WO2016147851A1 - プロジェクター用蛍光ホイール及びプロジェクター用発光デバイス - Google Patents

プロジェクター用蛍光ホイール及びプロジェクター用発光デバイス Download PDF

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phosphor layer
projector
reinforcing substrate
main surface
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民雄 安東
忠仁 古山
俊輔 藤田
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日本電気硝子株式会社
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    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V9/00—Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters
    • F21V9/30—Elements containing photoluminescent material distinct from or spaced from the light source
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V9/00—Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters
    • F21V9/40—Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters with provision for controlling spectral properties, e.g. colour, or intensity
    • F21V9/45—Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters with provision for controlling spectral properties, e.g. colour, or intensity by adjustment of photoluminescent elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/20—Filters
    • G02B5/28—Interference filters
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14—Details

Definitions

  • the present invention relates to a fluorescent wheel for a projector and a light emitting device for a projector.
  • Patent Document 1 discloses a projector using a light emitting device that includes a light source that emits ultraviolet light and a phosphor layer that converts ultraviolet light from the light source into visible light.
  • a fluorescent wheel in which a ring-shaped phosphor layer is provided on a ring-shaped rotatable transparent substrate is used.
  • the phosphor layer has a structure in which, for example, the phosphor is dispersed in a dispersion medium.
  • An object of the present invention is to provide a fluorescent wheel for a projector and a light emitting device for a projector that are not easily damaged even if the phosphor layer is thinned.
  • the fluorescent wheel for a projector has a first main surface that is an incident surface of excitation light, and a second main surface that faces the first main surface, and the excitation light enters the first main surface.
  • a ring-shaped phosphor layer that emits fluorescence when excited, and a ring-shaped first reinforcing substrate provided on at least one side of the first and second main surfaces of the phosphor layer; , And the outer peripheral edge of the first reinforcing substrate is arranged outside the half of the outer diameter of the phosphor layer in the radial direction and inside the irradiation region of the excitation light.
  • the outer peripheral edge of the first reinforcing substrate is arranged outside 2/3 of the outer diameter of the phosphor layer in the radial direction.
  • the first reinforcing substrate may be provided on the first main surface side of the phosphor layer.
  • the first glass layer is provided on the first main surface of the phosphor layer, and the first main surface side of the first glass layer.
  • the first reinforcing substrate is provided on the main surface on the opposite side.
  • a second glass layer may be provided on the second main surface of the phosphor layer.
  • the thicknesses of the first and second glass layers are preferably in the range of 10 ⁇ m to 150 ⁇ m, respectively.
  • the first reinforcing substrate is made of at least one selected from metal, glass, and ceramics. More preferably, the first reinforcing substrate is made of metal.
  • the projector fluorescent wheel according to the present invention may further include a second reinforcing substrate that is disposed outside the excitation light irradiation region in the radial direction.
  • the radial interval between the first reinforcing substrate and the second reinforcing substrate is not less than 2 times and not more than 6 times the spot diameter of the excitation light.
  • a first filter layer that transmits excitation light and reflects fluorescence may be provided on the first main surface of the phosphor layer.
  • a second filter layer that transmits fluorescence and reflects excitation light may be provided on the second main surface of the phosphor layer.
  • a light emitting device for a projector according to the present invention includes a fluorescent wheel for a projector configured according to the present invention, and a light source that irradiates the phosphor layer of the fluorescent wheel for the projector with excitation light.
  • the present invention it is possible to provide a fluorescent wheel for a projector and a light emitting device for a projector that are not easily damaged even if the phosphor layer is thinned.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view showing a fluorescent wheel for a projector according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
  • FIG. 3 is a schematic partial cross-sectional view showing an enlarged vicinity of the phosphor layer in the phosphor wheel for a projector according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a fluorescent wheel for a projector according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing a fluorescent wheel for a projector according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a fluorescent wheel for a projector according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing a fluorescent wheel for a projector according to a fifth embodiment of the invention.
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing a fluorescent wheel for a projector according to a sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing a fluorescent wheel for a projector according to a seventh embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing a modification of the projector fluorescent wheel according to the seventh embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a schematic cross-sectional view illustrating a projector fluorescent wheel according to an eighth embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a schematic cross-sectional view showing a fluorescent wheel for a projector according to the ninth embodiment of the invention.
  • FIG. 13 is a schematic side view showing the light emitting device for a projector using the fluorescent wheel according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view showing a fluorescent wheel for a projector according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view taken along line AA shown in FIG.
  • Fluorescent wheel 1 is a fluorescent wheel for a projector. As shown in FIGS. 1 and 2, the fluorescent wheel 1 has a ring shape. The fluorescent wheel 1 is used while being rotated about the central axis C. The fluorescent wheel 1 includes a phosphor layer 2, first and second glass layers 3 and 4, and a first reinforcing substrate 5.
  • the phosphor layer 2 has a ring shape.
  • the phosphor layer 2 has first and second main surfaces 2a and 2b.
  • the first main surface 2 a is an incident surface of the excitation light 6.
  • the second main surface 2b is opposed to the first main surface 2a.
  • the phosphor 8 (shown in FIG. 3) in the phosphor layer 2 is excited by the excitation light 6 incident from the first main surface 2a, and is emitted as the fluorescence 7 from the second main surface 2b.
  • FIG. 3 is a schematic partial cross-sectional view showing an enlarged vicinity of the phosphor layer in the projector fluorescent wheel according to the first embodiment of the present invention.
  • the phosphor layer 2 includes a glass matrix 9 and a phosphor 8.
  • the phosphor 8 is dispersed in the glass matrix 9.
  • particles of an inorganic phosphor are used as the phosphor 8.
  • the glass matrix 9 is not particularly limited as long as it can be used as a dispersion medium for the phosphor 8.
  • borosilicate glass or phosphate glass can be used.
  • the softening point of the glass matrix 9 is not particularly limited, but is preferably 250 ° C to 1000 ° C, and more preferably 300 ° C to 850 ° C. If the softening point of the glass matrix 9 is too low, the mechanical strength of the phosphor layer 2 may decrease. On the other hand, if the softening point of the glass matrix 9 is too high, the phosphor 8 may be deteriorated in the firing step during production, and the emission intensity of the phosphor layer 2 may be reduced.
  • the phosphor 8 is not particularly limited as long as it emits the fluorescence 7 by the incidence of the excitation light 6.
  • Examples of the phosphor 8 include an oxide phosphor, a nitride phosphor, an oxynitride phosphor, a chloride phosphor, an acid chloride phosphor, a sulfide phosphor, an oxysulfide phosphor, and a halide phosphor. , Chalcogenide phosphors, aluminate phosphors, halophosphate phosphors or garnet compound phosphors. These may be used alone or in combination.
  • blue light is used as the excitation light 6, for example, a phosphor that emits green light, yellow light, or red light as fluorescence can be used.
  • the average particle diameter of the phosphor 8 is preferably in the range of 1 ⁇ m to 50 ⁇ m, and more preferably in the range of 5 ⁇ m to 25 ⁇ m. If the average particle size of the phosphor 8 is too small, the emission intensity may be reduced. On the other hand, if the average particle size of the phosphor 8 is too large, the emission color may be non-uniform.
  • the content of the phosphor 8 in the phosphor layer 2 is not particularly limited, but is preferably in the range of 5 to 80% by volume, more preferably in the range of 10 to 75% by volume, and 20 to More preferably, it is in the range of 70% by volume. If the content of the phosphor 8 is too small, the emission intensity of the phosphor layer 2 may be insufficient. On the other hand, when there is too much content of the fluorescent substance 8, the mechanical strength of the fluorescent substance layer 2 may fall.
  • the phosphor layer 2 may be made of a ceramic phosphor.
  • the thickness of the phosphor layer 2 is preferably as thin as possible so that the excitation light 6 is surely absorbed by the phosphor 8. If the phosphor layer 2 is too thick, light scattering and absorption in the phosphor layer 2 may become too large, and the emission efficiency of the fluorescence 7 may be lowered.
  • the thickness of the phosphor layer 2 is preferably 1 mm or less, more preferably 0.5 mm or less, and further preferably 0.3 mm or less. In addition, the lower limit of the thickness of the phosphor layer 2 is about 0.03 mm.
  • a first glass layer 3 is provided on the first main surface 2 a of the phosphor layer 2.
  • a second glass layer 4 is provided on the second main surface 2 b of the phosphor layer 2. Therefore, the phosphor layer 2 is sandwiched between the first and second glass layers 3 and 4.
  • the inner diameter of the first glass layer 3 is equal to the inner diameter of the second glass layer 4.
  • the phosphor layer 2 is provided so as to be sandwiched between the first and second glass layers 3 and 4. Therefore, the phosphor layer 2 can be thinned.
  • the first and second glass layers 3 and 4 are provided on the first and second main surfaces 2a and 2b of the phosphor layer 2, in the first and second main surfaces 2a and 2b, Can balance stress. As a result, it is possible to prevent the fluorescent wheel 1 from being warped.
  • the first and second glass layers 3 and 4 have a ring shape.
  • the first and second glass layers 3 and 4 are made of glass. Although it does not specifically limit as glass which comprises the 1st and 2nd glass layers 3 and 4, It is preferable to use the same material as the glass matrix 9. FIG. In this way, the light reflection loss at the interface between the first and second glass layers 3 and 4 and the glass matrix 9 can be further suppressed.
  • Examples of the glass constituting the first and second glass layers 3 and 4 include SiO 2 —B 2 O 3 —RO (R is Mg, Ca, Sr or Ba) glass, SiO 2 —B 2 O 3 —.
  • the thicknesses of the first and second glass layers 3 and 4 are each preferably in the range of 10 to 150 ⁇ m, preferably in the range of 12 to 120 ⁇ m, and in the range of 15 to 100 ⁇ m. Is more preferable, and the range of 15 to 50 ⁇ m is more preferable.
  • the first and second glass layers 3 and 4 are too thin, the first and second glass layers 3 and 4 are likely to be damaged, and thus it may be difficult to manufacture the fluorescent wheel 1. If the thickness of the first and second glass layers 3 and 4 is too thick, the fluorescence emitted from the phosphor layer 2 propagates through the first or second glass layers 3 and 4, and the first or second glass layers 3 and 4. It becomes easy to leak out from the end surface of the glass layers 3 and 4 of 2 outside.
  • the laminate formed by the phosphor layer 2 and the first and second glass layers 3 and 4 is manufactured, for example, by producing a green sheet laminate in which green sheets are laminated and firing the green sheet laminate. can do. That is, in this manufacturing method, the second green sheet that becomes the phosphor layer 2 is laminated on the first green sheet that becomes the first glass layer 3, and the second green sheet becomes the second green sheet.
  • a step of producing a green sheet laminate in which a third green sheet to be the glass layer 4 is laminated, and firing the green sheet laminate, and using the first green sheet, the second green sheet, and the third green sheet And the step of forming the first glass layer 3, the phosphor layer 2 and the second glass layer 4, respectively.
  • a first reinforcing substrate 5 is provided on the main surface 3 a of the first glass layer 3. Therefore, in the present embodiment, the first reinforcing substrate 5 is provided on the first main surface 2 a side of the phosphor layer 2. By providing the 1st reinforcement board
  • the first reinforcing substrate 5 has a ring shape.
  • the outer peripheral edge 5a of the first reinforcing substrate 5 is disposed outside 1 ⁇ 2 of the outer diameter D of the phosphor layer 2 in the radial direction.
  • the outer peripheral edge 5a of the first reinforcing substrate 5 is arranged inside the irradiation region of the excitation light 6 in the radial direction.
  • the outer peripheral edge 5 a of the first reinforcing substrate 5 is arranged outside 2/3 of the outer diameter D of the phosphor layer 2 in the radial direction. Is preferred.
  • the first reinforcing substrate 5 is made of metal.
  • the first reinforcing substrate 5 may be made of ceramics or glass. But from a viewpoint of improving the heat dissipation of the fluorescent wheel 1, as a material which comprises the 1st reinforcement board
  • the metal plate used for the first reinforcing substrate 5 is not particularly limited.
  • an aluminum substrate or a copper substrate having high thermal conductivity is preferably used.
  • the metal plate may be made of an alloy of two or more metals (for example, an alloy of aluminum and silicon).
  • High thermal conductive ceramics include aluminum oxide ceramics, aluminum nitride ceramics, silicon carbide ceramics, boron nitride ceramics, magnesium oxide ceramics, titanium oxide ceramics, niobium oxide ceramics, zinc oxide ceramics, yttrium oxide ceramics A ceramic etc. are mentioned.
  • substrate 5 It is preferable to use the glass with the same thermal expansion coefficient as the 1st and 2nd glass layers 3 and 4 near, especially the same. By doing in this way, when the 1st and 2nd glass layers 3 and 4 and the 1st reinforcement board
  • the first reinforcing substrate 5 may be composed of a composite of metal and ceramics (for example, a composite of aluminum and silicon carbide, a composite of silicon and silicon carbide), a composite of glass and ceramics, or the like.
  • the joining method of the first reinforcing substrate 5 and the first glass layer 3 is not particularly limited.
  • the first reinforcing substrate 5 is a metal, it can be joined using an adhesive.
  • substrate 5 is glass, it can join by heat sealing
  • the first reinforcing substrate 5 and the first glass layer are used by using a fixture or the like. 3 may be contacted.
  • substrate 5 It is preferable that it is 0.1 mm or more, It is more preferable that it is 0.2 mm or more, It is preferable that it is 1.2 mm or less, It is 1 mm or less. More preferably.
  • substrate 5 is more than the said lower limit, the mechanical strength of the fluorescent wheel 1 can be raised further.
  • substrate 5 is below the said upper limit, the fluorescent wheel 1 can be reduced in thickness and weight, and the damage at the time of use can be suppressed further.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a fluorescent wheel according to the second embodiment of the present invention.
  • the first reinforcing substrate 5 is provided on the main surface 4 a of the second glass layer 4. That is, the first reinforcing substrate 5 is provided on the second main surface 2 b side of the phosphor layer 2.
  • the other points are the same as in the first embodiment.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of a fluorescent wheel according to the third embodiment of the present invention.
  • the first reinforcing substrate 5 is provided on the main surfaces 3 a and 4 a of both the first and second glass layers 3 and 4. That is, the first reinforcing substrate 5 is provided on both the first main surface 2 a side and the second main surface 2 b side of the phosphor layer 2.
  • a metal plate thinner than that of the first embodiment is used as the first reinforcing substrate 5.
  • the other points are the same as in the first embodiment.
  • the first reinforcing substrate 5 is provided, and the mechanical strength of the fluorescent wheels 21 and 31 is increased.
  • the first reinforcing substrate 5 may be provided on the second main surface 2b side of the phosphor layer 2, and the first reinforcing layer 5 of the phosphor layer 2 is provided. It may be provided on both the main surface 2a side and the second main surface 2b side.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a fluorescent wheel according to the fourth embodiment of the present invention.
  • the fluorescent wheel 41 further includes a second reinforcing substrate 10.
  • the second reinforcing substrate 10 has a ring shape.
  • the second reinforcing substrate 10 is disposed outside the irradiation region of the excitation light 6 in the radial direction. Other points are the same as in the first embodiment.
  • the distance in the radial direction between the outer peripheral edge 5a of the first reinforcing substrate 5 and the inner peripheral edge 10a of the second reinforcing substrate 10 is preferably 2 to 6 times the spot diameter of the excitation light 6, It is more preferably 4 times or more and 5 times or less. By doing so, the mechanical strength of the fluorescent wheel 41 can be more effectively increased while preventing the excitation light 6 from being shielded by the first reinforcing substrate 5 or the second reinforcing substrate 10. It becomes possible.
  • the second reinforcing substrate 10 is made of metal.
  • the second reinforcing substrate 10 may be made of ceramics or glass.
  • the material constituting the second reinforcing substrate 10 is preferably a metal or ceramic, and more preferably a metal.
  • the same material as that of the first reinforcing substrate 5 can be used as the material constituting the second reinforcing substrate 10.
  • the joining method of the second reinforcing substrate 10 and the first glass layer 3 is not particularly limited.
  • the second reinforcing substrate 10 is a metal, it can be bonded using an adhesive.
  • substrate 10 is glass, it can adhere
  • the second reinforcing substrate 10 and the first glass layer are used using a fixture or the like. 3 may be contacted.
  • the thickness of the second reinforcing substrate 10 is not particularly limited, but is preferably 0.1 mm or more, more preferably 0.2 mm or more, preferably 1.2 mm or less, and 1 mm or less. More preferably.
  • the mechanical strength of the fluorescent wheel 41 can be further increased.
  • the fluorescent wheel 41 can be made thinner and lighter, and damage during use can be further suppressed.
  • the mechanical strength of the fluorescent wheel 41 is further increased.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of a fluorescent wheel according to the fifth embodiment of the present invention.
  • a recess 5 c is provided on the main surface 5 b of the first reinforcing substrate 5.
  • the recess 5 c forms a cavity 11 surrounded by the main surface 3 a of the first glass layer 3 and the first reinforcing substrate 5.
  • Other points are the same as in the first embodiment.
  • the first reinforcing substrate 5 is provided, and the mechanical strength of the fluorescent wheel 51 is increased. Moreover, since the recessed part 5c is formed on the main surface 5b of the 1st reinforcement board
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of a fluorescent wheel according to the sixth embodiment of the present invention.
  • the inner diameter of the phosphor layer 2 is larger than the inner diameters of the first and second glass layers 3 and 4.
  • An insertion layer 12 is provided inside the phosphor layer 2 in the radial direction. Similar to the phosphor layer 2, the insertion layer 12 is sandwiched between the first and second glass layers 3 and 4.
  • the insertion layer 12 is made of the same material as the first and second glass layers 3 and 4. Other points are the same as in the first embodiment.
  • the phosphor layer 2 may be provided only at least in a region irradiated with the excitation light 6. Also in the present embodiment, the mechanical strength of the fluorescent wheel 61 is increased because the first reinforcing substrate 5 is provided.
  • FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of a fluorescent wheel according to the seventh embodiment of the present invention.
  • the first filter layer 13 is provided on the main surface 3 a of the first glass layer 3.
  • a second filter layer 14 is provided on the main surface 4 a of the second glass layer 4.
  • Other points are the same as in the first embodiment.
  • the first filter layer 13 is a dielectric multilayer film that transmits the excitation light 6 and reflects the fluorescence 7.
  • the second filter layer 14 is a dielectric multilayer film that transmits the fluorescence 6 and reflects the excitation light 7.
  • the dielectric multilayer film constituting the first filter layer 13 and the second filter layer 14 include niobium oxide, titanium oxide, lanthanum oxide, tantalum oxide, yttrium oxide, gadolinium oxide, tungsten oxide, hafnium oxide, and oxide.
  • Examples thereof include a film in which a high refractive index film composed of aluminum, silicon nitride, or the like and a low refractive index film composed of silicon oxide or the like are alternately stacked.
  • FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing a modification of the fluorescent wheel according to the seventh embodiment of the present invention.
  • the first and second filter layers 13 and 14 cover the entire main surface 3 a of the first glass layer 3 and the main surface 4 a of the second glass layer 4, respectively. It may be provided as follows.
  • an antireflection film for reducing the reflectance of the fluorescence 7 may be provided in place of the second filter layer 14 in FIGS. 9 and 10. By providing the antireflection film, more fluorescence 7 can be emitted as emitted light.
  • FIG. 11 is a schematic cross-sectional view of a fluorescent wheel according to the eighth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 11, the second glass layer 4 is not provided in the fluorescent wheel 81. Other points are the same as in the first embodiment.
  • FIG. 12 is a schematic cross-sectional view of a fluorescent wheel according to the ninth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 12, in the fluorescent wheel 91, the 1st and 2nd glass layers 3 and 4 are not provided. Other points are the same as in the first embodiment.
  • the mechanical strength of the fluorescent wheels 81 and 91 is increased.
  • FIG. 13 is a schematic side view showing the light emitting device for a projector using the fluorescent wheel according to the first embodiment of the present invention.
  • the projector light emitting device 101 includes a fluorescent wheel 1, a light source 102, and a motor 103 for rotating the fluorescent wheel 1.
  • the ring-shaped fluorescent wheel 1 is attached to the rotating shaft 104 of the motor 103 so as to rotate in the circumferential direction about the central axis C of the rotating shaft 104.
  • Excitation light 6 emitted from the light source 102 passes through the first glass layer 3 of the fluorescent wheel 1 and enters the phosphor layer 2.
  • the excitation light 6 incident on the phosphor layer 2 excites the phosphor 8, and the fluorescence 7 is emitted from the phosphor 8 through the second glass layer 4.
  • Specific examples of the light source 102 include an LED light source and a laser light source.
  • a light source that emits blue light as the excitation light 6 is used as the light source 102, for example, a phosphor that is excited by blue light and emits yellow light, green light, or red light is used as the phosphor 8 of the phosphor layer 2. be able to.
  • the light emitted from the phosphor layer 2 can extract only light having a desired wavelength by a filter, if necessary.
  • a ring-shaped filter may be attached to the rotating shaft 104 and rotated in synchronization with the fluorescent wheel 1 to filter outgoing light.
  • the fluorescent wheel 1 rotates in the circumferential direction. For this reason, the region that receives the excitation light 6 from the light source 102 is always moving, and even if the excitation light 6 is received and heated, it is immediately radiated. Therefore, the temperature rise of the fluorescent wheel 1 can be suppressed.
  • the fluorescent wheel 1 since the fluorescent wheel 1 includes the first reinforcing substrate 5 as described above, the mechanical strength is increased. Therefore, in the light emitting device 101 for a projector according to the present embodiment, the fluorescent wheel 1 is hardly damaged even when the fluorescent wheel 1 is rotated.
  • the present invention has been made to solve the problem of mechanical strength when the fluorescent wheel 1 is rotated and used, which has been insufficient in the past.
  • the same type of phosphor 8 is contained over the entire surface of the phosphor layer 2.
  • the phosphor layer 2 may be divided into a plurality of regions along the circumferential direction, and different types of phosphors 8 may be included in each region.

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Abstract

　蛍光体層を薄くしても、破損し難い、プロジェクター用蛍光ホイールを提供する。　励起光（６）の入射面である第１の主面（２ａ）と、第１の主面（２ａ）と対向している第２の主面（２ｂ）とを有し、励起光（６）の入射により励起して蛍光（７）を出射する、リング状の蛍光体層（２）と、蛍光体層（２）の第１及び第２の主面（２ａ），（２ｂ）のうち、少なくとも一方側に設けられている、リング状の第１の補強基板（５）と、を備え、第１の補強基板（５）の外周縁（５ａ）が、径方向において、蛍光体層（２）の外径の１／２より外側であり、かつ励起光（６）の照射領域より内側に配置されている、プロジェクター用蛍光ホイール（１）。

Description

プロジェクター用蛍光ホイール及びプロジェクター用発光デバイス
　本発明は、プロジェクター用蛍光ホイール及びプロジェクター用発光デバイスに関する。
　近年、プロジェクターを小型化するため、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ）と蛍光体とを用いた発光デバイスが提案されている。例えば、特許文献１には、紫外光を発光する光源と、光源からの紫外光を可視光に変換する蛍光体層とを備える発光デバイスを用いたプロジェクターが開示されている。特許文献１においては、リング状の回転可能な透明基板上に、リング状の蛍光体層が設けられている蛍光ホイールが用いられている。蛍光体層は、例えば分散媒中に蛍光体が分散されてなる構造を有している。
特開２００４－３４１１０５号公報
　従来、蛍光体層における蛍光体濃度の高い方が、発光効率を高めることができることが知られている。このため、使用する蛍光体の量が同じである場合、分散媒の量を少なくして、蛍光体層を薄くした方が発光効率を高めることができる。しかしながら、蛍光体層を薄くすると、蛍光体層の機械的強度が低下し、破損するという問題がある。
　本発明の目的は、蛍光体層を薄くしても、破損し難い、プロジェクター用蛍光ホイール及びプロジェクター用発光デバイスを提供することにある。
　本発明に係るプロジェクター用蛍光ホイールは、励起光の入射面である第１の主面と、該第１の主面と対向している第２の主面とを有し、励起光の入射により励起して蛍光を出射する、リング状の蛍光体層と、前記蛍光体層の第１及び第２の主面のうち、少なくとも一方側に設けられている、リング状の第１の補強基板と、を備え、前記第１の補強基板の外周縁が、径方向において、前記蛍光体層の外径の１／２より外側であり、かつ前記励起光の照射領域より内側に配置されている。
　本発明に係るプロジェクター用蛍光ホイールは、好ましくは、前記第１の補強基板の外周縁が、径方向において、前記蛍光体層の外径の２／３より外側に配置されている。
　本発明に係るプロジェクター用蛍光ホイールは、前記第１の補強基板が、前記蛍光体層の第１の主面側に設けられていてもよい。
　本発明に係るプロジェクター用蛍光ホイールは、好ましくは、前記蛍光体層の第１の主面上に第１のガラス層が設けられており、前記第１のガラス層の前記第１の主面側とは反対側の主面上に前記第１の補強基板が設けられている。前記蛍光体層の第２の主面上に第２のガラス層が設けられていてもよい。
　前記第１及び第２のガラス層の厚みは、それぞれ、１０μｍ～１５０μｍの範囲にあることが好ましい。
　本発明に係るプロジェクター用蛍光ホイールは、好ましくは、前記第１の補強基板が、金属、ガラス及びセラミックスから選択される少なくとも１種により構成されている。前記第１の補強基板が、金属により構成されていることがより好ましい。
　本発明に係るプロジェクター用蛍光ホイールは、径方向において、前記励起光の照射領域より外側に配置されている、第２の補強基板をさらに備えていてもよい。
　好ましくは、前記第１の補強基板と、前記第２の補強基板との径方向における間隔が、前記励起光のスポット径の２倍以上、６倍以下である。
　本発明に係るプロジェクター用蛍光ホイールは、前記蛍光体層の第１の主面上に、励起光を透過し蛍光を反射する第１のフィルタ層が設けられていてもよい。
　本発明に係るプロジェクター用蛍光ホイールは、前記蛍光体層の第２の主面上に、蛍光を透過し励起光を反射する第２のフィルタ層が設けられていてもよい。
　本発明に係るプロジェクター用発光デバイスは、本発明に従って構成されるプロジェクター用蛍光ホイールと、前記プロジェクター用蛍光ホイールの前記蛍光体層に励起光を照射する光源と、を備える。
　本発明によれば、蛍光体層を薄くしても、破損し難い、プロジェクター用蛍光ホイール及びプロジェクター用発光デバイスを提供することができる。
図１は、本発明の第１の実施形態に係るプロジェクター用蛍光ホイールを示す模式的斜視図である。 図２は、図１のＡ－Ａ線に沿う模式的断面図である。 図３は、本発明の第１の実施形態に係るプロジェクター用蛍光ホイールにおける蛍光体層の近傍を拡大して示す模式的部分断面図である。 図４は、本発明の第２の実施形態に係るプロジェクター用蛍光ホイールを示す模式的断面図である。 図５は、本発明の第３の実施形態に係るプロジェクター用蛍光ホイールを示す模式的断面図である。 図６は、本発明の第４の実施形態に係るプロジェクター用蛍光ホイールを示す模式的断面図である。 図７は、本発明の第５の実施形態に係るプロジェクター用蛍光ホイールを示す模式的断面図である。 図８は、本発明の第６の実施形態に係るプロジェクター用蛍光ホイールを示す模式的断面図である。 図９は、本発明の第７の実施形態に係るプロジェクター用蛍光ホイールを示す模式的断面図である。 図１０は、本発明の第７の実施形態に係るプロジェクター用蛍光ホイールの変形例を示す模式的断面図である。 図１１は、本発明の第８の実施形態に係るプロジェクター用蛍光ホイールを示す模式的断面図である。 図１２は、本発明の第９の実施形態に係るプロジェクター用蛍光ホイールを示す模式的断面図である。 図１３は、本発明の第１の実施形態に係る蛍光ホイールを用いたプロジェクター用発光デバイスを示す模式的側面図である。
　以下、好ましい実施形態について説明する。但し、以下の実施形態は単なる例示であり、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。また、各図面において、実質的に同一の機能を有する部材は同一の符号で参照する場合がある。
　［プロジェクター用蛍光ホイール］
　（第１の実施形態）
　図１は、本発明の第１の実施形態のプロジェクター用蛍光ホイールを示す模式的斜視図である。図２は、図１に示すＡ－Ａ線に沿う模式的断面図である。
　蛍光ホイール１は、プロジェクター用の蛍光ホイールである。図１及び図２に示すように、蛍光ホイール１は、リング状の形状である。蛍光ホイール１は、中心軸Ｃを中心にして回転させて用いられる。蛍光ホイール１は、蛍光体層２と、第１及び第２のガラス層３，４と、第１の補強基板５とを備える。
　蛍光体層２は、リング状の形状である。蛍光体層２は、第１及び第２の主面２ａ，２ｂを有する。第１の主面２ａは、励起光６の入射面である。第２の主面２ｂは、第１の主面２ａと対向している。第１の主面２ａから入射した励起光６によって、蛍光体層２内の蛍光体８（図３に示す）が励起され、蛍光７として、第２の主面２ｂから出射される。
　図３は、本発明の第１の実施形態に係るプロジェクター用蛍光ホイールにおける蛍光体層の近傍を拡大して示す模式的部分断面図である。図３に示すように、蛍光体層２は、ガラスマトリクス９と、蛍光体８とを備える。蛍光体８は、ガラスマトリクス９中に分散されている。本実施形態では、蛍光体８として、無機蛍光体の粒子が用いられている。
　ガラスマトリクス９としては、蛍光体８の分散媒として用いることができるものであれば、特に限定されない。例えば、ホウ珪酸塩系ガラス、リン酸塩系ガラスなどを用いることができる。ガラスマトリクス９の軟化点は、特に限定されないが、２５０℃～１０００℃であることが好ましく、３００℃～８５０℃であることがより好ましい。ガラスマトリクス９の軟化点が低すぎると、蛍光体層２の機械的強度が低下する場合がある。一方、ガラスマトリクス９の軟化点が高すぎると、製造時における焼成工程で蛍光体８が劣化して、蛍光体層２の発光強度が低下する場合がある。
　蛍光体８は、励起光６の入射により蛍光７を出射するものであれば、特に限定されない。蛍光体８としては、例えば、酸化物蛍光体、窒化物蛍光体、酸窒化物蛍光体、塩化物蛍光体、酸塩化物蛍光体、硫化物蛍光体、酸硫化物蛍光体、ハロゲン化物蛍光体、カルコゲン化物蛍光体、アルミン酸塩蛍光体、ハロリン酸塩化物蛍光体又はガーネット系化合物蛍光体などが挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、複数を併用してもよい。
　励起光６として青色光を用いる場合、例えば、緑色光、黄色光または赤色光を蛍光として出射する蛍光体を用いることができる。
　蛍光体８の平均粒子径は、１μｍ～５０μｍの範囲内であることが好ましく、５μｍ～２５μｍの範囲内であることがより好ましい。蛍光体８の平均粒子径が小さすぎると、発光強度が低下する場合がある。他方、蛍光体８の平均粒子径が大きすぎると、発光色が不均一になる場合がある。
　蛍光体層２中における蛍光体８の含有量は、特に限定されないが、５～８０体積％の範囲内であることが好ましく、１０～７５体積％の範囲内であることがより好ましく、２０～７０体積％の範囲内であることがさらに好ましい。蛍光体８の含有量が少なすぎると、蛍光体層２の発光強度が不十分になる場合がある。一方、蛍光体８の含有量が多すぎると、蛍光体層２の機械的強度が低下する場合がある。
　なお、蛍光体層２としては、セラミック蛍光体からなるものであってもよい。
　蛍光体層２の厚みは、励起光６が確実に蛍光体８に吸収されるような厚みである範囲において、薄い方が好ましい。蛍光体層２が厚すぎると、蛍光体層２における光の散乱や吸収が大きくなりすぎ、蛍光７の出射効率が低くなってしまう場合がある。
　従って、蛍光体層２の厚みは、１ｍｍ以下であることが好ましく、０．５ｍｍ以下であることがより好ましく、０．３ｍｍ以下であることがさらに好ましい。なお、蛍光体層２の厚みの下限値は、０．０３ｍｍ程度である。
　図２に示すように、蛍光体層２の第１の主面２ａ上には、第１のガラス層３が設けられている。他方、蛍光体層２の第２の主面２ｂ上には、第２のガラス層４が設けられている。従って、蛍光体層２は、第１及び第２のガラス層３，４に挟みこまれている。なお、本実施形態においては、第１のガラス層３の内径と、第２のガラス層４の内径とが等しい。
　本実施形態においては、上記のように、第１及び第２のガラス層３，４の間に挟みこまれるように蛍光体層２が設けられている。そのため、蛍光体層２を薄くすることができる。また、蛍光体層２の第１及び第２の主面２ａ，２ｂに、第１及び第２のガラス層３，４が設けられているため、第１及び第２の主面２ａ，２ｂにおいて、応力のバランスをとることができる。それによって、蛍光ホイール１に反りなどが発生するのを抑制することができる。
　第１及び第２のガラス層３，４は、リング状の形状を有する。第１及び第２のガラス層３，４は、ガラスにより構成されている。第１及び第２のガラス層３，４を構成するガラスとしては、特に限定されないが、ガラスマトリクス９と同じ材料を用いることが好ましい。このようにすれば、第１及び第２のガラス層３，４と、ガラスマトリクス９との界面での光反射ロスをより一層抑制することができる。
　第１及び第２のガラス層３，４を構成するガラスとしては、例えばＳｉＯ２－Ｂ２Ｏ３－ＲＯ（ＲはＭｇ、Ｃａ、ＳｒまたはＢａ）系ガラス、ＳｉＯ２－Ｂ２Ｏ３－Ｒ’２Ｏ（Ｒ’はＬｉ、ＮａまたはＫａ）系ガラス、ＳｉＯ２－Ｂ２Ｏ３－ＲＯ－Ｒ’２Ｏ系ガラス、ＳｎＯ－Ｐ２Ｏ５系ガラス、ＴｅＯ２系ガラス又はＢｉ２Ｏ３系ガラスなどが挙げられる。
　第１及び第２のガラス層３，４の厚みは、それぞれ、１０～１５０μｍの範囲内であることが好ましく、１２～１２０μｍの範囲内であることが好ましく、１５～１００μｍの範囲内であることがより好ましく、１５～５０μｍの範囲内であることがさらに好ましい。
　第１及び第２のガラス層３，４の厚みが薄すぎると、破損しやすくなるため、蛍光ホイール１を製造し難くなる場合がある。第１及び第２のガラス層３，４の厚みが厚すぎると、蛍光体層２から出射した蛍光が、第１又は第２のガラス層３，４の内部を伝播して、第１又は第２のガラス層３，４の端面から外部に漏れ出やすくなる。
　蛍光体層２並びに第１及び第２のガラス層３，４により形成される積層体は、例えば、グリーンシートを積層したグリーンシート積層体を作製し、このグリーンシート積層体を焼成することにより製造することができる。すなわち、この製造方法は、第１のガラス層３となる第１のグリーンシートの上に、蛍光体層２となる第２のグリーンシートを積層し、第２のグリーンシートの上に、第２のガラス層４となる第３のグリーンシートを積層したグリーンシート積層体を作製する工程と、グリーンシート積層体を焼成し、第１のグリーンシート、第２のグリーンシート及び第３のグリーンシートにより、それぞれ第１のガラス層３、蛍光体層２及び第２のガラス層４を形成する工程とを備える。
　第１のガラス層３の主面３ａ上には、第１の補強基板５が設けられている。従って、本実施形態において、第１の補強基板５は、蛍光体層２の第１の主面２ａ側に設けられている。第１の補強基板５を設けることにより、蛍光ホイール１を回転させて使用する際の機械的強度を高めることができる。
　第１の補強基板５は、リング状の形状を有する。第１の補強基板５の外周縁５ａは、径方向において、蛍光体層２の外径Ｄの１／２より外側に配置されている。一方で、第１の補強基板５の外周縁５ａは、径方向において、励起光６の照射領域より内側に配置されている。
　蛍光ホイール１の機械的強度をより一層高める観点から、第１の補強基板５の外周縁５ａは、径方向において、蛍光体層２の外径Ｄの２／３より外側に配置されていることが好ましい。
　第１の補強基板５は、金属により構成されている。第１の補強基板５は、セラミックスやガラスにより構成されていてもよい。もっとも、蛍光ホイール１の放熱性を高める観点から、第１の補強基板５を構成する材料としては、金属又はセラミックスであることが好ましく、金属であることがより好ましい。蛍光ホイール１の放熱性を高めることにより、蛍光体８の温度消光に起因する蛍光体層２の発光強度低下をより一層抑制することができる。
　第１の補強基板５に用いられる金属板としては、特に限定されない。例えば、熱伝導性が高いアルミニウム基板や銅基板が好ましく用いられる。なお、金属板としては、２種以上の金属の合金（例えば、アルミニウムとシリコンの合金）からなるものであってもよい。
　第１の補強基板５に用いられるセラミック基板を構成するセラミックとしては、特に限定されないが、例えば、高熱伝導性セラミックを用いることができる。高熱伝導性セラミックとしては、酸化アルミニウム系セラミック、窒化アルミニウム系セラミック、炭化ケイ素系セラミック、窒化ホウ素系セラミック、酸化マグネシウム系セラミック、酸化チタン系セラミック、酸化ニオビウム系セラミック、酸化亜鉛系セラミック、酸化イットリウム系セラミックなどが挙げられる。
　第１の補強基板５に用いられるガラスとしては、特に限定されないが、第１及び第２のガラス層３，４と熱膨張係数が近い、特に熱膨張係数が同じガラスを用いることが好ましい。このようにすることにより、第１及び第２のガラス層３，４と、第１の補強基板５とを熱融着接合した場合に、熱膨張係数差に起因する破損を効果的に抑制することができる。
　なお、第１の補強基板５は、金属とセラミックスのコンポジット（例えば、アルミニウムと炭化ケイ素のコンポジット、シリコンと炭化ケイ素のコンポジット）やガラスとセラミックスのコンポジット等により構成されていてもよい。
　第１の補強基板５と第１のガラス層３の接合方法としては、特に限定されないが、例えば、第１の補強基板５が金属の場合には、接着剤を用いて接合することができる。また、第１の補強基板５がガラスの場合には、熱融着により接合することができる。もっとも、第１の補強基板５と第１のガラス層３を接合させずに、後述するプロジェクター用発光デバイスを組み立てる際に、固定具等を用いて第１の補強基板５と第１のガラス層３を接触させてもよい。
　第１の補強基板５の厚みとしては、特に限定されないが、０．１ｍｍ以上であることが好ましく、０．２ｍｍ以上であることがより好ましく、１．２ｍｍ以下であることが好ましく、１ｍｍ以下であることがより好ましい。第１の補強基板５の厚みが上記下限値以上である場合、蛍光ホイール１の機械的強度をより一層高めることができる。他方、第１の補強基板５の厚みが上記上限値以下である場合、蛍光ホイール１を薄型化及び軽量化でき、使用時の破損をより一層抑制することができる。
　（第２及び第３の実施形態）
　図４は、本発明の第２の実施形態に係る蛍光ホイールの模式的断面図である。図４に示すように、蛍光ホイール２１においては、第２のガラス層４の主面４ａ上に第１の補強基板５が設けられている。すなわち、蛍光体層２の第２の主面２ｂ側に第１の補強基板５が設けられている。その他の点は第１の実施形態と同様である。
　図５は、本発明の第３の実施形態に係る蛍光ホイールの模式的断面図である。図５に示すように、蛍光ホイール３１においては、第１及び第２のガラス層３，４の双方の主面３ａ，４ａ上に第１の補強基板５が設けられている。すなわち、蛍光体層２の第１の主面２ａ側及び第２の主面２ｂ側の双方に第１の補強基板５が設けられている。なお、本実施形態においては、第１の補強基板５として、第１の実施形態より薄い金属板が用いられている。その他の点は第１の実施形態と同様である。
　第２及び第３の実施形態においても、第１の補強基板５が設けられており、蛍光ホイール２１，３１の機械的強度が高められている。
　第２及び第３の実施形態に示すように、本発明において、第１の補強基板５は、蛍光体層２の第２の主面２ｂ側に設けてもよく、蛍光体層２の第１の主面２ａ側及び第２の主面２ｂ側の双方に設けてもよい。
　（第４の実施形態）
　図６は、本発明の第４の実施形態に係る蛍光ホイールの模式的断面図である。図６に示すように、蛍光ホイール４１は、第２の補強基板１０をさらに備える。第２の補強基板１０は、リング状の形状を有する。第２の補強基板１０は、径方向において、励起光６の照射領域より外側に配置されている。その他の点は、第１の実施形態と同様である。
　第１の補強基板５の外周縁５ａと、第２の補強基板１０の内周縁１０ａとの径方向における間隔は、励起光６のスポット径の２倍以上、６倍以下であることが好ましく、４倍以上、５倍以下であることがより好ましい。このようにすることにより、第１の補強基板５または第２の補強基板１０により励起光６が遮蔽されることを防止しつつ、蛍光ホイール４１の機械的強度をより一層効果的に高めることが可能となる。
　第２の補強基板１０は、金属により構成されている。第２の補強基板１０は、セラミックスやガラスにより構成されていてもよい。もっとも、蛍光ホイール４１の放熱性を高める観点から、第２の補強基板１０を構成する材料としては、金属又はセラミックスであることが好ましく、金属であることがより好ましい。このように、第２の補強基板１０を構成する材料としては、第１の補強基板５と同じ材料を用いることができる。
　第２の補強基板１０と第１のガラス層３の接合方法としては、特に限定されないが、例えば、第２の補強基板１０が金属の場合には、接着剤を用いて接着することができる。また、第２の補強基板１０がガラスの場合には、熱融着により接着することができる。もっとも、第２の補強基板１０と第１のガラス層３を接合させずに、後述するプロジェクター用発光デバイスを組み立てる際に、固定具等を用いて第２の補強基板１０と第１のガラス層３を接触させてもよい。
　第２の補強基板１０の厚みとしては、特に限定されないが、０．１ｍｍ以上であることが好ましく、０．２ｍｍ以上であることがより好ましく、１．２ｍｍ以下であることが好ましく、１ｍｍ以下であることがより好ましい。
　第２の補強基板１０の厚みが上記下限値以上である場合、蛍光ホイール４１の機械的強度をより一層高めることができる。他方、第２の補強基板１０の厚みが上記上限値以下である場合、蛍光ホイール４１を薄型化及び軽量化することができ、使用時の破損をより一層抑制することができる。
　本実施形態においては、第１及び第２の補強基板５，１０が設けられているため、蛍光ホイール４１の機械的強度がより一層高められている。
　（第５の実施形態）
　図７は、本発明の第５の実施形態に係る蛍光ホイールの模式的断面図である。図７に示すように、蛍光ホイール５１においては、第１の補強基板５の主面５ｂ上に凹部５ｃが設けられている。凹部５ｃは、第１のガラス層３の主面３ａと、第１の補強基板５とで囲まれた空洞１１を形成している。その他の点は、第１の実施形態と同様である。
　本実施形態においても、第１の補強基板５が設けられており、蛍光ホイール５１の機械的強度が高められている。また、第１の補強基板５の主面５ｂ上に凹部５ｃが形成されている分、蛍光ホイール５１を軽量化でき、使用時の破損を抑制することができる。
　（第６の実施形態）
　図８は、本発明の第６の実施形態に係る蛍光ホイールの模式的断面図である。図８に示すように、蛍光ホイール６１においては、蛍光体層２の内径が第１及び第２のガラス層３，４の内径より大きくなっている。また、径方向において、蛍光体層２の内側には、挿入層１２が設けられている。挿入層１２は、蛍光体層２と同様に、第１及び第２のガラス層３，４に挟まれている。なお、本実施形態において、挿入層１２は、第１及び第２のガラス層３，４と同様の材料により構成されている。その他の点は、第１の実施形態と同様である。
　本実施形態に示すように、蛍光体層２は、少なくとも励起光６が照射される領域にのみ設けられていてもよい。また、本実施形態においても、第１の補強基板５が設けられていることから、蛍光ホイール６１の機械的強度が高められている。
　（第７の実施形態）
　図９は、本発明の第７の実施形態に係る蛍光ホイールの模式的断面図である。図９に示すように、蛍光ホイール７１においては、第１のガラス層３の主面３ａ上に、第１のフィルタ層１３が設けられている。他方、第２のガラス層４の主面４ａ上には、第２のフィルタ層１４が設けられている。その他の点は、第１の実施形態と同様である。
　第１のフィルタ層１３は、励起光６を透過し蛍光７を反射する誘電体多層膜である。また、第２のフィルタ層１４は、蛍光６を透過し励起光７を反射する誘電体多層膜である。第１のフィルタ層１３及び第２のフィルタ層１４を設けることにより、蛍光体層２の発光強度を向上させることが可能となる。第１のフィルタ層１３及び第２のフィルタ層１４を構成する誘電体多層膜としては、例えば、酸化ニオブ、酸化チタン、酸化ランタン、酸化タンタル、酸化イットリウム、酸化ガドリニウム、酸化タングステン、酸化ハフニウム、酸化アルミニウム、窒化珪素等により構成される高屈折率膜と、酸化ケイ素等により構成される低屈折率膜とを交互に積層した膜が挙げられる。
　図１０は、本発明の第７の実施形態に係る蛍光ホイールの変形例を示す模式的断面図である。図１０に変形例で示すように、第１及び第２のフィルタ層１３，１４は、それぞれ、第１のガラス層３の主面３ａ及び第２のガラス層４の主面４ａの全面を覆うように設けられていてもよい。
　また、本発明では、図９及び図１０において、第２のフィルタ層１４の代わりに蛍光７の反射率を低減させるための反射防止膜が設けられていてもよい。上記反射防止膜を設けることにより、より多くの蛍光７を出射光として出射することができる。
　なお、本実施形態においても、第１の補強基板５が設けられていることから、蛍光ホイール７１の機械的強度が高められている。
　（第８及び第９の実施形態）
　図１１は、本発明の第８の実施形態に係る蛍光ホイールの模式的断面図である。図１１に示すように、蛍光ホイール８１においては、第２のガラス層４が設けられていない。その他の点は、第１の実施形態と同様である。
　図１２は、本発明の第９の実施形態に係る蛍光ホイールの模式的断面図である。図１２に示すように、蛍光ホイール９１においては、第１及び第２のガラス層３，４が設けられていない。その他の点は、第１の実施形態と同様である。
　第８及び第９の実施形態においても、第１の補強基板５が設けられていることから、蛍光ホイール８１，９１の機械的強度が高められている。
　［プロジェクター用発光デバイス］
　図１３は、本発明の第１の実施形態に係る蛍光ホイールを用いたプロジェクター用発光デバイスを示す模式的側面図である。図１３に示すように、プロジェクター用発光デバイス１０１は、蛍光ホイール１と、光源１０２と、蛍光ホイール１を回転させるためのモーター１０３とを備えている。リング状の蛍光ホイール１は、モーター１０３の回転軸１０４に、回転軸１０４の中心軸Ｃを回転中心として周方向に回転するように取り付けられている。
　光源１０２から出射された励起光６は、蛍光ホイール１の第１のガラス層３を通り、蛍光体層２に入射する。蛍光体層２に入射した励起光６は、蛍光体８を励起し、蛍光体８から蛍光７が、第２のガラス層４を通り出射される。光源１０２の具体例としては、ＬＥＤ光源やレーザー光源などが挙げられる。
　励起光６として青色光を発光する光源を、光源１０２として用いる場合、例えば、蛍光体層２の蛍光体８として、青色光で励起され、黄色光、緑色光または赤色光を発する蛍光体を用いることができる。
　蛍光体層２から出射された光は、必要に応じて、フィルタによって所望の波長を有する光のみを取り出すことができる。リング状のフィルタを、回転軸１０４に取り付け、蛍光ホイール１と同期させて回転させ、出射光をフィルタリングしてもよい。
　本実施形態において、蛍光ホイール１は周方向に回転している。このため、光源１０２から励起光６を受ける領域は常に移動しており、励起光６を受けて加熱しても、すぐに放熱される。したがって、蛍光ホイール１の温度上昇を抑制することができる。
　また、蛍光ホイール１は、上述したように第１の補強基板５を備えているため、機械的強度が高められている。従って、本実施形態に係るプロジェクター用発光デバイス１０１では、蛍光ホイール１を回転させた場合においても蛍光ホイール１の破損が生じ難い。
　このように本発明は、従来では不十分であった、蛍光ホイール１を回転して使用するときの機械的強度の問題を解決するためになされたものである。
　本実施形態の蛍光ホイール１では、蛍光体層２の全面にわたって、同じ種類の蛍光体８が含有されている。しかしながら、本発明は、このような態様に限定されるものではない。蛍光体層２が、周方向に沿って複数の領域に分割され、各領域に互いに異なる種類の蛍光体８が含まれていてもよい。
１，２１，３１，４１，５１，６１，７１，８１，９１・・・蛍光ホイール
２…蛍光体層
２ａ，２ｂ…第１，第２の主面
３，４…第１，第２のガラス層
３ａ，４ａ，５ｂ…主面
５…第１の補強基板
５ａ…外周縁
５ｃ…凹部
６…励起光
７…蛍光
８…蛍光体
９…ガラスマトリクス
１０…第２の補強基板
１０ａ…内周縁
１１…空洞
１２…挿入層
１３，１４…第１，第２のフィルタ層
１０１…プロジェクター用発光デバイス
１０２…光源
１０３…モーター
１０４…回転軸

Claims (13)

  1. 　励起光の入射面である第１の主面と、該第１の主面と対向している第２の主面とを有し、励起光の入射により励起して蛍光を出射する、リング状の蛍光体層と、
    　前記蛍光体層の第１及び第２の主面のうち、少なくとも一方側に設けられている、リング状の第１の補強基板と、
    を備え、
    　前記第１の補強基板の外周縁が、径方向において、前記蛍光体層の外径の１／２より外側であり、かつ前記励起光の照射領域より内側に配置されている、プロジェクター用蛍光ホイール。
  2. 　前記第１の補強基板の外周縁が、径方向において、前記蛍光体層の外径の２／３より外側に配置されている、請求項１に記載のプロジェクター用蛍光ホイール。
  3. 　前記第１の補強基板が、前記蛍光体層の第１の主面側に設けられている、請求項１又は２に記載のプロジェクター用蛍光ホイール。
  4. 　前記蛍光体層の第１の主面上に第１のガラス層が設けられており、前記第１のガラス層の前記第１の主面側とは反対側の主面上に前記第１の補強基板が設けられている、請求項１～３のいずれか１項に記載のプロジェクター用蛍光ホイール。
  5. 　前記蛍光体層の第２の主面上に第２のガラス層が設けられている、請求項４に記載のプロジェクター用蛍光ホイール。
  6. 　前記第１及び第２のガラス層の厚みが、それぞれ、１０μｍ～１５０μｍの範囲にある、請求項４又は５に記載のプロジェクター用蛍光ホイール。
  7. 　前記第１の補強基板が、金属、ガラス及びセラミックスから選択される少なくとも１種により構成されている、請求項１～６のいずれか１項に記載のプロジェクター用蛍光ホイール。
  8. 　前記第１の補強基板が、金属により構成されている、請求項７に記載のプロジェクター用蛍光ホイール。
  9. 　径方向において、前記励起光の照射領域より外側に配置されている、第２の補強基板をさらに備える、請求項１～８のいずれか１項に記載のプロジェクター用蛍光ホイール。
  10. 　前記第１の補強基板と、前記第２の補強基板との径方向における間隔が、前記励起光のスポット径の２倍以上、６倍以下である、請求項９に記載のプロジェクター用蛍光ホイール。
  11. 　前記蛍光体層の第１の主面上に、励起光を透過し蛍光を反射する第１のフィルタ層が設けられている、請求項１～１０のいずれか１項に記載のプロジェクター用蛍光ホイール。
  12. 　前記蛍光体層の第２の主面上に、蛍光を透過し励起光を反射する第２のフィルタ層が設けられている、請求項１～１１のいずれか１項に記載のプロジェクター用蛍光ホイール。
  13. 　請求項１～１２のいずれか１項に記載のプロジェクター用蛍光ホイールと、
    　前記蛍光ホイールの前記蛍光体層に励起光を照射する光源と、
    を備える、プロジェクター用発光デバイス。
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