TWI831635B - 波長轉換元件及光源模組 - Google Patents
波長轉換元件及光源模組 Download PDFInfo
- Publication number
- TWI831635B TWI831635B TW112108445A TW112108445A TWI831635B TW I831635 B TWI831635 B TW I831635B TW 112108445 A TW112108445 A TW 112108445A TW 112108445 A TW112108445 A TW 112108445A TW I831635 B TWI831635 B TW I831635B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- wavelength conversion
- conversion element
- reflective
- light
- layer
- Prior art date
Links
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 title claims abstract description 121
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 66
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 23
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 5
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 15
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 3
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 3
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000009877 rendering Methods 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
Abstract
一種波長轉換元件包含基板、反射層及螢光粉層。反射層設置於基板上,並沿著第一方向延伸。反射層具有遠離基板的頂表面。頂表面沿著第一方向在垂直於第一方向的第二方向上具有高度變化。螢光粉層設置於反射層上。螢光粉層沿著第一方向在第二方向上具有厚度變化。頂表面的高度與螢光粉層的厚度的比值沿著第一方向往復增減變化。
Description
本揭露是有關於一種波長轉換元件及光源模組。
雷射光相較於一般光源具有更常壽命且具有更飽和的顯色度。因此,雷射光投影機能具以較低成本維護的同時又可以提供較佳的觀賞體驗。雷射投影機藉由包含特定波長的光(例如,藍光)激發色輪等波長轉換元件上的螢光粉以產生其他波長的可見光。因此波長轉換元件的能量轉換效率對投影機的表現至關重要。然而,一般的波長轉換元件常因為光在波長轉換元件中四處散射,導致其能量轉換效率較差。
因此,如何提出一種可解決上述問題的波長轉換元件及光源模組,是目前業界亟欲投入研發資源解決的問題之一。
有鑑於此,本揭露之一方面在於提出一種可有效解決上述問題的波長轉換元件及光源模組。
本揭露的一些實施例是有關於一種波長轉換元件包含基板、反射層及螢光粉層。反射層設置於基板上,並沿著第一方向延伸。反射層具有遠離基板的頂表面。頂表面沿著第一方向在垂直於第一方向的第二方向上具有高度變化。螢光粉層設置於反射層上。螢光粉層沿著第一方向在第二方向上具有厚度變化。頂表面的高度與螢光粉層的厚度的比值沿著第一方向往復增減變化。
在一些實施方式中,反射層具有均一厚度並保形地形成在基板上。
在一些實施方式中,反射層沿著第一方向在第二方向上具有厚度變化。
在一些實施方式中,頂表面的高度與螢光粉層的厚度的比值沿著第一方向呈連續變化。
在一些實施方式中,頂表面的高度與螢光粉層的厚度的比值沿著第一方向呈不連續變化。
在一些實施方式中,螢光粉層暴露反射層的頂表面的至少一部分。
在一些實施方式中,螢光粉層的最大厚度介於50μm至200μm的範圍。
在一些實施方式中,反射層更包含多個反射單元。多個反射單元具有凹陷結構。
在一些實施方式中,多個反射單元的至少一者由多個平面拼接而成。
在一些實施方式中,多個反射單元的至少一者的側壁與第二方向之間的夾角大於45度。
在一些實施方式中,多個反射單元的至少一者具有沿第一方向延伸的底面。
在一些實施方式中,多個反射單元的至少一者包含至少一曲面。
本揭露的一些實施例是有關於一種光源模組包含前述的波長轉換元件及光源。光源對波長轉換元件發出光。光在螢光粉層上形成光斑。
在一些實施方式中,反射層更包含多個反射單元。多個反射單元中至少一者的寬度與光斑的寬度的比值介於1/2至1/20的範圍。
在一些實施方式中,多個反射單元中至少一者的寬度介於0.4mm至1.2mm的範圍。
在一些實施方式中,光斑的寬度介於1mm至4mm的範圍。
在一些實施方式中,反射層更包含多個反射單元。在第一方向上,光斑覆蓋的多個反射單元的數目介於3至4的範圍。
在一些實施方式中,反射層更包含多個反射單元。光斑覆蓋的多個反射單元的數目介於5至20的範圍。
綜上所述,於本揭露的一些實施例的波長轉換元
件及光源模組中,將螢光粉層設置在具有高度變化的反射層上將可以有效限制由螢光粉層所產生的被激發光的出射方向。當被激發光的出射方向被限制時,被激發光在波長轉換元件上的側向散射將被減少,波長轉換元件的光擴展量也因此降低。螢光粉層所產生的被激發光被限制並集中由垂直波長轉換元件的方向出射,將可以提升波長轉換元件的能量轉換效率。具有前述波長轉換元件的光源模組將能夠改善其光利用率。
100,200,300,410:波長轉換元件
110:基板
120,120’,220,320,412:反射層
120a,220a,320a:頂表面
122,122A,122B,122C,222,322,412a:反射單元
122a,222a,322a:凹陷結構
122a1,122a2,222a1,222a2:側壁
222a3:底面
322a1:曲面
130,414:螢光粉層
400:光源模組
420:光源
430:積分柱
440:數位光處理元件
A,B,C,D:曲線
A1:第一方向
A2:第二方向
H,H1:高度
L,L’:光
P1,P2,P3,P4:位置
S:光斑
T,T1,T2,T3:厚度
W1,W2,W3,W4:寬度
θ:夾角
1B-1B’,2B-2B’:線
當結合隨附諸圖閱讀時,得以自以下詳細描述最佳地理解本揭露之態樣。應注意,根據行業上之標準實務,各種特徵未按比例繪製。事實上,為了論述清楚,可任意地增大或減小各種特徵之尺寸。
第1A圖為根據本揭露的一些實施例繪示的波長轉換元件的示意圖及局部放大圖。
第1B圖為根據本揭露的一個實施例繪示的沿著第1A圖的剖面指示線1B-1B’的波長轉換元件的局部放大剖面側視圖。
第1C圖為根據本揭露的另一個實施例繪示的沿著第1A圖的剖面指示線1B-1B’的波長轉換元件的局部放大剖面側視圖。
第1D圖為根據本揭露的另一個實施例繪示的沿著第1A圖的剖面指示線1B-1B’的波長轉換元件的局部放大
剖面側視圖。
第2A圖為根據本揭露的另一些實施例繪示的波長轉換元件的示意圖及局部放大圖。
第2B圖為根據本揭露的一個實施例繪示的沿著第2A圖的剖面指示線2B-2B’的波長轉換元件的局部放大剖面側視圖。
第3圖為根據本揭露的另一個實施例繪示的波長轉換元件的局部放大剖面側視圖。
第4圖為根據本揭露的一些實施例繪示的光源模組的示意圖。
第5圖為根據本揭露的一些實施例繪示的位於波長轉換元件上的光斑的局部放大示意圖。
第6A圖為第4圖中在波長轉換元件前測量取得的光的位置-照度數據分布圖。
第6B圖為第4圖中在積分柱前測量取得的光的位置-照度數據分布圖。
第6C圖及第6D圖為第4圖中在數位光處理元件出口測量取得的光的位置-照度數據分布圖。
以下揭露內容提供用於實施所提供標的之不同特徵的許多不同實施例或實例。以下描述部件及佈置之特定實例以簡化本揭露。當然,此些僅為實例,且並不意欲為限制性的。舉例而言,在如下描述中第一特徵在
第二特徵之上或在第二特徵上形成可包括其中第一特徵與第二特徵形成為直接接觸之實施例,且亦可包括其中額外特徵可在第一特徵與第二特徵之間形成而使得第一特徵與第二特徵可不直接接觸的實施例。另外,本揭露可在各種實例中重複元件符號及/或字母。此重複係出於簡化及清楚目的,且其自身並不表示所論述之各種實施例及/或配置之間的關係。
另外,為了描述簡單,可在本文中使用諸如「在……下面」、「在……下方」、「下部」、「在……上方」、「上部」及其類似術語之空間相對術語,以描述如諸圖中所示的一個元件或特徵與另一(另外)元件或特徵的關係。除了諸圖中所描繪之定向以外,此些空間相對術語意欲涵蓋元件在使用中或操作中之不同定向。裝置可以其他方式定向(旋轉90度或以其他定向),且可同樣相應地解釋本文中所使用之空間相對描述詞。
本文中使用的「大約」、「約」、「近似」或者「實質上」一般表示落在給定值或範圍的百分之二十之中,或在百分之十之中,或在百分之五之中。本文中所給予的數字量值為近似值,表示使用的術語如「大約」、「約」、「近似」或者「實質上」在未明確說明時可以被推斷。
請參照第1A圖及第1B圖。第1A圖為根據本揭露的一些實施例繪示的波長轉換元件100的示意圖及局部放大圖。第1B圖為根據本揭露的一個實施例繪示的
沿著第1A圖的剖面指示線1B-1B’的波長轉換元件100的局部放大剖面側視圖。本揭露的一些實施例是有關於一種波長轉換元件100包含基板110、反射層120及螢光粉層130。反射層120設置於基板110上,並沿著第一方向A1延伸。反射層120具有遠離基板110的頂表面120a。頂表面120a沿著第一方向A1在垂直於第一方向A1的第二方向A2上相對於基板110具有高度變化。螢光粉層130設置於反射層120上。螢光粉層130沿著第一方向A1在第二方向A2上具有厚度變化。頂表面120a的高度H1與螢光粉層130的厚度T1的比值沿著第一方向A1往復增減變化。將螢光粉層130設置在具有高度變化的反射層120上將可以有效限制由螢光粉層130所產生的被激發光的出射方向。當被激發光的出射方向被限制時,被激發光在波長轉換元件100上的側向散射將被減少,波長轉換元件100的光擴展量也因此降低。螢光粉層130所產生的被激發光被限制並集中由垂直波長轉換元件100的方向出射,將可以提升波長轉換元件100的能量轉換效率,並改善光源模組(例如,第4圖的光源模組400)的光利用率。
請繼續參照第1A圖及第1B圖。在一些實施例中,波長轉換元件100可以是投影設備中的色輪。然而,波長轉換元件100亦可以被使用在其他需要執行波長轉換的設備中。在第1B圖的實施例中,反射層120沿著第一方向A1在第二方向A2上具有厚度變化。具體來說,
反射層120在第二方向A2上的高度H1對應了反射層120的厚度T的最大值。換言之,反射層120在第二方向A2上的高度變化就是來自於反射層120本身在第二方向A2上的厚度變化。在一些實施例中,具有厚度變化的反射層120可以藉由先在基板110上形成材料層,再圖案化材料層而形成。圖案化材料層可以包含以模具壓印材料層。然而,其他合適的圖案化製程或蝕刻製程亦可以被用於形成具有厚度變化的反射層120。反射層120的材料可以包含金屬,諸如,鋁。
請繼續參照第1A圖及第1B圖。在一些實施例中,反射層120包含多個反射單元122。多個反射單元122具有凹陷結構122a。此外,在一些實施例中,多個反射單元122的至少一者由多個平面(例如,側壁122a1、122a2)拼接而成。換言之,凹陷結構122a是由多個平面的側壁122a1、122a2拼接成的結構。舉例來說,在第1B圖的實施例中,具有側壁122a1及側壁122a2的反射單元122具有倒三角形狀的剖面輪廓。反射單元122的側壁122a1、122a2可以限制光線側向散射,並降低波長轉換元件100的光擴展量。在一些實施例中,多個反射單元122的至少一者的側壁(例如,側壁122a1或側壁122a2)與第二方向A2之間的夾角θ大於45度。與第二方向A2之間的夾角θ大於45度的側壁122a1或側壁122a2將具有較佳的限制光線側向散射的效果,並能有效地降低波長轉換元件100的光
擴展量。若側壁122a1或側壁122a2與第二方向A2之間的夾角θ小於45度,則對波長轉換元件100的光擴展量將不會有顯著影響。在第1B圖的實施例中,每個反射單元122的夾角θ為相同大小。然而,在其他實施例中,每個反射單元122的夾角θ亦可以具有不同大小。
請繼續參照第1A圖及第1B圖。在形成反射層120之後,螢光粉層130被形成在反射層120上。具體來說,螢光粉層130將填充在多個反射單元122的凹陷結構122a中。在第1B圖的實施例中,螢光粉層130具有最大厚度T1。螢光粉層130被均勻地填充在每一個反射單元122中,且螢光粉層130的最大厚度T1小於反射層120的頂表面120a的最大高度H1,使得螢光粉層130暴露頂表面120a的一部分。暴露的頂表面120a將可以確保每個反射單元122中容納的螢光粉彼此隔開,在限制光線的側向散射上將具有最佳效果。此外,頂表面120a的高度H與螢光粉層130的厚度T的比值(即,高度H除以厚度T的值)將沿著第一方向A1往復增減。舉例來說,沿著第一方向A1經過側壁122a1時,高度H將會逐漸趨近於零,而螢光粉層130的厚度T將會由零逐漸增加至最大厚度T1,因此兩者的比值將會逐漸變小。另一方面,在沿著第一方向A1經過側壁122a2時,高度H將會逐漸增加至最大高度H1,而螢光粉層130的厚度T將會逐漸趨近於零,因此兩者
的比值將會逐漸變大。要特別提及的是,由於螢光粉層130暴露反射層120的頂表面120a的一部分,因此將使得兩者的比值沿著第一方向A1呈不連續變化。舉例來說,當沿著第一方向A1由側壁122a2通過暴露的頂表面120a部位時,螢光粉層130的厚度為零,因此比值將會直接躍至無限大,直到離開暴露的頂表面120a部位後,比值才會沿著第一方向A1再次呈現連續變化狀態。
請參照第1圖及第1C圖。第1C圖為根據本揭露的另一個實施例繪示的沿著第1A圖的剖面指示線1B-1B’的波長轉換元件100的局部放大剖面側視圖。與第1B圖不同的是,第1C圖的螢光粉層130覆蓋部分的頂表面120a(例如,反射單元122B、122C處),且螢光粉層130仍具有高於頂表面120a的最大高度H1的厚度T2。螢光粉層130不均勻地設置在反射層120上。具體來說,反射單元122A與前述第1B圖的反射單元122類似地具有厚度T1的螢光粉層130,且螢光粉層130平均地填充在凹陷結構122a中。另一方面,反射單元122B、122C中的螢光粉層130填充並超出凹陷結構122a外,且以厚度T2覆蓋反射層120的頂表面120a。因此,使得反射單元122B、122C的頂表面120a高度H1與螢光粉層130厚度的比值將沿著第一方向A1呈連續變化。具體來說,沿著第一方向A1通過反射單元122C的側壁122a2時,螢光粉層130
的厚度逐漸減小至厚度T2,此時比值將會逐漸趨近一個最大值,直到螢光粉層130的厚度再次增加,比值又將逐漸減少。
請參照第1B圖及第1C圖。總結來說,比值的連續性是被螢光粉層130是否覆蓋反射層120的頂表面120a決定的。當螢光粉層130暴露頂表面120a時,比值將會呈現不連續變化(如第1B圖所示);而當螢光粉層130覆蓋頂表面120a時,比值將會呈現連續變化(如第1C圖所示)。在一些實施例中,比值可以在反射層120的不同部位處呈連續變化或不連續變化。另一方面,在一些實施例中,螢光粉層130的最大厚度T1介於50μm至200μm的範圍。當螢光粉層130的最大厚度T1大於200μm時,將可能影響波長轉換元件100的散熱效果。另一方面,當螢光粉層130的最大厚度T1小於50μm時,將可能導致波長轉換元件100的光強度降低。在一些實施例中,當螢光粉層130的最大厚度T1為100μm時,波長轉換元件100將具有最佳的發光效果。
請參照第1A圖及第1D圖。第1D圖為根據本揭露的另一個實施例繪示的沿著第1A圖的剖面指示線1B-1B’的波長轉換元件100的局部放大剖面側視圖。與第1B圖不同地,在第1D圖的實施例中,反射層120’在第二方向A2上具有均一厚度T3並保形地形成在基板110上。在形成反射層120’之前,基板110可以被圖
案化以形成具有高度落差的表面,例如,第1D圖中,基板110的表面具有高度H1的落差。隨後,反射層120’可以透過鍍膜或其他合適的製程保形地形成在基板110的表面上,並且反射層120’也將具有高度H1的落差。螢光粉層130可以類似於第1B圖或第1C圖描述的方式設置在反射層120’上。
請參照第2A圖及第2B圖。第2A圖為根據本揭露的另一些實施例繪示的波長轉換元件200的示意圖及局部放大圖。第2B圖為根據本揭露的一個實施例繪示的沿著第2A圖的剖面指示線2B-2B’的波長轉換元件200的局部放大剖面側視圖。與前述第1A圖至第1D圖中討論的波長轉換元件100不同地,波長轉換元件200反射層220的多個反射單元222的至少一者具有底面222a3。在一些實施例中,底面222a3平行於第一方向A1延伸,但本揭露不以此為限。具體來說,反射單元222具有凹陷結構222a。凹陷結構222a由側壁222a1、222a2及底面222a3拼接而成。在第2B圖的實施例中,側壁222a1、222a2及底面222a3皆為平面,且凹陷結構222a具有梯形狀的剖面輪廓。在一些實施例中,底面222a3沿著第一方向A1延伸的長度可為反射單元222在第一方向A1上的長度的1/2,但本揭露不以此為限。
請繼續參照第2A圖及第2B圖。在此實施例中,反射層220的頂表面220a被暴露,螢光粉層130被均
勻的填入反射單元222的凹陷結構222a中。然而,類似於第1C圖的螢光粉層130的設置方式亦可以在此實施例中被使用。側壁222a1、222a2分別與第二方向A2之間具有夾角θ。在一些實施例中,夾角θ大於45度。與第二方向A2之間的夾角θ大於45度的側壁222a1或側壁222a2將具有較佳的限制光線側向散射的效果,並能有效地降低波長轉換元件100的光擴展量。若側壁222a1或側壁222a2與第二方向A2之間的夾角θ小於45度,則對波長轉換元件200的光擴展量將不會有顯著影響。在第2B圖的實施例中,每個反射單元222的夾角θ為相同大小。然而,在其他實施例中,每個反射單元222的夾角θ亦可以具有不同大小。
請參照第3圖。第3圖為根據本揭露的另一個實施例繪示的波長轉換元件300的局部放大剖面側視圖。在此實施例中,反射層320的頂表面320a被暴露,螢光粉層130被均勻的填入反射單元322的凹陷結構322a中。與前述波長轉換元件100、200不同地,波長轉換元件300反射層320中的多個反射單元322的至少一者包含至少一曲面322a1。具體來說,反射單元322具有凹陷結構322a,且凹陷結構322a由曲面322a1所界定。在一些實施例中,凹陷結構322a也可以由多個曲面拼接而成。在另一些實施例中,凹陷結構322a也可以是由多個平面或曲面拼接而成。
請參照第4圖及第5圖。第4圖為根據本揭露
的一些實施例繪示的光源模組400的示意圖。第5圖為根據本揭露的一些實施例繪示的位於波長轉換元件410上的光斑S的局部放大示意圖。本揭露的一些實施例是有關於一種光源模組400包含前述的波長轉換元件410及光源420。光源420對波長轉換元件410發出光L(例如經由至少一透鏡及/或至少一反射元件)。光L在螢光粉層414上形成光斑S。在一些實例中,光源模組400為一種投影機。在一些實施例中,光L包含藍光波長的光。此外,波長轉換元件410可以被前述在第1A圖至第3圖中所討論的波長轉換元件100、200、300所替換。
請參照第5圖。光源420產生的光L照射在波長轉換元件410上並在螢光粉層130上形成光斑S。第5圖中繪示的光斑S呈矩形,然而,在其他實施例中,光斑S可以具有其他任意的形狀。波長轉換元件410的反射層412更包含多個反射單元412a,位於多個反射單元412a之間的棋盤狀區域為反射層412被螢光粉層414所暴露的頂表面(如第1B圖中的頂表面120a)。在第一方向A1上,反射單元412a具有寬度W1,光斑S具有寬度W3;在第三方向A3上,反射單元412a具有寬度W2,光斑S具有寬度W4。
請繼續參照第5圖。在一些實施例中,多個反射單元412a中至少一者的寬度W1與光斑S的寬度W3的比值介於1/2至1/20的範圍。具體來說,多個反射
單元412a中至少一者的寬度W1會介於0.4mm至1.2mm的範圍,而光斑S的寬度W3會介於1mm至4mm的範圍。在一些實施例中,當反射單元412a的寬度W1具有0.8mm的尺寸時,能使波長轉換元件410有最佳轉換效率。在另一些實施例中,當光斑S的寬度W3具有介於2mm至3mm之間的尺寸時,能使波長轉換元件410有最佳轉換效率。當光斑S形成在螢光粉層414上時,在第一方向A1上排列成一直線且被光斑S覆蓋的多個反射單元412a的數目介於3至4個之間(即以一維來看)。在另一些實施例中,光斑S所覆蓋的多個反射單元412a的數目介於5至20個之間(即以二維來看)。要特別說明的是,第5圖中的多個反射單元412a皆具有相同寬度,然而在其他一些實施例中,多個反射單元412a可以具有其他不同的寬度、形狀及排列方式。
請返回參照第4圖。在一些實施例中,光源模組400更包含積分柱430及數位光處理元件440。光源模組400的光源420對波長轉換元件410發出光L(激發光)之後,光L將會被波長轉換元件410轉換為光L’(被激發光)。在一些實施例中,光L’可以包含紅光至綠光之間的波長。光L’將會通過積分柱430並進入數位光處理元件440,最後被數位光處理元件440輸出。下文將以Zemax軟體的模擬數據結果說明波長轉換元件410確實降低了光擴展量,並提升波長轉換元件410及光源模組400的能量轉換效率。
請參照第4圖及第6A圖至第6D圖。模擬軟體在光源模組400的不同位置分別量測光L’的位置分布及照度。第6A圖為第4圖中在波長轉換元件410前(位置P1)測量取得的光L’的位置-照度數據分布圖。第6B圖為第4圖中在積分柱430前(位置P2)測量取得的光L’的位置-照度數據分布圖。第6C圖及第6D圖為第4圖中在數位光處理元件440出口(位置P4)測量取得的光L’的位置-照度數據分布圖。要特別說明的是,下文中提及的結果分別是使用一般波長轉換元件得到的數據及本文描述的波長轉換元件410得到的數據。
請先參照第4圖及第6A圖。假設以能量為1W的藍光雷射分別發射至一般波長轉換元件及波長轉換元件410中。在位置P1處量測得到一般波長轉換元件產生的光L’具有0.651W(曲線A),而由波長轉換元件410產生的光L’具有0.717W(曲線B)。可以得出波長轉換元件410在位置P1處相較於一般波長轉換元件高出了10%的能量轉換效率。這個增益是來自於波長轉換元件410的反射單元412a將大於全反射角的光L’反射出波長轉換元件410(如第5圖所示)的結果。此外,在位置P2及位置P3分別測量一般波長轉換元件及波長轉換元件410產生的光L’,可以得到光L’進入積分柱430前與離開積分柱430的能量的比值。根據軟體模擬結果,一般波長轉換元件的比值為72%,而波長轉換元件410的比值為76.4%。波長轉換元件410的
比值提升的原因是來自於波長轉換元件410的反射層412限制光側向散射的結果。此外,配合參照第6B圖,可以明顯看出,波長轉換元件410的光L’(曲線D)相較於一般波長轉換元件的光L’(曲線C)的分布更為集中,可以作為限制光側向散射的證明。最後,請參照第4圖、第6C圖及第6D圖。第6C圖顯示在位置P4處收集到的一般波長轉換元件的光L’的能量為0.3153,而第6D圖顯示收集到的波長轉換元件410的光L’的能量為0.38968。可以看出波長轉換元件410的光L’的能量相較於一般波長轉換元件的光L’的能量增加了24%。根據以上模擬數據,可以得出波長轉換元件410及光源模組400的能量轉換效率被顯著提升。
以上對於本揭露之具體實施方式之詳述,可以明顯地看出,於本揭露的一些實施例的波長轉換元件及光源模組中,將螢光粉層設置在具有高度變化的反射層上將可以有效限制由螢光粉層所產生的被激發光的出射方向。當被激發光的出射方向被限制時,被激發光在波長轉換元件上的側向散射將被減少,波長轉換元件的光擴展量也因此降低。螢光粉層所產生的被激發光被限制並集中由垂直波長轉換元件的方向出射,將可以提升波長轉換元件的能量轉換效率。具有前述波長轉換元件的光源模組將能夠改善其光利用率。
前文概述了若干實施例之特徵,使得熟習此項技術者可較佳地理解本揭露之態樣。熟習此項技術者應瞭
解,他們可容易地使用本揭露作為設計或修改用於實現相同目的及/或達成本文中所介紹之實施例之相同優勢的其他製程及結構的基礎。熟習此項技術者亦應認識到,此些等效構造不脫離本揭露之精神及範疇,且他們可在不脫離本揭露之精神及範疇的情況下於本文作出各種改變、代替及替換。
100:波長轉換元件
110:基板
120:反射層
120a:頂表面
122:反射單元
122a:凹陷結構
122a1,122a2:側壁
130:螢光粉層
A1:第一方向
A2:第二方向
H,H1:高度
T,T1:厚度
θ:夾角
Claims (16)
- 一種波長轉換元件,包含:一基板;一反射層,設置於該基板上,並沿著一第一方向延伸,該反射層具有遠離該基板的一頂表面,且該頂表面沿著該第一方向在垂直於該第一方向的一第二方向上具有高度變化,其中該反射層更包含複數個反射單元,該些反射單元具有一凹陷結構,且該些反射單元的至少一者由複數個平面拼接而成;及一螢光粉層,設置於該反射層上,該螢光粉層沿著該第一方向在該第二方向上具有厚度變化,其中該頂表面的一高度與該螢光粉層的一厚度的一比值沿著該第一方向往復增減變化。
- 如請求項1所述之波長轉換元件,其中該反射層具有一均一厚度並保形地形成在該基板上。
- 如請求項1所述之波長轉換元件,其中該反射層沿著該第一方向在該第二方向上具有一厚度變化。
- 如請求項1所述之波長轉換元件,其中該比值沿著該第一方向呈連續變化。
- 如請求項1所述之波長轉換元件,其中該比值沿著該第一方向呈不連續變化。
- 如請求項5所述之波長轉換元件,其中該螢光粉層暴露該反射層的該頂表面的至少一部分。
- 如請求項1所述之波長轉換元件,其中該螢光粉層的一最大厚度介於50μm至200μm的一範圍。
- 如請求項1所述之波長轉換元件,其中該些反射單元的至少一者的一側壁與該第二方向之間的一夾角大於45度。
- 如請求項1所述之波長轉換元件,其中該些反射單元的至少一者具有沿該第一方向延伸的一底面。
- 如請求項1所述之波長轉換元件,其中該些反射單元的至少一者包含至少一曲面。
- 一種光源模組,包含:一如請求項1所述之波長轉換元件;及一光源,對該波長轉換元件發出一光,該光在該螢 光粉層上形成一光斑。
- 如請求項11所述之光源模組,其中該波長轉換元件的該反射層更包含:複數個反射單元,該些反射單元中至少一者的一寬度與該光斑的一寬度的一比值介於1/2至1/20的一範圍。
- 如請求項12所述之光源模組,其中該些反射單元中至少一者的一寬度介於0.4mm至1.2mm的一範圍。
- 如請求項12所述之光源模組,其中該光斑的一寬度介於1mm至4mm的一範圍。
- 如請求項11所述之光源模組,其中該波長轉換元件的該反射層更包含:複數個反射單元,在一第一方向上,該光斑覆蓋的該些反射單元的數目介於3至4的一範圍。
- 如請求項11所述之光源模組,其中該波長轉換元件的該反射層更包含:複數個反射單元,該光斑覆蓋的該些反射單元的數目介於5至20的一範圍。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
TW112108445A TWI831635B (zh) | 2023-03-08 | 2023-03-08 | 波長轉換元件及光源模組 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
TW112108445A TWI831635B (zh) | 2023-03-08 | 2023-03-08 | 波長轉換元件及光源模組 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TWI831635B true TWI831635B (zh) | 2024-02-01 |
Family
ID=90824755
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW112108445A TWI831635B (zh) | 2023-03-08 | 2023-03-08 | 波長轉換元件及光源模組 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
TW (1) | TWI831635B (zh) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014123145A1 (ja) * | 2013-02-08 | 2014-08-14 | ウシオ電機株式会社 | 蛍光光源装置 |
CN104969370A (zh) * | 2013-02-04 | 2015-10-07 | 优志旺电机株式会社 | 荧光光源装置 |
TWM568397U (zh) * | 2018-05-24 | 2018-10-11 | 中強光電股份有限公司 | 波長轉換輪、照明系統及投影裝置 |
-
2023
- 2023-03-08 TW TW112108445A patent/TWI831635B/zh active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104969370A (zh) * | 2013-02-04 | 2015-10-07 | 优志旺电机株式会社 | 荧光光源装置 |
WO2014123145A1 (ja) * | 2013-02-08 | 2014-08-14 | ウシオ電機株式会社 | 蛍光光源装置 |
TWM568397U (zh) * | 2018-05-24 | 2018-10-11 | 中強光電股份有限公司 | 波長轉換輪、照明系統及投影裝置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI312895B (en) | Backlight module structure for led chip holder | |
JP4757974B2 (ja) | 投射型ディスプレイ用の光源 | |
US9086619B2 (en) | Optical device for projection display device having plasmons excited with fluorescence | |
TWI489180B (zh) | A planar light source device, and a liquid crystal display device | |
US7210839B2 (en) | Backlight system and liquid crystal display employing the same | |
EP2518560B1 (en) | Light projection unit and light projection apparatus comprising a fluorescent member. | |
JP6422636B2 (ja) | 光源装置 | |
US8696131B2 (en) | Polarization element and projector | |
US20150097198A1 (en) | Surface Light Source | |
JP2004327955A (ja) | Ledランプ | |
JP2010092956A (ja) | Led光源及びそれを用いた発光体 | |
JP6427962B2 (ja) | 光源装置、およびプロジェクター | |
JP2010062305A (ja) | 照明装置、及び液晶表示装置 | |
JP4946052B2 (ja) | レーザ光源、及び2次元画像形成装置 | |
JP2015230760A (ja) | 光源装置、プロジェクター、および光源装置の製造方法 | |
TWI598540B (zh) | 波長轉換模組與應用其的光源模組 | |
WO2018168429A1 (ja) | 照明装置 | |
JP6394076B2 (ja) | 光源装置、およびプロジェクター | |
TWI831635B (zh) | 波長轉換元件及光源模組 | |
JP5538479B2 (ja) | Led光源及びそれを用いた発光体 | |
JP7163693B2 (ja) | プロジェクター | |
CN113539136A (zh) | 一种Mini LED显示模组及显示面板 | |
WO2021117286A1 (ja) | 光源装置 | |
TWI743830B (zh) | 光源模組 | |
JP2012227537A (ja) | Led光源及びそれを用いた発光体 |