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WO2014178398A1 - 照明装置 - Google Patents

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Publication number
WO2014178398A1
WO2014178398A1 PCT/JP2014/061970 JP2014061970W WO2014178398A1 WO 2014178398 A1 WO2014178398 A1 WO 2014178398A1 JP 2014061970 W JP2014061970 W JP 2014061970W WO 2014178398 A1 WO2014178398 A1 WO 2014178398A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
phosphor
light
layer
modification
emitted
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2014/061970
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
博敏 安永
龍三 結城
壮史 石田
真也 門脇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to US14/787,398 priority Critical patent/US9581860B2/en
Publication of WO2014178398A1 publication Critical patent/WO2014178398A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133617—Illumination with ultraviolet light; Luminescent elements or materials associated to the cell
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/30—Polarising elements
    • G02B5/3016—Polarising elements involving passive liquid crystal elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/13362—Illuminating devices providing polarized light, e.g. by converting a polarisation component into another one
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00—Electroluminescent light sources
    • H05B33/12—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces
    • H05B33/14—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces characterised by the chemical or physical composition or the arrangement of the electroluminescent material, or by the simultaneous addition of the electroluminescent material in or onto the light source
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/80—Constructional details
    • H10H20/85—Packages
    • H10H20/851—Wavelength conversion means
    • H10H20/8511—Wavelength conversion means characterised by their material, e.g. binder

Definitions

  • the present invention relates to an illuminating device, and more particularly to an illuminating device that irradiates light including secondary light obtained by converting the wavelength of primary light toward the outside.
  • a wavelength conversion element In an illumination device using an LED as a light source, it is necessary to convert the wavelength of primary light emitted from the LED by a wavelength conversion element in order to obtain a desired color tone.
  • a wavelength conversion element a phosphor layer containing a phosphor is mainly used.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2006-244779
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 2001-318370
  • Patent Document 3 JP-A-2004-205953
  • the illumination device disclosed in Patent Document 1 is disposed opposite to a light source unit including a plurality of light sources that emit primary light and a plurality of light sources, and absorbs part of the primary light to emit secondary light having different wavelengths.
  • the wavelength conversion element includes a phosphor layer containing a phosphor, and the phosphor layer is attached to the light source unit such that the distance between the phosphor layer and the plurality of light sources is equal to or greater than a predetermined distance.
  • the wavelength conversion element is formed on the main surface of one of the pair of substrates sandwiching the liquid crystal layer.
  • the wavelength conversion element includes a red phosphor layer, a green phosphor layer, and a blue phosphor layer.
  • Each phosphor layer includes an aligned liquid crystal polymer and an aligned phosphor.
  • the wavelength conversion element disclosed in Patent Document 3 includes a phosphor layer configured by dispersing a polymer having a refractive index anisotropy and a phosphor in a translucent resin.
  • the polymer and the translucent resin have different birefringence, and the polymer is oriented in a predetermined direction in the phosphor layer.
  • the light loss increases because the light conversion rate of the phosphor layer is low. Therefore, in an illuminating device using a wavelength conversion element, it is required to efficiently extract secondary light emitted from a phosphor.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an illumination device capable of improving the extraction efficiency of secondary light.
  • An illuminating device irradiates illumination light including secondary light obtained by converting the wavelength of primary light toward the outside.
  • the light source emits primary light, and is emitted from the light source.
  • a wavelength conversion element that converts the wavelength of at least part of the primary light.
  • the wavelength conversion element absorbs at least part of the primary light emitted from the light incident surface on which the primary light is incident, an irradiation surface that faces the incident surface and irradiates illumination light including secondary light, and the like.
  • a phosphor layer having a polymer that emits secondary light and a polymer having refractive index anisotropy.
  • the phosphor has an anisotropic structure oriented along a first direction, and the polymer has polymer molecules oriented along the first direction.
  • the smaller angle between the direction of the transition dipole moment of the phosphor and the slow axis of the polymer molecule with respect to the polarized light emitted from the phosphor toward the polymer molecule is 0 degree or more. It is 45 degrees or less.
  • the smaller one of the angles formed by the direction of the transition dipole moment of the phosphor and the irradiation surface is not less than 0 degrees and not more than 38 degrees. .
  • the polymer is preferably a liquid crystal polymer.
  • the intensity of the polarization component that vibrates in a direction parallel to the first direction vibrates in a direction perpendicular to the first direction. It is preferable that the intensity is higher than the intensity of the polarizing component.
  • the phosphor preferably has dichroism.
  • an absorption rate of a polarization component of primary light that vibrates in a direction parallel to the first direction is a primary that vibrates in a direction perpendicular to the first direction. It is preferably higher than the absorptance of the polarization component of light.
  • the light source preferably emits visible light.
  • the phosphor is distributed in the phosphor layer at a concentration at which primary light can pass through the phosphor layer.
  • the phosphor layer preferably includes only the first phosphor layer containing the first phosphor.
  • the light source preferably emits blue primary light having the first wavelength of 390 nm to 510 nm, and the first phosphor absorbs part of the primary light.
  • a yellow phosphor that emits yellow fluorescence is preferable.
  • a plurality of the phosphor layers are preferably arranged so as to be arranged from the incident surface side to the irradiation surface side, and the phosphor layers contained in each of the plurality of phosphor layers. It is preferable that the peak wavelengths of the phosphors are different from each other. In this case, it is preferable that the peak wavelength of the phosphor decreases from the incident surface side toward the irradiation surface side.
  • a plurality of the phosphor layers are arranged on the same plane.
  • one of the plurality of phosphor layers is provided so that a gap is formed, and the rest of the plurality of phosphor layers is the rest of the phosphor layers. It is preferable to be provided so as to fill the gap formed in one. In this case, it is preferable that the peak wavelengths of the phosphors contained in each of the plurality of phosphor layers are different from each other.
  • the plurality of phosphor layers preferably include a first phosphor layer containing a first phosphor and a second phosphor layer containing a second phosphor
  • the light source preferably emits blue primary light having the first wavelength of 390 nm to 510 nm.
  • the first phosphor is preferably a green phosphor that absorbs part of the primary light and emits green fluorescence
  • the second phosphor absorbs part of the primary light. It is preferable that the red phosphor emits red fluorescence.
  • the phosphor is distributed in the phosphor layer at a concentration at which primary light cannot pass through the phosphor layer.
  • the wavelength conversion element absorbs the primary light having the first wavelength on the irradiation surface side and selectively transmits the secondary light having the second wavelength. It is preferable to further include a permeable membrane.
  • a plurality of the phosphor layers are preferably arranged so as to be arranged from the incident surface side to the irradiation surface side, and the phosphor layers contained in each of the plurality of phosphor layers. It is preferable that the peak wavelengths of the phosphors are different from each other. In this case, it is preferable that the peak wavelength of the phosphor decreases from the incident surface side toward the irradiation surface side.
  • a plurality of the phosphor layers are arranged on the same plane.
  • one of the plurality of phosphor layers is provided so that a gap is formed, and the rest of the plurality of phosphor layers is the rest of the phosphor layers. It is preferable to be provided so as to fill the gap formed in one. Furthermore, in this case, it is preferable that the peak wavelengths of the phosphors contained in each of the plurality of phosphor layers are different from each other.
  • the plurality of phosphor layers preferably include a first phosphor layer containing a first phosphor and a second phosphor layer containing a second phosphor.
  • the light source preferably emits blue primary light having the first wavelength of 390 nm to 510 nm.
  • the first phosphor is preferably a yellow phosphor that absorbs part of the primary light and emits yellow fluorescence
  • the second phosphor absorbs part of the primary light.
  • a blue phosphor emitting blue fluorescence preferably include a blue phosphor layer containing a first phosphor and a second phosphor layer containing a second phosphor.
  • the plurality of phosphor layers include a first phosphor layer containing a first phosphor, a second phosphor layer containing a second phosphor, and a third phosphor.
  • the said light source emits the blue primary light whose said 1st wavelength is 390 nm or more and 510 nm or less.
  • the first phosphor is preferably a red phosphor that absorbs part of the primary light and emits red fluorescence
  • the second phosphor absorbs part of the primary light.
  • the green phosphor emits green fluorescence
  • the third phosphor is preferably a blue phosphor that absorbs part of the primary light and emits blue fluorescence.
  • the light source emits ultraviolet light.
  • the wavelength conversion element further includes an ultraviolet light absorbing member that absorbs ultraviolet light emitted from the light source on the irradiation surface side.
  • a plurality of the phosphor layers are arranged so as to be arranged from the incident surface side to the irradiation surface side, and the phosphor layer is contained in each of the plurality of phosphor layers. It is preferable that the peak wavelengths of the phosphors are different from each other. It is preferable that the peak wavelength of the phosphor decreases from the incident surface side toward the irradiation surface side.
  • a plurality of the phosphor layers are arranged on the same plane.
  • one of the plurality of phosphor layers is provided so that a gap is formed, and the rest of the plurality of phosphor layers is the rest of the phosphor layers. It is preferable to be provided so as to fill the gap formed in one. Furthermore, in this case, it is preferable that the peak wavelengths of the phosphors contained in each of the plurality of phosphor layers are different from each other.
  • the plurality of phosphor layers include a first phosphor layer containing a first phosphor and a second phosphor layer containing a second phosphor.
  • the first phosphor is preferably a yellow phosphor that absorbs part of the primary light and emits yellow fluorescence
  • the second phosphor absorbs part of the primary light.
  • a blue phosphor emitting blue fluorescence is preferably a yellow phosphor that absorbs part of the primary light and emits yellow fluorescence.
  • the plurality of phosphor layers include a first phosphor layer containing a first phosphor, a second phosphor layer containing a second phosphor, and a third phosphor.
  • the 3rd fluorescent substance layer containing is included.
  • the first phosphor is preferably a red phosphor that absorbs part of the primary light and emits red fluorescence
  • the second phosphor absorbs part of the primary light.
  • the green phosphor emits green fluorescence
  • the third phosphor is preferably a blue phosphor that absorbs part of the primary light and emits blue fluorescence.
  • the plurality of phosphor layers include a first phosphor layer containing a first phosphor and a second phosphor layer containing a second phosphor.
  • a first phosphor layer containing a first phosphor and a second phosphor layer containing a second phosphor.
  • the angle formed by the direction of the transition dipole moment of the first phosphor and the direction of the transition dipole moment of the second phosphor is 45 degrees or more and 90 degrees or less.
  • the phosphor layer preferably contains a plurality of phosphors having different peak wavelengths.
  • the illumination device preferably further includes a reflection sheet that reflects the primary light emitted from the light source toward the wavelength conversion element.
  • the wavelength conversion element can reflect the primary light from the light source on the irradiation surface side and transmit the secondary light emitted from the phosphor. It is preferable to further include a dielectric film.
  • the illumination device preferably further includes an optical member that scatters the primary light emitted from the light source and emits the light toward the wavelength conversion element.
  • the wavelength conversion element preferably further includes a light-transmitting substrate and an alignment film formed on the surface of the light-transmitting substrate. It is preferable that at least a part is disposed on the alignment film.
  • the phosphor included in the phosphor layer is preferably oriented along the first direction by any one of a photo-alignment method, a rubbing method, and a stretching method.
  • the wavelength conversion element is preferably used as a light guide plate that diffuses primary light incident from a light source and extracts illumination light in a direction different from the incident light of the primary light.
  • the wavelength conversion element further includes a light-transmitting substrate on which a color adjustment layer that performs color adjustment of primary light is formed.
  • a liquid crystal display device includes the illumination device according to the present invention, a liquid crystal panel disposed opposite to the illumination device, and a polarizing plate disposed between the illumination device in the liquid crystal panel. Prepare. The transmission axis of the polarizing plate and the direction of the transition dipole moment of the phosphor are parallel.
  • the wavelength conversion element irradiates light including secondary light obtained by converting the wavelength of at least a part of the primary light toward the outside, an incident surface on which the primary light is incident, An irradiation surface facing the incident surface and irradiating light containing secondary light, a phosphor that emits secondary light by absorbing at least part of the primary light, and a phosphor having a polymer having refractive index anisotropy And a layer.
  • the phosphor has an anisotropic structure oriented along a first direction, and the polymer has polymer molecules oriented along the first direction.
  • the smaller angle between the direction of the transition dipole moment of the phosphor and the slow axis of the polymer molecule with respect to the polarized light emitted from the phosphor toward the polymer molecule is 0 degree or more. It is 45 degrees or less.
  • the smaller one of the angles formed between the direction of the transition dipole moment of the phosphor and the irradiation surface is not less than 0 degrees and not more than 38 degrees. preferable.
  • the polymer is preferably a liquid crystal polymer.
  • the intensity of the polarization component that vibrates in a direction parallel to the first direction is in a direction perpendicular to the first direction. It is preferably higher than the intensity of the oscillating polarization component.
  • the phosphor preferably has dichroism.
  • the wavelength conversion element In the first aspect of the wavelength conversion element according to the present invention, it is preferably used when the primary light is visible light.
  • the phosphor is distributed in the phosphor layer at a concentration at which primary light can pass through the phosphor layer.
  • the phosphor layer preferably includes only the first phosphor layer containing the first phosphor.
  • the first phosphor when the first wavelength of the primary light is 390 nm or more and 510 nm or less, the first phosphor emits yellow fluorescence by absorbing a part of the primary light. It is preferable that
  • a plurality of the phosphor layers are preferably arranged so as to be arranged from the incident surface side to the irradiation surface side, and the phosphor layers contained in each of the plurality of phosphor layers. It is preferable that the peak wavelengths of the phosphors are different from each other. In this case, it is preferable that the peak wavelength of the phosphor decreases from the incident surface side toward the irradiation surface side.
  • a plurality of the phosphor layers are arranged on the same plane.
  • one of the plurality of phosphor layers is provided so that a gap is formed, and the rest of the plurality of phosphor layers is the rest of the phosphor layers. It is preferable to be provided so as to fill the gap formed in one. Furthermore, in this case, it is preferable that the peak wavelengths of the phosphors contained in each of the plurality of phosphor layers are different from each other.
  • the plurality of phosphor layers include the first phosphor layer containing the first phosphor and the second phosphor layer. It is preferable to include a second phosphor layer containing a phosphor.
  • the first phosphor is preferably a green phosphor that absorbs part of the primary light and emits green fluorescence, and the second phosphor absorbs part of the primary light. It is preferable that the red phosphor emits red fluorescence.
  • the phosphor is distributed in the phosphor layer at a concentration at which primary light cannot pass through the phosphor layer.
  • the second aspect further includes a wavelength selective transmission film that absorbs primary light having the first wavelength and selectively transmits secondary light having the second wavelength on the irradiation surface side.
  • a plurality of the phosphor layers are preferably arranged so as to be arranged from the incident surface side to the irradiation surface side, and the phosphor layers contained in each of the plurality of phosphor layers. It is preferable that the peak wavelengths of the phosphors are different from each other. In this case, it is preferable that the peak wavelength of the phosphor decreases from the incident surface side toward the irradiation surface side.
  • a plurality of the phosphor layers are arranged on the same plane.
  • one of the plurality of phosphor layers is provided so that a gap is formed, and the rest of the plurality of phosphor layers is the rest of the phosphor layers. It is preferable to be provided so as to fill the gap formed in one. Furthermore, in this case, it is preferable that the peak wavelengths of the phosphors contained in each of the plurality of phosphor layers are different from each other.
  • the plurality of phosphor layers include the first phosphor layer containing the first phosphor and the second phosphor layer. It is preferable to include a second phosphor layer containing a phosphor.
  • the first phosphor is preferably a yellow phosphor that absorbs part of the primary light and emits yellow fluorescence, and the second phosphor absorbs part of the primary light. And a blue phosphor emitting blue fluorescence.
  • the plurality of phosphor layers include the first phosphor layer containing the first phosphor and the second phosphor layer. It is preferable to include a second phosphor layer containing a phosphor and a third phosphor layer containing a third phosphor.
  • the first phosphor is preferably a red phosphor that absorbs part of the primary light and emits red fluorescence
  • the second phosphor absorbs part of the primary light.
  • the green phosphor emits green fluorescence
  • the third phosphor is preferably a blue phosphor that absorbs part of the primary light and emits blue fluorescence.
  • the primary light is ultraviolet light.
  • the third aspect preferably further comprises an ultraviolet light absorbing member that absorbs ultraviolet light emitted from the light source on the irradiation surface side.
  • a plurality of the phosphor layers are arranged so as to be arranged from the incident surface side to the irradiation surface side, and the phosphor layer is contained in each of the plurality of phosphor layers. It is preferable that the peak wavelengths of the phosphors are different from each other. In this case, it is preferable that the peak wavelength of the phosphor decreases from the incident surface side toward the irradiation surface side.
  • a plurality of the phosphor layers are arranged on the same plane.
  • one of the plurality of phosphor layers is provided so that a gap is formed, and the rest of the plurality of phosphor layers is the rest of the phosphor layers. It is preferable to be provided so as to fill the gap formed in one. Furthermore, in this case, it is preferable that the peak wavelengths of the phosphors contained in each of the plurality of phosphor layers are different from each other.
  • the plurality of phosphor layers include a first phosphor layer containing a first phosphor and a second phosphor layer containing a second phosphor.
  • the first phosphor is preferably a yellow phosphor that absorbs part of the primary light and emits yellow fluorescence
  • the second phosphor absorbs part of the primary light.
  • a blue phosphor emitting blue fluorescence is preferably a yellow phosphor that absorbs part of the primary light and emits yellow fluorescence.
  • the plurality of phosphor layers include a first phosphor layer containing a first phosphor, a second phosphor layer containing a second phosphor, and a third phosphor.
  • the 3rd fluorescent substance layer containing is included.
  • the first phosphor is preferably a red phosphor that absorbs part of the primary light and emits red fluorescence
  • the second phosphor absorbs part of the primary light.
  • the green phosphor emits green fluorescence
  • the third phosphor is preferably a blue phosphor that absorbs part of the primary light and emits blue fluorescence.
  • the plurality of phosphor layers include a first phosphor layer containing a first phosphor and a second phosphor layer containing a second phosphor. It is preferable. In this case, it is preferable that the angle formed by the direction of the transition dipole moment of the first phosphor and the direction of the transition dipole moment of the second phosphor is 45 degrees or more and 90 degrees or less.
  • the phosphor layer preferably contains a plurality of phosphors having different peak wavelengths.
  • the wavelength conversion element according to the present invention preferably further includes a reflective sheet that reflects the primary light toward the incident surface.
  • the wavelength conversion element according to the present invention preferably further includes a dielectric film capable of reflecting the primary light from the light source to the irradiation surface side and transmitting the secondary light emitted from the phosphor. .
  • the wavelength conversion element according to the present invention preferably further includes an optical member that scatters the primary light and emits the light toward the incident surface.
  • the wavelength conversion element according to the present invention preferably further includes a light-transmitting substrate and an alignment film formed on the surface of the light-transmitting substrate, and at least a part of the phosphor layer includes the alignment film. It is preferable that it is formed on the top.
  • the phosphor contained in the phosphor layer is preferably oriented in the first direction by any one of a photo-alignment method, a rubbing method, and a stretching method.
  • the wavelength conversion element according to the present invention is preferably used as a light guide plate that diffuses primary light and extracts illumination light in a direction different from the incident light of the primary light.
  • the wavelength conversion element according to the present invention preferably further includes a light-transmitting substrate on which a color adjustment layer for adjusting the color of the primary light is formed.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view taken along line IV (a) -IV (a) and a schematic cross-sectional view taken along line IV (b) -IV (b) shown in FIG. It is a figure which shows the state of the fluorescent substance in a fluorescent substance layer contained in the wavelength conversion element shown in FIG. 1, and a polymer molecule.
  • FIG. 10 is a schematic cross-sectional view along the line XX shown in FIG. 9.
  • FIG. 17 is a schematic cross-sectional view along the line XVII-XVII of the lighting device shown in FIG. It is the schematic which shows the light emission direction of the secondary light light-emitted from the fluorescent substance of the non-orientation state contained in the wavelength conversion element shown in FIG.
  • FIG. 19 is a schematic cross-sectional view taken along line XIX (a) -XIX (a) and line XIX (b) -XIX (b) shown in FIG.
  • FIG. 23 is a schematic cross-sectional view along the line XXIII-XXIII shown in FIG. It is the schematic which shows the typical course of the secondary light light-emitted from the fluorescent substance in the non-orientation state shown in FIG. It is a schematic cross section of the illuminating device in a 1st modification.
  • FIG. 20 It is a figure which shows the 1st manufacturing method and 2nd manufacturing method which manufacture the wavelength conversion element shown in FIG. It is a figure which shows a mode that secondary light propagates in the wavelength conversion element shown in FIG.
  • FIG. 1 It is a disassembled perspective view of the liquid crystal display device which comprised the illuminating device shown in FIG. It is a figure which shows the relationship between the extraction efficiency of the secondary light light-emitted from fluorescent substance, and the refractive index of fluorescent substance. It is a figure which shows the relationship between the extraction efficiency of the secondary light light-emitted from fluorescent substance, and the angle which the direction of the transition dipole moment of a fluorescent substance and an irradiation surface make. It is a figure which shows a mode that the total light beam of the secondary light light-emitted from fluorescent substance is measured.
  • FIG. 66 is a diagram showing secondary light when a polarizing plate having a transmission axis parallel to the transmission axis of the polarizing plate located in the lower layer of the wavelength conversion element is further stacked on the upper layer of the wavelength conversion layer in the state shown in FIG. 66.
  • FIG. 66 is a diagram showing secondary light when a polarizing plate having a transmission axis perpendicular to the transmission axis of the polarizing plate located in the lower layer of the wavelength conversion element is further stacked on the upper layer of the wavelength conversion layer in the state shown in FIG. 66.
  • FIG. 66 is a diagram showing secondary light when a polarizing plate having a transmission axis perpendicular to the transmission axis of the polarizing plate located in the lower layer of the wavelength conversion element is further stacked on the upper layer of the wavelength conversion layer in the state shown in FIG. 66.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a lighting apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic sectional view taken along line II-II of the illumination device shown in FIG. With reference to FIG. 1 and FIG. 2, the illuminating device 100 which concerns on this Embodiment is demonstrated.
  • the illumination device 100 includes a light source 20 that emits primary light and a wavelength conversion element 10.
  • the wavelength conversion element 10 includes a first light-transmitting substrate 30 disposed to face the light source 20, a first alignment film 40 formed on the first main surface of the first light-transmitting substrate 30, and the first alignment film 40. And the first phosphor layer 50 formed on the substrate. Further, the wavelength conversion element 10 includes an incident surface 10a on which primary light emitted from the light source 20 is incident, and an irradiation surface 10b that faces the incident surface and irradiates illumination light including secondary light described later.
  • the first phosphor layer 50 includes a first phosphor 51 that absorbs part of the primary light emitted from the light source 20 and emits secondary light having a different wavelength, and a polymer 54 having refractive index anisotropy.
  • the first phosphor 51 is uniaxially oriented in the first phosphor layer 50 by the first alignment film 40 along the direction parallel to the first main surface (X-axis direction in the drawing). In other words, the first phosphor 51 has an anisotropic structure that is oriented along the first direction.
  • a light source that emits blue light in the emission direction (Z-axis direction in the figure) that is a direction perpendicular to the first main surface can be employed.
  • the wavelength region of the blue light is 390 nm or more and 510 nm or less.
  • the peak wavelength at which the emission intensity of blue light is maximum is about 450 nm.
  • a GaN light emitting diode, a ZnO light emitting diode, or a diamond light emitting diode that has a peak wavelength at 450 nm and emits blue light can be employed.
  • first translucent substrate 30 for example, a glass substrate such as silica glass, a translucent member such as a transparent film and a transparent resin can be employed.
  • first alignment film 40 for example, a resin film such as polyvinyl alcohol or polyimide can be employed.
  • the first phosphor layer 50 is configured by adding a first phosphor to a polymer 54 having refractive index anisotropy.
  • the polymer 54 having refractive index anisotropy include liquid crystals such as reactive mesogens. Polymers can be employed.
  • the reactive mesogen for example, UCL-017 manufactured by DIC, RMM34C manufactured by Merck, etc. can be employed.
  • the reactive mesogen is a compound comprising a rod-like or plate-like mesogenic group composed of two or more aromatic rings and at least one polymerizable functional group.
  • the reactive mesogen is preferably rod-shaped.
  • the first phosphor 51 a dichroic phosphor can be adopted. Further, the first phosphor 51 is preferably capable of absorbing the primary light from the light source, and the wavelength of the emitted secondary light is longer than the wavelength of the primary light, for example, absorbing blue light. A yellow phosphor that emits yellow light as secondary light can be employed. The wavelength region of yellow light emitted from the yellow phosphor is not less than 570 nm and not more than 590 nm. The peak wavelength at which the emission intensity of yellow light is maximum is 580 nm. Specifically, as the first phosphor 51, a yellow phosphor such as Basic Yellow HG, Eosine, Rhodamine 6G can be employed. The first phosphor 51 is not limited to these organic phosphors, and may be an inorganic phosphor, a nanocrystal, or a quantum rod.
  • the primary light of the light source 20 that has not been absorbed by the first phosphor 51 passes through the wavelength conversion element 10, it has a desired color by adjusting the concentration (absorbance) of the first phosphor 51. Illumination light is obtained.
  • the first phosphor 51 is distributed in the first phosphor layer at such a concentration that the primary light from the light source 20 can pass through the phosphor layer 50, the light source color from the light source 20 and the first fluorescence. A color combined with the emission color from the body 51 can be obtained.
  • the concentration of the first phosphor 51 contained in the polymer 54 having refractive index anisotropy can be appropriately adjusted in accordance with the desired color of the illumination light emitted from the illumination device.
  • the first translucent substrate 30 is prepared.
  • a polyimide film is applied on the first main surface of the first light-transmissive substrate 30 using a coating method or a printing method and subjected to heat treatment, a rubbing process is performed in a direction parallel to the first main surface.
  • the first alignment film 40 is formed.
  • fine grooves are formed on the surface of the first alignment film 40 in a direction parallel to the first main surface (X-axis direction in the drawing).
  • a liquid crystal polymer in which a yellow phosphor as the first phosphor 51 is mixed with a liquid crystal material (reactive mesogen) at a predetermined weight ratio is applied on the first alignment film 40 using a coating method or a printing method.
  • the liquid crystal polymer is subjected to heat treatment, ultraviolet irradiation treatment, or the like, whereby the liquid crystal polymer is subjected to alignment treatment and the first phosphor layer 50 is formed.
  • the liquid crystal polymer is aligned along the direction (X-axis direction in the drawing) in which the fine grooves extend by the alignment regulating force of the first alignment film 40.
  • the first phosphor 51 contained in the liquid crystal polymer is also aligned along the direction in which the fine grooves extend (X-axis direction in the figure).
  • the pushing amount of the rubbing cloth onto the first light transmitting substrate is set to 0.5 mm
  • the moving speed of the stage on which the first light transmitting substrate is placed is set to 100 mm / s
  • the rubbing cloth is used.
  • the rotation number of the wound roller can be 300 rpm, and the number of rubbing can be three.
  • FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the emission direction of the secondary light emitted from the oriented phosphor included in the wavelength conversion element shown in FIG. 1 and the direction of the dipole moment.
  • 4 is a schematic cross-sectional view taken along line IV (a) -IV (a) and a schematic cross-sectional view taken along line IV (b) -IV (b) shown in FIG.
  • the secondary light emitted from the first phosphor 51 in the alignment state will be described.
  • the aligned first phosphor 51 oriented in the DR1 direction emits light in a dipole shape as shown in the region R1.
  • the direction of the transition dipole moment (DR1 direction) coincides with the X-axis direction parallel to the orientation direction of the first phosphor 51.
  • FIG. 4A shows the traveling direction and intensity of the secondary light included in the plane parallel to the Z-axis direction and the X-axis direction among the secondary light emitted from the aligned first phosphor 51.
  • FIG. 4B shows the traveling direction of the secondary light included in the plane parallel to the Z-axis direction and parallel to the Y-axis direction among the secondary light emitted from the aligned first phosphor 51. It is the schematic which shows intensity
  • the directions of arrows directed to various directions shown in FIGS. 4A and 4B represent the traveling directions of light, and the lengths of the arrows directed to various directions represent the intensity of light.
  • the aligned first phosphor 51 emits light in a dipole shape in the emission direction (Z-axis direction in the drawing) in a plane parallel to the Z-axis direction and the X-axis direction.
  • the secondary light emitted in a dipole shape has an intensity distribution of sin 2 ⁇ , where ⁇ is the angle between the plane on which the first alignment film 40 is formed and the light emission direction.
  • the first phosphor 51 in the aligned state is parallel to the circumferential direction of the alignment direction (DR1 direction) in a plane parallel to the Z-axis direction and parallel to the Y-axis direction. Emits light.
  • the light emission amount is small in the direction along the alignment direction (DR1 direction), and the emission direction (Z-axis direction in the figure) is perpendicular to the alignment direction. ) Increases the amount of light emission. That is, the secondary light emitted from the first phosphor 51 in the oriented state has directivity with a strong emission intensity along the emission direction (Z-axis direction in the figure).
  • FIG. 5 is a diagram showing the state of the phosphor and polymer molecules in the phosphor layer included in the wavelength conversion element shown in FIG.
  • FIG. 6 is a diagram showing an angle formed by the direction of the transition dipole moment of the phosphor shown in FIG. 5 and the direction of the slow axis of the polymer molecule.
  • FIG. 7 is a diagram showing a state in which the phosphors are oriented.
  • FIG. 8 is a diagram showing the direction of the transition dipole moment of each phosphor in the oriented state. With reference to FIG. 5 thru
  • the first phosphor 51 is composed of a phosphor 52
  • the polymer 54 having refractive index anisotropy is composed of polymer molecules 53.
  • the phosphor 52 has dichroism.
  • the phosphor 52 and the polymer molecule 53 in the phosphor layer 50 have a rod-like shape including major axes A4 and A2 and minor axes A3 and A1.
  • the major axis A4 of the phosphor 52 and the major axis A2 of the polymer molecule 53 having refractive index anisotropy extend along the X-axis direction, while the minor axis A3 of the phosphor 52 and the different refractive index.
  • the phosphor 52 and the polymer molecule 53 are arranged side by side in the Y-axis direction in a state where the short axis A1 of the polymer molecule 53 having the orientation extends along the Z-axis direction. As a result, the direction of the transition dipole moment (DR1 direction) and the major axis A2 of the polymer molecule 53 become parallel.
  • the phosphor 52 since the dipole moment has a property that it is difficult to emit light in the vibration direction, the phosphor 52 has two properties in the direction perpendicular to the direction of the dipole moment (DR1 direction) such as L1, L2, L3, and L4. Next light is emitted. Such secondary light is gradually scattered by the plurality of polymer molecules 53 while propagating through the phosphor 51, and is extracted from the irradiation surface to the outside like scattered light L5 and L6.
  • Secondary light such as L3 and L4 is polarized horizontally in the XY plane, and the direction of the transition dipole moment (DR1 direction) and the direction of the major axis A2 of the polymer molecule 53 are parallel as described above.
  • the polarized light is parallel to the major axis direction of the oriented polymer molecules 53. That is, the polarization axis of the propagating light in the phosphor 51 and the slow axis (long axis A2) of the polymer molecule 53 are parallel.
  • the secondary light emitted from the phosphor 52 is strongly scattered by the polymer molecule 53.
  • the phosphor 52 is arranged such that almost all the transition dipole moment directions (DR1 direction) and the slow axis (major axis A2) of the polymer molecule 53 are parallel to each other. Since the polymer molecules 53 are oriented, the propagating light is efficiently scattered everywhere in the phosphor 51 as described above. Thereby, the extraction efficiency of the secondary light is improved.
  • the scattering intensity of the polymer molecules 53 increases with respect to the polarized light emitted from the phosphor 52, so that the propagating light that has been reflected in the first phosphor layer 50 and propagated to the end face is extracted to the irradiation surface side. be able to. As a result, the secondary light extraction efficiency is improved.
  • the direction of each transition dipole moment (DR1 direction) is also relative to the X-axis direction as shown in FIG. Become parallel.
  • the first phosphor 51 in which the oriented phosphors 52 are assembled emits light in a dipole shape as described above.
  • the secondary light L8 emitted from the first phosphor 51 excited by the primary light L7 emitted from the light source toward the first phosphor layer 50 is emitted from the phosphor 51.
  • the light having a polarization component parallel to the alignment direction is irradiated from the irradiation surface side of the wavelength conversion element 10 to the outside.
  • FIG. 9 is a diagram showing a light emission direction of secondary light emitted from the oriented phosphor and a region that can be extracted as illumination light.
  • FIG. 10 is a schematic cross-sectional view along the line XX shown in FIG. With reference to FIG. 9 and FIG. 10, the secondary light which can be taken out from the fluorescent substance 51 of an orientation state is demonstrated.
  • secondary light emitted from the oriented first phosphor 51 is extracted as illumination light in a conical region R2 including buses C1 and C2 and having a bottom surface above the Z-axis. Can do.
  • the secondary light emitted from the region R3 located inside the buses C1 and C2 can be extracted as illumination light.
  • the secondary light emitted to the region R4 located outside the buses C1 and C2 cannot be extracted as illumination light.
  • the ratio of the secondary light emitted along the X-axis direction is low, and the light emitting region R1 (see FIG. 9). Since the ratio occupied by the region R3 increases, the secondary light is condensed in the emission direction (Z-axis direction). Thereby, the extraction efficiency of the secondary light is improved.
  • FIG. 11 is a diagram showing an angle formed by a direction perpendicular to the direction of the transition dipole moment of the phosphor and a direction perpendicular to the irradiation surface.
  • the smaller one of the angles formed by the direction B1 perpendicular to the direction of the transition dipole moment (DR1 direction) of the phosphor and the direction B2 perpendicular to the irradiation surface will be described.
  • the condition of 0 ° ⁇ ⁇ 2 ⁇ 38 ° may be satisfied.
  • the secondary light emitted from the phosphor 51 is mainly in a direction perpendicular to the transition dipole moment, and the ratio of the secondary light incident on the irradiation surface at a critical angle or less which will be described later is
  • the ratio of the secondary light incident on the irradiation surface at a critical angle or less which will be described later is
  • the secondary light irradiated from the end face while being reflected in the phosphor layer 50 and the first light transmitting substrate 30 can be reduced.
  • the secondary light extraction efficiency is improved.
  • the simulation result for the verification will be described later.
  • FIG. 12 is a schematic diagram showing a typical path of secondary light emitted from the first phosphor shown in FIG. With reference to FIG. 12, a typical path of the secondary light emitted from the first phosphor 51 will be described.
  • the secondary light emitted from the first phosphor 51 has a directivity with a high emission intensity along the emission direction (Z-axis direction in the figure) and has a specific polarization component. For this reason, as shown in FIG. 12, most of the light emitted toward the emission direction side of the secondary light emitted from the first phosphor 51 is substantially equal to the refractive index of the first phosphor layer 50 and the outside.
  • the light is incident on the interface between the first phosphor layer 50 and the outside (air layer) at an angle equal to or smaller than the critical angle defined by the refractive index of the (air layer). Light incident below the critical angle is irradiated toward the outside (air layer).
  • the secondary light incident on the interface between the first phosphor layer 50 and the outside (the air layer) at an angle larger than the critical angle is totally transmitted at the interface between the first phosphor layer 50 and the outside (the air layer).
  • the light is reflected and irradiated from the end face of the first phosphor layer 50 or the end face of the first light transmitting substrate 30. Since the secondary light irradiated from the end face of the first phosphor layer 50 or the end face of the first light transmitting substrate 30 does not contribute to the light emission of the lighting device 100, light loss occurs.
  • the details of the path of the secondary light that has been totally reflected will be described in a comparative embodiment to be described later.
  • the refractive index of the outside (air layer) is about 1.0, and when the refractive index of the first phosphor layer 50 is set to about 1.6, the first phosphor layer 50 and the outside (air)
  • the critical angle at the interface with the layer is about 39 degrees.
  • the blue primary light emitted from the light source 20 is emitted mainly toward the first light transmitting substrate 30, passes through the first light transmitting substrate 30 and the first alignment film 40, and reaches the first phosphor layer 50. .
  • the light irradiated to the first phosphor 51 aligned by the first alignment film 40 among the primary light is absorbed by the first phosphor 51 and becomes secondary light. Is converted into yellow light and emitted mainly toward the outside (in the Z-axis direction in the figure), and the light that has not been applied to the first phosphor 51 is converted into the first blue light as the primary light without being converted. It passes through the phosphor layer 50.
  • the yellow primary light emitted from the first phosphor 51 is additively mixed with the blue primary light emitted from the light source 20 and transmitted through the first phosphor layer 50, and white light is emitted as illumination light. It will be irradiated towards the outside.
  • FIGS. 13 and 14 are diagrams showing the relationship between the orientation direction of the phosphor and the polarization direction of the secondary light emitted from the oriented phosphor. With reference to FIG. 13 and FIG. 14, the relationship between the orientation direction of the phosphor and the polarization direction of the secondary light emitted from the oriented phosphor will be described.
  • the secondary light emitted from the first phosphor 51 has an X as indicated by L9, L10, and L11.
  • the proportion of polarized light parallel to the axial direction increases.
  • vertical to the orientation direction of the 1st fluorescent substance 51 becomes very high. . Therefore, by controlling the alignment direction of the first phosphor 51, polarized light parallel to the predetermined alignment direction can be obtained. In addition, in the secondary light emitted from the first phosphor 51, the intensity of the polarization component that vibrates in the direction parallel to the alignment direction is higher than the intensity of the polarization component that vibrates in the direction perpendicular to the alignment direction.
  • the absorptance of the polarization component of the primary light that vibrates in the direction parallel to the alignment direction is higher than the absorptance of the polarization component of the primary light that vibrates in the direction perpendicular to the alignment direction.
  • FIG. 15 is a diagram showing a usage example of an illumination device that emits light from an oriented phosphor and uses secondary light. With reference to FIG. 15, the usage example of the illuminating device which light-emitted from the fluorescent substance of an alignment state and utilized secondary light is demonstrated.
  • the lighting device 100 As shown in FIG. 15, in this usage example, a case where the lighting device 100 according to the present embodiment is used as a lighting device such as a desk stand is illustrated.
  • polarized light in a specific direction can be obtained by controlling the orientation direction of the first phosphor 51.
  • the orientation direction of the first phosphor 51 can be controlled so that the polarization direction of the illumination light L15 from the illumination device 100 is a P wave. Since the P wave has a property that it is difficult to reflect on the object 101 such as a book or a PC display, reflected light entering the eyes of the user 102 can be reduced. Thereby, the reflection glare is suppressed, and as a result, the object 101 can be easily seen without impairing the illuminance of the illumination light.
  • the lighting device 100 according to the present embodiment is used as a ceiling lighting fixture, for example, reflection of light incident on the surface of a liquid crystal display device disposed indoors can be reduced, Generation of reflection glare can be suppressed. Furthermore, the illumination device 100 according to the present embodiment can achieve the same effect even when it is employed in various optical systems such as a laser device and a sensor.
  • the first phosphor 51 and the polymer molecules 53 are aligned in the direction parallel to the first main surface by the first alignment film 40, and thus the phosphor.
  • the scattering intensity of the polymer molecule 53 is increased with respect to the polarized light emitted from the 52.
  • the secondary light can be efficiently extracted to the irradiation surface side, and the secondary light can be condensed in the emission direction (Z-axis direction).
  • most of the secondary light emitted in the emission direction is the first phosphor at an angle less than the critical angle defined by the refractive index of the first phosphor layer 50 and the refractive index of the outside (air layer).
  • the light enters the interface between the layer 50 and the outside (air layer). As a result, most of the secondary light emitted in the emission direction is irradiated to the outside, and the secondary light extraction efficiency is improved. Further, by improving the extraction efficiency of the secondary light, the amount of illumination light that is additively mixed with the primary light and irradiated to the outside increases, and the luminance of the illumination device 100 is improved.
  • the case where the light source 20 emits visible light having a wavelength corresponding to blue has been described as an example.
  • the present invention is not limited to this.
  • the type of the first phosphor 51 can be appropriately selected according to the color of the primary light emitted from the light source 20.
  • the wavelength conversion element 10 absorbs the primary light having the first wavelength on the irradiation surface 10b side and selectively transmits the secondary light having the second wavelength.
  • a film may further be included. Thereby, the illumination light comprised only by the secondary light light-emitted from the 1st fluorescent substance which has a desired color can be taken out easily.
  • an optical member such as a prism sheet or a diffusion sheet may be further provided between the light source 20 and the wavelength conversion element 10 or on the irradiation surface 10b side of the wavelength conversion element 10.
  • FIG. 16 is a schematic diagram of a lighting device according to a comparative embodiment.
  • FIG. 17 is a schematic cross-sectional view along the line XVII-XVII of the illumination device shown in FIG.
  • a lighting device 200 according to a comparative embodiment will be described with reference to FIGS. 16 and 17.
  • the first phosphor layer 250 is formed on the first light-transmissive substrate 230 when compared with the lighting device 100 according to the embodiment. It is different in that the first phosphor 251 contained in the first phosphor layer 250 is not oriented.
  • the illumination device 200 includes a light source 220 that emits primary light and a wavelength conversion element 210.
  • the wavelength conversion element 210 includes a first light transmitting substrate 230 disposed to face the light source 220 and a first phosphor layer 250 formed on the first main surface of the first light transmitting substrate 230.
  • the first phosphor layer 250 includes a first phosphor 251 that absorbs part of the primary light emitted from the light source 220 and emits secondary light having different wavelengths, and a polymer 254 having refractive index anisotropy.
  • the first phosphors 251 are non-oriented in the first phosphor layer 250 and are arranged irregularly.
  • FIG. 18 is a schematic view showing the emission direction of secondary light emitted from the non-oriented phosphor included in the wavelength conversion element shown in FIG.
  • FIG. 19 is a schematic cross-sectional view taken along line XIX (a) -XIX (a) and line XIX (b) -XIX (b) shown in FIG. With reference to FIG. 18 and FIG. 19, the secondary light emitted from the first phosphor 51 in the non-oriented state will be described.
  • the non-oriented first phosphor 251 emits isotropic light in a spherical shape as shown in region R5.
  • FIG. 19A shows the path and intensity of the secondary light included in the plane parallel to the Z-axis direction and the X-axis direction among the secondary light emitted from the non-oriented first phosphor 251.
  • FIG. 19B is a schematic diagram showing the path and intensity of secondary light included in a plane parallel to the Z-axis direction and parallel to the Y-axis direction among the light emission of the first phosphor 251 in the non-oriented state. It is.
  • the directions of arrows directed to various directions shown in FIGS. 19A and 19B represent the traveling directions of light, and the lengths of the arrows directed to various directions represent the intensity of light. Yes.
  • the non-oriented first phosphor 251 emits light isotropically in a plane parallel to the Z-axis direction and the X-axis direction. Further, as shown in FIG. 19B, the non-oriented first phosphor 251 emits light isotropically in a plane parallel to the Z-axis direction and parallel to the Y-axis direction.
  • FIG. 20 is a diagram showing a state where the phosphor is not oriented.
  • FIG. 21 is a diagram showing the direction of the transition dipole moment of each phosphor in an unoriented state. With reference to FIG. 20 and FIG. 21, light emission from the phosphor 252 included in the non-oriented first phosphor 251 will be described.
  • the first phosphor 251 when the first phosphor 251 is in the non-oriented state, the plurality of phosphors 252 included in the first phosphor 251 are arranged irregularly. For this reason, the direction (DR2 direction) of each dipole moment of the plurality of phosphors 252 is also irregular. As a result, the first phosphor 251 in which the non-oriented phosphors 252 are aggregated is averaged as a whole and emits isotropically.
  • the secondary light L16 emitted from the first phosphor 251 excited by the primary light L15 emitted from the light source toward the phosphor layer 250 is unpolarized from the irradiation surface side of the wavelength conversion element 10. Irradiated outward.
  • FIG. 22 is a diagram showing a light emission direction of secondary light emitted from a non-oriented phosphor and a region that can be extracted as illumination light.
  • 23 is a schematic cross-sectional view along the line XXIII-XXIII shown in FIG. The secondary light that can be extracted from the non-oriented phosphor 251 will be described with reference to FIGS.
  • secondary light emitted from the non-oriented first phosphor 251 is extracted as illumination light in a conical region R2 including buses C1 and C2 and having a bottom surface above the Z axis. be able to.
  • the secondary light emitted in the region R6 located inside the buses C1 and C2 can be extracted as illumination light.
  • the secondary light emitted to the region R7 located outside the buses C1 and C2 cannot be extracted as illumination light.
  • the ratio of the secondary light emitted isotropically from the non-oriented first phosphor 251 is high, and the light emitting region R ⁇ b> 5 (FIG. 22). Since the ratio of the R6 region to the reference) is reduced, the amount of light that does not contribute to the illumination of the illumination device 200 increases. Thereby, the extraction efficiency of secondary light falls.
  • FIG. 24 is a schematic diagram showing a typical path of secondary light emitted from the non-oriented phosphor shown in FIG. With reference to FIG. 24, a typical path of the secondary light emitted from the first phosphor 251 will be described. As described above, the secondary light emitted from the first phosphor 251 does not have directivity but is isotropic. For this reason, as shown in FIG. 24, most of the light emitted toward the emission direction side out of the secondary light emitted from the first phosphor 251, the refractive index of the first phosphor layer 250 and the external The light enters the interface between the first phosphor layer 250 and the outside (air layer) at an angle larger than the critical angle defined by the refractive index of the (air layer).
  • the secondary light incident at an angle larger than these critical angles is totally reflected at the interface between the first phosphor layer 250 and the outside (air layer).
  • a part of the totally reflected secondary light is emitted from the end face of the first phosphor layer 250 toward the outside.
  • the other part of the totally reflected secondary light returns into the first phosphor layer 250 and enters the first light transmitting substrate 230.
  • the refractive index (about 1.4) of the first light transmitting substrate 230 is based on the refractive index (about 1.0) of the outside (air layer) located between the first light transmitting substrate 230 and the light source 20. Is also small. For this reason, of the light that has entered the first light-transmitting substrate 230, the first light-transmitting substrate has an angle larger than the critical angle defined by the refractive index of the first light-transmitting substrate 230 and the refractive index of the outside (air layer).
  • the secondary light incident on the interface between the optical substrate 230 and the outside (air layer) is totally reflected at the interface.
  • the secondary light totally reflected at the interface enters the first phosphor layer 250 and is irradiated from the end face of the first phosphor layer 250 to the outside.
  • the first phosphor is propagated through the first phosphor layer 250 and the first translucent substrate 230 while being totally reflected at the interface between the outside (air layer) located between the first translucent substrate 230 and the first phosphor. Irradiation is performed from the end face of the layer 250 or the end face of the first light transmitting substrate 230. Since the secondary light irradiated from the end surface of the first light transmitting substrate 230 or the end surface of the first phosphor layer 250 does not contribute to the illumination light of the illumination device 200, light loss occurs.
  • the illumination device 200 As described above, in the illumination device 200 according to the comparative embodiment, white light is emitted as illumination light. However, since the secondary light emitted from the phosphor 251 is isotropic, Ratio of light incident on the interface between first phosphor layer 250 and the outside (air layer) at an angle larger than the critical angle defined by the refractive index of one phosphor layer 250 and the refractive index of the outside (air layer) Will increase. As a result, the amount of light emitted from the end face of the first phosphor layer 250 and the end face of the first light transmitting substrate 230 does not contribute to the illumination of the lighting device 200 increases.
  • the first phosphor 51 is uniaxially oriented by the first alignment film 40, the polarized light emitted from the phosphor 52 is efficiently irradiated onto the irradiation surface 10b.
  • the secondary light emitted from the first phosphor 51 can be efficiently extracted from the irradiation surface 10b side.
  • the amount of secondary light incident on the interface between the first phosphor layer 50 and the outside (the air layer) at a critical angle or less increases, and compared with the illumination device 200 according to the comparative embodiment.
  • the amount of secondary light irradiated to the outside (air layer) from the interface between the first phosphor layer 50 and the outside (air layer) increases, and the end face of the first phosphor layer 50 and the first light transmitting substrate The amount of light that is irradiated from the end face of 30 and does not contribute to the illumination of the illumination device 100 is reduced.
  • the luminance can be improved by increasing the amount of light irradiated to the outside as illumination light.
  • the polarized light which has a polarization component is irradiated in the direction parallel to the orientation direction (alignment direction) of 1st fluorescent substance, it uses, for example as a backlight of a liquid crystal display device. In some cases, the light utilization efficiency is improved by adjusting the polarization direction.
  • FIG. 25 is a schematic cross-sectional view of the lighting device in the first modification. With reference to FIG. 25, the illuminating device 100A in a 1st modification is demonstrated.
  • the illumination device 100A in the present modification is different in the configuration of the light source 20 from the illumination device 100 according to the embodiment.
  • the illumination device 100A according to this modification includes a plurality of light sources 20 arranged in a plane with a predetermined interval.
  • the first phosphor 51 is uniaxially oriented in the direction parallel to the first main surface by the first alignment film 40, the polarized light emitted from the phosphor 52 is efficiently scattered toward the irradiation surface side. Therefore, the secondary light emitted from the first phosphor 51 has directivity with a strong emission intensity along the emission direction (Z-axis direction in the figure). Therefore, in lighting apparatus 100A in this modification, substantially the same effect as lighting apparatus 100 according to the embodiment can be obtained.
  • FIG. 26 is a schematic cross-sectional view of a lighting device in a second modification. With reference to FIG. 26, the illuminating device 100B in this modification is demonstrated.
  • the illumination device 100B in the present modification is different in the configuration of the light source 20B from the illumination device 100 according to the embodiment.
  • the illumination device 100B according to the present modification includes a light source 20B formed of a discharge tube.
  • the light source 20B for example, a discharge tube having a phosphor emitting blue light can be employed.
  • the manufacturing cost of the illumination device can be reduced when illuminating a relatively wide range.
  • the first phosphor 51 is uniaxially oriented in the direction parallel to the first main surface by the first alignment film 40, the polarized light emitted from the phosphor 52 is efficiently scattered toward the irradiation surface side. Therefore, the secondary light emitted from the first phosphor 51 has directivity with a strong emission intensity along the emission direction (Z-axis direction in the figure). Therefore, also in the illuminating device 100B in this modification, the effect similar to the illuminating device 100 which concerns on embodiment is acquired.
  • FIG. 27 is a schematic cross-sectional view of a lighting device according to a third modification. With reference to FIG. 27, an illumination device 100 ⁇ / b> C in the present example will be described.
  • the illumination device 100 ⁇ / b> C in the present modification has the first light-transmitting substrate 30 so that the first phosphor layer 50 faces the light source 20 when compared with the illumination device 100 according to the embodiment. It differs in that it is arranged.
  • the illumination device 100 ⁇ / b> C according to the present modification can obtain substantially the same effect as the illumination device 100 according to the embodiment.
  • a plurality of phosphor layers are arranged on the same plane, and one of the plurality of phosphor layers is provided so as to form a gap, and A case will be described in which the remainder of the plurality of phosphor layers is provided so as to fill a gap formed in one of the phosphor layers.
  • the peak wavelengths of the phosphors contained in each of the plurality of phosphor layers are different from each other.
  • FIG. 28 is a schematic diagram of a lighting device according to a fourth modification. With reference to FIG. 28, illumination apparatus 100D in the present modification will be described.
  • the illumination device 100D according to the present embodiment is different from the illumination device 100 according to the embodiment in the configuration of the phosphor layer formed on the first alignment film 40. .
  • the illumination device 100D includes a light source 20 and a wavelength conversion element 10D.
  • the wavelength conversion element 10 ⁇ / b> D includes a first light transmitting substrate 30 that is disposed to face the light source 20, a first alignment film 40 that is formed on the first main surface of the first light transmitting substrate 30, and the first alignment film 40.
  • the first phosphor layer 50 and the second phosphor layer 70 are formed.
  • the wavelength conversion element 10D includes an incident surface 10a on which the primary light emitted from the light source 20 is incident and an irradiation surface 10b that is opposed to the incident surface and irradiates illumination light including secondary light described later.
  • the first phosphor layer 50 contains the first phosphor 51
  • the second phosphor layer 70 contains the second phosphor 71.
  • the first phosphor layer 50 includes a plurality of portions that extend along the X-axis direction and are provided in parallel while being separated from each other.
  • a plurality of the second phosphor layers 70 are formed so as to fill the gaps between the portions of the adjacent first phosphor layers 50.
  • the first phosphor 51 is uniaxially oriented in the direction parallel to the first main surface in the first phosphor layer 50 by the first alignment film 40
  • the second phosphor 71 is formed by the first alignment film.
  • the second phosphor layer 70 is uniaxially oriented in a direction parallel to the first main surface.
  • the first phosphor 51 and the second phosphor 71 are aligned in the same direction (X-axis direction in the drawing) by the first alignment film 40.
  • the first phosphor 51 and the second phosphor 71 absorb a part of the primary light emitted from the light source 20 and emit secondary light having a wavelength different from that of the primary light.
  • the peak wavelength of the secondary light emitted from the first phosphor 51 is different from the peak wavelength of the secondary light emitted from the second phosphor 71.
  • the first phosphor layer 50 and the second phosphor layer 70 are configured by adding the first phosphor 51 and the second phosphor 71 to a polymer having refractive index anisotropy.
  • a polymer having refractive index anisotropy for example, a liquid crystal polymer such as reactive mesogen can be employed.
  • reactive mesogen for example, UCL-017 manufactured by DIC, RMM34C manufactured by Merck, etc. can be employed.
  • a dichroic phosphor can be employed as the first phosphor 51.
  • a green phosphor that absorbs blue light and emits green light as secondary light can be employed.
  • the wavelength region of green light emitted from the green phosphor is not less than 460 nm and not more than 580 nm.
  • the peak wavelength at which the emission intensity of green light is maximum is 520 nm.
  • Brilliantsulfoflavine FF, Thioflavine, or the like can be employed as the first phosphor 51.
  • the second phosphor 71 a dichroic phosphor can be employed.
  • a red phosphor that absorbs blue light and emits red light as secondary light can be employed.
  • the wavelength region of red light emitted from the red phosphor is 530 nm or more and 690 nm or less.
  • the peak wavelength at which the emission intensity of red light is maximum is 610 nm.
  • a red phosphor such as Rhodamine B can be employed.
  • the 1st fluorescent substance 51 and the 2nd fluorescent substance 71 are not limited to the above organic fluorescent substance, An inorganic fluorescent substance, a nanocrystal body, and a quantum rod may be sufficient.
  • the first alignment film 40 has a first surface on the surface. Fine grooves are formed along a direction parallel to the main surface (X-axis direction in the figure).
  • a coating method or a printing method is used to convert the green phosphor as the first phosphor 51 into a liquid crystal material (reactive mesogen) at a predetermined weight ratio.
  • the liquid crystal polymer mixed in (1) is applied onto the first alignment film 40. Thereafter, the liquid crystal polymer is subjected to heat treatment, ultraviolet irradiation treatment, or the like, whereby the liquid crystal polymer is subjected to alignment treatment. At this time, the liquid crystal polymer is aligned along the direction (X-axis direction in the drawing) in which the fine grooves extend by the alignment regulating force of the first alignment film 40.
  • the green phosphor as the first phosphor 51 contained in the liquid crystal polymer is also aligned along the direction in which the minute grooves extend (X-axis direction in the drawing).
  • the liquid crystal polymer is patterned into a predetermined shape by using an existing patterning method such as a photolithography method, a wet etching method, a dry etching method, and the like.
  • a first phosphor layer 50 including a portion is formed on the first alignment film 40.
  • a liquid crystal polymer in which a red phosphor as the second phosphor 71 is mixed with a liquid crystal material (reactive mesogen) at a predetermined weight ratio is formed on the first phosphor layer 50 and It is applied on the first alignment film 40.
  • the liquid crystal polymer is subjected to heat treatment, ultraviolet irradiation treatment, or the like, whereby the liquid crystal polymer is subjected to alignment treatment.
  • the liquid crystal polymer is aligned along the direction (X-axis direction in the drawing) in which the fine grooves extend by the alignment regulating force of the first alignment film 40.
  • the red phosphor as the second phosphor 71 contained in the liquid crystal polymer is also aligned along the direction in which the minute groove extends (X-axis direction in the drawing).
  • an existing patterning method such as a photolithography method, a wet etching method, or a dry etching method is appropriately selected and used, and the liquid crystal polymer is patterned into a predetermined shape so that the first phosphor layer 50 is exposed.
  • the plurality of second phosphor layers 70 are formed on the first alignment film 40 so as to fill the gaps between the portions of the adjacent first phosphor layers 50.
  • the first phosphor layer 50 and the plurality of second phosphor layers 70 are formed on the first alignment film 40 in a state where the first phosphor 51 and the second phosphor 71 are oriented. can do.
  • the blue primary light emitted from the light source 20 is mainly emitted toward the first light transmitting substrate 30, passes through the first light transmitting substrate 30 and the first alignment film 40, and passes through the first phosphor layer 50 and the second phosphor layer 50.
  • the phosphor layer 70 is reached.
  • the light irradiated to the first phosphor 51 oriented by the first alignment film 40 out of the primary light is absorbed by the first phosphor 51 and is secondary.
  • Light that is converted into green light, which is light, is emitted mainly toward the outside (along the Z-axis direction in the figure), and the light that has not been applied to the first phosphor 51 is converted into blue as primary light without being converted.
  • the first phosphor layer 50 is transmitted as it is.
  • the light irradiated to the second phosphor 71 aligned by the first alignment film among the primary light is absorbed by the second phosphor 71 and is secondary.
  • Light that is converted into red light that is light and emitted mainly toward the outside (along the Z-axis direction in the figure) and is not irradiated on the second phosphor 71 is converted into blue as primary light without being converted.
  • the light passes through the second phosphor layer 70 with light.
  • the green light emitted from the first phosphor 51 aligned by the first alignment film 40 is emitted from the light source 20 to the blue primary light transmitted through the first phosphor layer 50 and the second phosphor layer 70.
  • Secondary light and the red secondary light emitted from the second phosphor 71 aligned by the first alignment film 40 are additively mixed, and white light is emitted to the outside as illumination light. It will be.
  • first phosphor 51 and second phosphor 71 are uniaxially on first alignment film 40 in a direction parallel to the first main surface. Since it is oriented, the polarized light emitted from the phosphor can be efficiently scattered toward the irradiation surface side, and the secondary light emitted from the first phosphor 51 and the second phosphor 71 is emitted in the emission direction ( The emission intensity along the Z-axis direction in the figure has a strong directivity.
  • the secondary light emitted from the first phosphor 51 and the second phosphor 71 is efficiently transmitted from the first phosphor layer 50 and the second phosphor layer 70. It can be taken out toward the outside (air layer), so that the amount of illumination light obtained by additively mixing primary light and secondary light is improved and the luminance is improved.
  • FIG. 29 is a schematic cross-sectional view of a lighting device according to a fifth modification. With reference to FIG. 29, the illuminating device 100E in this modification is demonstrated.
  • the illumination device 100E in the present modification has a different light source configuration when compared to the illumination device 100D in the fourth modification.
  • the illumination device 100E according to the present modification includes a light source group including a plurality of light sources 20 arranged at positions corresponding to the plurality of first phosphor layers 50 and the plurality of second phosphor layers 70, respectively. 20E is provided.
  • the polarized light emitted from the phosphor is efficiently directed to the irradiation surface side.
  • the secondary light emitted from the first phosphor 51 and the second phosphor 71 has directivity with strong emission intensity along the emission direction (Z-axis direction in the figure). Therefore, also in the illuminating device 100E in this modification, the substantially same effect as the illuminating device 100D in a 4th modification is acquired. Moreover, the color tone of the illumination light from the illuminating device 100E can be adjusted by adjusting the illumination intensity of each light source 20.
  • FIG. 30 is a schematic plan view of a lighting device according to a sixth modification. With reference to FIG. 30, the illuminating device 100F in this modification is demonstrated.
  • the illumination device 100F in the present modification example is an arrangement of the first phosphor layer 50 and the second phosphor layer 70 in the wavelength conversion element 10F when compared with the illumination device 100D in the fourth modification example. Is different.
  • the first phosphor layer 50 includes a plurality of portions provided in a staggered manner apart from each other, and the second phosphor layers 70 are adjacent to each other. A plurality of phosphor layers 50 are formed so as to fill the gaps between the above portions of the phosphor layer 50.
  • the first phosphor 51 contained in the first phosphor layer 50 is uniaxially oriented in the direction parallel to the first main surface in the first phosphor layer 50 by the first alignment film 40
  • the second The second phosphor 71 contained in the phosphor layer 70 is uniaxially oriented in the direction parallel to the first main surface in the second phosphor layer 70 by the first alignment film 40.
  • the first phosphor 51 and the second phosphor 71 are aligned in the same direction (X-axis direction in the drawing) by the first alignment film 40.
  • the polarized light emitted from the phosphor is efficiently directed to the irradiation surface side.
  • the secondary light emitted from the first phosphor 51 and the second phosphor 71 has directivity with strong emission intensity along the emission direction (Z-axis direction in the figure). Therefore, also in the illuminating device 100F in this modification, the effect substantially the same as the illuminating device 100D in a 4th modification is acquired.
  • FIG. 31 is a schematic plan view of a lighting device according to a seventh modification. With reference to FIG. 31, the illuminating device 100G in a 7th modification is demonstrated.
  • the illumination device 100G in the seventh modification example includes the first phosphor layer 50 and the second phosphor layer 70 in the wavelength conversion element 10G when compared with the illumination device 100D in the fourth modification example.
  • the sequence is different.
  • the first phosphor layer 50 is provided so as to form a plurality of cylindrical gaps arranged in a staggered manner
  • the second phosphor layer A plurality 70 is formed so as to fill the plurality of cylindrical gaps formed in the first phosphor layer 50.
  • the first phosphor 51 contained in the first phosphor layer 50 is uniaxially oriented in the direction parallel to the first main surface in the first phosphor layer 50 by the first alignment film 40
  • the second The second phosphor 71 contained in the phosphor layer 70 is uniaxially oriented in the direction parallel to the first main surface in the second phosphor layer 70 by the first alignment film 40.
  • the first phosphor 51 and the second phosphor 71 are aligned in the same direction (X-axis direction in the drawing) by the first alignment film 40.
  • the illumination device 100G according to the present modification can obtain substantially the same effect as the illumination device 100D according to the fourth modification.
  • FIG. 32 is a schematic plan view of a lighting device according to an eighth modification. With reference to FIG. 32, the illuminating device 100H in an 8th modification is demonstrated.
  • the illumination device 100H in the eighth modified example is different from the illumination device 100D in the fourth modified example in the configuration of the phosphor layer in the wavelength conversion element 10H, and in particular, the third phosphor. This is different in that a third phosphor layer 90 containing 91 is formed.
  • a dichroic phosphor can be employed, for example, a blue phosphor that absorbs primary light and emits blue light as secondary light can be employed.
  • the wavelength region of blue light emitted from the blue phosphor is 390 nm or more and 510 nm or less.
  • the peak wavelength at which the emission intensity of blue light is maximum is about 450 nm.
  • organic phosphors such as bis (triazinylamino) stilbene disulfonic acid derivative and BBOT can be employed.
  • the third phosphor 91 is not limited to these organic phosphors, and may be an inorganic phosphor, a nanocrystal, or a quantum rod.
  • the first phosphor layer 50 includes a plurality of portions extending along the X-axis direction and spaced apart from each other and provided in parallel along the Y-axis direction.
  • a plurality of second phosphor layers 70 are formed adjacent to one side of the portion so as to fill a part of the gap between the portions of the adjacent first phosphor layers 50.
  • a plurality of third phosphor layers 90 are formed so as to fill gaps between the plurality of portions of the first phosphor layer 50 and the plurality of formed second phosphor layers 70.
  • the first phosphor 51 contained in the first phosphor layer 50 is uniaxially oriented in the direction parallel to the first main surface in the first phosphor layer 50 by the first alignment film 40
  • the second The second phosphor 71 contained in the phosphor layer 70 is uniaxially oriented in a direction parallel to the first main surface in the second phosphor layer 70 by the first alignment film 40
  • the third phosphor layer 90 is uniaxially oriented in the direction parallel to the first main surface in the third phosphor layer 90 by the first alignment film 40.
  • the first phosphor 51, the second phosphor 71, and the third phosphor 91 are aligned in the same direction (X-axis direction in the drawing) by the first alignment film 40. Further, the peak wavelengths of the secondary light emitted from the first phosphor 51, the second phosphor 71, and the third phosphor 91 are different from each other.
  • the first phosphor 51, the second phosphor 71, and the third phosphor 91 are uniaxially oriented in a direction parallel to the first main surface, the polarized light emitted from the phosphor is efficiently converted.
  • the secondary light emitted from the first phosphor 51, the second phosphor 71, and the third phosphor 91 can be scattered well toward the irradiation surface side, along the emission direction (Z-axis direction in the figure).
  • the light emission intensity has high directivity. Therefore, also in the illuminating device 100H in this modification, the substantially same effect as the illuminating device 100D in a 4th modification is acquired. Furthermore, a desired color tone can be obtained more easily by increasing the phosphor layer.
  • FIG. 33 is a schematic plan view of a lighting device according to a ninth modification. With reference to FIG. 33, the illuminating device 100I in this modification is demonstrated.
  • the illumination device 100I in the present modification is different from the illumination device 100D in the fourth modification in the configuration of the phosphor layer, and in particular, a third phosphor containing the third phosphor 91.
  • the difference is that the phosphor layer 90 is formed.
  • the first phosphor layer 50 includes a plurality of portions provided in an island shape so as to be separated from each other.
  • a plurality of second phosphor layers 70 are formed so as to fill the gaps between the portions of the first phosphor layers 50 adjacent in the Y-axis direction.
  • the third phosphor layer 90 fills a gap between the above-described portions of the first phosphor layer 50 adjacent along the X-axis direction and a gap between the second phosphor layers 70 adjacent along the X-axis direction.
  • a plurality are formed so as to.
  • the first phosphor 51 contained in the first phosphor layer 50 is uniaxially oriented in the direction parallel to the first main surface in the first phosphor layer 50 by the first alignment film 40
  • the second The second phosphor 71 contained in the phosphor layer 70 is uniaxially oriented in a direction parallel to the first main surface in the second phosphor layer 70 by the first alignment film 40
  • the third phosphor layer 90 is uniaxially oriented in the direction parallel to the first main surface in the third phosphor layer 90 by the first alignment film 40.
  • the first phosphor 51, the second phosphor 71, and the third phosphor 91 are aligned in the same direction (X-axis direction in the drawing) by the first alignment film 40. Further, the peak wavelengths of the secondary light emitted from the first phosphor 51, the second phosphor 71, and the third phosphor 91 are different from each other.
  • the first phosphor 51, the second phosphor 71, and the third phosphor 91 are uniaxially oriented in a direction parallel to the first main surface, the polarized light emitted from the phosphor is efficiently converted.
  • the secondary light emitted from the first phosphor 51, the second phosphor 71, and the third phosphor 91 can be scattered well toward the irradiation surface side, along the emission direction (X-axis direction in the figure).
  • the light emission intensity has high directivity. Therefore, also in the illuminating device 100I in this modification, the effect substantially the same as the illuminating device 100D in a 4th modification is acquired. Furthermore, a desired color tone can be obtained more easily by increasing the phosphor layer.
  • the present invention is not limited to this, and four or more types of phosphor layers are formed. It may be formed. Further, the arrangement, shape, size, etc. of the respective phosphor layers are not limited to the arrangement, shape, size, etc. of the phosphor layers in the fourth to ninth modifications, and are appropriately set according to the desired color tone. Can be changed.
  • a plurality of the phosphor layers are arranged so as to be arranged from the incident surface side to the irradiation surface side, and the peak of the phosphor contained in each of the plurality of phosphor layers.
  • the peak wavelength of the phosphor decreases from the incident surface side toward the irradiation surface side.
  • FIG. 34 is a schematic cross-sectional view of a lighting device according to a tenth modification. With reference to FIG. 34, the illuminating device 100J in this modification is demonstrated.
  • the illumination device 100J according to the present modification is different from the illumination device 100 according to the embodiment in that the illumination device 100J further includes a second alignment film 60 and a second phosphor layer 70. To do.
  • the illumination device 100J in the present modification includes a light source 20 and a wavelength conversion element 10J.
  • the wavelength conversion element 10 ⁇ / b> J includes a first light-transmissive substrate 30 disposed opposite to the light source 20, a first alignment film 40 formed on the first main surface of the first light-transmissive substrate 30, and the first alignment film 40.
  • the first phosphor layer 50 formed, the second alignment film 60 formed on the first phosphor layer 50, and the second phosphor layer 70 formed on the second alignment film 60 are included.
  • the wavelength conversion element 10J includes an incident surface 10a on which primary light emitted from the light source 20 is incident and an irradiation surface 10b that is opposed to the incident surface and irradiates illumination light including secondary light described later.
  • the first phosphor layer 50 contains the first phosphor 51
  • the second phosphor layer 70 contains the second phosphor 71.
  • the first phosphor 51 is uniaxially oriented in the direction parallel to the first main surface (X-axis direction in the drawing) in the first phosphor layer 50 by the first alignment film 40
  • the second phosphor 71 is The second alignment film 60 is uniaxially oriented in the second phosphor layer 70 in a direction parallel to the first main surface (X-axis direction in the figure).
  • the first phosphor 51 the above-described green phosphor can be employed
  • the second phosphor 71 the above-described red phosphor can be employed.
  • resin films such as polyvinyl alcohol and a polyimide
  • the second phosphor layer 70 is configured by adding the second phosphor 71 to a polymer having refractive index anisotropy.
  • the polymer 54 having refractive index anisotropy include liquid crystals such as reactive mesogens. Polymers can be employed.
  • the reactive mesogen for example, UCL-017 manufactured by DIC, RMM34C manufactured by Merck, etc. can be employed.
  • the second alignment film 60 is formed by performing a rubbing process in a direction parallel to the first main surface (X-axis direction in the drawing). By the rubbing process, fine grooves are formed on the surface of the second alignment film 60 along a direction parallel to the first main surface (X-axis direction in the drawing).
  • a coating method or a printing method is used, and a liquid crystal polymer in which a red phosphor as the second phosphor 71 is mixed with a liquid crystal material (reactive mesogen) at a predetermined weight ratio is coated on the second alignment film 60.
  • the liquid crystal polymer is subjected to a heat treatment, an ultraviolet irradiation process, or the like, whereby the liquid crystal polymer is aligned and the second phosphor layer 70 is formed.
  • the liquid crystal polymer is aligned along the direction in which the fine groove extends (X-axis direction in the drawing) by the alignment regulating force of the second alignment film 60.
  • the red phosphor as the second phosphor 71 contained in the liquid crystal polymer is also aligned along the direction in which the minute grooves extend (X-axis direction in the drawing).
  • the blue primary light emitted from the light source 20 is mainly emitted toward the first light transmitting substrate 30, passes through the first light transmitting substrate 30 and the first alignment film 40, and reaches the first phosphor layer 50. .
  • the light irradiated to the first phosphor 51 oriented by the first alignment film 40 out of the primary light is absorbed by the first phosphor 51 and is secondary.
  • Light that is converted into green light, which is mainly emitted toward the second alignment film 60 and the second phosphor layer 70, and is not irradiated to the first phosphor 51 is converted into primary light without being converted.
  • the first phosphor layer 50 is transmitted as blue light.
  • the primary light transmitted through the first phosphor layer 50 and the second alignment film 60 and reaching the second phosphor layer 70 is aligned by the second alignment film 60.
  • the light emitted to the second phosphor 71 is absorbed by the second phosphor 71 and converted to red light as secondary light, and is emitted mainly outside the lighting device 100J.
  • the light that has not been irradiated to 71 passes through the second phosphor layer 70 as blue light as primary light without being wavelength-converted and reaches the outside.
  • the light irradiated to the second phosphor 71 aligned by the second alignment film among the secondary lights irradiated to the second phosphor layer 70 is Light that has been absorbed by the second phosphor 71 and converted into red light as secondary light and emitted mainly to the outside of the illumination device 100J, and has not been applied to the second phosphor 71 is converted into two without being converted.
  • the green light as the next light is transmitted through the second phosphor layer 70 and reaches the outside of the illumination device 100J.
  • the blue primary light emitted from the light source 20 and transmitted through the first phosphor layer 50 and the second phosphor layer 70 is emitted from the first phosphor 51 and transmitted through the second phosphor layer 70.
  • the secondary light and the red secondary light emitted from the second phosphor 71 are additively mixed, and white light is emitted to the outside as illumination light.
  • the first phosphor 51 is aligned by the first alignment film 40
  • the second phosphor 71 is aligned by the second alignment film 60. Since it is uniaxially oriented in a direction parallel to one main surface, the polarized light emitted from the phosphor can be efficiently scattered toward the irradiation surface, and light is emitted from the first phosphor 51 and the second phosphor 71.
  • the emitted secondary light has a directivity with a high emission intensity along the emission direction (Z-axis direction in the figure).
  • the green secondary light emitted from the first phosphor 51 and the red secondary light emitted from the second phosphor 71 can be efficiently extracted to the outside. Therefore, the amount of illumination light obtained by additively mixing primary light and secondary light is improved and the luminance is improved.
  • FIG. 35 is a schematic cross-sectional view of a lighting device according to an eleventh modification. With reference to FIG. 35, the illuminating device 100K in this modification is demonstrated.
  • the illumination device 100K in the present modification has a second light transmission between the first phosphor layer 50 and the second alignment film 60 when compared with the illumination device 100J in the tenth modification.
  • the difference is that a substrate 80 is provided.
  • the illumination device 100K in the present modification includes a light source 20 and a wavelength conversion element 10K.
  • the wavelength conversion element 10 ⁇ / b> K includes a first light-transmitting substrate 30 disposed to face the light source 20, a first alignment film 40 formed on the first main surface of the first light-transmitting substrate 30, and a first phosphor 51.
  • a second alignment film 60 formed thereon and a second phosphor layer 70 including the second phosphor 71 and formed on the second alignment film 60 are included.
  • the wavelength conversion element 10K includes an incident surface 10a on which primary light emitted from the light source 20 is incident and an irradiation surface 10b that is opposed to the incident surface and irradiates illumination light including secondary light described later.
  • the second light transmitting substrate 80 is disposed on the opposite side of the light source 20 with respect to the first light transmitting substrate 30 in the emission direction, and the second light transmitting substrate 80 is positioned on the first phosphor layer 50.
  • the first light transmitting substrate 30 is disposed so as to overlap.
  • the second translucent substrate 80 for example, a glass substrate such as silica glass, or a translucent member such as a transparent film and a transparent resin can be employed.
  • the formation method similar to embodiment can be employ
  • the second phosphor layer 70 is formed on the second alignment film 60.
  • the first phosphor 51 is uniaxially oriented in the direction parallel to the first main surface by the first alignment film 40, and the second phosphor 71 Are uniaxially aligned in the direction parallel to the first main surface by the second alignment film 60. Therefore, the polarized light emitted from the phosphor can be efficiently scattered toward the irradiation surface side, and the secondary light emitted from the first phosphor 51 and the second phosphor 71 is emitted in the emission direction (Z in the figure).
  • the emission intensity along the axial direction has a strong directivity.
  • the illumination device 100K according to the present modification can achieve substantially the same effect as the illumination device 100J according to the modification 10.
  • the structure including the second light-transmitting substrate 80 facilitates film formation, and the second light-transmitting substrate 80 is formed simultaneously with the film formation on the first light-transmitting substrate 30 using different production lines. It is possible to form a film, and the manufacturing time can be shortened.
  • the second light transmitting substrate 80 may be disposed so as to overlap the first light transmitting substrate 30 so that the second phosphor layer 70 is positioned on the first phosphor layer 50. That is, the second light transmitting substrate 80 is disposed on the opposite side of the light source 20 with respect to the first light transmitting substrate 30 in the emission direction, and the first phosphor layer 50 and the second phosphor layer 70 are arranged from the light source 20 side. It may be arranged so as to overlap with the first light transmitting substrate 30 so as to be arranged in the order of
  • FIG. 36 is a schematic cross-sectional view of a lighting device according to a twelfth modification. With reference to FIG. 36, the illuminating device 100L in this modification is demonstrated.
  • the illumination device 100L in the present modification is different from the illumination device 100J in the modification 10 in that the orientation directions of the first phosphor 51 and the second phosphor 71 in the wavelength conversion element 10L are different.
  • the orientation direction of the first phosphor 51 and the orientation direction of the second phosphor 71 in this modification are orthogonal to each other. More specifically, the first phosphor 51 is uniaxially oriented in the DR3 direction (X-axis direction), and the second phosphor 71 is uniaxially oriented in the DR4 direction (Y-axis direction). That is, the direction of the transition dipole moment of the first phosphor 51 is parallel to the DR3 direction, and the direction of the transition dipole moment of the second phosphor 71 is parallel to the DR4 direction.
  • the first phosphor 51 is uniaxially oriented in the DR3 direction by the first orientation film 40, and the second phosphor 71 is in the second orientation. Since the film 60 is uniaxially oriented in the DR4 direction, the polarized light emitted from the phosphor can be efficiently scattered toward the irradiation surface side and emitted from the first phosphor 51 and the second phosphor 71.
  • the secondary light has directivity with a strong emission intensity along the emission direction.
  • the illumination device 100L according to the present modification can obtain substantially the same effect as that of the illumination device 100J according to the modification 10.
  • orientation directions of the first phosphor 51 and the second phosphor 71 can be changed as appropriate by adjusting the rubbing direction when the rubbing method is used.
  • the angle formed by the orientation direction of the first phosphor 51 and the orientation direction of the second phosphor 71 that is, the transition of the first phosphor.
  • the angle formed by the dipole moment direction (DR3 direction) and the transition dipole moment direction (DR4 direction) of the second phosphor is preferably 45 degrees or more and 135 degrees or less, more preferably 90 degrees. preferable.
  • Adjustment is made so that the angle formed by the direction of the transition dipole moment of the first phosphor (DR3 direction) and the direction of the transition dipole moment of the second phosphor (DR4 direction) is not less than 45 degrees and not more than 135 degrees.
  • both the first phosphor 51 and the second phosphor 71 phosphor efficiently absorb the primary light in the non-polarized state. Secondary light in the polarization state can be emitted.
  • the present invention is not limited to this, and different phosphor layers may be arranged, or three or more kinds of phosphor layers may be arranged in order from the light source 20 in the emission direction. In this case, it is preferable that the peak wavelengths of the secondary light emitted from the phosphors contained in the plurality of phosphor layers are different from each other.
  • the first phosphor 51 is a green phosphor that emits green light
  • the second phosphor 71 is a red phosphor that emits red light.
  • the third phosphor 91 is a blue phosphor that emits blue light
  • the first phosphor emitted from the light source 20 is not limited thereto.
  • the type of phosphor can be appropriately adjusted according to the wavelength of light. Further, a desired color tone can be obtained by appropriately adjusting the emission intensity of the primary light and the emission intensity of the secondary light emitted from each phosphor.
  • the phosphor layer contains a plurality of phosphors having different peak wavelengths.
  • FIG. 37 is a schematic cross-sectional view of a lighting device in a thirteenth modification. With reference to FIG. 37, the illuminating device 100M in this modification is demonstrated.
  • the illumination device 100M in the present modification includes the first phosphor 51 and the second phosphor layer 50 in the wavelength conversion element 10M when compared with the illumination device 100 according to the embodiment. The difference is that the phosphor 71 is contained.
  • the first phosphor 51 and the second phosphor 71 are uniaxially oriented in the direction parallel to the first main surface (X-axis direction in the drawing) in the first phosphor layer 50 by the first alignment film 40.
  • the first phosphor 51 and the second phosphor 71 absorb a part of the primary light emitted from the light source 20 and emit secondary light having a wavelength different from that of the primary light.
  • the peak wavelength of the secondary light emitted from the first phosphor 51 is different from the peak wavelength of the secondary light emitted from the second phosphor 71.
  • the first phosphor layer 50 is configured by adding a first phosphor 51 and a second phosphor 71 to a polymer having refractive index anisotropy.
  • a polymer having refractive index anisotropy a liquid crystal polymer such as reactive mesogen can be employed.
  • the first phosphor layer 50 When the first phosphor layer 50 is formed, first, a coating method or a printing method is used, and a green phosphor as the first phosphor 51 and a red phosphor as the second phosphor 71 are predetermined. A liquid crystal polymer mixed with a liquid crystal material (reactive mesogen) at a weight ratio of 1 is applied onto the first alignment film 40. Thereafter, the liquid crystal polymer is subjected to heat treatment, ultraviolet irradiation treatment, or the like, whereby the liquid crystal polymer is subjected to alignment treatment and the first phosphor layer 50 is formed. At this time, the liquid crystal polymer is aligned along the direction (X-axis direction in the drawing) in which the fine grooves extend by the alignment regulating force of the first alignment film 40. As a result, the first phosphor 51 and the second phosphor 71 contained in the liquid crystal polymer are also aligned along the direction in which the minute grooves extend (X-axis direction in the drawing).
  • the first phosphor 51 and the second phosphor 71 are uniaxially oriented in the direction parallel to the first main surface on the first alignment film 40. Therefore, the polarized light emitted from the phosphor can be efficiently scattered toward the irradiation surface side, and the secondary light emitted from the first phosphor 51 and the second phosphor 71 is emitted in the emission direction (see FIG.
  • the light emission intensity along the middle Z-axis direction has a strong directivity.
  • the secondary light emitted from the first phosphor 51 and the second phosphor 71 is efficiently extracted from the first phosphor layer 50 toward the outside (air layer). Therefore, the amount of illumination light obtained by additively mixing primary light and secondary light is improved and the luminance is improved.
  • FIG. 38 is a schematic plan view of a lighting device according to a fourteenth modification. With reference to FIG. 38, the illuminating device 100N in this modification is demonstrated.
  • the illumination device 100N according to this modification is different from the illumination device 100 according to the embodiment in that the reflective sheet 21 is provided and the configuration of the light source.
  • the illumination device 100N according to the present modification includes a plurality of light sources 20U arranged in a plane at a predetermined interval and a reflective sheet that reflects the primary light emitted from the light sources 20U toward the wavelength conversion element 10. 21 is provided.
  • the light source 20U is a light source that emits ultraviolet light. For this reason, all of the light that contributes to the color tone of the illumination light irradiated from the irradiation surface of the wavelength conversion element 10 is constituted by the secondary light emitted from the first phosphor 51. As a result, since the alignment characteristics substantially coincide with each other, the occurrence of a color change due to the viewing angle can be suppressed.
  • the first phosphor 51 is uniaxially oriented in the direction parallel to the first main surface by the first alignment film 40, the polarized light emitted from the phosphor is efficiently directed to the irradiation surface side.
  • the secondary light emitted from the first phosphor 51 can be scattered toward the light source, and has a directivity with a high emission intensity along the emission direction (Z-axis direction in the figure). Therefore, in lighting device 100N in the present modification, substantially the same effect as lighting device 100 according to the embodiment can be obtained.
  • FIG. 39 is a schematic plan view of a lighting device according to a fifteenth modification. With reference to FIG. 39, the illuminating device 100O in this modification is demonstrated.
  • the illumination device 100O is provided with a reflection sheet 21 and a light guide plate 22 as an optical member, as compared with the illumination device 100 according to the embodiment, and a light source.
  • the arrangement of 20U is different.
  • the illumination device 100 ⁇ / b> O in the present modified example converts the wavelength of the light guide plate 22 that is disposed to face the wavelength conversion element 10, the light source 20 ⁇ / b> U that is disposed on the end face side of the light guide plate 22, and the light guide plate 22.
  • positioned on the opposite side to the element 10 is provided.
  • the light source 20 ⁇ / b> U is a light source that emits ultraviolet light, and emits primary light toward the end face of the light guide plate 22.
  • the light guide plate 22 emits the primary light emitted from the light source 20 toward the wavelength conversion element 10.
  • the reflection sheet 21 reflects the primary light emitted from the light guide plate 22 toward the reflection sheet 21 toward the light guide plate 22 again.
  • the light source 20U is a light source that emits ultraviolet light. For this reason, all of the light that contributes to the color tone of the illumination light irradiated from the irradiation surface of the wavelength conversion element 10 ⁇ / b> N is configured by the secondary light emitted from the first phosphor 51. As a result, since the alignment characteristics substantially coincide with each other, the occurrence of a color change due to the viewing angle can be suppressed.
  • the first phosphor 51 is uniaxially oriented in the direction parallel to the first main surface by the first alignment film 40, the polarized light emitted from the phosphor is efficiently directed to the irradiation surface side.
  • the secondary light emitted from the first phosphor 51 can be scattered toward the light source, and has a directivity with a high emission intensity along the emission direction (Z-axis direction in the figure). Therefore, also in the illuminating device 100O in this modification, the effect similar to the illuminating device 100 which concerns on embodiment is acquired.
  • FIG. 40 is a schematic plan view of a lighting device according to a sixteenth modification. With reference to FIG. 40, the illuminating device 100P in this modification is demonstrated.
  • the illumination device 100P according to the present modified example has a point that the light source 20P is composed of a surface emitting light source and a reflection sheet below the light source 20P when compared with the illumination device 100 according to the embodiment. The difference is that 21 is provided.
  • the light source 20P is a surface-emitting light source that emits ultraviolet light, and has a reflective sheet 21 on the back surface side opposite to the light-emitting surface side of the light source 20P. Thereby, primary light can be efficiently emitted toward the wavelength conversion element 10 from the light emitting surface side.
  • the light source 20P is a light source that emits ultraviolet light. For this reason, all of the light that contributes to the color tone of the illumination light emitted from the irradiation surface of the wavelength conversion element 10 is constituted by the secondary light emitted from the first phosphor 51. As a result, since the alignment characteristics substantially coincide with each other, the occurrence of a color change due to the viewing angle can be suppressed.
  • the first phosphor 51 is uniaxially oriented in the direction parallel to the first main surface by the first alignment film 40, the polarized light emitted from the phosphor is efficiently directed to the irradiation surface side.
  • the secondary light emitted from the first phosphor 51 can be scattered toward the light source, and has a directivity with a high emission intensity along the emission direction (Z-axis direction in the figure). Therefore, in lighting device 100P in the present modification, substantially the same effect as lighting device 100 according to the embodiment can be obtained.
  • the light guide 20O and the light source 20P and the wavelength conversion element 10 are connected between the wavelength conversion element 10 and the 100O in the fifteenth modification.
  • An optical member that scatters primary light emitted from a light source such as a prism sheet or a diffusion sheet and emits the light toward the wavelength conversion element may be further provided between the optical plate 22 and the wavelength conversion element 10.
  • the optical member may be disposed above the wavelength conversion element 10 in the fourteenth modification to the sixteenth modification.
  • the present invention is not limited to this, and the light source emits visible light as primary light. Also good.
  • the type of the first phosphor can be appropriately selected according to the wavelength of the primary light emitted from the light source. Even in such a configuration, the optical member can be arranged in the same manner as described above.
  • FIG. 41 is a schematic cross-sectional view of a lighting device according to a seventeenth modification. With reference to FIG. 41, the illuminating device 100Q in this modification is demonstrated.
  • the wavelength conversion element 10Q further includes the second alignment film 60 and the second phosphor layer 70 when compared with the illumination device 100 according to the embodiment.
  • the configuration is substantially the same as that of the illumination device 100J according to the tenth modification.
  • the light source 20U is a light source that emits ultraviolet light.
  • the 1st fluorescent substance 51 the above-mentioned yellow fluorescent substance is employable.
  • the second phosphor for example, a blue phosphor that absorbs ultraviolet light and emits blue light as secondary light can be employed.
  • the wavelength region of blue light emitted from the blue phosphor is 390 nm or more and 510 nm or less.
  • the peak wavelength at which the emission intensity of blue light is maximum is about 450 nm.
  • organic phosphors such as bis (triazinylamino) stilbene disulfonic acid derivatives and BBOT can be employed as the blue phosphor.
  • the light source 20U is a light source that emits ultraviolet light
  • all of the light that contributes to the color tone of the illumination light emitted from the irradiation surface of the wavelength conversion element 10Q is the first phosphor 51 and the first phosphor. It is constituted by secondary light emitted from the two phosphors 71.
  • the ultraviolet light as the primary light emitted from the light source 20U is mainly irradiated toward the first light-transmitting substrate 30, passes through the first light-transmitting substrate 30 and the first alignment film 40, and first The phosphor layer 50 is reached.
  • the light irradiated to the first phosphor 51 oriented by the first alignment film 40 out of the primary light is absorbed by the first phosphor 51 and is secondary.
  • Light that is converted into yellow light, which is light, is emitted mainly toward the second alignment film 60 and the second phosphor layer 70, and the light that has not been applied to the first phosphor 51 is converted into primary light without being converted.
  • the first phosphor layer 50 is transmitted through the ultraviolet light.
  • the primary light transmitted through the first phosphor layer 50 and the second alignment film 60 and reaching the second phosphor layer 70 is aligned by the second alignment film 60.
  • the light emitted to the second phosphor 71 is absorbed by the second phosphor 71 and converted into blue light as secondary light, and is emitted mainly outside the illumination device 100J.
  • the light that has not been irradiated to the light 71 passes through the second phosphor layer 70 as ultraviolet light as primary light without being wavelength-converted and reaches the outside.
  • the secondary light (yellow light) emitted from the first phosphor irradiated to the second phosphor layer 70 is transmitted to the second phosphor 71 having high excitation energy. Without being absorbed, the light passes through the second phosphor layer 70 and reaches the outside.
  • the yellow secondary light emitted from the first phosphor 51 and transmitted through the second phosphor layer 70 and the blue secondary light emitted from the second phosphor 71 are additively mixed, resulting in white light. Is emitted toward the outside as illumination light.
  • the polarized light emitted from the phosphor since the first phosphor 51 is uniaxially aligned by the first alignment film 40 and the second phosphor 71 is uniaxially aligned by the second alignment film 60, the polarized light emitted from the phosphor.
  • the secondary light emitted from the first phosphor 51 and the second phosphor 71 has an emission intensity along the emission direction (Z-axis direction in the figure). It will have a strong directivity. Therefore, in lighting apparatus 100Q in the present modification, substantially the same effect as lighting apparatus 100 according to the embodiment can be obtained.
  • FIG. 42 is a schematic cross-sectional view of a lighting device according to an eighteenth modification. With reference to FIG. 42, the illuminating device 100R in this modification is demonstrated.
  • the third alignment film 61 is formed on the second phosphor layer 70 in the wavelength conversion element 10R when compared with the illumination device 100Q in the seventeenth modification.
  • the third phosphor layer 90 is formed on the third alignment film 61, and the other configurations are substantially the same.
  • the third phosphor layer 90 contains a third phosphor 91.
  • the third phosphor 91 is uniaxially oriented along the X-axis direction in the third phosphor layer in the third phosphor layer, similarly to the first phosphor 51 and the second phosphor 71.
  • the light source 20U is a light source that emits ultraviolet light.
  • the first phosphor 51 the above-described red phosphor can be employed.
  • the second phosphor 71 the above-described green phosphor can be employed.
  • the third phosphor 91 the above-described blue phosphor can be employed.
  • the light source 20U is a light source that emits ultraviolet light
  • all of the light that contributes to the color tone of the illumination light emitted from the irradiation surface of the wavelength conversion element 10R is the first phosphor 51, the first phosphor. It is constituted by secondary light emitted from the second phosphor 71 and the third phosphor 91.
  • the ultraviolet light as the primary light emitted from the light source 20U is mainly irradiated toward the first light-transmitting substrate 30, passes through the first light-transmitting substrate 30 and the first alignment film 40, and first The phosphor layer 50 is reached.
  • the light that has not been irradiated to the first phosphor 51 is transmitted through the first phosphor layer 50 as ultraviolet light without being converted.
  • the light irradiated to the first phosphor 51 oriented by the first alignment film 40 is absorbed by the first phosphor 51 and becomes secondary light. Without being absorbed by the second phosphor and the third phosphor having large excitation energy, and is transmitted through the second phosphor layer 70 and the third phosphor layer 90 and mainly the illumination device 100R. To the outside.
  • the light that has not been irradiated to the second phosphor 71 is not wavelength-converted.
  • the primary light passes through the second phosphor layer 70 and the third alignment film 61 as ultraviolet light and reaches the third phosphor layer 90.
  • the light irradiated on the second phosphor 71 oriented by the second alignment film 60 of the primary light is absorbed by the second phosphor 71. It is converted into green light, which is secondary light, and is not absorbed by the third phosphor 91 having high excitation energy, but passes through the third phosphor layer 90 and mainly reaches the outside of the illumination device 100R.
  • the primary light that has passed through the first phosphor layer 50, the second alignment film 60, the second phosphor layer 70, and the third alignment film 61 and reached the third phosphor layer 90 The light that has not been irradiated is not converted in wavelength, but passes through the third phosphor layer 90 as ultraviolet light as primary light and reaches the outside.
  • the primary light that has reached the third phosphor layer 90 the light irradiated on the third phosphor 91 aligned by the third alignment film 61 is absorbed by the third phosphor 91 and becomes secondary light. Is converted to blue light, and mainly reaches the outside of the illumination device 100R.
  • the red secondary light emitted from the first phosphor 51, the green secondary light emitted from the second phosphor 71, and the blue secondary light emitted from the third phosphor 91 are additively mixed.
  • white light is emitted toward the outside as illumination light.
  • the first phosphor 51 is uniaxially aligned by the first alignment film 40
  • the second phosphor 71 is uniaxially aligned by the second alignment film 60
  • the third phosphor 91 is the first Since the three alignment films 61 are uniaxially oriented, the polarized light emitted from the phosphor can be efficiently scattered toward the irradiation surface side, and the first phosphor 51, the second phosphor 71, and the third phosphor.
  • the secondary light emitted from 91 has directivity with a strong emission intensity along the emission direction (Z-axis direction in the figure). Accordingly, the illumination device 100R according to the present modification can obtain substantially the same effect as the illumination device 100Q according to the seventeenth modification.
  • the irradiation surface of the wavelength conversion element 10, 10Q, 10R absorbs ultraviolet light and transmits visible light, or reflects ultraviolet light.
  • a dielectric film that transmits visible light is preferably provided.
  • the ultraviolet light absorbing member can be formed by sputtering, for example, a ZnO thin film, and the dielectric film, for example, by sputtering an SiO 2 thin film, a TiO thin film, or the like. Irradiate from the irradiation surface by adjusting the density of the phosphor contained in the phosphor layer such as the first phosphor, the second phosphor, the third phosphor, etc. instead of providing the ultraviolet light absorbing member or the dielectric film. The ultraviolet light as the primary light may be reduced.
  • FIG. 43 is a schematic cross-sectional view of a lighting device according to a nineteenth modification. 44 is a diagram showing a first manufacturing method and a second manufacturing method for manufacturing the wavelength conversion element shown in FIG. 43. FIG. With reference to FIG. 43 and FIG. 44, the illuminating device 100S in this modification is demonstrated.
  • the configuration of the wavelength conversion element 10S is different when the illumination device 100S in the present modification is compared with the illumination device 100 according to the embodiment.
  • the wavelength conversion element 10 ⁇ / b> S is configured by a single-layer first phosphor layer 50.
  • the wavelength conversion element 10S includes an incident surface 10a on which primary light emitted from the light source 20 is incident and an irradiation surface 10b that is opposed to the incident surface and irradiates illumination light including secondary light described later.
  • the first phosphor layer 50 includes a first phosphor 51.
  • the first phosphor 51 is uniaxially oriented along the X-axis direction in the first phosphor layer 50.
  • Such a single-layer first phosphor layer 50 can be manufactured by the following manufacturing method.
  • FIG. 44 (a) is a diagram showing a first manufacturing method for manufacturing the wavelength conversion element 10S.
  • the first manufacturing method for manufacturing the wavelength conversion element 10S only the first phosphor layer 50 is peeled from the wavelength conversion element 10 according to the embodiment.
  • the thickness of the first alignment film is preferably 0.1 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less.
  • the first alignment film 40 By preparing a solvent capable of dissolving the first alignment film 40 without dissolving the first phosphor layer 50 and immersing the wavelength conversion element 10 in the solvent, only the first phosphor layer 50 can be taken out. .
  • the first alignment film 40 since polyvinyl alcohol is soluble in hot water, when the first alignment film 40 is polyvinyl alcohol, the first alignment film 40 can be dissolved by immersing the wavelength conversion element 10 in hot water for a predetermined time. it can. As a result, the first phosphor layer 50 is separated from the first alignment film 40.
  • FIG. 44B is a diagram showing a second manufacturing method for manufacturing the wavelength conversion element 10S.
  • the liquid crystal polymer film 50A is immersed in a phosphor solution containing the predetermined first phosphor 51, and then the predetermined The liquid crystal polymer film after immersion in the solution is stretched.
  • a single-layer first phosphor layer 50 in which the first phosphor is uniaxially oriented in a predetermined direction can be manufactured.
  • the first phosphor 51 can be uniaxially oriented.
  • the thickness of the first phosphor layer is preferably 0.1 ⁇ m or more and 2000 ⁇ m or less.
  • the liquid crystal polymer film it is preferable to immerse the liquid crystal polymer film in the phosphor solution for about 1 minute, and it is preferable to stretch the liquid crystal polymer film after immersion in 40-degree pure water.
  • the stretching ratio is preferably about 3 times.
  • FIG. 45 is a diagram showing a state in which secondary light propagates in the wavelength conversion element shown in FIG. With reference to FIG. 45, the state in which the secondary light propagates in the wavelength conversion element 10S (first phosphor layer 50) in the present modification will be described.
  • the secondary light incident on the irradiated surface at an angle larger than the critical angle is reflected by the irradiated surface toward the lower surface opposite to the irradiated surface.
  • the secondary light reflected toward the lower surface is reflected toward the irradiation surface on the lower surface.
  • the secondary light emitted from the first phosphor 51 propagates through the wavelength conversion element 10S while being repeatedly reflected on the irradiation surface and the lower surface.
  • the secondary light reflected toward the lower surface on the irradiation surface enters the first light-transmitting substrate.
  • the secondary light that has entered the first light transmitting substrate is reflected toward the first phosphor layer on the lower surface of the first light transmitting substrate.
  • the secondary light reflected toward the first phosphor layer again enters the first phosphor layer and proceeds toward the irradiation surface.
  • the secondary light emitted from the first phosphor propagates through the wavelength conversion element while being repeatedly reflected on the irradiation surface of the first phosphor layer and the lower surface of the first light-transmitting substrate.
  • the secondary light propagates only through the single first phosphor layer 50 as in the present modification, the distance that the secondary light travels in the phosphor layer becomes long, and the secondary light is It becomes easy to be scattered by the polymer molecules in the phosphor layer. As a result, the secondary light extraction efficiency is improved even with a small light emitting area.
  • the first phosphor 51 is uniaxially oriented, the polarized light emitted from the phosphor can be efficiently scattered toward the irradiation surface side, and the first phosphor 51 emits light.
  • the emitted secondary light has a directivity with a high emission intensity along the emission direction (Z-axis direction in the figure). Therefore, in lighting device 100S in the present modification, substantially the same effect as lighting device 100 according to the embodiment can be obtained.
  • the wavelength conversion element is used as a light guide plate that diffuses primary light incident from a light source and extracts illumination light in a direction different from the incident light of the primary light.
  • FIG. 46 is a schematic cross-sectional view of a lighting device according to a twentieth modification. With reference to FIG. 46, the illuminating device 100T in this modification is demonstrated.
  • the illumination device 100T in the present modification is different in that the wavelength conversion element 10T is used as a light guide plate when compared with the illumination device 100 according to the embodiment.
  • the illumination device 100T according to the present modification includes a wavelength conversion element 10T serving as a light guide plate, a light source 20 disposed on the end face side of the wavelength conversion element 10T, and a reflection sheet disposed to face the wavelength conversion element 10T. 21 is provided.
  • the wavelength conversion element 10T includes an incident surface 10a on which primary light emitted from the light source 20 is incident and an irradiation surface 10b that faces the incident surface and irradiates illumination light including secondary light described later.
  • the wavelength conversion element 10T is configured by a first phosphor layer 50 containing a first phosphor 51 uniaxially oriented in a predetermined direction. Further, the wavelength conversion element 10T is processed into a predetermined shape so that the primary light incident from the light source can be diffused and the illumination light can be extracted in a direction different from the incident light of the primary light.
  • the lighting device 100T in a display device such as a liquid crystal display device, polarized light emission is possible, and the light utilization factor of a display element using polarization characteristics such as a liquid crystal display panel can be improved. Furthermore, optical sheets such as diffusion sheets can be reduced, and the display device can be thinned.
  • FIG. 47 is a schematic cross-sectional view of a lighting device according to a twenty-first modification. With reference to FIG. 47, the illuminating device 100U in this modification is demonstrated.
  • the illumination device 100U according to this modification is different from the illumination device 100 according to the embodiment in that the light source is configured by a light emitting element and the wavelength conversion element 10U is used as a part of the light emitting device. To do.
  • the lighting device 100U fills the light emitting element 31 connected to predetermined electrodes, the substantially cylindrical frame 32 provided on the substrate 34 so as to surround the light emitting element 31, and the inside of the frame 32. And a sealing resin 33 for sealing the wavelength converting element 10U in the frame 32.
  • the wavelength conversion element 10U is constituted by a first phosphor layer 50 containing a first phosphor 51 uniaxially oriented in a predetermined direction. Further, the wavelength conversion element 10U is processed into a predetermined shape so as to fill the frame 32.
  • the lighting device 100U for a display device such as a liquid crystal display device, polarized light emission is possible, and the light utilization factor of a display element using polarization characteristics such as a liquid crystal display panel can be improved.
  • the wavelength conversion element includes a translucent substrate on which a color adjustment layer for performing color adjustment of at least primary light is formed.
  • FIG. 48 is a schematic cross-sectional view of a lighting device according to a twenty-second modification. With reference to FIG. 48, the illuminating device 100V in this modification is demonstrated.
  • the illumination device 100V in the present modification is different in the configuration of the wavelength conversion element 10V from the illumination device 100 according to the embodiment.
  • the wavelength conversion element 10 ⁇ / b> V further includes a first color adjustment layer 81 that performs color adjustment of the primary light and the secondary light formed on the second light transmitting substrate 80.
  • the first color adjustment layer 81 is arranged so that the first phosphor layer 50 and the first color adjustment layer 81 are arranged in this order from the light source 20 side in the emission direction.
  • the second light transmitting substrate 80 is disposed on the opposite side of the light source 20 with respect to the first light transmitting substrate 30 in the emission direction (Z-axis direction in the drawing).
  • the first color adjustment layer 81 formed on the first main surface of the second light transmitting substrate 80 is disposed on the first light transmitting substrate 30 so as to be positioned on the first phosphor layer 50.
  • the above-described green phosphor can be adopted.
  • the first color adjustment layer 81 for example, a cyan color filter can be employed.
  • the cyan color filter is formed on the first main surface of the second light transmitting substrate 80 by a known method.
  • the blue primary light emitted from the light source 20 is mainly emitted toward the first light transmitting substrate 30, passes through the first light transmitting substrate 30 and the first alignment film 40, and the first light is emitted from the first light transmitting substrate 30.
  • the phosphor layer 50 is reached. Inside the first phosphor layer 50, the light irradiated to the first phosphor 51 aligned by the first alignment film 40 among the primary light is absorbed by the first phosphor 51 and becomes secondary light. The first phosphor is converted into green light, which is emitted mainly toward the first color adjustment layer 81, and the light that has not been irradiated to the first phosphor 51 remains as blue light without being converted. Permeate layer 50.
  • the primary light (blue light) transmitted through the first phosphor layer 50 and the secondary light (green light) emitted from the first phosphor 51 toward the first color adjustment layer 81 are additively mixed and almost mixed. Configured to be cyan. Then, the substantially cyan light is sequentially transmitted through the first color adjustment layer 81 and the second light transmitting substrate 80, and is irradiated to the outside. When substantially cyan light passes through the first color adjustment layer 81, the first color adjustment layer 81 transmits only a specific wavelength and performs fine adjustment of the color tone.
  • the first phosphor 51 is uniaxially oriented in the direction parallel to the first main surface of the first light-transmissive substrate 30 by the first alignment film 40. Therefore, the polarized light emitted from the phosphor can be efficiently scattered toward the irradiation surface side. For this reason, the secondary light emitted from the first phosphor 51 has directivity with a high emission intensity along the emission direction (Z-axis direction in the figure).
  • the extraction efficiency of the secondary light emitted from the first phosphor 51 can be improved and the primary light can be obtained as in the illuminating device 100 according to the embodiment.
  • the luminance can be improved by improving the amount of illumination light obtained by additively mixing the secondary light and the secondary light.
  • the illumination device 100V according to this modification includes the first color adjustment layer 81, a desired color tone can be easily obtained.
  • FIG. 49 is a schematic cross-sectional view of a lighting device according to a twenty-third modification. With reference to FIG. 49, the illuminating device 100W in this modification is demonstrated.
  • the illumination device 100W in the present modification is different in the configuration of the wavelength conversion element 10W from the illumination device 100V in the modification 22.
  • the second light transmitting substrate 80 is disposed so as to overlap the first light transmitting substrate 30 so that the second light transmitting substrate 80 is positioned on the first phosphor layer 50. ing.
  • the first phosphor 51 is uniaxially oriented in the direction parallel to the first main surface of the first light-transmitting substrate 30 by the first alignment film 40, the polarized light emitted from the phosphor Can be efficiently scattered toward the irradiation surface side, and the secondary light emitted from the first phosphor 51 has directivity with high emission intensity along the emission direction (Z-axis direction in the figure).
  • light obtained by additively mixing primary light and secondary light is transmitted through the first color adjustment layer 81. Therefore, also in the illuminating device 100W in this modification, the effect similar to the illuminating device 100V in the modification 22 is acquired.
  • FIG. 50 is a schematic cross-sectional view of a lighting device according to a twenty-fourth modification. With reference to FIG. 50, the illuminating device 100X in this modification is demonstrated.
  • the illumination device 100X in the present modification is different from the illumination device 100V in the modification 22 in the configuration of the wavelength conversion element 10X.
  • the wavelength conversion element 10 ⁇ / b> X does not have the second light transmitting substrate 80, and the first color adjustment layer 81 is formed on the second main surface located on the opposite side to the first main surface of the first light transmitting substrate 30. .
  • the first color adjustment layer 81 is formed on the second main surface of the first light transmitting substrate 30 by a known method.
  • the illumination device 100X in the present modification includes a light source 20 and a wavelength conversion element 10X.
  • the wavelength conversion element 10 ⁇ / b> X includes a first light transmitting substrate 30 that is disposed to face the light source 20, a first alignment film 40 that is formed on the first main surface of the first light transmitting substrate 30, and a first phosphor 51.
  • a first phosphor layer 50 formed on the first alignment film 40 and a first color adjustment layer 81 formed on the second main surface of the first light-transmissive substrate 30 are included.
  • the first light transmissive substrate 30 is disposed so that the first phosphor layer faces the light source 20.
  • the first color adjustment layer is formed on the second main surface of the first light-transmitting substrate 30 after the first alignment film 40 and the first phosphor layer 50 are formed on the first main surface side of the first light-transmitting substrate 30.
  • the first light transmitting substrate 30 may be formed before the first alignment film 40 and the first phosphor layer 50 are formed on the first main surface of the first light transmitting substrate 30. It may be formed on the main surface.
  • the first phosphor 51 is uniaxially oriented in the direction parallel to the first main surface of the first light-transmitting substrate 30 by the first alignment film 40, the polarized light emitted from the phosphor Can be efficiently scattered toward the irradiation surface side. For this reason, the secondary light emitted from the first phosphor 51 has directivity with a high emission intensity along the emission direction (Z-axis direction in the figure). In addition, light obtained by additively mixing primary light and secondary light is transmitted through the first color adjustment layer 81. Therefore, also in the illuminating device 100X in this modification, the effect similar to the illuminating device 100V in the modification 22 is acquired.
  • FIG. 51 is a schematic cross-sectional view of a lighting device according to a twenty-fifth modification. With reference to FIG. 51, the illuminating device 100Y in the 81st modification is demonstrated.
  • the illumination device 100Y according to the 81st modification differs from the illumination device 100V according to the 22nd modification in the configuration of the wavelength conversion element 10Y.
  • the wavelength conversion element 10 ⁇ / b> Y does not have the second light transmitting substrate 80, and the first color adjustment layer 81 is formed on the first phosphor layer 50.
  • the first color adjustment layer 81 is formed on the first phosphor layer 50 by a known method.
  • the first phosphor 51 since the first phosphor 51 is uniaxially oriented in the direction parallel to the first main surface of the first light-transmissive substrate 30 by the first alignment film 40, the first phosphor 51 emits light.
  • the emitted secondary light has a directivity with a strong emission intensity along the emission direction (Z-axis direction in the figure), and the light in which the primary light and the secondary light are additively mixed passes through the first color adjustment layer 81. It will be transparent. Therefore, also in the illuminating device 100Y in this modification, the effect substantially the same as the illuminating device 100V in a 22nd modification is acquired.
  • FIG. 52 is a schematic cross-sectional view of a lighting device according to a twenty-sixth modification. With reference to FIG. 52, the illuminating device 100Z in this modification is demonstrated.
  • the illumination device 100Z in the twenty-sixth modification differs from the illumination device 100V in the twenty-second modification in the configuration of the wavelength conversion element 10Z.
  • the wavelength conversion element 10Z does not have the second light transmitting substrate 80, the first color adjusting layer 81 is formed between the first light transmitting substrate 30 and the first alignment film 40, and the first phosphor layer.
  • the first light transmitting substrate is arranged so that 50 faces the light source 20.
  • the illumination device 100Z includes a light source 20 and a wavelength conversion element 10Z.
  • the wavelength conversion element 10Z includes a first light transmitting substrate 30, a first color adjusting layer 81 formed on the first main surface of the first light transmitting substrate 30, and a first color adjusting layer 81 formed on the first color adjusting layer 81.
  • the first alignment film 40 and the first phosphor layer 50 including the first phosphor 51 and formed on the first alignment film 40 are included.
  • the first light transmitting substrate 30 is disposed so that the first phosphor layer 50 faces the light source 20.
  • the first color adjustment layer 81 is formed on the first main surface of the first light transmitting substrate 30 by a known method, and the first alignment film 40 is formed on the first color adjustment layer 81 by the method described above.
  • the first phosphor 51 is uniaxially oriented in the direction parallel to the first main surface of the first light-transmitting substrate 30 by the first alignment film 40, the polarized light emitted from the phosphor Can be efficiently scattered toward the irradiation surface side. For this reason, the secondary light emitted from the first phosphor 51 has directivity with a high emission intensity along the emission direction (Z-axis direction in the figure). In addition, light obtained by additively mixing primary light and secondary light is transmitted through the first color adjustment layer 81. Therefore, also in the illuminating device 100Z in this modification, the effect similar to the illuminating device 100V in a 22nd modification is acquired.
  • the lighting device 100 has been described by exemplifying a case where the first color adjustment layer 81 is further provided on the emission direction side of the first phosphor layer 50.
  • the present invention is not limited to this, and the above-described configuration can also be applied to the illumination device according to the embodiment and the illumination devices in the first to 21st modifications.
  • FIG. 53 is a schematic cross-sectional view of a lighting device according to a twenty-seventh modification. With reference to FIG. 53, lighting apparatus 100AA in the present modification will be described.
  • the illumination device 100AA in the present modification is different from the illumination device 100 according to the embodiment in the configuration of the wavelength conversion element 10AA.
  • the wavelength conversion element 10AA includes a second light-transmissive substrate 80 on which a first color adjustment layer 81 that performs color adjustment of primary light and secondary light is formed, and a second color adjustment layer 82 that performs color adjustment of primary light. And a third light-transmitting substrate 83.
  • the illumination device 100AA in the present modification includes a light source 20 and a wavelength conversion element 10AA.
  • the wavelength conversion element 10AA includes a first light-transmitting substrate 30 disposed to face the light source 20, a first alignment film 40 formed on the first main surface of the first light-transmitting substrate 30, and a first phosphor 51.
  • an adjustment layer 82 is an adjustment layer 82.
  • the second light transmitting substrate 80 is disposed so as to be positioned on the opposite side of the light source with respect to the first light transmitting substrate 30 in the emission direction (Z-axis direction in the drawing), and the first color adjustment layer 81 is the first.
  • the first transparent substrate 30 is disposed so as to be positioned on the phosphor layer 50.
  • the third light transmitting substrate 83 is disposed on the light source 20 side with respect to the first light transmitting substrate 30 in the emission direction (Z-axis direction in the drawing), and the second color adjustment layer 82 is connected to the first light transmitting substrate 30.
  • the first transparent substrate 30 is disposed so as to be positioned between the third transparent substrate 83.
  • the first color adjustment layer 81 for example, a cyan color filter can be employed.
  • the first color adjustment layer 81 is formed on the second light transmitting substrate 80 by a known method.
  • the second color adjustment layer 82 for example, a blue color filter can be employed.
  • the second color adjustment layer 82 is formed on the third light transmitting substrate 83 by a known method.
  • the first phosphor 51 the above-described green phosphor is used.
  • the blue primary light emitted from the light source 20 is mainly emitted toward the third light transmitting substrate 83, passes through the third light transmitting substrate 83, and reaches the second color adjustment layer 82.
  • the second color adjustment layer 82 transmits only primary light having a specific wavelength. Blue primary light having only a specific wavelength passes through the first light-transmitting substrate 30 and the first alignment film 40 in this order, and reaches the first phosphor layer 50. Of the blue primary light having only a specific wavelength that has reached the first phosphor layer 50, the primary light transmitted through the first phosphor layer 50 without being absorbed by the first phosphor 51 oriented by the first alignment film 40.
  • Light (blue light) and secondary light (green light) absorbed by the first phosphor 51 and emitted toward the first color adjustment layer 81 are additively mixed to form a substantially cyan color.
  • the substantially cyan light is sequentially transmitted through the first color adjustment layer 81 and the second light transmitting substrate 80, and is irradiated to the outside.
  • the first color adjustment layer 81 transmits only a specific wavelength and performs fine adjustment of the color tone.
  • the first phosphor 51 can be selected by selecting the second color adjustment layer 82 in advance according to the wavelength at which the absorption efficiency of the first phosphor 51 is high. It is possible to increase the absorption efficiency of the.
  • the first phosphor 51 is uniaxially oriented in the direction parallel to the first main surface of the first light-transmitting substrate 30 by the first alignment film 40, the polarized light emitted from the phosphor Can be efficiently scattered toward the irradiation surface side. For this reason, the secondary light emitted from the first phosphor 51 has directivity with a high emission intensity along the emission direction (Z-axis direction in the figure).
  • light obtained by additively mixing primary light and secondary light is transmitted through the first color adjustment layer 81 that transmits only a specific wavelength. Therefore, also in lighting apparatus 100AA in the present modification, substantially the same effect as lighting apparatus 100 according to the embodiment can be obtained, and the color tone can be easily adjusted.
  • the second color adjustment layer 82 on the light source 20 side with respect to the first phosphor layer 50, only primary light having a specific wavelength with high absorption efficiency reaches the first phosphor layer 50. As a result, the absorption efficiency of the first phosphor 51 can be increased.
  • FIG. 54 is a schematic cross-sectional view of a lighting device according to a twenty-eighth modification. With reference to FIG. 54, an illuminating device 100AB in the present modification will be described.
  • the configuration of the wavelength conversion element 10AB is different when the illumination device 100AB in the present modification is compared with the illumination device 100AA in the twenty-seventh modification.
  • the third light-transmitting substrate 83 is disposed on the first light-transmitting substrate 30 so that the second color adjustment layer 82 faces the light source.
  • the first phosphor 51 is uniaxially oriented in the direction parallel to the first main surface of the first light-transmitting substrate 30 by the first alignment film 40, the polarized light emitted from the phosphor Can be efficiently scattered toward the irradiation surface side. For this reason, the secondary light emitted from the first phosphor 51 has directivity with a high emission intensity along the emission direction (Z-axis direction in the figure).
  • light obtained by additively mixing primary light and secondary light is transmitted through the first color adjustment layer 81 that transmits only a specific wavelength.
  • the primary light emitted from the light source 20 has only a specific wavelength with high absorption efficiency of the first phosphor 51 by the second color adjustment layer 82. Therefore, also in the illumination device 100AB in the present modification, substantially the same effect as the illumination device 100AA in the twenty-seventh modification can be obtained.
  • FIG. 55 is a schematic cross-sectional view of a lighting device according to a twenty-ninth modification. With reference to FIG. 55, the illuminating device 100AC in a 14th modification is demonstrated.
  • the illumination device 100AC in the present modification is different in the configuration of the wavelength conversion element 10AC from the illumination device 100AA in the 27th modification.
  • the first color adjustment layer 81 is not formed on the second light transmitting substrate 80, but is formed between the first light transmitting substrate 30 and the first alignment film 40.
  • the first light transmitting substrate 30 is disposed so as to overlap the third light transmitting substrate 83 so that the one phosphor layer 50 is positioned on the second color adjusting layer 82.
  • the illumination device 100AC in the present modification includes a light source 20 and a wavelength conversion element 10AC.
  • the wavelength conversion element 10AC includes a first light transmitting substrate 30 disposed to face the light source 20, a first color adjusting layer 81 formed on the first main surface of the first light transmitting substrate 30, and a first color adjusting layer.
  • the first alignment film 40 formed on 81, the first phosphor layer 50 including the first phosphor 51 and formed on the first alignment film 40, and the first light-transmitting substrate 30 are arranged to overlap.
  • a third light transmitting substrate 83 and a second color adjusting layer 82 formed on the first main surface of the third light transmitting substrate 83 are included.
  • the first light transmitting substrate 30 faces the light source 20 so that the first phosphor layer 50 and the first color adjustment layer 81 are arranged in this order from the light source 20 side (so that the first phosphor layer 50 faces the light source 20).
  • the third light transmissive substrate 83 is disposed on the light source 20 side with respect to the first light transmissive substrate 30 in the emission direction (Z-axis direction in the drawing), and the second color adjustment layer 82 is connected to the first phosphor layer 50.
  • the first transparent substrate 30 is disposed so as to be positioned between the third transparent substrate 83 and the third transparent substrate 83.
  • the illumination device 100AC according to the present modification can obtain substantially the same effect as the illumination device 100AA according to the twenty-seventh modification.
  • FIG. 56 is a schematic cross-sectional view of a lighting device in a thirtieth modification. With reference to FIG. 56, lighting apparatus 100AD in the present modification will be described.
  • the illumination device 100AD in the present modification is different from the illumination device 100AA in the twenty-seventh modification in the configuration of the wavelength conversion element 10AD.
  • the first color adjustment layer 81 is not formed on the second light transmitting substrate 80, but is formed between the first light transmitting substrate 30 and the first alignment film 40.
  • the first light transmitting substrate 30 is disposed so as to overlap the third light transmitting substrate 83 so that the one phosphor layer 50 is positioned on the third light transmitting substrate 83.
  • the illumination device 100AD includes a light source 20, a first light-transmitting substrate 30 disposed to face the light source 20, and a first main surface of the first light-transmitting substrate 30.
  • the first light transmitting substrate 30 faces the light source 20 so that the first phosphor layer 50 and the first color adjustment layer 81 are arranged in this order from the light source 20 side (so that the first phosphor layer 50 faces the light source 20).
  • the third light transmissive substrate 83 is disposed on the light source 20 side with respect to the first light transmissive substrate 30 in the emission direction (Z-axis direction in the drawing), and the second color adjustment layer 82 is arranged so that the second color adjustment layer 82 faces the light source 20. 1 is disposed so as to overlap with the light-transmitting substrate 30.
  • the illumination device 100AD according to the present modification can provide substantially the same effect as the illumination device 100AA according to the twenty-seventh modification.
  • FIG. 57 is a schematic cross-sectional view of a lighting device according to a thirty-first modification. With reference to FIG. 57, the illuminating device 100AE in this modification is demonstrated.
  • the illumination device 100AE in the present modification is different from the illumination device 100AA in the twenty-seventh modification in the configuration of the wavelength conversion element 10AE.
  • the second color adjustment layer 82 is not formed on the third light transmitting substrate 83, but is formed between the first light transmitting substrate 30 and the first alignment film 40.
  • the illumination device 100AE includes a light source 20 and a wavelength conversion element 10AE.
  • the wavelength conversion element 10AE includes a first light-transmitting substrate 30 disposed to face the light source 20, a second color adjusting layer 82 formed on the first main surface of the first light-transmitting substrate 30, and a second color adjusting layer.
  • a second light transmitting substrate 80 and a first color adjusting layer 81 formed on the first main surface of the second light transmitting substrate 80 are included.
  • the second light transmitting substrate 80 is disposed so as to be positioned on the opposite side of the light source 20 with respect to the first light transmitting substrate 30 in the emission direction (Z-axis direction in the drawing), and the first color adjustment layer 81 is the first color adjusting layer 81.
  • the first light-transmitting substrate 30 is disposed so as to be positioned on the single phosphor layer 50.
  • the second color adjustment layer 82 is formed on the first main surface of the first light transmitting substrate 30 by a known method, and the first alignment film 40 is formed on the second color adjustment layer 82 by the above method.
  • the illumination device 100AE according to the present modification can obtain substantially the same effect as the illumination device 100AA according to the twenty-seventh modification.
  • FIG. 58 is a schematic cross-sectional view of a lighting device according to a thirty-second modification. With reference to FIG. 58, the illuminating device 100AF in this modification is demonstrated.
  • the illumination device 100AF in the present modification is different in the configuration of the wavelength conversion element 10AF from the illumination device 100AA in the 27th modification.
  • the second color adjustment layer 82 is not formed on the third light transmitting substrate 83 but is formed on the second main surface of the first light transmitting substrate 30.
  • the illumination device 100AF includes a light source 20 and a wavelength conversion element 10AF.
  • the wavelength conversion element 10AF includes a first light transmitting substrate 30 disposed opposite to the light source 20, a first alignment film 40 formed on the first main surface of the first light transmitting substrate 30, and a first phosphor 51.
  • a second phosphor layer 50 formed on the first alignment layer 40 and a second color adjustment formed on the second main surface opposite to the first main surface of the first translucent substrate 30.
  • the first light transmitting substrate 30 is arranged so that the second color adjustment layer 82 faces the light source 20.
  • the second light transmitting substrate 80 is disposed so as to be positioned on the opposite side of the light source 20 with respect to the first light transmitting substrate 30 in the emission direction (Z-axis direction in the drawing), and the first color adjustment layer 81 is the first color adjusting layer 81.
  • the first light-transmitting substrate 30 is disposed so as to be positioned on the single phosphor layer 50.
  • the second color adjustment layer 82 is formed on the second main surface of the first light transmitting substrate 30 by a known method.
  • the illumination device 100AF according to the present modification can provide substantially the same effect as the illumination device 100AA according to the twenty-seventh modification.
  • FIG. 59 is a schematic cross-sectional view of a lighting device according to a thirty-third modification. With reference to FIG. 59, the illuminating device 100AG in this modification is demonstrated.
  • the illumination device 100AG in the present modification is different from the illumination device 100AA in the 27th modification in the configuration of the wavelength conversion element 10AG.
  • the first color adjustment layer 81 is not formed on the second light transmitting substrate 80, but is formed between the first light transmitting substrate 30 and the first alignment film 40.
  • the two-color adjusting layer 82 is not formed on the third light-transmitting substrate 83 but is formed on the first phosphor layer 50, and the first light-transmitting layer 82 faces the light source 20.
  • a substrate 30 is disposed.
  • the illumination device 100AG includes a light source 20 and a wavelength conversion element 10AG.
  • the wavelength conversion element 10AG includes a first light-transmitting substrate 30 disposed to face the light source 20, a first color adjustment layer 81 formed on the first main surface of the first light-transmitting substrate 30, and a first color adjustment layer. 81, the first alignment film 40 formed on the first phosphor 51, the first phosphor layer 50 including the first phosphor 51 and formed on the first alignment film 40, and the first phosphor layer 50 formed on the first phosphor layer 50. And a two-color adjustment layer 82.
  • the first light transmitting substrate 30 has the second color adjustment layer 82 arranged in the order of the light source 20, the second color adjustment layer 82, and the first phosphor layer 50 in the emission direction (Z-axis direction in the drawing) (second The color adjustment layer 82 is disposed so as to face the light source 20.
  • the second color adjustment layer 82 is formed on the first phosphor layer 50 by a known method.
  • the illumination device 100AG according to the present modification can provide substantially the same effect as the illumination device 100AA according to the twenty-seventh modification.
  • the first color adjustment layer 81 is provided on the side opposite to the light source side with respect to the first phosphor layer 50, and the second color adjustment layer 82 is disposed in the emission direction.
  • the light source 20, the second color adjustment layer 82, and the first phosphor layer 50 have been described by way of example. However, the first color adjustment layer 81 is not provided and the second color adjustment layer 82 is provided. However, the light source 20, the second color adjustment layer 82, and the first phosphor layer 50 may be arranged in this order in the emission direction.
  • a configuration having a light-transmitting substrate may be provided separately.
  • a translucent substrate can be appropriately disposed between the outside (air layer) that irradiates illumination light from a light source such as between the translucent substrate 80 and the like.
  • the first phosphor 51 is a green light emitter and the first color adjustment layer 81 is a cyan color filter
  • the first color adjustment layer 81 is a cyan color filter and the second color adjustment layer 82 is a blue color filter.
  • the present invention is not limited to this.
  • a desired color tone can be obtained by appropriately selecting the first phosphor 51, the first color adjustment layer 81, and the second color adjustment layer 82 in accordance with the color of the primary light emitted from 20.
  • a color filter composed of a colored layer containing a pigment, a bandpass filter, or a color filter composed of a photonic crystal may be employed. it can.
  • FIG. 60 is an exploded perspective view of a liquid crystal display device including the illumination device shown in FIG. With reference to FIG. 60, a liquid crystal display device 300 including the lighting device shown in FIG. 1 will be described.
  • the liquid crystal display device 300 includes an illumination device 100, polarizing plates 302 and 303, and a liquid crystal display panel 301.
  • the illumination device 100 is used as a backlight.
  • the first phosphor 51 is uniaxially oriented in the X-axis direction.
  • the polarizing plate 302 has a transmission axis in the DR3 direction, and is disposed between the liquid crystal display panel 301 and the illumination device 100 so that the transmission axis of the polarizing plate 302 and the alignment direction (X-axis direction) of the first phosphor overlap. Is done.
  • the polarizing plate 303 has a transmission axis in the DR4 direction, and is disposed above the liquid crystal display panel 301 so that the transmission axis of the polarizing plate 303 and the transmission axis of the polarizing plate 302 intersect.
  • the liquid crystal display panel 301 includes a TFT substrate and a CF substrate that are bonded to each other so as to sandwich the liquid crystal.
  • the secondary light having an increased polarization component parallel to the X-axis direction is efficiently transmitted through the polarizing plate 302, so that the light use efficiency of the backlight can be increased.
  • Example S1 a first alignment film is formed on a first light-transmitting substrate, a rubbing process is performed, and a liquid crystal polymer containing the first phosphor is spin-coated on the first alignment film to thereby form a first phosphor.
  • An alignment state wavelength conversion element that was uniaxially aligned in a predetermined direction was prepared.
  • the wavelength conversion element in Example 1 corresponds to the wavelength conversion element 10 used in the illumination device according to the embodiment.
  • Comparative Example S2 a non-oriented wavelength conversion element in which the first phosphor was randomly oriented was prepared by spin-coating a liquid crystal polymer containing the first phosphor on the first light-transmitting substrate.
  • the wavelength conversion element in Comparative Example S2 corresponds to the wavelength conversion element 210 in the comparative form.
  • Example S1 and Comparative Example S2 reactive mesogen RMM34C manufactured by Merck & Co. was used as the liquid crystal polymer, and the above-described green phosphor was used as the first phosphor.
  • FIG. 61 is a diagram showing the relationship between the extraction efficiency of secondary light emitted from the phosphor and the refractive index of the phosphor. The relationship between the extraction efficiency of secondary light emitted from the phosphor and the refractive index of the phosphor will be described with reference to FIG.
  • the theoretical calculation of the secondary light extraction efficiency from the oriented phosphor and the non-oriented phosphor was performed by changing the refractive index of the phosphor.
  • the extraction efficiency of the secondary light exceeded the extraction efficiency from the non-oriented phosphor at any value of the refractive index of the phosphor.
  • the angle ⁇ 2 formed between the direction of the transition dipole moment of the phosphor in the aligned state and the irradiated surface was set to be 0 degree.
  • FIG. 62 is a diagram showing the relationship between the extraction efficiency of secondary light emitted from the phosphor and the angle formed between the direction of the transition dipole moment of the phosphor and the irradiated surface. With reference to FIG. 62, the relationship between the extraction efficiency of secondary light emitted from the phosphor and the angle ⁇ 2 formed by the direction of the transition dipole moment of the phosphor and the irradiation surface will be described.
  • the extraction efficiency of secondary light from the phosphor in the alignment state when the angle ⁇ 2 formed by the direction of the transition dipole moment of the phosphor in the alignment state and the irradiation surface is changed is calculated.
  • ⁇ 2 is in the range of 0 ° to 38 °
  • the secondary light extraction efficiency from the oriented phosphor exceeds the extraction efficiency from the non-oriented phosphor.
  • the direction of the transition dipole moment is randomly oriented, so the non-oriented secondary light is emitted isotropically. For this reason, the extraction efficiency of the secondary light in the non-oriented state results in a constant value. Further, when theoretically calculating the secondary light extraction efficiency, a ray tracing simulation was used.
  • FIG. 63 is a diagram showing a state in which the total luminous flux of the secondary light emitted from the phosphor is measured.
  • FIG. 64 is a diagram showing the relationship between the orientation direction of the phosphor and the direction of the transmission axis of the polarizing plate when measuring the total luminous flux of the secondary light.
  • FIG. 65 is a table showing the relationship between the incident light beam incident from the light source and the secondary light beam emitted from the phosphor. With reference to FIG. 63 to FIG. 65, improvement of the extraction efficiency of the phosphor in the aligned state will be described.
  • a polarizing plate 302 is disposed between the wavelength conversion element and the light source 20 in Example S1 and Comparative Example S2, and polarized light in a specific direction is incident on the first phosphor.
  • the total amount of emitted secondary light emitted from the secondary light was measured with a photometer. Further, the amount of incident total luminous flux of the light source 20 was also measured with a photometer, and the total amount of emitted light with respect to the amount of incident total luminous flux in Example S1 (aligned state) and Comparative Example S2 (non-oriented state) were compared.
  • the total emitted light flux of the secondary light refers to the total luminous flux of the light emitting component from the phosphor and does not include the incident light missing component.
  • the light source 20 a blue light source having a peak wavelength of 450 nm was used.
  • the transmission axis (DR3) of the polarizing plate 302 and the orientation direction (DR1 direction) of the first phosphor in Example S1 are set. Parallel.
  • Example S1 in the aligned state the total amount of emitted light with respect to the total amount of incident light is increased to a value of about 1.45 times compared to Comparative Example S2 in the non-oriented state. Indicated.
  • FIG. 66 to 68 are diagrams showing secondary light when the orientation direction of the first phosphor and the transmission axis of the polarizing plate are changed.
  • FIG. 66 to FIG. 68 a description will be given of a result in a case where the polarization characteristic of the secondary light emitted from the oriented first phosphor is qualitatively evaluated.
  • FIG. 66 (a) is a diagram showing secondary light emitted from the phosphor when the orientation direction of the phosphor and the transmission axis of the polarizing plate are parallel
  • FIG. 66 (b) is a diagram of the phosphor. It is a figure which shows the secondary light light-emitted from fluorescent substance when an orientation direction and the transmission axis of a polarizing plate become perpendicular
  • the primary light (blue light) from the light source is in the alignment state.
  • a part of the primary light that was substantially absorbed by the phosphor and the secondary light (green light) emitted from the phosphor were additively mixed to obtain substantially green illumination light.
  • a bright green color was obtained in the region R11 located in the center of the illumination light, and a green color slightly lower in luminance than the R11 was obtained in the region R12 located around the region R11.
  • FIG. 67A shows a state where a polarizing plate having a transmission axis parallel to the transmission axis of the polarizing plate located in the lower layer of the wavelength conversion element is further stacked on the upper layer of the wavelength conversion layer in the state shown in FIG. It is a figure which shows the secondary light of.
  • FIG. 67 (b) shows a case where a polarizing plate having a transmission axis parallel to the transmission axis of the polarizing plate located in the lower layer of the wavelength conversion element is further stacked on the upper layer of the wavelength conversion layer in the state shown in FIG. 66 (b). It is a figure which shows the secondary light of.
  • a polarizing plate 303 having a transmission axis (DR4) parallel to the transmission axis (DR3) of the polarizing plate 302 located in the lower layer of the wavelength conversion element.
  • the secondary light is polarized almost parallel to the orientation direction (DR1 direction), and therefore the transmission axis (DR4) of the polarizing plate 303 and the polarization direction of the secondary light. And become almost parallel. For this reason, the secondary light is almost transmitted through the polarizing plate 303.
  • the primary light that has not been absorbed by the phosphor is also transmitted through the polarizing plate 303 because it is polarized in the same direction as the transmission axis (DR4) of the polarizing plate 303 by the polarizing plate located in the lower layer.
  • a bright green illumination light in which the primary light and the secondary light were additively mixed was obtained without much lowering the luminance as compared with the state shown in FIG. 66 (a).
  • a bright green color was obtained in the region R11 located in the center of the illumination light, and a green color slightly lower in brightness than the region R11 was obtained in the region R12 located around the region R11.
  • a polarizing plate 303 having a transmission axis (DR4) parallel to the transmission axis (DR3) of the polarizing plate 302 located in the lower layer of the wavelength conversion element.
  • the secondary light is polarized almost parallel to the orientation direction (DR1 direction), and therefore the transmission axis (DR4) of the polarizing plate 303 and the polarization direction of the secondary light. And become almost vertical. For this reason, most of the secondary light cannot pass through the polarizing plate 303.
  • the primary light that has not been absorbed by the phosphor is polarized in the direction parallel to the transmission axis (DR4) with respect to the polarizing plate 303 by the polarizing plate 302 located in the lower layer, and thus passes through the polarizing plate 303.
  • FIG. 68A shows a state where a polarizing plate having a transmission axis perpendicular to the transmission axis of the polarizing plate located in the lower layer of the wavelength conversion element is further stacked on the upper layer of the wavelength conversion layer in the state shown in FIG. It is a figure which shows the secondary light of.
  • FIG. 68 (b) shows a case where a polarizing plate having a transmission axis perpendicular to the transmission axis of the polarizing plate located in the lower layer of the wavelength conversion element is further stacked on the upper layer of the wavelength conversion layer in the state shown in FIG. 66 (b). It is a figure which shows the secondary light of.
  • a polarizing plate 303 having a transmission axis (DR4) perpendicular to the transmission axis (DR3) of the polarizing plate 302 located in the lower layer of the wavelength conversion element.
  • DR4 transmission axis
  • DR3 transmission axis
  • the secondary light is polarized almost parallel to the orientation direction (DR1 direction), and therefore the transmission axis (DR4) of the polarizing plate 303 and the polarization direction of the secondary light. And become almost vertical. For this reason, a part of the secondary light is transmitted through the polarizing plate 303.
  • the primary light that has not been absorbed by the phosphor cannot be transmitted through the polarizing plate 303 because it is polarized in the direction perpendicular to the transmission axis (DR4) of the polarizing plate 303 by the polarizing plate 302 located in the lower layer.
  • a polarizing plate 303 having a transmission axis (DR4) perpendicular to the transmission axis (DR3) of the polarizing plate 302 located in the lower layer of the wavelength conversion element.
  • DR4 transmission axis
  • DR3 transmission axis
  • the secondary light is polarized almost parallel to the orientation direction (DR1 direction), and therefore the transmission axis (DR4) of the polarizing plate 303 and the polarization direction of the secondary light. And become almost parallel. For this reason, most of the secondary light is transmitted through the polarizing plate 303.
  • the primary light that has not been absorbed by the phosphor cannot be transmitted through the polarizing plate 303 because it is polarized in the direction perpendicular to the transmission axis of the polarizing plate 303 by the polarizing plate 302 located in the lower layer.
  • the first phosphor in the alignment state has its absorptance changed by the polarization component of the incident primary light, and the secondary light emitted from the first phosphor in the alignment state is polarized depending on the alignment direction. It was confirmed experimentally that the direction changed. More specifically, when the polarization direction of the incident primary light coincides with the alignment direction of the first phosphor, the absorptance increases, and the secondary light emitted from the aligned first phosphor is aligned. It was experimentally confirmed that a large amount of polarized light components parallel to the direction were included.
  • FIG. 69 is a diagram showing a first condition and a second condition showing the relationship between the direction of the transmission axis of the polarizing plate and the orientation direction of the phosphor in the front transmittance measurement.
  • FIG. 70 is a diagram showing a measurement result of the front transmittance. With reference to FIG. 69 and FIG. 70, the polarization dependence of the light absorption characteristics in the oriented phosphor will be described.
  • Example S1 and Comparative Example S2 are arranged as shown in FIG. 63, and natural light and polarized light are incident on each wavelength conversion element.
  • the front transmittance was measured with a photometer.
  • FIG. 69 (a) is a diagram showing a first condition showing a relationship between the direction of the transmission axis of the polarizing plate in the measurement of the front transmittance and the orientation direction of the phosphor in the example.
  • the polarizing plate 302 and the wavelength conversion element in Example S1 are arranged so that the transmission axis of the polarizing plate 302 and the alignment direction of the phosphor in the aligned state are parallel to each other. Arranged. This state is expressed as Parallel in FIG.
  • FIG. 69 (b) is a diagram showing a second condition indicating a relationship between the direction of the transmission axis of the polarizing plate in the measurement of the front transmittance and the orientation direction of the phosphor in the example.
  • the polarizing plate 302 and the wavelength conversion element in Example S1 are arranged so that the transmission axis of the polarizing plate 302 and the orientation direction of the oriented phosphor are orthogonal to each other. Arranged. This state is expressed as Cross in FIG.
  • Example S1 in the oriented state polarization dependence was confirmed in the light absorption characteristics. More specifically, in Example S1 in the alignment state, the absorption direction of the polarization component that vibrates in the orientation direction of the phosphor and the orientation is highest, and the absorption of the polarization component that vibrates perpendicularly in the orientation direction and the in-plane direction. The rate was the lowest.
  • the first phosphor in the aligned state changes in absorption rate depending on the polarization component of the incident primary light, and is absorbed when the polarization direction of the incident primary light matches the alignment direction of the first phosphor. It was also experimentally confirmed that the rate increased.
  • FIG. 71 is a diagram showing a state in which the emission intensity of the secondary light emitted from the phosphor is measured.
  • FIG. 72 is a diagram showing a third condition and a fourth condition showing the relationship between the direction of the transmission axis of the polarizing plate and the orientation direction of the phosphor in the measurement of the emission intensity.
  • FIG. 73 is a diagram showing measurement results of emission intensity. With reference to FIGS. 71 to 73, the polarization characteristics of the secondary light emitted from the phosphor in the aligned state will be described.
  • the light emission intensity was measured in a state where the polarizing plate 302 was disposed in the lower layer of the wavelength conversion element in Example S1, and the polarizing plate 303 was disposed in the upper layer of the wavelength conversion element in Example S1.
  • the light source 20 a blue light source having a peak wavelength of 450 nm was used. Further, the emission intensity was measured at a peak wavelength of 520 nm where the emission intensity of green light was maximum.
  • FIG. 72 (a) is a diagram showing a third condition showing a relationship between the direction of the transmission axis of the polarizing plate in the measurement of the emission intensity and the orientation direction of the phosphor in the example.
  • the polarizing plate 302 is so that the transmission axis of the polarizing plate 302, the orientation direction of the phosphor in the aligned state, and the transmission axis of the polarizing plate 303 are parallel.
  • the wavelength conversion element and polarizing plate 303 in Example S1 were disposed. This state is expressed as Parallel in FIG.
  • FIG. 72 (b) is a diagram showing a fourth condition showing a relationship between the direction of the transmission axis of the polarizing plate and the orientation direction of the phosphor in the aligned state in the measurement of emission intensity.
  • the transmission axis of the polarizing plate 302 and the alignment direction of the phosphor in the aligned state are parallel, and the transmission axis of the polarizing plate 303 and the transmission of the polarizing plate 302
  • the polarizing plate 302, the wavelength conversion element in Example S1, and the polarizing plate 303 were arranged so that the axis and the alignment direction of the phosphor in the aligned state were orthogonal to each other. This state is expressed as Cross in FIG.
  • the secondary light emitted from the phosphor in the aligned state mainly includes a polarization component that vibrates in a direction parallel to the alignment direction, and polarized light that vibrates perpendicularly in the alignment direction and in the in-plane direction.
  • the ingredients were relatively low in strength.
  • the value of the emission intensity in the Parallel state was about 5.67 times the value of the emission intensity in the Cross state.
  • the secondary light emitted from the aligned first phosphor has a polarization parallel to the alignment direction by uniaxially aligning the first phosphor.
  • the first modification to the thirty-third modification the case where the phosphor contained in the phosphor layer is uniaxially oriented by the rubbing method has been described as an example, but the present invention is not limited to this.
  • the first phosphor can be uniaxially oriented by a coating method, a photo-alignment method, an electric field application method, a magnetic field application method, or the like.
  • the orientation direction can be appropriately adjusted by appropriately adjusting the orientation conditions.
  • the above-described alignment film is not an essential structure, and a structure in which a single phosphor layer formed by a stretching method is appropriately arranged or combined is applied to the embodiment, the first to thirty-third modifications. Can do.
  • the phosphor layer in which the phosphor is oriented in a predetermined direction by the orientation film is laminated is described as an example.
  • the present invention is not limited to this, and a phosphor layer in which a predetermined phosphor is oriented using a stretching method may be appropriately attached and laminated.
  • the first modification to the thirty-third modification the case where the phosphor contained in the phosphor layer is uniaxially oriented has been described, but phosphorescence or the like can be used instead of the phosphor.
  • the phosphorescent material to be emitted may be uniaxially oriented. Even in this case, the phosphorescent material can be uniaxially oriented in a predetermined direction by using the same method as described above.

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Abstract

　照明装置（１００）は、一次光を出射する光源（２０）と、光源（２０）から出射された一次光の少なくとも一部を波長変換する波長変換素子（１０）とを備える。波長変換素子（１０）は、光源（２０）から出射された一次光の少なくとも一部を吸収して二次光を発光する蛍光体（５１）および屈折率異方性を有するポリマー（５４）を有する蛍光体層（５０）とを含む。蛍光体（５１）は、第１方向に沿って配向する異方構造を有し、ポリマー（５４）は、第１方向に沿って配向するポリマー分子を有し、蛍光体の遷移双極子モーメントの方向と、蛍光体からポリマー分子に向けて発光された偏光に対するポリマー分子の遅相軸との成す角度のうちの小さい方の角度が、０度以上４５度以下である。

Description

照明装置
　本発明は、照明装置に関し、特に、一次光を波長変換することによって得られる二次光を含む光を外部に向けて照射する照明装置に関する。
　近年、環境への関心が高まってきており、平面ディスプレイ等を含む表示装置、シーリングライト等の照明器具、レーザー装置、およびセンサー等の各種光学システムに組み込まれる照明装置において、冷陰極管、白熱電球等よりも消費電力が小さい光源への移行が進んでいる。特に、ＬＥＤ（Light　Emitting　Diode）等の半導体を用いた光源は、小型であり消費電力が小さいため、照明装置用光源として注目されている。
　ＬＥＤを光源として用いた照明装置においては、所望の色調を得るためにＬＥＤから出射された一次光を波長変換素子によって波長変換する必要がある。波長変換素子としては、蛍光体を含有する蛍光体層が主として用いられる。
　波長変換素子を用いた照明装置が開示された文献として、特開２００６－２４４７７９号公報（特許文献１）がある。また、波長変換素子を用いた液晶表示装置が開示された文献として、特開２００１－３１８３７０号公報（特許文献２）がある。また、波長変換素子自体が開示された文献として、特開２００４－２０５９５３号公報（特許文献３）がある。
　特許文献１に開示された照明装置は、一次光を出射する複数の光源を含む光源ユニットと、複数の光源に対向配置され、一次光の一部を吸収して波長の異なる二次光を発光する波長変換素子とを備える。波長変換素子は、蛍光体を含有する蛍光体層を含み、蛍光体層と複数の光源との間の距離が所定の距離以上となるように蛍光体層が光源ユニットに取り付けられている。
　また、特許文献２に開示された液晶表示装置にあっては、液晶層を挟持する一対の基板のうちの一方の基板の主表面に波長変換素子が形成されている。波長変換素子は、赤色蛍光体層、緑色蛍光体層および青色蛍光体層を含む。各蛍光体層には、配向した液晶ポリマーと配向した蛍光体が含まれる。
　このような構成においては、波長変換素子を構成する各蛍光体層に含まれる液晶ポリマーおよび蛍光体が配向されているため、蛍光体から出射される直線偏光の偏光度を高くすることができる。
　また、特許文献３に開示された波長変換素子は、透光性樹脂中に屈折率異方性を有するポリマーと蛍光体とが分散されることにより構成される蛍光体層を備える。当該ポリマーと当該透光性樹脂とは複屈折率が相違し、当該ポリマーが蛍光体層中に所定の方向に配向している。
　このような構成においては、屈折率異方性を有するポリマーが蛍光体層中に所定の方向に配向することにより、蛍光体から発光された二次光を当該ポリマーによって散乱させて所定の振動面を有する直線偏光を効率よく取り出すことができる。
特開２００６－２４４７７９号公報 特開２００１－３１８３７０号公報 特開２００４－２０５９５３号公報
　蛍光体層を含む波長変換素子においては、蛍光体層の光変換率が低いため、光損失が大きくなる。そのため、波長変換素子を用いた照明装置においては、蛍光体から発光された二次光を効率的に取り出すことが要求される。
　ここで、特許文献１に記載の構成においては、蛍光体層と複数の光源との間の距離を所定の距離以上とすることにより輝度バラツキ、光量ムラを低減することはできるが、二次光の取り出し効率を向上させることについては十分に考慮されていない。
　一方、特許文献２および特許文献３に開示の構成においては、蛍光体の発光方位と液晶ポリマーの配向方向との相関関係については十分に考慮されておらず、蛍光体の配向方向によっては、蛍光体から発光された二次光を十分に取り出せないことが懸念される。
　本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、二次光の取り出し効率を向上させることができる照明装置を提供することにある。
　本発明に基づく照明装置は、一次光を波長変換することによって得られる二次光を含む照明光を外部に向けて照射するものであって、一次光を出射する光源と、上記光源から出射された一次光の少なくとも一部を波長変換する波長変換素子とを備える。上記波長変換素子は、一次光が入射される入射面と、上記入射面に対向し二次光を含む照明光を照射する照射面と、上記光源から出射された一次光の少なくとも一部を吸収して二次光を発光する蛍光体および屈折率異方性を有するポリマーを有する蛍光体層とを含む。上記蛍光体は、第１方向に沿って配向する異方構造を有し、上記ポリマーは、上記第１方向に沿って配向するポリマー分子を有する。上記蛍光体の遷移双極子モーメントの方向と、上記蛍光体から上記ポリマー分子に向けて発光された偏光に対する上記ポリマー分子の遅相軸との成す角度のうちの小さい方の角度が、０度以上４５度以下である。
　上記本発明に基づく照明装置にあっては、上記蛍光体の遷移双極子モーメントの方向と上記照射面との成す角度のうちの小さい方の角度が、０度以上３８度以下であることが好ましい。
　上記本発明に基づく照明装置にあっては、上記ポリマーは、液晶ポリマーであることが好ましい。
　上記本発明に基づく照明装置にあっては、上記蛍光体から発光される二次光において、上記第１方向に平行な方向に振動する偏光成分の強度が上記第１方向に垂直な方向に振動する偏光成分の強度よりも高いことが好ましい。
　上記本発明に基づく照明装置にあっては、上記蛍光体が二色性を有することが好ましい。
　上記本発明に基づく照明装置にあっては、上記蛍光体において、上記第１方向に平行な方向に振動する一次光の偏光成分の吸収率が、上記第１方向に垂直な方向に振動する一次光の偏光成分の吸収率よりも高いことが好ましい。
　上記本発明に基づく照明装置の第１の態様にあっては、上記光源が、可視光を出射することが好ましい。
　上記第１の態様にあっては、上記蛍光体は、一次光が上記蛍光体層を透過できる濃度にて上記蛍光層内に分布されていることが好ましい。
　上記第１の態様にあっては、上記蛍光体層は、第１蛍光体を含有する第１蛍光体層のみを含むことが好ましい。
　上記第１の態様にあっては、上記光源は、上記第１波長が３９０ｎｍ以上５１０ｎｍ以下である青色の一次光を出射することが好ましく、上記第１蛍光体が、一次光の一部を吸収して黄色の蛍光を発する黄色蛍光体であることが好ましい。
　上記第１の態様にあっては、上記蛍光体層は、上記入射面側から上記照射面側にかけて並ぶように複数配置されることが好ましく、複数の上記蛍光体層のそれぞれに含有される上記蛍光体のピーク波長が互いに異なることが好ましい。この場合には、上記入射面側から照射面側に向かって上記蛍光体のピーク波長が小さくなることが好ましい。
　上記第１の態様にあっては、上記蛍光体層は、同一平面上に複数配置されることが好ましい。この場合には、複数の上記蛍光体層のうちの１つは、隙間が形成されるように設けられることが好ましく、複数の上記蛍光体層のうちの残りは、上記蛍光体層のうちの１つに形成された隙間を充填するように設けられることが好ましい。この場合には、複数の上記蛍光体層のそれぞれに含有される上記蛍光体のピーク波長が互いに異なることが好ましい。
　上記第１の態様にあっては、複数の上記蛍光体層は、第１蛍光体を含有する第１蛍光体層と、第２蛍光体を含有する第２蛍光体層を含むことが好ましく、上記光源は、上記第１波長が３９０ｎｍ以上５１０ｎｍ以下である青色の一次光を出射することが好ましい。この場合には、上記第１蛍光体が、一次光の一部を吸収して緑色の蛍光を発する緑色蛍光体であることが好ましく、上記第２蛍光体が、一次光の一部を吸収して赤色の蛍光を発する赤色蛍光体であることが好ましい。
　上記本発明に基づく照明装置の第２の態様にあっては、上記蛍光体は、一次光が上記蛍光体層を透過できない濃度にて上記蛍光体層内に分布されていることが好ましい。
　上記第２の態様にあっては、上記波長変換素子は、上記照射面側に第１波長を有する一次光を吸収し、かつ、第２波長を有する二次光を選択的に透過する波長選択透過膜をさらに含むことが好ましい。
　上記第２の態様にあっては、上記蛍光体層は、上記入射面側から上記照射面側にかけて並ぶように複数配置されることが好ましく、複数の上記蛍光体層のそれぞれに含有される上記蛍光体のピーク波長が互いに異なることが好ましい。この場合には、上記入射面側から照射面側に向かって上記蛍光体のピーク波長が小さくなることが好ましい。
　上記第２の態様にあっては、上記蛍光体層は、同一平面上に複数配置されることが好ましい。この場合には、複数の上記蛍光体層のうちの１つは、隙間が形成されるように設けられることが好ましく、複数の上記蛍光体層のうちの残りは、上記蛍光体層のうちの１つに形成された隙間を充填するように設けられることが好ましい。さらにこの場合には、複数の上記蛍光体層のそれぞれに含有される上記蛍光体のピーク波長が互いに異なることが好ましい。
　上記第２の態様にあっては、複数の上記蛍光体層は、第１蛍光体を含有する第１蛍光体層と、第２蛍光体を含有する第２蛍光体層とを含むことが好ましく、上記光源は、上記第１波長が３９０ｎｍ以上５１０ｎｍ以下である青色の一次光を出射することが好ましい。この場合には、上記第１蛍光体が、一次光の一部を吸収して黄色の蛍光を発する黄色蛍光体であることが好ましく、上記第２蛍光体が、一次光の一部を吸収して青色の蛍光を発する青色蛍光体であることが好ましい。
　上記第２の態様にあっては、複数の上記蛍光体層は、第１蛍光体を含有する第１蛍光体層と、第２蛍光体を含有する第２蛍光体層と、第３蛍光体を含有する第３蛍光体層とを含むことが好ましく、上記光源は、上記第１波長が３９０ｎｍ以上５１０ｎｍ以下である青色の一次光を出射することが好ましい。この場合には、上記第１蛍光体が、一次光の一部を吸収して赤色の蛍光を発する赤色蛍光体であることが好ましく、上記第２蛍光体が、一次光の一部を吸収して緑色の蛍光を発する緑色蛍光体であることが好ましく、上記第３蛍光体が、一次光の一部を吸収して青色の蛍光を発する青色蛍光体であることが好ましい。
　上記本発明に基づく照明装置の第３の態様にあっては、上記光源が、紫外光を出射することが好ましい。
　上記第３の態様にあっては、上記波長変換素子は、上記照射面側に上記光源から出射される紫外光を吸収する紫外光吸収部材をさらに含むことが好ましい。
　上記第３の態様にあっては、上記蛍光体層は、上記入射面側から上記照射面側にかけて並ぶように複数配置されることが好ましく、複数の上記蛍光体層のそれぞれに含有される上記蛍光体のピーク波長が互いに異なることが好ましい。上記入射面側から照射面側に向かって上記蛍光体のピーク波長が小さくなるが好ましい。
　上記第３の態様にあっては、上記蛍光体層は、同一平面上に複数配置されることが好ましい。この場合には、複数の上記蛍光体層のうちの１つは、隙間が形成されるように設けられることが好ましく、複数の上記蛍光体層のうちの残りは、上記蛍光体層のうちの１つに形成された隙間を充填するように設けられることが好ましい。さらにこの場合には、複数の上記蛍光体層のそれぞれに含有される上記蛍光体のピーク波長が互いに異なることが好ましい。
　上記第３の態様にあっては、複数の上記蛍光体層は、第１蛍光体を含有する第１蛍光体層と、第２蛍光体を含有する第２蛍光体層とを含むことが好ましい。この場合には、上記第１蛍光体が、一次光の一部を吸収して黄色の蛍光を発する黄色蛍光体であることが好ましく、上記第２蛍光体が、一次光の一部を吸収して青色の蛍光を発する青色蛍光体であることが好ましい。
　上記第３の態様にあっては、複数の上記蛍光体層は、第１蛍光体を含有する第１蛍光体層と、第２蛍光体を含有する第２蛍光体層と、第３蛍光体を含有する第３蛍光体層を含むことが好ましい。この場合には、上記第１蛍光体が、一次光の一部を吸収して赤色の蛍光を発する赤色蛍光体であることが好ましく、上記第２蛍光体が、一次光の一部を吸収して緑色の蛍光を発する緑色蛍光体であることが好ましく、上記第３蛍光体が、一次光の一部を吸収して青色の蛍光を発する青色蛍光体であることが好ましい。
　上記本発明に基づく照明装置にあっては、複数の上記蛍光体層は、第１蛍光体を含有する第１蛍光体層と、第２蛍光体を含有する第２蛍光体層とを含むことが好ましい。この場合には、上記第１蛍光体の遷移双極子モーメントの方向と上記第２蛍光体の遷移双極子モーメントの方向との成す角度が４５度以上９０度以下であることが好ましい。
　上記本発明に基づく照明装置にあっては、上記蛍光体層は、互いにピーク波長が異なる複数の蛍光体を含有することが好ましい。
　上記本発明に基づく照明装置は、上記光源から出射された一次光を上記波長変換素子に向けて反射する反射シートをさらに備えることが好ましい。
　上記本発明に基づく照明装置にあっては、上記波長変換素子は、上記照射面側に上記光源からの一次光を反射し、上記蛍光体から発光される二次光を透過することが可能な誘電体膜をさらに含むことが好ましい。
　上記本発明に基づく照明装置は、上記光源から出射された一次光を散乱して上記波長変換素子に向けて出射する光学部材をさらに備えることが好ましい。
　上記本発明に基づく照明装置にあっては、上記波長変換素子は、透光基板と、上記透光基板の表面上に形成された配向膜とをさらに含むことが好ましく、上記蛍光体層のうち少なくとも一部は、上記配向膜上に配置されていることが好ましい。
　上記本発明に基づく照明装置にあっては、上記蛍光体層に含まれる蛍光体は、光配向法、ラビング法および延伸法のいずれかによって上記第１方向に沿って配向されることが好ましい。
　上記本発明に基づく照明装置にあっては、上記波長変換素子は、光源から入射された一次光を拡散して一次光の入射光と異なる方向に照明光を取り出す導光板として用いられることが好ましい。
　上記本発明に基づく照明装置にあっては、上記波長変換素子は、一次光の色調整を行なう色調整層が形成された透光基板をさらに含むことが好ましい。
　本発明に基づく液晶表示装置は、上記本発明に基づく照明装置と、上記照明装置に対向して配置される液晶パネルと、上記液晶パネルにおいて上記照明装置との間に配置された偏光板とを備える。上記偏光板の透過軸と上記蛍光体の遷移双極子モーメントの方向とが平行である。
　本発明に基づく波長変換素子は、一次光の少なくとも一部を波長変換することによって得られる二次光を含む光を外部に向けて照射するものであり、一次光が入射される入射面と、上記入射面に対向し二次光を含む光を照射する照射面と、一次光の少なくとも一部を吸収して二次光を発光する蛍光体および屈折率異方性を有するポリマーを有する蛍光体層とを備える。上記蛍光体は、第１方向に沿って配向する異方構造を有し、上記ポリマーは、上記第１方向に沿って配向するポリマー分子を有する。上記蛍光体の遷移双極子モーメントの方向と、上記蛍光体から上記ポリマー分子に向けて発光された偏光に対する上記ポリマー分子の遅相軸との成す角度のうちの小さい方の角度が、０度以上４５度以下である。
　上記本発明に基づく波長変換素子にあっては、上記蛍光体の遷移双極子モーメントの方向と上記照射面との成す角度のうちの小さい方の角度が、０度以上３８度以下であることが好ましい。
　上記本発明に基づく波長変換素子にあっては、上記ポリマーは、液晶ポリマーであることが好ましい。
　上記本発明に基づく波長変換素子にあっては、上記蛍光体から発光される二次光において、上記第１方向に平行な方向に振動する偏光成分の強度が上記第１方向に垂直な方向に振動する偏光成分の強度よりも高いことが好ましい。
　上記本発明に基づく波長変換素子にあっては、上記蛍光体が二色性を有することが好ましい。
　上記本発明に基づく波長変換素子にあっては、上記蛍光体において、上記第１方向に平行な方向に振動する一次光の偏光成分の吸収率が、上記第１方向に垂直な方向に振動する一次光の偏光成分の吸収率よりも高いことが好ましい。
　上記本発明に基づく波長変換素子の第１の態様にあっては、一次光が可視光の場合に用いられることが好ましい。
　上記第１の態様にあっては、上記蛍光体は、一次光が上記蛍光体層を透過できる濃度にて上記蛍光層内に分布されていることが好ましい。
　上記第１の態様にあっては、上記蛍光体層は、第１蛍光体を含有する第１蛍光体層のみを含むことが好ましい。
　上記第１の態様にあっては、一次光の第１波長が３９０ｎｍ以上５１０ｎｍ以下である場合において、上記第１蛍光体が、一次光の一部を吸収して黄色の蛍光を発する黄色蛍光体であることが好ましい。
　上記第１の態様にあっては、上記蛍光体層は、上記入射面側から上記照射面側にかけて並ぶように複数配置されることが好ましく、複数の上記蛍光体層のそれぞれに含有される上記蛍光体のピーク波長が互いに異なることが好ましい。この場合には、上記入射面側から照射面側に向かって上記蛍光体のピーク波長が小さくなることが好ましい。
　上記第１の態様にあっては、上記蛍光体層は、同一平面上に複数配置されることが好ましい。この場合には、複数の上記蛍光体層のうちの１つは、隙間が形成されるように設けられることが好ましく、複数の上記蛍光体層のうちの残りは、上記蛍光体層のうちの１つに形成された隙間を充填するように設けられることが好ましい。さらにこの場合には、複数の上記蛍光体層のそれぞれに含有される上記蛍光体のピーク波長が互いに異なることが好ましい。
　上記第１の態様にあっては、一次光の第１波長が３９０ｎｍ以上５１０ｎｍ以下である場合において、複数の上記蛍光体層は、第１蛍光体を含有する第１蛍光体層と、第２蛍光体を含有する第２蛍光体層とを含むことが好ましい。この場合には、上記第１蛍光体が、一次光の一部を吸収して緑色の蛍光を発する緑色蛍光体であることが好ましく、上記第２蛍光体が、一次光の一部を吸収して赤色の蛍光を発する赤色蛍光体であることが好ましい。
　上記本発明に基づく波長変換素子の第２の態様にあっては、上記蛍光体は、一次光が上記蛍光体層を透過できない濃度にて上記蛍光体層内に分布されていることが好ましい。
　上記第２の態様は、上記照射面側に第１波長を有する一次光を吸収し、かつ、第２波長を有する二次光を選択的に透過する波長選択透過膜をさらに備えることが好ましい。
　上記第２の態様にあっては、上記蛍光体層は、上記入射面側から上記照射面側にかけて並ぶように複数配置されることが好ましく、複数の上記蛍光体層のそれぞれに含有される上記蛍光体のピーク波長が互いに異なることが好ましい。この場合には、上記入射面側から照射面側に向かって上記蛍光体のピーク波長が小さくなることが好ましい。
　上記第２の態様にあっては、上記蛍光体層は、同一平面上に複数配置されることが好ましい。この場合には、複数の上記蛍光体層のうちの１つは、隙間が形成されるように設けられることが好ましく、複数の上記蛍光体層のうちの残りは、上記蛍光体層のうちの１つに形成された隙間を充填するように設けられることが好ましい。さらにこの場合には、複数の上記蛍光体層のそれぞれに含有される上記蛍光体のピーク波長が互いに異なることが好ましい。
　上記第２の態様にあっては、一次光の第１波長が３９０ｎｍ以上５１０ｎｍ以下である場合において、複数の上記蛍光体層は、第１蛍光体を含有する第１蛍光体層と、第２蛍光体を含有する第２蛍光体層とを含むことが好ましい。この場合には、上記第１蛍光体が、一次光の一部を吸収して黄色の蛍光を発する黄色蛍光体であることが好ましく、上記第２蛍光体が、一次光の一部を吸収して青色の蛍光を発する青色蛍光体であることが好ましい。
　上記第２の態様にあっては、一次光の第１波長が３９０ｎｍ以上５１０ｎｍ以下である場合において、複数の上記蛍光体層は、第１蛍光体を含有する第１蛍光体層と、第２蛍光体を含有する第２蛍光体層と、第３蛍光体を含有する第３蛍光体層とを含むことが好ましい。この場合には、上記第１蛍光体が、一次光の一部を吸収して赤色の蛍光を発する赤色蛍光体であることが好ましく、上記第２蛍光体が、一次光の一部を吸収して緑色の蛍光を発する緑色蛍光体であることが好ましく、上記第３蛍光体が、一次光の一部を吸収して青色の蛍光を発する青色蛍光体であることが好ましい。
　上記本発明に基づく波長変換素子の第３の態様にあっては、一次光が紫外光の場合に用いられることが好ましい。
　上記第３の態様は、上記照射面側に上記光源から出射される紫外光を吸収する紫外光吸収部材をさらに備えることが好ましい。
　上記第３の態様にあっては、上記蛍光体層は、上記入射面側から上記照射面側にかけて並ぶように複数配置されることが好ましく、複数の上記蛍光体層のそれぞれに含有される上記蛍光体のピーク波長が互いに異なることが好ましい。この場合には、上記入射面側から照射面側に向かって上記蛍光体のピーク波長が小さくなることが好ましい。
　上記第３の態様にあっては、上記蛍光体層は、同一平面上に複数配置されることが好ましい。この場合には、複数の上記蛍光体層のうちの１つは、隙間が形成されるように設けられることが好ましく、複数の上記蛍光体層のうちの残りは、上記蛍光体層のうちの１つに形成された隙間を充填するように設けられることが好ましい。さらにこの場合には、複数の上記蛍光体層のそれぞれに含有される上記蛍光体のピーク波長が互いに異なることが好ましい。
　上記第３の態様にあっては、複数の上記蛍光体層は、第１蛍光体を含有する第１蛍光体層と、第２蛍光体を含有する第２蛍光体層とを含むことが好ましい。この場合には、上記第１蛍光体が、一次光の一部を吸収して黄色の蛍光を発する黄色蛍光体であることが好ましく、上記第２蛍光体が、一次光の一部を吸収して青色の蛍光を発する青色蛍光体であることが好ましい。
　上記第３の態様にあっては、複数の上記蛍光体層は、第１蛍光体を含有する第１蛍光体層と、第２蛍光体を含有する第２蛍光体層と、第３蛍光体を含有する第３蛍光体層とを含むことが好ましい。この場合には、上記第１蛍光体が、一次光の一部を吸収して赤色の蛍光を発する赤色蛍光体であることが好ましく、上記第２蛍光体が、一次光の一部を吸収して緑色の蛍光を発する緑色蛍光体であることが好ましく、上記第３蛍光体が、一次光の一部を吸収して青色の蛍光を発する青色蛍光体であることが好ましい。
　上記本発明に基づく波長変換素子にあっては、複数の上記蛍光体層は、第１蛍光体を含有する第１蛍光体層と、第２蛍光体を含有する第２蛍光体層とを含むことが好ましい。この場合には、上記第１蛍光体の遷移双極子モーメントの方向と上記第２蛍光体の遷移双極子モーメントの方向との成す角度が４５度以上９０度以下であることが好ましい。
　上記本発明に基づく波長変換素子にあっては、上記蛍光体層は、互いにピーク波長が異なる複数の蛍光体を含有することが好ましい。
　上記本発明に基づく波長変換素子は、一次光を上記入射面に向けて反射する反射シートをさらに備えることが好ましい。
　上記本発明に基づく波長変換素子は、上記照射面側に光源からの一次光を反射し、上記蛍光体から発光される二次光を透過することが可能な誘電体膜をさらに備えることが好ましい。
　上記本発明に基づく波長変換素子は、一次光を散乱して上記入射面に向けて出射する光学部材をさらに備えることが好ましい。
　上記本発明に基づく波長変換素子は、透光基板と、上記透光基板の表面上に形成された配向膜とをさらに備えることが好ましく、上記蛍光体層のうち少なくとも一部は、上記配向膜上に形成されていることが好ましい。
　上記本発明に基づく波長変換素子にあっては、上記蛍光体層に含まれる蛍光体は、光配向法、ラビング法および延伸法のいずれかによって上記第１方向に配向されることが好ましい。
　上記本発明に基づく波長変換素子は、一次光を拡散して一次光の入射光と異なる方向に照明光を取り出す導光板として用いられることが好ましい。
　上記本発明に基づく波長変換素子は、一次光の色調整を行なう色調整層が形成された透光基板をさらに備えることが好ましい。
　本発明によれば、二次光の取り出し効率を向上させることができる照明装置を提供することができる。
本発明に係る照明装置の概略図である。 図１に示す照明装置のＩＩ－ＩＩ線に沿った模式断面図である。 図１に示す波長変換素子に含まれる配向状態の蛍光体から発光される二次光の発光方向と双極子モーメントの方向との関係を示す図である。 図３に示すＩＶ（ａ）－ＩＶ（ａ）線に沿った模式断面図およびＩＶ（ｂ）－ＩＶ（ｂ）線に沿った模式断面図である。 図１に示す波長変換素子に含まれる蛍光体層内の蛍光体とポリマー分子の状態を示す図である。 図５に示す蛍光体の遷移双極子モーメントの方向とポリマー分子の遅相軸の方向との成す角度を示す図である。 蛍光体が配向している状態を示す図である。 配向している状態の各蛍光体の遷移双極子モーメントの方向を示す図である。 配向状態の蛍光体から発光される二次光の発光方向と、照明光として取り出し可能な領域とを示す図である。 図９に示すＸ－Ｘ線に沿った模式断面図である。 蛍光体の遷移双極子モーメントの方向に垂直な方向と照射面に垂直な方向との成す角度を示す図である。 図１に示す配向状態における蛍光体から発光される二次光の代表的な進路を示す概略図である。 蛍光体の配向方向と、配向状態の蛍光体から発光される二次光の偏光方向との関係を示す図である。 蛍光体の配向方向と、配向状態の蛍光体から発光される二次光の偏光方向との関係を示す図である。 配向状態の蛍光体から発光され二次光を利用した照明装置の使用例を示す図である。 比較の形態に係る照明装置の概略図である。 図１６に示す照明装置のＸＶＩＩ－ＸＶＩＩ線に沿った模式断面図である。 図１６に示す波長変換素子に含まれる無配向状態の蛍光体から発光される二次光の発光方向を示す概略図である。 図１８に示すＸＩＸ（ａ）－ＸＩＸ（ａ）線およびＸＩＸ（ｂ）－ＸＩＸ（ｂ）線に沿った模式断面図である。 蛍光体が配向していない状態を示す図である。 配向していない状態の各蛍光体の遷移双極子モーメントの方向を示す図である。 無配向状態の蛍光体から発光される二次光の発光方向と、照明光として取り出し可能な領域を示す図である。 図２２に示すＸＸＩＩＩ－ＸＸＩＩＩ線に沿った模式断面図である。 図１６に示す無配向状態における蛍光体から発光される二次光の代表的な進路を示す概略図である。 第１変形例における照明装置の模式断面図である。 第２変形例における照明装置の模式断面図である。 第３変形例における照明装置の模式断面図である。 第４変形例における照明装置の模式断面図である。 第５変形例における照明装置の模式断面図である。 第６変形例における照明装置の模式平面図である。 第７変形例における照明装置の模式平面図である。 第８変形例における照明装置の模式平面図である。 第９変形例における照明装置の模式平面図である。 第１０変形例における照明装置の模式断面図である。 第１１変形例における照明装置の模式断面図である。 第１２変形例における照明装置の模式断面図である。 第１３変形例における照明装置の模式平面図である。 第１４変形例における照明装置の模式平面図である。 第１５変形例における照明装置の模式平面図である。 第１６変形例における照明装置の模式平面図である。 第１７変形例における照明装置の模式断面図である。 第１８変形例における照明装置の模式断面図である。 第１９変形例における照明装置の模式断面図である。 図４３に示す波長変換素子を製造する第１の製造方法および第２の製造方法を示す図である。 図４３に示す波長変換素子内を二次光が伝播する様子を示す図である。 第２０変形例における照明装置の模式断面図である。 第２１変形例における照明装置の模式断面図である。 第２２変形例における照明装置の模式断面図である。 第２３変形例における照明装置の模式断面図である。 第２４変形例における照明装置の模式断面図である。 第２５変形例における照明装置の模式断面図である。 第２６変形例における照明装置の模式断面図である。 第２７変形例における照明装置の模式断面図である。 第２８変形例における照明装置の模式断面図である。 第２９変形例における照明装置の模式断面図である。 第３０変形例における照明装置の模式断面図である。 第３１変形例における照明装置の模式断面図である。 第３２変形例における照明装置の模式断面図である。 第３３変形例における照明装置の模式断面図である。 図１に示す照明装置を具備した液晶表示装置の分解斜視図である。 蛍光体から発光される二次光の取り出し効率と蛍光体の屈折率との関係を示す図である。 蛍光体から発光される二次光の取り出し効率と、蛍光体の遷移双極子モーメントの方向と照射面との成す角度との関係を示す図である。 蛍光体から発光される二次光の全光束を測定する様子を示す図である。 二次光の全光束を測定する際における蛍光体の配向方向の方向と偏光板の透過軸の方向との関係を示す図である。 光源から入射される入射光の光束と、蛍光体から発光される二次光の光束との関係を示す表である。 図６３に示す状態において、蛍光体の配向方向と偏光板の透過軸とが平行となる場合に蛍光体から発光される二次光および蛍光体の配向方向と偏光板の透過軸とが垂直となる場合に蛍光体から発光される二次光を示す図である。 図６６に示す状態において、波長変換素子の下層に位置する偏光板の透過軸と平行な透過軸を有する偏光板を波長変換層の上層にさらに重ねた場合の二次光を示す図である。 図６６に示す状態において、波長変換素子の下層に位置する偏光板の透過軸と垂直な透過軸を有する偏光板を波長変換層の上層にさらに重ねた場合の二次光を示す図である。 正面透過率の測定における偏光板の透過軸の方向と蛍光体の配向方向との関係を示す第１の条件および第２の条件を示す図である。 正面透過率の測定結果を示す図である。 蛍光体から発光される二次光の発光強度を測定する様子を示す図である。 発光強度の測定における偏光板の透過軸の方向と蛍光体の配向方向との関係を示す第３の条件および第４の条件を示す図である。 発光強度の測定結果を示す図である。
　以下、本発明の実施の形態および変形例について、図を参照して詳細に説明する。なお、以下に示す実施の形態および変形例においては、同一のまたは共通する部分について図中同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。
　また、以下に示す実施の形態および変形例について、特に記載がある場合を除き、実施の形態および各々の変形例の特徴部分を本発明の趣旨を逸脱しない範囲において組み合わせることができる。
　（実施の形態）
　図１は、本発明の実施の形態に係る照明装置の概略図である。図２は、図１に示す照明装置のＩＩ－ＩＩ線に沿った断面模式図である。図１および図２を参照して、本実施の形態に係る照明装置１００について説明する。
　図１および図２に示すように、本実施の形態に係る照明装置１００は、一次光を出射する光源２０と、波長変換素子１０とを備える。波長変換素子１０は、光源２０に対向配置された第１透光基板３０と、第１透光基板３０の第１主表面上に形成された第１配向膜４０と、第１配向膜４０上に形成された第１蛍光体層５０とを含む。また、波長変換素子１０は、光源２０から出射された一次光が入射される入射面１０ａおよび当該入射面に対向し後述する二次光を含む照明光を照射する照射面１０ｂとを含む。
　第１蛍光体層５０は、光源２０から出射された一次光の一部を吸収して波長の異なる二次光を発光する第１蛍光体５１および屈折率異方性を有するポリマー５４を含む。第１蛍光体５１は、第１配向膜４０によって第１蛍光体層５０中において、第１主表面と平行な方向（図中Ｘ軸方向）に沿って一軸配向している。すなわち、第１蛍光体５１は、第１方向に沿って配向する異方構造を有する。
　光源２０としては、第１主表面に垂直な方向である出射方向（図中Ｚ軸方向）に青色光を出射するものを採用することができる。当該青色光の波長領域は、３９０ｎｍ以上５１０ｎｍ以下である。青色光の発光強度が最大となるピーク波長は、４５０ｎｍ程度である。具体的には、光源２０としては、たとえば４５０ｎｍにピーク波長を有し青色光を出射するＧａＮ系発光ダイオード、ＺｎＯ系発光ダイオード、ダイヤモンド系発光ダイオード等を採用することができる。
　なお、光源２０として、発光ダイオードを採用する場合を例示して説明したが、これに限定されず、放電管、レーザー光源、無機ＥＬ、有機ＥＬ等を適宜採用することができる。
　第１透光基板３０としては、たとえばシリカガラス等のガラス基板、透明フィルムおよび透明樹脂等の透光性を有する部材を採用することができる。第１配向膜４０としては、たとえばポリビニルアルコールやポリイミド等の樹脂膜を採用することができる。
　第１蛍光体層５０は、屈折率異方性を有するポリマー５４に第１蛍光体を添加することにより構成され、屈折率異方性を有するポリマー５４としては、たとえば、リアクティブメソゲン等の液晶ポリマーを採用することができる。リアクティブメソゲンとしては、たとえばＤＩＣ社製のＵＣＬ－０１７、メルク社製のＲＭＭ３４Ｃ等を採用することができる。
　リアクティブメソゲンとは、二個以上の芳香族環等からなる棒状もしくは板状のメソゲン基と少なくとも一つの重合性官能基からなる化合物である。二色性蛍光体を配向させるためにはリアクティブメソゲンは棒状のほうが望ましい。
　第１蛍光体５１としては、二色性蛍光体を採用することができる。さらに、第１蛍光体５１としては、光源からの一次光を吸収可能であり、発光される二次光の波長が一次光の波長よりも長波長となるものが好ましく、たとえば青色光を吸収して黄色光を二次光として発光する黄色蛍光体を採用することができる。黄色蛍光体の発光する黄色光の波長領域は、５７０ｎｍ以上５９０ｎｍ以下である。黄色光の発光強度が最大となるピーク波長は、５８０ｎｍである。具体的には、第１蛍光体５１としては、Basic　Yellow　HG、Eosine、Rhodamine　6G等の黄色蛍光体を採用することができる。なお、第１蛍光体５１は、これら有機蛍光体に限定されず、無機蛍光体、ナノ結晶体、量子ロッドであってもよい。
　ここで、第１蛍光体５１に吸収されなかった光源２０の一次光は、波長変換素子１０を透過するため、第１蛍光体５１の濃度（吸光度）を調整することで、所望の色を有する照明光が得られる。たとえば、光源２０からの一次光が蛍光体層５０を透過できる濃度にて第１蛍光体５１が第１蛍光体層中に分布されている場合には、光源２０からの光源色と第１蛍光体５１からの発光色とを併せた色を得ることができる。一方、光源２０からの一次光が蛍光体５０層を透過できない濃度にて第１蛍光体５１が第１蛍光体層中に分布されている場合には、第１蛍光体５１からの発光色だけを得ることができる。以上のように照明装置から照射される照明光の所望の色に合わせて、屈折率異方性を有するポリマー５４に含有される第１蛍光体５１の濃度を適宜調整することができる。
　次に、第１透光基板３０に第１配向膜４０および第１蛍光体層５０を形成する際の具体的な形成方法について説明する。
　まず、第１透光基板３０が準備される。次に、塗布法や印刷法が用いられて第１透光基板３０の第１主表面上にポリイミド膜が塗布され熱処理が施された後に、第１主表面と平行な方向にラビング処理が行なわれることにより、第１配向膜４０が形成される。ラビング処理により、第１配向膜４０表面には、第１主表面と平行な方向（図中Ｘ軸方向）に微細な溝が形成される。
　続いて、塗布法や印刷法が用いられて第１蛍光体５１としての黄色蛍光体を所定の重量比で液晶材料（リアクティブメソゲン）に混合した液晶ポリマーが第１配向膜４０上に塗布される。その後、当該液晶ポリマーに熱処理や紫外線照射処理等が施されることにより、液晶ポリマーに配向処理が行なわれるとともに第１蛍光体層５０が形成される。このとき液晶ポリマーは、第１配向膜４０の配向規制力によって微細な溝が延びる方向（図中Ｘ軸方向）に沿って配向する。これにより、液晶ポリマー内に含有される第１蛍光体５１も微細な溝が延びる方向（図中Ｘ軸方向）に沿って配向する。
　ラビング処理の条件としては、たとえば、ラビング布の第１透光基板への押し込み量を、０．５ｍｍとし、第１透光基板を載置したステージの移動速度を１００ｍｍ／ｓとし、ラビング布を巻き付けたローラーの回転数を３００ｒｐｍとし、ラビング回数を３回とすることができる。
　図３は、図１に示す波長変換素子に含まれる配向状態の蛍光体から発光される二次光の発光方向と双極子モーメントの方向との関係を示す図である。図４は、図３に示すＩＶ（ａ）－ＩＶ（ａ）線に沿った模式断面図およびＩＶ（ｂ）－ＩＶ（ｂ）線に沿った模式断面図である。図３および図４を参照して、配向状態における第１蛍光体５１から発光される二次光について説明する。
　図３に示すように、ＤＲ１方向に配向した配向状態の第１蛍光体５１は、領域Ｒ１に示すように双極子状に発光する。本実施の形態においては、遷移双極子モーメントの方向（ＤＲ１方向）が、第１蛍光体５１の配向方向に平行なＸ軸方向と一致している。
　図４（ａ）は、配向状態の第１蛍光体５１から発光される二次光のうち、Ｚ軸方向およびＸ軸方向に平行な面内に含まれる二次光の進行方向および強度を示す概略図である。図４（ｂ）は、配向状態の第１蛍光体５１から発光される二次光のうち、Ｚ軸方向に平行でありＹ軸方向に平行な面内に含まれる二次光の進行方向および強度を示す概略図である。ここで、図４（ａ）、（ｂ）に示す様々な方向へ向かう矢印の向きは光の進行方向を表しており、様々な方向へ向かう矢印の長さは光の強度を表している。
　図４（ａ）に示すように、配向状態の第１蛍光体５１は、Ｚ軸方向およびＸ軸方向に平行な面内において、出射方向（図中Ｚ軸方向）に双極子状に発光する。この際、双極子状に発光された二次光は、第１配向膜４０が形成されている平面と発光方向とのなす角をθとした場合においてｓｉｎ２θの強度分布を有する。また、図４（ｂ）に示すように、配向状態の第１蛍光体５１は、Ｚ軸方向に平行でありＹ軸方向に平行な面内において、配向方向（ＤＲ１方向）の周方向に等方に発光する。
　このように、第１蛍光体５１から発光される二次光においては、配向方向に沿った方向（ＤＲ１方向）においては発光量が少なく、配向方向と垂直である出射方向（図中Ｚ軸方向）においては発光量が多くなる。すなわち、配向状態における第１蛍光体５１から発光される二次光は出射方向（図中Ｚ軸方向）に沿った発光強度が強い指向性を有する。
　図５は、図１に示す波長変換素子に含まれる蛍光体層内の蛍光体とポリマー分子の状態を示す図である。図６は、図５に示す蛍光体の遷移双極子モーメントの方向とポリマー分子の遅相軸の方向との成す角度を示す図である。図７は、蛍光体が配向している状態を示す図である。図８は、配向している状態の各蛍光体の遷移双極子モーメントの方向を示す図である。図５ないし図８を参照して、配向状態の蛍光体に含まれる蛍光体からの発光について説明する。
　図５に示すように、第１蛍光体５１は蛍光体５２によって構成されており、屈折率異方性を有するポリマー５４は、ポリマー分子５３によって構成されている。蛍光体５２は、二色性を有する。蛍光体層５０内の蛍光体５２およびポリマー分子５３は、長軸Ａ４，Ａ２および短軸Ａ３，Ａ１を含む棒状形状を有する。配向状態においては、蛍光体５２の長軸Ａ４および屈折率異方性を有するポリマー分子５３の長軸Ａ２がＸ軸方向に沿って延在するとともに、蛍光体５２の短軸Ａ３および屈折率異方性を有するポリマー分子５３の短軸Ａ１がＺ軸方向に沿って延在した状態で、蛍光体５２およびポリマー分子５３がＹ軸方向に並んで配列する。これにより、遷移双極子モーメントの方向（ＤＲ１方向）とポリマー分子５３の長軸Ａ２が平行になる。
　ここで、双極子モーメントは、振動方向に発光しにくい性質を有するため、蛍光体５２からは、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４のように双極子モーメントの方向（ＤＲ１方向）に垂直な方向に二次光が発光される。このような二次光は、蛍光体５１内を伝播しながら複数のポリマー分子５３に徐々に散乱されて散乱光Ｌ５、Ｌ６のように照射面から外部へ取り出される。
　Ｌ３、Ｌ４のような二次光は、Ｘ－Ｙ面内方向に水平な偏光であり、上述のように遷移双極子モーメントの方向（ＤＲ１方向）とポリマー分子５３の長軸Ａ２の方向が平行になることにより、配向されたポリマー分子５３の長軸方向に平行な偏光となる。すなわち、蛍光体５１内の伝播光の偏光軸と、ポリマー分子５３の遅相軸（長軸Ａ２）とが平行となる。この結果、蛍光体５２から発光された二次光は、ポリマー分子５３によって強く散乱されることになる。
　配向状態の第１蛍光体５１にあっては、ほぼ全ての遷移双極子モーメントの方向（ＤＲ１方向）とポリマー分子５３の遅相軸（長軸Ａ２）とが平行となるように、蛍光体５２およびポリマー分子５３が配向されているため、上記のように蛍光体５１内のあらゆるところで、伝播光が効率よく散乱される。これにより、二次光の取り出し効率が向上する。
　なお、上記においては、遷移双極子モーメントの方向とポリマー分子５３の遅相軸とが平行になる場合を例示したがこれに限定されない。図６に示すように、図５に示すＹ軸方向に沿って見た場合に、遷移双極子モーメントの方向（ＤＲ１方向）とポリマー分子の遅相軸（長軸Ａ２）との成す角度のうち小さい方の角度をθ１とすると、０度≦θ１≦４５度の条件が満たされればよい。これにより、蛍光体５２から発光された偏光に対してポリマー分子５３の散乱強度が大きくなるため、第１蛍光体層５０内で反射されながら端面に伝播していた伝播光を照射面側に取り出すことができる。この結果、二次光の取り出し効率が向上する。
　図７に示すように、複数の蛍光体５２がＸ軸方向に沿って配向する場合には、図８に示すように、それぞれの遷移双極子モーメントの方向（ＤＲ１方向）もＸ軸方向に対して平行になる。これにより、配向した蛍光体５２が集合した第１蛍光体５１は、全体として上述のように双極子状に発光する。
　この結果、図７に示すように、第１蛍光体層５０に向けて光源から出射された一次光Ｌ７によって励起された第１蛍光体５１から発光された二次光Ｌ８は、蛍光体５１の配向方向に平行な偏光成分を有する光として波長変換素子１０の照射面側から外部に向けて照射される。
　図９は、配向状態の蛍光体から発光される二次光の発光方向と、照明光として取り出し可能な領域とを示す図である。図１０は、図９に示すＸ－Ｘ線に沿った模式断面図である。図９および図１０を参照して、配向状態の蛍光体５１から取り出し可能な二次光について説明する。
　図９に示すように、母線Ｃ１、Ｃ２を含み、Ｚ軸の上方に底面を有する円錐形状の領域Ｒ２において、配向状態の第１蛍光体５１から発光される二次光を照明光として取り出すことができる。図１０に示すように、Ｚ軸方向に沿った断面で見た場合にあっては、母線Ｃ１、Ｃ２の内側に位置する領域Ｒ３に発光された二次光を照明光として取り出すことができる。一方、母線Ｃ１、Ｃ２の外側に位置する領域Ｒ４に発光された二次光は、照明光として取り出すことができない。
　ここで、配向状態の第１蛍光体５１から発光される双極子状の二次光においては、Ｘ軸方向に沿って発光される二次光の割合が低く、発光領域Ｒ１（図９参照）に対して領域Ｒ３が占める割合が高くなるため、二次光が出射方向（Ｚ軸方向）に集光されることになる。これにより、二次光の取り出し効率が向上する。
　なお、上記においては、遷移双極子モーメントの方向（ＤＲ１方向）がＸ軸と平行である場合を例示したがこれに限定されない。
　図１１は、蛍光体の遷移双極子モーメントの方向に垂直な方向と照射面に垂直な方向との成す角度を示す図である。図１１を参照して、蛍光体の遷移双極子モーメントの方向（ＤＲ１方向）に垂直な方向Ｂ１と照射面に垂直な方向Ｂ２との成す角度のうち小さい方の角度について説明する。
　図１１に示すように、遷移双極子モーメントの方向に垂直な方向Ｂ１と、波長変換素子１０の照射面１０ｂに垂直な方向Ｂ２との成す角度のうち小さい方の角度、すなわち、遷移双極子モーメントの方向と照射面１０ｂとの成す角度のうち小さい方の角度をθ２とした場合に、０度≦θ２≦３８度の条件が満たされればよい。
　このようにすることで、蛍光体５１から発光される二次光は、主として遷移双極子モーメントに対して垂直な方向となり、後述する臨界角度以下で照射面に入射される二次光の割合が増加することによって蛍光体層５０および第１透光基板３０内で反射されながら端面から照射される二次光を低減させることができる。この結果、二次光の取り出し効率が向上する。なお、その検証についてのシミュレーション結果については後述する。
　図１２は、図１に示す第１蛍光体から発光される二次光の代表的な進路について示す概略図である。図１２を参照して、第１蛍光体５１から発光される二次光の代表的な進路について説明する。
　上述のように、第１蛍光体５１から発光される二次光は、出射方向（図中Ｚ軸方向）に沿った発光強度が強い指向性を有し、かつ、特定の偏光成分を有する。このため、図１２に示すように、第１蛍光体５１から発光される二次光のうち出射方向側に向けて発光される光の大部分は、第１蛍光体層５０の屈折率と外部（空気層）の屈折率とによって規定される臨界角以下の角度で第１蛍光体層５０と外部（空気層）との界面に入射される。これら臨界角以下で入射された光は、外部（空気層）に向けて照射される。
　一方、臨界角よりも大きい角度で第１蛍光体層５０と外部（空気層）との界面に入射された二次光は、第１蛍光体層５０と外部（空気層）との界面において全反射され、第１蛍光体層５０の端面または第１透光基板３０の端面から照射される。これら第１蛍光体層５０の端面または第１透光基板３０の端面から照射される二次光は、照明装置１００の発光には寄与しないため、光損失となる。なお、全反射された二次光の進路の詳細については後述する比較の形態において説明する。
　ここで、外部（空気層）の屈折率は約１．０であり、第１蛍光体層５０の屈折率を約１．６に設定した場合においては、第１蛍光体層５０と外部（空気層）との界面における臨界角は約３９度となる。
　次に、一次光と二次光との加法混色について説明する。光源２０から出射された青色の一次光は、主として第１透光基板３０に向けて出射され、第１透光基板３０および第１配向膜４０を透過し、第１蛍光体層５０に到達する。第１蛍光体層５０の内部においては、一次光のうち、第１配向膜４０によって配向している第１蛍光体５１に照射された光が当該第１蛍光体５１によって吸収されて二次光である黄色光に変換されて主として外部に向けて（図中Ｚ軸方向）発光され、当該第１蛍光体５１に照射されなかった光が変換されることなく一次光として青色光のまま第１蛍光体層５０を透過する。
　これにより、光源２０から出射され第１蛍光体層５０を透過した青色の一次光に、第１蛍光体５１から発光された黄色の二次光が加法混色されることとなり、白色光が照明光として外部に向けて照射されることになる。
　図１３および図１４は、蛍光体の配向方向と、配向状態の蛍光体から発光される二次光の偏光方向との関係を示す図である。図１３および図１４を参照して、蛍光体の配向方向と配向状態の蛍光体から発光される二次光の偏光方向との関係について説明する。
　図１３に示すように、第１蛍光体５１がＸ軸方向に沿って配向する場合には、第１蛍光体５１から発光される二次光においては、Ｌ９、Ｌ１０、Ｌ１１に示すようなＸ軸方向と平行な偏光の割合が増加する。
　また、図１４に示すように、第１蛍光体５１がＹ軸方向に沿って配向する場合には、第１蛍光体５１から発光される二次光においては、Ｌ１２、Ｌ１３、Ｌ１４に示すようなＹ軸方向と平行な偏光の割合が増加する。
　このように第１蛍光体５１が配向している場合には、第１蛍光体５１の配向方向に垂直な偏光に対して第１蛍光体５１の配向方向に平行な偏光の割合が極めて高くなる。したがって、第１蛍光体５１の配向方向を制御することにより、所定方向の配向方向に平行な偏光を得ることができる。また、第１蛍光体５１から発光される二次光において、配向方向に平行な方向に振動する偏光成分の強度が配向方向に垂直な方向に振動する偏光成分の強度よりも高くなる。さらには、第１蛍光体において、配向方向に平行な方向に振動する一次光の偏光成分の吸収率が、配向方向に垂直な方向に振動する一次光の偏光成分の吸収率よりも高くなる。このような配向状態の第１蛍光体５１の発光および吸光に関する偏光依存性に関する検証実験については後述することとする。
　図１５は、配向状態の蛍光体から発光され二次光を利用した照明装置の使用例を示す図である。図１５を参照して、配向状態の蛍光体から発光され二次光を利用した照明装置の使用例を説明する。
　図１５に示すように、本使用例においては、デスクスタンド等の照明装置として、本実施の形態に係る照明装置１００が使用される場合を例示する。上述のように、第１蛍光体５１の配向方向を制御することにより、特定方向の偏光を得ることができる。たとえば、照明装置１００からの照明光Ｌ１５の偏光方向がＰ波となるように第１蛍光体５１の配向方向を制御することができる。Ｐ波は、本やＰＣディスプレイ等の対象物１０１に反射にくい性質を有するため、使用者１０２の目に入る反射光を低減させることができる。これにより、反射グレアが抑制され、結果として照明光の照度を損なわずに対象物１０１が見えやすくなる。
　また、天井照明器具として本実施の形態に係る照明装置１００を用いた場合であっても、たとえば室内に配置された液晶表示装置の表面にて入射される光の反射を低減させることができ、反射グレアの発生を抑制することができる。さらに、本実施の形態に係る照明装置１００は、レーザー装置、およびセンサー等の各種光学システムにも採用した場合であっても同様の効果が得られる。
　以上のように、実施の形態に係る照明装置１００においては、第１配向膜４０によって第１蛍光体５１およびポリマー分子５３が第１主表面と平行な方向に配向した状態となるため、蛍光体５２から発光された偏光に対してポリマー分子５３の散乱強度が大きくなる。これにより、二次光を照射面側に効率よく取り出すことができるとともに、二次光を出射方向（Ｚ軸方向）に集光することができる。このため、出射方向に発光される二次光の大部分が、第１蛍光体層５０の屈折率と外部（空気層）の屈折率とによって規定される臨界角以下の角度で第１蛍光体層５０と外部（空気層）との界面に入射する。その結果、出射方向に出射される二次光の大部分が外部に照射されることになり、二次光の取り出し効率が向上する。また、二次光の取り出し効率が向上することにより、一次光に加法混色されて外部に照射される照明光の光量が増加して、照明装置１００の輝度が向上する。
　なお、本実施の形態においては、光源２０が青色に対応する波長を有する可視光を出射する場合を例示して説明したが、これに限定されず、光源２０としては、たとえば紫外域の波長や、緑色に対応する波長等の可視光領域の波長を有する光を出射するもの等を適宜選択することができる。また、光源２０から出射される一次光の色に合わせ、第１蛍光体５１の種類も適宜選択することもできる。
　また、本実施の形態においては、波長変換素子１０は、照射面１０ｂ側に第１波長を有する一次光を吸収し、かつ、第２波長を有する二次光を選択的に透過する波長選択透過膜をさらに含んでいてもよい。これにより、所望の色を有する第１蛍光体から発光された二次光のみによって構成される照明光を容易に取り出すことができる。
　さらに、本実施の形態においては、光源２０と波長変換素子１０との間に、もしくは、波長変換素子１０の照射面１０ｂ側にプリズムシートや拡散シート等の光学部材をさらに設けてもよい。
　（比較の形態）
　図１６は、比較の形態に係る照明装置の概略図である。図１７は、図１６に示す照明装置のＸＶＩＩ－ＸＶＩＩ線に沿った模式断面図である。図１６および図１７を参照して比較の形態に係る照明装置２００について説明する。
　図１６および図１７に示すように、比較の形態に係る照明装置２００は、実施の形態に係る照明装置１００と比較した場合に、第１透光基板２３０上に第１蛍光体層２５０が形成されており、第１蛍光体層２５０に含有される第１蛍光体２５１が配向していない点において相違する。
　具体的には、比較の形態に係る照明装置２００は、一次光を照射する光源２２０と、波長変換素子２１０とを備える。波長変換素子２１０は、光源２２０に対向配置された第１透光基板２３０と、第１透光基板２３０の第１主表面上に形成された第１蛍光体層２５０とを含む。第１蛍光体層２５０は、光源２２０から出射された一次光の一部を吸収して波長の異なる二次光を発光する第１蛍光体２５１および屈折率異方性を有するポリマー２５４を含む。第１蛍光体２５１は、第１蛍光体層２５０内において無配向状態であり不規則に並んでいる。
　図１８は、図１６に示す波長変換素子に含まれる無配向状態の蛍光体から発光される二次光の発光方向を示す概略図である。図１９は、図１８に示すＸＩＸ（ａ）－ＸＩＸ（ａ）線およびＸＩＸ（ｂ）－ＸＩＸ（ｂ）線に沿った模式断面図である。図１８および図１９を参照して、無配向状態における第１蛍光体５１から発光される二次光について説明する。
　図１８に示すように、無配向状態の第１蛍光体２５１は、領域Ｒ５に示すように球状に等方発光する。
　図１９（ａ）は、無配向状態の第１蛍光体２５１から発光される二次光のうち、Ｚ軸方向およびＸ軸方向に平行な面内に含まれる二次光の進路および強度を示す概略図である。図１９（ｂ）は、無配向状態の第１蛍光体２５１の発光のうち、Ｚ軸方向に平行でありＹ軸方向に平行な面内に含まれる二次光の進路および強度を示す概略図である。ここで、図１９（ａ）、（ｂ）に示す様々な方向へ向かう矢印の向きは、光の進行方向を表しており、様々な方向へ向かう矢印の長さは、光の強度を表している。
　図１９（ａ）に示すように、無配向状態の第１蛍光体２５１は、Ｚ軸方向およびＸ軸方向に平行な面内において等方に発光する。また、図１９（ｂ）に示すように、無配向状態の第１蛍光体２５１は、Ｚ軸方向に平行でありＹ軸方向に平行な面内においても等方に発光する。
　図２０は、蛍光体が配向していない状態を示す図である。図２１は、配向していない状態の各蛍光体の遷移双極子モーメントの方向を示す図である。図２０および図２１を参照して、無配向状態の第１蛍光体２５１に含まれる蛍光体２５２からの発光について説明する。
　図２０および図２１に示すように、第１蛍光体２５１が無配向状態である場合においては、第１蛍光体２５１に含まれる複数の蛍光体２５２は、不規則に並んでいる。このため、複数の蛍光体２５２の各双極子モーメントの方向（ＤＲ２方向）も不規則となる。これにより、無配向状態の蛍光体２５２が集合した第１蛍光体２５１は、全体として平均化されて等方に発光する。
　この結果、蛍光体層２５０に向けて光源から出射された一次光Ｌ１５によって励起された第１蛍光体２５１から発光された二次光Ｌ１６は、無偏光状態で波長変換素子１０の照射面側から外部に向けて照射される。
　図２２は、無配向状態の蛍光体から発光される二次光の発光方向と、照明光として取り出し可能な領域とを示す図である。図２３は、図２２に示すＸＸＩＩＩ－ＸＸＩＩＩ線に沿った模式断面図である。図２２および図２３を参照して、無配向状態の蛍光体２５１から取り出し可能な二次光について説明する。
　図２２に示すように、母線Ｃ１、Ｃ２を含み、Ｚ軸の上方に底面を有する円錐形状の領域Ｒ２において、無配向状態の第１蛍光体２５１から発光される二次光を照明光として取り出すことができる。
　図２３に示すように、Ｚ軸方向に沿った断面で見た場合にあっては、母線Ｃ１、Ｃ２の内側に位置する領域Ｒ６に発光された二次光を照明光として取り出すことができる。一方、母線Ｃ１、Ｃ２の外側に位置する領域Ｒ７に発光された二次光は、照明光として取り出すことができない。
　ここで、無配向状態の第１蛍光体２５１から等方に発光される球状の二次光においては、Ｘ軸方向に沿って発光される二次光の割合が高く、発光領域Ｒ５（図２２参照）に対してＲ６領域が占める割合が低くなるため、照明装置２００の照明には寄与しない光の量が多くなる。これにより、二次光の取り出し効率が低下する。
　図２４は、図１６に示す無配向状態の蛍光体から発光される二次光の代表的な進路を示す概略図である。図２４を参照して、第１蛍光体２５１から発光される二次光の代表的な進路について説明する。上述のように第１蛍光体２５１から発光される二次光は、指向性を有さずに等方性を有する。このため、図２４に示すように、第１蛍光体２５１から発光される二次光のうち出射方向側に向けて発光される光の大部分は、第１蛍光体層２５０の屈折率と外部（空気層）の屈折率とによって規定される臨界角よりも大きい角度で第１蛍光体層２５０と外部（空気層）との界面に入射されることになる。
　これら臨界角より大きい角度で入射された二次光は、第１蛍光体層２５０と外部（空気層）との界面において全反射される。この全反射された二次光の一部は、第１蛍光体層２５０の端面から外部に向けて出射される。また、全反射された二次光のその他の一部は、第１蛍光体層２５０内に戻り、第１透光基板２３０内に侵入する。
　ここで、第１透光基板２３０の屈折率（約１．４）は、第１透光基板２３０と光源２０との間に位置する外部（空気層）の屈折率（約１．０）よりも小さい。このため、第１透光基板２３０内に侵入した光のうち第１透光基板２３０の屈折率と当該外部（空気層）の屈折率とによって規定される臨界角よりも大きい角度で第１透光基板２３０と当該外部（空気層）との界面に入射された二次光は、当該界面において全反射されることになる。当該界面において全反射された二次光は、第１蛍光体層２５０に侵入し第１蛍光体層２５０の端面から外部に向けて照射される。
　このように、第１蛍光体２５１から発光された二次光の大部分は、第１蛍光体層２５０と外部（空気層）との界面、および、第１透光基板２３０と光源２０との間に位置する外部（空気層）と、第１透光基板２３０との界面において全反射しながら第１蛍光体層２５０内および第１透光基板２３０内を伝播していき、第１蛍光体層２５０の端面または第１透光基板２３０の端面から照射される。第１透光基板２３０の端面または第１蛍光体層２５０の端面から照射された二次光は、照明装置２００の照明光に寄与しないため、光損失となる。
　一方、第１蛍光体２５１から発光される二次光のうち臨界角以下の角度で、第１蛍光体層２５０と外部（空気層）との界面に入射された光は、当該界面を介して外部（空気層）に照射される。この外部（空気層）に照射された二次光（黄色光）と、第１蛍光体に吸収されずに第１蛍光体層５０を透過した一次光（青色光）とが加法混色されることとなり、白色光が外部に向けて照射される。
　以上のように、比較の形態における照明装置２００においても白色光が照明光として照射されるが、蛍光体２５１から発光される二次光が等方性を有するため、当該二次光のうち第１蛍光体層２５０の屈折率と外部（空気層）の屈折率とによって規定される臨界角よりも大きい角度で第１蛍光体層２５０と外部（空気層）との界面に入射する光の割合が多くなる。これにより、第１蛍光体層２５０の端面および第１透光基板２３０の端面から出射され照明装置２００の照明には寄与しない光の量が多くなる。
　（比較の形態と比較した実施の形態の効果）
　以上のように、実施の形態に係る照明装置１００では、第１配向膜４０によって、第１蛍光体５１が一軸配向した状態であるため、蛍光体５２から発光された偏光を効率よく照射面１０ｂ側に向けて散乱させることができ、第１蛍光体５１から発光される二次光を効率よく照射面１０ｂ側から取り出すことができる。
　このため、上述のように第１蛍光体層５０と外部（空気層）の界面に臨界角以下で入射される二次光の量が多くなり、比較の形態に係る照明装置２００と比較した場合に、第１蛍光体層５０と外部（空気層）の界面から外部（空気層）に照射される二次光の量が多くなるとともに、第１蛍光体層５０の端面および第１透光基板３０の端面から照射され照明装置１００の照明に寄与しない光の量が少なくなる。
　したがって、二次光の取り出し効率を向上させることが可能となり、照明光として外部に照射される光量を増加させて輝度を向上させることができる。また、実施の形態に係る照明装置１００においては、第１蛍光体の配向方向（配向方向）に平行な方向に偏光成分を有する偏光が照射されるため、たとえば液晶表示装置のバックライトとして使用する場合には、偏光方向を調整することで、光の利用効率が向上する。
　（第１変形例）
　図２５は、第１変形例における照明装置の模式断面図である。図２５を参照して、第１変形例における照明装置１００Ａについて説明する。
　図２５に示すように、本変形例における照明装置１００Ａは、実施の形態に係る照明装置１００と比較した場合に、光源２０の構成が相違する。具体的には、本変形例における照明装置１００Ａは、所定の間隔を隔てて平面的に配列する複数の光源２０を備える。
　このような構成においては、第１透光基板３０の面積が増加した場合においても光源２０を平面的に配列することにより所定の光量を維持することが可能となる。また、第１配向膜４０によって第１蛍光体５１が第１主表面に平行な方向に一軸配向した状態であるため、蛍光体５２から発光された偏光を効率よく照射面側に向けて散乱させることができ、第１蛍光体５１から発光される二次光は、出射方向（図中Ｚ軸方向）に沿った発光強度が強い指向性を有することになる。したがって、本変形例における照明装置１００Ａにおいても、実施の形態に係る照明装置１００とほぼ同様の効果が得られる。
　（第２変形例）
　図２６は、第２変形例における照明装置の模式断面図である。図２６を参照して、本変形例における照明装置１００Ｂについて説明する。
　図２６に示すように、本変形例における照明装置１００Ｂは、実施の形態に係る照明装置１００と比較した場合に、光源２０Ｂの構成が相違する。具体的には、本変形例における照明装置１００Ｂは、放電管で構成された光源２０Ｂを備える。光源２０Ｂとしては、たとえば青色に発光する蛍光体を有する放電管を採用することができる。
　このような構成においては、ＬＥＤ光源と比較して安価な放電管を用いているため、比較的広い範囲に対して照明する場合において、照明装置の製造コストを低減させることができる。また、第１配向膜４０によって第１蛍光体５１が第１主表面に平行な方向に一軸配向した状態であるため、蛍光体５２から発光された偏光を効率よく照射面側に向けて散乱させることができ、第１蛍光体５１から発光される二次光は、出射方向（図中Ｚ軸方向）に沿った発光強度が強い指向性を有することになる。したがって、本変形例における照明装置１００Ｂにおいても、実施の形態に係る照明装置１００とほぼ同様の効果が得られる。
　（第３変形例）
　図２７は、第３変形例における照明装置の模式断面図である。図２７を参照して、本形例における照明装置１００Ｃについて説明する。
　図２７に示すように、本変形例における照明装置１００Ｃは、実施の形態に係る照明装置１００と比較した場合に、第１蛍光体層５０が光源２０を向くように第１透光基板３０が配置されている点において相違する。
　このような構成においても、第１配向膜４０によって第１蛍光体５１が第１主表面に平行な方向に一軸配向した状態であるため、蛍光体５２から発光された偏光を効率よく照射面側に向けて散乱させることができ、第１蛍光体５１から発光される二次光は、出射方向（図中Ｚ軸方向）に沿った発光強度が強い指向性を有することになる。したがって、本変形例における照明装置１００Ｃにおいても、実施の形態に係る照明装置１００とほぼ同様の効果が得られる。
　以下、第４変形例ないし第９変形例においては、蛍光体層が、同一平面上に複数配置され、複数の蛍光体層のうちの１つは、隙間が形成されるように設けられ、かつ、複数の蛍光体層のうちの残りは、蛍光体層のうちの１つに形成された隙間を充填するように設けられる場合について説明する。この場合において、複数の蛍光体層のそれぞれに含有される蛍光体のピーク波長は互いに異なることが好ましい。
　（第４変形例）
　図２８は、第４変形例における照明装置の概略図である。図２８を参照して、本変形例における照明装置１００Ｄについて説明する。
　図２８に示すように、本実施の形態に係る照明装置１００Ｄは、実施の形態に係る照明装置１００と比較した場合に、第１配向膜４０上に形成される蛍光体層の構成が相違する。
　具体的には、本実施の形態に係る照明装置１００Ｄは、光源２０と、波長変換素子１０Ｄとを備える。波長変換素子１０Ｄは、光源２０に対向配置された第１透光基板３０と、第１透光基板３０の第１主表面上に形成された第１配向膜４０と、第１配向膜４０上に形成された第１蛍光体層５０および第２蛍光体層７０とを含む。また、波長変換素子１０Ｄは、光源２０から出射された一次光が入射される入射面１０ａおよび当該入射面に対向し後述する二次光を含む照明光を照射する照射面１０ｂとを含む。
　第１蛍光体層５０は第１蛍光体５１を含有しており、第２蛍光体層７０は第２蛍光体７１を含有している。第１蛍光体層５０は、Ｘ軸方向に沿って延在し互いに離間して並行して設けられた複数の部分を含んでいる。第２蛍光体層７０は、隣り合う第１蛍光体層５０の上記部分の間の隙間を充填するように複数形成されている。また、第１蛍光体５１は、第１配向膜４０によって第１蛍光体層５０中において第１主表面と平行な方向に一軸配向しており、第２蛍光体７１は、第１配向膜によって第２蛍光体層７０中において第１主表面と平行な方向に一軸配向している。第１蛍光体５１および第２蛍光体７１は、第１配向膜４０によって同一方向（図中Ｘ軸方向）に配向している。
　第１蛍光体５１および第２蛍光体７１は、光源２０から出射された一次光の一部を吸収して、一次光と波長の異なる二次光を発光する。第１蛍光体５１の発光する二次光のピーク波長と第２蛍光体７１の発光する二次光のピーク波長はそれぞれ異なる。
　第１蛍光体層５０および第２蛍光体層７０は、屈折率異方性を有するポリマーに第１蛍光体５１および第２蛍光体７１を添加することにより構成される。屈折率異方性を有するポリマーとしては、たとえば、リアクティブメソゲン等の液晶ポリマーを採用することができる。リアクティブメソゲンとしては、たとえばＤＩＣ社製のＵＣＬ－０１７、メルク社製のＲＭＭ３４Ｃ等を採用することができる。
　第１蛍光体５１としては、二色性蛍光体を採用することができ、たとえば、青色光を吸収して緑色光を二次光として発光する緑色蛍光体を採用することができる。緑色蛍光体の発光する緑色光の波長領域は、４６０ｎｍ以上５８０ｎｍ以下である。緑色光の発光強度が最大となるピーク波長は、５２０ｎｍである。具体的には、第１蛍光体５１として、Brilliantsulfoflavine　FF、Thioflavine等を採用することができる。
　一方、第２蛍光体７１としては、二色性蛍光体を採用することができ、たとえば、青色光を吸収して赤色光を二次光として発光する赤色蛍光体を採用することができる。赤色蛍光体の発光する赤色光の波長領域は、５３０ｎｍ以上６９０ｎｍ以下である。赤色光の発光強度が最大となるピーク波長は、６１０ｎｍである。具体的には、第２蛍光体７１としては、Rhodamine　B等の赤色蛍光体を採用することができる。なお、第１蛍光体５１および第２蛍光体７１は、上述のような有機蛍光体に限定されず、無機蛍光体、ナノ結晶体、量子ロッドであってもよい。
　続いて、第１配向膜４０上に第１蛍光体層５０および第２蛍光体層７０を形成する際の具体的な形成方法について説明する。なお、第１配向膜４０を第１透光基板３０の第１主表面上に形成する方法としては、実施の形態と同様の方法が採用でき、第１配向膜４０の表面には、第１主表面に平行な方向（図中Ｘ軸方向）に沿って微細な溝が形成されている。
　第１配向膜４０の表面に微細な溝が形成された状態において、塗布法や印刷法が用いられて、第１蛍光体５１としての緑色蛍光体を所定の重量比で液晶材料（リアクティブメソゲン）に混合した液晶ポリマーが第１配向膜４０上に塗布される。その後、当該液晶ポリマーに熱処理や紫外線照射処理等が施されることにより、当該液晶ポリマーに配向処理が行なわれる。このとき液晶ポリマーは、第１配向膜４０の配向規制力によって微細な溝が延びる方向（図中Ｘ軸方向）に沿って配向する。これにより、液晶ポリマー内に含有される第１蛍光体５１としての緑色蛍光体も微細な溝が延びる方向（図中Ｘ軸方向）に沿って配向する。
　次に、フォトリソグラフィ法、ウェットエッチング法、ドライエッチング法などの既存のパターニング方法が用いられて当該液晶ポリマーが所定の形状にパターニングされることにより、互いに離間して並行に配列された複数の上記部分を含む第１蛍光体層５０が第１配向膜４０上に形成される。
　続いて、塗布法や印刷法が用いられて、第２蛍光体７１としての赤色蛍光体を所定の重量比で液晶材料（リアクティブメソゲン）を混合した液晶ポリマーが第１蛍光体層５０上および第１配向膜４０上に塗布される。その後、当該液晶ポリマーに熱処理や紫外線照射処理等が施されることにより、当該液晶ポリマーに配向処理が行われる。このとき当該液晶ポリマーは、第１配向膜４０の配向規制力によって微細な溝が延びる方向（図中Ｘ軸方向）に沿って配向する。これにより、当該液晶ポリマー内に含有される第２蛍光体７１としての赤色蛍光体も微細な溝が延びる方向（図中Ｘ軸方向）に沿って配向する。
　次に、フォトリソグラフィ法、ウェットエッチング法、ドライエッチング法などの既存のパターニング方法が適宜選択して用いられ、当該液晶ポリマーが、第１蛍光体層５０が露出するように所定の形状にパターニングされることにより、複数の第２蛍光体層７０が隣り合う第１蛍光体層５０の上記部分の間の隙間を充填するように第１配向膜４０上に形成される。
　このような方法を用いることにより、第１蛍光体５１および第２蛍光体７１を配向させた状態で第１蛍光体層５０および複数の第２蛍光体層７０を第１配向膜４０上に形成することができる。
　次に、一次光と二次光との加法混色について説明する。光源２０から出射された青色の一次光は、主として第１透光基板３０に向けて照射され、第１透光基板３０および第１配向膜４０を通過し、第１蛍光体層５０および第２蛍光体層７０に到達する。
　第１蛍光体層５０の内部においては、一次光のうち、第１配向膜４０によって配向している第１蛍光体５１に照射された光が、当該第１蛍光体５１によって吸収されて二次光である緑色光に変換されて主として外部に向けて（図中Ｚ軸方向に沿って）発光され、当該第１蛍光体５１に照射されなかった光が、変換されることなく一次光として青色光のまま第１蛍光体層５０を透過する。
　一方、第２蛍光体層７０の内部においては、一次光のうち、第１配向膜によって配向された第２蛍光体７１に照射された光が、当該第２蛍光体７１によって吸収されて二次光である赤色光に変換されて主として外部に向けて（図中Ｚ軸方向に沿って）発光され、当該第２蛍光体７１に照射されなかった光が、変換されることなく一次光として青色光のまま第２蛍光体層７０を透過する。
　これにより、光源２０から出射され第１蛍光体層５０および第２蛍光体層７０を透過した青色の一次光に、第１配向膜４０によって配向している第１蛍光体５１から発光された緑色の二次光および第１配向膜４０によって配向している第２蛍光体７１から発光された赤色の二次光が加法混色されることとなり、白色光が照明光として外部に向けて照射されることになる。
　以上のような構成とすることにより、本実施の形態における照明装置１００Ｄにおいては、第１配向膜４０上で第１蛍光体５１および第２蛍光体７１が第１主表面に平行な方向に一軸配向しているため、蛍光体から発光された偏光を効率よく照射面側に向けて散乱させることができ、第１蛍光体５１および第２蛍光体７１から発光される二次光が出射方向（図中Ｚ軸方向）に沿った発光強度が強い指向性を有することとなる。この結果、本実施の形態に係る照明装置１００Ｄにおいては、第１蛍光体５１および第２蛍光体７１から発光される二次光を効率よく第１蛍光体層５０および第２蛍光体層７０から外部（空気層）に向けて取り出すことができ、そのため一次光と二次光とを加法混色した照明光の光量が向上するとともに輝度が向上する。
　（第５変形例）
　図２９は、第５変形例における照明装置の模式断面図である。図２９を参照して、本変形例における照明装置１００Ｅについて説明する。
　図２９に示すように、本変形例における照明装置１００Ｅは、第４変形例における照明装置１００Ｄと比較した場合に、光源の構成が相違する。具体的には、本変形例における照明装置１００Ｅは、複数の第１蛍光体層５０および複数の第２蛍光体層７０のそれぞれに対応する位置に配置された複数の光源２０を含有する光源群２０Ｅを備える。
　このような構成においても、第１蛍光体５１および第２蛍光体７１が第１主表面に平行な方向に一軸配向しているため、蛍光体から発光された偏光を効率よく照射面側に向けて散乱させることができ、第１蛍光体５１および第２蛍光体７１から発光される二次光が出射方向（図中Ｚ軸方向）に沿った発光強度が強い指向性を有することとなる。したがって、本変形例における照明装置１００Ｅにおいても、第４変形例における照明装置１００Ｄとほぼ同様の効果が得られる。また、各光源２０の照度を調整することにより、照明装置１００Ｅからの照明光の色調を調整することができる。
　（第６変形例）
　図３０は、第６変形例における照明装置の模式平面図である。図３０を参照して、本変形例における照明装置１００Ｆについて説明する。
　図３０に示すように、本変形例における照明装置１００Ｆは、第４変形例における照明装置１００Ｄと比較した場合に、波長変換素子１０Ｆにおける第１蛍光体層５０および第２蛍光体層７０の配列が相違する。具体的には、本変形例における照明装置１００Ｆにおいては、第１蛍光体層５０は、互いに離間して千鳥状に設けられた複数の部分を含み、第２蛍光体層７０は、隣り合う第１蛍光体層５０の上記部分の間の隙間を充填するように複数形成されている。
　また、第１蛍光体層５０に含有される第１蛍光体５１は、第１配向膜４０によって第１蛍光体層５０中において第１主表面と平行な方向に一軸配向しており、第２蛍光体層７０に含有される第２蛍光体７１は、第１配向膜４０によって第２蛍光体層７０中において第１主表面と平行な方向に一軸配向している。第１蛍光体５１および第２蛍光体７１は、第１配向膜４０によって同一方向（図中Ｘ軸方向）に配向している。
　このような構成においても、第１蛍光体５１および第２蛍光体７１が第１主表面に平行な方向に一軸配向しているため、蛍光体から発光された偏光を効率よく照射面側に向けて散乱させることができ、第１蛍光体５１および第２蛍光体７１から発光される二次光が出射方向（図中Ｚ軸方向）に沿った発光強度が強い指向性を有することとなる。したがって、本変形例における照明装置１００Ｆにおいても、第４変形例における照明装置１００Ｄとほぼ同様の効果が得られる。
　（第７変形例）
　図３１は、第７変形例における照明装置の模式平面図である。図３１を参照して、第７変形例における照明装置１００Ｇについて説明する。
　図３１に示すように、第７変形例における照明装置１００Ｇは、第４変形例における照明装置１００Ｄと比較した場合に、波長変換素子１０Ｇにおける第１蛍光体層５０と第２蛍光体層７０の配列が相違する。具体的には、本変形例における照明装置１００Ｇにおいて、第１蛍光体層５０は、千鳥状に配列された複数の円柱状の隙間が形成されるように設けられており、第２蛍光体層７０は第１蛍光体層５０に形成された上記複数の円柱状の隙間を充填するように複数形成されている。
　また、第１蛍光体層５０に含有される第１蛍光体５１は、第１配向膜４０によって第１蛍光体層５０中において第１主表面と平行な方向に一軸配向しており、第２蛍光体層７０に含有される第２蛍光体７１は、第１配向膜４０によって第２蛍光体層７０中において第１主表面と平行な方向に一軸配向している。第１蛍光体５１および第２蛍光体７１は、第１配向膜４０によって同一方向（図中Ｘ軸方向）に配向している。
　このような構成においても、第１蛍光体５１および第２蛍光体７１が第１主表面に平行な方向に一軸配向しているため、蛍光体から発光された偏光を効率よく照射面側に向けて散乱させることができ、第１蛍光体５１および第２蛍光体７１から発光される二次光が出射方向（図中Ｚ軸方向）に沿った発光強度が強い指向性を有することとなる。したがって、本変形例における照明装置１００Ｇにおいても、第４変形例における照明装置１００Ｄとほぼ同様の効果が得られる。
　（第８変形例）
　図３２は、第８変形例における照明装置の模式平面図である。図３２を参照して、第８変形例における照明装置１００Ｈについて説明する。
　図３２に示すように、第８変形例における照明装置１００Ｈは、第４変形例における照明装置１００Ｄと比較した場合に、波長変換素子１０Ｈにおける蛍光体層の構成が相違し、特に第３蛍光体９１を含有する第３蛍光体層９０が形成されている点において相違する。
　第３蛍光体としては、二色性蛍光体を採用することができ、たとえば、一次光を吸収して青色光を二次光として発光する青色蛍光体を採用することができる。青色蛍光体の発光する青色光の波長領域は、３９０ｎｍ以上５１０ｎｍ以下である。青色光の発光強度が最大となるピーク波長は、４５０ｎｍ程度である。具体的には、第３蛍光体としては、ビス（トリアジニルアミノ）スチルベンジスルホン酸誘導体、BBOT等の有機蛍光体を採用することができる。なお、第３蛍光体９１は、これら有機蛍光体に限定されず、無機蛍光体、ナノ結晶体、量子ロッドであってもよい。
　具体的には、第１蛍光体層５０は、Ｘ軸方向に沿って延在し、互いに離間してＹ軸方向に沿って並行に設けられた複数の部分を含んでいる。第２蛍光体層７０は、上記部分の一方側へ隣接して、隣り合う第１蛍光体層５０の上記部分の間の隙間の一部を充填するように複数形成されている。第３蛍光体層９０は、第１蛍光体層５０の上記複数の部分と上記複数の形成された第２蛍光体層７０との間の隙間を充填するように複数の形成されている。
　また、第１蛍光体層５０に含有される第１蛍光体５１は、第１配向膜４０によって第１蛍光体層５０中において第１主表面と平行な方向に一軸配向しており、第２蛍光体層７０に含有される第２蛍光体７１は、第１配向膜４０によって第２蛍光体層７０中において第１主表面と平行な方向に一軸配向しており、第３蛍光体層９０に含有される第３蛍光体９１は、第１配向膜４０によって第３蛍光体層９０中において第１主表面と平行な方向に一軸配向している。第１蛍光体５１、第２蛍光体７１および第３蛍光体９１は、第１配向膜４０によって同一方向（図中Ｘ軸方向）に配向している。また、第１蛍光体５１、第２蛍光体７１および第３蛍光体９１のそれぞれが発する二次光のピーク波長は互いに異なる。
　このような構成においても、第１蛍光体５１、第２蛍光体７１および第３蛍光体９１が第１主表面に平行な方向に一軸配向しているため、蛍光体から発光された偏光を効率よく照射面側に向けて散乱させることができ、第１蛍光体５１、第２蛍光体７１および第３蛍光体９１から発光される二次光が出射方向（図中Ｚ軸方向）に沿った発光強度が強い指向性を有することとなる。したがって、本変形例における照明装置１００Ｈにおいても、第４変形例における照明装置１００Ｄとほぼ同様の効果が得られる。さらには、蛍光体層を増加させることで、より容易に所望の色調を得ることができる。
　（第９変形例）
　図３３は、第９変形例における照明装置の模式平面図である。図３３を参照して、本変形例における照明装置１００Ｉについて説明する。
　図３３に示すように、本変形例における照明装置１００Ｉは、第４変形例における照明装置１００Ｄと比較した場合に、蛍光体層の構成が相違し、特に第３蛍光体９１を含有する第３蛍光体層９０が形成されている点において相違する。
　具体的には、第１蛍光体層５０は、互いに離間して島状に設けられた複数の部分を含んでいる。第２蛍光体層７０は、Ｙ軸方向に沿って隣り合う第１蛍光体層５０の上記部分の隙間を充填するように複数形成されている。第３蛍光体層９０は、Ｘ軸方向に沿って隣り合う第１蛍光体層５０の上記部分の間の隙間およびＸ軸方向に沿って隣り合う第２蛍光体層７０の間の隙間を充填するように複数形成されている。
　また、第１蛍光体層５０に含有される第１蛍光体５１は、第１配向膜４０によって第１蛍光体層５０中において第１主表面と平行な方向に一軸配向しており、第２蛍光体層７０に含有される第２蛍光体７１は、第１配向膜４０によって第２蛍光体層７０中において第１主表面と平行な方向に一軸配向しており、第３蛍光体層９０に含有される第３蛍光体９１は、第１配向膜４０によって第３蛍光体層９０中において第１主表面と平行な方向に一軸配向している。第１蛍光体５１、第２蛍光体７１および第３蛍光体９１は、第１配向膜４０によって同一方向（図中Ｘ軸方向）に配向している。また、第１蛍光体５１、第２蛍光体７１および第３蛍光体９１のそれぞれが発する二次光のピーク波長は互いに異なる。
　このような構成においても、第１蛍光体５１、第２蛍光体７１および第３蛍光体９１が第１主表面に平行な方向に一軸配向しているため、蛍光体から発光された偏光を効率よく照射面側に向けて散乱させることができ、第１蛍光体５１、第２蛍光体７１および第３蛍光体９１から発光される二次光が出射方向（図中Ｘ軸方向）に沿った発光強度が強い指向性を有することとなる。したがって、本変形例における照明装置１００Ｉにおいても、第４変形例における照明装置１００Ｄとほぼ同様の効果が得られる。さらには、蛍光体層を増加させることで、より容易に所望の色調を得ることができる。
　なお、第４変形例ないし第９変形例においては、２種類または３種類の蛍光体層が形成された場合を例示して説明したが、これに限定されず、４種類以上の蛍光体層が形成されていてもよい。また、各蛍光体層の配置、形状、大きさ等については、第４変形例ないし第９変形例における蛍光体層の配置、形状、大きさ等に限定されず、所望の色調に合わせて適宜変更することができる。
　以下、第１０変形例ないし第１２変形例においては、前記蛍光体層が、入射面側から照射面側にかけて並ぶように複数配置され、複数の蛍光体層のそれぞれに含有される蛍光体のピーク波長が互いに異なる場合について説明する。なお、この場合には、入射面側から照射面側に向かって蛍光体のピーク波長が小さくなることが好ましい。
　このような構成とすることで、励起エネルギーの大きい蛍光体（例えば青色）で発光した二次光が、励起エネルギーの小さい蛍光体（例えば赤色）に吸収されることを防止することができるため、発光効率の低下を防止しつつ所望の色バランスを容易に得ることができる。
　（第１０変形例）
　図３４は、第１０変形例における照明装置の模式断面図である。図３４を参照して、本変形例における照明装置１００Ｊについて説明する。
　図３４に示すように、本変形例における照明装置１００Ｊは、実施の形態に係る照明装置１００と比較した場合に、さらに第２配向膜６０および第２蛍光体層７０を備えている点において相違する。
　具体的には、本変形例における照明装置１００Ｊは、光源２０と、波長変換素子１０Ｊとを備える。波長変換素子１０Ｊは、光源２０に対向配置された第１透光基板３０と、第１透光基板３０の第１主表面に形成された第１配向膜４０と、第１配向膜４０上に形成された第１蛍光体層５０と、第１蛍光体層５０上に形成された第２配向膜６０と、第２配向膜６０上に形成された第２蛍光体層７０とを含む。また、波長変換素子１０Ｊは、光源２０から出射された一次光が入射される入射面１０ａおよび当該入射面に対向し後述する二次光を含む照明光を照射する照射面１０ｂとを含む。
　第１蛍光体層５０は、第１蛍光体５１を含有しており、第２蛍光体層７０は、第２蛍光体７１を含有している。第１蛍光体５１は、第１配向膜４０によって第１蛍光体層５０中において第１主表面に平行な方向（図中Ｘ軸方向）に一軸配向しており、第２蛍光体７１は、第２配向膜６０によって第２蛍光体層７０中において第１主表面と平行な方向（図中Ｘ軸方向）に一軸配向している。
　第１蛍光体５１としては、上述した緑色蛍光体を採用することができ、第２蛍光体７１としては、上述した赤色蛍光体を採用することができる。第２配向膜６０としては、たとえば、ポリビニルアルコールやポリイミド等の樹脂膜を採用することができる。第２蛍光体層７０は、屈折率異方性を有するポリマーに第２蛍光体７１を添加することにより構成され、屈折率異方性を有するポリマー５４としては、たとえば、リアクティブメソゲン等の液晶ポリマーを採用することができる。リアクティブメソゲンとしては、たとえばＤＩＣ社製のＵＣＬ－０１７、メルク社製のＲＭＭ３４Ｃ等を採用することができる。
　次に、照明装置１００Ｊを構成する第２配向膜６０および第２蛍光体層の形成方法について説明する。なお、第１配向膜４０および第１蛍光体層５０の形成方法としては、実施の形態の場合と同様の形成方法を採用することができる。
　第１配向膜４０上に第１蛍光体層５０が形成された状態において、塗布法や印刷法が用いられて、ポリイミド膜が第１蛍光体層５０上に塗布され熱処理が施された後に、第１主表面に平行な方向（図中Ｘ軸方向）にラビング処理が行われることにより、第２配向膜６０が形成される。ラビング処理により、第２配向膜６０表面には、第１主表面に平行な方向（図中Ｘ軸方向）に沿って微細な溝が形成される。
　続いて、塗布法や印刷法が用いられ、第２蛍光体７１としての赤色蛍光体を所定の重量比で液晶材料（リアクティブメソゲン）に混合した液晶ポリマーが第２配向膜６０上に塗布される。その後、当該液晶ポリマーに熱処理または紫外線照射処理等が施されることにより、液晶ポリマーの配向処理が行なわれるとともに第２蛍光体層７０が形成される。このとき液晶ポリマーは、第２配向膜６０の配向規制力によって微細な溝が延びる方向（図中Ｘ軸方向）に沿って配向する。これにより、液晶ポリマー内に含有される第２蛍光体７１としての赤色蛍光体も微細な溝が延びる方向（図中Ｘ軸方向）に沿って配向する。
　次に、一次光と二次光との加法混色について説明する。光源２０から出射された青色の一次光は、主として第１透光基板３０に向けて照射され、第１透光基板３０および第１配向膜４０を透過し、第１蛍光体層５０に到達する。第１蛍光体層５０の内部においては、一次光のうち、第１配向膜４０によって配向している第１蛍光体５１に照射された光が、当該第１蛍光体５１によって吸収されて二次光である緑色光に変換されて主として第２配向膜６０および第２蛍光体層７０に向けて発光され、当該第１蛍光体５１に照射されなかった光が、変換されることなく一次光として青色光のまま第１蛍光体層５０を透過する。
　また、第２蛍光体層７０の内部においては、第１蛍光体層５０および第２配向膜６０を透過し第２蛍光体層７０に到達した一次光のうち、第２配向膜６０によって配向している第２蛍光体７１に照射された光が、当該第２蛍光体７１によって吸収されて二次光である赤色光に変換されて主として照明装置１００Ｊの外部に発光され、当該第２蛍光体７１に照射されなかった光が、波長変換されることなく一次光として青色光のまま第２蛍光体層７０を透過して外部に至る。
　また、第２蛍光体層７０の内部においては、第２蛍光体層７０に照射された二次光のうち、第２配向膜によって配向している第２蛍光体７１に照射された光が、当該第２蛍光体７１によって吸収されて二次光である赤色光に変換されて主として照明装置１００Ｊの外部に発光され、第２蛍光体７１に照射されなかった光が、変換されることなく二次光としての緑色光のまま当該第２蛍光体層７０を透過して照明装置１００Ｊの外部に至る。
　これにより、光源２０から出射され第１蛍光体層５０および第２蛍光体層７０を透過した青色の一次光に、第１蛍光体５１から発光され第２蛍光体層７０を透過した緑色の二次光および第２蛍光体７１から発光された赤色の二次光が加法混色されることとなり、白色光が照明光として外部に向けて照射されることになる。
　以上のような構成とすることにより、本変形例における照明装置１００Ｊにおいては、第１蛍光体５１が第１配向膜４０によって配向しており、第２蛍光体７１が第２配向膜６０によって第１主面に平行な方向に一軸配向しているため、蛍光体から発光された偏光を効率よく照射面側に向けて散乱させることができ、第１蛍光体５１および第２蛍光体７１から発光される二次光が出射方向（図中Ｚ軸方向）に沿った発光強度が強い指向性を有することとなる。この結果、本変形例における照明装置１００Ｊにおいては、第１蛍光体５１から発光される緑色二次光および第２蛍光体７１から発光される赤色二次光を効率よく外部に取り出すことができ、そのため一次光と二次光とを加法混色した照明光の光量が向上するとともに輝度が向上する。
　（第１１変形例）
　図３５は、第１１変形例における照明装置の模式断面図である。図３５を参照して、本変形例における照明装置１００Ｋについて説明する。
　図３５に示すように、本変形例における照明装置１００Ｋは、第１０変形例における照明装置１００Ｊと比較した場合に、第１蛍光体層５０と第２配向膜６０との間に第２透光基板８０を備える点において相違する。
　具体的には、本変形例における照明装置１００Ｋは、光源２０と、波長変換素子１０Ｋとを備える。波長変換素子１０Ｋは、光源２０に対向配置された第１透光基板３０と、第１透光基板３０の第１主表面上に形成された第１配向膜４０と、第１蛍光体５１を含み第１配向膜４０上に形成された第１蛍光体層５０と、第１透光基板３０に重ねて配置される第２透光基板８０と、第２透光基板８０の第１主表面上に形成された第２配向膜６０と、第２蛍光体７１を含み第２配向膜６０上に形成された第２蛍光体層７０とを含む。また、波長変換素子１０Ｋは、光源２０から出射された一次光が入射される入射面１０ａおよび当該入射面に対向し後述する二次光を含む照明光を照射する照射面１０ｂとを含む。
　第２透光基板８０は、出射方向において第１透光基板３０に対して光源２０と反対側に配置され、かつ、第２透光基板８０が第１蛍光体層５０上に位置するように第１透光基板３０と重ねて配置される。
　第２透光基板８０としては、たとえばシリカガラス等のガラス基板や透明フィルムおよび透明樹脂等の透光性を有する部材を採用することができる。
　なお、第２配向膜６０および第２蛍光体層７０の形成方法としては、実施の形態と同様の形成方法を採用することができ、第２透光基板８０上に第２配向膜６０が形成され、第２配向膜６０上に第２蛍光体層７０が形成される。
　以上のような構成とすることにより、本変形例における照明装置１００Ｋにおいては、第１蛍光体５１が第１配向膜４０によって第１主表面と平行な方向に一軸配向し、第２蛍光体７１が第２配向膜６０によって第１主表面と平行な方向に一軸配向する。このため、蛍光体から発光された偏光を効率よく照射面側に向けて散乱させることができ、第１蛍光体５１および第２蛍光体７１から発光される二次光が出射方向（図中Ｚ軸方向）に沿った発光強度が強い指向性を有することとなる。この結果、本変形例における照明装置１００Ｋにおいても変形例１０における照明装置１００Ｊとほぼ同様の効果を得ることができる。また第２透光基板８０を備えた構成とすることで成膜が容易になるとともに、異なる製造ラインを用いて、第１透光基板３０に成膜するのと同時に第２透光基板８０に成膜することが可能となり、製造時間を短縮することができる。
　なお、本変形例においては、第２透光基板８０が第１蛍光体層５０上に位置するように第２透光基板８０が第１透光基板３０に重ねて配置される場合を例示して説明したが、第１蛍光体層５０上に第２蛍光体層７０が位置するように第２透光基板８０が第１透光基板３０に重ねて配置されてもよい。すなわち、第２透光基板８０は、出射方向において第１透光基板３０に対して光源２０と反対側に配置され、かつ、光源２０側から第１蛍光体層５０、第２蛍光体層７０の順に並ぶように第１透光基板３０と重ねて配置されてもよい。
　（第１２変形例）
　図３６は、第１２変形例における照明装置の模式断面図である。図３６を参照して、本変形例における照明装置１００Ｌについて説明する。
　本変形例における照明装置１００Ｌは、変形例１０における照明装置１００Ｊと比較した場合に、波長変換素子１０Ｌにおける第１蛍光体５１と第２蛍光体７１の配向方向が異なる点が相違する。具体的には、本変形例における第１蛍光体５１の配向方向と第２蛍光体７１の配向方向が直交する。より具体的には、第１蛍光体５１はＤＲ３方向（Ｘ軸方向）に一軸配向し、第２蛍光体７１はＤＲ４方向（Ｙ軸方向）に一軸配向している。すなわち、第１蛍光体５１の遷移双極子モーメントの方向がＤＲ３方向に平行であり、第２蛍光体７１の遷移双極子モーメントの方向がＤＲ４方向に平行である。
　以上のような構成とすることにより、本変形例における照明装置１００Ｌにおいては、第１蛍光体５１が第１配向膜４０によってＤＲ３方向に一軸配向しており、第２蛍光体７１が第２配向膜６０によってＤＲ４方向に一軸配向しているため、蛍光体から発光された偏光を効率よく照射面側に向けて散乱させることができ、第１蛍光体５１および第２蛍光体７１から発光される二次光は出射方向に沿った発光強度が強い指向性を有する。この結果、本変形例における照明装置１００Ｌにおいても変形例１０における照明装置１００Ｊとほぼ同様の効果を得ることができる。
　なお、第１蛍光体５１および第２蛍光体７１の配向方向は、ラビング法を用いる場合においては、ラビング方向を調整することにより適宜変更することができる。
　上記の方法によりラビング方向（配向方向）を調整する場合にあっては、たとえば、第１蛍光体５１の配向方向と第２蛍光体７１の配向方向が成す角度、すなわち、第１蛍光体の遷移双極子モーメントの方向（ＤＲ３方向）と第２蛍光体の遷移双極子モーメントの方向（ＤＲ４方向）との成す角度が、４５度以上１３５度以下となることが好ましく、９０度となることがより好ましい。
　第１蛍光体の遷移双極子モーメントの方向（ＤＲ３方向）と第２蛍光体の遷移双極子モーメントの方向（ＤＲ４方向）との成す角度が、４５度以上１３５度以下となるように調整することにより、無偏光状態の一次光を出射する光源２０が用いられた場合であっても、第１蛍光体５１および第２蛍光体７１蛍光体の両方が効率よく無偏光状態の一次光を吸収し、偏光状態の二次光を発光させることができる。
　また、上述した第１０変形例ないし第１２変形例においては、蛍光体層として第１蛍光体層５０および第２蛍光体層７０が出射方向において光源２０から順に並ぶように配置される場合を例示して説明したが、これに限定されず、さらに異なる蛍光体層が配置されていてもよく、３種類以上の蛍光体層が出射方向において光源２０から順に並ぶように配置されていてもよい。またこの場合においては、複数の蛍光体層に含有される蛍光体のそれぞれが発する二次光のピーク波長が互いに異なることが好ましい。
　なお、第４変形例ないし第１２変形例においては、第１蛍光体５１が緑色光を発光する緑色蛍光体である場合、第２蛍光体７１が赤色光を発光する赤色蛍光体である場合、第３蛍光体９１が使用される際には第３蛍光体９１が青色光を発光する青色蛍光体である場合を例示して説明したが、これに限定されず、光源２０から出射される一次光の波長にあわせて蛍光体の種類を適宜調整することができる。また、一次光の発光強度と、各蛍光体から発光される二次光の発光強度とを適宜調整することで、所望の色調を得ることができる。
　以下、第１３変形例においては、蛍光体層が、互いにピーク波長が異なる複数の蛍光体を含有する場合について説明する。
　（第１３変形例）
　図３７は、第１３変形例における照明装置の模式断面図である。図３７を参照して、本変形例における照明装置１００Ｍについて説明する。
　図３７に示すように、本変形例における照明装置１００Ｍは、実施の形態に係る照明装置１００と比較した場合に、波長変換素子１０Ｍにおける第１蛍光体層５０が第１蛍光体５１および第２蛍光体７１を含有する点において相違する。
　第１蛍光体５１および第２蛍光体７１は、第１配向膜４０によって第１蛍光体層５０中において第１主表面に平行な方向（図中Ｘ軸方向）に一軸配向している。第１蛍光体５１および第２蛍光体７１は、光源２０から出射された一次光の一部を吸収して、一次光と波長の異なる二次光を発光する。第１蛍光体５１の発光する二次光のピーク波長と第２蛍光体７１の発光する二次光のピーク波長はそれぞれ異なる。
　第１蛍光体５１としては、上述した緑色蛍光体を採用することができ、第２蛍光体７１としては、上述した赤色蛍光体を採用することができる。第１蛍光体層５０は、屈折率異方性を有するポリマーに第１蛍光体５１および第２蛍光体７１を添加することにより構成される。屈折率異方性を有するポリマーとしては、リアクティブメソゲン等の液晶ポリマーを採用することができる。
　このような第１蛍光体層５０を形成する際には、まず、塗布法や印刷法が用いられて第１蛍光体５１としての緑色蛍光体および第２蛍光体７１としての赤色蛍光体を所定の重量比で液晶材料（リアクティブメソゲン）に混合した液晶ポリマーが第１配向膜４０上に塗布される。その後、当該液晶ポリマーに熱処理や紫外線照射処理等が施されることにより、液晶ポリマーに配向処理が行なわれるとともに第１蛍光体層５０が形成される。このとき液晶ポリマーは、第１配向膜４０の配向規制力によって微細な溝が延びる方向（図中Ｘ軸方向）に沿って配向する。これにより、液晶ポリマー内に含有される第１蛍光体５１および第２蛍光体７１も微細な溝が延びる方向（図中Ｘ軸方向）に沿って配向する。
　以上のような構成とすることにより、本変形例における照明装置１００Ｍにおいては、第１配向膜４０上で第１蛍光体５１および第２蛍光体７１が第１主表面に平行な方向に一軸配向しているため、蛍光体から発光された偏光を効率よく照射面側に向けて散乱させることができ、第１蛍光体５１および第２蛍光体７１から発光される二次光が出射方向（図中Ｚ軸方向）に沿った発光強度が強い指向性を有することとなる。この結果、本変形例における照明装置１００Ｍにおいては、第１蛍光体５１および第２蛍光体７１から発光される二次光を効率よく第１蛍光体層５０から外部（空気層）に向けて取り出すことができ、そのため一次光と二次光とを加法混色した照明光の光量が向上するとともに輝度が向上する。
　以下、第１４変形例ないし第１８変形例においては、光源が、紫外光を出射する場合について説明する。
　（第１４変形例）
　図３８は、第１４変形例における照明装置の模式平面図である。図３８を参照して、本変形例における照明装置１００Ｎについて説明する。
　図３８に示すように、本変形例における照明装置１００Ｎは、実施の形態に係る照明装置１００と比較した場合に、反射シート２１が設けられている点および光源の構成が相違する。具体的には、本変形例における照明装置１００Ｎは、所定の間隔を隔てて平面的に配列する複数の光源２０Ｕおよび光源２０Ｕから出射された一次光を波長変換素子１０に向けて反射する反射シート２１を備える。
　光源２０Ｕは、紫外光を出射する光源である。このため、波長変換素子１０の照射面から照射される照明光の色調に寄与する光の全てが、第１蛍光体５１から発光された二次光によって構成される。この結果、配向特性がほぼ一致するため、視野角による色変化の発生を抑制することができる。
　このような構成においても、第１配向膜４０によって第１蛍光体５１が第１主表面に平行な方向に一軸配向した状態であるため、蛍光体から発光された偏光を効率よく照射面側に向けて散乱させることができ、第１蛍光体５１から発光される二次光は、出射方向（図中Ｚ軸方向）に沿った発光強度が強い指向性を有することになる。したがって、本変形例における照明装置１００Ｎにおいても、実施の形態に係る照明装置１００とほぼ同様の効果が得られる。
　（第１５変形例）
　図３９は、第１５変形例における照明装置の模式平面図である。図３９を参照して、本変形例における照明装置１００Ｏについて説明する。
　図３９に示すように、本変形例における照明装置１００Ｏは、実施の形態に係る照明装置１００と比較した場合に、反射シート２１と光学部材としての導光板２２とが設けられている点および光源２０Ｕの配置が相違する。具体的には、本変形例における照明装置１００Ｏは、波長変換素子１０に対向して配置される導光板２２、導光板２２の端面側に配置された光源２０Ｕおよび導光板２２に対して波長変換素子１０と反対側に配置される反射シート２１とを備える。
　光源２０Ｕは、紫外光を出射する光源であり、導光板２２の端面に向けて一次光を出射する。導光板２２は、光源２０から出射された一次光を波長変換素子１０に向けて出射する。反射シート２１は、導光板２２から反射シート２１側に出射された一次光を再度導光板２２に向けて反射させる。
　光源２０Ｕは、紫外光を出射する光源である。このため、波長変換素子１０Ｎの照射面から照射される照明光の色調に寄与する光の全てが、第１蛍光体５１から発光された二次光によって構成される。この結果、配向特性がほぼ一致するため、視野角による色変化の発生を抑制することができる。
　このような構成においても、第１配向膜４０によって第１蛍光体５１が第１主表面に平行な方向に一軸配向した状態であるため、蛍光体から発光された偏光を効率よく照射面側に向けて散乱させることができ、第１蛍光体５１から発光される二次光は、出射方向（図中Ｚ軸方向）に沿った発光強度が強い指向性を有することになる。したがって、本変形例における照明装置１００Ｏにおいても、実施の形態に係る照明装置１００とほぼ同様の効果が得られる。
　（第１６変形例）
　図４０は、第１６変形例における照明装置の模式平面図である。図４０を参照して、本変形例における照明装置１００Ｐについて説明する。
　図４０に示すように、本変形例における照明装置１００Ｐは、実施の形態に係る照明装置１００と比較した場合に、光源２０Ｐが面発光光源で構成されている点および光源２０Ｐの下部に反射シート２１が設けられている点において相違する。
　光源２０Ｐは、紫外光を出射する面発光光源であり、光源２０Ｐの発光面側と反対側の裏面側に反射シート２１を有する。これにより、波長変換素子１０に向けて効率よく発光面側から一次光を出射することができる。
　光源２０Ｐは、紫外光を出射する光源である。このため波長変換素子１０の照射面から照射される照明光の色調に寄与する光の全てが、第１蛍光体５１から発光された二次光によって構成される。この結果、配向特性がほぼ一致するため、視野角による色変化の発生を抑制することができる。
　このような構成においても、第１配向膜４０によって第１蛍光体５１が第１主表面に平行な方向に一軸配向した状態であるため、蛍光体から発光された偏光を効率よく照射面側に向けて散乱させることができ、第１蛍光体５１から発光される二次光は、出射方向（図中Ｚ軸方向）に沿った発光強度が強い指向性を有することになる。したがって、本変形例における照明装置１００Ｐにおいても、実施の形態に係る照明装置１００とほぼ同様の効果が得られる。
　なお、第１４変形例および第１６変形例における照明装置１００Ｎ，１００Ｐにあっては、光源２０Ｕおよび光源２０Ｐと、波長変換素子１０との間に、第１５変形例における１００Ｏにあっては、導光板２２と波長変換素子１０との間に、プリズムシートや拡散シート等の光源から出射された一次光を散乱して波長変換素子に向けて出射する光学部材をさらに備えていてもよい。また上記の光学部材は、第１４変形例ないし第１６変形例における波長変換素子１０の上方に配置されていてもよい。
　また、第１４変形例ないし第１６変形例においては、光源が一次光として紫外光を出射する場合を例示して説明したが、これに限定されず、光源が一次光として可視光を出射してもよい。この場合には、光源から出射される一次光の波長に合わせて第１蛍光体の種類を適宜選択することができる。このような構成においても上記の光学部材を上述同様の態様で配置することができる。
　（第１７変形例）
　図４１は、第１７変形例における照明装置の模式断面図である。図４１を参照して、本変形例における照明装置１００Ｑについて説明する。
　図４１に示すように、本変形例における照明装置１００Ｑは、実施の形態に係る照明装置１００と比較した場合に、波長変換素子１０Ｑが第２配向膜６０および第２蛍光体層７０をさらに含む点において相違し、第１０変形例における照明装置１００Ｊとほぼ同様の構成である。
　ここで光源２０Ｕは、紫外光を出射する光源である。また、第１蛍光体５１としては、上述の黄色蛍光体を採用することができる。第２蛍光体としては、たとえば、紫外光を吸収して青色光を二次光として発光する青色蛍光体を採用することができる。青色蛍光体の発光する青色光の波長領域は、３９０ｎｍ以上５１０ｎｍ以下である。青色光の発光強度が最大となるピーク波長は、４５０ｎｍ程度である。具体的には、青色蛍光体としては、ビス（トリアジニルアミノ）スチルベンジスルホン酸誘導体、BBOT等の有機蛍光体を採用することができる。
　このような構成においても光源２０Ｕは、紫外光を出射する光源であるため、波長変換素子１０Ｑの照射面から照射される照明光の色調に寄与する光の全てが、第１蛍光体５１および第２蛍光体７１から発光された二次光によって構成される。
　具体的には、光源２０Ｕから出射された一次光としての紫外光は、主として第１透光基板３０に向けて照射され、第１透光基板３０および第１配向膜４０を透過し、第１蛍光体層５０に到達する。第１蛍光体層５０の内部においては、一次光のうち、第１配向膜４０によって配向している第１蛍光体５１に照射された光が、当該第１蛍光体５１によって吸収されて二次光である黄色光に変換されて主として第２配向膜６０および第２蛍光体層７０に向けて発光され、当該第１蛍光体５１に照射されなかった光が、変換されることなく一次光として紫外光のまま第１蛍光体層５０を透過する。
　また、第２蛍光体層７０の内部においては、第１蛍光体層５０および第２配向膜６０を透過し第２蛍光体層７０に到達した一次光のうち、第２配向膜６０によって配向している第２蛍光体７１に照射された光が、当該第２蛍光体７１によって吸収されて二次光である青色光に変換されて主として照明装置１００Ｊの外部に発光され、当該第２蛍光体７１に照射されなかった光が、波長変換されることなく一次光として紫外光のまま第２蛍光体層７０を透過して外部に至る。
　また、第２蛍光体層７０の内部においては、第２蛍光体層７０に照射された第１蛍光体から発光された二次光（黄色光）は、励起エネルギーが大きい第２蛍光体７１に吸収されることなく、第２蛍光体層７０を透過して外部に至る。
　これにより、第１蛍光体５１から発光され第２蛍光体層７０を透過した黄色の二次光および第２蛍光体７１から発光された青色の二次光が加法混色されることとなり、白色光が照明光として外部に向けて照射されることになる。
　このような構成においても、第１蛍光体５１が第１配向膜４０によって一軸配向しており、第２蛍光体７１が第２配向膜６０によって一軸配向しているため蛍光体から発光された偏光を効率よく照射面側に向けて散乱させることができ、第１蛍光体５１および第２蛍光体７１から発光される二次光は、出射方向（図中Ｚ軸方向）に沿った発光強度が強い指向性を有することになる。したがって、本変形例における照明装置１００Ｑにおいても、実施の形態に係る照明装置１００とほぼ同様の効果が得られる。
　（第１８変形例）
　図４２は、第１８変形例における照明装置の模式断面図である。図４２を参照して、本変形例における照明装置１００Ｒについて説明する。
　図４２に示すように、本変形例における照明装置１００Ｒは、第１７変形例における照明装置１００Ｑと比較した場合に、波長変換素子１０Ｒにおいて第２蛍光体層７０上に第３配向膜６１が形成されており、第３配向膜６１上に第３蛍光体層９０が形成されている点において相違し、その他の構成については、ほぼ同様である。
　第３蛍光体層９０は、第３蛍光体９１を含有している。第３蛍光体９１は、第３配向膜によって第３蛍光体層中において、第１蛍光体５１および第２蛍光体７１と同様にＸ軸方向に沿って一軸配向している。
　ここで光源２０Ｕは、紫外光を出射する光源である。また、第１蛍光体５１としては、上述の赤色蛍光体を採用することができる。第２蛍光体７１としては、上述の緑色蛍光体を採用することができる。第３蛍光体９１としては、上述の青色蛍光体を採用することができる。
　このような構成においても光源２０Ｕは、紫外光を出射する光源であるため、波長変換素子１０Ｒの照射面から照射される照明光の色調に寄与する光の全てが、第１蛍光体５１、第２蛍光体７１および第３蛍光体９１から発光された二次光によって構成される。
　具体的には、光源２０Ｕから出射された一次光としての紫外光は、主として第１透光基板３０に向けて照射され、第１透光基板３０および第１配向膜４０を透過し、第１蛍光体層５０に到達する。
　第１蛍光体層５０に到達した一次光のうち、第１蛍光体５１に照射されなかった光が、変換されることなく一次光として紫外光のまま第１蛍光体層５０を透過する。一方、第１蛍光体層に到達した一次光のうち、第１配向膜４０によって配向している第１蛍光体５１に照射された光が、当該第１蛍光体５１によって吸収されて二次光である赤色光に変換されて、励起エネルギーが大きい第２蛍光体および第３蛍光体に吸収されることなく、第２蛍光体層７０および第３蛍光体層９０を透過して主として照明装置１００Ｒの外部に至る。
　また、第１蛍光体層５０および第２配向膜６０を透過し第２蛍光体層７０に到達した一次光のうち、第２蛍光体７１に照射されなかった光は、波長変換されることなく一次光として紫外光のまま第２蛍光体層７０および第３配向膜６１を透過して第３蛍光体層９０に至る。一方、第２蛍光体層７０に到達した一次光のうち、一次光の第２配向膜６０によって配向している第２蛍光体７１に照射された光は、第２蛍光体７１によって吸収されて二次光である緑色光に変換されて、励起エネルギーが大きい第３蛍光体９１に吸収されることなく、第３蛍光体層９０を透過して主として照明装置１００Ｒの外部に至る。
　また、第１蛍光体層５０、第２配向膜６０、第２蛍光体層７０および第３配向膜６１を透過し第３蛍光体層９０に到達した一次光のうち、第３蛍光体９１に照射されなかった光が波長変換されることなく、一次光として紫外光のまま第３蛍光体層９０を透過して外部に至る。一方、第３蛍光体層９０に到達した一次光のうち、第３配向膜６１によって配向している第３蛍光体９１に照射された光は、第３蛍光体９１によって吸収されて二次光である青色光に変換されて、主として照明装置１００Ｒの外部に至る。
　これにより、第１蛍光体５１から発光された赤色の二次光、第２蛍光体７１から発光された緑色の二次光および第３蛍光体９１から発光された青色の二次光が加法混色されることとなり、白色光が照明光として外部に向けて照射されることになる。
　このような構成においても、第１蛍光体５１が第１配向膜４０によって一軸配向しており、第２蛍光体７１が第２配向膜６０によって一軸配向しており、第３蛍光体９１が第３配向膜６１によって一軸配向しているため、蛍光体から発光された偏光を効率よく照射面側に向けて散乱させることができ、第１蛍光体５１、第２蛍光体７１および第３蛍光体９１から発光される二次光は、出射方向（図中Ｚ軸方向）に沿った発光強度が強い指向性を有することになる。したがって、本変形例における照明装置１００Ｒにおいても第１７変形例における照明装置１００Ｑとほぼ同様の効果が得られる。
　また、第１４変形例ないし第１８変形例においては、波長変換素子１０，１０Ｑ，１０Ｒの照射面に紫外光を吸収するとともに可視光線を透過する紫外光吸収部材、または、紫外光を反射させるとともに可視光線を透過する誘電体膜が設けられることが好ましい。紫外光吸収部材としては、たとえばＺｎＯ薄膜を、誘電体膜としては、たとえばＳｉＯ２薄膜、ＴｉＯ薄膜等をスパッタリングすることにより作成することができる。紫外光吸収部材または誘電体膜を設ける代わりに、第１蛍光体、第２蛍光体、第３蛍光体等の蛍光体層に含有される蛍光体の密度を調整することにより、照射面から照射される一次光としての紫外光を低減させてもよい。
　（第１９変形例）
　図４３は、第１９変形例における照明装置の模式断面図である。図４４は、図４３に示す波長変換素子を製造する第１の製造方法および第２の製造方法を示す図である。図４３および図４４を参照して本変形例における照明装置１００Ｓについて説明する。
　図４３に示すように、本変形例における照明装置１００Ｓは、実施の形態に係る照明装置１００と比較した場合に、波長変換素子１０Ｓの構成が相違する。具体的には、波長変換素子１０Ｓは、単層の第１蛍光体層５０によって構成されている。また、波長変換素子１０Ｓは、光源２０から出射された一次光が入射される入射面１０ａおよび当該入射面に対向し後述する二次光を含む照明光を照射する照射面１０ｂとを含む。
　第１蛍光体層５０は、第１蛍光体５１を含んでいる。第１蛍光体５１は、第１蛍光体層５０中においてＸ軸方向に沿って一軸配向している。このような単層の第１蛍光体層５０は以下の製造方法にて製造することが可能である。
　図４４（ａ）は、波長変換素子１０Ｓを製造する第１の製造方法を示す図である。図４４（ａ）に示すように、波長変換素子１０Ｓを製造する第１の製造方法においては、実施の形態に係る波長変換素子１０から第１蛍光体層５０のみを剥離する。ラビング法にて第１蛍光体を配向させる場合には、第１配向膜の厚さは、０．１μｍ以上５０μｍ以下となることが好ましい。
　第１蛍光体層５０が溶解せずに第１配向膜４０が溶解可能な溶媒を準備し、当該溶媒に波長変換素子１０を浸漬させることにより、第１蛍光体層５０のみを取り出すことができる。たとえば、ポリビニルアルコールは湯水に可溶性を有するため、第１配向膜４０がポリビニルアルコールである場合には、波長変換素子１０を湯水に所定の時間浸漬させることにより第１配向膜４０を溶解させることができる。この結果、第１蛍光体層５０が第１配向膜４０から分離する。
　図４４（ｂ）は、波長変換素子１０Ｓを製造する第２の製造方法を示す図である。図４４（ｂ）に示すように、波長変換素子１０Ｓを製造する第２の製造方法においては、液晶ポリマーフィルム５０Ａを所定の第１蛍光体５１が含有された蛍光体溶液に浸漬し、その後所定の溶液中において浸漬後の液晶ポリマーフィルムを延伸する。これにより、所定の方向に第１蛍光体が一軸配向した単層の第１蛍光体層５０を製造することができる。なお、ポリビニルアルコールフィルムを用いた場合であっても第１蛍光体５１を一軸配向させることができる。延伸法にて、第１蛍光体を配向させる場合には、第１蛍光体層の厚さは、０．１μｍ以上２０００μｍ以下となることが好ましい。
　その際、蛍光体溶液に液晶ポリマーフィルムを約１分間浸漬させることが好ましく、浸漬後の液晶ポリマーフィルムを４０度の純水中で延伸することが好ましい。また、延伸倍率は、３倍程度とすることが好ましい。
　図４５は、図４３に示す波長変換素子内を二次光が伝播する様子を示す図である。図４５を参照して、本変形例における波長変換素子１０Ｓ（第１蛍光体層５０）内を二次光が伝播する様子について説明する。
　図４５に示すように、臨界角度より大きい角度で照射面に入射された二次光は、当該照射面にて、照射面と反対側の下面に向けて反射される。下面に向けて反射された二次光は、当該下面にて照射面に向けて反射される。このように、第１蛍光体５１から発光された二次光は、照射面および下面にて反射を繰り返しながら波長変換素子１０Ｓ内を伝播する。
　一方、第１蛍光体層の下層に第１透光基板がある場合には、照射面にて下面に向けて反射された二次光は、第１透光基板に侵入する。第１透光基板に侵入した二次光は、第１透光基板の下面にて第１蛍光体層に向けて反射される。第１蛍光体層に向けて反射された二次光は、再び第１蛍光体層に侵入し、照射面に向けて進行する。このように、第１蛍光体から発光された二次光は、第１蛍光体層の照射面および第１透光基板の下面にて反射を繰り返しながら波長変換素子内を伝播する。
　このため、本変形例のように、単層の第１蛍光体層５０のみを二次光が伝播する場合は、二次光の蛍光体層内を移動する距離が長くなり、二次光が蛍光体層内のポリマー分子によって散乱されやすくなる。この結果、小さな発光面積であっても二次光の取り出し効率が向上する。
　また、本変形例においても、第１蛍光体５１が一軸配向しているため、蛍光体から発光された偏光を効率よく照射面側に向けて散乱させることができ、第１蛍光体５１から発光される二次光が出射方向（図中Ｚ軸方向）に沿った発光強度が強い指向性を有することとなる。したがって、本変形例における照明装置１００Ｓにおいても、実施の形態に係る照明装置１００とほぼ同様の効果が得られる。
　以下、第２０変形例においては、波長変換素子が、光源から入射された一次光を拡散して一次光の入射光と異なる方向に照明光を取り出す導光板として用いられる場合について説明する。
　（第２０変形例）
　図４６は、第２０変形例における照明装置の模式断面図である。図４６を参照して、本変形例における照明装置１００Ｔについて説明する。
　本変形例における照明装置１００Ｔは、実施の形態に係る照明装置１００と比較した場合に、波長変換素子１０Ｔが導光板として用いられる点において相違する。具体的には、本変形例における照明装置１００Ｔは、導光板としての波長変換素子１０Ｔ、波長変換素子１０Ｔの端面側に配置される光源２０および波長変換素子１０Ｔに対向して配置される反射シート２１を備える。また、波長変換素子１０Ｔは、光源２０から出射された一次光が入射される入射面１０ａおよび当該入射面に対向し後述する二次光を含む照明光を照射する照射面１０ｂとを含む。
　波長変換素子１０Ｔは、所定の方向に一軸配向した第１蛍光体５１が含有される第１蛍光体層５０によって構成されている。また、波長変換素子１０Ｔは、光源から入射された一次光を拡散して一次光の入射光と異なる方向に照明光を取り出すことができるように所定の形状に加工されている。
　このような構成とすることにより、第１蛍光体５１の配向方向と平行な偏光成分を有する光を導光板としての波長変換素子１０Ｓから取り出すことができる。このため、液晶表示装置等の表示装置に当該照明装置１００Ｔを採用することにより、偏光発光が可能となり、液晶表示パネル等の偏光特性を用いた表示素子の光利用率を向上させることができる。さらには、拡散シートなどの光学シートを削減でき、上記の表示装置の薄型化が可能となる。
　（第２１変形例）
　図４７は、第２１変形例における照明装置の模式断面図である。図４７を参照して、本変形例における照明装置１００Ｕについて説明する。
　本変形例における照明装置１００Ｕは、実施の形態に係る照明装置１００と比較した場合に、光源が発光素子によって構成されている点および波長変換素子１０Ｕが発光装置の一部として用いられる点において相違する。
　本変形例における照明装置１００Ｕは、所定の電極に接続された発光素子３１、発光素子３１を囲むように基板３４上に設けられた略円筒形の枠体３２、枠体３２内を充填するように設けられた波長変換素子１０Ｕおよび波長変換素子１０Ｕを枠体３２内に封止する封止樹脂３３を備える。
　波長変換素子１０Ｕは、所定の方向に一軸配向した第１蛍光体５１が含有される第１蛍光体層５０によって構成されている。また、波長変換素子１０Ｕは、枠体３２に充填されるように所定の形状に加工されている。
　このような構成とすることにより、第１蛍光体５１の配向方向と平行な偏光成分を有する光を導光板としての波長変換素子１０Ｕから取り出すことができる。このため、液晶表示装置等の表示装置に当該照明装置１００Ｕを採用することにより、偏光発光が可能となり、液晶表示パネル等の偏光特性を用いた表示素子の光利用率を向上させることができる。
　以下、第２２変形例ないし第３３変形例においては、波長変換素子が、少なくとも一次光の色調整を行なう色調整層が形成された透光基板を含む場合について説明する。
　（第２２変形例）
　図４８は、第２２変形例における照明装置の模式断面図である。図４８を参照して、本変形例における照明装置１００Ｖについて説明する。
　図４８に示すように、本変形例における照明装置１００Ｖは、実施の形態に係る照明装置１００と比較した場合に、波長変換素子１０Ｖの構成が相違する。波長変換素子１０Ｖは、第２透光基板８０上に形成された一次光および二次光の色調整を行なう第１色調整層８１をさらに含む。第１色調整層８１は、出射方向において光源２０側から第１蛍光体層５０、第１色調整層８１の順に並ぶように配置されている。
　具体的には、本変形例における照明装置１００Ｖにおいては、第２透光基板８０が、出射方向（図中Ｚ軸方向）において第１透光基板３０に対して光源２０と反対側に配置され、かつ、第２透光基板８０の第１主表面上に形成された第１色調整層８１が、第１蛍光体層５０上に位置するように第１透光基板３０に重ねて配置される。
　第１蛍光体５１としては、上述の緑色蛍光体を採用することができる。第１色調整層８１としては、たとえばシアン色のカラーフィルタを採用することができる。また、シアン色のカラーフィルタは既知の方法で第２透光基板８０の第１主表面上に形成される。
　このような構成においては、光源２０から出射された青色の一次光は、主として第１透光基板３０に向けて照射され、第１透光基板３０および第１配向膜４０を通過し、第１蛍光体層５０に到達する。第１蛍光体層５０の内部においては、一次光のうち、第１配向膜４０によって配向している第１蛍光体５１に照射された光が当該第１蛍光体５１によって吸収されて二次光である緑色光に変換されて主として第１色調整層８１に向けて発光され、当該第１蛍光体５１に照射されなかった光が変換されることなく一次光として青色光のまま第１蛍光体層５０を透過する。
　第１蛍光体層５０を透過した一次光（青色光）と、当該第１蛍光体５１から第１色調整層８１に向けて発光された二次光（緑色光）とが加法混色されてほぼシアン色に構成される。そして、このほぼシアン色の光が、第１色調整層８１、第２透光基板８０を順に透過し、外部に照射される。ほぼシアン色の光が第１色調整層８１を透過するときに、第１色調整層８１は特定の波長のみを透過させ、色調の微調整を行なう。
　以上のような構成とすることにより、本変形例における照明装置１００Ｖにおいても、第１配向膜４０によって第１蛍光体５１が第１透光基板３０の第１主表面に平行な方向に一軸配向した状態であるため、蛍光体から発光された偏光を効率よく照射面側に向けて散乱させることができる。このため、第１蛍光体５１から発光される二次光が出射方向（図中Ｚ軸方向）に沿った発光強度が強い指向性を有する。この結果、本変形例における照明装置１００Ｖにおいては、実施の形態に係る照明装置１００と同様に、第１蛍光体５１から発光される二次光の取り出し効率を向上させることができるとともに、一次光と二次光とを加法混色した照明光の光量を向上させることにより輝度を向上させることができる。さらに、本変形例における照明装置１００Ｖにおいては、第１色調整層８１を備えているため、容易に所望の色調を得ることができる。
　（第２３変形例）
　図４９は、第２３変形例における照明装置の模式断面図である。図４９を参照して、本変形例における照明装置１００Ｗについて説明する。
　図４９に示すように、本変形例における照明装置１００Ｗは、変形例２２における照明装置１００Ｖと比較した場合に、波長変換素子１０Ｗの構成が相違する。具体的には、波長変換素子１０Ｗにおいては、第２透光基板８０が第１蛍光体層５０上に位置するように、第２透光基板８０が第１透光基板３０に重ねて配置されている。
　このような構成においても、第１配向膜４０によって第１蛍光体５１が第１透光基板３０の第１主表面に平行な方向に一軸配向した状態であるため、蛍光体から発光された偏光を効率よく照射面側に向けて散乱させることができ、第１蛍光体５１から発光される二次光が出射方向（図中Ｚ軸方向）に沿った発光強度が強い指向性を有する。また、一次光と二次光とが加法混色された光が、第１色調整層８１を透過することになる。したがって、本変形例における照明装置１００Ｗにおいても、変形例２２における照明装置１００Ｖとほぼ同様の効果が得られる。
　（第２４変形例）
　図５０は、第２４変形例における照明装置の模式断面図である。図５０を参照して、本変形例における照明装置１００Ｘについて説明する。
　図５０に示すように、本変形例における照明装置１００Ｘは、変形例２２における照明装置１００Ｖと比較した場合に、波長変換素子１０Ｘの構成が相違する。波長変換素子１０Ｘは第２透光基板８０を有さず、第１透光基板３０の第１主表面と反対側に位置する第２主表面上に第１色調整層８１が形成されている。なお、第１色調整層８１は既知の方法で第１透光基板３０の第２主表面上に形成される。
　より具体的には、本変形例における照明装置１００Ｘは、光源２０と、波長変換素子１０Ｘとを備える。波長変換素子１０Ｘは、光源２０に対向配置された第１透光基板３０と、第１透光基板３０の第１主表面上に形成された第１配向膜４０と、第１蛍光体５１を含み第１配向膜４０上に形成された第１蛍光体層５０と、第１透光基板３０の第２主表面に形成された第１色調整層８１とを含む。第１透光基板３０は、第１蛍光体層が光源２０を向くように配置されている。
　なお、第１色調整層は、第１透光基板３０の第１主表面側に第１配向膜４０および第１蛍光体層５０が形成された後に第１透光基板３０の第２主表面側に形成されてもよいし、第１透光基板３０の第１主表面上に第１配向膜４０および第１蛍光体層５０が形成される前に、第１透光基板３０の第２主表面上に形成されてもよい。
　このような構成においても、第１配向膜４０によって第１蛍光体５１が第１透光基板３０の第１主表面に平行な方向に一軸配向した状態であるため、蛍光体から発光された偏光を効率よく照射面側に向けて散乱させることができる。このため、第１蛍光体５１から発光される二次光が出射方向（図中Ｚ軸方向）に沿った発光強度が強い指向性を有する。また、一次光と二次光とが加法混色された光が、第１色調整層８１を透過することになる。したがって、本変形例における照明装置１００Ｘにおいても、変形例２２における照明装置１００Ｖとほぼ同様の効果が得られる。
　（第２５変形例）
　図５１は、第２５変形例における照明装置の模式断面図である。図５１を参照して、第８１変形例における照明装置１００Ｙについて説明する。
　図５１に示すように、第８１変形例における照明装置１００Ｙは、第２２変形例における照明装置１００Ｖと比較した場合に、波長変換素子１０Ｙの構成が相違する。波長変換素子１０Ｙは第２透光基板８０を有さず、第１蛍光体層５０上に第１色調整層８１が形成されている。なお、第１色調整層８１は、既知の方法で第１蛍光体層５０上に形成される。
　このような構成においても、第１配向膜４０によって第１蛍光体５１が第１透光基板３０の第１主表面に平行な方向に一軸配向した状態であるため、第１蛍光体５１から発光される二次光が出射方向（図中Ｚ軸方向）に沿った発光強度が強い指向性を有するとともに、一次光と二次光とが加法混色された光が、第１色調整層８１を透過することになる。したがって、本変形例における照明装置１００Ｙにおいても、第２２変形例における照明装置１００Ｖとほぼ同様の効果が得られる。
　（第２６変形例）
　図５２は、第２６変形例における照明装置の模式断面図である。図５２を参照して、本変形例における照明装置１００Ｚについて説明する。
　図５２に示すように、第２６変形例における照明装置１００Ｚは、第２２変形例における照明装置１００Ｖと比較した場合に、波長変換素子１０Ｚの構成が相違する。波長変換素子１０Ｚは、第２透光基板８０を有さず、第１透光基板３０と第１配向膜４０との間に第１色調整層８１が形成されており、第１蛍光体層５０が光源２０に向くように第１透光基板が配置されている。
　具体的には、本変形例に係る照明装置１００Ｚは、光源２０と、波長変換素子１０Ｚとを備える。波長変換素子１０Ｚは、第１透光基板３０と、第１透光基板３０の第１主表面上に形成された第１色調整層８１と、第１色調整層８１上に形成された第１配向膜４０と、第１蛍光体５１を含み第１配向膜４０上に形成された第１蛍光体層５０とを含む。第１蛍光体層５０が光源２０を向くように、第１透光基板３０が配置されている。なお、第１色調整層８１は既知の方法で第１透光基板３０の第１主表面上に形成され、第１配向膜４０は上述の方法で、第１色調整層８１上に形成される。
　このような構成においても、第１配向膜４０によって第１蛍光体５１が第１透光基板３０の第１主表面に平行な方向に一軸配向した状態であるため、蛍光体から発光された偏光を効率よく照射面側に向けて散乱させることができる。このため、第１蛍光体５１から発光される二次光が出射方向（図中Ｚ軸方向）沿った発光強度が強い指向性を有する。また、一次光と二次光とが加法混色された光が、第１色調整層８１を透過することになる。したがって、本変形例における照明装置１００Ｚにおいても、第２２変形例における照明装置１００Ｖとほぼ同様の効果が得られる。
　なお、第２２変形例ないし第２６変形例においては、照明装置１００に対して、第１蛍光体層５０よりも出射方向側に第１色調整層８１をさらに備える場合を例示して説明したが、これに限定されず、実施の形態に係る照明装置および第１変形例ないし第２１変形例における照明装置に対しても上述の構成を適応させることができる。
　（第２７変形例）
　図５３は、第２７変形例における照明装置の模式断面図である。図５３を参照して、本変形例における照明装置１００ＡＡについて説明する。
　図５３に示すように、本変形例における照明装置１００ＡＡは、実施の形態に係る照明装置１００と比較した場合に、波長変換素子１０ＡＡの構成が相違する。波長変換素子１０ＡＡは、一次光および二次光の色調整を行なう第１色調整層８１が形成された第２透光基板８０と、一次光の色調整を行なう第２色調整層８２が形成された第３透光基板８３とをさらに含む。
　具体的には、本変形例における照明装置１００ＡＡは、光源２０と、波長変換素子１０ＡＡとを備える。波長変換素子１０ＡＡは、光源２０に対向配置される第１透光基板３０と、第１透光基板３０の第１主表面上に形成された第１配向膜４０と、第１蛍光体５１を含み第１配向膜４０上に形成された第１蛍光体層５０と、第１透光基板３０に重ねて配置される第２透光基板８０と、第２透光基板８０の第１主表面上に形成された第１色調整層８１と、第１透光基板３０に重ねて配置される第３透光基板８３と、第３透光基板８３の主表面上に形成された第２色調整層８２とを含む。
　第２透光基板８０は、出射方向（図中Ｚ軸方向）において第１透光基板３０に対して光源と反対側に位置するように配置され、かつ、第１色調整層８１が第１蛍光体層５０上に位置するように第１透光基板３０に重ねて配置されている。
　第３透光基板８３は、出射方向（図中Ｚ軸方向）において第１透光基板３０に対して光源２０側に配置され、かつ、第２色調整層８２が第１透光基板３０と第３透光基板８３との間に位置するように第１透光基板３０と重ねて配置されている。
　第１色調整層８１としては、たとえばシアン色のカラーフィルタを採用することができる。また、第１色調整層８１は、既知の方法で第２透光基板８０に形成される。第２色調整層８２としては、たとえば青色のカラーフィルタを採用することができる。なお、第２色調整層８２は、既知の方法で第３透光基板８３に形成される。また、第１蛍光体５１としては、上述の緑色蛍光体が用いられる。
　このような構成においては、光源２０から出射された青色の一次光は、主として第３透光基板８３に向けて照射され、第３透光基板８３を透過し、第２色調整層８２に到達する。第２色調整層８２は、特定波長を有する一次光のみを透過させる。特定波長のみを有する青色一次光は、第１透光基板３０、第１配向膜４０を順に透過し、第１蛍光体層５０に到達する。第１蛍光体層５０に到達した特定波長のみを有する青色一次光のうち、第１配向膜４０によって配向している第１蛍光体５１に吸収されずに第１蛍光体層５０を透過した一次光（青色光）と、当該第１蛍光体５１に吸収され第１色調整層８１に向けて発光された二次光（緑色光）とが加法混色されてほぼシアン色に構成される。このほぼシアン色の光は、第１色調整層８１、第２透光基板８０を順に透過し、外部に照射される。ほぼシアン色の光が第１色調整層８１を透過するときに、第１色調整層８１は特定の波長のみを透過させ、色調の微調整を行なう。
　第２色調整層８２は特定の波長を透過させることができるため、予め第１蛍光体５１の吸収効率が高い波長に合わせて第２色調整層８２を選定することで、第１蛍光体５１の吸収効率を高めることが可能となる。
　このような構成においても、第１配向膜４０によって第１蛍光体５１が第１透光基板３０の第１主表面に平行な方向に一軸配向した状態であるため、蛍光体から発光された偏光を効率よく照射面側に向けて散乱させることができる。このため、第１蛍光体５１から発光される二次光が出射方向（図中Ｚ軸方向）沿った発光強度が強い指向性を有する。また、一次光と二次光とが加法混色された光が、特定波長のみを透過させる第１色調整層８１を透過することになる。したがって、本変形例における照明装置１００ＡＡにおいても、実施の形態に係る照明装置１００とほぼ同様の効果が得られるとともに、容易に色調を調整することができる。加えて、第２色調整層８２を第１蛍光体層５０よりも光源２０側に備えた構成とすることで、吸収効率の高い特定波長を有する一次光のみが第１蛍光体層５０に到達することとなるため、第１蛍光体５１の吸収効率を高めることができる。
　（第２８変形例）
　図５４は、第２８変形例における照明装置の模式断面図である。図５４を参照して、本変形例における照明装置１００ＡＢについて説明する。
　図５４に示すように、本変形例における照明装置１００ＡＢは、第２７変形例における照明装置１００ＡＡと比較した場合に、波長変換素子１０ＡＢの構成が相違する。波長変換素子１０ＡＢにあっては、第２色調整層８２が光源に向くように、第３透光基板８３が第１透光基板３０に重ねて配置されている。
　このような構成においても、第１配向膜４０によって第１蛍光体５１が第１透光基板３０の第１主表面に平行な方向に一軸配向した状態であるため、蛍光体から発光された偏光を効率よく照射面側に向けて散乱させることができる。このため、第１蛍光体５１から発光される二次光が出射方向（図中Ｚ軸方向）に沿った発光強度が強い指向性を有する。また、一次光と二次光とが加法混色された光が、特定波長のみを透過させる第１色調整層８１を透過することになる。さらに、光源２０から照射された一次光は、第２色調整層８２によって、第１蛍光体５１の吸収効率が高い特定波長のみを有することになる。したがって、本変形例における照明装置１００ＡＢにおいても、第２７変形例における照明装置１００ＡＡとほぼ同様の効果が得られる。
　（第２９変形例）
　図５５は、第２９変形例における照明装置の模式断面図である。図５５を参照して、第１４変形例における照明装置１００ＡＣについて説明する。
　図５５に示すように、本変形例における照明装置１００ＡＣは、第２７変形例における照明装置１００ＡＡと比較した場合に、波長変換素子１０ＡＣの構成が相違する。波長変換素子１０ＡＣにおいては、第１色調整層８１が、第２透光基板８０に形成されておらず、第１透光基板３０と第１配向膜４０との間に形成されており、第１蛍光体層５０が第２色調整層８２上に位置するように、第１透光基板３０が第３透光基板８３に重ねて配置されている。
　具体的には、本変形例における照明装置１００ＡＣは、光源２０と、波長変換素子１０ＡＣとを備える。波長変換素子１０ＡＣは、光源２０に対向配置された第１透光基板３０と、第１透光基板３０の第１主表面上に形成された第１色調整層８１と、第１色調整層８１上に形成された第１配向膜４０と、第１蛍光体５１を含み第１配向膜４０上に形成された第１蛍光体層５０と、第１透光基板３０と重ねて配置される第３透光基板８３と、第３透光基板８３の第１主表面上に形成された第２色調整層８２とを含む。
　第１透光基板３０は、光源２０側から第１蛍光体層５０、第１色調整層８１の順に並ぶように（第１蛍光体層５０が光源２０に向くように）光源２０に対向して配置される。第３透光基板８３は、出射方向（図中Ｚ軸方向）において第１透光基板３０に対して光源２０側に配置され、かつ、第２色調整層８２が第１蛍光体層５０と第３透光基板８３との間に位置するように第１透光基板３０と重ねて配置される。
　このような構成においても、第１配向膜４０によって第１蛍光体５１が第１透光基板３０の第１主表面に平行な方向に一軸配向した状態であるため、蛍光体から発光された偏光を効率よく照射面側に向けて散乱させることができる。このため、第１蛍光体５１から発光される二次光が出射方向（図中Ｚ軸方向）に沿った発光強度が強い指向性を有する。また、一次光と二次光とが加法混色された光が、特定波長のみを透過させる第１色調整層８１を透過することになる。さらに、光源２０から照射された一次光は、第２色調整層８２によって、第１蛍光体５１の吸収効率が高い特定波長のみを有することになる。したがって、本変形例における照明装置１００ＡＣにおいても、第２７変形例における照明装置１００ＡＡとほぼ同様の効果が得られる。
　（第３０変形例）
　図５６は、第３０変形例における照明装置の模式断面図である。図５６を参照して、本変形例における照明装置１００ＡＤについて説明する。
　図５６に示すように、本変形例における照明装置１００ＡＤは、第２７変形例における照明装置１００ＡＡと比較した場合に、波長変換素子１０ＡＤの構成が相違する。波長変換素子１０ＡＤにおいては、第１色調整層８１が、第２透光基板８０に形成されておらず、第１透光基板３０と第１配向膜４０との間に形成されており、第１蛍光体層５０が第３透光基板８３上に位置するように、第１透光基板３０が第３透光基板８３に重ねて配置されている。
　具体的には、本変形例における照明装置１００ＡＤは、光源２０と、光源２０に対向配置された第１透光基板３０と、第１透光基板３０の第１主表面上に形成された第１色調整層８１と、第１色調整層８１上に形成された第１配向膜４０と、第１蛍光体５１を含み第１配向膜４０上に形成された第１蛍光体層５０と、第１透光基板３０と重ねて配置される第３透光基板８３と、第３透光基板８３の第１主表面上に形成された第２色調整層８２とを含む。
　第１透光基板３０は、光源２０側から第１蛍光体層５０、第１色調整層８１の順に並ぶように（第１蛍光体層５０が光源２０に向くように）光源２０に対向して配置される。第３透光基板８３は、出射方向（図中Ｚ軸方向）において第１透光基板３０に対して光源２０側に配置され、かつ、第２色調整層８２が光源２０を向くように第１透光基板３０と重ねて配置される。
　このような構成においても、第１配向膜４０によって第１蛍光体５１が第１透光基板３０の第１主表面に平行な方向に一軸配向した状態であるため、蛍光体から発光された偏光を効率よく照射面側に向けて散乱させることができる。このため、第１蛍光体５１から発光される二次光が出射方向（図中Ｚ軸方向）に沿った発光強度が強い指向性を有する。また、一次光と二次光とが加法混色された光が、特定波長のみを透過させる第１色調整層８１を透過することになる。さらに、光源２０から照射された一次光は、第２色調整層８２によって、第１蛍光体５１の吸収効率が高い特定波長のみを有することになる。したがって、本変形例における照明装置１００ＡＤにおいても、第２７変形例における照明装置１００ＡＡとほぼ同様の効果が得られる。
　（第３１変形例）
　図５７は、第３１変形例における照明装置の模式断面図である。図５７を参照して、本変形例における照明装置１００ＡＥについて説明する。
　図５７に示すように、本変形例における照明装置１００ＡＥは、第２７変形例における照明装置１００ＡＡと比較した場合に、波長変換素子１０ＡＥの構成が相違する。波長変換素子１０ＡＥにおいては、第２色調整層８２が、第３透光基板８３に形成されておらず、第１透光基板３０と第１配向膜４０との間に形成されている。
　具体的には、本変形例に係る照明装置１００ＡＥは、光源２０と、波長変換素子１０ＡＥとを備える。波長変換素子１０ＡＥは、光源２０に対向配置された第１透光基板３０と、第１透光基板３０の第１主表面上に形成された第２色調整層８２と、第２色調整層８２上に形成された第１配向膜４０と、第１蛍光体５１を含み第１配向膜４０上に形成された第１蛍光体層５０と、第１透光基板３０に重ねて配置される第２透光基板８０と、第２透光基板８０の第１主表面上に形成された第１色調整層８１とを含む。
　第２透光基板８０は、出射方向（図中Ｚ軸方向）において第１透光基板３０に対して光源２０と反対側に位置するように配置され、かつ、第１色調整層８１が第１蛍光体層５０上に位置するように第１透光基板３０に重ねて配置されている。なお、第２色調整層８２は、既知の方法で第１透光基板３０の第１主表面上に形成され、第１配向膜４０は上述の方法により第２色調整層８２上に形成される。
　このような構成においても、第１配向膜４０によって第１蛍光体５１が第１透光基板３０の第１主表面に平行な方向に一軸配向した状態であるため、蛍光体から発光された偏光を効率よく照射面側に向けて散乱させることができる。このため、第１蛍光体５１から発光される二次光が出射方向（図中Ｚ軸方向）に沿った発光強度が強い指向性を有する。また、一次光と二次光とが加法混色された光が、特定波長のみを透過させる第１色調整層８１を透過することになる。さらに、光源２０から照射された一次光は、第２色調整層８２によって、第１蛍光体５１の吸収効率が高い特定波長のみを有することになる。したがって、本変形例における照明装置１００ＡＥにおいても、第２７変形例における照明装置１００ＡＡとほぼ同様の効果が得られる。
　（第３２変形例）
　図５８は、第３２変形例における照明装置の模式断面図である。図５８を参照して、本変形例における照明装置１００ＡＦについて説明する。
　図５８に示すように、本変形例における照明装置１００ＡＦは、第２７変形例における照明装置１００ＡＡと比較した場合に、波長変換素子１０ＡＦの構成が相違する。波長変換素子ＡＦにあっては、第２色調整層８２が、第３透光基板８３に形成されておらず、第１透光基板３０の第２主表面上に形成されている。
　具体的には、本変形例に係る照明装置１００ＡＦは、光源２０と、波長変換素子１０ＡＦとを備える。波長変換素子１０ＡＦは、光源２０に対向配置された第１透光基板３０と、第１透光基板３０の第１主表面上に形成された第１配向膜４０と、第１蛍光体５１を含み、第１配向膜４０上に形成された第１蛍光体層５０と、第１透光基板３０の第１主表面と反対側に位置する第２主表面上に形成された第２色調整層８２と、第１透光基板３０に重ねて配置される第２透光基板８０と、第２透光基板８０の第１主表面上に形成された第１色調整層８１とを含む。
　第１透光基板３０は、第２色調整層８２が光源２０に向くように配置されている。第２透光基板８０は、出射方向（図中Ｚ軸方向）において第１透光基板３０に対して光源２０と反対側に位置するように配置され、かつ、第１色調整層８１が第１蛍光体層５０上に位置するように第１透光基板３０に重ねて配置されている。なお、第２色調整層８２は既知の方法で第１透光基板３０の第２主表面上に形成される。
　このような構成においても、第１配向膜４０によって第１蛍光体５１が第１透光基板３０の第１主表面に平行な方向に一軸配向した状態であるため、蛍光体から発光された偏光を効率よく照射面側に向けて散乱させることができる。このため、第１蛍光体５１から発光される二次光が出射方向（図中Ｚ軸方向）に沿った発光強度が強い指向性を有する。また、一次光と二次光とが加法混色された光が、特定波長のみを透過させる第１色調整層８１を透過することになる。さらに、光源２０から照射された一次光は、第２色調整層８２によって、第１蛍光体５１の吸収効率が高い特定波長のみを有することになる。したがって、本変形例における照明装置１００ＡＦにおいても、第２７変形例における照明装置１００ＡＡとほぼ同様の効果が得られる。
　（第３３変形例）
　図５９は、第３３変形例における照明装置の模式断面図である。図５９を参照して、本変形例における照明装置１００ＡＧについて説明する。
　図５９に示すように、本変形例における照明装置１００ＡＧは、第２７変形例における照明装置１００ＡＡと比較した場合において、波長変換素子１０ＡＧの構成が相違する。波長変換素子１０ＡＧにおいては、第１色調整層８１が、第２透光基板８０に形成されておらず、第１透光基板３０と第１配向膜４０との間に形成されており、第２色調整層８２が、第３透光基板８３に形成されておらず、第１蛍光体層５０上に形成されており、第２色調整層８２が光源２０を向くように第１透光基板３０が配置されている。
　具体的には、本変形例に係る照明装置１００ＡＧは、光源２０と、波長変換素子１０ＡＧとを備える。波長変換素子１０ＡＧは、光源２０に対向配置された第１透光基板３０と、第１透光基板３０の第１主表面上に形成された第１色調整層８１と、第１色調整層８１上に形成された第１配向膜４０と、第１蛍光体５１を含み第１配向膜４０上に形成された第１蛍光体層５０と、第１蛍光体層５０上に形成された第２色調整層８２とを含む。
　第１透光基板３０は、第２色調整層８２が、出射方向（図中Ｚ軸方向）において光源２０、第２色調整層８２、第１蛍光体層５０の順に並ぶように（第２色調整層８２が光源２０を向くように）配置される。なお、第２色調整層８２は、既知の方法で第１蛍光体層５０上に形成される。
　このような構成においても、第１配向膜４０によって第１蛍光体５１が第１透光基板３０の第１主表面に平行な方向に一軸配向した状態であるため、蛍光体から発光された偏光を効率よく照射面側に向けて散乱させることができる。このため、第１蛍光体５１から発光される二次光が出射方向（図中Ｚ軸方向）に沿った発光強度が強い指向性を有する。また、一次光と二次光とが加法混色された光が、特定波長のみを透過させる第１色調整層８１を透過することになる。さらに、光源２０から照射された一次光は、第２色調整層８２によって、第１蛍光体５１の吸収効率が高い特定波長のみを有することになる。したがって、本変形例における照明装置１００ＡＧにおいても、第２７変形例における照明装置１００ＡＡとほぼ同様の効果が得られる。
　なお、第２７変形例ないし第３３変形例においては、第１色調整層８１が第１蛍光体層５０に対して光源側と反対側に備えられるとともに、第２色調整層８２が出射方向において、光源２０、第２色調整層８２、第１蛍光体層５０の順に並ぶように構成された場合を例示して説明したが、第１色調整層８１を備えず、第２色調整層８２が出射方向において、光源２０、第２色調整層８２、第１蛍光体層５０の順に並ぶように構成されていてもよい。
　また、第２７変形例ないし第３３変形例においては、さらに別途透光基板を有する構成であってもよく、第１透光基板３０と光源２０との間、第１透光基板３０と第２透光基板８０との間等の光源から照明光を照射する外部（空気層）との間において適宜、透光基板を配置することができる。
　なお、上述した第２２変形例ないし第２６変形例においては、第１蛍光体５１が緑色発光体であり、第１色調整層８１がシアン色のカラーフィルタである場合、第２７変形例ないし第３３変形例においては、第１色調整層８１がシアン色のカラーフィルタであり、第２色調整層８２が青色のカラーフィルタである場合を例示して説明したが、これに限定されず、光源２０から出射される一次光の色に対応させて第１蛍光体５１、第１色調整層８１および第２色調整層８２を適宜選択することにより、所望の色調を得ることができる。なお、第１色調整層８１および第２色調整層８２としては、顔料を含む着色層にて構成されたカラーフィルタ、バンドパスフィルタあるいはフォトニック結晶にて構成されたカラーフィルタを採用することができる。
　図６０は、図１に示す照明装置を具備した液晶表示装置の分解斜視図である。図６０を参照して、図１に示す照明装置を具備した液晶表示装置３００について説明する。
　液晶表示装置３００は、照明装置１００、偏光板３０２，３０３および液晶表示パネル３０１を備える。照明装置１００はバックライトとして使用され、照明装置１００において第１蛍光体５１はＸ軸方向に一軸配向している。偏光板３０２は、ＤＲ３方向に透過軸を有し、偏光板３０２の透過軸と第１蛍光体の配向方向（Ｘ軸方向）が重なるように液晶表示パネル３０１と照明装置１００との間に配置される。偏光板３０３は、ＤＲ４方向に透過軸を有し、偏光板３０３の透過軸と偏光板３０２の透過軸とが交差するように、液晶表示パネル３０１の上方に配置される。液晶表示パネル３０１は、液晶を挟持するように互いに貼り合わされたＴＦＴ基板およびＣＦ基板によって構成される。
　このような構成とすることにより、Ｘ軸方向に平行な偏光成分が増加した二次光が、効率よく偏光板３０２を透過するため、バックライトの光の利用効率を高くすることができる。
　（実験例）
　以下に、第１蛍光体層中に一軸配向する第１蛍光体から発光される二次光の取り出し効率および偏光特性について、シミュレーションおよび実験結果に基づいて説明する。
　実施例Ｓ１として、第１透光基板上に第１配向膜を形成しラビング処理を行ない、第１配向膜上に第１蛍光体を含有する液晶ポリマーをスピンコーティングすることにより第１蛍光体を所定の方向に一軸配向させた配向状態の波長変換素子を準備した。実施例１における波長変換素子は、実施の形態に係る照明装置に用いられる波長変換素子１０に相当する。
　一方、比較例Ｓ２として、第１透光基板上に第１蛍光体を含有する液晶ポリマーをスピンコーティングすることにより、第１蛍光体がランダムに配向する無配向状態の波長変換素子を準備した。比較例Ｓ２における波長変換素子は、比較の形態における波長変換素子２１０に対応する。
　実施例Ｓ１および比較例Ｓ２における波長変換素子を製造する際において、液晶ポリマーとしては、メルク社製のリアクティブメソゲンＲＭＭ３４Ｃを使用し、第１蛍光体としては、上述の緑色蛍光体を使用した。
　図６１は、蛍光体から発光される二次光の取り出し効率と蛍光体の屈折率との関係を示す図である。図６１を参照して蛍光体から発光される二次光の取り出し効率と蛍光体の屈折率の関係について説明する。
　図６１に示すように、蛍光体の屈折率を変化させて配向状態の蛍光体および無配向状態の蛍光体からの二次光の取り出し効率の理論計算したところ、配向状態の蛍光体からの二次光の取り出し効率は、蛍光体の屈折率のいずれの値においても、無配向状態の蛍光体からの取り出し効率を上回る結果となった。なお、配向状態の蛍光体の遷移双極子モーメントの方向と照射面との成す角度θ２は０度となるように設定した。
　図６２は、蛍光体から発光される二次光の取り出し効率と、蛍光体の遷移双極子モーメントの方向と照射面とのなす角度との関係を示す図である。図６２を参照して、蛍光体から発光される二次光の取り出し効率と、蛍光体の遷移双極子モーメントの方向と照射面との成す角度θ２との関係について説明する。
　図６２に示すように、配向状態における蛍光体の遷移双極子モーメントの方向と照射面とのなす角度θ２を変化させた場合の配向状態の蛍光体からの二次光の取り出し効率を算出したところ、θ２が０度以上３８度以下の範囲において、配向状態の蛍光体からの二次光の取り出し効率が、無配向状態の蛍光体からの取り出し効率を上回る結果となった。
　なお、無配向状態の蛍光体においては、遷移双極子モーメントの方向はランダムに向いているため、無配向状態の二次光は等方に発光される。このため、無配向状態における二次光の取り出し効率は、一定の値を示す結果となる。また、二次光の取り出し効率を理論計算する際には、光線追跡シミュレーションを用いた。
　図６３は、蛍光体から発光される二次光の全光束を測定する様子を示す図である。図６４は、二次光の全光束を測定する際における蛍光体の配向方向と偏光板の透過軸の方向との関係を示す図である。図６５は、光源から入射される入射光の光束と、蛍光体から発光される二次光の光束との関係を示す表である。図６３ないし図６５を参照して、配向状態における蛍光体の取り出し効率の向上について説明する。
　図６３に示すように、実施例Ｓ１および比較例Ｓ２における波長変換素子と光源２０との間に偏光板３０２を配置し、第１蛍光体に特定方向の偏光を入射して、第１蛍光体から発光される二次光の出射全光束量を光度計にて測定した。また、光源２０の入射全光束量についても光度計にて測定し、実施例Ｓ１（配向状態）と比較例Ｓ２（無配向状態）との入射全光束量に対する出射全光束量を比較した。なお、二次光の出射全光束量とは、蛍光体からの発光成分の全光束を指し、入射光の抜け成分は含まない。また、光源２０としては、ピーク波長が４５０ｎｍの青色光源を使用した。
　図６４に示すように、二次光の出射全光束量を測定する際においては、偏光板３０２の透過軸（ＤＲ３）と、実施例Ｓ１における第１蛍光体の配向方向（ＤＲ１方向）とを平行にした。
　図６５に示すように、配向状態における実施例Ｓ１においては、無配向状態における比較例Ｓ２と比較して、入射全光束量に対する出射全光束量が、増加して略１．４５倍の値を示した。
　以上より、第１蛍光体を一軸配向させることにより、無配向状態の場合と比較して、一次光から発光される二次光の取り出し効率が向上することが実験的にも確認することができた。
　図６６ないし図６８は、第１蛍光体の配向方向と偏光板の透過軸とを変化させた場合の二次光を示す図である。図６６ないし図６８を参照して、配向状態の第１蛍光体から発光される二次光の偏光特性を定性的に評価した場合の結果について説明する。
　図６６（ａ）は、蛍光体の配向方向と偏光板の透過軸とが平行となる場合に蛍光体から発光される二次光を示す図であり、図６６（ｂ）は、蛍光体の配向方向と偏光板の透過軸とが垂直となる場合に蛍光体から発光される二次光を示す図である。
　図６６（ａ）に示すように、蛍光体の配向方向（ＤＲ１方向）と偏光板の透過軸（ＤＲ３）とが平行となる場合には、光源からの一次光（青色光）を配向状態の蛍光体がほぼ吸収し、吸収されなかった一部の一次光と蛍光体から発光された二次光（緑色光）が加法混色されてほぼ緑色の照明光が得られた。特に、照明光の中央に位置する領域Ｒ１１においては、輝度の明るい緑色が得られ、領域Ｒ１１の周囲に位置する領域Ｒ１２においては、Ｒ１１と比較して若干輝度の低い緑色が得られた。
　図６６（ｂ）に示すように、蛍光体の配向方向（ＤＲ１方向）と偏光板の透過軸（ＤＲ３）とが垂直となる場合には、配向状態の蛍光体における光源からの一次光（青色光）の吸収率が低下して、吸収されなかった一次光の割合が増加した。この結果、割合が増加した一次光と、蛍光体から発光された二次光（緑色光）が加法混色されて青みを帯びた緑色の照明光が得られた。特に、照明光の中央に位置する領域Ｒ１３においては、やや輝度の低い青みを帯びた緑色が得られ、領域Ｒ１３の周囲に位置する領域Ｒ１４においては、青色光が得られた。
　図６７（ａ）は、図６６（ａ）に示す状態に、波長変換素子の下層に位置する偏光板の透過軸と平行な透過軸を有する偏光板を波長変換層の上層にさらに重ねた場合の二次光を示す図である。図６７（ｂ）は、図６６（ｂ）に示す状態に、波長変換素子の下層に位置する偏光板の透過軸と平行な透過軸を有する偏光板を波長変換層の上層にさらに重ねた場合の二次光を示す図である。
　図６７（ａ）に示すように、図６６（ａ）に示す状態に、波長変換素子の下層に位置する偏光板３０２の透過軸（ＤＲ３）と平行な透過軸（ＤＲ４）を有する偏光板３０３を波長変換層の上層にさらに重ねた場合には、二次光は配向方向（ＤＲ１方向）とほぼ平行に偏光しているため、偏光板３０３の透過軸（ＤＲ４）と二次光の偏光方向とがほぼ平行になる。このため、二次光は、偏光板３０３をほぼ透過する。また、蛍光体に吸収されなかった一次光も、下層に位置する偏光板によって偏光板３０３の透過軸（ＤＲ４）と同方向に偏光しているため、偏光板３０３を透過する。
　この結果、図６６（ａ）に示す状態と比較してあまり輝度が低下することなく、一次光と二次光が加法混色された明るい緑色の照明光が得られた。特に、照明光の中央に位置する領域Ｒ１１においては、輝度の明るい緑色が得られ、領域Ｒ１１の周囲に位置する領域Ｒ１２においては、領域Ｒ１１と比較して若干輝度の低い緑色が得られた。
　図６７（ｂ）に示すように、図６６（ｂ）に示す状態に、波長変換素子の下層に位置する偏光板３０２の透過軸（ＤＲ３）と平行な透過軸（ＤＲ４）を有する偏光板３０３を波長変換層の上層にさらに重ねた場合には、二次光は配向方向（ＤＲ１方向）とほぼ平行に偏光しているため、偏光板３０３の透過軸（ＤＲ４）と二次光の偏光方向とがほぼ垂直になる。このため、二次光の大部分は、偏光板３０３を透過することができない。一方、蛍光体に吸収されなかった一次光は、下層に位置する偏光板３０２によって偏光板３０３との透過軸（ＤＲ４）と平行な方向に偏光しているため、偏光板３０３を透過する。
　この結果、図６６（ｂ）に示す状態と比較して大部分の二次光が一次光に加法混色されず、輝度が低下した青色の照明光が得られた。すなわち、照明光の全領域を示す領域Ｒ１５において、青色光が得られた。
　図６８（ａ）は、図６６（ａ）に示す状態に、波長変換素子の下層に位置する偏光板の透過軸と垂直な透過軸を有する偏光板を波長変換層の上層にさらに重ねた場合の二次光を示す図である。図６８（ｂ）は、図６６（ｂ）に示す状態に、波長変換素子の下層に位置する偏光板の透過軸と垂直な透過軸を有する偏光板を波長変換層の上層にさらに重ねた場合の二次光を示す図である。
　図６８（ａ）に示すように、図６６（ａ）に示す状態に、波長変換素子の下層に位置する偏光板３０２の透過軸（ＤＲ３）と垂直な透過軸（ＤＲ４）を有する偏光板３０３を波長変換層の上層にさらに重ねた場合には、二次光は配向方向（ＤＲ１方向）とほぼ平行に偏光しているため、偏光板３０３の透過軸（ＤＲ４）と二次光の偏光方向とがほぼ垂直になる。このため、二次光の一部が、偏光板３０３を透過する。一方、蛍光体に吸収されなかった一次光は、下層に位置する偏光板３０２によって偏光板３０３の透過軸（ＤＲ４）と垂直方向に偏光しているため、偏光板３０３を透過することができない。
　この結果、図６６（ａ）に示す状態と比較して、二次光に加法混色される一次光の割合が減少し、輝度が低下した緑色の照明光が得られた。すなわち、照明光の全領域を示す領域Ｒ１１において、緑色光が得られた。
　図６８（ｂ）に示すように、図６６（ｂ）に示す状態に、波長変換素子の下層に位置する偏光板３０２の透過軸（ＤＲ３）と垂直な透過軸（ＤＲ４）を有する偏光板３０３を波長変換層の上層にさらに重ねた場合には、二次光は配向方向（ＤＲ１方向）とほぼ平行に偏光しているため、偏光板３０３の透過軸（ＤＲ４）と二次光の偏光方向とがほぼ平行になる。このため、二次光の大部分が、偏光板３０３を透過する。一方、蛍光体に吸収されなかった一次光は、下層に位置する偏光板３０２によって偏光板３０３の透過軸と垂直方向に偏光しているため、偏光板３０３を透過することができない。
　この結果、図６６（ｂ）に示す状態と比較して、二次光に加法混色される一次光の割合が減少し、輝度が低下した緑色の照明光が得られた。すなわち、照明光の全領域を示す領域Ｒ１５において、緑色光が得られた。また、図６８（ａ）の状態と比較して偏光板３０３を透過する二次光の割合が増加するため、図６８（ａ）の状態よりも明るい緑色の照明光が得られた。
　以上より、配向状態の第１蛍光体は、入射される一次光の偏光成分によってその吸収率が変化するとともに、配向状態の第１蛍光体から発光される二次光は、その配向方向によって偏光方向が変化することが実験的にも確認された。より具体的には、入射される一次光の偏光方向と第１蛍光体の配向方向が一致する場合に吸収率が上昇し、配向状態の第１蛍光体から発光される二次光は、配向方向に平行な偏光成分を多く含まれることが実験的にも確認された。
　以下、配向状態の第１蛍光体から発光される二次光の偏光特性を定量的に評価した場合の結果について説明する。
　図６９は、正面透過率の測定における偏光板の透過軸の方向と蛍光体の配向方向との関係を示す第１の条件および第２の条件を示す図である。図７０は、正面透過率の測定結果を示す図である。図６９および図７０を参照して、配向状態の蛍光体における吸光特性の偏光依存性について説明する。
　配向状態の蛍光体における吸光特性の偏光依存性を確認するために、図６３に示すように、実施例Ｓ１および比較例Ｓ２における波長変換素子を配置し、自然光および偏光を各波長変換素子に入射させて光度計にて正面透過率を測定した。
　実施例Ｓ１における波長変換素子においては、図６９に示すように第１の条件および第２の条件にて正面透過率を測定した。
　図６９（ａ）は、正面透過率の測定における偏光板の透過軸の方向と実施例における蛍光体の配向方向との関係を示す第１の条件を示す図である。図６９（ａ）に示すように、第１の条件においては、偏光板３０２の透過軸と配向状態の蛍光体の配向方向とが平行になるように偏光板３０２と実施例Ｓ１における波長変換素子を配置した。この状態を図７０においてParallelと表記する。
　図６９（ｂ）は、正面透過率の測定における偏光板の透過軸の方向と実施例における蛍光体の配向方向との関係を示す第２の条件を示す図である。図６９（ｂ）に示すように、第２の条件においては、偏光板３０２の透過軸と配向状態の蛍光体の配向方向とが直交するように偏光板３０２と実施例Ｓ１における波長変換素子を配置した。この状態を図７０においてCrossと表記する。
　図７０に示すように、無配向状態の比較例Ｓ２においては、吸光特性に偏光依存性が確認できず、配向状態の実施例Ｓ１においては、吸光特性に偏光依存性が確認された。より具体的には、配向状態の実施例Ｓ１においては、蛍光体の配向方向と配向に振動する偏光成分の吸収率が最も高く、配向方向と面内方向にて垂直に振動する偏光成分の吸収率が最も低い結果となった。
　以上より、配向状態の第１蛍光体は、入射される一次光の偏光成分によってその吸収率が変化し、入射される一次光の偏光方向と第１蛍光体の配向方向が一致する場合に吸収率が上昇することが実験的にも確認された。
　図７１は、蛍光体から発光される二次光の発光強度を測定する様子を示す図である。図７２は、発光強度の測定における偏光板の透過軸の方向と蛍光体の配向方向との関係を示す第３の条件および第４の条件を示す図である。図７３は、発光強度の測定結果を示す図である。図７１ないし図７３を参照して、配向状態の蛍光体から発光される二次光の偏光特性について説明する。
　図７１に示すように、実施例Ｓ１における波長変換素子の下層に偏光板３０２を配置し、実施例Ｓ１における波長変換素子の上層に偏光板３０３を配置した状態で発光強度を測定した。また、光源２０としては、ピーク波長が４５０ｎｍの青色光源を使用した。また、緑色光の発光強度が最大となるピーク波長５２０ｎｍにおいてその発光強度を測定した。
　図７２（ａ）は、発光強度の測定における偏光板の透過軸の方向と実施例における蛍光体の配向方向との関係を示す第３の条件を示す図である。図７２（ａ）に示すように、第３の条件においては、偏光板３０２の透過軸、配向状態の蛍光体の配向方向、および偏光板３０３の透過軸が平行になるように、偏光板３０２、実施例Ｓ１における波長変換素子および偏光板３０３を配置した。この状態を図７３においてParallelと表記する。
　図７２（ｂ）は、発光強度の測定における偏光板の透過軸の方向と配向状態の蛍光体の配向方向との関係を示す第４の条件を示す図である。図７２（ｂ）に示すように、第４の条件においては、偏光板３０２の透過軸と配向状態の蛍光体の配向方向とが平行になり、偏光板３０３の透過軸と偏光板３０２の透過軸および配向状態の蛍光体の配向方向とが、直交するように、偏光板３０２、実施例Ｓ１における波長変換素子および偏光板３０３を配置した。この状態を図７３においてCrossと表記する。
　図７３に示すように、配向状態の蛍光体から発光された二次光は、配向方向と平行な方向に振動する偏光成分が主であり、配向方向と面内方向にて垂直に振動する偏光成分は、相対的に強度が低くなった。
　また、Parallelの状態における発光強度の値は、Crossの状態における発光強度の値の約５．６７倍の値を示した。
　以上より、第１蛍光体を一軸配向させることにより、配向状態の第１蛍光体から発光される二次光は、配向方向に平行な偏光を有することが実験的にも確認された。
　なお、実施の形態、第１変形例ないし第３３変形例においては、ラビング法によって蛍光体層に含有される蛍光体を一軸配向させる場合を例示して説明したが、これに限定されず、スピンコート法、光配向法、電場印加法、磁場印加法等によって、第１蛍光体を一軸配向させることができる。この場合において、配向条件を適宜調整することにより、配向方向を適宜調整することができる。
　また、上述の配向膜は必須の構成ではなく、延伸法によって形成された単層の蛍光体層を適宜配置または組み合わせた構成を実施の形態、第１変形例ないし第３３変形例に適用させることができる。たとえば、第１０変形例ないし第１２変形例、第１７変形例および第１８変形例においては、配向膜によって所定の方向に蛍光体を配向させた蛍光体層を積層させる場合を例示して説明したがこれに限定されず、延伸法を用いて所定の蛍光体を配向させた蛍光体層を適宜貼り付けて積層させてもよい。
　また、実施の形態、第１変形例ないし第３３変形例においては、蛍光体層に含有される蛍光体が一軸配向する場合を例示して説明したが、蛍光体に代替して、燐光などを放射する燐光材料が一軸配向していてもよい。この場合においても上述同様の方法を使用することで、燐光材料を所定の方向に一軸配向させることができる。
　以上、本発明の実施の形態および変形例について説明したが、今回開示された実施の形態および変形例はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
　１０　波長変換素子、２０　光源、２１　反射シート、２２　導光板、３０　第１透光基板、３１　発光素子、３２　枠体、３３　封止樹脂、３４　基板、４０　第１配向膜、５０　第１蛍光体層、５１　第１蛍光体、５２　蛍光体、５３　ポリマー分子、５４　ポリマー、６０　第２配向膜、６１　第３配向膜、７０　第２蛍光体層、７１　第２蛍光体、８０　第２透光基板、８１　第１色調整層、８２　第２色調整層、８３　第３透光基板、９０　第３蛍光体層、９１　第３蛍光体、１００　照明装置、１０１　対象物、１０２　使用者、２００　照明装置、２１０　波長変換素子、２２０　光源、２３０　第１透光基板、２５０　第１蛍光体層、２５１　第１蛍光体、２５４　ポリマー、３００　液晶表示装置、３０１　液晶表示パネル、３０２，３０３　偏光板。

Claims (5)

  1. 　一次光を波長変換することによって得られる二次光を含む照明光を外部に向けて照射する照明装置であって、
    　一次光を出射する光源と、
    　前記光源から出射された一次光の少なくとも一部を波長変換する波長変換素子とを備え、
    　前記波長変換素子は、一次光が入射される入射面と、前記入射面に対向し二次光を含む照明光を照射する照射面と、前記光源から出射された一次光の少なくとも一部を吸収して二次光を発光する蛍光体および屈折率異方性を有するポリマーを有する蛍光体層とを含み、
    　前記蛍光体は、第１方向に沿って配向する異方構造を有し、
    　前記ポリマーは、前記第１方向に沿って配向するポリマー分子を有し、
    　前記蛍光体の遷移双極子モーメントの方向と、前記蛍光体から前記ポリマー分子に向けて発光された偏光に対する前記ポリマー分子の遅相軸との成す角度のうちの小さい方の角度が、０度以上４５度以下である、照明装置。
  2. 　前記蛍光体の遷移双極子モーメントの方向と前記照射面との成す角度のうちの小さい方の角度が、０度以上３８度以下である、請求項１に記載の照明装置。
  3. 　前記ポリマーは、液晶ポリマーである、請求項１または２に記載の照明装置。
  4. 　前記蛍光体から発光される二次光において、前記第１方向に平行な方向に振動する偏光成分の強度が前記第１方向に垂直な方向に振動する偏光成分の強度よりも高い、請求項１から３のいずれか１項に記載の照明装置。
  5. 　前記蛍光体において、前記第１方向に平行な方向に振動する一次光の偏光成分の吸収率が、前記第１方向に垂直な方向に振動する一次光の偏光成分の吸収率よりも高い、請求項１から４のいずれか１項に記載の照明装置。
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