[发明专利]生产光致发光颗粒的方法

说明书

本发明涉及一种制造光致发光材料的纳米颗粒的方法，包括以下相继步骤：a)形成所述光致发光材料的纳米范围颗粒；b)在非水溶剂中形成含有所述颗粒的分散体，所述分散体还含有至少一种表面剂；c)将所述分散体置于压力在2MPa至100MPa范围内的高压釜中；和d)回收所述颗粒。

本申请要求法国申请FR16/56171的优先权，其通过引用纳入本文。

技术领域

本申请涉及制造光致发光材料的颗粒的方法。

背景技术

光致发光材料，也被称为磷光体，当其被第一波长的光激发时，能够发射不同于第一波长的第二波长的光。光致发光材料特别用于制备荧光涂层，尤其是制造显示屏、投影仪，特别是等离子屏、用于液晶显示器背光的灯、发光二极管、等离子灯、三色灯等。

光致发光材料的一个例子是由三价铈离子激活的钇铝石榴石(YAG)(Y₃Al₅O₁₂：Ce³⁺)，也称为YAG:Ce或YAG:Ce³⁺。这种光致发光材料特别用于在与蓝色发光二极管(LED)联合后产生白光。为实现这一点，用包含YAG:Ce³⁺颗粒的涂层覆盖蓝色LED。部分蓝光被光致发光涂层转换成黄光，这样能够获得白光。

光致发光材料可以通过固态反应制造。例如，在YAG:Ce的情况中，将铝的、钇的和铈的固体前体以粉末的形式混合，研磨，并在高温下加热(例如加热至高于1600℃的温度)，以形成具有所需组成和晶相的颗粒的粉末。然后在还原气氛下，通常在氢气(H₂)下，将粉末进行退火，以将无光致发光性质且充当电荷载体的受体的Ce⁴⁺离子还原为具有所需光致发光性质的Ce³⁺离子。所获得的光致发光颗粒具有良好质量的晶体结构。然后可以将它们分散在基质中(例如树脂中)以形成光致发光涂层。

包括固态反应的制造光致发光材料颗粒的方法能够制造平均尺寸大于1微米的，例如从10μm到15μm不等的颗粒。对于某些应用，期望制造平均尺寸小于1μm的颗粒，此类颗粒在下文中被无差别地称为纳米颗粒、纳米范围颗粒或亚微米颗粒。当需要形成包含光致发光颗粒的流体或粘性组合物以实施涂覆光致发光颗粒的所谓附加方法时尤其如此，例如通过在所需位置直接印刷包含光致发光颗粒的组合物。然而，形成包含随时间稳定的光致发光颗粒的流体组合物需要使用纳米颗粒。

为了制造纳米颗粒，已知实施所谓的自顶向下合成方法，其包括将通过固态反应获得的平均尺寸大于1微米的光致发光材料的颗粒进行研磨，例如在球磨机中研磨，以降低平均粒径。然而，研磨操作引起在所获得的颗粒的表面处形成缺陷，这导致光致发光纳米颗粒的光致发光性能的降低，特别是颗粒的外量子效率的降低。此外，可以观察到通过研磨获得的纳米范围颗粒的团聚现象，这引起大尺寸的颗粒簇的形成。

已知通过所谓的自下而上法形成光致发光材料的颗粒，其能够获得亚微米颗粒。自下而上合成法是化学合成的方法，其基于小尺寸的化学实体(原子或分子)的组装以形成较大尺寸的物体，在本文所述情形下为纳米颗粒。在自下而上法中，例如可以提及溶胶-凝胶法和溶剂热法或水热法。自下而上法的共同点是这一事实：纳米颗粒合成通常在低于固态反应温度的温度下进行。由于如此低的合成温度，光致发光纳米颗粒通常具有低结晶度，导致常常与电荷载体或发光“陷阱”相关的结构缺陷。因此，通过这种方法获得的光致发光纳米颗粒的光效率方面的性能远低于通过固态反应制备的平均尺寸大于1微米的光致发光颗粒的性能。

期望获得光致发光材料的纳米颗粒的粉末，其性能，特别是在光效率方面，高于通过自下而上法获得的相同光致发光材料的纳米颗粒所获得的性能。

发明内容

一个实施方案的一个目的旨在克服前述的光致发光颗粒制造方法的全部或部分缺陷。

一个实施方案的另一个目的是使所述平均粒径小于1μm。