波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換裝置及其制備方法、相關(guān)發(fā)光裝置和投影裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及顯示和照明領(lǐng)域，特別涉及一種波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換裝置及其制備方法、相關(guān)發(fā) 光裝置和投影裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著顯示和照明技術(shù)的發(fā)展，原始的L邸或因素?zé)襞葑鳛楣庠丛絹碓讲荒軡M足顯 示和照明高功率和高亮度的需求。采用固態(tài)光源如LD化aserDiode,激光二極管）發(fā)出的 激發(fā)光W激發(fā)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料的方法能夠獲得各種顏色的可見光，該技術(shù)越來越多的應(yīng)用于 照明和顯示中。送種技術(shù)具有效率高、能耗少、成本低、壽命長(zhǎng)的優(yōu)勢(shì)，是現(xiàn)有白光或者單色 光光源的理想替代方案。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)中的激光激發(fā)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料的光源，為了提高光利用率，多采用反射 式一光經(jīng)過英光粉片（即發(fā)光層）后入射于反射板（即反射層和基板），然后被反射回英 光粉片，W確保光沿同一方向出射，避免因英光粉片的散射作用而造成的光損失。然而，隨 著激發(fā)光功率及其功率密度的逐步提高，波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換裝置（包括反光層和反射層）的耐高溫 性能越來越難W滿足人們的需求。一方面，作為反射層的金屬反射膜在高溫下易發(fā)生氧化， 導(dǎo)致其反射率下降；另一方面，用于封裝英光粉的硅膠只能在20(TC下長(zhǎng)期工作，當(dāng)溫度上 升到25(TC時(shí)，硅膠就會(huì)很快劣化，導(dǎo)致其透光率下降。
[0004] 對(duì)于反射層，為防止金屬反射層在高溫下氧化，已有一些研究者嘗試將一些穩(wěn)定 的無機(jī)散射材料制備成為反射層，該無機(jī)散射材料能夠耐受較高溫度而不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。 而對(duì)于用于粘接英光粉和無機(jī)散射材料的硅膠，有研究者提出了利用玻璃材料替代，該玻 璃材料具有良好的透光率，同時(shí)軟化點(diǎn)溫度較高。
[0005] 然而，在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，送種W無機(jī)散射材料作為反射層、W玻璃材料作為英光 粉和無機(jī)散射材料的粘接劑的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換裝置，雖然能夠在高功率激光照射下保持穩(wěn)定，但 是其散熱差、發(fā)光效率低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 針對(duì)上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換裝置，該波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換裝置的各組分 的含量及線膨脹系數(shù)滿足一定的關(guān)系，能夠滿足在高功率光源照射下具有穩(wěn)定的高發(fā)光效 率的出射光。
[0007] 本發(fā)明提供了一種波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換裝置，包括：依次疊置的發(fā)光層、漫反射層和陶瓷 基板；發(fā)光層包含英光粉和第一玻璃粉，其中，英光粉占發(fā)光層的體積分?jǐn)?shù)為14. 1 %~ 38. 7% ;漫反射層包含白色散射粒子和第一玻璃粉，其中，白色散射粒子占漫反射層的體積 分?jǐn)?shù)為22. 0%~62. 9% ;陶瓷基板的線膨脹系數(shù)大于第一玻璃粉的線膨脹系數(shù)；陶瓷基板 的線膨脹系數(shù)小于英光粉的線膨脹系數(shù)；陶瓷基板的線膨脹系數(shù)小于白色散射粒子的線膨 脹系數(shù)。
[0008] 優(yōu)選地，英光粉占發(fā)光層的體積分?jǐn)?shù)為29. 1 %~38. 7%。
[000引優(yōu)選地，陶瓷基板的線膨脹系數(shù)為4.οX10Vk~6.οX10Vk，陶瓷基板的導(dǎo)熱系 數(shù)大于等于80W/mK。
[0010] 優(yōu)選地，陶瓷基板為氮化鉛基板、碳化娃基板中的一種。
[0011] 優(yōu)選地，還包括界面粘接層，位于陶瓷基板與漫反射層之間。
[0012] 優(yōu)選地，界面粘接層為氧化鉛層。
[0013] 優(yōu)選地，陶瓷基板為氮化鉛基板，氧化鉛層為氮化鉛基板的表面經(jīng)氧化處理得到。
[0014] 優(yōu)選地，界面粘接層為玻璃粘接層，該玻璃粘接層包含束一玻璃粉。
[0015] 優(yōu)選地，界面粘接層為銀玻璃粘接層，該銀玻璃粘接層包含銀、第二玻璃粉，第二 玻璃粉的烙點(diǎn)低于第一玻璃粉。
[0016] 優(yōu)選地，陶瓷基板的表面為經(jīng)過腐蝕處理的表面。
[0017] 優(yōu)選地，第一玻璃粉為測(cè)娃酸鹽玻璃，該第一玻璃粉中的氧化測(cè)的摩爾百分比為 10%~19%，氧化娃的摩爾百分比為70%~90%。
[0018] 優(yōu)選地，第一玻璃粉為娃酸鹽玻璃粉、測(cè)娃酸鹽玻璃粉、測(cè)磯酸鹽玻璃粉、鋒磯酸 鹽玻璃粉中至少兩種的組合。
[0019] 優(yōu)選地，白色散射粒子為氧化鉛、氧化鎮(zhèn)、氮化測(cè)、氧化紀(jì)、氧化鋒、氧化鐵和氧化 鉛中的一種或幾種的組合。
[0020] 優(yōu)選地，漫反射層對(duì)可見光的反射率大于90%。
[0021] 優(yōu)選地，英光粉的結(jié)構(gòu)式為化aLr〇3(AlibGab)5〇i2:Ce或（CaiabSraBab)AlSiN3:Eu， 其中0《a《1，0《b《1，Ln為銅系元素。
[0022] 優(yōu)選地，發(fā)光層與漫反射層之間為連續(xù)過渡層。
[0023] 本發(fā)明還提供一種制備上述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換裝置的方法，包括如下步驟：
[0024] 步驟一：提供陶瓷基板；
[0025] 步驟二：將白色散射粒子、第一玻璃粉和有機(jī)載體混合制得漫反射層漿料，將漫反 射層漿料覆蓋在陶瓷基板的經(jīng)過處理的表面上，制得漫反射層生片，白色散射粒子占白色 散射粒子與第一玻璃粉的總體積的體積分?jǐn)?shù)為22. 0%~62. 9%;白色散射粒子的線膨脹系 數(shù)大于陶瓷基板的線膨脹系數(shù)；第一玻璃粉的線膨脹系數(shù)小于陶瓷基板的線膨脹系數(shù)；
[0026] 步驟Η;將英光粉、第一玻璃粉和有機(jī)載體混合制得發(fā)光層漿料，將發(fā)光層漿料覆 蓋在漫反射層生片上，制得發(fā)光層生片，英光粉占英光粉與第一玻璃粉的總體積的體積分 數(shù)為14. 1 %~38. 7% ;英光粉的線膨脹系數(shù)大于陶瓷基板的線膨脹系數(shù)；
[0027] 步驟四；將發(fā)光層生片、漫反射層生片和陶瓷基板共同燒結(jié)，制得波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換裝置。
[0028] 優(yōu)選地，步驟一包括；對(duì)陶瓷基板表面作氧化處理W形成氧化層，或?qū)μ沾苫灞?面作腐蝕處理，或?qū)μ沾苫灞砻嫦妊趸幚碓俑g處理，或?qū)μ沾苫灞砻嫦雀g處理 再氧化處理。
[0029] 本發(fā)明還提供了一種發(fā)光裝置，包括激發(fā)光源，還包括上述任意一項(xiàng)的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換 裝置。
[0030] 本發(fā)明還提供了一種投影裝置，包括上述的發(fā)光裝置。
[0031] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明包括如下有益效果：
[0032] 本發(fā)明中，通過調(diào)控發(fā)光層中英光粉的體積分?jǐn)?shù)和漫反射層中白色散射粒子的體 積分?jǐn)?shù)分別處于某個(gè)合適的范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)兩者的協(xié)同作用和優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，使得發(fā)光層和漫反 射層分別具有足夠高的發(fā)光效率和反射率，同時(shí)，由于本發(fā)明中第一玻璃粉的用量足夠?qū)?英光粉和白色散射粒子包裹，所W發(fā)光層和漫反射層內(nèi)部具有較小的孔隙率，從而內(nèi)部熱 阻降低；另一方面，由于陶瓷基板的線膨脹系數(shù)大于玻璃粉的線膨脹系數(shù)且小于英光粉和 白色散射粒子的線膨脹系數(shù)，在本發(fā)明的發(fā)光層和漫反射層的組成比例下，陶瓷基板的線 膨脹系數(shù)與發(fā)光層和漫反射層的平均線膨脹系數(shù)接近，使得在制備和使用本發(fā)明波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換 裝置時(shí)，陶瓷基板與漫反射層的接觸面兩側(cè)的材料不會(huì)因膨脹或收縮而產(chǎn)生過大的相對(duì)位 移，從而使陶瓷基板與漫反射層結(jié)合牢固、具有較小的界面熱阻。
[0033] 綜上所述，本發(fā)明的技術(shù)方案通過調(diào)控波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換裝置中各層組分的含量及線膨脹 系數(shù)滿足一定的關(guān)系，使得波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換裝置的發(fā)光效率高、內(nèi)部熱阻和界面熱阻均降低，從而 達(dá)到獲得穩(wěn)定的高發(fā)光效率的出射光的有益效果。
【附圖說明】
[0034] 圖1為本發(fā)明的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換裝置的實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035] 圖2為本發(fā)明的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換裝置的實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036] 圖3為本發(fā)明的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換裝置的實(shí)施例Η的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0037] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。為描述清楚，下文所描 述的"上""下"均指的圖中的上下。
[0038] 實(shí)施例一
[0039] 請(qǐng)參見圖1，圖1為本發(fā)明的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換裝置的實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示， 波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換裝置100包括發(fā)光層110、漫反射層120和陶瓷基板130。其中發(fā)光層110為包 含英光粉和第一玻璃粉的燒結(jié)體，漫反射層120為包含白色散射粒子和第一玻璃粉的燒結(jié) 體。
[0040] 激發(fā)光源發(fā)出的激發(fā)光入射于發(fā)光層110后，激發(fā)英光粉發(fā)出受激光。受激光和 未被激發(fā)的激發(fā)光穿過發(fā)光層110后，入射于漫反射層120,而后被反射回發(fā)光層110,其中 受激光和部分未被激發(fā)的激發(fā)光穿過發(fā)光層110后出射，其余部分的激發(fā)光被發(fā)光層110 激發(fā)光轉(zhuǎn)化為受激光。該波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換