CN204879969U - 波长转换装置、光源系统和投影系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种波长转换装置、光源系统和投影系统，所述波长转换装置包括波长转换片，所述波长转换片包括反射层，所述反射层包括相对的第一表面和第二表面；位于所述反射层第一表面的发光层；以及贴敷于所述反射层第二表面的第一散热膜，所述第一散热膜为石墨散热膜。由于第一散热膜为石墨散热膜，因此，波长转换装置具有高反射性和高热稳定性，能够在大功率发光的情况下保持高效稳定的出光。

Description

波长转换装置、光源系统和投影系统

技术领域

本实用新型涉及投影仪技术领域，更具体地说，涉及一种波长转换装置、光源系统和投影系统。

背景技术

随着半导体技术的发展，采用固态光源如LD(LaserDiode，激光二极管)代替卤素灯泡作为投影机的光源，已经成为一个重要的技术发展方向。在采用激光二极管作为光源的投影系统中，激光二极管发出的激光随着波长转换装置的转动照射在波长转换装置的不同区域上，由于波长转换装置的不同区域具有不同颜色的荧光粉层，因此，能够产生不同颜色的受激光，这些不同颜色的受激光合成一束光后，进行投影图像的显示。

为了保证波长转换装置的出光效率，需要在荧光粉层的背面设置反射层，同时由于荧光粉的热导率和耐温性较差，因此，为了保证荧光粉的发光效率，需要对荧光粉层进行散热。

现有的一种采用镜面金属基板的波长转换装置中，虽然镜面金属基板能够同时起到反射和散热的作用，但是，由于金属基板的稳定性较差，容易出现氧化或硫化的问题，因此，会导致波长转换装置的可靠性较差。

现有的另一种采用漫反射层的波长转换装置，漫反射层由散射颗粒和玻璃粉组成，虽然漫反射层的反射率的热稳定性远高于镜面金属基板，但是，在散射颗粒越多，漫反射层的反射率越高时，漫反射层的散热性能也会越差，因此，在达到足够反射率的情况下，较厚的漫反射层又会影响荧光粉层的散热，导致荧光粉层的可靠性和发光效率较低。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种波长转换装置、光源系统和投影系统，以解决现有的波长转换装置可靠性差以及发光效率低的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种波长转换装置，所述波长转换装置包括波长转换片，所述波长转换片包括：

反射层，所述反射层包括相对的第一表面和第二表面；

位于所述反射层第一表面的发光层；

贴敷于所述反射层第二表面的第一散热膜，所述第一散热膜为石墨散热膜。

优选的，所述发光层具有一种波长转换材料；或者，所述发光层包括多个发光区域，不同的发光区域具有不同的波长转换材料。

优选的，所述反射层为金属反射层；或者所述反射层为反射陶瓷；所述反射陶瓷为氧化铝陶瓷、氧化锆陶瓷、氮化硼陶瓷或氧化锆掺杂氧化铝的复合陶瓷。

优选的，所述反射陶瓷的厚度范围为0.1mm～3mm。

优选的，所述波长转换片为圆形的片状结构；所述发光层位于圆形的所述反射层第一表面的外圆环面部分，所述发光层内侧的所述反射层表面贴敷有圆环状的第二散热膜，所述第二散热膜为石墨散热膜。

优选的，所述石墨散热膜由石墨片和丙烯酸双面胶带贴合而成。

优选的，所述石墨片的厚度范围为10μm～100μm。

优选的，所述双面胶带的厚度范围为6μm～30μm。

一种光源系统，包括光源和如上任一项所述的波长转换装置。

一种投影系统，包括如上所述的光源系统。

与现有技术相比，本实用新型所提供的技术方案具有以下优点：

本实用新型所提供的波长转换装置、光源系统和投影系统，包括反射层、位于反射层第一表面的发光层以及贴敷于反射层第二表面的第一散热膜。由于第一散热膜为石墨散热膜，因此，波长转换装置具有高反射性和高热稳定性，能够在大功率发光的情况下保持高效稳定的出光。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的一个实施例提供的波长转换装置的结构示意图；

图2为图1所示的波长转换装置的局部放大图；

图3为图1所示的波长转换装置的俯视图。

具体实施方式

正如背景技术所述，现有的一种采用镜面金属基板的波长转换装置，由于金属基板的稳定性较差，容易出现氧化或硫化的问题，因此，会导致波长转换装置的可靠性较差。现有的另一种采用漫反射层的波长转换装置，在达到足够反射率的情况下，较厚的漫反射层又会影响荧光粉层的散热，导致荧光粉层的可靠性和发光效率较低。

基于此，本实用新型提供了一种波长转换装置，以克服现有技术存在的上述问题，所述波长转换装置包括波长转换片，所述波长转换片包括：

反射层，所述反射层包括相对的第一表面和第二表面；位于所述反射层第一表面的发光层；贴敷于所述反射层第二表面的第一散热膜，所述第一散热膜为石墨散热膜。

本实用新型还提供了一种光源系统，包括光源和如上所述的波长转换装置。

本实用新型还提供了一种投影系统，包括如上所述的光源系统。

本实用新型所提供的波长转换装置、光源系统和投影系统，包括反射层、位于反射层第一表面的发光层以及贴敷于反射层第二表面的第一散热膜。由于第一散热膜为石墨散热膜，因此，波长转换装置具有高反射性和高热稳定性，能够在大功率发光的情况下保持高效稳定的出光。

以上是本实用新型的核心思想，为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，本实用新型结合示意图进行详细描述，在详述本实用新型实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本实用新型保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

下面通过实施例来对本实用新型进行详细描述。

本实用新型提供了一种波长转换装置，如图1所示，包括波长转换片1和驱动波长转换片1转动的驱动装置2，该波长转换片1优选为圆形的片状结构，驱动装置2为设置在波长转换片1圆心的转轴以及马达等装置，用于驱使波长转换片1绕圆的中心轴转动。

本实施例中，图2为波长转换装置的局部放大图，如图2所示，波长转换片1包括反射层12，反射层12包括相对的第一表面120和第二表面121；位于反射层12第一表面120的发光层11以及贴敷于反射层12第二表面121的第一散热膜13，其中，第一散热膜13为石墨散热膜。

其中，发光层11可以只具有一种波长转换材料即荧光粉，如红色荧光粉、绿色荧光粉或蓝色荧光粉，该发光层11在激发光的照射下可出射红光、绿光或蓝光。发光层11也可以具有多个发光区域，不同的发光区域具有不同的波长转换材料，例如，发光层11具有两个发光区域，其中一个发光区域具有蓝色荧光粉，另一个发光区域具有黄色荧光粉，这样当激发光照射到旋转的波长转换片1的其中一个发射区域时，会激发该区域的蓝色荧光粉出射蓝光，当激发光照射到另一个发光区域时，该区域的黄色荧光粉会出射与蓝光合成白光的黄光；当然，在其他实施例中，发光层11可以具有三个发光区域，第一个发光区域具有蓝色荧光粉，第二个发光区域具有红色荧光粉，第三个发光区域具有绿色荧光粉，并通过三基色原理合成白光。本实施例中，除了荧光粉外，波长转换材料还可以是指能够将入射于波长转换材料的光转换成不同波长的光的材料，例如纳米发光材料和量子点等公众熟知的材料。

本实施例中，反射层12可以为金属反射层，如铝反射层、铜反射层或铝合金反射层，此外，反射层12还可以为白色反射陶瓷，该反射陶瓷可以是氧化铝陶瓷、氧化锆陶瓷、氮化硼陶瓷或氧化锆掺杂氧化铝的复合陶瓷。对于白色反射陶瓷而言，其厚度值越大，反射率越高，热阻也随之增加；相反，厚度值越小，热阻降低，但反射率也越低，因此，考虑到反射率与热阻的平衡关系，反射陶瓷的厚度范围优选为0.1mm～3mm。此外，反射层12还可以是其他常见的应用于波长转换装置的反射层，如玻璃与反射颗粒的复合层。

虽然反射陶瓷的反射率较高，但是其热导率偏低。这样发光层在高功率激光光源的激发下产生的热量，就会由于反射陶瓷局部高热而不能及时传导出去，进而导致发光层的温度过高，发光效率和稳定性下降。同时，由于反射陶瓷的抗热震性较差，因此，当反射陶瓷具有较大的温差时，容易导致反射陶瓷发生炸裂。基于此，本实施例提供的波长转换装置在反射层12的底面即第二表面121贴敷了第一散热膜13。

其中，第一散热膜13为石墨散热膜，该石墨散热膜由石墨片和丙烯酸双面胶带贴合组成。也就是说，双面胶带的一面贴合石墨片，另一面贴敷于反射层12的底面即第二表面121，以便将石墨散热膜与反射层12贴合在一起。其中，石墨片水平方向的热导率为700W/(m·K)～1950W/(m·K)。由于较薄的石墨片难以制备成型，较厚的石墨片的热阻又较高，因此，本实施例中的石墨片的厚度范围优选为10μm～100μm。并且，较薄的双面胶带粘接力较低，较厚的双面胶带热阻较高，因此，丙烯酸双面胶带的厚度范围优选为6μm～30μm。

通过将高导热石墨散热膜贴敷于反射陶瓷底面，利用石墨片水平方向的超高热导率可以使得反射陶瓷的局部高热迅速传导出去，使得温度快速均化，既可以降低发光层的温度，提高发光层的发光效率和稳定性，又可以降低反射陶瓷炸裂的隐患，提高波长转换装置的可靠性。进一步地，由于石墨导热片的热辐射率远高于反射陶瓷，因此，可以提高整个波长转换装置的热辐射效率，进一步提高散热性能，从而提高波长转换装置的可靠性。

更进一步地，本实施例提供的波长转换片反射层12的第一表面120也具有石墨散热膜，如图3所示，反射层12为圆形的片状结构；发光层11位于反射层12第一表面120的外圆环面部分，即发光层11为位于反射层12第一表面120的外圆环面的圆环，并且，发光层11内侧的反射层12表面贴敷有第二散热膜14，优选的，第二散热膜14为石墨散热膜，当然，本实用新型并不仅限于此，在其他实施例中，第二散热膜14可以为与第一散热膜13不同的散热膜。

本实施例提供的波长转换装置，将高反射率的反射陶瓷作为反射层，将高热导率的石墨散热膜作为反射层的散热膜，以此来提高波长转换装置的反射性和热稳定性，从而能够在大功率发光的情况下保持高效稳定的出光。

本实用新型的另一个实施例还提供了一种光源系统，该光源系统包括激光光源和如上任一实施例提供的波长转换装置，激光光源发射的激发光照射到波长转换装置的发光层上后，如果发光层具有至少两种荧光粉，则会激发出至少两种不同颜色的受激光，这些不同颜色的受激光经过反射层反射后进入后续的会聚透镜等进行会聚准直，以合成投影图像所用的一束白光。

本实用新型的又一个实施例还提供了一种投影系统，该投影系统包括如上所述的光源系统，除此之外还包括分光合光系统和对光线进行调制的光调制系统等。

本实施例提供的光源系统和投影系统，将高反射率的反射陶瓷作为反射层，将高热导率的石墨散热膜作为反射层的散热膜，以此来提高波长转换装置的反射性和热稳定性，从而能够在大功率发光的情况下保持高效稳定的出光。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种波长转换装置，其特征在于，所述波长转换装置包括波长转换片，所述波长转换片包括：

反射层，所述反射层包括相对的第一表面和第二表面；

位于所述反射层第一表面的发光层；

贴敷于所述反射层第二表面的第一散热膜，所述第一散热膜为石墨散热膜。

2.根据权利要求1所述的波长转换装置，其特征在于，所述发光层具有一种波长转换材料；或者，所述发光层包括多个发光区域，不同的发光区域具有不同的波长转换材料。

3.根据权利要求1所述的波长转换装置，其特征在于，所述反射层为金属反射层；或者所述反射层为反射陶瓷，所述反射陶瓷为氧化铝陶瓷、氧化锆陶瓷、氮化硼陶瓷或氧化锆掺杂氧化铝的复合陶瓷。

4.根据权利要求3所述的波长转换装置，其特征在于，所述反射陶瓷的厚度范围为0.1mm～3mm。

5.根据权利要求1所述的波长转换装置，其特征在于，所述波长转换片为圆形的片状结构；所述发光层位于圆形的所述反射层第一表面的外圆环面部分，所述发光层内侧的所述反射层表面贴敷有圆环状的第二散热膜，所述第二散热膜为石墨散热膜。

6.根据权利要求1或5所述的波长转换装置，其特征在于，所述石墨散热膜由石墨片和丙烯酸双面胶带贴合而成。

7.根据权利要求6所述的波长转换装置，其特征在于，所述石墨片的厚度范围为10μm～100μm。

8.根据权利要求6所述的波长转换装置，其特征在于，所述双面胶带的厚度范围为6μm～30μm。

9.一种光源系统，其特征在于，包括光源和权利要求1-8任一项所述的波长转换装置。

10.一种投影系统，其特征在于，包括权利要求9所述的光源系统。