[发明专利]波长转换装置

说明书

本发明涉及一种波长转换装置，所述波长转换装置包括层叠设置的第一发光层和第二发光层，所述第一发光层位于光入射侧并具有入光表面，所述第二发光层位于光出射侧并具有出光表面。所述第一发光层至少由第一荧光粉和玻璃粉形成，所述第二发光层至少由第二荧光粉和玻璃粉形成，所述第一荧光粉的粒径大于所述第二荧光粉的粒径。所述第一发光层中的所述第一荧光粉与所述玻璃粉的体积比小于所述第二发光层中的所述第二荧光粉与所述玻璃粉的体积比。根据本发明的波长转换装置，既能够减少发光中心的热猝灭现象的发生又能够提高出光效率。

技术领域

本发明涉及投影显示领域，具体地，涉及波长转换装置。

背景技术

近年来，激光投影设备逐渐获得了人们的关注。在这样的设备中，使用诸如激光二极管(LD,Laser Diode)或发光二极管(LED,Light Emitting Diode)发出的具有第一波长的激发光来激发荧光材料，由此产生高亮度的具有第二波长的被激发荧光。在上述波长转换的过程中，如果想要实现高的转换效率，就要求荧光材料中的发光中心(即，荧光粉颗粒)需要具有较高的量子效率以及较少的热猝灭现象，并且还要求荧光材料具有较高的出光效率。目前，诸如YAG:Ce、LuAG:Ce等商用荧光粉的量子效率已达到80％以上。因此，如何优化荧光粉的封装方案，提高装置的出光效率并且减少荧光粉热猝灭现象的发生成为当前研究的热点。

在传统的波长转换装置中，通常采用硅胶或者玻璃来封装荧光粉颗粒。在采用硅胶封装的情况下，虽然能够提供较好的发光中心分布效果，但是硅胶材料的散热性差，导致装置的热稳定性较差。在采用玻璃封装的情况下，荧光粉和玻璃粉的配比直接影响装置的光转换效率，当荧光粉：玻璃粉的比例较小时，波长转换装置的光效率较低；当荧光粉：玻璃粉的比例较大时，波长转换装置的光效率较高，但随着激光光功率的增大，又会导致热饱和现象愈发严重。

发明内容

针对上述问题，本发明期望提供一种既能够减少发光中心的热猝灭现象的发生又能够提高出光效率的波长转换装置。

根据本发明的实施例，提供了一种波长转换装置，所述波长转换装置包括层叠设置的第一发光层和第二发光层，所述第一发光层位于光入射侧并具有入光表面，所述第二发光层位于光出射侧并具有出光表面。所述第一发光层至少由第一荧光粉和玻璃粉形成，所述第二发光层至少由第二荧光粉和玻璃粉形成，所述第一荧光粉的粒径大于所述第二荧光粉的粒径，并且所述第一发光层中的所述第一荧光粉与所述玻璃粉的体积比小于所述第二发光层中的所述第二荧光粉与所述玻璃粉的体积比。

优选地，所述出光表面具有1～10微米的粗糙度。

优选地，在所述第二发光层中，所述第二荧光粉的荧光颗粒突出于所述出光表面。

优选地，所述第二荧光粉的荧光颗粒突出于所述出光表面的部分不小于所述荧光颗粒的粒径的1/3。

在一个实施例中，在所述第一发光层中，所述第一荧光粉的粒径大小可以为10～50微米，所述第一荧光粉与所述玻璃粉的体积比可以为0.5～1.0，并且第一发光层的厚度可以为50～100微米。此外，例如，在所述第二发光层中，所述第二荧光粉的粒径大小可以为1～10微米，所述第二荧光粉与所述玻璃粉的体积比可以为1.0～2.0，并且所述第二发光层的厚度可以为50～100微米。

优选地，在所述第一发光层和所述第二发光层中，所述玻璃粉的折射率在1.55～1.70的范围内。

此外，在所述第一发光层与所述第二发光层之间还可以设置有至少一层中间发光层。在从所述光入射侧至所述光出射侧的方向上，各发光层中的荧光粉与玻璃粉的体积比以及荧光粉颗粒的粒径按照层叠顺序而梯度变化，使得越靠近所述光入射侧的发光层中的荧光粉与玻璃粉的体积比越小并且荧光粉颗粒的粒径越大。