波长转换装置及其制备方法、发光装置和投影装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种波长转换装置及其制备方法、以及采用该波长转换装置的发光装置和投影装置。该波长转换装置包括依次叠置的基板、漫反射层及红光无机发光层；所述漫反射层由反射粉与有机硅胶混合而成；所述红光无机发光层由红荧光粉与水玻璃混合固化而成。该波长转换装置耐热性好、能够承受更高的光功率密度。

Wavelength conversion device and its preparation method, light-emitting device and projection device

【技术实现步骤摘要】
波长转换装置及其制备方法、发光装置和投影装置
本专利技术涉及照明和投影
，尤其涉及一种波长转换装置及其制备方法、以及采用该波长转换装置的发光装置和投影装置。
技术介绍
现有技术中，采用硅胶封装荧光粉制作色轮(即波长转换装置)的发光层具有效率高、工艺简单等优点，因而硅胶成为小功率激光光源色轮的首选封装方式。但是随着光源产品的便携化发展趋势，要求光源的体积越来越小，特别是微投光源，因此色轮的体积也需不断减小，这使得色轮的发光层所承受的光功率密度不断提高，导致发光层，尤其是红色段的发光层，也即含有红荧光粉的发光层容易出现开裂发黑现象。激发光的功率密度过高使色轮中红色段的发光层更容易出现开裂发黑现象的原因在于：含有红荧光粉的发光层由激发光激发产生红荧光的热效应最大，因而封装红荧光粉的硅胶承受的热量最大。目前，硅胶能够在200℃的条件下长期工作，而在250～300℃的条件下只能短时间工作，并且硅胶的导热率只有0.1～0.2W/mK，散热效果不佳，造成含有红荧光粉的发光层中的硅胶容易老化开裂。
技术实现思路
为解决现有波长转换装置中红色段发光层无法承受更高光功率密度的技术问题，本专利技术提供一种耐热性好、能够承受更高光功率密度的波长转换装置，其包括依次叠置的基板、漫反射层及红光无机发光层；所述漫反射层由反射粉与有机硅胶混合而成；所述红光无机发光层由红荧光粉与水玻璃混合固化而成。在一个实施方式中，所述反射粉选自氧化铝、氧化钛、氧化镁、氧化钇中的一种或多种。在一个实施方式中，所述红荧光粉为(Sr,Ca)AlSiN3:Eu2+。在一个实施方式中，所述波长转换装置还包括保护层，所述保护层位于所述无机发光层相背于所述基板的一侧。在一个实施方式中，所述保护层为有机硅胶膜，所述有机硅胶为苯基硅胶或者甲基硅胶。本专利技术还提供一种波长转换装置的制备方法，包括以下步骤：采用反射粉与有机硅胶的混合物在基板的一侧表面形成漫反射层；将具有漫反射层的基板放入容器中且基板相背于漫反射层的一侧与容器底部相接触；向容器中加入一定浓度的硝酸盐溶液；向容器中加入红荧光粉与水玻璃的混合溶液，静置一段时间使漫反射层表面形成一层含有红荧光粉的沉积膜；及固化沉积膜使漫反射层表面形成一层含有红荧光粉的固化膜。在一个实施方式中，所述反射粉选自氧化铝、氧化钛、氧化镁、氧化钇中的一种或多种。在一个实施方式中，所述硝酸盐溶液为硝酸钡溶液、硝酸钙溶液、硝酸锶溶液及硝酸铝溶液中的一种或多种。在一个实施方式中，所述硝酸盐溶液的浓度为0.05％～0.1％。在一个实施方式中，所述水玻璃为硅酸钾溶液、硅酸钠溶液中的一种或两种混合。在一个实施方式中，固化所述沉积膜是通过吸取上层清液并将所述沉积膜进行烘干，使所述基板表面形成一层含有红荧光粉的所述固化膜。在一个实施方式中，所述烘干包括步骤：先在40～80℃的温度下进行初步烘干，然后在100～200℃的温度下继续烘干。在一个实施方式中，波长转换装置的制备方法还包括以下步骤：在所述固化膜的表面涂覆一层有机硅胶。在一个实施方式中，所述有机硅胶为苯基硅胶或者甲基硅胶。本专利技术还提供一种发光装置，包括激发光光源及上述任一实施方式中的波长转换装置。本专利技术还提供一种投影装置，包括上述发光装置。本专利技术提供的波长转换装置采用红光无机发光层替代现有技术中采用硅胶封装红荧光粉制作的红色段发光层，能够承受更大的激发光功率密度，有利于实现减小光源体积的市场需求，此外，获得的出射红光具有更高的色纯度和亮度。本专利技术提供的波长转换装置的制备方法是在低温下固化水玻璃进行封装，能够保持红荧光粉的效率不损失。附图说明图1为本专利技术一实施例提供的波长转换装置的结构示意图。图2为本专利技术另一实施例提供的波长转换装置的结构示意图。图3为图1所示的波长转换装置的制备方法的流程图。图4为本专利技术实施例提供的波长转换装置与采用硅胶封装荧光粉的色轮的出射红光的光通量及色坐标随激发光功率变化结果。图5为图4中实施例提供的波长转换装置与采用硅胶封装荧光粉的色轮的出射红光在激发光功率为7.2W时的对比光谱图。图6为图4中实施例提供的波长转换装置与采用硅胶封装荧光粉的色轮的出射红光在激发光功率为10.7W时的对比光谱图。图7为图4中实施例提供的波长转换装置与采用硅胶封装荧光粉的色轮的出射红光在激发光功率为12.2W时的对比光谱图。主要元件符号说明波长转换装置100基板10漫反射层20红光无机发光层30保护层40如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本专利技术。具体实施方式请参阅图1，图1为本专利技术一实施例提供的波长转换装置100的结构示意图。本实施例提供的波长转换装置100包括依次叠置的基板10、漫反射层20及红光无机发光层30。在实际应用中，基板10在马达等驱动件的带动下高速旋转，使入射的激发光入射至基板10的不同区域。当激发光入射至红光无机发光层30所在区域时，激发光能够激发红荧光材料产生红荧光，实现光的波长转换。具体地，基板10选用导热率高的金属板，如铝板、氮化铝板、氧化铝板，此外，为了提高导热率及光反射率，还可以在铝板、氮化铝板及氧化铝板的表面镀银。由于激发光激发荧光材料产生荧光时伴随着大量的热产生，因此，基板10不仅具有承重作用，并在实际应用时高速转动，还应该具有良好的热传导效果，将激发光激发荧光材料产生荧光时伴随产生的热量快速传导扩散。漫反射层20由反射粉与有机硅胶混合而成。反射粉选自氧化铝、氧化钛、氧化镁、氧化钇中的一种或多种。有机硅胶可以使用苯基硅胶或甲基硅胶。红光无机发光层30由红荧光粉与水玻璃混合固化而成。红荧光粉优选为(Sr,Ca)AlSiN3:Eu2+。水玻璃的化学式为R2O·nSiO2，式中R2O为碱金属氧化物，n为二氧化硅与碱金属氧化物摩尔数的比值，称为水玻璃的摩数。需要说明的是，漫反射层20能够对激发光透过红光无机发光层30在基板10上形成的光斑进行一定程度的扩散，以提高红荧光粉的利用效率，增强发光效率。此外，红光无机发光层30在漫反射层20上的粘接力优于直接制作在基板10上。请参阅图2，图2是本专利技术另一实施例提供的波长转换装置100的结构示意图。波长转换装置100还包括保护层40，保护层40位于红光无机发光层30相背于基板10的一侧。具体地，保护层40为有机硅胶膜，可以是苯基硅胶或甲基硅胶，优选为苯基硅胶。请参阅图3，图3为图1所示的波长转换装置100的制备方法的流程图。该波长转换装置100的制备方法具体包括以下步骤：S101：采用反射粉与有机硅胶的混合物在基板10的一侧表面形成漫反射层20；S102：将具有漫反射层20的基板10放入容器中且基板10相背于漫反射层20的一侧与容器底部相接触；S103：向容本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种波长转换装置，其特征在于，包括依次叠置的基板、漫反射层及红光无机发光层；所述漫反射层由反射粉与有机硅胶混合而成；所述红光无机发光层由红荧光粉与水玻璃混合固化而成。/n

【技术特征摘要】
1.一种波长转换装置，其特征在于，包括依次叠置的基板、漫反射层及红光无机发光层；所述漫反射层由反射粉与有机硅胶混合而成；所述红光无机发光层由红荧光粉与水玻璃混合固化而成。


2.如权利要求1所述的波长转换装置，其特征在于，所述反射粉选自氧化铝、氧化钛、氧化镁、氧化钇中的一种或多种。


3.如权利要求1所述的波长转换装置，其特征在于，所述红荧光粉为(Sr,Ca)AlSiN3:Eu2+。


4.如权利要求1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保护层，所述保护层位于所述无机发光层相背于所述基板的一侧。


5.如权利要求4所述的波长转换装置，其特征在于，所述保护层为有机硅胶膜，所述有机硅胶为苯基硅胶或者甲基硅胶。


6.一种波长转换装置的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
采用反射粉与有机硅胶的混合物在基板的一侧表面形成漫反射层；
将具有漫反射层的基板放入容器中且基板相背于漫反射层的一侧与容器底部相接触；
向容器中加入一定浓度的硝酸盐溶液；
向容器中加入红荧光粉与水玻璃的混合溶液，静置一段时间使漫反射层表面形成一层含有红荧光粉的沉积膜；及
固化沉积膜使漫反射层表面形成一层含有红荧光粉的固化膜。


7.如权利要求6所述的制备方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐虎，田梓峰，李屹，
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