特許 7391673 波長変換部材、および、波長変換装置

(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】2023-11-27

(45)【発行日】2023-12-05

(54)【発明の名称】波長変換部材、および、波長変換装置

(51)【国際特許分類】

   G02B 5/20 20060101AFI20231128BHJP

   F21V 9/32 20180101ALI20231128BHJP

   F21V 29/502 20150101ALI20231128BHJP

   G02B 5/08 20060101ALI20231128BHJP

【ＦＩ】

G02B5/20

F21V9/32

F21V29/502 100

G02B5/08 A

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020008377

(22)【出願日】2020-01-22

(65)【公開番号】P2021117247

(43)【公開日】2021-08-10

【審査請求日】2022-11-07

(73)【特許権者】

【識別番号】000004547

【氏名又は名称】日本特殊陶業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100160691

【弁理士】

【氏名又は名称】田邊 淳也

(72)【発明者】

【氏名】八谷 洋介

(72)【発明者】

【氏名】桜井 利之

(72)【発明者】

【氏名】高久 翔平

(72)【発明者】

【氏名】田中 智雄

(72)【発明者】

【氏名】竹内 裕貴

【審査官】中山 佳美

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１９／０１５４２３７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】中国特許出願公開第１０４７１３０３５（ＣＮ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１５７０４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１７４５１２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０２Ｂ ５／２０－５／２８

Ｈ０１Ｌ ３３／５０

Ｇ０３Ｂ ２１／１４

Ｇ０２Ｆ １／１３３５７

Ｈ０１Ｓ ５／００－５／５０

Ｃ０９Ｋ １１／０８

Ｆ２１Ｓ ２／００

Ｆ２１Ｖ ８／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

波長変換部材であって、
光が入射する入射面と、前記入射面の反対側に位置する裏面とを有し、前記入射面から入射する光の波長を変換するセラミック蛍光体と、
前記セラミック蛍光体の前記裏面に配置され、前記セラミック蛍光体に入射した光を反射する反射膜と、
前記セラミック蛍光体の前記裏面に接触し、前記反射膜に対向して配置され、前記反射膜を封止する封止膜と、を備え、
前記反射膜の周側面の少なくとも一部と、前記封止膜との間には空間部が形成される、
ことを特徴とする波長変換部材。

【請求項2】

請求項１に記載の波長変換部材であって、
前記反射膜の前記周側面と、前記セラミック蛍光体の前記裏面と、前記封止膜との間に、前記空間部が形成される、
ことを特徴とする波長変換部材。

【請求項3】

請求項１または請求項２に記載の波長変換部材であって、
前記セラミック蛍光体と前記反射膜との積層方向において、前記空間部の前記周側面から前記封止膜までの距離は、前記セラミック蛍光体の前記裏面側が最も長い、
波長変換部材。

【請求項4】

請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の波長変換部材であって、
前記セラミック蛍光体と前記反射膜との積層方向において、前記空間部の前記周側面から前記封止膜までの距離は、前記セラミック蛍光体の前記裏面側に近づくほど長くなる、
ことを特徴とする波長変換部材。

【請求項5】

請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の波長変換部材であって、
前記反射膜は、銀またはアルミニウムを主成分として形成されており、
前記封止膜は、チタン、クロム、ニッケル、モリブデン、タングステン、ニオブ、タンタル、鉄、銅、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化チタン、金の少なくとも１つを含む化合物から形成される、
ことを特徴とする波長変換部材。

【請求項6】

波長変換装置であって、
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の波長変換部材と、
前記波長変換部材の熱を外部に放熱する放熱部材と、
前記波長変換部材と前記放熱部材とを接合する接合層と、を備える、
波長変換装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、波長変換部材、および、波長変換装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、光源が発した光の波長を変換する波長変換部材が知られている。波長変換部材は、一般的に、入射する光の波長を変換する蛍光体と、蛍光体を通る光を入射方向に反射する反射層と、反射層を封止する封止膜を備える。例えば、特許文献１には、蛍光体の入射面とは反対側の裏面に設けられる反射層と、蛍光体の裏面のうち反射層の周囲の裏面と反射層を覆う封止膜を備える波長変換部材が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許６０９４６１７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１に記載の波長変換部材では、封止膜は、熱膨張率が反射層の熱膨張率より小さい材料により形成されるため、反射層と封止膜との熱膨張差によって反射層に内部応力が生じ、反射層が剥離するおそれがある。反射層が剥離すると、反射層が所定の方向に光を反射できなくなるため、波長変換部材の発光強度が低下する。

【0005】

本発明は、波長変換部材において、発光強度の低下を抑制する技術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】

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。

【0007】

（１）本発明の一形態によれば、波長変換部材が提供される。この波長変換部材では、光が入射する入射面と、前記入射面の反対側に位置する裏面とを有し、前記入射面から入射する光の波長を変換するセラミック蛍光体と、前記セラミック蛍光体の前記裏面に配置され、前記セラミック蛍光体に入射した光を反射する反射膜と、前記セラミック蛍光体の前記裏面に接触し、前記反射膜に対向して配置され、前記反射膜を封止する封止膜と、を備え、前記反射膜の外周の端面のうちの少なくとも一部と、前記封止膜との間には空間部が形成される。

【0008】

この構成によれば、反射膜がセラミック蛍光体の熱によって膨張するとき、反射膜は、空間部で伸びることができるため、熱膨張差によって反射膜と封止膜とが衝突することを抑制することができる。これにより、熱膨張差に起因する内部応力を抑制することができるため、反射膜のセラミック蛍光体からの剥離による発光強度の低下を抑制することができる。

【0009】

（２）上記形態の波長変換部材において、前記反射膜の周側面と、前記セラミック蛍光体の前記裏面と、前記封止膜との間に、前記空間部が形成されてもよい。この構成によれば、空間部は、反射膜の周側面と、セラミック蛍光体の裏面と、封止膜との間に形成される。反射膜において、対向する周側面の間の幅に対する反射膜の厚みの比が小さい場合、反射膜は、熱膨張によって幅方向が大きく伸びる。このとき、空間部は、反射膜の周側面と、セラミック蛍光体の裏面と、封止膜との間に形成されているため、膨張する反射膜の周側面と封止膜との衝突を抑制することができる。これにより、反射膜と封止膜との熱膨張差に起因する内部応力をさらに抑制することができるため、反射膜のセラミック蛍光体からの剥離による発光強度の低下をさらに抑制することができる。

【0010】

（３）上記形態の波長変換部材において、前記セラミック蛍光体と前記反射膜との積層方向において、前記空間部の周側面から前記封止膜までの距離は、前記セラミック蛍光体の前記裏面側が最も長くてもよい。この構成によれば、反射膜の周側面から封止膜までの距離は、セラミック蛍光体と反射膜との積層方向において、セラミック蛍光体の裏面側のセラミック蛍光体と接触している部分が最も長い。これにより、反射膜のうち、セラミック蛍光体からの熱を受けて最も膨張しやすいセラミック蛍光体の裏面側の部分は、最も長く形成されている空間部で伸びることができる。したがって、膨張する反射膜の周側面と封止膜との衝突を抑制することができるため、反射膜と封止膜との熱膨張差に起因する内部応力がさらに抑制され、反射膜のセラミック蛍光体からの剥離による発光強度の低下をさらに抑制することができる。

【0011】

（４）上記形態の波長変換部材において、前記セラミック蛍光体と前記反射膜との積層方向において、前記空間部の周側面から前記封止膜までの距離は、前記セラミック蛍光体の前記裏面側に近づくほど長くなってもよい。この構成によれば、空間部は、周側面から封止膜までの距離がセラミック蛍光体の裏面側に近づくほど長くなっている。これにより、セラミック蛍光体の熱を受けやすいためにセラミック蛍光体に近い部分ほど幅方向が伸びやすい反射膜は、セラミック蛍光体との間の距離によって距離が異なる空間部で伸びることができる。したがって、膨張する反射膜の周側面と封止膜との衝突を抑制することができるため、反射膜と封止膜との熱膨張差に起因する内部応力がさらに抑制され、反射膜のセラミック蛍光体からの剥離による発光強度の低下をさらに抑制することができる。

【0012】

（５）上記形態の波長変換部材において、前記反射膜は、銀またはアルミニウムを主成分として形成されており、前記封止膜は、チタン、クロム、ニッケル、モリブデン、タングステン、ニオブ、タンタル、鉄、銅、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化チタン、金の少なくとも１つを含む化合物から形成されていてもよい。この構成によれば、反射率が高く、熱膨張率が封止膜に比べ高い反射膜を備えていても、空間部で伸びることができるため、膨張する反射膜と封止膜との衝突を抑制することができる。これにより、反射膜と封止膜との熱膨張差に起因する内部応力がさらに抑制されるため、反射膜のセラミック蛍光体からの剥離による発光強度の低下をさらに抑制することができる。

【0013】

（６）本発明の一形態によれば、波長変換装置が提供される。この波長変換装置は、上記波長変換部材と、前記波長変換部材の熱を外部に放熱する放熱部材と、前記波長変換部材と前記放熱部材とを接合する接合層と、を備える。この構成によれば、反射膜は、セラミック蛍光体の熱によって膨張するときの封止膜との衝突が抑制されるため、反射膜と封止膜との熱膨張差に起因する内部応力が抑制される。これにより、反射膜のセラミック蛍光体からの剥離による発光強度の低下をさらに抑制することができる。また、セラミック蛍光体で発生する熱は、放熱部材によって外部に放熱されるため、セラミック蛍光体が高温になることが抑制されるとともに、反射膜と封止膜との熱膨張差を小さくすることができる。これらにより、反射膜の剥離による発光強度の低下を抑制しつつ、熱による波長変換装置の発光強度の低下を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】第１実施形態の波長変換部材の断面図である。

【図2】第１実施形態の波長変換装置の断面図である。

【図3】図１のＡ－Ａ線断面図である。

【図4】図１のＢ部拡大図である。

【図5】第２実施形態の波長変換部材の断面図である。

【図6】変形例１の波長変換部材が備える空間部の拡大図である。

【図7】変形例２の波長変換部材が備える空間部の拡大図である。

【図8】変形例４の波長変換部材が備える空間部の拡大図である。

【図9】変形例５の波長変換部材の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態の波長変換部材１の断面図である。図２は、第１実施形態の波長変換装置８０の断面図である。図３は、図１のＡ－Ａ線断面図である。図４は、図１のＢ部拡大図である。図１に示す本実施形態の波長変換部材１は、外部の発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）や半導体レーザー（ＬＤ：Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）などの光源が発した光Ｌ１が照射されると、光Ｌ１とは異なる波長の光Ｌ２を発生する。この波長変換部材１は、例えば、ヘッドランプ、照明、プロジェクタなどの各種光学機器において使用される。波長変換部材１は、セラミック蛍光体１０と、反射膜２０と、封止膜３０と、空間部４０を備える。図２に示す波長変換装置８０は、上述の波長変換部材１のほか、放熱部材８１と、接合層８２を備える。なお、説明の便宜上、図１から図４における各部材のそれぞれの大きさの関係は、実際の関係とは異なるように図示されている。

【0016】

セラミック蛍光体１０は、セラミック焼結体から形成されている円柱形状の部材である。セラミック蛍光体１０には、光Ｌ１が入射する入射面１１と、入射面１１の反対側に位置する裏面１２とが形成されている。セラミック蛍光体１０は、入射面１１から入射する光Ｌ１の波長を変換する。セラミック蛍光体１０は、光Ｌ１の波長を変換するとき、発熱する。本実施形態では、セラミック蛍光体１０の外径は、２ｍｍである。

【0017】

セラミック蛍光体１０は、蛍光性を有する結晶粒子を主体とする蛍光相と、透光性を有する結晶粒子を主体とする透光相を有する。透光相の結晶粒子は、化学式Ａｌ₂Ｏ₃で表される組成を有し、蛍光相の結晶粒子は、化学式Ａ₃Ｂ₅Ｏ₁₂：Ｃｅで表される組成（いわゆる、ガーネット構造）を有することが好ましい。「Ａ₃Ｂ₅Ｏ₁₂：Ｃｅ」とは、Ａ₃Ｂ₅Ｏ₁₂の中にＣｅが固溶し、元素Ａの一部がＣｅに置換されていることを示す。化学式Ａ₃Ｂ₅Ｏ₁₂：Ｃｅ中の元素Ａおよび元素Ｂは、それぞれ下記の元素群から選択される少なくとも１種類の元素から構成されている。
元素Ａ：Ｓｃ、Ｙ、Ｃｅを除くランタノイド（ただし、元素ＡとしてさらにＧｄを含んでいてもよい）
元素Ｂ：Ａｌ（ただし、元素ＢとしてさらにＧｄを含んでいてもよい）
セラミック蛍光体１０として、セラミック焼結体を使用することで、蛍光相と透光相との界面で光が散乱し、光の色の角度依存性を減らすことができる。これにより、色の均質性を向上することができる。なお、セラミック蛍光体１０の材料は、上述の材料に限定されない。

【0018】

反射膜２０は、銀（Ａｇ）を主成分とする円形形状（図３参照）の薄膜であって、セラミック蛍光体１０の裏面１２のうちの中央部分の面（図１に示す配置面１２ａ）に配置されている。反射膜２０には、セラミック蛍光体１０に入射した光を反射する反射面２１と、反射面２１とは反対側の裏面２２と、周側面２３が形成されている。周側面２３は、セラミック蛍光体１０と反射膜２０との積層方向（図１に示す実線矢印Ｓ１）に略平行な面であって、反射面２１と裏面２２とを接続する。本実施形態では、反射膜２０は、厚みが８０～２００ｎｍとなるように形成されており、外径がセラミック蛍光体１０の外径より小さい１．７ｍｍとなっている。すなわち、本実施形態では、反射膜２０は、対向する周側面２３の間の幅に対する反射膜２０の厚みの比が小さい。なお、反射膜２０は、銀合金やアルミニウム（Ａｌ）など反射率が高い材料から形成されていてもよい。裏面２２および周側面２３は、特許請求の範囲の「反射膜の外周の端面」に相当する。

【0019】

封止膜３０は、ニッケル（Ｎｉ）から形成される薄膜である。封止膜３０は、セラミック蛍光体１０の裏面１２のうちの外周側の面の一部（図１に示す接触面１２ｂ）と、反射膜２０の裏面２２とに接触している。すなわち、封止膜３０は、セラミック蛍光体１０の裏面１２に接触しつつ、反射膜２０に対向して配置される。封止膜３０は、厚みが、５０～５００ｎｍとなるように形成されており、反射膜２０を封止する。なお、封止膜３０を形成する材料は、ニッケルに限定されない。封止膜３０を形成する材料は、反射膜２０の大気中のガスとの接触を抑制することができる材料であればよく、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ）、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化チタン、金（Ａｕ）の少なくとも１つを含む化合物から形成されてもよい。

【0020】

空間部４０は、反射膜２０の外周の端面の一部と、封止膜３０の間に形成される空洞である。具体的には、空間部４０は、図４に示すように、反射膜２０の周側面２３と、セラミック蛍光体１０の裏面１２のうちの裏面１２ｃと、封止膜３０の内表面３１とによって、断面形状が略三角形状となるように形成されている。セラミック蛍光体１０の裏面１２ｃは、裏面１２のうちの反射膜２０が配置される配置面１２ａと封止膜３０が接触する接触面１２ｂとの間に形成されている。封止膜３０の内表面３１は、封止膜３０が反射膜２０の裏面２２に接触する接触面３２と、封止膜３０がセラミック蛍光体１０の接触面１２ｂに接触する接触面３３との間の面である。本実施形態では、空間部４０は、図３に示すように、反射膜２０の全周を囲むように、周側面２３と封止膜３０との間に形成されている。

【0021】

空間部４０は、セラミック蛍光体１０と反射膜２０との積層方向Ｓ１において、空間部４０の周側面２３から封止膜３０までの距離は、セラミック蛍光体１０の裏面１２側が最も長い。具体的には、図４の積層方向Ｓ１に対して垂直な方向における反射膜２０の周側面２３から封止膜３０までの距離を空間部４０の距離Ｄとすると、距離Ｄは、図４に示すように、セラミック蛍光体１０の裏面１２側の距離Ｄ１が最も長い。本実施形態では、距離Ｄ１は、１０～１００ｎｍとなっており、積層方向Ｓ１の厚みは、反射膜２０の厚みとほぼ同じ８０～２００ｎｍとなっている。

【0022】

また、空間部４０は、積層方向Ｓ１において、空間部４０の周側面２３から封止膜３０までの距離Ｄは、セラミック蛍光体１０の裏面１２側に近づくほど大きくなる。具体的には、図４に示すように、セラミック蛍光体１０の裏面１２側から順に距離Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３を設定した場合、距離Ｄ１は、距離Ｄ２より長く、距離Ｄ２は、距離Ｄ３より長い。

【0023】

放熱部材８１は、例えば、銅、銅モリブデン合金、銅タングステン合金、アルミニウム、窒化アルミニウムなど、セラミック蛍光体１０よりも高い熱伝導性を有する材料から形成されている平板部材である。放熱部材８１は、接合層８２を通して伝わるセラミック蛍光体１０の熱を外部に放熱する。なお、放熱部材８１は、上述した材料からなる単層構造の部材であってもよいし、同種または異なる材料から形成されている多層構造の部材であってもよい。また、放熱部材８１のセラミック蛍光体１０側の面には、接合層８２との密着性を高める金属膜が配置されていてもよい。

【0024】

接合層８２は、波長変換部材１の封止膜３０と放熱部材８１の間に配置され、金（Ａｕ）と錫（Ｓｎ）から形成されている。具体的には、接合層８２は、図２に示すように、封止膜３０のセラミック蛍光体１０および反射膜２０と接触する側とは反対側の接合面３４と、放熱部材８１の接合面８１ａとの間に配置されている。接合層８２は、波長変換部材１と放熱部材８１とを接合するとともに、波長変換部材１と放熱部材８１との間で熱のやり取りを行う。なお、接合層８２は、金と錫から形成されるほかに、他の材料から形成される半田であってもよい。また、接合層８２は、銀や銅（Ｃｕ）などの微細粉末を焼結したものであってもよい。

【0025】

次に、波長変換部材１の製造方法について説明する。最初に、裏面１２の中央部分を除く部分がマスクされたセラミック蛍光体１０に対して、銀を蒸着またはスパッタリングし、反射膜２０を成膜する。その後、マスクを除去し、スパッタによって、セラミック蛍光体１０の反射膜２０の外側で露出している裏面１２と、反射膜２０の裏面２２上と、に封止膜３０を成膜する。このとき、例えば、成膜速度を速くすることによって、狭い領域へのスパッタ粒子の入り込みを抑制することでブリッジが形成され、反射膜２０の周側面２３とセラミック蛍光体１０の裏面１２ｃとには封止膜３０が形成されなくなる。これにより、空間部４０が形成されている波長変換部材１が製造される。なお、反射膜２０の周側面２３とセラミック蛍光体１０の裏面１２ｃとに封止膜３０を形成しない方法は、これに限定されない。

【0026】

さらに、波長変換部材１を用いて波長変換装置８０を製造する場合、波長変換部材１と放熱部材８１の間に金錫半田箔を挟みこんだ状態で、窒素雰囲気中または水素雰囲気中のリフロー炉において加熱する。これにより、波長変換部材１と放熱部材８１とが接合し、波長変換装置８０が完成する。また、金錫半田箔を使用する代わりに、金錫半田ペーストを塗布して波長変換部材１と放熱部材８１とを接合してもよい。

【0027】

以上説明した、本実施形態の波長変換部材１によれば、反射膜２０と封止膜３０との間に、空洞である空間部４０が形成される。反射膜２０がセラミック蛍光体１０の熱によって膨張するとき、反射膜２０は、空間部４０で伸びることができるため、熱膨張差によって反射膜２０と封止膜３０とが衝突することを抑制することができる。これにより、熱膨張差に起因する内部応力を抑制することができるため、反射膜２０のセラミック蛍光体１０からの剥離による発光強度の低下を抑制することができる。

【0028】

また、本実施形態の波長変換部材１によれば、空間部４０は、反射膜２０の周側面２３と、セラミック蛍光体１０の裏面１２ｃと、封止膜３０の内表面３１との間に形成されている。これにより、対向する周側面２３の間の幅に対する反射膜の厚みの比が小さい反射膜２０において、反射膜２０は、熱膨張によって幅方向が大きく伸びる。このとき、空間部４０は、反射膜２０の周側面２３と、セラミック蛍光体１０の裏面１２ｃと、封止膜３０の内表面３１との間に形成されているため、膨張する反射膜２０の周側面２３と封止膜３０との衝突を抑制することができる。これにより、反射膜２０と封止膜３０との熱膨張差に起因する内部応力をさらに抑制することができるため、反射膜２０のセラミック蛍光体１０からの剥離による発光強度の低下をさらに抑制することができる。

【0029】

また、本実施形態の波長変換部材１によれば、反射膜２０の周側面２３から封止膜３０までの距離Ｄは、セラミック蛍光体１０と反射膜２０との積層方向Ｓ１においてセラミック蛍光体１０の裏面１２ｃ側の距離Ｄ１が最も長い。これにより、反射膜２０のうち、セラミック蛍光体１０からの熱を受けて最も膨張しやすいセラミック蛍光体１０の裏面１２側の部分は、最も長く形成されている空間部４０で伸びることができる。したがって、膨張する反射膜２０の周側面２３と封止膜３０との衝突を抑制することができるため、反射膜２０と封止膜３０との熱膨張差に起因する内部応力がさらに抑制され、反射膜２０のセラミック蛍光体１０からの剥離による発光強度の低下をさらに抑制することができる。

【0030】

また、本実施形態の波長変換部材１によれば、セラミック蛍光体１０と反射膜２０との積層方向Ｓ１において、空間部４０の周側面２３から封止膜３０までの距離Ｄは、セラミック蛍光体１０の裏面１２ｃ側に近づくほど長くなっている。これにより、セラミック蛍光体１０の熱を受けやすいためにセラミック蛍光体１０に近い部分ほど幅方向が伸びやすい反射膜２０は、セラミック蛍光体１０との間の距離によって距離Ｄが異なる空間部４０で伸びることができる。したがって、膨張する反射膜２０の周側面２３と封止膜３０との衝突を抑制することができるため、反射膜２０と封止膜３０との熱膨張差に起因する内部応力がさらに抑制され、反射膜２０のセラミック蛍光体１０からの剥離による発光強度の低下をさらに抑制することができる。

【0031】

また、本実施形態の波長変換部材１によれば、反射膜２０は、銀を主成分として形成されており、封止膜３０は、ニッケルから形成されている。これにより、反射率が高く、熱膨張率が封止膜３０に比べ高い反射膜２０を備えていても、空間部４０で伸びることができるため、膨張する反射膜２０と封止膜３０との衝突を抑制することができる。これにより、反射膜２０と封止膜３０との熱膨張差に起因する内部応力がさらに抑制されるため、反射膜２０のセラミック蛍光体１０からの剥離による発光強度の低下をさらに抑制することができる。

【0032】

また、本実施形態の波長変換装置８０によれば、波長変換部材１と、波長変換部材１の熱を外部に放熱する放熱部材８１と、波長変換部材１と放熱部材８１とを接合する接合層８２と、を備える。これにより、反射膜２０は、セラミック蛍光体１０の熱によって膨張するときの封止膜３０との衝突が抑制されるため、反射膜２０と封止膜３０との熱膨張差に起因する内部応力が抑制される。これにより、反射膜２０のセラミック蛍光体１０からの剥離による発光強度の低下をさらに抑制することができる。また、セラミック蛍光体１０で発生する熱は、放熱部材８１によって外部に放熱されるため、セラミック蛍光体１０が高温になることが抑制されるとともに、反射膜２０と封止膜３０との熱膨張差を小さくすることができる。これらにより、反射膜２０の剥離による発光強度の低下を抑制しつつ、熱による波長変換装置８０の発光強度の低下を抑制することができる。

【0033】

＜第２実施形態＞
図５は、第２実施形態の波長変換部材２の断面図である。図５に示す断面図は、セラミック蛍光体１０と、反射膜２０との積層方向に対して垂直な断面を示しており、第１実施形態の図３に対応する。第２実施形態の波長変換部材２は、第１実施形態の波長変換部材１（図１）と比較すると、空間部が反射膜を囲む範囲が異なる。

【0034】

波長変換部材２は、セラミック蛍光体１０と、反射膜２０と、封止膜３０と、空間部５０を備える。波長変換部材２は、ヘッドランプ、照明、プロジェクタなどの各種光学機器において使用され、光源が発した光が照射されると、異なる波長の光を発生する。

【0035】

空間部５０は、図５に示すように、反射膜２０の周側面２３の一部と、封止膜３０との間に形成される空洞である。具体的には、空間部５０は、反射膜２０の周側面２３のうちの周側面２３ａと封止膜３０との間に形成されている。一方、周側面２３のうちの周側面２３ａを除く周側面２３ｂには、封止膜３０が接触している。本実施形態では、周側面２３における周側面２３ａの比率は、３０％以上となっているが、周側面２３における周側面２３ａの比率はこれに限定されない。

【0036】

次に、波長変換部材２の製造方法について説明する。波長変換部材２の製造方法は、第１実施形態の波長変換部材１の製造方法とほぼ同じであるが、封止膜３０を形成する工程が異なる。具体的には、セラミック蛍光体１０の接触面１２ｂおよび反射膜２０の裏面２２上に封止膜３０を成膜するとき、スパッタにおいて封止膜３０を形成するニッケルの金属粒子を飛散させる方向に対して、セラミック蛍光体１０の裏面１２を傾斜させて配置する。これにより、図５に示すような、反射膜２０において、一方（周側面２３ａ）の側に空間部５０を形成し、他方（周側面２３ｂ）の側に周側面２３ｂと接触する封止膜３０が形成される。

【0037】

以上説明した、本実施形態の波長変換部材２によれば、反射膜２０と封止膜３０との間に、空洞である空間部５０が形成される。これにより、反射膜２０と封止膜３０との熱膨張差に起因する内部応力を抑制することができるため、反射膜２０のセラミック蛍光体１０からの剥離による発光強度の低下を抑制することができる。

【0038】

＜本実施形態の変形例＞
本発明は上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。

【0039】

［変形例１］
上述の実施形態では、空間部４０、５０は、反射膜２０の周側面２３と、封止膜３０との間に形成されるとした。しかしながら、空間部が形成される位置は、これに限定されない。空間部は、反射膜の外周の端面のうちの少なくとも一部と、封止膜との間には空間部が形成されていればよい。

【0040】

図６は、変形例の波長変換部材１が備える空間部４０の拡大図である。波長変換部材１が備える反射膜７０は、上述した実施形態の反射膜２０のように、反射面の反対側の裏面と周側面とがはっきりと区別できるように形成されていない。具体的には、反射膜７０は、図６に示すように、反射面７１を除く外周の端面７２が曲面形状となるように形成されている。このように、反射膜７０には、セラミック蛍光体１０に接触する反射面７１と、反射面７１を除く外周の端面７２とが形成されているとすると、外周の端面７２には、空洞である空間部４０を形成する表面７２ａと、封止膜３０の接触面３２に接触する接触面７２ｂを有する。このような構成であっても、反射膜７０がセラミック蛍光体１０の熱によって膨張するとき、反射膜７０は、空間部４０で伸びることができるため、膨張する反射膜７０と封止膜３０との衝突を抑制することができる。これにより、反射膜７０と封止膜３０との熱膨張差に起因する内部応力を抑制することができるため、反射膜７０のセラミック蛍光体１０からの剥離による発光強度の低下を抑制することができる。

【0041】

［変形例２］
上述の実施形態では、空間部は、反射膜２０の周側面２３と、セラミック蛍光体１０の裏面１２ｃと、封止膜３０との間に形成されるとした。しかしながら、図７に示すように、反射膜２０の裏面２２の一部および周側面２３と、セラミック蛍光体１０の裏面１２ｃと、封止膜３０との間に形成されてもよい。

【0042】

［変形例３］
上述の実施形態では、セラミック蛍光体１０と反射膜２０との積層方向において、空間部４０の周側面２３から封止膜３０までの距離は、セラミック蛍光体１０の裏面１２側が最も長いとした。また、空間部４０は、積層方向Ｓ１において、空間部４０の周側面２３から封止膜３０までの距離Ｄは、セラミック蛍光体１０の裏面１２側に近づくほど大きくなるとした。しかしながら、これらの距離の関係は、これに限定されない。

【0043】

［変形例４］
上述の実施形態では、図４に示すように、空間部の断面形状は、略三角形状であるとした。しかしながら、空間部の形状はこれに限定されない。例えば、図８に示すように、空間部４０の断面形状は、台形形状であってもよい。また、図８に示すように、空間部４０は、反射膜２０の周側面２３の一部と、セラミック蛍光体１０の裏面１２のうちの裏面１２ｃと、封止膜３０の内表面３１とによって形成されていてもよい。

【0044】

［変形例５］
上述の実施形態では、セラミック蛍光体１０は、円柱形状の部材であるとした。また、反射膜２０は、円形形状の薄膜であるとした。しかしながら、セラミック蛍光体１０や反射膜２０の形状は、これに限定されない。セラミック蛍光体１０は、図９に示すように、直方体形状の部材であって、反射膜２０との積層方向に略垂直な断面が、例えば、四角形状であってもよい。また、反射膜２０は、図９に示すように、四角形状の薄膜であってもよい。

【0045】

以上、実施形態、変形例に基づき本態様について説明してきたが、上記した態様の実施の形態は、本態様の理解を容易にするためのものであり、本態様を限定するものではない。本態様は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本態様にはその等価物が含まれる。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することができる。

【符号の説明】

【0046】

１，２…波長変換部材
１０…セラミック蛍光体
１１…入射面
１２…裏面
１２ａ…配置面
１２ｂ…接触面
１２ｃ…裏面
２０，７０…反射膜
２１，７１…反射面
２２…裏面
２３…周側面
２３ａ…周側面
２３ｂ…周側面
３０…封止膜
３１…内表面
３２，３３…接触面
３４…接合面
４０，５０…空間部
７２…端面
７２ａ…表面
７２ｂ…（反射膜の）接触面
８０…波長変換装置
８１…放熱部材
８１ａ…接合面
８２…接合層
Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３…距離
Ｌ１，Ｌ２…光

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】