[发明专利]一种激光照明用玻璃陶瓷膜复合材料

说明书

本发明提出一种含(Lu₂M)(Al₄Si)O₁₂:Ce³⁺微米晶玻璃陶瓷膜复合材料，目的在于制备出结构稳定，可用于激光照明的荧光转换材料，涉及发光材料领域。本发明中的材料具有合适光学性质，并且具有制备工艺简单、可批量化制备、光谱“宽幅可调”等优势。得益于复合材料中的高热导率透明蓝宝石基板对光斑处大量热的快速传导作用，在455纳米高功率蓝光激光激发下，该复合材料可有效地产生白光。

技术领域

本发明涉及固体发光材料领域，尤其是涉及一种能够应用于激光照明的玻璃陶瓷膜复合材料。

背景技术

近年来，随着国内基础设施建设的不断推进和人民生活水平的逐渐提升，高端车前大灯、高端投影仪、工矿灯、广场/港口高杆灯等光通量高达几千甚至上万流明的高功率特种照明和大功率显示的需求迅速增加，这对超高功率白光固态照明和显示的需求量日渐庞大。但目前的单芯片白光LED由于会产生由电子-空穴俄歇复合所致的“效率骤降”现象，使得其功率小、亮度低，显然无法直接满足应用需求。对此，研究人员通常是将多芯片封装为一个模块的方式来提高白光LED的功率及发光亮度，但这会带来器件稳定性下降、灯具光效降低、灯具设计复杂化等问题，并大幅增加成本。为了获得优质的大功率固态光源，蓝光激光二极管(Laser Diode,LD)引起了人们的关注。与传统LED技术相比，若将蓝光LD作为满足要求的荧光粉的激发源会具有很多优势。在高输入功率密度条件下，LD的电光转换效率高，且不存在“效率骤降”问题；而且，其单位芯片面积上光产额更高，出光方向性好、能量密度高，特别适用于光学扩展量小的超高亮度白光光源；单色性更好，易于匹配合适的荧光粉；结构更紧凑，使终端照明体的设计拥有更大的自由度。然而，由于激光发光二极管具有超高功率密度，在工作过程中光斑处会产生大量热，对所使用荧光转换材料要求极高，可利用材料十分匮乏。在这一背景下，亟需开发能够应用于激光照明的荧光转换材料。

本发明为了解决上述问题，制备了结构稳定、具有合适光学性质的含(Lu₂M)(Al₄Si)O₁₂:Ce³⁺微米晶玻璃陶瓷膜复合材料，该材料适用于激光照明。

发明内容

本发明提出一种含(Lu₂M)(Al₄Si)O₁₂:Ce³⁺微米晶玻璃陶瓷膜复合材料，目的在于制备出结构稳定，可应用于激光照明的荧光转换材料。

本发明采用如下制备工艺：

(1)将前驱玻璃基体的设计，该玻璃基体组分含量如下：30-42mol％SiO₂；26-37mol％B₂O₃；5-15mol％Al₂O₃；5-15mol％Lu₂O₃；0.1-5mol％CeO₂；xmol％MgCO₃；ymol％CaCO₃；zmol％SrCO₃；wmol％BaCO₃，上述组分的摩尔总量为100mol％，其中MgCO₃、CaCO₃、SrCO₃、BaCO₃的x、y、z、w是由对应目标固溶体晶相即(Lu₂M)(Al₄Si)O₁₂:Ce³⁺，其中M选自Mg、Ca、Sr、和Ba的一种或多种元素的固溶比例确定，x+y+z+w摩尔总量5-25mol％。