[實用新型]基于單晶熒光材料的光源及激光顯示系統

有效

• 申請號: 201820108801.3
• 申請日: 2018-01-23
• 公開（公告）號: CN207740882U
• 公開（公告）日: 2018-08-17
• 發明（設計）人: 陳海洋;蘭旭陽;胡元元;王永振;趙永高
• 申請（專利權）人: 山西傲維光視光電科技有限公司
• 主分類號: F21S8/00
• 分類號: F21S8/00;F21V13/12;F21V9/38;F21V29/70;G03B21/20;F21Y115/30
• 代理公司: 太原科衛專利事務所(普通合伙) 14100
• 代理人: 朱源;武建云

本實用新型公開了一種基于單晶熒光材料的激光顯示系統，包括系統光源，所述系統光源由藍光激光器（1）、準直透鏡（2）、分束鏡（3）、聚焦透鏡（4）及單晶熒光材料裝置構成；所述單晶熒光材料裝置是單晶熒光材料（5）鑲嵌到金屬固定結構件（6）內，金屬固定結構件（6）通過定位孔（8）與散熱結構（7）緊貼；所述的系統光源（11）產生的三基色光經過投影系統（10）成像于屏幕（9）。本實用新型設計利用單晶熒光材料高效激發熒光的特性及其他高熱導率等優點，取代傳統的熒光粉輪，能夠有效解決傳統激光熒光顯示技術中光衰減快、壽命短等問題。

技術領域

本實用新型涉及激光顯示技術領域，具體為一種基于單晶熒光材料構成的系統光源及激光顯示系統，可應用于激光照明、激光投影等領域。

背景技術

激光顯示技術作為新一代顯示技術，具有豐富飽和的色彩、高亮度、超長壽命、使用成本低和高環保等特性，成為引發投影及顯示技術革命的導火索，將廣泛應用于工程、商用與影院市場。

目前，在應用激光顯示技術的市場中，主要采用兩種光源技術方式：1）以紅、綠、藍（RGB）三基色激光為光源；2）以藍色激光激發熒光粉產生紅光、綠光與直接透過的藍色激光為光源（即激光熒光粉顯示技術）。

以紅、綠、藍三基色激光為光源的激光顯示技術，顯示圖像具有更大的色域表現空間，可以最真實地再現客觀世界豐富、艷麗的色彩，提供更具震撼的表現力。激光顯示色域覆蓋率可以達到人眼的90%，是美國國家電視系統委員會（NationalTelevision SystemCommittee，NTSC）標準的2倍以上，色彩飽和度達到傳統顯示的100倍以上，具有完美的色彩還原度。但由于綠光激光器發展不夠成熟，成本昂貴，市場接受度差，難以大批量推廣。

激光熒光粉顯示技術選擇技術成熟、成本較低的藍光激光器激發高速旋轉的熒光粉輪產生紅光與綠光，彌補了紅光激光器和綠光激光器造價高、體積大的短板。其最大的優勢是可以有效降低成本，體積更小，產業鏈成熟便于規模化生產及普及應用，目前國內激光電視廠商主要采用這種實現方案。

在激光熒光粉顯示技術中，熒光粉輪以及激光顯示光源系統的壽命，甚至整個顯示系統的成像質量均依賴于熒光材料。然而，熒光粉材料卻存在如下問題：1）熒光粉激發效率和光轉換效率低；2）在熒光粉輪制作中，熒光粉顆粒及分散的均勻性很難得到有效解決；3）熒光粉光衰大；4）熒光粉物化性能差。熒光材料的這些缺陷導致激光熒光粉顯示技術在目前市場應用中還有很多局限：

1、與三基色激光為光源的激光顯示技術相比，該技術犧牲了很大一部分激光光源的優勢，如更廣的色域空間、亮度等。

2、由于加入的熒光粉系統也具有效能衰減的特征，使得激光熒光粉光源技術的壽命指標比純RGB產品要差一些。

3、激光熒光粉顯示技術的光源亮度衰減是激光光源+熒光粉的雙重衰減，其亮度遞減曲線的陡峭度較RGB產品亦增加很多。

4、為了有效解決熒光粉的熱淬滅和散熱問題，使熒光粉能夠在高強度激發光照射條件下穩定的工作，需要高速旋轉熒光粉輪，帶動熒光輪的馬達需要散熱，所以投影機耗電量高，機器內部熱量高，直接導致其他部件老化。

5、熒光粉輪是玻璃薄片結構，玻璃片大小不等，并帶有間隙。長期使用，軸承會出現間隙，從而導致松動損壞。同時熒光輪是由馬達帶動的，馬達是易損耗部件，大致價格在幾千元以上。

所以，市場急需一種高亮度、高可靠性、寬色域、低成本、節能環保的激光顯示技術。

發明內容

在激光熒光粉顯示技術中，熒光輪的熒光粉材料特性是造成激光熒光顯示技術壽命短、效率低、亮度低，是不能夠滿足行業應用需求的主要原因。因此，本實用新型的目的是提出一種基于單晶熒光材料的光源及激光顯示系統。該技術采用單晶熒光材料取代熒光粉，藍光激發單晶熒光材料，從而形成紅綠藍三基色光的光源；然后經過投影系統成像投射在屏幕上。