CN110308609B - 波长转换元件、波长转换元件制造方法、照明装置和投影仪 - Google Patents

Abstract

波长转换元件、波长转换元件制造方法、照明装置和投影仪，能够抑制发光效率下降。本发明的波长转换元件具有：基材，其具有反射面；波长转换部，其具有第1波段的激励光入射的第1面、和与第1面相反的一侧的第2面，该波长转换部将激励光波长转换为与第1波段不同的第2波段的荧光；以及接合部，其将波长转换部与基材接合，在反射面与第2面彼此分开的状态下借助接合部对波长转换部与基材进行接合，由此，在反射面与第2面之间的一部分处设置有空气层，第1面中的与空气层相对的部分的至少一部分为激励光的入射区域。

Description

波长转换元件、波长转换元件制造方法、照明装置和投影仪

技术领域

本发明涉及波长转换元件、波长转换元件制造方法、照明装置和投影仪。

背景技术

近年来，作为投影仪用照明装置，提出了使用旋转荧光板等波长转换装置的照明装置。旋转荧光板通过在设置有荧光体层的基板旋转的状态下对荧光体层照射激励光而产生荧光，从而生成包含荧光的照明光。

在下述的专利文献1中公开了“波长转换元件”，该“波长转换元件”具有：基板；反射部，其设置于基板；波长转换层，其设置于反射部的与基板相反的一侧的面；反射面，其设置在波长转换层的与反射部相反的一侧的面和反射部之间，使以临界角以上的角度入射的荧光进行全反射。此外，在专利文献1中公开了如下结构：在波长转换层与反射部之间设置有具有比波长转换层的折射率低的折射率的硅酮树脂等的中间层。

在下述的专利文献2中公开了“荧光光源装置”，该“荧光光源装置”具有；激励用光源；波长转换部件，其对来自激励用光源的激励光进行波长转换而发出荧光；以及基座，其支承波长转换部件，在波长转换部件的与激励光入射面相对的面设置有荧光反射面。此外，在专利文献2中公开了如下结构：设置于基座的荧光反射镜与波长转换部件分开，在荧光反射镜与波长转换部件之间设置有空气层。

专利文献1：日本特开2016-70947号公报

专利文献2：日本特开2014-192127号公报

专利文献1、2所记载的波长转换元件是使由波长转换层产生的荧光反射而取出到外部的波长转换元件、所谓反射型波长转换元件。在这样的波长转换元件中，在波长转换层的与激励光入射面相反的一侧设置使荧光反射的反射面。但是，存在如下问题：在荧光被反射面反射时产生损耗，发光效率下降。

发明内容

本发明的一个方式正是为了解决上述课题而完成的，其目的在于提供一种能够抑制发光效率下降的波长转换元件。本发明的一个方式的目的之一在于提供一种能够抑制发光效率下降的波长转换元件制造方法。本发明的一个方式的目的之一在于提供一种具有上述波长转换元件的照明装置。本发明的一个方式的目的之一在于提供一种具有上述照明装置的投影仪。

为了达成上述的目的，本发明的一个方式的波长转换元件的特征在于具有：基材，其具有反射面；波长转换部，其具有供第1波段的激励光入射的第1面、和与所述第1面相反的一侧的第2面，该波长转换部对所述激励光进行波长转换而使其成为与所述第1波段不同的第2波段的荧光；以及接合部，其对所述波长转换部与所述基材进行接合，在所述反射面与所述第2面彼此分开的状态下，借助所述接合部对所述波长转换部与所述基材进行接合，由此，在所述反射面与所述第2面之间的一部分处设置有空气层，所述第1面中的与所述空气层相对的部分的至少一部分为所述激励光的入射区域。

在本说明书中，“发光效率”用以下的(1)、(2)式定义。

发光效率＝(来自波长转换层的射出光量/入射到波长转换层的激励光入射量)……(1)

来自波长转换层的射出光量＝荧光的射出光量+未转换的激励光的射出光量……(2)

在本发明的一个方式的波长转换元件中，也可以是，所述接合部包含保持部件，该保持部件保持所述反射面与所述第2面之间的间隔。

在本发明的一个方式的波长转换元件中，也可以是，所述接合部具有开口部，该开口部使得由所述基材、所述波长转换部以及所述接合部包围的空间与外部空间连通。

在本发明的一个方式的波长转换元件中，也可以是，所述波长转换部具有：波长转换层；以及电介质多层膜，其设置于所述波长转换层的与所述反射面相对的面。

本发明的一个方式的波长转换元件制造方法的特征在于，具有以下工序：准备具有反射面的基材；准备具有第1面和第2面的波长转换部；在所述反射面的一部分和所述第2面的一部分的至少一方涂覆包含保持部件的接合材料；以使所述反射面与所述第2面相对的方式，隔着所述接合材料配置所述波长转换部和所述基材；以及在由所述保持部件保持所述反射面与所述第2面之间的间隔的状态下使所述接合材料固化而形成接合部。

本发明的一个方式的照明装置的特征在于具有：本发明的一个方式的波长转换元件；以及光源，其朝所述波长转换元件射出所述激励光。

在本发明的一个方式的照明装置中，也可以是，所述波长转换元件能够绕旋转轴旋转，所述照明装置具有旋转装置，该旋转装置使所述波长转换元件绕所述旋转轴旋转。

本发明的一个方式的投影仪的特征在于具有：本发明的一个方式的照明装置；光调制装置，其根据图像信息对来自所述照明装置的光进行调制；以及投射光学装置，其投射由所述光调制装置调制后的光；

附图说明

图1是第1实施方式的投影仪的概略结构图。

图2是第1实施方式的波长转换装置的立体图。

图3是波长转换装置的俯视图。

图4是沿着图3的IV-IV线的波长转换元件的剖视图。

图5是第2实施方式的波长转换装置的剖视图。

标号说明

1：投影仪；10：第1光源(光源)；32、52：波长转换元件；35：旋转轴；37、37E、37I、55：接合部；37h：开口部；38：空气层；39：电介质多层膜；42：波长转换层；42b：(波长转换层的)第2面；43：基材；43r：反射面；47：波长转换部；47a：(波长转换部的)第1面；47b：(波长转换部的)第2面；50：电机(旋转装置)；54：保持部件；100：第1照明装置(照明装置)；400B、400G、400R：光调制装置；600：投射光学装置；E：激励光；Y：荧光；T：(激励光的)入射区域。

具体实施方式

[第1实施方式]

以下，使用图1～图4对本发明的第1实施方式进行说明。

另外，在以下的各附图中，为了容易观察各结构要素，有时根据结构要素的不同而使尺寸的比例不同。

对本实施方式的投影仪的一例进行说明。

本实施方式的投影仪是在屏幕(被投射面)上显示彩色影像的投射型图像显示装置。投影仪具有与红色光、绿色光、蓝色光的各色光对应的3个光调制装置。投影仪具有能够获得高亮度和高输出的光的半导体激光器作为照明装置的光源。

图1是示出本实施方式的投影仪1的光学系统的概略图。

如图1所示，本实施方式的投影仪1具有第1照明装置100、第2照明装置102、颜色分离导光光学系统200、光调制装置400R、光调制装置400G、光调制装置400B、光合成元件500和投射光学装置600。

本实施方式的第1照明装置100对应于权利要求的照明装置。

第1照明装置100具有第1光源10、准直光学系统70、分色镜80、准直会聚光学系统90、波长转换装置30、第1透镜阵列120、第2透镜阵列130、偏振转换元件140和重叠透镜150。

第1光源10由射出发光强度的峰值波长例如为445nm且波长范围例如为440～450nm的第1波段的蓝色的激励光E的半导体激光器构成。第1光源10可以由1个半导体激光器构成，也可以由多个半导体激光器构成。第1光源10配置成使从第1光源10射出的激光的光轴200ax与照明光轴100ax垂直。第1光源10还可以使用射出具有445nm以外的峰值波长例如460nm的峰值波长的激励光的半导体激光器。

本实施方式的第1光源10对应于权利要求的光源。

准直光学系统70具有第1透镜72和第2透镜74。准直光学系统70将从第1光源10射出的光大致平行化。第1透镜72和第2透镜74分别由凸透镜构成。

分色镜80在从准直光学系统70至准直会聚光学系统90之间的光路中，配置在以45°的角度与第1光源10的光轴200ax以及照明光轴100ax分别交叉的方向。分色镜80使激励光E反射，使包含红色光成分和绿色光成分的黄色的荧光Y透过。

准直会聚光学系统90具有使分色镜80反射的激励光E会聚而入射到波长转换装置30的波长转换层42的功能、和将从波长转换装置30射出的荧光Y大致平行化的功能。准直会聚光学系统90具有第1透镜92和第2透镜94。第1透镜92和第2透镜94分别由凸透镜构成。

第2照明装置102具有第2光源710、会聚光学系统760、扩散板732和准直光学系统770。

第2光源710由与第1照明装置100的第1光源10相同的半导体激光器构成。第2光源710可以由1个半导体激光器构成，也可以由多个半导体激光器构成。此外，第2光源710也可以由波段与第1光源10的半导体激光器不同的半导体激光器构成。

会聚光学系统760具有第1透镜762和第2透镜764。会聚光学系统760使从第2光源710射出的蓝色光B会聚到扩散板732的扩散面或扩散板732的附近。第1透镜762和第2透镜764由凸透镜构成。

扩散板732使来自第2光源710的蓝色光B扩散，生成具有与从波长转换装置30射出的荧光Y的配光分布接近的配光分布的蓝色光B。作为扩散板732，例如可以使用由光学玻璃构成的磨砂玻璃。

准直光学系统770具有第1透镜772和第2透镜774。准直光学系统770将从扩散板732射出的光大致平行化。第1透镜772和第2透镜774分别由凸透镜构成。

从第2照明装置102射出的蓝色光B被分色镜80反射，与从波长转换装置30射出并透过分色镜80的荧光Y进行合成而成为白色光W。白色光W入射到第1透镜阵列120。在后面说明波长转换装置30的详细结构。

第1透镜阵列120具有多个第1透镜122，该多个第1透镜122用于将来自分色镜80的光分割为多个部分光束。多个第1透镜122在与照明光轴100ax垂直的面内排列成矩阵状。

第2透镜阵列130具有与第1透镜阵列120的多个第1透镜122对应的多个第2透镜132。第2透镜阵列130与后级的重叠透镜150一起，使构成第1透镜阵列120的各第1透镜122的像形成在光调制装置400R、光调制装置400G、和光调制装置400B各自的图像形成区域附近。多个第2透镜132在与照明光轴100ax垂直的面内排列成矩阵状。

偏振转换元件140将被第1透镜阵列120分割的多个部分光束分别转换为偏振方向一致的线偏振光。

重叠透镜150会聚从偏振转换元件140射出的各部分光束，使其在光调制装置400R、光调制装置400G和光调制装置400B各自的图像形成区域附近彼此重叠。第1透镜阵列120、第2透镜阵列130和重叠透镜150构成积分照明光学系统，该积分照明光学系统使来自波长转换装置30的光的面内光强度分布均匀。

颜色分离导光光学系统200具有分色镜210、分色镜220、反射镜230、反射镜240、反射镜250、中继透镜260和中继透镜270。颜色分离导光光学系统200将从第1照明装置100和第2照明装置102得到的白色光W分离为红色光R、绿色光G和蓝色光B，将红色光R、绿色光G和蓝色光B引导至对应的光调制装置400R、400G、400B。

场透镜300R配置于颜色分离导光光学系统200与光调制装置400R之间。场透镜300G配置于颜色分离导光光学系统200与光调制装置400G之间。场透镜300B配置于颜色分离导光光学系统200与光调制装置400B之间。

分色镜210使红色光成分透过，使绿色光成分和蓝色光成分反射。分色镜220使绿色光成分反射，使蓝色光成分透过。反射镜230使红色光成分反射。反射镜240和反射镜250使蓝色光成分反射。

透过分色镜210的红色光被反射镜230反射，透过场透镜300R而入射到红色光用的光调制装置400R的图像形成区域。被分色镜210反射的绿色光被分色镜220进一步反射，透过场透镜300G而入射到绿色光用的光调制装置400G的图像形成区域。透过分色镜220的蓝色光经过中继透镜260、入射侧的反射镜240、中继透镜270、射出侧的反射镜250和场透镜300B而入射到蓝色光用的光调制装置400B的图像形成区域。

光调制装置400R、光调制装置400G和光调制装置400B根据图像信息对入射的色光进行调制而形成图像光。光调制装置400R、光调制装置400G和光调制装置400B分别由液晶光阀构成。虽然省略图示，但在光调制装置400R、光调制装置400G和光调制装置400B的光入射侧分别配置有入射侧偏振片。在光调制装置400R、光调制装置400G和光调制装置400B的光射出侧分别配置有射出侧偏振片。

光合成元件500对从光调制装置400R、光调制装置400G和光调制装置400B射出的各图像光进行合成而形成彩色的图像光。光合成元件500由十字分色棱镜构成，该十字分色棱镜是将4个直角棱镜贴合在一起而得到的，俯视观察呈大致正方形。在将直角棱镜彼此贴合起来而形成的大致X字状的界面设置有电介质多层膜。

从光合成元件500射出的图像光被投射光学装置600放大投射，在屏幕SCR上形成图像。即，投射光学装置600对由光调制装置400R、光调制装置400G和光调制装置400B调制后的光进行投射。投射光学装置600由多个投射透镜6构成。

以下，对波长转换装置30进行说明。

图2是示出波长转换装置30的立体图。图3是波长转换装置30的俯视图。图4是沿着图3的IV-IV线的波长转换元件32的剖视图。

如图2、图3所示，本实施方式的波长转换装置30具有波长转换元件32和电机50(旋转装置)。

波长转换元件32能够绕旋转轴35旋转。电机50使波长转换元件32绕旋转轴35旋转。

如图4所示，本实施方式的波长转换元件32具有基材43、波长转换部47、接合部37和空气层38。波长转换元件32朝与激励光E入射的一侧相同的一侧射出荧光Y。即，波长转换元件32为反射型波长转换元件。

基材43具有基材主体40和反射层41。基材主体40由包含金属的材料构成。作为一例，基材主体40由铝、铜等导热率较高的金属制的圆形板材构成。

反射层41设置于基材主体40的第1面40a的整个面。反射层41对从波长转换部47的第2面47b射出的荧光Y和激励光E进行反射。反射层41例如由银等反射率高的金属构成。反射层41被设计成以较高的反射率反射荧光Y和激励光E。因此，为了形成平滑的反射层41，基材主体40的第1面40a具有较高的平滑度。由此，反射层41朝图4的上方(与基材主体40相反的一侧)反射荧光Y的大部分。即，基材43具有使荧光Y反射的反射面43r。

另外，也可以在反射层41的激励光E的入射侧设置有未图示的保护膜。保护膜例如可以使用SiO2、Al2O3等的透明膜。在设置有保护膜的情况下，能够保护反射层41避免外部的环境，并且，以较高的反射率反射以各种角度入射到基材43的表面的荧光Y。并且，也可以在反射层41与基材主体40的第1面40a之间设置有未图示的保护层，该保护层用于保护反射层41避免劣化。

如图2和图3所示，波长转换部47具有在基材43的旋转轴35的周围具有开口47h的圆环状的形状。即，波长转换部47设置成在基材43的反射面43r侧包围旋转轴35。

如图4所示，波长转换部47具有：波长转换层42；以及电介质多层膜39，其设置于波长转换层42的与反射面43r相对的面。此外，波长转换部47具有供第1波段的激励光E入射的第1面47a、以及与第1面47a相反的一侧的第2面47b。

波长转换层42具有供第1波段的激励光E入射的第1面42a、以及与第1面42a相反的一侧的第2面42b。波长转换层42包含陶瓷荧光体，该陶瓷荧光体对激励光E进行波长转换，使其成为波段与激励光E的波段不同的荧光Y。即，波长转换层42对激励光E进行波长转换，使其成为与第1波段不同的第2波段的荧光Y。第2波段例如为490～750nm，荧光Y为包含红色光成分和绿色光成分的黄色光。另外，波长转换层42也可以包含单晶荧光体。

波长转换层42例如包含钇铝石榴石(YAG)系荧光体。以含有铈(Ce)作为活化剂的YAG：Ce为例，作为波长转换层42，可以使用将包含Y2O3、Al2O3、CeO3等构成元素的原料粉末混合并进行固相反应而得到的材料、通过共沉淀法或溶胶凝胶法等湿式法而得到的Y-Al-O非晶态粒子以及通过喷雾干燥法、火焰热分解法、热等离子体法等气相法而得到的YAG粒子等。

此外，在波长转换层42的第2面42b设置有电介质多层膜39。电介质多层膜39例如为交替地层叠多层SiO2和TiO2而得的膜。即，电介质多层膜39具有交替地层叠多层折射率彼此不同的2种电介质膜的结构。构成电介质多层膜39的各电介质膜的层数未特别限定。

在激励光E入射到波长转换部47时，在波长转换部47中产生热。在本实施方式中，利用电机50使波长转换元件32旋转，由此使波长转换部47中的激励光E的入射位置随时间而移动。由此，防止激励光E始终照射于波长转换部47的相同位置而导致只有波长转换部47的一部分被局部加热从而劣化的情况。在图3中，用标号T的圆表示激励光E的入射区域。

如图4所示，接合部37对波长转换部47与基材43进行接合。接合部37优选由透明的粘接剂构成，以抑制入射的光的吸收和反射。作为这样的粘接剂，例如，可以使用热固化性的硅酮树脂、环氧树脂、丙烯树脂、无机粘接剂等。

接合部37设置于除了波长转换部47的第1面47a中的激励光E的入射区域T以外的区域。换言之，接合部37包含：接合部(图4的右侧的接合部37I)，其设置于比激励光E的入射区域T靠波长转换部47的内周侧的区域；以及接合部(图4的左侧的接合部37E)，其设置于比激励光E的入射区域T靠波长转换部47的外周侧的区域。

即，接合部37未设置于波长转换部47的第2面47b的整个面上，而在波长转换部47的第2面47b的内周侧的一部分与外周侧的一部分处将波长转换部47与基材43接合。由此，在波长转换部47的宽度方向W的中央部处，基材43的反射面43r与波长转换部47的第2面47b彼此分开。如图3所示，波长转换部47的宽度方向W对应于圆环状的波长转换部47的径向。

如图4所示，通过在反射面43r与第2面42b彼此分开的状态下借助接合部37对波长转换部47与基材43进行接合，在反射面43r与第2面42b之间的一部分中设置空气层38。空气层38的厚度大致等于接合部37的厚度，大约为1～2μm左右。此外，波长转换部47的第1面47a中的与空气层38相对的部分的至少一部分为激励光E的入射区域T。

如图3所示，接合部37I和接合部37E分别在圆周方向的一部分处中断，具有多个开口部37h。在本实施方式中，接合部37I和接合部37E分别具有3个开口部37h，但开口部37h的数量未特别限定。并且，在本实施方式中，内周侧的接合部37I的开口部37h与外周侧的接合部37E的开口部37h设置于在宽度方向W上不重叠的位置，但各接合部37I、37E的开口部37h的位置未特别限定。

这样，通过在接合部37处设置开口部37h，由基材43、波长转换部47和接合部37包围的空间不会成为密闭的空间，而与波长转换元件32的外部空间连通。换言之，接合部37具有开口部37h，该开口部37h使由基材43、波长转换部47和接合部37包围的空间与外部空间连通。

在本实施方式的波长转换元件32中，在波长转换层42的内部被各向同性地发射的荧光Y与空穴等散射成分接触而散射，在波长转换层42的内部前进，荧光Y的一部分到达波长转换部47的第1面47a，荧光Y的另一部分到达波长转换部47的第2面47b。到达第1面47a的荧光Y中的除了以临界角以上入射到第1面47a而进行全反射的成分、和以小于临界角的角度入射到第1面47a而进行菲涅尔反射的成分以外的成分穿过第1面42a，从波长转换元件32射出。此外，上述的2个反射成分再次散射，在波长转换部47的内部前进，到达第1面47a或第2面47b。

另一方面，到达第2面47b的荧光Y中的、以临界角以上的入射角入射到第2面47b(波长转换部47与空气层38的界面)的光进行全反射，由此，在没有损耗的情况下再次散射并在波长转换部47的内部前进。

此外，以小于临界角的入射角入射到第2面47b(波长转换部47与空气层38的界面)的荧光Y中的、未被波长转换层42和电介质多层膜39反射的成分穿过第2面47b而被基材43的反射层41反射。虽然由银构成的反射层41的反射率较高，但仍具有2％左右的吸收率，因此，每当荧光Y入射到反射层41时，荧光Y衰减。在波长转换层42的内部发出的荧光Y中的、未从波长转换元件32射出的成分的大部分相当于反射层41中的吸收成分。因此，为了尽可能使荧光Y不入射到反射层41而提高发光效率，重要的是使尽可能多的荧光Y被第2面47b反射。

波长转换层42的内部的荧光Y的发射分布朝全部方向为大致各向同性。因此，第2面47b(波长转换部47与空气层38的界面)上的临界角越小，则越能够增加第2面47b反射的荧光Y，减少入射到反射层41的荧光Y。这里，根据本实施方式的波长转换元件32，由于在对应于波长转换层42的主要发光区域的激励光E的入射区域T的下方设置有空气层38，因此，与未设置有空气层的以往的波长转换元件相比，能够缩小第2面47b上的临界角。由此，由于能够减少入射到反射层41的荧光Y的量，减少反射层41中的荧光Y的损耗，所以，能够提高发光效率。

根据本发明人的实验结果确认出，在本实施方式的波长转换元件32中，相对于用硅酮树脂对波长转换层与基材之间的空间进行填充的以往的波长转换元件，能够获得1.04倍的发光效率。

根据以上说明的第1实施方式的波长转换元件32，发挥以下的效果。

在本实施方式的波长转换元件32中，激励光E入射的第1面42a(第1面47a)中的与空气层38相对的部分的至少一部分为激励光E的入射区域T，所以，入射到入射区域T的激励光E进行波长转换而成为荧光Y，各向同性地发出的荧光Y的一部分到达波长转换部47的第2面47b。这里，根据本实施方式的波长转换元件32，由于波长转换部47的第2面47b为波长转换部47与空气层38的界面，所以，与未设置有空气层38的以往的结构相比，第2面47b上的临界角变小，到达第2面47b的荧光Y中的被第2面47b反射的荧光Y的量变多。因此，透过波长转换部47的第2面47b而到达基材43(基材主体40)的反射面43r的荧光Y的量变少，能够抑制反射面43r中的损耗。由此，能够提高波长转换元件32的发光效率。

此外，由于波长转换而产生的热在从波长转换部47传导到基材43之后，遍及基材43的整体而扩散，从基材43的整个面辐射。因此，存在如下的问题：在夹设于波长转换部47与基材43之间的部件的热阻较高时，无法进行充分的排热，因此，波长转换部47的温度上升，产生温度猝灭而使发光效率下降。针对该问题，在本实施方式的波长转换元件32中，夹设在波长转换部47与基材43之间的空气层38的厚度较薄，大约为1～2μm左右，因此，即使是导热率较低的空气，热阻也不会大幅上升，能够维持较高的发光效率。

此外，在本实施方式的波长转换元件32中，设置有使由基材43、波长转换部47和接合部37包围的空间与外部空间连通的开口部37h，因此，该空间不会成为密闭的空间，空气能够在该空间与外部空间之间自由地出入。由此，能够抑制如下情况：由于在从波长转换部47发出荧光Y时产生的热所引起的温度上升，导致空气层38膨胀而使该空间扩大，波长转换部47与基材43之间的热阻增加。由此，能够抑制伴随热阻增加的发光效率下降。并且，能够抑制如下情况：由于波长转换部47产生的热所引起的温度上升，导致空气层38膨胀，从而波长转换部47损坏。此外，能够抑制如下情况：由于波长转换部47产生的热所引起的温度上升，导致空气层38膨胀，从而波长转换部47从基材43剥离或者脱落。此外，能够抑制如下的弊端：在对波长转换部47与基材43进行接合时，空气在密闭空间内压缩，接合变得困难。

并且，在本实施方式的波长转换元件32中，由于在波长转换层42的第2面42b设置有电介质多层膜39，所以，能够利用电介质多层膜39使以临界角以下的入射角入射到波长转换部47的第2面47b的荧光Y中的被第2面47b反射的荧光Y的量增加。由此，能够减少到达基材43的反射面43r的荧光Y的量，抑制反射面43r中的损耗。其结果，能够提高波长转换元件32的发光效率。

根据以上说明的第1实施方式的第1照明装置100，发挥以下的效果。

本实施方式的第1照明装置100具有上述的波长转换元件32，因此，能够实现抑制了波长转换元件中的损耗的照明装置。

此外，本实施方式的第1照明装置100能够借助电机50(旋转装置)使波长转换层42上的激励光E的入射位置随时间而移动，因此，能够抑制波长转换层42的温度上升。因此，可以提供能够抑制波长转换层42的发光效率下降并且荧光Y的损耗较少的第1照明装置100。

根据以上说明的第1实施方式的投影仪1，发挥以下的效果。

本实施方式的投影仪1具有上述的第1照明装置100，因此，能够显示高亮度的图像。

[第2实施方式]

以下，使用图5对本发明的第2实施方式进行说明。

第2实施方式的投影仪以及照明装置的结构与第1实施方式相同，波长转换元件的结构与第1实施方式不同。因此，省略投影仪和照明装置的整体的说明。

图5是第2实施方式的波长转换元件的剖视图。与图4同样，该剖视图对应于图3的IV-IV线的位置处的截面。

在图5中，对与图4相同的结构要素标注相同标号并省略说明。

如图5所示，本实施方式的波长转换元件52具有基材43、波长转换部47、接合部55和空气层38。

接合部55具有树脂部53、以及包含在树脂部53内部的多个保持部件54。树脂部53例如由热固化性的硅酮树脂构成。保持部件54保持反射面43r与第2面42b之间的间隔。保持部件54由具有1～2μm左右的直径的球状粒子构成。作为保持部件54的材料，例如可使用由二氧化硅构成的球状粒子。多个保持部件54在彼此不相互重叠而在1层中排列的状态下夹在波长转换层42与基材43之间。保持部件54具有在夹在波长转换层42与基材43之间的状态下保持部件54自身不会发生变形的刚性。

波长转换元件52的其它结构与第1实施方式的波长转换元件32相同。

在制造本实施方式的波长转换元件52时，准备具有反射面43r的基材43。

此外，准备具有第1面47a和第2面47b的波长转换部47。

接着，在涂覆接合材料时，以二氧化硅粒子不会彼此重叠的规定浓度将直径1～2μm的多个二氧化硅粒子添加到热固化性的硅酮树脂中，进行搅拌而使其均匀地分散，由此，制作将多个保持部件54混合到硅酮树脂中而得到的接合材料。

接着，呈圆环状地将包含保持部件54的上述接合材料涂覆在基材43的反射面43r的规定位置处。上述规定位置是在下一工序中使基材43的反射面43r与波长转换部47的第2面47b彼此相对时与第2面47b相对的位置。这时，以接合材料在圆环的多个部位中断的方式进行接合材料的涂覆。

另外，也可以呈圆环状地将包含保持部件54的上述接合材料涂覆在波长转换部47的第2面47b的规定位置处。在该情况下，以接合材料在圆环的多个部位处中断的方式进行接合材料的涂覆。并且，也可以呈圆环状地将包含保持部件54的上述接合材料涂覆在反射面43r的规定位置和波长转换部47的第2面47b的规定位置双方处。即，在该工序中，呈圆环状地将包含保持部件54的上述接合材料涂覆在反射面43r的规定位置和波长转换部47的第2面47b的规定位置中的至少一方即可。

接着，以基材43的反射面43r与波长转换部47的第2面47b彼此相对的方式，借助接合材料将波长转换部47定位于基材43的规定位置。

接着，在由保持部件54保持反射面43r与第2面42b之间的间隔的状态下进行加压并加热，使接合材料固化，由此，形成接合部55，对基材43与波长转换部47进行接合。

通过以上的工序，可制作本实施方式的波长转换元件52。

即，本实施方式的波长转换元件52的制造方法具有以下工序：准备具有反射面43r的基材43；准备具有第1面47a和第2面47b的波长转换部47；在反射面43r的一部分和第2面47b的一部分的至少一方涂覆包含保持部件54的接合材料；以使反射面43r与第2面42b相对的方式，隔着接合材料配置波长转换部47和基材43；以及在由保持部件54保持反射面43r与第2面42b之间的间隔的状态下使接合材料固化而形成接合部55。

在本实施方式中，也由于能够减少反射层41中的荧光Y的损耗，所以，可获得能够提高发光效率的与第1实施方式相同的效果。

如在第1实施方式中所述，空气的导热率低于作为接合部55的材料的硅酮树脂等树脂的导热率，因此，需要将空气层38的厚度控制成足够薄的规定值，以使波长转换层42与基材43之间的热阻不会比以往增大。

这时，例如可以考虑采用精细地调整接合材料的粘度、使用用于保持波长转换部与基材的间隔的工具等方法来控制空气层的厚度，以使接合部的厚度成为规定值。但是，存在接合材料的粘度调整作业花费功夫和时间、在波长转换层与基材的接合工序中需要特殊的工具等制造工艺上的问题。

针对该问题，根据本实施方式的波长转换元件52的制造方法，仅通过使用预先含有保持部件54的接合材料对波长转换部47与基材43进行接合，就可控制成波长转换层42与基材43之间的间隔和保持部件54的直径一致，空气层38的厚度成为规定值。因此，能够在不使制造工艺上的功夫、时间增加的情况下，适当地控制空气层38的厚度。即，由保持部件54保持反射面43r与第2面47b之间的间隔，因此，通过调整保持部件54的大小，能够调整反射面43r与第2面47b之间的间隔(空气层38的厚度)。由此，通过将反射面43r与第2面47b之间的间隔保持得较小，能够减小波长转换部47与基材43之间的热阻，从而能够将波长转换部47的热有效地传递到基材43。其结果，能够抑制由于波长转换部47的温度上升所导致的温度猝灭而使发光效率下降的情况。

此外，即使在波长转换元件52完成之后，波长转换层42与基材43的间隔也被保持部件54可靠地保持。这样，能够获得发光效率优异的波长转换元件52。

另外，本发明的技术范围不限于上述实施方式，能够在不脱离本发明主旨的范围内施加各种变更。

例如，在上述实施方式的波长转换元件中，接合部具有使由基材、波长转换层以及接合部包围的空间与外部空间连通的开口部，但是，如果不具有开口部的情况下的问题点为可忽视的程度，则接合部也可以不具有开口部。

此外，在上述实施方式的波长转换元件中，在波长转换层的第2面设置有电介质多层膜，但也可以不一定设置有电介质多层膜。

此外，在上述实施方式中，举出了能够借助电机进行旋转的波长转换元件的例子，但本发明还能够应用于不可旋转的固定型波长转换元件。

此外，波长转换装置、照明装置和投影仪的各结构要素的形状、数量、配置、材料等的具体记载不限于上述实施方式，能够适当变更。在上述实施方式中示出了将本发明的照明装置搭载于采用了液晶光阀的投影仪的例子，但不限于此。也可以搭载于采用数字微镜器件作为光调制装置的投影仪。

在上述实施方式中示出了将本发明的照明装置搭载于投影仪的例子，但不限于此。还能够将本发明的照明装置应用于照明器具或汽车的前照灯等。

Claims (7)

1.一种波长转换元件，其特征在于，其具有：

基材，其具有反射面；

波长转换层，其具有供第1波段的激励光入射的第1面、和与所述第1面相反的一侧的第2面，该波长转换层对所述激励光进行波长转换而使其成为与所述第1波段不同的第2波段的荧光；

电介质多层膜，其设置于所述波长转换层的与所述反射面相对的面；以及

接合部，其对所述波长转换层与所述基材进行接合，

在所述反射面与所述第2面彼此分开的状态下，借助所述接合部对所述波长转换层与所述基材进行接合，由此，在所述反射面与所述第2面之间的一部分处设置有空气层，

所述第1面中的与所述空气层相对的部分的至少一部分为所述激励光的入射区域。

2.根据权利要求1所述的波长转换元件，其特征在于，

所述接合部包含保持部件，该保持部件保持所述反射面与所述第2面之间的间隔。

3.根据权利要求1或2所述的波长转换元件，其特征在于，

所述接合部具有开口部，该开口部使得由所述基材、所述波长转换层以及所述接合部包围的空间与外部空间连通。

4.一种波长转换元件制造方法，其特征在于，具有以下工序：

准备具有反射面的基材；

准备具有第1面和第2面的波长转换部；

在所述反射面的一部分和所述第2面的一部分的至少一方涂覆包含保持部件的接合材料；

以使所述反射面与所述第2面相对的方式，隔着所述接合材料配置所述波长转换部和所述基材；以及

在由所述保持部件保持所述反射面与所述第2面之间的间隔的状态下使所述接合材料固化而形成接合部，

所述波长转换部在所述第2面具有电介质多层膜。

5.一种照明装置，其特征在于，其具有：

权利要求1～3中的任意一项所述的波长转换元件；以及

光源，其朝所述波长转换元件射出所述激励光。

6.根据权利要求5所述的照明装置，其特征在于，

所述波长转换元件能够绕旋转轴旋转，

该照明装置具有旋转装置，该旋转装置使所述波长转换元件绕所述旋转轴旋转。

7.一种投影仪，其特征在于，其具有：

权利要求5或6所述的照明装置；

光调制装置，其根据图像信息对来自所述照明装置的光进行调制；以及

投射光学装置，其投射由所述光调制装置调制后的光。

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