CN216561382U - 一种量子点荧光光源结构及投影仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种量子点荧光光源结构及投影仪，包括短波光源、量子点薄膜系统和散热系统，所述散热系统安装在所述量子点薄膜系统的两侧，所述短波光源的光路可以依次穿过所述量子点薄膜系统，所述量子点薄膜系统包括转盘，安装在所述转盘中间的轮轴，和安装在所述转盘外环四周的量子点薄膜。本实用新型的光源有效降低蓝光激发后产生的热量，从而延长投影仪使用寿命，并且降低视觉疲劳，有利于保护视力。

Description

一种量子点荧光光源结构及投影仪

技术领域

本发明涉及量子点荧光材料领域，尤其涉及一种量子点荧光光源结构及投影仪。

背景技术

目前投影仪使用的灯源一般为高压汞灯或发光二极管(LED)，其特点是发光强度大，能满足绝大多数投影仪的使用要求。但存在以下两点不足：

一是高压汞灯使用寿命短，只有大约3000小时，发热量大，使用一段时间后发光效率会变低；投影仪使用的投影光源为交流或直流超高压汞灯，超高压汞灯将光线投射到受控液晶板上，通过受控液晶板将各种图形和图案投射到屏幕上，例如CN 201622997 U公开的发光点亮度高的投影仪用超高压汞灯，虽然亮度高，但是其使用寿命很短。

二是高压汞灯与发光二极管光源其光谱波段范围较宽，对视力影响较大，长时间注视屏幕容易引起视觉疲劳。例如CN 113270526 A公布的“发光二极管、发光装置及其投影仪”，虽然实现优化电流分布，提供了更均匀热分布的发光二极管，但应用得到的投影仪仍会使人产生视觉疲劳。

这些因素制约了投影仪的发展。

发明内容

针对上述存在的技术不足，本发明的目的是提供一种量子点荧光光源结构及投影仪，可以有效降低蓝光激发后产生的热量，从而延长投影仪使用寿命，并且降低视觉疲劳，有利于保护视力。

为实现上述目的，本发明提供一种投影仪量子点荧光光源结构，包括短波光源、量子点薄膜系统和散热系统，所述散热系统安装在所述量子点薄膜系统的两侧，所述短波光源的光路可以依次穿过所述量子点薄膜系统。

进一步地，所述量子点薄膜系统包括转盘，安装在所述转盘中间的轮轴，和安装在所述转盘外环四周的量子点薄膜。

进一步地，所述量子点荧光光源结构为分布式，所述量子点薄膜系统为量子点薄膜系统一，所述量子点薄膜系统一的量子点薄膜为连续环状。另一种方案，所述量子点荧光光源结构为色轮式，所述量子点薄膜系统为量子点薄膜系统二，所述量子点薄膜系统二两侧各安装有透镜，所述短波光源的光路可以依次穿过所述量子点薄膜系统和所述透镜，所述量子点薄膜系统二的量子点薄膜为阵列模块状。

进一步地，所述短波光源发光波长范围300～480纳米，荧光半峰宽在0.1～100纳米之间，所述短波光源为短波激光和发光二极管中的任一种，或二者的结合。

进一步地，所述量子点薄膜为蓝光量子点薄膜、绿光量子点薄膜和红光量子点薄膜中的任意一种或多种，所述量子点薄膜为对应蓝光、绿光和红光单独量子点构成薄膜或量子点均匀分散在高分子聚合物中所形成薄膜中的至少一种，或二者的结合。

进一步地，所述量子点薄膜的材质为钙钛矿核壳薄膜，所述钙钛矿核壳薄膜为单独钙钛矿核壳量子点构成薄膜或量子点均匀分散在高分子聚合物中形成薄膜，或二者的结合；所述钙钛矿核壳量子点由钙钛矿内核、金属或非金属化合物壳层构成。

本申请另一个目的是提供一种量子点荧光光源投影仪，所述投影仪的光源为上述所得的量子点荧光光源结构，还包括接收成像装置，所述接收成像装置安装在所述短波光源发出的光路末端，所述接收成像装置一侧依次安装有投影镜头和屏幕。

进一步地，所述接收成像装置为液晶面板或数码微镜装置。

本发明的有益效果在于：

1.量子点材料为纳米级别尺度的材料，一般尺寸范围在1～500纳米之间，荧光外量子产率高，将量子点薄膜应用到投影仪光源中可以有效降低蓝光激发后产生的热量，延长投影仪使用寿命；

2.量子点材料还具有荧光光谱半峰宽窄的特点，以其为光源可降低视觉疲劳，有利于保护视力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的分布式量子点荧光光源结构示意图；

图2为图1中轮状可旋转式量子点薄膜系统的结构示意图；

图3为应用分布式量子点荧光光源结构的投影仪；

图4为本实用新型提供的色轮式量子点荧光光源结构示意图；

图5为图4中色轮式量子点薄膜系统的结构示意图；

图6为应用色轮式量子点荧光光源结构的投影仪。

附图标记说明：

1、短波光源；2、散热系统；3、量子点薄膜系统一；4、量子点薄膜一；5、轮轴一；6、轮盘一；7、量子点薄膜系统二；8、量子点薄膜二；9、轮轴二；10、轮盘二；11、透镜一；12、透镜二；13、接收成像装置；14、投影镜头；15、屏幕。

具体实施方式

下面结合具体实例对本发明的发明方法进行详细描述和说明。其内容是对本发明的解释而非限定本发明的保护范围。

本实用新型涉及的量子点薄膜以及量子点聚合物薄膜已经在专利CN112646568A和CN112457597B中公开，不属于新材料和新工艺。

量子点薄膜按功能分为蓝光量子点薄膜，荧光发光波长在430-490纳米，荧光半峰宽在1-50纳米；绿光量子点薄膜，荧光发光波长在500-560纳米，荧光半峰宽在1-50纳米；红光量子点薄膜，荧光发光波长在580-700纳米，荧光半峰宽在1-50纳米。量子点薄膜均可是蓝光量子点薄膜、绿光量子点薄膜和红光量子点薄膜中的任意一种或多种，薄膜选自对应蓝光、绿光和红光单独量子点构成薄膜和量子点均匀分散在高分子聚合物中所形成薄膜中的至少一种。

量子点薄膜材料包括Ⅱ-Ⅵ族、Ⅲ-Ⅴ族、Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ族、Ⅳ-Ⅵ族、钙钛矿量子点和钙钛矿核壳量子点，钙钛矿核壳量子点由钙钛矿内核、金属或非金属化合物壳层构成；钙钛矿核壳薄膜为单独量子点构成薄膜和量子点均匀分散在高分子聚合物中所形成薄膜中的至少一种。

钙钛矿内核尺寸在1～50纳米之间，具有结构式ABX₃、A₄BX₆、AB₂X₅、A₂BX₄、A₃B₂X₉、A_m-1B_m+1X_3m+1，m≥2中的至少一种构成；金属或非金属化合物壳层尺寸在1～500纳米之间，具有结构式MxNy，其中M为Al、Zn、Cd、In、Sn、Hg、Li、Be、Ge、Ga、P中至少一种构成，N由O、S中至少一种构成。

高分子聚合物为聚偏氟乙烯(PVDF)、聚醋酸乙烯酯(PVAc)、醋酸纤维素(CA)、聚砜(PSF)、芳香聚酰胺(PA)、聚酰亚胺(PI)、聚碳酸酯(PC)或聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)中的至少一种。

实施例1

量子点荧光光源结构为分布式，分布式量子点荧光光源结构包括短波光源1、若干量子点薄膜系统一3和相应的散热系统2，短波光源1、量子点薄膜系统一3依次安装，散热系统2分布于光源中量子点薄膜系统一3的两侧，采用空冷或水冷方式，保证各量子点薄膜温度不高于40℃。

短波光源1发光波长范围300～480纳米，荧光半峰宽在0.1～100纳米之间，选自短波激光和发光二极管中的至少一种。较小的波段范围可有效利用能源，降低能耗，同时提升显示色域。附图中虚线为光线的路径，短波光源1发出的光路穿过量子点薄膜一4，到达接收成像装置13，然后由投影镜头14投射到屏幕15。

量子点薄膜系统一3为固定式或轮状可旋转式，优选的量子点薄膜系统一3有3个，但本申请不局限于3个量子点薄膜系统，4个及以上仍在本专利的保护范围之中。

轮状可旋转式量子点薄膜系统一3如图2，包括轮盘一6，安装在转盘中间的轮轴一5，和安装在转盘外环四周、连续环状的量子点薄膜一4。量子点薄膜一4可绕轮轴一6按一定角速度旋转，避免量子点一直处于光源的连续照射下，使得量子点薄膜一4快速升温而影响稳定性。

接收成像装置13安装在光线末端，且接收成像装置13一侧依次安装有投影镜头14和屏幕15，该接收成像装置13为数码微镜装置，短波光源1发射的光通过分布式量子点薄膜，由数码微镜装置接收，然后由投影镜头14投射到屏幕15。

实施例2

除该接收成像装置13为液晶面板，其他均与实施例1一致。

实施例3

量子点荧光光源结构为色轮式，色轮式量子点荧光光源结构如图3，色轮式量子点荧光光源结构包括短波光源1、量子点薄膜系统二7、透镜和相应的散热系统2。短波光源1、透镜一11、量子点薄膜系统二7、透镜二12依次安装；散热系统2分布于各短波光源1、量子点薄膜系统二7和透镜之间，散热系统2采用空冷或水冷方式，保证各量子点薄膜温度不高于40℃。

短波光源1发光波长范围300～480纳米，荧光半峰宽在0.1～100纳米之间，选自短波激光和发光二极管中的至少一种。较小的波段范围可有效利用能源，降低能耗，同时提升显示色域。附图中虚线为光线的路径，短波光源1发出的光路穿过量子点薄膜二8和散热系统2，到达接收成像装置13，然后由投影镜头14投射到屏幕15。

量子点薄膜系统二7为色轮式，包括轮盘二10，安装在转盘中间的轮轴二9，和安装在轮盘外环的形成阵列模块的量子点薄膜二8。如图4，量子点薄膜二8模块1～8可以是蓝光量子点薄膜、绿光量子点薄膜和红光量子点薄膜中的任意一种或多种，另外本专利不限于8个阵列模块，9个及以上仍在本专利的保护范围之中。

透镜是用来控制光线及光路分布。

接收成像装置13安装在光线末端，且接收成像装置13一侧依次安装有投影镜头14和屏幕15，该接收成像装置13为数码微镜装置短波光源1发射的光通过分布式量子点薄膜，由数码微镜装置接收，然后由投影镜头14投射到屏幕15。

实施例4

除该接收成像装置13为液晶面板，其他均与实施例3一致。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种量子点荧光光源结构，其特征在于，包括短波光源(1)、量子点薄膜系统和散热系统(2)，所述散热系统(2)安装在所述量子点薄膜系统的两侧，所述短波光源(1)的光路可以依次穿过所述量子点薄膜系统。

2.根据权利要求1所述的一种量子点荧光光源结构，其特征在于，所述量子点薄膜系统包括轮盘，安装在所述轮盘中间的轮轴，和安装在所述轮盘外环四周的量子点薄膜。

3.根据权利要求2所述的一种量子点荧光光源结构，其特征在于，所述量子点荧光光源结构为分布式，所述量子点薄膜系统为量子点薄膜系统一(3)，所述量子点薄膜系统一(3)的量子点薄膜一(4)为连续环状。

4.根据权利要求2所述的一种量子点荧光光源结构，其特征在于，所述量子点荧光光源结构为色轮式，所述量子点薄膜系统为量子点薄膜系统二(7)，所述量子点薄膜系统二(7)两侧各安装有透镜，所述短波光源(1)的光路可以依次穿过所述量子点薄膜系统二(7)和所述透镜，所述量子点薄膜系统二(7)的量子点薄膜二(8)为阵列模块状。

5.根据权利要求1所述的一种量子点荧光光源结构，其特征在于，所述短波光源(1)发光波长范围300～480纳米，所述短波光源(1)为短波激光和发光二极管中的至少一种。

6.根据权利要求2所述的一种量子点荧光光源结构，其特征在于，所述量子点薄膜为蓝光量子点薄膜、绿光量子点薄膜和红光量子点薄膜中的至少一种，所述量子点薄膜为对应蓝光、绿光和红光单独量子点构成薄膜或量子点均匀分散在高分子聚合物中所形成薄膜中的至少一种。

7.根据权利要求6所述的一种量子点荧光光源结构，其特征在于，所述量子点薄膜包括Ⅱ-Ⅵ族、Ⅲ-Ⅴ族、Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ族、Ⅳ-Ⅵ族、钙钛矿量子点和钙钛矿核壳量子点，所述钙钛矿核壳薄膜为单独钙钛矿核壳量子点构成薄膜或量子点均匀分散在高分子聚合物中形成薄膜，或二者的结合。

8.根据权利要求7所述的一种量子点荧光光源结构，其特征在于，所述钙钛矿核壳量子点由钙钛矿内核、金属或非金属化合物壳层构成。

9.一种量子点荧光光源投影仪，其特征在于，所述投影仪的光源为权利要求1所得的量子点荧光光源结构，还包括接收成像装置(13)，所述接收成像装置(13)安装在所述短波光源(1)发出的光路末端，所述接收成像装置(13)一侧依次安装有投影镜头(14)和屏幕(15)。

10.根据权利要求9所述的一种量子点荧光光源投影仪，其特征在于，所述接收成像装置(13)为液晶面板或数码微镜装置。

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