改善的波长转换膜制造技术

本文描述了具有复合材料的改善的波长转换膜，所述复合材料具有改善的量子效率和色域。该膜包括窄的FWHM绿色和红色发光染料。该膜包括窄的FWHM绿色和红色发光染料。该膜包括窄的FWHM绿色和红色发光染料。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】改善的波长转换膜
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2020年3月30日提交的美国临时申请No.63/002,330的权益，其全部内容通过引用并入本文。


[0003]本专利技术涉及波长转换膜和包括该波长转换膜的发光装置。

技术介绍

[0004]光致发光物质为以光或电的形式吸收能量后发射光的材料。根据形成光致发光物质的组分和光发射机理，光致发光物质可以分类为无机光致发光材料(或染料)、有机光致发光染料、和纳米晶体光致发光物等。
[0005]最近，已经描述了使用这种光致发光物质来改变光源的光谱的各种尝试。光致发光物质吸收来自光源的特定波长的光，将其转换为可见光区域中的更长波长的光，并且发射该光。根据光致发光物质的发光特性，可以大幅地提高所发射的光的亮度、色纯度、色域等。无机光致发光物质可以由如硫化物、氧化物或氮化物等母体化合物和活化剂离子形成，并且可以用于具有优异的物理和化学稳定性以及高色纯度的再现的高品质显示设备。然而，存在的缺点在于这些无机光致发光物质非常昂贵，具有低的发光效率，并且在400nm以上的近紫外或蓝色区域中的光的发射受到限制。
[0006]量子点技术已经实现了高水平的量子效率和色域。然而，镉系量子点可能是非常有毒的，并且由于健康安全问题而在许多国家受到限制。另外，一些量子点在将蓝色LED光转换为绿色或红色光时具有低得多的量子效率。此外，当暴露于湿气和氧气时，量子点会具有低的稳定性，通常需要昂贵的封装工艺。量子点的成本可能高，因为在其制造期间可能难以控制尺寸均匀性。
[0007]因此，相对于量子点和其它现有的含有光致发光染料的膜，需要具有高的量子效率、高的色域输出和更低成本的新型光致发光膜。

技术实现思路

[0008]一些实施方案包括一种波长转换膜，其包括：聚合物基质；第一光致发光染料，其：吸收蓝色波长光，并且发射绿色波长光，所述绿色波长光的发射光谱的半峰全宽小于40nm；第二光致发光染料，其：吸收蓝色或绿色波长光，并且发射红色波长光，所述红色波长光的发射光谱的半峰全宽小于40nm；和光散射中心；其中所述第一光致发光染料、第二光致发光染料和所述光散射中心分散在所述聚合物基质中。
[0009]在一些实施方案中，第一光致发光染料可以包括BODIPY基团、连接基团和苝基团。在一些实施方案中，第一光致发光染料选自：
[0010]和/或
[0011]在一些实施方案中，第一光致发光染料可以包括BODIPY基团、连接基团和萘二甲酰亚胺基团。在一些实施方案中，第一光致发光染料可以选自：
[0012][0013]或其任意组合。
[0014]在一些实施方案中，第二光致发光染料可以包括BODIPY基团、连接基团、和苝基团。在一些实施方案中，第二光致发光染料可以包括[SD
‑
1]：
[0015][0016]在一些实施方案中，膜的量子产率可以大于85％。在一些实施方案中，膜的色域可以大于BT2020标准的85％。在一些实施方案中，膜的厚度可以小于100微米。
[0017]一些实施方案包括一种发光装置，其包括本文所述的光致发光波长转换膜。
[0018]一些实施方案包括一种具有蓝色光源的背光装置，所述背光装置包括本文所述的光致发光波长转换膜。
[0019]下面更详细地描述这些和其它实施方案。
附图说明
[0020]图1为结合本文所述的改善的WLC膜的显示装置的一个实施方案的示意图。
[0021]图2为结合本文所述的改善的WLC膜的显示装置的一个实施方案的示意图。
[0022]图3为结合本文所述的改善的WLC膜的显示装置的一个实施方案的示意图。
[0023]图4为包括本文所述的膜实施方案的测试配置的示意图。
[0024]图5为包括本文所述的膜实施方案的测试配置的示意图。
[0025]图6为包括本文所述的膜实施方案的测试配置的示意图。
[0026]图7为包括本文所述的膜实施方案的测试配置的示意图。
[0027]图8为示出本文所述的实施方案(膜Ex
‑
1和Ex
‑
2[FD
‑
1:SD
‑
1])的光强度作为波长的函数的图。
[0028]图9为示出如表1中标识的所创造的各种膜的光强度作为波长的函数的图。
[0029]图10为示出如表1中标识的所创造的各种膜的光强度作为波长的函数的图。
[0030]图11为1931CIE色表，其展现本文所述的各种膜的色域表示。
具体实施方式
[0031]本专利技术涉及新型波长转换膜，其包括具有高的量子产率、高的色域输出、和低成本的光致发光化合物(或染料)。
[0032]如本文所用的术语“BODIPY”是指具有下式的化学部分：
[0033][0034]BODIPY部分包括与二取代的硼原子(通常为BF2单元)复合的二吡咯亚甲基。BODIPY核心的IUPAC名称为4,4
‑
二氟
‑4‑
硼杂
‑
3a,4a
‑
二氮杂
‑
s
‑
引达省(indacene)。
[0035]如本文所用的术语“苝”是指具有下式的化学部分：
[0036][0037]如本文所用的术语“萘二甲酸”或“萘二甲酸衍生物”是指具有下式的化学部分：
[0038]其中X＝NR，其中R可以为连接基团或芳基。
[0039]在一些实施方案中，用连接基团将BODIPY部分连接至苝部分。在一些实施方案中，用连接基团将BODIPY部分连接至萘二甲酸部分。
[0040]术语“可以”或“可以为”的使用应被理解为“为”或“不为”的简写，或者选择性地“做”或“不做”或“将会”或“将不会”等的简写。例如，表述“膜可以包括设置在聚合物基质中
的散射中心”应解释为例如“在一些实施方案中，膜包括设置在聚合物基质中的散射中心，”或者“在一些实施方案中，膜不包括设置在聚合物基质中的散射中心。”[0041]术语ITU
‑
R Recommendation BT.2020(更常见已知的为缩写Rec.2020或BT.2020)是指色域的颜色显示标准。Rec.2020使用的RGB原色等同于CIE 1931光谱轨迹上的单色光源。Rec.2020原色的波长对于红色原色为630nm，对于绿色原色为532nm，对于蓝色原色为467nm。Rec.2020颜色空间覆盖CIE 1931颜色空间的75.8％(所确定的三角形内的区域)。Rec.2020使用CIE标准光源D65(CIE Standard Illuminant D65)作为白点，并且使用以下颜色坐标：X
w
＝0.3127；Y
w
＝0.3290；X
R
＝0.708，Y
R＝
0.292，X
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种光致发光波长转换膜，其包括：聚合物基质；第一光致发光染料，其：吸收蓝色波长光，并且发射绿色波长光，所述绿色波长光的发射光谱的半峰全宽小于40nm；第二光致发光染料，其：吸收蓝色或绿色波长光，并且发射红色波长光，所述红色波长光的发射光谱的半峰全宽小于40nm；和光散射中心；其中所述第一光致发光染料、第二光致发光染料和所述光散射中心分散在所述聚合物基质中。2.根据权利要求1所述的光致发光波长转换膜，其中所述第一光致发光染料包括BODIPY基团、连接基团和苝基团。3.根据权利要求1所述的光致发光波长转换膜，其中所述第一光致发光染料包括BODIPY基团、连接基团和萘二甲酰亚胺基团。4.根据权利要求1、2或3所述的光致发光波长转换膜，其中所述第一光致发光染料为：
或其组合。5.根据权利要求1、2或3所述的光致发光波长转换膜，其中所述第二光致发光染料包括BODIPY基团、连接基团、和苝基团。6.根据权利要求5所述的光致发光波长转换膜，其中所述第二光致发光染料包括7.根据权利要求1、2、3、4、5或6所述的光致发光波长转换膜，其中所述聚合物基质包括PMMA、PVB、或其组合。8.根据权利要求7所述的光致发光波长转换膜，其中所述聚合物基质包括PMMA。9.根据权利要求7所述的光致发光波长转换膜，其中所述聚合物基质包括PVB。10.根据权利要求1、2、3、4、5、6、7、8或9所述的光致发光波长转换膜，其中所述光散射

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡洁，郑世俊，杰弗瑞，
申请(专利权)人：日东电工株式会社，
类型：发明
国别省市：