一种诸如荧光轮之类的波长转换装置(100)，包括：基底(110)、反射层(120)和反射层(120)上的波长转换层(130)。反射层(120)包含(A)无机粘结剂或有机硅，和(B)反射性纳米颗粒(122)。纳米颗粒(122)的粒度为约200纳米至约500纳米。反射层(120)具有高的热稳定性。本申请还公开了制造波长转换装置(100)的方法和包括该波长转换装置(100)的光投影系统。括该波长转换装置(100)的光投影系统。括该波长转换装置(100)的光投影系统。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于波长转换装置的耐高温反射层
技术介绍
[0001]本公开涉及具有耐高温反射层的波长转换装置，如荧光轮。因此，它们特别适合用于采用固态激光器作为光源的投影显示系统和光学光转换装置。
[0002]荧光轮可以用于由单个光源产生波长不同的光。该轮包括具有不同颜色的表面段的圆形基底。当该轮在有光(来自光源)入射到其上的情况下旋转时，表面段将光转换成不同的波长。
[0003]对于反射型荧光轮，基底反射光，因此期望基底的反射率最大化。对于约420nm至约680nm的波长，铝(Al)涂布的基底通常具有94％的平均反射率，而银(Ag)涂布的基底具有98％的平均反射率。
[0004]然而，稳定性和耐久性也是反射型波长转换装置的关注点。在高温(大于150℃)工作数百小时后，在Ag涂布的基底上观察到激光入射区域有烧灼的痕迹。高温下银离子在涂层中的迁移可能是造成这种结果的原因。这可能导致光学性能损失约9％。
[0005]具有高反射率(＞95％)的有机硅已被用于形成波长转换装置的反射层。然而，它们具有差的热稳定性。在超过200℃的温度，有机硅将会降解，通常是先变黄，并逐渐开始烧灼。在超过195℃的温度，反射层上的荧光体层也在约1000小时后破裂。这不合期望地导致荧光轮的短的使用寿命，并且已经观察到光转换效率由于热猝灭而急剧下降(＞10％@200℃)。在具有高亮度(例如，激光器功率为300W)的应用中，预期荧光轮的运行温度通常大于200℃，因此使得不期望使用有机硅。
[0006]期望在其整个使用期限间具有高反射率的基底。还期望在以低成本保持和提高可靠的寿命性能的同时，提高基底反射率。此类基底和反射涂层/层可有利地用于各种应用，如光通道、投影显示系统以及在此类系统中使用的光学光转换装置，如荧光轮。
技术实现思路
[0007]本公开涉及用于形成波长转换装置(诸如荧光轮或色轮)中反射层的组合物；包含某些材料的反射层；以及包含此类反射层的波长转换装置。此类反射层在高运行温度(例如大于200℃且高达250℃)抵抗温度降解。本文还公开了用于制造和使用此类组合物、层和装置的方法。
[0008]在本文的各种实施方案中公开了波长转换装置，其包括：基底；在基底上的反射层；以及在反射层上的波长转换层。反射层包含(A)粘结剂；和(B)粒度为约200纳米至约500纳米的反射性纳米颗粒。
[0009]在一些实施方案中，反射性纳米颗粒为纯二氧化钛(TiO2)、或氧化铝(A12O3)、或氧化镁(MgO)。在其他实施方案中，反射性纳米颗粒为经有机醇、硅氧烷、氧化铝(A12O3)、二氧化锆(ZrO2)或二氧化硅(SiO2)表面改性的二氧化钛(TiO2)。
[0010]反射层的厚度可为约0.05mm至约0.15mm。(B)反射性纳米颗粒与(A)粘结剂的重量比可为约1:2.5至约1:0.8。
[0011]粘结剂可为有机粘结剂或无机粘结剂。有机粘结剂的实例包括有机硅，例如八甲
基三硅氧烷。无机粘结剂的实例包括硅酸钠。
[0012]期望地，反射层对于波长为约420nm至约680nm的光具有至少95％的反射率。荧光体层可以包含分散在玻璃中、晶体中、或陶瓷材料中的荧光体颗粒。基底可以呈盘状。该波长转换装置还可以包括用于旋转基底的电动机。基底可为金属、非金属材料或复合材料。
[0013]还公开了包括本文所述的波长转换装置的光投影系统。
[0014]在各种实施方案中还公开了制造波长转换装置的方法，包括：将组合物施加至基底以在基底上形成反射层，组合物包含(A)粘结剂；和(B)粒度为约200纳米至约500纳米的反射性纳米颗粒；以及在反射层上形成波长转换层。
[0015]在组合物施加至基底时，组合物的粘度可为约0厘泊(cP)至约1500cP。该方法还包括在约85℃至约150℃的温度固化该组合物。可以通过滴涂、喷涂、刷涂、流动、涂布或丝网印刷施加该组合物。
[0016]在下文更具体地公开了本公开的这些和其他非限制性特征。
附图说明
[0017]以下为附图的简要说明，这些附图是为了说明本文公开的示例性实施方案而提供的，而不为了限制本专利技术。
[0018]图1A为根据本公开的示例性光学光转换装置的示意图，包括基底、高反射率层和荧光体层。
[0019]图1B为图1A的示例性光学光转换装置的侧视截面图。
[0020]图1C为光学光转换装置的各层的分解图。
[0021]图2A为示出本公开的第一荧光轮的反射层的反射率和厚度之间的关系的图。
[0022]图2B为示出本公开的第二荧光轮的反射层的反射率和厚度之间的关系的图。
[0023]图3示意性地示出根据其他实施方案的反射层的制作。
具体实施方式
[0024]可以参考附图来得到本文所公开的部件、方法和装置的更完整的理解。这些附图仅仅是基于方便和说明本公开的容易性的示意性描述，因此不意图表示装置或装置的各个部件的相对大小和尺寸和/或不意图限定或限制示例性实施方案的范围。
[0025]虽然为了清楚起见在以下描述中使用了特定术语，但这些术语仅意图指代图中被选择用于说明的实施方案的特定结构，而不意图限定或限制本公开的范围。在附图和以下描述中，应当理解的是，相同的附图标号指代相同功能的部件。
[0026]除非上下文另有明确说明，否则单数形式“一个”、“一”和“该”也包括复数个对象。
[0027]如说明书和权利要求书中所使用的那样，术语“包含”、“包括”、“具有”、“有”、“可以”、“含有”及它们的变体在本文中意图用作开放式过渡词、术语或词语，这些词语需要存在指定的组分/步骤且允许存在其他组分/步骤。然而，这种描述还应解释为将合成物或过程描述成“由列举的组分/步骤组成”和“基本上由列举的组分/步骤组成”，这允许仅存在指定的组分/步骤且伴随有可能因这些组分而产生的任何不可避免的杂质，但不包括其他组分/步骤。
[0028]本申请的说明书和权利要求书中的数值应当理解为包括：在减少到相同数量的有
效数字时是相同的数值；以及与设定值的差值比用于确定值的本申请中所述类型的常规测量技术的实验误差小的数值。
[0029]本文所公开的所有范围都包括所述端值，并且可以独立组合(例如，“从2克至10克”的范围包括端值2克和10克以及所有中间值)。
[0030]术语“约”和“大约”可以用于包括能够在不改变该值的基本功能的情况下变化的任意数值。当在范围内使用时，术语“约”和“大约”也公开了由两个端值的绝对值限定的范围，例如，“约2至约4”也公开了“从2至4”的范围。通常来说，术语“约”和“大约”可以指的是指示数字的+/
‑
10％。
[0031]如本文所用，术语“激发光”和“激发波长”是指随后被转换的输入光，例如由基于激光的照明源或其他光源产生的光。术语“发射光”和“发射波长”是指经转换的光，例如由已暴露于激发光的荧光体产生的所得的光。
[0032]如本文所用，术本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种波长转换装置，包括：基底；所述基底上的反射层，所述反射层包含(A)粘结剂；和(B)粒度为约200纳米至约500纳米的反射性二氧化钛(TiO2)纳米颗粒；以及所述反射层上的波长转换层；其中所述反射层在250℃热稳定。2.根据权利要求1所述的波长转换装置，其中所述反射性TiO2纳米颗粒经有机醇、硅氧烷、氧化铝(A12O3)、二氧化锆(ZrO2)或二氧化硅(SiO2)表面改性。3.根据权利要求1所述的波长转换装置，其中所述反射层的厚度为约0.05mm至约0.15mm。4.根据权利要求1所述的波长转换装置，其中所述(B)反射性纳米颗粒与所述(A)粘结剂的重量比为约1:2.5至约1:0.8。5.根据权利要求1所述的波长转换装置，其中所述(B)反射性纳米颗粒与所述(A)粘结剂的重量比为约1:10至约1:0.2。6.根据权利要求1所述的波长转换装置，其中所述粘结剂(A)包含溶剂和无机粘结剂材料的混合物，其中溶剂与无机粘结剂材料的重量比为约10:1至约0:1。7.根据权利要求6所述的波长转换装置，其中所述(B)反射性纳米颗粒与所述(A)粘结剂的重量比为约1:10至约1:0.2。8.根据权利要求1所述的波长转换装置，其中所述粘结剂(A)包含由二氧化硅或氧化铝制成的无机溶胶
‑
凝胶。9.根据权利要求1所述的波长转换装置，其中所述粘结剂(A)包含八甲基三硅氧烷。10.根据权利要求1所述的波长转换装置，其中所述反射层对于波长为约420nm至约680nm的光具有至少95％的反射率。11.根据权利要求1所述的波长转换装置，其中所述荧光体层包含分散在玻璃中、或晶体中、或陶瓷材料中的荧光体颗粒。12.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：张文博，梁安生，
申请(专利权)人：美题隆精密光学上海有限公司，
类型：发明
国别省市：
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