[發明專利]光轉換輪

在審

• 申請號: 202010633515.0
• 申請日: 2020-07-02
• 公開（公告）號: CN112180663A
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: V·哈格曼;A·賽德爾;S·比登本德;G·韋德曼
• 申請（專利權）人: 肖特股份有限公司
• 主分類號: G03B21/20
• 分類號: G03B21/20
• 代理公司: 北京思益華倫專利代理事務所(普通合伙) 11418
• 代理人: 趙飛

本發明涉及一種光轉換輪，其包括至少一種無機轉換材料，用于至少部分地將第一波長的光轉換成第二波長的光；和至少一個轉換基底，其特征在于，所述轉換器基底在20–300℃的范圍的熱膨脹系數CTE_KS為4?18×10^?61/K，優選地5?15×10^?61/K，特別優選地5?10×10^?61/K，并且在20℃的導熱系數為至少50W/mK，優選地100W/mK，特別優選地150W/mK。本發明還涉及用于制造光轉換輪的方法及其用途。

技術領域

本發明涉及光轉換輪，所述光轉換輪包括至少一種無機轉換材料，用于至少部分地將第一波長的光轉換成第二波長的光；和至少一個轉換基底，其特征在于，所述轉換基底在20-300℃的熱膨脹系數CTE_KS為4×10^-6-18×10^-61/K、優選地5×10^-6-15×10^-6 1/K、特別優選地5×10^-6-10×10^-6 1/K，并且在20℃的導熱系數為50W/mK、優選地100W/mK、特別優選地150W/mK。

本發明還涉及一種用于制造所述光轉換輪的方法及其用途。

背景技術

光轉換組件由光轉換材料和轉換基底構成。光轉換材料典型地是光致發光材料，也稱為熒光體(phosphor)、光轉換器或者熒光轉換器，其吸收第一波長的光并發射第二波長的光。在此情況下，光轉換材料由具有第一波長的初級輻射光源激發。在此情況下，來自初級輻射光源的光由光轉換材料至少部分地轉換成具有第二波長的二次輻射并發射出去。除了機械穩定性，轉換基底還用于散熱以及光反射。

已知的光致發光轉換器包含在黏結材料中的熒光體(“黏結劑中的熒光體”–PIB)，例如，其中，黏結材料可以是硅酮(“硅酮中的熒光體”–PIS)或者玻璃(“玻璃中的熒光體”–PIG)。可替換地，光致發光轉換器可以是陶瓷光致發光轉換器。在此情況下，陶瓷可以完全由熒光體構成，使得不需要黏結材料。雖然彈性PIS材料能夠例如通過印刷方法直接施加至轉換基底，但是由陶瓷或者玻璃組成的剛性轉換環通常通過粘接來施加。

光轉換器適用于靜態或者動態布置。光轉換器的動態應用構成快速旋轉的所謂轉換輪，使得轉換材料移動通過來自初級輻射源的光點。

已知的轉換輪由具有中心孔的圓形鋁板作為轉換輪基底和光轉換材料構成。在此情況下，光轉換材料可以是環狀的或者由環段組成。

WO 2016/161557 A1描述了例如包含陶瓷轉換材料的轉換輪。除了多孔陶瓷轉換材料，還包括在轉換材料背向激發光一側上的高反射層以及在面向激發光一側上的填充層，填充層設置有至少一個光學層，例如抗反射層。

這種類型的轉換輪通常用作投影器中的光源的部分，但也適用于其他高功率光源。在這種光源中，它們連接至通常以至少7200r/min旋轉的電動機。通過使藍色發射激光輻射到光致發光轉換器上，光致發光轉換器然后將藍色光轉換成黃色或者綠色光來產生光并且將其發射。在此情況下，部分的入射光能轉換成轉換材料中的熱。激光功率為幾百瓦時，可以獲得的溫度遠超過100℃。熱需要盡可能有效地從轉換器中散發出來，以避免光轉換材料中溫度過分升高，因為在轉換材料中，轉換效率隨溫度的升高而降低。在此，該效應可歸因于所謂的“熱猝滅”。

尤其可能成為問題的是，取決于轉換材料，轉換器的熱量會導致轉換材料的破壞。

在靜態應用中，轉換器不移動。在此，轉換器的熱量也會導致轉換材料的破壞。在此嘗試通過聯接至轉換材料的散熱片來散發光轉換處理期間產生的熱。例如由金屬、如銅或鋁組成或由陶瓷、如氮化鋁或氧化鋁組成的具有良好導熱系數的材料能夠用作散熱片。