波长转换装置及相关发光装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明为申请号为201310145262.2、申请日为2013年4月25日、发明名称为“波长转换装置及相关发光装置”的专利申请的分案申请。本发明涉及照明及显示技术领域，特别是涉及一种波长转换装置及相关发光装置。
【背景技术】
[0002]现有技术中的照明系统或者投影系统的发光装置中，常采用激发光对波长转换层中的波长转换材料进行激发以产生受激光。但由于每个波长转换材料颗粒在受激发的过程中的波长转换效率不可能是100%，其中所损失的能量都转化为热量，这就造成了波长转换材料颗粒的热量的累积和温度的快速上升，直接影响了波长转换材料的发光效率和使用寿命O
[0003]—种常用的解决方法是，通过驱动装置驱动波长转换层运动，使得激发光在波长转换层上形成的光斑按预定路径作用于该波长转换层。这样，单位面积内的波长转换材料不会一直处于激发光的照射下，单位面积内的波长转换材料的热量的累积得以减少。
[0004]但是，随着照明系统和投影系统对出射光的光功率的要求越来越高，激发光的光功率也随之提高。当激发光的光功率密度越高时，波长转换材料的发光效率越低；当激发光的光功率达到一定程度时，波长转换材料会发生淬灭效应，即波长转换材料的发光效率急剧下降。
[0005]因此，为了保证波长转换材料的光转换效率，现有技术中波长转换材料层均工作于敞开式的环境中。
[0006]在对现有技术的研究和实践过程中，本发明的发明人发现，由于波长转换层的工作环境是敞开的，灰尘会掉落在波长转换层以及位于波长转换层附近的光学元件(例如透镜)上，由于灰尘是良好的光能量吸收体，因此灰尘的粘附使得波长转换层和光学元件吸收的光能量增大。灰尘越多，则波长转换层和光学元件吸收的光能量越大。因此当粘附的灰尘越多时，以及激发光的光功率密度较高时，波长转换层和光学元件由于吸收的光能量较大使得表面烧黑，从而影响波长转换层的发光效率以及降低光学元件的使用寿命。因此，波长转换层的防尘和散热问题成为一对无法兼顾的矛盾体。
【发明内容】
[0007]本发明主要解决的技术问题是提供一种波长转换装置及相关发光装置，能够同时兼顾色轮的防尘和散热问题。
[0008]本发明实施例提供一种波长转换装置，包括:
[0009]用于吸收激发光并产生受激光的波长转换层；
[0010]盒子，该盒子包括用于透射所述激发光至波长转换层的第一区域以及用于透射所述受激光的第二区域，还包括一个出风口和一个进风口 ；
[0011]管道，设于所述盒子的外部，用于将该进风口和出风口连接起来，以和所述盒子将所述波长转换层密封于该盒子内；
[0012]热交换器，用于降低所述管道内的气体的温度；
[0013]气体对流装置，设于由所述盒子和管道围成的密闭空间内，用于驱动所述盒子内的气体和所述管道内的气体进行交换。
[0014]本发明实施例还提供一种发光装置，包括上述波长转换装置。
[0015]与现有技术相比，本发明包括如下有益效果:
[0016]本发明实施例中，通过盒子和连接盒子上的出风口与进风口的管道将波长转换层密封，从而可以防止灰尘影响波长转换材料的发光效率；并且，通过热交换器降低管道内的气体温度以及通过气体对流装置驱动盒子内的气体与管道内的气体进行交换，能够使得波长转换材料在密闭环境下的工作温度保持较低，以防止热量影响波长转换材料的发光效率，从而同时解决了现有技术中波长转换层的防尘和散热问题。
【附图说明】
[0017]图1是本发明实施例中波长转换装置的一个实施例的结构示意图。
[0018]图2A是本发明实施例中波长转换装置的另一实施例的结构示意图；
[0019]图2B是图2A所示的实施例中波长转换装置的右视图；
[0020]图3A是本发明实施例中波长转换装置的另一实施例的结构示意图；
[0021]图3B是图3A所示实施例中横流风扇的结构示意图；
[0022]图4A是本发明实施例中波长转换装置的另一实施例的结构示意图；
[0023]图4B是图4A所示实施例中离心风扇的结构示意图；
[0024]图4C是本发明实施例中波长转换装置的另一实施例的结构示意图；
[0025]图5A是本发明实施例中波长转换装置的另一实施例的结构示意；
[0026]图5B是图5A所示的波长转换装置中离心鳍片的结构示意图；
[0027]图5C是本发明实施例中的波长转换装置中基板、波长转换层和离心鳍片的结构示意图；
[0028]图6是本发明实施例中波长转换装置的另一实施例的结构示意图；
[0029]图7A是本发明实施例中波长转换装置的另一实施例的结构示意图；
[0030]图7B是本发明实施例中波长转换装置的另一实施例的结构示意图；
[0031]图7C是图7B所示波长转换装置的局部结构示意图。
【具体实施方式】
[0032]下面结合附图和实施方式对本发明实施例进行详细说明。
[0033]实施例一
[0034]请参阅图1，图1是本发明实施例中波长转换装置的一个实施例的结构示意图。如图1所示，波长转换装置100包括波长转换层110、盒子120、管道130、热交换器140以及气体对流装置150。
[0035]波长转换层110用于吸收激发光并产生受激光。波长转换层110包括波长转换材料。最常用的波长转换材料是荧光粉，例如钇铝石榴石(YAG)荧光粉，它可以吸收蓝光并受激产生黄色的受激光。波长转换材料还可能是量子点、荧光染料等具有波长转换能力的材料，并不限于荧光粉。在很多情况下，波长转换材料往往是粉末状或颗粒状的，难以直接形成波长转换材料层，此时就需要使用一种粘接剂把各个波长转换材料颗粒固定在一起，并形成特定的形状，如片层状。
[0036]本实施例中，波长转换装置100还包括与波长转换层110层叠设置的基板111，基板111用于承载波长转换层110。事实上，波长转换材料也可以掺入硬质材料(如透明玻璃片)中形成波长转换层，此时波长转换装置100中则无需另设用于承载波长转换层的基板。
[0037]盒子120用于密封波长转换层110。盒子120可以呈规则的或不规则的任何形状，例如，在波长转换层110呈环状设置的场合中，盒子120也可以为与波长转换层110形状匹配的环状。在本实施例中，基底111呈圆盘状，盒子120为与基底111匹配的圆形。
[0038]盒子120包括用于透射激发光至波长转换层110的第一区域121以及用于透射波长转换层110产生的受激光的第二区域122，其中该两个区域均不透气。本实施例中，波长转换装置100采用透射式，即波长转换装置的入射光方向与出射光方向一致，因而基板111透射激发光。盒子120的第一区域121与第二区域122均可以采用普通的透光片制成。在只需要受激光的应用场景下，第一区域优选采用只透射激发光的滤光片制成，第二区域122优选采用透射受激光反射激发光的滤光片制成，以提高波长转换装置的出光纯度。在需要受激光与激发光的应用场景下，第二区域122优选采用只透射激发光与受激光的滤光片制成。
[0039]本实施例中，基板111位于第一区域121与波长转换层110之间，波长转换层110位于基板111与第二区域122之间，基板111采用透射激发光反射受激光的滤光片制成，以将波长转换层110逆着波长转换装置的出光方向出射的受激光反射成以该出光方向出射，从而提高波长转换装置100的出光效率。
[0040]盒子120还包括一个出风口 123、一个进风口 124。波长转换装置100还包括管道130，设于盒子120的外部，用于将该出风口 123和进风口 124连接起来，以和盒子120将波长转换层110密封于盒子120内。容易理解的是，该出风口 123与进风口 124可以位于盒子120除第一区域121和第二区域122以外的任何区域上，以防止管道对激发光和受激光进行挡光而造成光损失。
[0041]热交换器140设于管道130外部，用于降低管道130内的气体的温度。在实际运用中，热交换器140也可以设于管道130的内部，一样也能达到降低管道130内的气体的温度的效果。但前者中由于热交换器140不需放置在管道130内，管道130的直径可以相对小些，可以减少成本。或者，管道130可以设置为直径可变的，在放置热交换器140处直径设置得可以容下该热交换器140，而其他处则设置为小些。
[0042]在实际应用中，热交换器140可以有多种形式，本实施例中