CN115703964A - 荧光片及其制备方法以及发光装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了荧光片及其制备方法以及发光装置。涉及荧光光源技术领域。荧光片包括粘合剂固化层、荧光粉粒和棒状光学介质颗粒；荧光粉粒布置于粘合剂固化层内；棒状光学介质颗粒布置于粘合剂固化层内；其中，棒状光学介质颗粒具有长轴方向和短轴方向，长轴方向垂直于短轴方向；棒状光学介质颗粒的长轴方向沿垂直于荧光片的方向布置。本申请能使荧光光斑的扩散距离减小。

Description

荧光片及其制备方法以及发光装置

技术领域

本申请涉及荧光光源技术领域，具体而言涉及荧光片及其制备方法以及发光装置。

背景技术

激光荧光光源通常用于投影显示系统，与使用传统的UHD等高亮度灯泡光源的投影显示光源相比，激光荧光光源可实现长寿命、高效率、无污染等优点；与LED光源相比，激光荧光光源具有高亮度等优点，与纯激光光源相比，激光荧光光源不存在散斑问题，且成本较低。

荧光光源中的荧光一般通过激发光激发荧光片的方式产生。其中，激发光于入射荧光片，以形成激发光光斑，并在入射激发光激发荧光片产生荧光后，形成荧光光斑。

现有技术中荧光片在受到激发光激发，荧光光斑的尺寸相对于激发光光斑的尺寸较大，使得荧光光斑的扩散距离较大。

发明内容

有鉴于此，为解决上述技术问题，本申请提供荧光片及其制备方法以及发光装置。

为实现上述目的，本申请提供一种荧光片，该荧光片包括粘合剂固化层、荧光粉粒和棒状光学介质颗粒；其中，

荧光粉粒布置于粘合剂固化层内；

棒状光学介质颗粒布置于粘合剂固化层内；

其中，棒状光学介质颗粒具有长轴方向和短轴方向，长轴方向垂直于短轴方向；棒状光学介质颗粒的长轴方向沿垂直于荧光片的方向布置。

为了解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是提供了一种荧光片的制备方法，该荧光片的制备方法用于制备上述的荧光片，制备方法包括：

提供荧光粉粒、粘合剂和棒状光学介质颗粒；其中，棒状光学介质颗粒具有长轴方向和短轴方向，长轴方向垂直于短轴方向；

将荧光粉粒、粘合剂和棒状光学介质颗粒混合，以形成混合浆料；

执行位置调整操作，使混合浆料中的棒状光学介质颗粒的长轴方向沿垂直于荧光片的方向布置；

对混合浆料进行固化处理，以形成荧光片。

为了解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是提供了一种发光装置，发光装置包括上述的荧光片。

有益效果：区别于现有技术，本申请荧光粉粒布置于粘合剂固化层内；棒状光学介质颗粒布置于粘合剂固化层内；棒状光学介质颗粒具有长轴方向和短轴方向，长轴方向垂直于短轴方向；棒状光学介质颗粒的长轴方向沿垂直于荧光片的方向布置。因此，光在沿长轴方向入射棒状光学介质颗粒所具有的散射截面小于光在沿短轴方向入射棒状光学介质颗粒所具有的散射截面，从而本申请能够使荧光光斑的扩散距离减小。

附图说明

图1是投影系统的结构示意图；

图2是光束的面积元向外发射或通过光的示意图；

图3是投影系统收集角分布在±θ₀内的荧光的示意图；

图4是激发光激发荧光片的示意图；

图5是本申请荧光片第一实施例的结构示意图；

图6是本申请荧光片第二实施例的结构示意图；

图7是本申请荧光片的制备方法一实施例的流程示意图；

图8是本申请荧光片的制备方法实施例1的棒状光学介质颗粒的结构示意图；

图9是本申请荧光片的制备方法实施例1的棒状光学介质颗粒在光沿长轴方向入射和沿短轴方向入射时，所具有的散射界面与光的波长的关系示意图；

图10是实施例1的荧光片在添加棒状光学介质颗粒与不添加棒状光学介质颗粒时，光的归一化强度分布与荧光光斑的横向尺寸的关系示意图；

图11是本申请荧光片的制备方法实施例3的棒状光学介质颗粒的结构示意图；

图12是实施例3的荧光片在添加棒状光学介质颗粒与不添加棒状光学介质颗粒时，光的归一化强度分布与荧光光斑的横向尺寸的关系示意图。

具体实施方式

为使本领域的技术人员更好地理解本申请的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请做进一步详细描述。显然，所描述的实施方式仅仅是本申请的一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，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方式，均属于本申请保护的范围。

请参阅图1，图1是投影系统的结构示意图。如图1所示，投影系统100可以包括照明光源110、光机120、成像镜头130、屏幕140以及相配套的光学元件和软硬件系统等。其中，光机120可以包括微显示芯片121及TIR(total internal reflection，全内反射，又称全反射)棱镜122，照明光源110发出的光经过匀光器件和光学透镜的作用，提供均匀的照明光照亮微显示芯片121。微显示芯片121可以对照明光进行像素化的光强调控，从而在微显示芯片121上形成显示图像。该显示图像经过成像镜头进行放大成像，在屏幕140上形成大尺寸显示画面。

照明光源110可采用RGB三色激光光源，通过产生RGB三基色激光，以实现三基色光源，或采用激光荧光光源，通过单色激发光激发荧光片产生基色荧光，以实现三基色光源。其中，激光荧光光源可以采用单波段半导体激光器结合稀土发光材料的荧光激光光源技术。具体可以是采用技术成熟、成本较低、性能优良的蓝光半导体激光器(也称蓝光激光器)激发高性能、低成本荧光片，经过波长选择器件实现广色域的三基色光源。相较于RGB三色激光光源，激光荧光光源具有更高的亮度，并且在成本上有明显优势。此外，得益于荧光自发光的机理，荧光激光光源天然具有无散斑现象的优势，无需额外散斑消除的设计和器件，进一步保证了显示效果和成本优势。

参阅图2，图2是光束的面积元向外发射或通过光的示意图。

如图2所示，面积元dA以与法向成θ角的方向向外发射(或者穿过)光束，该光束包含在一个立体角dΩ内，就可以定义一个值Etendue称为扩展量，根据扩展量守恒定律，对于理想光学系统，不考虑散射、吸收等损失情况下，光束经过光学系统后扩展量不变。其中，扩展量守恒定律具体可如关系式(1)所示，关系式(1)具体可如下：

Etendue＝n²∫∫cosθdAdΩ···················(1)

其中，Etendue为光学扩展量，dA为光束的面积元，_n为面积元所处的介质的折射率，θ为面积元向外发射或通过光的方向与该面积元法向之间的夹角，dΩ为面积元向外发射或通过光的立体角。

实际光学系统中，光束经过散射、吸收、匀光等过程时，扩展量会有一定程度的增加(扩展量稀释)，而不可能在保持光能的情况下减小。

例如，可以在图1的基础上，参阅图3，图3是投影系统收集角分布在±θ₀内的荧光的示意图。如图1所示，可以将照明光源110与微显示芯片121之间的光传输元件合称为中继光学系统10。其中，微显示芯片121为空间光调制器121a。

如图3所示，中继光学系统10可以收集角度在±θ₀内的荧光。照明光源110发射的照明光束经中继光学系统10传输后可入射到空间光调制器121a，以使空间光调制器121a对入射的照明光束进行调制，以形成显示图像，则根据光学扩展量守恒定律，具体可描述如下式(2)：

Etendue＝πsin²θ₀A_pho＝ηπA_SLM/4F₂·················(2)

其中，A_pho为荧光光斑面积，A_SLM为照明在空间光调制器上的面积，F为空间光调制器的F数，η为中继光学系统对光学扩展量的稀释率。

参阅图4，图4是激发光激发荧光片的示意图。

在图1的基础上参阅图4，照明光源110可以包括激发光光源(图未示)和荧光片111。其中，荧光片111可以包括粘合剂固化层1111以及荧光粉粒1112。如图4所示，以激发光入射方向和荧光出射方向相反为例进行说明，对于方向相同的情况与此类似。在图4中以竖直向下并带有实心箭头的实线表示激发光束，以位于荧光片111内且携带有实心箭头的虚线表示在荧光片111内传递的荧光光束，以从荧光片111出射并带有空心箭头的实线表示从荧光片111出射的荧光光束。如图4所示，激发光入射荧光片111在荧光片111内形成激发光光斑30，荧光片111在激发光的激发下产生荧光，以形成荧光光斑20。

由于粘合剂固化层1111的折射率高于空气，因此荧光从粘合剂固化层1111逸出过程中，在空气界面会发生多次反射，同时在荧光片111内受荧光粉粒1112散射，导致实际荧光光斑20的尺寸L2大于激发光光斑30的尺寸L1。根据如上述关系式(2)，推导可知荧光光斑20的尺寸L2意味着最终扩展量被稀释。荧光光斑20的尺寸L2的扩散问题严重影响了荧光光源的扩展量，尤其对于微型投影光源，光斑扩散造成的影响尤为严重。

为了改善上述技术问题，本申请的发明人经过长期的研发和试验，提出以下实施例。

请参阅图5，图5是本申请荧光片第一实施例的结构示意图。

如图5所示，荧光片200可以包括粘合剂固化层210、荧光粉粒220和棒状光学介质颗粒230。

其中，荧光粉粒220布置于粘合剂固化层210内；棒状光学介质颗粒230布置于粘合剂固化层210内。棒状光学介质颗粒230具有长轴方向a和短轴方向r，长轴方向a垂直于短轴方向r；棒状光学介质颗粒230的长轴方向a沿垂直于荧光片的方向i布置。

由于荧光材料在应用时一般制成为片状，具有延伸的平面，本申请中将延伸平面的方向定义为平行于荧光片200的方向，垂直于荧光片200的延伸平面的方向定义为垂直于荧光片200的方向i。当然本申请可适用于其他形状的荧光材料。

在本实施例中，以激发光光束沿垂直于荧光片200的方向i入射荧光片200，以激发荧光片200产生荧光为例进行说明。激发光束可沿其他方向入射荧光片200。棒状光学介质颗粒230由于具有长轴方向a和短轴方向r，并使得光在沿长轴方向a入射棒状光学介质颗粒230所具有的散射截面小于光在沿短轴方向r入射棒状光学介质颗粒230所具有的散射截面。因此，光在垂直于荧光片200的方向i上传播时，散射较弱，光在平行于荧光片200的方向上传播时，散射较强。从而，粘合剂固化层210内沿平行于荧光片200的方向扩散的光经短轴方向r入射棒状光学介质颗粒230后，发生较强的散射，减小光在荧光片200内的平均自由程，以在平行于荧光片200的方向上抑制光束的扩散，以达到，相对于现有技术在激发光光斑尺寸相同时，减小了荧光光斑的扩散距离。同时由于光在垂直于荧光片200的方向i上传播时散射较弱，不会导致荧光片200对激发光的反射率过高，从而改善整体的荧光激发效率。

其中，光在棒状光学介质颗粒230中发生的散射可以是米氏散射，例如棒状光学介质颗粒230对在其短轴方向r上传播的光发生米氏散射的散射截面相对较大，而在其长轴方向a传播的光则发生米氏散射的散射截面相对较小。另外，由于光源主要使用的波段在可见光范围内，进一步使得在光的波长为500-800nm时，棒状光学介质颗粒230对在其短轴方向r传播的光的散射截面大于在其长轴方向a传播的光的散射截面。更进一步，可使得在光的波长为500-650nm时，棒状光学介质颗粒230对在其短轴方向r传播的光的散射截面大于在其长轴方向a传播的光的散射截面。棒状光学介质颗粒230的形状例如为长椭圆棒状、长方体、或其他具有形如上述长轴方向a和短轴方向r的形状。

在本申请中，棒状光学介质颗粒230的长轴方向a沿垂直于荧光片200的方向i布置，指的是棒状光学介质颗粒230的长轴方向a与垂直于荧光片200的方向i的夹角小于90度，从而实现棒状光学介质颗粒230在其长轴方向a和短轴方向r的散射各向异性，使得在其短轴方向r传播的光具有更大的散射截面。

进一步地，棒状光学介质颗粒230的长轴方向a与垂直于荧光片200的方向i的夹角在0-30度范围内，从而进一步增加在其短轴方向r传播的光的散射；进一步可优选为在0-15度范围内。

进一步地，占总数量70％以上的棒状光学介质颗粒230的长轴方向a与垂直于荧光片200的方向i的夹角在0-30度范围内，使得占总数量较多的棒状光学介质颗粒230的长轴方向a沿垂直于荧光片200的方向i布置，从而实现棒状光学介质颗粒230在垂直于荧光片200的方向i和平行于荧光片200的方向上具有更大的散射各向异性，使得棒状光学介质颗粒230在平行于荧光片200的方向上具有更强的散射。

进一步占总数量80％、90％或95％以上的棒状光学介质颗粒230的长轴方向a与垂直于荧光片200的方向i的夹角在0-30度范围内。定义：粘合剂固化层210内的棒状光学介质颗粒230的总数量以粒子数记为N₀，长轴方向a与垂直于荧光片200的方向i的夹角在0-30度范围内的棒状光学介质颗粒230记为N₁。例如，在一实施方式中，N₁÷N₀×100％＝80％；例如，在另一实施方式中，N₁÷N₀×100％＝90％；例如，在又一实施方式中，N₁÷N₀×100％＝95％；例如，在还一实施方式中，N₁÷N₀×100％＝97％。

可选的，在一实施方式中，棒状光学介质颗粒230在长轴方向a上的最长尺寸即长轴方向长度H，大于或等于其短轴方向r的最长尺寸，即短轴方向长度W的1.5倍。使得棒状光学介质颗粒230在短轴方向r与长轴方向a的散射截面差异更大，从而保证棒状光学介质颗粒230在垂直于荧光片200的方向i上与在平行于荧光片200的方向上的散射各向异性，使得棒状光学介质颗粒230在平行于荧光片200的方向上具有更强的散射。为进一步增加棒状光学介质颗粒230在平行于荧光片200的方向上的散射，在其他实施例中，棒状光学介质颗粒230长轴方向长度H大于或等于棒状光学介质颗粒230短轴方向长度W的1.6倍；进一步，棒状光学介质颗粒230在长轴方向长度H大于或等于棒状光学介质颗粒230短轴方向尺寸W的2倍；更进一步，棒状光学介质颗粒230长轴方向长度H大于或等于棒状光学介质颗粒230短轴方向长度W的6倍；该比例的上限一般由棒状光学介质颗粒的制造工艺决定，本申请不做特别限制。进一步的，在一实施例中，棒状光学介质颗粒230长轴方向长度H可以小于或等于棒状光学介质颗粒230短轴方向长度W的8倍。

如图5所示，棒状光学介质颗粒230长轴方向长度H与棒状光学介质颗粒230的折射率的乘积大于或等于0.6μm，且棒状光学介质颗粒230长轴方向长度H与棒状光学介质颗粒230的折射率的乘积小于或等于6μm；棒状光学介质颗粒230短轴方向长度W与棒状光学介质颗粒230的折射率的乘积大于或等于0.375μm，且棒状光学介质颗粒230短轴方向长度W与棒状光学介质颗粒230的折射率的乘积小于或等于3.75μm。如此可以使得棒状光学介质颗粒230的尺寸在米氏散射的范围内，使光在沿棒状光学介质颗粒230传播时，能够发生米氏散射。米氏散射不同于瑞利散射呈对称状分布，而是散射在光线向前的方向比向后的方向更强，方向性比较明显。因此，通过米氏散射，能够抑制光线向后的方向的散射，以降低背向散射强度，从而能够抑制光线的反射率，以提高整体的荧光激发效率。

棒状光学介质颗粒230的复折射率可以记为n+ik，其中，_n为棒状光学介质颗粒230的折射率，k为棒状光学介质颗粒230的吸收系数。

在可见光波段(如e波长546.07nm时)，棒状光学介质颗粒230的折射率与粘合剂的折射率之差的绝对值可以大于或等于0.1。发明人经长期研究发现，棒状光学介质颗粒230的折射率与粘合剂的折射率之差的绝对值与光在棒状光学介质颗粒230与粘合剂的界面发生散射的强度成正相关关系。棒状光学介质颗粒230的折射率与粘合剂的折射率之差的绝对值越大，光在棒状光学介质颗粒230与粘合剂的界面发生的散射越强，对应的光的平均自由程越小。如此，能够使光在沿棒状光学介质颗粒230的短轴方向传播时，在棒状光学介质颗粒230与粘合剂的界面产生较强的散射，以抑制荧光光斑在垂于垂直于荧光片200的方向上的扩散。棒状光学介质颗粒230的吸收系数可以小于或等于0.01。如此，能够使光在沿棒状光学介质颗粒230的长轴方向传播时，棒状光学介质颗粒230对光的吸收较少，使光通过棒状光学介质颗粒230散射后，仍具有较大的光强度，以能提高荧光片200的发光效率。

进一步的，在一实施方式中，为使棒状光学介质颗粒230，在荧光片200的制备过程中，经烧结处理时，不熔化或软化变形，棒状光学介质颗粒230的熔点或软化点可以大于或等于900摄氏度。

另外，作为非限制性的举例，棒状光学介质颗粒230的材料可以为氮化硅、氧化铝、氧化镁、硫酸钡、二氧化钛、氧化锆、氧化锌、氮化硼、氮化铝和硼酸铝中的任意一种或几种。

在一实施方式中，棒状光学介质颗粒230的粒子数密度大于1×10⁵个每立方毫米。如此可以提高，光在沿平行于荧光片200的方向在荧光片200内传播时，遇到棒状光学介质颗粒230的概率，以提高光在沿平行于荧光片200的方向传播时，发生散射的概率。当然，可以理解的是，不仅光在沿平行于荧光片200的方向传播时发生散射的概率与棒状光学介质颗粒230的粒子数密度成正相关关系，而且光在沿垂直于荧光片200的方向i入射荧光片200时，光在其传播方向的向后的方向的散射也与棒状光学介质颗粒230的粒子数成正相关关系。因此，为了避免光在沿垂直于荧光片200的方向i入射时，发生过强的背向散射，棒状光学介质颗粒230的粒子数密度也不能太大。在一实施例中，棒状光学介质颗粒230的粒子数密度可小于8×10⁷个每立方毫米。

在一实施方式中，荧光粉粒220可以为YAG:Ce³⁺颗粒、LuAG:Ce³⁺颗粒、(Sr,Ca)AlSiN₃:Eu²⁺颗粒或其他具有荧光性的颗粒。

在一实施例中，粘合剂固化层210的材质可为有机粘合剂或无机粘合剂，例如可为硅胶、玻璃或陶瓷等，硅胶可为有机硅胶或无机硅胶。

参阅图6，图6是本申请荧光片第二实施例的结构示意图。

如图6所示，本申请第二实施例中的荧光片200是基于本申请第一实施例的荧光片200的基础上进行改进而得到的，本申请第二实施例中的荧光片200与本申请第一实施例中的荧光片200的区别在于，还包括基底240。

其中，粘合剂固化层210可以设置于基底240上。

在一实施方式中，基底240可以具有反射功能，以使从粘合剂固化层210出射至基底240的光可以反射回粘合剂固化层210。例如基底240可使从粘合剂固化层210出射至基底240的激发激光反射回粘合剂固化层210，以继续激发荧光粉粒220产生荧光。当然，基底240也可以反射从粘合剂固化层210出射至基底240的荧光。

在另一实施方式中，基底240可以具有透射功能，以使从粘合剂固化层210出射至基底240的光可以透过基底240。

作为非限制性的举例，基底240可包括基板和/或反射层和/或其他光学功能层。基板可包括但不限于玻片、蓝宝石片、氮化铝片、金属板等；反射层包括但不限于金属反射层或无机反射层；其他光学功能层包括但不限于减反射层、滤光层等。

参阅图7，图7是本申请荧光片的制备方法一实施例的流程示意图。

如图7所示，本申请荧光片的制备方法用于制备上述实施例中任意一项的荧光片。本申请荧光片的制备方法可以包括以下步骤S110至步骤S140。

步骤S110：提供荧光粉粒、粘合剂和棒状光学介质颗粒。

本步骤中，棒状光学介质颗粒具有长轴方向和短轴方向，长轴方向垂直于短轴方向。棒状光学介质颗粒的材料可以为氮化硅、氧化铝、氧化镁、硫酸钡、二氧化钛、氧化锆、氧化锌、氮化硼、氮化铝和硼酸铝中的任意一种或几种。

步骤S120：将荧光粉粒、粘合剂和棒状光学介质颗粒混合，以形成混合浆料。

在该制备步骤120中，粘合剂例如可为硅胶原料、玻璃粉原料或陶瓷粉末原料等。另外，还可加入必要的助剂，如溶剂、粘合剂、分散剂等。在步骤S120中，可以将荧光粉粒、粘合剂、棒状光学介质颗粒以及必要的助剂混合均匀，以形成混合浆料。

步骤S130：执行位置调整操作，使混合浆料中的棒状光学介质颗粒的长轴方向沿垂直于荧光片的方向布置。

在步骤S130中，即是要执行位置调整操作，以调整混合浆料中棒状光学介质颗粒的布置方式，使棒状光学介质颗粒的长轴方向沿垂直于荧光片的方向布置。

在一实施方式中，位置调整操作可以为旋转操作，执行位置调整操作，使混合浆料中的棒状光学介质颗粒的长轴方向沿垂直于荧光片的方向布置的步骤，包括：执行旋转操作，使混合浆料绕沿垂直于荧光片的方向布置的轴旋转，以在离心力和粘滞力的共同作用下，使混合浆料中的棒状光学介质颗粒的长轴方向沿垂直于荧光片的方向布置。

在另一实施方式中，步骤S120还可以包括提供基底；执行位置调整操作，使混合浆料中的棒状光学介质颗粒的长轴方向沿垂直于荧光片的方向布置的步骤之前，包括：将混合浆料布设在基底上，以形成混合浆料的布设层；位置调整操作为旋转操作，执行位置调整操作，使混合浆料中的棒状光学介质颗粒的长轴方向沿垂直于荧光片的方向布置的步骤，包括：执行旋转操作，使基底绕沿垂直于荧光片的方向布置的轴旋转，以在离心力和粘滞力的共同作用下，使布设层中的棒状光学介质颗粒的长轴方向沿垂直于荧光片的方向布置。

步骤S140：对混合浆料进行固化处理，以形成荧光片。

在步骤S140中对混合浆料进行固化处理，以使粘合剂固化形成粘合剂固化层，使荧光粉粒和棒状光学介质颗粒设置于粘合剂固化层，以形成上述的荧光片。具体的固化处理可为干燥或烧结等操作。

以下以具体的实施例对荧光片的制备方法进一步的说明。

实施例1

以粒径为8～14um的YAG:Ge³⁺颗粒为荧光粉粒，以折射率为1.5的低熔点玻璃粉为粘合剂，参阅图8，图8是本申请荧光片的制备方法实施例1的棒状光学介质颗粒的结构示意图。

如图8所示，以长椭圆棒状的Si₃N₄颗粒230a为棒状光学介质颗粒230，棒状光学介质颗粒230长轴方向长度H＝1.6μm±0.2μm；棒状光学介质颗粒短轴方向长度W＝0.8μm±0.2μm。棒状光学介质颗粒230对波长为546.07nm的光的折射率为2.05，吸收系数为0。

在该实施例1中依照上述荧光片的制备方法制成的荧光片中YAG:Ge³⁺颗粒的粒子数密度为3×10⁴/mm^-3，长椭圆棒状的Si₃N₄颗粒的粒子数密度为8×10⁶/mm^-3。可在在反射基底上形成荧光片，其中荧光片的基底是一片朗伯散射体，包括氮化铝陶瓷基板和其上由氧化钛颗粒和玻璃形成的反射层。

参阅图9，图9是本申请荧光片的制备方法实施例1的棒状光学介质颗粒在光沿长轴方向入射和沿短轴方向入射时，所具有散射截面与光的波长的关系示意图。

如图9所示，实线代表的是光沿短轴方向入射(垂直长轴入射)棒状光学介质颗粒所具有的散射截面与光的波长的关系示意图；虚线代表的是光沿长轴方向入射(沿长轴入射)棒状光学介质颗粒所具有的散射截面与光的波长的关系示意图。

在本实施例中，在光的波长为500-800nm时，光沿短轴方向入射棒状光学介质颗粒所具有的散射截面大于光沿长轴方向入射棒状光学介质颗粒所具有的散射截面。

参阅图10，图10是实施例1的荧光片在添加棒状光学介质颗粒与不添加棒状光学介质颗粒时，光的归一化强度分布与荧光光斑的横向尺寸的关系示意图。如图10所示，虚线代表不添加棒状光学介质颗粒时，光的归一化强度分布与荧光光斑平行于荧光片的方向的尺寸(荧光光斑的横向尺寸)的关系；实线表示，添加棒状光学介质颗粒时，光的归一化强度分布与荧光光斑的横向尺寸的关系。

使用尺寸为1mm×1mm的强度均匀的波长为455nm的蓝激光激发荧光片，入射激光的发散角为±30°，收集并探测粉片上反射的荧光，则如图10。则此粉片上荧光光斑尺寸与同等不含Si₃N₄颗粒的荧光光斑尺寸相比，显著的限制了荧光光斑尺寸。

实施例2

类似地，将实施例一中的粘合剂改为折射率为1.4的硅胶，其他条件不变的情况下，制成的荧光片为硅胶荧光片。此硅胶荧光片也能获得较好的限制荧光光斑尺寸的效果。此硅胶荧光片上荧光光斑尺寸与同等不含Si₃N₄颗粒的硅胶荧光片上的荧光光斑尺寸相比，显著的限制了荧光光斑尺寸。

实施例3

以粒径为26～32um的(Sr,Ca)AlSiN₃:Eu²⁺颗粒为荧光粉粒，以折射率为1.4的硅胶为粘合剂，参阅图11，图11是本申请荧光片的制备方法实施例3的棒状光学介质颗粒的结构示意图。

如图11所示，以长方体的Al₂O₃颗粒230b为棒状光学介质颗粒230，棒状光学介质颗粒230在长轴方向长度H＝2μm±0.2μm；棒状光学介质颗粒短轴方向长度W＝0.8μm±0.2μm。棒状光学介质颗粒230对波长为546.07nm的光的折射率为1.77，吸收系数为0。

在该实施例中依照上述荧光片的制备方法制成的荧光片中(Sr,Ca)AlSiN₃:Eu²⁺颗粒的粒子数密度为5×10⁴/mm^-3，长方体的Al₂O₃颗粒的粒子数密度为5×10⁶/mm^-3。荧光片的基底可以是透明的玻片。在玻片上形成荧光片。

参阅图12，图12是实施例3的荧光片在添加棒状光学介质颗粒与不添加棒状光学介质颗粒时，光的归一化强度分布与荧光光斑的横向尺寸的关系示意图。如图12所示，虚线代表不添加棒状光学介质颗粒时，光的归一化强度分布与荧光光斑平行于荧光片的方向的尺寸(荧光片的横向尺寸)的关系；实线表示，添加棒状光学介质颗粒时，光的归一化强度分布与荧光光斑的横向尺寸的关系。

使用尺寸为1mm×1mm的强度均匀的波长为455nm的蓝激光激发荧光片，入射激光的发散角为±30°，收集并探测粉片上反射的荧光，则如图12。则此粉片上荧光光斑尺寸与同等不含Al₂O₃颗粒的荧光光斑尺寸相比，显著的限制了荧光光斑尺寸。

本申请还提供了一种发光装置，包括激发光源和上述荧光片。其中激发光源可为激光光源、LED光源或其他合适光源，通过该激发光源照射荧光片，产生荧光。该发光装置可以应用于投影、显示系统，例如液晶显示器(LCD，Liquid Crystal Display)、数码光路处理器(DLP，Digital Light Processor)或投影机；也可以应用于照明系统，例如汽车照明灯；也可以应用于3D显示技术领域中。在发光装置中，上述荧光片还可以制作成为可运动的装置，如色轮，使激发光源发出的激发光源入射到旋转运动的色轮上，从而产生荧光。

以上仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请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，均同理包括在本申请的专利保护范围。

Claims (13)

1.一种荧光片，其特征在于，所述荧光片包括：

粘合剂固化层；

荧光粉粒，布置于所述粘合剂固化层内；

棒状光学介质颗粒，布置于所述粘合剂固化层内；

其中，所述棒状光学介质颗粒具有长轴方向和短轴方向，所述长轴方向垂直于所述短轴方向；所述棒状光学介质颗粒的长轴方向沿垂直于荧光片的方向布置。

2.根据权利要求1所述的荧光片，其特征在于，

光沿所述棒状光学介质颗粒的短轴方向入射所述棒状光学介质颗粒所具有的散射截面大于光沿所述棒状光学介质颗粒的长轴方向入射所述棒状光学介质颗粒所具有的散射截面。

3.根据权利要求1所述的荧光片，其特征在于，

所述棒状光学介质颗粒长轴方向与垂直于荧光片的方向的夹角在0-30度范围内。

4.根据权利要求1所述的荧光片，其特征在于，

占总数量70％以上的所述棒状光学介质颗粒的长轴方向与垂直于荧光片的方向的夹角在0-30度范围内。

5.根据权利要求1所述的荧光片，其特征在于，

所述棒状光学介质颗粒的长轴方向长度大于或等于短轴方向长度的1.5倍。

6.根据权利要求1所述的荧光片，其特征在于，

所述棒状光学介质颗粒的长轴方向长度与所述棒状光学介质颗粒的折射率的乘积大于或等于0.6μm，且所述棒状光学介质颗粒的长轴方向长度与所述棒状光学介质颗粒的折射率的乘积小于或等于6μm；

所述棒状光学介质颗粒的短轴方向长度与所述棒状光学介质颗粒的折射率的乘积大于或等于0.375μm，且所述棒状光学介质颗粒的短轴方向长度与所述棒状光学介质颗粒的折射率的乘积小于或等于3.75μm。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的荧光片，其特征在于，

所述棒状光学介质颗粒的复折射率为n+ik，其中，所述_n为所述棒状光学介质颗粒的折射率，所述k为所述棒状光学介质颗粒的吸收系数；

所述棒状光学介质颗粒的折射率与所述粘合剂的折射率之差的绝对值大于或等于0.1；所述棒状光学介质颗粒的吸收系数小于或等于0.01。

8.根据权利要求1-6任意一项所述的荧光片，其特征在于，所述棒状光学介质颗粒的粒子数密度大于1×10⁵个每立方毫米。

9.一种荧光片的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

提供荧光粉粒、粘合剂和棒状光学介质颗粒；其中，所述棒状光学介质颗粒具有长轴方向和短轴方向，所述长轴方向垂直于所述短轴方向；

将所述荧光粉粒、粘合剂和棒状光学介质颗粒混合，以形成混合浆料；

执行位置调整操作，使所述混合浆料中的所述棒状光学介质颗粒的长轴方向沿垂直于荧光片的方向布置；

对所述混合浆料进行固化处理，以形成所述荧光片。

10.根据权利要求9所述的荧光片的制备方法，其特征在于，

所述位置调整操作为旋转操作，所述执行位置调整操作，使所述混合浆料中的所述棒状光学介质颗粒的长轴方向沿垂直于荧光片的方向布置的步骤，包括：

执行旋转操作，使所述混合浆料绕沿所述垂直于荧光片的方向布置的轴旋转，使所述混合浆料中的所述棒状光学介质颗粒的长轴方向沿所述垂直于荧光片的方向布置。

11.根据权利要求9所述的荧光片的制备方法，其特征在于，

所述提供荧光粉粒、粘合剂和棒状光学介质颗粒的步骤，还包括：提供基底；

所述执行位置调整操作，使所述混合浆料中的所述棒状光学介质颗粒的长轴方向沿垂直于荧光片的方向布置的步骤之前，包括：

将所述混合浆料布设在所述基底上，以形成所述混合浆料的布设层；

所述位置调整操作为旋转操作，所述执行位置调整操作，使所述混合浆料中的所述棒状光学介质颗粒的长轴方向沿垂直于荧光片的方向布置的步骤，包括：

执行旋转操作，使所述基底绕沿所述垂直于荧光片的方向布置的轴旋转，使所述布设层中的所述棒状光学介质颗粒的长轴方向沿所述垂直于荧光片的方向布置。

12.根据权利要求9-11任意一项所述的荧光片的制备方法，其特征在于，所述棒状光学介质颗粒的熔点或软化点大于900摄氏度。

13.一种发光装置，其特征在于，所述发光装置包括权利要求1-8中任意一项所述的荧光片。

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