一种波长转换结构的制备方法及相关波长转换结构的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及波长转换结构领域，特别是涉及一种波长转换结构的制备方法及相关波长转换结构。
【背景技术】
[0002]随着显示和照明技术的发展，原始的卤素灯泡作为光源越来越不能满足显示和照明高功率和高亮度的需求。采用固态光源如LD(Laser D1de，激光二极管)发出的激发光以激发波长转换材料的方法能够获得各种颜色的可见光，该技术越来越多的应用于照明和显示中。这种技术具有效率高、能耗少、成本低、寿命长的优势，是现有白光或者单色光光源的理想替代方案。
[0003]现有技术中，通常通过将波长转换材料以粘接剂为载体制成片层状，获得可用于发光的波长转换装置。其制备步骤一般为，先将波长转换材料与粘接剂均匀混合，然后在一定温度下加热成型。然而，在将波长转换材料与粘接剂混合的过程中，难以获得高致密度的波长转换层，其原因在于，如果波长转换材料占波长转换层的体积分数较大，则由于颗粒状的波长转换材料互相之间没有粘接性，在波长转换材料之间形成大量的空隙，而没有足够多的粘接剂用于填充该空隙，从而使得波长转换层的致密度低。即使通过后续的加热处理，使粘接剂的流动性增强以进入空隙，仍会有部分空隙被封闭在波长转换材料和粘接剂之间。
[0004]尤其是，当粘接剂为无机粘接剂时，在将无机粘接剂与波长转换材料混合时，需加入有机载体材料，虽然这些载体材料会随着温度的上升会逐渐分解、挥发或者燃烧掉，但是在烧制后会留下许多孔隙和裂纹的出现，使得这种粉片内部是一种无机空间网络状，这种结构只具备较高的耐热特性，而不具备良好的导热性能；随着激发激光功率的增加，产生的热量也相应的增加，造成了荧光粉颗粒的热量的累积和温度的快速上升，直接影响了荧光粉的发光效率和使用寿命。
【发明内容】
[0005]为了解决上述问题，本专利发明了一种新的制备方法，制备了一种新型致密光波长转换片，荧光粉颗粒完全嵌入在熔融态无机粘结材料中，二者结合非常密实，增强了粉片的韧性和强度，不仅保证了材料的耐高温性能，更提升了材料的导热性能。
[0006]针对上述现有技术的难以制备致密的波长转换结构的缺陷，本发明提供一种简便、可靠的结构致密的波长转换结构的制备方法及相关波长转换结构。
[0007]本发明提供了一种波长转换结构的制备方法，包括如下步骤:
[0008]步骤SlO:将粘接剂置于模具中，在第一温度下加热，获得无空隙的粘接剂层；
[0009]步骤S20:将第一波长转换材料配置于粘接剂层的一表面，在第二温度下加热，使粘接剂层熔融并具有流动性，第一波长转换材料进入所述熔融的粘接剂层，获得波长转换混合层，第二温度高于第一温度；
[0010]步骤S30:将波长转换混合层从模具中脱模并加工成型，获得波长转换结构。
[0011 ] 优选地，粘接剂为无机粘接剂。
[0012]优选地，无机粘接剂包含氧化硼、氧化错、氧化铝、氧化娃、氧化钾、氧化妈、氧化钠、氟化钠、氟化钙、氟化铵、硼酸中的至少一种。
[0013]优选地，第二温度比第一温度高100?200°C。
[0014]优选地，步骤SlO中，第一温度为750?1000°C，加热条件为真空度0.01?0.1Pa,加热时间为0.5?2h0
[0015]优选地，步骤S20中，第二温度为850?1200°C，加热条件为真空度0.01?0.1Pa,加热时间为I?2.5h0
[0016]优选地，模具为石膏模具。
[0017]优选地，石膏模具由粒径500?1500的石膏粉制成。
[0018]优选地，步骤S30还包括将波长转换混合层和石膏模具一同浸入水中的步骤，优选地，水的温度高于30°C。
[0019]优选地，步骤S20包括，将第一波长转换材料涂覆于粘接剂层的上表面。
[0020]优选地，涂覆方式为粉末喷涂；或涂覆方式为注浆成型，包括将第一波长转换材料与溶剂混合，然后覆盖在粘接剂层的上表面，溶剂为小分子的挥发性物质，包括乙醇、水、甲苯、二甲苯、丙酮中的至少一种。
[0021]优选地，步骤S20还包括控制加热时间的步骤，用于控制第一波长转换材料在粘接剂层中的位置。
[0022]优选地，步骤S20包括，将步骤SlO中的粘接剂层从模具中脱模，然后将第一波长转换材料填充在模具底部并压平，再将粘接剂层放入模具中，使其下表面与第一波长转换材料贴合；将模具、第一波长转换材料和粘接剂层在第二温度下加热，使粘接剂层熔融并具有流动性，获得波长转换混合层，第二温度高于第一温度。
[0023]优选地，在步骤S20前或步骤S20后，还包括步骤S40:将无机反射粉体材料配置于粘接剂层或波长转换混合层的一表面，在第三温度下加热，使粘接剂层或波长转换混合层中的粘接剂成分熔融并具有流动性，无机反射粉体材料进入熔融的粘接剂层或波长转换混合层，第三温度大于第一温度。
[0024]优选地，无机反射粉体材料的白度为80?100，包括氧化镁、硫酸钡、氮化硼、氧化铝、氧化锌中的至少一种。
[0025]优选地，在步骤S20前或步骤S20后，还包括步骤S50:将第二波长转换材料配置于粘接剂层或波长转换混合层的一表面，在第三温度下加热，使粘接剂层或波长转换混合层中的粘接剂成分熔融并具有流动性，第二波长转换材料进入熔融的粘接剂层或波长转换混合层，第三温度大于第一温度。
[0026]优选地，第一波长转换材料和第二波长转换材料为荧光粉、荧光染料或纳米材料，且二者为不同种类的材料。
[0027]优选地，粘接剂为有机粘接剂，有机粘接剂包括硅胶、环氧树脂。
[0028]优选地，模具的材质为聚对苯二甲酸乙二醇酯。
[0029]本发明还提供了一种波长转换结构的制备方法，包括如下步骤:
[0030]步骤S10’:第一波长转换材料填充于模具底部并压平；
[0031]步骤S20’:将粘接剂颗粒填充于步骤S10’中的第一波长转换材料的上方并压平，将第一波长转换材料、粘接剂连同模具进行加热，使粘接剂熔融并具有流动性，使第一波长转换材料与熔融的粘接剂融合，获得波长转换混合层；
[0032]步骤S30’:将波长转换混合层从模具中脱模并加工成型，获得波长转换结构。
[0033]优选地，步骤S20’还包括，加热前在粘接剂的上方铺设一氮化硼层，在该氮化硼层的上方放置耐高温材料，用于在加热过程中对第一波长转换材料和粘接剂进行压实。
[0034]本发明还提供了一种根据上述任一制备方法制备的波长转换结构，包括波长转换材料层和粘接剂层。
[0035]优选地，波长转换材料层位于粘接剂层内部，且粘接剂层为一体成型的。
[0036]与现有技术相比，本发明包括如下有益效果:
[0037]通过将粘接剂置于模具中加热获得无空隙的粘接剂层，使得粘接剂之间没有空隙，然后将第一波长转换材料配置于粘接剂层的表面，在高于粘接剂层的制备温度下加热，使得第一波长转换材料依靠重力和虹吸作用融合进入熔融并具有流动性的粘接剂层中，避免了空隙的产生，提升了波长转换结构的导热性能，从而使得波长转换结构能够满足大功率光源长时间使用，对提升光源产品的光效起着决定性作用。
【附图说明】
[0038]图1为本发明实施例一的波长转换结构制备方法的流程图；
[0039]图2为本发明实施例一的步骤S20中波长转换结构的变化示意图；
[0040]图3为现有技术制备的波长转换结构截面的扫描电镜图；
[0041]图4为本发明实施例一制备的波长转换结构截面的扫描电镜图；
[0042]图5为本发明实施例二的制备方法中的结构变化示意图；