[發明專利]一種波長轉換裝置及其制備方法、發光裝置和投影裝置

在審

• 申請號: 201610651787.7
• 申請日: 2016-08-10
• 公開（公告）號: CN108300473A
• 公開（公告）日: 2018-07-20
• 發明（設計）人: 田梓峰;許顏正
• 申請（專利權）人: 深圳市光峰光電技術有限公司
• 主分類號: C09K11/80
• 分類號: C09K11/80;F21V9/40;G03B21/20
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• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種波長轉換裝置及其制備方法、發光裝置和投影裝置，該波長轉換裝置包括：發光陶瓷和散射顆粒，散射顆粒均勻分散在發光陶瓷中；散射顆粒粒徑為10nm～5000nm，散射顆粒在波長轉換裝置中的體積分數為1％～60％；發光陶瓷為石榴石結構的氧化物陶瓷；發光陶瓷含有摻雜量為0.01％～1％的摻雜離子。該波長轉換裝置具有高熱穩定性，抗光飽和現象的有益效果。

技術領域

本發明涉及照明和投影技術領域，特別是涉及一種波長轉換裝置及其制備方法、發光裝置和投影裝置。

背景技術

隨著顯示和照明技術的發展，原始的鹵素燈泡作為光源越來越不能滿足顯示和照明高功率和高亮度的需求。采用固態光源如LD(Laser Diode，激光二極管)發出的激發光以激發波長轉換材料的方法能夠獲得各種顏色的可見光，該技術越來越多的應用于照明和顯示中。這種技術具有效率高、能耗少、成本低、壽命長的優勢，是現有白光或者單色光光源的理想替代方案。

目前熒光粉的封裝方式主要為有機硅膠封裝和無機玻璃封裝兩種，這兩種封裝方式的熱導率均較低(1W/(m·K)以下)，且抗熱破壞溫度不高，硅膠的耐受溫度一般在200℃以下，玻璃的耐受溫度一般在600℃以下。傳統的封裝方式已經不能滿足目前對于大功率激發光源的應用。

現有技術中的另一種熒光粉的封裝方式為陶瓷封裝。例如，目前YAG發光陶瓷的封裝主要有兩種方式，一種是YAG熒光粉與熱導粉體Al₂O₃混合燒結形成復合發光陶瓷，通過氧化鋁來調整散射程度，提高發光陶瓷對激發光的吸收概率，但是YAG熒光粉中Ce³⁺摻雜濃度較高，熱穩定性較差，容易在高功率藍光激發光激發下出現發光飽和現象；另一種是采用氧化鋁，氧化釔，氧化鈰原料(摻雜濃度3％以上)混合燒結形成純相發光陶瓷，此方式制備的發光陶瓷熱穩定性有所提高，但是仍然存在Ce³⁺摻雜濃度過高，熱穩定性不能滿足大功率激發光的應用；同時，此種方式也可以通過造孔劑造孔控制散射程度，但是多孔的結構的發光陶瓷熱導率較低，制作薄片時，結構強度較差。因此，如何提高發光陶瓷的熱穩定性、避免發光效率飽和現象，同時保證發光陶瓷的良好的機械強度是本領域需要解決的問題。

發明內容

針對上述技術問題，本發明提供了一種具有高熱穩定性、抗光飽和及高機械強度適用于大功率激發光源應用的波長轉換裝置。

本發明提供一種波長轉換裝置，包括：

所述波長轉換裝置包括發光陶瓷和散射顆粒，所述散射顆粒均勻分散在所述發光陶瓷中；所述散射顆粒粒徑為10nm～5000nm，所述散射顆粒在所述波長轉換裝置中的體積分數為1％～60％；所述發光陶瓷為石榴石結構的氧化物陶瓷；所述發光陶瓷含有摻雜量為0.01％～1％的摻雜離子。

優選地，所述發光陶瓷厚度為50um～500um。

優選地，所述發光陶瓷為Ca₃(Al，Sc)₂Si₃O₁₂、(Gd，Tb，Y，Lu)₃(Al，Ga)₅O₁₂或Y₃Mg₂AlSi₂O₁₂中的至少一種；所述散射顆粒為氧化鋁、氧化釔、氧化鑭中的至少一種。

優選地，所述摻雜離子為Ce³⁺；所述發光陶瓷為YAG:Ce³⁺發光陶瓷，所述散射顆粒為氧化鋁。

優選地，所述散射顆粒粒徑范圍為100nm～1000nm。

本發明還提供一種波長轉換裝置的制備方法，包括如下步驟：

步驟一：按照預定比例配制發光陶瓷原料；配置散射顆粒原料，所述散射顆粒原料粒徑為10nm～5000nm；