具有窄带发射磷光体材料的油墨组合物和膜制造技术

提供了一种油墨组合物。所述油墨组合物包含粘结剂材料和至少一种均匀分散在整个组合物中的窄带发射磷光体，其中所述窄带发射磷光体具有约0.1μm至约15μm的D50粒度并选自含U

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有窄带发射磷光体材料的油墨组合物和膜
[0001]相关申请的交叉引用本申请为非临时申请并要求2020年4月14日提交的标题为“GREEN
‑
EMITTING PHOSPHORS AND DEVICES THEREOF”的美国临时专利申请序列号63/009,800、2020年5月20日提交的标题为“INK FORMUATIONS WITH NARROW BAND EMISSION PHOSPHOR MATERIALS”的美国临时专利申请序列号63/027,672、2020年7月31日提交的标题为“INK FORMULATIONS WITH NARROW BAND EMISSION PHOSPHOR MATERIALS”的美国临时专利申请序列号63/059,709和2020年9月1日提交的标题为“GREEN
‑
EMITTING PHOSPHORS AND DEVICES THEREOF”的美国临时专利申请序列号63/073,391的优先权；这些临时专利申请中的每一个通过引用整体并入本文。

技术介绍

[0002]本文描述的主题总体上涉及用于磷光体材料的油墨制剂，更特别地，用于形成用于照明和显示应用的颜色转换膜或层的油墨制剂。
[0003]窄带发射磷光体材料在基于LED的照明和显示中实现了高颜色品质。下一代显示器可以结合有源区为10,000
µ
m2或更小的mini
‑
LED和microLED，它们能够在非常低的驱动电流下生成人眼可见的光。Mini
‑r/>LED是尺寸为约100
µ
m至0.7mm的LED。对于micro
‑
LED，显示器可以是自发射的或包括小型化背光照明并排列有小于100
µ
m的单独的LED。
[0004]需要开发将磷光体材料应用到小型化微米尺寸LED元件上的新方法以充分发挥mini
‑
LED和micro
‑
LED技术的潜力。正在开发涂布膜和印刷膜，如磷光体材料的喷墨印刷、旋涂或狭缝式涂布，以制备包括小尺寸LED在内的LED。
[0005]已使用量子点制备了可喷墨印刷的油墨。量子点材料具有纳米粒度，有着强的吸收系数。量子点面临量子效率(QE)低且热稳定性差的问题，这显著限制了它们的实际应用。
[0006]与量子点材料相比，磷光体具有改进的性质。用于与小尺寸LED一起使用的磷光体必须具有相应地小的尺寸。印刷和涂布组合物需要稳定的分散，而磷光体材料与普通有机溶剂可产生沉降或相分离，这对于后续的涂布和印刷过程来说是不希望的。另外，具有小粒度的磷光体材料在与常用溶剂混合时倾向于团聚，使得其不适合于油墨组合物或制剂。

技术实现思路

[0007]在一个方面，提供了一种油墨组合物。该组合物包含粘结剂材料和至少一种均匀分散在整个组合物中的窄带发射磷光体。窄带发射磷光体具有约0.1μm至约15μm的D50粒度并选自含U
6+
的绿色发射磷光体、含Mn
2+
的绿色发射磷光体、基于由Mn
4+
活化的复合氟化物材料的红色发射磷光体及其混合物。
[0008]在另一个方面，提供了一种膜。该膜包含至少一种分散在粘结剂基质内的窄带发射磷光体。窄带发射磷光体具有约0.1μm至约15μm的D50粒度并选自含U
6+
的绿色发射磷光体、含Mn
2+
的绿色发射磷光体、基于由Mn
4+
活化的复合氟化物材料的红色发射磷光体及其混合物。
[0009]在另一个方面，提供了一种黑色矩阵和装置。
附图说明
[0010]当参考附图阅读以下详细描述时，将更好地理解本公开的这些和其他特征、方面以及优点，在所有附图中，相同的字符表示相同的部分，其中：图1A为根据本公开的一个实施方案的矩阵装置的示意性横截面图；图1B为根据本公开的一个实施方案的矩阵装置的俯视平面图；图2为根据本公开的一个实施方案的照明设备的示意性横截面图；图3为根据本公开的一个实施方案的照明设备的示意性横截面图；图4为根据本公开的一个实施方案的照明设备的示意性横截面图；图5为根据本公开的一个实施方案的背光设备的示意性透视图；图6A示意了根据本公开的一个实施方案的具有侧光式配置的液晶显示器(LCD)；图6B示意了根据本公开的一个实施方案的具有直下式配置的液晶显示器(LCD)；图7示意了根据本公开的一个实施方案的具有侧光式配置的液晶显示器(LCD)；除非另有说明，否则本文提供的附图意在示意本公开的实施方案的特征。这些特征据信适用于包括本公开的一个或多个实施方案的广泛的系统中。因此，附图并不意在包括本领域普通技术人员已知的实施本文公开的实施方案所需的所有常规特征。
具体实施方式
[0011]在以下说明书和权利要求书中，将提及许多术语，这些术语应被定义为具有以下含义。
[0012]单数形式“一个”、“一种”和“该”包括复数指代，上下文另有明确规定除外。如本文所用，术语“或”并不意味着是排他的，而是指存在所提及的组成部分中的至少之一并且包括其中可能存在所提及的组成部分的组合的情况，除非上下文另有明确规定。
[0013]如整个说明书和权利要求书中所用，近似语言可用于修饰任何定量表示，该定量表示可允许变化而不导致与其相关的基本功能的改变。因此，由一个或多个术语如“约”、“基本上”和“大约”修饰的值不限于所指定的精确值。在至少一些情况下，近似语言可能对应于用于测量该值的仪器的精度。在这里以及在整个说明书和权利要求书中，范围限制可以组合和/或互换，除非上下文或语言另有说明，否则确定出这样的范围并包括其中包含的所有子范围。
[0014]“任选的”或“任选地”意指随后描述的事件或情况可能会或可能不会发生，或者随后指出的材料可能存在或可能不存在，并且该描述包括其中所述事件或情况发生或其中所述材料存在的情形，以及其中所述事件或情况不发生或所述材料不存在的情形。
[0015]式中的方括号表示元素中的至少一种存在于磷光体组合物中，并且可以存在其两种或更多种的任何组合。例如，式[Ca,Sr,Ba]3MgSi2O8:Eu
2+
,Mn
2+
涵盖Ca、Sr或Ba中的至少一种或者Ca、Sr或Ba中的两种或更多种的任何组合。实例包括Ca3MgSi2O8:Eu
2+
.Mn
2+
；Sr3MgSi2O8:Eu
2+
.Mn
2+
；或Ba3MgSi2O8:Eu
2+
.Mn
2+
。冒号“:”后带有活化剂的式表示该磷光体组合物掺杂有活化剂。在冒号“:”后示出由“,”分隔的多于一种活化剂的式表示该磷光体组合物掺杂有任一活化剂或两种活化剂二者。例如，式[Ca,Sr,Ba]3MgSi2O8:Eu
2+
,Mn
2+
涵盖[Ca,
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种油墨组合物，所述油墨组合物包含粘结剂材料和至少一种均匀分散在整个所述组合物中的窄带发射磷光体，所述窄带发射磷光体具有约0.1μm至约15μm的D50粒度并选自含U
6+
的绿色发射磷光体、含Mn
2+
的绿色发射磷光体、基于由Mn
4+
活化的复合氟化物材料的红色发射磷光体及其混合物。2.根据权利要求1所述的油墨组合物，其中所述粘结剂材料选自：重氮萘醌、乙基纤维素、酚醛清漆树脂、聚(丙烯酸甲酯)、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、聚(偏二氟乙烯
‑
共
‑
六氟丙烯)、聚乙烯基吡咯烷酮、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、丙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、五丙烯酸酯、有机硅材料、硫醇
‑
烯聚合物及其混合物。3.根据权利要求1所述的油墨组合物，其中所述粘结剂材料包含可热固化的前体、光致抗蚀剂材料或可UV固化的前体中的至少之一。4.根据权利要求1所述的油墨组合物，其中所述至少一种窄带发射磷光体具有约0.1
µ
m至约10
µ
m的D50粒度。5.根据权利要求1所述的油墨组合物，其中所述至少一种窄带发射磷光体为含U
6+
的绿色发射磷光体和基于由Mn
4+
活化的复合氟化物材料的红色发射磷光体的组合。6.根据权利要求1所述的油墨组合物，其中所述组合物具有在25℃下至少15cP至50℃下小于20cP的范围内的粘度。7.根据权利要求1所述的油墨组合物，所述油墨组合物还包含溶剂。8.根据权利要求7所述的油墨组合物，其中所述溶剂选自：双(2
‑
乙基己基)磷酸酯、磷酸二丁酯、乙二醇苯基醚甲基丙烯酸酯、异丁酸、丙烯酸异冰片酯、异丙醇、丙二醇甲基醚乙酸酯、聚丙二醇二甲基丙烯酸酯、松油醇、三乙二醇二甲基丙烯酸酯、水、乙酸2
‑
(2
‑
丁氧基乙氧基)乙酯、2,2,3,3
‑
四氟
‑1‑
丙醇、环己酮、二乙二醇甲醚、甲苯及其混合物。9.根据权利要求1所述的油墨组合物，其中所述组合物还包含量子点材料或能够吸收蓝光的滤色颜料。10.根据权利要求1所述的油墨组合物，所述油墨组合物还包含一种或多种选自以下的添加剂：分散剂、流变改性剂、电解质、金属氧化物纳米颗粒、散射颗粒及其混合物。11.根据权利要求1所述的油墨组合物，其中所述粘结剂材料包含金属氧化物纳米颗粒。12.根据权利要求10所述的油墨组合物，其中所述流变改性剂包含胶凝剂。13.根据权利要求10所述的油墨组合物，其中所述散射颗粒具有大于1
µ
m的粒度并选自：Al2O3、氧化锆、氧化铟锡、氧化铈、氧化钽、二氧化钛、氧化锌及其组合。14.根据权利要求10所述的油墨组合物，其中所述金属氧化物纳米颗粒选自：氧化锆、氧化铟锡、氧化铈、氧化钽、二氧化钛、氧化锌及其组合。15. 根据权利要求1所述的油墨组合物，其中所述至少一种窄带发射磷光体包含选自γ
‑
Ba2UO2(PO4)2、[Ba, Zn,Mg](UO2)3(PO4)2、Ba6Al5P5O
26
:U
6+
、Ba(UO2)P2O7、Ba3(UO2)2P2O7(PO4)2及其组合的含U
6+
的绿色发射磷光体。16.根据权利要求1所述的油墨组合物，其中所述至少一种窄带发射磷光体包含式I的红色磷光体
其中A为Li、Na、K、Rb、Cs或其组合；M为Si、Ge、Sn、Ti、Zr、Al、Ga、In、Sc、Hf、Y、La、Nb、Ta、Bi、Gd或其组合；x为MF
y
离子的电荷绝对值；和y为5、6或7。17.根据权利要求1所述的油墨组合物，其中所述至少一种窄带发射磷光体包含K2SiF6:Mn
4+
或Na2SiF6:Mn
4+
。18.根据权利要求16所述的油墨组合物，其中所述粘结剂材料具有比所述红色磷光体高的折射率。19.根据权利要求16所述的油墨组合物，其中所述红色磷光体被至少部分地包覆有包含金属氟化物或二氧化硅的表面包覆层。20.根据权利要求19所述的油墨组合物，其中所述金属氟化物选自MgF2、CaF2、SrF2、BaF2、AgF、ZnF2、AlF3及其组合。21.一种膜，所述膜包含至少一种分散在粘结剂基质内的窄带发射磷光体，所述窄带发射磷光体具有约0.1μm至约15μm的D50粒度并选自含U
6+
的绿色发射磷光体、含Mn
2+
的绿色发射磷光体、基于由Mn
4+
活化的复合氟化物材料的红色发射磷光体及其混合物。22.根据权利要求21所述的膜，其中所述膜基本上没有均匀性缺陷。23.根据权利要求21所述的膜，其中所述窄带发射磷光体具有约0.1
µ
m至约10
µ
m的D50粒度。24.根据权利要求21所述的膜，其中所述粘结剂基质包含选自以下的粘结剂材料：重氮萘醌、乙基纤维素、酚醛清漆树脂、聚(丙烯酸甲酯)、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、聚(偏二氟...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：