具有石墨烯散热层的荧光粉轮制造技术

一种具有石墨烯散热层的荧光粉轮，包括轮盘基板、涂覆在轮盘基板上的荧光粉层，还包括贴附于轮盘基板上的石墨烯散热层。该石墨烯散热层可通过石墨烯散热膜贴附于轮盘基板制备，也可通过将石墨烯溶剂直接喷涂至轮盘基板制备。含有石墨烯散热层的荧光粉轮，解决了使用中荧光粉轮局部温度过高的问题，有效提高了散热效率，且可广泛用于平面或非平面轮盘基板的制备，同时添加的石墨烯散热层并未对原有荧光粉轮的机械结构产生影响，有利于设备小型化。

A fluorescent pulverized wheel with graphene radiating layer

A fluorescent powder wheel with graphene heat dissipation layer, including the wheel plate substrate, the phosphor layer coated on the wheel plate substrate, and the graphene heat dissipation layer attached to the wheel plate substrate. The graphene heat dissipation layer can be prepared by attaching graphene heat dissipation film to the wheel plate, or by spraying graphene solvent directly to the wheel plate. The fluorescent powder wheel containing graphene heat dissipating layer has solved the problem of high local temperature in the use of fluorescent pulverized pulverized wheel, effectively improves the heat dissipation efficiency, and can be widely used in the preparation of plane or non planar wheel plate substrate. At the same time, the added graphite heat dissipating layer does not affect the mechanical structure of the original phosphor wheel, and is beneficial to the equipment. Miniaturization.

【技术实现步骤摘要】
具有石墨烯散热层的荧光粉轮
本技术涉及激光显示
，具体涉及一种具有石墨烯散热层的荧光粉轮。
技术介绍
目前，激光投影显示技术因其具有显示色域大、色彩鲜艳、颜色真实性高，激光发散角小、亮度高，亮度随传输距离的衰减小，光谱利用率高，无杂散光，低功耗节能环保等诸多优势，普遍被认为是新一代显示技术，成为当前研究的热点。激光投影显示设备总体上分为三个部分：激光光源系统、光机照明系统和镜头成像系统。随着荧光粉轮技术的逐步发展，荧光粉轮作为激光光源系统的重要组成部件，在激光显示及照明等技术应用越来越广泛。受到激光光源的高亮度和以及高亮度带来的高热量的制约，目前荧光粉轮还不能有效的用于高亮度的光源。高亮度的激光光源会导致荧光粉轮温度过高，影响使用寿命及光学效率低下。且随着光学扩展量的提供，会要求激光光斑越小，然而激光光斑过小会导致荧光粉轮局部温度过高，并可能破坏荧光粉结构。为有效提高荧光粉轮的散热，目前主要以金属结构散热、空气流通散热和外部散热系统辅助散热等几种主要的提高散热的方法。如中国专利/专利申请CN104614926A，CN204176561U，CN106199947A等围绕荧光粉轮的基板结构进行优化，通过扰动气体进行散热，又如中国专利申请CN106200223A，CN107272186A等通过外加吹风和制冷设备等来进行散热，然而这些并不能解决荧光粉轮局部温度过高的问题；另有中国专利申请CN102636947A通过增加驱动单元使驱动马达在与荧光粉轮平行的第一平面上的预定范围内移动来减小荧光粉轮的热效应，从而提高荧光粉的使用寿命，但该技术申请引进驱动单元不利于激光光源系统的小型化发展要求。随着石墨烯技术的发展，将石墨烯用于散热的技术越来越多。石墨烯具有良好的导热性能，单层石墨烯的导热率高达5300W/m·K。因此，石墨烯薄膜可作为各类电子设备的优良的散热材料。
技术实现思路
鉴于上述背景，本技术的目的在于提供一种石墨烯散热层的荧光粉轮，以解决荧光粉轮局部温度过高的问题，从而提高散热效率。为实现上述技术目的，本技术的技术解决方案如下：一种具有石墨烯散热层的荧光粉轮，包括轮盘基板、涂覆在轮盘基板上的荧光粉层，同时还包括贴附于轮盘基板上的石墨烯散热层。所述的轮盘基板为金属轮盘或陶瓷轮盘或玻璃轮盘或人工合成蓝宝石轮盘。该轮盘基板可为高反射率基板或透光性基板。该轮盘基板为平面或非平面结构。所述的石墨烯散热层导热系数大于等于1600W/m·K，厚度0.01～0.12mm。所述的石墨烯散热层贴附于轮盘基板的两个表面或其中一个表面。所述的石墨烯散热层的形成，第一种方式是该石墨烯散热层为将石墨烯溶剂直接喷涂至轮盘基板形成石墨烯散热层；第二种方式是该石墨烯散热层为石墨烯散热膜，石墨烯散热膜与轮盘基板之间通过导热胶连接，导热胶导热系数大于等于200W/m·K，厚度0.05～0.1mm。针对第一种方式的石墨烯散热层，本技术提供的具有石墨烯散热层的荧光粉轮的制备方法包含以下步骤：1)采用现有技术中的常规方法制备高导热系数的石墨烯溶剂，石墨烯溶剂的导热系数一般大于等于1600W/m·K，常规方法包括：氧化石墨还原法、物理法剥离获得的高品质石墨烯和去离子水混合、离子注入法；2)采用现有技术中的常规方法将石墨烯溶剂喷涂至荧光粉轮的轮盘基板上，常规方法包括：喷涂固化法、静电喷涂法、电泳法，喷涂后石墨烯散热层的导热系数大于等于1800W/m·K。针对第二种方式的石墨烯散热层，本技术提供的具有石墨烯散热层的荧光粉轮的制备方法包含以下步骤：1)采用现有技术中的常规方法制备石墨烯散热膜，常规方法包括：化学气相沉淀(CVD)法、氧化石墨还原法、外延生长法；2)将石墨烯散热膜裁切成适合贴附于基板的形状；3)采用导热胶将石墨烯散热膜贴付于荧光粉轮基板上，既可在轮盘基板安装前先将石墨烯散热膜贴附上，也可待轮盘基板安装完成后再贴附石墨烯散热膜。本技术的有益效果在于：本技术提供了一种具有自增强散热效果的荧光粉轮系统，采用石墨烯散热层进行散热，当激光束照射时，由于石墨烯散热片具有较高的平面导热性，从而可有效的进行热传导，集中的热量能迅速的分散到整体盘面上，从而达到可将激光光斑局部高温分散的效果，且提高整体轮盘上散热效率。其有效解决了在高亮度和小光斑等大能量高温度激光光源使用情况中荧光粉轮局部温度过高的问题，从而有效提高了散热效率。本技术采用贴附石墨烯散热膜或采用喷涂石墨烯散热涂层的技术方案，由于石墨烯散热膜的柔性和/或喷涂工艺的优势，不仅可用于平面轮盘基板的制备，还可以用于复杂非平面轮盘基板的制备；同时贴附或喷涂的制备工艺过程均操作简单易行。本技术通过仅增加一层石墨烯散热层达到快速散热效果，避免了采用空气流通散热或外部散热系统辅助散热等方案中增加基板结构设计或增加外部散热设备等带来的荧光粉轮系统的体积和材料增加，从而有效节约制造成本，也有利于设备的小型化。附图说明图1是现有技术中荧光粉轮使用效果图。1a是总体效果图；1b是局部放大效果图。图2是本技术中含石墨烯散热层的荧光粉轮结构示意图。2a是石墨烯散热层与荧光粉层位于轮盘基板不同表面；2b是石墨烯散热层与荧光粉层位于轮盘基板同一表面；2c是石墨烯散热层位于轮盘基板的两个表面。图3是本技术中石墨烯散热膜裁切成适合荧光粉轮贴附形状的示意图。图4是本技术中含石墨烯散热层的荧光粉轮使用效果图(轮盘基板为平面)。4a是总体效果图；4b是局部放大效果图。图5是本技术中含石墨烯散热层的荧光粉轮使用效果图(轮盘基板为非平面)。5a是总体效果图；5b是局部放大效果图。图中：1-轮盘基板2-荧光粉层3-石墨烯散热层具体实施方式下面参考附图并结合实施例对本技术作进一步说明，但不应以此限制本技术的保护范围。实施例1：通过石墨烯溶剂喷涂制备具有石墨烯散热层的荧光粉轮。轮盘基板为陶瓷。1)制备高导热系数的石墨烯溶剂，制备方法为氧化石墨还原法。2)将石墨烯溶剂喷涂至荧光粉轮的轮盘基板上；喷涂方法为喷涂固化法。具体地，使用气源喷枪，将石墨装入料筒内，然后将石墨烯溶剂均匀喷涂于轮盘表面，荧光粉位置应在喷涂前进行遮挡，喷涂完成后先在常温下干燥，然后放入烤箱进行固化。采用上述方法制备的荧光粉轮，其中石墨烯散热层的导热系数为1800W/m·K，厚度为一般小于0.12mm(也根据实际需求控制涂层厚度)。实施例2：通过石墨烯溶剂喷涂制备具有石墨烯散热层的荧光粉轮。轮盘基板为铝合金。1)制备高导热系数的石墨烯溶剂，制备方法为将物理法剥离获得的高品质石墨烯和去离子水混合。2)将石墨烯溶剂喷涂至荧光粉轮的轮盘基板上；喷涂方法为静电喷涂法。具体地，采用静电工艺，将石墨烯溶剂喷涂到轮盘上，然后进行高温固化。采用上述方法制备的荧光粉轮，其中石墨烯散热层的导热系数为2000W/m·K，厚度为0.05mm。实施例3：通过石墨烯溶剂喷涂制备具有石墨烯散热层的荧光粉轮。轮盘基板为铝合金。1)制备高导热系数的石墨烯溶剂，制备方法为离子注入法。2)将石墨烯溶剂喷涂至荧光粉轮的轮盘基板上；喷涂方法为电泳法。具体地，金属轮盘再未涂布荧光粉之前，先进行电泳喷涂后石墨烯溶剂后，再涂布荧光粉。采用上述方法制备本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有石墨烯散热层的荧光粉轮，包括轮盘基板(1)、涂覆在轮盘基板上的荧光粉层(2)，其特征在于，在所述的轮盘基板(1)上还设有石墨烯散热层(3)。

【技术特征摘要】
1.一种具有石墨烯散热层的荧光粉轮，包括轮盘基板(1)、涂覆在轮盘基板上的荧光粉层(2)，其特征在于，在所述的轮盘基板(1)上还设有石墨烯散热层(3)。2.如权利要求1所述的具有石墨烯散热层的荧光粉轮，其特征在于，所述的石墨烯散热层导热系数大于等于1600W/m·K，厚度0.01～0.12mm。3.如权利要求1所述的具有石墨烯散热层的荧光粉轮，其特征在于，所述的石墨烯散热层贴附于轮盘基板的两个表面或其中一个表面。4.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨记冬，陈昱，张池，闫国枫，钱红斌，郑新友，吴文兵，
申请(专利权)人：上海大恒光学精密机械有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31