JP2021081733A - 発光素子および光源装置ならびに投射型表示装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】光変換効率を向上させることが可能な発光素子および光源装置ならびに投射型表示装置を提供する。【解決手段】本開示の一実施形態の発光素子は、第１基材と、第１基材に対向配置された第２基材と、第１基材と第２基材との間に、個別に表面が光学薄膜によって被覆された複数の蛍光体粒子が充填された蛍光体層とを備える。【選択図】図１

Description

本開示は、蛍光を発する発光素子および光源装置ならびに投射型表示装置に関する。
プレゼンテーション用、もしくは、デジタルシネマ用のプロジェクタ等に用いられる光源装置としては、以前は、高輝度の放電ランプが主流であったが、近年、発光ダイオード（ＬＥＤ）やレーザダイオード（ＬＤ）といった固体発光素子を採用する製品が増えてきている。
固体発光素子を採用する光源装置は、例えば、ＬＥＤやＬＤからの光（励起光）を粒子状の蛍光体に照射することにより、蛍光としての白色光を取り出す構成を有する。蛍光体の粒子（蛍光体粒子）は、一般に、バインダと混合された蛍光体層として基板上で固定されている。このような光源装置では、蛍光体粒子はバインダに分散されているため、粒子間の距離を縮めることが難しい。このため、単位体積当たりの粒子の充填率を高めることができず、蛍光への変換効率を向上させることが難しい。また、このような蛍光体層では、面方向への光伝搬量が多い。このため、励起光の照射面積に対して発光する面積が大きくなり、光利用効率が低下する。更に、蛍光体粒子によって変換された蛍光はバインダを経由して外部に射出されるため、蛍光がバインダ内で吸収され、光強度が損なわれる。
これ対して、例えば、特許文献１には、蛍光体粒子の一部をバインダから露出させた蛍光体層を備えた発光素子が開示されている。このような発光素子では、バインダから蛍光体粒子の一部を露出させることにより、蛍光がバインダ内を伝搬することによる光損失が低減される。
特開２０１２−１８５４０２号公報
しかしながら、固体発光素子を用いる光源装置では、光変換効率のさらなる向上が求められている。
光変換効率を向上させることが可能な発光素子および光源装置ならびに投射型表示装置を提供することが望ましい。
本開示の一実施形態の発光素子は、第１基材と、第１基材に対向配置された第２基材と、第１基材と第２基材との間に、個別に表面が光学薄膜によって被覆された複数の蛍光体粒子が充填された蛍光体層とを備えたものである。
本開示の一実施形態の光源装置は、光源部と、光源部からの光により励起されて蛍光を発する発光素子とを備えたものである。この光源装置に搭載された発光素子は、上記本開示の一実施形態の発光素子と同一の構成要素を有している。
本開示の一実施形態の投射型表示装置は、光源光学系と、入力された映像信号に基づいて光源光学系からの光を変調することにより、画像光を生成する画像生成光学系と、画像生成光学系で生成された画像光を投射する投射光学系とを備えたものである。この投射型表示装置に搭載された光源光学系は、上記本開示の一実施形態の光源装置と同一の構成要素を有している。
本開示の一実施形態の発光素子および一実施形態の光源装置ならびに一実施形態の投射型表示装置では、第１基材上に第２基材を対向配置し、この第１基材と第２基材との間に
個別に表面が光学薄膜によって被覆された複数の蛍光体粒子を充填し、これを蛍光体層とした。これにより、蛍光体層内における蛍光体粒子の充填率が向上する。
本開示の一実施形態の発光素子および一実施形態の光源装置ならびに一実施形態の投射型表示装置によれば、対向配置された一対の第１基板と第２基板との間に、個別に表面が光学薄膜によって被覆された複数の蛍光体粒子を充填することにより、蛍光体粒子の充填率が高い蛍光体層が得られる。これにより、光変換効率を向上させることが可能となる。なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれの効果であってもよい。
本開示の第１の実施の形態に係る発光素子の一例を表す断面図である。 本開示の第１の実施の形態に係る発光素子の他の例を表す断面図である。 図１に示した発光素子の全体構成を表す平面図である。 図１に示した発光素子の全体構成を表す断面図である。 図１に示した発光素子を有する光源装置の構成例を表す概略図である。 本開示の第２の実施の形態に係る発光素子を表す断面図である。 本開示の変形例１に係る発光素子を表す断面図である。 本開示の第３の実施の形態に係る発光素子を表す断面図である。 本開示の第４の実施の形態に係る発光素子の一例を表す断面図である。 本開示の第４の実施の形態に係る発光素子の他の例を表す断面図である。 本開示の変形例２に係る発光素子を表す断面図である。 図９に示した発光素子を有する光源装置の構成例を表す模式図である。 図４に示した光源装置を備えた投射型表示装置の構成例の一例を表す概略図である。 図４に示した光源装置を備えた投射型表示装置の構成例の他の例を表す概略図である。
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態（反射型の発光素子）
１−１．発光素子の構成
１−２．蛍光体ホイールの構成
１−３．光源装置の構成
１−４．作用・効果
２．第２の実施の形態（蛍光体粒子の表面を光学薄膜で被覆した例）
３．変形例１（蛍光体粒子の表面を架橋膜で被覆した例）
４．第３の実施の形態（蛍光体粒子の表面に金属ナノ粒子を配置した例）
５．第４の実施の形態（蛍光体粒子と共に、ナノ蛍光体粒子を用いた例）
６．変形例２（透過型の発光素子）
７．適用例（投射型表示装置）
＜１．第１の実施の形態＞
図１は、本開示の第１の実施の形態に係る発光素子（発光素子１０Ａ）の断面構成を表したものである。発光素子１０Ａは、蛍光体ホイール（蛍光体ホイール１０）とも呼ばれ、例えば、後述する投射型表示装置（プロジェクタ１００）の光源光学系（例えば、光源装置１）を構成する発光素子として用いられるものである（例えば、図４，図１１参照）。本実施の形態の発光素子１０Ａは、例えば円形の平面形状を有すると共に、一定の間隔をあけて対向配置された一対の薄板からなる基材（支持基材１１および封止基材１３）との間に、複数の蛍光体粒子１５１が充填されたものである。なお、図１、図３Ａおよび図３Ｂは発光素子１０Ａの構成を模式的に表したものであり、実際の寸法、形状とは異なる場合がある。
（１−１．発光素子の構成）
発光素子１０Ａは、例えば、支持基材１１の表面（面Ｓ１）上に、反射層１２、蛍光体層１５および封止基材１３がこの順に積層された構成を有する。支持基材１１および封止基材１３は、例えば、円形状を有し、複数の蛍光体粒子１５１からなる蛍光体層１５は、支持基材１１上に、例えば、円環状に形成されている（例えば、図３Ａ参照）。蛍光体層１５の両端には一対のスペーサ１４が配置されている。この一対のスペーサ１４は、蛍光体層１５を構成する複数の蛍光体粒子１５１を支持基材１１と封止基材１３との間に封止すると共に、支持基材１１と封止基材１３との間隔を保持するためのものである。
支持基材１１は、反射層１２および蛍光体層１５を支持する基板として機能すると共に、放熱部材としても機能するものである。支持基材１１は、例えば、金属材料やセラミックス材料等の無機材料からなる。支持基材１１の構成材料としては、熱伝導率が高く、反射層１２と親和性に優れるものが好ましい。具体的には、支持基材１１を構成する金属材料としては、例えば、アルミニウム（Ａｌ），銅（Ｃｕ），モリブデン（Ｍｏ），タングステン（Ｗ），コバルト（Ｃｏ），クロム（Ｃｒ），白金（Ｐｔ），タンタル（Ｔａ），リチウム（Ｌｉ），ジルコニウム（Ｚｒ），ルテニウム（Ｒｕ），ロジウム（Ｒｈ）またはパラジウム（Ｐｄ）等の単体金属、またはこれらを１種以上含む合金が挙げられる。あるいは、Ｗの含有率が８０原子％以上のＣｕＷや、Ｍｏの含有率が４０原子％以上のＣｕＭｏ等の合金を、支持基材１１を構成する金属材料として用いることもできる。セラミックス材料としては、例えば、炭化ケイ素（ＳｉＣ），窒化アルミニウム（ＡｌＮ），酸化ベリリウム（ＢｅＯ），ＳｉとＳｉＣとの複合材料、またはＳｉＣとＡｌとの複合材料（但しＳｉＣの含有率が５０％以上のもの）を含むものが挙げられる。更に、単体ＳｉやＳｉＣ、ダイアモンド、サファイア等の結晶材料のほか、石英やガラスを用いることもできる。なかでも、支持基材１１は、構成元素としてＭｏ，ＳｉおよびＷの単体が好ましい。高い熱伝導率を有するからである。
反射層１２は、支持基材１１の面Ｓ１の上に形成されている。反射層１２の厚さは、例えば、１００ｎｍ以上２０００ｎｍ以下である。反射層１２は、例えば、誘電体多層膜のほか、アルミニウム（Ａｌ），銀（Ａｇ）あるいはチタン（Ｔｉ）等の金属元素を含む金属膜等により形成されている。反射層１２は、外部から照射される励起光ＥＬ（例えば、レーザ光）や蛍光体層１５からの蛍光ＦＬを反射し、発光素子１０Ａにおける発光効率を高めるように機能する。なお、反射層１２は、支持基材１１が光反射性を有する材料によって形成されている場合には、適宜省略しても構わない。
封止基材１３は、蛍光体層１５を構成する蛍光体粒子１５１を支持基材１１の上に保持するためのものである。封止基材１３は、光透過性を有する材料によって構成され、励起光ＥＬおよび蛍光体粒子１５１によって変換された蛍光ＦＬを透過する性質を有している。封止基材１３の構成材料としては、例えば、石英、ガラス、サファイア、水晶あるいはＹＡＧ等が挙げられる。この他、後述する光源装置１において出力の低い光源を用いる場合には、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やシリコーン樹脂等の樹脂材料を用いることができる。
スペーサ１４は、上記のように、蛍光体粒子１５１を支持基材１１と封止基材１３との間に封止すると共に、支持基材１１と封止基材１３との間隔を保持するためのものである。スペーサ１４の構成材料としては、例えば、ステンレス、アルミニウム（Ａｌ）、シリコーンおよびポリイミド等が挙げられる。スペーサ１４のＹ軸方向の高さ、即ち、支持基材１１と封止基材１３との間の間隔Ｗは、蛍光体層１５に用いる蛍光体粒子１５１の粒径によるが、好ましくは蛍光体粒子１５１の平均粒径の２倍以下、具体的には、例えば、２０μｍ以上８０μｍ以下であることが好ましい。これにより、支持基材１１、封止基材１３および一対のスペーサ１４によって形成される空間Ｘ内における蛍光体粒子１５１の偏りの発生が低減される。なお、図１では、スペーサ１４を蛍光体層１５の両端に配置した例を示したが、これに限らず、例えば、蛍光体層１５の内部に適宜配置するようにしてもよい。
蛍光体層１５は、支持基材１１上に反射層１２を介して形成されている。蛍光体層１５は、蛍光体粒子１５１からなり、支持基材１１、封止基材１３および一対のスペーサ１４によって形成される空間Ｘに複数の蛍光体粒子１５１が充填されることにより形成されたものである。蛍光体粒子１５１は、外部から照射される励起光ＥＬ（例えばレーザ光）を吸収して蛍光ＦＬを発する粒子状の蛍光体である。例えば、蛍光体粒子１５１には、青色波長域（例えば４００ｎｍ〜４７０ｎｍ）の波長を有する青色レーザ光により励起されて黄色の蛍光（赤色波長域から緑色波長域の間の波長域の光）を発する蛍光物質が含まれている。このような蛍光物質として、例えばＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）系材料が用いられる。蛍光体粒子１５１の平均粒径（Ｗ1）は、例えば１μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましく、より好ましくは、２０μｍ以上４０μｍ以下である。
本実施の形態の蛍光体層１５では、支持基材１１、封止基材１３および一対のスペーサ１４によって形成される空間Ｘの空隙率が２５％以上６０％以下であることが好ましい。上記空隙率とすることで、光源としての発光効率を向上させることが可能となる。空隙率は、平均粒径の異なる複数の蛍光体粒子を用いることで調整することができる。
蛍光体層１５のＹ軸方向の膜厚（以下、単に厚み）は、蛍光体粒子１５１の粒径および蛍光への変換効率にもよるが、できるだけ薄い方が好ましい。蛍光体層１５の厚みが厚く、複数の蛍光体粒子１５１がＹ軸方向に重なると、光源としての発光効率が低下する。このため、蛍光体層１５は、例えば、図１に示したように、支持基材１１上に複数の蛍光体粒子１５１がＹ軸方向に重なることなく配置された第１層１５Ａと、この第１層１５Ａの窪みにそれぞれ蛍光体粒子１５１が配置されることによって形成された第２層１５Ｂとの２層構造とすることが好ましい。あるいは、例えば、図２に示した発光素子１０Ｂのように、ある１つの蛍光体粒子１５１が平面方向（Ｘ軸方向）にのみ、その他の蛍光体粒子１５１によって囲まれた単粒子層として構成することが好ましい。
（１−２．蛍光体ホイールの構成）
発光素子１０Ａは、上記のように蛍光体ホイールとも呼ばれ、例えば、プロジェクタ１００を構成する光源装置１の発光素子として用いられるものである。図３Ａは、蛍光体ホイール１０としての発光素子１０Ａの平面構成を表したものであり、図３Ｂは、図３ＡにＩ−Ｉ線に沿った断面構成を表したものである。
蛍光体ホイール１０は、円形状（円盤状）の支持基材１１および封止基材１３の間に、蛍光体層１５が支持基材１１および封止基材１３の中心Ｏを中心として、例えば、支持基材１１の周縁部に円環状に形成されている。蛍光体ホイール１０は、回転軸Ｊ１６Ａにより回転可能に支持されており、光源装置１の動作時において、蛍光体ホイール１０は、回転軸Ｊ１６Ａを回転中心として回転するようになっている。蛍光体ホイール１０の直径（具体的には、例えば支持基材１１の直径）は、例えば５０ｍｍ〜７０ｍｍ程度であり、モータ１６により、例えば２４００ｒｐｍ〜１０８００ｒｐｍの回転数で回転する。このように蛍光体ホイール１０を回転させるのは、励起光ＥＬの照射に伴う局所的な温度上昇を抑制し、構造安定性を維持すると共に光変換効率の低下を防ぐためである。
（１−３．光源装置の構成）
図４は、図１および図３Ａ，３Ｂに示した発光素子１０Ａ（あるいは、図２に示した発光素子１０Ｂ）を備えた光源装置１の全体構成を表したものである。
光源装置１は、蛍光体ホイールとして発光素子１０Ａと、励起光またはレーザ光を発する光源部６２と、レンズ６３〜６６と、ダイクロイックミラー６７と、反射ミラー６８と、拡散板６９とを有する。発光素子１０Ａ（蛍光体ホイール１０）は、回転軸Ｊ１６Ａにより回転可能に支持されている。拡散板６９は、軸Ｊ６９により回転可能に支持されている。光源部６２は、第１のレーザ群６２Ａと第２のレーザ群６２Ｂとを有する。第１のレーザ群６２Ａは励起光（例えば、波長４４５ｎｍまたは４５５ｎｍ）を発振する半導体レーザ素子６２１Ａが、第２のレーザ群６２Ｂは青色レーザ光（例えば、波長４６５ｎｍ）を発振する半導体レーザ素子６２１Ｂが複数配列されたものである。ここでは便宜上、第１のレーザ群６２Ａから発振される励起光をＥＬ１とし、第２のレーザ群６２Ｂから発振される青色レーザ光（以下、単に青色光とする）をＥＬ２とする。
発光素子１０Ａは、第１のレーザ群６２Ａからレンズ６３と、ダイクロイックミラー６７と、レンズ６４とを順に透過した励起光ＥＬ１が蛍光体層１５に入射されるように配置されている。蛍光体層１５で変換された蛍光ＦＬは、反射層１２において光源部６２側に反射され、ダイクロイックミラー６７でレンズ６５方向に反射される。ダイクロイックミラー６７で反射された蛍光ＦＬは、レンズ６５を透過して外部、即ち、照明光学系２へ向かうようになっている（図１１参照）。
拡散板６９は、第２のレーザ群６２Ｂから反射ミラー６８を経由したレーザ光ＥＬ２を拡散させるものである。拡散板６９で拡散されたレーザ光ＥＬ２は、レンズ６６およびダイクロイックミラー６７を透過したのち、蛍光ＦＬと共に、レンズ６５を透過して外部、即ち、照明光学系２へ向かうようになっている。
なお、光源装置１内には、励起光ＥＬ１およびレーザ光ＥＬ２の照射に伴う蛍光体層１５の発熱を冷却するため、冷却ファンを設けることが望ましい。なお、光源装置１を構成する各部材の配置は、図４に示した構成に限定されない。
（１−４．作用・効果）
前述したように、光源としてＬＥＤやＬＤ等の固体発光素子を採用する光源装置では、ＬＥＤやＬＤからの光を蛍光体（蛍光体粒子）に照射することにより、蛍光としての白色光を取り出す発光素子が用いられている。このような発光素子のうち、支持基材と蛍光体層との間に反射層が設けられた、いわゆる反射型の発光素子では、外部から照射される励起光や蛍光体粒子からの蛍光を反射層で反射して発光効率を高めている。
このような発光素子では、蛍光体層は、一般に、蛍光体粒子を基板上に固定するために、バインダと混合して形成されている。しかしながら、バインダと混合された蛍光体粒子は、単位体積当たりにおける蛍光体粒子の充填率が低く、また、粒子間にバインダが存在するために粒子間の距離を縮めることが難しい。このため、光変換効率を向上させることが難しい。更に、このような蛍光体層では、蛍光体粒子によって変換された蛍光は面方向への光伝搬量が多く、励起光の照射面積に対して発光する面積が大きくなり、例えば、投射型表示装置における光利用効率が低下する。更にまた、蛍光体粒子から発せられた蛍光はバインダを経由する際にバインダ内で吸収される。このため、外部に射出される光強度が損なわれて光源としての発光効率が低下する。
この問題を解決する方法として、前述したように、少ないバインダ量で蛍光体粒子を基板上に固定することで蛍光体粒子の一部をバインダから露出させ、これによって、蛍光体層の面方向へ伝搬する蛍光を減らして取り出し効率を向上させる方法が考えられる。しかしながら、バインダを用いる以上、粒子間のバインダを排除することは難しく、単位面積当たりの蛍光体粒子の充填率を一定以上に高めることは難しい。また、取り出し効率を向上させるために、バインダの量を少なくすると、蛍光体粒子同士や蛍光体粒子と基板との結合力が低下し、蛍光体粒子の脱落が起こりやすくなる虞がある。
これに対して、本実施の形態では、支持基材１１上に封止基材１３を一定の間隔を保って対向配置させ、この支持基材１１と封止基材１３との間に、複数の蛍光体粒子１５１を充填させて蛍光体層１５を形成するようにした。これにより、蛍光体層１５内における蛍光体粒子１５１の充填率が向上する。また、バインダを用いないことで、蛍光体層１５を構成する蛍光体粒子１５１間に空隙が形成され、蛍光が蛍光体層１５の面方向に伝搬される前に、蛍光体粒子１５１と空気との界面で多くの光が散乱して光源部６２側に取り出される。また、蛍光がバインダを伝搬することによる蛍光損失がなくなり蛍光の利用効率が向上すると共に、励起光ＥＬ１の照射面積に対する発光面積の広がりが抑えられる。よって、励起光ＥＬから蛍光ＦＬへの光変換効率を向上させることが可能となる。なお、ここでいう光変換効率とは、発光素子１０Ａ，１０Ｂへ照射される励起光ＥＬのエネルギーに対する、その励起光ＥＬの照射により蛍光体層１５から発せされる蛍光ＦＬのエネルギーの比率をいう。
また、本実施の形態では、蛍光体層１５は、支持基材１１と封止基材１３との間に設けられている。即ち、蛍光体層１５は、封止基材１３によって支持基材１１上に保持されるため、蛍光体粒子１５１の脱落を防ぐことができる。よって、発光素子１０Ａ，１０Ｂの信頼性を向上させることが可能となる。
更に、本実施の形態では、支持基材１１と封止基材１３との間にスペーサ１４を配置するようにしたので、使用時に発生する熱等の影響による支持基材１１や封止基材１３が変形を防ぐことが可能となる。よって、支持基材１１と封止基材１３との間の間隔の変化による蛍光体粒子１５１の偏り（蛍光体層１５の厚みの変化）を抑制することが可能となる。よって、蛍光の利用効率の変化あるいは低下を防ぐことができ、発光素子１０Ａの信頼性をさらに向上させることが可能となる。
更にまた、本実施の形態では、支持基材１１、封止基材１３および一対のスペーサ１４によって形成される空間Ｘにおける空隙率を２５％以上６０％以下とした。これにより、発光素子１０Ａ，１０Ｂを、例えば、投射型表示装置の光学装置あるいは照明装置として用いる場合の、光の利用効率の低下を低減することが可能となる。なお、ここでの光の利用効率とは、例えば、プロジェクタ１００の発する光量（投影する映像の明るさ）の割合のことである。
＜２．第２の実施の形態＞
図５は、本開示の第２の実施の形態に係る発光素子（発光素子２０Ａ）の断面構成を表したものである。発光素子２０Ａは、上記第１の実施の形態と同様に、支持基材１１と封止基材１３との間に、蛍光体粒子２５１を含む蛍光体層２５が設けられたものである。本実施の形態では、この蛍光体粒子２５１の表面が光学薄膜２５２によって被覆された構成を有する。なお、図５は発光素子２０Ａの構成を模式的に表したものであり、実際の寸法、形状とは異なる場合がある。
光学薄膜２５２は、例えば、互いに屈折率の異なる誘電体膜が複数積層されたものである。光学薄膜２５２を構成する材料としては、例えば、ケイ酸化合物、ＳｉＯ2、ＴｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、Ｔａ2Ｏ5、Ｎｂ2Ｏ５およびＭｇＦ2等の無機誘電体材料が挙げられる。また、無機誘電体材料に限らず、有機誘電体材料を用いてもよい。本実施の形態における光学薄膜２５２は、例えば、上記誘電体材料を、蛍光体粒子２５１側から屈折率の高い順または、高屈折率な材料と低屈折率な材料とを交互に積層したものである。光学薄膜２５２の厚みは、例えば数十ｎｍであればよい。光学薄膜２５２は、例えば、塗布法（例えば、ゾルゲル法）を用いることによって、蛍光体粒子２５１の表面全体に成膜することができる。なお、光学薄膜２５２は、単層膜として形成してもかまわない。発光素子２０Ａはこれらの点を除き、他は発光素子１０Ａ，１０Ｂと同様の構成を有する。
一般に、蛍光体粒子は屈折率が高いものが多い。励起光ＥＬは空気層から照射されるために、蛍光体粒子内に入射する際、フレネル反射の影響を受けて励起光ＥＬの一部が反射されてしまう。これに対して本実施の形態では、蛍光体粒子２５１を光学薄膜２５２によって被覆するようにしたので、フレネル反射が抑えられ、より多くの励起光ＥＬを蛍光体粒子２５１に入射させることが可能となる。よって、上記第１の実施の形態における効果に加えて、発光素子２０Ａの発光効率を向上させることが可能となるという効果を奏する。
＜３．変形例１＞
図６は、上記第２の実施の形態に係る変形例としての発光素子（発光素子２０Ｂ）の断面構成を表したものである。発光素子２０Ｂは、上記第１の実施の形態と同様に、支持基材１１と封止基材１３との間に、蛍光体粒子２５１を含む蛍光体層２５が設けられたものである。本変形例では、この蛍光体粒子２５１の表面が架橋膜２５３によって被覆された構成を有する。なお、図６は発光素子２０Ｂの構成を模式的に表したものであり、実際の寸法、形状とは異なる場合がある。
架橋膜２５３は、例えば、オルトケイ酸テトラアルキル（オルトケイ酸テトラメチル（ＴＭＯＳ）やオルトケイ酸テトラエチル（ＴＥＯＳ）等）や水ガラス（ケイ酸ナトリウムまたはケイ酸カリウムを原料）を原料に合成されるガラスを含んで構成されている。架橋膜２５３の厚みは、数百ｎｍ以下、例えば２００ｎｍ以下であればよい。架橋膜２５３は、例えば、ゾルゲル法、沈澱法、スピンコート法および印刷等の塗布法を用いることによって、蛍光体粒子２５１の表面全体に成膜することができる。発光素子２０Ｂはこれらの点を除き、他は発光素子２０Ａと同様の構成を有する。
上記のように、本変形例では、一般にバインダとして用いられるガラスを蛍光体粒子１５１の被膜として用いるようにした。これにより、蛍光体層１５内において蛍光体粒子１５１間に空隙が形成されるようになり、蛍光体層１５の面方向への蛍光の伝搬を抑えることが可能となる。よって、励起光ＥＬ１の照射面積に対する発光面積の広がりが抑えられ、励起光ＥＬから蛍光ＦＬへの光変換効率を向上させることが可能となる。
＜４．第３の実施の形態＞
図７は、本開示の第３の実施の形態に係る発光素子（発光素子３０）の断面構成を表したものである。発光素子３０は、上記第１の実施の形態と同様に、支持基材１１と封止基材１３との間に、蛍光体粒子３５１を含む蛍光体層３５が設けられており、本実施の形態では、この蛍光体粒子３５１の表面に金属ナノ粒子３５３が配置された構成を有する。なお、図７は発光素子３０の構成を模式的に表したものであり、実際の寸法、形状とは異なる場合がある。
金属ナノ粒子３５３は、平均粒径が１００ｎｍ以下の金属粒子である。金属ナノ粒子３５３は、例えば、金（Ａｕ），銀（Ａｇ）等を用いることが好ましい。金属ナノ粒子３５３は、例えば、分子間力によって蛍光体粒子２５１の表面に付着させたり、蛍光体粒子２５１の表面に上記光学薄膜２５２を形成する際に、混合することによって蛍光体粒子３５１の表面に配置することができる。
本実施の形態では、金属ナノ粒子３５３を蛍光体粒子３５１の表面に配置することにより、上記第１の実施の形態の効果に加えて、金属ナノ粒子３５３による表面プラズモン効果によって、蛍光体粒子３５１の発光効率を向上させることが可能となるという効果を奏する。
なお、本開示の発光素子（例えば、発光素子３０）は、バインダを用いずに複数の蛍光体粒子３５１を支持基材１１と封止基材１３との間に充填して蛍光体層（例えば、蛍光体層３５）を形成するため、蛍光体層３５内の蛍光体粒子３５１の充填率が向上する。このため、各蛍光体粒子３５１間の距離が近く、１つの金属ナノ粒子３５３による効果は、複数の蛍光体粒子に与えることが可能となる。よって、効率よく発光素子３０の発光効率を向上させることが可能となる。
＜５．第４の実施の形態＞
図８Ａおよび図８Ｂは、本開示の第４の実施の形態に係る発光素子（発光素子４０Ａ，４０Ｂ）の断面構成を表したものである。発光素子４０Ａ，４０Ｂは、上記第１の実施の形態と同様に、支持基材１１と封止基材１３との間に、蛍光体粒子４５１からなる蛍光体層４５が設けられている。本実施の形態では、この蛍光体層４５と封止基材１３との間（図８Ａ）、または、蛍光体層４５と支持基材１１との間（図８Ｂ）にナノ蛍光体粒子４５４からなるナノ蛍光体層４６が配置された点が上記第１〜第３の実施の形態とは異なる。なお、図８Ａおよび図８Ｂは発光素子４０Ａ，４０Ｂの構成を模式的に表したものであり、実際の寸法、形状とは異なる場合がある。
ナノ蛍光体層４６は、平均粒径が１００ｎｍ以下の蛍光体粒子（ナノ蛍光体粒子４５４）から構成されるものである。ナノ蛍光体粒子４５４は、蛍光体粒子４５１とは異なる発光スペクトルを有するものである。ナノ蛍光体層４６は、図８Ａおよび図８Ｂに示したように、蛍光体粒子４５１からなる蛍光体層４５と封止基材１３との間、または蛍光体層４５と支持基材１１との間のどちらに設けてもよいが、励起光ＥＬの入射方向に配置することが好ましい。ナノ蛍光体層４６は、例えば、分子間力によって封止基材１３あるいは支持基材１１（ここでは、反射層１２）の表面にナノ蛍光体粒子４５４を付着させることで形成することができる。この他、ナノ蛍光体粒子４５４を混合した樹脂を封止基材１３あるいは支持基材１１（ここでは、反射層１２）の表面に塗布して形成するようにしてもよい。なお、ナノ蛍光体層４６は、蛍光体層４５と封止基材１３との間、または蛍光体層４５と支持基材１１との間の両方に設けてもよい。あるいは、上記金属ナノ粒子３５３のように、蛍光体粒子４５１の表面に付着させるようにしてもよい。
本実施の形態では、蛍光体粒子４５１からなる蛍光体層４５と、封止基材１３または支持基材１１との間に、蛍光体粒子４５１とは異なる発光スペクトルを有するナノ蛍光体粒子４５４から構成されるナノ蛍光体層４６を配置するようにした。これにより、上記第１の実施の形態における効果に加えて、励起光ＥＬの利用効率が向上し、発光素子４０Ａおよび発光素子４０Ｂの光変換効率をさらに向上させることが可能となるという効果を奏する。
具体的には、例えば、蛍光体粒子４５１としてＣｅ：ＹＡＧ系の蛍光体材料を用いた場合、Ｃｅ：ＹＡＧ系の蛍光体材料は緑色から赤色の波長にかけて発光スペクトルを有するが、赤色の波長成分は、緑色の波長成分よりも相対的に低い。このとき、ナノ蛍光体粒子４５４として、赤色の波長領域に発光ピークを有する蛍光体材料を用いることによって、赤色の波長成分が高くなる。このように、所望の発光ピークを有する蛍光体材料を用いてナノ蛍光体層４６を形成することにより、例えば、後述するプロジェクタ１００の光源光学系（光源装置１）として用いた場合に、励起光ＥＬから蛍光ＦＬへの光変換効率を向上させることが可能となる。
＜６．変形例２＞
図９は、上記第１〜第４の実施の形態および変形例１の変形例（変形例２）としての発光素子５０の断面構成を表したものである。発光素子５０は、支持基材５１の表面（面Ｓ１）の上に蛍光体層１５が形成されたものである。本変形例の発光素子５０は、上記第１〜第４の実施の形態および変形例１における発光素子１０Ａ等とは異なり、いわゆる透過型の発光素子である。なお、図９は発光素子５０の構成を模式的に表したものであり、実際の寸法、形状とは異なる場合がある。
支持基材５１は光透過性を有する材料により構成され、面Ｓ１とは反対側の裏面（面Ｓ２）に照射される励起光ＥＬを透過させる性質を有している。支持基材５１の構成材料としては、具体的には、例えば、石英、ガラス、サファイア、水晶あるいはＹＡＧ等が挙げられる。また、面Ｓ１に、励起光ＥＬを透過し、かつ蛍光ＦＬを反射するダイクロイックミラー６７を設け、発光素子５０の発光効率を高めるようにしてもよい。発光素子５０はこれらの点を除き、他は発光素子１０Ａと同様の構成を有する。
図１０は、本変形例の発光素子５０を、例えば、プロジェクタ１００を構成する光源装置１の発光素子として用いる際の他の部材との位置関係の一例を表したものである。透過型の発光素子５０（蛍光体ホイール）を用いる場合には、光源部６２、発光素子５０の蛍光体層１５およびコリメータレンズ７１がこの順に、例えば、光源部６２から照射される励起光ＥＬの光路Ａ上に配置される。蛍光体層１５から射出された蛍光ＦＬは、コリメータレンズ７１を透過して、照明光学系２へ向かうようになっている。
本変形例の発光素子５０では、例えば、レーザ光等の励起光ＥＬが、例えば、封止基材１３を透過して蛍光体層１５へ照射されると、各蛍光体粒子１５１が励起され、その励起光ＥＬと異なる波長の蛍光ＦＬが各蛍光体粒子１５１から支持基材１１側に発せられる。このような発光素子５０においても、上記実施の形態の発光素子１０Ａ等と同様の効果が得られる。
また、第１の実施の形態において、蛍光体層１５を蛍光体粒子１５１の単粒子層として設けた発光素子１０Ｂを示したが、蛍光体層１５を単粒子層として形成する効果は、本変形例の発光素子５０のように、透過型の発光素子において高い効果が得られる。具体的には、透過型の発光素子をプロジェクタ１００の光源光学系（光源装置１）として用いる場合には、ＬＥＤやＬＤ等の光源から射出された励起光ＥＬは、一部が蛍光体粒子によって吸収されて例えば、青色光（蛍光ＦＬ）に波長変換され、蛍光体粒子に吸収されなかった励起光ＥＬと合成されては白色光となる。このとき、蛍光体層が複数の蛍光体粒子が積層されていた場合、励起光ＥＬの多くが蛍光体粒子によって吸収されてしまうからである。
なお、図９では、第１の実施の形態における発光素子１０Ａに対応する図を示して透過型の発光素子の構成を説明したが、透過型の発光素子の構成は、第２〜第４の実施の形態および変形例１における発光素子２０Ａ，２０Ｂ，３０，４０Ａ，４０Ｂにも適用することができる。
＜７．適用例＞
次に、図１１および図１２を参照して、発光素子１０Ａ（または発光素子１０Ｂ，２０Ａ，２０Ｂ，３０，４０Ａ，４０Ｂ，５０）を有する光源装置１を備えた投射型表示装置（プロジェクタ１００，２００）について説明する。図１１では、反射型の液晶パネル（ＬＣＤ）により光変調を行う反射型３ＬＣＤ方式のプロジェクタ（プロジェクタ１００）を例示している。図１２では、透過型の液晶パネル（ＬＣＤ）により光変調を行う反射型３ＬＣＤ方式のプロジェクタ（プロジェクタ２００）を例示している。なお、本開示の投射型表示装置は、反射型液晶パネルおよび透過型液晶パネルの代わりに、例えば、デジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ：Digital Micro-mirror Device）等を用いたプロジェクタにも適用され得る。
（適用例１）
図１１は、反射型の液晶パネル（ＬＣＤ）により光変調を行う反射型３ＬＣＤ方式のプロジェクタ１００の構成の一例を表したものである。プロジェクタ１００は、例えば、上記第１の実施の形態で説明した光源装置１（光源光学系）と、照明光学系２と、画像形成部３（画像生成光学系）と、投影光学系４（投射光学系）とを順に備えている。
照明光学系２は、例えば光源装置１に近い位置からフライアイレンズ２１０（２１０Ａ，２１０Ｂ）と、偏光変換素子２２０と、レンズ２３０と、ダイクロイックミラー２４０Ａ，２４０Ｂと、反射ミラー２５０Ａ，２５０Ｂと、レンズ２６０Ａ，２６０Ｂと、ダイクロイックミラー２７０と、偏光板２８０Ａ〜２８０Ｃとを有している。
フライアイレンズ２１０（２１０Ａ，２１０Ｂ）は、光源装置１のレンズ６５からの白色光の照度分布の均質化を図るものである。偏光変換素子２２０は、入射光の偏光軸を所定方向に揃えるように機能するものである。例えば、Ｐ偏光以外の光をＰ偏光に変換する。レンズ２３０は、偏光変換素子２２０からの光をダイクロイックミラー２４０Ａ，２４０Ｂへ向けて集光する。ダイクロイックミラー２４０Ａ，２４０Ｂは、所定の波長域の光を選択的に反射し、それ以外の波長域の光を選択的に透過させるものである。例えば、ダイクロイックミラー２４０Ａは、主に赤色光を反射ミラー２５０Ａの方向へ反射させる。また、ダイクロイックミラー２４０Ｂは、主に青色光を反射ミラー２５０Ｂの方向へ反射させる。したがって、主に緑色光がダイクロイックミラー２４０Ａ，２４０Ｂの双方を透過し、画像形成部３の反射型偏光板３１０Ｃ（後出）へ向かうこととなる。反射ミラー２５０Ａは、ダイクロイックミラー２４０Ａからの光（主に赤色光）をレンズ２６０Ａに向けて反射し、反射ミラー２５０Ｂは、ダイクロイックミラー２４０Ｂからの光（主に青色光）をレンズ２６０Ｂに向けて反射する。レンズ２６０Ａは、反射ミラー２５０Ａからの光（主に赤色光）を透過し、ダイクロイックミラー２７０へ集光させる。レンズ２６０Ｂは、反射ミラー２５０Ｂからの光（主に青色光）を透過し、ダイクロイックミラー２７０へ集光させる。ダイクロイックミラー２７０は、緑色光を選択的に反射すると共にそれ以外の波長域の光を選択的に透過するものである。ここでは、レンズ２６０Ａからの光のうち赤色光成分を透過する。レンズ２６０Ａからの光に緑色光成分が含まれる場合、その緑色光成分を偏光板２８０Ｃへ向けて反射する。偏光板２８０Ａ〜２８０Ｃは、所定方向の偏光軸を有する偏光子を含んでいる。例えば、偏光変換素子２２０においてＰ偏光に変換されている場合、偏光板２８０Ａ〜２８０ＣはＰ偏光の光を透過し、Ｓ偏光の光を反射する。
画像形成部３は、反射型偏光板３１０Ａ〜３１０Ｃと、反射型の液晶パネル３２０Ａ〜３２０Ｃと、ダイクロイックプリズム３３０とを有する。
反射型偏光板３１０Ａ〜３１０Ｃは、それぞれ、偏光板２８０Ａ〜２８０Ｃからの偏光光の偏光軸と同じ偏光軸の光（例えばＰ偏光）を透過し、それ以外の偏光軸の光（Ｓ偏光）を反射するものである。具体的には、反射型偏光板３１０Ａは、偏光板２８０ＡからのＰ偏光の赤色光を反射型の液晶パネル３２０Ａの方向へ透過させる。反射型偏光板３１０Ｂは、偏光板２８０ＢからのＰ偏光の青色光を反射型の液晶パネル３２０Ｂの方向へ透過させる。反射型偏光板３１０Ｃは、偏光板２８０ＣからのＰ偏光の緑色光を反射型の液晶パネル３２０Ｃの方向へ透過させる。また、ダイクロイックミラー２４０Ａ，２４０Ｂの双方を透過して反射型偏光板３１０Ｃに入射したＰ偏光の緑色光は、そのまま反射型偏光板３１０Ｃを透過してダイクロイックプリズム３３０に入射する。更に、反射型偏光板３１０Ａは、反射型の液晶パネル３２０ＡからのＳ偏光の赤色光を反射してダイクロイックプリズム３３０に入射させる。反射型偏光板３１０Ｂは、反射型の液晶パネル３２０ＢからのＳ偏光の青色光を反射してダイクロイックプリズム３３０に入射させる。反射型偏光板３１０Ｃは、反射型の液晶パネル３２０ＣからのＳ偏光の緑色光を反射してダイクロイックプリズム３３０に入射させる。
反射型の液晶パネル３２０Ａ〜３２０Ｃは、それぞれ、赤色光、青色光または緑色光の空間変調を行うものである。
ダイクロイックプリズム３３０は、入射される赤色光、青色光および緑色光を合成し、投影光学系４へ向けて射出するものである。
投影光学系４は、レンズＬ４１０〜Ｌ４５０と、ミラーＭ４００とを有する。投影光学系４は、画像形成部３からの出射光を拡大してスクリーン（図示せず）等へ投射する。
（光源装置およびプロジェクタの動作）
続いて、図４および図１１を参照して、光源装置１を含めたプロジェクタ１００の動作について説明する。
まず、光源装置１において、モータ１６，７０が駆動し、発光素子１０Ａおよび拡散板６９が回転する。そののち、光源部６２における第１のレーザ群６２Ａおよび第２のレーザ群６２Ｂから青色光である励起光ＥＬ１およびレーザ光ＥＬ２がそれぞれ発振される。
励起光ＥＬ１は、第１のレーザ群６２Ａから発振され、レンズ６３とダイクロイックミラー６７とレンズ６４とを順に透過したのち、発光素子１０Ａの蛍光体層１５に照射される。発光素子１０Ａの蛍光体層１５は励起光ＥＬ１の一部を吸収し、黄色光である蛍光ＦＬ１に変換し、これをレンズ６４へ向けて発する。蛍光ＦＬ１はダイクロイックミラー６７により反射されたのち、レンズ６５を透過して照明光学系２へ向かう。この際、発光素子１０Ａの反射層１２は、蛍光体層１５に吸収されなかった残りの励起光ＥＬ１をレンズ６４へ向けて反射させる。発光素子１０Ａの反射層１２により反射された励起光ＥＬ１もまたダイクロイックミラー６７により反射されたのち、レンズ６５を透過して照明光学系２へ向かう。
レーザ光ＥＬ２は、第２のレーザ群６２Ｂから発振され、反射ミラー６８を経由したのち、拡散板６９に照射される。拡散板６９は、レーザ光ＥＬ２を拡散して、レンズ６６へ向けて発する。レーザ光ＥＬ２はダイクロイックミラー６７を透過したのち、レンズ６５を透過して照明光学系２へ向かう。
このようにして、光源装置１は、黄色光である蛍光ＦＬ（ＦＬ１）と、青色のレーザ光ＥＬ（ＥＬ２）とを合成して白色光を照明光学系２へ入射させる。
光源装置１からの白色光は、フライアイレンズ２１０（２１０Ａ，２１０Ｂ）と、偏光変換素子２２０と、レンズ２３０とを順次透過したのち、ダイクロイックミラー２４０Ａ，２４０Ｂに到達する。
ダイクロイックミラー２４０Ａにより主に赤色光Ｒが反射され、この赤色光Ｒは反射ミラー２５０Ａ、レンズ２６０Ａ、ダイクロイックミラー２７０、偏光板２８０Ａおよび反射型偏光板３１０Ａを順次透過し、反射型の液晶パネル３２０Ａへ到達する。この赤色光Ｒは反射型の液晶パネル３２０Ａにおいて空間変調されたのち、反射型偏光板３１０Ａにおいて反射されてダイクロイックプリズム３３０に入射する。なお、ダイクロイックミラー２４０Ａにより反射ミラー２５０Ａへ反射された光に緑色光成分が含まれる場合には、その緑色光成分はダイクロイックミラー２７０により反射されて偏光板２８０Ｃおよび反射型偏光板３１０Ｃを順次透過し、反射型の液晶パネル３２０Ｃへ到達する。ダイクロイックミラー２４０Ｂでは主に青色光Ｂが反射され、同様の過程を経てダイクロイックプリズム３３０に入射する。ダイクロイックミラー２４０Ａ，２４０Ｂを透過した緑色光Ｇもまたダイクロイックプリズム３３０に入射する。
ダイクロイックプリズム３３０に入射した赤色光Ｒ、青色光Ｂおよび緑色光Ｇは、合成されたのち映像光として投影光学系４へ向けて射出される。投影光学系４は、画像形成部３からの映像光を拡大してスクリーン（図示せず）等へ投射する。
（適用例２）
図１２は、透過型の液晶パネル（ＬＣＤ）により光変調を行う透過型３ＬＣＤ方式のプロジェクタ２００の構成の一例を表したものである。プロジェクタ２００は、例えば、上記第１の実施の形態で説明した光源装置１と、照明光学系５と、画像形成部６と、投影光学系７とを順に備えている。
照明光学系５は、例えば、インテグレータ素子５３０と、偏光変換素子５４０と、集光レンズ５５０とを有する。インテグレータ素子５３０は、二次元に配列された複数のマイクロレンズを有する第１のフライアイレンズ５３１およびその各マイクロレンズに１つずつ対応するように配列された複数のマイクロレンズを有する第２のフライアイレンズ５３２を含んでいる。
光源装置１からインテグレータ素子５３０に入射する光（平行光）は、第１のフライアイレンズ５３１のマイクロレンズによって複数の光束に分割され、第２のフライアイレンズ５３２における対応するマイクロレンズにそれぞれ結像される。第２のフライアイレンズ５３２のマイクロレンズのそれぞれが、二次光源として機能し、輝度が揃った複数の平行光を、偏光変換素子５４０に入射光として照射する。
インテグレータ素子５３０は、全体として、光源装置１から偏光変換素子５４０に照射される入射光を、均一な輝度分布に整える機能を有する。
偏光変換素子５４０は、インテグレータ素子５３０等を介して入射する入射光の偏光状態を揃える機能を有する。この偏光変換素子５４０は、例えば、光源装置１の出射側に配置されたレンズ６５等を介して、青色光Ｂ、緑色光Ｇおよび赤色光Ｒを含む出射光を出射する。
照明光学系５は、さらに、ダイクロイックミラー５６０およびダイクロイックミラー５７０、ミラー５８０、ミラー５９０およびミラー６００、リレーレンズ６１０およびリレーレンズ６２０、フィールドレンズ６３０Ｒ、フィールドレンズ６３０Ｇおよびフィールドレンズ６３０Ｂ、画像形成部６としての液晶パネル５１０Ｒ、５１０Ｇおよび５１０Ｂ、ダイクロイックプリズム６４０を含んでいる。
ダイクロイックミラー５６０およびダイクロイックミラー５７０は、所定の波長域の色光を選択的に反射し、それ以外の波長域の光を透過させる性質を有する。例えば、ダイクロイックミラー５６０は、赤色光Ｒを選択的に反射する。ダイクロイックミラー５７０は、ダイクロイックミラー５６０を透過した緑色光Ｇおよび青色光Ｂのうち、緑色光Ｇを選択的に反射する。残る青色光Ｂは、ダイクロイックミラー５７０を透過する。これにより、光源装置１から出射された光（白色光Ｌｗ）が、異なる色の複数の色光に分離される。
分離された赤色光Ｒは、ミラー５８０により反射され、フィールドレンズ６３０Ｒを通ることによって平行化された後、赤色光の変調用の液晶パネル５１０Ｒに入射する。緑色光Ｇは、フィールドレンズ６３０Ｇを通ることによって平行化された後、緑色光の変調用の液晶パネル５１０Ｇに入射する。青色光Ｂは、リレーレンズ６１０を通ってミラー５９０により反射され、さらにリレーレンズ６２０を通ってミラー６００により反射される。ミラー６００により反射された青色光Ｂは、フィールドレンズ６３０Ｂを通ることによって平行化された後、青色光Ｂの変調用の液晶パネル５１０Ｂに入射する。
液晶パネル５１０Ｒ、５１０Ｇおよび５１０Ｂは、画像情報を含んだ画像信号を供給する図示しない信号源（例えば、ＰＣ等）と電気的に接続されている。液晶パネル５１０Ｒ、５１０Ｇおよび５１０Ｂは、供給される各色の画像信号に基づき、入射光を画素毎に変調し、それぞれ赤色画像、緑色画像および青色画像を生成する。変調された各色の光（形成された画像）は、ダイクロイックプリズム６４０に入射して合成される。ダイクロイックプリズム６４０は、３つの方向から入射した各色の光を重ね合わせて合成し、投影光学系７に向けて出射する。
投影光学系７は、複数のレンズ７１０等を有し、ダイクロイックプリズム６４０によって合成された光を図示しないスクリーンに照射する。これにより、フルカラーの画像が表示される。
以上、第１〜第４の実施の形態および変形例１，２を挙げて本開示を説明したが、本開示は上記実施の形態等に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、上記実施の形態において説明した各層の材料および厚み等は一例であってこれに限定されるものではなく、他の材料および厚みとしてもよい。
また、本開示に係る投射型表示装置として、上記プロジェクタ以外の装置が構成されてもよい。また投射型表示装置ではない装置に本開示に係る光源装置が用いられてもよい。例えば、本開示の光源装置１は、照明用途として用いてもよく、例えば、自動車のヘッドランプやライトアップ用の光源に適用可能である。
なお、本技術は以下のような構成を取ることも可能である。
（１）
第１基材と、
前記第１基材に対向配置された第２基材と、
前記第１基材と前記第２基材との間に、個別に表面が光学薄膜によって被覆された複数の蛍光体粒子が充填された蛍光体層と
を備えた発光素子。
（２）
前記蛍光体層は、前記複数の蛍光体粒子からなる単粒子層である、請求項１に記載の発光素子。
（３）
前記第１基材と前記第２基材との間に対向する一対のスペーサを有し、前記蛍光体層は、前記一対のスペーサによって封止されている、請求項１に記載の発光素子。
（４）
前記第１基材、前記第２基材および前記一対のスペーサによって形成される空間の空隙率は、２５％以上６０％以下である、請求項３に記載の発光素子。
（５）
前記複数の蛍光体粒子は、バインダを用いることなく前記第１基材と前記第２基材との間に充填され、前記蛍光体層を形成している、請求項１に記載の発光素子。
（６）
前記光学薄膜は、前記蛍光体粒子側から屈折率の高い順に積層された積層膜である、請求項１に記載の発光素子。
（７）
前記光学薄膜は、第１の光学薄膜と、前記第１の光学薄膜よりも屈折率の低い第２の光学薄膜とが交互に積層された積層膜である、請求項１に記載の発光素子。
（８）
前記光学薄膜は、ケイ酸化合物、酸化ケイ素および酸化チタンのうちの少なくとも１種を含む、請求項１に記載の発光素子。
（９）
前記光学薄膜は、金属ナノ粒子を含む、請求項１に記載の発光素子。
（１０）
前記蛍光体粒子は、表面に金属ナノ粒子を有する、請求項１に記載の発光素子。
（１１）
前記蛍光体層と、前記第１基材および前記第２基材の少なくとも一方との間に複数のナノ蛍光体粒子が配置されている、請求項１に記載の発光素子。
（１２）
前記ナノ蛍光体粒子は、前記蛍光体粒子とは異なる発光スペクトルを有する、請求項９に記載の発光素子。
（１３）
前記蛍光体粒子は、ガラスを含む架橋膜によって被覆され、
前記蛍光体層内において前記複数の蛍光体粒子の間に空隙を有する、請求項１に記載の発光素子。
（１４）
前記第１基材および前記第２基材は、円盤状の基板であり、前記蛍光体層は、前記第１基材と前記第２基材との間に円環状に形成されている、請求項１に記載の発光素子。
（１５）
前記第１基材および前記第２基材の少なくとも一方は、光透過性を有する、請求項１に記載の発光素子。
（１６）
前記第１基材および前記第２基材の一方は、光反射性を有する、請求項１に記載の発光素子。
（１７）
前記第１基材および前記第２基材の一方に反射層を有する、請求項１に記載の発光素子。
（１８）
光源部と、
前記光源部からの光により励起されて蛍光を発する発光素子とを備え、
前記発光素子は、
第１基材と、
前記第１基材に対向配置された第２基材と、
前記第１基材と前記第２基材との間に、個別に表面が光学薄膜によって被覆された複数の蛍光体粒子が充填された蛍光体層と
を有する光源装置。
（１９）
発光素子を有する光源光学系と、
入力された映像信号に基づいて前記光源光学系からの光を変調することにより、画像光を生成する画像生成光学系と、
前記画像生成光学系で生成された画像光を投射する投射光学系とを備え、
前記発光素子は、
第１基材と、
前記第１基材に対向配置された第２基材と、
前記第１基材と前記第２基材との間に、個別に表面が光学薄膜によって被覆された複数の蛍光体粒子が充填された蛍光体層と
を有する投射型表示装置。

Claims (19)

  1. 第１基材と、
    前記第１基材に対向配置された第２基材と、
    前記第１基材と前記第２基材との間に、個別に表面が光学薄膜によって被覆された複数の蛍光体粒子が充填された蛍光体層と
    を備えた発光素子。
  2. 前記蛍光体層は、前記複数の蛍光体粒子からなる単粒子層である、請求項１に記載の発光素子。
  3. 前記第１基材と前記第２基材との間に対向する一対のスペーサを有し、前記蛍光体層は、前記一対のスペーサによって封止されている、請求項１に記載の発光素子。
  4. 前記第１基材、前記第２基材および前記一対のスペーサによって形成される空間の空隙率は、２５％以上６０％以下である、請求項３に記載の発光素子。
  5. 前記複数の蛍光体粒子は、バインダを用いることなく前記第１基材と前記第２基材との間に充填され、前記蛍光体層を形成している、請求項１に記載の発光素子。
  6. 前記光学薄膜は、前記蛍光体粒子側から屈折率の高い順に積層された積層膜である、請求項１に記載の発光素子。
  7. 前記光学薄膜は、第１の光学薄膜と、前記第１の光学薄膜よりも屈折率の低い第２の光学薄膜とが交互に積層された積層膜である、請求項１に記載の発光素子。
  8. 前記光学薄膜は、ケイ酸化合物、酸化ケイ素および酸化チタンのうちの少なくとも１種を含む、請求項１に記載の発光素子。
  9. 前記光学薄膜は、金属ナノ粒子を含む、請求項１に記載の発光素子。
  10. 前記蛍光体粒子は、表面に金属ナノ粒子を有する、請求項１に記載の発光素子。
  11. 前記蛍光体層と、前記第１基材および前記第２基材の少なくとも一方との間に複数のナノ蛍光体粒子が配置されている、請求項１に記載の発光素子。
  12. 前記ナノ蛍光体粒子は、前記蛍光体粒子とは異なる発光スペクトルを有する、請求項１１に記載の発光素子。
  13. 前記蛍光体粒子は、ガラスを含む架橋膜によって被覆され、
    前記蛍光体層内において前記複数の蛍光体粒子の間に空隙を有する、請求項１に記載の発光素子。
  14. 前記第１基材および前記第２基材は、円盤状の基板であり、前記蛍光体層は、前記第１基材と前記第２基材との間に円環状に形成されている、請求項１に記載の発光素子。
  15. 前記第１基材および前記第２基材の少なくとも一方は、光透過性を有する、請求項１に記載の発光素子。
  16. 前記第１基材および前記第２基材の一方は、光反射性を有する、請求項１に記載の発光素子。
  17. 前記第１基材および前記第２基材の一方に反射層を有する、請求項１に記載の発光素子。
  18. 光源部と、
    前記光源部からの光により励起されて蛍光を発する発光素子とを備え、
    前記発光素子は、
    第１基材と、
    前記第１基材に対向配置された第２基材と、
    前記第１基材と前記第２基材との間に、個別に表面が光学薄膜によって被覆された複数の蛍光体粒子が充填された蛍光体層と
    を有する光源装置。
  19. 発光素子を有する光源光学系と、
    入力された映像信号に基づいて前記光源光学系からの光を変調することにより、画像光を生成する画像生成光学系と、
    前記画像生成光学系で生成された画像光を投射する投射光学系とを備え、
    前記発光素子は、
    第１基材と、
    前記第１基材に対向配置された第２基材と、
    前記第１基材と前記第２基材との間に、個別に表面が光学薄膜によって被覆された複数の蛍光体粒子が充填された蛍光体層と
    を有する投射型表示装置。
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