(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属酸化物からなる複数の粒子及び第１樹脂を含む第１グリーンシートと、蛍光体からなる複数の粒子及び第２樹脂を含む第２グリーンシートとのうち、前記第２グリーンシートの少なくとも一部を前記第１グリーンシートに埋め込む工程と、
前記第１グリーンシート及び前記第２グリーンシートを、互いに接するように重ね合わせた状態で焼結させる工程と、を含むことを特徴とする波長変換素子の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の波長変換素子の製造方法において、
前記第１グリーンシートの焼結による体積収縮率が前記第２グリーンシートの焼結による体積収縮率と等しくなるように、前記第１グリーンシートにおける前記第１樹脂の割合及び前記第２グリーンシートにおける前記第２樹脂の割合の少なくともいずれかを調整する工程を備えることを特徴とする波長変換素子の製造方法。
【請求項３】
金属酸化物からなる複数の粒子及び第１樹脂を含む第１グリーンシートと、蛍光体からなる複数の粒子及び第２樹脂を含む第２グリーンシートと、無機材料及び第３樹脂を含む第３グリーンシートとのうち、前記第２グリーンシートと前記第３グリーンシートとの間に前記第１グリーンシートを配置する工程と、
前記第２グリーンシートの少なくとも一部を前記第３グリーンシートに埋め込む工程と、
前記第１グリーンシート、前記第２グリーンシート及び前記第３グリーンシートを、互いに接するように重ね合わせた状態で焼結させる工程を含むことを特徴とする波長変換素子の製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載の波長変換素子の製造方法において、
前記第１グリーンシートの焼結による体積収縮率と前記第２グリーンシートの焼結による体積収縮率と前記第３グリーンシートの焼結による体積収縮率とが互いに等しくなるように、前記第１グリーンシートにおける前記第１樹脂の割合、前記第２グリーンシートにおける前記第２樹脂の割合及び前記第３グリーンシートにおける前記第３樹脂の割合の少なくともいずれかを調整する工程を備えることを特徴とする波長変換素子の製造方法。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の波長変換素子の製造方法において、
前記金属酸化物は、酸化アルミニウムを含むことを特徴とする波長変換素子の製造方法。
【請求項６】
金属酸化物を含む焼結体からなる反射層と、
蛍光体を含む焼結体からなる蛍光体層と、を備え、
前記蛍光体層は、
第１面と、
前記第１面とは反対側に位置する底面領域と、
前記第１面及び前記底面領域を接続する側面領域と、を有し、
前記反射層は、前記底面領域及び前記側面領域の少なくとも一部が前記反射層に埋め込まれた状態にて、前記底面領域及び前記側面領域と、焼結により直接結合していることを特徴とする波長変換素子。
【請求項７】
請求項６に記載の波長変換素子において、
前記側面領域は、前記第１面に向かって前記蛍光体層の外側に広がるように、前記第１面の面法線に対して傾斜していることを特徴とする波長変換素子。
【請求項８】
金属酸化物を含む焼結体からなる反射層と、
蛍光体を含む焼結体からなる蛍光体層と、
凹部を有する基材と、を備え、
前記蛍光体層及び前記反射層は、前記凹部内に設けられ、
前記蛍光体層と前記反射層とは、前記蛍光体層の少なくとも一部が前記反射層に埋め込まれた状態にて、焼結により直接結合し、
前記反射層と前記凹部の内面とは、焼結により直接結合していることを特徴とする波長変換素子。
【請求項９】
請求項６から請求項８のいずれか一項に記載の波長変換素子において、
前記金属酸化物は、酸化アルミニウムを含むことを特徴とする波長変換素子。
【請求項１０】
請求項６から請求項９のいずれか一項に記載の波長変換素子において、
前記反射層は、空隙を更に含むことを特徴とする波長変換素子。
【請求項１１】
請求項６から請求項１０のいずれか一項に記載の波長変換素子と、
前記蛍光体層を励起させる励起光を射出する光源と、を備えることを特徴とする照明装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の照明装置と、
前記照明装置から射出された光を変調する光変調装置と、
前記光変調装置からの画像光を投射する投射光学装置と、を備えることを特徴とするプロジェクター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波長変換素子、光源装置、プロジェクター及び波長変換素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光源装置から射出された照明光を変調して画像情報に応じた画像を形成し、当該画像をスクリーン等の被投射面に拡大投射する画像表示装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
この特許文献１に記載の画像表示装置は、照明装置、偏光分離装置、分光装置、液晶パネル、プリズム及び投射光学装置を備える。照明装置は、励起光を射出する励起光源と、蛍光体とを備える。蛍光体は、入射された励起光の一部を励起光とは異なる波長の蛍光に変換する。蛍光体からは、蛍光と、励起光の他の一部とが、当該励起光が入射する側と同じ側に向けて照明光として射出される。そして、照明光は分光装置によって赤色、緑色及び青色の色光に分離される。分離された各色光は、それぞれが対応する液晶パネルにて変調される。液晶パネルにより変調された各色光がプリズムにて合成され、投射光学装置から投射される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−４００９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、プロジェクターに対し、高輝度化の要望が高まっている。これに対し、照明光として蛍光体から蛍光を効率的に取り出せる構成が要望されてきた。
【０００５】
本発明は、上記課題の少なくとも一部を解決することを目的としたものであり、蛍光を効率的に取り出せる波長変換素子を提供することを目的の１つとする。また、当該波長変換素子を備えた光源装置を提供することを目的の１つとする。また、当該光源装置を備えたプロジェクターを提供することを目的の１つとする。また、当該波長変換素子の製造方法を提供することを目的の１つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１態様に係る波長変換素子は、金属酸化物を含む焼結体からなる反射層と、蛍光体を含む焼結体からなる蛍光体層と、を備え、前記蛍光体層は、蛍光が射出される第１面と、当該第１面と異なる第２面と、を含み、前記第２面は、前記第１面に対向する底面領域を有し、前記反射層は、前記底面領域と直接結合している第１領域を有することを特徴とする。
【０００７】
なお、反射層が底面領域と直接結合しているとは、接着剤等を使用することなく反射層と底面領域とが結合していることをいう。
上記第１態様によれば、金属酸化物を含む焼結体により構成された反射層が蛍光体層の底面領域と直接分子レベルで結合していることにより、蛍光体層から反射層内に入射する光が反射層により所望の方向に効率よく反射される。従って、波長変換素子から蛍光を所望の方向に効率的に取り出すことができる。また、このような波長変換素子をプロジェクターに採用した場合、当該プロジェクターは高輝度な画像を形成できる。
【０００８】
上記第１態様では、前記第２面は、前記第１面を前記底面領域と接続する側面領域を有し、前記反射層は、前記側面領域と直接結合している第２領域を更に有することが好ましい。
この構成によれば、反射層が側面領域と直接結合している第２領域を有しているので、蛍光体層の側面領域から射出された光が反射層により反射される。従って、波長変換素子から蛍光を所望の方向に取り出しやすい。
【０００９】
上記第１態様では、凹部を有する基材を更に備え、前記蛍光体層及び前記反射層は、前記凹部に設けられていることが好ましい。
この構成によれば、蛍光体層及び反射層が基材の凹部に設けられているので、蛍光体層の側面領域から射出された光が反射層により反射される。従って、波長変換素子から蛍光を所望の方向に取り出しやすい。
【００１０】
上記第１態様では、前記第２領域は、前記第１面の面法線に対して傾斜していることが好ましい。
この構成によれば、蛍光体層の側面領域から放射される蛍光が当該第２領域により蛍光体層の第１面に向けて反射される可能性が高まる。従って、波長変換素子から蛍光を更に効率的に所望の方向に取り出すことができる。
【００１１】
上記第１態様では、前記金属酸化物は、酸化アルミニウムを含むことが好ましい。
この構成によれば、反射層の光反射効率を当該反射層が他の金属酸化物により構成されている場合に比べて高くできる。
【００１２】
上記第１態様では、前記反射層は、空隙を更に含むことが好ましい。
なお、上記空隙としては、反射層の前駆体を焼結する際に形成される空隙を例示できる。
ここで、空隙を含む焼結体からなる反射層の光反射効率は、空隙が含まれていない焼結体の光反射効率に比べて高い。このため、この構成によれば、波長変換素子から蛍光を所望の方向に効率的に取り出すことができる。
【００１３】
上記第１態様では、前記反射層を支持する支持基板と、前記支持基板と前記反射層との間に設けられた接着層と、を更に備えることが好ましい。
この構成によれば、焼結体が接着層により支持基板に固定されるので、焼結体を確実に当該支持基板により保持できる。これにより、蛍光の射出方向が一定に保たれるため、波長変換素子から射出される蛍光の利用効率を高めることができる。
【００１４】
本発明の第２態様に係る光源装置は、上記波長変換素子と、前記蛍光体層を励起させる励起光を射出する光源と、を備えることを特徴とする。
なお、上記光源としては、励起光を射出するレーザー等の固体光源を例示できる。
上記第２態様によれば、上記第１態様に係る波長変換素子と同様の効果を奏することができる。また、光源装置は、光源から射出された励起光を蛍光に変換して射出することができる。
【００１５】
本発明の第３態様に係るプロジェクターは、上記光源装置と、前記光源装置から射出された光を変調する光変調装置と、前記光変調装置からの画像光を投射する投射光学装置と、を備えることを特徴とする。
上記第３態様によれば、上記第２態様に係る光源装置と同様の効果を奏することができる。また、波長変換素子からの蛍光の取出効率が高いので、投射される画像の輝度を高めることができる。
【００１６】
本発明の第４態様に係る波長変換素子の製造方法は、金属酸化物からなる複数の粒子及び第１樹脂を含む第１グリーンシートと、蛍光体からなる複数の粒子及び第２樹脂を含む第２グリーンシートとを、互いに接するように重ね合わせた状態で焼結させる工程を含むことを特徴とする。
上記第４態様によれば、第１グリーンシート及び第２グリーンシートを互いに接するように重ね合わせた状態で焼結させるので、当該第１グリーンシート及び第２グリーンシートの焼結体は、接着剤等を使用することなく直接結合した焼結体となる。従って、反射層と蛍光体層との結合性が高いので、第１グリーンシート及び第２グリーンシートが接着剤等により固定された場合に比べて、熱抵抗が小さくなる。従って、波長変換素子の劣化の進行を抑制できる。
【００１７】
上記第４態様では、前記第２グリーンシートの少なくとも一部を前記第１グリーンシートに埋め込む工程を更に備えることが好ましい。
この構成によれば、第１グリーンシート内に第２グリーンシートの少なくとも一部が埋め込まれた状態で焼結されるので、第１グリーンシート上に第２グリーンシートを互いに接するように重ね合わせた状態で焼結される場合に比べて、第２グリーンシートと第１グリーンシートとの直接結合される面積が拡大し、結合力が増大するので、第１グリーンシートが第２グリーンシートから剥離しにくくなる。また、蛍光体層の側面からも放熱できる。
【００１８】
上記第４態様では、前記第２グリーンシートと、無機材料及び第３樹脂を含む第３グリーンシートとの間に前記第１グリーンシートを配置する工程と、前記第２グリーンシートの少なくとも一部を前記第３グリーンシートに埋め込む工程と、を更に備えることが好ましい。
この構成によれば、第３グリーンシート内に第１グリーンシート及び第２グリーンシートの少なくとも一部が埋め込まれた状態で焼結されるので、第３グリーンシート上に、第１グリーンシート及び第２グリーンシートを互いに接するように重ね合わせた状態で焼結される場合に比べて、第２グリーンシートと第１グリーンシートとが直接結合される面積及び第３グリーンシートと第１グリーンシートとが直接結合される面積が拡大し、結合力が増大するので、各グリーンシートのそれぞれが剥離しにくくなる。また、蛍光体層の側面からも放熱できる。
【００１９】
上記第４態様では、前記第１グリーンシートの焼結による体積収縮率が前記第２グリーンシートの焼結による体積収縮率と等しくなるように、前記第１グリーンシートにおける前記第１樹脂の割合及び前記第２グリーンシートにおける前記第２樹脂の割合の少なくともいずれかを調整する工程を備えることが好ましい。
ここで、第１グリーンシートの焼結による体積収縮率が第２グリーンシートの焼結による体積収縮率と異なる場合、焼結の過程で第２グリーンシート（蛍光体層）に割れや反りが発生する可能性が高い。
これに対し、この構成によれば、第１グリーンシート及び第２グリーンシートを互いに接するように重ね合わせた状態で焼結させても、焼結の過程で第２グリーンシート（蛍光体層）に割れや反りが発生する可能性を低減できる。従って、波長変換素子の上記割れや反りに基づく劣化を低減できる。
【００２０】
上記第４態様では、前記第１グリーンシートの焼結による体積収縮率と前記第２グリーンシートの焼結による体積収縮率と前記第３グリーンシートの焼結による体積収縮率とが互いに等しくなるように、前記第１グリーンシートにおける前記第１樹脂の割合、前記第２グリーンシートにおける前記第２樹脂の割合及び前記第３グリーンシートにおける前記第３樹脂の割合の少なくともいずれかを調整する工程を備えることが好ましい。
ここで、第１グリーンシートの焼結による体積収縮率と第２グリーンシートの焼結による体積収縮率と第３グリーンシートの焼結による体積収縮率が互いに異なる場合、焼結の過程で第１グリーンシート（反射層）、第２グリーンシート（蛍光体層）及び第３グリーンシートに割れや反りが発生する可能性が高い。
これに対し、この構成によれば、第１グリーンシート、第２グリーンシート及び第３グリーンシートを互いに接するように重ね合わせた状態で焼結させても、焼結の過程で第１グリーンシート（反射層）、第２グリーンシート（蛍光体層）及び第３グリーンシートに割れや反りが発生する可能性を低減できる。従って、波長変換素子の上記割れや反りに基づく劣化を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１実施形態に係るプロジェクターの概略を示す模式図。
【図２】上記第１実施形態に係るプロジェクターの照明装置の概略を示す模式図。
【図３】上記第１実施形態に係る照明装置における波長変換素子の断面図。
【図４】上記第１実施形態に係る波長変換素子における反射層の一例を示す模式図。
【図５】本発明の第２実施形態に係る波長変換素子の断面図。
【図６】本発明の第３実施形態に係る波長変換素子の断面図
【図７】上記第３実施形態に係る波長変換素子の製造工程を示す図。
【図８】本発明の第４実施形態に係る波長変換素子の断面図。
【図９】本発明の第５実施形態に係る波長変換素子の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について、図面に基づいて説明する。
［プロジェクターの概略構成］
図１は、本実施形態に係るプロジェクター１の構成を示す模式図である。
プロジェクター１は、内部に設けられた光源から射出された光束を変調して画像情報に応じた画像を形成し、当該画像をスクリーンＳＣ１等の被投射面上に拡大投射する表示装置である。
このプロジェクター１は、図１に示すように、外装筐体２と、当該外装筐体２内に収納される光学ユニット３の他、図示を省略するが、当該プロジェクター１を制御する制御装置、冷却対象を冷却する冷却装置、及び当該プロジェクター１を構成する電子部品に電力を供給する電源装置を備える。
【００２３】
［光学ユニットの構成］
光学ユニット３は、照明装置３１、色分離装置３２、平行化レンズ３３、光変調装置３４、色合成装置３５及び投射光学装置３６を備える。
照明装置３１は、照明光ＷＬを射出する。なお、照明装置３１の構成については、後述する。
色分離装置３２は、照明装置３１から入射された照明光ＷＬを赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧ及び青色光ＬＢの３つの色光に分離する。この色分離装置３２は、ダイクロイックミラー３２１，３２２、全反射ミラー３２３，３２４，３２５及びリレーレンズ３２６，３２７を備え
る。
ダイクロイックミラー３２１は、照明装置３１からの照明光ＷＬを赤色光ＬＲとその他の色光（緑色光ＬＧ及び青色光ＬＢ）とに分離する。ダイクロイックミラー３２１は、赤色光ＬＲを透過させるとともに、その他の色光（緑色光ＬＧ及び青色光ＬＢ）を反射させる。ダイクロイックミラー３２２は、その他の色光を緑色光ＬＧと青色光ＬＢとに分離する。ダイクロイックミラー３２２は、緑色光ＬＧを反射するとともに、青色光ＬＢを透過させる。
【００２４】
全反射ミラー３２３は、赤色光ＬＲの光路中に配置され、ダイクロイックミラー３２１を透過した赤色光ＬＲを光変調装置３４（３４Ｒ）に向けて反射させる。一方、全反射ミラー３２４，３２５は、青色光ＬＢの光路中に配置され、ダイクロイックミラー３２２を透過した青色光ＬＢを光変調装置３４（３４Ｂ）に導く。また、緑色光ＬＧは、ダイクロイックミラー３２２にて、光変調装置３４（３４Ｇ）に向けて反射される。
リレーレンズ３２６，３２７は、青色光ＬＢの光路の、ダイクロイックミラー３２２の下流に配置されている。これらリレーレンズ３２６，３２７は、青色光ＬＢの光路長が赤色光ＬＲや緑色光ＬＧの光路長よりも長くなることによる青色光ＬＢの光損失を補償する機能を有する。
【００２５】
平行化レンズ３３は、後述する光変調装置３４に入射する光を平行化する。なお、赤、緑及び青の各色光用の平行化レンズを、それぞれ３３Ｒ，３３Ｇ，３３Ｂとする。また、赤、緑及び青の各色光用の光変調装置を、それぞれ３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂとする。
【００２６】
光変調装置３４（３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂ）は、それぞれ入射される各色光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢを変調して、画像情報に応じた色画像を形成する。これら光変調装置３４は、入射される光を変調する液晶パネルにより構成される。なお、図示は省略するが、光変調装置３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂの入射側及び射出側にはそれぞれ、偏光板が配置されている。
【００２７】
色合成装置３５には、各光変調装置３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂからの画像光が入射される。この色合成装置３５は、各色光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢに対応した画像光を合成し、この合成された画像光を投射光学装置３６に向けて射出する。本実施形態では、色合成装置３５は、クロスダイクロイックプリズムにより構成される。
投射光学装置３６は、色合成装置３５にて合成された画像光をスクリーンＳＣ１等の被投射面に投射する。このような構成により、スクリーンＳＣ１に拡大された画像が投射される。
【００２８】
［照明装置の構成］
図２は、本実施形態のプロジェクター１における照明装置３１の構成を示す概略図である。
照明装置３１は、前述したように照明光ＷＬを色分離装置３２に向けて射出する。この照明装置３１は、図２に示すように、光源装置３１１、アフォーカル光学系３１２、ホモジナイザー光学系３１３、偏光分離装置３１４、位相差板３１５、ピックアップ光学系３１６、インテグレーター光学系３１７、偏光変換素子３１８、重畳レンズ３１９及び蛍光部材４を備える。また、光源装置３１１は、アレイ光源３１１Ａ及びコリメータ光学系３１１Ｂを備える。
【００２９】
光源装置３１１のアレイ光源３１１Ａは、本発明の光源に相当し、複数の半導体レーザー３１１１により構成される。具体的に、アレイ光源３１１Ａは、当該アレイ光源３１１Ａから射出される光束の照明光軸Ａｘ１と直交する一平面内に複数の半導体レーザー３１１１がアレイ状に配列されることにより形成される。なお、詳しくは後述するが、蛍光部材４にて反射された光束の照明光軸をＡｘ２としたとき、照明光軸Ａｘ１と照明光軸Ａｘ２とは同一平面内にあり、且つ互いに直交している。照明光軸Ａｘ１上においては、アレイ光源３１１Ａと、コリメータ光学系３１１Ｂと、アフォーカル光学系３１２と、ホモジナイザー光学系３１３と、偏光分離装置３１４とが、この順に並んで配置されている。
一方、照明光軸Ａｘ２上においては、波長変換素子４１を備えた蛍光部材４と、ピックアップ光学系３１６と、位相差板３１５と、偏光分離装置３１４と、インテグレーター光学系３１７と、偏光変換素子３１８と、重畳レンズ３１９とが、この順に並んで配置されている。
【００３０】
アレイ光源３１１Ａを構成する半導体レーザー３１１１は、例えば、４４０〜４８０ｎｍの波長域にピーク波長を有する励起光（青色光ＢＬ）を射出する。また、半導体レーザー３１１１から射出される青色光ＢＬは、コヒーレントな直線偏光であり、偏光分離装置３１４に向けて照明光軸Ａｘ１と平行に射出される。
また、アレイ光源３１１Ａは、各半導体レーザー３１１１が射出する青色光ＢＬの偏光方向を、偏光分離装置３１４の偏光分離層３１４３にて反射される偏光成分（Ｓ偏光成分）の偏光方向と一致させている。そして、このアレイ光源３１１Ａから射出された青色光ＢＬは、コリメータ光学系３１１Ｂに入射する。
【００３１】
コリメータ光学系３１１Ｂは、アレイ光源３１１Ａから射出された青色光ＢＬを平行光に変換するものである。コリメータ光学系３１１Ｂは、例えば各半導体レーザー３１１１に対応してアレイ状に配置された複数のコリメータレンズ３１１２を備える。このコリメータ光学系３１１Ｂを通過することにより平行光に変換された青色光ＢＬは、アフォーカル光学系３１２に入射する。
アフォーカル光学系３１２は、コリメータ光学系３１１Ｂから入射された青色光ＢＬの光束径を調整する。このアフォーカル光学系３１２は、レンズ３１２１とレンズ３１２２を備える。このアフォーカル光学系３１２を通過することによりサイズが調整された青色光ＢＬは、ホモジナイザー光学系３１３に入射する。
【００３２】
ホモジナイザー光学系３１３は、後述するピックアップ光学系３１６と協同して、被照明領域における青色光ＢＬによる照度分布を均一化する。このホモジナイザー光学系３１３は、一対のマルチレンズアレイ３１３１，３１３２を備える。このホモジナイザー光学系３１３から射出された青色光ＢＬは、偏光分離装置３１４に入射する。
【００３３】
偏光分離装置３１４は、いわゆるプリズム型の偏光ビームスプリッター（ＰＢＳ）であり、ｐ偏光及びｓ偏光のうち、一方の偏光光を通過させ、他方の偏光光を反射させる。この偏光分離装置３１４は、プリズム３１４１，３１４２及び偏光分離層３１４３を備える。これらプリズム３１４１，３１４２は、略三角柱形状に形成され、それぞれ照明光軸Ａｘ１に対して４５°の角度をなす傾斜面を有し、かつ、照明光軸Ａｘ２に対して４５°の角度をなしている。
【００３４】
偏光分離層３１４３は、上記傾斜面に設けられ、当該偏光分離層３１４３に入射した第１の波長帯の青色光ＢＬを、Ｓ偏光成分とＰ偏光成分とに分離する偏光分離機能を有する。この偏光分離層３１４３は、青色光ＢＬのＳ偏光成分を反射させ、青色光ＢＬのＰ偏光成分を透過させる。また、偏光分離層３１４３は、当該偏光分離層３１４３に入射した光のうち、第１の波長帯（青色光ＢＬの波長帯）とは異なる第２の波長帯（緑色光ＧＬ及び赤色光ＬＲ）の光を、その偏光状態にかかわらず透過させる色分離機能を有する。なお、偏光分離装置３１４は、プリズム型のものに限らず、プレート型の偏光分離装置を用いてもよい。
そして、偏光分離層３１４３に入射した青色光ＢＬは、その偏光方向がＳ偏光成分と一致していることから、Ｓ偏光の励起光ＢＬｓとして、蛍光部材４に向けて反射される。
【００３５】
位相差板３１５は、偏光分離層３１４３と波長変換素子４１との間の光路中に配置された１／４波長板である。この位相差板３１５に入射するＳ偏光である励起光ＢＬｓは、円偏光の励起光ＢＬｃに変換された後、ピックアップ光学系３１６に入射する。
ピックアップ光学系３１６は、励起光ＢＬｃを波長変換素子４１に向けて集光させる。このピックアップ光学系３１６は、レンズ３１６１，レンズ３１６２を備える。具体的に、ピックアップ光学系３１６は、入射された複数の光束（励起光ＢＬｃ）を後述する波長変換素子４１に向けて集光させるとともに、当該波長変換素子４１上で互いに重畳させる。
【００３６】
ピックアップ光学系３１６からの励起光ＢＬｃは、蛍光部材４の波長変換素子４１に入射する。波長変換素子４１は、励起光ＢＬｃの一部を赤色光及び緑色光を含む蛍光ＹＬに変換する。蛍光ＹＬは、５００〜７００ｎｍの波長域にピーク波長を有する。なお、蛍光部材４の構成については、後述する。
そして、波長変換素子４１から射出された蛍光ＹＬは、ピックアップ光学系３１６、位相差板３１５を通過し、偏光分離装置３１４に入射する。偏光分離装置３１４によって、蛍光ＹＬと偏光分離層３１４３を通過する青色光（ｐ偏光の青色光）とが合成され、白色の照明光ＷＬが生成される。照明光ＷＬは、偏光分離装置３１４から射出され、インテグレーター光学系３１７に入射する。
【００３７】
インテグレーター光学系３１７は、後述する重畳レンズ３１９と協同して、被照明領域における照度分布を均一化する。インテグレーター光学系３１７は、一対のレンズアレイ３１７１，３１７２を備える。これら一対のレンズアレイ３１７１，３１７２は、複数のレンズがアレイ状に配列されたものからなる。このインテグレーター光学系３１７から射出された照明光ＷＬは、偏光変換素子３１８に入射する。
【００３８】
偏光変換素子３１８は、偏光分離膜と位相差板とから構成され、照明光ＷＬを直線偏光に変換する。偏光変換素子３１８から射出された照明光ＷＬは、重畳レンズ３１９に入射する。
重畳レンズ３１９は、照明光ＷＬを被照明領域において重畳させることにより、被照明領域の照度分布を均一化する。
【００３９】
［蛍光部材の構成］
図３は、蛍光部材４における波長変換素子４１の断面図である。
蛍光部材４は、図２に示すように、波長変換素子４１、固定部材４２及びヒートシンク４３を備える。これらのうち、波長変換素子４１は、図３に示すように、蛍光体層４１１、反射層４１２及び支持基板４１３を有する。この蛍光体層４１１は、入射された光の一部を蛍光ＹＬに変換して射出するとともに、他の一部を蛍光ＹＬに変換せずに射出する。また、反射層４１２は、蛍光体層４１１から入射した光をピックアップ光学系３１６に向けて反射させる。
この波長変換素子４１の蛍光体層４１１及び反射層４１２は、当該蛍光体層４１１及び反射層４１２の側面と支持基板４１３との間に設けられた固定部材４２により、支持基板４１３に固定されている。また、支持基板４１３の蛍光体層４１１を支持する面とは反対側の面には、ヒートシンク４３が配置されている。これにより、蛍光ＹＬの生成に伴って発熱する波長変換素子４１がヒートシンク４３により冷却される。
【００４０】
［蛍光体層の構成］
この蛍光体層４１１は、蛍光ＹＬが射出される第１面４１１Ａと、当該第１面４１１Ａに対向する面、すなわち、反射層４１２に対向する第２面４１１Ｂを備える。これらのうち、第２面４１１Ｂは、第１面４１１Ａに対向する底面領域４１１Ｂ１を備える。なお、本実施形態では、第２面４１１Ｂの全領域が底面領域４１１Ｂ１に相当する。
また、蛍光体層４１１を構成する蛍光体は、Ｃｅイオンを含んだＹＡＧ（Yttrium Aluminum Garnet）蛍光体である。この蛍光体層４１１は、無機蛍光体層であり、バインダーとして、例えば、樹脂バインダーを含んでいる。このため、蛍光体層４１１は、焼結により若干収縮する。
【００４１】
［反射層の構成］
反射層４１２は、金属酸化物を含む焼結体からなり、蛍光体層４１１から入射した光を反射させる。この反射層４１２は、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）の焼結体であり、非金属の無機反射部材である。この反射層４１２は、天面部４１２Ａ及び底面部４１２Ｂを備える。これらのうち、天面部４１２Ａは、上記蛍光体層４１１の底面領域４４１Ｂ１に直接結合している第１領域４１２Ａ１を備える。なお、第１領域４１２Ａ１が底面領域４１１Ｂ１に直接結合しているとは、接着剤等を介さずに焼結により直接分子レベルで第１領域４１２Ａ１が底面領域４１１Ｂ１に接合されていることをいう。なお、本実施形態では、天面部４１２Ａの全領域が第１領域４１２Ａ１に相当する。また、底面部４１２Ｂは、支持基板４１３に直接結合している。このように、支持基板４１３上に反射層４１２が固定され、当該反射層４１２上に蛍光体層４１１が固定されている。
【００４２】
図４は、波長変換素子４１の反射層４１２の一部の模式図である。
反射層４１２は、酸化アルミニウムからなる複数の結晶を含む。この反射層４１２の上記励起光ＢＬｃの入射方向の厚さは、例えば、略１ｍｍに設定される。なお、酸化アルミニウムは、本発明の金属酸化物に相当する。主に焼結温度、焼結時間が調整された焼結過程により、各結晶軸が異なる方向を向いた複数の結晶を含む反射層４１２を製造できる。また、図４に示すように、酸化アルミニウムの結晶Ｃ１と結晶Ｃ１の間には、空隙Ｆが形成されている。
【００４３】
具体的に、本実施例において、酸化アルミニウムの結晶Ｃ１のサイズは、２〜５μｍであった。互いに隣り合う結晶同士の間は、互いに密着しているか、あるいは、空隙Ｆが存在していた。空隙Ｆは、屈折率が１であり、結晶Ｃ１は屈折率が１．７８である。このため、結晶Ｃ１の内部や結晶Ｃ１同士が密着している部分では光が散乱せずに透過し、酸化アルミニウムと空隙Ｆとの界面において光は散乱される。従って、結晶Ｃ１のサイズが小さく、その周りに薄い空隙Ｆが存在することで散乱特性が高くなる。
このように、上記空隙Ｆが数μｍの酸化アルミニウムの粒界に連続して存在することで、光の反射及び散乱が大きくなり、蛍光体層４１１から入射した蛍光ＹＬは、図３に示すように、反射層４１２の表層において反射され、表面に向けて射出される。また、蛍光体層４１１から反射層４１２に入射した蛍光ＹＬは、反射層４１２において小さな領域の中で、反射が繰り返される。
【００４４】
［波長変換素子の製造方法］
上述した波長変換素子４１は、例えば以下に示す製造方法により製造される。まず、波長変換素子４１を構成する反射層４１２の製造工程について説明する。
まず、反射層４１２を構成するＡｌ２Ｏ３粉末に対して、本発明の第１樹脂に相当する樹脂バインダー、可塑剤及び有機溶媒等が添加された後、攪拌混合され、反射層４１２を形成するためのスラリーが調整される。このスラリーをシート状に成型し、第１グリーンシートを形成する。
次に、蛍光体層４１１を構成する蛍光体からなる複数の蛍光体粒子に対して、本発明の第２樹脂に相当する樹脂バインダー等が添加された後、攪拌混合され、蛍光体層４１１を形成するためのスラリーが調整される。このスラリーをシート状に成型し、第２グリーンシートを形成する。
【００４５】
次に、支持基板４１３上に、第１グリーンシート及び第２グリーンシートを互いに接するように重ね合わせた状態で配置する。次に、当該第１グリーンシート及び第２グリーンシートを多孔質セッターにより挟んだ状態で焼結させる。これら第１グリーンシート及び第２グリーンシートは、例えば、１５００℃以上の温度で焼結され、これにより焼結体からなる蛍光体層４１１と、焼結体からなる反射層４１２とが接着剤を使用することなく支持基板４１３上に固定される。これにより、波長変換素子４１が形成される。
【００４６】
ここで、第２グリーンシートを、焼結された反射層の上に積層した状態で焼結させた場合、反射層は、セラミックス焼結体のため殆ど収縮しないにもかかわらず、第２グリーンシートのうち、反射層と接触していない側（蛍光体層４１１の第１面４１１Ａ側）は、焼結過程で収縮する。これに対し、第２グリーンシートと反射層との界面では、上記第１面４１１Ａ側に比べて焼結が進行しやすいので、蛍光体層４１１の第２面４１１Ｂ側は、第１面４１１Ａ側に比べて収縮率が小さい。このように、第１面４１１Ａ側及び第２面４１１Ｂ側の収縮量が異なるため、焼結の過程で当該蛍光体層４１１に割れや反りが発生する可能性が高い。
【００４７】
これに対し、本実施形態では、第２グリーンシートが焼結の際に収縮する収縮率と、第１グリーンシートが焼結の際に収縮する収縮率とが略同一になるように、反射層４１２を構成するスラリーを調整する際に、上記樹脂バインダー（第１樹脂）の割合を調整している。このため、第１グリーンシート及び第２グリーンシートを同時に焼成する際に、蛍光体層４１１及び反射層４１２に割れや反りが発生する可能性が低減される。
【００４８】
［第１実施形態の効果］
以上説明した本実施形態に係るプロジェクター１によれば、以下の効果がある。
反射層４１２が金属酸化物を含む焼結体により構成され、反射層４１２と蛍光体層４１１の底面領域４１１Ｂ１とが直接分子レベルで結合していることにより、蛍光体層４１１から反射層４１２内に入射した光が反射層４１２により所望の方向に効率よく反射される。従って、波長変換素子４１から蛍光ＹＬを効率的に取り出すことができる。また、このような波長変換素子４１は、プロジェクター１に採用されているので、当該プロジェクター１は高輝度な画像を形成できる。
【００４９】
反射層４１２が酸化アルミニウムの焼結体により構成されているので、反射層４１２の光反射効率を当該反射層４１２が他の金属酸化物により構成される場合に比べて高くできる。
【００５０】
ここで、空隙Ｆを含む焼結体（反射層４１２）の光反射効率は、空隙Ｆが含まれていない焼結体の光反射効率に比べて高い。波長変換素子４１は空隙Ｆを含む焼結体（反射層４１２）を備えているため、波長変換素子４１から蛍光ＹＬを効率的に取り出すことができる。
【００５１】
第１グリーンシート及び第２グリーンシートを互いに接するように重ね合わせた状態で焼結させるので、当該第１グリーンシートの焼結体（反射層４１２）及び第２グリーンシートの焼結体（蛍光体層４１１）は、接着剤等を使用することなく直接互いに結合される。従って、反射層４１２と蛍光体層４１１との結合性が高いので、反射層４１２と蛍光体層４１１とが接着剤等により固定された場合に比べて、熱抵抗が小さくなる。従って、波長変換素子４１の劣化の進行を抑制できる。
【００５２】
第１グリーンシート及び第２グリーンシートを互いに接するように重ね合わせた状態で焼結させても、第１グリーンシートの体積収縮率が第２グリーンシートの体積収縮率と等しいので、焼結の過程で第２グリーンシート（蛍光体層４１１）に割れや反りが発生する可能性を低減できる。従って、波長変換素子４１の上記割れや反りに基づく劣化を低減できる。
【００５３】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
本実施形態に係るプロジェクターは、上記プロジェクター１と同様の構成を備えるが、波長変換素子が接着層を備える点で、上記プロジェクター１と相違する。なお、以下の説明では、既に説明した部分と同一又は略同一である部分については、同様の符号を付して説明を省略する。
【００５４】
図５は、本実施形態に係る波長変換素子４１Ａの断面図である。
波長変換素子４１Ａは、蛍光体層４１１、反射層４１２及び支持基板４１３の他、接着層４１４を備える。この接着層４１４は、反射層４１２及び支持基板４１３の間に配置され、反射層４１２を支持基板４１３に接着固定する。
このため、本実施形態に係る波長変換素子４１Ａは、上記第１実施形態に係る波長変換素子４１とは製造工程が異なる。以下に詳しく説明する。
【００５５】
上記第１実施形態の波長変換素子４１と同様に、第１グリーンシート及び第２グリーンシートを形成する。
そして、第１グリーンシート及び第２グリーンシートを互いに接するように重ね合わせた状態で配置し、当該第１グリーンシート及び第２グリーンシートを多孔質セッターにより挟んだ状態で焼結させる。これら第１グリーンシート及び第２グリーンシートは、例えば、１５００℃以上の温度で焼結され、これにより、接着剤を使用することなく、焼結体からなる蛍光体層４１１が焼結体からなる反射層４１２に接合される。このようにして、形成された蛍光体層４１１及び反射層４１２を接着層４１４により支持基板４１３に固定し、波長変換素子４１Ａが形成される。
【００５６】
［第２実施形態の効果］
以上説明した本実施形態に係る波長変換素子４１Ａを備えるプロジェクターは、第１実施形態のプロジェクターと同様の効果を奏する他、以下の効果を奏する。
焼結体（蛍光体層４１１及び反射層４１２）が接着層４１４により支持基板４１３に固定されるので、蛍光体層４１１及び反射層４１２を確実に当該支持基板４１３により保持できる。これにより、蛍光ＹＬの射出方向が一定に保たれるため、波長変換素子４１から射出される蛍光ＹＬの利用効率を高めることができる。
【００５７】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態について説明する。
本実施形態に係るプロジェクターは、上記プロジェクター１と同様の構成を備えるが、波長変換素子の蛍光体層及び反射層が基材内に埋め込まれている点で、上記プロジェクター１と相違する。なお、以下の説明では、既に説明した部分と同一又は略同一である部分については、同様の符号を付して説明を省略する。
【００５８】
図６は、本実施形態に係る波長変換素子５の断面図である。
この波長変換素子５は、図６に示すように、蛍光体層５１、反射層５２及び基材５３を備え、略直方体形状に形成されている。蛍光体層５１の成分は、第１及び第２実施形態の蛍光体層４１１の成分と略同一の成分にて構成されている。反射層５２の成分は、第１及び第２実施形態の反射層５２の成分と略同一の成分にて構成されている。
基材５３は、無機材料（セラミック粒子）及び樹脂バインダー（第３樹脂）等を含む、いわゆるセラミックス基材により構成される。この基材５３には、凹部５３１が形成され、当該凹部５３１には、蛍光体層５１及び反射層５２が固定されている。
【００５９】
［蛍光体層の構成］
蛍光体層５１は、図６に示すように、蛍光ＹＬが射出される第１面５１１と、第１面５１１に対向する面を含む第２面５１２を備える。第２面５１２は、第１面５１１に対向する底面領域５１２Ａを備える。また、第２面５１２は、第１面５１１を底面領域５１２Ａと接続する側面領域５１２Ｂを備える。すなわち、第２面５１２は、底面領域５１２Ａ及び側面領域５１２Ｂにより構成されている。
この底面領域５１２Ａは、反射層５２における天面部５２１の第１領域５２１Ａと直接結合している。また、側面領域５１２Ｂは、天面部５２１の第２領域５２１Ｂと直接結合している。
【００６０】
［反射層の構成］
反射層５２は、天面部５２１及び底面部５２２を備える。これらのうち、天面部５２１は、上記蛍光体層５１の底面領域５１２Ａに直接結合する第１領域５２１Ａと、側面領域５１２Ｂに直接結合する第２領域５２１Ｂを備える。また、底面部５２２は、基材５３の凹部５３１に直接結合している。このように、基材５３の凹部５３１内に反射層５２が固定されているので、当該反射層５２が直接結合している蛍光体層５１も当該凹部５３１内に固定されている。すなわち、本実施形態では、蛍光体層５１及び反射層５２が基材５３の凹部５３１に固定されることにより、波長変換素子５が構成されている。
【００６１】
［波長変換素子の製造工程］
図７（Ａ）〜（Ｅ）は、本実施形態に係る波長変換素子の製造工程を示す図である。
上述した波長変換素子５は、例えば以下に示す製造方法により製造される。
［混練工程］
まず、基材５３を構成する無機材料（セラミック粒子）に対して、本発明の第３樹脂に相当する樹脂バインダーが添加された後、攪拌混合され、基材５３を形成するためのスラリーが調整される。そして、このスラリーをシート状に成型し、第３グリーンシートを形成する。
なお、本実施形態においては、蛍光体層５１を構成する第２グリーンシートが焼結の際に収縮する収縮率と、反射層５２を構成する第１グリーンシートが焼結の際に収縮する収縮率と、基材５３を構成する第３グリーンシートが焼結の際に収縮する収縮率が略同一になるように、反射層５２を構成するスラリー及び基材５３を構成するスラリーを調整する際に、第１樹脂の割合と第３樹脂の割合とを調整している。
【００６２】
［成形工程］
上述したように各樹脂の割合が調整された第１グリーンシート、第２グリーンシート及び第３グリーンシートは、図７（Ａ）に示すように、それぞれが互いに接触するように重ね合わせられる。具体的に、まず、矩形板状の第１グリーンシートＢ５２が、矩形板状の第３グリーンシートＢ５３の上に直接重ね合わせられる。次に、２つの矩形板状の第２グリーンシートＢ５１がそれぞれ、第１グリーンシートＢ５２の上に直接重ね合わせられる。すなわち、第１グリーンシートＢ５２の少なくとも一部は、第２グリーンシートＢ５１と第３グリーンシートＢ５３とに挟まれるように配置される。
なお、以下の説明では、第１グリーンシートＢ５２と第２グリーンシートＢ５１と第３グリーンシートＢ５３とが組み合わされた構造物を波長変換素子成形体Ｂ５と称する。
【００６３】
［埋め込み工程］
そして、図７（Ａ）に示した波長変換素子成形体Ｂ５の第２グリーンシートＢ５１に対向するように、板状部材ＰＬを配置し、当該板状部材ＰＬにて第２グリーンシートＢ５１を一軸加圧する。この第２グリーンシートＢ５１を加圧するとともに、波長変換素子成形体Ｂ５を加熱することにより、第２グリーンシートＢ５１及び第１グリーンシートＢ５２が第３グリーンシートＢ５３内に埋め込まれる。具体的に、第２グリーンシートＢ５１は、その側面も第１グリーンシートＢ５２に囲まれた状態で第３グリーンシートＢ５３に埋め込まれる。この埋め込み工程によって、図７（Ｂ）に示した形状の波長変換素子成形体Ｂ５が得られる。
【００６４】
［脱脂工程及び焼結工程］
そして、板状部材ＰＬを取り除き、図７（Ｃ）に示す状態の波長変換素子成形体Ｂ５に対して、略６００℃の温度にて脱脂工程が実行される。この脱脂工程により、第２グリーンシートＢ５１に含まれている第１樹脂及び第１グリーンシートＢ５２に含まれている第２樹脂等の有機材が除去される。
そして、波長変換素子成形体Ｂ５を略１６００℃の温度にて加熱する焼結工程が実行される。
ここで、上記混練工程において、各グリーンシートは、各グリーンシートの焼結時の収縮率が略互いに等しくなるように調整されていることから、焼結によって得られた蛍光体層５１、反射層５２及び基材５３に割れや反りが発生する可能性が低い。
【００６５】
［研削工程及び研磨工程］
そして、焼結された波長変換素子成形体Ｂ５に対して、ダイヤモンド砥石、バフ等により研削工程及び研磨工程が実行され、当該波長変換素子成形体Ｂ５は、図７（Ｄ）に示す状態となる。
［ダイシング工程］
上記図７（Ｄ）に示す波長変換素子成形体Ｂ５を必要なサイズに切り分けるダイシング工程が実行される。これにより、図７（Ｅ）に示すように、２つの波長変換素子５が製造される。このようにして製造された波長変換素子５には、例えば、基材５３に対してヒートシンク等の放熱部材が接続され、照明装置３１に実装される。
【００６６】
［第３実施形態の効果］
以上説明した本実施形態に係る波長変換素子５を備えるプロジェクターは、第１及び第２実施形態のプロジェクターと同様の効果を奏する他、以下の効果を奏する。
反射層５２が側面領域５１２Ｂと直接結合している第２領域５２１Ｂを有しているので、底面領域５１２Ａのみならず、側面領域５１２Ｂから反射層５２に入射した光も反射層５２により所望の方向に効率よく反射される。従って、波長変換素子５から蛍光ＹＬを更に効率的に取り出すことができる。
【００６７】
蛍光体層５１及び反射層５２が基材５３の凹部５３１に設けられているので、例えば、蛍光体層５１の側面から放射される蛍光ＹＬを反射層５２により反射させることにより、再び蛍光体層５１内に当該蛍光ＹＬが再度入射される。従って、波長変換素子５から蛍光ＹＬを更に効率的に取り出すことができる。
【００６８】
第３グリーンシート内に第１グリーンシートの少なくとも一部及び第２グリーンシートの少なくとも一部が埋め込まれた状態で焼結されるので、第３グリーンシート上に、第１グリーンシート及び第２グリーンシートを互いに接するように重ね合わせた状態で焼結される場合に比べて、第２グリーンシートと第１グリーンシートとが直接結合される面積及び第３グリーンシートと第１グリーンシートとが直接結合される面積が拡大し、結合力が増大するので、各グリーンシートのそれぞれが剥離しにくくなる。また、蛍光体層５１は、側面領域５１２Ｂからも放熱することができるので、波長変換素子５の熱による劣化を低減できる。
【００６９】
第１グリーンシート、第２グリーンシートおよび第３グリーンシートを、第１グリーンシートと第２グリーンシートとが第３グリーンシートに埋め込まれた状態で焼結させても、第１グリーンシートの体積収縮率と第２グリーンシートの体積収縮率と第３グリーンシートの体積収縮率とが互いに等しいので、焼結の過程で第１グリーンシート（反射層５２）、第２グリーンシート（蛍光体層５１）及び第３グリーンシート（基材５３）に割れや反りが発生する可能性が低い。従って、波長変換素子５の上記割れや反りに基づく劣化が低減される。
【００７０】
［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態について説明する。
本実施形態に係るプロジェクターは、上記第３実施形態のプロジェクターと同様の構成を備えるが、蛍光体層の形状及び反射層の形状が相違する。なお、以下の説明では、既に説明した部分と同一又は略同一である部分については、同様の符号を付して説明を省略する。
【００７１】
図８は、本実施形態に係る波長変換素子６の断面図である。
この波長変換素子６は、図８に示すように、蛍光体層６１、反射層６２及び基材６３を備え、略直方体形状に形成されている。蛍光体層６１、反射層６２及び基材６３の成分は、上記第３実施形態の蛍光体層５１、反射層５２及び基材５３の成分と略同一の成分にて構成される。
【００７２】
［蛍光体層の構成］
蛍光体層６１は、図８に示すように、蛍光ＹＬが射出される第１面６１１と、当該第１面６１１に対向する面を含む第２面６１２を備える。第２面６１２は、第１面６１１に対向する底面領域６１２Ａを備える。また、第２面６１２は、第１面６１１を底面領域６１２Ａと接続する側面領域６１２Ｂを備える。この側面領域６１２Ｂは、第１面６１１の面法線に対して傾斜している。具体的に、側面領域６１２Ｂは、底面領域６１２Ａの端部から第１面６１１に向けて外側に広がるように傾斜している。
また、底面領域６１２Ａは、反射層６２における天面部６２１の第１領域６２１Ａと直接結合している。また、側面領域６１２Ｂは、天面部６２１の第２領域６２１Ｂと直接結合している。
【００７３】
［反射層の構成］
反射層６２は、図８に示すように、天面部６２１及び底面部６２２を備える。これらのうち、天面部６２１は、上記蛍光体層６１の底面領域６１２Ａに直接結合する第１領域６２１Ａと、側面領域６１２Ｂに直接結合する第２領域６２１Ｂを備える。このため、第２領域６２１Ｂは、上記側面領域６１２Ｂと同様に傾斜している。また、底面部６２２は、基材６３の台形状の凹部６３１に直接結合している。このように、基材６３の凹部６３１内に反射層６２が固定されているので、当該反射層６２が直接結合している蛍光体層６１も当該凹部６３１内に固定されている。すなわち、本実施形態では、蛍光体層６１及び反射層６２が基材６３の凹部６３１に固定されることにより、波長変換素子６が構成されている。
【００７４】
本実施形態に係る波長変換素子６は、第３実施形態で説明した波長変換素子５の製造工程によって製造することができる。波長変換素子６の製造工程では、第２グリーンシートＢ５１の代わりに、断面形状が台形の第２グリーンシートが用いられる。第２グリーンシートは、第３グリーンシート側の面がその反対側の面よりも小さい錐台形状であるため、第２グリーンシートを容易に第３グリーンシートに埋め込むことができる。
【００７５】
［第４実施形態の効果］
以上説明した本実施形態に係る波長変換素子６を備えるプロジェクターは、第１〜第３実施形態のプロジェクターと同様の効果を奏する他、以下の効果を奏する。
【００７６】
第２領域６２１Ｂが第１面６１１の面法線に対して傾斜しているので、蛍光体層６１の側面から放射される蛍光ＹＬが当該第２領域６２１Ｂにより蛍光体層６１の第１面６１１に向けて反射される可能性が高まる。従って、波長変換素子６から蛍光ＹＬを更に効率的に取り出すことができる。
【００７７】
また、第２グリーンシートは、第３グリーンシート側の面がその反対側の面よりも小さい錐台形状であるため、第２グリーンシートを容易に第３グリーンシートに埋め込むことができる。
【００７８】
［第５実施形態］
次に、本発明の第５実施形態について説明する。
本実施形態に係るプロジェクターは、上記第１実施形態のプロジェクターと同様の構成を備えるが、波長変換素子が支持基板及び基材を備えない点で、上記プロジェクターと相違する。なお、以下の説明では、既に説明した部分と同一又は略同一である部分については、同様の符号を付して説明を省略する。
【００７９】
図９は、本実施形態に係る波長変換素子７の断面図である。
この波長変換素子７は、図９に示すように、蛍光体層７１及び反射層７２を備え、略直方体形状に形成されている。これらのうち、蛍光体層７１の成分及び反射層７２の成分はそれぞれ、上記第３実施形態の蛍光体層５１の成分及び反射層５２の成分と略同一の成分にて構成される。
【００８０】
［蛍光体層の構成］
蛍光体層７１は、図９に示すように、蛍光ＹＬが射出される第１面７１１と、当該第１面７１１に対向する面を含む第２面７１２を備える。これらのうち、第２面７１２は、第１面７１１に対向する底面領域７１２Ａを備える。また、第２面７１２は、第１面７１１を底面領域７１２Ａと接続する側面領域７１２Ｂを備える。この側面領域７１２Ｂは、第１面７１１の面法線に対して傾斜している。具体的に、側面領域７１２Ｂは、底面領域７１２Ａの端部から第１面７１１に向けて円弧状に傾斜している。
また、底面領域７１２Ａは、反射層７２における天面部７２１の第１領域７２１Ａと直接結合している。また、側面領域７１２Ｂは、天面部７２１の第２領域７２１Ｂと直接結合している。
【００８１】
［反射層の構成］
反射層７２は、図９に示すように、天面部７２１及び底面部７２２を備える。これらのうち、天面部７２１は、上記蛍光体層７１の底面領域７１２Ａに直接結合している第１領域７２１Ａと、側面領域７１２Ｂに直接結合している第２領域７２１Ｂを備える。このため、第２領域７２１Ｂは、上記側面領域７１２Ｂと同様に傾斜している。すなわち、天面部７２１は、縁部が円弧状の凹部を形成し、当該凹部に蛍光体層７１が直接結合している。すなわち、本実施形態では、蛍光体層７１が反射層７２の天面部７２１（凹部）に固定されることにより、波長変換素子７を構成している。
【００８２】
［波長変換素子の製造工程］
まず、上記第１〜第４実施形態と同様に、第１グリーンシート及び第２グリーンシートが形成される。なお、本実施形態では、支持基板４１３及び基材５３，６３を備えていないので、第１グリーンシートは上記各実施形態よりも厚さ寸法が大きく形成される。そして、第２グリーンシートは、図９に示す蛍光体層７１と同形状に形成される。第２グリーンシートを第１グリーンシート上に配置し、板状部材ＰＬ（図７参照）により一軸加圧し、第２グリーンシートを第１グリーンシートに埋め込む。すなわち、本実施形態では、第２グリーンシートの少なくとも一部を第１グリーンシートに埋め込む工程を備えている。
この後、上記第３及び第４実施形態の脱脂工程、焼結工程、研削工程、研磨工程及びダイシング工程を経て、図９に示す波長変換素子７が製造される。このようにして製造された波長変換素子７には、例えば、反射層７２の底面部７２２に対してヒートシンク等の放熱部材が接続され、照明装置３１に実装される。
【００８３】
［第５実施形態の効果］
以上説明した本実施形態に係る波長変換素子７を備えるプロジェクターは、第１〜第４実施形態のプロジェクターと同様の効果を奏する他、以下の効果を奏する。
【００８４】
第１グリーンシート内に第２グリーンシートの少なくとも一部が埋め込まれた状態で焼結されるので、第１グリーンシート上に第２グリーンシートを互いに接するように重ね合わせた状態で焼結される場合に比べて、第２グリーンシートと第１グリーンシートとの直接結合される面積が拡大する。従って、波長変換素子７の耐久性を高めることができる。また、蛍光体層７１の側面からも放熱するので、波長変換素子７の熱による劣化が低減される。更に、波長変換素子７が基材を備えないので、波長変換素子７の製造コストを低減できる。
【００８５】
［実施形態の変形］
本発明は、上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
上記各実施形態では、反射層は、酸化アルミニウムを含む焼結体により構成されることとした。しかしながら、本発明は、これに限らない。すなわち、反射層は、酸化アルミニウム以外の金属酸化物を含む焼結体により構成されてもよい。
【００８６】
上記各実施形態では、反射層は空隙Ｆを含むこととした。しかしながら、本発明は、これに限らない。例えば、反射層は、空隙Ｆを含まなくてもよい。
【００８７】
上記第１、第２及び第５実施形態では、蛍光体層を構成する第２グリーンシートが焼結の際に収縮する収縮率と、第１グリーンシートが焼結の際に収縮する収縮率とが略同一になるように、反射層を構成するスラリーを調整する際に、上記樹脂バインダー（第１樹脂）の割合を調整することとした。しかしながら、本発明は、これに限らない。例えば、蛍光体層を構成するスラリーを調整する際に、上記樹脂バインダー（第２樹脂）の割合を調整してもよい。この場合であっても、第１グリーンシートの収縮率を第２グリーンシートの収縮率と等しくすることができる。
【００８８】
上記第３及び第４実施形態では、蛍光体層を構成する第２グリーンシートが焼結の際に収縮する収縮率と、反射層を構成する第１グリーンシートが焼結の際に収縮する収縮率と、基材を構成する第３グリーンシートが焼結の際に収縮する収縮率とが略同一になるように、第１樹脂の割合及び第３樹脂の割合を調整することとした。しかしながら、本発明は、これに限らない。例えば、蛍光体層を構成するスラリー及び反射層を構成するスラリーを調整する際に、第１樹脂の割合及び第２樹脂の割合を調整してもよい。また、蛍光体層を構成するスラリー及び基材を構成するスラリーを調整する際に、第２樹脂の割合及び第３樹の割合を調整するようにしてもよい。この場合であっても、各グリーンシートの収縮率を互いに等しくすることができる。
【００８９】
上記第１及び第２実施形態では、第１グリーンシートと第２グリーンシートを互いに接するように重ね合わせた状態で焼結することとした。しかしながら、本発明は、これに限らない。例えば、第３〜第５実施形態のように、第１グリーンシートに第２グリーンシートの少なくとも一部を埋め込んだ後に焼結するようにしてもよい。
第２実施形態では、第１グリーンシート上に第２グリーンシートを配置し焼結することとした。しかしながら、本発明は、これに限らない。例えば、第２グリーンシート上に第１グリーンシートを配置して焼結するようにしてもよい。
【００９０】
上記第３及び第４実施形態では、板状部材ＰＬにより第１グリーンシート及び第２グリーンシート全体を第３グリーンシートに埋め込むこととした。しかしながら、本発明は、これに限らない。第２グリーンシートの埋め込み量は適宜設定される。
【００９１】
上記第１及び第２実施形態では、支持基板４１３を設けることとした。しかしながら、本発明は、これに限らない。例えば、支持基板４１３を所定の回転軸の周りに回転可能に構成してもよい。
【００９２】
上記各実施形態では、光変調装置として透過型の光変調装置を用いることとした。しかしながら、本発明は、これに限らない。例えば、光変調装置として反射型の光変調装置を用いてもよい。この場合、色分離装置３２を設けることなく、当該色合成装置３５により、色分離及び色合成を実行するようにしてもよい。
【００９３】
上記各実施形態では、プロジェクター１は、３つの光変調装置３４（３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂ）を備えるとしたが、本発明はこれに限らない。すなわち、２つ以下、あるいは、４つ以上の光変調装置を用いたプロジェクターにも、本発明を適用可能である。
また、光変調装置として、デジタルマイクロミラーデバイス等、液晶以外の光変調装置を用いてもよい。
【００９４】
上記各実施形態において、上記蛍光部材４を備える照明装置３１がプロジェクター１に適用される例を示した。しかしながら、本発明は、これに限らない。例えば、上記照明装置３１は、照明器具及び自動車等のヘッドライト等に使用してもよい。
【符号の説明】
【００９５】
１…プロジェクター、３１…照明装置、３１１…光源装置、３１１Ａ…アレイ光源（光源）、３４…光変調装置、３６…投射光学装置、４…蛍光部材、５，６，７，４１，４１Ａ…波長変換素子、５１，６１，７１，４１１…蛍光体層、５１１，６１１，７１１，４１１Ａ…第１面、５１２，６１２，７１２，４１１Ｂ…第２面、５１２Ａ，６１２Ａ，７１２Ａ，４１１Ｂ１…底面領域、５２，６２，７２，４１２…反射層、５２１Ａ，６２１Ａ，７２１Ａ，４１２Ａ１…第１領域、４１３…支持基板、４１４…接着層、５１２Ｂ，６１２Ｂ，７１２Ｂ…側面領域、５２１Ｂ，６２１Ｂ，７２１Ｂ…第２領域、５３，６３…基材、５３１，６３１…凹部、Ｂ５１，Ｂ６１…第２グリーンシート、Ｂ５２，Ｂ６２…第１グリーンシート、Ｂ５３，Ｂ６３…第３グリーンシート、ＢＬｃ…励起光、ＢＬｓ…励起光、Ｆ…空隙、ＹＬ…蛍光。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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