TWM531657U - 波長轉換裝置 - Google Patents

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TWM531657U
TWM531657U TW105208069U TW105208069U TWM531657U TW M531657 U TWM531657 U TW M531657U TW 105208069 U TW105208069 U TW 105208069U TW 105208069 U TW105208069 U TW 105208069U TW M531657 U TWM531657 U TW M531657U
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田梓峰
徐虎
許顏正
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深圳市光峰光電技術有限公司
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
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    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
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Description

波長轉換裝置
本創作係關於投影裝置之技術領域，特別是指一種波長轉換裝置。
隨著半導體技術的發展，採用固態光源如LD（Laser Diode，雷射二極體）代替鹵素燈泡作爲投影機光源係已經成爲一個重要的技術發展方向。在採用雷射二極體作爲光源之投影系統中，雷射二極體發出的雷射隨著波長轉換裝置的轉動而照射於波長轉換裝置的不同區域上，由於波長轉換裝置的不同區域具有不同顔色的螢光層，因此，能夠産生不同顔色的受激光，進而將這些不同顔色的受激光合成一束光後進行投影圖像的顯示。
現有的一種波長轉換裝置，包括漫反射層和黏結於漫反射層表面的螢光層，其中，漫反射層係由散射顆粒和玻璃體組成。該漫反射層越厚，則反射率越高，但熱阻現象也相對越大，因此，現有技術中通常通過減薄漫反射層來減少熱阻現象，提高螢光層的散熱性和波長轉換裝置的穩定性，但是，這樣會導致漫反射層的反射率較低，進而導致波長轉換裝置的光效往往不高。
有鑒於此，本創作提供了一種波長轉換裝置，以解决現有的波長轉換裝置發光效率低的問題，並且，爲實現上述目的，本創作係所提出一種波長轉換裝置，係包括有一波長轉換片，且該波長轉換片係包括： 一反射層；以及 一發光層，係設置於該反射層之一側表面，且該發光層係包括有至少兩個發光區； 其中，不同的發光區具有不同的波長轉換材料，並且，至少一發光區所在之反射層厚度係小於其他發光區所在之反射層厚度。 優選地，該發光層係包括有第一發光區與第二發光區，並且，該反射層包括有第一反射區與第二反射區，其中，該第一反射區與該第一發光區係對應設置，且該第二反射區與該第二發光區係對應設置，此外，該第一反射區之厚度係小於該第二反射區之厚度。
優選地，該第一發光區之波長轉換材料係爲紅色螢光，且該第二發光區之波長轉換材料則爲黃色螢光或綠色螢光。
優選地，該發光層更包括有第三發光區，並且，該反射層更包括有第三反射區，其中，該第三反射區與該第三發光區係對應設置，且該第一反射區之厚度係小於該第三反射區之厚度。
優選地，該第一發光區所具有之波長轉換材料爲紅色螢光，且該第二發光區所具有之波長轉換材料爲藍色螢光，並且，該第三發光區所具有之波長轉換材料爲綠色螢光。
優選地，該發光層更包括有反光區，且該反射層更包括有第三反射區，其中，該第三反射區與該反光區係對應設置，所述反光區係由透明材料或反射材料所構成。
優選地，該反射層爲漫反射層，且該漫反射層係背向於該發光層之一側表面具有散熱層；或者，該反射層爲反射陶瓷，且該反射陶瓷爲氧化鋁陶瓷、氧化鋯陶瓷、氧化硼陶瓷或氧化鋯摻雜氧化鋁的複合陶瓷。
優選地，該至少一發光區所在之反射層厚度與其他發光區所在之反射層厚度之厚度差距為0.02mm至0.06mm之間。
優選地，該至少一發光區所在之反射層爲反射陶瓷，而該其他發光區所在之反射層厚度爲漫反射層，其中，該漫反射層背向於該發光層的一側表面具有散熱層，且該反射陶瓷爲氧化鋁陶瓷、氧化鋯陶瓷、氧化硼陶瓷或氧化鋯摻雜氧化鋁的複合陶瓷。
優選地，該波長轉換裝置係可應用於一光源系統之中。
優選地，該光源系統係可應用於一投影系統之中。
與現有技術相比，本創作所提供的技術方案具有以下優點：
本創作所提供的波長轉換裝置乃至於其所應用之光源系統和投影系統，由於不同波長轉換材料的熱效應不同，因此，可以將産生熱量較多的發光區對應的反射層設置的較薄，將産生熱量較少的發光區對應的反射層設置的較厚，最大限度的滿足螢光層的散熱和反射性能，提高波長轉換裝置的光效。
正如先前技術所述，現有的波長轉換裝置通常通過減薄漫反射層來減少熱阻，進而提高螢光層的散熱性和波長轉換裝置的穩定性，但是，這樣會導致漫反射層的反射率較低，進而導致波長轉換裝置的光效不高。
經本創作之創作人研究發現，不同波長轉換材料的熱效應是不同的，例如藍色螢光和綠色螢光的熱效應較小，紅色螢光的熱效應較大。
因此，可以將藍色螢光和綠色螢光所對應之反射層設置得較厚，而將紅色螢光所對應的反射層設置得較薄，這樣在滿足了紅色螢光所對應的反射層反射率足夠高之前提下，既不會對藍色螢光和綠色螢光的散熱産生明顯影響，又能夠提高藍色螢光和綠色螢光對應的漫反射層的反射率和波長轉換裝置的光效。
基於此，本創作提供了一種波長轉換裝置，以克服現有技術存在的上述問題，所述波長轉換裝置包括有波長轉換片，所述波長轉換片包括反射層以及燒結於反射層一側的發光層；所述發光層至少包括兩個發光區，而不同的發光區具有不同的波長轉換材料；其中，至少一發光區所在之反射層厚度係小於其他發光區所在之反射層厚度。
本創作所提出之波長轉換裝置係可應用於光源系統內，其包括激發光源和如上所述的波長轉換裝置。此外，本創作所提出之波長轉換裝置係更可應用於投影系統中，其包括如上所述的光源系統。
本創作所提供的波長轉換裝置、光源系統和投影系統，由於不同波長轉換材料的熱效應不同，因此，可以將産生熱量較多的發光區對應的反射層設置的較薄，將産生熱量較少的發光區對應的反射層設置的較厚，這樣在滿足螢光層散熱和穩定性的同時，還能提高部分發光區的反射率，提高波長轉換裝置的光效。
以上係為本創作的核心思想，爲使本創作的上述目的、特徵和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖對本創作的具體實施方式做詳細的說明。
在下面的描述中闡述了很多具體細節以便於充分理解本創作，但是本創作還可以採用其他不同於在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本創作內涵的情况下做類似推廣，因此本創作不受下面公開的具體實施例的限制。
其次，本創作結合示意圖進行詳細描述，在詳述本創作實施例時，爲便於說明，表示器件結構的剖面圖會不依一般比例作局部放大，而且所述示意圖只是示例，其在此不應限制本創作保護的範圍。此外，在實際製作中應包含長度、寬度及深度的三維空間尺寸。
為了能夠更清楚地描述本創作所提出之一種波長轉換裝置，以下將配合圖式，詳盡說明本創作之較佳實施例。
本創作的一個實施例提供了一種波長轉換裝置，如圖1所示，波長轉換裝置係包括波長轉換片1和驅動波長轉換片1轉動的驅動裝置2，該波長轉換片1優選爲圓形的片狀結構，驅動裝置2爲設置在波長轉換片1圓心的轉軸以及馬達等裝置，用於驅使波長轉換片1繞圓的中心軸轉動。
本實施例之技術中，請參閱圖2與圖4，波長轉換片1係包括反射層11和燒結於反射層11一側的發光層12。請參閱圖3與圖5，發光層12包括至少兩個發光區，如第一發光區120和第二發光區121，其中，不同的發光區具有不同的波長轉換材料，並且，與至少一個發光區對應的反射層的厚度小於與其他發光區對應的反射層的厚度。
由於藍色螢光和綠色螢光的熱效應較小，因此，藍光發光區和綠光發光區對應的反射層可以設置的較厚，其他的發光區的反射層可以設置的較薄，當然，本創作並不僅限於此，反射層的具體厚度可以根據發光區波長轉換材料，即螢光的熱效應大小而設定。
本實施例之中，波長轉換材料是指可以將入射於波長轉換材料的光轉換成不同波長的光的材料，包括螢光、奈米發光材料和量子點等熟知的材料。
於本創作的一種具體實施方式中，請參閱圖2與圖3，發光層12可以包括第一發光區120和第二發光區121，反射層11可以包括第一反射區110和第二反射區111，其中，第一反射區110和第一發光區120係對應設置，第二反射區111和第二發光區121係對應設置，即在垂直於波長轉換片1的方向上，第一反射區110的投影和第一發光區120的投影重疊，第二反射區111的投影和第二發光區121的投影重疊，並且，第一反射區110的厚度小於第二反射區111的厚度。
優選的，第一反射區110和第二反射區111的厚度差D的範圍爲0.02mm至0.06mm之間。
具體地，第一發光區120的波長轉換材料可以爲紅色螢光，第二發光區121的波長轉換材料可以爲黃色螢光或綠色螢光，當然，本創作並不僅限於此，只要第二發光區121的波長轉換材料的熱效應小於第一發光區120的波長轉換材料即可。
本創作的另一種具體實施方式中，請參閱圖4與圖5，發光層12可以包括第一發光區120、第二發光區121和第三發光區122，反射層11可以包括第一反射區110、第二反射區111和第三反射區112，其中，第一反射區110和第一發光區120對應設置，第二反射區111和第二發光區121對應設置，第三反射區112和第三發光區122對應設置，即在垂直於波長轉換片1的方向上，第一反射區110的投影和第一發光區120的投影重疊，第二反射區111的投影和第二發光區121的投影重疊，第三反射區112的投影和第三發光區122的投影重疊。
並且，第一反射區110的厚度小於第二反射區111的厚度，第一反射區110的厚度小於第三反射區112的厚度。
優選的，第一反射區110和第二反射區111的厚度差的範圍爲0.02mm至0.06mm之間，第一反射區110和第三反射區112的厚度差的範圍爲0.02mm至0.06mm之間。此外，第二反射區111和第三反射區112的厚度可以相同，也可以不相同，具體厚度值可根據對應發光區的波長轉換材料以及實際需求進行設定。
具體地，第一發光區120具有的波長轉換材料可以爲紅色螢光；第二發光區121具有的波長轉換材料可以爲藍色螢光；第三發光區122具有的波長轉換材料可以爲綠色螢光，當然，本創作並不僅限於此。
在本創作的又一種實施方式中，在激發光源爲藍光的情况下，第一發光區120具有的波長轉換材料可以爲紅色螢光；第二發光區121具有的波長轉換材料可以爲綠色螢光；第三發光區122可以爲反光區，該反光區由透明材料或反射材料構成，用於反射激發光藍光，以便反射後的藍光能够與紅光和綠光合成白光，其中該反射材料可以與反射層的材料相同，也可以是本領域所熟知之其他反射材料。
同樣地，第一反射區110的厚度可以小於第二反射區111的厚度，第一反射區110的厚度可以小於第三反射區112的厚度。第一反射區110和第二反射區111的厚度差的範圍以及第一反射區110和第三反射區112的厚度差的範圍均爲0.02mm至0.06mm之間。
此外，發光層12還可以包括四個甚至更多的發光區，如發光層12可以包括紅色螢光區、綠色螢光區、藍色螢光區和黃色螢光區，本創作也並不對此進行限定，相應地反射層的厚度可根據具體發光區的波長轉換材料進行設定。
此外，發光層12也不僅僅限於可見光發光區，其也可以包括紅外光螢光區，用於成像紅外線光。
進一步地，本實施例中的反射層11可以包括漫反射層113和位於所述漫反射層113背向於發光層12一側的散熱層114，請參考圖6；而反射層11也可以爲陶瓷反射層，優選的，反射陶瓷的厚度範圍爲0.1mm至1.5mm之間。
此外，反射層11也可以一部分發光區對應的反射層爲反射陶瓷，一部分發光區對應的反射層爲漫反射層和散熱層，即至少一個發光區對應的反射層爲反射陶瓷，其他發光區對應的反射層爲漫反射層和散熱層，請參閱圖2，具有藍色螢光或綠色螢光的第二發光區121對應的反射層可以爲反射陶瓷，其他第一發光區120對應的反射層爲漫反射層和散熱層。
其中，漫反射層113由白色散射離子和黏結所述散射粒子的玻璃體構成，散熱層114爲高散熱氮化鋁陶瓷。反射陶瓷可以爲高反射白色陶瓷，其可以是氧化鋁陶瓷、氧化鋯陶瓷、氧化硼陶瓷或氧化鋯摻雜氧化鋁的複合陶瓷。
本實施例提供的波長轉換裝置，由於不同波長轉換材料的熱效應不同，因此，可以將産生熱量較多的發光區對應的反射層設置的較薄，將産生熱量較少的發光區對應的反射層設置的較厚，這樣在滿足螢光層散熱和穩定性的同時，還能提高反射層的反射率，提高波長轉換裝置的光效。
本創作所應用之光源系統係包括激發光源和如上任一實施例提供的波長轉換裝置，激光光源發射的激發光照射到波長轉換裝置的發光層上後，則會激發出至少兩種不同顔色的受激光，這些不同顔色的受激光經過反射層反射後進入後續的會聚透鏡等進行會聚准直，以合成投影圖像所用的一束白光。
而本創作所應用之投影系統則包括如上所述的光源系統，除此之外還包括分光合光系統和對光綫進行調製的光調製系統等。
本創作所應用之光源系統和投影系統，由於不同發光區對應的反射層的厚度不同，因此，在滿足螢光層散熱和穩定性的同時，還能提高反射層的反射率，提高波長轉換裝置的光效。
本說明書中各個實施例採用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能够實現或使用本創作。
對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本創作的精神或範圍的情况下，在其它實施例中實現。因此，本創作將不會被限制於本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相互一致的最寬的範圍。
＜本創作＞
1‧‧‧波長轉換片
2‧‧‧驅動裝置
11‧‧‧反射層
12‧‧‧發光層
110‧‧‧第一反射區
111‧‧‧第二反射區
120‧‧‧第一發光區
121‧‧‧第二發光區
D‧‧‧厚度差
122‧‧‧第三發光區
112‧‧‧第三反射區
113‧‧‧漫反射層
114‧‧‧散熱層
圖1爲本創作的一個實施例提供的波長轉換裝置的剖面圖； 圖2爲本創作的一種具體實施例方式提供的波長轉換片的剖面圖； 圖3爲本創作的一種具體實施例方式提供的波長轉換片的俯視圖； 圖4爲本創作的另一種具體實施例方式提供的波長轉換片的剖面圖； 圖5爲本創作的另一種具體實施例方式提供的波長轉換片的俯視圖；以及 圖6爲本創作的一個實施例提供的一種反射層的剖面結構示意圖。
1‧‧‧波長轉換片
11‧‧‧反射層
12‧‧‧發光層
110‧‧‧第一反射區
111‧‧‧第二反射區
120‧‧‧第一發光區
121‧‧‧第二發光區
D‧‧‧厚度差

Claims (11)

  1. 一種波長轉換裝置，係包括有一波長轉換片，且該波長轉換片係包括：一反射層；以及一發光層，係設置於該反射層之一側表面，且該發光層係包括有至少兩個發光區；其中，不同的發光區具有不同的波長轉換材料，並且，至少一發光區所在之反射層厚度係小於其他發光區所在之反射層厚度。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之波長轉換裝置，其中，該發光層係包括有第一發光區與第二發光區，並且，該反射層包括有第一反射區與第二反射區，其中，該第一反射區與該第一發光區係對應設置，且該第二反射區與該第二發光區係對應設置，此外，該第一反射區之厚度係小於該第二反射區之厚度。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之波長轉換裝置，其中，該第一發光區之波長轉換材料係為紅色螢光，且該第二發光區之波長轉換材料則為黃色螢光或綠色螢光。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之波長轉換裝置，其中，該發光層更包括有第三發光區，並且，該反射層更包括有第三反射區，其中，該第三反射區與該第三發光區係對應設置，且該第一反射區之厚度係小於該第三反射區之厚度。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之波長轉換裝置，其中，該第一發光區所具有之波長轉換材料為紅色螢光，且該第二發光區所具有之波長轉換材料為藍色螢光，並且，該第三發光區所具有之波長轉換材料為綠色螢光。
  6. 如申請專利範圍第2項所述之波長轉換裝置，其中，該發光層更包括有反光區，且該反射層更包括有第三反射區，其中，該第三反射區與該反光區係對應設置，所述反光區係由透明材料或反射材料所構成。
  7. 如申請專利範圍第1項至第6項任意一項所述之波長轉換裝置，其中，該反射層為漫反射層，且該漫反射層係背向於該發光層之一側表面具有散熱層；或者，該反射層為反射陶瓷，且該反射陶瓷為氧化鋁陶瓷、氧化鋯陶瓷、氧化硼陶瓷或氧化鋯摻雜氧化鋁的複合陶瓷。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之波長轉換裝置，其中，該至少一發光區所在之反射層厚度與其他發光區所在之反射層厚度之厚度差距為0.02mm至0.06mm之間。
  9. 如申請專利範圍第1項至第6項任意一項所述之波長轉換裝置，其中，該至少一發光區所在之反射層為反射陶瓷，而該其他發光區所在之反射層厚度為漫反射層，其中，該漫反射層背向於該發光層的一側表面具有散熱層，且該反射陶瓷為氧化鋁陶瓷、氧化鋯陶瓷、氧化硼陶瓷或氧化鋯摻雜氧化鋁的複合陶瓷。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之波長轉換裝置，其中，該波長轉換裝置係可應用於一光源系統之中。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之波長轉換裝置，其中，該光源系統係可應用於一投影系統之中。
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