经涂覆的发光颗粒、发光转换器元件、光源、照明器以及制造经涂覆的发光颗粒的方法_3

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术,诸如例如原子层沉积、化学气相沉积或物理气相沉 积来制造。
[0047] 第二涂层106包括基于硅的聚合物,或者第二层包括来自A1P04,Si02,A1203和 LaP04的组的材料之一的连续层。第二涂层106是光透射的并且形成针对水的屏障,使得当 第二涂层106未受损并且完全覆盖发光颗粒(具有第一涂层104)时,没有水能够朝向第一 涂层104贯穿第二涂层106。
[0048] 如图1中所指示的,第二涂层106具有特定厚度在实施例中,第二涂层106 的厚度Mi在从30纳米到80纳米的范围内。在另一实施例中,第一涂层104的厚度 在从40纳米到60纳米的范围内。
[0049] 在实施例中,当第二涂层106包括来自A1P04,Si02,A1203和LaPO4的组的材料之 一时,第二涂层106是这些材料之一的连续层并且从这些材料之一的纳米颗粒获得。从纳 米颗粒形成这样的层通常通过形成这些纳米颗粒的悬浮液并且将发光颗粒102与第一涂 层104在这样的悬浮液中混合来执行。随后,烘干混合物,并且随后对其进行退火。在J. Cho等人的文章"通过使用水或者乙醇控制LiC〇02lA1P0 4纳米颗粒涂层""Controlof AlP04~nanopartic1ecoatingonLiCo02byusingwaterorethanol",Electrochimica Acta,卷50,期20,2005年7月25日,第4182-4187页中讨论了一种利用A1P04层涂覆 LiC〇02颗粒的方法。可以利用A1P04纳米颗粒在这样的过程或类似的过程中涂覆具有第一 涂层104的发光颗粒102。
[0050]在实施例中,当第二涂层106包括基于硅的聚合物时,从来自具有基本结构
的化合物的组的材料获得基于硅的聚合物,其中Rl,R2和R3是可水解的烷 氧基,并且R4选自C1-C6线性烷基、可水解的烷氧基和苯基的组,或者Rl,R2和R3单独地 选自-0CH3和-0C2H5,并且R4选自-CH3,-C2H5,-0CH3,-0C2H5和苯基。在另一实施例中, 基于硅的聚合物从以下材料中的一个获得:

这些材料分别命名为四甲氧基硅烷、四 乙氧基硅烷、三甲氧基(甲基)硅烷和三甲氧基(甲基)硅烷。
[0051] 以上讨论的形成第二涂层106的基于硅的聚合物的主要成分的材料适于用在溶 胶凝胶技术中。溶胶凝胶技术是湿法化学技术,其用于以充当网络聚合物的集成网络(凝 胶)的前驱体的胶状溶液(溶胶)开始制造材料。
[0052] 在一个具体的可选实施例中,从四乙氧基硅烷制得的基于硅的聚合物层利用随后 过程进行制造:在2升3 口烧瓶中将100g发光颗粒(具有第一涂层104)粉末在具有lml四 甲氧基硅烷的l〇〇〇ml乙醇(EtOH)中搅拌10分钟。然后,添加150ml浓缩氨水(NH3)溶液。 氨水的添加导致形成水。在添加氨水之后,在1小时内将500mlEtOH中的75ml四乙氧基 硅烷一滴一滴地添加到闭合系统中而同时搅拌。每15分钟将悬浮液超声处理10秒。在 3小时的搅拌时间之后,悬浮液被过滤并且利用EtOH清洗发光颗粒(具有第一和第二涂层 104, 106)并且在200°C下烘干24小时。四甲氧基硅烷(TM0S)充当引物,所添加的量可以在 从0. 5ml-10ml的范围内。所添加的四乙氧基硅烷(TE0S)的量确定第二涂层106的厚度(其 还是具有第一涂层104的发光颗粒102的表面积的函数)。TEOS的范围可以在10ml-150ml的范围内(全部涉及l〇〇g发光颗粒粉末,l〇wt%EtOH悬浮液)。超声处理过程防止具有第一 涂层104的发光颗粒102在水解反应期间结块。搅拌时间不是关键的,在某种意义上较长的 搅拌时间不会引起劣质产品。如果具有第一涂层104的发光颗粒102粉末是水解敏感的, 则选项可以是首先添加较小量的氨水并且然后添加其余量。氨水的总量可以在50-350ml 范围内(全部涉及l〇〇g发光颗粒粉末,l〇wt%EtOH悬浮液)。选项可以是通过在反应期间 加热悬浮液来增加反应速度。根据经验,增加10开尔文温度应当引起反应速度的加倍。另 一选项可以是用像甲醇或异丙醇的其它醇类替换一部分乙醇。同样适用于其中一部分乙氧 基可以被甲氧基或例如丙氧基替换的硅烷酯。
[0053] 在具体的可选实施例中,借助于原子层沉积在发光颗粒102周围制造A1203第一涂 层104。在多个周期中制造第一涂层104直到第一涂层具有所要求的厚度。最初,发光颗 粒102被带入反应器中。反应器的温度在从50-250摄氏度的范围内,并且发光颗粒的温度 保持在从150-300摄氏度的范围内。反应器温度的典型值是95摄氏度,并且发光材料所保 持的典型温度是200摄氏度。反应器内的压强在从10 6到10 2帕斯卡的范围内,并且具有 10 4帕斯卡的典型值。原子层沉积的一个周期包括持续2秒钟的反应器中的TMA(三甲基 铝)、接着排气5秒钟,接着5秒钟的反应器中的H20,接着排气10秒钟。所要求的循环的总 数目取决于所要求的第一涂层102的厚度。与水的接触必须尽可能地短,并且因而对于反 应器中的接触H20的时间段可以缩短。代替H20,可以使用臭氧。
[0054] 图2示意性地示出了经涂覆的发光颗粒200的另一实施例。经涂覆的发光颗粒包 括具有与图1的发光颗粒102相同的特性和实施例的发光颗粒102、具有与图1的第一涂层 104相同的特性和实施例的第一涂层104、第三涂层202、以及具有与图1的第二涂层106相 同的特性和实施例的第二涂层106。第三涂层202布置在第一涂层104与第二涂层106之 间。第三涂层202可以包括基于硅树脂的聚合物,或者可以是金属氧化物层,或者可以是来 自A1P04,Si02,A1203和LaP04的组的材料之一的连续层。这样的层的可能实施例已经在 图1的上下文中讨论。
[0055] 图3a示意性地示出了发光元件300的实施例。发光元件包括粘合剂材料302和经 涂覆的发光颗粒100。粘合剂材料例如是基质聚合物,诸如例如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、 聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚碳酸酯(PC)、基于硅树脂的 材料、共聚物、基于玻璃的材料或其组合。粘合剂的功能是将经涂覆的发光颗粒1〇〇保持在 一起并且为发光元件300提供具体形状。发光元件还可以包括其它发光颗粒或发光材料。 当使用其它发光颗粒或发光材料时,它们还可以在粘合剂材料中混合,或者发光元件被再 分到仅包括一个具体发光材料的分离体积中,换言之,不同发光材料在空间上分离。
[0056] 图3b示意性地示出了光源350, 370, 390的三个实施例。光源350, 370, 390各自 包括例如为发光二极管(LED)、有机发光二极管(0LED)或激光二极管的光发射器354,并且 包括依照图3a的发光元件300的实施例的发光元件352。光发射器例如发射蓝光,并且发 光元件352的经涂覆的发光颗粒吸收一部分蓝光并且将所吸收的光的一部分转换为绿光 或橙光或红光。蓝光的另一部分可以通过发光元件352透射,并且可以连同由经涂覆的发 光颗粒发射的光一起发射到光源350, 370, 390的环境中。在光源350中,发光元件352直 接应用在光发射器354的发光表面上。在光源370和390中,光发射器354与发光元件352 之间存在间隙372, 392。该间隙填充有光透射材料,诸如气体、液体或例如透明树脂。在光 源370中,发光元件352布置在光发射器354附近,并且间隙仅有几个毫米厚。在光源390 中,发光兀件352以远程配置布置,这意味着光发射器354与发光兀件352之间存在相对大 的距离。间隙392例如具有至少1厘米的深度。沿着光发射器354与发光元件352之间的 最短线测量间隙的深度。
[0057] 图4a示意性地示出了光源400的另一实施例。光源400是改型灯泡,其包括具有 发光元件402的光发射器。发光元件402具有类似于图3a的发光元件300的特性和实施 例。在另一实施例中,改型灯(放电)管(未不出)可以提供有光发射器和发光元件,其包括 根据本发明第一方面的经涂覆的发光颗粒。
[0058] 要指出的是,经涂覆的发光颗粒的使用不限于用在光源和/或照明器中。在具体 示例中,经涂覆的发光颗粒可以用在显示设备、传感器或检测器中。
[0059] 图4b示意性地示出了照明器450的实施例,其包括根据本发明第一方面的经涂覆 的发光颗粒(未示出)、根据本发明第
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