染料复合物、光转换膜和包括其的电子装置的制作方法

本申请要求于2014年8月2日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2014-0099358的优先权和权益，其全部内容作为本说明书的一部分通过引用并入本文。

本说明书涉及染料复合物、光转换膜和包括所述光转换膜的电子装置。

背景技术：

现有技术

美国专利公开No.2008-0023646

本发明涉及吸收来自光源的在近紫外线至可见光线的区域内的光以转换成具有预定波长(色彩)的可见光线的光转换装置，并且更特别地，涉及包含有机荧光染料的光转换膜和包括所述光转换膜的光转换装置。

一般地，荧光材料是从外界吸收诸如光或电形式的能量以发射具有固有波长的光的发光材料，并且根据构成荧光材料的组分和发光机理可分为无机荧光材料、有机荧光染料、纳米晶体荧光材料等。近来，已进行了各种努力以通过使用荧光材料来改变光源的光谱，由于上述努力，从光源发出的一部分预定波长的光被荧光材料吸收并转换为具有在可见光线区域内的更长波长的光而发出，并且所发射的光的亮度、色彩纯度和色彩重现性等根据荧光材料的发光特性可得到大幅改善。

由于无机荧光材料由母体物质(例如，硫化物、氧化物和氮化物)和活化剂离子构成，具有优异的物理和化学稳定性，并且可以以高色彩纯度重现，所以无机荧光材料可应用于高品质显示设备，但是存在的缺点是：所述荧光材料非常昂贵，发光效率低，并且特别地，对在400nm或更大的近紫外线或蓝色区域内被激发而发光的荧光材料的开发存在限制。

与有机荧光染料不同，由尺寸为几纳米的第II至IV族或第III至V族半导体颗粒形成的纳米晶体荧光材料的荧光波长根据颗粒尺寸而变化。随着颗粒尺寸减小，发出具有短波长的光，并且纳米晶体荧光材料可通过调节尺寸而显示出具有期望波长的全部可见光线区域。此外，由于光吸收系数是一般有机染料的100至1000倍大并且量子效率高于一般有机染料的量子效率，所以产生非常强的荧光，并且特别地，只观测到从导带的基态振动态跃迁至价带的基态振动态，因此荧光波长表现出几乎单色的光，但是存在的缺点是：由于原材料成本较高而难以确保价格竞争力，并且特别地，该荧光材料不耐热、氧等。

另一方面，有机荧光染料的优点在于，与无机荧光材料相比，存在多种发光光谱，量子效率优异，并且特别地，成本低，因此用作光转换装置的价值是足够的。但是，应增加浓度以提高通过有机荧光染料的光的转换效率和转换光的强度。在这种情况下，已知的是，由浓度引起的消光现象不能避免，并且特别地，对热或光的稳定性降低，因此需要通过使用更稳定的有机材料或无机材料来保护有机染料以使发光效率最大化并稳定地维持发光特性。作为稳定有机染料的方法，提出了通过使用葫芦脲形成葫芦脲-染料复合物来改善荧光染料在水溶液中的光稳定性的方法。

技术实现要素：

技术问题

本说明书致力于提供具有提高的耐久性和量子效率的染料复合物，以及光转换膜、包括所述光转换膜的滤色器和显示器。

技术方案

本说明书的一个示例性实施方案提供了染料复合物，其包含：含有两个或更多个环糊精单元的聚合物；和包合在所述聚合物的所述环糊精单元中的染料。其中，环糊精单元意指环糊精自身或者其中一个或更多个氢被其他取代基取代的化合物通过聚合反应与聚合物中的二价基团键合的状态。

本说明书的另一个示例性实施方案提供了光转换膜，其包含所述染料复合物或其固化材料。

本说明书的又一个示例性实施方案提供了光转换膜，其包含：含有两个或更多个环糊精单元的聚合物或其固化材料；和染料。

本说明书的再一个示例性实施方案提供了滤色器，其包括所述光转换膜。

本说明书的又一个示例性实施方案提供了电子装置，其包括所述光转换膜。

有益效果

根据本说明书的示例性实施方案，由于染料被具有两个或更多个环糊精单元的聚合物的环糊精单元的内部空腔所包合，所以保护染料免受自由基的攻击，并且由于染料被包合在以预定间隔分布在聚合物中的环糊精单元中，所以可以调节染料之间的间隔，并因此可以通过以期望间隔分配染料来提高分散稳定性。由此，可以使由染料团聚所导致的发光效率降低最小化并稳定地维持固有的发光特性，并因此可以提供具有提高的热稳定性、量子效率和发光效率的染料复合物。

根据本说明书的示例性实施方案，可以通过使用前述聚合物提供具有热稳定性的发光装置。

根据本说明书的示例性实施方案，当使用前述聚合物时，可以提供这样的光转换膜：其吸收在近紫外线至可见光线的区域内的光以转换成具有不同波长(色彩)的可见光。由此，可以提供这样的光转换膜：其将由具有单一色彩的LED芯片发出的光转换为具有高色彩纯度和色彩重现性的白色LED的光。

附图说明

图1示出了通过应用荧光素-β环糊精聚合物(大分子)复合物制造的光转换膜的光谱。

图2示出了通过应用pyranine(8-羟基-1，3，6-芘三磺酸三钠)-γ环糊精聚合物(大分子)复合物制造的光转换膜的光谱。

图3示出了实施例3和比较例1中制造的光转换装置的耐光稳定性的测试结果。

图4示出了实施例4和比较例2中制造的光转换装置的耐光稳定性的测试结果。

图5示出了实施例5和比较例3中制造的光转换装置的耐光稳定性的测试结果。

图6至图14为示出根据本发明一个示例性实施方案的光转换装置的结构的侧视图。

具体实施方式

下文中，将详细地描述本说明书。

根据本发明的一个示例性实施方案，提供了染料复合物，其包含含有两个或更多个环糊精单元的聚合物和包合在所述聚合物的环糊精单元中的染料。

聚合物没有特别限制，只要该聚合物包含两个或更多个环糊精单元即可。

根据该示例性实施方案，聚合物的环糊精单元包括衍生自由以下化学式1表示的化合物的单元。

[化学式1]

在化学式1中，

R₁至R₃彼此相同或不同且各自独立地选自氢、羟基、阴离子基团、阳离子基团、硫醇基和C_1-20烷基，n为6至10的整数，并且括号[ ]中的取代基R₁至R₃与其他括号中的取代基相同或不同。可选择取代基R₁至R₃以提供用于键合至染料的深疏水腔或高溶解度，或者以提高离子键合能力并因此改善与染料的键合。

在本说明书的该示例性实施方案中，阴离子基团可选自砜基、羧基、磷酸根基团和卤素基团。

在本说明书的该示例性实施方案中，阳离子基团可为胺基但不限于此。

在本说明书中，术语“衍生自化合物的单元”意指这样的状态：其中相应化合物经聚合而键合在聚合物中，并因此，在相应化合物的结构中，两个或更多个取代基的全部或一部分可被消除，并且用于键合在聚合物中的自由基可位于那个位置。环糊精单元可键合至聚合物的末端，或者可键合至聚合物的主链或侧链中间。

在本说明书中，术语“聚合物”意指通过使两个或更多个单体化合物经历聚合反应而形成的化合物，并且可包括低聚物的概念，但是其分子量没有特别限制。即，在本说明书中，“聚合物”没有限制，只要该聚合物为其中环糊精单元以任意形式连接的化合物即可。

在环糊精为聚合物的情况下，与一个环糊精分子的情况相比，优点在于：在保持所包合的染料之间的距离以增加膜中的染料浓度的情况下，可防止移入长波长带中的发光区。

此外，由于环糊精具有聚合物形式，所以可防止染料被溶剂洗掉的现象。

在本说明书中，包合意指染料由于由环糊精分子形成的空隙或内部空间中的染料分子之间的疏水性相互作用而被限制在环糊精中的状态。上述包合可以以各种形式形成，并且可根据环糊精分子和染料的官能团是否存在、其种类、分子大小等来确定。图3示出了包合结构的侧表面的示意图。两侧表示环糊精分子，中间表示染料分子。

优选的是，聚合物的重均分子量为2,000至20,000,000。这是除取代基的分子量以外仅环糊精聚合物的重均分子量。根据该示例性实施方案，聚合物的重均分子量为2,000至500,000。环糊精聚合物的平均分子量没有限制，但是优选为15,000至300,000。

制备聚合物的方法没有特别限制，但是可使用本技术领域中一般使用的制备方法。例如，制备方法可以是通过使用染料和环糊精大分子来制备聚合物的一般方法。

此外，聚合物彼此连接的模式可与聚合物的一般连接模式相同。例如，没有特别限制，但是该模式可为一个单元体中的一个或更多个R₁至R₃与另一个单元体的R₁至R₃键合的模式；或者构成一个单元体的环的碳与另一个单元体的R₁至R₃或碳彼此键合的模式。

在本说明书中，聚合物可包含两种或更多种不同的环糊精单元。环糊精单元在大小(即，葡萄糖单元或官能团的数量)方面可彼此不同。在这种情况下，染料聚合物可包括两种或更多种不同的染料。例如，为了根据染料的分子结构促进键合，可包含两种或更多种环糊精单元，并且环糊精单元可通过组合其大小可使染料分子最好地键合至环糊精的疏水内部空腔的环糊精来使用。

根据本说明书的该示例性实施方案，由于染料包合在聚合物的环糊精单元中，因此可没有限制地使用任何染料，只要该染料在相应技术领域中是已知的即可。例如，作为染料，可没有限制地使用任何染料，例如只要具有荧光性(即，荧光染料)即可，可使用例如直接染料、酸性染料、碱性染料和喷涂染料

染料的范围包括这样的染料：在即使将染料溶解于适当溶剂中也不表现出荧光的情况下，或者在在粉末状态下没有荧光的情况下，当染料与环糊精一起形成复合物时，所述染料将通过限制染料分子的运动(振动、平移等)而收集在内部的能量显示为荧光；或者通过隔离分子而在粉末状态下显示出荧光。即，在现有技术中的染料发射荧光的情况下，如果应用本发明，则发光效率增加，并且即使现有技术中的染料不发射荧光，如果应用本发明，则染料分子之间的分散性也变好，并因此存在发射荧光的情况。

作为能够与环糊精一起形成复合物的染料，与环糊精的内部空腔特性(疏水性)一致而引起疏水性相互作用的所有染料都是可行的，并且所述染料不限于阳离子染料、阴离子染料和中性染料，但是更优选的是，所述染料为阳离子染料。然而，在环糊精复合物包含阳离子基团的情况下，更优选所述染料为阴离子染料。

在环糊精单元为离子性环糊精单元的情况下，并且具体地，在离子基团为阳离子基团且染料为阴离子染料的情况下，或者在离子基团为阴离子基团且染料为阳离子染料的情况下，环糊精与染料的键合能力可显著提高。即，与没有离子键合的情况相比，通过环糊精与染料之间的离子键合可以实现更强的键合，并因此存在这样的优点：与未包合在环糊精中的染料相比，包合在环糊精中的染料的光稳定性大幅提高。

作为能够形成离子性环糊精复合物的染料，与环糊精的内部空腔特性(疏水性)一致而引起疏水性相互作用的所有染料都是可行的，并且所述染料不限于阳离子染料、阴离子染料和中性染料。然而，考虑到具有疏水内部空腔的阴离子环糊精单元的键合能力，优选所述染料为阳离子染料；而考虑到具有疏水内部空腔的阳离子环糊精单元的键合能力，优选所述染料为阴离子染料。

染料的具体实例可包括这样的染料：其吸收在近紫外线至可见光线的区域内的光以发射波长不同于所吸收光的波长的光。例如，作为染料，可使用最大发光波长为500nm或更大且优选510nm或更大的发绿光荧光染料或者最大发光波长为600nm或更大且优选610nm或更大的发红光荧光染料，并且具体地，可使用最大发光波长为500nm至550nm的发绿光荧光染料或者最大发光波长为600nm至660nm的发红光荧光染料。具体地，作为染料，优选吖啶类、呫吨类、芳基甲烷类、香豆素类、多环芳烃类、多环杂芳族化合物类、苝类、芘类和吡咯类的衍生物等。具体实例可包括：罗丹明类颜料，例如罗丹明B、罗丹明6G、罗丹明3B、罗丹明101、罗丹明110、磺基罗丹明、碱性紫11和碱性红2；吡啶类颜料，例如1-乙基2-[4-(对二甲基氨基苯基)1，3-丁二烯基]高氯酸吡啶花青类颜料；嗪类颜料；香豆素类颜料，例如3-(2’-苯并噻唑基)-7-二乙基氨基香豆素(香豆素6)、3-(2’-苯并咪唑基)-7-N，N-二乙基氨基香豆素(香豆素7)、3-(2’-N-甲基苯并咪唑基)-7-N，N-二乙基氨基香豆素(香豆素30)和2，3，5，6-1H，4H-四氢-8-三氟甲基喹嗪(9，9a，1-gh)香豆素(香豆素153)；萘二甲酰亚胺类颜料，例如碱性黄51(香豆素颜料类染料)、作为吸收剂的碱性黄11和作为吸收剂的碱性黄116；等等。染料的选择没有特别限制，只要该染料是与环糊精的内部空腔特性(疏水性)一致的类型即可。

根据本说明书的该示例性实施方案，在染料复合物中，基于荧光染料的浓度，环糊精单元的含量可优选地为100％至5,000％、500％至3,000％，并且例如1,000％。环糊精单元与染料分子的摩尔数比根据染料可与环糊精键合的位点数量来确定，但是为了切实形成复合物，优选地以至少1：2或更大的摩尔数比进行混合。

上述染料复合物可通过将染料和前述聚合物混合或搅拌来制备。如果需要的话，在制备后可进行洗涤和/或粉碎过程。

在染料复合物制备中，可使用溶剂，并且例如，染料复合物可通过将各种材料溶解在水、DMF、DMSO、乙醇、甲醇等中来制备，并且作为溶剂，可使用通过将两种或更多种上述溶剂混合而获得的混合物溶剂。

本说明书的另一个示例性实施方案提供了光转换膜，其包含染料复合物或其固化材料。本说明书的又一个示例性实施方案提供了光转换膜，其包含含有两个或更多个环糊精单元的聚合物或其固化材料；和染料。光转换膜可原样包含染料复合物，或者根据包含在染料复合物中的聚合物种类、另外添加的粘合剂树脂或其他添加剂，光转换膜可包含通过固化染料复合物获得的固化材料。

除染料复合物以外，所述膜还可包含粘合剂树脂或其固化材料，或者添加剂(如果需要的话)。例如，光转换膜可包含染料复合物，以及含有粘合剂树脂(如果需要的话)、可聚合单体、聚合引发剂和/或溶剂(如果需要的话)的组合物的固化材料。作为粘合剂树脂，可使用可光固化树脂、热固性树脂、热塑性树脂等。粘合剂树脂没有特别限制，但是优选为水溶性大分子并且可具体地为聚乙烯醇。作为添加剂，可使用各种添加剂中的一种或更多种，例如光稳定剂、固化剂、IR吸收剂、UV吸收剂、抗氧化剂、表面活性剂、抗静电剂、阻燃剂、润滑剂、重金属钝化剂、水滑石、有机羧酸、着色剂、加工助剂、无机添加剂、填料、透明化剂、成核剂和结晶剂。

包含染料复合物或其固化材料的光转换膜可由其中染料复合物溶解或分散在粘合剂树脂中的树脂溶液获得的膜形成；或者所述膜可以以填料、包封剂、附着剂等形式包括在光转换滤光器中。光转换膜的厚度需要根据目的等进行适当选择，并且没有特别限制，但是优选地在0.1μm至100μm的范围内选择厚度。

为了表现出光转换膜足够的色彩转换作用，根据所使用的粘合剂树脂种类改变光转换膜的厚度，但是例如，优选地通过使用树脂溶液形成厚度在上述优选范围内的光转换膜，在所述树脂溶液中，在100重量％的粘合剂树脂中混合比率为0.001重量％至20重量％的含有染料复合物或者环糊精和染料的聚合物。此外，优选的是，确定所使用的染料复合物的量使得光转换膜在λ_max处的吸光度为0.01至1.0。

基板可设置在光转换膜的一个表面上。作为基板，可使用相应技术领域中已知的基板而没有特别限制。随后，考虑到基板未被移除而包括在最终产品中的可能性，优选的是，基板具有透光性，并且例如，可使用玻璃基板、石英基板、蓝宝石基板或塑料基板。

根据该示例性实施方案，光转换膜可通过包括以下步骤的方法来制造：步骤1)制备包含染料复合物和粘合剂树脂的组合物；步骤2)将所述组合物施用在基板上，并且如果需要的话，干燥所述组合物以形成膜；以及3)使在基板上形成的膜固化。如果需要的话，可进一步进行在步骤2)中将所述膜以图案形式施用的步骤或者在步骤3)期间或之后使所述膜图案化的步骤。

在步骤1)中，组合物还可包含可聚合单体(如果需要的话)、聚合引发剂和/或溶剂(如果需要的话)。所述组合物可通过将染料复合物和粘合剂树脂及附加组分(如果需要的话)混合来制备。例如，所述组合物可通过将组分溶解或分散在溶剂中来制备。

在步骤2)中，可将组合物以0.1微米至200微米并且具体地约10微米至200微米的厚度均匀地施用在基板上，并且如果需要的话，可以调节施用厚度。例如，可使用通过使组合物经历以下涂覆方法而在永久性支撑体或临时性支撑体上形成涂层的方法：浸涂法、气刀涂覆法、幕涂法、辊涂法、线棒涂法、凹版涂覆法、旋涂法或挤出涂覆法。

在步骤2)中，在将组合物施用在基底材料上之后，可进行干燥过程以除去残留溶剂。干燥例如可通过在70℃至150℃下将组合物干燥至少30秒的方法来进行。在干燥温度为70℃或更高的情况下，通过充分干燥组合物可防止施用材料发生污染或变形。在干燥温度为150℃或更低的情况下，即使在使用塑料基板时，也可防止基板变形，并且可防止因溶剂快速蒸发而出现气泡。

在步骤3)中，固化方法可根据包含在染料复合物中的聚合物或粘合剂树脂来确定，并且例如，固化可通过照射紫外线来进行。紫外线的照射可在大气或氮气气氛下进行以提高反应效率，并且例如，作为UV照射设备，可使用强度为80w/cm或更大的中压或高压汞灯或者金属卤化物灯。

作为粘合剂树脂，可使用热固性树脂、可光固化树脂和热塑性树脂，并且优选使用水溶性大分子。两种或更多种粘合剂树脂可一起使用。可用粘合剂树脂的实例包括：纤维素衍生物，例如甲基纤维素(MC)、羟乙基纤维素(HEC)、羧甲基纤维素(CMC)和羟丙基纤维素(HPC)；纤维素酯，例如聚乙二醇(PEG)、聚乙烯醇(PVA)、聚丙烯酰胺(PAAM)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚丙烯酸、聚苯乙烯磺酸(PSSA)、聚水杨酸、聚磷酸、聚乙烯磺酸、聚[3-(乙烯氧基)丙烷-1-磺酸、聚(4-乙烯基苯酚)、聚(4-乙烯基苯磺酸)、聚乙烯磷酸、聚马来酸、聚(2-甲基丙烯酰氧基乙烷-1-磺酸)、聚(3-甲基丙烯酰氧基丙烷-1-磺酸)、聚(4-乙烯基苯甲酸)、聚乙烯亚胺(PEI)、聚胺、聚酰胺胺(PAMAM)、聚二芳基二甲基氯化铵(PDADMAC)、聚(4-乙烯基苄基三甲基铵盐)、聚[(二甲基亚氨基)三亚甲基(二甲基亚氨基)六亚甲基二溴化物](聚凝胺)、聚(2-乙烯基哌啶盐)、聚(4-乙烯基哌啶盐)、聚(乙烯基胺盐)、聚(2-乙烯基吡啶)和正烷基(四价)衍生物、二乙酰基纤维素、三乙酰基纤维素(TAC)、丙酰基纤维素、丁酰基纤维素、乙酰基丙酰基纤维素和硝酸纤维素；聚酰胺；聚碳酸酯；聚烯烃，例如聚酯，如聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸-1，4-环己烷二甲醇酯、聚1，2-二苯氧基乙烷-4，4’-二羧酸乙二醇酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯和聚甲基戊烯；丙烯酸树脂，例如聚甲基丙烯酸甲酯；聚碳酸酯；聚砜；聚醚砜；聚醚酮；聚醚酰亚胺；聚氧乙烯；降冰片烯树脂；乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、聚乙烯醇缩丁醛(PVB)；等等，但不限于此。

作为粘合剂树脂，作为水溶性大分子，可使用纤维素衍生物，例如甲基纤维素(MC)、羟乙基纤维素(HEC)、羧甲基纤维素(CMC)和羟丙基纤维素(HPC)；聚乙二醇(PEG)、聚乙烯醇(PVA)、聚丙烯酰胺(PAAM)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚丙烯酸、聚苯乙烯磺酸(PSSA)、聚水杨酸、聚磷酸、聚乙烯磺酸、聚[3-(乙烯氧基)丙烷-1-磺酸、聚(4-乙烯基苯酚)、聚(4-乙烯基苯磺酸)、聚乙烯磷酸、聚马来酸、聚(2-甲基丙烯酰氧基乙烷-1-磺酸)、聚(3-甲基丙烯酰氧基丙烷-1-磺酸)、聚(4-乙烯基苯甲酸)、聚乙烯亚胺(PEI)、聚胺、聚酰胺胺(PAMAM)、聚二芳基二甲基氯化铵(PDADMAC)、聚(4-乙烯基苄基三甲基铵盐)、聚[(二甲基亚氨基)三亚甲基(二甲基亚氨基)六亚甲基二溴化物](聚凝胺)、聚(2-乙烯基哌啶盐)、聚(4-乙烯基哌啶盐)、聚(乙烯基胺盐)、聚(2-乙烯基吡啶)和正烷基(四价)衍生物，等等。

基于光转换膜的组合物的总重量，粘合剂树脂的含量为0.1重量％至20重量％，且优选为0.1重量％至10重量％。在粘合剂树脂的含量为0.1重量％或更大的情况下，容易控制光转换膜的厚度；并且在含量为20重量％或更小的情况下，可防止粘度过度增加，从而保持施用的均匀性并且防止透光性降低。

作为可聚合单体，可使用具有一个或更多个烯键式不饱和基团的化合物。可聚合单体用于通过可聚合单体来引发可聚合单体与粘合剂树脂之间的交联反应。作为可聚合单体，可使用醛类、二醛类、异氰酸酯类等，但是可聚合单体不限于此。醛类或二醛类的实例可包括丙烯醛、草醛、2-甲基丙烯醛、2-氧代丙醛、戊二醛等，但不限于此。异氰酸酯类的实例可包括2-异氰酸基乙基2-甲基丙烯酸酯、1，4-二异氰酸基丁烷、1，4-二异氰酸基苯、1，3-二异氰酸基苯等，但不限于此。可聚合单体可单独使用或者作为两种或更多种的混合物使用。

基于光转换膜的组合物的总重量，可聚合单体的含量可为0.01重量％至2重量％，且优选为0.01重量％至1重量％。在可聚合单体的含量为0.01重量％或更大的情况下，由于可引发充分的交联反应，因此可防止耐久性降低；并且在含量为2重量％或更小的情况下，防止了光转换膜的组合物的粘度随时间推移而增加的趋势，因此，考虑到溶液稳定性和均匀的施用特性，该情况是有利的。

或者，在本发明被用于需要湿法蚀刻所必需的图案化的目的的情况下，可通过将根据本发明的染料复合物添加至由前述染料复合物和可光固化或可光-热组合型固化树脂(抗蚀剂)形成的组合物中来制造图案。在这种情况下，可光固化或可光-热组合型固化树脂的固化材料在图案化后充当光转换滤光器的粘合剂。此外，为了顺利地进行图案化，优选的是，可光固化或可光-热组合型固化树脂可以以非暴露态溶于有机溶剂或碱溶液。可用的可光固化或光-热组合型树脂组合物的实例具体包括：(1)包含具有多个丙烯酰基或甲基丙烯酰基的丙烯酸类多官能单体和/或低聚物及光或热聚合引发剂的组合物；(2)包含聚肉桂酸乙烯酯多官能单体和/或低聚物及光或热聚合引发剂的组合物；(3)包含链型或环型烯烃和双叠氮化物(产生氮宾且烯烃被交联)的组合物；(4)包含具有环氧基的单体和酸产生剂的组合物；等等。特别地，由于固定链可以被图案化，并且同时，在通过聚合固化之后，可靠性如耐溶剂性和耐热性较高，所以(1)包含丙烯酸类多官能单体和/或低聚物及光或热聚合引发剂的组合物是有利的。

作为聚合引发剂，可根据粘合剂树脂的种类使用光引发剂或热引发剂。任何光引发剂均可使用，只要该光引发剂可以引发自由基反应即可，并且在使用水溶性大分子作为粘合剂树脂的情况下，更优选的是，光引发剂是水溶性的。光引发剂的实例可包括由Ciba-Geigy公司提供的IRGACURE 2959(2-羟基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-2-甲基-1-丙酮)、IRGACURE 500(1-羟基-环己基-苯基-酮二苯甲酮)和IRGACURE 754(氧基-苯基-乙酸2-[2-氧基-2-苯基-乙酰氧基-乙氧基]-乙酯和氧基-苯基-乙酸2-[2-羟基-乙氧基]-乙酯)等，但不限于此。

基于光转换膜的组合物的总重量，光引发剂的含量为0.01重量％至5重量％，且优选为0.01重量％至2重量％。如果光引发剂的含量小于0.01重量％，则难以预期交联反应效果；并且如果含量大于5重量％，则透光性显著降低。

溶剂可没有特别限制地使用，只要该溶剂不与组合物的组分反应但是提供可加工性即可；优选地通过溶解在水、醇类、二元醇类、酮类、酯类、醚类、脂肪族或脂环族烃类、芳烃类、具有氰基的烃、卤代芳烃类等中来制备，并且可使用其混合物溶剂。

本说明书的另一个示例性实施方案提供了光转换膜，其包含含有两个或更多个环糊精单元的聚合物和染料。在本文中，一个或更多个染料分子包合在聚合物的环糊精单元中。前面的示例性实施方案中描述的粘合剂树脂、添加剂或制备方法的说明可适用于本示例性实施方案的光转换膜。

例如，根据前述示例性实施方案，可提供这样的光转换膜：其将由具有单一颜色的LED芯片发出的光转换为具有高色彩纯度和色彩重现性的白色LED的光。

根据前述示例性实施方案的光转换膜的厚度可根据需要进行选择，例如，厚度可为0.1微米至50微米。

根据本说明书的该示例性实施方案，可使光转换膜图案化。根据该示例性实施方案，可使光转换膜图案化以用作滤色器。

根据本说明书的该示例性实施方案，光转换膜可应用于背光单元。例如，可将光转换膜设置在侧边式或直下式光源的前表面上。侧边式光源包括设置在侧表面上的发光装置和使由发光装置发出的光扩散的导光板。

如果需要的话，光转换膜还可包括保护层或绝缘氧化物层。可包括保护层，或者可包括光散射膜。光散射膜可在光源通过所述膜时散射光，以使荧光染料接收大量的光。

如稍后将描述的，光转换膜可用于显示器或照明设备，此外，在通过光转换将可见光线转换到近红外线区内的情况下，光转换膜可用作太阳能电池的能量收集膜。

本说明书的另一个示例性实施方案提供了光转换装置，其包括所述光转换膜。

光转换装置可包括两层或更多层的所述光转换膜。多个光转换膜可将从光源入射的光转换为具有不同波长(色彩)的光，并且在这种情况下，光转换装置可例如将从发光二极管(LED)光源入射的光转换为白光而发光。

图6示出了根据本申请的该示例性实施方案的光转换装置，并且所述光转换装置包括光提取膜、粘合(附着)层、透明基板和光转换膜。根据图6的光转换装置可如下制造：将用于光转换膜的包含前述染料复合物和粘合剂树脂的组合物和包含可聚合单体和聚合引发剂的组合物施用在透明基板上，如果需要的话，对所述组合物进行固化和干燥以制造光转换膜，并在所述光转换膜上形成光提取膜和粘合层。图6示出了一层光转换膜，但是如果需要的话，可以层压两层或更多层光转换膜。

在根据图7的光转换装置中，光转换膜是包含一种或更多种光扩散颗粒的光转换荧光扩散膜。即，图7中包括的光转换膜可包含一种或更多种有机荧光染料、一种或更多种光扩散颗粒和含有一种或更多种离子性大分子的大分子介质。光扩散颗粒用于在光转换膜中扩散从光源入射的光。在此，光扩散颗粒可包括二氧化钛(TiO₂)颗粒或二氧化硅颗粒，并且可包括二氧化硅、氧化锌、氧化钇、二氧化钛、硫酸钡、氧化铝、熔融二氧化硅、煅制二氧化硅、氮化铝、玻璃珠、二氧化锆、碳化硅、氮化硅、氮化硼等，但不限于此。

图8示出了根据本申请的该示例性实施方案的光转换装置，并且所述光转换装置包括光提取膜、粘合(附着)层、透明基板、光转换膜1和光转换膜2。光转换膜1和光转换膜2可包含相同的染料复合物，或者可包含彼此不同的染料复合物。例如，在光转换膜1和光转换膜2包含相同的染料复合物的情况下，包含在光转换膜1和光转换膜2中的染料复合物的重量和用于光转换膜的组合物的重量比可彼此不同。

图9为根据本申请的该示例性实施方案的光转换装置，并且所述光转换装置可包括透明基板、光转换扩散膜1和光转换扩散膜2。光转换扩散膜1和2可包含相同的染料复合物，或者可包含彼此不同的染料复合物。

如图6至图9所示，根据本申请的该示例性实施方案的光转换装置不包括阻挡层，但是包含其中染料与离子环糊精之间的相互作用增强的染料复合物，因此可以制造具有改善的耐光性的光转换膜。

图10示出了根据本申请的该示例性实施方案的光转换装置，在光转换膜的两侧上设置有包括透明基板和阻挡层的阻挡膜。在这种情况下，阻挡膜的阻挡层设置为与光转换膜相接触。

阻挡层的氧气透过率和水分透过率各自可为例如10^-1cc/m²/天或更小。这作为阻挡膜的实例被提及，并且阻挡层的氧气透过率和水分透过率值可与上述值不同。

阻挡膜可包括透明基底和在所述透明基底的一个表面上形成的阻挡层。作为阻挡层，可没有特别限制地使用相应技术领域中已知的任何物质，只要该阻挡层为阻挡水分或氧气的层即可。例如，阻挡层可包含提供水分或氧气阻挡特性的氧化铝或氮化铝和离子金属氧化物。阻挡层是缓冲层，并且还可包括由选自溶胶凝胶类、丙烯酸类、环氧类和氨酯类涂层溶液组合物中的一种或更多种形成的缓冲层。作为实例，阻挡膜可在基底材料的一个表面或两个表面上包括有机无机混合涂层、无机层和含有通过有机硅烷进行表面重整的无机纳米颗粒的保护涂层。其中，无机层可由金属氧化物或氮化物形成。无机纳米颗粒可为氧化铝、二氧化硅、氧化锌、氧化锑、氧化钛和氧化锆的纳米颗粒。有机无机混合涂层可通过热或UV对包含有机硅烷的溶胶态涂层组合物进行固化来形成，并且溶胶态涂层溶液组合物在一些情况下可包含合适的添加剂、溶剂或聚合催化剂等以及有机硅烷。

根据图10的光转换装置可如下形成：将用于光转换膜的包含前述染料复合物和粘合剂树脂的组合物和包含可聚合单体和聚合引发剂的组合物施用在包含透明基板和阻挡层的阻挡膜上，如果需要的话，对所述组合物进行固化和干燥以制造光转换膜，并将包括透明基板和阻挡层的阻挡膜层压在光转换膜上。在这种情况下，光转换膜和阻挡膜的层压可在没有单独的粘合剂或附着剂的任何帮助下进行。在施用组合物之后进行固化的情况下，固化方法和条件可根据粘合剂树脂或其他组分的种类来确定。透明基板可包括树脂如PET，但不限于此，并且可使用相应技术领域中已知的透明塑料膜或基板。图10示出了一层光转换膜，但是如果需要的话，可层压两层或更多层光转换膜。

在根据图11的光转换装置中，光转换膜是包含一种或更多种光扩散颗粒的光转换荧光扩散膜。即，包括在图11中的光转换膜包含一种或更多种有机荧光染料、一种或更多种光扩散颗粒和含有一种或更多种离子性大分子的大分子介质。除此之外，上述说明可适用于光扩散颗粒、包括透明基板和阻挡层的阻挡膜、有机荧光染料、大分子介质等。

根据图12的光转换装置还包括光提取板。具体地，在其中包括透明基板和阻挡层的阻挡膜层压在光转换膜的两个表面上的情况下，粘合层或附着层设置在任一阻挡膜的与面向光转换膜的表面相对的表面上，并且光提取板附着于该层。构造光提取板以提高光转换膜的转换效率并且其没有特别限制，只要该光提取板在相应技术领域中是已知的即可。

同时，图13示出了其中多个光转换膜按顺序设置的光转换装置的结构。具体地，该光转换装置包括：阻挡膜，包括透明基板和在所述透明基板上形成的阻挡层；施用在所述阻挡膜上的第一光转换膜；以及通过相同方法设置在第一光转换膜上的第二光转换膜。第一光转换膜和第二光转换膜与光转换膜的前述说明相同，并且第一光转换膜和第二光转换膜可由相同的染料复合物形成，或者可由不同的染料复合物形成。如图13中所示，第二光转换膜可设置为直接层压在第一光转换膜上。然而，本发明的范围不限于图13，并且第一光转换膜和第二光转换膜可设置成彼此间隔。在这种情况下，在第一光转换膜和第二光转换膜之间可设置有另一个附加膜。此外，图13示出了包括两个光转换膜的结构，但是如果需要的话，可层压三个或更多个光转换膜。

包括多个光转换膜的光转换装置(如图13)还可包括通过粘合层或附着层而附接的光提取板(如图12)，并且该结构在图14中示出。光提取板提取从光源入射并通过光转换膜转换而发出的光，并且如上所述，光转换膜的转换效率可通过还包含光提取板而进一步提高。

光提取板可在其表面上或其内部具有散射结构，或者可在其内部包含两种或更多种具有不同折射率的材料，以提高光提取效率。例如，光提取层可通过将包含散射颗粒和粘合剂的组合物涂覆在透明基板上并对所述组合物进行干燥或固化来制造。如果需要的话，可进一步在包含散射颗粒和粘合剂的涂层上设置平面化层。作为另一个实例，光提取层可通过微压印在透明基底材料上形成不平坦结构来制造。如果需要的话，还可在所述不平坦结构上设置平面化层。

根据本说明书的该示例性实施方案，提供了包括光转换膜的电子装置。所述电子装置没有特别限制，只要该电子装置需要光转换膜即可。例如，电子装置可为包括光转换膜、滤色器或背光单元的照明设备、显示设备或太阳能电池。

发明详述

下文中，将通过实施例举例说明本说明书中描述的示例性实施方案。然而，提出以下实施例是为了举例说明本发明，但本发明的范围不限于此。

<实施例1>

将25ml水、1mmol荧光素(呫吨类绿色染料)和9mmol β-环糊精聚合物(重均分子量为2,000至300,000且环糊精含量为60％)放入100ml烧瓶中，在50℃下搅拌72小时，并在60℃的烘箱中缓慢干燥。在干燥之后，将获得的晶体物质在研钵中进行细磨，并用乙醇充分洗涤以获得粉末状态的绿色染料-环糊精聚合物(大分子)复合物。所得复合物的光谱在图1中示出。

<实施例2>

通过相同方法将1mmol pyranine(芘类绿色染料)和2mmol β-环糊精大分子放入25ml水中，在室温下搅拌72小时，并在60℃的烘箱中缓慢干燥。在干燥之后，将获得的晶体物质在研钵中进行细磨，并用乙醇充分洗涤以获得粉末状态的绿色染料-环糊精聚合物(大分子)复合物。所得复合物的光谱在图2中示出。

图1的光谱是通过测量如下制造的光转换膜的特性而获得的结果：将实施例1和2中制备的绿色染料-环糊精聚合物(大分子)复合物以0.1重量％的浓度添加至PVA溶液(其中基于溶液的总重量，10重量％的PVA溶解在包含混合比为5∶5的水和乙醇的混合物溶剂中)中，然后搅拌，将具有前述组成的所得溶液施用在塑料基底材料上使得干燥后的厚度为10μm，并通过以下方法在100℃的干燥箱中通过热风干燥10分钟。

首先，在蓝色LED背光单元之后，将上文中制造的光转换膜、两个棱镜片和一个用于提高亮度的DBEF偏振板堆叠成彼此重叠，通过使用PR-705spectrascan设备观测应用光转换膜之前和之后的光谱变化。在图1中，红色实线表示在应用由3M公司制造的TV用QD膜(称为QDEF)的情况下，蓝色背光的光被QD装置转换为绿色和红色的结果；黑色实线表示当应用如下制造的厚度为10μm的膜时光转换与QD膜一样可行的结果：通过使用β-环糊精聚合物(大分子)由如实施例1和2中称作荧光素和pyranine的绿色荧光染料制备复合物，将复合物与10重量％的PVA溶液混合并进行旋涂。

<实施例3>

为了确定光转换膜的耐热性，将通过与实施例2相同的方法制造的光转换膜放入外部光被完全阻挡的85℃的恒温烘箱中，并且通过使用前述设备尽可能地以恒定时间间隔测量亮度变化，结果在图3中示出。

<比较例1>

为了与实施例3进行比较，将通过前述方法且仅使用pyranine制造的光转换膜放入外部光被完全阻挡的85℃的恒温烘箱中，并通过使用前述方法尽可能地以恒定时间间隔测量亮度变化，结果在图3中示出。

<实施例4>

将1mmol pyranine(芘类绿色荧光染料)和2mmol β-环糊精硫酸酯聚合物添加至10ml水中，在室温下搅拌72小时，并在70℃的烘箱中缓慢干燥。在干燥之后，将获得的晶体物质在研钵中进行细磨，并用乙醇充分洗涤以获得粉末状态的pyranine-环糊精聚合物复合物。将如下制造的光转换膜放在安装于60℃的烘箱中的蓝色LED背光源上，并通过使用PR-705spectrascan设备观测亮度随时间的变化，结果在图4中示出：将所制备的荧光素-环糊精聚合物复合物以基于PVA重量0.1％的浓度添加至PVA溶液(其中基于溶液的总重量，10％PVA溶解于水中)中，然后搅拌，将具有前述组成的所得溶液施用在塑料基底材料上使得干燥后的厚度为10μm，并在100℃的干燥箱中通过热风干燥10分钟。

<实施例5>

向10ml DMF中添加1mmol氟硼二吡咯(bodipy)(epirol类绿色荧光染料)以及各自为3mmol的甲基环糊精聚合物、羟丙基环糊精聚合物和三乙酰基环糊精聚合物，在室温下搅拌72小时，并在70℃的烘箱中缓慢干燥。在干燥之后，将获得的晶体物质在研钵中进行细磨，并用蒸馏水充分洗涤，并且将通过洗涤获得的溶液在70℃的烘箱中再次缓慢干燥以获得粉末状态的氟硼二吡咯-环糊精聚合物复合物。将如下制造的光转换膜放在安装在60℃的烘箱中的蓝色LED背光源上，并通过使用PR-705spectrascan设备观测亮度随时间的变化，结果在图5中示出：将所制备的氟硼二吡咯-环糊精聚合物复合物以基于SAN的重量0.1％的浓度添加至SAN溶液(其中基于溶液的总重量，30％SAN(苯乙烯-丙烯腈)溶解于DMF中)中，然后搅拌，将具有前述组成的所得溶液施用在塑料基底材料上使得干燥后的厚度为10μm，并在100℃的干燥箱中通过热风干燥10分钟。

<比较例2>

将如下制造的光转换膜放在安装在60℃的烘箱中的蓝色LED背光源上，并通过使用PR-705spectrascan设备观测亮度随时间的变化，结果在图4中示出：将pyranine以基于PVA的重量0.1％的浓度添加至PVA溶液(其中基于溶液的总重量，10％PVA溶解于水中)中，然后搅拌，将具有前述组成的所得溶液施用在塑料基底材料上使得干燥后的厚度为10μm，并在100℃的干燥箱中通过热风干燥10分钟。

<比较例3>

将如下制造的光转换膜放在安装在60℃的烘箱中的蓝色LED背光源上，并通过使用PR-705spectrascan仪器观察亮度随时间的变化，结果在图5中示出：将所制备的氟硼二吡咯-环糊精聚合物复合物以基于SAN的重量0.1％的浓度添加至SAN溶液(其中基于溶液的总重量，30％SAN(苯乙烯-丙烯腈)溶解于DMF中)中，然后搅拌，将具有前述组成的所得溶液施用在塑料基底材料上，使得干燥后的厚度为10μm，并在100℃的干燥箱中通过热风干燥10分钟。

参照图4和图5，在本发明的包含染料-环糊精大分子复合物的光转换膜的情况下，可以确定耐光性大幅改善。在图5的未经历环糊精处理的裸露氟硼二吡咯的情况下，在耐光性测试条件下经过220小时后的亮度值与初始值相比降低了50％；但是在包含环糊精的情况下，亮度值与初始值相比降低了5％，因此可以看出耐光稳定性是优异的。

<附图标记>

100：透明基板

110：光提取膜

111：光提取板

120：粘合/附着层

130：光转换膜

131：第一光转换膜

132：第二光转换膜

140：光转换扩散膜

141：第一光转换扩散膜

142：第二光转换扩散膜

143：光转换荧光扩散膜

150：阻挡层

200：光源。