波长转换装置制造方法及图纸

本发明专利技术的目的是提供一种波长转换装置，其包括：金属基板；以及发光陶瓷层，其中所述发光陶瓷层用于吸收激发光并出射波长不同于所述激发光的受激光，其中，在金属基板和发光陶瓷层之间层叠有金属反射层和硅胶层，所述反射层用于反射所述受激光和部分未转换的所述激发光。该波长转换装置能够减少波长转换装置中产生的热量，同时实现在波长转换装置中发射高光照强度的受激光的目的。

Wavelength Conversion Device

【技术实现步骤摘要】
波长转换装置
本专利技术涉及一种波长转换装置。
技术介绍
在照明显示的领域中，激光光源成为近些年来的研发热点。但是，由于红色激光和绿色激光的光电转换效率低，导致红色激光和绿色激光的成本一直居高不下，因而用于发出红绿蓝色激光的激光光源迟迟无法被市场接受。为代替上述激光光源，使用激光来激发荧光材料从而产生可见光的波长转换技术迅速发展起来。本领域研究人员惊喜地发现，该技术不仅成本低，而且相比于上述纯激光光源具有很大优势，例如，荧光材料在激光的激发下发出的受激光具有更多的波长选择范围，从而具有更宽的光谱特性。该受激光的宽光谱特性使其更利于应用在照明显示领域中，并由此具有更高的显色指数。另外，由于在该技术中使激发光源与荧光材料分离设置，因此荧光发光体不必依赖于电线电路的限制，更有利于散热及光路设计。为了在上述技术中获得更高亮度的发光，最直接的方式是增加入射到荧光材料上的光的光功率密度。但是，由于荧光材料吸收激发光并发射受激光的过程会产生热量，激发光的光功率密度的增加会导致荧光材料所产生的热量无法及时地发散出去，进而造成热量的积累，该情况会使荧光材料的活性发生变化并产生热淬灭效应，降低了荧光材料的发光性能。因此，为了获得高亮度的发光，不仅提高需要入射到荧光材料上的光的光功率密度，还需要使用该荧光材料的结构的散热性能优良。除此之外，该技术必不可少的特性还包括荧光材料的耐高温性能，否则荧光材料无法承受激光照射的瞬时高温。为提高耐热性能，现有技术将发光层中荧光粉的粘接剂从有机硅胶替换为无机玻璃粉或陶瓷粉末。然而无机玻璃粉或陶瓷粉末本身的导热性能较差，甚至不如有机硅胶。另外，为了提高散热性能，现有技术中提出了将荧光材料涂覆在旋转轮上进行时序激发照射的结构。为了加快热交换以更好地散热，现有技术还提出了在旋转轮的底部设置散热鳍片以增大换热面积的结构。然而这些散热技术的改进集中于关于热量离开荧光材料层之后对热量的处理，而且主要针对的是反射基板等直接与荧光材料层连接的层的散热问题。然而随着激发光能量的继续提高，基于现有技术的上述结构的荧光色轮不得不增大旋转轮的半径以维持散热效果。因此这种结构不利于光源、投影设备等照明显示装置的结构设计。
技术实现思路
基于上述现有技术中针对“热”问题的解决方案可以看出，现有技术中在这一问题上的思路主要局限于如何散热。无论是提高波长转换装置的导热性能还是增加能够加快波长转换装置与外部进行热交换的外部散热装置，现有技术都没有考虑“产热”这个热量的根源。本申请的专利技术人从产热问题入手，针对如何提高反射率的问题，考虑减少波长转换装置中产生的热量，同时结合提高发光层自身散热性能的方式，实现在波长转换装置中发射高光照强度的受激光的目的。基于上述目的，本专利技术期望提供一种波长转换装置，其包括：金属基板；以及发光陶瓷层，其中所述发光陶瓷层用于吸收激发光并出射波长不同于所述激发光的受激光，其中，在金属基板和发光陶瓷层之间层叠有金属反射层和硅胶层，所述反射层用于反射所述受激光和部分未转换的所述激发光。通过上述技术方案，本专利技术从“产热”的根源处解决波长转换装置的热问题，并能够获得以下有益效果：1.由于发光层采用了陶瓷结构，其热稳定性及导热性能远远优于现有技术中以玻璃或硅胶为基质的荧光粉层，因此能够实现背光面的均匀温度分布，同时能够承受大功率激发光的照射；2.由于发光层采用了能够获得粗糙度较小的表面的发光陶瓷层，有利于使用薄硅胶层与金属基板连接，从而避免了控制硅胶厚度的需求；3.由于本专利技术的热量传输过程中不必经过现有技术中“导热陶瓷层”等为了与发光层粘结牢固而设置的层结构，因此能够简化散热路径，并提高散热性能；4.由于本专利技术采用金属反射层，能够在提高反射率的同时提高散热性能，从而实现在波长转换装置中发射高光照强度的目的；5.由于发光陶瓷层具有优良的自身导热性能，能够使热量以光斑为中心迅速扩散，从而防止发光层中产生的热量集中在硅胶层中从而破坏硅胶的化学结构；6.由于通过硅胶层与金属基座将金属反射膜层密封起来，能够降低金属反射层被氧化的速度，从而提高波长转换装置的使用寿命。应当理解，本专利技术的有益效果不限于上述效果，而可以是本文中说明的任何有益效果。附图说明图1是本专利技术中采用波长转换装置的俯视平面图。图2为本专利技术采用固定式波长转换装置的俯视平面图图3是本专利技术实施例1中波长转换装置的局部剖视图。图4是本专利技术实施例2中波长转换装置的局部剖视图。图5是本专利技术实施例3中波长转换装置的局部剖视图。图6是本专利技术实施例4中波长转换装置的局部剖视图。图7是本专利技术实施例5中波长转换装置的局部剖视图。具体实施方式下面，将参照附图详细说明根据本专利技术的各具体实施例。需要强调的是，附图中的所有尺寸仅是示意性的并且不一定是按照真实比例图示的，因而不具有限定性。例如，应当理解，图示中的反射层、发光层和基板等组件的尺寸、比例以及角度并不是按照实际的尺寸和比例示出的，仅是为了图示方便，但不是用于限定本专利技术的具体范围。本专利技术的波长转换装置，其包括发光陶瓷层、金属反射层、硅胶层和基板，其中，发光陶瓷层位于底板上方，且金属反射层与硅胶层设置在发光陶瓷层与底板之间。下面一一介绍各部分。<波长转换装置>波长转换装置是用于将来自光源的激发光转换为波长不同于激发光的受激光的，其可以为色轮式波长转换装置或固定式波长转换装置。在色轮式波长转换装置中，电动机驱动色轮转动，从而使激发光在色轮上的光斑位置变化。在固定式波长转换装置中，激发光在该装置上的光斑位置不变化。<发光陶瓷层>发光陶瓷层是波长转换装置中用于接收激发光的照射并将激发光转换为波长不同于激发光的受激光的部分。这里的激发光可以为固态光源发出的光，如LED光、激光二极管光、激光器光，也可以为本专利技术的申请日前公开的任何其他光源光。在本专利技术中，采用具有单层结构的发光陶瓷层。由于发光陶瓷层为陶瓷结构，其热稳定性及导热性能远远优于现有技术中以玻璃或硅胶为基质的荧光粉层(即将荧光粉封装在连续的玻璃或硅胶中)，因此能够承受大功率激发光的照射，可以适用于高亮度激光荧光照明/显示领域。发光陶瓷层可以是纯相的荧光陶瓷，具体可以是各种氧化物陶瓷、氮化物陶瓷或氮氧化物陶瓷，通过在陶瓷制备过程中掺入微量的激活剂元素(如镧系元素)形成发光中心。例如在本专利技术中采用YAG荧光陶瓷。在本专利技术的一些实施方式中，发光陶瓷层是Ce掺杂YAG陶瓷(例如为Y2O3、Al2O3和CeO2粉末经过均匀混合、压片、冷等静压、烧结等处理而形成)；在本专利技术的另一些实施方式中，发光陶瓷层为Ce掺杂LuAG陶瓷。在另一实施方式中，发光陶瓷层还可以是复合陶瓷层，其以透明/半透明陶瓷作为基质，在陶瓷基质内分布着发光陶瓷颗粒(如荧光粉颗粒)。透明/半透明陶瓷基质可以是各种氧化物陶瓷(如氧化铝陶瓷、Y3Al5O12陶瓷)、氮化物陶瓷(如氮化铝陶瓷)或氮氧化物陶瓷。陶瓷基质的作用在于对光和热进行传导，使得激发光能够入射到发光陶瓷颗粒上，并使受激光能够从发光陶瓷层中出射。发光陶瓷颗粒承担发光陶瓷层的主要发光功能，用于吸收激发光并将其转换为受激光。进一步的，上述发光陶瓷层中还可以包括有分布于陶瓷基质中并能够对可见光进行散射的散射颗粒。散射颗粒的作用在于增强激发光在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种波长转换装置，其特征在于，包括：金属基板；以及发光陶瓷层，其中所述发光陶瓷层用于吸收激发光并出射波长不同于所述激发光的受激光，其中，在金属基板和发光陶瓷层之间层叠有金属反射层和硅胶层，所述金属反射层用于反射所述受激光和部分未转换的所述激发光。

【技术特征摘要】
1.一种波长转换装置，其特征在于，包括：金属基板；以及发光陶瓷层，其中所述发光陶瓷层用于吸收激发光并出射波长不同于所述激发光的受激光，其中，在金属基板和发光陶瓷层之间层叠有金属反射层和硅胶层，所述金属反射层用于反射所述受激光和部分未转换的所述激发光。2.根据权利要求1所述的波长转换装置，其特征在于，所述金属反射层为所述金属基板中面对发光陶瓷层的表面上镀的金属反射膜，所述硅胶层设置在所述金属反射膜与所述发光陶瓷层之间。3.根据权利要求1所述的波长转换装置，其特征在于，所述金属反射层为所述发光陶瓷层中面对所述金属基板的表面上镀的金属反射膜，所述硅胶层设置在所述金属反射膜与所述金属基板之间。4.根据权利要求1所述的波长转换装置，其特征在于，所述硅胶层包括第一膜层和第二膜层，所述第一膜层位于所述发光陶瓷层与所述金属反射层之间，所述第二膜层位于所述金属反射层与所述金属基板之间。5.根据权利要求1-3中任一项所述的波长转换装置，其特征在于，所述金属基座上形成...

【专利技术属性】
技术研发人员：李乾，胡飞，王艳刚，许颜正，
申请(专利权)人：深圳光峰科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44