CN105674184A - 一种环保型激光汽车大灯及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种环保型激光汽车大灯及其制备方法：包括一个由透光基底、半透半反光学薄膜和量子点发光层组成的反射镜；一个抛物面镜和一个蓝色半导体激光灯源。激光灯源包括单个或多个蓝色半导体芯片，配合散热装置构成光源部分，所发蓝色激光照射反射镜上的量子点发光层，量子点发光层由发绿光的量子点和发红光的量子点组成，受激发光后与蓝色激光混合发出白光，经抛物面镜反射后向前方射出，实现照明，本发明所述环保型激光汽车大灯由红绿蓝三色混合后的白光作为照明光，其光谱丰富，接近日光，具有很好的显色指数，并且对人眼伤害小，具有较好环保性，此外还具有制备工艺简单、体积小，成本低的优点。

Description

一种环保型激光汽车大灯及其制备方法
技术领域
本发明属于汽车照明领域，涉及一种利用量子点受激发光原理的环保型激光汽车大灯。
背景技术
在实际的汽车大灯应用领域，大灯种类很多，如卤素灯、氙气大灯，以及激光大灯等。这些大灯种类中，有些亮度低、功耗大，体积相对也大，技术成本高。激光大灯代表了汽车照明的一个发展趋势，其基本原理是用蓝色激光照射黄磷滤镜或透镜，产生复合白光，用于汽车照明，但光谱中缺少红色部分，是一种冷白光，同时，冷白光的显色指数很差，蓝色和黄磷受激后产生的黄绿光对人眼的色素细胞均有破坏作用，形成黄斑沉积，影响视力，类似现在市场所售LED等严格意义上说不是绿色照明。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术中存在的缺点，提供一种环保型激光汽车大灯及其制备方法，同时兼顾低成本以及良好的发光效果。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种环保型激光汽车大灯，包括弧面反射镜、抛物面镜和蓝色激光灯组，所述蓝色激光灯组设置于抛物面镜的中心，所述反射镜设置于蓝色激光灯组的激光出射方向上，所述反射镜与抛物面镜的焦点在位置上重合，所述反射镜的凸出侧与蓝色激光灯组相对，所述反射镜包括沿所述激光出射方向依次层叠设置的量子点发光层、半透半反光学膜层以及透明基底，量子点发光层包括分散设置于半透半反光学膜层上的红绿两色量子点材料。
所述透明基底采用玻璃或透明有机材料制成；半透半反光学膜层的透过率控制在小于50％。
所述透明基底采用平凸透镜。
所述量子点发光层中红绿两色量子点材料按照交替排列的同心环状或交替排列的条带状进行分布。
所述反射镜采用支架安装于抛物面镜内。
所述抛物面镜的中心设置有用于安装蓝色激光灯组的开孔。
所述蓝色激光灯组包括单个或多个半导体芯片，每个半导体芯片的功率为1～3瓦。
上述环保型激光汽车大灯的制备方法，包括以下步骤：
1)在透明基底的凸出侧上制备半透半反光学膜层；
2)在半透半反光学膜层上制备量子点发光层，得到所述反射镜；
3)在抛物面镜中心开孔，并在开孔处安装蓝色激光灯组，利用支架将所述反射镜固定在抛物面镜的焦点处。
所述步骤2)中，基于掩膜法将红色量子点材料的溶液以及绿色量子点材料的溶液采用滴注、旋涂、喷墨打印或转印方式涂覆于一个透明胶片的一侧表面上，烘干涂覆的溶液，然后将所述透明胶片的另一侧表面贴合在半透半反光学膜层上，得到红绿两色量子点材料按照交替排列的同心环状或交替排列的条带状进行分布的量子点发光层。
该方法还包括以下步骤：用另一个透明胶片对所述量子点发光层内的红绿两色量子点材料进行密封。
本发明的有益效果体现在：
本发明所述环保型激光汽车大灯利用蓝色激光灯组所发蓝色激光照射反射镜上的量子点发光层，量子点发光层由发绿光的量子点和发红光的量子点组成，受激发光后与蓝色激光混合发出白光，经抛物面镜反射后向前方射出，实现照明，其光谱丰富，接近日光，具有很好的显色指数，并且对人眼伤害小，具有较好环保性，此外还具有制备工艺简单、体积小，成本低的优点。
附图说明
图1为本发明所述激光汽车大灯的结构示意图；
图2为本发明所述反射镜的结构示意图，其中，a为反射镜结构；b为红、绿量子点分布图形；c为红、绿量子点另一种分布图形；
图中：1为反射镜，1-1为透明基底，1-2为半透半反光学膜层，1-3为量子点发光层，2为抛物面镜，3为蓝色激光灯组，4为抛物面镜中心开孔位置。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做详细说明。
参见图1，本发明所述环保型激光汽车大灯包括一个反射镜1、一个抛物面镜2和一个光源部分(具体为蓝色激光灯源)；所述的光源部分包括一个蓝色激光灯组3，所述蓝色激光灯组3包括单个或多个蓝色半导体芯片，每个芯片功率约为3瓦，配合散热装置构成光源部分；所述的抛物面镜2主要用于将反射镜1所发光投射到汽车前方用以照明，抛物面镜2开口直径可参考相关国标，抛物面镜2中心开有小孔，以便安放蓝色激光灯组3。参见图2a，所述的反射镜1包括透光基底(即透明基底1-1)以及在透明基底1-1上依次装有的半透半反光学薄膜(即半透半反光学膜层1-2)和量子点发光层1-3。半透半反光学膜层1-2的透过率根据实际所需(以视场光照分布均匀为原则)，可以控制在小于50％，半透半反光学膜层1-2可以采用金属，例如金、银、铝等薄膜，还可以采用氧化钛、氧化硅、氧化钼、氟化镁等。量子点发光层1-3包括设置在半透半反光学膜层1-2上的红绿两种量子点发光材料，考虑红色和绿色比分，调整红绿光谱的强度(亮度)比例(例如，三色光亮度比为红色:绿色:蓝色＝3:6:1)，同时要避免红色量子点部分对绿色激发的二次吸收，所以，量子点发光层1-3上红绿两种量子点分布可按照图2b或图2c进行设计(白色条带、环带以及中心小圆代表绿色，黑色条带以及环带代表红色)，即形成红绿量子点交替分布的同心圆环状图案(图2b，中心也存在对应量子点)或红绿量子点交替分布的条带状图案(图2c)。透明基底1-1的选取中，要求透过率要大于85％，并且要适合后续的镀膜工艺，例如透明基底1-1可以选用光学玻璃、有机玻璃、透明聚合物等材料。以光学玻璃为例，可定制直径在9～15mm的平凸透镜，凸面为球面，球面半径为4.5～7.5mm。据此，反射镜1整体为球面状，反射镜1可用支架安装于抛物面镜2内抛物面镜的焦点处，反射镜1凸起部分朝向抛物面镜2，蓝色激光灯组3所发蓝色激光照射反射镜1上的量子点发光层1-3，量子点发光层1-3包括发绿光的量子点和发红光的量子点，受激发光后产生的绿光和红光与经半透半反光学膜层1-2反射的蓝色激光混合，形成白光，经抛物面镜2反射后向汽车前方射出，实现照明。
上述环保型激光汽车大灯的制备方法，包括以下步骤：
在抛物面镜2中心开孔，并在开孔处安装蓝色激光灯组3，在抛物面镜2焦点上利用支架固定反射镜1，由此构成激光大灯主体。
抛物面镜2和蓝色激光灯组3可以按要求在市面购得，关键是反射镜1的制备，其主要包括以下步骤：
1)准备透明基底：镀膜前要清洗，清洗工艺流程：依次进行乙醇清洗、丙酮清洗、去离子水冲洗以及超声清洗，最后氮气吹干，备用。
2)制备半透半反光学膜层：采用真空蒸镀技术按照透过率要求设计相关材料的厚度，然后在透明基底凸出侧上镀膜即可。多采用金属材料，以铝为例，将透明基底放入真空室，当真空度为5×10-3Pa时即可进行蒸镀，控制膜厚在50～100nm，则透过率小于50％。
3)制备量子点发光层：选取透明胶片，并按照透明基底形状裁出上下两片，在下片上用掩膜片或掩膜版将含有红色和绿色量子点材料的水基或油基溶液分别滴注在对应区域内，并烘干，用LED芯片封装硅胶将上片与下片贴合，再与透明基底凸出侧贴合。
本发明的优点如下：
1、红绿蓝三色混合后的白光，其光谱丰富，接近日光，具有很好的显色指数，色温可以达到5500K。
2、对人眼伤害小，具有较好环保性。
3、制备工艺简单、体积小，成本低。

Claims (10)

1.一种环保型激光汽车大灯，其特征在于：包括弧面反射镜(1)、抛物面镜(2)和蓝色激光灯组(3)，所述蓝色激光灯组(3)设置于抛物面镜(2)的中心，所述反射镜(1)设置于蓝色激光灯组(3)的激光出射方向上，并与抛物面镜(2)的焦点在位置上重合，所述反射镜(1)的凸出侧与蓝色激光灯组(3)相对，所述反射镜(1)包括沿所述激光出射方向依次层叠设置的量子点发光层(1-3)、半透半反光学膜层(1-2)以及透明基底(1-1)，量子点发光层(1-3)包括分散设置于半透半反光学膜层(1-2)上的红绿两色量子点材料。
2.根据权利要求1所述一种环保型激光汽车大灯，其特征在于：所述透明基底(1-1)采用玻璃或透明有机材料制成；半透半反光学膜层(1-2)的透过率控制在小于50％。
3.根据权利要求1所述一种环保型激光汽车大灯，其特征在于：所述透明基底(1-1)采用平凸透镜。
4.根据权利要求1所述一种环保型激光汽车大灯，其特征在于：所述量子点发光层(1-3)中红绿两色量子点材料按照交替排列的同心环状或交替排列的条带状进行分布。
5.根据权利要求1所述一种环保型激光汽车大灯，其特征在于：所述反射镜(1)采用支架安装于抛物面镜(2)内。
6.根据权利要求1所述一种环保型激光汽车大灯，其特征在于：所述抛物面镜(2)的中心设置有用于安装蓝色激光灯组(3)的开孔。
7.根据权利要求1所述一种环保型激光汽车大灯，其特征在于：所述蓝色激光灯组(3)包括单个或多个半导体芯片，每个半导体芯片的功率为1～3瓦。
8.一种制备如权利要求1所述环保型激光汽车大灯的方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)在透明基底(1-1)的凸出侧上制备半透半反光学膜层(1-2)；
2)在半透半反光学膜层(1-2)上制备量子点发光层(1-3)，得到所述反射镜(1)；
3)在抛物面镜(2)中心开孔，并在开孔处安装蓝色激光灯组(3)，利用支架将所述反射镜(1)固定在抛物面镜(2)的焦点处。
9.根据权利要求8所述的环保型激光汽车大灯的制备方法，其特征在于：所述步骤2)中，基于掩膜法将红色量子点材料的溶液以及绿色量子点材料的溶液采用滴注、旋涂、喷墨打印或转印方式涂覆于一个透明胶片的一侧表面上，烘干涂覆的溶液，然后将所述透明胶片的另一侧表面贴合在半透半反光学膜层(1-2)上，得到红绿两色量子点材料按照交替排列的同心环状或交替排列的条带状进行分布的量子点发光层(1-3)。
10.根据权利要求9所述的环保型激光汽车大灯的制备方法，其特征在于：该方法还包括以下步骤：用另一个透明胶片对所述量子点发光层(1-3)进行密封。
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