一种高散热荧光反射型白光LD及其制备方法与流程

一种高散热荧光反射型白光ld及其制备方法
技术领域
1.本发明属于白光ld技术领域，具体涉及一种高散热荧光反射型白光ld 及其制备方法。


背景技术：

2.大功率固态激光照明(ld)技术技术具有超大功率、超高亮度、高准直性、可视光距离远等优点，同时还能有效避免光效下降问题。具体对于蓝光 ld芯片在输入功率密度为25kw/cm2时仍保持较高的光转换效率，而白光ld 芯片仅在10w/cm2时就出现了明显的光效下降，其原因是：
3.在白光ld封装过程中，通常将荧光粉颗粒与有机聚合物(环氧树脂、硅胶等)混合，再将混合物涂覆在ld封装体上；然而，值得注意的是有机荧光粉胶的光和热稳定性差，在大功率ld激发下容易发生老化变黄现象，从而导致白光ld光效降低、光色偏移以及可靠性下降等问题，特别是对于高亮度白光ld封装，有机荧光粉胶的老化问题更严重。


技术实现要素：

4.鉴于此，为解决上述背景技术中所提出的问题，本发明的目的在于提供一种高散热荧光反射型白光ld及其制备方法。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
6.一种高散热荧光反射型白光ld，包括蓝光激光光源和反射型荧光玻璃，所述反射型荧光玻璃包括反射基底和荧光玻璃膜，且所述反射基底被设置为多孔结构。
7.优选的，所述反射基底上的每个孔径均相等。
8.优选的，所述反射基底采用铝反射基片。
9.优选的，在所述反射型荧光玻璃的表面贴装有蓝宝石衬底。
10.一种高散热荧光反射型白光ld的制备方法，包括：
11.采用高能量的激光器对反射基底进行打孔，获得多孔结构的反射基底；
12.配制由松油醇和乙基纤维素混合构成的有机载体溶剂，按比例向所述有机载体溶剂中加入固体玻璃粉和固体荧光粉，搅拌混合获得荧光玻璃浆料；
13.将预处理后的反射基底置于印刷丝网下，在所述印刷丝网上倒入配置好的荧光玻璃浆料，使用刮刀促进荧光玻璃浆料透过印刷丝网的网孔并均匀沉积于反射基底表面上；
14.取出印刷后的反射基底，静置形成表面平整和厚度均匀的荧光玻璃膜，得到反射型荧光玻璃；
15.将所述反射型荧光玻璃缓慢加热至140-160℃后保温15min，然后继续加热至320-370℃后再次保温15min，接着继续加热至550-600℃并保温30min，最后降温至300℃并热退火60min；
16.封装蓝光激光光源与处理后的反射型荧光玻璃。
17.优选的，选择铝反射基片作为所述反射基底，采用高能量的激光器对反射基底进
行均匀打孔，获得孔径均匀的多孔结构的反射基底。
18.优选的，所述有机载体溶剂的配制步骤包括：混合97wt％松油醇和3wt％乙基纤维素，水浴加热至80℃并持续续搅拌至乙基纤维素完全溶解。
19.优选的，在所述荧光玻璃浆料中，固体玻璃粉、固体荧光粉与有机载体溶剂的固液混合质量比为4：1。
20.优选的，所述反射基底的预处理包括：利用丙酮、乙醇和去离子水分别对反射基底超声清洗10min；氮气吹干后在烘箱内100℃干燥10min。
21.优选的，获得反射型荧光玻璃后还包括：在所述反射型荧光玻璃的表面贴装蓝宝石衬底和石墨烯散热膜。
22.本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
23.在本发明中，将荧光玻璃浆料直接涂覆在反射型的铝片上，以制备出反射型荧光玻璃，一方面利用铝片表面的高反射率实现入射光的反射，另一方面利用铝材料的高导热性来提高整体反射型荧光玻璃的散热效果，进而改善整体白光ld的光热性能；
24.另外，在本发明中，通过对铝片打孔的形式提高基底散热面积，由此还有效实现了整天白光ld的侧壁散热；
25.再另外，本发明在反射型荧光玻璃的表面还贴装有蓝宝石衬底，具体可利用蓝宝石的高透射率、高导热系数来提高整体反射型荧光玻璃的耐热能力。
附图说明
26.图1为本发明中荧光反射型白光ld的结构示意图；
27.图2为本发明中反射基底的平面图；
28.图中：1-蓝光激光光源、2-反射型荧光玻璃、21-反射基底、22-荧光玻璃膜、3-蓝宝石衬底、4-石墨烯散热膜。
具体实施方式
29.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他实施例，都属于本发明保护的范围。
30.请参阅图1-图2所示，在本发明中提供一种高散热荧光反射型白光ld，具体包括蓝光激光光源1和反射型荧光玻璃2。其中：
31.蓝光激光光源1是一种发出蓝光的半导体蓝光激光光源，其工作原理是通过一定的激励方式，在半导体物质的能带(导带与价带)之间或者半导体物质的能带与杂质(受主或施主)能级之间，实现非平衡载流子的粒子数反转，当处于粒子数反转状态的大量电子与空穴复合时，便产生受激发射作用。该蓝光半导体激光光源的激励方式可以为电注入式、光泵式或高能电子束激励式中的一种。其工作物质比如是gan、gaas、znse等，发光波峰为465nm。
32.在一种优选的实施方式中，反射型荧光玻璃2包括反射基底21和荧光玻璃膜22，且反射基底21为孔径均匀的多孔铝反射基片。具体关于反射基底 21，一方面利用铝片表面的
高反射率实现入射光的反射，另一方面利用铝材料的高导热性来提高整体反射型荧光玻璃的散热效果，并且还通过对铝片打孔的形式实现侧壁散热。
33.在另一种优选的实施方式中，在反射型荧光玻璃2的表面还贴装有蓝宝石衬底3和石墨烯散热膜4，具体可利用蓝宝石的高透射率、高导热系数来提高整体反射型荧光玻璃2的耐热能力，利用石墨烯散热膜4的高导热性可有效提高整体反射型荧光玻璃2的散热能力。
34.在本发明中，基于上述所公开的高散热荧光反射型白光ld，还提供如下制备方法：
35.选择铝反射基片作为反射基底；
36.采用高能量的激光器对反射基底进行均匀打孔，获得孔径均匀的多孔结构的反射基底；
37.混合97wt％松油醇和3wt％乙基纤维素，水浴加热至80℃并持续续搅拌至乙基纤维素完全溶解，获得有机载体溶剂，按比例向有机载体溶剂中加入固体玻璃粉和固体荧光粉，搅拌混合获得荧光玻璃浆料；
38.利用丙酮、乙醇和去离子水分别对反射基底超声清洗10min，氮气吹干后在烘箱内100℃干燥10min，然后将反射基底置于印刷丝网下；在印刷丝网上倒入配置好的荧光玻璃浆料，使用刮刀促进荧光玻璃浆料透过印刷丝网的网孔并均匀沉积于反射基底表面上；
39.取出印刷后的反射基底，静置形成表面平整和厚度均匀的荧光玻璃膜，得到反射型荧光玻璃；
40.将反射型荧光玻璃缓慢加热至140-160℃后保温15min，然后继续加热至 320-370℃后再次保温15min，接着继续加热至550-600℃并保温30min，最后降温至300℃并热退火60min；
41.冷却至室温，封装蓝光激光光源与处理后的反射型荧光玻璃。
42.作为优选的，在荧光玻璃浆料中，固体玻璃粉、固体荧光粉与有机载体溶剂的固液混合质量比为4：1。
43.作为优选的，将反射型荧光玻璃缓慢加热至150℃后保温15min，然后继续加热至350℃后再次保温15min，以此便于实现松油醇的挥发以及乙基纤维素的完全溶解，从而有效减少反射型荧光玻璃中有机载体的含量；接着继续加热至580℃并保温30min，以此使得固体玻璃粉能够完全溶解，鸡儿有效实现固体荧光粉的均匀铺展；最后降温至300℃并热退火60min，以此有效消除整体反射型荧光玻璃的内应力。
44.作为优选的，获得反射型荧光玻璃后还包括：在反射型荧光玻璃的表面贴装蓝宝石衬底和石墨烯散热膜，其中关于石墨烯散热膜的贴装操作为：
45.选择大小合适的铜基石墨烯薄膜，在其表面涂覆形成100-200nm的pmma 薄膜，固化获得样品膜；
46.准备两个玻璃培养皿，盛装三氯化铁溶液，将样品膜置于其中一个玻璃培养皿内，并保证pmma薄膜所在的一侧朝向；
47.腐蚀3min，取出样品膜，并利用三氯化铁溶液冲洗石墨烯薄膜的一侧；
48.将冲洗后的样品膜平铺于另一个玻璃培养皿内，保证pmma薄膜所在的一侧朝向，腐蚀1h左右，完全去除铜；
49.使用载玻片取出样品膜，并放入盛有去离子水的培养皿中，清洗去除残留的三氯
化铁溶液；
50.以反射型荧光玻璃为载体，将样品膜由下往上捞起，使样品膜覆盖于反射型荧光玻璃的荧光玻璃膜表面；
51.自然风干后置于90℃的烘箱或者110℃的烘台上，烘干使石墨烯与反射型荧光玻璃紧密贴合；
52.烘干后放入丙酮溶液中，去除pmma，获得表面贴装有石墨烯散热膜的反射型荧光玻璃。
53.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。