一种基于二极管和荧光粉膜的组合式白光激光光源模组制造技术

本发明专利技术涉及一种基于二极管和荧光粉膜的组合式白光激光光源模组；所述光源模组包括激发光源、反射镜、荧光粉膜、基板、基板底座和散热板，其中所述激发光源与涂覆了所述荧光粉膜的所述基板都置于所述基板底座上；所述基板底座与所述散热板紧密接触以保证热传递效率；所述激发光源与所述基板的热量能通过热传递迅速传导到所述散热板，并通过所述散热板进一步将热量消散。其中，所述散热板采用蒸发式腔室散热板，其内部的毛细结构具有位置差异，能显著地将所述激发光源与所述基板的热量通过吸热流体的流动迅速带到所述散热板中温度较低的位置，从而实现快速散热。从而实现快速散热。从而实现快速散热。

【技术实现步骤摘要】
一种基于二极管和荧光粉膜的组合式白光激光光源模组


[0001]本专利技术涉及照明装置
具体而言，涉及一种基于二极管和荧光粉膜的组合式白光激光光源模组。

技术介绍

[0002]白光源广泛用于日常照明中。传统的白色光源包括通过电阻加热灯丝而发光的灯丝灯泡、利用由放电气体产生的紫外线激发白色荧光体的荧光灯等。然而，白炽灯泡存在发光效率很低、寿命短的问题，而荧光灯也存在效率低、体积大而空间受限的问题。目前，LED照明被广泛应用于固态照明领域。而LED照明中，通过是由双波长光(蓝色光+黄色光)或者三波长光(蓝色光+绿色光+红色光)混合而成。目前广泛应用的激光白光是通过蓝色光激光二极管(GaN/InGaN)和黄色光荧光粉(YAG或TAG)组成。
[0003]考虑到目前采用的LED光源常见为二极管光源，其光电转化效率一般都较低并且二极管芯片的尺寸很小,导致二极管芯片的热流密度非常大，尤其是在高光功率需求下二极管的散热更具有挑战性。此外为了实现高亮度照明，激发荧光粉的光斑直径都很小，导致激发光能量密度非常高。在荧光粉层中除了光致发光过程(吸收蓝光发出黄光)，同样伴随着光致发热现象，因此荧光粉膜以及其涂覆的基板可以被认为是一个具有高热流密度的小型化热源。研究表明在没有散热措施下，荧光粉温度极易上升至热淬灭温度，导致效率下降、性能衰减甚至失效。
[0004]查阅相关已公开的技术方案，公开号为WO2022100647A1的技术方案提出一种绿色荧光陶瓷材料及其制备方法和应用，该绿色荧光陶瓷材料的化学组成包括有石墨烯，使得所述绿色荧光陶瓷材料具有热导率高、散热性好、发光波长在490～540nm范围内可控等特点；公开号为US20170074502A1的技术方案通过将发光二极管与灯组的金属外壳连接，使发光二极管的热量能传导到外壳上并随之散发后散热；公开号为JP2017045002A的技术方案通过布置于光源模组中央的一个散热风扇，对模组中的多个光源进行散热，并且能够通过多个光源的发热情况进行散热风扇的转速调整从而实现差异化的散热效果。
[0005]然而以上提及的方案没法解决由于光源的高集成度以及在极狭窄空间下的积热问题，因此其散热效率还有待提高。
[0006]
技术介绍
的前述论述仅意图便于理解本专利技术。此论述并不认可或承认提及的材料中的任一种公共常识的一部分。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于，提供一种基于二极管和荧光粉膜的组合式白光激光光源模组；所述光源模组包括激发光源、反射镜、荧光粉膜、基板、基板底座和散热板，其中所述激发光源与涂覆了所述荧光粉膜的所述基板都置于所述基板底座上；所述基板底座与所述散热板紧密接触以保证热传递效率；所述激发光源与所述基板的热量能通过热传递迅速传导到所述散热板，并通过所述散热板进一步将热量消散。其中，所述散热板采用蒸发式腔室散
热板，其内部的毛细结构具有位置差异，能显著地将所述激发光源与所述基板的热量通过吸热流体的流通迅速带到所述散热板中温度较低的位置，从而实现快速散热。
[0008]本专利技术采用如下技术方案：
[0009]一种基于二极管和荧光粉膜的组合式白光激光光源模组，所述光源模组包括激发光源、反射镜、荧光粉膜、基板、基板底座和散热板；其中
[0010]所述激发光源，被配置为采用激光二极管发出波长范围在425nm至480nm的蓝色激光作为初始光源；
[0011]所述反射镜用于将所述激发光源的蓝色激光反射到所述荧光粉膜上；
[0012]所述荧光粉膜通过将荧光粉涂布于所述基板的工作面上形成；所述荧光粉膜被配置为通过接收由所述激发光源所发射的蓝色激光从而发生光致发光反应后，激发放出黄光；
[0013]所述基板为高透明度材料，其第一面为所述工作面，与第一面相对的第二面为反射面；部分蓝色激光在穿透所述荧光粉膜后，在所述反射面上发生完全反射并折返形成反射蓝光；由所述荧光粉膜发出的黄光与所述反射蓝光混合后形成最终需要的白光；
[0014]所述基板底座为金属材料；所述基板底座的第一侧用于固定所述激发光源的金属管座以及所述基板；所述基板底座的第一侧表面布置有连接电路，用于连接所述激发光源以及提供所述激发光源使用的电源；所述基板底座同时吸收所述激发光源以及所述基板工作时所产生的热量从而对所述激发光源和所述基板进行散热；
[0015]所述散热板位于与所述基板底座的第一侧相对的第二侧，所述散热板为所述基板底座进行散热；
[0016]其中，所述散热板为蒸气腔室式散热板；所述散热板包括外壳以及由所述外壳完整覆盖从而形成的腔室；所述腔室为真空腔体，并且在所述腔室内设有吸热流体；并且在所述腔室内部的上表面与下表面覆盖有吸液芯；所述吸液芯具有毛细结构，使所述吸热流体吸附在所述吸液芯内，或者在所述吸液芯内部流动；
[0017]并且，所述散热板在与所述激发光源的金属管座的接近部分为第一吸热部，在所述第一吸热部位置的所述吸液芯的毛细结构的孔径分布具有第一密度ρ1；所述散热板在与所述基板的接近部分为第二吸热部，在所述第二吸热部位置的所述吸液芯的毛细结构的孔径分布具有第二密度ρ2；所述吸液芯的其余位置的毛细结色的的孔径分布密度为第三密度ρ3；并且满足：
[0018]ρ1>ρ2>ρ3；
[0019]优选地，所述吸液芯由粉末烧结形成毛细结构；
[0020]优选地，所述基板底座与所述散热板之间设置有导热层；所述导热层由导热材料构成；
[0021]优选地，所述激发光源的金属管座通过使用钎焊工艺与所述基板底座连接固定，从而提高所述金属管座与所述基板底座的导热性能；
[0022]优选地，所述激发光源的发射端包括设置有光学微腔层；所述激发光源的发射端包括设置有光学微腔层；所述光学微腔层由第一微腔以及第二微腔交替堆叠而成，所述第一微腔、所述第二微腔分别采用两种不同折射率的材料所形成；所述第一微腔的材料为氧化硅，以及所述第二微腔的材料为氧化钛。
[0023]本专利技术所取得的有益效果是：
[0024]1.本专利技术的光源模组通过将模组内的光源以及基板等组件位置进行优化设计后，能够通过同一块基板底座对光源以及荧光粉膜的基板进行同时散热，简化了散热部件的设计难度同时提高了散热效能；
[0025]2.本专利技术的光源模组通过使用基于蒸汽真空腔的散热板技术进行对模组组件的快速散热，其热导率与以往采用散热片的散热方式提高大约50％，而相比使用液冷的散热方式的安全性能亦明显提高；
[0026]3.本专利技术的光源模组通过采用具有光学微腔层的过滤层对激发光源进行初次过滤，能够有效减少荧光粉膜及基板在反射光线导致的发热以及光谱混乱情况，提高了白光光照的色准和色纯度；
[0027]4.本专利技术的光源模组其各组件采用模块化设计和配合，后期可通过对硬件进行灵活优化和变更，节省了量产化后大量维护和升级成本。
附图说明
[0028]从以下结合附图的描述可以进一步理解本专利技术。图中的部件不一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于二极管和荧光粉膜的组合式白光激光光源模组，其特征在于，所述光源模组包括激发光源、反射镜、荧光粉膜、基板、基板底座和散热板；其中所述激发光源，被配置为采用激光二极管发出波长范围在425nm至480nm的蓝色激光作为初始光源；所述反射镜用于将所述激发光源的蓝色激光反射到所述荧光粉膜上；所述荧光粉膜通过将荧光粉涂布于所述基板的工作面上形成；所述荧光粉膜被配置为通过接收由所述激发光源所发射的蓝色激光从而发生光致发光反应后，激发放出黄光；所述基板为高透明度材料，其第一面为所述工作面，与第一面相对的第二面为反射面；部分蓝色激光在穿透所述荧光粉膜后，在所述反射面上发生完全反射并折返形成反射蓝光；由所述荧光粉膜发出的黄光与所述反射蓝光混合后形成最终需要的白光；所述基板底座为金属材料；所述基板底座的第一侧用于固定所述激发光源的金属管座以及所述基板；所述基板底座的第一侧表面布置有连接电路，用于连接所述激发光源以及提供所述激发光源使用的电源；所述基板底座同时吸收所述激发光源以及所述基板工作时所产生的热量从而对所述激发光源和所述基板进行散热；所述散热板位于与所述基板底座的第一侧相对的第二侧，所述散热板为所述基板底座进行散热；其中，所述散热板为蒸气腔室式散热板；所述散热板包括外壳以及由所述外壳完整覆盖从而形成的腔室；所述腔室为真空腔体，并且在所述腔室内设有吸热流体；并且在所述腔室内部的上表面与下表面覆盖有吸液芯；所述吸液芯具有...

【专利技术属性】
技术研发人员：程寅山，何至年，周波，吴学坚，徐钊，
申请(专利权)人：深圳市佑明光电有限公司，
类型：发明
国别省市：