申请/专利权人：江苏瓷光光电有限公司

申请日：2018-03-15

公开（公告）日：2020-10-16

公开（公告）号：CN108527960B

主分类号：B32B9/00(20060101)

分类号：B32B9/00(20060101);B32B37/06(20060101);B32B37/12(20060101);B32B7/12(20060101)

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2020.10.16#授权;2018.10.16#实质审查的生效;2018.09.14#公开

摘要：本发明公开了一种荧光陶瓷与蓝宝石复合陶瓷材料及其制备方法，复合陶瓷材料包括荧光陶瓷层、蓝宝石层及连接层，连接层为玻璃分散的与荧光陶瓷层组分相同的非连续的荧光颗粒。连接层将荧光陶瓷层与蓝宝石层连接，高温烧结形成所述复合陶瓷材料；所述荧光陶瓷层响应波长为445~465nm，连接层对激发光源有散射作用，蓝宝石层具有高热导率，起到散热作用。本发明采用蓝宝石与荧光陶瓷构筑复合结构，增强了荧光陶瓷热传导，提高了陶瓷的激光损伤阈值；荧光粉体除了起到连接荧光陶瓷与蓝宝石的作用，其自身具备荧光特性，增强发光，同时增强了对激发光源的散射。本发明生产工艺简单，特别适用于大功率、高功率密度激光照明与显示器件及其他紧凑型器件。

主权项：1.一种荧光陶瓷与蓝宝石复合陶瓷材料，其特征在于，该复合陶瓷材料包括荧光陶瓷层、蓝宝石层及连接层，连接层将荧光陶瓷层与蓝宝石层连接，高温烧结形成所述复合陶瓷材料，连接层为玻璃分散的非连续的荧光颗粒，对激发光源有散射作用。

全文数据：一种荧光陶瓷与蓝宝石复合陶瓷材料及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及激光照明与显示技术，特别涉及一种用于高功率密度激光照明与显示器件的光转换、散热一体化复合陶瓷材料及其制备方法。背景技术[0002]随着显示技术的飞速发展，汞灯、卤素灯作为光源由于能耗高、寿命短、体积大、高热量等缺陷，不能够满足局品质、闻功率和高亮度显示的需求。基于以激光LDLaserDiode为激发光源，荧光材料为转光载体的光源模块的照明与显示技术凭借高亮度、高光效、小型化、更宽色域以及更长的使用寿命得到了越来越多的关注。[0003]为适应高功率激发光源的需要，目前采用的荧光材料已经由树脂封装的荧光粉及玻璃荧光体逐步发展为具备更高热导率和耐热性能的荧光陶瓷。然而，这种荧光体无法承受高于5〇Wmm2功率密度的激光光源。随着紧凑型激光光源器件的发展，亟需开发应用于更高激光激发功率密度的荧光材料。[0004]蓝宝石具有相比于荧光陶瓷更高的热导率32〜35Wm*K和抗热冲击性能，且蓝宝石具有很高的透过率，因此采用蓝宝石与荧光陶瓷进行复合，激光光源从蓝宝石一侧入射，不仅能够承受更高的激光功率密度，而且不会降低荧光体的发光效率。[0005]陶瓷与陶瓷的连接方式包括采用扩散烧结、中间胶水连接、银胶连接、机械连接等方式。然而蓝宝石表面能低，且蓝宝石与荧光陶瓷致密度均很高，因而无法在低于荧光陶瓷烧结温度的条件下通过扩散烧结的方式进行连接;而通常采用的粘接材料具有较低的热导率和热稳定性，或者较低的光透过率，荧光激发光和发射光的出射，因此不能满足高效、高功率密度激光光源的需求;而机械连接的方式不仅不适用于微型器件，且通过机械连接的方式获得的复合陶瓷中间不可避免地存在空气等，对陶瓷的传热造成严重负面影响。[0006]为获得更高品质、微型化、紧凑型的激光照明与显示产品，使得激光照明与显示技术得到更大的推广，开发蓝宝石、荧光陶瓷复合结构陶瓷，提升荧光体发光热稳定性，以及增强装置的散热性能成为当前迫切需要解决的难题。[0007]发明内容[0008]本发明的目的是为了改进现有材料和技术的不足而提供一种适用于大功率密度激光光源激发的荧光材料即荧光陶瓷与蓝宝石复合陶瓷材料及其制备方法，其材料具备高发光效率、高导热性能、发光均匀、发光热稳定性高等特性;其制备方法工艺简单，操作方便。[0009]实现本发明目的的具体技术方案是：一种荧光陶瓷与蓝宝石复合陶瓷材料，特点是该复合陶瓷材料包括荧光陶瓷层、蓝宝石层及连接层，连接层为玻璃分散的与荧光陶瓷层组分相同的非连续的荧光颗粒，连接层将荧光陶瓷层与蓝宝石层连接，高温烧结形成所述复合陶瓷材料;连接层对激发光源有散射作用。[0010]所述复合陶瓷材料能够应用于1〜200Wmra2的激发光源。[0011]所述荧光陶瓷层响应波长为445〜465nm的蓝色激光，并转化为黄、绿色荧光。[0012]所述的玻璃为石英玻璃、铝酸盐玻璃或硼酸盐玻璃。[0013]一种上述复合陶瓷材料的制备方法，该方法包括以下具体步骤：步骤1:将荧光陶瓷单面抛光，表面粗糙度为0.01〜0.05W1;步骤2:将蓝宝石单面抛光，表面粗糙度为0.01〜•〇5mi;步骤3:采用与荧光陶瓷组分相同的荧光粉体，与玻璃胶按照质量比1:1〜的比例混合;玻璃胶由玻璃粉和环氧树脂按质量比3:1〜2:1的比例混合；步骤4:将荧光粉胶体均匀涂覆在荧光陶瓷一面，与蓝宝石粘结在一起；步骤5:将粘结的复合体放置在60〜100°C烘箱中，直至中间层胶体固化；步骤6:将固化后的复合体置于马弗炉中进行烧结，得到所述荧光陶瓷与蓝宝石复合陶瓷材料。[0014]所述马弗炉中烧结温度为1400〜1700°C。[0015]本发明的有益效果1、本发明通过采用荧光陶瓷与蓝宝石复合，复合陶瓷可承受1〜200ffmm2功率密度的激光光源。[0016]2、本发明通过在荧光陶瓷及蓝宝石中间添加玻璃分散的与荧光陶瓷组分相同的荧光颗粒，高温烧结后实现荧光陶瓷与蓝宝石的连接。[0017]3、本发明的连接层经高温煅烧后，呈不连续颗粒，具有与荧光陶瓷相同的发光性能，同时大幅提高了对激光光源的散射，使出射光更加均匀。具体实施方式[0018]下面结合具体实施例，对本发明作进一步说明。[0019]实施例1将YAG:Ce荧光陶瓷单面抛光至0.15mm厚，表面粗糙度为0.01M1;将蓝宝石单面抛光至0.2刪，表面粗糙度为O.Olwn;称量1gYAG:Ce焚光粉体，lg石英玻璃粉，0_5g环氧树脂，均匀混合，获得荧光粉胶体;将荧光粉胶体均匀涂覆在荧光陶瓷抛光面，紧接着与蓝宝石粘结在一起;将复合体放置在l〇TC烘箱中，烘千2小时，直至中间层胶体固化;将固化后的复合体置于高温马弗炉中140TC进行烧结，获得所述荧光陶瓷与蓝宝石复合陶瓷材料。采用功率密度为5Wmm2的蓝色激光激发，陶瓷光强为30501m。[0020]实施例2将YAG:Ce荧光陶瓷单面抛光至0.15mm厚，表面粗糙度为0.02wn;将蓝宝石单面抛光至0.2mm，表面粗糙度为0.04wn;称量2gYAG:Ce荧光粉体，lg石英玻璃粉，0.4g环氧树脂，均匀混合，获得荧光粉胶体;将荧光粉胶体均匀涂覆在荧光陶瓷一面，紧接着与蓝宝石粘结在一起;将复合体放置在60°C烘箱中，烘干2小时，直至中间层胶体固化;将固化后的复合体置于高温马弗炉中1550°C进行烧结，获得所述荧光陶瓷与蓝宝石复合陶瓷材料。采用功率密度为100Wmm2的蓝色激光激发，陶瓷光强为31021m。[0021]实施例3将LuAG:Ce荧光陶瓷单面抛光至〇.25mm，表面粗糙度为0.04wn;将蓝宝石单面抛光至0.2mm，表面粗糙度为O.OlWn;称量1.5gYAG:Ce荧光粉体，lg石英玻璃粉，0.5g环氧树月旨，均匀混合，获得荧光粉胶体;将荧光粉胶体均匀涂覆在荧光陶瓷一面，紧接着与蓝宝石粘结在一起;将复合体放置在80°C烘箱中，烘千2小时，直至中间层胶体固化;将固化后^复合体置于高温马弗炉中1650°C进行烧结，获得所述荧光陶瓷与蓝宝石复合陶瓷材料。采用功率密度为2〇〇wmm2的蓝色激光激发，陶瓷光强为29051m。

权利要求：1.一种荧光陶瓷与蓝宝石复合陶瓷材料，其特征在于，该复合陶瓷材料包括荧光陶瓷层、蓝宝石层及连接层，连接层将荧光陶瓷层与蓝宝石层连接，高温烧结形成所述复合陶瓷材料，连接层为玻璃分散的非连续的荧光颗粒，对激发光源有散射作用。2.根据权利要求1所述的复合陶瓷材料，其特征在于，所述复合陶瓷材料能够应用于50〜200Wmm2的激发光源。3.根据权利要求1所述的复合陶瓷材料，其特征在于，所述荧光陶瓷层响应波长为4455〜465mn的蓝色激光，并转化为黄、绿色荧光。4.根据权利要求1所述的复合陶瓷材料，其特征在于，所述的玻璃为石英玻璃、铝酸盐玻璃或硼酸盐玻璃。5.—种权利要求1所述复合陶瓷材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下具体步骤：步骤1:将荧光陶瓷单面抛光，表面粗糙度为0•01〜0•oswn;步骤2:将蓝宝石单面抛光，表面粗糙度为0•01〜0•0¾¾;步骤3:采用与荧光陶瓷组分相同的荧光粉体，与玻璃胶按照质量比1〜2:1的比例混合，获得荧光粉胶体;其中，所述玻璃胶由玻璃粉和环氧树脂按质量比3〜2:1的比例混合；步骤4:将荧光粉胶体均匀涂覆在荧光陶瓷一面，与蓝宝石粘结在一起；步骤5:将粘结的复合体放置在6〇~1〇〇°C烘箱中，直至中间层胶体固化；步骤6:将固化后的复合体置于马弗炉中进行烧结，得到所述荧光陶瓷与蓝宝石复合陶瓷材料。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述马弗炉中烧结温度为I400〜1700°C。

百度查询： 江苏瓷光光电有限公司 一种荧光陶瓷与蓝宝石复合陶瓷材料及其制备方法

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD