CN106195924A - 一种波长转换装置及其制作方法、相关发光装置 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种波长转换装置及其制作方法、相关发光装置，包括：荧光粉层，该荧光粉层包括荧光粉；漫反射层，包括白色散射粒子，白色散射粒子用于对入射光进行散射；高导热基板，该高导热基板为氮化铝基板、氮化硅基板、碳化硅基板、氮化硼基板、氧化铍基板中的一种，且荧光粉层、高散射反射板、高导热基板依次层叠设置并固定。本发明实施例提供了一种可以兼顾反射率和热稳定性的波长转换装置及其制作方法、相关发光装置。

Description

一种波长转换装置及其制作方法、相关发光装置
本申请是基于申请号为201310228456.9、发明名称为“一种波长转换装置及其制作方法、相关发光装置”、申请日为2013-06-08的专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及照明及显示技术领域，特别是涉及一种波长转换装置及其制作方法、相关发光装置。
背景技术
利用激光或者LED等光源激发荧光粉以获得预定单色光或者多色光，是一种广泛应用于照明光源、投影显示等领域的技术方案。这种技术方案往往是利用激光或者LED出射光入射到高速旋转的荧光粉色轮上，以实现良好的散热。
现有技术中的色轮包括两层结构：下层是镜面铝基板，上层是涂覆在铝基板上的荧光粉片。
镜面铝基板主要起到反射和导热作用，镜面铝基板一般有三层结构构成：铝基材，高反射层和表面介质保护层，其中高反射层一般采用高纯铝或者高纯银，在高反射层表面镀上介质层，这个介质层是有低折射率MgF2或者是SiO2和高折射率层材料TiO2组成，起到对高纯铝/银层的保护和增强反射作用。这种镜面铝基板存在两个方面的问题，第一，表面介质层与高反射层的热膨胀系数不匹配，介质层在冲压成型过程中容易遭到破坏，甚至膜层脱落；第二，对于反射率更高的高反射银层来说，在受到高温时，介质层保护层和高反射层之间会产生间隙，使得高反射层与空气产生接触，银原子很容易与大气中的硫化氢，氧气等发生硫化、氧化反应而使高反射层的反射率和热稳定性急剧降低；对于反射铝层来说，铝的稳定性高于银，但是反射率不高。因此，在目前工艺条件下，镜面铝基板不能耐受高温，而难以应用于较大功率的发光装置中。
发明内容
本发明实施例主要解决的技术问题是提供了一种可以耐受较高温度的波长转换装置及其制作方法、相关发光装置。
本发明实施例提供了一种波长转换装置，其特征在于，包括：
荧光粉层，该荧光粉层包括荧光粉；
漫反射层，包括白色散射粒子，白色散射粒子用于对入射光进行散射；
高导热基板，该高导热基板为氮化铝基板、氮化硅基板、碳化硅基板、氮化硼基板、氧化铍基板中的一种；
荧光粉层、漫反射层、高导热基板依次层叠设置并固定。
优选地，高导热基板的导热系数大于等于100W/mK。
优选地，漫反射层包括第一玻璃粉，第一玻璃粉用于粘接白色散射粒子。
优选地，荧光粉层还包括第二玻璃粉，该第二玻璃粉用于粘接荧光粉。
优选地，白色散射粒子包括硫酸钡粉末、氧化铝粉末、氧化镁粉末、氧化钛粉末、氧化锆粉末中的至少一种。
优选地，漫反射层包括第一玻璃粉，第一玻璃粉用于粘接白色散射粒子，第一玻璃粉和第二玻璃粉为同一种高熔点玻璃粉。
本发明实施例还提供了一种发光装置，其特征在于，包括上述波长转换装置，该发光装置还包括一用于出射激发光的激发光源，荧光粉用于吸收该激发光以产生受激光，漫反射层用于对该受激光或者受激光与未被吸收的激发光的混合光进行散射反射。
本发明实施例还提供了一种波长转换装置的制作方法，其特征在于，该制作方法包括：
A、获取高导热基板，该高导热基板为氮化铝基板、氮化硅基板、碳化硅基板、氮化硼基板、氧化铍基板中的一种；
B、获取漫反射层，该漫反射层包括白色散射粒子，白色散射粒子用于对入射光进行散射；
C、获取荧光粉层，该荧光粉层包括荧光粉；
D、将荧光粉层、漫反射层、高导热基板依次层叠设置并固定。
优选地，步骤B与步骤D包括：
在高导热基板表面上烧结一层漫反射层，该漫反射层包括白色散射粒子以及第一玻璃粉，烧结的温度低于高导热基板的熔点，并将荧光粉层固定在该基板表面上的漫反射层的表面。
优选地，步骤B、步骤C与步骤D包括：
在高导热基板表面上烧结一层漫反射层，该漫反射层包括白色散射粒子以及第一玻璃粉，烧结的温度低于高导热基板的熔点，并在该高导热基板表面上的漫反射层的表面烧结一层荧光粉层，该荧光粉层包括第二玻璃粉和荧光粉，且烧结温度T3≤Tf+400℃，其中Tf为第一玻璃粉的软化温度。
优选地，在高导热基板表面上烧结一层漫反射层包括：
B1、获取白色散射粒子、第一玻璃粉、有机载体；
B2、将白色散射粒子、第一玻璃粉、有机载体混合，以得到散射粒子浆体；
B3、将散射粒子浆体涂覆在高导热基板上；
B4、将被散射粒子浆体涂覆的高导热基板进行烧结成型，以得到漫反射层。
优选地，在该基板表面上的漫反射层的表面烧结一层荧光粉层包括：
C1、获取第二玻璃粉、荧光粉、有机载体；
C2、将第二玻璃粉、荧光粉、有机载体混合，以形成荧光粉浆；
C3、将荧光粉浆涂覆在高导热基板表面上的漫反射层的表面；
C4、将涂覆有荧光粉浆的高导热基板烧结成型，以得到荧光粉层，且烧结温度T3≤Tf+400℃，其中Tf为第一玻璃粉的软化温度。
优选地，步骤B3与步骤B4之间还包步骤：将被散射粒子浆体涂覆的高导热基板放置在T1温度加热0.2小时以上，其中Tb-100℃≤T1≤Tb+200℃，Tb为有机载体的完全分解温度。
与现有技术相比，本发明实施例具有如下有益效果：
本发明实施例中，波长转换装置利用漫反射层与高导热基板来代替传统的镜面铝基板。其中漫反射层包括白色散射粒子，白色散射粒子会对入射光进行散射，从而利用漫反射代替传统金属反射层的镜面反射，实现了对入射光的反射。而且白色散射粒子在高温下也不会氧化而吸收入射光，因此漫反射层在较高温度下也不会降低反射率，可以耐受高温。同时，由于高导热基板为氮化铝、氮化硅、碳化硅、氮化硼、氧化铍中的一种，这些陶瓷材料的熔点远高于金属铝，可以耐受比铝更高的温度。因此，本发明实施例中的波长转换装置可以耐受较高温度。
附图说明
图1a为本发明波长转换装置的一个实施例的结构示意图；
图1b为镜面铝基板的波长转换装置和氮化铝陶瓷基板的波长转换装置在不同功率激发光照射下的相对发光强度曲线示意图；
图1c为硅胶封装的荧光粉层的波长转换装置和玻璃粉封装的荧光粉的波长转换装置在不同功率激发光照射下的相对发光强度曲线示意图；
图2为本发明的波长转换装置的制作方法的一个实施例的流程示意图；
图3为本发明波长转换装置的制作方法的又一实施例的流程示意图；
图4为本发明波长转换装置的制作方法的又一个实施例的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施方式对本发明实施例进行详细说明。
请参阅图1a，图1a为本发明波长转换装置的一个实施例的结构示意图，如图1a所示，波长转换装置包括依次层叠设置并固定的荧光粉层110、漫反射层120、高导热基板130。
荧光粉层110包括荧光粉。荧光粉可以吸收激发光并受激产生不同于激发光波长的光，例如YAG(钇铝石榴石)荧光粉，YAG荧光粉可以吸收蓝光、紫外光等而产生黄色受激光。此外，荧光粉还可以是红光荧光粉、绿光荧光粉等。
漫反射层120用于对入射光进行反射，其包括白色散射粒子。白色散射粒子一般为盐类或者氧化物类粉末，例如硫酸钡粉末、氧化铝粉末、氧化镁粉末、氧化钛粉末、氧化锆粉末等，基本上不会对光进行吸收，并且白色散射材料的性质稳定，不会在高温下氧化。考虑到漫反射层需要较好的散热效果，优选地选择导热率较高的氧化铝粉末。当然，为了实现漫反射层120的反射入射光的功能，白色散射材料在漫反射层120中需要有一定致密度和厚度，该致密度和厚度可以通过实验确定。
虽然金属的导热率很高，但是金属在温度高于其熔点温度的一半时，金属板就可能会受热变形，例如铝板、钢板、铜板等，特别是当作为成型一些高熔点玻璃(软化温度在500℃以上的玻璃)的基板时，更容易产生变形。因此，高导热基板130可以采用导热系数大于等于100W/mK的陶瓷材料，在实现导热的同时，还可以耐受较高的温度。这种高导热基板基本上都是致密结构的陶瓷板，例如氮化铝、氮化硅、氮化硼、氧化铍等。另外，碳化硅基板的导热系数虽然只有80W/mK，但是经实验验证也是可以用作高导热基板。这些高导热基板材料的熔点都在1500℃以上，远高于铝的熔点(700℃)，可以耐受较高温度。
波长转换装置利用漫反射层与高导热基板来代替传统的镜面金属板。其中漫反射层包括白色散射粒子，白色散射粒子会对入射光进行散射，从而利用漫反射代替传统金属反射层的镜面反射，实现了对入射光的反射。而且白色散射粒子在高温下也不会氧化而吸收入射光，因此漫反射层在高温下也不会降低反射率，可以耐受较高温度。同时，由于高导热基板为氮化铝基板、氮化硅基板、碳化硅基板、氮化硼基板、氧化铍基板中的一种，可以耐受比金属铝更高的温度。因此，本发明实施例中的波长转换装置可以耐受较高温度。
举例来说，在氮化铝陶瓷为基板在表面设置一层厚度为0.2mm的氧化铝粉末作为漫反射层，该氧化铝粉末粒径分布为0.2μm至0.5μm之间，其与粘接剂的质量比为6：1。此时测得漫反射层的相对于镜面铝基板的反射率为99.5％，几乎与镜面铝基板相同。当然，漫反射粒子的粒径、漫反射层的厚度以及致密度还可以是其它数值，这些数值可以由本领域技术人员根据现有技术通过若干次实验得到。
在上述漫反射层的表面设置荧光粉层，可以得到波长转换装置。在最大功率为14W的激发光的照射下，镜面铝基板的波长转换装置和上述氮化铝陶瓷基板的波长转换装置接收激发光的入射，该镜面铝基板的波长转换装置和氮化铝陶瓷基板的波长转换装置的荧光粉层都为硅胶封装。图1b为镜面铝基板的波长转换装置和氮化铝陶瓷基板的波长转换装置在不同功率激发光照射下的相对发光强度曲线示意图，如图1b所示，坐标轴的横坐标为不同的激发光功率，如前所述，其最大功率为14W，坐标轴的纵坐标为波长转换装置产生受激光的相对发光强度。随着激发光功率的增加，镜面铝基板的波长转换装置的相对发光强度逐渐提高。但是当激发光功率提高到最大功率的30％以上时，在镜面铝基板的波长转换装置上，荧光粉层的硅胶会高温分解而发黑，导致波长转换装置的相对发光强度下降。并且，随着激发光功率的提高，硅胶的分解程度越严重，相对发光强度越低。而对于氮化铝陶瓷基板的波长转换装置，在开始阶段，氮化铝陶瓷基板的波长转换装置的相对发光强度会随着激发光功率的提高而逐渐提高。但当激发光功率提高到最大功率的70％以上时，氮化铝陶瓷基板的波长转换装置才会出现荧光粉层的硅胶发黑的现象，而使得波长转换装置的相对发光强度降低，但是其相对发光强度的下降趋势比镜面铝基板的波长转换装置的下降趋势要缓慢。
对于镜面铝基板来说，其表面比较光滑，当荧光粉层在镜面铝基板的表面成型后，荧光粉层与基板接触的表面会收缩，而部分与基板分离，使得荧光粉层与镜面铝基板的接触面积较小，因此荧光粉层与镜面铝基板之间的界面热阻比较大。而对于氮化铝陶瓷基板的波长转换装置，由于陶瓷基板和漫反射层的表面都相对比较粗糙，因此，荧光粉层与漫反射层之间、漫反射层与陶瓷基板之间的接触面积比较大，使得波长转换装置成型后的界面热阻较小，从而可以将荧光粉层的热量更多地传递至陶瓷基板，使得波长转换装置可以耐受更高温度。
本发明实施例中，波长转换装置是利用漫反射层与高导热基板来代替传统的镜面金属板。其中漫反射层包括白色散射粒子，白色散射粒子会对入射光进行散射，从而利用漫反射代替传统金属反射层的镜面反射，实现了对入射光的反射。而且白色散射粒子在高温下也不会氧化而吸收入射光，因此漫反射层可以耐受较高温度。同时，由于高导热基板材料包括氮化铝、氮化硅、碳化硅、氮化硼、氧化铍中的至少一种，这些陶瓷材料的熔点远高于金属，可以耐受比金属更高的温度，同时，这些陶瓷的导热率虽然略低于铝基板，但是仍高于铁等金属的导热率，并且高导热基板与漫反射层之间、漫反射层和荧光粉层之间的界面热阻较低，可以将荧光粉层的热量传导至高导热基板，并散发到空气中，从而提高了波长转换装置的热稳定性。因此，本发明实施例中的波长转换装置做到了同时兼顾波长转换装置的反射率和热稳定性。
在实际应用中，荧光粉一般会被粘接剂封装成一个整体，最常用的是硅胶粘接剂，其化学性质稳定、有较高的机械强度。但是如前所述，硅胶粘接剂的可耐受温度较低，一般在300摄氏度至500摄氏度。为了应用于大功率的发光装置中，优选地，可以用无机粘接剂来将荧光粉粘接成一个整体，无机粘接剂可以是水玻璃、玻璃粉等，以实现耐高温的反射式荧光粉轮。
优选地，荧光粉层110的粘接剂为第二玻璃粉，玻璃粉是一种无定形颗粒状的玻璃均质体，其透明度高且化学性质稳定。第二玻璃粉和荧光粉可以通过烧结成型的过程使得荧光粉层110与漫反射层120之间的结合力非常强，并且成型后的荧光粉层110透明度较高，还可以耐受较高的温度。
例如，图1c为硅胶封装的荧光粉层的波长转换装置和玻璃粉封装的荧光粉的波长转换装置在不同功率激发光照射下的相对发光强度曲线示意图，其基板都为氮化铝陶瓷基板，如图1c所示，坐标轴的横坐标为不同的激发光功率，其最大功率为14W，坐标轴的纵坐标为产生受激光的相对发光强度。对于硅胶封装的波长转换装置，当激发光功率提高到最大功率的70％以上时，波长转换装置会出现荧光粉层的硅胶发黑的现象，而使得波长转换装置的相对发光强度降低。而玻璃粉封装的波长转换装置，由于玻璃粉的软化温度比较高，也不会产生发黑的现象，因此随着激发光功率的提高，其波长转换装置的相对发光强度基本上呈线性提高。
类似地，白色散射粒子也需要用粘接剂粘接成一个整体。粘接剂也可以是硅胶、水玻璃等。而优选地，白色散射粒子通过第一玻璃粉粘接。这里的第一玻璃粉可以是和第二玻璃粉相同的玻璃粉，也可以是不同的玻璃粉。在漫反射层中，第一玻璃粉将白色散射粒子进行粘接，将白色散射粒子与空气隔绝，以避免白色散射粒子在空气中受潮，并使得漫反射层具有较高的强度和透过率。同时，当荧光粉层110和漫反射层120的粘接剂都为玻璃粉，可以通过荧光粉层110在漫反射层120表面烧结成型或者漫反射层120在荧光粉层110表面烧结成型，使得二者之间的具有较强的结合力。
值得说明的是，当先成型漫反射层120，然后在漫反射层120表面烧结荧光粉层110时，在烧结荧光粉层110的过程中，不能对漫反射层120造成破坏。容易理解的是，当烧结温度T3低于第一玻璃粉的软化温度，第一玻璃粉在荧光粉层110的成型过程中不会软化，因此不会对漫反射层120产生影响。但是经实验发现，即使烧结温度T3高于第一玻璃粉的软化温度，只要第一玻璃粉的流动性不是很强，也并不会破坏漫反射层。为了烧结荧光粉层110的过程中，避免第一玻璃粉再次软化后流动性过强，经实验验证，烧结温度T3应满足：T3≤Tf+400℃，其中Tf为第一玻璃粉的软化温度。
同理，当先成型荧光粉层110，然后在荧光粉层110表面烧结漫反射层120时，烧结温度T3应满足：T3≤Tf+400℃，其中Tf为第一玻璃粉的软化温度。
其实，第一玻璃粉和第二玻璃粉可以是同一种玻璃粉，只要如前所述控制第二次烧结时的烧结温度，就不会破坏第一次烧结成型的漫反射层120或者荧光粉层110，因此两次烧结甚至可以是相同的温度。例如，第一玻璃粉和第二玻璃粉都为高熔点玻璃粉，例如硅酸盐玻璃粉。相对于低熔点玻璃粉，高熔点玻璃粉的透光性较好，可以减少光的损失。
在漫反射层120和荧光粉层110中，第一玻璃粉和第二玻璃粉是需要能够透射入射光同时还要传导热量，因此优选地，第一玻璃粉和/或第二玻璃粉为硼硅酸玻璃粉，硼硅酸玻璃粉性质稳定，透过率高，并且相对于其它玻璃粉，还具有较高的导热率。另外，考虑到第一玻璃粉和第二玻璃粉之间的软化温度要有所差别，而硼硅酸玻璃粉的软化温度比较高，该玻璃粉可以用作第一玻璃粉和第二玻璃粉中软化温度较高的一种。
漫反射层120中的白色散射粒子主要起到对入射光进行散射的作用，为了达到更好的散射效果，白色散射粒子的粒径要覆盖0.2～0.5μm的范围。这是由于一般粒子对其粒径的两倍的波长光具有最高的反射率，这个粒径范围正好对应着400nm至800nm的可见光的波长范围。当然，白色散射粒子的粒径越小，漫反射层的白色散射粒子堆积的越致密，其散射效果越好，但是经实验验证，在同等密度下，粒径在0.2～0.5μm范围内散射效果是最好的。另一方面，容易理解的是，在同一种白色散射粒子来说，白色散射粒子的添加比例越高，漫反射层120的厚度越厚，反射率就越高。
漫反射层120可以是通过粘接等方式固定在高导热基板130上，但是通过粘接方式固定，由于胶水的存在，漫反射层120与高导热基板130之间存在界面层，会阻止漫反射层120的热量传导至高导热基板130上。因此，优选地，漫反射层120直接烧结在高导热基板130，此时高导热基板130与漫反射层120具有比较高的结合力，并且导热性好。当漫反射层120中的粘接剂为第一玻璃粉时，玻璃粉和陶瓷高导热基板130的基体产生一定化学结合，二者的结合力要远高于玻璃与金属的结合力，并且玻璃和陶瓷的热膨胀系数更加匹配，同时由于高导热基板130的具有较高的导热系数，也可以像金属一样起到良好的热传导作用。
另外，为了能够利用陶瓷基板与漫反射层120的强结合力，并同时利用金属基板的高导热率，高导热基板130可以采用陶瓷基板敷铜的复合结构。该复合结构可以通过在陶瓷基板的表面成型一层漫反射层后，在陶瓷基板的另一表面敷铜来实现，可以避免铜的氧化与变形。
为了获得上述的波长转换装置，本发明实施例还提供了一种波长转换装置的制作方法。请参阅图2，图2为本发明的波长转换装置的制作方法的一个实施例的流程示意图，如图2所示，本实施例的步骤包括：
S11、获取高导热基板。
这里的高导热基板为氮化铝基板、氮化硅基板、碳化硅基板、氮化硼基板、氧化铍基板中的一种。
S12、获取漫反射层。
漫反射层包括白色散射粒子，该白色散射粒子用于对入射光进行散射。该漫反射层可以通过硅胶等粘接剂与白色散射粒子混合后涂覆成型得到，也可以通过玻璃粉等粘接剂与白色散射粒子烧结后得到，还可以是通过水玻璃与白色散射粒子混合后通过沉积法得到。
S13、获取荧光粉层。
荧光粉层包括荧光粉。该荧光粉可以利用粘接剂粘接到一起，粘接剂可以是硅胶、水玻璃、玻璃粉等。荧光粉层的成型方法一般与粘接剂有关，例如，荧光粉可以通过与硅胶混合涂覆的方式成型，或者与水玻璃混合后通过沉积法成型。
值得说明的是上述步骤S11、S12、S13之间并没有特定的顺序。
S14、将荧光粉层、漫反射层、高导热基板依次层叠设置并固定。
本步骤S14可以在步骤S11、步骤S12、步骤S13之后进行。例如，在获取荧光粉层、漫反射层、高导热基板之后，将三者用胶水依次粘接起来。此时荧光粉层、漫反射层可以是先在其它基板上成型，然后脱模获得的。
步骤S14也可以与步骤S11、步骤S12、步骤S13同时进行。例如，获取漫反射层和高导热基板以后，将漫反射层与高导热基板进行粘接固定，再获取荧光粉层，并将荧光粉层与漫反射层粘接固定；或者，获取漫反射层和荧光粉层以后，将二者进行先进行粘接固定，再获取高导热基板，并将高导热基板与漫反射层进行粘接固定。
另外，漫反射层的获取和漫反射层与高导热基板的粘接过程是可以同时进行的，例如将漫反射层直接成型在高导热基板的表面。同理，漫反射层的获取和漫反射层与荧光粉层的粘接过程也是可以同时进行的，例如将漫反射层直接成型在荧光层的表面。而荧光粉层的获取和漫反射层与荧光粉层的粘接过程也是可以同时进行的，例如将荧光粉层直接成型在漫反射层的表面。
利用上述制作方法，可以制备出包括层叠设置的荧光粉层、漫反射层、高导热基板的波长转换装置。
在上述制作方法中，每个步骤可以有很多种方式实现，为了简化步骤，本发明提出一种优化的制作方法。请参阅图3，图3为本发明波长转换装置的制作方法的又一实施例的流程示意图，如图3所示，本实施例的步骤包括：
S21、获取高导热基板。
步骤S21的说明请参见对步骤S11的说明。
S22、在高导热基板的表面烧结一层漫反射层，该漫射层包括白色散射粒子以及第一玻璃粉。
在本步骤S22中，将图2所示的制作方法中的步骤S12与S14同时进行，一方面，这样简化了步骤，另一方面，直接烧结增加了漫反射层与高导热基板之间的结合力，并且消除了胶水等粘接带来的界面热阻。
为了漫反射层的烧结过程不破坏高导热基板，烧结温度要低于高导热基板的熔点。
S23、在漫反射层的表面烧结一层荧光粉层，该荧光粉层包括第二玻璃粉和荧光粉。
本步骤S23中，将图2所示的制作方法中的步骤S13与步骤S14同时进行。同样，简化了步骤并且消除了胶水等粘接带来的界面热阻。另外，这里的荧光粉层包括第二玻璃粉和荧光粉，相对于硅胶与荧光粉混合涂覆的结构，第二玻璃粉要远比硅胶更耐高温，并且玻璃与玻璃之间的结合力会比玻璃与硅胶之间的结合力高的多，因此增加了漫反射层与荧光粉层之间的结合力，所以玻璃粉封装荧光粉层是一种优选的方式。当然，为了在荧光粉片烧结的过程中不影响漫反射层，本步骤的烧结温度T3要满足T3≤Tf+400℃，其中Tf为所述第一玻璃粉的软化温度。
另外值得说明的是，步骤S22并不一定需要和步骤S23结合使用。例如，在步骤S22后，荧光粉与硅胶混合涂覆到漫反射层的表面，并加热成型；或者，荧光粉层先成型后再粘接到漫反射层的表面。
另外，漫反射层和荧光粉层的烧结顺序并一定要与本实施例中的顺序相同，而是还可以其它的顺序。例如先烧结成型荧光粉层，再在荧光粉层或者高导热层表面烧结漫反射层，最后荧光粉层、漫反射层、高导热基板三者层叠放置再次烧结在一起；或者，先烧结成型荧光粉层，再在高导热基板表面上涂覆第一玻璃粉和白色散射粒子的混合粉末，荧光粉层覆盖在该混合粉末上使得荧光粉层、混合粉末、高导热基板依次层叠放置，再进行烧结，在成型漫反射层的同时，将三者烧结在一起。当需要先烧结荧光粉层后烧结漫反射层时，为避免在漫反射层的烧结过程中对荧光粉层造成影响，漫反射层的烧结温度T3要满足T3≤Tf+400℃。
常温下，玻璃粉与荧光粉都是固体粉末，二者相容性不好，混合后玻璃粉颗粒与荧光粉颗粒之间存在着间隙，而并没有混合为一个整体，使得二者烧结后得到的荧光粉片容易出现气孔等缺陷。气孔的存在使得激发光可能直接经气孔透过荧光粉片，而没有激发荧光粉，为了解决上述问题，本发明实施例提出了另一实施例。请参阅图4，图4为本发明波长转换装置的制作方法的又一个实施例的流程示意图，如图4所示，本实施例的步骤包括：
S31、获取高导热陶瓷基板。
步骤S31的说明请参见对步骤S11的说明。
S32、获取一定量的甲基硅油、白色散射粒子、第一玻璃粉。
硅油是一种不同聚合度的聚有机硅氧烷的混合物，其中，甲基硅油、乙基硅油、苯基硅油、甲基苯基硅油等都是常用的硅油种类。硅油具有一定的粘度，且硅油的表面张力较小，容易浸润白色散射粒子和第一玻璃粉而混合成一个整体。其中，甲基硅油的完全分解温度比较高，粘度高，热稳定性也比较高，其粘度不随着温度的变化而变化，有利于后续浆体的粘度调节，不容易出现分相，是一种优选的有机载体。当然，除了硅油以外，对于其它有一定粘性，且可以将白色散射粒子、第一玻璃粉粘接成有一定流动性的整体的有机载体都是可以的，例如乙二醇、PVB(聚乙烯醇缩丁醛)、乙基纤维素等，它们都会在烧结后分解挥发或者仅留下少量对漫反射层的散射效果基本没有影响的残留物。
甲基硅油的量至少要足够浸润白色散射粒子和第一玻璃粉，使三者混合成一个整体。而白色散射粒子和第一玻璃粉的量可以根据实际需要进行选择，只需使得第一玻璃粉能够在后续的烧结中将白色散射粒子粘接成一个整体即可。
S33、将甲基硅油、白色散射粒子、第一玻璃粉混合均匀以得到散射粒子浆体。
为了解决白色散射粒子与第一玻璃粉混合难以形成一个整体的问题，在本步骤中，白色散射粒子、第一玻璃粉与甲基硅油混合成一整体，使得甲基硅油作为混合白色散射粒子和第一玻璃粉的载体，并得到散射粒子浆体。
为了实现混合均匀，可以利用机械搅拌等方式进行混合。这里的步骤S33可以是在步骤S32完成后，将三者一起混合均匀；也可以是步骤S33和步骤S32同时进行，例如获取一定量的第一玻璃粉和白色散射粒子，然后利用搅拌等方式对第一玻璃粉和白色散射粒子进行混合，同时再获取一定量的硅油，并在搅拌的同时逐渐加入第一玻璃粉和白色散射粒子中。
S34、将散射粒子浆体涂覆在高导热陶瓷基板上。
高导热陶瓷基板为散射粒子浆体的承载体。散射粒子浆体可以采用刮涂等方式涂覆在高导热陶瓷基板上，而优选地，散射粒子浆体可以通过丝网印刷方式涂覆，丝网印刷可以使涂覆在高导热陶瓷基板表面的散射粒子浆体厚度更加均匀，烧结成型后的热应力更小。
S35、将被散射粒子浆体涂覆的高导热陶瓷基板烧结成型，以得到漫反射层。
为了将散射粒子浆体烧结成型，烧结温度应该在散射粒子浆体中的第一玻璃粉的软化温度以上，这样玻璃粉形成液相，有利于与散射粒子的烧结成致密漫反射层；但是温度也不能太高，否则一定量的白色散射粒子与玻璃粉发生化学反应而影响漫反射率，经实验发现，烧结温度T2在Tf<T2≤Tf+400℃范围内是可以相对更容易地进行成型，其中Tf为第一玻璃粉的软化温度。
经实验发现，若直接对被散射粒子浆体涂覆的基板进行烧结成型，由散射粒子浆体烧结成的漫反射层会产生很多气孔。这是由于硅油的闪点一般来说要远低于玻璃粉的软化温度，直接在玻璃粉的软化温度附近加热，硅油挥发的速度太快，会在漫反射层上形成气孔，因此本发明实施例提出在烧结成型前要对散射粒子浆体进行低温加热，以使得至少部分硅油低速率挥发掉。
优选地，可以在步骤S35之前增加步骤：将被散射粒子浆体涂覆的基板在200℃加热0.2小时。当在200℃(比甲基硅油的闪点温度300℃低100℃)下加热0.2小时，散射粒子浆体中就会有相当比例的硅油挥发或者分解，残留的硅油会在散射粒子浆体烧结成型的过程中挥发或分解掉。当然容易理解的是，加热的温度越低，需要加热的时间更长才能去除全部的硅油，并且加热时间越长，残留的甲基硅油越少。为了缩短加热时间，可以提高散射粒子浆体和基板的加热温度，但是为了保证甲基硅油以较缓慢的速度挥发，加热温度要在500℃(比甲基硅油的闪点温度300℃高200℃)以下。例如加热温度为500℃，此时加热0.2小时后，散射粒子浆体可以挥发更多的甲基硅油，甲基硅油全部挥发掉的时间也比在200℃加热时的时间短。
当使用其它类型的硅油来替代甲基硅油，为了控制硅油挥发的速度和挥发量，同样需要控制被散射粒子浆体涂覆的基板的加热温度在T1温度，Tb-100℃≤T1≤Tb+200℃，Tb为硅油的闪点，硅油会在闪点温度附近分解以及挥发。当然，利用其它有机助剂来代替硅油也是可以的，但是要保证控制被散射粒子浆体涂覆的基板的加热温度在T1温度，Tb-100℃≤T1≤Tb+200℃，此时Tb为有机助剂的完全分解温度。
实际上，如果利用乙二醇等代替硅油与第一玻璃粉、白色散射粒子混合，即使经过低温除去有机载体，成型后的漫反射层也可能会有较多的气孔。这是因为乙二醇是纯净物，当加热到乙二醇闪点附近时，所有的乙二醇基本上也是很快都挥发了，只剩下固态的白色散射粒子和第一玻璃粉，挥发的乙二醇的原来所在的位置变成了气孔。而硅油是不同聚合度的聚有机硅氧烷的混合物，不同聚合度的聚有机硅氧烷具有不同的闪点，因此在硅油升温的过程中，不同聚合度的有机硅氧烷会依次挥发。这时，虽然有部分的硅油挥发，白色散射粒子、第一玻璃粉和剩余的硅油依然有流动性，白色散射粒子和第一玻璃粉会相互靠近以填充挥发硅油的位置，从而减少了气孔的产生。因此，硅油是一种比较优选地有机载体。
值得说明的是，在烧结过程中，包括甲基硅油在内的硅油会以分解和挥发的形式被去除掉，而硅油分解后会产生少量的二氧化硅，但是该二氧化硅基本上不会对漫反射层的散射效果产生影响。
当然，在对漫反射层的气孔率不敏感的情况下，也可以不设置低温去除硅油的步骤而直接烧结成型。
实际上，只有在加热温度T1小于步骤S15中的烧结温度T2时，低温预先除硅油才有意义，才能减慢硅油的挥发速度，因此要设置T2大于T1。但是当T2和T1的温度比较接近的时候，两次加热时硅油的挥发速度并没有明显的差异，低温除去硅油的作用并不明显，因此这里的温度T1、T2优选满足T2—T1≥100℃。
S36、获取一定量的甲基硅油、荧光粉、第二玻璃粉。
本步骤S36与前面的步骤并没有一定的顺序关系，其先后顺序可以是任意的。本步骤S36中，甲基硅油的作用与步骤S32的相同，不同点仅在于，获取的是荧光粉和第二玻璃粉。
S37、将甲基硅油、荧光粉、第二玻璃粉混合均匀以得到荧光粉浆。
本步骤S37与步骤S33类似，甲基硅油的作用是作为荧光粉与第二玻璃粉的载体。
S38、将荧光粉浆涂覆在高导热基板表面的漫反射层上。
本步骤S38中，漫反射层为荧光粉浆的承载体，其涂覆方法与步骤S34相同。
S39、将被荧光粉浆涂覆的高导热基板烧结成型，以得到荧光粉层。
本步骤中的烧结方法与步骤S35相同，不同点在于，烧结温度满足T3≤Tf+400℃，其中Tf为第一玻璃粉的软化温度。并且，类似可以增加低温预先出去硅油的步骤。
值得说明的是，本实施例中，在漫反射层和荧光粉层的成型过程中，都使用了有机载体硅油作为载体来使得不同物质混合更均匀，而容易理解的是，漫反射层和荧光粉层的成型是相互独立的，二者成型过程中可以各自单独使用有机载体来辅助成型。
本发明实施例还提供了一种发光装置，该发光装置包括上述实施例中的波长转换装置，且还包括一用于出射激发光的激发光源。其中荧光粉用于吸收激发光以产生受激光，漫反射层用于对该受激光或者受激光与未被吸收的激发光的混合光进行散射反射，高导热基板用于将漫反射层传导过来的热量散发到空气中。
以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (16)

1.一种波长转换装置，其特征在于，包括：
荧光粉层，该荧光粉层包括荧光粉；
漫反射层，包括白色散射粒子，所述白色散射粒子用于对入射光进行散射，所述白色散射粒子的粒径为0.2～0.5μm；
高导热基板，所述高导热基板的导热系数大于等于80W/mK；
所述荧光粉层、漫反射层、高导热基板依次层叠设置并固定。
2.根据权利要求1所述的波长转换装置，其特征在于：所述高导热基板的导热系数大于等于100W/mK。
3.根据权利要求2所述的波长转换装置，其特征在于，所述高导热基板为导热系数大于等于100W/mK的陶瓷材料。
4.根据权利要求1所述的波长转换装置，其特征在于：所述高导热基板为氮化铝基板、氮化硅基板、碳化硅基板、氮化硼基板、氧化铍基板中的一种。
5.根据权利要求1所述的波长转换装置，其特征在于：所述高导热基板的熔点在1500℃以上。
6.根据权利要求1所述的波长转换装置，其特征在于，所述漫反射层还包括粘接剂，所述粘接剂用于粘接所述白色散射粒子。
7.根据权利要求6所述的波长转换装置，其特征在于，所述白色散射粒子与粘接剂的质量比为6：1。
8.根据权利要求6所述的波长转换装置，其特征在于：所述粘接剂包括第一玻璃粉。
9.根据权利要求1所述的波长转换装置，其特征在于：所述荧光粉层还包括第二玻璃粉，该第二玻璃粉用于粘接所述荧光粉。
10.根据权利要求9所述的波长转换装置，其特征在于：所述漫反射层还包括第一玻璃粉，所述第一玻璃粉用于粘接所述白色散射粒子，所述第一玻璃粉和第二玻璃粉为同一种高熔点玻璃粉。
11.根据权利要求1所述的波长转换装置，其特征在于，所述白色散射粒子为盐类或者氧化物类粉末。
12.根据权利要求1所述的波长转换装置，其特征在于：所述白色散射粒子包括硫酸钡粉末、氧化铝粉末、氧化镁粉末、氧化钛粉末、氧化锆粉末中的至少一种。
13.根据权利要求6所述的波长转换装置，其特征在于，所述白色散射粒子为氧化铝粉末。
14.根据权利要求13所述的波长转换装置，其特征在于，所述氧化铝粉末与粘接剂的质量比为6：1。
15.根据权利要求1所述的波长转换装置，其特征在于，所述漫反射层的厚度为0.2mm。
16.一种波长转换装置的制作方法，其特征在于，该制作方法包括：
A、获取高导热基板，该高导热基板的导热系数大于等于80W/mK；
B、获取漫反射层，该漫反射层包括白色散射粒子，所述白色散射粒子用于对入射光进行散射，所述白色散射粒子的粒径为0.2～0.5μm；
C、获取荧光粉层，该荧光粉层包括荧光粉；
D、将所述荧光粉层、漫反射层、高导热基板依次层叠设置并固定。
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