WO2018230333A1 - 波長変換部材及び発光デバイス - Google Patents

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WO2018230333A1
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conversion member
phosphor layer
bonding material
heat dissipation
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PCT/JP2018/020590
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忠仁 古山
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日本電気硝子株式会社
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    • H01L33/507—Wavelength conversion elements the elements being in intimate contact with parts other than the semiconductor body or integrated with parts other than the semiconductor body

Definitions

  • the present invention relates to a wavelength conversion member such as a fluorescent wheel for a projector and a light emitting device using the same.
  • Patent Document 1 discloses a projector using a light emitting device that includes a light source that emits ultraviolet light and a phosphor layer that converts ultraviolet light from the light source into visible light.
  • a fluorescent wheel produced by providing a ring-shaped phosphor layer on a ring-shaped rotatable transparent substrate is used.
  • An object of the present invention is to provide a wavelength conversion member capable of suppressing excessive heating of a phosphor layer and a light emitting device using the same.
  • the wavelength conversion member of the present invention includes a heat dissipation substrate, a phosphor layer provided on the heat dissipation substrate, and a bonding material layer provided between the heat dissipation substrate and the phosphor layer, and the bonding material layer is thermally conductive.
  • the heat-conductive porous material is impregnated with the bonding material. According to this configuration, a heat conduction path is formed in a three-dimensional manner by the heat conductive porous body in the bonding material layer, and heat generated in the phosphor layer is efficiently conducted to the heat dissipation substrate, and further from the heat dissipation substrate to the outside. Therefore, the phosphor layer can be prevented from being heated excessively.
  • the volume ratio of the heat conductive porous body in the bonding material layer is preferably 20 to 90%. In this way, heat generated in the phosphor layer can be efficiently conducted to the heat dissipation substrate while maintaining the bonding property between the heat dissipation substrate and the phosphor layer.
  • the heat conductive porous body is preferably made of a sintered body of inorganic particles.
  • the inorganic particles are at least one ceramic particle selected from boron nitride, aluminum nitride, aluminum oxide, magnesium oxide, titanium oxide, niobium oxide, zirconium oxide, zinc oxide, and silicon oxide; glass Or at least one metal particle selected from aluminum and silver.
  • the bonding material is preferably a silicone resin, an epoxy resin, or an acrylic resin.
  • the phosphor layer preferably contains a glass matrix and a phosphor dispersed in the glass matrix.
  • the heat dissipation substrate is preferably a metal substrate.
  • the metal substrate is preferably an aluminum alloy substrate.
  • a reflective film may be provided on the surface of the phosphor layer facing the heat dissipation substrate.
  • the reflective film is preferably a metal reflective film or a dielectric multilayer film.
  • the heat dissipation substrate and / or the phosphor layer is in contact with the thermally conductive porous body. If it does in this way, it will become easy to conduct the heat which generate
  • the heat dissipation substrate is preferably ring-shaped.
  • the wavelength conversion member of the present invention is suitable for a projector.
  • the light-emitting device of the present invention is characterized by comprising the above-described wavelength conversion member and a light source that irradiates the phosphor layer of the wavelength conversion member with excitation light.
  • the present invention it is possible to provide a wavelength conversion member capable of suppressing excessive heating of the phosphor layer and a light emitting device using the same.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA shown in FIG. It is a fragmentary sectional view which expands and shows the vicinity of the fluorescent substance layer in the fluorescent wheel for projectors concerning the 1st Embodiment of this invention. It is sectional drawing which shows the fluorescent wheel for projectors concerning the 2nd Embodiment of this invention. It is a side view which shows the fluorescent device for projectors using the light emission wheel for projectors concerning the 1st Embodiment of this invention. It is a perspective view which shows the fluorescent wheel for projectors concerning the 3rd Embodiment of this invention.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a fluorescent wheel for a projector according to a wavelength conversion member of a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view (in the vertical direction) taken along the line AA shown in FIG.
  • the fluorescent wheel (wavelength conversion member) 10 has a ring shape.
  • the fluorescent wheel 10 is provided between a heat dissipation substrate 11, a ring-shaped heat dissipation substrate 11, a ring-shaped phosphor layer 12 provided on the heat dissipation substrate 11, and the heat dissipation substrate 11 and the phosphor layer 12.
  • a bonding material layer 13 for bonding the body layer 12 is provided.
  • FIG. 3 is an enlarged partial cross-sectional view showing the vicinity of the phosphor layer 12 in the fluorescent wheel 10 of FIG.
  • the bonding material layer 13 includes a heat conductive porous body 14 and a bonding material 15 impregnated in the heat conductive porous body 14.
  • the heat conductive porous body 14 is composed of a sintered body of inorganic particles 16.
  • the heat conductive porous body 14 is preferably in contact with the heat dissipation substrate 11 on the main surface 13 a of the bonding material layer 13, and the heat conductive porous material 14 is in contact with the phosphor layer 12 on the main surface 13 b of the bonding material layer 13. It is preferable. In this way, the heat generated in the phosphor layer 12 is easily conducted to the heat radiating substrate 11 side through the heat conductive porous body 14.
  • the heat conductive porous body 14 does not necessarily need to be in contact with the heat dissipation substrate 11 and the phosphor layer 12 on both the main surface 13a and the main surface 13b of the bonding material layer 13, respectively.
  • the thermal conductive porous body 14 may be in contact with the heat dissipation substrate 11 or the phosphor layer 12 on only one of the main surface 13 a and the main surface 13 b of the bonding material layer 13. On both main surfaces, the heat conductive porous body 14 may not be in contact with the heat dissipation substrate 11 or the phosphor layer 12. Even when the thermally conductive porous body 14 is in contact with the heat dissipation substrate 11 or the phosphor layer 12, the bonding material 15 is exposed to the outside on a part of the main surface 13 a and the main surface 13 b of the bonding material layer 13. It is exposed and is in contact with the heat dissipation substrate 11 and the phosphor layer 12. Thereby, the bondability of the heat dissipation substrate 11 and the phosphor layer 12 is secured.
  • the heat conductive porous body 14 can also function as a reflective layer by appropriately selecting the material of the inorganic particles 16 constituting the heat conductive porous body 14.
  • the reflective layer in this case uses irregular reflection by the inorganic particles 16. If a substrate having a light reflection function, such as a metal substrate, which will be described later, is used as the heat radiating substrate 11, good reflection characteristics can be obtained by a combination of irregular reflection by the inorganic particles 16 and reflection by the heat radiating substrate 11. Become.
  • the heat dissipation substrate 11 examples include a metal substrate, a carbon substrate, a ceramic substrate, and a substrate made of a composite of ceramic and metal.
  • a metal substrate is used as the heat dissipation substrate 11 and plays a role of not only heat dissipation but also light reflection.
  • the metal substrate reflects excitation light incident on the phosphor layer 12 and fluorescence emitted from the phosphor upon incidence of the excitation light.
  • the metal substrate may be formed from a metal or an alloy and subjected to a surface treatment.
  • a metal substrate a thing with a high reflectance is preferable, for example, the aluminum substrate by which the reflective reflection film which consists of metal oxide etc. was formed in the surface is mentioned.
  • Examples of such a metal substrate include Miro (registered trademark) and Miro-Silver (registered trademark) manufactured by Alanod.
  • the phosphor layer 12 is composed of a glass matrix and phosphors dispersed therein.
  • inorganic phosphor particles are used as the phosphor.
  • the glass matrix is not particularly limited as long as it can be used as a phosphor dispersion medium.
  • borosilicate glass or phosphate glass can be used.
  • the softening point of the glass matrix is preferably 250 to 1000 ° C., more preferably 300 to 850 ° C. If the softening point of the glass matrix is too low, the mechanical strength and chemical durability of the phosphor layer 12 may decrease. In addition, since the heat resistance of the glass matrix itself is lowered, it may be softened and deformed by heat generated from the phosphor. On the other hand, if the softening point of the glass matrix is too high, the phosphor may be deteriorated by the firing process during production, and the emission intensity of the phosphor layer 12 may be reduced.
  • 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 the excitation light, for example, a phosphor that emits green light or yellow light as fluorescence can be used.
  • the average particle diameter of the phosphor is preferably 1 to 50 ⁇ m, and more preferably 5 to 25 ⁇ m. If the average particle size of the phosphor is too small, the emission intensity may be reduced. On the other hand, if the average particle size of the phosphor is too large, the emission color may be non-uniform.
  • the phosphor content in the phosphor layer 12 is preferably in the range of 5 to 80% by volume, more preferably in the range of 10 to 75% by volume, and in the range of 20 to 70% by volume. More preferably, it is within. When there is too little content of fluorescent substance, it will become difficult to obtain the fluorescence which has desired light emission intensity. On the other hand, if the content of the phosphor is too large, the mechanical strength of the phosphor layer 12 tends to decrease.
  • the thickness of the phosphor layer 12 is preferably thinner as long as the excitation light is surely absorbed by the phosphor. This is because if the phosphor layer 12 is too thick, light scattering and absorption in the phosphor layer 12 become too large, and the emission efficiency of fluorescence may be lowered.
  • the thickness of the phosphor layer 12 is preferably 1 mm or less, more preferably 0.5 mm or less, and even more preferably 0.3 mm or less.
  • the lower limit of the thickness of the phosphor layer 12 is usually about 0.03 mm.
  • the phosphor layer 12 may be made of a ceramic phosphor other than those described above.
  • the thermally conductive porous body 14 is made of a material having a higher thermal conductivity than the phosphor layer 12 (particularly the glass matrix constituting the phosphor layer 12).
  • the inorganic particles 16 constituting the thermally conductive porous body 14 include ceramic particles such as boron nitride, aluminum nitride, aluminum oxide, magnesium oxide, titanium oxide, niobium oxide, zirconium oxide, zinc oxide and silicon oxide; Examples thereof include glass particles such as physical glass; and sintered bodies of metal particles such as aluminum and silver. Of these, aluminum oxide and magnesium oxide are preferable because of their excellent thermal conductivity and sinterability.
  • the heat conductive porous body 14 when making the heat conductive porous body 14 function as a reflection layer, there exists an advantage that an aluminum oxide and a titanium oxide are excellent in a reflection characteristic.
  • titanium oxide having excellent reflection characteristics may be mixed with aluminum oxide or magnesium oxide having excellent thermal conductivity.
  • the average particle diameter (D 50 ) of the inorganic particles 16 is preferably in the range of 0.01 to 50 ⁇ m, and more preferably in the range of 0.05 to 10 ⁇ m. If the average particle size of the inorganic particles 16 is too small, the pore size becomes small and it becomes difficult to impregnate the bonding material 15. On the other hand, if the average particle diameter of the inorganic particles 16 is too large, the sinterability becomes insufficient, and the mechanical strength of the thermally conductive porous body 14 tends to decrease.
  • the volume ratio of the heat conductive porous body 14 in the bonding material layer 13 is preferably in the range of 20 to 90%, more preferably in the range of 30 to 80%, and still more preferably in the range of 40 to 70%. If the volume ratio of the heat conductive porous body 14 is too small, a heat conduction path in the bonding material layer 13 cannot be sufficiently secured, and thus it is difficult to sufficiently conduct the heat generated in the phosphor layer 12 to the heat dissipation substrate 11. On the other hand, when the volume ratio of the heat conductive porous body 14 is too large, the ratio of the bonding material 15 in the bonding material layer 13 decreases, and the bonding force between the heat dissipation substrate 11 and the phosphor layer 12 may be reduced.
  • the “volume ratio of the thermally conductive porous body” means the volume ratio occupied by the material (for example, inorganic particles) constituting the thermally conductive porous body, and pores and bonding contained in the thermally conductive porous body.
  • the volume ratio of the material is not included.
  • the porosity of the heat conductive porous body 14 is preferably in the range of 10 to 80%, more preferably in the range of 20 to 70%, and still more preferably in the range of 30 to 60%.
  • the porosity of the heat conductive porous body 14 is too small, the ratio of the bonding material 15 in the bonding material layer 13 decreases, and the bonding force between the heat dissipation substrate 11 and the phosphor layer 12 may be reduced.
  • the porosity of the heat conductive porous body 14 is too large, a sufficient heat conduction path in the bonding material layer 13 cannot be secured, so that it is difficult to sufficiently conduct the heat generated in the phosphor layer 12 to the heat dissipation substrate 11. .
  • the bonding material 15 is preferably transparent. As a result, it is possible to efficiently transmit fluorescence and excitation light and improve the light emission efficiency. Specific examples of such a transparent bonding material 15 include silicone resin, acrylic resin, and epoxy resin. However, the bonding material 15 is not limited to a transparent material, and a non-transparent material can also be used.
  • the acrylic resin and epoxy resin can be used as the acrylic resin and epoxy resin.
  • a two-component type room temperature curing resin is preferable to use.
  • the viscosity is preferably 1500 cP or less, 1000 cP or less, particularly 500 cP or less in order to facilitate the impregnation of the thermally conductive porous body 14.
  • the silicone resin a silicone resin having a general siloxane bond can be used, and in particular, silsesquioxane having high heat resistance can be preferably used.
  • Silsesquioxane is a siloxane-based compound whose main chain skeleton is a Si—O—Si bond, and is obtained by hydrolyzing trifunctional silane (RSiO 1.5 ) n network type polymer Or a polyhedral cluster.
  • the thickness of the bonding material layer 13 is preferably 20 to 500 ⁇ m, and more preferably 50 to 300 ⁇ m. If the thickness of the bonding material layer 13 is too small, the bonding strength between the heat dissipation substrate 11 and the phosphor layer 12 may be inferior. On the other hand, if the thickness of the bonding material layer 13 is too large, the heat generated in the phosphor layer 12 may be difficult to dissipate to the heat dissipation substrate 11.
  • FIG. 4 is a sectional view showing a fluorescent wheel for a projector according to a second embodiment of the present invention.
  • the reflective film 16 is provided on the surface of the phosphor layer 12 facing the heat dissipation substrate 11 (that is, between the phosphor layer 12 and the bonding material layer 13).
  • Examples of the reflective film 16 include a metal reflective film made of silver, aluminum, platinum or the like, a dielectric multilayer film, or the like.
  • the dielectric multilayer film is a film composed of a laminated body of a high refractive index film and a low refractive index film, and can selectively reflect light having a specific wavelength.
  • Dielectric multilayer films include high refractive index films composed of niobium oxide, titanium oxide, lanthanum oxide, tantalum oxide, yttrium oxide, gadolinium oxide, tungsten oxide, hafnium oxide, aluminum oxide, silicon nitride, etc., silicon oxide, etc.
  • membrane comprised by these is mentioned.
  • Examples of the method for forming the reflective film 16 include a plating method, a vacuum vapor deposition method that is a physical vapor deposition method, an ion plating method, a sputtering method, and the like.
  • the thickness of the reflective film 16 is preferably 0.01 to 100 ⁇ m, and more preferably 0.03 to 10 ⁇ m. If the thickness of the reflective film 16 is too small, sufficient reflection characteristics may not be obtained. On the other hand, if the thickness of the reflective film 16 is too large, the reflective film 16 may be damaged due to a difference in thermal expansion coefficient between the reflective film 16 and the phosphor layer 12.
  • a transparent material layer (not shown) may be provided between the phosphor layer 12 and the reflective film 16.
  • the transparent material layer By providing the transparent material layer, the main surface 12b of the phosphor layer 12 becomes smooth, and the smoothness of the reflective film 16 can be improved. Thereby, the reflection characteristic of the reflective film 16 can be improved.
  • the transparent material layer include a glass layer and a resin layer.
  • the thickness of the transparent material layer is preferably 1 to 100 ⁇ m, and more preferably 10 to 50 ⁇ m. If the thickness of the transparent material layer is too small, it will be difficult to smooth the main surface 12b of the phosphor layer 12, and the reflective film 16 will not be smooth. On the other hand, if the thickness of the transparent material layer is too large, light may propagate through the transparent material layer and light may leak from the end of the transparent material layer, resulting in a decrease in light emission intensity.
  • the reflective film 16 plays a role of reflecting excitation light and fluorescence. Therefore, the heat dissipation substrate 11 does not necessarily have light reflection characteristics. Further, the heat conductive porous body 14 and the bonding material 15 are not necessarily required to be transparent.
  • the phosphor layer 12 is produced, for example, by the following method.
  • a slurry containing glass particles to be a glass matrix, a phosphor, and an organic component such as a binder resin or a solvent is applied onto a resin film such as polyethylene terephthalate by a doctor blade method or the like, and heated and dried to phosphor.
  • a green sheet for forming the layer 12 is prepared.
  • the phosphor layer 12 is obtained by firing the green sheet in the vicinity of the softening point of the glass particles (for example, softening point ⁇ 100 ° C.).
  • the heat conductive porous body 14 is produced by the following method. Apply a slurry containing fumed titania (Aeroxide manufactured by Evonic), alumina oxide and organic components such as binder resin and solvent as ceramic particles on a resin film such as polyethylene terephthalate by the doctor blade method, etc. Thus, a green sheet for forming the heat conductive porous body 14 is produced. By baking the green sheet (for example, 1000 to 1500 ° C.), the heat conductive porous body 14 is obtained.
  • a bonding material layer member obtained by impregnating the heat conductive porous body 14 with the bonding material 15 is obtained.
  • the heat conductive porous body 14 is impregnated with the bonding material 15, and the surface of the heat conductive porous body 14 is coated with the bonding material 15.
  • the heat dissipation substrate 11 and the phosphor layer 12 are bonded by curing the bonding material 15 with the bonding material layer member sandwiched between the heat dissipation substrate 11 and the phosphor layer 12 obtained above. Can do. In this way, the fluorescent wheel 10 in which the heat dissipation substrate 11 and the phosphor layer 12 are joined by the joining material layer 13 can be produced.
  • FIG. 5 is a schematic side view showing a light emitting device for a projector using the light emitting wheel for a projector according to the first embodiment of the present invention.
  • the projector light emitting device 30 according to the present embodiment includes a fluorescent wheel 10, a light source 20, and a motor 21 for rotating the fluorescent wheel 10.
  • the ring-shaped fluorescent wheel 10 is attached to the rotating shaft 22 of the motor 21 so as to rotate in the circumferential direction about the central axis C of the rotating shaft 22.
  • the excitation light 1 emitted from the light source 20 is incident on the phosphor layer 12 of the fluorescent wheel 10.
  • the excitation light 1 incident on the phosphor layer 12 excites the phosphor, and the fluorescence 2 is emitted from the phosphor.
  • the fluorescence 2 emitted to the heat dissipation substrate 11 side is reflected by the surface of the heat dissipation substrate 11 and emitted to the phosphor layer 12 side.
  • Specific examples of the light source 20 include an LED light source and a laser light source.
  • a light source that emits blue light as excitation light for example, a phosphor that is excited by blue light and emits yellow light or green light can be used as the phosphor of the phosphor layer 12.
  • a phosphor that is excited by blue light and emits yellow light or green light can be used as the phosphor of the phosphor layer 12.
  • the light emitted from the phosphor layer 12 only light having a desired wavelength can be extracted by a filter as necessary.
  • a ring-shaped filter may be attached to the rotating shaft 22 and rotated in synchronization with the fluorescent wheel 10 to filter the emitted light.
  • the fluorescent wheel 10 rotates in the circumferential direction. As described above, the heat conducted from the phosphor to the heat dissipation substrate 11 is released from the heat dissipation substrate 11 to the outside. Since the fluorescent wheel 10 rotates in the circumferential direction, heat release from the heat dissipation substrate 11 to the outside is further promoted.
  • the same type of phosphor is contained over the entire surface of the phosphor layer 12.
  • the present invention is not limited to such an embodiment.
  • the phosphor layer 12 may be divided into a plurality of regions along the circumferential direction, and different types of phosphors may be included in each region.
  • FIG. 6 is a perspective view showing a fluorescent wheel for a projector according to a third embodiment of the present invention.
  • the fluorescent wheel 10 shown in FIG. 6 has two sets of a first region 12a, a second region 12b, and a third region 12c. These regions are divided and provided in the circumferential direction as shown in FIG. For example, these regions correspond to regions that emit red, green, or blue light as fluorescence, and the fluorescent wheel 10 can be used as a color wheel. Even in this case, the bonding material layer 13 having the heat conductive porous body 14 can suppress the phosphor layer 12 from being heated excessively. Note that any one of the first region 12a, the second region 12b, and the third region 12c may be a region in which the phosphor layer 12 (and the bonding material layer 13) is not provided.
  • the wavelength conversion member of this invention is not limited to this.
  • a wavelength conversion member using a heat dissipation substrate such as a rectangle or a circle other than the ring shape may be used. Even in this case, the effects of the present invention as described above can be enjoyed.
  • Example 1 Production of phosphor layer
  • the raw material for borosilicate glass was melted at 1300 ° C. and formed into a film by a roll press.
  • the film-like glass is dry-pulverized with a ball mill using ⁇ 30 mm zirconia spheres and then wet-pulverized with a ball mill using ⁇ 5 mm zirconia spheres to obtain a glass powder having an average particle diameter (D 50 ) of 2 ⁇ m ( Softening point 780 ° C.).
  • the obtained glass powder was kneaded for 24 hours by adding organic components such as YAG phosphor, binder resin and solvent to obtain a slurry.
  • the slurry was applied on a PET (polyethylene terephthalate) film by a doctor blade method and dried to prepare a green sheet for forming a phosphor layer.
  • the obtained green sheet was extracted in a ring shape with a mold and fired at 840 ° C. to obtain a phosphor layer having a thickness of 0.13 mm.
  • a slurry was prepared by adding organic components such as a binder resin and a solvent to inorganic particles (MgO having an average particle diameter of 8 ⁇ m) and kneading for 24 hours.
  • the obtained slurry was applied onto a PET film by a doctor blade method and dried to prepare a green sheet for forming a heat conductive porous body.
  • the obtained green sheet was fired at 1300 ° C. to obtain a heat conductive porous body having a thickness of 160 ⁇ m.
  • a wavelength conversion member was manufactured by bonding a heat dissipation substrate and a phosphor layer with a bonding material.
  • the thickness of the bonding material layer was 10 ⁇ m.
  • a wavelength conversion member was manufactured by bonding a heat dissipation substrate and a phosphor layer with a bonding material.
  • the thickness of the bonding material layer was 160 ⁇ m.
  • Each wavelength conversion member obtained above was fixed to the rotating shaft of the motor.
  • an excitation light source a light source capable of condensing to a size of ⁇ 1 mm with a condensing lens from a laser unit in which 30 1W class laser elements were arranged was prepared. The light output of this light source was 30 W and the wavelength was 440 nm.
  • the wavelength conversion member was irradiated with excitation light while rotating at 7000 RPM, and the obtained fluorescence was received by a small spectroscope (USB-4000, manufactured by Ocean Optics) through an optical fiber to obtain an emission spectrum. The fluorescence intensity was determined from the emission spectrum. The results are shown in Table 1. The fluorescence intensity is shown as a relative value when the fluorescence intensity of Comparative Example 1 is 100.
  • the wavelength conversion member of the example has higher fluorescence intensity than the wavelength conversion member of the comparative example.

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Abstract

蛍光体層が過剰に加熱されるのを抑制することができる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。　放熱基板１１と、　放熱基板１１の上に設けられた蛍光体層１２と、　放熱基板１１と蛍光体層１２の間に設けられた接合材層１３とを備え、　接合材層１３は熱伝導性多孔体１４と接合材１５とを有し、熱伝導性多孔体１４中に接合材１５が含浸されてい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の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、プロジェクター等の照明を小型化するため、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）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、特許文献１には、紫外光を発光する光源と、光源からの紫外光を可視光に変換する蛍光体層とを備える発光デバイスを用いたプロジェクターが開示されている。特許文献１においては、リング状の回転可能な透明基板の上に、リング状の蛍光体層を設けることにより作製した蛍光ホイールが用いられている。
特開２００４－３４１１０５号公報
　ところで、高出力の光源を用いる場合、励起光の照射により蛍光体より発生する熱が大きくなり、蛍光体層が過剰に加熱される。蛍光体層が過剰に加熱されると、蛍光強度が著しく低下したり、場合によっては蛍光体層が基板から剥離するという問題が生じ得る。
　本発明の目的は、蛍光体層が過剰に加熱されるのを抑制することができる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にある。
　本発明の波長変換部材は、放熱基板と、放熱基板の上に設けられた蛍光体層と、放熱基板と蛍光体層の間に設けられた接合材層とを備え、接合材層は熱伝導性多孔体と接合材とを有し、熱伝導性多孔体中に接合材が含浸されていることを特徴とする。当該構成によれば、接合材層中に熱伝導性多孔体による三次元的に熱伝導パスが形成され、蛍光体層で発生した熱が効率よく放熱基板に伝導し、さらには放熱基板から外部に放出されるため、蛍光体層が過剰に加熱されるのを抑制することができる。従って、蛍光体層が過剰に加熱されることにより生じる蛍光強度の著しい低下や、蛍光体層の基板からの剥離等の問題を抑制することができる。なお、熱伝導性多孔体内部に存在する気孔（空気）は熱伝導性を低下させる原因となる。本発明の波長変換部材では、熱伝導性多孔体に接合材が含浸されていることにより、熱伝導性多孔体内部に存在する気孔を極力少なくし、熱伝導性を高めている。また、熱伝導性多孔体に接合材が含浸されていることにより、熱伝導性多孔体に接合材が含浸されていない場合と比較して、接合力を高めることができる。
　本発明の波長変換部材は、接合材層における熱伝導性多孔体の体積率が２０～９０％であることが好ましい。このようにすれば、放熱基板と蛍光体層の接合性を維持しつつ、蛍光体層で発生した熱を効率よく放熱基板に伝導させることができる。
　本発明の波長変換部材は、熱伝導性多孔体が無機粒子の焼結体からなることが好ましい。
　本発明の波長変換部材は、無機粒子が、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化チタン、酸化ニオビウム、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛及び酸化ケイ素から選択される少なくとも１種のセラミックス粒子；ガラス粒子；またはアルミニウム及び銀から選択される少なくとも１種の金属粒子であることが好ましい。
　本発明の波長変換部材は、接合材がシリコーン樹脂、エポキシ樹脂またはアクリル樹脂であることが好ましい。
　本発明の波長変換部材は、蛍光体層は、ガラスマトリクスと、ガラスマトリクス中に分散した蛍光体とを含有することが好ましい。
　本発明の波長変換部材は、放熱基板が金属基板であることが好ましい。
　本発明の波長変換部材は、金属基板が、アルミニウム合金基板であることが好ましい。
　本発明の波長変換部材は、蛍光体層の、放熱基板に対向した表面の上に反射膜が設けられていてもよい。
　本発明の波長変換部材は、反射膜が金属反射膜または誘電体多層膜であることが好ましい。
　本発明の波長変換部材は、放熱基板及び／または蛍光体層が、熱伝導性多孔体と接触していることが好ましい。このようにすれば、蛍光体層で発生した熱が熱伝導性多孔体を通じて効率よく放熱基板に伝導しやすくなる。
　本発明の波長変換部材は、放熱基板がリング状であることが好ましい。
　本発明の波長変換部材は、プロジェクター用として好適である。
　本発明の発光デバイスは、上記の波長変換部材と、波長変換部材の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。
　本発明によれば、蛍光体層が過剰に加熱されるのを抑制することができる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。
本発明の第１の実施形態に係るプロジェクター用蛍光ホイールを示す斜視図である。 図１に示すＡ－Ａ線に沿う断面図である。 本発明の第１の実施形態に係るプロジェクター用蛍光ホイールにおける蛍光体層の近傍を拡大して示す部分断面図である。 本発明の第２の実施形態に係るプロジェクター用蛍光ホイールを示す断面図である。 本発明の第１の実施形態に係るプロジェクター用発光ホイールを用いたプロジェクター用蛍光デバイスを示す側面図である。 本発明の第３の実施形態に係るプロジェクター用蛍光ホイールを示す斜視図である。
　以下、好ましい実施形態について説明する。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。
　図１は、本発明の第１の実施形態の波長変換部材に係るプロジェクター用蛍光ホイールを示す斜視図である。図２は、図１に示すＡ－Ａ線に沿う（垂直方向の）断面図である。図１及び図２に示すように、蛍光ホイール（波長変換部材）１０は、リング状の形状を有している。蛍光ホイール１０は、リング状の放熱基板１１と、放熱基板１１の上に設けられるリング状の蛍光体層１２と、放熱基板１１と蛍光体層１２との間に設けられ、放熱基板１１と蛍光体層１２とを接合する接合材層１３とを備えている。
　図３は、図２の蛍光ホイール１０における蛍光体層１２の近傍を拡大して示す部分断面図である。接合材層１３は、熱伝導性多孔体１４と、熱伝導性多孔体１４中に含浸された接合材１５とを有する。本実施形態では熱伝導性多孔体１４は無機粒子１６の焼結体から構成されている。
　接合材層１３の主面１３ａにおいて熱伝導性多孔体１４が放熱基板１１と接触していることが好ましく、接合材層１３の主面１３ｂにおいて熱伝導性多孔体１４が蛍光体層１２と接触していることが好ましい。このようにすれば、蛍光体層１２で発生した熱が熱伝導性多孔体１４を通じて放熱基板１１側に伝導しやすくなる。ただし、必ずしも接合材層１３の主面１３ａ及び主面１３ｂの両方において、熱伝導性多孔体１４がそれぞれ放熱基板１１及び蛍光体層１２に接触している必要はない。例えば、接合材層１３の主面１３ａ及び主面１３ｂのいずれか一方のみにおいて、熱伝導性多孔体１４が放熱基板１１または蛍光体層１２と接触していてもよいし、接合材層１３の両主面において、熱伝導性多孔体１４が放熱基板１１または蛍光体層１２と接触していなくてもよい。なお、熱伝導性多孔体１４が放熱基板１１または蛍光体層１２に接触している場合であっても、接合材層１３の主面１３ａ及び主面１３ｂの一部で接合材１５が外部に露出しており、放熱基板１１及び蛍光体層１２と接触している。これにより、放熱基板１１及び蛍光体層１２の接合性を担保している。
　熱伝導性多孔体１４は、構成する無機粒子１６の材質を適宜選択することにより、反射層として機能させることもできる。この場合の反射層は、無機粒子１６による乱反射を利用したものである。なお、放熱基板１１として後述するような金属基板等の光反射機能を有する基板を使用すれば、無機粒子１６による乱反射と放熱基板１１による反射の組み合わせにより、良好な反射特性を得ることが可能となる。
　以下、各構成要件ごとに詳細に説明する。
　放熱基板１１としては、金属基板、カーボン基板、セラミック基板、またはセラミックと金属の複合体からなる基板等が挙げられる。本実施形態では、放熱基板１１として金属基板が用いられており、放熱だけでなく、光反射の役割も担っている。具体的には、金属基板は、蛍光体層１２に入射する励起光、及び励起光の入射により蛍光体から出射される蛍光を反射する。金属基板は、金属または合金から形成され、表面処理が施されていてもよい。金属基板としては、反射率の高いものが好ましく、例えば、表面に金属酸化物等からなる増反射膜が形成されたアルミニウム基板が挙げられる。このような金属基板としては、アラノッド（Alanod）社製のMiro（登録商標）及びMiro-Silver（登録商標）等が挙げられる。
　蛍光体層１２は、ガラスマトリクスと、その中に分散した蛍光体とから構成されている。本実施形態では、蛍光体として、無機蛍光体の粒子が用いられている。
　ガラスマトリクスは蛍光体の分散媒として用いることができるものであれば特に限定されない。例えば、ホウ珪酸塩系ガラス、リン酸塩系ガラス等を用いることができる。ガラスマトリクスの軟化点は、２５０～１０００℃であることが好ましく、３００～８５０℃であることがより好ましい。ガラスマトリクスの軟化点が低すぎると、蛍光体層１２の機械的強度や化学的耐久性が低下する場合がある。また、ガラスマトリクス自体の耐熱性が低くなるため、蛍光体から発生する熱により軟化変形する場合がある。一方、ガラスマトリクスの軟化点が高すぎると、製造時の焼成工程によって、蛍光体が劣化して、蛍光体層１２の発光強度が低下する場合がある。
　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、及びガーネット系化合物蛍光体から選ばれた１種以上が挙げられる。励起光として青色光を用いる場合、例えば、緑色光または黄色光を蛍光として出射する蛍光体を用いることができる。
　蛍光体の平均粒子径は、１～５０μｍであることが好ましく、５～２５μｍであることがより好ましい。蛍光体の平均粒子径が小さすぎると、発光強度が低下する場合がある。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場合がある。
　蛍光体層１２中での蛍光体の含有量は、５～８０体積％の範囲内であることが好ましく、１０～７５体積％の範囲内であることがより好ましく、２０～７０体積％の範囲内であることがさらに好ましい。蛍光体の含有量が少なすぎると、所望の発光強度を有する蛍光が得にくくなる。一方、蛍光体の含有量が多すぎると、蛍光体層１２の機械的強度が低下しやすくなる。
　蛍光体層１２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１２が厚すぎると、蛍光体層１２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１２の厚みは１ｍｍ以下であることが好ましく、０．５ｍｍ以下であることがより好ましく、０．３ｍｍ以下であることがさらに好ましい。蛍光体層１２の厚みの下限値は、通常、０．０３ｍｍ程度である。
　蛍光体層１２は上記のもの以外にも、セラミック蛍光体からなるものを使用することができる。
　熱伝導性多孔体１４は、蛍光体層１２（特に蛍光体層１２を構成するガラスマトリクス）より熱伝導率の高い材質で構成されている。熱伝導性多孔体１４を構成する無機粒子１６の具体例としては、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化チタン、酸化ニオビウム、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛及び酸化ケイ素等のセラミック粒子；酸化物ガラス等のガラス粒子；アルミニウム、銀等の金属粒子の焼結体等が挙げられる。中でも酸化アルミニウムや酸化マグネシウムは熱伝導性や焼結性に優れるため好ましい。また熱伝導性多孔体１４を反射層として機能させる場合、酸化アルミニウムや酸化チタンは反射特性に優れるという利点もある。なお、熱伝導性と反射特性を両立させる場合には、熱伝導性に優れる酸化アルミニウムや酸化マグネシウムに対し、反射特性に優れる酸化チタンを混合させてもよい。
　無機粒子１６の平均粒子径（Ｄ５０）は、０．０１～５０μｍの範囲内であることが好ましく、０．０５～１０μｍの範囲内であることがより好ましい。無機粒子１６の平均粒子径が小さすぎると、孔径が小さくなり接合材１５を含浸させることが困難になる。一方、無機粒子１６の平均粒子径が大きすぎると、焼結性が不十分になり熱伝導性多孔体１４の機械的強度が低下しやすくなる。
　接合材層１３における熱伝導性多孔体１４の体積率は２０～９０％の範囲が好ましく、より好ましくは３０～８０％の範囲であり、さらに好ましくは４０～７０％の範囲である。熱伝導性多孔体１４の体積率が小さすぎると、接合材層１３における熱伝導パスを十分に確保できないため、蛍光体層１２で発生した熱を放熱基板１１へ十分に伝導させにくくなる。一方、熱伝導性多孔体１４の体積率が大きすぎると、接合材層１３における接合材１５の割合が少なくなり、放熱基板１１と蛍光体層１２の接合力が低下する場合がある。ここで、「熱伝導性多孔体の体積率」は、熱伝導性多孔体を構成する材料（例えば無機粒子）が占める体積率を意味し、熱伝導性多孔体の内部に含まれる気孔や接合材の体積率は含まない。
　熱伝導性多孔体１４の気孔率は１０～８０％の範囲が好ましく、より好ましくは２０～７０％の範囲であり、さらに好ましくは３０～６０％の範囲である。熱伝導性多孔体１４の気孔率が小さすぎると、接合材層１３における接合材１５の割合が少なくなり、放熱基板１１と蛍光体層１２の接合力が低下する場合がある。一方、熱伝導性多孔体１４の気孔率が大きすぎると、接合材層１３における熱伝導パスを十分に確保できないため、蛍光体層１２で発生した熱を放熱基板１１へ十分に伝導させるにくくなる。
　接合材１５は、透明であることが好ましい。これにより、蛍光や励起光を効率よく透過させ、発光効率を向上させることが可能となる。このような透明の接合材１５の具体例としては、シリコーン樹脂、アクリル樹脂及びエポキシ樹脂等が挙げられる。但し、接合材１５は、透明であるものに限定されず、透明でないものも用いることができる。
　アクリル樹脂やエポキシ樹脂としては、市販されているものを用いることができる。硬化時において放熱基板１１または蛍光体層１２との熱膨張差を低減する目的では、２液タイプの常温硬化型樹脂を使用することが好ましい。粘度は、熱伝導性多孔体１４に含浸しやすくするために１５００ｃＰ以下、１０００ｃＰ以下、特に５００ｃＰ以下であることが好ましい。シリコーン樹脂としては、一般的なシロキサン結合を有するシリコーン樹脂を用いることができ、特に、耐熱性の高いシルセスキオキサンを好ましく用いることができる。シルセスキオキサンは、主鎖骨格がＳｉ－Ｏ－Ｓｉ結合からなるシロキサン系の化合物で、３官能性シランを加水分解することで得られる（ＲＳｉＯ１．５）ｎの構造を持つネットワーク型ポリマーまたは多面体クラスターである。
　接合材層１３の厚みは、２０～５００μｍであることが好ましく、５０～３００μｍであることがより好ましい。接合材層１３の厚みが小さすぎると、放熱基板１１と蛍光体層１２の接合強度に劣る場合がある。一方、接合材層１３の厚みが大きすぎると、蛍光体層１２で発生した熱が放熱基板１１へ放熱されにくくなる場合がある。
　図４は、本発明の第２の実施形態のプロジェクター用蛍光ホイールを示す断面図である。本実施形態では、蛍光体層１２の、放熱基板１１に対向した表面の上（即ち、蛍光体層１２と接合材層１３の間）に反射膜１６が設けられている。
　反射膜１６としては、銀、アルミニウム、白金等からなる金属反射膜や、誘電体多層膜等が挙げられる。誘電体多層膜は、高屈折率膜と低屈折率膜の積層体により構成された膜であり、特定波長の光を選択的に反射させることができる。誘電体多層膜としては、酸化ニオブ、酸化チタン、酸化ランタン、酸化タンタル、酸化イットリウム、酸化ガドリニウム、酸化タングステン、酸化ハフニウム、酸化アルミニウム、窒化ケイ素等により構成される高屈折率膜と、酸化ケイ素等により構成される低屈折率膜とを交互に積層した膜が挙げられる。
　反射膜１６の形成方法としては、メッキ法、あるいは、物理気相堆積法である真空蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法等が挙げられる。
　反射膜１６の厚みは０．０１～１００μｍであることが好ましく、０．０３～１０μｍであることがより好ましい。反射膜１６の厚みが小さすぎると、十分な反射特性が得られない場合がある。一方、反射膜１６の厚みが大きすぎると、反射膜１６と蛍光体層１２の熱膨張係数差によって、反射膜１６が破損する場合がある。
　なお、蛍光体層１２と反射膜１６との間に、透明材料層（図示せず）を設けてもよい。透明材料層を設けることにより、蛍光体層１２の主面１２ｂが平滑になり、反射膜１６の平滑性を高めることができる。これにより、反射膜１６の反射特性を向上させることができる。透明材料層としては、ガラス層や樹脂層が挙げられる。
　透明材料層の厚みは１～１００μｍであることが好ましく、１０～５０μｍであることがより好ましい。透明材料層の厚みが小さすぎると、蛍光体層１２の主面１２ｂを平滑にすることが困難になり、反射膜１６が平滑になりにくくなる。一方、透明材料層の厚みが大きすぎると、透明材料層の内部を光が伝播して、透明材料層の端部から光が漏出する場合があり、結果として発光強度が低下するおそれがある。
　本実施形態では、反射膜１６が励起光や蛍光を反射する役割を担う。従って、放熱基板１１は必ずしも光反射特性を有さなくてもよい。また、熱伝導性多孔体１４及び接合材１５についても、必ずしも透明性は要求されない。
　以下に、蛍光ホイール１０の作製方法の一例を説明する。
　まず、蛍光体層１２を、例えば、以下の方法で作製する。ガラスマトリクスとなるガラス粒子と、蛍光体と、バインダー樹脂や溶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１２形成用のグリーンシートを作製する。グリーンシートをガラス粒子の軟化点付近（例えば軟化点±１００℃）で焼成することにより、蛍光体層１２が得られる。
　次に、熱伝導性多孔体１４を以下の方法で作製する。セラミック粒子としてフュームドチタニア（Evonic社製Aeroxide）と酸化アルミナとバインダー樹脂や溶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、熱伝導性多孔体１４形成用のグリーンシートを作製する。グリーンシートを焼成する（例えば１０００～１５００℃）ことにより、熱伝導性多孔体１４が得られる。
　次に、容器に満たした液体状の接合材１５に熱伝導性多孔体１４を浸漬することにより、熱伝導性多孔体１４に接合材１５を含浸させてなる接合材層用部材を得る。当該接合材層用部材は、熱伝導性多孔体１４中に接合材１５が含浸されているとともに、熱伝導性多孔体１４の表面が接合材１５によりコーティングされている。当該接合材層用部材を、上記で得られた放熱基板１１と蛍光体層１２の間に挟持した状態で、接合材１５を硬化させることにより、放熱基板１１と蛍光体層１２を接合することができる。このようにして、放熱基板１１と蛍光体層１２が接合材層１３で接合されてなる蛍光ホイール１０を作製することができる。
　図５は、本発明の第１の実施形態のプロジェクター用発光ホイールを用いたプロジェクター用発光デバイスを示す模式的側面図である。本実施形態のプロジェクター用発光デバイス３０は、蛍光ホイール１０と、光源２０と、蛍光ホイール１０を回転させるためのモーター２１とを備えている。リング状の蛍光ホイール１０は、モーター２１の回転軸２２に、回転軸２２の中心軸Ｃを回転中心として周方向に回転するように取り付けられている。
　光源２０から出射された励起光１は、蛍光ホイール１０の蛍光体層１２に入射する。蛍光体層１２に入射した励起光１は、蛍光体を励起し、蛍光体から蛍光２が出射される。放熱基板１１側に出射された蛍光２は、放熱基板１１の表面で反射され、蛍光体層１２側に出射される。光源２０の具体例としては、ＬＥＤ光源やレーザー光源等が挙げられる。
　励起光として青色光を発光する光源を、光源２０として用いる場合、例えば、蛍光体層１２の蛍光体として、青色光で励起され、黄色光または緑色光を発する蛍光体を用いることができる。蛍光体層１２から出射された光は、必要に応じて、フィルターによって所望の波長を有する光のみを取り出すことができる。リング状のフィルターを、回転軸２２に取り付け、蛍光ホイール１０と同期させて回転させ、出射光をフィルタリングしてもよい。
　本実施形態において、蛍光ホイール１０は周方向に回転している。上記のように、蛍光体から放熱基板１１に伝導された熱は、放熱基板１１から外部に放出される。蛍光ホイール１０が周方向に回転していることにより、放熱基板１１から外部への熱放出がさらに促進される。
　上記実施形態の蛍光ホイール１０では、蛍光体層１２の全面にわたって、同じ種類の蛍光体が含有されている。しかしながら、本発明は、このような態様に限定されるものではない。以下に説明する実施形態のように、蛍光体層１２が、周方向に沿って複数の領域に分割され、各領域に互いに異なる種類の蛍光体が含まれていてもよい。
　図６は、本発明の第３の実施形態のプロジェクター用蛍光ホイールを示す斜視図である。図６に示す蛍光ホイール１０は、二組の第１の領域１２ａ、第２の領域１２ｂ、及び第３の領域１２ｃを有している。これらの領域は、図６に示すように、周方向に分割して設けられている。これらの領域を、例えば、赤色、緑色、または青色の光を蛍光として発光する領域に対応させ、蛍光ホイール１０をカラーホイールとして用いることができる。この場合においても、接合材層１３が熱伝導性多孔体１４を有することにより、蛍光体層１２が過剰に加熱されるのを抑制することができる。なお、第１の領域１２ａ、第２の領域１２ｂ、及び第３の領域１２ｃのいずれかを、蛍光体層１２（さらには接合材層１３）を設けない領域としてもよい。
　以上、波長変換部材としてプロジェクター用蛍光ホイールの例について説明したが、本発明の波長変換部材はこれに限定されるものではない。例えば、リング状以外の矩形や円形等の放熱基板を用いた波長変換部材であっても構わない。この場合でも、上述したような本発明の効果を享受することができる。
　以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
　（実施例）
　（１）蛍光体層の作製
　ホウケイ酸ガラス用原料を１３００℃で溶融し、ロールプレス機にてフィルム状に成形した。フィルム状ガラスを、φ３０ｍｍのジルコニア球を用いたボールミルにて乾式粉砕した後、さらにφ５ｍｍのジルコニア球を用いたボールミルにて湿式粉砕することにより、平均粒子径（Ｄ５０）が２μｍのガラス粉末（軟化点７８０℃）を得た。
　得られたガラス粉末に対し、ＹＡＧ蛍光体、バインダー樹脂や溶剤等の有機成分を添加して２４時間混練することによりスラリーを得た。スラリーをＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルム上にドクターブレード法により塗布し、乾燥することにより、蛍光体層形成用のグリーンシートを作製した。得られたグリーンシートを金型でリング状に抜き取り、８４０℃で焼成することにより、厚み０．１３ｍｍの蛍光体層を得た。
　（２）熱伝導性多孔体の作製
　無機粒子（平均粒子径８μｍのＭｇＯ）にバインダー樹脂や溶剤等の有機成分を添加して２４時間混練することによりスラリーを作製した。得られたスラリーをＰＥＴフィルム上にドクターブレード法により塗布し、乾燥することにより、熱伝導性多孔体形成用のグリーンシートを作製した。得られたグリーンシートを１３００℃で焼成することにより、厚み１６０μｍの熱伝導性多孔体を得た。
　（３）蛍光ホイールの作製
　容器に満たした液体状の接合材（エポキシ樹脂）に熱伝導性多孔体を浸漬することにより、熱伝導性多孔体に接合材１５を含浸させてなる接合材層用部材を得た。当該接合材層用部材は、熱伝導性多孔体中に接合材が含浸されているとともに、熱伝導性多孔体の表面が接合材によりコーティングされていた。当該接合材層用部材を、放熱基板（厚み０．５ｍｍのアルミニウム基板）と上記で得られた蛍光体層の間に挟持した状態で、接合材を硬化させることにより、放熱基板と蛍光体層を接合した。このとき、熱伝導性多孔体の表面を覆っていた余分な接合材は、放熱基板と蛍光体層を挟持したときに熱伝導性多孔体の側面から外部に滲出し、その結果、熱伝導性多孔体の一部は放熱基板及び蛍光体と直接接触していた。以上のようにして、放熱基板と蛍光体層が接合材層で接合されてなる波長変換部材を作製した。
　（比較例１）
　実施例において、放熱基板と蛍光体層を接合材で接合することにより波長変換部材を作製した。なお、接合材層の厚みは１０μｍとした。
　（比較例２）
　実施例において、放熱基板と蛍光体層を接合材で接合することにより波長変換部材を作製した。なお、接合材層の厚みは１６０μｍとした。
　＜評価＞
　上記で得られた各波長変換部材をモーターの回転軸に固定した。励起光源として、１Ｗクラスのレーザー素子が３０個整列したレーザーユニットから集光レンズでφ１ｍｍのサイズに集光できる光源を準備した。この光源の光出力は３０Ｗ、波長４４０ｎｍであった。波長変換部材を７０００ＲＰＭで回転させながら励起光を照射し、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強度を求めた。結果を表１に示す。なお蛍光強度は、比較例１の蛍光強度を１００とした場合の相対値で示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１に示すように、実施例の波長変換部材は比較例の波長変換部材と比較して蛍光強度が高いことがわかる。
１…励起光
２…蛍光
１０…蛍光ホイール
１１…放熱基板
１２…蛍光体層
１２ａ…第１の領域
１２ｂ…第２の領域
１２ｃ…第３の領域
１３…接合材層
１４…熱伝導性多孔体
１５…接合材
１６…反射膜
２０…光源
２１…モーター
２２…回転軸
３０…プロジェクター用発光デバイス

Claims (14)

  1. 　放熱基板と、
    　前記放熱基板の上に設けられた蛍光体層と、
    　前記放熱基板と前記蛍光体層の間に設けられた接合材層とを備え、
    　前記接合材層は熱伝導性多孔体と接合材とを有し、前記熱伝導性多孔体中に前記接合材が含浸されていることを特徴とする波長変換部材。
  2. 　前記接合材層における前記熱伝導性多孔体の体積率が２０～９０％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. 　前記熱伝導性多孔体が無機粒子の焼結体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. 　前記無機粒子が、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化チタン、酸化ニオビウム、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛及び酸化ケイ素から選択される少なくとも１種のセラミック粒子；ガラス粒子；またはアルミニウム及び銀から選択される少なくとも１種の金属粒子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. 　前記接合材がシリコーン樹脂、エポキシ樹脂またはアクリル樹脂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. 　前記蛍光体層は、ガラスマトリクスと、前記ガラスマトリクス中に分散した蛍光体とを含有することを特徴とする請求項１～５のいずれか一項に記載の波長変換部材。
  7. 　前記放熱基板が金属基板であることを特徴とする請求項１～６のいずれか一項に記載の波長変換部材。
  8. 　前記金属基板が、アルミニウム合金基板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. 　前記蛍光体層の、前記放熱基板に対向した表面の上に反射膜が設けられてい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. 　前記反射膜が金属反射膜または誘電体多層膜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. 　前記放熱基板及び／または前記蛍光体層が、前記熱伝導性多孔体と接触してい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. 　前記放熱基板がリング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. 　プロジェクター用であることを特徴とする請求項１～１２のいずれか一項に記載の波長変換部材。
  14. 　請求項１～１３のいずれか一項に記載の波長変換部材と、
    　前記波長変換部材の前記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。
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