光波长转换装置及其适用的光源系统制造方法及图纸

本公开提供一种光波长转换装置及其适用的光源系统。该光波长转换装置，适用于转换第一波段光。光波长转换装置包括基板、荧光层及复合反射层。其中，荧光层设置于基板，用以将第一波段光转换为第二波段光。复合反射层包括：第一反射层，设置于基板及荧光层之间且邻设于基板，用以反射第二波段光并使第二波段光穿透荧光层并输出；以及第二反射层，设置于第一反射层及荧光层之间，用以调整第一反射层的反射频谱，以提升复合反射层的反射率。因此，可达到提升大角度宽频谱的出光效率的技术效果。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及一种光波长转换装置，特别涉及一种光波长转换装置及其适用的光源系统。
技术介绍
近年来，激光光源搭配荧光粉(Laser&Phosphor)已俨然成为投影机的新世代光源技术，该光源模块技术利用蓝光/UV激光(Blue/UV-LD)激发荧光色轮(Phosphor wheel,PW)产生色光，再利用分光色轮(Color Wheel,CW)切分所需RGB的色光进入投影机光机成像。请参阅图1，其是显示传统反射式荧光色轮的结构示意图。一般而言，传统反射式荧光色轮1是在基板10上设置反射层11后，再于该反射层11上直接涂布荧光粉121与胶体122混合的发光层12，利用激光L激发荧光粉，该反射层11再将发光层12所产生的受激发光E反射至单侧出光。有鉴于荧光粉几近全光谱的可见光波长范围(400nm-700nm)，该反射层11的设计往往需要有所考量。举例而言，若欲避免大角度入光的损失，大多采以与入射角无关的金属反射层，如银(反射率约为95％至97％)或铝(反射率约为85％至93％)等材料，但其反射率较低且往往需考量金属氧化、迁移等受热后所引起的材料变异等信赖性问题；倘若要求更高的反射率(接近99％)，一般则会采以介电层材料，利用高低折射率交相堆迭形成反射膜，但该类介电反射膜对入射角度(AOI,Angle of Incidence)的相依性较高，随着入射角度越大，反射频谱会蓝移(Blue-shift)且反射率可能下降。请参阅图2，其是显示典型设计的介电反射膜的反射频谱。考量荧光色轮的应用，即使入射角度高达70度，其反射频谱仍落在420nm-700nm可见光波长范围(囊括一般YAG黄色荧光粉的发光频谱)，甚至可获得比银金属更高的反射率。但反观图1的传统反射式荧光色轮1的结构，
实际应用时，发光层12是位于反射层11上，其荧光粉121发光环境是处于折射率n值为1.4至1.5的胶体122内，并非一般所设计的空气环境。请再参阅图3，其是显示图2所设计的介电反射膜于入射胶体环境的实际反射频谱。如图3所示，在考量入射胶体环境的折射率后，所得到的反射频谱严重衰减，尤其大角度的穿透率将明显提升，导致传统反射式荧光色轮1的反射层11会漏光至基板10内，使得传统反射式荧光色轮1出光效率下降。由此可见，目前针对荧光色轮的反射层，仍无法满足荧光粉几近全光谱的可见光波长范围(400nm-700nm)的高反射率需求。有鉴于此，本公开将公开一种光波长转换装置及其适用的光源系统，以改善前文提及的各项缺点及问题，进而增进其产业上的实用性。
技术实现思路
本公开的主要目的为提供一种光波长转换装置及其适用的光源系统，以解决并改善前述现有技术的问题与缺点。本公开的另一目的为提供一种光波长转换装置及其适用的光源系统，通过复合反射层包括第一反射层及第二反射层，且通过第二反射层调整第一反射层的反射频谱，可有效提升复合反射层的反射率，进而使本公开达到提升大角度宽频谱的出光效率的技术效果。为达上述目的，本公开的一较佳实施方式为提供一种光波长转换装置，适用于转换一第一波段光，包括：一基板；一荧光层，设置于该基板，用以将该第一波段光转换为一第二波段光；以及一复合反射层，包括：一第一反射层，设置于该基板及该荧光层之间，且邻设于该基板，用以反射该第二波段光并使该第二波段光穿透该荧光层并输出；以及一第二反射层，设置于该第一反射层及该荧光层之间，用以调整该第一反射层的反射频谱，以提升该复合反射层的反射率。于一些实施例中，该复合反射层还包括一附着层，设置于该第一反射层及基板之间，且该附着层为钛(Ti)或铬(Cr)等金属附着层。于一些实施例中，该第一波段光是为蓝光或紫外光，且该第二波段光是为波长大于460纳米的可见光。于一些实施例中，该第二反射层用于调整该第一反射层对于波长大于600纳米的可见光的反射频谱，以提升该复合反射层的红光反射率。其中，该第二反射层是提升该复合反射层的红光反射率至少3.5％。于一些实施例中，该第一反射层为一金属反射层，且该第二反射层为一物理性真空镀膜反射层。根据本公开的构想，该第一反射层是以铝或银或至少含其一成分的金属合金镀层制成，用以用于提升入射角度介于正负70度角的可见光的反射率。于另一些实施例中，该第一反射层是以金镀层制成，以用于提升入射角度介于正负70度角的可见光及红外光的反射率。根据本公开的构想，该第一反射层的厚度大于30纳米。根据本公开的构想，该第二反射层包括多层介电薄膜，且该多层介电薄膜的层数至少3层。于一些实施例中，该第二反射层为一分布布拉格反射层设计。为达上述目的，本公开的另一较佳实施方式为提供一种光源系统，包括：一固态发光元件，用于发出一第一波段光至一光路径；以及一光波长转换装置，设置于该光路径，包括：一基板；一荧光层，设置于该基板，用以将该第一波段光转换为一第二波段光；以及一复合反射层，包括：一第一反射层，设置于该基板及该荧光层之间，且邻设于该基板，用以反射该第二波段光并使该第二波段光穿透该荧光层并输出；以及一第二反射层，设置于该第一反射层及该荧光层之间，用以调整该第一反射层的反射频谱，以提升该复合反射层的反射率。附图说明图1是显示传统反射式荧光色轮的结构示意图。图2是显示典型设计的介电反射膜的反射频谱。图3是显示图2所示的介电反射膜于入射胶体环境的反射频谱。图4是显示本公开较佳实施例的光源系统的架构图。图5是显示本公开较佳实施例的光波长转换装置的结构示意图。图6是显示本公开较佳实施例的光波长转装置的复合反射层的反射频谱。附图标记说明：1：传统反射式荧光色轮10：基板11：反射层12：发光层121：荧光粉122：胶体2：光波长转换装置20：基板21：荧光层22：复合反射层221：第一反射层222：第二反射层223：附着层3：光源系统31：固态发光元件E：受激发光L：激光L1：第一波段光L2：第二波段光P：光路径具体实施方式体现本公开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。应理解的是本公开能够在不同的态样上具有各种的变化，其皆不脱离本公开的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作对其进行说明用，而非用于限制本公开。请参阅图4及图5，其中图4是显示本公开较佳实施例的光源系统的架构图，以及图5是显示本公开较佳实施例的光波长转换装置的结构示意图。如图4及图5所示，本公开较佳实施例的光波长转换装置2是适
用于转换光源系统3的固态发光元件31发出的第一波段光L1，其中，固态发光元件31是可为但不限于一激光发光元件，并用于发出第一波段光L1至光路径P，且光波长转换装置2是可为但不限于荧光色轮或荧光色板，并设置于该光路径P，以用于转换第一波段光L1。于一些实施例中，本公开的光波长转换装置2是包括基板20、荧光层21以及复合反射层22。荧光层21是设置于基板20，用以将第一波段光L1转换为第二波段光L2。复合反射层22包括第一反射层221及第二反射层222。其中，第一反射层221是设置于基板20及荧光层21之间，且邻设于基板20，用以反射第二波段光L2并使第二波段光L2穿透荧光层21并输出。第二反射层222设置于第一反射层221及荧光层21之间，用以调整第一反射层221的反射频谱，以提升复合反射层2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光波长转换装置，适用于转换一第一波段光，其特征在于，包括：一基板；一荧光层，设置于该基板，用以将该第一波段光转换为一第二波段光；以及一复合反射层，包括：一第一反射层，设置于该基板及该荧光层之间，且邻设于该基板，用以反射该第二波段光并使该第二波段光穿透该荧光层并输出；以及一第二反射层，设置于该第一反射层及该荧光层之间，用以调整该第一反射层的反射频谱，以提升该复合反射层的反射率。

【技术特征摘要】
2014.10.13 US 62/063,1441.一种光波长转换装置，适用于转换一第一波段光，其特征在于，包括：一基板；一荧光层，设置于该基板，用以将该第一波段光转换为一第二波段光；以及一复合反射层，包括：一第一反射层，设置于该基板及该荧光层之间，且邻设于该基板，用以反射该第二波段光并使该第二波段光穿透该荧光层并输出；以及一第二反射层，设置于该第一反射层及该荧光层之间，用以调整该第一反射层的反射频谱，以提升该复合反射层的反射率。2.如权利要求1所述的光波长转换装置，其中该复合反射层还包括一附着层，设置于该第一反射层及该基板之间，且该附着层为一钛或铬附着层。3.如权利要求1所述的光波长转换装置，其中该第一波段光是为蓝光或紫外光，且该第二波段光是为波长大于460纳米的可见光。4.如权利要求1所述的光波长转换装置，其中该第二反射层用于调整该第一反射层对于波长大于600纳米的可见光的反射频谱，以提升该复合反射层的红光反射率。5.如权利要求4所述的光波长转换装置，其中该第二反射层是提升该复合反射层的红光反射率至少3.5％。6.如权利要求1所述的光波长转换装置，其中该第一反射层为一金属反射层，且该第二反射层为一物理性真空镀膜反射层。7.如权利要求6所述的光波长转换装置，其中该第一反射层是以铝或银，或至少含其一成分的合金镀层制成，以用于提升入射角度介于正负70度角的可见光的反射率。8.如权利要求6所述的光波长转换装置，其中该第一反射层是以金镀层制成，以用于提升入射角度介于正负70度角的可见光及红外光的反射率。9.如权利要求6所述的光波长转换装置，其中该第一反射层的厚度大于30纳米。10.如权利要求6所述的光波长转换装置，其中该第二反射层包括多层介电薄膜，且该多层介电薄膜的层数至少3层。11.如权利要求1所述的光波长转换装置，其中该第二反射层为一分布布拉格反射层。12.一种光源系统，包括：一固态发光元件，用于发出一第一波段光至一光路径；以及一光波长转换装置，设置于该光路径，包括：一基板；一荧光层，设置于该基板，用以将该第一波段光转换为一第二波段光；以及一复合反射层，包括：一第一反射层，设置于该基板及该荧光层之间，且邻设于该基板，用以反射该第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：张克苏，周彦伊，陈琪，陈照勗，
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