態に係る波長変換部材のバインダ層は、第２の実施形態に係る波長変換部材１Ａのバインダ層３０Ａに比較して、バインダ層内の熱伝導率が高くなる。
　（発明の効果）
　第３の実施形態に係る波長変換部材の効果は、バインダ層がバルク体からなるためバインダ層内の熱伝導率が高くなること以外は、第２の実施形態に係る波長変換部材１Ａの発明の効果と同じである。このため、第３の実施形態に係る波長変換部材の発明の効果の説明を省略する。
　なお、上記第１及び第２の実施形態においては、ナノ粒子３１、ナノ粒子３１以外のナノ粒子３２、ナノ粒子３１及び３２以外のナノ粒子、又は無機蛍光体粒子２０の１種以上に対して、波長変換体１０の放熱性を阻害しない範囲内で表面処理を行ってもよい。この表面処理は、例えば、バインダ層３０、３０Ａの緻密性や、無機蛍光体粒子２０又は基板５０に対するバインダ層３０、３０Ａの密着性を向上させるために行う。
　また、上記第１～第３の実施形態においては、基板のバインダ層側の表面に、金属薄膜層及び酸化物薄膜層の１種以上が形成されていてもよい。例えば、基板のバインダ層側の表面に、金属薄膜層と酸化物薄膜層とがこの順番に積層され、酸化物薄膜層の表面にバインダ層が形成されていてもよい。基板のバインダ層側の表面に、金属薄膜層及び酸化物薄膜層の１種以上が形成されていると、基板よりも高反射率の材料を用いることにより、反射率を高めることができるため好ましい。なお、この構成の波長変換部材では、バインダ層は、酸化物薄膜層を介して間接的に、基板と固着する。
　また、第１の実施形態において、バインダ層３０に代えてナノ粒子３２のみを含むナノ粒子固着体からなるバインダ層を形成し、このバインダ層と基板５０との間に、ナノ粒子３１を含む層を設けてもよい。この構成の波長変換部材によれば、バインダ層とナノ粒子３１を含む層との間で、共晶が生成し、バインダ層とナノ粒子３１を含む層との密着強度が高くなる。
　以下、本実施形態を実施例によりさらに詳細に説明するが、本実施形態はこれら実施例に限定されるものではない。
　［実施例１］
　(混合溶液の調製)
　はじめに、蛍光体粒子として、平均粒径Ｄ５０が約２０μｍのＹＡＧ粒子を用意した。また、ナノ粒子として、粒径１０～５０ｎｍの三酸化モリブデンのナノ粒子、および粒径約１０～５０ｎｍの酸化亜鉛のナノ粒子が分散された分散溶液を用意した。次に、上記ナノ粒子分散液に上記ＹＡＧ粒子を添加、混練して、ナノ粒子混合溶液を作製した。
　(ナノ粒子混合溶液の塗布)
　金属基板（アルミニウム合金からなる基板）上にテープを貼付して段差を形成し、段差で囲まれた部分にナノ粒子混合溶液を滴下し、バーコータを具備したアプリケータを用いてナノ粒子混合溶液を塗布した。
　(波長変換体の形成)
　ナノ粒子混合溶液が塗布された金属基板を１００℃で６０分間加熱したところ、金属基板上に膜厚１００μｍの乾燥体が得られた。この乾燥体は、ＹＡＧ粒子と、三酸化モリブデンのナノ粒子と、酸化亜鉛のナノ粒子とが固着したナノ粒子固着体からなり隣接するＹＡＧ粒子同士をナノ粒子固着体で固着するバインダ層と、を有する波長変換体になっていた。これにより、金属基板上に厚さ１００μｍの膜状の波長変換体が形成された波長変換部材が得られた。その後、この波長変換部材を、４５０℃で２時間加熱する焼成工程を行ったところ、金属基板と波長変換体とが剥離せず強固に固着した波長変換部材が得られた。波長変換体中に有機物質は残存していなかった。
　［比較例１］
　(混合溶液の調製)
　はじめに、蛍光体粒子として、平均粒径Ｄ５０が約２０μｍのＹＡＧ粒子を用意した。また、ナノ粒子として、平均粒径Ｄ５０が約２０ｎｍの酸化アルミニウムのナノ粒子分散液を用意した。次に、上記ナノ粒子分散液に上記ＹＡＧ粒子を添加、混練して、ナノ粒子混合溶液を作製した。
　(ナノ粒子混合溶液の塗布)
　金属基板上にテープを貼付して段差を形成し、段差で囲われた部分にナノ粒子混合溶液を滴下し、バーコータを具備したアプリケータを用いてナノ粒子混合溶液を塗布した。
　(波長変換体の形成)
　ナノ粒子混合溶液が塗布された金属基板を１００℃で６０分間加熱したところ、金属基板上に膜厚１００μｍの乾燥体が得られた。この乾燥体は、ＹＡＧ粒子と、酸化アルミニウムのナノ粒子が固着したナノ粒子固着体からなり隣接するＹＡＧ粒子同士をナノ粒子固着体で固着するバインダ層と、を有する波長変換体になっていた。これにより、金属基板上に厚さ１００μｍの膜状の波長変換体が形成された波長変換部材が得られた。その後、この波長変換部材を、４５０℃で６０分間加熱する焼成工程を行ったところ、金属基板と波長変換体とが剥離した。
　実施例１及び比較例１の結果より、バインダ層を構成するナノ粒子が特定種類であると、バインダ層中の有機物質を焼失させる焼成工程を行っても、金属基板と波長変換体とが剥離しないことが分かった。また、実施例１の波長変換体は、４５０℃程度の低温で焼成可能であることが分かった。
　［実施例２］
　金属基板に代えてＡｌＮ基板を用いる以外は実施例１と同様にして、波長変換部材を作製した。
　得られた波長変換部材は、ＡｌＮ基板と波長変換体とが剥離せず強固に固着していた。
　［実施例３］
　４５０℃で２時間加熱する焼成処理を行わなかった以外は実施例２と同様にして、波長変換部材を作製した。
　得られた波長変換部材は、ＡｌＮ基板と波長変換体とが剥離せず強固に固着していた。
　(評価)
　　＜顕微鏡観察＞
　波長変換部材を構成する波長変換体の破断面を走査型電子顕微鏡（ＦＥ－ＳＥＭ）で観察した。図７は実施例２に係る波長変換部材の波長変換体の破断面に表れたバインダ層の表面の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真の一例である。図８は、実施例３に係る波長変換部材の波長変換体の破断面に表れたバインダ層の表面の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真の一例である。
　図７に示されるように、実施例２の波長変換体のバインダ層は、バルク体になっていた。具体的には、実施例２のバインダ層は、原料であるナノ粒子の粒界が存在せず、粒径数十ｎｍ程度の結晶組織が連続した構造のバルク体になっていることが分かった。一方、図８に示されるように、実施例３の波長変換体のバインダ層は、複数個のナノ粒子が固着してなるナノ粒子固着体になっており、また、１０００ｎｍ程度の長さのクラックが形成されていることが分かった。
　　＜結晶性評価＞
　ＸＲＤ装置を用いて、実施例２及び実施例３のバインダ層のＸ線回折（ＸＲＤ）を行った。図９は、実施例２に係る波長変換部材の波長変換体のバインダ層のＸＲＤ評価結果の一例である。図１０は、実施例３に係る波長変換部材の波長変換体のバインダ層のＸＲＤ評価結果の一例である。
　図９に示されるように、実施例２のバインダ層では、共晶であるＺｎＭｏＯ４に帰属されるピークが確認された。一方、図１０に示されるように、実施例３のバインダ層では、共晶であるＺｎＭｏＯ４に帰属されるピークは確認されなかった。
　　＜波長変換部材へのレーザー光照射試験＞
　実施例２及び実施例３に係る波長変換部材を、金属製のヒートシンクに貼り付けた。次に、ヒートシンク上の波長変換体の表面側に、中心波長λが４５０ｎｍのレーザー光を照射し、波長変換体の表面温度をサーモビューワで測定した。そして、実施例２の波長変換体の表面温度Ｔ２（℃）を、実施例３の波長変換体の表面温度Ｔ３（℃）で除して相対値を算出した。結果を表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１より、実施例２の波長変換体は、実施例３の波長変換体に比較して放熱性が高いことが分かった。また、実施例２の波長変換体は、４５０℃程度の低温で焼成可能であることが分かった。
　特願２０１６－０７９３５４号（出願日：２０１６年４月１２日）の全内容は、ここに援用される。
　以上、実施例に沿って本実施形態の内容を説明したが、本実施形態はこれらの記載に限定されるものではなく、種々の変形及び改良が可能であることは、当業者には自明である。
　本発明の波長変換部材は、ハイパワーの励起光が照射された場合でも耐熱性及び放熱性に優れ、基板と波長変換体との密着性が高く、かつ低温で焼成可能である。
　１　波長変換部材
１０　波長変換体
２０　無機蛍光体粒子（ＹＡＧ粒子）
３０　バインダ層
３１　ナノ粒子（融点が８００℃以下の金属酸化物のナノ粒子）
３２　ナノ粒子（融点が８００℃以下の金属酸化物以外のナノ粒子）
３５　空隙
４０　ナノ粒子被覆蛍光体粒子
５０　基板

Claims (13)

  1. 　基板と、
    　この基板の表面に設けられ、入射光を色変換する波長変換体と、を備え、
    　前記波長変換体は、
    　入射光を色変換する無機蛍光体粒子と、
    　融点が８００℃以下の金属酸化物を１種以上含み、前記無機蛍光体粒子同士を固着させるバインダ層と、
    　を有し、
    　前記基板と前記波長変換体とは、前記波長変換体のバインダ層により固着されることを特徴とする波長変換部材。
  2. 　前記バインダ層は、前記融点が８００℃以下の金属酸化物のナノ粒子を１種以上含む複数個のナノ粒子が固着してなるナノ粒子固着体であることを特徴とする請求項１に記載の波長変換部材。
  3. 　前記バインダ層は、前記融点が８００℃以下の金属酸化物を１種以上含むバルク体であることを特徴とする請求項１に記載の波長変換部材。
  4. 前記バルク体は、前記融点が８００℃を超える金属酸化物からなるナノ粒子と、金属イオン又は金属アルコキシドと、の混合物を、乾燥し、焼成することにより得られたものであることを特徴とする請求項３に記載の波長変換部材。
  5. 　前記融点が８００℃以下の金属酸化物は、酸化モリブデン、酸化バナジウム、酸化鉛、酸化テルル、酸化ホウ素及び酸化クロムからなる群より選択される１種以上の金属酸化物であることを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の波長変換部材。
  6. 　前記バインダ層は、酸化亜鉛のナノ粒子をさらに含むことを特徴とする請求項２又は５に記載の波長変換部材。
  7. 　前記バインダ層は、酸化亜鉛をさらに含むことを特徴とする請求項３～５のいずれか１項に記載の波長変換部材。
  8. 　前記バインダ層のナノ粒子固着体における隣接する前記ナノ粒子間の固着部は、前記融点が８００℃以下の金属酸化物と、融点が８００℃を超える金属酸化物と、からなる共晶材料を含むことを特徴とする請求項２又は６に記載の波長変換部材。
  9. 　前記バルク体は、前記融点が８００℃以下の金属酸化物と、融点が８００℃を超える金属酸化物と、からなる共晶材料を含むことを特徴とする請求項３～５及び７のいずれか１項に記載の波長変換部材。
  10. 　前記共晶材料は、ＺｎＭｏＯ４であることを特徴とする請求項８又は９に記載の波長変換部材。
  11. 　前記ナノ粒子固着体は、窒化ホウ素のナノ粒子をさらに含むことを特徴とする請求項２、５、６又は８に記載の波長変換部材。
  12. 　前記バルク体は、窒化ホウ素をさらに含むことを特徴とする請求項３～５、７、９又は１０に記載の波長変換部材。
  13. 　前記基板が金属基板であることを特徴とする請求項１～１２のいずれか１項に記載の波長変換部材。
PCT/JP2017/014618 2016-04-12 2017-04-10 波長変換部材 WO2017179521A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201780022984.5A CN109075236A (zh) 2016-04-12 2017-04-10 波长转换构件
EP17782334.1A EP3444858A4 (en) 2016-04-12 2017-04-10 Wavelength conversion element
JP2018511995A JP6688976B2 (ja) 2016-04-12 2017-04-10 波長変換部材
US16/092,453 US10836958B2 (en) 2016-04-12 2017-04-10 Wavelength conversion member

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016079354 2016-04-12
JP2016-079354 2016-04-12

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017179521A1 true WO2017179521A1 (ja) 2017-10-19

Family

ID=60041655

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2017/014618 WO2017179521A1 (ja) 2016-04-12 2017-04-10 波長変換部材

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10836958B2 (ja)
EP (1) EP3444858A4 (ja)
JP (1) JP6688976B2 (ja)
CN (1) CN109075236A (ja)
WO (1) WO2017179521A1 (ja)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020017526A1 (ja) * 2018-07-19 2020-01-23 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 波長変換部材
WO2020017536A1 (ja) * 2018-07-19 2020-01-23 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 波長変換部材
JP2020154030A (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、光源装置及びプロジェクター
CN111712920A (zh) * 2017-12-22 2020-09-25 亮锐有限责任公司 具有光屏障的磷光体
JP2021507307A (ja) * 2017-12-22 2021-02-22 ルミレッズ リミテッド ライアビリティ カンパニー 光バリアを有する蛍光体
JPWO2019230934A1 (ja) * 2018-05-31 2021-06-17 シャープ株式会社 波長変換素子および光源装置
WO2022119903A1 (en) * 2020-12-01 2022-06-09 Lumileds Llc Laterally heterogenous wavelength-converting layer

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8758108B2 (en) 2007-12-21 2014-06-24 Cfph, Llc System and method for slot machine game associated with market line wagers
US10332332B2 (en) 2007-12-21 2019-06-25 Cfph, Llc System and method for slot machine game associated with financial market indicators
US11257330B2 (en) 2008-02-15 2022-02-22 Cfph, Llc System and method for providing a baccarat game based on financial market indicators
CN108369982A (zh) * 2015-12-11 2018-08-03 松下知识产权经营株式会社 波长转换体、波长转换构件及发光装置
JP6695461B1 (ja) * 2019-02-20 2020-05-20 浜松ホトニクス株式会社 蛍光体パネルの製造方法、蛍光体パネル、イメージインテンシファイア、及び走査型電子顕微鏡
WO2020244857A1 (en) * 2019-06-05 2020-12-10 Lumileds Holding B.V. Bonding of phosphor converter emitters
CN114080676A (zh) 2019-06-25 2022-02-22 亮锐有限责任公司 用于微led应用的磷光体层
US11362243B2 (en) 2019-10-09 2022-06-14 Lumileds Llc Optical coupling layer to improve output flux in LEDs
US11177420B2 (en) 2019-10-09 2021-11-16 Lumileds Llc Optical coupling layer to improve output flux in LEDs
US11923482B2 (en) * 2020-09-29 2024-03-05 Lumileds Llc Ultra-thin phosphor layers partially filled with Si-based binders
US11411146B2 (en) 2020-10-08 2022-08-09 Lumileds Llc Protection layer for a light emitting diode

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003243727A (ja) * 2001-12-14 2003-08-29 Nichia Chem Ind Ltd 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
JP2014187147A (ja) * 2013-03-22 2014-10-02 Stanley Electric Co Ltd 発光装置、および、その製造方法
JP2014201726A (ja) * 2013-04-09 2014-10-27 スタンレー電気株式会社 セラミック蛍光体、その製造方法及び発光装置

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0945269A (ja) * 1995-08-02 1997-02-14 Ise Electronics Corp 光源用表示管およびその製造方法
US6734469B2 (en) * 2000-11-17 2004-05-11 Tdk Corporation EL phosphor laminate thin film and EL device
US6984460B2 (en) * 2002-03-26 2006-01-10 Tdk Corporation Phosphor thin film, manufacturing method of the same, and electroluminescence panel
WO2004013916A1 (ja) * 2002-08-01 2004-02-12 Nichia Corporation 半導体発光素子及びその製造方法並びにそれを用いた発光装置
KR20070024487A (ko) * 2004-05-26 2007-03-02 닛산 가가쿠 고교 가부시키 가이샤 면발광체
WO2006097876A1 (en) * 2005-03-14 2006-09-21 Koninklijke Philips Electronics N.V. Phosphor in polycrystalline ceramic structure and a light-emitting element comprising same
JP4890775B2 (ja) * 2005-03-23 2012-03-07 パナソニック株式会社 発光モジュール
JP5267246B2 (ja) * 2008-03-26 2013-08-21 凸版印刷株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子及びその製造方法並びに有機エレクトロルミネッセンス表示装置
US9617469B2 (en) * 2011-01-06 2017-04-11 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Phosphor particles, making method, and light-emitting diode
JP5090549B2 (ja) 2011-03-08 2012-12-05 シャープ株式会社 焼結発光体、発光装置、照明装置、車両用前照灯、及び焼結発光体の作製方法
CN102434853B (zh) * 2011-10-25 2016-03-16 深圳市光峰光电技术有限公司 光波长转换片、其制备方法及使用该光波长转换片的光源
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
JP2015038960A (ja) 2013-05-16 2015-02-26 株式会社日本セラテック 発光装置
CN108603956B (zh) * 2016-03-10 2021-02-09 松下知识产权经营株式会社 发光装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003243727A (ja) * 2001-12-14 2003-08-29 Nichia Chem Ind Ltd 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
JP2014187147A (ja) * 2013-03-22 2014-10-02 Stanley Electric Co Ltd 発光装置、および、その製造方法
JP2014201726A (ja) * 2013-04-09 2014-10-27 スタンレー電気株式会社 セラミック蛍光体、その製造方法及び発光装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3444858A4 *

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11480315B2 (en) 2017-12-22 2022-10-25 Lumileds Llc Phosphor with light barriers
JP7101785B2 (ja) 2017-12-22 2022-07-15 ルミレッズ リミテッド ライアビリティ カンパニー 光バリアを有する蛍光体
CN111712920A (zh) * 2017-12-22 2020-09-25 亮锐有限责任公司 具有光屏障的磷光体
JP2021507307A (ja) * 2017-12-22 2021-02-22 ルミレッズ リミテッド ライアビリティ カンパニー 光バリアを有する蛍光体
JP6997869B2 (ja) 2018-05-31 2022-01-18 シャープ株式会社 波長変換素子および光源装置
JPWO2019230934A1 (ja) * 2018-05-31 2021-06-17 シャープ株式会社 波長変換素子および光源装置
JPWO2020017526A1 (ja) * 2018-07-19 2021-08-02 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 波長変換部材
JPWO2020017536A1 (ja) * 2018-07-19 2021-08-12 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 波長変換部材
WO2020017526A1 (ja) * 2018-07-19 2020-01-23 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 波長変換部材
WO2020017536A1 (ja) * 2018-07-19 2020-01-23 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 波長変換部材
JP7170235B2 (ja) 2018-07-19 2022-11-14 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 波長変換部材
JP2020154030A (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、光源装置及びプロジェクター
JP7238506B2 (ja) 2019-03-18 2023-03-14 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
WO2022119903A1 (en) * 2020-12-01 2022-06-09 Lumileds Llc Laterally heterogenous wavelength-converting layer

Also Published As

Publication number Publication date
EP3444858A1 (en) 2019-02-20
CN109075236A (zh) 2018-12-21
US10836958B2 (en) 2020-11-17
JP6688976B2 (ja) 2020-04-28
JPWO2017179521A1 (ja) 2019-03-07
EP3444858A4 (en) 2019-03-20
US20190169494A1 (en) 2019-06-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2017179521A1 (ja) 波長変換部材
JP6688973B2 (ja) 波長変換体、波長変換部材及び発光装置
US20210404631A1 (en) Wavelength conversion device, manufacturing method thereof, and related illumination device
JP6879417B2 (ja) 波長変換部材及びそれを用いた発光デバイス
CN108026442B (zh) 波长变换部件和发光设备
WO2017098963A1 (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
JP6288575B2 (ja) 発光装置
JP6693360B2 (ja) 光変換部材、照明光源および光変換部材の製造方法
WO2018189997A1 (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
CN111656228A (zh) 波长转换体
JP7019496B2 (ja) 波長変換部材およびその製造方法
CN110291430B (zh) 波长转换构件
WO2019078299A1 (ja) 波長変換体
JP6888546B2 (ja) 蛍光プレート
JP2024047757A (ja) 波長変換部材、その製造方法、および発光装置

Legal Events

Date Code Title Description
ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2018511995

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2017782334

Country of ref document: EP

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2017782334

Country of ref document: EP

Effective date: 20181112

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

Ref document number: 17782334

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1