TW201739899A

TW201739899A - 色彩轉換片及光學裝置

Info

Publication number: TW201739899A
Application number: TW106110798A
Authority: TW
Inventors: Bernhard Rieger; Christian Matuschek; Ralf Grottenmueller
Original assignee: Merck Patent Gmbh
Priority date: 2016-03-31
Filing date: 2017-03-30
Publication date: 2017-11-16
Also published as: US20190153307A1; WO2017167779A1; CN108883622A; EP3436266A1; KR20180132733A

Abstract

本發明係關於色彩轉換片(100)及包含色彩轉換片(100)之光學裝置。本發明進一步係關於該色彩轉換片(100)在光學裝置(200)中之用途。本發明另外係關於製備該色彩轉換片(100)之方法及製備該光學裝置(200)之方法。

Description

色彩轉換片及光學裝置

本發明係關於色彩轉換片(100)及包含色彩轉換片(100)之光學裝置。本發明進一步係關於色彩轉換片(100)在光學裝置(200)中之用途。本發明另外係關於製備色彩轉換片(100)之方法及製備光學裝置(200)之方法。

奈米級螢光材料、包括螢光材料之色彩轉換片及包含光轉換片之光學裝置用於多種光學應用中，尤其用於光學裝置。舉例而言，如在US2014/0264196 A1、WO2014/093391 A2、WO2014/208356 A1、WO2014/196319 A1、WO 2012/132239 A1中所闡述。專利文獻 1. US2014/0264196 A1 2. WO2014/093391 A2 3. WO2014/208356 A1 4. WO2014/196319 A1 5. WO 2012/132239 A1

然而，本發明者新近發現，仍有一或多個重大問題期望改良，如下文所列示。 1. 期望可顯示改良熱穩定性之包含奈米級螢光材料(例如，量子級材料)及基質材料之新穎光轉換片。 2. 需要尤其在熱應力環境中可保持良好絕對量子產率之包含奈米級螢光材料(例如，量子級材料)及基質材料之新穎光轉換片。 3. 可較好適應較低溫度片製備製程之包含奈米級螢光材料(例如，量子級材料)及基質材料之新穎光轉換片。 4. 可較好適應濕法製備製程之包含奈米級螢光材料(例如，量子級材料)及基質材料之新穎光轉換片。本發明者旨在解決上文所提及問題中之一或多者。令人驚訝的是，本發明者已發現新穎色彩轉換片(100)解決問題1至4中之一或多者，該色彩轉換片包含至少一種奈米級螢光材料(110)、基質材料(120)及障壁層(130)，其中障壁層(130)係放置在基質材料(120)之最外層表面上。在另一態樣中，本發明係關於色彩轉換片(100)在光學裝置中之用途。在另一態樣中，本發明進一步係關於包含色彩轉換片(100)之光學裝置(200)。在另一態樣中，本發明進一步係關於包含至少一種奈米級螢光材料(210)、基質材料(220)、障壁層(230)及發光二極體元件(240)之光學裝置(200)，其中障壁層(230)係放置在基質材料(220)之最外層表面上。在另一態樣中，本發明另外係關於製備色彩轉換片(100)之方法，其中該方法按以下順序包含以下步驟(a)至(c)： (a) 將至少一種奈米級螢光材料(110)及基質材料(120)提供至基板上， (b) 將全氫聚矽氮烷溶液提供至基質材料之表面上，及 (c) 使全氫聚矽氮烷曝露至真空紫外光。在另一態樣中，本發明另外係關於製備光學裝置(200)之方法，其中該方法包含以下步驟(A)： (A) 在光學裝置中提供色彩轉換片(100)。自以下詳細說明將明瞭本發明之其他優點。

根據本發明，本發明者提供該色彩轉換片(100)以解決問題1至3中之一或多者，該色彩轉換片包含至少一種奈米級螢光材料(110)、基質材料(120)及障壁層(130)，其中障壁層(130)係放置在基質材料(120)之最外層表面上。 - 奈米級螢光材料在本發明之較佳實施例中，奈米級螢光材料可選自由以下組成之群：奈米級無機磷光體材料、量子級材料(例如量子點及或量子棒)及該等中之任一者之組合。不希望受限於理論，據信，奈米級螢光材料可因尺寸效應而以較高濃度比率使用且亦可實現色彩轉換膜之鮮明亮麗色彩。更佳地，奈米級螢光材料係量子級材料，其進一步較佳係量子點材料、量子棒材料或該等中之任一者之組合。根據本發明，術語「奈米級」意指大小介於1 nm與900 nm之間。因此，根據本發明，奈米級螢光材料意指最大直徑之大小在1 nm至900 nm範圍內之螢光材料。且在材料具有狹長形狀之情形下，螢光材料之整體結構之長度在1 nm至900 nm範圍內。根據本發明，術語「量子級」意指可顯示量子尺寸效應之不含配體或另一表面改質之無機半導體材料本身之大小。通常，量子級材料(例如，量子點材料及/或量子棒材料)可因量子尺寸效應而發射鮮明亮麗色彩之光。根據本發明，不特別限制量子級材料之形狀。較佳以此方式可使用任一類型之量子級材料，例如，狹長形、球形、橢圓形、星形、多邊形材料。在本發明之較佳實施例中，量子級材料可選自由以下組成之群：II-VI、III-V或IV-VI半導體及該等中之任一者之組合。更佳地，量子級材料可選自由以下組成之群：Cds、CdSe、CdTe、ZnS、ZnSe、ZnTe、ZnO、GaAs、GaP、GaAs、GaSb、HgS、HgSe、HgSe、HgTe、InAs、InP、InSb、AlAs、AlP、AlSb、Cu₂ S、Cu₂ Se、CuInS2、CuInSe₂ 、Cu₂ (ZnSn)S₄ 、Cu₂ (InGa)S₄ 、TiO₂ 合金及該等中之任一者之組合。作為量子點之實例，視需要較佳可使用來自Sigma-Aldrich之CdSeS/ZnS合金化量子點產品號753793、753777、753785、753807、753750、753742、753769、753866，InP/ZnS量子點產品號776769、776750、776793、776777、776785，PbS核型量子點產品號747017、747025、747076、747084或CdSe/ZnS合金化量子點產品號754226、748021、694592、694657、694649、694630、694622。作為量子棒之實例，對於紅光發射用途，CdSe棒、CdS棒中之CdSe點、CdS棒中之ZnSe點、CdSe/ZnS棒、InP棒、CdSe/CdS棒、ZnSe/CdS棒或該等中之任一者之組合，對於綠光發射用途，例如CdSe棒、CdSe/ZnS棒或該等中之任一者之組合，且對於藍光發射用途，例如ZnSe、ZnS、ZnSe/ZnS核殼棒及該等中任一者之組合。量子棒材料之實例已闡述於(例如)特許公開國際專利申請案第WO2010/095140A號中。不希望受限於理論，據信，與來自量子點、有機螢光材料及/或有機磷光材料、磷光體材料之球形光發射之輸出耦合效率相比，來自具有狹長形狀之奈米級螢光材料之偶極矩之發光可產生較高輸出耦合效率。換言之，據信，具有狹長形狀之奈米級螢光材料(例如，量子棒)之長軸可平均以較高機率平行對準基板表面，且其偶極矩亦可平均以較高機率平行對準基板表面。因此，根據本發明，為同時實現裝置之鮮明亮麗色彩及較佳輸出耦合效應，若期望，則諸如量子棒材料之狹長形材料更佳。因此，在本發明之一些實施例中，奈米級螢光材料可選自諸如量子棒材料之狹長形材料以實現較佳輸出耦合效應。在本發明之較佳實施例中，量子級材料之整體結構長度為8 nm至500 nm。更佳為10 nm至160 nm。該狹長形材料之最大直徑在1 nm至20 nm之範圍內。更特定而言，其為1 nm至10 nm。較佳地，奈米級螢光材料(例如量子棒及/或量子點)包含表面配體。更佳地，根據本發明，量子級材料之表面可經一或多類表面配體覆蓋塗佈。不希望受限於理論，據信此一表面配體可導致較容易地將奈米級螢光材料分散於溶劑中。常用表面配體包括膦及膦氧化物，例如氧化三辛基膦(TOPO)、三辛基膦(TOP)及三丁基膦(TBP)；膦酸，例如十二烷基膦酸(DDPA)、十三烷基膦酸(TDPA)、十八烷基膦酸(ODPA)及己基膦酸(HPA)；胺，例如十二烷基胺(DDA)、十四烷基胺(TDA)、十六烷基胺(HDA)及十八烷基胺(ODA)，硫醇，例如十六烷硫醇及己烷硫醇；巰基羧酸，例如巰基丙酸及巰基十一酸；及該等中之任一者之組合。而且，較佳亦可使用聚乙烯亞胺(PEI)。表面配體之實例已闡述於(例如)特許公開國際專利申請案第WO 2012/059931A號中。 - 基質材料作為本發明基質材料，可使用任一類型之適用於光學膜之公開知曉的透明基質材料。在本發明之較佳實施例中，可使用任何在色彩轉換片(100)之製造中具有良好熱穩定性、低溫加工性並具有長期耐久性之透明聚合物基質材料。更佳地，可以此方式使用水溶性透明聚合物(例如，經取代及/或未經取代之聚乙烯醇)及/或聚矽氮烷(例如，全氫聚矽氮烷及/或有機聚矽氮烷)。甚至更佳地，可使用聚乙烯醇(未經取代)、經陽離子取代之聚乙烯醇、經陰離子取代之聚乙烯醇、經丙烯醯基取代之聚乙烯醇、經乙醯乙醯基取代之聚乙烯醇(例如，來自Nippon Gohsei之Gohsefimer^TM Z)、乙酸乙烯酯(例如，來自Kuraray之Exceval^TM 、來自Nippon Gohsei之Nichigo G-Polymer^TM )、經矽醇取代之聚乙烯醇(例如，來自Kuraray之R-1130系列)或該等中任一者之組合作為經取代及/或未經取代之聚乙烯醇。經陽離子取代之聚乙烯醇、經陰離子取代之聚乙烯醇、經丙烯醯基取代之聚乙烯醇之實例係闡述於(例如)特許公開日本專利申請案號JPS61-10483A、JPH01-206088A、JPS61-237681A、JPS63-307979A、JPH07-285265A、JPH07-009758A及JPH08-025795A中。根據本發明，對水溶性透明聚合物之平均分子量M_w 並無特定限制。較佳地，其在1,000至20,000之範圍內；更佳地在1,000至10,000之範圍內。根據本發明，更佳可使用聚矽氮烷作為有機聚矽氮烷。對於有機聚矽氮烷之實例，具有由以下通式(I)所表示之重複單元之有機聚矽氮烷適宜。 -(SiR₁ R₂ NR₃ )n- - (I) 其中在式(I)中，R₁ 、R₂ 、R₃ 彼此獨立地、相同或不同地係氫原子、烷基、烯基、環烷基、芳基、烷氧基、胺基或矽基，且R₁ 、R₂ 、R₃ 中之至少一者係氫原子。在此，非氫原子之R₁ 、R₂ 、R₃ 中之至少一者可由鹵素原子、烷基、烷氧基、胺基、矽基及/或烷基矽基中之一或多者取代。舉例而言，可使用氟烷基、全氟烷基、矽基烷基、三矽基烷基、烷基矽基烷基、三烷基矽基、烷氧基矽基烷基、氟烷氧基、矽基烷氧基、烷基胺基、二烷基胺基、烷基胺基烷基、烷基矽基、二烷基矽基、烷氧基矽基、二烷氧基矽基、三烷氧基矽基。有機聚矽氮烷及全氫聚矽氮烷之實例係闡述於(例如)特許公開日本專利申請案JP 2015-115369A及JP 2014-77082A中。根據本發明，對於聚矽氮烷之平均分子量M_w 並無特定限制。較佳地，其在1,000至20,000之範圍內；更佳在1,000至10,000之範圍內。根據本發明，平均分子量M_w 係藉助GPC (=凝膠滲透層析)針對內部聚苯乙烯標準測定。 - 障壁層根據本發明，較佳可使用聚矽氮烷、尤其任一全氫聚矽氮烷(下文中之「PHPS」)製造障壁層(130)。不希望受限於理論，據信全氫聚矽氮烷可實現濕法製造製程代替氣相沈積製程並可降低奈米級螢光材料在製程中之製造損害且自PHPS製得之障壁層在層中具有較少缺陷。因此，在本發明之一個實施例中，障壁層(130)係自PHPS所得之層。根據本發明，在一些實施例中，障壁層(130)包含包括層中最外部分及隨後部分之梯度結構，其中最外部分由氮化矽組成。在本發明之較佳實施例中，梯度係氫含量。更佳地，梯度結構對基質材料(120)之最外部分包含之氫之量高於梯度結構對障壁層(130)之相對側。不希望受限於理論，據信藉由使用PHPS溶液製造之障壁層可具有之折射率低於藉由任一氣相沈積方法(例如，CVD)製造之障壁層之折射率且可產生匹配本發明之基質材料之較佳折射率。在本發明之一些實施例中，障壁層(130)具有1.38至1.85範圍內之折射率。在本發明之較佳實施例中，障壁層(130)具有1.45至1.60範圍內之折射率。更佳地，障壁層(130)係自PHPS製造並具有1.38至1.85範圍內之折射率；更佳在1.45至1.60之範圍內。藉由改變PHPS層之乾燥條件並藉由控制真空紫外(下文中之「VUV」)光輻照條件，可控制障壁層(130)之折射率值。根據本發明，術語「真空紫外」意指峰波長在190 nm至80 nm之範圍內之紫外光。 - 聚合起始劑轉向本發明之其他組份，若需要，本發明之基質材料及/或PHPS層可視情況含有另外一或多種添加劑。例如，聚合起始劑。通常，本發明中可使用兩類聚合起始劑：一類係在曝露於輻射時生成酸、鹼或自由基之聚合起始劑，且另一類係在暴露於熱時生成酸、鹼或自由基之聚合起始劑。本發明中可採用之聚合起始劑係(例如)光酸生成劑，其在曝露於輻射時分解並釋放酸用作用於光固化組合物之活性物質；光自由基生成劑，其釋放自由基；光鹼生成劑，其釋放鹼；熱酸生成劑，其在暴露於熱時分解並釋放酸用作用於熱固化組合物之活性物質；熱自由基生成劑，其釋放自由基；及熱鹼生成劑，其釋放鹼。輻射之實例包括可見光、UV射線(例如，VUV射線)、IR射線、X-射線、電子束、α-射線及γ-射線。在本發明之較佳實施例中，基於100重量份數之基質材料或PHPS材料，聚合起始劑之量在0.001重量份數至10重量份數、更佳地0.01重量份數至5重量份數之範圍內。多於0.001重量份數較佳可獲得起始劑之效應。另一方面，少於10重量份數之聚合起始劑較佳可防止所製造色彩轉換片(100)之裂縫，或防止所製造片因起始劑分解而變色。上述光酸生成劑之實例包括重氮甲烷化合物、二苯基錪鹽、三苯基鋶鹽、鋶鹽、銨鹽、鏻鹽及磺醯胺化合物。彼等光酸生成劑之結構可由式(A)表示： R⁺ X^- (A)。其中在式(A)中，R⁺ 係氫或由碳原子或其他雜原子改質之有機離子，前提係該有機離子係選自由以下各項組成之群：烷基、芳基、烯基、醯基及烷氧基。舉例而言，R⁺ 係二苯基錪離子或三苯基鋶離子。此外，X^- 較佳係由以下式中之任一者所表示之相對離子： SbY₆ ^- 、 AsY₆ ^- 、 R^a _p PY_6-p ^- 、 R^a _q BY_4-q ^- 、 R^a _q GaY_4-q ^- 、 R^a SO₃ ^- 、 (R^a SO₂ )₃ C^- 、 (R^a SO₂ )₂ N^- 、 R^a COO^- 及 SCN^- 其中 Y係鹵素原子， R^a 係具有1至20個碳原子之烷基或具有6至20個碳原子之芳基，前提係每一基團經選自由以下組成之群之取代基取代：氟、硝基及氰基， R^b 係氫或具有1至8個碳原子之烷基， P係0至6之數值，且 q係0至4之數值。相對離子(x^- )之具體實例包括：BF₄ ^- 、(C₆ F₅ )₄ B^- 、((CF₃ )₂ C₆ H₃ )₄ B^- 、PF₆ ^- 、(CF₃ CF₂ )₃ PF₃ ^- 、SbF₆ ^- 、(C₆ F₅ )₄ Ga^- 、((CF₃ )₂ C₆ H₃ )₄ Ga^- 、SCN^- 、(CF₃ SO₂ )₃ C^- 、(CF₃ SO₂ )₂ N^- 、甲酸根離子、乙酸根離子、三氟甲烷磺酸根離子、九氟丁烷磺酸根離子、甲烷磺酸根離子、丁烷磺酸根離子、苯磺酸根離子、對甲苯磺酸根離子及磺酸根離子。在可用於本發明中之光酸生成劑中，生成磺酸或硼酸之彼等尤佳。其實例包括四(五氟苯基)硼酸三異丙苯基錪(PHOTOINITIATOR2074 [商標]，由Rhodorsil製得)、四(全氟苯基)硼酸二苯基錪及分別具有鋶離子及五氟硼酸根離子作為陽離子及陰離子部分之化合物。此外，光酸生成劑之實例亦包括三氟甲烷磺酸三苯基鋶、樟腦磺酸三苯基鋶、四(全氟苯基)硼酸三苯基鋶、六氟砷酸4-乙醯氧基苯基二甲基鋶、三氟甲烷磺酸1-(4-正丁氧基萘-1-基)四氫噻吩鎓、三氟甲烷磺酸1-(4,7-二丁氧基-1-萘基)四氫噻吩鎓、三氟甲烷磺酸二苯基錪及六氟砷酸二苯基錪。此外，仍亦可採用由以下式表示之光酸生成劑：其中每一A獨立地係選自由以下組成之群之取代基：具有1至20個碳原子之烷基、具有1至20個碳原子之烷氧基、具有6至20個碳原子之芳基、具有1至20個碳原子之烷基羰基、具有6至20個碳原子之芳基羰基、羥基及胺基；每一p獨立地係0至5之整數；且 B^- 係氟化烷基磺酸根基團、氟化芳基磺酸根基團、氟化烷基硼酸根基團、烷基磺酸根基團或芳基磺酸根基團。亦可使用上述式中之陽離子及陰離子彼此交換或與上文所述之各種其他陽離子及陰離子組合之光酸生成劑。舉例而言，由上述式表示之任一鋶離子可與四(全氟苯基)硼酸根離子組合，且由上述式表示之任一錪離子亦可與四(全氟苯基)硼酸根離子組合。彼等仍亦可用作光酸生成劑。熱酸生成劑係(例如)能夠生成有機酸之鹽或酯。其實例包括：各種脂肪族磺酸及其鹽；各種脂肪族羧酸(例如，檸檬酸、乙酸及馬來酸)及其鹽；各種芳香族羧酸(例如，苯甲酸及苯二甲酸)及其鹽；芳香族磺酸及其銨鹽；各種胺鹽；芳香族重氮鹽；及膦酸及其鹽。在可用於本發明中之熱酸生成劑中，有機酸及有機鹼之鹽較佳，且另外較佳者係磺酸及有機鹼之鹽。含有磺酸根離子之較佳熱酸生成劑之實例包括對甲苯磺酸酯、苯磺酸酯、對十二烷基苯磺酸酯、1,4-萘二磺酸酯及甲烷磺酸酯。光自由基生成劑之實例包括偶氮化合物、過氧化物、醯基氧化膦、烷基苯酮、肟酯及二茂鈦。根據本發明，醯基氧化膦、烷基苯酮、肟酯或該等中任一者之組合作為光自由基生成劑更佳。舉例而言，較佳可使用2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙烷-1-酮、1-羥基-環己基苯基酮、2-羥基-2-甲基-1-苯基丙-1-酮、1-[4-(2-羥基乙氧基)苯基]-2-羥基-2-甲基-1-丙烷-1-酮、2-羥基-1-{4-[4-(2-羥基-2-甲基丙醯基)苄基]苯基}-2-甲基丙烷-1-酮、2-甲基-1-(4-甲基噻吩基)-2-嗎啉基丙烷-1-酮、2-苄基-2-二甲基胺基-1-(4-嗎啉基苯基)-1-丁酮、2-(二甲基胺基)-2-[(4-甲基苯基)甲基]-1-[4-(4-嗎啉基)苯基]-1-丁酮、2,4,6-三甲基苯甲醯基-二苯基氧化膦、雙(2,4,6-三甲基苯甲醯基)苯基氧化膦、1,2-辛二酮1-[4-(苯基硫基)-2-(鄰苯甲醯基肟)]、乙酮1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-基]-1-(鄰乙醯基肟)或該等中任一者之組合。較佳可使用2,2’偶氮雙(2-甲基戊腈)、2,2’-偶氮雙(二甲基戊腈)或該等中任一者之組合作為熱自由基生成劑之實例。光鹼生成劑之實例包括具有醯胺基團之多取代醯胺化合物、內醯胺、醯亞胺化合物及具有彼等結構之化合物。上文熱鹼生成劑之實例包括：咪唑衍生物，例如N-(2-硝基苄基氧基羰基)咪唑、N-(3-硝基苄基氧基羰基)咪唑、N-(4-硝基苄基氧基羰基)咪唑、N-(5-甲基-2-硝基苄基氧基羰基)咪唑及N-(4-氯-2-硝基苄基氧基羰基)咪唑；1,8-二氮雜二環(5,4,0)十一烯-7、三級胺、四級銨鹽及其混合物。彼等鹼生成劑以及酸生成劑及/或自由基生成劑可單獨使用或以混合物形式使用。根據本發明，較佳可使用在曝露於輻射時生成酸、鹼或自由基之聚合起始劑。因此，在本發明之較佳實施例中，聚合起始劑可選自由以下組成之群：光自由基生成劑、光鹼生成劑、光酸生成劑及該等中之任一者之組合。更佳地，聚合起始劑可為光自由基生成劑。 - 其他添加劑若需要，本發明之基質材料及/或用於障壁層之聚矽氮烷可另外含有其他添加劑。添加劑之實例包括黏著增強劑、聚合抑制劑、表面活性劑及敏化劑。作為黏著增強劑，較佳採用咪唑及矽烷偶合劑。咪唑之實例包括2-羥基苯并咪唑、2-羥基乙基苯并咪唑、苯并咪唑、2-羥基咪唑、咪唑、2-巰基咪唑及2-胺基咪唑。在其中，尤佳者係2-羥基苯并咪唑、苯并咪唑、2-羥基咪唑及咪唑。作為矽烷偶合劑，較佳可採用已知化合物，例如，環氧-矽烷偶合劑、胺基-矽烷偶合劑及巰基-矽烷偶合劑。其實例包括3-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷、3-縮水甘油氧基丙基三乙氧基矽烷、N-2-(胺基乙基)-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、N-2-(胺基乙基)-3-胺基丙基三乙氧基矽烷、3-胺基丙基三甲氧基矽烷、3-胺基丙基三乙氧基矽烷、3-脲基丙基三甲氧基矽烷、3-氯丙基三甲氧基矽烷、3-巰基丙基三甲氧基矽烷及3-異氰酸基丙基三甲氧基矽烷。彼等可單獨使用或以兩種或更多種之組合使用。基於100重量份數之本發明之基質材料及/或用於障壁層之聚矽氮烷，其量較佳係0.05重量份數至15重量份數。亦可採用具有酸性基團之矽烷或矽氧烷化合物作為矽烷偶合劑。酸性基團之實例包括羧基、酸酐基團及酚類羥基。若具有一元酸基團(例如，羧基或酚類羥基)，則該化合物較佳係具有兩個或更多個酸性基團之單一含矽化合物。上述矽烷偶合劑之實例包括由下式(B)表示之化合物： X_n Si(OR⁴ )_4-n (B) 及具有自其衍生之聚合單元之聚合物。彼等聚合物可包含複數類X或R³ 不同之單元之組合。在上式中，R⁴ 係烴基，例如較佳具有1至10個C原子之烷基。其實例包括甲基、乙基、正丙基、異丙基及正丁基。式(A)含有複數個R⁴ ，其可彼此相同或不同。在上式中，X包括酸性基團，例如硫醇、鏻、硼酸基、羧基、酚、過氧化物、硝基、氰基、磺基或醇基團。可利用保護基團(例如，乙醯基、芳基、戊基、苄基、甲氧基甲基、甲磺醯基、甲苯基、三甲氧基矽基、三乙氧基矽基、三異丙基矽基或三苯甲基)保護酸性基團。此外，X可為酸酐基團。在上述基團中，R⁴ 及X較佳地分別係甲基及羧酸酐基團。舉例而言，含有酸酐基團之聚矽氧較佳。其具體實例係由下式(B-1)表示之化合物(X-12-967C [商標]，由Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.製得)及在末端或在側鏈中具有對應於該式之結構且重量平均分子量為1000或更小之含矽聚合物(例如聚矽氧)。亦較佳者係重量平均分子量為4000或更小且末端經酸性基團(例如，硫醇、鏻、硼酸基、羧基、酚、過氧化物、硝基、氰基或磺基)改質之二甲基聚矽氧。其實例包括由下式(B-2)及(B-3)表示之化合物(X-22-2290AS及X-22-1821 [商標]，由Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.製得)。若矽烷偶合劑含有聚矽氧結構且具有過大分子量，則其與組合物相容性較差。因此，塗層不能充分溶於顯影劑中，使得反應性基團可保留於塗層中。此可引起諸多問題，舉例而言，塗層不能具有針對後處理之足夠化學抗性。鑒於此，含矽化合物具有較佳5000或更小、更佳地1000至4000之重量平均分子量。此外，若採用含有酸性基團之矽烷或矽氧烷化合物作為矽烷偶合劑，則基於100重量份數之本發明之基質材料及/或用於障壁層之聚矽氮烷，其量較佳係0.01重量份數至15重量份數。作為聚合抑制劑，可納入硝酮衍生物、氮氧自由基衍生物及氫醌衍生物(例如，氫醌、甲基氫醌及丁基氫醌)。彼等可單獨使用或以兩種或更多種之組合使用。基於100重量份數之本發明之基質材料及/或用於障壁層之聚矽氮烷，其量較佳係0.1重量份數至10重量份數。消泡劑之實例包括：醇(C₁ - C₁₈ )；高級脂肪酸，例如油酸及硬脂酸；高級脂肪酸酯，例如甘油單月桂酸酯；聚醚，例如聚乙二醇(PEG) (Mn：200至10000)及聚丙二醇(Mn：200至10000)；聚矽氧化合物，例如二甲基聚矽氧油、烷基改質聚矽氧油及氟-聚矽氧油；及下文所詳述之有機矽氧烷表面活性劑。彼等可單獨使用或以兩種或更多種之組合使用。基於100重量份數之本發明之基質材料及/或用於障壁層之聚矽氮烷，其量較佳係0.1重量份數至3重量份數。若需要，本發明之基質材料及/或用於障壁層之聚矽氮烷可進一步含有表面活性劑，其納入係旨在改良可塗佈性、可顯影性及諸如此類。可用於本發明中之表面活性劑係(例如)非離子、陰離子及兩性表面活性劑。非離子表面活性劑之實例包括：聚氧乙烯烷基醚，例如聚氧乙烯月桂基醚、聚氧乙烯油基醚及聚氧乙烯鯨蠟基醚；聚氧乙烯脂肪酸二醚；聚氧乙烯脂肪酸單醚；聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段聚合物；乙炔醇；乙炔二醇衍生物，例如乙炔二醇、乙炔醇之聚乙氧基化物及乙炔二醇之聚乙氧基化物；含矽表面活性劑，例如Fluorad ([商標]，由Sumitomo 3M Limited製得)，MEGAFAC ([商標]，由DIC Corporation製得)及Surufuron ([商標]，由Asahi Glass Co., Ltd.製得)；及有機矽氧烷表面活性劑，例如KP341 ([商標]，由Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.製得)。上文乙炔二醇之實例包括：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-2,5-二醇及2,5-二甲基-2,5-己二醇。陰離子表面活性劑之實例包括：烷基二苯基醚二磺酸之銨鹽及有機胺鹽、烷基二苯基醚磺酸之銨鹽及有機胺鹽、烷基苯磺酸之銨鹽及有機胺鹽、聚氧乙烯烷基醚硫酸之銨鹽及有機胺鹽及烷基硫酸之銨鹽及有機胺鹽。此外，兩性表面活性劑之實例包括2-烷基-N-羧基甲基-N-羥乙基咪唑鎓甜菜鹼及月桂酸醯胺基丙基羥基碸甜菜鹼。彼等表面活性劑可單獨使用或以兩種或更多種之組合使用。基於本發明之光敏性組合物，其量通常係50 ppm至2000 ppm、較佳地100 ppm至1000 ppm。根據需要，可將敏化劑納入本發明之基質材料及/或用於障壁層之聚矽氮烷中。較佳用於本發明組合物中之敏化劑之實例包括香豆素、香豆素酮、其衍生物、硫代吡喃鎓鹽及苯乙酮。特定而言，其具體實例包括：敏化染料，例如對雙(鄰甲基苯乙烯基)苯、7-二甲基胺基-4-甲基喹啉酮-2,7-胺基-4-甲基香豆素、4,6-二甲基-7-乙基胺基香豆素、2-(對二甲基胺基苯乙烯基)吡啶基碘甲烷、7-二乙基胺基香豆素、7-二乙基胺基-4-甲基香豆素、2,3,5,6-1H,4H-四氫-8-甲基喹啉啶基-＜9,9a,1-gh＞香豆素、7-二乙基胺基-4-三氟甲基香豆素、7-二甲基胺基-4-三氟甲基香豆素、7-胺基-4-三氟甲基香豆素、2,3,5,6-1H,4H-四氫喹啉啶基＜9,9a,1-gh＞香豆素、7-乙基胺基-6-甲基-4-三氟甲基香豆素、7-乙基胺基-4-三氟甲基香豆素、2,3,5,6-1H,4H-四氫-9-碳乙氧基喹啉啶基-＜9,9a,1-gh＞香豆素、3-(2’-N-甲基苯并咪唑基)-7-N,N-二乙基胺基香豆素、N-甲基-4-三氟甲基六氫吡啶基-＜3,2-g＞香豆素、2-(對二甲基胺基苯乙烯基)苯并噻唑基碘乙烷、3-(2’-苯并咪唑基)-7-N,N-二乙基胺基香豆素、3-(2’-苯并噻唑基)-7-N,N-二乙基胺基香豆素及由下式表示之吡喃鎓或硫代吡喃鎓鹽。敏化染料使得可藉由使用便宜光源(例如，高壓汞燈(360 nm至430 nm))來實施圖案化。基於100重量份數之本發明之基質材料及/或用於障壁層之聚矽氮烷，其量較佳係0.05重量份數至15重量份數、更佳0.1重量份數至10重量份數。亦可採用具有蒽骨架之化合物作為敏化劑。其具體實例包括由下式(C)所表示之化合物： -其中各R³¹ 獨立地係選自由以下各項組成之群之取代基：烷基、芳烷基、芳基、羥基烷基、烷氧基烷基、縮水甘油基及鹵化烷基；各R³² 獨立地係選自由以下各項組成之群之取代基：氫、烷基、烷氧基、鹵素原子、硝基、磺酸基、羥基、胺基及烷氧羰基；且各k獨立地係0及1至4之整數。具有蒽骨架之敏化劑係揭示於(例如)專利文件3及4中。在添加具有蒽骨架之敏化劑時，基於100重量份數之本發明之基質材料及/或用於障壁層之聚矽氮烷，其量較佳為0.01重量份數至5重量份數。此外，若需要，亦可將穩定劑添加至本發明之基質材料及/或用於障壁層之聚矽氮烷中。穩定劑可自由地選自彼等通常已知者。然而，在本發明中，芳香族胺較佳，此乃因其對穩定化具有高效應。在彼等芳香族胺中，較佳者係吡啶衍生物且尤佳者係在2位及6處具有大體積取代基之吡啶衍生物。其具體實例如下：在本發明之一些實施例中，若需要，僅用於本發明障壁層之聚矽氮烷可包含一或多種添加劑。舉例而言，以避免奈米級螢光材料與一或多種添加劑之間之不必要的化學反應。 - 色彩轉換片(100) 根據本發明，術語「片」包括「層」及「膜」樣結構。在本發明之一些實施例中，視情況，色彩轉換片(100)可包含透明基板。一般而言，透明基板可為撓性、半剛性或剛性。視需要可使用適於光學裝置之公開知曉的透明基板。較佳地，可使用透明聚合物基板、玻璃基板、堆疊於透明聚合物膜上之薄玻璃基板、透明金屬氧化物(例如，聚矽氧氧化物、氧化鋁、氧化鈦)作為透明基板。透明聚合物基板可自以下聚合物製得：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、聚乙烯基丁醛、耐綸、聚醚醚酮、聚碸、聚醚碸、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該等中任一者之組合。術語「透明」意指在光學裝置中所用厚度下及在操作光學裝置期間所用波長或波長範圍下透射至少約60%之入射光。較佳地，其超過70%，更佳地超過75%，最佳地其超過80%。在本發明之一些實施例中，色彩轉換片(100)可進一步包含UV削減層以降低/防止色彩轉換層中奈米級螢光材料(110)之任何UV損害。較佳地，UV削減層係放置在障壁層(130)與基質材料(120)之間以有效地防止奈米級螢光材料(110)之UV損害。根據本發明，較佳可使用任一類型之透明UV削減層。亦可使用公開知曉的透明UV削減濾波器、膜作為本發明之UV削減層。根據本發明，色彩轉換片(100)可係均質色彩轉換片或可包含第一及第二子色彩區(120)，其中在由光源照射時至少第一子色彩區發射峰波長長於第二子色彩區之光。因此，在本發明之一個實施例中，色彩轉換片(100)可係均質色彩轉換片。在本發明之一些實施例中，色彩轉換片(100)可包含紅色子色彩區、綠色子色彩區及藍色子色彩區。在本發明之一些實施例中，若需要，則色彩轉換片(100)可主要由紅色子色彩區、綠色子色彩區及藍色子色彩區組成。在本發明之一些實施例中，在使用藍色發光元件(例如，藍色LED)之情形下，藍色子色彩區可在不使用藍色奈米級螢光材料(110)下製得。在本發明之一些實施例中，視情況，色彩轉換片(100)可進一步包含黑色基質(下文中之「BM」)。對於用於BM之材料並無特定限制。視需要較佳可使用用於濾色器之熟知材料、尤其熟知BM材料。例如黑色染料分散性聚合物組合物，如JP 2008-260927A及WO 2013/031753A中所闡述。對於BM之製作方法並無特定限制，可以此方式使用熟知技術。例如直接網版印刷、光微影、使用遮罩之氣相沈積。 - 光學裝置在另一態樣中，本發明進一步係關於包含色彩轉換片(100)之光學裝置(200)。在本發明之一較佳實施例中，光學裝置(200)可涵蓋光源。根據本發明，對於光學裝置中之光源類型並無特定限制。較佳地，可使用UV或藍色單色光源，例如LED、CCFL、EL或該等中任一者之組合。出於本發明之目的，術語「藍色」意指光波長介於380 nm與515 nm之間。較佳地，「藍色」介於430 nm與490 nm之間。更佳地，其介於450 nm與470 nm之間。更佳地，可使用發射峰波長在藍光區域中之光之光源，例如，藍色LED、CCFL、EL或該等中之任一者之組合。在本發明之一個實施例中，視情況，光源可進一步涵蓋導光板(例如光反射器(350))以增加光均勻度及/或增加光源之光使用效率。在另一態樣中，本發明亦係關於光學裝置(200)，其中光學裝置(200)包含該至少一種奈米級螢光材料(210)、基質材料(220)、障壁層(230)及發光二極體元件(240)，其中該障壁層(230)係放置在基質材料(220)之最外層表面上。在本發明之一些實施例中，視情況，光學裝置(200)可進一步包含基板(250)。一般而言，基板可為撓性、半剛性或剛性。根據本發明，視需要可使用適於光學裝置之公開知曉的基板，例如透明基板、金屬基板、矽基板。在本發明之較佳實施例中，可使用透明基板。較佳地，可使用透明聚合物基板、玻璃基板、堆疊於透明聚合物膜上之薄玻璃基板、透明金屬氧化物(例如，聚矽氧氧化物、氧化鋁、氧化鈦)作為透明基板。透明聚合物基板可自以下聚合物製得：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、聚乙烯基丁醛、耐綸、聚醚醚酮、聚碸、聚醚碸、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該等中任一者之組合。在本發明之一個實施例中，光學裝置(200)可進一步包含光調變器。在本發明之一較佳實施例中，光調變器可選自由以下各項組成之群：液晶元件、微機電系統(下文中之「MEMS」)、電潤濕元件及電泳元件。在光調變器係液晶元件之情形下，可以此方式使用任一類型之液晶元件。舉例而言，常用於LCD之扭轉向列型模式、垂直對準模式、IPS模式、主客效應模式液晶元件較佳。此外，根據本發明，常黑TN模式液晶元件亦適於作為光調變器。通常，不希望受限於理論，據稱常黑TN模式可實現較高反差比，但製作製程較為複雜，此乃因在每一色彩像素中具有不同單元間隙以保持良好白色平衡。根據本發明，無需改變常黑TN模式LC元件在每一像素處之單元間隙。此乃因根據本發明，單色激發光源可較佳與色彩轉換片(100)組合使用。舉例而言，UV LED、藍色LED作為單色激發光源。在該情形下，光源發射具有一個峰波長區域之光且來自光源之激發光之強度可藉由在每一像素具有相同單元間隙的常黑TN模式LC層來控制，然後，激發光進入色彩轉換片(100)中且轉換成較長波長。在本發明之一些實施例中，將光調變器置於色彩轉換片(100)之光提取側上。在本發明之一些實施例中，將光調變器置於光源與色彩轉換片(100)之間。根據本發明，在一些實施例中，色彩轉換片(100)與光源相對之表面可具有奈米級結構，而非該片具有奈米級結構。不希望受限於理論，據信，奈米級結構可防止因全反射所致之光損失。在本發明之一些實施例中，視情況，光源可切換。根據本發明，術語「可切換」意指光可選擇性開啟或關斷。在本發明之較佳實施例中，可切換光源可選自由以下組成之群：主動矩陣EL、被動矩陣EL、複數個LED及該等中之任一者之組合。因此，在本發明之一個實施例中，光學裝置進一步包含發光二極體元件(240)。在本發明之較佳實施例中，光學裝置可係包含色彩轉換片(100)及發光二極體元件(240)之發光二極體裝置。在本發明之一些實施例中，視情況，光學裝置(200)可進一步包括濾色器層。根據本發明，作為濾色器，較佳可以此方式使用任一類型用於光學裝置之包括紅色、綠色及藍色子色彩區域之公開知曉的濾色器，例如LCD濾色器。在本發明之較佳實施例中，濾色器之紅色子色彩區域可對波長至少介於610 nm與640 nm之間之光透明，且濾色器之綠色子色彩區域對波長至少介於515 nm與550 nm之間之光透明。在本發明之較佳實施例中，光學裝置(200)可選自由以下組成之群：發光二極體裝置、液晶顯示器、電發光顯示器、MEMS顯示器、電潤濕顯示器及電泳顯示器。更佳地，光學裝置(200)可為發光二極體裝置或液晶顯示器，例如扭轉向列型液晶顯示器、垂直對準模式液晶顯示器、IPS模式液晶顯示器、主客效應模式液晶顯示器或常黑TN模式液晶顯示器。光學裝置之實例已闡述於(例如) WO 2010/095140 A2及WO 2012/059931 A1中。 - 製造方法在另一態樣中，本發明另外係關於製備色彩轉換片(100)之方法，其中該方法按以下順序包含以下步驟(a)至(c)： (a) 將至少一種奈米級螢光材料(110)及基質材料(120)提供至基板上， (b) 將全氫聚矽氮烷溶液提供至基質材料之表面上，及 (c) 使全氫聚矽氮烷曝露至真空紫外光。在本發明之較佳實施例中，其中該方法進一步在步驟(b)之後及步驟(c)之前包含步驟(d)； (d) 乾燥全氫聚矽氮烷溶液。在本發明之一些實施例中，乾燥步驟(d)之加熱溫度可在40℃至200℃之範圍內。在本發明之較佳實施例中，烘烤步驟中之烘烤溫度在70℃至180℃之範圍內。更佳地，其在80℃至160℃之範圍內。甚至更佳地，其在100℃至140℃之範圍內。對於乾燥時間無特定限制，較佳地，其為30秒至24小時、更佳地60秒至10小時。 - 塗佈步驟根據本發明，為將至少一種奈米級螢光材料(110)及基質材料(120)提供至基板上及/或將全氫聚矽氮烷溶液提供至基質材料之表面上，較佳可使用任一類型之公開知曉的塗佈方法。舉例而言，噴墨印刷、浸塗、凹版塗佈、輥塗、棒塗、刷塗、噴塗、刮刀塗佈、流動塗佈、旋塗及狹縫塗佈。對於欲在步驟(a)中藉由將全氫聚矽氮烷溶液提供至基質材料之表面上來塗佈之基板亦並無特定限制，且該基板可適當地選自(例如)矽基板、玻璃基板或聚合物膜。且該基板可係固體或撓性，如「- 色彩轉換片(100)」段落中所闡述。 - 溶劑根據本發明，在製造中較佳可使用眾多種公開知曉的溶劑。對於溶劑並無特定限制，只要其可均勻地溶解或分散上文基質材料或用於障壁層之聚矽氮烷、聚合起始劑及視情況納入之添加劑即可。在本發明之較佳實施例中，溶劑可選自由以下各項組成之群：乙二醇單烷基醚，例如乙二醇單甲醚、乙二醇單乙基醚、乙二醇單丙基醚及乙二醇單丁基醚；二乙二醇二烷基醚，例如二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇二丙基醚及二乙二醇二丁基醚；乙二醇烷基醚乙酸酯，例如乙酸甲塞珞蘇(methyl cellosolve acetate)及乙酸乙賽珞蘇；丙二醇烷基醚乙酸酯，例如丙二醇單甲醚乙酸酯(PGMEA)、丙二醇單乙基醚乙酸酯及丙二醇單丙基醚乙酸酯；芳香族烴，例如苯、甲苯及二甲苯；酮，例如甲基乙基酮、丙酮、甲基戊基酮、甲基異丁基酮及環己酮；醇，例如乙醇、丙醇、丁醇、己醇、環己醇、乙二醇及甘油；酯，例如3-乙氧基丙酸乙基酯、3-甲氧基丙酸甲基酯及乳酸乙酯；及環狀酯，例如γ-丁內酯；庚烷；二丁醚；或純化水。彼等溶劑係單獨使用或以兩種或更多種之組合形式使用，且其量取決於塗佈方法及塗層厚度。可根據塗佈組合物之方法自由控制光敏性組合物中之溶劑之量。舉例而言，若欲噴塗組合物，則其可以90 wt.%或更高之量含有溶劑。此外，若較欲實施狹縫塗佈方法(其通常用於塗佈大基板)，則溶劑之含量較佳係60 wt.%或更高、更佳70 wt.%或更高。 - 預烘烤步驟在本發明之較佳實施例中，出於乾燥及減少保留於其中之溶劑之目的，視情況，在步驟(a)之後，可對提供於基板上之基質材料(120)應用預烘烤(預加熱處理)步驟。預烘烤步驟可在通常50℃至150℃、較佳90℃至130℃之溫度下在熱板上實施10秒至600秒、較佳30秒至400秒或在乾淨烘箱中實施1分鐘至30分鐘。 - 作為步驟(c)以固化全氫聚矽氮烷之曝露步驟在本發明之較佳步驟中，形成全氫聚矽氮烷之塗層後，可使其表面曝露於峰波長為172 nm 或185 nm之真空紫外(下文中之「VUV」)光。可使用任一公開知曉的VUV光源作為用於曝露之光源。曝露光之能量取決於光源及塗層之厚度，但通常係10 mJ/cm² 至2000 mJ/cm² 、較佳20 mJ/cm² 至1000 mJ/cm² 以獲得自PHPS所得之障壁層。根據本發明，障壁層較佳係SiN。因此，較佳地，全製程皆可在在惰性氣體氛圍下實施。更佳地，全製程皆可在在純化氮氛圍下實施以最小化製造氛圍中之氧密度。在本發明之較佳實施例中，除作為步驟(c)之VUV光輻照處理以外，全製造製程可在黃光條件下實施。在另一態樣中，本發明另外係關於製備光學裝置(200)之方法，其中該方法包含以下步驟(A)： (A)在光學裝置中提供色彩轉換片(100)。參照以下實例更詳細地闡述本發明，其僅具闡釋性而不限制本發明之範疇。實例實例1：圖1揭示本發明色彩轉換片(100)之一個實例，其包括至少一種奈米級螢光材料(110) (例如，紅色及/或綠色)、基質材料(120)及障壁層(130)。色彩轉換片(100)可自顯示於圖1中之基板(140)剝離。實例2：圖2顯示本發明光學裝置(200)之一個實例，其包括至少一種奈米級螢光材料(210) (例如，紅色及/或綠色)、基質材料(220)、障壁層(230)及發光二極體元件(240)。諸如基板(250)之其他組件可選。實例3：圖3顯示本發明之光學裝置之一個實例。除非另外說明，否則本說明書中所揭示每一特徵皆可由用於相同、等效或類似目的之替代特徵代替。因此，除非另外說明，否則每一所揭示特徵僅係一般系列之等效或類似特徵之一實例。術語之定義 術語「透明」意指在光學裝置中所用厚度下及在操作光學裝置期間所用波長或波長範圍下透射至少約60%之入射光。較佳地，其超過70%、更佳地超過75%，最佳地，其超過80%。術語「螢光」定義為吸收光或其他電磁輻射之物質發射光之物理過程。其呈發光形式。在大部分情形下，相比於所吸收之輻射，所發射光具有較長波長，且由此具有較低能量。術語「半導體」意指室溫下之電導率介於導體(例如，銅)與絕緣體(例如，玻璃)之間程度之材料。術語「無機」意指不含有碳原子之任一材料或含有以離子形式結合至其他原子之碳原子之任一化合物(例如，一氧化碳、二氧化碳、碳酸鹽、氰化物、氰酸鹽、碳化物及硫氰酸鹽)。術語「發射」意指藉由原子及分子中之電子躍遷發射電磁波。術語「光敏性」意指各別組合物因應於適宜光輻照發生化學反應。光通常選自可見光或UV光。光敏性反應包括組合物之硬化或軟化、較佳地硬化。較佳地，光敏性組合物係光可聚合組合物。下文之工作實例1 - 11提供本發明之說明以及其製造之詳細說明。工作實例 工作實例 1 ： PVA+ 量子棒 (Q-rod) / NN-PHPS 在80℃下在氮條件下，將5 w%聚乙烯醇(下文中之「PVA」)水溶液在攪拌下添加至基於水之3 wt.%量子棒溶液(w=3%具有聚乙烯亞胺(下文中之「PEI」)配體(極性)之量子棒)。 *(0.5g PVA + 9.5g量子棒溶液(聚合物0.5g/量子棒0.285g) =約64 wt.%聚合物/36 wt.%量子棒) 將所得溶液旋塗至經清潔之3英吋玻璃晶圓上，且然後在120℃下將其乾燥5分鐘，然後將其置於50℃真空室中過夜。然後，將全氫聚矽氮烷(下文中之「PHPS」)溶液(「PHPS NN 120-20」，含有二丁醚溶液；來自Merck)旋塗在PVA層之頂部上並在120℃下乾燥5分鐘。 PHPS乾燥過程後，利用VUV裝置(來自IOT)在氮氛圍下使PHPS層曝露至峰波長為172 nm之25 mW/cm² 之真空紫外(下文中之「VUV」)光8分鐘以加速PHPS層之氮化反應。然後，最終獲得具有塗佈於PVA/量子棒層上之0.3 um SiN層之試樣號PVA-1。全製程皆係在氮氛圍下實施。且除VUV光輻照之外，全製程皆係在經過濾之黃光條件下實施。工作實例 2 ： PVA+ 量子棒 / NN-PHPS 具有塗佈於PVA/量子棒層上之0.3 um SiN層之試樣PVA-2係以與闡述於工作實例1中相同之方式製造，但對NN-PHPS層實施峰波長為172 nm之25 mW/cm² 之VUV光輻照4分鐘而非8分鐘輻照。工作實例 3 ： PVA+ 量子棒 / NL-PHPS 具有塗佈於PVA/量子棒層上之0.3 um SiN層之試樣PVA-3係以與闡述於工作實例1中相同之方式製造，但使用NL-PHPS溶液(產品名稱「PHPS NL 120-20」，含有二正丁基醚溶液；來自Merck)而非NN-PHPS溶液。工作實例 4 ： PVA+ 量子棒 / NL-PHPS 具有塗佈於PVA/量子棒層上之0.3 um SiN層之試樣PVA-4係以與闡述於工作實例1中相同之方式製造，但使用NL-PHPS溶液而非NN-PHPS溶液，且對NL-PHPS層實施峰波長為172 nm之25 mW/cm² 之VUV光輻照4分鐘而非8分鐘輻照。比較實例 1 ： PMMA+ 量子棒 /NN-PHPS 量子棒具有PEI配體、氧化三辛基膦(下文中之「TOPO」)配體，或未溶解於聚甲基丙烯酸甲酯(下文中之「PMMA」)溶液中。將具有TOPO配體之3%量子棒之甲苯溶液旋塗至經清潔之3英吋玻璃晶圓上並在120℃下乾燥5分鐘。然後將20wt% PMMA苯甲醚溶液旋塗在量子棒之頂部上以將量子棒固定在玻璃之表面上並在120℃下乾燥5分鐘。相繼地，將NN-PHPS溶液旋塗在PMMA層之頂部上並在120℃下乾燥5分鐘。 PHPS乾燥過程後，在氮氛圍下，利用VUV裝置(來自IOT)將NN-PHPS層曝露於峰波長為172 nm之25 mW/cm² 之真空紫外(下文中之「VUV」)光4分鐘以加速NN-PHPS層之氮化反應。然後，最終獲得具有0.3 um SiN層之試樣號「PMMA-5」。全製程皆係在氮氛圍下實施。比較實例 2 ： PMMA+ 量子棒 /NL-PHPS 具有塗佈於PMMA/量子棒層上之0.3 um SiN層之試樣PMMA-6係以與闡述於比較實例1中相同之方式製造，但使用NL-PHPS溶液而非NN-PHPS溶液。比較實例 3 ： PS+ 量子棒 /NN-PHPS 具有塗佈於PS/量子棒層上之0.3 um SiN層之試樣PS-7係以與闡述於比較實例1中相同之方式製造，但使用聚苯乙烯而非PMMA。比較實例 4 ： PS+ 量子棒 / NL-PHPS 具有塗佈於PS/量子棒層上之0.3 um SiN層之試樣PS-8係以與闡述於比較實例1中相同之方式製造，但使用聚苯乙烯而非PMMA，且使用NL-PHPS溶液而非NN-PHPS溶液。工作實例 5 ： QY 評估各試樣PVA-1、PVA-2、PVA-3、PVA-4、PMMA-5、PMMA-6、PS-7及PS-8之絕對PL量子產率(下文中之「QY」)係藉由Quantaurus-QY絕對PL量子產率量測系統C11347-11 (Hamamatsu)量測。圖4顯示量測之結果。比較實例 5 ：無任何 PHPS 層之 PVA+ 量子棒 試樣PVA 9係以與闡述於工作實例1中相同之方式製造，但未在PVA/量子棒層上製造任何PHPS層。工作實例 6 ： QY 評估將在工作實例1中獲得之試樣PVA-1及在比較實例5中獲得之PVA 9在85℃下在環境氛圍中儲存。在工作實例1中獲得之PVA-1及在比較實例5中獲得之PVA 9之絕對PL量子產率(下文中之「QY」)各自獨立地藉由Quantaurus-QY絕對PL量子產率量測系統C11347-11 (Hamamatsu)量測。表2及圖5顯示量測之結果。表2 工作實例 7 ：有機聚矽氮烷 (25 wt.% 於庚烷中 ) + 量子棒 / NN-PHPS 在氮條件下，將具有TOPO配體之3%量子棒之甲苯溶液在攪拌下添加至由通式-[SiR₂ -NH]- (R = H及CH₃ )表示之有機聚矽氮烷(25 wt.%於庚烷中) A中。具有TOPO配體之3%量子棒之甲苯溶液與有機聚矽氮烷(25 wt.%於庚烷中)之重量比係1:4。將所得溶液以1000 rpm旋塗至經清潔之3*3 cm玻璃基板上30秒。然後將其在熱板上在130℃下固化5小時。其後，將NN-PHPS (20%於二正丁基醚中)溶液以2500 rpm旋塗於MOP/量子棒層之頂部上30秒並在熱板上在120℃下乾燥2分鐘。乾燥過程後，然後在VUV (172 nm)下以5 W/cm² 固化30 min。然後製造試樣A。工作實例 8 ：有機聚矽氮烷 (25 wt.% 於庚烷中 ) + 量子棒 / NN-PHPS 試樣B係以與闡述於工作實例7中相同之方式製造，但使用由通式-[SiR₂ -NH]- (R = H及CH₃ )表示之有機聚矽氮烷(25 wt.%於庚烷中) B而非有機聚矽氮烷(25 wt.%於庚烷中) A。工作實例 9 ：有機聚矽氮烷 (25 wt.% 於庚烷中 ) + 量子棒 / NN-PHPS 試樣C係以與闡述於工作實例7中相同之方式製造，但使用含有0.1 wt.% Luperox^® (來自Arkema group)之由式-[Si(CH₃ )₂ -NH]a-[SiH(CH₃ )-NH]b-[Si(CH₃ )(CH=CH₂ )-NH]c-表示之有機聚矽氮烷(25 wt.%於庚烷中) C而非有機聚矽氮烷(25 wt.%於庚烷中) A。工作實例 10 ：具有 Luperox® 之有機聚矽氮烷 (25wt% 於庚烷中 ) + 量子棒 / NN-PHPS 試樣D係以與闡述於工作實例7中相同之方式製造，但使用由通式-[SiR₂ -NH]- (R = H及CH₃ )表示之有機聚矽氮烷(25 wt%於庚烷中) A而非有機聚矽氮烷(25 wt.%於庚烷中) A。比較實例 6 ：有機聚矽氮烷 (25 wt.% 於庚烷中 ) + 無任何 PHPS 層之量子棒 試樣E係以與闡述於工作實例7中相同之方式製造，但未製造任何PHPS層。比較實例 7 ：有機聚矽氮烷 (25 wt.% 於庚烷中 ) + 無任何 PHPS 層之量子棒試樣F係以與闡述於工作實例8中相同之方式製造，但未製造任何PHPS層。比較實例 8 ：有機聚矽氮烷 (25 wt.% 於庚烷中 ) + 無任何 PHPS 層之量子棒試樣G係以與闡述於工作實例9中相同之方式製造，但未製造任何PHPS層。比較實例 9 ：有機聚矽氮烷 (25 wt.% 於庚烷中 ) + 無任何 PHPS 層之量子棒 試樣H係以與闡述於工作實例10中相同之方式製造，但未製造任何PHPS層。工作實例 11 ： QY 評估將在工作實例7至10中所獲得之試樣A、B、C及D及在比較實例6至9中所獲得之試樣E至H在85℃下在環境氛圍中儲存。在工作實例1中獲得之PVA-1及在比較實例5中獲得之PVA 9之絕對PL量子產率(下文中之「QY」)係各自獨立地藉由Quantaurus-QY絕對PL量子產率量測系統C11347-11 (Hamamatsu)量測。表3及圖6顯示量測之結果。表3

100‧‧‧色彩轉換片 110‧‧‧奈米級螢光材料 120‧‧‧基質材料 130‧‧‧障壁層 140‧‧‧基板(可選) 200‧‧‧光學裝置 210‧‧‧奈米級螢光材料 220‧‧‧基質材料 230‧‧‧障壁層 240‧‧‧發光二極體元件 250‧‧‧基板(可選) 300‧‧‧光學裝置 310‧‧‧奈米級螢光材料 320‧‧‧基質材料 330‧‧‧障壁層 340‧‧‧發光二極體元件 350‧‧‧光反射器、反射器(可選)

圖 1 顯示色彩轉換片(100)之一個實施例之剖面示意圖。圖 2 顯示本發明光學裝置(200)之一個實施例之剖面示意圖。圖 3 顯示本發明光學裝置之另一實施例之剖面示意圖。圖 4 顯示工作實例5之量測結果。圖 5 顯示工作實例6之量測結果。圖 6 顯示工作實例11之量測結果。

100‧‧‧色彩轉換片

110‧‧‧奈米級螢光材料

120‧‧‧基質材料

130‧‧‧障壁層

140‧‧‧基板

Claims

一種色彩轉換片(100)，其包含至少一種奈米級螢光材料(110)、基質材料(120)及障壁層(130)，其中該障壁層(130)係放置在該基質材料(120)之最外層表面上。
如請求項1之色彩轉換片(100)，其中該障壁層(130)係自全氫聚矽氮烷所得之層。
如請求項1之色彩轉換片(100)，其中該障壁層(130)包含包括層中最外部分及隨後部分之梯度結構，其中該最外部分係由氮化矽組成。
如請求項3之色彩轉換片(100)，其中該梯度係氫含量。
如請求項4之色彩轉換片(100)，其中該梯度結構對該基質材料(120)之該最外部分所包含之氫之量高於該梯度結構對該障壁層(130)之相對側。
如請求項1至5中任一項之色彩轉換片(100)，其中該障壁層(130)具有1.38至1.85範圍內之折射率。
如請求項1至5中任一項之色彩轉換片，其中該障壁層(130)具有1.45至1.60範圍內之折射率。
如請求項1至5中任一項之色彩轉換片(100)，其中該基質材料(120)係選自由以下組成之群：聚矽氮烷、水溶性聚合物及該等中之任一者之組合。
如請求項1至5中任一項之色彩轉換片(100)，其中該基質材料(120)係選自由以下組成之群：有機聚矽氮烷、經取代或未經取代之聚乙烯醇及該等中之任一者之組合。
如請求項1至5中任一項之色彩轉換片(100)，其中該色彩轉換片(100)在該基質材料(120)與該障壁層(130)之間進一步包含UV削減層。
一種如請求項1至10中任一項之色彩轉換片(100)之用途，其用於光學裝置中。
一種光學裝置(200)，其包含如請求項1至10中任一項之色彩轉換片(100)。
如請求項12之光學裝置(200)，其中該光學裝置進一步包含發光二極體元件(240)。
一種光學裝置(200)，其中該光學裝置(200)包含至少一種奈米級螢光材料(210)、基質材料(220)、障壁層(230)及發光二極體元件(240)，其中該障壁層(230)係放置在該基質材料(220)之最外層表面。
一種製備色彩轉換片(100)之方法，其中該方法按以下順序包含以下步驟(a)至(c)： (a) 將至少一種奈米級螢光材料(110)及基質材料(120)提供至基板上， (b) 將全氫聚矽氮烷溶液提供至該基質材料之表面上，及 (c) 使該全氫聚矽氮烷曝露於真空紫外光。
如請求項15之製備色彩轉換片(100)之方法，其中該方法在步驟(b)之後且在步驟(c)之前進一步包含步驟(d)： (d) 乾燥該全氫聚矽氮烷溶液。
一種製備光學裝置(200)之方法，其中該方法包含以下步驟(A)： (A) 在光學裝置中提供如請求項1至10中任一項之色彩轉換片(100)。