一种用于增广色域的复合光学材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种用于增广色域的复合光学材料及其制备方法与应用。本发明专利技术的复合光学材料包括透明基质和离散分布在透明基质内的光波长转化材料，优选地，该复合光学材料中还离散地设置若干散射粒子。本发明专利技术的复合光学材料能够吸收预定波长范围内的光并将所吸收的光至少部分转化成另一波长范围内的光。将本发明专利技术的复合光学材料使用于彩色显示器中，可将色域增广至使用前的120％或以上，同时几乎不会影响光源亮度，进而保持较高的光效。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及材料领域，具体涉及用于在显示领域中调制光源光谱、增广显示色域的复合光学材料。
技术介绍
自20世纪90年代晚期开始，彩色显示器在日常生活中有了越来越广泛而重要的应用，包括电视、台式电脑、笔记本电脑、平板电脑、手机等等。至2010年左右，带有彩色显示器的智能手机已在人们的生活中占据大量时间。人们的食、住、行、工作、以及人与人之间交流，都已极大的依赖通过视觉从彩色显示器上获取信息。而各类显示器更是人们娱乐的重要工具之一。可以预见，在不远的将来，人类对显示器的总需求会有持续的提升。显示器的显示视觉效果主要由时间分辨率、空间分辨率和色彩分辨率决定。其中较高的时间分辨率提供流畅的画面，较高的空间分辨率提供清晰的画质，较高的色彩分辨率则使画面更自然、更鲜艳。显示器所显示的色彩分辨率主要取决于显示器光源所发出光的颜色成分和纯度。现有的主流彩色显示器为液晶显示器(LCD)或主动阵列有机发光二极管显示器(AMOLED)。其中液晶显示器主要使用白光发光二极管(WLED)作为光源。此类光源由于红、绿、蓝三基色色彩纯度低，导致所能显示的颜色局限在较窄色域，仅能达到美国国家电视系统委员会标准色域的70％左右。因此，此类显示器所显示的画面颜色较原始物体暗淡，失真。与此同时，AMOLED显示器的发光物质为有机电致发光染料，此类染料在
聚集状态下发光峰较宽，色彩纯度低，导致此类显示器色域仅为85％左右。如何低成本地扩大彩色平板显示器的色域，使色域增广至100％NTSC或以上，是目前的一个研发热点。中国专利CN1221625C中介绍了一种“选择性吸光材料”。这种材料“吸收显示器中反射的光和三种主色外的中间光，由此增强颜色纯度和对比度。”但本申请的专利技术人发现，此种方法最大的问题在于吸收掉显示器光源中的光，导致显示器亮度明显降低，观赏效果明显变差。中国专利申请CN105467674A中公开了一种“液晶显示终端色域提升方法”。这种方法“过滤可见光波段中除三基色波段之外的过度波段的可见光频谱能量，提升该三基色波段的可见光纯度”。本申请的专利技术人发现，此种方法同样有显示器光源中的部分光被“过滤”掉，而导致显示器亮度明显降低，观赏效果明显变差的缺点。因此，本申请的专利技术人发现，目前现有的提升显示终端色域的方法和材料均会带来显示器亮度的降低，影响显示效果。此外，LED的发光方式为蓝色发光芯片加绿色和红色荧光粉，或蓝色发光芯片加黄色荧光粉，即，LED的所有基础光均为蓝光，三基色中的其他两基色均需要通过荧光材料转化得到。目前，转化的效率往往在80％-90％，即，在LED的发光过程中，本身就存在的发光损耗。现有显示终端的色温一般在6000-8000K左右，但是，本申请的专利技术人发现，实际上高色温并不一定代表着高性能，就人体的视觉感官而言，适当降低色温往往会带来更柔和更自然的显示效果，目前降低色温所采用的通常方式是增加荧光粉的含量，但是这种方式往往也会带来损耗的增加。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术希望提供一种既能够增强显示终端的色域，又不会影响或者较少地影响显示亮度的复合光学材料。从而，提供高色域和
高亮度的彩色显示效果。更优选地，本专利技术希望提供一种能够增强显示终端的色域、增加光转化效率，并且能够调节色温的复合光学材料。具体而言，一方面，本专利技术提供一种用于增广色域的复合光学材料，其特征在于，所述复合光学材料包括透明基质和光波长转化材料，所述光波长转化材料离散地分布在所述透明基质内，所述光波长转化材料用于将第一预定波长范围内的光中的至少部分转化为第二预定波长范围内的光。优选地，所述第一预定波长范围包括：0-430nm、470nm-500nm、560nm-610nm、660nm-750nm以及上述波长范围内的任意一个或多个波段；所述第二预定波长范围包括：430nm-470nm、500nm-560nm、610nm-660nm以及上述波长范围内的任意一个或多个波段。需要说明的是，所述第一预定波长范围不包含其节点波长，而所述第二预定波长范围包含其节点波长430nm、470nm、500nm、560nm、610nm、660nm。优选地，所述光波长转化材料为有机分子荧光染料，所述有机分子荧光染料为Sulforhodamine101、Rhodamine101以及HR101中的一种或多种的混合物。优选地，所述光波长转化材料为稀土离子掺杂的上转换晶体粉末。优选地，所述复合光学材料还包括散射粒子，所述散射粒子离散地分布在所述透明基质中。优选地，所述复合光学材料还包括白平衡补偿材料。优选地，所述散射粒子为无机粒子和有机聚合物微球中的一种或两种。另一方面，一种复合光学材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：步骤A)、准备液态基质材料和光波长转化材料；步骤B)、将光波长转化材料按预定比例加入到所述液态基质材料
中，并混合均匀；步骤C)、将混合溶液布置成预定形状或限制在预定形状内；步骤D)、对混合溶液进行固化，所述光波长转化材料能够将第一预定波长范围内的光中的至少部分转化为第二预定波长范围内的光，优选地，所述第一预定波长范围包括：0-430nm、470nm-500nm、560nm-610nm、660nm-750nm以及上述波长范围内的任意一个或多个波段；所述第二预定波长范围包括：430nm-470nm、500nm-560nm、610nm-660nm以及上述波长范围内的任意一个或多个波段，优选地，所述光波长转化材料为有机分子荧光染料，所述有机分子荧光染料为Sulforhodamine101、Rhodamine101以及HR101中的一种或多种的混合物。优选地，所述制备方法用于制备复合光学材料薄膜，所述步骤C)包括将所述混合溶液涂覆在预定基膜上。另一方面，本专利技术提供一种高色域显示设备，其特征在于，所述高色域显示设备包括显示屏，所述显示屏包含所述的复合光学材料制成的膜片或者所述显示屏的至少一层由所述的复合光学材料制成。需要说明的是，本文中所述的“透明基质”可以是：玻璃、丙烯酸酯类树脂、改性聚丙烯酸酯、聚氨酯、改性聚氨酯、环氧树脂、聚碳酸酯、硅树脂、硅氧树脂、有机硅氧烷类树脂、改性有机硅树脂、聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯以及聚苯乙烯中的一种、或两种、或两种以上的叠加或组合。基质材料固化方式为UV固化或热固化。本文中所述的“至少部分”可以指不同波长成分的至少部分，同时也可以指某一特定波长的光的强度的至少部分。本文中所述的“光波长转化材料”包括但不限于半导体材料、半导体纳米材料、金属纳米材料、表面等离基元材料、离子掺杂的金属氧化物、离子掺杂的金属氮化物、离子掺杂的金属氮氧化物、离子掺杂的金属氟化
物、离子掺杂的硅酸盐、有机小分子染料、有机大分子染料。本专利技术所述的“白平衡补偿材料”指的是由于采用本专利技术的光波长转化材料将三基色间隙中的光转化成了三基色光中的一种或多种，改变了三基色光之间的比例，造成白平衡偏移，为了使白平衡返回到白色曲线上而对三基色光中没有因光波长转化材料的转化而增强或增强较弱的光进行补偿(即，增加该基色光的含量)。在本专利技术的一种优选实现方式中，所述白平衡补偿材料对三基色光中的光波长转化材料的非转化光波段进行补偿，优选地，如果本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于增广色域的复合光学材料，其特征在于，所述复合光学材料包括透明基质和光波长转化材料，所述光波长转化材料离散地分布在所述透明基质内，所述光波长转化材料用于将第一预定波长范围内的光中的至少部分转化为第二预定波长范围内的光。

【技术特征摘要】
1.一种用于增广色域的复合光学材料，其特征在于，所述复合光学材料包括透明基质和光波长转化材料，所述光波长转化材料离散地分布在所述透明基质内，所述光波长转化材料用于将第一预定波长范围内的光中的至少部分转化为第二预定波长范围内的光。2.根据权利要求1所述的复合光学材料，其特征在于，所述第一预定波长范围包括：0-430nm、470nm-500nm、560nm-610nm、660nm-750nm以及上述波长范围内的任意一个或多个波段；所述第二预定波长范围包括：430nm-470nm、500nm-560nm、610nm-660nm以及上述波长范围内的任意一个或多个波段。3.根据权利要求2所述的复合光学材料，其特征在于，所述光波长转化材料为有机分子荧光染料，所述有机分子荧光染料为Sulforhodamine101、Rhodamine101以及HR101中的一种或多种的混合物。4.根据权利要求2所述的复合光学材料，其特征在于，所述光波长转化材料为稀土离子掺杂的上转换晶体粉末。5.根据权利要求1所述的复合光学材料，其特征在于，所述复合光学材料还包括散射粒子，所述散射粒子离散地分布在所述透明基质中。6.根据权利要求1或5所述的复合光学材料，其特征在于，所述复合光学材料还包括白平衡补偿材料。7.根据权利要求5所述的复合光学材料，其特征在于，所述散射粒子为无机粒子和有机聚合物...

【专利技术属性】
技术研发人员：明天，肖蔓达，董和，徐荣，
申请(专利权)人：武汉保丽量彩科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42