[发明专利]波长转换装置和发光装置

说明书

 

技术领域

本发明涉及发光技术领域，特别是涉及一种波长转换装置和发光装置。

 

背景技术

目前在发光技术领域，使用激发光激发荧光粉材料已经成为普遍应用的技术。然而随着对发光功率的要求越来越高，激发光的功率越来越强，荧光粉的散热问题已经越来越成为制约这种发光技术的瓶颈。

在传统做法中，将荧光粉与硅胶或环氧树脂等透明胶体混合，成型后固化形成波长转换体或波长转换层。这样，荧光粉所发出的热量主要被其周围的胶体吸收，而这些胶体的导热性能很差，不足以将荧光粉发出的热量传导出去，这样就形成了荧光粉在整个结构内部的积累。当激发光功率很高时，波长转换体或层中的温度非常高，这样不仅造成荧光粉效率的下降，还会造成胶体的快速老化、发黄，影响整个发光器件的性能和寿命。

 

发明内容

本发明提出一种波长转换装置，用于吸收激发光并发射受激光，包括波长转换层，该波长转换层包括波长转换颗粒和第一导热颗粒，二者均匀混合，第一导热颗粒的导热系数高于10W/m.K；其中，第一导热颗粒的粒径D2小于等于波长转换颗粒的粒径D1的0.5倍，且大于等于D1的0.05倍；还包括导热基底，波长转换层紧密贴附于导热基底的表面。

本发明还提出一种发光装置，包括上述的波长转换装置，还包括激发光源，波长转换装置吸收激发光源发射的激发光并发射受激光。

本发明利用特定粒径的第一导热颗粒填充波长转换颗粒之间的空隙，有效的提高了波长转换层的导热率，这能够有效的将波长转换颗粒发出的热量导出到波长转换层的表面，在通过导热基底散发出去，从而有效的降低了波长转换层的温度。

 

附图说明

图1所示的是本发明的发光装置的实施例的结构示意图。

 

具体实施方式

本发明提出一种发光装置，其结构如图1所示。该发光装置包括波长转换层102，该波长转换层紧密贴附于导热基底101的表面101a上。该发光装置还包括激发光源（图中未画出），激发光源发出的激发光111入射于波长转换层，波长转换层吸收激发光并发射受激光112。在本实施例中，波长转换层所贴附的导热基底的表面101a对受激光具有反射性，这样可以反射波长转换层面向导热基底101发出的光，从而使得所有受激光都向图1中的上方发射。导热基底的表面101a的反射性可以通过在导热基底表面镀反射膜来实现（例如但不限于铝膜、银膜和光学介质膜），也可以通过在导热基底表面贴附镜面反射或散射反射膜来实现，也可能是导热基底本身就具有镜面反射特性或散射反射特性（例如铝导热基底本身表面就具有一定的镜面反射特性，而多孔陶瓷基底本身表面就具有很好的散射反射特性），这都是现有技术，此处不赘述。

波长转换层包括波长转换颗粒，波长转换颗粒吸收激发光并发射受激光。波长转换颗粒例如但不限于荧光粉颗粒。由于波长转换层紧密贴附于导热基底101的表面101a上，波长转换层所发出的热量，一旦传导到表面101a上，就能够迅速的被导热基底101导走，以此来为波长转换层散热。然而这里的关键问题在于，波长转换颗粒所发出的热量如何高效率的传导到表面101a上。

为了解决这个问题，发明人做了大量的研究发现，阻碍波长转换颗粒的热量导出的是波长转换颗粒之间的空隙。这些空隙或者是由空气填充，或者由硅胶等材料填充，无论哪种方式都是对热传导的阻断，因为空气和硅胶的导热系数都很低。波长转换颗粒之间的空隙的形成则是必然的。下面予以详细说明。

假设理想的情况，波长转换颗粒都是等大的球形。多个球形的堆积有至少两种堆积方式，一种是呈正立方堆积，即八个球形颗粒分别位于正立方体的八个顶点且相邻颗粒相切；一种是呈正四面体堆积，即四个球形颗粒分别位于正四面体的四个顶点且相邻颗粒相切。后一种方式球形颗粒的堆积最为紧密。无论哪种堆积方式，颗粒之间都会存在空隙。如果能够加入一种导热颗粒，并使该颗粒刚好填充波长转换颗粒之间的空隙，就必然会提升将波长转换颗粒发出的热量导出的能力。理论上，若波长转换颗粒呈正四面体堆积，则其空隙能够容纳的导热颗粒的直径约为波长转换颗粒直径的0.15倍。