[发明专利]波长转换装置和发光装置

说明书

技术领域

本发明涉及光学技术领域，特别是涉及一种波长转换装置和发光装置。

背景技术

在LED(Light Emitting Diode，发光二极管)照明和投影显示行业中，荧光粉被广泛应用。一般的用法是，将荧光粉颗粒与硅胶或环氧树脂均匀混合在一起形成荧光浆料，再将该浆料涂敷于LED表面，固化后形成荧光粉涂层。LED发出的光入射到其表面的荧光粉涂层后被其中的荧光粉吸收，并激发荧光粉发射与激发光波长不同的受激光。在这种结构中，硅胶或环氧树脂起了粘结和固定各荧光粉颗粒的作用。

这种方法的问题在于，每个荧光粉颗粒在受激发光的过程中，由于其波长转换效率不可能是100％，其中所损失的能量都转化为热量。由于荧光粉是分布在硅胶或环氧树脂这类有机介质中的，而这类有机介质的导热率一般都很低，所以很难把荧光粉颗粒产生的热量传导到出来。这就造成了荧光粉颗粒的热量的累积和温度的快速上升，直接影响了荧光粉的发光效率和使用寿命。

美国专利US20110227108A1提出将荧光粉层的表面与一个散热器通过一个导热的通路相连，进而降低荧光粉层的温度的方法；专利US20110073878A1则提出使用一个透明导热材料紧贴荧光粉层表面，再在该透明导热材料的周围固定散热装置，使荧光粉层的热量先传导到透明导热材料，然后再传导到散热装置上。这两个方法都有一个共同的问题，就是只能降低荧光粉层表面的温度，而荧光粉层内部的荧光粉颗粒的热量无法散出。

一个解决的办法是，使用导热良好的无机材料来粘结和固定荧光粉颗粒。专利201010585822、201010585803和200780002531分别提出一种无机陶瓷荧光粉的制作方法。但是这种方法工艺复杂，成本很高。

美国专利US20110069490A1提出一种方法，将导热良好的无机导热材料颗粒掺入到有机介质中以提高平均导热率。这种方法对提高荧光粉层的平均导热率是有帮助的，但是对荧光分片层中的荧光粉颗粒帮助不大。这是因为虽然加入了无机导热材料颗粒，但是荧光粉颗粒依然被有机介质所包裹，其热量依然无法发散出来。如图1所示，荧光分片层100中，荧光粉103和无机导热颗粒101分别分散于透明介质102中。荧光粉颗粒103受激发热后，其发出的热量被透明介质102所封闭，无法传导到无机导热颗粒101上，因此温度也就不能被有效的降低。

发明内容

本发明解决的主要技术问题是提供一种波长转换装置及发光装置，使得波长转换材料颗粒在工作中温度能够有效传导出。

本发明提出的一种波长转换装置，包括：

波长转换体，具有至少一个表面；该波长转换体包括：

透明介质；

分散于该透明介质中的波长转换材料颗粒，用于吸收激发光并发射受激光；该波长转换材料的导热率大于透明介质的导热率；

分散于透明介质中的导热材料颗粒，该导热材料的导热率大于透明介质的导热率；

任意一个波长转换材料颗粒都存在至少一个导热路径，该波长转换材料颗粒位于该导热路径上，导热路径的一端连接波长转换体的至少一个表面；

导热路径由若干个导热单元相连组成，每个导热单元为波长转换材料颗粒或导热材料颗粒，相邻两个导热单元的间距小于两者中粒径较小的粒径值的50％。

本发明还提出一种发光装置，包括：

上述的波长转换装置；

激发光源，用于发射激发光并将其投射到波长转换装置上。

与现有技术相比，本发明包括如下有益效果：

在本发明中的波长转换装置中，利用由波长转换材料颗粒和导热材料颗粒所组成的导热路径，可以有效的将每一颗荧光粉发出的热量经过导热路径传导到波长转换体表面。

附图说明

图1是一种现有的荧光粉片层的结构示意图；

图2是本发明的第一实施例的结构示意图；

图3是本发明中两个导热单元的粒径和间距的示意图；

图4是本发明中导热效果与a的关系；

图5是本发明第二实施例的结构示意图；

图6是本发明第三实施例的结构示意图；

图7是本发明第四实施例的结构示意图；

图8是本发明第六实施例的结构示意图；

图8a和8b是本发明第六实施例的两个举例的侧视图；

图9是本发明第七实施例的结构示意图。

具体实施方式