投影器用荧光轮和投影器用发光器件的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及投影器用荧光轮和投影器用发光器件。
[0002]背景技術
[0003]近年来，为了使投影器小型化，提案有使用LED(Light Emitting D1de:发光二极管)和荧光体的发光器件。例如，专利文献I公开的是使用如下发光器件的投影器，该发光器件具备发紫外光的光源和将来自光源的紫外光转变为可见光的荧光体层。在专利文献I中，使用通过在环状的能够旋转的透明基板之上设置环状的荧光体层而制作出的荧光轮。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本特开2004-341105号公报
【发明内容】
[0007]发明所要解决的问题
[0008]使用现有的荧光轮的发光器件存在发光强度不充分的问题。
[0009]本发明的目的在于，提供能够提高发光强度的投影器用荧光轮和使用其的投影器用发光器件。
[0010]用于解决问题的方案
[0011]本发明的投影器用荧光轮的特征在于，包括:环状的透明基板，其具有位于激发光的入射侧的第一主面和位于激发光的出射侧的第二主面;荧光体层，其设置在透明基板的第二主面上，具有无机粘合剂和分散于上述无机粘合剂中的荧光体;和滤光片层，其设置在透明基板的第一主面上或第二主面与荧光体层之间，透射激发光，反射从荧光体层射出的荧光。
[0012]优选荧光体层呈环状设置。
[0013]优选透明基板的厚度为2.0mm以下。
[0014]优选荧光体层在荧光体层的周向上的宽度为激发光的光点直径的6倍以上。
[0015]激发光例如为蓝色光。此外，荧光例如为绿色光、黄色光或红色光。
[0016]优选滤光片层为使410?450nm的波长区域的光透射95%以上、使500?750nm的波长区域的光反射95%以上的带通滤光片。
[0017]无机粘合剂例如为玻璃。
[0018]透明基板的折射率与无机粘合剂的折射率之差为0.4以下。
[0019]荧光体层沿周向分割为多个区域，在多个区域含有种类互不相同的荧光体。
[0020]本发明的投影器用发光器件的特征在于:包括上述本发明的投影器用荧光轮和向荧光轮的荧光体层照射激发光的光源。
[0021]发明的效果
[0022]根据本发明，能够提高投影器用发光器件的发光强度。
【附图说明】
[0023]图1是表示本发明的第一实施方式的投影器用荧光轮的立体图。
[0024]图2是沿着图1所示的A-A线的剖面图。
[0025]图3是放大表示本发明的第一实施方式的投影器用荧光轮的荧光体层的局部俯视图。
[0026]图4是表示本发明的第一实施方式的投影器用荧光轮的荧光的反射状态的示意剖面图。
[0027]图5是表示使用本发明的第一实施方式的投影器用荧光轮的发光器件的示意侧视图。
[0028]图6是表示本发明的第一实施方式的投影器用荧光轮的滤光片层的分光特性的图。
[0029]图7是表示本发明的第一实施方式中使用绿色荧光体的情况下的发光强度的图。
[0030]图8是表示本发明的第一实施方式中使用黄色荧光体的情况下的发光强度的图。
[0031]图9是表示本发明的第二实施方式的投影器用荧光轮的剖面图，是相当于第一实施方式的图2的剖面图。
[0032]图10是表示本发明的第二实施方式的投影器用荧光轮的荧光的反射状态的示意剖面图。
[0033]图11是表示本发明的第一实施方式和第二实施方式中使用绿色荧光体的情况下的发光强度的图。
[0034]图12是表示本发明的第三实施方式的投影器用荧光轮的立体图。
【具体实施方式】
[0035]下面，对优选的实施方式进行说明。但是，以下的实施方式仅为例示，本发明并不限定于以下的实施方式。此外，在各附图中，实质上具有相同功能的部件有时用相同的符号进行参照。
[0036](第一实施方式)
[0037]在第一实施方式中，在透明基板的第一主面上设置有滤光片层。
[0038]图1是表示本发明的第一实施方式的投影器用荧光轮的立体图。图2是沿着图1所示的A-A线的剖面图。如图1和图2所示，荧光轮10具有环形状。荧光轮10包括环状的透明基板11、设置在透明基板11的第二主面Ilb上的环状的荧光体层12和设置在透明基板11的第一主面Ila上的滤光片层13。透明基板11的第一主面Ila是位于激发光I的入射侧的主面。透明基板11的第二主面Ilb是位于激发光I的出射侧的主面。
[0039]在本实施方式中，焚光体层12由无机粘合剂和分散于其中的焚光体构成。在本实施方式中，作为荧光体使用无机荧光体。
[0040]无机粘合剂只要能够用作无机荧光体等荧光体的分散介质就没有特别限定。例如，可以列举硼硅酸盐类玻璃、磷酸盐类玻璃等玻璃。另外，优选玻璃的软化点为250°C?1000°(:，更优选为300°(:?850°(:。
[0041]此外，作为无机粘合剂，能够使用利用溶胶凝胶法制成的透明无机材料。作为这样的透明无机材料，能够列举聚硅氮烷等。聚硅氮烷通过与空气中的水分发生反应而产生氨并进行缩合，形成S12的网状物。通过使用这样的透明无机材料，能够在比较低的温度(室温?200°C)形成荧光体层12。作为其它的透明无机材料，能够列举含有醇溶性有机硅化合物和/或其它金属化合物(有机或无机)、且在催化剂的存在下以比较低的温度形成与玻璃相同的S12网状物的透明无机材料。这样的透明无机材料在使用金属醇盐作为有机金属化合物、使用乙醇作为催化剂的情况下，可促进水解和脱水反应，结果是形成S12网状物。
[0042]荧光体只要是通过入射激发光I而射出荧光的荧光体就没有特别限定。作为荧光体的具体例，能够列举选自氧化物荧光体、氮化物荧光体、氮氧化物荧光体、氯化物荧光体、酰氯化物荧光体、硫化物荧光体、氧硫化物荧光体、齒化物荧光体、硫属化物荧光体、铝酸盐荧光体、卤磷酸盐化物荧光体、石榴石系化合物荧光体中的一种以上。在使用蓝色光作为激发光的情况下，例如能够使用作为荧光射出绿色光、黄色光或红色光的荧光体。
[0043]优选荧光体层12中的荧光体的含量在5?80体积％的范围内，更优选在10?75体积％的范围内，进一步优选在20?70体积％的范围内。
[0044]荧光体层12的厚度在激发光I可靠地被荧光体吸收那样的厚度的范围内越薄越好。这是因为当荧光体层12过厚时，存在荧光体层12的光的散射和吸收变得过大、荧光的出射效率变低的情况。具体而言，优选焚光体层12的厚度为Imm以下，更优选为0.5mm以下，进一步优选为0.3mm以下。焚光体层12的厚度的下限值通常为0.03mm左右。
[0045]滤光片层13是透射激发光1、反射从荧光体层12射出的荧光的滤光片层。在本实施方式中，滤光片层13是由电介质叠层膜构成的带通滤光片。此处，电介质叠层膜是所谓的被称为电介质多层膜的膜，由高折射率膜和低折射率膜的叠层体构成。作为能够用作带通滤光片的电介质叠层膜，可以列举将由氧化铌、氧化钛、氧化镧、氧化钽、氧化钇、氧化钆、氧化钨、氧化铪、氧化铝、氮化硅等构成的高折射率膜与由氧化硅等构成的低折射率膜交替地叠层得到的膜。
[0046]在使用蓝色光作为激发光的情况下，作为滤光片层13，例如能够使用将410?450nm的波长区域的光透射95%以上、将500?750nm的波长区域的光反射95%以上的带通滤光片。
[0047]滤光片层13的几何厚度可以根据目标特性在80?1000nm的范围内适当地调整。如果滤光片层13的几何厚度过小，则不易得到所期望的可见光选择透射功能。另一方面，如果滤光片层13的几何厚度过大，则有可能在滤光片层13产生的应力过大而产生裂缝，或滤光片层13从基材剥落。
[0048]在滤光片层13由将高折射率膜与低折射率膜交替地叠层得到的多层膜构成的情况下，膜的叠层数在8?100的范围内适当地调整。
[0049]透明基板11只要是使从光源照射的激发光透射的基板就没有特别限定。因此，透明基板11的“透明”是指相对于激发光透明的意思。作为透明基板11，例如能够使用玻璃基板、晶化玻璃基板、陶瓷基板等无机基板和树脂基板等。在使用无机基板作为透明基板11的情况下，能够将含有荧光体的无机粘合剂涂敷在透明基板11的表面，通过热处理，在透明基板11上直接形成(无机接合)荧光体层12 O这样制作的荧光轮10仅由无机物质构成，因此耐热性优异。此外，作为在透明基板11上形成荧光体层12的方法，可以列举将含有荧光体的浆状无机粘合剂在透明基板11的表面喷涂、或丝网印刷的方法。另外，也可以利用耐热树脂或玻璃将荧光体层12与透明基板11粘接。
[0050]在本实施方式中，图2所示的透明基板11的厚度t优选为2.0mm以下。透明基板11的厚度t进一步优选为1.0mm以下，进一步优选为0.6mm以下，进一步优选为0.4mm以下。通过使透明基板11的厚度t变薄，能够减少从荧光体层12射出的光向外部漏出的比例，能够提高发光强度。另外，在透明基板11的厚度t过薄的情况下，荧光轮10的机械强度降低，实用上难以操作，因此优选透明基板11的厚度t为0.1mm以上，进一步优选为0.2mm以上。
[0051]图3是放大表示本发明的第一实施方式的投影器用荧光轮的荧光体层的局部俯视图。在本实施方式中，荧光体层12的宽度W为激发光I的光点直径D的6倍以上。通过使荧光体层12的宽度W为激发光I的光点直径D的6倍以上，能够在荧光体层12内的宽广的区域使荧光或激发光I的散射或反射重复，因此能够提高发光效率，能够提高从荧光体层12射出的荧光的发光强度。荧光体层12的宽度W优选为激发光I的光点直径D的7倍以上，进一步优选为激发光I的光点直径D的10倍以上，特别优选为激发光I的光点直径D的13倍以上。荧光体层12的宽度W优选为激发光I的光点直径D的20倍以下。如果荧光体层12的宽度W变得过大，则荧光轮10会大型化，因此不优选。此外，因为需要大量的荧光体所以不优选。
[0052]图4是表示本发明的第一实施方式的投影器用荧光轮的荧光的反射状态的示意剖面图。如图4所示，激发光I在滤光片层13透射，从透明基板11的第一主面Ila向荧光体层12入射。通过射入到荧光体层12的激发光I激发荧光体层12中的荧光体14，从荧光体14射出荧光2。从荧光体14射出的荧光2中射向透明基板11的荧光2如图4所示被滤光片层13反射，再次向荧光体层12入射。因此，根据本发明，能够增加从荧光体层12射出的荧光2的量，能够提高发光强度。
[0053]通过减小透明基板11的折射率与荧光体层12的折射率之差，激发光I在透明基板11透射、向荧光体层12入射时，