复合光学器件，模具，制备方法及光学系统技术方案

一种复合光学器件，包括透明基体及分散在该透明基体内的荧光粉。该透明基体具有中轴线，荧光粉在透明基体内的浓度沿远离中轴线的方向上逐渐减小。上述复合光学器件具有良好的光学性能。本发明专利技术还公开制备该复合光学器件的模具，制备复合光学器件的方法及应用该复合光学器件的光学系统。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光学器件，尤其涉及一种复合光学器件，制备该复合光学器件的模具， 制备复合光学器件的方法及应用该复合光学器件的光学系统。
技术介绍
随着社会的发展和人们生活水平的提高，越来越多的能方便人们生活的产品大量产生和使用，对于人们日常生活而言照明类产品已经成为人们日常生活所必须的工具，随着科技的发展，新型的照明光源不断的涌现，在众多的照明产品中，其中以高效节能的荧光灯和基于半导体照明技术的发光二极管(Light Emitting Diode, LED)光源成为照明的产品的中坚力量和未来发展趋势。所有的荧光灯和目前商用的白光LED光源都需要荧光粉的参与才能发出白光以用于照明或者显示，这就需要将荧光粉涂覆在透明的基板(基板一般为透明的光学玻璃或者各种聚合物板)上。然而在现实的生产和研究中，荧光粉的涂覆工艺很难保证粉层厚度的均勻导致器件的色温和发光的均勻性不好；尤其对于形状结构复杂的基板，传统的荧光粉涂覆工艺就更难以保证荧光粉层厚度的均勻性了，从而导致器件的色温和发光的均勻性不好。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种具有良好光学性能的复合光学器件，备该复合光学器件的模具，制备复合光学器件的方法及应用该复合光学器件的光学系统。一种复合光学器件，包括透明基体及分散在该透明基体内的荧光粉。该透明基体具有中轴线，荧光粉在该透明基体内的浓度沿远离该中轴线的方向上逐渐减小。其中，复合光学器件包括芯层和包裹在该芯层之外且依次层叠的多个包覆层，每一包覆层内的荧光粉的浓度相同，该多个包覆层的荧光粉的浓度沿远离该中轴线的方向上逐渐减小。其中，每一包覆层的厚度相同。其中，透明基体与该荧光粉的质量比为1 1 99 1。其中，透明基体的材料为聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、硅胶及环氧树脂中的至少一种。其中，荧光粉的材料为YAG、TAG、Me2Si04:Eu、]\fe3Si05:Eu、Me2Sc2Si3012:Ce(Me = Mg、2 4Ca、Sr、Ba)、MxSiyNz: Eu (Μ = Ca、Sr、Ba ;z = -x + -y), MN2S4: Eu (Μ = Ba、Sr、Ca ；N = Al,Ga、In)、BaMgAl10O17:Eu，Mn、BaMgAl10O17:Eu、Sr5 (PO4) 3C1:Eu、LaAlNO:Ce, Y-Si-O-N:Ce 及 BaAl11O16NiEu中的至少一种。由于荧光粉在该透明基体内的浓度沿远离该中轴线的方向上逐渐减小，因此当复合光学器件与LED芯片配合使用时，可以将LED芯片发光能量较大的区域对应于荧光粉浓度较高的部位，从而解决与LED光源发光光色不均勻的问题。一种制备复合光学器件的模具，包括基座，该基座上开设有模腔。模腔的形状为具有中轴线的正棱柱或圆柱。该模具还包括可拆卸的设于基座上且位于模腔内的多个隔板， 每个隔板的形状为关于该中轴线对称的正多边形环或圆环。多个隔板沿远离该中轴线的方向上依次间隔排列，并将模腔分隔成多个成型腔。其中，该多个隔板的高度沿远离该中轴线的方向上依次增大。该模具结构简单，使用方便。一种复合光学器件的制备方法，包括如下步骤称取透明基体材料或其前驱体和荧光粉；将不同质量的荧光粉分别均勻分散在透明基体或其前驱体中，形成多种不同荧光粉浓度的混合前驱物；将不同荧光粉浓度的混合前驱物依次加入到模具中由多个隔板所分隔形成的多个成型腔内，且使多种混合前驱物自模腔的中轴线向外按浓度逐渐减小的顺序排列；静置、除气后移除该多个隔板；及固化，以形成复合光学器件。上述制备方法操作简单快捷，成本较低。一种光学系统，包括基板，设于该基板上的发光二极管芯片和复合光学器件。复合光学器件包括透明基体及分散在透明基体内的荧光粉，透明基体具有中轴线，荧光粉在透明基体内的浓度沿远离该中轴线的方向上逐渐减小，发光二极管芯片的发光面的法线与中轴线重合。上述光学系统的发光均勻性较好。附图说明图1为一实施例的复合光学器件的侧示图。图2为图1所示复合光学器件的俯视图。图3为一实施例的复合光学器件的制备方法流程图。图4为一实施例的模具的侧视图。图5为图4所示模具的俯视图。图6为一实施例的光学系统的侧视图。图7为图6所示光学系统的配光曲线图。具体实施方式下面结合附图及实施方式对复合光学器件，制备该复合光学器件的模具，制备该复合光学器件的方法及应用该复合光学器件的光学系统作进一步详细说明。请同时参阅图1和图2，一实施例的复合光学器件100包括透明基体10及分散在透明基体10内的荧光粉20。透明基体10大致为圆柱形，其具有中轴线11。荧光粉20在透明基体10内的浓度自中轴线11沿远离该中轴线11的方向上逐渐减小。透明基体10与荧光粉20的质量比为 1 1 99 1。本实施例中，透明基体10包括位于中部的芯层13和包裹在芯层13之外且依次层叠的第一包覆层151、第二包覆层152、第三包覆层153及第四包覆层154。芯层 13大致呈圆柱状，且以中轴线11为对称中心线。芯层13内荧光粉20的浓度为5%。第一包覆层151、第二包覆层152、第三包覆层153及第四包覆层巧4的形状大致为圆环形，且各个包覆层的厚度大致相等。每一包覆层内的荧光粉浓度相同。第一包覆层151、第二包覆层 152、第三包覆层153及第四包覆层154内的荧光粉浓度依次分别为4%、3(%、2(%及1(%。透明基体10的材料可为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，聚碳酸酯(PC)，硅胶，环氧树脂等。荧光粉 20 的材料可为(Yh，Gdx)3(Al1-,, Gay)5012:Ce(简称为 YAG)、(TblTy, REx, Cey) 3 (Al, Ga) 5012 (简称为 TAG)、Me2SiO4: Eu, Ife3SiO5: Eu、Me2Sc2Si3O12ICe (Me = Mg、Ca、Sr、Ba)、MxSiyNz:Eu(Μ = Ca、Sr、Ba ； z = -x + -y ), MN2S4:Eu(Μ = Ba、Sr、Ca ；N = Al,Ga, In)、BaMgAl10O17:Eu，Mn、BaMgAl10O17:Eu、Sr5 (PO4) 3C1:Eu、LaAlNO:Ce, Y-Si-O-N:Ce 及 BaAl11O16NiEu 等。请参阅图3，上述复合光学器件100的制备方法包括如下步骤步骤S110，称取一定质量的透明基体材料或其前驱体和荧光粉。步骤S120，将不同质量的荧光粉分别均勻分散在透明基体或其前驱体中，形成五种不同荧光粉浓度的混合前驱物。该五种混合前驱物中，荧光粉的浓度分别为5%、4%、 3%、2%及1%。所述的混合前驱物必须满足荧光粉在其中不会发生团聚和沉降，从而保证荧光粉的均勻分散。步骤S130，将上述不同荧光粉浓度的混合前驱物依次加入到模具中。请同时参阅图4和图5，一实施例的制备复合光学器件100的模具200包括基座 210。基座210上开设有模腔230。模腔230大致为圆柱形，且具有中轴线250。模具200 还包括可拆卸的设于基座210上，且位于模腔230内的四个隔板270。每一隔板270的形状大致为关于中轴线250对称的圆环形。四个隔板270的直径逐渐增大，且沿远离中轴线 250的方向从内到外依次间隔排列。相邻隔板270之间的距离本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周明杰，马文波，翁方轶，
申请(专利权)人：海洋王照明科技股份有限公司，深圳市海洋王照明技术有限公司，
类型：发明
国别省市：