一種反射式熒光玻璃光轉換組件的制備及應用
【技術領域】
[0001 ]本發明涉及一種反射式熒光玻璃光轉換組件的制備方法及應用。
【背景技術】
[0002]激光焚光顯不技術(LI3D:Laser Phosphor Display)作為激光顯不技術的一種已經獲得了廣泛的應用，LPD顯示技術系統的核心是激光光學引擎。激光光學引擎由激光光源、光機系統和投影系統三部分組成。LPD激光光源是利用藍光半導體激光陣列出射的藍光光束照射到熒光色輪上的紅色和綠色熒光粉，分別激發出紅光和綠光，再利用光源原有的藍光，從而形成紅綠藍三基色光束。現有的熒光色輪結構多采用一種反射式結構，其采用在高反射的金屬基板(如高光鋁片等)上涂覆熒光粉與硅膠的混合物，利用高反射系數的基板將熒光粉發出的紅光及藍光反射到光機系統。激光光學引擎進一步小型化要求藍光半導體激光陣列出射的藍光光束的功率密度進一步提高，原來熒光色輪中的熒光粉硅膠混合涂層承受藍光光束的高功率密度會導致高溫，致使硅膠變質甚至開裂及熒光粉發光特性發生衰減。
[0003]中國發明專利CN201210125776公布了“包含熒光體的玻璃涂層及其制造方法、發光器件及其制造方法”，其中含熒光體的玻璃涂層為熒光體與玻璃的混合物，通過絲網印刷或靜電噴涂的方法被制備在玻璃基板上，起光學波長轉換作用。運用這種包含熒光體的玻璃涂層和藍光LED芯片通過遠程激發的方法可以制造LED發光器件，產生各種波長的可見光光線。這種LED發光器件可以有效緩解散熱問題。這種LED發光器件采用透射式結構有其不足的地方，具體如下:I)由于熒光粉顆粒在玻璃涂層中無序分布，因此熒光粉顆粒受激發出的光線會在涂層中發生散射，一部分光線會從背面發生發射，影響器件的發光效率;2)玻璃基板的透過率并非100%，因此光線在傳輸過程中還會發生損失。
【發明內容】
[0004]本發明目的是，提出一種反射式熒光玻璃光轉換組件的制備方法及應用。尤其是在玻璃基板上利用寬帶隙的反射劑粉末與低熔點玻璃粉末混合制備一層反射涂層，再在其上制備一層熒光玻璃涂層，然后利用熱處理工藝將反射涂層及熒光玻璃涂層與玻璃基板融為一體，制造一種反射式熒光玻璃光轉換組件，以有效解決傳統熒光色輪中熒光粉硅膠混合涂層的缺陷，并解決透射式熒光玻璃涂層所發生的發光損失，進一步提高色輪中光線的提取效率。
[0005]本發明的技術方案是，一種反射式熒光玻璃光轉換組件，光轉換組件包括自下至上的三層材料:玻璃基板、反射劑玻璃涂層及熒光玻璃涂層；反射劑玻璃涂層是質量比為150:1?100:150的玻璃B的粉末與反射劑C成分，熒光玻璃涂層含有熒光體D的玻璃涂層燒結在玻璃基板上，反射劑玻璃涂層及熒光玻璃涂層分別厚度為0.3-3_。
[0006]反射劑C是一種絕緣體，具有大的光學帯隙，其對應的光學吸收波長在420納米以下;反射劑C的外光顏色呈白色;反射劑C顆粒的粒徑在I微米到60微米之間。
[0007]反射劑3尤其為BaSO4,其粒徑分布d5Q為50微米。大的光學帯隙是指該氧化物不吸收可見光，其光學帯隙對應的光學吸收波長在420納米以下。反射劑C的外光顏色呈白色。可見光照射到反射劑C的顆粒表面后被散射或反射，不會被吸收。
[0008]含反射劑C的玻璃B涂層的厚度可以調節，可以為多層結構，即重復上述步驟(1)-
(3)，獲得最終需要的厚度。含反射劑C的玻璃B涂層也可以具有單層結構，即調節玻璃B的粉末與反射劑C的粉末的比例即可。
[0009]反射劑C顆粒的粒徑在I微米到60微米之間。
[0010]所述反射式熒光玻璃光轉換組件的制備方法，步驟如下:
[0011]反射劑玻璃涂層的制備步驟為:步驟如下:I)將質量比為150:1?100:150的玻璃B的粉末與反射劑C的粉末、有機溶劑及粘結劑，混合成均勻的漿料；
[0012]2)將漿料均勻涂覆在玻璃基板A上，將涂有漿料的玻璃基板A干燥，使有機溶劑揮發完全;優選干燥溫度為45 °C到260 °C ;
[0013]3)將干燥后的涂有漿料的玻璃基板A燒結，在玻璃基板A表面得到含有反射劑C的玻璃B涂層；
[0014]熒光玻璃涂層的制備方法，包含以下步驟:
[0015]I)將質量比為150:1?100:150的玻璃B的粉末與熒光體D的粉末、有機溶劑及粘結劑，混合成均勻的漿料；
[0016]2)將漿料均勻涂覆在上述包含反射劑玻璃涂層的玻璃基板A上，將涂有漿料的玻璃基板A干燥，使有機溶劑揮發完全;優選干燥溫度為50 0C到260 0C ;
[0017]3)將干燥后的涂有漿料的玻璃基板A燒結，在玻璃基板A表面得到含有熒光體D的玻璃涂層;含有熒光體D的玻璃B涂層的厚度為I微米到5毫米；
[0018]進行燒結為:將溫度升至T1，使粘結劑分解揮發完全后，再將溫度升至T2，使玻璃B的粉末軟化、結合形成連續玻璃體，在玻璃基板A表面就能得到含有反射劑C的玻璃B涂層，溫度!Mg于玻璃B的玻璃化轉變溫度，溫度1~2低于玻璃A的玻璃化轉變溫度10°C以上;溫度T1不低于粘結劑的分解揮發溫度，溫度T2不低于玻璃B的軟化溫度；
[0019]玻璃基板A是有堿玻璃、無堿玻璃或石英玻璃，或是利用有堿玻璃、無堿玻璃或石英玻璃制備成的磨砂玻璃;或在玻璃A中加入陶瓷粉末;玻璃基板A和玻璃B應該有匹配的熱膨脹系數；玻璃 B 優選 S12-Nb2O5 系、B2O3-F 系、P2O5-ZnO 系、P2O5-F 系、S12-B2O3-La2O3 系或S12-B2O3系低熔點玻璃。
[0020]根據LH)激光光源的技術特征，如果激光光源使用LED藍色激光，則熒光體D可以是LED黃綠色熒光粉、或LED綠色熒光粉、或LED紅色熒光粉、或LED綠色熒光粉與LED紅色熒光粉的混合物;如果激光光源使用LED紫外激光，則熒光體D可以是藍色熒光粉、或LED綠色熒光粉、或LED紅色熒光粉、或LED藍色、綠色熒光粉及紅色熒光粉的混合物。
[0021]在一種反射式熒光玻璃光轉換組件中可以包含一種熒光玻璃涂層，熒光玻璃涂層中熒光體是多種熒光粉的混合物。
[0022]—種反射式熒光玻璃光轉換組件的應用，其特征是，在一種反射式熒光玻璃光轉換組件中可以包含多種不同的熒光玻璃涂層，并分布在不同的空間位置上。
[0023]含有熒光體D涂層的厚度可以由本領域技術人員根據所得白光的質量要求來確定。
[0024]上述“LED黃綠色熒光粉”是指在藍色光線或紫外線激發下可以發出特定波長的光線，這些光線的波長范圍覆蓋部分黃色光線及部分綠色光線的范圍；
[0025]上述“LED藍色熒光粉”是指在紫外線激發下可以發出特定波長的光線，這些光線的波長處于藍色光線的范圍；
[0026]上述“LED綠色熒光粉”是指在藍色光線或紫外線激發下可以發出特定波長的光線，這些光線的波長處于綠色光線的范圍；
[0027]上述“LED紅色熒光粉”是指在藍色光線或紫外線激發下可以發出特定波長的光線，這些光線的波長處于紅色光線的范圍；
[0028]熒光體D可以由本領域技術人員根據實際需要進行選擇。
[0029]本發明的有益效果是，本發明先在玻璃基板上利用寬帶隙的反射劑粉末與低熔點玻璃粉末混合制備一層反射涂層，再在其上制備一層熒光玻璃涂層，然后利用熱處理工藝將反射涂層及熒光玻璃涂層與玻璃基板融為一體，本發明具有高反射的性能及光增強效率，與傳統的熒光粉硅膠涂層相比，熒光玻璃涂層可以承受更高功率密度的激光照射產生的高溫，而不會變質；熒光玻璃涂層底部的反射層可以反射熒光粉受激發光后向背面傳輸的可見光，提高光機的光線收集效率。以有效解決傳統熒光色輪中熒光粉硅膠混合涂層的缺陷，并解決透射式熒光玻璃涂層所發生的發光損失，進一步提高色輪中光線的提取效率。
【附圖說明】
[0030]圖1是反射式熒光玻璃光轉換組件的結構示意圖。
[0031]圖2是運用反射式熒光玻璃光轉換組件制造的激光光源的示意圖。
[0032]圖3是激光光源中反射式熒光玻璃光轉換組件的平面結構示意圖。
[0033]圖4是對應于紫外線激光照射的反射式熒光玻璃光轉換組件的平面結構示意圖。
具體實施例:
[0034]下面結合附圖對本發明進行詳細說明。以上圖中，I是玻璃基板A，2是含反射劑的玻璃涂層，3是反射劑顆粒，4是熒光玻璃涂層，5是熒光體顆粒。
[0035]實施例1.以圖1對反射式熒光玻璃光轉換組件的制造方法進行詳細說明。
[0036]玻璃基板A是厚度為0.5毫米的普通鈉鈣玻璃，其在460納米波長處的折射率約為1.52。玻璃化轉變溫度為570°C，軟化溫度為620°C ；