CN112321155A - 激光照明组件及其制造方法 - Google Patents

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CN112321155A CN202011231693.7A CN202011231693A CN112321155A CN 112321155 A CN112321155 A CN 112321155A CN 202011231693 A CN202011231693 A CN 202011231693A CN 112321155 A CN112321155 A CN 112321155A
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Abstract

本发明涉及照明技术领域,公开了一种激光照明组件及其制造方法,包括如下步骤:1)选取荧光粉和玻璃粉作为原料并混合;2)将混合后的荧光粉和玻璃粉模压成型得到发光组件坯体;3)在刚玉片上均匀撒上一层α相的氧化铝粉末;4)将发光组件坯体放置在铺有α相的氧化铝粉末的刚玉片上,然后在空气气氛进行热处理,得到半透明片材;5)将半透明片材下表面打磨掉并抛光,即得到激光照明组件。本发明的激光照明组件具有发光/聚光的一体化的效果,能实现光源的小发散角,在使用过程中可以大幅降低二次配光的难度,有利于器件的紧凑化和小型化。

Description

激光照明组件及其制造方法
技术领域
本发明涉及照明技术领域,尤其涉及一种激光照明组件及其制造方法。
背景技术
经过过去二十年的快速发展,半导体激光器效率显著提升,成本大幅降低,使得基于激光二极管的激光照明技术成为照明市场中的有利竞争者。
相比于LED技术,激光照明不存在随着输入电流从增加而光效衰减的问题。因此,激光照明可以实现远高于LED的亮度。同时,激光是准直光,具有优异的方向性,因此激光照明在一些需要小发散角和高照度的照明器件中(如汽车前大灯、探照灯、投影仪等),具有LED无法比拟的优势。
传统的LED照明器件中的荧光组件是基于将荧光粉封装在硅树脂材料中。在激光辐射下,发光材料会大量的产热,使得硅树脂释放出甲基而“黄化”,甚至燃烧,因此传统LED照明器件中的荧光组件无法应用在激光照明中。目前主流的解决方法是使用玻璃(或者陶瓷)来替代硅树脂,玻璃(或者陶瓷)具有优异的热导率和热稳定性,可有效的解决容易老化的缺陷。
与LED技术类似,主流的激光照明器件是使用蓝光激发荧光组件。发光材料可以吸收部分来自激光器的蓝光,通过特定的电子跃迁,将蓝光转换成绿、黄、橙、红等颜色的光,然后与未被吸收的蓝光组合,形成可用于照明的白光。蓝光照射到发光材料上,会被发光材料散射,从而丧失优异的方向性。此外,发光材料的发光方向是随机的,不具备方向性。因此,为了实现小发散角和高照度,激光照明器件在荧光组件的后端往往需要额外增加一个透镜来达到聚光的目的。这样会额外增加器件的尺寸和制造成本,不利于器件的小型化以及商业推广。
发明内容
针对现有技术存在的技术问题,本发明提供了一种激光照明组件及其制造方法。
为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:一种激光照明组件的制造方法,包括如下步骤:
1)选取荧光粉和玻璃粉作为原料,并将荧光粉和玻璃粉混合;
2)将步骤1)混合后的荧光粉和玻璃粉模压成型得到发光组件坯体;
3)在刚玉片上均匀撒上一层α相的氧化铝粉末;
4)将步骤2)得到的发光组件坯体放置在步骤3)得到的铺有α相的氧化铝粉末的刚玉片上,然后在空气气氛进行热处理,得到半透明片材;
5)将步骤4)得到的半透明片材下表面附着的α相的氧化铝粉末打磨掉并抛光,即得到激光照明组件。
优选地,步骤1)中所述荧光粉用量为2~30wt%,所述玻璃粉用量为70~98wt%;步骤2)中模压时压力为5~20Mpa;步骤3)中所述α相的氧化铝粉末的颗粒度为5~30μm。
优选地,步骤1)中荧光粉和玻璃粉混合时采用混合凝聚造粒方法,具体操作为:将荧光粉与玻璃粉在湿法混合机内混合均匀,并以外加法加入造粒剂与脱模助剂,得到50~120目的造粒粉。
优选地,所述造粒剂为PVB,所述脱模助剂为乙基纤维素,造粒剂和脱模助剂加入的总量为荧光粉和玻璃粉总量的0.5~3wt%,造粒剂和脱膜助剂的质量比为3:7。
优选地,步骤3)中刚玉片厚度为3mm,纯度≥99%,α相的氧化铝粉末为类球形颗粒且颗粒度为12μm,刚玉片上α相的氧化铝粉末的厚度为50μm。
优选地,步骤4)中热处理分为以下两步:
第一步排胶,在空气气氛中,加热到T1并保温3小时,T1低于玻璃粉软化温度;
第二步烧结,在空气气氛中,加热到T2并保温1小时,T2高于玻璃粉软化温度50~100℃。
优选地,所述玻璃粉软化温度为700℃,T1为400~500℃,T2为800℃。
优选地,步骤4)中得到的半透明片材下表面为平面,上表面为弧形。
优选地,半透明片材上表面弧形的弧度≤180°。
本发明还提供了一种激光照明组件,采用上述任一所述的制造方法加工而成。
本发明中,所述荧光粉具有如下特点:1)光致发光;2)在温度<350℃,不发生分解、成分、价态的变化;3)成分为氧化物或者氮氧化物。所述玻璃粉为低熔点玻璃,烧结前为单一的非晶态物质,具有如下特点:1)软化温度在330~1000℃;2)对荧光粉不腐蚀或者腐蚀较弱;3)无铅。
本发明中,荧光粉需具有上述特点的原因是:1)由于是用在典型的“蓝光激发”的基础上,故荧光粉应当是光致发光;2)荧光粉与玻璃粉模压成型后,根据玻璃粉的不同,需经过最高330~1000℃热处理,故荧光粉在相应热处理温度不发生分解或成分变化;3)采用的是荧光粉与氧化物氟化物以及氯化物玻璃粉混合进行热处理,在处理温度下,粉体表面间可能发生相互影响,主要是玻璃粉的成分对于荧光粉性能的影响,应尽量选取对荧光粉影响较小的玻璃粉。
本发明得到的激光照明组件的透过率≥15%,激光从半透明片材的下表面射入,被荧光粉散射后经过半透明片材的上表面,由于玻璃与空气折射率的差异以及半透明片材上表面弧度的存在,可重新被聚焦,减小发散角。
另外,荧光粉发出的光,经过半透明片材的上表面时,由于玻璃与空气折射率的差异以及半透明片材上表面弧度的存在,可重新被聚焦,减小发散角。
本发明具有如下有益效果:
1.采用陶瓷工业中简单的模压成型工艺,大大降低了激光照明组件加工的工艺难度,并且减少了设备的投入。
2.利用玻璃粉在软化过程中的收缩特性以及表面张力,获得了具有一定弧度上表面的半透明片材,烧结时,氧化铝粉末层可以有效的降低玻璃收缩时的阻力,达到类似于“滚珠”的效果。
3.半透明片材上表面的弧度是玻璃收缩时自然形成的,光滑完整,具有较高的光学品质。
4.半透明片材上表面由于弧度的存在,可以起到凸透镜的效果,在几乎不增加成本的前提下,使得该激光照明组件达到发光/聚光的一体化的效果,实现光源的小发散角。
5.半透明片材上表面的弧度可通过热处理温度和保温时间进行调整,从而使得聚光焦距可调,具有更好的应用范围。
6.本发明中激光照明组件的制备方法具有很好的通用性,适用于绝大多数的玻璃粉和荧光粉。
7.本发明中极光照明组件在使用过程中,可以大幅降低二次配光的难度,甚至可以实现无需外加光学透镜,有利于器件的紧凑化和小型化,进而大幅降低整个器件的设计难度和制造成本,推进激光照明技术的实用化。
附图说明
图1是实施例3中发光组件坯体烧结前的示意图。
图2是实施例3中发光组件坯体烧结后的示意图。
图3是对实施例3激光照明组件聚光效果测试示意图。
图中:1荧光粉、2发光组件坯体、3α相的氧化铝粉末、4刚玉片、5弧形上表面、6入射激光、7光纤耦合积分球、8半透明片材。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种激光照明组件的制造方法,包括如下步骤:
1)选取荧光粉和玻璃粉作为原料,并将荧光粉和玻璃粉混合,所述荧光粉用量为2wt%,所述玻璃粉用量为98wt%,荧光粉选用Y3Al5O12:Ce,玻璃粉软化温度为700℃,荧光粉和玻璃粉混合时采用混合凝聚造粒方法,具体操作为:将荧光粉与玻璃粉在湿法混合机内混合均匀,并以外加法加入造粒剂与脱模助剂,得到50~120目的造粒粉,所述造粒剂为PVB,所述脱模助剂为乙基纤维素,造粒剂和脱模助剂加入的总量为荧光粉和玻璃粉总量的0.5wt%,造粒剂和脱膜助剂的质量比为3:7。
2)将步骤1)混合后的荧光粉和玻璃粉模压成型,模压成型的具体操作为:在安装有多套相应模具的回转式成型机上倒入造粒粉,采用5MPa的压力,制成发光组件坯体。
3)选取表面光滑、厚度为3mm、纯度≥99%的刚玉片作为基底,在刚玉片上均匀撒上一层厚度为50μm的α相的氧化铝粉末,α相的氧化铝粉末为类球形颗粒且颗粒度为5μm。
4)将步骤2)得到的发光组件坯体放置在步骤3)得到的铺有α相的氧化铝粉末的刚玉片上,然后在空气气氛进行热处理,得到下表面为平面、上表面为弧形的半透明片材,半透明片材上表面弧形的弧度≤180°,热处理分为以下两步:
第一步排胶,在空气气氛中,加热到400℃并保温3小时,可将大多有机助剂排除,无肉眼可见的碳残留;
第二步烧结,在空气气氛中,加热到790℃并保温1小时。
5)将步骤4)得到的半透明片材下表面附着的α相的氧化铝粉末打磨掉并抛光,使半透明片材下表面为相对光滑的平面,即得到激光照明组件。
实施例2
一种激光照明组件的制造方法,包括如下步骤:
1)选取荧光粉和玻璃粉作为原料,并将荧光粉和玻璃粉混合,所述荧光粉用量为30wt%,所述玻璃粉用量为70wt%,荧光粉选用Y3Al5O12:Ce,玻璃粉软化温度为700℃,荧光粉和玻璃粉混合时采用混合凝聚造粒方法,具体操作为:将荧光粉与玻璃粉在湿法混合机内混合均匀,并以外加法加入造粒剂与脱模助剂,得到50~120目的造粒粉,所述造粒剂为PVB,所述脱模助剂为乙基纤维素,造粒剂和脱模助剂加入的总量为荧光粉和玻璃粉总量的3wt%,造粒剂和脱膜助剂的质量比为3:7。
2)将步骤1)混合后的荧光粉和玻璃粉模压成型,模压成型的具体操作为:在安装有多套相应模具的回转式成型机上倒入造粒粉,采用15MPa的压力,制成发光组件坯体。
3)选取表面光滑、厚度为3mm、纯度≥99%的刚玉片作为基底,在刚玉片上均匀撒上一层厚度为50μm的α相的氧化铝粉末,α相的氧化铝粉末为类球形颗粒且颗粒度为30μm。
4)将步骤2)得到的发光组件坯体放置在步骤3)得到的铺有α相的氧化铝粉末的刚玉片上,然后在空气气氛进行热处理,得到下表面为平面、上表面为弧形的半透明片材,半透明片材上表面弧形的弧度≤180°,热处理分为以下两步:
第一步排胶,在空气气氛中,加热到500℃并保温3小时,可将大多有机助剂排除,无肉眼可见的碳残留;
第二步烧结,在空气气氛中,加热到750℃并保温1小时。
5)将步骤4)得到的半透明片材下表面附着的α相的氧化铝粉末打磨掉并抛光,使半透明片材下表面为相对光滑的平面,即得到激光照明组件。
实施例3
一种激光照明组件的制造方法,包括如下步骤:
1)选取荧光粉和玻璃粉作为原料,并将荧光粉和玻璃粉混合,所述荧光粉用量为4wt%,所述玻璃粉用量为96wt%,荧光粉选用Y3Al5O12:Ce,玻璃粉软化温度为700℃,荧光粉和玻璃粉混合时采用混合凝聚造粒方法,具体操作为:将荧光粉与玻璃粉在湿法混合机内混合均匀,并以外加法加入造粒剂与脱模助剂,得到50~120目的造粒粉,所述造粒剂为PVB,所述脱模助剂为乙基纤维素,造粒剂和脱模助剂加入的总量为荧光粉和玻璃粉总量的0.8wt%,造粒剂和脱膜助剂的质量比为3:7。
2)将步骤1)混合后的荧光粉和玻璃粉模压成型,模压成型的具体操作为:在安装有多套相应模具的回转式成型机上倒入造粒粉,采用7MPa的压力,制成发光组件坯体。
3)选取表面光滑、厚度为3mm、纯度≥99%的刚玉片作为基底,在刚玉片上均匀撒上一层厚度为50μm的α相的氧化铝粉末,α相的氧化铝粉末为类球形颗粒且颗粒度为6μm。
4)将步骤2)得到的发光组件坯体放置在步骤3)得到的铺有α相的氧化铝粉末的刚玉片上,然后在空气气氛进行热处理,得到下表面为平面、上表面为弧形的半透明片材,半透明片材上表面弧形的弧度≤180°,热处理分为以下两步:
第一步排胶,在空气气氛中,加热到410℃并保温3小时,可将大多有机助剂排除,无肉眼可见的碳残留;
第二步烧结,在空气气氛中,加热到765℃并保温1小时。
5)将步骤4)得到的半透明片材下表面附着的α相的氧化铝粉末打磨掉并抛光,使半透明片材下表面为相对光滑的平面,即得到激光照明组件。
实施例4
一种激光照明组件的制造方法,包括如下步骤:
1)选取荧光粉和玻璃粉作为原料,并将荧光粉和玻璃粉混合,所述荧光粉用量为27.8wt%,所述玻璃粉用量为72.2wt%,荧光粉选用Y3Al5O12:Ce,玻璃粉软化温度为700℃,荧光粉和玻璃粉混合时采用混合凝聚造粒方法,具体操作为:将荧光粉与玻璃粉在湿法混合机内混合均匀,并以外加法加入造粒剂与脱模助剂,得到50~120目的造粒粉,所述造粒剂为PVB,所述脱模助剂为乙基纤维素,造粒剂和脱模助剂加入的总量为荧光粉和玻璃粉总量的2.6wt%,造粒剂和脱膜助剂的质量比为3:7。
2)将步骤1)混合后的荧光粉和玻璃粉模压成型,模压成型的具体操作为:在安装有多套相应模具的回转式成型机上倒入造粒粉,采用12MPa的压力,制成发光组件坯体。
3)选取表面光滑、厚度为3mm、纯度≥99%的刚玉片作为基底,在刚玉片上均匀撒上一层厚度为50μm的α相的氧化铝粉末,α相的氧化铝粉末为类球形颗粒且颗粒度为27μm。
4)将步骤2)得到的发光组件坯体放置在步骤3)得到的铺有α相的氧化铝粉末的刚玉片上,然后在空气气氛进行热处理,得到下表面为平面、上表面为弧形的半透明片材,半透明片材上表面弧形的弧度≤180°,热处理分为以下两步:
第一步排胶,在空气气氛中,加热到493℃并保温3小时,可将大多有机助剂排除,无肉眼可见的碳残留;
第二步烧结,在空气气氛中,加热到775℃并保温1小时。
5)将步骤4)得到的半透明片材下表面附着的α相的氧化铝粉末打磨掉并抛光,使半透明片材下表面为相对光滑的平面,即得到激光照明组件。
实施例5
一种激光照明组件的制造方法,包括如下步骤:
1)选取荧光粉和玻璃粉作为原料,并将荧光粉和玻璃粉混合,所述荧光粉用量为10wt%,所述玻璃粉用量为90wt%,荧光粉选用Y3Al5O12:Ce,玻璃粉软化温度为700℃,荧光粉和玻璃粉混合时采用混合凝聚造粒方法,具体操作为:将荧光粉与玻璃粉在湿法混合机内混合均匀,并以外加法加入造粒剂与脱模助剂,得到50~120目的造粒粉,所述造粒剂为PVB,所述脱模助剂为乙基纤维素,造粒剂和脱模助剂加入的总量为荧光粉和玻璃粉总量的1wt%,造粒剂和脱膜助剂的质量比为3:7。
2)将步骤1)混合后的荧光粉和玻璃粉模压成型,模压成型的具体操作为:在安装有多套相应模具的回转式成型机上倒入造粒粉,采用19MPa的压力,制成发光组件坯体。
3)选取表面光滑、厚度为3mm、纯度≥99%的刚玉片作为基底,在刚玉片上均匀撒上一层厚度为50μm的α相的氧化铝粉末,α相的氧化铝粉末为类球形颗粒且颗粒度为20μm。
4)将步骤2)得到的发光组件坯体放置在步骤3)得到的铺有α相的氧化铝粉末的刚玉片上,然后在空气气氛进行热处理,得到下表面为平面、上表面为弧形的半透明片材,半透明片材上表面弧形的弧度≤180°,热处理分为以下两步:
第一步排胶,在空气气氛中,加热到425℃并保温3小时,可将大多有机助剂排除,无肉眼可见的碳残留;
第二步烧结,在空气气氛中,加热到780℃并保温1小时。
5)将步骤4)得到的半透明片材下表面附着的α相的氧化铝粉末打磨掉并抛光,使半透明片材下表面为相对光滑的平面,即得到激光照明组件。
实施例6
一种激光照明组件的制造方法,包括如下步骤:
1)选取荧光粉1和玻璃粉作为原料,并将荧光粉和玻璃粉混合,所述荧光粉与玻璃粉的质量比为1:5,荧光粉选用Y3Al5O12:Ce,玻璃粉软化温度为700℃,荧光粉和玻璃粉混合时采用混合凝聚造粒方法,具体操作为:将荧光粉与玻璃粉在湿法混合机内混合均匀,并以外加法加入造粒剂与脱模助剂,得到50~120目的造粒粉,所述造粒剂为PVB,所述脱模助剂为乙基纤维素,造粒剂和脱模助剂加入的总量为荧光粉和玻璃粉总量的2wt%,造粒剂和脱膜助剂的质量比为3:7。
2)将步骤1)混合后的荧光粉和玻璃粉模压成型,模压成型的具体操作为:在安装有多套相应模具的回转式成型机上倒入造粒粉,采用20MPa的压力,制成发光组件坯体。
3)选取表面光滑、厚度为3mm、纯度≥99%的刚玉片作为基底,在刚玉片上均匀撒上一层厚度为50μm的α相的氧化铝粉末,α相的氧化铝粉末为类球形颗粒且颗粒度为12μm。
4)将步骤2)得到的发光组件坯体放置在步骤3)得到的铺有α相的氧化铝粉末的刚玉片上,然后在空气气氛进行热处理,得到下表面为平面、上表面为弧形的半透明片材8,半透明片材8上表面弧形的弧度≤180°,热处理分为以下两步:
第一步排胶,在空气气氛中,加热到450℃并保温3小时,可将大多有机助剂排除,无肉眼可见的碳残留;
第二步烧结,在空气气氛中,加热到800℃并保温1小时。
5)将步骤4)得到的半透明片材下表面附着的α相的氧化铝粉末打磨掉并抛光,使半透明片材下表面为相对光滑的平面,即得到激光照明组件。
参见图1~2,发光组件坯体2烧结前不透明,烧结时由于玻璃粉软化,具有流动性,可以排除气泡,因此发光组件胚体烧结后形成半透明片材8;另外,烧结时随着温度的上升,发光组件坯体2会不断的收缩,α相的氧化铝粉末3的使用会大幅降低发光组件坯体2收缩时的阻力,增加收缩的幅度,如不使用α相的氧化铝粉末3,发光组件坯体2收缩的幅度会大幅降低;发光组件坯体2收缩时,会对其上表面产生挤压,并在玻璃粉软化后表面张力的作用下,最终形成带有聚焦功能的弧形上表面5。
采用刚玉片4作为基底是利用了其高温下的稳定性,在烧结温度范围内几乎不发生形变及成分变化,同时刚玉片4应尽可能的光滑平整以降低发光组件坯体2收缩时的阻力。
对比例1
制得与实施例6相同的发光组件坯体后,在空气气氛中,加热到800℃并保温1小时,得到激光照明组件。
参见图3,采用光功率为4.75W,波长为450nm的蓝色半导体激光器对对比例1与实施例6制得激光照明组件进行照射,通过透镜系统将激光斑点调整为直径2mm的类圆形;采用透射模式,产生白光;通过厚度调整,将色温调整到5500K左右;光纤耦合积分球7的直径为30cm,光纤耦合积分球7在左侧有一个孔径为5cm的圆形孔,入射激光、激光照明组件、光纤耦合积分球7的中心在同一直线上,光纤耦合积分球7与光谱仪相连。
入射激光6激发激光照明组件发光,光纤耦合积分球部分收集激光照明组件的光然后匀光后得到特定的光通量。
当激光照明组件与光纤耦合积分球距离与0时,收集到对比例1产生的光通量为482lm;收集到实施例6产生的光通量为467lm。
当激光照明组件与光纤耦合积分球距离与1m时,收集到对比例1产生的光通量为22lm;收集到实施例6产生的光通量为73lm,为对比例1的3.3倍。
由此可知,相较于对比例1,实施例6采用分步热处理方法得到的激光照明组件具有明显的聚光效果,在实际使用时可通过调整折射率和弧度,可进一步提升其聚光效果。
另外,实施例6中激光照明组件的玻璃折射率经棱镜耦合仪实测为1.82,空气折射率为1.00,具有类似于平凸镜的聚光效果,是发光聚光一体的照明组件。
折射率差值是聚光效果的重要因素,实际应用过程中需要根据折射率差值设计发光组件坯体上表面的弧度。
以上已经描述了本发明的实施例,上述说明是示例性的,并非穷尽性的,并且也不限于所披露的实施例。在不偏离所说明实施例的范围和精神的情况下,对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (10)

1.一种激光照明组件的制造方法,其特征在于,包括如下步骤:
1)选取荧光粉和玻璃粉作为原料,并将荧光粉和玻璃粉混合;
2)将步骤1)混合后的荧光粉和玻璃粉模压成型得到发光组件坯体;
3)在刚玉片上均匀撒上一层α相的氧化铝粉末;
4)将步骤2)得到的发光组件坯体放置在步骤3)得到的铺有α相的氧化铝粉末的刚玉片上,然后在空气气氛进行热处理,得到半透明片材;
5)将步骤4)得到的半透明片材下表面附着的α相的氧化铝粉末打磨掉并抛光,即得到激光照明组件。
2.根据权利要求1所述的激光照明组件的制造方法,其特征在于,步骤1)中所述荧光粉用量为2~30wt%,所述玻璃粉用量为70~98wt%;步骤2)中模压时压力为5~20Mpa;步骤3)中所述α相的氧化铝粉末的颗粒度为5~30μm。
3.根据权利要求1所述的激光照明组件的制造方法,其特征在于,步骤1)中荧光粉和玻璃粉混合时采用混合凝聚造粒方法,具体操作为:将荧光粉与玻璃粉在湿法混合机内混合均匀,并以外加法加入造粒剂与脱模助剂,得到50~120目的造粒粉。
4.根据权利要求3所述的激光照明组件的制造方法,其特征在于,所述造粒剂为PVB,所述脱模助剂为乙基纤维素,造粒剂和脱模助剂加入的总量为荧光粉和玻璃粉总量的0.5~3wt%,造粒剂和脱膜助剂的质量比为3:7。
5.根据权利要求1所述的激光照明组件的制造方法,其特征在于,步骤3)中刚玉片厚度为3mm,纯度≥99%,α相的氧化铝粉末为类球形颗粒且颗粒度为12μm,刚玉片上α相的氧化铝粉末的厚度为50μm。
6.根据权利要求1所述的激光照明组件的制造方法,其特征在于,步骤4)中热处理分为以下两步:
第一步排胶,在空气气氛中,加热到T1并保温3小时,T1低于玻璃粉软化温度;
第二步烧结,在空气气氛中,加热到T2并保温1小时,T2高于玻璃粉软化温度50~100℃。
7.根据权利要求6所述的激光照明组件的制造方法,其特征在于,所述玻璃粉软化温度为700℃,T1为400~500℃,T2为800℃。
8.根据权利要求1所述的激光照明组件的制造方法,其特征在于,步骤4)中得到的半透明片材下表面为平面,上表面为弧形。
9.根据权利要求8所述的激光照明组件的制造方法,其特征在于,半透明片材上表面弧形的弧度≤180°。
10.一种激光照明组件,其特征在于,采用权利要求1~9任一所述的制造方法加工而成。
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Citations (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003258308A (ja) * 2002-03-06 2003-09-12 Nippon Electric Glass Co Ltd 発光色変換部材
WO2006120827A1 (ja) * 2005-05-11 2006-11-16 Nippon Electric Glass Co., Ltd. 蛍光体複合ガラス、蛍光体複合ガラスグリーンシート及び蛍光体複合ガラスの製造方法
CN101171205A (zh) * 2005-05-11 2008-04-30 日本电气硝子株式会社 荧光体复合玻璃、荧光体复合玻璃生片和荧光体复合玻璃的制造方法
CN101471417A (zh) * 2007-12-27 2009-07-01 丰田合成株式会社 制造包含荧光体的玻璃板的方法以及制造发光器件的方法
CN101723586A (zh) * 2009-11-30 2010-06-09 浙江大学 一种应用于半导体照明的荧光粉/玻璃复合体及其制备方法
CN101737723A (zh) * 2009-12-28 2010-06-16 南京工业大学 一种led转光板及其制造方法
US20120294003A1 (en) * 2011-05-17 2012-11-22 Au Optronics Corporation Mother substrate structure of light emitting devices, light emitting device and method of fabricating the same
US20130214677A1 (en) * 2007-07-19 2013-08-22 Quarkstar Llc Nearly Index-Matched Luminescent Glass-Phosphor Composites For Photonic Applications
CN103396007A (zh) * 2013-07-10 2013-11-20 安徽蓝锐电子科技有限公司 一种白光led用荧光玻璃片及其制备方法
JP2014033168A (ja) * 2012-07-13 2014-02-20 Nichia Chem Ind Ltd 発光装置
CN104193346A (zh) * 2014-08-21 2014-12-10 厦门百嘉祥微晶材料科技股份有限公司 一种半透明的荧光粉/玻璃复合发光陶瓷片及其制备方法
CN105444573A (zh) * 2015-12-01 2016-03-30 聂晓彬 一种节能环保高温电熔炉
WO2017157157A1 (zh) * 2016-03-18 2017-09-21 深圳市绎立锐光科技开发有限公司 一种氮化铝基质的荧光陶瓷的制备方法及相关荧光陶瓷
CN107840660A (zh) * 2017-12-02 2018-03-27 重庆文理学院 一种半透明曲面yag荧光薄陶瓷的制备方法
CN109703120A (zh) * 2019-01-23 2019-05-03 厦门大学 一种反射式蓝光激光照明组件
CN109798457A (zh) * 2019-01-23 2019-05-24 厦门大学 一种透射式蓝光激光照明组件
CN109827096A (zh) * 2019-01-23 2019-05-31 厦门大学 一种使用空心氧化铝微球的激光照明组件及其制造方法
CN110386820A (zh) * 2018-04-19 2019-10-29 深圳光峰科技股份有限公司 一种氮氧化铝基体的荧光陶瓷及其制备方法
US20200006913A1 (en) * 2017-02-28 2020-01-02 Osram Gmbh Optoelectronic Component and Method for Producing an Optoelectronic Component
CN110642606A (zh) * 2019-10-10 2020-01-03 天津城建大学 一种提高氧化铝陶瓷聚光腔反射率的方法
JP2020033241A (ja) * 2018-08-31 2020-03-05 堺化学工業株式会社 蛍光ガラスの製造方法及び蛍光ガラス
CN110885191A (zh) * 2019-11-14 2020-03-17 许昌学院 一种全釉钧瓷球形釉珠及其制备方法
CN111051932A (zh) * 2018-01-30 2020-04-21 松下知识产权经营株式会社 荧光体及其制造方法
CN111574062A (zh) * 2020-03-31 2020-08-25 温州大学 一种氮化物红光玻璃及其应用

Patent Citations (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003258308A (ja) * 2002-03-06 2003-09-12 Nippon Electric Glass Co Ltd 発光色変換部材
WO2006120827A1 (ja) * 2005-05-11 2006-11-16 Nippon Electric Glass Co., Ltd. 蛍光体複合ガラス、蛍光体複合ガラスグリーンシート及び蛍光体複合ガラスの製造方法
CN101171205A (zh) * 2005-05-11 2008-04-30 日本电气硝子株式会社 荧光体复合玻璃、荧光体复合玻璃生片和荧光体复合玻璃的制造方法
US20130214677A1 (en) * 2007-07-19 2013-08-22 Quarkstar Llc Nearly Index-Matched Luminescent Glass-Phosphor Composites For Photonic Applications
CN101471417A (zh) * 2007-12-27 2009-07-01 丰田合成株式会社 制造包含荧光体的玻璃板的方法以及制造发光器件的方法
CN101723586A (zh) * 2009-11-30 2010-06-09 浙江大学 一种应用于半导体照明的荧光粉/玻璃复合体及其制备方法
CN101737723A (zh) * 2009-12-28 2010-06-16 南京工业大学 一种led转光板及其制造方法
US20120294003A1 (en) * 2011-05-17 2012-11-22 Au Optronics Corporation Mother substrate structure of light emitting devices, light emitting device and method of fabricating the same
JP2014033168A (ja) * 2012-07-13 2014-02-20 Nichia Chem Ind Ltd 発光装置
CN103396007A (zh) * 2013-07-10 2013-11-20 安徽蓝锐电子科技有限公司 一种白光led用荧光玻璃片及其制备方法
CN104193346A (zh) * 2014-08-21 2014-12-10 厦门百嘉祥微晶材料科技股份有限公司 一种半透明的荧光粉/玻璃复合发光陶瓷片及其制备方法
CN105444573A (zh) * 2015-12-01 2016-03-30 聂晓彬 一种节能环保高温电熔炉
WO2017157157A1 (zh) * 2016-03-18 2017-09-21 深圳市绎立锐光科技开发有限公司 一种氮化铝基质的荧光陶瓷的制备方法及相关荧光陶瓷
US20200006913A1 (en) * 2017-02-28 2020-01-02 Osram Gmbh Optoelectronic Component and Method for Producing an Optoelectronic Component
CN107840660A (zh) * 2017-12-02 2018-03-27 重庆文理学院 一种半透明曲面yag荧光薄陶瓷的制备方法
CN111051932A (zh) * 2018-01-30 2020-04-21 松下知识产权经营株式会社 荧光体及其制造方法
CN110386820A (zh) * 2018-04-19 2019-10-29 深圳光峰科技股份有限公司 一种氮氧化铝基体的荧光陶瓷及其制备方法
JP2020033241A (ja) * 2018-08-31 2020-03-05 堺化学工業株式会社 蛍光ガラスの製造方法及び蛍光ガラス
CN109703120A (zh) * 2019-01-23 2019-05-03 厦门大学 一种反射式蓝光激光照明组件
CN109798457A (zh) * 2019-01-23 2019-05-24 厦门大学 一种透射式蓝光激光照明组件
CN109827096A (zh) * 2019-01-23 2019-05-31 厦门大学 一种使用空心氧化铝微球的激光照明组件及其制造方法
CN110642606A (zh) * 2019-10-10 2020-01-03 天津城建大学 一种提高氧化铝陶瓷聚光腔反射率的方法
CN110885191A (zh) * 2019-11-14 2020-03-17 许昌学院 一种全釉钧瓷球形釉珠及其制备方法
CN111574062A (zh) * 2020-03-31 2020-08-25 温州大学 一种氮化物红光玻璃及其应用

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
贺龙飞等: "白光LED用新型MgAl_2O_4/Ce∶YAG透明陶瓷的发光性能", 《发光学报》 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN112321155B (zh) 2022-11-25

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