[發(fā)明專利]激光照明用氮化物熒光粉/玻璃復(fù)合光轉(zhuǎn)換組件及其制備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810738173.1
• 申請日: 2018-07-06
• 公開（公告）號: CN108895314B
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 解榮軍;游世海;鄭鵬;周天亮;李淑星
• 申請（專利權(quán)）人: 廈門大學(xué)
• 主分類號: F21K9/64
• 分類號: F21K9/64;F21K9/90;F21Y115/30
• 代理公司: 廈門南強(qiáng)之路專利事務(wù)所(普通合伙) 35200
• 代理人: 馬應(yīng)森

激光照明用氮化物熒光粉/玻璃復(fù)合光轉(zhuǎn)換組件及其制備，涉及光轉(zhuǎn)換組件。由氮化物熒光粉/玻璃復(fù)合涂層和高導(dǎo)熱陶瓷基體組成，所述氮化物熒光粉/玻璃復(fù)合涂層緊密地生長在高導(dǎo)熱陶瓷基體上。制備熒光粉漿料；制備激光照明用氮化物熒光粉/玻璃復(fù)合光轉(zhuǎn)換組件。所述激光照明用氮化物熒光粉/玻璃復(fù)合光轉(zhuǎn)換組件可在激光照明中的應(yīng)用。將提供的激光照明用氮化物熒光粉/玻璃復(fù)合光轉(zhuǎn)換組件與發(fā)射波長為450nm左右的激光光源耦合可得到280lm/W以上的光效。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光轉(zhuǎn)換組件，尤其是涉及激光照明用氮化物熒光粉/玻璃復(fù)合光轉(zhuǎn)換組件及其制備方法。

背景技術(shù)

白光LED具有節(jié)能、環(huán)保、高效、長壽命等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是超越白熾燈、熒光燈的第四代照明光源。商用的白光LED主要是由InGaN藍(lán)光LED芯片和YAG:Ce黃色熒光粉封裝在一起實(shí)現(xiàn)的，其中封裝過程通常是將YAG:Ce熒光粉混在有機(jī)環(huán)氧樹脂或硅樹脂中，然后直接涂覆在LED芯片表面。但是這種“LED芯片+有機(jī)樹脂封裝”的方案在實(shí)現(xiàn)高亮度白光照明時遇到了三大問題：(1)LED芯片隨著輸入電流密度的增大面臨嚴(yán)重的“效率驟降”問題；(2)白光LED工作時會產(chǎn)生大量的熱，有機(jī)封裝材料極易發(fā)生老化甚至碳化，嚴(yán)重影響光源可靠性；(3)YAG:Ce黃色熒光粉在較高工作溫度下有嚴(yán)重的熱猝滅現(xiàn)象，在200℃時外量子效率下降超過20％。上述問題嚴(yán)重制約了高亮度白光照明的實(shí)現(xiàn)。

激光二極管的發(fā)光原理是受激輻射，隨著輸入電流密度的增大無“效率驟降”現(xiàn)象，而且光束擴(kuò)散角小，能夠匯集到小面積區(qū)域，輸出高流明密度光束(J.J.Wierer,et al“Laser Photonics Rev.”2013；7(6):963-993)，因此由激光二極管替代LED芯片的激光照明技術(shù)被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)高亮度白光照明的優(yōu)選方案。但是，高密度的激光輻照和熱效應(yīng)使得現(xiàn)行的有機(jī)樹脂封裝方式幾乎瞬間失效。

為了解決有機(jī)封裝結(jié)構(gòu)可靠性差這一關(guān)鍵問題，國內(nèi)外競相開展了全無機(jī)光轉(zhuǎn)換材料的研究并采取了遠(yuǎn)程封裝方式，包括單晶、熒光陶瓷和熒光玻璃。其中，單晶和熒光陶瓷雖然具有較高的熱導(dǎo)率和熱穩(wěn)定性能，但是制備工藝繁復(fù)，成本高，重現(xiàn)性差，不利于工業(yè)化生產(chǎn)。熒光玻璃一般由熒光粉和低熔點(diǎn)玻璃粉在較低溫度(例如500～800℃)下共燒制成，兼具發(fā)光材料與封裝材料的功能，且工藝過程簡單、普適性強(qiáng)。中國發(fā)明專利(CN107176791A、CN 107500529A、CN 107352795A)和中山大學(xué)(X.Zhang,et al“ACSAppl.Mater.Interfaces”2015；7:28122-28127)等公開了YAG:Ce熒光玻璃光轉(zhuǎn)換組件的制備工藝及其在白光LED中的應(yīng)用，但仍然存在玻璃基質(zhì)本身導(dǎo)熱能力有限(通常＜1W/(m·K))、玻璃結(jié)構(gòu)力學(xué)性能較差和YAG:Ce熒光粉熱猝滅性能嚴(yán)重等問題，不能完全滿足激光照明的要求。