波長轉換模塊與照明系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種光學模塊與光學系統，且特別涉及一種波長轉換模塊與照明系統。
【背景技術】
[0002]近年來固態照明光源如發光二極管(light-emitting d1de, LED)、激光二極管(Laser d1de)等的發展蓬勃，因而逐漸應用于各式電子設備的照明應用中，以取代傳統光源，如汞燈、熒光燈等。固態照明光源相較于傳統光源具有發光效率高、體積小、色彩飽和度高以及不含汞等優點。
[0003]在投影機的系統中也逐漸導入固態光源作為照明光源。在投影裝置中使發光光源(如發光二極管或激光二極管)均勻地投射出紅、藍、綠三原色光的主要技術有下列兩種:第一種方式是利用固態光源投射出一白光，并使白光通過具有紅、藍、綠三色濾光片的色輪，從而以個別產生相對應的紅、藍、綠三時序光的方式進行合光輸出。第二種方式則為利用固態光源發出藍色激發光，以激發涂布在旋轉盤上的熒光粉以產生紅色、藍色、綠色等光或黃色光，并借著將藍色、紅色、綠色等光或黃光進行合光后輸出。
[0004]日本專利特開平7-37511號公報提出在等離子顯示器面板的排列間距中的表面增加凹凸結構。日本專利特開平2005-277331號公報利用凹狀的反射開口結構內側涂布熒光粉層，以提高從熒光粉層激發出的光利用效率。中國專利第101936505號提出一種熒光輪，其利用一反射面涂布上熒光粉層。中國專利第102073115A號提出一種反射式熒光粉色輪。中國專利第203223862U號揭露一種具有微結構光學薄膜的LED照明裝置。中國專利第101651177B號揭露一種具有兩層膠體封裝的發光二極管。
[0005]“【背景技術】”段落只是用來幫助了解本
【發明內容】
，因此在“【背景技術】”段落所揭露的內容可能包含一些沒有構成所屬技術領域的技術人員所知道的公知技術。在“【背景技術】”段落所揭露的內容，不代表該內容或者本發明一個或多個實施例所要解決的問題，在本發明申請前已被所屬技術領域的技術人員所知曉或認知。
【發明內容】
[0006]本發明提供一種波長轉換模塊，具有良好的集光效果。
[0007]本發明提供一種照明系統，具有良好的光效率。
[0008]本發明的其他目的和優點可以從本發明所揭露的技術特征中得到進一步的了解。
[0009]為達上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本發明的一實施例提出一種波長轉換模塊，其包括一反射基板、一帶狀波長轉換層及一微結構層。帶狀波長轉換層配置于反射基板上，且包括一透光基材及摻雜于透光基材中的波長轉換材料。微結構層配置于帶狀波長轉換層上，且包括多個微結構。這些微結構以最密堆積的方式排列于微結構層的表面，且波長轉換模塊滿足n2-0.3 ^ nl ^ n2+0.3，其中nl為透光基材的折射率，且n2為微結構層的折射率。
[0010]本發明的一實施例提出一種照明系統，包括上述波長轉換模塊及激發光源。激發光源用以發出激發光束，其中來自激發光源的激發光束經由微結構層傳遞至帶狀波長轉換層。
[0011]在本發明的一實施例中，每一微結構符合P/4蘭h蘭P/2，其中h為微結構于垂直反射基板的方向上的高度，且P為微結構于平行反射基板的方向上的節距(pitch)。
[0012]在本發明的一實施例中，帶狀波長轉換層為環狀波長轉換層。
[0013]在本發明的一實施例中，波長轉換材料為熒光材料。
[0014]在本發明的一實施例中，波長轉換模塊還包括反射杯結構，其配置于反射基板上，其中帶狀波長轉換層配置于反射杯結構中。
[0015]在本發明的一實施例中，反射杯結構包括第一環狀反射結構及第二環狀反射結構。第一環狀反射結構配置于環狀波長轉換層的內側，且第二環狀反射結構配置于環狀波長轉換層的外側。
[0016]在本發明的一實施例中，第一環狀反射結構具有第一反射面，第一反射面相對于反射基板傾斜，且朝向環狀波長轉換層的外側。第二環狀反射結構具有第二反射面，第二反射面相對于反射基板傾斜，且朝向環狀波長轉換層的內側。
[0017]在本發明的一實施例中，波長轉換模塊還包括致動器，用以帶動反射基板旋轉。
[0018]在本發明的一實施例中，當反射基板旋轉時，帶狀波長轉換層上的不同位置在不同時間中進入激發光束的照射范圍內。
[0019]在本發明的一實施例中，微結構層與透光基材為一體成型。
[0020]在本發明的一實施例中，這些微結構配置于微結構層的背對帶狀波長轉換層的表面，且這些微結構包括具有球的一部分的形狀的結構、具有弧狀凹面的結構、三角錐狀結構、四面體狀結構或其組合。
[0021 ] 在本發明的一實施例中，激發光源為激光光源。
[0022]基于上述，在本發明的實施例的波長轉換模塊與照明系統中，由于微結構層配置于帶狀波長轉換層上，且這些微結構以最密堆積的方式排列于微結構層的表面，因此除了可降低來自帶狀波長轉換層的光被全反射而無法自波長轉換模塊出光的機率，且可藉由微結構使自波長轉換模塊出光的光束的發散角降低。如此一來，波長轉換模塊便可具有良好的集光效果，而使用此波長轉換模塊的照明系統可具有良好的光效率。
[0023]為讓本發明的上述特征和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合附圖作詳細說明如下。
【附圖說明】
[0024]圖1A為本發明的一實施例的照明系統的示意圖。
[0025]圖1B為圖1A中的波長轉換模塊的正視圖。
[0026]圖1C為圖1A中的波長轉換模塊的剖面示意圖。
[0027]圖1D為圖1B中的微結構層的局部正視圖。
[0028]圖2A為圖1A的波長轉換模塊在將微結構層移除后的發光強度分布圖。
[0029]圖2B為圖1A的波長轉換模塊的發光強度分布圖。
[0030]圖3A為本發明的另一實施例的波長轉換模塊的示意圖。
[0031]圖3B為圖3A的波長轉換模塊的正視圖。
[0032]圖4為本發明的又一實施例的波長轉換模塊的剖面示意圖。
[0033]圖5為本發明的另一實施例的波長轉換模塊的剖面示意圖。
[0034]圖6為本發明的再一實施例的波長轉換模塊的剖面示意圖。
【具體實施方式】
[0035]有關本發明的前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式的一較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。以下實施例中所提到的方向用語，例如:上、下、左、右、前或后等，僅是參考附圖的方向。因此，使用的方向用語是用來說明并非用來限制本發明。
[0036]圖1A為本發明的一實施例的照明系統的示意圖，圖1B為圖1A中的波長轉換模塊的正視圖，圖1C為圖1A中的波長轉換模塊的剖面示意圖，而圖1D為圖1B中的微結構層的局部正視圖。請參照圖1A至圖1D，本實施例的照明系統100包括一波長轉換模塊200及一激發光源110，且波長轉換模塊200包括一反射基板210、一帶狀波長轉換層220及一微結構層230。帶狀波長轉換層220配置于反射基板210上，且包括一透光基材222及摻雜于透光基材222中的波長轉換材料224。在本實施例中，反射基板210例如是金屬基板，而此金屬基板的朝向透光基材220的表面則藉由表面拋光處理而形成反射面，或者是在此表面上鍍上一層反射膜以形成反射面。在一實施例中，金屬基板的材質例如為鋁，而反射膜的材質例如為銀。此外，在本實施例中，透光基材222的材質例如為透明的膠材，例如使用膠材的折射率為1.5的材質，而波長轉換材料224為熒光材料，例如為熒光粉(phosphor)。
[0037]微結構層230配置于帶狀波長轉換層220上，且包括多個微結構232。這些微結構232以最密堆積的方式排列于微結構層230的表面，亦即是堆積成六方最密堆積(hexagonal closed packing)中的一層，如圖1D所繪示。在本實施例中，這些微結構232配置于微結構層230的背對帶狀波長轉換層220的表面，如圖1C所繪示，且這些微結構232包括具有球的一部分的形狀的結構、具有弧狀凹面的結構、三角錐狀結構、四面體狀結構或其組合，其中具有球的一部分的形狀定義為可為半球、1