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(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】P2024139933
(43)【公開日】2024-10-10
(54)【発明の名称】波長変換素子
(51)【国際特許分類】
G02B 5/20 20060101AFI20241003BHJP
【ＦＩ】
G02B5/20
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023050884
(22)【出願日】2023-03-28
(71)【出願人】
【識別番号】000006633
【氏名又は名称】京セラ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100088672
【弁理士】
【氏名又は名称】吉竹 英俊
(74)【代理人】
【識別番号】100088845
【弁理士】
【氏名又は名称】有田 貴弘
(74)【代理人】
【識別番号】100156177
【弁理士】
【氏名又は名称】池見 智治
(74)【代理人】
【識別番号】100130166
【弁理士】
【氏名又は名称】田中 宏明
(72)【発明者】
【氏名】菊池 直樹
【テーマコード（参考）】
2H148
【Ｆターム（参考）】
2H148AA05
2H148AA07
(57)【要約】
【課題】波長変換素子における発光効率を向上させる。
【解決手段】波長変換素子は、波長変換部、を備えている。波長変換部は、複数の蛍光体粒子と、バインダー層と、複数の熱伝導性粒子と、を含む。バインダー層は、複数の蛍光体粒子どうしを接合しているとともにガラスを含む。波長変換部における複数の蛍光体粒子が存在していない領域を、複数の蛍光体粒子のそれぞれに接触している第１領域と、複数の蛍光体粒子から離れている第２領域と、に区分した場合に、第１領域における複数の熱伝導性粒子の存在率は、第２領域における複数の熱伝導性粒子の存在率よりも大きい。
【選択図】図４
【解決手段】波長変換素子は、波長変換部、を備えている。波長変換部は、複数の蛍光体粒子と、バインダー層と、複数の熱伝導性粒子と、を含む。バインダー層は、複数の蛍光体粒子どうしを接合しているとともにガラスを含む。波長変換部における複数の蛍光体粒子が存在していない領域を、複数の蛍光体粒子のそれぞれに接触している第１領域と、複数の蛍光体粒子から離れている第２領域と、に区分した場合に、第１領域における複数の熱伝導性粒子の存在率は、第２領域における複数の熱伝導性粒子の存在率よりも大きい。
【選択図】図４
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の蛍光体粒子と、該複数の蛍光体粒子どうしを接合しているとともにガラスを含むバインダー層と、複数の熱伝導性粒子と、を含む、波長変換部、を備え、
前記波長変換部における前記複数の蛍光体粒子が存在していない領域を、前記複数の蛍光体粒子のそれぞれに接触している第１領域と、前記複数の蛍光体粒子から離れている第２領域と、に区分した場合に、前記第１領域における前記複数の熱伝導性粒子の存在率は、前記第２領域における前記複数の熱伝導性粒子の存在率よりも大きい、波長変換素子。
前記波長変換部における前記複数の蛍光体粒子が存在していない領域を、前記複数の蛍光体粒子のそれぞれに接触している第１領域と、前記複数の蛍光体粒子から離れている第２領域と、に区分した場合に、前記第１領域における前記複数の熱伝導性粒子の存在率は、前記第２領域における前記複数の熱伝導性粒子の存在率よりも大きい、波長変換素子。
【請求項2】
請求項１に記載の波長変換素子であって、
前記波長変換部の体積に占める前記複数の熱伝導性粒子の体積の割合は、１パーセント以上であり且つ７パーセント以下である、波長変換素子。
前記波長変換部の体積に占める前記複数の熱伝導性粒子の体積の割合は、１パーセント以上であり且つ７パーセント以下である、波長変換素子。
【請求項3】
請求項１または請求項２に記載の波長変換素子であって、
前記複数の熱伝導性粒子の平均粒径は、０．１μｍ以上であり且つ０．４５μｍ以下である、波長変換素子。
前記複数の熱伝導性粒子の平均粒径は、０．１μｍ以上であり且つ０．４５μｍ以下である、波長変換素子。
【請求項4】
請求項１または請求項２に記載の波長変換素子であって、
前記複数の熱伝導性粒子は、球状の熱伝導性粒子を含む、波長変換素子。
前記複数の熱伝導性粒子は、球状の熱伝導性粒子を含む、波長変換素子。
【請求項5】
請求項１または請求項２に記載の波長変換素子であって、
前記複数の熱伝導性粒子のそれぞれは、六方晶窒化ホウ素を含み、
前記複数の熱伝導性粒子は、前記複数の蛍光体粒子の表面に沿って位置している１つ以上の熱伝導性粒子を含む、波長変換素子。
前記複数の熱伝導性粒子のそれぞれは、六方晶窒化ホウ素を含み、
前記複数の熱伝導性粒子は、前記複数の蛍光体粒子の表面に沿って位置している１つ以上の熱伝導性粒子を含む、波長変換素子。
【請求項6】
請求項５に記載の波長変換素子であって、
前記波長変換部は、励起光が照射される第１面を有し、
前記１つ以上の熱伝導性粒子は、前記第１面に垂直な方向に沿って並んだ２つ以上の熱伝導性粒子を含む、波長変換素子。
前記波長変換部は、励起光が照射される第１面を有し、
前記１つ以上の熱伝導性粒子は、前記第１面に垂直な方向に沿って並んだ２つ以上の熱伝導性粒子を含む、波長変換素子。
【請求項7】
請求項１または請求項２に記載の波長変換素子であって、
前記波長変換部を支持している基材、をさらに備え、
該基材の熱伝導率は、前記波長変換部の熱伝導率よりも高い、波長変換素子。
前記波長変換部を支持している基材、をさらに備え、
該基材の熱伝導率は、前記波長変換部の熱伝導率よりも高い、波長変換素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、波長変換素子に関する。
【背景技術】
【0002】
蛍光体に励起光を照射して、この励起光を異なる波長の光に変換する波長変換素子が知られている。そして、例えば、特許文献１には、ガラスをマトリックスとして蛍光体粒子および熱伝導性フィラーがマトリックスに分散された構成を有する蛍光体粒子分散ガラスと、励起光を発する半導体発光素子と、を備えた発光装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０２１－２６１０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
波長変換素子については、発光効率を向上させる点で改善の余地がある。
【課題を解決するための手段】
【0005】
波長変換素子が開示される。
【0006】
波長変換素子の一態様は、波長変換部、を備えている。前記波長変換部は、複数の蛍光体粒子と、バインダー層と、複数の熱伝導性粒子と、を含む。前記バインダー層は、前記複数の蛍光体粒子どうしを接合しているとともにガラスを含む。前記波長変換部における前記複数の蛍光体粒子が存在していない領域を、前記複数の蛍光体粒子のそれぞれに接触している第１領域と、前記複数の蛍光体粒子から離れている第２領域と、に区分した場合に、前記第１領域における前記複数の熱伝導性粒子の存在率は、前記第２領域における前記複数の熱伝導性粒子の存在率よりも大きい。
【発明の効果】
【0007】
波長変換素子における発光効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【発明を実施するための形態】
【0009】
レーザー光などの励起光を蛍光体に照射して励起光とは異なる波長の光に変換する波長変換素子が知られている。この波長変換素子については、例えば、複数の蛍光体粒子と、隣接する蛍光体粒子を連結するガラスを含むバインダー層とを備えた構成が考えられる。
【0010】
この波長変換素子は、例えば、ガラス粉末と複数の蛍光体粒子とを混合して得られた混合物を用いてガラス粉末の焼結を行うことで製造され得る。
【0011】
この波長変換素子では、ガラス粉末の焼結で形成されるバインダー層の結晶性が低く、蛍光体粒子からの放熱性が低い。このため、励起光の照射によって蛍光体粒子の温度が上昇して、蛍光体粒子における発光効率が低下し得る。換言すれば、波長変換素子における発光効率が低下し得る。ここで言う発光効率は、入射する励起光のエネルギーを基準とした発せられる光のエネルギーの割合である。特に、励起光のエネルギーが高くなると、蛍光体粒子が発熱しやすく、波長変換素子における発光効率がさらに低下し得る。
【0012】
これに対して、例えば、バインダー層に、ガラスよりも熱伝導性に優れた複数の熱伝導性粒子を分散させることで、蛍光体粒子に励起光が照射される際における蛍光体粒子の温度の上昇を低減することが考えられる。
【0013】
しかしながら、波長変換素子については、蛍光体粒子に励起光が照射される際における蛍光体粒子の温度の上昇を低減する点で改善の余地がある。すなわち、波長変換素子については、発光効率を向上させる点で改善の余地がある。
【0014】
そこで、本開示の発明者は、波長変換素子について、発光効率を向上させることができる技術を創出した。
【0015】
これについて、以下、各種の実施形態および各種の例について図面を参照しつつ説明する。図面においては同一または類似の構成および機能を有する部分に同じ符号が付されている。下記の説明では重複する説明が省略されている。図面は模式的に示されている。図２から図４、図７から図１１、図１３、図１５、図１６、図１８および図２１から図２７には、右手系のＸＹＺ座標系が付されている。そして、波長変換部３０ｔの第１面Ｆ１が向いている方向が＋Ｚ方向とされ、＋Ｚ方向に垂直である一方向が＋Ｘ方向とされ、＋Ｚ方向に垂直であり且つ＋Ｘ方向に垂直である一方向が＋Ｙ方向とされている。
【0016】
＜１．第１実施形態＞
＜１－１．照明システム＞
図１は、第１実施形態に係る照明システム１の構成の一例を示す概略図である。照明システム１は、蛍光体を含む波長変換素子３０に対して光源部２から励起光Ｌ０が照射されることで生じる蛍光Ｌ１を照明光Ｌ２として所定の空間（照明空間ともいう）に放射することが可能である。照明システム１は、屋内の空間に対して照明光Ｌ２を放射してもよいし、屋外の空間に対して照明光Ｌ２を放射してもよい。換言すれば、照明システム１が放射する照明光Ｌ２は、屋内で利用されてもよいし、屋外で利用されてもよい。また、複数の照明システム１が同じ空間に対して照明光Ｌ２をそれぞれ放射してもよいし、複数の照明システム１が互いに異なる複数の空間に対して照明光Ｌ２をそれぞれ放射してもよい。
＜１－１．照明システム＞
図１は、第１実施形態に係る照明システム１の構成の一例を示す概略図である。照明システム１は、蛍光体を含む波長変換素子３０に対して光源部２から励起光Ｌ０が照射されることで生じる蛍光Ｌ１を照明光Ｌ２として所定の空間（照明空間ともいう）に放射することが可能である。照明システム１は、屋内の空間に対して照明光Ｌ２を放射してもよいし、屋外の空間に対して照明光Ｌ２を放射してもよい。換言すれば、照明システム１が放射する照明光Ｌ２は、屋内で利用されてもよいし、屋外で利用されてもよい。また、複数の照明システム１が同じ空間に対して照明光Ｌ２をそれぞれ放射してもよいし、複数の照明システム１が互いに異なる複数の空間に対して照明光Ｌ２をそれぞれ放射してもよい。
【0017】
図１で示されるように、照明システム１は、例えば、光源部２と、変換部３と、照明部４と、を備えている。
【0018】
光源部２は、例えば、励起光Ｌ０を出射することができる。光源部２は、例えば、発光素子を有する。発光素子は、例えば、レーザーダイオード（Laser Diode：ＬＤ）または発光ダイオード（Light Emitting Diode：ＬＥＤ）のチップなどを含む。発光素子が発する励起光Ｌ０には、例えば、紫色、青紫色または青色などの単色の光が適用される。より具体的には、発光素子には、例えば、４０５ナノメートル（ｎｍ）の波長に強度のピークを有する紫色のレーザー光、４２０ｎｍの波長に強度のピークを有する青紫のレーザー光および４５０ｎｍの波長に強度のピークを有する青色のレーザー光の何れかを放出する窒化ガリウム（ＧａＮ）系の半導体レーザーが適用されてよい。図１の例では、光源部２から出射される励起光Ｌ０は、光ファイバなどの光の伝送路（第１光伝送路ともいう）Ｇ１などを介して変換部３に伝送される。この場合には、光源部２は、第１光伝送路Ｇ１のうちの励起光Ｌ０が入射される端部（第１入射端部ともいう）が接続されている接続部を有する。図１では、第１光伝送路Ｇ１によって励起光Ｌ０が伝送される様子を細い２点鎖線で描かれた矢印で示している。
【0019】
変換部３は、例えば、波長変換素子３０を有する。波長変換素子３０は、例えば、照射された励起光Ｌ０を、この励起光Ｌ０とは異なる波長の光に変換することができる。波長変換素子３０は、例えば、励起光Ｌ０の照射に応じて励起光Ｌ０とは異なる波長の蛍光を発する蛍光体を含む。波長変換素子３０が、例えば、蛍光体として、紫色の励起光Ｌ０の照射に応じて、赤色（Ｒ）の蛍光、緑色（Ｇ）の蛍光および青色（Ｂ）の蛍光を発する蛍光体を含んでいれば、波長変換素子３０において、紫色の励起光Ｌ０は、擬似的な白色光に変換される。図１の例では、励起光Ｌ０の照射に応じて波長変換素子３０から発せられる蛍光Ｌ１は、光ファイバなどの光の伝送路（第２光伝送路ともいう）Ｇ２などを介して照明部４に伝送される。図１では、第２光伝送路Ｇ２によって蛍光Ｌ１が伝送される様子を細い２点鎖線で描かれた矢印で示している。
【0020】
また、変換部３は、例えば、波長変換素子３０が内部に固定された筐体を有する。この場合には、筐体は、例えば、第１光伝送路Ｇ１のうちの励起光Ｌ０が出射する端部（第１出射端部ともいう）が接続された第１開口部と、第２光伝送路Ｇ２のうちの蛍光Ｌ１が入射される端部（第２入射端部ともいう）が接続された第２開口部と、を有する。筐体の内部には、例えば、励起光Ｌ０の照射に応じて波長変換素子３０から発せられる蛍光Ｌ１を第２光伝送路Ｇ２の第２入射端部に集めるためのミラーなどの光学素子が配置されていてもよい。
【0021】
照明部４は、例えば、光源部２から出射された励起光Ｌ０の照射に応じて波長変換素子３０から発せられる蛍光Ｌ１を所定の照明空間に向けて発することができる。照明部４は、例えば、本体部および光学素子などを有する。この場合には、本体部は、例えば、第２光伝送路Ｇ２のうちの蛍光Ｌ１を出射する端部（第２出射端部ともいう）が接続された接続部を有する。本体部は、例えば、筒状の部材であってよい。光学素子は、例えば、本体部に取り付けられており、第２光伝送路Ｇ２の第２出射端部から出射される蛍光Ｌ１を照明光Ｌ２として所定の照明空間に向けて発する。図１では、照明部４から所定の照明空間に向けて照明光Ｌ２が発せられる様子を細い２点鎖線で描かれた矢印で示している。
【0022】
また、照明システム１は、例えば、光源部２の動作を制御するための制御装置５を備えていてよい。制御装置５は、例えば、制御部５１および駆動部５２を有する。制御部５１は、制御装置５の他の構成要素を制御することで、制御装置５の動作を統括的に管理することができる。制御部５１は、例えば、中央演算処理装置（Central Processing Unit：ＣＰＵ）５１１および記憶部５１２を備えている。記憶部５１２は、ＲＯＭ（Read Only Memory）およびＲＡＭ（Random Access Memory）などの、ＣＰＵ５１１が読み取り可能な非一時的な記録媒体を含む。記憶部５１２は、例えば、制御装置５を制御するためのプログラムＰｇ１などを記憶している。制御部５１における各種の機能は、ＣＰＵ５１１が記憶部５１２内のプログラムＰｇ１を実行することで実現される。駆動部５２は、例えば、制御部５１からの指示に応じて、光源部２を駆動させることができる。駆動部５２は、例えば、電源からの電力を光源部２に供給することで光源部２を駆動させて、光源部２から励起光Ｌ０を出力させることができる。例えば、制御部５１は、駆動部５２を通じて電源から光源部２への電力の供給の有無を制御することで、光源部２が励起光Ｌ０を出射するタイミングを制御することができる。
【0023】
＜１－２．波長変換素子の構成＞
図２は、第１実施形態に係る波長変換素子３０の構成の一例を示す断面図である。図２では、第１光伝送路Ｇ１のうちの第１出射端部の周辺および第２光伝送路Ｇ２のうちの第２入射端部の周辺が模式的に描かれている。図２で示されるように、波長変換素子３０は、波長変換部３０ｔと、基材３０ｂと、を備えている。波長変換部３０ｔの断面の構造は、微小な構造が入り組んだ複雑な構造を有するが、図２では便宜的に構造の模式的な図示を省略している。
図２は、第１実施形態に係る波長変換素子３０の構成の一例を示す断面図である。図２では、第１光伝送路Ｇ１のうちの第１出射端部の周辺および第２光伝送路Ｇ２のうちの第２入射端部の周辺が模式的に描かれている。図２で示されるように、波長変換素子３０は、波長変換部３０ｔと、基材３０ｂと、を備えている。波長変換部３０ｔの断面の構造は、微小な構造が入り組んだ複雑な構造を有するが、図２では便宜的に構造の模式的な図示を省略している。
【0024】
波長変換部３０ｔは、例えば、励起光Ｌ０が入射される面（第１面ともいう）Ｆ１を有する。図２では、第１光伝送路Ｇ１から第１面Ｆ１に向けて励起光Ｌ０が出射する様子を細い２点鎖線で描かれた矢印で示している。図２では、第１面Ｆ１から第２光伝送路Ｇ２に向けて蛍光Ｌ１が出射する様子を細い２点鎖線で描かれた矢印で示している。また、波長変換部３０ｔは、例えば、第１面Ｆ１とは逆側に位置している面（第２面ともいう）Ｆ２を有する。波長変換部３０ｔは、例えば、第２面Ｆ２から第１面Ｆ１に向かう方向に沿った厚さを有する板状もしくは膜状の形状を有する。
【0025】
基材３０ｂは、波長変換部３０ｔを支持している部材である。別の観点から言えば、基材３０ｂは、波長変換部３０ｔが固定された部材である。ここで、例えば、基材３０ｂの熱伝導率が、波長変換部３０ｔの熱伝導率よりも高ければ、基材３０ｂは、波長変換部３０ｔから熱を放出させるヒートシンクとしての機能を有する。換言すれば、基材３０ｂの存在によって、波長変換部３０ｔから熱が放散する速度が上昇し得る。これにより、波長変換部３０ｔに含まれている複数の蛍光体粒子３１から熱が放散する速度が上昇し得る。その結果、波長変換素子３０において、励起光Ｌ０の照射に応じて出射する蛍光Ｌ１の光量の低下が低減され得る。換言すれば、波長変換素子３０において、励起光Ｌ０の照射に応じて出射する蛍光Ｌ１の光量が増加し得る。よって、波長変換素子３０における発光効率が向上し得る。ここで言う波長変換素子３０における「発光効率」は、波長変換素子３０に入射する励起光Ｌ０のエネルギーを基準とした、波長変換素子３０から発せられる蛍光Ｌ１のエネルギーの割合であってよい。
【0026】
基材３０ｂの材料は、例えば、金属材料などであってよい。この金属材料として、例えば、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム（Ｍｇ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、鉄（Ｆｅ）、クロム（Ｃｒ）、コバルト（Ｃｏ）、ベリリウム（Ｂｅ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）または合金などが採用される。ここで、例えば、金属材料として、Ｃｕ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｃｒ、ＣｏまたはＢｅを採用すれば、ダイキャスト成型などの鋳造法によって、基材３０ｂを容易に作製することができる。ここで、例えば、金属材料として、Ａｌ、Ｍｇ、Ａｇ、Ｆｅ、ＣｒまたはＣｏを採用すれば、基材３０ｂの表面における可視光線の反射率を上昇させることができる。基材３０ｂの表面を物理的研磨または化学研磨などで鏡面に加工することで可視光線の反射率を向上させてもよい。
【0027】
また、基材３０ｂの材料として、例えば、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）、炭化珪素（ＳｉＣ）、窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）、炭素（Ｃ）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、マグネシア（ＭｇＯ）またはガーネットなどの非金属材料を採用してもよい。非金属材料は、例えば、結晶性を有する材料であっても、結晶性を有さない非結晶性の材料であってもよい。結晶性を有する非金属材料としては、例えば、ＳｉＣまたはＳｉ３Ｎ４を採用してもよい。これらの非金属材料は、可視光に対する反射率が低いため、例えば、基材３０ｂの材料としてＡｌＮを用いる場合には、基材３０ｂの表面に光学反射膜を形成してもよい。基材３０ｂの形状および大きさは、波長変換素子３０の大きさに応じて適宜設定してよい。例えば、平面視で矩形状の基材３０ｂの場合には、基材３０ｂの厚さを、０．１ミリメートル（ｍｍ）から５ｍｍ程度に設定し、基材３０ｂの縦および横の長さを、それぞれ０．５ｍｍから３０ｍｍ程度に設定してよい。
【0028】
また、基材３０ｂは、例えば、波長変換部３０ｔが配置された面（第３面ともいう）Ｆ３を有する。より具体的には、第３面Ｆ３に、波長変換部３０ｔの第２面Ｆ２が固定された状態にある。図２の例では、第１面Ｆ１は、＋Ｚ方向を向いており、第２面Ｆ２は、－Ｚ方向を向いており、第３面Ｆ３は、＋Ｚ方向を向いている。基材３０ｂは、例えば、板状の部材であってよい。板状の部材は、例えば、円板状の部材であってもよいし、平面視で矩形状の形状を有する部材であってもよい。
【0029】
図３は、第１実施形態に係る波長変換素子３０の仮想的な断面の構成の一例を模式的に示すイメージ図である。図３には、切断、研磨および洗浄などの処理で得られた波長変換部３０ｔの切断面を対象とした走査電子顕微鏡（Scanning Electron Microscope：ＳＥＭ）を用いた撮影によって得られた画像（ＳＥＭ画像ともいう）に基づいて描いた断面のイメージが示されている。図３では、基材３０ｂに間隔の広い複数本の右上がりの斜線を用いたハッチングを付している。
【0030】
図３で示されるように、波長変換部３０ｔは、複数の蛍光体粒子３１と、バインダー層３２と、複数の熱伝導性粒子３３と、を含む。図３では、複数の蛍光体粒子３１のそれぞれに間隔の狭い複数本の斜線を用いたハッチングを付している。図３では、バインダー層３２に梨地の模様を用いたハッチングを付している。図３では、複数の熱伝導性粒子３３は、微小であるため、図示が省略されている。波長変換部３０ｔの形状および大きさは、波長変換素子３０の大きさに応じて適宜設定してよい。例えば、波長変換部３０ｔの厚さは、０．０５ｍｍから０．１ｍｍ程度に設定してよい。
【0031】
＜１－２－１．蛍光体粒子＞
複数の蛍光体粒子３１のそれぞれは、例えば、励起光Ｌ０の照射に応じて蛍光を発する蛍光体の粒子である。複数の蛍光体粒子３１は、例えば、励起光Ｌ０の照射に応じて励起光Ｌ０の波長スペクトルとは異なる１種類以上の波長スペクトルの蛍光を発する１種類以上の蛍光体粒子３１を含む。１種類以上の蛍光体粒子３１は、例えば、励起光Ｌ０の照射に応じて相互に異なる波長スペクトルを有する蛍光を発する複数の種類の蛍光体粒子３１を含んでいてよい。複数の種類の蛍光体粒子３１は、例えば、赤色蛍光体の粒子と、緑色蛍光体の粒子と、青色蛍光体の粒子と、を含む。赤色蛍光体は、励起光Ｌ０の照射に応じて赤色（Ｒ）の蛍光を発する蛍光体である。緑色蛍光体は、励起光Ｌ０の照射に応じて緑色（Ｇ）の蛍光を発する蛍光体である。青色蛍光体は、励起光Ｌ０の照射に応じて青色（Ｂ）の蛍光を発する蛍光体である。
複数の蛍光体粒子３１のそれぞれは、例えば、励起光Ｌ０の照射に応じて蛍光を発する蛍光体の粒子である。複数の蛍光体粒子３１は、例えば、励起光Ｌ０の照射に応じて励起光Ｌ０の波長スペクトルとは異なる１種類以上の波長スペクトルの蛍光を発する１種類以上の蛍光体粒子３１を含む。１種類以上の蛍光体粒子３１は、例えば、励起光Ｌ０の照射に応じて相互に異なる波長スペクトルを有する蛍光を発する複数の種類の蛍光体粒子３１を含んでいてよい。複数の種類の蛍光体粒子３１は、例えば、赤色蛍光体の粒子と、緑色蛍光体の粒子と、青色蛍光体の粒子と、を含む。赤色蛍光体は、励起光Ｌ０の照射に応じて赤色（Ｒ）の蛍光を発する蛍光体である。緑色蛍光体は、励起光Ｌ０の照射に応じて緑色（Ｇ）の蛍光を発する蛍光体である。青色蛍光体は、励起光Ｌ０の照射に応じて青色（Ｂ）の蛍光を発する蛍光体である。
【0032】
複数の蛍光体粒子３１を構成する蛍光体としては、例えば、ユーロピウム（Ｅｕ）、セリウム（Ｃｅ）もしくはイットリウム（Ｙ）などのレアアースを、リン酸塩、酸化物、ケイ酸塩、窒化物、フッ化物、アルミン酸塩または硫化物などの化合物の形態で含む蛍光体が採用されてよい。
【0033】
赤色蛍光体として、例えば、励起光Ｌ０の照射に応じて発する蛍光の強度のピークの波長が６２０ｎｍから７５０ｎｍ程度の範囲にある蛍光体を採用してよい。赤色蛍光体の材料としては、例えば、ＣａＡｌＳｉＮ３:Ｅｕ、Ｙ３Ｏ３Ｓ：Ｅｕ、Ｙ３Ｏ３：Ｅｕ、ＳｒＣａＣｌＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ２＋またはＣａＡｌＳｉ（ＯＮ）３：Ｅｕなどを採用してよい。赤色蛍光体の蛍光体粒子として、例えば、リン（Ｐ）を含まない蛍光体粒子（非リン系の蛍光体粒子ともいう）を採用してもよいし、窒化物を含む蛍光体粒子を採用してもよい。
【0034】
緑色蛍光体として、例えば、励起光Ｌ０の照射に応じて発する蛍光の強度のピークの波長が４９５ｎｍから５７０ｎｍ程度の範囲にある蛍光体を採用してよい。緑色蛍光体の材料としては、例えば、β－サイアロン（β－ＳｉＡｌＯＮ:Ｅｕ）、ＳｒＳｉ２（Ｏ，Ｃｌ）２Ｎ２：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｂａ，Ｍｇ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ２
２＋、ＺｎＳ：Ｃｕ，ＡｌまたはＺｎ２ＳｉＯ４：Ｍｎなどを採用してよい。緑色蛍光体の蛍光体粒子として、例えば、リン（Ｐ）を含まない蛍光体粒子（非リン系の蛍光体粒子）を採用してもよいし、窒化物を含む蛍光体粒子を採用してもよい。
【0035】
青色蛍光体として、例えば、励起光Ｌ０の照射に応じて発する蛍光の強度のピークの波長が４５０ｎｍから４９５ｎｍ程度の範囲にある蛍光体を採用してよい。青色蛍光体の材料としては、例えば、（Ｂａ，Ｓｒ）ＭｇＡｌ１０Ｏ１７:Ｅｕ、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）１０（ＰＯ４）６Ｃｌ２：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｂａ）１０（ＰＯ４）６Ｃｌ２：Ｅｕまたはα－サイアロンなどを採用してよい。青色蛍光体の蛍光体粒子として、例えば、リン（Ｐ）を含む蛍光体粒子（リン系の蛍光体粒子ともいう）を採用してもよいし、窒化物を含む蛍光体粒子を採用してもよい。
【0036】
蛍光体粒子３１の粒径は、例えば、５マイクロメートル（μｍ）から５０μｍ程度であってよい。
【0037】
＜１－２－２．バインダー層＞
バインダー層３２は、複数の蛍光体粒子３１どうしを接合している。換言すれば、波長変換素子３０は、バインダー層３２において複数の蛍光体粒子３１が分散している形態を有する。バインダー層３２の材料としては、ガラスが採用される。換言すれば、バインダー層３２は、ガラスを含む。バインダー層３２は、主成分としてガラスを含んでいてよい。主成分とは、物質を構成している成分のうちの含有されている比率（含有率ともいう）が最も大きい（高い）成分のことを意味する。ガラスは、例えば、励起光Ｌ０を波長変換部３０ｔの内部まで透過させるとともに、励起光Ｌ０の照射に応じて励起された蛍光体粒子３１が発する蛍光Ｌ１を波長変換部３０ｔの外部に放射するために透明性を有する。換言すれば、ガラスは、例えば、励起光Ｌ０および蛍光Ｌ１を透過させる透明性を有する。
バインダー層３２は、複数の蛍光体粒子３１どうしを接合している。換言すれば、波長変換素子３０は、バインダー層３２において複数の蛍光体粒子３１が分散している形態を有する。バインダー層３２の材料としては、ガラスが採用される。換言すれば、バインダー層３２は、ガラスを含む。バインダー層３２は、主成分としてガラスを含んでいてよい。主成分とは、物質を構成している成分のうちの含有されている比率（含有率ともいう）が最も大きい（高い）成分のことを意味する。ガラスは、例えば、励起光Ｌ０を波長変換部３０ｔの内部まで透過させるとともに、励起光Ｌ０の照射に応じて励起された蛍光体粒子３１が発する蛍光Ｌ１を波長変換部３０ｔの外部に放射するために透明性を有する。換言すれば、ガラスは、例えば、励起光Ｌ０および蛍光Ｌ１を透過させる透明性を有する。
【0038】
バインダー層３２を構成しているガラスとして、例えば、低融点ガラスを採用してよい。低融点ガラスとして、例えば、融点（Ｔｍ）が摂氏２００度（２００℃）から７００℃の酸化物ガラスを採用してよい。この低融点ガラスとしての酸化物ガラスは、例えば、１００℃から６００℃の範囲内のガラス転移点（Ｔｇ）と、１５０℃から６５０℃の範囲内の結晶化温度（Ｔｃ）と、を有する。酸化物ガラスとして、例えば、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化ホウ素（Ｂ２Ｏ３）、酸化ナトリウム（Ｎａ２Ｏ３）、酸化カリウム（Ｋ２Ｏ）、酸化リチウム（Ｌｉ２Ｏ）、酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸化バリウム（ＢａＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、一酸化鉛（ＰｂＯ）および五酸化二リン（Ｐ２Ｏ５）のうちの２つ以上の酸化物を主成分として含有するガラスを採用してよい。換言すれば、酸化物ガラスは、金属元素の酸化物を含んでいてもよいし、半金属元素の酸化物を含んでいてもよい。
【0039】
バインダー層３２は、例えば、複数の蛍光体粒子３１の間、ならびに蛍光体粒子３１と基材３０ｂとの間に位置している。バインダー層３２は、蛍光体粒子３１に直接接触している部分では、蛍光体粒子３１の熱を直接に伝導する機能を有する。ここで、蛍光体粒子３１の表面は、被覆層で被覆されていてもよい。この場合には、「バインダー層３２が蛍光体粒子３１に直接接触している」状態は、蛍光体粒子３１を被覆する被覆層とバインダー層３２とが直接接触している状態を含む。波長変換部３０ｔの第１面Ｆ１に励起光Ｌ０が照射される際には、励起光Ｌ０の照射によって複数の蛍光体粒子３１で熱が生じる。この熱は、バインダー層３２などを介して基材３０ｂに伝導されて放散される。
【0040】
バインダー層３２は、例えば、ガラスのアモルファス相（非晶質相）を含む。この非晶質相は、例えば、低融点ガラスのアモルファス相の部分であってよい。ガラスで構成された非晶質相は、例えば、励起光Ｌ０および蛍光Ｌ１を透過させる透明性を有する。
【0041】
＜１－２－３．熱伝導性粒子＞
複数の熱伝導性粒子３３のそれぞれは、例えば、バインダー層３２に囲まれた領域、複数の蛍光体粒子３１とバインダー層３２との境界、２つの蛍光体粒子３１の間、および波長変換部３０ｔの表面に沿った領域のうちの１つ以上の場所に位置している。
複数の熱伝導性粒子３３のそれぞれは、例えば、バインダー層３２に囲まれた領域、複数の蛍光体粒子３１とバインダー層３２との境界、２つの蛍光体粒子３１の間、および波長変換部３０ｔの表面に沿った領域のうちの１つ以上の場所に位置している。
【0042】
複数の熱伝導性粒子３３のそれぞれは、バインダー層３２に含まれた非晶質相よりも優れた熱伝導性を有する粒子である。熱伝導性粒子３３は、蛍光体粒子３１に直接接触している部分では、蛍光体粒子３１の熱を直接に伝導する機能を有し、バインダー層３２に接触している部分では、バインダー層３２を介して蛍光体粒子３１の熱を間接的に伝導する機能を有する。
【0043】
複数の熱伝導性粒子３３のそれぞれの材料には、例えば、窒化ホウ素が適用される。窒化ホウ素には、正方晶の結晶構造を有する窒化ホウ素（正方晶窒化ホウ素ともいう）が適用されてもよいし、六方晶の結晶構造を有する窒化ホウ素（六方晶窒化ホウ素ともｈ－ＢＮともいう）が適用されてもよい。
【0044】
図４は、第１実施形態に係る波長変換素子３０の仮想的な断面の一部の構成における複数の熱伝導性粒子３３の分布の一例を簡略化して示すイメージ図である。図４では、複数の蛍光体粒子３１の形状を便宜的に角が丸まった矩形としている。図４では、熱伝導性粒子３３を便宜的に小さな黒丸で描いている。
【0045】
ここで、図４で示されるように、波長変換部３０ｔにおける複数の蛍光体粒子３１が存在していない領域を、複数の蛍光体粒子３１を接合するための領域（接合用領域ともいう）Ａ１とする。接合用領域Ａ１は、バインダー層３２と複数の熱伝導性粒子３３とによって構成された領域であってもよいし、バインダー層３２と複数の熱伝導性粒子３３と１つ以上の空隙とによって構成された領域であってもよい。この空隙は、例えば、バインダー層３２に囲まれた領域、バインダー層３２と蛍光体粒子３１との間の領域、バインダー層３２と熱伝導性粒子３３との間の領域、熱伝導性粒子３３と蛍光体粒子３１との間の領域、２つ以上の蛍光体粒子３１の間の領域、および２つ以上の熱伝導性粒子３３の間の領域のうちの１つ以上の領域に位置していてよい。この空隙は、固体が存在しておらず、気体が存在している空間の部分であってよい。
【0046】
そして、接合用領域Ａ１を、複数の蛍光体粒子３１のそれぞれに接触している領域（第１領域とも接触領域ともいう）Ａ１１と、複数の蛍光体粒子３１から離れている領域（第２領域とも周辺領域ともいう）Ａ１２と、に区分した場合を想定する。図４の例では、第１領域Ａ１１と第２領域Ａ１２との境界を細い２点鎖線で示している。より具体的には、図４の例では、複数の蛍光体粒子３１のそれぞれを囲んでいる角が丸まった６つの矩形状の境界が連結された境界と複数の蛍光体粒子３１との間の領域が第１領域Ａ１１であり、接合用領域Ａ１のうちの第１領域Ａ１１を除く残余の領域が第２領域Ａ１２である。第１実施形態では、第１領域Ａ１１における複数の熱伝導性粒子３３の存在率（第１存在率ともいう）は、第２領域Ａ１２における複数の熱伝導性粒子３３の存在率（第２存在率ともいう）よりも大きい。
【0047】
この構成が採用されれば、接合用領域Ａ１のうち、複数の蛍光体粒子３１に近接している第１領域Ａ１１において、複数の蛍光体粒子３１から離れている第２領域Ａ１２よりも、相対的に多くの熱伝導性粒子３３が存在している。このため、複数の熱伝導性粒子３３を介した熱伝達および熱伝導によって、複数の蛍光体粒子３１からの放熱が増加し得る。これにより、複数の蛍光体粒子３１における発光効率が向上して、波長変換素子３０における発光効率が向上し得る。
【0048】
また、接合用領域Ａ１のうち、複数の蛍光体粒子３１から離れている第２領域Ａ１２において、複数の蛍光体粒子３１に近接している第１領域Ａ１１よりも、相対的に少ない熱伝導性粒子３３が存在している。このため、接合用領域Ａ１の全体の体積に占める複数の熱伝導性粒子３３の体積の割合の増大が低減される。ここで、例えば、ガラス粉末と複数の蛍光体粒子とを混合して得られた混合物を用いてガラス粉末の焼結を行うことで波長変換部３０ｔを製造する場合を想定する。この場合には、複数の熱伝導性粒子３３の添加量の増大が低減されることで、ガラス粉末の焼結によってバインダー層３２を成型する際におけるバインダー層３２の成形性が高まり得る。
【0049】
よって、第１実施形態では、例えば、バインダー層３２の成形性を確保するために、複数の熱伝導性粒子３３の濃度を過度に高めることなく、複数の蛍光体粒子３１の近傍の第１領域Ａ１１において複数の熱伝導性粒子３３の存在率を高めることができる。その結果、波長変換素子３０における発光効率の向上が実現され得る。
【0050】
第１領域Ａ１１は、例えば、接合用領域Ａ１のうち、複数の蛍光体粒子３１のそれぞれの表面から所定の距離（第１距離ともいう）の範囲内にある領域であってよい。第１距離は、例えば、複数の蛍光体粒子３１の分散の度合いに応じて設定されてよい。複数の蛍光体粒子３１が密に分布している場合には、複数の蛍光体粒子３１が疎に分布している場合よりも第１距離が小さくてもよい。第１距離は、例えば、複数の熱伝導性粒子３３の粒径に応じて設定されてもよい。第１距離は、例えば、１．５μｍであってもよいし、１μｍであってもよいし、１μｍ以下の任意の長さであってもよい。
【0051】
第１領域Ａ１１における複数の熱伝導性粒子３３の存在率（第１存在率）と、第２領域Ａ１２における複数の熱伝導性粒子３３の存在率（第２存在率）との比較は、種々の比較方法によって実施され得る。この種々の比較方法の１つとして、例えば、切断、研磨および洗浄などの処理で得られた波長変換部３０ｔの切断面を対象としたＳＥＭ画像において、第１領域Ａ１１の面積に占める複数の熱伝導性粒子３３の面積の割合（第１面積占有率ともいう）と、第２領域Ａ１２の面積に占める複数の熱伝導性粒子３３の面積の割合（第２面積占有率ともいう）と、を比較する方法が考えられる。この場合には、例えば、第１存在率は、第１領域Ａ１１の仮想的な断面（仮想断面ともいう）の面積に占める複数の熱伝導性粒子３３の面積の割合であってもよいし、第２存在率は、第２領域Ａ１２の仮想断面の面積に占める複数の熱伝導性粒子３３の面積の割合であってもよい。ここで、第１領域Ａ１１の仮想断面と第２領域Ａ１２の仮想断面とは、例えば、波長変換部３０ｔの同一の仮想断面上に位置していてもよいし、波長変換部３０ｔの別の仮想断面上に位置していてもよい。
【0052】
例えば、波長変換部３０ｔの切断面を対象としたＳＥＭ画像を取得する走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）には、エネルギー分散型Ｘ線分析装置（ＥＤＳ装置ともいう）が搭載されている場合がある。この場合には、例えば、波長変換部３０ｔの切断面のうちのＳＥＭ画像の対象となっている領域について、ＥＤＳ装置を用いた元素分析によって、蛍光体粒子３１と、バインダー層３２と、熱伝導性粒子３３と、を区別してもよい。また、例えば、第１存在率は、第１領域Ａ１１の体積に占める複数の熱伝導性粒子３３の体積の割合（第１体積占有率ともいう）であってもよいし、第２存在率は、第２領域Ａ１２の体積に占める複数の熱伝導性粒子３３の体積の割合（第２体積占有率ともいう）であってもよい。
【0053】
ここで、第１領域Ａ１１における複数の熱伝導性粒子３３の存在率（第１存在率）は、例えば、３パーセント（％）以上であり且つ２０％以下であってよい。第２領域Ａ１２における複数の熱伝導性粒子３３の存在率（第２存在率）は、例えば、０％以上であり且つ５％以下であってもよい。例えば、第１存在率が２０％であり、第２存在率が２％である場合が考えられる。また、例えば、第１存在率が５％であり、第２存在率が０．５％である場合が考えられる。また、例えば、第１存在率が、第２存在率の２倍以上であってもよいし、第２存在率の３倍以上であってもよいし、第２存在率の４倍以上であってもよいし、第２存在率の５倍以上であってもよいし、第２存在率の１０倍以上であってもよい。
【0054】
ここで、図４で示されるように、例えば、複数の熱伝導性粒子３３は、蛍光体粒子３１の表面に接触している熱伝導性粒子３３を含んでいてもよい。この場合には、例えば、蛍光体粒子３１から熱伝導性粒子３３を介したバインダー層３２などへの放熱が増加し得る。これにより、例えば、蛍光体粒子３１の温度上昇が低減され得る。その結果、波長変換素子３０における発光効率の向上が実現され得る。
【0055】
複数の熱伝導性粒子３３における平均粒径は、例えば、０．１μｍ以上であり且つ１μｍ以下であってよい。ここで、複数の熱伝導性粒子３３における平均粒径は、複数の熱伝導性粒子３３のそれぞれの粒径の算術平均であってもよいし、５０％粒子径（Ｄ５０）であってもよい。波長変換部３０ｔにおける各熱伝導性粒子３３の粒径は、例えば、切断、研磨および洗浄などの処理で得られた波長変換部３０ｔの切断面を対象として取得されたＳＥＭ画像を、画像解析ソフトを用いて二値化することで熱伝導性粒子３３を捉えた領域（熱伝導性粒子領域ともいう）を明確にして、熱伝導性粒子領域の最大フェレ径を計測することで測定され得る。複数の熱伝導性粒子３３における平均粒径は、例えば、波長変換部３０ｔの切断面を対象としてそれぞれ取得された１つ以上の所定数のＳＥＭ画像で捉えられた複数の熱伝導性粒子３３についての平均粒径であってよい。
【0056】
ここで、複数の熱伝導性粒子３３における平均粒径は、例えば、０．１μｍ以上であり且つ０．４５μｍ以下であってもよいし、０．１μｍ以上であり且つ０．４μｍ以下であってもよい。
【0057】
ここでは、例えば、複数の熱伝導性粒子３３の平均粒径を０．４５μｍ以下もしくは０．４μｍ以下まで減少させることで、複数の熱伝導性粒子３３の存在による励起光Ｌ０および蛍光Ｌ１の散乱が低減され得る。その結果、波長変換素子３０における発光効率が向上し得る。
【0058】
例えば、ガラス中に粒子が分散しているときの光の散乱強度σｐは、式（１）で表される（例えば、山本茂、「超微粒子構造制御の研究開発と応用展開」、ＮＥＷ ＧＬＡＳＳ ６０ Ｖｏｌ．１６ Ｎｏ．１（２００１年）第２８～３３頁など参照）。
【0059】
σｐ＝（２／３）×Ｎ×Ｖ×ｋ４×ａ３×（ｎ×Δｎ）２ ・・・（１）。
【0060】
ここでは、Ｎは粒子の数密度（粒子数密度ともいう）であり、Ｖは粒子が占める体積（粒子体積ともいう）であり、ｋは２π／λであり、λは光の波長であり、ａは粒子の半径であり、ｎは粒子の屈折率であり、Δｎは粒子とマトリクス（母体）としてのガラスとの屈折率の差（屈折率差ともいう）である。式（１）で示されるように、散乱強度σｐは、粒子の粒径の３乗に比例する。このため、例えば、複数の熱伝導性粒子３３の平均粒径を０．４５μｍ以下もしくは０．４μｍ以下まで減少させることで、複数の熱伝導性粒子３３の存在による励起光Ｌ０および蛍光Ｌ１の散乱が低減され得る。
【0061】
また、複数の熱伝導性粒子３３の平均粒径を０．１μｍ以上とすることで、複数の熱伝導性粒子３３の平均粒径の過度な減少によって生じ得る複数の熱伝導性粒子３３の凝集の発生が低減され得る。これにより、複数の熱伝導性粒子３３が凝集した凝集体の存在に起因する励起光Ｌ０および蛍光Ｌ１の散乱の増加が低減され得る。その結果、波長変換素子３０における発光効率が向上し得る。
【0062】
換言すれば、例えば、複数の熱伝導性粒子３３における平均粒径が、０．１μｍ以上であり且つ０．４５μｍ以下であれば、波長変換素子３０における発光効率が向上し得る。
【0063】
ここでは、例えば、波長変換素子３０における発光効率を向上する観点で、複数の熱伝導性粒子３３における平均粒径は、０．１μｍ以上であり且つ０．４μｍ以下であってもよいし、０．１μｍ以上であり且つ０．２μｍ以下であってもよいし、０．１４μｍ以上であり且つ０．２μｍ以下であってもよい。
【0064】
＜１－３．波長変換素子の製造方法＞
図５は、第１実施形態に係る波長変換素子３０の製造フローの一例を示す流れ図である。図６から図１１は、波長変換素子３０の製造途中の状態の一例のそれぞれを示す断面図である。以下、図５を参照しつつ図６から図１１を用いて波長変換素子３０の製造方法を説明する。ここでは、ステップＳ１からステップＳ８の工程をこの記載の順に行うことで、波長変換素子３０を製造することができる。
図５は、第１実施形態に係る波長変換素子３０の製造フローの一例を示す流れ図である。図６から図１１は、波長変換素子３０の製造途中の状態の一例のそれぞれを示す断面図である。以下、図５を参照しつつ図６から図１１を用いて波長変換素子３０の製造方法を説明する。ここでは、ステップＳ１からステップＳ８の工程をこの記載の順に行うことで、波長変換素子３０を製造することができる。
【0065】
まず、図６で示されるように、複数の蛍光体粒子３１ｏのそれぞれの表面に複数の熱伝導性粒子３３ｏが分散されたガラスの被膜（粒子分散ガラス被膜ともいう）Ｆｍ１が形成された複数の粒子（被膜付き蛍光体粒子ともいう）３１ｆの粉末（蛍光体粉末ともいう）を準備する（ステップＳ１）。
【0066】
ここでは、複数の蛍光体粒子３１ｏは、例えば、赤色蛍光体の粒子と緑色蛍光体の粒子と青色蛍光体の粒子とを含む。赤色蛍光体には、例えば、励起光Ｌ０の照射に応じて発する蛍光の波長のピークが６２０ｎｍから７５０ｎｍ程度の範囲にある蛍光体が適用される。赤色蛍光体の材料には、例えば、ＣａＡｌＳｉＮ３:Ｅｕ、Ｙ３Ｏ３Ｓ：Ｅｕ、Ｙ３Ｏ３：Ｅｕ、ＳｒＣａＣｌＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ２＋またはＣａＡｌＳｉ（ＯＮ）３：Ｅｕなどが適用される。緑色蛍光体には、例えば、励起光Ｌ０の照射に応じて発する蛍光の強度のピークの波長が４９５ｎｍから５７０ｎｍ程度の範囲にある蛍光体が適用される。緑色蛍光体の材料には、例えば、β－サイアロン（β－ＳｉＡｌＯＮ:Ｅｕ）、ＳｒＳｉ２（Ｏ，Ｃｌ）２Ｎ２：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｂａ，Ｍｇ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ２
２＋、ＺｎＳ：Ｃｕ，ＡｌまたはＺｎ２ＳｉＯ４：Ｍｎなどが採用される。青色蛍光体には、例えば、励起光Ｌ０の照射に応じて発する蛍光の強度のピークの波長が４５０ｎｍから４９５ｎｍ程度の範囲にある蛍光体が適用される。青色蛍光体の材料には、例えば、（Ｂａ，Ｓｒ）ＭｇＡｌ１０Ｏ１７:Ｅｕ、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）１０（ＰＯ４）６Ｃｌ２：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｂａ）１０（ＰＯ４）６Ｃｌ２：Ｅｕまたはα－サイアロンなどが適用される。
【0067】
蛍光体粉末における複数の蛍光体粒子３１ｏの粒度分布は、種々の粒子径分布を有していてもよい。例えば、蛍光体粉末における複数の蛍光体粒子３１ｏの５０％粒子径（Ｄ５０）は、１μｍ以上であり且つ１００μｍ以下の範囲、および１０μｍ以上であり且つ３０μｍ以下の範囲の何れの範囲にあってもよい。
【0068】
複数の熱伝導性粒子３３ｏは、例えば、熱伝導性粒子としての窒化ホウ素の粒子を含む。窒化ホウ素は、例えば、正方晶窒化ホウ素および六方晶窒化ホウ素の何れであってもよい。
【0069】
複数の熱伝導性粒子３３ｏの粒度分布は、種々の粒子径分布を有していてもよい。例えば、蛍光体粉末における複数の熱伝導性粒子３３ｏの５０％粒子径（Ｄ５０）は、０．１μｍ以上であり且つ１μｍ以下の範囲、０．１μｍ以上であり且つ０．４５μｍ以下の範囲、０．１μｍ以上であり且つ０．４μｍ以下の範囲、０．１μｍ以上であり且つ０．２μｍ以下の範囲、および０．１４μｍ以上であり且つ０．２μｍ以下の範囲の何れの範囲にあってもよい。
【0070】
蛍光体粒子３１ｏの表面上における粒子分散ガラス被膜Ｆｍ１は、例えば、ゾルゲル法を利用した手法によって形成され得る。例えば、粒子分散ガラス被膜Ｆｍ１を構成しているガラスの成分が二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）である場合には、次の［工程１］から［工程７］をこの記載の順に実行することで、複数の蛍光体粒子３１ｏのそれぞれの表面に対して粒子分散ガラス被膜Ｆｍ１を形成することができる。
【0071】
［工程１］秤量計の上に載置されたポリプロピレンビーカーに、テトラエトキシシラン（Tetraethoxysilane：ＴＥＯＳ）を注入しながら、ＴＥＯＳの秤量を行うことで、ポリプロピレンビーカー内に所望の量のＴＥＯＳが入った状態にする。
【0072】
［工程２］ポリプロピレンビーカー内において、ＴＥＯＳに、秤量された所望の量のアルコールとしてのエタノールを加え、スターラーを用いて、ＴＥＯＳにエタノールが加えられた液の撹拌を行う。これにより、ＴＥＯＳとエタノールとが十分に混合された混合液（第１混合液ともいう）が生成される。
【0073】
［工程３］ポリプロピレンビーカー内において、第１混合液に、所望の量の水（Ｈ２Ｏ）を加え、スターラーを用いて第１混合液に水が加えられた液の撹拌を行う。これにより、ポリプロピレンビーカー内において、ＴＥＯＳとエタノールと水とが十分に混合された混合液（第２混合液ともいう）が生成される。
【0074】
［工程４］ポリプロピレンビーカー内において、第２混合液に、蛍光体粒子３１ｏの粉末および熱伝導性粒子３３ｏの粉末を加え、スターラーを用いて第２混合液に蛍光体粒子３１ｏの粉末および熱伝導性粒子３３ｏの粉末を加えた液の撹拌をある程度行う。これにより、第２混合液内に複数の蛍光体粒子３１ｏおよび複数の熱伝導性粒子３３ｏが分散している液（第３混合液ともいう）が生成される。
【0075】
［工程５］ポリプロピレンビーカー内において、第３混合液に、秤量された所望の量の塩酸（ＨＣｌ）を添加した後に、ウォーターバスの水槽内にポリプロピレンビーカーを配置して、ウォーターバスによって２５℃から８０℃の温度域で加熱を行いながら、ポリプロピレンビーカー内において、第３混合液に塩酸が添加された液を撹拌する。これにより、第３混合液に塩酸が添加された液をゲル化させる。
【0076】
［工程６］工程５でゲル化した液を対象として濾紙（ろし）を用いた濾過（ろか）を行う。これにより、濾紙上に、ゲル状の液体が表面にそれぞれ被着した複数の蛍光体粒子３１ｏが残った状態になる。
【0077】
［工程７］工程６で得られたゲル状の液体が表面にそれぞれ被着した複数の蛍光体粒子３１ｏに対して、オーブンによって３００℃から５００℃の温度域で１時間前後の乾燥を施す。これにより、複数の蛍光体粒子３１ｏのそれぞれの表面に、複数の熱伝導性粒子３３ｏが分散された二酸化ケイ素のガラスの被膜（粒子分散ガラス被膜）Ｆｍ１が形成される。
【0078】
ここで、蛍光体粒子３１ｏの表面に形成される粒子分散ガラス被膜Ｆｍ１の厚さは、例えば、複数の熱伝導性粒子３３ｏの平均粒径以上であってよい。
【0079】
上記工程１から工程５においては、例えば、１グラム（ｇ）から１０ｇ程度のＴＥＯＳに対して、１ｇから１４ｇ程度のエタノールと、０．５ｇから５ｇ程度の水と、０．１ｇから２ｇ程度の塩酸と、１ｇの複数の蛍光体粒子３１ｏと、０．０２ｇから０．２ｇ程度の複数の熱伝導性粒子３３ｏと、が混合される。
【0080】
上記工程１では、例えば、ＴＥＯＳの代わりに、ＴＥＯＳ以外の金属アルコキシドを用いてもよい。この金属アルコキシドには、例えば、アルコキシル基を２つ以上有するシラン化合物が適用される。例えば、アルコキシル基を２つ以上有するシラン化合物としては、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、プロピルトリエトキシシラン、テトラメトキシシラン、テトラプロポキシシラン、チタンテトラプロポキシド、チタンテトラブドキシド、アルミニウムトリエトキシド、アルミニウムトリプロポキシド、アルミニウムトリブドキシド、ジルコニウムテトラプロポキシド、およびジルコニウムテトラブトキシドなどが挙げられる。
【0081】
次に、図７に示されるように、基材３０ｂを準備する（ステップＳ２）。基材３０ｂの材料としては、例えば、Ｃｕ、Ａｌ、Ｍｇ、Ａｕ、Ａｇ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｂｅ、Ｍｏ、Ｗまたは合金などの金属材料を採用してよい。基材３０ｂの材料としては、例えば、ＡｌＮ、ＧａＮ、ＳｉＣ、Ｓｉ３Ｎ４、Ｃ、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯまたはガーネットなどの非金属材料を採用してもよい。
【0082】
次に、図８で示されるように、基材３０ｂのうちの波長変換部３０ｔを形成する側の主面としての第３面Ｆ３に、波長変換部３０ｔの平面視形状に対応した開口部３０ｏを有するマスク３０ｍを重ね合わせる（ステップＳ３）。マスク３０ｍの材料としては、例えば、アルミニウムを採用してよい。この場合には、エッチング加工などにより所望の平面視形状の開口部３０ｏが形成され得る。マスク３０ｍの厚さは、波長変換部３０ｔの厚さよりも大きく設定されている。例えば、波長変換部３０ｔの厚さが０．１ｍｍであれば、マスク３０ｍの厚さは、０．１５ｍｍから０．２ｍｍに設定されてよい。ここでは、例えば、マスク３０ｍの材料は、樹脂であってもよい。所望の形状の開口部３０ｏの形成が可能で、次の粉体の充填工程に耐えられる強度があれば、マスクの材料に限定はない。
【0083】
次に、図９で示されるように、ステップＳ１で準備した蛍光体粉末と、ガラスの粉末（ガラス粉末ともいう）と、を十分に混合した粉末（混合粉末ともいう）を、マスク３０ｍの開口部３０ｏ内に充填し、粉末充填体ＰＷを形成する（ステップＳ４）。混合粉末には、例えば、複数の熱伝導性粒子の粉末（熱伝導性粉末ともいう）が含まれていてもよい。換言すれば、混合粉末は、ステップＳ１で準備した蛍光体粉末と、ガラス粉末と、熱伝導性粉末と、が十分に混合された粉末であってもよい。
【0084】
ここで、混合粉末において、例えば、蛍光体粉末の含有率が１０重量パーセント（ｗｔ％）から８０ｗｔ％程度とされ、ガラス粉末の含有率が２０ｗｔ％から９０ｗｔ％程度とされ、熱伝導性粉末の含有率が０ｗｔ％から５ｗｔ％とされる。
【0085】
ガラス粉末には、例えば、焼結後に透明性を有する低融点ガラスの粉末が適用される。低融点ガラスには、融点が摂氏２００度（２００℃）から７００℃の酸化物ガラスが適用される。低融点ガラスとしては、例えば、酸化スズ、酸化亜鉛、酸化ホウ素、酸化ビスマス、酸化ホウ素、酸化バナジウム、酸化テルルおよびリン酸のうちの複数の成分を主成分として含有するガラスが採用され得る。低融点ガラスは、例えば、アルカリ金属の酸化物などを含んでいてもよい。具体的には、ガラス粉末には、例えば、スズ－リン酸塩系の低融点ガラスが適用される。
【0086】
ガラス粉末の粒度分布は、蛍光体粉末の粒度分布と同じく種々の粒子径分布を有していてよい。例えば、ガラス粉末は、５０％粒子径（Ｄ５０）が０．１μｍから１００μｍの範囲のガラス粒子を含んでいてもよいし、Ｄ５０が１０μｍから２０μｍの範囲のガラス粒子を含んでいてもよい。
【0087】
熱伝導性粉末には、例えば、熱伝導性粒子としての窒化ホウ素の粒子の粉末が適用される。窒化ホウ素は、例えば、正方晶窒化ホウ素および六方晶窒化ホウ素の何れが適用されてもよい。
【0088】
熱伝導性粉末の粒度分布は、種々の粒子径分布を有していてよい。例えば、熱伝導性粉末の５０％粒子径（Ｄ５０）は、０．１μｍ以上であり且つ１μｍ以下の範囲、０．１μｍ以上であり且つ０．４５μｍ以下の範囲、０．１μｍ以上であり且つ０．４μｍ以下の範囲、０．１μｍ以上であり且つ０．２μｍ以下の範囲、および０．１４μｍ以上であり且つ０．２μｍ以下の範囲の何れの範囲にあってもよい。
【0089】
蛍光体粉末とガラス粉末との混合、あるいは蛍光体粉末とガラス粉末と熱伝導性粉末との混合には、振動法または回転揺動法などを利用することができる。また、蛍光体粉末とガラス粉末との混合、あるいは蛍光体粉末とガラス粉末と熱伝導性粉末との混合を行う際にメディアを用いても良い。このメディアは、例えば、複数の種類の粉末を粉体の状態で直接混ぜる乾式方式、ならびに複数の種類の粉末を溶剤もしくはバインダーなどと混ぜる湿式方式など、複数の種類の粉末を混合する種々の方式で用いることができる。
【0090】
次に、図１０で示されるように、粉末充填体ＰＷが形成された基材３０ｂ上からマスク３０ｍを取り外し（ステップＳ５）、粉末充填体ＰＷを加熱して仮焼結体ＰＳを形成する（ステップＳ６）。ここでは、加熱温度を、ガラス粉末を構成しているガラスの融点（Ｔｍ）以上とし、蛍光体粒子３１が蛍光機能を失う温度よりも低い温度に設定する。例えば、加熱温度は、２６０℃から６００℃程度の温度域であってもよいし、３５０℃から４５０℃の温度域であってもよい。
【0091】
粉末充填体ＰＷおよび仮焼結体ＰＳの加熱ならびに以下に説明する加圧加工は、例えば、共通のチャンバー内で行われる。このチャンバーは、真空容器であってもよいし、真空容器でなくてもよい。例えば、チャンバーが真空容器であれば、加熱中に、チャンバー内を真空状態とすることができる。例えば、チャンバー内を真空状態として加熱すれば、ガラス粉末が溶融する際における気泡の発生が低減される。粉末充填体ＰＷおよび仮焼結体ＰＳの加熱ならびに加圧加工は、例えば、大気中で行われてもよい。粉末充填体ＰＷおよび仮焼結体ＰＳの加熱ならびに加圧加工は、例えば、多目的高温焼結炉を用いて行われてもよいし、ヒーターブロックとハンドプレスとを用いて行われてもよい。
【0092】
次に、図１１で示されるように、加熱温度が設定温度に達した後に、設定温度を保った状態で基材３０ｂ上において仮焼結体ＰＳに加圧加工を施す（ステップＳ７）。加圧加工時の圧力は、蛍光体粒子３１ｏが物理的に潰れて蛍光機能を失うことがない圧力に設定され得る。ここで、加熱温度が、粒子分散ガラス被膜Ｆｍ１を構成しているガラスの成分の軟化点および融点よりも低い場合には、粒子分散ガラス被膜Ｆｍ１が破壊されない圧力に設定されてもよい。例えば、加圧加工時の圧力は、２０ｋｇｆ／ｃｍ２から３００ｋｇｆ／ｃｍ２（約２ＭＰａから約３０ＭＰａ）程度に設定される。ここでは、この圧力条件を満たす圧力で、例えば、３０秒間から３０分間程度の期間、仮焼結体ＰＳに対して加圧加工が施された状態が保持される。
【0093】
次に、仮焼結体ＰＳに対する加圧加工時の圧力を維持したままで仮焼結体ＰＳを冷却し（ステップＳ８）、仮焼結体ＰＳの温度がガラス粉末を構成していたガラスの融点より低くなれば圧力を解除する。これにより、仮焼結体ＰＳは、波長変換部３０ｔとなる。ここでは、複数の被膜付き蛍光体粒子３１ｆのうちの複数の蛍光体粒子３１ｏが、波長変換部３０ｔにおける複数の蛍光体粒子３１となる。複数の被膜付き蛍光体粒子３１ｆのうちの粒子分散ガラス被膜Ｆｍ１に含まれた複数の熱伝導性粒子３３ｏが、波長変換部３０ｔの第１領域Ａ１１における複数の熱伝導性粒子３３となり得る。また、混合粉末に熱伝導性粉末が含まれている場合には、混合粉末に含まれた熱伝導性粉末を構成している熱伝導性粒子の少なくとも一部が、波長変換部３０ｔの第２領域Ａ１２における複数の熱伝導性粒子３３となり得る。
【0094】
以上のステップによって、波長変換素子３０が製造され得る。
【0095】
上記の波長変換素子３０の製造方法では、例えば、蛍光体粒子３１ｏの表面上に粒子分散ガラス被膜Ｆｍ１を形成する工程において、蛍光体粒子３１ｏの粉末の重量に対する熱伝導性粒子３３ｏの粉末の重量の割合を適宜設定することで、第１領域Ａ１１における複数の熱伝導性粒子３３の存在率（第１存在率）を調整することができる。また、例えば、混合粉末の重量における熱伝導性粉末の重量の割合を適宜設定することで、第２領域Ａ１２における複数の熱伝導性粒子３３の存在率（第２存在率）を調整することができる。
【0096】
ここで、上記の波長変換素子３０の製造方法において、基材３０ｂにアルミニウムなどの酸化膜が形成され易い材料を用いた場合には、基材３０ｂと波長変換部３０ｔとは、酸化結合によって結合される。この場合には、加熱により基材３０ｂの表面に形成された酸化膜の酸素と、酸化物ガラスの酸素とが結合する酸化結合によって基材３０ｂと波長変換部３０ｔとが結合する。これにより、基材３０ｂと波長変換部３０ｔとの結合力が高まり得る。
【0097】
また、上記の波長変換素子３０の製造方法において、例えば、基材３０ｂの材料に酸化結合しにくい材料を用いる場合には、基材３０ｂの表面に、数μｍの微小な凹凸を設けておき、この凹凸にガラスを絡みつかせることで、アンカー効果により基材３０ｂと波長変換部３０ｔとの結合力を高めてもよい。換言すれば、基材３０ｂの表面は、凹凸形状（微小な凹凸）を有していてもよい。例えば、ここでいう微小な凹凸の大きさは、加熱時に液状化した低融点ガラスが流動し、この微小な凹凸に入り込む大きさであればよい。この場合には、微小な凹凸の大きさは、例えば、０．１μｍから５０μｍに設定され得る。また、微小な凹凸の大きさは、この微小な凹凸に蛍光体粒子が入り込む大きさに設定されてもよい。この場合には、微小な凹凸の大きさは、例えば、５μｍから５０μｍに設定され得る。ここでいう基材３０ｂの微小な凹凸（凹凸形状の凹凸）の大きさは、例えば、基材３０ｂの厚さ方向における、微小な凹凸の凹部の底（最下点）と凸部の頂（最高点）との間の寸法をいう。
【0098】
また、上記の波長変換素子３０の製造方法において、例えば、基材３０ｂの材料に酸化結合もアンカー効果も期待できない材料を用いる場合には、波長変換部３０ｔと基材３０ｂとを別々に準備してもよい。ここでは、例えば、基材３０ｂ上に波長変換部３０ｔを形成するのではなく、基材３０ｂとは別に、粉末充填体ＰＷを形成して、粉末充填体ＰＷを加熱して仮焼結体ＰＳを形成し、仮焼結体ＰＳに対する加圧加工などを行うことで、波長変換部３０ｔを得てもよい。この場合には、波長変換部３０ｔのうちの基材３０ｂに対向する面に、金属の多層膜を形成し、波長変換部３０ｔと基材３０ｂとを半田付けで接合してもよい。
【0099】
ここで、多層膜の一例としては、波長変換部３０ｔ側からチタン（Ｔｉ）、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）の順で薄膜が積層された多層膜（Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕの多層膜ともいう）が挙げられる。この多層膜は、例えば、スパッタリング法もしくは蒸着法によって数ｎｍから数百ｎｍの厚さで形成され得る。ここでは、Ｔｉは酸化物ガラスとの結合性が良く、Ａｕは半田材との濡れ性が良い材料である。Ｐｔ膜は、半田材が溶融した際に、溶融した半田材によるＴｉ膜の波長変換部３０ｔからの剥離を低減するバリア膜として機能する。多層膜には、例えば、波長変換部３０ｔ側からクロム（Ｃｒ）、Ｐｔ、Ａｕの順で薄膜が積層された多層膜（Ｃｒ／Ｐｔ／Ａｕの多層膜ともいう）または波長変換部３０ｔ側からＣｒ、ニッケル（Ｎｉ）、Ａｕの順で薄膜が積層された多層膜（Ｃｒ／Ｎｉ／Ａｕの多層膜ともいう）などの多層膜が用いられてもよい。ここで、例えば、Ｔｉの薄膜の厚さが０．１μｍ程度とされ、Ｐｔの薄膜の厚さが０．２μｍ程度とされ、Ａｕの薄膜の厚さが０．２μｍ程度とされ得る。また、半田材としては、例えば、スズ（Ｓｎ）－リン（Ｐ）－銅（Ｃｕ）半田またはＡｕ－Ｓｎ半田などが採用され得る。
【0100】
ところで、例えば、波長変換部３０ｔにおいて、熱伝導性粒子３３が、球状の熱伝導性粒子３３であれば、ガラス粉末の焼結によってバインダー層３２が形成される際に、バインダー層３２と熱伝導性粒子３３との界面を基点とした空隙の発生が低減され得る。これにより、波長変換部３０ｔにおける空隙の存在による熱伝達および熱伝導の低下が低減され得る。その結果、波長変換素子３０における発光効率が向上し得る。例えば、熱伝導性粒子３３の材料として正方晶窒化ホウ素が適用されれば、熱伝導性粒子３３の形状が球状になり得る。また、例えば、熱伝導性粒子３３の材料として六方晶窒化ホウ素が適用されている場合には、波長変換素子３０の製造工程において、六方晶窒化ホウ素の板状の粒子の破砕などによって球状の熱伝導性粒子３３ｏを準備することで、球状の熱伝導性粒子３３を実現してよい。ここでは、例えば、混合粉末が熱伝導性粉末を含む場合には、六方晶窒化ホウ素の板状の粒子の破砕などによって熱伝導性粉末を構成している複数の熱伝導性粒子を準備することで、球状の熱伝導性粒子３３を実現してよい。
【0101】
＜１－４．波長変換部に占める複数の熱伝導性粒子の割合の影響＞
波長変換素子３０を製造する際に用いる混合粉末に占める複数の熱伝導性粒子の割合を変更してそれぞれ得られた波長変換素子３０の具体例について、励起光Ｌ０の照射に応じて発せられる蛍光Ｌ１に係る全光束を測定した。また、波長変換素子３０を製造する際に用いる混合粉末に占める複数の熱伝導性粒子の割合をゼロに変更して得られた波長変換素子の参考例について、励起光Ｌ０の照射に応じて発せられる蛍光Ｌ１に係る全光束を測定した。
波長変換素子３０を製造する際に用いる混合粉末に占める複数の熱伝導性粒子の割合を変更してそれぞれ得られた波長変換素子３０の具体例について、励起光Ｌ０の照射に応じて発せられる蛍光Ｌ１に係る全光束を測定した。また、波長変換素子３０を製造する際に用いる混合粉末に占める複数の熱伝導性粒子の割合をゼロに変更して得られた波長変換素子の参考例について、励起光Ｌ０の照射に応じて発せられる蛍光Ｌ１に係る全光束を測定した。
【0102】
＜１－４－１．波長変換素子の各具体例および参考例の作製＞
図１２は、各具体例に係る波長変換素子３０の作製フローを示す流れ図である。図１２のステップＳａ１の工程からステップＳａ７の工程をこの記載の順に実行することで、各具体例に係る波長変換素子３０を作製した。
図１２は、各具体例に係る波長変換素子３０の作製フローを示す流れ図である。図１２のステップＳａ１の工程からステップＳａ７の工程をこの記載の順に実行することで、各具体例に係る波長変換素子３０を作製した。
【0103】
具体的には、まず、図７で示されたように、基材３０ｂを準備した（ステップＳａ１）。ここでは、基材３０ｂとして、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）で構成された、一辺の長さが４．２ｍｍである正方形の上下面と０．６ｍｍの厚さとを有する板状の基材を採用した。
【0104】
次に、図８で示されたように、基材３０ｂのうちの波長変換部３０ｔを形成する側の主面としての第３面Ｆ３に、波長変換部３０ｔの平面視形状に対応した開口部３０ｏを有するマスク３０ｍを重ね合わせた（ステップＳａ２）。ここでは、マスク３０ｍとして、アルミニウム（Ａｌ）で構成された、直径が３ｍｍである円形状の開口部３０ｏと０．１ｍｍの厚さとを有する板状のマスクを採用した。
【0105】
次に、図９で示されたように、蛍光体粒子の粉末（蛍光体粉末）と、ガラスの粉末（ガラス粉末）と、熱伝導性粒子の粉末（熱伝導性粉末）と、を十分に混合した粉末（混合粉末）を、マスク３０ｍの開口部３０ｏ内に充填し、粉末充填体ＰＷを形成した（ステップＳａ３）。
【0106】
ここでは、蛍光体粉末として、赤色蛍光体の複数の粒子と、緑色蛍光体の複数の粒子と、青緑色蛍光体の複数の粒子と、青色蛍光体の複数の粒子と、を含む粉末を採用した。赤色蛍光体の複数の粒子には、５０％粒子径（Ｄ５０）が１５．１μｍである窒化物系のＣａＡｌＳｉＮ３:Ｅｕ２＋の複数の粒子、ならびにＤ５０が１６．４μｍである窒化物系の（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３:Ｅｕ２＋の複数の粒子を適用した。緑色蛍光体の複数の粒子には、Ｄ５０が１６．２μｍである窒化物系のβ－ＳｉＡｌＯＮ:Ｅｕ２＋の複数の粒子を適用した。青緑色蛍光体の複数の粒子には、Ｄ５０が１６．６μｍである窒化物系のＣａ－α－ＳｉＡｌＯＮ:Ｃｅ３＋の複数の粒子を適用した。青色蛍光体の複数の粒子には、Ｄ５０が１４．３μｍである（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）１０（ＰＯ４）６Ｃｌ２：Ｅｕ２＋の複数の粒子を適用した。
【0107】
ガラス粉末として、５０％粒子径（Ｄ５０）が３．９μｍであるホウケイ酸亜鉛系ガラスの粉末を採用した。硼ケイ酸亜鉛系ガラスには、１１．１ｗｔ％の二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、６．５ｗｔ％の酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、３７．１ｗｔ％の酸化ホウ素（Ｂ２Ｏ３）、２．７ｗｔ％の酸化ナトリウム（Ｎａ２Ｏ３）、４．３ｗｔ％の酸化リチウム（Ｌｉ２Ｏ）および３８．２ｗｔ％の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を含有するガラスを適用した。
【0108】
熱伝導性粉末として、５０％粒子径（Ｄ５０）が０．１９μｍである窒化ホウ素の粉末を採用した。
【0109】
蛍光体粉末における各種の蛍光体の複数の粒子、ガラス粉末、および熱伝導性粉末のそれぞれについての５０％粒子径（Ｄ５０）は、レーザー回折散乱法を用いて測定した。ホウケイ酸亜鉛系ガラスにおける各酸化物の含有率については、誘導結合プラズマ質量分析装置（ＩＣＰ－ＭＳ）を用いて測定した。
【0110】
また、ここでは、混合粉末において、蛍光体粉末の含有率を５７体積パーセント（ｖｏｌ％）で一定とした。混合粉末において、ガラス粉末の含有率と熱伝導性粉末の含有率の合計を４３ｖｏｌ％で一定とした。具体例１に係る波長変換素子３０を作製する際には、熱伝導性粉末の含有率を０．５ｖｏｌ％とした。具体例２に係る波長変換素子３０を作製する際には、熱伝導性粉末の含有率を１ｖｏｌ％とした。具体例３に係る波長変換素子３０を作製する際には、熱伝導性粉末の含有率を４ｖｏｌ％とした。具体例４に係る波長変換素子３０を作製する際には、熱伝導性粉末の含有率を７ｖｏｌ％とした。具体例５に係る波長変換素子３０を作製する際には、熱伝導性粉末の含有率を８ｖｏｌ％とした。具体例６に係る波長変換素子３０を作製する際には、熱伝導性粉末の含有率を１０ｖｏｌ％とした。
【0111】
次に、図１０で示されたように、粉末充填体ＰＷが形成された基材３０ｂ上からマスク３０ｍを取り外し（ステップＳａ４）、チャンバー内において大気雰囲気で粉末充填体ＰＷを５５０℃で加熱して仮焼結体ＰＳを形成した（ステップＳａ５）。
【0112】
次に、チャンバー内において仮焼結体ＰＳを５５０℃に保った状態で、基材３０ｂ上において仮焼結体ＰＳに加圧加工を施した（ステップＳａ６）。ここでは、加圧加工の圧力を３メガパスカル（ＭＰａ）とし、加圧加工の時間を５分間とし、加圧加工を行う雰囲気を大気とした。
【0113】
そして、仮焼結体ＰＳに対する加圧加工時の圧力を維持したままで仮焼結体ＰＳを冷却し（ステップＳａ７）、仮焼結体ＰＳの温度がガラス粉末の融点より低くなった後に圧力を解除した。これにより、仮焼結体ＰＳが、波長変換部３０ｔとなった。
【0114】
以上のステップによって、具体例１に係る波長変換素子３０、具体例２に係る波長変換素子３０、具体例３に係る波長変換素子３０、具体例４に係る波長変換素子３０、具体例５に係る波長変換素子３０および具体例６に係る波長変換素子３０がそれぞれ作製された。
【0115】
具体例６に係る波長変換素子３０については、ガラスの焼結を行う際に、波長変換部３０ｔの形の崩れの発生および空隙の著しい増加が認められた。これは、混合粉末において、ガラス粉末の含有率としての３３ｖｏｌ％に対して、熱伝導性粉末の含有率としての１０ｖｏｌ％が高かったことに起因しているものと推定された。
【0116】
一方、具体例１から具体例５のそれぞれに係る波長変換素子３０については、切断、研磨および洗浄などの処理で得られた波長変換部３０ｔの切断面を対象としたＳＥＭ画像において、第１領域Ａ１１の面積に占める複数の熱伝導性粒子３３の面積の割合（第１面積占有率）が、第２領域Ａ１２の面積に占める複数の熱伝導性粒子３３の面積の割合（第２面積占有率）よりも大きいことが確認された。
【0117】
ここで、上記ステップＳａ３において、混合粉末における熱伝導性粉末の含有率を０ｖｏｌ％に変更することで、参考例１に係る波長変換素子を作製した。
【0118】
＜１－４－２．全光束の測定方法および測定結果＞
具体例１に係る波長変換素子３０、具体例２に係る波長変換素子３０、具体例３に係る波長変換素子３０、具体例４に係る波長変換素子３０、具体例５に係る波長変換素子３０、および参考例１に係る波長変換素子のそれぞれについて、励起光Ｌ０の照射に応じて発せられる光に係る全光束を測定した。具体例６に係る波長変換素子３０については、上述した波長変換部３０ｔの形の崩れの発生によって、波長変換素子３０の表面において励起光Ｌ０の照射に必要な十分な広さの平坦な面を確保することができず、励起光Ｌ０の照射に応じて発せられる光に係る全光束の測定を行わなかった。
具体例１に係る波長変換素子３０、具体例２に係る波長変換素子３０、具体例３に係る波長変換素子３０、具体例４に係る波長変換素子３０、具体例５に係る波長変換素子３０、および参考例１に係る波長変換素子のそれぞれについて、励起光Ｌ０の照射に応じて発せられる光に係る全光束を測定した。具体例６に係る波長変換素子３０については、上述した波長変換部３０ｔの形の崩れの発生によって、波長変換素子３０の表面において励起光Ｌ０の照射に必要な十分な広さの平坦な面を確保することができず、励起光Ｌ０の照射に応じて発せられる光に係る全光束の測定を行わなかった。
【0119】
この全光束の測定には、Labsphere社製の全光束測定システムを用いた。より具体的には、積分球（Labsphere社製の型番LMS100）と、積分球の開口に配置されたセンサとしてのスペクトロメータ（Labsphere社製の型番LPS-100-0260）と、専用のソフト（Labsphere社製の型番LightMtrX）と、積分球の開口に配置されたレーザー光源（日亜化学工業社製の型番NUV103E）と、を用いた。
【0120】
ここでは、積分球内のペルチェステージに、熱伝導率が８ワット毎メートル毎ケルビン（Ｗ／ｍ・Ｋ）である熱伝導性グリスを用いて各波長変換素子の基材を固定した。そして、波長変換素子の波長変換部の表面に、レーザー光源が発する４０５ｎｍの波長に強度のピークを有する励起光としての紫色のレーザー光を照射した。このとき、ペルチェステージの温度を２０℃に維持した状態とし、レーザー光源の出力を６ワット（Ｗ）とし、波長変換部の表面におけるレーザー光のスポットの径を１．５ｍｍとし、波長変換素子の表面にレーザー光を照射する時間を１分間とした。この際に波長変換部から発せられる光を、積分球の内面である白色の拡散反射面で反射させて、スペクトロメータを用いての分光強度を測定し、専用のソフトで全光束の値（測定値）［単位：ルーメン（ｌｍ）］を算出した。
【0121】
表１には、具体例１から具体例５のそれぞれに係る波長変換素子３０および参考例１に係る波長変換素子のそれぞれについて得られた全光束の測定値を示している。
【0122】
【表1】
【0123】
表１で示されるように、参考例１に係る波長変換素子に係る全光束の測定値は２８７［ルーメン（ｌｍ）］であった。具体例１に係る波長変換素子３０に係る全光束の測定値は２５７［ｌｍ］であった。具体例２に係る波長変換素子３０に係る全光束の測定値は３１４［ｌｍ］であった。具体例３に係る波長変換素子３０に係る全光束の測定値は３０４［ｌｍ］であった。具体例４に係る波長変換素子３０に係る全光束の測定値は２９５［ｌｍ］であった。具体例５に係る波長変換素子３０に係る全光束の測定値は２６５［ｌｍ］であった。
【0124】
具体例１および具体例５のそれぞれに係る波長変換素子３０については、参考例１に係る波長変換素子よりも全光束の測定値が大きくはなく、具体例２から具体例４のそれぞれに係る波長変換素子３０については、参考例１に係る波長変換素子よりも全光束の測定値が大きかった。このため、波長変換部３０ｔの体積に占める複数の熱伝導性粒子３３の体積の割合が、１％以上であり且つ７％以上であれば、波長変換素子３０における発光効率が向上し得ることが確認された。
【0125】
なお、具体例１に係る波長変換素子３０については、複数の蛍光体粒子３１からの放熱の増加に資する複数の熱伝導性粒子３３の数が十分でなく、波長変換素子３０における発光効率が向上しなかったものと推定された。
【0126】
また、具体例５に係る波長変換素子３０については、バインダー層３２と熱伝導性粒子３３との界面の近傍において空隙の発生が増加して、波長変換部３０ｔにおける熱伝達および熱伝導が低下したことで、波長変換素子３０における発光効率が向上しなかったものと推定された。ここで、バインダー層３２と熱伝導性粒子３３との界面の近傍における空隙の発生の増加は、ガラス粉末の焼結によってバインダー層３２を形成する際に、混合粉末においてガラス粉末の含有率に対する熱伝導性粉末の含有率が高くなり過ぎて生じたものと推定された。
【0127】
＜１－５．第１実施形態のまとめ＞
第１実施形態に係る波長変換素子３０では、例えば、波長変換部３０ｔが、複数の蛍光体粒子３１と、バインダー層３２と、複数の熱伝導性粒子３３と、を含む。波長変換部３０ｔにおいて、複数の蛍光体粒子３１が存在していない接合用領域Ａ１を、複数の蛍光体粒子３１のそれぞれに接触している第１領域Ａ１１と、複数の蛍光体粒子３１から離れている第２領域Ａ１２とに区分した場合に、第１領域Ａ１１における複数の熱伝導性粒子３３の存在率（第１存在率）は、第２領域Ａ１２における複数の熱伝導性粒子３３の存在率（第２存在率）よりも大きい。
第１実施形態に係る波長変換素子３０では、例えば、波長変換部３０ｔが、複数の蛍光体粒子３１と、バインダー層３２と、複数の熱伝導性粒子３３と、を含む。波長変換部３０ｔにおいて、複数の蛍光体粒子３１が存在していない接合用領域Ａ１を、複数の蛍光体粒子３１のそれぞれに接触している第１領域Ａ１１と、複数の蛍光体粒子３１から離れている第２領域Ａ１２とに区分した場合に、第１領域Ａ１１における複数の熱伝導性粒子３３の存在率（第１存在率）は、第２領域Ａ１２における複数の熱伝導性粒子３３の存在率（第２存在率）よりも大きい。
【0128】
この構成が採用されれば、接合用領域Ａ１のうち、複数の蛍光体粒子３１に近接している第１領域Ａ１１において、複数の蛍光体粒子３１から離れている第２領域Ａ１２よりも、相対的に多くの熱伝導性粒子３３が存在している。これにより、複数の熱伝導性粒子３３を介した熱伝達および熱伝導によって、複数の蛍光体粒子３１からの放熱が増加し得る。また、接合用領域Ａ１のうち、複数の蛍光体粒子３１から離れている第２領域Ａ１２において、複数の蛍光体粒子３１に近接している第１領域Ａ１１よりも、相対的に少ない熱伝導性粒子３３が存在している。これにより、接合用領域Ａ１の全体の体積に占める複数の熱伝導性粒子３３の体積の割合の増大が低減される。このため、例えば、バインダー層３２の成形性を確保するために、複数の熱伝導性粒子３３の濃度を過度に高めることなく、複数の蛍光体粒子３１の近傍の第１領域Ａ１１において複数の熱伝導性粒子３３の存在率を高めることができる。その結果、波長変換素子３０における発光効率の向上が実現され得る。
【0129】
＜２．他の実施形態＞
本開示は上述の第１実施形態に限定されず、本開示の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更および改良などが可能である。
本開示は上述の第１実施形態に限定されず、本開示の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更および改良などが可能である。
【0130】
＜２－１．第２実施形態＞
上記第１実施形態において、例えば、複数の熱伝導性粒子３３のそれぞれは、六方晶窒化ホウ素を含んでいてもよい。そして、図１３で例示されるように、複数の熱伝導性粒子３３が、複数の蛍光体粒子３１の表面に沿って位置している１つ以上の熱伝導性粒子３３を含んでいる構成（構成Ａともいう）が採用されてもよい。ここで、この１つ以上の熱伝導性粒子３３のそれぞれを、第１熱伝導性粒子３３ａと称してもよい。上記構成Ａが採用されれば、熱伝導性に優れた六方晶窒化ホウ素（ｈ－ＢＮ）が蛍光体粒子３１の表面に沿って位置していることで、熱伝導性粒子３３を介した熱伝達および熱伝導により、複数の蛍光体粒子３１から熱が放散する速度が向上し得る。これにより、複数の蛍光体粒子３１からの放熱が増加することで、波長変換素子３０における発光効率が向上し得る。
上記第１実施形態において、例えば、複数の熱伝導性粒子３３のそれぞれは、六方晶窒化ホウ素を含んでいてもよい。そして、図１３で例示されるように、複数の熱伝導性粒子３３が、複数の蛍光体粒子３１の表面に沿って位置している１つ以上の熱伝導性粒子３３を含んでいる構成（構成Ａともいう）が採用されてもよい。ここで、この１つ以上の熱伝導性粒子３３のそれぞれを、第１熱伝導性粒子３３ａと称してもよい。上記構成Ａが採用されれば、熱伝導性に優れた六方晶窒化ホウ素（ｈ－ＢＮ）が蛍光体粒子３１の表面に沿って位置していることで、熱伝導性粒子３３を介した熱伝達および熱伝導により、複数の蛍光体粒子３１から熱が放散する速度が向上し得る。これにより、複数の蛍光体粒子３１からの放熱が増加することで、波長変換素子３０における発光効率が向上し得る。
【0131】
図１３は、第２実施形態に係る波長変換素子３０の仮想的な断面の一部の構成における複数の熱伝導性粒子３３の分布の一例を簡略化して示すイメージ図である。図１３のイメージ図は、図４のイメージ図を基礎として、黒丸で描かれた熱伝導性粒子３３が、直線状の太線で描かれた熱伝導性粒子３３に置換された構成を有する。熱伝導性粒子３３としての六方晶窒化ホウ素の粒子は、通常、板状の形状を有する。このため、図１３では、熱伝導性粒子３３の断面が便宜的に直線状の太線で描かれている。
【0132】
この構成は、例えば、上記第１実施形態に係る波長変換素子３０の製造方法において、ステップＳ１において準備した図６で例示された被膜付き蛍光体粒子３１ｆを、図１４で例示されるような被膜付き蛍光体粒子３１ｆに変更することで実現され得る。図１４で例示される被膜付き蛍光体粒子３１ｆは、図６で例示された被膜付き蛍光体粒子３１ｆを基礎として、粒子分散ガラス被膜Ｆｍ１に分散された複数の熱伝導性粒子３３ｏのそれぞれを、蛍光体粒子３１ｏの表面に沿って位置している板状の六方晶窒化ホウ素（ｈ－ＢＮ）の熱伝導性粒子３３ｏに置き換えた構成を有する。
【0133】
図１４で例示される被膜付き蛍光体粒子３１ｆの粉末は、上記第１実施形態に係る波長変換素子３０の製造方法において、ステップＳ１の処理を変更することで準備され得る。ここでは、ステップＳ１の処理のうち、例えば、上記［工程４］において、熱伝導性粒子３３ｏの粉末として、板状の六方晶窒化ホウ素（ｈ－ＢＮ）の熱伝導性粒子３３ｏの粉末を採用する。この場合には、上記第１実施形態に係る波長変換素子３０の製造方法のステップＳ１のうちの上記［工程６］および［工程７］において、各蛍光体粒子３１ｏの表面に沿ってゲル状の液体が流動することで、板状の六方晶窒化ホウ素（ｈ－ＢＮ）の熱伝導性粒子３３ｏが、蛍光体粒子３１ｏの表面に沿って位置し得る。その結果、図１４で例示されるような被膜付き蛍光体粒子３１ｆの構成が実現され得る。
【0134】
ここで、例えば、波長変換素子３０の製造方法のステップＳ６，Ｓ７における加熱温度が、粒子分散ガラス被膜Ｆｍ１を構成しているガラスの成分の軟化点および融点よりも低い場合には、被膜付き蛍光体粒子３１ｆの粉末における各被膜付き蛍光体粒子３１ｆの形態が維持され得る。その結果、図１３で例示されるように、複数の熱伝導性粒子３３が、複数の蛍光体粒子３１の表面に沿って位置している１つ以上の熱伝導性粒子３３としての１つ以上の第１熱伝導性粒子３３ａを含む構成（構成Ａ）が実現され得る。図１３の例では、波長変換素子３０は、複数の熱伝導性粒子３３が、複数の蛍光体粒子３１の表面に沿って位置している多数の熱伝導性粒子３３としての多数の第１熱伝導性粒子３３ａを含む構成を有する。
【0135】
また、ここで、例えば、波長変換素子３０の製造方法のステップＳ６，Ｓ７における加熱温度が、粒子分散ガラス被膜Ｆｍ１を構成しているガラスの成分の軟化点および融点よりも高い場合には、仮焼結体ＰＳに加圧加工を施す際に、仮焼結体ＰＳにおける複数の蛍光体粒子３１の含有率がある程度高ければ、複数の蛍光体粒子３１の間隔が狭い場所が増加し得る。これにより、例えば、複数の蛍光体粒子３１の間において溶融したガラスが毛細管現象で流動し得る。その際に、複数の熱伝導性粒子３３が、複数の蛍光体粒子３１の表面に沿って位置している部分が形成され得る。
【0136】
六方晶窒化ホウ素の粒子は、例えば、板状の形状を有し、板面に沿った方向（ａｂ面に沿った方向とも（００２）面に沿った方向ともいう）に高い熱伝導性を示すことが知られている（例えば、虎瀬 なつみ、多々見 純一、飯島 志行、高橋 拓実、「窒化物蛍光体粒子分散h-BN／ガラス複合体の作製」、粉体工学会誌 ５７巻３号 ２０２０年 第１３７～１４３頁など参照）。このため、熱伝導性粒子３３は、板面に沿った方向において高い熱伝導性を有する。複数の熱伝導性粒子３３のそれぞれの板面に沿った長さは、例えば、０．１μｍから１μｍ程度であってよい。
【0137】
さらに、例えば、複数の蛍光体粒子３１の表面に沿って位置している１つ以上の熱伝導性粒子３３としての１つ以上の第１熱伝導性粒子３３ａが、第１面Ｆ１に垂直な方向に沿って並んでいる２つ以上の熱伝導性粒子３３を含んでいる構成（構成Ｂともいう）が採用されてもよい。ここで、この２つ以上の熱伝導性粒子３３のそれぞれを、第１Ａ熱伝導性粒子３３ａ１と称してもよい。ここでは、第１Ａ熱伝導性粒子３３ａ１は、例えば、第１面Ｆ１から第２面Ｆ２に向かう方向に沿った板面を有する。換言すれば、第１Ａ熱伝導性粒子３３ａ１は、例えば、波長変換部３０ｔの厚さ方向としての±Ｚ方向に沿った板面を有する。このため、例えば、第１面Ｆ１に垂直な方向に沿って並んだ２つ以上の第１Ａ熱伝導性粒子３３ａ１は、波長変換部３０ｔにおいて第１面Ｆ１から第２面Ｆ２に向かう方向における熱伝導を増加させることができる。換言すれば、第１面Ｆ１に垂直な方向に沿って並んだ２つ以上の第１Ａ熱伝導性粒子３３ａ１は、波長変換部３０ｔにおける厚さ方向における熱伝導を増加させることができる。これにより、例えば、波長変換部３０ｔにおける放熱性能が向上し得る。その結果、波長変換部３０ｔの第１面Ｆ１に対して励起光Ｌ０が照射される際における複数の蛍光体粒子３１の温度上昇が低減され得る。よって、波長変換素子３０における発光効率が向上し得る。
【0138】
ここでは、第１面Ｆ１に垂直な方向に沿って２つ以上の第１Ａ熱伝導性粒子３３ａ１が並んでいる状態は、第１面Ｆ１に垂直な仮想的な平面（仮想平面ともいう）と２つ以上の第１Ａ熱伝導性粒子３３ａ１の板面とが完全に一致している状態に限られない。図１３の断面構造では、第１面Ｆ１に垂直な方向に沿って２つ以上の第１Ａ熱伝導性粒子３３ａ１が並んでいる状態は、Ｚ軸に対して平行な仮想線と２つ以上の第１Ａ熱伝導性粒子３３ａ１の板面とが完全に一致している状態に限られない。例えば、第１面Ｆ１に垂直な方向に沿って２つ以上の第１Ａ熱伝導性粒子３３ａ１が並んでいる状態は、第１面Ｆ１に垂直な仮想平面に対して０度から１５度の範囲内で傾斜した仮想平面に沿って２つ以上の第１Ａ熱伝導性粒子３３ａ１が並んでいる状態を含んでいてもよい。また、仮想平面に沿って２つ以上の第１Ａ熱伝導性粒子３３ａ１が並んでいる状態は、仮想平面と２つ以上の第１Ａ熱伝導性粒子３３ａ１のそれぞれの板面とが、０度から１５度の範囲内で傾斜している状態を含んでいてもよい。図１３の断面構造では、第１面Ｆ１に垂直な方向に沿って２つ以上の第１Ａ熱伝導性粒子３３ａ１が並んでいる状態は、Ｚ軸に対して０度から１５度の範囲内で傾斜した仮想線に沿って２つ以上の第１Ａ熱伝導性粒子３３ａ１が並んでいる状態を含んでいてもよい。また、仮想線に沿って２つ以上の第１Ａ熱伝導性粒子３３ａ１が並んでいる状態は、仮想線と２つ以上の第１Ａ熱伝導性粒子３３ａ１のそれぞれの板面とが、０度から１５度の範囲内で傾斜している状態を含んでいてもよい。
【0139】
ところで、波長変換素子３０の製造方法において、例えば、蛍光体粉末が、熱伝導性粒子を含まず、混合粉末が、蛍光体粉末とガラス粉末と六方晶窒化ホウ素の熱伝導性粉末とが十分に混合された粉末である一参考例を想定する。図１５は、一参考例に係る加圧加工前の仮焼結体ＰＳにおける熱伝導性粒子３３の状態のイメージを模式的に示す断面図である。図１６は、一参考例に係る加圧加工後の仮焼結体ＰＳにおける熱伝導性粒子３３の状態のイメージを模式的に示す断面図である。図１５および図１６では、仮焼結体ＰＳにおける複数の蛍光体粒子の含有率が低いため、複数の蛍光体粒子の図示が省略されている。
【0140】
図１５の例では、加圧加工前の仮焼結体ＰＳでは、板状の複数の熱伝導性粒子３３がランダムな方向を向いている状態で位置している。ここで、加圧加工時には、仮焼結体ＰＳの加熱温度がガラス粉末の融点以上であるため、ガラスが溶融して流動し得る状態となる。この状態で、－Ｚ方向の押圧力を付与する加圧加工が仮焼結体ＰＳに施されると、図１６で示されるように、板状の複数の熱伝導性粒子３３のそれぞれは、押圧力が付与される方向に垂直な方向に沿って位置する形態となる。これにより、板状の複数の熱伝導性粒子３３のそれぞれが仮焼結体ＰＳの厚さ方向に垂直な方向に沿って配置され得る。
【0141】
これに対して、第２実施形態に係る波長変換素子３０では、例えば、上述したように、被膜付き蛍光体粒子３１ｆを、図１４で例示されるような被膜付き蛍光体粒子３１ｆとすることで、上述した構成Ｂが実現され得る。ここでは、例えば、波長変換素子３０の製造方法のステップＳ６，Ｓ７における加熱温度が、粒子分散ガラス被膜Ｆｍ１を構成しているガラスの成分の軟化点および融点よりも低い場合には、被膜付き蛍光体粒子３１ｆの粉末における各被膜付き蛍光体粒子３１ｆの形態が維持され得る。その結果、図１３で例示されるように、複数の蛍光体粒子３１の表面に沿って位置している１つ以上の熱伝導性粒子３３としての１つ以上の第１熱伝導性粒子３３ａが、第１面Ｆ１に垂直な方向に沿って並んでいる２つ以上の熱伝導性粒子３３を含んでいる構成（構成Ｂ）が実現され得る。
【0142】
ここで、例えば、第２実施形態に係る波長変換素子３０において、図１３で示されるように、例えば、複数の蛍光体粒子３１が多面体状の蛍光体粒子３１を含んでいる構成（構成Ｃともいう）が採用されれば、隣り合う２つの蛍光体粒子３１の間には、細長い隙間が存在し得る。そして、仮焼結体ＰＳにおける複数の蛍光体粒子３１の含有率がある程度高ければ、隣り合う２つの蛍光体粒子３１の間における細長い隙間が存在している場所が増加し得る。この場合には、例えば、波長変換素子３０の製造方法のステップＳ６，Ｓ７における加熱温度が、粒子分散ガラス被膜Ｆｍ１を構成しているガラスの成分の軟化点および融点よりも高くても、仮焼結体ＰＳに加圧加工を施す際に、複数の蛍光体粒子３１の間において溶融したガラスが毛細管現象で流動し得る。これにより、複数の熱伝導性粒子３３が、複数の蛍光体粒子３１の表面に沿って位置している部分が形成され得る。その結果、仮焼結体ＰＳに加圧加工を施す際には、第１面Ｆ１に垂直な方向に沿って並んでいる複数の熱伝導性粒子３３の数が増加し得る。よって、例えば、波長変換部３０ｔにおける放熱性能が向上し得る。ここでは、例えば、緑色蛍光体に、β－サイアロン（β－ＳｉＡｌＯＮ:Ｅｕ）が適用されれば、緑色蛍光体の蛍光体粒子３１の形状が六面体状などの多面体状になり得る。
【0143】
＜２－２．第３実施形態＞
上記各実施形態において、例えば、基材３０ｂは、波長変換部３０ｔが配置される種々の構造を有する基材とされてもよい。
上記各実施形態において、例えば、基材３０ｂは、波長変換部３０ｔが配置される種々の構造を有する基材とされてもよい。
【0144】
【0145】
図１７および図１８で示されるように、波長変換素子３０は、例えば、基材３０ｂＡの凹部３０ｒ内に波長変換部３０ｔが位置している波長変換素子３０Ａに変更されてもよい。凹部３０ｒは、底面としての第３面Ｆ３および側面としての第４面Ｆ４とを有する。波長変換部３０ｔの第２面Ｆ２が凹部３０ｒの第３面Ｆ３に固定された状態にある。波長変換部３０ｔの側面が凹部３０ｒの第４面Ｆ４に接している。
【0146】
この構成が採用されれば、波長変換部３０ｔの内部で散乱して蛍光Ｌ１に変換されなかった励起光Ｌ０が、基材３０ｂＡの凹部３０ｒの側面としての第４面Ｆ４で反射して、波長変換部３０ｔの内部に戻り、蛍光Ｌ１に変換され得る。また、波長変換部３０ｔの側面が凹部３０ｒの第４面Ｆ４に接しているため、波長変換部３０ｔで発生した熱が第４面Ｆ４から基材３０ｂを介して外部に放散され、波長変換部３０ｔの温度の上昇が低減され得る。
【0147】
【0148】
【0149】
次に、図２０および図２１で示されるような基材３０ｂＡを準備する（ステップＳ１２）。図２０は、第３実施形態に係る基材３０ｂＡの構成の一例を示す斜視図である。図２１は、第３実施形態に係る基材３０ｂＡの構成の一例を示す断面図である。基材３０ｂＡは、例えば、全体が円板状の形状を有し、第１の板面に凹部３０ｒを有する。例えば、基材３０ｂＡの凹部３０ｒの深さは０．０１ｍｍから１ｍｍに設定され、基材３０ｂＡの凹部３０ｒの底面より下の厚さは０．０５ｍｍから１０ｍｍに設定される。凹部３０ｒの深さは、波長変換部３０ｔの厚さよりも大きく設定される。例えば、波長変換部３０ｔの厚さが０．１ｍｍであれば、凹部３０ｒの深さは０．１５ｍｍから０．２ｍｍに設定される。また、例えば、基材３０ｂＡの直径は０．５ｍｍから３０ｍｍに設定され、凹部３０ｒの直径は０．１ｍｍから１０ｍｍに設定される。
【0150】
基材３０ｂＡの材料には、波長変換部３０ｔの熱膨張係数と近い熱膨張係数を持つ材料が採用される。例えば、波長変換部３０ｔのバインダー層３２の材料である低融点ガラスの熱膨張係数に対して、±５０％の熱膨張係数を持つ金属材料または無機材料が採用され得る。例えば、基材３０ｂＡの材料に金属材料が用いられる場合には、金属材料として、アルミニウムまたはアルミニウム合金などが採用され得る。例えば、基材３０ｂＡの材料としてアルミニウムなどの光の反射率が高い材料を用いる場合には、基材３０ｂＡの表面を物理的研磨または化学研磨などで鏡面に加工することで基材３０ｂＡの表面における可視光線の反射率を向上させてもよい。また、基材３０ｂＡの材料に金属材料を用いる場合には、例えば、マシニング加工による切削加工またはダイキャスト法による成型加工によって基材３０ｂＡが形成され得る。
【0151】
また、基材３０ｂＡの材料にセラミックスを用いてもよい。この場合には、積層セラミックスを用いて基材３０ｂＡが形成されてもよいし、粉体の加圧成型によって基材３０ｂＡが形成されてもよい。ここでは、例えば、グリーンシートの状態で、凹部３０ｒに対応する貫通穴を設けたリング状のグリーンシートと、貫通穴を設けていない円板状のグリーンシートとを積層して、焼結させることで、積層セラミックスによって基材３０ｂＡが形成され得る。また、例えば、円筒状の開口部を有する第１の金型にセラミックスの粉末を充填し、凹部３０ｒに対応する凹部を設けるための第２の金型によって第１の金型に充填されたセラミックスの粉末に圧力をかけることで、粉体の加圧成型によって基材３０ｂＡが形成され得る。例えば、セラミックスの粉末にワックスおよびバインダーなどを混ぜて、加圧処理することで凹部３０ｒに対応する凹部が設けられた成型体を形成し、この成型体を焼結させることで、基材３０ｂＡが形成されてもよい。基材３０ｂＡの材料に適用可能なセラミックスは、例えば、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化珪素、ムライトおよびジルコニアなどを含む。
【0152】
また、基材３０ｂＡがセラミックスと金属とで形成されていてもよい。例えば、円板状のセラミックスの基板の上に、アルミニウムまたはアルミニウム合金などの金属製のリング状の部材（金属製部材ともいう）を接合材で接合することで、基材３０ｂＡが形成され得る。この場合には、リング状の部材の貫通穴が凹部３０ｒとなる。接合材としては、例えば、ＡｇまたはＣｕを主成分とするロウ材などが適用され得る。または、接合材としては、Ａｌを主成分とするロウ材、ＳｎとＡｇとＣｕとを主成分とした半田、またはエポキシ、シリコーンもしくはアクリルなどの樹脂製の接合材が適用されてもよい。樹脂製の接合材には、例えば、Ａｇ、ＡｌＮもしくは窒化ホウ素（ＢＮ）などの高い熱伝導性を有するフィラー（高熱伝導フィラーともいう）を入れることで、基材３０ｂＡの熱伝導性が高められてもよい。
【0153】
また、基材３０ｂＡは、一体焼成による積層セラミックスで形成するのではなく、セラミックスの基板とセラミックスのリング状部材とを接合材で接合することで形成されてもよい。この場合にも、前述した接合材を用いることができる。
【0154】
ここで、図１９の説明に戻り、次に、ステップＳ１１で準備した蛍光体粉末と、ガラス粉末と、を十分に混合した粉末（混合粉末）を、凹部３０ｒ内に充填し、粉末充填体を形成する（ステップＳ１３）。混合粉末には、例えば、複数の熱伝導性粒子の粉末（熱伝導性粉末）が含まれていてもよい。換言すれば、混合粉末は、ステップＳ１１で準備した蛍光体粉末と、ガラス粉末と、熱伝導性粉末と、が十分に混合された粉末であってもよい。ここで、混合粉末における蛍光体粉末、ガラス粉末および熱伝導性粉末の各含有率、蛍光体粒子、ガラス粉末および熱伝導性粒子の材料、組成および混合法などの説明については、上記第１実施形態および上記第２実施形態の何れかにおける説明と重複するため、その説明を省略する。
【0155】
次に、凹部３０ｒ内に粉末充填体が充填された基材３０ｂＡごと粉末充填体を加熱して仮焼結体を形成する（ステップＳ１４）。
【0156】
次に、加熱温度が設定温度に達した後に、設定温度を保った状態で基材３０ｂＡ上において仮焼結体に対して加圧加工を施す（ステップＳ１５）。
【0157】
粉末充填体の加熱および加圧加工の説明については、上記第１実施形態および上記第２実施形態の何れかにおける説明と重複するため、その説明を省略する。
【0158】
次に、仮焼結体に対する加圧加工時の圧力を維持したままで仮焼結体を冷却し（ステップＳ１６）、仮焼結体の温度がガラス粉末の融点より低くなれば圧力を解除する。これにより、仮焼結体は、波長変換部３０ｔとなる。
【0159】
以上のステップによって、波長変換素子３０Ａが製造され得る。また、例えば、基材３０ｂＡの凹部３０ｒ内に粉末充填体を形成するため、図５の製造フローを用いて説明した上記第１実施形態および上記第２実施形態の何れかに係る波長変換素子３０の製造方法に対して、基材上にマスクを重ね合わせるステップＳ３およびマスクを取り外すステップＳ５が不要となり、製造工程の簡略化が図られ得る。
【0160】
ここで、図１７で示した波長変換素子３０Ａは、円板状の基材３０ｂＡの上面に平面視形状が円形の凹部３０ｒが設けられた構成を有していたが、基材３０ｂＡは、円板状に限定されず、凹部３０ｒの平面視形状も円形に限定されない。
【0161】
ここで、基材３０ｂＡの凹部３０ｒの内部空間の形状は、板状または柱状に限定されない。基材３０ｂＡの凹部３０ｒの内部空間の形状は、例えば、図２２で示されるように、円錐状もしくは角錐状などの錐状であってもよいし、図２３で示されるように、半球状もしくは半楕円体状であってもよい。図２２は、別の第１例に係る基材３０ｂＡの構成を示す断面図である。図２３は、別の第２例に係る基材３０ｂＡの構成を示す断面図である。これらの場合には、基材３０ｂＡは、例えば、凹部３０ｒの底面として第３面Ｆ３を有していれば、凹部３０ｒの側面としての第４面Ｆ４を有していなくてもよい。
【0162】
図２２で示された基材３０ｂＡが採用される場合には、例えば、図２４で示されるように、波長変換部３０ｔの第１面Ｆ１はＸＹ平面に沿った平坦な面であってもよいし、図２５で示されるように、波長変換部３０ｔの第１面Ｆ１は第３面Ｆ３に平行な面であってもよい。換言すれば、波長変換部３０ｔの第１面Ｆ１は、図２５で示されるように、第３面Ｆ３に沿って円錐状もしくは角錐状などの錐状に窪んだ面であってもよい。別の観点から言えば、波長変換部３０ｔは、例えば、図２４で示されるように、凹部３０ｒの形状に応じた円錐状もしくは角錐状などの錐状の形状を有していてもよいし、図２５で示されるように、第３面Ｆ３に沿って曲がった板状の形状を有していてもよい。
【0163】
図２３で示された基材３０ｂＡが採用される場合には、例えば、図２６で示されるように、波長変換部３０ｔの第１面Ｆ１はＸＹ平面に沿った平坦な面であってもよいし、図２７で示されるように、波長変換部３０ｔの第１面Ｆ１は第３面Ｆ３に平行な面であってもよい。換言すれば、波長変換部３０ｔの第１面Ｆ１は、図２７で示されるように、第３面Ｆ３に沿って半球状もしくは半楕円体状に窪んだ面であってもよい。別の観点から言えば、波長変換部３０ｔは、例えば、図２６で示されるように、凹部３０ｒの形状に応じた半球状もしくは半楕円体状の形状を有していてもよいし、図２７で示されるように、第３面Ｆ３に沿って曲がった板状の形状を有していてもよい。
【0164】
【0165】
＜３．その他＞
上記各実施形態において、例えば、熱伝導性粒子３３の材料には、窒化ホウ素が適用されたが、これに限られない。熱伝導性粒子３３の材料には、例えば、窒化アルミニウムなどの窒化ホウ素とは異なる金属窒化物が適用されてもよいし、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、二酸化チタン、酸化ベリリウム、酸化マグネシウム、酸化ニッケル、酸化バナジウム、酸化銅、酸化鉄、または酸化銀などの金属酸化物が適用されてもよい。熱伝導性粒子３３の材料には、例えば、石英粉、炭化ケイ素または雲母などのケイ素化合物が適用されてもよい。複数の熱伝導性粒子３３は、異なる材料を用いて構成された２種類以上の粒子であってもよい。
上記各実施形態において、例えば、熱伝導性粒子３３の材料には、窒化ホウ素が適用されたが、これに限られない。熱伝導性粒子３３の材料には、例えば、窒化アルミニウムなどの窒化ホウ素とは異なる金属窒化物が適用されてもよいし、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、二酸化チタン、酸化ベリリウム、酸化マグネシウム、酸化ニッケル、酸化バナジウム、酸化銅、酸化鉄、または酸化銀などの金属酸化物が適用されてもよい。熱伝導性粒子３３の材料には、例えば、石英粉、炭化ケイ素または雲母などのケイ素化合物が適用されてもよい。複数の熱伝導性粒子３３は、異なる材料を用いて構成された２種類以上の粒子であってもよい。
【0166】
上記各実施形態において、例えば、複数の蛍光体粒子３１に対応する１種類以上の蛍光体粒子のそれぞれは、励起光Ｌ０の照射に応じて１つの波長スペクトルを有する蛍光を発する１種類の蛍光体粒子であってもよい。
【0167】
また、例えば、複数の蛍光体粒子３１に含まれる複数の種類の蛍光体粒子３１は、励起光Ｌ０の照射に応じて第１の波長スペクトルを有する第１の蛍光を発する第１種類の蛍光体粒子３１、および励起光Ｌ０の照射に応じて第１の波長スペクトルとは異なる第２の波長スペクトルを有する第２の蛍光を発する第２種類の蛍光体粒子３１を、少なくとも含んでいてもよい。第１種類の蛍光体粒子３１および第２種類の蛍光体粒子３１としては、例えば、赤色蛍光体の粒子、緑色蛍光体の粒子および青色蛍光体の粒子から選出される２種類の蛍光体の粒子が採用され得る。
【0168】
また、例えば、複数の蛍光体粒子３１に含まれる複数の種類の蛍光体粒子３１は、励起光Ｌ０の照射に応じて第１の波長スペクトルおよび第２の波長スペクトルの何れとも異なる第３の波長スペクトルを有する第３の蛍光を発する第３種類の蛍光体粒子３１を含んでいてもよい。第１種類の蛍光体粒子３１、第２種類の蛍光体粒子３１もしくは３種類の蛍光体粒子３１としては、青緑色蛍光体の粒子もしくは黄色蛍光体の粒子など、励起光Ｌ０の照射に応じて種々の色の蛍光を発する蛍光体の粒子が採用されてもよい。
【0169】
青緑色蛍光体は、励起光Ｌ０の照射に応じて青緑色の蛍光を発する蛍光体である。黄色蛍光体は、励起光Ｌ０の照射に応じて黄色の蛍光を発する蛍光体である。青緑色蛍光体としては、例えば、励起光Ｌ０の照射に応じて発する蛍光の波長のピークが４９５ｎｍ程度の範囲にある蛍光体が適用される。青緑色蛍光体の材料としては、例えば、（Ｓｒ，Ｂａ，Ｃａ）５（ＰＯ４）３Ｃｌ：ＥｕまたはＳｒ４Ａｌ１４Ｏ２５：Ｅｕなどが適用される。黄色蛍光体としては、例えば、励起光Ｌ０の照射に応じて発する蛍光の波長のピークが５７０ｎｍから５９０ｎｍ程度の範囲にある蛍光体が採用される。黄色蛍光体の材料としては、例えば、ＳｒＳｉ２（Ｏ，Ｃｌ）２Ｎ２：Ｅｕなどが適用される。ここでは、かっこ内の元素の割合は、分子式の範囲内であれば任意に設定され得る。
【0170】
また、例えば、複数の蛍光体粒子３１に含まれる複数の種類の蛍光体粒子３１は、４種類以上の蛍光体粒子３１を含んでいてもよい。
【0171】
上記各実施形態において、例えば、光源部２と変換部３とが近接している状態で位置していてもよい。この場合には、光源部２から出射される励起光Ｌ０は、変換部３の波長変換素子３０，３０Ａに対して、直接照射されても良いし、コリメータレンズなどの光学素子などを介して照射されてもよい。
【0172】
上記各実施形態において、例えば、波長変換素子３０は、基材３０ｂを有さず、波長変換部３０ｔを有していてもよい。この場合には、波長変換部３０ｔに含まれるバインダー層３２は、例えば、少なくとも複数の蛍光体粒子３１の間に位置していてよい。ここでは、例えば、基材３０ｂとは別に、鋳型などを用いて粉末充填体ＰＷを形成して、粉末充填体ＰＷを加熱して仮焼結体ＰＳを形成し、仮焼結体ＰＳに対する加圧加工などを行うことで、波長変換部３０ｔを波長変換素子として得ることができる。
【0173】
上記各実施形態において、例えば、バインダー層３２は、ガラスの非晶質相の他に、複数の微細な結晶粒子（微細結晶粒子ともいう）を含んでいてもよい。微細結晶粒子は、結晶質の粒子である。複数の微細結晶粒子のそれぞれは、ガラスの非晶質相に含まれた少なくとも一部の成分を含んでいてよい。複数の微細結晶粒子のそれぞれは、例えば、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｂ２Ｏ３、Ｎａ２Ｏ３、Ｋ２Ｏ、Ｌｉ２Ｏ、ＣａＯ、ＢａＯ、ＺｎＯ、ＰｂＯおよびＰ２Ｏ５を含む酸化物のグループ（第１酸化物グループともいう）のうちの１つ以上の酸化物の結晶であってもよいし、第１酸化物グループのうちの２つ以上の酸化物が複合した酸化物（複合酸化物ともいう）の結晶であってもよい。例えば、微細結晶粒子がＺｎＯで構成されている例が考えられる。微細結晶粒子は、ガラスの非晶質相に含まれた全ての成分を含む結晶質の粒子であってもよい。換言すれば、非晶質相に含まれた少なくとも一部の成分は、非晶質相に含まれた一部の成分であってもよいし、非晶質相に含まれた全ての成分であってもよい。
【0174】
複数の微細結晶粒子の大きさは、例えば、複数の蛍光体粒子３１の大きさよりも小さくてよい。ここで、複数の微細結晶粒子の大きさが、複数の蛍光体粒子の大きさよりも小さい状態は、例えば、複数の微細結晶粒子の粒子径の平均値が、複数の蛍光体粒子３１の粒子径の平均値よりも小さい状態であってもよいし、複数の微細結晶粒子のそれぞれの粒子径が、複数の蛍光体粒子３１の粒子径の平均値よりも小さい状態であってもよい。粒子の粒子径は、例えば、粒子の長軸方向における径（長軸径ともいう）と粒子の短軸方向における径（短軸径ともいう）との平均値（幾何学的平均径ともいう）であってもよいし、平面に投影した面積もしくは体積と所定の幾何学的な公式とを用いて円または球形の粒子の直径に換算した値（相当径ともいう）であってもよいし、粒子の長手方向における長さ（最大径ともいう）であってもよい。微細結晶粒子の粒子径は、例えば、０．１μｍから３μｍ程度であってよい。
【0175】
微細結晶粒子は、例えば、励起光Ｌ０および蛍光Ｌ１を透過させる透明性を有する。微細結晶粒子は、例えば、励起光Ｌ０および蛍光Ｌ１の一部を散乱させる特性を有していてもよい。
【0176】
複数の微細結晶粒子は、複数の蛍光体粒子３１のうちの１つ以上の蛍光体粒子３１に接触している１つ以上の微細結晶粒子を含んでいてもよい。例えば、１つの蛍光体粒子３１に対して１つの微細結晶粒子が接触していてもよいし、１つの蛍光体粒子３１に対して２つ以上の微細結晶粒子が接触していてもよい。ここでは、微細結晶粒子の熱伝導率が、ガラスの非晶質相の熱伝導率よりも高ければ、蛍光体粒子３１に接触している微細結晶粒子の存在により、微細結晶粒子を介した熱伝達および熱伝導によって、蛍光体粒子３１から熱が放散する速度が向上し得る。これにより、励起光Ｌ０の照射に応じて出射される蛍光Ｌ１の光量の低下を低減することができる。換言すれば、波長変換素子３０における発光効率を向上させることができる。
【0177】
以上のように、波長変換素子は詳細に説明されたが、上記した説明は、全ての局面において例示であって、この開示がそれに限定されるものではない。また、上述した各種の例は、相互に矛盾しない限り組み合わせて適用することが可能である。そして、例示されていない無数の例が、この開示の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。
【0178】
本開示には、以下の内容が含まれる。
【0179】
一実施形態において、（１）波長変換素子は、複数の蛍光体粒子と、該複数の蛍光体粒子どうしを接合しているとともにガラスを含むバインダー層と、複数の熱伝導性粒子と、を含む、波長変換部、を備え、前記波長変換部における前記複数の蛍光体粒子が存在していない領域を、前記複数の蛍光体粒子のそれぞれに接触している第１領域と、前記複数の蛍光体粒子から離れている第２領域と、に区分した場合に、前記第１領域における前記複数の熱伝導性粒子の存在率は、前記第２領域における前記複数の熱伝導性粒子の存在率よりも大きい。
【0180】
（２）上記（１）の波長変換素子において、前記波長変換部の体積に占める前記複数の熱伝導性粒子の体積の割合は、１パーセント以上であり且つ７パーセント以下であってもよい。
【0181】
（３）上記（１）または（２）の波長変換素子において、前記複数の熱伝導性粒子の平均粒径は、０．１μｍ以上であり且つ０．４５μｍ以下であってもよい。
【0182】
（４）上記（１）から（３）の何れか１つの波長変換素子において、前記複数の熱伝導性粒子は、球状の熱伝導性粒子を含んでいてもよい。
【0183】
（５）上記（１）から（４）の何れか１つの波長変換素子において、前記複数の熱伝導性粒子のそれぞれは、六方晶窒化ホウ素を含み、前記複数の熱伝導性粒子は、前記複数の蛍光体粒子の表面に沿って位置している１つ以上の熱伝導性粒子を含んでいてもよい。
【0184】
（６）上記（５）の波長変換素子において、前記波長変換部は、励起光が照射される第１面を有し、前記１つ以上の熱伝導性粒子は、前記第１面に垂直な方向に沿って並んだ２つ以上の熱伝導性粒子を含んでいてもよい。
【0185】
（７）上記（１）から（６）の何れか１つの波長変換素子において、前記波長変換部を支持している基材、をさらに備え、該基材の熱伝導率は、前記波長変換部の熱伝導率よりも高くてもよい。
【符号の説明】
【0186】
３０，３０Ａ 波長変換素子
３０ｂ，３０ｂＡ 基材
３０ｔ 波長変換部
３１ 蛍光体粒子
３２ バインダー層
３３ 熱伝導性粒子
Ａ１ 接合用領域
Ａ１１ 第１領域
Ａ１２ 第２領域
Ｆ１ 第１面
Ｌ０ 励起光
３０ｂ，３０ｂＡ 基材
３０ｔ 波長変換部
３１ 蛍光体粒子
３２ バインダー層
３３ 熱伝導性粒子
Ａ１ 接合用領域
Ａ１１ 第１領域
Ａ１２ 第２領域
Ｆ１ 第１面
Ｌ０ 励起光
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】