特許 7249121 複合体、発光装置、および複合体の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-03-22

(45)【発行日】2023-03-30

(54)【発明の名称】複合体、発光装置、および複合体の製造方法

(51)【国際特許分類】

   G02B 5/20 20060101AFI20230323BHJP

   C09K 11/64 20060101ALI20230323BHJP

   H01L 33/50 20100101ALI20230323BHJP

【ＦＩ】

G02B5/20

C09K11/64

H01L33/50

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2018189567

(22)【出願日】2018-10-04

(65)【公開番号】P2020060607

(43)【公開日】2020-04-16

【審査請求日】2021-09-01

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】000003296

【氏名又は名称】デンカ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100110928

【弁理士】

【氏名又は名称】速水 進治

(72)【発明者】

【氏名】山浦 太陽

(72)【発明者】

【氏名】久保田 雄起

(72)【発明者】

【氏名】江本 秀幸

【審査官】辻本 寛司

(56)【参考文献】

【文献】特開２００８－１２０９４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５８－０５８１３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－１１２６５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１９４４９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－００２７６２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０２Ｂ ５／２０

Ｃ０９Ｋ １１／６４

Ｈ０１Ｌ ３３／５０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

Ｅｕ元素を含有するα型サイアロン蛍光体と、前記α型サイアロン蛍光体を封止する封止材と、
を含む複合体であって、
前記複合体中の鉄の含有率が０．１ｐｐｍ以上４０ｐｐｍ未満であり、コバルトとニッケルの合計含有率が０．１ｐｐｍ以上４０ｐｐｍ未満であり、
前記複合体中に１４質量％以上６０質量％以下の前記α型サイアロン蛍光体を含む、複合体。

【請求項2】

前記封止材は、二酸化ケイ素を主成分として構成され、前記二酸化ケイ素の少なくとも一部が結晶化している請求項１に記載の複合体。

【請求項3】

波長４５５ｎｍの青色光を照射した場合の変換光のピーク波長が５８５ｎｍ以上６０５ｎｍ以下である請求項１または２に記載の複合体。

【請求項4】

前記α型サイアロン蛍光体の平均粒径が５μｍ以上３０μｍ以上である請求項１乃至３のいずれか１項に記載の複合体。

【請求項5】

励起光を発する発光素子と、
前記励起光の波長を変換する請求項１乃至４のいずれか１項に記載の複合体と、
を有する発光装置。

【請求項6】

前記発光素子と発光面の間に前記複合体が配され、
前記発光面から発せられる、前記複合体により前記励起光の波長が変換された変換光のピークに対する前記励起光のピークの強度比が０．０６以下である請求項５に記載の発光装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、複合体、発光装置、および複合体の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、ＬＥＤなどの半導体発光素子と、当該半導体発光素子からの光の一部を吸収し、吸収した光を長波長の波長変換光に変換して発光する蛍光体とを組み合わせた発光装置の開発が進められている。

【0003】

特許文献１には、半導体レーザーから発せられる励起光を蛍光に変換する蛍光体を含む波長変換部材が記載されている。特許文献１では、当該蛍光体を封止する封止材料としてシリカガラスを用いる技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１５－２２４２９９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

半導体発光素子について、さらなる小型化、高出力化が要求される一方、蛍光体と封止材料とを含む複合体（波長変換部材）については、さらなる波長変換効率の向上が求められている。本発明者は、複合体の波長変換効率を向上させるための要因について鋭意検討したところ、複合体中の不純物の含有率が複合体の波長変換効率と密接な関係を有することを見出した。従来技術では、特許文献１をはじめとして、複合体（波長変換部材）中の不純物と波長変換効率との関係には何ら触れられていない。
そこで、本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、複合体の波長変換効率を向上させる技術を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明によれば、Ｅｕ元素を含有するα型サイアロン蛍光体と、前記α型サイアロン蛍光体を封止する封止材と、を含む複合体であって、前記複合体中の鉄の含有率が０．１ｐｐｍ以上４０ｐｐｍ未満である、複合体が提供される。

【0007】

また、本発明によれば、励起光を発する発光素子と、前記励起光の波長を変換する、上述した複合体と、を有する発光装置が提供される。

【0008】

また、本発明によれば、鉄の含有率が４０ｐｐｍ未満の二酸化ケイ素粉末と、かつ、発光中心として少なくともＥｕ元素を含有するα型サイアロン蛍光体粉末とを混合し、１３００℃以上１４５０℃以下の温度で加熱する工程を有する、複合体の製造方法が提供される。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、蛍光体と、当該蛍光体を封止する封止材とを含む複合体において、波長変換効率を向上させる技術を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施形態に係る発光装置の構造を示す断面図である。

【図2】複合体の発光スペクトルを測定するための装置の概略図である。

【図3】実施例１および比較例１の複合体で得られた発光スペクトルである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

本発明者は、鋭意検討の結果、不純物として含まれる第１遷移金属の含有率が複合体の波長変換効率を向上させるための要因であることを見出した。第１遷移金属の中でも、特に鉄の含有率の制御が複合体の波長変換効率を向上させる上で重要であることが見出された。以下、本発明の実施形態について、詳細に説明する。

【0012】

（複合体）
実施形態に係る複合体は、Ｅｕ元素を含有するα型サイアロン蛍光体と、当該α型サイアロン蛍光体を封止する封止材とを含む。当該複合体中の鉄の含有率の下限は０．１ｐｐｍ以上であり、０．５ｐｐｍ以上がより好ましく、１ｐｐｍ以上がさらに好ましい。また、当該複合体中の鉄の含有率の上限は、４０ｐｐｍ未満であり、３０ｐｐｍ以下がより好ましく、２０ｐｐｍ以下がさらに好ましい。ここで、複合体中の鉄の含有率は、元素としての鉄の含有率を意味し、鉄の存在形態は問わないものとする。
複合体中の鉄の含有率の下限を０．１ｐｐｍ以上とすることにより、複合体中にクラックが発生することや、複合体をダイサー等で複合体を切断加工する際に、チッピングが生じることを抑制しつつ、波長変換効率の向上を図ることができる。また、複合体中の鉄の含有率の上限を４０ｐｐｍ未満とすることにより、波長変換効率の向上を図ることができる。これは、複合体を通過する光が鉄によって吸収されることが抑制されるため、α型サイアロン蛍光体によって長波長化される光量が増加するためと推測される。

【0013】

［複合体中の他の成分］
複合体は、不純物として、鉄以外の第一遷移金属を含んでもよい。鉄以外の第一遷移金属としては、コバルトおよびニッケルが挙げられる。複合体中のコバルトおよびニッケルの合計含有率の下限は、０．１ｐｐｍ以上が好ましく、０．３ｐｐｍ以上がより好ましく、０．５ｐｐｍ以上がさらに好ましい。また、複合体中のコバルトおよびニッケルの合計含有率の上限は４０ｐｐｍ未満が好ましく、２０ｐｐｍ以下がより好ましく、１０ｐｐｍ以下がさらに好ましく、２ｐｐｍ以下が特に好ましく、１ｐｐｍ以下が最も好ましい。複合体中のコバルトおよびニッケルの合計含有率を上記範囲とすることにより、コバルトおよびニッケルにより吸収される光量を抑制し、複合体の波長変換効率をより一層向上させることができる。ここで、複合体中のコバルト、ニッケルの含有率は、元素としてのコバルト、ニッケルの含有率を意味し、コバルト、ニッケルの存在形態は問わないものとする。

【0014】

（α型サイアロン蛍光体）
本実施形態のα型サイアロン蛍光体は、一般式：（Ｍ）_ｘ（Ｅｕ）_ｙ（Ｓｉ）_{１２－（ｍ＋ｎ）}（Ａｌ）_ｍ＋ｎ（Ｏ）_ｎ（Ｎ）_１６－ｎ（ただし、ＭはＬｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｙ及びランタニド元素（ＬａとＣｅを除く）からなる群から選ばれる少なくともＣａを含む１種以上の元素）で示されるＥｕ元素を含有するα型サイアロン蛍光体である。

【0015】

α型サイアロンの固溶組成は、上記一般式におけるｘとｙ及びそれに付随するＳｉ／Ａｌ比やＯ／Ｎ比により決まるｍとｎで表され、Ｍの価数をａとしたとき、ａｘ＋２ｙ＝ｍであり、ｘ＋ｙ≦２、０＜ｙ＜０．５であり、０．３≦ｍ＜４．５、０＜ｎ＜２．２５である。特にＭとして、Ｃａを使用すると、幅広い組成範囲でα型サイアロンが安定化し、その一部を発光中心となるＥｕで置換することにより、紫外から青色の幅広い波長域の光で励起され、黄から橙色の可視発光を示す蛍光体が得られる。

【0016】

一般に、α型サイアロンは、当該α型サイアロンとは異なる第二結晶相や不可避的に存在する非晶質相のため、組成分析等により固溶組成を厳密に規定することができない。α型サイアロンの結晶相としては、α型サイアロン単相が好ましく、他の結晶相としてβ型サイアロン、窒化アルミニウム又はそのポリタイポイド等を含んでいてもよい。

【0017】

α型サイアロン蛍光体の製造方法としては、窒化ケイ素、窒化アルミニウム及び侵入固溶元素の化合物からなる混合粉末を高温の窒素雰囲気中で加熱して反応させる方法がある。加熱工程で構成成分の一部が液相を形成し、この液相に物質が移動することにより、α型サイアロン固溶体が生成する。合成後のα型サイアロン蛍光体は複数の等軸状の一次粒子が焼結して塊状の二次粒子を形成する。本実施形態における一次粒子とは、粒子内の結晶方位が同一であり、単独で存在することができる最小粒子をいう。

【0018】

α型サイアロン蛍光体の平均粒径の下限は、５μｍ以上が好ましく、１０μｍ以上がより好ましい。また、α型サイアロン蛍光体の平均粒径の上限は、３０μｍ以下が好ましく、２０μｍ以下がより好ましい。α型サイアロン蛍光体の平均粒径は上記二次粒子における寸法である。α型サイアロン蛍光体の平均粒径を５μｍ以上とすることにより、複合体の透明性をより高めることができる。一方、α型サイアロン蛍光体の平均粒径を３０μｍ以下とすることにより、ダイサー等で複合体を切断加工する際に、チッピングが生じることを抑制することができる。

【0019】

ここで、α型サイアロン蛍光体の平均粒径とは、レーザー回析散乱式粒度分布測定法（ベックマンコールター株式会社製、ＬＳ１３－３２０）により測定して得られる体積基準粒度分布において、小粒径側からの通過分積算（積算通過分率）５０％の粒子径をいう。

【0020】

複合体中のα型サイアロン蛍光体の含有率の下限は、１４質量％以上が好ましく、２０質量％以上がより好ましい。また、複合体中のα型サイアロン蛍光体の含有率の上限は、６０質量％以下が好ましく、５０質量％以下がより好ましい。α型サイアロン蛍光体の含有割合を１４質量％以上とすることで、複合体の波長変換効率をより一層高めることができる。一方、α型サイアロン蛍光体の含有割合を６０質量％以下とすることにより、複合体の透明性をより高めつつ、波長変換効率を向上させることができる。

【0021】

（封止材）
本実施形態の封止材は、二酸化ケイ素を主成分として構成される。ここで、二酸化ケイ素を主成分とすることは、封止材全体中に、二酸化ケイ素を９０質量％以上含有することをいう。本実施形態の封止材を構成する二酸化ケイ素は、少なくとも一部が結晶化していることが好ましい。二酸化ケイ素の結晶化度は、後述するＸ線回折により評価することができる。

【0022】

二酸化ケイ素が結晶領域を有することにより、ＬＥＤから発せられた光が散乱され、α型サイアロン蛍光体に吸収されやすくなる。言い換えると、二酸化ケイ素の結晶領域により、複合体における光の抜けが抑制される。この結果、α型サイアロン蛍光体に入射する光量が増大し、ひいては、複合体の波長変換効率を向上させることができる。

【0023】

［二酸化ケイ素の結晶化度の評価］
二酸化ケイ素の結晶化度は、Ｘ線回折により評価することができる。二酸化ケイ素が結晶領域を有する場合には、ＣｕＫα線（１．５４１８４Å）を用いて測定された複合体の粉末Ｘ線回折パターンにおいて、２θが３０°以上４０°以下の範囲に最強ピークを有するとともに、２θが２１．７°以上２２．７°以下の範囲、および２θが２６．５°以上２７．５°以下の範囲にそれぞれ回折ピークが現れる。当該回折ピークを確認することで、二酸化ケイ素に結晶領域が存在することを確かめることができる。

【0024】

２θが２１．７°以上２２．７°以下の範囲、および２θが２６．５°以上２７．５°以下の範囲にそれぞれ現れる回折ピークの強度は所定値以上であることが好ましい。

【0025】

具体的には、ＣｕＫα線（１．５４１８４Å）を用いて測定された複合体の粉末Ｘ線回折パターンにおいて、２θが３０°以上４０°以下の範囲に最強ピークを有し、そのピーク強度を１００％とした場合に、２θが２１．７°以上２２．７°以下の範囲に、相対強度１．２％以上の回折ピークを有することが好ましく、相対強度１．５％以上の回折ピークを有することがより好ましい。２θが２１．７°以上２２．７°以下の範囲における回折ピークの相対強度が１．２％以上である場合に、二酸化ケイ素中の結晶領域を、複合体の波長変換効率をより一層向上させるのに十分な領域とすることができる。

【0026】

また、ＣｕＫα線（１．５４１８４Å）を用いて測定された複合体の粉末Ｘ線回折パターンにおいて、２θが３０°以上４０°以下の範囲に最強ピークを有し、そのピーク強度を１００％とした場合に、２θが２６．５°以上２７．５°以下の範囲に、相対強度０．８％以上の回折ピークを有することが好ましく、相対強度１．２％以上の回折ピークを有することがより好ましい。２θが２６．５°以上２７．５°以下の範囲における回折ピークの相対強度が０．８％以上である場合に、二酸化ケイ素中の結晶領域を、複合体の波長変換効率をより一層向上させるのに十分な領域とすることができる。

【0027】

ここで、このような二酸化ケイ素の結晶化度は、上記回折ピークの相対強度が指標となる。本実施形態では、たとえば封止材を構成する二酸化ケイ素を含む成分の種類や配合量、二酸化ケイ素を主成分とする封止材によるα型サイアロン蛍光体の封止方法等を適切に選択することにより、上記回折ピークの相対強度を制御することが可能である。これらの中でも、たとえば、二酸化ケイ素を主成分とする封止材によりα型サイアロン蛍光体を封止する際に固相で圧力をかける条件等が、上記回折ピークの相対強度を所望の数値範囲とするための要素として挙げられる。

【0028】

［複合体の気孔率］
複合体の気孔率は８％以下であることが好ましく、５％以下であることがより好ましい。複合体の気孔率を８％以下とすることで、複合体の透光性が損なわれることを抑制することができる。また、光の散乱性を向上させることにより、α型サイアロン蛍光体が吸収する光量を増加させ、ひいては複合体の波長変換効率を向上させることができる。

【0029】

［複合体の波長変換光］
複合体に波長４５５ｎｍの青色光を照射した場合に、複合体から発せられる波長変換光のピーク波長は５８５ｎｍ以上６０５ｎｍ以下であることが好ましい。これによれば、青色光を発光する発光素子に複合体を組み合わせたときに、輝度が高いアンバー色を発光する発光装置を得ることができる。

【0030】

（複合体の製造方法）
実施形態に係る複合体の製造方法は、二酸化ケイ素粉末と、発光中心として少なくともＥｕ元素を含有するα型サイアロン蛍光体粉末とを混合する工程（１）と、二酸化ケイ素粉末とα型サイアロン蛍光体粉末との混合物を１３００℃以上１４５０℃以下で加熱して二酸化ケイ素の少なくとも一部に結晶領域を形成する工程（２）とを有する。

【0031】

工程（１）において、原料として用いる二酸化ケイ素粉末の鉄の含有率は、０．１ｐｐｍ以上４０ｐｐｍ未満であることが好ましい。また、原料として用いるＥｕを含有するα型サイアロン蛍光体粉末の鉄の含有率が１０ｐｐｍ以下であることが好ましい。なお、原料として用いる二酸化ケイ素粉末は、８０質量％以上が非晶質であることが好ましく、９０質量％以上が非晶質であることがより好ましい。原料として用いる二酸化ケイ素粉末中の非晶質の割合を上記範囲とすることにより、緻密な複合体をより低温で加熱することにより作製することができるため、α型サイアロン蛍光体の波長変換効率が損なわれることを抑制することができる。

【0032】

工程（２）において、二酸化ケイ素粉末とα型サイアロン蛍光体粉末との混合物をプレス機などの加圧装置を用いて、５ＭＰａ以上８０ＭＰａ以下の圧力範囲で加圧することが好ましく、１０ＭＰａ以上７０ＭＰａ以下の圧力範囲で加圧することがより好ましい。これにより、二酸化ケイ素に結晶領域を形成し易くすることができる。工程（２）における加熱温度や加圧温度を調節することにより、二酸化ケイ素中の結晶領域の割合を制御することができる。

【0033】

工程（２）の後、室温まで徐冷するとともに、除圧することにより実施形態に係る複合体を製造することができる。

【0034】

（発光装置）
図１は、実施形態に係る発光装置の構造を示す概略断面図である。図１に示すように、発光装置１０は、発光素子２０、基板３０、ダム４０、封止材５０および複合体８０を備える。配線（図示せず）を有する基板３０上に発光素子２０が実装された、チップオンボード（ＣＯＢ）型の発光装置である。
基板３０は、アルミニウムの陽極酸化皮膜などの絶縁膜が表面に形成されたアルミニウム基板である。基板３０には、基板３０上の所定の領域を取り囲むダム４０が設けられている。基板３０を平面視したときのダム４０の形状は、たとえば円環状である。ダム４０は透明であることが好ましい。

【0035】

発光素子２０は、基板３０上のダム４０の内側に実装されている。発光素子２０は、励起光を発する半導体素子である。発光素子２０としては、近紫外から青色光に相当する３００ｎｍ以上５００ｎｍ以下の波長の光を発生するＬＥＤチップを使用することができる。発光素子２０の素子電極（図示せず）は、基板３０上のダム４０の内側に露出した接続用端子（図示せず）とボンディングワイヤ（図示せず）により電気的に接続される。
封止材５０は、ダム４０の内側に充填されており、封止材５０により発光素子２０が封止される。封止材５０は、たとえばエポキシ樹脂やシリコーン樹脂などの透明樹脂材料で形成される。

【0036】

複合体８０は、発光素子２０の上方に位置し、ダム４０および封止材５０の上に設置されている。複合体８０は、発光素子２０から発せられる励起光の波長を長波長化するプレート状の波長変換部材である。複合体８０として、上述した複合体が用いられ、二酸化ケイ素を主成分とし、当該二酸化ケイ素の一部が結晶化した封止材８４中にＥｕ元素を含有するα型サイアロン蛍光体８２が分散されている。発光装置１０は、発光素子２０の光と、この発光素子２０の光を吸収し励起されるα型サイアロン蛍光体８２から発生する光との混合色を発する。

【0037】

発光装置１０では、複合体８０の外表面が発光面となる。すなわち、発光素子２０と発光面との間に複合体８０が配されている。発光面における、発光素子２０から発せられる励起光のピーク値をＰ１とし、複合体８０により励起光の波長が変換された波長変換光のピーク値をＰ２としたとき、強度比Ｐ１／Ｐ２は０．０６以下であることが好ましい。これによれば、発光装置１０から発せられる光の色を波長変換光の色に近づけることができる。たとえば、波長変換光がアンバー色の場合に、発光装置１０から発せられる光もアンバー色とすることができる。

【0038】

以上、本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
以下、参考形態の例を付記する。
１． Ｅｕ元素を含有するα型サイアロン蛍光体と、前記α型サイアロン蛍光体を封止する封止材と、
を含む複合体であって、
前記複合体中の鉄の含有率が０．１ｐｐｍ以上４０ｐｐｍ未満である、複合体。
２． 前記複合体中のコバルトとニッケルの合計含有率が０．１ｐｐｍ以上４０ｐｐｍ未満である１．に記載の複合体。
３． 前記封止材は、二酸化ケイ素を主成分として構成され、前記二酸化ケイ素の少なくとも一部が結晶化している１．または２．に記載の複合体。
４． 波長４５５ｎｍの青色光を照射した場合の変換光のピーク波長が５８５ｎｍ以上６０５ｎｍ以下である１．乃至３．のいずれか１つに記載の複合体。
５． 前記α型サイアロン蛍光体の平均粒径が５μｍ以上３０μｍ以上である１．乃至４．のいずれか１つに記載の複合体。
６． 前記複合体中に１４質量％以上６０質量％以下の前記α型サイアロン蛍光体を含む１．乃至５．のいずれか１つに記載の複合体。
７． 励起光を発する発光素子と、
前記励起光の波長を変換する１．乃至６．のいずれか１つに記載の複合体と、
を有する発光装置。
８． 前記発光素子と発光面の間に前記複合体が配され、
前記発光面から発せられる、前記複合体により前記励起光の波長が変換された変換光のピークに対する前記励起光のピークの強度比が０．０６以下である７．に記載の発光装置。
９． 鉄の含有率が０．１ｐｐｍ以上４０ｐｐｍ未満の二酸化ケイ素粉末と、発光中心として少なくともＥｕ元素を含有するα型サイアロン蛍光体粉末とを混合し、１３００℃以上１４５０℃以下の温度で加熱する工程を有する、複合体の製造方法。

【実施例】

【0039】

以下、本発明を実施例および比較例により説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

【0040】

（実施例１）
α型サイアロン蛍光体粉末が二酸化ケイ素の一部が結晶化した封止材（マトリックス）に分散したものを実施例１の複合体とした。実施例１の複合体の具体的な作製方法について以下に記載する。

【0041】

実施例１の複合体の原料として、ＳｉＯ_２粉末（デンカ株式会社製、ＦＢ－５ＳＤＣグレード、平均粒径：１５μｍ）とＣａ－α型サイアロン蛍光体粉末（デンカ株式会社製、アロンブライト／ＹＬ－６００Ｂグレード）を用いた。ＳｉＯ_２粉末を４．３５４ｇ、Ｃａ－α型サイアロン蛍光体粉末を２．７２３ｇ秤量し、メノウ乳鉢により乾式混合した。混合後の原料を目開き７５μｍのナイロン製メッシュの篩を通し、原料混合粉末を得た。

【0042】

約７ｇの原料混合粉末をカーボン製下パンチをセットした内径３０ｍｍのカーボン製ダイスに充填し、カーボン製上パンチをセットし、原料粉末を挟みこんだ。尚、原料混合粉末とカーボン治具の間には固着防止のために、厚み０．１２７ｍｍのカーボンシート（ＧｒａＴｅｃｈ社製、ＧＲＡＦＯＩＬ）をセットした。

【0043】

この原料混合粉末を充填したホットプレス治具をカーボンヒーターの多目的高温炉（富士電波工業株式会社製、ハイマルチ５０００）にセットした。炉内を０．１Ｐａ・Ｇ以下まで真空排気し、減圧状態を保ったまま、上下パンチを１５ＭＰａのプレス圧で加圧した。加圧状態を維持したまま、室温から毎分２０℃の速度で昇温し、８００℃で窒素ガスを炉内へ導入し、炉内雰囲気圧力を０．１ＭＰａ・Ｇとした。窒素ガス導入後は毎分５℃の速度で１３７５℃まで昇温し、１３７５℃で１５分間保持した。
その後、毎分５℃の速度で室温まで降温し、除圧した後、外径３０ｍｍの焼成物を回収し、平面研削盤と円筒研削盤を用いて、外周部を研削し、直径２５ｍｍ、厚さ０．２３ｍｍの円板状の複合体を得た。

【0044】

実施例１の複合体のかさ密度をＪＩＳ－Ｒ１６３４：１９９８に準じた方法により測定したところ、２．４４ｇ／ｃｍ^３であった。複合体の真密度は、次の方法で測定した。まず、同一条件で作製した複合体をメノウ乳鉢で粉砕し、全量を目開き４５μｍの篩を通過させた。この粉砕粉の真密度を乾式密度計（島津製作所製、アキュピックＩＩ１３４０－１０ＣＣ）で測定した。得られた真密度は２．５８ｇ／ｃｍ^３であった。実施例１の複合体の相対密度（かさ密度／真密度）は９４．６％で気孔率は５．４％であった。

【0045】

（実施例２）
実施例２の複合体の原料として、ＳｉＯ_２粉末（エボニックジャパン株式会社製、ＡＥＲＯＳＩＬ ５０、平均粒径：０．１３μｍ）とＣａ－α型サイアロン蛍光体粉末（デンカ株式会社製、アロンブライト／ＹＬ－６００Ｂグレード）を用いた。
実施例２の複合体の作製方法は、ＳｉＯ_２原料粉末をエボニック・ジャパン株式会社製ＡＥＲＯＳＩＬ ５０としたことを除いて、実施例１の複合体の作製方法と同様である。

【0046】

実施例２の複合体のかさ密度および真密度を実施例１の複合体のかさ密度および真密度の測定方法と同様に測定した。その結果、実施例２の複合体のかさ密度および真密度は、それぞれ、２．５１ｇ／ｃｍ^３、２．６０ｇ／ｃｍ^３であった。実施例２の複合体の相対密度（かさ密度／真密度）は９６．５％で気孔率は３．５％であった。

【0047】

（実施例３）
実施例３の複合体の原料として、以下の粒配のＳｉＯ_２粉末（平均粒径：６．７μｍ）とＣａ－α型サイアロン蛍光体粉末（デンカ株式会社製、アロンブライト／ＹＬ－６００Ｂグレード）を用いた。
＜ＳｉＯ_２粉末の粒配＞
デンカ株式会社製、ＦＢ－９ＳＤＣ：４１．６６質量部
デンカ株式会社製、ＦＢ－５ＳＤＣ：４１．６６質量部
デンカ株式会社製、ＵＦＰ－４０：１１．６７質量部
実施例３の複合体の作製方法は、上記粒配のＳｉＯ_２粉末を用いたことを除いて、実施例１の複合体の作製方法と同様である。

【0048】

実施例３の複合体のかさ密度および真密度を実施例１の複合体のかさ密度および真密度の測定方法と同様に測定した。その結果、実施例３の複合体のかさ密度および真密度は、それぞれ、２．５０ｇ／ｃｍ^３、２．５９ｇ／ｃｍ^３であった。実施例３の複合体の相対密度（かさ密度／真密度）は９６．５％で気孔率は３．５％であった。

【0049】

（比較例１）
α型サイアロン蛍光体粉末を二酸化ケイ素全体がアモルファス状態の封止材（マトリックス）に分散したものを比較例１の複合体とした。比較例１の複合体の作製方法は、ＳｉＯ_２原料粉末をデンカ株式会社製ＳＦＰ－３０Ｍグレードとしたことを除いては、実施例１の複合体の作製方法と同様である。

【0050】

比較例１の複合体のかさ密度および真密度を実施例１の複合体のかさ密度および真密度の測定方法と同様に測定した。その結果、比較例１の複合体のかさ密度および真密度は、それぞれ、２．３４ｇ／ｃｍ^３、２．６０ｇ／ｃｍ^３であった。比較例１の複合体の相対密度（かさ密度／真密度）は９０．０％で気孔率は１０．０％であった。

【0051】

（比較例２）
比較例２の複合体の原料として、ＳｉＯ_２粉末（富士シリシア化学株式会社製、サイリシア７４０、平均粒径：４．６μｍ）とＣａ－α型サイアロン蛍光体粉末（デンカ株式会社製、アロンブライト／ＹＬ－６００Ｂグレード）を用いた。
比較例２の複合体の作製方法は、ＳｉＯ_２原料粉末を富士シリシア化学株式会社製、サイリシア７４０としたことを除いて、実施例１の複合体の作製方法と同様である。

【0052】

比較例２の複合体のかさ密度および真密度を実施例１の複合体のかさ密度および真密度の測定方法と同様に測定した。その結果、比較例２の複合体のかさ密度および真密度は、それぞれ、２．５７ｇ／ｃｍ^３、２．５８ｇ／ｃｍ^３であった。比較例２の複合体の相対密度（かさ密度／真密度）は９９．６％で気孔率は０．４％であった。

【0053】

［蛍光体および封止材中の不純物分析］
実施例１乃至３、比較例１、２の各複合体にそれぞれ用いた複合体、ＳｉＯ_２原料中の鉄、コバルト、ニッケルの各含有率をＩＣＰ発光分析装置（アジレント・テクノロジー社製、５１１０ＶＤＶ）を用いて行った。得られた結果を表１に示す。
［複合体中の不純物分析］
実施例１乃至３、比較例１、２の各複合体中の鉄、コバルト、ニッケルの各含有率をＩＣＰ発光分析装置（アジレント・テクノロジー社製、５１１０ＶＤＶ）を用いて行った。得られた結果を表１に示す。

【表1】

【0054】

［結晶構造解析］
実施例１乃至３、比較例１、２の各複合体の結晶構造解析をＸ線回折装置（製品名：Ｕｌｔｉｍａ－ＩＶ、株式会社リガク製）を用いて実施した。
得られた粉末Ｘ線回折パターンから、以下の手順にて結晶化度を評価した。
（１）ＣｕＫα線（１．５４１８４Å）を用いて測定された粉末Ｘ線回折パターンにおいて、２θが３０°以上４０°以下の範囲にある、粉末Ｘ線回折パターンにおける最強ピークのピーク強度をＰ０とした。
（２）２θが２１．７°以上２２．７°以下の範囲にあるピークのピーク強度Ｐ１および２θが２６．５°以上２７．５°以下の範囲にあるピークのピーク強度Ｐ２を求めた。ピーク強度Ｐ０を１００％とした場合のピーク強度Ｐ１、ピーク強度Ｐ２の相対強度（％）をそれぞれ求めた。

【0055】

［複合体の量子効率測定］
円板状に加工した複合体の反射蛍光・透過蛍光を独立に評価するシステムを有する量子効率測定システム（大塚電子株式会社製、ＱＥ－２１００ＨＭＢ）により、実施例１乃至３、比較例１、２の各複合体の量子効率を評価した。励起光は、波長４５５ｎｍの青色光とし、円板状の複合体の吸収率、内部量子効率、外部量子効率を算出した。各複合体の量子効率の測定結果を表２に示す。

【0056】

［発光特性の評価］
図２は、複合体の発光スペクトルを測定するための装置の概略図である。凹部１０２が形成されたアルミ基板１００を用意し、この凹部１０２に青色発光光源として青色ＬＥＤ１１０を実装し、チップオンボード型（ＣＯＢ型）のＬＥＤパッケージとした。凹部１０２の底面の径φを１３．５ｍｍとし、凹部１０２の開口部の径φを１６ｍｍとした。凹部１０２を塞ぐように、青色ＬＥＤ１１０の上部に円形状の複合体１２０を設置した。

【0057】

青色ＬＥＤ１１０を点灯した際の透過光を全光束測定システム（ＨａｌｆＭｏｏｎ／φ１０００ｍｍ積分球システム、大塚電子株式会社製）を用いて測定した。実施例１および比較例１の複合体で得られた発光スペクトルを図３に示す。発光スペクトルのピーク波長は６００ｎｍであった。尚、図３の縦軸の発光強度は実施例１の最大発光強度を１００としたときの相対値である。

【0058】

また、図３から分かるように、実施例１および比較例１とも、波長４５０ｎｍ付近に青色ＬＥＤ１１０の透過光に由来するスペクトルが観測された。発光スペクトルにおける波長５９５ｎｍ以上６０５ｎｍ以下の発光強度の最大値を１としたときの波長４４５ｎｍ以上４６５ｎｍ以下の発光強度の最大値を青色光の透過量とした。発光特性の評価結果を表２に示す。
なお、図２の装置例では、複合体１２０の外表面が発光面であり、青色ＬＥＤ１１０の透過光は、当該発光面から発せられる励起光である。また、波長５９５ｎｍ以上６０５ｎｍ以下の光は、発光面から発せられる波長変換光である。すなわち、上述の青色光の透過量は、発光面から発せられる波長変換光のピークに対する励起光のピークの強度比に相当する。

【表2】

【符号の説明】

【0059】

１０ 発光装置
２０ 発光素子
３０ 基板
４０ 反射板
５０ 第１リードフレーム
６０ 第２リードフレーム
７０ ボンディングワイヤ
８０ 複合体
８２ α型サイアロン蛍光体
８４ 封止材

【図1】

【図2】

【図3】