制備光波長轉(zhuǎn)換片的方法以及光波長轉(zhuǎn)換片和光源的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種光源部件，特別是一種光波長轉(zhuǎn)換片。本發(fā)明還涉及制備這種光波長轉(zhuǎn)換片的方法，以及使用這種光波長轉(zhuǎn)換片的光源。
【背景技術(shù)】
[0002]以熒光粉和硅膠為主要原材料的光波長轉(zhuǎn)換材料已被廣泛應(yīng)用于激光光源和LED (Light Emitting D1de,發(fā)光二極管)光源中。隨著人們對于光源亮度要求的不斷提高，激發(fā)光的光功率也越來越高，這導(dǎo)致這種以熒光粉和硅膠制備的光波長轉(zhuǎn)換片在耐高溫和導(dǎo)熱方面已經(jīng)難以滿足應(yīng)用的要求。
[0003]無機(jī)光波長轉(zhuǎn)換片由于具有較高的耐高溫性而已逐漸被應(yīng)用在大功率的LED光源和激光光源中。但是，在制備這種無機(jī)光波長轉(zhuǎn)換片的過程中，光波長轉(zhuǎn)換片很容易出現(xiàn)卷曲、翹曲等的問題，尤其在脫模時(shí)會對光波長轉(zhuǎn)換片的表面產(chǎn)生較大拉力，造成光波長轉(zhuǎn)換片表面破裂，嚴(yán)重影響無機(jī)光波長轉(zhuǎn)換的品質(zhì)。
[0004]鑒于此，急需一種制備高品質(zhì)無機(jī)光波長轉(zhuǎn)換片的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對上述問題，本發(fā)明提出了一種光波長轉(zhuǎn)換片的制備方法。該制備方法避免了光波長轉(zhuǎn)換片因脫模造成的表面開裂、翹曲，通過本發(fā)明的方法所制備的無機(jī)光波長轉(zhuǎn)換片具有良好的平面度。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提出了一種制備光波長轉(zhuǎn)換片的方法，包括以下步驟，步驟一:將第一脫模漿料覆蓋在第一基板上，得到第一脫膜層；步驟二:在第一脫膜層上覆蓋光波長轉(zhuǎn)換片漿料，干燥后得到光波長轉(zhuǎn)換片前體；步驟三:將第二脫模漿料覆蓋在第二基板上，得到第二脫膜層，并且將第二脫膜層遠(yuǎn)離第二基板的一側(cè)貼合覆蓋于光波長轉(zhuǎn)換片前體遠(yuǎn)離第一基板的一側(cè)；步驟四:將第一基板、第二基板以及光波長轉(zhuǎn)換片前體共同燒結(jié)，使光波長轉(zhuǎn)換片前體轉(zhuǎn)變?yōu)楣獠ㄩL轉(zhuǎn)換片；步驟五:將光波長轉(zhuǎn)換片從第一脫膜層和第二脫膜層之間整片脫膜而得到光波長轉(zhuǎn)換片。
[0007]光波長轉(zhuǎn)換片經(jīng)歷燒結(jié)步驟至冷卻成型過程中發(fā)生收縮，若光波長轉(zhuǎn)換片有一面附著在基板上，而相對的一面裸露于氣體中，則該相對的兩面分別發(fā)生不同程度的收縮，其中裸露于氣體中的一面的收縮程度高于附著在基板上的一面，最終導(dǎo)致光波長轉(zhuǎn)換片卷曲變形。本發(fā)明中，光波長轉(zhuǎn)換片被第一基板和第二基板夾持在中間，經(jīng)過共同燒結(jié)，直至脫模才單獨(dú)分離出來。該過程中，第一基板和第二基板及其上的第一脫模層和第二脫模層對光波長轉(zhuǎn)換片起到了良好的固定整形作用，能夠保證光波長轉(zhuǎn)換片前體的平面度到很高的水平。
[0008]優(yōu)選地，第一基板和第二基板的平面度小于0.015,第一基板和第二基板各自獨(dú)立地選自氧化鋁板、氮化鋁板、石英玻璃板中的一種。陶瓷材料具有很高的耐火性能，其在高溫下也具有穩(wěn)定的性質(zhì)，特別是不會發(fā)生彎曲，這保證了所制備的光波長轉(zhuǎn)換的平面度。此夕卜，第一基板和第二基板的平面度小于0.015也使得光波長轉(zhuǎn)換具有較高的平面度。
[0009]優(yōu)選地,第一脫模衆(zhòng)料包含第一無機(jī)粉末和第一液相載體，第一液相載體和第一無機(jī)粉末的質(zhì)量比為0.2?1.5 ;第二脫模漿料包含第二無機(jī)粉末和第二液相載體，第二液相載體和第二無機(jī)粉末的質(zhì)量比為0.2?1.5 ;光波長轉(zhuǎn)換片漿料包含第三液相載體。
[0010]液相載體的存在有利于漿料均勻混合和涂覆成層，并且液相載體能夠在燒結(jié)過程中消失，不會對層結(jié)構(gòu)的功能造成不利影響(這里的液相載體是第一液相載體、第二液相載體、第三液相載體的統(tǒng)稱)。無機(jī)粉末是一種穩(wěn)定的材料，不溶于有機(jī)載體，而且在燒結(jié)過程中保持穩(wěn)定、不粘結(jié)、不反應(yīng)，當(dāng)液相載體在燒結(jié)過程中消失時(shí)，無機(jī)粉末仍能夠維持層結(jié)構(gòu)分布。但由于原本無機(jī)粉末的顆粒之間由液相載體填充，因此燒結(jié)后的無機(jī)粉末所構(gòu)成的層結(jié)構(gòu)是疏松多孔的，并易于從光波長轉(zhuǎn)換片上剝離(這里的無機(jī)粉末為第一無機(jī)粉末和第二無機(jī)粉末的統(tǒng)稱，第一無機(jī)粉末與第二無機(jī)粉末可以是相同的材料，也可以是不同的材料)。燒結(jié)后的無機(jī)粉末顆粒之間無化學(xué)鍵連接，同時(shí)顆粒與發(fā)光層之間也無化學(xué)鍵連接，未因燒結(jié)而熔合，從而可以被輕易去除。無機(jī)粉末相對于液相載體不能過少，否則脫模層在燒結(jié)過程中過于松散而導(dǎo)致光波長轉(zhuǎn)換片無法維持片狀；無機(jī)粉末相對于液相載體不能過多，否則難以與液相載體混合均勻，導(dǎo)致脫模層燒結(jié)過程中厚度不均而造成光波長轉(zhuǎn)換片不平。
[0011]優(yōu)選地，第一無機(jī)粉末包括氮化硼、氧化鋁、二氧化鈦、熒光粉中的一種或多種，更優(yōu)選地，第一無機(jī)粉末的粒徑為200?500nm ;第二無機(jī)粉末包括氮化硼、氧化鋁、二氧化鈦、熒光粉中的一種或多種，更優(yōu)選地，第二無機(jī)粉末的粒徑為200?500nm。
[0012]氮化硼、氧化鋁、二氧化鈦、熒光粉都能夠在高溫下保持穩(wěn)定、不粘結(jié)、不反應(yīng)，當(dāng)液相載體在燒結(jié)過程中消失后，這些材料形成疏松多空的層，與光波長轉(zhuǎn)換片的結(jié)合力小，使得光波長轉(zhuǎn)換片可以輕易地脫模成片。而且處于第一脫模層與光波長轉(zhuǎn)換片前體的界面的第一無機(jī)粉末或處于第二脫模層與光波長轉(zhuǎn)換片前體的界面的第二無機(jī)粉末在制備光波長轉(zhuǎn)換片過程中可進(jìn)入光波長轉(zhuǎn)換片前體，并最終保留在光波長轉(zhuǎn)換片的表面或內(nèi)部，形成功能膜層。其中，氮化硼、氧化鋁、二氧化鈦對可見光有良好的散射作用，其構(gòu)成的膜層可以將入射光散射，使其轉(zhuǎn)化為均勻的朗伯分布的散射光，尤其對激光可以起到消相干作用。而以熒光粉為第一脫模漿料或第二脫模漿料的成分，可以使其殘留在光波長轉(zhuǎn)換片表面時(shí)，不會對光波長轉(zhuǎn)換片自身的功能造成影響。尤其地，當(dāng)此熒光粉與光波長轉(zhuǎn)換片中的光波長轉(zhuǎn)換材料相同時(shí)，能夠保證光波長轉(zhuǎn)換片不引入雜質(zhì)。
[0013]優(yōu)選地,第一脫模衆(zhòng)料和第二脫模衆(zhòng)料中的至少一種含有突光粉。
[0014]優(yōu)選地,光波長轉(zhuǎn)換片衆(zhòng)料包含第一光波長轉(zhuǎn)換材料、玻璃粉和第三液相載體。
[0015]優(yōu)選地，第一脫模漿料包含第一熒光粉，第二脫模漿料包含第二熒光粉，第一熒光粉的發(fā)射光譜的波長范圍與第一光波長轉(zhuǎn)換材料的激發(fā)光譜的波長范圍至少部分重疊，和/或第一光波長轉(zhuǎn)換材料的發(fā)射光譜的波長范圍與第二熒光粉的激發(fā)光譜的波長范圍至少部分重疊。
[0016]第一脫模漿料中的第一熒光粉和第二脫模漿料中的第二熒光粉留在光波長轉(zhuǎn)換片的表面或內(nèi)部，與光波長轉(zhuǎn)換片中的第一光波長轉(zhuǎn)換材料形成復(fù)合的光波長轉(zhuǎn)換層。入射于該光波長轉(zhuǎn)換片的激發(fā)光激發(fā)第一熒光粉產(chǎn)生的受激光可以進(jìn)一步激發(fā)第一光波長轉(zhuǎn)換材料，或者第一光波長轉(zhuǎn)換材料產(chǎn)生的受激光可以激發(fā)第二熒光粉。通過本發(fā)明可直接獲得這種分段式激發(fā)的復(fù)合光波長轉(zhuǎn)換片，相較于以往分別制備各層然后壓合的方法，本發(fā)明更加的高效。
[0017]優(yōu)選地，光波長轉(zhuǎn)換片漿料包含玻璃粉，且不包含光波長轉(zhuǎn)換材料。光波長轉(zhuǎn)換片漿料中的玻璃粉和第三液相載體的質(zhì)量比為3/4?20/3。
[0018]玻璃粉在燒結(jié)過程中會軟化，具有優(yōu)良的粘結(jié)性，而且玻璃粉與熒光粉具有優(yōu)良的浸潤性，軟化的玻璃粉將第一脫模層或第二脫模層中的熒光粉吸附并包裹，形成熒光粉膜層。由于本優(yōu)選方案中，光波長轉(zhuǎn)換片衆(zhòng)料不含光波長轉(zhuǎn)換材料，因此玻璃粉對突光粉的吸附能力更強(qiáng)。利用本發(fā)明，可以制備超薄的光波長轉(zhuǎn)換片。
[0019]優(yōu)選地，步驟一包括，將第一液相載體和第一無機(jī)粉末混合，得到第一脫膜漿料，將該第一脫模漿料刷涂在第一基板上，然后將該覆蓋有第一脫模漿料的第一基板烘干，得到第一脫模層。步驟三包括，將第二液相載體和第二無機(jī)粉末混合，得到第二脫膜漿料，將該第二脫模漿料刷涂在第二基板上，然后將該覆蓋有第二脫模漿料的第二基板烘干，得到第二脫模層。
[0020]本發(fā)明中的烘干和燒結(jié)是兩個完全不同的特征，烘干過程不改變第一脫模漿料和第二脫模漿料中各固體的狀態(tài)，即不會導(dǎo)致第一脫模漿料和第二脫模漿料中固體顆粒軟化；而燒結(jié)過程則導(dǎo)致第一脫模漿料、第二脫模漿料和光波長轉(zhuǎn)換片漿料中的液相載體消失，并使光波長轉(zhuǎn)換片漿料中的玻璃粉軟化。
[0021]優(yōu)選地，第一液相載體、第二液相載體、第三液相載體各自包含相同或不同的溶劑和分散在該溶劑中的有機(jī)材料，溶劑選自乙醇、水、丙二醇二乙酸酯、碳酸二甲酯、萜品醇、二乙二醇丁醚醋酸酯、二乙二醇丁醚中的一種或多種，有機(jī)材