波长转换组合物、波长转换结构及其应用制造技术

本发明专利技术公开一种波长转换组合物，包括：树脂与分散于该树脂中的多个第一胆固醇液晶碎片和多个第一量子点，当第一光线入射至该波长转换组合物时，该多个第一量子点被该第一光线激发而发出波长不同于该第一光线的第二光线，且该第二光线在该波长转换组合物中经过该多个第一胆固醇液晶碎片的多次反射而提高增益。本发明专利技术还提供一种波长转换结构及背光元件。

Wavelength conversion composition, wavelength conversion structure and application thereof

The invention discloses a wavelength conversion composition includes a plurality of first cholesteric liquid crystal fragments and resin dispersed in the resin and a plurality of first quantum dots, when the first light incident to the wavelength conversion composition, the plurality of first quantum dots by the first light excitation and a wavelength different from the first light the second light and the second light in the wavelength conversion in the composition after the first cholesteric liquid crystal fragments of multiple reflection and improve the gain. The invention also provides a wavelength conversion structure and a backlight element.

【技术实现步骤摘要】
波长转换组合物、波长转换结构及其应用
本专利技术涉及一种波长转换材料，详而言之，特别是涉及一种内反射型波长转换组合物。
技术介绍
真实呈现栩栩如生的色彩一直是业界显示器追求的目标，以OLED的鲜艳色彩为标杆，受限于背光模块色彩表现的液晶显示器仍有相当大的距离待努力。近来高色纯度的量子点(quantumdot)技术为液晶显示器带来希望，适当的量子点通过单一短波长(如蓝光)LED激发，可放出不同色光(如绿光或红光)，新型态的背光模块让液晶显示器色域达到100％。目前业界有制作成膜片(如NanosysQDEF)或封在玻璃管中(如QDVisiontubetype)两种。量子点粒径小(约2至11nm)、具有荧光亮度强、光稳定性良好、以及利用单一波长的光源便可以激发出多种不同波长的光波的特性，能使液晶显示器RGB色彩更平衡，轻松表现出与OLED相当甚至超越的鲜艳色彩。然而，量子点材料多选自II-VI族化合物、III-V族化合物、及IV-VI族化合物，且为了控制色纯度，其粒径分布必须精准且为单一分布(monodisperse)，制作不易造成价格过高。再则，量子效率受限于材料能阶、表面缺陷修饰等等，不同类别材料效率差异也很大，其中，又以镉系量子点(如CdSe)为最好，但是其毒性为人所诟病。对环境较亲和的非镉系量子点(如InP、CuInS2)，则普遍效率有待改善。因此，考虑成本、减少有毒量子点用量与提高量子效率为第一要务。此外，如同一般的纳米材料，量子点分散也是影响效率的关键，因应不同的树脂，量子点外层的配体(ligand)也有不同的设计。因此，如何在不影响量子点分散性的情况下，有效增益，便成为相当重要课题。
技术实现思路
本专利技术提供一种波长转换组合物，包括：多个第一胆固醇液晶碎片；多个第一量子点；以及树脂，该多个第一胆固醇液晶碎片与多个第一量子点分散于该树脂中，当第一光线入射至该波长转换组合物时，该多个第一量子点被该第一光线激发而发出波长不同于该第一光线的第二光线，且该第二光线在该波长转换组合物中经过该多个第一胆固醇液晶碎片的多次反射而提高增益。本专利技术还提供一种波长转换结构，包括：第一阻层；以及形成于该第一阻层上的波长转换层，形成该波长转换层的材质包括树脂及分散于该树脂中的多个第一胆固醇液晶碎片和多个第一量子点，当第一光线入射至该波长转换层时，该多个第一量子点被该第一光线激发而发出波长不同于该第一光线的第二光线，且该第二光线在该波长转换层中经过该多个第一胆固醇液晶碎片的多次反射而提高增益。本专利技术又提供一种发光膜，包括：本专利技术所述的波长转换结构；以及至少一光学层，形成于该波长转换结构上。本专利技术再提供一种背光元件，包括：透明管体，具有一容置空间；以及本专利技术所述的波长转换组合物，填充于该容置空间中。本专利技术的波长转换组合物、由其所形成的波长转换结构、发光膜与背光元件具有至少一种量子点和至少一种胆固醇液晶碎片，该树脂中分散的胆固醇液晶碎片可有相同或不同螺距(pitch)。当量子点吸收能量较高的光波后，电子会产生能阶跃升，当电子从高能阶的状态降到低能阶的状态时，则会发射出波长较长的激发光。在本专利技术中，通过量子点被激发所产生的激发光的波长与胆固醇液晶碎片的反射波长相合的设计，使当量子点激发的激发光在波长转换组合物内与胆固醇液晶碎片多次接触后，可由与其对应的胆固醇液晶碎片提供多次内反射，可提高同调性(coherence)，可提高增益及量子效率。附图说明图1为本专利技术的波长转换组合物的一具体实施例的示意图；图2为本专利技术的波长转换组合物的另一具体实施例的示意图；图3为本专利技术的波长转换结构的一具体实施例的剖面示意图；图4为本专利技术的波长转换结构的另一具体实施例的剖面示意图；图5为本专利技术的波长转换结构的再一具体实施例的剖面示意图；图6为本专利技术的发光膜的具体实施例的剖面示意图；图7为本专利技术的背光元件的具体实施例的剖面示意图；图8为显示仅含量子点的树脂的比较例1与含有反射波长与量子点激发光波长不同的胆固醇液晶碎片的比较例2的PL图谱；以及图9为显示仅含量子点的树脂的比较例1与含有反射波长与量子点激发光波长相同的胆固醇液晶碎片的实施例1的PL图谱。符号说明1、2、3波长转换结构4发光膜5背光元件10第一阻层11波长转换层100树脂110第一量子点120第一胆固醇液晶碎片20第二阻层210第二量子点220第二胆固醇液晶碎片30基材40波长转换结构41光学层50透明管体501容置空间51波长转换组合物L1第一光线L2第二光线L3第三光线。具体实施方法以下通过特定的具体实施例配合附图说明本专利技术的实施方式，该领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本专利技术的优点及功效。在本专利技术说明书中所载的术语“尺寸”意指胆固醇液晶碎片的长、宽或任两点的距离。同时，本专利技术说明书中所引用的如“上”、“第一”及“第二”等用语，也仅为便于叙述的明了，而非用以限定本专利技术可实施的范围。当然，本专利技术也可通过其它不同的实施方式加以施行或应用，在不悖离本专利技术所揭示的精神下，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，并赋予不同的修饰与变更。请参阅图1，该图是本专利技术的波长转换组合物的示意图。在该波长转换组合物中，包括：树脂100、分散于该树脂100中的多个第一胆固醇液晶碎片120与多个第一量子点110，当第一光线L1入射至该波长转换组合物时，该多个第一量子点110被该第一光线L1激发而发出波长不同于该第一光线L1的第二光线L2，且该第二光线L2在该波长转换组合物中经过该多个第一胆固醇液晶碎片120的多次反射而提高增益。图1所示意者，以将该波长转换组合物制成固态的波长转换层，并设置于光源上或光源的传输路径上为例作说明。另外，当该波长转换组合物为液态时，可包含例如溶剂等其他成分。当该光源所发出的第一光线L1通过本专利技术的波长转换组合物时，该多个第一量子点110被第一光线L1激发而发出第二光线L2，该第二光线L2可继续经多个第一胆固醇液晶碎片120反射增益，而提高光密度。在本专利技术的一具体实施例中，以该波长转换组合物的总重计，该多个第一胆固醇液晶碎片的含量为2至20％。以碎片形式分散于该树脂中的胆固醇液晶，有利于光线的反射，通常，多个第一胆固醇液晶碎片的横向尺寸为其厚度2倍以上，或者高达3倍到5倍。在本专利技术的另一具体实施例中，该多个第一胆固醇液晶碎片的尺寸为5至150μm，其厚度为2至11μm。在本专利技术的一具体实施例中，以该波长转换组合物的总重计，该多个第一量子点的含量为0.5至10％。在本实施例中，所选用的该多个第一胆固醇液晶碎片的反射波长范围与多个第一量子点经激发后所产生的光波的波长(波峰值)相涵盖，意指胆固醇液晶碎片的反射波长范围包含量子点经激发后所产生的最强放光的波长，由该多个第一量子点所产生的第二光线L2能被该多个第一胆固醇液晶碎片110多次反射。在本实施例中，该多个第一胆固醇液晶碎片为将可光聚合的胆固醇液晶(或称有旋光性的向列液晶，chiralnematic)配向至平面螺旋结构(planarstructurealignment)，经曝光固化后，进行粉碎所得。通常，根据布拉格衍射(BraggDiffraction)原理，胆固醇液晶的反射波长可由其螺旋螺距(pitch本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种波长转换组合物，包括：多个第一胆固醇液晶碎片；多个第一量子点；以及树脂，其特征在于，该多个第一胆固醇液晶碎片与多个第一量子点分散于该树脂中，当第一光线入射至该波长转换组合物时，该多个第一量子点被该第一光线激发而发出波长不同于该第一光线的第二光线，且该第二光线在该波长转换组合物中经过该多个第一胆固醇液晶碎片的多次反射而提高增益。

【技术特征摘要】
2015.11.16 TW 1041376921.一种波长转换组合物，包括：多个第一胆固醇液晶碎片；多个第一量子点；以及树脂，其特征在于，该多个第一胆固醇液晶碎片与多个第一量子点分散于该树脂中，当第一光线入射至该波长转换组合物时，该多个第一量子点被该第一光线激发而发出波长不同于该第一光线的第二光线，且该第二光线在该波长转换组合物中经过该多个第一胆固醇液晶碎片的多次反射而提高增益。2.如权利要求1所述的波长转换组合物，其特征在于，以该波长转换组合物的总重计，该多个第一胆固醇液晶碎片的含量为2至20％。3.如权利要求1所述的波长转换组合物，其特征在于，以该波长转换组合物的总重计，该多个第一量子点的含量为0.5至10％。4.如权利要求1所述的波长转换组合物，还包括：多个第二胆固醇液晶碎片，分散于该树脂中；以及多个第二量子点，分散于该树脂中，当第一光线入射至该波长转换组合物时，该多个第二量子点被该第一光线激发而发出波长不同于该第一光线的第三光线，且该第三光线在该波长转换组合物中经过该多个第二胆固醇液晶碎片的多次反射而提高增益。5.如权利要求4所述的波长转换组合物，其特征在于，以该波长转换组合物的总重计，该多个第一胆固醇液晶碎片与多个第二胆固醇液晶碎片的含量总合为4至40％。6.如权利要求1所述的波长转换组合物，其特征在于，该多个第一胆固醇液晶碎片的尺寸为5至150μm，且厚度介于2至11μm。7.如权利要求4所述的波长转换组合物，其特征在于，该多个第二胆固醇液晶碎片的尺寸为5至150μm，且厚度为2至11μm。8.如权利要求1所述的波长转换组合物，其特征在于，该多个第一量子点选自II/VI族化合物、III/V族化合物或IV/VI族化合物。9.如权利要求4所述的波长转换组合物，其特征在于，该多个第二量子点选自II/VI族化合物、III/V族化合物或IV/VI族化合物。10.如权利要求1所述的波长转换组合物，其特征在于，该树脂为胆固醇液晶树脂，且该胆固醇液晶树脂的旋光性与该多个第一胆固醇液晶碎...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘怡君，谢葆如，彭美枝，王圣为，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71