TWI632705B - 製造陶瓷透光屏障單元的方法、屏障單元、光源及照明器 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種製造用於圍封一照明材料之一陶瓷透光屏障單元之方法100及此一陶瓷透光屏障單元。藉由在一第一模具中提供包括一黏結劑及無機粒子之一材料混合物而形成102一預形成屏障單元之一部分。在該部分上提供104用於界定一腔之一犧牲層。藉由在已包括具有該犧牲層之該部分之一第二模具中提供該材料混合物而形成106該預形成屏障單元之一其餘部分。至少部分移除112該犧牲層以獲得該腔。視情況，該預形成屏障單元經加熱114、116(及/或燒結)以獲得該陶瓷透光屏障單元。該製造方法100適用於大規模產生相對廉價且精確形成之陶瓷透光屏障單元。

Description

製造陶瓷透光屏障單元的方法、屏障單元、光源及照明器
本發明係關於用於製造一透光屏障單元之製造方法。透光屏障單元係用於將發光材料圍封於透光屏障單元之一腔中，使得液體及氣體無法穿透屏障單元且到達發光材料。
本發明進一步關於一陶瓷透光材料之屏障單元。
若干發光材料(特定言之，量子點)需要被保護以防水分及氧氣，此係因為當發光材料與氧氣或水接觸時，發光材料可與氧氣或水反應且變得功能失調。因此，發光材料需要提供於氣密及液密封裝中。提供此等氣密封裝之習知方式係製造(例如)一透明或半透明單元狀結構之兩半，在一半中提供量子點且將第二半氣密黏接至第一半。通常，量子點之層必須為薄的，且因而，單元狀結構之一腔亦為薄的。當使用過量膠時，情況可為，在腔內，量子點之一過大部分被過量膠推開，導致一量子點單元不得不變得不合格。當使用有機膠時，難以產生一氣密封裝，此係因為有機膠通常可滲透氣體。替代使用有機膠，兩半可藉由玻璃粉接合耦合至彼此。
發光材料根據一吸收分佈吸收光且發光材料使所吸收能量朝向根據一發射分佈發射之另一顏色之光轉換。一般言之，另一顏色之光 具有長於所吸收光之波長之一波長。發光材料(且更特定言之，量子點)之一進一步特性係在其等變得相對熱時其等較低效地轉換光。情況甚至可為，在量子點之溫度變得過高時降級或甚至破壞量子點。在使用期間，發光材料由於斯托克位移(Stokes Shift)變熱，其意謂並非所有所吸收光朝向另一波長之光轉換，而是所吸收光能之一部分朝向熱轉換。因此，當一解決方案經設計以用於氣密密封發光材料時，應能夠引導熱遠離發光材料。
公開之專利申請案US2013/0223922揭示一單元狀結構(其係氣密且其中(例如)可提供量子點)之製造。藉由下列步驟製造單元狀結構：在一第一玻璃基板上提供一塗佈玻璃之墊片或在玻璃基板上提供低熔化溫度玻璃之一結構，隨後在第一玻璃基板上在墊片或結構之間提供(例如)量子點，此後在此頂部上提供一第二玻璃結構，且最後藉由加熱塗佈玻璃之墊片或結構以使得其等緊固至基板而使單元狀結構緊密。儘管塗佈玻璃之墊片或結構之玻璃在相對低溫度下(在自200℃至500℃之一範圍中)熔化，但該溫度對於量子點可仍為過高，使得量子點之大量部分變得具有缺陷。此外，該製造程序相對昂貴，此係因為其需要製造必須保持儲備且必須經組裝之若干部件。因此，根據所引用專利申請案之程序製造之單元狀結構相對昂貴。
本發明之一目標係提供用於更高效地製造適用於氣密密封發光材料之一單元狀結構之一製造方法。
本發明之一第一態樣提供製造一陶瓷透光屏障單元之一製造方法。本發明之一第二態樣提供一透光陶瓷材料之一屏障單元。在獨立技術方案中定義有利實施例。
根據本發明之一態樣製造該陶瓷透光屏障單元之該方法係用於製造將一發光材料圍封於該陶瓷透光屏障單元之一腔中之一陶瓷透光 屏障單元。該發光材料經組態以根據一吸收顏色分佈吸收照射於該發光材料上之光之一部分且將該所吸收光之一部分轉換為具有一發射顏色分佈之光。該方法包括下列階段：i)藉由將一材料混合物提供至一第一模具中而形成一預形成屏障單元之一部分，該材料混合物包括一黏結劑及用於形成一透光陶瓷材料之無機粒子；ii)在該部分上提供一犧牲層以用於界定該預形成屏障單元之一腔，該犧牲層包括用於在製造該陶瓷透光屏障單元之該方法中犧牲之一犧牲材料；iii)藉由將該材料混合物提供至一第二模具中而形成該預形成屏障單元之一其餘部分，該第二模具包括具有該犧牲層之該部分；iv)從該預形成屏障單元至少部分移除該犧牲層，藉此獲得該預形成屏障單元之該腔。
製造該透光屏障單元之該方法係製造此一透光屏障單元之一高效方法，此係因為按一系列步驟製造最終產品且不需要製造必須在隨後組裝/緊固/黏接之半成品。特定言之，此應用至該預形成屏障單元之該其餘部分。在已包括具有犧牲層之該部分之該第二模具中形成該其餘部分。此允許該其餘部分直接附接至具有犧牲層之該第一部分。藉此，在一個步驟中製造該其餘部分且組裝至該部分。
該製造方法允許該等製造階段完全整合於配合且使用(例如)一傳送器或一機械臂耦合至彼此之一個製造設備或一些設備中。另外，已注意到，使用一犧牲層係在該預形成屏障單元中且因此在該透光屏障單元中精確製造一腔之一相對高效方式。
總而言之，製造該陶瓷透光屏障單元之該方法以一有利方式使用該犧牲層在該陶瓷透光屏障單元中獲得一腔且使用形成該其餘部分之該步驟作為製造此其餘部分且將此其餘部分直接組裝至該第一部分之一高效步驟。更特定言之，當該其餘部分形成於該第二模具中時，該犧牲層存在於該第一部分中之事實允許形成該其餘部分與組裝至該第一部分整合。若該犧牲層不在該處，則無法製造腔且不得不分開製 造該第一部分及該其餘部分。
視情況，該方法進一步包括施加熱至該屏障單元以用於至少部分移除該黏結劑且用於將該預形成屏障單元轉變為該陶瓷透光屏障單元之階段。該預形成屏障單元並未完全完成，此係因為該黏結劑仍在該預形成屏障單元中且存在於該材料混合物中之該等無機粒子並未經燒結以形成最終陶瓷形狀。加熱係允許該黏結劑蒸發以(熱)分解為揮發性組分或與氣體(例如，空氣)反應為揮發性組分(例如，氣體)之一十分高效之程序且加熱亦為產生最終陶瓷材料之一十分高效之步驟。應注意，在該加熱階段中，該物件可收縮且因此，該陶瓷透光屏障單元可小於該預形成屏障單元。應注意，該預形成屏障單元可不為透光的，此係因為該黏結劑可具有一不透明材料。至少在加熱之後(例如，當形成該陶瓷時)，該所製造陶瓷屏障單元係透光的。
透光意謂當光照射於該屏障單元之一個表面上時，至少一些光透射穿過該屏障單元。此透射並不按定義呈一直線，此係因為該屏障單元之壁可為半透明的且因此(輕微)散射該光。在一實例中，當吾人假定該屏障單元不包括該發光材料時，照射於該屏障單元上之可見光之至少60%透射穿過該屏障單元。可見光係人裸眼可見之光。
視情況，形成一部分及形成該其餘部分之該階段至少藉由下列一者執行：注射模製、注漿、壓鑄或低壓注射模製。注漿及壓鑄係來自製造陶瓷物件之領域之技術。在該等技術中，該材料混合物之該黏結劑通常係一液體，諸如水。注射模製及低壓注射模製通常用於製造塑膠物件。在使用注射模製及/或低壓模製時，該黏結劑係(例如)可為一合成黏結劑樹脂或一天然黏結劑(例如，蠟)之一黏結劑樹脂。注射模製優於注漿、壓鑄及低壓注射模製之一優點係注射模製更好適用於在相對低成本大量生產且可導致更精確性。此外，注射模製技術相對於(藉由使用不同模具)製造之最終形狀十分靈活。另外優點係，藉由 使用兩個注射模製階段(其中在該第二注射模製階段中，該部分存在於該第二模具中且如在該第一階段中注射相同材料)，可製造一實質上單塊之透光屏障單元。此一單塊透光屏障單元在機械上更強大且係用於液體及氣體之一更佳屏障。
在一實施例中，加熱該預形成屏障單元之該階段可包括：一第一加熱階段，其中該預形成屏障單元被加熱允許至少部分移除該黏結劑之一溫度；且包括一第二加熱階段，其中燒結該預形成屏障單元朝向該最終產品(該陶瓷透光屏障單元)。
視情況，組合至少部分移除該犧牲層之該階段與施加熱至該屏障單元之該階段。在此選用之實施例中，階段經組合以導致一高效製造程序。
視情況，製造該陶瓷透光屏障單元之該方法進一步包括：藉由將一溶解液提供至該預形成屏障單元而從該預形成屏障單元至少部分移除該黏結劑之階段，此從該預形成屏障單元至少部分移除該黏結劑。在形成該預形成屏障單元之該其餘部分之該階段之後執行至少部分移除該黏結劑之該階段。使用一液體溶解該黏結劑之一部分係從該預形成屏障單元移除該黏結劑之一相對廉價且高效之步驟。如在上文選用之實施例之一者中所論述，此在加熱該預形成屏障單元之前執行係有利的，此係因為部分溶解該黏結劑而產生氣體可透過其漏出之一多孔預形成屏障單元。在加熱該預形成屏障單元期間，可在該屏障單元內產生氣體(由於(例如)該犧牲層之一部分熱分解為氣體或與氧氣反應且變為揮發性組分(例如，氣體)之一混合物，或由於(例如)仍在該預形成屏障單元中之一些黏結劑與氧氣反應)且該多孔結構允許此等氣體漏出且防止在該屏障單元中出現裂縫或該整個屏障單元***。出於相同原因及一進一步原因，在至少部分移除該犧牲層之前將該黏結劑至少部分溶解於一溶解液中可為有利的，此係因為在移除該犧牲材 料期間可產生氣體。該進一步原因可為該犧牲材料亦可溶解於相同或另一溶解液中且接著該多孔結構提供出入至該犧牲材料。
視情況，組合至少部分移除該犧牲層之該階段與至少部分移除該黏結劑之該階段。情況可為，該黏結劑及該犧牲材料皆溶解於相同溶解液中，此產生一機會將兩個階段組合為一個高效且有效階段。
視情況，該犧牲材料係下列至少一者：一第一有機材料，其可溶於該溶解液或另一溶解液中；一第二有機材料，在將其加熱至該第二有機材料之一熱分解溫度時其分解為揮發性組分(例如，氣體)；在加熱及/或一觸媒之影響下解聚之一材料(例如，聚甲醛或聚α-甲基苯乙烯)；由於一光化反應變得可溶於一特定溶解液中之一材料(例如，酚醛清漆(苯酚-甲醛)樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯或聚碸)；當在高於其熔化溫度下加熱其時其變為液體之一材料；可藉由不與該等無機粒子反應之一蝕刻液體蝕除之一材料(一金屬，例如，銅或鉬之一箔)。此等類型之材料係用於在該陶瓷透光單元中製造一腔之有效材料，此係因為可從該預形成屏障單元高效地移除該等材料。注意，該特定溶解液可等於該溶解液或另一溶解液。應注意，當該第二有機材料分解為揮發性組分(例如，氣體)時，其並不燃燒，此係因為燃燒係其中在一放熱化學反應期間(例如)形成火焰之反應且此等放熱反應可損壞該屏障單元。然而，當該第二有機材料分解為揮發性組分時，該等揮發性組分可與在該預形成屏障單元之直接附近之其他氣體反應，然而，該等程序應經控制以防止火焰之產生或引起***。此外，若使用當在高於其熔化溫度下加熱其時其變為液體之該材料，則該熔化溫度應具有高於製造該預形成屏障單元之該其餘部分之一溫度之此一值，使得該犧牲層在該製造方法之該階段中仍為固態。
視情況，至少部分移除該犧牲層之該階段包括下列階段之至少一者：i)若該犧牲材料係可溶於該溶解液或另一溶解液中之該第一有 機材料，則將該溶解液或另一溶解液提供至該預形成屏障單元，其中該犧牲材料至少部分溶解；ii)若該犧牲材料係當將其加熱至熱分解溫度時分解為揮發性組分(例如，氣體)之該第二有機材料，則將該預形成屏障單元加熱至高於該熱分解溫度之一溫度；iii)若該犧牲材料係在加熱及/或該觸媒之影響下解聚之該材料，則將該觸媒提供至該預形成屏障單元且將該預形成屏障單元加熱至足夠高以獲得該解聚之一特定溫度；iv)若該犧牲材料係由於該光化反應變得可溶於該特定溶解液中之該材料，則將光提供至該預形成屏障單元且此後將該特定溶解液提供至該屏障單元；v)若該犧牲材料係當在高於其熔化溫度下加熱其時其變為液體之該材料，則將該預形成屏障單元加熱至高於該熔化溫度之一溫度且藉由毛細作用移除該液體；且vi)若該犧牲材料係可藉由該蝕刻液體蝕除之該材料，則將一蝕刻液體提供至該預形成屏障單元。對於特定犧牲材料，此等階段係移除該犧牲層之有效且高效方式，使得在該屏障單元中產生該腔。關於上文之iii)，該觸媒可呈一氣相，使得其可與該犧牲材料接觸。關於上文之v)，毛細作用係由一材料藉由一毛細管作用吸收一液體，諸如使用一燭芯。
視情況，在形成該預形成屏障單元之該其餘部分之該階段中，在該腔與該預形成屏障單元之外側之間敞開一通道，且該方法進一步包括下列步驟：在加熱該預形成屏障單元以獲得該陶瓷透光屏障單元之該階段之後，經由該通道將該發光材料提供至該腔中且使用一氣密及液密密封件密封該通道。該發光材料可提供於一液體中且該液體可經由該通道帶至該腔中。製造此一通道並不致明顯增大成本，此係因為僅該第二模具需要具有界定該通道之位置之一突出物。提供至該通道之該密封件可為一陶瓷密封件，但該通道亦可藉由玻璃粉、一金屬、一合金(例如，焊料)及甚至一合成膠密封。一合成膠並不始終為100%氣密，然而，由於該通道之一相對小直徑，可通過該密封件之 氣體量十分低。
視情況，提供一犧牲層之階段包括下列至少一者：i)藉由注射模製製造該犧牲層；ii)在該部分上提供一片該犧牲材料；iii)將該犧牲材料之一層印刷於該部分上；iv)將犧牲材料之一層施配於該部分上；v)積層該部分。在該部分上提供或產生該犧牲層之此等方式係提供或產生此一層之高效且有效方式。
視情況，該等無機粒子包括下列材料之至少一者：多晶氧化鋁(Al2O3)、釔鋁石榴石(Y3Al5O12)、尖晶石(MgAl2O4)、氧化釔(Y2O3)、氮氧化鋁(AlON)、立方二氧化鋯(ZrO2)。此等材料適用於製造透光之一陶瓷結構。此外，諸多陶瓷(諸如由多晶氧化鋁製成之一陶瓷)具有在將熱透射遠離該腔中之發光材料之背景內容下係有利的之一高導熱性。
視情況，該黏結劑包括下列材料之至少一者：聚乙烯、聚丙烯、聚氧化乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺(尼龍)。
根據本發明之一第二態樣，提供一種屏障單元。該屏障單元由一透光陶瓷材料製成。該屏障單元具有一單塊結構且包括用於發光材料之一腔。該屏障單元之一外層不可滲透氣體及液體。陶瓷係牢固且穩健之材料且若干陶瓷材料提供用於液體及氣體之極佳屏障且亦為具有當需要將熱引導遠離該發光材料時有利之一高導熱性。該屏障單元之該結構係一單塊結構之事實導致相對於氣體及液體之一良好不滲透性。應注意，術語「單塊結構」並不排除存在一通道或孔提供出入至該腔。此外，術語「單塊結構」並不排除其中隨後使用一特定材料密封此一通道或此一孔之屏障單元之實施例。術語單塊結構至少意謂該屏障單元構成一個單塊陶瓷結構之最大部分且並不包括(例如)黏接至彼此之若干陶瓷元件。
根據本發明之該第二態樣之該屏障單元提供類似於根據本發明 之該第一態樣之該方法之益處且具有包含類似於該方法之對應實施例之效應之類似實施例。
視情況，該屏障單元進一步包括在該腔中之該發光材料，該發光材料經組態以根據一吸收顏色分佈吸收照射於該發光材料上之光之一第一部分且將該所吸收光之一部分轉換為根據一發射顏色分佈之光。
視情況，該發光材料包括展示量子侷限且至少在一維中具有在奈米範圍中之一大小之粒子。
視情況，該發光材料包括下列一者：量子點、量子棒及量子菱角塊(quantum tetrapod)。
視情況，該發光材料包括有機發光材料。
視情況，該屏障單元包括穿過該外層以用於提供出入至該腔之一個通道。
視情況，若該腔包括該發光材料，則該通道藉由一氣密及液密密封件封閉。
參考下文中描述之實施例將明白且闡明本發明之此等及其他態樣。
熟習此項技術者將暸解，本發明之上述選項、實施方案及/或態樣之兩者或兩者以上可以被認為有用之任何方式組合。
可藉由熟習此項技術者基於本發明執行對該裝置及/或該方法之修改及變動(其等分別對應於該方法及/或該裝置之所描述修改及變動)。
100‧‧‧方法
102‧‧‧形成
104‧‧‧提供
106‧‧‧形成
108‧‧‧移除
110‧‧‧組合階段
112‧‧‧移除
114‧‧‧加熱/組合階段
116‧‧‧加熱
118‧‧‧提供
120‧‧‧密封
222‧‧‧設備
224‧‧‧腔
226‧‧‧第一模具
242‧‧‧設備
244‧‧‧敞開空間
246‧‧‧第三模具
248‧‧‧部分
262‧‧‧設備
264‧‧‧敞開空間
266‧‧‧第二模具
268‧‧‧犧牲層
270‧‧‧突出物
280‧‧‧預形成屏障單元
282‧‧‧外壁
284‧‧‧犧牲材料
286‧‧‧通道
302‧‧‧浴液
304‧‧‧溶解液
352‧‧‧烘箱
400‧‧‧陶瓷透光屏障單元
402‧‧‧腔
404‧‧‧通道
406‧‧‧外壁
422‧‧‧注射構件
424‧‧‧發光材料
442‧‧‧雷射
446‧‧‧密封件
470‧‧‧陶瓷透光屏障單元
472‧‧‧腔
476‧‧‧支撐件
480‧‧‧陶瓷透光屏障單元
500‧‧‧光源
502‧‧‧腔
504‧‧‧外殼
506‧‧‧光發射器
508‧‧‧光
510‧‧‧光
520‧‧‧陶瓷透光屏障單元
550‧‧‧照明器
在圖式中：圖1示意性地展示製造一陶瓷透光屏障單元之一方法之一流程圖， 圖2a至圖2c示意性地圖解說明製造陶瓷透光屏障單元之方法之一些步驟，圖2d示意性地展示預形成屏障單元，圖3a及圖3b示意性地圖解說明製造陶瓷透光屏障單元之方法之選用之步驟，圖4a至圖4c示意性地圖解說明製造陶瓷透光屏障單元之方法之一些選用之步驟，圖4d及圖4e示意性地呈現陶瓷透光屏障單元之實施例，圖5a示意性地呈現一光源之一實施例，圖5b示意性地呈現一照明器之一實施例。
應注意，在不同圖式中藉由相同參考數字表示之術語具有相同結構特徵及相同功能或係相同信號。在已說明此一術語之功能及/或結構之處，不需在實施方式中重複說明。
圖式僅為圖解且不按比例繪製。尤其為清晰起見，極度擴大一些尺寸。
圖1示意性地展示製造一陶瓷透光屏障單元之一方法100之一實施例。所製造透光單元係用於將一發光材料圍封於陶瓷透光屏障單元之一腔中。發光材料經組態以根據一吸收顏色分佈吸收照射於該發光材料上之光之一第一部分且將所吸收光之一部分轉換為具有一發射顏色分佈之光。方法100包括下列階段：i)在一第一模具中形成102一材料混合物之一預形成屏障單元之一部分，材料混合物包括一黏結劑及用於形成一透光陶瓷材料之無機粒子；ii)在該部分上提供104一犧牲層以用於界定預形成屏障單元之一腔，犧牲層包括用於在製造陶瓷透光屏障單元之方法中犧牲之一犧牲材料；iii)藉由將材料混合物提供於一第二模具中而形成106預形成屏障單元之一其餘部分，第二模具 包括具有犧牲層之該部分；iv)從預形成屏障單元至少部分移除112犧牲層，藉此在預形成屏障單元中獲得一腔。
可藉由注漿、壓鑄、低壓注射模製或注射模製技術執行第一部分之形成及/或另一部分之形成。一般言之，使用一特定壓力之注射模製係較佳的，此係因為其允許相對廉價之大量生產且一般言之導致相對精確形成之預形成屏障單元。
材料混合物包括無機粒子，舉例而言，下列粒子：多晶氧化鋁，或(Al2O3)、釔鋁石榴石(Y3Al5O12)、尖晶石(MgAl2O4)、氧化釔(Y2O3)、氮氧化鋁(AlON)、立方二氧化鋯(ZrO2)。無機粒子適用於(例如)藉由燒結其等而形成其等之一透光陶瓷材料。在一實施例中，透光陶瓷材料係多晶陶瓷材料。用於形成透光陶瓷材料之無機材料之粒子具有在(例如)自0.3μm至150μm或(例如)10μm至60μm或15μm至30μm之範圍中之一平均晶粒大小。舉例而言，黏結劑係聚乙烯、聚丙烯、聚氧化乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺(尼龍)。犧牲材料可為下列材料之一者：a)一第一有機材料，其可溶於一溶解液中，例如，聚乙二醇或聚氧化乙烯；b)一第二有機材料，在將其加熱至一熱分解溫度時其分解為揮發性組分(例如，氣體)，例如，碳(例如，一碳箔)；c)在加熱及/或一觸媒之影響下解聚之一材料，例如，名稱為Catamold且係BASF、聚甲醛或聚α-甲基苯乙烯之一產物之材料；d)由於一光化反應變得可溶於一特定溶解液中之一材料，例如，酚醛清漆(苯酚-甲醛)樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯或聚碸；或亦通常用作一光阻材料之任何其他材料。如將在隨後論述，材料混合物亦可包括無機磷光體粒子。其他材料亦可被提供至材料混合物以增大穿過材料之透光性。舉例而言，當多晶氧化鋁用於製造透光陶瓷屏障單元時，材料混合物亦可包括二氧化鋯(ZrO2)或氧化鎂(MgO)之粒子。
將犧牲層提供104至預形成屏障單元之部分可具有隨後技術之一 者：k)藉由注射模製製造犧牲層；l)在該部分上提供一片犧牲材料；m)將犧牲材料之一層印刷於該部分上；n)將犧牲材料之一層施配於該部分上；o)使用犧牲材料之一層(部分)積層該部分。當藉由注射模製製造犧牲層時，在一第三模具中提供該部分且在該部分與第三模具之壁之間的一間隔經填充有犧牲材料。
若犧牲材料係可溶於該溶解液或另一溶解液中之第一有機材料，則至少部分移除112犧牲層之階段包括將溶解液提供至預形成屏障單元，其中犧牲材料至少部分溶解。若犧牲材料係當將其加熱至熱分解溫度時分解為揮發性組分(例如，氣體)之第二有機材料，則至少部分移除112犧牲層之階段包括將預形成屏障單元加熱至高於熱分解溫度之一溫度。情況可為，犧牲材料亦與存在於其直接環境中之氣體反應且揮發性組分係反應之產物，然而，應防止犧性材料開始燃燒(定義為：具有火焰之一放熱反應等等)。若犧牲材料係在加熱及/或觸媒之影響下解聚之材料，則至少部分移除112犧牲層之階段包括將觸媒提供至預形成屏障單元且將預形成屏障單元加熱至足夠高以獲得解聚之一特定溫度。舉例而言，觸媒可呈氣相提供至預形成屏障單元，使得氣相觸媒可與犧牲材料接觸。若犧牲材料係由於光化反應變得可溶於特定溶解液中之材料，則至少部分移除112犧牲層之階段包括將光提供至預形成屏障單元且此後將特定溶解液提供至屏障單元。
該方法包括施加116熱至屏障單元以用於至少部分移除黏結劑且用於將預形成屏障單元轉變為陶瓷透光屏障單元之選用之階段。可組合施加116熱之選用之階段與至少部分移除112犧牲層之階段，藉此產生組合階段114。在熱之影響下，犧牲層之材料可蒸發，熱分解為揮發性組分或與氣體反應藉此產生氣體(實際上，其約略等於「燃燒」掉至少部分移除112犧牲層)。
施加116熱之階段可細分為在不同溫度之子加熱階段。舉例而 言，在一第一子加熱階段中，(剩餘)黏結劑及剩餘犧牲材料被燃燒掉，且在一隨後第二子加熱階段中，預形成屏障單元經燒結以獲得最終陶瓷透光屏障單元。針對此等子加熱階段之例示性加熱溫度係：600攝氏度，以允許黏結劑及犧牲材料熱分解為氣體或與一氣體或若干氣體反應；及1900攝氏度，以燒結預形成屏障單元。在燒結預形成屏障單元的同時，無機粒子合併在一起以形成一單塊陶瓷材料。至少在燒結之後，所形成之陶瓷屏障單元具有其最終形狀(一般言之，其大小小於預形成屏障單元之約25%)且至少在燒結之後，陶瓷材料係透光且氣密的。在燒結之階段中，黏結劑及犧牲材料之剩餘物被燃燒掉。然而，如在上文及下文中論述，可在執行一燒結階段之前已(部分)移除黏結劑及/或犧牲材料。
至少在形成106預形成屏障單元之其餘部分之階段之後，該方法包括藉由將一溶解液提供至預形成屏障單元而從預形成屏障單元至少部分移除108黏結劑之階段，此從預形成屏障單元至少部分移除黏結劑。當藉由一溶解階段從預形成屏障單元移除黏結劑之至少一部分時，產生無機粒子之一多孔結構。在選用之隨後加熱階段中，可在預形成屏障單元中形成氣體且此等氣體可經由多孔結構離開預形成屏障單元。組合至少部分移除108黏結劑之選用之階段可與至少部分移除112犧牲層之階段，藉此產生組合階段110。情況可為，溶解液亦適用於溶解犧牲層，且在該情況中，當預形成屏障單元較長時期保持於溶解液中時，亦可(至少部分)移除犧牲層。當溶解液移除相對大量之黏結劑時，溶解液可經由多孔結構到達犧牲層且亦可藉此溶解犧牲材料之至少一部分。
當陶瓷透光屏障單元包括提供出入至陶瓷透光屏障單元之腔之一通道時，隨後選用之階段係：經由通道將發光材料提供118至腔中及/或使用一氣密及液密陶瓷密封件密封120通道。在使用一氣密及液 密陶瓷密封件密封120通道之階段中，可在通道中提供材料混合物或與無機粒子之另一材料混合物，且藉由一局部加熱技術，通道中之材料被轉變為一氣密及液密陶瓷材料。可藉由提供呈雷射光之形式之能量執行局部加熱通道中之材料混合物。
除非另外提供，在隨後圖式中，提供預形成屏障單元及陶瓷透光屏障單元之橫截面視圖。此等單元之三維形狀之實例係：圓盤狀單元、(平)盒狀單元、橢圓形單元、圓頂狀單元等等。在隨後圖式中，藉由使用一注射模製技術圖解說明製造透光屏障單元之方法。注意，可由其他技術替代注射模製技術，以製造一黏結劑與無機粒子之材料混合物之物件，使得此等物件可經隨後燒結以獲得一陶瓷物件。替代技術係注漿、壓鑄及低壓注射模製。熟習製造陶瓷物件領域者能夠由此等技術替代隨後呈現之注射模製。
圖2a至圖2c示意性地圖解說明製造陶瓷透光屏障單元之方法之一些步驟。圖2a呈現一第一模具226，其包括具有預形成屏障單元之部分之一形狀之一腔224，且圖2a呈現一設備222，其用於將一材料混合物注射至第一模具226中。舉例而言，設備222包括一螺旋狀螺釘，其用於將第一材料注射至第一模具226中。應注意，第一模具226及第二模具266皆經調適以製造特定形狀之一屏障單元，此意謂所製造之結構之組合形成屏障單元。因此，第一模具226界定屏障單元之外表面及內表面之一部分，且第二模具(假定提供犧牲層)界定屏障單元之外表面之另一部分。因此，模具226、266亦具有其餘部分(如在圖2c中示意性地展示般形成)無縫連接/毗鄰至部分(具有犧牲層)之此一形狀。犧牲層用於界定屏障單元內側之一腔空間。當從預形成屏障單元移除犧牲層時，留下一腔，可在隨後階段中在腔中提供發光材料。
圖2c呈現一第二模具266，其中提供具有犧牲層268之部分248。內側係第二模具266，在具有犧牲層268之部分248上方係具有預形成 屏障單元之一其餘部分之一形狀之一敞開空間264。在圖2c之實例中，第二模具260包括一突出物270，其延伸至敞開空間264中，使得一通道形成於預形成屏障單元中。在圖2c之左端處亦呈現一設備262，其用於將材料混合物注射至第二模具266之敞開空間264中。
可在(例如)1995年之出版商為Chapman & Hall之MUTSUDDY,B.及FORD,G.之「Ceramic Injection Molding」中找到關於論述製造步驟之圖2a及圖2c之背景內容之更多細節。
圖2b呈現在預形成屏障單元之部分248上提供犧牲層之步驟之一實施例。在圖2b中，繪製一第三模具246，其中提供部分248。在部分248與第三模具246之間係界定犧牲層之形狀之一敞開空間。在圖2b之頂部處呈現一設備242，其用於將犧牲材料注射至敞開空間244中以在部分248上形成犧牲層。應注意，亦可以不同方式在部分248上提供犧牲層。舉例而言，可將犧牲材料片切割為塊且提供於部分248上。或，在另一實例中，使用以類似於噴墨印表機之一方式操作之一印表機印刷犧牲層，或將犧牲材料施配於該部分上，或使用犧牲材料之一層局部積層該部分。提供一犧牲層之步驟不僅限於上文實例。
圖2d示意性地展示預形成屏障單元280。如在圖2d中呈現之預形成屏障單元280可為製造圖2a至圖2c之階段之結果。此預形成屏障單元280包括填充有犧牲材料284之一內部空間且包括由與無機粒子混合之黏結劑製成之一外壁282。視情況，外壁282包括提供出入至填充有犧牲材料284之空間之一通道286。
圖3a及圖3b示意性地圖解說明製造陶瓷透光屏障單元之方法之選用之步驟。在圖3a中示意性地展示預形成屏障單元280可放置於具有一溶解液304之一浴液302中。溶解液304可適用於溶解存在於預形成屏障單元280之壁中之黏結劑之至少一部分。在另一實施例中，溶解液亦可溶解犧牲層之一部分。應注意，並非必須將預形成屏障單元 280放置於具有一溶解液304之一浴液302中。在其他實施例中，溶解液噴霧於預形成屏障單元280上方或在溶解液304之一流中提供預形成屏障單元280。應注意，當犧牲材料並不溶解於溶解液304中而係另一溶解液中時，可針對(例如)溶解犧牲材料提供提供另一溶解液之進一步階段。
圖3b示意性地展示預形成屏障單元280可提供於用於加熱預形成屏障單元280之一烘箱352中。在加熱期間，可(至少部分)移除黏結劑，可(至少部分)移除犧牲層及/或可燒結預形成屏障單元280以形成最終陶瓷材料及陶瓷透光屏障單元之形狀。
圖4a示意性地呈現陶瓷透光單元400。陶瓷透光屏障單元400包括一透光陶瓷材料之外壁406，其係用於氣體及液體之一屏障。外壁406共同形成一單塊結構。外壁406圍封一腔402，且視情況，一通道404可提供於腔402與陶瓷透光屏障單元400之周圍之間。當忽略通道404時，腔受到保護以防接觸液體及氣體，此係因為外壁406不可滲透氣體及液體。在一實施例中，外壁406由使得外壁406亦為一良好熱導體之此一陶瓷材料製成，此在必須朝向陶瓷透光屏障單元400之周圍引導離開在腔402中產生之熱時係有利的。外壁之陶瓷材料可基於氧化鋁。應注意，通常，陶瓷透光屏障單元400具有小於圖2e、圖3a及圖3b之預形成屏障單元280之一形狀。舉例而言，在一燒結步驟期間，預形成屏障單元280朝向陶瓷透光屏障單元400之最終所需大小收縮。在圖4a中，腔之深度指示為d。深度d通常在自0.005mm至1cm或在另一實例中自0.1mm至0.5mm之一範圍中。
圖4b至圖4c示意性地圖解說明製造陶瓷透光屏障單元400之方法之一些選用之步驟。在圖4b中已示意性地展示將發光材料424提供至陶瓷透光屏障單元之腔402中。藉由實例，此可藉由使用注射構件422注射具有發光材料之一液體至腔402中而完成。在圖4c中已展示使用 一液密及氣密密封件446封閉通道404。此可藉由將無機粒子提供於通道中及上且藉由局部加熱通道之環境，使得所提供材料混合物變為一陶瓷材料或(例如)玻璃且緊縮至陶瓷透光屏障單元之外壁406之陶瓷材料而完成。藉由一雷射442產生之雷射光可用於局部加熱通道及通道之直接環境。並非必須使用該材料混合物密封通道。亦可使用包括用於製造一空氣及氣密密封件之成分之其他材料混合物。可在(例如)WO2008078228A1中找到關於封閉此一通道之更多資訊。
圖4d及圖4e示意性地呈現陶瓷透光屏障單元470、480之實施例。在圖4d中，提供一陶瓷透光屏障單元470之另一實施例之一橫截面視圖。在陶瓷透光屏障單元470之一腔472中，在陶瓷透光屏障單元470之一前壁與一後壁之間提供一支撐件476。此一支撐件476可經提供以在一燒結階段期間防止(例如)腔倒塌。亦可提供一個以上支撐件476。可在形成預形成屏障單元之部分之階段中使用包括界定支撐件476之形狀之一凹槽之一第一模具製造此一支撐件。在另一實施例中，當在該部分上提供犧牲層時，可在犧牲層中存在或產生一孔，該孔界定在形成預形成屏障單元之一其餘部分之階段期間將材料混合物注射於其中之一空間。在圖4e中，呈現一圓盤狀陶瓷透光屏障單元480之一三維視圖。應注意，陶瓷透光屏障單元之可能形狀不限於圓盤狀陶瓷透光屏障單元480。其他可能形狀係：一(矩形)平盒之形狀、一透鏡之形狀、一液滴形狀等等。應進一步注意，在所有實例中，腔(用於發光材料)具有沿著屏障單元之一均勻深度，然而，陶瓷透光屏障單元之實施例不限於具有一單一深度之腔之陶瓷透光屏障單元。在特定應用中，可需要變化腔之深度，使得(例如)當必須沿著屏障單元產生顏色差異或當所接收光並不具有沿著整個屏障單元之均勻光分佈時，變化量之發光材料呈現各種位置。
在陶瓷透光屏障單元400之腔402中提供之發光材料424可為下列 一者：一有機發光材料(例如，其基於苝衍生物)、一無機發光材料、展示量子侷限且至少在一維中具有在奈米範圍中之一大小之一材料(例如，量子點、量子棒及量子菱角塊)。
在一實施例中，材料混合物亦包括一無機發光磷光體(例如，材料混合物包括氧化鋁粒子及1%之Ce：YAG粒子)。接著，屏障單元將至少一些所接收光朝向黃光轉換且腔中之發光材料可用於將一些光朝向另一顏色(例如，紅色)之光轉換，使得所發射/所透射光之組合包括從一光發射器接收之光之一部分(例如，藍光)、藉由無機磷光體產生之黃光及藉由腔中之發光材料產生之紅光。
有機磷光體具有一高量子效率且通常係透明的，此防止非所要散射且增大效率。有機發光材料具有更多優點。發光光譜之位置及頻寬可容易地設計為可視範圍中之任何處。因而，製造以高效率發射白光之一光源係相對容易的。白光可為至少兩個顏色之光之一組合，且因此光源可包括發射一第一顏色之光之一單一光發射器且包括將第一顏色之光之一部分轉換為一第二顏色之光之至少一個有機發光材料。
有機磷光體可為包括一苝衍生物之一材料，諸如一發黃光苝衍生物或一發紅/橙光苝衍生物。此等苝衍生物以Lumogen Yellow F083或F170、Lumogen Red F305及Lumogen Orange F240之名稱市售。
存在此等有機發光材料或染料之幾乎不受限分類。相關實例係：苝(諸如，在來自德國路德維希港之公司BASF之商號Lumogen下已知之染料：Lumogen F240 Orange、Lumogen F300 Red、Lumogen F305 Red、Lumogen F083 Yellow、Lumogen F170 Yellow、Lumogen F850 Green)、來自印度孟買之公司Neelikon Food Dyes & Chemical Ltd.之Yellow 172及諸如香豆素之染料(例如，香豆素6、香豆素7、香豆素30、香豆素153、鹼性黃51)、萘二甲酰亞胺(例如，溶劑黃11、溶劑黃116)、螢光7GA(Fluorol 7GA)、吡啶(例如，吡啶1)、吡咯亞甲 基(諸如吡咯亞甲基546、吡咯亞甲基567)、螢光素鈉、玫瑰紅(例如，玫瑰紅110、玫瑰紅B、玫瑰紅6G、玫瑰紅3B、玫瑰紅101、磺玫瑰紅101、磺玫瑰紅640、鹼性紫11、鹼性紅2)、花青(例如，酞花青、DCM)、二苯乙烯(例如，Bis-MSB、DPS)，其等可從諸多貿易商獲得。可使用若干其他染料(諸如酸性染料、鹼性染料、直接染料及分散染料)，只要其等展示預期用途之一足夠高螢光量子產率即可。因此，發光部分之一或多者可包括苝基團。尤其，一或多個發光部分經組態以基於藉由藍及/或UV光之激發產生紅色發光。
無機發光材料可包括一黃色或黃/綠色發射無機磷光體(諸如YAG及/或LuAG)或一紅色無機磷光體(諸如ECAS及/或BSSN)。
適合作為發光材料之無機磷光體之實例包含(但不限於)：摻雜鈰之釔鋁石榴石(Y3Al5O12：Ce3+，亦稱為YAG：Ce或摻雜Ce之YAG)或鎦鋁石榴石(LuAG、Lu3Al5O12)、α-SiAlON：Eu2+(黃)及M2Si5N8：Eu2+(紅)，其中M係從Ca、Sr及Ba選擇之至少一個元素。此外，鋁之一部分可替換為釓(Gd)或鎵(Ga)，其中更多Gd導致黃色發射之一紅移。其他合適材料可包含(Sr1-x-yBaxCay)2-zSi5-aAlaN8-aOa：Euz 2+，其中0a<5，0x1，0y1且0<z1，且(x+y)1，諸如發射在紅色範圍中之光之Sr2Si5N8：Eu2+。
發光材料可包括展示量子侷限且至少在一維中具有在奈米範圍中之一大小之粒子。舉例而言，此意謂若粒子係實質上球形的，則其等之直徑在奈米範圍中。或，舉例而言，此意謂若粒子係線狀的，則該線之一橫截面之一大小在一個方向上處於奈米範圍中。奈米範圍中之一大小意謂其等大小至少小於1微米，因此，小於500奈米且大於或等於0.5奈米。在一實施例中，在一維中之大小小於50奈米。在另一實施例中，在一維中之大小在自2奈米至30奈米之範圍中。量子侷限意謂粒子具有取決於粒子大小之光學性質。此等材料之實例係量子 點、量子棒及量子菱角塊。
在本發明之實施例中，發光材料可包括量子點。量子點係大體上具有僅幾奈米之一寬度或直徑之半導體材料之小晶體。當藉由入射光激發時，一量子點發射具有藉由晶體之大小及材料所判定之一顏色之光。因此，可藉由調適點之大小產生一特定顏色之光。具有在可視範圍中之發射之多數已知量子點係基於具有諸如硫化鎘(CdS)及硫化鋅(ZnS)之殼之硒化鎘(CdSe)。亦可使用諸如磷化銦(InP)及硫化銅銦(CuInS2)及/或硫化銀銦(AgInS2)之無鎘量子點。量子點展示十分窄之發射頻帶且因此其等展示飽和色。此外，可藉由調適量子點之大小容易地調諧發射顏色。可在本發明中使用此項技術中已知之任何類型之量子點，前提係其具有適當波長轉換特性。
圖5a示意性地呈現一光源500之一實施例之一橫截面視圖。光源500包括可具有(例如)一圓柱形狀或一盒形狀之一外殼504。外殼504圍封其中提供一光發射器506之一腔502。光源500進一步包括一陶瓷透光屏障單元520，其包括一發光材料。光發射器506發射包括至少在一吸收顏色分佈中之光之光508且至少朝向陶瓷透光屏障單元520發射光508。在一實例中，光發射器506係一固態光發射器，諸如一發光二極體(LED)。光508之一部分藉由發光材料根據吸收顏色分佈吸收且根據一發射顏色分佈朝向另一顏色之光轉換。藉由光源發射至周圍中之光510可包括藉由光發射器506發射之光508及藉由陶瓷透光屏障單元520之發光材料發射之光。陶瓷透光屏障單元520能夠良好引導熱遠離發光材料且朝向光源500之外殼504提供熱。圖5a僅係光源500之陶瓷透光屏障單元520之使用之一實例。並不排除光源500之其他構造。在另一實施例中，舉例而言，陶瓷透光屏障單元520直接定位於光發射器506之頂部上。
圖5b示意性地呈現一照明器550之一實施例。照明器550包括根 據本發明之一光源(未展示)或包括根據本發明之一陶瓷透光屏障單元(未展示)。
總而言之，提供製造用於圍封一照明材料之一陶瓷透光屏障單元之一方法及此一陶瓷透光屏障單元。藉由在一第一模具中提供包括一黏結劑及無機粒子之一材料混合物而形成一預形成屏障單元之一部分。在該部分上提供104用於界定一腔之一犧牲層。藉由在已包括具有犧牲層之該部分之一第二模具中提供材料混合物而形成預形成屏障單元之一其餘部分。至少部分移除犧牲層以獲得腔。視情況，預形成屏障單元經加熱(及/或燒結)以獲得陶瓷透光屏障單元。製造方法適用於大規模產生相對廉價且精確形成之陶瓷透光屏障單元。
應注意，上述實施例圖解說明而非限制本發明，且熟習此項技術者將能夠在不脫離隨附申請專利範圍之範疇之情況下設計諸多替代實施例。
在申請專利範圍中，放置於括號之間的任何參考符號不應被解釋為限制申請專利範圍。動詞「包括」及其變化形式之使用並不排除除在一申請專利範圍中陳述以外之元件或階段/步驟之存在。在一元件之前的冠詞「一」或「一個」並不排除複數個此等元件之存在。在互異之獨立請求項中列舉特定措施之純粹事實並不代表此等措施之一組合無法優化使用。

Claims (18)

  1. 一種製造一陶瓷透光(light transmitting)屏障單元(400、470、480、520)之方法(100)，該方法用於將一發光材料圍封於該陶瓷透光屏障單元(400、470、480、520)之一腔(402)中，該發光材料經組態以根據一吸收顏色分佈吸收照射於該發光材料上之光之一部分且將該所吸收光之一部分轉換為具有一發射顏色分佈之光，該方法(100)包括下列階段：藉由將一材料混合物提供至一第一模具(226)中而形成(102)一預形成屏障單元(280)之一部分(248)，該材料混合物包括一黏結劑及用於形成一透光陶瓷材料之無機粒子，在該部分(248)上提供(104)一犧牲層(268)以用於界定該預形成屏障單元(280)之一腔(402)，該犧牲層(268)包括用於在製造該陶瓷透光屏障單元之該方法(100)中犧牲之一犧牲材料，藉由將該材料混合物提供至一第二模具(266)中而形成(106)該預形成屏障單元(280)之一其餘部分，該第二模具(266)包括具有該犧牲層(268)之該部分(248)，從該預形成屏障單元(280)至少部分移除(112)該犧牲層(268)，藉此獲得該預形成屏障單元(280)之該腔(402)。
  2. 如請求項1之方法(100)，其進一步包括下列階段：施加熱(116)至該屏障單元以用於至少部分移除該黏結劑且用於將該預形成屏障單元(280)轉變為該陶瓷透光屏障單元(400、470、480、520)。
  3. 如請求項1之方法(100)，其中組合至少部分移除(112)該犧牲層(268)之該階段與施加熱(116)至該預形成屏障單元(280)之該階段。
  4. 如請求項1之方法(100)，其中形成(102)一部分(248)及形成(106)該其餘部分之該階段至少藉由下列一者執行：注射模製、注漿、壓鑄或低壓注射模製。
  5. 如請求項1之方法(100)，其進一步包括下列階段：在形成(106)該其餘部分之該階段之後，藉由將一溶解液(304)提供至該預形成屏障單元(280)而從該預形成屏障單元(280)至少部分移除(108)該黏結劑，此從該預形成屏障單元(280)至少部分移除該黏結劑。
  6. 如請求項1之方法(100)，其中組合至少部分移除(112)該犧牲層(268)之該階段與至少部分移除(108)該黏結劑之該階段。
  7. 如請求項1、5、6中任一項之方法(100)，其中該犧牲材料係下列至少一者：當參考請求項5時，一第一有機材料，其可溶於該溶解液或另一溶解液中，一第二有機材料，在將其加熱至一熱分解溫度時其分解為揮發性組分，在該熱分解溫度開始該第二有機材料之一熱分解，在加熱及/或一觸媒之影響下解聚之一材料，由於一光化反應變得可溶於一特定溶解液中之一材料，當在高於其熔化溫度下加熱其時其變為液體之一材料，可藉由不與該等無機粒子反應之一蝕刻液體蝕除之一材料。
  8. 如請求項7之方法(100)，其中至少部分移除(112)該犧牲層(268)之該階段包括下列階段之至少一者：若該犧牲材料係可溶於該溶解液或另一溶解液中之該第一有機材料，則將該溶解液或該另一溶解液提供至該預形成屏障單元，其中該犧牲材料至少部分溶解，若該犧牲材料係當將其加熱至該分解溫度時分解為揮發性組分之該第二有機材料，則將該預形成屏障單元加熱至高於該熱分解溫度之一溫度且移除該分解犧牲材料，若該犧牲材料係在加熱及/或該觸媒之影響下解聚之該材料，則將該觸媒提供至該預形成屏障單元且將該預形成屏障單元加熱至足夠高以獲得該解聚之一特定溫度，若該犧牲材料係由於該光化反應變得可溶於該特定溶解液中之該材料，則將光提供至該預形成屏障單元且此後將該特定溶解液提供至該屏障單元，若該犧牲材料係當在高於其熔化溫度下加熱其時變為液體之該材料，則將該預形成屏障單元加熱至高於該熔化溫度之一溫度且藉由毛細作用移除該液體，若該犧牲材料係可為藉由該蝕刻液體蝕除之一材料之該材料，則將一蝕刻液體提供至該預形成屏障單元。
  9. 如請求項2之方法(100)，其中在形成(106)該其餘部分之該階段中，在該預形成屏障單元(280)之該腔(402)與該外側之間敞開一通道(404)，且該方法亦包括下列階段：在加熱(116)以獲得該陶瓷透光屏障單元(400、470、480、520)之該階段之後，經由該通道(404)將該發光材料提供(118)至該腔(402)中，使用一氣密及液密密封件(446)密封(120)該通道(404)。
  10. 如請求項3之方法(100)，其中在形成(106)該其餘部分之該階段中，在該預形成屏障單元(280)之該腔(402)與該外側之間敞開一通道(404)，且該方法亦包括下列階段：在加熱(116)以獲得該陶瓷透光屏障單元(400、470、480、520)之該階段之後，經由該通道(404)將該發光材料提供(118)至該腔(402)中，使用一氣密及液密密封件(446)密封(120)該通道(404)。
  11. 如請求項1之方法(100)，其中提供(104)一犧牲層(268)之該階段包括下列至少一者：i)藉由注射模製、注漿或壓鑄製造該犧牲層(268)；ii)在該部分上提供一片該犧牲材料；iii)將該犧牲材料之一層印刷於該部分上；iv)將犧牲材料之一層施配於該部分上；v)使用該犧牲層之一箔積層該部分。
  12. 如請求項1之方法(100)，其中該等無機粒子包括下列材料之至少一者：多晶氧化鋁、釔鋁石榴石、尖晶石、氧化釔、氮氧化鋁、立方二氧化鋯。
  13. 如請求項4之方法，其中若藉由注射模製形成(102、106)該部分(248)及該其餘部分，則該黏結劑包括下列材料之至少一者：聚乙烯、聚丙烯、聚氧化乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺。
  14. 一種透光陶瓷材料之屏障單元(400、470、480、520)，該屏障單元(400、470、480、520)具有一單塊陶瓷結構且包括用於一發光材料之一腔(402)，其中該屏障單元(400、470、480、520)之一外層不可滲透氣體及液體。
  15. 如請求項14之屏障單元(400、470、480、520)，其進一步包括在該腔(402)中之該發光材料(424)，該發光材料(424)經組態以根據一吸收顏色分佈吸收照射於該發光材料(424)上之光之一部分且將該所吸收光之一部分轉換為根據一發射顏色分佈之光。
  16. 如請求項15之屏障單元(400、470、480、520)，其中下列至少一者：該發光材料(424)包括展示量子侷限且至少在一維中具有在奈米範圍中之一大小之粒子，其中該等粒子之實例係：量子點、量子棒及量子菱角塊，該發光材料(424)包括無機或有機發光材料。
  17. 如請求項14之屏障單元(400、470、480、520)，其中該屏障單元(400、470、480、520)包括穿過該外層以用於提供出入至該腔(402)之至少一個通道(404)，其中該通道(404)係藉由一氣密及液密密封件(446)封閉。
  18. 一種用於發射光之光源(500)，該光源(500)包括：用於發射光之一光發射器(506)，如請求項15之一屏障單元(400、470、480、520)，其中該屏障單元(400、470、480、520)經配置以接收藉由該光發射器(506)發射之該光之至少一部分。
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