荧光板、光源装置以及投影型影像显示装置的制作方法

本公开涉及荧光板、光源装置以及投影型影像显示装置。

背景技术：

以往，作为投影机用的光源，使用了高亮度的高压水银灯。在这些高压水银灯中，存在无法瞬间点亮、因光源寿命短而维护繁杂的课题。另一方面，伴随近年的固体发光元件(例如，半导体激光器、发光二极管等)技术的发展，提出了使用这些固体光源作为影像显示装置的光源。

在专利文献1记载的光源装置中公开了以下结构，即，为了高效地获取由荧光体轮发出的荧光，在金属基材的表面实施银蒸镀，由此，以高反射率进行反射，从而与在激励光源侧发出的荧光一起高效地获取在金属基板侧发出的荧光。

此外，在专利文献2记载的光源装置中公开了以下方法，即，为了以较低成本实现金属基材表面的高反射率，而在金属基材与荧光体层之间涂敷氧化钛层。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：jp特开2011-53320号公报

专利文献2：jp特开2013-228598号公报

技术实现要素：

本公开提供荧光板、光源装置以及投影型影像显示装置，在抑制荧光体层的温度上升的同时，保持高的基材反射率，实现高的变换效率。

本公开的荧光板具备平板支承基材、设置在平板支承基材的表面的反射膜、设置在反射膜上并且包含金属氧化物和透明粘合剂的反射层、以及设置在反射层上的荧光体层，反射层的厚度是10μm以上且90μm以下，反射层的金属氧化物的体积浓度是15～40vol％。

在本公开中进一步提供包含本公开的上述荧光板的光源装置以及投影型影像显示装置。

发明效果

根据本公开的荧光板，能实现保持高的从激励光到荧光的变换效率并且抑制了荧光体层的温度上升的光源装置。

附图说明

图1是具备实施方式1涉及的荧光板的荧光体轮组件的结构图。

图2是表示实施方式1涉及的荧光板的反射层以及荧光体层的结构的图。

图3是表示相对于金属氧化物的体积浓度的、反射层的漫反射率的图。

图4是表示相对于反射层的厚度的、反射层的漫反射率的图。

图5是实施方式1涉及的光源装置以及投影型影像显示装置的结构图。

图6是表示实施方式1涉及的荧光板的发光过程的概念的图。

图7是表示实施方式2涉及的荧光板组件的结构的图。

图8是实施方式3涉及的光源装置以及投影型影像显示装置的结构图。

图9是具备实施方式3涉及的荧光板的荧光体轮组件的结构图。

图10是实施方式3涉及的色轮组件的结构图。

符号说明

10荧光板

11平板支承基材

12反射膜

13反射层

13b透明粘合剂

13r金属氧化物

14荧光体层

14b透明粘合剂

14p荧光体

15马达

16平衡板

17螺钉

18荧光体轮组件

20光源装置

21、22透镜

30光源

31半导体激光器

32准直透镜

34聚光透镜

35凹透镜

36a漫射板

36bλ/2波长板

37分色镜

38透镜

39aλ/4波长板

39b反射镜

40照明装置

41a、41b透镜阵列

42偏振光变换元件

43会聚透镜

44c、45g分色镜

45r反射镜

45ba反射镜

45bb透镜

45bc反射镜

46r、46g、46b透镜

47r、47g、47b入射侧偏振光板

48r、48g、48b射出侧偏振光板

49色合成棱镜

50lcd

50r红色lcd

50g绿色lcd

50b蓝色lcd

60投影透镜

100、200投影型影像显示装置

101、110荧光板

111平板支承基材

112反射膜

113反射层

114荧光体层

114b缺口区域

114g、114y荧光体层

118荧光体轮组件

119低折射率层

120光源装置

121、122、125透镜

123、124、126反射镜

131反射层

131b透明粘合剂

131r金属氧化物

136漫射板

137分色镜

138透镜

140照明装置

141荧光体层

141b透明粘合剂

141p荧光体

142棒状积分器

143、144、145透镜

150影像装置

151平板冷却基材

152全反射棱镜

152a面

153dmd

160投影透镜

170滤色器轮

171透明基板

174分色膜

174b透过区域

174g、174y、174r滤色器

181荧光板组件

191冷却扇

具体实施方式

以下，适当参照附图详细说明实施方式。其中，有时会省略不必要的详细说明。例如，有时会省略广泛已知的事项的详细说明、针对实质相同的结构的重复说明。这是为了避免以下的说明变得不必要地冗长，使本领域技术人员容易理解。另外，附图以及以下的说明是为了本领域技术人员充分理解本公开而提供的，意图并不在于由此来限定权利要求书所记载的主题。

此外，以下，在本公开的实施方式涉及的光源装置以及投影型影像显示装置的附图的记载中，对相同或类似的部分附加相同或类似的符号。其中，附图是示意性的，应当留意各尺寸的比率等会与实际的情况不同。因此，具体的尺寸等应当参照以下的说明来判断。此外，在附图彼此间当然也会包含彼此的尺寸的关系、比率不同的部分。

在以下的实施方式中，作为本公开涉及的光源装置的一例，列举使用于投影型影像显示装置的光源装置来说明，但作为使用本公开的光源装置的设备，并不限定于此，例如也可以是前照灯等照明设备。

(实施方式1)

以下，参照附图来说明实施方式1涉及的荧光板、光源装置以及投影型影像显示装置。

(荧光板以及具备荧光板的荧光体轮的结构)

图1是表示具备作为实施方式1的荧光板10的荧光体轮组件18的结构的图。图1的(a)是从激励光的入射侧即+z方向观察的荧光体轮组件18的正视图，图1的(b)是用于说明图1的(a)所示的1b-1b面处的从+x方向观察的截面的示意图。

如图1所示，荧光板10包含：圆盘状的平板支承基材11；设置在平板支承基材11的表面的反射膜12；在反射膜12上设置为圆环状的反射层13；以及在反射层13上设置为圆环状的荧光体层14。荧光体轮组件18是通过3处的螺钉17经由未图示的马达15的轮毂将荧光板10、马达15和平衡板16夹入而固定的结构。马达15对圆盘状的平板支承基材11进行旋转驱动。

荧光板10经由马达15的安装部(未图示)固定于壳体，且由未图示的控制部来控制。这里，平衡板16是对作为旋转体的荧光体轮组件18的旋转平衡进行调整的金属构件，例如，通过切削平衡板16的一部分来进行平衡调整。

在荧光体轮组件18中，通过利用马达15使荧光板10旋转，从而使热向荧光体层14的积蓄得到分散，将荧光体层14冷却。

平板支承基材11是圆盘状的金属基材，例如，由热传导率高且加工性、成本出色的铝基板构成。反射膜12是使平板支承基材11的可见光的表面反射率提高的反射膜，例如，由金属铝增反射膜、电介质多层膜构成。

使用图2来说明荧光板10的反射层13以及荧光体层14的结构。

反射层13是将金属氧化物13r混炼到透明粘合剂13b中而构成的高反射涂料，在反射膜12的表面涂敷成圆环状而生成。作为反射层13的高反射涂料是金属氧化物13r的体积浓度为15～40vol％且剩余的大部分由透明粘合剂13b填充的、在可见光区域具有高的反射率的白色涂料。

透明粘合剂13b例如是具有高的可见光透过率且耐热性出色的硅酮树脂。金属氧化物13r例如是具有高的折射率的氧化钛。反射层13通过因氧化钛的高的折射率导致的光的散射而获得反射作用，但是为了实现更高的反射作用，优选氧化钛的粒径是0.15～0.4μm。

荧光体层14是将荧光体14p的粉末混炼到透明粘合剂14b中而构成的荧光体混合物，生成在以圆环状涂敷形成在反射膜12上的反射层13的表面。作为荧光体层14的荧光体混合物是荧光体14p的体积浓度为30vol％以上且通过激励光e进行荧光发光的荧光体混合物。为了在激励光强度20w/mm²以上的高光密度下也高效率地进行荧光发光，荧光体14p的粒径大于金属氧化物13r的粒径。

透明粘合剂14b例如是具有高的可见光透过率且耐热性出色的硅酮树脂。另外，构成荧光体层14的透明粘合剂14b优选是与构成反射层13的透明粘合剂13b相同的素材，通过对反射层13和荧光体层14使用相同的透明粘合剂，从而反射层13和荧光体层14的界面处的折射率差就会消失，能够减少因界面处的折射以及反射导致的光损失。荧光体14p例如是通过波长约455nm的蓝色光的激励而发出主波长为约570nm的黄色的光的黄色荧光体py(例如，yag荧光体，y3al5o12:ce3^＋)，优选黄色荧光体py的粒径是20～30μm。

作为透明粘合剂，示出了硅酮树脂，但是除了能够使用环氧、丙烯这样的透明有机材料以外，还能够使用将硅酸钠、玻璃料、陶瓷粉末熔融而构成的透明无机材料等。

作为金属氧化物，示出了氧化钛，但是还能够使用氧化锌、锆等。

作为荧光体，示出了黄色的yag荧光体和硅酮树脂的混合物，但也可以是绿色的lag荧光体(lu3al5o12:ce3⁺)、橙色、红色的硅酸盐荧光体等，此外，还可以是陶瓷荧光体板。

使用图3来说明反射层13的漫反射率相对于金属氧化物13r的体积浓度的关系。所谓本实施方式中的体积浓度，是指在金属氧化物和透明粘合剂的混合物的总量中所占的金属氧化物的体积比例。此外，所谓本实施方式中的漫反射率，是指入射到反射层的全部光能量的量当中将由反射层吸收的光能量的量除外后的反射光的总能量的量。

图3是表示使用氧化钛(tio2)作为金属氧化物13r的情况下的反射层13的厚度10～90μm下的体积浓度和漫反射率的关系的曲线图。根据该曲线图可知，在相同的体积浓度的情况下，若增厚反射层13的膜厚，则作为整体，漫反射率会变大，若减薄膜厚，则漫反射率会变小。本实施方式中示出的反射层13的膜厚的值是通过接触方式测定到的值。

具体来说，如根据图3可明确的那样，可知反射层13的漫反射率无论在哪个反射层13膜厚下都以体积浓度30vol％附近作为峰值来描绘二次曲线，且在反射层13的厚度30μm以上时，在体积浓度15～45vol％下保持95％以上的高反射率。此外，可知在反射层13的厚度为10μm时，在体积浓度为15～40vol％的范围中，也保持漫反射率为90％以上的充分高的反射率。

一般，形成在玻璃光学研磨面的铝增反射膜的可见光平均反射率小于94％，此外，在本公开所示这样的向金属基板表面的蒸镀中，由于其表面粗糙度，平均反射率有降低的倾向。因而，若是本公开的反射层结构，则通过将膜厚设为30μm以上，能够在15～45vol％以上的体积浓度下实现95％以上的高的漫反射率，能够改善荧光发光效率。另一方面，在增大金属氧化物13r相对于透明粘合剂13b的体积浓度的情况下，由于涂料的粘度变大，因此要稳定地生成90μm以下的反射层的薄膜，体积浓度40vol％左右成为界限。这里，将反射层的膜厚设为90μm以下是由于以下原因：当体积浓度为30vol％时，漫反射率成为100％，所以可将该厚度90μm视为反射层的厚度的上限值。

因而可知，在本公开的反射层13中，期望将金属氧化物13r的体积浓度设定成15～40vol％。

使用图2说明荧光板10的反射膜12的表面处的反射层13和荧光体层14的结构。反射层13设置为与反射膜12的表面紧贴，例如，通过分配而涂敷在反射膜12的表面。荧光体层14设置为与反射层13的表面紧贴，例如，通过分配而涂敷在反射层13的表面。

这里，若将反射层13的厚度设为lr，将荧光体层14的厚度设为lp，则2层的厚度具有lp＞lr的关系，且反射层13的厚度为lr≤90μm。此外，若将涂敷在荧光板10的反射层13的宽度设为wr，将荧光体层14的宽度设为wp，将激励光e的荧光体层14上的激励光点尺寸设为φi，则wr＞φi，wp＞φi。

使用图4来说明反射层13的漫反射率相对于反射层13的厚度的关系。图4是表示使用氧化钛作为金属氧化物13r并且其体积浓度为30vol％下的膜厚和漫反射率的关系的曲线图。曲线图的实线是在作为平板支承基材11的铝基材的表面施加了作为反射膜12的铝增反射膜的情况，虚线表示未在作为平板支承基材11的铝基材设置反射膜12的情况。反射层13的漫反射率与膜厚成比例地变大，在具有反射膜12的情况下，可知在60μm以上时成为99％以上而饱和。另外，若增大反射层13的体积浓度，则作为整体，漫反射率变大，若减小体积浓度，则漫反射率变小。因而，关于反射层13的膜厚，在具有反射膜12时，在将体积浓度设为30vol％的情况下，根据该图4的曲线图，若是20μm以上的范围，则也能得到漫反射率为95％以上的高漫反射率。使用表现反射膜12的效果的图4进一步说明这一情况。

在图4的曲线图中，虚线示出没有反射膜12的情况，实线示出有反射膜12的情况，即使在不设置反射膜12的情况下，若是100μm以上的反射层膜厚，则也能够得到与具有反射膜12的情况同等的漫反射率。但是，增厚反射层13的膜厚意味着，将在反射层13之上所具备的荧光体层14中通过荧光的激励过程产生的热传导到平板支承基材11的效率会降低，伴随荧光体层14的温度上升，发光效率有可能会降低。也就是说，热传导率小的反射层13成为阻热材，存在会妨碍荧光体层14的冷却的课题。为了达成成为朝向光学研磨面的铝增反射膜的反射率以上的95％以上的反射率，在未设置反射膜12的情况下，需要80μm以上的反射层13的膜厚。另一方面，若是设置了反射膜12的情况，则能以20μm的反射层13的膜厚达成95％以上的漫反射率，且能将反射层13的膜厚从80μm薄膜化到20μm，减少60μm的厚度。由此，能提高对荧光体层14的冷却效果。

如以上这样，在反射层13的体积浓度为15～40vol％的范围下，即使在反射层13的厚度为10μm的情况下，也可得到漫反射率为90％以上的充分高的反射率，在反射层13的厚度为30μm以上的情况下，漫反射率成为95％的高反射率。其中，反射层的厚度的上限值如上所述是90μm，所以作为得到高的反射率的条件，反射层13的厚度是10μm以上且90μm以下，且反射层中包含的金属氧化物的体积浓度处于15～40vol％的范围。此外，当设为反射层13的体积浓度30vol％时，反射层的厚度为10～50μm，即，优选设为30±20μm的范围。即，在制作上，对于可得到均匀的膜厚的反射层的厚度来说，期望10μm是薄的程度的限度，且将反射率成为大致接近于100％的值的50μm厚的程度设定为限度。

(光源装置以及投影型影像显示装置的概要)

图5是表示实施方式1涉及的投影型影像显示装置100的光学结构的图。

投影型影像显示装置100包含：射出作为基准光的白色光w的光源装置20；将来自光源装置20的光均匀化、色分离后对作为空间调制元件的3枚液晶面板(lcd：liquidcrystaldisplay)进行照明，基于由外部输入的影像信号对利用3枚lcd调制后的影像光进行色合成的照明装置40；以及将色合成后的影像光放大投影到屏幕的投影透镜60。这样，本实施方式的投影型影像显示装置100是搭载根据影像信号对照明光进行调制的3枚lcd50(影像调制元件的一例)的投影型影像显示装置。

(光源装置的结构)

光源装置20具备光源30。该光源30包含作为激光光源的半导体激光器31、和准直透镜32。这里，半导体激光器31是固体光源的一例，光源30是激励光源的一例。

半导体激光器31射出rgb的3原色当中发光效率最高的蓝色的激光(例如，波长455nm)。半导体激光器31为了得到高输出的基准光而构成为将多个个体配置成矩阵状而成的阵列光源33。虽然未图示，但是在该阵列光源33的背面侧具备用于强制空气冷却的散热器。配置在各个半导体激光器31的射出侧的准直透镜32将半导体激光器31的射出光聚光成大致平行的光。

由光源30射出的蓝色的激光在通过聚光透镜34聚光的同时进行叠加，并且在通过凹透镜35减小光束的同时被大致平行光化后被漫射板36a漫射，进而，透过λ/2波长板36b而入射到分色镜37。分色镜37透过p偏振光的蓝色激光，而反射s偏振光的蓝色激光。这里，从半导体激光器31射出的蓝色激光是特定的直线偏振光，λ/2波长板36b使入射的作为直线偏振光的蓝色激光的偏振光方向旋转。因此，通过调整λ/2波长板36b的旋转角，能够调整入射到分色镜37的蓝色激光的偏振光方向，并调整透过分色镜37的p偏振光分量和反射的s偏振光分量。

透过了分色镜37的作为p偏振光的蓝色激光被透镜38聚光，在透过λ/4波长板39a后，由反射镜39b反射并再次透过λ/4波长板39a，由此偏振光分量旋转90度而成为s偏振光，被再次入射的分色镜37反射。

在分色镜37反射的作为s偏振光的蓝色激光被透镜22和透镜21聚光为荧光发光的激励光e并导入到荧光体轮组件18的荧光体层14。通过入射到荧光体层14的激励光e，在荧光体轮组件18的荧光体层14激励与激励光e不同的波段的荧光f。在荧光体轮组件18射出的荧光f由包含透镜21和透镜22的准直透镜群大致平行光化，并再次入射到分色镜37，与被分色镜37反射的作为s偏振光分量的蓝色激光一起，导入到照明装置40。透镜21和透镜22是聚光光学系统的一例。

这里，在光源装置20中，荧光f是通过作为蓝色激光的激励光而发出黄色的荧光的黄色光，光源装置20通过将蓝色激光和作为荧光的黄色光叠加，从而射出白色光w。

(整体结构)

在光源装置20射出的白色光w通过透镜阵列41a、透镜阵列41b、偏振光变换元件42、会聚透镜43而均匀地对lcd50进行照明。这里，在会聚透镜43射出的白色光w由分色镜44c分光成红色基准光lr和绿色基准光lg以及蓝色基准光lb的青色合成光lc。青色合成光lc由分色镜45g分光成绿色基准光lg和蓝色基准光lb。这里，透镜阵列41a、透镜阵列41b、偏振光变换元件42、会聚透镜43、以及分色镜44c、45g构成照明光学系统。

红色基准光lr在被反射镜45r反射后，透过透镜46r、入射侧偏振光板47r，由红色lcd50r调制成影像光并通过射出侧偏振光板48r而导入到色合成棱镜49。

绿色基准光lg在被分色镜45g反射后，透过透镜46g、入射侧偏振光板47g，由绿色lcd50g调制成影像光并通过射出侧偏振光板48g而导入到色合成棱镜49。

蓝色基准光lb通过反射镜45ba、透镜45bb、反射镜45bc，透过透镜46b、入射侧偏振光板47b，由蓝色lcd50b调制成影像光并通过射出侧偏振光板48b而导入到色合成棱镜49。

调制成影像光的蓝色基准光lb、绿色基准光lg、红色基准光lr由色合成棱镜49合成，并由投影透镜60放大投影到未图示的屏幕。另外，作为空间调制元件的lcd50和色合成棱镜49构成影像生成部，投影透镜60是投影光学系统的一例。

(荧光板中的发光过程的说明)

参照图6，入射到荧光体层14的激励光e在透过荧光体层14中的过程中，被荧光体层14中包含的荧光体吸收，而进行荧光发光。这里，由荧光体发光的荧光由于在全部方向上发光，所以与进入到作为光获取面侧的激励光e的入射面侧的分量即荧光f1同时存在进入到作为激励光e的入射方向的反射层13侧的分量即荧光f2。荧光f2透过荧光体层14而入射到反射层13，成为由反射层13反射而进入到激励光e的入射面侧的分量即荧光f3和透过反射层13的分量即荧光f4，进一步地，荧光f4透过反射层13被反射膜12反射而进入到激励光e的入射面侧。另一方面，激励光e当中未被荧光体层14吸收的激励光e1透过荧光体层14，成为由反射层13反射的激励光分量即激励光e2和透过反射层13由反射膜12反射的分量即激励光e3。荧光体层14的荧光体也通过激励光e2以及激励光e3而发光，成为荧光f5。激励光e2和激励光e3当中未被荧光体层14吸收的分量作为激励光e4在荧光体层14射出。

因而，在荧光板10中，通过激励光e被变换的荧光f能够以f＝f1+f2+f3+f4+f5示出。荧光板10射出激励光e当中未被变换而在荧光体层14射出的激励光e4和荧光f。

(效果)

在本实施方式中，荧光板10通过具备设置在平板支承基材11的表面的反射膜12、设置在反射膜12上的反射层13、以及设置在反射层13上的荧光体层14，从而改善荧光f相对于激励光e的发光效率，实现光源装置的高亮度化。此外，通过具备反射膜12，从而即使减薄反射层13的厚度也能够实现充分的反射率，能将荧光体层14的热适当地排出到平板支承基材11，降低荧光体层14的温度。

(实施方式2)

图7是表示本公开的实施方式2涉及的荧光板组件的结构的图。以下，对与图1相同的结构部分附加相同的符号，主要针对与实施方式1的不同点来说明。

在实施方式1中，是基于使用圆盘状的基板作为平板支承基材11并利用马达15使圆形基材旋转的荧光体轮组件18的荧光板以及光源装置的例子，通过利用马达15进行旋转驱动，从而对荧光体层14进行冷却。在本公开的实施方式2中，说明使用了兼做具有冷却功能的散热器的平板冷却基材151的固定式的荧光板的例子。本实施方式2中的荧光板组件181能够置换实施方式1中的荧光体轮组件18来使用。

(荧光板以及光源装置的结构)

图7是表示具备作为实施方式2的荧光板101的荧光板组件181的结构的图。图7是从+x方向观察的侧视图。

如图7所示，荧光板组件181具备荧光板101和冷却扇191。荧光板101包含：兼做冷却用的散热器的平板冷却基材151；施加在平板冷却基材151的表面的反射膜112；在反射膜112的表面中央生成的反射层131；以及在反射层131上生成的荧光体层141。在平板冷却基材151的形成了反射膜112的面的相反侧具备散热器构造，通过冷却扇191进行强制空气冷却。

平板冷却基材151例如是通过铝的挤压而成型的散热器。反射膜112例如是铝增反射膜。平板冷却基材151是平板支承基材的一例。

反射层131是将金属氧化物131r混炼到透明粘合剂131b中而生成的高反射涂料，且在反射膜112的表面以兼做用于粘接荧光体层141的粘接剂的方式来涂敷。作为反射层131的高反射涂料是金属氧化物131r的体积浓度为15～40vol％且剩余的大部分由透明粘合剂131b填充的、在可见光区域具有高的反射率的白色粘接剂。

荧光体层141是将透明粘合剂141b和荧光体141p混合进行烧成而构成的陶瓷荧光体，且隔着反射层131与反射膜112的表面粘接。作为荧光体层141的陶瓷荧光体是荧光体141p的体积浓度为90vol％以上且通过激励光e进行荧光发光的荧光体陶瓷。为了在强激励光下也得到高的发光效率，荧光体141p的粒径大于金属氧化物131r的粒径。

若是作为无机的荧光体层141的陶瓷荧光体，则能够将通过激励光e作用下的荧光f的发光过程产生的发热以高的热传导率进行传热、散热。通过提高作为粘接剂的反射层131的金属氧化物131r的浓度，能够增大反射层131的热传导率，进而，通过减薄反射层131的厚度来构成，能够将荧光体层141中的发热高效率地传到平板冷却基材151。因而，通过基于冷却扇191的冷却效果，能够实现荧光体层141的高效率的冷却。

这里，荧光体141p例如是通过波长约455nm的蓝色光的激励而发出主波长为约570nm的黄色的光的黄色荧光体py(例如，yag荧光体，y3al5o12:ce3⁺)。

(投影型影像显示装置的概要)

实施方式2涉及的荧光板组件181能够在实施方式1的图5所示的投影型影像显示装置中置换荧光体轮组件18来使用。与荧光体轮组件18同样地，荧光板组件181发出黄色的荧光，通过与蓝色激光进行合成，从而构成光源装置，能够实现投影型影像显示装置。

与荧光体轮组件18不同，若是实施方式2所示的荧光板组件181，则由于不具有马达驱动部，所以具有噪音、振动时的可靠性出色这样的效果。

(实施方式3)

图8是表示作为本公开的实施方式3的光源装置以及投影型影像显示装置的结构的图。以下，对与图5相同的结构部分赋予相同的符号，主要说明与实施方式1的不同点。

图5所示的实施方式1涉及的投影型影像显示装置100是使用了3枚lcd50作为空间调制元件的3板式的液晶投影机的例子，由光源装置20生成的白色光w被照明装置40的色分离光学系统进行色分离，独立地导入到作为各色用的空间调制元件的lcd50，并再次由色合成棱镜49进行色合成来进行投影，由此进行图像显示。在本公开的图8所示的实施方式3中，说明了搭载了1枚作为空间调制元件的dmd(digitalmirrordevice)的、单板式的dlp(注册商标)方式的投影机的例子。

(光源装置以及投影型影像显示装置的概要)

图8是表示实施方式3涉及的投影型影像显示装置200的光学结构的图。

投影型影像显示装置200包含：射出作为基准光的白色光w的光源装置120；将来自光源装置120的光均匀化、色分离对作为空间调制元件的dmd进行照明的照明装置140；包含将来自照明装置140的照明光与影像信号相匹配地进行调制并以时分方式生成rgb各色的影像光的空间调制元件的影像装置150；以及将影像光放大投影到屏幕的投影透镜160。本实施方式的投影型影像显示装置200是搭载按照影像信号对照明光进行调制的1枚作为空间调制元件的dmd153的投影型影像显示装置。

(光源装置的结构)

光源装置120具备光源30。从光源30射出的蓝色激光在通过聚光透镜34聚光的同时进行叠加，并且在通过凹透镜35减小光束的同时被大致平行光化后被漫射板136漫射，入射到分色镜137。分色镜137反射蓝色激光，而透过其他波段的光。

由分色镜137反射的蓝色激光被透镜22和透镜21聚光为用于荧光发光的激励光e并导入到荧光体轮组件118的荧光体层114(参照图9)。通过入射到荧光体层114的激励光e，在荧光体轮组件118的荧光体层114激励与激励光e不同的波段的荧光f。通过激励光e激励而得到的在荧光体轮组件118射出的荧光f被包含透镜21和透镜22的准直透镜群大致平行光化，再次入射到分色镜137并透过，导入到照明装置140。此外，导入到荧光体轮组件118的蓝色激光当中透过荧光体轮组件118的蓝色激光由包含透镜121和透镜122的准直透镜群大致平行光化，经由反射镜123、反射镜124、透镜125、反射镜126再次被分色镜137反射，导入到照明装置140。荧光体轮组件118的详细情况后述。这样，作为激励光源的光源30配置成对荧光板110的荧光体层114入射激励光。

在光源装置120中，荧光体轮组件118中的荧光体层114以时分方式发出黄色和绿色的荧光，通过与以时分方式透过荧光体轮组件118的蓝色激光进行色合成，从而从光源装置120以时分方式射出黄色、绿色、蓝色的光。

在光源装置120射出的荧光f和蓝色激光通过透镜138照射到照明装置140的滤色器轮170。滤色器轮170的详细情况后述。

蓝色激光以及由滤色器轮170修剪成所期望的色光的荧光f在滤色器轮170射出后，入射到棒状积分器142。

(投影型影像显示装置的结构)

照明装置140包含滤色器轮170、棒状积分器142、透镜143、透镜144、透镜145。从棒状积分器142射出的光由透镜143、透镜144、透镜145中继，作为来自照明装置140的射出光而入射到影像装置150。

影像装置150是接受从照明装置140照射的光而生成影像的装置，如图8所示，包含：全反射棱镜152；以及作为基于由外部输入的影像信号对入射光进行调制的空间调制元件的1枚dmd153(影像调制元件的一例)。这样，照明装置140是将来自光源装置的射出光导入到影像调制元件的照明光学系统的一例，影像装置150是影像生成部的一例。

全反射棱镜152具有对光进行全反射的面152a，将由照明装置140入射的光导入到dmd153。dmd153具有多个可动式的微镜，通过未图示的控制部，与入射到各个微镜的各色基准光的定时相匹配地，并且，按照所输入的影像信号进行控制，根据影像信号来对各色基准光进行调制。通过dmd153调制后的光透过全反射棱镜152而导入到作为投影系统的投影透镜160。作为投影系统的投影透镜160将按时间合成的影像光放大投影到未图示的屏幕。投影透镜160是投影光学系统的一例。

(荧光体轮以及滤色器轮的结构)

使用图9说明荧光体轮组件118的结构。图9的(a)是从图9的+z方向观察的荧光板110的正视图，图9的(b)是用于说明图9的(a)的9b-9b面处的从+x方向观察的截面的示意图。在图9中，对与图1相同的部分赋予相同的符号，省略其说明。

实施方式3中的平板支承基材111与实施方式1的圆盘状的平板支承基材11不同，是在一部分设置了缺口区域114b的大致圆盘形状，且在表面具备反射膜112。在反射膜112的表面，反射层113被设置成除缺口区域114b以外的圆环、扇形形状，进而，如图9的(a)所示，在反射层113上，将荧光体层114y和荧光体层114g(将荧光体层114y和荧光体层114g统称为荧光体层114)设置成扇形形状。

荧光体层114y将通过波长约455nm的蓝色光的激励而发出主波长为约570nm的黄色的光的荧光体针对平板支承基材111涂敷形成在作为以平板支承基材111的旋转中心为中心的圆环状的一部分的区域的扇形形状的范围。

荧光体层114g将通过波长约455nm的蓝色光的激励而发出主波长为约550nm的绿色的光的荧光体针对平板支承基材111涂敷在作为以平板支承基材111的旋转中心为中心的圆环状的一部分的区域的扇形形状的范围。

荧光体层114y将黄色荧光体py经由透明粘合剂涂敷在平板支承基材111的反射层113的表面。荧光体层114g将绿色荧光体pg经由透明粘合剂涂敷在平板支承基材111的反射层113的表面。

作为黄色荧光体py，例如使用y3al5o12:ce3⁺。作为绿色荧光体pg，例如使用lu3al5o12:ce3⁺。作为透明粘合剂，例如使用硅酮树脂。

平板支承基材111的缺口区域114b是未设置平板支承基材111和荧光体层114的区域，作为被照射的激励光e的蓝色激光不改变波长地透过。

在荧光体层114的表面具备具有比荧光体层低的折射率的低折射率层119。低折射率层119通过缓和空气中与荧光体层114之间的折射率差，从而减少入射到荧光体层114的激励光e的表面反射，改善取入效率。低折射率层119减少从荧光体层114射出的荧光f的界面反射，改善来自荧光体层114的光获取效率。

低折射率层119例如是将中空二氧化硅等折射率比透明粘合剂低的低折射率粒子混炼到硅酮树脂等透明粘合剂中且包含90vol％以上的中空二氧化硅的体积浓度的作为厚度50～200nm的涂膜的大致透明的涂料。此外，低折射率层119例如是作为成为电介质多层膜的防反射膜的ar蒸镀膜。

使用图10说明滤色器轮170的结构。图10的(a)是从+z方向观察的滤色器轮170的正视图，图10的(b)是从+x方向观察的滤色器轮170的侧视图。

如图10的(b)所示，滤色器轮170包含透明基板171、马达15、平衡板16、螺钉17。马达15对圆盘状的透明基板171进行旋转驱动。马达15通过未图示的控制部对透明基板171进行旋转控制，例如，透明基板171和马达15是利用马达的轮毂而被粘接的结构。平衡板16、螺钉17与荧光体轮组件118同样地设置。

透明基板171是设为圆盘状的透明基板，例如，由遍及整个可见区域为高透过的玻璃基板构成。

在透明基板171的光入射面，具有施加用于反射所入射的光的一部分波段区域来实现所期望的色光的、透过所期望的波长区域的光的分色膜174而构成的滤色器174g、174y、174r、174b，在透明基板171的光射出面具备防反射膜175。分色膜174(将滤色器174g、174y、174r、174b统一记载为分色膜174)是滤色器中的反射膜的一例。

这里，通过作为激励光e的蓝色激光，在荧光体层114y激励黄色荧光fy，在荧光体层114g激励绿色荧光fg，反射并射出，在缺口区域114b透过蓝色激光。

如图10的(a)所示那样，滤色器轮170具有4个区段。作为第1区段的滤色器174g由在比波长480nm长的可见的波长区域具有高透过的特性且在波长480nm以下的短的可见的波长区域具有高反射的特性的分色膜构成。作为第2区段的滤色器174y由在比波长480nm长的可见的波长区域具有高透过的特性且在波长480nm以下的短的可见的波长区域具有高反射的特性的分色膜构成。作为第3区段的滤色器174r由在比波长600nm长的可见的波长区域具有高透过的特性且在波长600nm以下的短的可见的波长区域具有高反射的特性的分色膜构成。作为第4区段的透过区域174b是作为防反射膜的ar涂层。

即，滤色器174g、174y、174r将所入射的光的一部分的波段区域反射并截止，而透过用于实现所期望的色光的所期望的波长区域的光，这样来进行修剪。

这里，荧光体轮组件118和滤色器轮170按照相同的转速同步地被旋转控制。即，滤色器轮170被旋转控制为上述的4个区段以与1帧(例如，1/60秒)对应的时间进行一次旋转。

对旋转控制进行调整，使得从荧光体轮组件118中的荧光体层114y射出的黄色荧光fy入射到滤色器轮170中的滤色器174y以及滤色器174r。因而，荧光体层114y的角度被设定为与滤色器174y以及滤色器174r的角度之和相同。

在荧光体层114y射出的黄色荧光fy透过滤色器174y的情况下，反射波长480nm以下的波长的可见光，而透过比波长480nm长的波长的可见光，生成黄色基准光ly。在荧光体层114y射出的黄色荧光fy透过滤色器174r的情况下，反射波长600nm以下的波长的可见光，而透过比波长600nm长的波长的可见光，生成红色基准光lr。

对旋转控制进行调整，使得从荧光体轮组件118中的荧光体层114g射出的绿色荧光fg入射到滤色器轮170中的滤色器174g。因而，荧光体层114g的角度和滤色器174g的角度被设定成相同。在荧光体层114g射出的绿色荧光fg透过滤色器174g的情况下，反射波长480nm以下的波长的可见光，透过比波长480nm长的波长的可见光，生成绿色基准光lg。

对旋转控制进行调整，使得透过荧光体轮组件118中的缺口区域114b的激励光e入射到滤色器轮170中的透过区域174b。因而，缺口区域114b的角度和透过区域174b的角度被设定成相同。透过了透过区域174b的激励光e生成蓝色基准光lb。

(效果)

通过设置本结构所示的低折射率层，能够改善激励光的取入效率，此外，由于能够改善荧光的获取效率，所以能够与光源装置的高亮度化一起，实现减轻因未被获取的荧光导致的发热的冷却效率的改善。

产业上的可利用性

本公开涉及通过使用激励光源的光源装置而被激励的荧光板，能适用于投影型影像显示装置。