波长转换元件的制作方法

1.本公开内容涉及含有荧光体颗粒的波长转换元件。


背景技术：

2.通常荧光体光源均采用其中将荧光体固定至轮件并旋转轮件以对激光辐射产生的热进行散热的方法。此外，例如，专利文献1公开了一种荧光体轮件，该荧光体轮件通过将冷却剂与荧光体一起包封在设置于旋转基板上的密封壳体内来提高荧光体的冷却效率。
3.现有技术文献
4.专利文件
5.专利文献1：日本专利申请特开第2017
‑
27685号公报


技术实现要素：

6.附带地，包括荧光体作为光源的波长转换元件需要提高的输出功率和可靠性。
7.期望提供一种能够提高输出功率和可靠性的波长转换元件。
8.根据本公开内容实施方式的第一波长转换元件包括：荧光体层、冷却剂、冷却剂输送部件和壳体。荧光体层含有多个荧光体颗粒。荧光体层中具有空隙。冷却剂冷却荧光体层。冷却剂输送部件被设置为与荧光体层接触。冷却剂输送部件使冷却剂循环。壳体包封荧光体层、冷却剂和冷却剂输送部件。壳体的内壁的至少一部分上具有保护层。
9.根据本公开内容实施方式的第一波长转换元件在包封荧光体层、冷却剂和冷却剂输送部件的壳体的内壁的至少所述部分上设置有保护层。这防止冷却剂与壳体之间的接触。
10.根据本公开内容实施方式的第二波长转换元件包括：荧光体层、冷却剂、冷却剂输送部件和壳体。荧光体层包括含有荧光体颗粒。荧光体层中具有多孔结构。多孔结构的平均孔径从一个表面到另一表面上的发光部变化。冷却剂冷却荧光体层。冷却剂输送部件被设置为与荧光体层接触。冷却剂输送部件使冷却剂循环。壳体包封荧光体层、冷却剂和冷却剂输送部件。
11.根据本公开内容实施方式的第二波长转换元件的分布在具有多孔结构的荧光体层中的空隙的平均孔径从所述一个表面到所述另一表面上的所述发光部变化。这提高冷却性能并减少异物进入发光部和发光部附近的区域。
附图说明
12.图1是示出根据本公开内容第一实施方式的波长转换元件的构造示例的截面示意图。
13.图2是图1所示的波长转换元件的平面示意图。
14.图3是示出根据本公开内容第一实施方式的波长转换元件的另一构造示例的截面示意图。
15.图4是制造荧光体层的步骤的流程图。
16.图5是用作为参考示例的波长转换元件的主要部分的放大示意图。
17.图6是示出根据本公开内容的变形例1的波长转换元件的构造示例的截面示意图。
18.图7是图6所示的冷却剂输送部件的平面示意图。
19.图8是示出根据本公开内容的变形例1的波长转换元件的另一构造示例的截面示意图。
20.图9是图8所示的冷却剂输送部件的平面示意图。
21.图10是示出根据本公开内容的变形例2的波长转换元件的构造示例的截面示意图。
22.图11是示出根据本公开内容的变形例3的波长转换元件的构造示例的截面示意图。
23.图12是图11所示的波长转换元件的平面示意图。
24.图13是示出根据本公开内容的变形例4的波长转换元件的构造示例的截面示意图。
25.图14是示出根据本公开内容的变形例5的波长转换元件的构造示例的截面示意图。
26.图15是示出根据本公开内容的变形例5的波长转换元件的另一构造示例的截面示意图。
27.图16是示出根据本公开内容的变形例5的波长转换元件的另一构造示例的截面示意图。
28.图17是示出根据本公开内容的变形例5的波长转换元件的另一构造示例的截面示意图。
29.图18是示出根据本公开内容的变形例6的波长转换元件的构造示例的截面示意图。
30.图19是图18所示的波长转换元件的主要部分的放大截面示意图。
31.图20是示出根据本公开内容的变形例7的波长转换元件的另一构造示例的截面示意图。
32.图21是示出根据本公开内容的第二实施方式的波长转换元件的构造示例的截面示意图。
33.图22是图21所示的波长转换元件的平面示意图。
34.图23是示出图21所示的波长转换元件的主要部分的构造示例的放大示意图。
35.图24是示出图21所示的波长转换元件的主要部分的另一构造示例的放大示意图。
36.图25是示出相对于荧光体颗粒的平均颗粒尺寸的流路阻力的示意图。
37.图26是根据本公开内容的变形例7的波长转换元件的截面示意图。
38.图27是根据本公开内容的变形例8的波长转换元件的截面示意图。
39.图28是根据本公开内容的变形例9的波长转换元件的截面示意图。
40.图29是根据本公开内容的变形例10的波长转换元件的截面示意图。
41.图30是根据本公开内容的变形例11的波长转换元件的截面示意图。
42.图31是根据本公开内容的变形例12的波长转换元件的截面示意图。
43.图32是根据本公开内容的变形例13的波长转换元件的截面示意图。
44.图33是示出包括图1所示的波长转换元件等的光源模块的构造示例的概况图。
45.图34是示出包括图1所示的波长转换元件等的光源模块的另一构造示例的概况图。
46.图35是示出包括图1所示的波长转换元件等的光源模块的另一构造示例的概况图。
47.图36是示出包括图1所示的波长转换元件等的光源模块的另一构造示例的概况图。
48.图37是示出包括图33所示的光源模块或类似物的投影机的构造示例的概况图。
49.图38是示出包括图33所示的光源模块或类似物的投影机的另一构造示例的概况图。
具体实施方式
50.以下参照附图详细描述本公开内容的实施方式。以下描述是本公开内容的特定示例，但本公开内容不限于以下模式。此外，本公开内容也不限于在各图中所示的各部件的布置、尺寸、尺寸比例及类似者。应注意，描述是按以下顺序进行的。
51.1.第一实施方式(其中保护层设置在包括在壳体中的容纳部的内壁上的示例)
[0052]1‑
1.波长转换元件的构造
[0053]1‑
2.作用和效果
[0054]
2.变形例
[0055]2‑
1.变形例1(其中使用具有流路的冷却剂输送部件的示例)
[0056]2‑
2.变形例2(透射式波长转换元件的示例)
[0057]2‑
3.变形例3(可围绕旋转轴旋转的反射式波长转换元件的示例)
[0058]2‑
4.变形例4(可围绕旋转轴旋转的透射式波长转换元件的示例)
[0059]2‑
5.变形例5(其中在覆盖玻璃的内表面上进一步设置保护层的示例)
[0060]2‑
6.变形例6(其中通过使用颗粒或纤维结构形成冷却剂输送部件的示例)
[0061]
3第二实施方式(其中使用具有平均孔径分布的荧光体层的示例)
[0062]3‑
1.波长转换元件的构造
[0063]3‑
2.作用和效果
[0064]
4.变形例
[0065]4‑
1.变形例7(平均孔径分布的另一示例)
[0066]4‑
2.变形例8(平均孔径分布的另一示例)
[0067]4‑
3.变形例9(其中荧光体层的侧壁是倾斜的示例)
[0068]4‑
4.变形例10(其中多孔层设置在荧光体层与冷却输送部件之间的示例)
[0069]4‑
5.变形例11(透射式波长转换元件的示例)
[0070]4‑
6.变形例12(其中在发光部正下方的开口中填充玻璃的示例)
[0071]4‑
7.变形例13(第一实施方式和第二实施方式的组合的示例)
[0072]
5.应用示例(光源模块和投影机的示例)
[0073]
<1.第一实施方式>
[0074]
图1示意地示出根据本公开内容第一实施方式的波长转换元件(波长转换元件1a)的截面构造的示例。图2示意地示出图1所示的波长转换元件1a的平面构造。图1示出沿图2所示的i
‑
i线截取的截面构造。该波长转换元件1a包括在例如下文描述的投影显示设备(投影机1000)(参见图32至38)的光源模块(光源模块100)中。波长转换元件1a具有其中荧光体层11和冷却剂输送部件12与冷却剂13一起被包封在壳体20中的构造。荧光体层11和冷却剂输送部件12堆叠在一起。荧光体层11通过冷却剂13的蒸发潜热而被直接冷却。
[0075]
(1
‑
1.波长转换元件的构造)
[0076]
如以上描述的，波长转换元件1a具有所谓的两相冷却结构，其中荧光体层11和冷却剂输送部件12与冷却剂13一起被包封在壳体20中。荧光体层11通过冷却剂13的蒸发潜热而被直接冷却。壳体20包括例如容纳部21和覆盖玻璃22。覆盖玻璃22具有透光性并与容纳部21组合以密封容纳部21的内部空间。在容纳部21的后表面上设有散热部件23。根据本实施方式的波长转换元件1a还包括保护层24。保护层24设置在壳体20的内壁的至少一部分上。内壁限定其中包封荧光体层11、冷却剂输送部件12和冷却剂13的内部空间。
[0077]
荧光体层11包含多个荧光体颗粒。优选将荧光体层11形成为例如连续泡沫型多孔层。但如下面详细描述的，优选使这些孔的尺寸(平均孔径)小于冷却剂输送部件12的平均孔径，冷却剂输送部件12也形成为连续泡沫型多孔层。例如，30μm或更小的平均孔径是优选的。优选将荧光体层11形成为例如具有板状或圆柱形形状。荧光体层11包括例如所谓的陶瓷荧光体或粘合剂型多孔荧光体。
[0078]
荧光体颗粒的每一个是颗粒状的荧光体，其吸收从下文描述的光源部110辐射的激发光el以发射荧光fl。例如，作为荧光体颗粒，使用被蓝色激光激发以发射黄色荧光(在红色波长范围与绿色波长范围之间的波长范围中的光)的荧光材料，其中蓝色激光具有在蓝色波长范围(例如400nm至470nm)中的波长。这种荧光物质的示例包括基于yag(钇/铝/石榴石)的材料。例如，荧光体颗粒具有10μm以上且100μm以下的平均颗粒尺寸。
[0079]
优选的是，荧光体层11具有较小的直径，例如，小于冷却剂输送部件12的直径，并且在荧光体层11的侧表面与壳体20(容纳部21)的侧壁之间具有空间(空间12s)。这使冷却剂13在下文描述的波长转换元件1a的冷却循环中有效地循环。
[0080]
此外，优选的是，在容纳部21中设置成面向覆盖玻璃22的荧光体层11的表面11s1的对应于至少发光部的一部分与覆盖玻璃22接触或接合。发光部将激发光el转换成荧光fl。这使得可防止液滴粘附到与发光部正相对的覆盖玻璃22的表面22s并防止激发光el和荧光fl被液滴散射。应注意的是，图1示出的示例中荧光体层11堆叠在冷却剂输送部件12上，但不限于此。例如，如图3所示，例如，可在冷却剂输送部件12中设置开口12h，并可将荧光体层11插入开口12h。开口12h具有与荧光体层11的外径实质相同的直径。在该情况中，与表面11s1一样，荧光体层11的面向容纳部21的底表面的表面11s2可与容纳部21(特定地为保护层24)接触或接合。
[0081]
冷却剂输送部件12用于将冷却剂13运载到荧光体层11。优选的是，与荧光体层11一样，冷却剂输送部件12形成为连续泡沫型多孔层。优选的是，冷却剂输送部件12的平均孔径大于荧光体层11的平均孔径。
[0082]
根据本实施方式的波长转换元件1a是所谓的反射式波长转换元件，其通过例如在与激发光el的输入方向相同的方向上反射荧光fl来提取荧光fl。荧光fl从由激发光el照射
的荧光体层11发射。因此，优选的是，冷却剂输送部件12进一步具有反光性。例如，优选使用无机材料，诸如金属材料或陶瓷材料。冷却剂输送部件12中所包括的材料的示例包括诸如铝(al)、铜(cu)、钼(mo)、钨(w)、钴(co)、铬(cr)、铂(pt)、钽(ta)、锂(li)、锆(zr)、钌(ru)、铑(rh)或钯(pd)的单质金属或包括上述金属的一种或多种的合金。冷却剂输送部件12包括烧结的陶瓷压块、烧结的金属或多孔金属，多孔金属包括例如上述材料。
[0083]
例如，如图1所示，冷却剂13在荧光体层11与冷却剂输送部件12之间循环以冷却通过激发光el照射而被加热的荧光体颗粒。例如，优选的是，将具有较大潜热的液体用于冷却剂13。此外，冷却剂13循环通过形成在荧光体层11和冷却剂输送部件12中的空隙。因此，优选的是，冷却剂13具有低粘性。冷却剂13的特定示例包括水、丙酮、甲醇、萘、苯等。
[0084]
壳体20的一个表面包括具有透光性的材料。可在壳体20中形成密封空间(内部空间)。如以上描述的，壳体20包括容纳部21和覆盖玻璃22，覆盖玻璃22与容纳部21组合而形成密封空间并且覆盖玻璃22对应于以上所述的一个表面。该覆盖玻璃22对应于根据本公开内容的“密封部”的特定示例。容纳部21容纳荧光体层11、冷却剂输送部件12和冷却剂13。荧光体层11和冷却剂输送部件12被设置成使荧光体层11面向覆盖玻璃22侧(例如在图1中)，但不限于此。作为壳体20中所包括的材料，例如将铝、铜、不锈钢、低碳钢、它们的合金材料等用于容纳部21。除了玻璃基板，例如将钠玻璃、石英、蓝宝石玻璃、晶体等用于覆盖玻璃22。此外，在光源部110输出具有低输出功率的激光的情况中，使用树脂等，诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、硅酮树脂、聚碳酸酯和亚克力。
[0085]
壳体20的与所述一个表面相对的表面或容纳部21的后表面设置有散热部件23。散热部件23用于冷却容纳部21。这使冷却剂13的蒸汽在容纳部21的内表面侧上冷凝，从而引起相变而成为液体，并且液体被冷却剂输送部件12输送到荧光体层11。可将例如多个散热鳍片用作为图1所示的散热部件23，但不限于此。例如，例如可将帕耳朵贴元件或水冷元件用作为散热部件23。
[0086]
保护层24形成在限定壳体20的内部空间的内壁的至少一部分上。保护层24用于防止壳体20与冷却剂13的接触。例如，优选将保护层24形成在容纳部21的全部内壁上。这防止异物从容纳部21溶解在冷却剂13中(例如源自容纳部21中所包括的金属的金属离子的洗脱)并防止容纳部21中所包括的金属被侵蚀。
[0087]
对保护层24来说优选使用具有高亲和力的材料的冷却剂13。例如，在使用水作为冷却剂13的情况中，保护层24的材料包括具有高亲水性的氧化物，诸如氧化硅(sio2)、氧化铝(al2o3)和氧化钛(tio2)。此外，可使有例如标准电极电位大于0.35v并且不易生锈的金属材料，诸如金(au)、银(ag)或不锈钢。在该情况中，优选例如在金属膜的表面上执行等离子体处理并在该表面上提供羟基基团。这增大与冷却剂13(例如水)的亲和力。或者，可将上述氧化物膜形成在上述金属膜的表面上。除上述材料外，金属材料的示例还包括锌(zn)、镍(ni)和铬(cr)或包括这些材料的合金。保护层24可以是单层膜或堆叠膜。在保护层24形成为堆叠膜的情况中，优选例如在最外部的层上形成上述氧化物膜。可例如通过气相沉积、由溅射装置进行的膜成形、涂布(诸如旋涂、镀覆)或机械结合来形成保护层24。
[0088]
应注意的是，在保护层24的表面上设置微小的(例如数μm至数mm)凹凸结构也可增大与冷却剂13的亲和力。在保护层24的表面上设置凹凸结构有助于如同上述冷却剂输送部件12那样使冷却剂13通过毛细管力进入保护层24的表面，并增大亲和力(润湿性)。此外，除
了保护容纳部21的表面的功能之外，保护层24可设有光学反射功能、光学抗反射功能、分色功能、偏振分离功能、光学相位调整功能、高导热功能等。
[0089]
如以上描述的，根据本实施方式的波长转换元件1a具有两相冷却结构，其中堆叠的荧光体层11和冷却剂输送部件12与冷却剂13一起被包封在壳体20中。壳体20具有密封的内部空间。荧光体层被冷却剂13的汽化潜热直接冷却。为了使冷却剂13从冷却剂输送部件12循环到荧光体层11，希望使荧光体层中产生的毛细管力大于冷却剂输送部件12中产生的毛细管力。毛细管力由下式表示。
[0090]
(式1)p＝2tcosθ/ρgr
…
(1)
[0091]
(p表示毛细管力，t表示表面张力，θ表示接触角，ρ表示液体密度，g表示重力加速度，r表示毛细管半径)
[0092]
冷却剂输送部件12的等效毛细管半径与平均孔径成比例。为了使荧光体层11的毛细管力比冷却剂输送部件12的毛细管力大，从上述式(1)可知，希望冷却剂输送部件12的平均孔径大于荧光体层11的平均孔径。此外，如式(1)所指示的，荧光体层11和冷却剂输送部件12中的具有较小接触角的一者具有较大的毛细管力。因此，希望荧光体层11和冷却剂输送部件12中包括的材料均具有润湿性。
[0093]
应注意的是，在根据本实施方式的波长转换元件1a垂直竖立以进行使用的情况中，冷却剂输送部件12的毛细管力必须克服重力而将冷却剂13向上吸到激发光el的照射位置(发光部)。因此，当r0表示从发光部到最外周边(容纳部21的内侧表面)的距离的情况中，希望冷却剂输送部件12的毛细管力p满足p≥水头差r0(mmh2o)。然而，这不应用于波长转换元件被旋转以进行使用的情况，如同以下描述的波长转换元件1d。
[0094]
在荧光体层11和冷却剂输送部件12均通过使用烧结的压块形成的情况中，控制烧结的压块的每一个的制造步骤中的预定参数提供期望的平均孔径。下面使用烧结的荧光体作为示例进行描述。图4是制造烧结的荧光体的步骤的流程图。首先，对荧光体进行分类以控制荧光体颗粒的颗粒尺寸(步骤s101)。然后将荧光体颗粒和粘合剂混合在一起(步骤s102)。接着，控制按压压力以执行单轴按压(步骤s103)。然后，执行脱脂(步骤s104)并接着执行烧结(步骤s105)。如以上所述，形成了包括烧结的荧光体的荧光体层11。可通过在步骤s101中对荧光体进行分类、在步骤s103中控制用于单轴按压的按压压力以及在步骤s105中控制烧结温度来将烧结的荧光体的平均孔径调整为期望值。
[0095]
描述根据本实施方式的波长转换元件1a的冷却循环。首先，在荧光体层11由激发光el照射的情况中，荧光体颗粒产生热。冷却剂13被该热蒸发并同时带走潜热。如图1所示，在荧光体层11的中间部分由激发光el照射的情况中，蒸发的冷却剂13以蒸汽的形式移动到在外周边侧上的空间12s。已移动到空间12s的蒸汽通过容纳部21的内壁耗散潜热并再次液化。液化的冷却剂13通过冷却剂输送部件12的毛细管力被输送到荧光体层11，并通过荧光体层11的毛细管力移动到荧光体层11的发热部分。通过重复此过程，由激发光el的辐射产生的热被排放到冷却剂输送部件12。
[0096]
(1
‑
2.作用和效果)
[0097]
近年，激光激发荧光体已用作为投影显示设备(投影机)中的光源。激光激发荧光体光源在增大荧光体的冷却效率上具有问题。利用潜热的两相流冷却技术(相变冷却技术)已吸引了关注。该两相流冷却技术允许冷却剂直接冷却荧光体或发光区域的发光颗粒。
[0098]
然而，在金属材料被用于包封荧光体和冷却剂的密封壳体的情况中，金属离子洗脱到冷却剂中，或者密封壳体中包括的金属被侵蚀。例如，如图5所示，洗脱到冷却剂中的金属离子同冷却剂1300一起移动到荧光体层1100的发光部x。冷却剂1300汽化及蒸发，同时带走在发射荧光的情况中产生的热。然而，在该情况中，冷却剂1300中所包括的金属离子保留在发光部x以及发光部x附近的区域中的荧光体颗粒的表面上。这继而造成金属离子的沉积物m粘附到发光部x以及发光部x附近的区域中的荧光体颗粒的表面。沉积物m吸收并散射激发光或荧光。结果，激光激发荧光体光源具有较小的光输出功率。
[0099]
应对金属沉积的可能的对策包括通过包含金属(具有形成在密封壳体中的表面上的非导体涂层)或提前氧化壳体的表面，来抑制性质的改变。然而，在冷却剂长期持续接触并且冷却剂的温度存在变化的环境中，难以防止金属离子的洗脱或侵蚀而基本上不影响光输出功率。
[0100]
相比之下，在本实施方式中，在限定壳体20的内部空间的容纳部21的内壁上设置保护层24，从而防止冷却剂13和容纳部21接触。这防止金属离子洗脱到冷却剂13中并防止容纳部21中包括的金属受到侵蚀。
[0101]
如以上描述的，根据本实施方式的波长转换元件1a在限定内部空间的容纳部21的内壁上设置保护层24。这使得可防止金属离子从容纳部21洗脱到冷却剂13中，防止容纳部21受到侵蚀，并防止金属离子的沉积物粘附到尤其荧光体层11的发光区域。因此，可实现具有高输出功率和高可靠性的波长转换元件。
[0102]
另外，根据本实施方式的波长转换元件1a使用两相冷却。这将荧光体层11保持在恒温。这使得可在包括有该波长转换元件1a的光源模块中稳定光源输出功率，并允许包括该光源模块的投影机具有较高的影像质量。
[0103]
此外，可在本实施方式中实现具有高效的冷却性能并允许稳定的使用的非旋转式波长转换元件。这使得可使光源模块和投影机小型化。此外，与使用旋转式波长转换元件相比，更加不同担心由旋转闪光造成影像质量劣化。因此可进一步稳定光源输出功率。另外，还可进一步提高包括此光源的投影机的影像质量。
[0104]
接下来，描述第二实施方式、变形例1至13和应用示例。下文对与上述第一实施方式的部件类似的部件分配相同的附图标记，并且适当省略对类似部件的描述。
[0105]
<2.变形例>
[0106]
(2
‑
1.变形例1)
[0107]
图6示意地示出根据本公开内容的变形例1的波长转换元件(波长转换元件1b)的截面构造的示例。图7示意地示出图6所示的冷却剂输送部件32的平面构造的示例。应注意的是，图6中的冷却剂输送部件32的截面是沿图7所示的ii
‑
ii截取的。如同上述第一实施方式，该波长转换元件1b包括在投影显示设备(投影机1000)的光源模块(光源模块100)中。根据本变形例的波长转换元件1b将堆叠的荧光体层11和冷却剂输送部件32连同冷却剂13包封在壳体20中，并且与上述第一实施方式的不同之处在于，冷却剂输送部件32包括金属板，该金属板具有形成在与荧光体层11的接触表面上的微小流路32x。
[0108]
冷却剂输送部件32用于将冷却剂13运载至荧光体层11。如以上描述的，冷却剂输送部件32具有形成在与荧光体层11的接触表面上的微小流路32x。通过微机械加工在冷却剂输送部件32的表面s1(与荧光体层11的接触表面)上形成沟槽以作为流路32x。这些沟槽
从冷却剂输送部件32的中间径向延伸到外周边，例如如图7所示。这些流路32x的每一个被形成为例如具有数十μm至数百μm的宽度和深度。这产生毛细管力。应注意的是，如同上述第一实施方式，流路32x被形成为使得冷却剂输送部件32的毛细管力比荧光体层11的毛细管力小。此外，图7示出了流路32x的从冷却剂输送部件32的中间径向延伸到冷却剂输送部件32的外周边的示例，但不限于此。例如，流路32x可被形成为具有格子形状或螺旋形状。
[0109]
优选的是，将具有高润湿性和亲水性的材料用于冷却剂输送部件32中所包括的金属板。此外，在考虑到用作为光反射层的情况中，例如，优选使用铝(al)基板。另外，可使用包括有上述冷却剂输送部件12中所包括材料的无机材料的基板，诸如铜(cu)基板，但在该情况中优选的是，在表面上形成高反射膜。
[0110]
另外，图6示出其中荧光体层11被堆叠在容纳部21中的冷却剂输送部件12上的示例，但不限于此。图8示意地示出根据本公开内容的变形例1的波长转换元件1b的截面构造的示例。图9示意地示出图8所示的冷却剂输送部件32的平面构造的另一示例。应注意的是，图8中的冷却剂输送部件32的截面是沿图9所示的iii
‑
iii截取的。例如，如同以上描述的图3所示的波长转换元件1a，根据本变形例的波长转换元件1b可在冷却剂输送部件32上设置有开口32h，并且荧光体层11可被插入开口12h。开口32h具有与荧光体层11的外径基本上相同的直径。
[0111]
如以上描述的，在本变形例中，使用在与荧光体层11的接触表面上具有预定尺寸的流路32x的金属板作为冷却剂输送部件32也使得可获得与上述第一实施方式类似的效果。
[0112]
应注意的是，流路32x也可直接形成在容纳部21上。在该情况中，可省略冷却剂输送部件32。这使得可减少波长转换元件1b中包括的部件并使波长转换元件1b小型化(减薄)。
[0113]
(2
‑
2.变形例2)
[0114]
图10示意地示出根据本公开内容的变形例2的波长转换元件(波长转换元件1c)的截面构造。如同上述第一实施方式，该波长转换元件1c被包括在投影显示设备(投影机1000)的光源模块(光源模块100)中。根据本变形例的波长转换元件1c是所谓的透射式波长转换元件，其中从荧光体层11发射的荧光fl穿过荧光体层11并从与被激发光el照射的表面相对的表面提取。
[0115]
在本变形例中，冷却剂输送部件12在对应于荧光体层11的发光部(激发光el的照射位置)的位置处设置有开口12h。例如，如同图3所示的波长转换元件1a，荧光体层11被插入至开口12h。荧光体层11的输入激发光el的表面(例如表面11s2)和荧光体层11的输出荧光fl的表面(例如表面11s1)分别与容纳部21和覆盖玻璃22接触或接合。壳体40包括后盖41a、侧壁41b和覆盖玻璃42。后盖41a和覆盖玻璃42各自包括具有透光性的材料。可通过使用针对容纳部21提到的上述材料形成侧壁41b，或者可通过使用与覆盖玻璃42和后盖41a的材料类似的材料形成侧壁41b。这例如在荧光体层11中将从后盖41a侧辐射的激发光el转换成荧光fl，并且从覆盖玻璃42侧提取荧光fl。散热部件43设置在不阻挡激发光el的辐射的区域中，例如如图10所示。
[0116]
优选例如至少在限定壳体40的内部空间的容纳部41的侧壁41b的内侧形成保护层44。保护层44还可进一步形成在构成内部空间的底表面后盖的表面41s上，如图10所示。在
该情况中，优选在除了例如邻接荧光体层11的区域之外形成保护层44，以不阻挡激发光el的输入。然而，在其中保护层44对激发光el和荧光fl具有透射性时，情况并非如此。可在后盖41a的整个表面41s上形成保护层44。
[0117]
如以上描述的，在本变形例中，将具有透光性的后盖41a用于容纳部41的底表面。这使得可构造具有与上述第一实施方式的效果类似的效果的透射式波长转换元件1c。
[0118]
(2
‑
3.变形例3)
[0119]
图11示意地示出根据本公开内容的变形例3的波长转换元件(波长转换元件1d)的截面构造的示例。图12示意地示出图11所示的波长转换元件1d的平面构造。图11示出沿图12所示的iv
‑
iv线截取的截面构造。如图上述第一实施方式或类似方式，该波长转换元件1d包括在投影显示设备(投影机1000)的光源模块(光源模块100)中。根据本变形例的波长转换元件1d是可围绕旋转轴线(例如轴线j51)旋转的所谓的反射式荧光体轮件。
[0120]
在本变形例中，荧光体层11沿着具有圆形形状的冷却剂输送部件12(例如如图12所示)的旋转圆周方向连续地形成。换句话说，荧光体层61形成为例如具有环形形状。
[0121]
与上述第一实施方式一样，保护层24形成在限定壳体20的内部空间的容纳部21的内壁上。开口12h设置在冷却剂输送部件12上，开口12h具有与环形形状的荧光体层11基本相同的形状。荧光体层11被插入到开口12h。荧光体层11的面向覆盖玻璃22的表面11s1和面向容纳部21的底表面的表面11s2分别与覆盖玻璃22和容纳部21接触或接合。
[0122]
根据本变形例的壳体20是轮部件。例如，马达55被附接到壳体20。马达55用于以预定旋转速度旋转及驱动波长转换元件1d。马达55驱动波长转换元件1d以在正交于从光源部110发射的激发光el的辐射方向的平面中旋转荧光体层61。这以对应于旋转速度的速度暂时改变(移动)激发光el在正交于激发光的辐射方向的平面中照射波长转换元件1d的位置。
[0123]
(2
‑
4.变形例4)
[0124]
图13示意地示出根据本公开内容的变形例4的波长转换元件(波长转换元件1e)的截面构造的示例。如同上述第一实施方式或类似方式，该波长转换元件1e包括在投影显示设备(投影机1000)的光源模块(光源模块100)中。根据本变形例的波长转换元件1e是可围绕旋转轴线(例如轴线j51)旋转的所谓的透射式荧光体轮件。
[0125]
在本变形例中，与上述变形例2中一样，壳体40包括后盖41a、侧壁41b和覆盖玻璃42。后盖41a和覆盖玻璃42各自包括具有透光性的材料。另外，与上述变形例2一样，保护层44也例如形成在限定容纳部41的内部空间的侧壁41b的内侧。此外，在构成内部空间的底表面的后盖41a的表面41s的除了例如邻接荧光体层11的区域之外形成保护层44。然而，如以上描述的，在保护层44对激发光el和荧光fl具有透射性时，情况并非如此。可在后盖41a的整个表面41s上形成保护层44。
[0126]
如以上描述的，本技术还可应用于旋转式波长转换元件。可防止金属离子的沉积物粘附到荧光体层11的发光部和发光部附近的区域，并提高输出功率和可靠性。另外，在旋转式波长转换元件中，除了上述毛细管力之外，离心力也促进冷却剂13的循环。因此，上述旋转式波长转换元件1d和1e可获得比非旋转式波长转换元件(例如上述波长转换元件1a至1c)更高的冷却性能。
[0127]
(2
‑
5.变形例5)
[0128]
图14示意地示出用作为上述第一实施方式的变形例的波长转换元件1a的截面构
造的另一示例。该示例已描述于上述第一实施方式，其中保护层24被设置在容纳部21的内壁上，但不限于此。本变形例与上述第一实施方式的不同之处在于，除了容纳部21的内壁之外，保护层54也形成在覆盖玻璃22的表面22s1上。覆盖玻璃22的表面22s1与容纳部21一起限定内部空间。
[0129]
如上所述，保护层54设置在限定壳体20的内部空间的容纳部21和覆盖玻璃22的全部内壁上。然而，优选在覆盖玻璃22的表面22s1的除例如邻接荧光体层11的区域之外形成保护层54，以不阻止激发光el输入以及不阻止荧光fl输出。然而，在保护层44对激发光el和荧光fl具有透射性时，情况并非如此。可在后盖41a的全部表面41s上形成保护层44。可通过使用例如在上述第一实施方式中提到的材料形成保护层54。然而，对于形成在覆盖玻璃22的表面22s1上的保护层54，优选使用上述材料当中的遮光金属材料。这除了根据上述第一实施方式的效果外，还获得了使得可抑制杂散光的效果。
[0130]
应注意的是，根据本变形例的构造还可应用于上述变形例1至4中描述的波长转换元件1b至1e。图15至17示意地示出根据依据本变形例的构造与上述相应变形例1至4的组合的波长转换元件1b至1e的截面构造的其他示例。如以上描述的，对覆盖玻璃22的表面22s1(或覆盖玻璃42的表面42s1)设置遮光保护层54使得除了根据上述变形例1至4的效果外，还可获得抑制杂散光的效果。
[0131]
(2
‑
6.变形例6)
[0132]
该实施例已描述于上述第一实施方式或类似方式，其中冷却剂输送部件(例如冷却剂输送部件12)包括烧结的陶瓷压块、烧结的金属或多孔金属，但冷却剂输送部件可包括例如以下材料。
[0133]
图18示意地示出根据本公开内容的变形例6的波长转换元件(波长转换元件1f)的截面构造的示例。图19是图18所示的冷却剂输送部件52的构造的放大视图。波长转换元件1f是反射式波长转换元件。冷却剂输送部件52包括多个颗粒52x，每个颗粒具有例如反光性。各具有反光性的颗粒52x的示例包括硫酸钡(baso4)、氧化钛(tio2)、氧化铝(al2o3)及类似材料。优选的是，冷却剂输送部件52中所包括的多个颗粒52x的表面覆盖有保护层52y，保护层52y类似于设在例如壳体20的内壁上的保护层24。这使得可防止金属离子从多个颗粒52x洗脱到冷却剂13(图18中未示出)中并防止多个颗粒52x因冷却剂13而受到侵蚀。
[0134]
在根据本变形例的波长转换元件1f中，冷却剂输送部件52中，多个颗粒52x局部地与壳体20的内部空间的壁表面接触。在壳体20的中间设置有空间52s。冷却剂13穿过沿着壳体20的内壁设置的冷却剂输送部件52中的空隙而循环到荧光体层11。冷却剂13在荧光体层11中蒸发并且蒸发的冷却剂13被排放到在壳体20的中间形成的空间52s。
[0135]
应注意的是，根据本变形例的波长转换元件1f在冷却剂输送部件52中包括各自具有透光性的颗粒。这使得可构造透射式波长转换元件。各自具有透光性的颗粒的示例包括基于sio2的玻璃、氧化铝(al2o3)分。在冷却剂输送部件52包括各自具有透光性的颗粒的情况中，荧光体层11的一些部分或具体而言与覆盖玻璃42的表面42s和后盖41a的表面41s接触的部分可包括冷却剂输送部件52中所包括的颗粒。
[0136]
此外，除了多个颗粒52x的情况之外，冷却剂输送部件52可包括例如纤维结构52f。图20示意地示出包括冷却剂输送部件52的波长转换元件1f的截面构造，该冷却剂输送部件52包括纤维结构52f。纤维结构52f的材料的示例包括诸如铝(al)、铜(cu)和不锈钢之类的
金属、树脂、玻璃、陶瓷等。纤维结构52f可包括上述材料中的一种或上述材料中的两种或更多种的组合。应注意的是，在将金属离子可能洗脱到冷却剂13中或可能被冷却剂13侵蚀的材料用作为冷却剂输送部件52的情况中，优选如上所述用保护层54y覆盖该材料的表面。相同情况适用于通过使用铝(al)基板、铜(cu)基板等形成冷却剂输送部件32的情况中，如同根据上述变形例1的波长转换元件1b。
[0137]
<3.第二实施方式>
[0138]
图21示意地示出根据本公开内容第二实施方式的波长转换元件(波长转换元件1g)的截面构造的示例。图22示意地示出图21所示的波长转换元件1g的平面构造。图21示出沿图22所示的v
‑
v线截取的截面构造。该波长转换元件1g被包括在例如下文描述的投影显示设备(投影机1000)的光源模块(光源模块100)中(参见图32至38)。根据本实施方式的波长转换元件1g具有其中荧光体层61和冷却剂输送部件12连同冷却剂13被包封在壳体20中的构造。荧光体层61和冷却剂输送部件12被堆叠在一起。荧光体层61被冷却剂13的蒸发潜热被直接冷却。
[0139]
(3
‑
1.波长转换元件的构造)
[0140]
如以上描述的，根据本实施方式的波长转换元件1g具有其中荧光体层61和冷却剂输送部件12连同冷却剂13被包封在壳体20中的所谓的两相冷却结构。荧光体层61被冷却剂13的蒸发潜热被直接冷却。壳体20包括例如容纳部21和覆盖玻璃22。覆盖玻璃22具有透光性，并与容纳部21组合而密封容纳部21的内部空间。散热部件23设置在容纳部21的后表面上。在本实施方式中，荧光体层61被构造成其平均孔径在面向覆盖玻璃22的表面61s1和面向冷却剂输送部件12的表面61s2之间不同。
[0141]
荧光体层61包括多个荧光体颗粒。优选将荧光体层61形成为例如连续泡沫型多孔层。虽然详细地描述于下文，但优选的是，这些孔的尺寸(平均孔径)小于冷却剂输送部件12的平均孔径，冷却剂输送部件12也形成为连续泡沫型多孔层。例如，30μm或更小的平均孔径是优选的。优选将荧光体层61形成为例如具有板状或圆柱体形状。荧光体层61包括例如所谓的陶瓷荧光体或粘合剂型多孔荧光体。
[0142]
每个荧光体颗粒是颗粒状的荧光体，其吸收从以下描述的光源部110辐射的激发光el以发射荧光fl。例如，作为荧光体颗粒，使用被蓝色激光激发以发射黄色荧光(在红色波长范围与绿色波长范围之间的波长范围中的光)的荧光材料，其中蓝色激光具有在蓝色波长范围(例如400nm至470nm)中的波长。这种荧光物质的示例包括基于yag(钇/铝/石榴石)的材料。例如，荧光体颗粒具有大于等于10μm且小于等于100μm的平均颗粒尺寸。
[0143]
优选的是，荧光体层61具有较小的直径，例如，小于冷却剂输送部件12的直径，并且在荧光体层61的侧表面与壳体20(容纳部21)的侧壁之间具有空间(空间12s)。这使冷却剂13在以下描述的波长转换元件1g的冷却循环中有效地循环。另外，优选的是，荧光体层61的表面61s1的对应于至少发光部的部分与容纳部21中的覆盖玻璃22接触或接合。表面61s1被设置成面向覆盖玻璃22。发光部将激发光el转换成成荧光fl。这使得可防止液滴粘附到与发光部正相对的覆盖玻璃22的表面22s并防止激发光el和荧光fl被液滴散射。
[0144]
此外，如以上描述的，荧光体层61被构造成其平均孔径在面向覆盖玻璃22的表面61s1和面向冷却剂输送部件12的表面61s2之间不同。例如，荧光体层61具有其中荧光体层61的平均孔径从表面61s2到表面62s1变化的多孔结构。表面61s2对应于根据本公开内容的
“
一个表面”的特定示例，表面62s1对应于根据本公开内容的“另一表面或其他表面”的特定示例。
[0145]
图23和图24均是荧光体层61和围绕荧光体层61的区域的截面构造的放大视图。荧光体层61是根据本公开内容的波长转换元件1f的主要部分。图23所示的荧光体层61具有从冷却剂输送部件12侧开始依次堆叠有第一层61a和第二层61b的堆叠结构。第一层61a具有预定平均孔径。第二层61b具有比第一层61a更高的颗粒密度。第二层61b包括将辐射的激发光el转换成荧光fl的光源部。例如，优选的是，第二层61b具有其内部没有空隙(孔)的无孔结构。这使得可防止异物进入光源部。另外，第一层61a不对光发射做出贡献。第一层61a不必使用荧光体颗粒来形成，只要其可包括连续泡沫型多孔层即可。
[0146]
在图24所示的荧光体层61中，第一层61a具有多层结构，其中堆叠有平均孔径互不相同的多个层(例如三层61a1、61a2和61a3)。这些层61a1、61a2和61a3被堆叠成使得平均孔径沿着冷却剂13流动的方向逐渐减小。换句话说，在这些层61a1、61a2和61a3中，层61a1具有最大的平均孔径，层61a2具有小于层61a1且大于层61a3的平均孔径，并且层61a3具有最小的平均孔径。这使得可抑制荧光体层11中流路阻力的增大，并增大朝向荧光体层11的发光部的毛细管力。结果，可增大将输送的热的最大量。
[0147]
冷却剂输送部件12用于将冷却剂13运载到荧光体层61。优选的是，如同荧光体层61，将冷却剂输送部件12形成为连续泡沫型多孔层。优选的是，冷却剂输送部件12的平均孔径大于荧光体层61的平均孔径。
[0148]
根据本实施方式的波长转换元件1g是所谓的反射式波长转换元件，其通过例如在与激发光el的输入方向相同的方向上反射荧光fl来提取荧光fl。荧光fl从由激发光el照射的荧光体层61发射。因此，优选的是，冷却剂输送部件12进一步具有反光性。例如，优选使用无机材料，诸如金属材料或陶瓷材料。冷却剂输送部件12中包括的材料的示例包括诸如铝(al)、铜(cu)、钼(mo)、钨(w)、钴(co)、铬(cr)、铂(pt)、钽(ta)、锂(li)、锆(zr)、钌(ru)、铑(rh)或钯(pd)的单质金属或包括上述金属的一或多种的合金。冷却剂输送部件12包括烧结的陶瓷压块、烧结的金属或多孔金属，多孔金属包括例如上述材料。
[0149]
冷却剂13在荧光体层61与冷却剂输送部件12之间循环以冷却被激发光el照射而加热的荧光体颗粒。例如，优选的是，将具有较大潜热的液体用于冷却剂13。此外，冷却剂13循环通过形成在荧光体层61和冷却剂输送部件12中的空隙。因此，优选的是，冷却剂13具有低粘性。冷却剂13的特定示例包括水、丙酮、甲醇、萘、苯等。
[0150]
壳体20的一个表面包括具有透光性的材料。可在壳体20中形成密封空间(内部空间)。如以上描述的，壳体20包括容纳部21和覆盖玻璃22，覆盖玻璃22与容纳部21组合而形成密封空间并且覆盖玻璃22对应于以上所述的一个表面。该覆盖玻璃22对应于根据本公开内容的“密封部”的特定示例。容纳部21容纳荧光体层11、冷却剂输送部件12和冷却剂13。荧光体层11和冷却剂输送部件12被设置成使荧光体层11面向覆盖玻璃22侧(例如在图1中)，但不限于此。作为壳体20中所包括的材料，例如针对容纳部21使用铝、铜、不锈钢、低碳钢、它们的合金材料等。除了玻璃基板，针对覆盖玻璃22使用例如钠玻璃、石英、蓝宝石玻璃、晶体等。此外，在光源部110输出具有低输出功率的激光的情况中，使用树脂等，诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、硅酮树脂、聚碳酸酯和亚克力。
[0151]
壳体20的与所述一个表面相对的表面或容纳部21的后表面设置有散热部件23。散
热部件23用于冷却容纳部21。这使冷却剂13的蒸汽在容纳部21的内表面侧上冷凝，从而引起相变而成为液体，并且液体被冷却剂输送部件12输送到荧光体层61。可将多个散热鳍片用作为散热部件23，但不限于此。例如，可将帕耳贴元件或水冷元件用作为例如散热部件23。
[0152]
在荧光体层61和冷却剂输送部件12均通过使用烧结的压块形成的情况中，控制烧结的压块的每一个的制造步骤中的预定参数提供希望的平均孔径，如在上述第一实施方式中描述的。对于其中堆叠有平均孔径互不相同的多个层(第一层61a(61a1、61a2和61a3)和第二层61b)的荧光体层61，例如通过对荧光体进行分类(步骤s101)来分出具有对应于相应层61a1、61a2和61a3的预定颗粒尺寸的荧光体颗粒，并且接着通过如本实施方式中的步骤s102至s105分别产生具有期望平均颗粒尺寸的烧结的荧光体。在此之后，堆叠各个烧结的荧光体，由此完成平均孔径沿着冷却剂13流动的方向逐渐减小的荧光体层61。应注意的是，荧光体层61中形成的空隙(孔)的平均孔径与荧光体层61中所包括的荧光体颗粒的颗粒尺寸成比例。所使用的荧光体颗粒的颗粒尺寸越大，所得到的荧光体层61的平均孔径更大。
[0153]
还可通过使用以下方法来制造荧光体层61。例如，通过对荧光体进行分类而选出各具有期望颗粒尺寸的荧光体颗粒。模制及煅烧具有设置在模具中的荧光体颗粒的片状物以获得期望的孔径空间分布。这统一形成沿着冷却剂13流动的方向包括在荧光体层61中的各个层(第一层61a(层61a1、61a2和61a3))。荧光体层61的平均孔径逐渐减小。应注意的是，除了分类之外，还可通过利用制造条件来调整荧光体颗粒的颗粒尺寸。
[0154]
描述根据本实施方式的波长转换元件1g的冷却循环。首先，在荧光体层61由激发光el照射的情况中，荧光体颗粒产生热。冷却剂13被该热蒸发并同时带走潜热。如图21所示，在荧光体层61的中间部分由激发光el照射的情况中，蒸发的冷却剂13以蒸汽的形式移动到荧光体层61的外周边侧(空间12s)。已移动到空间12s的蒸汽被容纳部21的内壁耗散潜热并再次液化。液化的冷却剂13通过冷却剂输送部件12的毛细管力被输送到荧光体层61，并通过荧光体层61的毛细管力被立即移动到荧光体层61(例如层61a3)的发热部分(发光部)。通过重复此过程，由激发光el的辐射产生的热被排放到冷却剂输送部件12。
[0155]
(3
‑
2.作用和效果)
[0156]
如以上描述的，近年，激光激发荧光体已用作为投影显示设备(投影机)中的光源。激光激发荧光体光源在增大荧光体的冷却效率上具有问题。利用潜热的两相流冷却技术(相变冷却技术)已吸引了关注。该两相流冷却技术允许冷却剂直接冷却荧光体或发光区域的发光颗粒。然而，该两相流冷却技术具有荧光体被洗脱物污染并由该污染造成光输出功率降低的问题，所述洗脱物来自包封荧光体和冷却剂的密封壳体中包括的材料。
[0157]
相比之下，本实施方式具有多层结构，其中冷却剂输送部件12侧和覆盖玻璃22侧的平均孔径不同。覆盖玻璃22侧包括将辐射激发光el转换成荧光fl的发光部。特定地，从冷却剂输送部件12侧开始依次堆叠平均孔径小于冷却剂输送部件12的预定平均孔径的第一层61a和含有发光部并且颗粒密度比第一层61a高的第二层61b。这促进冷却剂13流到荧光体层61中并使得可提高荧光体层61的冷却效率。此外，发光部和发光部附近的区域(本实施方式中为第二层61b)的颗粒密度增大。优选地，发光部和发光部附近的区域(本实施方式中为第二层61b)具有无孔结构。这抑制冷却剂13中包括的异物(诸如来自壳体20中包括的材料的洗脱物)进入发光部，并使得可防止发光部和发光部附近的区域受到污染。
[0158]
另外，两相流冷却技术通过使用由荧光体层中的空隙(孔)造成的毛细管力来使冷却剂循环，但处于气态的冷却剂的流动和液体冷却剂的流动之间的碰撞成为层中的流路阻力。在释放更多热的情况中，层中的冷却剂以更高速度循环。由上述碰撞造成的流路阻力显著增大。结果，总流路阻力超过总毛细管力，从而导致变干。
[0159]
相比之下，在本实施方式中，例如，如图24所示，第一层61a包括平均孔径互不相同的多个层(例如三层61a1、61a2和61a3)。多个层被堆叠以使平均孔径沿冷却剂13流动的方向逐渐增大。这使得可抑制流路阻力增大并增大毛细管力。
[0160]
图25整理了在例如将具有和3mm的高度的烧结的圆柱形荧光体分成多个层的情况中的流路阻力，多个层的每个层在高度方向上具有1mm，并且荧光体颗粒的颗粒尺寸分布设定如下。图25中的样本a(20/20/20)、样本b(20/50/50)和样本c(20/50/100)中示出了朝向发光部逐渐减小颗粒尺寸分布(平均孔径)允许流路阻力减小。在样本a(20/20/20)中，所有层具有20μm的平均颗粒尺寸。在样本b(20/50/50)中，包括发光部的层具有20μm的平均颗粒尺寸，并且其他两层具有50μm的平均颗粒尺寸。在样本c(20/50/100)中，这些层从包括发光部的层具有20μm、50μm和100μm的平均颗粒尺寸。
[0161]
如以上描述的，根据本实施方式的波长转换元件1g设有荧光体层61，荧光体层61具有从冷却剂输送部件12侧依次堆叠有第一层61a和第二层61b的多孔结构。包括将激发光el转换成荧光fl的发光部的第二层61b的平均孔径小于设置在冷却剂输送部件12侧上的第一层61a的平均孔径。或者，第二层61b具有无孔结构。这提高了冷却性能并防止异物污染发光部，从而使得可实现具有高输出功率和高可靠性的波长转换元件。
[0162]
另外，在本实施方式中，设置在冷却剂输送部件12侧上的第一层61a具有多层结构，其中例如包括平均孔径沿着冷却剂的流逐渐减小的多个层(例如层61a1、层61a2和层61a3)。这使得可抑制流路阻力增大并增大毛细管力。这进一步提高了冷却性能并使得可进一步增大输出功率。
[0163]
<4.变形例>
[0164]
在上述第二实施方式或类似方式中，已描述了包括荧光体层61的波长转换元件1g，荧光体层61具有圆柱形并且具有其中沿z轴方向堆叠多个层的多层结构，但荧光体层61可被如下构造。
[0165]
(4
‑
1.变形例7)
[0166]
图26示意地示出用作为上述第二实施方式的变形例的波长转换元件1g的主要部分的截面构造的另一示例。图26所示的荧光体层61具有无孔的第二层61b，该第二层61b被限制到对光发射做出贡献的最小区域。特定地，荧光体层61具有如下构造：其中第二层61b和第一层61a中所包括的层61a2和61a3的侧表面被具有最大平均孔径的层61a1覆盖。换句话说，根据本变形例的荧光体层61被构造为在平面图中在含有发光部的荧光体层11的侧表面处具有平均孔径比发光部的平均孔尺寸更大的区域。
[0167]
如以上描述的，由于在平面图中围绕含有发光部的第二层61b设有平均孔径比第二层61b的平均孔径更大的区域，因此被发光部以及发光部附近的区域中的荧光体颗粒产生的热蒸发并变成气相的冷却剂13在被排放到空间12s时流路阻力变小。另外，通过增大围绕含有发光部的第二层61b的平均孔径，气态的冷却剂13和液体冷却剂13的流动被毛细管力的平衡调整，使得从发光部的周围(例如，根据上述第二实施方式的第二层61b的远离发
光部的外周边)到发光部的冷却剂13的流入被抑制。这抑制了由各个流动之间的界面导致的流路阻力增大并使得可进一步提高输出功率和可靠性。
[0168]
(4
‑
2.变形例8)
[0169]
图27示意地示出用作为上述第二实施方式的变形例的波长转换元件1g的主要部分的截面构造的另一示例。图27所示的荧光体层61与上述实施例7一样具有被限制到对光发射做出贡献的最小区域的第二层61b，并且具有如下构造：其中第一层61a中包括的层61a2和61a3的侧表面被处理成锥状并且包含第二层61b的侧表面的这些侧表面处设置有平均孔径例如比层61a的平均孔径更大的层61c。该层61c对应于根据本公开内容的“冷却剂排放区域”的特定示例。
[0170]
如以上描述的，包含发光部的第二层61b具有对发光法做出贡献的最小直径。此外，在层61a与第二层61b之间的每个层(层61a2和61a3)具有锥状。层61a2和61a3以及第二层61b的侧表面处设置有平均孔径比层61a的平均孔径更达的层61c。这使得可进一步减小处于气态的冷却剂13的流路阻力。这使得可预期增大要输送的热的最大量并使得可进一步提高输出功率和可靠性。
[0171]
(4
‑
3.变形例9)
[0172]
图28示意地示出用作为上述第二实施方式的变形例的波长转换元件1g的主要部分的截面构造的另一示例。图28所示的荧光体层61未设置上述变形例8中设置的层61c。在层61a2和61a3以及第二层61b的侧表面周围不具有任何结构。这使被发光部以及发光部附近的区域中的荧光体颗粒中产生的热而蒸发并变成气相的冷却剂13被直接排放到空间12s。因此可进一步减小气态冷却剂13的流路阻力。这使得可预期进一步增大要输送的热的最大量。
[0173]
(4
‑
4.变形例10)
[0174]
图29示意地示出用作为上述第二实施方式的变形例的波长转换元件1g的主要部分的截面构造的另一示例。层61a1、61a2、61a3和61c的每一层不必通过使用荧光体颗粒来形成。例如，层61a1、61a2、61a3和61c的每一层可通过使用具有高热导率的多孔材料形成。特定地，根据本变形例的层61a1、61a2、61a3和61c的每一层可包括例如烧结的陶瓷压块、烧结的金属或多孔金属，多孔金属包括针对冷却剂输送部件12提到的材料。这使得可进一步提高散热性能。应注意的是，层61c不必像上述变形例9那样设置。
[0175]
(4
‑
5.变形例11)
[0176]
图30示意地示出用作为上述第二实施方式的变形例的波长转换元件1g的主要部分的截面构造的另一示例。也可在透射式波长转换元件中包括该波长转换元件1g。在透射式波长转换元件的情况中，如图30所示，在第一层61a和冷却剂输送部件12的对应于第二层61b的发光部的位置处设置有开口h。这使得可从与激发光el的入射侧(例如覆盖玻璃42侧)相对的侧(例如后盖41a侧)提取荧光fl。
[0177]
应注意的是，在如本变形例中这样内部具有空隙(孔)的第一层61a设置有开口h的情况中，优选的是，面向开口h的侧表面的每一个侧表面是无孔的。这使得可防止被发光部和发光部附近的区域中的荧光体颗粒产生的热蒸发并变成气相的冷却剂13流到开口h中。这使得可抑制由粘附到开口的液滴造成的光提取效率降低。
[0178]
(4
‑
6.变形例12)
[0179]
图31示意地示出用作为上述第二实施方式的变形例的波长转换元件1g的主要部分的截面构造的另一示例。根据本变形例的波长转换元件1g具有在上述变形例11中形成的开口h中设置的玻璃71。以此方式，在开口h中设置玻璃71使得可防止处于气态的冷却剂13流到开口h中。相比于与开口h相对的无孔侧表面的情况，这使得可更容易地防止处于气态的冷却剂13流到开口中。
[0180]
应注意的是，只要玻璃71是具有透光性的部件的话就足够了。玻璃不是限制性的。例如，可使用蓝宝石等。另外，上述第二实施方式和变形例7至12也可应用于例如如图11和13所示的荧光体轮(波长转换元件1d和1e)，这些荧光体轮件的每个荧光体轮件可围绕旋转轴线(例如轴线j51)旋转。可获得类似于上述第二实施方式和变形例7至12的效果。
[0181]
(4
‑
7.变形例13)
[0182]
图32示意地示出根据上述第一实施方式和上述第二实施方式的组合的波长转换元件(波长转换元件1h)的截面构造的示例。根据本变形例的波长转换元件1h包括荧光体层61，荧光体层61中面向覆盖玻璃22的表面61s1和面向冷却剂输送部件12的表面61s2的平均孔径不同，例如如在上述第二实施方式中那样。如在上述第一实施方式中那样，保护层24设置在容纳部21的内壁上。
[0183]
以此方式，荧光体层61设置有例如沿着冷却剂13的流动减小的平均孔径分布，并且容纳部21的内壁设置有防止容纳部21和冷却剂13直接接触的保护层24。这使得可进一步防止发光部被容纳部21中包括的材料在冷却剂13中的洗脱物等污染。因此，可实现具有较高输出功率和较高可靠性的波长转换元件。
[0184]
应注意的是，已在本变形例中描述了上述第一实施方式和上述第二实施方式的组合的示例，但可将上述第一和第二实施方式以及变形例1至12彼此组合。例如，上述变形例5和上述第二实施方式可被组合，并且上述波长转换元件1g的保护层24还可形成在覆盖玻璃22侧上。这使得除了根据本变形例的效果外，还可获得抑制杂散光的效果。
[0185]
<5.应用示例>
[0186]
(光源模块的构造示例1)
[0187]
图33是示出例如包括在以下描述的投影机1000中的光源模块100的示例(光源模块100a)的整体构造的概略图。光源模块100a包括波长转换元件1(上述波长转换元件1a至1h的任一者)、光源部110、偏振分束器(pbs)112、四分之一波片113和聚光光学系统114。光源模块100a中包括的上述各个部件从波长转换元件1侧开始以聚光光学系统114、四分之一波片113和pbs 112的顺序设置在从波长转换元件1发射的光(组合光lw)的光路上。光源部110在与组合光lw的光路正交的方向上设置在与pbs 112的一个光入射表面相对的位置处。
[0188]
光源部110包括发射具有预定波长的光的固态发光元件。在本实施方式中，将震荡激发光el(例如具有445nm或455nm的波长的蓝色激光)的半导体激光元件用作为固态发光元件。从光源部110发射线性偏振(s偏振)激发光el。
[0189]
应注意的是，在光源部110包括半导体激光元件的情况中，可通过一个半导体激光元件获得具有预定输出功率的激发光el，也可通过组合从多个半导体激光元件输出的多个光来获得具有预定输出功率的激发光el。此外，激发光el的波长不限于上述数值。可使用任何波长，只要该波长落在被称为蓝色光的光波长带内。
[0190]
pbs 112用于分离从光源部110入射的激发光el和从波长转换元件1入射的组合光
lw。特定地，pbs 112朝向四分之一波片113反射从光源部110入射的激发光el。另外，pbs 112使从波长转换元件1穿过聚光光学系统114和四分之一波片113入射的组合光lw透射。透射的组合光lw被输入到照明光学系统200(描述于下)。
[0191]
四分之一波片113是使入射光产生π/2的相位差的相位差元件。在入射光是线性偏振光的情况中，线性偏振光被转换成圆形偏振光。在入射光是圆形偏振光的情况中，圆形偏振光被转换成线性偏振光。从偏振分束器112出射的线性偏振激发光el被四分之一波片113转换成圆形偏振激发光el。另外，从波长转换元件1出射的组合光lw中包含的圆形偏振激发光分量被四分之一波片113转换成线性偏振光。
[0192]
聚光光学系统114将从四分之一波片113出射的激发光el会聚在预定光斑直径中，并朝向波长转换元件1发射会聚的激发光el。另外，聚光光学系统114将从波长转换元件1发射的组合光lw转换成平行光，并朝向四分之一波片113发射平行光。应注意的是，聚光光学系统114可包括例如一个准直透镜或可具有其中通过使用多个透镜将入射光转换成平行光的构造。
[0193]
应注意的是，分离从光源部110入射的激发光el和从波长转换元件1出射的组合光lw的光学部件的构造不限于pbs 112的构造。可使用任何光学部件，只要其构造允许上述光分离操作。
[0194]
(光源模块的构造示例2)
[0195]
图34是示出光源模块100的另一示例(光源模块100b)的整体构造的概略图。
[0196]
光源模块100b包括波长转换元件1、光源部110、分色镜115和聚光光学系统114。光源模块100c中包括的上述各个部件从波长转换元件1侧开始以聚光光学系统114、四分之一波片113和pbs 112的顺序设置在从波长转换元件1发射的光(组合光lw)的光路上。光源部110设置在与组合光lw的光路正交的方向上的位置处，激发光el被分色镜115朝向波长转换元件1反射。
[0197]
(光源模块的构造示例3)
[0198]
图35是光源模块100的另一示例(光源模块100c)的整体构造的概略图。
[0199]
光源模块100c包括波长转换元件1、光源部110、分色镜115、四分之一波片113和聚光光学系统114。光源模块100c中包括的上述各个部件从波长转换元件1侧开始以聚光光学系统114、四分之一波片113和分色镜115的顺序设置在从波长转换元件1发射的光(组合光lw)的光路上。在波长转换元件1的前表面(例如覆盖玻璃22上)进一步设置色镜116。这反射一部分激发光el(蓝色光)。被反射的激发光el(蓝色光)与荧光fl(黄色光)组合而产生白色光。
[0200]
(光源模块的构造示例4)
[0201]
图36是光源模块100的另一示例(光源模块100d)的整体构造的概略图。
[0202]
光源模块100d包括波长转换元件1、扩散板131、发射激发光或激光的光源部110、透镜117至120、分色镜121和反射镜122。扩散板131被轴j131可旋转地支撑，并且例如通过马达132旋转及驱动。光源部110包括第一激光器组110a和第二激光器组110b。多个半导体激光元件111a的每一个振荡激发光(例如波长为445nm或455nm)，该多个半导体激光元件111a布置在第一激光器组110a中。多个半导体激光元件111b的每一个振荡蓝色激光(例如波长为465nm)，该多个半导体激光元件111b布置在第二激光器组110b中。这里，为简便起
见，从第一激光器组110a振荡的激发光被定义为el1，并且从第二激光器组110b振荡的蓝色激光(其被简称为蓝色光)被定义为el2。
[0203]
在光源模块100d中，波长转换元件1被设置为向荧光体层11入射激发光el1。激发光已从第一激光器组110a依次穿过透镜117、分色镜121和透镜118。来自波长转换元件1的荧光fl被分色镜121反射。在此之后，荧光fl穿过透镜119并行进到外部。换句话说，荧光fl行进到以下描述的照明光学系统200。扩散板131扩散来自第二激光器组110b的经过反射镜122的蓝色光el2。由扩散板131扩散的蓝色光el2穿过透镜120和分色镜121。在此之后，蓝色光el2穿过透镜119并行进到外面。换句话说，蓝色光el2行进到照明光学系统200。
[0204]
(投影机的构造示例1)
[0205]
图37是示出投影机1000的整体构造的概略图，投影机1000包括图33所示的光源模块100等(上述光源模块100a至100d的任何光源模块)作为光源光学系统。应注意的是，下文以由反射式液晶面板(lcd)执行光调制的反射式3lcd投影机为例进行描述。
[0206]
如图37所示，投影机1000依次包括上述光源模块100、照明光学系统200、影像形成部300和投影光学系统400(投影光学系统)。
[0207]
照明光学系统200从靠近光源模块100的位置开始包括例如复眼透镜210(210a和210b)、偏振转换元件220、透镜230、分色镜240a和240b、反射镜250a和250b、透镜260a和260b、分色镜270和偏振板280a至280c。
[0208]
复眼透镜210(210a和210b)实现来自光源模块100的白色光的照度的均匀分布。偏振转换元件220用于将入射光的偏振轴与预定方向对准。例如，p偏振光之外的光被转换成p偏振光。透镜230朝向分色镜240a和240b会聚来自偏振转换元件220的光。分色镜240a和240b的每一个选择性地反射预定波长范围中的光并选择性地透射其他波长范围中的多种光。例如，分色镜240a主要在反射镜250a的方向上反射红色光。另外，分色镜240b主要在反射镜250b的方向上反射蓝色光。因此主要是绿色光穿过分色镜240a和240b两者并行进到影像形成部300的反射式偏振板310c(描述于下)。反射镜250a朝向透镜260a反射来自分色镜240a的光(主要是红色光)，并且反射镜250b朝向透镜260b反射来自分色镜240b的光(主要是蓝色光)。透镜260a使来自反射镜250a的光(主要是红色光)透射并将光会聚在分色镜270上。透镜260b使来自反射镜250b的光(主要是蓝色光)透射并将光会聚在分色镜270上。分色镜270选择性地反射绿色光并选择性地透射其他波长范围中的多种光。这里，分色镜270透射来自透镜260a的光中的红色光分量。在来自透镜260a的光包括绿色光分量的情况中，该绿色光分量朝向偏振板280c反射。偏振板280a至280c的每一个包括偏振器，所述偏振器具有预定方向上的偏振轴。例如，在光通过偏振转换元件220转换成p偏振光的情况中，偏振板280a至280c的每一个透射p偏振光并反射s偏振光。
[0209]
影像形成部300包括反射式偏振板310a至310c、反射式液晶面板320a至320c(光调制元件)和分色棱镜330。
[0210]
反射式偏振板310a至310c分别透射具有与来自偏振板280a至280c的多个偏振光的偏振轴相同的偏振轴的多个光(例如多个p偏振光)，并反射具有其它偏振轴的多个光(多个s偏振光)。特定地，反射式偏振板310a使来自偏振板280a的p偏振红色光在反射式液晶面板320a的方向上透射。反射式偏振板310b使来自偏振板280b的p偏振蓝色光在反射式液晶面板320b的方向上透射。反射式偏振板310c使来自偏振板280c的p偏振绿色光在反射式液
晶面板320c的方向上透射。另外，穿过分色镜240a和240b两者并且入射到反射式偏振板310c的p偏振绿色光原样穿过反射式偏振板310c并入射到分色棱镜330。此外，反射式偏振板310a反射来自反射式液晶面板320a的s偏振红色光并使s偏振红色光入射到分色棱镜330。反射式偏振板310b反射来自反射式液晶面板320b的s偏振蓝色光并使s偏振蓝色光入射到分色棱镜330。反射式偏振板310c反射来自反射式液晶面板320c的s偏振绿色光并使s偏振绿色光入射到分色棱镜330。
[0211]
反射式液晶面板320a至320c分别对红色光、蓝色光或绿色光执行空间调制。
[0212]
分色棱镜330组合入射到其上的红色光、蓝色光和绿色光，并朝向投影光学系统400发射组合光。
[0213]
投影光学系统400包括透镜l410至l450和镜m400。投影光学系统400将从影像形成部300出射的光放大并将其投影到屏幕460等上。
[0214]
(光源模块和投影机的操作)
[0215]
接下来，参照图33和37描述包括光源模块100的投影机1000的操作。
[0216]
首先，从光源部110朝向pbs振荡激发光el。激发光el被pbs 112反射并然后依次穿过四分之一波片113和聚光光学系统114。波长转换元件1a被激发光el照射。
[0217]
在波长转换元件1a中，激发光el的一部分(蓝色光)在荧光体层11中吸收并转换成预定波长带内的光(荧光fl；黄色光)。从荧光体层11发射的荧光fl以及激发光el的未在荧光体层11中吸收的部分一起被散射并朝向聚光光学系统114侧反射。结果，荧光fl和激发光el的一部分被组合以在波长转换元件1a中产生白色光。该白色光(组合光lw)朝向聚光光学系统114出射。
[0218]
在此之后，组合光lw穿过聚光光学系统114、四分之一波片113和pbs112并入射到照明光学系统200。
[0219]
从光源模块100(光源模块100a)入射的组合光lw依次穿过复眼透镜210(210a和210b)、偏振转换元件220和透镜230，并然后到达分色镜240a和240b。
[0220]
分色镜240a主要反射红色光。该红色光依次经过反射镜250a、透镜260a、分色镜270、偏振板280a和反射式偏振板310a并到达反射式液晶面板320a。该红色光在反射式液晶面板320a处经受空间调制，然后被反射式偏振板310a反射以入射到分色棱镜330。应注意的是，在由分色镜240a朝向反射镜250a反射的光包括绿色光分量的情况中，该绿色光分量被分色镜270反射并依次穿过偏振板280c和反射式偏振板310c而到达反射式液晶面板320c。分色镜240b主要反射蓝色光。蓝色光通过类似的过程入射到分色棱镜330。已穿过分色镜240a和240b的绿色光也入射到分色棱镜330。
[0221]
入射到分色棱镜330的红色光、蓝色光和绿色光被组合，然后作为影像光朝向投影光学系统400发射。投影光学系统400放大来自影像形成部300的影像光并将其投影到屏幕500等上。
[0222]
(投影机的构造示例2)
[0223]
图38是示出通过透射式液晶面板执行光调制的透射式3lcd投影显示设备(投影机1000)的构造示例的概略图。投影机1000包括例如光源模块100、包括照明光学系统610和影像生成部630的影像生成系统600、以及投影光学系统700。
[0224]
照明光学系统610包括例如积分元件611、偏振转换元件612和聚光透镜613。积分
元件611包括第一复眼透镜611a和第二复眼透镜611b，第一复眼透镜611a包括二维布置的多个微透镜，第二复眼透镜611b包括与所述微透镜一对一关联布置的多个微透镜。
[0225]
从光源模块100入射到积分元件611的光(平行光)被第一复眼透镜611a的微透镜分成多个光束。这些光束的影像形成在第二复眼透镜611b的各个相应微透镜上。第二复眼透镜611b的各个微透镜用作为二次光源，并由具有均匀亮度的多个平行光作为入射光照射偏振转换元件612。
[0226]
积分元件611具有将从光源模块100照射偏振转换元件612的入射光整体上调节为具有均匀亮度分布的光的功能。
[0227]
偏振转换元件612具有使经由积分元件611等入射的入射光具有均一偏振状态的功能。例如，该偏振转换元件612经由设置在光源模块100的出射侧的透镜等出射包括有蓝色光lb、绿色光lg和红色光lr的出射光。
[0228]
照明光学系统610还包括分色镜614和分色镜615、镜616、镜616和镜618、中继透镜619和中继透镜620、场透镜621r、场透镜621g和场透镜621b、用作为影像生成部630的液晶面板631r、631g和631b、以及分色棱镜632。
[0229]
分色镜614和分色镜615各自具有选择性地反射预定波长范围中的彩色光并透射其他波长范围中的光的性质。例如，分色镜614选择性地反射红色光lr。分色镜615选择性地反射已经穿过分色镜614的绿色光lg和蓝色光lb中的绿色光lg。剩余的蓝色光lb穿过分色镜615。这将从光源模块100出射的光(例如白色组合光lw)分离成颜色不同的多个彩色光。
[0230]
分离的红色光lr被镜616反射并穿过场透镜621r而被准直。之后，红色光lr被入射到液晶面板631r以进行红色光的调制。绿色光lg穿过场透镜621g而被准直，之后，绿色光lg被入射到液晶面板631g以进行绿色光的调制。蓝色光lb穿过中继透镜619并被镜617反射。蓝色光lb进一步穿过中继透镜620并被镜618反射。被镜618反射的蓝色光lb穿过场透镜621b而被准直。之后，蓝色光lb被入射到液晶面板631b以进行蓝色光lb的调制。
[0231]
液晶面板631r、631g和631b电耦接至未图示的信号源(例如pc等)，该信号源供应包括影像信息的影像信号。液晶面板631r、631g和631b基于所提供的各个颜色的影像信号针对各个像素调制入射光并分别产生红色影像、绿色影像和蓝色影像。各种各个颜色的调制光(形成的影像)被出射到分色棱镜632并被组合在一起。分色棱镜632将从三个方向入射的各种各个颜色的光重叠并组合在一起并朝向投影光学系统700出射组合的光。
[0232]
投影光学系统700包括例如多个透镜等。投影光学系统700放大从影像生成系统600出射的光并将所述光投射到屏幕500。
[0233]
尽管已参照第一和第二实施方式和变形例1至13描述了本公开内容，但本公开内容不限于上述实施方式等。本公开内容可以各种方式修改。例如，上述实施方式中所描述的每一层的材料、厚度等仅是示例，但不限于此。可采用另外的材料和厚度。
[0234]
另外，可将除上述投影机1000的设备构造为根据本技术的投影显示设备。例如，已描述了其中将反射式液晶面板或透射式液晶面板用作为上述投影机1000中的光调制元件的示例，但本技术还可应用于包括数字微镜装置(dmd：digital micro
‑
mirror device)等的投影机。
[0235]
另外，在本技术中，根据本技术的波长转换元件1、光源模块100等可包括在不是投影显示设备的设备。例如，根据本公开内容的光源模块100可用于照明应用，并且可应用于
例如汽车的照明灯和用于照亮的光源。
[0236]
应注意，本技术还可具有以下构造。此第一技术至少在包封荧光体层、冷却剂和冷却剂输送部件的壳体的内壁的部分上提供保护层。这抑制冷却剂与壳体之间的接触。根据具有以下构造的第二技术，分布在具有多孔结构的荧光体层中的空隙的平均孔径从发光部的一个表面到另一表面改变。这提高了冷却剂朝向荧光体层的流入效率并减少异物进入到发光部和发光部附近的区域。这使得可提供可提高出射功率和可靠性的波长转换元件。应注意，本文描述的效果不一定是限制性的，而是可包括本公开内容描述的任何效果。
[0237]
[1]
[0238]
一种波长转换元件，包含：
[0239]
含有多个荧光体颗粒并且内部具有空隙的荧光体层；
[0240]
冷却所述荧光体层的冷却剂；
[0241]
设置成与所述荧光体层接触并且循环所述冷却剂的冷却剂输送部件；和
[0242]
包封所述荧光体层、所述冷却剂和所述冷却剂输送部件的壳体，并且所述壳体在其内壁的至少一部分上具有保护层。
[0243]
[2]
[0244]
根据[1]所述的波长转换元件，其中
[0245]
所述壳体具有容纳部和密封部，所述容纳部容纳所述荧光体层、所述冷却剂和所述冷却剂输送部件，所述密封部具有透光性，并且通过与所述容纳部结合而在所述壳体中形成内部空间，并且
[0246]
所述保护层设置在所述容纳部的内壁上。
[0247]
[3]
[0248]
根据[2]所述的波长转换元件，其中所述保护层进一步设置在所述内部空间中面向所述密封部的一个表面上的除面向所述荧光体层的区域以外的区域中。
[0249]
[4]
[0250]
根据[2]或[3]所述的波长转换元件，其中在所述容纳部侧上的所述保护层设置在除面向所述荧光体层的区域以外的区域。
[0251]
[5]
[0252]
根据[1]至[4]的任一项所述的波长转换元件，其中所述保护层进一步设置在所述冷却剂输送部件的表面上。
[0253]
[6]
[0254]
根据[1]至[5]的任一项所述的波长转换元件，其中所述保护层包括与所述冷却剂具有高亲和力的材料或表面结构。
[0255]
[7]
[0256]
根据[1]至[6]的任一项所述的波长转换元件，其中所述保护层包括单层膜或多层膜。
[0257]
[8]
[0258]
根据[1]至[7]的任一项所述的波长转换元件，其中所述保护层包括氧化硅(sio2)、氧化铝(al2o3)或氧化钛(tio2)。
[0259]
[9]
[0260]
根据[1]至[7]的任一项所述的波长转换元件，其中所述保护层包含标准电极电位高于0.35v的金属材料。
[0261]
[10]
[0262]
根据[1]至[7]的任一项所述的波长转换元件，其中所述保护层包括金(au)、银(ag)或不锈钢。
[0263]
[11]
[0264]
根据[1]至[10]的任一项所述的波长转换元件，其中
[0265]
所述冷却剂通过在所述荧光体层和所述冷却剂输送部件中产生的毛细管力而循环，并且
[0266]
所述荧光体层中的毛细管力大于所述冷却剂输送部件中的毛细管力。
[0267]
[12]
[0268]
根据[1]至[11]的任一项所述的波长转换元件，其中
[0269]
其中所述冷却剂输送部件具有反光性
[0270]
[13]
[0271]
根据[1]至[12]的任一项所述的波长转换元件，其中所述荧光体层在它与所述壳体的侧壁之间具有空间。
[0272]
[14]
[0273]
根据[1]至[13]的任一项所述的波长转换元件，其中所述荧光体层具有连续泡沫型多孔结构。
[0274]
[15]
[0275]
根据[1]至[14]的任一项所述的波长转换元件，其中所述荧光体层包括陶瓷荧光体。
[0276]
[16]
[0277]
根据[1]至[15]的任一项所述的波长转换元件，其中所述冷却剂输送部件具有连续泡沫型多孔结构。
[0278]
[17]
[0279]
根据[1]至[16]的任一项所述的波长转换元件，其中所述冷却剂输送部件包括烧结的陶瓷压块、烧结的金属或多孔金属。
[0280]
[18]
[0281]
根据[1]至[16]的任一项所述的波长转换元件，其中所述冷却剂输送部件包括多个颗粒或纤维结构。
[0282]
[19]
[0283]
根据[18]所述的波长转换元件，其中所述冷却剂输送部件中包括的所述多个颗粒的每一个包括硫酸钡、氧化钛或氧化铝。
[0284]
[20]
[0285]
根据[18]所述的波长转换元件，其中所述冷却剂输送部件中包括的所述纤维结构包括铜、铝、不锈钢、树脂、玻璃或陶瓷或上述材料的组合。
[0286]
[21]
[0287]
根据[1]至[20]的任一项所述的波长转换元件，其中
[0288]
所述荧光体层和所述冷却剂输送部件各自具有连续泡沫型多孔结构，并且
[0289]
所述荧光体层的平均孔径小于所述冷却剂输送部件的平均孔径。
[0290]
[22]
[0291]
根据[1]至[21]的任一项所述的波长转换元件，其中所述冷却剂输送部件在它与所述荧光体层的接触面上具有用于输送所述冷却剂的流路。
[0292]
[23]
[0293]
根据[1]至[22]的任一项所述的波长转换元件，其中所述荧光体层通过由所述冷却剂的蒸发产生的潜热而被直接冷却。
[0294]
[24]
[0295]
根据[2]至[23]的任一项所述的波长转换元件，其中所述容纳部在背面具有散热部件。
[0296]
[25]
[0297]
根据[1]至[24]的任一项所述的波长转换元件，其中所述壳体是可旋转的轮部件，并且所述荧光体层具有环形形状。
[0298]
[26]
[0299]
根据[1]至[25]的任一项所述的波长转换元件，其中，
[0300]
当所述荧光体层和所述冷却剂输送部件在它们的表面垂直竖立的状态下使用时，所述冷却剂输送部件中的毛细管力(p)满足下式(1)：
[0301]
p≥水头差r0(mmh2o)
……
(1)，
[0302]
(r0：从荧光体层中的发光部到壳体的内部侧壁的距离)。
[0303]
[27]
[0304]
一种波长转换元件，包含：
[0305]
荧光体层，所述荧光体层含有多个荧光体颗粒，并且内部具有平均孔径从一个表面朝向另一表面的发光部变化的多孔结构；
[0306]
冷却所述荧光体层的冷却剂；
[0307]
设置成与所述荧光体层接触并且循环所述冷却剂的冷却剂输送部件；和
[0308]
包封所述荧光体层、所述冷却剂和所述冷却剂输送部件的壳体。
[0309]
[28]
[0310]
根据[27]所述的波长转换元件，其中所述荧光体层具有多个空隙，所述多个空隙以所述平均孔径从所述一个表面朝向所述另一表面的述发光部逐渐减小的方式分布。
[0311]
[29]
[0312]
根据[27]或[28]所述的波长转换元件，其中所述荧光体层的至少所述发光部不包含空隙。
[0313]
[30]
[0314]
根据[27]至[29]的任一项所述的波长转换元件，其中所述荧光体层在所述发光部的周围具有冷却剂排放区域，所述冷却剂排放区域具有平均孔径大于所述发光部的所述另一表面附近的空隙的空隙。
[0315]
[31]
[0316]
根据[27]至[30]的任一项所述的波长转换元件，其中所述荧光体层在侧表面的至
少一部分上具有倾斜表面。
[0317]
[32]
[0318]
根据[27]至[31]的任一项所述的波长转换元件，其中
[0319]
所述荧光体层具有含有多个荧光体颗粒的第一层，和由对发光不做出贡献的多孔材料制成的第二层，并且
[0320]
平均直径从所述一个表面朝向所述另一表面变化的多个空隙形成在所述第二层中。
[0321]
[33]
[0322]
根据[32]所述的波长转换元件，其中所述第二层包括烧结的陶瓷压块、烧结的金属或多孔金属。
[0323]
[34]
[0324]
根据[27]至[33]的任一项所述的波长转换元件，其中所述冷却剂输送部件设置在所述荧光体层的所述一个表面，并且在面向所述发光部的位置处具有开口，并且所述开口中设置有透光部件。
[0325]
[35]
[0326]
根据[34]所述的波长转换元件，其中所述透光部件包括玻璃或蓝宝石。
[0327]
[36]
[0328]
根据[27]至[35]的任一项所述的波长转换元件，其中所述壳体在其内壁的至少一部分上进一步具有保护层。
[0329]
本技术要求享有基于于2019年3约26日在日本专利局递交的日本专利申请第2019
‑
058236号的优先权，通过引用将该日本专利申请的整体内容并入本技术。
[0330]
本领域技术人员应理解的是，可根据设计需要和其他因素出现各种修改、组合、子组合和替代，只要它们落在所附权利要求书或其等同物的范围内。