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特開2022-92810セラミックス複合体、発光装置及びセラミックス複合体の製造方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022092810
(43)【公開日】2022-06-23
(54)【発明の名称】セラミックス複合体、発光装置及びセラミックス複合体の製造方法
(51)【国際特許分類】
C04B 35/117 20060101AFI20220616BHJP
C09K 11/80 20060101ALI20220616BHJP
C09K 11/08 20060101ALI20220616BHJP
H01L 33/50 20100101ALI20220616BHJP
C04B 35/44 20060101ALN20220616BHJP
【ＦＩ】
C04B35/117
C09K11/80
C09K11/08 J
C09K11/08 A
H01L33/50
C04B35/44
【審査請求】未請求
【請求項の数】17
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2020205735
(22)【出願日】2020-12-11
(71)【出願人】
【識別番号】000226057
【氏名又は名称】日亜化学工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000707
【氏名又は名称】弁理士法人市澤・川田国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】大栗 裕史
(72)【発明者】
【氏名】平井 利幸
【テーマコード（参考）】
4H001
5F142
【Ｆターム（参考）】
4H001CA02
4H001CA05
4H001CF01
4H001XA08
4H001XA13
4H001XA31
4H001XA39
4H001XA64
4H001XA65
4H001XA71
4H001YA58
5F142AA26
5F142BA02
5F142BA32
5F142CA11
5F142CE03
5F142CE16
5F142DA12
5F142DA14
5F142DA73
(57)【要約】
【課題】発光の色調のばらつきを抑制することができるセラミックス複合体、発光装置及びセラミックス複合体の製造方法を提供する。
【解決手段】賦活元素と前記賦活元素とは異なる第１希土類元素を含有する第１希土類アルミン酸塩蛍光体を含む第１結晶相と、酸化アルミニウムを含む第２結晶相と、を含み、全体量に対して、前記第１結晶相の含有量が５体積％以上４０体積％以下の範囲内であり、前記第２結晶相の含有量が５７体積％以上９５体積％以下の範囲内であり、特定の測定条件で測定した前記第２結晶相の第２結晶径の平均値が１２μｍ以下であり、前記第２結晶径の粒度分布曲線の小径側からの積算値が２５％及び７５％のときの第２結晶径の値をＤ２５及びＤ７５と表記したときの、ＱＤ＝（Ｄ７５－Ｄ２５）／（Ｄ７５＋Ｄ２５）で表されるＱＤ値が０．５以下であるセラミックス複合体である。
【選択図】図６Ａ
【解決手段】賦活元素と前記賦活元素とは異なる第１希土類元素を含有する第１希土類アルミン酸塩蛍光体を含む第１結晶相と、酸化アルミニウムを含む第２結晶相と、を含み、全体量に対して、前記第１結晶相の含有量が５体積％以上４０体積％以下の範囲内であり、前記第２結晶相の含有量が５７体積％以上９５体積％以下の範囲内であり、特定の測定条件で測定した前記第２結晶相の第２結晶径の平均値が１２μｍ以下であり、前記第２結晶径の粒度分布曲線の小径側からの積算値が２５％及び７５％のときの第２結晶径の値をＤ２５及びＤ７５と表記したときの、ＱＤ＝（Ｄ７５－Ｄ２５）／（Ｄ７５＋Ｄ２５）で表されるＱＤ値が０．５以下であるセラミックス複合体である。
【選択図】図６Ａ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
賦活元素と前記賦活元素とは異なる第１希土類元素を含有する第１希土類アルミン酸塩蛍光体を含む第１結晶相と、酸化アルミニウムを含む第２結晶相と、を含み、
全体量に対して、前記第１結晶相の含有量が５体積％以上４０体積％以下の範囲内であり、前記第２結晶相の含有量が５７体積％以上９５体積％以下の範囲内であり、
下記測定条件で測定した前記第２結晶相の第２結晶径の平均値が１２μｍ以下であり、前記第２結晶径の粒度分布曲線の小径側からの積算値が２５％及び７５％のときの第２結晶径の値をＤ２５及びＤ７５と表記したときに、ＱＤ＝（Ｄ７５－Ｄ２５）／（Ｄ７５＋Ｄ２５）で表されるＱＤ値が０．５以下である、セラミックス複合体。
測定条件
セラミックス複合体の断面における走査型電子顕微鏡を用いて撮影したＳＥＭ画像において、粒界で区切られた結晶相の断面における最大幅と、前記最大幅の中心点を通る最小幅と、を測定し、前記最大幅と前記最小幅の平均を結晶径とし、同一倍率のＳＥＭ画像において特定の大きさの範囲における結晶径の算術平均値を、結晶径の平均値とする。
全体量に対して、前記第１結晶相の含有量が５体積％以上４０体積％以下の範囲内であり、前記第２結晶相の含有量が５７体積％以上９５体積％以下の範囲内であり、
下記測定条件で測定した前記第２結晶相の第２結晶径の平均値が１２μｍ以下であり、前記第２結晶径の粒度分布曲線の小径側からの積算値が２５％及び７５％のときの第２結晶径の値をＤ２５及びＤ７５と表記したときに、ＱＤ＝（Ｄ７５－Ｄ２５）／（Ｄ７５＋Ｄ２５）で表されるＱＤ値が０．５以下である、セラミックス複合体。
測定条件
セラミックス複合体の断面における走査型電子顕微鏡を用いて撮影したＳＥＭ画像において、粒界で区切られた結晶相の断面における最大幅と、前記最大幅の中心点を通る最小幅と、を測定し、前記最大幅と前記最小幅の平均を結晶径とし、同一倍率のＳＥＭ画像において特定の大きさの範囲における結晶径の算術平均値を、結晶径の平均値とする。
【請求項2】
前記第１希土類アルミン酸塩蛍光体が、Ｙ、Ｌｕ、Ｇｄ及びＴｂからなる群から選択される少なくとも１種の第１希土類元素Ｌｎ１と、前記賦活元素であるＣｅと、Ａｌと、を含み、必要に応じてＧａを含んでいてもよく、前記第１希土類元素Ｌｎ１と前記Ｃｅの合計のモル比が３であり、前記Ｃｅのモル比が、０を超えて０．２２以下の範囲内の変数ａと３の積であり、前記Ａｌと前記Ｇａの合計のモル比が４．５以上５．５以下の範囲内であり、前記Ａｌのモル比が０を超えて１．１以下の範囲内の変数ｃと５の積であり、必要に応じて含んでいてもよいＧａのモル比が０以上０．４以下の範囲内の変数ｂと５の積である、第１希土類アルミン酸塩の組成を有する、請求項１に記載のセラミックス複合体。
【請求項3】
前記第１希土類アルミン酸塩蛍光体が、下記式（Ｉ）で表される組成を有する、請求項１又は２に記載のセラミックス複合体。
（Ｌｎ１ １－ａＣｅａ）３（ＡｌｃＧａｂ）５Ｏ１２ （Ｉ）
（前記式（Ｉ）中、Ｌｎ１は、Ｙ、Ｇｄ、Ｌｕ及びＴｂからなる群から選ばれる少なくとも１種であり、ａ、ｂ及びｃは、０＜ａ≦０．２２、０≦ｂ≦０．４、０＜ｃ≦１．１、０．９≦ｂ＋ｃ≦１．１を満たす。）
（Ｌｎ１ １－ａＣｅａ）３（ＡｌｃＧａｂ）５Ｏ１２ （Ｉ）
（前記式（Ｉ）中、Ｌｎ１は、Ｙ、Ｇｄ、Ｌｕ及びＴｂからなる群から選ばれる少なくとも１種であり、ａ、ｂ及びｃは、０＜ａ≦０．２２、０≦ｂ≦０．４、０＜ｃ≦１．１、０．９≦ｂ＋ｃ≦１．１を満たす。）
【請求項4】
第２希土類元素を含有する第２希土類アルミン酸塩を含む第３結晶相を含み、前記第３結晶相の含有量が全体量に対して０．０１体積％以上３体積％以下の範囲内である、請求項１から３のいずれか１項に記載のセラミックス複合体。
【請求項5】
前記第２希土類アルミン酸塩が、Ｙ、Ｇｄ、Ｔｂ及びＬｕからなる群から選択される少なくとも１種の第２希土類元素Ｌｎ２を含む、請求項４に記載のセラミックス複合体。
【請求項6】
前記第２希土類アルミン酸塩が、下記式（ＩＩ）で表される組成を有する、請求項４又は５に記載のセラミックス複合体。
Ｌｎ２ ３Ａｌ５Ｏ１２ （ＩＩ）
Ｌｎ２ ３Ａｌ５Ｏ１２ （ＩＩ）
【請求項7】
前記請求項１から６のいずれか一項に記載されたセラミックス複合体を含む波長変換部材と、励起光源とを備えた発光装置。
【請求項8】
前記励起光源であり、前記波長変換部材が発光面に接合された発光素子と、前記発光素子を配置する実装基板と、前記発光素子および前記波長変換部材の側面を覆う被覆部材を備えた請求項７に記載の発光装置。
【請求項9】
賦活元素と前記賦活元素とは異なる第１希土類元素を含有する第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子と、酸化アルミニウム粒子と、を含む、原料混合物を準備することと、
前記原料混合物を成形し、成形体を形成することと、
前記成形体を１５５０℃以上１８００℃以下の温度範囲で焼成し、焼結体を得ること、を含み、
前記原料混合物は、全体量に対して、前記第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子の含有量が５質量％以上４０質量％以下の範囲内であり、前記酸化アルミニウム粒子の含有量が５７質量％以上９５質量％以下の範囲内であり、
前記焼結体は、前記第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子を含む第１結晶相と、前記酸化アルミニウム粒子を含む第２結晶相を含み、
下記測定条件で測定した前記焼結体に含まれる前記第２結晶相の第２結晶径の平均値が１２μｍ以下であり、前記第２結晶径の粒度分布曲線の小径側からの積算値が２５％及び７５％のときの酸化アルミニウム結晶径の値をＤ２５及びＤ７５と表記したときにＱＤ＝（Ｄ７５－Ｄ２５）／（Ｄ７５＋Ｄ２５）で表されるＱＤ値が０．５以下である、セラミックス複合体の製造方法。
測定条件
セラミックス複合体の断面における走査型電子顕微鏡を用いて撮影したＳＥＭ画像において、粒界で区切られた結晶相の断面における最大幅と、前記最大幅の中心点を通る最小幅と、を測定し、前記最大幅と前記最小幅の平均を結晶径とし、同一倍率のＳＥＭ画像において特定の大きさの範囲における結晶径の算術平均値を、結晶径の平均値とする。
前記原料混合物を成形し、成形体を形成することと、
前記成形体を１５５０℃以上１８００℃以下の温度範囲で焼成し、焼結体を得ること、を含み、
前記原料混合物は、全体量に対して、前記第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子の含有量が５質量％以上４０質量％以下の範囲内であり、前記酸化アルミニウム粒子の含有量が５７質量％以上９５質量％以下の範囲内であり、
前記焼結体は、前記第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子を含む第１結晶相と、前記酸化アルミニウム粒子を含む第２結晶相を含み、
下記測定条件で測定した前記焼結体に含まれる前記第２結晶相の第２結晶径の平均値が１２μｍ以下であり、前記第２結晶径の粒度分布曲線の小径側からの積算値が２５％及び７５％のときの酸化アルミニウム結晶径の値をＤ２５及びＤ７５と表記したときにＱＤ＝（Ｄ７５－Ｄ２５）／（Ｄ７５＋Ｄ２５）で表されるＱＤ値が０．５以下である、セラミックス複合体の製造方法。
測定条件
セラミックス複合体の断面における走査型電子顕微鏡を用いて撮影したＳＥＭ画像において、粒界で区切られた結晶相の断面における最大幅と、前記最大幅の中心点を通る最小幅と、を測定し、前記最大幅と前記最小幅の平均を結晶径とし、同一倍率のＳＥＭ画像において特定の大きさの範囲における結晶径の算術平均値を、結晶径の平均値とする。
【請求項10】
前記原料混合物を準備する工程において、前記原料混合物は、第２希土類元素を含有する第２希土類酸化物粒子を含み、前記原料混合物は、前記第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子の含有量が５質量％以上４０質量％以下の範囲内であり、前記酸化アルミニウム粒子の含有量が５７質量％以上９４．９９質量％以下の範囲内であり、前記第２希土類酸化物粒子の含有量が０．０１質量％以上３質量％以下の範囲内である、請求項９に記載のセラミックス複合体の製造方法。
【請求項11】
前記原料混合物を準備する工程において、前記第２希土類酸化物粒子が、Ｙ、Ｇｄ、Ｔｂ及びＬｕからなる群から選択される少なくとも１種の第２希土類元素Ｌｎ２を含む、請求項１０に記載のセラミックス複合体の製造方法。
【請求項12】
前記原料混合物を準備する工程において、前記原料混合物を目開き１６０μｍ以下のふるいでふるい分けし、ふるいを通過した原料混合物を準備すること、を含む、請求項９から１１のいずれか１項に記載のセラミックス複合体の製造方法。
【請求項13】
前記原料混合物を準備する工程において、前記第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子と、前記酸化アルミニウム粒子を湿式混合する、請求項９から１２のいずれか１項に記載のセラミックス複合体の製造方法。
【請求項14】
前記原料混合物を準備する工程において、湿式混合して得られたスラリーを乾燥し、得られた乾燥物を目開き１６０μｍ以下のふるいでふるい分けし、ふるいを通過した原料混合物を準備することを含む、請求項１３に記載のセラミックス複合体の製造方法。
【請求項15】
前記焼結体を得る工程において、前記成形体を１５５０℃以上１８００℃以下の温度範囲で１次焼成し、第１焼結体を得ることと、
熱間等方圧加圧（ＨＩＰ）により、前記第１焼結体を１５００℃以上１８００℃以下の温度範囲で２次焼成し、第２焼結体を得ることと、を含み、
前記測定条件で測定した第２焼結体に含まれる第２結晶相の第２結晶径が１２μｍ以下である、請求項９から１４のいずれか１項に記載のセラミックス複合体の製造方法。
熱間等方圧加圧（ＨＩＰ）により、前記第１焼結体を１５００℃以上１８００℃以下の温度範囲で２次焼成し、第２焼結体を得ることと、を含み、
前記測定条件で測定した第２焼結体に含まれる第２結晶相の第２結晶径が１２μｍ以下である、請求項９から１４のいずれか１項に記載のセラミックス複合体の製造方法。
【請求項16】
前記原料混合物を準備する工程において、前記第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子の組成が、Ｙ、Ｌｕ、Ｇｄ及びＴｂからなる群から選択される少なくとも１種の第１希土類元素Ｌｎ１と、前記賦活元素であるＣｅと、Ａｌと、を含み、必要に応じてＧａを含んでいてもよく、前記第１希土類元素Ｌｎ１と前記Ｃｅの合計のモル比が３であり、前記Ｃｅのモル比が、０を超えて０．２２以下の範囲内の変数ａと３の積であり、前記Ａｌと前記Ｇａの合計のモル比が４．５以上５．５以下の範囲内であり、前記Ａｌのモル比が０を超えて１．１以下の範囲内の変数ｃと５の積であり、必要に応じて含んでいてもよいＧａのモル比が０以上０．４以下の範囲内の変数ｂと５の積である、第１希土類アルミン酸塩の組成を有する、請求項９から１５のいずれか１項に記載のセラミックス複合体の製造方法。
【請求項17】
前記原料混合物を準備する工程において、前記第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子が、下記式（Ｉ）で表される組成を有する、請求項９から１６のいずれか１項に記載のセラミックス複合体の製造方法。
（Ｌｎ１ １－ａＣｅａ）３（ＡｌｃＧａｂ）５Ｏ１２ （Ｉ）
（前記式（Ｉ）中、Ｌｎ１は、Ｙ、Ｇｄ、Ｌｕ及びＴｂからなる群から選ばれる少なくとも１種であり、ａ、ｂ及びｃは、０＜ａ≦０．２２、０≦ｂ≦０．４、０＜ｃ≦１．１、０．９≦ｂ＋ｃ≦１．１を満たす。）
（Ｌｎ１ １－ａＣｅａ）３（ＡｌｃＧａｂ）５Ｏ１２ （Ｉ）
（前記式（Ｉ）中、Ｌｎ１は、Ｙ、Ｇｄ、Ｌｕ及びＴｂからなる群から選ばれる少なくとも１種であり、ａ、ｂ及びｃは、０＜ａ≦０．２２、０≦ｂ≦０．４、０＜ｃ≦１．１、０．９≦ｂ＋ｃ≦１．１を満たす。）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、セラミックス複合体、発光装置及びセラミックス複合体の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）やレーザーダイオード（ＬＤ：Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）と、ＬＥＤやＬＤの発光素子から発せられた光の波長を変換する蛍光体を含む波長変換部材を備えた発光装置が知られている。このような発光装置は、例えば車載用、一般照明用、液晶表示装置のバックライト、プロジェクターなどの光源に用いられている。
【0003】
例えば、特許文献１には、Ｃｅで賦活されたイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体と、蛍光体粒子の間に存在する酸化アルミニウムからなる無機材料と、蛍光体粒子の表面の少なくとも一部を覆うように付着された蛍光体粒子よりも小さい粒径を有する添加材粒子と、を含むセラミックス複合体が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０１５－１４９３９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
蛍光体と、透光性の無機材料とを含むセラミックス複合体は、セラミックス複合体から発せられる光の色調のばらつきを抑制することが求められている。
そこで、本発明の一態様は、発光の色調のばらつきを抑制することができるセラミックス複合体、そのセラミックス複合体を用いた発光装置及びセラミックス複合体の製造方法を提供することを目的とする。
そこで、本発明の一態様は、発光の色調のばらつきを抑制することができるセラミックス複合体、そのセラミックス複合体を用いた発光装置及びセラミックス複合体の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の第１態様は、賦活元素と前記賦活元素とは異なる第１希土類元素を含有する第１希土類アルミン酸塩蛍光体を含む第１結晶相と、酸化アルミニウムを含む第２結晶相と、を含み、全体量に対して、前記第１結晶相の含有量が５体積％以上４０体積％以下の範囲内であり、前記第２結晶相の含有量が５７体積％以上９５体積％以下の範囲内であり、下記測定条件で測定した前記第２結晶相の第２結晶径の平均値が１２μｍ以下であり、前記第２結晶径の粒度分布曲線の小径側からの積算値が２５％及び７５％のときの第２結晶径の値をＤ２５及びＤ７５と表記したときの、ＱＤ＝（Ｄ７５－Ｄ２５）／（Ｄ７５＋Ｄ２５）で表されるＱＤ値が０．５以下であるセラミックス複合体である。
測定条件
セラミックス複合体の断面における走査型電子顕微鏡を用いて撮影したＳＥＭ画像において、粒界で区切られた結晶相の断面における最大幅と、前記最大幅の中心点を通る最小幅と、を測定し、前記最大幅と前記最小幅の平均を結晶径とし、同一倍率のＳＥＭ画像において特定の大きさの範囲における結晶径の算術平均値を、結晶径の平均値とする。
測定条件
セラミックス複合体の断面における走査型電子顕微鏡を用いて撮影したＳＥＭ画像において、粒界で区切られた結晶相の断面における最大幅と、前記最大幅の中心点を通る最小幅と、を測定し、前記最大幅と前記最小幅の平均を結晶径とし、同一倍率のＳＥＭ画像において特定の大きさの範囲における結晶径の算術平均値を、結晶径の平均値とする。
【0007】
本発明の第２態様は、セラミックス複合体を含む波長変換部材と、励起光源とを備えた発光装置である。
【0008】
本発明の第３態様は、賦活元素と前記賦活元素とは異なる第１希土類元素を含有する第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子と、酸化アルミニウム粒子と、を含む、原料混合物を準備することと、原料混合物を成形して、成形体を準備することと、前記成形体を１５５０℃以上１８００℃以下の温度範囲で焼成し、焼結体を得ること、を含み、前記原料混合物は、全体量に対して、前記第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子の含有量が５質量％以上４０質量％以下の範囲内であり、前記酸化アルミニウム粒子の含有量が５７質量％以上９５質量％以下の範囲内であり、前記焼結体は、前記第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子を含む第１結晶相と、前記酸化アルミニウム粒子を含む第２結晶相を含み、前記測定条件で測定した前記焼結体に含まれる前記第２結晶相の第２結晶径の平均値が１２μｍ以下であり、前記第２結晶径の粒度分布曲線の小径側からの積算値が２５％及び７５％のときの酸化アルミニウム結晶径の値をＤ２５及びＤ７５と表記したときにＱＤ＝（Ｄ７５－Ｄ２５）／（Ｄ７５＋Ｄ２５）で表されるＱＤ値が０．５以下である、セラミックス複合体の製造方法である。
【発明の効果】
【0009】
本発明の一態様によれば、発光の色調のばらつきを抑制することができるセラミックス複合体、そのセラミックス複合体を用いた発光装置及びセラミックス複合体の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、セラミックス複合体、発光装置及びセラミックス複合体の製造方法を実施形態に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための例示であって、本発明は、以下のセラミックス複合体、発光装置及びセラミックス複合体の製造方法に限定されない。なお、色名と色度座標との関係、光の波長範囲と単色光の色名との関係は、ＪＩＳ Ｚ８１１０に従う。また、本明細書において、セラミックスは、１０００℃以下の温度下において、あらゆる無機非金属材料をいう。
【0012】
セラミックス複合体
セラミックス複合体は、賦活元素と前記賦活元素とは異なる第１希土類元素を含有する第１希土類アルミン酸塩蛍光体を含む第１結晶相と、酸化アルミニウムを含む第２結晶相と、を含み、全体量に対して前記第１結晶相の含有量が５体積％以上４０体積％以下の範囲内であり、前記第２結晶相の含有量が５７体積％以上９５体積%以下の範囲内であり、下記測定条件で測定した前記第２結晶相の第２結晶径の平均値が１２μｍ以下であり、前記第２結晶径の粒度分布曲線の小径側からの積算値が２５％及び７５％のときの第２結晶径の値をＤ２５及びＤ７５と表記したときに、ＱＤ＝（Ｄ７５－Ｄ２５）／（Ｄ７５＋Ｄ２５）で表されるＱＤ値が０．５以下である。第２結晶径の粒度分布曲線は、粒界で区切られた１つの第２結晶相を１つの粒子と仮定し、下記測定条件によって測定した結晶径の分布曲線をいう。
測定条件
セラミックス複合体の断面における走査型電子顕微鏡を用いて撮影したＳＥＭ画像において、粒界で区切られた結晶相の断面における最大幅と、前記最大幅の中心点を通る最小幅と、を測定し、前記最大幅と前記最小幅の平均を結晶径とし、同一倍率のＳＥＭ画像において特定の大きさの範囲における結晶径の算術平均値を、結晶径の平均値とする。
セラミックス複合体は、賦活元素と前記賦活元素とは異なる第１希土類元素を含有する第１希土類アルミン酸塩蛍光体を含む第１結晶相と、酸化アルミニウムを含む第２結晶相と、を含み、全体量に対して前記第１結晶相の含有量が５体積％以上４０体積％以下の範囲内であり、前記第２結晶相の含有量が５７体積％以上９５体積%以下の範囲内であり、下記測定条件で測定した前記第２結晶相の第２結晶径の平均値が１２μｍ以下であり、前記第２結晶径の粒度分布曲線の小径側からの積算値が２５％及び７５％のときの第２結晶径の値をＤ２５及びＤ７５と表記したときに、ＱＤ＝（Ｄ７５－Ｄ２５）／（Ｄ７５＋Ｄ２５）で表されるＱＤ値が０．５以下である。第２結晶径の粒度分布曲線は、粒界で区切られた１つの第２結晶相を１つの粒子と仮定し、下記測定条件によって測定した結晶径の分布曲線をいう。
測定条件
セラミックス複合体の断面における走査型電子顕微鏡を用いて撮影したＳＥＭ画像において、粒界で区切られた結晶相の断面における最大幅と、前記最大幅の中心点を通る最小幅と、を測定し、前記最大幅と前記最小幅の平均を結晶径とし、同一倍率のＳＥＭ画像において特定の大きさの範囲における結晶径の算術平均値を、結晶径の平均値とする。
【0013】
第１結晶相
セラミックス複合体中の第１希土類アルミン酸塩蛍光体を含む第１結晶相の含有量は、５体積％以上４０体積%以下の範囲内であり、好ましくは６体積％以上３８体積％以下の範囲内であり、より好ましくは７体積％以上３５体積％以下の範囲内である。セラミックス複合体は、第１希土類アルミン酸塩蛍光体を含む第１結晶相によって、入射した光を第１希土類アルミン酸塩蛍光体で波長変換し、出射させることができる。セラミックス複合体に含まれる第１希土類アルミン酸塩蛍光体を含む第１結晶相の含有量が５体積％以上４０体積％以下の範囲内であれば、第１希土類アルミン酸塩蛍光体を含む第１結晶相で入射された光を効率よく波長変換し、母体となる第２結晶相で光を効率よく散乱させて、色調のばらつきを抑制した光をセラミックス複合体から出射させることができる。
セラミックス複合体中の第１希土類アルミン酸塩蛍光体を含む第１結晶相の含有量は、５体積％以上４０体積%以下の範囲内であり、好ましくは６体積％以上３８体積％以下の範囲内であり、より好ましくは７体積％以上３５体積％以下の範囲内である。セラミックス複合体は、第１希土類アルミン酸塩蛍光体を含む第１結晶相によって、入射した光を第１希土類アルミン酸塩蛍光体で波長変換し、出射させることができる。セラミックス複合体に含まれる第１希土類アルミン酸塩蛍光体を含む第１結晶相の含有量が５体積％以上４０体積％以下の範囲内であれば、第１希土類アルミン酸塩蛍光体を含む第１結晶相で入射された光を効率よく波長変換し、母体となる第２結晶相で光を効率よく散乱させて、色調のばらつきを抑制した光をセラミックス複合体から出射させることができる。
【0014】
セラミックス複合体中の第１結晶相の含有量（体積％）と第２結晶相の含有量（体積％）は、セラミックス複合体の任意の数箇所の断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ：Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）によりＳＥＭ画像を撮影し、そのＳＥＭ画像から第１結晶相と第２結晶相の体積割合を算出し、数箇所の断面における第１結晶相と第２結晶相の体積割合の平均値から算出することができる。
【0015】
セラミックス複合体中の第１結晶相の含有量（体積％）と第２結晶相の含有量(体積％)は、セラミックス複合体を形成する原料混合物中の第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子の質量割合の含有量及び真密度、及び酸化アルミニウム粒子の真密度から算出することができる。
【0016】
第１結晶相の含有量（体積％）
セラミックス複合体中の第１結晶相の含有量は、下記式（１）に基づき、算出することができる。下記式（１）における第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子の質量割合（質量％）は、原料混合物中の第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子の質量割合である。
セラミックス複合体中の第１結晶相の含有量は、下記式（１）に基づき、算出することができる。下記式（１）における第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子の質量割合（質量％）は、原料混合物中の第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子の質量割合である。
【0017】
【数1】
【0018】
セラミックス複合体に含まれる第１結晶相の第１結晶径は、５μｍ以上４０μｍ以下の範囲内であればよく、８μｍ以上３５μｍ以下の範囲内でもよく、１０μｍ以上３０μｍ以下の範囲内でもよい。第１希土類アルミン酸塩蛍光体を含む第１結晶相の第１結晶径が５μｍ以上４０μｍ以下の範囲内であれば、セラミックス複合体に入射した光を第１結晶相に含まれる第１希土類アルミン酸塩蛍光体が効率よく吸収して波長変換した光と、セラミックス複合体を透過する光の混色光をセラミックス複合体から出射させることができる。第１希土類アルミン酸塩蛍光体を含む第１結晶相が励起光源から発せられた光を吸収して波長変換し、輝度が高い光をセラミックス複合体から出射させることができる。第１結晶相の第１結晶径は、８μｍ以上３５μｍ以下の範囲内でもよく、１０μｍ以上３０μｍ以下の範囲内でもよい。
【0019】
第２結晶相
セラミックス複合体の第２結晶相に含まれる酸化アルミニウムは、セラミックス複合体の形成時の熱によって溶融し、原料混合物中に含まれる酸化アルミニウム粒子同士が結合して酸化アルミニウムを含む第２結晶相が形成される。セラミックス複合体に含まれる酸化アルミニウムを含む第２結晶相は、第１希土類アルミン酸塩蛍光体を励起する光を透過する。第２結晶相の第２結晶径が大きくなると、第２結晶相を透過する光と、第１結晶相に含まれる第１希土類アルミン酸塩蛍光体で波長変換された光と、の色調差が大きくなり、セラミックス複合体から出射される光の色調のばらつきが大きくなる。第２結晶相の第２結晶径の平均粒径が１２μｍ以下であり、ＱＤ値が０．５以下であると、第２結晶相の第２結晶径が比較的小さく、第２結晶相を粒子と仮定したときの粒度分布が狭くなり、第２結晶相の大きさが揃っているため、セラミックス複合体に入射された光が第２結晶相の粒界で散乱され、セラミックス複合体から出射される光の色調のばらつきを抑制することができる。
セラミックス複合体の第２結晶相に含まれる酸化アルミニウムは、セラミックス複合体の形成時の熱によって溶融し、原料混合物中に含まれる酸化アルミニウム粒子同士が結合して酸化アルミニウムを含む第２結晶相が形成される。セラミックス複合体に含まれる酸化アルミニウムを含む第２結晶相は、第１希土類アルミン酸塩蛍光体を励起する光を透過する。第２結晶相の第２結晶径が大きくなると、第２結晶相を透過する光と、第１結晶相に含まれる第１希土類アルミン酸塩蛍光体で波長変換された光と、の色調差が大きくなり、セラミックス複合体から出射される光の色調のばらつきが大きくなる。第２結晶相の第２結晶径の平均粒径が１２μｍ以下であり、ＱＤ値が０．５以下であると、第２結晶相の第２結晶径が比較的小さく、第２結晶相を粒子と仮定したときの粒度分布が狭くなり、第２結晶相の大きさが揃っているため、セラミックス複合体に入射された光が第２結晶相の粒界で散乱され、セラミックス複合体から出射される光の色調のばらつきを抑制することができる。
【0020】
前記測定条件で測定した第２結晶相の第２結晶径の平均値は、１２μｍ以下であり、１１．９５μｍ以下でもよく、１１．９４μｍ以下でもよく、１１．９３μｍ以下もよい。酸化アルミニウムを含む第２結晶相の第２結晶径は、同じ大きさの酸化アルミニウムを原料として用いた場合でも、製造条件等によって第２結晶径の大きさが異なる場合がある。第２結晶相の第２結晶径は、３μｍ以上でもよく、４μｍ以上でもよく、５μｍ以上でもよい。
【0021】
第２結晶相は、第２結晶径の平均値が１２μｍ以下であり、粒度分布が狭く大きさが揃っている方が、セラミックス複合体に入射した光を均等に散乱しやすく、色調のばらつきを抑制しやすい。第２結晶径の粒度分布曲線の小径側からの積算値が２５％及び７５％のときの第２結晶径の値をＤ２５及びＤ７５と表記したときに、ＱＤ＝（Ｄ７５－Ｄ２５）／（Ｄ７５＋Ｄ２５）で表されるＱＤ値は、０．５以下であり、好ましくは０．４９５以下であり、より好ましくは０．４９２以下であり、さらに好ましくは０．４９０以下である。ＱＤ値が小さい方が、粒度分布が狭く、結晶径が揃っている。第２結晶相の第２結晶径のＱＤ値は、０．４００以上でもよく、０．４２０以上でもよく、０．４５０以上でもよい。
【0022】
セラミックス複合体中の酸化アルミニウムを含む第２結晶相の含有量は、５７体積％以上９５体積％以下の範囲内であり、好ましくは５７体積％以上９４．９９体積％以下の範囲内であり、より好ましくは５８体積％以上９４体積％以下の範囲内であり、さらに好ましくは６０体積％以上９０体積％以下の範囲内である。セラミックス複合体中に後述する第２希土類アルミン酸塩を含む第３結晶相を含む場合には、第２結晶相の含有量は５７体積％以上９４．９体積％以下の範囲内であることが好ましい。セラミックス複合体は、５０体積％を超える酸化アルミニウムが含む第２結晶相が含まれ、第２結晶相がセラミックス複合体の母体を構成する。セラミックス複合体に光が入射されると、第１希土類アルミン酸塩蛍光体を含む第１結晶相によって入射された光が波長変換されるとともに、第２結晶相によって、入射された光が散乱される。セラミックス複合体の母体を構成する酸化アルミニウムを含む第２結晶相の大きさは、セラミックス複合体から出射される光の色調に影響を及ぼす。
【0023】
第２結晶相の含有量（体積％）
セラミックス複合体中の第２結晶相の含有量は、下記式（２）に基づき、算出することができる。
セラミックス複合体中の第２結晶相の含有量は、下記式（２）に基づき、算出することができる。
【0024】
【数2】
【0025】
第１希土類アルミン酸塩蛍光体
第１結晶相に含まれる第１希土類アルミン酸塩蛍光体は、Ｙ、Ｌｕ、Ｇｄ及びＴｂからなる群から選択される少なくとも１種の第１希土類元素Ｌｎ１と、前記賦活元素であるＣｅと、Ａｌと、を含み、必要に応じてＧａを含んでいてもよく、前記第１希土類元素Ｌｎ１と前記Ｃｅの合計のモル比が３であり、前記Ｃｅのモル比が、０を超えて０．２２以下の範囲内の変数ａと３の積であり、前記Ａｌと前記Ｇａの合計のモル比が４．５以上５．５以下の範囲内であり、前記Ａｌのモル比が０を超えて１．１以下の範囲内の変数ｃと５の積であり、必要に応じて含んでいてもよいＧａのモル比が０以上０．４以下の範囲内の変数ｂと５の積である、第１希土類アルミン酸塩の組成を有する、ことが、所望の色調の発光を得るために好ましい。
第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子に含まれる第１希土類元素Ｌｎ１は、Ｙ、Ｌｕ、Ｇｄ及びＴｂからなる群から選択される２種以上の元素を含んでいてもよい。第１希土類元素Ｌｎ１は、Ｙ、Ｌｕ及びＧｄからなる群から選択される少なくとも１種でもよい。第１希土類元素Ｌｎ１は、Ｙ及びＧｄでもよく、Ｙ及びＬｕでもよい。第１希土類アルミン酸塩蛍光体中に、２種以上の第１希土類元素Ｌｎ１を含み、第１希土類元素Ｌｎ１がＹ及びＧｄの場合、第１希土類アルミン酸塩蛍光体の組成中、Ｙ及びＧｄのモル比（Ｙ：Ｇｄ）は９９．５：０．５から７０：３０の範囲であることが好ましく、９９：１から８０：２０の範囲内でもよく、９９：１から９０：１０の範囲内でもよい。
第１結晶相に含まれる第１希土類アルミン酸塩蛍光体は、Ｙ、Ｌｕ、Ｇｄ及びＴｂからなる群から選択される少なくとも１種の第１希土類元素Ｌｎ１と、前記賦活元素であるＣｅと、Ａｌと、を含み、必要に応じてＧａを含んでいてもよく、前記第１希土類元素Ｌｎ１と前記Ｃｅの合計のモル比が３であり、前記Ｃｅのモル比が、０を超えて０．２２以下の範囲内の変数ａと３の積であり、前記Ａｌと前記Ｇａの合計のモル比が４．５以上５．５以下の範囲内であり、前記Ａｌのモル比が０を超えて１．１以下の範囲内の変数ｃと５の積であり、必要に応じて含んでいてもよいＧａのモル比が０以上０．４以下の範囲内の変数ｂと５の積である、第１希土類アルミン酸塩の組成を有する、ことが、所望の色調の発光を得るために好ましい。
第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子に含まれる第１希土類元素Ｌｎ１は、Ｙ、Ｌｕ、Ｇｄ及びＴｂからなる群から選択される２種以上の元素を含んでいてもよい。第１希土類元素Ｌｎ１は、Ｙ、Ｌｕ及びＧｄからなる群から選択される少なくとも１種でもよい。第１希土類元素Ｌｎ１は、Ｙ及びＧｄでもよく、Ｙ及びＬｕでもよい。第１希土類アルミン酸塩蛍光体中に、２種以上の第１希土類元素Ｌｎ１を含み、第１希土類元素Ｌｎ１がＹ及びＧｄの場合、第１希土類アルミン酸塩蛍光体の組成中、Ｙ及びＧｄのモル比（Ｙ：Ｇｄ）は９９．５：０．５から７０：３０の範囲であることが好ましく、９９：１から８０：２０の範囲内でもよく、９９：１から９０：１０の範囲内でもよい。
【0026】
第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子の組成において、Ｃｅのモル比は３と変数ａの積で表される。第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子の組成において、Ｃｅのモル比が０を超えて０．６６であることが好ましく、０．００１以上０．６０以下の範囲内でもよく、０．００３以上０．４５０以下の範囲内でもよく、０．００６以上０．３００以下の範囲内でもよく、０．０１２以上０．２７０以下の範囲内でもよく、０．０１５以上０．２４０以下の範囲内でもよい。第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子の組成において、変数ａは、０を超えて０．２２以下の範囲内（０＜ａ≦０．２２）であり、０．０００３以上０．２０以下の範囲内（０．０００３≦ａ≦０．２０）でもよく、０．００１以上０．１５０以下の範囲内（０．００１≦ａ≦０．１５０）でもよく、０．００２以上０．１００以下の範囲内（０．００２≦ａ≦０．１００）でもよく、０．００４以上０．０９０以下の範囲内（０．００４≦ａ０．０９０）でもよく、０．００５以上０．０８０以下の範囲内（０．００５≦ａ≦０．０８０）でもよい。
【0027】
第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子の組成において、Ａｌのモル比は５と変数ｃの積で表される。第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子の組成において、Ａｌのモル比は、０を超えて５．５以下の範囲内であり、０．５４以上５．０以下の範囲内でもよく、０．６３以上５．０以下の範囲内でもよい。第１希土類アルミン酸塩粒子の組成において、変数ｃは、０を超えて１．１以下の範囲内（０＜ｃ≦１．１）であり、０．６以上１．０以下の範囲内（０．６≦ｃ≦１．０）でもよく、０．７以上１．０以下の範囲内（０．７≦ｃ≦１．０）でもよい。
【0028】
第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子の組成において、Ｇａは含まれていなくてもよい。第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子の組成において、Ｇａのモル比は５と変数ｂの積で表される。第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子の組成において、Ｇａのモル比は、０以上２．０以下の範囲内であり、０．１以上１．５以下の範囲内でもよく、０．２以上１．２以下の範囲内でもよい。第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子の組成において、変数ｂは、０以上０．４以下の範囲内（０≦ｂ≦０．４）であり、０．０２以上０．３以下の範囲（０．０２≦ｂ≦０．３）でもよく、０．０４以上０．０．２４以下の範囲内（０．０４≦ｂ≦０．２４）でもよい。
【0029】
第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子の組成において、ＡｌとＧａの合計のモル比は、４．５以上５．５以下の範囲内であり、５でもよい。第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子の組成において、変数ｂと変数ｃの和は、０．９以上１．１以下の範囲内（０．９≦ｂ＋ｃ≦１．１）であり、１でもよい（ｂ＋ｃ＝１）。
【0030】
前記第１希土類アルミン酸塩蛍光体は、下記式（Ｉ）で表される組成を有することが好ましい。
（Ｌｎ１ １－ａＣｅａ）３（ＡｌｃＧａｂ）５Ｏ１２ （Ｉ）
（前記式（Ｉ）中、Ｌｎ１は、Ｙ、Ｇｄ、Ｌｕ及びＴｂからなる群から選ばれる少なくとも１種であり、ａ、ｂ及びｃは、０＜ａ≦０．２２、０≦ｂ≦０．４、０＜ｃ≦１．１、０．９≦ｂ＋ｃ≦１．１を満たす。）
（Ｌｎ１ １－ａＣｅａ）３（ＡｌｃＧａｂ）５Ｏ１２ （Ｉ）
（前記式（Ｉ）中、Ｌｎ１は、Ｙ、Ｇｄ、Ｌｕ及びＴｂからなる群から選ばれる少なくとも１種であり、ａ、ｂ及びｃは、０＜ａ≦０．２２、０≦ｂ≦０．４、０＜ｃ≦１．１、０．９≦ｂ＋ｃ≦１．１を満たす。）
【0031】
第３結晶相
セラミックス複合体は、第２希土類元素を含有する第２希土類アルミン酸塩を含む第３結晶相を含んでいてもよい。原料混合物中に第２希土類元素を含む第２希土類酸化物粒子が含まれていると、成形体を焼成するときに第２希土類酸化物粒子が酸化アルミニウム粒子の周囲に集まり、酸化アルミニウム粒子と第２希土類酸化物粒子が反応し、第２希土類アルミン酸塩を含む第３結晶相が形成される。第２希土類酸化物粒子が酸化アルミニウム粒子と反応することによって、酸化アルミニウムの結晶成長が抑制され、酸化アルミニウムを含む第２結晶相の第２結晶径が小さくなり、第２結晶相を粒子と仮定したときの粒度分布が狭くなり、大きさの揃った第２結晶相が形成される。第２希土類酸化物粒子と第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子が反応すると、第２希土類酸化物粒子と第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子とは、粒界を形成することなく一体となって、第１希土類アルミン酸塩蛍光体を含む第１結晶相を形成する。第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子と、酸化アルミニウム粒子と、第２希土類酸化物粒子と、が原料混合物中に含まれる場合、得られるセラミックス複合体は、第１希土類アルミン酸塩蛍光体を含む第１結晶相と、酸化アルミニウムを含む第２結晶相と、第２希土類アルミン酸塩を含む第３結晶相と、が形成される。
セラミックス複合体は、第２希土類元素を含有する第２希土類アルミン酸塩を含む第３結晶相を含んでいてもよい。原料混合物中に第２希土類元素を含む第２希土類酸化物粒子が含まれていると、成形体を焼成するときに第２希土類酸化物粒子が酸化アルミニウム粒子の周囲に集まり、酸化アルミニウム粒子と第２希土類酸化物粒子が反応し、第２希土類アルミン酸塩を含む第３結晶相が形成される。第２希土類酸化物粒子が酸化アルミニウム粒子と反応することによって、酸化アルミニウムの結晶成長が抑制され、酸化アルミニウムを含む第２結晶相の第２結晶径が小さくなり、第２結晶相を粒子と仮定したときの粒度分布が狭くなり、大きさの揃った第２結晶相が形成される。第２希土類酸化物粒子と第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子が反応すると、第２希土類酸化物粒子と第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子とは、粒界を形成することなく一体となって、第１希土類アルミン酸塩蛍光体を含む第１結晶相を形成する。第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子と、酸化アルミニウム粒子と、第２希土類酸化物粒子と、が原料混合物中に含まれる場合、得られるセラミックス複合体は、第１希土類アルミン酸塩蛍光体を含む第１結晶相と、酸化アルミニウムを含む第２結晶相と、第２希土類アルミン酸塩を含む第３結晶相と、が形成される。
【0032】
セラミックス複合体中の第３結晶相の含有量は、セラミックス複合体の全体量に対して０体積％以上３体積％以下の範囲内でもよい。セラミックス複合体が第３結晶相を含む場合、第３結晶相の含有量は、セラミックス複合体の全体量に対して０．０１体積％以上３体積％以下の範囲内であることが好ましく、０．０５体積％以上２．５体積％以下の範囲内でもよく、０．１体積％以上２体積％以下の範囲内でもよい。セラミックス複合体に第３結晶相が含まれる場合、第１結晶相の含有量は５体積％以上４０体積％以下の範囲内、第２結晶相の含有量が５７体積％以上９４．９９体積％以下の範囲内、第３結晶相の含有量が０．０１体積％以上３体積％以下の範囲内であることが好ましい。セラミックス複合体に第３結晶相が含まれる場合、第１結晶相の含有量は５体積％以上４０体積％以下の範囲内、第２結晶相の含有量が５７．５体積％以上９４．９５体積％以下の範囲内、第３結晶相の含有量が０．０５体積％以上２．５体積％以下の範囲内であることが好ましい。セラミックス複合体に第３結晶相が含まれる場合、第１結晶相の含有量は５体積％以上４０体積％以下の範囲内、第２結晶相の含有量が５７．５体積％以上９４．９５体積％以下の範囲内、第３結晶相の含有量が０．０５体積％以上２．５体積％以下の範囲内であることが好ましい。セラミックス複合体に第３結晶相が含まれる場合、第１結晶相の含有量は５体積％以上４０体積％以下の範囲内、第２結晶相の含有量が５８体積％以上９４．９体積％以下の範囲内、第３結晶相の含有量が０．１体積％以上２．０体積％以下の範囲内であることが好ましい。
【0033】
第３結晶相の含有量（体積％）
セラミックス複合体中の第３結晶相の含有量は、下記式（３）に基づき、算出することができる。
セラミックス複合体中の第３結晶相の含有量は、下記式（３）に基づき、算出することができる。
【0034】
【数3】
【0035】
セラミックス複合体中の第３結晶相の質量割合の含有量（質量％）は、下記式（４）及び（５）に基づき、原料混合物中の第２希土類酸化物粒子の質量割合の含有量(質量％)及び真密度から算出することができる。
【0036】
【数4】
【0037】
【数5】
【0038】
第３結晶相の第３結晶径
セラミックス複合体に含まれる第３結晶相の第３結晶径は、酸化アルミニウムを含む第２結晶相の結晶成長を抑制し、入射した光を均等に散乱させることが可能な第２結晶相を形成するために、０．５μｍ以上５μｍ以下の範囲内であることが好ましく、０．６μｍ以上４μｍ以下の範囲内でもよく、０．７μｍ以上３μｍ以下の範囲内でもよい。第３結晶相の第３結晶径は、前記測定条件で測定することができる。
セラミックス複合体に含まれる第３結晶相の第３結晶径は、酸化アルミニウムを含む第２結晶相の結晶成長を抑制し、入射した光を均等に散乱させることが可能な第２結晶相を形成するために、０．５μｍ以上５μｍ以下の範囲内であることが好ましく、０．６μｍ以上４μｍ以下の範囲内でもよく、０．７μｍ以上３μｍ以下の範囲内でもよい。第３結晶相の第３結晶径は、前記測定条件で測定することができる。
【0039】
第３結晶相に含まれる第２希土類アルミン酸塩は、Ｙ、Ｌａ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ及びＬｕからなる群から選択される少なくとも１種の第２希土類元素を含んでいてもよい。第２希土類アルミン酸塩は、Ｙ、Ｇｄ、Ｔｂ及びＬｕからなる群から選択される少なくとも１種の第２希土類元素Ｌｎ２を含んでいてもよい。第２希土類アルミン酸塩は、Ｙ、Ｇｄ、Ｔｂ及びＬｕからなる群から選択される少なくとも１種の第２希土類元素Ｌｎ２と、Ａｌと、を含み、第２希土類元素Ｌｎ２のモル比が３であり、Ａｌのモル比が５である、第２希土類アルミン酸塩の組成を有していてもよい。この組成を有する第２希土類アルミン酸塩は、酸化アルミニウム粒子の結晶成長を抑制し、第２結晶相の第２結晶径の平均値を小さくし、ＱＤ値を小さくして、狭い粒度分布を有し、結晶径が揃った第２結晶相を形成しやすくなる。
【0040】
第３結晶相は、酸化アルミニウムと第２希土類酸化物粒子が反応して形成された第２希土類アルミン酸塩を含む結晶相であるため、第３結晶相には、賦活剤となり得る元素は実質的に含まれていない。第３結晶相に賦活剤となり得る元素が実質的に含まれていないとは、第３結晶相に含まれる賦活剤となり得る元素の含有量が２００質量ｐｐｍ以下であることをいう。第１結晶相に含まれる第１希土類アルミン酸塩蛍光体の賦活元素がセリウム（Ｃｅ）である場合、第３結晶相中のセリウム（Ｃｅ）の含有量は２００質量ｐｐｍ以下である。第２希土類アルミン酸塩を含む第３結晶相中の賦活剤となり得る元素の含有量は、セラミックス複合体の第２希土類アルミン酸塩を含む第３結晶相の断面を、エネルギー分散型Ｘ線分析（ＥＤＸ：Ｅｎｅｒｇｙ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ Ｘ－ｒａｙ ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）により、第３結晶相中の賦活剤となり得る元素、例えばセリウムの含有量を測定することができる。セラミックス複合体中の第２希土類アルミン酸塩を含む第３結晶相に含まれる賦活剤となり得る元素の含有量は、２００質量ｐｐｍ以下であり、１５０質量ｐｐｍ以下でもよく、１００質量ｐｐｍ以下でもよく、ＥＤＸによる測定限界以下でもよく、０質量ｐｐｍでもよく、０．１質量ｐｐｍ以上でもよく、１質量ｐｐｍ以上でもよい。
【0041】
第２希土類アルミン酸塩は、下記式（ＩＩ）で表される組成を有することが好ましい。第３結晶相に含まれる第２希土類アルミン酸塩は、酸化アルミニウム粒子と第２希土類酸化物粒子が反応して生成され、酸化物粒子に含まれる第２希土類元素Ｌｎ２が、Ｙ、Ｇｄ、Ｔｂ及びＬｕからなる群から選択される少なくとも１種である場合には、下記式（ＩＩ）で表される組成を有する第２希土類アルミン酸塩を含む第３結晶相が形成される。
Ｌｎ２ ３Ａｌ５Ｏ１２ （ＩＩ）
（前記式（ＩＩ）中、Ｌｎ２は、Ｙ、Ｇｄ、Ｔｂ及びＬｕからなる群から選択される少なくとも１種の元素である。）
Ｌｎ２ ３Ａｌ５Ｏ１２ （ＩＩ）
（前記式（ＩＩ）中、Ｌｎ２は、Ｙ、Ｇｄ、Ｔｂ及びＬｕからなる群から選択される少なくとも１種の元素である。）
【0042】
相対密度
セラミックス複合体の相対密度は９８％以上であることが好ましい。セラミックス複合体の相対密度が９８％以上であれば、結晶径が比較的小さく、大きさが揃っている母体となる第２結晶相によって、セラミックス複合体に入射された光を均等に散乱させて、第１結晶相に含まれる希土類アルミン酸塩蛍光体に効率よく吸収させて波長変換して出射させることができ、色調のばらつきを抑制することができる。セラミックス複合体の相対密度は、９９％以上でもよく、９９．５％以上でもよく、９９．９％以上でもよく、１００％でもよい。
セラミックス複合体の相対密度は９８％以上であることが好ましい。セラミックス複合体の相対密度が９８％以上であれば、結晶径が比較的小さく、大きさが揃っている母体となる第２結晶相によって、セラミックス複合体に入射された光を均等に散乱させて、第１結晶相に含まれる希土類アルミン酸塩蛍光体に効率よく吸収させて波長変換して出射させることができ、色調のばらつきを抑制することができる。セラミックス複合体の相対密度は、９９％以上でもよく、９９．５％以上でもよく、９９．９％以上でもよく、１００％でもよい。
【0043】
セラミックス複合体の相対密度は、セラミックス複合体の見掛け密度及びセラミックス複合体の真密度から下記式（６）により算出することができる。
【0044】
【数6】
【0045】
セラミックス複合体の見掛け密度は、セラミックス複合体の質量をセラミックス複合体の体積で除した値であり、下記式（７）により算出することができる。
【0046】
【数7】
【0047】
セラミックス複合体が第１結晶相と第２結晶相を含み、第３結晶相を含まない場合には、セラミックス複合体の真密度は、下記式（８）により算出することができる。
【0048】
【数8】
【0049】
セラミックス複合体が第１結晶相と、第２結晶相と、第３結晶相を含む場合には、セラミックス複合体の真密度は、下記式（９）により算出することができる。セラミックス複合体中の第３結晶相の含有量（質量％）は、前述の式（４）及び（５）に基づき算出することができる。
【0050】
【数9】
【0051】
なお、セラミックス複合体の製造方法によって得られる焼結体、第１焼結体及び第２焼結体も、前記式（６）から（９）におけるセラミックス複合体を、焼結体、第１焼結体又は第２焼結体に置き換えることによって、相対密度、見掛け密度、及び真密度を算出することができる。
【0052】
セラミックス複合体の製造方法
セラミックス複合体の製造方法は、賦活元素とは異なる第１希土類元素を含有する第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子と、酸化アルミニウム粒子と、を含む、原料混合物を準備することと、前記原料混合物を成形し、成形体を準備することと、前記成形体を１５５０℃以上１８００℃以下の温度範囲で焼成し、焼結体を得ること、を含み、前記原料混合物は、全体量に対して、前記第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子の含有量が５質量％以上４０質量％以下の範囲内であり、前記酸化アルミニウム粒子の含有量が５７質量％以上９５質量％以下の範囲内であり、前記焼結体は、前記第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子を含む第１結晶相と、前記酸化アルミニウム粒子を含む第２結晶相を含み、前記測定条件で測定した前記焼結体に含まれる前記第２結晶相の第２結晶径の平均値が１２μｍ以下であり、前記第２結晶径の粒度分布曲線の小径側からの積算値が２５％及び７５％のときの酸化アルミニウム結晶径の値をＤ２５及びＤ７５と表記したときにＱＤ＝（Ｄ７５－Ｄ２５）／（Ｄ７５＋Ｄ２５）で表されるＱＤ値が０．５以下である。
セラミックス複合体の製造方法は、賦活元素とは異なる第１希土類元素を含有する第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子と、酸化アルミニウム粒子と、を含む、原料混合物を準備することと、前記原料混合物を成形し、成形体を準備することと、前記成形体を１５５０℃以上１８００℃以下の温度範囲で焼成し、焼結体を得ること、を含み、前記原料混合物は、全体量に対して、前記第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子の含有量が５質量％以上４０質量％以下の範囲内であり、前記酸化アルミニウム粒子の含有量が５７質量％以上９５質量％以下の範囲内であり、前記焼結体は、前記第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子を含む第１結晶相と、前記酸化アルミニウム粒子を含む第２結晶相を含み、前記測定条件で測定した前記焼結体に含まれる前記第２結晶相の第２結晶径の平均値が１２μｍ以下であり、前記第２結晶径の粒度分布曲線の小径側からの積算値が２５％及び７５％のときの酸化アルミニウム結晶径の値をＤ２５及びＤ７５と表記したときにＱＤ＝（Ｄ７５－Ｄ２５）／（Ｄ７５＋Ｄ２５）で表されるＱＤ値が０．５以下である。
【0053】
図１は、セラミックス複合体の製造方法の第１態様を示すフローチャートである。図面を参照にして、セラミックス複合体の製造方法の工程を説明する。図１に示すように、セラミックス複合体の製造方法は、第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子と、酸化アルミニウム粒子と、必要に応じて第２希土類元素を含有する第２希土類酸化物粒子と、を含む原料混合物を準備する工程Ｓ１０１と、原料混合物を成形した成形体を準備する工程Ｓ１０２と、成形体を１５５０℃以上１８００℃以下の温度範囲で焼成し、焼結体を得る工程Ｓ１０３とを含む。
【0054】
第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子
第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子は、前述の第１希土類アルミン酸塩蛍光体と同様の組成を有する第１希土類アルミン酸塩蛍光体を用いることができる。第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子は、Ｙ、Ｌｕ、Ｇｄ及びＴｂからなる群から選択される少なくとも１種の第１希土類元素Ｌｎ１と、前記賦活元素であるＣｅと、Ａｌと、を含み、必要に応じてＧａを含んでいてもよく、前記第１希土類元素Ｌｎ１と前記Ｃｅの合計のモル比が３であり、前記Ｃｅのモル比が、０を超えて０．２２以下の範囲内の変数ａと３の積であり、前記Ａｌと前記Ｇａの合計のモル比が４．５以上５．５以下の範囲内であり、前記Ａｌのモル比が０を超えて１．１以下の範囲内の変数ｃと５の積であり、必要に応じて含んでいてもよいＧａのモル比が０以上０．４以下の範囲内の変数ｂと５の積である、第１希土類アルミン酸塩の組成を有することが、所望の色調の発光を得るために好ましい。第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子は、前記式（Ｉ）で表される組成を有することが好ましい。
第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子は、前述の第１希土類アルミン酸塩蛍光体と同様の組成を有する第１希土類アルミン酸塩蛍光体を用いることができる。第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子は、Ｙ、Ｌｕ、Ｇｄ及びＴｂからなる群から選択される少なくとも１種の第１希土類元素Ｌｎ１と、前記賦活元素であるＣｅと、Ａｌと、を含み、必要に応じてＧａを含んでいてもよく、前記第１希土類元素Ｌｎ１と前記Ｃｅの合計のモル比が３であり、前記Ｃｅのモル比が、０を超えて０．２２以下の範囲内の変数ａと３の積であり、前記Ａｌと前記Ｇａの合計のモル比が４．５以上５．５以下の範囲内であり、前記Ａｌのモル比が０を超えて１．１以下の範囲内の変数ｃと５の積であり、必要に応じて含んでいてもよいＧａのモル比が０以上０．４以下の範囲内の変数ｂと５の積である、第１希土類アルミン酸塩の組成を有することが、所望の色調の発光を得るために好ましい。第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子は、前記式（Ｉ）で表される組成を有することが好ましい。
【0055】
第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子は、フィッシャーサブシーブサイザー（Ｆｉｓｈｅｒ Ｓｕｂ－Ｓｉｅｖｅ Ｓｉｚｅｒ、以下「ＦＳＳＳ」ともいう。）法により測定された平均粒径が４μｍ以上４０μｍ以下の範囲内であることが好ましく、５μｍ以上３５μｍ以下の範囲内であることがより好ましく、８μｍ以上３０μｍ以下の範囲内であることがさらに好ましい。ＦＳＳＳ法は、空気透過法の１種であり、空気の流通抵抗を利用して比表面積を測定し、主に一次粒子の粒径を求める方法である。ＦＳＳＳ法で測定された平均粒径は、フィッシャーサブシーブサイザーズナンバー（Ｆｉｓｈｅｒ Ｓｕｂ－Ｓｉｅｖｅ Ｓｉｚｅｒ’ｓ Ｎｕｍｂｅｒ）である。第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子のＦＳＳＳ法により測定された平均粒径が４μｍ以上４０μｍ以下の範囲内であれば、５μｍ以上４０μｍ以下の範囲内の第１結晶径を有する第１結晶相を含むセラミックス複合体を製造することができる。
【0056】
酸化アルミニウム粒子
酸化アルミニウム粒子は、酸化アルミニウムの純度が、９９．０質量％以上であることが好ましく、９９．５質量％以上であることが好ましい。酸化アルミニウム粒子の酸化アルミニウムの純度が９９．０質量％以上であると、不純物が少なく、輝度の高い光を出射できるセラミックス複合体を製造することができる。酸化アルミニウム粒子の酸化アルミニウムの純度は、カタログに記載された酸化アルミニウムの純度の値を参照することができる。酸化アルミニウム粒子の酸化アルミニウムの純度が不明である場合には、酸化アルミニウム粒子の質量を測定した後、酸化アルミニウム粒子を８００℃で１時間、大気雰囲気で焼成し、酸化アルミニウム粒子に付着又は吸着されている有機分や水分を除去し、焼成後の酸化アルミニウム粒子の質量を測定し、焼成後の酸化アルミニウム粒子の質量を焼成前の酸化アルミニウム粒子の質量で除すことによって、酸化アルミニウム粒子の純度を測定することができる。
酸化アルミニウム粒子は、酸化アルミニウムの純度が、９９．０質量％以上であることが好ましく、９９．５質量％以上であることが好ましい。酸化アルミニウム粒子の酸化アルミニウムの純度が９９．０質量％以上であると、不純物が少なく、輝度の高い光を出射できるセラミックス複合体を製造することができる。酸化アルミニウム粒子の酸化アルミニウムの純度は、カタログに記載された酸化アルミニウムの純度の値を参照することができる。酸化アルミニウム粒子の酸化アルミニウムの純度が不明である場合には、酸化アルミニウム粒子の質量を測定した後、酸化アルミニウム粒子を８００℃で１時間、大気雰囲気で焼成し、酸化アルミニウム粒子に付着又は吸着されている有機分や水分を除去し、焼成後の酸化アルミニウム粒子の質量を測定し、焼成後の酸化アルミニウム粒子の質量を焼成前の酸化アルミニウム粒子の質量で除すことによって、酸化アルミニウム粒子の純度を測定することができる。
【0057】
酸化アルミニウム粒子のＦＳＳＳ法により測定した平均粒径は、０．１μｍ以上１．５μｍ以下の範囲内でもよく、０．２μｍ以上１．０μｍ以下の範囲内でもよい。酸化アルミニウムを含む第２結晶相は、原料である酸化アルミニウム粒子の大きさよりも、セラミックス複合体を製造する条件によって第２結晶相の第２結晶径が変化する傾向がある。酸化アルミニウム粒子の粒径は、カタログに記載された値を参照にしてもよい。
【0058】
第２希土類酸化物粒子
原料混合物を準備する工程において、前記原料混合物は、第２希土類元素を含有する第２希土類元素酸化物粒子を含んでいてもよい。原料混合物中に第２希土類酸化物粒子を含んでいると、後述する成形体を焼成するときに、第２希土類酸化物粒子と酸化アルミニウム粒子が反応しやすく、酸化アルミニウム粒子の結晶成長を抑制しやすくなる。酸化アルミニウム粒子の結晶成長が抑制されると、第２結晶径が小さく、第２結晶相を粒子と仮定したときの粒度分布が狭くなり、結晶径の揃った酸化アルミニウムを含む第２結晶相を含むセラミックス複合体を得ることができる。
原料混合物を準備する工程において、前記原料混合物は、第２希土類元素を含有する第２希土類元素酸化物粒子を含んでいてもよい。原料混合物中に第２希土類酸化物粒子を含んでいると、後述する成形体を焼成するときに、第２希土類酸化物粒子と酸化アルミニウム粒子が反応しやすく、酸化アルミニウム粒子の結晶成長を抑制しやすくなる。酸化アルミニウム粒子の結晶成長が抑制されると、第２結晶径が小さく、第２結晶相を粒子と仮定したときの粒度分布が狭くなり、結晶径の揃った酸化アルミニウムを含む第２結晶相を含むセラミックス複合体を得ることができる。
【0059】
第２希土類酸化物粒子に含まれる第２希土類元素は、第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子に含まれる賦活元素とは異なる元素であることが好ましい。第２希土類酸化物粒子に含まれる第２希土類元素は、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ及びＬｕからなる群から選択される少なくとも１種が挙げられる。第２希土類酸化物粒子に含まれる第２希土類元素は、Ｙ、Ｌａ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｙｂ及びＬｕからなる群から選択される少なくとも１種であることが好ましく、Ｙ、Ｌａ、Ｎｄ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｙｂ及びＬｕからなる群から選択される少なくとも１種であることがより好ましい。第２希土類酸化物粒子は、Ｙ、Ｇｄ、Ｔｂ及びＬｕからなる群から選択される少なくとも１種の第２希土類元素Ｌｎ２を含むことがさらに好ましい。第２希土類酸化物粒子は、具体的には、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｐｒ７Ｏ１１、Ｎｄ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ４Ｏ７、Ｙｂ２Ｏ３、及びＬｕ２Ｏ３からなる群から選択される少なくとも１種であることが好ましい。第２希土類酸化物粒子は、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ４Ｏ７、Ｙｂ２Ｏ３、及びＬｕ２Ｏ３からなる群から選択される少なくとも１種であることがより好ましく、Ｙ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ４Ｏ７、及びＬｕ２Ｏ３からなる群から選択される少なくとも１種であることがさらに好ましい。第２希土類酸化物粒子は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。第２希土類酸化物粒子は、アルミニウムを含有していなくてもよい。アルミニウムを含有しない酸化物粒子は、アルミニウムの含有量が１質量％未満である酸化物粒子をいう。
【0060】
第２希土類酸化物粒子のＦＳＳＳ法により測定した平均粒径は、０．０５μｍ以上５μｍ未満の範囲内であることが好ましく、０．１μｍ以上４μｍ以下の範囲内であることがより好ましい。第２希土類酸化物粒子の平均粒径が０．０５μｍ以上５μｍ未満の範囲内であると、後述する成形体を焼成するときに、第２希土類酸化物粒子と酸化アルミニウム粒子が反応しやすく、酸化アルミニウム粒子の結晶成長が抑制されやすくなる。
【0061】
原料混合物
原料混合物は、全体量に対して、前記第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子の含有量が５質量％以上４０質量％以下の範囲内であり、酸化アルミニウム粒子の含有量が５７質量％以上９５質量％以下の範囲内である。原料混合物中の第１希土類アルミン酸塩蛍光体の含有量及び酸化アルミニウム粒子の含有量がそれぞれ前記範囲内であると、励起光を照射することによって、所望の色調の発光が得られるセラミックス複合体を製造することができる。
原料混合物は、全体量に対して、前記第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子の含有量が５質量％以上４０質量％以下の範囲内であり、酸化アルミニウム粒子の含有量が５７質量％以上９５質量％以下の範囲内である。原料混合物中の第１希土類アルミン酸塩蛍光体の含有量及び酸化アルミニウム粒子の含有量がそれぞれ前記範囲内であると、励起光を照射することによって、所望の色調の発光が得られるセラミックス複合体を製造することができる。
【0062】
原料混合物の全体量は、第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子及び酸化アルミニウム粒子の合計量でもよい。原料混合物に第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子及び酸化アルミニウム粒子が含まれ、第２希土類酸化物粒子が含まれない場合には、全体量に対して、酸化アルミニウム粒子の含有量は、全体量から第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子の含有量を差し引いた残部でもよい。原料混合物は、全体量に対して、第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子の含有量が５質量％以上４０質量％以下の範囲内であり、酸化アルミニウム粒子の含有量が６０質量％以上９５質量％以下の範囲内でもよい。原料混合物中の第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子の含有量は、全体量に対して、６質量％以上３８質量％以下の範囲内でもよく、７質量％以上３５質量％以下の範囲内でもよい。原料混合物中の酸化アルミニウム粒子の含有量は、全体量に対して、６２質量％以上９４質量％以下の範囲内でもよく、６５質量％以上９３質量％以下の範囲内でもよい。
【0063】
原料混合物に、第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子、酸化アルミニウム粒子、及び第２希土類酸化物粒子が含まれる場合には、全体量に対して、第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子の含有量が５質量％以上４０質量％以下の範囲内であり、酸化アルミニウム粒子の含有量が５７質量％以上９４．９９質量％以下の範囲内であり、第２希土類酸化物粒子の含有量が０．０１質量％以上３質量％以下の範囲内であることが好ましい。原料混合物中に前記範囲内の含有量で第２希土類酸化物粒子が含まれていると、後述する成形体を焼成するときに、第２希土類酸化物粒子と酸化アルミニウム粒子が反応して、酸化アルミニウム粒子の結晶成長を抑制することができる。酸化アルミニウム粒子の結晶成長が抑制されると、結晶径が小さく、結晶径の粒度分布が狭く、結晶径の揃った酸化アルミニウムを含む第２結晶相を含むセラミックス複合体を得ることができる。得られたセラミックス複合体は、母材となる第２結晶相の第２結晶径が小さく、第２結晶径の粒度分布が狭く、第２結晶径の揃っているため、セラミックス複合体に入射された光が第１結晶相に含まれる第１希土類アルミン酸塩蛍光体で波長変換されるとともに、を第２結晶相で散乱され、セラミックス複合体から出射される光の色調のばらつきを抑制することができる。
【0064】
原料混合物中に、第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子、酸化アルミニウム粒子及び第２希土類酸化物粒子を含む場合、原料混合物の全体量は、第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子、酸化アルミニウム粒子及び第２希土類酸化物粒子の合計量でもよい。原料混合物中の酸化アルミニウム粒子の含有量は、全体量から第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子及び第２希土類酸化物粒子の合計量を差し引いた残部でもよい。原料混合物は、全体量に対して、第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子の含有量が６質量％以上３８質量％以下の範囲内でもよく、第２希土類酸化物粒子の含有量が０．０５質量％以上２．５質量％以下の範囲内でもよく、酸化アルミニウムの含有量が５９．５質量％以上９３．９５質量％以下の範囲内でもよい。原料混合物は、全体量に対して、第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子の含有量が７質量％以上３５質量％以下の範囲内でもよく、第２希土類酸化物粒子の含有量が０．１質量％以上２質量％以下の範囲内でもよく、酸化アルミニウムの含有量が６３質量％以上９２．９質量％以下の範囲内でもよい。
【0065】
図２Ａは、セラミックス複合体の製造方法の第２態様を示すフローチャートであり、図２Ｂは、セラミックス複合体の製造方法の第３態様を示すフローチャートであり、図２Ｃは、セラミックス複合体の製造方法の第４態様を示すフローチャートである。図２Ａに示すように、セラミックス複合体の製造方法は、原料混合物を準備する工程Ｓ１０１において、原料の混合工程Ｓ１０１ａと、原料混合物のふるい分け工程Ｓ１０１ｂを含んでいてもよい。図２Ｂに示すように、セラミックス複合体の製造方法は、原料混合物を準備する工程Ｓ１０１において、原料の湿式混合工程Ｓ１０１ｃを含んでいてもよい。図２Ｃに示すように、セラミックス複合体の製造方法は、原料混合物を準備する工程Ｓ１０１において、原料の湿式混合工程Ｓ１０１ｃと、湿式混合工程Ｓ１０１ｃの後に、得られたスラリーを乾燥する工程Ｓ１０１ｄと、得られた乾燥物のふるい分け工程Ｓ１０１ｅ含んでいてもよい。
【0066】
原料混合物を準備する工程
原料の混合
原料混合物を準備する工程において、第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子、酸化アルミニウム粒子、及び必要に応じて第２希土類酸化物粒子の原料を、湿式又は乾式で、混合機を用いて混合する。混合機は、工業的に通常に用いられるボールミル、振動ミル、ロールミル、ジェットミル等を用いることができる。
原料の混合
原料混合物を準備する工程において、第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子、酸化アルミニウム粒子、及び必要に応じて第２希土類酸化物粒子の原料を、湿式又は乾式で、混合機を用いて混合する。混合機は、工業的に通常に用いられるボールミル、振動ミル、ロールミル、ジェットミル等を用いることができる。
【0067】
原料混合物のふるい分け
原料混合物を準備する工程において、原料混合物を目開き１６０μｍ以下のふるいでふるい分けし、ふるいを通過した原料混合物を準備することを含むことが好ましい。ふるい分けに用いるふるいは、目開き１６０μｍ以下であることが好ましく、ふるいの目開きは、１５０μｍでもよく、１４０μｍでもよく、１３０μｍでもよく、１２５μｍでもよく、１１０μｍでもよい。ふるい分けを短時間で行うために、ふるいは、目開き１００μｍ以上のものを用いてもよい。ふるいは、目開き１６０μｍ、線径７１μｍ、ナイロン＃１１０メッシュを用いてもよい。このふるいとしては、例えばＮ－Ｎｏ．１１０Ｓ（株式会社ＮＢＣメッシュテック製）を用いることができる。原料混合物を目開き１６０μｍ以下のふるいでふるい分けし、ふるいを通過した原料混合物を準備することによって、原料混合物中に含まれる酸化アルミニウムの凝集を抑制することができ、後述する成形体を焼成するときに、酸化アルミニウム粒子の結晶成長を抑制することができる。酸化アルミニウム粒子の結晶成長が抑制されると、第２結晶径が小さく、第２結晶相を粒子と仮定したときの粒度分布が狭くなり、結晶径の揃った酸化アルミニウムを含む第２結晶相を含むセラミックス複合体を得ることができる。原料混合物のふるい分けは、少なくとも１回行うことが好ましく、２回以上行ってもよい。
原料混合物を準備する工程において、原料混合物を目開き１６０μｍ以下のふるいでふるい分けし、ふるいを通過した原料混合物を準備することを含むことが好ましい。ふるい分けに用いるふるいは、目開き１６０μｍ以下であることが好ましく、ふるいの目開きは、１５０μｍでもよく、１４０μｍでもよく、１３０μｍでもよく、１２５μｍでもよく、１１０μｍでもよい。ふるい分けを短時間で行うために、ふるいは、目開き１００μｍ以上のものを用いてもよい。ふるいは、目開き１６０μｍ、線径７１μｍ、ナイロン＃１１０メッシュを用いてもよい。このふるいとしては、例えばＮ－Ｎｏ．１１０Ｓ（株式会社ＮＢＣメッシュテック製）を用いることができる。原料混合物を目開き１６０μｍ以下のふるいでふるい分けし、ふるいを通過した原料混合物を準備することによって、原料混合物中に含まれる酸化アルミニウムの凝集を抑制することができ、後述する成形体を焼成するときに、酸化アルミニウム粒子の結晶成長を抑制することができる。酸化アルミニウム粒子の結晶成長が抑制されると、第２結晶径が小さく、第２結晶相を粒子と仮定したときの粒度分布が狭くなり、結晶径の揃った酸化アルミニウムを含む第２結晶相を含むセラミックス複合体を得ることができる。原料混合物のふるい分けは、少なくとも１回行うことが好ましく、２回以上行ってもよい。
【0068】
湿式混合
原料混合物を準備する工程において、第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子、酸化アルミニウム粒子、及び必要に応じて第２希土類酸化物粒子の原料に、溶媒を加えて湿式混合することを含むことが好ましい。湿式混合するときに用いる溶媒としては、例えば脱イオン水、エタノール等が挙げられる。第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子、酸化アルミニウム粒子、及び必要に応じて第２希土類酸化物粒子を湿式混合することによって、酸化アルミニウム粒子が溶媒中で分散され、酸化アルミニウム粒子の凝集を抑制して、後述する成形体を焼成するときに、酸化アルミニウム粒子の結晶成長を抑制することができる。酸化アルミニウム粒子の結晶成長が抑制されると、第２結晶径が小さく、第２結晶相を粒子と仮定したときの粒度分布が狭くなり、結晶径の揃った酸化アルミニウムを含む第２結晶相を含むセラミックス複合体を得ることができる。湿式混合する時間は、用いる固体分散媒や溶媒によって異なるが、生産性を向上するために、好ましくは３０分以上であり、より好ましくは６０分以上であり、さらに好ましくは９０分以上であり、好ましくは４２０分以内である。
原料混合物を準備する工程において、第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子、酸化アルミニウム粒子、及び必要に応じて第２希土類酸化物粒子の原料に、溶媒を加えて湿式混合することを含むことが好ましい。湿式混合するときに用いる溶媒としては、例えば脱イオン水、エタノール等が挙げられる。第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子、酸化アルミニウム粒子、及び必要に応じて第２希土類酸化物粒子を湿式混合することによって、酸化アルミニウム粒子が溶媒中で分散され、酸化アルミニウム粒子の凝集を抑制して、後述する成形体を焼成するときに、酸化アルミニウム粒子の結晶成長を抑制することができる。酸化アルミニウム粒子の結晶成長が抑制されると、第２結晶径が小さく、第２結晶相を粒子と仮定したときの粒度分布が狭くなり、結晶径の揃った酸化アルミニウムを含む第２結晶相を含むセラミックス複合体を得ることができる。湿式混合する時間は、用いる固体分散媒や溶媒によって異なるが、生産性を向上するために、好ましくは３０分以上であり、より好ましくは６０分以上であり、さらに好ましくは９０分以上であり、好ましくは４２０分以内である。
【0069】
乾燥及び乾燥物のふるい分け
原料混合物を準備する工程において、湿式混合して得られたスラリーを乾燥し、得られた乾燥物を目開き１６０μｍ以下のふるいでふるい分けし、ふるいを通過した原料混合物を準備することを含むことが好ましい。乾燥物のふるい分けに用いるふるいは、原料混合物をふるい分けするときに用いるふるいと同様のふるいを用いることができる。乾燥物のふるい分けは、少なくとも１回行うことが好ましく、２回以上行ってもよい。スラリーの乾燥時間は、１５時間以上でもよく、２０時間以上でもよく、３０時間以内でもよい。乾燥温度は、溶媒が揮発する温度であればよく、例えば８０℃以上１０５℃以下の範囲内でもよく、９０℃以上１００℃以下の範囲内でもよい。
原料混合物を準備する工程において、湿式混合して得られたスラリーを乾燥し、得られた乾燥物を目開き１６０μｍ以下のふるいでふるい分けし、ふるいを通過した原料混合物を準備することを含むことが好ましい。乾燥物のふるい分けに用いるふるいは、原料混合物をふるい分けするときに用いるふるいと同様のふるいを用いることができる。乾燥物のふるい分けは、少なくとも１回行うことが好ましく、２回以上行ってもよい。スラリーの乾燥時間は、１５時間以上でもよく、２０時間以上でもよく、３０時間以内でもよい。乾燥温度は、溶媒が揮発する温度であればよく、例えば８０℃以上１０５℃以下の範囲内でもよく、９０℃以上１００℃以下の範囲内でもよい。
【0070】
成形体を準備する工程
成形体を準備する工程は、原料混合物を成形して成形体を準備する。成形体を形成する方法としては、プレス成形法等の知られている方法を採用することができる。プレス成形する方法としては、例えば金型プレス成形、ＪＩＳ Ｚ２５００：２０００、Ｎｏ．２１０９で用語が定義されている、冷間静水等方圧加圧（ＣＩＰ：Ｃｏｌｄ Ｉｓｏｓｔａｔｉｃ Ｐｒｅｓｓｉｎｇ）等が挙げられる。その他に一軸で圧縮して、原料混合物を成形し成形体を得てもよい。原料混合物を成形して成形体を得る方法は、成形体の形状を整えるために、２種の方法を採用してもよく、例えば金型プレス成形をした後に、ＣＩＰを行ってもよく、ローラベンチ法により一軸で圧縮した後に、ＣＩＰを行ってもよい。ＣＩＰは、水を媒体とする冷間静水等方圧加圧法により成形体をプレスすることが好ましい。
成形体を準備する工程は、原料混合物を成形して成形体を準備する。成形体を形成する方法としては、プレス成形法等の知られている方法を採用することができる。プレス成形する方法としては、例えば金型プレス成形、ＪＩＳ Ｚ２５００：２０００、Ｎｏ．２１０９で用語が定義されている、冷間静水等方圧加圧（ＣＩＰ：Ｃｏｌｄ Ｉｓｏｓｔａｔｉｃ Ｐｒｅｓｓｉｎｇ）等が挙げられる。その他に一軸で圧縮して、原料混合物を成形し成形体を得てもよい。原料混合物を成形して成形体を得る方法は、成形体の形状を整えるために、２種の方法を採用してもよく、例えば金型プレス成形をした後に、ＣＩＰを行ってもよく、ローラベンチ法により一軸で圧縮した後に、ＣＩＰを行ってもよい。ＣＩＰは、水を媒体とする冷間静水等方圧加圧法により成形体をプレスすることが好ましい。
【0071】
金型プレス成形時の圧力又は一軸で圧縮して成形する場合の圧力は、好ましくは５ＭＰａ以上５０ＭＰａ以下であり、より好ましくは５ＭＰａ以上３０ＭＰａ以下である。金型プレス成形時の圧力又は一軸で圧縮して成形する場合の圧力が前記範囲であれば、成形体を所望の形状に整えることができる。
【0072】
ＣＩＰにおける圧力は、好ましくは５０ＭＰａ以上２００ＭＰａ以下であり、より好ましくは５０ＭＰａ以上１８０ＭＰａ以下である。ＣＩＰにおける圧力が５０ＭＰａ以上２００ＭＰａ以下の範囲内であると、後述する１５５０℃以上１８００℃以下の焼成により相対密度が９５％以上であるセラミックス複合体を得ることが可能な成形体を形成することができる。
【0073】
焼結体を得る工程(１次焼成工程)
焼結体を得る工程は、成形体を１５５０℃以上１８００℃以下の温度範囲内で焼成して焼結体を得る。成形体を１５５０℃以上１８００℃以下の温度範囲内で１次焼成して第１焼結体を得てもよい。焼成の温度は、好ましくは１６００℃以上１７５０℃以下の範囲内であり、より好ましくは１６５０℃以上１７００℃以下の温度範囲内である。成形体を焼成する温度が１５５０℃以上１８００℃以下の温度範囲内であれば、第１希土類アルミン酸塩蛍光体を溶解させることなく、第１希土類アルミン酸塩蛍光体を含む第１結晶相、酸化アルミニウムを含む第２結晶相、及び必要に応じて第２希土類アルミン酸塩を含む第３結晶相を含む
焼結体を得る工程は、成形体を１５５０℃以上１８００℃以下の温度範囲内で焼成して焼結体を得る。成形体を１５５０℃以上１８００℃以下の温度範囲内で１次焼成して第１焼結体を得てもよい。焼成の温度は、好ましくは１６００℃以上１７５０℃以下の範囲内であり、より好ましくは１６５０℃以上１７００℃以下の温度範囲内である。成形体を焼成する温度が１５５０℃以上１８００℃以下の温度範囲内であれば、第１希土類アルミン酸塩蛍光体を溶解させることなく、第１希土類アルミン酸塩蛍光体を含む第１結晶相、酸化アルミニウムを含む第２結晶相、及び必要に応じて第２希土類アルミン酸塩を含む第３結晶相を含む
【0074】
成形体の焼成は、酸素含有雰囲気のもとで行うことができる。雰囲気中の酸素の含有量は、好ましくは５体積％以上、より好ましくは１０体積％以上、さらに好ましくは１５体積％以上である。成形体は、大気（酸素含有量が２０体積％以上）雰囲気のもとで焼成してもよい。焼成の雰囲気は、大気圧（０．１０１ＭＰａ）でもよい。
【0075】
セラミックス複合体の製造方法は、焼結体を得る工程において、成形体を１５５０℃以上１８００℃以下の温度範囲で１次焼成し、第１焼結体を得ることと、熱間等方圧加圧（ＨＩＰ：Ｈｏｔ Ｉｓｏｓｔａｔｉｃ Ｐｒｅｓｓｉｎｇ）により、第１焼結体を１５００℃以上１８００℃以下の温度範囲で２次焼成し、第２焼結体を得ることと、を含み、前記測定条件で測定した第２焼結体に含まれる第２結晶相の第２結晶径が１２μｍ以下である、セラミックス複合体を得ることが好ましい。
【0076】
図３は、セラミックス複合体の製造方法の第５態様を示すフローチャートである。図３に示すように、セラミックス複合体の製造方法は、焼結体を得る工程において、成形体を１次焼成して第１焼結体を得る工程Ｓ１０３ａと、ＨＩＰにより第１焼結体を２次焼成して第２焼結体を得る工程Ｓ１０３ｂを含んでいてもよい。
【0077】
２次焼成工程
２次焼成工程は、熱間等方圧加圧（ＨＩＰ）により、第１焼結体を、１５００℃以上１８００℃以下の温度範囲内で２次焼成して、第２焼結体を得る工程である。
２次焼成工程は、ＪＩＳ Ｚ２５００：２０００、Ｎｏ．２１１２で用語が定義されている、熱間等方圧加圧（ＨＩＰ）により、１５００℃以上１８００℃以下の温度範囲内で２次焼成を行うことが好ましい。２次焼成工程を行うことにより、相対密度のより高いセラミックス複合体を得ることができる。２次焼成の温度は、より好ましく１５５０℃以上１８００℃以下の温度範囲内であり、さらに好ましくは１６００以上１７５０℃以下の温度範囲内であり、特に好ましくは１６５０℃以上１７００℃以下の温度範囲内である。２次焼成は、アルゴン又は窒素雰囲気で行うことができる。
２次焼成工程は、熱間等方圧加圧（ＨＩＰ）により、第１焼結体を、１５００℃以上１８００℃以下の温度範囲内で２次焼成して、第２焼結体を得る工程である。
２次焼成工程は、ＪＩＳ Ｚ２５００：２０００、Ｎｏ．２１１２で用語が定義されている、熱間等方圧加圧（ＨＩＰ）により、１５００℃以上１８００℃以下の温度範囲内で２次焼成を行うことが好ましい。２次焼成工程を行うことにより、相対密度のより高いセラミックス複合体を得ることができる。２次焼成の温度は、より好ましく１５５０℃以上１８００℃以下の温度範囲内であり、さらに好ましくは１６００以上１７５０℃以下の温度範囲内であり、特に好ましくは１６５０℃以上１７００℃以下の温度範囲内である。２次焼成は、アルゴン又は窒素雰囲気で行うことができる。
【0078】
２次焼成は、ＨＩＰにおける圧力が、好ましくは５０ＭＰａ以上３００ＭＰａ以下の範囲内であり、８０ＭＰａ以上２００ＭＰａ以下の範囲内であることがより好ましい。ＨＩＰにおける圧力が５０ＭＰａ以上３００ＭＰａ以下の範囲内であると、第１希土類アルミン酸塩蛍光体を含む第１結晶相の結晶構造にダメージを与えることなく、第２焼結体の全体を均一に、より高い密度にすることができる。
【0079】
ＨＩＰによって行う２次焼成は、例えば０．５時間以上２０時間以内であり、第２焼結体の全体を均一に高い密度にするために、１時間以上１０時間以内で行うことが好ましい。
【0080】
セラミックス複合体の製造方法は、焼結体を得る工程の後に、アニール処理する工程、加工する工程、及び面処理する工程の少なくとも１つの工程を含んでいてもよく、２つ以上の工程を含んでいてもよく、３つの工程を含んでいてもよい。図４は、セラミックス複合体の製造方法の第６態様を示すフローチャートである。図４に示すように、セラミックス複合体の製造方法は、焼結体を得る工程Ｓ１０３の後に、アニール処理する工程Ｓ１０４を必要に応じて含んでいてもよい。また、セラミックス複合体の製造方法は、焼結体を得る工程Ｓ１０３の後に、得られた焼結体、第１焼結体又は第２焼結体を所望の大きさ又は厚さに切断して加工する工程Ｓ１０５を含んでいてもよく、さらに面処理する工程Ｓ１０６を必要に応じて含んでいてもよい。
【0081】
アニール処理
得られた焼結体、第１焼結体又は第２焼結体は、還元雰囲気でアニール処理してもよい。得られた焼結体を還元雰囲気でアニール処理することによって、第１希土類アルミン酸塩蛍光体を含む第１結晶相中に含まれる酸化された賦活元素を還元することができ、発光中心となる賦活元素の酸化による波長変換効率の低下と輝度の低下を抑制することができる。還元雰囲気は、へリウム、ネオン及びアルゴンからなる群から選ばれる少なくとも１種の希ガス又は窒素ガスと、水素ガス又は一酸化炭素ガスとを含む雰囲気であればよく、雰囲気中に少なくともアルゴン又は窒素ガスと、水素ガス又は一酸化炭素ガスとを含むことがより好ましい。アニール処理は、焼結体又は第１焼結体に行ってよく、第２焼結体に行ってもよく、第１焼結体又は第２焼結体のいずか一方に行ってもよい。
得られた焼結体、第１焼結体又は第２焼結体は、還元雰囲気でアニール処理してもよい。得られた焼結体を還元雰囲気でアニール処理することによって、第１希土類アルミン酸塩蛍光体を含む第１結晶相中に含まれる酸化された賦活元素を還元することができ、発光中心となる賦活元素の酸化による波長変換効率の低下と輝度の低下を抑制することができる。還元雰囲気は、へリウム、ネオン及びアルゴンからなる群から選ばれる少なくとも１種の希ガス又は窒素ガスと、水素ガス又は一酸化炭素ガスとを含む雰囲気であればよく、雰囲気中に少なくともアルゴン又は窒素ガスと、水素ガス又は一酸化炭素ガスとを含むことがより好ましい。アニール処理は、焼結体又は第１焼結体に行ってよく、第２焼結体に行ってもよく、第１焼結体又は第２焼結体のいずか一方に行ってもよい。
【0082】
アニール処理の温度は、焼成温度よりも低い温度であり、１０００℃以上１５００℃以下の範囲内であることが好ましい。アニール処理の温度は、より好ましくは１０００℃以上１４００℃以下の範囲内であり、さらに好ましくは１１００℃以上１３５０℃以下の範囲内である。アニール処理の温度が、焼成温度、１次焼成温度又は２次焼成温度よりも低い温度であり、１０００℃以上１５００℃以下の範囲内であれば、セラミックス複合体中の第１希土類アルミン酸塩蛍光体を含む第１結晶相に含まれる酸化された賦活元素を還元し、波長変換の効率の低下と輝度の低下を抑制することができる。
【0083】
加工工程
得られた焼結体は、所望の大きさ又は厚さに切断する加工を行ってもよい。切断する方法は、公知の方法を利用することができ、例えば、ブレードダイシング、レーザーダイシング、ワイヤーソーから選択された少なくとも１種の方法を用いて切断する方法が挙げられる。これらのうち、切断面の凹凸をより低減することができる点からワイヤーソーが好ましい。
得られた焼結体は、所望の大きさ又は厚さに切断する加工を行ってもよい。切断する方法は、公知の方法を利用することができ、例えば、ブレードダイシング、レーザーダイシング、ワイヤーソーから選択された少なくとも１種の方法を用いて切断する方法が挙げられる。これらのうち、切断面の凹凸をより低減することができる点からワイヤーソーが好ましい。
【0084】
面処理工程
さらに以下に説明する面処理工程を追加してもよい。面処理工程は、得られた焼結体又は第２焼結体を切断して得た切断物の表面を面処理する工程である。この面処理工程により、セラミックス複合体の発光特性の向上のため、セラミックス複合体の表面を適切な状態とすることができるだけでなく、上述の加工工程と併せて、または単独で、セラミックス複合体を所望の形状、大きさ又は厚さにすることができる。面処理工程は、焼結体又は第２焼結体を所望の大きさ若しくは厚さに切断して加工する加工工程の前に行ってもよく、加工工程後に行ってもよい。面処理する方法としては、例えば、サンドブラストによる方法、機械研削による方法、ダイシングによる方法、化学的エッチングによるから選択された少なくとも１種の方法が挙げられる。
さらに以下に説明する面処理工程を追加してもよい。面処理工程は、得られた焼結体又は第２焼結体を切断して得た切断物の表面を面処理する工程である。この面処理工程により、セラミックス複合体の発光特性の向上のため、セラミックス複合体の表面を適切な状態とすることができるだけでなく、上述の加工工程と併せて、または単独で、セラミックス複合体を所望の形状、大きさ又は厚さにすることができる。面処理工程は、焼結体又は第２焼結体を所望の大きさ若しくは厚さに切断して加工する加工工程の前に行ってもよく、加工工程後に行ってもよい。面処理する方法としては、例えば、サンドブラストによる方法、機械研削による方法、ダイシングによる方法、化学的エッチングによるから選択された少なくとも１種の方法が挙げられる。
【0085】
得られるセラミックス複合体は、賦活剤となり得る元素の含有量が２００質量ｐｐｍ以下である、第２希土類アルミン酸塩を含む第３結晶相を含んでいてもよい。原料混合物に含まれる第２希土類酸化物粒子は、酸化アルミニウム粒子と反応して、酸化アルミニウム粒子の結晶成長を抑制し、第２希土類アルミン酸塩を含む第３結晶相を形成する。セラミックス複合体中の第３結晶相は、１５５０℃以上１８００℃以下の温度範囲の焼成により酸化アルミニウム粒子と反応した形成された第２希土類アルミン酸塩を含むため、第３結晶相中には、賦活剤となり得る元素を実質的に含まず、賦活剤となり得る元素の含有量が２００質量ｐｐｍ以下である。第１希土類アルミン酸塩蛍光体の賦活元素がセリウム（Ｃｅ）である場合、第２希土類アルミン酸塩を含む第３結晶相中のセリウム（Ｃｅ）の含有量は２００質量ｐｐｍ以下である。第２希土類アルミン酸塩を含む第３結晶相中の賦活剤となり得る元素の含有量は、セラミックス複合体の第２希土類アルミン酸塩を含む第３結晶相の断面を、エネルギー分散型Ｘ線分析（ＥＤＸ：Ｅｎｅｒｇｙ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ Ｘ－ｒａｙ ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）により、第３結晶相中の賦活剤となり得る元素、例えばセリウムの含有量を測定することができる。セラミックス複合体中の第２希土類アルミン酸塩を含む第３結晶相に含まれる賦活剤となり得る元素の含有量は、２００質量ｐｐｍ以下であり、１５０質量ｐｐｍ以下でもよく、１００質量ｐｐｍ以下でもよく、ＥＤＸによる測定限界以下でもよく、０質量ｐｐｍでもよく、０．１質量ｐｐｍ以上でもよく、１質量ｐｐｍ以上でもよい。
【0086】
第３結晶相に含まれる第２希土類アルミン酸塩は、前記式（ＩＩ）で表される組成を有するものでもよい。
【0087】
発光装置
前述のセラミックス複合体は、光源と組み合わせて、発光装置の波長変換部材を構成する部材として用いることができる。セラミックス複合体を用いた発光装置の一例について説明する。
前述のセラミックス複合体は、光源と組み合わせて、発光装置の波長変換部材を構成する部材として用いることができる。セラミックス複合体を用いた発光装置の一例について説明する。
【0088】
発光装置は、セラミックス複合体を含む波長変換部材と、励起光源とを備える。
図５Ａは、発光装置の一例を示し、発光装置１００の概略平面図であり、図５Ｂは、図５Ａに示す発光装置１００のＶＢ－ＶＢ’線の概略断面図である。発光装置１００は、ＬＥＤ又はＬＤからなる発光素子２０と、発光素子２０からの光により励起されて発光するセラミックス複合体からなる波長変換部材３０とを備える。発光素子２０は、実装基板１０上に導電部材６０であるバンプを介してフリップチップ実装されている。発光素子２０は、発光装置１００の励起光源であり、発光素子２の発光面に波長変換部材３０が接合される。発光素子２０と波長変換部材３０は、接着層４０を介して接合されていてもよい。発光素子２０及び波長変換部材３０は、その側面が光を反射する被覆部材５０によって覆われている。発光素子２０は、実装基板１０上に形成された配線及び導電部材６０を介して、発光装置１００の外部からの電力の供給を受けて、発光装置１００を発光させることができる。発光装置１００は、発光素子２０を過大な電圧の印加による破壊から防ぐための保護素子等の半導体素子７０を含んでいてもよい。被覆部材５０は、例えば半導体素子７０を覆うように設けられる。被覆部材５０は、樹脂５１と、着色剤、蛍光体及びフィラーからなる群から選択される少なくとも１種の添加材５２を含んでいてもよい。以下、発光装置に用いる各部材について説明する。なお、詳細は、例えば特開２０１４－１１２６３５号公報の開示を参照することもできる。
図５Ａは、発光装置の一例を示し、発光装置１００の概略平面図であり、図５Ｂは、図５Ａに示す発光装置１００のＶＢ－ＶＢ’線の概略断面図である。発光装置１００は、ＬＥＤ又はＬＤからなる発光素子２０と、発光素子２０からの光により励起されて発光するセラミックス複合体からなる波長変換部材３０とを備える。発光素子２０は、実装基板１０上に導電部材６０であるバンプを介してフリップチップ実装されている。発光素子２０は、発光装置１００の励起光源であり、発光素子２の発光面に波長変換部材３０が接合される。発光素子２０と波長変換部材３０は、接着層４０を介して接合されていてもよい。発光素子２０及び波長変換部材３０は、その側面が光を反射する被覆部材５０によって覆われている。発光素子２０は、実装基板１０上に形成された配線及び導電部材６０を介して、発光装置１００の外部からの電力の供給を受けて、発光装置１００を発光させることができる。発光装置１００は、発光素子２０を過大な電圧の印加による破壊から防ぐための保護素子等の半導体素子７０を含んでいてもよい。被覆部材５０は、例えば半導体素子７０を覆うように設けられる。被覆部材５０は、樹脂５１と、着色剤、蛍光体及びフィラーからなる群から選択される少なくとも１種の添加材５２を含んでいてもよい。以下、発光装置に用いる各部材について説明する。なお、詳細は、例えば特開２０１４－１１２６３５号公報の開示を参照することもできる。
【0089】
発光素子
発光素子は、例えば、窒化物系半導体を用いた半導体発光素子である、ＬＥＤチップ又はＬＤチップを用いることができる。
発光素子は、例えば、窒化物系半導体を用いた半導体発光素子である、ＬＥＤチップ又はＬＤチップを用いることができる。
【0090】
発光素子は、好ましくは３８０ｎｍ以上５００ｎｍ以下の範囲内に発光ピーク波長を有し、より好ましくは３９０ｎｍ以上４９５ｎｍ以下の範囲内に発光ピーク波長を有し、さらに好ましくは４００ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の範囲内に発光ピーク波長を有し、特に好ましくは４２０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の範囲内に発光ピーク波長を有する。発光素子は、ｐ電極及びｎ電極が設けられている。発光素子のｐ電極及びｎ電極は、発光素子の同じ側の面に形成されていてもよく、異なる側の面に設けられていてもよい。発光素子は、フリップチップ実装されていてもよい。
【0091】
波長変換部材
波長変換部材は、前述のセラミックス複合体を用いることができる。波長変換部材として用いるセラミックス複合体の厚さは、５０μｍ以上５００μｍ以下の範囲内でもよく、６０μｍ以上４５０μｍ以下の範囲内でもよく、７０μｍ以上４００μｍ以下の範囲内でもよい。波長変換部材として用いるセラミックス複合体の大きさは、発光素子の光の取り出し面を全て覆う大きさであればよい。発光素子と波長変換部材の間には、接着層が介在してもよく、接着層で発光素子と波長変換部材とを固着してもよい。波長変換部材は、前述のセラミックス複合体と、他の部材、例えば透光性部材を備えたものでもよい。
波長変換部材は、前述のセラミックス複合体を用いることができる。波長変換部材として用いるセラミックス複合体の厚さは、５０μｍ以上５００μｍ以下の範囲内でもよく、６０μｍ以上４５０μｍ以下の範囲内でもよく、７０μｍ以上４００μｍ以下の範囲内でもよい。波長変換部材として用いるセラミックス複合体の大きさは、発光素子の光の取り出し面を全て覆う大きさであればよい。発光素子と波長変換部材の間には、接着層が介在してもよく、接着層で発光素子と波長変換部材とを固着してもよい。波長変換部材は、前述のセラミックス複合体と、他の部材、例えば透光性部材を備えたものでもよい。
【0092】
発光装置の実装基板は、絶縁性材料であって、発光素子からの光や外光を透過し難い材料からなることが好ましい。実装基板の材料としては、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム等のセラミックス、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂（ＢＴレジン）、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）樹脂等の樹脂を上げることができる。セラミックスは耐熱性が高いため、実装基板の材料として好ましい。
発光素子と波長変換部材の間には、接着層が介在する場合、接着層を構成する接着剤は、発光素子と波長変換部材を光学的に連結できる材料からなることが好ましい。接着層を構成する材料としては、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、及びポリイミド樹脂からなる群から選択される少なくとも１種の樹脂であることが好ましい。
発光装置に必要に応じて設けられる半導体素子は、例えば発光素子を制御するためのトランジスタや、過大な電圧印加による発光素子の破壊や性能劣化を抑制するための保護素子が挙げられる。保護素子としてはツェナーダイオード（Ｚｅｎｅｒ Ｄｉｏｄｅ）やコンデンサーが挙げられる。
被覆部材の材料としては、絶縁材料を用いることが好ましい。より具体的には、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂（ＢＴレジン）、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）樹脂、シリコーン樹脂が挙げられる。被覆部材には、必要に応じて着色剤、蛍光体及びフィラーからなる群から選択される少なくとも１種の添加材が含まれていてもよい。
導電部材としては、バンプを用いることができ、バンプの材料としては、Ａｕあるいはその合金、他の導電部材として、共晶ハンダ（Ａｕ－Ｓｎ）、Ｐｂ－Ｓｎ、鉛フリーハンダ等を用いることができる。
発光素子と波長変換部材の間には、接着層が介在する場合、接着層を構成する接着剤は、発光素子と波長変換部材を光学的に連結できる材料からなることが好ましい。接着層を構成する材料としては、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、及びポリイミド樹脂からなる群から選択される少なくとも１種の樹脂であることが好ましい。
発光装置に必要に応じて設けられる半導体素子は、例えば発光素子を制御するためのトランジスタや、過大な電圧印加による発光素子の破壊や性能劣化を抑制するための保護素子が挙げられる。保護素子としてはツェナーダイオード（Ｚｅｎｅｒ Ｄｉｏｄｅ）やコンデンサーが挙げられる。
被覆部材の材料としては、絶縁材料を用いることが好ましい。より具体的には、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂（ＢＴレジン）、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）樹脂、シリコーン樹脂が挙げられる。被覆部材には、必要に応じて着色剤、蛍光体及びフィラーからなる群から選択される少なくとも１種の添加材が含まれていてもよい。
導電部材としては、バンプを用いることができ、バンプの材料としては、Ａｕあるいはその合金、他の導電部材として、共晶ハンダ（Ａｕ－Ｓｎ）、Ｐｂ－Ｓｎ、鉛フリーハンダ等を用いることができる。
【0093】
発光装置の製造方法
発光装置の製造方法の一例を説明する。なお、詳細は、例えば特開２０１４－１１２６３５号公報、又は、特開２０１７－１１７９１２号公報の開示を参照することもできる。発光装置の製造方法は、発光素子の配置工程、必要に応じて半導体素子の配置工程、セラミックス複合体を含む波長変換部材の形成工程、発光素子と波長変換部材の接着工程、被覆部材の形成工程を含むことが好ましい。
発光素子の配置工程において、実装基板上に発光素子を配置し、実装する。発光素子と半導体素子とは、例えば、実装基板上にフリップチップ実装される。
発光素子と波長変換部材の接着工程において、波長変換部材を発光素子の発光面に対向させて、発光素子上に波長変換部材を接着層により接合する。
被覆部材の形成工程において、発光面を除く、発光素子、及び波長変換部材の側面が、被覆部材用組成物で覆われ、発光面を除く発光素子及び波長変換部材の側面に被覆部材が形成される。この被覆部材は、発光素子から出射された光を反射させるためのものであり、波長変換部材の発光面を覆うことなく側面を覆い、かつ半導体素子を埋設するように形成される。
以上のようにして、図５Ａ及び図５Ｂに示す発光装置を製造することができる。
発光装置の製造方法の一例を説明する。なお、詳細は、例えば特開２０１４－１１２６３５号公報、又は、特開２０１７－１１７９１２号公報の開示を参照することもできる。発光装置の製造方法は、発光素子の配置工程、必要に応じて半導体素子の配置工程、セラミックス複合体を含む波長変換部材の形成工程、発光素子と波長変換部材の接着工程、被覆部材の形成工程を含むことが好ましい。
発光素子の配置工程において、実装基板上に発光素子を配置し、実装する。発光素子と半導体素子とは、例えば、実装基板上にフリップチップ実装される。
発光素子と波長変換部材の接着工程において、波長変換部材を発光素子の発光面に対向させて、発光素子上に波長変換部材を接着層により接合する。
被覆部材の形成工程において、発光面を除く、発光素子、及び波長変換部材の側面が、被覆部材用組成物で覆われ、発光面を除く発光素子及び波長変換部材の側面に被覆部材が形成される。この被覆部材は、発光素子から出射された光を反射させるためのものであり、波長変換部材の発光面を覆うことなく側面を覆い、かつ半導体素子を埋設するように形成される。
以上のようにして、図５Ａ及び図５Ｂに示す発光装置を製造することができる。
【実施例0094】
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。
【0095】
実施例１
原料混合物の準備工程
第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子
賦活元素としてＣｅを含有し、第１希土類元素としてＹ及びＧｄを含有する、（Ｙ０．８０６Ｇｄ０．１６Ｃｅ０．０３４）３Ａｌ５Ｏ１２の組成を有する第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子を準備した。第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子のＦＳＳＳ法による平均粒径は１５μｍであった。
酸化アルミニウム粒子
酸化アルミニウム粒子として、酸化アルミニウムの純度が９９質量％の酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）粒子を準備した。酸化アルミニウム粒子のＦＳＳＳ法による平均粒径は０．６μｍであった。
第２希土類酸化物粒子
第２希土類元素としてＹを含む、第２希土類酸化物粒子として、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）粒子を準備した。酸化イットリウム粒子のＦＳＳＳ法による平均粒径は０．１μｍであった。
原料混合物の準備
第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子を１１ｇ、酸化アルミニウム粒子を８８．９ｇ、酸化イットリウム粒子を０．１ｇ、それぞれ秤量し、乾式ボールミルで混合し、混合媒体であるボールを除き、原料混合物を準備した。第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子、酸化アルミニウム粒子、及び酸化イットリウム粒子の合計からなる原料混合物１００質量％に対する各粒子の含有量を表１に記載した。
原料混合物の準備工程
第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子
賦活元素としてＣｅを含有し、第１希土類元素としてＹ及びＧｄを含有する、（Ｙ０．８０６Ｇｄ０．１６Ｃｅ０．０３４）３Ａｌ５Ｏ１２の組成を有する第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子を準備した。第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子のＦＳＳＳ法による平均粒径は１５μｍであった。
酸化アルミニウム粒子
酸化アルミニウム粒子として、酸化アルミニウムの純度が９９質量％の酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）粒子を準備した。酸化アルミニウム粒子のＦＳＳＳ法による平均粒径は０．６μｍであった。
第２希土類酸化物粒子
第２希土類元素としてＹを含む、第２希土類酸化物粒子として、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）粒子を準備した。酸化イットリウム粒子のＦＳＳＳ法による平均粒径は０．１μｍであった。
原料混合物の準備
第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子を１１ｇ、酸化アルミニウム粒子を８８．９ｇ、酸化イットリウム粒子を０．１ｇ、それぞれ秤量し、乾式ボールミルで混合し、混合媒体であるボールを除き、原料混合物を準備した。第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子、酸化アルミニウム粒子、及び酸化イットリウム粒子の合計からなる原料混合物１００質量％に対する各粒子の含有量を表１に記載した。
【0096】
成形体の準備工程
原料混合物を金型に充填し、１０ＭＰａ（１０２ｋｇｆ／ｃｍ２）の圧力で、直径１００ｍｍ、厚さ１２ｍｍの円筒形状の成形体を形成した。得られた成形体を、包装容器に入れて真空包装し、冷間静水等方圧加圧装置（株式会社神戸製鋼所（ＫＯＢＥＬＣＯ）製）を用いて１７６ＭＰａでＣＩＰを行い、成形体を得た。
原料混合物を金型に充填し、１０ＭＰａ（１０２ｋｇｆ／ｃｍ２）の圧力で、直径１００ｍｍ、厚さ１２ｍｍの円筒形状の成形体を形成した。得られた成形体を、包装容器に入れて真空包装し、冷間静水等方圧加圧装置（株式会社神戸製鋼所（ＫＯＢＥＬＣＯ）製）を用いて１７６ＭＰａでＣＩＰを行い、成形体を得た。
【0097】
焼結体を得る工程
１次焼成工程
得られた成形体を、焼成炉（丸祥電気株式会社製）を用いて、大気雰囲気（０．１０１ＭＰａ、酸素濃度２０体積％）で、１６５０℃の温度で１次焼成し、第１焼結体を得た。
２次焼成工程
得られた第１焼結体を、熱間等方圧加圧（ＨＩＰ）装置（株式会社神戸製鋼所（ＫＯＢＥＬＣＯ）製）を用いて、圧力媒体に窒素ガスを用いて窒素ガス雰囲気（９９．９９体積％以上）のもとで、１６５０℃の温度、１９５ＭＰａの圧力で、２時間、ＨＩＰによる２次焼成を行い、第２焼結体を得た。この第２焼結体を、ワイヤーソーを用いて、所定の形状及び大きさに切断し、その切断面の表面を平面研削機で研磨し、厚さが１８０μｍの板状の実施例１のセラミックス複合体を得た。実施例１のセラミックス複合体中には、酸化アルミニウム粒子と酸化イットリウム粒子が反応して形成されたＹ３Ａｌ５Ｏ１２で表される第２希土類アルミン酸塩の第３結晶相が形成された。セラミックス複合体の断面の第２結晶相を、波長分散型Ｘ線分析ＥＰＭＡ（ＷＤＳ）装置（ＪＸＡ－８２３０、日本電子株式会社製）を用いて、第３結晶相中のＣｅの含有量を測定したところ、Ｃｅの含有量は、１００質量ｐｐｍ以下であった。
１次焼成工程
得られた成形体を、焼成炉（丸祥電気株式会社製）を用いて、大気雰囲気（０．１０１ＭＰａ、酸素濃度２０体積％）で、１６５０℃の温度で１次焼成し、第１焼結体を得た。
２次焼成工程
得られた第１焼結体を、熱間等方圧加圧（ＨＩＰ）装置（株式会社神戸製鋼所（ＫＯＢＥＬＣＯ）製）を用いて、圧力媒体に窒素ガスを用いて窒素ガス雰囲気（９９．９９体積％以上）のもとで、１６５０℃の温度、１９５ＭＰａの圧力で、２時間、ＨＩＰによる２次焼成を行い、第２焼結体を得た。この第２焼結体を、ワイヤーソーを用いて、所定の形状及び大きさに切断し、その切断面の表面を平面研削機で研磨し、厚さが１８０μｍの板状の実施例１のセラミックス複合体を得た。実施例１のセラミックス複合体中には、酸化アルミニウム粒子と酸化イットリウム粒子が反応して形成されたＹ３Ａｌ５Ｏ１２で表される第２希土類アルミン酸塩の第３結晶相が形成された。セラミックス複合体の断面の第２結晶相を、波長分散型Ｘ線分析ＥＰＭＡ（ＷＤＳ）装置（ＪＸＡ－８２３０、日本電子株式会社製）を用いて、第３結晶相中のＣｅの含有量を測定したところ、Ｃｅの含有量は、１００質量ｐｐｍ以下であった。
【0098】
実施例２から３
原料混合物中に含まれる酸化アルミニウム粒子及び酸化イットリウム粒子の含有量を、表１に示すように変更したこと以外は、実施例１と同様にして、実施例２から３の各セラミックス複合体を得た。
原料混合物中に含まれる酸化アルミニウム粒子及び酸化イットリウム粒子の含有量を、表１に示すように変更したこと以外は、実施例１と同様にして、実施例２から３の各セラミックス複合体を得た。
【0099】
実施例４
実施例１で用いた第１希土類アルミン酸塩蛍光体と、実施例１で用いた酸化アルミニウム粒子を用いて、第１希土類アルミン酸塩蛍光体を１１ｇ、酸化アルミニウム粒子を８９ｇ、それぞれ秤量し、乾式ボールミルで混合し、混合媒体であるボールを除き、目開き１６０μｍ、線径７１μｍ、ナイロン＃１１０メッシュ（Ｎ－Ｎｏ．１１０Ｓ、株式会社ＮＢＣメッシュテック製）を用いて、ふるい分けし、メッシュを通過した原料混合物を準備した。第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子及び酸化アルミニウム粒子の合計からなる原料混合物１００質量％に対する各粒子の含有量を表１に記載した。準備した原料混合物を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例４のセラミックス複合体を得た。
実施例１で用いた第１希土類アルミン酸塩蛍光体と、実施例１で用いた酸化アルミニウム粒子を用いて、第１希土類アルミン酸塩蛍光体を１１ｇ、酸化アルミニウム粒子を８９ｇ、それぞれ秤量し、乾式ボールミルで混合し、混合媒体であるボールを除き、目開き１６０μｍ、線径７１μｍ、ナイロン＃１１０メッシュ（Ｎ－Ｎｏ．１１０Ｓ、株式会社ＮＢＣメッシュテック製）を用いて、ふるい分けし、メッシュを通過した原料混合物を準備した。第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子及び酸化アルミニウム粒子の合計からなる原料混合物１００質量％に対する各粒子の含有量を表１に記載した。準備した原料混合物を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例４のセラミックス複合体を得た。
【0100】
実施例５
実施例１で用いた第１希土類アルミン酸塩蛍光体と、実施例１で用いた酸化アルミニウム粒子を用いて、第１希土類アルミン酸塩蛍光体を１１ｇ、酸化アルミニウム粒子を８９ｇ、それぞれ秤量し、第１希土類アルミン酸塩蛍光体及び酸化アルミニウム粒子の合計に対して、溶媒として脱イオン水を５０ｇ添加し、湿式ボールミルで混合し、混合媒体であるボールを除き、スラリーを得た。得られたスラリーを、１００℃で２４時間乾燥し、乾燥物を得た。得られた乾燥物を、で規定された、目開き１６０μｍ、線径７１μｍ、ナイロン＃１１０メッシュ（Ｎ－Ｎｏ．１１０Ｓ、株式会社ＮＢＣメッシュテック製）を用いて、ふるい分けし、メッシュを通過した原料混合物を準備した。第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子及び酸化アルミニウム粒子の合計からなる原料混合物１００質量％に対する各粒子の含有量を表１に記載した。準備した原料混合物を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例５のセラミックス複合体を得た。
実施例１で用いた第１希土類アルミン酸塩蛍光体と、実施例１で用いた酸化アルミニウム粒子を用いて、第１希土類アルミン酸塩蛍光体を１１ｇ、酸化アルミニウム粒子を８９ｇ、それぞれ秤量し、第１希土類アルミン酸塩蛍光体及び酸化アルミニウム粒子の合計に対して、溶媒として脱イオン水を５０ｇ添加し、湿式ボールミルで混合し、混合媒体であるボールを除き、スラリーを得た。得られたスラリーを、１００℃で２４時間乾燥し、乾燥物を得た。得られた乾燥物を、で規定された、目開き１６０μｍ、線径７１μｍ、ナイロン＃１１０メッシュ（Ｎ－Ｎｏ．１１０Ｓ、株式会社ＮＢＣメッシュテック製）を用いて、ふるい分けし、メッシュを通過した原料混合物を準備した。第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子及び酸化アルミニウム粒子の合計からなる原料混合物１００質量％に対する各粒子の含有量を表１に記載した。準備した原料混合物を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例５のセラミックス複合体を得た。
【0101】
比較例１
実施例１で用いた第１希土類アルミン酸塩蛍光体と、実施例１で用いた酸化アルミニウム粒子を用いて、第１希土類アルミン酸塩蛍光体を１１ｇ、酸化アルミニウム粒子を８９ｇ、それぞれ秤量したこと以外は、実施例１と同様にして原料混合物を得て、この原料混合物用いて、実施例１と同様にして、比較例１のセラミックス複合体を得た。
実施例１で用いた第１希土類アルミン酸塩蛍光体と、実施例１で用いた酸化アルミニウム粒子を用いて、第１希土類アルミン酸塩蛍光体を１１ｇ、酸化アルミニウム粒子を８９ｇ、それぞれ秤量したこと以外は、実施例１と同様にして原料混合物を得て、この原料混合物用いて、実施例１と同様にして、比較例１のセラミックス複合体を得た。
【0102】
原料の平均粒径の測定
第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子、酸化アルミニウム粒子及び第２希土類酸化物粒子である酸化イットリウム粒子について、以下のようにそれぞれの平均粒径を測定した。
各粒子についてＦｉｓｈｅｒ Ｓｕｂ－Ｓｉｅｖｅ Ｓｉｚｅｒ Ｍｏｄｅｌ ９５（Ｆｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ社製）を用いて、気温２５℃、相対湿度７０％の環境下において、１ｃｍ３分の各粒子の試料物原料）をそれぞれ計り取り、専用の管状容器にパッキングした後、一定圧力の乾燥空気を流し、差圧から比表面積を読み取り、ＦＳＳＳ法による粒径を算出した。結果は上述のとおりである。
第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子、酸化アルミニウム粒子及び第２希土類酸化物粒子である酸化イットリウム粒子について、以下のようにそれぞれの平均粒径を測定した。
各粒子についてＦｉｓｈｅｒ Ｓｕｂ－Ｓｉｅｖｅ Ｓｉｚｅｒ Ｍｏｄｅｌ ９５（Ｆｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ社製）を用いて、気温２５℃、相対湿度７０％の環境下において、１ｃｍ３分の各粒子の試料物原料）をそれぞれ計り取り、専用の管状容器にパッキングした後、一定圧力の乾燥空気を流し、差圧から比表面積を読み取り、ＦＳＳＳ法による粒径を算出した。結果は上述のとおりである。
【0103】
セラミックス複合体の測定
第１結晶相及び第２結晶相の含有量
第１結晶相の含有量（体積％）、第２結晶相の含有量（体積％、質量％）を、前記式（１）から（５）に基づき求めた。
第１結晶相及び第２結晶相の含有量
第１結晶相の含有量（体積％）、第２結晶相の含有量（体積％、質量％）を、前記式（１）から（５）に基づき求めた。
【0104】
相対密度の測定
実施例及び比較例の各セラミックス複合体の相対密度を、前記式（６）から（９）に基づき求めた。第１希土類アルミン酸塩蛍光体（（Ｙ０．８０６Ｇｄ０．１６Ｃｅ０．０３４）３Ａｌ５Ｏ１２）の真密度は４．６７ｇ／ｃｍ３、酸化アルミニウム粒子の真密度は３．９８ｇ／ｃｍ３、セラミックス複合体中の第２希土類アルミン酸塩（Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２）の真密度は４．６０ｇ／ｃｍ３として算出した。
実施例及び比較例の各セラミックス複合体の相対密度を、前記式（６）から（９）に基づき求めた。第１希土類アルミン酸塩蛍光体（（Ｙ０．８０６Ｇｄ０．１６Ｃｅ０．０３４）３Ａｌ５Ｏ１２）の真密度は４．６７ｇ／ｃｍ３、酸化アルミニウム粒子の真密度は３．９８ｇ／ｃｍ３、セラミックス複合体中の第２希土類アルミン酸塩（Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２）の真密度は４．６０ｇ／ｃｍ３として算出した。
【0105】
ＳＥＭ画像－２次電子像
走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）（ＳＵ３５００、株式会社日立ハイテクノロジーズ製）を用いて、実施例及び比較例の各セラミックス複合体の断面（研磨面）の２次電子像のＳＥＭ画像を得た。
走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）（ＳＵ３５００、株式会社日立ハイテクノロジーズ製）を用いて、実施例及び比較例の各セラミックス複合体の断面（研磨面）の２次電子像のＳＥＭ画像を得た。
【0106】
結晶径の測定
実施例及び比較例のセラミックス複合体の断面を研磨した面のＳＥＭ画像から、下記の測定条件により、酸化アルミニウムを含む第２結晶相の第２結晶径を測定した。
測定条件
セラミックス複合体の断面における走査型電子顕微鏡を用いて撮影したＳＥＭ画像において、粒界で区切られた結晶相の断面における最大幅と、前記最大幅の中心点を通る最小幅と、を測定し、前記最大幅と前記最小幅の平均を結晶径とし、同一倍率のＳＥＭ画像において特定の大きさの範囲における結晶径の算術平均値を、結晶径の平均値とする。
無作為に選択した２０個の第２結晶相の第２結晶径の平均値を算出した。また、無作為に選択した２０個の第２結晶相を粒子と仮定して第２結晶径の粒度分布曲線を作成し、第２結晶径の粒度分布曲線の小径側からの積算値が２５％及び７５％のときの第２結晶径の値をＤ２５及びＤ７５と表記したときに、ＱＤ＝（Ｄ７５－Ｄ２５）／（Ｄ７５＋Ｄ２５）で表されるＱＤ値を算出した。
実施例及び比較例のセラミックス複合体の断面を研磨した面のＳＥＭ画像から、下記の測定条件により、酸化アルミニウムを含む第２結晶相の第２結晶径を測定した。
測定条件
セラミックス複合体の断面における走査型電子顕微鏡を用いて撮影したＳＥＭ画像において、粒界で区切られた結晶相の断面における最大幅と、前記最大幅の中心点を通る最小幅と、を測定し、前記最大幅と前記最小幅の平均を結晶径とし、同一倍率のＳＥＭ画像において特定の大きさの範囲における結晶径の算術平均値を、結晶径の平均値とする。
無作為に選択した２０個の第２結晶相の第２結晶径の平均値を算出した。また、無作為に選択した２０個の第２結晶相を粒子と仮定して第２結晶径の粒度分布曲線を作成し、第２結晶径の粒度分布曲線の小径側からの積算値が２５％及び７５％のときの第２結晶径の値をＤ２５及びＤ７５と表記したときに、ＱＤ＝（Ｄ７５－Ｄ２５）／（Ｄ７５＋Ｄ２５）で表されるＱＤ値を算出した。
【0107】
発光装置の作製
得られた実施例及び比較例の各セラミックス複合体について、図５Ａ及び図５Ｂに示す発光装置１００を以下のようにして発光装置を作製した。発光素子２０及び半導体素子７０を実装基板１０に載置した。具体的には、サファイア基板上に窒化物半導体が積層されて形成された、厚みが約０．１１ｍｍで、平面形状が約１．０ｍｍ四方の略正方形であり、主波長が４５０ｎｍである発光素子２０を、半導体成長基板であるサファイア基板側が光出射面となるように、発光素子２及び半導体素子７を一列に配置して、Ａｕからなる導電部材６０を用いて、実装基板１０に形成させた導電パターンにフリップチップ実装した。
次に、発光素子２０の上面に、接着剤４０としてシリコーン樹脂を配置して、実施例及び比較例の各セラミックス複合体を板状に形成した波長変換部材３０と発光素子２０のサファイア基板の上面とを接着させた。
次に、発光素子２０、波長変換部材３０及び半導体素子７０の周囲に被覆部材５０を配置した。発光素子２０、波長変換部材３０の側面に沿って被覆部材５０を配置するとともに、半導体素子７０を被覆部材５０の中に完全に埋没させた。被覆部材５０に含まれる樹脂５１は、ジメチルシリコーン樹脂を使用し、光反射性材料５２として平均粒径が０．２８μｍの酸化チタン粒子を、樹脂５１に対して６０質量％含有させた。このような工程により、図５Ａ及び図５Ｂに示される発光装置１００を作製した。
実施例及び比較例の各セラミックス複合体を用いた各発光装置について、以下のように評価を行った。その結果を表１に示す。
得られた実施例及び比較例の各セラミックス複合体について、図５Ａ及び図５Ｂに示す発光装置１００を以下のようにして発光装置を作製した。発光素子２０及び半導体素子７０を実装基板１０に載置した。具体的には、サファイア基板上に窒化物半導体が積層されて形成された、厚みが約０．１１ｍｍで、平面形状が約１．０ｍｍ四方の略正方形であり、主波長が４５０ｎｍである発光素子２０を、半導体成長基板であるサファイア基板側が光出射面となるように、発光素子２及び半導体素子７を一列に配置して、Ａｕからなる導電部材６０を用いて、実装基板１０に形成させた導電パターンにフリップチップ実装した。
次に、発光素子２０の上面に、接着剤４０としてシリコーン樹脂を配置して、実施例及び比較例の各セラミックス複合体を板状に形成した波長変換部材３０と発光素子２０のサファイア基板の上面とを接着させた。
次に、発光素子２０、波長変換部材３０及び半導体素子７０の周囲に被覆部材５０を配置した。発光素子２０、波長変換部材３０の側面に沿って被覆部材５０を配置するとともに、半導体素子７０を被覆部材５０の中に完全に埋没させた。被覆部材５０に含まれる樹脂５１は、ジメチルシリコーン樹脂を使用し、光反射性材料５２として平均粒径が０．２８μｍの酸化チタン粒子を、樹脂５１に対して６０質量％含有させた。このような工程により、図５Ａ及び図５Ｂに示される発光装置１００を作製した。
実施例及び比較例の各セラミックス複合体を用いた各発光装置について、以下のように評価を行った。その結果を表１に示す。
【0108】
色度座標（ｘ、ｙ）及び標準偏差
実施例及び比較例の各セラミックス複合体を用いた発光装置をそれぞれ４０個作製し、イメージング色彩輝度計（ＰｒｏＭｅｔｒｉｃ Ｉ８、Ｒａｄｉａｎｔ Ｖｉｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ社製）を用いて、ＣＩＥ(国際照明委員会：Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｅ ｄｅ ｌ’Ｅｃｌａｒｉｒａｇｅ)１９３１色度図の色度座標系における色度座標（ｘ、ｙ）を求めた。実施例及び比較例の各セラミックス複合体を用いた４０個の発光装置の色度座標（ｘ、ｙ）の平均値を、実施例及び比較例のセラミックス複合体の色度座標（ｘ、ｙ）とした。また、実施例及び比較例の各セラミックス複合体を用いた４０個の発光装置の色度座標（ｘ、ｙ）の標準偏差（１σ）を、色調のばらつきを評価する指標として求めた。結果を表１に示す。
実施例及び比較例の各セラミックス複合体を用いた発光装置をそれぞれ４０個作製し、イメージング色彩輝度計（ＰｒｏＭｅｔｒｉｃ Ｉ８、Ｒａｄｉａｎｔ Ｖｉｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ社製）を用いて、ＣＩＥ(国際照明委員会：Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｅ ｄｅ ｌ’Ｅｃｌａｒｉｒａｇｅ)１９３１色度図の色度座標系における色度座標（ｘ、ｙ）を求めた。実施例及び比較例の各セラミックス複合体を用いた４０個の発光装置の色度座標（ｘ、ｙ）の平均値を、実施例及び比較例のセラミックス複合体の色度座標（ｘ、ｙ）とした。また、実施例及び比較例の各セラミックス複合体を用いた４０個の発光装置の色度座標（ｘ、ｙ）の標準偏差（１σ）を、色調のばらつきを評価する指標として求めた。結果を表１に示す。
【0109】
【表1】
【0110】
実施例１から５に係るセラミックス複合体は、前記測定条件で測定した第２結晶相の第２結晶径の平均値が１２μｍ以下であり、ＱＤ値が０．５以下であった。実施例１から５に係るセラミックス複合体に含まれる第２結晶相の第２結晶径の平均値は比較例に係るセラミックス複合体の第２結晶相の第２結晶径の平均値よりも小さく、第２結晶相を粒子と仮定したときの粒度分布が狭く、第２結晶相の大きさが揃っていた。実施例１から５に係るセラミックス複合体を用いた発光装置は、出射した光の色度座標（ｘ、ｙ）の標準偏差（ｘσ、ｙσ）が、比較例に係るセラミックス複合体を用いた発光装置から出射した光の色度座標（ｘ、ｙ）の標準偏差（ｘσ、ｙσ）よりも小さくなっており、色調のばらつきが抑制されていた。
【0111】
図６Ａは、実施例３に係るセラミックス複合体の断面（研磨面）の２次電子像のＳＥＭ写真であり、図６Ｂは、図６ＡのＳＥＭ写真の第１結晶相、第２結晶相及び第３結晶相のそれぞれの粒界を線で表した図である。実施例３に係るセラミックス複合体は、第１希土類アルミン酸塩蛍光体を含む第１結晶相１と、酸化アルミニウムを含む第２結晶相２と、酸化アルミニウム粒子と第２希土類酸化物が反応して生成された第２希土類アルミン酸塩を含む第３結晶相３を含んでいた。実施例３に係るセラミックス複合体中の第２結晶相の第２結晶径の平均値は、後述する比較例１に係るセラミックス複合体の第２結晶相の第２結晶径の平均値よりも小さくなっていることが確認できた。
【0112】
図７Ａは、実施例４に係るセラミックス複合体の断面（研磨面）の２次電子像のＳＥＭ写真であり、図７Ｂは、図７ＡのＳＥＭ写真の第１結晶相及び第２結晶相のそれぞれの粒界を線で表した図である。実施例４に係るセラミックス複合体は、第１希土類アルミン酸塩蛍光体を含む第１結晶相１と、酸化アルミニウムを含む第２結晶相２を含んでいた。実施例４に係るセラミックス複合体は、第２希土類アルミン酸塩を含む第３結晶相が存在しない。実施例４に係るセラミックス複合体は、原料混合物を目開き１６０μｍ以下のふるいでふるい分けしているため、実施例４に係るセラミックス複合体中の第２結晶相の第２結晶径の平均値は、後述する比較例１に係るセラミックス複合体の第２結晶相の第２結晶径の平均値よりも小さくなっていることが確認できた。
【0113】
図８Ａは、比較例１に係るセラミックス複合体の断面（研磨面）の２次電子像のＳＥＭ写真であり、図８Ｂは、図８ＡのＳＥＭ写真の第１結晶相及び第２結晶相のそれぞれの粒界を線で表した図である。比較例１に係るセラミックス複合体は、第１希土類アルミン酸塩蛍光体を含む第１結晶相１と、酸化アルミニウムを含む第２結晶相２を含んでいた。比較例１に係るセラミックス複合体中の第２結晶相の第２結晶径の平均値は、実施例３及び４に係るセラミックス複合体の第２結晶相の第２結晶径の平均値よりも大きくなった。比較例１に係るセラミックス複合体は、実施例３と同じ酸化アルミニウム粒子を用いているが、原料混合物中に第２希土類酸化物を含んでいないため、酸化アルミニウム粒子の結晶成長が抑制されていなかった。また、比較例１に係るセラミックス複合体は、実施例４と同じ配合及び同じ原料を含む原料混合物用いているが、原料混合物をふるい分けしていないため、酸化アルミニウム粒子の結晶成長が抑制されていなかった。
【産業上の利用可能性】
【0114】
本発明の一態様のセラミックス複合体の製造方法によって得られたセラミックス複合体は、ＬＥＤやＬＤの励起光源と組み合わせて、車載用光源や一般照明用の照明装置、液晶表示装置のバックライト、プロジェクター用光源の波長変換部材として利用することができる。
【符号の説明】
【0115】
１：第１結晶相、２：第２結晶相、３：第３結晶相、１０：実装基板、２０：発光素子、３０：波長変換部材、４０：接着層、５０：被覆部材、６０：導電部材、７０：半導体素子、１００：発光装置。
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図3】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図6A】
【図6B】
【図7A】
【図7B】
【図8A】
【図8B】
