[發(fā)明專利]一種反射式熒光玻璃光轉(zhuǎn)換組件的制備及應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610020844.1
• 申請日: 2016-01-13
• 公開（公告）號: CN105693108A
• 公開（公告）日: 2016-06-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 殷江;陸建新
• 申請（專利權(quán)）人: 南京大學(xué)
• 主分類號: C03C17/34
• 分類號: C03C17/34
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 陳建和

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種反射式熒光玻璃光轉(zhuǎn)換組件的制備方法及應(yīng)用。

背景技術(shù)

激光熒光顯示技術(shù)(LPD:LaserPhosphorDisplay)作為激光顯示技術(shù)的一種已經(jīng)獲得 了廣泛的應(yīng)用，LPD顯示技術(shù)系統(tǒng)的核心是激光光學(xué)引擎。激光光學(xué)引擎由激光光源、光機(jī) 系統(tǒng)和投影系統(tǒng)三部分組成。LPD激光光源是利用藍(lán)光半導(dǎo)體激光陣列出射的藍(lán)光光束照射 到熒光色輪上的紅色和綠色熒光粉，分別激發(fā)出紅光和綠光，再利用光源原有的藍(lán)光，從而 形成紅綠藍(lán)三基色光束。現(xiàn)有的熒光色輪結(jié)構(gòu)多采用一種反射式結(jié)構(gòu)，其采用在高反射的金 屬基板(如高光鋁片等)上涂覆熒光粉與硅膠的混合物，利用高反射系數(shù)的基板將熒光粉發(fā) 出的紅光及藍(lán)光反射到光機(jī)系統(tǒng)。激光光學(xué)引擎進(jìn)一步小型化要求藍(lán)光半導(dǎo)體激光陣列出射 的藍(lán)光光束的功率密度進(jìn)一步提高，原來熒光色輪中的熒光粉硅膠混合涂層承受藍(lán)光光束的 高功率密度會導(dǎo)致高溫，致使硅膠變質(zhì)甚至開裂及熒光粉發(fā)光特性發(fā)生衰減。

中國發(fā)明專利CN201210125776公布了“包含熒光體的玻璃涂層及其制造方法、發(fā)光器 件及其制造方法”，其中含熒光體的玻璃涂層為熒光體與玻璃的混合物，通過絲網(wǎng)印刷或靜電 噴涂的方法被制備在玻璃基板上，起光學(xué)波長轉(zhuǎn)換作用。運(yùn)用這種包含熒光體的玻璃涂層和 藍(lán)光LED芯片通過遠(yuǎn)程激發(fā)的方法可以制造LED發(fā)光器件，產(chǎn)生各種波長的可見光光線。這 種LED發(fā)光器件可以有效緩解散熱問題。這種LED發(fā)光器件采用透射式結(jié)構(gòu)有其不足的地方， 具體如下：1)由于熒光粉顆粒在玻璃涂層中無序分布，因此熒光粉顆粒受激發(fā)出的光線會在 涂層中發(fā)生散射，一部分光線會從背面發(fā)生發(fā)射，影響器件的發(fā)光效率；2)玻璃基板的透過 率并非100％，因此光線在傳輸過程中還會發(fā)生損失。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是，提出一種反射式熒光玻璃光轉(zhuǎn)換組件的制備方法及應(yīng)用。尤其是在玻璃 基板上利用寬帶隙的反射劑粉末與低熔點(diǎn)玻璃粉末混合制備一層反射涂層，再在其上制備一 層熒光玻璃涂層，然后利用熱處理工藝將反射涂層及熒光玻璃涂層與玻璃基板融為一體，制 造一種反射式熒光玻璃光轉(zhuǎn)換組件，以有效解決傳統(tǒng)熒光色輪中熒光粉硅膠混合涂層的缺陷， 并解決透射式熒光玻璃涂層所發(fā)生的發(fā)光損失，進(jìn)一步提高色輪中光線的提取效率。

本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種反射式熒光玻璃光轉(zhuǎn)換組件，光轉(zhuǎn)換組件包括自下至上的三 層材料：玻璃基板、反射劑玻璃涂層及熒光玻璃涂層；反射劑玻璃涂層是質(zhì)量比為 150:1～100:150的玻璃B的粉末與反射劑C成分，熒光玻璃涂層含有熒光體D的玻璃涂層燒 結(jié)在玻璃基板上，反射劑玻璃涂層及熒光玻璃涂層分別厚度為0.3-3mm。

反射劑C是一種絕緣體，具有大的光學(xué)帯隙，其對應(yīng)的光學(xué)吸收波長在420納米以下； 反射劑C的外光顏色呈白色；反射劑C顆粒的粒徑在1微米到60微米之間。

反射劑3尤其為BaSO₄，其粒徑分布d₅₀為50微米。大的光學(xué)帯隙是指該氧化物不吸收 可見光，其光學(xué)帯隙對應(yīng)的光學(xué)吸收波長在420納米以下。反射劑C的外光顏色呈白色。可 見光照射到反射劑C的顆粒表面后被散射或反射，不會被吸收。

含反射劑C的玻璃B涂層的厚度可以調(diào)節(jié)，可以為多層結(jié)構(gòu)，即重復(fù)上述步驟(1)-(3)， 獲得最終需要的厚度。含反射劑C的玻璃B涂層也可以具有單層結(jié)構(gòu)，即調(diào)節(jié)玻璃B的粉末 與反射劑C的粉末的比例即可。

反射劑C顆粒的粒徑在1微米到60微米之間。

所述反射式熒光玻璃光轉(zhuǎn)換組件的制備方法，步驟如下：

反射劑玻璃涂層的制備步驟為：步驟如下：1)將質(zhì)量比為150:1～100:150的玻璃B的粉 末與反射劑C的粉末、有機(jī)溶劑及粘結(jié)劑，混合成均勻的漿料；

2)將漿料均勻涂覆在玻璃基板A上，將涂有漿料的玻璃基板A干燥，使有機(jī)溶劑揮發(fā) 完全；優(yōu)選干燥溫度為45℃到260℃；

3)將干燥后的涂有漿料的玻璃基板A燒結(jié)，在玻璃基板A表面得到含有反射劑C的玻 璃B涂層；

熒光玻璃涂層的制備方法，包含以下步驟：

1)將質(zhì)量比為150:1～100:150的玻璃B的粉末與熒光體D的粉末、有機(jī)溶劑及粘結(jié)劑，混合 成均勻的漿料；

2)將漿料均勻涂覆在上述包含反射劑玻璃涂層的玻璃基板A上，將涂有漿料的玻璃基板A 干燥，使有機(jī)溶劑揮發(fā)完全；優(yōu)選干燥溫度為50℃到260℃；