[发明专利]一种复相荧光陶瓷及其制备方法

说明书

本发明提供了一种新型的复相荧光陶瓷及其制备方法。所述复相荧光陶瓷包括：作为基体相的氮化铝相、均匀分布在所述基体相中的荧光粉以及位于所述氮化铝相和所述荧光粉之间的氮氧化铝相，其中所述氮化铝相和所述荧光粉经由所述氮氧化铝相彼此隔开。本发明通过使用共沉淀法在荧光粉或氮化铝的表面包覆一层铝盐，然后对包含了表面包覆有一层铝盐的荧光粉或氮化铝与氮化铝或荧光粉的混合浆料进行烧结来制备本发明的复相荧光陶瓷。根据本发明的复相荧光陶瓷是一种具有高的热导率、高的致密度和良好的机械强度的高效发光陶瓷，可被高功率激发光源激发，如高功率蓝光LD或者蓝光LED，实现高亮度的照明光源，进一步提高照明或投影光源的亮度。

技术领域

本发明涉及一种具有高的热导率、高的致密度和高的发光效率的复相荧光陶瓷及其制备方法。

背景技术

目前，利用激光二极管(LD)或者发光二极管(LED)等光源激发发光材料以获得预定单色光或者多色光的技术广泛应用于照明光源、投影显示等领域。随着对光源亮度的要求越来越高，蓝光LD或者蓝光LED激发光源的功率越来越高，所以对发光材料的性能要求也越来越高。一方面要求发光材料的发光性能要好，另一方面也要求发光材料的机械性能、热导率等特性要更好。在这种情况下，硅胶封装荧光粉或者荧光玻璃的方式已远不能满足高功率光源激发的要求，陶瓷由于其机械性能和热导率均高于硅胶和玻璃而被广泛应用于高功率光源激发，特别是高功率LD光源。

蓝光LD作为激发光源具有很多优点：(1)无“效率骤降”现象，因此可以通过提高单个芯片的出光强度来降低光源成本；(2)近单色性，可根据LD输出波长匹配合适的荧光体以实现高转换效率；(3)体积更小、亮度更高，更易设计终端照明体；(4)具有更好的可控性，包括光色可调、时间空间可控等。蓝光LD可能成为高亮度光源的最佳激发光源。相比于蓝光LED，蓝光LD光源的光斑更小且功率更大，其光斑的光功率密度更大，因而对发光陶瓷的机械性能及热导率有更高的要求。

目前，常见的荧光陶瓷一般分为两种：一种是纯相发光陶瓷(即，单相发光陶瓷)，如YAG:Ce或者LuAG:Ce陶瓷，其成瓷相和发光相为同一相并且可以烧结成透明度较高的陶瓷，但是YAG:Ce或者LuAG:Ce陶瓷的热导率较低。另一种是复相发光陶瓷，如Al₂O₃YAG:Ce陶瓷或者AlNYAG:Ce陶瓷等，其粘接相为Al₂O₃或AlN等，发光相为YAG:Ce荧光粉。Al₂O₃YAG:Ce陶瓷机械强度高，但是热导率较低，而AlNYAG:Ce陶瓷的热导率高。然而，AlNYAG:Ce陶瓷中AlN的热膨胀系数为4.6×10^-6/K，YAG:Ce的热膨胀系数为8.0×10^-6/K，两者热膨胀系数相差较大，导致其烧结的复相陶瓷AlNYAG:Ce热应力较大，因而其致密度较低，机械强度较差。

因此，亟待解决的一个问题是开发出一种既具有高的热导率，也具有高的致密度和良好的机械强度的发光陶瓷，所述发光陶瓷能够适应高功率蓝光LD或LED光源的发光要求。

发明内容

技术问题

有鉴于此，为了解决上述问题，本发明旨在提供一种新型的复相荧光陶瓷，所述复相荧光陶瓷是既具有高的热导率，也具有高的致密度和良好的机械强度的高效发光陶瓷。同时，本发明还旨在提供一种这种新型的复相荧光陶瓷的制备方法以制备出具有上述性能的复相荧光陶瓷。

技术方案

根据本发明的一方面，提供了一种复相荧光陶瓷，所述复相荧光陶瓷包括：作为基体相的氮化铝相、均匀分布在所述基体相中的荧光粉以及位于所述氮化铝相和所述荧光粉之间的氮氧化铝相，其中所述氮化铝相和所述荧光粉经由所述氮氧化铝相彼此隔开。

进一步地，所述氮氧化铝相包覆在所述荧光粉和/或所述氮化铝相的表面上。