熒光粉色輪與白光發(fā)光裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明是涉及白光發(fā)光裝置，尤其涉及其熒光粉色輪。
【背景技術(shù)】
[0002] 激光投影儀利用熒光粉色輪結(jié)合固態(tài)激光激發(fā)光源作為顯示光源，于高功率操作 下，其光致激發(fā)效率可大幅提升投影儀的光電轉(zhuǎn)換與流明輸出，近年來是新世代投影技術(shù) 的重要光源模塊。目前激光投影儀的熒光粉色輪（Phosphorwheel，PW)的設(shè)計(jì)，主要分為單 區(qū)域設(shè)計(jì)如圖1所示，以及多區(qū)域設(shè)計(jì)如圖2所示。在圖1中，是將一種或多種熒光粉形成 于輪狀基板上的所有區(qū)域，比如單一的熒光粉區(qū)10。在圖2中，是將不同顏色的熒光粉分別 形成于輪狀基板上的不同區(qū)域，比如紅色熒光粉區(qū)2R、黃色熒光粉區(qū)2Y、綠色熒光粉區(qū)2G、 與藍(lán)色熒光粉區(qū)2B中。
[0003]PW里的紅光效率一直是整體激光投影儀的光源流明瓶頸，除了紅色熒光材料本身 效率較差外，隨著激發(fā)激光瓦數(shù)增高，紅色熒光粉出光因熱衰退而大幅下降，不但使投影儀 D65白平衡偏離，更拖累整體流明數(shù)。有鑒于此，在高瓦數(shù)激光激發(fā)下，目前多以黃色或橘色 熒光粉搭配濾鏡提取紅光使用。以單區(qū)域的PW為例，以藍(lán)光激光激發(fā)黃色熒光粉產(chǎn)生黃光 后，以分光器將黃光分出綠光與紅光，再搭配藍(lán)光激光作為投影儀的RGB成像光源。然而上 述方法的紅光效率仍然最低（?121m/W)，限制了D65白光流明效率（?54. 91m/W)。綜上 所述，如何有效的擴(kuò)展紅色區(qū)域的頻譜與效率，一直是激光投影儀的重要課題之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明一實(shí)施例提供突光粉色輪，包括：基板；黃色突光粉區(qū)，位于基板上；以及 紅色熒光粉區(qū)，位于基板上，其中黃色熒光粉區(qū)與紅色熒光粉區(qū)為邊界相交的同心圖案，且 紅色熒光粉區(qū)環(huán)繞黃色熒光粉區(qū)。
[0005]本發(fā)明一實(shí)施例提供的白光發(fā)光裝置，包括：上述的熒光粉色輪；藍(lán)光激光源，用 以施加藍(lán)光激光至熒光粉色輪的紅色熒光粉區(qū)與黃色熒光粉區(qū)的交界，同時(shí)激發(fā)紅色熒光 粉區(qū)與黃色突光粉區(qū)以形成第一白光；分光器，用以將第一白光分為第一紅光、第一藍(lán)光、 與第一綠光；濾光器，用以調(diào)整第一紅光、第一藍(lán)光、與第一綠光至第二紅光、第二藍(lán)光、與 第二綠光；以及混光器，將第二紅光、第二藍(lán)光、與第二綠光混合成第二白光。
[0006]本發(fā)明一實(shí)施例提供的白光發(fā)光裝置，包括：上述的熒光粉色輪；藍(lán)光激光源，用 以施加藍(lán)光激光至熒光粉色輪的紅色熒光粉區(qū)與黃色熒光粉區(qū)的交界，同時(shí)激發(fā)紅色熒光 粉區(qū)與黃色突光粉區(qū)以形成第一白光；分光器，用以將第一白光分為第一黃光與第一藍(lán)光； 濾光器，用以調(diào)整第一黃光與第一藍(lán)光至第二黃光與第二藍(lán)光；以及混光器，將第二黃光與 第二藍(lán)光混合成第二白光。
[0007]本發(fā)明的有益效果在于，本發(fā)明的熒光粉色輪與白光發(fā)光裝置能夠有效的擴(kuò)展紅 色區(qū)域的頻譜與效率，進(jìn)而可有效提高白光流明效率。
【附圖說明】
[0008] 圖1是現(xiàn)有技術(shù)中，熒光粉色輪的俯視圖。
[0009] 圖2是現(xiàn)有技術(shù)中，熒光粉色輪的俯視圖。
[0010] 圖3是本發(fā)明一實(shí)施例中，突光粉色輪的俯視圖。
[0011] 圖4是本發(fā)明一實(shí)施例中，突光粉色輪的俯視圖。
[0012] 圖5是本發(fā)明一實(shí)施例中，白光發(fā)光裝置的示意圖。
[0013] 圖6是本發(fā)明一實(shí)施例中，藍(lán)光激光照射熒光粉色輪的區(qū)域的示意圖。
[0014] 圖7是本發(fā)明一實(shí)施例中，白光發(fā)光裝置的示意圖。
[0015] 其中，附圖標(biāo)記說明如下：
[0016] 2B藍(lán)色熒光粉區(qū) [0017] 2G綠色熒光粉區(qū)
[0018] 2R、3R紅色熒光粉區(qū)
[0019] 2Y、3Y黃色熒光粉區(qū)
[0020] 10熒光粉區(qū)
[0021] 30、40熒光粉色輪
[0022] 50白光發(fā)光裝置
[0023]51藍(lán)光激光源
[0024] 53、53，白光
[0025] 53B、53B' 藍(lán)光
[0026] 53G、53G，綠光
[0027] 53R、53R' 紅光
[0028]55分光器
[0029] 57濾光器
[0030]59混光器
[0031] 61藍(lán)光照射區(qū)域
【具體實(shí)施方式】
[0032] 圖3是本發(fā)明一實(shí)施例中，熒光粉色輪30的俯視圖。在圖3中，黃色熒光粉區(qū)3Y 與紅色熒光粉區(qū)3R位于基板（未示出）上，其中黃色熒光粉區(qū)3Y與紅色熒光粉區(qū)3R為邊 界相鄰的同心圖案，且紅色熒光粉區(qū)3R環(huán)繞黃色熒光粉區(qū)3Y。
[0033] 在本發(fā)明一實(shí)施例中，紅色熒光粉可為激發(fā)波長介于400nm至460nm之間，且放射 主波長介于590nm至680nm之間的紅色熒光粉，比如CaAlSiN3、Sr2Si5N8、或a-Sialon。在 本發(fā)明一實(shí)施例中，黃色熒光粉可為激發(fā)波長介于430nm至470nm之間，且放射主波長介于 520nm至 560nm之間的黃色突光粉，比如Y3A15012、Lu3A15012、或 0-Sialon。
[0034] 如圖3所不，黃色突光粉區(qū)3Y為直徑介于3. 5cm至9. 5cm之間的實(shí)心圓。在本發(fā) 明另一實(shí)施例中，黃色突光粉區(qū)3Y為內(nèi)徑介于3cm至9cm之間，且外徑介于3. 5cm至9. 5cm 之間的空心環(huán)，如圖4所示。圖3中實(shí)心圓的黃色熒光粉區(qū)3Y較省工，而圖4中空心環(huán)的 黃色熒光粉區(qū)3Y較省料。在圖4中，若是黃色熒光粉區(qū)3Y的內(nèi)徑過長，可能會使后述的藍(lán) 光激光照射黃色熒光粉區(qū)3Y的面積不足，這將使激發(fā)產(chǎn)生的白光色偏。
[0035] 在本發(fā)明一實(shí)施例中，紅色熒光粉區(qū)3R為內(nèi)徑介于3. 5cm至9. 5cm之間，且外徑 介于4cm至10cm的空心環(huán)。紅色熒光粉區(qū)3R的內(nèi)徑即實(shí)心圓的黃色熒光粉區(qū)3Y的直徑， 或空心環(huán)的黃色熒光粉區(qū)3Y的外徑。若紅色熒光粉區(qū)3R的外徑過短，可能會使后述的藍(lán) 光激光照射紅色熒光粉區(qū)3R的面積不足，這將使激發(fā)產(chǎn)生的白光色偏。
[0036] 在本發(fā)明一實(shí)施例中，紅色熒光粉區(qū)3R與黃色熒光粉區(qū)3Y的熒光粉層厚度介于 80 iim至200 iim之間。若熒光粉層的厚度過厚，過多的熒光粉顆粒將影響出光。若熒光粉 層的厚度過薄，熒光粉濃度過低導(dǎo)致亮度不足。
[0037] 接下來以包含圖4的熒光粉色輪40的白光發(fā)光裝置50為例，解釋本發(fā)明的白光 發(fā)光機(jī)制。如圖5所示，首先以藍(lán)光激光源51施加藍(lán)光激光至旋轉(zhuǎn)的熒光粉色輪40,使藍(lán) 光激光平均照射紅色熒光粉區(qū)3R與黃色熒光粉區(qū)3Y的所有交界，避免熒光粉區(qū)內(nèi)的熒光 粉體因長時(shí)間定點(diǎn)照射而熱損傷。
[0038] 如圖6所示，藍(lán)光激光照射紅色熒光粉區(qū)3R與黃色熒光粉區(qū)3Y的交界如藍(lán)光照 射區(qū)域61，以同時(shí)激發(fā)紅色熒光粉區(qū)3R與黃色熒光粉區(qū)3Y，并同時(shí)放射紅光與黃光。上述 藍(lán)光激光中原本的藍(lán)光搭配放射的紅光與黃光，即形成白光53。在本發(fā)明一實(shí)施例中，藍(lán)光 激光照射紅色熒光粉區(qū)3R與黃色熒光粉區(qū)3Y的面積比介于1:10至1:0. 1之間。在本發(fā) 明一實(shí)施例中，藍(lán)光激光照射紅色熒光粉區(qū)3R與黃色熒光粉區(qū)3Y的面積比介于1:3至3:1 之間。在本發(fā)明另一實(shí)施例中，藍(lán)光激光照射紅色熒光粉區(qū)3R與黃色熒光粉區(qū)3Y的面積 比