[发明专利]用于填充微米级腔的溶液

说明书

用于填充微米级腔(10)的溶液，溶液包括第一溶剂、具有第一分子量的第一聚合物(102)、具有第二分子量的第二聚合物(103)、发光体(101)和表面活性剂，第二分子量为大于第一分子量10至50倍。

技术领域和现有技术

本发明涉及用于填充微米级腔的溶液。

本发明还涉及用于从这种溶液中在微米级腔中生产复合材料的方法，所述复合材料包括将发光体分散在其中的聚合物基质。

本发明应用在照明领域中，例如在机动车中的汽车前灯或用于家庭，或此外通常在图像显示领域中，例如用于虚拟眼镜或低能屏幕。

照明或显示设备的发展不断地迈向增加的光通量和迈向更高的发射表面清晰度。例如，在照明的情况下，已经发生从白炽灯泡移动至使用发光二极管(LED)的照明。对于显示，已经发生从阴极射线管移动至液晶屏幕，然后至有机发光二极管屏幕(OLED)。

对这两个平行发展的共同反应是使用微米级LED的像素化阵列(通常地具有大约一微米到几十微米的尺寸)。

常规地LED由氮化镓(GaN)生产，其发射大约450纳米的波长。然而，蓝光在可见光谱中是最活跃的，因此必须在像素尺度上进行转换操作以便获得白光或以便获得例如对应于绿色或红色的特定波长。为了获得白光，可以将GaN与在黄色(与蓝色互补的颜色)范围内发射的光致发光元件组合。两种辐射结合以产生光，其然后对人眼看上去是白色。通常，这涉及YAG：Ce(命名为掺有铈的“钇铝石榴石”的缩写)。

为了生产转换设备，将包含以亚微米级颗粒形式的YAG：Ce的颗粒和聚合物的溶液沉积在位于GaN像素以上的微米级腔(通常小于或等于10μm)中。溶剂蒸发后，获得转换层，所述转换层包含其中分散有YAG：Ce的颗粒的聚合物基质。

然而，用溶液填充具有至多10μm的侧面的腔是技术上的难题。

具体地，系统尺寸的减小伴随着力的等级变化：对于移动系统，在宏观尺度上，重力和惯性力占优势，而在微观尺度上，毛细力和表面力超过了这些。

毛细作用是一种相互作用现象，可在液体和表面之间的界面产生。毛细作用是由于存在的不同相之间的表面张力。由于腔壁上的毛细力，液体的自由表面不是水平的。参照图1，在腔为管的情况下，表面张力F和液体高度h分别由以下方程式定义：

F＝2πrγcosθ和h＝2γcosθ/rρg

其中：

h是管中液体的高度，以m计；

γ是液体的表面张力，以N.m^-1计；

θ是液体和管壁之间的接触角；

ρ是液体的密度，以g.cm^-3计；

r是管的半径，以mm计；

g是由于重力的加速度，其是具有近似9.81m.s^-2的值的常数。

通常，与形成二面体的固体亲液壁接触的液体界面具有趋向于以细丝形式以角度传播的突起。该效果是由于界面的曲率在角度上非常强烈地减小的事实，并且由于拉普拉斯压力在那里较低的事实，导致液体的运动，其以角度前进。当角度中的润湿角小于被称为Concus-Finn极限的极限时形成细丝。在壁润湿的情况下，以立体角表示液体细丝的形成的标准表示由θπ/2-α表达。

此处的θ是杨氏接触角(两个壁具有相同的性质)，并且α是二面体的半角。

润湿壁引起凹的液体表面，而非润湿壁产生凸的表面。在非润湿壁的情况下，存在一个极限，超过这个极限，液体会完全脱离角度。条件由θπ/2+α定义。