光轉(zhuǎn)換裝置及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及照明或者顯示器領(lǐng)域，特別是涉及一種光轉(zhuǎn)換裝置及其制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]新一代固體激光光源由于其高亮度、穩(wěn)定性高，因此成為取代高壓汞燈的理想光源。目前，藍(lán)光激光激發(fā)高速旋轉(zhuǎn)的色輪能夠有效解決高功率密度激光激發(fā)熒光粉的發(fā)熱猝滅問題，而使得高效低成本的激光顯示成為現(xiàn)實(shí)，并逐漸發(fā)展成為激光光源的主流技術(shù)之一O
[0003]目前較為常用的色輪為反射式色輪，然而現(xiàn)有的光反射式色輪的反射層是多孔結(jié)構(gòu)，熱阻較高，熱傳導(dǎo)性不好，不利于高功率光源的散熱，直接影響色輪的亮度和可靠性。雖然可以通過鍍金屬反射膜解決其熱阻較高的問題，但是采用鍍金屬反射膜的色輪涉及鍍過渡膜、金屬反射膜、金屬保護(hù)膜、錫焊焊盤層以及錫焊層等多個(gè)工藝，過程復(fù)雜，成本高，且面積較大的色輪制備難度更大，難以實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]基于此，有必要提供一種高亮度且高可靠性的光轉(zhuǎn)換裝置。
[0005]此外，還提供一種上述光轉(zhuǎn)換裝置的制備方法和其應(yīng)用。
[0006]—種光轉(zhuǎn)換裝置，包括導(dǎo)熱基板、層疊于所述導(dǎo)熱基板上的致密的反射層以及層疊于所述反射層上的熒光層，所述反射層由反射金屬漿料經(jīng)燒結(jié)得到，所述反射金屬漿料包括反射金屬粉、第一玻璃粉和第一有機(jī)載體，所述反射金屬粉與所述第一玻璃粉的質(zhì)量比為1:1?19.9:0.1;所述反射金屬粉選自銀粉和鋁粉中的至少一種。
[0007]在其中一個(gè)實(shí)施例中，還包括環(huán)繞所述反射層一周的保護(hù)層，所述保護(hù)層與所述導(dǎo)熱基板、所述熒光層均密封連接，以使所述保護(hù)層、所述導(dǎo)熱基板、所述熒光層共同配合密封所述反射層。
[0008]在其中一個(gè)實(shí)施例中，還包括保護(hù)層，所述保護(hù)層，所述保護(hù)層包裹于層疊的所述導(dǎo)熱基板、所述反射層和所述熒光層上，并遮蔽所述導(dǎo)熱基板、所述反射層和所述熒光層。
[0009]—種光轉(zhuǎn)換裝置的制備方法，包括如下步驟:
[0010]提供導(dǎo)熱基板；
[0011]在所述導(dǎo)熱基板上形成依次層疊于所述導(dǎo)熱基板上的致密的反射層和熒光層，得到光轉(zhuǎn)換裝置;其中，所述反射層由反射金屬漿料經(jīng)燒結(jié)得到，所述反射金屬漿料包括反射金屬粉、第一玻璃粉和第一有機(jī)載體，所述反射金屬粉與所述第一玻璃粉的質(zhì)量比為1:1?19.9:0.1；所述反射金屬粉選自銀粉和鋁粉中的至少一種。
[0012]在其中一個(gè)實(shí)施例中，在所述導(dǎo)熱基板上形成依次層疊于所述導(dǎo)熱基板上的致密的所述反射層和所述熒光層的步驟具體為:使用所述反射金屬漿料在所述導(dǎo)熱基板上形成反射坯體層;在所述反射坯體層上形成熒光坯體層或所述熒光層，經(jīng)燒結(jié)，在所述導(dǎo)熱基板上形成致密的所述反射層。
[0013]在其中一個(gè)實(shí)施例中，在所述反射坯體層上形成所述熒光坯體層的步驟具體為:在所述反射坯體層上涂覆熒光漿料，經(jīng)干燥，形成所述熒光坯體層;其中，所述熒光漿料包括熒光粉、第二玻璃粉和第二有機(jī)載體，所述熒光粉與所述第二玻璃粉的質(zhì)量比為1: 0.1?99，所述第二玻璃粉與所述第一玻璃粉的軟化點(diǎn)溫度相差不大于400°C。
[0014]在其中一個(gè)實(shí)施例中，在所述反射坯體層上形成所述熒光層的步驟具體為:提供所述熒光層，將所述熒光層層疊于所述反射坯體層上，其中:
[0015]所述熒光層通過如下步驟制備得到:將熒光粉壓制成片狀，經(jīng)燒結(jié)，得到所述熒光層；
[0016]或者，所述熒光層通過如下步驟制備得到:將熒光粉與陶瓷助燒劑混合，依次經(jīng)成型和燒結(jié)，得到所述熒光膜片；
[0017]或者，所述熒光層通過如下步驟制備得到:將熒光粉、第三玻璃粉和第三有機(jī)載體混合，依次經(jīng)成型和燒結(jié)，得到所述熒光層。
[0018]在其中一個(gè)實(shí)施例中，在所述反射坯體層上形成所述熒光層的步驟之前，還包括在所述反射坯體層的邊緣上涂覆玻璃保護(hù)漿料，以使所述玻璃保護(hù)漿料環(huán)繞所述反射坯體層的邊緣一周，經(jīng)干燥，得到保護(hù)坯體層;其中，在所述燒結(jié)的步驟之后，所述保護(hù)坯體層形成保護(hù)層，所述保護(hù)層與所述熒光層、所述導(dǎo)熱基板共同配合以密封所述反射層；
[0019]或者，在所述反射坯體層上形成所述熒光坯體層的步驟之前，還包括在所述反射坯體層的邊緣上涂覆玻璃保護(hù)漿料，以使所述玻璃保護(hù)漿料環(huán)繞所述反射坯體層的邊緣一周，經(jīng)干燥，得到保護(hù)坯體層;其中，在所述燒結(jié)的步驟之后，所述保護(hù)坯體層形成保護(hù)層，所述熒光坯體層形成熒光層，所述保護(hù)層與所述熒光層、所述導(dǎo)熱基板共同配合以密封所述反射層；
[0020]或者，在所述反射坯體層上形成所述熒光層的步驟之后，在所述燒結(jié)的步驟之前，還包括在所述反射坯體層的邊緣涂覆玻璃保護(hù)漿料，以使所述玻璃保護(hù)漿料環(huán)繞所述反射坯體層的邊緣一周，經(jīng)干燥，得到保護(hù)坯體層;其中，在所述燒結(jié)的步驟之后，所述保護(hù)坯體層形成保護(hù)層，所述保護(hù)層與所述熒光層、所述導(dǎo)熱基板共同配合以密封所述反射層；
[0021]或者，在所述反射坯體層上形成所述熒光坯體層的步驟之后，在所述燒結(jié)的步驟之后，還包括在所述反射坯體層的邊緣涂覆玻璃保護(hù)漿料，以使所述玻璃保護(hù)漿料環(huán)繞所述反射坯體層的邊緣一周，經(jīng)干燥，得到保護(hù)坯體層;其中，在所述燒結(jié)的步驟之后，所述保護(hù)坯體層形成保護(hù)層，所述熒光坯體層形成熒光層，所述保護(hù)層與所述熒光層、所述導(dǎo)熱基板共同配合以密封所述反射層。
[0022]在其中一個(gè)實(shí)施例中，在所述導(dǎo)熱基板上形成依次層疊于所述導(dǎo)熱基板上的致密的所述反射層和所述熒光層的步驟具體為:使用所述反射金屬漿料在所述導(dǎo)熱基板上形成反射坯體層，經(jīng)燒結(jié)，在所述導(dǎo)熱基板上形成致密的所述反射層;在所述反射層上形成熒光坯體層，經(jīng)燒結(jié)，形成所述熒光層。
[0023]在其中一個(gè)實(shí)施例中，在所述反射層上形成所述熒光坯體層的步驟具體為:在所述反射層上涂覆熒光漿料，經(jīng)干燥，形成所述熒光坯體層;其中，所述熒光漿料包括熒光粉、第二玻璃粉和第二有機(jī)載體，所述熒光粉與所述第二玻璃粉的質(zhì)量比為1:0.1?99，所述第二玻璃粉與所述第一玻璃粉的軟化點(diǎn)溫度相差不大于400°C。
[0024]在其中一個(gè)實(shí)施例中，在所述反射層上形成熒光坯體層的步驟之前，還包括在所述反射層的邊緣上涂覆玻璃保護(hù)漿料，以使所述玻璃保護(hù)漿料環(huán)繞所述反射層的邊緣一周，經(jīng)干燥，得到保護(hù)坯體層;其中，在所述燒結(jié)的步驟之后，所述保護(hù)坯體層形成保護(hù)層，所述保護(hù)層與所述熒光層、所述導(dǎo)熱基板共同配合以密封所述反射層；
[0025]或者，在所述反射層上形成所述熒光坯體層的步驟之后，還包括在所述反射坯體層的邊緣涂覆玻璃保護(hù)漿料，以使所述玻璃保護(hù)漿料環(huán)繞所述反射層的邊緣一周，經(jīng)干燥，得到保護(hù)坯體層;其中，在所述燒結(jié)的步驟之后，所述保護(hù)坯體層形成保護(hù)層，所述熒光坯體層形成熒光層，所述保護(hù)層與所述熒光層、所述導(dǎo)熱基板共同配合以密封所述反射層。
[0026]在其中一個(gè)實(shí)施例中，使用所述反射金屬漿料在所述導(dǎo)熱基板上形成所述反射坯體層的步驟具體為:在所述導(dǎo)熱基板上涂覆所述反射金屬漿料，經(jīng)干燥，得到反射坯體層；
[0027]或者，使用所述反射金屬漿料在所述導(dǎo)熱基板上形成所述反射坯體層的步驟具體為:將所述反射金屬漿料成型并干燥，得到所述反射坯體層，將所述反射坯體層層疊于所述導(dǎo)熱基板上。
[0028]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述導(dǎo)熱基板的熱導(dǎo)率大于10W/mK。
[0029]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述第一玻璃粉的熱膨脹系數(shù)與所述導(dǎo)熱基板的熱膨脹系數(shù)相差O?5X10—6/K。
[0030]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述反射金屬粉的粒徑為10納米?10微米。
[0031]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述反射金屬粉為片狀顆?；蚯驙铑w粒，或者所述反射金屬粉為片狀顆粒與球狀顆粒的混合物。
[0032]在其中一個(gè)實(shí)施例中，在所述導(dǎo)熱基板上形成依次層疊于所述導(dǎo)熱基板上的致密的所述反射層和所述熒光層的步驟之后，還包括使用密封材料在所述反射層上形成保護(hù)層，并使所述保護(hù)層繞所述反射層一周，或者使所述保護(hù)層遮蔽所述導(dǎo)熱基板、所述反射層和所述熒光層;其中，所述密封材料為環(huán)氧樹脂或聚對二甲苯。
[0033]上述光轉(zhuǎn)換裝置在燈具或顯示器的光源系統(tǒng)中的應(yīng)用。
[0034]由于上述光轉(zhuǎn)換裝置的反射層由反射金屬漿料經(jīng)燒結(jié)得到。反射金屬漿料包括反射金屬粉、第一玻璃粉和第一有機(jī)載體，反射金屬粉與第一玻璃粉的質(zhì)量比為1:1?19.9:
0.1，反射金屬粉選自銀粉和鋁粉中的至少一種，且反射層為致密的反射層，使得上述光轉(zhuǎn)換裝置的反射層不僅具有較高的反射性能，還具有較高的熱導(dǎo)率和較低的熱阻，使得上述方法制備的光轉(zhuǎn)換裝置具有較高的亮度，且上述波長轉(zhuǎn)換裝置與目前的波長轉(zhuǎn)換裝置對比，在相同激光驅(qū)動(dòng)電流下的測試結(jié)果比較可以推出，本發(fā)明的波長轉(zhuǎn)換裝置承受的激光電流更高，可靠性更高。
【附圖說明】
[0035]圖1為一實(shí)施方式的光轉(zhuǎn)換裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖2為一實(shí)施方式的光轉(zhuǎn)換裝置的制備方法的流程圖；
[0037]圖3為一實(shí)施方式的光轉(zhuǎn)換裝置的制備方法的實(shí)現(xiàn)步驟S220的方法的流程圖；
[0038]圖4為三實(shí)施方式的光轉(zhuǎn)換裝置的制備方法在導(dǎo)熱基板上形成依次層疊于導(dǎo)熱基板上的致密的反射層和熒光層的方法的流程圖；
[0039]圖5為實(shí)施例1和對比例I的光轉(zhuǎn)換裝置在同一藍(lán)光激光光源下的光通量隨電流的變化關(guān)系曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0040]為了便于理解本發(fā)明，下面將參照相關(guān)附圖對本發(fā)明進(jìn)行更全面的描述。附圖中給出了本發(fā)明的較佳的實(shí)施例。但是，本發(fā)明可以以許多不同的形式來實(shí)現(xiàn)，并不限于本文所描述的實(shí)施例。相反地，提供這些實(shí)施例的目的是使對本發(fā)明的公開內(nèi)容的理解更加透徹全面。
[0041]除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本發(fā)明的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實(shí)施例的目的，不是旨在于限制本發(fā)明。
[0042]如圖1所不，一實(shí)施方式的光轉(zhuǎn)換裝置100，包括導(dǎo)熱基板110、反射層120和焚光層130。
[0043]其中，導(dǎo)熱基板110的熱導(dǎo)率大于10W/mK。具體的，導(dǎo)熱基板110可以為氮化鋁基板、碳化硅基板、氮化硅基板、硅片、氧化鋁基板或氮化硼基板。這些導(dǎo)熱基板110耐高溫，且具有較好的導(dǎo)熱性能。
[0044]其中，導(dǎo)熱基板110的厚度為0.1?5mm。
[0045]其中，反射層120為致密的反射層。反射層120由反射金屬漿料經(jīng)燒結(jié)得到。其中，反射金屬漿料包括反射金屬粉、第一玻璃粉和第一有機(jī)載體。
[0046]其中，反射金屬粉與第一玻璃粉的質(zhì)量比為1:1?19.9:0.1。
[0047]其中，反射金屬粉選自銀粉和鋁粉中的至少一種。優(yōu)選地，反射金屬粉為銀粉，由于銀粉具有較高的反射率和較高的熱導(dǎo)率，可以使光轉(zhuǎn)換裝置100的反射層120具有較高的反射率和較高的熱導(dǎo)率。
[0048]其中，反射金屬粉可以為球狀、條狀、棒狀、片狀或球狀;優(yōu)選的，反射金屬粉為片狀顆?；蚯驙铑w粒，或者反射金屬粉為片狀顆粒與球狀顆粒的混合物。片狀的反射金屬粉有利于燒結(jié)后的反射金屬粉之間的相互搭接以形成導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)，以提高光轉(zhuǎn)換裝置100的反射層120的熱導(dǎo)率;球狀的反射金屬粉顆粒堆積密度高，漿料流動(dòng)性好，有利于提高光轉(zhuǎn)換裝置100的反射層120的熱導(dǎo)率。
[0049]進(jìn)一步的，反射金屬粉的粒徑為10納米?10微米。較大的顆粒不易燒結(jié)致密，較小的