波長轉換裝置、相關發光裝置和投影系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及發光領域，特別是涉及一種波長轉換裝置及其制備方法、相關發光裝置和投影系統。
【背景技術】
[0002]隨著顯示和照明技術的發展，原始的鹵素燈泡作為光源越來越不能滿足顯示和照明高功率和高亮度的需求。采用固態光源如LD(Laser D1de，激光二極管)發出的激發光以激發波長轉換材料的方法能夠獲得各種顏色的可見光，該技術越來越多的應用于照明和顯示中。這種技術具有效率高、能耗少、成本低、壽命長的優勢，是現有白光或者單色光光源的理想替代方案。
[0003]由于反射式波長轉換裝置效率高，被廣泛的應用于照明顯示裝置中，根據反射層材料的不同，其主要分為兩種結構:一是金屬鏡面反射層，二是漫反射層。
[0004]首先，對于金屬鏡面反射結構，其耐候性能差，容易在高溫下出現硫化氧化使得可靠性較低。
[0005]其次，對于漫反射層結構，一般以散射顆粒和玻璃粉組成，其反射率的熱穩定性遠高于金屬鏡面反射層，但是自身導熱性差，這將導致發光層產生的熱量難以通過漫反射層發散出去，導致熱量聚集，進一步使得發光層產生的熱量無法發散，從而降低了光源可靠性并同時降低了發光層的發光效率，導致光源效率低。而對于以散射顆粒和空隙組成的漫反射層結構，與上述散射顆粒和玻璃粉的方案相同，空隙的存在大大的增加了漫反射層的熱阻，其導熱效果很差，同樣會導致光源效率低。
[0006]因此需要一種新的波長轉換裝置結構，能夠同時具有良好的反射和熱穩定性，從而在大功率發光的情況下保持高效穩定的出光。
【實用新型內容】
[0007]針對上述現有技術中波長轉換裝置耐溫性差和散熱差的缺陷，本實用新型提供一種耐高溫、散熱良好的波長轉換裝置。
[0008]本發明提供了一種波長轉換裝置包括依次疊置的發光層、反射層和金屬散熱層，反射層與金屬散熱層通過鍵合層連接，鍵合層為(Cu，Al) 02層。
[0009]優選地，鍵合層為CuAlO2層。
[0010]優選地，鍵合層的厚度為I?10 μ m。
[0011]優選地，反射層為陶瓷反射層，該陶瓷反射層為氧化鋁陶瓷反射層、氧化鋁氮化硼復合陶瓷反射層或氧化鋁氧化鋯復合陶瓷反射層。
[0012]優選地，反射層的厚度為50?3000 μ m，優選地，反射層的厚度為100?1500 μ m。
[0013]優選地，金屬散熱層為銅散熱層或銅鋁合金散熱層。
[0014]優選地，還包括金屬鍍層，金屬鍍層貼鍍于金屬散熱層表面，金屬鍍層為鎳鍍層、金鍍層或鎳金雙鍍層。
[0015]優選地，發光層包括波長轉換材料和粘接劑，波長轉換材料為熒光粉、納米發光材料或量子點，粘接劑為玻璃。
[0016]本實用新型還提供了一種發光裝置，包括激發光源和上述的波長轉換裝置。
[0017]本實用新型還提供了一種投影系統，包括上述的發光裝置。
[0018]與現有技術相比，本實用新型包括如下有益效果:反射層通過(&!^1)02鍵合層與金屬散熱層連接，使得反射層中的熱量能夠快速傳遞到金屬散熱層散失掉，這種連接方式不僅導熱高、厚度薄而且連接牢固，能夠耐受波長轉換裝置工作中的高溫，從而使波長轉換裝置在大功率發光下保持高效穩定的出光。
【附圖說明】
[0019]圖1為本實用新型實施例一的波長轉換裝置的結構示意圖；
[0020]圖2為本實用新型實施例一的波長轉換裝置的變形實施例的結構示
[0021]意圖。
【具體實施方式】
[0022]正如【背景技術】所述，現有的波長轉換裝置要使用耐高溫的漫反射層做為反射層，則會因漫反射層散熱差而導致熱量積累，使得波長轉換裝置工作在高溫下發光效率降低。
[0023]發明人意圖將反射層與金屬散熱層結合在一起，以實現將反射層的熱量快速散失，然而常規的機械固定、粘接等方法或者界面熱阻大，或者不能承受高溫，或者結合不牢固，無法適應波長轉換裝置長時間高功率下的工作。
[0024]此外，還要考慮在以反射層為基板制備發光層的過程中，反射層與金屬散熱層的連接結構的熱穩定性問題，發光層的制備方法為將波長轉換材料與玻璃在玻璃的軟化點溫度以上加熱燒結后冷卻成形，一般透過率高的玻璃的軟化點都在700°C以上。與此同時，普通的焊接連接法中，目前應用成熟的銀、錫焊的焊接溫度約為700?800°C，那么在發光層的制備過程中，將不可避免的影響反射層與金屬散熱層的連接結構的穩定性。
[0025]基于此，本實用新型提供了一種波長轉換裝置，以克服上述問題，將反射層和金屬散熱層以(Cu，ADOJl鍵合層連接，(Cu，A1)0J1可以以很薄的厚度實現牢固的連接，而且導熱性能良好，能夠使波長轉換裝置在大功率發光下保持穩定。此外，(Cu，ADOJl的制備溫度(或者破壞其穩定性的溫度)高于一般透過率高的玻璃的軟化點，那么在制備發光層過程中不會對(Cu，Al) O2層產生破壞。
[0026]以上是本實用新型的核心思想，為使本實用新型的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖和實施方式對本實用新型實施例進行詳細說明。
[0027]本實用新型結合結構示意圖進行描述，為便于說明，表示器件結構的剖面圖會不依一般比例作局部放大，而且所述示意圖只是示例，其在此不應限制本實用實用新型的范圍。
[0028]請參見圖1，圖1為本實用新型實施例一的波長轉換裝置的結構示意圖，該結構示意圖為波長轉換裝置的剖面圖，以便于清楚表達各層構成。如圖1所示，波長轉換裝置包括發光層101、反射層102和金屬散熱層103，反射層102與金屬散熱層103之間通過鍵合層104連接。在波長轉換裝置工作狀態下，激發光源發出激發光照射發光層101的光入射面，產生受激光并放出大量的熱量。部分受激光穿過發光層101，入射到反射層102，被反射層102反射回發光層101并最終從發光層101的光入射面出射。而發光層101產生的熱量到達反射層102后，經鍵合層104擴散到金屬散熱層103并最終散失到周圍環境中。
[0029]本實施例中，反射層102為陶瓷反射層，該層主要起兩個作用，一是反射發光層101產生的光，二是將發光層101產生的熱量迅速傳導到金屬散熱層103，因此要求反射層102既有較高的光反射率又有較高的熱導率。此外，反射層102還具有承載發光層101的作用，要求反射層102與發光層101的熱膨脹系數盡可能的接近，粘接力強。為實現上述作用，反射層102選擇含有氧化鋁的陶瓷反射層作為反射層，該陶瓷反射層為純氧化鋁陶瓷反射層，在本實用新型的其他實施方式中，陶瓷反射層也可以為氧化鋁復合陶瓷反射層，例如氧化鋁氮化硼復合陶瓷反射層、氧化鋁氧化鋯復合陶瓷反射層等，其中，氧化鋁氧化鋯復合陶瓷中的氧化鋯可以提高氧化鋁陶瓷的結構韌性并提高反射層的反射率，是一種更優的技術方案。
[0030]本實施例中，反射層102的厚度優選為50?3000 μ m，在此區間內根據結構大小的需要而變動，反射層厚度低于50 μ m則無法滿足反射率的要求，而厚度高于3000 μ m則無法滿足散熱的要求。更優選地，反射層的厚度選擇為100?1500 μ m。
[0031]本實施例中，金屬散熱層103為含銅的金屬散熱層，例如銅散熱層，其導熱性能好，成本低。此外，金屬散熱層103也可以選擇銅鋁合金散熱層，鋁的抗熱震性能更好，使得波長轉換裝置的熱穩定性更優。
[0032]本實施例中，鍵合層104為(Cu，A1)0J1，在低氧氣壓情況下，含氧化鋁的陶瓷反射層與含銅的金屬層在其界面高溫熔融形成共晶液實現兩者之間的鍵合，具體來說，銅在微量氧環境下，在其表面形成氧化亞銅，氧化亞銅在接近銅的熔點的高溫下與氧化鋁形成氧化銅鋁的共晶液(Cu，Al) O2，從而實現氧化鋁與銅的連接，實現反射層102與金屬散熱層103的結合。在本實用新型的一個實施方案中，該鍵合層104為CuA1JI，此為(Cu，A1)02層的一個特殊實例。
[0033]本實施例中，鍵合層(Cu，Al)0jl 104在很薄的厚度下實現反射層102與金屬散熱層103的結合，優選地，鍵合層104的厚度為I?10 μ m。若鍵合層104厚度小于I μ m，則導致結合力太弱，粘接力