專利名稱：涂覆熒光體的發(fā)光裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及涂覆熒光體的發(fā)光裝置，其包括用于當(dāng)利用激發(fā)光照射時(shí)產(chǎn)生熒光的熒光體。
背景技術(shù)：
使用LED(發(fā)光二級(jí)管Light-Emitting Diode)作為用于將圖像投影在屏幕上的、諸如液晶投影儀或DMD (數(shù)字微鏡器件Digital Micromirror Device)投影儀的投影儀光源的技術(shù)現(xiàn)在已成為關(guān)注的焦點(diǎn)(專利文獻(xiàn)I)。由于LED的長(zhǎng)壽命和高可靠性，LED提供了使用LED作為光源的投影儀的長(zhǎng)壽命和高可靠性的優(yōu)點(diǎn)。然而，另一方面，用于投影儀的、LED發(fā)射的光亮度低，并且因此，使用LED作為光源的投影儀不能投射具有足夠亮度的視頻。來(lái)自光源的、可以用作投影光的光量受限于光學(xué)擴(kuò)展量(etendue)。這意味著除非光源的發(fā)光面積與輻射角的乘積被設(shè)置為等于或小于顯示面板的入射面面積與由照明光學(xué)系統(tǒng)的F數(shù)確定的捕捉角的乘積，來(lái)自光源的光不能被有效地被用作投影光。在LED的光源中，可以通過(guò)增加發(fā)光面積來(lái)增加光量。然而，増加的發(fā)光面積導(dǎo)致光源更大的光學(xué)擴(kuò)展量。由于光學(xué)擴(kuò)展量施加的限制，希望在不增加投影儀的光源中的發(fā)光面積的情況下增加光量。然而，在不增加LED的光源中的發(fā)光面積的情況下增加光量是困難的。專利文獻(xiàn)2公開(kāi)了ー種投影儀，該投影儀包括用于產(chǎn)生激發(fā)光的固體激發(fā)光源和當(dāng)被激發(fā)光照射時(shí)產(chǎn)生不同波長(zhǎng)熒光的熒光體層。鑒于在專利文獻(xiàn)2中公開(kāi)的裝置的問(wèn)題，即因?yàn)槔眉ぐl(fā)光照射熒光體層的相似部分而發(fā)生的熒光體溫度升高，導(dǎo)致隨時(shí)間的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換效率降低或性能劣化，在專利文獻(xiàn)3中公開(kāi)了ー種發(fā)光裝置，該發(fā)光裝置通過(guò)移動(dòng)熒光體層從而改變激發(fā)光的照射位置來(lái)抑制熒光體溫度的上升。圖1A至IC是示出在專利文獻(xiàn)3中公開(kāi)的發(fā)光裝置的結(jié)構(gòu)的截面圖，該發(fā)光裝置通過(guò)移動(dòng)熒光體層來(lái)改變激發(fā)光的照射位置。圖1A示出的裝置包括熒光體603，該熒光體603在圍繞軸602旋轉(zhuǎn)的圓形平輪板601上形成為圓圈(doughnut)形狀。熒光體603通過(guò)激發(fā)激光束604的入射來(lái)產(chǎn)生熒光605。產(chǎn)生的突光605由未不出的聚光光學(xué)系統(tǒng)605來(lái)聚光以用作照明光。突光體603被同心地設(shè)置于輪板601。通過(guò)旋轉(zhuǎn)輪板601來(lái)改變激發(fā)激光束604的照射位置。圖1B和圖1C中的每ー個(gè)示出了由利用激發(fā)激光束604的照射而產(chǎn)生的熒光605的狀態(tài)。在圖1C示出的示例中，突光體603形成為比在圖1B中示出的示例厚。在圖1B中示出的示例中，因?yàn)闊晒怏w603形成得薄，激發(fā)激光束604不能被完全地吸收。被反射的激光束的部分成為反射光606。因此,突光605包括不必要的反射光606作為照明光，從而導(dǎo)致色彩劣化。
在示于圖1C的示例中，由于熒光體603形成得厚，沒(méi)有產(chǎn)生反射光。由利用激發(fā)激光束604的照射產(chǎn)生的熱被傳遞到輪板601，而因此熒光體603被冷卻。輪板601通過(guò)冷卻機(jī)構(gòu)(未示出)而被冷卻，以防止熒光體603的溫度上升。如圖1B所示，當(dāng)熒光體603形成得薄，熒光體603令人滿意地被冷卻。如圖1C所示，當(dāng)熒光體603形成得厚，靠近輪板601的熒光體603被令人滿意地冷卻。然而，由激發(fā)激光束604照射的、靠近熒光體603的上表面的熒光體部分不被充分地冷卻。其結(jié)果是，溫度的升高加速了劣化。熒光體603的厚度可以設(shè)置為約5至10微米，以充分地冷卻熒光體603，并且可以設(shè)置為大約200微米至300微米，以充分地吸收激發(fā)激光束604。引用列表專利文獻(xiàn)I JP2003-186110A專利文獻(xiàn)2:JP3967145B2專利文獻(xiàn)3JP2OlO-868I5A

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問(wèn)題在圖1A至IC中示出的、通過(guò)移動(dòng)熒光體層而改變激發(fā)光的照射位置的發(fā)光裝置中，激發(fā)激光束在熒光體中散射。因此，熒光體中的發(fā)光面積大于施加到熒光體的激發(fā)激光束的光斑大小。用于投影儀的光源理想地是點(diǎn)光源，而問(wèn)題在于增加的發(fā)光面積。為了防止發(fā)光面積的增加，可以減小形成為圓圈形狀的熒光體的寬度。然而，在這種配置下，激發(fā)激光束的照射位置必須被精確地控制。當(dāng)激發(fā)激光束的照射位置由于溫度變化或形狀變化而移動(dòng)時(shí)，存在激光束在輪板上被反射的可能性。在圖1中示出的發(fā)光裝置中，由于熒光體單獨(dú)形成在輪板上，該熒光體很容易被切割。此外，發(fā)光裝置被配置以冷卻輪板。作為冷卻輪板的具體配置，需要使用不需要用于光源的構(gòu)件，諸如用于吹風(fēng)的風(fēng)扇或用于熱交換的帕爾帖(Pertier)元件，從而使配置復(fù)雜化。特別是，當(dāng)使用帕爾帖元件時(shí)，它必須附接到旋轉(zhuǎn)輪板，使得有必要使用更高性能的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。本發(fā)明給出了ー種涂覆熒光體的發(fā)光裝置，其能夠利用簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)來(lái)令人滿意地冷卻熒光體。問(wèn)題的解決方案根據(jù)本發(fā)明的ー種涂覆熒光體的發(fā)光裝置包括熒光體，其用于當(dāng)利用激發(fā)光照射時(shí)產(chǎn)生熒光；以及熒光體承載構(gòu)件，其用于承載熒光體。熒光體承載構(gòu)件形成為平板形狀。在形成熒光體的區(qū)域中，形成垂直構(gòu)件，該垂直構(gòu)件具有與熒光體承載構(gòu)件的上表面的垂線相同的垂線。發(fā)明效果熒光體根據(jù)本發(fā)明，可以利用簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)令人滿意地冷卻。根據(jù)本發(fā)明，具有能量密度的激光束在熒光體上被聚光作為激發(fā)光，并且使用從聚光處產(chǎn)生的熒光。因此，可以提供具有小光學(xué)擴(kuò)展量、長(zhǎng)壽命，和高亮度的照明光學(xué)系統(tǒng)。


[圖1]圖1A是示出了通過(guò)移動(dòng)熒光體層來(lái)改變激發(fā)光的照射位置的發(fā)光裝置結(jié)構(gòu)的截面圖，并且圖1B和圖1C是每個(gè)均示出了由激發(fā)激光束604的照射而產(chǎn)生的熒光605的狀態(tài)的視圖。[圖2]示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的涂覆熒光體的發(fā)光裝置的主要組件的視圖圖2A是局部平面圖；圖2B是沿圖2A中的A-A’線截取的截面圖；而圖2C是圖2B的局部放大圖。[圖3]示出了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的涂覆熒光體的發(fā)光裝置的主要組件的視圖圖3A是局部平面圖；圖3B是沿圖3A中示出的B-B’線截取的截面圖；[圖4]示出了根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的涂覆熒光體的發(fā)光裝置的主要組件的截面圖。[圖5]示出了根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的涂覆熒光體的發(fā)光裝置的主要組件的截面圖。[圖6]示出了根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的涂覆熒光體的發(fā)光裝置的主要組件的平面圖。
具體實(shí)施例方式在下文中將參考

本發(fā)明的實(shí)施例。圖2A至2C是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的涂覆熒光體的發(fā)光裝置的主要組件視圖。圖2A是局部平面圖；圖28是沿圖2A中的A-A’線截取的截面圖；而圖2C是圖2B的局部放大圖。在本實(shí)施例中，如在圖1A至IC中示出的發(fā)光裝置的情況下，熒光體102在圍繞軸旋轉(zhuǎn)的圓形平板輪板101上形成為圓圈形狀。在輪板101的形成熒光體102的地方中，以輪板101的上表面?zhèn)仍O(shè)置為頂點(diǎn)，形成多個(gè)為圓錐狀突起的錐體103，而熒光體102進(jìn)入到錐體103之間。激發(fā)激光束從熒光體102的上部進(jìn)入熒光體102。激發(fā)激光束的大部分由圖2C中示出的入射光路b和d指示地進(jìn)入錐體103的側(cè)面，并在該側(cè)面上多重反射以導(dǎo)向錐體的底表面，并在該過(guò)程中被熒光體102吸收。從光路c入射在錐體底表面上的激發(fā)激光束在到達(dá)底表面的過(guò)程期間也被熒光體102吸收。從光路a入射到光學(xué)錐體頂點(diǎn)的激發(fā)激光束被反射。然而，該比率總體上非常小，因而幾乎不產(chǎn)生影響。在熒光體102的冷卻中，輪板101與熒光體102的材料、錐體103的高度以及底表面的半徑P是決定性的因素。該實(shí)施例的配置使得在充分吸收光的同時(shí)時(shí)能夠冷卻。錐體103已被描述為圓錐形的。然而，自不必說(shuō)錐體103可以是角錐形的。圖3A與圖3B是示出了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的涂覆熒光體的發(fā)光裝置的主要組件的視圖圖3A是局部平面圖；圖3B是沿圖3A中示出的B-B’線截取的截面圖。在本實(shí)施例中，如前述情況中，熒光體202在圍繞軸旋轉(zhuǎn)的圓形平板輪板201上形成為圓圈形狀。在輪板201的形成熒光體202的地方中，形成多個(gè)為圓錐狀突起的錐體203，而熒光體202進(jìn)入到錐體203之間。在本實(shí)施例中，錐體203使其頂點(diǎn)設(shè)置在輪板201內(nèi)部，并且其位置低于輪板201的上表面。突光體202的上表面位于與輪板201的上表面的位置相同的位置。因此,突光體202埋在包括形成在輪板201內(nèi)的錐體203的凹槽中，以防止熒光體202的切斷。在圖3A中所示的B-B’線的方向上，沒(méi)有超出凹槽的寬度，而因此發(fā)光面積可以是穩(wěn)定的。圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的涂覆熒光體的發(fā)光裝置的主要組件的截面圖。在這個(gè)實(shí)施例中，平板、透明且導(dǎo)熱的熱導(dǎo)體301被設(shè)置在如圖3A與3B示出的根據(jù)第二實(shí)施例的涂覆熒光體的發(fā)光裝置的上表面上。可以使用藍(lán)寶石或SiC作為熱導(dǎo)體301的材料。熱導(dǎo)體301的存在使得甚至能夠從熒光體202的上表面散熱。因而可以提供更高的散熱效果。圖5是示出了根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的涂覆熒光體的發(fā)光裝置的主要組件的截面圖。在這個(gè)實(shí)施例中，輪板401包括散熱片404，該散熱片404形成在與形成熒光體402的表面相反的表面上。熒光體402與錐體403類似于在圖2A至2C中示出的熒光體102與錐體103。散熱片404可以被固定在輪板401的ー個(gè)表面上,或僅僅在對(duì)應(yīng)于突光體402形成區(qū)域的地方。自不必說(shuō)，散熱片404可以設(shè)置在圖3A與3B中所示的根據(jù)第二實(shí)施例的涂覆熒光體的發(fā)光裝置中，或在圖4中所示的根據(jù)第三實(shí)施例的發(fā)光裝置中，這都在本發(fā)明之內(nèi)。相比于根據(jù)前述實(shí)施例的涂覆熒光體的發(fā)光裝置，散熱片404的存在可以提供更高的散熱效果。圖6是示出了根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的涂覆熒光體的發(fā)光裝置的主要組件的平面圖。在如圖5中所示的本實(shí)施例中，輪板501包括散熱片502，該散熱片502形成為作為風(fēng)扇功能的形狀。圖6是從形成散熱片502的一側(cè)看的平面視圖。其他組件類似于圖5所示實(shí)施例中的組件，因此其說(shuō)明將被省略。在本實(shí)施例中，散熱片502形成空氣流。因此，冷卻效果可以高于根據(jù)第四實(shí)施例的涂覆熒光體的發(fā)光裝置的冷卻效果。在前述實(shí)施例中的每ー個(gè)中，基于將輪板的上表面設(shè)置為頂點(diǎn)的假設(shè)而描述了錐體。顯然，反之可以提供相同的效果，即錐體內(nèi)是中空的，該錐體的底表面為輪板的上表面。錐體的理想形狀是激發(fā)激光束的入射方向與錐體的垂線匹配的垂直構(gòu)件。因此，每個(gè)實(shí)施例中的錐體是輪板上表面與錐體的垂線匹配的垂直構(gòu)件。利用這種構(gòu)造，垂直入射在輪板的上表面上的激發(fā)激光束被有效地吸收，并且熒光體被充分地冷卻。基于熒光體在旋轉(zhuǎn)輪板中形成為圓圈形狀的假設(shè)描述了每個(gè)實(shí)施例。此假設(shè)考慮到熒光體的冷卻。如上所述，因?yàn)闊晒怏w被有效地冷卻，熒光體承載構(gòu)件不需要移動(dòng)。另夕卜，熒光體承載構(gòu)件可以在旋轉(zhuǎn)輪板的一部分上形成為圓弧形狀。這些形式在本發(fā)明范圍之內(nèi)。
附圖標(biāo)號(hào)101 輪板102熒光體103 錐體301熱導(dǎo)體404,502 散熱片
權(quán)利要求
1.一種涂覆熒光體的發(fā)光裝置，包括熒光體，所述熒光體用于通過(guò)激發(fā)光產(chǎn)生熒光；以及熒光體承載構(gòu)件，所述熒光體承載構(gòu)件用于承載所述熒光體，其中所述熒光體承載構(gòu)件形成為平板形狀，在形成所述熒光體的區(qū)域中形成垂直構(gòu)件，所述垂直構(gòu)件具有與所述熒光體承載構(gòu)件的上表面的垂線相同的垂線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的涂覆熒光體的發(fā)光裝置，其中所述熒光體的上表面與所述熒光體承載構(gòu)件的上表面構(gòu)成相同的平面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的涂覆熒光體的發(fā)光裝置，進(jìn)一步包括透明且導(dǎo)熱的平板， 所述平板覆蓋所述熒光體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任何一項(xiàng)所述的涂覆熒光體的發(fā)光裝置，進(jìn)一步包括散熱片， 所述散熱片形成在所述熒光體承載構(gòu)件的與形成有所述熒光體的表面相反的后表面上、與至少形成所述熒光體的區(qū)域?qū)?yīng)的地方。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的涂覆熒光體的發(fā)光裝置，其中所述散熱片形成為作為風(fēng)扇的功能的形狀。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任何一項(xiàng)所述的涂覆熒光體的發(fā)光裝置，其中所述熒光體承載構(gòu)件形成為圓板形狀以圍繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，并且形成所述熒光體的區(qū)域圍繞所述旋轉(zhuǎn)軸在所述熒光體承載構(gòu)件上形成為圓圈或圓弧形狀。
全文摘要
本發(fā)明提供一種涂覆熒光體的發(fā)光裝置，其具有簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)并且使得能夠令人滿意地冷卻熒光體。涂覆熒光體的發(fā)光裝置包括在利用激發(fā)光照射時(shí)產(chǎn)生熒光的熒光體，以及在其上承載熒光體的熒光體承載構(gòu)件，其中熒光體承載構(gòu)件具有平板形狀，并且其中在熒光體承載構(gòu)件中將要形成熒光體的區(qū)域中形成有垂直構(gòu)件，該垂直構(gòu)件中的每一個(gè)具有與熒光體承載構(gòu)件的上表面的垂線相同的垂線。
文檔編號(hào)C09K11/08GK103026126SQ201180036718
公開(kāi)日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2011年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月21日
發(fā)明者奧村藤男 申請(qǐng)人:日本電氣株式會(huì)社