专利名称：涂覆荧光体的发光装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及涂覆荧光体的发光装置，其包括用于当利用激发光照射时产生荧光的荧光体。
背景技术：
使用LED(发光二级管Light-Emitting Diode)作为用于将图像投影在屏幕上的、诸如液晶投影仪或DMD (数字微镜器件Digital Micromirror Device)投影仪的投影仪光源的技术现在已成为关注的焦点(专利文献I)。由于LED的长寿命和高可靠性，LED提供了使用LED作为光源的投影仪的长寿命和高可靠性的优点。然而，另一方面，用于投影仪的、LED发射的光亮度低，并且因此，使用LED作为光源的投影仪不能投射具有足够亮度的视频。来自光源的、可以用作投影光的光量受限于光学扩展量(etendue)。这意味着除非光源的发光面积与辐射角的乘积被设置为等于或小于显示面板的入射面面积与由照明光学系统的F数确定的捕捉角的乘积，来自光源的光不能被有效地被用作投影光。在LED的光源中，可以通过增加发光面积来增加光量。然而，増加的发光面积导致光源更大的光学扩展量。由于光学扩展量施加的限制，希望在不增加投影仪的光源中的发光面积的情况下增加光量。然而，在不增加LED的光源中的发光面积的情况下增加光量是困难的。专利文献2公开了ー种投影仪，该投影仪包括用于产生激发光的固体激发光源和当被激发光照射时产生不同波长荧光的荧光体层。鉴于在专利文献2中公开的装置的问题，即因为利用激发光照射荧光体层的相似部分而发生的荧光体温度升高，导致随时间的波长转换效率降低或性能劣化，在专利文献3中公开了ー种发光装置，该发光装置通过移动荧光体层从而改变激发光的照射位置来抑制荧光体温度的上升。图1A至IC是示出在专利文献3中公开的发光装置的结构的截面图，该发光装置通过移动荧光体层来改变激发光的照射位置。图1A示出的装置包括荧光体603，该荧光体603在围绕轴602旋转的圆形平轮板601上形成为圆圈(doughnut)形状。荧光体603通过激发激光束604的入射来产生荧光605。产生的突光605由未不出的聚光光学系统605来聚光以用作照明光。突光体603被同心地设置于轮板601。通过旋转轮板601来改变激发激光束604的照射位置。图1B和图1C中的每ー个示出了由利用激发激光束604的照射而产生的荧光605的状态。在图1C示出的示例中，突光体603形成为比在图1B中示出的示例厚。在图1B中示出的示例中，因为荧光体603形成得薄，激发激光束604不能被完全地吸收。被反射的激光束的部分成为反射光606。因此,突光605包括不必要的反射光606作为照明光，从而导致色彩劣化。
在示于图1C的示例中，由于荧光体603形成得厚，没有产生反射光。由利用激发激光束604的照射产生的热被传递到轮板601，而因此荧光体603被冷却。轮板601通过冷却机构(未示出)而被冷却，以防止荧光体603的温度上升。如图1B所示，当荧光体603形成得薄，荧光体603令人满意地被冷却。如图1C所示，当荧光体603形成得厚，靠近轮板601的荧光体603被令人满意地冷却。然而，由激发激光束604照射的、靠近荧光体603的上表面的荧光体部分不被充分地冷却。其结果是，温度的升高加速了劣化。荧光体603的厚度可以设置为约5至10微米，以充分地冷却荧光体603，并且可以设置为大约200微米至300微米，以充分地吸收激发激光束604。引用列表专利文献I JP2003-186110A专利文献2:JP3967145B2专利文献3JP2OlO-868I5A
发明内容
本发明要解决的问题在图1A至IC中示出的、通过移动荧光体层而改变激发光的照射位置的发光装置中，激发激光束在荧光体中散射。因此，荧光体中的发光面积大于施加到荧光体的激发激光束的光斑大小。用于投影仪的光源理想地是点光源，而问题在于增加的发光面积。为了防止发光面积的增加，可以减小形成为圆圈形状的荧光体的宽度。然而，在这种配置下，激发激光束的照射位置必须被精确地控制。当激发激光束的照射位置由于温度变化或形状变化而移动时，存在激光束在轮板上被反射的可能性。在图1中示出的发光装置中，由于荧光体单独形成在轮板上，该荧光体很容易被切割。此外，发光装置被配置以冷却轮板。作为冷却轮板的具体配置，需要使用不需要用于光源的构件，诸如用于吹风的风扇或用于热交換的帕尔帖(Pertier)元件，从而使配置复杂化。特别是，当使用帕尔帖元件时，它必须附接到旋转轮板，使得有必要使用更高性能的旋转驱动机构。本发明给出了ー种涂覆荧光体的发光装置，其能够利用简单的结构来令人满意地冷却荧光体。问题的解决方案根据本发明的ー种涂覆荧光体的发光装置包括荧光体，其用于当利用激发光照射时产生荧光；以及荧光体承载构件，其用于承载荧光体。荧光体承载构件形成为平板形状。在形成荧光体的区域中，形成垂直构件，该垂直构件具有与荧光体承载构件的上表面的垂线相同的垂线。发明效果荧光体根据本发明，可以利用简单的结构令人满意地冷却。根据本发明，具有能量密度的激光束在荧光体上被聚光作为激发光，并且使用从聚光处产生的荧光。因此，可以提供具有小光学扩展量、长寿命，和高亮度的照明光学系统。
[图1]图1A是示出了通过移动荧光体层来改变激发光的照射位置的发光装置结构的截面图，并且图1B和图1C是每个均示出了由激发激光束604的照射而产生的荧光605的状态的视图。[图2]示出了根据本发明第一实施例的涂覆荧光体的发光装置的主要组件的视图图2A是局部平面图；图2B是沿图2A中的A-A’线截取的截面图；而图2C是图2B的局部放大图。[图3]示出了根据本发明第二实施例的涂覆荧光体的发光装置的主要组件的视图图3A是局部平面图；图3B是沿图3A中示出的B-B’线截取的截面图；[图4]示出了根据本发明第三实施例的涂覆荧光体的发光装置的主要组件的截面图。[图5]示出了根据本发明第四实施例的涂覆荧光体的发光装置的主要组件的截面图。[图6]示出了根据本发明第五实施例的涂覆荧光体的发光装置的主要组件的平面图。
具体实施例方式在下文中将參考
本发明的实施例。图2A至2C是根据本发明第一实施例的涂覆荧光体的发光装置的主要组件视图。图2A是局部平面图；图28是沿图2A中的A-A’线截取的截面图；而图2C是图2B的局部放大图。在本实施例中，如在图1A至IC中示出的发光装置的情况下，荧光体102在围绕轴旋转的圆形平板轮板101上形成为圆圈形状。在轮板101的形成荧光体102的地方中，以轮板101的上表面侧设置为顶点，形成多个为圆锥状突起的锥体103，而荧光体102进入到锥体103之间。激发激光束从荧光体102的上部进入荧光体102。激发激光束的大部分由图2C中示出的入射光路b和d指示地进入锥体103的侧面，并在该侧面上多重反射以导向锥体的底表面，并在该过程中被荧光体102吸收。从光路c入射在锥体底表面上的激发激光束在到达底表面的过程期间也被荧光体102吸收。从光路a入射到光学锥体顶点的激发激光束被反射。然而，该比率总体上非常小，因而几乎不产生影响。在荧光体102的冷却中，轮板101与荧光体102的材料、锥体103的高度以及底表面的半径P是决定性的因素。该实施例的配置使得在充分吸收光的同时时能够冷却。锥体103已被描述为圆锥形的。然而，自不必说锥体103可以是角锥形的。图3A与图3B是示出了根据本发明第二实施例的涂覆荧光体的发光装置的主要组件的视图图3A是局部平面图；图3B是沿图3A中示出的B-B’线截取的截面图。在本实施例中，如前述情况中，荧光体202在围绕轴旋转的圆形平板轮板201上形成为圆圈形状。在轮板201的形成荧光体202的地方中，形成多个为圆锥状突起的锥体203，而荧光体202进入到锥体203之间。在本实施例中，锥体203使其顶点设置在轮板201内部，并且其位置低于轮板201的上表面。突光体202的上表面位于与轮板201的上表面的位置相同的位置。因此,突光体202埋在包括形成在轮板201内的锥体203的凹槽中，以防止荧光体202的切断。在图3A中所示的B-B’线的方向上，没有超出凹槽的宽度，而因此发光面积可以是稳定的。图4是示出了根据本发明第三实施例的涂覆荧光体的发光装置的主要组件的截面图。在这个实施例中，平板、透明且导热的热导体301被设置在如图3A与3B示出的根据第二实施例的涂覆荧光体的发光装置的上表面上。可以使用蓝宝石或SiC作为热导体301的材料。热导体301的存在使得甚至能够从荧光体202的上表面散热。因而可以提供更高的散热效果。图5是示出了根据本发明第四实施例的涂覆荧光体的发光装置的主要组件的截面图。在这个实施例中，轮板401包括散热片404，该散热片404形成在与形成荧光体402的表面相反的表面上。荧光体402与锥体403类似于在图2A至2C中示出的荧光体102与锥体103。散热片404可以被固定在轮板401的ー个表面上,或仅仅在对应于突光体402形成区域的地方。自不必说，散热片404可以设置在图3A与3B中所示的根据第二实施例的涂覆荧光体的发光装置中，或在图4中所示的根据第三实施例的发光装置中，这都在本发明之内。相比于根据前述实施例的涂覆荧光体的发光装置，散热片404的存在可以提供更高的散热效果。图6是示出了根据本发明第五实施例的涂覆荧光体的发光装置的主要组件的平面图。在如图5中所示的本实施例中，轮板501包括散热片502，该散热片502形成为作为风扇功能的形状。图6是从形成散热片502的一侧看的平面视图。其他组件类似于图5所示实施例中的组件，因此其说明将被省略。在本实施例中，散热片502形成空气流。因此，冷却效果可以高于根据第四实施例的涂覆荧光体的发光装置的冷却效果。在前述实施例中的每ー个中，基于将轮板的上表面设置为顶点的假设而描述了锥体。显然，反之可以提供相同的效果，即锥体内是中空的，该锥体的底表面为轮板的上表面。锥体的理想形状是激发激光束的入射方向与锥体的垂线匹配的垂直构件。因此，每个实施例中的锥体是轮板上表面与锥体的垂线匹配的垂直构件。利用这种构造，垂直入射在轮板的上表面上的激发激光束被有效地吸收，并且荧光体被充分地冷却。基于荧光体在旋转轮板中形成为圆圈形状的假设描述了每个实施例。此假设考虑到荧光体的冷却。如上所述，因为荧光体被有效地冷却，荧光体承载构件不需要移动。另夕卜，荧光体承载构件可以在旋转轮板的一部分上形成为圆弧形状。这些形式在本发明范围之内。
附图标号101 轮板102荧光体103 锥体301热导体404,502 散热片
权利要求
1.一种涂覆荧光体的发光装置，包括荧光体，所述荧光体用于通过激发光产生荧光；以及荧光体承载构件，所述荧光体承载构件用于承载所述荧光体，其中所述荧光体承载构件形成为平板形状，在形成所述荧光体的区域中形成垂直构件，所述垂直构件具有与所述荧光体承载构件的上表面的垂线相同的垂线。
2.根据权利要求1所述的涂覆荧光体的发光装置，其中所述荧光体的上表面与所述荧光体承载构件的上表面构成相同的平面。
3.根据权利要求1或2所述的涂覆荧光体的发光装置，进一步包括透明且导热的平板， 所述平板覆盖所述荧光体。
4.根据权利要求1至3中任何一项所述的涂覆荧光体的发光装置，进一步包括散热片， 所述散热片形成在所述荧光体承载构件的与形成有所述荧光体的表面相反的后表面上、与至少形成所述荧光体的区域对应的地方。
5.根据权利要求4所述的涂覆荧光体的发光装置，其中所述散热片形成为作为风扇的功能的形状。
6.根据权利要求1至5中任何一项所述的涂覆荧光体的发光装置，其中所述荧光体承载构件形成为圆板形状以围绕旋转轴旋转，并且形成所述荧光体的区域围绕所述旋转轴在所述荧光体承载构件上形成为圆圈或圆弧形状。
全文摘要
本发明提供一种涂覆荧光体的发光装置，其具有简单结构并且使得能够令人满意地冷却荧光体。涂覆荧光体的发光装置包括在利用激发光照射时产生荧光的荧光体，以及在其上承载荧光体的荧光体承载构件，其中荧光体承载构件具有平板形状，并且其中在荧光体承载构件中将要形成荧光体的区域中形成有垂直构件，该垂直构件中的每一个具有与荧光体承载构件的上表面的垂线相同的垂线。
文档编号C09K11/08GK103026126SQ201180036718
公开日2013年4月3日 申请日期2011年6月15日 优先权日2010年9月21日
发明者奥村藤男 申请人:日本电气株式会社