[发明专利]包括光回收器件的光源以及相应的光回收器件

说明书

技术领域

本发明涉及包括发光器件和光回收（recycling）器件的光源，所述光回收器件位于发光器件的光路上。

背景技术

包括发光器件和光回收器件的光源例如作为包括发射蓝色光和/或紫外光的发光二极管（LED）以及LED的光路上的包含磷光体板的光回收器件的光源是已知的，所述磷光体板用于将光的一部分的波长转换成黄色光以便产生白色光。所述光源的亮度受限于光回收器件内使用的材料的热导率。

在电子器件冷却的管理中，广泛使用复合材料以改善热导率。它们可以用来制造散热器或者包含在封装中或者作为半导体器件、印刷电路板中的层等等。在本领域中，光回收材料必须足以回收甚至在高亮度发光器件的焦点处的光。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种包括发光器件和光回收器件的具有增强的热应用范围的光源，所述光回收器件设置在发光器件的光路上。

为了实现这个目的，光回收器件包括至少一个用于改变通过它的光的至少一个物理特性的光回收部件，以及至少一个能够传导光回收部件中产生的热的导热部件，所述导热部件与光回收部件和至少一个散热器热接触。

优选地，发光器件是具有不小于1·10⁷cd/m²（≥10坎德拉每平方毫米（等效于10兆尼特：10Mcd/m²））的亮度的高亮度发光器件和/或激光器（激光器：通过辐射的受激发射进行光放大）。激光的视亮度（亮度）至少为利用常规LED可达到的视亮度的100倍（~10⁹cd/m²对~10⁷cd/m²）。激光器优选地为固态激光器和/或激光二极管。

在本发明的一个实施例中，光的物理特性的改变是光的波长转换和/或光的偏振状态的改变。用于改变光的偏振状态的光回收部件特别地为延迟（retard）部件或者消偏振部件。

依照另一个实施例，光回收部件是磷光体板和/或磷光体膜。磷光体板和/或磷光体膜是公知的波长转换光回收部件。同时，磷光体板和/或磷光体膜是改变光的偏振状态的光回收部件。发光器件发射的光或光束用于泵浦所述磷光体板和/或磷光体膜。该磷光体板和/或磷光体膜优选地由铈掺杂钇铝石榴石磷光体或陶瓷磷光体制成，尤其是由具有附加掺杂元素（例如铈或铒）的“lumiramic”陶瓷磷光体制成。

尽管这些部件能够经受高温，但是最近的实验表明，磷光体陶瓷转换特性对温度敏感。高温可以在高亮度发光器件和/或其中功率密度达到数kW/cm²的激光器的焦斑中达到。该焦斑通常位于光回收器件的磷光体板或磷光体膜内。在该实验中在150℃附近观察到CECAS类型陶瓷的光强度降低的发射，从350℃开始衰减时间强烈减小。当加热陶瓷时，效率强烈降低，例如1瓦的激光器将发生该情形。

焦斑中这种与温度的依赖性降低了这种光源的最终效率并且可能是一个强烈的技术限制。最近确认了主要原因之一是磷光体材料的非常低的热导率。陶瓷的热导率对于最大热斑温度具有非常强烈的影响。

在本发明的另一个实施例中，发光器件是发射蓝色光和/或紫外光的发光器件。发光器件发射的蓝色光和/或紫外光用于泵浦优选地由铈掺杂钇铝石榴石磷光体和/或陶瓷磷光体制成的磷光体板或磷光体膜以便产生离开磷光体板或磷光体膜的白色光。

在又一个实施例中，导热部件是光偏振部件。光偏振部件基于吸收偏振器（比如线栅偏振器）和/或分束偏振器（比如反射偏振器、双折射偏振器和/或薄膜偏振器）。特别地，光偏振部件覆盖光回收部件的一个完整表面。

其中使用偏振光的典型应用是LCD背光和LCD投影（LCD：液晶显示器）以及用于LC光束操控器件的选项，在所述操控器件中，LED点源发射的光束利用LC晶胞（LC：液晶）来操纵。此外，偏振光在室内和室外照明中均产生优势，因为线性偏振光影响表面上的反射，其允许抑制眩光并且随后影响受照明环境在视觉锐度、观察的对比度和颜色饱和度方面的观察结果。由于该影响，偏振荧光照明器作为商业产品而存在，其在视觉知觉方面具有所述益处。

依照本发明的一个优选的实施例，光偏振部件是线栅偏振器。使用高级平版印刷技术，可以制成使可见光偏振的间距非常紧密的金属栅格。

在另一个实施例中，光回收器件的导热部件形成为设置在光回收部件的表面上和/或设置在光回收部件的两个不同部分之间的导热层。特别地，将两个导热层设置在光回收部件的两个表面上，所述表面彼此相对。