JP6489348B2 - 波長変換部材、発光装置、プロジェクタ、及び、波長変換部材の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、プロジェクタなどで使用される、蛍光体を含有する波長変換部材に関する。

従来、画像をスクリーンに投射するプロジェクタが知られている。プロジェクタは、一般的には、光源から出射された光を、デジタルマイクロミラーデバイスや液晶表示素子などで空間変調し、画像を投射（表示）する。

近年では、発光ダイオード（ＬＥＤ）または半導体レーザ（ＬＤ）によって、蛍光体を含む波長変換部材に光を照射して所望の光を得る、プロジェクタ用の光源が知られている。

上記のような波長変換部材においては、従来、蛍光体は樹脂により封止されていたが、蛍光体間の空隙を、酸化亜鉛（ＺｎＯ）で充填する構成も提案されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。

国際公開第２０１３／１７２０２５号 国際公開第２０１３／１７５７７３号

上記のような波長変換部材では、光の取り出し効率の向上と、耐久性の向上とが課題である。

本発明は、光の取り出し効率及び耐久性を向上させた波長変換部材等を提供する。

本発明の一態様に係る波長変換部材は、基板と、前記基板上に設けられた、上方からの光の少なくとも一部を反射する反射層と、前記反射層の上に設けられた、透光性を有するアモルファス層と、前記アモルファス層の上に設けられた、透光性を有する金属酸化物層と、前記金属酸化物層の上に設けられた、複数の蛍光体を含有する蛍光体層とを備え、前記蛍光体層においては、前記複数の蛍光体の間に前記金属酸化物層と同一の金属酸化物が設けられる。

本発明の一態様に係る波長変換部材の製造方法は、上方からの光の少なくとも一部を反射する反射層を基板上に形成し、透光性を有するアモルファス層を前記反射層の上に形成し、透光性を有する金属酸化物層を前記アモルファス層の上に形成し、前記金属酸化物層の上に複数の蛍光体を堆積し、前記金属酸化物層を結晶成長させることにより、前記複数の蛍光体の間に前記金属酸化物層と同一の金属酸化物が設けられた蛍光体層を形成する。

本発明によれば、光の取り出し効率及び耐久性を向上させた波長変換部材、並びに、これを用いた発光装置及びプロジェクタが実現できる。

図１は、実施の形態１に係る波長変換部材の外観斜視図である。 図２は、実施の形態１に係る波長変換部材の断面図（図１のＡ−Ａ線における断面図）である。 図３Ａは、実施の形態１に係る波長変換部材の製造方法を説明するための第１の断面図である。 図３Ｂは、実施の形態１に係る波長変換部材の製造方法を説明するための第２の断面図である。 図３Ｃは、実施の形態１に係る波長変換部材の製造方法を説明するための第３の断面図である。 図３Ｄは、実施の形態１に係る波長変換部材の製造方法を説明するための第４の断面図である。 図３Ｅは、実施の形態１に係る波長変換部材の製造方法を説明するための第５の断面図である。 図３Ｆは、実施の形態１に係る波長変換部材の製造方法を説明するための第６の断面図である。 図３Ｇは、実施の形態１に係る波長変換部材の製造方法を説明するための第７の断面図である。 図４は、実施の形態１に係る波長変換部材の製造方法のフローチャートである。 図５は、実施の形態２に係る波長変換部材の断面図である。 図６は、実施の形態３に係るプロジェクタの構成を示す図である。 図７は、実施の形態３に係るプロジェクタの外観斜視図である。

以下、実施の形態に係る波長変換部材等について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明の一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される、数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態などは、一例であって本発明を限定する主旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。

なお、各図は模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略または簡略化される場合がある。

（実施の形態１）
［構成］
まず、実施の形態１に係る波長変換部材の構成について図１及び図２を用いて説明する。図１は、実施の形態１に係る波長変換部材の外観斜視図である。図２は、実施の形態１に係る波長変換部材の断面図（図１のＡ−Ａ線における断面図）である。

図１に示されるように、実施の形態１に係る波長変換部材１０は、蛍光体層１５が設けられたいわゆる蛍光体ホイールであり、主としてプロジェクタに用いられる。

図１及び図２に示されるように、波長変換部材１０は、より詳細には、基板１１と、ダイクロイックミラー層１２と、ＳｉＯ_２層１３と、ＺｎＯ層１４と、蛍光体１６を含有する蛍光体層１５とを備える。

基板１１は、円形平板状の基板である。基板１１は、透光性を有してもよいし、透光性がなくてもよい。基板１１としては、ガラス基板、石英基板、ＧａＮ基板、サファイア基板、シリコン基板などが例示される。また、基板１１は、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）フィルム、または、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムなどの樹脂で形成されてもよい。

なお、実施の形態１では、基板１１は平板であるが、曲面を有してもよい。曲面を有する基板１１が用いられる場合には、基板１１は、加工が容易なガラス基板であることが望ましい。

ダイクロイックミラー層１２は、基板１１上に設けられた、上方からの光の少なくとも一部を反射する反射層の一例である。なお、ここでの上方とは、ＳｉＯ_２層１３側を意味する。

ダイクロイックミラー層１２は、より詳細には、低屈折率層１２ａ及び高屈折率層１２ｂが交互に積層された多層膜（分布ブラッグ反射層）である。

ダイクロイックミラー層１２を構成する低屈折率層１２ａとしては、具体的には、ＳｉＯ_２及びＡｌ_２Ｏ_３などの軽元素の酸化物が用いることができる。また、ダイクロイックミラー層１２を構成する高屈折率層１２ｂとしては、ＴｉＯ_２、ＺｎＯ、及びＡｌＯＮなどの比較的重い元素の酸化物や酸窒化物を用いることができる。

また、ダイクロイックミラー層１２を構成する低屈折率層１２ａとして、ＡｌＮや高Ａｌ組成ＡｌＧａＮ、及びＡｌＩｎＮなどのＡｌを含む窒化物半導体が用いられてもよい。また、ダイクロイックミラー層１２を構成する高屈折率層１２ｂとしてＧａＮや低Ａｌ組成ＧａＮなどのＧａを含む窒化物半導体などが用いられてもよい。

ダイクロイックミラー層１２は、実施の形態１では、可視光領域の光を反射する構成であるが、特定の波長領域の光のみを反射し、上記特定の波長領域以外の波長領域の光を透過させる構成であってもよい。

ＳｉＯ_２層１３は、ダイクロイックミラー層の上に設けられた、アモルファスのＳｉＯ_２層である。つまり、ＳｉＯ_２層１３は、透光性を有するアモルファス層の一例である。ＳｉＯ_２層１３は、波長変換部材１０の特徴構成であり、蛍光体層１５の形成において、ＳｉＯ_２層１３の上のＺｎＯ層１４の結晶成長に良い影響を与える。

ＺｎＯ層１４は、ＳｉＯ_２層１３の上に設けられた、透光性を有する金属酸化物層の一例である。ＺｎＯ層１４は、より詳細には、ｃ軸配向のＺｎＯの層である。ＺｎＯ層１４としては、例えば、面内の結晶方位がランダムに成長したＺｎＯを用いることができる。

なお、ＺｎＯ層１４として、面内の結晶方位が揃って成長した単結晶のＺｎＯが用いられてもよい。単結晶は、結晶粒界が少ないため、光散乱の低減の点で好ましい。

蛍光体層１５は、ＺｎＯ層１４の上に設けられた、複数の蛍光体１６（蛍光体粒子）を含有するＺｎＯの層である。つまり、蛍光体層１５においては、複数の蛍光体１６の間にＺｎＯ層１４と同一の金属酸化物が設けられる。蛍光体層１５は、ＺｎＯ層１４の上に蛍光体を堆積し、ＺｎＯ層１４を結晶成長させることにより形成される。

蛍光体１６は、実施の形態１では、ＹＡＧ系の黄色蛍光体であるが、赤色蛍光体または緑色蛍光体であってもよく、特に限定されるものではない。また、蛍光体層１５には、発光スペクトルの中心波長が異なる複数種類の蛍光体１６が含まれてもよいし、蛍光体層１５は、平面視した場合に領域分割され、領域ごとに異なる蛍光体１６が含まれてもよい。

以上説明した波長変換部材１０には、蛍光体層１５に青色光が照射されることにより、蛍光体１６が励起されて黄色光が放出される。このとき、青色光の一部及び黄色光の一部は、ダイクロイックミラー層１２によって反射される。この結果、青色光と黄色光とが混色し、波長変換部材１０からは白色光が出力される。

［波長変換部材の製造方法］
次に、波長変換部材１０の製造方法について説明する。図３Ａ〜図３Ｇは、波長変換部材１０の製造方法を説明するための断面図である。図４は、波長変換部材１０の製造方法のフローチャートである。

実施の形態１の波長変換部材１０は、蛍光体１６の空隙を、ＺｎＯ層１４の結晶成長によりＺｎＯ充填することにより、蛍光体層１５が形成される。

まず、図３Ａ及び図３Ｂに示されるように、ダイクロイックミラー層１２が基板１１上に形成される（Ｓ１１）。

ダイクロイックミラー層１２を構成する低屈折率層１２ａ及び高屈折率層１２ｂ酸化物や酸窒化物が用いられる場合、低屈折率層１２ａ及び高屈折率層１２ｂを形成する方法としては、電子ビーム蒸着法、抵抗加熱蒸着法、反応性プラズマ蒸着法、またはスパッタリング法のような成膜法が用いられる。

ダイクロイックミラー層１２を構成する低屈折率層１２ａ及び高屈折率層１２ｂに窒化物半導体が用いられる場合、低屈折率層１２ａ及び高屈折率層１２ｂを形成する方法としては、有機金属気相成長法、または分子線エピタキシー法のような成膜法が用いられる。

次に、図３Ｃに示されるように、ＳｉＯ_２層１３がダイクロイックミラー層１２の上に形成される（Ｓ１２）。ＳｉＯ_２層１３を形成する方法としては、電子ビーム蒸着法、抵抗加熱蒸着法、反応性プラズマ蒸着法、スパッタリング法、有機金属気相成長法、分子線エピタキシー法、またはパルスレーザー堆積法のような成膜法が用いられる。

次に、図３Ｄに示されるように、ＺｎＯ層１４がＳｉＯ_２層１３の上に形成される（Ｓ１２）。ＺｎＯ層１４を形成する方法としては、電子ビーム蒸着法、抵抗加熱蒸着法、反応性プラズマ蒸着法、スパッタリング法、有機金属気相成長法、分子線エピタキシー法、またはパルスレーザー堆積法のような成膜法が用いられる。

ここで、Ｚｎイオンを含有する溶液を使用した溶液成長法によってＺｎＯを結晶成長することができる。溶液成長法には、大気圧下で行う化学浴析出法（ｃｈｅｍｉｃａｌ ｂａｔｈ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、大気圧以上で行う水熱合成法（ｈｙｄｒｏｔｈｅｒｍａｌ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ）、または、電圧もしくは電流を印加する電解析出法（ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）などが用いられる。ＺｎＯは、ｃ軸成長しやすいため、温度や成膜速度などの成膜条件を制御することにより、ｃ軸配向のＺｎＯ層１４を容易に得ることができる。

なお、電気抵抗の低いＺｎＯ層１４を得るために、Ｇａ、Ａｌ、Ｉｎ、及びＢなどのドーパントがＺｎＯ層１４へ添加されてもよい。

次に、図３Ｅに示されるように、ＺｎＯ層１４の上に、蛍光体１６が堆積される（Ｓ１４）。蛍光体１６を堆積させる方法としては、例えば、蛍光体１６を分散させた蛍光体分散溶液を用いた電気泳動法により、蛍光体１６をＺｎＯ層１４の上に堆積（集積）する技術が用いられる。また、蛍光体１６をＺｎＯ層１４の上に沈降させることによって、蛍光体１６が堆積されてもよい。また、蛍光体分散溶液をＺｎＯ層１４の上に塗布し、溶液を乾燥させる方法が用いられてもよい。

いずれの方法の場合も、樹脂のマトリクス中に蛍光体を分散させた蛍光層を形成する従来技術とは異なり、蛍光体層１５中において蛍光体１６は互いに凝集して構造体を形成する。その結果、蛍光体１６のマトリクス中の分散制御をする必要がないため、蛍光体１６の量を制御するだけで、必要な蛍光が得られる安定した蛍光体層１５が形成される。

次に、図３Ｆ及び図３Ｇに示されるように、ＺｎＯ層１４を結晶成長させることにより、蛍光体層１５が形成される（Ｓ１５）。具体的には、Ｚｎイオンを含有する溶液を使用した溶液成長法によって、ＺｎＯ層１４からＺｎＯを結晶成長させることにより、蛍光体１６の空隙がＺｎＯにより充填される。

溶液成長法には、大気圧下で行う化学浴析出法、大気圧以上で行う水熱合成法、及び電解析出法などが用いられる。

結晶成長用の溶液としては、例えば、（ＣＨ_２）_６Ｎ_４を含有する硝酸亜鉛溶液が用いられる。硝酸亜鉛溶液のｐＨは、一例として、５以上７以下である。このように中性付近の溶液中において成長できることは、他の酸化物にはないＺｎＯの特徴である。

ＺｎＯを中性付近の溶液中で成長させることにより、アルカリ性の反応液が必要なガラス充填とは異なり、化学エッチングにより蛍光体１６の表面に非発光再結合を生じさせる可能性が低い。このため、ＺｎＯの充填においては、ガラス充填に比べて蛍光体１６の内部量子効率の低下が抑制される。

図３Ｆは、図３ＥのＺｎＯ層１４から、ＺｎＯを結晶成長させている途中過程を示す図である。平衡に近い状態での結晶成長が可能である溶液成長法が用いられることにより、ＺｎＯ層１４を結晶成長の核（すなわち、種結晶）として、蛍光体１６の下部領域のＺｎＯ層１４から順にＺｎＯが上方に向けて結晶成長される。その結果、結晶成長により形成されたＺｎＯは、下地であるＺｎＯ層１４の結晶状態を保持している。

したがって、蛍光体層１５には、ＺｎＯ層１４と同様の緻密なＺｎＯの結晶が形成される。なお、結晶成長により形成されるＺｎＯは、蛍光体１６の空隙を埋めるように成長した後に、横方向の成長により蛍光体１６の上部領域を覆う。なお、蛍光体層１５には、Ｍｇなどのドーパントが添加されてもよい。

また、溶液成長法では、原料溶液は、希薄な水溶液であり粘度が低いため、蛍光体１６の隙間に容易に到達できる。また、ＺｎＯを成長させる原料となるＺｎイオンは小さいため、ＺｎＯの結晶成長でＺｎイオンが消費されても、蛍光体層１５の外部の原料溶液から蛍光体層１５の内部へ、Ｚｎイオンが容易に拡散され到達できる。そのため、原料不足により生じる蛍光体層１５の内部でのボイド発生を抑制できる。

［効果等］
波長変換部材１０では、ＳｉＯ_２層１３の上にＺｎＯ層１４が設けられる。波長変換部材１０では、ＳｉＯ_２層１３が設けられない場合よりも、ＺｎＯ層１４の結晶成長を促進して蛍光体層１５のＺｎＯの結晶性を高め、より蛍光体１６を密に充填（封止）することができる。

蛍光体層１５に空隙が生じた場合、空隙による光散乱の増大、及び、空隙による熱伝導率の低下などの理由により、光取り出し効率が悪化する場合がある。波長変換部材１０では、ＳｉＯ_２層１３により、蛍光体層１５における空隙の発生を抑制し、光取り出し効率を高めることができる。

また、ＳｉＯ_２層１３は、蛍光体層１５と、ダイクロイックミラー層１２との間に設けられる。ここで、ＳｉＯ_２層１３は、波長変換部材１０に青色光が照射されたとき（以下、波長変換部材１０の使用中とも記載する）に蛍光体層１５において生じる熱のダイクロイックミラー層１２への影響を低減する、バリア層としても機能する。これにより、ダイクロイックミラー層１２の熱による劣化を抑制し、耐久性（信頼性）を高めることができる。

なお、ＳｉＯ_２層１３の厚みが薄すぎる場合、蛍光体層１５のＺｎＯの結晶性を高める効果が十分に得られない場合がある。したがって、ＳｉＯ_２層１３の厚みは、例えば、ダイクロイックミラー層１２に含まれる低屈折率層１２ａの厚み以上であるとよい。

また、ＳｉＯ_２層１３の厚みが薄すぎる場合には、ＳｉＯ_２層１３の熱伝導特性の悪化により、波長変換部材１０の使用中に蛍光体層１５の温度が上昇し、蛍光体１６の発光効率の低下を招くことも考えられる。このような場合には、ＳｉＯ_２層１３の厚みに上限が設けられてもよい。なお、ＳｉＯ_２層１３の厚みは、具体的には、５０ｎｍ〜２００ｎｍ程度になることが想定される。

（実施の形態２）
実施の形態１では、反射層としてダイクロイックミラー層１２が用いられたが、反射層として金属反射層が用いられてもよい。実施の形態２では、金属反射層の一例として、Ａｌの反射層を含む金属反射層を備える波長変換部材１０ａについて説明する。なお、以下の実施の形態２では、実施の形態１との相違点を中心に説明し、実施の形態１と同様の内容については説明が省略される。

［構成］
まず、実施の形態２に係る波長変換部材の構成について図５を用いて説明する。図５は、実施の形態２に係る波長変換部材の断面図である。

図５に示されるように、波長変換部材１０ａは、基板１１と、金属反射層１７と、ＳｉＯ_２層１３と、ＺｎＯ層１４と、蛍光体１６を含有する蛍光体層１５とを備える。

金属反射層１７は、低屈折率層１８ａ及び高屈折率層１８ｂを含む増反射層１８を上部に有し、Ａｌ反射層１９ｂを含む。また、金属反射層１７には、Ｎｂ密着膜１９ａも含まれる。

Ｎｂ密着膜１９ａは、Ａｌ反射層１９ｂの基板１１への接着性を高めるための層である。Ｎｂ密着膜１９ａは、基板１１上に形成される。

Ａｌ反射層１９ｂは、Ａｌからなる反射層である。Ａｌ反射層１９ｂは、Ｎｂ密着膜１９ａ上に形成される。

増反射層１８は、Ａｌ反射層１９ｂとＳｉＯ_２層１３との界面で生じる光の散乱ロスを低減するための層であり、Ａｌ反射層１９ｂの上に形成される。増反射層１８は、低屈折率層１８ａと、高屈折率層１８ｂとを有する。

低屈折率層１８ａとしては、具体的には、ＳｉＯ_２及びＡｌ_２Ｏ_３などの軽元素の酸化物が用いられる。また、高屈折率層１８ｂとしては、ＴｉＯ_２、ＺｎＯ、及びＡｌＯＮなどの比較的重い元素の酸化物や酸窒化物を用いることができる。

なお、Ｎｂ密着膜１９ａ及び増反射層１８は、設けられなくてもよい。

［効果等］
波長変換部材１０ａにおいても、ＳｉＯ_２層１３の上にＺｎＯ層１４が設けられる。これにより、ＺｎＯ層１４の結晶成長を促進して蛍光体層１５のＺｎＯの結晶性を高め、より蛍光体１６を密に充填（封止）することができる。つまり、波長変換部材１０ａでは、蛍光体層１５における空隙の発生を抑制し、光取り出し効率を高めることができる。

また、ＳｉＯ_２層１３は、蛍光体層１５と、Ａｌ反射層１９ｂとの間に設けられる。ここで、ＳｉＯ_２層１３は、波長変換部材１０ａの使用中に蛍光体層１５において生じる熱のＡｌ反射層１９ｂへの影響を低減する、バリア層としても機能する。これにより、Ａｌ反射層１９ｂの熱による劣化を抑制し、耐久性（信頼性）を高めることができる。

なお、ＳｉＯ_２層１３は、熱だけでなく、Ａｌ反射層１９ｂへの酸素の伝達をブロックすることにより、劣化（酸化による反射率の低下）を抑制する効果も奏すると考えられる。

なお、ＳｉＯ_２層１３の厚みが薄すぎる場合、Ａｌ反射層１９ｂの酸化の抑制効果が十分に得られない場合がある。したがって、ＳｉＯ_２層１３の厚みは、例えば、金属反射層１７に含まれる低屈折率層１８ａの厚み以上であるとよい。

（実施の形態３）
［構成］
本発明は、上記実施の形態の波長変換部材を使用したプロジェクタとして実現されてもよい。以下、実施の形態３に係るプロジェクタについて、図６を用いて説明する。図６は、実施の形態３に係るプロジェクタの構成を示す図である。

なお、実施の形態３では、波長変換部材１０のダイクロイックミラー層１２が、蛍光体１６が発する黄色光を反射し、かつ、青色光を透過させる特性を有し、基板１１は、サファイアなどの透明基板であるものとして説明を行う。

図６に示されるように、プロジェクタ２０は、発光装置２００と、光学ユニット３００と、制御部４００とを備える。

発光装置２００は、プロジェクタ２０の光源として動作する装置である。発光装置２００は、波長変換部材１０と、照射部１００とを備える。また、発光装置２００は、ダイクロイックミラー２２０と、反射ミラー２３１と、反射ミラー２３２と、反射ミラー２３３とを備える。

波長変換部材１０は、モータ２１３に取り付けられて回転される。モータ２１３は、制御部４００からの駆動制御信号に基づいて駆動される。

照射部１００は、蛍光体１６を励起するための光を蛍光体層１５側から波長変換部材１０に照射する。照射部１００は、より具体的には、複数の半導体発光素子１１１（励起光源）と、半導体発光素子１１１から出射した光をコリメートするコリメートレンズ１２０と、ヒートシンク１３０とを備える。

半導体発光素子１１１は、例えば半導体レーザ又はＬＥＤであり、駆動電流によって駆動されて所定の色（波長）の光を発する。実施の形態３では、半導体発光素子１１１として、３６０ｎｍ以上４８０ｎｍ以下の波長の青色光を発する半導体レーザが用いられる。半導体発光素子１１１の発光制御は、制御部４００によって行われる。なお、半導体発光素子１１１は、複数個設けられているが、１個であってもよい。

ダイクロイックミラー２２０は、照射部１００から出射される青色光（励起光）を透過するとともに、この青色光よりも長い波長の光を反射する特性を有する。つまり、ダイクロイックミラー２２０は、波長変換部材１０からの黄色光を反射する。

光学ユニット３００は、集光レンズ３１０と、ロッドインテグレータ３２０と、レンズ群３３０と、投射レンズ３４０と、表示素子３５０とを備える。

集光レンズ３１０は、発光装置２００からの光をロッドインテグレータ３２０の入射端面に集光させる。

ロッドインテグレータ３２０は、集光レンズ３１０によって集光された光を入射端面で受けて輝度分布を均一にして出射する。ロッドインテグレータ３２０は、例えば四角柱であり、ロッドインテグレータ３２０に入射した光は、媒体内で全反射を繰り返して均一な輝度分布となって出射される。

レンズ群３３０は、ロッドインテグレータ３２０から出射される光を表示素子３５０に入射させる。レンズ群３３０は、複数のレンズからなるレンズユニットであり、例えばコンデンサレンズ及びリレーレンズ等を備える。

投射レンズ３４０は、表示素子３５０から出力される光をプロジェクタ２０の外部に投射するレンズである。投射レンズ３４０は、１つ又は複数のレンズからなる投射レンズ群（投射ユニット）であり、例えば、両凸レンズ、絞り及び平凹レンズ等によって構成される。

表示素子３５０は、レンズ群３３０から出射される光を制御して、映像として出力する。表示素子３５０は、具体的には、映像素子として用いられるＤＭＤ（デジタルミラーデバイス）である。

制御部４００は、発光装置２００（照射部１００及びモータ２１３）と、表示素子３５０とを制御する制御部である。制御部４００は、具体的には、マイクロコンピュータ、プロセッサ、または専用回路などによって実現される。

［動作］
次に、プロジェクタ２０の動作について説明する。

照射部１００から出射した青色光は、ダイクロイックミラー２２０を透過して波長変換部材１０に入射する。このとき、波長変換部材１０は、上記ダイクロイックミラー層１２の特性により、青色光を透過し、黄色光を反射する。つまり、波長変換部材１０は、ダイクロイックミラー２２０に向けて黄色光を出射し、反射ミラー２３１に向けて青色光を出射する。なお、このとき、波長変換部材１０は、モータ２１３により回転している。

波長変換部材１０で反射した黄色光は、ダイクロイックミラー２２０によって反射されて光学ユニット３００に導かれる。一方、波長変換部材１０を透過した青色光は、反射ミラー２３１、反射ミラー２３２及び反射ミラー２３３で順次反射して、ダイクロイックミラー２２０を透過して光学ユニット３００に導かれる。つまり、光学ユニット３００には、青色光と黄色光とが混ざった白色光が入射される。

光学ユニット３００に入射した白色光は、集光レンズ３１０、ロッドインテグレータ３２０及びレンズ群３３０を通って表示素子３５０に入射し、制御部４００からの映像信号に基づいて画像（映像光）に形成されて表示素子３５０から出力される。なお、この場合の画像は、モノクロである。

そして、表示素子３５０から出力された画像は、投射レンズ３４０からスクリーンなどの対象物に投射される。

なお、プロジェクタ２０では、図７に示されるように、発光装置２００、光学ユニット３００、及び制御部４００は、筐体５００に収納される。図７は、プロジェクタ２０の外観斜視図である。

［まとめ］
以上説明したように、本発明は、波長変換部材１０を用いたプロジェクタ２０として実現することができる。つまり、波長変換部材１０によれば、光の取り出し効率及び耐久性を向上させたプロジェクタ２０が実現される。

なお、プロジェクタ２０は、一例であり、波長変換部材１０及び波長変換部材１０ａに例示される本発明の波長変換部材は、既存の各種光学系を使用したプロジェクタに使用可能である。

また、本発明は、プロジェクタに使用される発光装置（例えば、発光装置２００）として実現されてもよい。

（その他の実施の形態）
以上、実施の形態１〜３について説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。

上記実施の形態では、アモルファス層として、ＳｉＯ_２層１３（ＳｉＯ_２のアモルファス層）が例示されたが、アモルファス層は、例えば、ＴｉＯ_２からなるアモルファス層など、他のアモルファス層であってもよい。

上記実施の形態では、金属酸化物層として、ＺｎＯ層１４が例示されたが、金属酸化物層は、他の金属酸化物で構成された層であってもよい。

上記実施の形態では、プロジェクタ用途の波長変換部材について説明したが、波長変換部材の用途は特に限定されない。本発明の波長変換部材は、照明またはディスプレイ等のその他の用途に用いられてもよい。

また、上記実施の形態の断面図に示される積層構造は、一例であり、本発明は上記積層構造に限定されない。つまり、上記積層構造と同様に、本発明の特徴的な機能を実現できる積層構造も本発明に含まれる。例えば、上記積層構造と同様の機能を実現できる範囲で、上記積層構造の層間に別の層が設けられてもよい。

また、上記実施の形態では、積層構造の各層を構成する主たる材料について例示しているが、上記積層構造と同様の機能を実現できる範囲で他の材料が含まれてもよい。

なお、本発明は、これらの実施の形態またはその変形例に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態またはその変形例に施したもの、あるいは異なる実施の形態またはその変形例における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。

１０、１０ａ 波長変換部材
１１ 基板
１２ ダイクロイックミラー層
１２ａ、１８ａ 低屈折率層
１２ｂ、１８ｂ 高屈折率層
１３ ＳｉＯ_２層
１４ ＺｎＯ層
１５ 蛍光体層
１６ 蛍光体
１７ 金属反射層
１８ 増反射層
１９ｂ Ａｌ反射層
２０ プロジェクタ
１００ 照射部
２００ 発光装置

Claims (9)

1. 基板と、
   前記基板上に設けられた、上方からの光の少なくとも一部を反射する反射層と、
   前記反射層の上に設けられた、透光性を有するアモルファス層と、
   前記アモルファス層の上に設けられた、透光性を有する金属酸化物層と、
   前記金属酸化物層の上に設けられた、複数の蛍光体を含有する蛍光体層とを備え、
   前記蛍光体層においては、前記複数の蛍光体の間に前記金属酸化物層と同一の金属酸化物が設けられ、
   前記反射層は、ダイクロイックミラー層であり、
   前記ダイクロイックミラー層には、低屈折率層及び高屈折率層が含まれ、
   前記アモルファス層の厚みは、前記低屈折率層の厚み以上である
   波長変換部材。
2. 前記アモルファス層の厚みは、１００ｎｍ以上２００ｎｍ以下である
   請求項１に記載の波長変換部材。
3. 前記アモルファス層は、ＳｉＯ_２またはＴｉＯ_２からなるアモルファス層である
   請求項１または２に記載の波長変換部材。
4. 前記金属酸化物層は、ＺｎＯ層である
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の波長変換部材。
5. 前記低屈折率層は、ＳｉＯ_２またはＡｌ_２Ｏ_３からなる層であり、
   前記高屈折率層は、ＴｉＯ_２またはＮｂ_２Ｏ_３からなる層である
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の波長変換部材。
6. 前記基板は、サファイア基板またはシリコン基板である
   請求項１〜５のいずれか１項に記載の波長変換部材。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の波長変換部材と、
   前記波長変換部材に前記蛍光体を励起する光を照射する照射部とを備える
   発光装置。
8. 請求項７に記載の発光装置を備えるプロジェクタ。
9. 上方からの光の少なくとも一部を反射する反射層を基板上に形成し、
   透光性を有するアモルファス層を前記反射層の上に形成し、
   透光性を有する金属酸化物層を前記アモルファス層の上に形成し、
   前記金属酸化物層の上に複数の蛍光体を堆積し、
   前記金属酸化物層を結晶成長させることにより、前記複数の蛍光体の間に前記金属酸化物層と同一の金属酸化物が設けられた蛍光体層を形成し、
   前記反射層は、ダイクロイックミラー層であり、
   前記ダイクロイックミラー層には、低屈折率層及び高屈折率層が含まれ、
   前記アモルファス層の厚みは、前記低屈折率層の厚み以上である
   波長変換部材の製造方法。

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