[发明专利]波长转换元件及其制备方法、照明光源

说明书

一种波长转换元件及其制备方法、照明光源，所述波长转换元件的材质为复相陶瓷，所述复相陶瓷包括均匀穿插分布的第一相(11)和第二相(12)，所述第一相的发射光光谱和第二相的激发光光谱有重叠区域。本发明将第一相RE³⁺:Al₂O₃晶相和第二相Ce³⁺:YAG晶相均匀穿插分布的复相陶瓷制成波长转换元件，使得包含该波长转换元件的照明光源拥有了较宽光谱的高显色指数，有效的改善了出射光斑中颜色不均的现象，提高了出光面的光提取效率，并且其在较高温度下仍具有良好的光学性能。

技术领域

本发明涉及一种波长转换元件及其制备方法、照明光源，属于照明光源制造技术领域。

背景技术

目前，照明行业中具有前景的两大照明方式为LED照明和激光照明，但LED存在亮度较低、效率骤降等问题。激光二极管通过激发光源激发荧光材料进行白光照明，具有电光转换效率高、亮度高、无效率骤降现象和体积小等优势，常用激发光源产生照明白光的方案是使用激光荧光方案：蓝色激光作为光源，激发黄色荧光材料，转换得到的黄光和未被转换的蓝光混合得到白光。该方案中，荧光材料的性能对照明光源的整体性能影响显著。

传统的荧光材料通常是利用硅胶封装荧光粉制备的，但是硅胶仅能够在200℃下长期工作，在250℃-300℃只能短时间工作，否则就有可能分解。而随着激发光源的功率的提高，荧光粉片的温度会超过250℃，有可能造成荧光粉片的稳定性下降甚至开裂。利用耐高温的无机粘接剂或玻璃粉代替硅胶，可以有效的提高荧光材料的耐高温性能，但这种荧光转换材料仍然存在热导率低、使用温度较低(500℃-600℃)等问题。

陶瓷材料与玻璃相比，热导率更高，且可以承受更高的温度，因而在高功率激光显示领域，具有广阔的应用前景。常用的陶瓷荧光材料可以分为两类，一类为用Al₂O₃等陶瓷作为粘结剂封装荧光粉，另一类为直接制备荧光陶瓷，为提高出光效率。这两类陶瓷荧光材料均具有较好的耐热性，在较高温度下仍然具有较高的发光效率，但也存在着发光波长单一、不利于得到高显色指数的照明白光等问题。此外，由于上述方案的白光中蓝光成分来源于激光光源，黄光成分来源于荧光材料，二者光学扩展量相差较大，输出白光中存在蓝光和黄光混合不均匀的现象。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对现有技术的不足，提供一种波长转换元件及其制备方法、照明光源，通过将第一相RE³⁺:Al₂O₃晶相和第二相Ce³⁺:YAG晶相均匀穿插分布的复相陶瓷制成波长转换元件，使得包含该波长转换元件的照明光源拥有了较宽光谱的高显色指数，有效的改善了出射光斑中颜色不均的现象，提高了出光面的光提取效率，并且其在较高温度下仍具有良好的光学性能。

本发明所要解决的技术问题是通过如下技术方案实现的：

本发明提供一种波长转换元件，所述波长转换元件的材质为复相陶瓷，所述复相陶瓷包括均匀穿插分布的第一相和第二相，所述第一相的发射光光谱和第二相的激发光光谱有重叠区域。

其中，所述第一相为RE³⁺:Al₂O₃晶相，第二相为Ce³⁺:YAG晶相，其中，RE为Ce、Yb及Nd中的一种或多种。

为了使出射光中不含激光成分，解决激光照明存在的安全隐患，所述波长转换元件的出光表面设有滤光片。