[发明专利]一种波长转换装置及其制备方法、光源

说明书

本发明涉及一种波长转换装置及其制备方法、光源。该波长转换装置，包括依次叠置的发光层、银反射层、金属焊接层和导热基板；其中，发光层为第二玻璃封装荧光粉层、发光陶瓷或发光陶瓷单晶中的任一种；银反射层为纯银烧结层或银与第一玻璃的烧结层；金属焊接层为焊锡层或烧结银层。该波长转换装置具有反射率高、热阻低且长期可靠性高的特性。

技术领域

本申请涉及照明及显示领域，特别涉及一种波长转换装置及其制备方法、光源。

背景技术

目前激光荧光转换型光源发展较快，已经开始广泛运用于照明及投影显示领域。随着对光源亮度要求的不断提高，激光功率也随之提高，由此波长转换装置发光过程中产生更多的热量，当其温度达到一定温度后，波长转换材料的转换效率随着温度的升高而降低，产生热淬火(thermal quenching)现象。因此，对于大功率激光光源而言，波长转换装置的高效散热十分必要。

现有的一种波长转换装置的方案为采用依次叠置的发光层、反射层和基板；其中，波长转换装置的反射层为采用白色散射粒子和玻璃粉混合烧结形成的漫反射层。此方案虽然漫反射层全部由无机材料组成，耐热性较高，但是烧结材料中的散射粒子和玻璃粉的热导率较低；且烧结结构为了保证较高的反射率，一般是多孔结构，热阻较高；因而不利于波长转换装置在高功率激光激发下的散热，也就不利于波长转换装置的发光亮度和稳定性的提高。因而该方案的波长转换装置的漫反射层成为进一步提升激光荧光显示光源亮度的瓶颈。

现有的另一种波长转换装置的方案在以上方案的基础上，采用银反射层替代漫反射层。此方案的好处在于，银反射层的反射率及热导率均高于漫反射层，有利于提高波长转换装置的出光效率、亮度及热稳定性。但是由于目前采用此结构的发光装置的反射银容易硫化发黑，长期可靠性较低；同时银反射层对于发光层与基板之间的粘接强度也较低，在运用于高转速色轮的情况下存在可靠性问题。同时银反射层和发光层烧结过程中会出现银向发光层气孔中聚集形成一个单独的银颗粒、造成一个局部的黑点降低反射率的现象。

因而需要开发一种反射率高、热阻低且长期可靠性高的波长转换装置。

发明内容

基于以上问题，本申请的目的是提供一种反射率高、热阻低且长期可靠性高的波长转换装置，特别是适用于大功率激光光源的波长转换装置。

此外，还提供上述波长转换装置的制备方法及应用上述波长转换装置的光源。

本发明采用了以下技术方案：

一种波长转换装置，包括依次叠置的发光层、银反射层、金属焊接层和导热基板；

其中，所述发光层为第二玻璃封装荧光粉层、发光陶瓷或发光陶瓷单晶的中任一种；

优选地，所述发光层为石榴石结构的(Lu,Y,Gd,Tb)₃(Ga,Al)₅O₁₂:Ce³⁺发光陶瓷或者(Lu,Y,Gd,Tb)₃(Ga,Al)₅O₁₂:Ce³⁺发光陶瓷单晶；

优选地，所述发光层厚度为0.005～1mm；进一步优选地，所述发光层厚度为0.05～0.5mm；

优选地，所述发光层第二表面粗糙度Ra0.4um；进一步优选为Ra0.1um；

优选地，所述发光层第二表面气孔直径小于0.8um；进一步优选地，所述发光层第二表面气孔直径小于0.4um；特别优选地，所述发光层第二表面气孔直径小于0.1um；其中，所述发光层第二面为发光层上靠近所述银反射层的一个面。

优选地，所述银反射层为纯银烧结层或银与第一玻璃的烧结层；优选地，所述第一玻璃占银反射层的质量比为a，其中0a50％；进一步优选地，0a3％；更进一步优选地，0.25％a3％；特别优选地，0a≤0.25％。