CN220540945U - 发光模组及光源装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种发光模组，包括发光芯片以及波长转换层，发光芯片包括相背的第一端以及第二端，发光芯片朝向第一端出射第一波段光，波长转换层包括荧光粉颗粒以及填充于荧光粉颗粒之间的间隙的粘接部，波长转换层设置于第一波段光的光路上，用于将第一波段光转换为波长范围为500nm‑650nm的第二波段光。粘接部可填充荧光粉颗粒的间隙中，第一波段光无法从荧光粉颗粒的间隙出射，并且可通过粘接部反射第一波段光至荧光粉颗粒，并经过荧光粉颗粒进行波长转换，以使发光模组的出射光为纯净的第二波段光。无需增加其他装置，即可提升发光模组的光束质量。本申请还提供光源装置。

Description

发光模组及光源装置

技术领域

本申请涉及光源照明设备技术领域，具体涉及一种发光模组及光源装置。

背景技术

用户对于鲜艳、清晰、逼真的显示画面追求逐渐高涨，光源技术不断迭代进步。其中，利用广色域可呈现更为鲜明、生动、真实的色彩效果，更接近自然景物的色彩，能够满足人们对高品质画质的需求。

现有的光源装置的出射光通过荧光粉层等进行波长转换，以获取到所需波段的纯净光。但因荧光粉层存在空隙等情况，一部分出射光并未进行波长转换，导致光源装置的出射光依旧会存在杂光，光线质量下降，影响光源装置的显示效果。

实用新型内容

本申请提出一种发光模组及光源装置，以至少部分改善上述技术问题。

第一方面，本申请提供一种发光模组，包括发光芯片以及波长转换层，发光芯片包括相背的第一端以及第二端，发光芯片朝向第一端出射第一波段光，波长转换层包括荧光粉颗粒以及填充于荧光粉颗粒之间的间隙的粘接部，波长转换层设置于第一波段光的光路上，用于将第一波段光转换为波长范围为500nm-650nm的第二波段光。

在一种实施方式中，发光芯片具有出光面，波长转换层设置于发光芯片的出光面。

在一种实施方式中，发光芯片还具有侧面，波长转换层还设置于侧面。

在一种实施方式中，粘接部包括混合的粘接剂和粘度调节剂形成的层状结构，荧光粉颗粒掺杂于层状结构中。

在一种实施方式中，发光芯片的数量为一个或多个。

在一种实施方式中，发光模组还包括收集透镜，收集透镜位于第二波段光的光路上。

在一种实施方式中，第一波段光的发光波长范围为440nm-460nm。

第二方面，本申请提供一种光源装置，包括上述第一方面的发光模组。

本申请提出发光模组及光源装置，发光芯片可朝向波长转换层出射第一波段光，第一波段光经过波长转换层转换为第二波段光，以发光模组的第二波段光可以满足光源装置的使用要求。其中，粘接部可填充荧光粉颗粒的间隙中，第一波段光无法从荧光粉颗粒的间隙出射，并且可通过粘接部反射第一波段光至荧光粉颗粒，并经过荧光粉颗粒进行波长转换，以使发光模组的出射光为纯净的第二波段光。无需增加其他装置，即可提升发光模组的光束质量。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施方式中的技术方案，下面将对实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施方式，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提出的一种光源装置的结构示意图；

图2为本申请实施例提出的一种发光模组的结构示意图；

图3为图2中A处的放大图；

图4为本申请实施例提出的另一种的发光模组的结构示意图；

图5为本申请实施例提出的再一种的发光模组的结构示意图；

图6为本申请实施例提出的又再一种的发光模组的结构示意图；

图7为本申请实施例提出的一种光源装置的光谱图。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

现有的光源装置的出射光通过荧光粉层等进行波长转换，以获取到所需波段的纯净光。但因荧光粉层存在空隙等情况，一部分出射光并未进行波长转换，导致光源装置的出射光依旧会存在杂光，光线质量下降，影响光源装置的显示效果。

现有技术中，通过先采用发光二极管(Light Emitting Diode，LED)蓝光芯片，并利用蓝光激发荧光材料来产生500nm-650nm波段的光束。含有其它波段的激发光再通过滤光器件进行反射，才能获得的500nm-650nm波段的纯净光，最后纯净光被收集透镜利用。但由于滤光器件、收集透镜等光学组件存在，光源装置的体积也会随之增加，降低便携性。

实施例

本申请提供一种光源装置10，请参阅图1，光源装置10包括发光模组11，发光模组11包括发光芯片12以及波长转换层13，发光芯片12通电可朝向某一特定方向出射激发光。发光芯片12可以为LED芯片，利用LED芯片的低成本和低相干性，以进一步降低发光模组11的生产成本和散斑对比度等。

发光芯片12的出射光线的亮度受到其本身的电流承载阈值影响，进而导致发光模组11的出射光线的亮度受限。发光模组11中的发光芯片12的数量可以为一个或多个，可根据光源亮度的实际需求等进行发光芯片12的类型或个数的选择，本实施例并不进行限制。并且多个发光芯片12可同时设置于一个基板上，并朝向同一方向出射光线，可保证光线的亮度以及确定光路的朝向。

请一并参阅图1以及图2，发光芯片12包括相背的第一端121以及第二端122，发光芯片12可通过第二端122连接基板124等形成。因为发光芯片12贴设于基板124上，发光芯片12上的热量会聚集在基板124上。基板124一般采用金属板，散热性好，强度高，使用寿命长，可以让发光芯片12上的热量更快导出，保证发光芯片12的使用安全性。例如，基板124可以采用常见的铝基板，且耐腐蚀性强，稳定性强。较佳地，基板124的导热速率可随着基板124的厚度而增加，基板124的厚度应当权衡导热速率、发光模组11的内部空间以及基板124的强度要求。例如，基板124的厚度可以为3mm，在该厚度下，基板124具有一定的强度，同时占用空间适宜。并且，为解决发光芯片12的发热严重的情况，基板124上对应发光芯片12的位置设置有散热焊盘，散热焊盘可以通过金属热沉与发光芯片12中的电路相连，可以将发光芯片12内部的热量导出。

在一种实施方式中，基板124的表面可设置有电路，发光芯片12电连接电路，基板124可用于向发光芯片12供电。

在一种实施方式中，为进一步提高基板124的散热效果，降低发光芯片12的工作温度。基板124远离发光芯片12的表面设置有多个散热鳍片。多个散热鳍片均匀间隔排列，气流可从多个散热鳍片之间经过并带走散热鳍片的热量。可增加基板124与大气之间的接触面积，提升基板124与大气的换热效率。较佳地，可于散热鳍片的一侧可设置有风机，风机驱动气流经过散热鳍片，可进一步提升换热效果。

请继续参阅图1以及图2，波长转换层13位于发光芯片12的出射光路上，发光芯片12出射的激发光传播至波长转换层13，波长转换层13用于吸收激发光并出射受激光。相较于激发光而言，受激光的波段不同。在一种实施方式中，激发光的发光波长范围可以为440nm-460nm，激发光被波长转换层13吸收并转换后出射受激光，受激光的波长范围可以为500nm-650nm，以使发光模组11的出射光能够满足后续设备的使用需求。

在一种更为具体的实施方式中，发光芯片12朝向第一端121一侧出射第一波段光作为激发光。例如，第一波段光可以为蓝色光，且第一波段光的发光波长范围可以为440nm-460nm。请参阅图2以及图3，波长转换层13包括荧光粉颗粒131以及填充于荧光粉颗粒131之间的间隙的粘接部132，波长转换层13设置于第一波段光的光路上，第一波段光照射于波长转换层13的荧光粉颗粒131，荧光粉颗粒131吸收第一波段光并转换后形成第二波段光，作为受激光。荧光粉颗粒131之间存在间隙，一部分第一波段光照射于荧光粉颗粒131，荧光粉颗粒131转换并出射第二波段光。另一部分的第一波段光可经过荧光粉颗粒131的间隙传播而出，以至于波长转换层13出射光既包括第一波段光，又包括第二波段光，对后续的使用调试造成干扰。可利用粘接部132填充于荧光粉颗粒131之间的间隙中，粘接部132可对未激发的第一波段光进行散射、反射、折射、吸收等，使得第一波段光无法从荧光粉颗粒131之间的间隙逃逸而出，且被粘接部132反射或折射至荧光粉颗粒131，进而被荧光粉颗粒131吸收。除经过光束的传播和转换产生的损耗以外，第一波段光均经过荧光粉颗粒131转换为第二波段光，保证发光模组11的出射光质量。

其中，荧光粉颗粒131可以为锂钙荧光粉、氟化物荧光粉、有机荧光粉、氧化物荧光粉等其中一者，荧光粉颗粒131的粒径可在10μm-15μm范围内。并且可根据第二波段光的波长范围要求，进行荧光粉颗粒131的选择不同颜色的荧光粉。示例性的，第二波段光的波长范围可以为500nm-560nm，可选用绿色荧光粉，利用绿色荧光粉将第一波段光转换波长范围为500nm-560nm的第二波段光。

在一种实施方式中，请参阅图4，发光芯片12可具有出光面123，出光面123可以为发光芯片12靠近第一端121的表面，或出光面123可以为第一端121的至少部分表面，本实施例不进行具体限制。波长转换层13设置于发光芯片12的出光面123，即波长转换层13可覆盖于发光芯片12的出光面123，以使发光芯片12的出射光均能够被波长转换层13吸收，并通过波长转换层13将第一波段光转换为第二波段光，减少光线损耗，提升发光模组11的能耗比。

在一种更为具体的实施方式中，请继续参阅图5,可通过点涂工艺等将围坝胶涂至发光芯片12的周围形成遮光围挡30，以形成具有开口的半封闭空间。将粘接剂和粘度调节剂混合形成的层状结构，并将该层状结构设置于开口处。且发光芯片12的出光面123和开口相对设置，发光芯片12出射的大部分光线均可从开口出射。另一部分光线出射至遮光围挡30上，被遮光围挡30吸收或反射至层状结构上。荧光粉颗粒131掺杂于层状结构中，第一波段光照射于层状结构的荧光粉颗粒131，荧光粉颗粒131将第一波段光转换为第二波段光，并第二波段光从层状结构远离发光芯片12的一端出射。既保证波长转换层13的转换效率以及利用率，又可以保证光线并不会从四周外溢，降低发光模组11出射杂光的可能性，进一步提升发光模组11的稳定性。

较佳地，未完全固化的遮光围挡30强度低，受到外力影响等情况容易破坏封装空间。可先光照固化遮光围挡30，以使遮光围挡30完全固化具备一定强度，提升封装空间的稳定性，再进行层状结构的贴设。

在另一种实施方式中，请参阅图6,发光芯片12还具有侧面125，侧面125可围设于出光面123。发光芯片12出射光线分散，光线可能从侧面125出射，以至于发光模组11的四周依旧可出射第一波段光。为进一步保证波长转换层13的使用效果。波长转换层13还设置于侧面125，从侧面而出的第一波段光也能被波长转换层13获取并转换为第二波段光，增加发光芯片12的光束利用率，提高光源装置10的能耗比。

在本实施例中，请参阅图2以及图3，粘接部132包括混合的粘接剂和粘度调节剂形成的层状结构，粘度调节剂可降低粘接剂的流动性，可将粘接部132更好的覆盖发光芯片12的表面，且流动性降低也可避免固化过程中产生形变，进一步提升可塑性。层状结构的形状、尺寸参数等可根据发光芯片12设置，本实施例并不唯一。例如，出光面123可以为平面，层状结构靠近发光芯片12的一端也可以对应设置为平面。荧光粉颗粒131掺杂于层状结构中，且粘接剂与荧光粉颗粒131邻接。粘度调节剂可填充于多个荧光粉颗粒131的间隙或粘接剂与荧光粉颗粒131之间的间隙，避免第一波段光从各个间隙向外传播。并且粘度调节剂可吸收未激发的第一波段光，避免未激发的第一波段光随第二波段光一并出射，提升发光模组11的出射光质量。粘度调节剂既可以保证粘接部132的层状结构的可塑性，又可以降低发光模组11出射杂光的可能性。

较佳地，为使粘度调节剂能够填充于荧光粉颗粒131之间，可选用小于荧光粉颗粒131的颗粒直径的粘度调节剂，粘度调节剂的颗粒直径比荧光粉颗粒131的颗粒直径小，例如，可采用颗粒直径为1μm-5μm的粘度调节剂。粘度调节剂能够进入荧光粉颗粒131之间的缝隙，进一步提升发光模组11的光线质量，保证光源装置10的使用效果。

请参阅图7，图7示出了采用不同浓度的波长转换层的发光模组的光谱图。图7中的横坐标是发光模组的出射光的波长，纵坐标是发光模组的出射光的相对光通量。于波长转换层中，图7中的虚线(如图7中的a曲线所示)是荧光粉颗粒以及粘度调节剂两者的浓度大小：粘接剂的浓度大小≥2.5:1的发光模组的光谱图，图7中的长虚线(如图7中的b曲线所示)是荧光粉颗粒以及粘度调节剂两者的浓度大小：粘接剂的浓度大小＝2.2:1的发光模组的光谱图，图7中的实线(如图7中的c曲线所示)是荧光粉颗粒以及粘度调节剂两者的浓度大小：粘接剂的浓度大小＝2:1的发光模组的光谱图。

上述的各浓度比例设置的发光模组的光谱图获取条件，如下述：

发光模组的波长转换层需要均匀平整涂覆在LED芯片上。且在显微镜下观察，于发光芯片的两端连通1安倍的电流下，发光模组的出光面及侧面无蓝光溢出。

从图7中可得，相较于其它两组，荧光粉颗粒以及粘度调节剂两者的浓度大小：粘接剂的浓度大小≥2.5:1的发光模组于波长范围为400nm-500nm的出射光的相对光通量明显降低，且几乎为零。即该发光模组无需使用滤光组件，便能够获取到500nm-650nm的纯净光谱。于波长范围为500nm-650nm的出射光，荧光粉颗粒以及粘度调节剂两者的浓度大小：粘接剂的浓度大小≥2.5:1的发光模组与其余两组的曲线几乎重合，即并未造成异常损耗，保证光源装置的能耗比。

由此可得，荧光粉颗粒以及粘度调节剂浓度占比越大，在发光模组出射的光线中，处于波长范围为400nm-500nm的出射光的含量越少，可获取到更为纯净的500nm-650nm的纯净光谱。

在本实施例中，请参阅图2，光源装置10还包括收集透镜14，收集透镜14位于第二波段光的光路上。收集透镜14可以聚拢第二波段光，将波长转换层13出射的第二波段光向四周扩散的部分光线聚集在第二波段光的光路的轴线上，可以使出射光线聚集，提高光线强度，以使照明效果增强。较佳地，为保证出射光线的光线强度，并减少传输过程中的损耗，第二波段光的光路方向可与收集透镜14的轴线方向相同，光线才会顺利出射至外界环境。

在其他的一种实施例中，在第二波段光的后续光路上可以设置有其他光学装置，用于调制第二波段光的光学参数以满足后续光学元件使用需求。例如，发光模组11还包括反射镜，反射镜用于改变第二波段光的光路方向，以使其能够出射至某一位置，以满足后续使用需求。

本申请提出发光模组11、光源装置10，发光芯片12可朝向波长转换层13出射第一波段光，第一波段光经过波长转换层13转换为第二波段光，以发光模组11的第二波段光可以满足光源装置10的使用要求。其中，粘接部132可填充荧光粉颗粒131的间隙中，第一波段光无法从荧光粉颗粒131的间隙出射，并且可通过粘接部132反射第一波段光至荧光粉颗粒131，并经过荧光粉颗粒131进行波长转换，以使发光模组11的出射光为纯净的第二波段光。无需增加其他装置，即可提升发光模组11的光束质量。

以上实施方式仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施方式对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施方式技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种发光模组，其特征在于，包括：

发光芯片，所述发光芯片包括相背的第一端以及第二端，所述发光芯片朝向所述第一端出射第一波段光；以及

波长转换层，所述波长转换层包括荧光粉颗粒以及填充于所述荧光粉颗粒之间的间隙的粘接部，所述波长转换层设置于所述第一波段光的光路上，用于将所述第一波段光转换为波长范围为500nm-650nm的第二波段光。

2.根据权利要求1所述的发光模组，其特征在于，所述发光芯片具有出光面，所述波长转换层设置于所述发光芯片的出光面。

3.根据权利要求2所述的发光模组，其特征在于，所述发光芯片还具有侧面，所述波长转换层还设置于所述侧面。

4.根据权利要求1所述的发光模组，其特征在于，所述发光芯片的数量为一个或多个。

5.根据权利要求1所述的发光模组，其特征在于，所述发光模组还包括收集透镜，所述收集透镜位于所述第二波段光的光路上。

6.根据权利要求1所述的发光模组，其特征在于，所述第一波段光的发光波长范围为440nm-460nm。

7.一种光源装置，其特征在于，包括：

如权利要求1-6任一项所述的发光模组。