波长转换装置及相关光源系统制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种波长转换装置和光源系统，该波长转换装置包括具有第一表面的基底，该第一表面上形成有微结构阵列，该微结构阵列包括微结构单元，其中各微结构单元呈凹坑状；第一表面上的微结构阵列中各微结构单元的表面上设置有反射层，使得该反射层的表面的起伏与各微结构单元的起伏一致；在第一表面上的反射层上设置有波长转换层，该波长转换层的表面的起伏与第一表面的起伏一致。本发明专利技术能提供一种光转换效率较高且能阻止出射光斑面积严重扩散的波长转换装置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及照明及显示
，特别是涉及一种波长转换装置及相关光源系统。
技术介绍
现有技术中的照明系统或者投影系统的发光装置中，常采用激发光对波长转换材料进行激发以产生受激光。但由于每个波长转换材料颗粒在受激发的过程中的波长转换效率不可能是100％，其中所损失的能量都转化为热量，这就造成了波长转换材料颗粒的热量的累积和温度的快速上升，直接影响了波长转换材料的发光效率和使用寿命。一种常用的解决方法是，通过驱动装置驱动波长转换材料层运动，使得激发光在波长转换材料层上形成的光斑按预定路径作用于该波长转换材料。这样，单位面积内的波长转换材料不会一直处于激发光的照射下，单位面积内的波长转换材料的热量的累积得以减少。但是，随着照明系统和投影系统对出射光的光功率的要求越来越高，激发光的光功率也随之提高。当激发光的光功率密度越高时，波长转换材料的光转换效率越低；当激发光的光功率达到一定程度时，波长转换材料会发生淬灭效应，即波长转换材料的光转换效率急剧下降。针对这个问题，现有技术中常采用的一种方法是，在波长转换材料层的表面形成由多个凸起微结构组成的凸起微结构阵列，该凸起微结构一般呈金字塔结构或者∧字形的条形等，以增大波长转换材料层的表面积。在激发光不改变的前提下，波长转换材料层的表面积增大，能使得位于单位面积内的波长转换材料的光斑的光功率密度下降，进而提高波长转换材料的光转换效率。而在波长转换材料层的表面上形成凸起状的微结构阵列的原因在于其制作工艺容易。在该包括凸起微结构阵列的波长转换材料层的制作方法中，先加工微结构模具，然后利用该模具注塑成型。其中该模具只能制作呈凹坑状的微结构阵列，例如采用钻孔或者切削的方法来在该模具上形成凹坑阵列，而注塑成型的微结构阵列与模具呈反结构，因此波长转换材料层上的微结构阵列呈凸起状。如图1所示，图1是现有技术中的波长转换材料层的结构示意图。在这个方案中，激发光L1入射于波长转换材料层101包括有凸起微结构阵列的一面上的其中至少一个凸起微结构上，对该凸起微结构上的波长转换材料进行激发。波长转换材料吸收激发光并出射受激光。由于波长转换材料是全角发光的，部分受激光L2直接出射，部分受激光L3会入射到其他凸起单元上再被这些凸起单元反射出射，还有部分受激光L4依次被多个凸起单元反射后再出射，这造成出射光斑的严重扩散。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题是提供一种光转换效率较高且能阻止出射光斑面积严重扩散的波长转换装置。本专利技术实施例提供一种波长转换装置，包括：基底，包括第一表面，该基底的第一表面上形成有微结构阵列，该微结构阵列包括微结构单元，其中各微结构单元呈凹坑状；第一表面上的微结构阵列中各微结构单元的表面上设置有反射层，使得该反射层的表面的起伏与各微结构单元的起伏一致；在第一表面上的反射层上设置有波长转换层，该波长转换层的表面的起伏与第一表面的起伏一致。本专利技术实施例还提供一种光源系统，包括上述波长转换装置。与现有技术相比，本专利技术包括如下有益效果：由于波长转换装置中的波长转换层设置在呈凹坑状的微结构单元表面上的反射层上，使得在沿平行于第一表面的延伸方向的单位平面面积内，相比表面呈平面状的波长转换层，本专利技术中的波长转换层的面积更大，进而降低了单位面积内的波长转换层上的光斑的光功率密度；同时，由于各微结构呈凹坑状，凹坑内的波长转换层产生的受激光出射时直接出射，而不会入射到其他微结构上再被反射，因此未造成受激光出射光斑的面积的严重扩大。附图说明图1是现有技术中的波长转换材料层的结构示意图图2A是本专利技术的波长转换装置的一个实施例的主视图;图2B是图2A所示的波长转换装置的俯视图;图3是本专利技术又一个实施例的波长转换装置的主视图;图4是本专利技术又一个实施例的波长转换装置的主视图;图5A是本专利技术的光源系统的一个实施例的结构示意图；图5B是图5A所示的光源系统的一种局部光路结构示意图；图5C是图5A所示的光源系统的另一种局部光路结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施方式对本专利技术实施例进行详细说明。实施例一请参阅图2A，图2A是本专利技术的波长转换装置的一个实施例的主视图。波长转换装置200包括基底201、反射层（图未示）和波长转换层203。基底201包括第一表面201a，该第一表面201a上形成有微结构阵列，该微结构阵列包括微结构单元22，其中各微结构单元22呈凹坑状。在本实施例中，该凹坑呈四棱锥状。如图2B所示，图2B是图2A所示的波长转换装置的俯视图。在本实施例中，呈四棱锥状的各凹坑22的开口为正方形。第一表面201a上设置有反射层（图未示），并且该反射层的表面的起伏与该第一表面的起伏一致。在第一表面201a上的微结构表面上设置反射层有多种方法，其中一种是在该微结构上镀反射膜。最常见的反射膜为银膜，其反射率高达98%或者以上；还可以镀铝膜，其反射率达到94%以上；或者也可以镀金属和介质的混合膜。在镀膜的时候，如果直接在基底表面上镀银膜或者铝膜可能会存在镀膜牢固度不高的问题。因此，在镀银膜或铝膜之前先镀一层铬膜或者钛膜以提高镀膜牢固度。考虑到银和铝在空气中极易氧化，这会极大地降低反射率；因此，在银膜或铝膜表面优选再镀一层透明介质的保护膜以隔绝氧气，例如氧化硅薄膜。第一表面201a上的反射层上设置有波长转换层203，且该波长转换层203的表面的起伏与第一表面的起伏一致。波长转换层203包括波长转换材料，该波长转换材料用于吸收一种波长范围的光并出射另一种波长范围的光。最常用的波长转换材料是荧光粉，例如YAG荧光粉，它可以吸收蓝光并受激发射黄色的受激光。波长转换材料还可能是量子点、荧光染料等具有波长转换能力的材料，并不限于荧光粉。在很多情况下，波长转换材料往往是粉末状或颗粒状的，难以直接形成波长转换材料层。这就需要使用一种粘接剂把各个波长转换材料颗粒固定在一起，并形成片层状。波长转换层的做法一般是将波长转换材料与有机透明粘接剂充分混合，使波长转换材料均匀分散于有机透明粘接剂之中形成荧光浆料，然后将该荧光浆料均匀涂覆于一个衬底表面形成荧光浆料涂层，然后在一定温度下使有机透明粘结剂固化形成波长转换材料层。实际上，粘结剂并不限于有机透明粘结剂，也可以是无机粘结剂，例如水玻璃、二氧化硅颗粒、二氧化钛颗粒等。无机粘结剂与波...

【技术保护点】
一种波长转换装置，其特征在于，包括：基底，包括第一表面，该基底的第一表面上形成有微结构阵列，该微结构阵列包括微结构单元，其中各微结构单元呈凹坑状；第一表面上的微结构阵列中各微结构单元的表面上设置有反射层，使得该反射层的表面的起伏与各微结构单元的起伏一致；在第一表面上的反射层上设置有波长转换层，该波长转换层的表面的起伏与第一表面的起伏一致。

【技术特征摘要】
2012.10.31 CN 201210428517.11.一种波长转换装置，其特征在于，包括：
基底，包括第一表面，该基底的第一表面上形成有微结构阵列，该
微结构阵列包括微结构单元，其中各微结构单元呈凹坑状；
第一表面上的微结构阵列中各微结构单元的表面上设置有反射层，
使得该反射层的表面的起伏与各微结构单元的起伏一致；在第一表面上
的反射层上设置有波长转换层，该波长转换层的表面的起伏与第一表面
的起伏一致。
2.根据权利要求1所述的波长转换装置，其特征在于，所述凹坑
的底部不为平面。
3.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
转换层的平均厚度小于或者等于所述微结构阵列中相邻的两个微结构
单元的平均距离。
4.根据权利要求3所述的波长转换装置，其特征在于，所述波长
转换层的平均厚度小于或者等于所述微结构阵列中相邻的两个微结构
单元的平均距离的0.25倍。
5.根据权利要求1所述的波长转换装置，其特征在于，在所述微
结构阵列中的各微结构单元的表面上，形成有子微结构阵列，该子微结
构阵列...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨毅，
申请(专利权)人：深圳市绎立锐光科技开发有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44