[發明專利]一種熒光陶瓷及其制備方法、光源裝置和投影裝置

有效

• 申請號: 201811182871.4
• 申請日: 2018-10-11
• 公開（公告）號: CN111039660B
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發明（設計）人: 李乾;陳雨叁;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: C04B35/10
• 分類號: C04B35/10;C04B35/622;C09K11/80;C09K11/02;G03B21/20
• 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

本發明提供了一種熒光陶瓷及其制備方法、發光裝置和投影裝置，所述熒光陶瓷包括氧化鋁基質相及均勻分散于氧化鋁基質相中的發光中心，其特征在于，所述發光中心為球形熒光單晶顆粒，所述球形熒光單晶顆粒具有光滑的球形外表面。所述球形熒光單晶顆粒具有規則的球形形狀和光滑的外表面，從而在燒結后能夠保持原有樣貌，有利于燒結后的熒光陶瓷的結構強度的提高，另外本發明更大粒徑范圍的球形熒光單晶顆粒，可進一步提高熒光陶瓷的發光效率。

技術領域

本發明涉及一種熒光陶瓷，特別是涉及一種包含球形熒光單晶顆粒的熒光陶瓷及其制備方法、發光裝置和投影裝置。

背景技術

藍色激光激發熒光材料獲得可見光的技術，隨著激光顯示技術的發展不斷獲得重視，當前的研究大方向主要是針對激光激發熒光粉的特性來開發新型的熒光材料(波長轉換材料)，主要的要求是發光亮度高、能夠承受大功率激光照射、光學轉換效率高、導熱性能高等特點。

熒光陶瓷由于具有耐熱和高熱導率等性能，是目前大功率光源的理想選擇。傳統的YAG:Ce純相熒光陶瓷在發光性能上弱于硅膠和玻璃封裝波長轉換裝置，特別是熒光陶瓷超薄封裝時，藍光吸收率低、界面全反射等原因造成的光效損失很大。目前為提高熒光陶瓷的發光性能，優先會選擇較大尺寸的熒光粉顆粒，由于現有的熒光粉顆粒大多為不規則形狀，如圖1所示，表面存在較多凸起的尖銳邊角(如圖1的圓圈所圈起的部分所示)，此種不規則表面在制備熒光陶瓷的燒結過程中，會很容易進入液相和發生物質遷移(如圖2的圓圈所圈起的部分所示)，破壞熒光粉顆粒的表面完整性，進而影響熒光粉顆粒的發光性能；另外產生液相和發生物質遷移的熒光粉顆粒也會影響附近的Al₂O₃晶粒的成長，導致此處的粘接強度不夠，嚴重影響了熒光陶瓷的可靠性。

因此，亟需一種新型的熒光陶瓷，來提升目前熒光陶瓷發光效率低的缺陷。

發明內容

有鑒于此，本發明旨在提供一種包括作為發光相的球形熒光單晶顆粒的高性能熒光陶瓷，其中該球形熒光單晶顆粒具有規則的形狀和光滑的外表面并能夠被激發光激發而發出可見光。

根據本發明，提供了一種熒光陶瓷，所述熒光陶瓷包括氧化鋁基質相及均勻分散于氧化鋁基質相中的發光中心，其特征在于，所述發光中心為球形熒光單晶顆粒，所述球形熒光單晶顆粒具有光滑的球形外表面。

進一步地，所述球形熒光單晶顆粒的粒徑大小相同，所述球形熒光單晶顆粒的粒徑大小為30-50um。

進一步地，所述球形熒光單晶顆粒包含有不同粒徑大小的熒光粉，所述球形熒光單晶顆粒的粒徑大小為20-80um。

進一步地，所述球形熒光單晶顆粒為YAG:Ce晶粒。

進一步地，所述球形熒光單晶顆粒的質量為所述熒光陶瓷總質量的15-90wt％，優選40-60wt％。

本發明還提供一種光源裝置，包括激發光源和上述的熒光陶瓷，所述激發光源能夠發出激發光用于激發所述熒光陶瓷發出受激發光。

本發明還提供一種投影裝置，用于投影成像，包括上述的光源裝置。

本發明還提供一種熒光陶瓷的制備方法，包括如下步驟：

S1：制備球形熒光單晶顆粒；

S2：原料混合，

根據熒光陶瓷的化學計量稱取氧化物原料粉，裝入聚四氟乙烯球磨罐中，添加適量的乙醇作為研磨溶劑，添加適量的陶瓷分散劑作為分散劑，用超低磨失率的氧化鋯球進行球磨，球磨時間為1-72h，優選為24-36h，干燥獲得原料粉；

S3：壓片成型，

將步驟S2中制備得到的適量原料粉末裝入石墨模具中，在5-15MPa壓強下進行預壓制，得到陶瓷生坯；

S4：陶瓷燒結，