一种反射式荧光玻璃光转换组件的制备及应用
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及一种反射式荧光玻璃光转换组件的制备方法及应用。
【背景技术】
[0002]激光焚光显不技术(LI3D:Laser Phosphor Display)作为激光显不技术的一种已经获得了广泛的应用，LPD显示技术系统的核心是激光光学引擎。激光光学引擎由激光光源、光机系统和投影系统三部分组成。LPD激光光源是利用蓝光半导体激光阵列出射的蓝光光束照射到荧光色轮上的红色和绿色荧光粉，分别激发出红光和绿光，再利用光源原有的蓝光，从而形成红绿蓝三基色光束。现有的荧光色轮结构多采用一种反射式结构，其采用在高反射的金属基板(如高光铝片等)上涂覆荧光粉与硅胶的混合物，利用高反射系数的基板将荧光粉发出的红光及蓝光反射到光机系统。激光光学引擎进一步小型化要求蓝光半导体激光阵列出射的蓝光光束的功率密度进一步提高，原来荧光色轮中的荧光粉硅胶混合涂层承受蓝光光束的高功率密度会导致高温，致使硅胶变质甚至开裂及荧光粉发光特性发生衰减。
[0003]中国发明专利CN201210125776公布了“包含荧光体的玻璃涂层及其制造方法、发光器件及其制造方法”，其中含荧光体的玻璃涂层为荧光体与玻璃的混合物，通过丝网印刷或静电喷涂的方法被制备在玻璃基板上，起光学波长转换作用。运用这种包含荧光体的玻璃涂层和蓝光LED芯片通过远程激发的方法可以制造LED发光器件，产生各种波长的可见光光线。这种LED发光器件可以有效缓解散热问题。这种LED发光器件采用透射式结构有其不足的地方，具体如下:I)由于荧光粉颗粒在玻璃涂层中无序分布，因此荧光粉颗粒受激发出的光线会在涂层中发生散射，一部分光线会从背面发生发射，影响器件的发光效率;2)玻璃基板的透过率并非100%，因此光线在传输过程中还会发生损失。
【发明内容】
[0004]本发明目的是，提出一种反射式荧光玻璃光转换组件的制备方法及应用。尤其是在玻璃基板上利用宽带隙的反射剂粉末与低熔点玻璃粉末混合制备一层反射涂层，再在其上制备一层荧光玻璃涂层，然后利用热处理工艺将反射涂层及荧光玻璃涂层与玻璃基板融为一体，制造一种反射式荧光玻璃光转换组件，以有效解决传统荧光色轮中荧光粉硅胶混合涂层的缺陷，并解决透射式荧光玻璃涂层所发生的发光损失，进一步提高色轮中光线的提取效率。
[0005]本发明的技术方案是，一种反射式荧光玻璃光转换组件，光转换组件包括自下至上的三层材料:玻璃基板、反射剂玻璃涂层及荧光玻璃涂层；反射剂玻璃涂层是质量比为150:1?100:150的玻璃B的粉末与反射剂C成分，荧光玻璃涂层含有荧光体D的玻璃涂层烧结在玻璃基板上，反射剂玻璃涂层及荧光玻璃涂层分别厚度为0.3-3_。
[0006]反射剂C是一种绝缘体，具有大的光学帯隙，其对应的光学吸收波长在420纳米以下;反射剂C的外光颜色呈白色;反射剂C颗粒的粒径在I微米到60微米之间。
[0007]反射剂3尤其为BaSO4,其粒径分布d5Q为50微米。大的光学帯隙是指该氧化物不吸收可见光，其光学帯隙对应的光学吸收波长在420纳米以下。反射剂C的外光颜色呈白色。可见光照射到反射剂C的颗粒表面后被散射或反射，不会被吸收。
[0008]含反射剂C的玻璃B涂层的厚度可以调节，可以为多层结构，即重复上述步骤(1)-
(3)，获得最终需要的厚度。含反射剂C的玻璃B涂层也可以具有单层结构，即调节玻璃B的粉末与反射剂C的粉末的比例即可。
[0009]反射剂C颗粒的粒径在I微米到60微米之间。
[0010]所述反射式荧光玻璃光转换组件的制备方法，步骤如下:
[0011]反射剂玻璃涂层的制备步骤为:步骤如下:I)将质量比为150:1?100:150的玻璃B的粉末与反射剂C的粉末、有机溶剂及粘结剂，混合成均匀的浆料；
[0012]2)将浆料均匀涂覆在玻璃基板A上，将涂有浆料的玻璃基板A干燥，使有机溶剂挥发完全;优选干燥温度为45 °C到260 °C ;
[0013]3)将干燥后的涂有浆料的玻璃基板A烧结，在玻璃基板A表面得到含有反射剂C的玻璃B涂层；
[0014]荧光玻璃涂层的制备方法，包含以下步骤:
[0015]I)将质量比为150:1?100:150的玻璃B的粉末与荧光体D的粉末、有机溶剂及粘结剂，混合成均匀的浆料；
[0016]2)将浆料均匀涂覆在上述包含反射剂玻璃涂层的玻璃基板A上，将涂有浆料的玻璃基板A干燥，使有机溶剂挥发完全;优选干燥温度为50 0C到260 0C ;
[0017]3)将干燥后的涂有浆料的玻璃基板A烧结，在玻璃基板A表面得到含有荧光体D的玻璃涂层;含有荧光体D的玻璃B涂层的厚度为I微米到5毫米；
[0018]进行烧结为:将温度升至T1，使粘结剂分解挥发完全后，再将温度升至T2，使玻璃B的粉末软化、结合形成连续玻璃体，在玻璃基板A表面就能得到含有反射剂C的玻璃B涂层，温度!Mg于玻璃B的玻璃化转变温度，温度1~2低于玻璃A的玻璃化转变温度10°C以上;温度T1不低于粘结剂的分解挥发温度，温度T2不低于玻璃B的软化温度；
[0019]玻璃基板A是有碱玻璃、无碱玻璃或石英玻璃，或是利用有碱玻璃、无碱玻璃或石英玻璃制备成的磨砂玻璃;或在玻璃A中加入陶瓷粉末;玻璃基板A和玻璃B应该有匹配的热膨胀系数；玻璃 B 优选 S12-Nb2O5 系、B2O3-F 系、P2O5-ZnO 系、P2O5-F 系、S12-B2O3-La2O3 系或S12-B2O3系低熔点玻璃。
[0020]根据LH)激光光源的技术特征，如果激光光源使用LED蓝色激光，则荧光体D可以是LED黄绿色荧光粉、或LED绿色荧光粉、或LED红色荧光粉、或LED绿色荧光粉与LED红色荧光粉的混合物;如果激光光源使用LED紫外激光，则荧光体D可以是蓝色荧光粉、或LED绿色荧光粉、或LED红色荧光粉、或LED蓝色、绿色荧光粉及红色荧光粉的混合物。
[0021]在一种反射式荧光玻璃光转换组件中可以包含一种荧光玻璃涂层，荧光玻璃涂层中荧光体是多种荧光粉的混合物。
[0022]—种反射式荧光玻璃光转换组件的应用，其特征是，在一种反射式荧光玻璃光转换组件中可以包含多种不同的荧光玻璃涂层，并分布在不同的空间位置上。
[0023]含有荧光体D涂层的厚度可以由本领域技术人员根据所得白光的质量要求来确定。
[0024]上述“LED黄绿色荧光粉”是指在蓝色光线或紫外线激发下可以发出特定波长的光线，这些光线的波长范围覆盖部分黄色光线及部分绿色光线的范围；
[0025]上述“LED蓝色荧光粉”是指在紫外线激发下可以发出特定波长的光线，这些光线的波长处于蓝色光线的范围；
[0026]上述“LED绿色荧光粉”是指在蓝色光线或紫外线激发下可以发出特定波长的光线，这些光线的波长处于绿色光线的范围；
[0027]上述“LED红色荧光粉”是指在蓝色光线或紫外线激发下可以发出特定波长的光线，这些光线的波长处于红色光线的范围；
[0028]荧光体D可以由本领域技术人员根据实际需要进行选择。
[0029]本发明的有益效果是，本发明先在玻璃基板上利用宽带隙的反射剂粉末与低熔点玻璃粉末混合制备一层反射涂层，再在其上制备一层荧光玻璃涂层，然后利用热处理工艺将反射涂层及荧光玻璃涂层与玻璃基板融为一体，本发明具有高反射的性能及光增强效率，与传统的荧光粉硅胶涂层相比，荧光玻璃涂层可以承受更高功率密度的激光照射产生的高温，而不会变质；荧光玻璃涂层底部的反射层可以反射荧光粉受激发光后向背面传输的可见光，提高光机的光线收集效率。以有效解决传统荧光色轮中荧光粉硅胶混合涂层的缺陷，并解决透射式荧光玻璃涂层所发生的发光损失，进一步提高色轮中光线的提取效率。
【附图说明】
[0030]图1是反射式荧光玻璃光转换组件的结构示意图。
[0031]图2是运用反射式荧光玻璃光转换组件制造的激光光源的示意图。
[0032]图3是激光光源中反射式荧光玻璃光转换组件的平面结构示意图。
[0033]图4是对应于紫外线激光照射的反射式荧光玻璃光转换组件的平面结构示意图。
具体实施例:
[0034]下面结合附图对本发明进行详细说明。以上图中，I是玻璃基板A，2是含反射剂的玻璃涂层，3是反射剂颗粒，4是荧光玻璃涂层，5是荧光体颗粒。
[0035]实施例1.以图1对反射式荧光玻璃光转换组件的制造方法进行详细说明。
[0036]玻璃基板A是厚度为0.5毫米的普通钠钙玻璃，其在460纳米波长处的折射率约为1.52。玻璃化转变温度为570°C，软化温度为620°C ；