[發明專利]一種氮氧化鋁基體的熒光陶瓷及其制備方法

有效

• 申請號: 201810352647.9
• 申請日: 2018-04-19
• 公開（公告）號: CN110386820B
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 田梓峰;周萌;許顏正
• 申請（專利權）人: 深圳光峰科技股份有限公司
• 主分類號: C04B35/58
• 分類號: C04B35/58;C04B35/622;C04B35/64;C09K11/77
• 代理公司: 北京信慧永光知識產權代理有限責任公司 11290
• 代理人: 王新春;姚鵬

本發明提供了一種復相熒光陶瓷，所述復相熒光陶瓷包括作為基體相的氮氧化鋁相、均勻分布在所述基體相中的熒光粉以及與所述熒光粉和所述氮氧化鋁相混合在一起的氧化鋁相。所述復相熒光陶瓷的制備方法通過使熒光粉或氮氧化鋁的表面包覆一層氧化鋁、然后與氮氧化鋁或熒光粉復合燒結來形成所述復相熒光陶瓷；或者通過使氮氧化鋁、氧化鋁和熒光粉均勻混合球磨、然后一起燒結來形成所述復相熒光陶瓷。根據本發明的復相熒光陶瓷是一種具有高的發光效率、高的熱導率、優異的耐熱震性能和優異的機械強度的熒光陶瓷，可被高功率激發光源激發，實現高亮度的半導體光源，如高功率白光LED光源、藍光激光光源等。

技術領域

本發明涉及一種氮氧化鋁基體的熒光陶瓷及其制備方法。

背景技術

目前，高功率白光LED光源的實現方式主要有以下幾種：一種方式是將透明的陶瓷覆蓋于LED半導體芯片上。為了得到合適的色溫，一般情況下，透明發光體的材料的厚度較厚(150μm以上)，該方案主要存在的問題在于透明陶瓷發光是體相發光，體相不同于粉體相和液體相，是發光體材發光，光容易從側面發射，導致收光透鏡的收集效率降低。為了提高收光效率，第二種方式是采用厚度減薄的半透明熒光陶瓷，對于高色溫產品來說，需要將半透明熒光陶瓷厚度減薄到100μm以下。然而，當減薄至厚度為100μm以下時，半透明熒光陶瓷的機械強度較差，陶瓷易碎，良率較低，量產化封裝難度較大。

另一方面，對于使用藍光激光光源來激發熒光陶瓷發光的方式來說，由于藍光激光的高亮度特性，半導體光源的開關響應是納秒量級的，這種極快的響應特性對熒光陶瓷的熱沖擊極大，因此對于熒光陶瓷的熱導率和耐熱震性能要求較高。進一步地，對于遠程旋轉激光熒光光源技術來說，對高速旋轉大尺寸的熒光陶瓷輪的機械強度有著更高的要求。

因而，對于高亮度半導體光源的發展，要求半透明熒光陶瓷的高發光效率和高熱導率的同時，耐熱震性能和機械強度也需要很優異。

需要說明的是，半透明發光陶瓷的主要實現方式有兩種：一種方式是于單相發光陶瓷中加入氣孔；第二種方式是采用復相陶瓷的方式，如圖1所示，其中包括復相陶瓷基質相1-1，熒光粉相1-2。目前主要的復相陶瓷有氧化鋁(Al₂O₃)基質的熒光陶瓷(如專利CN107285745A)和氮化鋁(AlN)基質的熒光陶瓷(如專利CN107200587A)。對于超薄(厚度為100μm以下)的熒光陶瓷應用來說，這兩類基質的熒光陶瓷的熱導率雖然較高，但都存在著機械強度低，耐熱震性能差的問題。

因此，有待于提供一種復相陶瓷，其具有高的發光效率、高的熱導率、優異的耐熱震性能和優異的機械強度。

發明內容

有鑒于此，本發明旨在提供一種新型復相熒光陶瓷，其中在YAG:Ce³⁺/AlON復相陶瓷間增加氧化鋁(Al₂O₃)相，從而實現一種新型的YAG:Ce³⁺/Al₂O₃/AlON結構的復相熒光陶瓷。同時，本發明還旨在提供一種復相熒光陶瓷的制備方法以制備出這種新型復相熒光陶瓷。

根據本發明的一方面，提供了一種復相熒光陶瓷，所述復相熒光陶瓷包括作為基體相的氮氧化鋁相、均勻分布在所述基體相中的熒光粉以及與所述熒光粉和所述氮氧化鋁相混合在一起的氧化鋁相。

進一步地，所述熒光粉和所述氮氧化鋁相經由所述氧化鋁相彼此隔開。

進一步地，所述氧化鋁相包覆在所述熒光粉或所述氮氧化鋁相的表面上。

進一步地，所述熒光粉為YAG:Ce熒光粉或LuAG:Ce熒光粉。

進一步地，所述氧化鋁相的厚度為0.05～5μm。

進一步地，所述熒光粉占所述復相熒光陶瓷總體積的20～80％。