光轉換裝置及其制備方法和應用
【技術領域】
[0001]本發明涉及照明或者顯示器領域，特別是涉及一種光轉換裝置及其制備方法和應用。
【背景技術】
[0002]新一代固體激光光源由于其高亮度、穩定性高，因此成為取代高壓汞燈的理想光源。目前，藍光激光激發高速旋轉的色輪能夠有效解決高功率密度激光激發熒光粉的發熱猝滅問題，而使得高效低成本的激光顯示成為現實，并逐漸發展成為激光光源的主流技術之一O
[0003]目前較為常用的色輪為反射式色輪，然而現有的光反射式色輪的反射層是多孔結構，熱阻較高，熱傳導性不好，不利于高功率光源的散熱，直接影響色輪的亮度和可靠性。雖然可以通過鍍金屬反射膜解決其熱阻較高的問題，但是采用鍍金屬反射膜的色輪涉及鍍過渡膜、金屬反射膜、金屬保護膜、錫焊焊盤層以及錫焊層等多個工藝，過程復雜，成本高，且面積較大的色輪制備難度更大，難以實現量產化。

【發明內容】

[0004]基于此，有必要提供一種高亮度且高可靠性的光轉換裝置。
[0005]此外，還提供一種上述光轉換裝置的制備方法和其應用。
[0006]—種光轉換裝置，包括導熱基板、層疊于所述導熱基板上的致密的反射層以及層疊于所述反射層上的熒光層，所述反射層由反射金屬漿料經燒結得到，所述反射金屬漿料包括反射金屬粉、第一玻璃粉和第一有機載體，所述反射金屬粉與所述第一玻璃粉的質量比為1:1?19.9:0.1;所述反射金屬粉選自銀粉和鋁粉中的至少一種。
[0007]在其中一個實施例中，還包括環繞所述反射層一周的保護層，所述保護層與所述導熱基板、所述熒光層均密封連接，以使所述保護層、所述導熱基板、所述熒光層共同配合密封所述反射層。
[0008]在其中一個實施例中，還包括保護層，所述保護層，所述保護層包裹于層疊的所述導熱基板、所述反射層和所述熒光層上，并遮蔽所述導熱基板、所述反射層和所述熒光層。
[0009]—種光轉換裝置的制備方法，包括如下步驟:
[0010]提供導熱基板；
[0011]在所述導熱基板上形成依次層疊于所述導熱基板上的致密的反射層和熒光層，得到光轉換裝置;其中，所述反射層由反射金屬漿料經燒結得到，所述反射金屬漿料包括反射金屬粉、第一玻璃粉和第一有機載體，所述反射金屬粉與所述第一玻璃粉的質量比為1:1?19.9:0.1；所述反射金屬粉選自銀粉和鋁粉中的至少一種。
[0012]在其中一個實施例中，在所述導熱基板上形成依次層疊于所述導熱基板上的致密的所述反射層和所述熒光層的步驟具體為:使用所述反射金屬漿料在所述導熱基板上形成反射坯體層;在所述反射坯體層上形成熒光坯體層或所述熒光層，經燒結，在所述導熱基板上形成致密的所述反射層。
[0013]在其中一個實施例中，在所述反射坯體層上形成所述熒光坯體層的步驟具體為:在所述反射坯體層上涂覆熒光漿料，經干燥，形成所述熒光坯體層;其中，所述熒光漿料包括熒光粉、第二玻璃粉和第二有機載體，所述熒光粉與所述第二玻璃粉的質量比為1: 0.1?99，所述第二玻璃粉與所述第一玻璃粉的軟化點溫度相差不大于400°C。
[0014]在其中一個實施例中，在所述反射坯體層上形成所述熒光層的步驟具體為:提供所述熒光層，將所述熒光層層疊于所述反射坯體層上，其中:
[0015]所述熒光層通過如下步驟制備得到:將熒光粉壓制成片狀，經燒結，得到所述熒光層；
[0016]或者，所述熒光層通過如下步驟制備得到:將熒光粉與陶瓷助燒劑混合，依次經成型和燒結，得到所述熒光膜片；
[0017]或者，所述熒光層通過如下步驟制備得到:將熒光粉、第三玻璃粉和第三有機載體混合，依次經成型和燒結，得到所述熒光層。
[0018]在其中一個實施例中，在所述反射坯體層上形成所述熒光層的步驟之前，還包括在所述反射坯體層的邊緣上涂覆玻璃保護漿料，以使所述玻璃保護漿料環繞所述反射坯體層的邊緣一周，經干燥，得到保護坯體層;其中，在所述燒結的步驟之后，所述保護坯體層形成保護層，所述保護層與所述熒光層、所述導熱基板共同配合以密封所述反射層；
[0019]或者，在所述反射坯體層上形成所述熒光坯體層的步驟之前，還包括在所述反射坯體層的邊緣上涂覆玻璃保護漿料，以使所述玻璃保護漿料環繞所述反射坯體層的邊緣一周，經干燥，得到保護坯體層;其中，在所述燒結的步驟之后，所述保護坯體層形成保護層，所述熒光坯體層形成熒光層，所述保護層與所述熒光層、所述導熱基板共同配合以密封所述反射層；
[0020]或者，在所述反射坯體層上形成所述熒光層的步驟之后，在所述燒結的步驟之前，還包括在所述反射坯體層的邊緣涂覆玻璃保護漿料，以使所述玻璃保護漿料環繞所述反射坯體層的邊緣一周，經干燥，得到保護坯體層;其中，在所述燒結的步驟之后，所述保護坯體層形成保護層，所述保護層與所述熒光層、所述導熱基板共同配合以密封所述反射層；
[0021]或者，在所述反射坯體層上形成所述熒光坯體層的步驟之后，在所述燒結的步驟之后，還包括在所述反射坯體層的邊緣涂覆玻璃保護漿料，以使所述玻璃保護漿料環繞所述反射坯體層的邊緣一周，經干燥，得到保護坯體層;其中，在所述燒結的步驟之后，所述保護坯體層形成保護層，所述熒光坯體層形成熒光層，所述保護層與所述熒光層、所述導熱基板共同配合以密封所述反射層。
[0022]在其中一個實施例中，在所述導熱基板上形成依次層疊于所述導熱基板上的致密的所述反射層和所述熒光層的步驟具體為:使用所述反射金屬漿料在所述導熱基板上形成反射坯體層，經燒結，在所述導熱基板上形成致密的所述反射層;在所述反射層上形成熒光坯體層，經燒結，形成所述熒光層。
[0023]在其中一個實施例中，在所述反射層上形成所述熒光坯體層的步驟具體為:在所述反射層上涂覆熒光漿料，經干燥，形成所述熒光坯體層;其中，所述熒光漿料包括熒光粉、第二玻璃粉和第二有機載體，所述熒光粉與所述第二玻璃粉的質量比為1:0.1?99，所述第二玻璃粉與所述第一玻璃粉的軟化點溫度相差不大于400°C。
[0024]在其中一個實施例中，在所述反射層上形成熒光坯體層的步驟之前，還包括在所述反射層的邊緣上涂覆玻璃保護漿料，以使所述玻璃保護漿料環繞所述反射層的邊緣一周，經干燥，得到保護坯體層;其中，在所述燒結的步驟之后，所述保護坯體層形成保護層，所述保護層與所述熒光層、所述導熱基板共同配合以密封所述反射層；
[0025]或者，在所述反射層上形成所述熒光坯體層的步驟之后，還包括在所述反射坯體層的邊緣涂覆玻璃保護漿料，以使所述玻璃保護漿料環繞所述反射層的邊緣一周，經干燥，得到保護坯體層;其中，在所述燒結的步驟之后，所述保護坯體層形成保護層，所述熒光坯體層形成熒光層，所述保護層與所述熒光層、所述導熱基板共同配合以密封所述反射層。
[0026]在其中一個實施例中，使用所述反射金屬漿料在所述導熱基板上形成所述反射坯體層的步驟具體為:在所述導熱基板上涂覆所述反射金屬漿料，經干燥，得到反射坯體層；
[0027]或者，使用所述反射金屬漿料在所述導熱基板上形成所述反射坯體層的步驟具體為:將所述反射金屬漿料成型并干燥，得到所述反射坯體層，將所述反射坯體層層疊于所述導熱基板上。
[0028]在其中一個實施例中，所述導熱基板的熱導率大于10W/mK。
[0029]在其中一個實施例中，所述第一玻璃粉的熱膨脹系數與所述導熱基板的熱膨脹系數相差O?5X10—6/K。
[0030]在其中一個實施例中，所述反射金屬粉的粒徑為10納米?10微米。
[0031]在其中一個實施例中，所述反射金屬粉為片狀顆粒或球狀顆粒，或者所述反射金屬粉為片狀顆粒與球狀顆粒的混合物。
[0032]在其中一個實施例中，在所述導熱基板上形成依次層疊于所述導熱基板上的致密的所述反射層和所述熒光層的步驟之后，還包括使用密封材料在所述反射層上形成保護層，并使所述保護層繞所述反射層一周，或者使所述保護層遮蔽所述導熱基板、所述反射層和所述熒光層;其中，所述密封材料為環氧樹脂或聚對二甲苯。
[0033]上述光轉換裝置在燈具或顯示器的光源系統中的應用。
[0034]由于上述光轉換裝置的反射層由反射金屬漿料經燒結得到。反射金屬漿料包括反射金屬粉、第一玻璃粉和第一有機載體，反射金屬粉與第一玻璃粉的質量比為1:1?19.9:
0.1，反射金屬粉選自銀粉和鋁粉中的至少一種，且反射層為致密的反射層，使得上述光轉換裝置的反射層不僅具有較高的反射性能，還具有較高的熱導率和較低的熱阻，使得上述方法制備的光轉換裝置具有較高的亮度，且上述波長轉換裝置與目前的波長轉換裝置對比，在相同激光驅動電流下的測試結果比較可以推出，本發明的波長轉換裝置承受的激光電流更高，可靠性更高。
【附圖說明】
[0035]圖1為一實施方式的光轉換裝置的結構示意圖；
[0036]圖2為一實施方式的光轉換裝置的制備方法的流程圖；
[0037]圖3為一實施方式的光轉換裝置的制備方法的實現步驟S220的方法的流程圖；
[0038]圖4為三實施方式的光轉換裝置的制備方法在導熱基板上形成依次層疊于導熱基板上的致密的反射層和熒光層的方法的流程圖；
[0039]圖5為實施例1和對比例I的光轉換裝置在同一藍光激光光源下的光通量隨電流的變化關系曲線圖。
【具體實施方式】
[0040]為了便于理解本發明，下面將參照相關附圖對本發明進行更全面的描述。附圖中給出了本發明的較佳的實施例。但是，本發明可以以許多不同的形式來實現，并不限于本文所描述的實施例。相反地，提供這些實施例的目的是使對本發明的公開內容的理解更加透徹全面。
[0041]除非另有定義，本文所使用的所有的技術和科學術語與屬于本發明的技術領域的技術人員通常理解的含義相同。本文中在本發明的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施例的目的，不是旨在于限制本發明。
[0042]如圖1所不，一實施方式的光轉換裝置100，包括導熱基板110、反射層120和焚光層130。
[0043]其中，導熱基板110的熱導率大于10W/mK。具體的，導熱基板110可以為氮化鋁基板、碳化硅基板、氮化硅基板、硅片、氧化鋁基板或氮化硼基板。這些導熱基板110耐高溫，且具有較好的導熱性能。
[0044]其中，導熱基板110的厚度為0.1?5mm。
[0045]其中，反射層120為致密的反射層。反射層120由反射金屬漿料經燒結得到。其中，反射金屬漿料包括反射金屬粉、第一玻璃粉和第一有機載體。
[0046]其中，反射金屬粉與第一玻璃粉的質量比為1:1?19.9:0.1。
[0047]其中，反射金屬粉選自銀粉和鋁粉中的至少一種。優選地，反射金屬粉為銀粉，由于銀粉具有較高的反射率和較高的熱導率，可以使光轉換裝置100的反射層120具有較高的反射率和較高的熱導率。
[0048]其中，反射金屬粉可以為球狀、條狀、棒狀、片狀或球狀;優選的，反射金屬粉為片狀顆粒或球狀顆粒，或者反射金屬粉為片狀顆粒與球狀顆粒的混合物。片狀的反射金屬粉有利于燒結后的反射金屬粉之間的相互搭接以形成導熱網絡，以提高光轉換裝置100的反射層120的熱導率;球狀的反射金屬粉顆粒堆積密度高，漿料流動性好，有利于提高光轉換裝置100的反射層120的熱導率。
[0049]進一步的，反射金屬粉的粒徑為10納米?10微米。較大的顆粒不易燒結致密，較小的