一种波长转换装置及光源制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种波长转换装置及其制备方法、光源。该波长转换装置包括依次叠置的发光层、玻璃粘接层、银反射层、承烧基板、银粘接层、焊接层和导热基板；其中，所述发光层为无机发光层，能够吸收一定波长范围的光，并发出不同波长范围的光。该波长转换装置具有反射率高、热阻低且长期可靠性高的特性。

A Wavelength Conversion Device and Light Source

The invention relates to a wavelength conversion device, a preparation method thereof and a light source. The wavelength conversion device comprises a successively overlapped luminous layer, a glass bonding layer, a silver reflective layer, a sintered substrate, a silver bonding layer, a welding layer and a thermal conductive substrate, wherein the luminous layer is an inorganic luminous layer, which can absorb light in a certain wavelength range and emit light in different wavelength ranges. The wavelength conversion device has the characteristics of high reflectivity, low thermal resistance and high long-term reliability.

【技术实现步骤摘要】
一种波长转换装置及光源
本申请涉及照明及显示领域，特别涉及一种波长转换装置及其制备方法、光源。
技术介绍
目前激光荧光转换型光源发展较快，已经开始广泛运用于照明及投影显示领域。随着对光源亮度要求的不断提高，激光功率也随之提高，由此波长转换装置发光过程中产生更多的热量，当其温度达到一定温度后，波长转换材料的转换效率随着温度的升高而降低，产生热淬灭(thermalquenching)现象。因此，对于大功率激光光源而言，波长转换装置的高效散热十分必要。现有的一种波长转换装置的方案为采用依次叠置的发光层、反射层和基板；其中，波长转换装置的反射层为采用白色散射粒子和玻璃粉混合烧结形成的漫反射层。此方案虽然漫反射层全部由无机材料组成，耐热性较高，但是烧结材料中的散射粒子和玻璃粉的热导率较低；且烧结结构为了保证较高的反射率，一般是多孔结构，热阻较高；因而不利于波长转换装置在高功率激光激发下的散热，也就不利于波长转换装置的发光亮度和稳定性的提高。因而该方案的波长转换装置的漫反射层成为进一步提升激光荧光显示光源亮度的瓶颈。现有的另一种波长转换装置的方案在以上方案的基础上，采用银反射层替代漫反射层。此方案的好处在于，银反射层的反射率及热导率均高于漫反射层，有利于提高波长转换装置的出光效率、亮度及热稳定性。但是，目前上述方案无法获得表面平整度高的银反射层反射面，进而限制了反射率的进一步提高。因此其发光效率效率还有待进一步提高。因此，有需要开发一种反射率高、热阻低且可靠性好的波长转换装置。
技术实现思路
基于以上问题，本申请旨在提供一种反射率高、热阻低且可靠性高的波长转换装置，特别是适用于大功率激光光源的波长转换装置。此外，还提供上述波长转换装置的制备方法及应用上述波长转换装置的光源。本专利技术采用了以下技术方案：一种波长转换装置，包括依次叠置的发光层、玻璃粘接层、银反射层、承烧基板、银粘接层、焊接层和导热基板；其中，所述发光层为无机发光层，能够吸收一定波长范围的光，并发出不同波长范围的光。优选地，所述发光层为发光陶瓷、发光陶瓷单晶、发光陶瓷共晶或者发光玻璃中的任一种。优选地，所述发光陶瓷为石榴石结构的(Lu,Y,Gd,Tb)3(Ga,Al)5O12:Ce3+发光陶瓷，或Al2O3-(Lu,Y,Gd,Tb)3(Ga,Al)5O12:Ce3+的复合陶瓷。优选地，所述发光陶瓷单晶为石榴石结构的(Lu,Y,Gd,Tb)3(Ga,Al)5O12:Ce3+发光陶瓷单晶。优选地，所述发光陶瓷共晶是Al2O3-(Lu,Y,Gd,Tb)3(Ga,Al)5O12:Ce3+的复合陶瓷共晶。优选地，所述发光玻璃为第一玻璃封装荧光粉的发光玻璃。优选地，所述玻璃粘接层为是透明的第二玻璃。优选地，所述玻璃粘接层为第二玻璃粉和有机载体混合成玻璃浆料烧结形成。优选地，所述玻璃粘接层中的第二玻璃为不与Ag元素发生变色反应的玻璃。优选地，所述第二玻璃为硅酸盐或硼硅酸盐无铅玻璃；进一步优选为不含Cu、Sn和Sb中的任一元素。进一步优选地，所述第二玻璃折射率低于1.6。更进一步优选地，所述第二玻璃折射率低于1.5。其中，所述玻璃粘接层厚度为0.1～100μm；优选地，厚度为0.2～30μm，更进一步优选地，厚度为0.5～10μm。其中，所述银反射层和/或所述银粘接层为纯银层或含有银和第三玻璃的复合银层。优选地，银反射层和/或银粘接层是银粉和有机载体混合成银浆烧结形成，或，银粉、第三玻璃粉和有机载体混合成银浆烧结形成。优选地，所述银反射层和/或所述银粘接层的厚度为1～100μm。优选地，所述银粉的粒径范围是0.01～20μm；所述银粉优选球形或者片状。优选地，所述玻璃粘接层完全覆盖所述银反射层的反射面和侧面。其中，所述承烧基板为氧化铝陶瓷基板、蓝宝石基板、氮化硼基板、金属钨基板或金属钼基板中的任一中，优选蓝宝石基板。优选地，所述承烧基板的厚度0.1～5mm，进一步优选为0.2～1mm。其中，所述焊接层为焊锡层或烧结银层。进一步优选地，所述焊锡层为金锡、银锡、铋锡或铅焊锡中的至少一种或组合，或者预成型焊片回流焊接形成。优选地，所述焊接层厚度为0.005～0.5mm。优选地，所述导热基板为金属基板或陶瓷基板。优选地，所述导热基板为铜、铝、氮化铝、碳化硅、氮化硅或氧化铝陶瓷基板中的任一种。优选地，所述导热基板的厚度为0.1～5mm。优选地，所述波长转换装置侧面周围至少部分包覆有密封层。进一步优选地，所述密封层完全环绕包覆银反射层侧面。优选地，所述密封层为环氧树脂、硅树脂或者硅胶中的任一种或组合。优选地，所述封装层透氧率低于500cc/m2.day；进一步优选地，透氧率低于300cc/m2.day；特别优选地，透氧率低于100cc/m2.day。优选地，铜基板或铝基板别表面镀镍金保护层。优选地，所述氧化铝陶瓷、陶瓷基板表面镀钛过渡层，然后镀镍金保护层。优选地，所述导热基板为平板型式或带鳍片式。优选地，所述发光层第一面设置有增透膜或者表面粗化。本专利技术还提供了上述波长转换装置的制备方法，具体包括如下步骤：步骤A：在承烧基板的一面上涂覆银浆，烘干；然后，在承烧基板的另一面涂覆银浆，烘干；接着，高温烧结，在承烧基板的一面形成银反射层，另一面形成银粘接层。其中，银浆为银粉和有机载体的混合浆料或银粉、第三玻璃和有机载体的混合浆料。烘干温度为60～150℃。高温烧结温度为500～1000℃。步骤B：在银反射层上涂覆第二玻璃浆料；发光层置于第二玻璃浆料上，然后烘干、高温烧结，获得叠置的发光层、玻璃粘接层、银反射层、承烧基板和银粘接层。其中，第二玻璃浆料为第二玻璃粉、有机载体的混合浆料。步骤C：在银粘接层上涂覆焊料，然后焊接到导热基板上，制得波长转换装置。其中，焊接方式优选为回流焊。作为优选地实施方案，在步骤C之后还包括步骤D：将密封浆胶涂覆于波长转换装置侧面周围，固化形成密封层。其中，优选为紫外或者高温固化。本专利技术还提供了包括上述波长转换装置的光源，所述光源还包括激发光光源，所述激发光光源为激光器光源、激光二极管光源、发光二极管或由激光二极管阵列、发光二级管阵列组成的光源中的至少一种或组合。本专利技术的有益效果在于：由于上述的波长转换装置的反射层为银反射层，且银反射层是由氧化铝基板等作为高温承烧板高温烧结得到，银反射层反射面在烧结过程中处于自由烧结状态，即该反射面烧结过程中没有与之直接接触的其它基板，银浆在烧结成型过程中不受到限制，有利于银浆在烧结过程中的流动，以形成致密性高的银层；同时，反射面不受到其它基板表面粗糙度或气孔的影响，其表面平整度也极大的提高；因而，本专利技术波长转换装置在制备过程中能形成致密性及表面平整度极高的银反射层。银反射层的致密性及表面平整度高，一方面致密且平整银反射层能具有极高的反射率，能提高波长转换装置的出光效率；另一方面，致密的银反射层具有极高的导热率，能减小波长转换装置的热阻。同时焊接层同样具有较高的热导率，配合与之焊接在一起的导热基板，提高了整个波长转换装置的导热率。提高了在大功率激光应用上的可靠性。进一步地，通过对具体参数的优化，提高了各层间的粘结强度，提高了在高速色轮应用下的可靠性。附图说明图1为实施例一所制备的波长转换装置的结构示意图；图2为实施例二所制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种波长转换装置，其特征在于：包括依次叠置的发光层、玻璃粘接层、银反射层、承烧基板、银粘接层、焊接层和导热基板；其中，所述发光层为无机发光层，能够吸收一定波长范围的光，并发出不同波长范围的光。

【技术特征摘要】
1.一种波长转换装置，其特征在于：包括依次叠置的发光层、玻璃粘接层、银反射层、承烧基板、银粘接层、焊接层和导热基板；其中，所述发光层为无机发光层，能够吸收一定波长范围的光，并发出不同波长范围的光。2.一种波长转换装置，其特征在于：包括依次叠置的发光层、银反射层、承烧基板、粘接层和导热基板；其中，所述发光层为无机发光层，能够吸收一定波长范围的光，并发出不同波长范围的光；所述粘接层为银粘接层或导热胶。3.根据权利要求1所述的波长转换装置，其特征在于：所述玻璃粘接层为透明的第二玻璃；所述第二玻璃为不与Ag元素产生变色反应的玻璃。4.根据权利要求1或2所述的波长转换装置，其特征在于：所述银反射层和/...

【专利技术属性】
技术研发人员：田梓峰，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