荧光剂装置及其所适用的光源系统制造方法及图纸

本发明专利技术为一种荧光剂装置及其所适用的光源系统，该荧光剂装置适用发出第一波段光的光源系统，包括第一区段及n个单粉荧光剂。第一区段包括n个次区段，n≧2；n个单粉荧光剂涂布于n个次区段，以分别转换第一波段光为n个波段光。n个次区段具特定面积比例，第一波段光根据特定面积比例以特定时间比例循环转换为第二波段光、第三波段光、…第n+1波段光，以特定时间比例分时出射的n个波段光整合为特定色光，通过每一区段包括两个以上次区段的设计，可有效避免混粉所造成的级联效应并提高转换的出光效率及光色多样性，同时达到提高出射色光的色彩饱和度及亮度等功效。

【技术实现步骤摘要】
荧光剂装置及其所适用的光源系统
本专利技术涉及一种荧光剂装置，尤指一种通过多个色带区域组合以达到提高出光效率及光色多样性的荧光剂装置及其所适用的光源系统。
技术介绍
近年来，各式各样的投影设备，例如投影机(Projector)已被广泛地应用于家庭、学校或者各种商务场合中，以用于将一影像信号源所提供的影像信号放大显示于屏幕。为节省电力消耗以及缩小装置体积，目前的投影设备的光源系统(IlluminationSystem)已使用固态发光元件，例如发光二极管或激光元件，来取代现有的高密度气体放电灯(HIDLamp)或高压汞灯。投影设备的光源系统需能发出红光、绿光、蓝光(R、G、B)等三原色光，然而固态发光元件的发光效率一般而言为蓝光固态发光元件的发光效率最佳，因此目前的作法大多采用蓝光固态发光元件配合波长转换装置，以将蓝光的波长进行转换，例如配合荧光剂色轮(PhosphorWheel)或荧光剂色板(PhosphorPlate)来激发出各种颜色的光，藉此取代红光固态发光元件或绿光固态发光元件直接发出红光或绿光的方式，以提升光源系统整体的发光效率。一般而言，现有的投影设备的光源系统大致可分为二种类型，其一是采用多个蓝光固态发光元件配合多个单一区段的荧光剂色轮，其二是采用单一蓝光固态发光元件配合具有多个区段的单一荧光剂色轮。请参阅图1A及图1B，其分别为具有单一区段的现有荧光剂色轮的结构示意图以及具有多个区段的现有荧光剂色轮的结构示意图。如图1A所示，具有单一区段的现有荧光剂色轮10于单一区段101，通常对应的圆心角角度为360度，即整圈的荧光剂色轮10，皆涂布单一种类的荧光剂，且该荧光剂由一种以上的荧光粉单独（即单粉荧光剂）或混合（即混粉荧光剂）而成。其次，如图1B显示的具有多个区段的现有荧光剂色轮11，较常见的是以具有三个或四个区段为主，例如第一区段111、第二区段112、第三区段113及第四区段114，并分别于第一区段111、第二区段112、第三区段113及第四区段114上分别涂布红色荧光剂、绿色荧光剂、蓝色荧光剂及黄色荧光剂等，且各色荧光剂亦为一种以上的荧光粉单独或混合而成。为使荧光剂色轮出光的多样化，往往应用两种以上的荧光粉混合而制成混粉荧光剂，以调整出光特征，例如：添加红色荧光粉使色较偏暖色，或添加主波长为555纳米(Nanometer,nm)的高亮度荧光粉以提高出光流明值等。然而，因各种类的荧光粉由制造商自行制造，其成份难以明确得知，使得混合调制荧光剂的难度相对较高，且其主要构成材料不同，常常引发级联效应(Cascadeeffect)，亦即低能阶荧光粉（长波长荧光材料）会吸收邻近高能阶荧光粉，进而导致整体出光效率降低。举例而言，业界常见的黄色荧光粉及红色荧光粉混合制成的荧光剂，由于黄光部分于波长510纳米至580纳米的范围部分受红色荧光粉吸收，而使总出光频谱面积（即出光能量）低于黄色荧光粉及红色荧光粉混合的频谱面积理论值约14%。因此，通过现有技术手段进行荧光粉的混合，皆会因级联效应导致出光效率无法达到预期的理论数值，不仅有发光效率不佳的问题，更会造成色彩饱和度不足或色偏现象，进而使得光源系统的色彩表现无法符合工业上制定的标准色域，如高画质电视(HighDefinitionTelevision,HDTV)的Rec.709标准色域，即国际电信联盟无线通信部门BT.709建议（ITU-RRecommendationBT.709，或称Rec.709）。因此，如何发展一种可改善上述现有技术缺陷，避免级联效应、提升并兼顾色彩饱和度及亮度且减低制造难度的荧光剂装置及其所适用的光源系统，实为目前尚待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的主要目的为提供一种荧光剂装置及其所适用的光源系统，以解决现有荧光剂装置因荧光粉混合的制造难度较高，以及级联效应导致出光效率不佳、色彩饱和度不足以及色偏现象等缺点。本专利技术的另一目的为提供一种荧光剂装置及其所适用的光源系统，通过每一区段包括两个以上次区段的设计，可有效避免级联效应并提高转换的出光效率及光色多样性，同时达到提高出射色光的色彩饱和度及亮度等功效。本专利技术的另一目的为提供一种荧光剂装置及其所适用的光源系统，通过将两种以上的单粉荧光剂分别涂布于不同的次区段，可忽略荧光粉混合因素并简化制程，进而达到降低制造难度及制造成本等功效。为达上述目的，本专利技术的一较广实施形式为提供一种荧光剂装置，适用于发出一第一波段光的一光源系统，该荧光剂装置至少包括：一第一区段，包括n个次区段，其中n≧2；以及n个单粉荧光剂，分别涂布于该n个次区段，以分别转换该第一波段光为n个波段光，其中该n个波段光包括第二波段光、第三波段光、…以及第n+1波段光；其中，该n个次区段具有一特定面积比例，该第一波段光根据该特定面积比例以一特定时间比例循环转换为该第二波段光、该第三波段光、…以及该第n+1波段光，以该特定时间比例分时出射的该n个波段光整合为一特定色光。为达上述目的，本专利技术的另一较广实施形式为提供一种光源系统，至少包括：一固态发光元件，构造为发出一第一波段光至一光路径；一荧光剂装置，设置于该光路径上，至少包括：一第一区段，包括n个次区段，其中n≧2；以及n个单粉荧光剂，分别涂布于该n个次区段，以分别转换该第一波段光为n个波段光，其中该n个波段光包括第二波段光、第三波段光、…以及第n+1波段光；其中，该n个次区段具有一特定面积比例，该第一波段光根据该特定面积比例以一特定时间比例循环转换为该第二波段光、该第三波段光、…以及该第n+1波段光，以该特定时间比例分时出射的该n个波段光整合为一特定色光。附图说明图1A为具有单一区段的现有荧光剂色轮的结构示意图。图1B为具有多个区段的现有荧光剂色轮的结构示意图。图2为本专利技术较佳实施例的光源系统架构图。图3A为本专利技术较佳实施例的荧光剂装置结构示意图。图3B为本专利技术另一较佳实施例的荧光剂装置结构示意图。图4为本专利技术另一实施例的荧光剂装置结构示意图。图5为本专利技术另一较佳实施例的荧光剂装置结构示意图。图6A为通过本专利技术荧光剂装置转换出射的特定色光及现有混粉方式产生的色光的强度-波长对应图。图6B为通过本专利技术荧光剂装置转换出射的特定色光及现有混粉方式产生的色光的亮度-波长对应图。其中，附图标记说明如下：10：现有荧光剂色轮101：区段11：现有荧光剂色轮111：第一区段112：第二区段113：第三区段114：第四区段2：光源系统21：固态发光元件22：荧光剂装置220：第一区段2201：第一次区段2202：第二次区段221：第一单粉荧光剂222：第二单粉荧光剂223：第二区段2231：第三次区段2232：第四次区段224：第三单粉荧光剂225：第四单粉荧光剂226：第三区段227：透光材料L1：第一波段光L2：第二波段光L3：第三波段光具体实施方式体现本专利技术特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本专利技术能够在不同的形式上具有各种的变化，其皆不脱离本专利技术的范围，且其中的说明及图示在本质上当作说明之用，而非构造为限制本专利技术。请参阅图2、图3A及图3B，其中图2为本专利技术较佳实施例的光源系统架构图，图3A为本专利技术较佳实施例的荧光剂装置结构示意图，以及图3B为本专利技术另一较佳本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种荧光剂装置，适用于发出一第一波段光的一光源系统，该荧光剂装置至少包括：一第一区段，包括n个次区段，其中n≧2；以及n个单粉荧光剂，分别涂布于该n个次区段，以分别转换该第一波段光为n个波段光，其中该n个波段光包括第二波段光、第三波段光、…以及第n+1波段光；其中，该n个次区段具有一特定面积比例，该第一波段光根据该特定面积比例以一特定时间比例循环转换为该第二波段光、该第三波段光、…以及该第n+1波段光，以该特定时间比例分时出射的该n个波段光整合为一特定色光。

【技术特征摘要】
1.一种荧光剂装置，适用于发出一第一波段光的一光源系统，该荧光剂装置至少包括：一第一区段，包括2个次区段；以及2个单粉荧光剂，分别涂布于该2个次区段，以分别转换该第一波段光为2个波段光，其中该2个波段光包括第二波段光和第三波段光；其中，该2个次区段具有一特定面积比例，该第一波段光根据该特定面积比例以一特定时间比例循环转换为该第二波段光和该第三波段光，以该特定时间比例分时出射的该2个波段光整合为一特定色光；其中该2个次区段为一第一次区段及一第二次区段，且该2个单粉荧光剂为一第一单粉荧光剂及一第二单粉荧光剂，该第一单粉荧光剂涂布于该第一次区段，以转换该第一波段光为一第二波段光，且该第二单粉荧光剂涂布于该第二次区段，以转换该第一波段光为一第三波段光，其中该第一波段光根据该特定时间比例循环转换为该第二波段光及该第三波段光，以该特定时间比例分时出射的该第二波段光及该第三波段光整合为该特定色光，该特定色光为红光、黄光或红黄光；其中该第一波段光为蓝光，该第二波段光为红光，且该第三波段光为黄光。2.如权利要求1所述的荧光剂装置，其中该第一波段光由激光光源所提供。3.如权利要求1所述的荧光剂装置，其中该第一次区段及该第二次区段的该特定面积比例为1比5。4.如权利要求1所述的荧光剂装置，其中该2个次区段分别为单一区块。5.如权利要求1所述的荧光剂装置，其中至少该2个次区段的其中之一为不连续的区块。6.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：周彦伊，陈琪，
申请(专利权)人：台达电子工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71