波長轉換裝置及相關發光裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明為申請號為201310145262.2、申請日為2013年4月25日、發明名稱為“波長轉換裝置及相關發光裝置”的專利申請的分案申請。本發明涉及照明及顯示技術領域，特別是涉及一種波長轉換裝置及相關發光裝置。
【背景技術】
[0002]現有技術中的照明系統或者投影系統的發光裝置中，常采用激發光對波長轉換層中的波長轉換材料進行激發以產生受激光。但由于每個波長轉換材料顆粒在受激發的過程中的波長轉換效率不可能是100%，其中所損失的能量都轉化為熱量，這就造成了波長轉換材料顆粒的熱量的累積和溫度的快速上升，直接影響了波長轉換材料的發光效率和使用壽命O
[0003]—種常用的解決方法是，通過驅動裝置驅動波長轉換層運動，使得激發光在波長轉換層上形成的光斑按預定路徑作用于該波長轉換層。這樣，單位面積內的波長轉換材料不會一直處于激發光的照射下，單位面積內的波長轉換材料的熱量的累積得以減少。
[0004]但是，隨著照明系統和投影系統對出射光的光功率的要求越來越高，激發光的光功率也隨之提高。當激發光的光功率密度越高時，波長轉換材料的發光效率越低；當激發光的光功率達到一定程度時，波長轉換材料會發生淬滅效應，即波長轉換材料的發光效率急劇下降。
[0005]因此，為了保證波長轉換材料的光轉換效率，現有技術中波長轉換材料層均工作于敞開式的環境中。
[0006]在對現有技術的研究和實踐過程中，本發明的發明人發現，由于波長轉換層的工作環境是敞開的，灰塵會掉落在波長轉換層以及位于波長轉換層附近的光學元件(例如透鏡)上，由于灰塵是良好的光能量吸收體，因此灰塵的粘附使得波長轉換層和光學元件吸收的光能量增大。灰塵越多，則波長轉換層和光學元件吸收的光能量越大。因此當粘附的灰塵越多時，以及激發光的光功率密度較高時，波長轉換層和光學元件由于吸收的光能量較大使得表面燒黑，從而影響波長轉換層的發光效率以及降低光學元件的使用壽命。因此，波長轉換層的防塵和散熱問題成為一對無法兼顧的矛盾體。
【發明內容】
[0007]本發明主要解決的技術問題是提供一種波長轉換裝置及相關發光裝置，能夠同時兼顧色輪的防塵和散熱問題。
[0008]本發明實施例提供一種波長轉換裝置，包括:
[0009]用于吸收激發光并產生受激光的波長轉換層；
[0010]盒子，該盒子包括用于透射所述激發光至波長轉換層的第一區域以及用于透射所述受激光的第二區域，還包括一個出風口和一個進風口 ；
[0011]管道，設于所述盒子的外部，用于將該進風口和出風口連接起來，以和所述盒子將所述波長轉換層密封于該盒子內；
[0012]熱交換器，用于降低所述管道內的氣體的溫度；
[0013]氣體對流裝置，設于由所述盒子和管道圍成的密閉空間內，用于驅動所述盒子內的氣體和所述管道內的氣體進行交換。
[0014]本發明實施例還提供一種發光裝置，包括上述波長轉換裝置。
[0015]與現有技術相比，本發明包括如下有益效果:
[0016]本發明實施例中，通過盒子和連接盒子上的出風口與進風口的管道將波長轉換層密封，從而可以防止灰塵影響波長轉換材料的發光效率；并且，通過熱交換器降低管道內的氣體溫度以及通過氣體對流裝置驅動盒子內的氣體與管道內的氣體進行交換，能夠使得波長轉換材料在密閉環境下的工作溫度保持較低，以防止熱量影響波長轉換材料的發光效率，從而同時解決了現有技術中波長轉換層的防塵和散熱問題。
【附圖說明】
[0017]圖1是本發明實施例中波長轉換裝置的一個實施例的結構示意圖。
[0018]圖2A是本發明實施例中波長轉換裝置的另一實施例的結構示意圖；
[0019]圖2B是圖2A所示的實施例中波長轉換裝置的右視圖；
[0020]圖3A是本發明實施例中波長轉換裝置的另一實施例的結構示意圖；
[0021]圖3B是圖3A所示實施例中橫流風扇的結構示意圖；
[0022]圖4A是本發明實施例中波長轉換裝置的另一實施例的結構示意圖；
[0023]圖4B是圖4A所示實施例中離心風扇的結構示意圖；
[0024]圖4C是本發明實施例中波長轉換裝置的另一實施例的結構示意圖；
[0025]圖5A是本發明實施例中波長轉換裝置的另一實施例的結構示意；
[0026]圖5B是圖5A所示的波長轉換裝置中離心鰭片的結構示意圖；
[0027]圖5C是本發明實施例中的波長轉換裝置中基板、波長轉換層和離心鰭片的結構示意圖；
[0028]圖6是本發明實施例中波長轉換裝置的另一實施例的結構示意圖；
[0029]圖7A是本發明實施例中波長轉換裝置的另一實施例的結構示意圖；
[0030]圖7B是本發明實施例中波長轉換裝置的另一實施例的結構示意圖；
[0031]圖7C是圖7B所示波長轉換裝置的局部結構示意圖。
【具體實施方式】
[0032]下面結合附圖和實施方式對本發明實施例進行詳細說明。
[0033]實施例一
[0034]請參閱圖1，圖1是本發明實施例中波長轉換裝置的一個實施例的結構示意圖。如圖1所示，波長轉換裝置100包括波長轉換層110、盒子120、管道130、熱交換器140以及氣體對流裝置150。
[0035]波長轉換層110用于吸收激發光并產生受激光。波長轉換層110包括波長轉換材料。最常用的波長轉換材料是熒光粉，例如釔鋁石榴石(YAG)熒光粉，它可以吸收藍光并受激產生黃色的受激光。波長轉換材料還可能是量子點、熒光染料等具有波長轉換能力的材料，并不限于熒光粉。在很多情況下，波長轉換材料往往是粉末狀或顆粒狀的，難以直接形成波長轉換材料層，此時就需要使用一種粘接劑把各個波長轉換材料顆粒固定在一起，并形成特定的形狀，如片層狀。
[0036]本實施例中，波長轉換裝置100還包括與波長轉換層110層疊設置的基板111，基板111用于承載波長轉換層110。事實上，波長轉換材料也可以摻入硬質材料(如透明玻璃片)中形成波長轉換層，此時波長轉換裝置100中則無需另設用于承載波長轉換層的基板。
[0037]盒子120用于密封波長轉換層110。盒子120可以呈規則的或不規則的任何形狀，例如，在波長轉換層110呈環狀設置的場合中，盒子120也可以為與波長轉換層110形狀匹配的環狀。在本實施例中，基底111呈圓盤狀，盒子120為與基底111匹配的圓形。
[0038]盒子120包括用于透射激發光至波長轉換層110的第一區域121以及用于透射波長轉換層110產生的受激光的第二區域122，其中該兩個區域均不透氣。本實施例中，波長轉換裝置100采用透射式，即波長轉換裝置的入射光方向與出射光方向一致，因而基板111透射激發光。盒子120的第一區域121與第二區域122均可以采用普通的透光片制成。在只需要受激光的應用場景下，第一區域優選采用只透射激發光的濾光片制成，第二區域122優選采用透射受激光反射激發光的濾光片制成，以提高波長轉換裝置的出光純度。在需要受激光與激發光的應用場景下，第二區域122優選采用只透射激發光與受激光的濾光片制成。
[0039]本實施例中，基板111位于第一區域121與波長轉換層110之間，波長轉換層110位于基板111與第二區域122之間，基板111采用透射激發光反射受激光的濾光片制成，以將波長轉換層110逆著波長轉換裝置的出光方向出射的受激光反射成以該出光方向出射，從而提高波長轉換裝置100的出光效率。
[0040]盒子120還包括一個出風口 123、一個進風口 124。波長轉換裝置100還包括管道130，設于盒子120的外部，用于將該出風口 123和進風口 124連接起來，以和盒子120將波長轉換層110密封于盒子120內。容易理解的是，該出風口 123與進風口 124可以位于盒子120除第一區域121和第二區域122以外的任何區域上，以防止管道對激發光和受激光進行擋光而造成光損失。
[0041]熱交換器140設于管道130外部，用于降低管道130內的氣體的溫度。在實際運用中，熱交換器140也可以設于管道130的內部，一樣也能達到降低管道130內的氣體的溫度的效果。但前者中由于熱交換器140不需放置在管道130內，管道130的直徑可以相對小些，可以減少成本。或者，管道130可以設置為直徑可變的，在放置熱交換器140處直徑設置得可以容下該熱交換器140，而其他處則設置為小些。
[0042]在實際應用中，熱交換器140可以有多種形式，本實施例中