[發明專利]一種波長轉換材料

有效

• 申請號: 201811114323.8
• 申請日: 2018-09-25
• 公開（公告）號: CN110938429B
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發明（設計）人: 李乾;劉瑩瑩;王艷剛;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: C09K11/65
• 分類號: C09K11/65
• 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

本發明提供了一種波長轉換材料，所述波長轉換材料包含金剛石、熒光粉和玻璃相，所述熒光粉占所述波長轉換材料總質量的10％?99％，所述金剛石與所述熒光粉的比例為1:(1?5)，優選1:1。所述波長轉換材料采用具有較高導熱率1000?2000W/(m·k)和較低的熱膨脹系數的金剛石作為原料，可將波長轉換材料產生的熱量迅速擴散出去，防止產生的熱導致熒光粉特性劣化，從而可制成高光效、高導熱率、藍光透過率可調的發光材料。

技術領域

本發明涉及一種高導熱率波長轉換材料及其制備方法。

背景技術

隨著激光顯示技術的不斷發展，藍色激光激發熒光材料獲得可見光的技術獲得很大進展。目前，針對激光激發熒光粉的特性開發的熒光材料(即，波長轉換材料)要求具有高亮度、高導熱性能、光學轉換效率高等優良性能。

波長轉換材料的作用是將激光器發出的短波長、大功率激光轉化成更長波長的可見光，其是激光光源的核心部件。波長轉換材料的性能直接決定了激光光源的主要性能。波長轉換材料的主體為熒光粉，熒光粉的不同封裝方式決定了波長轉換裝置的最終性能。熒光粉的封裝方式包括有機樹脂封裝、有機硅膠封裝和無機玻璃封裝(其導熱率一般不超過2W/(m·k))，以及發光陶瓷。傳統的YAG陶瓷的導熱率也相對較低，一般為10-14W/(m·k)，一般將波長轉換裝置制成圓形可旋轉的輪子-色輪，匹配高性能馬達后，在使用時高速旋轉。這是由于激光光源中的激光功率很高，激光照射在波長轉換材料上除了產生可見光之外，同時還會產生大量的熱量。

色輪散熱主要有兩種形式：一種是通過在馬達的高速旋轉下，熒光粉層表面直接與環境形成對流散熱；另一種是熱量先經反射層傳導到基板，再由基板表面與環境形成對流散熱；但其中發光層面與空氣對流散熱起主導作用，所以只有提高這個界面的散熱效率，才能有效地提升色輪模塊的整體散熱效率。然而，這些封裝材料都具有較低的熱導系數，使得大功率激光照射時產生的熱量不易擴散出去，從而導致溫度上升，影響熒光粉光效，即，使得熒光粉光效下降或失效。

因此，有待于提供一種高導熱率波長轉換材料，其可將發光層產生的熱量迅速擴散出去，防止產生的熱導致熒光粉特性劣化，從而可制成高光效、高導熱率、藍光透過率可調的發光材料。

發明內容

有鑒于此，本發明旨在提供一種高導熱率波長轉換材料及其制備方法，其中該波長轉換材料采用具有較高導熱率1000-2000W/(m·k)和較低的熱膨脹系數的金剛石作為原料，與熒光粉和玻璃粉制成發光層，使得發光層產生的熱量可以迅速擴散出去，防止產生的熱導致熒光粉特性劣化，從而可制成高光效、高導熱率、藍光透過率可調的發光材料，該發光材料可應用于高性能激光光源。

根據本發明的第一方面，提供了一種波長轉換材料，其中，所述波長轉換材料包含金剛石、熒光粉和玻璃相，所述熒光粉占所述波長轉換材料總質量的10％-99％，所述金剛石與所述熒光粉的比例為1:(1-5)，優選1:1。

進一步地，至少部分所述金剛石與相鄰的金剛石或者熒光粉之間接觸從而形成空間網絡結構的導熱通道。

進一步地，至少部分所述金剛石表面包覆有一層氧化鈦，或者至少部分所述金剛石表面包覆有一層氧化鋁。

進一步地，一部分所述金剛石表面包覆有一層氧化鈦，同時另一部分所述金剛石表面包覆有一層氧化鋁。

進一步地，所述氧化鈦包覆層的厚度和所述氧化鋁包覆層的厚度均為2-15μm。

進一步地，包覆有氧化鈦的所述金剛石與包覆有氧化鋁的所述金剛石的質量比為1:(1-10)。

進一步地，所述熒光粉占所述波長轉換材料總質量的10％-99％，優選為20-80％；包覆有氧化鈦的所述金剛石占所述波長轉換材料總質量的5-50％，優選為10-40％；包覆有氧化鋁的所述金剛石占所述波長轉換材料總質量的5-50％，優選為10-40％；所述玻璃相占所述波長轉換材料總質量的20-80％，優選為20-60％。