CN108666405A - 一种激光白光装置及其实现方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种激光白光装置，包括从下至上依次设置的蓝光激光发射装置、扩散板、透明材料层和荧光粉层，所述蓝光激光发射装置的激光出射端朝向扩散板，所述荧光粉层设置在透明材料层顶部表面，该荧光粉层包含至少一种发射峰值波长介于560‑595nm之间的荧光粉，所述扩散板为透明耐温扩散板。该发明克服了现有照明产品无法解决激光光源近程激发时荧光粉层容易被破坏和老化问题，存在出光质量不稳定的缺点，本发明提供一种激光白光装置及其实现方法，其具有能有效解决激光光源近程激发时荧光粉层容易被破坏和老化问题且出光质量稳定的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种激光白光装置及其实现方法，应用在照明领域。
背景技术
由于蓝光激光的能量太高，在聚光的情况下，被照射物体的表面温度非常高，通常能达到200-600℃，甚至更高。因此，对于将蓝光激光转化为白光的光转化介质(如荧光粉)的要求非常高，制约了激光白光光源的使用和发展。而虽然目前照明市场上的LED灯产品为了解决LED芯片发光时的热量导致光转化介质荧光粉老化的问题主要采用了以下两种的做法：1.在扩散板上涂覆荧光粉，让光源先通过扩散板被打散后，再激发荧光粉转化为白光，如CN201320403198一种蓝光光源的LED平板灯；2.让LED蓝光光源先通过扩散板被打散后激发位于扩散板侧面的面板上所涂布的荧光粉以转化出白光，如CN201420321602一种远程荧光粉LED灯。做法1中的荧光粉涂覆在扩散板表面，可以使得光源先被扩散板打散后在对其进行激发，但激光是一种能量非常高的光源，相比LED光源来说，LED光源只是在芯片点亮时产生热量，光并不产生任何热量，因此既可近程激发，也可远程激发，而激光光源发出的光具有极高的能量，通过近距离激发只能用荧光陶瓷、荧光单晶或荧光玻璃将蓝光激光转化成白光，而通过胶水混合荧光粉涂覆在扩散板表面的近距离激发，由于激光光源表面的出射角小，能量非常集中，在短时间内就可使胶水融化，从而破坏荧光粉层结构。而做法2存在如下缺点：(1)将荧光粉大面积均匀涂布于面板的工艺难度极高，因此，此方法不仅成本极高，而且效率极低，不适合批量生产；(2)侧面导光的光损极大，激发荧光粉的效率极低。可见，现有LED白光灯领域解决荧光粉老化问题的做法并不适用于激光光源。
因此提供一种能够防止激光光源近程激发时荧光粉层容易被破坏和老化问题、出光质量稳定的激光白光装置及其实现方法己成为当务之亟。
发明内容
为了克服现有照明产品无法解决激光光源近程激发时荧光粉层容易被破坏和老化问题，存在出光质量不稳定的缺点，本发明提供一种激光白光装置及其实现方法，其具有能有效解决激光光源近程激发时荧光粉层容易被破坏和老化问题且出光质量稳定的优点。
本发明的技术方案如下：
一种激光白光装置包括从下至上依次设置的蓝光激光发射装置、扩散板、透明材料层和荧光粉层，所述蓝光激光发射装置的激光出射端朝向扩散板，所述荧光粉层设置在透明材料层顶部表面，该荧光粉层包含荧光粉，所述荧光粉至少包括发射峰值波长介于560-595nm之间的荧光粉，所述扩散板为透明耐温扩散板。
现有市面上照明领域产品无法解决激光光源近程激发时荧光粉层容易被破坏和老化问题，本申请的激光白光装置区别于传统直接将荧光粉层涂布在扩散板上或设置在围设于扩散板周围的面板上的做法，采取在扩散板上方增设透明材料层，将所述荧光粉层涂布在其上，并将扩散板更换为透明耐温型的扩散板的做法，蓝光激光经表面经过镀膜处理呈雾状的扩散板被打散后，再经透明材料层对荧光粉层进行激发，有效克服了由胶水和荧光粉混合而成的荧光粉层因激光光源近程激发产生的高温而融化被破坏的问题，并且对荧光粉层采取直射而非漫射的激发方法配合所述荧光粉层，使得激发效率大大提高，保证了白光的出光稳定性和质量。
所述荧光粉还包括红色荧光粉和绿色荧光粉中的一种或两种任意比例的混合物。
在所述荧光粉的基础上添加红色荧光粉、绿色荧光粉或其混合物的做法，可以提高白光的显色指数。
所述荧光粉中发射峰值波长介于520-680nm之间的荧光粉为YAG钇铝石榴石、TAG或氮化物中的一种或几种的任意比例混合物。
优选上述材质的荧光粉激发效率更高，出光效果更好。
所述红色荧光粉的发射峰值波长介于625-680nm之间，所述绿色荧光粉的发射峰值波长介于510-535nm之间。所述发射峰值波长范围的红色荧光粉和绿色荧光粉的使用，能进一步提高白光的显色指数。
所述透明材料层为玻璃或者除玻璃外的其他单晶或多晶材料。
所述优选的透明材料层耐温性好、透过率高，蓝光激光的光损小。
所述扩散板能耐≥200℃的高温。
该扩散板特别适用于高功率激光光源，耐温性好，有效减弱产生的热量。
所述蓝光激光发射装置发射的蓝光激光的波长为420-470nm，光功率>300mW。
所述蓝光激光功率大时，能量高，产生热量大，特别适用本激光白光装置。
所述蓝光激光发射装置为直插式蓝光激光发射装置，激光出射端位于该直插式蓝光激光发射装置的上表面，直插式蓝光激光发射装置的下表面设有插脚。
直插式蓝光激光发射装置使得本激光白光装置的使用更加便捷。
所述直插式蓝光激光发射装置为通过TO形式封装的蓝光激光光源。
该优选直插式蓝光激光发射装置更利于本激光白光装置的批量生产，提高生产效率。
所述扩散板为玻璃、蓝宝石或单晶材料。
所述优选的扩散板耐温性好、透过率高，蓝光激光的光损小。
所述的激光白光装置的实现方法为所述蓝光激光发射装置的激光出射端发出的蓝光激光射入扩散板，被扩散板打散后，再经透明材料层底面穿透透明材料层，激发设置在透明材料层顶部表面的荧光粉层转化成白光。
该激光白光装置的实现方法有效避免了蓝光激光能量高、产生热量大易造成荧光粉层损坏或老化的问题，改善了蓝光激光近程激发在照明领域的应用效果。
与现有技术相比，本发明申请具有以下优点：
1)本激光白光装置设计合理，扩散板和多隔离层的设置，使得蓝光激光光源的能量被有效分散，产生的热量大大减少，保证了荧光粉的稳定性和出光的质量；
2)本激光白光装置的实现方法，使得激光在照明领域能更快地普及，具有很高的应用价值。
附图说明
图1是本发明所述的激光白光装置实施例1的截面结构示意图；
图2是本发明所述的激光白光装置实施例2的截面结构示意图。
标号说明：
蓝光激光发射装置1、扩散板2、透明材料层3、荧光粉层4、激光出射端11、插脚12。
具体实施方式
下面结合说明书附图1-2对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
如图1所示，本发明所述的一种激光白光装置，包括从下至上依次设置的蓝光激光发射装置(1)、扩散板(2)、透明材料层(3)和荧光粉层(4)，所述蓝光激光发射装置(1)的激光出射端(11)朝向扩散板，所述荧光粉层(4)设置在透明材料层(3)顶部表面，该荧光粉层(4)包含荧光粉，所述荧光粉至少包括发射峰值波长介于560-595nm之间的荧光粉。所述扩散板2的表面经过镀膜处理呈雾状，为透明耐温扩散板。所述透明材料层3为玻璃或者除玻璃外的其他单晶或多晶材料。所述扩散板2为玻璃、蓝宝石或单晶材料。
所述激光白光装置的实现方法为所述蓝光激光发射装置1的激光出射端11发出的蓝光激光射入扩散板2，被扩散板2打散后，再经透明材料层3底面穿透透明材料层3，激发设置在透明材料层3顶部表面的荧光粉层4转化成白光。
实施例2
如图2所示，该实施例与实施例1的区别在于：
所述蓝光激光发射装置1发射的蓝光激光的波长为420-470nm，光功率>300mW。所述荧光粉还包括红色荧光粉和绿色荧光粉中的一种或两种任意比例的混合物。所述荧光粉中发射峰值波长介于520-680nm之间的荧光粉为YAG钇铝石榴石、TAG或氮化物中的一种或几种的任意比例混合物。所述扩散板2能耐≥200℃的高温。所述蓝光激光发射装置1为直插式蓝光激光发射装置，激光出射端11位于该直插式蓝光激光发射装置的上表面，直插式蓝光激光发射装置的下表面设有插脚12。
实施例3
该实施例与实施例2的区别在于：所述红色荧光粉的发射峰值波长介于625-680nm之间，所述绿色荧光粉的发射峰值波长介于510-535nm之间。所述直插式蓝光激光发射装置为通过TO形式封装的蓝光激光光源。
本发明所述的激光白光装置及其实现方法并不只仅仅局限于上述实施例，凡是依据本发明原理的任何改进或替换，均应在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种激光白光装置，其特征在于：包括从下至上依次设置的蓝光激光发射装置(1)、扩散板(2)、透明材料层(3)和荧光粉层(4)，所述蓝光激光发射装置(1)的激光出射端(11)朝向扩散板，所述荧光粉层(4)设置在透明材料层(3)顶部表面，该荧光粉层(4)包含荧光粉，所述荧光粉至少包括发射峰值波长介于560-595nm之间的荧光粉，所述扩散板(2)为透明耐温扩散板。
2.根据权利要求1所述的激光白光装置，其特征在于：所述荧光粉还包括红色荧光粉和绿色荧光粉中的一种或两种任意比例的混合物。
3.根据权利要求2所述的激光白光装置，其特征在于：所述荧光粉中发射峰值波长介于520-680nm之间的荧光粉为YAG钇铝石榴石、TAG或氮化物中的一种或几种的任意比例混合物。
4.根据权利要求2所述的激光白光装置，其特征在于：所述红色荧光粉的发射峰值波长介于625-680nm之间，所述绿色荧光粉的发射峰值波长介于510-535nm之间。
5.根据权利要求1所述的激光白光装置，其特征在于：所述透明材料层(3)为玻璃或者除玻璃外的其他单晶或多晶材料。
6.根据权利要求1所述的激光白光装置，其特征在于：所述扩散板(2)能耐≥200℃的高温。
7.根据权利要求1所述的激光白光装置，其特征在于：所述蓝光激光发射装置(1)发射的蓝光激光的波长为420-470nm，光功率>300mW。
8.根据权利要求1所述的激光白光装置，其特征在于：所述蓝光激光发射装置(1)为直插式蓝光激光发射装置，激光出射端(11)位于该直插式蓝光激光发射装置的上表面，直插式蓝光激光发射装置的下表面设有插脚(12)。
9.根据权利要求1-8任一项所述的激光白光装置的实现方法，其特征在于：所述实现方法为所述蓝光激光发射装置(1)的激光出射端(11)发出的蓝光激光射入扩散板(2)，被扩散板(2)打散后，再经透明材料层(3)底面穿透透明材料层(3)，激发设置在透明材料层(3)顶部表面的荧光粉层(4)转化成白光。
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