CN103155179B

CN103155179B - 基于量子点的照明

Info

Publication number: CN103155179B
Application number: CN201180048922.4A
Authority: CN
Inventors: 斯里达尔·萨达斯凡; 约翰·R·林顿; 戴维·R·吉尔迪; 塞思·科埃-沙利文; 素集·沙阿; 罗伯特·J·尼克
Original assignee: QD Vision Inc
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2010-08-11
Filing date: 2011-08-10
Publication date: 2016-09-21
Anticipated expiration: 2031-08-10
Also published as: US20120113671A1; TW201213980A; EP2603935B1; KR20130099045A; US20180122613A1; EP2603935A2; WO2012021643A3; WO2012021643A2; CN103155179A; KR101828463B1; JP2013539598A; TWI563327B; EP2603935A4

Abstract

描述了涉及用于照明应用的量子点（QD）结构的系统和方法。特别地，为了所需的光学特性而合成量子点和包含量子点的油墨（包括不同波长的量子点的混合物），并将其与LED源集成，以产生三色白光源。可以以各种方式将LED源与量子点集成，包括，通过使用填充了包含量子点的油墨的小毛细管，或适当地放在光学系统内的包含量子点的膜。这些系统可以导致改进的显示，其特征在于，更大的颜色范围、更低的功率消耗、以及降低的成本。

Description

基于量子点的照明

优先权的要求

本申请要求于2010年8月11日提交的美国临时专利申请号61/372,811的优先权，将其内容全部结合于此以供参考。

技术领域

本公开内容的实施方式涉及使用量子点(包括，但不限于，半导体纳米晶体)产生光，以及它们在用于照明应用和光学显示系统的结构中的使用。

背景技术

液晶显示器(LCD)是当今市场上的主流平板显示器技术。传统的LCD系统在光源(例如，荧光灯，发光二极管(LED)等)前面包括光学部件的网络，该光源通常称作背光单元。传统的背光单元包括与光导耦合的光源，光通过导光件(光导)，最终到达显示板。在传统系统中使用的LED背光包括一组放在LED源的顶部上的光学膜，离光源稍远。其中，在LED源和相关的光学膜之间选择适当的距离可确保适当地优化进入显示板的光。

通常，通过颜色范围图来测量LCD的质量。颜色范围是指可能由显示器代表的颜色的总空间。通常，通过诸如国际照明协会(CIE)1931XY色图的图来表示颜色范围。在该图中，通过x轴上的色度和y轴上的亮度或光度来表示可用颜色的范围。通常，通过该图中心的舌状区域来表示二维CIE图上的所有可见色的范围。

增加显示装置的颜色范围可增加颜色质量，并还导致更高的感知的亮度。该效应称作亥姆霍兹-柯尔劳什(H-K)效应，将其定义为“改变在将其光度在明视觉范围内保持恒定的同时通过增加颜色刺激的纯度来产生的感知颜色的亮度”(参见CIE公开号17.4，International LightingVocabulary(国际照明词表)，Central Bureau of CIE(CIE中央局)，维也纳，1988，sec.845-02-34，p.50.)。这种效应取决于环境照明条件(即，在更低的环境照明条件下增强该效应，并在更高的环境照明条件下减小该效应)。

在LCD中已经利用了两种不同的LED光源：(1)红色、绿色和蓝色的组合(RGB)的LED以及(2)白色LED。与使用白色LED相比，使用RGB LED允许更大的颜色范围，但是在实现时也明显增加了复杂性。白色LED背光的减小的复杂性(以及由此降低的成本)已经导致这些结构成为商业LCD显示器所选择的实现方式。因此，一些传统的显示器仅具有70％的颜色范围(相对于1953年的NTSC标准)。另外，一些传统的LED源在增加能耗的光学叠加中需要许多滤色器。

因此，本发明的一个目的是增加显示系统的性能，例如，通过增加颜色范围和/或在仍保持易于实现的同时降低能耗，从而导致更低的成本。

发明内容

下面提供了简化的总结，以便提供本公开内容的一些方面的基本理解。该总结并不是本公开内容的全面概述。其并非旨在识别本公开内容的关键的或重要的元件，或描述本公开内容的范围。以下总结仅以简化的形式提供了本公开内容的一些概念，作为下面提供的更详细的描述的序言。

本公开内容的实施方式涉及一种光学材料，其包括产生光的量子点(包括，例如，半导体纳米晶体)。根据一个方面，通过发出蓝光波长的LED刺激的本发明的某些量子点的组合(例如，发出绿光波长的量子点和发出红光波长的量子点)，导致产生三色白光。根据某些方面，与液晶显示器(LCD)单元或其他光学显示器单元一起，使用由量子点产生的光，例如三色白光。本发明的一个实现方式是量子点、LED蓝光源和用作背光单元的光导的组合，其可将该背光单元进一步与例如LCD单元一起使用。

因此，本公开内容的实施方式涉及用来达到一定的所需辐射输出的量子点的混合物或组合或比例。当暴露于适当的刺激时，这种量子点可发出一定波长的红光和绿光。又一些实施方式涉及各种配方，包括在各种发光应用中使用的量子点。在这里，包括量子点的配方还可能称作“量子点配方”或“光学材料”。例如，量子点配方可采用可流动的流体的形式，通常称作量子点油墨。如果用作可流动的流体，那么这里提供用于将可流动的流体传递至适当的容器(管，导管，vessel)(例如毛细管，例如其与光导组合使用)中的方法。

在物理结构中还可包括量子点配方，或者，量子点配方另外形成物理结构。例如，量子点配方可以包括单体，可使其聚合成所需的物理结构，例如膜。因此，这里提供了用于制造量子点膜的方法。

本公开内容的实施方式还进一步涉及各种背光单元设计，包括包含量子点的装置与导光件(光导件，光导管，光导向器)的各种耦合，以将产生的光有效地传递至导光件并通过导光件。根据某些方面，提供了用于照亮并刺激量子点，以及与产生的辐射有效地耦合并将其引导至导光件且通过导光件的方法和装置。进一步提供用于背光单元的实施方式，该背光单元包括定位在LED内的量子点和定位于LED的部件。本发明的这种LED利用量子点来增加颜色范围并产生更高的感知的亮度。

本发明涉及一种背光单元装置，包括：能够发出蓝光的光源，被定位成能够照亮光学材料，所述光学材料包括主体材料、能够发出绿光的第一量子点和能够发出红光的第二量子点，其中，所述光学材料中的所述第一量子点与所述第二量子点的重量百分比的比率在从9:1到2:1的范围内，其中，所述光学材料具有至少70％的EQE，并且其中，所述光学材料包括在膜或者透明毛细管中，并且将所述膜或者所述透明毛细管进一步定位在透明导光件的表面附近，其中，可以由从所述第一量子点发出的绿光、从所述第二量子点发出的红光，和从所述光源发出的蓝光的一部分的组合来产生三色光。

其中，所述光反射材料与所述导光件的顶面的一部分接触，包围所述光学材料的一部分，并与所述导光件的底面的一部分接触，使得在远离所述导光件的边缘的方向上从所述光学材料发出的光朝向所述导光件的边缘反射。

其中，光反射材料与所述导光件的顶面的一部分接触，包围所述光源和所述光学材料的一部分，并与所述导光件的底面的一部分接触，使得在远离所述导光件的边缘的方向上从所述光学材料发出的光朝向所述导光件的边缘反射。

其中，所述光反射材料包括短带通滤波器，所述短带通滤波器允许来自所述光源的光通过，同时将来自所述第一量子点和所述第二量子点的光反射。

其中，所述短带通滤波器可以选择性地发射具有在从420nm到480nm的范围内的波长的蓝光，并且可以选择性地反射具有在从481nm到680nm的范围内的波长的光。

其中，在从420nm到480nm的范围内的所述短带通滤波器的透射率至少是90％。

其中，在从481nm到680nm的范围内的所述短带通滤波器的透射率不大于5％。

本发明提供了一种与能够发出蓝光以产生三色白光的光源一起使用的光学材料，所述光学材料包括主体材料、能够发出绿光的第一量子点和能够发出红光的第二量子点，其中，所述光学材料中的所述第一量子点与所述第二量子点的重量百分比的比率在从9:1到2:1的范围内，其中，所述第一量子点和所述第二量子点均匀地分布在所述主体材料中，并且其中，所述光学材料具有至少70％的EQE。

本发明提供了一种包括毛细管的光学装置，所述毛细管包括上述的光学材料，其中，所述毛细管由光反射材料部分地包围。

在本申请最后阐述的每条权利要求的全部内容结合于该发明内容部分中以供参考。

这里描述的以上和其他方面以及实施方式全部构成本发明的实施方式。

本发明所涉及的领域中的普通技术人员应理解，可将这里关于本发明的任何特殊方面和/或实施方式描述的任何特征与这里描述的本发明的任何其他方面和/或实施方式的一个或多个任何其他特征组合，进行适当的修改以确保该组合的兼容性。将这样的组合认为是本公开内容所预期的本发明的一部分。

将理解，以上一般描述和以下详细描述仅是示例性性的和说明性的，并且不如所要求的一样限制本发明。通过考虑这里公开的本发明的说明书和实践，对于本领域的技术人员来说，其他实施方式将是显而易见的。

附图说明

结合附图，从说明性实施方式的以下详细描述中，将更充分地理解本公开内容的以上和其他特征及优点，其中：

图1A示出了根据本公开内容的各种方面的用包含量子点的油墨填充毛细管的方法的一个实例。

图1B示出了根据本公开内容的各种方面的用包含量子点的油墨填充毛细管的方法的一个实例。

图2示出了包含量子点的背光单元(BLU)和白色LED BLU的一个实施方式的光谱。

图3示出了根据本公开内容的各种方面的毛细管的一个实例。

图4示出了根据本公开内容的各种方面的毛细管的一个实例。

图5示出了根据本公开内容的各种方面的毛细管的一个实例。

图6示出了根据本公开内容的各种方面的，通过将LED源与包括量子点的膜组合来产生的包含量子点的背光的一个实例。

图7a示出了根据本公开内容的各种方面的，将包含量子点的薄毛细管光学装置插入LED和导光件之间。

图7b示出了根据本公开内容的各种方面的，将包括量子点的膜插入光学膜叠层中。

图8示出了根据本公开内容的各种方面的，在毛细管周围使用反射材料或膜，以允许来自LED的光进入毛细管并将光从毛细管引导至导光件中。

图9示出了根据本公开内容的各种方面的，使用放置在毛细管的三侧上的短带通滤波器，以使LED光通过，但是将量子点产生的反光至导光件中。

图10示出了根据本公开内容的各种方面的，包含量子点的BLU叠层(包括由发蓝光的LED激励的红色和绿色量子点)的亮度曲线与传统的白色BLU叠层的亮度曲线匹配。

图11示出了根据本公开内容的各种方面的，当包括红色量子点和绿色量子点的量子点光学装置暴露于高能蓝色LED光(～25mW/cm²)和高达80℃的温度时，包含量子点的光学BLU随着时间的量子效率的变化。

图12示出了来自这里描述的背光单元的实例的三色白光的光谱曲线，该背光单元包括发红光的量子点，在不同的峰值中心波长(630nm，620nm和615nm)下发射。

图13示出了根据本公开内容的各种方面的具有边缘光学装置的光学膜叠层。

具体实施方式

本公开内容的实施方式涉及与刺激光一起使用量子点来产生三色白光。在各种照明应用中使用该三色白光，例如，用于液晶显示器的背光单元。

量子点是纳米尺寸的颗粒，其可具有由于量子限制而产生的光学特性。当受到刺激辐射时，量子点可发光。

可选择量子点的特殊组成、结构和/或尺寸，以获得在用特殊激励源刺激时将从量子点发出的所需波长的光。本质上，可能将量子点调节为，通过改变其尺寸而在可见光谱上发出光。参见C.B.Murray，C.R.Kagan和M.G.Bawendi，Annual Review of Material Sci.，2000，30:545-610，将其整体结合于此以供参考。

量子点可以具有范围从约1到约1000纳米(nm)的平均颗粒大小，优选地，范围从约1到约100nm。在某些实施方式中，量子点具有范围从约1到约20nm(例如，约5，6，7，8，9，10，11，12，13，14，15，16，17，18，19或20nm)的平均颗粒大小。在某些实施方式中，量子点具有范围从约1到约10nm的平均颗粒大小。量子点可具有小于约150埃()的平均直径。在某些实施方式中，具有范围从约12到约的平均直径的量子点是特别希望的。然而，根据量子点的组成、结构和所需的发射波长，平均直径可能在这些范围之外。

优选地，量子点包括半导体纳米晶体。在某些实施方式中，半导体纳米晶体具有范围从约1到约20nm的平均颗粒大小，优选地，从约1到约10nm。然而，根据量子点的组成、结构和所需的发射波长，平均直径可能在这些范围之外。

量子点可以包括一种或多种半导体材料。

可包括在量子点(包括，例如，半导体纳米晶体)中的半导体材料的实例包括，但不限于，IV族元素，II-VI族化合物，II-V族化合物，III-VI族化合物，III-V族化合物，IV-VI族化合物，I-III-VI族化合物，II-IV-VI族化合物，II-IV-V族化合物，包括任何以上物质的合金，和/或包括任何以上物质的混合物，包括三元和四元混合物或合金。一组非限制性实例包括ZnO，ZnS，ZnSe，ZnTe，CdO，CdS，CdSe，CdTe，MgS，MgSe，GaAs，GaN，GaP，GaSe，GaSb，HgO，HgS，HgSe，HgTe，InAs，InN，InP，InSb，AlAs，AlN，AlP，AlSb，TlN，TlP，TlAs，TlSb，PbO，PbS，PbSe，PbTe，Ge，Si，包括任何以上物质的合金，和/或包括任何以上物质的混合物，包括三元和四元混合物或合金。

在某些实施方式中，量子点可包括核(芯部)和壳(外壳)，核包括一种或多种半导体材料，壳包括一种或多种半导体材料，其中，将壳设置在核的外表面的至少一部分上，优选地设置在所有外表面上。包括核和壳的量子点还称作“核/壳”结构。

例如，量子点可以包括具有分子式MX的核，其中，M是镉，锌，镁，汞，铝，镓，铟，铊，或它们的混合物，X是氧，硫，硒，碲，氮，磷，砷，锑，或它们的混合物。适于用作量子点核的材料的实例包括，但不限于ZnO，ZnS，ZnSe，ZnTe，CdO，CdS，CdSe，CdTe，MgS，MgSe，GaAs，GaN，GaP，GaSe，GaSb，HgO，HgS，HgSe，HgTe，InAs，InN，InP，InSb，AlAs，AlN，AlP，AlSb，TlN，TlP，TlAs，TlSb，PbO，PbS，PbSe，PbTe，Ge，Si，包括任何以上的合金，和/或包括任何以上的混合物，包括三元和四元混合物或合金。

壳可以是具有与核的组成相同或不同的组成的半导体材料。壳可以包括保护层(外涂层，overcoat)，其在核的表面上包括一种或多种半导体材料。可包括在壳中的半导体材料的实例包括，但不限于，IV族元素，II-VI族化合物，II-V族化合物，III-VI族化合物，III-V族化合物，IV-VI族化合物，I-III-VI族化合物，II-IV-VI族化合物，II-IV-V族化合物，包括任何以上物质的合金，和/或包括任何以上物质的混合物，包括三元和四元混合物或合金。实例包括，但不限于，ZnO，ZnS，ZnSe，ZnTe，CdO，CdS，CdSe，CdTe，MgS，MgSe，GaAs，GaN，GaP，GaSe，GaSb，HgO，HgS，HgSe，HgTe，InAs，InN，InP，InSb，AlAs，AlN，AlP，AlSb，TlN，TlP，TlAs，TlSb，PbO，PbS，PbSe，PbTe，Ge，Si，包括任何以上物质的合金，和/或包括任何以上物质的混合物。例如，可以在CdSe或CdTe半导体纳米晶体上生长ZnS，ZnSe或CdS保护层。

在核/壳量子点中，壳或保护层可以包括一个层或多个层。保护层可以包括至少一种与核的组成相同或不同的半导体材料。优选地，保护层具有从约1到约10个单层的厚度。保护层还可以具有大于10个单层的厚度。在某些实施方式中，在核上可以包括多于一个的保护层。

在某些实施方式中，周围的“壳”材料的带隙可以大于核材料的带隙。在某些其他实施方式中，周围的壳材料的带隙可以小于核材料的带隙。

在某些实施方式中，可这样选择壳，使得具有接近于“核”基底(衬底，基板)的原子间隔的原子间隔。在某些其他实施方式中，壳和核材料可以具有相同的晶体结构。

量子点(例如，半导体纳米晶体)(核)壳材料的实例包括，但不限于：红色(例如，(CdSe)CdZnS(核)壳)，绿色(例如，(CdZnSe)CdZnS(核)壳，等等)，和蓝色(例如，(CdS)CdZnS(核)壳)。

量子点可以具有各种形状，包括，但不限于，球形，杆形，盘形，其他形状，以及各种形状颗粒的混合物。

制造量子点(包括，例如，但不限于，半导体纳米晶体)的方法的一个实例是胶状生长处理。通过将M供体和X供体喷射到热的配位溶剂中，而出现胶状生长。用于制备单分散量子点的优选方法的一个实例包括喷入热的配位溶剂中的有机金属试剂(例如，二甲基镉)的热解。这允许不连续成核，并导致可控地生长大量量子点。该喷射产生可以以可控的方式生长以形成量子点的晶核。可逐渐加热反应混合物，以使量子点生长并变硬。样本中的量子点的平均粒度和粒度分布取决于生长温度。用于保持稳定生长的生长温度随着增加平均晶体粒度而增加。所得的量子点是一群量子点的成员。作为不连续成核和可控生长的结果，可获得的这群量子点具有直径的狭窄的、单分散的分布。直径的单分散分布也可称作粒度。优选地，单分散的这群颗粒包括一群这样的颗粒，其中，这群中的至少约60％的颗粒落在特定的粒度范围内。优选地，一群单分散颗粒在直径上偏离小于15％rms(均方根)，并且更优选地，小于10％rms，且最优选地，小于5％。

例如，在美国专利6,322,901中描述了涂保护层处理的一个实例。通过在涂保护层的过程中调节反应混合物的温度并监测核的吸收光谱，可获得保护层材料，其具有高的发射量子效率和窄的粒度分布。

量子点(包括，例如，半导体纳米晶体)的窄的粒度分布允许可能在窄的光谱宽度中发光。在Murray等人的文章(J.AM.Chem.Soc.，115:8706(1993))中已经详细地描述了单分散半导体纳米晶体；该文章是ChristopherMurray的论文，题目是“Synthesis and Characterization of II-VI QuantumDots and Their Assembly into 3-D Quantum Dot Superlattices”，麻省理工学院，1995年9月。将以上文章的全部内容结合于此以供参考。

成核之后的量子点在配位溶剂中的可控生长和变硬的过程还可导致均匀的表面衍生作用和规则的核结构。当粒度分布增强时，可升高温度，以保持稳定生长。通过添加更多的M供体或X供体，可缩短生长周期。M供体可以是无机化合物，有机金属化合物，或元素金属。例如，M供体可以包括镉，锌，镁，汞，铝，镓，铟或铊，并且X供体可以包括能够与M供体反应以形成具有通式MX的材料的化合物。X供体可以包括硫属化物(硫属元素化物)供体或磷属化物供体，例如磷化氢硫属化物，双(甲硅烷基)硫属化物，双氧，铵盐，或三(甲硅烷基)磷属化物。适当的X供体包括，例如，但不限于，双氧，双(3甲基甲硅烷基)硒化物((TMS)₂Se)，三烷基膦硒化物，例如，(三正辛基膦)硒化物(TOPSe)或(三正丁基膦)硒化物(TBPSe)，三烷基碲化膦，例如，(三正辛基膦)碲化物(TOPTe)或六正丙基磷三胺碲化物(HPPTTe)，双(三甲基甲硅烷基)碲化物((TMS)₂Te)，双(三甲基甲硅烷基)硫化物((TMS)₂S)，三烷基硫化膦，例如，三正辛基硫化膦(TOPS)，铵盐，例如，卤化铵(例如，NH₄Cl)，三(三甲基甲硅烷基)磷化物((TMS)₃P)，三(三甲基甲硅烷基)砷化物((TMS)₃As)，或三(三甲基甲硅烷基)锑化物((TMS)₃Sb)。在某些实施方式中，M供体和X供体可以是相同分子内的部分。

配位溶剂可帮助控制量子点的生长。配位溶剂是一种具有供体非共有电子对的化合物，例如，可用来与生长的量子点(包括，例如，半导体纳米晶体)的表面配位的非共有电子对。溶剂配位可使生长的量子点稳定。配位溶剂的实例包括烷基膦，烷基膦氧化物，烷基膦酸，或烷基次膦酸，然而，其他配位溶剂(例如嘧啶，呋喃和胺)也可以适合于量子点(例如半导体纳米晶体)生产。适当的配位溶剂的另外的实例包括，嘧啶，三正辛基膦(TOP)，三正辛基氧化膦(TOPO)和三羟基丙基膦(tHPP)，三丁基膦，三(十二烷基)膦，亚磷酸二丁酯，亚磷酸三丁酯，亚磷酸十八烷基酯，亚磷酸三月桂酯，亚磷酸三(十二烷基)酯，亚磷酸三异癸酯，双(2-乙基已基)磷酸酯，三(十三烷基)磷酸酯，十六胺，油胺，十八胺，双(2-乙基已基)胺，辛胺，二辛胺，三辛胺，十二胺/月桂胺，双十二胺，三十二胺，十六胺，双十八胺，三十八胺，苯基膦酸，己基磷酸，四癸基磷酸，辛基磷酸，正十八烷基磷酸，丙烯二磷酸，苯基膦酸，氨己基膦酸，二辛醚，二苯醚，十四酸甲酯，辛酸辛酯和辛酸己酯。在某些实施方式中，可使用工业级TOPO。

在某些实施方式中，可替换地，可通过使用一种或多种非配位溶剂来制备量子点。

可通过监测颗粒的吸收或发射线宽来估计在反应的生长阶段的过程中的粒度分布。响应于颗粒的吸收光谱的变化而改变反应温度，可允许在生长过程中维持尖锐的颗粒粒度分布。可在晶体生长的过程中向成核溶液中加入反应物，以生长更大的晶体。例如，对于CdSe和CdTe，通过在特定的半导体纳米晶体平均直径停止生长并选择半导体材料的适当组成，可在300nm至5μm，或400nm至800nm的波长范围上连续地调节半导体纳米晶体的发射光谱。

可通过对量子点使用不良溶剂(例如，甲醇/丁醇)的尺寸选择沉积来进一步改进量子点(包括，例如，半导体纳米晶体)的粒度分布。例如，可使量子点分散在己烷中的10％丁醇的溶液中。可对该搅拌溶液逐滴地添加甲醇，直到持续存在乳白色为止。通过离心使上清液和絮凝物分离，可产生在样本中富含最大微晶的沉淀物。可重复该程序，直到看到最佳吸收光谱不再进一步锐化为止。可在各种溶剂/非溶剂对中执行尺寸选择沉积，包括嘧啶/己烷和氯仿/甲醇。尺寸选择的量子点(例如，半导体纳米晶体)群优选地与平均直径具有不大于15％rms的偏离，更优选地，10％rms或更小的偏离，最优选地，5％rms或更小的偏离。

半导体纳米晶体和其他类型的量子点优选地具有附着在其上的配体(配基)。

配体可从在生长过程中可能包含在反应混合物中的配位溶剂中得到。

可向反应混合物中加入配体。

配体可从包含在用于合成量子点的反应混合物中的反应物或前体中得到。

在某些实施方式中，量子点可以包括多于一种类型的附着至外表面的配体。

可通过重复暴露于过量的竞争配体基团(包括，例如，但不限于，配位基团)以形成重叠层，来改变包括从生长过程或以其他方式获得的配体的量子点表面。例如，可用配位有机化合物(例如嘧啶)来处理封端的量子点的分散，以产生在嘧啶、甲醇和芳香烃中快速分散但是不再在脂肪族溶剂中分散的微晶。可用任何能够与纳米颗粒的外表面配位或粘结的化合物来执行这种表面交换过程，包括，例如，但不限于，磷化氢、硫醇、胺和磷酸盐。

例如，可将量子点暴露于短链聚合物，其对该表面表现出亲和力，并在对悬浮液或分散介质具有亲和力的部分中终止。这种亲和力改进了悬浮液的稳定性并阻止量子点的絮凝。另外的配体的实例包括烷基膦、烷基氧化膦、烷基膦酸，或烷基次膦酸、嘧啶、呋喃和胺。更具体的实例包括，但不限于，嘧啶、三正辛基膦(TOP)，三正辛基氧化膦(TOPO)和三羟基丙基膦(tHPP)。可使用工业级TOPO。

可在商业上购买或通过普通的合成有机技术制备适当的配位配体，例如，如在J.March，Advanced Organic Chemistry中描述的，将其全部内容结合于此以供参考。

来自能够发光的量子点的发射可以是窄高斯发射带，可通过改变量子点的尺寸、量子点的组成，或改变二者，在整个波长范围的紫外光、可见光或红外光区域中调节该窄高斯发射带。例如，可在可见光区域中调节包括CdSe的半导体纳米晶体；可在红外区域中调节包括InAs的半导体纳米晶体。一群能够发光的量子点的窄粒度分布会导致在窄光谱范围内发光。这群量子点可以是单分散的，优选地在这种量子点的直径上表现出小于15％rms(均方根)的偏离，更优选地，小于10％，最优选地，小于5％。对于在可见光中发射的这种量子点，可观察到不大于约75nm的窄范围内的光谱发射，优选地，不大于约60nm，更优选地，不大于约40nm，最优选地，不大于约30nm的半峰全宽(FWHM)。发出红外光的量子点可具有不大于150nm的FWHM，或不大于100nm。以发射的能量表达，该发射可具有不大于0.05eV，或不大于0.03eV的FWHM。发射的宽度随着发光量子点直径的分散性的减小而减小。

量子点可以具有例如大于10％，20％，30％，40％，50％，60％，70％，80％或90％的发射量子效率。

量子点的窄FWHM会导致饱和色发射。一种材料体系的整个可见光谱上的可宽泛调节的饱和色发射与任何种类的有机发色团不匹配(例如，参见Dabbousi等人，J.Phys.Chem.101，9463(1997)，将其全部内容结合于此以供参考)。一群单分散的量子点将发出横跨窄范围的波长的光。

根据本公开内容的有用的量子点包括那些发出红光的波长特征的量子点。在某些优选的实施方式中，能够发出红光的量子点发出具有从约615nm到约630nm的范围内的峰值中心波长的光，以及具有任何之间的波长的峰值中心波长的光，与615nm和630nm重合或不重合。例如，量子点能够是具有约630nm，约625nm，约620nm，约615nm的峰值中心波长的红光，或发出具有该峰值中心波长的红光。

根据本发明的有用的量子点还包括那些发出绿光的波长特征的量子点。在某些优选的实施方式中，能够发出绿光的量子点发出具有从约520nm到约540nm的范围内的峰值中心波长的光，以及具有任何之间的波长的峰值中心波长的光，与520nm和540nm重合或不重合。例如，量子点能够是具有约520nm，约525nm，约535nm，约540nm的峰值中心波长的绿光，或发出具有该峰值中心波长的绿光。

根据本发明的其他方面，量子点表现出约25nm到约60nm的半峰全宽(FWHM)之间的范围内的窄发射曲线。本公开内容的量子点的窄发射曲线允许调节量子点和量子点的混合物，以发出饱和色，从而增加颜色范围和功率效率，超过传统的LED照明显示器的颜色范围和功率效率。根据一个方面，将被设计为发出例如约523nm的主要波长并具有带有例如约37nm的FWHM的发射曲线的绿色量子点，与被设计为发出例如约617nm的主要波长并具有带有例如约32nm的FWHM的发射曲线的红色量子点组合，混合，或另外组合地使用。可通过蓝光来刺激这种组合，以产生三色白光。

根据所需的功用，可将根据本发明的量子点包括在各种配方中。根据一个方面，将量子点包括在可流动的配方中，或者，包括在例如将包含在透明容器中的液体中，该透明容器将暴露于光。这种配方可包括各种量的一种或多种类型的量子点以及一种或多种主体材料。这种配方可进一步包括一种或多种散射体。在配方中还可包括其他可选的添加剂或成分。在某些实施方式中，配方可进一步包括一种或多种光引发剂。本领域的技术人员从本公开内容中将容易认识到，根据量子点的特殊目标应用，可包括另外的成分。

本公开内容的范围内的光学材料或配方可能包括主体材料，其可以以从约50重量百分比到约99.5重量百分比的量，以及任何之间的重量百分比存在，与50和99.5重合或不重合。在某些实施方式中，主体材料可以以从约80到约99.5重量百分比的量存在。特别有用的主体材料的实例包括，但不限于，聚合物、单体、树脂、粘合剂、玻璃、金属氧化物，以及其他非聚合材料。优选的主体材料包括聚合和非聚合材料，其对预先选择的波长的光是至少部分透明的，优选地是完全透明的。在某些实施方式中，该预先选择的波长可以包括电磁光谱的可见光(例如，400-700nm)区域中的光的波长。优选的主体材料包括交联聚合物和溶剂流延聚合物。其他优选的主体材料的实例包括，但不限于，玻璃或透明树脂。特别地，从加工性的观点来看，适当地使用例如非固化树脂、热固性树脂，或光固性树脂的树脂。这种树脂(低聚物或聚合物的形式)的具体实例包括，但不限于，三聚氰胺树脂、酚醛树脂、烷基树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、马来酸酯树脂、聚酰胺树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、羟乙基纤维素、羧甲基纤维素、包含形成这些树脂的单体的共聚物，等等。相关领域中的普通技术人员可识别其他适当的主体材料。

主体材料还可包括硅酮材料。相关领域中的普通技术人员可识别包括硅酮材料的适当的主体材料。

在本公开内容所预期的本发明的某些实施方式和方面中，主体材料包括光固性树脂。在某些实施方式中，例如，在使成分形成图案的实施方式中，光固性树脂可以是优选的主体材料。作为光固性树脂，可以使用光可聚合的树脂(例如，包含活性乙烯基的基于丙烯酸或甲基丙烯酸的树脂)，通常包含光敏剂的可光交联的树脂(例如，聚肉桂酸乙烯酯，二苯甲酮)，等等。当不使用光敏剂时，可以使用热固性树脂。这些树脂可以单独使用，或者，两种或多种地组合使用。

在本公开内容所预期的本发明的某些实施方式和方面中，主体材料可包括溶剂流延树脂。以下聚合物可溶解在在本领域中的技术人员已知的溶剂中，例如，聚氨酯树脂、聚碳酸酯、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、羟乙基纤维素、羧甲基纤维素、包含形成这些树脂的单体的共聚物等。在溶剂蒸发时，树脂形成用于半导体纳米颗粒的固体主体材料。

在某些实施方式中，在商业上可从Radcure和Sartomer获得的丙烯酸盐单体和/或丙烯酸盐低聚物是优选的。

量子点可以是封装的。在2009年3月4日提交的Linton的题为“Particles Including Nanoparticles,Uses Thereof,And Methods(包括纳米颗粒的颗粒，其使用及方法)”的国际申请号PCT/US2009/01372，和2009年9月9日提交的Nick等人的题为“Particles Including Nanoparticles,UsesThereof,And Methods(包括纳米颗粒的颗粒，其使用及方法)”的美国专利申请号61/240932中，描述了封装材料的非限制性实例、相关方法，以及其他可能有用的信息，将每篇以上专利的全部内容结合于此以供参考。

优选地，包括在本公开内容的范围内的光学材料中的量子点的总量在从约0.1重量百分比到约10重量百分比的范围内，以及任何之间的重量百分比，与0.1和10重合或不重合。根据所包括的量子点的应用和形式(例如，膜，光学装置(例如毛细管)，封装膜，等等)，包括在光学材料中的量子点的量可在这种范围内变化，可基于特殊的最终用途来选择该应用和形式。例如，当在具有更长的通路长度(例如，在用于大屏幕电视应用的BLU中)的更厚的毛细管中使用光学材料时，量子点的浓度(密度)可更接近于0.5％。当在具有更短的通路长度(例如，在用于移动或手持应用的BLU中)的更薄的毛细管中使用光学材料时，量子点的浓度可更接近于5％。

通过所使用的量子点的发射峰值来决定在光学材料中使用的量子点的比例。例如，当在光学材料中使用能够发出具有从约520nm到约540nm的范围内的峰值中心波长(以及任何之间的波长，与520nm和540nm重合或不重合)的绿光的量子点、能够发出具有从约615nm到约630nm的范围内的峰值中心波长(以及之间的任何波长，与615nm和630nm重合或不重合)的红光的量子点时，发绿光的量子点的重量百分比与发红光的量子点的重量百分比的比例可以在从约9:1到约2:1的范围内，以及之间的任何比例，与9:1和2:1重合或不重合。

可以可替换地将光学材料中的发绿光的量子点的重量百分比与发红光的量子点的重量百分比的比例表示为摩尔比。例如，以上绿色与红色量子点范围的重量百分比比例可相当于从约24.75:1到约5.5:1的范围内的绿色与红色量子点摩尔比，以及其之间的任何比例，与24.75:1和约5.5:1重合或不重合。

由包含这里描述的BLU的QD发出的白色三色光中的蓝光、绿光和红光输出强度的比例可在该范围内变化，该BLU包括发蓝光的固态无机半导体发光装置(具有带有从约450nm到约460nm的范围内的峰值中心波长(以及其之间的任何波长，与450nm和460nm重合或不重合)的蓝光)，以及包括在以上范围的重量百分比比例内的发绿光量子点和发红光量子点的混合物的光学材料。例如，其蓝光与绿光输出强度的比率可以在从约0.75到约4的范围内，并且其绿光与红光输出强度的比例可以在从约0.75到约2.0的范围内。在某些实施方式中，例如，蓝光与绿光输出强度的比率可以在从约1.4到约2.5的范围内，并且绿光与红光输出强度的比率可以在从约0.9到约1.3的范围内。

本公开内容的范围内的散射体可以以，例如，约0.01重量百分比和约1重量百分比之间的量存在。这种范围之外的散射体的量也可能是有用的。可包括在这里描述的本发明的实施方式和方面中的光散射体(在这里也称作散射体或光散射颗粒)的实例包括，但不限于，金属或金属氧化物颗粒、气泡，以及玻璃和聚合珠(实心的或空心的)。本领域中的普通技术人员容易识别其他光散射体。在某些实施方式中，散射体具有球形形状。散射颗粒的优选实例包括，但不限于，TiO₂、SiO₂、BaTiO₃、BaSO₄和ZnO。可使用与主体材料不起反应并可增加主体材料中的激励光的吸收通路长度的其他材料的颗粒。在某些实施方式中，光散射体可能具有高折射率(例如，TiO₂、BaSO₄等)或低折射率(气泡)。

本领域的普通技术人员容易确定散射体的尺寸和粒度分布的选择。该尺寸和粒度分布可以基于散射颗粒与光散射体将分散在其中的主体材料的折射率的不匹配，并基于根据瑞利散射理论散射的预先选择的波长。可以进一步处理散射颗粒的表面，以改进主体材料的分散性和稳定性。在一个实施方式中，散射颗粒包括0.2μm颗粒大小的TiO₂(来自杜邦公司的R902+)，浓度(密度)在从约0.01wt％到约1wt％的范围内。

在在具有边缘以限制由于总内反射而产生的损失的透明容器中包含油墨的应用中，配方中的散射体的量是有用的。可以相对于在该配方中使用的量子点的量，来改变散射体的量。例如，当增加散射体的量时，可以减小量子点的量。

在某些实施方式中，可由包括量子点的油墨和液体载体(liquidvehicle)形成包括量子点和主体材料的配方，其中，液体载体包括包含一种或多种能够交联的官能团的成分。官能单元可以是交联的，例如，通过紫外线处理、热处理，或另一种本领域的普通技术人员容易发现的交联技术。在某些实施方式中，包含一种或多种能够交联的官能团的成分可以是液体载体本身。在某些实施方式中，其可以是助溶剂。在某些实施方式中，其可以是具有液体载体的混合物的成分。

一种优选的制造油墨的方法的一个具体实例如下。通过在氮气/真空下首先气提溶剂直到获得包含具有所需密度(稠度，consistence)的残渣的量子点为止，将很好地分散在有机溶剂中的包括具有所需发射特性的量子点的溶液浓缩成蜡的密度。然后，在氮气条件下加入所需的树脂单体，直到达到所需的单体与量子点的比率为止。然后，在无氧条件下使该混合物涡流地混合，直到很好地分散量子点为止。然后，向量子点分散体中加入树脂的最终成分，然后用声波将其混合，以确保良好的分散。

然后，可通过经由多种方法在待涂覆的表面上涂覆油墨，来制备包括从这种最终油墨制备的光学材料的膜，然后，在密集照明下进行几秒的紫外线固化，以完成固化。用于制备膜的方法的实例包括，但不限于，多种众所周知的膜流延、旋转流延和涂覆技术。几种可使用的涂覆技术的实例包括，但不限于，丝网印刷、凹版印刷、开槽、垂落和涂边。

在下表1中说明了可用来制造膜的材料的成分和特征的一个实例，该膜包括这里教导的光学材料(包括与一种或多种主体材料和其他成分混合的相关量的量子点)：

表1

在下表2中示出了具有118cP的粘度的特定量子点油墨配方的一个实例。该配方可以用来填充透明容器，例如毛细管。

表2

下面，表3示出了具有约2cP的低得多的粘度的一种替代配方，当填充诸如毛细管的容器时，其提供更好的流动性。

表3

下面表4示出了一种替代配方：

表4

如这里在别处讨论的，在光学材料中可进一步包括其他成分，例如玻璃珠，触变胶(触变剂)等，以控制粘度和收缩。

具有从约15到约25微米范围内的平均直径的玻璃珠可以是优选的。配方中的玻璃珠的量可从约10％变化至约40％。典型地，使用30％。然而，基于特殊应用，可使用这些优选范围之外的其他尺寸的玻璃珠和量。

触变胶的实例包括，但不限于，气相法金属氧化物(煅制金属氧化物)(例如，可进行表面处理或未处理的气相法氧化硅(例如，可从Cabot公司获得的Cab-O-Sil^TM气相法氧化硅产品)，气相法金属氧化物凝胶(例如，硅胶))。光学材料可包括从约2到约10重量百分比的范围内的一定量的触变胶。也可能将该范围之外的其他的量确定为是有用的或期望的。

可使用量子点油墨来填充或以其他方式利用本领域的技术人员已知的任何传统方法占据容器。根据本公开内容的一个具体方面，可使用压力差将一定量的量子点油墨从一个容器传递至另一个容器。例如，参考图1A，可在小瓶或用隔膜盖着的井状容器中包含一定量的量子点油墨。然后，将更大规格的针通过隔膜引入并伸入小瓶中。然后，将毛细管通过针引入小瓶中并在小瓶的底部引入量子油墨。然后，去除针，并且，隔膜在毛细管周围封闭。然后，将附接至注射器的加压针通过隔膜引入。然后，用增加小瓶中的压力的注射器将空气引入小瓶中，这又迫使量子点油墨进入毛细管。然后，从量子点供应装置和小瓶去除充满的毛细管，并在每端密封。去除之后，使包含在密封的毛细管中的油墨固化。可替换地，可在密封之前使油墨固化。

在某些实施方式中，例如，从小瓶中去除按照上述方法用量子油墨填充的毛细管，并在氮气气氛中进行紫外线固化。

在某些实施方式中，例如，可用装配有汞UVB灯泡的Dymax 500EC紫外线固化注满系统，使油墨固化。在这种情况中，灯强度(在离灯罩约7”的距离处测量是33mW/cm²)可以是特别有效的，其中使毛细管固化10至15s，同时，每侧与灯罩保持7”的距离。在固化之后，可密封毛细管的边缘。

在某些实施方式中，密封可以包括，使用光学粘合剂密封毛细管的一端或两端，或者，一个或两个边缘。例如，可将一滴光学粘合剂放在毛细管的每个边缘上并使其固化。光学粘合剂的一个实例包括，但不限于，可从Norland Optics获得的NOA-68T。例如，可将一滴这种粘合剂放在毛细管的每个边缘上，并使其固化(例如，如用Rolence公司的Q-Lux型号的紫外灯固化20s)。

在某些实施方式中，密封可包括，使用玻璃来密封毛细管的一端或两端，或者，一个或两个边缘。这可通过以下方式来短暂地实现，使充满固化的量子点油墨的毛细管与氧气/焊割气体火焰短暂地接触，直到玻璃流过然后密封端部为止。可能使用氢氧焰，以及任何其他混合气体火焰。还可能通过激光来供应热量，消除了对明火的需求。在某些实施方式中，可密封充满未固化的量子点油墨的毛细管的两端，允许油墨然后在密封的毛细管中光固化。

在某些实施方式中，气密地密封毛细管，即，不透气体和湿气。

在某些实施方式中，毛细管是假气密密封的，即，可部分地透过气体和湿气。

可使用其他适当的技术来密封毛细管的端部或边缘。

在另一实施方式中，可通过施加真空来填充毛细管，以将油墨吸入毛细管中。在图1B中示出了一个用于通过施加真空来填充毛细管的装置的实例。将毛细管在一端密封(例如，但不限于，用燃料/氧气火焰)，并将开口端向下放在不透气的容器中。可同时将许多毛细管装入相同的容器中。向该容器添加足够的量子点油墨，以使毛细管的开口端浸没，并密封容器。施加真空，并将系统的压力减小至任何地方，例如，在1和1000毫托之间。然后，用氮气对容器重新加压，导致毛细管填充。还可能用空气对容器重新加压。通过该方法，以气体的稍微过压(0-60psi)的快速填充毛细管。然后，从井状容器(阱)中移出毛细管，并在进一步使用之前擦去多余的油墨。

在这里教导的本发明的某些方面和实施方式中，将包括包含油墨的固化量子点的光学装置暴露于光通量一段时间，该时间足以增加光学材料的光致发光效率。

在某些实施方式中，将光学材料暴露于光和热一段时间，该时间足以增加光学材料的光致发光效率。

在优选的某些实施方式中，继续暴露于光或暴露于光和热一段时间，直到光致发光效率达到基本上恒定的值为止。

在一个实施方式中，例如，在用包含油墨的量子点填充光学装置，使其固化和密封(不管所进行的固化和密封步骤的顺序如何)之后，将光学装置暴露于具有从约365nm到约470nm范围内的波长的25-35mW/cm²的光通量，同时，暴露于从约25到约80℃范围内的温度一段时间，该时间足以增加油墨的光致发光效率。在一个实施方式中，例如，光具有约450nm的波长，光通量是30mW/cm²，温度是80℃，并且暴露时间是3小时。

在图3中示出了具有其相关尺寸的毛细管的一个实例。

还可以将根据本公开内容的量子点包括在各种结构中，例如，如通过在制造结构的过程中作为成分而包括。这种结构包括各种在照明装置中使用的膜。其他结构和装置包括：光学透明的成分，其包括分散或嵌入在其中的量子点；包括夹在隔离材料之间并密封在其中的量子点的膜；包括完全由隔离材料密封的量子点的膜。

在某些优选的实施方式中，隔离材料至少对进入和离开光学装置的光的具有预定波长的光是光学透明的。在某些实施方式中，隔离材料至少对进入和离开光学装置的预定波长的光是至少90％光学透明的。在某些实施方式中，隔离材料至少对进入和离开光学装置的预定波长的光是至少95％光学透明的。在某些实施方式中，隔离材料至少对进入和离开光学装置的预定波长的光是至少99％光学透明的。

在某些实施方式中，隔离材料将不是黄色或变色的，从而基本上改变光学装置的光学特性。

在某些优选的实施方式中，隔离材料在光学装置的有用的使用寿命的过程中将不是部分或全部分层的。

在某些优选的实施方式中，隔离材料的特性将对光学材料的外部量子效率具有最小的影响。

在某些优选的实施方式中，可在不损害光学材料和光学材料的外部量子效率的条件下形成隔离材料。

优选地，隔离材料是基本上不透氧气的材料。在某些实施方式中，隔离层基本上不透氧气和水。在不以其他方式保护光学材料不受到环境影响的实施方式中，在光学材料上包括隔离材料可能是期望的。

适当的隔离膜或涂层的实例包括，但不限于，硬质金属氧化物涂层，薄玻璃层，以及可从Vitex系统公司获得的Barix涂层材料。本领域的普通技术人员容易发现其他隔离膜或涂层。

在以下专利中包括可以与本公开内容和这里描述的发明结合使用的额外信息：2009年5月6日提交的Coe-Sullivan等人的题为“OpticalComponents,Systems Including An Optical Component,And Devices(光学元件，包括光学元件的系统，以及装置)”的国际申请号PCT/US2009/002796；2009年5月6日提交的Coe-Sullivan等人的题为“Solid State LightingDevices Including Quantum Confined Semiconductor Nanoparticles,AnOptical Component For A Solid State Light Device,And Methods(包括量子限制半导体纳米颗粒的固态照明装置，用于固态照明装置的光学元件，以及方法)”的国际申请号PCT/US2009/002789；2010年4月28日提交的Modi等人的题为“Optical Materials,Optical Components,And Methods(光学材料，光学元件，以及方法)”的国际申请号PCT/US2010/32859；2010年4月28日提交的Modi等人的名为“Optical Materials,Optical Components,Devices,And Methods(光学材料，光学元件，装置，以及方法)”的国际申请号PCT/US2010/032799；2008年6月25日提交的Linton等人的题为“Compositions And Methods Including Depositing Nanomaterial(包括沉积纳米材料的成分和方法)”的国际申请号PCT/US2008/007901；2008年9月12日提交的Coe-Sullivan等人的题为“Compositions,Optical Component,System Including An Optical Component,Devices,And Other Products(成分，光学元件，包括光学元件的系统，装置，以及其他产品)”的美国专利申请号12/283609；2008年9月12日提交的Breen等人的题为“FunctionalizedNanoparticles And Method(功能纳米颗粒和方法)”的国际申请号PCT/US2008/10651；2009年7月28日提交的Breen等人的题为“Nanoparticle Including Multi-Functional Ligand And Method(包括多功能配体的纳米颗粒和方法)”的国际申请号PCT/US2009/004345；2009年8月14日提交的Linton等人的题为“Lighting Devices,An Optical ComponentFor A Lighting Device,And Methods(照明装置，用于照明装置的光学元件，以及方法)”的美国专利申请号61/234179；2009年10月19日提交的Linton等人的题为“An Optical Component,Products Including Same,And MethodsFor Making Same(光学元件，包括其的产品，及其制造方法)”的美国专利申请号61/252743；2009年12月30日提交的Linton等人的题为“AnOptical Component,Products Including Same,And Methods For MakingSame(光学元件，包括其的产品，及其制造方法)”的美国专利申请号61/291072；以及2007年11月21日提交的Clough等人的题为“NanocrystalsIncluding A Group IIIa Element And A Group Va Element,Method,Composition,Device And Other Products(包括IIIa族元素和Va族元素的纳米晶体，方法，成分，装置以及其他产品)”的国际申请号PCT/US2007/024320；将以上每篇专利的全部内容都结合于此以供参考。

将以下实施例作为本公开内容的代表而阐述。并不将这些实施例解释为限制本公开内容的范围，因为，根据本公开内容，附图和所附权利要求，这些和其他等价实施方式将是显而易见的。

实施例1

使用蓝色LED以及红色和绿色量子点的混合物的三色白光光源

利用膜产生三色白光光源，如下所述，包括：具有523nm的峰值中心波长和37nm的FWHM的绿色量子点，具有617nm的峰值中心波长和32nm的FWHM的红色量子点，以及布置在直接照明结构中的具有约450nm的峰值发射的蓝色LED。利用来自LED的蓝光来激励绿色和红色量子点的混合物。在图2中示出了量子点混合物的发射光谱与控制白色LED源的光谱(控制白色LED源是夏普微电子公司制造的，制造商产品号是GM5BW97333A(规格：LED白色115000K 20MA 3.2V PLCC4))。

通常，按照以下程序来制备红色和绿色量子点：

制备能够发出绿光的半导体纳米晶体：

ZnSe核的合成：将7.0mmol的二乙基锌溶解在50mL的三正辛基膦中，并与10mL的1M TBP-Se混合。将0.374mol的油胺装入250mL的三颈瓶中，在90℃下干燥并脱气1小时。在脱气之后，在氮气下将烧瓶加热至310℃。一旦温度达到310℃，便注入Zn溶液，并将反应混合物在270℃下加热15-30分钟，同时，周期性地去除等分试样的溶液，以监测纳米晶体的生长。一旦纳米晶体的第一吸收峰值达到350nm，便通过将烧瓶温度降低至160℃来停止反应，并且，使用ZnSe核材料而无需进一步净化来制备CdZnSe核。

CdZnSe核的合成：将22.4mmol的二甲基镉溶解在80mL的三正辛基膦中，并与24mL的1M TBP-Se混合。在1L的玻璃反应器中，装入0.776mol的三辛基氧化膦和42mmol的磷酸正十八酯，在120℃下干燥并脱气1小时。在脱气之后，在氮气下将氧化物/酸加热至160℃，并将整个ZnSe核反应混合物(参见上文)在160℃下用套管传递到1L的反应器中，就在经由注射泵在20分钟的过程内添加Cd/Se溶液之后。然后，将反应混合物在150℃下加热16-20小时，同时，周期性地去除等分试样的溶液，以监测纳米晶体的生长。一旦CdZnSe核的发射峰值达到480nm，便通过将混合物冷却至室温来停止反应。通过添加甲醇和正丁醇的2:1的混合物，从氮气气氛内的生长溶液中沉淀出CdZnSe核。然后，将隔离的核溶解在己烷中，并用来制造核-壳材料。

CdZnSe/CdZnS核-壳纳米晶体的合成：将0.72mol的三辛基氧化磷和70mmol的3,5-二叔丁基-4-羟基苄基磷酸装入1L的玻璃反应器中。然后，通过加热至120℃约1小时，将混合物在反应器中干燥并脱气。然后，将反应器冷却至75℃，并将包含隔离的CdZnSe核(2.74mmol的Cd含量)的己烷溶液加入到反应混合物中。在减压下去除己烷。分别将二甲基镉、二乙基锌和六甲基二硅硫烷用作Cd，Zn和S的前体。将Cd和Zn以3:10的比例混合，同时，S相对于组合的Cd和Zn是等摩尔的。分别将Cd/Zn(7.2/16.9mmol的二甲基镉和二乙基锌)和S(24.2mmol的六甲基二硅硫烷)样本溶解在氮气气氛手套箱内的40mL的三辛基膦中。一旦制备前体溶液，便将反应器在氮气下加热至150℃。使用注射泵在150℃下在2小时内逐滴添加前体溶液。在壳生长之后，将纳米晶体传递至氮气气氛手套箱，并通过加入甲醇和异丙醇的3:1的混合物，从生长溶液中沉淀出。然后，将隔离的核-壳纳米晶体溶解在己烷中，并用来制造量子点复合材料。材料规格如下：发射＝523nm；FWHM＝37nm；QY＝在甲苯中的73％。

用3,5-二叔丁基-4-羟基苄基磷酸制备能够发出红光的半导体纳米晶体

CdSe核的合成：在100℃下，将26.23mmol的乙酸镉溶解在250mL的三颈圆底瓶中的235.4mL的三正辛基膦中，然后干燥并脱气1小时。将465.5mmol的三正辛基氧化膦和59.8mmol的十八烷基磷酸加入到0.5L的玻璃反应器中，并在140℃下干燥并脱气一小时。在脱气之后，将Cd溶液加入到包含氧化物/酸的反应器，并在氮气下将混合物加热至270℃。一旦温度达到270℃，便将243mmol的三正辛基膦注入到烧瓶中。然后，将混合物的温度升高至295℃，其中，然后快速注入60mL的1.5M TBP-Se。反应混合物温度下降至270℃达2分钟，然后，从反应烧瓶去除加热罩，并经由两个气枪冷却装置。纳米晶体的第一吸收峰是560nm。通过加入甲醇和异丙醇的3:1的混合物，使CdSe核在氮气气氛内从生长溶液中沉淀出。然后，将隔离的核溶解在己烷中，并用来制造核-壳材料。

CdSe/CdZnS核-壳纳米晶体的合成：将517.3mol的三辛基氧化膦和48.3mmol的3,5-二叔丁基-4-羟基苄基磷酸装入0.5L的玻璃反应器中。然后，通过加热至120℃约1小时，将混合物在反应器中干燥并脱气。然后，将反应器冷却至70℃，并将包含隔离的CdSe核(1.98mmol的Cd含量)的己烷溶液加入到反应混合物中。在减压下去除己烷。分别将二甲基镉、二乙基锌和六甲基二硅硫烷用作Cd，Zn和S的前体。将Cd和Zn以等摩尔比混合，同时，S相对于Cd和Zn超过两倍。分别将Cd/Zn(6.82mmol的二甲基镉和二乙基锌)和S(27.3mmol的六甲基二硅硫烷)样本溶解在氮气气氛手套箱内的80mL的三辛基膦中。一旦制备前体溶液，便将反应烧瓶在氮气下加热至155℃。使用注射泵在155℃下在2小时内逐滴添加前体溶液。在壳生长之后，将纳米晶体传递至氮气气氛手套箱，并通过加入甲醇和异丙醇的3:1的混合物，从生长溶液中沉淀出。然后，将隔离的核-壳纳米晶体溶解在甲苯中，并用来制造量子点复合材料。材料规格如下：Abs＝600nm；发射＝617nm；FWHM＝32nm；QY＝在甲苯中是78％。

用于制备膜的配方包括特定的量的以下成分：

RD12(单体)	％	18.1％
			DR150(低聚物)	％	72.5％
TiO₂	％	0.1％
			Tego	％	0.9％
量子点	％	0.6％
			Carb-o-sil	％	7.8％

			总计	％	100.0％

			G:R比率		3.5:1

膜制备和膜特性的描述如下：

如由Cary测量的，固化膜在535nm下具有峰值发射(FWHM 37)，在629nm下具有峰值发射(FWHM 38)。

在来自CP膜公司的CF-100隔离膜上筛选膜。

LCD设计者感兴趣的产品设计参数是颜色范围和功率效率。将量子点发射相对于峰值红-绿-蓝(RGB)传输波长对准，对于实现最大有用的颜色范围是重要的。

主要通过选择用来产生混合物的红色和绿色量子点的峰值发射波长，来驱动绿色与红色量子点的重量百分比的比率。接着，通过产品设计参数来驱动峰值发射波长的选择。

可进一步通过用滤色片传输窗共同优化量子点发射，来增加颜色范围。

可通过选择更小波长的红色量子点，来增加该显示器的功率效率，例如，在620nm和/或615nm下具有峰值中心波长的红色量子点，而不是选择630nm的红色量子点。功率效率的增加可能导致颜色范围的减小。

根据某些方面，当改变红色量子点的峰值中心波长时，当改变红色量子点的峰值中心波长时，可能改变绿色与红色量子点的比率，以在屏幕前面达到相同的色点。在本发明的各种实施方式中使用的优选的绿色与红色量子点重量百分比的实例包括，但不限于，从约3.5:1到约5.5:1的范围内的比率。

实施例2

使用蓝色LED以及红色与绿色量子点的混合物的背光单元

根据本公开内容的某些实施方式，提供利用量子点产生三色白光以透入并通过导光件的背光单元。与白色LED相比，背光单元提供更大的颜色范围和更好的功率效率。量子点可能存在于具有与导光件的面及其附近相似的尺寸的膜中，或者，它们可能存在于具有与导光件的边缘及其附近相似的尺寸的毛细管或其他容器中。可使由如这里描述的量子点产生的光通过导光件的边缘或导光件的面。根据一个利用图6所示的量子点膜的实施方式，图示了一种量子点背光单元叠层，其中，将来自LED源(这里示出为具有导反光片的蓝色LED源)的光定位在背光的底部上。优选地，将光源与量子点膜(如所示出的)隔开。将漫射板放在量子点膜附近。可将一个或多个漫射板放在该漫射板附近。在叠层中还可以包括一个或多个其他功能的膜片(例如，偏光膜，反射偏光镜或双亮度增强膜，和/或结构膜(例如，其可包括棱镜特征))。

来自LED的蓝光直接通过包含量子点的膜，其中，将预定量的绿光和红光与剩余的蓝光混合，以产生三色白光。将光学膜叠层(包括，例如，但不限于，漫射板，一个或多个漫射片，以及可选的其他功能薄片或膜)放在包含量子点的膜的顶部上。该构造可能称作直接照明构造。虽然附图图示了包括三个漫射片的光学膜叠层的一个实例，但是，技术人员可使用其他数量的漫射片和/或其他包括各种数量和类型的功能薄片或膜的光学膜叠层结构。

来自蓝色LED的光可能激励量子点膜，在激励时，其可能发出白光，该白光然后可能通过漫射板传播。通过漫射板传播的光可能作为近似朗伯白光光源而离开。该均匀分布的光可能通过一个或多个漫射片，其中，可能使光朝着法线进一步准直。最后，平行光可以在进入显示板之前通过叠层的外层上的反射偏光镜(或DBEF)。

图2将量子点膜/蓝色LED组合(通常如在实例1中描述的)和控制白色LED控制(如在实例1中描述的)的光谱进行比较。如图2所示，使用窄带量子点发射器可以使通过使用在传统的LCD显示器中使用的滤色片而遇到的功率损耗最小化。为了用量子点BLU在色彩图上到达预定色点，除了考虑所使用的量子点的峰值中心波长以外，根据本发明的方面，还可改变不同颜色的量子点的比率和密度。

根据另外的方面，可根据需要改变在显示系统中使用的光学膜叠层和滤色片，从而当与量子点背光单元结合使用时到达预定色点。例如，当将量子膜集成在LED背光中时，考虑传统的直接发光背光的现有的亮度曲线和颜色变化规格。为了期望的性能，可在屏幕前方将量子点背光的色点与控制的白点(其是传统的LED白色背光)相匹配(即，通过LCD面板的白光的颜色必须匹配)。作为参考，典型的TV面板中的白光源的典型的屏幕前方[CIE XY]坐标是0.28，0.28。

光学膜的厚度可以为约0.1到约500微米。然而，基于背光单元装置和将使用其的应用场合的特殊设计和使用，可使用该范围之外的厚度。例如，光学膜的厚度可在50微米至约500微米之间变化，取决于应用。可切割光学膜，以匹配特殊显示器的尺寸或所考虑的其他应用。

实施例3

使用蓝色LED以及红色与绿色量子点的混合物产生三色白光的一般方法

在背光中设置一条蓝色LED。该蓝色LED的优选峰值中心波长是450+/-5nm。当来自LED的蓝光泄漏到绿色通道中时，增加蓝色波长超过460nm可减小颜色范围。

还在光学装置或膜中提供以适当比例混合的绿色和红色量子点的混合物。在光学装置的情况中，在LED和导光膜或板之间插入光学装置。在膜的情况中，将其作为光学膜叠层的一部分插入。在图13中示出了边缘光学装置的情况中的光学膜叠层的规格(描述)。

选择绿色与红色量子点的比率，以到达所需的屏幕前部的色点。在某些实施方式中，例如，绿色与红色量子点的重量百分比的比率可从约3.5:1变化至约5.5:1。图12示出了来自背光的三色白光的光谱曲线。描述光的白度的CIE x,y坐标落在0.27+/-0.01，0.235+/-0.005的范围内。来自背光的白光通过具有滤色片的面板。来自面板(称作“屏幕前部”)的产生的白光落在CIE x,y范围0.28+/-0.01，0.28+/-0.005内。可调节包括在包含量子点的光学装置中的绿色与红色量子点的重量百分比的比率，使得来自面板的白光与具有CIE x,y值(0.31,0.33)的D65光源匹配。可将屏幕前面的色点调节至如这里别处描述的任何所需值。

实施例4

使用薄毛细管光学装置或膜的背光单元

图7a图示了根据本发明的一个实施方式的量子点光学背光单元。如图7a所示，将包含量子点的薄毛细管光学装置定位在导光膜的边缘表面附近。来自一个或多个蓝色LED的光进入毛细管光学装置，其包括能够发出红光的量子点与能够发出绿光的量子点的混合物。从毛细管光学装置发出作为红光和绿光的蓝光的一部分，并将一部分作为蓝光发出。所发出的红光、绿光和蓝光的这种组合产生三色白光。导光膜朝着观察者改变产生的三色白光的方向。漫射膜和一对棱镜膜使光进一步朝着观察者平行。可选地，可对与漫射膜相对的导光膜的表面应用反射膜(未示出)，以避免从导光膜的底部损失光。对于在小背光单元中的使用，图7a所示的设计是优选的。

期望导光件对来自光源的光和由量子点发出的光是光学透明的。在包括导光件的这里描述的本发明的某些实施方式和方面中，导光件可包括刚性材料，例如，玻璃，聚碳酸酯，厚丙烯酸树脂，石英，蓝宝石，或其他具有导光特性的已知的刚性材料。

在包括导光件的这里描述的本发明的某些实施方式和方面中，导光件可以可替换地包括柔性材料，例如，聚合材料，例如塑料或硅酮。各种具体实例包括，但不限于，薄丙烯酸树脂、环氧树脂、PEN、PET、PE。

在包括导光件的这里描述的本发明的某些实施方式和方面中，导光件是平坦的。导光件在这里还可以称作导光板或导光膜。

在包括导光件的这里描述的本发明的某些实施方式和方面中，至少将发出光的导光件的表面的纹理选择为，增强或以其他方式改变通过其中发出的光的图案、角度，或其他特征。例如，在某些实施方式中，表面可能是平滑的；在某些实施方式中，表面可能是不平滑的(例如，表面是粗糙的，或者，表面包括一个或多个凸起和/或凹入的特征)；在某些实施方式中，表面可能包括平滑的和不平滑的区域。

在某些实施方式中，例如，导光件或光学装置(或光学元件)可能进一步在其表面上包括外耦合件或结构。

在这里描述的本发明的某些实施方式和方面中，可基于特殊的最终用途应用，选择导光件和/或光学装置(或光学元件)的几何形状和尺寸。在某些实施方式中，导光件的厚度可以是基本上均匀的。在某些实施方式中，导光件的厚度可以是不均匀的(例如，锥形的)。

本公开内容的范围内的光学装置通常是量子点位于其中的透明容器。适当容器的一个实例是通常正方形横截面的毛细管。然而，在本公开内容的范围内包括其他形状，例如，四角形(例如，矩形横截面，正方形横截面，梯形横截面，等等)，圆形横截面，卵形横截面，椭圆形横截面，等等。光学装置的目的是，允许从量子点发出的光通过并进入导光件。利用该实现方式，可能调节光学装置的厚度，以匹配导光件膜厚度，以确保来自量子点光学装置和LED的光的最大耦合。在该实现方式的一个实例中，选择蓝色LED，以激励填充了红色和绿色量子点的毛细管。

正方形和矩形横截面的毛细管可以是优选的。另外，具有矩形横截面的毛细管比正方形横截面可以是更优选的。矩形横截面可以更优选的原因是，其使得能够制造足够宽以与导光板的厚度匹配的薄毛细管，可将毛细管定位在导光板附近并与其对准。在移动装置中所使用的背光中，在光源(例如，无机半导体LED)和导光板之间典型地几乎没有空间。在这种情况中，可使用薄毛细管(50-100微米厚度—内部尺寸)。将光学装置的高度(外部尺寸)设计为，与导光板厚度匹配。该尺寸典型地小于0.75mm，并在0.6至0.3mm的范围内。壁厚度典型地是50微米的等级，以确保有源区域足以产生颜色转换。图4和图5示出了在移动应用(小背光)和更大的背光中使用的典型的毛细管。

在图4中示出了毛细管的一个实例，通过其相关的尺寸，适合于在小背光单元中使用。

在图5中示出了毛细管的一个实例，通过其相关的尺寸，适合于在更大的背光单元中使用。

根据一个实施方式，用7个具有约450nm的峰值透光率的蓝色LED照亮移动BLU。通过在蓝色LED和导光膜之间插入容纳红色和绿色量子点的薄光学装置，来实现包含光学BLU的量子点。在激励红色和绿色量子点的混合物时，产生白光并将其传递至导光件。

量子点是各向异性发射器；它们在所有方向上发光。这意味着，朝着导光板，并在除了导光板以外的方向上，发出来自毛细管中的量子点的光。可将光学反射体或反射材料缠绕在毛细管周围，或以其他方式应用于三条边上，以使光循环，并将其朝着导光件聚焦。在这种情况中，在面向LED的毛细管的一侧上，在用于蓝光的光反射材料或反射体中设置适当的开口，以使蓝光离开LED并进入光学装置。图8所示的示意图提供了该构造的一个实例。

如图8所示，为了将毛细管光学装置和/或蓝色LED与导光件光学耦合，将毛细管放在导光件的边缘表面附近，然后用反射材料或膜(例如，镀铝聚脂膜，ESR，白色膜)缠绕或涂覆。优选地，在毛细管和导光件的边缘之间存在气隙。可替换地，可使用光学粘合剂将毛细管与导光件的边缘耦合。例如，膜可能完全缠绕在用量子点填充的毛细管周围，并与导光件连接。可选地，例如，膜可能缠绕在LED和用量子点填充的毛细管周围。这种实施方式可帮助毛细管与导光件的对准，耦合和支持。在将膜仅缠绕在毛细管周围的实例中，可能在与激励LED对准的反射膜中设置孔，以使激励光进入毛细管。

可替换地，并且参考图9，可能将短带通滤波器沉积在毛细管的三条边上，以使LED光通过，但是，将量子点产生的反光到导光件中。可从巴尔精密光学和膜涂层公司获得短带通滤波器材料。相关领域中的普通技术人员容易确定适当的短带通滤波器材料。涂覆具有短带通滤波器材料的毛细管的方法包括，蒸发涂覆，以及技术人员可以容易确定的其他技术。一种优选的带通滤波器应允许来自LED的蓝光的几乎完全的传播。来自LED的光进入120度的圆锥。带通滤波器应能够使进入该圆锥的光传播。带通滤波器应能够反射回由量子点发出的绿光和红光。该光在光学装置内循环，并与导光件耦合。

还可能提供使来自光学装置的光与导光件的耦合最大化的光学耦合层，以使亮度最大化。

根据本公开内容的某些实施方式，可以将包含量子点的膜插入光学膜叠层(在这里也称作QD膜BLU)中，如图7b所示，在导光件和漫射体之间，将蓝色LED定位在膜的边缘处，与可替换放在膜的面处相反，如图6所示。在图7a和图7b中，可以将量子点放在离LED芯片较远的地方。而且，在两种情况中，可以调节量子点的浓度，以符合屏幕前面(即，面板后面)的所需色点。可以将传统的类似尺寸的白色LED背光用作控制系统，以将QD BLU的性能与传统系统进行比较。

根据该实施方式，沿着导光件的一个面，在蓝色LED矩阵(例如，5个具有约450nm的峰值透射率的蓝色LED)和量子点膜中实现量子点BLU。在激励膜中的红色和绿色量子点的混合物时，产生白光并将其传播到导光件中。

实施例1中的如上所述的包括量子点膜的直接照明背光和蓝色LED的亮度均匀性可与这里描述的控制白色LED相当。

然而，重要地，与使用传统的白色LED背光的显示器相比，量子点BLU可具有更大的颜色范围。根据本公开内容的该方面，量子点BLU通过允许用环境照明条件调节亮度，而提供进一步的能量节省。

根据图7a和图7b所示的实施方式，量子点膜和量子点毛细管光学实现方式提供了两种不同的增加LCD显示器中的颜色范围的方式，而没有与传统的RGB LED相关的本质的实现复杂性。对于在边缘照明背光系统中的实现方式，量子点膜BLU可能是最适当的，而在边缘照明和直接照明系统中，都可以使用量子点光学BLU。对于大面积LCD，假设到达预期色点所需的量子点的量相同，量子点光学实现方式可能是更经济的。

图11示出了量子点光学装置的量子效率根据量子点光学装置暴露于高能蓝色LED光(～25mW/cm²)和高达80℃的温度时的时间的变化。与量子点膜相比，量子点光学装置由于光学装置靠近LED而受到更高的光通量和温度。如图11所示，对于每种温度条件，观察到量子效率在超过1000小时的时间内都不会变化。

在量子点光学BLU中，在某些情况下，进入导光膜的光的耦合可能不太有效，因为量子点是各向同性发射器，即，其在所有方向上均匀地发光。本公开内容的方面包括，通过如上所述的有效耦合机构，使在除了导光膜以外的方向上发出的光朝着导光膜引导。量子点光源与导光件的改进的耦合增加量子点BLU相对于传统的白色BLU亮度的亮度。

如这里使用的，使用NIST可追溯的校准光源，利用Mello等人开发的方法(Advanced Materials 9(3):230(1997)，其结合于此以供参考)，在12”积分球中测量“外部量子效率”(在这里也称作“EQE”或“光致发光效率”)。

如这里使用的，单数形式“一个”、“一种”和“该(所述)”包括复数形式，除非上下文明确表示不是这样。因此，例如，对一种发射材料的参考包括对一种或多种这种材料的参考。

申请人特别包含了在本公开内容中所有引证的参考文献的全部内容。此外，当假设量、浓度，或者其他值或参数是范围、优选范围，或者一组上优选值和下优选值时，应将其理解为，特别公开了所有由任何对的任何范围上限或优选值以及任何范围下限或优选值形成的范围，不管是否分别公开了该范围。在这里引证一定范围的数值的地方，除非另外说明，否则该范围旨在包括其端点，以及该范围内的所有整数和分数。目的并不是将本发明的范围限制于当定义范围时所描述的特定值。

对于本领域的技术人员来说，通过考虑这里公开的本说明书和本发明的实践，本发明的其他实施方式将是显而易见的。目的是，将本说明书和实例认为仅是代表性的，本发明的真正范围和实质由以下权利要求及其等价物表示。

虽然已经用对结构特征和/或方法作用特定的语言描述了主题，但是，应理解，在所附权利要求中定义的主题并非必须限制于上述特定特征或作用。相反，将上述特定特征和作用作为实现权利要求的实例形式而公开。

Claims

1.一种产生三色白光的方法，包括：

将光学材料包括在膜中，其中，所述光学材料夹在隔离材料之间并密封在所述隔离材料中，或者将所述光学材料包括在透明毛细管中，其中，所述透明毛细管在每一端处被密封，其中，所述光学材料包括主体材料、能够发出绿光的第一量子点和能够发出红光的第二量子点，其中，所述光学材料中的所述第一量子点与所述第二量子点的重量百分比的比率在从9:1到2:1的范围内，并且其中，所述光学材料具有至少70％的EQE；

使来自能够发出蓝光的光源的光与包括在所述膜或者所述透明毛细管中的所述光学材料接触；以及

由来自所述光源的光、来自所述第一量子点的光和来自所述第二量子点的光的组合来产生三色白光。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述蓝光具有从450nm到460nm的范围内的峰值中心波长，并且所述光学材料包括能够发出具有在从520nm到540nm的范围内的峰值中心波长的绿光的第一量子点以及能够发出具有在从615nm到630nm的范围内的峰值中心波长的红光的第二量子点。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述主体材料中的第一量子点和第二量子点的总浓度在从0.5到10重量百分比的范围内。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述光学材料中的第一量子点的重量百分比与第二量子点的重量百分比的比率在从6:1到2:1的范围内。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述比率在从5:1到3:1的范围内。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述光学材料还包括散射体。

7.根据权利要求3所述的方法，其中，所述光学材料包括在从0.1到1重量百分比的范围内的量的散射体。

8.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述光学材料还包括玻璃珠。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述光学材料包括在从5到30重量百分比的范围内的量的玻璃珠。

10.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述光学材料还包括触变胶。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述触变胶包括气相法金属氧化物。

12.根据权利要求10所述的方法，其中，所述光学材料包括在从2到10重量百分比的范围内的量的触变胶。

13.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所产生的三色光中的蓝光与绿光的强度的比率在从0.75到4的范围内，并且，所产生的三色光中的绿光与红光的强度的比率在从0.75到2.0的范围内。

14.根据权利要求1或2所述的方法，其中，三色光的红色和绿色成分均具有其中FWHM在从25nm到50nm的范围内的峰值发射。

15.一种用于产生三色白光的装置，包括：

能够发出蓝光的光源与光学材料的组合，所述光学材料包括主体材料、能够发出绿光的第一量子点和能够发出红光的第二量子点，其中，所述光学材料中的所述第一量子点与所述第二量子点的重量百分比的比率在从9:1到2:1的范围内，其中，所述第一量子点和所述第二量子点均匀地分布在所述主体材料中，其中，所述光学材料具有至少70％的EQE，并且其中，所述光学材料包括在膜中，其中，所述光学材料夹在隔离材料之间并密封在所述隔离材料中，或者所述光学材料包括在透明毛细管中，其中，所述透明毛细管在每一端处被密封。

16.根据权利要求15所述的装置，其中，所述蓝光具有在从450nm到460nm的范围内的峰值中心波长，并且所述光学材料包括能够发出具有在从520nm到540nm的范围内的峰值中心波长的绿光的第一量子点以及能够发出具有在从615nm到630nm的范围内的峰值中心波长的红光的第二量子点。

17.根据权利要求15或16所述的装置，其中，所述光学材料中的第一量子点和第二量子点的总浓度在从0.5到10重量百分比的范围内。

18.根据权利要求15或16所述的装置，其中，所述光学材料中的第一量子点的重量百分比与第二量子点的重量百分比的比率在从6:1到2:1的范围内。

19.根据权利要求18所述的装置，其中，所述比率在从5:1到3:1的范围内。

20.根据权利要求15或16所述的装置，其中，所述光学材料还包括散射体。

21.根据权利要求20所述的装置，其中，所述光学材料包括在从0.1到1重量百分比的范围内的量的散射体。

22.根据权利要求20所述的装置，其中，所述光学材料还包括玻璃珠。

23.根据权利要求22所述的装置，其中，所述光学材料还包括在从5到30重量百分比的范围内的量的玻璃珠。

24.根据权利要求15或16所述的装置，其中，所述光学材料还包括触变胶。

25.根据权利要求24所述的装置，其中，所述触变胶包括气相法金属氧化物。

26.根据权利要求24所述的装置，其中，所述光学材料还包括在从2到10重量百分比的范围内的量的触变胶。

27.根据权利要求15或16所述的装置，其中，所产生的三色光中的蓝光与绿光的强度的比率在从0.75到4的范围内，并且，所产生的三色光中的绿光与红光的强度的比率在从0.75到2.0的范围内。

28.根据权利要求15或16所述的装置，其中，三色光的红色和绿色光成分均具有其中FWHM在从25nm到50nm的范围内的峰值发射。

29.一种背光单元装置，包括：

能够发出蓝光的光源，被定位成能够照亮光学材料，所述光学材料包括主体材料、能够发出绿光的第一量子点和能够发出红光的第二量子点，其中，所述光学材料中的所述第一量子点与所述第二量子点的重量百分比的比率在从9:1到2:1的范围内，其中，所述光学材料具有至少70％的EQE，并且其中，所述光学材料包括在膜中，其中，所述光学材料夹在隔离材料之间并密封在所述隔离材料中，或者所述光学材料包括在透明毛细管中，其中，所述透明毛细管在每一端处被密封，并且

将所述膜或者所述透明毛细管进一步定位在透明导光件的表面附近，其中，可以由从所述第一量子点发出的绿光、从所述第二量子点发出的红光，和从所述光源发出的蓝光的一部分的组合来产生三色光。

30.根据权利要求29所述的背光单元装置，其中，将包括所述光学材料的所述膜或者透明毛细管定位在所述导光件的边缘表面附近。

31.根据权利要求30所述的背光单元装置，其中，所述光学材料包括在所述透明毛细管中，且光反射材料部分地包围所述毛细管，使得在远离所述导光件的边缘的方向上从所述光学材料发出的光朝向所述导光件的边缘反射。

32.根据权利要求31所述的背光单元装置，其中，所述光反射材料与所述导光件的顶面的一部分接触，包围所述光学材料的一部分，并与所述导光件的底面的一部分接触，使得在远离所述导光件的边缘的方向上从所述光学材料发出的光朝向所述导光件的边缘反射。

33.根据权利要求31或32所述的背光单元装置，其中，所述光反射材料在所述光源附近包括开口，使得从所述光源发出的光可以进入所述光学材料。

34.根据权利要求31所述的背光单元装置，其中，光反射材料与所述导光件的顶面的一部分接触，包围所述光源和所述光学材料的一部分，并与所述导光件的底面的一部分接触，使得在远离所述导光件的边缘的方向上从所述光学材料发出的光朝向所述导光件的边缘反射。

35.根据权利要求31所述的背光单元装置，其中，所述光反射材料包括短带通滤波器，所述短带通滤波器允许来自所述光源的光通过，同时将来自所述第一量子点和所述第二量子点的光反射。

36.根据权利要求32所述的背光单元装置，其中，所述光反射材料包括短带通滤波器，所述短带通滤波器允许来自所述光源的光通过，同时将来自所述第一量子点和所述第二量子点的光反射。

37.根据权利要求29所述的背光单元装置，其中，所述光学材料包括在所述膜中，且所述膜定位在所述导光件的面表面附近。

38.根据权利要求29所述的背光单元装置，还包括一个或多个可选的反射片、漫射板、漫射片、结构片、和/或双亮度增强膜。

39.根据权利要求29所述的背光单元装置，其中，包括所述光学材料的所述膜或者所述透明毛细管定位在所述光源和所述导光件的相邻表面之间。

40.根据权利要求39所述的背光单元装置，其中，从所述光源发出的光直接进入所述光学材料。

41.根据权利要求35或36所述的背光单元装置，其中，所述短带通滤波器可以选择性地发射具有在从420nm到480nm的范围内的波长的蓝光，并且可以选择性地反射具有在从481nm到680nm的范围内的波长的光。

42.根据权利要求31所述的背光单元装置，其中，所述光反射材料部分地包围所述毛细管。

43.根据权利要求42所述的背光单元装置，其中，最接近所述导光件的毛细管的表面没有光反射材料。

44.根据权利要求41所述的背光单元装置，其中，在从420nm到480nm的范围内的所述短带通滤波器的透射率至少是90％。

45.根据权利要求41所述的背光单元装置，其中，在从481nm到680nm的范围内的所述短带通滤波器的透射率不大于5％。

46.根据权利要求31所述的背光单元装置，其中，所述毛细管具有圆形横截面。

47.根据权利要求31所述的背光单元装置，其中，所述毛细管具有四角形横截面。

48.根据权利要求47所述的背光单元装置，其中，所述毛细管具有正方形横截面。

49.根据权利要求47所述的背光单元装置，其中，所述毛细管具有矩形横截面。

50.根据权利要求47所述的背光单元装置，其中，所述毛细管具有梯形横截面。

51.根据权利要求47所述的背光单元装置，其中，在最接近所述光源的毛细管的表面上涂覆包括短带通滤波器的光反射材料。

52.根据权利要求51所述的背光单元装置，其中，还在所述毛细管的表面的顶面和底面上涂覆光反射材料。

53.根据权利要求31所述的背光单元装置，其中，用材料涂覆所述毛细管的端部，以防止从其端部发光。

54.根据权利要求29所述的背光单元装置，其中，所述蓝光具有在从450nm到460nm的范围内的峰值中心波长，并且所述光学材料包括能够发出具有在从520nm到540nm的范围内的峰值中心波长的绿光的第一量子点以及能够发出具有在从615nm到630nm的范围内的峰值中心波长的红光的第二量子点。

55.根据权利要求29所述的背光单元装置，其中，所述导光件定位在所述光源和包括所述光学材料的所述膜或者所述透明毛细管之间。

56.根据权利要求29所述的背光单元装置，其中，所述光源与所述光学材料光学耦合。

57.一种液晶显示单元，包括：

背光单元装置，包括能够发出蓝光的光源，其被定位成能够照亮光学材料，所述光学材料包括主体材料、能够发出绿光的第一量子点和能够发出红光的第二量子点，其中，所述光学材料中的所述第一量子点与所述第二量子点的重量百分比的比率在从9:1到2:1的范围内，其中，所述光学材料具有至少70％的EQE，并且其中，所述光学材料包括在膜中，其中，所述光学材料夹在隔离材料之间并密封在所述隔离材料中，或所述光学材料包括在透明毛细管中，其中，所述透明毛细管在每一端处被密封；以及

包括所述光学材料的所述膜或者所述透明毛细管被进一步定位在透明导光件的表面附近，其中，可以由从所述第一量子点发出的绿光、从所述第二量子点发出的红光，和从所述光源发出的蓝光的一部分的组合来产生三色光，以及

液晶显示板，被定位成与从所述背光单元装置发出的三色光光学连通。

58.一种光学装置，包括与能够发出蓝光以产生三色白光的光源一起使用的光学材料，其中，所述光学装置包括膜，其中，所述光学材料夹在隔离材料之间并密封在所述隔离材料中，或者所述光学装置包括透明毛细管，所述透明毛细管包含光学材料，其中，所述透明毛细管在每一端处被密封，所述光学材料包括主体材料、能够发出绿光的第一量子点和能够发出红光的第二量子点，其中，所述光学材料中的所述第一量子点与所述第二量子点的重量百分比的比率在从9:1到2:1的范围内，其中，所述第一量子点和所述第二量子点均匀地分布在所述主体材料中，并且其中，所述光学材料具有至少70％的EQE。

59.根据权利要求58所述的光学装置，其中，所述蓝光具有在从450nm到460nm的范围内的峰值中心波长，并且所述光学材料包括能够发出具有在从520nm到540nm的范围内的峰值中心波长的绿光的第一量子点以及能够发出具有在从615nm到630nm的范围内的峰值中心波长的红光的第二量子点。

60.根据权利要求58或59所述的光学装置，其中，所述毛细管由光反射材料部分地包围。

61.根据权利要求60所述的光学装置，其中，所述光反射材料包括短带通滤波器，所述短带通滤波器允许来自所述光源的光通过，同时将来自所述第一量子点和所述第二量子点的光反射。

62.根据权利要求61所述的光学装置，其中，所述短带通滤波器可以选择性地发射具有在从420nm到480nm的范围内的波长的蓝光，并且可以选择性地反射具有在从481nm到680nm的范围内的波长的光。

63.根据权利要求60所述的光学装置，其中，沿着所述毛细管的长度的一个表面没有光反射材料。

64.根据权利要求62所述的光学装置，其中，在从420nm到480nm的范围内的所述短带通滤波器的透射率至少是90％。

65.根据权利要求62或64所述的光学装置，其中，在从481nm到680nm的范围内的所述短带通滤波器的透射率不大于5％。

66.根据权利要求60所述的光学装置，其中，所述毛细管具有圆形横截面。

67.根据权利要求60所述的光学装置，其中，所述毛细管具有四角形横截面。

68.根据权利要求60所述的光学装置，其中，所述毛细管具有正方形横截面。

69.根据权利要求60所述的光学装置，其中，所述毛细管具有矩形横截面。

70.根据权利要求60所述的光学装置，其中，所述毛细管具有梯形横截面。

71.根据权利要求63所述的光学装置，其中，在与没有光反射材料的表面相对的沿着所述毛细管的长度的表面的一部分上涂覆光反射材料。

72.根据权利要求71所述的光学装置，其中，还在所述毛细管的表面的顶面和底面上涂覆光反射材料。

73.根据权利要求60所述的光学装置，其中，用材料涂覆所述毛细管的端部，以防止从其端部发光。

74.根据权利要求71所述的光学装置，其中，用光反射材料涂覆与没有光反射材料的表面相对的沿着所述毛细管的长度的表面，其中预定布置一个或多个未涂覆的预定义区域，以在每个预定义区域放置光源，使得从所述光源发出的光能够进入所述光学材料。

75.根据权利要求60所述的光学装置，其中，所述毛细管气密地密封。

76.根据权利要求60所述的光学装置，其中，所述毛细管伪气密地密封。

77.根据权利要求60所述的光学装置，其中，所述毛细管的至少一端火焰密封。

78.根据权利要求60所述的光学装置，其中，所述毛细管的至少一端用玻璃密封。

79.根据权利要求60所述的光学装置，其中，所述毛细管的至少一端用粘合剂密封。