JP6977527B2 - 波長変換素子、波長変換素子の製造方法、光源装置及びプロジェクター - Google Patents
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Description
したがって、第2面の全体に反射部材を設ける構成に比べて、波長変換層及び反射部材の熱が効率良く基材側に伝達されるので、波長変換層の温度上昇による光変換効率の低下が低減されて高照度の変換光を生成できる。
これに対し、本製造方法によれば、第1層及び反射部材を波長変換部材形成用基板に形成した後、該波長変換部材形成用基板を切断した各波長変換部材に基材を接合するので、波長変換素子を効率良く製造できる。
なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。
まず、本発明の第一実施形態に係るプロジェクターの一例について説明する。
図1は、本実施形態に係るプロジェクターの概略構成を示す図である。
図1に示すように、本実施形態のプロジェクター1は、スクリーンSCR上にカラー映像を表示する投射型画像表示装置である。プロジェクター1は、照明装置2と、色分離光学系3と、光変調装置4R,光変調装置4G,光変調装置4Bと、合成光学系5と、投写光学系6とを備えている。
続いて、照明装置2について説明する。図2は照明装置2の概略構成を示す図である。図2に示すように、照明装置2は、本発明の一実施形態に係る光源装置2Aと、インテグレーター光学系31と、偏光変換素子32と、重畳レンズ33aとを備えている。本実施形態において、インテグレーター光学系31と重畳レンズ33aとは重畳光学系33を構成している。
第2の集光光学系29は、例えば凸レンズ29aから構成され、青色光BLc1を集光させた状態で拡散反射素子30に入射させる。
波長変換素子40は、図2に示すように、基材41及び蛍光体層42を備え、回転しない固定型の構成となっている。基材41は、第1の集光光学系26側となる上面41aと、上面41aとは反対側となる下面41bとを有している。波長変換素子40は、上面41aと蛍光体層42との間に設けられた反射部材43と、下面41bに設けられた放熱部材44と、をさらに備える。本実施形態において、蛍光体層42は特許請求の範囲に記載の「波長変換層」に相当する。
図4に示すように、光入射面42Aは励起光BLsが入射する励起光照射領域RSを含む。励起光BLsの光強度の分布は、図5に示すようにガウス分布となっている。本実施形態では、励起光BLsのうち光強度が最大光強度の1/e2(13.5%)となる部分が照射されている領域を、上述の励起光照射領域RSとする。
続いて、本発明の第二実施形態について説明する。本実施形態では、第一実施形態の波長変換素子40の製造方法について説明する。
まず、図6Aに示すように、蛍光体層42を構成するための蛍光体基板49を用意する。蛍光体基板49は円板形状を有する。
これに対し、本実施形態の製造方法では、接合補助層55及び反射部材43を蛍光体基板49に形成した後、該蛍光体基板49を切断した各蛍光体部材に基材41を接合するので、波長変換素子40を効率良く製造できる。
続いて、第1変形例として、第一実施形態の変形例に係る波長変換素子について説明する。なお、第一実施形態と共通の部材については同じ符号を付し、詳細な説明については省略する。
図7に示すように、波長変換素子140において、接合補助層55は、反射部材43の底面43aと、蛍光体層42の底面42Bにおける非形成領域42B1とに配置されている。接合補助層55は、蛍光体層42の底面42B(非形成領域42B1)を完全に覆うように配置されている。また、本変形例において、接合補助層55は、反射部材43の側面43cを露出させた状態に設けられる点で第一実施形態の波長変換素子40の構成とは異なる。
続いて、第2変形例として、第二実施形態の変形例に係る波長変換素子の製造方法について説明する。なお、第二実施形態と共通の部材については同じ符号を付し、詳細な説明については省略する。
図8に示すように、波長変換素子240において、接合補助層55は非形成領域42B1の全域に設けられる点において、上記第一実施形態の波長変換素子40の構成とは異なる。また、本変形例において、接合補助層55は、反射部材43の底面43aから側面43cを経て非形成領域42B1へと至るように設けられている。
まず、図9Aに示すように、蛍光体基板49の一方面49aに複数の反射部材43を島状に形成する(反射部材形成工程)。各反射部材43は、一方面49a上に設けられる蛍光体部材形成領域KRにそれぞれ形成される。そのため、複数の反射部材43の間には、間隙Sが設けられている。
具体的に、図9Cに示すように、ダイシングブレードDVによって、蛍光体基板49を間隙Sに設けられたダイシングライン(図9Aに示す蛍光体部材形成領域KRの外形)に沿って切断することで複数の蛍光体部材70を形成する。
続いて、第3変形例として、反射部材の変形例について説明する。なお、上記実施形態と共通の部材については同じ符号を付し、詳細な説明については省略する。
図10は第3変形例に係る反射部材143を備えた波長変換素子340の断面構成を示す図である。図10において、放熱部材44の図示は省略している。
なお、第1保護層63aは、劣化防止膜61と同じ金属を含有する膜から形成されていても良い。すなわち、劣化防止膜61の材料としてTiを用いる場合、第1保護層63aの材料としてTiを用いていてもよい。
なお、第2保護層63bは、多層膜50の材料として、SiO2、TiO2、Al2O3を用いた場合に、これらの材料とは異なる材料を用いて構成してもよい。
例えば、上記第一実施形態では本発明による光源装置をプロジェクターに搭載した例を示したが、これに限られない。本発明による光源装置は、照明器具や自動車のヘッドライト等にも適用することができる。
Claims (9)
- 励起光が照射される励起光照射領域を含む第1面と前記第1面に対向する第2面とを有し、前記励起光を前記励起光と異なる波長の変換光に波長変換する波長変換層と、
前記第1面を面法線方向に視た際に、前記励起光照射領域と平面的に重なる領域を含む前記第2面の一部に設けられ、無機酸化物層を含み、前記励起光及び前記変換光を反射する反射部材と、
前記反射部材に対向する第1領域と、前記波長変換層の前記第2面において前記反射部材に対向しない第2領域の一部と、に配置される第1層と、
前記第1層に対向して設けられる接合材と、
前記接合材を介して前記第1層に接合される基材と、を備え、
前記面法線方向に見た際の前記第1層の平面寸法及び前記接合材の平面寸法は、前記面法線方向に見た際の前記波長変換層の平面寸法よりも小さい
波長変換素子。 - 前記第1層は、前記第1領域から前記反射部材の側面を経て前記第2領域へと至るように設けられている
請求項1に記載の波長変換素子。 - 前記第1層は、前記第2領域の外周縁部が露出するように配置されている
請求項1又は2に記載の波長変換素子。 - 請求項1から3のいずれか一項に記載の波長変換素子と、
前記波長変換素子に向けて光を射出する光源と、を備える
光源装置。 - 請求項4に記載の光源装置と、
前記光源装置からの光を画像情報に応じて変調することにより画像光を生成する光変調装置と、
前記画像光を投写する投写光学系と、を備える
プロジェクター。 - 励起光を波長変換する波長変換粒子を含む波長変換部材形成用基板の一方面に、前記励起光及び前記励起光が前記波長変換粒子により波長変換された光を反射する反射部材を複数形成する反射部材形成工程と、
前記反射部材に対向する第3領域と、前記波長変換部材形成用基板の前記一方面において前記反射部材に対向しない第4領域の一部とに第1層を形成する第1層形成工程と、
前記複数の反射部材の間に設けられる間隙において、前記波長変換部材形成用基板を切断することで複数の波長変換部材を形成する切断工程と、
接合材を介して前記波長変換部材を基材に接合する接合工程と、を備え、
前記切断工程では、前記第一方面を面法線方向に視た際の前記第1層の平面寸法及び前記接合材の平面寸法が前記面法線方向に見た際の前記波長変換部材の平面寸法よりも小さくなるように、前記第1層が形成されていない前記間隙において前記波長変換部材形成用基板を切断する
波長変換素子の製造方法。 - 前記第1層形成工程では、前記第3領域から前記反射部材の側面を経て前記第4領域へと至るように前記第1層を形成する
請求項6に記載の波長変換素子の製造方法。 - 前記接合工程では、前記接合材として金属材料を用いるとともに、
前記第1層形成工程では、前記第1層として金属材料を用いるとともに、前記第4領域の全域に前記第1層を形成する
請求項6又は7に記載の波長変換素子の製造方法。 - 前記切断工程では、前記波長変換部材における前記第4領域の外周縁部が露出するように前記波長変換部材形成用基板を切断する
請求項6から8のいずれか一項に記載の波長変換素子の製造方法。
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