波長轉(zhuǎn)換裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及照明及顯示技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及波長轉(zhuǎn)換裝置的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]采用固態(tài)光源如激光二極管(LD, Laser D1de)或發(fā)光二極管(LED, LightEmitting D1de)發(fā)出的激發(fā)光以激發(fā)熒光粉如熒光粉的波長轉(zhuǎn)換方法能夠產(chǎn)生高亮度的波長不同于激發(fā)光波長的光。這種方案具有高效、低成本的優(yōu)勢，已成為現(xiàn)有光源提供白光或者單色光的主流技術(shù)。在該種方案中，光源包括激發(fā)光源和色輪，其中色輪包括反射底板和涂覆在反射底板上的熒光粉片，以及用于驅(qū)動反射底板轉(zhuǎn)動的馬達(dá)，使得來自激發(fā)光源的激發(fā)光在熒光粉片上形成的光斑按圓形路徑作用于該熒光粉片。
[0003]一種常用的反射基底為鏡面鋁基底，由鋁基材和高反射層疊置而成，其中高反射層一般采用高純鋁或者高純銀。而涂覆在反射基底上的熒光粉片一般由硅膠將熒光粉顆粒粘接成片狀。在制備一體式多色色輪時，由于基底的尺寸較大，若要涂覆不同顏色的熒光粉時，一次性完成粉層刮涂的難度較大，對刮涂工藝的要求很高，且不同顏色段因為各色熒光粉的耐熱性能不同，需要分次刮涂和燒結(jié)，制造難度大，制作周期很長。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種可以兼顧反射率和穩(wěn)定性的波長轉(zhuǎn)換裝置及其制作方法、相關(guān)發(fā)光裝置。
[0005]本發(fā)明實施例提供一種波長轉(zhuǎn)換裝置的制造方法，包括以下步驟:
[0006]制得多個波長轉(zhuǎn)換模塊，每個所述波長轉(zhuǎn)換模塊包括依次層疊成一體的陶瓷基板、反射層和熒光粉層；
[0007]將所述多個波長轉(zhuǎn)換模塊安裝固定到一底板的一側(cè)表面上。
[0008]進(jìn)一步地，所述反射層為漫反射層，所述漫反射層由包括白色散射粒子、第一玻璃粉和有機(jī)載體混合而成的漫反射漿料燒制而成。
[0009]進(jìn)一步地，所述熒光粉層由包括熒光粉、第二玻璃粉和有機(jī)載體的熒光粉漿料燒制而成。
[0010]進(jìn)一步地，所述熒光粉層由包括硅膠和熒光粉的混合體固化而成。
[0011]進(jìn)一步地，制得每個所述波長轉(zhuǎn)換模塊的步驟包括:
[0012]在所述陶瓷基板上涂刷所述漫反射漿料并燒結(jié)，形成漫反射層；
[0013]在所述漫反射層上涂刷所述熒光粉漿料并燒結(jié)，形成熒光粉層，其中所述漫反射漿料的第一玻璃粉的軟化點(diǎn)溫度高于所述熒光粉漿料的第二玻璃粉的軟化點(diǎn)溫度。
[0014]進(jìn)一步地，制得每個所述波長轉(zhuǎn)換模塊的步驟包括:
[0015]在一襯底上涂刷所述熒光粉漿料并燒結(jié)，形成熒光粉層；
[0016]在所述熒光粉層上涂刷所述漫反射漿料并燒結(jié)，形成漫反射層，其中所述熒光粉漿料的第二玻璃粉的軟化點(diǎn)溫度高于所述漫反射漿料的第一玻璃粉的軟化點(diǎn)溫度；
[0017]對所述襯底進(jìn)行脫模，取出一側(cè)表面附著有熒光粉層的漫反射層，并將漫反射層的另一面粘接或燒結(jié)到所述陶瓷基板上。
[0018]進(jìn)一步地，所述第一玻璃粉和第二玻璃粉選自硅酸鹽玻璃、鉛硅酸鹽玻璃、鋁硼硅酸鹽玻璃、鋁酸鹽玻璃、鈉鈣玻璃、石英玻璃中的一種或至少兩種的混合物。
[0019]進(jìn)一步地,所述白色散射粒子為氧化鋁、氧化鈦、氮化鋁、氧化鎂、氮化硼、氧化鋅、氧化鋯、硫酸鋇中的一種，或者至少兩種的混合體。
[0020]進(jìn)一步地，每個所述波長轉(zhuǎn)換模塊的熒光粉層由一種單色熒光粉組成，不同的單色熒光粉設(shè)置在不同的波長轉(zhuǎn)換模塊上。
[0021]進(jìn)一步地，其中少于所述波長轉(zhuǎn)換模塊總數(shù)的多個波長轉(zhuǎn)換模塊替換為熒光陶瓷模塊，所述熒光陶瓷模塊包括熒光陶瓷塊和附著在所述熒光陶瓷底部的全反射介質(zhì)膜。
[0022]進(jìn)一步地，制得每個所述熒光陶瓷模塊的步驟包括:
[0023]獲取突光陶瓷塊；
[0024]在所述熒光陶瓷塊底面鍍?nèi)瓷浣橘|(zhì)膜。
[0025]進(jìn)一步地，在所述全反射介質(zhì)膜外表面鍍上金屬保護(hù)膜。
[0026]進(jìn)一步地，將所述波長轉(zhuǎn)換模塊或熒光陶瓷模塊通過粘接、焊接或機(jī)械緊固地方式固定到所述底板上。
[0027]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明包括如下有益效果:
[0028]1、采用陶瓷基板或熒光陶瓷代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鏡面金屬板，由于陶瓷材料的熔點(diǎn)高于金屬，可以耐受比金屬更高的溫度；并且陶瓷載體與熒光粉之間的界面熱阻較低，可以將熒光粉層的熱量傳導(dǎo)至陶瓷載體，并散發(fā)到空氣中，從而提高了波長轉(zhuǎn)換裝置的熱穩(wěn)定性。且陶瓷載體的熱膨脹系數(shù)低，高溫下不易變形，且與熒光粉層的熱膨脹系數(shù)接近，即使微量變形也不會導(dǎo)致熒光粉層難以附著。
[0029]2、能夠降低波長轉(zhuǎn)換裝置的制備難度，縮短生產(chǎn)周期。在一塊陶瓷基底上，一次性完成不同熒光粉粉層的刮涂難度較大，且不同顏色段需要分次刮涂和燒結(jié)，制作周期較長，例如四個熒光粉層需要依次涂刷和燒結(jié)，級4個燒結(jié)周期。
[0030]而本發(fā)明中，由于各個熒光粉層可分割到不同的波長轉(zhuǎn)換模塊中，尺寸較小，易于一次刮涂成型，且不同顏色的熒光粉層可同時分別燒結(jié)，縮短色輪制作周期，例如上述四個熒光粉層在本發(fā)明中只需兩個燒結(jié)周期。
[0031]3、模塊式結(jié)構(gòu)更靈活，有利于制備高性能波長轉(zhuǎn)換裝置。當(dāng)反射層、熒光粉層都整體刷涂在一整塊陶瓷基底之上，在進(jìn)行特殊工藝處理(如燒結(jié)、退火等熱處理)時都需要考慮到陶瓷基底上各個功能層的性能限制(如使用紅色熒光粉的紅色熒光粉層不能承受600°C以上高溫)，在設(shè)計復(fù)雜結(jié)構(gòu)的高性能色輪時，會因這些性能限制而被迫采取折衷的方案，不利于發(fā)揮各種熒光粉或各種制備工藝的最佳效能。
[0032]本發(fā)明中，不同的波長轉(zhuǎn)換模塊可對應(yīng)不同設(shè)計的熒光粉顏色所需區(qū)域的尺寸進(jìn)行分割，根據(jù)不同顏色熒光粉的發(fā)光、發(fā)熱特性而使用不同的反射層或?qū)峁に?，如陶瓷表面金屬化、?dǎo)熱填料粒子、表面鍍銀、等，各顏色段可分別在其最佳工藝下進(jìn)行制備而無需考慮到其他段的性能影響，有利于設(shè)計制備高性能色輪。
[0033]4、減少耗材，節(jié)省成本。本發(fā)明模塊化的波長轉(zhuǎn)換裝置也有利于產(chǎn)品的品質(zhì)控制，傳統(tǒng)的色輪只要某一個熒光粉區(qū)間出了質(zhì)量問題，整個色輪便作廢了，而本發(fā)明提出的波長轉(zhuǎn)換裝置，某一個波長轉(zhuǎn)換模塊出現(xiàn)了質(zhì)量問題，可以單獨(dú)再制造一個模塊作為補(bǔ)充，降低品控成本。
【附圖說明】
[0034]圖1為本發(fā)明制得的波長轉(zhuǎn)換裝置的一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖2為本發(fā)明制得的波長轉(zhuǎn)換裝置另一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖3為本發(fā)明的波長轉(zhuǎn)換裝置的制造方法的第一實施例的流程示意圖；
[0037]圖4為本發(fā)明波長轉(zhuǎn)換裝置的制造方法的第二實施例的流程示意圖；
[0038]圖5為本發(fā)明的波長轉(zhuǎn)換裝置的制造方法的第三實施例的流程示意圖。
【具體實施方式】
[0039]下面結(jié)合附圖和實施方式對本發(fā)明實施例進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0040]本發(fā)明保護(hù)一種波長轉(zhuǎn)換裝置的制造方法，該波長轉(zhuǎn)換裝置具有多個波長轉(zhuǎn)換模塊，每個波長轉(zhuǎn)換模塊具有一種波長轉(zhuǎn)換功能，例如將藍(lán)色激發(fā)光轉(zhuǎn)換成紅色受激光、將黃色激發(fā)光轉(zhuǎn)換層綠色激發(fā)光等。用該方法制造波長轉(zhuǎn)換裝置，具有諸多優(yōu)勢，下面將結(jié)合具體實施例進(jìn)行描述。
[0041]實施例一
[0042]參閱圖1和圖3，該波長轉(zhuǎn)換裝置的制造方法為:先分別制備三個波長轉(zhuǎn)換模塊2a、2b、2c，然后三個波長轉(zhuǎn)換模塊安裝固定到一底板I的一側(cè)表面上。
[0043]其中每個波長轉(zhuǎn)換模塊2a/2b/2c的制造步驟分為:
[0044]S1、配制漫反射漿料和熒光粉漿料；
[0045]S2、在陶瓷基板上涂刷漫反射漿料并燒結(jié)，形成漫反射層；
[0046]S3、在漫反射層上涂刷熒光粉漿料并燒結(jié)，形成熒光粉層，得到波長轉(zhuǎn)換模塊。
[0047]波長轉(zhuǎn)換模塊2a如圖2所示，包括陶瓷基板23、漫反射層22和熒光粉層21，三者依次層疊設(shè)置且兩兩緊密附著。
[0048]在步驟SI中，漫反射漿料由包括白色散射粒子、第一玻璃粉和有機(jī)載體混合而成。
[0049]這里的白色散射粒子，用于對入射光進(jìn)行反射，一般為鹽類或者氧化物類粉末，粒徑大小從50納米到5微米不等。其結(jié)構(gòu)為氧化鋁、氧化鈦、氮化鋁、氧化鎂、氮化硼、氧化鋅、氧化鋯、硫酸鋇等超白單體粉末顆粒，或者至少兩種以上粉末顆粒的混合體。這些白色散射材料基本上不會對光進(jìn)行吸收，并且性質(zhì)穩(wěn)定，不會在高溫下氧化或分解。
[0050]考慮到漫反射層需要較好的反射率和散熱效果，優(yōu)選地選擇綜合性能較高的氧化鋁粉末。當(dāng)然，為了實現(xiàn)漫反射層的反射入射光的功能，白色散射材料在漫反射層中需要有一定致密度和厚度，該致密度和厚度可以通過實驗確定。
[0051]玻璃粉是一種無定形顆粒狀的玻璃均質(zhì)體，其透明度高且化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。第一玻璃粉可以是硅酸鹽玻璃、鉛硅酸鹽玻璃、鋁硼硅酸鹽玻璃、鋁酸鹽玻璃、鈉鈣玻璃、石英玻璃中的一種或至少兩種的混合物。第一玻璃粉將白色散射粒子進(jìn)行粘接，燒結(jié)后可將白色散射粒子與空氣隔絕，以避免白色散射粒子在空氣中受潮，并使得漫反射層具有較高的強(qiáng)度和透過率。由于第一