CN109313294A - 波长转换元件、光源装置和图像投影装置 - Google Patents

波长转换元件、光源装置和图像投影装置 Download PDF

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Abstract

[问题]为了抑制由于照射激励光引起的荧光体部分的温度梯度的出现。[解决手段]波长转换元件20具有荧光体粒子5分散于粘接剂4中的荧光体部分10。荧光体部分具有在厚度方向上位于彼此相反的侧的第一表面和第二表面。用激励光从第二表面侧照射荧光体部分。当荧光体部分沿厚度方向被二等分为第一表面侧的第一部分和第二表面侧的第二部分时，第一部分中的荧光体粒子的体积浓度高于第二部分中的体积浓度。

Description

波长转换元件、光源装置和图像投影装置
技术领域
本发明涉及通过波长转换激励光发射荧光的波长转换元件和使用波长转换元件的光源装置，更特别地，涉及适于图像投影装置的波长转换元件。
背景技术
上述的光源装置以高的密度将诸如激光束的激励光会聚和照射到波长转换元件中的荧光层上，由此有效地发射荧光。荧光层包含粘接剂和分散于粘接剂中的荧光粒子。
但是，由于以高密度会聚和照射的激励光，荧光层可能热，并且，劣化的荧光层以及荧光层中的荧光体的发光效率下降受到关注。
专利文献1公开了荧光层的形成方法，在该荧光层中，荧光粒子分散于由无机材料制成的粘接剂中，使得荧光粒子可以接触金属基板以促进热辐射。
在专利文献1中公开的方法有望提供荧光层中的基板附近的荧光体的热辐射促进效果，但是荧光粒子的其热辐射促进效果在照射激励光的入射表面附近是不清楚的。另外，由于照射的激励光的强度在入射表面侧较高，因此在荧光层中的入射表面侧部分与基板侧部分之间存在大的局部温差(温度梯度)，并且可能出现由因此发生的应力等导致的裂纹。
现有技术文件
专利文献
专利文献1：日本专利公开No.2015-94777
发明内容
本发明要解决的问题
问题在于，不可能抑制由激励光的照射导致的荧光层(或部分)的温度梯度。
解决问题的手段
根据本发明的一个方面的波长转换元件包括荧光粒子分散于粘接剂中的荧光部分，其中，荧光部分具有在厚度方向上彼此相反的第一表面和第二表面，并且，激励光从第二表面侧照射，并且其中，第一部分中的荧光粒子的体积浓度高于第二部分中的荧光粒子的体积浓度，其中，荧光部分在厚度方向上被划分成第一表面侧的第一部分和第二表面侧的第二部分这两个部分。
包括被配置为发射激励光的光源和以上的波长转换元件的光源装置也构成本发明的另一方面。
包括以上的光源装置和被配置为通过用光调制元件调制来自光源装置的光来投影图像的光学系统的图像投影装置也构成本发明的另一方面。
根据本发明的另一方面的一种波长转换元件的制造方法，该波长转换元件包括荧光粒子分散于粘接剂中的荧光部分，其中，荧光部分具有在厚度方向上彼此相反的第一表面和第二表面，并且，激励光从第二表面侧照射，所述制造方法包括步骤：制备荧光粒子以第一体积浓度分散于粘接剂中的第一材料、以及荧光粒子以比第一体积浓度高的第二体积浓度分散于粘接剂中的第二材料；以及层叠第一材料和第二材料，使得第二材料位于第一表面侧。
[本发明的效果]
本发明可以提供控制荧光部分中的荧光粒子的浓度、抑制由激励光的照射导致的温度梯度并且防止由温度梯度导致的应力的波长转换元件。本发明可以提供能够稳定地产生荧光的光源装置和能够稳定地显示优异的投影图像的图像投影装置。
附图说明
图1示出根据本发明的例子1的光源装置的配置。
图2示出作为比较例的光源装置的配置。
图3示出根据例子1的光源装置中的、在荧光层中行进的激励光和荧光层中的温度分布。
图4示出比较例中的、在荧光层中行进的激励光和荧光层中的温度分布。
图5相互比较根据例子1和比较例的荧光层中的温度分布。
图6示出例子1的变更例。
图7示出根据本发明的例子2的图像投影装置的配置。
具体实施方式
现在将参照附图，描述根据本发明的实施例。
例子1
图1示出根据本发明的例子1的光源装置100的配置。光源装置100包括作为光源的发光元件(激光二极管)1、波长转换元件20和光源光学系统2。发光元件1发射作为激励光6的蓝色激光束(约450nm的波长)。波长转换元件20包含基板3和在基板3上形成并且由基板3支撑的荧光层(荧光部分)10。光源光学系统2将从发光元件1发射的激励光6引导到波长转换元件20(荧光层10)。
荧光层10包含粘接剂4和分散于粘接剂4中的多个荧光粒子5。荧光粒子5吸收并且波长转换激励光6，并且发射具有比激励光6的波长长的波长(500nm～650nm)的光作为荧光7。另外，荧光层10以没有任何波长转换的方式扩散(反射或透射)激励光的一部分。光源装置100发射从荧光层10发射的荧光7和作为未转换的激励光的未示出的扩散成分的合成光(白光)。
从发光元件1发射的激励光6通过光源光学系统2以高的密度会聚并且照射到荧光层10上与接触基板3的基板接触表面(第一表面)在层厚方向上相反的入射表面(第二表面)上的、具有预定面积的区域上。从入射表面进入荧光层10的激励光6在荧光层10中在扩散的同时行进。当激励光6被荧光粒子5吸收时，其能量的一部分变为荧光7并且从荧光粒子5被释放，并且剩余的能量作为热被释放
基板3由涂覆有荧光波长的增强反射膜的、诸如金属(铝等)、蓝宝石和尖晶石的、具有高的反射率和高的热导率的材料制成。基板3用于向入射表面侧反射经由荧光层10到达基板3的激励光6和从荧光粒子5发射的荧光7。另外，基板3在其后侧(与荧光层10相反)被冷却并且促进从荧光层10的热辐射。
荧光层10在层厚方向上被二等分时的基板接触表面侧的一半(或第一部分)将被称为基板侧部分10b，并且入射表面侧的另一半(或第二部分)将被称为入射表面侧部分10a。然后，如图1中的框中放大的那样，形成荧光层10，使得基板侧部分10b中的荧光粒子5的体积浓度高于入射表面侧部分10a的荧光粒子5的体积浓度。这里使用的荧光粒子5的体积浓度(vol％，以下称为“荧光体积浓度”)是荧光层10(粘接剂4和荧光粒子5)的单位体积中的被荧光粒子5占据的体积的比。例如，图1示出入射表面侧部分10a的荧光体积浓度为38％且基板侧部分10b的荧光体积浓度为58％的例子。因此，控制(设定)荧光层10中的荧光体积浓度可以调制荧光层10中的温度梯度或者使得温度分布均匀，从而抑制由应力导致的裂纹。
图2示出根据比较例的波长转换元件20′，其中，荧光层10′中的荧光体积浓度在层厚方向上是均匀的。图3和图4示意性地在其下侧示出在图1和图2中的各荧光层10和10′中产生的热分布。在这些图中，浓的部分意味着大的热值(或高温)，淡的部分意味着小的热值(或低温)。当荧光粒子吸收激励光并且释放其一部分为热而不是荧光时，产生荧光层中的热的大部分。由此，每单位体积的热值依赖于入射的激励光的强度和荧光体积浓度。层厚方向(或从入射表面的深度方向)上的激励光的强度分布也依赖于荧光体积浓度。
图3和图4在其上侧示出入射并且透过荧光层10和10′的激励光6。示出的箭头表示行进的激励光，并且箭头厚度表示其强度。当激励光在各荧光层中行进时，激励光在通过诸如荧光层内的荧光粒子和孔隙的扩散因子扩散时，其一部分被荧光粒子吸收并且转换成荧光。换句话说，激励光接收诸如内部扩散和通过荧光粒子的吸收的两种影响，并且，当激励光行进时，其强度在深度方向上衰减。
根据图2所示的比较例的荧光体积浓度在深度方向上均匀的荧光层10′首先根据激励光的高强度在入射表面附近产生强的热。当激励光在深度方向上行进时，其强度衰减。因此，如图4所示，与基板3侧相比，在荧光层10′中的入射表面侧，热分布以非常高的热值出现。结果，如示出荧光层10′中的深度和温度之间的关系的图5所示，荧光层10′中的深度方向上的温度梯度变陡。
另一方面，如图3所示，根据本实施例的荧光层10中的入射激励光6的强度与根据比较例的荧光层10′中的入射激励光的强度相同，但是入射表面侧部分10a的荧光体积浓度比基板侧部分10b的荧光体积浓度低，因此，入射表面侧部分10a的热值被抑制。并且，当激励光到达荧光体积浓度高的基板侧时，与图4相比，荧光层10中的激励光的强度缓缓减小，并且激励光被许多荧光粒子吸收。结果，如图5所示，荧光层10的入射表面侧部分与基板侧部分之间的温差(深度方向上的温度梯度)比根据比较例的荧光层10′的温差(深度方向上的温度梯度)低，并且，与根据比较例的荧光层10′中的温度分布相比，荧光层10中的温度分布变得更均匀。
并且，当作为金属基板的基板3在其后侧冷却时，荧光层10的冷却效果可以进一步增强。然后，由于在更接近基板3的侧可以在荧光层10中获得更高的冷却效果，因此根据本例子的荧光粒子的体积浓度和激励光的强度高的荧光层10有望具有高于比较例的热辐射效果的热辐射效果。
由此配置的波长转换元件20可以调制荧光层10中的温度梯度，并且获得高的热辐射效果。特别地，当照射到荧光层10上的激励光的密度非常高时，使用根据本实施例的波长转换元件20是有效的。更具体而言，10W/mm2或更高的荧光层10的入射表面上的激励光的最大强度提高通过根据本实施例的波长转换元件20获得的效果。更优选地，为了提高效果，激励光的最大强度为15W/mm2或更高(更希望为25W/mm2或更高)。
荧光体积浓度根据诸如将荧光层10涂覆到基板3上的涂覆处理和烧结处理的处理改变，但是基于要使用的荧光粒子与粘接剂的重量比和混合比等被确定。另一实际评价方法获取平行于入射面的面的表面SEM或深度方向上的截面SEM，并且基于荧光粒子的区域与粘接剂的区域或另一区域之间的面积比大致估计。与荧光粒子的平均粒子直径σ相比，使用该评价方法的评价区域可以充分地更宽。“粒子直径”是转换成具有相同的体积的球体时的直径。“平均粒子尺寸”是所有粒子的粒子直径的平均值，但是，可以从粒子的一部分的粒子直径统计计算所有粒子的粒子直径的平均值。与荧光粒子的平均粒子直径σ相比充分地更宽的评价区域为例如各边为σ的约2～100倍长的区域或50σ2或更宽大的面积的区域。并且，评价优选使用多个评价区域中的平均值。
出于简化的目的，图1描述被均分为入射表面侧部分10a和基板侧部分10b这两个部分的荧光层10，但是，优选形成荧光材料层10，使得荧光体积浓度在深度方向上逐渐改变。例如，在图6(a)所示的例子中，荧光体积浓度在入射表面侧部分10a、中间部分10c和基板侧部分10b中在深度方向上逐渐改变(增加)35％、45％和65％。但是，严格地说，荧光粒子5的浓度分布根据荧光粒子的粒子尺寸和粒子尺寸分布波动，因此，荧光粒子的大致平均粒子尺寸σ的范围中的浓度分散是可以忽略的。换句话说，当荧光层10如图1所示的那样在深度方向上被均分为两个时，基板侧部分10b的荧光体积浓度可以比入射表面侧部分10a的荧光体积浓度高。
更具体而言，基板侧部分10b的荧光体积浓度优选比入射表面侧部分10a的荧光体积浓度高10％或更多、更优选高15％或更多。当基板侧部分10b的荧光体积浓度超过为入射表面侧部分10a的荧光体积浓度的两倍高的值时，该浓度差降低作为荧光层的稳定性，并且不合意地导致裂纹和剥离。
当荧光体积浓度低于15％时，对于荧光层，必须增加整个荧光层的厚度，以获得足够的亮度。当厚度增加时，通过来自荧光层10的光形成的光源图像变大(相对于后面将描述的投影仪中的光学系统)，并且不合意地降低光学系统的光收集效率。另一方面，当荧光体积浓度超过70％时，荧光粒子与粘接剂的比变得过高，并且降低作为荧光层(膜)的稳定性，从而导致裂纹和剥离。
从以上，优选满足以下条件：
1.1≤ρ1/ρ0≤3.5
这里，ρ0是入射表面侧部分10a的荧光体积浓度(第二体积浓度)，ρ1是基板侧部分10b的荧光体积浓度(第一体积浓度)。另外，或者，除了该条件，优选满足以下条件：
25％≤ρ1≤70％
15％≤ρ0≤50％
以上的条件式可以满足以下条件中的至少一个。
1.3(更优选1.5)≤ρ1/ρ0≤3.0(更优选2.0)
45％≤ρ1≤70％
15％≤ρ0≤40％
荧光粒子可以使用基于Ce掺杂的YAG(钇-铝-石榴石)的荧光体。并且，可以适当地选择和使用吸收紫外波长到蓝色波长并且发射从绿色到红色区域的可见光的、诸如LuAG类型或塞隆(sialon)荧光体的无机和荧光材料。
可以使用各种方法作为用于制造根据本实施例的波长转换元件20(荧光层10)的方法。例如，一种方法在由二氧化硅、氧化铝、二氧化钛基溶胶-凝胶材料制成的无机粘接剂中分散荧光粒子，并且涂敷和干燥它们。另一方法通过使玻璃陶瓷和荧光粒子相互混合并且烧结混合物，在玻璃或陶瓷中分散荧光粒子。使用高烧结温度会使荧光粒子的特性劣化，因此，希望使用诸如低熔点玻璃等的材料作为粘接剂。
为了获得在深度方向上具有不同的荧光体积浓度的荧光层10，例如可以使用以下的制造方法。第一方法事先制备以不同的荧光材料体积浓度在预硬化粘接剂中分散荧光粒子的两种或更多种材料，以荧光体积浓度的降序从基板3(或未示出的基体表面)侧涂敷这些材料，并且层叠层。换句话说，该方法制备在粘接剂中以第一体积浓度分散荧光粒子的第一材料和以比第一体积浓度高的第二体积浓度在粘接剂中分散荧光粒子的第二材料。然后，第一材料和第二材料可以层叠，使得第二材料位于基板侧。如图6(a)所示，当存在具有第一和第二体积浓度之间的第三体积浓度的中间部分10c，制备以第三体积浓度在粘接剂中分散荧光粒子的第三材料，并且，第一到第三材料可以被层叠。
该配置可以有利于制造基板侧部分10b的荧光体积浓度比入射表面侧部分10a的荧光体积浓度高的荧光层10。然后，如图6(b)所示，具有不同粒子尺寸的那些可以作为分散于材料中的荧光粒子5按荧光体积浓度的降序相互混合。并且，如图6(c)所示，与荧光粒子5不同的其它粒子8可以与各材料混合，并且，可以在这些材料中使得荧光粒子5与其它粒子8之间的浓度比不同。
第二方法是，通过在预硬化粘接剂或玻璃中沉淀荧光粒子来制造荧光层10以提供深度方向的荧光体积浓度的差异。一般地，具有不同比重的材料的混合物在重力方向上偏置浓度。由此，可以通过控制涂覆条件以及烧结和冷却条件使得荧光粒子5的浓度偏置并且通过在基板侧设置高荧光体积浓度，制造根据本实施例的荧光材料层10。但是，激励光的极高密度使由有机材料制成的粘接剂热劣化，并且降低波长转换元件20的稳定性和寿命。因此，希望荧光层10仅由无机材料制成。更具体而言，粘接剂优选由二氧化硅或者金属氧化物或氮化物或它们的混合物制成。
荧光粒子5的平均粒子尺寸σ优选落在约1～10μm的范围内。已知在荧光层的表面状态的影响下荧光粒子的平均粒子直径σ减小导致发光效率通常下降。在使用具有1μm或更小的平均粒子直径σ的荧光粒子时，优选在诸如用于防止效率劣化的表面改性的改进处理之后使用它。超过10μm的平均粒子直径σ是不合意的，原因是可能担忧膜厚可控制性和在微观区域中分散的面内浓度。
荧光层10的层厚优选落在大于或等于0.02mm且小于或等于0.5mm的范围内。当层厚小于0.02mm时，难以有效地将高密度激励光转换成荧光。另一方面，如果层厚超过0.5mm，则投影仪中的光学系统的光收集效率将下降，并且导致荧光层10的裂纹。为了在层厚方向(深度方向)上提供体积浓度梯度，荧光层10优选具有为平均粒子直径σ的至少5倍长的层厚。
如图6(c)所示，可以在粘接剂4中混合无机粒子作为与荧光粒子5不同的其它粒子8。由此，具有不同的荧光体积浓度的荧光层10有望减轻由荧光粒子5与粘接剂或玻璃之间的线性膨胀的差异导致的不均匀的应力、改善导热性或者控制激励光的扩散强度等。出于该目的的无机粒子优选使用如下材料，所述材料在激励光的波长中吸收很少并且在激励光的波长处的折射率不同于粘接剂或玻璃材料的折射率。如果该折射率差过小，则无机粒子的界面反射率和激励光的扩散效果减小。更具体而言，优选选择对于激励光的波长或荧光波长具有至少0.05(更优选0.10或更大)的折射率差的无机粒子。
在使用无机粒子以减轻线性膨胀时，无机粒子的材料例如优选具有比荧光粒子或粘接剂的材料的线性膨胀系数小的线性膨胀系数。使用具有负线性膨胀系数的材料可以进一步抑制荧光层中的偏置应力。因此，可以根据各种目的选择适当的材料。
虽然已描述了根据本实施例的波长转换元件20，但是可以使用具有另一配置的波长转换元件。例如，图1示出在金属基板3上形成荧光层10的反射型波长转换元件20，但是基板3可以具有金属以外的光透过特性，并且，在这种情况下，可以使用透过型波长转换元件。例如，它可以是具有高的热辐射特性和接近线性的膨胀系数的电介质材料(蓝宝石或尖晶石)。
如果荧光层10是可以自支撑的，则基板3可以被省略。与本实施例类似，即使这种配置也可以通过使得荧光层10中的荧光体积浓度不同来提供调制温度梯度的效果。
荧光层10的入射表面和基板接触表面可以具有涂层和不均匀结构。反射增强膜或二向色镜等可望提高光利用效率和用户波长的窄带。但是，细微的不均匀结构会根据荧光层的表面的温度变化(或线性膨胀变化)改变形状(周期、折射率和占用比)，并且影响不均匀结构的效果。在本实施例中描述的配置可以减轻荧光层的应力，抑制裂纹等和表面上的不均匀结构的变化，并且使得荧光层的发光特性更稳定。
作为用于基板3的冷却手段，波长转换元件20可以被配置为一般的旋转轮体，或者，可以使用具有压电元件的微驱动和通过珀尔帖(Peltier)元件的局部冷却机构。
本实施例控制荧光层10中的荧光粒子的浓度，调制由激励光的照射导致的温度梯度，并且防止由温度梯度导致的应力。
假定根据本实施例的荧光层10具有厚度Th(mm)，并且该环形荧光层具有径向的宽度Wd(mm)、环形形状的内径(半径)Ri(mm)和环形形状的外径(半径)Ro(mm)。另外，假定Aph(mm2)是荧光层的面积(环形表面的面积或从光入射侧观看的面积)且Asu(mm2)是上面形成了荧光层的基板3的面积(从光入射侧观看的面积)。并且假定Li(瓦特)是入射到荧光层10的光能量。
然后，荧光层的厚度Th(mm)优选大于或等于30μm且小于或等于200μm(更优选大于或等于35μm且小于或等于120μm、最优选大于或等于50μm且小于或等于100μm)。另外，荧光层具有环形形状，并且环形形状的宽度Wd和荧光层的厚度Th优选满足以下条件：
20<Wd/Th<1000(更优选50<Wd/Th<300、最优选120或更大)
该配置可以有效地从荧光层向基板辐射热。
这里，荧光层的环形形状的宽度Wd优选大于或等于5mm且小于或等于20mm(更优选大于或等于5mm且小于或等于12mm、最优选8mm或更小)。
并且，可以满足以下条件：
1.05<Ro/Ri<2.00(更优选1.10<Ro/Ri<1.70、最优选小于1.40)这里，荧光层的环形形状具有外径Ro和内径Ri。
满足上限值可以对于内径内的区域内的基板确保预定或更宽的面积，并且使得热能够辐射到基板的内部和外部，并且该配置有利于热耗散。满足下限值可以防止荧光层为了热辐射增加径向的尺寸。荧光层的内径优选大于或等于40mm且小于或等于100mm(更优选大于或等于40mm且小于或等于80mm，最优选70mm或更小)。荧光层的外径优选大于或等于50mm且小于或等于130mm(更优选大于或等于50mm且小于或等于105mm，最优选85mm或更小)。
然后，可以满足以下条件：
5<Aph/Li<120(mm2/W)(更优选5<A/Li<60，最优选6<A/Li<40)这里，Li(瓦特)是入射于荧光层上的光的强度，Aph(mm2)是荧光层的面积。
这里，入射于荧光层上的光强度Li优选大于或等于50W且小于或等于500W(更优选大于或等于100W且小于或等于500W、最优选250W或更大)。荧光层的面积Aph(mm2)优选大于或等于1000且小于或等于10000(更优选大于或等于1500且小于或等于6500、最优选3700或更小)。
入射于荧光层上的光强度Li(瓦特)和上面形成了荧光层的基板的面积Asu(mm2)可以满足以下条件：
10<Asu/Li<500(mm2/W)(更优选20<A/Li<260、最优选30<A/Li<100)
优选基板的面积Asu(mm2)大于或等于5000且小于或等于100000(更优选大于或等于6000且小于或等于41000、最优选10000或更小)。
荧光层的面积Aph、荧光层的厚度Th和基板的面积Asus优选满足以下条件：
3000(mm)<Aph/Th<1000000(mm)(更优选8000<Aph/Th<200000、最优选10000<Aph/Th<58000)
1.50<Asus/Aph<8.00(更优选1.80<Asus/Aph<7.00、最优选2.00<Asus/Aph<4.00)。
表1详细示出以上的参数的值。
[表1]
例子2
现在将参照图7，描述根据本发明的例子2的投影仪(图像投影装置)200。投影仪200包括在例子1中描述的光源装置100。从光源装置100发射的白光102(点线所示的红光102r、绿光102g和蓝光102b)入射到后面描述的投影器光学系统。首先，红光102r、绿光102g和蓝光102b入射到偏振转换元件103，并且被转换成分别作为具有一致偏振方向的线性偏光的红色照射光104r、绿色照射光104g和蓝色照射光104b(点线所示)。
这些照射光束104r、104g和104b通过二向色镜105分成红色照射光104r、蓝色照射光104b和绿色照射光104g。绿色照射光104g穿过偏振光束分离器(以下称为PBS)108和相位补偿板112，并且到达光调制元件111g。红色和蓝色照射光束104r和104b穿过偏振板106并且入射到颜色选择相位板107。颜色选择相位板107在保持红色照射光104r的偏振方向的同时使蓝色照射光104b的偏振方向旋转90°。从颜色选择相位板107发射的红色照射光104r穿过PBS 109和相位补偿板112r并且到达光调制元件111r。从颜色选择相位板107发射的蓝色照射光104b被PBS 109反射，穿过相位补偿板112r并且到达光调制元件111b。各光调制元件由反射型液晶面板或数字微镜器件配置。也可以对光调制元件使用透射型液晶面板。
光调制元件111g、111r和111b调制入射的绿色、红色和蓝色照射光束104g、104r和104b，以将它们转换成绿色、红色和蓝色图像光束115g、115b和115r。这些图像光束115g、115b和115r经由PBS108和109以及合成棱镜118被合成，并且通过投影透镜120投影到诸如屏幕的被投影表面上。由此，显示作为投影图像的颜色图像。
如上所述，使用在例子1中描述的光源装置100可以实现能够显示明亮的投影图像的投影仪200。
以上的实施例中的每一个仅是代表性的例子，并且，在实现本发明时，可以对各实施例提出各种变化和修改。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种波长转换元件，包括：
荧光部分，在荧光部分中，荧光粒子分散于粘接剂中，
其中，荧光部分具有在厚度方向上彼此相反的第一表面和第二表面，并且，激励光从第二表面侧照射，
其中，第一部分中的荧光粒子的体积浓度高于第二部分中的荧光粒子的体积浓度，其中，荧光部分在厚度方向上被划分成第一表面侧的第一部分和第二表面侧的第二部分这两个部分，并且
其中，荧光部分的厚度为荧光粒子的平均粒子尺寸的至少5倍长。
2.根据权利要求1所述的波长转换元件，还包括被配置为支撑荧光部分的基板，其中，第一表面接触基板。
3.根据权利要求2所述的波长转换元件，其中，基板由金属制成。
4.根据权利要求1所述的波长转换元件，其中，满足以下条件：
1.1≤ρ1/ρ0≤2.0
这里，ρ1是第一部分的体积浓度，并且ρ0是第二部分的体积浓度。
5.根据权利要求1所述的波长转换元件，其中，满足以下条件：
25％≤ρ1≤70％
15％≤ρ0≤50％
这里，ρ1是第一部分的体积浓度，并且ρ0是第二部分的体积浓度。
6.根据权利要求1所述的波长转换元件，其中，与荧光粒子不同的无机粒子分散于粘接剂中，并且，无机粒子与粘接剂之间的折射率差为0.05或更大。
7.一种光源装置，包括：
被配置为发射激励光的光源；和
根据权利要求1所述的波长转换元件。
8.根据权利要求7所述的光源装置，其中，荧光部分的第二表面上的激励光的强度为10W/mm2或更高。
9.一种图像投影装置，包括：
根据权利要求7所述的光源装置；和
被配置为通过用光调制元件调制来自光源装置的光来投影图像的光学系统。
10.一种波长转换元件的制造方法，所述波长转换元件包括荧光部分，在荧光部分中，荧光粒子分散于粘接剂中，其中，荧光部分具有在厚度方向上彼此相反的第一表面和第二表面，并且，激励光从第二表面侧照射，所述制造方法包括以下步骤：
制备荧光粒子以第一体积浓度分散于粘接剂中的第一材料、以及荧光粒子以比第一体积浓度高的第二体积浓度分散于粘接剂中的第二材料；以及
层叠第一材料和第二材料，使得第二材料位于第一表面侧，并且荧光部分的厚度为荧光粒子的平均粒子尺寸的至少5倍长。
11.根据权利要求1所述的波长转换元件，其中，荧光部分的厚度Th大于或等于30μm且小于或等于200μm。
12.根据权利要求1所述的波长转换元件，其中满足以下条件：
20<Wd/Th<1000
这里，Th是荧光部分的厚度，并且Wb是形成为具有环形形状的荧光部分的宽度。
13.根据权利要求1所述的波长转换元件，其中，形成为具有环形形状的荧光部分的宽度Wd大于或等于5mm且小于或等于20mm。
14.根据权利要求1所述的波长转换元件，其中满足以下条件：
1.05<Ro/Ri<2.00
这里，Ro是形成为具有环形形状的荧光部分的外径，并且Ri是荧光部分的内径。
15.根据权利要求1所述的波长转换元件，其中，形成为具有环形形状的荧光部分的外径Ro大于或等于50mm且小于或等于130mm。
16.根据权利要求1所述的波长转换元件，其中，形成为具有环形形状的荧光部分的内径Ri大于或等于40mm且小于或等于100mm。
17.根据权利要求1所述的波长转换元件，其中，所述荧光部分的面积Aph大于或等于1000mm2且小于或等于10000mm2。
18.根据权利要求1所述的波长转换元件，其中满足以下条件：
3000(mm)<Aph/Th<1000000(mm)
这里，Aph是荧光部分的面积，并且Th是荧光部分的厚度。
19.根据权利要求1所述的波长转换元件，其中满足以下条件：
1.50<Asus/Aph<8.00
这里，Aph是荧光部分的面积，并且Asus是基板的面积。
20.根据权利要求1所述的波长转换元件，其中满足以下条件：
5<Aph/Li<120(mm2/W)
这里，Li是入射在荧光部分上的光的强度，并且Aph是荧光部分的面积。
21.根据权利要求7所述的波长转换元件，其中，入射在荧光部分上的光强度Li大于或等于50W且小于或等于500W。

Claims (11)

1.一种波长转换元件，包括：
荧光部分，在荧光部分中，荧光粒子分散于粘接剂中，
其中，荧光部分具有在厚度方向上彼此相反的第一表面和第二表面，并且，激励光从第二表面侧照射，
其中，第一部分中的荧光粒子的体积浓度高于第二部分中的荧光粒子的体积浓度，其中，荧光部分在厚度方向上被划分成第一表面侧的第一部分和第二表面侧的第二部分这两个部分。
2.根据权利要求1所述的波长转换元件，还包括被配置为支撑荧光部分的基板，其中，第一表面接触基板。
3.根据权利要求2所述的波长转换元件，其中，基板由金属制成。
4.根据权利要求1所述的波长转换元件，其中，满足以下条件：
1.1≤ρ1/ρ0≤2.0
这里，ρ1是第一部分的体积浓度，并且ρ0是第二部分的体积浓度。
5.根据权利要求1所述的波长转换元件，其中，满足以下条件：
25％≤ρ1≤70％
15％≤ρ0≤50％
这里，ρ1是第一部分的体积浓度，并且ρ0是第二部分的体积浓度。
6.根据权利要求1所述的波长转换元件，其中，荧光部分的厚度为荧光粒子的平均粒子尺寸的至少5倍长。
7.根据权利要求1所述的波长转换元件，其中，与荧光粒子不同的无机粒子分散于粘接剂中，并且，无机粒子与粘接剂之间的折射率差为0.05或更大。
8.一种光源装置，包括：
被配置为发射激励光的光源；和
根据权利要求1所述的波长转换元件。
9.根据权利要求8所述的光源装置，其中，荧光部分的第二表面上的激励光的强度为10W/mm2或更高。
10.一种图像投影装置，包括：
根据权利要求8所述的光源装置；和
被配置为通过用光调制元件调制来自光源装置的光来投影图像的光学系统。
11.一种波长转换元件的制造方法，所述波长转换元件包括荧光部分，在荧光部分中，荧光粒子分散于粘接剂中，其中，荧光部分具有在厚度方向上彼此相反的第一表面和第二表面，并且，激励光从第二表面侧照射，所述制造方法包括以下步骤：
制备荧光粒子以第一体积浓度分散于粘接剂中的第一材料、以及荧光粒子以比第一体积浓度高的第二体积浓度分散于粘接剂中的第二材料；以及
层叠第一材料和第二材料，使得第二材料位于第一表面侧。
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