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(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】2024-07-09
(45)【発行日】2024-07-18
(54)【発明の名称】セラミックス複合体及びその製造方法
(51)【国際特許分類】
C04B 35/117 20060101AFI20240710BHJP
C09K 11/80 20060101ALI20240710BHJP
C09K 11/00 20060101ALI20240710BHJP
【ＦＩ】
C04B35/117
C09K11/80
C09K11/00 C
【請求項の数】
17
(21)【出願番号】P 2020113289
(22)【出願日】2020-06-30
(65)【公開番号】P2022011885
(43)【公開日】2022-01-17
【審査請求日】2023-05-30
(73)【特許権者】
【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】平井 利幸
(72)【発明者】
【氏名】鈴木 啓介
(72)【発明者】
【氏名】大栗 裕史
【審査官】末松 佳記
(56)【参考文献】
【文献】特開２０２０－０９０４２４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－１３２０８４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２０－１３２８４７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－０７７４６３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１１－０１２２１５（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｃ０４Ｂ ３５／１１７－３５／１１９
Ｃ０４Ｂ ３５／４４－３５／４４３
Ｃ０９Ｋ １１／００－１１／８９
Ｈ０１Ｌ ３３／５０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
賦活元素を含有し、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、第２希土類元素を含有する酸化物粒子と、酸化アルミニウム粒子と、を含み、前記第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子、前記酸化物粒子及び前記酸化アルミニウム粒子の総量を１００質量％として、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１４質量％以下の範囲内であり、前記酸化物粒子の含有量が５質量％以上３２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残部である、原料混合物を準備することと、
前記原料混合物の成形体を準備することと、
１５５０℃以上１８００℃以下の温度範囲で前記成形体を焼成して焼結体を得ることと、を含む、セラミックス複合体の製造方法。
【請求項2】
前記原料混合物を準備する工程において、フィッシャーサブシーブサイザーズ法により測定した、前記第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子の第１粒径Ｄ１が４μｍ以上４０μｍ以下の範囲内である、請求項１に記載のセラミックス複合体の製造方法。
【請求項3】
前記原料混合物を準備する工程において、フィッシャーサブシーブサイザーズ法により測定した、前記酸化物粒子の第２粒径Ｄ２が０．０５μｍ以上５μｍ未満の範囲内である、請求項１又は２に記載のセラミックス複合体の製造方法。
【請求項4】
前記原料混合物を準備する工程において、フィッシャーサブシーブサイザーズ法により測定した、前記酸化アルミニウム粒子の第３粒径Ｄ３が０．１μｍ以上１．５μｍ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の製造方法。
【請求項5】
前記焼結体を得る工程において、前記成形体を前記１５５０℃以上１８００℃以下の温度範囲で一次焼成し、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℃以下の温度範囲内で二次焼成し、第２焼結体を得ることと、を含む、請求項１から４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6】
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、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から５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7】
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１から６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。）
【請求項8】
前記酸化物粒子が、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１から７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9】
得られるセラミックス複合体が、賦活剤となり得る元素の含有量が２００質量ｐｐｍ以下であり、第２希土類元素を含有する第２希土類アルミン酸塩からなる第２結晶相を含む、請求項１から８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10】
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９に記載のセラミックス複合体の製造方法。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種である。）
【請求項11】
賦活元素を含有し、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、賦活剤となり得る元素の含有量が２００質量ｐｐｍ以下であり、第２希土類元素を含有する第２希土類アルミン酸塩からなる第２結晶相と、
酸化アルミニウムからなる第３結晶相と、を含み、
前記第１結晶相、前記第２結晶相、及び前記第３結晶相の総量を１００体積％として、
前記第１結晶相の含有量が５体積％以上４５体積％以下の範囲内であり、
前記第２結晶相の含有量が５体積％以上５０体積％以下の範囲内であり、
残部が前記第３結晶相であり、
下記測定条件で測定した、前記第１結晶相の第１結晶径Ｇ１が５μｍ以上４０μｍ以下の範囲内であり、前記第２結晶相の第２結晶径Ｇ２が０．５μｍ以上５μｍ未満の範囲内である、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用いて撮影したＳＥＭ画像において、前記第１結晶相又は前記第２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、前記第１結晶相又は前記第２結晶相それぞれについて、前記最大幅と前記最小幅の平均を直径とし、無作為に選択した２０個の第１結晶相又は第２結晶相の直径の平均値を、前記第１結晶相の第１結晶径Ｇ１、前記第２結晶相の第２結晶径Ｇ２とする。
【請求項12】
前記第１結晶径Ｇ１に対する、前記第２結晶径Ｇ２の比Ｇ２／Ｇ１が０．４以下である、請求項１１に記載のセラミックス複合体。
【請求項13】
相対密度が９５％以上である、請求項１１又は１２に記載のセラミックス複合体。
【請求項14】
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、Ｏ（酸素）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１１から１３のいずれか１項に記載のセラミックス複合体。
【請求項15】
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１１から１４のいずれか１項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種の元素であり、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16】
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と、Ａｌと、を含み、前記第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する、請求項１１から１５のいずれか１項に記載のセラミックス複合体。
【請求項17】
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１１から１６のいずれか１項に記載のセラミックス複合体。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種である。）
【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及びそ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】
【文献】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、さらに高い輝度を有するものが求められている。
そこで、本発明の一態様は、輝度が高いセラミックス複合体及びそ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、輝度が高いセラミックス複合体及びそ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】
本発明の第一の態様は、賦活元素を含有し、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、第２希土類元素を含有する酸化物粒子と、酸化アルミニウム粒子と、を含み、前記第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子、前記酸化物粒子及び前記酸化アルミニウム粒子の総量を１００質量％として、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、前記酸化物粒子の含有量が０．１質量％以上３２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残部である、原料混合物を準備することと、前記原料混合物を成形した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、焼結体を得ることと、を含む、セラミックス複合体の製造方法である。
【0007】
本発明の第二の態様は、賦活元素を含有し、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、賦活剤となり得る元素の含有量が２００質量ｐｐｍ以下であり、第２希土類元素を含有する第２希土類アルミン酸塩からなる第２結晶相と、酸化アルミニウムからなる第３結晶相と、を含み、前記第１結晶相、前記第２結晶相、及び前記第３結晶相の総量を１００体積％として、前記第１結晶相の含有量が５体積％以上４５体積％以下の範囲内であり、前記第２結晶相の含有量が０．５体積％以上５０体積％以下の範囲内であり、残部が前記第３結晶相である、セラミックス複合体である。
【発明の効果】
【0008】
本発明の一態様によれば、輝度が高いセラミックス複合体及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、セラミックス複合体及びそ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の製造方法及びセラミックス複合体に限定されない。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。
【0011】
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、その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、第２希土類元素を含有する酸化物粒子と、酸化アルミニウム粒子と、を含み、第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子、酸化物粒子及び酸化アルミニウム粒子の総量を１００質量％として、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、酸化物粒子の含有量が０．１質量％以上３２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残部である、原料混合物を準備することと、その原料混合物を成形した成形体を準備することと、準備した成形体を、１５５０℃以上１８００℃以下の温度範囲で焼成し、焼結体を得ることと、を含む。
セラミックス複合体の製造方法は、賦活元素と、その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、第２希土類元素を含有する酸化物粒子と、酸化アルミニウム粒子と、を含み、第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子、酸化物粒子及び酸化アルミニウム粒子の総量を１００質量％として、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、酸化物粒子の含有量が０．１質量％以上３２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残部である、原料混合物を準備することと、その原料混合物を成形した成形体を準備することと、準備した成形体を、１５５０℃以上１８００℃以下の温度範囲で焼成し、焼結体を得ることと、を含む。
【0012】
原料混合物を成形した成形体中の酸化アルミニウムは、１５５０℃以上１８００℃以下の温度範囲の焼成時の熱により粒子と粒子が併合することで粒子成長し、この粒子成長に伴い、第２希土類元素を含む酸化物粒子が酸化アルミニウムの周囲に集まり、酸化アルミニウム粒子と酸化物粒子が反応して、第２希土類アルミン酸塩が形成されると推定される。第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子の周囲に第２希土類アルミン酸塩が形成されると、第１希土類アルミン酸塩蛍光体と第２希土類アルミン酸塩が粒界を形成することなく一体となりやすくなり、第１希土類アルミン酸塩蛍光体を含む第１結晶相が形成される。成形体中に含まれていた第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子と、第２希土類元素を含む酸化物粒子と酸化アルミニウム粒子が反応して形成された第２希土類アルミン酸塩とが、一体化されるため、セラミックス複合体中に含まれる第１希土類アルミン酸塩蛍光体を含む第１結晶相の第１結晶径Ｇ１が大きくなる。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Ｇ１が大きくなると、第１希土類アルミン酸塩蛍光体が励起光源からの光を吸収しやすく、輝度が高い光を出射することができる。第１希土類アルミン酸塩蛍光体を含む第１結晶相は、賦活元素と、その賦活元素とは異なる第１希土類元素と、酸化物粒子に由来する第２希土類元素が含有される。第１希土類元素と第２希土類元素は、同一の元素でもよく、異なる元素でもよい。
【0013】
例えば、前述の特許文献１には、賦活剤を実質的に含まない添加材粒子を蛍光体粒子の表面に付着させたセラミックス複合体が開示されている。このセラミックス複合体は、蛍光体粒子と添加材粒子とが、一体化しておらず、蛍光体粒子と添加材粒子の間には界面が存在する。
一方、本発明の一態様によるセラミックス複合体に含まれる第１結晶相は、第１希土類アルミン酸塩蛍光体と第２希土類アルミン酸塩の間に界面が形成され難い。そのため、セラミックス複合体は、第１希土類アルミン酸塩蛍光体から出射される光は、界面付近の屈折率差による反射の影響が少なく、大きな第１結晶径Ｇ１を有する第１結晶相によって、励起光源からの光の吸収効率を高め、輝度が高い、波長変換した光を出射することができる。セラミックス複合体において、第１希土類アルミン酸塩蛍光体と第２希土類アルミン酸塩が一体化した第１結晶相に界面が存在しない理由は、以下のように推測される。１５５０℃以上１８００℃以下の温度範囲の焼成により、酸化アルミニウムが粒子成長しながら酸化物粒子と反応して第２希土類アルミン酸塩が形成され、この第２希土類アルミン酸塩が、類似する組成を有する第１希土類アルミン酸塩蛍光体と反応する。そのため、第１希土類アルミン酸塩蛍光体と第２希土類アルミン酸塩の間には界面が形成され難く、両者は一体化して一つの第１結晶相になりやすい。
一方、本発明の一態様によるセラミックス複合体に含まれる第１結晶相は、第１希土類アルミン酸塩蛍光体と第２希土類アルミン酸塩の間に界面が形成され難い。そのため、セラミックス複合体は、第１希土類アルミン酸塩蛍光体から出射される光は、界面付近の屈折率差による反射の影響が少なく、大きな第１結晶径Ｇ１を有する第１結晶相によって、励起光源からの光の吸収効率を高め、輝度が高い、波長変換した光を出射することができる。セラミックス複合体において、第１希土類アルミン酸塩蛍光体と第２希土類アルミン酸塩が一体化した第１結晶相に界面が存在しない理由は、以下のように推測される。１５５０℃以上１８００℃以下の温度範囲の焼成により、酸化アルミニウムが粒子成長しながら酸化物粒子と反応して第２希土類アルミン酸塩が形成され、この第２希土類アルミン酸塩が、類似する組成を有する第１希土類アルミン酸塩蛍光体と反応する。そのため、第１希土類アルミン酸塩蛍光体と第２希土類アルミン酸塩の間には界面が形成され難く、両者は一体化して一つの第１結晶相になりやすい。
【0014】
得られるセラミックス複合体には、焼成時の熱によって粒子成長する酸化アルミニウム粒子と酸化物粒子の反応によって形成された第２希土類アルミン酸塩からなる第２結晶相も含まれる。この第２希土類アルミン酸塩は、第１希土類アルミン酸塩蛍光体と一体化していない。また、得られるセラミックス複合体には、焼成時の熱によって粒子成長し、酸化物粒子とは反応していない酸化アルミニウムからなる第３結晶相も含まれる。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と第２希土類アルミン酸塩が一体化した第１結晶相と、酸化アルミニウムからなる第３結晶相の間には、各結晶相の結晶構造が異なるため、界面が存在する。また、第２希土類アルミン酸塩からなる第２結晶相と、酸化アルミニウムからなる第３結晶相の間にも、各結晶相の結晶構造が異なるため、界面が存在する。第２希土類元素を含む酸化物粒子と酸化アルミニウム粒子が反応して形成された第２希土類アルミン酸塩が、第１希土類アルミン酸塩蛍光体に接近すると、第２希土類アルミン酸塩と第１希土類アルミン酸塩蛍光体が一体化するため、第２希土類アルミン酸塩からなる第２結晶相と、第１希土類アルミン酸塩蛍光体を含む第１結晶相の間には、酸化アルミニウムからなる第３結晶相が存在する。第１希土類アルミン酸塩蛍光体を含む第１結晶相と、第２希土類アルミン酸塩からなる第２結晶相と、酸化アルミニウムからなる第３結晶相を含むセラミックス複合体は、各結晶相の間に形成された界面によって光が散乱され、第２希土類アルミン酸塩と一体化された第１希土類アルミン酸塩蛍光体を含む第１結晶相の光の吸収効率を高め、効率よく波長変換された輝度が高い光を出射することができる。
【0015】
図１Ａ及び図１Ｂ、並びに、図２Ａ及び図２Ｂは、セラミックス複合体の製造方法の一例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１Ａ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、第２希土類元素を含有する酸化物粒子と、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。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Ｓ２０１と、原料混合物を成形した成形体を準備する工程Ｓ２０２を含み、成形体を１５５０℃以上１８００℃以下の温度範囲で一次焼成して第１焼結体を得る工程Ｓ２０３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℃以下の温度で二次焼成し、第２焼結体を得る工程Ｓ２０４と、を含んでいてもよい。また、図１Ｂ又は図２Ｂ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、第１焼結体を得る工程Ｓ２０３又は第２焼結体を得る工程Ｓ２０４の後に、アニール処理する工程Ｓ１０４又はＳ２０５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又は第２焼結体を得る工程Ｓ２０４の後に、得られた焼結体又は第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又はＳ２０６を含んでいてもよく、さらに面処理する工程Ｓ１０６又はＳ２０７を必要に応じて含んでいてもよい。
【0016】
原料混合物を準備する工程
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、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、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、第１希土類元素Ｌｎ１とＣｅの合計のモル比が３であり、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、ＡｌとＧａの合計のモル比が４．５以上５．５以下の範囲内であり、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好ましい。
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、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、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、第１希土類元素Ｌｎ１とＣｅの合計のモル比が３であり、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、ＡｌとＧａの合計のモル比が４．５以上５．５以下の範囲内であり、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好ましい。
【0017】
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が、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種の元素であり、ａ、ｂ及びｃは、０＜ａ≦０．２２、０≦ｂ≦０．４、０＜ｃ≦１．１、０．９≦ｂ＋ｃ≦１．１を満たす数である。）
（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種の元素であり、ａ、ｂ及びｃは、０＜ａ≦０．２２、０≦ｂ≦０．４、０＜ｃ≦１．１、０．９≦ｂ＋ｃ≦１．１を満たす数である。）
【0018】
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種であってもよい。第１希土類元素Ｌｎ１は、Ｙ及びＧｄであってもよく、Ｙ及びＬｕであってもよい。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の範囲内であってもよく、９９：１から９０：１０の範囲内であってもよい。
【0019】
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以下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。
【0020】
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。
【0021】
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。
【0022】
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であってもよい。第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子の組成において、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であってもよい（ｂ＋ｃ＝１）。
【0023】
第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子の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第１粒径Ｄ１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、空気透過法の一種であり、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第１粒径Ｄ１が４μｍ以上４０μｍ以下の範囲内であれば、得られるセラミックス複合体中で、第２希土類アルミン酸塩と一体化した第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Ｇ１が大きくなる。得られるセラミックス複合体は、大きい第１結晶径Ｇ１を有する第１結晶相の励起光源から発せられる光を効率良く吸収して波長変換することができ、輝度が高い光を出射することができる。また、第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子の第１粒径Ｄ１が４μｍ以上４０μｍ以下の範囲内であれば、空隙の生成が抑制され、第２希土類元素を含む酸化物粒子及び酸化アルミニウム粒子とともに、相対密度の高いセラミックス複合体を得ることができる。
【0024】
第２希土類元素を含有する酸化物粒子
第２希土類元素を含有する酸化物粒子は、単に「酸化物粒子」と記載する場合もある。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。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。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。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。酸化物粒子は、１種の第２希土類元素を含み、第２希土類元素が異なる２種以上の酸化物粒子であってもよい。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種の酸化物からなる粒子であることが好ましい。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種の酸化物粒子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種の酸化物粒子であることがさらに好ましい。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。酸化物粒子は、第２希土類元素を含有する酸化物からなる粒子をいう。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。
第２希土類元素を含有する酸化物粒子は、単に「酸化物粒子」と記載する場合もある。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。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。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。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。酸化物粒子は、１種の第２希土類元素を含み、第２希土類元素が異なる２種以上の酸化物粒子であってもよい。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種の酸化物からなる粒子であることが好ましい。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種の酸化物粒子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種の酸化物粒子であることがさらに好ましい。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。酸化物粒子は、第２希土類元素を含有する酸化物からなる粒子をいう。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。
【0025】
前述のＦＳＳＳ法により測定した酸化物粒子の第２粒径Ｄ２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。酸化物粒子の第２粒径Ｄ２が０．０５μｍ以上５μｍ未満の範囲内であると、後述する成形体を１５５０℃以上１８００℃以下の範囲内で焼成するときに、焼成時の熱により粒子成長する酸化アルミニウムの周囲に酸化物粒子が集まりやすくなり、酸化アルミニウムと第２希土類元素を含む酸化物粒子が反応して、第２希土類アルミン酸塩を形成しやすくなる。形成された第２希土類アルミン酸塩は、第１希土類アルミン酸塩蛍光体と一体化して、第１希土類アルミン酸塩蛍光体を含む第１結晶相Ｇ１を大きくすることができ、励起光源からの光を波長変換しやすく、輝度の高い光を出射することができるセラミックス複合体を製造することができる。
【0026】
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。
【0027】
前述のＦＳＳＳ法により測定した酸化アルミニウム粒子の第３粒径Ｄ３は、０．１μｍ以上１．５μｍ以下の範囲内であることが好ましく、０．２μｍ以上１．０μｍ以下の範囲内であることがより好ましい。酸化アルミニウム粒子の第３粒径Ｄ３が０．１μｍ以上１．５μｍ以下の範囲内であると、後述する成形体を１５５０℃以上１８００℃以下の範囲内で焼成するときに、焼成時の熱により酸化アルミニウム粒子が粒子成長しやすく、酸化物粒子とともに第２希土類アルミン酸塩を形成しやすく、相対密度が高く、励起光源からの光を波長変換しやすく、輝度の高い光を出射することができるセラミックス複合体を製造することができる。
【0028】
原料混合物
原料混合物は、第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子、酸化物粒子及び酸化アルミニウム粒子の総量を１００質量％として、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、酸化物粒子の含有量が０．１質量％以上３２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残部である。原料混合物は、第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子、酸化物粒子及び酸化アルミニウム粒子の総量を１００質量％として、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％以下の範囲内である場合に、酸化物粒子の含有量が０．５質量％以上３０質量％以下の範囲内であり、残部が酸化アルミニウム粒子であることが好ましく、酸化物粒子の含有量が１．０質量％以上２８質量％以下の範囲内であり、残部が酸化アルミニウム粒子であることがより好ましく、酸化物粒子の含有量が３．０質量％以上２５質量％以下の範囲内であり、残部が酸化アルミニウム粒子であることがさらに好ましく、酸化物粒子の含有量が５．０質量％以上２０質量％以下の範囲内であり、残部が酸化アルミニウム粒子であることが特に好ましい。原料混合物中の第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子、酸化物粒子及び酸化アルミニウム粒子の各含有量が前記範囲内であると、後述する１５５０℃以上１８００℃以下の温度範囲の焼成により、酸化物粒子と酸化アルミニウム粒子が反応して第２希土類アルミン酸塩が形成され、この第２希土類アルミン酸塩が第１希土類アルミン酸塩蛍光体と一体化して第１結晶径Ｇ１の大きな第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。また、原料混合物中の第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子、酸化物粒子及び酸化アルミニウム粒子の各含有量が前記範囲内であると、後述する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が粒子成長して酸化アルミニウムからなる第３結晶相と、酸化アルミニウム粒子と酸化物粒子が反応して、第１希土類アルミン酸塩蛍光体と一体化しない第２希土類アルミン酸塩から成る第２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。
原料混合物は、第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子、酸化物粒子及び酸化アルミニウム粒子の総量を１００質量％として、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、酸化物粒子の含有量が０．１質量％以上３２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残部である。原料混合物は、第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子、酸化物粒子及び酸化アルミニウム粒子の総量を１００質量％として、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％以下の範囲内である場合に、酸化物粒子の含有量が０．５質量％以上３０質量％以下の範囲内であり、残部が酸化アルミニウム粒子であることが好ましく、酸化物粒子の含有量が１．０質量％以上２８質量％以下の範囲内であり、残部が酸化アルミニウム粒子であることがより好ましく、酸化物粒子の含有量が３．０質量％以上２５質量％以下の範囲内であり、残部が酸化アルミニウム粒子であることがさらに好ましく、酸化物粒子の含有量が５．０質量％以上２０質量％以下の範囲内であり、残部が酸化アルミニウム粒子であることが特に好ましい。原料混合物中の第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子、酸化物粒子及び酸化アルミニウム粒子の各含有量が前記範囲内であると、後述する１５５０℃以上１８００℃以下の温度範囲の焼成により、酸化物粒子と酸化アルミニウム粒子が反応して第２希土類アルミン酸塩が形成され、この第２希土類アルミン酸塩が第１希土類アルミン酸塩蛍光体と一体化して第１結晶径Ｇ１の大きな第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。また、原料混合物中の第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子、酸化物粒子及び酸化アルミニウム粒子の各含有量が前記範囲内であると、後述する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が粒子成長して酸化アルミニウムからなる第３結晶相と、酸化アルミニウム粒子と酸化物粒子が反応して、第１希土類アルミン酸塩蛍光体と一体化しない第２希土類アルミン酸塩から成る第２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。
【0029】
第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子、酸化物粒子及び酸化アルミニウム粒子は、混合機を用いて湿式又は乾式で混合し、原料混合物を得ることができる。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。
【0030】
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。
【0031】
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。
【0032】
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。
【0033】
焼成して焼結体を得る工程(一次焼成工程)
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一次焼成して第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、酸化アルミニウム粒子と酸化物粒子の反応を促進して、第２希土類アルミン酸塩が一体化した第１希土類アルミン酸塩蛍光体を含む結晶径の大きな第１結晶相と、第２希土類アルミン酸塩からなる第２結晶相と、酸化アルミニウムからなる第３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。
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一次焼成して第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、酸化アルミニウム粒子と酸化物粒子の反応を促進して、第２希土類アルミン酸塩が一体化した第１希土類アルミン酸塩蛍光体を含む結晶径の大きな第１結晶相と、第２希土類アルミン酸塩からなる第２結晶相と、酸化アルミニウムからなる第３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。
【0034】
二次焼成工程
二次焼成工程は、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二次焼成して、第２焼結体を得る工程である。セラミックス複合体の製造方法は、二次焼成工程を含んでいてもよい。
二次焼成工程は、ＪＩＳ Ｚ２５００：２０００、Ｎｏ．２１１２で用語が定義されている、熱間等方圧加圧（ＨＩＰ：Ｈｏｔ Ｉｓｏｓｔａｔｉｃ Ｐｒｅｓｓｉｎｇ）により、１５００℃以上１８００℃以下の温度範囲内で二次焼成を行うことが好ましい。二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。二次焼成の温度は、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。二次焼成は、アルゴン又は窒素雰囲気で行うことができる。
二次焼成工程は、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二次焼成して、第２焼結体を得る工程である。セラミックス複合体の製造方法は、二次焼成工程を含んでいてもよい。
二次焼成工程は、ＪＩＳ Ｚ２５００：２０００、Ｎｏ．２１１２で用語が定義されている、熱間等方圧加圧（ＨＩＰ：Ｈｏｔ Ｉｓｏｓｔａｔｉｃ Ｐｒｅｓｓｉｎｇ）により、１５００℃以上１８００℃以下の温度範囲内で二次焼成を行うことが好ましい。二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。二次焼成の温度は、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。二次焼成は、アルゴン又は窒素雰囲気で行うことができる。
【0035】
二次焼成は、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。
【0036】
ＨＩＰによって行う二次焼成は、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。
【0037】
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。
【0038】
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、一次焼成温度又は二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。
【0039】
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一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一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。
【0040】
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一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一種の方法が挙げられる。
【0041】
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からなる第２結晶相を含むことが好ましい。原料混合物に含まれる酸化物粒子は、酸化アルミニウムと反応して第２希土類アルミン酸塩を形成し、形成された第２希土類アルミン酸塩は、第１希土類アルミン酸塩蛍光体と一体となって第１結晶相を形成する。また、原料混合物に含まれる酸化物粒子は、酸化アルミニウムと反応して第２希土類アルミン酸塩を形成し、第１希土類アルミン酸塩蛍光体と一体化せず、第２希土類アルミン酸塩からなる第２結晶相を形成する。セラミックス複合体中の第２希土類アルミン酸塩からなる第２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の粒子成長に伴い第２希土類元素を含む酸化物粒子が酸化アルミニウムと反応して形成された第２結晶相であるため、第２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からなる第２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からなる第２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からなる第２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２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からなる第２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以下であってもよく、１００質量ｐｐｍ以下でもよく、ＥＤＸによる測定限界以下であってもよく、０質量ｐｐｍであってもよく、０．１質量ｐｐｍ以上であってもよく、１質量ｐｐｍ以上であってもよい。
【0042】
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希土類元素を含む酸化物粒子が１５５０℃以上１８００℃以下の温度範囲の焼成により反応して形成されたものであり、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。）
【0043】
セラミックス複合体
セラミックス複合体は、賦活元素を含有し、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、賦活剤となり得る元素の含有量が２００質量ｐｐｍ以下であり、第２希土類元素を含有する第２希土類アルミン酸塩からなる第２結晶相と、酸化アルミニウムからなる第３結晶相と、を含み、第１結晶相、第２結晶相、及び第３結晶相の総量を１００体積％として、第１結晶相の含有量が５体積％以上４５体積％以下の範囲内であり、第２結晶相の含有量が０．５体積％以上５０体積％以下の範囲内であり、残部が第３結晶相である。セラミックス複合体は、前述の製造方法によって製造されたものであることが好ましい。セラミックス複合体は、５体積％以上４５体積％以下の範囲内で含まれる第２希土類アルミン酸塩が一体化した第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、励起光源からの光を波長変換した輝度の高い光を出射することができる。また、セラミックス複合体は、０．５体積％以上５０体積％以下の範囲内の第２希土類アルミン酸塩からなる第２結晶相と、第１結晶相、第２結晶相及び第３結晶相を１００体積％としたときに、第１結晶相及び第２結晶相の残部である酸化アルミニウムからなる第３結晶相を含むため、第２結晶相と第３結晶相の界面で光を散乱させ、第２希土類アルミン酸塩と一体化された第１希土類アルミン酸塩蛍光体を含む第１結晶相の光の吸収効率を高め、効率よく波長変換させることができ、輝度を高めた光を発することができる。セラミックス複合体中の第１結晶相の含有量は、１０体積%以上４０体積％以下の範囲内でもよく、１２体積%以上３５体積％以下の範囲内でもよい。セラミックス複合体中の第２結晶相の含有量は、１体積%以上４５体積%以下の範囲内でもよく、３体積％以上４０体積％以下の範囲内でもよく、５体積％以上３５体積％以下の範囲内でもよい。
セラミックス複合体は、賦活元素を含有し、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、賦活剤となり得る元素の含有量が２００質量ｐｐｍ以下であり、第２希土類元素を含有する第２希土類アルミン酸塩からなる第２結晶相と、酸化アルミニウムからなる第３結晶相と、を含み、第１結晶相、第２結晶相、及び第３結晶相の総量を１００体積％として、第１結晶相の含有量が５体積％以上４５体積％以下の範囲内であり、第２結晶相の含有量が０．５体積％以上５０体積％以下の範囲内であり、残部が第３結晶相である。セラミックス複合体は、前述の製造方法によって製造されたものであることが好ましい。セラミックス複合体は、５体積％以上４５体積％以下の範囲内で含まれる第２希土類アルミン酸塩が一体化した第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、励起光源からの光を波長変換した輝度の高い光を出射することができる。また、セラミックス複合体は、０．５体積％以上５０体積％以下の範囲内の第２希土類アルミン酸塩からなる第２結晶相と、第１結晶相、第２結晶相及び第３結晶相を１００体積％としたときに、第１結晶相及び第２結晶相の残部である酸化アルミニウムからなる第３結晶相を含むため、第２結晶相と第３結晶相の界面で光を散乱させ、第２希土類アルミン酸塩と一体化された第１希土類アルミン酸塩蛍光体を含む第１結晶相の光の吸収効率を高め、効率よく波長変換させることができ、輝度を高めた光を発することができる。セラミックス複合体中の第１結晶相の含有量は、１０体積%以上４０体積％以下の範囲内でもよく、１２体積%以上３５体積％以下の範囲内でもよい。セラミックス複合体中の第２結晶相の含有量は、１体積%以上４５体積%以下の範囲内でもよく、３体積％以上４０体積％以下の範囲内でもよく、５体積％以上３５体積％以下の範囲内でもよい。
【0044】
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。
【0045】
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塩粒子の質量割合の含有量及び真密度、第２希土類元素を含む酸化物粒子の質量割合の含有量及び真密度、並びに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。
【0046】
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。
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。
【0047】
【数1】
【0048】
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。
【0049】
【数2】
【0050】
セラミックス複合体中の第２結晶相の質量割合の含有量（質量％）は、下記式（３）及び（４）に基づき、原料混合物中の第２希土類元素を含む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。
【0051】
【数3】
【0052】
第１結晶相の第１結晶径Ｇ１及び第２結晶相の第２結晶径Ｇ２
セラミックス複合体に含まれる第１結晶相と第２結晶相は、下記測定条件で測定した、第１結晶相の第１結晶径Ｇ１が５μｍ以上４０μｍ以下の範囲内であり、第２結晶相の第２結晶径Ｇ２が０．５μｍ以上５μｍ未満の範囲内であることが好ましい。
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（ＳＥＭ）を用いて撮影して得られたＳＥＭ画像において、第１結晶相又は第２結晶相の断面における最大幅と、最大幅の中心点を通る最小幅と、を測定し、第１結晶相又は第２結晶相それぞれについて、最大幅と最小幅の平均を直径とし、無作為に選択した２０個の第１結晶相又は第２結晶相の直径の平均値を、第１結晶相の第１結晶径Ｇ１、第２結晶相の第２結晶径Ｇ２とする。
セラミックス複合体に含まれる第１結晶相と第２結晶相は、下記測定条件で測定した、第１結晶相の第１結晶径Ｇ１が５μｍ以上４０μｍ以下の範囲内であり、第２結晶相の第２結晶径Ｇ２が０．５μｍ以上５μｍ未満の範囲内であることが好ましい。
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（ＳＥＭ）を用いて撮影して得られたＳＥＭ画像において、第１結晶相又は第２結晶相の断面における最大幅と、最大幅の中心点を通る最小幅と、を測定し、第１結晶相又は第２結晶相それぞれについて、最大幅と最小幅の平均を直径とし、無作為に選択した２０個の第１結晶相又は第２結晶相の直径の平均値を、第１結晶相の第１結晶径Ｇ１、第２結晶相の第２結晶径Ｇ２とする。
【0053】
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Ｇ１が５μｍ以上４０μｍ以下の範囲内であると、第２希土類アルミン酸塩が一体化された第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することができる。第１結晶相の第１結晶径Ｇ１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。
【0054】
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Ｇ２が０．５μｍ以上５μｍ以下の範囲内であると、第２希土類アルミン酸塩からなる第２結晶相と酸化アルミニウムからなる第３結晶相の界面で、励起光源からの光を散乱させ、第１結晶相の光の吸収効率を高めて効率よく波長変換させることができ、輝度の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２結晶相の第２結晶径Ｇ２は、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。
【0055】
比Ｇ２／Ｇ１
第１結晶径Ｇ１に対する第２晶粒径Ｇ２の比Ｇ２／Ｇ１が０．４以下であることが好ましく、０．３以下でもよく、０．２以下でもよく、０．０１以上でもよい。第２希土類アルミン酸塩が一体化した第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Ｇ１に対する第２希土類アルミン酸塩からなる第２結晶相の第２結晶径Ｇ２の比Ｇ２／Ｇ１が０．４以下であると、第１結晶相の第１結晶径が大きく、励起光源から発せられた光の吸収効率がよくなり、励起光源から発せられた光を、効率よく吸収して波長変換し、輝度のより高い光をセラミックス複合体から出射することができる。また、比Ｇ２／Ｇ１が０．４以下であると、第２希土類アルミン酸塩からなる第２結晶相が、第１結晶相に対して小さく、第２結晶相と第３結晶相の界面における励起光源からの光の散乱を増大させて、第１結晶相の光の吸収効率を高めることができ、輝度のより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。比Ｇ２／Ｇ１は０．３以下でもよく、０．２以下でもよく、０．０１以上でもよく、０．０２以上でもよい。
第１結晶径Ｇ１に対する第２晶粒径Ｇ２の比Ｇ２／Ｇ１が０．４以下であることが好ましく、０．３以下でもよく、０．２以下でもよく、０．０１以上でもよい。第２希土類アルミン酸塩が一体化した第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Ｇ１に対する第２希土類アルミン酸塩からなる第２結晶相の第２結晶径Ｇ２の比Ｇ２／Ｇ１が０．４以下であると、第１結晶相の第１結晶径が大きく、励起光源から発せられた光の吸収効率がよくなり、励起光源から発せられた光を、効率よく吸収して波長変換し、輝度のより高い光をセラミックス複合体から出射することができる。また、比Ｇ２／Ｇ１が０．４以下であると、第２希土類アルミン酸塩からなる第２結晶相が、第１結晶相に対して小さく、第２結晶相と第３結晶相の界面における励起光源からの光の散乱を増大させて、第１結晶相の光の吸収効率を高めることができ、輝度のより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。比Ｇ２／Ｇ１は０．３以下でもよく、０．２以下でもよく、０．０１以上でもよく、０．０２以上でもよい。
【0056】
相対密度
セラミックス複合体の相対密度は９５％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９５％以上であれば、セラミックス複合体中の第２結晶相と第３結晶相の界面のおける励起光源からの光の散乱を増大させて、第１結晶相で効率よく励起光源からの光を吸収させて波長変換し、輝度のより高い光をセラミックス複合体から出射することができる。セラミックス複合体の相対密度は、９７％以上であってもよく、９８％以上であってもよい。
セラミックス複合体の相対密度は９５％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９５％以上であれば、セラミックス複合体中の第２結晶相と第３結晶相の界面のおける励起光源からの光の散乱を増大させて、第１結晶相で効率よく励起光源からの光を吸収させて波長変換し、輝度のより高い光をセラミックス複合体から出射することができる。セラミックス複合体の相対密度は、９７％以上であってもよく、９８％以上であってもよい。
【0057】
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（５）により算出することができる。
【0058】
【数4】
【0059】
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（６）により算出することができる。
【0060】
【数5】
【0061】
セラミックス複合体の真密度は、下記式（７）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２結晶相の含有量（質量％）は、前述の式（３）及び（４）に基づき算出することができる。
【0062】
【数6】
【0063】
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（５）から（７）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。
【0064】
セラミックス複合体の第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、賦活元素であるＣｅと、Ａｌと、Ｏ（酸素）と、を含み、必要に応じてＧａを含んでいてもよく、第１希土類元素Ｌｎ１とＣｅの合計のモル比が３であり、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、ＡｌとＧａの合計のモル比が４．５以上５．５以下の範囲内であり、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好ましい。第１希土類アルミン酸塩蛍光体の組成は、原料混合物中に含まれる第１希土類アルミン酸塩蛍光体と同じ組成であることが好ましい。セラミックス複合体の第１結晶相に第１希土類アルミン酸塩蛍光体を含むことにより、励起光源からの光を波長変換して、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の第１結晶相に含まれる第１希土類アルミン酸塩蛍光体は、前記式（Ｉ）で表される組成を有することが好ましい。
【0065】
セラミックス複合体の第２結晶相を構成する第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を含むことが好ましい。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することが好ましい。この組成を有する第２希土類アルミン酸塩は、第１希土類アルミン酸塩蛍光体と一体化しやすく、第１結晶相の第１結晶径を大きくすることができるからである。セラミックス複合体に含まれる第２結晶相を構成する第２希土類アルミン酸塩は、第１希土類アルミン酸塩蛍光体と一体化しやすいため、前記式（ＩＩ）で表される組成を有することが好ましい。第２希土類アルミン酸塩からなる第２結晶相は、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以下であり、１５０質量ｐｐｍ以下であってもよく、１００質量ｐｐｍ以下でもよく、前述したＥＤＸによる測定限界以下であってもよく、０質量ｐｐｍであってもよく、０．１質量ｐｐｍ以上であってもよく、１質量ｐｐｍ以上であってもよい。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からなる第２結晶相中のセリウム（Ｃｅ）の含有量は２００質量ｐｐｍ以下である。
【0066】
発光装置
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。
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。
【0067】
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３Ａ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３Ｂは、図３Ａに示す発光装置１００のＩＩＩＢ－ＩＩＩＢ’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、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。波長変換部材３０は、接着層４０を介して発光素子２０の発光面上に設けられている。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、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３Ａ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３Ｂは、図３Ａに示す発光装置１００のＩＩＩＢ－ＩＩＩＢ’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、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。波長変換部材３０は、接着層４０を介して発光素子２０の発光面上に設けられている。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、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。
【0068】
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。
【0069】
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。
【0070】
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以下の範囲内であってもよく、６０μｍ以上４５０μｍ以下の範囲内であってもよく、７０μｍ以上４００μｍ以下の範囲内であってもよい。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。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。
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以下の範囲内であってもよく、６０μｍ以上４５０μｍ以下の範囲内であってもよく、７０μｍ以上４００μｍ以下の範囲内であってもよい。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。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。
【0071】
基板
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。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、基板の材料として好ましい。
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。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、基板の材料として好ましい。
【0072】
接着層
発光素子と波長変換部材の間には、接着層が介在し、発光素子と波長変換部材とを固着する。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。
発光素子と波長変換部材の間には、接着層が介在し、発光素子と波長変換部材とを固着する。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。
【0073】
半導体素子
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。
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。
【0074】
被覆部材
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。
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。
【0075】
導電部材
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。
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。
【0076】
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。
【0077】
発光素子の配置工程
発光素子の配置工程において、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、基板上にフリップチップ実装される。
発光素子の配置工程において、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、基板上にフリップチップ実装される。
【0078】
発光素子と波長変換部材の接着工程
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。
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。
【0079】
被覆部材の形成工程
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。
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。
【0080】
【実施例】
【0081】
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。
【0082】
参考例１
原料混合物の準備工程
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、（Ｙ０．８９３Ｇｄ０．１０Ｃｅ０．００７）３Ａｌ５Ｏ１２の組成を有する第１希土類アルミン酸塩蛍光体を準備した。第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子のＦＳＳＳ法による第１粒径Ｄ１は１０μｍであった。
第２希土類元素としてＹを含む、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）を準備した。第２希土類元素を含む酸化物粒子である、酸化イットリウム粒子のＦＳＳＳ法による第２粒径Ｄ２は０．１μｍであった。
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）を準備した。酸化アルミニウム粒子のＦＳＳＳ法による第３粒径Ｄ３は０．６μｍであった。
第１希土類アルミン酸塩蛍光体を１４ｇ、酸化イットリウム粒子を０．５ｇ、酸化アルミニウム粒子を８５．５ｇ、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、酸化イットリウム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。
原料混合物の準備工程
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、（Ｙ０．８９３Ｇｄ０．１０Ｃｅ０．００７）３Ａｌ５Ｏ１２の組成を有する第１希土類アルミン酸塩蛍光体を準備した。第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子のＦＳＳＳ法による第１粒径Ｄ１は１０μｍであった。
第２希土類元素としてＹを含む、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）を準備した。第２希土類元素を含む酸化物粒子である、酸化イットリウム粒子のＦＳＳＳ法による第２粒径Ｄ２は０．１μｍであった。
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）を準備した。酸化アルミニウム粒子のＦＳＳＳ法による第３粒径Ｄ３は０．６μｍであった。
第１希土類アルミン酸塩蛍光体を１４ｇ、酸化イットリウム粒子を０．５ｇ、酸化アルミニウム粒子を８５．５ｇ、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、酸化イットリウム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。
【0083】
成形体の準備工程
原料混合物を金型に充填し、５ＭＰａ（５１ｋｇｆ／ｃｍ２）の圧力で、直径６５ｍｍ、厚さ１５ｍｍ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、５ＭＰａ（５１ｋｇｆ／ｃｍ２）の圧力で、直径６５ｍｍ、厚さ１５ｍｍ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。
【0084】
焼結体を得る工程
一次焼成工程
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℃の温度で一次焼成し、第１焼結体を得た。
二次焼成工程
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による二次焼成を行い、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の板状の参考例１のセラミックス複合体を得た。参考例１のセラミックス複合体中には、酸化アルミニウム粒子の粒子成長に伴い、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２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２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。
一次焼成工程
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℃の温度で一次焼成し、第１焼結体を得た。
二次焼成工程
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による二次焼成を行い、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の板状の参考例１のセラミックス複合体を得た。参考例１のセラミックス複合体中には、酸化アルミニウム粒子の粒子成長に伴い、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２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２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。
【0085】
実施例２から５
原料混合物中に含まれる酸化イットリウム粒子及び酸化アルミニ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、参考例１と同様にして、実施例２から５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イットリウム粒子及び酸化アルミニ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、参考例１と同様にして、実施例２から５の各セラミックス複合体を得た。
【0086】
実施例６
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、（Ｙ０．９４０Ｇｄ０．０５Ｃｅ０．０１０）３Ａｌ５Ｏ１２の組成を有する第１希土類アルミン酸塩蛍光体を準備した。第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子のＦＳＳＳ法による第１粒径Ｄ１は１５μｍであった。この第１希土類アルミン酸塩蛍光体と、参考例１と同様の酸化イットリウム粒子及び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１０．５ｇ、酸化イットリウム粒子を１０ｇ、酸化アルミニウム粒子を９．５７ｇ、それぞれ秤量し、参考例１と同様にして、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、酸化イットリウム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。前記原料混合物を用いたこと以外は、参考例１と同様にして、実施例６のセラミックス複合体を得た。実施例６のセラミックス複合体中には、酸化アルミニウム粒子の粒子成長に伴い、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２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、前述の波長分散型Ｘ線分析ＥＰＭＡ（ＷＤＳ）装置を用いて、第２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。
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、（Ｙ０．９４０Ｇｄ０．０５Ｃｅ０．０１０）３Ａｌ５Ｏ１２の組成を有する第１希土類アルミン酸塩蛍光体を準備した。第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子のＦＳＳＳ法による第１粒径Ｄ１は１５μｍであった。この第１希土類アルミン酸塩蛍光体と、参考例１と同様の酸化イットリウム粒子及び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１０．５ｇ、酸化イットリウム粒子を１０ｇ、酸化アルミニウム粒子を９．５７ｇ、それぞれ秤量し、参考例１と同様にして、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、酸化イットリウム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。前記原料混合物を用いたこと以外は、参考例１と同様にして、実施例６のセラミックス複合体を得た。実施例６のセラミックス複合体中には、酸化アルミニウム粒子の粒子成長に伴い、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２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、前述の波長分散型Ｘ線分析ＥＰＭＡ（ＷＤＳ）装置を用いて、第２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。
【0087】
比較例１
酸化イットリウム粒子を用いることなく、酸化アルミニウム粒子を８６ｇとした原料混合物を用いたこと以外は、参考例１と同様にして、比較例１のセラミックス複合体を得た。
酸化イットリウム粒子を用いることなく、酸化アルミニウム粒子を８６ｇとした原料混合物を用いたこと以外は、参考例１と同様にして、比較例１のセラミックス複合体を得た。
【0088】
比較例２
酸化イットリウム粒子を用いることなく、酸化アルミニウム粒子を８９．５ｇとした原料混合物を用いたこと以外は、実施例６と同様にして、比較例２のセラミックス複合体を得た。
酸化イットリウム粒子を用いることなく、酸化アルミニウム粒子を８９．５ｇとした原料混合物を用いたこと以外は、実施例６と同様にして、比較例２のセラミックス複合体を得た。
【0089】
粒径測定
第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子、酸化物粒子及び酸化アルミニウム粒子について、以下のようにそれぞれの粒径を測定した。
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、酸化物粒子及び酸化アルミニウム粒子について、以下のようにそれぞれの粒径を測定した。
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。
【0090】
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３Ａ及び図３Ｂ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２０及び半導体素子７０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３Ａ及び図３Ｂ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。
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３Ａ及び図３Ｂ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。
【0091】
相対輝度、色度座標（ｘ、ｙ）
実施例及び比較例の各セラミックス複合体について、イメージング色彩輝度計（ＰｒｏＭｅｔｒｉｃ Ｉ８、Ｒａｄｉａｎｔ Ｖｉｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ社製）を用いて、輝度と、ＣＩＥ(国際照明委員会：Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ 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。相対輝度は、比較例１のセラミックス複合体の輝度を１００％として、実施例及び比較例の各セラミックス複合体の輝度の相対値を求めた。図４は、各セラミックス複合体に用いた原料混合物中の酸化イットリウム粒子の含有量と、原料混合物から得られた各セラミックス複合体の相対輝度の関係を示すグラフである。
実施例及び比較例の各セラミックス複合体について、イメージング色彩輝度計（ＰｒｏＭｅｔｒｉｃ Ｉ８、Ｒａｄｉａｎｔ Ｖｉｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ社製）を用いて、輝度と、ＣＩＥ(国際照明委員会：Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ 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。相対輝度は、比較例１のセラミックス複合体の輝度を１００％として、実施例及び比較例の各セラミックス複合体の輝度の相対値を求めた。図４は、各セラミックス複合体に用いた原料混合物中の酸化イットリウム粒子の含有量と、原料混合物から得られた各セラミックス複合体の相対輝度の関係を示すグラフである。
【0092】
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（４）に基づき求めた。
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（４）に基づき求めた。
【0093】
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（５）から（７）に基づき求めた。前記式（７）において、第１希土類アルミン酸塩蛍光体（（Ｙ０．９４０Ｇｄ０．０５Ｃｅ０．０１０）３Ａｌ５Ｏ１２）の真密度は４．７３ｇ／ｃｍ３、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）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（５）から（７）に基づき求めた。前記式（７）において、第１希土類アルミン酸塩蛍光体（（Ｙ０．９４０Ｇｄ０．０５Ｃｅ０．０１０）３Ａｌ５Ｏ１２）の真密度は４．７３ｇ／ｃｍ３、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）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。
【0094】
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。図５は、実施例３のセラミックス複合体の断面（研磨面）の２次電子像のＳＥＭ写真である。
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。図５は、実施例３のセラミックス複合体の断面（研磨面）の２次電子像のＳＥＭ写真である。
【0095】
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、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Ｇ１と、第２希土類アルミン酸塩からなる第２結晶相の第２結晶径Ｇ２と、それらの比Ｇ２／Ｇ１と、を測定した。
測定条件
セラミックス複合体の断面のＳＥＭ画像において、第１結晶相又は第２結晶相の断面における最大幅と、最大幅の中心点を通る最小幅と、を測定し、第１結晶相又は第２結晶相それぞれについて、最大幅と最小幅の平均を直径とし、無作為に選択した２０個の第１結晶相又は第２結晶相の直径の平均値を、第１結晶相の第１結晶径Ｇ１、第２結晶相の第２結晶径Ｇ２とした。
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、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Ｇ１と、第２希土類アルミン酸塩からなる第２結晶相の第２結晶径Ｇ２と、それらの比Ｇ２／Ｇ１と、を測定した。
測定条件
セラミックス複合体の断面のＳＥＭ画像において、第１結晶相又は第２結晶相の断面における最大幅と、最大幅の中心点を通る最小幅と、を測定し、第１結晶相又は第２結晶相それぞれについて、最大幅と最小幅の平均を直径とし、無作為に選択した２０個の第１結晶相又は第２結晶相の直径の平均値を、第１結晶相の第１結晶径Ｇ１、第２結晶相の第２結晶径Ｇ２とした。
【0096】
ＳＥＭ画像－反射電子像
電界放出型走査電子顕微鏡（ＦＥ－ＥＭ：Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ、ＪＳＭ－７８００Ｆ、日本電子株式会社製）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）の反射電子像のＳＥＭ画像を得た。図６は、実施例３のセラミックス複合体の断面（研磨面）の反射電子像のＳＥＭ写真である。
電界放出型走査電子顕微鏡（ＦＥ－ＥＭ：Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ、ＪＳＭ－７８００Ｆ、日本電子株式会社製）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）の反射電子像のＳＥＭ画像を得た。図６は、実施例３のセラミックス複合体の断面（研磨面）の反射電子像のＳＥＭ写真である。
【0097】
【表1】
【0098】
参考例１、実施例２から６に係るセラミックス複合体は、比較例１又は２に係るセラミックス複合体よりも相対輝度が高くなった。参考例１、実施例２から６に係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結晶相の第１結晶径Ｇ１は、比較例１又は２に係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からなる第１結晶相の第１結晶径Ｇ１よりも大きいことから、酸化物粒子と酸化アルミニウムが反応して形成された第２希土類アルミン酸塩の一部が第１希土類アルミン酸塩蛍光体と一体となって、第１希土類アルミン酸塩蛍光体を含む第１結晶相が形成されたと推測された。参考例１、実施例２から６に係るセラミックス複合体は、第１結晶相の第１結晶径Ｇ１が大きくなるため、励起光源からの光を波長変換しやすく、相対輝度が高くなったと推測された。また、参考例１、実施例２から６に係るセラミックス複合体は、酸化物粒子と酸化アルミニウム粒子が反応して、第２希土類アルミン酸塩からなる第２結晶相を含み、この第２結晶相と酸化アルミニウム粒子からなる第３結晶相の界面で光を散乱させてセラミックス複合体の外部に取り出すことができ、第１希土類アルミン酸塩蛍光体を含む第１結晶相の光の吸収を高めて、光の波長変換効率を高くすることができ、相対輝度が、比較例１及び２に係るセラミックス複合体よりも高くなった。
【0099】
図４に示すように、原料混合物中の第１希土類アルミン酸塩蛍光体粒子、酸化物粒子及び酸化アルミニウム粒子の総量を１００質量％として、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、酸化物粒子の含有量が０．１質量％以上３２質量％以下の範囲内であり、残部が酸化アルミニウム粒子であると、そのような原料混合物から得られるセラミックス複合体の相対輝度は酸化物粒子の含有量が上記範囲外であるよりも高くなった。特に、酸化物粒子の含有量が３．０質量％以上２５質量％以下の範囲内である原料混合物から得られた実施例１から４に係るセラミックス複合体は、比較例１及び２に係るセラミックス複合体よりも１％以上も相対輝度が高くなった。
【0100】
図５に示す実施例３に係るセラミックス複合体の２次電子像及び図６に示す実施例３に係るセラミックス複合体の反射電子像に示すように、セラミックス複合体中には、第１希土類アルミン酸塩蛍光体を含む第１結晶相１と、第２希土類アルミン酸塩からなる第２結晶相２と、酸化アルミニウム粒子からなる第３結晶相３が確認できた。第２結晶相２と、第３結晶相３の間には明らかな界面が確認できた。実施例１から６に係るセラミックス複合体の第１結晶相１の第１結晶径Ｇ１は、比較例１又は２に係るセラミックス複合体の第１結晶相１の第１結晶径Ｇ１よりも大きいため、第１希土類アルミン酸塩蛍光体と酸化物粒子と酸化アルミニウムが反応して形成された第２希土類アルミン酸塩が一体となっていると推測された。第１結晶相１には、第１希土類アルミン酸塩蛍光体と第２希土類アルミン酸塩の間に界面は確認されず、一体となっていることが確認できた。
【産業上の利用可能性】
【0101】
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】
【0102】
１：第１結晶相、２：第２結晶相、３：第３結晶相、１０：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1A】
【図1B】
【図2A】
【図2B】
【図3A】
【図3B】
【図4】
【図5】
【図6】
