波長轉換部件及使用其的發光裝置的製作方法

2024-04-01 14:58:05

本發明涉及一種作為投影機用螢光輪等優選的波長轉換部件及使用其的發光裝置。

背景技術：

近年來，為了使投影機小型化，提出有使用led(lightemittingdiode，發光二極體)等光源和螢光體的發光裝置。例如提出有利用螢光體層對光源的光進行波長轉換，使所獲得的螢光通過與波長轉換部件相鄰設置的反射層而反射至光源的入射側並提取至外部的所謂的反射型的螢光輪(例如參照專利文獻1)。反射型的螢光輪具有向外部的螢光提取效率高且容易使投影機高亮度化的優點。

在專利文獻1中公開有金、銀、銅、鋁等的金屬層作為反射層。金屬層由於熱導率也高，所以能夠將螢光體層所產生的熱高效率地釋放至外部，因此具有能夠有效地抑制螢光體的溫度淬滅(因螢光體的溫度上升而導致發光強度降低的現象)的優點。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2015-1709號公報

技術實現要素：

發明所要解決的課題

金屬層由於熱膨脹係數比較大，所以從光源照射光時或者停止光照射時的膨脹和收縮的比例大。因此，因為與螢光體層的熱膨脹係數差而導致螢光體層產生龜裂或剝離的顧慮。於是，考慮使用熱膨脹係數比較小且熱導率比較高的陶瓷層作為反射層，但陶瓷層存在反射率差而無法獲得充分的發光強度的問題。

鑑於以上，本發明的技術課題在於提供一種具有陶瓷層作為反射層並且發光強度優異的波長轉換部件及使用其的發光裝置。

用於解決課題的方法

本發明的波長轉換部件的特徵在於，具備：孔隙率為20體積％以上的第一多孔質陶瓷層、和形成於第一多孔質陶瓷層的主面的螢光體層。

在本發明的波長轉換部件中，第一多孔質陶瓷層發揮作為反射層的功能。具體而言，通過將激發光照射至螢光體層的主面(與第一多孔質陶瓷層側為相反側的主面)而產生的螢光在第一多孔質陶瓷層反射，並從螢光體層的與激發光入射面相同的主面照射至外部。此處，第一多孔質陶瓷層具有20體積％以上的孔隙率，由此表現出高的光反射率。具體而言，在存在於第一多孔質陶瓷層的內部的氣孔與陶瓷的界面，因兩者的折射率差而使光容易被反射。在本發明中，第一多孔質陶瓷層中的氣孔的比例大，為20體積％以上，有助於光反射的上述界面大量存在，因此，作為第一多孔質陶瓷層整體，光反射率增大。結果，能夠使螢光體層所產生的螢光在第一多孔質陶瓷層高效率地反射，從而能夠提高波長轉換部件的發光強度。另外，螢光體層所產生的熱通過第一多孔質陶瓷層散熱。

在本發明的波長轉換部件中，優選為螢光體層熔接於第一多孔質陶瓷層或隔著無機接合層接合於第一多孔質陶瓷層。

根據上述構成，能夠不使用耐熱性低的樹脂粘接劑等，將螢光體層與第一多孔質陶瓷層接合，因此能夠獲得耐熱性優異的波長轉換部件。具體而言，樹脂粘接劑會因激發光的照射熱而劣化並黑化，因此發光強度容易隨時間經過而降低，但根據上述構成，不易產生這種問題。另外，樹脂粘接劑由於導熱性低，因此，在利用樹脂粘接劑將螢光體層與第一多孔質陶瓷層粘接的情況下，螢光體層所產生的熱不易散熱至第一多孔質陶瓷層側。然而，如果螢光體層熔接於第一多孔質陶瓷層或隔著無機接合層接合於第一多孔質陶瓷層，則螢光體層所產生的熱容易高效率地散熱至第一多孔質陶瓷層側。

在本發明的波長轉換部件中，優選為第一多孔質陶瓷層包含選自氧化鋁、氧化鎂和氧化鋯中的至少1種。

在本發明的波長轉換部件中，優選為在第一多孔質陶瓷層的與形成有螢光體層的主面為相反側的主面形成有散熱層。

螢光體層所產生的熱傳遞至第一多孔質陶瓷層，但由於第一多孔質陶瓷層存在大量氣孔，因此存在導熱性不充分的情況。在這種情況下，如果採用上述構成，則在螢光體層產生且傳導至第一陶瓷層的熱容易通過散熱層釋放至外部。因此，能夠進一步抑制螢光體層中的發熱。

在本發明的波長轉換部件中，優選散熱層為孔隙率低於20體積％的緻密陶瓷層。

緻密陶瓷層由於具有隔熱性的氣孔的比例低，為低於20體積％，所以導熱性比較優異。另外，由於能夠使沒有在第一多孔質陶瓷層反射而透過的光在緻密陶瓷層反射，所以作為波長轉換部件整體，能夠提高光反射率。

在本發明的波長轉換部件中，優選為緻密陶瓷層包含選自氧化鋁、氧化鎂和氧化鋯中的至少1種。

在本發明的波長轉換部件中，優選為在散熱層的與形成有第一多孔質陶瓷層的主面為相反側的主面，形成有孔隙率20體積％以上的第二多孔質陶瓷層。

如後述，第一多孔質陶瓷層例如通過成為原料的生片的燒成來製作。此處，由於生片容易因燒成而收縮，所以存在包含第一多孔質陶瓷層和散熱層的疊層體產生翹曲的情況。特別是在各層的厚度小的情況下，容易產生翹曲。因此，通過在散熱層的與形成有第一多孔質陶瓷層的主面為相反側的主面形成孔隙率20體積％以上的第二多孔質陶瓷層，能夠取得散熱層與第一陶瓷層之間所產生的應力和散熱層與第2陶瓷層之間所產生的應力的平衡，從而不易產生燒成時的翹曲。

在本發明的波長轉換部件中，優選為第一多孔質陶瓷層與第二多孔質陶瓷層的孔隙率、厚度和/或材質相同。若如此，則能夠有效地抑制本發明波長轉換部件的製造時的生片的燒成工序中的翹曲問題。

在本發明的波長轉換部件中，優選為第一多孔質陶瓷層和/或第二多孔質陶瓷層含有易燒結性陶瓷粉末。若如此，則能夠提高第一多孔質陶瓷層和/或第二多孔質陶瓷層的抗彎強度，結果，也能夠提高波長轉換部件整體的抗彎強度。

在本發明的波長轉換部件中，優選第一多孔質陶瓷層和/或第二多孔質陶瓷層中的易燒結性陶瓷粉末的含量以體積％計為0.1～50％。

在本發明的波長轉換部件中，優選為螢光體層通過在無機粘合劑中分散螢光體而成。若如此，則螢光體層的耐熱性容易提高，從而不易產生因激發光照射所導致的螢光體層的破損等不良情況。

本發明的波長轉換部件可以為輪狀。在此情況下，本發明的波長轉換部件作為投影機光源的構成部件而優選。

本發明的發光裝置的特徵在於具備上述波長轉換部件、和對波長轉換部件中的螢光體層照射激發光的光源。

本發明的發光裝置可以用作投影機光源。

發明的效果

根據本發明，能夠提供一種具有陶瓷層作為反射層，並且發光強度優異的波長轉換部件及使用其的發光裝置。

附圖說明

圖1(a)是表示本發明的第一實施方式的波長轉換部件的示意立體圖，(b)是表示(a)的波長轉換部件的側視剖面的一部分的圖。

圖2是表示本發明的第二實施方式的波長轉換部件的側視剖面的一部分的圖。

圖3是表示本發明的第三實施方式的波長轉換部件的側視剖面的一部分的圖。

圖4是表示本發明的第四實施方式的波長轉換部件的側視剖面的一部分的圖。

圖5是表示本發明的第五實施方式的波長轉換部件的側視剖面的一部分的圖。

圖6是表示本發明的第六實施方式的波長轉換部件的側視剖面的一部分的圖。

圖7是表示本發明的第七實施方式的波長轉換部件的側視剖面的一部分的圖。

圖8(a)是本發明的第八實施方式的波長轉換部件的俯視圖，(b)是(a)的a-a'剖面圖。

圖9(a)是本發明的第九實施方式的波長轉換部件的俯視圖，(b)是(a)的a-a'剖面圖。

圖10(a)是本發明的第十實施方式的波長轉換部件的俯視圖，(b)是(a)的a-a'剖面圖，(c)是(a)中的散熱層的俯視圖。

圖11是表示在實施例中用於進行特性評價的波長轉換部件的樣品的示意俯視圖。

具體實施方式

以下，使用附圖對本發明的波長轉換部件的實施方式進行說明。但是，以下的實施方式僅為例示，並且本發明不被以下的實施方式所限定。另外，在各圖中，有時對具有實質性相同的功能的部件用相同的符號參照。

(1)第一實施方式的波長轉換部件

圖1的(a)是表示本發明的第一實施方式的波長轉換部件的示意立體圖，(b)是表示(a)的波長轉換部件的側視剖面的一部分的圖。

波長轉換部件10具有具備環狀的第一多孔質陶瓷層1、和以外徑與第一多孔質陶瓷層1大致相同且成為同心的方式形成於第一多孔質陶瓷層1的主面的環狀的螢光體層2的輪狀。具體而言，第一多孔質陶瓷層1具有主面1a和主面1b，在主面1a上形成有螢光體層2。激發光從螢光體層2的主面2a側入射，並經螢光體層2所含的螢光體波長轉換而發出螢光。螢光在第一多孔質陶瓷層1反射，並從螢光體層2的主面2a照射至外部。此處，第一多孔質陶瓷層1優選為熱導率高於螢光體層2，由此，容易將螢光體層2所產生的熱高效率地釋放至外部。

第一多孔質陶瓷層1的孔隙率為20體積％以上，優選為30體積％以上，特別優選為40體積％以上。第一多孔質陶瓷層1具有20體積％以上的孔隙率，由此因已述的理由而表現出高的光反射率。第一多孔質陶瓷層1的孔隙率的上限為80體積％以下，優選為75體積％以下，特別優選為70體積％以下。若第一多孔質陶瓷層1的孔隙率過高，則機械強度降低或者熱導率降低而不易將螢光體層2所產生的熱釋放至外部。

第一多孔質陶瓷層1可以列舉包含氧化鋁、氧化鎂、氧化鋯、氧化鈦、氧化鈮、氧化鋅、氧化矽、氧化釔、氮化鋁、氮化硼、氮化矽、碳化矽等的物質。它們可以單獨使用，也可以將2種以上複合使用。其中，氧化鋁、氧化鎂、氧化鋯由於熱導率高且廉價，故而優選。特別優選為氧化鋁。構成第一多孔質陶瓷層1的材料優選為熱導率高於螢光體層2的熱導率。

第一多孔質陶瓷層1優選為含有易燒結性陶瓷粉末。若如此，則能夠提高第一多孔質陶瓷層的抗彎強度，結果，也能夠提高波長轉換部件整體的抗彎強度。

易燒結性陶瓷粉末為低溫燒結性的陶瓷粉末。易燒結性陶瓷粉末通過提高純度或減小粒徑來降低燒結溫度。具體而言，易燒結性陶瓷粉末即便在例如1100～1550℃、進而1200～1400℃的比較低的溫度下進行燒成，也能夠燒結。

易燒結性陶瓷粉末的平均粒徑(d50)優選為0.01～10μm，特別優選為0.05～5μm，特別優選為0.08～1μm。通過將平均粒徑設為上述範圍，能夠在比較低的溫度下將易燒結性陶瓷粉末進行燒結。

易燒結性陶瓷粉末的純度為99％以上，優選為99.9％以上，特別優選為99.99％以上。通過將易燒結性陶瓷粉末的純度設為上述範圍，能夠在比較低的溫度下將易燒結性陶瓷粉末進行燒結。

作為易燒結性陶瓷粉末，可以列舉易燒結性氧化鋁粉末、易燒結性氧化鋯粉末等。其中，易燒結性氧化鋁粉末由於低溫燒結性優異，故而優選。作為易燒結性氧化鋁粉末，例如能夠使用昭和電工公司製造的al-160sg系列或大明化學工業株式會社製造的taimicrontm-d系列等。

第一多孔質陶瓷層中的易燒結性陶瓷粉末的含量以體積％計為0.1～50％，優選為1～40％，特別優選為5～30％。如果易燒結性陶瓷粉末的含量過少，則難以獲得上述效果。另一方面，若易燒結性陶瓷粉末的含量過多，則孔隙率降低而光反射率容易降低。

第一多孔質陶瓷層1的厚度為0.05～2mm，優選為0.1～1.5mm，特別優選為0.2～1mm。如果第一多孔質陶瓷層1的厚度過小，則機械強度降低而在使用時容易破損。另外，難以獲得充分的光反射率。另一方面，如果第一多孔質陶瓷層1的厚度過大，則存在波長轉換部件10、進而使用其的發光裝置的質量增大的傾向。另外，在將輪狀的波長轉換部件10使用於投影機用光源的情況下，有對使波長轉換部件10旋轉的電動機的負載增大或者因旋轉而導致的振動增大從而導致破損的顧慮。

作為螢光體層2，例如可以列舉通過在無機粘合劑中分散螢光體而成的物質。作為無機粘合劑，可以列舉玻璃等。另外，也容易使其與第一多孔質陶瓷層1的熱膨脹係數匹配，即便在因激發光照射而變成高溫的情況下，也不易產生因熱膨脹係數差而導致的破損。

作為用作無機粘合劑的玻璃，可以使用硼矽酸鹽系玻璃、磷酸鹽系玻璃等。玻璃的軟化點優選為250～1000℃，特別優選為300～850℃。如果玻璃的軟化點過低，則螢光體層2的機械強度降低或容易因激發光的照射而熔化。另一方面，如果玻璃的軟化點過高，則在製造時的燒成工序中螢光體劣化而螢光體層2的發光強度容易降低。

螢光體只要是通過激發光的入射而使螢光出射的物質，則並無特別限定。作為螢光體的具體例，例如可以列舉選自氧化物螢光體、氮化物螢光體、氮氧化物螢光體、氯化物螢光體、氧氯化物螢光體、硫化物螢光體、氧硫化物螢光體、滷化物螢光體、硫屬元素化物螢光體、鋁酸鹽螢光體、滷磷酸鹽化物螢光體、石榴石系化合物螢光體中的1種以上等。在使用藍色光作為激發光的情況下，例如將使綠色光、黃色光或紅色光作為螢光出射的螢光體混合後使用即可。

螢光體的平均粒徑(d50)優選為1～50μm，特別優選為5～25μm。如果螢光體的平均粒徑過小，則發光強度容易降低。另一方面，如果螢光體的平均粒徑過大，則有發光色變得不均勻的傾向。

螢光體層2中的螢光體的含量為5～80體積％，優選為10～75體積％，特別優選為20～70體積％。如果螢光體的含量過少，則有發光強度變得不充分的傾向。另一方面，如果螢光體的含量過多，則有螢光體層2的機械強度變得不充分的傾向。

螢光體層2的厚度在激發光能夠確實地被螢光體吸收這樣的厚度的範圍內優選較薄。原因在於如果螢光體層2過厚，則存在螢光體層2中的光的散射或吸收變得過大而螢光的出射效率降低的情況。具體而言，螢光體層2的厚度為1mm以下，優選為0.5mm以下，特別優選為0.3mm以下。螢光體層2的厚度的下限值通常為0.03mm左右。

螢光體層2優選為熔接於第一多孔質陶瓷層1或隔著無機接合層接合於第一多孔質陶瓷層1。若如此，則能夠提高波長轉換部件10的耐熱性。另外，能夠使螢光體層2所產生的熱高效率地散熱至第一多孔質陶瓷層1側。

作為將螢光體層2熔接於第一多孔質陶瓷層1的方法，例如可以列舉將螢光體層2疊層於第一多孔質陶瓷層1的主面1a上後加熱壓接並進行燒成的方法。例如是通過在玻璃基質中分散螢光體而成的螢光體層2的情況下，第一多孔質陶瓷層1與螢光體層2中的玻璃基質熔接。

作為利用無機接合層將螢光體層2接合於第一多孔質陶瓷層1的方法，可以列舉將利用溶膠凝膠法得到的透明無機材料塗布於多孔質陶瓷層1的主面1a上，在其上疊層螢光體層2並進行加熱的方法。作為利用溶膠凝膠法得到的透明無機材料，可以列舉聚矽氮烷等。聚矽氮烷與空氣中的水分反應而產生氨並進行縮合，由此形成sio2的覆膜。如此，作為透明無機材料，能夠使用在比較低的溫度(室溫～200℃)形成無機質的玻璃膜的接合劑。此外，也能夠使用包含醇可溶型有機矽化合物、其他金屬化合物(有機或無機)且在催化劑的存在下以比較低的溫度形成與玻璃相同的sio2網絡結構的接合劑。在該接合劑使用金屬烷氧化物作為有機金屬化合物、使用醇作為催化劑的情況下，促進水解和脫水反應，結果形成sio2網絡結構。

波長轉換部件10能夠通過如下方式製作。

利用刮刀法等將包含作為第一多孔質陶瓷層1的原料的陶瓷粉末、和粘合劑樹脂、溶劑、可塑劑等有機成分的漿料塗布於聚對苯二甲酸乙二醇酯等樹脂膜上並進行加熱乾燥，由此製作第一多孔質陶瓷層1用生片。此處，作為第一多孔質陶瓷層1的原料的陶瓷粉末的平均粒徑(d50)優選為0.1～10μm。若陶瓷粉末的平均粒徑過小，則第一多孔質陶瓷層1的孔隙率容易降低。另一方面，若陶瓷粉末的平均粒徑過大，則燒結變得不充分而第一多孔質陶瓷層1的機械強度容易降低。接下來，在約1200～1500℃對第一多孔質陶瓷層1用生片進行燒成。如此，獲得第一多孔質陶瓷層1。此處，若燒成溫度過低，則有燒結變得不充分的傾向。另一方面，若燒成溫度過高，則孔隙率容易降低。

另外，利用刮刀法等將包含成為螢光體層2的玻璃基質的玻璃粉末、螢光體、粘合劑樹脂、溶劑、可塑劑等有機成分的漿料塗布於聚對苯二甲酸乙二醇酯等樹脂膜上並進行加熱乾燥，由此製作螢光體層2用生片。

將所獲得的多孔質陶瓷層1與螢光體層2用生片疊層並進行燒成，由此獲得多孔質陶瓷層1與螢光體層2熔接接合而成的波長轉換部件10。此處，燒成溫度優選為螢光體層2中的玻璃粉末的軟化溫度±100℃的範圍內，特別優選為玻璃粉末的軟化點±50℃的範圍內。若燒成溫度過低，則螢光體層2難以熔接於多孔質陶瓷層1。另外，玻璃粉末的燒結變得不充分而螢光體層2的機械強度容易降低。另一方面，若燒成溫度過高，則有螢光體劣化而發光強度降低的顧慮。

除上述方法以外，也能夠通過將螢光體層2用漿料塗布於多孔質陶瓷層1的表面並進行燒成而獲得多孔質陶瓷層1與螢光體層2熔接接合而成的波長轉換部件10。此處所使用的螢光體層2用漿料可利用螢光體層2用生片的製作所使用的漿料。

或者也可以在分別對多孔質陶瓷層1用生片和螢光體層2用生片單獨進行燒成而獲得多孔質陶瓷層1與螢光體層2後，使用無機接合劑將它們接合，由此獲得多孔質陶瓷層1與螢光體層2通過無機接合層接合而成的波長轉換部件10。

此外，在上述各製造方法中，也可以在生片或漿料的燒成前進行用於去除有機物的脫脂工序。另外，在疊層包含生片的各層時，為了提高相互的密接性，也可以適當進行加熱壓接。

(2)第二實施方式的波長轉換部件

圖2是表示本發明的第二實施方式的波長轉換部件的側視剖面的一部分的圖。在本實施方式的波長轉換部件20中，在多孔質陶瓷層1的與形成有螢光體層2的主面1a為相反側的主面1b上設置有散熱層3，此點與第一實施方式的波長轉換部件10不同。散熱層3是外徑與第一多孔質陶瓷層1大致相同且為同心的環狀。其他構成與第一實施方式的波長轉換部件10相同。通過在多孔質陶瓷層1的主面1b上設置散熱層3，根據已述的理由，在螢光體層2產生且傳導至第一陶瓷層1的熱容易通過散熱層3釋放至外部。散熱層3的熱導率為5w/m·k以上，優選為10w/m·k以上，特別優選為20w/m·k以上。

作為散熱層3，例如可以列舉緻密陶瓷層。緻密陶瓷層的孔隙率低於20體積％，優選為15體積％以下，特別優選為10體積％以下。若緻密陶瓷層的孔隙率過高，則熱導率降低而散熱性容易降低。另一方面，緻密陶瓷層的孔隙率的下限並無特別限定，實際上為0.2體積％以上。

緻密陶瓷層可以列舉包含氧化鋁、氧化鎂、氧化鋯、氧化鈦、氧化鈮、氧化鋅、氧化釔、氮化鋁、氮化硼、碳化矽等的物質。它們可以單獨使用，也可以將2種以上複合使用。其中，氧化鋁、氧化鎂、氧化鋯由於熱導率高且廉價，故而優選。

作為散熱層3，除上述以外，也可以為包含藍寶石或鋁、銀、銅等金屬的物質。

散熱層3的厚度為0.2～2mm，優選為0.3～1.5mm，特別優選為0.5～1mm。若散熱層3的厚度過小，則難以獲得充分的散熱效果。另一方面，若散熱層3的厚度過大，則有波長轉換部件20、進而使用其的發光裝置的質量增大的傾向。另外，在將輪狀的波長轉換部件20使用於投影機用光源的情況下，有對使波長轉換部件20旋轉的電動機的負載增大或者因旋轉而導致的振動增大從而導致破損的顧慮。

波長轉換部件20能夠通過如下方式製作。

以與波長轉換部件10的方法同樣的方式製作第一多孔質陶瓷層1用生片。

接下來，準備散熱層3。在使用緻密陶瓷層作為散熱層3的情況下，以與波長轉換部件10中的多孔質陶瓷層1用生片的製作方法同樣的方式獲得緻密陶瓷層用生片。在比較高的溫度下對緻密陶瓷層用生片進行燒結，由此獲得孔隙率低的緻密陶瓷層。具體而言，優選在約1500℃以上、優選為1600℃以上對緻密陶瓷層用生片進行燒成。另外，作為原料的陶瓷粉末的平均粒徑(d50)越小，則越容易降低緻密陶瓷層的孔隙率。

接下來，將第一多孔質陶瓷層1用生片與散熱層3疊層並進行燒成，由此獲得第一多孔質陶瓷層1與散熱層3接合而成的疊層體。

以與波長轉換部件10的方法同樣的方式將螢光體層2接合於所獲得的疊層體中的第一多孔質陶瓷層1的主面1a上，由此獲得波長轉換部件20。

此外，也可以先將螢光體層2接合於第一多孔質陶瓷層1後接合散熱層3。

(3)第三實施方式的波長轉換部件

圖3是表示本發明的第三實施方式的波長轉換部件的側視剖面的一部分的圖。在本實施方式的波長轉換部件30中，在散熱層3的主面3a設置有與散熱層3為同心的環狀的孔部h且在孔部h內形成有多孔質陶瓷層1，此點與第二實施方式的波長轉換部件20不同。螢光體層2設置於多孔質陶瓷層1的主面1a上。具體而言，螢光體層2以覆蓋多孔質陶瓷層1的主面1a的方式形成，且螢光體層2的一部分形成在散熱層3的主面3a上。在本實施方式的波長轉換部件30中，由於螢光體層2的一部分形成在散熱層3上，故而容易將在螢光體層2所產生的熱進一步釋放至外部。

波長轉換部件30能夠通過如下方式製作。

首先，以與波長轉換部件10的方法同樣的方式準備散熱層3，並通過切削等在散熱層3的主面3a形成孔部h。或者，在使用緻密陶瓷層作為散熱層3的情況下，在將緻密陶瓷層用生片以可以獲得孔部h的方式適當疊層的狀態下，進行燒成，由此獲得在主面3a形成有孔部h的散熱層3。

其次，對應散熱層3的孔部h的形狀將以與波長轉換部件10的方法同樣的方式獲得的第一多孔質陶瓷層1用生片切斷並將其疊層在孔部h內。此處，第一多孔質陶瓷層1用生片的大小優選考慮燒成時的收縮而適當調整(例如設定為比孔部h的大小大一圈等)。其後進行燒成，由此在散熱層3的孔部h的內部形成第一多孔質陶瓷層1。

進而，以與波長轉換部件10的方法同樣的方式將螢光體層2接合於第一多孔質陶瓷層1的主面1a上，由此獲得波長轉換部件30。

(4)第四實施方式的波長轉換部件

圖4是表示本發明的第四實施方式的波長轉換部件的側視剖面的一部分的圖。在本實施方式的波長轉換部件40中，螢光體層2形成於孔部h的內部，此點與第三實施方式的波長轉換部件30不同。具體而言，在形成于波長轉換部件40的主面3a的孔部h的內部依序形成有第一多孔質陶瓷層1和螢光體層2。

在本實施方式的波長轉換部件40中，由於螢光體層2的端部與散熱層3接觸，故而容易將在螢光體層2所產生的熱進一步釋放至外部。

此外，波長轉換部件40能夠依據波長轉換部件30的製作方法製作。

(5)第五實施方式的波長轉換部件

圖5是表示本發明的第五實施方式的波長轉換部件的側視剖面的一部分的圖。在本實施方式的波長轉換部件50中，在散熱層3的主面3a上形成有與散熱層3為同心的環狀的缺口部c，且在缺口部c內形成有多孔質陶瓷層1，此點與第三實施方式的波長轉換部件30不同。螢光體層2設置於多孔質陶瓷層1的主面1a上。具體而言，螢光體層2以覆蓋多孔質陶瓷層1的主面1a的方式形成，且螢光體層2的一部分形成在散熱層3的主面3a上。與第三實施方式的波長轉換部件30同樣地，在本實施方式的波長轉換部件50中，由於螢光體層2的一部分形成在散熱層3上，故而容易將在螢光體層2所產生的熱進一步釋放至外部。

此外，波長轉換部件50能夠依據波長轉換部件30的製作方法製作。

(6)第六實施方式的波長轉換部件

圖6是表示本發明的第六實施方式的波長轉換部件的側視剖面的一部分的圖。在本實施方式的波長轉換部件60中，螢光體層2形成於設置在散熱層3的主面3a上的缺口部c的內部，此點與第五實施方式的波長轉換部件50不同。具體而言，在形成于波長轉換部件60的主面3a的缺口部c的內部依序形成有第一多孔質陶瓷層1和螢光體層2。

在本實施方式的波長轉換部件60中，由於螢光體層2的端部與散熱層3接觸，故而容易將螢光體層2所產生的熱進一步釋放至外部。

此外，波長轉換部件60能夠依據波長轉換部件30的製作方法製作。

(7)第七實施方式的波長轉換部件

圖7是表示本發明的第七實施方式的波長轉換部件的側視剖面的一部分的圖。在本實施方式的波長轉換部件70中，在散熱層3的主面3b上設置有與第一多孔質陶瓷層1為大致相同形狀的第二多孔質陶瓷層1'。其他構成與第二實施方式的波長轉換部件20相同。

通過在散熱層3的主面3b上設置第二多孔質陶瓷層1'，如上所述，在製造工序中的生片燒成時波長轉換部件70不易產生翹曲。

關於第二多孔質陶瓷層1'的孔隙率和厚度的範圍、以及材質的具體例，能夠選擇與第一多孔質陶瓷層1相同。從有效地抑制製造時的燒成工序中的波長轉換部件70的翹曲的問題的觀點而言，優選為第一多孔質陶瓷層1與第二多孔質陶瓷層1'的孔隙率、厚度和材質的至少1者相同，更優選為它們全部相同。

第二多孔質陶瓷層1'優選含有易燒結性陶瓷粉末。若如此，則能夠提高第二多孔質陶瓷層1'的抗彎強度，結果，也能夠提高波長轉換部件整體的抗彎強度。此外，從有效地抑制製造時的燒成工序中的波長轉換部件70的翹曲的問題的觀點而言，第二多孔質陶瓷層1'中的易燒結性陶瓷粉末的含量優選為與第一多孔質陶瓷層中的易燒結性陶瓷粉末的含量相同。

波長轉換部件70能夠通過如下方式製作。

以與波長轉換部件10的方法同樣的方式獲得第一多孔質陶瓷層1用生片和第二多孔質陶瓷層1'用生片。另外，以與波長轉換部件20的方法同樣的方式準備散熱層3。將第一多孔質陶瓷層1用生片疊層在散熱層3的主面3a，將第二多孔質陶瓷層1'用生片疊層於主面3b並進行燒成，由此獲得第一多孔質陶瓷層1和第二多孔質陶瓷層1'分別接合在散熱層3的各主面而成的疊層體。

接下來，以與波長轉換部件10的方法同樣的方式將螢光體層2接合於所獲得的疊層體中的第一多孔質陶瓷層1的主面1a上，由此獲得波長轉換部件70。

(8)第八實施方式的波長轉換部件

圖8(a)是本發明的第八實施方式的波長轉換部件80的俯視圖，(b)是(a)的a-a'剖面圖。在本實施方式的波長轉換部件80中，在形成有螢光體層2的區域的一部分設置有缺口部c，此點與波長轉換部件70不同。各層的構成與波長轉換部件70相同。在缺口部c，沒有形成螢光體層2、第一多孔質陶瓷層1、第二多孔質陶瓷層1'和散熱層3的任一者，而成為輪外周的一部分完全缺損的形態，從而能夠使激發光透過。因此，通過使用波長轉換部件80，可獲得能夠將利用螢光體層2使激發光波長轉換後提取螢光的情況與直接提取激發光的情況的兩者適當區分使用的發光裝置。

(9)第九實施方式的波長轉換部件

圖9(a)是本發明的第九實施方式的波長轉換部件90的俯視圖，(b)是(a)的a-a'剖面圖。在波長轉換部件90中，在形成有螢光體層2的區域的一部分設置有缺口部c。在缺口部c，沒有形成螢光體層2、第一多孔質陶瓷層1和第二多孔質陶瓷層1'，而成為散熱層3的主面3a和3b露出的狀態，此點與波長轉換部件80不同。此處，通過利用藍寶石等能夠使激發光透過的材料構成散熱層3，與波長轉換部件80同樣地，能夠在缺口部c使激發光透過。此外，在波長轉換部件90中，由於在缺口部c形成有散熱層3，故而與波長轉換部件80相比，部件整體的質量平衡優異。因此，能夠抑制使波長轉換部件90高速旋轉的情況下的振動或風的噪音的產生。進而，由於散熱層3的主面3a和3b的一部分露出，故而容易使螢光體層2所產生的熱散熱至外部。

(10)第十實施方式的波長轉換部件

圖10(a)是本發明的第十實施方式的波長轉換部件100的俯視圖，(b)是(a)的a-a'剖面圖，(c)是散熱層3的俯視圖。在波長轉換部件100中，與波長轉換部件90同樣地，在形成有螢光體層2的區域的一部分設置有缺口部c，並且，在缺口部c沒有形成螢光體層2、第一多孔質陶瓷層1和第二多孔質陶瓷層1'，而成為散熱層3的主面3a、3b露出的狀態。

波長轉換部件100所使用的散熱層3由散熱層片31、32構成。具體而言，散熱層片31具有缺口部c'，具有與缺口部c'對應的形狀的散熱層片32嵌入至缺口部c'。散熱層片31、32也可以在交界部b利用粘接劑接合。

由於缺口部c'比缺口部c大一圈，故而散熱層3中的散熱層片31、32的交界部b成為被第一多孔質陶瓷層1和第二多孔質陶瓷層1'覆蓋，並且在缺口部c僅露出散熱層片32的狀態。另外，散熱層片31、32通過在交界部b由第一多孔質陶瓷層1和第二多孔質陶瓷層1'夾持而固定。

此處，通過利用藍寶石等能夠使激發光透過的材料構成散熱層片32，與波長轉換部件90同樣地，能夠在缺口部c使激發光透過。另外，在波長轉換部件100中，也由於在缺口部c形成有散熱層3，故而能夠抑制使波長轉換部件100高速旋轉的情況下的振動或風的噪音的產生。

在波長轉換部件100中，利用能夠使激發光透過的材料僅構成散熱層3中的一部分、即散熱層片32即可，關於剩下的散熱層片31，對激發光的透過特性沒有要求。例如，在使用藍寶石作為散熱層片32的情況下，作為散熱層片31，優選使用熱膨脹係數近似於藍寶石的氧化鋁。若如此，則能夠抑制因散熱層片31、32的熱膨脹差而引起的應力的產生。另外，通過利用廉價的氧化鋁構成散熱層3的大部分，能夠實現部件的低成本化。

(發光裝置)

本發明的發光裝置具備上述波長轉換部件(波長轉換部件10～70的任一者)和對波長轉換部件照射激發光的光源而成。作為光源，能夠使用led或ld(laserdiode，雷射二極體)等。自光源照射的激發光在波長轉換部件中的螢光體層經波長轉換而發出螢光，該螢光在第一多孔質陶瓷層反射，並且從與激發光照射側相同側出射螢光。

實施例

以下，通過實施例對本發明的波長轉換部件詳細地進行說明。但是，本發明不受以下實施例任何限定。

表1示出本發明的實施例和比較例。

[表1]

(實施例1)

(多孔質陶瓷層用生片的製作)

對al2o3粉末(平均粒徑(d50)：1μm)適當添加作為結合劑的聚甲基丙烯酸丁酯、作為可塑劑的甲乙酮、作為溶劑的鄰苯二甲酸丁苄酯並進行24小時混練，由此獲得漿料。使用刮刀法將所獲得的漿料塗布於聚對苯二甲酸乙二醇酯(pet)膜上並使其乾燥，由此獲得多孔質陶瓷層用生片(厚度0.32mm)。

此外，多孔質陶瓷層的抗彎強度以如下方式測定。在大氣中、600℃對多孔質陶瓷層用生片進行8小時脫脂處理，進而在1400℃進行5小時燒成，由此獲得多孔質陶瓷層。對於所獲得的多孔質陶瓷層，使用試驗機(島津製作所製造的ag-10knis)測定抗彎強度。

(螢光體層用生片的製作)

以按摩爾％計成為sio2：58％、al2o3：6％、b2o3：17％、li2o：8％、na2o：8％、k2o：3％的玻璃組成的方式調合原料，並利用熔融驟冷法獲得膜狀玻璃。使用球磨機將所獲得的膜狀玻璃粉碎，獲得平均粒徑(d50)為1μm的玻璃粉末。

將所獲得的玻璃粉末與yag(y3al5o12)螢光體粉末(平均粒徑(d50)：15μm)以成為玻璃粉末30體積％、yag(y3al5o12)螢光體粉末70體積％的方式進行調合，並使用振動混合機進行混合。向所獲得的混合粉末50g中適當添加結合劑、可塑劑、溶劑等並進行24小時混練，由此獲得漿料。使用刮刀法將所獲得的漿料塗布於pet膜上並使其乾燥，由此獲得螢光體層用生片(厚度0.12mm)。

(波長轉換部件的製作)

將多孔質陶瓷層用生片與作為散熱層的緻密陶瓷層(株式會社maruwa製造的al2o3片製品名ha-96-2；厚度0.8mm，熱導率23w/m·k)重合，並使用熱壓接機在100℃施加5分鐘10mpa的壓力而使兩者密接，之後在大氣中、600℃進行8小時脫脂處理，進而在1400℃進行5小時燒成，由此製作包含多孔質陶瓷層與緻密陶瓷層的2層的陶瓷層疊層體。

在陶瓷層疊層體中，多孔質陶瓷層用與緻密陶瓷層的孔隙率通過在將剖面的反射電子圖像進行二值化後計算氣孔部分的面積比例而求出。另外，陶瓷層疊層體的光反射率使用島津製作所製造的uv-2500pc並根據波長400～800nm的各波長的反射光強度的平均值而求出。

接下來，通過將螢光體層用生片重合於陶瓷層疊層體的多孔質陶瓷層上，並使用熱壓接機在100℃施加5分鐘10mpa的壓力而使兩者密接，之後在大氣中、500℃進行7小時脫脂處理，進而在700℃進行1小時燒成，由此製作波長轉換部件。

(實施例2)

以與實施例1同樣的方式製作多孔質陶瓷層用生片(厚度0.26mm)。將4層多孔質陶瓷層用生片重疊並使用熱壓接機在100℃施加5分鐘10mpa的壓力而使它們密接，之後在大氣中、600℃進行8小時脫脂處理並在1400℃進行5小時燒成，由此獲得多孔質陶瓷層。以與實施例1同樣的方式測定多孔質陶瓷層的光反射率。將結果示於表1。

通過將多孔質陶瓷層與實施例1中所獲得的螢光體層用生片重合，並使用熱壓接機在100℃施加5分鐘10mpa的壓力而使它們密接，之後在大氣中、500℃進行7小時脫脂處理，進而在700℃進行1小時燒成，由此製作波長轉換部件。

(實施例3)

對al2o3粉末(平均粒徑(d50)：1μm)90體積％與易燒結性氧化鋁粉末(大明化學工業株式會社製造的taimicrontm-d)10體積％的混合粉末適當添加作為結合劑的聚甲基丙烯酸丁酯、作為可塑劑的甲乙酮、作為溶劑的鄰苯二甲酸丁苄酯並進行24小時混練，由此獲得漿料。使用刮刀法將所獲得的漿料塗布於聚對苯二甲酸乙二醇酯(pet)膜上並使其乾燥，由此獲得多孔質陶瓷層用生片(厚度0.32mm)。

使用所獲得的多孔質陶瓷層用生片，除此以外，利用與實施例1同樣的方法製作波長轉換部件。

(實施例4)

在製作多孔質陶瓷層用生片時使用al2o3粉末80體積％與易燒結性氧化鋁粉末20體積％的混合粉末，除此以外，以與實施例3同樣的方式製作波長轉換部件。

(比較例)

通過使用熱壓接機在100℃施加5分鐘10mpa的壓力而使實施例1中所獲得的螢光體層用生片密接於緻密陶瓷層(株式會社maruwa製造的al2o3片製品名ha-96-2；厚度0.635mm)，之後在大氣中、500℃進行7小時脫脂處理，進而在700℃進行1小時燒成，由此獲得波長轉換部件。此外，以與實施例1同樣的方式測定緻密陶瓷層的光反射率。將結果示於表1。

(特性評價)

對於以上述方式製作的各波長轉換部件，以如下方式測定螢光峰值強度和螢光體層的表面溫度。將結果示於表1。此外，測定使用圖11所示的尺寸的部件(各層的厚度如表1所示)。

從波長440nm的藍色雷射源以輸出30w對以8000rpm旋轉的波長轉換部件的螢光體層表面照射雷射。通過光纖並利用小型分光器(usb-4000oceanoptics公司製造)接收所獲得的螢光，從而獲得發光光譜。由發光光譜讀取螢光峰值強度。另外，使用flir製造的thermographyi5測定螢光體層的表面溫度。

如根據表1明確，實施例1～4的波長轉換部件的螢光峰值強度為1251(a.u.)以上，相對於此，比較例的波長轉換部件的螢光峰值強度差，為1098(a.u.)。此外，若將實施例1與實施例2進行比較，則可知在使用多孔質陶瓷層與緻密陶瓷層的疊層體作為光反射層的情況下，光反射率提高。另外，認為在將緻密陶瓷層疊層於多孔質陶瓷層的情況下，螢光體層的溫度也降低，由此減輕螢光體的溫度淬滅。根據它們2個因素，探討出實施例1的波長轉換部件與實施例2的波長轉換部件相比，螢光峰值強度增高。進而，若將實施例1、3、4進行比較，則可知通過使多孔質陶瓷層含有易燒結性氧化鋁，抗彎強度提高。

符號說明

1第一多孔質陶瓷層

1'第二多孔質陶瓷層

2螢光體層

3散熱層

10、20、30、40、50、60、70、80、90、100波長轉換部件

31、32散熱層片

h孔部

c、c'缺口部

b交界部