(57)【要約】  蛍光体層が過剰に加熱されるのを抑制することができる波長変換部材及びそれを用いた発光デバイスを提供する。  放熱基板１１と、  放熱基板１１の上に設けられた蛍光体層１２と、  放熱基板１１と蛍光体層１２の間に設けられた接合材層１３とを備え、  接合材層１３は熱伝導性多孔体１４と接合材１５とを有し、熱伝導性多孔体１４中に接合材１５が含浸されていることを特徴とする波長変換部材１０。
2018230333.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放熱基板と、
前記放熱基板の上に設けられた蛍光体層と、
前記放熱基板と前記蛍光体層の間に設けられた接合材層とを備え、
前記接合材層は熱伝導性多孔体と接合材とを有し、前記熱伝導性多孔体中に前記接合材が含浸されていることを特徴とする波長変換部材。
【請求項２】
前記接合材層における前記熱伝導性多孔体の体積率が２０〜９０％であることを特徴とする請求項１に記載の波長変換部材。
【請求項３】
前記熱伝導性多孔体が無機粒子の焼結体からなることを特徴とする請求項１または２に記載の波長変換部材。
【請求項４】
前記無機粒子が、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化チタン、酸化ニオビウム、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛及び酸化ケイ素から選択される少なくとも１種のセラミック粒子；ガラス粒子；またはアルミニウム及び銀から選択される少なくとも１種の金属粒子であることを特徴とする請求項３に記載の波長変換部材。
【請求項５】
前記接合材がシリコーン樹脂、エポキシ樹脂またはアクリル樹脂であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の波長変換部材。
【請求項６】
前記蛍光体層は、ガラスマトリクスと、前記ガラスマトリクス中に分散した蛍光体とを含有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の波長変換部材。
【請求項７】
前記放熱基板が金属基板であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の波長変換部材。
【請求項８】
前記金属基板が、アルミニウム合金基板であることを特徴とする請求項７に記載の波長変換部材。
【請求項９】
前記蛍光体層の、前記放熱基板に対向した表面の上に反射膜が設けられていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の波長変換部材。
【請求項１０】
前記反射膜が金属反射膜または誘電体多層膜であることを特徴とする請求項９に記載の波長変換部材。
【請求項１１】
前記放熱基板及び／または前記蛍光体層が、前記熱伝導性多孔体と接触していることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の波長変換部材。
【請求項１２】
前記放熱基板がリング状であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の波長変換部材。
【請求項１３】
プロジェクター用であることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の波長変換部材。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか一項に記載の波長変換部材と、
前記波長変換部材の前記蛍光体層に励起光を照射する光源とを備えることを特徴とする発光デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロジェクター用蛍光ホイール等の波長変換部材及びそれを用いた発光デバイスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、プロジェクター等の照明を小型化するため、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）と蛍光体とを用いた発光デバイスが提案されている。例えば、特許文献１には、紫外光を発光する光源と、光源からの紫外光を可視光に変換する蛍光体層とを備える発光デバイスを用いたプロジェクターが開示されている。特許文献１においては、リング状の回転可能な透明基板の上に、リング状の蛍光体層を設けることにより作製した蛍光ホイールが用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３４１１０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、高出力の光源を用いる場合、励起光の照射により蛍光体より発生する熱が大きくなり、蛍光体層が過剰に加熱される。蛍光体層が過剰に加熱されると、蛍光強度が著しく低下したり、場合によっては蛍光体層が基板から剥離するという問題が生じ得る。【０００５】
本発明の目的は、蛍光体層が過剰に加熱されるのを抑制することができる波長変換部材及びそれを用いた発光デバイスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の波長変換部材は、放熱基板と、放熱基板の上に設けられた蛍光体層と、放熱基板と蛍光体層の間に設けられた接合材層とを備え、接合材層は熱伝導性多孔体と接合材とを有し、熱伝導性多孔体中に接合材が含浸されていることを特徴とする。当該構成によれば、接合材層中に熱伝導性多孔体による三次元的に熱伝導パスが形成され、蛍光体層で発生した熱が効率よく放熱基板に伝導し、さらには放熱基板から外部に放出されるため、蛍光体層が過剰に加熱されるのを抑制することができる。従って、蛍光体層が過剰に加熱されることにより生じる蛍光強度の著しい低下や、蛍光体層の基板からの剥離等の問題を抑制することができる。なお、熱伝導性多孔体内部に存在する気孔（空気）は熱伝導性を低下させる原因となる。本発明の波長変換部材では、熱伝導性多孔体に接合材が含浸されていることにより、熱伝導性多孔体内部に存在する気孔を極力少なくし、熱伝導性を高めている。また、熱伝導性多孔体に接合材が含浸されていることにより、熱伝導性多孔体に接合材が含浸されていない場合と比較して、接合力を高めることができる。【０００７】
本発明の波長変換部材は、接合材層における熱伝導性多孔体の体積率が２０〜９０％であることが好ましい。このようにすれば、放熱基板と蛍光体層の接合性を維持しつつ、蛍光体層で発生した熱を効率よく放熱基板に伝導させることができる。【０００８】
本発明の波長変換部材は、熱伝導性多孔体が無機粒子の焼結体からなることが好ましい。【０００９】
本発明の波長変換部材は、無機粒子が、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化チタン、酸化ニオビウム、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛及び酸化ケイ素から選択される少なくとも１種のセラミックス粒子；ガラス粒子；またはアルミニウム及び銀から選択される少なくとも１種の金属粒子であることが好ましい。【００１０】
本発明の波長変換部材は、接合材がシリコーン樹脂、エポキシ樹脂またはアクリル樹脂であることが好ましい。【００１１】
本発明の波長変換部材は、蛍光体層は、ガラスマトリクスと、ガラスマトリクス中に分散した蛍光体とを含有することが好ましい。【００１２】
本発明の波長変換部材は、放熱基板が金属基板であることが好ましい。【００１３】
本発明の波長変換部材は、金属基板が、アルミニウム合金基板であることが好ましい。【００１４】
本発明の波長変換部材は、蛍光体層の、放熱基板に対向した表面の上に反射膜が設けられていてもよい。【００１５】
本発明の波長変換部材は、反射膜が金属反射膜または誘電体多層膜であることが好ましい。【００１６】
本発明の波長変換部材は、放熱基板及び／または蛍光体層が、熱伝導性多孔体と接触していることが好ましい。このようにすれば、蛍光体層で発生した熱が熱伝導性多孔体を通じて効率よく放熱基板に伝導しやすくなる。【００１７】
本発明の波長変換部材は、放熱基板がリング状であることが好ましい。【００１８】
本発明の波長変換部材は、プロジェクター用として好適である。【００１９】
本発明の発光デバイスは、上記の波長変換部材と、波長変換部材の蛍光体層に励起光を照射する光源とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、蛍光体層が過剰に加熱されるのを抑制することができる波長変換部材及びそれを用いた発光デバイスを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るプロジェクター用蛍光ホイールを示す斜視図である。
【図２】図１に示すＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係るプロジェクター用蛍光ホイールにおける蛍光体層の近傍を拡大して示す部分断面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係るプロジェクター用蛍光ホイールを示す断面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係るプロジェクター用発光ホイールを用いたプロジェクター用蛍光デバイスを示す側面図である。
【図６】本発明の第３の実施形態に係るプロジェクター用蛍光ホイールを示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、好ましい実施形態について説明する。但し、以下の実施形態は単なる例示であり、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。また、各図面において、実質的に同一の機能を有する部材は同一の符号で参照する場合がある。
【００２３】
図１は、本発明の第１の実施形態の波長変換部材に係るプロジェクター用蛍光ホイールを示す斜視図である。図２は、図１に示すＡ−Ａ線に沿う（垂直方向の）断面図である。図１及び図２に示すように、蛍光ホイール（波長変換部材）１０は、リング状の形状を有している。蛍光ホイール１０は、リング状の放熱基板１１と、放熱基板１１の上に設けられるリング状の蛍光体層１２と、放熱基板１１と蛍光体層１２との間に設けられ、放熱基板１１と蛍光体層１２とを接合する接合材層１３とを備えている。
【００２４】
図３は、図２の蛍光ホイール１０における蛍光体層１２の近傍を拡大して示す部分断面図である。接合材層１３は、熱伝導性多孔体１４と、熱伝導性多孔体１４中に含浸された接合材１５とを有する。本実施形態では熱伝導性多孔体１４は無機粒子１６の焼結体から構成されている。
【００２５】
接合材層１３の主面１３ａにおいて熱伝導性多孔体１４が放熱基板１１と接触していることが好ましく、接合材層１３の主面１３ｂにおいて熱伝導性多孔体１４が蛍光体層１２と接触していることが好ましい。このようにすれば、蛍光体層１２で発生した熱が熱伝導性多孔体１４を通じて放熱基板１１側に伝導しやすくなる。ただし、必ずしも接合材層１３の主面１３ａ及び主面１３ｂの両方において、熱伝導性多孔体１４がそれぞれ放熱基板１１及び蛍光体層１２に接触している必要はない。例えば、接合材層１３の主面１３ａ及び主面１３ｂのいずれか一方のみにおいて、熱伝導性多孔体１４が放熱基板１１または蛍光体層１２と接触していてもよいし、接合材層１３の両主面において、熱伝導性多孔体１４が放熱基板１１または蛍光体層１２と接触していなくてもよい。なお、熱伝導性多孔体１４が放熱基板１１または蛍光体層１２に接触している場合であっても、接合材層１３の主面１３ａ及び主面１３ｂの一部で接合材１５が外部に露出しており、放熱基板１１及び蛍光体層１２と接触している。これにより、放熱基板１１及び蛍光体層１２の接合性を担保している。
【００２６】
熱伝導性多孔体１４は、構成する無機粒子１６の材質を適宜選択することにより、反射層として機能させることもできる。この場合の反射層は、無機粒子１６による乱反射を利用したものである。なお、放熱基板１１として後述するような金属基板等の光反射機能を有する基板を使用すれば、無機粒子１６による乱反射と放熱基板１１による反射の組み合わせにより、良好な反射特性を得ることが可能となる。
【００２７】
以下、各構成要件ごとに詳細に説明する。
【００２８】
放熱基板１１としては、金属基板、カーボン基板、セラミック基板、またはセラミックと金属の複合体からなる基板等が挙げられる。本実施形態では、放熱基板１１として金属基板が用いられており、放熱だけでなく、光反射の役割も担っている。具体的には、金属基板は、蛍光体層１２に入射する励起光、及び励起光の入射により蛍光体から出射される蛍光を反射する。金属基板は、金属または合金から形成され、表面処理が施されていてもよい。金属基板としては、反射率の高いものが好ましく、例えば、表面に金属酸化物等からなる増反射膜が形成されたアルミニウム基板が挙げられる。このような金属基板としては、アラノッド（Alanod）社製のMiro（登録商標）及びMiro-Silver（登録商標）等が挙げられる。
【００２９】
蛍光体層１２は、ガラスマトリクスと、その中に分散した蛍光体とから構成されている。本実施形態では、蛍光体として、無機蛍光体の粒子が用いられている。
【００３０】
ガラスマトリクスは蛍光体の分散媒として用いることができるものであれば特に限定されない。例えば、ホウ珪酸塩系ガラス、リン酸塩系ガラス等を用いることができる。ガラスマトリクスの軟化点は、２５０〜１０００℃であることが好ましく、３００〜８５０℃であることがより好ましい。ガラスマトリクスの軟化点が低すぎると、蛍光体層１２の機械的強度や化学的耐久性が低下する場合がある。また、ガラスマトリクス自体の耐熱性が低くなるため、蛍光体から発生する熱により軟化変形する場合がある。一方、ガラスマトリクスの軟化点が高すぎると、製造時の焼成工程によって、蛍光体が劣化して、蛍光体層１２の発光強度が低下する場合がある。
【００３１】
蛍光体は、励起光の入射により蛍光を出射するものであれば、特に限定されるものではない。蛍光体の具体例としては、例えば、酸化物蛍光体、窒化物蛍光体、酸窒化物蛍光体、塩化物蛍光体、酸塩化物蛍光体、硫化物蛍光体、酸硫化物蛍光体、ハロゲン化物蛍光体、カルコゲン化物蛍光体、アルミン酸塩蛍光体、ハロリン酸塩化物蛍光体、及びガーネット系化合物蛍光体から選ばれた１種以上が挙げられる。励起光として青色光を用いる場合、例えば、緑色光または黄色光を蛍光として出射する蛍光体を用いることができる。
【００３２】
蛍光体の平均粒子径は、１〜５０μｍであることが好ましく、５〜２５μｍであることがより好ましい。蛍光体の平均粒子径が小さすぎると、発光強度が低下する場合がある。一方、蛍光体の平均粒子径が大きすぎると、発光色が不均一になる場合がある。
【００３３】
蛍光体層１２中での蛍光体の含有量は、５〜８０体積％の範囲内であることが好ましく、１０〜７５体積％の範囲内であることがより好ましく、２０〜７０体積％の範囲内であることがさらに好ましい。蛍光体の含有量が少なすぎると、所望の発光強度を有する蛍光が得にくくなる。一方、蛍光体の含有量が多すぎると、蛍光体層１２の機械的強度が低下しやすくなる。
【００３４】
蛍光体層１２の厚みは、励起光が確実に蛍光体に吸収されるような厚みである範囲において、薄い方が好ましい。蛍光体層１２が厚すぎると、蛍光体層１２における光の散乱や吸収が大きくなりすぎ、蛍光の出射効率が低くなってしまう場合があるためである。具体的には、蛍光体層１２の厚みは１ｍｍ以下であることが好ましく、０．５ｍｍ以下であることがより好ましく、０．３ｍｍ以下であることがさらに好ましい。蛍光体層１２の厚みの下限値は、通常、０．０３ｍｍ程度である。
【００３５】
蛍光体層１２は上記のもの以外にも、セラミック蛍光体からなるものを使用することができる。
【００３６】
熱伝導性多孔体１４は、蛍光体層１２（特に蛍光体層１２を構成するガラスマトリクス）より熱伝導率の高い材質で構成されている。熱伝導性多孔体１４を構成する無機粒子１６の具体例としては、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化チタン、酸化ニオビウム、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛及び酸化ケイ素等のセラミック粒子；酸化物ガラス等のガラス粒子；アルミニウム、銀等の金属粒子の焼結体等が挙げられる。中でも酸化アルミニウムや酸化マグネシウムは熱伝導性や焼結性に優れるため好ましい。また熱伝導性多孔体１４を反射層として機能させる場合、酸化アルミニウムや酸化チタンは反射特性に優れるという利点もある。なお、熱伝導性と反射特性を両立させる場合には、熱伝導性に優れる酸化アルミニウムや酸化マグネシウムに対し、反射特性に優れる酸化チタンを混合させてもよい。
【００３７】
無機粒子１６の平均粒子径（Ｄ５０）は、０．０１〜５０μｍの範囲内であることが好ましく、０．０５〜１０μｍの範囲内であることがより好ましい。無機粒子１６の平均粒子径が小さすぎると、孔径が小さくなり接合材１５を含浸させることが困難になる。一方、無機粒子１６の平均粒子径が大きすぎると、焼結性が不十分になり熱伝導性多孔体１４の機械的強度が低下しやすくなる。
【００３８】
接合材層１３における熱伝導性多孔体１４の体積率は２０〜９０％の範囲が好ましく、より好ましくは３０〜８０％の範囲であり、さらに好ましくは４０〜７０％の範囲である。熱伝導性多孔体１４の体積率が小さすぎると、接合材層１３における熱伝導パスを十分に確保できないため、蛍光体層１２で発生した熱を放熱基板１１へ十分に伝導させにくくなる。一方、熱伝導性多孔体１４の体積率が大きすぎると、接合材層１３における接合材１５の割合が少なくなり、放熱基板１１と蛍光体層１２の接合力が低下する場合がある。ここで、「熱伝導性多孔体の体積率」は、熱伝導性多孔体を構成する材料（例えば無機粒子）が占める体積率を意味し、熱伝導性多孔体の内部に含まれる気孔や接合材の体積率は含まない。
【００３９】
熱伝導性多孔体１４の気孔率は１０〜８０％の範囲が好ましく、より好ましくは２０〜７０％の範囲であり、さらに好ましくは３０〜６０％の範囲である。熱伝導性多孔体１４の気孔率が小さすぎると、接合材層１３における接合材１５の割合が少なくなり、放熱基板１１と蛍光体層１２の接合力が低下する場合がある。一方、熱伝導性多孔体１４の気孔率が大きすぎると、接合材層１３における熱伝導パスを十分に確保できないため、蛍光体層１２で発生した熱を放熱基板１１へ十分に伝導させるにくくなる。
【００４０】
接合材１５は、透明であることが好ましい。これにより、蛍光や励起光を効率よく透過させ、発光効率を向上させることが可能となる。このような透明の接合材１５の具体例としては、シリコーン樹脂、アクリル樹脂及びエポキシ樹脂等が挙げられる。但し、接合材１５は、透明であるものに限定されず、透明でないものも用いることができる。
【００４１】
アクリル樹脂やエポキシ樹脂としては、市販されているものを用いることができる。硬化時において放熱基板１１または蛍光体層１２との熱膨張差を低減する目的では、２液タイプの常温硬化型樹脂を使用することが好ましい。粘度は、熱伝導性多孔体１４に含浸しやすくするために１５００ｃＰ以下、１０００ｃＰ以下、特に５００ｃＰ以下であることが好ましい。シリコーン樹脂としては、一般的なシロキサン結合を有するシリコーン樹脂を用いることができ、特に、耐熱性の高いシルセスキオキサンを好ましく用いることができる。シルセスキオキサンは、主鎖骨格がＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合からなるシロキサン系の化合物で、３官能性シランを加水分解することで得られる（ＲＳｉＯ１．５）ｎの構造を持つネットワーク型ポリマーまたは多面体クラスターである。
【００４２】
接合材層１３の厚みは、２０〜５００μｍであることが好ましく、５０〜３００μｍであることがより好ましい。接合材層１３の厚みが小さすぎると、放熱基板１１と蛍光体層１２の接合強度に劣る場合がある。一方、接合材層１３の厚みが大きすぎると、蛍光体層１２で発生した熱が放熱基板１１へ放熱されにくくなる場合がある。
【００４３】
図４は、本発明の第２の実施形態のプロジェクター用蛍光ホイールを示す断面図である。本実施形態では、蛍光体層１２の、放熱基板１１に対向した表面の上（即ち、蛍光体層１２と接合材層１３の間）に反射膜１６が設けられている。
【００４４】
反射膜１６としては、銀、アルミニウム、白金等からなる金属反射膜や、誘電体多層膜等が挙げられる。誘電体多層膜は、高屈折率膜と低屈折率膜の積層体により構成された膜であり、特定波長の光を選択的に反射させることができる。誘電体多層膜としては、酸化ニオブ、酸化チタン、酸化ランタン、酸化タンタル、酸化イットリウム、酸化ガドリニウム、酸化タングステン、酸化ハフニウム、酸化アルミニウム、窒化ケイ素等により構成される高屈折率膜と、酸化ケイ素等により構成される低屈折率膜とを交互に積層した膜が挙げられる。
【００４５】
反射膜１６の形成方法としては、メッキ法、あるいは、物理気相堆積法である真空蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法等が挙げられる。
【００４６】
反射膜１６の厚みは０．０１〜１００μｍであることが好ましく、０．０３〜１０μｍであることがより好ましい。反射膜１６の厚みが小さすぎると、十分な反射特性が得られない場合がある。一方、反射膜１６の厚みが大きすぎると、反射膜１６と蛍光体層１２の熱膨張係数差によって、反射膜１６が破損する場合がある。
【００４７】
なお、蛍光体層１２と反射膜１６との間に、透明材料層（図示せず）を設けてもよい。透明材料層を設けることにより、蛍光体層１２の主面１２ｂが平滑になり、反射膜１６の平滑性を高めることができる。これにより、反射膜１６の反射特性を向上させることができる。透明材料層としては、ガラス層や樹脂層が挙げられる。
【００４８】
透明材料層の厚みは１〜１００μｍであることが好ましく、１０〜５０μｍであることがより好ましい。透明材料層の厚みが小さすぎると、蛍光体層１２の主面１２ｂを平滑にすることが困難になり、反射膜１６が平滑になりにくくなる。一方、透明材料層の厚みが大きすぎると、透明材料層の内部を光が伝播して、透明材料層の端部から光が漏出する場合があり、結果として発光強度が低下するおそれがある。
【００４９】
本実施形態では、反射膜１６が励起光や蛍光を反射する役割を担う。従って、放熱基板１１は必ずしも光反射特性を有さなくてもよい。また、熱伝導性多孔体１４及び接合材１５についても、必ずしも透明性は要求されない。
【００５０】
以下に、蛍光ホイール１０の作製方法の一例を説明する。
【００５１】
まず、蛍光体層１２を、例えば、以下の方法で作製する。ガラスマトリクスとなるガラス粒子と、蛍光体と、バインダー樹脂や溶剤等の有機成分とを含むスラリーを、ポリエチレンテレフタレート等の樹脂フィルム上にドクターブレード法等により塗布し、加熱乾燥することにより、蛍光体層１２形成用のグリーンシートを作製する。グリーンシートをガラス粒子の軟化点付近（例えば軟化点±１００℃）で焼成することにより、蛍光体層１２が得られる。
【００５２】
次に、熱伝導性多孔体１４を以下の方法で作製する。セラミック粒子としてフュームドチタニア（Evonic社製Aeroxide）と酸化アルミナとバインダー樹脂や溶剤等の有機成分とを含むスラリーを、ポリエチレンテレフタレート等の樹脂フィルム上にドクターブレード法等により塗布し、加熱乾燥することにより、熱伝導性多孔体１４形成用のグリーンシートを作製する。グリーンシートを焼成する（例えば１０００〜１５００℃）ことにより、熱伝導性多孔体１４が得られる。
【００５３】
次に、容器に満たした液体状の接合材１５に熱伝導性多孔体１４を浸漬することにより、熱伝導性多孔体１４に接合材１５を含浸させてなる接合材層用部材を得る。当該接合材層用部材は、熱伝導性多孔体１４中に接合材１５が含浸されているとともに、熱伝導性多孔体１４の表面が接合材１５によりコーティングされている。当該接合材層用部材を、上記で得られた放熱基板１１と蛍光体層１２の間に挟持した状態で、接合材１５を硬化させることにより、放熱基板１１と蛍光体層１２を接合することができる。このようにして、放熱基板１１と蛍光体層１２が接合材層１３で接合されてなる蛍光ホイール１０を作製することができる。
【００５４】
図５は、本発明の第１の実施形態のプロジェクター用発光ホイールを用いたプロジェクター用発光デバイスを示す模式的側面図である。本実施形態のプロジェクター用発光デバイス３０は、蛍光ホイール１０と、光源２０と、蛍光ホイール１０を回転させるためのモーター２１とを備えている。リング状の蛍光ホイール１０は、モーター２１の回転軸２２に、回転軸２２の中心軸Ｃを回転中心として周方向に回転するように取り付けられている。
【００５５】
光源２０から出射された励起光１は、蛍光ホイール１０の蛍光体層１２に入射する。蛍光体層１２に入射した励起光１は、蛍光体を励起し、蛍光体から蛍光２が出射される。放熱基板１１側に出射された蛍光２は、放熱基板１１の表面で反射され、蛍光体層１２側に出射される。光源２０の具体例としては、ＬＥＤ光源やレーザー光源等が挙げられる。
【００５６】
励起光として青色光を発光する光源を、光源２０として用いる場合、例えば、蛍光体層１２の蛍光体として、青色光で励起され、黄色光または緑色光を発する蛍光体を用いることができる。蛍光体層１２から出射された光は、必要に応じて、フィルターによって所望の波長を有する光のみを取り出すことができる。リング状のフィルターを、回転軸２２に取り付け、蛍光ホイール１０と同期させて回転させ、出射光をフィルタリングしてもよい。
【００５７】
本実施形態において、蛍光ホイール１０は周方向に回転している。上記のように、蛍光体から放熱基板１１に伝導された熱は、放熱基板１１から外部に放出される。蛍光ホイール１０が周方向に回転していることにより、放熱基板１１から外部への熱放出がさらに促進される。
【００５８】
上記実施形態の蛍光ホイール１０では、蛍光体層１２の全面にわたって、同じ種類の蛍光体が含有されている。しかしながら、本発明は、このような態様に限定されるものではない。以下に説明する実施形態のように、蛍光体層１２が、周方向に沿って複数の領域に分割され、各領域に互いに異なる種類の蛍光体が含まれていてもよい。
【００５９】
図６は、本発明の第３の実施形態のプロジェクター用蛍光ホイールを示す斜視図である。図６に示す蛍光ホイール１０は、二組の第１の領域１２ａ、第２の領域１２ｂ、及び第３の領域１２ｃを有している。これらの領域は、図６に示すように、周方向に分割して設けられている。これらの領域を、例えば、赤色、緑色、または青色の光を蛍光として発光する領域に対応させ、蛍光ホイール１０をカラーホイールとして用いることができる。この場合においても、接合材層１３が熱伝導性多孔体１４を有することにより、蛍光体層１２が過剰に加熱されるのを抑制することができる。なお、第１の領域１２ａ、第２の領域１２ｂ、及び第３の領域１２ｃのいずれかを、蛍光体層１２（さらには接合材層１３）を設けない領域としてもよい。
【００６０】
以上、波長変換部材としてプロジェクター用蛍光ホイールの例について説明したが、本発明の波長変換部材はこれに限定されるものではない。例えば、リング状以外の矩形や円形等の放熱基板を用いた波長変換部材であっても構わない。この場合でも、上述したような本発明の効果を享受することができる。
【実施例】
【００６１】
以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。【００６２】
（実施例）
（１）蛍光体層の作製
ホウケイ酸ガラス用原料を１３００℃で溶融し、ロールプレス機にてフィルム状に成形した。フィルム状ガラスを、φ３０ｍｍのジルコニア球を用いたボールミルにて乾式粉砕した後、さらにφ５ｍｍのジルコニア球を用いたボールミルにて湿式粉砕することにより、平均粒子径（Ｄ５０）が２μｍのガラス粉末（軟化点７８０℃）を得た。【００６３】
得られたガラス粉末に対し、ＹＡＧ蛍光体、バインダー樹脂や溶剤等の有機成分を添加して２４時間混練することによりスラリーを得た。スラリーをＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルム上にドクターブレード法により塗布し、乾燥することにより、蛍光体層形成用のグリーンシートを作製した。得られたグリーンシートを金型でリング状に抜き取り、８４０℃で焼成することにより、厚み０．１３ｍｍの蛍光体層を得た。【００６４】
（２）熱伝導性多孔体の作製
無機粒子（平均粒子径８μｍのＭｇＯ）にバインダー樹脂や溶剤等の有機成分を添加して２４時間混練することによりスラリーを作製した。得られたスラリーをＰＥＴフィルム上にドクターブレード法により塗布し、乾燥することにより、熱伝導性多孔体形成用のグリーンシートを作製した。得られたグリーンシートを１３００℃で焼成することにより、厚み１６０μｍの熱伝導性多孔体を得た。【００６５】
（３）蛍光ホイールの作製
容器に満たした液体状の接合材（エポキシ樹脂）に熱伝導性多孔体を浸漬することにより、熱伝導性多孔体に接合材１５を含浸させてなる接合材層用部材を得た。当該接合材層用部材は、熱伝導性多孔体中に接合材が含浸されているとともに、熱伝導性多孔体の表面が接合材によりコーティングされていた。当該接合材層用部材を、放熱基板（厚み０．５ｍｍのアルミニウム基板）と上記で得られた蛍光体層の間に挟持した状態で、接合材を硬化させることにより、放熱基板と蛍光体層を接合した。このとき、熱伝導性多孔体の表面を覆っていた余分な接合材は、放熱基板と蛍光体層を挟持したときに熱伝導性多孔体の側面から外部に滲出し、その結果、熱伝導性多孔体の一部は放熱基板及び蛍光体と直接接触していた。以上のようにして、放熱基板と蛍光体層が接合材層で接合されてなる波長変換部材を作製した。【００６６】
（比較例１）
実施例において、放熱基板と蛍光体層を接合材で接合することにより波長変換部材を作製した。なお、接合材層の厚みは１０μｍとした。【００６７】
（比較例２）
実施例において、放熱基板と蛍光体層を接合材で接合することにより波長変換部材を作製した。なお、接合材層の厚みは１６０μｍとした。【００６８】
＜評価＞
上記で得られた各波長変換部材をモーターの回転軸に固定した。励起光源として、１Ｗクラスのレーザー素子が３０個整列したレーザーユニットから集光レンズでφ１ｍｍのサイズに集光できる光源を準備した。この光源の光出力は３０Ｗ、波長４４０ｎｍであった。波長変換部材を７０００ＲＰＭで回転させながら励起光を照射し、得られた蛍光を光ファイバーを通して小型分光器（ＵＳＢ−４０００、オーシャンオプティクス社製）で受光し、発光スペクトルを得た。発光スペクトルから蛍光強度を求めた。結果を表１に示す。なお蛍光強度は、比較例１の蛍光強度を１００とした場合の相対値で示した。【００６９】
【表１】
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【００７０】
表１に示すように、実施例の波長変換部材は比較例の波長変換部材と比較して蛍光強度が高いことがわかる。
【符号の説明】
【００７１】
１…励起光
２…蛍光
１０…蛍光ホイール
１１…放熱基板
１２…蛍光体層
１２ａ…第１の領域
１２ｂ…第２の領域
１２ｃ…第３の領域
１３…接合材層
１４…熱伝導性多孔体
１５…接合材
１６…反射膜
２０…光源
２１…モーター
２２…回転軸
３０…プロジェクター用発光デバイス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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