[0033] 下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅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它实施例,都属于本发明保护的范围。
[0034] 本发明实施例提供一种激光激发产生白光照明光源用荧光片,用于激光激发荧光片照明装置,如图1所示,该装置包括半导体激光器1、分波片2、荧光片3以及热沉4,如图2所示,为本发明实施例提供的荧光片,该荧光片3为层状结构,包括由上至下依次设置的微球层31、荧光胶层32、金属镜面反射层33以及基材层34,所述金属镜面反射层33覆盖于所述基材层34表面,所述荧光胶层32涂覆于所述金属镜面反射层33表面,所述微球层31由均匀排列的单层微球311构成,各微球311底部均粘接在所述荧光胶层32上,各微球紧密排布且高度一致,不存在重叠的现象,如图6和图7所示。所述微球311的直径为10-1000微米,优选为50-100微米,所述微球311的折射率为1.8-2.2,所述荧光胶层32的厚度与所述微球311直径的比为0.01-0.1,优选为0.05。上述参数的选择可以保证激光经过微球311汇聚后,光束焦点位于荧光胶层32厚度的中间位置,从而保证折射的效果,以获得白光的定向性好,发散角小,亮度高,
[0035] 本发明实施例提供的这种激光激发产生白光照明光源用荧光片的工作原理如下:如图3至图5所示,当激光光束垂直入射到荧光片3上时,荧光片3表层的微球311将入射到每个微球311上的激光光束汇聚到该微球311底部的荧光胶层32中间厚度位置附近,激光激发荧光胶层32中的荧光粉发光,该发光为各向同性的自发辐射,荧光胶层32背后的金属镜面反射层33将后向发光反射成前向发光提高亮度。激光汇聚点激发荧光粉发射的白光以及镜面反射的白光将入射进入微球311,通过微球311折射,以定向性较高的小角度光束出射,临界角外的光线将进入旁边的微球311并折射出射,出射角度也小于入射角度,从而产生的白光的定向性好,发散角小,亮度高,更适应于汽车远光灯等照明场合的的应用。
[0036] 优化上述实施例,所述基材层34采用高导热系数的材料,例如硅、铜、铝、氮化铝陶瓷等,使得基材层34可以高效散热,避免荧光粉淬灭。
[0037] 所述金属镜面反射层33的材料为具有镜面反射功能的金属,例如金或铝等。作为实施方式之一,所述金属镜面反射层33和所述基材层34为同一种金属材质,例如铝,所述金属镜面反射层33可以由所述基材层34表面经过抛光处理得到,达到真空镀膜镜面标准,制作较简单。作为另外一种实施方式,所述金属镜面反射层33和所述基材层34为不同材质,所述金属镜面反射层33可以为镀于所述基材层34表面的具有镜面反射功能的金属层,具体采用真空镀膜方法,以基材层34为衬底,在上面沉积具有镜面反射功能的金属层。
[0038] 细化上述实施例,所述荧光胶层32的材料为胶原料与荧光粉原料的混合物,所述胶原料为环氧树脂、硅树脂、油墨胶粘剂、紫外固化胶中的一种,所述荧光粉原料为黄色YAG荧光粉、黄色TAG荧光粉、绿色铝酸盐荧光粉、红色硅酸盐荧光粉、红色氮化物荧光粉中的一种或多种。
[0039] 进一步细化上述实施例,所述微球311的材料为SiO2、PbO、TiO2、BaO、Bi2O3、La2O3、ThO2,Nb2O5、Ta2O5、Na2O中的一种金属氧化物或其中多种金属氧化物形成的玻璃相物质,这些材料在激光波长、白光波长范围内都具有较高的透光率。
[0040] 本发明实施例还提供一种上述的激光激发产生白光照明光源用荧光片的制备方法,包括以下步骤:
[0041] (1)将表面覆盖有金属镜面反射层33的基材层34材料切割成方片,清洗,烘干。
[0042] 表面具有金属镜面反射层33的基材层34材料可以直接购置或者自行制作,具体制作方法如下:当金属镜面反射层33和基材层34为同一种金属材质,可以将所述基材层34表面经过抛光处理,达到真空镀膜镜面标准,即可得到金属镜面反射层33;当金属镜面反射层33和基材层34为不同材质,可以采用真空镀膜方法,以基材层34为衬底,在上面沉积具有镜面反射功能的金属层,即可得到金属镜面反射层33。
[0043] (2)将胶原料与荧光粉原料均匀混合得到荧光胶,将荧光胶均匀涂覆在方片的金属镜面反射层33上,加热至半固化状态,得到荧光胶层32。
[0044] 荧光胶层32可以一次性涂覆、固化,也可以分两步涂覆、固化,涂覆的方式可以采用覆涂、旋涂或者喷涂的方式。如图8所示,分两步涂覆、固化时,先将荧光胶均匀涂覆在方片的金属反射层上,加热固化,得到荧光胶层一321,在制作的荧光胶层一321上再次涂覆荧光胶,加热至半固化状态,得到荧光胶层二322,荧光胶层一321与荧光胶层二322合起来为所需要的荧光胶层32,且所述荧光胶层一321与所述荧光胶层二322的厚度之比为1:1,方便让微球311底部位于荧光胶层32厚度中间位置上方,从而保证激光经过微球311汇聚后,光束焦点可以位于荧光胶层32厚度的中间位置。
[0045] (3)将折射率为1.8-2.2,直径为10-1000微米的微球311清洗,烘干。
[0046] (4)将多个微球311置于平面上获得紧密均匀排列的单层微球层31。
[0047] 微球311排列之后,还可以通过显微镜目检微球311是否为单层排列,无缺陷。
[0048] (5)将步骤(4)获得的单层微球层31转移至荧光胶层32上,均匀施加压力,然后热固化荧光胶。
[0049] 可以通过胶带将单层微球层31转移至荧光胶层32上,热固化荧光胶后,剥离胶带,转移方便。
[0050] 需要说明的是,上述各步骤的顺序不做限定,可以根据实际情况调换。
[0051] 下面以两个具体的实施例说明上述制备方法。
[0052] 实施例1:
[0053] (1)购置覆有镜面反射金膜的0.5毫米厚硅片,切割成20毫米乘20毫米的方片作为金属反射层与高导热基材层,清洗,烘干,待用。
[0054] (2)将热固化胶与黄色YAG荧光粉均匀混合得到荧光胶,然后将荧光胶旋涂在硅片上,加热固化,得到荧光胶层一,固化后的厚度为5微米,该荧光胶层一的厚度为设计荧光胶层厚度的一半。
[0055] (3)购置折射率为1.9,直径为200微米的Pb-Na-Si玻璃相微球,清洗,烘干,待用。
[0056] (4)在水平板上振动、挤压获得均匀排列的单层微球层,通过显微镜目检微球为单层排列,无缺陷。
[0057] (5)在步骤(2)制作的荧光胶层一上再次旋涂荧光胶,加热至半固化状态,得到荧光胶层二,通过胶带转移步骤(4)获得的单层微球层至荧光胶层二上,均匀施加压力,然后热固化荧光胶,剥离胶带,固化后荧光胶层二厚度为5微米,两次固化后的荧光胶层一与荧光胶层二合起来为所需要的荧光胶层。
[0058] 实施例2:
[0059] (1)购置2毫米厚铝片材,切割成20毫米乘20毫米的方片,抛光成镜面,除油清洗,烘干,待用,抛光、切割后的方形铝片同时为金属反射层与高导热基材层。
[0060] (2)将热固化胶与黄色TAG荧光粉、绿色铝酸盐荧光粉均匀混合得到荧光胶,然后将荧光胶旋涂在铝片的抛光面上,加热固化,得到厚度为2微米的荧光胶层一。
[0061] (3)购置折射率为2.2,直径为40微米的Ti-Bi-Be玻璃相微球,清洗,烘干,待用。
[0062] (4)将微球单层排满容器底面,将单层排满容器底面的微球分散在水相中,利用超声清洗机实现均匀排列,蒸发水相,通过显微镜目检微球为单层排列,无缺陷。
[0063] (5)在步骤(2)制作的荧光胶层一上再次旋涂荧光胶,加热至半固化状态,得到荧光胶层二,通过胶带转移步骤(4)获得的单层微球层至荧光胶层二上,均匀施加压力,然后热固化荧光胶,剥离胶带,固化后荧光胶层二的厚度为2微米,两次固化后的荧光胶层一与荧光胶层二合起来为所需要的荧光胶层。
[0064] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。