[发明专利]光学增强的光转换器

说明书

提供了一种光转换器和制造方法。提供了光转换层(301)，该光转换层包括粘结材料(301b)中的光转换颗粒(301a)，用于将入射在所述光转换层(301)上的激发光生成发射光。平面化层(304)位于所述光转换层(301)的表面上，并且至少一个光学涂层(305)是所述平面化层(304)的一部分或者位于所述平面化层的表面上，所述平面化层的表面与所述光转换层(301)的所述表面相比是相对光滑的。

技术领域

本发明涉及一种包括固态光转换材料的光转换器，该光转换器可形成诸如荧光轮等光学设备的一部分。本发明还提供了一种制造光转换器的方法。

背景技术

诸如荧光体等光转换(或波长转换)材料用于各种应用，特别是用于光学设备中。图1示出现有技术的示例性光转换器100的横截面的示意图。该光转换器包括：光转换层101；以及高反射涂层102。光转换层101通常包括位于诸如固化有机硅胶101b等聚合物粘结剂内的荧光体颗粒(粉末)101a。该光转换器也被称为有机硅内具有荧光体(PIS)类型。荧光体颗粒101a通过滴涂、网印或其他涂覆方法分散在液体透明有机硅101b内，然后热固化并凝固。光转换层101具有位于与在其上提供高反射涂层102的一侧相对的一侧上的粗糙表面101c。

激发光103a入射在光转换层101上，并且荧光体粉末101a将激发光转换为发射光。高反射涂层102捕捉来自所有可能方向的这个发射光并且对其进行反射，使得发射光103b全部在与激发光103a相反的方向行进。因此，光转换器100为反射类型。还已知的是提供不具有高反射涂层102的光转换层101，并且这种光转换器为透射类型。

这种光转换器的一个应用是荧光轮，该荧光轮是用于从单个光源的激发光(通常具有窄波长范围)生成一个或通常多个不同波长的发射光。在本发明人的WO2014/016574中描述了示例荧光轮。

接下来参照图2a和图2b，分别示意性地示出了已知的荧光轮结构的第一和第二示例。这两个示例具有类似的特征，并且相同的参考标记用来指示相同的特征。光转换器201设置在盘形基板202上。根据图1，光转换器201是PIS类型。光转换器201被形成为单个彩色荧光环(在同心图案中，如图2a所示)或多个彩色区段201(R)(红色)、201(Y)(黄色)和201(G)(绿色)，每个彩色区段用来按照特定的颜色生成光(如图2b所示)。光转换器201将光谱从第一光谱波长范围的激发光转换为第二不同光谱波长范围的发射(或重新发射)光。当入射在光转换器201上时，激发光203a(光源，例如蓝光)致使生成发射光203b(例如，黄光，特别是在201(Y)的情况下)。发射光203b由盘形基板202反射，并且发射光203b由透镜系统(未示出)收集。通常，盘型基板202在使用期间转动，但是该设备可以在静止(非转动)配置下使用，在这种情况下，可以不被称为荧光轮。

特别是在具体用于荧光轮的光转换器的效率、输出功率和温度管理方面改善性能是显著的挑战。解决这种挑战的一种方式是通过用固态光转换材料(诸如陶瓷转换器或荧光玻璃)替换PIS类型光转换层。然而，PIS类型的材料具有优于这种固态光转换材料的优点。例如，它们可以允许更灵活地选择颜色、更简单的结构和更低的成本。提供性能改进而不改变所使用的光转换层的类型是有益的。

发明内容

针对此背景，提供了一种根据权利要求1的光转换器和根据权利要求12的光学设备。还提供了一种根据权利要求14的制造光转换器的方法。参照权利要求书并且在以下描述中公开其他优选特征。

已经认识到，包括位于光转换层上的至少一个光学涂层的光转换器可以是有利的，其中，光转换层包括位于粘结材料(例如，诸如有机硅等聚合物)内的光转换颗粒(例如，荧光粉)。平面化层有利地设置在位于光转换层的表面上。光学涂层有益地被设置为平面化层的一部分或者位于平面化层的表面上。平面化层的表面(与至少一个光学涂层相邻)是光学光滑的和/或与光转换层的表面(与平面化层相邻)相比是相对光滑的。