[发明专利]涂覆荧光体的发光装置

说明书

技术领域

本发明涉及涂覆荧光体的发光装置，其包括用于当利用激发光照射时产生荧光的荧光体。

背景技术

使用LED（发光二级管：Light-Emitting Diode）作为用于将图像投影在屏幕上的、诸如液晶投影仪或DMD（数字微镜器件：Digital Micromirror Device）投影仪的投影仪光源的技术现在已成为关注的焦点（专利文献1）。

由于LED的长寿命和高可靠性，LED提供了使用LED作为光源的投影仪的长寿命和高可靠性的优点。

然而，另一方面，用于投影仪的、LED发射的光亮度低，并且因此，使用LED作为光源的投影仪不能投射具有足够亮度的视频。来自光源的、可以用作投影光的光量受限于光学扩展量（etendue）。这意味着除非光源的发光面积与辐射角的乘积被设置为等于或小于显示面板的入射面面积与由照明光学系统的F数确定的捕捉角的乘积，来自光源的光不能被有效地被用作投影光。

在LED的光源中，可以通过增加发光面积来增加光量。然而，增加的发光面积导致光源更大的光学扩展量。由于光学扩展量施加的限制，希望在不增加投影仪的光源中的发光面积的情况下增加光量。然而，在不增加LED的光源中的发光面积的情况下增加光量是困难的。

专利文献2公开了一种投影仪，该投影仪包括用于产生激发光的固体激发光源和当被激发光照射时产生不同波长荧光的荧光体层。

鉴于在专利文献2中公开的装置的问题，即因为利用激发光照射荧光体层的相似部分而发生的荧光体温度升高，导致随时间的波长转换效率降低或性能劣化，在专利文献3中公开了一种发光装置，该发光装置通过移动荧光体层从而改变激发光的照射位置来抑制荧光体温度的上升。

图1A至1C是示出在专利文献3中公开的发光装置的结构的截面图，该发光装置通过移动荧光体层来改变激发光的照射位置。

图1A示出的装置包括荧光体603，该荧光体603在围绕轴602旋转的圆形平轮板601上形成为圆圈（doughnut）形状。荧光体603通过激发激光束604的入射来产生荧光605。产生的荧光605由未示出的聚光光学系统605来聚光以用作照明光。荧光体603被同心地设置于轮板601。通过旋转轮板601来改变激发激光束604的照射位置。

图1B和图1C中的每一个示出了由利用激发激光束604的照射而产生的荧光605的状态。在图1C示出的示例中，荧光体603形成为比在图1B中示出的示例厚。

在图1B中示出的示例中，因为荧光体603形成得薄，激发激光束604不能被完全地吸收。被反射的激光束的部分成为反射光606。因此，荧光605包括不必要的反射光606作为照明光，从而导致色彩劣化。

在示于图1C的示例中，由于荧光体603形成得厚，没有产生反射光。由利用激发激光束604的照射产生的热被传递到轮板601，而因此荧光体603被冷却。轮板601通过冷却机构（未示出）而被冷却，以防止荧光体603的温度上升。

如图1B所示，当荧光体603形成得薄，荧光体603令人满意地被冷却。如图1C所示，当荧光体603形成得厚，靠近轮板601的荧光体603被令人满意地冷却。然而，由激发激光束604照射的、靠近荧光体603的上表面的荧光体部分不被充分地冷却。其结果是，温度的升高加速了劣化。

荧光体603的厚度可以设置为约5至10微米，以充分地冷却荧光体603，并且可以设置为大约200微米至300微米，以充分地吸收激发激光束604。

引用列表

专利文献1：JP2003-186110A

专利文献2：JP3967145B2

专利文献3：JP2010-86815A

发明内容

本发明要解决的问题

在图1A至1C中示出的、通过移动荧光体层而改变激发光的照射位置的发光装置中，激发激光束在荧光体中散射。因此，荧光体中的发光面积大于施加到荧光体的激发激光束的光斑大小。

用于投影仪的光源理想地是点光源，而问题在于增加的发光面积。为了防止发光面积的增加，可以减小形成为圆圈形状的荧光体的宽度。然而，在这种配置下，激发激光束的照射位置必须被精确地控制。当激发激光束的照射位置由于温度变化或形状变化而移动时，存在激光束在轮板上被反射的可能性。

在图1中示出的发光装置中，由于荧光体单独形成在轮板上，该荧光体很容易被切割。