[發明專利]發光裝置、投影裝置和照明裝置

有效

• 申請號: 201110396413.2
• 申請日: 2011-12-04
• 公開（公告）號: CN102563410A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 張利利;許顏正
• 申請（專利權）人: 深圳市光峰光電技術有限公司
• 主分類號: F21S2/00
• 分類號: F21S2/00;F21V13/00;G03B21/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及光學技術領域，特別是涉及發光裝置、投影裝置和照明裝置。?

背景技術

目前，固態光源由于其長壽命、環保等特點，已經在通用照明、特種照明和投影顯示中得到了廣泛的應用。其中，白光固態光源在照明領域更是有著巨大的發展潛力。?

白光固態光源主要有兩種實現方法，一種方法是使用多顆單色的固態光源來合成白光，例如紅、綠、藍發光二極管(LED，Light?Emitting?Diode)一起點亮來生成白光；另一種方法是使用藍光激發黃色熒光粉，利用黃色熒光粉受激產生的黃光與沒有被吸收的剩余藍光混合得到白光。第二種方法由于其較高的效率而被廣泛應用。?

為了降低熒光粉收LED光源發熱的影響，遠程熒光粉(remote?phosphor)技術得到了越來越多的應用，如圖1a和1b所示。在圖1a中，激發光101入射于涂覆在一個反射鏡105上的熒光粉層104上，熒光粉層104受激發射受激光103。102是一個分光濾光片，作用是透射激發光101同時反射受激光103。受激光103被分光濾光片102的反射后形成出射光。?

圖1a所示的方案的問題在于，出射光只包含受激光成分，不包含激發光成分。這是因為分光濾光片102的作用是利用波長的差異將受激光從激發光的光路中分離出來，這樣原來和受激光一起從熒光粉層104上出射的沒有被吸收的剩余激發光也會在分光濾光片102的作用下與受激光分離，最終只有受激光可以出射。?

在圖1b中，激發光111在入射并透射一個分光濾光片115后，入射于熒光粉層114。分光濾光片115的作用是透射激發光，反射受激光。熒光粉層114受?激后發射的受激光分為兩部分，第一部分直接出射到外部空間，第二部分則入射到分光濾光片115后被分光濾光片115反射并出射到外部空間。這兩部分光與沒有被熒光粉吸收的剩余激發光共同形成出射光113。?

圖1b所示的方案雖然可以得到受激光和激發光的混合光，但是這樣的混合光存在顏色均勻性不好的問題。在混合光的兩種成分中，受激光的發光光分布一般為朗伯分布，即各向同性分布，而激發光的光分布則受到入射到熒光粉前的激發光111的光分布、熒光粉的厚度分布等諸多因素的影響，一般不是理想的各向同性分布，這就造成了在出射光113的各個方向上激發光和受激光的比例會發生變化，進而使得合成的白光的顏色發生變化，破壞了光源的顏色均勻性。?

實際上，熒光粉材料本身對激發光就存在一定的散射作用，因此解決問題的一種方法是增大熒光粉材料的使用量，使得所有激發光都必然經過熒光粉材料的散射而形成各向同性的出射光。但是這種做法的問題在于剩余的激發光過少，最終出射的白光的色溫過低。也就是說，白光的色溫要求已經將出射光中激發光和受激光的比例限定了，進一步的，也就是限定了熒光粉材料的使用量。?

為了增大對激發光的散射同時不提高熒光粉的使用量，散光材料得到了廣泛的應用。例如中國專利201010162062.1、200710304216.7，美國專利US20090065791、US6791259、US6653765，韓國專利KR2009054841分別提出在熒光粉層中加入散光材料來改善出射光的顏色均勻性。?

然而加入散光材料的問題在于，由于增大了對激發光的散射，使得激發光在入射到熒光粉層后有相當部分的激發光直接被反射回來，并透射分光濾光片115形成背向的能量損失。容易理解的是，需要的出射光的顏色越均勻，則需要加入的散光材料就越多，背向的激發光能量損失越大，光源的效率越低。?

綜上所述，應用目前的技術方案，激發光和受激光混合出射的光源的顏色均勻性與效率構成一對矛盾。?

發明內容

本發明解決的主要技術問題是提出一種基于波長轉換材料的發光裝置，可以高效率的發射激發光和受激光的均勻混合光。?

本發明提出一種發光裝置，包括：?

用于產生激發光的激發光源；?

包括相對的第一表面和第二表面的波長轉換材料層，該波長轉換材料層用于吸收部分激發光并發射與激發光波長不同的受激光；該波長轉換材料層包括波長轉換材料和散射材料；?

用于出射該發光裝置的出射光的光出射通道；?

位于波長轉換材料層第一表面一側的光引導裝置，該光引導裝置用于引導激發光入射于波長轉換材料層的第一表面，并引導從波長轉換材料層的第一表面發射出來的受激光和沒有被波長轉換材料層吸收的剩余激發光進入光出射通道。?

本發明還提出一種投影裝置，包括上述的發光裝置作為光源。?