(57)【要約】【課題】    本発明の目的は、偏光を高効率で出射する発光装置を提供することにある。【解決手段】    偏光を高効率で出射する発光装置は、基板に実装される発光素子と、前記発光素子に対向して配置され、透光性を有する板状部材の表面に多数の金属ワイヤがストライプ状に形成されるワイヤグリッド偏光板と、前記発光素子と前記ワイヤグリッド偏光板との間に配置され、前記発光素子から放出される光を吸収して蛍光を発する波長変換層と、を含む。【選択図】  図１
2013239673.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に実装される発光素子と、
前記発光素子に対向して配置され、透光性を有する板状部材の表面に多数の金属ワイヤがストライプ状に形成されるワイヤグリッド偏光板と、
前記発光素子と前記ワイヤグリッド偏光板との間に配置され、前記発光素子から放出される光を吸収して蛍光を発する波長変換層と、
を含む発光装置。
【請求項２】
前記多数の金属ワイヤは、前記板状部材の前記波長変換層側の表面に形成されている請求項１記載の発光装置。
【請求項３】
前記多数の金属ワイヤはモリブデン，クロム，アルミニウム，チタン，および銀からなる群より選択した少なくとも１つの材料を含む請求項１または２記載の発光装置。
【請求項４】
さらに、前記発光素子、前記波長変換層および前記ワイヤグリッド偏光板の周辺を囲んで配置される光反射部材と、を含む請求項１〜３いずれか１項記載の発光装置。
【請求項５】
さらに、前記多数の金属ワイヤと熱的に接続する放熱機構と、を含む請求項１〜４いずれか１項記載の発光装置。
【請求項６】
基板に実装される発光素子と、
前記発光素子に対向して配置され、透光性を有する板状部材の表面に多数の金属ワイヤがストライプ状に形成されるワイヤグリッド偏光板と、
前記発光素子と前記ワイヤグリッド偏光板との間に配置され、前記発光素子と前記ワイヤグリッド偏光板との間隔を保持するスペーサと、
前記発光素子と前記ワイヤグリッド偏光板との間に配置され、前記発光素子から放出される光を吸収して蛍光を発する、前記スペーサよりも小さい粒径を有する蛍光体が、マトリクス部材中に分散する波長変換層と、
を含む発光装置。
【請求項７】
請求項１〜６いずれか１項記載の発光装置と、
前記発光装置が出射する光の光路上に配置される光学系と、
を含む車両用灯具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、偏光を高効率で出射する発光装置、およびその発光装置を含む車両用灯具に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光素子（たとえば発光ダイオード，ＬＥＤ）から発光する光の一部を直接出射面から出射し、また、その一部を波長変換して出射面から出射する発光装置が、たとえば特許文献１に開示されている。特許文献１に開示されている発光装置は、主に、発光素子上に蛍光体粒子が分散した波長変換層が配置された構成である。発光素子は、電力が供給されることにより、たとえば青色光を発光する。波長変換層に分散する蛍光体粒子は、発光素子からの光を受けて、たとえば黄色光を発光する。青色光と黄色光とが合成されることにより、出射面から白色光が出射される。この際、波長変換層の厚み、ないし蛍光体粒子濃度を調整して、青色光と黄色光とのバランスを調整することにより、所望の色度の白色光を得ることができる。
【０００３】
このような発光装置は、たとえば車両用ヘッドライトなどに応用することができる（たとえば特許文献２，３）。ヘッドライトから出射される光は、電気ベクトルが路面に対する入射面内で振動する光（ｐ偏光）であることが安全上望ましい。なぜなら、路面上の水たまりなどに反射する光を低減することができ、対向車にとって眩しくない照明光を実現することができるからである。
【０００４】
ｐ偏光を含む偏光を出射する発光装置は、たとえばその出射面に別途偏光フィルムを配置することにより構成される。一般的な偏光フィルムの透過率は、４０％〜４５％程度である。したがって、発光装置から出射される光は、偏光フィルムにより４０％〜４５％程度低減されて出射されることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−０３３８２３号公報
【特許文献２】特開２００８−０７７９２８号公報
【特許文献３】特開２００８−０７８０８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、偏光を高効率で出射する発光装置および車両用灯具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の観点によれば、基板に実装される発光素子と、前記発光素子に対向して配置され、透光性を有する板状部材の表面に多数の金属ワイヤがストライプ状に形成されるワイヤグリッド偏光板と、前記発光素子と前記ワイヤグリッド偏光板との間に配置され、前記発光素子から放出される光を吸収して蛍光を発する波長変換層と、を含む発光装置、が提供される。
【０００８】
本発明の第２の観点によれば、基板に実装される発光素子と、前記発光素子に対向して配置され、透光性を有する板状部材の表面に多数の金属ワイヤがストライプ状に形成されるワイヤグリッド偏光板と、前記発光素子と前記ワイヤグリッド偏光板との間に配置され、前記発光素子と前記ワイヤグリッド偏光板との間隔を保持するスペーサと、前記発光素子と前記ワイヤグリッド偏光板との間に配置され、前記発光素子から放出される光を吸収して蛍光を発する、前記スペーサよりも小さい粒径を有する蛍光体が、マトリクス部材中に分散する波長変換層と、を含む発光装置、が提供される。
【０００９】
本発明の第３の観点によれば、上述のいずれかの発光装置と、前記発光装置が出射する光の光路上に配置される光学系と、を含む車両用灯具、が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
偏光を高効率で出射する発光装置および車両用灯具が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１Ａ〜図１Ｃは、第１の実施例による発光装置を示す断面図および平面図である。
【図２】図２Ａ〜図２Ｃは、ワイヤグリッド偏光板を製造する様子を示す断面図であり、図２Ｄは、製造したワイヤグリッド偏光板の電子顕微鏡観察写真である。
【図３】図３Ａおよび図３Ｂは、製造したワイヤグリッド偏光板の透過率および反射率を示すグラフである。
【図４】図４Ａ〜図４Ｃは、第１の実施例による発光装置を製造する様子を示す断面図であり、図４Ｄは、第１の実施例による発光装置の変形例を示す断面図である。
【図５】図５Ａおよび図５Ｂは、第２の実施例による発光装置を製造する様子を示す断面図であり、図５Ｃは、製造した第２の実施例による発光装置の出射光強度を示すグラフである。
【図６】図６Ａは、第３の実施例による発光装置を示す断面図であり、図６Ｂおよび図６Ｃは、第３の実施例による発光装置を含む車両用灯具および液晶表示装置の構成を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
最初に、第１の実施例による発光装置の構成例について説明する。
【００１３】
図１Ａは、第１の実施例による発光装置を示す断面図である。この発光装置１１は、主に、発光素子３０、波長変換層５０、およびワイヤグリッド偏光板６０を含む構成である。なお、便宜的に、図中に示すＸＹＺ直交座標系を定義する。
【００１４】
発光素子３０は、サブマウント基板２０上に、複数のバンプ２１を介して、実装される。発光素子３０は、たとえば紫外光ないし青色光を放出する窒化物系半導体を含む構成である。サブマウント基板２０の表面には、複数のバンプ２１を介して発光素子３０に電力を供給することができる配線パターンが形成されている。
【００１５】
波長変換層５０は、発光素子３０上に配置される。波長変換層５０は、粒子状のスペーサ５１および蛍光体５２がマトリクス部材５３中に分散した構成である。マトリクス部材５３には、透光性樹脂部材が用いられる。
【００１６】
スペーサ５１は、発光素子３０とワイヤグリッド偏光板６０とに狭持されており、発光素子３０とワイヤグリッド偏光板６０との間隔（波長変換層５０の層厚）を規定する。粒径が揃っており粒径分布が小さいスペーサ５１を用いることにより、波長変換層５０の層厚のバラつきを、たとえば１０％以下に、抑制することができる。粒径が揃っており粒径分布が小さいスペーサ５１を実現できる材料としては、たとえばシリカ粒子などが挙げられる。
【００１７】
蛍光体５２は、発光素子３０から放出される光を吸収して、その光の波長よりも長い波長の光を放出する。発光素子３０に青色光を放出する窒化物系半導体を用いた場合、蛍光体５２には青色光を吸収して黄色光を放出するＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）粒子を用いることができる。なお、蛍光体５２は、スペーサ５１の粒径よりも小さい粒径を有する。
【００１８】
ワイヤグリッド偏光板６０は、波長変換層５０上に配置される。ワイヤグリッド偏光板６０は、透光性を有する板状部材６１の内側（波長変換層５０側）の表面に、多数の金属ワイヤ６２が配列する構成である。板状部材６１にはたとえばガラス基板が用いられ、多数の金属ワイヤ６２にはたとえばモリブデンが用いられる。
【００１９】
図１Ｂおよび図１Ｃは、第１の実施例による発光装置を示す平面図である。なお、図１Ｂおよび図１Ｃにおいて、板状部材６１の内側表面に形成される多数の金属ワイヤ６２は、破線によって示されている。図１Ｂに示すように、多数の金属ワイヤ６２は、ｘ方向に延在し、ピッチＰ・間隔Ｄ（幅Ｗ＝ピッチＰ−間隔Ｄ）でｙ方向に配列して形成されている。なお、多数の金属ワイヤ６２は、図１Ｃに示すように、それら金属ワイヤの両端各々が相互に連結するように形成されていてもかまわない。金属ワイヤ６２のピッチＰは、発光素子３０および蛍光体５２から放出される光（可視光）の波長よりも小さく、例えば５００ｎｍ以下である。
【００２０】
ワイヤグリッド偏光板６０において、一般に、金属ワイヤ６２が延在する方向（ｘ方向）は反射軸と呼ばれ、金属ワイヤ６２が延在する方向と直交する方向（ｙ方向）は透過軸と呼ばれる。ワイヤグリッド偏光板６０に非偏光（自然光）を入射すると、その光のｘ方向（ワイヤグリッド偏光板６０の反射軸）に沿う偏光成分が主に反射され、ｙ方向（ワイヤグリッド偏光板６０の透過軸）に沿う偏光成分が主に透過する。
【００２１】
発光素子３０に電力を供給すると、発光素子３０は、たとえば青色の非偏光を放出する。ここで、発光素子３０から放出される光を第１の光と呼ぶこととする。第１の光において、その光の一部は蛍光体５２に吸収され、一部はワイヤグリッド偏光板６０に到達する。
【００２２】
蛍光体５２が第１の光を吸収すると、蛍光体５２は、たとえば黄色の非偏光を放出する。ここで、蛍光体５２から放出される光を第２の光と呼ぶこととする。第２の光において、その光の一部は直接ワイヤグリッド偏光板６０に到達し、一部は発光素子３０表面等に反射した後にワイヤグリッド偏光板６０に到達する。
【００２３】
ワイヤグリッド偏光板６０に到達する第１および第２の光において、それらの光のｘ方向に沿う偏光成分はワイヤグリッド偏光板６０により反射され、ｙ方向に沿う偏光成分はワイヤグリッド偏光板６０を透過する。ワイヤグリッド偏光板６０により反射される第１の光は、ワイヤグリッド偏光板６０と発光素子３０等との間で多重反射し、その都度蛍光体５２の発光に寄与する。多重反射する第１の光を吸収した蛍光体５２は、再び非偏光を放出し、その光のｙ方向に沿う偏光成分はワイヤグリッド偏光板６０を透過する。
【００２４】
このように、発光装置１１（板状部材６１の外側表面）からは、発光素子３０および蛍光体５２から放出される光におけるワイヤグリッド偏光板６０の透過軸（ｙ方向）に沿う偏光成分が出射される。
【００２５】
ここで、ワイヤグリッド偏光板６０が板状部材のみ、たとえばガラス基板のみで構成される従来の発光装置を想定する。このような発光装置から偏光を出射しようとする場合、板状部材の外側に、別途ＰＶＡ（ポリビニールアルコール）等により構成される偏光フィルムを配置する必要がある。このような偏光フィルムの透過率は、一般的に、４０％〜４５％程度である。つまり、発光装置から出射される光強度は、偏光フィルムにより４０％〜４５％程度低減されることになる。
【００２６】
発光装置１１は、ワイヤグリッド偏光板６０および発光素子３０等により多重反射する光、特に発光素子３０から放出される光を、蛍光体５２の発光に再利用することができるため、従来の発光装置よりも光出射効率が向上すると考えられる。また、第１の実施例による発光装置１１では、偏光フィルムの機能を果たす金属ワイヤ６２が板状部材６１に一体的に形成されるため、別途偏光フィルムを配置する必要がある従来の発光装置よりも小型化・薄型化することができると考えられる。
【００２７】
次に、第１の実施例による発光装置の製造方法について説明する。まずは、ワイヤグリッド偏光板の製造方法について説明する。
【００２８】
図２Ａ〜図２Ｃは、ワイヤグリッド偏光板を製造する様子を示す断面図である。
【００２９】
図２Ａを参照する。最初に、洗浄した板厚約０．７ｍｍｔのガラス基板６１上に、スパッタ法により、たとえばモリブデンからなる膜厚約１５０ｎｍの金属膜６２を形成する。金属膜６２の膜厚は、薄すぎると光抜けが生じ、厚すぎるとパターニング精度が低下するため、５０ｎｍ〜２００ｎｍ程度が好ましい。また、金属膜６２は、モリブデンに限らず、クロム，アルミニウム，チタン，および銀からなる群より選択した少なくとも１つの材料を用いることができる。
【００３０】
続けて、金属膜６２上に、スピンコート法により膜厚約１μｍ程度のフォトレジスト６５を塗布する。フォトレジスト６５には、一般的に市販されている材料を用いることができる。なお、フォトレジスト６５の塗布には、スリットコート法、ロールコート法などを用いてもよい。
【００３１】
図２Ｂを参照する。次に、所定パターンのフォトマスクを用いてフォトレジスト６５を露光し、続けて、現像する。フォトマスクは、一般的な電子線マスク描画装置を用いて作製することができる。フォトマスクのパターンは、たとえば図１Ｂに示す金属ワイヤ６２に対応するパターン、つまりピッチＰおよび間隔Ｄのストライプ状のパターンである。
【００３２】
図２Ｃを参照する。次に、露光・現像されたフォトレジストをマスクとして、金属膜６２をエッチングする。実施例では、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）法を用い、エッチング条件は、反応ガスＳＦ６（硫黄・フッ素），反応ガス流量約１００ＳＣＣＭ，反応容器内圧力約３０ｍＴｏｒｒ，入力ＲＦパワー約２００Ｗとした。なお、反応ガスには塩素系ガス等を用いることもできる。続けて、ＲＩＥ法により、反応ガスに酸素を用いて、フォトレジストを除去する。以上により、板状部材６１表面に、ストライプ状にパターニングされた金属膜、つまり多数の金属ワイヤ６２が形成される。
【００３３】
最後に、板状部材６１の金属ワイヤ６２が形成されていない側の表面を研磨し、板状部材６１の板厚を薄くする。板状部材６１の板厚は、たとえば０．３ｍｍ以下が好ましく、実施例では約０．１ｍｍとした。なお、板状部材６１の金属ワイヤ６２が形成されていない側の表面は、必ずしも平面である必要はなく、集光・配光を目的とした形状、例えば凹状・凸状に成形してもかまわない。以上により、板状部材６１の表面に多数の金属ワイヤ６２がストライプ状に形成されたワイヤグリッド偏光板６０が完成する。
【００３４】
図２Ｄは、金属ワイヤのピッチＰが約１６０ｎｍ、間隔Ｄが約２０ｎｍであるワイヤグリッド偏光板の電子顕微鏡観察写真である。この顕微鏡写真から、図中上下方向（図２Ａ〜図２Ｃにおけるｘ方向）に延在する複数の金属ワイヤが、図中左右方向（図２Ａ〜図２Ｃにおけるｙ方向）に配列して形成されている様子がわかる
【００３５】
本発明者らは、金属ワイヤのピッチＰが約１６０ｎｍであって、間隔Ｄが約２０ｎｍであるワイヤグリッド偏光板（サンプルＰ１），間隔Ｄが約６０ｎｍであるワイヤグリッド偏光板（サンプルＰ２），間隔Ｄが約８０ｎｍであるワイヤグリッド偏光板（サンプルＰ３）を作製し、各サンプルの透過率および反射率を測定した。
【００３６】
図３Ａは、サンプルＰ１〜Ｐ３に入射する非偏光の波長（ｎｍ）に対する透過率（％）を示すグラフである。ここでは、各サンプルへの入射光強度を基準（透過率１００％）としている。このグラフから、可視光領域におけるサンプルＰ１〜Ｐ３の透過率は、５０％弱、約３５％〜４５％程度であることがわかる。ワイヤグリッド偏光板６０に入射される非偏光に対して、ワイヤグリッド偏光板６０の透過軸方向の偏光成分が主に透過していると考えられる。
【００３７】
図３Ｂは、サンプルＰ１〜Ｐ３に入射する非偏光の波長（ｎｍ）に対する反射率（％）を示すグラフである。ここでは、アルミニウムからなるミラーの反射光強度を基準（反射率１００％）としている。このグラフから、可視光領域におけるサンプルＰ１〜Ｐ３の反射率は、５０％前後、約４５％〜５５％程度であることがわかる。ワイヤグリッド偏光板６０に入射される非偏光に対して、ワイヤグリッド偏光板６０の反射軸方向の偏光成分が主に反射していると考えられる。
【００３８】
図３Ａおよび図３Ｂから、サンプルＰ１からサンプルＰ３に向かって、つまり、金属ワイヤのピッチＰに対する間隔Ｄの割合が大きくなる（ピッチＰに対する幅Ｗの割合が小さくなる）にしたがって、透過率が増加し、反射率が低減していることがわかる。
【００３９】
ワイヤグリッド偏光板６０に入射される光は、ワイヤグリッド偏光板６０の透過軸に沿う偏光成分であっても、少なからず金属ワイヤ６２によって反射されると考えられる。このため、金属ワイヤ６２のピッチＰに対する間隔Ｄの割合が小さくなる（金属ワイヤ６２のピッチＰに対する幅Ｗの割合が大きくなる）にしたがって、ワイヤグリッド偏光板６０に入射される光に対する、金属ワイヤ６２によって反射される光の割合は、増加すると考えられる。つまり、ワイヤグリッド偏光板６０の反射率は増加し、透過率は低減すると考えられる。
【００４０】
これらの測定結果より、ワイヤグリッド偏光板６０の透過率を向上させて、発光装置の光出射効率を向上させるためには、金属ワイヤ６２のピッチＰに対する間隔Ｄの割合は、より小さいことが好ましいと推察される。たとえば、金属ワイヤ６２の間隔Ｄは、ピッチＰの１／４未満であることが好ましいであろう。また、金属ワイヤ６２のピッチＰに対する幅Ｗの割合は、より大きいことが好ましいと推察される。たとえば、金属ワイヤ６２の幅Ｗは、ピッチＰの１／４以上であることが好ましいであろう。
【００４１】
次に、以上により作製されるワイヤグリッド偏光板を含む第１の実施例による発光装置の製造方法について説明する。
【００４２】
図４Ａ〜図４Ｃは、第１の実施例による発光装置を製造する様子を示す断面図である。
【００４３】
図４Ａを参照する。まず、表面に配線パターンが形成されたサブマウント基板２０を用意する。サブマウント基板２０には、たとえばＡｌＮ（アルミニウム・窒素）セラミックス基板が用いられ、配線パターンには、たとえばＡｕ（金）が用いられる。次に、サブマウント基板２０上に、複数のバンプ２１を介して、フリップチップタイプの発光素子３０を実装する。バンプ２１には、たとえばＡｕが用いられる。
【００４４】
発光素子３０は、たとえばＡｌｘＩｎｙＧａ１−ｘ−ｙＮ（アルミニウム・インジウム・ガリウム・窒素、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１）で表される窒化物系半導体を含む構成である。窒化物系半導体は、少なくともｐ型半導体層、発光のための活性層、および、ｎ型半導体層が積層する構造を有する。ｐ型半導体層にはｐ型ＧａＮが用いられ、ｐ型ドーパントとしてたとえばマグネシウムが添加される。また、ｎ型半導体層にはｎ型ＧａＮが用いられ、ｎ型ドーパントとしてたとえばシリコンが添加される。なお、窒化物系半導体の構成は、上記３種類の積層構造に限らず、発光効率を向上させるためにクラッド層や光反射電極層などを任意に挿入することも可能である。また、活性層には、たとえば多重量子井戸構造を採用することができる。
【００４５】
図４Ｂを参照する。次に、粒子状のスペーサ５１および蛍光体５２をマトリクス部材５３に混練したペースト状の波長変換層５０を、発光素子３０上に滴下、ないし塗布する。マトリクス部材５３には、透光性を有し、粘性が高い熱硬化部材、たとえばシリコーン樹脂、エポキシ樹脂等が用いられる。
【００４６】
スペーサ５１には、透光性を有し、粒径が揃っており粒径分布が小さい、たとえばシリカ粒子などが用いられる。なお、粒子状のスペーサ５１の形状は、球体であっても柱状体を含む多面体であってもよい。また、スペーサ５１は、たとえば蛍光体５２と同種の蛍光体が分散している構成でもよい。スペーサ５１は、最終的に作製される発光装置において、発光素子３０とワイヤグリッド偏光板６０とが平行して対向するように、３つ以上配置されていることが望ましいであろう。
【００４７】
蛍光体５２には、たとえばＹＡＧ粒子などが用いられる。蛍光体５２は、スペーサ５１の粒径よりも小さい粒径を有し、たとえばスペーサ５１の粒径の９０％以下であることが好ましい。
【００４８】
発光素子３０に窒化物系半導体を用い、蛍光体５２にＹＡＧ粒子を用いる場合、マトリクス部材５３に混練する蛍光体５２の濃度は、たとえば１３ｗｔ％〜９０ｗｔ％程度にすることができる。色度バランスが優れた白色光を得るためには、蛍光体５２の濃度が１３ｗｔ％程度である場合、波長変換層の層厚が１００μｍ程度になるように、スペーサ５１の粒径を調整することが好ましい。また、蛍光体５２の濃度が９０ｗｔ％程度である場合、波長変換層の層厚が１５μｍ程度になるように、スペーサ５１の粒径を調整することが好ましい。なお、発光装置の小型化・薄型化の観点から、波長変換層の層厚はより薄いことが好ましい。発光装置を小型化・薄型化し、また、色度バランスが優れた白色光を得るためには、蛍光体の濃度は、より高いことが好ましく、たとえば５０ｗｔ％以上であることが望ましい。
【００４９】
次に、先に作製したワイヤグリッド偏光板６０を、金属ワイヤ６２が形成された表面が発光素子３０と対向するように配置する。このとき、ワイヤグリッド偏光板６０は、平面視において発光素子３０を包含するように配置する。なお、ワイヤグリッド偏光板６０は、金属ワイヤ６２が形成されていない表面が発光素子３０と対向するように配置されていてもかまわない。ただし、発光装置の光出射効率向上の観点から、ワイヤグリッド偏光板６０は、金属ワイヤ６２が形成された表面が発光素子３０と対向するように配置されていることが好ましい。
【００５０】
図４Ｃを参照する。次に、ワイヤグリッド偏光板６０をペースト状の波長変換層５０上に載置し、波長変換層５０を加熱して硬化させる。このとき、ワイヤグリッド偏光板６０は、波長変換層５０上に固定される。波長変換層５０のスペーサ５１は、発光素子３０とワイヤグリッド偏光板６０とに狭持されており、発光素子３０とワイヤグリッド偏光板６０との間隔（波長変換層５０の層厚）を規定する。なお、発光素子３０上に塗布されるペースト状の波長変換層５０の分量が比較的に多い場合には、波長変換層５０が発光素子３０上から溢れてサブマウント基板２０と接触するような構造になるが、発光装置がこのような構造を有していてもかまわない。
【００５１】
以上により、第１の実施例による発光装置が完成する。
【００５２】
図４Ｄは、第１の実施例による発光装置の変形例を示す断面図である。波長変換層のスペーサの形状は、球状に限らず柱状であってもかまわない。この場合、たとえば蛍光体５２をマトリクス部材５３に混練したペースト状の波長変換層５０ａを、発光素子３０上に塗布し、柱状スペーサ５１ａが表面に予め形成されたワイヤグリッド偏光板６０を、その波長変換層５０ａに載置して、発光装置を作製してもよい。柱状スペーサ５１ａは、球状のスペーサと同様に、発光素子３０とワイヤグリッド偏光板６０との間隔を保持する。なお、柱状スペーサ５１ａには、たとえば一般的な液晶表示素子に用いられる有機樹脂材料、エポキシ樹脂やアクリル変性樹脂等、を適用することができる。
【００５３】
次に、第２の実施例による発光装置の構成例および製造方法について説明する。
【００５４】
図５Ａおよび図５Ｂは、第２の実施例による発光装置１２を製造する様子を示す断面図である。なお、サブマウント基板上に、発光素子、波長変換層およびワイヤグリッド偏光板を形成するまでの工程は、第１の実施例による発光装置の製造工程と同様である。以下では、便宜的に、発光素子、波長変換層およびワイヤグリッド偏光板を含む構造体を、発光構造体３１と呼ぶこととする。
【００５５】
図５Ａを参照する。サブマウント基板２０上に、発光構造体３１の周辺を囲むように、仕切り部材７１を配置する。仕切り部材７１は、適当な樹脂やセラミックなどにより構成され、サブマウント基板２０上にシリコーン樹脂などを介して接着される。サブマウント基板２０と仕切り部材７１とを接着するシリコーン樹脂を加熱して硬化させることにより、仕切り部材７１をサブマウント基板２０上に固定する。
【００５６】
図５Ｂを参照する。仕切り部材７１により画定された領域内にペースト状の光反射部材７２を充填する。ペースト状の光反射部材７２は、バンプ２１の間を生めるように、発光素子３０の底面とサブマウント基板２０の上面との間の空間にも充填される。ペースト状の光反射部材７２は、たとえば酸化チタンや酸化亜鉛などの高反射率部材をシリコーン樹脂等に混練した構成である。仕切り部材７１により画定された領域内にペースト状の光反射部材７２を充填した後、光反射部材７２を加熱して硬化させる。このようにして、発光構造体３１の周辺を囲むように光反射部材７２を形成する。
【００５７】
このような光反射部材を形成することにより、発光素子より放出された光（主にワイヤグリッド偏光板の反射軸に沿う偏光成分）は、ワイヤグリッド偏光板と発光素子と、さらに光反射部材との間で多重反射し、蛍光体の発光により効率的に寄与する。これにより、発光装置の光出射効率がより向上すると考えられる。
【００５８】
本発明者らは、上述したサンプルＰ１（金属ワイヤのピッチＰが１６０ｎｍ，間隔Ｄが２０ｎｍであるワイヤグリッド偏光板）を用いた第２の実施例による発光装置（サンプルＡ１），サンプルＰ２（金属ワイヤのピッチＰが１６０ｎｍ，間隔Ｄが６０ｎｍであるワイヤグリッド偏光板）を用いた第２の実施例による発光装置（サンプルＡ２），サンプルＰ３（金属ワイヤのピッチＰが１６０ｎｍ，間隔Ｄが８０ｎｍであるワイヤグリッド偏光板）を用いた第２の実施例による発光装置（サンプルＡ３）を作製した。そして、本発明者らは、サンプルＡ１〜Ａ３の出射光強度を測定した。
【００５９】
図５Ｃは、サンプルＡ１〜Ａ３が出射する光の波長（ｎｍ）に対する出射光強度比（％）を示すグラフである。ここで、出射光強度比とは、ワイヤグリッド偏光板が板状部材のみで構成される従来の発光装置（レファレンスＲｅｆ．）の出射光強度に対する、サンプルＡ１〜Ａ３の出射光強度の比率として定義される。可視光領域におけるサンプルＡ１〜Ａ３の出射光強度比は、おおよそ８０％〜９０％程度であることがわかる。サンプルＡ１〜Ａ３の出射光強度は、従来の発光装置の出射光強度よりも低いことがわかる。
【００６０】
しかしながら、上述したように、従来の発光装置から偏光を出射しようとする場合、その出射面に別途透過率４０％〜４５％程度の偏光フィルムを配置する必要がある。そのため、従来の発光装置に偏光フィルムを組み合わせた発光装置の出射光強度は、従来の発光装置のみの出射光強度のおよそ４０％〜４５％程度になるものと考えられる。サンプルＡ１〜Ａ３の出射光強度（８０％〜９０％程度）は、従来の発光装置に偏光フィルムを組み合わせた発光装置の出射光強度（４０％〜４５％程度）と比べると著しく向上していることがわかる。これは、サンプルＡ１〜Ａ３において、発光素子から放出される光（主にワイヤグリッド偏光板の反射軸に沿う偏光成分）が、ワイヤグリッド偏光板６０と発光素子３０と、さらに光反射部材７２との間で多重反射し、蛍光体５２の発光に再利用されているためだと考えられる。
【００６１】
なお、図５Ｃ示すグラフから、サンプルＡ１からサンプルＡ３に向かって、出射光強度が低下する傾向があることもわかる。これは、サンプルＡ１〜Ａ３にそれぞれ用いたワイヤグリッド偏光板（サンプルＰ１〜Ｐ３）の反射率に起因するものと考えられる（図３Ａおよび図３Ｂ参照）。
【００６２】
次に、第３の実施例による発光装置の構成例について説明する。
【００６３】
図６Ａは、第３の実施例による発光装置１３を示す断面図である。この発光装置１３は、基本的に第２の実施例による発光装置１２の構成と同等であるが、発光装置１２において単一であった発光素子３０が複数設けられた構成になっている。たとえば、図６Ａでは、サブマウント基板２０上に、５つの発光素子３０が、ワイヤグリッド偏光板６０の反射軸方向（ｘ方向）に配列して実装されている構成を示す。複数の発光素子３０を設けることにより、出射光強度が、単一の発光素子により構成される第２の実施例による発光装置１２よりもさらに高くなると考えられる。なお、第３の実施例による発光装置１３は、光反射部材７２が形成されていなくてもかまわない。
【００６４】
複数の発光素子３０を設け、出射光強度が向上すると、波長変換層５０などの著しい温度上昇が懸念される。このような場合には、ワイヤグリッド偏光板６０の金属ワイヤに放熱機構７３を熱的に接続すればよい。一般的に、金属は熱伝導性が高い。そのため、ワイヤグリッド偏光板６０の金属ワイヤに放熱機構７３を熱的に接続することにより、波長変換層５０などに蓄積されうる熱を、金属ワイヤを介して効率的に放熱することができると考えられる。なお、このような放熱機構７３は、第１および第２の実施例による発光装置に設けてもかまわない。
【００６５】
第１〜第３の実施例による発光装置は、たとえば車両用灯具や液晶表示装置に応用することが可能である。以下では、第３の実施例による発光装置１３を例にして、車両用灯具および液晶表示装置への応用例について説明する。
【００６６】
図６Ｂは、発光装置１３を含む車両用灯具の構成を示す概念図である。図６Ｂに示す車両用灯具において、たとえば２つの発光装置１３ａ，１３ｂが出射する光（偏光）の光路上には、それぞれレンズ等を含む光学系８１ａ，８１ｂが配置されている。光学系８１ａ，８１ｂは、発光装置１３ａ，１３ｂが出射する光（偏光）を所定の光束に整形する。光学系８１ａ，８１ｂは、たとえば発光装置１３ａ，１３ｂから出射される光（偏光）が、車両前端部に正対した仮想鉛直スクリーン（照射面）８２上に重なり合うように設定される。ここで、発光装置１３ａ，１３ｂから出射される偏光は、ｐ偏光（電気ベクトルが路面に対する入射面内で振動する光）になるよう設定されることが望ましいであろう。なお、発光装置１３は、特許文献２に記載される車両用灯具の「ＬＥＤ光源」の代替品として用いることもできる。また、特許文献３に記載される車両用灯具の「ＬＥＤランプなどの光源」の代替品として用いることもできる。
【００６７】
図６Ｃは、発光装置１３を含む液晶表示装置の構成を示す概念図である。図６Ｃに示す液晶表示装置において、発光装置１３が出射する光（偏光）の光路上には、発光装置１３側から順に、液晶セル８３および検光子（偏光フィルム）８４が配置されている。たとえば液晶セル８３が垂直配向型である場合には、発光装置１３におけるワイヤグリッド偏光板の透過軸と変更フィルム８４の透過軸とが直交するように、発光装置１３および偏光フィルム８４が配置される（クロスニコル配置）。発光装置１３のワイヤグリッド偏光板が液晶表示装置の偏光子の役割を果たすため、別途偏光フィルム（偏光子）が配置される従来の液晶表示装置よりも薄型化することができるであろう。
【００６８】
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。
【符号の説明】
【００６９】
１１    発光装置（第１の実施例）、
１２    発光装置（第２の実施例）、
１３    発光装置（第３の実施例）、
２０    サブマウント基板、
２１    バンプ、
３０    発光素子、
３１    発光構造体、
５０    波長変換層、
５１    スペーサ、
５２    蛍光体、
５３    基盤部材、
６０    ワイヤグリッド偏光板、
６１    板状部材、
６２    金属ワイヤ、
６５    フォトレジスト、
７１    仕切り部材、
７２    光反射部材、
７３    放熱機構、
８１    光学系、
８２    スクリーン、
８３    液晶セル、
８４    検光子（偏光フィルム）。
【図１】
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【図４】
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【図６】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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