彩转换膜及光学器件

著录项
  • CN201680016641.3
  • 20160218
  • CN107533167A
  • 20180102
  • 默克专利股份有限公司
  • E·卡拉斯
  • G02B5/20
  • G02B5/20 G02B26/00 G02F1/1335 G02F1/13357

  • 德国达姆施塔特
  • 德国(DE)
  • 20150317 EP15000788.8
  • 中国国际贸易促进委员会专利商标事务所
  • 姜煌
  • 20160922 WO/2016/146235
  • 20170918
摘要
本发明涉及一种彩转换膜以及该彩转换膜在光学器件中的用途。彩转换膜包括红子区域和绿子区域,所述红子区域包括纳米级第一红转换材料和纳米级第二红转换材料,所述绿子区域包括纳米级第一绿转换材料和纳米级第二绿转换材料。本发明还涉及一种光学器件,包括彩转换膜,光切换元件,以及滤器。本发明还涉及用于制备所述彩转换膜的方法,以及用于制备所述光学器件的方法。
权利要求

1.一种彩转换膜(100),包括:红子区域(110)、绿子区域(120)和蓝子 区域(130),其中所述红子区域(110)、绿子区域(120)和蓝子区域(130)各自 独立地或共同地被堤状物(140)所包围,其中所述红子区域(110)包括纳米级第一红 转换材料(111)和纳米级第二红转换材料(112);所述绿子区域(120)包括纳米级第 一绿转换材料(121)和纳米级第二绿转换材料(122);和所述蓝子区域(110)不包 含任何蓝转换材料,其中在被激发时,所述第二红转换材料(112)发射的光的峰值波长 比来自所述第一红转换材料的光的峰值波长更长;和在被激发时,所述第二绿转换材 料(122)发射的光的峰值波长比来自所述第一绿转换材料的光的峰值波长更长。

2.如权利要求1所述的彩转换膜(100),其中从所述纳米级第一和第二红转换材料 的发射的光的峰值波长在从610nm到640nm的范围内;和从所述纳米级第一和第二绿转换 材料的发射的光的峰值波长在从515nm到550nm的范围内。

3.如权利要求1或权利要求2所述的彩转换膜(100),其中所述纳米级第一红转换 材料(111)、纳米级第二红转换材料(112)、纳米级第一绿转换材料(121)和纳米级第二 绿转换材料(122)各自独立地选自由无机荧光半导体量子棒、无机荧光半导体量子点及 其任意组合组成的组。

4.如权利要求1到3中任一项所述的彩转换膜(100),其中所述堤状物(140)具有锥形 形状。

5.如权利要求1到4中任一项所述的彩转换膜(100),其中所述堤状物(140)具有直接 在所述堤状物表面上的反射层(150)。

6.如权利要求1到5中任一项所述的彩转换膜(100),其中所述彩转换膜(100)包括 一个或多个配向标记。

7.所述彩转换膜(100)在光学器件中的用途。

8.一种光学器件(160),包括彩转换膜(100),光切换元件(170),以及滤器(180), 所述彩转换膜(100)包含红子区域(110),绿子区域(120)及蓝子区域 (130),其中所述红子区域(110)、绿子区域(120)和蓝子区域(130)各自独立 地或共同地被堤状物(140)所包围,其中所述红子区域(110)包括纳米级第一红转换 材料(111)和纳米级第二红转换材料(112);所述绿子区域(120)包括纳米级第一绿 转换材料(121)和纳米级第二绿转换材料(122);和所述蓝子区域(110)不包含任 何蓝转换材料,其中在被激发时,所述第二红转换材料(112)发射的光的峰值波长比来 自所述第一红转换材料的光的峰值波长更长;和在被激发时,所述第二绿转换材料 (122)发射的光的峰值波长比来自所述第一红转换材料的光的峰值波长更长。

9.如权利要求8所述的光学器件(160),其中所述光电器件(160)还包括蓝光源 (190)。

10.如权利要求8或权利要求9所述的光学器件(160),其中从所述蓝光源(190)所发 射的光的峰值波长在从425nm到466nm的范围内。

11.如权利要求8到10中任一项所述的光学器件(160),其中所述蓝光源(190),所述 彩转换膜(100),所述光切换元件(170),以及所述滤器(180)按此次序布置。

12.如权利要求8到11中任一项所述的光学器件(160),其中所述光切换元件(170)选自 由液晶元件、微机电系统、电润湿元件和电泳元件组成的组。

14.用于制备如权利要求8到11中任一项所述的光学器件(160)的方法,其中所述方法 包括下列步骤(x):(x)将所述彩转换膜(100)提供到所述光学器件(160)内。

13.用于制备所述彩转换膜(100)的方法,其中所述方法包括下列按顺序的步骤:

(a)制备红墨水,所述红墨水包括纳米级第一红转换材料(111)与纳米级第二红 转换材料(112),和溶剂;以及绿墨水,所述绿墨水包括纳米级第一绿转换材料 (121)与纳米级第二绿转换材料(122),和溶剂;

(b)将来自步骤(a)的所得的墨水提供到红子区域(110)和绿子区域(120)上; 以及

(c)将经涂覆的墨水中的溶剂蒸发以提供彩转换膜(100)。

说明书
技术领域

本发明涉及一种彩转换膜及所述彩转换膜在光学器件中的用途。本发明还涉 及一种包括所述彩转换膜、光切换元件和滤器的光学器件。本发明还涉及一种用于制 备所述彩转换膜的方法,以及制备所述光学器件的方法。

彩转换膜及包括所述彩转换膜的光学器件用于如液晶器件的各种各样的光 学应用中。

例如下列文献中所述:WO 2010/106704 A1,US 6809781 B2,US 2007/0058107 A1,US 2006/0284532 A1,US 7686493 B2,

专利文献

1.WO 2010/106704 A1,

2.US 6809781 B2,

3.US 2007/0058107 A1,

4.US 2006/0284532 A1,

5.US 7686493 B2,

6.JP 2003-330019 A

7.JP 2006-10728 A

8.JP 3094961 B

9.JP 2006-301632 A

但是,发明人最近发现仍有一个或几个需要改进的重大问题,如下所列:

1.期望彩转换膜可发出适用于光学器件中所使用的滤器的鲜艳的红和绿 可见光,所述滤器具有至少红、绿和蓝子区域。

2.要求彩转换膜的结构可减少制造膜的彩转换材料的总消耗量。

3.期望彩转换膜可通过在光学器件的滤器的蓝、绿、红波长范围中更强地发 出可见光来提供改善的能量利用。

4.要求彩转换膜具有更高的输出耦合(out-coupling)效率。

本发明的目标是解决一个或多个以上提出的问题。令人惊讶地,发明人发现了一 种新颖的彩转换膜(100)同时解决了问题1到3,所述彩转换膜(100)包括:红子区 域(110)、绿子区域(120)和蓝子区域(130),其中所述红子区域(110)、绿子 区域(120)和蓝子区域(130)各自独立地或共同地被堤状物(140)所包围,其中所述 红子区域(110)包括纳米级第一红转换材料(111)和纳米级第二红转换材料 (112);所述绿子区域(120)包括纳米级第一绿转换材料(121)和纳米级第二绿转 换材料(122);和所述蓝子区域(110)不包含任何蓝转换材料,其中在被激发时,所述 第二红转换材料(112)发射的光的峰值波长比来自所述第一红转换材料的光的峰值波 长更长;和在被激发时,所述第二绿转换材料(122)发射的光的峰值波长比来自所述第一 绿转换材料的光的峰值波长更长。

另一方面,本发明涉及所述彩转换膜(100)在光学器件中的用途。

另一方面,本发明还涉及一种光学器件(160),包括彩转换膜(100),光切换元件 (170),以及滤器(180),所述彩转换膜(100)包含红子区域(110),绿子区域 (120)及蓝子区域(130),其中所述红子区域(110)、绿子区域(120)和蓝子 区域(130)各自独立地或共同地被堤状物(140)所包围,其中所述红子区域(110)包 括纳米级第一红转换材料(111)和纳米级第二红转换材料(112);所述绿子区域 (120)包括纳米级第一绿转换材料(121)和纳米级第二绿转换材料(122);和所述蓝 子区域(110)不包含任何蓝转换材料,其中在被激发时,所述第二红转换材料(112) 发射的光的峰值波长比来自所述第一红转换材料的光的峰值波长更长;和在被激发时, 所述第二绿转换材料(122)发射的光的峰值波长比来自所述第一绿转换材料的光的峰 值波长更长。

另一方面,本发明还涉及用于制备所述彩转换膜(100)的方法,其中所述方法包 括下列按顺序的步骤:

(a)制备红墨水,所述红墨水包括纳米级第一红转换材料(111)与纳米级第 二红转换材料(112),和溶剂;以及绿墨水,所述绿墨水包括纳米级第一绿转换材 料(121)与纳米级第二绿转换材料(122),和溶剂;

(b)将来自步骤(a)的所得的墨水提供到所述红子区域(110)和所述绿子 区域(120)上;以及

(c)将经涂覆的墨水中的溶剂蒸发以提供彩转换膜(100)。

另一方面,本发明涉及用于制备所述光学器件(160)的方法,其中所述方法包括下 列步骤(x):(x)将所述彩转换膜(100)提供到所述光学器件(160)内。

本发明的进一步的优点将从以下具体实施方式中显而易见。

图1:示出本发明的彩转换膜(100)的示意性截面图。

图2:示出本发明的具有彩转换膜的光学器件的一个实施方案的示意性截面图。

图3:示出本发明的具有彩转换膜的光学器件的另一实施方案的示意性截面图。

图4:示出本发明的光学器件的另一实施方案的示意图。

图1中的参考符号列表

100.彩转换膜

101.钝化层(任选的)

110.红子区域

111.第一红转换材料

112.第二红转换材料

120.绿子区域

121.第一绿转换材料

122.第二绿转换材料

130.蓝子区域

140.堤状物(bank)

150.反射层(任选的)

图2中的参考符号列表

200.彩转换膜

201.钝化层(任选的)

210.红子区域

211.第一红转换材料

212.第二红转换材料

220.绿子区域

221.第一绿转换材料

222.第二绿转换材料

230.蓝子区域

240.堤状物

250.反射层(任选的)

260.光学器件

270.光切换元件(液晶元件)

271.偏振器(任选的)

272.透明基板(任选的)

273.上透明电极

274.液晶层

275.具有像素电极的透明基板

280.滤器

290.蓝光源(任选的)

图3中的参考符号列表

300.彩转换膜

311.第一红转换材料

312.第二红转换材料

321.第一绿转换材料

322.第二绿转换材料

340.堤状物

360.光学器件

370.光切换元件

371.透明基板

372.TFT(薄膜晶体管)

373.MEMS(微机电系统)快门(shutter)

380.滤器

390.蓝光源(任选的)

391蓝LED

392.导光板(任选的)

图4中的参考符号列表

400.光学器件

401.配向标记

402.底板玻璃

403.偏振器

404.滤器

405.蓝光源

406.彩转换膜

在通常方面,彩转换膜(100)包括红子区域(110)、绿子区域(120)和蓝 子区域(130),其中红子区域(110)、绿子区域(120)和蓝子区域(130)各 自独立地或共同地被堤状物(140)所包围,其中红子区域(110)包含纳米级第一红转 换材料(111)和纳米级第二红转换材料(112);绿子区域(120)包含纳米级第一绿 转换材料(121)和纳米级第二绿转换材料(122);和蓝子区域(110)不包含任何蓝 转换材料,其中在被激发时,第二红转换材料(112)发射的光的峰值波长比来自所述第一 红转换材料的光的峰值波长更长;和在被激发时,第二绿转换材料(122)发射的光的峰 值波长比来自所述第一绿转换材料的光的峰值波长更长。

按照本发明,术语“纳米级”意指在1nm到900nm之间的尺寸。

所以,根据本发明,纳米级彩转换材料意指彩转换材料的总直径大小在1nm到 900nm的范围内。而在材料具有延长的形状的情况下,彩转换材料的整体结构长度也在 1nm到900nm的范围内。

针对本发明的目的,术语“蓝”意指光波长在380nm到499nm之间。

优选地,其在420nm到490nm之间。更优选地,其在425nm到466nm之间。

根据本发明,术语“绿”表示光波长在500nm到594nm之间。

优选地,其在510nm到580nm之间。更优选地,其在515nm到550nm之间。

针对本发明的目的,术语“红”意指光波长在595nm到700nm之间。

在本发明的优选实施方案中,其在600nm到680nm之间。更优选地,其在610nm到 640nm之间。

按照本发明,术语“更长”表示至少5nm差值或更多。

在不希望被理论限制的情况下,据信“红子区域(110)包含纳米级第一红转 换材料(111)和纳米级第二红转换材料(112),其中在被激发时,第二红转换材料(112) 发射的光的峰值波长比来自所述第一红转换材料的光的峰值波长更长”可导致通过更强 地发出可见红光而改善能量利用,并可发出适用于光学器件的滤器的红区域的鲜艳的 红可见光。

并且在不希望被理论限制的情况下,“绿子区域(120)包含纳米级第一绿转 换材料(121)和纳米级第二绿转换材料(122),其中在被激发时,第二绿转换材料(122) 发射的光的峰值波长比来自第一绿转换材料的光的峰值波长更长”可导致通过更强地发 出可见绿光而改善能量利用,并可发出适用于光学器件的滤器的绿区域的鲜艳的绿 可见光。

本发明的一些实施方案中,从纳米级第一和第二红转换材料发射的光的峰值波 长在610nm到640nm范围内;从纳米级第一和第二绿转换材料发射的光的峰值波长在 515nm到550nm范围内。

根据本发明,优选地,第二纳米级彩转换材料的峰值光波长比纳米级第一红 转换材料的峰值光波长长5nm或更多,且从纳米级第一和第二红转换材料发射的光的峰 值波长都在610nm到640nm范围内。更优选地,第二纳米级彩转换材料的峰值光波长比纳 米级第一红转换材料的峰值光波长长大约10nm。

在本发明的优选实施方案中,纳米级第二绿转换材料的峰值光波长比纳米级第 一绿转换材料的峰值光波长长5nm或更多,且从纳米级第一和第二绿转换材料发射的 光的峰值波长都在515nm到550nm范围内。更优选地,第二纳米级绿转换材料的峰值光波 长比纳米级第一绿转换材料的峰值光波长长大约10nm。

根据本发明,从纳米级彩转换材料发射的光的峰值波长可使用亮度计,例如CS- 1000A(Konica Minolta Holdings Inc.)测量。

根据本发明,可优选地使用半峰全宽(full width at half maximum,下文称为 “FWMH”)小于50nm的纳米级彩转换材料。

在本发明的一些实施方案中,纳米级第一红转换材料(111)、纳米级第二红转 换材料(112)、纳米级第一绿转换材料(121)和纳米级第二绿转换材料(122)各自独立 地选自由无机荧光半导体量子棒、无机荧光半导体量子点及其任意组合所组成的组。

作为无机荧光半导体量子点(下文称为“量子点”),根据需要可优选地使用公开可 获得的量子点,例如来自Sigma-Aldrich的CdSeS/ZnS合金(alloyed)量子点产品号753793, 753777,753785,753807,753750,753742,753769,753866,InP/ZnS量子点产品号776769, 776750,776793,776777,776785,PbS芯型量子点产品号747017,747025,747076,747084,或 CdSe/ZnS合金量子点产品号754226,748021,694592,694657,694649,694630,694622。

在本发明的优选实施方案中,由纳米级第一红转换材料(111)、纳米级第二红 转换材料(112)、纳米级第一绿转换材料(121)、和纳米级第二绿转换材料(122)所组成 的组中的至少一种纳米级彩转换材料可选自无机荧光半导体量子棒(下文称为“量子 棒”)。

在不希望被理论限制的情况下,据信来自具有延长的形状的光转换材料的偶极矩 的发光可导致比来自量子点、有机荧光材料和/或有机磷光材料、磷光体材料的球形发光的 输出耦合效率高的输出耦合效率。换言之,据信具有延长的形状的纳米级光转换材料(诸如 量子棒)的长轴平均可具有较高机率平行于基板表面配向,且其偶极矩平均也可具有较高 机率平行于基板表面配向。

因此,更优选地,纳米级第一红转换材料(111),纳米级第二红转换材料 (112),纳米级第一绿转换材料(121)和纳米级第二绿转换材料(122)可以是量子棒以 实现更好的输出耦合效果,和器件的鲜亮生动彩。

在本发明的一些实施方案中,量子棒材料可以选自由II-VI,III-V,IV-VI半导体 及其任意组合所组成的组。

更优选地,量子棒材料可选自由Cds、CdSe、CdTe、ZnS、ZnSe、ZnTe、ZnO、GaAs、GaP、 GaAs、GaSb、HgS、HgSe、HgSe、HgTe、InAs、InP、InSb、AlAs、AlP、AlSb、Cu2S、Cu2Se、CuInS2、 CuInSe2、Cu2(ZnSn)S4、Cu2(InGa)S4、TiO2合金及其任意组合所组成的组。

例如,出于红发射用途,CdSe棒、在CdS棒中的CdSe点、在CdS棒中的ZnSe点、 CdSe/ZnS棒、InP棒、CdSe/CdS棒、ZnSe/CdS棒或这些中任意的组合。出于绿发射用途,诸 如CdSe棒、CdSe/ZnS棒或这些中任意的组合。

量子棒材料的实例已描述于例如国际专利申请公开号WO2010/095140A中。

在本发明的优选实施方案中,量子棒材料的整体结构的长度为8nm至500nm。更优 选地,10nm至160nm。所述量子棒材料的总直径在1nm至20nm范围内。更特别地,其为1nm至 10nm。

在本发明的优选实施方案中,量子棒额外可包括表面配体。

所述量子棒材料的表面可以使用一种或多种表面配体外涂(over coat)。

在不希望被理论限制的情况下,据信这样的表面配体可以使所述量子棒材料更容 易地分散于溶剂中。

常用表面配体包括膦和膦氧化物,诸如三辛基氧化膦(TOPO)、三辛基膦(TOP)和三 丁基膦(TBP);膦酸,诸如十二烷基膦酸(DDPA)、十三烷基膦酸(TDPA)、十八烷基膦酸(ODPA) 和己基膦酸(HPA);胺,诸如十二烷基胺(DDA)、十四烷基胺(TDA)、十六烷基胺(HDA)和十八 烷基胺(ODA);硫醇,诸如十六烷硫醇和己烷硫醇;巯基羧酸,诸如巯基丙酸和巯基十一酸; 和这些中任意的组合。

表面配体的实例已描述于例如国际专利申请公开号WO 2012/059931A中。

在本发明的一些实施方案中,彩转换膜(100)可包括透明基板。

通常,透明基板可以是柔性的,半刚性或刚性的。可根据需要使用公知的适用于光 学器件的透明基板。

优选地,作为透明基板,可使用透明的聚合物基板、玻璃基板、堆叠在透明聚合物 膜上的薄玻璃基板、透明的金属氧化物(例如,硅氧化物(oxide silicone)、铝氧化物、钛氧 化物)。

可由以下来制造透明的聚合物基板:聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-乙烯 醇共聚物、聚丙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、尼 龙、聚醚醚酮、聚砜、聚醚砜、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物、聚氟乙烯、四氟乙烯-乙 烯共聚物、四氟乙烯-六氟聚合物共聚物及其任意组合。

术语“透明”是指在光伏器件中使用的厚度下,且在光伏电池运行期间使用的波长 或波长范围下至少60%入射光透射。优选其超过70%,更优选地,超过75%,最优选地其超 过80%。

在本发明的优选实施方案中,彩转换膜(100)的红子区域(110)、绿子 区域(120)和蓝子区域(130)还可以包含基质(matrix)材料。

作为根据本发明的基质材料,可根据需要使用适用于光学膜的任何类型的公知的 透明基质材料,因为所述基质材料最好在彩转换膜(100)的子区域制造中具有良好的 可加工性,并具有长期耐久性。

在本发明的优选实施方案中,可使用光可固化聚合物和/或光敏聚合物。例如,用 于LCD滤器中的丙烯酸酯树脂,任何光可固化聚硅氧烷,广泛用作光可固化聚合物的聚乙 烯醇肉桂酸酯,或其任意组合。

根据本发明,通常,可使用熟知的技术用公知用于光学膜的材料制造堤状物 (140)。

在不希望被理论限制的情况下,据信被包围的堤状物可确定彩转换膜(100)的 子区域的界限,并且相比于现有的彩转换膜可减少用于制造彩转换膜(100)的材料 消耗量。

在本发明的一些实施方案中,堤状物(140)具有如图1中所描述的锥形形状。

在本发明的一些实施方案中,任选地,偏振光发射器件(100)还包含黑矩阵(下 文称为“BM”)。

在优选实施方案中,堤状物可以由黑矩阵(下文称为“BM”)制造,如图1中所描 述。

用于BM的材料不受具体限制。可根据需要优选地使用熟知材料,特别是熟知的用 于滤器的BM材料。比如黑染料分散的聚合物组合物,例如在WO 2008/123097A,WO 2013/031753A中描述的。

BM的制造方法不受具体限制,熟知的技术都可用在此方法中。比如直接丝网印刷、 光刻、用掩模的气相沉积。

在本发明的一些实施方案中,堤状物(140)具有直接布置在堤状物表面上的反射 层(150)。

在本发明的优选实施方案中,堤状物(140)具有锥形的形状,且堤状物具有直接布 置在堤状物表面上的反射层(150)。

在本发明的一些实施方案中,彩转换膜(100)包含一个或多个配向标记。

在本发明的一些实施方案中,任选地,彩转换膜(100)还包含透明钝化膜。在不 希望被理论限制的情况下,据信这样的透明钝化膜可增强对彩转换材料和/或彩转换 膜(100)的保护。

优选地,透明钝化层完全或部分地覆盖彩转换膜(100),或彩转换膜(100)可 放在两个透明钝化膜之间。

更优选地,透明钝化膜完全覆盖彩转换膜(100)(类似于包封),或其可以包夹 彩转换膜(100),彩转换膜(100)可被两个透明钝化膜所包夹。

通常,透明钝化膜可以是柔性的、半刚性的或刚性的。

用于透明钝化膜的透明材料不受具体限制。在优选实施方案中,透明钝化膜选自 由如上在透明基板中所述的透明聚合物层、透明金属氧化物层(例如,硅氧化物、铝氧化物、 钛氧化物)所组成的组。

通常,制备透明钝化层的方法可根据需要改变并且选自熟知的技术。

在优选实施方案中,透明钝化膜可由气相基涂布工艺(比如溅射、化学气相沉积、 气相沉积、闪蒸)或基于液体的涂布工艺制备。

在本发明的一些实施方案中,任选地,彩转换膜(100)还可在膜的至少一侧包括 导光板。优选地,导光板设置到彩转换膜(100)的表面上以实现每个子像素的均匀发 光。

在本发明的另一个方面,本发明涉及彩转换膜(100)在光学器件中的用途。

在本发明的优选实施方案中,彩转换膜(100)可用在光学器件中,所述光学器件 选自由液晶显示器、MEMS显示器、电润湿显示器及电泳显示器所组成的组。

更优选地,光学器件可以是液晶显示器。诸如扭曲向列型液晶显示器、垂直配向型 液晶显示器、IPS型液晶显示器、宾主型液晶显示器和正常的黑TN型液晶显示器。

光学器件的实例已描述于例如WO 2010/095140 A2和WO 2012/059931 A1中。

在另一方面,本发明还涉及一种光学器件(160),包括彩转换膜(100),光切换元 件(170),以及滤器(180),所述彩转换膜(100)包括红子区域(110)、绿子区域 (120)和蓝子区域(130),其中红子区域(110)、绿子区域(120)和蓝子区 域(130)各自独立地或共同地被堤状物(140)所包围,其中红子区域(110)包含纳米级 第一红转换材料(111)和纳米级第二红转换材料(112);绿子区域(120)包含纳米 级第一绿转换材料(121)和纳米级第二绿转换材料(122);蓝子区域(110)不包含 任何蓝转换材料,其中在被激发时,第二红转换材料(112)发射的光的峰值波长比来自 所述第一红转换材料的光的峰值波长更长;和在被激发时,第二绿转换材料(122)发射 的光的峰值波长比来自第一绿转换材料的光的峰值波长更长。

在本发明的一些实施方案中,所述光电器件(160)还包含蓝光源(190)。

在该光学器件中的蓝光源类型不受具体限制。例如,可使用蓝LED、CCFL、EL、 OLED或其任意组合。

更优选地,光源发射峰值波长在从425nm到466nm范围内的光,比如蓝LED。

在不希望被理论限制的情况下,据信通过光学器件(160)使用的滤器的蓝波 长范围内更强地发射可见的鲜艳蓝光,峰值波长在从425nm到466nm范围内的蓝LED可以 改善能量利用。

进一步优选地,该光源发射峰值波长在从440nm到466nm范围内的光。因此,在本发 明的一些实施方案中,从所述蓝光源(190)发出的光的峰值波长在从425nm到466nm的范 围内。

在本发明的优选实施方案中,另外,蓝光源(190)可包括导光板以提高来自蓝 光源(190)的光的均匀度。

根据本发明,用于光学器件的任何类型的具有红、绿、蓝子区域的公知的滤 器都可以此方式用作滤器(180),例如LCD滤器。

在本发明的优选实施方案中,滤器的红子区域对于波长至少在610nm到 640nm之间的光是透明的,且滤器的绿子区域对于波长至少在515nm到550nm之间的 光是透明的。

在本发明的优选实施方案中,光切换元件(170)可选自由液晶元件、微机电系统 (下文称为“MEMS”)、电润湿元件和电泳元件组成的组。

因此,在本发明的一些实施方案中,光切换元件(170)是选自由液晶元件、微机电 系统、电润湿元件和电泳元件组成的组。

在光电切换元件(170)是液晶元件的情况下,可优选地以此方式使用任何类型的 公知液晶元件。

例如,扭曲向列型、垂直配向型、IPS型、正常的黑TN型、宾主型液晶元件(常用于 LCD)都是优选的。

在本发明的优选实施方案中,光电切换元件(170)可以包括一个或多个配向标记。 配向标记可用于使彩转换膜配向。

在本发明的一些实施方案中,任选地,蓝光源(190)是可切换的。

按照本发明,术语“可切换的”意指此光可以选择性地开启或关闭。

在本发明的优选实施方案中,可切换光源可以是多个蓝LED。

在本发明的一些实施方案中,任选地,光切换元件(170)还包含设置在蓝光源 (190)与彩转换膜(100)之间的选择性光反射层。

按照本发明,术语“光反射”意指将在偏振光发射器件运行期间所用波长或波长范 围下反射至少约60%的入射光。优选地,其超过70%,更优选地,超过75%,最优选地,其超 过80%。

用于所述选择性光反射层的材料未受到具体限制。可以按照需要优选地使用用于 选择性光反射层的熟知材料。

按照本发明,该选择性光反射层可以是单层或多层。

在优选实施方案中,选择性光反射层选自以下:Al层、Al+MgF2堆叠(stacked)层、 Al+SiO堆叠层、Al+介电多层、Au层、介电多层、Cr+Au堆叠层;其中选择性光反射层更优选为 Al层、Al+MgF2堆叠层、Al+SiO堆叠层、胆甾醇液晶层、堆叠胆甾醇液晶层。

胆甾醇液晶层的实例已描述于例如国际专利申请公开号WO 2013/156112A、WO 2011/107215 A中。

一般而言,制备选择性光反射层的方法可按需要改变,并且选自熟知技术。

在一些实施方案中,选择性光反射层(除胆甾醇液晶层之外)可利用基于气相的涂 布方法(诸如溅射、化学气相沉积、气相沉积、闪蒸)或基于液体的涂布方法制备。

在胆甾醇液晶层的情况下,可通过例如WO 2013/156112A或WO 2011/107215 A中 所描述的方法制备。

在另一方面,本发明涉及一种用于制备彩转换膜(100)的方法,其中所述方法包 括下列次序的步骤:

(a)制备红墨水,所述红墨水包括纳米级第一红转换材料(111)与纳米级第 二红转换材料(112),和溶剂;以及绿墨水,所述绿墨水包括纳米级第一绿转换材 料(121)与纳米级第二绿转换材料(122),和溶剂;

(b)将来自步骤(a)的所得的墨水提供到红子区域(110)和绿子区域 (120)上;以及

(c)将经涂覆的墨水中的溶剂蒸发以提供彩转换膜(100)。

在本发明的优选实施方案中,红墨水还包含基质材料,和绿墨水还包含基质 材料。

基质材料的类型不受具体限制。可按照需要优选地使用许多种基质材料比如可光 聚合的聚合物。

根据本发明,对于将墨水精确提供到彩转换膜(100)的红和绿子区域上, 喷墨印刷方法是更优选的。

在不希望被理论限制的情况下,据信喷墨印刷方法可使得彩转换材料消耗更 少,因为喷墨方法能够在喷墨工艺期间精确地控制墨水量。

在另一方面,本发明还涉及一种用于制备光学器件(160)的方法,其中所述方法包 括下列步骤(x):

(x)将彩转换膜(100)提供到光学器件(160)内。

在本发明的一些实施方案中,所述方法还可包括步骤(y):

(y)使用配向标记调节彩转换膜(100)的位置。

实际的配向方法不受具体限制。可优选地使用公知的配向技术。

参考下面的实施例更详细地描述本发明,所述实施例仅为说明性的并且不限制本 发明的范围。

实施例

实施例1:在此实施例中,公开了本发明的彩转换膜(100)的一个实施方案。

例如,作为纳米级第一和第二红转换材料,可使用可发出峰值波长620nm(FWHM 小于40nm,产品号790192,Sigma Aldrich)的量子点和(FWHM小于40nm,630nm峰值波长,产 品号790206,Sigma Aldrich)的量子点。

和作为纳米级第一和第二绿转换材料,可使用可发出峰值波长520nm(FWHM小于 40nm,产品号748021,Sigma Aldrich)的量子点和(FWHM小于40nm,540nm峰值波长,产品号 748056,Sigma Aldrich)的量子点。

实施例2:图2示出本发明的一个实施例。

在该实施例中,液晶元件与蓝光源和彩转换层一起使用。

实施例3:图3示出本发明的另一个实施例。

在该实施例中,优选地使用MEMS快门。

实施例4:图4示出本发明的光学器件的一个实施例。在该实施例中,彩转换膜和 滤器各自独立地包括两个配向标记。这些配向标记可用于将彩转换膜与光学器件,尤 其是光学器件的滤器准确配向。

除非另有说明,否则本说明书中所公开的每一特征均可由起到相同、等效或类似 目的的替代性特征替代。因此,除非另有说明,否则所公开的每一特征仅为上位系列的等效 或类似特征的一个实例。

术语定义

根据本发明,术语“透明”意指至少约60%的入射光在偏振光发射器件中所用厚度 下和在偏振光发射器件操作期间所用波长或波长范围下透射。优选地,其超过70%,更优选 地,超过75%,最优选地,其超过80%。

术语“荧光”定义为已吸收光或其他电磁辐射的物质发射光的物理过程。其是冷光 的形式。在多数情形下,所发射光具有比所吸收辐射更长的波长,并因此更低的能量。

术语“半导体”意指在室温下导电率程度介于导体(诸如铜)与绝缘体(诸如玻璃) 之间的材料。

术语“无机”意指不合碳原子的任何材料或含以离子地键合至其他原子的碳原子 的任何化合物,诸如一氧化碳、二氧化碳、碳酸盐、、氰酸盐、碳化物和硫氰酸盐。

术语“发射”意指由原子和分子中的电子跃迁发射电磁波。

本文发布于:2024-09-24 09:22:39,感谢您对本站的认可!

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