本发明提供了通常用于LED(101)的波长转换元件(104),其包含分散在包括交联聚硅氧烷的基质(106)中的发光颗粒(105)。交联聚硅氧烷是温度稳定的(通常在高达300°C以上的温度下),这意味着它们在发光二极管的正常工作条件下是稳定的。此外,交联聚硅氧烷在暴露于光照下是稳定的,这意味着它们将不会由于高强度的光照射而降解/褪色。该聚合波长转换器可以很容易地成型为不同形式。这可能导致来自LED转换器系统的光会更好地外部耦合。
1.一种波长转换元件(104、200),包含分散在包括交联聚(二甲基硅氧烷)的基质(106)中的发光颗粒(105),其中,所述发光颗粒是陶瓷颗粒,所述发光颗粒的浓度为3%至30%,以v/v计。
2.根据权利要求1所述的波长转换元件(104、200),其中所述所述发光颗粒的浓度为5%至20%,以v/v计。
3.根据权利要求1所述的波长转换元件(104、200),包括至少包含第一发光颗粒组成(211)的第一亚层(201)和包含第二发光颗粒组成(212)的第二亚层(202)。
4.根据前述任一项权利要求所述的波长转换元件(104、200),其中,所述颗粒的表面是陶瓷材料的。
5.一种发光设备(100),包括发光二极管(101)和安置的用来接收由所述发光二极管发射的光的权利要求1至4的任一项所述的波长转换元件(104)。
6.根据权利要求5所述的发光设备,其中,所述波长转换元件(104)被安置在所述发光二极管的光发射表面(102)上。
7.根据权利要求5所述的发光设备,其中,所述波长转换元件(104)和所述发光二极管(101)相互隔开安置。
8.一种制造波长转换元件的方法,所述方法包括:-提供包含至少分散在可交联的聚硅氧烷中的发光颗粒的分散体,所述可交联的聚硅氧烷包括聚(二甲基硅氧烷);和-交联所述分散体以获得固体波长转换元件;其中,所述发光颗粒是陶瓷颗粒,所述发光颗粒的浓度为3%至30%,以v/v计。
9.根据权利要求8所述的方法,其中所述所述发光颗粒的浓度为5%至20%,以v/v计。
10.根据权利要求8所述的方法,其中,所述聚硅氧烷包括二乙烯基官能化聚(二甲基硅氧烷)。
11.根据权利要求8所述的方法,其中,所述分散体还包含交联剂。
12.根据权利要求8所述的方法,其中,所述交联剂是四(二甲基甲硅烷氧基)硅烷。
13.根据权利要求8所述的方法,还包括在实现所述交联分散体之前将所述聚硅氧烷沉积为层。
14.根据权利要求8所述的方法,还包括在交联所述分散体之前模制所述分散体为所需的形状。
15.根据权利要求8至14的任一项所述的方法,包括:-提供发光颗粒在可交联聚硅氧烷中的第一分散体和发光颗粒在可交联聚硅氧烷中的第二分散体;-沉积所述第一分散体的第一层;-交联所述第一分散体;-在所述第一层上沉积所述第二分散体的第二层;和-交联所述第二分散体。
16.一种制造发光设备的方法,包括-提供发光二极管;和-安置权利要求1-4中任一项所述的或按照权利要求8-15中任一项的方法制造的波长转换元件以接收至少一部分由所述发光二极管发射的光。技术领域
本发明涉及波长转换元件、其制造方法以及利用这种波长转换元件的发光设备。xa0发明背景xa0在许多照明设备的应用中,发光二极管(LED)正逐渐成为传统照明设备诸如荧光灯管和灯泡的替代品。具有高光输出的高功率LED的发展扩大了LED用于传统照明目的方面的领域。xa0由于其构造和功能机理,LED在相当窄的波段内发光,且例如,传统的LED发射紫外、蓝、绿、红或红外波段的光。xa0在传统的照明应用中,通常需要“白”光,并已经开发了几种方法来将LED的单色灯转换为白光。在一种方法中,来自红、绿和蓝色发光二极管的光混合成白光。在另一种方法中,发光二极管(通常是蓝色发光二极管)具有部分地将所发出的光转换成为另一种颜色的波长转换材料的。例如,通过提供具有将所需部分的蓝光转换成为黄光的黄色光波长转换材料的蓝色发光LED,未转换的蓝光和经转换的黄光的混合产生略带白色的光。xa0转换波长的LED的这后一种方法已经证明为实现输出光的需要的色彩的有吸引力的途径。xa0对于用于这些应用类型中的波长转换材料,存在一些要求。xa0高功率LED在发射高强度的光时耗散大量的热能,且安排在这种LED上或其附近的波长转换材料需要是热稳定的,且也需要是光稳定的,以确保长的使用寿命和在该设备的整个使用期限中一致的颜色。xa0此外,波长转换程度取决于波长转换材料中活性物质的浓度以及材料的厚度。因此,厚度和浓度应该能被精确控制。xa0USxa02004/0145308A1描述了一种陶瓷波长转换元件,该元件由掺杂xa0有活化剂(如铈)的钇铝石榴石(YAG)多晶陶瓷体形成。xa0然而,可用于制造这种波长转换元件的陶瓷材料的数量是相当低的,这限制了精细调节波长转换的可能性。此外,在非常高的温度下进行陶瓷材料的烧结,这对许多发光材料(如有机物质)有害。xa0此外,陶瓷波长转换元件的精确的生产后成型是困难的。xa0因此,对于用于制造温度和光稳定的波长转换元件的新材料存在需求。xa0
发明内容
本发明的目标是至少部分地克服了现有技术存在的问题,并提供波长转换元件的替代材料。xa0本发明人惊讶地发现,交联聚硅氧烷是用于包含发光颗粒的波长转换元件的合适基质材料。xa0发光颗粒可以分散在聚硅氧烷中,其之后交联以形成固体。在交联的(两者都是可接受的,只是总是使用同样的形式)聚硅氧烷中,有可能保持发光颗粒基本上均匀地分布,同时避免发光颗粒团聚或相分离。特别地,这可以在不使用表面活性剂或没有发光颗粒表面的修饰的情况下获得。因此,在第一方面,本发明涉及一种包含分散在包括交联聚硅氧烷的基质中的发光颗粒的波长转换元件。xa0本发明的波长转换元件可以形成为自支持的元件,其可以在独立的步骤中制造和随后安置以使用。另外,波长转换元件可以“原位”形成,诸如直接在发光二极管的表面上形成。此外,由于波长转换聚合物元件的固体和坚固状态,在加工步骤过程中,厚度可以很容易地调整到所需的值(即控制旋涂参数)。xa0此外,使用的聚合物具有有利于颗粒的良好分散而不需要表面活性剂或颗粒表面修饰,并可以提供在整个聚合物转换器元件中单个发光颗粒均匀分布的聚合物转换器的初始粘度值。xa0交联聚硅氧烷是温度稳定的(通常在高达300°C以上的温度下),这意味着它们在发光二极管的正常工作条件下是稳定的。xa0交联聚硅氧烷进一步在暴露于光照下是稳定的,这意味着它们将不会由于高强度的光照而降解/褪色。xa0聚合物波长转换器可以很容易地成型为不同形式。这可能导致来自LED转换器系统的光会更好的外部耦合(outcoupling)。xa0此外,本发明的波长转换元件具有固有的弹性,使得它们具有良好的耐受热应力的能力,例如由于波长转换元件和发光二极管之间不同的热膨胀系数。该波长转换元件的弹性也是有利的,因为该元件的形状可以被操控,例如如果需要的话可以弯曲以使其适合于其预期安置在上面的基底。xa0在实施方式中,波长转换元件可以包括至少包含第一发光材料的第一亚层和包含第二发光颗粒的第二亚层。xa0对于一些应用,对于第一波长转换利用第一波长转换元件和随后对于不同的第二波长转换利用第二波长转换元件是有利的。通过在同一基质的不同亚层中安置不同的发光材料,可以避免任何不希望的光学效应和独立元件之间的界面的分层。还可以向该结构中添加含有或不含有发光颗粒的其它亚层。xa0在本发明中,所述基质包括交联的聚(二甲基硅氧烷)。xa0交联PDMS在热和光稳定性方面以及保持均匀分布在基质中的高浓度发光材料而同时避免发光颗粒的团聚或相分离方面已显示出优良性能。进一步地,PDMS是一种相对廉价的材料,从而导致波长转换元件低成本大规模制造的可能性。xa0在本发明的实施方式中,所述发光颗粒是陶瓷颗粒。xa0已知陶瓷颗粒难以均匀地分布在聚合物基质中。但是,所提出的交联聚硅氧烷基质已被证明具有保持均匀和独立地分布在聚合物基质中的大量陶瓷颗粒的能力。xa0在本发明的实施方式中,所述颗粒的表面是陶瓷材料的。xa0交联聚硅氧烷基质能够保持均匀且独立地分布的发光颗粒、尤其是陶瓷发光颗粒,而不需要额外的表面活性剂或颗粒表面修饰。这消除了发光颗粒的加工前表面修饰的需要。xa0在第二方面,本发明涉及一种发光设备,包括发光二极管和安置以接收来自所述发光二极管发射的光的本发明波长转换元件。xa0在本发明的实施方式中,任选地通过粘结材料将波长转换元件安置在发光二极管的光发射表面上。xa0在替代的实施方式中,波长转换元件和发光二极管相互隔开安置。xa0在第三方面,本发明涉及一种制造波长转换元件的方法,所述方法包括:提供包含至少分散在可交联的聚硅氧烷中的发光颗粒的分散体,所述可交联的聚硅氧烷包括聚(二甲基硅氧烷);和交联所述分散体以获得固体波长转换元件。xa0该方法允许独立地制造波长转换元件,该波长转换元件可以在后面阶段安置在发光二极管上。在交联之前向聚硅氧烷聚合物添加发光颗粒获得了发光颗粒在波长转换元件中的良好控制的浓度和分散性。xa0该方法还允许直接在基底(诸如LED的光发射表面)上交联分散体,从而获得LED和光学波长转换元件之间的良好光学结合(opticalxa0bond)而不需要粘结材料。xa0在实施方式中,聚硅氧烷包括二乙烯基官能化聚(二甲基硅氧烷)。xa0此外,分散体可能进一步包含交联剂,例如但不限于四(二甲基甲硅烷氧基)硅烷。xa0在实施方式中,在实现所述交联的分散体之前分散体在基底上沉积为一层。xa0在本发明的实施方式中,在交联所述分散体之前,模制分散体为所需的形状。xa0在本发明的实施方式中,该方法包括:提供发光颗粒在可交联聚硅氧烷中的第一分散体和发光颗粒在可交联聚硅氧烷中的第二分散体;沉积所述第一分散体的第一层;交联所述第一分散体;在所述第一层上沉积所述第二分散体的第二层;和交联所述第二分散体。xa0在第四方面,本发明涉及一种制造发光设备的方法,包括:提供发光二极管;和安置本发明的或根据本发明的方法制造的波长转换元件以接收所述发光二极管所发出的至少部分的光。xa0需要进一步注意的是,本发明涉及权利要求中所述特征的所有可能的组合。xa0附图简述xa0参考显示本发明的当前优选实施方式的附图,下面详细介绍本发明的这些和其他方面。xa0图1说明本发明的发光设备。xa0图2说明本发明的波长转换元件的多层实施方式。xa0图3说明单独的波长转换元件的堆叠(stack)。xa0图4a和b显示本发明的波长转换元件的SEM图像。xa0图5a和b显示本发明的波长转换元件的SEM图像。xa0
具体实施方式
本发明的发光设备100的一个实施方式在图1中示意性地显示,并包括具有指向上的主光发射表面102的发光二极管(LED)101。本发明的波长转换元件104安置在光发射表面102上,任选地通过光透射粘结材料103。xa0在替代的实施方式中,波长转换元件104可以以远离LEDxa0101的一定距离安置。例如,本发明的波长转换元件可以放置在离一个或多个LED一定距离处,例如形成灯的输出窗口。应该认识到:这些实施方式也包括在权利要求的范围之内。xa0LEDxa0101通过其发光表面102发光,经过任选的粘结材料103,进入波长转换元件104。LED光(未转换的光)的第一部分被波长转换材料中的发光材料吸收,并作为具有不同于未转换的光的波长分布的转换光重新发出。尽管也存在导致蓝移的发光材料,通常情况下转换的光相对于未转换的光红移。xa0未转换的光的第二部分未转换地通过波长转换元件,从而转换的和未转换的光的混合射出波长转换元件。需要注意的是,例如,如果发光xa0材料的浓度非常高,或者如果波长转换元件的厚度非常高,则通过波长转换元件的未转换的光的部分可以是0或至少接近于0。xa0在实施方式中,发光二极管101在蓝光范围内或其附近发光,且波长转换元件能够将这种带蓝色的(blueish)光转换成黄光。蓝光和黄光的混合产生白光。xa0本文所用的术语“发光二极管”指本领域技术人员已知的任何种类的发光二极管,诸如但不限于基于无机物质的发光二极管,基于聚合物的LED(PLED)和基于有机物质的发光二极管(OLED)。xa0波长转换元件104包括分布(如分散)在交联聚硅氧烷的基质材料106中的发光颗粒105。这产生了具有良好控制的发光颗粒浓度的固体波长转换元件。xa0选择基质材料中的发光颗粒浓度,以对于一定厚度的波长转换元件实现所需的光转换程度。可以实现高达大约30%(v/v)的发光材料浓度而同时保持发光颗粒在基质中的均匀分布。通常情况下,发光材料的浓度为3%至30%(v/v),如5%至20%。xa0本文所用的术语“发光颗粒”指任何具有适用于本申请中的荧光和/或磷光发光性能的发光材料的颗粒。发光颗粒可以是单一材料的或可以是两种或多种这样的颗粒的混合物。发光颗粒的非限制性的例子包括无机和有机发光颗粒。xa0典型的例子包括陶瓷发光颗粒,例如但不限于以下通式的镧系元素激活的镥、钇和/或钆铝石榴石:xa0(Lu_1-x-y-a-bY_xGd_y)₃(Al_1-z-uGa_zSi_u)₅O_12-uN_u:Ce_aPr_b其中0≤x≤1,0≤y≤1,03Al₅O₁₂:Ce³⁺(LuAG:Ce)和Y₃Al₅O₁₂:Ce³⁺(YAG:Ce)及本领域技术人员已知的其他发光材料,诸如下列通式的陶瓷磷光体材料:xa0M^II_1-x-yM^IV_1-x-zM^III_1+x+zN_3-zO_z:Ce_xEu_yM^II选自Ca、Sr、Mg、Ba、Zn、Yb、Mn;M^IV选自Si、Ge、C、Zr、Hf,和M^III选自Al、B、Sc、Ga和Lu,诸如CaAlSiN₃:Eu。xa0选择波长转换元件中的发光颗粒以匹配发光二极管的发射波长,从而使发光颗粒能够转换需要部分的未转换的光。xa0本领域的技术人员可以认识到,本发明的波长转换元件中的发光颗粒可以是具有基本相同的化学组成的多种颗粒,或可以代表具有不同化学组成的两种或更多种类型的发光颗粒的混合物。两种或更多种类型的发光颗粒的混合物可用于调整激发波长范围和发射波长带,从而获得在感知的颜色方面所需的光输出。xa0本发明的一个有利的性质是所提出的聚硅氧烷基质能够保持独立地分散且均匀地分布的发光颗粒而无需任何发光颗粒的表面修饰或表面活性剂。因此,当提到陶瓷发光颗粒时,它们可以具有陶瓷(即未修饰的)表面。xa0基质106包括交联聚硅氧烷,其中分布光致发光材料105。xa0聚硅氧烷是具有功能性侧链的聚合的硅氧烷。代表性的例子包括聚(二甲基硅氧烷)PDMS和聚(二苯基硅氧烷)PDPS,虽然其他聚硅氧烷也包括在本发明的范围内。xa0为了使聚硅氧烷为可交联的,通常在聚硅氧烷上需要反应性的官能团。例如,聚硅氧烷可以是乙烯基封端或羟基封端的。xa0交联聚硅氧烷已被证明具有保持大量的陶瓷颗粒(如上述铝石榴石)而没有颗粒的团聚或沉积的能力。因此,该基质材料已被证明是用于波长转换元件的优良选择。xa0通常情况下,交联聚硅氧烷为交联的聚(二甲基硅氧烷)(交联的nPDMS,4ntent="drawing" img-format="tif" inline="no" orientation="portrait" wi="700"/>取决于发光颗粒的粒度、浓度、混合方法等,聚硅氧烷通常具有但不限于500至40000克/摩尔的平均分子量,通常为500至20000克/摩尔(n为大约4至大约500,通常为大约4至大约270)。xa0交联剂可以是但不限于四官能的交联剂,诸如式II的四(二甲基甲硅烷氧基)硅烷。其他多官能交联剂(例如,三、五或六官能的)也可以用来获得交联的PDMS基质和形成不同的交联网络。xa0ntent="drawing" img-format="tif" inline="no" orientation="portrait" wi="614"/>四(二甲基甲硅烷氧基)硅烷是适于乙烯封端的聚硅氧烷的交联剂。适于羟基封端的聚硅氧烷的交联剂包括多官能硅氧烷如四乙氧基硅烷(TEOS)。xa0加入交联剂至但不限于交联剂与PDMS的比例(H/V)为1至3.7的有效量,以在反应混合物中产生所需的交联。用来实现交联的温度值(室温至120°C)和循环(1至3个步骤)应调整以适应所使用的H/V比和催化剂量。xa0适用于这个系统的催化剂包括但不限于铂催化剂,诸如顺式二氯二(二乙基硫)铂(II)。相关文献中提到的其他铂催化剂(即Karstedt或Speiers催化剂)可以用于进行氢化硅烷化反应,并且对于目前的聚合物系统的交联同样有效。xa0Pt(II)催化剂通常被添加在溶剂(诸如甲苯)中(通常为5至20ppm的Pt(II))以实现反应混合物的需要的交联。xa0有利地调整所有的实验条件,以获得具有尽可能高的交联度的聚合物基质。这将使聚合材料更坚固且无未反应的残留物(其可能引发二级反应并具有不希望的后果,例如变黄或相分离)。xa0利用上文提出的二乙烯基封端的聚硅氧烷连同作为交联剂的四(二甲基甲硅烷氧基)硅烷(或其他基于二甲基甲硅烷氧基的交联剂)的途径是有利的,因为交联是氢化硅烷化(hydrosiliation)反应,产生交联的PDMS,基本上以氢作为副产物。因此,这种反应是非常清洁的,导致在最终产物中只有少量的残留物质。xa0此外,聚硅氧烷起始产物自身是液体,因此不需要溶解于溶剂中。这也导致清洁的最终产物,而且基本上不需要从交联的最终产物蒸发溶剂。xa0在一个基本的实施方式中,波长转换元件包括具有基本上均匀分布的发光颗粒的单层基质材料。xa0然而,替代实施方式也被包括在本发明的范围中。例如,有可能获得本发明的图2中所示的波长转换元件200,它由至少两个叠加的亚层201和202组成,其中在第一和第二亚层之间存在发光颗粒组成上的差异。例如,第一亚层201可以包括第一发光颗粒组成211,第二亚层202可以包括第二发光颗粒组成212。xa0在本发明的环境中,第一和第二发光颗粒组成可以在化学组成、混合物中的两种或多种发光颗粒物质的混合比例或基质中的浓度方面有所不同。xa0可以通过制备上述的两种独立的反应混合物来制造这种波长转换元件200,各反应混合物包含聚硅氧烷、交联剂、发光颗粒和催化剂,但其中,两种反应混合物之间的发光材料、其浓度和/或组成(如果发光材料包括两种或多种发光颗粒的混合物)不同。xa0如上所述,第一反应混合物在基底上展开,但在最后的交联之前,任选地在展开的第一反应混合物的中间交联之后,第二反应混合物在第一反应混合物顶部上展开,然后在这两层中实现最后的交联。xa0两层通过层间交联相互强烈地结合,以形成良好的光学结合,并在这两个亚层之间的这种界面将不会在可察觉的程度上影响波长转换元件的光学性质。xa0如本领域的技术人员所理解的和如图3所示的,也可以单独制造两个或多个波长转换元件301和302,其在基质材料和/或发光材料含量及叠加元件方面具有相同或不同的性质,任选地在两个(或更多个)元件之间安排粘结材料(未显示)。xa0本领域的技术人员可以理解,本发明决不仅限于上述优选的实施方式。相反,许多修改和变化在所附权利要求的范围内是可能的。例如,xa0可以安置本发明的波长转换元件以接收来自一个以上发光二极管的光。xa0此外,可以将另外的成分(诸如散射颗粒、吸收染料等)引入波长转换元件中。也可以使用除了上面讨论和图中所示的平板之外的其他形状。本发明的波长转换元件可以被成型为不同形状如圆顶、棱锥等,而不背离本发明的范围。这可以导致来自LED转换器系统的光更好地外部耦合。这些形状可以在加工过程中直接形成,如通过模制分散体和在模具中交联分散体,或后来通过切割成较小的元件或进行几个交联步骤来实现所需要的层或形状而形成。xa0实验波长转换元件的制造对于所有的实验,直链的双官能乙烯封端的聚(二甲基硅氧烷)(PDMS)(ABCRxa0GmbH&Co,M_w=17200克/摩尔)与四官能的硅氧烷—四(二甲基硅氧烷)(ABCRxa0GmbH&Co)交联。交联剂的Si-H基和PDMS的乙烯基基团之间的氢化硅烷化反应由预先溶于甲苯溶液中的顺式二氯二(二乙基硫)铂(II)催化剂(Stremxa0Chemicals,Inc,)(通常相对于PDMS聚合物为20ppm的Pt(II))催化,并在真空炉中进行。交联条件相对于交联剂、催化剂的类型和量进行调整但通常使用3.7的H/V比例,60°C下的按照一步升温程序,来自催化剂的甲苯溶液(5.3x10^-3摩尔/升)的20ppm的Pt(II)。xa0实验1单层波长转换元件的制造分别用10体积%和20体积%的发光颗粒制备具有3.5微米的平均粒度的YAG:Ce颗粒在PDMS乙烯基封端的预聚物中的两种分散体。手工搅拌分散体大约5分钟,并在辊箱(rollerxa0bank)中混合2小时以获得均匀的分散体。xa0混合期之后,按照大约3.7的Si-H与乙烯基基团的H/V比例(目标为尽可能高的交联)向各混合物中加入交联剂,并且搅拌分散体大约xa05分钟。向各混合物中添加预先溶于甲苯中的铂(II)催化剂(1毫升甲苯溶液中相对于PDMS预聚合物的20ppm的Pt^II),然后再手工搅拌混合物另外5分钟。xa0在所有混合步骤之后,根据用于聚合物转换器的目标厚度使用不同旋转条件,利用旋转涂布装置在聚(碳酸酯)基底(PC)上最终展开各种分散体。xa0最后,将涂层放置在60°C的真空炉中大约18小时,以完成交联。xa0冷却后,很容易从PC基底手工去除基于交联的PDMS的聚合物转换器。xa0利用SEM(扫描电子显微镜)和共聚焦显微表征对聚合物转换器的观察揭示:发光颗粒在整个聚合物转换器中和之上基本均匀地分布。图4a代表包含10%v/v的YAG:Ce发光颗粒的聚合物转换器的SEM图像,而图4b代表包含20%v/v的YAG:Ce发光颗粒的聚合物转换器的SEM图像。xa0实验2多层波长转换元件的制造在PDMS乙烯基封端的预聚物中,用发光颗粒(分别为3.5微米平均粒度的10%v/vxa0YAG:Ce颗粒和5%v/vxa0CaAlSiN₃:Eu颗粒)制备两种分散体。xa0手工搅拌分散体大约5分钟,并在辊箱中混合2小时以获得均匀的分散体。xa0混合期之后,按照3.7的H/V比例向包含YAG:Ce的混合物中加入交联剂,并且搅拌分散体大约5分钟。向混合物中添加预先溶于甲苯中的铂(II)催化剂(1毫升甲苯溶液中相对于PDMS预聚合物为20ppm的Pt^II)。xa0按照上述相同的步骤,展开PDMS的第二层,并在60°C的真空炉中在包含YAG:Ce颗粒的第一层的顶部上预交联30分钟以上。最后,展开第三层(包含CaAlSiN₃:Eu颗粒的混合物),并在第二PDMS层的xa0顶部上交联。最终的三层转换器保留在60°C的真空炉中24小时,以完成交联。xa0冷却后,很容易通过手工从PC基底去除交联的多层PDMS基聚合物转换器。xa0利用SEM(扫描电子显微镜)和共聚焦显微表征对多层转换器的观察揭示:发光颗粒在多层板的各亚层内在整个平板内和之上的基本均匀地分布,而且在具有不同磷光体的层之间的界面处没有观察到偏析效应(segregationxa0effect)。xa0图5a代表具有下列排列的多层聚合物转换器的实例的SEM图像:10%v/vxa0YAG:Ce-没有颗粒的PDMS-5%v/vxa0CaAlSiN₃:Eu;而图5b代表包含下列排列的多层聚合物转换器的实例的SEM图像:没有颗粒的PDMS-10%v/vxa0YAG:Ce-5%v/vxa0CaAlSiN₃:Eu。xa0稳定性测试实验3稳定性和降解测试如图4a和b所示,在具有10%v/v和20%v/v的YAG:Ce发光颗粒的单层聚合物转换器上进行降解测试(通过使用加热板与光源的组合—称为turbodegrador的装置—加速降解)。在正常的空气和湿度气氛中,在180-300°C的温度范围内,在可见光照射下(150W指向转换器元件中~3mm的区域)进行,且实验持续长的运行期。xa0交联的PDMS聚合物转换器的性能证明在极端测试条件下非常稳定。例如,对于图4a和b中显示的转换器,在300°C、150W可见光和正常空气和湿度条件下,直至21天没有观察到明显的降解。xa0进行降解测试的样品的FTIR光谱特征表明聚合物基质中没有显示出预期由于降解而产生的化学变化。然而,确认了与聚合物网络中存在的交联类型相关的一些变化,这可能是由于温度促进了额外的交联。xa0在空气和氮气流下,具有或没有颗粒的交联PDMS材料在高达900°C温度下的TGA(热重)分析也表明降解过程直到高于300°C才开xa0始。此外,应当注意到,PDMS基材料降解的主要最终产物为CO₂、H₂O和主要是SiO₂残留物,这是自然界中最丰富的氧化物材料之一。因此,高温下(>300°C)产生的可能的降解产物是环境安全的。xa0