[發明專利]一種熒光轉換復合層及制備方法和白光發光器件

在審

• 申請號: 202210177522.3
• 申請日: 2022-02-25
• 公開（公告）號: CN114497326A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 麻朝陽;李英魁;曹永革;申小飛
• 申請（專利權）人: 松山湖材料實驗室
• 主分類號: H01L33/50
• 分類號: H01L33/50;H01S5/00;C09K11/80;C09K11/64;C09K11/61
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 黃燕

一種熒光轉換復合層及制備方法和白光發光器件，屬于照明領域。熒光轉換復合層包括層疊布置的熒光陶瓷層以及熒光玻璃層，熒光玻璃層熔結在熒光陶瓷層的表面，熒光陶瓷層含有由激發光激發而發出第一發射光的第一熒光體，熒光玻璃層含有由激發光激發而發出第二發射光的第二熒光體，第一發射光與第二發射光中的任意一種為紅光或青紅光，另一種為黃綠光。上述熒光轉換復合層應用于白光發光器件中，不僅能夠獲得高顯色指數，還能改善現有的白光發光穩定性低以及激光飽和功率低的難題。

技術領域

本申請涉及照明領域，具體而言，涉及一種熒光轉換復合層及制備方法和白光發光器件。

背景技術

固態照明技術依賴于半導體電致發光材料和熒光轉換材料，是繼白熾燈、氣體放電燈之后的第三代電照明技術，具有結構緊湊、效率高、壽命長、節能環保以及可智能調控等優勢。按照電致發光材料劃分，固態照明包括LED(light-emitting diode)照明和LD(laser diode)照明。自從1997年白光LED實現以來，LED照明已逐步進入傳統白熾燈、熒光燈照明市場，而伴隨著熒光陶瓷、熒光玻璃等熒光轉換材料的開發利用，高功率LED照明技術正蓬勃發展并進入高強度氣體放電燈照明市場。此外，在高的注入電流密度(10A/cm2)下，LD芯片則能避免GaN基LED芯片“效率下降”的困境而保持較高的發光效率，是更高功率密度照明光源(醫療、投影、可見光通訊等)的最佳選擇。

目前的大功率白光LED/LD通常采用藍光芯片激發黃綠光氧化物透明熒光陶瓷，而由于缺乏有效的紅光透明陶瓷成分導致顯色指數較低(70)。為了提高發光的顯色指數，常規的做法：(1)利用過渡金屬Mn⁴⁺、Cr³⁺或稀土離子Pr³⁺、Eu³⁺等摻雜來制備黃-紅或綠-紅復合熒光陶瓷，但這種制備方式導致紅光的發光效率低。(2)將高效的黃綠光(Ce:YAG或Ce:LuAG)與高效紅光熒光粉(K₂SiF₆:Mn⁴⁺，CaAlSiN:Eu²⁺)按一定比例混入玻璃熔體制備成熒光陶瓷或玻璃陶瓷，既能實現高效的發光也能提高顯色指數，但缺點是：CaAlSiN:Eu²⁺等紅光熒光粉會對黃綠光的發光造成重吸收，同時玻璃的熱導率很低，導致其發光穩定性和激光飽和功率低，在大功率LED和高功率密度LD照明上存在缺陷。

發明內容

本申請提供了一種熒光轉換復合層及制備方法和白光發光器件，上述熒光轉換復合層應用于白光發光器件中，不僅能夠獲得高顯色指數，還能改善現有的白光發光穩定性低以及激光飽和功率低的難題。

本申請的實施例是這樣實現的：

在第一方面，本申請示例提供了一種熒光轉換復合層，其包括層疊布置的熒光陶瓷層以及熒光玻璃層，熒光玻璃層熔結在熒光陶瓷層的表面，熒光陶瓷層含有由激發光激發而發出第一發射光的第一熒光體，熒光玻璃層含有由激發光激發而發出第二發射光的第二熒光體。

其中，第一發射光與第二發射光中的任意一種為紅光或青紅光，另一種為黃綠光。

本申請提供的熒光轉換復合層中，通過引入紅光或青紅光以提高黃綠光的顯色指數，將其應用于白光發光器件中可獲得高顯色指數的高品質白光，并且可在暖白至冷白之間漸變；同時將第一熒光體以及第二熒光體分別單獨設置于熒光玻璃層以及熒光陶瓷層中，可避免第一熒光體和第二熒光體直接混合導致的用于發出紅光或青紅光的熒光體對黃綠光的發光造成重吸收的問題，發光光譜寬，同時由于熒光玻璃熱傳導率低，而熒光陶瓷層的熱導率很高，因此將熒光陶瓷層與熒光玻璃層層疊布置且熔結，可以將熒光玻璃層的熱量快速傳遞至熒光陶瓷層并經熒光陶瓷層散熱，提高熒光轉換復合層的發光穩定性和激光飽和功率，可應用于大功率LED發光器件和高功率密度LD發光器件上。