CN108883622A

CN108883622A - 颜色转换片和光学器件

Info

Publication number: CN108883622A
Application number: CN201780017057.4A
Authority: CN
Inventors: 伯恩哈德·里格尔; 克里斯蒂安·马图舍克; 拉尔夫·格罗滕米勒
Original assignee: AZ ELECTRONICS Ltd; Merck Patent GmbH
Current assignee: AZ ELECTRONICS Ltd; Merck Patent GmbH
Priority date: 2016-03-31
Filing date: 2017-03-29
Publication date: 2018-11-23
Also published as: KR20180132733A; EP3436266A1; TW201739899A; WO2017167779A1; US20190153307A1

Abstract

本发明涉及颜色转换片(100)和包含颜色转换片(100)的光学器件。本发明还涉及所述颜色转换片(100)在光学器件(200)中的用途。本发明还涉及制备所述颜色转换片(100)的方法和制备所述光学器件(200)的方法。

Description

颜色转换片和光学器件

技术领域

背景技术

纳米尺寸荧光材料、包括荧光材料的颜色转换片和包括光转换片的光学器件用于多种光学应用、特别是用于光学器件中。

例如，如US 2014/0264196 A1、WO 2014/093391 A2、WO 2014/208356 A1、WO2014/196319 A1、WO 2012/132239 A1中所述的。

专利文献

1.US 2014/0264196 A1

2.WO 2014/093391 A2

3.WO 2014/208356 A1

4.WO 2014/196319 A1

5.WO 2012/1324239 A1

发明内容

然而，发明人新近已经发现，仍然存在期望改进一个或多个明显的问题，如下所列。

1.期望一种新型光转换片，所述光转换片包含：纳米尺寸荧光材料如量子尺寸材料、和基质材料，所述光转换片可以显示出改善的热稳定性。

2.需要一种新型光转换片，所述光转换片包含：纳米尺寸荧光材料如量子尺寸材料、和基质材料，所述光转换片可以保持良好的绝对量子产率，特别是在热应力环境中。

3.一种新型光转换片，所述光转换片包含：纳米尺寸荧光材料如量子尺寸材料、和基质材料，所述光转换片可以很好地适应更低温度的片制备工艺。

4.一种新型光转换片，所述光转换片包含：纳米尺寸荧光材料如量子尺寸材料、和基质材料，所述光转换片可以很好地适应湿法制备工艺。

发明人旨在解决一个或多个上述问题。令人惊讶的是，发明人已经发现了一种新型颜色转换片(100)，所述颜色转换片(100)包含至少一种纳米尺寸荧光材料(110)、基质材料(120)和阻挡层(130)，其中所述阻挡层(130)放置于所述基质材料(120)的最外表面上，从而解决了问题1～4中的一个或多个。

在另一方面，本发明涉及所述颜色转换片(100)在光学器件中的用途。

在另一方面，本发明还涉及一种包含所述颜色转换片(100)的光学器件(200)。

在另一方面，本发明还涉及一种光学器件(200)，所述光学器件(200)包含至少一种纳米尺寸荧光材料(210)、基质材料(220)、阻挡层(230)和发光二极管元件(240)，其中所述阻挡层(230)放置于所述基质材料(220)的最外表面上。

在另一方面，本发明还涉及制备颜色转换片(100)的方法，其中所述方法依次包括如下步骤(a)～(c)：

(a)将至少一种纳米尺寸荧光材料(110)和基质材料(120)设置在基板上；

(b)将全氢聚硅氮烷溶液设置在所述基质材料的表面上；和

(c)将所述全氢聚硅氮烷暴露于真空紫外光下。

在另一方面，本发明还涉及制备光学器件(200)的方法，其中所述方法包含如下步骤(A)：

(A)将所述颜色转换片(100)设置在光学器件中。

根据如下的具体实施方式，本发明的其它优势将变得明显。

附图说明

图1示出了颜色转换片(100)的一个实施方式的示意图的横截面图。

图2示出了本发明光学器件(200)的一个实施方式的示意图的横截面图。

图3示出了本发明光学器件的另一个实施方式的示意图的横截面图。

图4示出了工作例5的测量结果。

图5示出了工作例6的测量结果。

图6示出了工作例11的测量结果。

图1中的附图标记目录

100：颜色转换片

110：纳米尺寸荧光材料

120：基质材料

130：阻挡层

140：基板(任选的)

图2中的附图标记目录

200：光学器件

210：纳米尺寸荧光材料

220：基质材料

230：阻挡层

240：发光二极管元件

250：基板(任选的)

图3中的附图标记目录

300：光学器件

310：纳米尺寸荧光材料

320：基质材料

330：阻挡层

340：发光二极管元件

350：反射镜(任选的)

具体实施方式

根据本发明，发明人提供了所述颜色转换片(100)以解决所述问题1～3中的一个或多个，所述颜色转换片(100)包含至少一种纳米尺寸荧光材料(110)、基质材料(120)和阻挡层(130)，其中所述阻挡层(130)放置于所述基质材料(120)的最外表面上。

-纳米尺寸荧光材料

在本发明的一个优选实施方式中，所述纳米尺寸荧光材料可以选自：纳米尺寸无机磷光体材料；量子尺寸材料如量子点和/或量子棒；及其任意组合。

不希望受理论束缚，认为纳米尺寸荧光材料由于尺寸效应而可以以更高的浓度比使用，并且还可以实现颜色转换膜的清晰的鲜艳颜色。

更优选地，纳米尺寸荧光材料是量子尺寸材料，还优选地是量子点材料、量子棒材料或其任意组合。

根据本发明，术语“纳米尺寸”是指1nm～900nm的尺寸。

因此，根据本发明，纳米尺寸荧光材料是指总体直径尺寸在1nm～900nm范围内的荧光材料。并且在材料具有细长形状的情况下，荧光材料的总体结构的长度在1nm～900nm范围内。

根据本发明，术语“量子尺寸”是指可以显示量子尺寸效应而无配体或其它表面改性的无机半导体材料本身的尺寸。

通常，量子尺寸材料如量子点材料和/或量子棒材料由于量子尺寸效应而可以发射清晰的鲜艳的彩色光。

根据本发明，量子尺寸材料的形状没有特别限制。优选的，以此方式可以使用任何类型的量子尺寸材料，例如细长形、球形、椭圆形、星形、多边形材料。

在本发明的一个优选实施方式中，量子尺寸材料可以选自：II-VI、III-V或IV-VI族半导体及其任何组合。

更优选地，所述量子尺寸材料可以选自：Cds、CdSe、CdTe、ZnS、ZnSe、ZnTe、ZnO、GaAs、GaP、GaAs、GaSb、HgS、HgSe、HgSe、HgTe、InAs、InP、InSb、AlAs、AlP、AlSb、Cu₂S、Cu₂Se、CuInS₂、CuInSe₂、Cu₂(ZnSn)S₄、Cu₂(InGa)S₄、TiO₂合金及其任意组合。

例如，作为量子点，可以根据需要优选使用：来自Sigma-Aldrich的CdSeS/ZnS合金量子点产品号753793、753777、753785、753807、753750、753742、753769、753866，InP/ZnS量子点产品号776769、776750、776793、776777、776785，PbS核型量子点产品号747017、747025、747076、747084，或CdSe/ZnS合金量子点产品号754226、748021、694592、694657、694649、694630、694622。

例如作为量子棒，对于红色发光用途，使用：CdSe棒、CdS棒中的CdSe点、CdS棒中的ZnSe点、CdSe/ZnS棒、InP棒、CdSe/CdS棒、ZnSe/CdS棒或其任意组合；对于绿色发光，使用例如CdSe棒、CdSe/ZnS棒、或其任意组合；且对于蓝色发光，使用例如ZnSe、ZnS、ZnSe/ZnS核壳棒或其任意组合。

量子棒材料的实例已在例如公开的国际专利申请号WO2010/095140A中进行了描述。

不希望受理论束缚，据认为，与来自量子点、有机荧光材料和/或有机磷光材料、磷光体材料的球形光发射的耦合输出效率相比，来自具有细长形状的纳米尺寸荧光材料的偶极矩的光发射可以引起更高的耦合输出效率。

换言之，据认为，具有细长形状的纳米尺寸荧光材料如量子棒的长轴可以平均地以更高的概率平行于基板表面排列，并且它们的偶极矩也可以平均地以更高的概率平行于基板表面排列。

因此，根据本发明，为了实现器件的清晰的鲜艳的颜色并同时实现更好的耦合输出效应，如果需要，更优选细长形状的材料如量子棒材料。

因此，在本发明的一些实施方式中，纳米尺寸荧光材料可以选自细长形状的材料如量子棒材料以实现更好的耦合输出效应。

在本发明的一个优选实施方式中，量子尺寸材料的总体结构的长度为8nm～500nm。更优选10nm～160nm。所述细长形状的材料的总体直径为1nm～20nm。更特别地，它为1nm～10nm。

优选地，纳米尺寸荧光材料如量子棒和/或量子点包含表面配体。

更优选地，根据本发明，量子尺寸材料的表面可以覆盖有一种或多种类型的表面配体。

不希望受理论束缚，认为这种表面配体可以导致纳米尺寸荧光材料更容易分散在溶剂中。

常用的表面配体包括：膦和氧化膦如三辛基氧化膦(TOPO)、三辛基膦(TOP)和三丁基膦(TBP)；膦酸如十二烷基膦酸(DDPA)、十三烷基膦酸(TDPA)、十八烷基膦酸(ODPA)和己基膦酸(HPA)；胺如十二烷基胺(DDA)、十四烷基胺(TDA)、十六烷基胺(HDA)和十八烷基胺(ODA)；硫醇如十六烷硫醇和己烷硫醇；巯基羧酸如巯基丙酸和巯基十一烷酸；及其任意组合。并且，还可以优选使用聚乙烯亚胺(PEI)。

在例如公开的国际专利申请号WO 2012/059931 A中已对表面配体的实例进行了描述。

-基质材料

作为根据本发明的基质材料，可以使用适用于光学膜的任何类型的公知的透明基质材料。

在本发明的一个优选实施方式中，可以使用任何透明聚合物基质材料，所述透明聚合物基质材料在制造颜色转换片(100)时具有良好的热稳定性、低温可加工性，并且具有长期耐久性。

更优选地，在这种方式中可以使用：水溶性透明聚合物，例如取代和/或未取代的聚乙烯醇；和/或聚硅氮烷，例如全氢聚硅氮烷和/或有机聚硅氮烷。

还更优选地，作为取代和/或未取代的聚乙烯醇，可以使用：聚乙烯醇(未取代的)、阳离子取代的聚乙烯醇、阴离子取代的聚乙烯醇、丙烯酰基取代的聚乙烯醇、乙酰乙酰基取代的聚乙烯醇(例如来自Nippon Gohsei的Gohsefimer^TMZ)、乙酸乙烯酯(例如来自Kuraray的Exceval^TM、来自Nippon Gohsei的Nichigo G-Polymer^TM)、硅烷醇取代的聚乙烯醇(例如来自Kuraray的R-1130系列)或其任意组合。

例如在公开的日本专利申请号JPS61-10483A、JPH01-206088A、JPS61-237681A、JPS63-307979A、JPH07-285265A、JPH07-009758A和JPH08-025795A中对阳离子取代的聚乙烯醇、阴离子取代的聚乙烯醇、丙烯酰基取代的聚乙烯醇的实例进行了描述。

根据本发明，水溶性透明聚合物的平均分子量M_w没有特别限制。

优选地，其范围为1000～20000，更优选1000～10000。

根据本发明，作为聚硅氮烷，可以更优选使用有机聚硅氮烷。

对于有机聚硅氮烷的实例，具有由如下通式(I)表示的重复单元的有机聚硅氮烷是合适的。

-(SiR₁R₂NR₃)n- -(I)

其中在式(Ⅰ)中，R₁、R₂、R₃彼此独立地相同或不同地为氢原子、烷基基团、烯基基团、环烷基基团、芳基基团、烷氧基基团、氨基或甲硅烷基，且R₁、R₂、R₃中的至少一个是氢原子。

此处，R₁、R₂、R₃中的至少一个，其不是氢原子，可以被如下基团中的一个或多个取代：卤素原子、烷基基团、烷氧基基团、氨基基团、甲硅烷基和/或烷基甲硅烷基基团。

例如，可以使用氟代烷基基团、全氟烷基基团、甲硅烷基烷基基团、三甲硅烷基烷基基团、烷基甲硅烷基烷基基团、三烷基甲硅烷基基团、烷氧基甲硅烷基烷基基团、氟代烷氧基基团、甲硅烷基烷氧基基团、烷基氨基基团、二烷基氨基基团、烷基氨基烷基基团、烷基甲硅烷基基团、二烷基甲硅烷基基团、烷氧基甲硅烷基基团、二烷氧基甲硅烷基基团、三烷氧基甲硅烷基。

在例如公开的日本专利申请JP 2015-115369A和JP 2014-77082A中对有机聚硅氮烷和全氢聚硅氮烷的实例进行了描述。

根据本发明，聚硅氮烷的平均分子量M_w没有特别限制。

优选地，其范围为1000～20000；更优选1000～10000。

根据本发明，平均分子量M_w通过GPC(＝凝胶渗透色谱法)相对于聚苯乙烯内标物测定。

-阻挡层

根据本发明，可以优选使用聚硅氮烷、尤其是任意的全氢聚硅氮烷(下文中称为“PHPS”)来制造阻挡层(130)。

不希望受理论束缚，认为全氢聚硅氮烷可以实现湿法制造工艺以代替气相沉积工艺，并且可以减少工艺中纳米尺寸荧光材料的制造损坏，并且由PHPS制成的阻挡层在层中具有较少的缺陷。

因此，在本发明的一个实施方式中，阻挡层(130)是得自PHPS的层。

根据本发明，在某些实施方式中，阻挡层(130)包含梯度结构，所述梯度结构由所述层中的最外部分和后续部分构成，其中所述最外部分由氮化硅构成。

在本发明的一个优选实施方式中，所述梯度是氢含量。

更优选地，梯度结构向基质材料(120)的最外部分比梯度结构的向阻挡层(130)的相对侧的氢的含量更高。

不希望受理论束缚，认为通过使用PHPS溶液制造的阻挡层可以具有比通过任意气相沉积方法(例如CVD)制造的阻挡层的折射率更低的折射率，并且可以导致与本发明的基质材料匹配的更好的折射率。

在本发明的某些实施方式中，阻挡层(130)的折射率为1.38～1.85。

在本发明的一个优选实施方式中，阻挡层(130)的折射率为1.45～1.60。

更优选地，阻挡层(130)由PHPS制成并且折射率为1.38～1.85；更优选1.45～1.60。

通过改变PHPS层的干燥条件和通过控制真空紫外线(下文中称为“VUV”)光照射条件，可以控制阻挡层(130)的折射率值。

根据本发明，术语“真空紫外线”是指峰值波长在190nm～80nm范围内的紫外光。

-聚合引发剂

关于本发明的其它组分，如果需要，本发明的基质材料和/或PHPS层可以任选地含有其它一种或多种添加剂，例如聚合引发剂。通常，有两种可以用于本发明的聚合引发剂：一种是在受辐射时产生酸、碱或自由基的聚合引发剂；并且另一种是在受热时产生酸、碱或自由基的聚合引发剂。

本发明可采用的聚合引发剂是例如：光酸产生剂，其在受辐射时分解并释放酸以充当活性物质来用于使组合物光固化；光自由基产生剂，其释放自由基；光碱产生剂，其释放碱；热酸产生剂，其在受热时分解并释放出酸以充当活性物质来用于使组合物热固化；热自由基产生剂，其释放自由基；和热碱产生剂，其释放碱。辐射的实例包括可见光、UV射线如VUV射线、IR射线、X射线、电子束、α射线和γ射线。

在本发明的一个优选实施方式中，基于100重量份的基质材料或PHPS材料，聚合引发剂的量为0.001～10重量份，更优选0.01～5重量份。为了获得引发剂的效果，优选超过0.001重量份。另一方面，优选小于10重量份的聚合引发剂以防止制造的颜色转换片(100)破裂，或防止由引发剂分解而引起的所制造片的着色。

上述光酸产生剂的实例包括重氮甲烷化合物、二苯基碘盐、三苯基锍盐、锍盐、铵盐、盐和磺酰胺化合物。这些光酸产生剂的结构可以用式(A)表示：

R⁺X^- (A)。

其中在式(A)中，R⁺是氢或者被碳原子或其它杂原子改性的有机离子，条件是所述有机离子选自：烷基基团、芳基基团、烯基基团、酰基和烷氧基基团。例如，R⁺是二苯基碘离子或三苯基锍离子。

此外，X^-优选为由下式中的任一者表示的对离子：

SbY₆ ^-、

AsY₆ ^-、

R^a _pPY_6-p ^-、

R^a _qBY_4-q ^-、

R^a _qGaY_4-q ^-、

R^aSO₃ ^-、

(R^aSO₂)₃C^-、

(R^aSO₂)₂N^-、

R^aCOO^-和

SCN^-，

其中

Y是卤素原子；

R^a是1～20个碳原子的烷基基团或6～20个碳原子的芳基基团，条件是各个基团被选自如下的取代基取代：氟、硝基基团和氰基基团；

R^b是氢或1～8个碳原子的烷基基团；

P是0～6的数字；且

q是0～4的数字。

对离子(x^-)的具体实例包括：BF₄ ^-、(C₆F₅)₄B^-、((CF₃)₂C₆H₃)₄B^-、PF₆ ^-、(CF₃CF₂)₃PF₃ ^-、SbF₆ ^-、(C₆F₅)₄Ga^-、((CF₃)₂C₆H₃)₄Ga^-、SCN^-、(CF₃SO₂)₃C^-、(CF₃SO₂)₂N^-、甲酸根离子、乙酸根离子、三氟甲烷磺酸根离子、九氟丁烷磺酸根离子、甲烷磺酸根离子、丁烷磺酸根离子、苯磺酸根离子、对甲苯磺酸根离子和磺酸根离子。

在可用于本发明的光酸产生剂中，特别优选产生磺酸或硼酸的光酸产生剂。其实例包括：三异丙苯基碘四(五氟苯基)硼酸盐(PHOTOINITIATOR2074[商标]，由Rhodorsil制造)、二苯基碘四(全氟苯基)硼酸盐、以及具有锍离子和五氟硼酸根离子分别作为阳离子和阴离子部分的化合物。此外，光酸产生剂的实例还包括：三氟甲烷磺酸三苯基锍、樟脑磺酸三苯基锍、四(全氟苯基)硼酸三苯基锍、六氟砷酸4-乙酰氧基苯基二甲基锍、三氟甲烷磺酸1-(4-正丁氧基萘-1-基)四氢噻吩三氟甲烷磺酸1-(4,7-二丁氧基-1-萘基)四氢噻吩三氟甲烷磺酸二苯基碘和六氟砷酸二苯基碘此外，还可以采用由下式表示的光酸产生剂：

其中

A各自独立地为选自以下的取代基：1～20个碳原子的烷基基团、1～20个碳原子的烷氧基基团、6～20个碳原子的芳基基团、1～20个碳原子的烷基羰基基团、6～20个碳原子的芳基羰基基团、羟基和氨基；

p各自独立地为0～5的整数；且

B^-是氟化烷基磺酸根基团、氟化芳基磺酸根基团、氟化烷基硼酸根基团、烷基磺酸根基团或芳基磺酸根基团。

还可使用下述光酸产生剂，其中上式中的阳离子和阴离子彼此交换或与上述各种其它阳离子和阴离子组合。例如，由上式表示的任意一种锍离子可以与四(全氟苯基)硼酸根离子组合，并且由上式表示的任意一种碘离子可以与四(全氟苯基)硼酸根离子组合。所述物质也可以用作光酸产生剂。

热酸产生剂是例如能够产生有机酸的盐或酯。其实例包括：各种脂族磺酸及其盐；各种脂族羧酸如柠檬酸、乙酸和马来酸及其盐；各种芳族羧酸如苯甲酸和邻苯二甲酸及其盐；芳族磺酸及其铵盐；各种胺盐；芳族重氮盐；以及膦酸及其盐。在可用于本发明的热酸产生剂中，优选有机酸和有机碱的盐，并且更优选磺酸和有机碱的盐。

含磺酸根离子的优选热酸产生剂的实例包括：对甲苯磺酸盐、苯磺酸盐、对十二烷基苯磺酸盐、1,4-萘二磺酸盐和甲烷磺酸盐。

光自由基产生剂的实例包括：偶氮化合物、过氧化物、酰基氧化膦、烷基酰苯、肟酯和二茂钛。

根据本发明，作为光自由基产生剂，更优选酰基氧化膦、烷基酰苯、肟酯或其任意组合。例如，可以优选使用2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙-1-酮、1-羟基-环己基苯基酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙-1-酮、1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-2-羟基-2-甲基-1-丙-1-酮、2-羟基-1-{4-[4-(2-羟基-2-甲基丙酰基)苄基]苯基}-2-甲基丙-1-酮、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉代丙-1-酮、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)-1-丁酮、2-(二甲基氨基)-2-[(4-甲基苯酚)甲基]-1-[4-(4-吗啉基)苯基]-1-丁酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦、1,2-辛二酮1-[4-(苯硫基)-2-(邻苯甲酰肟)]、乙酮1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]-1-(邻乙酰基肟)或其任意组合。

作为热自由基产生剂的实例，可以优选使用2,2’-偶氮双(2-甲基戊腈)、2,2’-偶氮双(二甲基戊腈)或其任意组合。

光碱产生剂的实例包括具有酰胺基团的多取代酰胺化合物、内酰胺、酰亚胺化合物以及具有这些结构的化合物。

上述热碱产生剂的实例包括：咪唑衍生物如N-(2-硝基苄氧基羰基)咪唑、N-(3-硝基苄氧基羰基)咪唑、N-(4-硝基苄氧基羰基)咪唑、N-(5-甲基-2-硝基苄氧基羰基)咪唑和N-(4-氯-2-硝基-苄氧基羰基)咪唑；1,8-二氮杂双环(5,4,0)十一碳-7-烯，叔胺、季铵盐；及其混合物。这些碱产生剂以及酸产生剂和/或自由基产生剂可以单独使用或混合使用。

根据本发明，可以优选使用在受辐射时产生酸、碱或自由基的聚合引发剂。

因此，在本发明的一个优选实施方式中，聚合引发剂可以选自：光自由基产生剂、光碱产生剂、光酸产生剂及其任意组合。

更优选地，所述聚合引发剂可以是光自由基产生剂。

-其它添加剂

如果需要，本发明的基质材料和/或用于阻挡层的聚硅氮烷还可以包含其它添加剂。添加剂的实例包括：粘合增强剂、阻聚剂、表面活性剂和敏化剂。

作为粘合增强剂，优选采用咪唑和硅烷偶联剂。咪唑的实例包括：2-羟基苯并咪唑、2-羟基乙基苯并咪唑、苯并咪唑、2-羟基咪唑、咪唑、2-巯基咪唑和2-氨基咪唑。其中，特别优选的是2-羟基苯并咪唑、苯并咪唑、2-羟基咪唑和咪唑。

作为硅烷偶联剂，可以优选采用已知化合物，例如环氧-硅烷偶联剂、氨基-硅烷偶联剂和巯基-硅烷偶联剂。其实例包括：3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-脲基丙基三甲氧基硅烷、3-氯丙基三甲氧基硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷和3-异氰酸酯丙基三甲氧基硅烷。它们可以单独使用或者以两种或多种组合的方式使用。基于100重量份的本发明的基质材料和/或用于阻挡层的聚硅氮烷，其量优选为0.05～15重量份。

还可使用具有酸性基团的硅烷或硅氧烷化合物作为硅烷偶联剂。所述酸性基团的实例包括：羧基基团、酸酐基团和酚羟基基团。如果具有一元酸基团如羧酸或酚羟基，则所述化合物优选为具有两个或更多个酸性基团的含单一硅的化合物。

上述硅烷偶联剂的实例包括由下式(B)表示的化合物：

X_nSi(OR⁴)_4-n (B)

以及具有由其衍生的聚合单元的聚合物。这些聚合物可以以组合方式包含多种X或R³不同的单元。

在上式中，R⁴是烃基基团如烷基基团，优选具有1～10个C原子。其实例包括甲基、乙基、正丙基、异丙基和正丁基。式(A)含有多个R⁴，其可以彼此相同或不同。

在上式中，X包括酸性基团如硫醇、硼酸根、羧基、苯酚、过氧化物、硝基、氰基、磺基或醇基团。酸性基团可以用保护基团进行保护，所述保护基团例如乙酰基、芳基、戊基、苄基、甲氧基甲基、甲磺酰基、甲苯基、三甲氧基甲硅烷基、三乙氧基甲硅烷基、三异丙基甲硅烷基或三苯甲基。此外，X可以是酸酐基团。

其中，R⁴和X分别优选为甲基和羧酸酐基团。例如，含酸酐基团的硅酮是优选的。其具体实例是：由下式(B-1)表示的化合物(X-12-967C[商标]，由信越化学株式会社(Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.)制造)；和含硅聚合物如硅酮，其具有对应于在末端或侧链中的式的结构并且重均分子量为1000或更低。还优选的是重均分子量为4000或更低并且具有用酸性基团改性的末端的二甲基硅酮，所述酸性基团如硫醇、硼酸根、羧基、苯酚、过氧化物、硝基、氰基或磺基。其实例包括由下式(B-2)和(B-3)表示的化合物(X-22-2290AS和X-22-1821[商标]，由信越化学株式会社制造)。

如果硅烷偶联剂含有硅酮结构并且分子量太大，则其与组合物的相容性差。因此，涂层在显影剂中的溶解不充分而使得反应性基团可残留在涂层中。这可引起问题，例如，涂层对后处理不具有足够的化学抗性。鉴于此，含硅化合物的重均分子量优选为5000或更低，更优选为1000～4000。此外，如果使用含酸性基团的硅烷或硅氧烷化合物作为硅烷偶联剂，则基于100重量份的本发明的基质材料和/或用于阻挡层的聚硅氮烷，其量优选为0.01～15重量份。

作为阻聚剂，可以加入硝酮衍生物、氮氧自由基衍生物和氢醌衍生物如氢醌、甲基氢醌和丁基氢醌。这些物质可以单独使用或以其两种或多种组合的方式使用。基于100重量份的本发明的基质材料和/或用于阻挡层的聚硅氮烷，其量优选为0.1～10重量份。

消泡剂的实例包括：醇类(C₁～C₁₈)；高级脂肪酸如油酸和硬脂酸；高级脂肪酸酯如甘油单月桂酸酯；聚醚如聚乙二醇(PEG)(Mn：200～10000)和聚丙二醇(Mn：200～10000)；硅酮化合物如二甲基硅油、烷基改性的硅油和氟硅油；以及下面详细描述的有机硅氧烷表面活性剂。这些物质可以单独使用或以其两种或多种组合的方式使用。基于100重量份的本发明的基质材料和/或用于阻挡层的聚硅氮烷，其量优选为0.1～3重量份。

如果需要，本发明的基质材料和/或用于阻挡层的聚硅氮烷还可以含有表面活性剂，并入所述表面活性剂的目的在于提高可涂布性、可显影性等。可用于本发明的表面活性剂例如是非离子、阴离子和两性表面活性剂。

非离子表面活性剂的实例包括：聚氧乙烯烷基醚如聚氧乙烯月桂基醚、聚氧乙烯油基醚和聚氧乙烯十六烷基醚；聚氧乙烯脂肪酸二醚；聚氧乙烯脂肪酸单醚；聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段聚合物；乙炔醇；乙炔二醇衍生物如乙炔二醇、乙炔醇的聚乙氧基化物和乙炔二醇的聚乙氧基化物；含硅表面活性剂如Fluorad([商标]，由住友3M有限公司(Sumitomo 3MLimited)制造)、MEGAFAC([商标]，由DIC Corporation制造)和Surufuron([商标]，由日本旭硝子株式会社(Asahi Glass Co.,Ltd.)制造))；以及有机硅氧烷表面活性剂如KP341([商标]，由信越化学株式会社制造)。上述乙炔二醇的实例包括：3-甲基-1-丁炔-3-醇、3-甲基-1-戊炔-3-醇、3,6-二甲基-4-辛炔-3,6-二醇、2,4,7,9-四甲基-5-癸炔-4,7-二醇、3,5-二甲基-1-己炔-3-醇、2,5-二甲基-3-己炔-2,5-二醇、和2,5-二甲基-2,5-己二醇。

阴离子表面活性剂的实例包括：烷基二苯基醚二磺酸的铵盐和有机胺盐、烷基二苯基醚磺酸的铵盐和有机胺盐、烷基苯磺酸的铵盐和有机胺盐、聚氧乙烯烷基醚硫酸的铵盐和有机胺盐、以及烷基硫酸的铵盐和有机胺盐。

此外，两性表面活性剂的实例包括：2-烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑甜菜碱和月桂酸酰氨基丙基羟基砜甜菜碱。

这些表面活性剂可以单独使用或以其两种或多种组合的方式使用。基于本发明的光敏组合物，其量通常为50～2000ppm，优选100～1000ppm。

根据需要，可以将敏化剂并入本发明的基质材料和/或用于阻挡层的聚硅氮烷中。优选用于本发明的组合物中的敏化剂的实例包括：香豆素、酮香豆素、其衍生物；硫代吡喃盐和苯乙酮。具体地，其具体实例包括：增敏染料如对-双(邻甲基苯乙烯基)苯、7-二甲基氨基-4-甲基-喹诺酮-2,7-氨基-4-甲基香豆素、4,6-二甲基-7-乙基氨基香豆素、2-(对二甲氨基苯乙烯基)吡啶基甲基碘、7-二乙基氨基香豆素、7-二乙基氨基-4-甲基香豆素、2,3,5,6-1H,4H-四氢-8-甲基喹啉并-<9,9a,1-gh>香豆素、7-二乙基氨基-4-三氟甲基香豆素、7-二甲基氨基-4-三氟甲基香豆素、7-氨基-4-三氟甲基香豆素、2,3,5,6-1H,4H-四氢喹啉并<9,9a,1-gh>香豆素、7-乙基氨基-6-甲基-4-三氟甲基香豆素、7-乙基氨基-4-三氟甲基香豆素、2,3,5,6-1H,4H-四氢-9-羰基乙氧基喹啉并-<9,9a,1-gh>香豆素、3-(2’-N-甲基苯并咪唑基)-7-N,N-二乙基氨基香豆素、N-甲基-4-三氟甲基哌啶并-<3,2-g>-香豆素、2-(对二甲基氨基苯乙烯基)苯并噻唑基乙基碘、3-(2’-苯并咪唑基)-7-N,N-二乙基氨基香豆素、3-(2’-苯并噻唑基)-7-N,N-二乙基氨基香豆素、以及由下式表示的吡喃或硫代吡喃盐。增敏染料使得可以通过使用廉价的光源如高压汞灯(360～430nm)进行图案化。基于100重量份的本发明的基质材料和/或用于阻挡层的聚硅氮烷，其量优选为0.05～15重量份，更优选0.1～10重量份。

X	R₁	R₂	R₃	Y
					S	OC₄H₉	H	H	BF₄
S	OC₄H₉	OCH₃	OCH₃	BF₄
					S	H	OCH₃	OCH₃	BF₄
S	N(CH₃)₂	H	H	ClO₂
					O	OC₄H₉	H	H	SbF₆

作为敏化剂，还可以采用具有蒽骨架的化合物。其具体实例包括由下式(C)表示的化合物：

其中

R³¹各自独立地为选自如下基团的取代基：烷基基团、芳烷基基团、芳基基团、羟烷基基团、烷氧基烷基基团、缩水甘油基基团和卤代烷基基团；

R³²各自独立地为选自如下基团的取代基：氢、烷基基团、烷氧基基团、卤素原子、硝基基团、磺酸基基团、羟基基团、氨基基团和羰基烷氧基基团；且

k各自独立地为0和1～4的整数。

在例如专利文献3和4中公开了具有蒽骨架的敏化剂。当添加具有蒽骨架的敏化剂时，基于100重量份的本发明的基质材料和/或用于阻挡层的聚硅氮烷，其量优选为0.01～5重量份。

此外，如果需要，还可以将稳定剂添加到本发明的基质材料和/或用于阻挡层的聚硅氮烷中。稳定剂可以从通常已知的稳定剂中自由选择。然而，在本发明中，芳族胺是优选的，因为它们对稳定性的影响大。在这些芳族胺中，优选的是吡啶衍生物，特别优选的是在2-和6-位具有大取代基的吡啶衍生物。其具体实例如下：

在本发明的某些实施方式中，如果需要，仅本发明阻挡层的聚硅氮烷可包含一种或多种添加剂。例如要避免纳米尺寸荧光材料与一种或多种添加剂之间的不必要的化学反应。

-颜色转换片(100)

根据本发明，术语“片”包括“层”和“膜”状结构。

在本发明的某些实施方式中，任选地，颜色转换片(100)可以包含透明基板。

通常，透明基板可以是柔性的、半刚性的或刚性的。根据需要可以使用适用于光学器件的公知的透明基板。

优选地，作为透明基板，可以使用透明聚合物基板、玻璃基板、层叠在透明聚合物膜上的薄玻璃基板、透明金属氧化物(例如氧化硅、氧化铝、氧化钛)。

透明聚合物基板可以由如下物质制成：聚乙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-乙烯醇共聚物、聚丙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、尼龙、聚醚醚酮、聚砜、聚醚砜、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物、聚氟乙烯、四氟乙烯-乙烯共聚物、四氟乙烯六氟聚合物共聚物或其任意组合。

术语“透明”是指在光学器件中使用的厚度下并在光学器件工作期间使用的波长或波长范围内入射光的透射率为至少约60％。优选其超过70％，更优选超过75％，最优选其超过80％。

在本发明的某些实施方式中，颜色转换片(100)还可以包含UV切割层以减少/防止颜色转换层中纳米尺寸荧光材料(110)的任何UV损伤。

优选地，UV切割层放置在阻挡层(130)与基质材料(120)之间，以有效地防止纳米尺寸荧光材料(110)的UV损伤。

根据本发明，可以优选使用任意类型的透明UV切割层。

公知的透明UV切割滤光片、薄膜也可以用作本发明的UV切割层。

根据本发明，颜色转换片(100)可以是均匀的颜色转换片或者可以包含第一和第二子颜色区域(120)，其中当其被光源照射时，至少第一子颜色区域发射具有比第二子颜色区域更长的峰值波长的光。

因此，在本发明的一个实施方式中，颜色转换片(100)可以是均匀的颜色转换片。

在本发明的某些实施方式中，颜色转换薄片(100)可以包含红色子颜色区域、绿色子颜色区域和蓝色子颜色区域。

在本发明的某些实施方式中，如果需要，颜色转换片(100)可以主要由红色子颜色区域、绿色子颜色区域和蓝色子颜色区域构成。

在本发明的某些实施方式中，在使用蓝色发光元件如蓝色LED的情况下，可以在没有蓝色纳米尺寸荧光材料(110)的情况下完成蓝色子颜色区域。

在本发明的某些实施方式中，任选地，颜色转换片(100)还可以包含黑色基质(下文中称为“BM”)。

BM的材料没有特别限制。根据需要，可以优选使用众所周知的材料，特别是众所周知的用于滤色片的BM材料。例如黑色染料分散的聚合物组合物，如JP 2008-260927A和WO2013/031753A中所述。

BM的制造方法没有特别限制，可以以此方式使用熟知的技术。例如，直接丝网印刷、光刻、利用掩模的气相沉积。

-光学器件

在本发明的优选实施方式中，光学器件(200)可以包含光源。

根据本发明，光学器件中的光源的类型没有特别限制。优选地，可以使用UV或蓝色单色光源如LED、CCFL、EL或其任意组合。

出于本发明的目的，术语“蓝色”意指波长在380nm～515nm之间的光。优选地，“蓝色”在430nm～490nm之间。更优选地，其在450nm～470nm之间。

更优选地，可以使用发射峰值波长在蓝光区域中的光的光源，例如蓝色LED、CCFL、EL或其任意组合。

在本发明的一个实施方式中，任选地，光源还可以包含导光板如光反射镜(350)，以增加光均匀性和/或提高光源的光利用效率。

在另一方面，本发明还涉及光学器件(200)，其中光学器件(200)包含至少一种纳米尺寸荧光材料(210)、基质材料(220)、阻挡层(230)和发光二极管元件(240)，其中阻挡层(230)放置于基质材料(220)的最外表面上。

在本发明的某些实施方式中，任选地，光学器件(200)可以包含基板(250)。

通常，基板可以是柔性的、半刚性的或刚性的。

根据本发明，可以根据需要使用适用于光学器件的公知基板如透明基板、金属基板、硅基板。

在本发明的优选实施方式中，可以使用透明基板。

透明聚合物基板可以由如下物质制成：聚乙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-乙烯醇共聚物、聚丙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、尼龙、聚醚醚酮、聚砜、聚醚砜、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物、聚氟乙烯、四氟乙烯乙烯共聚物、四氟乙烯六氟聚合物共聚物或其任意组合。

在本发明的一个实施方式中，光学器件(200)可以还包含光调制器。

在本发明的一个优选实施方式中，光调制器可以选自：液晶元件、微机电系统(下文中为“MEMS”)、电润湿元件和电泳元件。

在光调制器是液晶元件的情况下，可以以此方式使用任意类型的液晶元件。例如，通常用于LCD的扭曲向列模式、垂直对准模式、IPS模式、宾主模式液晶元件是优选的。

此外，根据本发明，常黑TN模式液晶元件也可用作光调制器。

通常，不希望受理论束缚，据说，常黑TN模式可以实现更高的对比度，但是由于各个颜色像素中的不同单元间隙为了保持良好的白平衡而导致制造工艺复杂化。

根据本发明，不需要改变各个像素的常黑TN模式LC元件的单元间隙。

因为，根据本发明，单色激发光源可以优选地与颜色转换片(100)组合使用。例如，用作单色激发光源、UV LED、蓝色LED。

在这种情况下，光源发射具有一个峰值波长区域的光，并且源自所述光源的激发光的强度可以由在各个像素处具有相同单元间隙的常黑TN模式LC层控制，然后，激发光进入颜色转换片(100)并转换成更长的波长。

在本发明的某些实施方式中，光调制器放置于颜色转换片(100)的光提取侧。

在本发明的某些实施方式中，光调制器放置于光源与颜色转换片(100)之间。

根据本发明，在某些实施方式中，颜色转换片(100)的与光源侧相对的表面可以具有纳米级结构，而不是具有纳米级结构的片。不希望受理论束缚，认为纳米级结构可以防止由全反射造成的光损失。

在本发明的某些实施方式中，任选地，光源可以是可切换的。

根据本发明，术语“可切换的”意味着光可以选择性地打开或关闭。

在本发明的优选实施方式中，可切换光源可以选自：有源矩阵EL、无源矩阵EL、多个LED及其任意组合。

因此，在本发明的一个实施方式中，光学器件还包含发光二极管元件(240)。

在本发明的一个优选实施方式中，光学器件可以是包含颜色转换片(100)和发光二极管元件(240)的发光二极管器件。

在本发明的某些实施方式中，任选地，光学器件(200)还可以包含滤色片层。根据本发明，作为滤色片，以此方式可以优选使用任意类型的公知的滤色片，包括用于光学器件的红色、绿色和蓝色子颜色区域，如LCD滤色片。

在本发明的一个优选实施方式中，滤色片的红色子颜色区域对于至少610～640nm波长的光可以是透明的，并且滤色片的绿色子颜色区域对于至少515～550nm波长的光是透明的。

在本发明的一个优选实施方式中，光学器件(200)可以选自：发光二极管器件、液晶显示器、电致发光显示器、MEMS显示器、电润湿显示器和电泳显示器。

更优选地，光学器件(200)可以是：发光二极管器件；或液晶显示器，如扭曲向列液晶显示器、垂直对准模式液晶显示器、IPS模式液晶显示器、宾主模式液晶显示器或常黑TN模式液晶显示器。

在例如WO 2010/095140 A2和WO 2012/059931 A1中对光学器件的实例进行了描述。

-制造方法

(b)将全氢聚硅氮烷溶液设置在所述基质材料的表面上；和

(c)将所述全氢聚硅氮烷暴露于真空紫外光下。

在本发明的一个优选实施方式中，其中所述方法还包括在步骤(b)之后且在步骤(c)之前的步骤(d)；

(d)将所述全氢聚硅氮烷溶液进行干燥。

在本发明的某些实施方式中，干燥步骤(d)的加热温度可以在40℃～200℃的范围内。在本发明的一个优选实施方式中，焙烧步骤中的焙烧温度在70℃～180℃的范围内。更优选地，其在80℃～160℃的范围内。还更优选地，其在100℃～140℃的范围内。

干燥时间没有特别限制，优选为30秒～24小时，更优选为60秒～10小时。

-涂布步骤

根据本发明，为了将至少一种纳米尺寸荧光材料(110)和基质材料(120)设置在基底上和/或将全氢聚硅氮烷溶液设置在基质材料表面上，可以优选使用任意类型的公知的涂布方法。例如，喷墨印刷、浸涂、凹版涂布、辊涂、棒涂、刷涂、喷涂、刮涂、流涂、旋涂和狭缝涂布。

在步骤(a)中的通过将全氢聚硅氮烷溶液设置在基质材料表面上以进行涂布的基板，也没有特别限制，并且可以适当地选自例如：硅基板、玻璃基板或聚合物膜。并且基板可以是如“-颜色转换片(100)”中第28页和第29页上所述的实心的或柔性的。

-溶剂

根据本发明，在制造中可以优选使用多种公知的溶剂。对溶剂没有特别限制，只要其可以均匀地溶解或分散上述基质材料或用于阻挡层的聚硅氮烷、所述聚合引发剂和任选并入的添加剂即可。

在本发明的一个优选实施方式中，溶剂可以选自：乙二醇单烷基醚如乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丙醚和乙二醇单丁醚；二乙二醇二烷基醚如二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇二丙基醚和二乙二醇二丁基醚；乙二醇烷基醚乙酸酯如甲基溶纤剂乙酸酯和乙基溶纤剂乙酸酯；丙二醇烷基醚乙酸酯如丙二醇单甲醚乙酸酯(PGMEA)、丙二醇单乙醚乙酸酯和丙二醇单丙醚乙酸酯；芳烃如苯、甲苯和二甲苯；酮类如甲基乙基酮、丙酮、甲基戊基酮、甲基异丁基酮和环己酮；醇类如乙醇、丙醇、丁醇、己醇、环己醇、乙二醇和甘油；酯类如3-乙氧基丙酸乙酯、3-甲氧基丙酸甲酯和乳酸乙酯；和环酯如γ-丁内酯；庚烷；二丁醚；或纯净水。这些溶剂可单独使用或以两种或多种组合的方式使用，且其用量取决于涂布方法和涂层厚度。

根据组合物的涂布方法，可以自由地控制光敏组合物中溶剂的量。例如，如果要喷涂组合物，则其可以含有90重量％或更多的溶剂。此外，如果更多地实施在涂布大基板时经常采用的狭缝涂布法，则溶剂的含量优选为60重量％或更多，更优选70重量％或更多。

-预焙烧步骤

在本发明的一个优选实施方式中，任选地，在步骤(a)之后，可以将预焙烧(预热处理)步骤应用于设置在基底上的基质材料(120)，以便干燥和减少残留在其中的溶剂。预焙烧步骤可以在通常50～150℃、优选90～130℃的温度下在电炉上实施10～600秒，优选实施30～400秒或在干净的烘箱中实施1～30分钟。

-作为步骤(c)的用于固化全氢聚硅氮烷的暴露步骤

在本发明的一个优选实施方式中，在形成全氢聚硅氮烷的涂层之后，其表面可以暴露于峰值波长为172nm或185nm的真空紫外线(下文中称为“VUV”)光下。作为暴露的光源，可以使用任意公知的VUV光源。暴露的光的能量取决于光源和涂层的厚度，但通常为10～2000mJ/cm²，优选20～1000mJ/cm²，以获得由PHPS获得的阻挡层。

根据本发明，优选地，阻挡层是SiN。因此，优选地，所有工艺均可以在惰性气体气氛下实施。更优选地，所有工艺均可以在纯化的氮气气氛下实施，以使制造气氛中的氧密度最小化。

在本发明的一个优选实施方式中，除了作为步骤(c)的VUV光照射工艺之外，所有制造工艺都可以在黄光条件下实施。

在另一方面，本发明还涉及制备光学器件(200)的方法，其中所述方法包括如下步骤(A)；

(A)将颜色转换片(100)设置在光学器件中。

参考如下实施例对本发明进行更详细地描述，所述实施例仅是示例性的而不限制本发明的范围。

实施例

实施例1：图1公开了本发明的颜色转换片(100)的一个实例，其包含至少一种纳米尺寸荧光材料(110)(例如红色和/或绿色)、基质材料(120)和阻挡层(130)。颜色转换片(100)可以从图1所示的基板(140)上剥离。

实施例2：图2示出了本发明的光学器件(200)的一个实例，其包含至少一种纳米尺寸荧光材料(210)(例如红色和/或绿色)、基质材料(220)、阻挡层(230)和发光二极管元件(240)。其它组件如基底(250)是可选的。

实施例3：图3示出了本发明的光学器件的一个实例。

除非另有说明，否则本说明书中公开的各个特征可以由用于相同、等同或类似目的的替代特征代替。因此，除非另有说明，否则所公开的各个特征仅是一系列等同或类似特征的一个实例。

术语的定义

术语“荧光”定义为吸收光或其它电磁辐射的物质发光的物理过程。它是一种发光形式。在大多数情况下，发射的光与吸收的辐射相比具有更长的波长，因此具有更低的能量。

术语“半导体”是指在室温下具有介于导体(例如铜)的电导率与绝缘体(例如玻璃)的电导率之间的导电率的材料。

术语“无机”是指不包含碳原子的任意材料或者含有离子键合到其它原子的碳原子的任意化合物如一氧化碳、二氧化碳、碳酸盐、氰化物、氰酸盐、碳化物和硫氰酸盐。

术语“发射”是指通过原子和分子中的电子跃迁来发射电磁波。

术语“光敏”是指相应的组合物响应合适的光照射而发生化学反应。所述光通常选自可见光或紫外光。光敏响应包括组合物的硬化或软化，优选硬化。优选地，光敏组合物是可光聚合的组合物。

下面的工作例1～11提供了对本发明的描述，以及对它们的制造的详细描述。

工作例

工作例1：PVA+Q-棒/NN-PHPS

在80℃下，在氮气条件下，在搅拌下，将5重量％聚乙烯醇(下文中称为“PVA”)水溶液添加到基于水的3重量％的q-棒溶液中(w＝3％具有聚乙烯亚胺(下文中称为“PEI”)配体(极性)的q-棒))。

*(0.5g的PVA+9.5g的q-棒溶液(聚合物0.5g/q-棒0.285g)＝约64重量％的聚合物/36重量％的q-棒)

将得到的溶液旋涂在洁净的3英寸玻璃晶片上，然后将其在120℃下干燥5分钟，然后将其放入50℃的真空室中过夜。

然后，将全氢聚硅氮烷(下文中称为“PHPS”)溶液(含有二丁醚溶液的“PHPS NN120-20”；得自Merck)旋涂在PVA层的顶上并在120℃下干燥5分钟。

在PHPS干燥工艺之后，在氮气气氛下用VUV装置(得自IOT)在25mW/cm²下将PHPS层暴露于具有172nm峰值波长的真空紫外线(下文中称为“VUV”)光下8分钟，以加速PHPS层的氮化反应。

于是，最终获得具有涂布在PVA/Q-棒层上的0.3μm SiN层的样品PVA-1号。

所有工艺均在氮气气氛下实施。除VUV光照射之外，所有工艺均在过滤的黄光条件下实施。

工作例2：PVA+Q-棒/NN-PHPS

除了在25mW/cm²下利用172nm峰值波长的VUV光照射NN-PHPS层4分钟而不是照射8分钟之外，以与工作例1中所述相同的方式制造了具有涂布在PVA/Q-棒层上的0.3μm SiN层的样品PVA-2。

工作例3：PVA+Q-棒/NL-PHPS

除了使用NL-PHPS溶液(产品名“PHPS NL 120-20”，含有二正丁醚溶液；得自Merck)代替NN-PHPS溶液之外，以与工作例1中所述相同的方式制造了具有涂布在PVA/Q-棒层上的0.3μm SiN层的样品PVA-3。

工作例4：PVA+Q-棒/NL-PHPS

除了使用NL-PHPS溶液代替NN-PHPS溶液，并在25mW/cm²下利用172nm峰值波长的VUV光照射NL-PHPS层4分钟而不是照射8分钟之外，以与工作例1中所述相同的方式制造了具有涂布在PVA/Q-棒层上的0.3μm SiN层的样品PVA-4。

比较例1：PMMA+Q-棒/NN-PHPS

具有PEI配体、三辛基氧化膦(下文中称为“TOPO”)配体的Q-棒，或未溶解在聚甲基丙烯酸甲酯(下文中称为“PMMA”)溶液中。

将在甲苯溶液中具有TOPO配体的3％Q-棒旋涂在洁净的3英寸玻璃晶片上，并在120℃下干燥5分钟。然后将20重量％PMMA苯甲醚溶液旋涂在q-棒的顶上以将q-棒固定在玻璃的表面上并在120℃下干燥5分钟。

然后，将NN-PHPS溶液旋涂在PMMA层的顶上并在120℃下干燥5分钟。

在PHPS干燥工艺之后，在氮气气氛下用VUV装置(得自IOT)在25mW/cm²下将NN-PHPS层暴露于具有172nm峰值波长的真空紫外线(下文中称为“VUV”)光下4分钟，以加速NN-PHPS层的氮化反应。

于是，最终得到具有0.3μm SiN层的样品“PMMA-5”号。

所有工艺均在氮气气氛下实施。

比较例2：PMMA+Q-棒/NL-PHPS

除了使用NL-PHPS溶液代替NN-PHPS溶液之外，以与比较例1中所述相同的方式制造了具有涂布在PMMA/Q-棒层上的0.3μm SiN层的样品PMMA-6。

比较例3：PS+Q-棒/NN-PHPS

除了使用聚苯乙烯代替PMMA之外，以与比较例1中所述相同的方式制造了具有涂布在PS/Q-棒层上的0.3μm SiN层的样品PS-7。

比较例4：PS+Q-棒/NL-PHPS

除了使用聚苯乙烯代替PMMA，并且使用NL-PHPS溶液代替NN-PHPS溶液之外，以与比较例1中所述相同的方式制造了具有涂布在PS/Q-棒层上的0.3μm SiN层的样品PS-8。

工作例5：QY评价

通过Quantaurus-QY绝对PL量子产率测量系统C11347-11(Hamamatsu)，测量了各个样品PVA-1、PVA-2、PVA-3、PVA-4、PMMA-5、PMMA-6、PS-7和PS-8的绝对PL量子产率(下文中称为“QY”)。

图4示出了测量结果。

比较例5：不含任何PHPS层的PVA+Q-棒

除了未在PVA/q-棒层上制造任何PHPS层之外，以与工作例1中所述相同的方式制造了样品PVA 9。

工作例6：QY评价

将工作例1中得到的样品PVA-1和比较例5中得到的PVA 9在85℃的环境气氛下进行储存。

通过Quantaurus-QY绝对PL量子产率测量系统C11347-11(Hamamatsu)，分别独立测量了工作例1中得到的PVA-1和比较例5中得到的PVA 9的绝对PL量子产率(下文中为“QY”)。

表2和图5示出了测量结果。

表2

		天数	0	1	2	3	4	7	16	21
											PVA-1	85℃	QY	76	76	77	80	80	81	85	84
PVA 9	85℃	QY	76	62	52	-	-	16	7	6

工作例7：有机聚硅氮烷(25重量％，在庚烷中)+Q-棒/NN-PHPS

在氮气条件下在搅拌下将在甲苯中具有TOPO配体的3％Q-棒添加到由通式-[SiR₂-NH]-(R＝H和CH₃)表示的有机聚硅氮烷(25重量％，在庚烷中)中。在甲苯中具有TOPO配体的3％Q-棒与有机聚硅氮烷(25重量％，在庚烷中)的重量比为1:4。

将得到的溶液以1000rpm旋涂在洁净的3×3cm玻璃基底上30秒。然后将其在电炉上在130℃下固化5小时。

然后，将NN-PHPS(20％，在二正丁醚中)溶液以2500rpm旋涂在MOP/Q-棒层的顶上并持续30秒，并在电炉上在120℃下干燥2分钟。在干燥工艺之后，接着在VUV(172nm)下在5W/cm²下固化30分钟。由此制造出样品A。

工作例8：有机聚硅氮烷(25重量％，在庚烷中)+Q-棒/NN-PHPS

除了使用由通式-[SiR₂-NH]-(R＝H和CH₃)表示的有机聚硅氮烷(25重量％，在庚烷中)B代替有机聚硅氮烷(25重量％，在庚烷中)A之外，以与工作例7中所述相同的方式制造了样品B。

工作例9：有机聚硅氮烷(25重量％，在庚烷中)+Q-棒/NN-PHPS

除了使用含有0.1重量％(源自Arkema group)的由式-[Si(CH₃)₂-NH]a-[SiH(CH₃)-NH]b-[Si(CH₃)(CH＝CH₂)-NH]c-表示的有机聚硅氮烷(25重量％，在庚烷中)C代替有机聚硅氮烷(25重量％，在庚烷中)A之外，以与工作例7中所述相同的方式制造了样品C。

工作例10：具有+Q-棒/NN-PHPS的有机聚硅氮烷(25重量％，在庚烷中)

除了使用由通式-[SiR₂-NH]-(R＝H和CH₃)表示的有机聚硅氮烷(25重量％，在庚烷中)A代替有机聚硅氮烷(25重量％，在庚烷中)A之外，以与工作例7中所述相同的方式制造了样品D。

比较例6：不含任何PHPS层的有机聚硅氮烷(25重量％，在庚烷中)+Q-棒

除了未制造任何PHPS层之外，以与工作例7中所述相同的方式制造了样品E。

比较例7：不含任何PHPS层的有机聚硅氮烷(25重量％，在庚烷中)+Q-棒

除了未制造任何PHPS层之外，以与工作例8中所述相同的方式制造了样品F。

比较例8：不含任何PHPS层的有机聚硅氮烷(25重量％，在庚烷中)+Q-棒

除了未制造任何PHPS层之外，以与工作例9中所述相同的方式制造了样品G。

比较例9：不含任何PHPS层的有机聚硅氮烷(25重量％，在庚烷中)+Q-棒

除了未制造任何PHPS层之外，以与工作例10中所述相同的方式制造了样品H。

工作例11：QY评价

将工作例7～10中得到的样品A、B、C和D以及在比较例6～9中得到的样品E～H在85℃的环境气氛下进行储存。

表3和图6示出了测量结果。

表3

Claims

1.一种颜色转换片(100)，所述颜色转换片(100)包含至少一种纳米尺寸荧光材料(110)、基质材料(120)和阻挡层(130)，其中所述阻挡层(130)放置于所述基质材料(120)的最外表面上。

2.根据权利要求1所述的颜色转换片(100)，其中所述阻挡层(130)是从全氢聚硅氮烷得到的层。

3.根据权利要求1或2所述的颜色转换片(100)，其中所述阻挡层(130)包含梯度结构，所述梯度结构由所述层中的最外部分和后续部分构成，其中所述最外部分由氮化硅构成。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的颜色转换片(100)，其中所述梯度是氢含量。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的颜色转换片(100)，其中所述梯度结构向所述基质材料(120)的最外部分比所述梯度结构向所述阻挡层(130)的相对侧的氢的含量更高。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的颜色转换片(100)，其中所述阻挡层(130)具有在1.38～1.85范围内的折射率。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的颜色转换片，其中所述阻挡层(130)具有在1.45～1.60范围内的折射率。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的颜色转换片(100)，其中所述基质材料(120)选自：聚硅氮烷、水溶性聚合物及其任意组合。

9.根据权利要求1～8中任一项所述的颜色转换片(100)，其中所述基质材料(120)选自：有机聚硅氮烷、取代或未取代的聚乙烯醇及其任意组合。

10.根据权利要求1～9中任一项所述的颜色转换片(100)，其中所述颜色转换片(100)还包含位于所述基质材料(120)与所述阻挡层(130)之间的UV切割层。

11.根据权利要求1～10中任一项所述的颜色转换片(100)在光学器件中的用途。

12.一种光学器件(200)，所述光学器件(200)包含根据权利要求1～10中任一项所述的颜色转换片(100)。

13.根据权利要求12所述的光学器件(200)，其中所述光学器件还包含发光二极管元件(240)。

14.一种光学器件(200)，其中所述光学器件(200)包含至少一种纳米尺寸荧光材料(210)、基质材料(220)、阻挡层(230)和发光二极管元件(240)，其中所述阻挡层(230)放置于所述基质材料(220)的最外表面上。

15.一种制备颜色转换片(100)的方法，其中所述方法依次包括如下步骤(a)～(c)：

(b)将全氢聚硅氮烷溶液设置在所述基质材料的表面上；和

(c)将所述全氢聚硅氮烷暴露于真空紫外光下。

16.根据权利要求15所述的制备颜色转换片(100)的方法，其中所述方法还包括在步骤(b)之后且在步骤(c)之前的步骤(d)：

(d)将所述全氢聚硅氮烷溶液进行干燥。

17.一种制备光学器件(200)的方法，其中所述方法包括如下步骤(A)：

(A)将根据权利要求1～10中任一项所述的颜色转换片(100)设置在光学器件中。