[發(fā)明專利]波長轉(zhuǎn)換裝置、光源系統(tǒng)與顯示設備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910008220.1
• 申請日: 2019-01-04
• 公開（公告）號: CN111413841B
• 公開（公告）日: 2023-08-11
• 發(fā)明（設計）人: 田梓峰;徐虎;李屹
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳光峰科技股份有限公司
• 主分類號: G03B21/20
• 分類號: G03B21/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明提供了一種波長轉(zhuǎn)換裝置，包括第一波長轉(zhuǎn)換元件，用于將第一激發(fā)光轉(zhuǎn)換為第一受激光；以及第二波長轉(zhuǎn)換元件，用于將第二激發(fā)光轉(zhuǎn)換為第二受激光，所述第一激發(fā)光和所述第二激發(fā)光沿不同的光路傳輸，所述第一受激光的波長處于第一波長范圍內(nèi)，所述第二受激光的波長處于第二波長范圍內(nèi)，所述第一波長范圍相較于所述第二波長范圍的帶寬較寬，有利于提升用于顯示的照明光的亮度以及色純度，且所采用的結(jié)構(gòu)具有工藝簡單、成本低廉的優(yōu)點。本發(fā)明還提供了包含所述波長轉(zhuǎn)換裝置的光源系統(tǒng)及顯示設備。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及顯示技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種波長轉(zhuǎn)換裝置、光源系統(tǒng)與顯示設備。

背景技術(shù)

目前，獲得各種顏色光源(尤其白光光源)的方法除了采用相應顏色發(fā)光二極管外，還可以采用的主要技術(shù)方案包括RGB混光和熒光轉(zhuǎn)換兩種。其中，熒光轉(zhuǎn)換方案利用來自其它光源(例如但不限于LED芯片)的發(fā)射光來激發(fā)熒光粉產(chǎn)生較長波長的受激光，采用熒光轉(zhuǎn)換方案得到的光學系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低，產(chǎn)品具有很強的實用性。

目前采用熒光轉(zhuǎn)換方案的紅光發(fā)光裝置中，由于紅光的熱斯托克斯位移較大，造成紅色熒光粉容易達到熱飽和狀態(tài)，進而降低了紅光轉(zhuǎn)化效率。在實際應用中，可以采用包括YAG：Ce³⁺的長波長的黃色波長轉(zhuǎn)換材料配合紅光濾光片的方式產(chǎn)生紅光，請參閱圖1，在相同的激發(fā)功率下，紅色波長轉(zhuǎn)換材料發(fā)出的紅色受激光光譜是902a，黃色波長轉(zhuǎn)換材料發(fā)出的黃色受激光光譜是901a，可以看出黃色受激光的能量比紅色受激光的能量大(光譜能量即為光譜所覆蓋的面積)。然而，黃色受激光光譜901a的覆蓋的波長范圍大約為500nm-700nm，而其中只有波長大于590nm的光譜成分對應于紅光。可以看出，為了得到紅光輸出，必須使用紅光濾光片將黃光光譜中的波長小于590nm的成分過濾掉。請參閱圖2，過濾后的黃色受激光光譜為901b，過濾后的紅色受激光光譜為902b。從光譜可以簡單看出，黃色受激光光譜901a在過濾過程中的能量損失很大。而紅色受激光光譜902a本身雖然能量較低，但是其大部分能量都集中于波長大于590nm的波段范圍，所以在過濾過程中的能量損失很小。過濾前，黃色受激光光譜的光通量是紅色受激光光譜光通量的4.56倍，然而經(jīng)過過濾達到相同的紅色色坐標后，過濾后的黃色受激光的光通量只有過濾前的11.6％，而過濾后的紅色受激光的光通量是過濾前的53.4％。最終，采用黃色波長轉(zhuǎn)換材料配合紅光濾光片的方式產(chǎn)生紅光的方法對比直接用紅色波長轉(zhuǎn)換材料產(chǎn)生紅光的方法所出射的紅光光通量幾乎相同，雖然前者使用了光飽和特性更高的YAG：Ce³⁺黃色熒光粉，但在后續(xù)的過濾過程中會損失大部分的能量，最終過濾后的單色光的光通量也不能令人滿意，總體能量轉(zhuǎn)換效率低，并且增加了光源的體積和成本。

另外一種已知的高亮度紅光發(fā)光裝置是采用長波長黃色熒光粉或者短波長紅色熒光粉以及紅色激光產(chǎn)生紅光，雖然紅激光效率和亮度較高，但是紅激光的成本較高且封裝要求較高，并且需要額外增加光路，不利于光源及顯示設備體積的小型化設計，因而現(xiàn)有的紅光發(fā)光裝置無法利用低成本實現(xiàn)高亮度與高效率，不便推廣。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明第一方面提供一種波長轉(zhuǎn)換裝置，包括：

第一波長轉(zhuǎn)換元件，用于將第一激發(fā)光轉(zhuǎn)換為第一受激光；以及

第二波長轉(zhuǎn)換元件，用于將第二激發(fā)光轉(zhuǎn)換為第二受激光；

所述第一激發(fā)光和所述第二激發(fā)光沿不同的光路傳輸，所述第一受激光的波長處于第一波長范圍內(nèi)，所述第二受激光的波長處于第二波長范圍內(nèi)，所述第一波長范圍相較于所述第二波長范圍的帶寬較寬。

本發(fā)明第二方面提供一種光源系統(tǒng)，包括：

光源，用于發(fā)出激發(fā)光；以及

如本發(fā)明第一方面提供的波長轉(zhuǎn)換裝置，其中所述第一波長轉(zhuǎn)換元件與所述第二波長轉(zhuǎn)換元件用于接收所述激發(fā)光并產(chǎn)生所述第一受激光和所述第二受激光；

所述第一受激光和所述第二受激光沿相同光路自所述光源系統(tǒng)出射。