CN104713035B - 波长转换装置、其制作方法及发光装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种波长转换装置，包括依次层叠设置的导热基板、漫反射层以及荧光粉层，所述漫反射层具有多孔结构，所述漫反射层的相对于所述导热基板和所述荧光粉层外露的表面设有将其完全覆盖的密封保护层，以使所述漫反射层处于由所述导热基板、荧光粉层和密封保护层共同围合形成的密封腔体内。本发明还公开了一种波长转换装置的制作方法及发光装置。通过本发明的技术方案，从而使漫反射层和其两侧的连接界面处于密封包覆的空间内，能够防止波长转换装置在长期工作过程中受到水汽、微尘等微细杂质的渗入影响，由此大大提高了波长转换装置工作性能的可靠性和使用寿命。

Description

波长转换装置、其制作方法及发光装置

技术领域

本发明涉及照明及激光显示技术领域，尤其涉及一种波长转换装置、其制作方法及发光装置。

背景技术

在现有技术中，存在一种由氮化铝陶瓷基板、无机漫反射层及玻璃荧光粉层依次层叠而成的色轮，这种结构形式的色轮同时兼备反射率好和热稳定性高的特点，且可根据需要制成任意尺寸和形状，适用于低成本、高效率的批量生产，是一种能够在大功率激光光源中应用的光学转换装置。

虽然上述无机色轮性能优越，但是由于其无机漫反射层整体为多孔结构，因此在长期使用过程中会出现如下问题：

色轮工作环境中的水汽和微尘可通过无机漫反射层的侧表面和无机漫反射层两侧的连接界面吸附在色轮的表面，并随着时间的推移，吸附在色轮的表面的水汽和微尘不断向色轮的内部扩散，在水汽和微尘的共同作用下，无机漫反射层的颜色逐渐变深，反射率下降，由此使得色轮在工作过程中整体温度大幅升高，进而对色轮的工作性能和使用寿命造成严重影响。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种波长转换装置，旨在解决现有的色轮结构因容易受到水汽、微尘等微颗粒的入侵而对使用性能和寿命造成影响的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供一种波长转换装置，包括依次层叠设置的导热基板、漫反射层以及荧光粉层，所述漫反射层具有多孔结构，所述漫反射层的相对于所述导热基板和所述荧光粉层外露的表面设有将其完全覆盖的密封保护层，以使所述漫反射层处于由所述导热基板、荧光粉层和密封保护层共同围合形成的密封腔体内。

优选地，所述导热基板、漫反射层和荧光粉层为同心设置的环形结构，所述密封保护层为沿着所述波长转换装置的周向和轴向连续分布的薄层结构；其中，位于所述波长转换装置的环形外侧的密封保护层将所述波长转换装置的整个外侧面覆盖，位于所述波长转换装置的环形内侧的密封保护层将所述波长转换装置的整个内侧面中所述荧光粉层和所述漫反射层的内侧面覆盖。

优选地，所述密封保护层包含三防胶、硅胶及玻璃中的至少一种。

优选地，所述密封保护层的厚度为1～20μm。

优选地，所述密封保护层为依次密封层叠的多层结构。

优选地，所述密封保护层包括第一密封保护层和第二密封保护层，所述第一密封保护层直接粘附于所述漫反射层，其中：

所述第一密封保护层由三防胶制成，所述第二密封保护层由硅胶制成；或者，所述第一密封保护层由硅胶制成，所述第二密封保护层由三防胶制成；又或者，所述第一密封保护层由玻璃制成，所述第二密封保护层由三防胶或硅胶制成。

优选地，所述密封保护层中掺杂有反射颗粒。

优选地，所述荧光粉层具有自其表面向内凹入的气孔，所述气孔为盲孔或贯穿所述荧光粉层的通孔，所述荧光粉层上设有填充在所述气孔中并与所述气孔的内壁面紧密结合的填充体。

优选地，所述填充体由三防胶或硅胶制成。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种发光装置，包括上述任一项技术方案中所述的波长转转装置，所述发光装置还包括一用于出射激发光的激发光源，所述荧光粉层用于吸收所述激发光以产生受激光，所述漫反射层用于对所述受激光或者所述受激光与未被吸收的激发光的混合光进行散射反射。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种波长转换装置的制作方法，所述制作方法包括：将荧光粉层、漫反射层及导热基板依次层叠设置并固定；其中，所述荧光粉层包括荧光粉，所述漫反射层包括用于对入射光进行散射的白色散射粒子，所述导热基板为氮化铝基板、氮化硅基板、碳化硅基板、氮化硼基板及氧化铍基板中的一种；在所述漫反射层的相对于所述导热基板和所述荧光粉层外露的表面设置将其完全覆盖的密封保护层。

优选地，在将所述荧光粉层、漫反射层及导热基板依次层叠设置并固定的步骤之后还包括：所述荧光粉层具有自其表面向内凹入的气孔，在所述气孔中填充将所述气孔布满的填充体。

相较于现有技术，本发明通过在漫反射层外露的表面、及漫反射层分别与导热基板和荧光粉层之间的层间隙设置有密封保护层，从而使漫反射层和其两侧的连接界面处于密封包覆的空间内，能够防止波长转换装置在长期工作过程中受到水汽、微尘等微细杂质的渗入影响，由此大大提高了波长转换装置工作性能的可靠性和使用寿命。

附图说明

图1为本发明的波长转换装置一实施例的结构示意图；

图2为图1中所示部分A的局部放大图；

图3为本发明的波长转换装置另一实施例的结构示意图；

图4为图3中所示部分B的局部放大图；

图5为本发明的波长转换装置一实施例的俯视图；

图6为本发明的波长转换装置的制作方法一实施例的流程示意图；

图7为本发明的波长转换装置的制作方法另一实施例的流程示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供一种波长转换装置，可应用于反射式大功率激光光源，参见图1和图2，在一实施例中，该波长转换装置100包括依次层叠设置的导热基板110、漫反射层120以及荧光粉层130，其中漫反射层120为具有若干孔隙的多孔结构。如图1所示，作为示例之一，导热基板110、漫反射层120和荧光粉层130为同心设置的环形结构，漫反射层120和荧光粉层130的内外径大致相等，而导热基板110的内径小于漫反射层120和荧光粉层130的内径，导热基板110的外径与漫反射层120和荧光粉层130的外径大致相等。应当理解，在实际应用时，波长转换装置100可以被构造成任意适用的大小和形状，比如呈圆板状的非环形结构，本发明对此不作限制。

具体地，导热基板110可以采用导热系数较大(比如导热系数大于等于100W/mK)的陶瓷材料制成，在实现导热的同时，还可以耐受较高的温度，相较于由诸如铝板、钢板、铜板等金属板作为成型一些高熔点玻璃(软化温度在500℃以上的玻璃)的基板，具有变形小、稳定性高的特点。本实施例中，导热基板110可以由氮化铝、氮化硅、氮化硼、氧化铍及碳化硅中的一种制成，这些导热基板材料可形成致密结构，熔点都在1500℃以上，远高于铝的熔点(700℃)，可以耐受较高温度。

漫反射层120用于对入射光进行反射，其具体包括白色散射粒子。白色散射粒子一般为盐类或者氧化物类粉末，例如硫酸钡粉末、氧化铝粉末、氧化钛粉末、氧化锆粉末等，基本上不会对光进行吸收，并且白色散射材料的性质稳定，不会在高温下氧化。考虑到漫反射层120需要较好的散热效果，优选导热率较高的氧化铝粉末，当然，为了实现漫反射层120的反射入射光的功能。白色散热材料在漫反射层120中需要有一定致密度和厚度，该致密度和厚度可通过实验确定。

荧光粉层130包括荧光粉，荧光粉可以吸收激发光并受激产生不同于激发光波长的光。例如YAG(钇铝石榴石)荧光粉，YAG荧光粉可以吸收蓝光、紫外光等而产生黄色受激光。此外，荧光粉还可以是红荧光粉、绿荧光粉等。

本实施例的波长转换装置100利用漫反射层120和导热基板110来替代传统的镜面金属板。其中漫反射层120包括白色散射粒子，白色散射粒子会对入射光进行散射，从而利用漫反射替代传统金属反射层的镜面反射，实现了对入射光的反射。同时白色散射粒子在高温下也不会氧化而吸收入射光，因此漫反射层120在高温下也不会降低反射率，可以耐受较高温度。此外，由于导热基板110为氮化铝基板、氮化硅基板、碳化硅基板、氧化铍基板中的一种，可以耐受比金属铝更高的温度。并且，导热基板110与漫反射层120、漫反射层120与荧光粉层130之间的连接界面热阻较低，可以将荧光粉层130的热量传导至导热基板110，并散发至空气中，从而提高了波长转换装置100的热稳定性。综上，本实施例的波长转换装置100同时兼顾了较高的反射率和热稳定性，使用性能优异。

据本发明实施例获取的波长转换装置100，漫反射层120由相混合的白色散射粒子和玻璃粉烧结而成，在微观上漫反射层120为多孔结构，比如漫反射层120的两侧通过粘接方式分别与导热基板110和荧光粉层130固定，连接界面上亦存在微孔；当然，波长转换装置100还可以是通过烧结形成的一体化结构，即导热基板110、漫反射层120和荧光粉层130通过界面间烧结形成的介质层相连，这样得到的波长转换装置结构稳定耐高温，能够应用于大功率激发光照射的装置。由于多孔结构的存在，波长转换装置100在长期使用过程中，工作环境中的水汽和微尘可通过漫反射层120的侧表面和漫反射层120两侧的连接界面吸附在波长转换装置100的表面，并随着时间的推移，吸附在波长转换装置100的表面的水汽和微尘不断向内部扩散。在水汽和微尘的共同作用下，漫反射层120的颜色逐渐变深，从而导致反射率下降，进而使得波长转换装置100在过程中整体温度大幅上升，对波长转换装置100的工作性能和使用寿命造成严重影响。

针对本实施例的波长转换装置100在使用时由于自身结构导致工作性能和使用寿命受到影响的问题，漫反射层120的相对于导热基板110和荧光粉层130外露的表面设有将其完全覆盖的密封保护层，以使漫反射层120处于由导热基板110、荧光粉层130和密封保护层共同围合形成的密封腔体内。根据波长转换装置100具体形状构造的不同，可将漫反射层120外露的表面分为两种情况考虑，一种是非环形结构，漫反射层120的周侧面相对于导热基板110和荧光粉层130是外露的，另一种是如图1和图2所示的环形结构，漫反射层120的内外周侧面相对于导热基板110和荧光粉层130是外露的，以下以被构造成环形结构的漫反射层120为例进行说明。

本实施例中，漫反射层120的环形内外侧表面分别设有沿着周向连续分布并沿着轴向延伸至导热基板110和荧光粉层130的密封保护层140，并且每一侧的密封保护层140分别与导热基板110和荧光粉层130密封连接。也就是说，密封保护层140能将漫反射层120的环形内外侧表面、及漫反射层120分别与导热基板110和荧光粉层130之间的层间隙完全覆盖。其中密封保护层140为透明薄层结构，以避免对波长转换装置100的光学性能造成影响。在实际应用时，密封保护层140是在成型波长转换装置100的主体结构(即导热基板110、漫反射层120及荧光粉层130形成为一体结构)后再通过喷涂、刷涂及烧结等方式附着在波长转换装置100的内外侧表面上的。应当理解，为了保证密封效果，防止水汽和微尘进入波长转换装置100的内部，内外两侧的密封保护层140均为在波长转换装置100上的连续分布结构，比如在节省材料的情况下，密封保护层140以漫反射层120的侧面为基点沿着轴线延伸至导热基板110和荧光粉层130处，从而使漫反射层120和其两侧的连接界面处于密封包覆的空间内，能够防止波长转换装置100在长期工作过程中受到水汽、微尘等微细杂质的渗入影响。由此，在增加了密封保护层140后，大大提高了波长转换装置100工作性能的可靠性和使用寿命。

在较佳实施例中，密封保护层140为沿着波长转换装置100的周向和轴向连续分布的薄层结构，比如成型后的密封保护层140的厚度为1～20μm，比如取1μm、10μm或20μm等，若密封保护层140过薄，则在成型过程中可能会出现断续分布，未能将漫反射层120外露的表面完全覆盖；而密封保护层140过厚，则在波长转换装置100工作过程中因热胀冷缩不匹配而导致密封保护层140破裂，经过大量实验验证，上述厚度(1～20μm)的密封保护层140既能实现优异的密封保护功能，又能避免因厚度不适应而导致产品缺陷的问题。同时，通过将密封保护层140的厚度限定在1～20μm，还避免因密封保护层140的厚度不均而影响波长转换装置100的动平衡。其中，位于波长转换装置100的外侧的密封保护层140将波长转换装置100的整个外侧面覆盖，位于波长转换装置100的内侧的密封保护层140将波长转换装置100的整个内侧面中荧光粉层130和漫反射层120对应的部分覆盖，从而增大密封保护层140的覆盖面积，以提高密封结构防水防尘的可靠性。

本实施例中，制作密封保护层140的材料选择广泛，例如可以由三防胶(有机硅树脂)、硅胶及玻璃中的一种制成，其中三防胶可以是现有***衡。此外，还可以通过涂刷方式将三防胶均匀地涂覆在波长转换装置100的内外侧表面上。三防胶干燥固化后的厚度可以为1～20μm，在保证密封防水防尘的情况下，所获取的密封保护层140的厚度越小越容易保持密封保护层140的厚度均匀一致，有利于波长转换装置100的动平衡，具体应用时密封保护层140的厚度以满足密封保护和不影响波长转换装置100正常使用为宜。并且，为了提高生产效率，还可以采用波长转换装置-掩膜-波长转换装置-掩膜交替叠加的方式同时在多个波长转换装置100的内外侧表面上喷涂或涂刷三防胶，其中两个相邻的波长转换装置100之间可使用橡胶垫作为贴合紧固层和掩膜。以上制备密封保护层140的材料和方法仅是本发明人经实验验证后所得的一些较佳实施方式，在其他实施例中，密封保护层140还可以由其他任意适用的材料和方法制成，从而具备防尘耐高温高湿的性能。

与采用三防胶制成密封保护层140的方式相类似，当采用硅胶制成密封保护层140时，具体过程可参照上述说明，在此不作赘述。三防胶和硅胶均具有良好的防水密封性，正常使用时，由于波长转换装置100的边缘温度较低，因此覆盖于波长转换装置100的内外侧表面上的密封保护层140不会出现因温度太高而老化开裂的现象，经实验证明三防胶和硅胶适用于制作波长转换装置100的防水防尘密封结构。而采用玻璃制成密封保护层140时，先将玻璃浆料涂覆在波长转换装置100的内外侧表面上，然后将预成型有密封保护层140的波长转换装置100放入电炉中烧结成型，相较于上述三防胶、硅胶，玻璃的硬脆特性导致其容易在振动中损坏，并且不易加工。但是，在其他实施例中，以波长转换装置100的同一侧为参考，密封保护层140可以为由内至外依次密封层叠的多层结构，并且玻璃位于最内层，玻璃层外为硅胶层，一方面可以弥补玻璃的硬脆特性缺陷，另一方面可以利用玻璃相较于硅胶更加耐高温的特点，提高波长转换装置100在高温工作环境下的寿命。

参见图3和图4，在另一实施例中，波长转换装置100的密封保护层为由内至外依次密封层叠的多层结构，比如两层或两层以上。在实际应用时，考虑到加工难度和不同材质的密封保护层之间结合力的影响，本实施例的密封保护层为双层结构，由内至外依次是第一密封保护层140′和第二密封保护层150，其中第一密封保护层140′和第二密封保护层150之间具有较强的结合力，以保证密封效果的可靠性。具体地，第一密封保护层140′由三防胶制成，第二密封保护层150由硅胶制成；或者，第一密封保护层140′由硅胶制成，第二密封保护层150由三防胶制成；又或者，第一密封保护层140′由玻璃制成，第二密封保护层150由三防胶或硅胶制成。由此，第一密封保护层140′和第二密封保护层150由不同材料混合搭配，使得波长转换装置100适用于更多应用环境。需要说明的是，当同时使用玻璃和硅胶或玻璃和三防胶时，应当先用玻璃进行密封，并且玻璃的烧结温度低于导热基板110、漫反射层120及荧光粉层130的熔点，待玻璃层烧结后再涂覆硅胶或三防胶。

另外，波长转换装置100通常工作于一个密闭的空间中，在工作过程中若产生振动或具有杂散光，则激光可能照射到波长转换装置100的边缘部位，不管是上述单层结构的密封保护层140，还是由第一密封保护层140′和第二密封保护层150组合而成的双层结构，在受到激光照射时容易被烧毁。有鉴于此，以密封保护层140为例进行说明，密封保护层140包含三防胶、硅胶及玻璃中的至少一种，通过在密封保护层140中掺杂有反射颗粒，以在波长转换装置100的内外两侧分别形成一个密封的高反射层，即密封保护层140同时兼备了防水防尘和对激光反射的功能。在装置调试过程中，若操作不慎而有激光照射到波长转换装置100的边缘部位时，由密封保护层140形成的密封反射层能有效地将激光反射，使密封保护层140中不耐高温的材料得到有效保护。

其中，密封保护层140中掺杂的反射颗粒可以是白色散射粒子，一般为盐类或氧化物类粉末，例如硫酸钡粉末、氧化铝粉末、氧化钛粉末、氧化锆粉末等，基本上不会对光进行吸收，并且白色散射材料的性质稳定，不会在高温下氧化。作为优选，可以在硅胶和玻璃中混合反射颗粒。而对于多层结构的密封保护层，由于激光最先到达位于最内层的密封保护层，因此保证能有效地将激光反射的前提下，可以仅在位于最内层的密封保护层中掺杂反射颗粒，从而降低生产成本。

在实际应用时，如图5所示，荧光粉层130具有自其表面向内凹入的气孔310，并且气孔310位于激光光斑照射区域外，在使用时不会受到激光直接照射。气孔310是在波长转换装置100生产过程中产生的，分布位置和形状大小具有一定随机性，并且气孔310为盲孔或贯穿荧光粉层130的通孔，当气孔310为通孔时，会使漫反射层120在荧光粉层130上露出，由于漫反射层120为多孔结构，因而具有一定的吸水吸尘特性，使用环境中的水汽和微尘会缓慢地通过气孔向漫反射层120内部扩散，随着时间推移会降低漫反射层120的反射率，使得波长转换装置100的整体温度大幅上升，从而对其工作性能和使用寿命造成严重影响。因此，气孔310的存在降低了产品的可靠性和使用寿命。本实施例中，荧光粉层130上设有填充在气孔310中并与气孔310的内壁面紧密结合的填充体(图未示)，该填充体可由诸如三防胶、硅胶等任意使用的材料制成，通过将气孔310填平密封而使荧光粉层130恢复至完整状态，从而防止水汽或微尘进入气孔。由于填充***于激光光斑照射区域之外，正常使用时并不受到激光直接照射而被破坏，因此可有效提高产品的良品率、可靠性和使用寿命。

例如，填充体由液态三防胶或硅胶固化形成，考虑到气孔310的尺寸较小，具体应用时可使用细针管将三防胶或硅胶液滴注入或滴入气孔310中，液滴的粘度大小以液滴能够完全或大部分渗入气孔310为宜。对于采用三防胶制成的填充体，可在液滴填满气孔310后在空气中自然固化成型；而对于采用硅胶制成的填充体，可在液滴填满气孔310后使用热烘干或湿气固化。不管采用何种材料制成的填充体，若其与荧光粉层130相结合的过程中有部分溢出在荧光粉层130的表面上，则在固化成型后可使用如手术刀或其他任意适用的利器将荧光粉层130的表面上的残胶刮除，以使荧光粉层130的表面保持平整，从而不会对波长转换装置100的使用性能造成影响。可以理解，图5所示气孔310的数目和分布位置仅为举例，在实际应用时还可呈多样式变化，因此不是对波长转换装置100的结构组成的限制。

本发明还提供一种发光装置，在一实施例中，该发光装置包括上述实施例中的波长转转装置，并且还包括一用于出射激发光的激发光源。其中荧光粉层用于吸收激发光以产生受激光，漫反射层用于对受激光或者受激光与未被吸收的激发光的混合光进行散射反射，导热基板用于将漫反射层传导过来的热量散发至空气中。应当理解，该发光装置还包括其他必备的且已为本领域的技术人员所熟知的零部件，具体结构组成和工作原理可参照现有技术的说明，在此不作赘述。

本发光装置实施例包括上述波长转换装置全部实施例的全部技术方案，所达到的技术效果也完全相同，在此不再赘述。

为了获得上述波长转换装置，本发明还提供一种波长转换装置的制作方法。参见图6，在一实施例中，该波长转换装置的制作方法包括：

步骤S10、获取导热基板；

本步骤中，导热基板可以为氮化铝基板、氮化硅基板、碳化硅基板、氮化硼基板及氧化铍基板中的一种。

步骤S20、获取漫反射层；

本步骤中，漫反射层包括白色散射粒子，该白色散射粒子用于对入射光进行散射。该漫反射层可以通过硅胶等粘接剂与白色散射粒子混合后涂覆成型得到，也可以通过玻璃粉等粘接剂与白色散射粒子烧结后得到，还可以通过水玻璃与白色散射粒子混合后通过沉积法得到。其中白色散射粒子一般为盐类或者氧化物类粉末，例如硫酸钡粉末、氧化铝粉末、氧化钛粉末、氧化锆粉末等。

步骤S30、获取荧光粉层；

本步骤中，荧光粉层包括荧光粉，该荧光粉可以利用粘接剂粘接在一起，粘接剂可以是硅胶、水玻璃、玻璃粉等。荧光粉层的成型方法一般与粘接剂的类型有光，例如，荧光粉可以通过与硅胶混合涂覆的方式成型，或者与水玻璃混合后通过沉积法成型。

需要说明的是，上述步骤S10、S20、S30之间并没有特定的顺序，可以根据实际情况依次序进行，也可以同时进行。

步骤S40、将荧光粉层、漫反射层及导热基板依次层叠设置并固定；

本步骤中，将荧光粉层、漫反射层及导热基板合成一体的方式有多种，比如步骤S40可以在步骤S10、S20、S30之后进行。也就是说，在获取荧光粉层、漫反射层和导热基板后，将三者用粘接剂依次粘接在一起，或者通过烧结形成一体结构，其中荧光粉层和漫反射层可以是在其对应的基板上成型，然后脱模获得的。

又或者，步骤S40与步骤S10、S20、S30同时进行，获取漫反射层和导热基板后，将漫反射层与导热基板进行粘接固定，再获取荧光粉层，并将荧光粉层与漫反射层粘接固定；又如，获取漫反射层和荧光粉层后，将两者进行粘接固定，再获取导热基板，并将导热基板与漫反射层进行粘接固定。

除此之外，漫反射层的获取和漫反射层与导热基板的粘接过程可以同时进行，例如将漫反射层直接成型在导热基板的表面上。同理，漫反射层的获取和漫反射层与荧光粉层的粘接过程也可以同时进行，例如将漫反射层直接成型在荧光粉层的表面。而荧光粉层的获取和漫反射层与荧光粉层的粘接过程也可以同时进行，例如将荧光粉层直接成型在漫反射层的表面上。

步骤S50、在漫反射层的相对于导热基板和荧光粉层外露的表面设有将其完全覆盖的密封保护层。

需要说明的是，步骤S50应当在步骤S40之后。也就是说，利用上述步骤S10、S20、S30及S40预先制备出包括层叠设置的荧光粉层、漫反射层和导热基板的波长转换装置主体结构，实际上此时的波长转换装置主体结构可应用于反射式大功率激光光源。

但是，通过在漫反射层的相对于导热基板和荧光粉层外露的表面形成有密封保护层，并且密封保护层分别与导热基板和荧光粉层密封连接，从而使漫反射层和其两侧的连接界面处于密封包覆的空间内，能够防止波长转换装置主体结构在长期工作过程中受到水汽、微尘等微细杂质的渗入影响。由此，在增加了密封保护层后，大大提高了波长转换装置主体结构工作性能的可靠性和使用寿命。

其中，密封保护层可以为单层结构，也可以为多层结构。在实际应用时，密封保护层由三防胶、硅胶及玻璃中的一种制成，若密封保护层为多层结构，则每一层的成型材料可以混合搭配，例如由内至外依次是第一密封层和第二密封层，第一密封保护层由玻璃制成，第二密封保护层由三防胶或硅胶制成。

对于采用三防胶或硅胶制成密封保护层，可通过将波长转换装置主体结构置于匀速转动的夹具上，并使用喷涂工具将液态三防胶或硅胶均匀地喷涂在波长转换装置主体结构的内外侧表面，当将波长转换装置主体结构的内外侧表面全部被三防胶或硅胶覆盖时会显著降低喷涂难度，显然也具有更好的密封效果。在喷涂及固化过程中若三防胶或硅胶流至导热基板和荧光粉层的表面上，则可待三防胶或硅胶固化后使用手术刀或其他任意适用的利器将多余的三防胶或硅胶刮除，从而不会影响波长转换装置主体结构的动平衡。此外，还可以通过涂刷方式将三防胶或硅胶均匀地涂覆在波长转换装置主体结构的内外侧表面上。三防胶或硅胶干燥固化后的厚度可以为1～20μm，在保证密封防水防尘的情况下，所获取的密封保护层的厚度越小越容易保持密封保护层的厚度均匀一致，有利于波长转换装置主体结构的动平衡。并且，为了提高生产效率，还可以采用波长转换装置主体结构-掩膜-波长转换装置主体结构-掩膜交替叠加的方式同时在多个波长转换装置主体结构的内外侧表面上喷涂或涂刷三防胶和硅胶，其中两个相邻的波长转换装置主体结构之间可使用橡胶垫作为贴合紧固层和掩膜。

而对于采用玻璃制成密封保护层，先将玻璃浆料涂覆在波长转换装置主体结构的内外侧表面上，然后将预成型有密封保护层的波长转换装置主体结构放入电炉中烧结成型。当密封保护层为多层结构时，比如使用玻璃和硅胶或玻璃和三防胶时，应当先用玻璃进行密封，并且玻璃的烧结温度低于导热基板、漫反射层及荧光粉层的熔点，待玻璃层烧结后再涂覆硅胶或三防胶。

综上，利用上述步骤S10～S50即可制备出具有防水防尘性能的波长转换装置，在密封保护层的隔离作用下能够防止波长转换装置在长期工作过程中受到水汽、微尘等微细杂质的渗入影响，由此大大提高了波长转换装置工作性能的可靠性和使用寿命。

进一步地，还可以在密封保护层中掺杂反射颗粒，以在波长转换装置的内外两侧分别形成一个密封的高反射层，即密封保护层同时兼备了防水防尘和对激光反射的功能。当有激光照射到波长转换装置的边缘部位时，由密封保护层形成的密封反射层能有效地将激光反射，使密封保护层中不耐高温的材料得到有效保护。其中，反射颗粒可以是白色散射粒子，一般为盐类或氧化物类粉末，例如硫酸钡粉末、氧化铝粉末、氧化钛粉末、氧化锆粉末等。例如，将硅胶和反射颗粒混合后喷涂或刷涂在波长转换装置主体结构的内外侧表面以形成密封保护层；或者，将玻璃浆料和反射颗粒混合后涂覆在波长转换装置的内外侧表面，然后通过烧结以形成密封保护层。

参见图7，在另一实施例中，在步骤S40之后还包括：

步骤S60、在气孔中填充将气孔布满的填充体。

需要说明的是，步骤S50和步骤S60之间没有特定顺序，可以先进行步骤S50，也可以先进行步骤S60，当然也可以同时进行步骤S50和步骤S60。

本实施例中，由上述步骤S30获取的荧光粉层具有自其表面向内凹入的气孔(对应于图5是气孔310)，其中气孔位于激光光斑照射区域外，分布位置和形状大小具有一定随机性。该填充体可由诸如三防胶、硅胶等任意使用的材料制成，通过将气孔填平密封而使荧光粉层恢复至完整状态，可有效提高产品的良品率、可靠性和使用寿命。

例如，填充体由液态三防胶或硅胶固化形成，考虑到气孔的尺寸较小，具体应用时可使用细针管将三防胶或硅胶液滴注入或滴入气孔中，液滴的粘度大小以液滴能够完全或大部分渗入气孔为宜。对于采用三防胶制成的填充体，可在液滴填满气孔后在空气中自然固化成型；而对于采用硅胶制成的填充体，可在液滴填满气孔后使用热烘干或湿气固化。不管采用何种材料制成的填充体，若其与荧光粉层相结合的过程中有部分溢出在荧光粉层的表面上，则在固化成型后可使用如手术刀或其他任意适用的利器将荧光粉层的表面上的残胶刮除，以使荧光粉层的表面保持平整。

根据本发明实施例的技术方案制备得到的波长转换装置，在兼备高反射率和热稳定性的情况下，实现了防水防尘密封功能，大大提高了波长转换装置的可靠性和使用寿命。

以上仅为本发明的优选实施例，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。

Claims (12)

1.一种波长转换装置，包括依次层叠设置的导热基板、漫反射层以及荧光粉层，所述漫反射层具有多孔结构，其特征在于，所述漫反射层的相对于所述导热基板和所述荧光粉层外露的表面设有将其完全覆盖的密封保护层，以使所述漫反射层处于由所述导热基板、荧光粉层和密封保护层共同围合形成的密封腔体内。

2.如权利要求1所述的波长转换装置，其特征在于，所述导热基板、漫反射层和荧光粉层为同心设置的环形结构，所述密封保护层为沿着所述波长转换装置的周向和轴向连续分布的薄层结构；其中，位于所述波长转换装置的环形外侧的密封保护层将所述波长转换装置的整个外侧面覆盖，位于所述波长转换装置的环形内侧的密封保护层将所述波长转换装置的整个内侧面中所述荧光粉层和所述漫反射层的内侧面覆盖。

3.如权利要求1或2所述的波长转换装置，其特征在于，所述密封保护层包含三防胶、硅胶及玻璃中的至少一种。

4.如权利要求3所述的波长转换装置，其特征在于，所述密封保护层的厚度为1～20μm。

5.如权利要求3所述的波长转换装置，其特征在于，所述密封保护层为依次密封层叠的多层结构。

6.如权利要求5所述的波长转换装置，其特征在于，所述密封保护层包括第一密封保护层和第二密封保护层，所述第一密封保护层直接粘附于所述漫反射层，其中：

所述第一密封保护层由三防胶制成，所述第二密封保护层由硅胶制成；或者，所述第一密封保护层由硅胶制成，所述第二密封保护层由三防胶制成；又或者，所述第一密封保护层由玻璃制成，所述第二密封保护层由三防胶或硅胶制成。

7.如权利要求1或2所述的波长转换装置，其特征在于，所述密封保护层中掺杂有反射颗粒。

8.如权利要求1或2所述的波长转换装置，其特征在于，所述荧光粉层具有自其表面向内凹入的气孔，所述气孔为盲孔或贯穿所述荧光粉层的通孔，所述荧光粉层上设有填充在所述气孔中并与所述气孔的内壁面紧密结合的填充体。

9.如权利要求8所述的波长转换装置，其特征在于，所述填充体由三防胶或硅胶制成。

10.一种发光装置，其特征在于，包括权利要求1至9中任一项所述的波长转换装置，所述发光装置还包括一用于出射激发光的激发光源，所述荧光粉层用于吸收所述激发光以产生受激光，所述漫反射层用于对所述受激光或者所述受激光与未被吸收的激发光的混合光进行散射反射。

11.一种波长转换装置的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括：

将荧光粉层、漫反射层及导热基板依次层叠设置并固定；其中，所述荧光粉层包括荧光粉，所述漫反射层包括用于对入射光进行散射的白色散射粒子，所述导热基板为氮化铝基板、氮化硅基板、碳化硅基板、氮化硼基板及氧化铍基板中的一种；

在所述漫反射层的相对于所述导热基板和所述荧光粉层外露的表面设置将其完全覆盖的密封保护层。

12.如权利要求11所述的波长转换装置的制作方法，其特征在于，在将荧光粉层、漫反射层及导热基板依次层叠设置并固定的步骤之后还包括：

所述荧光粉层具有自其表面向内凹入的气孔，在所述气孔中填充将所述气孔布满的填充体。