WO2023218964A1 - 波長変換部材および光源装置 - Google Patents

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WO2023218964A1
WO2023218964A1 PCT/JP2023/016466 JP2023016466W WO2023218964A1 WO 2023218964 A1 WO2023218964 A1 WO 2023218964A1 JP 2023016466 W JP2023016466 W JP 2023016466W WO 2023218964 A1 WO2023218964 A1 WO 2023218964A1
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WO
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particles
phosphor
wavelength conversion
conversion member
reflective film
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PCT/JP2023/016466
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English (en)
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洋介 八谷
慎二 坂
利之 桜井
智雄 田中
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日本特殊陶業株式会社
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    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V29/00—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
    • F21V29/50—Cooling arrangements
    • F21V29/502—Cooling arrangements characterised by the adaptation for cooling of specific components
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V29/00—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
    • F21V29/50—Cooling arrangements
    • F21V29/70—Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V9/00—Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters
    • F21V9/30—Elements containing photoluminescent material distinct from or spaced from the light source
    • G—PHYSICS
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    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
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    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
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    • G02B7/182—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors for mirrors
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating

Definitions

  • the present invention relates to a wavelength conversion member and a light source device.
  • wavelength conversion members are known that convert excitation light emitted from a light source into fluorescence of a different wavelength and emit the fluorescence.
  • a wavelength conversion member includes a phosphor that converts the wavelength of excitation light, and a reflective film disposed on the side of the phosphor opposite to the side to which the excitation light is irradiated.
  • Patent Document 1 discloses a wavelength conversion member that includes a converter as a phosphor and a coating containing metal as a reflective film. In this wavelength conversion member, in the coating containing metal, glass is included in the metal such as silver to improve the wettability between the silver and the phosphor.
  • Patent Document 1 when the coating containing metal is baked onto the converter, the glass included in the coating is heated to a temperature at which the glass melts. Since molten glass is fluid, it may cause aggregation of the glasses or be unevenly distributed at the phosphor interface, inducing a reaction with the phosphor. As a result, the bonding strength between the phosphor and the reflective film may be reduced, or the reflectance of the reflective film may be reduced.
  • the present invention has been made to solve at least part of the above-mentioned problems, and provides a wavelength conversion member and a light source that can suppress a decrease in the reflectance of the reflective film while increasing the bonding strength between the phosphor and the reflective film.
  • the purpose is to provide equipment.
  • the present invention has been made to solve at least part of the above-mentioned problems, and can be realized as the following forms.
  • a wavelength conversion member is provided.
  • This wavelength conversion member is a phosphor that emits fluorescence by excitation light, and includes a phosphor having an entrance surface on which the excitation light enters and a back surface located on the opposite side of the entrance surface; a reflective film disposed on the side and configured of a metal layer and particles contained inside the metal layer, wherein the melting point of the particles is higher than the melting point of the metal constituting the metal layer, and the reflective film has a first surface opposite to the back surface of the phosphor, and a second surface located on the opposite side of the first surface, and the particles are closer to the second surface than the first surface. It is characterized by being mostly contained on the surface side.
  • the melting point of the particles is higher than the melting point of the metal constituting the metal layer, and more such particles are contained on the second surface side than on the first surface side.
  • the base material of the reflective film including the metal and particles constituting the metal layer
  • the metal constituting the metal layer is molten, so the phosphor is heated to a temperature that is higher than the melting point of the metal and lower than the melting point of the particles, increasing the adhesion of the metal layer to the phosphor.
  • a reflective film can be formed on the back surface. Therefore, the bonding strength between the phosphor and the reflective film can be increased. Furthermore, when forming a reflective film on the back surface of the phosphor, the particles contained on the second surface side are not melted and are larger than on the first surface side. For this reason, the surface tension that acts on each particle and the molten metal conflicts with the surface tension that acts on the phosphor and the molten metal, so the force of the metal to aggregate against the phosphor is weakened, and the molten metal layer aggregates. can be suppressed. That is, since the reflective film can be easily spread along the phosphor, the bonding strength between the phosphor and the reflective film can be increased from this point of view as well.
  • the particles contained on the first surface side are not melted like the particles contained on the second surface side, and the particles are smaller than the second surface side. It has become. Therefore, the reflectance of the reflective film is caused by the reaction between the molten particles and the back surface of the phosphor, and by the fact that many particles gather on the first surface side and the area of the metal layer exposed on the first surface decreases. It is possible to suppress the decrease in Therefore, according to this configuration, it is possible to provide a wavelength conversion member that suppresses a decrease in the reflectance of the reflective film while increasing the bonding strength between the phosphor and the reflective film.
  • the specific gravity of the particles may be smaller than the specific gravity of the metal layer. According to this configuration, particles can be easily distributed upward in the direction of gravity inside the metal layer that is melted during manufacture of the wavelength conversion member. For this reason, when forming a reflective film on the back surface of the phosphor, by forming a heated metal layer and particles as a reflective film on the back surface of the phosphor facing upward in the direction of gravity, the particles can be deposited on the second surface. It is possible to make it more likely to be unevenly distributed on the side of Therefore, it is possible to accurately provide a wavelength conversion member in which more particles are contained on the second surface side than on the first surface side.
  • the particle diameter of the particles is equal to the thickness of the reflective film. It may be less than half. As the particle diameter of the particles increases, the ratio of the thickness occupied by the metal layer to the thickness of the reflective film becomes relatively small, increasing the possibility that through holes will be formed in the metal layer. In other words, in the reflective film, there is a high possibility that a portion without a metal layer will be formed when viewed from above. According to this configuration, it is possible to reduce the possibility that a through hole will be formed in the metal layer, and it is possible to suppress a reduction in the reflective performance of the reflective film.
  • the material constituting the particles may include a material contained in the phosphor. According to this configuration, it is possible to reduce the difference between the coefficient of thermal expansion of the particles and the coefficient of thermal expansion of the phosphor. Therefore, since the temperature range in which the particles do not expand excessively and the temperature range in which the phosphor does not expand excessively overlaps widely, heating during production of wavelength conversion members and heating due to thermal conversion of incident excitation light In this case, it is possible to set a wide allowable temperature range in which the particles and the phosphor do not undergo excessive thermal expansion.
  • problems caused by excessive thermal expansion of the phosphor or particles, such as cracks, deformation, and peeling between the phosphor and the reflective film, can be made less likely to occur. Further, it is also possible to suppress compositional changes due to reactions at the interface where the phosphor and particles are in contact.
  • the wavelength conversion member of the above aspect may further include a heat radiating member disposed on the second surface side of the reflective film and radiating heat generated by the phosphor to the outside.
  • a heat radiating member disposed on the second surface side of the reflective film and radiating heat generated by the phosphor to the outside.
  • a light source device is provided.
  • This light source device is characterized by comprising the wavelength conversion member according to the above embodiment, and a light source that irradiates the excitation light onto the incident surface.
  • the excitation light irradiated from the light source to the phosphor is emitted from the phosphor as fluorescence.
  • the reflective film contains more particles on the second surface side than on the first surface side, a decrease in reflectance is suppressed.
  • the present invention can be realized in various forms, for example, in the form of a wavelength conversion member, a light source device, a light emitting device, a lighting device, a device including these, and a manufacturing method thereof. I can do it.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram schematically showing a cross-sectional configuration of a wavelength conversion member. It is a flowchart of the manufacturing method of a wavelength conversion member. It is an explanatory view showing a manufacturing process of a wavelength conversion member.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram schematically showing a cross-sectional configuration of a wavelength conversion member 1 according to an embodiment of the present invention.
  • the wavelength conversion member 1 converts excitation light L1 emitted from a light source 50 such as a light emitting diode (LED) or a laser diode (LD) into fluorescence L2 having a different wavelength from the light L1. It is a member that emits light.
  • the wavelength conversion member 1 is used, for example, in various optical devices such as headlamps, lighting, and projectors.
  • the wavelength conversion member 1 shown in FIG. 1 is part of a light source device 100.
  • the light source device 100 includes, in addition to the wavelength conversion member 1, a light source 50 that emits excitation light L1.
  • the wavelength conversion member 1 includes a phosphor 10, a reflective film 20, a bonding layer 30, and a heat dissipation member 40.
  • the phosphor 10 emits fluorescence L2 by the irradiated excitation light L1.
  • the phosphor 10 has an entrance surface 10f and a back surface 10b.
  • the entrance surface 10f is a surface on which the excitation light L1 enters.
  • the back surface 10b is a surface located on the opposite side of the incident surface 10f.
  • the ceramic sintered body constituting the phosphor 10 includes a fluorescent phase mainly composed of crystal grains having fluorescence and a transparent phase mainly composed of crystal grains having translucency.
  • the crystal particles of the transparent phase are Al 2 O 3 (alumina).
  • the crystal particles of the fluorescent phase preferably have a composition represented by A 3 B 5 O 12 :Ce (so-called garnet structure). "A 3 B 5 O 12 :Ce" indicates that Ce is dissolved in A 3 B 5 O 12 and a part of element A is replaced with Ce.
  • a 3 B 5 O 12 :Element A and element B in Ce are each composed of at least one type of element selected from the following element group.
  • Element A Lanthanoids excluding Sc, Y, and Ce (however, element A may further contain Gd)
  • Element B Al (however, it may further contain Gd as element B)
  • the reflective film 20 is disposed on the side of the back surface 10b of the phosphor 10, and reflects the excitation light L1 incident on the phosphor 10 that has passed through the phosphor 10, and the back surface of the fluorescence L2 emitted from the phosphor 10.
  • the fluorescent light directed toward the phosphor 10b is reflected toward the phosphor 10.
  • the reflective film 20 has a first surface 20f and a second surface 20b.
  • the first surface 20f is a surface facing the back surface 10b of the phosphor 10.
  • the second surface 20b is a surface located on the opposite side of the first surface 20f.
  • the reflective film 20 is composed of a metal layer 21 and particles 22.
  • the metal constituting the metal layer 21 include silver (Ag), platinum (Pt), aluminum (Al), and a silver alloy.
  • the metal constituting the metal layer 21 is silver (Ag). be.
  • Particles 22 are contained within metal layer 21 .
  • the particles 22 include ceramic particles such as Al2O3 , YAG, TiO2 , Y2O3 , SiO2 , Cr2O3 , Nb2O5 , Ta2O5 , Ni, W , Mo, Cr , Examples include metal particles such as Nb, and in this embodiment, the particles 22 are Al 2 O 3 .
  • the material constituting the particles 22 is Al 2 O 3 similar to the crystal grains of the transparent phase of the phosphor 10 , the material constituting the particles 22 does not include the material contained in the phosphor 10 .
  • the proportion of the volume occupied by the particles 22 in the reflective film 20 is preferably 0.1 to 20.0% of the volume occupied by the metal layer 21.
  • the thickness is preferably 1 to 100 ⁇ m, and the particle diameter of the particles 22 is 0.
  • the thickness is preferably 5 to 50 ⁇ m.
  • the particle diameter of the particles 22 is less than half the thickness of the reflective film 20. Note that the average value of the particle diameters of arbitrary 100 particles 22 among the particles 22 observed in a cross-sectional image by a scanning electron microscope (SEM) is used as the value of the particle diameter.
  • the melting point of the particles 22 is higher than the melting point of the metal constituting the metal layer 21.
  • the melting point of Al 2 O 3 constituting the particles 22 of this embodiment is 2072°C
  • the melting point of silver (Ag) constituting the metal layer 21 is 961.8°C.
  • the specific gravity of the particles 22 is smaller than the specific gravity of the metal layer 21.
  • more particles 22 are contained on the second surface 20b side than on the first surface 20f side.
  • a distribution of particles 22 is confirmed by analyzing a cross-sectional image taken by a scanning electron microscope (SEM).
  • SEM scanning electron microscope
  • the distribution of the particles 22 is similar to the distribution of the particles 22 in the vicinity of the first surface 20f in a cross-sectional image (for example, a cross-section as shown in FIG. 1) perpendicular to the incident surface 10f of the phosphor 10. , and the distribution of the particles 22 in the vicinity of the second surface 20b.
  • the distribution of particles 22 in the vicinity of this first surface 20f ranges from the first surface 20f to a depth of 10% of the thickness of the reflective film 20 (the length between the first surface 20f and the second surface 20b). It is expressed as the value obtained by dividing the cross-sectional area of the particles 22 existing within the range by the cross-sectional area of the metal layer 21 existing within the same range.
  • the distribution of the particles 22 in the vicinity of the second surface 20b similarly has the cross-sectional area of the particles 22 existing within the range from the second surface 20b to a depth of 10% of the thickness of the reflective film 20 within the same range. It is expressed as a value divided by the cross-sectional area of the metal layer 21 existing within. Note that FIG.
  • 1 is a diagram schematically showing the distribution of particles 22 in the reflective film 20, and the particles 22 included on the first surface 20f side and the particles 22 included on the second surface 20b side are as follows.
  • the particles 22 may not be distributed at equal intervals, and the particles 22 may also be included in a portion of the reflective film 20 closer to the center between the first surface 20f and the second surface 20b.
  • the ratio of the particles 22 included on the first surface 20f side to the particles 22 included on the second surface 20b side does not have to be the ratio shown in FIG. 1.
  • the bonding layer 30 is disposed between the reflective film 20 and a heat radiating member 40, which will be described later, and joins the reflective film 20 and the heat radiating member 40.
  • the bonding layer 30 is made of AuSn solder containing gold (Au) and tin (Sn). Note that the bonding layer 30 is not limited to AuSn solder, and may also be formed using solders such as Sn-Pb solder, Sn-Ag-Cu solder, Sn-Zn-Bi solder, Sn-Cu solder, and Sn-Ag-In-Bi solder. good. Alternatively, it may be formed by sintering fine powder of silver (Ag), copper (Cu), or the like.
  • the heat dissipation member 40 is arranged on the second surface 20b side of the reflective film 20 and dissipates the heat generated by the phosphor 10 to the outside of the wavelength conversion member 1.
  • the heat dissipation member 40 is arranged on the surface of the bonding layer 30 that is located on the opposite side of the surface bonded to the reflective film 20.
  • the material constituting the heat dissipation member 40 include materials having higher thermal conductivity than the phosphor 10, such as copper, copper-molybdenum alloy, copper-tungsten alloy, and aluminum; in this embodiment, the material constituting the heat dissipation member 40 is copper.
  • FIG. 2 is a flowchart of the method for manufacturing the wavelength conversion member 1.
  • FIGS. 3A to 3D are explanatory diagrams showing the manufacturing process of the wavelength conversion member 1.
  • the phosphor 10 is prepared (step S10).
  • the phosphor 10 is made into a clay made by drying and granulating a slurry of pulverized and mixed materials of the fluorescent phase and the transparent phase and ethanol, and further adding a binder and water and kneading the slurry. It is prepared by firing a molded article made from the clay.
  • FIG. 10 is prepared (step S10).
  • the phosphor 10 is made into a clay made by drying and granulating a slurry of pulverized and mixed materials of the fluorescent phase and the transparent phase and ethanol, and further adding a binder and water and kneading the slurry. It is prepared by firing a molded article made from the clay.
  • a first paste 21pf is applied to the back surface 10b of the phosphor 10 (step S20). Specifically, with the back surface 10b of the phosphor 10 facing upward in the direction of gravity, the first paste 21pf is applied onto the back surface 10b.
  • the first paste 21pf is prepared in advance by mixing metal powder and particles 22 constituting the metal layer 21 with an acrylic binder and a solvent.
  • the second paste 21pb is applied to the surface of the first paste 21pf that is opposite to the back surface 10b (step S30).
  • the second paste 21pb is the same as the first paste 21pf except that it contains more particles 22 than the first paste 21pf.
  • the laminate LM is a laminate in which the phosphor 10, the first paste 21pf, and the second paste 21pb are laminated.
  • the laminate LM is heated at a temperature higher than the melting point of the metal contained in the first and second pastes 21pf and 21pb and lower than the melting point of the particles 22, so that the first paste 21pf and the second paste 21pb are fused. As shown in FIG.
  • a reflective film 20 is formed on the back surface 10b of the phosphor 10 (step S40). Note that when the first paste 21pf and the second paste 21pb are fused, the specific gravity of the particles 22 contained in each paste is smaller than the specific gravity of the metal contained in the same paste, so that the particles 22 contained in the first paste 21pf are Some of the particles 22 move to the second paste 21pb side (not shown in FIG. 3(D)). The amount of movement of the particles 22 is adjusted by the heating temperature and heating time. Then, the method for manufacturing the wavelength conversion member 1 is completed by bonding the reflective film 20 and the heat dissipating member 40 via the bonding layer 30 (step S50).
  • the melting point of the particles 22 is higher than the melting point of the metal constituting the metal layer 21, and such particles 22 are Also included in a large amount on the second surface 20b side.
  • the base material of the reflective film 20 including the metal constituting the metal layer 21 and the particles 22 is used.
  • the metal constituting the metal layer 21 is melted.
  • the reflective film 20 can be formed on the back surface 10b of the phosphor 10 while increasing the adhesion of the metal layer 21 to the phosphor 10. Therefore, the bonding strength between the phosphor 10 and the reflective film 20 can be increased. Further, when forming the reflective film 20 on the back surface 10b of the phosphor 10, the particles 22 included on the second surface 20b side are not melted and are larger than on the first surface 20f side. Therefore, the surface tension that acts on each particle 22 and the molten metal conflicts with the surface tension that acts on the phosphor 10 and the molten metal, so the force of the metal to aggregate with respect to the phosphor 10 is weakened, and the molten metal layer 21 can be suppressed from aggregating.
  • the reflective film 20 can be easily spread along the phosphor 10, the bonding strength between the phosphor 10 and the reflective film 20 can be increased from this point of view as well. Further, when forming the reflective film 20 on the back surface 10b of the phosphor 10, the particles 22 included on the first surface 20f side are not melted like the particles 22 included on the second surface 20b side. It is smaller than that on the second surface 20b side. Therefore, the molten particles 22 and the back surface 10b of the phosphor 10 may react, and many particles 22 may gather on the first surface 20f side, reducing the area of the metal layer 21 exposed on the first surface 20f. It is possible to suppress a decrease in the reflectance of the reflective film 20 that occurs in this case.
  • the wavelength conversion member 1 of the present embodiment it is possible to provide a wavelength conversion member 1 in which the bonding strength between the phosphor 10 and the reflective film 20 is increased, and a decrease in the reflectance of the reflective film 20 is suppressed. .
  • the particles 22 are Al 2 O 3 . Since Al 2 O 3 has high light transmittance, it can prevent the particles 22 from absorbing excitation light and fluorescence that have reached the reflective film 20 side, and therefore it can suppress a decrease in the reflectance of the reflective film 20.
  • the specific gravity of the particles 22 is smaller than the specific gravity of the metal layer 21, so the particles 22 are It can be made unevenly distributed on the upper side in the direction of gravity. For this reason, when forming the reflective film 20 on the back surface 10b of the phosphor 10, the heated metal layer 21 and particles 22 are formed as the reflective film 20 on the back surface 10b of the phosphor 10 facing upward in the direction of gravity. By doing so (see FIG. 3), the particles 22 can be easily distributed on the second surface 20b side. As a result, it is possible to accurately provide the wavelength conversion member 1 in which more particles 22 are contained on the second surface 20b side than on the first surface 20f side.
  • the particle diameter of the particles 22 is less than half the thickness of the reflective film 20.
  • the proportion of the thickness occupied by the metal layer 21 in the thickness of the reflective film 20 becomes relatively small, and the possibility that through holes will be formed in the metal layer 21 increases.
  • the reflective film 20 there is a high possibility that a portion without the metal layer 21 will be formed when viewed from above. Therefore, in the wavelength conversion member 1, the possibility that a through hole is formed in the metal layer 21 can be reduced, and a reduction in the reflective performance of the reflective film can be suppressed.
  • the material forming the particles 22 includes the material contained in the phosphor 10. Therefore, the difference between the coefficient of thermal expansion of the particles 22 and the coefficient of thermal expansion of the phosphor 10 can be reduced. Therefore, since the temperature range in which the particles 22 do not expand excessively and the temperature range in which the phosphor 10 does not expand excessively overlaps widely, the heating during the manufacture of the wavelength conversion member 1 and the incoming excitation light L1 In heating by thermal conversion, it is possible to set a wide allowable temperature range in which the particles 22 and the phosphor 10 are not thermally expanded excessively.
  • the wavelength conversion member 1 of this embodiment includes a heat radiating member 40 that radiates heat generated by the phosphor 10 to the outside. Therefore, the heat generated by converting a part of the excitation light L1 incident on the phosphor 10 can be radiated to the outside of the wavelength conversion member 1 by the heat radiating member 40. Thereby, it is possible to suppress thermal quenching in which the amount of fluorescence from the phosphor 10 decreases due to an increase in temperature. Therefore, a decrease in the amount of fluorescence emitted from the phosphor 10 can be suppressed.
  • the excitation light L1 irradiated from the light source 50 to the phosphor 10 is emitted from the phosphor 10 as fluorescence L2.
  • the reflection film 20 contains more particles on the second surface 20b side than on the first surface 20f side, thereby suppressing a decrease in reflectance. Therefore, the intensity of the excitation light L1 incident on the phosphor 10 that has passed through the phosphor 10 and the fluorescence L2 emitted from the phosphor 10 directed toward the back surface are reduced. The excitation light and fluorescence can be reflected toward the phosphor 10 while being suppressed.
  • the bonding strength between the phosphor 10 and the reflective film 20 is increased. It is elevated.
  • the reflective film 20 is placed in direct contact with the back surface 10b of the phosphor 10, as shown in FIG. 1, but the invention is not limited thereto.
  • other configurations may be arranged between the reflective film 20 and the phosphor 10.
  • Other configurations include an adhesion film and an increased reflection film. Even when such a structure is disposed between the reflective film 20 and the phosphor 10, it is possible to form the reflective film 20 with enhanced adhesion to the structure and the phosphor 10. can.
  • the particles 22 are not limited to Al 2 O 3 .
  • the particles 22 may be YAG.
  • the particles 22 made of YAG are included in the reflective film 20, it is possible to absorb the blue light contained in the excitation light or fluorescence that has reached the reflective film 20 side, and emit yellow light.
  • the material constituting the particles 22 was Al 2 O 3 similar to the crystal particles of the transparent phase of the phosphor 10, but the material is not limited thereto.
  • the material constituting the particles 22 only needs to contain at least a part of the materials contained in the phosphor 10, and may further contain a different material from the material contained in the phosphor 10.
  • the material constituting the particles 22 has a coefficient of thermal expansion equivalent to that of the material included in the phosphor 10. It is preferable that the material has the following properties.
  • the particles 22 are made of Al 2 O 3 and the metal layer 21 is made of silver (Ag), but the present invention is not limited thereto.
  • the particles 22 and the metal layer 21 may each be made of a plurality of materials.
  • the melting point of the particles 22 is higher than the melting point of the metal constituting the metal layer 21, which means that the melting point of the material having the lowest melting point among the materials constituting the particles 22 constitutes the metal layer 21. This means that it is higher than the melting point of the material with the highest melting point among the multiple materials.
  • the reflective film 20 is formed from two types of pastes (first and second pastes 21pf and 21pb) having different particle contents, but the invention is not limited to this.
  • the reflective film 20 may be formed from one type of paste, or may be formed from three or more types of paste, as long as the paste contains the metal constituting the metal layer 21 and particles 22 whose specific gravity is smaller than that metal.
  • the film may be formed from.
  • a wavelength conversion member a phosphor that emits fluorescence in response to excitation light, the phosphor having an incident surface on which the excitation light enters and a back surface located on the opposite side of the incident surface; a reflective film disposed on the back surface side of the phosphor and composed of a metal layer and particles contained inside the metal layer; The melting point of the particles is higher than the melting point of the metal constituting the metal layer, The reflective film is a first surface facing the back surface of the phosphor; a second surface located on the opposite side of the first surface, A wavelength conversion member, wherein the particles are contained more on the second surface side than on the first surface side.
  • a wavelength conversion member according to any one of Application Examples 1 to 4, further comprising: A wavelength conversion member comprising a heat radiating member disposed on the second surface side of the reflective film and radiating heat generated by the phosphor to the outside.
  • a light source device The wavelength conversion member according to any one of Application Examples 1 to 5; A light source device comprising: a light source that irradiates the excitation light onto the incident surface.

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Abstract

波長変換部材であって、励起光によって蛍光を発する蛍光体であって、励起光が入射する入射面および入射面の反対側に位置する裏面を有する蛍光体と、蛍光体の裏面の側に配置され、金属層および金属層の内部に含まれる粒子から構成された反射膜と、を備え、粒子の融点は、金属層を構成する金属の融点よりも高く、反射膜は、蛍光体の裏面と対向する第１面と、第１面の反対側に位置する第２面と、を有し、粒子は、第１面の側よりも第２面の側に多く含まれていることを特徴とする。

Description

波長変換部材および光源装置
　本発明は、波長変換部材および光源装置に関する。
　従来、光源から照射された励起光を別の波長の蛍光に変換して発する波長変換部材が知られている。一般的に、波長変換部材は、励起光の波長を変換する蛍光体と、蛍光体のうち励起光が照射される側とは反対側に配置された反射膜と、を備えている。例えば、特許文献１には、蛍光体としてのコンバーターと、反射膜としての金属を含む被覆と、を備えた波長変換部材が開示されている。この波長変換部材において、金属を含む被覆においては、銀等の金属にガラスを含ませることにより、銀と蛍光体とのぬれ性の向上を図っている。
特表２０１６－５３４３９６号公報
　特許文献１においては、金属を含む被覆をコンバーターに焼き付ける際、その被覆に含まれるガラスは、ガラスが溶融する温度まで加熱されている。溶融したガラスは流動可能であることから、ガラス同士の凝集や、蛍光体界面に偏在して蛍光体との反応を誘発する場合がある。その結果、蛍光体と反射膜との接合強度を低下させたり、反射膜の反射率を低下させたりすることがあった。
　本発明は、上述した課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、蛍光体と反射膜との接合強度を高めつつ、反射膜の反射率の低下を抑制できる波長変換部材および光源装置を提供することを目的とする。
　本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現できる。
　（１）本発明の一形態によれば、波長変換部材が提供される。この波長変換部材は、励起光によって蛍光を発する蛍光体であって、前記励起光が入射する入射面および前記入射面の反対側に位置する裏面を有する蛍光体と、前記蛍光体の前記裏面の側に配置され、金属層および前記金属層の内部に含まれる粒子から構成された反射膜と、を備え、前記粒子の融点は、前記金属層を構成する金属の融点よりも高く、前記反射膜は、前記蛍光体の前記裏面と対向する第１面と、前記第１面の反対側に位置する第２面と、を有し、前記粒子は、前記第１面の側よりも前記第２面の側に多く含まれていることを特徴とする。
　この構成によれば、粒子の融点は、金属層を構成する金属の融点よりも高く、そのような粒子が第１面の側よりも第２面の側に多く含まれている。このような波長変換部材を製造する際、蛍光体の裏面に反射膜を成膜する工程において、反射膜の基となる材料（金属層を構成する金属および粒子を含む）を、金属層を構成する金属の融点以上且つ粒子の融点未満の温度に加熱した状態にすると、金属層を構成する金属は溶融していることから、蛍光体に対する金属層の密着性を高めた状態で、蛍光体の裏面に反射膜を成膜することができる。よって、蛍光体と反射膜との接合強度を高めることができる。また、蛍光体の裏面に反射膜を成膜する際、第２面の側に含まれる粒子は溶融しておらず且つ第１面の側より多くなっている。このため、各粒子と溶融金属に働く表面張力が、蛍光体と溶融金属に働く表面張力と背反し合うため、金属が蛍光体に対して凝集する力が弱められ、溶融した金属層が凝集するのを抑制することができる。すなわち、反射膜を蛍光体に沿って広げやすくできることから、このような点からも、蛍光体と反射膜との接合強度を高めることができる。さらに、蛍光体の裏面に反射膜を成膜する際、第１面の側に含まれる粒子は第２面の側に含まれる粒子と同様に溶融しておらず且つ第２面の側より少なくなっている。このため、溶融した粒子と蛍光体の裏面とが反応することや第１面の側に多くの粒子が集まって第１面に露出する金属層の面積が減少することで生じる反射膜の反射率の低下を抑制することができる。したがって、この構成によれば、蛍光体と反射膜との接合強度を高めつつ、反射膜の反射率の低下を抑制した波長変換部材を提供することができる。
　（２）上記態様の波長変換部材において、前記粒子の比重は、前記金属層の比重よりも小さくてもよい。
　この構成によれば、波長変換部材の製造時に溶融している金属層の内部において、粒子を重力方向上側に偏在しやすくすることができる。このため、蛍光体の裏面に反射膜を成膜する際、重力方向上側を向いた蛍光体の裏面に対して加熱した金属層および粒子を反射膜として成膜することにより、粒子を第２面の側に偏在しやすくすることができる。したがって、第１面の側よりも第２面の側に粒子が多く含まれている波長変換部材を精度良く提供することができる。
　（３）上記態様の波長変換部材において、前記第１面と前記第２面との間の長さを前記反射膜の厚さとしたとき、前記粒子の粒子径は、前記反射膜の厚さの半分以下であってもよい。
　粒子の粒子径が大きくなると、反射膜の厚さのうち金属層が占める厚さの割合が相対的に小さくなり、金属層に貫通孔が形成される可能性が高くなる。つまり反射膜において、上面視で金属層が無い部分が形成される可能性が高くなる。この構成によれば、金属層に貫通孔が形成される可能性を低減することができ、反射膜の反射性能の低減を抑制することができる。
　（４）上記態様の波長変換部材において、前記粒子を構成する材料は、前記蛍光体に含まれる材料を含んでいてもよい。
　この構成によれば、粒子の熱膨張率と蛍光体の熱膨張率との差を小さくできる。したがって、粒子が過度に熱膨張しない温度帯域と蛍光体が過度に熱膨張しない温度帯域とは広く重複していることから、波長変換部材の製造時の加熱や入射した励起光の熱変換による加熱において、粒子および蛍光体を過度に熱膨張させない許容温度帯域を広く設定することができる。すなわち、この構成によれば、クラックや変形、蛍光体と反射膜との剥離等の、蛍光体や粒子の過度な熱膨張によって生じる不具合を生じにくくすることができる。また、蛍光体と粒子とが接触している界面での反応による組成変化を抑制することもできる。
　（５）上記態様の波長変換部材において、さらに、前記反射膜の前記第２面の側に配置され、前記蛍光体で発生する熱を外部に放熱する放熱部材を備えていてもよい。
　この構成によれば、蛍光体に入射した励起光の一部が変換されて生じる熱を、放熱部材により波長変換部材の外部に放熱することができる。これにより、温度上昇したことで蛍光体からの蛍光量が低下する熱消光を抑制することができる。したがって、蛍光体から発せられる蛍光量の低下を抑制することができる。
　（６）本発明の別の一形態によれば、光源装置が提供される。この光源装置は、上記形態に記載の波長変換部材と、前記入射面に前記励起光を照射する光源と、を備えることを特徴とする。
　この構成によれば、光源から蛍光体に照射された励起光は、蛍光体から蛍光として発せられる。また、反射膜は、第１面の側よりも第２面の側に粒子が多く含まれていることで反射率の低下が抑制されている。このため、蛍光体に入射した励起光のうち蛍光体を透過した励起光と、蛍光体から発せられた蛍光のうち裏面の側に向かった蛍光と、の各々の強度低下を抑制しつつ、それら励起光および蛍光を蛍光体の側に反射させることができる。また、このような反射膜を備えていることにより、反射膜の反射率の低下が抑制されていることに加えて、蛍光体と反射膜との接合強度が高められた光源装置を提供することができる。
　なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能であり、例えば、波長変換部材、光源装置、発光装置、照明、およびこれらを備える装置、およびこれらの製造方法等の形態で実現することができる。
波長変換部材の断面構成を模式的に示す説明図である。 波長変換部材の製造方法のフローチャートである。 波長変換部材の製造工程を示した説明図である。
　図１は、本発明の一実施形態の波長変換部材１の断面構成を模式的に示す説明図である。波長変換部材１は、発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ）や半導体レーザー（ＬＤ：Ｌａｓｅｒ　Ｄｉｏｄｅ）等の光源５０から照射された励起光Ｌ１を、光Ｌ１とは異なる別の波長の蛍光Ｌ２に変換して発する部材である。波長変換部材１は、例えば、ヘッドランプ、照明、プロジェクタなどの各種光学機器において使用される。図１に示された波長変換部材１は、光源装置１００の一部である。光源装置１００は、波長変換部材１の他に、励起光Ｌ１を照射する光源５０を備えている。波長変換部材１は、蛍光体１０と、反射膜２０と、接合層３０と、放熱部材４０と、を備える。
　蛍光体１０は、照射された励起光Ｌ１によって蛍光Ｌ２を発する。蛍光体１０は、入射面１０ｆと、裏面１０ｂと、を有する。入射面１０ｆは、励起光Ｌ１が入射する面である。裏面１０ｂは、入射面１０ｆの反対側に位置する面である。蛍光体１０を構成するセラミック焼結体には、蛍光性を有する結晶粒子を主体とする蛍光相と、透光性を有する結晶粒子を主体とする透光相と、が含まれる。透光相の結晶粒子は、Ａｌ2Ｏ3（アルミナ）である。一方、蛍光相の結晶粒子は、Ａ3Ｂ5Ｏ12：Ｃｅで表される組成（いわゆる、ガーネット構造）であることが好ましい。「Ａ3Ｂ5Ｏ12：Ｃｅ」とは、Ａ3Ｂ5Ｏ12の中にＣｅが固溶し、元素Ａの一部がＣｅに置換されていることを示す。
　Ａ3Ｂ5Ｏ12：Ｃｅ中の元素Ａおよび元素Ｂは、それぞれ下記の元素群から選択される少なくとも１種類の元素から構成されている。
　元素Ａ：Ｓｃ、Ｙ、Ｃｅを除くランタノイド（ただし、元素ＡとしてさらにＧｄを含んでいてもよい）
　元素Ｂ：Ａｌ（ただし、元素ＢとしてさらにＧｄを含んでいてもよい）
　蛍光体１０として、セラミック焼結体を採用することで、蛍光相と透光相との界面で光が散乱し、光の色の角度依存性を減らすことができる。これにより、色の均質性を向上することができる。なお、蛍光体１０の材料は、上述の材料に限定されない。
　反射膜２０は、蛍光体１０の裏面１０ｂの側に配置され、蛍光体１０に入射した励起光Ｌ１のうち蛍光体１０を透過した励起光や、蛍光体１０から発せられた蛍光Ｌ２のうち裏面１０ｂの側に向かった蛍光を、蛍光体１０の側に反射する。反射膜２０は、第１面２０ｆと、第２面２０ｂと、を有する。第１面２０ｆは、蛍光体１０の裏面１０ｂと対向する面である。第２面２０ｂは、第１面２０ｆの反対側に位置する面である。
　反射膜２０は、金属層２１および粒子２２から構成されている。金属層２１を構成する金属として、銀（Ａｇ）、白金（Ｐｔ）、アルミニウム（Ａｌ）、銀合金などが例示され、本実施形態では、金属層２１を構成する金属は、銀（Ａｇ）である。粒子２２は、金属層２１の内部に含まれている。粒子２２として、Ａｌ2Ｏ3、ＹＡＧ、ＴｉＯ2、Ｙ2Ｏ3、ＳｉＯ2、Ｃｒ2Ｏ3、Ｎｂ2Ｏ5、Ｔａ2Ｏ5等のセラミック粒子や、Ｎｉ、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｎｂ等の金属粒子などが例示され、本実施形態では、粒子２２は、Ａｌ2Ｏ3である。すなわち、粒子２２を構成する材料は、蛍光体１０の透光相の結晶粒子と同様のＡｌ2Ｏ3であることから、粒子２２を構成する材料は、蛍光体１０に含まれる材料を含んでいる。反射膜２０のうち粒子２２が占める体積の割合は、金属層２１が占める体積に対して０．１～２０．０％であるのが好ましい。また、第１面２０ｆと第２面２０ｂとの間の長さを反射膜２０の厚さとしたとき、その厚さは、１～１００μｍであるのが好ましく、粒子２２の粒子径は、０，５～５０μｍであるのが好ましい。本実施形態では、粒子２２の粒子径は、反射膜２０の厚さの半分以下である。なお、粒子径の値には、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）による断面画像において観察される粒子２２のうち、任意の１００個の粒子２２の粒子径の平均値が用いられる。
　また、反射膜２０において、粒子２２の融点は、金属層２１を構成する金属の融点よりも高い。なお、本実施形態の粒子２２を構成するＡｌ2Ｏ3の融点は２０７２℃であり、金属層２１を構成する銀（Ａｇ）の融点は９６１．８℃である。また、粒子２２の比重は、金属層２１の比重よりも小さい。
　図１に示すように、粒子２２は、第１面２０ｆの側よりも第２面２０ｂの側に多く含まれている。このような粒子２２の分布は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）による断面画像を解析することによって確認される。具体的には、このような粒子２２の分布は、蛍光体１０の入射面１０ｆに直交する断面（例えば図１に示すような断面）画像において、第１面２０ｆの近傍における粒子２２の分布と、第２面２０ｂの近傍における粒子２２の分布と、を比較することによって確認される。この第１面２０ｆの近傍における粒子２２の分布は、第１面２０ｆから反射膜２０の厚さ（第１面２０ｆと第２面２０ｂとの間の長さ）の１０％の深さまでの範囲内に存在する粒子２２の断面積を、同範囲内に存在する金属層２１の断面積で除した値で表される。一方、第２面２０ｂの近傍における粒子２２の分布は、同様に、第２面２０ｂから反射膜２０の厚さの１０％の深さまでの範囲内に存在する粒子２２の断面積を、同範囲内に存在する金属層２１の断面積で除した値で表される。なお、図１は、反射膜２０内の粒子２２の分布を概略的に示した図であり、第１面２０ｆの側に含まれる粒子２２や第２面２０ｂの側に含まれる粒子２２は、等間隔に分布していなくてもよく、また、反射膜２０のうち第１面２０ｆと第２面２０ｂとの間の中央寄りの部分にも粒子２２が含まれていてもよい。むろん、第１面２０ｆの側に含まれる粒子２２と第２面２０ｂの側に含まれる粒子２２との比についても、図１に示された比でなくてもよい。
　接合層３０は、反射膜２０と後述する放熱部材４０との間に配置され、反射膜２０と放熱部材４０とを接合している。接合層３０は、金（Ａｕ）と錫（Ｓｎ）とを含むＡｕＳｎ半田から形成されている。なお、接合層３０は、ＡｕＳｎ半田に限定されず、Ｓｎ－Ｐｂ半田、Ｓｎ－Ａｇ－Ｃｕ半田、Ｓｎ－Ｚｎ－Ｂｉ半田、Ｓｎ－Ｃｕ半田、Ｓｎ－Ａｇ－Ｉｎ－Ｂｉ半田などの半田でもよい。また、例えば、銀（Ａｇ）や銅（Ｃｕ）などの微細粉末を焼結して形成されていてもよい。
　放熱部材４０は、反射膜２０の第２面２０ｂの側に配置され、蛍光体１０で発生する熱を波長変換部材１の外部に放熱する。本実施形態では、放熱部材４０は、接合層３０のうち反射膜２０と接合した面の反対側に位置する面に配置されている。放熱部材４０を構成する材料として、銅、銅モリブデン合金、銅タングステン合金、アルミニウムなど、蛍光体１０よりも高い熱伝導性を有する材料が例示され、本実施形態では、放熱部材４０を構成する材料は、銅である。
　図２は、波長変換部材１の製造方法のフローチャートである。図３（Ａ）～（Ｄ）は、波長変換部材１の製造工程を示した説明図である。波長変換部材１の製造においては、まず初めに、図３（Ａ）に示すように、蛍光体１０が準備される（ステップＳ１０）。詳細には、蛍光体１０は、蛍光相および透光相の基となる材料とエタノールとを粉砕混合したスラリーを乾燥したのち造粒し、更にバインダおよび水を加えて混錬した坏土とし、その坏土から作製した成形物を焼成することによって準備される。次に、図３（Ｂ）に示すように、蛍光体１０の裏面１０ｂに第１ペースト２１ｐｆが塗布される（ステップＳ２０）。詳細には、蛍光体１０の裏面１０ｂが重力方向上側を向いた状態において、その裏面１０ｂの上に第１ペースト２１ｐｆが塗布される。第１ペースト２１ｐｆは、金属層２１を構成する金属の粉末および粒子２２にアクリル系のバインダと溶剤を混合することによって予め作製されている。
　次に、図３（Ｃ）に示すように、第１ペースト２１ｐｆのうち裏面１０ｂの側とは反対側の面に第２ペースト２１ｐｂが塗布される（ステップＳ３０）。第２ペースト２１ｐｂは、第１ペースト２１ｐｆと比べて粒子２２を多く含有している点を除いて、第１ペースト２１ｐｆと同じである。積層体ＬＭは、蛍光体１０、第１ペースト２１ｐｆおよび第２ペースト２１ｐｂが積層された積層体を示している。次に、第１，２ペースト２１ｐｆ、２１ｐｂに含まれる金属の融点以上且つ粒子２２の融点未満の温度で積層体ＬＭが加熱されて、第１ペースト２１ｐｆおよび第２ペースト２１ｐｂが融合することにより、図３（Ｄ）に示すように、蛍光体１０の裏面１０ｂに反射膜２０が成膜される（ステップＳ４０）。なお、第１ペースト２１ｐｆおよび第２ペースト２１ｐｂが融合する際、各々のペースト中に含まれる粒子２２の比重は、同ペースト中に含まれる金属の比重より小さいことから、第１ペースト２１ｐｆに含まれる粒子２２の一部は第２ペースト２１ｐｂの側に移動する（図３（Ｄ）には不図示）。粒子２２の移動量は、加熱温度および加熱時間によって調整される。そして、反射膜２０と放熱部材４０とを接合層３０を介して接合すること（ステップＳ５０）によって、波長変換部材１の製造方法は終了する。
　以上説明したように、本実施形態の波長変換部材１によれば、粒子２２の融点は、金属層２１を構成する金属の融点よりも高く、そのような粒子２２が第１面２０ｆの側よりも第２面２０ｂの側に多く含まれている。このような波長変換部材１を製造する際、蛍光体１０の裏面１０ｂに反射膜２０を成膜する工程において、反射膜２０の基となる材料（金属層２１を構成する金属および粒子２２を含む）を、金属層２１を構成する金属の融点以上且つ粒子２２の融点未満の温度に加熱した状態にすると（図２のステップＳ４０に相当）、金属層２１を構成する金属は溶融していることから、蛍光体１０に対する金属層２１の密着性を高めた状態で、蛍光体１０の裏面１０ｂに反射膜２０を成膜することができる。よって、蛍光体１０と反射膜２０との接合強度を高めることができる。また、蛍光体１０の裏面１０ｂに反射膜２０を成膜する際、第２面２０ｂの側に含まれる粒子２２は溶融しておらず且つ第１面２０ｆの側より多くなっている。このため、各粒子２２と溶融金属に働く表面張力が、蛍光体１０と溶融金属に働く表面張力と背反し合うため、金属が蛍光体１０に対して凝集する力が弱められ、溶融した金属層２１が凝集するのを抑制することができる。すなわち、反射膜２０を蛍光体１０に沿って広げやすくできることから、このような点からも、蛍光体１０と反射膜２０との接合強度を高めることができる。さらに、蛍光体１０の裏面１０ｂに反射膜２０を成膜する際、第１面２０ｆの側に含まれる粒子２２は第２面２０ｂの側に含まれる粒子２２と同様に溶融しておらず且つ第２面２０ｂの側より少なくなっている。このため、溶融した粒子２２と蛍光体１０の裏面１０ｂとが反応することや第１面２０ｆの側に多くの粒子２２が集まって第１面２０ｆに露出する金属層２１の面積が減少することで生じる反射膜２０の反射率の低下を抑制することができる。したがって、本実施形態の波長変換部材１によれば、蛍光体１０と反射膜２０との接合強度を高めつつ、反射膜２０の反射率の低下を抑制した波長変換部材１を提供することができる。
　また、本実施形態の波長変換部材１では、粒子２２は、Ａｌ2Ｏ3である。Ａｌ2Ｏ3は透光性が高いため、反射膜２０側に到達した励起光や蛍光を粒子２２が吸収するのを抑制できることから、反射膜２０の反射率の低下を抑制することができる。
　また、本実施形態の波長変換部材１では、粒子２２の比重は、金属層２１の比重よりも小さいことから、波長変換部材１の製造時に溶融している金属層２１の内部において、粒子２２を重力方向上側に偏在しやすくすることができる。このため、蛍光体１０の裏面１０ｂに反射膜２０を成膜する際、重力方向上側を向いた蛍光体１０の裏面１０ｂに対して加熱した金属層２１および粒子２２を反射膜２０として成膜することにより（図３参照）、粒子２２を第２面２０ｂの側に偏在しやすくすることができる。その結果、第１面２０ｆの側よりも第２面２０ｂの側に粒子２２が多く含まれている波長変換部材１を精度良く提供することができる。
　また、本実施形態の波長変換部材１では、粒子２２の粒子径は、反射膜２０の厚さの半分以下である。粒子２２の粒子径が大きくなると、反射膜２０の厚さのうち金属層２１が占める厚さの割合が相対的に小さくなり、金属層２１に貫通孔が形成される可能性が高くなる。つまり反射膜２０において、上面視で金属層２１が無い部分が形成される可能性が高くなる。したがって、波長変換部材１においては、金属層２１に貫通孔が形成される可能性を低減することができ、反射膜の反射性能の低減を抑制することができる。
　また、本実施形態の波長変換部材１では、粒子２２を構成する材料は、蛍光体１０に含まれる材料を含んでいる。このため、粒子２２の熱膨張率と蛍光体１０の熱膨張率との差を小さくできる。したがって、粒子２２が過度に熱膨張しない温度帯域と蛍光体１０が過度に熱膨張しない温度帯域とは広く重複していることから、波長変換部材１の製造時の加熱や入射した励起光Ｌ１の熱変換による加熱において、粒子２２および蛍光体１０を過度に熱膨張させない許容温度帯域を広く設定することができる。すなわち、波長変換部材１では、クラックや変形、蛍光体と反射膜との剥離等の、蛍光体１０や粒子２２の過度な熱膨張によって生じる不具合を生じにくくすることができる。また、蛍光体１０と粒子２２とが接触している界面での反応による組成変化を抑制することもできる。
　また、本実施形態の波長変換部材１では、蛍光体１０で発生する熱を外部に放熱する放熱部材４０を備えている。このため、蛍光体１０に入射した励起光Ｌ１の一部が変換されて生じる熱を、放熱部材４０により波長変換部材１の外部に放熱することができる。これにより、温度上昇したことで蛍光体１０からの蛍光量が低下する熱消光を抑制することができる。したがって、蛍光体１０から発せられる蛍光量の低下を抑制することができる。
　また、本実施形態の光源装置１００によれば、光源５０から蛍光体１０に照射された励起光Ｌ１は、蛍光体１０から蛍光Ｌ２として発せられる。また、反射膜２０は、第１面２０ｆの側よりも第２面２０ｂの側に粒子が多く含まれていることで反射率の低下が抑制されている。このため、蛍光体１０に入射した励起光Ｌ１のうち蛍光体１０を透過した励起光と、蛍光体１０から発せられた蛍光Ｌ２のうち裏面の側に向かった蛍光と、の各々の強度低下を抑制しつつ、それら励起光および蛍光を蛍光体１０の側に反射させることができる。また、このような反射膜２０を備えていることにより、光源装置１００では、反射膜２０の反射率の低下が抑制されていることに加えて、蛍光体１０と反射膜２０との接合強度が高められている。
＜本実施形態の変形例＞
　本発明は上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
　上記実施形態では、反射膜２０は、図１に示すように、蛍光体１０の裏面１０ｂに直接接触された状態で配置されていたが、これに限られない。例えば、反射膜２０は、蛍光体１０の裏面１０ｂの側に配置される限り、反射膜２０と蛍光体１０との間に他の構成が配置されていてもよい。他の構成としては、密着膜や増反射膜が例示される。このような構成が反射膜２０と蛍光体１０との間に配置された場合であっても、それら構成や蛍光体１０に対し、密着性を高めた状態で反射膜２０を成膜することができる。
　上記実施形態で説明したように、粒子２２は、Ａｌ2Ｏ3に限られない。例えば、粒子２２がＹＡＧであってもよい。ＹＡＧで構成された粒子２２が反射膜２０に含まれる場合、反射膜２０側に到達した励起光や蛍光に含まれる青色光を吸収して、黄色光を発光させることができる。
　上記実施形態では、粒子２２を構成する材料は、蛍光体１０の透光相の結晶粒子と同様のＡｌ2Ｏ3であったが、これに限られない。粒子２２を構成する材料は、蛍光体１０に含まれる材料のうち少なくとも一部を含んでいればよく、さらに、蛍光体１０に含まれる材料とは異なる材料を含んでいてもよい。また、蛍光体１０に含まれる材料が粒子２２を構成する材料に含まれていない場合には、粒子２２を構成する材料に、蛍光体１０に含まれる材料の熱膨張率と同等の熱膨張率を有する材料が含まれている方が好ましい。
　上記実施形態では、粒子２２はＡｌ2Ｏ3で構成され、金属層２１は銀（Ａｇ）で構成されていたが、これに限られない。例えば、粒子２２および金属層２１は、それぞれ複数の材料から構成されていてもよい。また、そのような場合、粒子２２の融点が金属層２１を構成する金属の融点よりも高いとは、粒子２２を構成する材料のうち最も融点が低い材料の融点が、金属層２１を構成する複数の材料のうち最も融点が高い材料の融点より高いということである。
　上記実施形態では、粒子の含有量が異なる２種類のペースト（第１，２ペースト２１ｐｆ、２１ｐｂ）から反射膜２０を成膜していたが、これに限られない。例えば、反射膜２０は、金属層２１を構成する金属およびその金属より比重の小さい粒子２２を含んでいるペーストである限り、１種類のペーストから成膜されてもよいし、３種類以上のペーストから成膜されてもよい。
　以上、実施形態、変形例に基づき本態様について説明してきたが、上記した態様の実施の形態は、本態様の理解を容易にするためのものであり、本態様を限定するものではない。本態様は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本態様にはその等価物が含まれる。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することができる。
　本発明は、以下の形態としても実現することが可能である。
［適用例１］
　波長変換部材であって、
　励起光によって蛍光を発する蛍光体であって、前記励起光が入射する入射面および前記入射面の反対側に位置する裏面を有する蛍光体と、
　前記蛍光体の前記裏面の側に配置され、金属層および前記金属層の内部に含まれる粒子から構成された反射膜と、を備え、
　前記粒子の融点は、前記金属層を構成する金属の融点よりも高く、
　前記反射膜は、
　　前記蛍光体の前記裏面と対向する第１面と、
　　前記第１面の反対側に位置する第２面と、を有し、
　前記粒子は、前記第１面の側よりも前記第２面の側に多く含まれていることを特徴とする、波長変換部材。
［適用例２］
　適用例１に記載の波長変換部材であって、
　前記粒子の比重は、前記金属層の比重よりも小さいことを特徴とする、波長変換部材。
［適用例３］
　適用例１または適用例２に記載の波長変換部材であって、
　前記第１面と前記第２面との間の長さを前記反射膜の厚さとしたとき、前記粒子の粒子径は、前記反射膜の厚さの半分以下であることを特徴とする、波長変換部材。
［適用例４］
　適用例１から適用例３までのいずれかに記載の波長変換部材であって、
　前記粒子を構成する材料は、前記蛍光体に含まれる材料を含むことを特徴とする、波長変換部材。
［適用例５］
　適用例１から適用例４までのいずれかに記載の波長変換部材であって、さらに、
　前記反射膜の前記第２面の側に配置され、前記蛍光体で発生する熱を外部に放熱する放熱部材を備えることを特徴とする、波長変換部材。
［適用例６］
　光源装置であって、
　適用例１から適用例５までのいずれかに記載の波長変換部材と、
　前記入射面に前記励起光を照射する光源と、を備えることを特徴とする、光源装置。
　　１…波長変換部材
　　１０…蛍光体
　　１０ｆ…入射面
　　１０ｂ…裏面
　　２０…反射膜
　　２０ｆ…第１面
　　２０ｂ…第２面
　　２１…金属層
　　２１ｐｆ…第１ペースト
　　２１ｐｂ…第２ペースト
　　２２…粒子
　　３０…接合層
　　４０…放熱部材
　　５０…光源
　　１００…光源装置

Claims (6)

  1. 　波長変換部材であって、
    　励起光によって蛍光を発する蛍光体であって、前記励起光が入射する入射面および前記入射面の反対側に位置する裏面を有する蛍光体と、
    　前記蛍光体の前記裏面の側に配置され、金属層および前記金属層の内部に含まれる粒子から構成された反射膜と、を備え、
    　前記粒子の融点は、前記金属層を構成する金属の融点よりも高く、
    　前記反射膜は、
    　　前記蛍光体の前記裏面と対向する第１面と、
    　　前記第１面の反対側に位置する第２面と、を有し、
    　前記粒子は、前記第１面の側よりも前記第２面の側に多く含まれていることを特徴とする、波長変換部材。
  2. 　請求項１に記載の波長変換部材であって、
    　前記粒子の比重は、前記金属層の比重よりも小さいことを特徴とする、波長変換部材。
  3. 　請求項２に記載の波長変換部材であって、
    　前記第１面と前記第２面との間の長さを前記反射膜の厚さとしたとき、前記粒子の粒子径は、前記反射膜の厚さの半分以下であることを特徴とする、波長変換部材。
  4. 　請求項３に記載の波長変換部材であって、
    　前記粒子を構成する材料は、前記蛍光体に含まれる材料を含むことを特徴とする、波長変換部材。
  5. 　請求項４に記載の波長変換部材であって、さらに、
    　前記反射膜の前記第２面の側に配置され、前記蛍光体で発生する熱を外部に放熱する放熱部材を備えることを特徴とする、波長変換部材。
  6. 　光源装置であって、
    　請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の波長変換部材と、
    　前記入射面に前記励起光を照射する光源と、を備えることを特徴とする、光源装置。
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