[發明專利]熒光粉層、器件及相應光源和投影系統、及相應制作方法

有效

• 申請號: 201510420717.6
• 申請日: 2011-06-27
• 公開（公告）號: CN104991411B
• 公開（公告）日: 2017-03-29
• 發明（設計）人: 李屹;唐懷;吳希亮
• 申請（專利權）人: 深圳市繹立銳光科技開發有限公司
• 主分類號: G03B21/20
• 分類號: G03B21/20;F21V9/10;H01L33/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明為申請號為201110175052.9、申請日為2011年6月27日、發明名稱為“熒光粉層、器件及相應光源和投影系統、及相應制作方法”的專利申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及受激發光領域，更具體地說，涉及一種熒光粉層、器件及相應光源和投影系統、及相應制作方法。

背景技術

美國專利US7547114提出一種產生高亮度時序色光的方法，該方法將激發光源收集并聚焦于一個熒光粉轉盤上激發熒光粉材料發光，并隨著轉盤的轉動產生周期性時序的色光序列。在該方法中，熒光粉轉盤是核心部件，直接影響到光源的發光亮度。在該專利中提到，熒光粉層是依附于一個透明襯底的，該透明襯底同時還可能是一個二相濾光片，用于透射激發光反射受激發光，提高光源的亮度。中國公開專利200810065895中對熒光粉轉盤結構做的進一步的研究表明，熒光粉層與其襯底之間應存在一層低折射率介質，空氣是最理想的材質，也就是說，熒光粉層與其襯底之間存在一層空氣隙，且專利中對空氣隙的厚度做出了限制。研究顯示，空氣隙的厚度越薄，光源的亮度越高。

為了產生空氣隙并使得空氣隙盡量的小，通常只能使用一個三明治結構來實現：請參見圖1，在圖1中，包括兩個襯底(1、2)以及被設置在上述兩個襯底之間的熒光粉層3。如圖1示的三明治三層結構中，熒光粉層3被兩側的襯底(1、2)(至少一層是透明襯底)夾在中間，只要熒光粉層3與襯底之間接觸但是不粘附，夾縫中就會存在微小的空氣隙，也就實現了技術要求。

然而，該熒光粉材料層的制作卻存在困難。一般來說，熒光材料是粉狀的形態，即一般所說的熒光粉，顆粒與顆粒之間沒有粘附力，或者粘附力很弱不能用來形成層狀，所以需要使用粘結劑來形成片層。在熒光燈中熒光粉依靠金屬氧化物，如氧化鋁顆粒來粘附在熒光燈管的內壁上并形成薄層；應用這種技術可以實現在平板玻璃的表面形成熒光粉層，但是熒光粉層難以剝離下來，即必須依靠玻璃襯底才能應用，這顯然不符合前述的熒光粉層不與襯底粘附(與襯底間存在空氣隙)的要求。

要形成無需襯底的熒光粉層，必須要某種有一定強度的粘合劑粘接熒光粉顆粒并成片。從粘合劑性質分類可以分成有機粘合劑和無機粘合劑。有機粘合劑可以是硅膠、環氧樹脂等易于操作的材料，無機粘合劑則可以使用金屬氧化物作為粘合劑，與熒光粉混合在一起后在高溫高壓下制成陶瓷。后者的工藝復雜，成本高昂，至今只有少數幾家公司可以制作，同時對熒光粉的種類也有限制。因此，有機粘合劑就成為熒光粉層制作的首選。先將熒光粉與有機粘合劑混合在一起，再使用印刷、擠壓成型等手段在一個襯底上成片，再將其從襯底上揭下來，這是已經成熟的工業加工方法，無需贅述。

選擇有機粘合劑首先需要滿足可靠性的要求。由于長期處于高強度激發光的照射和熒光粉發熱的高溫中，環氧樹脂的可靠性一般難以滿足要求，而硅膠由于其硅-氧鍵比較穩定而成為可能的選擇。而為了滿足前述的熒光粉層不與襯底粘附的要求，所選用的有機粘合劑必須具有足夠的硬度，如高于肖氏D?40。然而由于需要從襯底上揭下來，又要求這種材料具有相當大的彈性，不能太脆，也就是說材料的硬度又不能太硬，如低于肖氏D?85。通過選擇，可以選擇得到硬度適合的材料，該材料與熒光粉混合成片固化后，放置于三明治結構中可以與兩側的夾持襯底不粘附。

然而，如圖2所示，在實際使用中，隨著激發光的照射和熒光粉的發熱，熒光粉層3會發生膨脹，膨脹會產生使熒光粉層3受到向一側(如襯底1)拱起的應力，使得熒光粉層3與襯底1之間的壓強加大；同時在高溫下有機粘合劑會發生軟化，硬度降低，在這兩者的共同作用下，熒光粉層3將會和受拱起應力這一側的襯底1粘附在一起，導致光源嚴重地降低亮度。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，提供一種能夠避免在高溫下與襯底粘接的熒光粉層、器件及相應光源和投影系統、及相應制作方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：構造一種熒光粉層，包括由熒光粉和粘接劑粘接形成的熒光片，所述熒光片包括正面和反面，所述熒光粉層還包括至少一個顆粒，固定連接在所述熒光片的正面或/和反面。

在本發明所述的熒光粉層中，所述顆粒的硬度大于等于肖氏D75。

在本發明所述的熒光粉層中，所述顆粒為金屬氧化物顆粒、混合晶體顆粒或熒光粉顆粒。

在本發明所述的熒光粉層中，所述顆粒的厚度小于所述熒光片的厚度。

在本發明所述的熒光粉層中，所述顆粒的厚度大于等于0.1um且小于等于50um。

在本發明所述的熒光粉層中，所述顆粒粘接在所述熒光片的正面或/和反面。