相關(guān)申請的交叉引用

本申請是2014年7月23日提交的并且標(biāo)題為“wavelengthconvertersandmethodsformakingthesame”的美國專利申請?zhí)?4/339,020的國際申請并且要求其優(yōu)先權(quán)，所述美國專利申請?zhí)?4/339,020通過引用以其整體并入本文中。

本公開一般地涉及波長轉(zhuǎn)換器、用于制造波長轉(zhuǎn)換器的方法以及包括這樣的波長轉(zhuǎn)換器的照明器件。更特別地，本公開一般地涉及波長轉(zhuǎn)換器，其包括單獨(dú)的或與熒光體顆粒結(jié)合的一個或多個類型的量子點(diǎn)珠（quantumdotbead），以及用于制造這樣的波長轉(zhuǎn)換器的方法。

背景技術(shù)：

發(fā)光二極管（led）芯片取決于led的材料組合物可以生成電磁波譜的特定區(qū)中的可見或不可見光。當(dāng)期望構(gòu)造產(chǎn)生與led的輸出顏色不同的顏色的光的led光源時，已知使用波長轉(zhuǎn)換器來將從led芯片輸出的具有第一波長或波長范圍（“初級（primary）光”或“激發(fā)光”）的光的全部或一部分轉(zhuǎn)換成具有第二波長或波長范圍的光（“次級光”或“發(fā)射光”）。

許多波長轉(zhuǎn)換器包括波長轉(zhuǎn)換組合物，其本身包括包封波長轉(zhuǎn)換材料的聚合基體。波長轉(zhuǎn)換材料一般地起作用以經(jīng)由光致發(fā)光將初級光轉(zhuǎn)換成次級光。在一些實(shí)例中，波長轉(zhuǎn)換材料吸收相對高能初級光，其可以將波長轉(zhuǎn)換材料激發(fā)到較高的能態(tài)。當(dāng)波長轉(zhuǎn)換材料返回到較低能態(tài)時，其發(fā)射次級光，所述次級光一般具有比初級光更長的波長/波長范圍。次級光的波長/波長范圍可以取決于所使用的波長轉(zhuǎn)換材料的類型。所期望的波長/波長范圍的次級光因此可以通過波長轉(zhuǎn)換材料的適當(dāng)選擇來實(shí)現(xiàn)?？梢詫⒃撨^程理解為“波長下轉(zhuǎn)換”。可以將與波長轉(zhuǎn)換器組合以產(chǎn)生次級光的led描述為“轉(zhuǎn)換波長的led”。

如先前指出的那樣，波長轉(zhuǎn)換組合物可以包括基體，所述基體可以包括諸如硅酮或環(huán)氧樹脂之類的聚合物或者由其形成?；w（在本文中也稱為密封劑）包封波長轉(zhuǎn)換材料，諸如熒光體顆粒。其中波長轉(zhuǎn)換器被設(shè)置成鄰近led芯片的表面的配置在本文中稱為“芯片級轉(zhuǎn)換”或“clc”配置。在其他配置中，波長轉(zhuǎn)換器可以被遠(yuǎn)離led的發(fā)射表面放置。這樣的配置在本文中稱為“遠(yuǎn)程轉(zhuǎn)換”配置。

量子點(diǎn)（qd），也稱為半導(dǎo)體納米晶體，是在照明產(chǎn)業(yè)中具有潛在使用的相對新的材料。像常規(guī)的熒光體顆粒，一些量子點(diǎn)具有吸收入射光（例如，初級光）并且再輻射電磁波譜的另一部分中的光（例如，次級光）的能力。qd展現(xiàn)獨(dú)特的特性，其可以被采用以創(chuàng)建具有精確設(shè)計(jì)的輸出波譜的波長轉(zhuǎn)換器。這些獨(dú)特性質(zhì)包括寬吸收波譜（激發(fā)波長的選擇的自由）和其中峰值波長由qd的材料和大小確定的窄帶發(fā)射（30-50nm）。通過改變qd的大小而引起的其峰值發(fā)射波長在幾納米內(nèi)的可調(diào)性提供創(chuàng)建精細(xì)調(diào)整的發(fā)射顏色的獨(dú)特能力。結(jié)果，已經(jīng)針對在用于半導(dǎo)體器件諸如led的波長轉(zhuǎn)換器的形成方面的潛在使用調(diào)查研究了量子點(diǎn)。

附圖說明

現(xiàn)在參考應(yīng)該結(jié)合下圖閱讀的以下詳細(xì)描述，在下圖中同樣的數(shù)字表示同樣的部分：

圖1圖示具有芯片級轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的波長轉(zhuǎn)換的發(fā)光二極管封裝的一個示例；

圖2a-2e圖示符合本公開的單層波長轉(zhuǎn)換器的若干示例的橫截面視圖；

圖3是包括符合本公開的單層波長轉(zhuǎn)換器的led封裝的橫截面視圖；

圖4是描繪符合本公開的制造單層波長轉(zhuǎn)換器的方法的示例操作的流程圖。

具體實(shí)施方式

本公開現(xiàn)在將參考附圖而繼續(xù)進(jìn)行，在所述附圖中示出符合本公開的示例實(shí)施例。應(yīng)該理解，圖中的示例僅是為了說明和易于理解起見，并且本文中描述的方法、波長轉(zhuǎn)換器和器件可以以許多形式來具體表現(xiàn)，并且不限于圖中的圖示實(shí)施例或本文中描述的特定實(shí)施例。

本公開的一個或多個元件可以用數(shù)指定，例如為第一、第二、第三等元件。在該背景下，應(yīng)該理解，數(shù)值指定僅是為了清楚起見（例如，以把一個元件和另一個元件區(qū)別開），并且如此指定的元件不被其特定數(shù)值指定限制。此外，本說明書有時可能提到第一元件可以被描述為在第二元件“上”。在該背景下，應(yīng)該理解，第一元件可以直接在第二元件上（即，在它們之間沒有中間元件），或者一個或多個中間元件可以存在于第一元件與第二元件之間。相比之下，術(shù)語“直接在……上”意味著第一元件存在于第二元件上而在它們之間沒有任何中間元件。

如本文中使用的那樣，諸如“一”、“一個”和“該”之類的單數(shù)表達(dá)不限于其單數(shù)形式，并且意圖也覆蓋復(fù)數(shù)形式，除非上下文另外清楚地指示。不在該理解內(nèi)的特定術(shù)語/短語包括“單層”和“單層波長轉(zhuǎn)換器”，其在本文中用來指定單（即，一個）層和由單（即，一個）層構(gòu)成的波長轉(zhuǎn)換器。如以下將詳細(xì)地描述的那樣，符合本公開的單層波長轉(zhuǎn)換器材料的非限制性示例包括單層基體材料，所述單層基體材料包括波長轉(zhuǎn)換顆粒，諸如但不限于熒光體顆粒和量子點(diǎn)顆粒的組合。這與多層波長轉(zhuǎn)換器形成對比，在所述多層波長轉(zhuǎn)換器中，不同波長轉(zhuǎn)換組合物的若干層在彼此上堆疊或以其他方式彼此對齊。

如本文中使用的那樣，術(shù)語“基本上”和“大約”當(dāng)連同量或范圍使用時意味著加上或減去所陳述的量或所陳述的范圍的端點(diǎn)的5%。

如本文中使用的那樣，術(shù)語“光學(xué)透明的”當(dāng)連同材料（例如，基體材料、填裝物等）使用時意味著所引用的材料透射大于或等于入射光的大約80%，諸如大于或等于入射光的大約90%、大于或等于入射光的大約95%、或甚至大于或等于入射光的大約99%。入射光可以具有規(guī)定的波長或波長范圍（例如，紫外、可見、紅外等），或可以跨越多個波長范圍。不限制地，在本文中描述為光學(xué)透明的材料優(yōu)選地透射大于或等于電磁波譜的紫外、可見和紅外區(qū)中的至少一個中的入射光的大約95%（例如，大于或等于大約99%）。

如本文中使用的那樣，術(shù)語“發(fā)光二極管”、“l(fā)ed”和“l(fā)ed光源”可被交換地使用，并且指代能夠響應(yīng)于電信號而生成輻射的任何發(fā)光二極管或其他類型的基于載流子注入/結(jié)的系統(tǒng)。因此，術(shù)語led包括但不限于響應(yīng)于電流發(fā)光的各種基于半導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)、發(fā)光聚合物、電致發(fā)光帶、其組合等等。

特別地，術(shù)語led指代可以被配置成生成可見、紫外和紅外光譜中的一個或多個的全部或各種部分中的光的所有類型（包括半導(dǎo)體和有機(jī)發(fā)光二極管）的發(fā)光二極管?？梢允褂玫倪m合的led的非限制性示例包括各種類型的紅外led、紫外led、紅色led、綠色led、藍(lán)色led、黃色led、琥珀色led、橙色led和白色led。這樣的led可以被配置成發(fā)射在寬光譜（例如，整個可見光光譜）或窄光譜上的光。（對熒光體、led或轉(zhuǎn)換材料的顏色的引用一般地指代其發(fā)射顏色，除非另外規(guī)定。因此，藍(lán)色led發(fā)射藍(lán)光、黃色熒光體發(fā)射黃光，等等）。

有時，可以使用范圍來描述本公開的一個或多個方面。在這樣的實(shí)例中，應(yīng)該理解，指示的范圍僅是示例性的，除非另外明確地指示。此外，指示的范圍應(yīng)該被理解成包括落在指示的范圍內(nèi)的所有個別值，好像這樣的值被明確地?cái)⑹觥４送?，范圍?yīng)該被理解成涵蓋在指示的范圍內(nèi)的子范圍，好像這樣的子范圍被明確地?cái)⑹?。作為示例?到10的范圍應(yīng)該被理解成包括2、3、4……等以及2到10、3到10、2到8等的范圍，好像這樣的值和范圍被明確地?cái)⑹觥?/p>

在本公開中，術(shù)語“固化”常常連同術(shù)語“基體材料”使用，特別在基體材料包括聚合組分時。在該背景下，術(shù)語“固化的”應(yīng)該被理解成意味著基體材料的聚合組分展現(xiàn)如下的聚合度和/或交聯(lián)度：大于或等于大約90%、大于或等于大約95%、大于或等于大約99%、或甚至大約100%。因此，術(shù)語“固化的基體材料”應(yīng)該被理解成涵蓋由聚合組分形成或包括所述聚合組分的基體材料，所述聚合組分展現(xiàn)大于或等于大約90、95、99或甚至100%的聚合度，大約90、95、99或甚至100%的交聯(lián)度，以及其組合。術(shù)語“固化時間”指代將基體前體轉(zhuǎn)換成固化的聚合基體的所要求的時間量。

如在背景中簡要描述的那樣，量子點(diǎn)（即，半導(dǎo)體納米晶體）已經(jīng)針對在照明應(yīng)用中的使用（例如，作為用于將來自光源（例如，發(fā)光二極管）的初級光轉(zhuǎn)換成次級光的材料）被調(diào)查研究。盡管研究已經(jīng)示出量子點(diǎn)對于在這樣的應(yīng)用中使用而言具有一些前途，但是在包括量子點(diǎn)的波長轉(zhuǎn)換器和包括這樣的轉(zhuǎn)換器的光源的制造方面的改進(jìn)保持令人感興趣。

為了說明當(dāng)在波長轉(zhuǎn)換應(yīng)用中使用量子點(diǎn)時可以計(jì)及的考慮事項(xiàng)中的一些，參考圖1，所述圖1描繪其中包括量子點(diǎn)的層用來對熒光體轉(zhuǎn)換的發(fā)光二極管的光輸出進(jìn)行顏色校正的實(shí)施例。具體地，圖1描繪led封裝100，其包括框架101、led芯片102、反射器104以及包括第一波長轉(zhuǎn)換層103a和第二波長轉(zhuǎn)換層103b的多層波長轉(zhuǎn)換器103。在該實(shí)施例中，第一波長轉(zhuǎn)換層103a包括將由led芯片102發(fā)射的初級光中的至少部分轉(zhuǎn)換成次級光的熒光體顆粒。第二波長轉(zhuǎn)換層103b包括量子點(diǎn)，其被配置成將初級和/或次級光中的至少部分轉(zhuǎn)換成三級光，以便調(diào)節(jié)從led封裝100輸出的集體光的色溫。

在圖1的實(shí)施例中，led芯片102可以被配置成發(fā)射紫外光譜區(qū)中的初級光。第一波長轉(zhuǎn)換層103a可以包括聚合物粘合劑中的藍(lán)色和綠色寬帶發(fā)射熒光體顆粒，并且可以將初級（uv）光中的至少部分轉(zhuǎn)換成次級（例如，藍(lán)色和綠色）光。次級光和未經(jīng)轉(zhuǎn)換的初級光然后可以撞擊在第二波長轉(zhuǎn)換層103b上，其可以包括將未經(jīng)轉(zhuǎn)換的初級和/或次級光中的至少部分轉(zhuǎn)換成三級（例如，紅）光的紅色量子點(diǎn)顆粒。由第二波長轉(zhuǎn)換層得到的紅光的添加可以使led封裝100的集體光輸出“變暖”，例如使得集體光輸出可以展現(xiàn)例如大約為2700-3500開爾文（k）的相對暖的相關(guān)色溫（cct）。

如由該實(shí)施例示出的那樣，第二波長轉(zhuǎn)換層103b中的量子點(diǎn)可以用來調(diào)整led芯片102和第一波長轉(zhuǎn)換層103a的經(jīng)組合的光輸出的色溫。盡管有效，但是兩個分離的波長轉(zhuǎn)換層的使用（例如，通過要求包含兩個不同波長轉(zhuǎn)換組合物的兩個有差別層的形成）增加制造led封裝100的復(fù)雜性和成本。

此外，兩個或更多波長轉(zhuǎn)換層的使用意味著至少一個界面將存在于層之間。在圖1中通過界面106圖示該概念，所述界面106存在于第一和第二波長轉(zhuǎn)換層103a和103b之間。盡管波長轉(zhuǎn)換層103a和103b可以經(jīng)指數(shù)匹配至大的程度，但是界面106的存在可以例如通過引入散射、反射和/或其他不想要的光學(xué)效應(yīng)而不利地影響led封裝100的性能。界面106和波長轉(zhuǎn)換層103a、103b還可能在led芯片102循環(huán)開和關(guān)時、特別是在led芯片102以相對高的功率操作并且產(chǎn)生大量的熱時經(jīng)受重復(fù)的加熱和冷卻應(yīng)力。在這樣的實(shí)例中，波長轉(zhuǎn)換層103a、103b的分層可以隨時間過去而發(fā)生，從而潛在地限制led封裝100的有用壽命。

考慮到上述情況，本公開的一個方面涉及單層波長轉(zhuǎn)換器。波長轉(zhuǎn)換器包括波長轉(zhuǎn)換組合物。波長轉(zhuǎn)換組合物包括聚合基體材料和多個類型的波長轉(zhuǎn)換顆粒。如將根據(jù)以下公開變得顯而易見的那樣，聚合基體可以充當(dāng)用于波長轉(zhuǎn)換顆粒的“寄主（host）”或“粘合劑”材料。此外，波長轉(zhuǎn)換顆粒中的至少一種在聚合基體材料內(nèi)的分布可以相當(dāng)大地變化，并且可以通過波長轉(zhuǎn)換組合物被提供所用的方式和/或通過用來固化聚合基體材料的前體（在下文中稱為“基體前體”）的過程條件來設(shè)置或確定。

可以在本公開的單層波長轉(zhuǎn)換器中使用的適合的聚合基體材料的非限制性示例包括各種類型的光學(xué)透明聚合物，其包括丙烯酸酯聚合物諸如聚甲基丙烯酸甲酯，纖維素聚合物諸如甲基纖維素、乙基纖維素等，環(huán)氧化物聚合物，聚酰胺，聚碳酸酯，聚酯諸如聚對苯二甲酸乙二醇酯，聚酰亞胺，聚異丁烯類，聚偏二氟乙烯，硅酮聚合物，聚（硅亞苯基-硅氧烷）凝膠（也稱為“硅苯撐類（silphenylenes）”或“硅芳烴-硅氧烷類（silarene-siloxanes）”），聚苯乙烯類，和聚乙烯醇聚合物（pva）。不限制地，本文中描述的波長轉(zhuǎn)換組合物中的聚合基體材料優(yōu)選地選自硅酮或環(huán)氧化物。

優(yōu)選地通過使基體前體固化（例如，聚合、交聯(lián)等）來形成本公開的聚合基體材料?；w前體可以是本文中描述的波長轉(zhuǎn)換顆粒可以分散在其中并且其可以被轉(zhuǎn)換成聚合基體材料的任何前體組成（formulation）。例如，基體前體可以是（一個或多個）對應(yīng)單體和可選附加組分（例如，光引發(fā)劑、催化劑、交聯(lián)劑）的組成，其可以通過本領(lǐng)域中已知的任何方法被轉(zhuǎn)換成聚合基體材料。

在一些實(shí)施例中，本公開的基體前體選自展現(xiàn)隨著應(yīng)用的溫度、光強(qiáng)度或其組合而變化的固化時間的熱和/或光聚合性組成。換句話說，本文中描述的基體前體的固化速率（凝膠時間）可能受在固化這樣的前體時應(yīng)用的一個或多個過程參數(shù)影響，所述過程參數(shù)諸如在固化熱固化基體前體期間應(yīng)用的溫度（固化溫度）、在固化光聚合性基體前體期間應(yīng)用的光的強(qiáng)度（固化光強(qiáng)度），或其某一組合。

例如，當(dāng)聚合基體材料是硅酮或環(huán)氧樹脂時，基體前體可以分別選自硅酮或環(huán)氧樹脂前體，其中這樣的前體展現(xiàn)隨著固化溫度和/或固化光強(qiáng)度增加而降低并且反之亦然的固化時間?？梢岳缤ㄟ^在各種固化溫度和/或固化光強(qiáng)度下來固化基體前體的各種樣本時測量基體前體（和最后得到的聚合物）的粘度，然后針對每個樣本將測量的粘度比對時間進(jìn)行比較來評估固化溫度和/或固化光強(qiáng)度的影響?？商鎿Q地，可以使用傅里葉變換紅外光譜學(xué)（ftir）來評估聚合基體的固化。

如稍后將描述的那樣，可以通過向先前沉積的基體前體添加波長轉(zhuǎn)換顆粒并固化基體前體來形成本公開的波長轉(zhuǎn)換器?？商鎿Q地，可以通過將一個或多個類型的波長轉(zhuǎn)換顆粒在基體前體中的混合物、乳劑、分散物和/或懸浮物沉積在襯底上、隨后通過固化基體前體來形成本文中描述的波長轉(zhuǎn)換器。在任一情況下，或許執(zhí)行基體前體的固化只要控制或設(shè)置一個或多個類型的波長轉(zhuǎn)換顆粒在得到的固化的聚合基體材料內(nèi)的分布。

例如，可以至少部分地基于針對波長轉(zhuǎn)換組合物中的波長轉(zhuǎn)換顆粒中的每一種的預(yù)測沉降速率來設(shè)置在固化基體前體時應(yīng)用的一個或多個過程參數(shù)。通過控制和/或選擇聚合物前體的粘性和固化參數(shù)，諸如溫度、光強(qiáng)度、其組合等，基體前體的固化時間可能增加或降低，從而為其中的波長轉(zhuǎn)換顆粒沉降、漂浮或其某一組合提供較大或較少時間。如稍后將更詳細(xì)地解釋的那樣，這打開朝向用于控制一個或多個類型的波長轉(zhuǎn)換顆粒在單層波長轉(zhuǎn)換器內(nèi)的分布的機(jī)制的途徑。

考慮到上述情況，基體前體的粘度可能影響分散在其中的波長轉(zhuǎn)換顆粒的沉降速率。例如，隨著基體前體的粘度增加，基體前體內(nèi)的波長轉(zhuǎn)換顆粒的沉降速率可能降低，然而波長轉(zhuǎn)換顆粒的沉降速率可能隨著降低基體前體粘度而增加。因此，可以有利的是：選擇具有期望的粘度的基體前體，或者將基體前體的粘度調(diào)節(jié)到在期望的范圍內(nèi)，例如通過稀釋、溶劑蒸發(fā)或另一適合的機(jī)制。相應(yīng)地，在一些實(shí)施例中，符合本公開的基體前體可能具有在大約50厘泊（cp）與大約30,000cp之間變化的粘度，諸如大約100與大約20,000cp之間或者甚至大約100與大約10,000cp之間。

聚合基體材料和基體前體的密度也可能對其中的波長轉(zhuǎn)換顆粒的沉降具有影響。因此，可能感興趣的是：基于聚合基體材料和/或?qū)?yīng)的基體前體的密度中的一個或兩個并且在一些情況下基于它們的密度中的任一個或兩個與在本文中描述的波長轉(zhuǎn)換器中使用的波長轉(zhuǎn)換顆粒的密度的關(guān)系來來選擇所述聚合基體材料和/或?qū)?yīng)的基體前體。在這方面，聚合基體材料和/或其前體的密度可以在大約0.5與大約2.0g/cm³之間變化，諸如大約0.9與大約1.6g/cm³之間。在一些實(shí)施例中，聚合基體材料是具有大約0.9g/cm³的密度的聚乙烯或具有大約1.6g/cm³的環(huán)氧樹脂。

在一些實(shí)施例中，基體前體的密度可以大于、小于或等于分散在其中的多個類型的波長轉(zhuǎn)換顆粒中的一種或組合。例如，在一些實(shí)施例中，第一和第二類型的波長轉(zhuǎn)換顆?？梢苑稚⒃诨w前體中。在這樣的實(shí)例中，基體前體的密度可以小于第一和第二類型的波長轉(zhuǎn)換顆粒中的一個或兩個的密度、大于第一和第二類型的波長轉(zhuǎn)換顆粒中的一個或兩個的密度，或等于第一和第二類型的波長轉(zhuǎn)換顆粒中的一個或兩個的密度。在一些實(shí)施例中，基體前體的密度優(yōu)選地大于第一類型的波長轉(zhuǎn)換顆粒（例如，量子點(diǎn)珠）并且小于第二類型的波長轉(zhuǎn)換顆粒（例如，熒光體顆粒）的密度。

如可以領(lǐng)會的那樣，當(dāng)諸如量子點(diǎn)珠之類的波長轉(zhuǎn)換顆粒分散在基體前體中時，具有小于基體前體的密度的密度的那些可能傾向于隨時間過去而朝基體前體的上表面漂浮，然而具有大于基體前體的密度的密度的那些可能傾向于隨時間過去而下沉到基體前體的下表面。類似地，具有等于基體前體的密度的密度的波長轉(zhuǎn)換顆?？梢裕ㄉ踔猎谙鄬ρ娱L的時間段上）保持懸浮在基體前體內(nèi)。因此，在其中基體前體的密度大于分散在其中的第一類型的波長轉(zhuǎn)換顆粒（例如，量子點(diǎn)珠）的密度但小于分散在其中的第二類型的波長轉(zhuǎn)換顆粒（例如，熒光體顆粒）的密度的實(shí)施例中，第一類型的波長轉(zhuǎn)換顆粒可能傾向于隨時間過去而朝基體前體的上表面漂浮，然而第二類型的波長轉(zhuǎn)換顆粒可能傾向于隨時間過去而下沉到基體前體的下表面。

本公開的聚合基體材料還可能展現(xiàn)所期望的光學(xué)性質(zhì)，諸如但不限于關(guān)于給定波長或波長范圍的入射光的光學(xué)透明度（opticaltransparency）。例如，在一些實(shí)施例中，聚合基體材料透射電磁波譜的紫外、可見和/或紅外區(qū)的至少一個中的入射光的大于或等于大約80、85、90、95或甚至大約99%。當(dāng)連同符合本公開的波長轉(zhuǎn)換顆粒和發(fā)光二極管使用時，聚合基體材料優(yōu)選地透射由發(fā)光二極管發(fā)射的入射初級光的大于或等于大約80、85、90、95或甚至大約99%，并且透射相同或類似百分比的由波長轉(zhuǎn)換顆粒發(fā)射的入射次級光、三級光、四級光等。

如以上指出的那樣，本公開的波長轉(zhuǎn)換組合物可以包括分布在聚合基體材料內(nèi)的一個或多個類型的波長轉(zhuǎn)換顆粒。一般地，可以通過將顆粒添加到基體前體、隨后通過固化基體前體以形成具有分布在其中的波長轉(zhuǎn)換顆粒的聚合基體材料從而將所述顆粒并入到波長轉(zhuǎn)換器中。

盡管本公開預(yù)見了其中在聚合基體材料中包括許多不同類型的波長轉(zhuǎn)換顆粒（例如，一個或多個類型的熒光體顆粒、一個或多個類型的量子點(diǎn)顆粒等）的實(shí)施例中，但是為了清楚和易于理解起見，本公開將集中在其中波長轉(zhuǎn)換器包括兩個類型的波長轉(zhuǎn)換顆粒的實(shí)施例上。因此，在一些實(shí)施例中，波長轉(zhuǎn)換組合物可以包括至少第一和第二類型的波長轉(zhuǎn)換顆粒，其中第一和第二類型的波長轉(zhuǎn)換顆粒在組合物、密度和顆粒大小中的至少一個方面不同。如下面描述的那樣，這些和其他因數(shù)可以影響波長轉(zhuǎn)換顆粒在基體前體內(nèi)的沉降速率，并且因此可以影響這樣的顆粒在固化的聚合基體材料內(nèi)的分布。

使用流體動力學(xué)，估計(jì)波長轉(zhuǎn)換顆粒將在重力的影響下在基體前體中沉降所用的速率（即，沉降速率或更具體地，萬有引力沉降速率）是可能的。具體地，假設(shè)球形波長轉(zhuǎn)換顆粒，可以使用下面的方程（i）來描述質(zhì)量m的波長轉(zhuǎn)換顆粒在外力fe（在該情況下是重力）的作用下在基體前體（流體）中的運(yùn)動：

其中m是顆粒的質(zhì)量，du/dt是隨著時間（t）中的改變的波長轉(zhuǎn)換顆粒的速度（u）中的改變；fe是萬有引力（歸因于重力的波長轉(zhuǎn)換顆粒的加速度和質(zhì)量的乘積）；fb是浮力（被波長轉(zhuǎn)換顆粒取代的基體前體的質(zhì)量和歸因于重力的加速度的乘積）；并且fd是拖拽力（歸因于波長轉(zhuǎn)換顆粒與基體前體之間的相對運(yùn)動）。

隨著顆粒速度增加，fd和fb將平衡萬有引力（fe），從而導(dǎo)致沒有對顆粒速度的進(jìn)一步改變。在球形顆粒和萬有引力沉降的情況下，可以考慮以上指出的力平衡并且針對層流的條件使用斯托克斯定律方程以及應(yīng)用顆粒的雷諾數(shù)來估計(jì)該終速或沉降速率（s）。具體地，可以使用下面的方程（ii）來估計(jì)（所假設(shè)的球形）顆粒的沉降速率：

其中s是波長轉(zhuǎn)換顆粒在基體前體中的沉降速率；g是波長轉(zhuǎn)換顆粒歸因于重力的加速度；ρp是顆粒的密度；ρf是基體前體（流體）的密度；dp是波長轉(zhuǎn)換顆粒的直徑；并且μ是基體前體的動力粘度。

如可以從方程（ii）領(lǐng)會的那樣，波長轉(zhuǎn)換顆粒的所估計(jì)的沉降速率可以隨著增加顆粒密度（即，隨著的值增加）、隨著顆粒大?。╠p）增加和/或隨著基體前體的動力粘度（μ）降低而增加（假設(shè)其他變量保持恒定）。相反地，所估計(jì)的沉降速率可以隨著降低顆粒密度、隨著的值降低和/或隨著基體前體的動力粘度增加而降低。如稍后將描述的那樣，波長轉(zhuǎn)換顆粒的所估計(jì)的沉降速率可以用來引導(dǎo)基體前體的固化，以便獲得具有波長轉(zhuǎn)換顆粒在其中的期望分布的單層波長轉(zhuǎn)換器。

考慮到上述情況，在一些實(shí)施例中，本文中描述的波長轉(zhuǎn)換組合物包括至少第一和第二類型的波長轉(zhuǎn)換顆粒，其中第一和第二類型的波長轉(zhuǎn)換顆粒分別具有在基體前體和/或聚合基體材料中的第一和第二（所估計(jì)的）沉降速率，并且第一和第二沉降速率不同。如以上通過方程（ii）表明的那樣，這可以例如通過選擇具有不同的密度和/或期望的密度關(guān)系的第一和/或第二波長轉(zhuǎn)換顆粒、通過增加或降低第一和/或第二類型的波長轉(zhuǎn)換顆粒的顆粒大?。ɡ?，相對于彼此或獨(dú)立地），或其組合來完成。

在一些實(shí)例中，第一類型的波長轉(zhuǎn)換顆粒的沉降速率可以大于第二類型的波長轉(zhuǎn)換顆粒的沉降速率。例如，第一類型的波長轉(zhuǎn)換顆粒（例如，熒光體顆粒）的沉降速率可以是第二類型的波長轉(zhuǎn)換顆粒（例如，量子點(diǎn)顆粒）的沉降速率的2、3、5、10、15、20、30或更多倍。

在一些實(shí)施例中，本公開的波長轉(zhuǎn)換組合物可以包括至少第一和第二類型的波長轉(zhuǎn)換顆粒，其中第一和第二波長轉(zhuǎn)換顆粒分別具有第一和第二密度，其中第一和第二密度不同。同樣地，在其他非限制性實(shí)施例中，本公開的波長轉(zhuǎn)換組合物可以包括至少第一和第二類型的波長轉(zhuǎn)換顆粒，其中第一和第二類型波長轉(zhuǎn)換顆粒具有第一和第二顆粒大小或顆粒大小分布，其中第一和第二顆粒大小和/或分布不同。

熒光體顆粒是可以在本文中描述的波長轉(zhuǎn)換組合物中使用的一個示例類型的波長轉(zhuǎn)換顆粒。如可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員一般地理解的那樣，熒光體是如下化合物：能夠在被外部能量源（例如，初級光）激發(fā)時發(fā)射有用量的輻射（例如，次級光），特別是在電磁波譜的可見和/或紫外區(qū)中的輻射?？梢栽诒疚闹忻枋龅牟ㄩL轉(zhuǎn)換組合物中使用的適合的熒光體顆粒的示例包括但不限于粉末和/或微粒形式的黃色熒光體、綠色熒光體、紅色熒光體和/或其組合。當(dāng)然，這些示例熒光體類型不是限制性的，并且可以根據(jù)本公開使用任何適合的熒光體顆粒。

根據(jù)本公開而可以使用的熒光體顆粒的其他非限制性示例包括粉末和/或微粒形式的一種或多種無機(jī)熒光體，諸如粉末和/或微粒氟氧化物、氮化物（包括氮氧化物）和氧化物熒光體（例如，鋁酸鹽石榴石、硅酸鹽等）。適合的熒光體顆粒的其他非限制性示例包括微粒形式的含有下述中的一種或多種的熒光體：鈰激活的釔鋁石榴石（yag:ce）、鈰激活的釔釓鋁石榴石（ygdag:ce）、鈰激活的镥鋁石榴石（luag:ce）、銪或鈰激活的堿土金屬（ae）氮氧化硅（ae-sion:eu，其中ae指定選自ba、sr和ca中的至少一種元素）、銪或鈰激活的金屬-sialon（m-sialon，其中m選自堿離子、稀土離子、堿土離子、y、sc和其組合）等。

在一些實(shí)施例中，熒光體顆?？梢該诫s有小量的激活劑離子，諸如但不限于鈰、釓、鈧、銪、其組合等。當(dāng)被使用時，激活劑離子的量可以廣泛地變化，例如從大于0到大約10的原子百分比（atomic%），諸如大約1到大約5的原子百分比，或甚至大約1到2的原子百分比。在一個非限制性實(shí)施例中，本文中描述的波長轉(zhuǎn)換顆粒包括熒光體顆粒，其包含摻雜的yag、摻雜的luag、摻雜的硅酸鹽和摻雜的氮化物熒光體（nitridephosphor）中的兩個或更多的組合。如以上指出的那樣，熒光體顆粒的密度可能影響其在基體前體中沉降所用的速率，并且因此影響其在固化的聚合基體材料內(nèi)的分布。因此可能期望的是：至少部分地基于供在本文中描述的波長轉(zhuǎn)換組合物中使用的熒光體顆粒的密度，獨(dú)立地或與可能使用的其他波長轉(zhuǎn)換顆粒的密度有關(guān)地選擇所述熒光體顆粒。因此，在一些實(shí)施例中，以上指出的熒光體顆粒的密度可以在大約4與大約6.5g/cm³之間變化，諸如4.5與大約6.0g/cm³之間。在進(jìn)一步的非限制性實(shí)施例中，熒光體顆粒可以比聚合基體和基體前體內(nèi)的其他波長轉(zhuǎn)換顆粒更致密或更不致密，所述其他波長轉(zhuǎn)換顆粒諸如但不限于量子點(diǎn)顆粒（下面描述）。例如，熒光體顆粒可以具有如下的密度：是在波長轉(zhuǎn)換組合物中包括的至少一個其他類型的波長轉(zhuǎn)換顆粒（例如，量子點(diǎn)顆粒）的密度的值的2、3、4、5或更多倍。

如以上還指出的那樣，熒光體顆粒的顆粒大小和/或顆粒大小分布可以影響其在基體前體中沉降所用的速率，并且因此可以潛在地影響其在固化的聚合基體材料內(nèi)的分布。因此，可能期望的是：至少部分地基于供在本文中描述的波長轉(zhuǎn)換組合物中使用的熒光體顆粒的顆粒大小/分布，獨(dú)立地或與分散在聚合基體材料和/或基體前體中的其他波長轉(zhuǎn)換顆粒（例如，量子點(diǎn)顆粒）的顆粒大小/分布有關(guān)地選擇所述熒光體顆粒。因此，在一些實(shí)施例中，本文中描述的熒光體顆?？赡芫哂性诖蠹s1與大約100微米之間變化的顆粒大小，諸如大約10與大約50微米之間、或者甚至大約20與大約40微米。在一些實(shí)施例中，熒光體顆粒的顆粒大小在大約20與大約40微米之間變化。在這些或其他非限制性實(shí)施例中，熒光體顆粒的顆粒大小可以大于或小于在聚合基體和基體前體內(nèi)的另一類型的波長轉(zhuǎn)換顆粒，其諸如但不限于可以包括在波長轉(zhuǎn)換組合物中的量子點(diǎn)顆粒。

如本文中使用的那樣，量子點(diǎn)顆粒（即，半導(dǎo)體納米晶體）是可以用來根據(jù)本公開將光從一個波長或波長范圍轉(zhuǎn)換到另一波長或波長范圍的另一示例類型的波長轉(zhuǎn)換顆粒。一般地，本文中描述的量子點(diǎn)顆粒可以包括量子點(diǎn)，其可以被理解為小于其對應(yīng)的塊體半導(dǎo)體的玻爾半徑的半導(dǎo)體納米晶體。應(yīng)該理解，本公開不限于任何特定類型的量子點(diǎn)顆粒，只要這樣的顆粒能夠?qū)⒐鈴牡谝徊ㄩL或波長范圍轉(zhuǎn)換成第二波長或波長范圍。

為了清楚和易于理解起見，術(shù)語“核量子點(diǎn)顆粒”在本文中用來指代半導(dǎo)體納米晶體，所述半導(dǎo)體納米晶體可以或可以不被外敷（overcoat）有一個或多個有機(jī)配體以防止團(tuán)聚、促進(jìn)分散、和/或使表面上的非輻射復(fù)合中心鈍化。相比之下，術(shù)語“核/殼量子點(diǎn)顆?！庇脕碇复雽?dǎo)體納米晶體顆粒，其中第一半導(dǎo)體納米晶體形成“核”，其被外敷有較大帶隙半導(dǎo)體納米晶材料的“殼”。像核量子點(diǎn)顆粒，核/殼量子點(diǎn)顆粒可以或可以不進(jìn)一步被外敷有一個或多個有機(jī)配體以防止團(tuán)聚、促進(jìn)分散、和/或使非輻射中心鈍化。此外，術(shù)語“量子點(diǎn)珠”用來指代包括珠基體（例如，聚合物珠）的顆粒，多個核量子點(diǎn)顆粒和/或核/殼量子點(diǎn)顆粒被并入到所述珠基體中。因此，應(yīng)該理解，術(shù)語“量子點(diǎn)顆?！焙w核量子點(diǎn)顆粒、核/殼量子點(diǎn)顆粒和量子點(diǎn)珠，除非另外指示。

適合的核量子點(diǎn)顆粒的一些示例包括粉末或微粒形式的一種或多種發(fā)光的半導(dǎo)體納米晶體。適合的核量子點(diǎn)顆粒的特定非限制性示例包括粉末或微粒形式的以下半導(dǎo)體中的一個或多個：cds、cdse、cdte、zns、znse、znte、inp、inas、insb、alp、als、alas、alsb、gan、gap、gaas、gasb、pbs、pbse、si、ge和其組合。在一些實(shí)施例中，本公開的波長轉(zhuǎn)換組合物包括包含納米晶磷化銦的核/殼量子點(diǎn)微粒。不限制地，量子點(diǎn)顆粒優(yōu)選地是無鎘的。

盡管本公開預(yù)見核量子點(diǎn)顆粒（諸如上面單獨(dú)指出的那些）的使用，但是這樣的顆粒可能具有一個或多個缺點(diǎn)，所述一個或多個缺點(diǎn)可以在不極大地影響其轉(zhuǎn)換入射光的能力的情況下使它們難以處置或處理。核量子點(diǎn)顆粒還可以由于發(fā)生在其表面中或處的懸空鍵和缺陷處的非輻射電子-空穴復(fù)合而展現(xiàn)相對低的量子效率。到濕氣和氧氣的暴露可以導(dǎo)致顆粒表面的氧化并且可以不利地修改其性能。

為了解決該問題，核量子點(diǎn)顆粒可以被覆蓋有如以上指出的一個或多個“殼”，以便形成核/殼量子點(diǎn)顆粒。在這樣的顆粒中，“核”是核量子點(diǎn)顆粒，諸如以上指出的那些，并且“殼”是單獨(dú)地覆蓋或包封核量子點(diǎn)顆粒的無機(jī)和/或有機(jī)材料。用于核/殼量子點(diǎn)顆粒的核的適合材料包括以上指出的核量子點(diǎn)顆粒。用于形成核/殼量子點(diǎn)顆粒的（一個或多個）殼的適合材料包括具有比核更大的帶隙的一種或多種納米晶半導(dǎo)體材料。這樣的材料的示例包括zns和/或znse和zns的組合。當(dāng)然，倘若殼材料具有比核更大的帶隙，則其他納米晶半導(dǎo)體材料可以用作核/殼量子點(diǎn)顆粒的殼。

可以使用本領(lǐng)域中已知的任何技術(shù)來將以上指出的殼材料應(yīng)用于核。經(jīng)由示例，可以使用濕法化學(xué)合成、連續(xù)離子層吸附與反應(yīng)（silar）等來使核覆蓋有一個或多個殼。在任何情況下，殼的厚度可以廣泛地變化，并且可以在大約1與大約500nm之間變化，諸如大約10-500nm，或甚至大約100到大約500nm。在一些實(shí)施例中，在核量子點(diǎn)顆粒周圍形成一個或多個殼。例如，核量子點(diǎn)顆?？梢员桓采w有1、2、3或更多個殼，其中每個殼可以選自前面提及的殼材料。

在一些實(shí)施例中，可以以膠體分散系的形式使用和/或提供核量子點(diǎn)和/或核/殼量子點(diǎn)顆粒，其可以被添加到符合本公開的基體前體。由于分子相互作用和/或其他因素，包含核或核/殼量子點(diǎn)的膠體分散系在基體前體內(nèi)可以不沉降或者可以基本上不沉降，不管包含在其中的核或核/殼量子點(diǎn)的密度如何。在這樣的實(shí)例中，第一波長轉(zhuǎn)換材料中的核和/或核/殼量子點(diǎn)可以在基體前體的固化期間保持懸浮，而第二波長轉(zhuǎn)換材料（例如，熒光體顆粒）在基體前體被固化時可以在所述基體前體內(nèi)沉降和/或漂浮。

盡管本公開設(shè)想使用核量子點(diǎn)顆粒和核/殼量子點(diǎn)顆粒作為波長轉(zhuǎn)換顆粒，但是不要求這樣的顆粒的使用。實(shí)際上，在一些實(shí)施例中，本公開的量子點(diǎn)顆?？梢猿柿孔狱c(diǎn)珠的形式，其中每個珠包括包封有多個核量子點(diǎn)顆粒、核/殼量子點(diǎn)顆?；蚱浣M合的珠基體。在一些實(shí)施例中，珠基體是光學(xué)透明介質(zhì)或者可以包括二氧化硅，所述光學(xué)透明介質(zhì)諸如但不限于：光學(xué)透明的樹脂、聚合物、整塊料（monolith）、玻璃、溶膠凝膠、環(huán)氧樹脂、硅酮、（甲基）丙烯酸酯等。適合的珠基體材料的非限制性示例包括丙烯酸酯聚合物諸如聚（甲基）丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸丁酯、聚甲基丙烯酸辛酯、氰基丙烯酸烷基酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸月桂基酯、聚乙酸乙烯酯等，環(huán)氧化物諸如epotek301a+b熱固化環(huán)氧樹脂、epotekog112-4單鍋式uv固化環(huán)氧樹脂、或ex0135a和b熱固化環(huán)氧樹脂，聚酰胺、聚酰亞胺、聚酯、聚碳酸酯、聚硫醚、聚丙烯腈類、聚二烯、聚苯乙烯聚丁二烯共聚物（kratons）、芘類（pyrelenes）、聚對二甲苯（帕利靈）、二氧化硅、二氧化硅-丙烯酸酯復(fù)合物、聚醚醚酮（peek）、聚偏二氟乙烯（pvdf）、聚二乙烯基苯、聚乙烯、聚丙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯（pet）、聚異丁烯（丁基橡膠）、聚異戊二烯、和纖維素衍生物（甲基纖維素、乙基纖維素、羥丙基甲基纖維素、羥丙基甲基纖維素鄰苯二甲酸酯、硝基纖維素及其組合）。

盡管預(yù)見了各種各樣的珠基體，但是具有顯著不同于聚合基體材料的折射率的折射率的珠基體的使用可能引入與聚合基體材料的界面，其可以在波長轉(zhuǎn)換器內(nèi)散射、反射和/或折射光。因此，在一些實(shí)施例中，珠基體和/或聚合基體材料被選擇以使得它們具有相對接近或甚至相同的折射率。因此，在一些實(shí)施例中，聚合基體材料可以展現(xiàn)第一折射率n1，珠基體可以展現(xiàn)第二折射率n2，并且n1可以與n2相差小于或等于15%、10%、5%、1%或甚至0.1%。在一些實(shí)施例中，n1等于n2。在一些實(shí)施例中，珠基體展現(xiàn)在大約1.2與大約2.1之間變化的折射率n1，諸如高于1.4至大約1.6，并且量子點(diǎn)珠展現(xiàn)折射率n2，其與n1相同或在上述范圍與n1不同。

像核量子點(diǎn)顆粒，本文中描述的量子點(diǎn)珠也可以被覆蓋有無機(jī)或有機(jī)材料的一個或多個層或殼，例如為了限制量子點(diǎn)顆粒與氧氣的接觸的目的。在這方面，任何適合的材料可以用來覆蓋量子點(diǎn)珠，諸如但不限于以上標(biāo)識為適合于覆蓋核量子點(diǎn)顆粒的氮化物、氧化物和有機(jī)材料。然而，不像核量子點(diǎn)和/或核/殼量子點(diǎn)顆粒，可以以粉末或微粒形式使用和/或提供量子點(diǎn)珠。此外，珠可以不以與核和/或核/殼量子點(diǎn)的膠體分散系相同的方式來與基體前體相互作用。結(jié)果，本文中描述的量子點(diǎn)珠，取決于其性質(zhì)和固化基體前體所應(yīng)用的處理參數(shù)而可以在基體前體內(nèi)沉降、漂浮和/或保持懸浮。

如以上示出的那樣，各種各樣的核量子點(diǎn)顆粒、核/殼量子點(diǎn)顆粒以及量子點(diǎn)珠可以用作符合本公開的波長轉(zhuǎn)換器中的波長轉(zhuǎn)換顆粒。作為可以使用的適合的核量子點(diǎn)顆粒、核/殼量子點(diǎn)顆粒以及量子點(diǎn)珠的特定非限制性示例，提及在美國授權(quán)前公開號2013/0189803中描述的核量子點(diǎn)顆粒、核/殼量子點(diǎn)顆粒以及量子點(diǎn)珠，所述美國授權(quán)前公開號2013/0189803的整體內(nèi)容通過引用被引入本文中。不限制地，本文中描述的量子點(diǎn)顆粒優(yōu)選地是一個或多個類型的量子點(diǎn)珠。

量子點(diǎn)珠的密度可以影響其在基體前體中沉降所用的速率，并且因此影響其在固化的聚合基體材料內(nèi)的分布。因此，可能期望的是：不僅基于量子點(diǎn)珠的光學(xué)性能而且基于其密度（例如，相對于諸如以上指出的熒光體顆粒之類的其他波長轉(zhuǎn)換顆粒的密度）來選擇供在本文中描述的波長轉(zhuǎn)換組合物中使用的所述量子點(diǎn)珠。考慮到這一點(diǎn)，在一些實(shí)施例中，量子點(diǎn)珠被使用并且具有如下密度：在大約1.0與大約2.0g/cm³之間變化，諸如大約1與大約1.5g/cm³之間或甚至大約1與大約1.2g/cm³之間。在進(jìn)一步的非限制性實(shí)施例中，量子點(diǎn)珠可以比聚合基體和基體前體內(nèi)的其他波長轉(zhuǎn)換顆粒更致密或更不致密，所述其他波長轉(zhuǎn)換顆粒諸如但不限于以上描述的熒光體顆粒。例如，可以在一些示例中使用量子點(diǎn)珠，并且其可以具有如下密度：為在波長轉(zhuǎn)換組合物中包括的至少一個其他類型的波長轉(zhuǎn)換顆粒（例如，熒光體顆粒）的密度的值的2、3、4、5或更多分之一。在這樣的實(shí)例中，量子點(diǎn)珠可以展現(xiàn)在聚合基體材料中的相對于其他類型的波長轉(zhuǎn)換顆粒的相對慢（或沒有）的沉降。

量子點(diǎn)珠的顆粒大小和/或顆粒大小分布可以影響其在基體前體中沉降所用的速率，并且因此可以潛在地影響其在固化的聚合基體材料內(nèi)的分布。因此，可能期望的是：至少部分地基于量子點(diǎn)珠的顆粒大小/分布，獨(dú)立地或與可以使用的其他波長轉(zhuǎn)換顆粒（例如，熒光體顆粒）的顆粒大小/分布有關(guān)地選擇供在本文中描述的波長轉(zhuǎn)換組合物中使用的所述量子點(diǎn)珠。在這方面，以上指出的量子點(diǎn)珠可以具有在大約1與大約750微米之間變化的顆粒大小，諸如大約1與大約100微米之間、或甚至大約1與大約50微米之間。在這些或其他非限制性實(shí)施例中，量子點(diǎn)珠的顆粒大小可以大于或小于在聚合基體和基體前體內(nèi)的另一類型的波長轉(zhuǎn)換顆粒，其諸如但不限于以上指出的熒光體顆粒。

在一些實(shí)施例中，波長轉(zhuǎn)換器可以由包括包封至少一個類型的波長轉(zhuǎn)換顆粒的聚合基體材料的波長轉(zhuǎn)換組合物形成。例如，本文中描述的波長轉(zhuǎn)換器可以包括至少第一和第二類型的波長轉(zhuǎn)換顆粒，其中第一類型的波長轉(zhuǎn)換顆粒包括選自以上描述的那些的熒光體顆粒，并且第二類型的波長轉(zhuǎn)換顆粒包括量子點(diǎn)顆粒中的至少一種，諸如以上描述的量子點(diǎn)珠。不限制地，第一類型的波長轉(zhuǎn)換顆粒優(yōu)選地包括多個以上描述的熒光體顆粒中的至少一種，并且第二類型的波長轉(zhuǎn)換顆粒優(yōu)選地包括多個以上描述的量子點(diǎn)珠中的至少一種。在一些實(shí)施例中，薄荷綠寬帶熒光體顆?？梢耘c紅色量子點(diǎn)珠組合地使用以從諸如led之類的光源產(chǎn)生暖白光。在其他非限制性實(shí)施例中，黃色寬帶熒光體顆粒可以與綠色和/或紅色量子點(diǎn)珠組合地使用，這可以加寬白光光譜。因此，應(yīng)該理解，本文中描述的量子點(diǎn)珠可以用來調(diào)整或調(diào)節(jié)由光源和/或熒光體顆粒產(chǎn)生的光輸出。

在任何情況下，第一和第二類型的波長轉(zhuǎn)換顆?？梢跃哂邢嗤虿煌脑诰酆匣w材料的基體前體中的沉降速率。不限制地，第一類型的波長轉(zhuǎn)換顆粒（例如，熒光體顆粒）優(yōu)選地具有在基體前體中的第一沉降速率，并且第二類型的波長轉(zhuǎn)換顆粒（例如，量子點(diǎn)顆粒，諸如量子點(diǎn)珠）優(yōu)選地具有在基體前體中的第二沉降速率，其中第一沉降速率大于第二沉降速率。在另一實(shí)施例中，第二沉降速率優(yōu)選地大于第一沉降速率。

在本文中描述的波長轉(zhuǎn)換組合物中的波長轉(zhuǎn)換顆粒的總量可以廣泛地變化。在一些實(shí)施例中，波長轉(zhuǎn)換顆粒按重量計(jì)相對于波長轉(zhuǎn)換組合物的總重量可以在大約1與大約70%之間變化，諸如大約1與大約50%之間、大約5與大約40%之間、大約10與大約30%之間、或甚至大約20的重量百分比。

在一些實(shí)施例中，本文中描述的波長轉(zhuǎn)換組合物包括第一和第二類型的波長轉(zhuǎn)換顆粒，其中第一類型的波長轉(zhuǎn)換顆粒包括熒光體顆粒并且第二類型的波長轉(zhuǎn)換顆粒包括量子點(diǎn)顆粒（例如，呈核量子點(diǎn)顆粒、核/殼量子點(diǎn)顆粒和量子點(diǎn)珠的形式）。在這樣的實(shí)例中，熒光體顆粒和量子點(diǎn)顆粒的量可以獨(dú)立地或相對于彼此廣泛地變化。在這樣的實(shí)例中，量子點(diǎn)顆粒相對于波長轉(zhuǎn)換組合物的總重量可以存在于在大約10與大約50的重量百分比（例如，大約10與大約40的重量百分比、或甚至大約10與大約20的重量百分比）之間變化的量中，并且熒光體顆?？梢源嬖谟谠诓ㄩL轉(zhuǎn)換組合物的大約1與大約20的重量百分比（諸如大約10與大約20的重量百分比）之間變化的量中。

波長轉(zhuǎn)換顆粒在本文中描述的波長轉(zhuǎn)換器中（或更具體地，在其聚合基體材料內(nèi)）的分布可以廣泛地變化。盡管不限于包括波長轉(zhuǎn)換顆粒的任何特定分布的波長轉(zhuǎn)換器，為了說明起見，本公開現(xiàn)在將繼續(xù)描述包括存在于聚合基體材料中的至少第一和第二類型的波長轉(zhuǎn)換顆粒的若干示例單層波長轉(zhuǎn)換器。應(yīng)該理解，所描述的配置僅是說明性的，并且本公開涵蓋如下實(shí)施例：其中包含一、二、三、四或更多類型的波長轉(zhuǎn)換顆粒的波長轉(zhuǎn)換器被使用，并且存在于聚合基體材料的單層中，其中每個類型的波長轉(zhuǎn)換顆粒以期望的方式分布在聚合基體內(nèi)。

現(xiàn)在參考圖2a，其描繪符合本公開的波長轉(zhuǎn)換器的一個示例。如示出的那樣，波長轉(zhuǎn)換器200包括聚合基體材料202的單層201。聚合基體材料202包括第一波長轉(zhuǎn)換顆粒203和第二波長轉(zhuǎn)換顆粒204。在一些實(shí)施例中，第一波長轉(zhuǎn)換顆粒203可以包括至少一個類型的熒光體顆粒，并且第二波長轉(zhuǎn)換顆粒204可以包括至少一個類型的量子點(diǎn)顆粒，諸如以上描述的那些。不限制地，第二波長轉(zhuǎn)換顆粒204優(yōu)選地選自核/殼量子點(diǎn)顆粒、量子點(diǎn)珠或其組合。如在該實(shí)施例中示出的那樣，第一和第二波長轉(zhuǎn)換顆粒203、204基本上均勻地遍及聚合基體材料202分布。

圖2b描繪符合本公開的波長轉(zhuǎn)換器的另一示例。如示出的那樣，波長轉(zhuǎn)換器200'包括聚合基體材料202以及第一和第二波長轉(zhuǎn)換顆粒203、204的單層201，先前已經(jīng)描述了其性質(zhì)和功能。另外，單層201可以包括第一區(qū)205a、第二區(qū)205b以及在第一和第二區(qū)205a和205b之間的中間區(qū)205c。如示出的那樣，第一和第二波長轉(zhuǎn)換顆粒203、204被分布成使得第一區(qū)205a相對于第二區(qū)205b和中間區(qū)205c具有相對高濃度的第二波長轉(zhuǎn)換顆粒204。相比之下，第二區(qū)205b相對于第一區(qū)205a和中間區(qū)205c具有相對高濃度的第一波長轉(zhuǎn)換顆粒203。因此，在該實(shí)施例中，第一波長轉(zhuǎn)換顆粒203的濃度在單層201的下表面212附近相對高，并且第二波長轉(zhuǎn)換顆粒204的濃度在單層201的上表面210附近相對高。

在圖2b中，中間區(qū)205c包含第一和第二波長轉(zhuǎn)換顆粒203、204兩者。在一些實(shí)施例中，中間區(qū)205c中的第一和第二波長轉(zhuǎn)換顆粒203、204的相應(yīng)濃度可以小于第一和第二區(qū)205a和205b中的這樣的顆粒的相應(yīng)濃度。在進(jìn)一步的實(shí)施例中，第一波長轉(zhuǎn)換顆粒203被分布成使得其濃度隨著增加距第二區(qū)205b的距離、或更特別地隨著距單層201的下表面212的增加的距離而逐漸降低?？商鎿Q地或附加地，第二波長轉(zhuǎn)換顆粒204的分布可以使得這樣的顆粒的濃度隨著增加距第一區(qū)205a的距離、或更特別地隨著距單層201的上表面210的增加的距離而逐漸降低。換言之，第一和/或第二波長轉(zhuǎn)換顆粒203、204的濃度梯度可以存在于中間區(qū)205c內(nèi)。

圖2c描繪符合本公開的波長轉(zhuǎn)換器的另一示例。因?yàn)椴ㄩL轉(zhuǎn)換器200''包括與波長轉(zhuǎn)換器200和200'相同的元素中的許多，所以為了簡潔起見而不再次描述這樣的部分。像圖2b，第一波長轉(zhuǎn)換顆粒203和第二波長轉(zhuǎn)換顆粒204被分布成使得其相應(yīng)濃度分別在第一和第二區(qū)205a和205b中相對高。然而，不像圖2b，在圖2c中，第一和第二波長轉(zhuǎn)換顆粒不在或基本上不在中間區(qū)205c。在一些實(shí)施例中，中間區(qū)205c不包含第一波長轉(zhuǎn)換顆粒203和第二波長轉(zhuǎn)換顆粒204中的一個或兩個。

圖2d描繪符合本公開的波長轉(zhuǎn)換器的另一示例。因?yàn)椴ㄩL轉(zhuǎn)換器200'''包括與波長轉(zhuǎn)換器200、200'和200''相同的元素中的許多，所以為了簡潔起見而不再次描述這樣的部分。如在該實(shí)施例中示出的那樣，第一波長轉(zhuǎn)換顆粒203和第二波長轉(zhuǎn)換顆粒204被分布成使得其相應(yīng)濃度局限在第一區(qū)205a中。相比之下，第一和第二波長轉(zhuǎn)換顆粒203、204在該實(shí)施例中不在或基本上不在第二區(qū)205b和中間區(qū)205c。

圖2e描繪符合本公開的波長轉(zhuǎn)換器的又另一示例。因?yàn)槭境龅牟ㄩL轉(zhuǎn)換器200''''包括與波長轉(zhuǎn)換器200、200'、200''和200'''相同的元素中的許多，并且因此為了簡潔起見而不再次描述這樣的部分。在該實(shí)施例中，第一波長轉(zhuǎn)換顆粒203和第二波長轉(zhuǎn)換顆粒204被分布成使得其相應(yīng)濃度局限在第二區(qū)205b中。相比之下，第一和第二波長轉(zhuǎn)換顆粒203、204在該實(shí)施例中不在或基本上不在第一區(qū)205a和中間區(qū)205c。

應(yīng)該理解，在圖2a-e中示出的單層波長轉(zhuǎn)換器的定向僅為了說明起見，并且轉(zhuǎn)換器的定向可以被（相對于光源）設(shè)置為期望的那樣。在一些實(shí)施例中，在圖2a-e中示出的轉(zhuǎn)換器被定向成使得接近區(qū)205（b）的表面被定向朝著光源，并且接近區(qū)205（a）的表面被定向遠(yuǎn)離光源，例如，如在圖2a-e中一般地示出的那樣?？商鎿Q地，在一些實(shí)施例中，在圖2a-e中示出的轉(zhuǎn)換器被定向成使得接近區(qū)205（b）的表面被定向遠(yuǎn)離光源，并且接近區(qū)205（a）的表面被定向朝著光源，即使得在圖2a-e中示出的定向翻轉(zhuǎn)。

本公開的另一方面涉及包括符合本公開的波長轉(zhuǎn)換器的光源。盡管本公開設(shè)想波長轉(zhuǎn)換器和波長轉(zhuǎn)換組合物在各種各樣的光源中的使用，但是這樣的轉(zhuǎn)換器和轉(zhuǎn)換組合物可以特別適合于用在諸如發(fā)光二極管封裝之類的固態(tài)光源中。在這樣的應(yīng)用中，本文中描述的波長轉(zhuǎn)換器可以將從發(fā)光二極管發(fā)射的入射初級光中的至少部分轉(zhuǎn)換成次級光。

因此參考圖3，其描繪包括符合本公開的波長轉(zhuǎn)換器的光源（例如，led照明封裝）的一個示例。如示出的那樣，led照明封裝300包括led框架301、led302、波長轉(zhuǎn)換器303和可選的反射器307。led框架301包括led302被設(shè)置在其中的腔（未被標(biāo)記）。波長轉(zhuǎn)換器303被設(shè)置在led照明封裝300的孔徑內(nèi)并且與led302的發(fā)光表面接觸。

led框架301可以是適合于支撐led302、波長轉(zhuǎn)換器303和可選的反射器307的任何框架。在一些實(shí)施例中，led框架301可以是用于驅(qū)動led302的包含電路、接觸等的電路板?？商鎿Q地或附加地，led框架301可以是為led照明封裝300中的其他組件提供機(jī)械支撐的支撐結(jié)構(gòu)。

led302可以是能夠從其發(fā)光表面發(fā)射初級光的任何led。盡管發(fā)射藍(lán)色區(qū)中的初級光的led是優(yōu)選的，但是也可以使用發(fā)射其他光譜區(qū)中的初級光的led。不管led302的性質(zhì)，所述led302可以從其發(fā)射表面（未標(biāo)記）發(fā)射初級光304。初級光304可以以任何方向從led302發(fā)射，但優(yōu)選地朝向led照明封裝300的孔徑310。在被led302發(fā)射之后，初級光304可以撞擊波長轉(zhuǎn)換器303。

符合上述討論，波長轉(zhuǎn)換器303可以包括包封一個或多個類型的波長轉(zhuǎn)換顆粒的聚合基體材料，所述波長轉(zhuǎn)換顆粒諸如能夠?qū)⒊跫壒?04轉(zhuǎn)換成次級光（未標(biāo)記）的多個熒光體顆粒和能夠?qū)⒊跫壒?04和/或次級光轉(zhuǎn)換成三級光（未標(biāo)記）的量子點(diǎn)顆粒。因此可以從led封裝300發(fā)射集體的光輸出305，并且所述集體的光輸出305可以包括未轉(zhuǎn)換的初級、次級和/或三級光的混合。在一些實(shí)施例中，led302發(fā)射電磁波譜的紫外或可見區(qū)中的初級光304，并且波長轉(zhuǎn)換器303包括第一和第二波長轉(zhuǎn)換顆粒以及聚合基體材料的單層，如以上討論的那樣?？梢允褂脝螌觾?nèi)的波長轉(zhuǎn)換顆粒的任何分布，諸如但不限于在圖2a-2e中示出的分布。

可選的反射器307可以用來對初級、次級和/或三級光重定向，其可以由波長轉(zhuǎn)換器303、其中的波長轉(zhuǎn)換顆粒和/或由聚合物空氣界面306向后朝向led照明封裝300的孔徑310反向散射或反射，如一般地在圖3中示出的那樣。在這方面，任何適合的反射器可以用作可選的反射器307，倘若其可以反射足夠量的入射初級、次級和/或三級光。在一些實(shí)施例中，可選的反射器307優(yōu)選地配置成反射大于或等于入射初級、次級和/或三級光中的大約75%、85%、95%或甚至99%。

圖3的實(shí)施例將led照明封裝300圖示為包括被設(shè)置成鄰近led302的發(fā)光表面（未標(biāo)記）或與其接觸的波長轉(zhuǎn)換器303。在本領(lǐng)域中可以將這樣的配置理解為芯片級轉(zhuǎn)換配置。應(yīng)該理解，該配置僅是說明性的，并且可以以另一方式配置led封裝。例如，波長轉(zhuǎn)換器303可以被布置成距l(xiāng)ed302的發(fā)光表面某一距離，即處于遠(yuǎn)程熒光體配置。此外，應(yīng)該理解，在本文中描述的led封裝中的led的數(shù)量不限于一個，如在圖3的實(shí)施例中示出的那樣。實(shí)際上，本公開預(yù)見并涵蓋其中使用多個（例如，2、3、4等）led的實(shí)施例。除了這些差異之外，led封裝另外可以一般以與以上關(guān)于圖3的實(shí)施例描述的相同的方式進(jìn)行操作。

本公開的又另一方面涉及制造單層波長轉(zhuǎn)換器（諸如以上描述的那些）的方法以及包括這樣的波長轉(zhuǎn)換器的led照明封裝。在這方面，參考圖4，其是可以根據(jù)符合本公開的方法的一個實(shí)施例執(zhí)行的示例操作的流程圖。如示出的那樣，方法400在框401處開始。方法然后可以前進(jìn)到可選框402，其中可以選擇聚合基體材料中的波長轉(zhuǎn)換顆粒的分布。例如，在其中要形成包含至少第一和第二波長轉(zhuǎn)換顆粒的波長轉(zhuǎn)換器的實(shí)例中，可以選擇在圖2a-2e中示出的第一和第二波長轉(zhuǎn)換顆粒分布中的一個。當(dāng)然，波長轉(zhuǎn)換顆粒分布的選擇不限于在圖2a-2e中示出的分布，并且可以使用任何適合的分布。

一旦波長轉(zhuǎn)換顆粒分布被選擇或如果這樣的選擇未被要求，方法就可以前進(jìn)到可選框403，其中可以選擇用于基體前體和適合的波長轉(zhuǎn)換顆粒的材料。符合上述描述并且如下面將進(jìn)一步解釋的那樣，供用作基體前體和波長轉(zhuǎn)換顆粒的材料的選擇可以不僅取決于期望的光學(xué)性質(zhì)，而且取決于材料和關(guān)于這樣的材料的物理性質(zhì)對波長轉(zhuǎn)換顆粒在基體前體內(nèi)下沉、漂浮或保持懸浮的能力（例如，對這樣的顆粒的沉降速率）的影響。

一旦這樣的材料的選擇完成或如果這樣的選擇未被要求，則方法可以前進(jìn)到框404，其中可以選擇固化過程因數(shù)。如本文中使用的那樣，“固化過程因數(shù)”指代在固化基體前體以形成聚合基體材料期間應(yīng)用的一個或多個過程參數(shù)。除其他許多東西之外，固化過程因數(shù)還可以包括波長轉(zhuǎn)換顆粒的沉降速率、基體前體的粘度、固化溫度（在其中基體前體可熱固化并且展現(xiàn)受溫度影響的凝膠時間（固化速率）的實(shí)例中）、固化光強(qiáng)度（在其中基體前體可光聚合并且展現(xiàn)受光強(qiáng)度影響的凝膠時間（固化速率）的實(shí)例中）、其組合等。

在其中基體前體可熱固化并且展現(xiàn)隨著固化溫度變化的凝膠時間（固化速率）的實(shí)例中，可以依照框404來選擇固化溫度以便控制基體前體的凝膠時間（固化速率）。控制凝膠時間（固化速率）的一個目的是控制波長轉(zhuǎn)換顆粒必須在基體前體內(nèi)下沉（沉降）或漂浮的時間量。例如，可熱固化的基體前體在以第一（標(biāo)稱）固化溫度固化時可以展現(xiàn)第一（標(biāo)稱）凝膠時間（固化速率）。使固化溫度增加到第一固化溫度以上可以降低基體前體的凝膠時間（增加固化速率），導(dǎo)致波長轉(zhuǎn)換顆粒在基體前體內(nèi)必須下沉或漂浮的時間量中的對應(yīng)降低。相反地，使固化溫度減小到第一固化溫度以下可以延長基體前體的凝膠時間（減小固化速率），導(dǎo)致波長轉(zhuǎn)換顆粒在基體前體內(nèi)必須下沉、保持懸浮、或漂浮的時間量中的對應(yīng)增加。當(dāng)基體前體可光聚合時，可以通過相對于第一標(biāo)稱固化光強(qiáng)度調(diào)節(jié)固化光強(qiáng)度來獲得對其中波長轉(zhuǎn)換顆?？梢韵鲁?、保持懸浮或漂浮的時間的類似控制。

如可以領(lǐng)會的那樣，對波長轉(zhuǎn)換顆粒的選擇和對固化過程因數(shù)的選擇可以取決于在考慮中的波長轉(zhuǎn)換器中的波長轉(zhuǎn)換顆粒的期望分布，以及所選材料要被合成和轉(zhuǎn)換成符合本公開的波長轉(zhuǎn)換器所用的方式。在這方面，指出的是，至少兩個選項(xiàng)存在用于合成基體前體和波長轉(zhuǎn)換顆粒并且將其轉(zhuǎn)換成波長轉(zhuǎn)換器。

在第一選項(xiàng)中，在基體前體中的波長轉(zhuǎn)換顆粒的混合物、乳劑和/或懸浮物可以被形成且沉積到襯底上。在另一第二選項(xiàng)中，基體前體材料可以被沉積在襯底上，在這之后可以將波長轉(zhuǎn)換顆粒添加到其。在任一情況下，應(yīng)該理解，當(dāng)波長轉(zhuǎn)換顆粒包括量子點(diǎn)珠時，這樣的珠可以以粉末或微粒形式被添加到的基體前體。當(dāng)核或核/殼量子點(diǎn)顆粒被包括在波長轉(zhuǎn)換顆粒中時，它們可以以這樣的顆粒的膠體分散體的形式被添加到基體前體。不管何時使用第一選項(xiàng)，波長轉(zhuǎn)換顆粒將（假設(shè)良好的混合）最初基本上均勻地分散在基體前體中，例如使得這樣的顆粒的分布類似于圖2a中示出的分布。當(dāng)使用第二選項(xiàng)時，波長轉(zhuǎn)換顆?？梢宰畛趵缫耘c在圖2d中示出的分布類似的方式接近基體前體的上表面分布。在任一情況下，在圖2a-2e中示出的波長轉(zhuǎn)換顆粒分布中的任何分布可以通過對基體材料、波長轉(zhuǎn)換顆粒和固化過程因數(shù)的適當(dāng)選擇來獲得。

為了說明起見，本公開現(xiàn)在將繼續(xù)描述可以被執(zhí)行以產(chǎn)生波長轉(zhuǎn)換器的各種示例操作，所述波長轉(zhuǎn)換器包括以與在圖2a-e中示出的分布一致的方式分布在聚合基體材料中的第一和第二波長轉(zhuǎn)換顆粒。最初將描述第一組示例實(shí)施例以表明具有在圖2a-e中示出的分布的波長轉(zhuǎn)換器的產(chǎn)生，假設(shè)初始顆粒分布與圖2a一致（例如，當(dāng)最初沉積在基體前體中的波長轉(zhuǎn)換顆粒的混合物、乳劑或懸浮物時）。然后將描述第二組示例實(shí)施例以表明這樣的波長轉(zhuǎn)換器的產(chǎn)生，假設(shè)初始顆粒分布與圖2d一致（例如，當(dāng)波長轉(zhuǎn)換顆粒被添加到先前沉積的基體前體時）。

關(guān)于第一組示例實(shí)施例，方法可以從框404前進(jìn)到框405，其中在聚合基體材料202的基體前體中的第一和第二波長轉(zhuǎn)換顆粒203、204的混合物、乳劑或懸浮物被形成且沉積到襯底上，所述襯底諸如發(fā)光二極管?？梢允褂帽绢I(lǐng)域中已知的任何適合的方法來完成混合物、乳劑或懸浮物的沉積，所述方法包括旋涂、滴鑄（dropcasting）、擠壓、模塑、其組合等。假設(shè)良好的混合，第一和第二波長轉(zhuǎn)換顆粒203、204可以最初例如以與圖2a的方式類似的方式基本上均勻地分布在基體前體內(nèi)。

如先前指出的那樣，通過對基體前體、第一和第二波長轉(zhuǎn)換顆粒以及固化過程參數(shù)的適當(dāng)選擇，實(shí)現(xiàn)在圖2a-2e中示出的顆粒分布中的任何分布是可能的。例如，在圖2a中示出的顆粒分布可以通過選擇在固化過程期間基本上不在基體前體內(nèi)下沉或漂浮的第一和第二波長轉(zhuǎn)換顆粒203、204來獲得。在這方面，可以通過選擇展現(xiàn)在基體前體中的相對慢的沉降速率的第一和第二波長轉(zhuǎn)換顆粒203、204來限制或防止第一和第二波長轉(zhuǎn)換顆粒203、204的沉降和/或懸浮。例如，在波長轉(zhuǎn)換顆粒包括核和/或核/殼量子點(diǎn)的場合，如以上描述的那樣，這樣的顆?？梢员灰栽诨w前體中不沉降或基本上不沉降的膠體分散體的形式添加到基體前體。在這樣的實(shí)例中，核和/或核/殼量子點(diǎn)顆粒可以保持基本上均勻地分散在基體前體中，不管所應(yīng)用的固化參數(shù)。

可替換地或附加地，在其中第一和第二波長轉(zhuǎn)換顆粒中的一個或多個在基體前體中沉降和/或漂浮的實(shí)例中（例如，在量子點(diǎn)珠和/或熒光體顆粒的情況下），可以通過減少基體前體的凝膠時間（即，增加固化速率）來限制第一和第二波長轉(zhuǎn)換顆粒203、204的沉降，例如通過增加固化溫度（在熱固化的基體前體的情況下）、添加附加聚合催化劑（如果使用的話）、增加固化光強(qiáng)度（在可光聚合的基體前體的情況下）或其組合。作為通過示例，在一些實(shí)施例中，稱作由dowcorning出售的sylgard184的硅彈性體可以用作聚合基體材料。在這樣的實(shí)例中，可以通過調(diào)節(jié)固化溫度和/或所添加的聚合催化劑的量來調(diào)節(jié)固化時間。

從圖2a的初始分布，可以部分地通過選擇在基體前體中具有第一沉降速率的第一波長轉(zhuǎn)換顆粒203和具有第二沉降速率的第二波長轉(zhuǎn)換顆粒204來獲得具有在圖2b中示出的波長轉(zhuǎn)換顆粒分布的波長轉(zhuǎn)換器，其中第一沉降速率與第二沉降速率的值相比相對快，并且第一和第二沉降速率指示第一和第二類型的波長轉(zhuǎn)換顆粒兩者將隨時間過去在基體前體中沉降。由于第一和第二沉降速率中的差異，第一波長轉(zhuǎn)換顆粒203（例如，熒光體顆粒）將在基體前體內(nèi)下沉得比第二波長轉(zhuǎn)換顆粒204（例如，量子點(diǎn)珠）更快，倘若給它們足夠的時間來這么做?？紤]到這一點(diǎn)，可以通過使用提供足夠的時間以允許第一和第二波長轉(zhuǎn)換顆粒顯著（但不完全）分離的過程條件（依照框408）固化基體前體來獲得在圖2b中示出的分布。如以上指出的那樣，這可以通過適當(dāng)?shù)卦O(shè)置或控制用來固化基體前體的過程參數(shù)來完成，所述過程參數(shù)諸如固化溫度和/或固化光強(qiáng)度。

從圖2a中示出的初始分布，可以通過選擇將在基體前體中沉降的第一波長轉(zhuǎn)換顆粒203（例如，熒光體顆粒）和將在基體前體中漂?。?，朝著上表面上升）的第二波長轉(zhuǎn)換顆粒204（例如，量子點(diǎn)珠）（倘若給它們足夠的時間來這么做）來獲得具有在圖2c中示出的波長轉(zhuǎn)換顆粒分布的波長轉(zhuǎn)換器。一旦（例如，通過顆粒和基體前體的良好的混合）實(shí)現(xiàn)了圖2a中示出的初始分布，就可以通過在為第一和第二波長轉(zhuǎn)換顆粒提供足夠的時間以在基體前體內(nèi)完全分離的固化過程條件下（依照框408）固化基體前體來獲得圖2c的分布。在一些實(shí)施例中，這可以通過如下來完成：延遲基體前體的固化達(dá)足以允許第一和第二波長轉(zhuǎn)換顆粒分離的時間，在這之后可以以任何適合的方式來固化基體前體?？商鎿Q地，可以在基體前體和顆粒的初始沉積之后發(fā)起固化，但固化過程參數(shù)可以被設(shè)置成使得基體前體的凝膠時間延長（降低固化速率）達(dá)足以使第一和第二波長轉(zhuǎn)換顆粒203、204能夠完全分離的時間。

從圖2a中示出的初始分布，可以通過選擇將在基體前體中漂?。?，朝著上表面上升）的第一波長轉(zhuǎn)換顆粒203來獲得具有圖2d中示出的波長轉(zhuǎn)換顆粒分布的波長轉(zhuǎn)換器，諸如可以利用某些類型的熒光體顆粒和量子點(diǎn)珠來實(shí)現(xiàn)。一旦（例如，通過顆粒和基體前體的良好的混合）實(shí)現(xiàn)了圖2a中示出的初始分布，就可以通過在為第一和第二波長轉(zhuǎn)換顆粒203、204提供足夠的時間以漂浮離開第二區(qū)205b和/或中間區(qū)205c并且到第一區(qū)205a中的固化過程條件下（依照框408）固化基體前體來獲得圖2d的分布。在一些實(shí)施例中，這可以通過如下來完成：延遲基體前體的固化達(dá)足以允許第一和第二波長轉(zhuǎn)換顆粒漂浮到第一區(qū)205a中的時間，在這之后可以以任何適合的方式來固化基體前體。可替換地，可以在基體前體和顆粒的初始沉積之后發(fā)起固化，但固化過程參數(shù)可以被設(shè)置成使得基體前體的凝膠時間延長（降低固化速率）達(dá)足以使第一和第二波長轉(zhuǎn)換顆粒203、204能夠漂浮到第一區(qū)205a中的時間。

從圖2a中示出的初始分布，可以通過選擇將朝著基體前體的下表面沉降（倘若給它們足夠的時間來這么做）的第一和第二波長轉(zhuǎn)換顆粒203、204（例如，某些類型的量子點(diǎn)珠和熒光體顆粒）來獲得具有圖2e中示出的波長轉(zhuǎn)換顆粒分布的波長轉(zhuǎn)換器。一旦（例如，通過顆粒和基體前體的良好的混合）實(shí)現(xiàn)了圖2a中示出的初始分布，就可以通過在為第一和第二波長轉(zhuǎn)換顆粒203、204提供足夠的時間以沉降離開第一和中間區(qū)205a和205c并且到第二區(qū)205b中的固化過程條件下（依照框408）固化基體前體來獲得圖2e的分布。在一些實(shí)施例中，這可以通過如下來完成：延遲基體前體的固化達(dá)足以允許第一和第二波長轉(zhuǎn)換顆粒沉降到第二區(qū)205b中的時間，在這之后可以以任何適合的方式來固化基體前體?？商鎿Q地，可以在基體前體和顆粒的初始沉積之后發(fā)起固化，但固化過程參數(shù)可以被設(shè)置成使得基體前體的凝膠時間延長（降低固化速率）達(dá)足以使第一和第二波長轉(zhuǎn)換顆粒203、204能夠沉降到第二區(qū)205b中的時間。

關(guān)于第二組示例實(shí)施例，方法可以從框404前進(jìn)到框406，其中不包含波長轉(zhuǎn)換顆粒的基體前體可以沉積到襯底上。使用本領(lǐng)域中已知的任何適合的方法完成基體前體的沉積，所述方法諸如以上針對第一組示例實(shí)施例指出的那些。在基體前體的沉積之后，可以將第一和第二波長轉(zhuǎn)換顆粒203、204添加到基體前體。結(jié)果，在第二組示例實(shí)施例中，第一和第二波長轉(zhuǎn)換顆粒203、204可以最初接近基體前體的上表面分布，例如在第一區(qū)205a中分布，如圖2d中示出的那樣。

在可替換的實(shí)施例中，可以從與圖2d一致的初始分布獲得在圖2a-2c和2e中示出的分布。例如，從圖2d的初始分布，可以部分地通過選擇在基體前體中具有第一沉降速率的第一波長轉(zhuǎn)換顆粒203（例如，熒光體顆粒）和具有第二沉降速率的第二波長轉(zhuǎn)換顆粒204（例如，量子點(diǎn)珠）來獲得具有在圖2b中示出的波長轉(zhuǎn)換顆粒分布的波長轉(zhuǎn)換器，其中第一沉降速率與第二沉降速率的值相比相對快。由于第一和第二沉降速率中的差異，第一波長轉(zhuǎn)換顆粒203將在基體前體內(nèi)下沉得比第二波長轉(zhuǎn)換顆粒204更快，倘若給它們足夠的時間來這么做?？紤]到這一點(diǎn)，可以通過使用提供足夠的時間以允許第一和第二波長轉(zhuǎn)換顆粒從第一區(qū)205a沉降到第二和中間區(qū)205b、205c中的一個或兩個中并且顯著（但不完全）分離的過程條件（依照框408）固化基體前體來獲得在圖2b中示出的分布。如以上指出的那樣，這可以通過適當(dāng)?shù)卦O(shè)置或控制用來固化基體前體的過程參數(shù)來完成，所述過程參數(shù)諸如固化溫度和/或固化光強(qiáng)度。

從圖2d的初始分布，可以通過選擇（倘若足夠的時間）將在基體前體中沉降的第一波長轉(zhuǎn)換顆粒203（例如，熒光體顆粒）和（再次，倘若足夠的時間）將在基體前體中保持懸浮和/或漂浮（即，朝著上表面上升）的第二波長轉(zhuǎn)換顆粒204（例如，核量子點(diǎn)顆粒、核/殼量子點(diǎn)顆粒和/或量子點(diǎn)珠）來獲得具有在圖2c中示出的波長轉(zhuǎn)換顆粒分布的波長轉(zhuǎn)換器。例如，一旦實(shí)現(xiàn)了圖2d中示出的初始分布，就可以通過在為第一波長轉(zhuǎn)換顆粒203提供足夠的時間以下沉到第二區(qū)205b中并且與第二波長轉(zhuǎn)換顆粒204完全分離的固化過程條件下（依照框408）固化基體前體來獲得圖2c的分布，所述第二波長轉(zhuǎn)換顆粒204保持在第一區(qū)205a中。

在一些實(shí)施例中，這可以通過如下來完成：選擇將在基體前體中下沉的第一波長轉(zhuǎn)換顆粒203（例如，熒光體顆粒）；選擇在基體前體中（相對于第一波長轉(zhuǎn)換顆粒203）將漂浮或保持懸?。ɡ?，核量子點(diǎn)顆粒、核/殼量子點(diǎn)顆粒和/或量子點(diǎn)珠）或者可以緩慢地下沉（例如，量子點(diǎn)珠）的第二波長轉(zhuǎn)換顆粒204；以及延遲基體前體的固化達(dá)足以允許第一波長轉(zhuǎn)換顆粒下降到區(qū)205b中，同時將第二波長轉(zhuǎn)換顆粒維持在第一區(qū)205a內(nèi)的時間。在完成波長轉(zhuǎn)換顆粒的分離之后，可以以任何適合的方式來固化基體前體?？商鎿Q地，可以在波長轉(zhuǎn)換顆粒到基體前體的初始添加之后發(fā)起固化，但固化過程參數(shù)可以被設(shè)置成使得基體前體的凝膠時間延長（降低固化速率）達(dá)足以實(shí)現(xiàn)第一和第二波長轉(zhuǎn)換顆粒203、204的完全分離的時間。

從圖2d的初始分布，可以通過選擇展現(xiàn)在基體前體內(nèi)的基本上類似或相同的沉降速率的第一波長轉(zhuǎn)換顆粒203（例如，熒光體顆粒）和第二波長轉(zhuǎn)換顆粒204（例如，量子點(diǎn)珠）以及提供用于使第一和第二波長轉(zhuǎn)換顆粒部分地沉降離開第一區(qū)205a并且到第二和中間區(qū)205b、205c中的足夠時間來獲得具有在圖2a中示出的波長轉(zhuǎn)換顆粒分布的波長轉(zhuǎn)換器。這可以例如通過如下來完成：延遲基體前體的固化直到用于使波長轉(zhuǎn)換顆粒的一部分遷移到第二和中間區(qū)205b、205c中的足夠時間已經(jīng)過去為止，在這之后可以快速地固化基體前體?？商鎿Q地，一旦實(shí)現(xiàn)圖2d的初始分布，就可以發(fā)起固化，但是固化過程參數(shù)可以被設(shè)置成使得固化時間足以實(shí)現(xiàn)第一和第二波長轉(zhuǎn)換顆粒203、204從第一區(qū)205（a）到其他區(qū)中的遷移，如上面討論的那樣。

從圖2d中示出的初始分布，可以通過選擇（倘若給它們足夠的時間來這么做）都將在基體前體中下沉（即，朝著下表面沉降）的第一波長轉(zhuǎn)換顆粒203（例如，熒光體顆粒）和第二波長轉(zhuǎn)換顆粒204（例如，量子點(diǎn)珠）來獲得具有圖2e中示出的波長轉(zhuǎn)換顆粒分布的波長轉(zhuǎn)換器。一旦實(shí)現(xiàn)了圖2d中示出的初始分布，就可以通過在為第一和第二波長轉(zhuǎn)換顆粒203、204提供足夠的時間以沉降離開第一區(qū)205a并且到第二區(qū)205b中的固化過程條件下（依照框408）固化基體前體來獲得圖2e的分布。在一些實(shí)施例中，這可以通過如下來完成：延遲基體前體的固化達(dá)足以允許第一和第二波長轉(zhuǎn)換顆粒下沉到第二區(qū)205b中的時間，在這之后可以以任何適合的方式來固化基體前體。可替換地，可以在基體前體和顆粒的初始沉積之后發(fā)起固化，但固化過程參數(shù)可以被設(shè)置成使得基體前體的凝膠時間延長（降低固化速率）達(dá)足以使第一和第二波長轉(zhuǎn)換顆粒203、204能夠沉降到第二區(qū)205b中的時間。

示例

為了說明起見，本公開現(xiàn)在將繼續(xù)描述其中波長轉(zhuǎn)換顆粒的組合用來形成符合本公開的單層波長轉(zhuǎn)換器的若干示例。應(yīng)該理解，以下示例僅是代表性的，并且不應(yīng)被考慮成于是表示本文中描述的本發(fā)明的整個范圍。

示例1

在該示例中，單層波長轉(zhuǎn)換器被使用作為聚合基體材料的sylgard184（由dowcorning制造）、綠色寬帶熒光體顆粒和紅色量子點(diǎn)珠制造。未固化的聚合基體材料（基體前體）具有3500厘泊（cp）的粘度。綠色熒光體顆粒具有在大約530nm處的峰值發(fā)射，并且具有大約30微米的顆粒大小。紅色量子點(diǎn)珠的顆粒大小為大約50微米。綠色熒光體顆粒和紅色量子點(diǎn)顆粒與基體前體混合。得到的混合物沉積在襯底上并且被在室溫處固化達(dá)48小時。隨后的檢查揭露單層波長轉(zhuǎn)換器的形成，其具有與圖2c一致的波長轉(zhuǎn)換顆粒分布，即，其中紅色量子點(diǎn)珠位于聚合基體材料的第一區(qū)（例如，205a）中并且綠色熒光體顆粒位于聚合基體材料的第二區(qū)（例如，205b）中。

示例2

在該示例中，單層波長轉(zhuǎn)換器被使用與示例1相同的聚合基體材料和基體前體制造。然而，在該示例中，與紅色和綠色窄帶發(fā)射量子點(diǎn)珠組合地使用黃色寬帶熒光體顆粒。黃色寬帶熒光體顆粒展現(xiàn)580nm附近的峰值發(fā)射并且具有大約30微米的顆粒大小。紅色量子點(diǎn)珠展現(xiàn)620nm附近的峰值發(fā)射并且具有大約50微米的顆粒大小。綠色量子點(diǎn)珠展現(xiàn)526nm附近的峰值發(fā)射并且具有大約50微米的顆粒大小。熒光體顆粒和量子點(diǎn)珠被添加到基體前體并混合。得到的混合物被沉積并且在室溫處固化達(dá)48小時。隨后的檢查揭露單層波長轉(zhuǎn)換器的形成，其具有與圖2c一致的波長轉(zhuǎn)換顆粒分布，即，其中紅色和綠色量子點(diǎn)珠位于聚合基體材料的第一區(qū)（例如，205a）中并且黃色熒光體顆粒位于聚合基體材料的第二區(qū)（例如，205b）中。

示例3

在該示例中，單層波長轉(zhuǎn)換器被使用與示例1和2相同的聚合基體材料制造。像示例1和2，也使用熒光體顆粒和量子點(diǎn)珠的組合。在該示例中，熒光體顆粒和量子點(diǎn)珠被添加到基體前體并混合。實(shí)現(xiàn)在少于大約10min內(nèi)固化的聚合催化劑（sylgard184的部分b）和鉑催化劑的補(bǔ)充然后被添加到所述混合物。得到的組合物然后被沉積并且在室溫處固化。固化相對于示例1和2的固化快速地進(jìn)行。隨后的檢查揭露單層波長轉(zhuǎn)換器的形成，其具有與圖2a一致的波長轉(zhuǎn)換顆粒分布，即，其中熒光體顆粒和量子點(diǎn)珠相對均勻地遍及波長轉(zhuǎn)換器的厚度分散。

除了在示例中，或在另外指示的場合外，在本說明書和權(quán)利要求書中使用的表示范圍的端點(diǎn)等的所有數(shù)字要被理解為在所有實(shí)例中被術(shù)語“大約”修飾。因此，除非指示相反，否則在本說明書和所附權(quán)利要求書中闡述的數(shù)值參數(shù)是可以取決于設(shè)法通過本公開獲得的期望性質(zhì)而變化的近似值。至少，并且不作為限制權(quán)利要求的范圍的等同物的原則的應(yīng)用的嘗試，應(yīng)該根據(jù)有效數(shù)位的數(shù)目和普通四舍五入方法來解釋每個數(shù)值參數(shù)。

盡管闡述本公開的寬范圍的數(shù)值范圍和參數(shù)是近似值，但是除非另外指示，盡可能精確地報(bào)告了在特定示例中闡述的數(shù)值。然而，任何數(shù)值固有地包含在其相應(yīng)的測試測量中發(fā)現(xiàn)的必然由標(biāo)準(zhǔn)偏差引起的某些誤差。

根據(jù)對本說明書的考慮和對本文中公開的發(fā)明的實(shí)踐，本發(fā)明的其他實(shí)施例將對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見。意圖本說明書和示例僅被視為示例性的，其中本發(fā)明的真正范圍和精神由所附權(quán)利要求書指示。