[發明專利]一種熒光芯片及其顯示系統

有效

• 申請號: 202011270089.5
• 申請日: 2017-01-17
• 公開（公告）號: CN112596331B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 胡飛;郭祖強;李屹
• 申請（專利權）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

本發明公開了一種熒光芯片及其顯示系統，該熒光芯片包括若干熒光模塊，各熒光模塊呈矩陣排列；每一所述熒光模塊包括基體、功能材料以及光收集結構；所述各熒光模塊的基體在同一側形成有凹狀結構的容納腔，所述容納腔具有供入射光進入以及出射光射出的開口，功能材料置于所述容納腔的底部，所述功能材料為波長轉換材料或者散射材料；所述各熒光模塊的所述光收集結構置于所述容納腔內，將入射到所述容納腔內的入射光匯聚到所述功能材料上，并將功能材料接收入射光后產生的出射光從所述開口出射，且控制出射光的發散角在預設范圍內。該熒光芯片能夠提供平行出射的圖像光。

本申請基于申請號為2017年1月17日、申請號為201710035152.9、發明名稱為“一種熒光芯片及其顯示系統”的分案申請。

技術領域

本發明涉及圖像顯示技術領域，尤其涉及一種熒光芯片及其顯示系統。

背景技術

在目前的顯示領域中，顯示方法主要利用DMD(Digital Micromirror Device，數字微鏡裝置)或LCD(Liquid Crystal Display，液晶顯示器)作為光調制器，對照明光進行調制從而得到圖像光。然而DMD技術掌握在美國企業手中，LCD技術掌握在日本企業手中，形成技術壟斷，新企業進入顯示領域，無法繞開該技術，從而不利于顯示領域成本的降低。此外，以DMD或LCD為技術基礎的顯示設備，各有其效率方面的缺陷。

具體地，在以激光激發熒光材料產生多色光作為光源的顯示設備中，激光發光元件發出的光經光學元件(如合光器件、光束整形器件)到達熒光材料，經熒光材料轉換后得到照明光；將照明光耦合到光機系統；經光機系統調制成圖像光；最后經過投影鏡頭將圖像光投射到屏幕上。在上述過程中，熒光粉的出光效率約為90％，耦合到光機系統的效率約為94％，經光機系統調制成圖像光的效率大約為30％～40％。由此可知，上述過程中，光機效率低，嚴重制約了高亮度顯示。

以3DMD的光機系統為例，照明光首先需要整形成適合DMD大小、形狀的光斑，然后經過全反射棱鏡、分光棱鏡到達DMD，經調制后再次穿過分光棱鏡和全反射棱鏡進入投影鏡頭，這其中損失了大量的光，制約了高亮度顯示的上限。

以3LCD的光機系統為例，照明光照射到LCD上被調制成圖像光，然后該圖像光從LCD位置經投影鏡頭成像到屏幕上。受投影鏡頭的限制，LCD的面積不能太大；同時，LCD的每個像素的配線、電子元件等必要的器件限制了LCD的開口率。因此，現有技術中所用的LCD受面積與本身結構的限制，小面積的LCD效率低，使得光大量損失。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于提供一種熒光芯片及其顯示系統，旨在提供能應用于顯示的平行光。

本發明是這樣實現的，一種熒光芯片，包括若干熒光模塊，各熒光模塊呈矩陣排列；

每一所述熒光模塊均包括基體、功能材料以及光收集結構；

所述各熒光模塊的基體在同一側形成有凹狀結構的容納腔，所述容納腔具有供入射光進入以及出射光射出的開口；

所述功能材料置于所述容納腔的底部，所述功能材料為波長轉換材料或者散射材料，所述波長轉換材料用于接收入射光而產生與入射光波長不同的受激光，所述散射材料用于對入射光進行反射及散射后出射；

所述各熒光模塊的所述光收集結構置于所述容納腔內，將入射到所述容納腔內的入射光匯聚到所述功能材料上，并將所述功能材料接收所述入射光后產生的出射光從所述開口出射，且控制出射光的發散角在預設范圍內，進而使得各所述熒光模塊構成出射近似平行光的面光源。

進一步地，所述容納腔為倒梯形、倒多棱臺形或倒圓臺形。

進一步地，所述光收集結構為置于所述容納腔開口位置處的光學透鏡，所述功能材料置于所述光學透鏡的焦點位置處。