[发明专利]一种波长转换材料

说明书

本发明提供了一种波长转换材料，所述波长转换材料包含金刚石、荧光粉和玻璃相，所述荧光粉占所述波长转换材料总质量的10％‑99％，所述金刚石与所述荧光粉的比例为1:(1‑5)，优选1:1。所述波长转换材料采用具有较高导热率1000‑2000W/(m·k)和较低的热膨胀系数的金刚石作为原料，可将波长转换材料产生的热量迅速扩散出去，防止产生的热导致荧光粉特性劣化，从而可制成高光效、高导热率、蓝光透过率可调的发光材料。

技术领域

本发明涉及一种高导热率波长转换材料及其制备方法。

背景技术

随着激光显示技术的不断发展，蓝色激光激发荧光材料获得可见光的技术获得很大进展。目前，针对激光激发荧光粉的特性开发的荧光材料(即，波长转换材料)要求具有高亮度、高导热性能、光学转换效率高等优良性能。

波长转换材料的作用是将激光器发出的短波长、大功率激光转化成更长波长的可见光，其是激光光源的核心部件。波长转换材料的性能直接决定了激光光源的主要性能。波长转换材料的主体为荧光粉，荧光粉的不同封装方式决定了波长转换装置的最终性能。荧光粉的封装方式包括有机树脂封装、有机硅胶封装和无机玻璃封装(其导热率一般不超过2W/(m·k))，以及发光陶瓷。传统的YAG陶瓷的导热率也相对较低，一般为10-14W/(m·k)，一般将波长转换装置制成圆形可旋转的轮子-色轮，匹配高性能马达后，在使用时高速旋转。这是由于激光光源中的激光功率很高，激光照射在波长转换材料上除了产生可见光之外，同时还会产生大量的热量。

色轮散热主要有两种形式：一种是通过在马达的高速旋转下，荧光粉层表面直接与环境形成对流散热；另一种是热量先经反射层传导到基板，再由基板表面与环境形成对流散热；但其中发光层面与空气对流散热起主导作用，所以只有提高这个界面的散热效率，才能有效地提升色轮模块的整体散热效率。然而，这些封装材料都具有较低的热导系数，使得大功率激光照射时产生的热量不易扩散出去，从而导致温度上升，影响荧光粉光效，即，使得荧光粉光效下降或失效。

因此，有待于提供一种高导热率波长转换材料，其可将发光层产生的热量迅速扩散出去，防止产生的热导致荧光粉特性劣化，从而可制成高光效、高导热率、蓝光透过率可调的发光材料。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提供一种高导热率波长转换材料及其制备方法，其中该波长转换材料采用具有较高导热率1000-2000W/(m·k)和较低的热膨胀系数的金刚石作为原料，与荧光粉和玻璃粉制成发光层，使得发光层产生的热量可以迅速扩散出去，防止产生的热导致荧光粉特性劣化，从而可制成高光效、高导热率、蓝光透过率可调的发光材料，该发光材料可应用于高性能激光光源。

根据本发明的第一方面，提供了一种波长转换材料，其中，所述波长转换材料包含金刚石、荧光粉和玻璃相，所述荧光粉占所述波长转换材料总质量的10％-99％，所述金刚石与所述荧光粉的比例为1:(1-5)，优选1:1。

进一步地，至少部分所述金刚石与相邻的金刚石或者荧光粉之间接触从而形成空间网络结构的导热通道。

进一步地，至少部分所述金刚石表面包覆有一层氧化钛，或者至少部分所述金刚石表面包覆有一层氧化铝。

进一步地，一部分所述金刚石表面包覆有一层氧化钛，同时另一部分所述金刚石表面包覆有一层氧化铝。

进一步地，所述氧化钛包覆层的厚度和所述氧化铝包覆层的厚度均为2-15μm。

进一步地，包覆有氧化钛的所述金刚石与包覆有氧化铝的所述金刚石的质量比为1:(1-10)。

进一步地，所述荧光粉占所述波长转换材料总质量的10％-99％，优选为20-80％；包覆有氧化钛的所述金刚石占所述波长转换材料总质量的5-50％，优选为10-40％；包覆有氧化铝的所述金刚石占所述波长转换材料总质量的5-50％，优选为10-40％；所述玻璃相占所述波长转换材料总质量的20-80％，优选为20-60％。