一种波长转换装置和发光装置的制作方法

1.本实用新型涉及光源技术领域，特别是涉及一种波长转换装置和发光装置。

背景技术：

2.目前，采用激光光源作为激发光，远程激发波长转换装置中的波长转换材料，从而获得具有特定彩或波长的光的技术，目前这种技术已经逐渐被广泛应用于投影显示、特种照明等领域。
3.现有的波长转换装置分为透射式和反射式两大类，其中，透射式波长转换装置在光源结构小型化方面具有较大的优势。但在现有技术中，透射式波长转换装置采用了三层的三明治结构，其中在三层之间有两层为空气层，所谓空气层就是指三层结构之间不能无间隙的紧密贴合在一起，必须要留有间隙。但是间隔设置的波长转换材料层上的热量难以传导出去，从而使得波长转换装置的转换效率下降。
4.现有的技术方案认为，波长转换材料层的烧结制程阶段会破坏光学膜，会使光学膜丧失功能性。

技术实现要素：

5.本技术主要解决的技术问题是提供一种波长转换装置和发光装置，使波长转换层与光学膜层紧密贴合，克服了波长转换层在光学膜片上烧结会破坏光学膜层的功能性的偏见，提高了波长转换装置的散热性。
6.为解决上述问题，本技术提供了一种波长转换装置，所述波长转换装置包括：波长转换层，以及位于波长转换层相对两侧的第一滤光膜片和第二滤光膜片，所述第一滤光膜片与所述波长转换层贴合设置，所述第二滤光膜片与所述波长转换层间隔设置；其中，所述第一滤光膜片与所述波长转换层之间还设置有光学膜层。
7.因此，通过将波长转换层与第一滤光膜片贴合设置，克服了波长转换层在光学膜片上烧结会破坏光学膜层的功能性的偏见，并且将波长转换层产生的热量迅速导入到第一滤光膜片，提高了波长转换装置的散热性。
8.在一实施例中，光学膜层为0度蓝光透过膜层。
9.在一实施例中，波长转换层为烧结荧光玻璃层，烧结荧光玻璃层中玻璃的软化温度为400-600℃。
10.在一实施例中，第一滤光膜片远离波长转换层的一侧表面镀有ar光学膜。
11.在一实施例中，第二滤光膜片靠近波长转换层的一侧表面镀有选择性透过光学膜，远离波长转换层的一侧表面镀有ar光学膜。
12.在一实施例中，第一滤光膜片或第二滤光膜片为光学玻璃层、石英玻璃层或蓝宝石层。
13.因此，第一滤光膜片和第二滤光膜片的材质可以相同也可以不同。
14.在一实施例中，波长转换装置还包括旋转主轴，旋转主轴垂直且贯穿于第一滤光
膜片和第二滤光膜片，且位于第一滤光膜片和第二滤光膜片的中心设置。
15.在一实施例中，第一滤光膜片和第二滤光膜片为圆盘形，旋转主轴远离第一滤光膜片的一端面安装有马达，以通过马达使旋转主轴旋转，从而带动第一滤光膜片和第二滤光膜片以及波长转换层沿旋转主轴旋转。
16.在一实施例中，波长转换层为圆环形状，设置于第一滤光膜片的外圈，以随着第一滤光膜片沿旋转主轴旋转。
17.本技术还提供一种发光装置，其中，发光装置包括激发光源和上述任一实施例中的波长转换装置，激发光源发出的激发光经第一滤光膜片和光学膜层入射至波长转换层产生受激光，至少部分受激光经第二滤光膜片出射。
18.本技术的有益效果是：通过将波长转换层设置于第一滤光膜片和第二滤光膜片之间，且与第一滤光膜片上的光学膜层紧密贴合，克服了波长转换层在光学膜片上烧结会破坏光学膜层的功能性的偏见，且通过将在对光源进行转换过程中产生大量热量的波长转换层紧密贴合第一滤光膜片表面设置，从而有利于将热量迅速导入到第一滤光膜片上，从而大大提高了波长转换装置的散热性能。
附图说明
19.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例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技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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。
20.图1为本技术波长转换装置一实施例的结构示意图；
21.图2为本技术波长转换装置一实施例的俯视结构示意图；
22.图3为本技术发光装置一实施例的结构示意图。
具体实施方式
23.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性的劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
24.在本技术实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本技术。在本技术实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上文清楚地表示其他含义，“多种”一般包含至少两种，但是不排除包含至少一种的情况。
25.应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
26.应当理解，本文中使用的术语“包括”、“包含”或者其他任何变化意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的
要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
27.需要说明，若本技术实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
28.在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的每一个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
29.本技术提供一种波长转换装置，具体请参阅图1，图1为本技术波长转换装置一实施例的结构示意图。如图1所示，波长转换装置包括：波长转换层101，以及位于波长转换层101相对两侧的第一滤光膜片102和第二滤光膜片103，第一滤光膜片102与波长转换层101贴合设置，第二滤光膜片103与波长转换层101间隔设置。从而使波长转换层101贴合于第一滤光膜片102，且与第二滤光膜片103间隔设置，提升了波长转换装置的散热性。
30.在本实施例中，第一滤光膜片102与波长转换层101之间设置有光学膜层1011，波长转换层101通过烧结工艺贴合于第一滤光膜片102表面的光学膜层1011上。具体地在一实施例中，包括在第一滤光膜片102上镀光学膜层1011，再将波长转换材料均匀地涂覆于第一滤光膜片102上镀有光学膜层1011的表面，经过烧结形成波长转换层101，其中，烧结温度优选为400-600℃。通过将波长转换层101与第一滤光膜片102紧密贴合设置，克服了波长转换层101在第一滤光膜片102上烧结会破坏其表面的光学膜层的偏见。
31.其中，光学膜层1011可为选择性透过膜，如角度选择性透过膜或波长选择性透过膜。在一实施例中，光学膜层1011为蓝光透过膜层，例如0度蓝光透过膜层或透蓝反黄膜层，0度蓝光透过膜层透过
±
7度夹角内的蓝光，反射大角度的蓝光。其中，选择性透过膜一般为低折射率膜和高折射率膜层形成的多层结构，如包括ta2o5、sio2、al2o3、tio2等。
32.其中，将波长转换材料涂覆于第一滤光膜片102上的涂覆方式包括点胶、刮涂、钢网印刷等。
33.在本实施例中，波长转换层由波长转换材料形成。其中，在一实施例中，波长转换材料包括荧光粉、玻璃粉和有机载体溶液充分混合形成的浆液。具体地，在一实施例中，按照质量比玻璃粉/荧光粉为0.3～0.5/1混合均匀。
34.其中，玻璃粉材料包括sio
2-b2o
3-ro类玻璃粉末(r为选自mg、ca、sr、ba、na、k中的一种或一种以上)，sio
2-tio
2-nb2o
5-r
’2o类玻璃粉末(r’为选自li、na、k中的一种或一种以上)，zno-p2o5类玻璃粉末等。由于上述选取的玻璃粉末在t+200℃范围内的流动性不大，从而保证了波长转换材料在烧结后保持原来的平整形貌，不会因为玻璃液的流动而变形、起翘、鼓包等。其中，t为玻璃软化点的温度。在本实施例中，波长转换材料的烧结温度优选为400-600℃，从而使烧结后的波长转换材料保持原来的形貌。
35.其中，有机载体为有机树脂或有机溶剂等。在本实施例中，有机树脂材料为聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、聚碳酸亚丙酯、乙基纤维素中的一种或多种，需要说明的是，若有机树脂是由聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、聚碳酸亚丙酯、乙基纤维素中的多种混合而成，其中聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、聚碳酸亚丙酯、乙基纤维素中的任意一种不与其它有机树脂发生
化学反应。有机溶剂为乙醇、水、丙二醇二乙酸酯、碳酸二甲酯、萜品醇、二乙二醇丁醚醋酸酯、二乙二醇丁醚中的一种或多种混合的溶剂，同样，若有机溶剂由乙醇、水、丙二醇二乙酸酯、碳酸二甲酯、萜品醇、二乙二醇丁醚醋酸酯、二乙二醇丁醚中的多种混合而成时，其中乙醇、水、丙二醇二乙酸酯、碳酸二甲酯、萜品醇、二乙二醇丁醚醋酸酯、二乙二醇丁醚中的任意一种有机溶剂不与其它有机溶剂发生化学反应。
36.其中，荧光粉的种类可根据具体需要进行选择，如可包括黄荧光粉、红荧光粉或绿荧光粉中的一种或多种。另外，波长转换材料中可根据需要添加光散射材料。
37.其中，充分混合方式包括玛瑙研钵研磨、球磨机球磨、超声分散等。
38.在本实施例中，第一滤光膜片102为透明的光学玻璃层、石英玻璃层或蓝宝石层等。其中，从热导率的角度优选为蓝宝石层。在本实施例中，第一滤光膜片102远离波长转换层101的一侧表面镀有ar光学膜，其中，ar光学膜称为减反膜，又称为增透膜。在本实施例中，光线从第一滤光膜片102远离波长转换层101的一侧入射，第一滤光膜片102的入光面镀有ar光学膜，其出光面镀有0度蓝光透过膜层的光学膜，以增加波长转换层101的波长转换率。在本实施例中，第一滤光膜片102为基板，用于承载波长转换层101。
39.在本实施例中，第二滤光膜片103为光学玻璃层、石英玻璃层或蓝宝石层等。第二滤光膜片103靠近波长转换层101的一侧表面镀有选择性透过光学膜，远离波长转换层101的一侧表面镀有ar光学膜。其中，第二滤光膜片103与波长转换层101间隔设置，第二滤光膜片103与波长转换层101之间存在空气层1012。选择性透过光学膜用于滤光修，一般为低折射率膜和高折射率膜层形成的多层结构，如包括ta2o5、sio2、al2o3、tio2等。
40.其中，光从第一滤光膜片102远离波长转换层101的一侧入射，从第二滤光膜片103出射。在一实施例中，入射光为蓝激光，其波长由445nm或455nm或465nm的激光器发射出来的。出射光由激发光源发射的激发光(入射光)透过第一滤光膜片102的0度蓝光透过膜层照射到波长转换层101，从而激发波长转换层101产生受激光，再通过第二滤光膜片103进行滤光修，生成转换后的出射光。
41.在一实施例中，波长转换装置还包括旋转主轴104，旋转主轴104垂直且贯穿于第一滤光膜片102和第二滤光膜片103，且位于第一滤光膜片102和第二滤光膜片103的中心设置。其中，第一滤光膜片102和第二滤光膜片103设置于旋转主轴104的一端。
42.在一实施例中，旋转主轴104远离第一滤光膜片102的一端面安装有马达，以通过马达使旋转主轴104旋转，从而带动第一滤光膜片102和第二滤光膜片103以及波长转换层101沿旋转主轴104旋转。
43.在一实施例中，第一滤光膜片102和第二滤光膜片103为圆盘形基板，具体地，请参阅图2，图2为本技术波长转换装置一实施例的俯视结构示意图。如图2所示，第一滤光膜片102和第二滤光膜片103的俯视图为圆形。旋转主轴104贯穿第一滤光膜片102和第二滤光膜片103的圆心。其中，第二滤光膜片103与第一滤光膜片102间隔设置，具体地，第二滤光膜片103通过旋转主轴104固定，从而与第一滤光膜片102上的波长转换层101间隔，其中间隔由空气填充。在一实施例中，波长转换层101是沿第一滤光膜片102外围涂覆波长转换材料形成的，波长转换层101为圆环形状，设置于第一滤光膜片102的外圈。
44.在其它实施例中，波长转换层101还可以为圆盘形，与第一滤光膜片102的形状、大小相同。另外，在其他实施例中，波长转换层101可由多个扇面形状或圆弧段形状组合而成，
多个扇面或圆弧段所产生的受激光可相同或不同。
45.本技术的波长转换装置的工作过程包括：激发光源发射的激发光透过第一滤光膜片102以及第一滤光膜片102靠近波长转换层101一侧的光学膜层1011照射到波长转换层101，激发波长转换层101产生受激光；然后部分受激光透过波长转换层101发射出去形成出射光，而其余受激光和未被波长转换层101吸收的激发光通过波长转换层101的漫反射作用散射到第一滤光膜片102的光学膜层上，并通过光学膜层反射回到波长转换层101，以使其能够二次利用，从而提高激发光和受激光的利用率。至少部分受激光以及未被利用的激发光可经过第二滤光膜片103的滤光修后出射。
46.本技术克服了波长转换层在光学膜片上烧结会破坏光学膜层的功能性的偏见，通过将在对光源进行转换过程中产生大量热量的波长转换层紧密贴合第一滤光膜片表面设置，从而有利于将热量迅速导入到第一滤光膜片上，从而大大提高了波长转换装置的散热性能。另外，通过将第一滤光膜片与第二滤光膜片中间的波长转换层印刷在第一滤光膜片的光学膜层表面，再通过固化或烧结将两层组合在一起，极大地简化了波长转换装置的组装工序，降低了组装难度。
47.本技术还提供一种发光装置，请参阅图3，图3为本技术发光装置一实施例的结构示意图。如图3所示，发光装置包括上述实施例中的波长转换装置以及激发光源20，激发光源20设置于旋转主轴104的一侧，通过旋转主轴104转动，使激发光源20发出的激发光依次经过第一滤光膜片102和光学膜层1011入射至波长转换层101产生受激光，至少部分受激光经第二滤光膜片103出射。其中，激发光源20可以包括激光和/或led光源。需要说明的是，发光装置包括如图1至图2所示实施例提供的波长转换装置的全部技术特征，且可实现如图1至图2所示实施例提供的波长转换装置可实现的全部技术效果，为避免重复，在此不再赘述。发光装置具体可为照明装置或投影装置等，照明装置可包括车灯、舞台灯、探照灯、路灯、手电筒等。
48.以上仅为本技术的实施例，并非因此限制本技术的专利范围，凡是利用本技术说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本技术的专利保护范围内。

技术特征：

1.一种波长转换装置，其特征在于，所述波长转换装置包括：波长转换层，以及位于波长转换层相对两侧的第一滤光膜片和第二滤光膜片，所述第一滤光膜片与所述波长转换层贴合设置，所述第二滤光膜片与所述波长转换层间隔设置；其中，所述第一滤光膜片与所述波长转换层之间还设置有光学膜层。2.根据权利要求1所述的波长转换装置，其特征在于，所述光学膜层为0度蓝光透过膜层。3.根据权利要求1或2所述的波长转换装置，其特征在于，所述波长转换层为烧结荧光玻璃层，所述烧结荧光玻璃层中玻璃的软化温度为400-600℃。4.根据权利要求1或2所述的波长转换装置，其特征在于，所述第一滤光膜片远离所述波长转换层的一侧表面镀有ar光学膜。5.根据权利要求1或2所述的波长转换装置，其特征在于，所述第二滤光膜片靠近所述波长转换层的一侧表面镀有选择性透过光学膜，远离所述波长转换层的一侧表面镀有ar光学膜。6.根据权利要求1或2所述的波长转换装置，其特征在于，所述第一滤光膜片或所述第二滤光膜片为光学玻璃层、石英玻璃层或蓝宝石层。7.根据权利要求1所述的波长转换装置，其特征在于，所述波长转换装置还包括旋转主轴，所述旋转主轴垂直且贯穿于所述第一滤光膜片和所述第二滤光膜片，且位于所述第一滤光膜片和所述第二滤光膜片的中心设置。8.根据权利要求7所述的波长转换装置，其特征在于，所述第一滤光膜片和所述第二滤光膜片为圆盘形，所述旋转主轴远离所述第一滤光膜片的一端面安装有马达，以通过所述马达使所述旋转主轴旋转，从而带动所述第一滤光膜片和所述第二滤光膜片以及所述波长转换层沿旋转主轴旋转。9.根据权利要求8所述的波长转换装置，其特征在于，所述波长转换层为圆环形状，设置于所述第一滤光膜片的外圈，以随着所述第一滤光膜片沿所述旋转主轴旋转。10.一种发光装置，其特征在于，包括激发光源和权利要求1-9任一项所述的波长转换装置，所述激发光源发出的激发光经所述第一滤光膜片和所述光学膜层入射至所述波长转换层产生受激光，至少部分所述受激光经所述第二滤光膜片出射。

技术总结

本申请公开了一种波长转换装置和发光装置，其中，波长转换装置包括：波长转换层，以及位于波长转换层相对两侧的第一滤光膜片和第二滤光膜片，第一滤光膜片与波长转换层贴合设置，第二滤光膜片与波长转换层间隔设置；其中，第一滤光膜片与波长转换层之间还设置有光学膜层。通过上述结构，使波长转换层与光学膜层紧密贴合，克服了波长转换层在光学膜片上烧结会破坏光学膜层的功能性的偏见，提高了波长转换装置的散热性。换装置的散热性。换装置的散热性。