TWI532820B - 混合奈米粒子和使用該混合奈米粒子的照明裝置 - Google Patents

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Description

混合奈米粒子和使用該混合奈米粒子的照明裝置
除非在此處另有說明，在本文所描述的內容並非為本申請案之申請專利範圍的先前技術，且在此段落中所包括之內容並非承認其為先前技術。
液晶顯示器(liquid crystal display，LCD)是一種使用液晶之光調節性質的平板顯示器。由於液晶本身不發光，所以LCD通常採用背光照明。對於LCD背光或其他的平面照明裝置，可以使用發光裝置(例如發光二極體(light emitting diode，LED))和用以導引和擴散來自發光裝置的光之透明光導。
本文中揭示的一些具體實施例包括混合奈米粒子，該混合奈米粒子包括有機發藍光材料及結合於該有機發藍光材料的無機材料。在一些具體實施例中，該有機發藍光材料可以包括藍色螢光材料和藍色磷光材料中之至少一者。藉由舉例而非限制的方式，該藍色螢光材料可以包括9,10-二溴蒽、雙-(三嗪基胺基)芪二磺酸衍生物、雙-芪聯苯衍生物(bis-stilbiphenyl derivative)及2,5-雙(5-叔丁基-2-苯併噁唑基)噻吩中之至少一者；而且該藍色磷光材料可以包括銥(III)錯合物，該銥(III)錯合物包括參(2-(2,4-二氟苯基)吡啶)銥(III)、雙(2-(2,4-二氟苯基)吡啶)吡啶甲酸銥(III)、參(3,4,7,8-四甲基-1,10-啡啉)銥(Ⅲ)(tris(3,4,7,8-tetramethyl-1,10-phenantrolinato)iridium(III))及參(2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-啡啉)銥(III)(tris(2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthrolinato)iridium(III))中之至少一者。藉由舉例而非限制的方式，該無機材料可以包括二氧化矽。
在一些具體實施例中，該無機材料可以物理性地結合於該有 機發藍光材料。在一些具體實施例中，該無機材料可以共價鍵結於該有機發藍光材料。在一些具體實施例中，該無機材料可以氫鍵鍵結於含有該有機發藍光材料的樹脂。藉由舉例而非限制的方式，該樹脂可以包括聚乙烯吡咯啶酮(polyvinylpyrrolidone，PVP)樹脂。
在一些具體實施例中，該混合奈米粒子可以進一步包括封裝相互結合的該有機發藍光材料和該無機材料的無機殼。在一些具體實施例中，該無機殼可以包括二氧化矽殼。在一些具體實施例中，該無機殼可以具有孔洞，而且該等孔洞可以被以過渡金屬鹽(例如鐵、鈷、鎳或銅等之鹽)、過渡金屬錯鹽(例如鐵、鈷、鎳或銅等之錯鹽)及過渡金屬氯化物(例如鐵、鈷、鎳或銅等之氯化物)中之至少一者密封。
本文中揭示的替代性具體實施例可以包括一種透明光導，該透明光導包括樹脂，該樹脂含有與無機材料結合的至少一發紅光材料、至少一發綠光材料及至少一有機發藍光材料；以及反射片。在一些具體實施例中，該反射片可以被設置來覆蓋該樹脂之一個側表面。
藉由舉例而非限制的方式，該樹脂可以包括丙烯酸樹脂。藉由舉例而非限制的方式，該發紅光材料可以包括Eu3+三正丁基錯合物。在一些具體實施例中，該發綠光材料可以包括Tb3+三正丁基錯合物。藉由舉例而非限制的方式，該有機發藍光材料可以包括藍色螢光材料和藍色磷光材料中之至少一者，該藍色螢光材料包括9,10-二溴蒽、雙-(三嗪基胺基)芪二磺酸衍生物、雙-芪聯苯衍生物(bis-stilbiphenyl derivative)及2,5-雙(5-叔丁基-2-苯併噁唑基)噻吩；而且該藍色磷光材料包括參(2-(2,4-二氟苯基)吡啶)銥(III)、雙(2-(2,4-二氟苯基)吡啶)吡啶甲酸銥(III)、參(3,4,7,8-四甲基-1,10-啡啉)銥(Ⅲ)(tris(3,4,7,8-tetramethyl-1,10-phenantrolinato)iridium(III))及參(2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-啡啉)銥(III)(tris(2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthrolinato)iridium(III))。藉由舉例而非限制的方式，該無機材料可以包括二氧化矽。
在一些具體實施例中，可以將與該無機材料結合的該有機發藍光材料塗覆二氧化矽。在一些具體實施例中，與該無機材料結合的該有機發藍光材料之表面被以過渡金屬鹽、過渡金屬錯鹽及過渡金屬氯化物中 之至少一者密封。
還提供的是一種用於液晶顯示器的背光，包括本文中提供的任何透明光導。
還提供的是一種包括本文中提供的任何透明光導的平面照明裝置。
本文中揭示的又一個替代具體實施例可以包括一種形成混合奈米粒子的方法。該方法可以包括提供有機發藍光材料，以及將無機材料結合於該有機發藍光材料，以形成混合奈米粒子。
在一些具體實施例中，該結合步驟可以包括將該無機材料物理性地結合於該有機發藍光材料。
在一些具體實施例中，該結合步驟可以包括製備該有機發藍光材料和烷氧基之化合物，以及使用烷氧基矽烷水解-縮合該烷氧基。藉由舉例而非限制的方式，該烷氧基可以是乙氧基，並且該烷氧基矽烷可以是四乙氧基矽烷(tetraethoxysilane，TEOS)。
在一些具體實施例中，該結合步驟可以包括π電子聯接該有機發藍光材料與含有烷氧基的矽烷偶合劑，以及使用烷氧基矽烷水解-縮合該烷氧基。藉由舉例而非限制的方式，該矽烷偶合劑可以包括苯基三乙氧基矽烷，該烷氧基可以包括乙氧基，以及該烷氧基矽烷可以包括四乙氧基矽烷(TEOS)。
在一些具體實施例中，該結合步驟可以包括將該有機發藍光材料與樹脂混合，以及在該樹脂和該無機材料之間形成氫鍵。藉由舉例而非限制的方式，該樹脂可以包括聚乙烯吡咯啶酮(PVP)樹脂。
在一些具體實施例中，該方法可以進一步包括將該混合奈米粒子塗覆無機殼。藉由舉例而非限制的方式，該無機殼可以包括二氧化矽殼。在一些具體實施例中，該方法可以進一步包括使用過渡金屬鹽、過渡金屬錯鹽及過渡金屬氯化物中之至少一者密封該無機殼之孔洞。在一些具體實施例中，該方法可以進一步包括使用過渡金屬鹽、過渡金屬錯鹽及過渡金屬氯化物中之至少一者密封該混合奈米粒子之孔洞。
以上的摘要僅為說明性的，而且並無以任何方式限制的意 圖。除了上述的說明性態樣、具體實施例及特徵之外，藉由參照圖式及以下的實施方式，進一步的態樣、具體實施例及特徵將變得顯而易見。
100‧‧‧透明光導
110‧‧‧樹脂
120‧‧‧發紅光材料
130‧‧‧發綠光材料
140‧‧‧發藍光材料
150‧‧‧反射片
160‧‧‧側端面
170‧‧‧表面
200‧‧‧混合奈米粒子
205‧‧‧無機殼
210‧‧‧混合奈米粒子
215‧‧‧密封劑
220‧‧‧混合奈米粒子
225‧‧‧密封劑
230‧‧‧混合奈米粒子
從以下的描述和所附的申請專利範圍並結合附圖，本揭示的上述及其它特徵將變得更加顯而易見。瞭解到這些圖式僅繪示幾個依據本揭示的具體實施例並因此不應被視為限制本揭示之範圍，故將通過使用附圖以額外的具體性和細節來描述本揭示，其中：第一圖示意性圖示依據本文所述的至少一些具體實施例設置的透明光導之說明性實例；第二A圖至第二D圖示意性圖示依據本文所述的至少一些具體實施例設置的混合奈米粒子之說明性實例；第三圖圖示用於形成依據本文所述的至少一些具體實施例設置的混合奈米粒子的製程之示例性流程圖；第四A圖至第四C圖圖示依據本文所述的至少一些具體實施例設置的混合奈米粒子之說明性實例的吸收光譜；第五A圖圖示依據本文所述的至少一些具體實施例設置的混合奈米粒子之說明性實例的持久性比變化；以及第五B圖圖示依據本文所述的至少一些具體實施例設置的透明光導之說明性實例的色度變化。
在下面的實施方式中參考了附圖，該等附圖構成本發明的一部分。在附圖中，相似的符號通常代表相似的組件，除非上下文另有指示。實施方式、附圖及申請專利範圍中所描述的說明性具體實施例並非意圖作為限制。可以使用其他的具體實施例，並且在不偏離本文提出的標的物之精神或範圍的情況下可以作出其他的變化。將可以輕易瞭解的是，可以在各種不同的架構中配置、取代、組合、分離及設計本揭示之各個態樣，諸如本文中一般性描述的和在圖式中說明的，所有該等態樣皆被明確構思於本文中。
本文中一般性描述用於混合奈米粒子及使用該混合奈米粒 子的透明光導的技術。
在一些實例中，透明光導可以包括均勻地含有至少一發紅光材料、至少一發綠光材料及至少一發藍光材料的透明樹脂；以及設置來覆蓋該樹脂之一側表面的反射片。鄰接該透明光導設置的光源可以發光，並且由該光源發射的光可以入射於該樹脂之一側端面上。進入該樹脂的光可以激發該至少一發紅光材料、至少一發綠光材料及至少一發藍光材料，從而產生白光。該透明光導可以從該樹脂之另一側表面(即未設置該反射片的表面)發射所產生的白光。
在一些實例中，該光源可以是設以產生並發射紫外光的發紫外光二極體(ultraviolet light emitting diode，UV-LED)；以及該發紅光材料可以包括當被紫外光激發時設以發射紅光的Eu3+三正丁基錯合物，該發綠光材料可以包括當被紫外光激發時設以發射綠光的Tb3+三正丁基錯合物，並且該發藍光材料可以包括當被紫外光激發時設以發射藍光的有機發藍光材料，例如藍色螢光材料及/或藍色磷光材料。為了改良該有機發藍光材料對紫外光的耐久性，可以使用包括該有機發藍光材料和無機材料的混合奈米粒子作為發藍光材料。可以將該有機發藍光材料和該無機材料例如物理性地、共價地或經由氫鍵彼此結合。
第一圖示意性圖示依據本文所述的至少一些具體實施例設置的透明光導100之說明性實例。
如所繪示的，透明光導100可以包括樹脂110，樹脂110可以均勻地含有至少一發紅光材料120、至少一發綠光材料130及至少一發藍光材料140。在一些具體實施例中，發藍光材料140可以是包括至少一有機發藍光材料和至少一無機材料的混合奈米粒子。在一些具體實施例中，可以藉由混合及/或攪拌發紅光材料120、發綠光材料130、發藍光材料140、樹脂110的單體(例如甲基丙烯酸甲酯等)及至少一熱聚合起始劑(例如過氧化苯甲醯等)而將發紅光材料120、發綠光材料130及發藍光材料140均勻地分散在樹脂110中；將混合物澆鑄於兩個不被該單體滲透的板材(例如玻璃板、金屬板、鐵氟龍板等)之間；以及固化澆鑄於該兩個板材之間的混合物。
在一些具體實施例中，透明光導100還可以包括反射片150，反射片150可以被設置來覆蓋樹脂110的一側表面。在一些具體實施例中，反射片150可以藉由黏著劑附著於樹脂110的表面，或是可以藉由施加具有光散射性質的墨(例如含有氧化鈦填充劑的墨)而將反射片150形成於樹脂110的表面上。
在一些具體實施例中，發射自光源(例如UV-LED)(未圖示)的光可以入射在樹脂110的側端面160上，並且可以激發樹脂110中包含的發紅光材料120、發綠光材料130及發藍光材料140。被激發的發紅光材料120、發綠光材料130及發藍光材料140可以分別產生紅光、綠光及藍光，而且所產生的紅光、綠光及藍光可以被混合而產生白光。然後，透明光導100可以從樹脂110的表面170發射出所產生的白光。
藉由舉例而非限制的方式，樹脂110可以是透明的樹脂，例如丙烯酸樹脂。藉由舉例而非限制的方式，發紅光材料120可以包括Eu3+三正丁基錯合物。藉由舉例而非限制的方式，發綠光材料130可以包括Tb3+三正丁基錯合物。藉由舉例而非限制的方式，在發藍光材料140中的有機發藍光材料可以包括藍色螢光材料及/或藍色磷光材料，該藍色螢光材料包括9,10-二溴蒽、雙-(三嗪基胺基)芪二磺酸衍生物、雙-芪聯苯衍生物及2,5-雙(5-叔丁基-2-苯併噁唑基)噻吩等；該藍色磷光材料包括參(2-(2,4-二氟苯基)吡啶)銥(III)、雙(2-(2,4-二氟苯基)吡啶)吡啶甲酸銥(III)、參(3,4,7,8-四甲基-1,10-啡啉)銥(Ⅲ)及參(2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-啡啉)銥(III)等。藉由舉例而非限制的方式，在發藍光材料140中的無機材料可以包括二氧化矽。
在一些具體實施例中，該無機材料可以物理性地結合於該有機發藍光材料，以形成發藍光材料140。在替代的具體實施例中，該無機材料可以共價鍵結於該有機發藍光材料，以形成發藍光材料140。在又一個替代的具體實施例中，該無機材料可以氫鍵鍵結於含有該有機發藍光材料的樹脂(例如聚乙烯吡咯啶酮(PVP)樹脂)，以形成發藍光材料140。
在一些具體實施例中，發藍光材料140可以進一步包括封裝該有機發藍光材料和該無機材料的無機殼(例如二氧化矽殼)。
在一些具體實施例中，發藍光材料140可以在其表面上具有 孔洞，並且可以用密封劑密封該等孔洞，該密封劑例如過渡金屬鹽(例如鐵、鈷、鎳或銅等的鹽)、過渡金屬錯鹽(例如鐵、鈷、鎳或銅等的錯鹽)及/或過渡金屬氯化物(例如鐵、鈷、鎳或銅等的氯化物)。
在一些具體實施例中，LCD背光或平面照明裝置可以使用透明的光導100，光導100可以包括樹脂110、發紅光材料120、發綠光材料130及發藍光材料140。
如此，藉由使用包括有機發藍光材料和無機材料的混合奈米粒子作為發藍光材料140、在發藍光材料140的表面上施加無機殼、及/或密封發藍光材料140的孔洞，有可能減少或防止對發藍光材料140造成的損害，該損害可能是由於由有機發藍光材料的激發所產生的活性氧物種所導致的。因此，有可能減少或防止發射自透明光導100的光變成黃色，從而在LCD背光或使用透明光導100的平面照明裝置中獲得均勻的亮度和色度。
第二A圖至第二D圖示意性圖示依據本文所述的至少一些具體實施例設置的混合奈米粒子200、210、220及230之說明性實例。可以使用混合奈米粒子200、210、220及230作為發藍光材料140，如參照第一圖所述。
在一些具體實施例中，如第二A圖所繪示的混合奈米粒子200可以包括有機發藍光材料以及結合於該有機發藍光材料的無機材料。在一些具體實施例中，該有機發藍光材料可以包括藍色螢光材料及藍色磷光材料中之至少一者。藉由舉例而非限制的方式，該藍色螢光材料可以包括9,10-二溴蒽、雙-(三嗪基胺基)芪二磺酸衍生物、雙-芪聯苯衍生物及2,5-雙(5-叔丁基-2-苯併噁唑基)噻吩等中之至少一者；並且該藍色磷光材料可以包括銥(III)錯合物，該銥(III)錯合物包括參(2-(2,4-二氟苯基)吡啶)銥(III)、雙(2-(2,4-二氟苯基)吡啶)吡啶甲酸銥(III)、參(3,4,7,8-四甲基-1,10-啡啉)銥(Ⅲ)及參(2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-啡啉)銥(III)或上述之組合等中之至少一者。藉由舉例而非限制的方式，該無機材料可以包括二氧化矽。
在一些具體實施例中，該無機材料可以物理性地結合於該有機發藍光材料，以形成混合奈米粒子200。在替代具體實施例中，該無機材 料可以共價鍵結於該有機發藍光材料，以形成混合奈米粒子200。在又另一個替代的具體實施例中，該無機材料可以氫鍵鍵結於含有該有機發藍光材料的樹脂(例如聚乙烯吡咯啶酮(PVP)樹脂等)，以形成混合奈米粒子200。
在一些具體實施例中，在該無機材料包括二氧化矽的情況下，可以藉由將含有該有機發藍光材料的矽酸四甲酯(tetramethyl orthosilicate，TMOS)甲醇溶液滴入添加有氨催化劑的甲醇和水溶劑混合物來形成混合奈米粒子200。在一些具體實施例中，可以將樹脂加入含有該有機發藍光材料的矽酸四甲酯(TMOS)甲醇溶液。藉由舉例而非限制的方式，可以將聚乙烯吡咯啶酮(PVP)樹脂加入含有該有機發藍光材料的TMOS甲醇溶液，並且PVP樹脂的量可以為約TMOS的5%至20%。
在一些具體實施例中，如第二B圖所繪示的混合奈米粒子210可以包括無機殼205，無機殼205封裝相互結合的該有機發藍光材料和該無機材料。亦即混合奈米粒子210除了第二A圖中的混合奈米粒子200之外還可以包括無機殼205。在一些具體實施例中，無機殼205可以包括二氧化矽殼，該二氧化矽殼可以防止由於該有機發藍光材料的激發所產生的活性氧物種造成的損害。
藉由舉例而非限制的方式，混合奈米粒子200的粒徑可以在約20nm及約60nm之間的範圍中。粒徑的具體實例可以包括約20nm、約25nm、約30nm、約35nm、約40nm、約45nm、約50nm、約55nm、約60nm及這些值(包括端點)中任意兩個值之間的範圍。藉由舉例而非限制的方式，無機殼205的厚度可以在約5nm及約10nm之間的範圍中。該厚度的具體實例可以包括約5nm、約6nm、約7nm、約8nm、約9nm、約10nm及這些值(包括端點)中任意兩個值之間的範圍。藉由舉例而非限制的方式，混合奈米粒子200對無機殼205的體積比可以在約100：60及約100：250之間的範圍中，取決於混合奈米粒子200的粒徑。該體積比的具體實例可以包括約100：60、約100：70、約100：80、約100：90、約100：100、約100：110、約100：120、約100：130、約100：140、約100：150、約100：160、約100：170、約100：180、約100：190、約100：200、約100：210、約100：220、約100：230、約100：240、約100：250及這些值(包括端點)中任意兩個值之 間的範圍。
在一些具體實施例中，如第二C圖所繪示的混合奈米粒子220可以包括密封劑215，密封劑215可以密封相互結合的該有機發藍光材料和該無機材料之表面上的孔洞。亦即混合奈米粒子220除了第二A圖中的混合奈米粒子200之外還可以包括密封劑215。在一些具體實施例中，密封劑215可以包括過渡金屬鹽、過渡金屬錯鹽、過渡金屬氯化物或上述之組合等以及任何其他可以藉由使由於該有機發藍光材料的激發所產生的活性氧物種淬冷而防止該活性氧物種造成損害的材料。
在一些具體實施例中，如第二D圖所繪示的混合奈米粒子230可以包括密封劑225，密封劑225可以密封無機殼205表面上的孔洞，無機殼205封裝相互結合的該有機發藍光材料和該無機材料。亦即混合奈米粒子230除了第二B圖中的混合奈米粒子210之外還可以包括密封劑225。在一些具體實施例中，密封劑225可以包括過渡金屬鹽、過渡金屬錯鹽、過渡金屬氯化物或上述之組合等以及任何其他可以藉由使由於該有機發藍光材料的激發所產生的活性氧物種淬冷而防止該活性氧物種造成損害的材料。
第三圖圖示用於形成依據本文所述的至少一些具體實施例設置的混合奈米粒子的製程300之示例性流程圖。
示例性的製程300可以包括如藉由一或多個方塊310、320、330及/或340所圖示的一或多個操作、動作或功能。雖然圖示為分離的方塊，但可以將各個方塊分割成另外的方塊、組合成較少的方塊、或去除，取決於所需的實施。
在方塊310可以提供有機發藍光材料和無機材料。藉由舉例而非限制的方式，該有機發藍光材料可以包括藍色螢光材料及/或藍色磷光材料，該藍色螢光材料包括9,10-二溴蒽、雙-(三嗪基胺基)芪二磺酸衍生物、雙-芪聯苯衍生物及2,5-雙(5-叔丁基-2-苯併噁唑基)噻吩等；該藍色磷光材料包括參(2-(2,4-二氟苯基)吡啶)銥(III)、雙(2-(2,4-二氟苯基)吡啶)吡啶甲酸銥(III)、參(3,4,7,8-四甲基-1,10-啡啉)銥(Ⅲ)及參(2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-啡啉)銥(III)或上述之組合等。藉由舉例而非限制的方式，該無機材料可以 包括二氧化矽。
在方塊320中，該有機發藍光材料和該無機材料可以相互結合。該結合的有機發藍光材料和無機材料可以形成如第二A圖所繪示的混合奈米粒子200。
在一些具體實施例中，該有機發藍光材料和該無機材料可以物理性地彼此結合。
在其他的具體實施例中，可以藉由製備該有機發藍光材料和烷氧基的化合物以及使用烷氧基矽烷水解-縮合該烷氧基來使該有機發藍光材料和該無機材料共價地相互鍵結。藉由舉例而非限制的方式，該烷氧基可以是乙氧基，並且該烷氧基矽烷可以是四乙氧基矽烷(TEOS)。
在又其它的具體實施例中，該有機發藍光材料和該無機材料可以藉由π電子聯接該有機發藍光材料與含有烷氧基的矽烷偶合劑以及使用烷氧基矽烷水解-縮合該烷氧基而相互共價地鍵結。藉由舉例而非限制的方式，該矽烷偶合劑可以包括苯基三乙氧基矽烷，該烷氧基可以包括乙氧基，以及該烷氧基矽烷可以包括四乙氧基矽烷(TEOS)。
在又其它的具體實施例中，可以藉由將該有機發藍光材料與樹脂混合並在該樹脂和該無機材料之間形成氫鍵而將該有機發藍光材料和該無機材料相互結合。藉由舉例而非限制的方式，該樹脂可以包括聚乙烯吡咯啶酮(PVP)樹脂。
在方塊330中，可以將結合的有機發藍光材料和無機材料塗覆無機殼。藉由舉例而非限制的方式，該無機殼可以包括二氧化矽殼。相互結合並塗覆無機殼的該有機發藍光材料和該無機材料可以形成如第二B圖所繪示的混合奈米粒子210。
在方塊340，可以使用密封劑密封該無機殼的孔洞。藉由舉例而非限制的方式，該密封劑可以包括過渡金屬鹽、過渡金屬錯鹽及過渡金屬氯化物或上述之組合等。相互結合、塗覆無機殼及使用密封劑密封的該有機發藍光材料和該無機材料可以形成如第二D圖所繪示的混合奈米粒子230。
本技術領域中具有通常知識者將理解的是，可以以不同的順 序實施本文所揭示的這個和其它的製程和方法。此外，所概述的步驟和操作都僅作為實例提供，而且在不減損所揭示的具體實施例之本質下，一些步驟和操作可以是選擇性的、被組合成較少的步驟和操作、或是被擴展成額外的步驟和操作。例如，在方塊320和330之間，可以添加使用密封劑(例如過渡金屬鹽、過渡金屬錯鹽及過渡金屬氯化物等)密封結合的有機發藍光材料和無機材料的步驟。
實施例
可以藉由參考以下的實例而更容易地瞭解本揭示，該等實例係藉由說明的方式提供，而且該等實例並無以任何方式限制的意圖。
實施例1：混合奈米粒子之製造
製備220克甲醇和75克水並具有8克28%氨水的溶劑混合物。還製備其中35克矽酸四甲酯(TMOS)和0.035克有機發藍光材料溶於45克甲醇中的溶液。然後，藉由將該溶液滴入該溶劑混合物來提供直徑為20nm的混合奈米粒子。當該溶劑混合物含有16克28%的氨水時，可提供直徑為60nm的混合奈米粒子。
將3克的混合奈米粒子分散在520克水和80克28%氨水的混合物中。然後，製備其中將具有2.0% SiO2的260克偏矽酸滴入分散液的液體。然後，將該液體在80℃攪拌3小時。這提供了塗覆二氧化矽的混合奈米粒子。
將960ml的水加入40ml的Top Seal H-298(由Okuno Chemical Industries所生產)中來製備密封液，Top Seal H-298係以醋酸鎳為基礎的密封劑。將該密封液加熱到90℃。然後，將1克的混合奈米粒子加入該密封液。將混合奈米粒子和密封液的混合物攪拌2分鐘、冷卻至室溫，然後在10,000rpm下離心30分鐘。這提供了密封的混合奈米粒子。
實施例2：透明光導之製作
製備6.9克的發紅光材料、發綠光材料及發藍光材料的混合物，其中混合物的比例為15：79：6。將發光材料的混合物進一步與48克的甲基丙烯酸甲酯和0.05克的過氧化苯甲醯混合。然後將混合物加熱至80℃進行預聚合，然後將混合物注入兩個玻璃板之間。該兩個玻璃板的邊緣為 12cm，並且該兩個玻璃板之間的距離為5mm。然後，將混合物在室溫下放置15小時、在55℃的烘箱中加熱3小時、然後在45℃的烘箱中固化12小時。這提供了均勻地含有發紅光材料、發綠光材料及發藍光材料的透明光導。
將含有氧化鈦填充劑的JELCON FC-A5(SSD)(由Jujo化學有限公司所生產)網版印刷在該透明光導的表面上，然後乾燥。這提供了覆蓋該透明光導之表面的反射片。
實施例3：混合奈米粒子和使用混合奈米粒子的透明光導之性能改良測試
實施例3-1：顏料溶液和處理液之製備
藉由將0.2克的0.55重量%若丹明B-乙烯乙二醇溶液與15克的2.5重量%聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate，PMMA)-氯仿溶液混合來將使用若丹明B([9-(2-羧基苯基)-6-二乙胺基-3-亞基]-氯化二乙銨([9-(2-carboxyphenyl)-6-diethylamino-3-xanthenylidene]-diethylammonium chloride))染色的丙烯酸溶液製備成顏料溶液。若丹明B是一種螢光染料，其在約553nm具有吸收峰值。
藉由將1.18克的Methyl Silicate 51(由Colcoat有限公司所生產)和0.81克的0.1N硝酸加入1.77克的乙醇、在室溫將混合物攪拌30分鐘、然後加入20.3克的乙醇來製備具有2.5重量%固體含量比的二氧化矽塗覆液。Methyl Silicate 51是藉由水解-縮合矽酸甲酯而得到的平均四聚體(tetramer-in-average)組合物。
藉由將96ml的水加至4ml的Top Seal H-298(由Okuno化學工業所生產)中來製備密封液。Top Seal H-298是以醋酸鎳為基礎的密封劑，密封生長在鋁或鋁合金上的陽極氧化膜時係使用Top Seal H-298。
實施例3-2：樣品的製備
藉由旋塗將使用若丹明B染色的丙烯酸溶液施加於玻璃基板上，並在80℃的烘箱中乾燥30分鐘。這提供了使用若丹明B染色的丙烯酸膜。此丙烯酸膜被用來作為未處理的樣品以進行比較(下文中的樣品1)。
進一步地，藉由旋塗將塗覆二氧化矽的液體施加於如上所製備的、使用若丹明B染色的丙烯酸膜，並在80℃的烘箱中乾燥30分鐘。這提供了塗覆二氧化矽的樣品(下文中的樣品2)。
此外，將塗覆二氧化矽的樣品沉浸在已被加熱到90℃的密封液中兩分鐘、用水洗滌、並使其自然乾燥。這提供了塗覆二氧化矽並以二氧化矽密封的樣品(下文中的樣品3)。
實施例3-3：光電阻測試
使用鹵素燈照射以上三個樣品5小時，以進行耐光性測試。為了量測耐光性，對各樣品的最初吸收光譜和照射後吸收光譜進行了比較。使用分光光度計(由Shimadzu公司製造的UV-3600)量測吸收光譜。第四A圖至第四C圖分別圖示樣品1-3的最初吸收光譜和照射後的吸收光譜。
為每個樣品1-3計算表示在照射後吸收光譜中的553nm吸收峰強度和在最初吸收光譜中的553nm吸收峰強度之間的比率之持久性比。為每個樣品1-3計算的持久性比係如下表1所示。
如此，觀察到樣品2和樣品3在耐光性中的改良。也就是說，觀察到由於塗覆二氧化矽和以二氧化矽密封而得到的耐光性改良。
實施例3-4：亮度和色度測試
假設在10,000小時的操作之後得到以上三個樣品的持久性比(樣品1的21.9%、樣品2的35.2%以及樣品3的37.2%)，在1,000小時的操作之後發紅光和發綠光材料的持久性比為95.0%，並且持久性比呈指數下降，將每個樣品1-3和發紅光和發綠光材料在1,000小時的操作後和在5,000小時的操作後的持久性比計算於下表2中。第五A圖圖示樣品1-3和用於10,000小時的發紅光和發綠光材料(「R & G」)之持久性比變化。
在這樣的情況下，含有每個樣品1-3的透明光導之亮度和色度變化如下表3所示。第五B圖圖示含有每個樣品1-3的透明光導之色度變化。
如此，觀察到樣品2和樣品3在亮度和色度上的改良。也就是說，觀察到由於塗覆二氧化矽和以二氧化矽密封而在亮度和色度上的改良。
本揭示不被限制於本申請中描述的特定具體實施例，該等具體實施例係意圖作為各個態樣的說明。在不脫離本發明之精神和範圍下可以進行許多修改和變化，該等修改和變化對於本技術領域中具有通常知識者而言將是顯而易見的。除了本文所列舉的那些，從前面的描述，對於本技術領域中具有通常知識之者而言，在本揭示的範圍內功能上等同的方法和設備將是顯而易見的。這種修改和變化都將落入所附申請專利範圍的範 圍內。本揭示將僅由所附申請專利範圍的條款以及這些申請專利範圍的等同物之全部範圍來限定。應瞭解的是，本揭示並不限於特定的方法、試劑、化合物、組合物或生物系統，當然該方法、試劑、化合物、組合物或生物系統可以改變。也可以瞭解到，本文使用的術語只是為了描述特定具體實施例的目的，並且非意圖為限制性的。
關於本文中使用的大體上任何複數及/或單數術語，在本技術領域中具有通常知識者可以從複數轉變為單數及/或從單數轉變為複數，只要對上下文及/或應用適當即可。為了清楚起見，本文中可以明確提出各種單數/複數變換。
本技術領域中具有通常知識者將理解的是，在一般情況下，本文中所使用的術語，特別是在所附申請專利範圍(例如所附申請專利範圍的主體)中的術語通常意圖為「開放性」術語(例如術語「包括」(including)應被解釋為「包括但不限於」，術語「具有」應被解釋為「至少具有」，術語「包括」(includes)應被解釋為「包括但不限於」等)。本技術領域中具有通常知識者將進一步瞭解的是，假使意圖引用特定項次的申請專利範圍詳述，則這樣的意圖將被明確地記載在申請專利範圍中，並且在沒有這種記載時則無這樣的意圖存在。舉例來說，為了幫助瞭解，以下所附的申請專利範圍可以包含使用引入性片語「至少一」及「一或多個」來介紹申請專利範圍詳述。然而，這種片語的使用不應被解讀為暗示藉由不定冠詞「一」(a、an)引入的申請專利範圍詳述可以將任何含有這種引入的申請專利範圍詳述的特定申請專利範圍限制於只含有一個這種詳述的具體實施例，即使是在相同的申請專利範圍包括引入性片語「一或多個」或「至少一」和不定冠詞例如「一」(例如「一」應被解釋為意指「至少一」或「一或多個」)之時；對於使用用以引入申請專利範圍詳述的定冠詞亦同樣適用。此外，即使明確敘述了引入的申請專利範圍詳述之特定項次，但本技術領域中具有通常知識者將理解到，這樣的詳述應被解釋為意指至少該記載的項次(例如，沒有其他修飾僅僅詳述「兩個詳述」，意指至少兩個詳述，或兩個或更多的詳述)。此外，在這些使用類似於「A、B及C中之至少一者」的慣例用語之情況下，一般來說在意識到本技術領域中具有通常知識之人士會瞭 解該慣例用語之下才會意圖使用這樣的結構(例如「具有A、B及C中之至少一者的系統」將包括但不限於具有單獨A的系統、具有單獨B的系統、具有單獨C的系統、具有A和B一起的系統、具有A和C一起的系統、具有B和C一起的系統及/或具有A、B及C一起的系統等)。在這些使用類似於「A、B或C等中之至少一者」的慣例用語之情況下，一般來說在意識到本技術領域中具有通常知識之人士會瞭解該慣例用語之下才會意圖使用這樣的結構(例如「具有A、B或C中之至少一者的系統」將包括但不限於具有單獨A的系統、具有單獨B的系統、具有單獨C的系統、具有A和B一起的系統、具有A和C一起的系統、具有B和C一起的系統及/或具有A、B及C一起的系統等)。本技術領域中具有通常知識者將進一步瞭解到，應將幾乎所有呈現兩個或更多的替代性術語的轉折字及/或片語(無論是在實施方式、申請專利範圍或圖式中)理解為構思包括其中一個術語、包括任一術語或兩個術語皆有的可能性。舉例來說，片語「A或B」將被理解為包括「A」或「B」或「A和B」的可能性。
此外，熟悉本技藝者將理解到，在以馬庫西群組的方式描述揭示的特徵或態樣時，亦從而以馬庫西群組之任何個別成員或成員之次群組的方式描述了本揭示。
如本技術領域中具有通常知識之人士將可瞭解的，為了任何及所有的目的，如在提供書面描述的方面，本文中揭示的所有範圍也包括任何和所有可能的子範圍及其子範圍的組合。任何列出的範圍可以很容易地被理解為充分描述且能夠使相同的範圍被分解成至少相等的兩半、三分之一、四分之一、五分之一、十分之一等。作為非限制性的實例，本文中討論的每個範圍可以很容易地被細分為下三分之一、中間三分之一及上三分之一等。如本技術領域中具有通常知識之人士亦將可瞭解的，所有的語言如「上達」、「至少」及類似者包括陳述的數字並指稱可隨後被細分為子範圍的範圍，如上面所討論的。最後，如本技術領域中具有通常知識之人士將可瞭解的，一個範圍包括每個個別的成員。因此，舉例來說，具有1-3個單元的群組係指具有1、2或3個單元的群組。同樣地，具有1-5個單元的群組係指具有1、2、3、4或5個單元的群組，以此類推。
由上可知，將理解到的是，已經為了說明的目的在本文中描述了本揭示的各種具體實施例，並且可以在不脫離本揭示之範圍和精神下進行各種修改。因此，本文中所揭示的各種具體實施例並非意圖為限制性的，而且真正的範圍和精神係由以下的申請專利範圍表明。
100‧‧‧透明光導
110‧‧‧樹脂
120‧‧‧發紅光材料
130‧‧‧發綠光材料
140‧‧‧發藍光材料
150‧‧‧反射片
160‧‧‧側端面
170‧‧‧表面

Claims (32)

  1. 一種混合奈米粒子，包含：一有機發藍光材料；以及一無機材料，係物理性地或氫鍵鍵結地結合於該有機發藍光材料。
  2. 如申請專利範圍第1項之混合奈米粒子，其中該有機發藍光材料包含一藍色螢光材料和一藍色磷光材料中之至少一者。
  3. 如申請專利範圍第2項之混合奈米粒子，其中該藍色螢光材料包含9,10-二溴蒽、雙-(三嗪基胺基)芪二磺酸衍生物、雙-芪聯苯衍生物及2,5-雙(5-叔丁基-2-苯併噁唑基)噻吩中之至少一者。
  4. 如申請專利範圍第2項之混合奈米粒子，其中該藍色磷光材料包含一銥(III)錯合物，該銥(III)錯合物包括參(2-(2,4-二氟苯基)吡啶)銥(III)、雙(2-(2,4-二氟苯基)吡啶)吡啶甲酸銥(III)、參(3,4,7,8-四甲基-1,10-啡啉)銥(Ⅲ)及參(2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-啡啉)銥(III)中之至少一者。
  5. 如申請專利範圍第1項之混合奈米粒子，其中該無機材料包含二氧化矽。
  6. 如申請專利範圍第1項之混合奈米粒子，其中該無機材料氫鍵鍵結於一含有該有機發藍光材料的樹脂，該樹脂包含一聚乙烯吡咯啶酮(PVP)樹脂。
  7. 如申請專利範圍第1項之混合奈米粒子，進一步包含：一無機殼，封裝相互結合的該有機發藍光材料和該無機材料。
  8. 如申請專利範圍第7項之混合奈米粒子，其中該無機殼包含一二氧化矽殼。
  9. 如申請專利範圍第7項之混合奈米粒子，其中該無機殼包含一二氧化矽殼，該二氧化矽殼之孔洞被以一過渡金屬鹽、一過渡金屬錯鹽及一過渡金屬氯化物中之至少一者密封。
  10. 一種透明光導，包含：一樹脂，含有與一無機材料結合的至少一發紅光材料、至少一發綠光材料及如申請專利範圍第1項之該混合奈米粒子；以及 一反射片。
  11. 如申請專利範圍第10項之透明光導，其中該樹脂包含一丙烯酸樹脂。
  12. 如申請專利範圍第10項之透明光導，其中該發紅光材料包含一Eu3+三正丁基錯合物。
  13. 如申請專利範圍第10項之透明光導，其中該發綠光材料包含一Tb3+三正丁基錯合物。
  14. 如申請專利範圍第10項之透明光導，其中該有機發藍光材料包含一藍色螢光材料和一藍色磷光材料中之至少一者，該藍色螢光材料包括9,10-二溴蒽、雙-(三嗪基胺基)芪二磺酸衍生物、雙-芪聯苯衍生物及2,5-雙(5-叔丁基-2-苯併噁唑基)噻吩，該藍色磷光材料包括參(2-(2,4-二氟苯基)吡啶)銥(III)、雙(2-(2,4-二氟苯基)吡啶)吡啶甲酸銥(III)、參(3,4,7,8-四甲基-1,10-啡啉)銥(Ⅲ)及參(2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-啡啉)銥(III)。
  15. 如申請專利範圍第10項之透明光導，其中該無機材料包含二氧化矽。
  16. 如申請專利範圍第10項之透明光導，其中與該無機材料結合的該有機發藍光材料係塗覆有二氧化矽。
  17. 如申請專利範圍第10項之透明光導，其中與該無機材料結合的該有機發藍光材料之一表面被以一過渡金屬鹽、一過渡金屬錯鹽及一過渡金屬氯化物中之至少一者密封。
  18. 如申請專利範圍第10項之透明光導，其中該反射片被設置來覆蓋該樹脂之一側表面。
  19. 一種用於一液晶顯示器的背光，包含申請專利範圍第10-18項中任一項之該透明光導。
  20. 一種包含申請專利範圍第10-18項中任一項之該透明光導的平面照明裝置。
  21. 一種形成一混合奈米粒子的方法，該方法包含以下步驟：提供一有機發藍光材料；以及將一無機材料結合於該有機發藍光材料，以形成一混合奈米粒子，其中該結合包括將該無機材料物理性地結合於該有機發藍光材料或在與該有機發藍光材料混合的一樹脂和該無機材料之間形成一氫鍵。
  22. 如申請專利範圍第21項之方法，其中該有機發藍光材料包含一藍色螢光材料和一藍色磷光材料中之至少一者，該藍色螢光材料包括9,10-二溴蒽、雙-(三嗪基胺基)芪二磺酸衍生物、雙-芪聯苯衍生物及2,5-雙(5-叔丁基-2-苯併噁唑基)噻吩中之至少一者，該藍色磷光材料包括參(2-(2,4-二氟苯基)吡啶)銥(III)、雙(2-(2,4-二氟苯基)吡啶)吡啶甲酸銥(III)、參(3,4,7,8-四甲基-1,10-啡啉)銥(Ⅲ)及參(2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-啡啉)銥(III)中之至少一者。
  23. 如申請專利範圍第21項之方法，其中該無機材料包含二氧化矽。
  24. 如申請專利範圍第21項之方法，其中該結合步驟包含：製備該有機發藍光材料和一烷氧基之一化合物；以及使用一烷氧基矽烷水解-縮合該烷氧基。
  25. 如申請專利範圍第24項之方法，其中該烷氧基係一乙氧基，並且該烷氧基矽烷係一四乙氧基矽烷(tetraethoxysilane，TEOS)。
  26. 如申請專利範圍第21項之方法，其中該結合步驟包含：π電子聯接該有機發藍光材料與一含有一烷氧基的矽烷偶合劑；以及使用一烷氧基矽烷水解-縮合該烷氧基。
  27. 如申請專利範圍第26項之方法，其中該矽烷偶合劑包含苯基三乙氧基矽烷，該烷氧基包含一乙氧基，以及該烷氧基矽烷包含一四乙氧基矽烷(TEOS)。
  28. 如申請專利範圍第21項之方法，其中該樹脂包含一聚乙烯吡咯啶酮(PVP)樹脂。
  29. 如申請專利範圍第21項之方法，進一步包含：將該混合奈米粒子塗覆一無機殼。
  30. 如申請專利範圍第29項之方法，其中該無機殼包含一二氧化矽殼。
  31. 如申請專利範圍第29項之方法，其中該無機殼具有孔洞，以及其中該方法進一步包含：使用一過渡金屬鹽、一過渡金屬錯鹽及一過渡金屬氯化物中之至少一者密封該無機殼之孔洞。
  32. 如申請專利範圍第21項之方法，其中該混合奈米粒子具有孔洞，以及其中該方法進一步包含：使用一過渡金屬鹽、一過渡金屬錯鹽及一過渡金屬氯化物中之至少一者密封該混合奈米粒子之孔洞。
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