波长转换装置及其制备方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种波长转换装置及其制备方法。所述波长转换装置包括：依次堆叠的荧光层(1)、银镀膜层(3)、和基板层(6)，所述荧光层(1)将激发光转换成不同波长的出射光，所述银镀膜层(3)用于反射从所述荧光层(1)中出射的所述出射光，所述波长转换装置还包括第一氧化铝层(2)、第二氧化铝层(4)和烧结银层(5)，所述第一氧化铝层(2)位于所述荧光层(1)与所述银镀膜层(3)之间，所述第二氧化铝层(4)位于所述银镀膜层(3)与所述烧结银层(5)之间，所述烧结银层(5)位于所述第二氧化铝层(4)与所述基板层(6)之间。根据本发明专利技术，能够实现较高的反射率、热导率和长期可靠性。

Wavelength conversion device and its preparation method

The invention discloses a wavelength conversion device and a preparation method thereof. The wavelength conversion device comprises a stacked fluorescent layer (1), a silver coating layer (3), and a substrate layer (6), wherein the fluorescent layer (1) converts the exciting light into emitted light of different wavelengths, and the silver coating layer (3) is used to reflect the emitted light emitted from the fluorescent layer (1). The wavelength conversion device also comprises a first alumina layer (2), a second alumina layer (4) and a sintered silver layer (5). The first alumina layer (2) is located between the fluorescent layer (1) and the silver plating layer (3), the aluminum oxide layer (4) is located between the silver plating layer (3) and the sintered silver layer (5), and the sintered silver layer (5) is located between the aluminum oxide layer (4) and the substrate layer (6). According to the present invention, high reflectivity, thermal conductivity and long-term reliability can be achieved.

【技术实现步骤摘要】
波长转换装置及其制备方法
本专利技术涉及波长转换装置及其制备方法，特别地，涉及具有高反射率、低热阻、高可靠性的波长转换装置及其制备方法。
技术介绍
作为目前各种激光光源中发展较快、应用较广的一种激光光源，激光荧光转换型光源通常利用波长转换装置将激光器的激发光转换成所需颜色的出射光。波长转换装置是激光荧光转换型光源的关键部件，其性能的高低直接决定激光荧光转换型光源的优劣。当前，波长转换装置通常由依次堆叠的基板层、反射层和发光层组成。当大功率激光器发出的激光照射波长转换装置时，波长转换装置的温度很快升高且热量迅速增加，因此需要其具有较高的反射率、热导率、可靠性等。目前的波长转换装置中的反射层主要有两种类型：一种是采用白色散射粒子和玻璃粉混合烧结形成的漫反射层；另一种是采用高纯度的致密金属(例如，银、铝)形成的高反射层。这两种反射层各有优劣。漫反射层全部由无机材料烧结形成，耐热性较高，但是作为其组成材料的散射粒子和玻璃粉的热导率较低，并且为了保证较高的反射率，漫反射层的烧结结构通常是多孔结构，热阻较高，因而不利于波长转换装置在高功率激光器发出的激光的激发下的可靠性和发光亮度的提高。虽然可以通过减薄漫反射层的厚度来降低热阻，但是这又会降低其反射率。因此，漫反射层在原理上无法确保同时具有较高的反射率、热导率、可靠性。金属高反射层由铝或银等高纯金属制成，反射率高，厚度薄，热阻低。但由于当前制备工艺的限制，这样的金属反射层在与发光玻璃层共烧时，会出现发光玻璃层变色现象，进而影响发光饱和度。虽然将玻璃粉和银粉混合烧结单独形成银玻璃反射层可以缓解发光玻璃变色这一现象，但这种银玻璃反射层由于含有玻璃结构，使得反射率达不到纯银反射的效果。
技术实现思路
鉴于上述问题，本专利技术的目的是提出一种具有较高的反射率、热导率和长期可靠性的波长转换装置及其制备方法。本专利技术的一个方面提供了一种波长转换装置。包括依次堆叠的荧光层、银镀膜层和基板层，所述荧光层将激发光转换成不同波长的出射光，所述银镀膜层用于反射从所述荧光层中出射的所述出射光。所述波长转换装置还包括第一氧化铝层、第二氧化铝层和烧结银层，其中，所述第一氧化铝层位于所述荧光层与所述银镀膜层之间，所述第二氧化铝层位于所述银镀膜层与所述烧结银层之间，所述烧结银层位于所述第二氧化铝层与所述基板层之间。通过采用物理溅射或者蒸镀工艺形成银镀膜层能够使得到的银镀膜层厚度均匀，并且具有高的致密度和表面平整度，从而具有高反射率。氧化铝层一方面能减小热阻，另一方面能够提高各层之间的结合强度。结合强度优异有两方面主要原因，其一，由于第一和第二氧化铝层同样采用物理溅射或者蒸镀工艺形成，其与各层之间具有极好致密性，与各层之间的在界面处的缺陷较少；其二，氧化铝材料同发光层和银镀膜层均具有类似的晶体结构，具有很好的结合强度。另外，优选地，所述第一氧化铝层包裹所述银镀膜层的一个表面(例如，对应于附图中的上表面)和侧壁，使得所述银镀膜层被所述第一氧化铝层和所述第二氧化铝层密封。可替代地，所述第二氧化铝层包裹所述银镀膜层的另一表面和侧壁，使得所述银镀膜层被所述第一氧化铝层和所述第二氧化铝层密封。银镀膜层被致密性极高的第一氧化铝层和第二氧化铝层密封，能十分有效的隔绝银镀膜层与空气的接触，避免其在高温情况下的快速劣化。并且由于氧化铝本身也具有极高的高温稳定性，长期高温情况下同样也能保证极佳的密封性能。通过采用上述结构，能够加强对银镀膜层的保护，进一步提高装置的长期可靠性。优选地，所述基板层是金属基板或陶瓷基板。优选地，所述荧光层是是(Lu,Y)3(Al,Ga)5O12:Ce3+单相陶瓷层、(Lu,Y)3(Al,Ga)5O12:Ce3+单晶陶瓷层、Al2O3-(Lu,Y)3(Al,Ga)5O12:Ce3+复相陶瓷层和Al2O3-(Lu,Y)3(Al,Ga)5O12:Ce3+共晶陶瓷层中的至少一种。优选地，所述波长转换装置还包括焊接层，所述焊接层位于所述烧结银层与所述基板层之间。通过设置焊接层，能够使烧结银层与基板层之间的接合更加牢固，提高长期可靠性。优选地，所述波长转换装置还包括密封层，所述密封层在所述基板层上围绕所述荧光层、所述第一氧化铝层、所述银镀膜层、所述第二氧化铝层和所述烧结银层的四周并形成至少对所述烧结银层的密封。通过设置密封层，能够使位于密封层内的层叠结构免受外界环境的影响，从而能够进一步提高装置的长期可靠性。本专利技术的另一方面提供了一种波长转换装置的制备方法，其包括如下步骤：制备荧光层，并对所述荧光层的一个表面进行抛光；通过物理溅射或蒸镀工艺在所述荧光层的抛光的表面上依次形成第一氧化铝层、银镀膜层和第二氧化铝层；将银浆涂覆在基板层的一个表面上；将所述第二氧化铝层(4)叠置在所述基板层(6)的涂覆有银浆的所述表面上；对整个装置进行烧结。优选地，在所述烧结结束之后，所述制备方法还包括如下步骤：在所述基板层上用热固化胶水或UV固化胶水涂覆所述第一氧化铝层、所述银镀膜层、所述第二氧化铝层和所述烧结银层的四周，然后利用加热固化或者UV固化形成密封层。本专利技术的又一方面提供了一种波长转换装置的制备方法，其包括如下步骤：制备荧光层，并对所述荧光层的一个表面进行抛光；通过物理溅射或蒸镀工艺在所述荧光层的抛光的表面上依次形成第一氧化铝层、银镀膜层和第二氧化铝层；制备银浆；将所述银浆涂覆在所述第二氧化铝层的表面上；对上述各层进行烧结，形成烧结银层；制备基板层；在所述基板层或所述烧结银层的表面上涂覆焊料，然后对所述基板层和所述烧结银层进行焊接，形成连接所述基板层和所述烧结银层的焊接层。优选地，在所述焊接结束之后，所述制备方法还包括如下步骤：在所述基板层上用热固化胶水或UV固化胶水涂覆所述第一氧化铝层、所述银镀膜层、所述第二氧化铝层、所述烧结银层和所述焊接层的四周，然后利用UV固化或者加热固化形成密封层。通过不同功能层的依序叠置、制备，使得具有反射功能的银镀膜层表面平整且致密；第一氧化铝层和第二氧化铝层对银镀膜层的有效密封也同时保证了银镀膜层的长期光学性能可靠性，同时氧化铝材料的选择使得第二氧化铝层能够通过烧结银层和/或焊接层实现与基板的高强度粘接，也即同时保证了波长转换装置的长期机械可靠性。如上所述，根据本专利技术的波长转换装置及其制备方法能够实现较高的反射率、热导率和长期可靠性。附图说明图1是图示了根据本专利技术的第一实施例的波长转换装置的横截面图。图2是图示了根据本专利技术的第二实施例的波长转换装置的横截面图。图3是图示了根据本专利技术的第三实施例的波长转换装置的横截面图。图4是图示了根据本专利技术的第四实施例的波长转换装置的横截面图。图5是图示了根据本专利技术的第五实施例的波长转换装置的横截面图。图6是图示了根据本专利技术的第五实施例的变型例的波长转换装置的横截面图。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波长转换装置。第一实施例图1是示出了根据本专利技术的的第一实施例的波长转换装置的示意性截面图。根据本专利技术的第一实施例的波长转换装置具有多层堆叠结构，在图中从上到下依次堆叠有荧光层1、第一氧化铝层2、银镀膜层3、第二氧化铝层4、烧结银层5和基板层6。荧光层1通常是荧光陶瓷层。通常，荧光陶瓷层是(Lu,Y)3(Al,Ga)5O12:Ce3+单相陶本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种波长转换装置，包括依次堆叠的荧光层(1)、银镀膜层(3)和基板层(6)，所述荧光层(1)将激发光转换成不同波长的出射光，所述银镀膜层(3)用于反射从所述荧光层(1)中出射的所述出射光，其特征在于，所述波长转换装置还包括第一氧化铝层(2)、第二氧化铝层(4)和烧结银层(5)，其中，所述第一氧化铝层(2)位于所述荧光层(1)与所述银镀膜层(3)之间，所述第二氧化铝层(4)位于所述银镀膜层(3)与所述烧结银层(5)之间，所述烧结银层(5)位于所述第二氧化铝层(4)与所述基板层(6)之间。

【技术特征摘要】
1.一种波长转换装置，包括依次堆叠的荧光层(1)、银镀膜层(3)和基板层(6)，所述荧光层(1)将激发光转换成不同波长的出射光，所述银镀膜层(3)用于反射从所述荧光层(1)中出射的所述出射光，其特征在于，所述波长转换装置还包括第一氧化铝层(2)、第二氧化铝层(4)和烧结银层(5)，其中，所述第一氧化铝层(2)位于所述荧光层(1)与所述银镀膜层(3)之间，所述第二氧化铝层(4)位于所述银镀膜层(3)与所述烧结银层(5)之间，所述烧结银层(5)位于所述第二氧化铝层(4)与所述基板层(6)之间。2.根据权利要求1所述的波长转换装置，其特征在于，所述第一氧化铝层(2)包裹所述银镀膜层(3)的一个表面和侧壁，使得所述银镀膜层(3)被所述第一氧化铝层(2)和所述第二氧化铝层(4)密封；或者所述第二氧化铝层(4)包裹所述银镀膜层(3)的另一表面和侧壁，使得所述银镀膜层(3)被所述第一氧化铝层(2)和所述第二氧化铝层(4)密封。3.根据权利要求1所述的波长转换装置，其特征在于，所述基板层(6)是金属基板或陶瓷基板。4.根据权利要求1所述的波长转换装置，其特征在于，所述荧光层(1)是(Lu,Y)3(Al,Ga)5O12:Ce3+单相陶瓷层、(Lu,Y)3(Al,Ga)5O12:Ce3+单晶陶瓷层、Al2O3-(Lu,Y)3(Al,Ga)5O12:Ce3+复相陶瓷层和Al2O3-(Lu,Y)3(Al,Ga)5O12:Ce3+共晶陶瓷层中的至少一种。5.根据权利要求1至4中任一项所述的波长转换装置，其特征在于，所述波长转换装置还包括焊接层(7)，所述焊接层(7)位于所述烧结银层(5)与所述基板层(6)之间。6.根据权利要求1至4中任一项所述的波长转换装置，其特征在于，所述波长转换装置还包括密封层(8)，所述密封层(8)在所述基板层(6)上围绕所述荧光层(1)、所述第一氧化铝层(2)、所述银镀膜层(3)、所述第二氧化铝层(4)和所述烧结银层(5)的四周并形成至少对所述烧结银层(5)的密封。7.根据权利要求1至4中任一项所述的波长转换装置，其特征在于，所述波长转换...

【专利技术属性】
技术研发人员：田梓峰，周萌，段银祥，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