一种波长转换装置、漫反射层、光源系统及投影系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及照明及显示技术领域，特别是涉及一种波长转换装置、漫反射层、光源 系统及投影系统。
【背景技术】
[0002] 目前，蓝光激光激发高速旋转的色轮能够有效解决荧光粉的热猝灭问题而使得高 效低成本的激光显示成为现实，逐渐发展成为激光光源的主流技术之一，
[0003] 在该种方案中，光源包括激发光源和波长转换装置，其中波长转换装置包括反射 基底和涂覆在反射基底上的荧光粉片，以及用于驱动反射基底转动的马达，使得来自激发 光源的激发光在荧光粉片上形成的光斑按圆形路径作用于该荧光粉片。
[0004] 目前激光光源的反射基底采用镜面铝，镜面铝中的高反射层采用高纯铝或者高纯 银，它与铝基板的粘接用氧化铝作为亲和层。在高反射层表面镀上介质层例如MgF2、Si02 等，用以高纯铝/银层的保护和增强反射作用。
[0005] 这种镜面铝基板存在的问题是：对于反射率更高的高反射银层来说，在使用过程 中，银原子很容易与大气中的硫化氢，氧气等发生硫化、氧化反应而使反射率和热稳定性急 剧降低；对于高反射铝层来说，铝的稳定性高于银，但是反射率不高。
[0006] 因此，在目前工艺条件下，要兼顾铝基板的反射率和热稳定性来说，必须寻找其他 更有效的方法，有研究者通过溅射或者等离子增强化学气相沉积方法在高反射银层镀氧化 铝或者氮化硅致密保护层来解决银的硫化问题，但是，为了不影响反射层的反射率，保护层 的厚度一般在l〇nm以下，均一'丨生难以保证，工艺较为复杂。
【发明内容】
[0007] 本发明实施例主要解决的技术问题是提供了一种反射层厚度薄、反射率高同时还 具有良好热稳定性的波长转换装置、漫反射层、光源系统及投影系统。
[0008] 本发明实施例提供了一种波长转换装置，包括含有荧光粉以实现波长转换的荧光 层，还包括附着在所述荧光层的背光面上的漫反射层，所述漫反射层包括白色散射粒子和 粘接所述白色散射粒子的第一粘接剂，所述白色散射粒子的折射率与所述第一粘接剂的折 射率的比值大于1.2。
[0009] 进一步地，所述白色散射粒子的折射率与所述第一粘接剂的折射率的比值不低于 1. 25。
[0010] 进一步地，所述白色散射粒子的折射率大于1. 7。
[0011] 进一步地，所述白色散射粒子包括氧化铝粉末、氧化镁粉末、氮化硼粉末、氧化钇 粉末、氧化锌粉末、氧化钛粉末、氧化锆粉末中的至少一种。
[0012] 进一步地，所述白色散射粒子的粒径在0. 1?10微米之间。
[0013] 进一步地，所述白色散射粒子的粒径在0. 2?0. 5微米之间。
[0014] 进一步地，所述白色散射粒子与所述第一粘接剂的体积比大于0.4。
[0015] 进一步地，所述漫反射层的厚度小于0. 2毫米。
[0016] 进一步地，所述第一粘接剂为有机粘接剂，所述有机粘接剂为硅胶、环氧树脂中的 任一种或多种。
[0017] 进一步地，所述第一粘接剂为无机粘接剂，所述无机粘接剂为玻璃、水玻璃、低温 釉料中的任一种或多种。
[0018] 进一步地，所述荧光层包括所述荧光粉以及粘接所述荧光粉的第二粘接剂。
[0019] 进一步地，所述波长转换装置还包括导热基板，所述荧光层和漫反射层均附着在 所述导热基板一侧表面上，且所述漫反射层位于所述导热基板和所述荧光层之间。
[0020] 进一步地，所述第一粘接剂和第二粘接剂均为玻璃，且所述第二粘接剂的热膨胀 系数小于或等于所述第一粘接剂的热膨胀系数。
[0021] 进一步地，所述荧光层为含有荧光粉的荧光陶瓷。
[0022] 本发明还提供一种漫反射层，用于反射光波，包括白色散射粒子和粘接所述白色 散射粒子的第一粘接剂，所述白色散射粒子的折射率与所述第一粘接剂的折射率的比值大 于 1. 2。
[0023] 本发明还提供一种光源系统，包括光源和上述的波长转换装置，所述光源位于所 述波长转换装置的荧光层的迎光面一侧，使得所述光源发出的激发光经所述荧光层进行波 长转换，并被所述荧光层背光面上的漫反射层反射。
[0024] 本发明还提供一种投影系统，用于投影成像，具有如上所述的光源系统。
[0025] 与现有技术相比，本发明实施例具有如下有益效果：
[0026]1.漫反射层采用折射率满足一定比值条件的白色散射粒子和第一粘接剂组成，对 可见光的具有较高的反射率，所以漫反射层可以在较薄的情况下实现高反射率，较薄的漫 反射层进而有利于缩短发光层的热量传导路径，从而提高了波长转换装置的热稳定性。
[0027] 2.由于漫反射层反射率较高，基板的反射率对其没有影响，因此热导率较高的任 何金属或者陶瓷基板都可以满足要求，一方面可以避免使用镀银铝基板的银的热稳定性问 题，另一方面，使用普通金属基板可以降低成本。
【附图说明】
[0028] 图1为本发明波长转换装置的第一实施例的剖视图；
[0029] 图2为本发明波长转换装置的第二实施例的俯视图；
[0030] 图3为图1所示波长转换装置的半剖主视图；
[0031] 图4为本发明波长转换装置的第三实施例的俯视图。
【具体实施方式】
[0032] 下面结合附图和实施方式对本发明实施例进行详细说明。
[0033] 请参阅图1所示的波长转换装置的第一实施例。如图1所示，波长转换装置包括 依次层叠设置并固定的荧光层3、漫反射层2、导热基板1。
[0034] 荧光层3含有荧光粉。当光源发出的具有特定波长范围的激发光从荧光层3面向 光源的迎光面S2入射并照射到荧光粉上，荧光粉可以吸收激发光并受激产生不同于激发 光波长的光，实现波长转换功能。本发明的荧光粉例如YAG(钇铝石榴石)荧光粉，YAG荧光 粉可以吸收蓝光、紫外光等而产生黄色受激光。此外，荧光粉还可以是红光荧光粉、绿光荧 光粉等。
[0035] 漫反射层2附着在荧光层3的平行于迎光面S2的背光面S1上，并位于导热基板 1和荧光层3之间，用于对入射光进行反射。漫反射层2包括粒径在0. 1?10微米之间的 白色散射粒子和用于将白色散射粒子粘接的第一粘接剂。白色散射粒子是指能够反射大多 数颜色的可见光、从而表观上为白色的粒子，一般为盐类或者氧化物类粉末，例如氧化铝粉 末、氧化镁粉末、氮化硼粉末、氧化钇粉末、氧化锌粉末、氧化钛粉末、氧化锆粉末等。这些白 色散射粒子基本上不会对光进行吸收，并且性质稳定，不会在高温下氧化。考虑到漫反射层 需要较好的散热效果，优选地选择导热率较高的氧化铝粉末。
[0036] 导热基板1可以为金属，也可以是导热性能较好的陶瓷，从而将荧光层3和漫反 射层1接收激发光而产生的热量传导并散出。虽然金属的导热率很高，但是金属在温度高 于其熔点温度的一半时，金属就可能会受热变形，例如铝板、钢板、铜板等。因此，导热基板 1优选采用导热系数大于等于80W/mK、熔点在1500°C以上的陶瓷材料，在实现导热的同时， 还可以耐受较高的温度。这种导热基板基本上都是致密结构的陶瓷板，例如氮化铝、氮化 硅、氮化硼、氧化铍、碳化硅等。需要说明的是，如果本发明的荧光层3和漫反射层2是直接 制备到一具体应用产品上的，也可以不具有导热基板1，应用产品例如发光二极管、灯具反 光板等。
[0037] 本发明的波长转换装置利用白色散射粒子构成的漫反射层来代替传统的镜面铝 膜、银膜或镜面铝板。通过白色散射粒子对入射光进行散射，实现了对入射光的反射。而白 色散射粒子不会氧化而吸收入射光导致反射率降低，同时还可耐受较高温度。
[0038] 对于上述镜面金属膜或金属板等构成的反射层来说，其表面比较光滑，当荧光层 在镜面金属反射层的表面成型后，荧光层与反射层接触的表面会收缩，而部分与反射层分 离，使得荧光层与反射层的接触面积较小，因此二者之间的界面热阻比较大。本实施例中， 由于陶瓷基板和漫反射层的表面都相对比较粗糙，因此，荧光层与漫反射层之间、漫反射层 与陶瓷导热基板之间的接触面积比较大，使得波长转换装置成型后的界面热阻较小，从而 提_热传导效率。
[0039] 实际应用中，为了成型漫反射层2,白色散射粒子需要用第一粘接剂粘接并固化成 一个整体的层结构。为了不影响光的入射，第一粘接剂应为透明材料，即透光率高于90%。 第一粘接剂可以是有机粘接剂，例如硅胶、环氧树脂等中的一种或多种的配合，也可以是无 机粘接剂，例如玻璃、水玻璃、低温釉料等中一种或多种的配合。
[0040] 较常使用的第一粘接剂为硅胶，其化学性质稳定、有较高的机械强度。制备漫反射 层时，将白色散射粒子和硅胶按照一定的体积比配制并混合均匀，涂敷到导热基板1表面， 加热固化即可得到漫反射层2。
[0041] 由于硅胶可耐受的温度较低，一般在250摄氏度至300摄氏度。因此在一些光源功 率大、对耐高温性能有要求的应用环境中，优选粘接白色散射粒子的第一粘接剂为玻璃。制 备该漫反射层2时，先获得该玻璃相应的玻璃粉，玻璃粉是一种无定形颗粒状的玻璃均质 体，其透明度高且化学性质稳定，例如