CN105716039B - 光转换装置及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种光转换装置及其制备方法和应用。该光转换装置包括导热基板、层叠于导热基板上的致密的反射层以及层叠于反射层上的荧光层,反射层由反射金属浆料经烧结得到,反射金属浆料包括反射金属粉、第一玻璃粉和第一有机载体,反射金属粉与第一玻璃粉的质量比为1:1~19.9:0.1;反射金属粉选自银粉和铝粉中的至少一种。上述光转换装置的反射层具有较高的反射性能、较高的热导率和较低的热阻。

Description

光转换装置及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及照明或者显示器领域,特别是涉及一种光转换装置及其制备方法和应用。
背景技术
新一代固体激光光源由于其高亮度、稳定性高,因此成为取代高压汞灯的理想光源。目前,蓝光激光激发高速旋转的色轮能够有效解决高功率密度激光激发荧光粉的发热猝灭问题,而使得高效低成本的激光显示成为现实,并逐渐发展成为激光光源的主流技术之一。
目前较为常用的色轮为反射式色轮,然而现有的光反射式色轮的反射层是多孔结构,热阻较高,热传导性不好,不利于高功率光源的散热,直接影响色轮的亮度和可靠性。虽然可以通过镀金属反射膜解决其热阻较高的问题,但是采用镀金属反射膜的色轮涉及镀过渡膜、金属反射膜、金属保护膜、锡焊焊盘层以及锡焊层等多个工艺,过程复杂,成本高,且面积较大的色轮制备难度更大,难以实现量产化。
发明内容
基于此,有必要提供一种高亮度且高可靠性的光转换装置。
此外,还提供一种上述光转换装置的制备方法和其应用。
一种光转换装置,包括导热基板、层叠于所述导热基板上的致密的反射层以及层叠于所述反射层上的荧光层,所述反射层由反射金属浆料经烧结得到,所述反射金属浆料包括反射金属粉、第一玻璃粉和第一有机载体,所述反射金属粉与所述第一玻璃粉的质量比为1:1~19.9:0.1;所述反射金属粉选自银粉和铝粉中的至少一种。
在其中一个实施例中,还包括环绕所述反射层一周的保护层,所述保护层与所述导热基板、所述荧光层均密封连接,以使所述保护层、所述导热基板、所述荧光层共同配合密封所述反射层。
在其中一个实施例中,还包括保护层,所述保护层,所述保护层包裹于层叠的所述导热基板、所述反射层和所述荧光层上,并遮蔽所述导热基板、所述反射层和所述荧光层。
一种光转换装置的制备方法,包括如下步骤:
提供导热基板;
在所述导热基板上形成依次层叠于所述导热基板上的致密的反射层和荧光层,得到光转换装置;其中,所述反射层由反射金属浆料经烧结得到,所述反射金属浆料包括反射金属粉、第一玻璃粉和第一有机载体,所述反射金属粉与所述第一玻璃粉的质量比为1:1~19.9:0.1;所述反射金属粉选自银粉和铝粉中的至少一种。
在其中一个实施例中,在所述导热基板上形成依次层叠于所述导热基板上的致密的所述反射层和所述荧光层的步骤具体为:使用所述反射金属浆料在所述导热基板上形成反射坯体层;在所述反射坯体层上形成荧光坯体层或所述荧光层,经烧结,在所述导热基板上形成致密的所述反射层。
在其中一个实施例中,在所述反射坯体层上形成所述荧光坯体层的步骤具体为:在所述反射坯体层上涂覆荧光浆料,经干燥,形成所述荧光坯体层;其中,所述荧光浆料包括荧光粉、第二玻璃粉和第二有机载体,所述荧光粉与所述第二玻璃粉的质量比为1:0.1~99,所述第二玻璃粉与所述第一玻璃粉的软化点温度相差不大于400℃。
在其中一个实施例中,在所述反射坯体层上形成所述荧光层的步骤具体为:提供所述荧光层,将所述荧光层层叠于所述反射坯体层上,其中:
所述荧光层通过如下步骤制备得到:将荧光粉压制成片状,经烧结,得到所述荧光层;
或者,所述荧光层通过如下步骤制备得到:将荧光粉与陶瓷助烧剂混合,依次经成型和烧结,得到所述荧光膜片;
或者,所述荧光层通过如下步骤制备得到:将荧光粉、第三玻璃粉和第三有机载体混合,依次经成型和烧结,得到所述荧光层。
在其中一个实施例中,在所述反射坯体层上形成所述荧光层的步骤之前,还包括在所述反射坯体层的边缘上涂覆玻璃保护浆料,以使所述玻璃保护浆料环绕所述反射坯体层的边缘一周,经干燥,得到保护坯体层;其中,在所述烧结的步骤之后,所述保护坯体层形成保护层,所述保护层与所述荧光层、所述导热基板共同配合以密封所述反射层;
或者,在所述反射坯体层上形成所述荧光坯体层的步骤之前,还包括在所述反射坯体层的边缘上涂覆玻璃保护浆料,以使所述玻璃保护浆料环绕所述反射坯体层的边缘一周,经干燥,得到保护坯体层;其中,在所述烧结的步骤之后,所述保护坯体层形成保护层,所述荧光坯体层形成荧光层,所述保护层与所述荧光层、所述导热基板共同配合以密封所述反射层;
或者,在所述反射坯体层上形成所述荧光层的步骤之后,在所述烧结的步骤之前,还包括在所述反射坯体层的边缘涂覆玻璃保护浆料,以使所述玻璃保护浆料环绕所述反射坯体层的边缘一周,经干燥,得到保护坯体层;其中,在所述烧结的步骤之后,所述保护坯体层形成保护层,所述保护层与所述荧光层、所述导热基板共同配合以密封所述反射层;
或者,在所述反射坯体层上形成所述荧光坯体层的步骤之后,在所述烧结的步骤之后,还包括在所述反射坯体层的边缘涂覆玻璃保护浆料,以使所述玻璃保护浆料环绕所述反射坯体层的边缘一周,经干燥,得到保护坯体层;其中,在所述烧结的步骤之后,所述保护坯体层形成保护层,所述荧光坯体层形成荧光层,所述保护层与所述荧光层、所述导热基板共同配合以密封所述反射层。
在其中一个实施例中,在所述导热基板上形成依次层叠于所述导热基板上的致密的所述反射层和所述荧光层的步骤具体为:使用所述反射金属浆料在所述导热基板上形成反射坯体层,经烧结,在所述导热基板上形成致密的所述反射层;在所述反射层上形成荧光坯体层,经烧结,形成所述荧光层。
在其中一个实施例中,在所述反射层上形成所述荧光坯体层的步骤具体为:在所述反射层上涂覆荧光浆料,经干燥,形成所述荧光坯体层;其中,所述荧光浆料包括荧光粉、第二玻璃粉和第二有机载体,所述荧光粉与所述第二玻璃粉的质量比为1:0.1~99,所述第二玻璃粉与所述第一玻璃粉的软化点温度相差不大于400℃。
在其中一个实施例中,在所述反射层上形成荧光坯体层的步骤之前,还包括在所述反射层的边缘上涂覆玻璃保护浆料,以使所述玻璃保护浆料环绕所述反射层的边缘一周,经干燥,得到保护坯体层;其中,在所述烧结的步骤之后,所述保护坯体层形成保护层,所述保护层与所述荧光层、所述导热基板共同配合以密封所述反射层;
或者,在所述反射层上形成所述荧光坯体层的步骤之后,还包括在所述反射坯体层的边缘涂覆玻璃保护浆料,以使所述玻璃保护浆料环绕所述反射层的边缘一周,经干燥,得到保护坯体层;其中,在所述烧结的步骤之后,所述保护坯体层形成保护层,所述荧光坯体层形成荧光层,所述保护层与所述荧光层、所述导热基板共同配合以密封所述反射层。
在其中一个实施例中,使用所述反射金属浆料在所述导热基板上形成所述反射坯体层的步骤具体为:在所述导热基板上涂覆所述反射金属浆料,经干燥,得到反射坯体层;
或者,使用所述反射金属浆料在所述导热基板上形成所述反射坯体层的步骤具体为:将所述反射金属浆料成型并干燥,得到所述反射坯体层,将所述反射坯体层层叠于所述导热基板上。
在其中一个实施例中,所述导热基板的热导率大于10W/mK。
在其中一个实施例中,所述第一玻璃粉的热膨胀系数与所述导热基板的热膨胀系数相差0~5×10-6/K。
在其中一个实施例中,所述反射金属粉的粒径为10纳米~10微米。
在其中一个实施例中,所述反射金属粉为片状颗粒或球状颗粒,或者所述反射金属粉为片状颗粒与球状颗粒的混合物。
在其中一个实施例中,在所述导热基板上形成依次层叠于所述导热基板上的致密的所述反射层和所述荧光层的步骤之后,还包括使用密封材料在所述反射层上形成保护层,并使所述保护层绕所述反射层一周,或者使所述保护层遮蔽所述导热基板、所述反射层和所述荧光层;其中,所述密封材料为环氧树脂或聚对二甲苯。
上述光转换装置在灯具或显示器的光源***中的应用。
由于上述光转换装置的反射层由反射金属浆料经烧结得到。反射金属浆料包括反射金属粉、第一玻璃粉和第一有机载体,反射金属粉与第一玻璃粉的质量比为1:1~19.9:0.1,反射金属粉选自银粉和铝粉中的至少一种,且反射层为致密的反射层,使得上述光转换装置的反射层不仅具有较高的反射性能,还具有较高的热导率和较低的热阻,使得上述方法制备的光转换装置具有较高的亮度,且上述波长转换装置与目前的波长转换装置对比,在相同激光驱动电流下的测试结果比较可以推出,本发明的波长转换装置承受的激光电流更高,可靠性更高。
附图说明
图1为一实施方式的光转换装置的结构示意图;
图2为一实施方式的光转换装置的制备方法的流程图;
图3为一实施方式的光转换装置的制备方法的实现步骤S220的方法的流程图;
图4为三实施方式的光转换装置的制备方法在导热基板上形成依次层叠于导热基板上的致密的反射层和荧光层的方法的流程图;
图5为实施例1和对比例1的光转换装置在同一蓝光激光光源下的光通量随电流的变化关系曲线图。
具体实施方式
为了便于理解本发明,下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本发明。
如图1所示,一实施方式的光转换装置100,包括导热基板110、反射层120和荧光层130。
其中,导热基板110的热导率大于10W/mK。具体的,导热基板110可以为氮化铝基板、碳化硅基板、氮化硅基板、硅片、氧化铝基板或氮化硼基板。这些导热基板110耐高温,且具有较好的导热性能。
其中,导热基板110的厚度为0.1~5mm。
其中,反射层120为致密的反射层。反射层120由反射金属浆料经烧结得到。其中,反射金属浆料包括反射金属粉、第一玻璃粉和第一有机载体。
其中,反射金属粉与第一玻璃粉的质量比为1:1~19.9:0.1。
其中,反射金属粉选自银粉和铝粉中的至少一种。优选地,反射金属粉为银粉,由于银粉具有较高的反射率和较高的热导率,可以使光转换装置100的反射层120具有较高的反射率和较高的热导率。
其中,反射金属粉可以为球状、条状、棒状、片状或球状;优选的,反射金属粉为片状颗粒或球状颗粒,或者反射金属粉为片状颗粒与球状颗粒的混合物。片状的反射金属粉有利于烧结后的反射金属粉之间的相互搭接以形成导热网络,以提高光转换装置100的反射层120的热导率;球状的反射金属粉颗粒堆积密度高,浆料流动性好,有利于提高光转换装置100的反射层120的热导率。
进一步的,反射金属粉的粒径为10纳米~10微米。较大的颗粒不易烧结致密,较小的颗粒不易分散。
其中,第一玻璃粉可以使用烧结之后有颜色的玻璃粉,也可以使用烧结之后没有颜色的玻璃粉;优选地,第一玻璃粉为烧结之后呈无色透明、且烧结之后的可见光透过率在80%以上的玻璃粉。例如,第一玻璃粉为硅酸盐玻璃粉或硼硅酸盐类玻璃粉。
其中,第一玻璃粉的热膨胀系数与导热基板110的热膨胀系数相差0~5×10-6/K,从而使烧结之后形成的反射层120与导热基板110之间能够可靠的粘结在一起。进一步的,第一玻璃粉的热膨胀系数与导热基板110的热膨胀系数相差0~3×10-6/K;更进一步的,第一玻璃粉的热膨胀系数与导热基板110的热膨胀系数相差0~1×10-6/K。
其中,第一有机载体由粘接剂和不同沸点的有机溶剂组成。其中,粘接剂为乙基纤维素;溶剂选自松油醇、丁基卡必醇、丁基卡必醇酯、柠檬酸三丁酯及乙酰柠檬酸三丁酯中的至少一种。
进一步的,反射金属浆料还包括辅助金属粉,辅助金属粉选自钯粉及铂粉中的至少一种。其中,钯粉和铂粉具有降低高温烧结的银迁移的不利影响,提高反射率稳定性。其中,辅助金属粉与反射金属粉的质量比为不高于1:1。
其中,荧光层130可在激发光的作用下发出荧光。
在本实施例中,光转换装置100还包括环绕反射层120一周的保护层140,保护层140与导热基板110、荧光层130均密封连接,以使保护层140、导热基板110、荧光层130共同配合密封反射层120。
可以理解,在其它实施例中,保护层包裹于层叠的导热基板110、反射层120和荧光层130上,并遮蔽导热基板110、反射层120和荧光层130。导热基板110、反射层120和荧光层130层叠形成层叠件,即保护层包裹于层叠件上,并遮蔽层叠件。
其中,保护层140的材料为环氧树脂或聚对二甲苯。其中,聚对二甲苯可以为美国special coating systems公司生产的N型聚对二甲苯、C型聚对二甲苯、D型聚对二甲苯或HT型聚对二甲苯,或者为日本KISCO株式会社生产的dix C型、D型、N型、SR型、NR型、HR型、CF型、SF型聚对二甲苯。或者,保护层140的材料也可以为荧光层130相同的材料;或者,保护层140的材料还可以为硅酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃或玻璃釉料。
由于上述光转换装置100的反射层120由反射金属浆料经烧结得到。反射金属浆料包括反射金属粉、第一玻璃粉和第一有机载体,反射金属粉与第一玻璃粉的质量比为1:1~19.9:0.1,反射金属粉选自银粉和铝粉中的至少一种,且反射层120为致密的反射层120,使得上述光转换装置100的反射层120不仅具有较高的反射性能,还具有较高的热导率和较低的热阻,使得上述方法制备的光转换装置100具有较高的光效,更加的可靠。
上述光转换装置100可应用于灯具或者显示器的光源***中。
如图2所示,一实施方式的光转换装置的制备方法,可用于制备上述光转换装置,该光转换装置的制备方法包括如下步骤:
步骤S210:提供导热基板。
其中,导热基板的热导率大于10W/mK。具体的,导热基板可以为氮化铝基板、碳化硅基板、氮化硅基板、硅片、氧化铝基板或氮化硼基板。这些导热基板耐高温,且具有较好的导热性能。
其中,导热基板的厚度为0.1~5mm。
步骤S220:在导热基板上形成依次层叠于导热基板上的致密的反射层和荧光层,得到光转换装置。
其中,反射层为致密的反射层。反射层由反射金属浆料经烧结得到。其中反射金属浆料包括反射金属粉、第一玻璃粉和第一有机载体。
其中,反射金属粉与第一玻璃粉的质量比为1:1~19.9:0.1。
其中,反射金属粉选自银粉和铝粉中的至少一种。优选地,反射金属粉为银粉,由于银粉具有较高的反射率和较高的热导率,可以使光转换装置的反射层具有较高的反射率和较高的热导率。
其中,反射金属粉可以为球状、条状、棒状、片状或球状;优选的,反射金属粉为片状颗粒或球状颗粒,或者反射金属粉为片状颗粒与球状颗粒的混合物。片状的反射金属粉有利于烧结后的反射金属粉之间的相互搭接以形成导热网络,以提高光转换装置的反射层的热导率;球状的反射金属粉颗粒堆积密度高,浆料流动性好,有利于提高光转换装置的反射层的热导率。
进一步的,反射金属粉的粒径为10纳米~10微米。较大的颗粒不易烧结致密,较小的颗粒不易分散。
其中,第一玻璃粉可以使用烧结之后有颜色的玻璃粉,也可以使用烧结之后没有颜色的玻璃粉;优选地,第一玻璃粉为烧结之后呈无色透明、且烧结之后的可见光透过率在80%以上的玻璃粉。例如,第一玻璃粉为硅酸盐玻璃粉或硼硅酸盐玻璃粉。
其中,第一玻璃粉的热膨胀系数与导热基板的热膨胀系数相差0~5×10-6/K,从而使烧结之后形成的反射层与导热基板之间能够可靠的粘结在一起。进一步的,第一玻璃粉的热膨胀系数与导热基板的热膨胀系数相差0~3×10-6/K;更进一步的,第一玻璃粉的热膨胀系数与导热基板的热膨胀系数相差0~1×10-6/K。
第一有机载体由粘接剂和不同沸点的有机溶剂组成。其中,粘接剂为乙基纤维素;溶剂选自松油醇、丁基卡必醇、丁基卡必醇酯、柠檬酸三丁酯及乙酰柠檬酸三丁酯中的至少一种。
进一步的,反射金属浆料还包括辅助金属粉,辅助金属粉选自钯粉及铂粉中的至少一种。其中,钯粉和铂粉具有降低高温烧结的银迁移的不利影响,提高反射率稳定性。其中,辅助金属粉与反射金属粉的质量比为不高于1:1。
在本实施例中,在导热基板上形成依次层叠于导热基板上的致密的反射层和荧光层的步骤具体为:
步骤S222:使用反射金属浆料在导热基板上形成反射坯体层。
其中,反射坯体层的厚度为0.001~1mm。
在本实施例中,使用反射金属浆料在导热基板上形成反射坯体层的步骤具体为:在导热基板上涂覆反射金属浆料,经干燥,得到反射坯体层。
其中,在导热基板上涂覆反射金属浆料的方法可以为刷涂、刮涂、喷涂或者丝网印刷。
进一步的,在导热基板上涂覆反射金属浆料的步骤之后,还包括将涂覆有反射金属浆料的导热基板在室温下静置的步骤,以使反射金属浆料在导热基板上流平。
其中,在导热基板上涂覆反射金属浆料之后的干燥步骤的干燥温度为100~200℃。
可以理解,也可以不采用在导热基板上涂覆反射金属浆料的方法形成反射坯体层,例如,在其它实施例中,使用反射金属浆料在导热基板上形成反射坯体层的步骤具体为:将反射金属浆料成型并干燥,得到反射坯体层,将反射坯体层层叠于导热基板上。
步骤S224:在反射坯体层上形成荧光坯体层,经烧结,在导热基板上形成致密的反射层。
在本实施例中,在反射坯体层上形成荧光坯体层的步骤具体为:在反射坯体层上涂覆荧光浆料,经干燥,形成荧光坯体层。
其中,荧光坯体层烧结之后形成荧光层。
其中,荧光浆料包括荧光粉、第二玻璃粉和第二有机载体。
其中,荧光浆料中,荧光粉与第二玻璃粉的质量比为1:0.1~99。
其中,第二玻璃粉与第一玻璃粉的软化点温度相差不超过400℃,以使烧结后的反射层和荧光层能够很好的粘结在一起。例如,第一玻璃粉可以为硅酸盐玻璃粉,第二玻璃粉可以为硼硅酸盐玻璃粉;或者,第一玻璃粉可以为硼硅酸盐玻璃粉,第二玻璃粉可以为硅酸盐玻璃粉。
其中,第二有机载体为第一有机载体由粘接剂和不同沸点的有机溶剂组成。其中,粘接剂为乙基纤维素;溶剂选自松油醇、丁基卡必醇、丁基卡必醇酯、柠檬酸三丁酯及乙酰柠檬酸三丁酯中的至少一种。
此时,在反射坯体层上涂覆荧光浆料的方法可以为刷涂、刮涂、喷涂或者丝网印刷。
其中,荧光坯体层的厚度为0.01~1mm。
为了更好的保护光转换装置的反射层,防止反射层被氧化或硫化,在其中一个实施例中,步骤S224的在反射坯体层上形成荧光坯体层的步骤之前,还包括在反射坯体层的边缘上涂覆玻璃保护浆料,以使玻璃保护浆料环绕反射坯体层的边缘一周,经干燥,得到保护坯体层。其中,在步骤S224的烧结步骤之后,保护坯体层形成保护层。保护层与荧光层、导热基板共同配合以密封反射层。进一步的,步骤S222中,优选为在导热基板的中部形成反射坯体层,从而以使烧结后的保护层夹持于荧光层和导热基板之间。此时,步骤S224中,荧光坯体层形成于保护坯体层和反射坯体层上。其中,玻璃保护浆料可以为添加有荧光粉的玻璃保护浆料,也可以为没有添加荧光粉的玻璃保护浆料。其中,添加荧光粉的玻璃保护浆料可以为形成荧光坯体层的荧光浆料;没有添加荧光粉的玻璃保护浆料可以为硅酸盐玻璃浆料或者硼硅酸盐玻璃浆料。
或者,在另一个实施例中,在反射坯体层上形成荧光坯体层的步骤之后,在烧结的步骤之前,还包括在反射坯体层的边缘涂覆玻璃保护浆料,以使玻璃保护浆料环绕反射坯体层的边缘一周,经干燥,得到保护坯体层;其中,在烧结的步骤之后,保护坯体层形成保护层。保护层与荧光层、导热基板共同配合以密封反射层。进一步的,步骤S222中,优选为在导热基板的中部形成反射坯体层,从而使烧结后的保护层夹持于荧光层和导热基板之间。
或者,也可以不在烧结之前涂覆玻璃保护浆料,在其它实施例中,在烧结的步骤之后,即在导热基板上形成依次层叠于导热基板上的致密的反射层和荧光层的步骤之后,使用密封材料在反射层上形成保护层,并使保护层绕反射层一周,或者使保护层遮蔽导热基板、反射层和荧光层。其中,密封材料为环氧树脂或聚对二甲苯。其中,聚对二甲苯可以为美国special coating systems公司生产的N型聚对二甲苯、C型聚对二甲苯、D型聚对二甲苯或HT型聚对二甲苯,或者为日本KISCO株式会社生产的dix C型、D型、N型、SR型、NR型、HR型、CF型、SF型聚对二甲苯。保护层、荧光层和导热基板共同配合以密封反射层。
上述光转换装置的制备方法操作简单,易于工业化生产,且上述光转换装置的制备方法在制备反射层时,通过使用含有反射金属粉和第一玻璃粉的反射金属浆料烧结形成致密的反射层,且反射金属粉选自银粉和铝粉中的至少一种,得到了具有漫反射的反射层,使得反射层具有较高的反射性能,同时,相对于传统的多孔的反射层,致密的反射层还具有较高的热导率和较低的热阻,从而使得上述方法制备的光转换装置具有较高的光效,更加地可靠。
一实施方式的光转换装置由上述光转换装置的制备方法制备得到。由于该光转换装置由上述光转换装置的制备方法制备得到,使得上述反射层不仅具有较高的反射性能,还具有较高的热导率和较低的热阻,使得上述方法制备的光转换装置具有较高的光效,更加的可靠。
二实施方式的光转换装置的制备方法也可以用于制备上述光转换装置,且二实施方式的光转换装置的制备方法与一实施方式的光转换装置的制备方法的步骤相类似,区别仅在于:
在本实施例中,在导热基板上形成依次层叠于导热基板上的致密的反射层和荧光层的步骤中,使用反射金属浆料在导热基板上形成反射坯体层之后,在反射坯体层上形成荧光层,且二实施方式中的在反射坯体层上形成荧光层的步骤具体为:提供荧光层,将荧光层层叠于反射坯体层上。此方法可用于软化点温度与第一玻璃粉相差较大的荧光层的制备。
其中,荧光层通过如下步骤制备得到:将荧光粉压制成片状,经烧结,得到荧光层。
或者,荧光层还可以通过如下步骤制备得到:将荧光粉与陶瓷助烧剂混合,依次经成型和烧结,得到荧光层。此时,荧光粉与陶瓷助烧剂的质量比为100:0.01~100:10;陶瓷助烧剂可以为正硅酸乙酯、氧化镁、硝酸镁、氢氧化镁、氧化钇、硝酸钇等。
又或者,荧光层还可以通过如下步骤制备得到:将荧光粉、第三玻璃粉和第三有机载体混合,依次经成型和烧结,得到荧光层。此时,荧光粉与第三玻璃粉的质量比为0.01~99:1;第三玻璃粉可以为本领域常用的玻璃粉,例如,硼硅酸盐玻璃粉、硅酸盐玻璃粉等。第三有机载体可以为本领域常用的有机载体,例如第三有机载体由粘接剂和不同沸点的有机溶剂组成。其中,粘接剂为乙基纤维素;溶剂选自松油醇、丁基卡必醇、丁基卡必醇酯、柠檬酸三丁酯及乙酰柠檬酸三丁酯中的至少一种。其中,第三玻璃粉与第二玻璃粉可以相同,也可以不同;第三有机载体与第二有机溶剂可以相同,也可以不同。
优选的,上述三种方法制备出的荧光层的热膨胀系数与第一玻璃粉的热膨胀系数相差不超过10×10-6/K,以使反射层和荧光层在烧结之后能够牢固的粘结在一起。
此时,为了更好地保护光转换装置的反射层,防止反射层被氧化或硫化,在其中一个实施例中,在反射坯体层上形成荧光层的步骤之前,还包括在反射坯体层的边缘上涂覆玻璃保护浆料,以使玻璃保护浆料环绕反射坯体层的边缘一周,经干燥,得到保护坯体层。其中,在烧结的步骤之后,保护坯体层形成保护层。保护层与荧光层、导热基板共同配合以密封反射层。进一步的,优选为在导热基板的中部形成反射坯体层,从而以使烧结后的保护层夹持于荧光层和导热基板之间。此时,荧光层层叠于保护坯体层和反射坯体层上。其中,玻璃保护浆料可以为添加有荧光粉的玻璃保护浆料,也可以为没有添加荧光粉的玻璃保护浆料。其中,添加荧光粉的玻璃保护浆料可以为形成荧光坯体层的荧光浆料;没有添加荧光粉的玻璃保护浆料可以为硅酸盐玻璃浆料、硼硅酸盐玻璃粉浆料等。
或者,在另一个实施例中,在反射坯体层上形成荧光层的步骤之后,在烧结的步骤之前,还包括在反射坯体层的边缘涂覆玻璃保护浆料,以使玻璃保护浆料环绕反射坯体层的边缘一周,经干燥,得到保护坯体层;其中,在烧结的步骤之后,保护坯体层形成保护层。保护层与荧光层、导热基板共同配合以密封反射层。进一步的,优选为在导热基板的中部形成反射坯体层,从而使烧结后的保护层夹持于荧光层和导热基板之间。
或者,也可以不在烧结之前涂覆玻璃保护浆料,在其它实施例中,在烧结的步骤之后,即在导热基板上形成依次层叠于导热基板上的致密的反射层和荧光层的步骤之后,在反射层上涂覆有机硅,并使有机硅环绕反射层一周,经固化,形成保护层。保护层、荧光层和导热基板共同配合以密封反射层。
由于二实施方式的光转换装置的制备方法与一实施方式的光转换装置的制备方法大致相同,因此具有一实施方式的光转换装置的制备方法相类似的优点。
且二实施方式的光转换装置由上述光转换装置的制备方法制备得到。由于该光转换装置由上述光转换装置的制备方法制备得到,使得二实施方式的光转换装置具有一实施方式的光转换装置相类似的优点。二实施方式的光转换装置可应用于投影机的光源***中。
三实施方式的光转换装置的制备方法也可用于制备一实施方式的光转换装置,且三实施方式的光转换装置的制备方法与一实施方式的光转换装置的制备方法大致相同,区别仅在于:
三实施方式的光转换装置的制备方法在导热基板上形成依次层叠于导热基板上的致密的反射层和荧光层的步骤具体为:
步骤S310:使用反射金属浆料在导热基板上形成反射坯体层,经烧结,在导热基板上形成致密的反射层。
其中,步骤S310的使用反射金属浆料在导热基板上形成反射坯体层的步骤与一实施方式的步骤S222的使用反射金属浆料在导热基板上形成反射坯体层的步骤相同。
步骤S320:在反射层上形成荧光坯体层,经烧结,形成荧光层。
其中,步骤S320的在反射层上形成荧光坯体层的步骤与一实施方式的光转换装置的制备方法的步骤S224的在反射坯体层上形成荧光坯体层的步骤大致相同,区别仅在与一实施方式的光转换装置的制备方法是在反射坯体层上形成荧光坯体层,而三实施方式的光转换装置的制备方法是在反射层上形成荧光坯体层。
三实施方式中为了更好的保护光转换装置的反射层,防止反射层被氧化或硫化的做法与一实施方式中也大致相同,区别仅在于,本实施例中是在形成反射层的步骤之后,在形成荧光坯体层的步骤之前,在反射层的边缘涂覆玻璃保护浆料。或者,在步骤S320的在反射层上形成荧光坯体层的步骤之后,烧结的步骤之前,在反射层的边缘涂覆玻璃保护浆料;又或者是在步骤S320之后使用密封材料在反射层上形成保护层。保护层、荧光层和导热基板共同配合以密封反射层。
由于三实施方式的光转换装置的制备方法与一实施方式的光转换装置的制备方法大致相同,因此具有一实施方式的光转换装置的制备方法相类似的优点。
且三实施方式的光转换装置由上述光转换装置的制备方法制备得到。由于该光转换装置由上述光转换装置的制备方法制备得到,使得三实施方式的光转换装置具有一实施方式的光转换装置相类似的优点。三实施方式的光转换装置可应用于投影机的光源***中。
以下为具体实施例部分:
实施例1
本实施例的光转换装置的制备过程如下:
(1)提供导热基板,在导热基板上刷涂反射金属浆料,在室温下静置10min,流平后于100℃干燥20min,形成厚度为0.002mm的反射坯体层。其中,导热基板为氮化铝基板,导热基板的厚度1mm;反射金属浆料包括反射金属粉、第一玻璃粉和第一有机载体,反射金属粉与第一玻璃粉的质量比为9.5:0.5,反射金属粉为粒径为10纳米~10微米的片状银颗粒,第一玻璃粉为硅酸盐玻璃粉,第一有机载体为乙基纤维素与松油醇的混合物,且第一有机载体的质量与反射金属粉的质量比为1:0.5。第一玻璃粉的热膨胀系数与导热基板的热膨胀系数相差2×10-6/K。
(2)在反射坯体层上刷涂荧光浆料,于100℃干燥0.5小时,形成厚度为0.1mm的荧光坯体层,于900℃烧结10min,在导热基板和荧光层之间形成致密的反射层,得到本实施例的光转换装置。其中,荧光浆料包括荧光粉、第二玻璃粉和第二有机载体,荧光粉与第二玻璃粉的质量比为1:1,第二玻璃粉可以为硅酸盐玻璃粉,第二玻璃粉与第一玻璃粉的软化点温度相等,且第二有机载体的质量与荧光粉的质量比为1:1,第二有机载体为乙基纤维素、松油醇和丁基卡比醇的混合物。
实施例2
本实施例的光转换装置的制备过程如下:
(1)提供导热基板,在导热基板的中部上刮涂反射金属浆料,在室温下静置12min,流平后于200℃干燥30min,形成厚度为1mm的反射坯体层。其中,导热基板为碳化硅基板,导热基板的厚度为5mm;反射金属浆料包括反射金属粉、辅助金属粉、第一玻璃粉和第一有机载体,反射金属粉与第一玻璃粉的质量比为19.5:1,反射金属粉为粒径为1微米~10微米的片状铝颗粒,第一玻璃粉为硼硅酸盐玻璃粉,第一有机载体为乙基纤维素与松油醇及丁基卡必醇酯的混合物,且第一有机载体的质量与反射金属粉的质量比为1:0.5。第一玻璃粉的热膨胀系数与导热基板的热膨胀系数相差3×10-6/K;辅助金属粉与反射金属粉的质量比为1:1,辅助金属粉为钯粉。
(2)在反射坯体层的边缘上涂覆玻璃保护浆料,以使玻璃保护浆料环绕反射坯体层的边缘一周,经干燥,形成保护坯体层。其中,玻璃保护浆料为荧光浆料,其中,荧光浆料包括荧光粉、第二玻璃粉和第二有机载体,荧光粉与第二玻璃粉的质量比为1:99,第二玻璃粉可以为硅酸盐玻璃粉,第一玻璃粉与第二玻璃粉的软化点温度相差400℃,且第二有机载体的质量与荧光粉的质量比为1:0.01,第二有机载体为乙基纤维素、松油醇和丁基卡比醇的混合物。
(3)在反射坯体层和保护坯体层上刮涂步骤(2)的荧光浆料,于200℃干燥20min,形成厚度为1mm的荧光坯体层,于850℃烧结0.5小时,形成荧光层、反射层和保护层,反射层位于荧光层和导热基板之间,保护层环绕反射层一周,且保护层与荧光层、导热基板固定连接,且荧光层、导热基板和保护层共同配合以密封反射层得到本实施例的光转换装置。其中,步骤(3)中的荧光浆料即为步骤(2)中的玻璃保护浆料所使用的荧光浆料。
实施例3
本实施例的光转换装置的制备过程如下:
(1)提供导热基板,在导热基板的中部喷涂反射金属浆料,在室温下静置15min,流平后于150℃干燥30min,形成厚度为0.01mm的反射坯体层。其中,导热基板为氮化硅基板,导热基板的厚度为1mm;反射金属浆料包括反射金属粉、辅助金属粉、第一玻璃粉和第一有机载体,反射金属粉与第一玻璃粉的质量比为10:1,反射金属粉为粒径为100纳米~10微米的片状的银颗粒和球状的铝颗粒的混合物,第一玻璃粉为硅酸盐玻璃粉,第一有机载体为乙基纤维素、松油醇、丁基卡必醇和丁基卡必醇酯的混合物,且第一有机载体的质量与反射金属粉的质量比为1:0.5。第一玻璃粉的热膨胀系数与导热基板的热膨胀系数相差1×10-6/K;辅助金属粉与反射金属粉的质量比为0.8:1,辅助金属粉为铂粉。
(2)在反射坯体层上喷涂荧光浆料,于150℃干燥0.1小时,形成厚度为0.01mm的荧光坯体层,接着在反射坯体层的边缘涂覆玻璃保护浆料,以使玻璃保护浆料环绕反射坯体层的边缘一周,经干燥,形成保护坯体层,再于800℃烧结0.2小时,形成荧光层、致密的反射层和保护层,反射层位于荧光层和导热基板之间,保护层环绕反射层一周,且保护层与荧光层、导热基板固定连接,且荧光层、导热基板和保护层共同配合密封反射层,得到本实施例的光转换装置。其中,荧光浆料包括荧光粉、第二玻璃粉和第二有机载体,荧光粉与第二玻璃粉的质量比为1:0.1,第二玻璃粉可以为硼硅酸盐玻璃粉,第二玻璃粉与第一玻璃粉的软化点温度相差200℃,且第二有机载体的质量与荧光粉的质量比为1:0.01,第二有机载体为乙基纤维素、松油醇及丁基卡比醇酯的混合物。玻璃保护浆料为荧光层使用的荧光浆料。
实施例4
本实施例的光转换装置的制备过程如下:
(1)提供导热基板,在导热基板的中部丝网印刷反射金属浆料,在室温下静置30min,流平后于150℃干燥15min,形成厚度为0.5mm的反射坯体层。其中,导热基板为硅片,导热基板的厚度为2mm;反射金属浆料包括反射金属粉、辅助金属粉、第一玻璃粉和第一有机载体,反射金属粉与第一玻璃粉的质量比为5:1,反射金属粉为粒径为100纳米~500纳米的球状的银颗粒,第一玻璃粉为硼硅酸盐玻璃粉,第一有机载体为乙基纤维素与丁基卡必醇的混合物,且第一有机载体的质量与反射金属粉的质量比为1:0.5。第一玻璃粉的热膨胀系数与导热基板的热膨胀系数相等;辅助金属粉与反射金属粉的质量比为0.5:1,辅助金属粉为钯粉和铂粉。
(2)在反射坯体层上丝网印刷荧光浆料,于150℃干燥0.6小时,形成荧光坯体层,再于700℃烧结1小时,形成荧光层和致密反射层,反射层位于荧光层和导热基板之间,接着在反射层上涂覆环氧树脂,并使环氧树脂环绕反射层一周,经固化,形成有保护层,保护层与荧光层、导热基板固定连接,且荧光层、导热基板和保护层共同配合以密封反射层,得到本实施例的光转换装置。其中,荧光浆料包括荧光粉、第二玻璃粉和第二有机载体,荧光粉与第二玻璃粉的质量比为1:50,第二玻璃粉可以为硼硅酸盐玻璃粉,第二玻璃粉与第一玻璃粉的软化点温度相差100℃,且第二有机载体的质量与荧光粉的质量比为1:0.01。
实施例5
本实施例的光转换装置的制备过程如下:
(1)提供导热基板,在导热基板的中部刮涂反射金属浆料,在室温下静置25min,流平后于150℃干燥45min,形成厚度为0.15mm的反射坯体层。其中,导热基板为氧化铝基板,导热基板的厚度为4mm;反射金属浆料包括反射金属粉、辅助金属粉、第一玻璃粉和第一有机载体,反射金属粉与第一玻璃粉的质量比为15:1,反射金属粉为粒径为500纳米~800纳米的片状与球状混合的银颗粒,第一玻璃粉为硅酸盐玻璃粉,第一有机载体为乙基纤维素与丁基卡必醇酯的混合物,且第一有机载体的质量与反射金属粉的质量比为1:0.5。第一玻璃粉的热膨胀系数与导热基板的热膨胀系数相等;辅助金属粉与反射金属粉的质量比为0.1:1,辅助金属粉为钯粉。
(2)将荧光粉压制成片状,经烧结,得到荧光层。
(3)在反射坯体层上层叠荧光层,再于830℃烧结10min小时,在导热基板和荧光层之间形成致密的反射层,接着在反射层上蒸镀聚对二甲苯N型(Parylene N),并使聚对二甲苯N型(Parylene N)环绕反射层一周,形成有保护层,有保护层环绕反射层一周,且有保护层与荧光层、导热基板固定连接,且荧光层、导热基板和有保护层共同配合密封反射层,得到本实施例的光转换装置。
实施例6
本实施例的光转换装置的制备过程如下:
(1)提供导热基板,在导热基板的中部刷涂反射金属浆料,在室温下静置15min,流平后于150℃干燥45min,形成厚度为1mm的反射坯体层。其中,导热基板为氮化硼基板,导热基板的厚度为2.5mm;反射金属浆料包括反射金属粉、辅助金属粉、第一玻璃粉和第一有机载体,反射金属粉与第一玻璃粉的质量比为8:1,反射金属粉为粒径为500纳米~800纳米的片状银颗粒,第一玻璃粉为硅酸盐玻璃粉,第一有机载体为乙基纤维素与柠檬酸三丁酯及乙酰柠檬酸三丁酯的混合物。第一玻璃粉的热膨胀系数与导热基板的热膨胀系数相差2.5×10-6/K;辅助金属粉与反射金属粉的质量比为0.2:1,辅助金属粉为铂粉。
(2)将荧光粉与陶瓷助烧剂混合,依次经成型和烧结,得到荧光层。其中,荧光粉与陶瓷助烧剂的质量比为100:0.01;陶瓷助烧剂为氧化镁。
(3)在反射坯体层上层叠荧光层,再于600℃烧结1小时,在导热基板和荧光层之间形成致密的反射层,接着在反射层上蒸镀聚对二甲苯C型(Parylene C),并使聚对二甲苯C型(Parylene C)环绕反射层一周,形成有保护层,有保护层环绕反射层一周,且有保护层与荧光层、导热基板固定连接,且荧光层、导热基板和有保护层共同配合密封反射层,得到本实施例的光转换装置。
实施例7
本实施例的光转换装置的制备过程如下:
(1)提供导热基板,在导热基板的中部刷涂反射金属浆料,在室温下静置14min,流平后于150℃干燥60min小时,形成厚度为1mm的反射坯体层。其中,导热基板为氮化硼基板,导热基板的厚度为3.5mm;反射金属浆料包括反射金属粉、辅助金属粉、第一玻璃粉和第一有机载体,反射金属粉与第一玻璃粉的质量比为12:1,反射金属粉为粒径为500纳米~800纳米的片状银颗粒,第一玻璃粉为硼硅酸盐玻璃粉,第一有机载体为乙基纤维素与松油醇、丁基卡必醇及丁基卡必醇酯的混合物。第一玻璃粉的热膨胀系数与导热基板的热膨胀系数相差3×10-6/K;辅助金属粉与反射金属粉的质量比为0.2:1,辅助金属粉为铂粉。
(2)将荧光粉与陶瓷助烧剂混合,依次经成型和烧结,得到荧光层。其中,荧光粉与陶瓷助烧剂的质量比为100:10;陶瓷助烧剂为氧化镁。
(3)在反射坯体层上层叠荧光层,再于700℃烧结0.5小时,在导热基板和荧光层之间形成致密的反射层,接着在反射层上蒸镀聚对二甲苯D型(Parylene D),并使聚对二甲苯D型(Parylene D)环绕反射层一周,形成有保护层,有保护层环绕反射层一周,且有保护层与荧光层、导热基板固定连接,且荧光层、导热基板和有保护层共同配合密封反射层,得到本实施例的光转换装置。
实施例8
本实施例的光转换装置的制备过程如下:
(1)提供导热基板,在导热基板的中部丝网印刷反射金属浆料,在室温下静置10min,流平后于200℃干燥30min,形成厚度为0.08mm的反射坯体层。其中,导热基板为半导体基板,导热基板的厚度为0.8mm;反射金属浆料包括反射金属粉、辅助金属粉、第一玻璃粉和第一有机载体,反射金属粉与第一玻璃粉的质量比为18:1,反射金属粉为粒径为10纳米~50纳米的片状和球状混合银颗粒,第一玻璃粉为硼硅酸盐玻璃粉,第一有机载体为乙基纤维素与松油醇及丁基卡必醇的混合物,且第一有机载体的质量与反射金属粉的质量比为1:0.5。第一玻璃粉的热膨胀系数与导热基板的热膨胀系数相差5×10-6/K;辅助金属粉与反射金属粉的质量比为0.6:1,辅助金属粉为铂粉。
(2)将荧光粉、第三玻璃粉和第三有机载体混合,依次经成型和烧结,得到荧光膜片。此时,荧光粉与第三玻璃粉的质量比为0.01:2;第三玻璃粉为硅酸盐玻璃粉;第三有机载体为乙基纤维素、松油醇、丁基卡比醇和丁基卡比醇酯的混合物。
(3)在反射坯体层上层叠荧光膜片,得到荧光层,再于500℃烧结1小时,在导热基板和荧光层之间形成致密的反射层,接着在反射层上蒸镀聚对二甲苯HT型(Parylene HT),并使聚对二甲苯HT型环绕反射层一周,形成有保护层,有保护层环绕反射层一周,且有保护层与荧光层、导热基板固定连接,且荧光层、导热基板和有保护层共同配合密封反射层,得到本实施例的光转换装置。
实施例9
本实施例的光转换装置的制备过程如下:
(1)提供导热基板,在导热基板的中部丝网印刷反射金属浆料,在室温下静置60min,流平后于200℃干燥60min,形成厚度为0.01mm的反射坯体层,将920℃保温烧结10min,在导热基板上形成致密的反射层。其中,导热基板为半导体基板,导热基板的厚度为2mm;反射金属浆料包括反射金属粉、辅助金属粉、第一玻璃粉和第一有机载体,反射金属粉与第一玻璃粉的质量比为19.9:0.1,反射金属粉为粒径为10纳米~10微米的球状的铝颗粒,第一玻璃粉为硼硅酸盐玻璃粉,第一有机载体为乙基纤维素与丁基卡必醇酯和柠檬酸三丁酯的混合物,且第一有机载体的质量与反射金属粉的质量比为1:0.5。第一玻璃粉的热膨胀系数与导热基板的热膨胀系数相差1×10-6/K;辅助金属粉与反射金属粉的质量比为0.4:1,辅助金属粉为铂粉。
(2)在反射层的边缘上涂覆玻璃保护浆料,以使玻璃保护浆料环绕反射层的边缘一周,经干燥,形成保护坯体层。其中,玻璃保护浆料为荧光浆料,其中,荧光浆料包括荧光粉、第二玻璃粉和第二有机载体,荧光粉与第二玻璃粉的质量比为1:30,第二玻璃粉为硼硅酸盐玻璃粉,且第二有机载体的质量与荧光粉的质量比为1:0.01,第二有机载体为乙基纤维素、丁基卡比醇及丁基卡比醇酯的混合物。
(3)在反射层和保护坯体层上刷涂荧光浆料,于100℃干燥1小时,形成厚度为1mm的荧光坯体层,于800℃烧结1小时,形成荧光层、反射层和保护层,反射层位于荧光层和导热基板之间,保护层环绕反射层一周,且保护层与荧光层、导热基板固定连接,且荧光层、导热基板和保护层共同配合以密封反射层得到本实施例的光转换装置。其中,步骤(3)中的荧光浆料即为步骤(2)中的玻璃保护浆料所使用的荧光浆料。
实施例10
本实施例的光转换装置的制备过程如下:
(1)提供导热基板,在导热基板的中部喷涂反射金属浆料,在室温下静置1小时,流平后于200℃干燥0.5小时,形成厚度为0.5mm的反射坯体层,将850℃保温烧结20min,在导热基板上形成致密的反射层。其中,导热基板为半导体基板,导热基板的厚度为5mm;反射金属浆料包括反射金属粉、辅助金属粉、第一玻璃粉和第一有机载体,反射金属粉与第一玻璃粉的质量比为16:1,反射金属粉为粒径为10纳米~10微米的球状的铝颗粒,第一玻璃粉为硅酸盐玻璃粉,第一有机载体为乙基纤维素与松油醇、丁基卡必醇酯、柠檬酸三丁酯及乙酰柠檬酸三丁酯的混合物,且第一有机载体的质量与反射金属粉的质量比为1:0.5。第一玻璃粉的热膨胀系数与导热基板的热膨胀系数相等;辅助金属粉与反射金属粉的质量比为0.7:1,辅助金属粉为铂粉。
(2)在反射层上喷涂荧光浆料,于150℃干燥0.2小时,形成厚度为0.05mm的荧光坯体层,接着在反射坯体层的边缘涂覆玻璃保护浆料,以使玻璃保护浆料环绕反射坯体层的边缘一周,经干燥,形成保护坯体层,再于800℃烧结10min,形成荧光层和保护层,保护层环绕反射层一周,且保护层与荧光层、导热基板固定连接,且荧光层、导热基板和保护层共同配合密封反射层,得到本实施例的光转换装置。其中,荧光浆料包括荧光粉、第二玻璃粉和第二有机载体,荧光粉与第二玻璃粉的质量比为1:90,第二玻璃粉可以为硅酸盐玻璃粉,且第二有机载体的质量与荧光粉的质量比为1:0.01,第二有机载体为乙基纤维素、松油醇、丁基卡比醇和柠檬酸三丁酯的混合物;玻璃保护浆料由玻璃釉料粉和第三有机载体组成,玻璃釉料粉与第三有机载体的质量比为1:0.3,玻璃釉料主要有SiO2-B2O3-Bi2O3类玻璃,第三有机载体为乙基纤维素、松油醇、丁基卡比醇和柠檬酸三酯的混合物。
实施例11
本实施例的光转换装置的制备过程如下:
(1)提供导热基板,在导热基板上刮涂反射金属浆料,在室温下静置5min,流平后于200℃干燥15min,形成厚度为0.05mm的反射坯体层,将900℃保温烧结30min,在导热基板上形成致密的反射层。其中,导热基板为半导体基板,导热基板的厚度为1.5mm;反射金属浆料包括反射金属粉、辅助金属粉、第一玻璃粉和第一有机载体,反射金属粉与第一玻璃粉的质量比为1:1,反射金属粉为粒径为10纳米~10微米的球状的铝颗粒,第一玻璃粉为硼硅酸盐玻璃粉,第一有机载体为乙基纤维素与松油醇的混合物,且第一有机载体的质量与反射金属粉的质量比为1:0.5。第一玻璃粉的热膨胀系数与导热基板的热膨胀系数相差4×10-6/K;辅助金属粉与反射金属粉的质量比为0.8:1,辅助金属粉为铂粉。
(2)在反射层上丝网印刷荧光浆料,于150℃干燥1小时,形成荧光坯体层,再于800℃烧结1小时,形成荧光层,接着在层叠的反射层、荧光层和导热基板上蒸镀聚对二甲苯dixSF型,形成有保护层,保护层遮蔽荧光层、导热基板和反射层,得到本实施例的光转换装置。其中,荧光浆料包括荧光粉、第二玻璃粉和第二有机载体,荧光粉与第二玻璃粉的质量比为1:0.5,第二玻璃粉为硅酸盐玻璃粉,且第二有机载体的质量与荧光粉的质量比为1:0.01。
对比例1
对比例1的光转换装置的制备过程如下:
(1)提供导热基板,在导热基板上刮涂反射浆料,在室温下静置10min,流平后于100℃干燥20min,形成厚度为0.002mm的反射坯体层,其中,导热基板为氮化铝基板,导热基板的厚度为1mm;反射浆料包括白色反射粒子、氧化铝、第一玻璃粉和第一有机载体;白色反射粒子氧化铝与第一玻璃粉的质量比为1:1,白色反射粒子为粒径为10纳米~10微米的球状颗粒,第一玻璃粉为硅酸盐玻璃粉,第一有机载体为乙基纤维素和松油醇的混合物,且第一有机载体的质量与白色反射粒子的质量比为1:0.5。
(2)在反射坯体层上刷涂荧光浆料,于100℃干燥0.5小时,形成厚度为0.1mm的荧光坯体层,于900℃烧结10min,在导热基板上形成多孔的反射层和荧光层。其中,荧光浆料包括荧光粉、第二玻璃粉和第二有机载体,荧光粉与第二玻璃粉的质量比为1:1,第二玻璃粉可以为硅酸盐玻璃粉,且第二有机载体的质量与荧光粉的质量比为1:1,第二有机载体为乙基纤维素、松油醇和丁基卡比醇的混合物。
将实施例1的光转换装置与对比例1的光转换装置使用同一蓝光激光作为激发光源,得到实施例1的光转换装置与对比例1的光转换装置的发光强度随着蓝光光源的驱动电流的变化曲线,见图5,从图中可以看到,在起始较小驱动电流时,实施例1和对比例1的光转换装置的发光强度相近,但随着驱动电流的提高,实施例1的光转换装置的发光强度明显比对比例1的光转换装置的光通量高,且当激光驱动电流提高到0.8A时,对比例1的光转换装置的发光强度急剧降低,进一步增加驱动电流,由于其较高的热效应,荧光层已经不能承受高功率激光激发而猝灭,而实施例1的光转换装置在1.1A的驱动电流下仍显示稳定的高光通量光输出,说明其具有较低的热阻和较强的导热能力。由此可以看出,本发明提供的光转换装置在高亮度光源条件下仍然具有更好的亮度和可靠性。而实施例2~11的光转换装置具有与实施例1的光转换装置相类似的发光强度曲线,其性能与实施例1的光转换装置相似,在此不再赘述。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都是本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种光转换装置的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
提供导热基板;
在所述导热基板上形成依次层叠于所述导热基板上的致密的反射层和荧光层,得到光转换装置;其中,所述反射层由反射金属浆料经烧结得到,所述反射金属浆料包括反射金属粉、第一玻璃粉和第一有机载体,所述反射金属粉与所述第一玻璃粉的质量比为1:1~19.9:0.1;所述反射金属粉选自银粉和铝粉中的至少一种,第一玻璃粉的热膨胀系数与导热基板的热膨胀系数相差0~5×10-6/K,从而使烧结之后形成的反射层与导热基板粘结在一起;反射金属粉为片状颗粒或球状颗粒,或者反射金属粉为片状颗粒与球状颗粒的混合物,反射金属粉的粒径为10纳米~10微米;
其中,在所述导热基板上形成依次层叠于所述导热基板上的致密的所述反射层和所述荧光层的步骤具体为:使用所述反射金属浆料在所述导热基板上形成反射坯体层,在所述反射坯体层上形成荧光坯体层,经烧结,在所述导热基板上形成致密的所述反射层;在所述反射坯体层上形成所述荧光坯体层的步骤具体为:在所述反射坯体层上涂覆荧光浆料,经干燥,形成所述荧光坯体层;其中,所述荧光浆料包括荧光粉、第二玻璃粉和第二有机载体,所述荧光粉与所述第二玻璃粉的质量比为1:0.1~99,所述第二玻璃粉与所述第一玻璃粉的软化点温度相差不大于400℃;
或者,在所述导热基板上形成依次层叠于所述导热基板上的致密的所述反射层和所述荧光层的步骤具体为:使用所述反射金属浆料在所述导热基板上形成反射坯体层,在所述反射坯体层上形成所述荧光层,经烧结,在所述导热基板上形成致密的所述反射层,荧光层的热膨胀系数与第一玻璃粉的热膨胀系数相差不超过10×10-6/K;
或者,在所述导热基板上形成依次层叠于所述导热基板上的致密的所述反射层和所述荧光层的步骤具体为:使用所述反射金属浆料在所述导热基板上形成反射坯体层,经烧结,在所述导热基板上形成致密的所述反射层;在所述反射层上形成荧光坯体层,经烧结,形成所述荧光层;在所述反射层上形成所述荧光坯体层的步骤具体为:在所述反射层上涂覆荧光浆料,经干燥,形成所述荧光坯体层;其中,所述荧光浆料包括荧光粉、第二玻璃粉和第二有机载体,所述荧光粉与所述第二玻璃粉的质量比为1:0.1~99,所述第二玻璃粉与所述第一玻璃粉的软化点温度相差不大于400℃。
2.根据权利要求1所述的光转换装置的制备方法,其特征在于,在所述反射坯体层上形成所述荧光层的步骤具体为:提供所述荧光层,将所述荧光层层叠于所述反射坯体层上,其中:
所述荧光层通过如下步骤制备得到:将荧光粉压制成片状,经烧结,得到所述荧光层;
或者,所述荧光层通过如下步骤制备得到:将荧光粉与陶瓷助烧剂混合,依次经成型和烧结,得到所述荧光膜片;
或者,所述荧光层通过如下步骤制备得到:将荧光粉、第三玻璃粉和第三有机载体混合,依次经成型和烧结,得到所述荧光层。
3.根据权利要求1所述的光转换装置的制备方法,其特征在于,在所述反射坯体层上形成所述荧光层的步骤之前,还包括在所述反射坯体层的边缘上涂覆玻璃保护浆料,以使所述玻璃保护浆料环绕所述反射坯体层的边缘一周,经干燥,得到保护坯体层;其中,在所述烧结的步骤之后,所述保护坯体层形成保护层,所述保护层与所述荧光层、所述导热基板共同配合以密封所述反射层;
或者,在所述反射坯体层上形成所述荧光坯体层的步骤之前,还包括在所述反射坯体层的边缘上涂覆玻璃保护浆料,以使所述玻璃保护浆料环绕所述反射坯体层的边缘一周,经干燥,得到保护坯体层;其中,在所述烧结的步骤之后,所述保护坯体层形成保护层,所述荧光坯体层形成荧光层,所述保护层与所述荧光层、所述导热基板共同配合以密封所述反射层;
或者,在所述反射坯体层上形成所述荧光层的步骤之后,在所述烧结的步骤之前,还包括在所述反射坯体层的边缘涂覆玻璃保护浆料,以使所述玻璃保护浆料环绕所述反射坯体层的边缘一周,经干燥,得到保护坯体层;其中,在所述烧结的步骤之后,所述保护坯体层形成保护层,所述保护层与所述荧光层、所述导热基板共同配合以密封所述反射层;
或者,在所述反射坯体层上形成所述荧光坯体层的步骤之后,在所述烧结的步骤之后,还包括在所述反射坯体层的边缘涂覆玻璃保护浆料,以使所述玻璃保护浆料环绕所述反射坯体层的边缘一周,经干燥,得到保护坯体层;其中,在所述烧结的步骤之后,所述保护坯体层形成保护层,所述荧光坯体层形成荧光层,所述保护层与所述荧光层、所述导热基板共同配合以密封所述反射层。
4.根据权利要求1所述的光转换装置的制备方法,其特征在于,在所述反射层上形成荧光坯体层的步骤之前,还包括在所述反射层的边缘上涂覆玻璃保护浆料,以使所述玻璃保护浆料环绕所述反射层的边缘一周,经干燥,得到保护坯体层;其中,在所述烧结的步骤之后,所述保护坯体层形成保护层,所述保护层与所述荧光层、所述导热基板共同配合以密封所述反射层;
或者,在所述反射层上形成所述荧光坯体层的步骤之后,还包括在所述反射坯体层的边缘涂覆玻璃保护浆料,以使所述玻璃保护浆料环绕所述反射层的边缘一周,经干燥,得到保护坯体层;其中,在所述烧结的步骤之后,所述保护坯体层形成保护层,所述荧光坯体层形成荧光层,所述保护层与所述荧光层、所述导热基板共同配合以密封所述反射层。
5.根据权利要求1或4所述的光转换装置的制备方法,其特征在于,使用所述反射金属浆料在所述导热基板上形成所述反射坯体层的步骤具体为:在所述导热基板上涂覆所述反射金属浆料,经干燥,得到反射坯体层;
或者,使用所述反射金属浆料在所述导热基板上形成所述反射坯体层的步骤具体为:将所述反射金属浆料成型并干燥,得到所述反射坯体层,将所述反射坯体层层叠于所述导热基板上。
6.根据权利要求1所述的光转换装置的制备方法,其特征在于,所述导热基板的热导率大于10W/mK。
7.根据权利要求1所述的光转换装置的制备方法,其特征在于,在所述导热基板上形成依次层叠于所述导热基板上的致密的所述反射层和所述荧光层的步骤之后,还包括使用密封材料在所述反射层上形成保护层,并使所述保护层绕所述反射层一周,或者使所述保护层遮蔽所述导热基板、所述反射层和所述荧光层;其中,所述密封材料为环氧树脂或聚对二甲苯。
8.如权利要求1所述的光转换装置的制备方法制备得到的光转换装置。
9.如权利要求8所述的光转换装置在灯具或显示器的光源***中的应用。
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