[发明专利]波长转换装置

说明书

本发明提供了一种波长转换装置，包括：底板；至少两个波长转换模块，所述波长转换模块包括从所述底板依次层叠的基板、漫反射层和发光层，其用于将激发光转换为出射光，所述出射光的波长不同于所述激发光的波长；以及其中，所述至少两个波长转换模块拼装在所述底板的一侧表面上，其中，所述波长转换模块的光转换效率越低，该波长转换模块中的发光层的厚度和漫反射层的厚度越小，而且，各所述波长转换模块的发光层的发光面位于同一平面中。该波长转换装置能够在保证光在其表面的入射光斑大小一致的情况下，使各模块具有各自较佳的性能。

技术领域

本发明涉及照明和显示领域，特别是涉及一种波长转换装置。

背景技术

在当前的显示领域中，对所显示的亮度要求越来越高，因此，传统的灯泡和LED技术已经无法满足对于高亮度光源的要求了。在此情况下，激光光源技术是最有希望也最有发展潜力的技术研究方向。

在激光光源的技术领域中，通常采用激发光远程照射旋转的荧光色轮的技术。在该技术中，将激发光源发出的蓝色激光汇聚并聚焦到一个表面含有荧光粉的转盘上，从而激发荧光粉材料发光。该转盘在电动机的驱动下高速旋转，因此，含有荧光粉并受到激光激发的区域不断改变，避免了同一区域的热量积累导致的光光转换效率下降。

图1是说明激光光源的收集透镜和光斑聚焦的示意图。在激光光源中，经过处理的蓝色激光从收集透镜出射，在收集透镜的焦点处汇聚，此处为图1所示的光斑焦点位置。当波长转换装置(即荧光色轮)的表面处于此焦点位置时，照射到该波长转换装置表面的光斑最小。该波长转换装置被激光激发时，由于发光中心就在收集透镜的焦点上，因此发出的光可以被有效地收集。

图2是说明色轮表面所处平面与光斑聚焦的关系的示意图。如图2所示，黑色实线为光斑聚焦平面，色轮的发光层表面应该处于此位置，以便获得最佳效果。如果色轮表面或表面的一部分处于虚线的位置，那么照射到色轮表面发光层的激光光斑就会比实际设计的光斑要大，产生离焦现象，导致受激光的光学扩展量变大，进而会导致色轮发出的光无法被收集透镜有效地收集，从而导致降低亮度表现。一般来说，在精密设计的激光光源中，光斑汇聚点在偏离焦点平面50-100μm时就会产生明显的离焦。

针对光源的设计会根据DMD(digital micromirror device，数字微镜芯片)光机的类型不同而选择不同的色轮样式，例如，3DMD光机一般会匹配单色色轮，而单DMD光机则一般采用具有多种颜色段的色轮的方案。

对于多种颜色段的色轮，如上分析，只有使各个颜色段的表面都处于收集透镜的焦平面上，才可能保证各个颜色段的发光都能有较好的光收集效率。然而，由于各个颜色段的发光材料不同、制备工艺不同，如果采用相同的层结构设置，难以发挥各个颜色段的最佳性能。

发明内容

针对上述问题，本发明期望提供一种在性能设计上有针对性从而具有高性能的多色段色轮的波长转换装置。

本发明提供了一种具有模块化结构的高性能多色段色轮作为波长转换装置，每一种色段作为一个单独的模块进行单独制备，最后将各色段拼接组合在一个底板之上。由此获得的模块化拼接色轮可用于超高亮度的单DMD激光光源中，也可以扩展应用到其他应用场景的光源。

本发明提供了一种波长转换装置包括：底板；和至少两个波长转换模块，所述波长转换模块包括从所述底板依次层叠的基板、漫反射层和发光层，并用于将激发光转换为出射光，所述出射光的波长不同于所述激发光的波长；其中，所述至少两个波长转换模块拼装在所述底板的一侧表面上，其中，所述波长转换模块的光转换效率越低，该波长转换模块中的发光层的厚度和漫反射层的厚度越小，而且，各所述波长转换模块的发光层的发光面位于同一平面中。