[发明专利]荧光陶瓷及其制备方法

说明书

一种荧光陶瓷及其制备方法，所述荧光陶瓷包含氧化铝陶瓷以及分布在氧化铝陶瓷中的荧光粉，所述氧化铝陶瓷的至少部分晶粒定向排列。本发明通过提供一种至少部分晶粒定向排列的荧光陶瓷，大幅提高了荧光陶瓷的直线透过率，使得荧光陶瓷深层的荧光粉能够被激发，在提高发光效率的同时，避免了荧光粉因受激发所产生的热量过于集中而导致局部温度过高的问题，使得荧光陶瓷能承受更大功率密度的激发光。

技术领域

本发明涉及一种荧光陶瓷及其制备方法，属于功能陶瓷制造技术领域。

背景技术

传统显示技术在还原真实色彩的显示上存在较大的不足，只能显示人眼所识别色彩范围的30％。随着人们对显示技术的要求越来越高，呈现更多更真实的色彩是下一代显示技术的目标之一。激光显示技术正是对传统显示技术的突破，其色域空间大、色彩丰富、色饱和度高，因此激光显示呈现广阔的市场应用前景。激光显示技术中激光激发荧光粉显示技术的优势明显，其主要是通过蓝色激光激发荧光材料来获取其他波段的荧光。随着激光显示技术的不断发展，对荧光材料性能上的要求也逐步提升，荧光材料需要有较高的光转换效率，较高的发光亮度以及较高的导热性能，以承载更高功率密度的蓝色激光等。

用于激光显示技术的荧光材料大体可分为三大类。第一类采用有机硅胶/有机树脂等有机聚合物对各种荧光粉进行封装，此类荧光材料处于高功率密度蓝色激光照射下进行光转换时，会产生大量的热量从而使得自身温度急剧上升，长期如此会导致封装的硅胶/有机树脂等有机基质老化泛黄，最终会引发光效损失、寿命减少等问题。第二类为荧光玻璃材料，其通过SiO₂基/硼硅酸盐基的玻璃对荧光粉进行封装。同有机树脂封装相比，荧光玻璃在耐热性、高热稳定性、低色偏移等方面有很大的改善，但在导热性能上并无显著性的提升。第三类为荧光陶瓷，相比有机基质和无机玻璃基质所封装的荧光材料，荧光陶瓷的耐热性和热导率均有显著的优势。荧光陶瓷又可分为两种，一种是将Ce等稀土元素掺杂到YAG等透明陶瓷中而制备成荧光陶瓷；另外一种是通过高导热系数的透明陶瓷对将荧光粉进行封装。荧光陶瓷因其优异的性能而成为激光照明显示技术中一个重要发展方向。

虽然目前荧光陶瓷大多是将荧光粉封装在透明陶瓷中，其热稳定性和发光性能相对较好，但是在较高功率的实际应用中，如投影显示光源、汽车头灯光源中，受限于荧光粉的特性，荧光粉在较高温度下会发生热淬灭(Thermal quenching)，进而影响荧光陶瓷的发光效率和亮度提升。因此，如何进一步提高荧光陶瓷的亮度和发光效率是本领域亟待解决的技术问题。

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，提供一种荧光陶瓷及其制备方法，通过提供一种至少部分晶粒定向排列的荧光陶瓷，大幅提高了荧光陶瓷的直线透过率，使得荧光陶瓷深层的荧光粉能够被激发，在提高发光效率的同时，避免了荧光粉因受激发所产生的热量过于集中而导致局部温度过高的问题，使得荧光陶瓷能承受更大功率密度的激发光，进而提高荧光陶瓷的发光亮度。

本发明所要解决的技术问题是通过如下技术方案实现的：

本发明提供一种荧光陶瓷，所述荧光陶瓷包含氧化铝陶瓷以及分布在氧化铝陶瓷中的荧光粉，所述氧化铝陶瓷的至少部分晶粒定向排列。

为了不影响荧光陶瓷的直线透过率，所述荧光粉为各向同性的荧光粉。

优选地，所述荧光粉为Ce:YAG荧光粉或Ce:LuAG荧光粉。

优选地，所述氧化铝陶瓷的织构度大于60％。

优选地，所述荧光粉的平均粒径为5μm-25μm，所述氧化铝陶瓷晶粒的平均粒径大小为1μm-10μm。

本发明还提供一种荧光陶瓷的制备方法，所述制备方法包含：

S1：将荧光粉、氧化铝粉、烧结助剂预混合后形成粉体；

S2：利用冷等静压及排胶工艺将所述粉体与一个或多个具有特定晶向的蓝宝石籽晶圆片压制成陶瓷素坯；