CN217816548U - 一种波长转换装置、发光装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种波长转换装置，包括发光层、第一反射层以及第二反射层；发光层包括相背设置的第一表面和第二表面；第一反射层设于发光层的第一表面，发光层的第二表面为出光面，第二反射层环设于发光层的环周，用于反射和聚拢发光层发射出的光线，第二反射层高于发光层的第二表面。第一反射层设于发光层的第一表面，发光层的第二表面是出光面，第二反射层环设于发光层的环周，以反射和聚拢所述发光层发射出的光线。如此，使得发射出的光线的出光角度较小，可以很好地将发光层内部的横向导光由出光面射出，减少了荧光损失，提高了荧光强度。本申请还提供了包括该波长转换装置的发光装置。

Description

一种波长转换装置、发光装置

技术领域

本申请涉及照明及显示技术领域，具体涉及一种波长转换装置、发光装置。

背景技术

随着显示和照明技术的发展，原始的卤素灯泡作为光源越来越不能满足显示和照明领域对高功率和高亮度的需求。采用固态光源如LD(Laser Diode，激光二极管)发出的激发光以激发波长转换材料的方法能够获得各种颜色的可见光。激光照明显示技术逐渐成了照明显示领域的中一种趋势，该技术越来越多地应用于照明和显示中。这种技术具有效率高、能耗少、成本低、寿命长的优势。激光照明显示技术主要是通过蓝色激光激发发光材料来获得其他波段的荧光，其中发光材料同散热部件共同组成发光装置或器件。但是现有的发光装置或器件在发光性能上还具有许多不足。

实用新型内容

本申请要解决的技术问题是如何提高发光装置的发光性能。

本申请为解决上述技术问题提供了一种波长转换装置，包括发光层、第一反射层以及第二反射层；所述发光层包括相背设置的第一表面和第二表面；所述第一反射层设于所述发光层的第一表面，所述发光层的第二表面为出光面，所述第二反射层环设于所述发光层的环周，用于反射和聚拢所述发光层发射出的光线，所述第二反射层高于所述发光层的第二表面。

在一些实施例中，所述波长转换装置还包括拼接件，所述拼接件拼接环设于所述发光层的四周，所述第二反射层设于所述拼接件靠近所述发光层的一侧表面。

在一些实施例中，所述拼接件的厚度范围在0.15-2mm。

在一些实施例中，所述拼接件为梯形片，数量为4个。

在一些实施例中，所述波长转换装置还包括散热层，所述散热层设置于所述第一反射层背离所述发光层一侧。

在一些实施例中，所述散热层的厚度范围在3-8mm。

在一些实施例中，所述发光层由荧光陶瓷材料制成，厚度范围在50-150μm。

在一些实施例中，所述第一反射层为铝反射层或银反射层，厚度范围为0.5-10μm。

在一些实施例中，所述第二反射层为铝反射层或银反射层，厚度范围在0.5-10μm。

在一些实施例中，所述第二反射层的高度范围为大于所述发光层的厚度且小于或等于40倍所述发光层的厚度。

此外，本申请还提供了一种发光装置，其包括激发光源和上述的波长转换装置，由所述激发光源产生的入射光斑射入所述波长转换装置产生受激光。

在一些实施例中，所述入射光斑与所述发光层的形状均为方形，所述发光层的长和/或宽为所述入射光斑的长和/或宽的1～2倍。

与现有技术相比，本申请具有如下有益效果：第一反射层设于发光层的第一表面，发光层的第二表面是出光面，第二反射层环设于发光层的环周，以反射和聚拢所述发光层发射出的光线。如此，使得发射出的光线的出光角度较小，可以很好地将发光层内部的横向导光由出光面射出，减少了荧光损失，提高了荧光强度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例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是本申请提供的波长转换装置第一实施例的截面示意图；

图2是本申请提供的波长转换装置第一实施例的结构示意图；

图3是本申请提供的波长转换装置的光线路线示意图；

图4是本申请提供的波长转换装置第二实施例的截面示意图；

图5是本申请提供的波长转换装置第二实施例的结构示意图；

图6是本申请提供的波长转换装置第三实施例的截面示意图；

图7是本申请提供的波长转换装置第三实施例的结构示意图；

图8是本申请提供的发光装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型作进一步的详细描述。特别指出的是，以下实施例仅用于说明本实用新型，但不对本实用新型的范围进行限定。同样的，以下实施例仅为本实用新型的部分实施例而非全部实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本实用新型的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

需要说明的是，本申请实施例中的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或组件。

本申请为解决上述技术问题提供了一种波长转换装置。

请参阅图1和图2，图1是本申请提供的波长转换装置第一实施例的截面示意图；图2是本申请提供的波长转换装置第一实施例的结构示意图。本申请提供的波长转换装置可以包括发光层110、第一反射层120以及第二反射层130。

发光层110包括第一表面111和第二表面112。第一表面111和第二表面112相背设置，第一反射层120设于发光层110的第一表面111一侧，发光层110的第二表面112为出光面，也是光入射面。第二反射层130环设于发光层110的环周，以反射和聚拢所述发光层110发射出的光线，且第二反射层130要高于发光层的第二表面112。如此，使得发射出的光线的出光角度较小，可以很好地将发光层110内部的横向导光由出光面射出，减少了荧光损失，提高了荧光强度。

具体地，参阅图3并结合图1，图3是本申请提供的波长转换装置的光线路线示意图。其中，光线a为入射光，光线b1、b2、b3为出射光。结合图3，本申请提供的波长转换装置的光线出射情况：1、出射光b1小角度直接出射：可经过第一反射层120的反射后出射或不经过第一反射层120的反射而直接出射；2、发光层110内的横向导光b2，横向导光b2经过第二反射层130的反射出射；3、出射光b3(包括1或2两种情况下的出射光)在从发光层110出射后再次被第二反射层130反射聚集。如此，实现减少了荧光损失、减少光发散、聚拢出射光线、提高荧光强度的作用。本申请此实施例提供的波长转换装置结构简单、经济实惠。在发光层110、第一反射层120和第二反射层130的配合下，实现了发射和聚拢发光层110发射出的光线的作用。

发光层110可以是荧光陶瓷、荧光玻璃、荧光硅胶等形式的发光材料。其中，在一些实施例中，发光层110可以是荧光陶瓷层，如纯相荧光陶瓷或复相荧光陶瓷。例如：YAG:Ce纯相荧光陶瓷和透明Al₂O₃封装的YAG:Ce复相荧光陶瓷。发光层110的厚度可根据具体需要选择，在一些实施例中，发光层110的厚度在50-150μm。发光层110的形状和尺寸同样可根据具体需要选择。具体的形状例如可为方形、圆形、多边形或其他合适的形状。具体的尺寸例如可为1*1mm、1*2mm、2*2mm、4*4mm、5*5mm、10*10mm等。

在一些具体的实施例中，第一反射层120可以是金属反射层或漫反射层，金属反射层可为铝反射层或银反射层，例如为铝膜和银膜。金属反射层可以是采用磁控溅射或蒸镀等方式形成。第一反射层120的厚度可根据实际需要进行设置，在一些实施例中，第一反射层120的厚度范围为0.5-10μm。另外，为保证具有良好的反射效果，第一反射层120的形状与发光层110的第一表面111的形状相适配。

在一些具体的实施例中，第二反射层130可以是金属反射层或漫反射层，金属反射层可为铝反射层或银反射层，例如为铝膜和银膜。金属反射层可以是采用磁控溅射或蒸镀等方式形成。第二反射层130的厚度可根据实际需要进行设置，在一些实施例中，第二反射层130的厚度范围为0.5-10μm。另外，对于第二反射层130的高度范围，在一些实施例中，可以是大于发光层110的厚度且小于或等于40倍发光层110的厚度，进一步可为发光层110厚度的1.5-30倍，例如1.5倍、2倍、5倍、10倍、20倍、30倍等。在一实施例中，第二反射层130的具体的高度范围为大于0.15mm且不大于2mm。

请参阅图4和图5，图4是本申请提供的波长转换装置第二实施例的截面示意图；图5是本申请提供的波长转换装置第二实施例的结构示意图。本申请提供的波长转换装置可以包括发光层110、第一反射层120以及第二反射层130；发光层110包括相背设置的第一表面111和第二表面112；第一反射层120设于发光层110的第一表面111，发光层110的第二表面112为出光面，第二反射层130环设于发光层110的环周，用于反射和聚拢发光层110发射出的光线。如此，使得发射出的光线的出光角度较小，可以很好地将发光层110内部的横向导光由出光面射出，减少了荧光损失，提高了荧光强度。具体结合前述以及图3可知。

结合图4，波长转换装置还可以包括多个拼接件140，多个拼接件140拼接环设于发光层110的四周，且第二反射层130设于拼接件140靠近发光层110的一侧表面。

拼接件140的数量和形状并不特别限定，拼接件140一般为板状或片状，但不限于此。对于板状或片状的拼接件140，形状例如可为梯形、矩形或其他合适的形状，只要多个拼接件140可通过拼接环绕发光层110的四周即可。另外，拼接件140具体的数量可为2块、4块或其他合适的数量。

拼接件140可由热传导率高且散热性优异的材料制成，例如可为铝、铜等金属，氮化铝、氧化铝等陶瓷，或者可由诸如玻璃或石英之类的材料制成。

另外，第二反射层130可设置在拼接件140靠近发光层110的一侧的全部表面或部分表面。例如可仅在拼接件140靠近发光层110的一侧的部分表面设置第二反射层130，或者第二反射层130的高度可高于发光层110的第二表面112但不高于拼接件140的顶面。

在一些实施例中，拼接件140的厚度大于发光层110的厚度，例如拼接件140的厚度范围为大于0.15mm且不大于2mm。另外，若第二反射层130的高度与拼接件140的厚度相同时，拼接件140的厚度范围也为第二反射层130的高度范围。

参阅图4，在一实施例中，波长转换装置包括4块等腰梯形形状的片状的拼接件140，其中等腰梯形的上底与发光层110相适配，4块拼接件140拼接环设于发光层110的四周，拼接形成边长为等腰梯形下底的正方形，第二反射层130设于拼接件140靠近发光层110的一侧的全部表面。另外，在存在拼接件140的前提下，第二反射层130可为在拼接件140的其中一表面上形成的金属反射层或漫反射层。在一些其他实施例中，若拼接件140由铝等金属材料形成，可直接通过抛光等工艺形成第二反射层130。另外，若不使用拼接件140，第二反射层130需要一定的支撑才能设置在发光层110的四周，可将金属反射层设置一支撑基体上再设置在发光层110的四周，或可将形成漫反射层的浆料涂覆在发光层110的四周形成高出发光层110的第二表面112的围坝。

另外，第二反射层130可直接与发光层110接触或通过粘结材料与发光层110进行粘接。多个拼接件140相互之间可直接进行拼接且在相邻的拼接件之间不额外设置固定方式，或在拼接后可通过粘结、焊接或其他合适方式对相邻的拼接件之间进行固定。

本申请此实施例提供的波长转换装置通过在第二反射层130的一侧设置拼接件140，并将第二反射层130设于拼接件140靠近发光层110的一侧表面，实现了较好的反射效果，减少了本申请提供的波长转换装置的荧光损失，提高了荧光强度，并通过设置拼接件140，为第二反射层130提供支撑，方便将第二反射层130设置在发光层110的周围，另外拼接结构可起到固定发光层110的作用，使得波长转换装置结构稳定，且通过第二反射层130与发光层110之间的热传递，增加散热面积，可加强发光层110的散热。

请参阅图6和图7，图6是本申请提供的波长转换装置第三实施例的截面示意图；图7是本申请提供的波长转换装置第三实施例的结构示意图。本申请提供的波长转换装置可以包括发光层110、第一反射层120以及第二反射层130；发光层110包括相背设置的第一表面111和第二表面112；第一反射层120设于发光层110的第一表面111，发光层110的第二表面112为出光面，第二反射层130环设于发光层110的环周，用于反射和聚拢发光层110发射出的光线。如此，使得发射出的光线的出光角度较小，可以很好地将发光层110内部的横向导光由出光面射出，减少了荧光损失，提高了荧光强度。

结合图6，波长转换装置还可以包括拼接件140，拼接件140可以是顶面和底面为等腰梯形的四棱柱。其中等腰梯形的上底与发光层110相适配，拼接件140的数量为4。四块拼接件140环设于发光层110的四周，拼接形成边长为等腰梯形下底的正方形，第二反射层130贴设于拼接件140靠近发光层110的一侧表面。

结合图6，波长转换装置还可以包括散热层150，散热层150设置于第一反射层120背离发光层110一侧。在一些实施例中，散热层150由金属材料和/或陶瓷材料制成，例如铜基板、铝基板、氮化铝基板、蓝宝石基板等。散热层的厚度可根据实际应用进行选择，例如厚度范围可为3-8mm。另外，参照图6所示，第二反射层130的高度的可认为是从散热层150的上表面起算并在垂直于散热层150的上表面方向上的高度。多个拼接件140可通过粘结、焊接或其他合适方式与散热层150进行固定。另外，第一反射层120可通过粘结、焊接或其他合适方式与散热层150进行固定。

在本申请提供的波长转换装置的工作状态下，激发光源发出激发光照射发光层110的光入射面，产生受激光并放出大量的热量。部分受激光穿过发光层110，入射到第一反射层120，被第一反射层120反射回发光层110并最终从发光层110的光入射面出射。或者部分受激光入射到第二反射层130，再由第二反射层130反射出射。而发光层110产生的热量到达第一反射层120后，扩散到散热层150并最终散失到周围环境中。

请参阅图8，图8是本申请提供的发光装置的结构示意图。本申请还提供了一种发光装置200，此发光装置200包括激发光源和上述任一实施例中的波长转换装置100，由激发光源产生的入射光斑射入波长转换装置100产生受激光。入射光激发不同的波长转换材料会产生不同波长的受激光，用于照明或者投影显示。激发光源可以为固态光源或灯泡光源，例如发光二极管光源和激光二极管光源，尤其对于激光二极管光源，发光功率高，配合本申请的波长转换装置100，能够发出高亮度的受激光。发光装置200可以为照明装置或投影装置，例如可为车灯、探照灯、舞台灯、路灯、投影机、摄影棚灯、手电筒、户外照明等。

为减少荧光在发光层110内部的扩散区域，避免光斑扩散，减小出光角度，提高荧光强度，在一些实施例中，发光层110的尺寸大小可以相同于或略大于入射光斑尺寸，例如发光层110的尺寸为1*1mm，光斑尺寸小于1*1mm。入射光斑的形状可与发光层110的形状相同或不同。以发光层110和入射光斑的形状均为方形为例，在一些实施例中，发光层110的长和/或宽可为入射光斑与其对应的长和/或宽的1～2倍，进一步可为1～1.5倍，进一步可为1～1.3倍。当然，入射光斑的尺寸也可略大于发光层110的尺寸，但会损失一部分入射光。

在本申请所提供的波长转换装置100和发光装置200结构中，可以通过将发光层110尺寸限制为等于或略大于入射激光光斑尺寸，减少激光激发的荧光在发光层110内部的扩散区域，同时通过第一反射层120和第二反射层130将发光层110拘束在中间，使得波长转换装置100的出光面尺寸较小。所以在整个波长转换装置100中，荧光的出光角度均较小。本申请的波长转换装置100可以很好地减少发光层110内部的荧光的横向导光，并将其反射至出光面导出，进而提高了出光面的荧光强度。

需要说明的是，本申请实施例中的术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

此外，本申请实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后、内、外……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个器件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

以上所述仅为本实用新型的部分实施例，并非因此限制本实用新型的保护范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效装置或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (12)

1.一种波长转换装置，其特征在于，包括发光层、第一反射层以及第二反射层；所述发光层包括相背设置的第一表面和第二表面；所述第一反射层设于所述发光层的第一表面，所述发光层的第二表面为出光面，所述第二反射层环设于所述发光层的环周，用于反射和聚拢所述发光层发射出的光线，所述第二反射层高于所述发光层的第二表面。

2.根据权利要求1所述的波长转换装置，其特征在于，所述波长转换装置还包括拼接件，所述拼接件拼接环设于所述发光层的四周，所述第二反射层设于所述拼接件靠近所述发光层的一侧表面。

3.根据权利要求2所述的波长转换装置，其特征在于，所述拼接件的厚度范围在0.15-2mm。

4.根据权利要求2所述的波长转换装置，其特征在于，所述拼接件为梯形片，数量为4个。

5.根据权利要求1所述的波长转换装置，其特征在于，所述波长转换装置还包括散热层，所述散热层设置于所述第一反射层背离所述发光层一侧。

6.根据权利要求5所述的波长转换装置，其特征在于，所述散热层的厚度范围在3-8mm。

7.根据权利要求1所述的波长转换装置，其特征在于，所述发光层由荧光陶瓷材料制成，厚度范围在50-150μm。

8.根据权利要求1所述的波长转换装置，其特征在于，所述第一反射层为铝反射层或银反射层，厚度范围为0.5-10μm。

9.根据权利要求1所述的波长转换装置，其特征在于，所述第二反射层为铝反射层或银反射层，厚度范围在0.5-10μm。

10.根据权利要求1所述的波长转换装置，其特征在于，所述第二反射层的高度范围为大于所述发光层的厚度且小于或等于40倍所述发光层的厚度。

11.一种发光装置，其特征在于，包括激发光源和权利要求1-10任一项所述的波长转换装置，由所述激发光源产生的入射光斑射入所述波长转换装置产生受激光。

12.根据权利要求11所述的发光装置，其特征在于，所述入射光斑与所述发光层的形状均为方形，所述发光层的长和/或宽为所述入射光斑的长和/或宽的1～2倍。

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