具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本发明实施例进行详细说明。

请参考图1，本发明提供了一种透射式波长转换装置100，其包括依次叠置的波长转换层101、粘接层102、透明基板103和介质层104。其中，透明基板103具有位于激发光的入射侧的第一主面103a和位于激发光的出射面的第二主面103b；波长转换层101，其位于透明基板103的第二主面103b一侧，将激发光转换成受激光；粘接层102，其设置于透明基板103的第二主面103b和波长转换层101之间，将两者粘接起来，其中均匀分散有第一散射粒子；介质层104，图1所示介质层104设置在透明基板103的第一主面103a上，容易理解的是，介质层104也可以设置在透明基板103的第二主面103b与粘接层102之间或粘接层102与波长转换层101之间，即介质层104满足设置在波长转换层101入射侧即可，介质层104用于透射激发光而反射从波长转换层101射出的受激光。

透射式波长转换装置100在实际应用中，以图1所示为例，激发光从透明基板103第一主面103a上镀有介质膜104的一侧入射，穿过透明基板103，再经过含有第一散射粒子的粘接层102，此时激发光被均匀散射后照射在与粘接层102另一面接触的波长转换层101中的波长转换材料上，实现光的波长转换。这里，介质膜104透过激发光而反射受激光，从而可以将受激光和/或直接透射的激发光自波长转换层101远离透明基板103的一面出射。透射式波长转换装置100结构简单，在激光照明和投影等场合具有非常实用的使用价值。

在本申请中，波长转换层101包括主体材料和分散于主体材料中的波长转换材料。主体材料用作波长转换材料的分散介质，其没有特别限定，例如可以为硅胶、树脂、玻璃或陶瓷等。同时波长转换材料通过入射的激发光而射出受激光，其没有特别限定，例如可以为铝酸盐荧光粉、卤磷酸荧光粉、石榴石系荧光粉或量子点中的一种。在一些实施例中，在使用蓝色光作为激发光的情况下，波长转换材料选择使用射出绿色光、黄色光或红色光的波长转换材料。需要说明的是，波长转换层101的厚度在激发光可靠地被波长转换材料吸收的厚度范围内越薄越好，这是因为当波长转换层101过厚时，存在光的散射和吸收变得过大、光的出射效率变低的情况。优选的，波长转换层101的厚度约为50-200um，更优选为80-120um。

在本申请中，位于波长转换层101和透明基板103之间的粘接层102中分散有第一散射粒子，第一散射粒子具有散射激发光的作用，同时第一散射粒子还应是具有高热导率的散射粒子。

在本申请中，粘接层102在起到粘接、均匀散射激发光时，其导热性能直接影响本发明透射式波长转换装置的散热效果，要达到理想的散热效果，粘接层需要具有较高的热导率，以将波长转成层101产生的热量及时传导到透明基板103散发出去。优选的，粘接层102的热导率大于等于0.5W/mK，更优选的大于等于1W/mK。

进一步的，粘接层102的基体材料可以为高导热的透明硅胶或玻璃，其中均匀分散有高导热的第一散射粒子以增加其整体的热导率。首先，第一散射粒子的加入能够散射激发光，使激发光均匀作用在波长转换材料上，避免局部功率过高，进而提高光的利用率和装置的激发光承受功率，不过加入过量的第一散射粒子则会降低激发光穿透过粘接层102，在本申请中，优选第一散射粒子的含量为1-10wt％。其次，考虑到导热作用，第一散射粒子优选为白色、具有高热导率的散射粒子，例如MgO、Al₂O₃、TiO₂、CaF₂、ZnO等。另外，对于第一散射粒子的粒径来说，其粒径越大，散射性能越差，而粒径越小，则制备成本高、易团聚而难以均匀分散在粘接层102中；在本申请中，第一散射粒子的平均粒径优选为10-500nm，更优选为20-200nm。

需要说明的是，在波长转换层101中也可以添加第二散射粒子。在波长转换层101中加入第二散射粒子：一方面可以增大波长转换层101中激发光的光程，提高装置的光利用率和亮度，同时可以散射激发光，改善激发光直接透射波长转换层101的问题，获得更优质的光斑；另一方面，第二散射粒子的加入将提升波长转换层101的导热系数，使得装置导热散热能力更加优异。优选的，加入的第二散射粒子的含量为0.01-20wt％。容易理解的，第二散射粒子可以选择与第一散射粒子性质相同的散射粒子。

在本申请中，透明基板103可以为激发光透过率高且具有一定机械强度的透明玻璃或透明陶瓷。在一些实施例中，优选蓝宝石作为透明基板，这是考虑到蓝宝石还具有导热率高、机械性能好易加工等特点；另外，使蓝宝石透明基板103的厚度变薄，可以减小激发光在其中的传输损失，但蓝宝石透明基板103的厚度过薄的情况下，其机械强度降低，实用上难以操作，因此优选蓝宝石透明基板103的厚度为0.1-1mm，更优选0.1-0.5mm，最优选0.1-0.3mm。

在本申请中，为了增加透射式波长转换装置的散热能力，还可以设置金属散热部件，金属优选导热性能好的铜、铝等材质，进一步的在金属散热部件上还可以设置散热鳍片以扩大散热面积。金属散热部件可以选择设置在透明基板103的第二主面103b上或者第一主面103a上，也可两侧都有。特别的，在一些实施例中，对于设置在透明基板103的第二主面103b上的金属散热部件来说，将金属散热部件的中部设置成通孔，然后将粘接层102、波长转换层101依序设置在通孔中；需要说明的是，在实际的生产过程中，将粘接层102、波长转换层101的原料依序填涂在通孔成型凝固时，粘接层102中的粘接剂可以溢出到波长转换层101的横向侧面与通孔内径之间可能存在的间隙，又或者在成型之后的间隙中添加高导热银胶而将波长转换层101的横向侧面与通孔内径相粘接。这样设置还可以吸收波长转换层101的侧面发光，解决杂散光的问题，进一步增加发光光斑均匀性。

下面通过具体实施例对本申请作进一步详细说明。以下实施例仅对本申请进行进一步说明，不应理解为对本申请的限制。

实施例一

如图1所示，本发明实施例一中的透射式波长转换装置100的结构由依次叠置的波长转换层101、粘接层102，透明基板103以及镀在透明基板103第一主面103a上的介质膜104组成。

其中，波长转换层101为通过将玻璃粉和荧光粉烧结形成的荧光玻璃层101，其厚度约为80-120um。透明基板103为蓝宝石透明基板，其厚度约为0.2mm。

荧光玻璃层101和蓝宝石透明基板103之间通过粘接层102粘接起来，粘接层102为玻璃粘接层，其中均匀分散有第一散射粒子，粘接层102整体的热导率大于等于1W/mK。具体的，对于第一散射粒子来说，其在粘接层102中的含量为1-10wt％，第一散射粒子可以选择MgO、Al₂O₃、TiO₂、CaF₂、ZnO中的一种或多种，这些第一散射粒子的平均粒径约为10-200nm。介质膜104为bluepass膜，起到透射激发光而反射从荧光玻璃层101射出的荧光的作用，其通过溅射、蒸镀或电镀等方式镀覆在蓝宝石透明基板103的第一主面103a上；需要说明的是，采用介质膜104镀覆在蓝宝石透明基板103的第一主面103a上的方式：一是直接镀覆在蓝宝石透明基板103入射侧的表面上时，无其他层的干扰、无需控制镀覆面积与玻璃粘接层102或荧光玻璃层101相同的面积，镀覆过程方便、易操作；二是介质膜104镀覆完成后，不需要在其上再粘接其他功能层，对介质膜104不造成损伤；

在本发明的其他实施方式中，采用将介质膜104镀覆在蓝宝石透明基板103的第二主面103b与玻璃粘接层102之间的技术方案。该技术方案使得介质膜104更接近波长转换层101，改善了反向散射的受激光在蓝宝石透明基板103内部横向扩散的问题。

在本实施例中，激发光自蓝宝石透明基板103镀有bluepass膜的一面入射，透过透明的蓝宝石，经过玻璃粘接层102中第一散射粒子的均匀散射后入射到荧光玻璃层101，激发荧光玻璃层101内部的荧光粉发出荧光；同时荧光玻璃层101发出的入射到bluepass膜的荧光被反射回荧光玻璃层101，进而与直接透射的激发光自荧光玻璃层101远离蓝宝石透明基板103的一面出射出去。

实施例二

本实施例同实施例一的透射式波长转换装置相似。与实施例一不同之处在于，在荧光玻璃层101中还分散有第二散射粒子，第二散射粒子的含量为0.01-20wt％，对于第二散射粒子可以选择与第一散射粒子性质相同的散射粒子，在此不再赘述。在本实施例中，荧光玻璃层101中加入第二散射粒子：一方面可以增大荧光玻璃层101中激发光的光程，提高装置的光利用率和亮度，同时可以散射激发光，改善激发光直接透射荧光玻璃层101的问题，获得更优质的光斑；另一方面，第二散射粒子的加入将提升荧光玻璃层101的导热系数，使得装置导热散热能力更加优异。

实施例三

如图2所示，本发明实施例三的波长转换装置300与实施例一中的波长转换装置100相似，同样包括荧光玻璃层301、玻璃粘接层302、蓝宝石透明基板303和介质膜304。与实施例一不同之处在于，在蓝宝石透明基板304的第一主面304a和第二主面304b上分别设置有金属散热部件305，金属散热部件305选择导热性能优异的铜或铝材料制成。位于第一主面304a上和第二主面304b上的金属散热部件305的一表面分别与蓝宝石透明基板304层叠接触，同时对于位于第二主面304b上的金属散热部件305来说，其远离蓝宝石透明基板304的另一表面上还设置有散热鳍片，以进一步增加散热面积。

另外，位于第二主面304b上的金属散热部件305的中间部分设置成通孔，然后依序将玻璃粘接层302、荧光玻璃层301的原料填涂在通孔中，玻璃粘接层302的原料量可以适度过量以溢出到荧光玻璃层301与通孔内径之间的间隙而将两者粘接起来；这样设置后，金属散热部件305还可以吸收荧光玻璃层301的侧面发光，解决杂散光的问题，进一步增加发光光斑均匀性。

在本实施例中，通过在蓝宝石透明基板303的第一、第二主面上分别层叠设置金属散热部件305，且位于蓝宝石透明基板303的第二主面303b同一侧的荧光玻璃层301嵌合在相应的金属散热部件305的通孔中；荧光玻璃层301在受激发发出荧光过程中产生的热量，一方面可以通过直接相接触的金属散热部件305导热散发出去，另一方面产生的热量传导到蓝宝石透明基板303后，与蓝宝石透明基板303第一、第二主面相接触的金属散热部件305快速的将热量散发出去。

本发明实施例还提供了一种发光装置，该发光装置包括激发光源和透射式波长转换装置，其中透射式波长转换装置可以具有上述各实施例中的结构与功能。该发光装置可以应用于投影系统，例如液晶显示器(LCD，Liquid Crystal Display)或数码光路处理器(DLP，Digital Light Processor)投影机；也可以应用于照明系统，例如汽车照明灯或舞台灯；也可以应用于3D显示技术领域中。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。