光源系統(tǒng)及相關(guān)投影系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】光源系統(tǒng)及相關(guān)投影系統(tǒng)
[0001]本申請為申請人于2012年10月31日遞交的申請?zhí)枮?01210428520.3，發(fā)明名稱為〃光源系統(tǒng)及相關(guān)投影系統(tǒng)〃的分案申請。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及照明及顯示技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種光源系統(tǒng)及相關(guān)投影系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0003]目前，固態(tài)光源由于其長壽命、環(huán)保等特點(diǎn)，已經(jīng)在通用照明、特種照明和投影顯示中得到了廣泛的應(yīng)用。其中，白光固態(tài)光源在照明領(lǐng)域更是有著巨大的發(fā)展?jié)摿Α?br>[0004]—種實(shí)現(xiàn)白光固態(tài)光源的方法是使用藍(lán)光激發(fā)黃色熒光粉，利用黃色熒光粉受激產(chǎn)生的黃光與沒有被吸收的剩余藍(lán)光混合得到白光。這個(gè)方案雖然可以得到受激光和激發(fā)光的混合光，但是這樣的混合光存在顏色均勻性不好的問題。在混合光的兩種成分中，受激光的發(fā)光光分布一般為朗伯分布，即各向同性分布，而激發(fā)光的光分布則受到入射到焚光粉前的激發(fā)光的光分布、熒光粉的厚度分布等諸多因素的影響，一般不是理想的各向同性分布，這就造成了在混合出射光的各個(gè)方向上激發(fā)光和受激光的比例會發(fā)生變化，進(jìn)而使得合成的白光的顏色發(fā)生變化，破壞了光源的顏色均勻性。
[0005]為了使得出射的白光更加均勻，黃色熒光粉層中一般還摻雜著一些散光材料，以對藍(lán)色激發(fā)光進(jìn)行散射，提高出射的白光的均勻性。然而，在這種方案中若要使出射的白光的色坐標(biāo)達(dá)到預(yù)定的色坐標(biāo)，需對將熒光粉顆粒和散光材料顆粒進(jìn)行混合的工藝進(jìn)行控制，如熒光粉層的厚度、散光顆粒占的比例、散光材料的顆粒度、散光材料顆粒的沉淀速度和沉淀時(shí)間等等。但是這些工藝的控制難度較大，導(dǎo)致要使波長轉(zhuǎn)換層出射的白光達(dá)到預(yù)定的色坐標(biāo)的難度較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種控制混合出射光的色坐標(biāo)更加容易的光源系統(tǒng)。
[0007]本發(fā)明實(shí)施例提供一種光源系統(tǒng)，包括用于產(chǎn)生激發(fā)光的激發(fā)光源和波長轉(zhuǎn)換裝置，該激發(fā)光入射于該波長轉(zhuǎn)換裝置，該波長轉(zhuǎn)換裝置包括:
[0008]基底，包括第一表面，該基底的第一表面上形成有微結(jié)構(gòu)陣列，該微結(jié)構(gòu)陣列包括微結(jié)構(gòu)單元，其中各微結(jié)構(gòu)單元呈凹坑狀，且各凹坑內(nèi)設(shè)置有波長轉(zhuǎn)換材料；
[0009]任意相鄰的兩個(gè)微結(jié)構(gòu)單元之間的間距大于零，并且第一表面上各微結(jié)構(gòu)單元之間均設(shè)有散射反射層；
[0010]所述基底的第一表面面向所述入射的激發(fā)光，所述波長轉(zhuǎn)換裝置還包括反射層，位于所述波長轉(zhuǎn)換材料背向所述激發(fā)光入射的一側(cè)；所述激發(fā)光在第一表面上形成的光斑覆蓋一個(gè)微結(jié)構(gòu)單元的至少部分，以對該微結(jié)構(gòu)單元內(nèi)的波長轉(zhuǎn)換材料進(jìn)行激發(fā)而產(chǎn)生受激光，該光斑還覆蓋該微結(jié)構(gòu)單元與相鄰的一個(gè)微結(jié)構(gòu)單元之間的散射反射層的至少部分，以使所述激發(fā)光經(jīng)該散射反射層散射反射后與該受激光混合并從第一表面出射。
[0011]本發(fā)明實(shí)施例還提供一種投影系統(tǒng)，包括上述光源系統(tǒng)。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明包括如下有益效果:
[0013]本發(fā)明中，由于波長轉(zhuǎn)換裝置上用于出射受激光的設(shè)置有波長轉(zhuǎn)換材料的微結(jié)構(gòu)單元與用于出射激發(fā)光的散射反射層相互分離，在使得波長轉(zhuǎn)換裝置出射的激發(fā)光和受激光的混合光的色坐標(biāo)達(dá)到預(yù)定色坐標(biāo)時(shí)可通過控制波長轉(zhuǎn)換材料的量以及散射反射層所占微結(jié)構(gòu)陣列的面積的比例來控制混合出射光的色坐標(biāo)，相比【背景技術(shù)】方案的控制手段，本發(fā)明能夠更加容易和簡便；而且各微結(jié)構(gòu)單元呈凹坑狀，相比表面呈平面狀的波長轉(zhuǎn)換層，本發(fā)明中波長轉(zhuǎn)換材料與基底的接觸面積增大，更有利于波長轉(zhuǎn)換材料的散熱，進(jìn)而提高波長轉(zhuǎn)換材料的工作效率。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明的光源系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2是圖1所示的微結(jié)構(gòu)陣列的俯視圖；
[0016]圖3是本發(fā)明的光源系統(tǒng)的又一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0018]實(shí)施例一
[0019]請參閱圖1，圖1是本發(fā)明的光源系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。光源系統(tǒng)100包括激發(fā)光源11和波長轉(zhuǎn)換裝置12。波長轉(zhuǎn)換裝置12包括基底101、反射層109和波長轉(zhuǎn)換材料103。
[0020]基底101包括第一表面101a，該第一表面1la上形成有微結(jié)構(gòu)陣列105，該微結(jié)構(gòu)陣列105包括微結(jié)構(gòu)單元15，其中各微結(jié)構(gòu)單元15呈凹坑狀。在本實(shí)施例中，該凹坑呈四棱錐狀。如圖2所示，圖2是圖1所示的微結(jié)構(gòu)陣列的俯視圖。在本實(shí)施例中，呈四棱錐狀的各凹坑15的開口為正方形。在實(shí)際運(yùn)用中，各微結(jié)構(gòu)單元15也可以呈其他棱錐狀、圓錐狀、棱臺狀、棱柱狀或者半球狀等等其他形狀。
[0021]第一表面1la上設(shè)置有反射層109，并且該反射層109的表面的起伏與該第一表面的起伏一致。在第一表面1la上的微結(jié)構(gòu)表面上設(shè)置反射層有多種方法，其中一種是在該微結(jié)構(gòu)上鍍反射膜。最常見的反射膜為銀膜，其反射率高達(dá)98%或者以上；還可以鍍鋁膜，其反射率達(dá)到94%以上；或者也可以鍍金屬和介質(zhì)的混合膜。
[0022]在鍍膜的時(shí)候，如果直接在基底表面上鍍銀膜或者鋁膜可能會存在鍍膜牢固度不高的問題。因此，在鍍銀膜或鋁膜之前先鍍一層鉻膜或者鈦膜以提高鍍膜牢固度?？紤]到銀和鋁在空氣中極易氧化，這會極大地降低反射率；因此，在銀膜或鋁膜表面優(yōu)選再鍍一層透明介質(zhì)的保護(hù)膜以隔絕氧氣，例如氧化硅薄膜。
[0023]在微結(jié)構(gòu)陣列105中的各微結(jié)構(gòu)單元15表面上的反射層109上，填有波長轉(zhuǎn)換材料103。該波長轉(zhuǎn)換材料用于吸收一種波長范圍的光并出射另一種波長范圍的光。最常用的波長轉(zhuǎn)換材料是熒光粉，例如YAG熒光粉，它可以吸收藍(lán)光并受激發(fā)射黃色的受激光。波長轉(zhuǎn)換材料還可能是量子點(diǎn)、熒光染料等具有波長轉(zhuǎn)換能力的材料，并不限于熒光粉。
[0024]在很多情況下，波長轉(zhuǎn)換材料往往是粉末狀或顆粒狀的，需要使用一種粘接劑把各個(gè)波長轉(zhuǎn)換材料顆粒固定在一起，并形成特定的形狀。在本實(shí)施例中，可將波長轉(zhuǎn)換材料與有機(jī)透明粘接劑充分混合，使波長轉(zhuǎn)換材料均勻分散于有機(jī)透明粘接劑之中形成熒光漿料，然后將該熒光漿料填入各微結(jié)構(gòu)單元15中。
[0025]實(shí)際上，粘結(jié)劑并不限于有機(jī)透明粘結(jié)劑，也可以是無機(jī)粘結(jié)劑，例如水玻璃、二氧化硅顆粒、二氧化鈦顆粒等。無機(jī)粘結(jié)劑與波長轉(zhuǎn)換材料充分混合后，可以利用顆粒間的范德華力和分子間的作用力把相鄰的波長轉(zhuǎn)換材料顆粒粘接在一起，起到固定和成型的作用。
[0026]微結(jié)構(gòu)陣列105中任意相鄰的兩個(gè)微結(jié)構(gòu)單元15之間的間距大于零，并且各微結(jié)構(gòu)單元之間均設(shè)有散射反射層107。
[0027]激發(fā)光源11用于產(chǎn)生激發(fā)光LI，以對波長轉(zhuǎn)換裝置12中的波長轉(zhuǎn)換材料103進(jìn)行激發(fā)進(jìn)而產(chǎn)生受激光。常用的激發(fā)光源有LED光源、激光光源或者其他固態(tài)發(fā)光光源。在本實(shí)施例中，激發(fā)光源11用于產(chǎn)生藍(lán)色激發(fā)光LI。微結(jié)構(gòu)陣列105內(nèi)設(shè)置有黃色熒光粉，用于吸收藍(lán)光并產(chǎn)生黃色受激光L2。黃色受激光