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TWI752759B - 增益型光擴散薄膜構造 - Google Patents

增益型光擴散薄膜構造 Download PDF

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TWI752759B
TWI752759B TW109144774A TW109144774A TWI752759B TW I752759 B TWI752759 B TW I752759B TW 109144774 A TW109144774 A TW 109144774A TW 109144774 A TW109144774 A TW 109144774A TW I752759 B TWI752759 B TW I752759B
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吳志成
林宜鋒
余景文
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華宏新技股份有限公司
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Abstract

一種增益型光擴散薄膜構造包含第一基材層、一第二基材層、一第一導光擴散層及一第二導光擴散層。該第一導光擴散層包含一第一導光擴散材料，且該第一導光擴散材料具有一第一光擴散率，以便將自該第一基材層之一入射光進行導引及擴散，以形成一第一階導引擴散光。該第二導光擴散層包含一第二導光擴散材料，且該第二導光擴散材料具有一第二光擴散率，以便將自該第一導光擴散層之第一階導引擴散光進一步進行導引及擴散，以形成一第二階導引擴散光。該第一導光擴散層之第一導光擴散材料之第一光擴散率相對高或低於該第二導光擴散層之第二導光擴散材料之第二光擴散率，以增益光擴散效率及降低其總厚度。

Description

增益型光擴散薄膜構造
本發明係關於一種增益型光擴散薄膜構造；特別是關於一種增益型光擴散薄膜構造具有至少一導光擴散層〔light guide diffusion layer〕，且該導光擴散層包含一量子點〔quantum dot〕材料或螢光發光材料〔phosphor〕；更特別是關於一種多層〔multi-layer〕增益型光擴散薄膜構造具有至少一導光擴散層〔light guide diffusion layer〕，且該導光擴散層包含數個導光擴散粒子〔particles〕，且該導光擴散粒子由一量子點材料或螢光發光材料製成。
舉例而言，習用螢光發光材料及其應用，例如：PCT專利公開第WO-2011/005859號〔其對應美國專利公開第US-2012/0138894號〕之〝STABLE AND ALL SOLUTION PROCESSABLE QUANTUM DOT LIGHT-EMITTING DIODES〞發明專利申請案，其揭示一種量子點發光二極體〔簡稱QD-LED〕，其中一電子注射及傳輸層〔electronic injection and transport layer〕包含數個無機奈米粒子〔簡稱I-NPs〕。由於採用I-NPs之改良，因此相對於習用有機基〔organic based〕電子注射及傳輸層，該量子點發光二極體不需以化學反應方式形成該無機層。於一實施例中，該電子注射及傳輸層可為金屬氧化物奈米粒子〔簡稱MO-NPs〕，其以沉積懸浮奈米粒子及去除懸浮媒介〔suspending vehicle〕方式，達成全部裝置具有全無機系統 之穩定性及可採用一系列相對低成本製程步驟製造該QD-LED。
另一習用螢光發光材料及其應用，例如：PCT專利公開第WO-2013/078252號〔其對應美國專利公開第US-2015/0021521號〕之〝QUANTUM DOT-CONTAINING COMPOSITIONS INCLUDING AN EMISSION STABILIZER,PRODUCTS INCLUDING SAME,AND METHOD〞發明專利申請案，其揭示一種組成物、其產品及其方法。該組成物、產品及其方法包含採用量子點材料及發射穩定劑。相對於未採用該發射穩定劑，由於該組成物及產物採用包含該發射穩定劑而改善該量子點材料之至少一種發射性質之抗衰竭穩定性。舉例而言，該發射性質包含光輸出、光穩定性〔lumen stability〕、色彩點〔例如：CIE x、CIE y〕穩定性、波長穩定性、發射主峰之FWHM、吸光作用穩定性、固態EQE及量子點發射效率。
另一習用螢光發光材料及其應用，例如：PCT專利公開第WO-2014/024068號〔其對應美國專利公開第US-2015/0204515號〕之〝HIGHLY STABLE QDS-COMPOSITES FOR SOLID STATE LIGHTING AND THE METHOD OF MAKING THEM THROUGH INITIATOR-FREE POLYMERIZATION〞發明專利申請案，其揭示一種照明裝置。該照明裝置包含一光源及一光轉換器。該光源用以產生一光源光，而該光轉換器用以將該光源光之至少部分轉換成一可見轉換器光。該光轉換器包含一聚合主體材料〔polymeric host material〕及數個光轉換奈米粒子〔light converter nanoparticles〕，且該光轉換器奈米粒子嵌入於該聚合主體材料。該聚合主體材料為自由基可聚合單體〔radical polymerizable monomers〕基材料，且該聚合主體材料相對於其總重量含有等於或小於5ppm之自由基起始 劑。
另一習用螢光發光材料及其應用，例如：美國專利公開第US-2013/0345458號之〝SILICONE LIGANDS FOR STABILIZING QUANTUM DOT FILMS〞發明專利申請案，其揭示一種矽氧烷聚合物矽氧配位體。該矽氧烷聚合物矽氧配位體用於結合量子點。該聚合物包含多種胺或羧基結合配位體及長烷基鏈之組合，因而提供改良該結合連接量子點之穩定性。該配位體及披覆奈米結構可用於緊密堆積之奈米結構組合物，且該配位體及披覆奈米結構具有量子侷限〔quantum confinement〕之改良，及/或減少奈米結構間串擾〔cross talk〕。
然而，習用螢光發光材料之表面仍必然存在提供進一步改善其發光穩定性或熱穩定性的潛在需求。前述PCT專利公開第WO-2011/005859號、第WO-2013/078252號、第WO-2014/024068號及美國專利公開第US-2013/0345458號之專利申請案僅為本發明技術背景之參考及說明目前技術發展狀態而已，其並非用以限制本發明之範圍。
另一習用以量子點材料進行背光增益之顯示器，例如：美國專利公開第US-2013/0335677號之〝QUANTUM DOT-ENHANCED DISPLAY HAVING DICHROIC FILTER〞發明專利申請案，其揭示一種以量子點材料進行背光增益之顯示器。該顯示器包含一光源〔light source〕及一光發射層〔light emitting layer〕，而該光源發射一藍光，且該光發射層包含一紅光量子點材料群〔group〕及一綠光量子點材料群。該光發射層吸收該光源之藍光之第一部分，以發射紅光及綠光，並傳遞該光源之藍光之第二部分。該顯示器另包含一二色性濾光層〔dichroic filter layer〕，且該二色性濾光層用以反射該傳遞藍光之第二部分之一部 分，如此該反射藍光循環於該光發射層內，以便將該傳遞藍光之第二部分之剩餘部分傳遞形成為一白光。
另一習用以量子點材料進行背光增益之顯示器，例如：歐盟專利公開第EP-2631538號〔其對應美國專利公開第US-2013/0215645號〕之〝Light guide plate,backlight unit including the same,display apparatus,and method of the same〞發明專利申請案，其揭示一種以量子點材料進行背光增益之顯示器。該顯示器包含一第一本體層〔body〕、一量子點材料層〔quandum dot layer〕及一第二本體層，且該量子點材料層配置於該第一本體層及第二本體層。該第一本體層具有一光入射表面〔light entry surrface〕，該量子點材料層之量子點材料將通過該光入射表面之一光線波長〔wavelength〕。
然而，習用以量子點材料進行背光增益之顯示器之量子點材料仍必然存在提供進一步改善或增益其背光穩定性的潛在需求。前述美國專利公開第US-2013/0335677號及歐盟專利公開第EP-2631538號之專利申請案僅為本發明技術背景之參考及說明目前技術發展狀態而已，其並非用以限制本發明之範圍。
本發明較佳實施例之主要目的係提供一種增益型光擴散薄膜構造，其包含一第一導光擴散層及一第二導光擴散層，且該第一導光擴散層及第二導光擴散層包含一量子點材料或螢光發光材料。該第一導光擴散層具有一第一導光擴散材料，而該第二導光擴散層具有一第二導光擴散材料。該第一導光擴散層具有一第一分散載體及一第一光擴散率，而該第二導光擴散層具有一第二分散載體及一第二光擴散率，且該第一分散載體之第一光擴散率與第二分散載體之第二光擴散率不相同，以達成提升螢光發光 材料之發光穩定性及熱穩定性之目的。
為了達成上述目的，本發明較佳實施例之增益型光擴散薄膜構造包含：
一第一基材層具有一第一表面及一第二表面；
一第一導光擴散層具有一第一表面及一第二表面，並將該第一導光擴散層配置於該第一基材層之第二表面，且該第一導光擴散層包含一第一導光擴散材料，而該第一導光擴散材料選自一第一量子點材料或一第一螢光材料製成，且該第一導光擴散材料具有一第一光擴散率，以便將自該第一基材層之第二表面之一入射光進行導引及擴散，以形成一第一階導引擴散光；
一第二基材層具有一第一表面及一第二表面；及
一第二導光擴散層具有一第一表面及一第二表面，並將該第二導光擴散層配置於該第二基材層之第一表面，且該第二導光擴散層包含一第二導光擴散材料，而該第二導光擴散材料選自一第二量子點材料或一第二螢光材料製成，且該第二導光擴散材料具有一第二光擴散率，以便將自該第一導光擴散層之第二表面之一入射光〔第一階導引擴散光〕進一步進行導引及擴散，以形成一第二階導引擴散光；
其中該第一導光擴散層之第一導光擴散材料之第一光擴散率相對高於該第二導光擴散層之第二導光擴散材料之第二光擴散率，以增益光擴散效率及降低其總厚度。
為了達成上述目的，本發明較佳實施例之增益型光擴散薄膜構造包含：
一第一基材層具有一第一表面及一第二表面；
一第一導光擴散層具有一第一表面及一第二表面，並將該第一導光擴散層配置於該第一基材層之第二表面，且該第一導光擴散層包含一第一導光擴散材料，而該 第一導光擴散材料選自一第一量子點材料或一第一螢光材料製成，且該第一導光擴散材料具有一第一光擴散率，以便將自該第一基材層之第二表面之一入射光進行導引及擴散，以形成一第一階導引擴散光；
一第二基材層具有一第一表面及一第二表面；及
一第二導光擴散層具有一第一表面及一第二表面，並將該第二導光擴散層配置於該第二基材層之第一表面，且該第二導光擴散層包含一第二導光擴散材料，且該第二導光擴散材料具有一第二光擴散率，以便將自該第一導光擴散層之第二表面之一入射光〔第一階導引擴散光〕進一步進行導引及擴散，以形成一第二階導引擴散光；
其中該第一導光擴散層之第一導光擴散材料之第一光擴散率相對低於該第二導光擴散層之第二導光擴散材料之第二光擴散率，以增益光擴散效率及降低其總厚度。
本發明較佳實施例之該第一導光擴散層及第二導光擴散層進一步結合形成一單一導光擴散層，如此該單一導光擴散層產生一二階化導引及擴散光，且該單一導光擴散層提供各種光擴散率。
本發明較佳實施例之該第一基材層之第一表面具有一光擴散粒子層，且該光擴散粒子層包含數個光擴散粒子。
本發明較佳實施例之該第一基材層之第一表面具有一光擴散粒子層，而該光擴散粒子層包含數個光擴散粒子，且該光擴散粒子層由一第三導光擴散材料製成。
本發明較佳實施例之該第一基材層之第一表面具有一光擴散粒子層，而該光擴散粒子層包含數個光擴散粒子，且數個該光擴散粒子由一第四導光擴散材料製成。
本發明較佳實施例之該第一基材層之第一表面具有一光擴散粒子層，而該光擴散粒子層包含數個光擴 散粒子，且該光擴散粒子層由一第三導光擴散材料製成，且數個該光擴散粒子由一第四導光擴散材料製成。
本發明較佳實施例之該第三導光擴散材料具有一第三光擴散率，而該第四導光擴散材料具有一第四光擴散率，且該第三光擴散率相對低於該第四光擴散率。
本發明較佳實施例之該第一導光擴散層及第二導光擴散層之間配置一導光擴散薄膜層，以形成一多層導光擴散層，如此該多層導光擴散層產生一多階化導引及擴散光，且該多層導光擴散層提供各種光擴散率。
本發明較佳實施例之該第二基材層之第二表面貼附一保護層。
本發明較佳實施例之另一目的係提供一種螢光發光材料分散載體及其製造方法，其將一矽烷氧聚亞胺材料及一環氧化物進行化合反應操作，以便反應形成一反應物，且將該反應物與一螢光發光材料進行化合反應操作，以便反應形成一膠體發光材料，以達成提升螢光發光材料之發光亮度及發光穩定性或熱穩定性之目的。
為了達成上述目的，本發明較佳實施例之螢光發光材料分散載體包含：
一矽烷氧聚亞胺材料，其具有一第一預定量；
一環氧化物，其具有一第二預定量；及
一反應物，其由該矽烷氧聚亞胺材料之第一預定量及環氧化物之第二預定量進行化合反應操作而獲得；
其中該反應物為一分散載體，且該分散載體化合於一螢光發光材料或一量子點材料，以便提升該螢光發光材料或量子點材料之發光亮度及發光穩定性或熱穩定性。
為了達成上述目的，本發明較佳實施例之螢光發光材料包含：
至少一螢光發光材料或至少一量子點材料，其具有 一第一預定量；
一分散載體，其具有一第二預定量；及
一膠體發光材料，其由該螢光發光材料或量子點材料之第一預定量及分散載體之第二預定量進行一第一化合反應操作而獲得；
其中該分散載體由一矽烷氧聚亞胺材料及一環氧化物進行一第二化合反應操作而製得。
本發明較佳實施例之該矽烷氧聚亞胺材料採用聚乙胺修飾鍵結之官能基為一自由基矽烷氧。
本發明較佳實施例之該自由基矽烷氧選自C6H15O3Si或C6H17O3NSi。
本發明較佳實施例之該環氧化物選自C13H16O4、C9H10O2、C10H12O2、C12H16O2、C11H14O2、C9H10O、C12H16O3、C12H14O4、C10H12O3、C18H28O2、C11H14O3、C9H10O、C11H12O3、C9H9O2F、C10H12O2、C15H14O2、C14H16O3N2、C12H14O3、C9H9O3N、C18H18O3、C15H13O2N、C13H12O2、C19H38O2、C11H22O2、C13H26O2、C15H30O2、C17H34O2、C12H8O2F16、C8H8O2F8、C5H6O2F4、C11H5OF17、C9H5OF13、C11H14O4、C11H13O3N、C12H14O3、C13H18O2、C14H20O2、C12H14O3、C10H9O2F3、C10H10O4、C12H14O2、C14H18O2、C13H16O4或C12H16O2。
本發明較佳實施例之該螢光發光材料為一半導體奈米結晶粒子或金屬氧化物奈米粒子、核-殼結構化或合金化〔例如：Cda-Seb-Znx-Sy〕奈米結晶物。
本發明較佳實施例之該螢光發光材料選自I-III-VI族的AgInS2、AgInSe2(AIS)或CuInS2、CuInSe2(CIS)；或II-VI族的CdSe、CdTe、ZnS、ZnSe、ZnTe、ZnO、HgS、HgSe、HgTe、CdSeS、CdSeTe、CdSTe、ZnSeS、ZnSeTe、ZnSTe、HgSeS、HgSeTe、HgSTe、CdZnS、CdZnSe、CdZnTe、 CdHgS、CdHgSe、CdHgTe、HgZnS、HgZnSe、HgZnTe、CdZnSeS、CdZnSeTe、CdZnSTe、CdHgSeS、CdHgSeTe、CdHgSTe、HgZnSeS、HgZnSeTe或HgZnSTe化合物；或III-V族的GaN、GaP、GaAs、GaSb、AlN、AlP、AlAs、AlSb、InN、InP、InAs、InSb、GaNP、GaNAs、GaNSb、GaPAs、GaPSb、AlNP、AlNAs、AlNSb、AlPAs、AlPSb、InNP、InNAs、InNSb、InPAs、InPSb、GaAlNP、GaAlNAs、GaAlNSb、GaAlPAs、GaAlPSb、GaInNP、GaInNAs、GaInNSb、GaInPAs、GaInPSb、InAlNP、InAlNAs、InAlNSb、InAlPAs或InAlPSb化合物；或IV-VI族的SnS、SnSe、SnTe、PbS、PbSe、PbTe、SnSeS、SnSeTe、SnSTe、PbSeS、PbSeTe、PbSTe、SnPbS、SnPbSe、SnPbTe、SnPbSSe、SnPbSeTe或SnPbSTe化合物；或第IV族的Si、Ge、SiC或SiGe化合物。
本發明較佳實施例之該螢光發光材料包含一化合物，且該化合物具有一鈣鈦礦結構ABX3，其中A包含Cs、Rb、Na、K、其它適當鹼金屬、其任意組合物或一具有最多五個碳之烷基胺，而B包含Pb、Sn、Ge、Sb、Bi、其它適當金屬或其任意組合物，且X包含氯化物、溴化物、碘化物、氰化物、硫氰化物、異硫氰酸酯、硫化物或其任意組合物。
為了達成上述目的，本發明較佳實施例之螢光發光材料分散載體之製造方法包含：
將聚乙二胺材料以矽烷氧於甲苯進行反應修飾，以獲得一矽烷氧聚亞胺材料，並形成一第一溶液；
將該第一溶液加熱至一預定溫度；
將環氧化物溶解於甲苯，以形成一第二溶液；及
將該已加熱第一溶液及第二溶液輸送進入至 一預定反應裝置，以便該已加熱第一溶液及第二溶液進行接觸及攪拌反應，以形成一反應物；
其中該反應物為一分散載體，且該分散載體化合於一螢光發光材料或一量子點材料，以形成一合成化合物。
本發明較佳實施例將該第一溶液加熱至80℃至120℃之間。
本發明較佳實施例之該已加熱第一溶液及第二溶液輸送進入之進料莫爾比為1：2至1：4之間。
本發明較佳實施例將該合成化合物進行降溫，且在將該合成化合物純化後獲得一膠體化合物。
S1:步驟
S2:步驟
S3:步驟
S3A:步驟
S4:步驟
S4A:步驟
1A:增益型光擴散薄膜構造
1B:增益型光擴散薄膜構造
1C:增益型光擴散薄膜構造
1D:增益型光擴散薄膜構造
1E:增益型光擴散薄膜構造
10a:第一基材層
10b:第二基材層
20:單一導光擴散層
20a:第一導光擴散層
20b:第二導光擴散層
30:光擴散粒子
3a:光擴散粒子層
5a:第一導光擴散材料
5b:第二導光擴散材料
5:第三導光擴散材料
50:第四導光擴散材料
9:保護層
第1圖：本發明第一較佳實施例之增益型光擴散薄膜構造之側視示意圖。
第1A圖：本發明另一較佳實施例之增益型光擴散薄膜構造之側視示意圖。
第2圖：本發明第二較佳實施例之增益型光擴散薄膜構造之側視示意圖。
第3圖：本發明第三較佳實施例之增益型光擴散薄膜構造之側視示意圖。
第4圖：本發明第四較佳實施例之增益型光擴散薄膜構造之側視示意圖。
第5圖：本發明第五較佳實施例之增益型光擴散薄膜構造之側視示意圖。
第6-1及6-2圖：本發明較佳實施例選擇採用螢光發光材料分散載體之矽烷氧聚亞胺材料採用自由基矽烷氧之化學結構之示意圖。
第7-1至7-50圖：本發明較佳實施例選擇採用螢光發 光材料分散載體採用各種環氧化物之化學結構之示意圖。
第8圖：本發明較佳實施例選擇採用螢光發光材料分散載體製程方法之流程示意圖。
第8A圖：本發明另一較佳實施例選擇採用螢光發光材料分散載體製程方法之流程示意圖。
第9圖：本發明較佳實施例選擇採用螢光發光材料之發光強度與波長關係之曲線圖。
為了充分瞭解本發明，於下文將舉例較佳實施例並配合所附圖式作詳細說明，且其並非用以限定本發明。
首先，本發明較佳實施例之增益型光擴散薄膜構造可適用於各種磷光材料〔或螢光發光材料〕及其相關裝置；再者，本發明較佳實施例之增益型光擴散薄膜構造可應用於各種顯示器或其它相關技術領域，但其並非用以限定本發明之應用範圍。
第1圖揭示本發明第一較佳實施例之增益型光擴散薄膜構造之側視示意圖。請參照第1圖所示，舉例而言，本發明第一較佳實施例之增益型光擴散薄膜構造1A包含一第一基材層10a、一第二基材層10b、一第一導光擴散層20a、一第二導光擴散層20b、一光擴散粒子層3a及一保護層9。該第一基材層10a具有一第一表面〔相對位於上側〕及一第二表面〔相對位於下側〕，而該第二基材層10b亦具有一第一表面〔相對位於上側〕及一第二表面〔相對位於下側〕。
請再參照第1圖所示，舉例而言，該第一導光擴散層20a具有一第一表面〔相對位於上側〕及一第二表面〔相對位於下側〕，而該第二導光擴散層20b亦具有一第一表面〔相對位於上側〕及一第二表面〔相對位於下 側〕。該第一導光擴散層20a配置於該第一基材層10a之第二表面，而該第二導光擴散層20b配置於該第二基材層10b之第一表面。
請再參照第1圖所示，舉例而言，該第一導光擴散層20a包含一第一導光擴散材料5a，而該第一導光擴散材料5a選自一第一量子點材料或一第一螢光材料製成，且該第一導光擴散材料5a具有一第一光擴散率〔相對高或低光擴散率〕，以便將自該第一基材層10a之第二表面之一入射光進行導引及擴散，以形成一第一階導引擴散光。相對的，該第二導光擴散層20b包含一第二導光擴散材料5b，而該第二導光擴散材料5b選自一第二量子點材料或一第二螢光材料製成，且該第二導光擴散材料5b具有一第二光擴散率〔相對高或低光擴散率〕，以便將自該第一導光擴散層20a之第二表面之一入射光〔第一階導引擴散光〕進一步進行導引及擴散，以形成一第二階導引擴散光。本發明較佳實施例採用該第一導光擴散層20a之第一導光擴散材料5a之第一光擴散率相對低於該第二導光擴散層20b之第二導光擴散材料5b之第二光擴散率，以增益光擴散效率及降低該第一導光擴散層20a及第二導光擴散層20b之總厚度。
請再參照第1圖所示，舉例而言，本發明另一較佳實施例採用該第一導光擴散材料5a及第二導光擴散材料5b包含一預定量之螢光發光材料或量子點〔QD〕材料，且該螢光發光材料及量子點材料之間具有一預定比例A：B〔例如，1：3或3：1〕。
請再參照第1圖所示，舉例而言，該光擴散粒子層3a配置於該第一基材層10a之第一表面，以便初步擴散〔preliminary diffusion〕入射光〔incident light〕。該光擴散粒子層3a包含數個光擴散粒子30，並將數個該光擴散 粒子30配置於該光擴散粒子層3a內。該保護層9進一步貼附於該第二基材層10b之第二表面，且該保護層9由一預定硬度之材質製成，以便保護該第二基材層10b之第二表面或該增益型光擴散薄膜構造。
第1A圖揭示本發明另一較佳實施例之增益型光擴散薄膜構造之側視示意圖，其對應於第1圖所示之增益型光擴散薄膜構造。請參照第1A圖所示，相對於第一實施例，本發明另一較佳實施例之增益型光擴散薄膜構造1A採用該第一導光擴散層20a之第一導光擴散材料5a之第一光擴散率相對高於該第二導光擴散層20b之第二導光擴散材料5b之第二光擴散率，以增益光擴散效率及降低該第一導光擴散層20a及第二導光擴散層20b之總厚度。
請再參照第1及1A圖所示，舉例而言，本發明另一較佳實施例之該光擴散粒子層3a及保護層9選擇採用由一相同材料、一相似材料或一不相似材料製成，且該相同材料、相似材料或不相似材料之性質包含一預定硬度或一預定光擴散率。
第2圖揭示本發明第二較佳實施例之增益型光擴散薄膜構造之側視示意圖，其對應於第1及1A圖所示之增益型光擴散薄膜構造。請參照第2圖所示，相對於第一實施例，本發明第二較佳實施例之增益型光擴散薄膜構造1B採用該第一導光擴散層20a〔如第1及1A圖所示〕及第二導光擴散層20b〔如第1及1A圖所示〕進一步結合形成一單一導光擴散層20，如此相對於一導光擴散過度層〔虛線所示〕，最小化該第一導光擴散層20a及第二導光擴散層20b之總厚度。該單一導光擴散層20產生一二階化導引及擴散光，且該單一導光擴散層20提供各種光擴散率，例如：低擴散度至高擴散度或高擴散度至低擴散度。
第3圖揭示本發明第三較佳實施例之增益型光 擴散薄膜構造之側視示意圖，其對應於第1及1A圖所示之增益型光擴散薄膜構造。請參照第3圖所示，相對於第一實施例，本發明第三較佳實施例之增益型光擴散薄膜構造1C採用該第一基材層10a之第一表面配置一光擴散粒子層3a，且該光擴散粒子層3a由一第三導光擴散材料5製成。
第4圖揭示本發明第四較佳實施例之增益型光擴散薄膜構造之側視示意圖，其對應於第1及1A圖所示之增益型光擴散薄膜構造。請參照第4圖所示，相對於第二實施例，本發明第四較佳實施例之增益型光擴散薄膜構造1D採用該第一導光擴散層20a及第二導光擴散層20b之間配置一導光擴散薄膜層21，以形成一多層導光擴散層，如此該多層導光擴散層產生一多階化導引及擴散光，且該多層導光擴散層提供各種光擴散率。另外，該光擴散粒子層3a之數個光擴散粒子30由一第四導光擴散材料50製成，以便增益初步擴散入射光。
第5圖揭示本發明第五較佳實施例之增益型光擴散薄膜構造之側視示意圖，其對應於第1及1A圖所示之增益型光擴散薄膜構造。請參照第5圖所示，相對於第三及第四實施例，本發明第五較佳實施例之增益型光擴散薄膜構造1E採用該光擴散粒子層3a由一第三導光擴散材料5製成，而該光擴散粒子層3a之數個光擴散粒子30由一第四導光擴散材料50製成。本發明另一較佳實施例採用該第三導光擴散材料5具有一第三光擴散率，而該第四導光擴散材料50具有一第四光擴散率，且該第三光擴散率相對低〔亦可選擇相對高或高與低兩者混合〕於該第四光擴散率。
請再參照第5圖所示，舉例而言，本發明另一較佳實施例之該第三導光擴散材料5及第四導光擴散材料50包含一預定量之螢光發光材料或量子點〔QD〕材料，且 該螢光發光材料及量子點材料之間具有一預定比例A1：B1〔例如，1：3或3：1〕。
如下所述，本發明較佳實施例之增益型光擴散薄膜構造與其採用螢光發光材料分散載體及其製造方法可適用於各種螢光發光材料、光擴散混合材料、光擴散薄膜構造及其裝置〔例如：顯示器或照明裝置〕；再者，本發明較佳實施例之增益型光擴散薄膜構造與其採用螢光發光材料分散載體可適當做為量子點材料或螢光發光材料表面穩定劑、吸附劑或分散載體，或其可選擇應用於材料、影像顯示、光學或生物醫學或其它技術領域，但其並非用以限定本發明之應用範圍。
本發明較佳實施例採用螢光發光材料分散載體包含至少一矽烷氧聚亞胺材料及至少一環氧化物。舉例而言，該矽烷氧聚亞胺材料具有一第一預定量，而該環氧化物具有一第二預定量。由該矽烷氧聚亞胺材料之第一預定量及環氧化物之第二預定量進行化合反應操作而獲得一反應物。該反應物為一分散載體，且該分散載體化合於一螢光發光材料或一量子點材料而獲得一合成化合物，以便提升該螢光發光材料或量子點材料之發光亮度、發光穩定性或熱穩定性。
另外，本發明較佳實施例之該分散載體做為該螢光發光材料之穩定劑或吸附劑或量子點材料，且其合成化合物具有發光安定、穩定、包覆或置換原量子點或螢光粉之表面穩定劑。本發明較佳實施例之該螢光發光材料選自I-III-VI族的AgInS2、AgInSe2(AIS)或CuInS2、CuInSe2(CIS)；或II-VI族的CdSe、CdTe、ZnS、ZnSe、ZnTe、ZnO、HgS、HgSe、HgTe、CdSeS、CdSeTe、CdSTe、ZnSeS、ZnSeTe、ZnSTe、HgSeS、HgSeTe、HgSTe、CdZnS、CdZnSe、CdZnTe、CdHgS、CdHgSe、CdHgTe、HgZnS、HgZnSe、 HgZnTe、CdZnSeS、CdZnSeTe、CdZnSTe、CdHgSeS、CdHgSeTe、CdHgSTe、HgZnSeS、HgZnSeTe或HgZnSTe化合物；或III-V族的GaN、GaP、GaAs、GaSb、AlN、AlP、AlAs、AlSb、InN、InP、InAs、InSb、GaNP、GaNAs、GaNSb、GaPAs、GaPSb、AlNP、AlNAs、AlNSb、AlPAs、AlPSb、InNP、InNAs、InNSb、InPAs、InPSb、GaAlNP、GaAlNAs、GaAlNSb、GaAlPAs、GaAlPSb、GaInNP、GaInNAs、GaInNSb、GaInPAs、GaInPSb、InAlNP、InAlNAs、InAlNSb、InAlPAs或InAlPSb化合物；或IV-VI族的SnS、SnSe、SnTe、PbS、PbSe、PbTe、SnSeS、SnSeTe、SnSTe、PbSeS、PbSeTe、PbSTe、SnPbS、SnPbSe、SnPbTe、SnPbSSe、SnPbSeTe或SnPbSTe化合物；或第IV族的Si、Ge、SiC或SiGe化合物。
舉例而言，第6-1及6-2圖揭示本發明較佳實施例選擇採用螢光發光材料分散載體之矽烷氧聚亞胺材料採用自由基矽烷氧之化學結構之示意圖，但其並非用以限定本發明之範圍。請參照第6-1及6-2圖所示，本發明較佳實施例之該矽烷氧聚亞胺材料採用自由基矽烷氧〔即聚乙胺修飾鍵結之官能基〕選自C6H15O3Si〔如第6-1圖之化學結構所示〕或C6H17O3NSi〔如第6-2圖之化學結構所示〕。
舉例而言，第7-1至7-50圖揭示本發明較佳實施例選擇採用螢光發光材料分散載體採用50種環氧化物之化學結構之示意圖。請參照第7-1至7-50圖所示，該環氧化物選自C13H16O4〔如第7-1圖之化學結構所示〕、C9H10O2〔如第7-2圖之化學結構所示〕、C10H12O2〔如第7-3圖之化學結構所示〕、C12H16O2〔如第7-4圖之化學結構所示〕、C11H14O2〔如第7-5圖之化學結構所示〕、C9H10O〔如第7-6圖之化學結構所示〕、C12H16O3〔如第7-7圖之化學結構所示〕、C12H14O4〔如第7-8圖之化學結 構所示〕、C10H12O3〔如第7-9圖之化學結構所示〕、C10H12O3〔如第7-10圖之化學結構所示〕、C18H28O2〔如第7-11圖之化學結構所示〕、C11H14O3〔如第7-12圖之化學結構所示〕、C9H10O〔如第7-13圖之化學結構所示〕、C11H12O3〔如第7-14圖之化學結構所示〕、C9H9O2F〔如第7-15圖之化學結構所示〕、C10H12O2〔如第7-16圖之化學結構所示〕、C15H14O2〔如第7-17圖之化學結構所示〕、C11H14O3〔如第7-18圖之化學結構所示〕、C9H10O2〔如第7-19圖之化學結構所示〕、C14H16O3N2〔如第7-20圖之化學結構所示〕、C12H14O3〔如第7-21圖之化學結構所示〕、C9H9O3N〔如第7-22圖之化學結構所示〕、C18H18O3〔如第7-23圖之化學結構所示〕、C15H13O2N〔如第7-24圖之化學結構所示〕、C13H12O2〔如第7-25圖之化學結構所示〕、C19H38O2〔如第7-26圖之化學結構所示〕、C11H22O2〔如第7-27圖之化學結構所示〕、C13H26O2〔如第7-27圖之化學結構所示〕、C15H30O2〔如第7-28圖之化學結構所示〕、C17H34O2〔如第7-28圖之化學結構所示〕、C12H8O2F16〔如第7-29圖之化學結構所示〕、C8H8O2F8〔如第7-30圖之化學結構所示〕、C5H6O2F4〔如第7-31圖之化學結構所示〕、C11H5OF17〔如第7-32圖之化學結構所示〕、C9H5OF13〔如第7-33圖之化學結構所示〕、C11H14O4〔如第7-34圖之化學結構所示〕、C11H13O3N〔如第7-35圖之化學結構所示〕、C12H14O3〔如第7-36圖之化學結構所示〕、C13H18O2〔如第7-37圖之化學結構所示〕、C13H18O2〔如第7-38圖之化學結構所示〕、C14H20O2〔如第7-39圖之化學結構所示〕、C11H14O3〔如第7-40圖之化學結構所示〕、C12H14O3〔如第7-41圖之化學結構所示〕、C13H18O2〔如第7-42圖之化學結構所示〕、C13H18O2〔如第7-43圖之化學結構所示〕、C10H9O2F3〔如第7-44 圖之化學結構所示〕、C10H10O4〔如第7-45圖之化學結構所示〕、C12H14O2〔如第7-46圖之化學結構所示〕、C14H18O2〔如第7-47圖之化學結構所示〕、C13H16O4〔如第7-48圖之化學結構所示〕、C11H14O2〔如第7-49圖之化學結構所示〕或C12H16O2〔如第7-50圖之化學結構所示〕。
舉例而言，第8圖揭示本發明較佳實施例選擇採用螢光發光材料分散載體製程方法之流程示意圖，其流程包含4個步驟，但其並非用以限定本發明之範圍。請參照第6-1及8圖所示，本發明較佳實施例之螢光發光材料分散載體製程方法包含步驟S1：將聚乙二胺材料以矽烷氧於甲苯進行反應修飾，以獲得一矽烷氧聚亞胺材料，並形成一第一溶液。舉例而言，如第6-1圖所示，將矽烷氧材料〔自由基矽烷氧C6H15O3Si〕修飾聚乙二胺選擇一預定量〔例如：62克〕溶解於甲苯，以獲得該矽烷氧聚亞胺材料〔trimethoxysilylpropyl modified polyethylenimine，CAS：136856-91-2〕，並形成該第一溶液。
請再參照第8圖所示，本發明較佳實施例之螢光發光材料分散載體製程方法包含步驟S2：接著，將該第一溶液加熱至一預定溫度，以形成一已加熱第一溶液。舉例而言，將該第一溶液以一預熱器加熱至80℃至120℃或其它溫度範圍。接著，將該已加熱第一溶液以一定流量進入一填充氮氣反應裝置之底部或其它適當位置。
請再參照第7-1及8圖所示，本發明較佳實施例之螢光發光材料分散載體製程方法包含步驟S3：接著，將環氧化物溶解於甲苯，以形成一第二溶液。舉例而言，如第7-1圖所示，選擇將環氧化物C13H16O4〔ethyl 2-[4-(oxiran-2-ylmethoxy)phenyl]acetate，CAS：76805-25-9〕以一預定量〔例如：92克〕溶解於甲苯，以形成該第二溶 液，並將該第二溶液輸送進入一緩衝裝置或其它類似裝置。
請再參照第8圖所示，本發明較佳實施例之螢光發光材料分散載體製程方法包含步驟S4：接著，將該已加熱第一溶液及第二溶液輸送進入至該反應裝置，以便該已加熱第一溶液及第二溶液進行接觸及攪拌反應，以形成一第一種反應物。該已加熱第一溶液及第二溶液輸送進入之進料莫爾比為1：2至1：4之間或其它比例範圍。該第一種反應物為一第一分散載體，且該第一分散載體化合於一螢光發光材料或一量子點材料〔例如：16mg〕，以形成一第一合成化合物。將該第一合成化合物進行降溫，且在將該第一合成化合物純化後獲得一第一膠體〔colloid〕化合物，該第一合成化合物之官能基團可與發光材料形成化合，以提供良好分散性、熱穩定性及較高的吸收放光發光特性。前述本發明較佳實施例之螢光發光材料分散載體製程方法適用於採用其它矽烷氧聚亞胺材料及環氧化物〔例如：C6H15O3Si〕。
第8A圖：本發明另一較佳實施例選擇採用螢光發光材料分散載體製程方法之流程示意圖。請參照第6-1及8A圖所示，本發明另一較佳實施例之螢光發光材料分散載體製程方法包含步驟S1：如第6-1圖所示，將聚乙二胺材料以矽烷氧於甲苯進行反應修飾，以獲得一矽烷氧聚亞胺材料，並形成一第一溶液。舉例而言，如第6-1及8A圖所示，將矽烷氧材料〔自由基矽烷氧C6H15O3Si〕修飾聚乙二胺選擇一預定量〔例如：62克〕溶解於甲苯，以獲得該矽烷氧聚亞胺材料，並形成該第一溶液。
請再參照第8A圖所示，本發明另一較佳實施例之螢光發光材料分散載體製程方法包含步驟S2：接著，將該第一溶液同樣以該預熱器加熱至80℃至120℃或其它溫度範圍，以形成一已加熱第一溶液。接著，將該已加熱 第一溶液同樣以一定流量進入該填充氮氣反應裝置之底部或其它適當位置。
請再參照第7-2及8A圖所示，本發明另一較佳實施例之螢光發光材料分散載體製程方法包含步驟S3A：接著，如第7-2圖所示，改為選擇將環氧化物C9H10O2以一預定量〔例如：32克〕溶解於甲苯，以形成一第三溶液，並將該第三溶液輸送進入該緩衝裝置或其它類似裝置。
請再參照第8A圖所示，本發明另一較佳實施例之螢光發光材料分散載體製程方法包含步驟S4A：接著，將該已加熱第一溶液及第三溶液同樣輸送進入至該反應裝置，以便該已加熱第一溶液及第三溶液進行接觸及攪拌反應，以形成一第二種反應物。該已加熱第一溶液及第二溶液輸送進入之進料莫爾比為1：2至1：4之間或其它比例範圍。同樣的，該第二種反應物為一第二分散載體，且該第二分散載體化合於一螢光發光材料或一量子點材料〔例如：16mg〕，以形成一第二合成化合物。將該第二合成化合物進行降溫，且在將該第二合成化合物純化後獲得一第二膠體化合物。
第9圖揭示本發明較佳實施例選擇採用螢光發光材料之發光強度與波長關係之曲線圖，其包含3個波峰。請參照第9圖所示，舉例而言，將矽烷氧聚亞胺材料採用自由基矽烷氧〔C6H15O3Si〕及環氧化物〔C9H10O2〕進行反應而所獲得的該第二種反應物化合於該螢光發光材料，例如：藍光激發材料，並獲得該合成化合物。該分散載體化合於該螢光發光材料或量子點材料而所獲得的該合成化合物為以藍光〔約440至約468nm〕激發材料〔如第9圖之左側波峰所示〕，並包含綠光〔約520nm至約580nm〕量子點材料〔如第9圖之中間波峰所示〕或紅光〔約570nm至約660nm〕量子點材料〔如第9圖之右側波 峰所示〕，其充分穩定量子點或是螢光粉，且令其合成化合物具有發光安定、穩定、包覆或置換原量子點或螢光粉之表面穩定劑。
上述實驗數據為在特定條件之下所獲得的初步實驗結果，其僅用以易於瞭解或參考本發明之技術內容而已，其尚需進行其他相關實驗。該實驗數據及其結果並非用以限制本發明之權利範圍。
本發明較佳實施例之螢光發光材料分散載體優點包含：其製程方法快速、簡潔、效率高、成本低廉及操作方便；其製程方法之純化製程簡易、其副產物低、材料發光效率高、收縮率低及適用於連續大量生產；其螢光發光材料分散載體提升該螢光發光材料或量子點材料之發光亮度、發光穩定性或熱穩定性。
前述較佳實施例僅舉例說明本發明及其技術特徵，該實施例之技術仍可適當進行各種實質等效修飾及/或替換方式予以實施；因此，本發明之權利範圍須視後附申請專利範圍所界定之範圍為準。本案著作權限制使用於中華民國專利申請用途。
Figure 109144774-A0101-11-0002-1
1A:增益型光擴散薄膜構造
10a:第一基材層
10b:第二基材層
20a:第一導光擴散層
20b:第二導光擴散層
30:光擴散粒子
3a:光擴散粒子層
5a:第一導光擴散材料
5b:第二導光擴散材料
9:保護層

Claims (10)

  1. 一種增益型光擴散薄膜構造，其包含：一第一基材層具有一第一表面及一第二表面；一第一導光擴散層具有一第一表面及一第二表面，並將該第一導光擴散層配置於該第一基材層之第二表面，且該第一導光擴散層包含一第一導光擴散材料，而該第一導光擴散材料選自一第一量子點材料或一第一螢光材料，且該第一導光擴散材料具有一第一光擴散率，以便將自該第一基材層之第二表面之一入射光進行導引及擴散，以形成一第一階導引擴散光；一第二基材層具有一第一表面及一第二表面；及一第二導光擴散層具有一第一表面及一第二表面，並將該第二導光擴散層配置於該第二基材層之第一表面，且該第二導光擴散層包含一第二導光擴散材料，而該第二導光擴散材料選自一第二量子點材料或一第二螢光材料，且該第二導光擴散材料具有一第二光擴散率，以便將自該第一導光擴散層之第二表面之第一階導引擴散光進一步進行導引及擴散，以形成一第二階導引擴散光；其中該第一導光擴散層之第一導光擴散材料之第一光擴散率相對高於該第二導光擴散層之第二導光擴散材料之第二光擴散率，而該第一螢光發光材料或第二螢光發光材料包含一化合物，且該化合物具有一鈣鈦礦結構ABX3，其中A包含Cs、Rb、Na、K、其任意組合物或一具有最多五個碳之烷基胺，而B包含Pb、Sn、Ge、Sb、Bi或其任意組合物，且X包含氯化物、溴化物、碘化物、氰化物、硫氰化物、異硫氰酸酯、硫化物或其任意組合物。
  2. 一種增益型光擴散薄膜構造，其包含：一第一基材層具有一第一表面及一第二表面；一第一導光擴散層具有一第一表面及一第二表面，並將該第一導光擴散層配置於該第一基材層之第二表面，且該 第一導光擴散層包含一第一導光擴散材料，而該第一導光擴散材料選自一第一量子點材料或一第一螢光材料，且該第一導光擴散材料具有一第一光擴散率，以便將自該第一基材層之第二表面之一入射光進行導引及擴散，以形成一第一階導引擴散光；一第二基材層具有一第一表面及一第二表面；及一第二導光擴散層具有一第一表面及一第二表面，並將該第二導光擴散層配置於該第二基材層之第一表面，且該第二導光擴散層包含一第二導光擴散材料，而該第二導光擴散材料選自一第二量子點材料或一第二螢光材料，且該第二導光擴散材料具有一第二光擴散率，以便將自該第一導光擴散層之第二表面之第一階導引擴散光進一步進行導引及擴散，以形成一第二階導引擴散光；其中該第一導光擴散層之第一導光擴散材料之第一光擴散率相對低於該第二導光擴散層之第二導光擴散材料之第二光擴散率，而該第一螢光發光材料或第二螢光發光材料包含一化合物，且該化合物具有一鈣鈦礦結構ABX3，其中A包含Cs、Rb、Na、K、其任意組合物或一具有最多五個碳之烷基胺，而B包含Pb、Sn、Ge、Sb、Bi或其任意組合物，且X包含氯化物、溴化物、碘化物、氰化物、硫氰化物、異硫氰酸酯、硫化物或其任意組合物。
  3. 依申請專利範圍第1或2項所述之增益型光擴散薄膜構造，其中該第一導光擴散層及第二導光擴散層進一步結合形成一單一導光擴散層，如此該單一導光擴散層產生一二階化導引及擴散光。
  4. 依申請專利範圍第1或2項所述之增益型光擴散薄膜構造，其中該第一基材層之第一表面具有一光擴散粒子層，且該光擴散粒子層包含數個光擴散粒子。
  5. 依申請專利範圍第1或2項所述之增益型光擴散薄膜構造，其中該第一基材層之第一表面具有一光擴散粒子 層，而該光擴散粒子層包含數個光擴散粒子，且該光擴散粒子層由一第三導光擴散材料製成，或數個該光擴散粒子由一第四導光擴散材料製成。
  6. 依申請專利範圍第1或2項所述之增益型光擴散薄膜構造，其中該第一基材層之第一表面具有一光擴散粒子層，而該光擴散粒子層包含數個光擴散粒子，且該光擴散粒子層由一第三導光擴散材料製成，且數個該光擴散粒子由一第四導光擴散材料製成。
  7. 依申請專利範圍第6項所述之增益型光擴散薄膜構造，其中該第三導光擴散材料具有一第三光擴散率，而該第四導光擴散材料具有一第四光擴散率，且該第三光擴散率相對低於該第四光擴散率。
  8. 依申請專利範圍第1或2項所述之增益型光擴散薄膜構造，其中該第一導光擴散層及第二導光擴散層之間配置一導光擴散薄膜層，以形成一多層導光擴散層，如此該多層導光擴散層產生一多階化導引及擴散光。
  9. 依申請專利範圍第1或2項所述之增益型光擴散薄膜構造，其中該第二基材層之第二表面貼附一保護層。
  10. 依申請專利範圍第1或2項所述之增益型光擴散薄膜構造，其中該第一導光擴散層之第一導光擴散材料之第一光擴散率形成該第一階導引擴散光及該第二導光擴散層之第二導光擴散材料之第二光擴散率形成該第二階導引擴散光。
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