CN114077134A - 波长转换装置及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种波长转换装置及其制备方法。该波长转换装置包括依次叠置的发光层、反射膜、烧结银层和基板，所述发光层将激发光转换成不同波长的出射光，所述反射膜镀覆在所述发光层上、用于反射从所述发光层出射的所述出射光；所述烧结银层连接所述发光层和所述基板，所述烧结银层中包含相互之间通过面接触连接的片状银颗粒，该烧结银层通过混合有纳米球形银颗粒和片状银颗粒的银浆烧结而成。该波长转换装置具有整体装置导热性能好、发光效率高等特点。
Description
技术领域
本发明涉及照明和投影技术领域，特别是涉及一种波长转换装置及其制备方法，以及采用该波长转换装置的发光装置。
背景技术
随着显示和照明技术的发展，原始的LED或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 Diode，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。
现有技术中波长转换装置在采用激光光源照射激发时，激光连续照射使波长转换装置的工作环境十分苛刻；为了经受住激光的连续照射，防止出现波长转换过程中发光层产生的大量热量无法排除、使自身温度快速提高而导致热淬灭的问题，发光层的主体材料已经从传统的有机材料发展到导热、耐热更好的玻璃、陶瓷等无机材料。
对于波长转换装置整体的导热性能和发光效率来说，发光层到基板的热传导通道是否通畅也是一个关键因素。目前发光层和基板之间的连接一般采用焊接层或烧结银层，其中烧结银层相比于焊接层的导热能力更好，但是也存在一些问题，例如：
在有机银浆烧结形成烧结银层的过程中，特别是在4*4mm2以上的大尺寸封装上，有机银浆中间区域的有机溶剂挥发困难，纳米球形银颗粒在烧结时容易造成收缩尺寸过大、应力较大，造成烧结银层粘结性下降、容易脱落等问题；同时烧结过程中形成了较多的孔隙，使得纳米球形银颗粒间接触面积减少，降低了导热性能。
因而需要开发一种整体可靠性好、导热散热性能优异的波长转换装置。
发明内容
针对上述现有技术存在的缺陷，本发明提供了一种整体装置可靠性高、导热散热性能好、发光效率高的波长转换装置及其制备方法，该波长转换装置能够适用于大功率激光连续照射。
本发明提供了一种波长转换装置，包括依次叠置的发光层、反射膜、烧结银层和基板；所述发光层将激发光转换成不同波长的出射光，所述反射膜镀覆在所述发光层上、用于反射从所述发光层出射的所述出射光；所述烧结银层连接所述发光层和所述基板，所述烧结银层中包含相互之间通过面接触连接的片状银颗粒。
本发明的技术方案中，通过将纳米球形银颗粒和片状银颗粒混合烧结，纳米球形银颗粒融化而将片状银颗结合起来形成烧结银层。在烧结银层中大尺寸片状银颗粒改善了烧结银浆的收缩、减少了烧结应力，提高了烧结银层的粘接性能；同时，烧结银层中的大尺寸片状银颗粒相互之间是面接触连接的，大尺寸片状银颗粒本身作为导热通道以及相互之间的面接触传热作用很好的提高了烧结银层的导热性能。
优选的，所述烧结银层的热导率为80-250W/(m·k)。
优选的，所述烧结银层中片状银颗粒的含量为2-20wt％，优选5-15wt％，更优选7-10wt％。
优选的，所述发光层为发光陶瓷层，陶瓷材料制成的发光层具有耐热、导热性能优异的特点。
优选的，所述反射膜为银反射膜，银反射膜具有致密、高反射率的特点。
优选的，在所述发光陶瓷层和所述银反射膜之间设置一过渡层，过渡层增强了发光陶瓷层和银反射膜之间的结合力，过渡层可以为Al2O3层或SiO2层；另外，在所述发光陶瓷层和所述银反射膜之间也可以设置依次层叠在所述银反射膜上的高折射率介质膜和低折射率介质膜的交替膜层，例如高折射率的SiO2介质膜和低折射率的TiO2介质膜，整个膜层既可以起到增加反射的作用，也可以作为银反射膜与发光陶瓷层之间的过渡层，增强Ag膜与发光陶瓷层的结合。
优选的，在所述银反射膜与所述烧结银层之间设置一防止扩散层，防止扩散层可以为Ni层，主要是防止银反射膜中Ag原子的扩散，保证银反射膜具有足够的反射率。
优选的，所述基板可以选择具有承载能力、导热率高的基板，例如金属或陶瓷基板。
在一些实施例中，铜金属作为基板具有非常好的热导率，而选择AlN或SiC等陶瓷基板主要是为了减轻热胀冷缩时因发光陶瓷层与金属基板的热膨胀系数差异带来的应力，使波长转换装置的可靠性更高。虽然陶瓷作基板时热导率低于铜基板、散热能力有所下降，但是其高可靠性可以应用于很多高精密的光源。
本发明还提供了一种发光装置，包括激发光源及上述波长转换装置，该发光装置适用于照明和投影领域。
另一方面，本发明还提供了一种波长转换装置的制备方法，其包括以下步骤：
步骤1：制备发光层，并对所述发光层的表面进行抛光；
步骤2：通过物理溅射或蒸镀工艺在所述发光层抛光的表面上形成反射膜；
步骤3：将混合有纳米球形银颗粒和片状银颗粒的银浆涂敷在基板的一个表面上；
步骤4：将所述发光层镀覆有反射膜的一面叠置在所述基板的涂敷有所述银浆的表面上；
步骤5：对整个装置进行烧结。
优选的，步骤3中所述银浆中片状银颗粒的含量为2-20wt％，优选5-15wt％，更优选7-10wt％。
优选的，步骤1中制备的发光层为发光陶瓷层。
优选的，步骤2中，通过物理溅射或蒸镀工艺在所述发光陶瓷层抛光的表面上形成的反射膜为银反射膜。更进一步的，在步骤2之前，还包括在所述发光陶瓷层抛光的表面上通过物理溅射或蒸镀形成一层过渡层，过渡层可以为Al2O3层或SiO2层；更进一步的，在步骤2之前，还包括通过物理溅射或蒸镀形成的依次层叠在所述发光陶瓷层抛光的表面上的低折射率介质膜和高折射率介质膜的交替膜层，例如高折射率的SiO2介质膜和低折射率的TiO2介质膜。更进一步的，在步骤2之后，还包括在所述银反射膜上通过物理溅射或蒸镀形成一层防止扩散层，防止扩散层可以是金属Ni层。
优选的，步骤3中所述基板选择金属基板或陶瓷基板，金属基板可以为铜金属基板，陶瓷基板可以为AlN或SiC基板。
与现有技术相比，本发明包括如下有益效果：
本发明的波长转换装置为了获得高效的导热散热能力，其发光层和散热基板之间采用热导率极高的烧结银层连接导通，烧结银层是通过将纳米球形银颗粒和大尺寸片状银颗粒混合烧结、纳米球形银颗粒融化而将大尺寸片状银颗结合起来而形成的。制得的烧结银层中大尺寸片状银颗粒改善了烧结银浆的收缩、减少了烧结应力，提高了烧结银层的粘接性能；同时，烧结银层中的大尺寸片状银颗粒相互之间是面接触的，大尺寸银颗粒本身作为导热通道以及相互之间的面接触传热作用很好的提高了烧结银层的导热性能。
附图说明
附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制。
图1为本发明实施例一的波长转换装置的结构示意图。
图2为本发明实施例二的波长转换装置的结构示意图。
图3为本发明实施例三的波长转换装置的结构示意图。
图4为本发明的烧结银层的结构示意图。
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。
正如背景技术所述，目前的烧结银在器件封装方面主要是应用在小尺寸封装上，在4*4mm2以上尺寸面积上的应用还是相对较少。在大尺寸封装上，烧结银在烧结过程中中间区域的有机溶剂挥发较困难，且纳米银颗粒在烧结时容易造成收缩尺寸过大、应力较大，影响封装性能(如粘接性下降)；同时，烧结银层中形成了较多的孔隙，使得纳米银颗粒间接触面积减少，降低了导热性能。
本发明通过混合烧结纳米银颗粒和大尺寸片状银颗粒，制得性能优异的烧结银层，将其应用为波长转换装置中发光层和基板之间的导热粘接层，获得了装置可靠性高、导热效果好的波长转换装置。
请参考图1，本发明提供了一种波长转换装置100，其包括依次叠置的发光层101、反射膜102、烧结银层103和基板104。其中，发光层101将激发光转换成不同波长的出射光，反射膜102镀覆在发光层101上、用于反射从发光层101出射的出射光；烧结银层103连接发光层101和基板104，烧结银层103中包含相互之间通过面接触连接的片状银颗粒。
在本申请中，发光层101通常是具有良好散热、耐热性能的发光陶瓷层，作为其中的发光材料即波长转换材料，其成分没有特别限定，例如可以为铝酸盐荧光粉、卤磷酸荧光粉、石榴石系荧光粉或量子点中的一种。特别的，当波长转换材料选择YAG石榴石系荧光粉时，发光陶瓷层101可以为YAG纯相发光陶瓷，也可以为YAG与Al2O3粉或AlN粉混合烧制的复相发光陶瓷。在一具体实施例中可以采用Al2O3封装YAG：Ce荧光粉形成发光陶瓷层，优选的，在综合考虑发光效率和导热率的情况下，发光陶瓷层的厚度约为50-250um。
进一步的，在发光层101面向入射光的上表面还可以设置一增透膜101a。增透膜101a可起到增透减反的作用，即减少入射激发光在发光层101上表面的反射率，增加激发光在发光层101的透过率，有利于提升发光层101表面的出光效率。在一具体实施例中，增透膜101a优选厚度为0.01um～0.1um。
在本申请中，镀覆于发光层101上的反射膜102可以为银反射膜，其一般采用物理溅射或蒸镀等技术镀覆于发光层101的一个表面上，制得的银反射膜具有致密、高反射率的特点，优选银反射膜的厚度为10nm～1um。
进一步的，对于发光陶瓷层和银反射膜来说，为了增强两者之间的结合力，可以先在发光陶瓷层上先镀上一层过渡层101b后再镀银反射膜，这里的过渡层101b可以为Al2O3层或SiO2层；另外，也可以在发光陶瓷层和银反射膜之间设置依次层叠在发光陶瓷层上的低折射率介质膜和高折射率介质膜的交替膜层，例如高折射率的SiO2介质膜和低折射率的TiO2介质膜，整个膜层既可以起到增加反射的作用，也可以作为银反射膜与发光陶瓷层之间的过渡层，增强Ag膜与发光陶瓷层的结合。过渡层101b的厚度约为10-200nm。
另外，为了防止银反射膜中Ag原子的扩散，保证银反射膜具有足够的反射率，可以在银反射膜上镀上一层防止扩散层102a后再与烧结银层103连接；防止扩散层102a可以为金属Ni层，厚度约为10-500nm。
对于本申请的烧结银层103来说，其是由纳米球形银颗粒和大尺寸片状银颗粒烧结制得。纳米球形的银颗粒在各个方向的曲率半径较为一致，易于在烧结过程中融化流动；而大尺寸片状银颗粒一般为长方体状或扁平状，其在长度方向或扁平方向的长度远大于其在厚度方向的长度，在烧结过程中不易融化，阻碍材料过度收缩；这样，在烧结过程中，大尺寸片状银颗粒之间相互支撑，其间由纳米球形银颗粒熔融粘接，最终形成为包含卡片搭桥结构的、相互之间面接触的大尺寸片状银颗粒的烧结银层103，其各片状银颗粒间的接触面积较大，更好地形成导热网络。例如，烧结银层103可以为层间堆叠的片状银之间由融化的银粘接的结构，如图4所示，其中1表示大尺寸片状银颗粒，2表示它们之间融化的起连接作用的银。
对于烧结银层的原料银浆来说，其是混合有纳米球形银颗粒和大尺寸片状银颗粒的有机银浆，其中含有少量有机溶剂，片状银颗粒的含量为2-20wt％，优选5-15wt％，更优选7-10wt％，片状银颗粒的尺寸为微米级以上。在烧结过程中，由于片状银颗粒的尺寸较大，相比于纳米球形银颗粒烧结活性很小，在150℃-300℃(优选在200℃-250℃)温度烧结时，其难以参与烧结，几乎能维持其形状，纳米球形银颗粒烧结融化将片状银颗粒结合连接，形成的烧结银层中片状银颗粒的含量几乎不变。大尺寸片状银颗粒的引入相对于只有纳米球形银颗粒来说，可以很好地解决烧结过程中纳米球形银颗粒尺寸收缩过大、应力较大的问题，改善烧结银层的粘结性能；同时片状银颗粒间是面接触，相比于纳米球形银颗粒间的球形点接触，可以很好的提高其导热性能。
如上所述，在烧结银层的原料银浆中，其大尺寸片状银颗粒的添加量是制得的烧结银层实现高效导热、紧密粘接的关键因素。当片状银颗粒的含量小于2wt％时，制备烧结银层的过程中较少的片状银颗粒不能有效的改善纳米银颗粒烧结时出现的尺寸收缩过大的问题，同时制得的烧结银层中也会由于缺少足量的导热通道而使增强导热的作用不明显；当片状银颗粒的含量大于20wt％时，在烧结过程中片状银颗粒基本不参与烧结，它们之间会存在较多孔隙，出现烧结银层整体致密度差的问题。当片状银颗粒的含量为2～20wt％时，优选5-15wt％，更优选7-10wt％，片状银颗粒的引入提高了烧结银层的粘结性能和导热能力。优选的，烧结银层103的热导率为80-250W/(m·k)，厚度为2-30um。
在本申请中，基板104可以为热稳定性和导热率高的金属基板或陶瓷基板。本发明中首选热导率高，价格便宜，强度较好的铜基板，当采用铜基板时，对铜基板的表面经过打磨加工后，可以采用蒸镀或溅射的方式镀上一层Au层保护层，保护铜基板的表面不被氧化腐蚀，Au层保护层的厚度优选为0.01um～0.1um。
需要说明的是，铜金属作为基板104具有非常好的热导率，而选择AlN或SiC等陶瓷基板，主要是考虑到发光陶瓷层与陶瓷基板的热膨胀系数接近，使波长转换装置的可靠性更高。虽然陶瓷作基板时热导率低于铜基板、散热能力有所下降，但是其高可靠性可以应用于很多高精密的光源。
下面结合具体实施例中的制备方法和制得的波长转换装置对本申请作进一步详细说明。以下实施例仅对本申请进行进一步说明，不应理解为对本申请的限制。
实施例一
如图1所示，在本实施例的波长转换装置100中包括依次叠置的Al2O3封装YAG:Ce荧光粉形成的发光陶瓷层101、Al2O3过渡层101b、银反射膜102、Ni防止扩散层102a、烧结银层103、表面镀金的铜基板104。波长转换装置100的具体制备方法如下：
步骤1：制备发光层，并对所述发光层的表面进行抛光
将Al2O3粉末、YAG:Ce荧光粉颗粒、MgO粉末助剂和Y2O3粉末助剂混合后，烘干粉碎获得粉体，粉体装入石墨模具中，在SPS中烧结成块，然后经过退火、切割、研磨抛加工，得到厚度约50um～250um的发光陶瓷层101。
将加工到一定厚度的陶瓷单面抛光，抛光精度达到粗糙度15nm以内，表面观感为镜面。
步骤2：发光陶瓷层的镀膜
将发光陶瓷层101放置于电子束蒸镀机内，通过Al靶挥发后与O2反应，在发光陶瓷层101抛光的表面上沉积一层Al2O3过渡层101b，厚度约10～200nm。
再将上述样品取出放入磁控溅射镀膜机内，在Al2O3过渡层101b上先镀一层Ag反射膜102，膜层要求结晶均匀，没有异常堆叠，其厚度约10nm～1um，能够提供良好的反射性能；然后同样在磁控溅射镀膜机内，更换靶头，在Ag反射膜102上镀一层Ni防止扩散层102a，Ni层无需太厚，其厚度约10nm～500nm，主要起到防止Ag原子扩散的作用。
镀膜后的发光陶瓷层101分切为5x5mm2大小，用于后续的粘接。
步骤3：铜基板的制备
将铜基板104加工成面积为20x20mm2、厚度为3mm的基板，基板边缘留有若干个螺孔，以便与其他载体螺丝紧固。铜基板104表面经过打磨加工后，用蒸镀或溅射的方式镀上一层Au层，厚度约0.01um～0.1um。
步骤4：镀膜发光陶瓷层与铜基板的烧结结合
在铜基板104上刷涂混合有纳米球形银颗粒和大尺寸片状银颗粒的银浆，银浆中含少量有机溶剂，大尺寸片状银颗粒的含量为10wt％。刷涂银浆后，发光陶瓷层101镀膜的一面盖于银浆之上，再用治具加压压紧，然后在150℃～300℃之间加热、优选在200℃-250℃；此时，纳米球形银颗粒熔融，但大尺寸片状银颗粒并不融化，纳米球形银颗粒熔融后将片状银的大颗粒融合连接在一起。形成的烧结银层应力小、粘接性能好，同时内部孔洞较少，大颗粒的片状银相互面接触形成更有效的导热通道，导热性能好。烧结银层热导率为250W/(m·k)，具有优良的热导率；烧结银层的厚度约为2um～30um，使发光陶瓷层101和铜基板104紧密连接在一起，得到如图1所示的波长转换装置100。
实施例二
如图2所示，本实施例的波长转换装置200与实施例一中的波长转换装置100相似，包括依次叠置的增透膜201a、发光陶瓷层201、Al2O3过渡层201b、银反射膜202、Ni防止扩散层202a、烧结银层203和AlN陶瓷基板204。波长转换装置200的具体制备方法如下：
步骤1：制备发光层，并对所述发光层的双面进行抛光
将Al2O3粉末、YAG:Ce荧光粉颗粒、MgO粉末助剂和Y2O3粉末助剂混合后，烘干粉碎获得粉体，粉体装入石墨模具中，在SPS中烧结成块，然后经过退火、切割、研磨抛加工，得到厚度约50um～250um的发光陶瓷层201。
将加工到一定厚度的陶瓷双面抛光，抛光精度达到粗糙度15nm以内，表面观感为镜面。
步骤2：发光陶瓷层的镀膜
将发光陶瓷层201放置于电子束蒸镀机内，通过Al靶挥发后与O2反应，在发光陶瓷层201抛光的一个表面上沉积一层Al2O3过渡层201b，厚度约10～200nm。
再将上述样品取出放入磁控溅射镀膜机内，在Al2O3过渡层201b上先镀一层Ag反射膜202，膜层要求结晶均匀，没有异常堆叠，其厚度约10nm～1um，能够提供良好的反射性能；然后同样在磁控溅射镀膜机内，更换靶头，在Ag反射膜202上镀一层Ni防止扩散层202a，Ni层无需太厚，其厚度约10nm～500nm，主要起到防止Ag原子扩散的作用。
接着在发光陶瓷层201的另一个抛光的表面上(本实施例中发光陶瓷层201的上表面)镀上一层增透AR膜201a，其厚度约为0.01-0.1um，以提高出光效率。
镀膜后的发光陶瓷层101分切为5x5mm2大小，用于后续的粘接。
步骤3：陶瓷基板的制备
选用高热导率的AlN陶瓷基板，其热导率大于100W/(m·k)，在另一些实施例中也可以选择SiC陶瓷基板。
将AlN陶瓷基板加工成面积10x10mm2、厚度为1～3mm的基板，表面经过打磨抛光加工后，在其表面用覆铜工艺做一层铜层，再用蒸镀或溅射的方式镀上一层Au层，Au厚度约0.01～0.1um。
步骤4：镀膜发光陶瓷层与陶瓷基板的烧结结合
在AlN陶瓷基板204上刷涂混合有纳米球形银颗粒和大尺寸片状银颗粒的银浆，银浆中含少量有机溶剂，大尺寸片状银颗粒的含量为2-20wt％。刷涂银浆后，发光陶瓷层201镀覆银反射膜102的一面盖于银浆之上，再用治具加压压紧，然后在150℃～300℃之间加热、优选在200℃-250℃；此时，纳米球形银颗粒熔融，但大尺寸片状银颗粒并不融化，纳米球形银熔融后将片状银的大颗粒融合连接在一起。形成的烧结银层203应力小、粘接性能好，同时内部孔洞较少，大颗粒的片状银相互面接触形成更有效的导热通道，导热性能好。烧结银层203热导率为80-250W/(m·k)，具有优良的热导率；烧结银层203的厚度约为2um～30um，使发光陶瓷层201和AlN陶瓷基板204紧密连接在一起，得到如图2所示的波长转换装置200。
与实施例一相比，实施例二采用AlN陶瓷基板替换铜基板，虽然AlN陶瓷基板的热导率低于铜基板、散热能力有所下降，但是其与发光陶瓷层的热膨胀系数更接近，获得的波长转换装置200可靠性更高，可适用于很多高精密的光源。
实施例三
如图3所示，本实施例的波长转换装置300与实施例一中的波长转换装置100相似，包括依次叠置的增透膜301a、发光陶瓷层301、高低折射率交替镀膜介质层301b、银反射膜302、Ni防止扩散层302a、烧结银层303、表面镀金的铜基板304。波长转换装置300的制备方法具体为：
步骤1：制备发光层，并对所述发光层的双面进行抛光
将Al2O3粉末、YAG:Ce荧光粉颗粒、MgO粉末助剂和Y2O3粉末助剂混合后，烘干粉碎获得粉体，粉体装入石墨模具中，在SPS中烧结成块，然后经过退火、切割、研磨抛加工，得到厚度约50um～250um的发光陶瓷层301。
将加工到一定厚度的陶瓷双面抛光，抛光精度达到粗糙度15nm以内，表面观感为镜面。
步骤2：发光陶瓷层的镀膜
将发光陶瓷层301放置于电子束蒸镀机内，在发光陶瓷层301抛光的一个表面上交替镀膜，交替膜层为低折射率介质膜301b2和高折射率介质膜301b1，低折射率介质膜和高折射率介质膜分别为TiO2和SiO2，这种交替介质膜可以是2层，也可以是数十层，在本实施例三中为2层，整体厚约10nm～200nm，这个高低折射率交替镀膜介质层301b既可以起到增加反射的作用，也可增强银反射膜302与发光陶瓷层301的结合。
再将上述样品取出放入磁控溅射镀膜机内，在高低折射率交替镀膜介质层301b上先镀一层Ag反射膜302，膜层要求结晶均匀，没有异常堆叠，其厚度约10nm～1um，能够提供良好的反射性能；然后同样在磁控溅射镀膜机内，更换靶头，在Ag反射膜302上镀一层Ni防止扩散层302a，Ni层无需太厚，其厚度约10nm～500nm，主要起到防止Ag原子扩散的作用。
接着在发光陶瓷层301的另一个抛光的表面上(本实施例中发光陶瓷层301的上表面)镀上一层增透AR膜301a，其厚度约为0.01-0.1um，以提高出光效率。
镀膜后的发光陶瓷层301分切为5x5mm2大小，用于后续的粘接。
步骤3：铜基板的制备
将铜基板304加工成面积为20x20mm2、厚度为3mm的基板，基板边缘留有若干个螺孔，以便与其他载体螺丝紧固。铜基板304表面经过打磨加工后，用蒸镀或溅射的方式镀上一层Au层，厚度约0.01um～0.5um。
步骤4：发光陶瓷层与铜基板的结合
在铜基板304上刷涂混合有纳米球形银颗粒和大尺寸片状银颗粒的银浆，银浆中含少量有机溶剂，大尺寸片状银颗粒的含量为2-20wt％。刷涂银浆后，发光陶瓷层301镀银反射膜302的一面盖于银浆之上，再用治具加压压紧，然后在150℃～300℃之间加热、优选在200℃-250℃；此时，纳米球形银颗粒熔融，但大尺寸片状银颗粒并不融化，纳米球形银熔融后将片状银的大颗粒融合连接在一起。形成的烧结银层303应力小、粘接性能好，同时内部孔洞较少，大颗粒的片状银相互面接触形成更有效的导热通道，导热性能好。烧结银层303热导率为80-250W/(m·k)，具有优良的热导率；烧结银层303的厚度约为2um～30um，使发光陶瓷层301和铜基板304紧密连接在一起，得到如图3所示的波长转换装置300。
实施例四
本实施例除了在步骤4烧结银层浆料中大尺寸片状银颗粒的含量为7wt％之外，其余步骤与实施例1相同，制得的烧结银层的热导率为220W/(m·k)。
实施例五
本实施例除了在步骤4烧结银层浆料中大尺寸片状银颗粒的含量为15wt％之外，其余步骤与实施例1相同，制得的烧结银层的热导率为200W/(m·k)。
实施例六
本实施例除了在步骤4烧结银层浆料中大尺寸片状银颗粒的含量为5wt％之外，其余步骤与实施例1相同，制得的烧结银层的热导率为150W/(m·k)。
实施例七
本实施例除了在步骤4烧结银层浆料中大尺寸片状银颗粒的含量为1wt％之外，其余步骤与实施例1相同，烧结过程中银层浆料面积收缩明显、制得的烧结银层的热导率小于80W/(m·k)。
实施例八
本实施例在步骤4中，当烧结银层浆料中大尺寸片状银颗粒的含量选为22wt％时，烧结过程中大颗粒的片状银之间存在空隙、整体致密度差，制得的烧结银层无法有效粘接发光层和基板。
本发明实施例还提供了一种发光装置，该发光装置包括激发光源和波长转换装置，其中波长转换装置可以具有上述各实施例中的结构与功能。该发光装置可以应用于投影系统，例如液晶显示器(LCD，Liquid Crystal Display)或数码光路处理器(DLP，DigitalLight Processor)投影机；也可以应用于照明系统，例如汽车照明灯或舞台灯；也可以应用于3D显示技术领域中。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
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 (24)
1.一种波长转换装置，其特征在于，包括依次叠置的发光层、反射膜、烧结银层和基板；
所述发光层将激发光转换成不同波长的出射光，所述反射膜镀覆在所述发光层上、用于反射从所述发光层出射的所述出射光；所述烧结银层连接所述发光层和所述基板，所述烧结银层中包含相互之间通过面接触连接的片状银颗粒。
2.根据权利要求1所述的波长转换装置，其特征在于，所述烧结银层的热导率为80-250W/(m·k)。
3.根据权利要求1所述的波长转换装置，其特征在于，所述烧结银层中片状银颗粒的含量为2-20wt％。
4.根据权利要求1所述的波长转换装置，其特征在于，所述烧结银层中片状银颗粒的含量为5-15wt％。
5.根据权利要求1所述的波长转换装置，其特征在于，所述烧结银层中片状银颗粒的含量为7-10wt％。
6.根据权利要求1-5任一项所述的波长转换装置，其特征在于，所述发光层为发光陶瓷层。
7.根据权利要求6所述的波长转换装置，其特征在于，所述反射膜为银反射膜。
8.根据权利要求7所述的波长转换装置，其特征在于，在所述发光陶瓷层和所述银反射膜之间设置一过渡层。
9.根据权利要求8所述的波长转换装置，其特征在于，所述过渡层为Al2O3层或SiO2层。
10.根据权利要求8所述的波长转换装置，其特征在于，在所述发光陶瓷层和所述银反射膜之间设置依次层叠在所述银反射膜上的高折射率介质膜和低折射率介质膜的交替膜层。
11.根据权利要求7所述的波长转换装置，其特征在于，在所述银反射膜与所述烧结银层之间设置有一防止扩散层。
12.根据权利要求1-5任一项所述的波长转换装置，其特征在于，所述基板为金属基板或陶瓷基板。
13.一种发光装置，包括激发光源以及权利要求1-12任一项所述的波长转换装置。
14.一种波长转换装置的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：制备发光层，并对所述发光层的表面进行抛光；
步骤2：通过物理溅射或蒸镀工艺在所述发光层抛光的表面上形成反射膜；
步骤3：将混合有纳米银颗粒和片状银颗粒的银浆涂敷在基板的一个表面上；
步骤4：将所述发光层镀有反射膜的一面叠置在所述基板的涂敷有所述银浆的表面上；
步骤5：对整个装置进行烧结。
15.根据权利要求14所述的波长转换装置的制备方法，其特征在于，在步骤3中，所述银浆中片状银颗粒的含量为2-20wt％。
16.根据权利要求14所述的波长转换装置的制备方法，其特征在于，在步骤3中，所述银浆中片状银颗粒的含量为5-15wt％。
17.根据权利要求14所述的波长转换装置的制备方法，其特征在于，在步骤3中，所述银浆中片状银颗粒的含量为7-10wt％。
18.根据权利要求14-17任一项所述的波长转换装置的制备方法，其特征在于，步骤1中制备发光层为：混合陶瓷基质和发光材料粉末，然后将混合粉末压制、烧结以获得发光陶瓷层。
19.根据权利要求18所述的波长转换装置的制备方法，其特征在于，在步骤2中，通过物理溅射或蒸镀工艺在所述发光陶瓷层抛光的表面上形成的反射膜为银反射膜。
20.根据权利要求19所述的波长转换装置的制备方法，其特征在于，在步骤2之前，还包括在所述发光陶瓷层抛光的表面上通过物理溅射或蒸镀形成一层过渡层。
21.根据权利要求20所述的波长转换装置的制备方法，其特征在于，所述过渡层为Al2O3层或SiO2层。
22.根据权利要求19所述的波长转换装置的制备方法，其特征在于，在步骤2之前，还包括在所述发光陶瓷层抛光的表面上通过物理溅射或蒸镀形成的低折射率介质膜和高折射率介质膜的交替膜层。
23.根据权利要求19所述的波长转换装置的制备方法，其特征在于，在步骤2之后，还包括在所述银反射膜上通过物理溅射或蒸镀形成一层防止扩散层。
24.根据权利要求14-17任一项所述的波长转换装置的制备方法，其特征在于，步骤3中所述基板为金属基板或陶瓷基板。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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