[发明专利]一种激光照明装置及其制备方法

说明书

本发明涉及半导体发光技术领域的激光照明装置及制备方法。所述激光照明装置包括激光发射装置和光转换装置；所述光转换装置包括发光部件和光线引导装置；所述发光部件包括荧光聚合物和基体，所述基体选自透光基体或光反射基体；所述的荧光聚合物是将马来酸酐共聚物固体直接加入到水溶性氢氧化物的水溶液中充分反应后得到。所述发光部件由荧光聚合物置于基体表面构成，或是由包含荧光聚合物和透光基体的混合物构成。本发明激光照明装置可发射暖白光(3000～3500K)、中性白光(3500～5500K)及冷白光(5500～7500K)，能够应用于室内、施工现场等不同场地照明，还可用于汽车车灯，满足不同条件下的应用需求。

技术领域

本发明涉及半导体发光技术领域，更进一步说，涉及一种激光照明装置及其制备方法。

背景技术

LED灯(发光二极管)被称为21世纪的新光源，但随着新一代照明技术“激光照明”的出现，LED灯的市场将受到前所未有的冲击。因发明蓝光LED而获得诺贝尔奖的日本科学家中村修二认为“与LED照明相比，激光照明可实现非常高的效率”。激光照明不仅效率高，还能增加投射距离，提高安全性，同时体积更小、结构更紧凑。除了照明领域之外，激光显示在投影机、数字院线、电视、舞台灯、大屏拼接、汽车等多个领域，都有广阔的应用前景。

激光的单色性较强，需要进行混合或光转换才有可能实现照明。目前，激光照明按原理可分为2种：(1)使用红绿蓝三种颜色激光合成白色激光实现可见光照明；(2)使用蓝光激光激发荧光粉实现可见光照明。第一种方法通过控制三种芯片的比例可以设计各种色温的白光LED，但其制备与组装工艺比较复杂。第二种方法是当前市场上应用最广泛的形式，工艺较成熟。目前使用的荧光粉大多为黄磷或钇铝石榴石结构的YAG:Ce，但黄磷有剧毒，且易转换为白磷，在稳定性及回收安全性方面存在问题，而YAG:Ce为不可再生的稀土资源，价格昂贵。因此开发一种低成本、易回收处理的激光用光转换材料的意义重大。

众多企业和研究人员对此进行了研究，中国专利文献CN105674184A中公开了一种环保型汽车大灯的制备方法，该技术使用具发绿光的量子点和发红光的量子点组成量子点发光层，经反射镜后与蓝色激光混合后发射出白光。但量子点价格昂贵，很难在实际中广泛使用。中国专利文献CN106678668A中公开了一种激光照明用转光器，该技术使用了Ce：YAG作为荧光器件，将荧光粉与荧光胶混合，再通过二向色光学膜层的作用得到白光。该技术中使用了常见的黄光荧光粉Ce：YAG，同时使用了具有选择透过性的光学膜，成本较高，不适用于工业化生产。YH Song等人制备出了具有红色荧光的Cs₄PbBr₆，并基于此种荧光物质制备出了可用于汽车前照灯的激光灯。但是Cs₄PbBr₆的制备工艺较为复杂，成本较高，较难实现商业化。王希贤(王希贤等.合成激光照明技术的应用研究.西部皮革,2017(23):74-74.)报道了使用Zn(BTZ)(MAA)和苯乙烯单体制备出了具有蓝色荧光的聚合物，在408nm激发光照射下可发射出451nm的蓝色荧光。这种聚合物中使用了2-2-羟苯基-苯并噻唑和甲基丙烯酸作为锌的配体，并以聚苯乙烯作为基体材料制备得到蓝色荧光产品，其制备过程中使用了大量的毒性有机溶剂，且光转换作用并不明显，只是由408nm转换到了451nm，无法实现激光照明效果。

相较于含有稀土金属荧光聚合物、小分子荧光聚合物，聚合物荧光聚合物具有低毒性、易加工的特点，但目前尚未有聚合物荧光聚合物应用于激光照明领域的报道。

因此利用现有的装置技术，将无污染、高荧光强度、低制备成本的非传统荧光聚合物代替不可再生的稀土荧光粉和具有毒性的黄磷，进而实现激光照明，这将具有极其重要的市场价值和经济意义。

发明内容