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公開番号2024094525
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-07-10
出願番号2022211121
出願日2022-12-28
発明の名称波長変換素子
出願人京セラ株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類G02B 5/20 20060101AFI20240703BHJP(光学)
要約【課題】波長変換素子において励起光の照射に応じて出射される蛍光の光量を増加させる。
【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、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。バインダー層は、複数の微細結晶粒子と、非晶質相と、を含む。複数の微細結晶粒子は、複数の蛍光体粒子のうちの1つ以上の蛍光体粒子に接触している1つ以上の微細結晶粒子を含む。複数の微細結晶粒子のそれぞれは、非晶質相に含まれた少なくとも一部の成分を含む。バインダー層を、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微細結晶粒子の存在率は、第2領域における複数の微細結晶粒子の存在率よりも大きい。
【選択図】図3
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、を含む、波長変換部、を備え、
前記バインダー層は、複数の微細結晶粒子と、非晶質相と、を含み、
前記複数の微細結晶粒子は、前記複数の蛍光体粒子のうちの１つ以上の蛍光体粒子に接触している１つ以上の微細結晶粒子を含み、
前記複数の微細結晶粒子のそれぞれは、前記非晶質相に含まれた少なくとも一部の成分を含み、
前記バインダー層を、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微細結晶粒子の存在率は、前記第２領域における前記複数の微細結晶粒子の存在率よりも大きい、波長変換素子。
続きを表示（約 940 文字）【請求項２】
請求項１に記載の波長変換素子であって、
前記第１領域における前記複数の微細結晶粒子の存在率は、４０％以上で且つ８０％以下であり、
前記第２領域における前記複数の微細結晶粒子の存在率は、１０％以上で且つ２０％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１つ以上の蛍光体粒子は、窒化物を含む、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、
前記複数の蛍光体粒子は、リンを含む１つ以上の第１蛍光体粒子と、リンを含まない１つ以上の第２蛍光体粒子と、を含み、
前記第１領域は、前記１つ以上の第１蛍光体粒子に接触している第１Ａ領域と、前記１つ以上の第２蛍光体粒子に接触している第１Ｂ領域と、を含み、
前記第１Ａ領域における前記複数の微細結晶粒子の存在率は、前記第１Ｂ領域における前記複数の微細結晶粒子の存在率よりも小さい、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、
前記バインダー層は、１つ以上の空隙、を含み、
前記第１領域における前記１つ以上の空隙の存在率は、前記第２領域における前記１つ以上の空隙の存在率よりも小さい、波長変換素子。
【請求項６】
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、
前記波長変換部は、六方晶窒化ホウ素をそれぞれ含む複数の熱伝導性粒子、を含み、
該複数の熱伝導性粒子は、前記１つ以上の微細結晶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７】
請求項６に記載の波長変換素子であって、
前記１つ以上の熱伝導性粒子は、前記１つ以上の微細結晶粒子の表面に接触している、波長変換素子。
【請求項８】
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。

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。
続きを表示（約 2,200 文字）【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、複数の蛍光体粒子と、隣接する蛍光体粒子を連結するバインダー層とを備え、バインダー層が、結晶質である複数の微細な無機粒子と、複数の微細な無機粒子の間に存在する非晶質の無機化合物を含むアモルファス相と、を含む波長変換部材がある（例えば、特許文献１の記載を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第６９４５１３３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、励起光の照射に応じて出射される蛍光の光量を増加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、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。前記バインダー層は、複数の微細結晶粒子と、非晶質相と、を含む。前記複数の微細結晶粒子は、前記複数の蛍光体粒子のうちの１つ以上の蛍光体粒子に接触している１つ以上の微細結晶粒子を含む。前記複数の微細結晶粒子のそれぞれは、前記非晶質相に含まれた少なくとも一部の成分を含む。前記バインダー層を、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微細結晶粒子の存在率は、前記第２領域における前記複数の微細結晶粒子の存在率よりも大きい。
【発明の効果】
【０００７】
波長変換素子において、励起光の照射に応じて出射される蛍光の光量を増加させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
図１は、第１実施形態に係る照明システムの構成の一例を示す概略図である。
図２は、第１実施形態に係る波長変換素子の構成の一例を示す断面図である。
図３は、第１実施形態に係る波長変換素子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４は、図３の１点鎖線で囲まれたIV部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５は、第１実施形態に係る波長変換素子の仮想的な断面の一部の構成における複数の微細結晶粒子の分布の一例を簡略化して示すイメージ図である。
図６は、第１実施形態に係る波長変換素子の仮想的な断面の一部の構成における複数の微細結晶粒子および１つ以上の空隙の分布の一例を示すイメージ図である。
図７は、第１実施形態に係る波長変換素子の製造フローの一例を示す流れ図である。
図８は、波長変換素子の製造途中の状態の一例を示す断面図である。
図９は、波長変換素子の製造途中の状態の一例を示す断面図である。
図１０は、波長変換素子の製造途中の状態の一例を示す断面図である。
図１１は、波長変換素子の製造途中の状態の一例を示す断面図である。
図１２は、波長変換素子の製造途中の状態の一例を示す断面図である。
図１３は、波長変換素子の製造途中において微細結晶粒子が出現する直前の状態のイメージを模式的に示す断面図である。
図１４は、波長変換素子の製造途中において微細結晶粒子が出現した直後の状態のイメージを模式的に示す断面図である。
図１５は、第２実施形態に係る波長変換素子の構成の一例を示す斜視図である。
図１６は、第２実施形態に係る波長変換素子の構成の一例を示す断面図である。
図１７は、第２実施形態に係る波長変換素子の製造フローの一例を示す流れ図である。
図１８は、第２実施形態に係る基材の構成の一例を示す斜視図である。
図１９は、第２実施形態に係る基材の構成の一例を示す断面図である。
図２０は、第３実施形態に係る波長変換素子の仮想的な断面のうち、図３の１点鎖線で囲まれたIV部に対応する部分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。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
レーザ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バインダー層とを備えている構成が考えられる。
【００１０】
ところで、この波長変換素子のバインダー層において、結晶質である複数の微細な無機粒子を分散させ、この複数の微細な無機粒子の間に非晶質の無機化合物を存在させることが考えられる。この構成では、例えば、波長変換素子に照射された励起光は、複数の微細な無機粒子によって散乱するため、励起光が複数の蛍光体粒子の間をすり抜けにくくなる。換言すれば、励起光が複数の蛍光体粒子に照射される確率が上昇し得る。
（【００１１】以降は省略されています）

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