Brevet FR3051925A1 — publié le 20171201

CONTEXTE DE L'INVENTION Domaine de l'invention [0001] La présente invention concerne un élément de conversion de longueur d'onde configuré pour convertir une longueur d'onde d'une lumière d'excitation afin de générer une lumière fluorescente, en particulier un élément de conversion de longueur d'onde approprié pour être utilisé dans un appareil à source lumineuse destiné à un appareil de projection d'image (projecteur). Description de l'art antérieur [0002] Les éléments de conversion de longueur d'onde ou les appareils à sources lumineuses comprennent un élément qui convertit une partie d'une lumière d'excitation telle qu'une lumière laser afin de générer une lumière fluorescente dont la longueur d'onde (c'est-à-dire la couleur) est différente de celle de la lumière d'excitation et génère une lumière combinée dans laquelle la lumière fluorescente est combinée à une lumière non convertie, c'est-à-dire à une lumière dont la longueur d'onde n'est pas convertie par un corps fluorescent (luminophore) et est donc identique à celle de la lumière d'excitation. Dans la lumière d'excitation, la lumière non convertie est une lumière qui est diffusée (réfléchie) par des particules diffusantes sans atteindre le corps fluorescent. [0003] Le brevet japonais mis à l'Inspection Publique N° 2011-180353 divulgue un élément de conversion de longueur d'onde dont le rendement de conversion de longueur d'onde est amélioré de façon à augmenter le rayonnement thermique émanant de son corps fluorescent, par ajout de charges (particules fines) en tant que diffuseurs dont la conductivité thermique est élevée vers le corps fluorescent et une résine pour maintenir le corps fluorescent. Par ailleurs, le brevet japonais mis à l'Inspection Publique N° 2015-089898 divulgue un élément de conversion de longueur d'onde dont le rendement d'extraction d'une lumière fluorescente depuis des particules de corps fluorescent est 3051925 2 amélioré en faisant adhérer des particules d'oxyde inorganique aux particules de corps fluorescent. [0004] Cependant, dans l'élément de conversion de longueur d'onde divulgué dans le brevet japonais mis à 5 l'Inspection Publique N° 2011-180353, la résine renferme des particules à conductivité thermique élevée (charges), de sorte qu'il est difficile d'obtenir, en utilisant seulement l'élément de conversion de longueur d'onde, un effet d'augmentation de la conductivité thermique de façon 10 à refroidir le corps fluorescent. Par conséquent, il est difficile de s'attendre à un effet d'amélioration de la luminance dans un appareil à source lumineuse utilisant cet élément de conversion de longueur d'onde. [0005] Par ailleurs, bien que l'élément de conversion 15 de longueur d'onde divulgué dans le brevet japonais mis à l'Inspection Publique N° 2015-089898 puisse améliorer en principe le rendement d'extraction d'une lumière fluorescente, en réalité, les particules d'oxyde inorganique se séparent des particules de corps fluorescent par un 20 processus de mélange consistant à mélanger uniformément les particules de corps fluorescent auxquelles les particules d'oxyde inorganique sont amenées à adhérer dans la résine (liant). De plus, même si les particules d'oxyde inorganique ne se séparent pas des particules de corps 25 fluorescent, des bulles d'air sont piégées entre ces particules. [0006] Dans ce cas, l'effet d'amélioration de la luminance devient faible. RÉSUMÉ DE L'INVENTION 30 [0007] La présente invention fournit un élément de conversion de longueur d'onde capable d'améliorer le rendement d'extraction d'une lumière fluorescente, c'est-à-dire le rendement d'émission de la lumière fluorescente, par comparaison aux éléments classiques tout en ayant une 35 structure simple. La présente invention fournit en outre un appareil à source lumineuse utilisant l'élément de 3051925 3 conversion de longueur d'onde mentionné ci-dessus et fournit un appareil de projection d'image utilisant l'appareil à source lumineuse. [0008] La présente invention, selon son premier 5 aspect, fournit un élément de conversion de longueur d'onde selon les revendications 1 et 4 à 14. [0009] La présente invention, selon son deuxième aspect, fournit un élément de conversion de longueur d'onde selon les revendications 2 et 3. 10 [0010] La présente invention, selon son troisième aspect, fournit un appareil à source lumineuse selon la revendication 15. [0011] La présente invention, selon son quatrième aspect, fournit un appareil de projection d'image selon la 15 revendication 16. [0012] Des caractéristiques de la présente invention ressortiront en outre de la description suivante de modes de réalisation faisant référence aux dessins annexés. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS 20 [0013] La figure 1 illustre une configuration d'un projecteur utilisant un élément de conversion de longueur d'onde constituant un mode de réalisation de la présente invention. [0014] La figure 2A illustre une couche de corps 25 fluorescent dans l'élément de conversion de longueur d'onde du mode de réalisation. [0015] La figure 2B illustre une couche de corps fluorescent dans un élément de conversion de longueur d'onde constituant un exemple classique. 30 [0016] La figure 3A illustre une couche de corps fluorescent transmissive. [0017] La figure 3B illustre une couche de corps fluorescent réfléchissante. [0018] La figure 4 illustre la présence ou l'absence 35 d'un effet d'amélioration du rendement d'émission de la lumière fluorescente dans le mode de réalisation 1. 3051925 4 [0019] La figure 5 illustre un effet tunnel optique dans le mode de réalisation 1. [0020] La figure 6 illustre la présence ou l'absence d'un effet d'amélioration du rendement d'émission de la 5 lumière fluorescente dans le mode de réalisation 2. DESCRIPTION DES MODES DE RÉALISATION [0021] Les modes de réalisation de la présente invention vont être décrits ci-après en référence aux dessins annexés. 10 [0022] Comme l'élément de conversion de longueur d'onde décrit ci-dessus et divulgué dans le brevet japonais mis à l'Inspection Publique N° 2015-089898, le fait de faire adhérer des particules fines telles que des particules d'oxyde inorganique à des surfaces du corps 15 fluorescent a pour effet d'extraire une lumière ayant classiquement été absorbée dans le corps fluorescent. Cependant, même lorsque les particules fines ne sont pas amenées à adhérer au corps fluorescent, c'est-à-dire même lorsque les particules fines (particules diffusantes dans 20 ce mode de réalisation) sont séparées du corps fluorescent, une lumière fluorescente peut être extraite de l'intérieur du corps fluorescent, comme indiqué ci-après. [0023] La lumière fluorescente présente à l'intérieur du corps fluorescent et qui est soumise à une réflexion 25 interne totale sur sa surface, fuit immédiatement (exsude) hors du corps fluorescent sous forme de lumière évanescente au voisinage de sa surface. Il est nécessaire d'extraire cette lumière évanescente avant qu'elle ne retourne dans le corps fluorescent. En d'autres termes, le fait de disposer 30 les particules fines au voisinage de la surface du corps fluorescent pour capturer la lumière évanescente avant qu'elle ne retourne dans le corps fluorescent et pour modifier sa direction de propagation, réduit une lumière n'émanant pas du corps fluorescent en raison de la 35 réflexion interne totale sur la surface du corps fluorescent. 3051925 5 [0024] Cela permet d'améliorer le rendement d'extraction d'une lumière fluorescente. [0025] La figure 1 illustre une configuration d'un appareil de projection d'image (projecteur) 200 utilisant 5 un élément de conversion de longueur d'onde qui sera décrit dans chacun de modes de réalisation spécifiques de la présente invention. [0026] Le projecteur 200 comprend une diode laser (LD) bleue 101 en tant que source lumineuse, et l'élément de 10 conversion de longueur d'onde 102. Le projecteur 103 comporte en outre un miroir dichroïque 103, une unité à panneau 104 comportant un système optique de séparation et de combinaison des couleurs et un élément à cristal liquide en tant qu'élément de modulation de lumière, et une 15 lentille de projection 105. L'élément de modulation de lumière peut être un dispositif numérique à micro-miroir. Un laser bleu (lumière bleue) émis par la LD bleue 101 est réfléchi par le miroir dichroïque 103 afin d'être projeté vers l'élément de conversion de longueur d'onde 102 en tant 20 que lumière d'excitation. L'élément de conversion de longueur d'onde 102 comprend un substrat (non illustré), et une couche de corps fluorescent (couche de luminophore) formée sur le substrat. La couche de corps fluorescent convertit une longueur d'onde d'une partie de la lumière 25 d'excitation afin de générer une lumière jaune en tant que lumière fluorescente et génère de la lumière blanche en tant que lumière combinée dans laquelle la lumière jaune est combinée à une lumière bleue en tant que lumière non convertie dont la longueur d'onde est identique à celle de 30 la lumière d'excitation. La LD bleue 101 et l'élément de conversion de longueur d'onde 102 constituent un appareil à source lumineuse. L'appareil à source lumineuse peut comprendre le miroir dichroïque 103. [0027] La lumière blanche est transmise par 35 l'intermédiaire du miroir dichroïque 103 ou passe à travers 3051925 6 celui-ci vers l'extérieur du miroir dichroïque 103, puis pénètre dans l'unité à panneau 104. [0028] Le système optique de séparation et de combinaison des couleurs de l'unité à panneau 104 sépare la 5 lumière blanche en trois lumières colorées (R, G et B) pour introduire les trois lumières colorées respectives dans des panneaux à cristaux liquides correspondants. Les trois lumières colorées soumises à une modulation d'image par les panneaux à cristaux liquides sont mutuellement combinées 10 par le système optique de séparation et de combinaison des couleurs et sont projetées à travers la lentille de projection 105 sur une surface de projection (non illustrée) telle qu'un écran. [0029] Une image colorée est ainsi affichée en tant 15 qu'image projetée. [0030] La figure 2A illustre une structure de la couche de corps fluorescent prévue dans l'élément de conversion de longueur d'onde 102 de ce mode de réalisation. La figure 2B illustre une structure d'une 20 couche de corps fluorescent en tant qu'exemple comparatif par rapport à ce mode de réalisation. La couche de corps fluorescent comprend de multiples particules de corps fluorescent 1 et de multiples particules diffusantes 2. Sur les figures 2A et 2B, les particules diffusantes 2 ont un 25 diamètre plus petit que ceux des particules de corps fluorescent 1. La couche de corps fluorescent comporte en outre un liant 3 contenant les particules de corps fluorescent 1 et les particules diffusantes 2. Les flèches 4, 5 et 6 indiquent des chemins optiques de lumières 30 fluorescentes. [0031] En premier lieu, on va décrire un principe d'extraction de la lumière fluorescente à partir de la particule de corps fluorescent 1 de ce mode de réalisation. L'exemple comparatif de la figure 2B indique un cas où une 35 concentration des particules diffusantes 2 dans le liant 3 est inférieure à celle observée dans ce mode de 3051925 7 réalisation. Dans ce cas, la lumière fluorescente générée à l'intérieur de la particule de corps fluorescent 1 comprend une lumière atteignant une surface de la particule de corps fluorescent 1 pratiquement à angle droit pour sortir de la 5 particule de corps fluorescent 1, comme indiqué par le chemin optique 4, et une lumière atteignant une interface entre particules sous un angle inférieur à l'angle pratiquement droit afin qu'elle soit soumise à une réflexion interne totale sur celle-ci pour ainsi rester à 10 l'intérieur de la particule de corps fluorescent 1 (c'est- à-dire une lumière absorbée par la particule de corps fluorescent 1), comme indiqué par le chemin optique 6. La lumière fluorescente générée à l'intérieur de la particule de corps fluorescent 1 comporte en outre une lumière 15 atteignant l'interface entre particules sous un angle intermédiaire entre les angles des chemins optiques 4 et 6. Une partie de cette lumière présentant un angle intermédiaire émane de la particule de corps fluorescent 1 et une partie restante de celle-ci est absorbée par la 20 particule de corps fluorescent 1, en fonction de la transmittance et de la réflectance correspondant à cet angle intermédiaire. La lumière fluorescente absorbée par la particule de corps fluorescent 1 est directement convertie en chaleur. Cela provoque une perte de lumière 25 fluorescente, c'est-à-dire que cela réduit le rendement d'extraction d'une lumière fluorescente. [0032] Ce mode de réalisation illustré sur la figure 2A augmente la concentration des particules de corps fluorescent 1 de façon à ce qu'une condition décrite plus 30 loin soit satisfaite, et agence ainsi en moyenne les particules diffusantes 2 dans le voisinage de chacune des particules de corps fluorescent 1. Cet agencement des particules diffusantes 2 produit un effet tunnel optique. Comme indiqué par le chemin optique 5, l'effet tunnel 35 optique amène la lumière fluorescente atteignant l'interface entre particules sous l'angle inférieur, qui 3051925 8 est initialement soumise à une réflexion interne totale dans la particule de corps fluorescent 1, à se propager vers les particules diffusantes 2 présentes au voisinage de cette particule de corps fluorescent 1. Le fait d'extraire 5 ainsi la lumière fluorescente à partir de la particule de corps fluorescent 1 par l'intermédiaire des particules diffusantes 2 présentes au voisinage de cette particule de corps fluorescent 1 permet d'améliorer le rendement d'extraction de lumière fluorescente à partir de l'élément 10 de le de conversion de longueur d'onde 102, en d'autres termes, rendement d'émission de lumière fluorescente de l'élément conversion de longueur d'onde 102. [0033] On décrira ensuite la particule de corps fluorescent 1 (ci-après simplement désignée sous le nom de 15 "corps fluorescent"), la particule diffusante 2 (ci-après simplement désignée sous le nom de "diffuseur"), le liant 3 et le substrat (illustré sur les figures 3A et 3B) de l'élément de conversion de longueur d'onde 102 de ce mode de réalisation. 20 [0034] En tant que corps fluorescent, on peut utiliser un matériau quelconque dans la mesure où il présente une propriété qui convertit une longueur d'onde d'une lumière d'excitation afin de générer une lumière fluorescente. On 25 utilise généralement un matériau inorganique qui est excité par une lumière bleue dont la longueur d'onde va d'environ 440 nm à environ 470 nm. Ce mode de réalisation permet également d'utiliser ce matériau. A titre d'exemple, en tant que corps fluorescent qui génère une lumière jaune 30 fluorescente tel que l'élément de conversion de longueur d'onde 102 illustré sur la figure 1, on peut utiliser de PY3A15012:Ce3+, du (Sr,Ba)2SiO4:Eu2+, du Cax(Si,A1)12 (0,N) 16:Eu2+. Le Cax(Si,Al)12(O,N)16:Eu2+ est généralement désigné sous le nom de corps fluorescent a-Sialon et génère une lumière 35 fluorescente allant du jaune à l'orange. En tant que corps fluorescent qui génère une lumière fluorescente rouge, on 3051925 9 peut utiliser du CaAlSiN3:Eu2+, du (Ca,Sr)AlSiN3:Eu2+, du Ca2Si5N8:Eu2+, du (Ca,Sr)2Si5N8:Eu2+, du KSiF6:Mn4+, et du KTiF6:Mn4+. En tant que corps fluorescent qui génère une lumière fluorescente verte, on peut utiliser du 5 Lu3A15012:Ce3+, (Lu,Y)3A15012:Ce3+, de l'Y3(Ga,A1)5012:Ce3+, du Ca3Sc2Si3012:Ce3+, du CaSc2O4:Eu2+, du (Ba,Sr)2SiO4:Eu2+, Ba3Si6O12N2:Eu2+, (Si,Al)6(O,N)8:Eu2+, et du Sr4A114025:Eu2+. [0035] En tant que particules du corps fluorescent (corps fluorescents), celles dont les diamètres de 10 particules sont de 1 pm ou plus et de 100 pm ou moins sont souvent utilisées. Ce mode de réalisation permet également d'utiliser des particules de corps fluorescent ayant de tels diamètres. Ce mode de réalisation permet en outre d'utiliser des nanoparticules de corps fluorescent dont les 15 diamètres de particules sont de 1 pm ou moins. Le fait d'utiliser de telles particules de corps fluorescent permet d'améliorer le rendement d'émission de lumière fluorescente. Cependant, il est souhaitable qu'un diamètre de particule moyen (moyenne) des corps fluorescents soit supérieur à 20 celui de particules du diffuseur (des diffuseurs) décrites ci-après. [0036] Ce mode de réalisation utilise pour la description des tailles de particules "un diamètre de particule", "un diamètre de particule moyen", et "un 25 diamètre de particule minimum". Le diamètre de particule est un diamètre d'une sphère ayant le même volume que celui de la particule. Le diamètre de particule moyen est une valeur moyenne des diamètres de particules minimum et maximum de toutes les particules. Lorsqu'une variation 30 (écart type) des diamètres de particules de toutes les particules est égal à o, le diamètre de particule minimum peut être "le diamètre de particule moyen-3e", et le diamètre de particule maximum peut être "le diamètre de particule moyen+30". Les diamètres de particules minimum et 35 maximum peuvent être estimés statistiquement sans mesurer les diamètres de particules de toutes les particules. 3051925 10 [0037] Il est souhaitable que le corps fluorescent ait, à la longueur d'onde de la lumière fluorescente, un indice de réfraction allant de 1,7 ou plus à 2,0 ou moins. 5 [0038] En tant que diffuseurs, on utilise des particules (poudres) ayant une faible absorptance et présentant une transmissivité optique en lumière visible telles qu'un verre optique, le sulfate de baryum, le Ti02, l'Al203, et le diamant. Ce mode de réalisation permet 10 également d'utiliser ces matériaux. Le verre optique peut être utilisé en tenant compte d'un indice de réfraction du diffuseur. A titre d'exemple, on peut utiliser un verre optique ayant un indice de réfraction compris entre ceux du corps fluorescent et du liant, tel que le FS5 (indice de 15 réfraction égal à 1,675) et le FS15 (indice de réfraction égal à 1,698). On peut utiliser du sulfate de baryum ayant un tel indice de réfraction. [0039] Il est souhaitable que le diamètre de particule minimum des diffuseurs soit égal à 1/4 ou plus et à 4 fois 20 ou moins la longueur d'onde de la lumière fluorescente. Le fait d'utiliser des diffuseurs dont les diamètres de particules minimum ne se situent pas à l'intérieur de cette gamme ne permet pas d'extraire suffisamment la lumière fluorescente du corps fluorescent. Cela ne permet pas 25 d'améliorer le rendement d'émission de lumière fluorescente. A titre d'exemple, lorsque la lumière fluorescente est une lumière jaune, il est souhaitable que le diamètre de particule minimum des diffuseurs soit égal à 2 pm ou moins, et que le diamètre de particule moyen des diffuseurs soit 30 égal à 0,1 pm ou plus et à 5 pm ou moins. [0040] Le liant est utilisé pour fixer les corps fluorescents et les diffuseurs. Le liant peut être sélectionné parmi des liants organiques et des liants 35 inorganiques. Chacun des liants organiques et inorganiques est utilisé en tant que matériau liant pour traiter le 3051925 11 corps fluorescent en tant que masse. Le liant est utilisé, lorsque le permettant diffuseurs 5 utilisé, substrat est utilisé, en tant que matériau de fixer les corps fluorescents et les au substrat. Lorsque le substrat n'est pas permettant de le liant est un matériau liant solidifier la couche de corps fluorescent. En tant que liant organique, du point de vue de la résistance à la chaleur, une résine de silicone et une résine époxyde sont souvent utilisées. Les liants inorganiques comprennent des 10 matériaux adhésifs céramiques résistants à la chaleur tels qu'une fritte de verre à faible point de fusion et une CÉRAMIQUE ARON® produite par Toagosei, Co., Ltd. La fritte de verre à faible point de fusion, qui est résistante aux bulles d'air et au retrait volumique, est souvent utilisée. 15 Ce mode de réalisation permet également d'utiliser ces liants. [0041] Il est souhaitable que le liant présente, à la longueur d'onde de la lumière fluorescente, un indice de réfraction de 1,4 ou plus et de 1,6 ou moins. De plus, il 20 est souhaitable que le diffuseur présente un indice de réfraction compris entre ceux du corps fluorescent et du liant. [0042] Il est souhaitable que les indices de réfraction du corps fluorescent et du diffuseur présentent 25 une différence de 0,3 ou moins. Il est souhaitable que les indices de réfraction du liant et du diffuseur présentent une différence de 0,1 ou plus. Par ailleurs, il est souhaitable qu'une épaisseur totale du liant (c'est-à-dire, de la couche de corps fluorescent) comportant les corps 30 fluorescents et les diffuseurs soit de 50 pm ou plus et de 200 pm ou moins. [0043] Ce mode de réalisation peut utiliser le substrat destiné à supporter de façon fixe la couche de 35 corps fluorescent. Les figures 3A et 3B illustrent chacune une relation entre une couche de corps fluorescent 10 et un 3051925 12 substrat 8. Les figures 3A et 3B illustrent en outre chacune une lumière d'excitation 12 et une lumière fluorescente 14. La figure 3A illustre un type transmissif dans lequel la lumière d'excitation 12 pénètre dans le 5 substrat 8 optiquement transmissif depuis sa face arrière (inférieure) et est émise à travers celui-ci afin d'être projetée vers la couche de corps fluorescent 10 disposée sur une face avant (supérieure) du substrat 8 et pour ainsi extraire la lumière fluorescente 14. Dans ce type 10 transmissif, du point de vue du rayonnement de la chaleur produite dans le corps fluorescent, il est souhaitable d'utiliser, en tant que substrat 8, un matériau constitué d'un matériau présentant une transmissivité optique et une conductivité thermique élevée, tel que le diamant et le 15 saphir. [0044] La figure 3B illustre un type réfléchissant dans lequel la lumière d'excitation 12 est projetée vers la couche de corps fluorescent 10 depuis un côté opposé au substrat 8 et dans lequel la lumière fluorescente 14 20 directement émise vers le côté opposé au substrat 8 et la lumière fluorescente 14 réfléchie par le substrat 8 puis émise vers le côté opposé au substrat 8 sont extraites. Dans ce type réfléchissant, il est souhaitable d'utiliser, en tant que substrat 8, un matériau constitué d'un métal, 25 ou autre, réfléchissant une lumière visible sans la transmettre, et en particulier, il est souhaitable d'utiliser un matériau ayant une conductivité thermique élevée, tel que l'Al, le Cu et le graphite. 30 [0045] Afin d'améliorer le rendement d'émission de lumière fluorescente (extraction) décrit ci-dessus, il est nécessaire de disposer les diffuseurs près du corps fluorescent de façon que les distances les séparant deviennent une distance spécifique. Dans la description 35 suivante, dans un cube, un espace restant autre qu'un espace dans lequel le corps fluorescent est disposé est 3051925 13 rempli du liant et des diffuseurs, le diamètre de particule minimum des diffuseurs est représenté par D, et les distances entre les diffuseurs sont représentées par d. La distance entre le corps fluorescent et le diffuseur peut 5 être considérée comme étant égale à la distance d entre les diffuseurs. Par conséquent, la distance d entre le corps fluorescent et le diffuseur peut être exprimée comme suit. [0046] Un volume (volume unité) V de l'espace restant décrit ci-dessus peut être exprimé par : 10 V--(D+d)3. [0047] De plus, un volume de tous les diffuseurs peut être exprimé par : Vd=-4,r( -2D)3 3 - [0048] Par conséquent, un rapport du volume de tous 15 les diffuseurs à un volume total de tous les diffuseurs et du liant, c'est-à-dire une concentration X des diffuseurs, peut être exprimé par : x.=Vd= 1 4 (E))3= 71- D3 V OD + e 3 2 6 (D + 00)3 [0049] Il en résulte que la distance d peut être 20 exprimée comme indiqué ci-après en utilisant la concentration X et le diamètre de particule minimum D des diffuseurs. d = 3 - 6 X (1) [0050] La distance d à laquelle le rendement 25 d'extraction de lumière fluorescente est amélioré est étroitement liée à la concentration des diffuseurs. Lorsque la lumière d'excitation est une lumière bleue et lorsque la lumière fluorescente est une lumière jaune, une distance d de 600 nm ou moins améliore le rendement d'extraction de 30 lumière fluorescente. A titre d'exemple, lorsqu'on utilise des diffuseurs A et C, qui seront décrits plus loin dans les modes de réalisation 1 et 2, une concentration 3051925 14 (exprimée en pourcentages) X de 25 % ou plus conduit à une distance d de 600 nm ou moins. [0051] Une distance d de 500 nm ou moins améliore encore le rendement d'extraction de lumière fluorescente, et 5 une distance d de 300 nm ou moins améliore encore davantage le rendement d'extraction de lumière fluorescente. [0052] On fournit ci-après une description de modes de réalisation spécifiques (exemples expérimentaux). Dans la description présentée ci-après, la concentration X est 10 exprimée en pourcentages. [Mode de réalisation 1] [0053] La figure 4 illustre une relation entre les concentrations (%) des diffuseurs et les rendements d'émission de lumière fluorescente (extraction) dans un 15 premier mode de réalisation (Mode de réalisation 1). Ce mode de réalisation a consisté à utiliser un corps fluorescent d'YAG:Eu. Le corps fluorescent présentait un diamètre de particule moyen de 10 pm et un diamètre minimum de 5 pm. Le substrat était constitué d'Al et avait une épaisseur de 1 mm. 20 Les diffuseurs étaient constitués de sulfate de baryum. Les diffuseurs comportaient deux types de diffuseurs, à savoir des diffuseurs A dont les diamètres de particules moyen et minimum étaient respectivement de 2 pm et de 1 gm et des diffuseurs B dont les diamètres de particules moyen et 25 minimum étaient respectivement de 6 pm et de 3 pm. Les concentrations des diffuseurs étaient réglées à 20 %, 30 %, 40 %, et 60 %. Le liant était constitué d'une résine époxyde produite par Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. [0054] Ce mode de réalisation a consisté à mélanger, 30 aux diffuseurs et au liant dont le volume total était égal à 1, les corps fluorescents dont le rapport volumique était égal à 0,5 afin de produire une pâte, à effectuer une agitation et une déformation sur la pâte, à imprimer la pâte agitée sur le substrat d'Al puis à durcir la pâte 35 imprimée au moyen d'un four à 200°C. 3051925 15 [0055] Ce mode de réalisation a consisté à évaluer un échantillon de la couche de corps fluorescent ainsi produite, en utilisant un laser bleu dont la longueur d'onde était de 455 nm en tant que lumière d'excitation. 5 [0056] Ce mode de réalisation a consisté à utiliser, en tant que source de lumière laser, une LD bleue produite par Nichia Co., Ltd. La projection du laser bleu sur la couche de corps fluorescent avec une intensité d'exposition de 30 W/mm2 a conduit à un rendement d'émission de lumière 10 fluorescente jaune illustré sur la figure 4. [0057] Les diffuseurs A dont les concentrations étaient de 30 % et de 40 % produisaient un effet d'amélioration du rendement d'émission de lumière fluorescente, et par ailleurs, les diffuseurs A dont les 15 concentrations étaient de 20 % et de 60 % ne produisaient pas cet effet. De plus, lorsque la concentration était de 60 %, un taux élevé de solides dans la pâte rendait difficile la mise en place d'une couche unique de pâte sur le substrat et rendait impossible la planarisation d'une 20 surface irrégulière de la pâte par nivellement, ou autre, lors d'un processus de production. Cela augmentait la réflexion de surface en réduisant ainsi le rendement d'émission de lumière fluorescente. [0058] Le diamètre de particule minimum de 1 pm des 25 diffuseurs A était égal à 1/4 ou plus et à 4 fois ou moins la longueur d'onde de la lumière jaune fluorescente. Par ailleurs, l'utilisation des diffuseurs B dont le diamètre de particule minimum de 3 pm est supérieur à 4 fois la longueur d'onde de la lumière jaune fluorescente, n'a pas 30 amélioré le rendement d'émission de lumière fluorescente indépendamment de leur concentration. Par conséquent, l'effet d'amélioration du rendement d'émission de lumière fluorescente est obtenu lorsque le diamètre de particule minimum des diffuseurs est égal à 1/4 ou plus et à 4 fois 35 ou moins la longueur d'onde de la lumière fluorescente et le rapport (concentration) du volume de tous les diffuseurs 3051925 16 au volume total de tous les diffuseurs et du liant est de 25 % ou plus et de 50 % ou moins. [0059] La condition décrite ci-dessus selon laquelle le diamètre de particule minimum des diffuseurs est égal à 5 1/4 ou plus et à 4 fois ou moins la longueur d'onde de la lumière fluorescente et le rapport du volume de tous les diffuseurs au volume total de tous les diffuseurs et du liant est de 25 % ou plus et de 50 % ou moins peut être appliquée à des cas autres que celui où la lumière 10 d'excitation est la lumière bleue et où la lumière fluorescente est la lumière jaune. [0060] Lorsque les diamètres de particules minimum et moyen des diffuseurs A sont respectivement de 1 pm et de 2 }un et lorsque leur concentration est de 30 %, l'expression 15 précédente (1) fournit, en tant que distance d(=d0), 407 nm. [0061] Dans ce mode de réalisation, une transmittance optique T de la couche de corps fluorescent est modifiée par un effet tunnel optique typique, comme illustré sur la figure 5. Comme illustré sur la figure 5, l'effet tunnel 20 optique apparaît de façon significative lorsque d/À est égal à 0,5. La longueur d'onde (ou une longueur d'onde dominante) de la lumière fluorescente est d'environ 550 nm, de sorte que la distance d est d'environ 275 nm lorsque d/À est égal à 0,5. 25 [0062] Lorsqu'on observe une image SEM (microscopie électronique à balayage) en coupe transversale effective de l'échantillon de couche de corps fluorescent, toutes les particules diffusantes mutuellement adjacentes ne sont pas situées à des intervalles égaux, mais sont situées à divers 30 intervalles allant de d0/2 à 2d0. Il résulte de ce fait que d0/2 peut être considéré comme étant pratiquement égal à d, et par conséquent d0/2e,d est égal à 204 nm, de sorte que l'on comprendra que la distance d calculée par l'expression (1) produit l'effet d'amélioration du rendement d'émission 35 de lumière fluorescente. 3051925 17 [Mode de réalisation 2] [0063] La figure 6 illustre, dans sa partie gauche, une relation entre les concentrations (%) des diffuseurs et les rendements d'émission de lumière fluorescente dans un 5 deuxième mode de réalisation (Mode de réalisation 2). Ce mode de réalisation a consisté à utiliser, en plus des diffuseurs A et B décrits dans le mode de réalisation 1, des diffuseurs C dont les diamètres de particules minimum et moyen étaient respectivement de 0,5 pm et de 1 pm. Les 10 caractères gras apparaissant sur la figure 6 indiquent une gamme pour laquelle les rendements d'émission de lumière fluorescente étaient améliorés de 1 % ou plus. Cette gamme est une gamme pour laquelle, comme illustré dans une partie de droite de la figure 6, la distance d calculée par 15 l'expression (1) est de 300 nm ou moins. [Mode de réalisation 3] [0064] Un troisième mode de réalisation (Mode de réalisation 3) a consisté à modifier un rapport du volume de tous les corps fluorescents à un volume total de tous 20 les corps fluorescents et des diffuseurs dans une gamme de 0,5 à 1,5, et plus précisément de 0,5, 0,75, 1, 1,25, et 1,5. La modification du rapport a permis d'ajuster un rapport de quantité de lumière entre la lumière non convertie et la lumière fluorescente qui sont émises par la 25 couche de corps fluorescent. Cet ajustement a permis de produire une lumière blanche ayant une bonne chromaticité. [Mode de réalisation 4] [0065] Un quatrième mode de réalisation (Mode de réalisation 4) a consisté à utiliser un liant constitué 30 d'un verre à faible point de fusion. Dans ce cas, le liant n'est pas passé dans un état de faible viscosité, c'est-à-dire différent d'une résine de silicone et d'une résine époxyde, de sorte qu'il a été facile de disperser uniformément les corps fluorescents et les diffuseurs dans 35 le liant et qu'il a ainsi été possible de produire une 3051925 18 couche de corps fluorescent dont le rendement d'émission de lumière fluorescente était élevé. [Mode de réalisation 5] [0066] Un cinquième mode de réalisation (Mode de 5 réalisation 5) a consisté à utiliser des diffuseurs dont le diamètre de particule moyen était de 0,1 }un ou plus et de 5 pm ou moins. Les diffuseurs de ce mode de réalisation fournissaient une diffusivité satisfaisante de la lumière et un effet satisfaisant d'amélioration du rendement 10 d'émission de lumière fluorescente. [Mode de réalisation 6] [0067] Un sixième mode de réalisation (Mode de réalisation 6) a consisté à utiliser, en tant que matériau des corps fluorescents, un YAG-Ce dont l'indice de 15 réfraction est de 1,82, et a consisté à utiliser, en tant que matériau du liant, une résine de silicone dont l'indice de réfraction est de 1,43. De plus, ce mode de réalisation a consisté à utiliser, en tant que matériau des diffuseurs, un sulfate de baryum dont l'indice de réfraction est de 20 1,64. La sélection de ces matériaux a permis de produire une couche de corps fluorescent capable d'émettre une lumière dont la valeur de luminance absolue est supérieure de 20 % à celle observée dans le mode de réalisation 1. [Mode de réalisation 7] 25 [0068] Un septième mode de réalisation (Mode de réalisation 7) a consisté à produire une couche de corps fluorescent en forme de roue (ou annulaire ou en forme de disque) dans laquelle les corps fluorescents, les diffuseurs et le liant sont mutuellement mélangés selon des 30 rapports volumiques égaux. Ce mode de réalisation a consisté à mettre en rotation cette couche de corps fluorescent circonférentiellement et à projeter la lumière d'excitation sur une partie circonférentielle de la couche de corps fluorescent mise en rotation. Cela a permis de 35 générer de la lumière à partir de la couche de corps fluorescent tout en réduisant les variations de sa 3051925 19 luminance et de sa couleur du fait de la chaleur produite dans la couche de corps fluorescent. Plus précisément, l'utilisation de la couche de corps fluorescent en forme de roue dont l'épaisseur est de 100 pm et dont le diamètre est 5 de 10 cm, a permis de réduire la variation de luminance à environ 3 %. Par ailleurs, un cas consistant à utiliser une couche de corps fluorescent ne comportant pas de diffuseurs et un cas consistant à utiliser une couche de corps fluorescent comportant deux couches dont une couche est 10 formée en mélangeant les diffuseurs au liant et dont l'autre couche est formée en mélangeant les corps fluorescents au liant, ont provoqué une variation de luminance d'environ 12 %. [Mode de réalisation 8] 15 [0069] Un huitième mode de réalisation (Mode de réalisation 8) a consisté à produire la couche de corps fluorescent en mélangeant les corps fluorescents et les diffuseurs au liant et à placer (imprimer) le mélange sur le substrat. Ce procédé de production ne nécessite qu'un 20 seul processus d'impression et réduit ainsi le coût de production de la couche de corps fluorescent, par comparaison à un cas consistant à placer séparément un mélange des corps fluorescents et du liant et un mélange des diffuseurs et du liant. 25 [Mode de réalisation 9] [0070] Un neuvième mode de réalisation (Mode de réalisation 9) a consisté à produire, sur un corps fluorescent polycristallin (corps fluorescent en forme de plaque), la couche de corps fluorescent (mélange des 30 diffuseurs et du liant de résine de silicone) dont la concentration des diffuseurs est l'une de celles décrites dans les modes de réalisation 1 et 2. Ce mode de réalisation a amélioré le rendement d'émission de lumière fluorescente de 4 %, par comparaison à un cas consistant à 35 placer un liant de résine de silicone ne comportant pas de diffuseurs sur le corps fluorescent polycristallin. Un 3051925 20 résultat semblable a été obtenu dans un cas consistant à utiliser un corps fluorescent monocristallin au lieu du corps fluorescent polycristallin. [0071] Comme décrit ci-dessus, chacun des modes de 5 réalisation 1 à 9 a permis de produire un élément de convers-ion de longueur d'onde dont la structure est simple et dont le rendement d'émission de lumière fluorescente est élevé. Par conséquent, l'utilisation de cet élément de conversion de longueur d'onde permet de produire un 10 appareil à source lumineuse dont la luminance est supérieure à celle des éléments classiques et de fournir un projecteur capable de projeter des images plus lumineuses que les éléments classiques. [0072] Bien que la présente invention ait été décrite 15 en référence à des modes de réalisation, il est à noter que l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits. REVENDICATIONS1. Elément de conversion de longueur d'onde configuré pour générer une lumière fluorescente en convertissant une longueur d'onde d'une partie d'une lumière d'excitation et pour générer ainsi une lumière combinée dans laquelle la lumière fluorescente est combinée à une lumière non convertie dont la longueur d'onde est identique à celle de la lumière d'excitation, l'élément de conversion de longueur d'onde comprenant : un corps fluorescent ; un liant en contact avec le corps fluorescent ; et de multiples particules diffusantes contenues dans le liant, caractérisé en ce que : un diamètre de particule minimum des multiples particules diffusantes respecte les conditions selon lesquelles il est supérieur ou égal à 1/4 d'une longueur d'onde de la lumière fluorescente et il est inférieur ou égal à 4 fois la longueur d'onde de la lumière fluorescente ; et un rapport d'un volume des multiples particules diffusantes à un volume total du liant et des multiples particules diffusantes respecte les conditions selon lesquelles il est supérieur ou égal à 25 % et il est inférieur ou égal à 50 %. 2. Elément de conversion de longueur d'onde configuré pour générer une lumière jaune en tant que lumière fluorescente en convertissant une longueur d'onde d'une partie d'une lumière bleue en tant que lumière d'excitation et pour générer ainsi une lumière combinée dans laquelle la lumière jaune est combinée à la lumière bleue, l'élément de conversion de longueur d'onde comprenant : un corps fluorescent ; un liant en contact avec le corps fluorescent ; et de multiples particules diffusantes contenues dans le liant, 3051925 22 dans lequel, lorsque D représente un diamètre de particule minimum des multiples particules diffusantes, X représente un rapport d'un volume des multiples particules diffusantes à un volume total du liant et des multiples 5 particules diffusantes, et d est défini par : ci={(71- 1 3 ) -11. D, -X d est égal à 600 nm ou moins. 3. Elément de conversion de longueur d'onde selon la revendication 2, dans lequel d est égal à 300 nm ou moins. 10 4. Elément de conversion de longueur d'onde selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel, lorsque le volume des multiples particules diffusantes est égal à 1, un volume du corps fluorescent respecte les conditions selon lesquelles il est supérieur ou égal à 0,5 15 et inférieur ou égal à 1,5. 5. Elément de conversion de longueur d'onde selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel : le corps fluorescent est contenu sous la forme de multiples particules de corps fluorescent dans le liant ; 20 et lorsqu'une valeur moyenne d'un diamètre de particule maximum et d'un diamètre de particule minimum des particules est désignée sous le nom de diamètre de particule moyen, les multiples particules de corps 25 fluorescent présentent un diamètre de particule moyen supérieur à celui des multiples particules diffusantes. 6. Elément de conversion de longueur d'onde selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel le diamètre de particule minimum des multiples particules 30 diffusantes est inférieur ou égal à 2 pm. 7. Elément de conversion de longueur d'onde selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel, lorsqu'une valeur moyenne d'un diamètre de particule maximum et d'un diamètre de particule minimum des 35 particules est désignée sous le nom de diamètre de 3051925 23 particule moyen, les multiples particules diffusantes présentent un diamètre de particule moyen qui est supérieur ou égal à 0,1 gm et inférieur ou égal à 5 gm. 8. Elément de conversion de longueur d'onde selon 5 l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel la particule diffusante présente un indice de réfraction compris entre ceux du corps fluorescent et du liant. 9. Elément de conversion de longueur d'onde selon la revendication 8, dans lequel la particule diffusante 10 présente, pour une longueur d'onde de la lumière fluorescente, un indice de réfraction qui est supérieur ou égal à 1,7 et inférieur ou égal à 2,0. 10. Elément de conversion de longueur d'onde selon la revendication 8 ou 9, dans lequel le liant présente, pour 15 une longueur d'onde de la lumière fluorescente, un indice de réfraction qui est supérieur ou égal à 1,4 et inférieur ou égal à 1,6. 11. Elément de conversion de longueur d'onde selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, dans lequel le 20 corps fluorescent et la particule diffusante présentent, pour une longueur d'onde de la lumière fluorescente, une différence d'indice de réfraction qui est inférieure ou égale à 0,3. 12. Elément de conversion de longueur d'onde selon 25 l'une quelconque des revendications 8 à 11, dans lequel le liant et la particule diffusante présentent, pour une longueur d'onde de la lumière fluorescente, une différence d'indice de réfraction qui est supérieure ou égale à 0,1. 13. Elément de conversion de longueur d'onde selon 30 l'une quelconque des revendications 1 à 12, dans lequel une épaisseur totale du liant comportant le corps fluorescent et les multiples particules diffusantes est supérieure ou égale à 50 gm et inférieure ou égale à 200 pm. 14. Elément de conversion de longueur d'onde selon 35 l'une quelconque des revendications 1 à 13, dans lequel le liant comportant le corps fluorescent et les multiples 3051925 24 particules diffusantes est disposé de manière annulaire ou sous forme de disque. 15. Appareil à source lumineuse comprenant : une source lumineuse configurée pour émettre une 5 lumière d'excitation ; et un élément de conversion de longueur d'onde selon l'une quelconque des revendications 1 à 14. 16. Appareil de projection d'image comprenant : un appareil à source lumineuse selon la revendication 10 15 ; et un système optique configuré pour projeter une image en utilisant un élément de modulation de lumière configuré pour moduler la lumière combinée provenant de l'appareil à source lumineuse. 15