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  • 法律状态
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    • 专利摘要:
    本实用新型公开一种具有选择透过性平凸形结构的荧光陶瓷发光器件，包含有，荧光陶瓷，其具有相对设置的陶瓷顶面及陶瓷底面，所述陶瓷顶面为向上隆起的凸面，而所述陶瓷底面为平面；蓝光分光膜，其覆盖于所述荧光陶瓷的所述陶瓷顶面；可见光反光膜，其覆盖于所述荧光陶瓷的所述陶瓷底面；以及，散热基座，其布置于所述荧光陶瓷下方。本实用新型的有益效果在于：平凸结构的荧光陶瓷的设计能够匀化蓝光使出光光斑更加均匀。
    公开号:CN214332584U
    申请号:CN202120608708.0U
    申请日:2021-03-25
    公开日:2021-10-01
    发明作者:李东升；王红；张攀德；叶勇
    申请人:Shanghai Aviation Electric Co Ltd；
    IPC主号:F21V9-32
    专利说明:
    [n0001] 本实用新型涉及激光照明用荧光陶瓷领域，特别地是，一种具有选择透过性平凸形结构的荧光陶瓷发光器件。
    [n0002] 白光激光照明是指以半导体激光器为核心光源，采用激光激发荧光体或纯激光混光等技术，产生高亮白光照明。激光因为具有方向性强、光亮度高等特点，在照明领域尤其是大功率照明领域得到了越来越多的应用，目前较为成熟的是采用蓝光激光激发黄色荧光体合成白光，但是使用此种方式得到的白光色温范围较宽，通常很难得到希望得到的色温。此外，由于激光的发光角极窄，由蓝光激光芯片作为激发光源的激光照明产品通常会产生光斑中间区域与边缘区域色温不一致的现象。
    [n0003] 荧光陶瓷和LED芯片为360°发光，其发光特性近似朗伯体发光，在空间中光强分布较为均匀，在使用蓝光LED作为激发光源时蓝光与荧光体发出的黄光发光角与光强分布较为一致，因此可以得到相对均匀的白光光斑。激光光源相比于LED光源具有极窄的发光角，在使用蓝光激光作为激发光源时蓝光发光角和光强分布集中，荧光体发出的黄光发光角与光强分布分散，导致光斑中心区域“白”，周围区域“黄”。
    [n0004] 人们一直期望通过蓝色激光器激发荧光陶瓷发出黄光和经过陶瓷内部反射出的蓝光复合成颜色均匀且具有特定色温的白光，但始终未能获得成功。本实用新型的目的是克服上述技术问题，而提供一种具有选择透过性平凸形结构的荧光陶瓷发光器件。
    [n0005] 为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：一种具有选择透过性平凸形结构的荧光陶瓷发光器件，包含有，荧光陶瓷，其具有相对设置的陶瓷顶面及陶瓷底面，所述陶瓷顶面为向上隆起的凸面，而所述陶瓷底面为平面，即，所述荧光陶瓷中越靠近中心位置，厚度越厚；
    [n0006] 蓝光分光膜，其覆盖于所述荧光陶瓷的所述陶瓷顶面；
    [n0007] 可见光反光膜，其覆盖于所述荧光陶瓷的所述陶瓷底面；以及，
    [n0008] 散热基座，其布置于所述荧光陶瓷下方。
    [n0009] 作为一种具有选择透过性平凸形结构的荧光陶瓷发光器件的优选方案，所述蓝光分光膜的入射蓝光反射/透过比例为10%/90%-40%/60%。
    [n0010] 作为一种具有选择透过性平凸形结构的荧光陶瓷发光器件的优选方案，所述散热基座的材质为Cu、Al或Ag。
    [n0011] 与现有技术相比，本实用新型的有益效果至少在于：1.平凸结构的荧光陶瓷能够将入射蓝光的散射角度扩大，能够减弱出光光斑因“蓝-黄”光空间光分布不均匀导致的黄边现象；2.蓝光分光膜的设计能够将入射蓝光中一部分向外反射而将剩余部分入射到荧光陶瓷内部转换为黄光，可实现出射光色温可调可控，解决蓝-黄比例不可控导致的色产品色温浮动大的问题。
    [n0012] 图1为本实用新型的结构横截面示意图。
    [n0013] 下面通过具体的实施方式结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
    [n0014] 请参见图1，图中示出的是一种具有选择透过性平凸形结构的荧光陶瓷发光器件。
    [n0015] 所述荧光陶瓷发光器件由荧光陶瓷1、蓝光分光膜2、可见光反光膜3及散热基座4等组成。
    [n0016] 所述荧光陶瓷1的化学组成为Ce3+掺杂的YAG（Y3Al5O12）、GYGAG（(Gd,Y)3(Al,Ga)5O12）、GYAG（(Gd,Y)3Al5O12）、TYAG（(Tb,Y)3Al5O12）、GLuAG（(Gd,Lu)3Al5O12）中任意一种或两种以上的组合。所述荧光陶瓷1也可以采用除上述以外的其他常规化学组成。所述荧光陶瓷1呈平凸结构。具体地说，所述荧光陶瓷1具有相对设置的陶瓷顶面及陶瓷底面。所述陶瓷顶面为向上隆起的凸面，而所述陶瓷底面为平面。可见，在所述平凸结构中越靠近中心位置的荧光陶瓷1厚度越厚，利用上述结构能够有效地解决当前激光照明产品中由于蓝光分布不均匀而导致光斑颜色不均匀的问题。
    [n0017] 所述蓝光分光膜2覆盖于所述荧光陶瓷1的所述陶瓷顶面。所述蓝光分光膜2具有蓝光分光功能。所述蓝光分光膜2的成分为SiO2与TiO2、Al2O3、HfO2、Nb2O5中的任意一种、任意两种或全部。所述蓝光分光膜2的入射蓝光反射/透过比例为10%/90%-40%/60%之间任意比例。
    [n0018] 所述可见光反光膜3覆盖于所述荧光陶瓷1的所述陶瓷底面。所述可见光反光膜3为高反膜，具有较高的反射率。所述可见光反光膜3的成分为SiO2与TiO2、Al2O3、HfO2、Nb2O5中的任意一种、任意两种或全部。
    [n0019] 所述散热基座4布置于所述荧光陶瓷1下方。所述散热基座4用于散热所述荧光陶瓷1。所述散热基座4的材质为Cu、Al、Ag或其他具有良好导热性的材料。
    [n0020] 所述荧光陶瓷发光器件的加工工艺，包含有以下步骤并且依次执行：
    [n0021] 步骤S1，以CeO2、Y2O3、Al2O3为原料，按所述陶瓷化学组成(CexY1-x)3Al5O12配置所述陶瓷粉体原料，其中，x的取值范围为：0.001≤x≤0.03；
    [n0022] 步骤S2，使用湿法球磨，以无水乙醇作为分散介质，球磨6-20h后干燥；
    [n0023] 步骤S3，将干燥后的粉体使用模具施以5-10MPa的压力成型获得陶瓷素坯；
    [n0024] 步骤S4，将所述陶瓷素坯施以150-250MPa冷等静压，形成致密的陶瓷素坯；
    [n0025] 步骤S5，将所述致密的陶瓷素坯放入真空烧结炉1500-1800℃，4-20h保温后，经退火得到陶瓷本体；
    [n0026] 步骤S6，将所述陶瓷本体加工至目标规格后，使用机械加工、激光雕刻或化学刻蚀方法获得所述平凸结构。
    [n0027] 实施例1：
    [n0028] 选定的荧光陶瓷化学组成为：(Ce0.001Y0.999)3Al5O12；蓝光分光薄膜层原料SiO2和TiO2，经光学设计后蓝-黄光分光比例为30%/70%；高反射性光学薄膜的原料为SiO2和HfO2，经光学设计后可见光波段反射率可以达到95%以上；散热基座材质为Cu。
    [n0029] 本实施例中具有选择透过性平凸形结构的荧光陶瓷发光器件的具体制备方法为：
    [n0030] 按照化学组成为：(Ce0.001Y0.999)3Al5O12进行原料称配、球磨，将球磨后的浆料在60℃环境下烘干，再将烘干后的粉体放置于模具中施以10MPa压力干压成型获得陶瓷素坯，最后再将成型后陶瓷素坯施以150MPa冷等静压，保压3min获得更加致密的陶瓷素坯。将冷等后的素坯放在马弗炉中800℃保温2h以去除素坯中残存的有机物。
    [n0031] 将素坯放在真空烧结炉中1650℃保温4h后得到荧光陶瓷。
    [n0032] 将荧光陶瓷放在马弗炉1400℃保温2h以去除烧结过程中产生的氧空位。
    [n0033] 将荧光陶瓷使用磨抛机和激光切割机加工至10mm×10mm,厚度0.4mm，表面粗糙度1μm。
    [n0034] 将荧光陶瓷使用激光雕刻机刻蚀出中心区域至边缘区域渐变的150μm-50μm缺陷，深度20μm。
    [n0035] 使用真空镀膜机对荧光陶瓷表面进行光学镀膜，膜层层数为120层，厚度为5μm。
    [n0036] 使用铟锡焊料将荧光陶瓷与散热基座进行焊接，焊接温度为280℃。
    [n0037] 实施例2：
    [n0038] 本实施例荧光陶瓷的制备方法与实施例一相同，不同点在于：本实施例选定蓝光分光薄膜的分光比例为40%/60%，膜层层数为100层，膜厚4μm。
    [n0039] 以上仅表达了本实用新型的实施方式，其描述较为具体和详细，但且不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
    权利要求:
    Claims (4)
    [0001] 1.一种具有选择透过性平凸形结构的荧光陶瓷发光器件，其特征在于，包含有，荧光陶瓷，其具有相对设置的陶瓷顶面及陶瓷底面，所述陶瓷顶面为向上隆起的凸面，而所述陶瓷底面为平面；
    蓝光分光膜，其覆盖于所述荧光陶瓷的所述陶瓷顶面；
    可见光反光膜，其覆盖于所述荧光陶瓷的所述陶瓷底面；以及，
    散热基座，其布置于所述荧光陶瓷下方。
    [0002] 2.根据权利要求1所述的一种具有选择透过性平凸形结构的荧光陶瓷发光器件，其特征在于，所述荧光陶瓷中越靠近中心位置，厚度越厚。
    [0003] 3.根据权利要求1或2所述的一种具有选择透过性平凸形结构的荧光陶瓷发光器件，其特征在于，所述蓝光分光膜的入射蓝光反射/透过比例为10%/90%-40%/60%。
    [0004] 4.根据权利要求1或2所述的一种具有选择透过性平凸形结构的荧光陶瓷发光器件，其特征在于，所述散热基座的材质为Cu、Al或Ag。
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2021-10-01| GR01| Patent grant|
    2021-10-01| GR01| Patent grant|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    CN202120608708.0U|CN214332584U|2021-03-25|2021-03-25|一种具有选择透过性平凸形结构的荧光陶瓷发光器件|CN202120608708.0U| CN214332584U|2021-03-25|2021-03-25|一种具有选择透过性平凸形结构的荧光陶瓷发光器件|
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