CN106896632A - 荧光体、波长转换元件、光源装置和投影仪 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可兼具热传导率和光散射特性的荧光体。此外，提供一种具有上述那样荧光体的波长转换元件、光源装置和投影仪。一种由陶瓷材料的烧结体构成的荧光体，烧结体含有作为主相(2)的Ce:Y₃Al₅O₁₂和作为副相(3)的陶瓷材料，所述陶瓷材料的折射率与主相(2)不同。烧结体具有晶界，并且在晶界具有气孔(4)。

Description

荧光体、波长转换元件、光源装置和投影仪

技术领域

本发明涉及一种荧光体、波长转换元件、光源装置和投影仪。

背景技术

专利文献1中记载了一种光源装置，其利用从荧光体射出的荧光作为照明光。该荧光体具备由有机材料构成的粘合剂和分散在粘合剂中的荧光体颗粒。但是，有机材料的耐热性低于无机材料，因此照射高强度的激光作为激发光时，粘合剂发生热劣化。

专利文献2中公开了一种不含有机材料的无机荧光体。该无机荧光体是多个荧光体颗粒烧结而成的。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2009-277516号公报

专利文献2:日本特表2013-518172号公报

发明内容

发明所要解决的课题

但是，上述专利文献2的荧光体具有多个气孔，因此，与荧光体颗粒的热传导率相比，荧光体的热传导率低。因此，照射高强度的激光作为激发光时，会发生蓄热，荧光体颗粒的发光效率下降。进一步，荧光体的气孔越多越容易破裂。因此存在热应力导致荧光体破裂的可能性。例如照射高强度的激发光时，由于面-内温度差而产生较大的热应力。此外，为了利用荧光体作为点光源，使激发光会聚于狭小的区域进行照射时，在激发光的照射位置，荧光体的温度高，产生较大的热应力。

例如利用研磨将具有多个气孔的荧光体加工成一定厚度的荧光体层的情况下，无法避免荧光体层的表面露出气孔。因此，在荧光体层的表面存在起因于气孔的“凹部”。在专利文献1记载的光源装置中，为了提高光的利用效率，有时在荧光体层的表面设置电介质多层膜等光学功能层。但是，在表面具有凹部的专利文献2的荧光体层上形成光学功能层的情况下，难以在凹部的部分以期望的状态形成光学功能层，难以形成期望特性的光学功能层。

另一方面，气孔具有将在荧光体内部发出的荧光散射的功能。为了提高在荧光体内部发出的荧光的提取效率，从而有效利用荧光，荧光体内部必须具有光散射功能。若减少气孔，则荧光体内的散射源减少，因此不仅荧光的利用效率下降，而且荧光的射出区域扩大，基于后续的光学体系的荧光的利用效率下降。

此外，期望提高荧光体的量子产率。

本发明的目的在于提供一种解决上述至少一个课题的荧光体。此外，本发明的目的还在于提供一种具有上述那样荧光体的波长转换元件、光源装置和投影仪。

用于解决课题的手段

本发明的第1方式提供一种荧光体，其为由陶瓷材料的烧结体构成的荧光体，所述烧结体含有作为主相的Ce:Y₃Al₅O₁₂和作为副相的陶瓷材料，所述陶瓷材料的折射率与该主相不同，所述烧结体具有晶界，并且在该晶界具有气孔。

在第1方式的荧光体中，副相适合作为光散射源发挥功能。具体而言，主相与副相的边界作为光散射源发挥功能。因此，相比于不含副相的烧结体，第1方式的烧结体中气孔量可以减少。即，能够提高热传导率。由此，能够兼具热传导率和光散射特性。

在第1方式中，所述副相可以含有Ce:YAlO₃、CeO₂、Y₂O₃或Ce:Y₂O₃作为第1晶粒。

根据该构成，荧光体的量子产率高于荧光体不含副相的情况。此外，副相适合作为散射源发挥功能。

在第1方式中，所述副相进一步具备与所述第1晶粒不同的第2晶粒，可以含有Ce:YAlO₃、CeO₂、Y₂O₃或Ce:Y₂O₃作为该第2晶粒。

根据该构成，副相适合作为散射源发挥功能。

在第1方式中，所述副相含有Ce:YAlO₃、CeO₂或Ce:Y₂O₃，所述烧结体中的钇的原子浓度[Y](at％)可以满足下述要点(i)和(ii)。

(i)0.6＜[Y]

(ii)0.6＜[Re]/[Al]≤0.652

其中，[Re]是钇的原子浓度与铈的原子浓度之和，[Al]是铝的原子浓度。

根据该构成，确实能够在烧结体中形成副相。进一步，能够使荧光体充分致密化，从而减少气孔量，因此发出荧光的主相与作为散射源发挥功能的副相的量的平衡优异，能够制成高品质的荧光体。

在第1方式中，所述主相可以围绕在所述副相的周围。

根据该构成，主相与副相以不同的晶粒形式存在，可以适当地发挥各自的功能。

在第1方式中，所述气孔可以为鳞片状。

与相同体积的球状气孔相比，气孔为鳞片状时，表面积大，因此在荧光体内部传播的光容易照射到气孔，更容易发生散射。

在第1方式中，构成所述主相的晶粒和构成所述副相的晶粒可以为粒状。

根据该构成，荧光体的制造容易。

在第1方式中，所述主相的体积相对于所述主相与所述副相的总体积量的比例可以为90体积％以上且小于100体积％。

根据该构成，发出荧光的主相与作为散射源发挥功能的副相的量的平衡优异，能够制成高品质的荧光体。

本发明的第2方式提供一种波长转换元件，其具有以上述荧光体作为形成材料的荧光体层。

根据该构成，波长转换元件具备上述荧光体，因此不易受到由于热导致的损伤，且具备所期望的光散射特性。

本发明的第3方式提供一种光源装置，其具有上述波长转换元件和对所述波长转换元件具有的所述荧光体层照射激发光的光源。

根据该构成，光源装置具备上述荧光体，因此不易受到由于热导致的损伤。

本发明的第4方式提供一种投影仪，其具有所述光源装置、光调制装置和投影光学系统，该光调制装置根据图像信息对来自所述光源装置的光进行调制，从而形成图像光，该投影光学系统对所述图像光进行投影。

根据该构成，投影仪具备上述荧光体，因此不易受到由于热导致的损伤。

本发明的第5方式提供一种波长转换元件，其具有荧光体层和设置在该荧光体层表面的光学功能层。荧光体层由烧结体构成，所述烧结体含有作为第1微晶的陶瓷荧光材料和作为第2微晶的陶瓷材料，所述第2微晶的折射率与该第1微晶不同。所述烧结体具有晶界，并且在该晶界具有气孔。

在第5方式的波长转换元件中，第2微晶适合作为散射源发挥功能。具体而言，第1微晶与第2微晶的边界作为光散射源发挥功能。因此，相比于不含第2微晶的烧结体，可以减少第5方式中烧结体的气孔量。即，能够减少由于气孔露出在荧光体层表面而形成的凹部的量。因此，形成在荧光体层表面的光学功能层上不易产生缺陷。

在第5方式中，所述第1微晶含有Ce:Y₃Al₅O₁₂，所述第2微晶可以含有Ce:YAlO₃、CeO₂、Y₂O₃、Ce:Y₂O₃或YAlO₃。

根据该构成，荧光体的量子产率高于荧光体不含第2微晶的情况。此外，第2微晶适合作为散射源发挥功能。

在第5方式中，所述光学功能层可以为防反射膜。

根据该构成，能够制成一种在表面具备防反射膜的波长转换元件，所述防反射膜的缺陷少，具有高的防反射功能。

在第5方式中，所述光学功能层可以为二向色膜。

根据该构成，能够制成一种在表面具备二向色膜的波长转换元件，所述二向色膜的缺陷少，具有高的波长选择功能。因此，在荧光体层生成的荧光射出至所期望的方向。

在第5方式中，所述光学功能层可以为反射膜。

根据该构成，能够制成一种在表面具备反射膜的波长转换元件，所述反射膜的缺陷少，具有高的反射功能。因此，在荧光体层生成的荧光射出至所期望的方向。

在第5方式中，所述荧光体层进一步含有与所述第2微晶不同的陶瓷材料作为第3微晶，所述第3微晶的折射率可以与所述第1微晶的折射率不同。

根据该构成，第3微晶也适合作为散射源发挥功能。

本发明的第6方式提供一种光源装置，其具有上述波长转换元件和对所述波长转换元件具有的所述荧光体层照射激发光的光源。

该构成的光源装置具有上述那样的波长转换元件，因此能够射出高亮度的光。

本发明的第7方式提供一种投影仪，其具有上述光源装置、光调制装置和投影光学系统，该光调制装置根据图像信息对来自所述光源装置的光进行调制，从而形成图像光，该投影光学系统对所述图像光进行投影。

该构成的投影仪具备上述光源装置，因此能够投影高亮度的影像。

本发明的第8方式提供一种光源装置，其具有射出激发光的光源、波长转换元件和聚光光学系统，该波长转换元件具有利用所述激发光激发而射出荧光的荧光体层，该聚光光学系统配置在所述光源与所述波长转换元件之间的所述激发光的光路上，将所述激发光朝向所述荧光体层聚光，所述荧光体层由烧结体构成，所述烧结体含有作为第1微晶的陶瓷荧光材料和作为第2微晶的陶瓷材料，所述第2微晶的折射率与该第1微晶不同。

在第8方式的光源装置中，第2微晶适合作为散射源发挥功能。具体而言，第1微晶与第2微晶的边界作为光散射源发挥功能。因此，相比于不含第2微晶的烧结体，可以减少第8方式中烧结体的气孔量。即，能够增加热传导率。因此，荧光体层的温度上升减小，荧光体层不易破损。

在第8方式中，所述第1微晶含有Ce:Y₃Al₅O₁₂，所述第2微晶可以含有YAlO₃。

与不含YAlO₃(以下称为YAP)的情况相比，在含有YAP的烧结体中，制造烧结体时，第1微晶和第2微晶的微晶粒径存在变小的趋势。对于烧结体，若构成烧结体的微晶的微晶粒径小，则弯曲强度高。因此，根据上述构成，不易引起由于热应力导致的破损。

本发明的第9方式提供一种投影仪，其具有上述光源装置、光调制装置和投影光学系统，该光调制装置根据图像信息对来自所述光源装置的光进行调制，从而形成图像光，该投影光学系统对所述图像光进行投影。

该构成的投影仪具备上述光源装置，因此可靠性高。

附图说明

图1为示出第1实施方式的荧光体的一例的SEM照片。

图2A为示出对以往的荧光体照射激发光时的发光情况的示意图。

图2B为示出对第1实施方式的荧光体照射激发光时的发光情况的示意图。

图3为示出第1实施方式的投影仪1000的示意图。

图4A为示出第1实施方式的波长转换元件的示意图。

图4B为图4A所示的波长转换元件的A1-A1截面图。

图5A为示出不含副相、气孔的无机荧光体中的晕影(にじみ)情况的示意图。

图5B为示出第1实施方式的荧光体中的晕影情况的示意图。

图6为用于对晕影进行说明的发光分布的示例。

图7为示意性示出晕影量与从波长转换元件发出的荧光量的关系的曲线图。

图8为示出晕影量与液晶光调制装置大小的关系的曲线图。

图9为示出晕影量与晶粒的平均晶粒粒径的关系的曲线图。

图10为示出晕影量与烧结助剂的质量(Si含量)的关系的曲线图。

图11为对第1实施方式的变形例的投影仪1006进行说明的示意图。

图12A为示出第1实施方式的变形例的波长转换元件的示意图。

图12B为图12A所示的波长转换元件的A2-A2截面图。

图13为示出第1实施方式的光源装置1500的示意图。

图14为示出第2实施方式的投影仪的示意图。

图15A为示出第2实施方式的波长转换元件的示意图。

图15B为图15A所示的波长转换元件的XVb-XVb向视截面图。

图16为示出具有不含第2微晶的荧光体层的波长转换元件的图。

图17为示出第2实施方式的波长转换元件的情况的图。

图18为对第2实施方式的变形例的投影仪进行说明的示意图。

图19A为示出第2实施方式的变形例的波长转换元件的示意图。

图19B为图19A所示的波长转换元件的XIXb-XIXb向视截面图。

具体实施方式

[第1实施方式]

以下，参照附图对本实施方式的荧光体、波长转换元件、光源装置和投影仪进行说明。需要说明的是，为了容易观察附图，在以下所有附图中，适当改变各构成要素的尺寸、比例等。

图1为示出本实施方式的荧光体的一例的SEM照片，其是反射电子图像(BSE图像)。本实施方式的荧光体1由陶瓷材料的烧结体构成。

荧光体1含有Ce:Y₃Al₅O₁₂(以下称为“Ce:YAG”)作为主相2，含有2种陶瓷材料作为副相3。2种陶瓷材料是Ce:YAlO₃(以下称为“Ce:YAP”)和Ce:Y₂O₃。进一步，荧光体1含有多个气孔4。

在图1中，将由Ce:Y₂O₃构成的晶粒以符号YO表示。在BSE图像中，并不容易识别Ce:YAG和Ce:YAP，因此在图1中，将由Ce:YAG构成的晶粒和由Ce:YAP构成的晶粒各自以符号GP表示。荧光体1具有晶界，并且在晶界具有气孔4。

Ce:YAP相当于技术方案记载的第1晶粒，Ce:Y₂O₃相当于技术方案记载的第2晶粒。第2晶粒的形成材料与第1晶粒的形成材料不同。以下，在本说明书中，将构成主相2的晶粒称为晶粒2a，将构成副相3的晶粒称为晶粒3a。

Ce:YAG是通过照射激发光而发出黄色荧光的黄色荧光体。主相2是由Ce:YAG构成的多个晶粒2a烧结而形成的。

副相3由与主相2不同的形成材料构成。在本实施方式中，副相3的形成材料是Ce:YAP和Ce:Y₂O₃，但对其没有限定。形成材料可以为例如Al₂O₃、CeO₂、Y₂O₃、YAP。如后所述，Al₂O₃、CeO₂、Y₂O₃是在合成Ce:YAG时所用的起始物质。副相3可以由1种形成材料构成，也可以如本实施方式那样由两种以上的形成材料构成。需要说明的是，主相2、第1晶粒和第2晶粒中的至少一个可以含有起始物质等中所含的金属杂质。

上述各材料的折射率为Ce:YAG(1.83)、Al₂O₃(1.76)、Ce:YAP(1.93)、CeO₂(2.2)、Y₂O₃(1.87)、Ce:Y₂O₃(1.87～2.2)、YAP(1.93)。Ce:Y₂O₃的折射率根据Ce的含量而不同。Ce:YAP的折射率和Ce:Y₂O₃的折射率与主相2(Ce:YAG)的折射率不同，因此副相3适合作为散射源发挥功能。

需要说明的是，构成副相3的这些物质的热传导率与Ce:YAG同等，因此荧光体1即使具有副相3，荧光体1的热传导率也不会大幅下降。

晶粒2a和晶粒3a优选粒状。若为这样的构成，则荧光体的制造容易。此处，在本实施方式中，“粒状”是指，将SEM照片中的晶粒的形状近似为矩形的情况下，短边相对于长边的比为0.3以上的形状。晶粒2a的平均晶粒粒径优选为0.8μm以上1.2μm以下。

对于晶粒3a，荧光体1的厚度为200μm的情况下，可以为0.5μm以上20μm以下。晶粒3a由Ce:YAP构成的情况下，晶粒3a的平均晶粒粒径优选为0.8μm以上1.2μm以下。此外，晶粒3a由CeO₂或Ce:Y₂O₃构成的情况下，晶粒3a的平均晶粒粒径优选为0.33μm以上0.5μm以下。

此外，晶粒2a可以为薄膜状。晶粒2a的形状为薄膜状的情况下，晶粒2a的表面积增大，如后所述，容易使光散射，因此是优选的。由于同样的理由，晶粒3a可以为薄膜状。

此处，在本实施方式中，晶粒2a、3a的平均晶粒粒径如下求出。

首先，使荧光体1断裂，对断裂面拍摄SEM的BSE图像。此时，以1个视野中大约含有50个左右晶粒那样的倍率进行拍摄。

接着，基于所得到的SEM照片，进行图像处理，沿着晶界区别各晶粒。

接着，由图像处理后的SEM照片求出各晶粒的面积，计算出圆当量直径，所述圆当量直径为具有与对各晶粒求出的面积相等的面积的圆的直径。对所得到的圆当量直径进行算术平均，由此求出平均晶粒粒径。

气孔4优选鳞片状。此处，在本实施方式中，“鳞片状”是指，将SEM照片中的气孔的形状近似为矩形的情况下，短边相对于长边的比小于0.3的形状。但是，气孔4的短边相对于长边的比可以为0.3以上。

如后所述，气孔4具有将在荧光体1内部传播的光反射、折射，从而使其散射的功能。因此，与相同体积的球状气孔相比，气孔4为鳞片状时，表面积大，因此在荧光体1内部传播的光容易照射至气孔4，更容易发生散射。需要说明的是，“在荧光体1内部传播的光”中包含入射至荧光体1的激发光和荧光体1发出的荧光这两者。

与荧光体1中不含气孔4的情况相比，荧光体1含有气孔4时，热传导率低。另一方面，气孔4具有使在荧光体1内部传播的光散射的功能。因此，气孔量ρ可以根据荧光体1所要求的物性、即热传导率和光散射特性进行设定。之后对气孔量ρ进行说明。

为了降低荧光体1的蓄热带来的影响，优选热传导率在25℃为9W/m·k以上。为了实现这样的热传导率，气孔量ρ优选为0.01％以上且小于5％。

对于荧光体1，主相2的体积大于副相3的体积。如图1所示，主相2围绕在副相3的周围。即，副相3存在于主相2的晶界。主相2与副相3以彼此不同的晶粒形式存在，能够适当地发挥各自的功能。

使用X射线衍射，对荧光体1中所含的Ce:YAG、Ce:YAP和Ce:Y₂O₃的各比例进行测定。其结果，Ce:YAG为91.8体积％，Ce:YAP为5.7体积％，Ce:Y₂O₃为2.5体积％。

在荧光体1中，主相2的体积相对于主相2与副相3的总体积的比例优选为90体积％以上且小于100体积％。若为这样的体积比，则发出荧光的主相2和作为散射源发挥功能的副相3的量的平衡优异，能够制成高品质的荧光体。

此外，在构成荧光体1的烧结体中，烧结体中的钇的原子浓度(原子％)优选满足下述要点(i)和(ii)。需要说明的是，在下述要点(i)和(ii)中，[Y]表示钇的原子浓度。[Re]表示钇的原子浓度与铈的原子浓度之和。[Al]表示铝的原子浓度。需要说明的是，各原子浓度表示相对于烧结体中的金属原子总量的浓度。

(i)0.6＜[Y]

(ii)0.6＜[Re]/[Al]≤0.652

由作为Ce:YAG的母体结晶的YAG(Y₃A_l5O₁₂)的化学计量计算出的[Y]值为0.6。因此，条件(i)表示荧光体1含有相比于由化学计量计算出的量为过量的钇原子。相比于该化学计量为过量含有的钇原子构成副相3。即，通过满足条件(i)，确实能够在荧光体1中形成副相3。

对条件(ii)中的下限进行说明。[Re]/[Al]的值为0.6以下时，基本上生成Al₂O₃作为副相。含有Al₂O₃作为副相的荧光体的量子产率低于不含副相的荧光体的量子产率，之后对此进行详细说明。由此，优选[Re]/[Al]的值大于0.6。

之后对条件(ii)中的上限进行详细说明，通过[Re]/[Al]≤0.652，能够使烧结体的烧结温度不超过普通烧结炉的耐热温度。因此，能够使所得到的荧光体充分致密化，能够减少气孔量，发出荧光的主相与作为散射源发挥功能的副相的量的平衡优异，能够制成高品质的荧光体。

需要说明的是，在本说明书中，“气孔量”是指，多个气孔的总体积相对于荧光体的体积的比例。气孔量ρ可以如下求出。

将荧光体的体积设为V₀，荧光体中所含的多个气孔的总体积设为V₂。气孔量ρ由式(1)得出。ρ＝V₂/V₀…(1)

此外，若将荧光体的质量设为W，则荧光体的密度ρ₁由式(2)得出。

ρ₁＝W/V₀…(2)

需要说明的是，荧光体的体积V₀和荧光体的质量W可进行测定。

此处，使用X射线晶体衍射，求出主相的组成、副相的组成、主相与副相的体积比。使用利用X射线晶体衍射得到的结果、主相的理论密度和副相的理论密度，求出荧光体本身的理论密度ρ₂。

理论密度ρ₂可以使用V₀、V₂、W以式(3)表示。此外，根据式(3)，体积V₂可以如下式(4)那样表示。

ρ₂＝W/(V₀-V₂)…(3)

V₂＝V₀-W/ρ₂…(4)

根据上式(1)、(2)、(4)，气孔量ρ可以由式(5)表示。即，使用实测密度ρ₁和理论密度ρ₂，根据式(5)能够求出气孔量ρ。

ρ＝1-ρ₁/ρ₂…(5)

在以上那样构成的荧光体1中，显示出下述那样的发光行为。图2A为示出对不含副相3的以往的荧光体1X照射激发光时的发光情况的示意图，图2B为示出对本实施方式的荧光体1照射激发光时的发光情况的示意图。荧光体1X和荧光体1均具有Ce:YAG作为主相2。

在图2A所示的荧光体1X中，例如照射作为蓝色激光的激发光B时，荧光体1X的主相2吸收激发光B的一部分，各向同性地射出黄色的荧光YL。荧光YL在存在于荧光体1X内部的多个气孔4中发生折射、反射，在传播方向改变下(散射下)进行传播，射出至荧光体1X的外部。

此外，激发光B中，未被主相2吸收的剩余部分透过荧光体1X。此时，与荧光YL同样，在多个气孔4中，通过折射、反射而发生散射下，透过荧光体1X。由此，从荧光体1X射出激发光B与荧光YL混色而得到的白色光。

但是，在荧光体1X中，为了使激发光B、荧光YL充分散射，形成有多个气孔4，因此与构成主相2的Ce:YAG的热传导率相比，荧光体1X整体的热传导率低。因此，照射高强度的激光作为激发光B时，荧光体1X会发生蓄热，有可能受到由于热导致的损伤。例如荧光体1X的发光效率下降。

与此相对，在图2B所示的荧光体1中，含有折射率与主相2不同的副相3(多个晶粒3a)。副相3可以利用折射或反射使激发光B、荧光YL发生散射。因此，在荧光体1中，使激发光B、荧光YL发生散射的能力与荧光体1X同等，但是能够减少气孔量ρ。

即，副相3适合作为散射源发挥功能，因此能够减少气孔量ρ，相比于荧光体1X能够增加热传导率。因此，能够制成可兼具热传导率与光学性质的荧光体1。

发明人制作不含副相3的荧光体A以及含有副相3的荧光体B和荧光体C，并对它们的量子产率进行测定。荧光体A、荧光体B和荧光体C的各主相2均为Ce:YAG。荧光体B的副相3为Ce:YAP和Ce:Y₂O₃，荧光体C的副相3为Al₂O₃。在荧光体B中，使[Re]/[Al]的值为0.63，使Ce:YAG、Ce:YAP、Ce:Y₂O₃的体积比为90:9:1。在荧光体C中，使[Re]/[Al]的值为0.58，使Ce:YAG与Al₂O₃的体积比为92:8。荧光体A的量子产率为91.7％，荧光体B的量子产率为94.2％，荧光体C的量子产率为75.6％。

如此可知，Ce:YAP、Ce:Y₂O₃使量子产率提高。此外可知，荧光体仅含有Ce:YAP和Ce:Y₂O₃中的一方作为副相的情况下，量子产率也有所提高。进一步可知，CeO₂、Y₂O₃也使量子产率提高。由此，副相3优选含有包含Ce:YAP、Ce:Y₂O₃、CeO₂或Y₂O₃的晶粒3a。

[荧光体的制造方法]

上述那样的荧光体可以如下进行制造。

首先，将由Y₂O₃粉末、Al₂O₃粉末、CeO₂粉末构成的原料粉末与乙醇混合。利用球磨机将原料粉末粉碎，同时对所得到的浆料进行搅拌。

此时，可以将含有Si原子的烧结助剂添加至原料粉末中。作为烧结助剂，可以示例SiO₂、CaO、MgO。此外，烧制时可以添加发挥与SiO₂、CaO或MgO相同效果的物质作为烧结助剂，例如TEOS(原硅酸四乙酯，Tetraethyl orthosilicate)。对于烧结助剂，例如按照烧结后相对于原料粉末的质量残留100ppm的方式进行添加。此外，在烧结时添加TEOS那样的发挥与SiO₂、CaO或MgO相同效果的物质作为烧结助剂的情况下，将烧结助剂换算为烧结后的等价物质时，对于等价物质，例如按照烧结后相对于原料粉末的质量残留100ppm的方式进行添加。

接着，从所得到的浆料中除去乙醇，使原料粉末干燥。通过对干燥的原料粉末进行筛分，除去粗粒。由此，能够得到由粒径为数μm～数百μm的2次颗粒构成的原料粉末，所述2次颗粒含有粒径为数十nm至数百nm的Y₂O₃、Al₂O₃和CeO₂的1次颗粒。之后，将数μm～数十μm的粒径较大的Y₂O₃粉末适量添加至原料粉末中。

接着，挤压固化为所期望的形状并进行成型烧制。在烧制工序中，铝未到达较大的Y₂O₃粉末的内部，因此较大的Y₂O₃粉末在烧制后成为由Y₂O₃或Ce:Y₂O₃构成的第1晶粒。

此处，对条件(ii)的上限值进行说明。

具有二硅化钼的发热体的普通烧结炉的耐热温度(可使用的温度)大约为1700℃左右。另一方面，在原料粉末中增加Y₂O₃粉末的混配量时，在烧结体中，过量的Y₂O₃作为杂质存在，体系整体的烧结温度存在上升的趋势。因此，[Re]/[Al]超过0.652时，理论上烧结体的烧结温度会超过普通烧结炉的耐热温度，无法充分地进行烧结。于是，在所得到的烧结体中，致密化不足，气孔量ρ增加，因此无法得到良好的荧光体。

在普通烧结炉中，期望在氧气氛下进行烧结。或者可以在真空中、氮等中性气氛下、或者在氢等还原气氛下进行烧结后，在氧气氛下以例如1000℃以上1400℃以下进行退火处理。烧结温度为例如1500℃以上1750℃以下即可。此外，可以使用热冲压烧结法或热等静压加压烧结法。

另一方面，在满足条件(ii)的范围增加Y₂O₃粉末的混配量的情况下，适当地使原料粉末进行烧结，能够得到所期望的烧结体。

如此进行，得到本实施方式的荧光体。

根据以上那样构成的荧光体，能够提供一种可兼具热传导率和光散射特性的荧光体。

图3为示出本实施方式的投影仪1000的示意图。图4A为示出投影仪1000具有的波长转换元件的示意图。图4B为图4A所示的波长转换元件的A1-A1截面图。

如图3所示，本实施方式的投影仪1000具备光源装置100、色分离导光光学系统200、液晶光调制装置400R、液晶光调制装置400G、液晶光调制装置400B、正交分光棱镜500和投影光学系统600。

光源装置100具备光源10、聚光光学系统20、波长转换元件30、马达50、校准光学系统60、第1透镜阵列120、第2透镜阵列130、偏振转换元件140和重叠透镜150。

光源10由激光源构成，所述激光源射出由激光构成的蓝色光(发光强度的峰:约445nm)作为激发光。光源10可以由1个激光源构成，也可以由多个激光源构成。此外，也可以使用射出445nm以外的波长(例如460nm)的蓝色光的激光源。

聚光光学系统20具备第1透镜22和第2透镜24。聚光光学系统20配置在自光源10至波长转换元件30的光路中，将蓝色光以大致聚光的状态入射至荧光体层42(后述)。第1透镜22和第2透镜24由凸透镜构成。

如图3和图4A所示，波长转换元件30具有俯视圆形的基板40和在基板40的一面上沿着基板40的周向设置的荧光体层42。波长转换元件30可以在与基板40的中心连接的马达50的作用下旋转。波长转换元件30朝向与蓝色光入射侧相反的一侧射出红色光和绿色光。

基板40由透过蓝色光的材料构成。作为基板40的材料，可以使用例如石英玻璃、水晶、蓝宝石、光学玻璃、透明树脂等。

来自光源10的蓝色光从基板40侧入射至荧光体层42。如图4B所示，在荧光体层42与基板40之间设置透过蓝色光、反射红色光和绿色光的二向色膜44。

荧光体层42利用波长约为445nm的蓝色光进行激发。荧光体层42将来自光源10的蓝色光的一部分转换为含有黄色光的光，且使蓝色光的剩余的一部分通过而不进行转换。作为荧光体层42，使用上述本实施方式中的荧光体。

校准光学系统60具备第1透镜62和第2透镜64，将来自波长转换元件30的光大致平行化。第1透镜62和第2透镜64由凸透镜构成。

第1透镜阵列120具有多个第1小透镜122，所述第1小透镜122用于将来自校准光学系统60的光分割为多个部分光束。多个第1小透镜122在与光源光轴100ax正交的面内呈矩阵状排列。

第2透镜阵列130具有与第1透镜阵列120的多个第1小透镜122对应的多个第2小透镜132。第2透镜阵列130与重叠透镜150一起将第1透镜阵列120的各第1小透镜122的图像成像在液晶光调制装置400R、液晶光调制装置400G、液晶光调制装置400B的图像形成区域附近。多个第2小透镜132在与光源光轴100ax正交的面内呈矩阵状排列。

偏振转换元件140将利用第1透镜阵列120分割的各部分光束转换成直线偏振。

偏振转换元件140具有偏振分离层，该偏振分离层直接透过来自波长转换元件30的光中所含的偏振成分中的一方直线偏振成分，同时将另一方直线偏振成分反射至与光源光轴100ax垂直的方向；反射层，该反射层将利用偏振分离层反射的另一方直线偏振成分反射至与光源光轴100ax平行的方向；和相位差板，该相位差板将利用反射层反射的另一方直线偏振成分转换成一方直线偏振成分。

重叠透镜150将来自偏振转换元件140的各部分光束聚光，使其在液晶光调制装置400R、液晶光调制装置400G、液晶光调制装置400B的图像形成区域的附近重叠。第1透镜阵列120、第2透镜阵列130和重叠透镜150构成积分器光学系统，使来自波长转换元件30的光的面-内光强度分布均匀。

色分离导光光学系统200具备二向色镜210、二向色镜220、反射镜230、反射镜240、反射镜250和中继透镜260、中继透镜270。色分离导光光学系统200将来自光源装置100的光分离为红色光、绿色光和蓝色光，将红色光、绿色光和蓝色光导光至各自对应的液晶光调制装置400R、液晶光调制装置400G、液晶光调制装置400B。

在色分离导光光学系统200与液晶光调制装置400R、液晶光调制装置400G、液晶光调制装置400B之间分别配置聚光透镜300R、聚光透镜300G、聚光透镜300B。

二向色镜210是通过红色光成分、反射绿色光成分和蓝色光成分的二向色镜。

二向色镜220是反射绿色光成分、通过蓝色光成分的二向色镜。

通过二向色镜210的红色光由反射镜230反射，通过聚光透镜300R，入射至红色光用的液晶光调制装置400R的图像形成区域。

由二向色镜210反射的绿色光由二向色镜220进一步反射，通过聚光透镜300G，入射至绿色光用的液晶光调制装置400G的图像形成区域。

通过二向色镜220的蓝色光经中继透镜260、入射侧的反射镜240、中继透镜270、射出侧的反射镜250、聚光透镜300B，入射至蓝色光用的液晶光调制装置400B的图像形成区域。

液晶光调制装置400R、液晶光调制装置400G、液晶光调制装置400B根据图像信息对入射的色光进行调制，形成彩色图像。需要说明的是，省略了图示，但在聚光透镜300R、聚光透镜300G、聚光透镜300B与液晶光调制装置400R、液晶光调制装置400G、液晶光调制装置400B之间分别配置入射侧偏振板，在液晶光调制装置400R、液晶光调制装置400G、液晶光调制装置400B与正交分光棱镜500之间分别配置射出侧偏振板。

正交分光棱镜500将从液晶光调制装置400R、液晶光调制装置400G、液晶光调制装置400B射出的各图像光合成，形成彩色图像。

从正交分光棱镜500射出的彩色图像利用投影光学系统600进行放大投影，在屏幕SCR上形成图像。

为了利用校准光学系统60有效地取入从荧光体层42射出的荧光，期望从荧光体层42射出荧光的区域的面积小。

但是，在无机荧光体中，根据下述那样的机理，荧光自激发光入射的位置射出时向面方向扩展，产生“晕影”。因此，荧光射出的区域的面积容易增大。

图5A为示出荧光体1Y中的晕影情况的示意图，所述荧光体1Y是仅由Ce:YAG即主相2构成无机荧光体，其不含副相、气孔。图5B为示出本实施方式的荧光体1中的晕影情况的示意图。

如图5A所示，在荧光体1Y中，在荧光体1Y内部传播的荧光中的一部分在荧光体1Y的表面进行全反射，在面内方向上发生传送。在图中，将在荧光体1Y的内部发生全反射的荧光以符号Y1、Y2表示。

荧光体1Y仅由主相2构成，因此，即使存在晶界，荧光YL也不易在荧光体1Y内部发生折射、反射。因此，荧光在荧光体1Y内部从激发光B入射的位置传播至在面内方向分离的位置后，射出至荧光体1Y的外部，最终被观察到“晕影”。

与此相对，如图5B所示，在本实施方式的荧光体1中，荧光利用副相3、气孔4进行折射或是反射，由此荧光的传播方向容易发生变化。于是，在没有副相3、气孔4的情况下，以由荧光体1的表面全反射的角度发出的荧光YL也通过改变传播方向而以与全反射条件不同的进入角度入射至荧光体1的表面，容易从荧光体1射出至外部。其结果，相比于荧光体1Y，在荧光体1中，内部的荧光容易射出至荧光体的外部，“晕影”减少。

将本实施方式的荧光体1用于波长转换元件30的情况下，如之后详细说明的那样，晶粒3a的量、气孔量ρ和形状等参数与“晕影”的量相关。因此，可以适当设计荧光体1来调整晕影。

需要说明的是，在本实施方式中，“晕影量”如下定义。在荧光体上的直径0.4mm的区域均匀照射激发光，对从荧光体射出的荧光的发光分布进行测定。将距激发光照射的区域中心的距离与发光强度的关系作为发光分布示于图6。纵轴表示光强度，横轴表示距中心的距离。在发光分布中，将光强度为最大值的20％的距离L的2倍作为晕影量(单位:mm)进行定义。

图7为示意性示出晕影量与从波长转换元件发出的荧光总量的关系的曲线图，横轴表示晕影量，纵轴表示荧光总量。晕影量多对应于气孔量ρ少，气孔量ρ少对应于烧结温度高。烧结温度高，气孔量ρ少时，未被吸收而发生后方散射的激发光减少，荧光量增加，因此晕影量与荧光总量的关系大概存在图7所示那样的趋势，具有晕影量增加，则荧光增加的相关关系。

因此，若仅关注减少晕影量，则可能产生下述其他问题，作为投影仪的光源的光量不足、或用于与蓝色激发光混色形成白色光的荧光的量减少，色平衡破坏。

在本实施方式的投影仪1000那样的投影仪中，液晶光调制装置的尺寸使用对角0.4英寸～1.2英寸的程度。根据图8所示的发明人的研究结果可知，对于对角0.4英寸的液晶光调制装置，期望约0.7mm的晕影量，对于对角1.2英寸的液晶光调制装置，期望约1.1mm的晕影量。

这样的晕影量如下进行控制。

图9为示出晕影量与晶粒的平均晶粒粒径的关系的曲线图，横轴表示晕影量(mm)，纵轴表示晶粒的平均晶粒粒径(μm)。在图9中，混合晶粒是指Ce:YAP的晶粒与Ce:YAG的晶粒的混合物。

平均晶粒粒径增大时，光折射或反射的界面减少，因此晕影量存在增加的趋势。晶粒粒径可通过控制烧结时间和烧结温度来进行调整。

根据图9可知，混合晶粒的平均晶粒粒径优选为0.8μm以上1.2μm以下，Y₂O₃的平均晶粒粒径优选为0.33μm以上0.50μm以下。

图10为示出烧结时使用Si系烧结助剂的情况下的晕影量与Si含量的关系的曲线图，横轴表示晕影量(mm)，纵轴表示荧光体中的Si含量(ppm)。Si含量多时，即烧结时使用较多的烧结助剂时，烧结容易进行，气孔减少，结果晕影量存在增加的趋势。

根据图10可知，Si含量优选为200ppm以下。

此外，若考虑到晕影量与气孔量ρ的关系，则气孔量ρ减少时，光折射或反射的界面减少，因此晕影量存在增加的趋势。气孔量ρ可通过控制烧结时间和烧结温度来进行调整。

如上所述，通过对与晕影量相关的各参数进行适当控制，能够制成具有适当晕影量的荧光体层42的波长转换元件30。此外，在具备具有这样的波长转换元件30的光源装置100的投影仪1000中，从荧光体层42射出的荧光的利用效率高，因此能够投影明亮的影像。

根据以上那样构成的荧光体，能够提供一种可兼具热传导率和光散射特性的荧光体。

此外，以上那样构成的波长转换元件具有上述那样的荧光体，因此不易受到由于热导致的损伤，且具备所期望的光散射特性，可靠性高。具备上述波长转换元件的光源装置和投影仪具有高的可靠性。

需要说明的是，在本实施方式中，对投影仪1000进行了说明，但投影仪的构成不限于此。

图11为对变形例的投影仪1006进行说明的示意图，其是与图3对应的图。在以下的说明中，在与投影仪1000共通的部件上标注相同的符号，省略说明。代替投影仪1000中的光源装置100，投影仪1006具备光源装置106和第2光源装置702。光源装置106具备波长转换元件34、校准光学系统70、二向色镜80和校准聚光光学系统90。

光源10按照光轴与光源光轴106ax正交的方式进行配置。

校准光学系统70具备第1透镜72和第2透镜74，使来自光源10的光大致平行化。第1透镜72和第2透镜74由凸透镜构成。

在自校准光学系统70至校准聚光光学系统90的光路中，二向色镜80按照相对于光源10的光轴和光源光轴106ax分别以45°的角度相交的方式进行配置。二向色镜80反射蓝色光、通过红色光和绿色光。

校准聚光光学系统90具有:使来自二向色镜80的蓝色光以大致聚光的状态入射至荧光体层42的功能、使从荧光体层42射出的荧光大致平行化的功能。校准聚光光学系统90具备第1透镜92和第2透镜94。第1透镜92和第2透镜94由凸透镜构成。

图12A为示出投影仪1006具有的波长转换元件的示意图。图12B为图12A所示的波长转换元件的A2-A2截面图。如图12A所示，波长转换元件34在基板40的一面具有沿着基板40的周向设置的荧光体层42。在光源装置106中，来自光源10的蓝色光从与基板40相反侧入射至荧光体层42。如图12B所示，在荧光体层42与基板40之间设置有反射可见光的反射膜45。因此，朝向蓝色光入射侧射出荧光。

需要说明的是，作为基板40，无需使用由透过激发光的材料构成的圆板，可以使用由金属那样不透明的材料构成的圆板。

第2光源装置702具备第2光源装置710、聚光光学系统760、散射板732和校准光学系统770。

聚光光学系统760具备第1透镜762和第2透镜764。聚光光学系统760将来自第2光源装置710的蓝色光在散射板732附近聚光。第1透镜762和第2透镜764由凸透镜构成。

散射板732将来自第2光源装置710的蓝色光散射，形成具有与从波长转换元件34射出的荧光相似的配光分布的蓝色光。作为散射板732，可以使用例如微透镜阵列。

校准光学系统770具备第1透镜772和第2透镜774，使来自散射板732的光大致平行化。第1透镜772和第2透镜774由凸透镜构成。

二向色镜80将来自第2光源装置702的蓝色光与来自波长转换元件34的黄色光合成，生成白色光。

在以上那样的波长转换元件34中，通过使用本实施方式的荧光体1，也能够制成不易受到由于热导致的损伤，且具备所期望的光散射特性的波长转换元件34。此外，能够提供可靠性高的光源装置和投影仪。

图13为示出光源装置的其他示例的示意图。光源装置1500具有设置在基板1501的激发用光源(光源)1502和设置在激发用光源1502的光射出面1502a侧的荧光体层1503。

作为激发用光源1502，只要为射出蓝色激发光的光源，则可以采用各种光源。

荧光体层1503使用上述本实施方式的荧光体作为形成材料。

在这样构成的光源装置1500中，通过使用本实施方式的荧光体1，能够制成不易受到由于热导致的损伤，且具备所期望的光散射特性的可靠性高的光源装置1500。

[第2实施方式]

以下，参照图14～图19，对第2实施方式的波长转换元件、光源装置和投影仪进行说明。

图14为本实施方式的投影仪1000M的示意图。代替上述光源装置100，投影仪1000M具备光源装置100M，在这点上与第1实施方式的投影仪1000不同。代替上述波长转换元件30，光源装置100M具备波长转换元件30M，在这点上与光源装置100不同。其他构成与投影仪1000的构成同样，因此在与图3同样的要素上标记同一符号，省略详细的说明。

光源装置100M具备光源10、聚光光学系统20、波长转换元件30M、马达50、校准光学系统60、第1透镜阵列120、第2透镜阵列130、偏振转换元件140和重叠透镜150。

聚光光学系统20配置在自光源10至波长转换元件30M的光路中，使蓝色光以大致聚光的状态入射至荧光体层42M。后文对荧光体层42M进行描述。

校准光学系统60使来自波长转换元件30M的光大致平行化。

图15A为波长转换元件30M的示意图，图15B为图15A的线段XVb-XVb中的向视截面图。

如图15A所示，波长转换元件30M具有俯视呈圆形的基板40和在基板40的一面沿着基板40的周向设置的波长转换部41AM。如图15B所示，波长转换部41AM具有荧光体层42M、设置在荧光体层42M的第1面42aM的二向色膜44和设置在荧光体层42M的第2面42bM的防反射膜47。荧光体层42M在基板40的一面沿着基板40的周向进行设置。波长转换元件30M可以利用与基板40的中心连接的马达50进行旋转。波长转换元件30M朝向与蓝色光入射侧相反的一侧射出红色光和绿色光。二向色膜44和防反射膜47均相当于技术方案记载的光学功能层。

荧光体层42M由从光源10射出且从基板40侧入射至荧光体层42M的波长约为445nm的蓝色光激发。荧光体层42M将来自光源10的蓝色光的一部分转换为含有黄色光的光，且使蓝色光的剩余的一部分通过而不进行转换。

荧光体层42M由烧结体构成，所述烧结体是对由陶瓷荧光材料构成的多个第1微晶421和由具有与第1微晶421不同的折射率的陶瓷材料构成的多个第2微晶422进行烧结而得到的。第1微晶421相当于主相，第2微晶422相当于副相(第1晶粒)。荧光体层42M通过在上述烧结体上实施切削、研磨等加工而得到。在图15B中，为了简略化，将一个第1微晶421用双点划线表示，对于其他第1微晶421，以形成连续的一体的层的形式表示。

第1微晶421只要为陶瓷荧光材料，则可以使用各种材料。在本实施方式的荧光体层42M中，使用Ce:Y₃Al₅O₁₂(以下称为Ce:YAG)作为第1微晶421。

第2微晶422只要为具有与第1微晶421不同的折射率的陶瓷材料，则可以使用各种材料。在本实施方式的荧光体层42M中，使用YAP作为第2微晶422。代替YAP，也可以使用例如Al₂O₃、Ce:Y₂O₃、Ce:YAP、CeO₂或Y₂O₃。Al₂O₃、CeO₂和Y₂O₃是合成Ce:YAG时所用的起始物质。此外，YAP是合成Ce:YAG时生成的副产物。如上所述，Ce:YAP、Ce:Y₂O₃使荧光体的量子产率提高。

荧光体层42M可以含有第3微晶，所述第3微晶由具有与第1微晶421不同的折射率并且与第2微晶422不同的陶瓷材料构成。第3微晶相当于第2晶粒。作为第3微晶，可以使用例如YAP、Al₂O₃、Ce:Y₂O₃、Ce:YAlO₃、CeO₂或Y₂O₃。需要说明的是，第1微晶421、第2微晶422和第3微晶中的至少一个可以含有起始物质等中所含的金属杂质。

烧结体具有晶界，并且在晶界具有气孔4。气孔4在烧结体的制作时生成在晶界处。对烧结体进行加工形成荧光体层42M时，存在于烧结体内部的气孔4露出在荧光体层42M的表面。因此，在荧光体层42M的表面存在起因于气孔4的凹部42x。

烧结体含有较多的气孔4时，荧光体层42M的表面的凹部42x也多。因此，为了将光学功能层以良好的状态形成在荧光体层42M的表面上，优选气孔量ρ少。此外，气孔量ρ少的荧光体层42M的热传导率高，因此不易引起由于热应力导致的荧光体层42M的破损。另一方面，如上所述，气孔4具有使在荧光体层42M内部传播的光散射的功能。因此，气孔量ρ可以考虑荧光体层42M所要求的物性、即热传导率和光散射特性来进行设定。

为了减小荧光体层42M的蓄热带来的影响，优选荧光体层42M的热传导率在25℃为9W/m·k以上。为了实现这样的热传导率，气孔量ρ优选为0.01％以上且小于5％。

第2微晶422存在于第1微晶421的晶界处。在荧光体层42M中，第1微晶421的体积大于第2微晶422的体积。

该荧光体层42M可以如下进行制造。首先，使用第1实施方式的荧光体1的制造方法，制作含有第1微晶421、第2微晶422和气孔4的烧结体。接着，通过在所得到的烧结体上实施切削、研磨等加工，得到所期望厚度的荧光体层42M。

二向色膜44是设置在荧光体层42M与基板40之间的电介质多层膜。对于二向色膜44，对烧结体进行加工，得到荧光体层42M后，利用气相法在荧光体层42M的第1面42aM形成二向色膜44。此时，在二向色膜44中，在与荧光体层42M的凹部42x重叠的位置形成未以二向色膜44所期望的状态形成的缺陷部44x。

防反射膜47是设置在荧光体层42M的第2面42bM的电介质多层膜。对于防反射膜47，对烧结体进行加工，得到荧光体层42M后，利用气相法在荧光体层42M的第2面42bM形成防反射膜47。此时，在防反射膜47中，在与荧光体层42M的凹部42x重叠的位置形成未以防反射膜47所期望的状态形成的缺陷部47x。

在波长转换元件30M中，显示出下述那样的发光行为。作为比较例，图16为示出对具有不含第2微晶422的荧光体层420M的波长转换元件30XM照射激发光B时的发光情况的示意图。图17为示出对本实施方式的波长转换元件30M照射激发光B时的发光情况的示意图。

通过聚光光学系统20对图16所示的波长转换元件30XM照射激发光B时，激发光B透过二向色膜44入射至荧光体层420M。在荧光体层420M中，第1微晶421吸收激发光B的一部分，各向同性地射出黄色荧光YL。荧光YL利用存在于荧光体层420M内部的气孔4进行散射，同时在荧光体层420M内部传播，射出至荧光体层420M的外部。

此外，激发光B中未被第1微晶421吸收的剩余部分透过荧光体层420M。此时，与荧光YL同样地被气孔4散射，同时透过荧光体层420M。由此，从荧光体层420M射出激发光B与荧光YL混色而得到的白色光。

为了使激发光B、荧光YL充分散射，荧光体层420M具备多个气孔4。因此，在荧光体层420M的表面形成有多个凹部42x。在图16中，示出形成有第1面420aM的3个凹部42x和第2面420bM的3个凹部42x共计6个凹部42x的情况。

因此，与荧光体层420M的第1面420aM接触设置的二向色膜44具有较多的缺陷部44x，与第2面420bM接触设置的防反射膜47具有较多的缺陷部47x。因此，难以发挥各膜所期望的物性。

进一步，荧光体层420M具备多个气孔4，因此，与构成第1微晶421的Ce:YAG的热传导率相比，作为荧光体层420M整体的热传导率低。因此，对于荧光体层420M，照射高强度的激发光B时，容易发生蓄热，容易由于热应力而破损。

与此相对，在图17所示的波长转换元件30M中，折射率与第1微晶421不同的多个第2微晶422包含在荧光体层42M中。第2微晶422利用折射或反射使激发光B、荧光YL发生散射。即，第2微晶422适合作为散射源发挥功能。由此，在荧光体层42M中，使激发光B、荧光YL散射的能力与荧光体层420M中的散射能力同等，但是能够使气孔量ρ少于荧光体层420M中的气孔量ρ。其结果，不仅凹部42x的量减少，而且荧光体层42M的热传导率提高。

在图17中，示出形成有第1面42aM的1个凹部42x和第2面42bM的2个凹部42x共计3个凹部42x的情况。其结果，在与荧光体层42M的第1面42aM接触设置的二向色膜44、与第2面42bM接触设置的防反射膜47中，缺陷部44x、47x的量(数)比比较例少，各膜的物性提高。即，各膜的物性接近理想的物性(设计值)。

波长转换元件30M在表面具备具有良好特性的光学功能层。具体而言，二向色膜44的缺陷部44x的量(数)少，因此在荧光体层42M生成的荧光YL能够由二向色膜44以高于比较例的效率进行反射，从荧光体层42M射出至与基板40相反方向。进一步，防反射膜47的缺陷部47x的量(数)少，因此荧光YL能够以高于比较例的效率从第2面42bM射出至外部。如此，能够以高效率将在荧光体层42M生成的荧光YL向所期望的方向取出。

此外，荧光体层42M的热传导率高于比较例，因此即使对小的区域照射高强度的激发光B也不易发生蓄热，不易引起由于热应力导致的破损。

与不含YAP的情况相比，在含有YAP作为第2微晶422的烧结体中，制造烧结体时，第1微晶421和第2微晶422的微晶粒径存在减小的趋势。对于烧结体，若构成烧结体的微晶的微晶粒径小，则弯曲强度高。因此，在含有YAP的荧光体层42M中，不易引起由于热应力导致的破损。

本实施方式的光源装置100M具有波长转换元件30M，因此能够射出高亮度的光，此外，不易受到由于热导致的损伤。

本实施方式的投影仪1000M具有光源装置100M，因此能够投影高亮度的影像，此外，不易受到由于热导致的损伤。

需要说明的是，在本实施方式中，对投影仪1000M进行了说明，但投影仪的构成不限于此。

图18为对变形例的投影仪1006M进行说明的示意图。代替第1实施方式的光源装置106，投影仪1006M具备光源装置106M，在这点上与图11所示的投影仪1006不同。代替上述波长转换元件34，光源装置106M具备波长转换元件34M，在这点上与光源装置106不同。其他构成与投影仪1006的构成同样，因此在与图11同样的要素上标记同一符号，省略详细的说明。

校准聚光光学系统90具有使来自二向色镜80的蓝色光以大致聚光的状态入射至荧光体层42M的功能、使从荧光体层42M射出的荧光大致平行化的功能。

在光源装置106M中，来自光源10的蓝色光从与基板40相反侧入射至荧光体层42M。

图19A为投影仪1006M具有的波长转换元件34M的示意图，图19B为图19A的线段XIXb-XIXb中的向视截面图。

如图19A、图19B所示，波长转换元件34M具有基板40、呈环状设置在基板40的荧光体层42M、设置在基板40与荧光体层42M之间的反射膜(光学功能层)45和设置在荧光体层42M的第2面42bM的防反射膜(光学功能层)47。荧光体层42M、反射膜45和防反射膜47构成波长转换部41BM。波长转换部41BM朝向蓝色光入射侧射出荧光。

需要说明的是，作为基板40，可以使用由金属那样的热传导率高且不透明的材料构成的圆板。

二向色镜80将来自第2光源装置702的蓝色光与来自波长转换元件34M的黄色光合成，生成白色光。

波长转换元件34M也与波长转换元件30M同样地在表面具备具有良好特性的光学功能层。具体而言，反射膜45的缺陷部45x的量(数)少，因此在荧光体层42M生成的荧光YL能够由反射膜45以高效率进行反射，从荧光体层42M射出至与基板40相反方向。此外，防反射膜47的缺陷部47x的量(数)少，因此能够与波长转换元件30M同样地有效利用激发光B和荧光YL。此外，荧光体层42M的热传导率高于比较例，因此不易引起由于热应力导致的破损。

需要说明的是，在上述各实施方式中，使用激光源作为激发用光源，但也可以使用发光二极管作为激发用光源。

此外，在上述各实施方式中，将荧光体层设置在可旋转的基板上，但本发明不限于此。可以将荧光体层设置在固定的基材上。

在上述各实施方式中，使用液晶光调制装置作为光调制装置，但本发明不限于此。也可以使用数字微反射镜装置作为光调制装置。

以上，参照附图对本发明的优选实施方式例进行了说明，但本发明不限于这些示例。在上述示例中所示的各构成部件的各形状、组合等为一例，可以在不脱离本发明主旨的范围内，基于设计要求等进行各种变更。

在上述各实施方式中，示出将基于本发明的光源装置搭载在投影仪的示例，但不限于此。基于本发明的光源装置也可以应用于照明器具、汽车的前照灯等。

符号说明

1，1X，1Y…荧光体、2…主相、2a，3a…晶粒、3…副相、4…气孔、10…光源、20…聚光光学系统、30，34，30M，34M…波长转换元件、40，1501…基板、42，42M，42N，1503…荧光体层、42aM…第1面、42bM…第2面、44…二向色膜(光学功能层)、45…反射膜(光学功能层)、47…防反射膜(光学功能层)、90…校准聚光光学系统(聚光光学系统)、100，106，1500…光源装置、421…第1微晶、422…第2微晶、600…投影光学系统、1000，1006…投影仪、1502…激发用光源(光源)、B…激发光、YL，Y1，Y2…荧光。

Claims (22)

1.一种荧光体，其为由陶瓷材料的烧结体构成的荧光体，

所述烧结体含有作为主相的Ce:Y₃Al₅O₁₂和作为副相的陶瓷材料，所述陶瓷材料的折射率与该主相不同，

所述烧结体具有晶界，并且在该晶界具有气孔。

2.如权利要求1所述的荧光体，其中，所述副相含有Ce:YAlO₃、CeO₂、Y₂O₃或Ce:Y₂O₃作为第1晶粒。

3.如权利要求2所述的荧光体，其中，所述副相进一步具备与所述第1晶粒不同的第2晶粒，含有Ce:YAlO₃、CeO₂、Y₂O₃或Ce:Y₂O₃作为该第2晶粒。

4.如权利要求2或3所述的荧光体，其中，所述副相含有Ce:YAlO₃、CeO₂或Ce:Y₂O₃，

所述烧结体中的钇的原子浓度[Y]满足下述要点(i)和(ii)，[Y]的单位为原子％，

(i)0.6＜[Y]

(ii)0.6＜[Re]/[Al]≤0.652

其中，[Re]是钇的原子浓度与铈的原子浓度之和，[Al]是铝的原子浓度。

5.如权利要求1至4中任一项所述的荧光体，其中，所述主相围绕在所述副相的周围。

6.如权利要求1至5中任一项所述的荧光体，其中，所述气孔为鳞片状。

7.如权利要求1至6中任一项所述的荧光体，其中，构成所述主相的晶粒和构成所述副相的晶粒为粒状。

8.如权利要求1至7中任一项所述的荧光体，其中，所述主相的体积相对于所述主相与所述副相的总体积量的比例为90体积％以上且小于100体积％。

9.一种波长转换元件，其具有将权利要求1至8中任一项所述的荧光体作为形成材料的荧光体层。

10.一种光源装置，其具有权利要求9所述的波长转换元件、和

对所述波长转换元件具有的所述荧光体层照射激发光的光源。

11.一种投影仪，其具有：

权利要求10所述的光源装置、

光调制装置，该光调制装置根据图像信息对来自所述光源装置的光进行调制，从而形成图像光、和

投影光学系统，该投影光学系统对所述图像光进行投影。

12.一种波长转换元件，其为具有荧光体层、设置在该荧光体层表面的光学功能层的波长转换元件，

所述荧光体层由烧结体构成，所述烧结体含有作为第1微晶的陶瓷荧光材料和作为第2微晶的陶瓷材料，所述第2微晶的折射率与该第1微晶不同，

所述烧结体具有晶界，并且在该晶界具有气孔。

13.如权利要求12所述的波长转换元件，其中，所述第1微晶含有Ce:Y₃Al₅O₁₂，

所述第2微晶含有Ce:YAlO₃、CeO₂、Y₂O₃、Ce:Y₂O₃或YAlO₃。

14.如权利要求12或13所述的波长转换元件，其中，所述光学功能层为防反射膜。

15.如权利要求12或13所述的波长转换元件，其中，所述光学功能层为二向色膜。

16.如权利要求12或13所述的波长转换元件，其中，所述光学功能层为反射膜。

17.如权利要求12至16中任一项所述的波长转换元件，其中，所述荧光体层进一步含有与所述第2微晶不同的陶瓷材料作为第3微晶，

所述第3微晶的折射率与所述第1微晶的折射率不同。

18.一种光源装置，其具有权利要求12至17中任一项所述的波长转换元件、和

对所述波长转换元件具有的所述荧光体层照射激发光的光源。

19.一种投影仪，其具有：

权利要求18所述的光源装置、

光调制装置，该光调制装置根据图像信息对来自所述光源装置的光进行调制，从而形成图像光、和

投影光学系统，该投影光学系统对所述图像光进行投影。

20.一种光源装置，其具有：

射出激发光的光源、

波长转换元件，该波长转换元件具有利用所述激发光激发而射出荧光的荧光体层、和

聚光光学系统，该聚光光学系统配置在所述光源与所述波长转换元件之间的所述激发光的光路上，将所述激发光朝向所述荧光体层聚光，

所述荧光体层由烧结体构成，所述烧结体含有作为第1微晶的陶瓷荧光材料和作为第2微晶的陶瓷材料，所述第2微晶的折射率与该第1微晶不同。

21.如权利要求20所述的光源装置，其中，所述第1微晶含有Ce:Y₃Al₅O₁₂，

所述第2微晶含有YAlO₃。

22.一种投影仪，其具有：

权利要求20或21所述的光源装置、

光调制装置，该光调制装置根据图像信息对来自所述光源装置的光进行调制，从而形成图像光、和

投影光学系统，该投影光学系统对所述图像光进行投影。