[发明专利]波长转换部件、发光器件和波长转换部件的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及在投影仪等的发光器件中使用的波长转换部件。

背景技术

近年来，为了实现投影仪的小型化，人们提出使用了LED(Light Emitting Diode，发光二极管)、LD(Lazer Diode，激光二极管)等光源和荧光体的发光器件。例如，专利文献1公开了一种投影仪，其使用的发光器件包括发射紫外光的光源和将来自光源的紫外光转换为可见光的波长转换部件。在专利文献1中，所使用的波长转换部件(荧光轮)是通过在环状的可旋转的透明基板之上设置环状的荧光体层而制得的。

为了提高波长转换部件的发光效率，提高激发光的入射效率和荧光的出射效率是较为有效的。为此，有时会在波长转换部件的入射面或出射面设置防反射功能层。例如，专利文献1公开了在荧光体层的表面形成有低折射率层的波长转换部件。而专利文献2公开了在荧光体层的表面设置有基于电介质膜的防反射膜的波长转换部件。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2014-31488号公报

专利文献2：日本特开2013-130605号公报

发明内容

发明要解决的课题

例如，激光投影仪所使用的激光光源是这样使用的，即，利用准直透镜和聚光透镜等使从大量的激光元件发出的光会聚，聚束成1～2mm的光斑尺寸。像这样，由于使从大量的激光元件发出的光会聚，所以激发光对波长转换部件的入射角有增大的趋势。另外，波长转换部件内从激发光转换成荧光的光向所有角度辐射，所以也存在该光在波长转换部件表面的出射角增大的情况。

在这样的情况下，在专利文献1记载的波长转换部件的低折射率层中，由于因超过临界角而发生的全反射，激发光的入射效率和荧光的出射效率可能会降低。

另一方面，专利文献2记载的波长转换部件的电介质膜利用光的干涉所带来的相互抵消的原理来表现出防反射功能。电介质膜的防反射功能依赖于膜厚，所以若光的出入射角度为设计角度以上，则由于表观上的膜厚增大，存在难以表现出防反射功能的问题。

鉴于以上状况，本发明的目的在于提供一种对于各种角度的出入射光均能够表现出防反射功能，能够提高发光效率的波长转换部件。

用于解决问题的技术方案

发明人等经过积极的研究发现，利用在荧光体层的表面设置了具有特定凹凸结构的低折射率层的波长转换部件，能够解决上述问题。即，本发明的波长转换部件的特征在于，包括荧光体层和低折射率层，其中荧光体层包括玻璃基体和分散在玻璃基体中的荧光体颗粒，低折射率层设置在荧光体层的表面，且折射率为荧光体颗粒的折射率以下，低折射率层具有凹凸结构，该凹凸结构所形成的波纹度曲线的均方根斜率WΔq为0.1～1。

本发明的波长转换部件中，优选沿着荧光体层的从玻璃基体表面凸出的荧光体颗粒设置低折射率层，从而将低折射率层形成为凹凸结构。

本发明的波长转换部件中，优选低折射率层的算术平均粗糙度为3μm以下。这样，能够抑制因低折射率层表面的光散射引起的发光效率的降低。

本发明的波长转换部件中，优选低折射率层由玻璃构成。

本发明的波长转换部件中，优选低折射率层表面的露出有荧光体颗粒的面积的比率为15％以下。这样，低折射率层的防反射功能将变得容易发挥。

本发明的波长转换部件中，优选荧光体颗粒的平均粒径为10μm以上。这样，将容易获得具有期望的凹凸结构的低折射率层。

本发明的波长转换部件中，优选低折射率层的厚度为0.1mm以下。这样，将容易获得具有期望的凹凸结构的低折射率层。

本发明的波长转换部件中，优选荧光体层中的荧光体颗粒的含量为40～80体积％。

本发明的波长转换部件中，优选荧光体层与低折射率层的热膨胀系数差为60×10^-7/℃以下。这样，能够提高荧光体层与低折射率层的密接强度。

本发明的波长转换部件可以在荧光体层的两面设置有低折射率层。

本发明的波长转换部件中，优选荧光体层的从表面起到深度20μm为止的范围内的空隙率为20％以下。这样，荧光体层表层中的光散射得到降低，光出入射效率得到提高，能够进一步提高波长转换部件的发光效率。

本发明的波长转换部件中，优选在低折射率层的表面设置有电介质膜。这样，防反射功能进一步得到提高，能够进一步提高波长转换部件的发光效率。

本发明的波长转换部件适宜应用于投影仪。