TWI817246B - 螢光發光模組及發光裝置 - Google Patents

螢光發光模組及發光裝置 Download PDF

Info

Publication number
TWI817246B
TWI817246B TW110142134A TW110142134A TWI817246B TW I817246 B TWI817246 B TW I817246B TW 110142134 A TW110142134 A TW 110142134A TW 110142134 A TW110142134 A TW 110142134A TW I817246 B TWI817246 B TW I817246B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
phosphor
light
substrate
phosphor substrate
emitting module
Prior art date
Application number
TW110142134A
Other languages
English (en)
Other versions
TW202223287A (zh
Inventor
本多洋介
北岡信一
中島功康
高平宜幸
Original Assignee
日商松下知識產權經營股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2021093347A external-priority patent/JP2022089745A/ja
Application filed by 日商松下知識產權經營股份有限公司 filed Critical 日商松下知識產權經營股份有限公司
Publication of TW202223287A publication Critical patent/TW202223287A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI817246B publication Critical patent/TWI817246B/zh

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14—Details
    • G03B21/20—Lamp housings
    • G03B21/2006—Lamp housings characterised by the light source
    • G03B21/2033—LED or laser light sources
    • G03B21/204—LED or laser light sources using secondary light emission, e.g. luminescence or fluorescence
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7766—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing two or more rare earth metals
    • C09K11/7767—Chalcogenides
    • C09K11/7769—Oxides
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S2/00—Systems of lighting devices, not provided for in main groups F21S4/00 - F21S10/00 or F21S19/00, e.g. of modular construction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V29/00—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
    • F21V29/50—Cooling arrangements
    • F21V29/502—Cooling arrangements characterised by the adaptation for cooling of specific components
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V9/00—Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters
    • F21V9/30—Elements containing photoluminescent material distinct from or spaced from the light source
    • F21V9/32—Elements containing photoluminescent material distinct from or spaced from the light source characterised by the arrangement of the photoluminescent material
    • F21V9/35—Elements containing photoluminescent material distinct from or spaced from the light source characterised by the arrangement of the photoluminescent material at focal points, e.g. of refractors, lenses, reflectors or arrays of light sources
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V9/00—Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters
    • F21V9/40—Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters with provision for controlling spectral properties, e.g. colour, or intensity
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/007—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements the movable or deformable optical element controlling the colour, i.e. a spectral characteristic, of the light
    • G02B26/008—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements the movable or deformable optical element controlling the colour, i.e. a spectral characteristic, of the light in the form of devices for effecting sequential colour changes, e.g. colour wheels
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/20—Filters
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14—Details
    • G03B21/16—Cooling; Preventing overheating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/30—Semiconductor lasers

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Astronomy & Astrophysics (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)
  • Luminescent Compositions (AREA)
  • Projection Apparatus (AREA)

Abstract

螢光發光模組(1c)具有以具有螢光體材料之燒結螢光體構成的基板亦即螢光體基板(10c)、及以朝螢光體基板(10c)之厚度方向延伸的軸(A1)為中心而使螢光體基板(10c)旋轉之旋轉部(100)。

Description

螢光發光模組及發光裝置
本發明係有關於螢光發光模組及使用其之發光裝置。
以往，已知有接收激發光而放出螢光之螢光發光模組。此種螢光發光模組應用於例如投影機等發光裝置。
螢光發光模組之一例係於專利文獻1揭示有一種光源裝置，該光源裝置具有射出激發光之光射出部、以激發光激發而產生螢光之螢光產生部、支撐螢光產生部等之以板狀玻璃構件構成的螢光體用基板。在此螢光發光模組，激發光從大氣入射至螢光體用基板。進一步，入射至螢光體用基板之激發光透射過螢光體用基板而入射至螢光產生部，在螢光產生部產生螢光。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利公開公報2012-9242號
[發明欲解決之課題]
在上述螢光發光模組，因大氣之折射率與螢光體用基板之折射率的差，從大氣入射至螢光體用基板之激發光的一部分朝大氣側反射。結果，相較於激發光之一部分不反射的情形，由於入射至螢光產生部之激發光減少，故在螢光產生部產生之螢光亦減少。是故，在上述螢光發光模組，有光之利用效率低的課題。
又，在上述螢光發光模組，螢光體用基板上之螢光產生部以螢光體材料及透明樹脂構成。在螢光產生部，於螢光體材料因激發光之照射而產生最高之熱。在螢光體材料產生之熱經由透明樹脂熱傳導而發散。然而，由於此透明樹脂之熱傳導率低(亦即，由於熱阻高)，故不易以良好效率將在螢光體材料產生之熱發散。由於因此熱，而引起產生之螢光減少的現象(所謂之溫度淬滅現象)，故從上述螢光發光模組輸出之光的色度變化增大。再者，由於透明樹脂之線膨脹係數與螢光產生部及螢光體用基板之線膨脹係數大為不同，故易因上述熱，引起螢光產生部從螢光體用基板剝離。因此色度變化及剝離等，有上述螢光發光模組之可靠度低的課題。
是故，本發明之目的係提供光之利用效率高且可靠度高的螢光發光模組及發光裝置。 [解決課題之手段]
本發明之一態樣的螢光發光模組具有以具有螢光體材料之燒結螢光體構成的基板亦即螢光體基板、及以朝該螢光體基板之厚度方向延伸的軸為中心而使該螢光體基板旋轉之旋轉部。
又，本發明之一態樣的螢光發光模組具有螢光體基板，該螢光體基板係以具有螢光體材料、及熱傳導率為100W/m∙K以上、300W/m∙K以下之高熱傳導材料的燒結螢光體構成之基板。
又，本發明之一態樣的發光裝置具有上述螢光發光模組。 [發明之效果]
根據本發明，可提供光之利用效率高且可靠度高的螢光發光模組及發光裝置。
[用以實施發明之形態]
在以下，就本發明之實施形態的螢光發光模組等，使用圖式，詳細地說明。
此外，在以下說明之實施形態皆顯示總括或具體之例。在以下之實施形態顯示的數值、形狀、材料、構成要件、構成要件之配置位置及連接形態、製造製程、製造製程之順序等為一例，並非限定本發明之主旨。
又，各圖係示意圖，未必嚴密地圖示。因而，例如在各圖縮尺等未必一致。又，在各圖，對實質上相同之結構附上同一符號，而省略或簡略化重複之說明。
在本說明書，顯示平行或正交等要件間的關係性之用語及圓形等要件之形狀的用語、以及數值範圍並非僅表示嚴格之意思的表現，而為意指亦包含實質上同等之範圍、例如數%左右的差異之表現。
又，在本說明書及圖式，x軸、y軸及z軸顯示三維直角座標系之三軸。在各實施形態，令與軸之方向平行的方向為z軸，與z軸正交之二軸為x軸及y軸。
(實施形態1) [螢光發光模組之結構] 首先，就本實施形態之螢光發光模組1c的結構，使用圖式來說明。圖8係本實施形態之螢光發光模組1c的立體圖。圖9係顯示圖8之IX-IX線的螢光發光模組1c之一部分的切斷面之截面圖。
如圖8及圖9所示，螢光發光模組1c係具有以燒結螢光體構成之螢光體基板10c、反射防止層30、藍色光透射分光多層膜40、旋轉部100、第4光學元件304、二個光射出部200的模組。此外，為簡化，在圖8，記載了一個光射出部200。有在以下之圖亦同樣地記載之情形。又，螢光發光模組1c亦可具有一個光射出部200。螢光發光模組1c用於以投影機及照明裝置等為代表之發光裝置。在本實施形態，以使用螢光發光模組1c之投影機為例來進行說明。螢光體基板10c可利用作為接收激發光L1而放出包含螢光之透射光L2的透光型螢光體色輪。又，透射光L2係利用作為該投影機輸出之投射光的光。
以下，就螢光發光模組1c具有之構成要件作說明。
＜光射出部之說明＞ 光射出部200係射出激發光L1之光源。激發光L1係激發燒結螢光體亦即螢光體基板10c之光。換言之，激發光L1係激發構成螢光體基板10c之燒結螢光體具有的螢光體材料之光。此外，在圖9，顯示光射出部200之側視圖。光射出部200係例如半導體雷射光源或LED(Light Emitting Diode：發光二極體)光源，以驅動電流驅動而射出預定顏色(波長)之激發光L1。
在本實施形態，光射出部200係半導體雷射光源。此外，光射出部200具有之半導體雷射元件係例如以氮化物半導體材料構成的GaN系半導體雷射元件(雷射晶片)。在本實施形態，半導體雷射光源亦即光射出部200係準直透鏡一體型TO-CAN類型的發光裝置。此外，二個光射出部200亦可為如專利文獻之日本專利公開公報2016-219779所示的多晶片類型雷射，準直透鏡與TO-CAN亦可為分開之構件。
一例係光射出部200射出在波長380nm以上、490nm以下具有峰值波長之從近紫外線至藍色光的範圍內之雷射光作為激發光L1。此時，激發光L1之峰值波長為例如455nm，激發光L1為藍色光。
＜旋轉部之說明＞ 旋轉部100係以朝螢光體基板10c之厚度方向(z軸方向)延伸的軸A1為中心而使螢光體基板10c旋轉的構件，一例係馬達。更具體而言，在本實施形態，旋轉部100使螢光體基板10c、反射防止層30及藍色光透射分光多層膜40以軸A1為中心，往圖8所示之箭頭的方向旋轉。令俯視時圓形之螢光體基板10c的中心為中心點C1時，軸A1通過中心點C1，亦即，貫穿螢光體基板10c。在此，令從z軸正方向觀看螢光發光模組1c時為俯視。此外，在圖9，旋轉部100之內部零件省略圖示。
又，如圖9所示，俯視時，螢光體基板10c設於與此種旋轉部100重疊之位置。
＜第4光學元件＞ 第4光學元件304係用以控制從二個光射出部200輸出的激發光L1之光程的光學構件。一例係第4光學元件304為用以聚集透射光L2之透鏡。此外，在圖9，顯示第4光學元件304之側視圖。
＜螢光體基板之說明＞ 螢光體基板10c係以具有螢光體材料之燒結螢光體構成的基板，誠如上述，為呈圓形之基板。亦即，螢光體基板10c係具有平面之圓板形狀。具體而言，在此，螢光體基板10c係僅以燒結螢光體構成之基板，燒結螢光體僅具有主成分之螢光體材料。
此外，在此，就本實施形態之燒結螢光體作說明。
燒結螢光體係指上述主成分之螢光體材料(一例為螢光體材料之原料粉粒化的粒化體)的原料粉以低於螢光體材料之熔點的溫度燒製之燒製體。又，燒結螢光體在燒製之過程將原料粉彼此結合。因此，燒結螢光體幾乎不需要用以使粒化體彼此結合之結合劑。更具體而言，燒結螢光體完全不需要結合劑。結合劑一例在上述專利文獻1為透明樹脂。又，結合劑係指使用Al 2O 3材料及玻璃材料(亦即SiO d(0＜d≦2))等作為眾所皆知之材料。此外，同樣地，不限結合劑，燒結螢光體幾乎不需要燒結螢光體具有之螢光體材料以外的材料(以下為其他材料)，更具體而言，完全不需要其他材料。
舉例而言，令燒結螢光體全體之體積為100vol%時，燒結螢光體全體之體積的螢光體材料之體積以70vol%以上為佳。又，燒結螢光體全體之體積的螢光體材料之體積以80vol%以上為較佳，以90vol%以上為更佳，以95vol%以上為又更佳。
此外，換言之，令燒結螢光體全體之體積為100vol%時，燒結螢光體全體之體積的其他材料(例如結合劑)之體積以30vol%不到為佳。又，燒結螢光體全體之體積的其他材料(例如結合劑)之體積以20vol%不到為較佳，以10vol%不到為更佳，以5vol%不到為又更佳。
當燒結螢光體全體之體積的其他材料之vol%高(亦即，其他材料之體積的比例多)時，因存在於螢光體材料與其他材料之界面的缺陷，而產生聲子散射。結果，燒結螢光體之熱傳導率降低。特別是其他材料之體積為30vol%以上，熱傳導率之降低明顯。又，在上述界面之非發光再結合亦增多，發光效率降低。換言之，燒結螢光體全體之體積的其他材料之vol%越低(亦即，其他材料之體積的比例越少)，熱傳導率及發光效率越提高。本發明之燒結螢光體因上述理由，而令燒結螢光體全體之體積的其他材料之體積為30vol%不到。
在此，就螢光體材料作說明。螢光體材料為例如以具有石榴石構造之結晶相構成的材料。石榴石構造係指以A 3B 2C 3O 12之一般式表示的結晶構造。元素A適用Ca、Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb及Lu等稀土元素，元素B適用Mg、Al、Si、Ga及Sc等元素，元素C適用Al、Si及Ga等元素。此種石榴石構造可舉YAG(釔鋁石榴石(Yttrium Aluminum Garnet))、LuAG(鎦鋁石榴石(Lutetium Aluminum Garnet))、Lu 2CaMg 2Si 3O 12(鎦鈣鎂矽石榴石(Lutetium Calcium Magnesium Silicon Garnet))及TAG(鋱鋁石榴石(Terbium Aluminum Garnet))等為例。在本實施形態，螢光體材料由以(Y 1-xCe x) 3Al 2Al 3O 12(亦即，(Y 1-xCe x) 3Al 5O 12)(0.0001≦x＜0.1)表示之結晶相、亦即YAG：Ce構成。
又，螢光體材料以YAG：Ce構成時，有使用Al 2O 3作為原料之情形。此時，在燒結螢光體，有Al 2O 3殘留為未反應之原料的時候。然而，未反應之原料亦即Al 2O 3與上述結合劑不同。又，令燒結螢光體全體之體積為100vol%時，燒結螢光體全體之體積的未反應之原料亦即Al 2O 3之體積為5vol%以下。
此外，構成螢光體材料之結晶相亦可為化學組成不同之複數的石榴石結晶相之固溶體。此種固溶體可舉以(Y 1-xCe x) 3Al 2Al 3O 12(0.001≦x＜0.1)表示之石榴石結晶相與以(Lu 1-yCe y) 3Al 2Al 3O 12(0.001≦y＜0.1)表示之石榴石結晶相的固溶體((1-a)(Y 1-xCe x) 3Al 5O 12∙a(Lu 1-yCe y) 3Al 2Al 3O 12(0＜a＜1))為例。又，此種固溶液體可舉以(Y 1-xCe x) 3Al 2Al 3O 12(0.001≦x＜0.1)表示之石榴石結晶相與以(Lu 1-zCe z) 2CaMg 2Si 3O 12(0.0015≦z＜0.15)表示的石榴石結晶相之固溶體((1-b)(Y 1-xCe x) 3Al 2Al 3O 12∙b(Lu 1-zCe z) 2CaMg 2Si 3O 12(0＜b＜1))等為例。藉螢光體材料由化學組成不同之複數的石榴石結晶相之固溶體構成，螢光體材料放出之螢光的螢光光譜更寬頻帶化，綠色光成分與紅色光成分增加。因此，可提供放出色域寬廣之投射光的投影機。
又，構成螢光體材料之結晶相亦可包含相對於以上述一般式A 3B 2C 3O 12表示之結晶相，化學組成偏移之結晶相。此種結晶相可舉相對於以(Y 1-xCe x) 3Al 2Al 3O 12(0.001≦x＜0.1)表示之結晶相，富含Al之(Y 1-xCe x) 3Al 2+δAl 3O 12(δ為正數)為例。又，此種結晶可舉相對於(Y 1-xCe x) 3Al 2Al 3O 12(0.001≦x＜0.1)表示之結晶相，富含Y之(Y 1-xCe x) 3+ζAl 2Al 3O 12(ζ為正數)等為例。此等結晶相相對於以一般式A 3B 2C 3O 12表示之結晶相，化學組成雖偏移，但石榴石構造維持。
再者，構成螢光體材料之結晶相亦可包含具有石榴石構造以外之構造的異相。
在本實施形態，以YAG：Ce構成之螢光體材料接收從螢光體基板10c之z軸負方向入射的光作為激發光L1，而放出螢光。更具體而言，藉對螢光體材料照射從光射出部200射出之光作為激發光L1，而從螢光體材料放出螢光作為波長轉換光。亦即，從螢光體材料放出之波長轉換光為波長比激發光L1之波長長的光。
在本實施形態，從螢光體材料放出之波長轉換光包含黃色光之螢光。螢光體材料例如吸收波長380nm以上、490nm以下之光，放出在波長為490nm以上、580nm以下之區域具有螢光峰值波長之黃色光的螢光。藉以YAG：Ce構成螢光體材料，可易放出在波長為490nm以上、580nm以下之區域具有螢光峰值波長之螢光。
入射至螢光體材料之激發光L1的一部分，如上述，以螢光體材料加以轉換波長後透射過螢光體基板10c。又，激發光L1之另一部分在不以螢光體材料加以轉換波長的情況下，透射過螢光體基板10c。透射過螢光體基板10c之透射光L2包含轉換波長之黃色光的螢光與未轉換波長之藍色光的激發光L1。亦即，透射光L2係複合此等光之光，為白色光。舉例而言，在透射光L2，當螢光與激發光L1之平衡崩塌時，透射光L2之色度會變化。更具體而言，由於當引起螢光之減少時，激發光L1之比例增加，故透射光L2之藍色光的比例增加。
又，如圖8所示，在本實施形態，激發光L1對與螢光體基板10c之中心點C1距離半徑R之位置照射。
＜塗布層之說明＞ ＜藍色光透射分光多層膜＞ 藍色光透射分光多層膜40位於此種螢光體基板10c之z軸負方向。藍色光透射分光多層膜40係具有使激發光L1透射，使螢光反射之透射反射特性的層。在本實施形態，藍色光透射分光多層膜40係具有使藍色光透射，使黃色光反射之透射反射特性的層。
具體而言，藍色光透射分光多層膜40以由介電體之多層膜等構成的分光層構成。藍色光透射分光多層膜40藉控制構成分光層之介電體的材料及/或多層膜之結構，可對預定波長具預定反射率，在藍色波長，呈高透射特性。
舉例而言，未設有此種藍色光透射分光多層膜40時，在螢光體材料產生之螢光中一部分的光從螢光體基板10c朝z軸負方向射出，而無法利用作為上述投影機之投射光。藉設藍色光透射分光多層膜40，上述一部分之光可以藍色光透射分光多層膜40往z軸正方向反射。亦即，在螢光體基板10c之螢光體材料產生的螢光全體易朝向z軸正方向。是故，可提高螢光發光模組1c之光利用效率。又，藍色光透射分光多層膜40亦具有作為對激發光L1(藍色光)之反射防止膜的效果，相對於無藍色光透射分光多層膜40時，可使入射至螢光體基板10c之激發光L1的光量增加。
＜反射防止層＞ 再者，反射防止層30位於螢光體基板10c之z軸正方向。
反射防止層30係防止、更具體為抑制透射光L2之反射的層。亦即，反射防止層30係抑制往z軸正方向前進之透射光L2被反射而往z軸負方向前進之層。
反射防止層30使從螢光發光模組1c射出之透射光L2的反射率降低，換言之，使透射光L2之透射率提高，而使從螢光發光模組1c射出之透射光L2增加。此結果一例係可利用作為投影機之投射光的透射光L2增加。是故，可提高螢光發光模組1c之光利用效率。
反射防止層30亦可以例如介電體膜或週期小於可見光區域的光之波長的細微凹凸構造(所謂之蛾眼構造)等構成。反射防止層30以介電體膜構成時，藉反射防止層30包含無機化合物，可易製造反射防止層30。又，此時，反射防止層30包含從SiO 2、TiO 2、Al 2O 3、ZnO、Nb 2O 5及MgF等選擇之一個以上的無機化合物。
又，在圖8及圖9，顯示了設有反射防止層30及藍色光透射分光多層膜40之結構，螢光發光模組1c亦可不具有反射防止層30及藍色光透射分光多層膜40。此時，旋轉部100與螢光體基板10c藉由接著構件接合。
又，反射防止層30及藍色光透射分光多層膜40之俯視形狀一例係與螢光體基板10c相同之形狀，為圓形。又，雖未圖示，反射防止層30、藍色光透射分光多層膜40亦可配置成俯視時與被照射激發光L1之位置重疊，為圓環狀。此時，該圓環狀之中心與螢光體基板10c之中心點C1重疊。
反射防止層30及藍色光透射分光多層膜40相較於螢光體基板10c，十分薄。舉例而言，反射防止層30及藍色光透射分光多層膜40各自之厚度一例係0.1μm以上、50μm以下，但不限於此。因此，反射防止層30及藍色光透射分光多層膜40並非用以支撐螢光體基板10c之構成要件。
＜旋轉部之效果＞ 已知當因激發光L1之照射，螢光體基板10c之溫度增高時，便會引起產生之螢光減少的現象(所謂之溫度淬滅現象)。舉例而言，當在揭示於專利文獻1之螢光發光模組引起溫度淬滅現象時，由於從螢光產生部射出之螢光減少，故產生螢光發光模組之光利用效率降低等的課題。
再者，本實施形態之螢光發光模組1c具有旋轉部100。藉此，由於螢光體基板10c等以軸A1為中心而旋轉，故產生氣流。藉此產生之氣流，冷卻螢光體基板10c。換言之，螢光體基板10c之散熱性提高。藉此，由於可抑制螢光體基板10c之溫度的上升，故可抑制螢光之減少。亦即，可提高螢光發光模組1c之光利用效率。再者，由於可抑制螢光之減少，故可抑制透射光L2之色度變化。是故，可實現可靠度高之螢光發光模組1c。
＜螢光體基板之直徑＞ 圓板形狀之螢光體基板10c的直徑一例以30mm以上、90mm以下為佳，以35mm以上、70mm以下為較佳，以40mm以上、50mm以下為更佳，但不限於此。
＜無基板之效果＞ 如至目前為止所示，本實施形態之螢光發光模組1c不具有用以支撐螢光體基板10c之構成要件(例如在專利文獻1所示之透明螢光體用基板)等。亦即，本實施形態之螢光發光模組1c係無基板構造。因此，不同於專利文獻1，不產生在螢光體用基板與大氣之界面產生的激發光L1之反射(亦即激發光L1之光損耗)。由於無在上述界面之激發光L1的光損耗，故入射至螢光體基板10c之激發光L1增加。結果，在螢光體基板10c之螢光體材料產生的螢光增加。亦即，可提高螢光發光模組1c之光利用效率。再者，由於螢光發光模組1c不具有用以支撐螢光體基板10c之構成要件等，故不致引起揭示於專利文獻1之螢光產生部的剝離。是故，可實現可靠度高之螢光發光模組1c。
＜藍色光透射分光多層膜之效果＞ 又，藍色光之激發光L1藉設藍色光透射分光多層膜40，可抑制無藍色光透射分光多層膜40時產生之在大氣與螢光體基板10c的界面之弗芮耳反射。亦即，藍色光透射分光多層膜40可抑制因激發光L1之反射引起的光損耗。藉設此種藍色光透射分光多層膜40，入射至螢光體基板10c之激發光L1增加。結果，在螢光體基板10c之螢光體材料產生的螢光增加。
＜燒結螢光體之效果＞ 再者，在此，就螢光體基板10c以燒結螢光體構成之效果作說明。
舉例而言，在專利文獻1，透明樹脂相當於結合劑。含有此透明樹脂之眾所皆知的結合劑之折射率多與YAG：Ce等螢光體材料之折射率不同。因此，複合YAG：Ce等螢光體材料與結合劑時，產生光之散射等。此時，產生因光之散射引起的光損耗等。
然而，本實施形態之燒結螢光體誠如上述，幾乎不需要結合劑。因此，在燒結螢光體，不易引起因光散射等引起之光損耗。亦即，藉螢光發光模組1c具有以燒結螢光體構成之螢光體基板10c，可提高螢光發光模組1c之光利用效率。
＜接著＞ 此外，旋轉部100與螢光體基板10c藉由接著構件接合。旋轉部100之材質考慮對馬達亦即旋轉部100自身之負載與熱傳導性，而使用了輕量且高熱傳導之Al。旋轉部100之外徑係半徑R之倍的長度以下。接著構件為了緩和旋轉部100與螢光體基板10c之熱膨脹係數差，而使用了聚矽氧樹脂。惟，旋轉部100之材質亦可為Cu或Fe等其他材質，接著構件亦可為其他之環氧樹脂、或含有奈米Ag或奈米Cu之高熱傳導性接著劑。
＜螢光體基板之徑＞ 在此，由發明人們進行了透射光L2之能量的效率與螢光體基板10c之直徑的檢討。此檢討結果顯示於圖4B。
圖4B係顯示本實施形態之透射光L2的能量之效率的圖。在此，顯示對直徑(在圖4B顯示為φ)為5mm以上、90mm以下之螢光體基板10c檢討的結果。
下方之橫軸顯示激發光L1之能量。又，在此，由於激發光L1入射至螢光體基板10c之入射面積為2mm 2，故上方之橫軸顯示在激發光L1之入射面積的激發能量之密度(激發密度)。
縱軸顯示透射光L2之能量的效率。又，縱軸依顯示螢光體基板10c之直徑的各資料，顯示令激發光L1之能量為0.5W時之透射光L2的能量為100%，而將透射光L2之能量規格化的值。亦即，舉例而言，在顯示直徑5mm之螢光體基板10c的資料，於縱軸顯示令激發光L1之能量為0.5W時從直徑5mm之螢光體基板10c射出的透射光L2之能量為100%而規格化之值。同樣地，在顯示直徑30mm之螢光體基板10c的資料，於縱軸顯示令激發光L1之能量為0.5W時從直徑30mm之螢光體基板10c射出的透射光L2之能量為100%而規格化之值。
當激發光L1之能量越大，螢光體基板10c之溫度越易高，而越易引起溫度淬滅現象。當引起溫度淬滅現象時，透射光L2之能量急遽地降低。如圖4B所示，在直徑為5mm以上、65mm以下之螢光體基板10c，有透射光L2之能量急遽地降低之區域。舉例而言，在直徑為30mm之螢光體基板10c，激發光L1之能量從70W增加至100W時，顯現此區域。
又，在圖4B，顯示螢光體基板10c之直徑越大，此區域越往激發光L1的能量高之處位移。亦即，在圖4B，顯示螢光體基板10c之直徑越大，越易引起溫度淬滅現象。此可說明如下。
因激發光L1之照射而產生的熱例如從被照射激發光L1之區域(例如與上述中心點C1距離半徑R之位置)，移動至未被照射激發光L1之區域。螢光體基板10c之直徑越大，未被照射激發光L1之區域亦越大。此未被照射激發光L1之區域相當於熱從被照射激發光L1之區域移動的區域。是故，由於螢光體基板10c之直徑越大，因激發光L1之照射而產生的熱越易移動，故螢光體基板10c之溫度不易增高。結果，不易引起溫度淬滅現象。亦即，在螢光體基板10c之直徑越大，激發光L1之能量越高的區域，可獲得效率高之透射光L2。
再者，根據發明人們之檢討，可清楚明白例如為了使光源模組600之輸出光為150001m，激發光L1之能量需100W左右。此外，光源模組600以圖4A詳細地說明，為具有螢光發光模組1c與光學元件等之光學模組。
誠如上述，螢光體基板10c之直徑一例以30mm以上、90mm以下為佳，以35mm以上、70mm以下為較佳，以40mm以上、50mm以下為更佳。
藉螢光體基板10c之直徑為上述範圍，當激發光L1之能量為100W時，可獲得效率高之透射光L2(例如在圖4B之縱軸為90%以上)。
亦即，螢光體基板10c之直徑可按光源模組600之輸出光，適宜設定。此外，當螢光體基板10c之直徑大時，光源模組600之尺寸便增大。結果，投影機500及照明裝置等發光裝置之尺寸增大，發光裝置之商品價值下降。
因此，舉例而言，光源模組600之輸出光為上述15000lm時，螢光體基板10c之直徑以40mm以上、50mm以下為佳。
＜螢光體基板之厚度＞ 螢光體基板10c之厚度(亦即，z軸方向之長度)以50μm以上、700μm以下為佳。螢光體基板10c之厚度以80μm以上、500μm以下為較佳，以100μm以上、300μm以下為更佳。
螢光體基板10c之厚度越厚，螢光體基板10c之熱傳導性越高，亦即，螢光體基板10c之散熱性提高。
另一方面，螢光體基板10c之厚度越厚，在螢光體基板10c，激發光L1越易散射。結果，俯視時之螢光體基板10c的透射光L2之發光點面積增大。結果，在例如投影機，配置於透射光L2之光程上的透鏡等光學元件巨大化，隨此，產生該投影機巨大化等問題。
再者，螢光體基板10c之厚度越厚，螢光體基板10c之體積越大。結果，由於為製造一個螢光體基板10c，需要更多之螢光體材料及高熱傳導材料，故從成本面而言也不利。
綜上所述，螢光體基板10c之厚度以上述範圍為佳。
[Ce濃度之檢討] 又，誠如上述，本實施形態之螢光體材料為YAG：Ce((Y 1-xCe x) 3Al 5O 12(0.0001≦x＜0.1))。在此，就YAG：Ce之Ce濃度作說明。又，Ce濃度係指Ce對Y與Ce之總和元素比率(亦即Ce/(Y+Ce)(%))，為x×100(%)之數值。
＜Ce濃度與厚度＞ 首先，就Ce濃度與螢光體基板10c之厚度的關係作說明。
發明人們進行了圖4A所示之光源模組600的輸出光(亦即透射光L2)一例係白色光之檢討。更具體而言，對在CIE色彩系統，此輸出光之色度座標(x,y)為(0.308以上、0.318以下,0.324以上、0.334以下)之YAG：Ce的Ce濃度與螢光體基板10c之厚度的關係進行了檢討。此檢討結果顯示於圖5B。CIE色彩系統係由CIE(國際照明委員會)訂定之色彩系統。
圖5B係顯示本實施形態之YAG：Ce的Ce濃度與螢光體基板10c之厚度的關係之圖。
在圖5B，縱軸顯示螢光體基板10c之厚度，橫軸顯示Ce濃度。在此，在0.01%、0.05%、0.1%、0.2%及0.3%之Ce濃度，各進行了檢討。
在圖5B，在各Ce濃度，顯示了三個螢光體基板10c之厚度。在各Ce濃度，藉螢光體基板10c之厚度為上述三個範圍內(更具體而言為從最薄厚度至最厚厚度之範圍內)，光源模組600之輸出光為白色光(亦即，上述範圍內之色度座標的光)。換言之，藉滿足圖5B所示之YAG：Ce的Ce濃度與螢光體基板10c之厚度的關係，光源模組600之輸出光的色度座標在上述範圍內。
在圖5B，顯示Ce濃度越低，螢光體基板10c之厚度越厚。在本實施形態之YAG：Ce，由於Ce具有發光中心之功能，故Ce濃度越低，波長轉換光越少產生。因此，為使輸出光之色度座標在上述範圍內，Ce濃度越低，螢光體基板10c越厚。
螢光體基板10c越厚，例如螢光體基板10c便越難破裂等，螢光體基板10c破損之可能性越低。是故，螢光體基板10c越厚，螢光體基板10c、亦即螢光發光模組1c之可靠度越提高。舉例而言，若螢光體基板10c之厚度為100μm以上，可充分提高螢光發光模組1c之可靠度。因此，Ce濃度以0.1%以下為佳。
再者，關於就Ce濃度與螢光體基板10c之溫度的關係進行之檢討，使用圖5C來說明。此外，在此檢討，亦與上述同樣地，滿足圖5B所示之Ce濃度與螢光體基板10c之厚度的關係，而使光源模組600之輸出光的色度座標在上述範圍。
＜Ce濃度與溫度＞ 圖5C顯示本實施形態之YAG：Ce之Ce濃度與螢光體基板10c之溫度的關係。更具體而言，於圖5C顯示在圖5C所示之各Ce濃度，照射激發光L1時之螢光體基板10c的溫度。此時，在光源模組600，螢光體基板10c等以7200rpm旋轉。此外，誠如上述，在圖5C亦滿足圖5B所示之Ce濃度與螢光體基板10c的關係。亦即，Ce濃度越低，螢光體基板10c之厚度越厚。
如圖5C所示，Ce濃度越低，螢光體基板10c之溫度越低。又，如圖5B所示，由於Ce濃越低，螢光體基板10c之厚度越厚，故因激發光L1之照射引起的熱易移動。因此，Ce濃度越低，越可抑制螢光體基板10c之溫度增高。亦即，Ce濃度越低，越可抑制溫度淬滅現象。
又，發明人們清楚明白為充分抑制溫度淬滅現象，需將螢光體基板10c之溫度保持在150℃以下。是故，從抑制溫度淬滅現象之觀點而言，Ce濃度以0.1%以下為理想。
再者，就對Ce濃度與光點尺寸放大率之關係進行的檢討作說明。此外，在此檢討，亦與上述同樣地，滿足圖5B所示之Ce濃度與螢光體基板10c的厚度之關係，而使光源模組600之輸出光的色度座標在上述範圍。
圖5D顯示與本實施形態之螢光體基板10c的光點尺寸放大率之關係。光點尺寸放大率顯示螢光體基板10c之激發光L1入射的入射面積與透射光L2射出之射出面積的比率。更具體而言，光點尺寸放大率係指以射出面積/入射面積(%)顯示之值。又，射出面積係與上述發光點面積相同之意思。
＜Ce濃度與光點尺寸＞ 如圖5D所示，Ce濃度越高，光點尺寸放大率越低。又，如圖5B所示，由於Ce濃度越高，螢光體基板10c之厚度越薄，故螢光體基板10c之激發光L1與波長轉換光之光程短。因此，可抑制激發光L1與波長轉換光之螢光體基板10c的光散射。是故，Ce濃度越高，越可抑制光點尺寸放大率增大。
如在[投影機之結構]所說明，當透射光L2之發光點面積大時，聚集透射光L2之第1光學元件301及第2光學元件302巨大化，投影機500亦隨此而巨大化。與此相反，藉使光點尺寸放大率低，使透射光L2之發光點面積小，可使投影機500小型。
又，發明人們清楚明白例如要將螢光發光模組1c應用於投影機500，需使光點尺寸放大率為250%以下。亦即，Ce濃度以0.05%以上為佳。
＜匯整＞ 綜上所述，根據發明人們之檢討，螢光體材料以Ce濃度為0.05%以上、0.1%以下之YAG：Ce((Y 1-xCe x) 3Al 5O 12(0.0005≦x＜0.001))為佳。
藉此，由於螢光體基板10c破損之可能性降低，故螢光發光模組1c之可靠度提高。又，可抑制螢光體基板10c之溫度淬滅現象，而可實現光利用效率高之螢光發光模組1c。再者，發光裝置之一例亦即投影機500可小型化。
此外，Ce濃度以0.06%以上、0.09%以下為較佳，以0.07%以上、0.08%以下為更佳。
[製造方法] 在此，就螢光體基板10c之製造方法，簡單地說明。
螢光體材料由以(Y 0.999Ce 0.001) 3Al 5O 12表示之結晶相構成。又，螢光體材料皆以Ce 3+激活螢光體構成。
為製造螢光體基板10c，化合物粉末使用以下三種作為原料。具體而言，原料係Y 2O 3、Al 2O 3及CeO 2。各自之純度及製造廠係Y 2O 3為純度3N及日本釔股份有限公司、Al 2O 3為純度3N及住友化學股份有限公司、CeO 2為純度3N及日本釔股份有限公司。
將Y 2O 3、Al 2O 3及CeO 2稱量成化學計量組成之化合物(Y 0.999Ce 0.001) 3Al 5O 12作為上述原料。接著，將所稱量之原料與氧化鋁製球(直徑10mm)投入至塑膠製鍋。氧化鋁製球之量係填充塑膠製鍋之容積的1/3左右之程度的量。之後，將純水投入至塑膠製鍋，利用鍋旋轉裝置(日陶化學股份有限公司製、BALL MILL ANZ-51S)，混合原料與純水。此混合實施了十二小時。如此進行，獲得了漿狀混合原料。
利用噴霧乾燥裝置，將混合原料粒化。此外，粒化時，使用了聚乙烯醇作為黏著劑(黏合劑(binder))。
利用電動油壓衝壓機(理研精密工具股份有限公司製、EMP-5)及有底圓筒形之模具，將粒化之混合原料暫時成型成圓柱形狀。成型時之壓力為5MPa。
接著，利用冷均壓裝置，將暫時成型後之成型體正式成型。正式成型時之壓力為300MPa。此外，正式成型後之成型體為了去除粒化時使用之黏著劑(binder)，進行了加熱處理(去黏著劑處理)。加熱處理之溫度為500℃。又，加熱處理之時間為十小時。
加熱處理後之成型體使用了管狀氣體環境爐來燒製。燒製溫度為1675℃。又，燒製時間為四小時。燒製氣體環境為氮與氫之混合氣體環境。
燒製後之圓柱形狀燒製物使用了多線鋸來切片。進一步，研磨切片之燒製物，而進行了燒製物之厚度的調整。藉進行此調整，燒製物形成為螢光體基板10c。
[投影機之結構] 接著，就投影機500作說明。如以上構成之螢光發光模組1c用於圖3所示之投影機500及照明裝置(圖中未示)。圖3係顯示本實施形態之投影機500的外觀之立體圖。圖10係顯示本實施形態之投影機500的結構之示意圖。圖4A係顯示本實施形態之投影機500的螢光發光模組1c之示意圖。此外，在圖4A，與圖9同樣地，螢光發光模組1c之一部分以截面圖顯示，二個光射出部200以側視圖顯示，旋轉部100之內部零件省略圖示。
如圖10所示，本實施形態之投影機500具有光源模組600。又，投影機500與眾所皆知之投影機同樣具有均一化光學系統601、顯示元件部602、投光部603及控制顯示元件部602之控制電路604。均一化光學系統601以二片多透鏡陣列(MLA)構成。顯示元件部602係控制從螢光發光模組1c輸出，經過均一化光學系統601之透射光L2而將之輸出作為影像的大約平面狀元件。換言之，顯示元件部602生成影像用光。顯示元件部602具體為透射型液晶面板。顯示元件部602將透射光L2分離成紅色光、綠色光及藍色光。之後，分離之紅色光、綠色光及藍色光以各自對應之顯示元件部602分別光學調變。結果，生成影像，紅色光、綠色光及藍色光以RGB合成部亦即正交稜鏡(圖中未示)合成波長。投光部603係泰薩(Tessar)型。從螢光發光模組1c輸出之透射光L2依序以均一化光學系統601、顯示元件部602及投光部603控制，而形成為放大投射至例如螢幕等之投射光。控制電路604係控制顯示元件部602之電路，以例如微電腦實現，亦可以處理器實現。惟，並非限於本結構，均一化光學系統601亦可為光導管等之萬花筒系統的構造物。又，在不需投影像之均一性的投影機及發光裝置，亦可不設均一化光學系統601。顯示元件部602亦可為DMD(Digital Micromirror Device：數位微鏡元件)及LCOS(Liquid crystal on silicon：液晶覆矽)。又，舉例而言，顯示元件部602亦可為反射型液晶面板，也可為具有DMD之DLP(Digital Light Processing：數位光處理)。在時分式及單色式之投影機及發光裝置，透射光L2亦可不分離成紅色光、綠色光及藍色光。投光部603亦可為高斯(Gauss)型等其他形式。
再者，光源模組600係具有螢光發光模組1c、第1光學元件301、第2光學元件302、第3光學元件303之光學模組。亦即，發光裝置之一例的投影機500具有螢光發光模組1c。
第1光學元件301、第2光學元件302、及第3光學元件303係用以控制從螢光發光模組1c輸出之透射光L2的光程之光學零件。一例係第1光學元件301、第2光學元件302及第3光學元件303分別為用以聚集透射光L2之透鏡。如上述，螢光體基板10c之厚度越厚，透射光L2之發光點面積因散射而越大。此時，第1光學元件301、第2光學元件302及第3光學元件303巨大化，投影機500亦隨此巨大化。因此，要求透射光L2之發光點面積的控制、亦即螢光體基板10c之厚度的控制。
如上述記載，第4光學元件304將從二個光射出部200輸出之激發光L1的光程聚集控制。
接著，就圖4A之光的動態作說明。
以光射出部200射出之激發光L1藉由第4光學元件304，入射至藍色光透射分光多層膜40。進一步，激發光L1入射至螢光體基板10c。入射之激發光L1的一部分以螢光體材料加以轉換波長後透射過螢光體基板10c作為螢光。又，入射之激發光L1的其他部分在不以螢光體材料加以轉換波長的情況下透射過螢光體基板10c。透射過螢光體基板10c之透射光L2係包含黃色光之螢光與未轉換波長之藍色光的激發光L1之複合光，為白色光。透射光L2入射至反射防止層30。進一步，透射光L2從螢光發光模組1c(更具體而言為螢光體基板10c)以大約朗伯型配光射出。
從螢光發光模組1c射出之透射光L2以第1光學元件301、第2光學元件302及第3光學元件303聚集而射出。此外，第1光學元件301、第2光學元件302及第3光學元件303亦可不將從螢光發光模組1c射出之透射光L2聚集。舉例而言，第1光學元件301、第2光學元件302及第3光學元件303亦可將射出之透射光L2大約準直或低倍放大放射。從第1光學元件301、第2光學元件302及第3光學元件303射出之透射光L2的放射角只要為在使用螢光發光模組1c之投影機500及照明裝置，可以良好效率傳達光之放射角即可。
從第1光學元件301、第2光學元件302及第3光學元件303射出之透射光L2(亦即光源模組600之輸出光)往均一化光學系統601而去。如上述，從光源模組600輸出之透射光L2依序以均一化光學系統601、顯示元件部602及投光部603控制，而形成為放大投射至螢幕之投射光。亦即，透射光L2係利用作為投影機500輸出之投射光的光。
又，在本實施形態，激發光L1之一部分以螢光體材料加以轉換波長後透射過螢光體基板10c。激發光L1之另一部分在不以螢光體材料加以轉換波長的情況下透射過螢光體基板10c。如此，可將透射過螢光體基板10c之透射光L2利用作為例如投射光。亦即，可實現可利用作為透光型螢光體色輪之螢光發光模組1c。
又，在本實施形態，發光裝置之一例的投影機500具有光利用效率高之螢光發光模組1c。是故，可實現光利用效率高之投影機500。
＜配置＞ 誠如上述，從螢光體基板10c，透射光L2以大約朗伯型配光射出。為了可以良好效率控制從螢光體基板10c以大約朗伯型配光射出之透射光L2，需使第1光學元件301靠近螢光體基板10c配置。另一方面，由於只要第4光學元件304可將激發光L1聚集在螢光體基板10c上即可，故從螢光體基板10c至第4光學元件304之射出面的距離可大於從螢光體基板10c至第1光學元件301之入射側面的距離。(例如此時，在螢光體基板10c上之激發光L1的光點尺寸小於透射光L2之光點尺寸。)是故，為了旋轉部100與光學元件(第1光學元件301、第2光學元件302、第3光學元件303及第4光學元件304)不干擾，旋轉部100以設置於螢光體基板10c之z軸負方向為佳。
(實施形態2) [螢光發光模組之結構] 接著，就實施形態2之螢光發光模組1，使用圖1及圖2來說明。圖1係本實施形態之螢光發光模組1的立體圖。圖2係顯示圖1之II-II線的螢光發光模組1之一部分的切斷面之截面圖。
螢光發光模組1係具有以燒結螢光體構成之螢光體基板10、反射防止層30、藍色光透射分光多層膜40、旋轉部100、二個光射出部200的模組。此外，為簡化，在圖1及圖2，記載了一個光射出部200。
亦即，在本實施形態，螢光體基板10以具有螢光體材料及高熱傳導材料之燒結螢光體構成這點與實施形態1之螢光體基板10c不同。
＜螢光體基板之說明＞ 螢光體基板10係以具有螢光體材料與高熱傳導材料之燒結螢光體構成的基板，誠如上述，為呈圓形之基板。亦即，螢光體基板10係具有平面之圓板形狀。具體而言，在此，螢光體基板10係僅以燒結螢光體構成之基板，燒結螢光體僅具有主成分之螢光體材料及高熱傳導材料。
更具體而言，如圖2所示，螢光體基板10以螢光構造體11、複數之熱傳導構造體12構成。螢光構造體11係以燒結螢光體具有之螢光體材料構成的構造體。複數之熱傳導構造體12係以燒結螢光體具有之高熱傳導材料構成的複數之構造體。
此外，在此，就本實施形態之燒結螢光體作說明。
燒結螢光體係指上述主成分之螢光體材料及高熱傳導材料(一例係此等材料之原料粉粒化的粒化體)的原料粉以低於此等材料之熔點的溫度燒製之燒製體。又，燒結螢光體在燒製之過程的原料粉彼此結合。因此，燒結螢光體幾乎不需要用以使粒化體彼此結合的結合劑。更具體而言，燒結螢光體完全不需要結合劑。結合劑一例在上述專利文獻1為透明樹脂。又，結合劑係使用Al 2O 3、及玻璃材料(亦即SiO d(0＜d≦2))等作為眾所皆知之材料。此外，同樣地，不限於結合劑，燒結螢光體幾乎不需要燒結螢光體具有之螢光體材料及高熱傳導材料以外的材料(以下為其他材料)，更具體而言，完全不需要其他材料。
舉例而言，令燒結螢光體全體之體積為100vol%時，燒結螢光體全體之體積的螢光體材料及高熱傳導材料之總和體積以70vol%以上為佳。又，燒結螢光體全體之體積的螢光體材料及高熱傳導材料之總和體積以80vol%以上為較佳，以90vol%以上為更佳，以95vol%以上為又更佳。
此外，換言之，令燒結螢光體全體之體積為100vol%時，燒結螢光體全體之體積的其他材料(例如結合劑)之體積以30vol%不到為佳。又，燒結螢光體全體之體積的其他材料(例如結合劑)之體積以20vol%以下為較佳，以10vol%以下為更佳，以5vol%以下為又更佳。
＜高熱傳導材料＞ 接著，就以高熱傳導材料構成之複數的熱傳導構造體12作說明。高熱傳導材料之形狀、更具體為複數之熱傳導構造體12各自之形狀為例如粒子形狀。以高熱傳導材料構成之複數的熱傳導構造體12在螢光體基板10配置成被螢光構造體11包圍周圍。又，雖圖中未示，複數之熱傳導構造體12亦可配置成複數之熱傳導構造體12之一部分從螢光構造體11突出。螢光構造體11對複數之熱傳導構造體12而言，擔負母材之作用。亦即，複數之熱傳導構造體12埋設於螢光構造體11。複數之熱傳導構造體12中一部分為複數之熱傳導構造體12彼此接合的狀態、所謂之成串狀態。呈粒子形狀之複數的熱傳導構造體12各自之粒子徑一例係1μm以上、100μm以下。
已知當因激發光L1之照射，螢光體基板10之溫度增高時，會引起產生之螢光減少的現象(所謂之溫度淬滅現象)。舉例而言，當在揭示於專利文獻1之螢光發光模組引起溫度淬滅現象時，由於從螢光產生部射出之螢光減少，故產生螢光發光模組之光利用效率降低等課題。
然而，在本實施形態，由於燒結螢光體具有高熱傳導材料，故可抑制螢光之減少。具體如下。
高熱傳導材料為熱傳導率係100W/m∙K以上、300W/m∙K以下之材料，相較於YAG：Ce等螢光體材料，熱傳導率較高。又，高熱傳導材料之熱傳導率以130W/m∙K以上、200W/m∙K以下為較佳，以145W/m∙K以上、170W/m∙K以下為更佳。藉構成螢光體基板10之燒結螢光體具有高熱傳導材料，在螢光體基板10產生之熱易移動。換言之，螢光體基板10之散熱性提高。藉此，由於可抑制因激發光L1之照射引起的螢光體基板10之溫度的上升，故可抑制螢光之減少。亦即，可實現光利用效率高之螢光發光模組1。再者，由於可抑制螢光之減少，故可抑制透射光L2之色度變化。是故，可實現可靠度高之螢光發光模組1。
再者，複數之熱傳導構造體12各自之形狀為粒子形狀，又，複數之熱傳導構造體12彼此接合時，由於該熱可更易在複數之熱傳導構造體12傳遞，故可更提高螢光體基板10之散熱性。
＜高熱傳導材料之種類＞ 本實施形態之高熱傳導材料以W構成，其他例從熱傳導率、熔點、及線膨脹係數之觀點而言，以由以下之金屬元素等構成為佳。
高熱傳導材料係含有例如Rh、Mo、W、SiC及AlN的至少其中之一之材料。又，高熱傳導材料以由從上述材料選擇之一個以上的金屬元素、合金或化合物構成為佳。各元素之熱傳導率係Rh為150W/m∙K、Mo為135W/m∙K、W為163W/m∙K、SiC為200W/m∙K、AlN為150W/m∙K。
此等高熱傳導材料之熱傳導率高於構成螢光體材料之YAG：Ce的熱傳導率11.2W/m∙K。因此，藉燒結螢光體具有此等高熱傳導材料，可提高螢光體基板10之散熱性。
再者，在常壓之高熱傳導材料的熔點以1700℃以上、3500℃以下為佳。舉例而言，上述金屬元素及化合物各自之常壓的熔點係Rh為1963℃、Mo為2623℃、W為3422℃、SiC為2730℃、AlN為2200℃。製造螢光體基板10之際，有在高溫(例如1650℃)進行加熱處理(燒製)之情形。此時，亦藉在常壓之高熱傳導材料的熔點為1700℃以上，而抑制在該加熱處理當中，高熱傳導材料溶解。因此，可易製造以具有螢光體材料及高熱傳導材料之燒結螢光體構成的螢光體基板10。
＜熱膨脹係數＞ 又，高熱傳導材料之線膨脹係數以1×10 -7/K以下為佳。又，高熱傳導材料之線膨脹係數以1×10 -6/K以上為佳。亦即，高熱傳導材料之線膨脹係數係與螢光體材料之線膨脹係數(YAG：Ce之線膨脹係數為8×10 -6/K)接近之值。舉例而言，上述金屬元素及化合物之線膨脹係數係Rh為8.2×10 -6/K、Mo為4.8×10 -6/K、W為4.5×10 -6/K、SiC為3.7×10 -6/K、AlN為4.0×10 -6/K。
高熱傳導材料之線膨脹係數藉為上述值，而形成為與螢光體材料之線膨脹係數接近的值。因此，即使螢光體基板10之溫度因激發光L1之照射而增高，亦可抑制螢光體材料與高熱傳導材料之剝離。亦即，可實現可靠度高之螢光發光模組1。
＜匯整＞ 匯整以上，藉高熱傳導材料為Rh、Mo、W、SiC及AlN中任一者，高熱傳導材料之熱傳導率、線膨脹係數及熔點滿足上述值。是故，螢光體基板10之散熱性提高，且可抑制螢光體材料與高熱傳導材料之剝離。亦即，可實現光利用效率高且可靠度高之螢光發光模組1。又，由於在螢光體基板10之製造製程，可抑制高熱傳導材料溶解，故可易製造螢光體基板10。
＜高熱傳導材料之比率＞ 又，螢光體基板10之螢光體材料及高熱傳導材料的比率一例如下。令螢光體材料之體積為100時，高熱傳導材料之體積以1以上、數十以下為佳。高熱傳導材料之體積越大，越可提高螢光體基板10之散熱性。藉高熱傳導材料之體積為上述範圍內，可達成足夠之螢光體基板10的散熱性。
＜高熱傳導區隔化＞ 又，本實施形態之螢光體基板10具有第1區域21及第2區域22。亦即，本實施形態之螢光體基板10區隔化成第1區域21及第2區域22。更具體而言，俯視時，螢光體基板10具有第1區域21及複數之第2區域22。此外，在圖1，於第1區域21附上點，在圖2，第1區域21係以一點鏈線、複數之第2區域22係以二點鏈線包圍之矩形區域。
在第1區域21及複數之第2區域22，高熱傳導材料之含有量不同。複數之第2區域22係高熱傳導材料之含有量比第1區域21多的區域。亦即，只要第1區域21的高熱傳導材料之含有量比複數之第2區域22少即可，本實施形態之第1區域21未包含高熱傳導材料。然而，第1區域21亦可包含高熱傳導材料。又，以光射出部200射出之激發光L1入射至第1區域21。
當激發光L1入射至高熱傳導材料(更具體而言，以高熱傳導材料構成之複數的熱傳導構造體12)時，由於激發光L1被複數之熱傳導構造體12光散射或吸收，故產生之螢光減少。是故，螢光體基板10具有第1區域21及複數之第2區域22時，於激發光L1入射至高熱傳導材料之含有量少的第1區域21時，在第1區域21產生之螢光增加。亦即，可更提高螢光發光模組1之光利用效率。此外，第1區域21以不含有高熱傳導材料為佳。藉此，可提高以螢光體材料所行之波長轉換的效率。
又，如圖1所示，俯視螢光體基板10時，第1區域21之形狀為圓環狀，該圓環狀之中心與螢光體基板10之中心點C1重疊。第1區域21於與螢光體基板10之中心點C1的距離相等之圓周上設成圓形環狀。亦即，第1區域21設成俯視時沿著周向之帶狀。
由於第1區域21之形狀為上述形狀，故旋轉部100可使螢光體基板10以軸A1為中心更易旋轉。亦即，更易將螢光體基板10利用作為螢光體色輪。
再者，俯視螢光體基板10時，複數之第2區域22設於第1區域21之形狀亦即圓環狀的內側與外側。此外，將複數之第2區域22中設於內側之第2區域22記載為「內側之第2區域22」，將複數之第2區域22中設於外側之第2區域22記載為「外側之第2區域22」。
內側之第2區域22的形狀為圓板形狀，該圓板形狀之中心與螢光體基板10之中心點C1重疊。內側之第2區域22與第1區域21之內側面接合。又，外側之第2區域22的形狀與第1區域21同樣為圓環狀，該圓環狀之中心與螢光體基板10之中心點C1重疊。外側之第2區域22與第1區域21之外側面接合。亦即，第1區域21被內側之第2區域22與外側之第2區域夾在其中。
此時，因激發光L1之照射而在第1區域21產生的熱可移動至將第1區域21夾在其中之二個第2區域22兩者。此時，相較於例如螢光發光模組1僅於第1區域21之內側或外側其中一者具有第2區域22之情形，可提高螢光體基板10之散熱性。藉此，由於可抑制螢光體基板10之溫度的上升，故可更抑制螢光之減少。
再者，如圖1及圖2所示，螢光體基板10不需以其他構成要件支撐。亦即，螢光體基板10具有堅固之性質。藉螢光構造體11為燒結螢光體，且螢光體基板10之厚度在上述範圍，螢光體基板10具有堅固之性質。又，與揭示於專利文獻1之以包含螢光體與透明樹脂的塗料形成之螢光產生部等比較，本實施形態之螢光體基板10具有非常堅固之性質。
又，本實施形態之螢光發光模組1亦可取代實施形態1之螢光發光模組1c來應用於投影機500。此時，亦是激發光L1入射至螢光體基板10具有之第1區域21。如此，藉激發光L1入射至高熱傳導材料之含有量較少的第1區域21，可增加螢光，而可更提高螢光發光模組1之光利用效率。
又，此時，入射之激發光L1的一部分以第1區域21所含之螢光體材料加以轉換波長，透射過螢光體基板10作為螢光。又，入射之激發光L1的其他部分在不以第1區域21所含之螢光體材料加以轉換波長的情況下，透射過螢光體基板10。如此，可將透射過螢光體基板10之透射光L2利用作為例如投射光。亦即，可實現可利用作為透光型螢光體色輪的螢光發光模組1。
＜高熱傳導材料之效果＞ 再者，在本實施形態，藉構成螢光體基板10之燒結螢光體具有高熱傳導材料，螢光體基板10之散熱性提高。藉此，由於可抑制因激發光L1之照射引起的螢光體基板10之溫度的上升，故可抑制螢光之減少，而可實現光利用效率更高之螢光發光模組1。
又，由於藉構成螢光體基板10之燒結螢光體具有高熱傳導材料，螢光體基板10之散熱性提高，而可抑制螢光體基板10之溫度上升，故可提高在小尺寸螢光體色輪的可輸入之激發光L1的能量。亦即，可射出更小型且大光束之光。具體一例係以往用於輸出6000lm之光的投影機之螢光體色輪的尺寸為φ65mm，藉含有60vol%之W作為高熱傳導材料，可為φ50mm。
匯整以上，可實現光利用效率高且可靠度高之螢光發光模組1。
[製造方法] 在此，就螢光體基板10之製造方法，簡單地說明。
螢光體材料由以(Y 0.999Ce 0.001) 3Al 5O 12表示之結晶相構成。又，螢光體材料皆以Ce 3+激活螢光體構成。
為製造螢光體基板10，化合物粉末使用以下之四種作為原料。具體而言，原料係Y 2O 3、Al 2O 3、CeO 2及W。各自之純度及製造廠係Y 2O 3為純度3N及日本釔股份有限公司、Al 2O 3為純度3N及住友化學股份有限公司、CeO 2為純度3N及日本釔股份有限公司、W為純度4N及高純度化學研究所股份有限公司。
在此，使用二種混合原料。二種混合原料係指不含有W之第1混合原料與含有W之第2混合原料。
首先，就第1混合原料記載。將Y 2O 3、Al 2O 3及CeO 2稱量成化學計量組成之化合物(Y 0.999Ce 0.001) 3Al 5O 12作為原料。接著，將稱量之原料與氧化鋁製球(直徑10mm)投入至塑膠製鍋。氧化鋁製球之量係填充塑膠製鍋之容積的1/3左右之程度的量。之後，將純水投入至塑膠製鍋，利用鍋旋轉裝置(日陶化學股份有限公司製 BALL MILL ANZ-51S)，混合了原料與純水。此混合實施了十二小時。如此進行，獲得了漿狀第1混合原料。
利用噴霧乾燥裝置，將第1混合原料粒化。此外，粒化時，使用了丙烯酸系黏合劑作為黏著劑(黏合劑(binder))。
接著，就第2混合原料記載。將Y 2O 3、Al 2O 3及CeO 2稱量成化學計量組成之化合物Y 3(Al 0.999Cr 0.001) 5O 12作為原料。進一步，令製作之螢光體材料的體積為100時，將W稱量成W之體積為10。接著，將稱量之Y 2O 3、Al 2O 3、CeO 2及W與氧化鋁製球(直徑10mm)投入至塑膠製鍋。以下之程序與第1混合原料同樣地進行，將第2混合原料粒化。
接著，使用圖5A，就第1混合原料及第2混合原料之成型作說明。
圖5A係用以製造本實施形態之螢光體基板10的模具400之立體圖。
粒化之第1混合原料及第2混合原料利用電壓油壓衝壓機(理研精密工具股份有限公司製、EMP-5)及有底圓筒形狀模具400，暫時成型成圓柱形狀。成型時之壓力為5MPa。此時，不含有W之第1混合原料配置於模具400之第6區域A4，含有W之第2混合原料配置於模具400之第5區域A3及及第7區域A5。
如圖5A所示，於模具400之內側設有第1分隔件401及第2分隔件402。第1分隔件401及第2分隔件402各自之形狀為無底圓筒形狀。第1分隔件401之直徑小於第2分隔件402之直徑，第1分隔件401配置於第2分隔件402之內側。第1分隔件401及第2分隔件402以可藉加熱處理等去除之材料(例如樹脂材料)構成。
模具400以第1分隔件401及第2分隔件402區分成三個區域。三個區域係指位於模具400之中心的圓柱形第5區域A3、包圍第5區域A3之周圍的無底圓筒形第6區域A4及包圍第6區域A4之周圍的無底圓筒形第7區域A5。又，第5區域A3係被第1分隔件401及模具400之底面包圍的區域。第6區域A4係被第1分隔件401、第2分隔件402、及模具400之底面包圍的區域。第7區域A5係被第2分隔件402、模具400之底面及側面包圍的區域。
接著，利用冷均壓裝置，將暫時成型後之成型體正式成型。正式成型時之壓力為300MPa。
加熱處理後之成型體使用管狀氣體環境爐來燒製。燒製溫度係1675℃。又，燒製時間為四小時。燒製氣體環境係氮與氫之混合氣體環境。此外，用於粒化時之黏著劑與用於第1分隔件401及第2分隔件402之樹脂材料在升溫過程之例如500℃附近分解去除。
燒製後之圓柱形燒製物使用了多線鋸來切片。進一步，研磨切片之燒製物，而進行了燒製物之厚度的調整。藉進行此調整，燒製物形成為螢光體基板10。
又，第6區域A4之第1混合原料相當於螢光體基板10具有之第1區域21。第5區域A3之第2混合原料相當於螢光體基板10具有之內側的第2區域22，第7區域A5之第2混合原料相當於螢光體基板10具有之外側的第2區域22。
此外，上述第1分隔件401及第2分隔件402亦可以金屬製材料構成。此時，第1混合原料配置於第6區域A4，第2混合原料配置於第5區域A3及第7區域A5後，第1分隔件401及第2分隔件402被拔出至例如上方而除去。藉此，第1混合原料可保持於第6區域A4，第2混合原料可保持於第5區域A3及第7區域A5。
(實施形態3) [螢光發光模組之結構] 接著，就實施形態3之螢光發光模組1d，使用圖11及圖12來說明。圖11係本實施形態之螢光發光模組1d的立體圖。圖12係顯示圖11之XII-XII線的螢光發光模組1d之一部分的切斷面之截面圖。
螢光發光模組1d係具有以燒結螢光體構成之螢光體基板10d、反射防止層30、藍色光透射分光多層膜40、旋轉部(圖中未示)、二個光射出部200之模組。此外，為簡化，在圖11及圖12，記載了一個光射出部200。又，本實施形態之旋轉部係與上述旋轉部100相同之結構。再者，在圖11，省略了比藍色光透射分光多層膜40靠z軸負側之軸A1的圖示。又，光射出部200與上述同樣地射出激發光L1。
在本實施形態之螢光發光模組1d，螢光體基板10d以具有螢光體材料及不含發光中心元素之氧化物材料的燒結螢光體構成這點主要與實施形態1及2之螢光發光模組1c及1不同。
螢光體基板10d係以具有螢光體材料及不含發光中心元素之氧化物材料的燒結螢光體構成之基板，為呈圓形之基板。亦即，螢光體基板10d係具有平面之圓板形狀。螢光體基板10d係僅以燒結螢光體構成之基板，燒結螢光體僅具有主成分之螢光體材料及不含發光中心元素之氧化物材料。
更具體而言，如圖12所示，螢光體基板10d以螢光構造體11d、氧化物構造體13d構成。此外，如圖11所示，設有螢光構造體11d與二個氧化物構造體13d。亦即，螢光體基板10d以螢光構造體11d及二個氧化物構造體13d構成，二個氧化物構造體13d具有相互相同之結構。二個氧化物構造體13d在圖11分別為以虛線包圍之區域。
螢光構造體11d係以燒結螢光體具有之螢光體材料構成的構造體。更具體而言，螢光構造體11d係僅以燒結螢光體具有之螢光體材料構成的構造體。
氧化物構造體13d係以燒結螢光體具有之不含發光中心元素的氧化物材料構成之構造體。更具體而言，氧化物構造體13d係僅以燒結螢光體具有之不含發光中心元素的氧化物材料構成之構造體。又，氧化物構造體13d係螢光體基板10d具有之第1透光區域的一例。第1透光區域係指僅以螢光體材料及不含發光中心元素之氧化物材料中不含發光中心元素之氧化物材料構成，令用來使螢光體材料激發之光(激發光L1)透射的區域。
螢光體基板10d誠如上述，為呈圓形之基板。更具體而言，螢光體基板10d係藉組合螢光構造體11d與二個氧化物構造體13d而形成為圓形之基板。
在此，氧化物構造體13d於俯視螢光體基板10d時，為環狀扇形(annular sector)。亦即，氧化物構造體13d係以二個圓弧及二條直線包圍之形狀。此外，環狀扇形係意指圓環扇形、扇形台或扇形環等之詞彙。又，螢光構造體11d於俯視螢光體基板10d時，為從圓形缺一部分之弓形。亦即，藉將氧化物構造體13與螢光構造體11d之該一部分組合，螢光體基板10d形成為圓板形狀。
在此，如圖11所示，氧化物構造體13d配置成俯視螢光體基板10d時，圓形之螢光體基板10d的圓周與顯示氧化物構造體13d之二個圓弧中外側之圓弧(亦即遠離軸A1之側的圓弧)重疊。
此外，在此，就本實施形態之燒結螢光體作說明。
燒結螢光體係指上述主成分之螢光體材料及不含發光中心元素的氧化物材料(一例係此等材料之原料粉粒化的粒化體)之原料粉以低於此等材料之熔點的溫度燒製之燒製體。又，燒結螢光體在燒製之過程的原料粉彼此結合。因此，燒結螢光體幾乎不需要用以使粒化體彼此結合之結合劑。更具體而言，燒結螢光體完全不需要結合劑。結合劑一例在上述專利文獻1係透明樹脂。又，結合劑使用Al 2O 3材料及玻璃材料(亦即，SiO d(0＜d≦2))等作為眾所皆知之材料。此外，同樣地，不限於結合劑，燒結螢光體幾乎不需要燒結螢光體具有之螢光體材料及不含發光中心元素之氧化物材料以外的材料(以下為其他材料)，更具體而言，完全不需要其他材料。
舉例而言，令燒結螢光體全體之體積為100vol%時，燒結螢光體全體之體積的螢光體材料及不含發光中心元素之氧化物材料的總和體積以70vol%以上為佳。又，燒結螢光體全體之體積的螢光體材料及不含發光中心元素之氧化物材料的總和體積以80vol%以上為較佳，以90vol%以上為更佳，以95vol%以上為又更佳。
此外，換言之，令燒結螢光體全體之體積為100vol%以上時，燒結螢光體全體之體積的其他材料(例如結合劑)之體積以30vol%不到為佳。又，燒結螢光體全體之體積的其他材料(例如結合劑)之體積以20vol%以下為較佳，以10vol%以下為更佳，以5vol%以下為又更佳。
以螢光體材料構成之螢光構造體11d接收從螢光體基板10d之z軸負方向入射的光作為激發光L1，放出螢光。更具體而言，藉對構成螢光構造體11d之螢光體材料照射從光射出部200射出之光作為激發光L1，而從螢光構造體11d放出螢光作為波長轉換光。亦即，從螢光構造體11d放出之波長轉換光係波長比激發光L1之波長長的光。
本實施形態之螢光體材料與實施形態1及2同樣以YAG：Ce構成，亦可為上述記載之其他螢光體材料。亦即，本實施形態之螢光構造體11d以YAG：Ce構成。
在本實施形態，從構成螢光構造體11d之螢光體材料(YAG：Ce)放出的波長轉換光包含黃色光之螢光。螢光體材料吸收例如波長為380nm以上、490nm以下之光，放出在波長為490nm以上、580nm以下之區域具有螢光峰值波長之黃色光的螢光。藉螢光體材料以YAG：Ce構成，可易放出在波長為490nm以上、580nm以下之區域具有螢光峰值波長的螢光。
此外，在上述實施形態1及2，透射光L2係包含轉換波長之黃色光的螢光與未轉換波長之藍色光的激發光L1而複合此等光之光，為白色光。
然而，在本實施形態，入射至螢光構造體11d之激發光L1全部以螢光體材料加以轉換波長，透射過螢光構造體11d。因此，透射過螢光構造體11d之透射光L3僅包含波長轉換光。亦即，透射光L3為黃色光。
不含發光中心元素之氧化物材料一例係氧化鋁(Al 2O 3)，在此，為從上述螢光體材料去掉發光中心元素之非發光材料。此外，使用作為不含發光中心元素之氧化物材料的Al 2O 3與上述結合劑不同。又，不含發光中心元素之氧化物材料係在激發光L1之波長區域，透射率高之材料。
在本實施形態，螢光體材料以YAG：Ce構成，發光中心元素係指例如Ce。因此，從在本實施形態使用之螢光體材料去掉發光中心元素之非發光材料以Y 3Al 5O 12(亦即YAG)構成。綜上所述，本實施形態之氧化物構造體13d以Y 3Al 5O 12(亦即YAG)構成。
以Y 3Al 5O 12構成之氧化物構造體13d使從螢光體基板10d之z軸負方向入射的光亦即激發光L1透射過。不同於螢光構造體11d，氧化物構造體13d進行激發光L1之波長轉換等。氧化物構造體13d在激發光L1之波長區域，透射率以50%以上為佳，以70%以上為較佳，以80%以上為更佳，以90%以上為又更佳。亦即，激發光L1顯示之波長區域在透射過氧化物構造體13d之前後無變化，在此，激發光L1為藍色光。
又，本實施形態之螢光體基板10d具有第3區域23及第4區域24。亦即，本實施形態之螢光體基板10d區隔化成第3區域23及第4區域24。更具體而言，俯視時，螢光體基板10d具有第3區域23及複數之第4區域24。此外，在圖11，於第3區域23附上點，在圖12，第3區域23係以一點鏈線、複數之第4區域24係以二點鏈線包圍之矩形區域。
此外，第3區域23呈與實施形態2之第1區域21相同的形狀，第4區域24具有與實施形態2之第2區域22相同的形狀。惟，誠如上述，螢光體基板10不具有高熱傳導材料。
如圖11所示，俯視螢光體基板10d時，第3區域23之形狀為圓環狀，該圓環狀之中心與螢光體基板10d之中心點C1重疊。第3區域23於與螢光體基板10d之中心點C1的距離相等之圓周上設成圓形環狀。亦即，第3區域23設成俯視時，沿著周向之帶狀。光射出部200射出之激發光L1入射至第3區域23。更具體而言，如圖11所示，在本實施形態，激發光L1對與螢光體基板10d之中心點C1距離半徑R的位置照射。
又，俯視螢光體基板10d時，於第3區域23設有氧化物構造體13d(亦即第1透光區域)。更具體而言，俯視螢光體基板10d時，於第3區域23設有氧化物構造體13d之一部分及螢光構造體11d之一部分。此外，在圖11，於顯示第3區域23之點中以較稀疏之點顯示的第3區域23設氧化物構造體13d之一部分，於以較密集之點顯示的第3區域23設螢光構造體11d之一部分。
入射至第3區域23之激發光L1中入射至氧化物構造體13d之激發光L1透射過氧化物構造體13d。又，入射至第3區域23之激發光L1中入射至螢光構造體11d之激發光L1以螢光構造體11d轉換波長而放出作為波長轉換光亦即透射光L3。
再者，俯視螢光體基板10d時，複數之第4區域24設於第3區域23之形狀亦即圓環狀之內側與外側。此外，將複數之第4區域24中設於內側之第4區域24記載為「內側之第4區域24」，將複數之第4區域24中設於外側之第4區域24記載為「外側之第4區域24」。
內側之第4區域24的形狀為圓板形狀，該圓板形狀之中心與螢光體基板10d之中心點C1重疊。內側之第4區域24與第3區域23之內側面接合。又，外側之第4區域24之形狀與第3區域23同樣為圓環狀，該圓環狀之中心與螢光體基板10d之中心點C1重疊。外側之第4區域24與第3區域23之外側面接合。亦即，第3區域23被內側之第4區域24與外側之第4區域24夾在其中。
在本實施形態，燒結螢光體更具有不含發光中心元素之氧化物材料。螢光體基板10d具有僅以螢光體材料及氧化物材料中之氧化物材料構成，令用來使螢光體材料激發之光(激發光L1)透射過的第1透光區域。
藉此，激發光L1入射至以不含發光中心元素之氧化物材料構成的第1透光區域(亦即氧化物構造體13d)時，由於激發光L1透射過氧化物構造體13d，故可從螢光體基板10d放出激發光L1。同樣地，激發光L1入射至以螢光體材料構成之螢光構造體11d時，由於激發光L1以螢光構造體11d轉換波長，故從螢光體基板10d放出波長轉換光亦即透射光L3。
是故，藉旋轉部旋轉，螢光體基板10d可以時分放出激發光L1及波長轉換光。在本實施形態，螢光體基板10d可以時分放出黃色光作為激發光L1，放出藍色光作為波長轉換光。
再者，本實施形態之螢光發光模組1d亦可取代實施形態1之螢光發光模組1c應用於投影機500。此時，投影機500具有DLP作為顯示元件部602，亦即，可利用作為1-DLP(單晶片DLP)方式之投影機。
又，在本實施形態，氧化物材料係氧化鋁或從螢光體材料去掉發光中心元素之非發光材料。
此等材料係激發光L1(亦即使螢光體材料激發之光)的透光率高。因此，第1透光區域(氧化物構造體13d)之激發光L1的透射率高，而可抑制因吸收引起之激發光L1的損耗。是故，可實現光利用效率高之螢光發光模組1d。
又，在本實施形態，俯視螢光體基板10d時，螢光體基板10d具有圓環狀之第3區域23，圓環狀之中心與螢光體基板10d之中心(中心點C1)重疊，於第3區域23設有第1透光區域。再者，在本實施形態，於第3區域23亦設有螢光構造體11d。
由於第3區域23之形狀為上述形狀，故激發光L1入射至第3區域23時，更易將可以時分放出激發光L1及波長轉換光之螢光體基板10d利用作為螢光體色輪。
在本實施形態，螢光發光模組1d更具有射出激發螢光體材料且入射至第3區域23之激發光L1的光射出部200。
如此，藉激發光L1入射至設有螢光構造體11d及氧化物構造體13d之第3區域23，螢光體基板10d可更易以時分放出激發光L1及波長轉換光。
此外，在本實施形態，設有二個氧化物構造體13d，但不限於此。舉例而言，亦可設有一個氧化物構造體13d，也可設有三個以上之氧化物構造體13d。
又，本實施形態之另一例係螢光體材料以(Y 1-xCe x) 3Al 5O 12(0.0001≦x＜0.1)以外之螢光體材料構成時，以使用從該螢光體材料去掉發光中心元素之非發光材料為佳。亦即，舉例而言，螢光體材料以(Lu 1-yCe y) 3Al 2Al 3O 12(0.001≦y＜0.1)構成時，從螢光體材料去掉發光中心元素之非發光材料以由Lu 3Al 5O 12構成為佳。
[製造方法] 在此，就螢光體基板10d之製造方法簡單地說明。
螢光體材料由以(Y 0.999Ce 0.001) 3Al 5O 12表示之結晶相構成。又，螢光體材料皆以Ce 3+激活螢光體構成。
為製造此螢光體基板10d，化合物粉末使用以下三種作為原料。具體而言，原料係Y 2O 3、Al 2O 3及CeO 2。各自之純度及製造廠係Y 2O 3為純度3N及日本釔股份有限公司、Al 2O 3為純度3N及住友化學股份有限公司、CeO 2為純度3N及日本釔股份有限公司。
在此，使用二種混合原料。二種混合原料係指含有CeO 2之第1混合原料及不含CeO 2之第3混合原料。此外，由於本實施形態之第1混合原料與實施形態2之第1混合原料相同，故省略至第1混合原料之粒化為止的製程。
首先，就第3混合原料記載。將Y 2O 3及Al 2O 3稱量成化學計量組成之化合物Y 3Al 5O 12作為原料。接著，將所稱量之Y 2O 3及Al 2O 3與氧化鋁製球(直徑10mm)投入至塑膠製鍋。以下之程序與第1混合原料同樣地進行，而將第3混合原料粒化。
接著，就第1混合材料及第3混合材料之成型作說明。
在本實施形態之製造方法，亦與實施形態2同樣地，使用分隔件設於內側之圓柱形模具。在此，模具以二個分隔件區分成三個區域。於三個區域中之一個區域配置第1混合原料，於三個區域中之其他二個區域配置第3混合原料。此外，當俯視該模具之圓柱形底面時，配置有第3混合原料之該二個區域的形狀分別為環狀扇形，配置有第1混合原料之該一個區域的形狀係從圓形去掉二個環狀扇形之形狀。亦即，二個分隔件設成配置於該一個區域之第1混合原料相當於螢光構造體11d，配置於該其他二個區域之第3混合原料相當於二個氧化物構造體13d。
除了模具之形狀，藉與實施形態1及2同樣地進行處理，而製造螢光體基板10d。
(實施形態4) [螢光發光模組之結構] 接著，就實施形態4之螢光發光模組1f，使用圖13來說明。圖13係本實施形態之螢光發光模組1f的立體圖。
螢光發光模組1f係具有以燒結螢光體構成之螢光體基板10f、反射防止層30、藍色光透射分光多層膜40、旋轉部(圖中未示)、二個光射出部200之模組。此外，為簡化，在圖13，記載了一個光射出部200。又，本實施形態之旋轉部為與上述旋轉部100相同之結構。再者，光射出部200與上述同樣地射出激發光L1。
在本實施形態之螢光發光模組1f，螢光體基板10f具有第2透光區域14f取代第1透光區域(氧化物構造體13d)這點主要與實施形態3之螢光發光模組1d不同。亦即，本實施形態之螢光燒結體僅具有螢光體材料，不具有不含發光中心元素之氧化物材料。
本實施形態之螢光體基板10f係以具有螢光體材料之燒結螢光體構成的基板。又，本實施形態之螢光體基板10f係具有二個第2透光區域14f、第3區域23、第4區域24之基板。本實施形態之燒結螢光體以在實施形態3所示之螢光構造體11d構成。
第2透光區域14f係螢光體基板10f具有之開口部。亦即，第2透光區域14f以將螢光體基板10f於螢光體基板10f之厚度方向(z軸方向)貫穿的貫通孔、及在螢光體基板10f上切出之切口部的至少其中之一構成。在此，第2透光區域14f相當於切口部。第2透光區域14f為與在實施形態3所示之氧化物構造體13d(第1透光區域)相同之形狀，但不限於此。
在此，就本實施形態之燒結螢光體作說明。
燒結螢光體係指上述主成分之螢光體材料(一例係螢光體材料之原料粉粒化的粒化體)的原料粉以低於螢光體材料之熔點的溫度燒製之燒製體。亦即，本實施形態之燒結螢光體與實施形態1之燒結螢光體相同。
如在實施形態3所說明，螢光構造體11d當激發光L1入射時，放出波長比激發光L1之波長長的光亦即波長轉換光(黃色光)作為透射光L3。
第2透光區域14f當激發光L1入射時，使藍色光之激發光L1透射過。
又，本實施形態之螢光體基板10f具有區隔化之第3區域23與第4區域24。更具體而言，俯視時，螢光體基板10f具有第3區域23及複數之第4區域24。此外，在圖13，於第3區域23附上點。
光射出部200射出之激發光L1入射至第3區域23。更具體而言，如圖13所示，在本實施形態，激發光L1對與螢光體基板10f之中心點C1距離半徑R的位置照射。
又，俯視螢光體基板10f時，於第3區域23設有第2透光區域14f。更具體而言，俯視螢光體基板10f時，於第3區域23設有第2透光區域14f之一部分及螢光構造體11d之一部分。此外，在圖13，於顯示第3區域23之點中以較稀疏之點顯示的第3區域23設有第2透光區域14f之一部分，於以較密集之點顯示的第3區域23設有螢光構造體11d之一部分。
在本實施形態，螢光體基板10f具有令用來使螢光體材料激發之光(激發光L1)透射過的第2透光區域14f。第2透光區域14f以將螢光體基板10f於螢光體基板10f之厚度方向(z軸方向)貫穿的貫通孔、及在螢光體基板10f上切出之切口部的至少其中之一構成。
藉此，激射發光L1入射至第2透光區域14f時，從螢光體基板10f放出激發光L1。同樣地，激發光L1入射至以螢光體材料構成之螢光構造體11d時，由於激發光L1以螢光構造體11d轉換波長，故從螢光體基板10f放出波長轉換光亦即透射光L3。
是故，藉旋轉部旋轉，螢光體基板10f可以時分放出激發光L1及波長轉換光。在本實施形態，螢光體基板10f可以時分放出黃色光作為激發光L1，放出藍色光作為波長轉換光。
再者，本實施形態之螢光發光模組1f亦可取代實施形態1之螢光發光模組1c應用於投影機500。此時，投影機500具有DLP作為顯示元件部602，亦可利用作為1-DLP(單晶片DLP)方式之投影機。
在本實施形態，俯視螢光體基板10f時，螢光體基板10f具有圓環狀之第3區域23，圓環狀之中心與螢光體基板10f之中心(中心點C1)重疊，於第3區域23設有第2透光區域14f。
再者，在本實施形態，於第3區域23亦設有螢光構造體11d。
由於第3區域23之形狀為上述形狀，故激發光L1入射至第3區域23時，更易將可以時分放出激發光L1及波長轉換光之螢光體基板10f利用作為螢光體色輪。
在本實施形態，螢光發光模組1f更具有射出激發螢光體材料且入射至第3區域23之激發光L1的光射出部200。
如此，藉激發光L1入射至設有螢光構造體11d及第2透光區域14f之第3區域23，螢光體基板10f可更易以時分放出激發光L1及波長轉換光。
[製造方法] 在此，就螢光體基板10f之製造方法簡單地說明。
螢光體材料由以(Y 0.999Ce 0.001) 3Al 5O 12表示之結晶相構成。又，螢光體材料皆以Ce 3+激活螢光體構成。
為製造螢光體基板10f，與上述同樣地進行，將第1混合原料粒化。
接著，使用圖14，就第1混合原料之成型作說明。
圖14係用以製造本實施形態之螢光體基板10f的模具400f之立體圖。
於模具400f設有內側區域A6及二個切口區域A7。
將粒化之第1混合原料利用電動油壓衝壓機(理研精密工具股份有限公司製、EMP-5)及有底圓筒形狀之模具400來暫時成型。第1混合原料配置於模具400f之內側區域A6。
接著，利用冷均壓裝置，將暫時成型後之成型體正式成型。
加熱處理後之成型體使用了管狀氣體環境爐來燒製。
燒製後之圓柱形燒製物使用了多線鋸來切片。進一步，研磨所切片之燒製物，而進行了燒製物之厚度的調整。藉進行此調整，燒製物形成為螢光體基板10f。
此外，暫時成型製程、正式成型製程、燒製製程、切片製程及研磨製程以與實施形態1相同之條件進行。
藉使用設有此種二個切口區域A7之模具400f，而製造具有二個第2透光區域14f之螢光體基板10f。
(實施形態5) 接著，就實施形態5之螢光發光模組1g，使用圖15及圖16來說明。圖15係本實施形態之螢光發光模組1g的立體圖。圖16係顯示圖15之XVI-XVI線的螢光發光模組1g之一部分的切斷面之截面圖。
螢光發光模組1g係具有以燒結螢光體構成之螢光體基板10g、反射防止層30、藍色光透射分光多層膜40、旋轉部(圖中未示)、二個光射出部200之模組。此外，為簡化，在圖15及圖16，記載了一個光射出部200。又，本實施形態之旋轉部為與上述旋轉部100相同之結構。再者，在圖15，省略了比藍色光透射分光多層膜40靠z軸負側之軸A1的圖示。又，光射出部200與上述同樣地射出激發光L1。
在本實施形態之螢光發光模組1g，在以下之一點，主要與實施形態1、2、3及4之螢光發光模組1c、1、1d及1f不同。具體而言，一點係指螢光體基板10g以具有螢光體材料、不含發光中心元素之氧化物材料、及高熱傳導材料之燒結螢光體構成這點。
螢光體基板10g係以具有螢光體材料、不含發光中心元素之氧化物材料、及高熱傳導材料之燒結螢光體構成的基板，為呈圓形之基板。亦即，螢光體基板10g係具有平面之圓板形狀。螢光體基板10g係僅以燒結螢光體構成之基板，燒結螢光體僅具有主成分之螢光體材料、不含發光中心元素之氧化物材料及高熱傳導材料。
更具體而言，如圖16所示，螢光體基板10g以螢光構造體11g、氧化物構造體13g、複數之熱傳導構造體12構成。此外，如圖15及圖16所示，設有螢光構造體11g、二個氧化物構造體13g、複數之熱傳導構造體12。亦即，螢光體基板10g以螢光構造體11g、二個氧化物構造體13g、複數之熱傳導構造體12構成，二個氧化物構造體13g具有相互相同之結構。二個氧化物構造體13g在圖15係以虛線包圍之區域。
螢光構造體11g係以燒結螢光體具有之螢光體材料構成的構造體。更具體而言，螢光構造體11g係僅以燒結螢光體具有之螢光體材料構成的構造體。此外，本實施形態之螢光構造體11g與實施形態3之螢光構造體11d除了形狀，具有相同之結構。
氧化物構造體13g係以燒結螢光體具有之不含發光中心元素的氧化物材料構成的構造體。更具體而言，氧化物構造體13g係僅以燒結螢光體具有之不含發光中心元素的氧化物材料構成的構造體。此外，本實施形態之氧化物構造體13g與實施形態3之螢光構造體11d除了形狀，具有相同之結構。亦即，氧化物構造體13g係螢光體基板10g具有之第1透光區域的一例。
螢光體基板10g誠如上述，係呈圓形之基板。更具體而言，螢光體基板10g係藉組合螢光構造體11g、二個氧化物構造體13g、複數之熱傳導構造體12而形成為圓形之基板。
在此，氧化物構造體13g於俯視螢光體基板10g時，為環狀扇形(annular sector)。亦即，氧化物構造體13g係以二個圓弧及二條直線包圍之形狀。
在此，如圖15所示，二個氧化物構造體13g配置成俯視螢光體基板10g時，顯示氧化物構造體13g之二個圓弧中的外側之圓弧(亦即遠離軸A1之側的圓弧)比圓形之螢光體基板10g的圓周靠近軸A1。
又，組合螢光構造體11g及複數之熱傳導構造體12的形狀係俯視螢光體基板10g時，從圓形設有二個環狀扇形開口部之圓形。亦即，在組合螢光構造體11g及複數之熱傳導構造體12的形狀，藉氧化物構造體13g與該開口部組合，螢光體基板10g形成為圓板形狀。
又，複數之熱傳導構造體12在螢光體基板10g配置成被螢光構造體11g覆蓋周圍。又，雖圖中未示，複數之熱傳導構造體12亦可配置成複數之熱傳導構造體12之一部分從螢光構造體11g突出。螢光構造體11g對複數之熱傳導構造體12而言，擔負母材之作用。亦即，複數之熱傳導構造體12埋設於螢光構造體11g。
另一方面，複數之熱傳導構造體12在螢光體基板10g，未配置於氧化物構造體13g中。如圖16所示，複數之熱傳導構造體12與氧化物構造體13g未接合。
此外，在此，就本實施形態之燒結螢光體作說明。
燒結螢光體係指上述主成分之螢光體材料、不含發光中心元素之氧化物材料及高熱傳導材料(一例為製造此等材料之原料粉粒化的粒化體)之原料粉以低於此等材料之熔點的溫度燒製之燒製體。又，燒結螢光體在燒製之過程的原料粉彼此結合。因此，燒結螢光體幾乎不需要用以使粒化體彼此結合之結合劑。更具體而言，燒結螢光體完全不需要結合劑。結合劑一例在上述專利文獻1為透明樹脂。又，結合劑係指使用Al 2O 3材料及玻璃材料(亦即SiO d(0＜d≦2))等作為眾所皆知之材料。此外，同樣地，不限結合劑，燒結螢光體幾乎不需要燒結螢光體具有之螢光體材料、不含發光中心元素之氧化物材料及高熱傳導材料以外的材料(以下為其他材料)，更具體而言，完全不需要其他材料。
舉例而言，令燒結螢光體全體之體積為100vol%時，燒結螢光體全體之體積的螢光體材料、不含發光中心元素之氧化物材料及高熱傳導材料之總和體積以70vol%以上為佳。又，燒結螢光體全體之體積的螢光體材料、不含發光中心元素之氧化物材料及高熱傳導材料之總和體積以80vol%以上為較佳，以90vol%以上為更佳，以95vol%以上為又更佳。
此外，換言之，令燒結螢光體全體之體積為100vol%時，燒結螢光體全體之體積的其他材料(例如結合劑)之體積以30vol%不到為佳。又，燒結螢光體全體之體積的其他材料(例如結合劑)之體積以20vol%以下為較佳，以10vol%以下為更佳，以5vol%以下為又更佳。
又，本實施形態之螢光體基板10g具有第1區域21及第2區域22。亦即，本實施形態之螢光體基板10g區隔化成第1區域21及第2區域22。更具體而言，俯視時，螢光體基板10g具有第1區域21及複數之第2區域22。此外，在圖1，於第1區域21附上點，在圖16，第1區域21係以一點鏈線、複數之第2區域22係以二點鏈線包圍之矩形區域。
在第1區域21及複數之第2區域22，高熱傳導材料之含有量不同。複數之第2區域22係高熱傳導材料之含有量比第1區域21多的區域。亦即，只要第1區域21之高熱傳導材料的含有量比複數之第2區域22少即可，本實施形態之第1區域21未含有高熱傳導材料。然而，第1區域21亦可含有高熱傳導材料。又，以光射出部200射出之激發光L1入射至第1區域21。更具體而言，如圖15所示，在本實施形態，激發光L1對與螢光體基板10g之中心點C1距離半徑R的位置照射。
又，俯視螢光體基板10g時，於第1區域21設有氧化物構造體13g(亦即第1透光區域)。更具體而言，俯視螢光體基板10g時，於第1區域23設有氧化物構造體13g之一部分及螢光構造體11g之一部分。此外，在圖15，於顯示第1區域21之點中以較稀疏之點顯示的第1區域21設有氧化物構造體13g之一部分，於以較密集之點顯示的第1區域21設有螢光構造體11g之一部分。
入射至第1區域21之激發光L1中入射至氧化物構造體13g之激發光L1透射過氧化物構造體13g。又，入射至第1區域21之激發光L1中入射至螢光構造體11g之激發光L1以螢光構造體11g轉換波長而放出作為波長轉換光亦即透射光L3。
在本實施形態，燒結螢光體更具有不含發光中心元素之氧化物材料。螢光體基板10g具有僅以螢光體材料及氧化物材料中之氧化物材料構成，令用來使螢光體材料激發之光(激發光L1)透射過的第1透光區域。於第1區域21設有第1透光區域。
藉此，激發光L1入射至以不含發光中心元素之氧化物材料構成的第1透光區域(亦即氧化物構造體13g)時，由於激發光L1透射過氧化物構造體13g，故從螢光體基板10g放出激發光L1。同樣地，激發光L1入射至以螢光體材料構成之螢光構造體11g時，由於激發光L1以螢光構造體11g轉換波長，故從螢光體基板10g放出波長轉換光亦即透射光L3。
是故，藉旋轉部旋轉，螢光體基板10g可以時分放出激發光L1及波長轉換光。在本實施形態，螢光體基板10g可以時分放出黃色光作為激發光L1，放出藍色光作為波長轉換光。
再者，本實施形態之螢光發光模組1g亦可取代實施形態1之螢光發光模組1c來應用於投影機500。此時，投影機500具有DLP作為顯示元件部602，亦即，可利用作為1-DLP(單晶片DLP)方式之投影機。
又，在本實施形態，氧化物材料係氧化鋁或從螢光體材料去掉發光中心元素之非發光材料。
此等材料係激發光L1(亦即，使螢光體材料激發之光)的透光率高。因此，第1透光區域(氧化物構造體13g)之激發光L1的透射率高，而可抑制因吸收引起之激發光L1的損耗。是故，可實現光之利用效率高的螢光發光模組1g。
(實施形態6) 接著，就實施形態6之螢光發光模組1h，使用圖17來說明。圖17係本實施形態之螢光發光模組1h的立體圖。
螢光發光模組1h係具有以燒結螢光體構成之螢光體基板10h、反射防止層30、藍色光透射分光多層膜40、旋轉部(圖中未示)、二個光射出部200之模組。此外，為簡化，在圖17，記載了一個光射出部200。又，本實施形態之旋轉部為與上述旋轉部100相同之結構。又，光射出部200與上述同樣地射出激發光L1。
在本實施形態之螢光發光模組1h，螢光體基板10h具有第2透光區域14h取代第1透光區域(氧化物構造體13g)這點，主要與實施形態5之螢光發光模組1g不同。亦即，本實施形態之螢光燒結體僅具有螢光體材料及高熱傳導材料，不具有不含發光中心元素之氧化物材料。
亦即，本實施形態之螢光體基板10h係以具有螢光體材料之燒結螢光體構成的基板。又，本實施形態之螢光體基板10h係具有二個第2透光區域14h、第1區域21、第2區域22之基板。本實施形態之燒結螢光體以在實施形態5所示之螢光構造體11g構成。
第2透光區域14h係螢光體基板10h具有之開口部。.亦即，第2透光區域14h以將螢光體基板10h於螢光體基板10h之厚度方向(z軸方向)貫穿的貫通孔、及在螢光體基板10h上切出之切口部的至少其中之一構成。在此，第2透光區域14h相當於切口部。此外，本實施形態之第2透光區域14h與實施形態4之第2透光區域14f除了形狀，具有相同之結構。第2透光區域14h為與在實施形態5所示之氧化物構造體13g(第1透光區域)相同之形狀，但不限於此。
在此，就本實施形態之燒結螢光體作說明。
燒結螢光體係指上述主成分之螢光體材料及高熱傳導材料(一例係此等材料之原料粉粒化的粒化體)的原料粉以低於此等材料之熔點的溫度燒製之燒製體。亦即，本實施形態之燒結螢光體與實施形態2之燒結螢光體相同。
螢光構造體11g如在實施形態5所說明，當激發光L1入射時，放出波長比激發光L1之波長長的光亦即波長轉換光(黃色光)作為透射光L3。
第2透光區域14h當激發光L1入射時，使藍色光之激發光L1透射過。
又，本實施形態之螢光體基板10h具有區隔化之第1區域21及第2區域22。更具體而言，俯視時，螢光體基板10h具有第1區域21及複數之第2區域22。此外，在圖17，於第1區域21附上點
光射出部200射出之激發光L1入射至第1區域21。更具體而言，如圖17所示，在本實施形態，激發光L1對與螢光體基板10h之中心點C1距離半徑R的位置照射。
又，俯視螢光體基板10h時，於第1區域21設有第2透光區域14h。更具體而言，俯視螢光體基板10h時，於第1區域21設有第2透光區域14h之一部分及螢光構造體11g之一部分。此外，在圖17，於顯示第1區域21之點中以較稀疏之點顯示的第1區域21設有第2透光區域14h之一部分，於以較密集之點顯示的第1區域21設有螢光構造體11g之一部分。
螢光體基板10h具有令用來使螢光體材料激發之光(激發光L1)透射過的第2透光區域14h。第2透光區域14h以將螢光體基板10h於螢光體基板10h之厚度方向貫穿之貫通孔、及在螢光體基板10h切出之切口部的至少其中之一構成。於第1區域21設有第2透光區域14h。
藉此，激發光L1入射至第2透光區域14h時，從螢光體基板10h放出激發光L1。同樣地，激發光L1入射至以螢光體材料構成之螢光構造體11g時，由於激發光L1以螢光構造體11g轉換波長，故從螢光體基板10h放出波長轉換光亦即透射光L3。
是故，藉旋轉部旋轉，螢光體基板10h可以時分放出激發光L1及波長轉換光。在本實施形態，螢光體基板10h可以時分放出黃色光作為激發光L1，放出藍色光作為波長轉換光。
再者，本實施形態之螢光發光模組1h亦可取代實施形態1之螢光發光模組1c來應用於投影機500。此時，投影機500具有DLP作為顯示元件部602，亦即，可利用作為1-DLP(單晶片DLP)方式之投影機。
(其他實施形態) 以上，就本發明之螢光發光模組等，依據各實施形態作了說明，本發明並非限於此等實施形態。只要不脫離本發明之主旨，對實施形態施行該業者想出之各種變形的形態、或組合各實施形態之一部分的構成要件而構築之其他形態亦包含在本發明之範圍。
此外，螢光發光模組1及1c具有螢光體基板10及10c、反射防止層30、藍色光透射分光多層膜40、旋轉部100及光射部200，但不限於此。
螢光發光模組1c只要具有螢光體基板10c、旋轉部100即可。此時，亦是不同於專利文獻1，不產生在螢光體用基板與大氣之界面產生的激發光L1之反射。是故，入射至螢光體基板10c之激發光L1增加。結果，在螢光體基板10c之螢光體材料產生的螢光增加。又，由於螢光發光模組1c不具有用以支撐螢光體基板10c之構成要件等，故不致引起揭示於專利文獻1之螢光產生部的剝離。又，因旋轉部100之旋轉，故產生氣流。由於藉此產生之氣流，可抑制螢光體基板10c之溫度的上升，故可抑制螢光之減少。亦即，可提高螢光發光模組1c之光利用效率。又，由於可抑制螢光之減少，故可抑制透射光L2之色度變化，且不致引起上述剝離。是故，可實現可靠度高之螢光發光模組1c。
又，同樣地，螢光發光模組1只要具有以具有螢光體材料與高熱傳導材料之燒結螢光體構成的基板亦即螢光體基板10即可。此時，亦是不同於專利文獻1，不產生在螢光體用基板與大氣之界面產生的激發光L1之反射。是故，入射至螢光體基板10之激發光L1增加。結果，在螢光體基板10之螢光體材料產生的螢光增加。又，由於螢光發光模組1具有用以支撐螢光體基板10之構成要件等，故不致引起揭示於專利文獻1之螢光產生部的剝離。又，藉構成螢光體基板10之燒結螢光體具有高熱傳導材料，螢光體基板10之散熱性提高。藉此，由於可抑制因激發光L1之照射引起的螢光體基板10之溫度的上升，故可抑制螢光之減少。亦即，可實現光利用效率高之螢光發光模組1。又，由於可抑制螢光之減少，故可抑制透射光L2之色度變化，且不致引起上述剝離。是故，可實現可靠度高之螢光發光模組1。
＜熱傳導構造體之形狀＞ 又，在實施形態2，複數之熱傳導構造體12各自之形狀為粒子形狀，其他例亦可為線狀、片狀或網格狀。在此，就此其他例作說明。
＜網格狀＞ 圖6係實施形態2之其他例1的螢光體基板10a之截面圖。圖7係實施形態2之其他例2的螢光體基板10b之截面圖。此外，圖6及圖7相當於圖2之截面圖，在圖6及圖7，省略了反射防止層30、藍色光透射分光多層膜40、旋轉部100及光射出部200等構成要件。
如圖6所示，複數之熱傳導構造體12a各自之形狀為線狀時，一例係線徑為1μm以上至50μm，長度為10μm以上至500μm，但不限於此。
＜片狀＞ 又，在圖7，顯示了複數之熱傳導構造體12b各自的形狀為片狀之例。此時，積層有螢光構造體11及複數之熱傳導構造體12b。又，在內側之第2區域22，複數之熱傳導構造體12b的形狀為圓形，在外側之第2區域22，複數之熱傳導構造體12b之形狀為圓環狀。
又，雖未圖示，複數之熱傳導構造體各自之形狀為片狀時，亦可設將該片狀於厚度方向貫穿之複數的貫通孔。此時，複數之熱傳導構造體各自之形狀形成為網格狀。亦即，網格狀之複數的網目相當於上述複數之貫通孔。
藉複數之熱傳導構造體12各自之形狀為此等形狀，可更提高螢光體基板10a及10b之散熱性。
又，複數之熱傳導構造體各自的形狀為網格狀時，以第1區域21包含複數之熱傳導構造體為佳。此時，以複數之熱傳導構造體設在第1區域21及複數之第2區域22為佳。藉此，可提高螢光體基板10b之構造強度，而可抑制螢光體基板10b之破裂。
惟，誠如上述，第1區域21以不含高熱傳導材料為佳。藉此，可提高以螢光體材料所行之波長轉換的效率。是故，第1區域21以高熱傳導材料之含有量比複數之第2區域22少為佳。
此外，如圖11所示，氧化物構造體13d配置成俯視螢光體基板10d時，圓形之螢光體基板10的圓周與顯示氧化物構造體13d之二個圓弧中外側之圓弧(亦即，遠離軸A1之側的圓弧)重疊。然而，不限於此。
舉例而言，亦可於與圖15所示之氧化物構造體13g相同之形狀且相同之位置設氧化物構造體13d。
又，在實施形態3至實施形態6，放出黃色光作為透射光L3，但不限於此。舉例而言，螢光體材料以使用上述黃色螢光體材料之YAG：Ce及綠色螢光體材料為佳。此時，螢光體基板可以時分放出黃色光及綠色光作為激發光L1，放出藍色光作為波長轉換光。再者，舉例而言，亦可使用紅色螢光體材料等取代綠色螢光體材料。
又，上述實施形態在申請專利範圍及其均等之範圍，可進行各種變更、置換、附加、省略等。
1:螢光發光模組 1c:螢光發光模組 1d:螢光發光模組 1f:螢光發光模組 1g:螢光發光模組 1h:螢光發光模組 10:螢光體基板 10a:螢光體基板 10b:螢光體基板 10c:螢光體基板 10d:螢光體基板 10f:螢光體基板 10g:螢光體基板 10h:螢光體基板 11:螢光構造體 11d:螢光構造體 11g:螢光構造體 12:熱傳導構造體 12a:熱傳導構造體 12b:熱傳導構造體 13d:氧化物構造體 13g:氧化物構造體 14f:第2透光區域 14h:第2透光區域 21:第1區域 22:第2區域 23:第3區域 24:第4區域 30:反射防止層 40:藍色光透射分光多層膜 100:旋轉部 200:光射出部 301:第1光學元件 302:第2光學元件 303:第3光學元件 304:第4光學元件 400:模具 400f:模具 401:第1分隔件 402:第2分隔件 500:投影機 600:光源模組 601:均一化光學系統 602:顯示元件部 603:投光部 A1:軸 A3:第5區域 A4:第6區域 A5:第7區域 A6:內側區域 A7:切口區域 C1:中心點 L1:激發光 L2:透射光 L3:透射光 R:半徑 x:方向 y:方向 z:方向
圖1係實施形態2之螢光發光模組的立體圖。 圖2係顯示圖1之II-II線的螢光發光模組之一部分的切斷面之截面圖。 圖3係顯示實施形態1之投影機的外觀之立體圖。 圖4A係顯示實施形態1之投影機的螢光發光模組之圖。 圖4B係顯示實施形態1之透射光的能量之效率的圖。 圖5A係用以製造實施形態1之螢光體基板的模具之立體圖。 圖5B係顯示實施形態1之YAG：Ce的Ce濃度與螢光體基板之厚度的關係之圖。 圖5C顯示實施形態1之YAG：Ce的Ce濃度與螢光體基板之溫度的關係。 圖5D顯示實施形態1之與螢光體基板的光點尺寸放大率之關係。 圖6係實施形態2之其他例1的螢光體基板之截面圖。 圖7係實施形態2之其他例2的螢光體基板之截面圖。 圖8係實施形態1之螢光發光模組的立體圖。 圖9係顯示圖8之IX-IX線的螢光發光模組之一部分的切斷面之截面圖。 圖10係顯示實施形態1之投影機的結構之示意圖。 圖11係實施形態3之螢光發光模組的立體圖。 圖12係顯示圖11之XII-XII線的螢光發光模組之一部分的切斷面之截面圖。 圖13係實施形態4之螢光發光模組的立體圖。 圖14係用以製造實施形態4之螢光體基板的模具之立體圖。 圖15係實施形態5之螢光發光模組的立體圖。 圖16係顯示圖15之XVI-XVI線的螢光發光模組之一部分的切斷面之截面圖。 圖17係實施形態6之螢光發光模組的立體圖。
1c:螢光發光模組
10c:螢光體基板
30:反射防止層
40:藍色光透射分光多層膜
100:旋轉部
200:光射出部
304:第4光學元件
A1:軸
L1:激發光
L2:透射光
x:方向
y:方向
z:方向

Claims (23)

  1. 一種螢光發光模組，具有：螢光體基板，僅以僅具有螢光體材料之燒結螢光體構成；及旋轉部，以朝該螢光體基板之厚度方向延伸的軸為中心而使該螢光體基板旋轉；該螢光發光模組，不具有用以支撐該螢光體基板之構成要件；激發該螢光體材料之光即激發光，入射該螢光體基板。
  2. 一種螢光發光模組，具有：螢光體基板，以具有螢光體材料、及熱傳導率為100W/m．K以上、300W/m．K以下之高熱傳導材料的燒結螢光體所構成；該螢光發光模組，不具有用以支撐該螢光體基板之構成要件；激發該螢光體材料之光即激發光，入射該螢光體基板。
  3. 如請求項2之螢光發光模組，其中，該高熱傳導材料之線膨脹係數為1×10-7/K以下。
  4. 如請求項2之螢光發光模組，其中，該高熱傳導材料包含W、Mo、Rh、AlN及SiC的至少其中之一。
  5. 如請求項2之螢光發光模組，其中，在常壓之該高熱傳導材料的熔點為1700℃以上。
  6. 如請求項2之螢光發光模組，其中，該高熱傳導材料之形狀為粒子形狀、線狀、片狀或網格狀。
  7. 如請求項2之螢光發光模組，其中，俯視該螢光體基板時，該螢光體基板具有第1區域、及該高熱傳導材料之含有量比該第1區域多之第2區域。
  8. 如請求項7之螢光發光模組，其中，俯視該螢光體基板時，該第1區域之形狀為圓環狀，該圓環狀之中心與該螢光體基板之中心重疊。
  9. 如請求項8之螢光發光模組，其中，該燒結螢光體更具有不含發光中心元素之氧化物材料，該螢光體基板具有僅以該螢光體材料與該氧化物材料中之該氧化物材料構成，且令用來使該螢光體材料激發之光透射過的第1透光區域，於該第1區域設有該第1透光區域。
  10. 如請求項9之螢光發光模組，其中，該氧化物材料係氧化鋁或從該螢光體材料去掉該發光中心元素之非發光材料。
  11. 如請求項8之螢光發光模組，其中， 該螢光體基板具有令用來使該螢光體材料激發之光透射過的第2透光區域，該第2透光區域係以將該螢光體基板於該螢光體基板之厚度方向貫穿的貫通孔、及在該螢光體基板上切出之切口部的至少其中之一構成，於該第1區域設有該第2透光區域。
  12. 如請求項8之螢光發光模組，其中，俯視該螢光體基板時，該第2區域設於該圓環狀之內側與外側。
  13. 如請求項7之螢光發光模組，更具有：光射出部，其射出用以激發該螢光體材料且入射至該第1區域之該激發光。
  14. 如請求項13之螢光發光模組，其中，入射之該激發光的一部分，以該第1區域所含之該螢光體材料加以轉換波長後透射過該螢光體基板，入射之該激發光的其他部分，在不以該第1區域所含之該螢光體材料加以轉換波長的情況下透射過該螢光體基板。
  15. 一種螢光發光模組，具有：螢光體基板，以具有螢光體材料之燒結螢光體構成；及旋轉部，以朝該螢光體基板之厚度方向延伸的軸為中心而使該螢光體基板旋轉；該螢光發光模組，不具有用以支撐該螢光體基板之構成要件；該燒結螢光體更具有不含發光中心元素之氧化物材料， 該螢光體基板具有僅以該螢光體材料與該氧化物材料中之該氧化物材料構成，且令用來使該螢光體材料激發之光透射過的第1透光區域。
  16. 如請求項15之螢光發光模組，其中，該氧化物材料係氧化鋁或從該螢光體材料去掉該發光中心元素之非發光材料。
  17. 如請求項15之螢光發光模組，其中，於俯視該螢光體基板時，該螢光體基板具有圓環狀之第3區域，該圓環狀之中心與該螢光體基板之中心重疊，於該第3區域設有該第1透光區域。
  18. 一種螢光發光模組，具有：螢光體基板，以具有螢光體材料之燒結螢光體構成；及旋轉部，以朝該螢光體基板之厚度方向延伸的軸為中心而使該螢光體基板旋轉；該螢光發光模組，不具有用以支撐該螢光體基板之構成要件；該螢光體基板具有令用來使該螢光體材料激發之光透射過的第2透光區域，該第2透光區域以將該螢光體基板於該螢光體基板之厚度方向貫穿的貫通孔、及在該螢光體基板上切出之切口部的至少其中之一構成。
  19. 如請求項18之螢光發光模組，其中，於俯視該螢光體基板時， 該螢光體基板具有圓環狀之第3區域，該圓環狀之中心與該螢光體基板之中心重疊，於該第3區域設有該第2透光區域。
  20. 如請求項17或請求項19之螢光發光模組，更具有：光射出部，其射出用以激發該螢光體材料且入射至該第3區域的該激發光。
  21. 如請求項1、請求項2或請求項15至請求項19中任一項之螢光發光模組，其中，該螢光體材料係(Y1-xCex)3Al5O12(0.0005≦x<0.001)。
  22. 一種發光裝置，其具有如請求項1至請求項21中任一項之螢光發光模組。
  23. 一種螢光發光模組，具有：螢光體基板，以具有螢光體材料之燒結螢光體構成；及旋轉部，以朝該螢光體基板之厚度方向延伸的軸為中心而使該螢光體基板旋轉；該螢光發光模組，不具有用以支撐該螢光體基板之構成要件；激發該螢光體材料之光即激發光，入射該螢光體基板；該螢光體材料係(Y1-xCex)3Al5O12(0.0005≦x<0.001)。
TW110142134A 2020-12-04 2021-11-12 螢光發光模組及發光裝置 TWI817246B (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020-202083 2020-12-04
JP2020202083 2020-12-04
JP2021093347A JP2022089745A (ja) 2020-12-04 2021-06-03 蛍光発光モジュール及び発光装置
JP2021-093347 2021-06-03

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW202223287A TW202223287A (zh) 2022-06-16
TWI817246B true TWI817246B (zh) 2023-10-01

Family

ID=81853112

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW110142134A TWI817246B (zh) 2020-12-04 2021-11-12 螢光發光模組及發光裝置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20240085773A1 (zh)
TW (1) TWI817246B (zh)
WO (1) WO2022118558A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023229022A1 (ja) * 2022-05-27 2023-11-30 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 蛍光体デバイス及び光源モジュール

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011186350A (ja) * 2010-03-11 2011-09-22 Panasonic Corp 照明装置および投写型画像表示装置
TW201514425A (zh) * 2013-10-15 2015-04-16 深圳市光峰光電技術有限公司 一種波長轉換裝置
TW201818143A (zh) * 2016-11-14 2018-05-16 台達電子工業股份有限公司 波長轉換器
TW201833656A (zh) * 2016-10-12 2018-09-16 日商索尼股份有限公司 圖像顯示裝置及光源裝置
CN111373322A (zh) * 2017-11-24 2020-07-03 Nec显示器解决方案株式会社 荧光体构件、光源装置、投影仪及色度调整方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020132847A (ja) * 2019-02-19 2020-08-31 セイコーエプソン株式会社 蛍光体、波長変換素子、光源装置およびプロジェクター
JP2021018340A (ja) * 2019-07-22 2021-02-15 セイコーエプソン株式会社 セラミック複合体、光源装置およびプロジェクター

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011186350A (ja) * 2010-03-11 2011-09-22 Panasonic Corp 照明装置および投写型画像表示装置
TW201514425A (zh) * 2013-10-15 2015-04-16 深圳市光峰光電技術有限公司 一種波長轉換裝置
TW201833656A (zh) * 2016-10-12 2018-09-16 日商索尼股份有限公司 圖像顯示裝置及光源裝置
TW201818143A (zh) * 2016-11-14 2018-05-16 台達電子工業股份有限公司 波長轉換器
CN111373322A (zh) * 2017-11-24 2020-07-03 Nec显示器解决方案株式会社 荧光体构件、光源装置、投影仪及色度调整方法

Also Published As

Publication number Publication date
TW202223287A (zh) 2022-06-16
US20240085773A1 (en) 2024-03-14
WO2022118558A1 (ja) 2022-06-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5530165B2 (ja) 光源装置および照明装置
JP6253392B2 (ja) 発光装置及びそれを用いたプロジェクター用光源
JP5611690B2 (ja) 光源装置、色調整方法、照明装置
JP2012243624A (ja) 光源装置および照明装置
JP2011134619A (ja) 光源装置および照明装置
JP2012190628A (ja) 光源装置および照明装置
JP2011129406A (ja) 光源装置および照明装置
JP2012104267A (ja) 光源装置および照明装置
JP2012129135A (ja) 光源装置、照明装置、蛍光体層作製方法
JP2012243618A (ja) 光源装置および照明装置
JPWO2016185861A1 (ja) 光源装置および投射型表示装置
TWI817246B (zh) 螢光發光模組及發光裝置
JP2012079989A (ja) 光源装置および照明装置
JP7108841B2 (ja) 蛍光体および発光装置
JP2022089745A (ja) 蛍光発光モジュール及び発光装置
JP2018036457A (ja) 波長変換素子、光源装置、およびプロジェクター
JP7499465B2 (ja) 透過型蛍光発光モジュール及び発光装置
TWI817245B (zh) 螢光發光元件、螢光發光模組及發光裝置
JP7147138B2 (ja) 発光装置、照明装置、画像表示装置及び車両表示灯
WO2023228836A1 (ja) 蛍光体ホイール及び発光装置
WO2023228993A1 (ja) 蛍光体ホイール及び発光装置
WO2023229022A1 (ja) 蛍光体デバイス及び光源モジュール
TWI802918B (zh) 波長轉換元件及投影機
WO2014010211A1 (ja) 発光モジュール
JP2024066549A (ja) 蛍光体デバイス及び発光装置