双层结构的荧光色轮及其制备方法与流程

本发明涉及投影显示及照明用光源技术领域，具体涉及色轮及其制备方法。

背景技术：

荧光色轮，为一种波长转换器件，可将一定光谱波形的入射光通过波长换换材料及其组件转换为其他光谱波形的光输出，常被用在照明技术、显示技术等其他光电领域，是目前光波长转换技术中的最核心技术之一。

目前，投影显示及照明技术主要选择利用LED (Light Emitting Diode) 或LD (Laser Diode) 作基础光源，常用的实现方式一般分两种：一种是利用红、绿或蓝等不同波长的LED或LD作为基础多色光源，通过直接调制光路，实现彩色显示模式；另外一种则是利用一种红色或绿色或蓝色LED或LD作为基础光源，再利用其激发波长转换材料产生其他所需光谱的光，再通过调制光路，最终实现彩色投影显示模式。在激光显示投影模式中,时序色光光源的光收集并聚焦于波长转换转盘上并激发荧光粉发光，随着转盘的转动产生周期性时序色光序列；制作高亮度的投影光源。通过上述原理制作的投影光源所使用的荧光粉色轮，一般是在基板上涂布一种或多种不同颜色、不同激发光谱的荧光粉色段/片层，通过LED或LD基础光源激发荧光色轮上不同的波长转换材料（荧光粉），最终制成投影光源系统。

在实际的光路及使用中，作为光波长转化核心器件的色轮，目前基本都采用硅胶等粘结剂与荧光粉，使用真空镀膜镀制金属铝、银等反射层的基板等制作而成。这样制作的色轮有2大缺陷，一方面真空镀膜工艺形成反射膜层的效率低、材料和工艺制备成本非常高、制作周期长，且能耗高、制备的器件性能也不够理想。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种双层结构的荧光色轮及其制备方法，以克服现有技术存在的缺陷，满足相关领域应用的需要。

本发明所述的双层结构的荧光色轮，包括基板、散反光层和波长转换层；

本发明所述的散反光层和波长转换层可采用真空、点胶、丝印、辊涂等涂布方式制备；

所述的散反光层设置在所述的基板的一侧，所述的波长转换层设置在所述的散反光层的另一侧。

本发明的有益效果是：

所述的荧光粉色轮，采用涂布方式制备散反光层和波长转换层，大大缩短了制备时间和周期，极大地提高了生产效率、降低了成本；同时，制备的散反光层同时具有反射和散射光功能，大幅提高光能的使用效率。

附图说明

图1为荧光色轮结构示意图。

图2为图1的右视图。

具体实施方式

参见图1和图2，本发明所述的荧光色轮，包括基板1、散反光层2和波长转换层3；

所述的散反光层2设置在所述的基板1的一侧，所述的波长转换层3设置在所述的散反光层2的另一侧；

优选的，设有一层以上的所述的散反光层2和一层以上的所述波长转换层3，所述的散反光层2和波长转换层3间隔设置；

优选的，所述散反光层和波长转换层均制备为形状相同的圆环形状，并复合设置在所述的基板1的外圈，如图2。

所述的散反光层2含有散反光材料，所述的散反光材料为公知的，如：金属反射材料，如银、铝、金、铬、镍、铜、铂、铑及银/铝、金/银、金/铝、金/银/铝等至少一种材料或两种及两种以上形成的复合材料；非金属反射材料，如氧化硅、氟化镁、硫化锌、氧化钽、氧化铈、氧化锆、氧化铝等至少一种材料或两种及两种以上形成的复合材料；金属-非金属复合反射材料，上述金属与非金属的两种及两种以上材料形成的复合材料；

优选的，所述散反光层2为散反光材料与透明粘结剂的混合物；

所述的波长转换层3含有波长转换材料，所述的波长转换材料为公知的，如：可以是陶瓷荧光体材料、YAG荧光粉、硅酸盐、氯硅酸盐、铝酸盐、氮氧化物、氮化物、钨酸盐、钼酸盐、硫氧化物或硫化物等荧光材料；

优选的，所述的波长转换层3为波长转换材料与透明粘结剂的混合物；

所述的透明粘结剂可采用商业化的透明胶或半透明胶产品，硅胶类如美国道康宁公司的OE6336粘结剂、环氧胶如株洲世林聚合物有限公司的SL3307胶水、无机透明胶如上海振大助剂有限公司的耐高温无机胶2638/1638及210A/200A等；

散/反光材料与透明粘结剂的重量比为1∶0.1~10；

波长转换材料与透明粘结剂的重量比为1∶0.1~10；

所述的基板1的材料为可以是未做任何表面处理的普通金属板，如铝、铜、银、金、铁等至少一种材料或两种及两种以上形成的复合材料，或者是陶瓷、玻璃、石英、塑料等其他非金属材料中至少一种或材料两种及两种以上形成的复合材料，或者是上述金属材料与非金属材料的两种及两种以上形成的复合材料；

所述的基板的形状包括圆形，椭圆形，正方形，长方形，五边形，三角形等规则或不规则的多边形，且不限于上述所列形状规格；

优选的，所述的基板1的表面还可以设有反射面，所述的反射面可通过物理或化学研磨、抛光处理后形成，对光反射率达80%及以上；

优选的，所述的荧光色轮，还包括动力构件6如电机，所述的动力构件6通过连接件5与所述的基板1相连接；

所述的荧光色轮的制备方法，包括如下步骤：

（1）将透明粘结剂与散反光材料按照比例混合，然后涂布在基板1上，固化，固化方式为：先在20～95℃，优选80-90℃，固化1-60000分钟，优选10-30分钟；然后在100-300℃，优选150-200℃，固化1-60000分钟，优选30-150分钟；

（2）然后将透明粘结剂与波长转换材料按照比例混合，然后涂布在步骤（1）的散反光层上，涂覆方法为常规的，如丝网印刷或机械臂点胶工艺，固化，固化方式为：先在20～95℃，优选80-90℃，固化1-60000分钟，优选的10-30分钟；然后在100-300℃，优选150-200℃，固化1-60000分钟，优选120-150分钟；

优选的，还包括将所述的动力构件6通过连接件5固定在基板上的步骤，即可获得所述的荧光色轮；

（3）在步骤（2）的荧光色轮上再次重复涂覆散/反光材料层和波长转换材料层，即可获得多层结构的所述的荧光色轮。

实施例1

图1所示的荧光色轮的制备：其中，散反光层和波长转换层均制备为圆环状。

（1）将透明粘结剂与散反光材料混合，然后涂布在基板1上，固化，固化方式为：在130℃，固化150分钟；

所述的基板1为铝板，圆形，所述的散反光材料为银；

所述的透明粘结剂采用美国道康宁公司牌号为OE6336A/B的AB胶产品，为一种硅胶类双组份粘结剂

散反光材料∶透明粘结剂的重量比为1.5∶1；

（2）然后将透明粘结剂与波长转换材料混合，涂布在步骤（1）的散反光层上，涂覆方法为丝网印刷，固化，先在80℃，固化30分钟，然后在150℃，固化150分钟；

将所述的动力构件6通过连接件5固定在基板上，即可获得所述的荧光色轮；

所述的波长转换材料为美国英特美公司硅酸盐系列Y-4156型黄色荧光粉；

激光二极管选用日亚化学工业株式会社的NDB4216蓝光激光二极管，波长450-460nm;

将激光二极管发出的蓝色光照射在所述的色轮上，即可获得峰值波长为550-560nm的黄色光。

实施例2

图1所示的荧光色轮的制备：

（1）将透明粘结剂与散/反光材料混合，然后涂布在基板1上，固化，先在90℃，固化10分钟；然后在200℃，固化100分钟；

所述的基板1为铜板，六边形；

所述的光散反光材料为纳米氧化铝；

所述的透明粘结剂采用上海振大助剂有限公司牌号为2638+210A的双组分透明无机耐高温胶产品，为一种碳化硅、氟化硅、氧化硅等的复合杂化无机材料粘结剂；

散反光材料∶透明粘结剂的重量比为1∶1；

（2）然后将透明粘结剂与波长转换材料混合，涂布在步骤（1）的散反光层上，涂覆方法为机械臂点胶方法，可参见日本武藏MS-300DS机械臂点胶机的操作方法，固化，先在90℃，固化10分钟，然后在200，固化100分钟；将所述的动力构件6通过连接件5固定在基板上，即可获得所述的荧光色轮，为绿色荧光色轮；

所述的波长转换材料为德国DINO公司的GAL515型绿色荧光粉；

激光二极管选用日亚化学工业株式会社的NDU4316紫外激光二极管，波长390-400nm；将激光二极管发出的紫外光照射在所述的色轮上，即可获得峰值波长为510-520nm的绿色光。