發(fā)明領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種包含多個(gè)熒光半導(dǎo)體量子棒的偏振光發(fā)射器件，和涉及其制造方法。本發(fā)明另外涉及偏振光發(fā)射器件在光學(xué)器件中的用途，和涉及包含該偏振光發(fā)射器件的光學(xué)器件。

背景技術(shù)：

光的偏振性質(zhì)被用于范圍從液晶顯示器到顯微鏡、冶金檢查和光通信的各種光學(xué)應(yīng)用中。

例如，國際專利申請(qǐng)公開(laid-open)號(hào)wo2012/059931a1、wo2010/089743a1、和wo2010/095140a2；tibertvanderloop,masterthesisformasterofphysicalsciencesfnwiuniversiteitvanamsterdamroeterseilandcomplex；nieuweachtergracht1661018wvamsterdam,m.bashouti等人,“chemphyschem”2006,7，第102至106頁；m.mohannadimasoudi等人,opticalmaterialsexpress3,第12期,第2045頁-第2054頁(2013),tiewang等人,“self-assembledcolloidalsuperparticlesfromnanorods”,science338358(2012)，yoraiamit等人的“semiconductornanorodslayersalignedthroughmechanicalrubbing”phys.statussolidia209，no.2，235至242。

另外，通過轉(zhuǎn)移圖案化的全色量子點(diǎn)顯示器在本領(lǐng)域中是已知的，byounglyongchoi等人的“pick-and-placetransferofquantumdotforfull-colordisplay”idw’13，第1378至1381頁。

專利文獻(xiàn)

1.wo2012/059931a1

2.wo2010/089743a1

3.wo2010/095140a2

非專利文獻(xiàn)

4.tibertvanderloop,masterthesisformasterofphysicalsciencesfnwiuniversiteitvanamsterdamroeterseilandcomplex；nieuweachtergracht1661018wvamsterdam

5.m.bashouti等人，“chemphyschem”2006，7，第102至106頁，

6.m.mohannadimasoudi等人，opticalmaterialsexpress3，第12期，第2045至2054頁(2013)，

7.tiewang等人，“self-assembledcolloidalsuperparticlesfromnanorods”，science338358(2012)

8.byounglyongchoi等人,“pick-and-placetransferofquantumdotforfull-colordisplay”idw’13第1378至1381頁

9.yoraiamit等人,“semiconductornanorodslayersalignedthroughmechanicalrubbing”phys.statussolidia209,第2號(hào),235-242

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

然而，本發(fā)明人最近已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，仍存在一個(gè)或多個(gè)需要改進(jìn)的相當(dāng)大問題，如下文所列。

1.包含至少第一子色區(qū)域和第二子色區(qū)域的偏振光發(fā)射器件，其中需要能夠從各子色區(qū)域發(fā)射偏振光以實(shí)現(xiàn)來自偏振光發(fā)射器件的各種偏振光發(fā)射。

2.需要用于制備所述偏振光發(fā)射器件的簡單且較容易的制造方法以縮減生產(chǎn)成本和/或生產(chǎn)步驟。

3.需要用于制備所述偏振光發(fā)射器件的新制造方法以降低制造方法中使用的無機(jī)熒光半導(dǎo)體量子棒的廢棄物比率。

本發(fā)明人旨在解決所有前述問題。

出人意料地，本發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)新的偏振光發(fā)射器件(100)同時(shí)解決問題1至3，該偏振光發(fā)射器件(100)包含基板(110)和無需粘合劑或基質(zhì)而在該基板的表面上在共同方向上直接配向的多個(gè)無機(jī)熒光半導(dǎo)體量子棒(120)，其中該偏振光發(fā)射器件包括一個(gè)或多個(gè)第一子色區(qū)域和一個(gè)或多個(gè)第二子色區(qū)域(130)。

從以下詳細(xì)說明將明了本發(fā)明的其他優(yōu)勢(shì)。

在另一方面中，本發(fā)明涉及所述偏振光發(fā)射器件(100)在光學(xué)器件中的用途。

在另一方面中，本發(fā)明進(jìn)一步涉及光學(xué)器件(170)，其中該光學(xué)器件(170)包括偏振光發(fā)射器件(100)，該偏振光發(fā)射器件(100)包含基板(110)和無需粘合劑或基質(zhì)而在該基板的表面上在共同方向上直接配向的多個(gè)無機(jī)熒光半導(dǎo)體量子棒(120)，其中該偏振光發(fā)射器件包括一個(gè)或多個(gè)第一子色區(qū)域和一個(gè)或多個(gè)第二子色區(qū)域(130)。

本發(fā)明還提供用于制備所述偏振光發(fā)射器件(100)的方法，其中該方法包括以下依序步驟：

(a)將多個(gè)無機(jī)熒光半導(dǎo)體量子棒分散至溶劑中；

(b)將來自步驟(a)的所得溶液提供至聚合物基板的多個(gè)溝槽上；和

(c)將該多個(gè)無機(jī)熒光半導(dǎo)體量子棒轉(zhuǎn)移至基板或轉(zhuǎn)移材料的表面上，和任選地從該轉(zhuǎn)移材料轉(zhuǎn)移至基板。

附圖說明

圖1:展示偏振光發(fā)射器件(100)的一個(gè)實(shí)施方案的示意圖。

圖2:展示偏振光發(fā)射器件(100)的另一實(shí)施方案的示意圖。

圖3:展示偏振光發(fā)射器件(100)的另一實(shí)施方案的示意圖。

圖4:展示工作實(shí)施例1中的多個(gè)無機(jī)熒光半導(dǎo)體量子棒(120)的轉(zhuǎn)移方法的示意圖。

圖5:展示工作實(shí)施例2中的多個(gè)無機(jī)熒光半導(dǎo)體量子棒(120)的轉(zhuǎn)移方法的示意圖。

圖6:展示多個(gè)無機(jī)熒光半導(dǎo)體量子棒(120)的轉(zhuǎn)移方法的另一實(shí)施方案的示意圖。

圖7:展示多個(gè)無機(jī)熒光半導(dǎo)體量子棒(120)的轉(zhuǎn)移方法的另一實(shí)施方案的示意圖。

圖1中的參考符號(hào)列表

100.偏振光發(fā)射器件

110.基板

120.多個(gè)無機(jī)熒光半導(dǎo)體量子棒(圖1中未展示)

130.子色區(qū)域

140.光屏蔽區(qū)域(任選的)

150.光反射介質(zhì)(任選的)

160.透明鈍化介質(zhì)(任選的)

具體實(shí)施方式

在一般方面中，一種偏振光發(fā)射器件(100)，其包含基板(110)和無需粘合劑或基質(zhì)而在該基板的表面上在共同方向上直接配向的多個(gè)無機(jī)熒光半導(dǎo)體量子棒(120)，其中該偏振光發(fā)射器件包括一個(gè)或多個(gè)第一子色區(qū)域和一個(gè)或多個(gè)第二子色區(qū)域(130)。

可通過來自偏振光發(fā)射器件(100)的各子色區(qū)域的光發(fā)射的偏振比率測(cè)定在該器件(100)的各子色區(qū)域的表面上直接配向的多個(gè)無機(jī)熒光半導(dǎo)體量子棒(120)的長軸的定向分散的平均值。

可由配備有分光計(jì)的偏光顯微鏡測(cè)量本發(fā)明的偏振光發(fā)射器件(100)的各子色區(qū)域的偏振比率。

例如，由諸如1w、405nm發(fā)光二極管的光源激發(fā)在偏振光發(fā)射器件(100)的各子色區(qū)域的表面上直接配向的多個(gè)無機(jī)熒光半導(dǎo)體量子棒(120)，并由具有10倍物鏡的顯微鏡觀測(cè)來自偏振光發(fā)射器件(100)的子色區(qū)域的光發(fā)射。通過使用掩模，可由光源激發(fā)僅目標(biāo)子色區(qū)域以供測(cè)量。

將來自物鏡的光貫穿長通濾光片(其可截?cái)鄟碜怨庠吹墓獍l(fā)射(例如405nm波長的光))和偏振器引入至分光計(jì)。

通過分光計(jì)觀察平行和垂直于每個(gè)膜的纖維的平均軸偏振的峰值發(fā)射波長的光強(qiáng)度。

由等式i測(cè)定光發(fā)射的各子色區(qū)域的偏振比率(在下文中簡稱為“pr”)。

等式i

pr＝{(發(fā)射的強(qiáng)度)//-(發(fā)射的強(qiáng)度)⊥}/

{(發(fā)射的強(qiáng)度)//+(發(fā)射的強(qiáng)度)⊥}

在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案中，pr的值為至少0.1。

更優(yōu)選地為至少0.4，甚至更優(yōu)選地為至少0.5或更大。

優(yōu)選地，偏振光發(fā)射器件(100)的各子色像素在其由光源照明時(shí)發(fā)射可見光。

通常，基板(110)可為撓性的、半剛性的或剛性的。

用于基板(110)的材料不受到特別限制。

在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案中，所述基板(110)為透明的。

通常，偏振光發(fā)射器件(100)的基板(110)的厚度可根據(jù)需要而變化。

在一些實(shí)施方案中，基板(110)可具有至少0.1mm和/或至多10cm的厚度。

優(yōu)選地，0.2mm至5mm。

更優(yōu)選地，作為透明基板，可使用透明聚合物基板、玻璃基板、堆疊于透明聚合物膜上的薄玻璃基板、透明金屬氧化物(例如，硅氧化物(oxidesilicone)、鋁氧化物、鈦氧化物)。

根據(jù)本發(fā)明，透明聚合物基板可由以下各者制成：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、聚乙烯醇縮丁醛、尼龍、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這些的任意組合。

根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選地，多個(gè)無機(jī)熒光半導(dǎo)體量子棒(120)選自ii-vi、iii-v或iv-vi族半導(dǎo)體和這些中的任意組合。

更優(yōu)選地，無機(jī)熒光半導(dǎo)體量子棒可選自cds、cdse、cdte、zns、znse、znte、no、gaas、gap、gaas、gas、hags、hgse、hgse、hgte、inas、inp、insb、alas、alp、alsb、cu2s、cu2se、cuins2、cuinse2、cu2(znsn)s4、cu2(inga)s4、tio2合金和這些中任意的組合。

例如，就紅光發(fā)射而言，使用cdse棒、在cds棒中的cdse點(diǎn)、cds棒中的znse點(diǎn)、cdse/zns棒、inp棒、cdse/cds棒、znse/cds棒或這些的任意組合。就綠光發(fā)射而言，使用諸如cdse棒、cdse/zns棒或這些的任意組合，和就藍(lán)光發(fā)射而言，使用諸如znse、zns、znse/zns核殼棒或這些的任意組合。

無機(jī)熒光半導(dǎo)體量子棒的實(shí)例已描述在例如國際專利申請(qǐng)公開號(hào)wo2010/095140a中。

在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案中，無機(jī)熒光半導(dǎo)體量子棒的整體結(jié)構(gòu)的長度為8nm至500nm。更優(yōu)選地，為10nm至160nm。所述無機(jī)熒光半導(dǎo)體量子棒的總直徑(overalldiameter)是在1nm至20nm的范圍內(nèi)。更特別地，為1nm至10nm。

在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案中，多個(gè)無機(jī)熒光半導(dǎo)體量子棒包含表面配體。

該無機(jī)熒光半導(dǎo)體量子棒的表面可經(jīng)一種或多種表面配體涂覆。

不希望受理論約束，據(jù)信這樣的表面配體可導(dǎo)致使無機(jī)熒光半導(dǎo)體量子棒更容易地分散于溶劑中。

常用的表面配體包括膦和氧化膦，諸如三辛基氧化膦(topo)、三辛基膦(top)和三丁基膦(tbp)；膦酸，諸如十二烷基膦酸(ddpa)、十三烷基膦酸(tdpa)、十八烷基膦酸(odpa)和己基膦酸(hpa)；胺，諸如十二烷胺(dda)、十四烷胺(tda)、十六烷胺(hda)和十八烷胺(oda)；硫醇，諸如十六烷硫醇和己烷硫醇；巰基羧酸諸如巰基丙酸和巰基十一烷酸；和這些的任意組合。

表面配體的實(shí)例已描述在例如國際專利申請(qǐng)公開號(hào)wo2012/059931a中。

因此，在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，多個(gè)無機(jī)熒光半導(dǎo)體量子棒(120)選自ii-vi、iii-v或iv-vi族半導(dǎo)體和這些中任意的組合，且其中多個(gè)無機(jī)熒光半導(dǎo)體量子棒(120)包含表面配體。

根據(jù)本發(fā)明，偏振光發(fā)射器件(100)的所有子色區(qū)域(諸如第一子色區(qū)域和第二子色區(qū)域)可為相同子色區(qū)域。例如，作為相同子色區(qū)域，多個(gè)藍(lán)色子色區(qū)域，多個(gè)綠色、黃色、粉紅色或紅色子色區(qū)域。

在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，第一子色區(qū)域相較于第二子色區(qū)域在被激發(fā)時(shí)發(fā)射具有較長峰值波長的偏振光。

優(yōu)選地，第一子色區(qū)域和第二子色區(qū)域可選自藍(lán)色、藍(lán)綠色、綠色、黃色、粉紅色、橙色和紅色的子色區(qū)域的組合。

優(yōu)選地，子色區(qū)域(130)包含紅色子色區(qū)域、綠色子色區(qū)域和藍(lán)色子色區(qū)域?；蜃由珔^(qū)域(130)可為藍(lán)色子色區(qū)域與黃色或紅色子色區(qū)域的組合。優(yōu)選地，各單一子色區(qū)域包含在被激發(fā)時(shí)發(fā)射具有各單一色彩的光的多個(gè)無機(jī)熒光半導(dǎo)體量子棒(120)。

在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，偏振光發(fā)射器件(100)包含一個(gè)或多個(gè)紅色子色區(qū)域、綠色子色區(qū)域和藍(lán)色子色區(qū)域中。

在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案中，偏振光發(fā)射器件(100)主要由紅色子色區(qū)域、綠色子色區(qū)域和藍(lán)色子色區(qū)域組成以實(shí)現(xiàn)rgb全色偏振發(fā)光器件。

根據(jù)本發(fā)明，在第一子色區(qū)域的表面上直接配向的多個(gè)無機(jī)熒光半導(dǎo)體量子棒(120)的平均配向方向可相同或不同。

通過改變多個(gè)無機(jī)熒光半導(dǎo)體量子棒至基板的轉(zhuǎn)移方向，其可被制造。

例如，在具有多個(gè)無機(jī)熒光半導(dǎo)體量子棒的轉(zhuǎn)移材料從表面上具有多個(gè)溝槽的基板剝離之后，接著運(yùn)用熟知技術(shù)將轉(zhuǎn)移旋轉(zhuǎn)至所需方向，接著使轉(zhuǎn)移面向基板以將量子棒轉(zhuǎn)移至基板。

在不希望受到理論束縛的情況下，據(jù)信這樣的區(qū)別可導(dǎo)致來自偏振光發(fā)射器件(100)的各種偏振光發(fā)射。

因此，在一些實(shí)施方案中，在第一子色區(qū)域的表面上直接配向的多個(gè)無機(jī)熒光半導(dǎo)體量子棒(120)的平均配向方向與在第二子色區(qū)域的表面上直接配向的多個(gè)無機(jī)熒光半導(dǎo)體量子棒(120)的平均配向方向不同。

根據(jù)本發(fā)明，術(shù)語“不同”意指平均配向方向的至少5％差異或更大。

任選地，在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，偏振光發(fā)射器件(100)進(jìn)一步包含光屏蔽區(qū)域(140)。

在優(yōu)選實(shí)施方案中，光屏蔽區(qū)域放置于子色區(qū)域之間，如圖1所描述。

優(yōu)選地，光屏蔽區(qū)域?yàn)楹谏仃?bm)。

換言之，可通過一個(gè)或多個(gè)光屏蔽區(qū)域(諸如通過黑色矩陣(blackmatrix))來標(biāo)記出本發(fā)明的子色區(qū)域。

用于光屏蔽的材料不受到特別限制。根據(jù)需要，可優(yōu)選地使用熟知材料，尤其是用于彩色濾光片的熟知bm材料。諸如黑色染料分散聚合物組合物，比如jp2008-260927a、wo2013/031753a中所描述。

光屏蔽區(qū)域的制造方法不受到特別限制，可以此方式使用熟知技術(shù)。諸如直接絲網(wǎng)印刷(directscreenprinting)、光刻法、運(yùn)用掩模的氣相沉積。

任選地，在一些實(shí)施方案中，偏振光發(fā)射器件(100)進(jìn)一步包含光反射介質(zhì)(150)。

在優(yōu)選實(shí)施方案中，光反射介質(zhì)(150)為光反射層。

根據(jù)本發(fā)明，術(shù)語“層”包括“片”狀結(jié)構(gòu)。

在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案中，光反射介質(zhì)(150)可放置于基板的最外部表面上，或放置于基板中。

根據(jù)本發(fā)明，術(shù)語“光反射”意指在偏振光發(fā)射器件操作期間所使用的波長或波長范圍下反射入射光的至少約60％。

優(yōu)選地，其超過70％，更優(yōu)選地，超過75％，最優(yōu)選地，其超過80％。

更優(yōu)選地，光反射介質(zhì)(150)放置于與多個(gè)無機(jī)熒光半導(dǎo)體量子棒(120)直接配向所處的表面相對(duì)的表面?zhèn)壬稀?/p>

用于光反射介質(zhì)(150)的結(jié)構(gòu)和/或材料不受到特別限制。根據(jù)需要，可優(yōu)選地使用用于光反射介質(zhì)的熟知光反射結(jié)構(gòu)和/或材料。

根據(jù)本發(fā)明，光反射介質(zhì)(150)可為單一層或多個(gè)層。

在優(yōu)選實(shí)施方案中，光反射介質(zhì)(150)選自以下各者：al層、al+mgf2堆疊層、al+sio堆疊層、al+介電多層、au層，和cr+au堆疊層；其中光反射層更優(yōu)選地為al層、al+mgf2堆疊層或al+sio堆疊層。

通常，制備光反射介質(zhì)(150)的方法可根據(jù)需要而變化，且選自熟知技術(shù)。

可通過基于氣相的涂布方法(諸如濺鍍、化學(xué)氣相沉積、氣相沉積、閃蒸)或基于液體的涂布方法來制備光反射介質(zhì)(150)。

任選地，在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，偏振光發(fā)射器件(100)進(jìn)一步包含透明鈍化介質(zhì)(160)。

在不希望受到理論束縛的情況下，據(jù)信這樣的透明鈍化介質(zhì)可導(dǎo)致對(duì)無需粘合劑或基質(zhì)而在基板的表面上在共同方向上直接配向的多個(gè)無機(jī)熒光半導(dǎo)體量子棒(120)的保護(hù)增加。

優(yōu)選地，透明鈍化介質(zhì)(160)完全地或部分地覆蓋在偏振光發(fā)射器件(100)的基板(110)的表面上直接配向的多個(gè)無機(jī)熒光半導(dǎo)體量子棒(120)，或具有多個(gè)無機(jī)熒光半導(dǎo)體量子棒(120)的基板(110)可放在兩個(gè)透明鈍化膜之間。

更優(yōu)選地，透明鈍化介質(zhì)(160)完全地覆蓋多個(gè)無機(jī)熒光半導(dǎo)體量子棒(120)以如將多個(gè)無機(jī)熒光半導(dǎo)體量子棒包封于基板(110)與透明鈍化介質(zhì)(160)之間，或其可包夾具有多個(gè)無機(jī)熒光半導(dǎo)體量子棒(120)的基板。

通常，透明鈍化介質(zhì)(160)可為撓性的、半剛性的或剛性的。

用于透明鈍化介質(zhì)(160)的透明材料不受到特別限制。

在優(yōu)選實(shí)施方案中，該透明鈍化介質(zhì)(160)選自：如上文在透明基板中所述的透明聚合物、透明金屬氧化物(例如，硅氧化物、鋁氧化物、鈦氧化物)。

通常，制造該透明鈍化介質(zhì)的方法可根據(jù)需要而不同，并且選自熟知的技術(shù)。

在一些實(shí)施方案中，該透明鈍化介質(zhì)(160)可通過基于氣相的涂覆法(諸如濺鍍、化學(xué)氣相沉積、氣相沉積、閃蒸)或基于液體的涂覆法制得。

在一些實(shí)施方案中，由光源照明偏振光發(fā)射器件(100)。優(yōu)選地，uv、近uv或藍(lán)色光源(諸如uvled、近uvled或藍(lán)色led)、ccfl、el、oled、氙氣燈，或這些中任意的組合。

在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，偏振光發(fā)射器件(100)可包括一個(gè)或多個(gè)光源。

出于本發(fā)明的目的，采取術(shù)語“近uv”以意指300nm至410nm的光波長。

在另一方面中，本發(fā)明涉及偏振光發(fā)射器件(100)在光學(xué)器件中的用途。

根據(jù)本發(fā)明，偏振光發(fā)射器件(100)可優(yōu)選地用作偏振背光單元(諸如偏振lcd背光單元)、用于光學(xué)器件的光發(fā)射彩色濾光片、光學(xué)通信器件，或用于(例如)指示器或廣告牌的q-棒顯示器。

在另一方面中，本發(fā)明進(jìn)一步涉及一種光學(xué)器件(170)，其中該光學(xué)器件包括偏振光發(fā)射器件(100)，該偏振光發(fā)射器件(100)包含基板(110)和無需粘合劑或基質(zhì)而在該基板的表面上在共同方向上直接配向的多個(gè)無機(jī)熒光半導(dǎo)體量子棒(120)，其中該偏振光發(fā)射器件包括一個(gè)或多個(gè)第一子色區(qū)域和一個(gè)或多個(gè)第二子色區(qū)域(130)。

在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案中，光學(xué)器件(170)選自以下各者：偏振背光單元(諸如偏振lcd背光單元)、用于光學(xué)器件的光發(fā)射彩色濾光片、光學(xué)通信器件、q-棒顯示器(諸如指示器、廣告牌)、顯微術(shù)、冶金檢查。

光學(xué)器件的實(shí)例已經(jīng)描述在例如wo2010/095140a2和wo2012/059931a1中。

在另一方面中，本發(fā)明的偏振光發(fā)射器件(100)優(yōu)選可用基于液體的涂覆法制得。

術(shù)語“基于液體的涂覆法”意指使用基于液體的涂料組合物的方法。

此處，術(shù)語“基于液體的涂料組合物”包括溶液、分散液和懸浮液。

更具體地，基于液體的涂覆法可用以下方法中的至少一種進(jìn)行：溶液涂覆、噴墨印刷、旋涂、浸涂、刮刀涂覆、棒式涂覆(barcoating)、噴涂、輥涂、狹縫式涂覆、凹版涂覆、柔性版印刷、膠版印刷、凸版印刷、凹版印刷或絲網(wǎng)印刷。

因此，本發(fā)明另外涉及一種制造所述偏振光發(fā)射器件(100)的方法，其中該方法包括以下相繼的步驟：

(a)將多個(gè)無機(jī)熒光半導(dǎo)體量子棒分散于溶劑中；

(b)將來自步驟(a)的所得溶液提供至聚合物基板的多個(gè)微溝槽上；和

(c)將多個(gè)無機(jī)熒光半導(dǎo)體量子棒轉(zhuǎn)移至基板或轉(zhuǎn)移材料的表面上，且任選地從轉(zhuǎn)移材料轉(zhuǎn)移至基板。

任選地，在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，該方法進(jìn)一步包括步驟(c)中的以下步驟(e)；

(e)向基板施予壓力，且在該壓力下朝向聚合物基板的多個(gè)微溝槽的長軸方向移動(dòng)該基板。

在不希望受到理論束縛的情況下，據(jù)信由步驟(e)造成的向轉(zhuǎn)移材料和多個(gè)無機(jī)熒光半導(dǎo)體量子棒(和/或表面上具有熒光半導(dǎo)體量子棒的聚合物基板)施予剪切應(yīng)力可導(dǎo)致改良多個(gè)無機(jī)熒光半導(dǎo)體量子棒的配向。

當(dāng)使轉(zhuǎn)移材料面向玻璃基板以改良來自偏振光發(fā)射器件的光發(fā)射的偏振比率時(shí)，可在步驟中(c)中進(jìn)一步將這樣的剪切應(yīng)力應(yīng)用在該轉(zhuǎn)移材料。

任選地，在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，該方法進(jìn)一步包括步驟(b)中的以下步驟(f)；

(f)將超聲波處理應(yīng)用于多個(gè)無機(jī)熒光半導(dǎo)體量子棒。

優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明，步驟(e)和步驟(f)兩者均可應(yīng)用于制造方法中。

在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，該方法可進(jìn)一步包括以下步驟；

(g)將具有多個(gè)無機(jī)熒光半導(dǎo)體量子棒的溶液提供至基板的多個(gè)微溝槽上，其中步驟(g)中的多個(gè)無機(jī)熒光半導(dǎo)體量子棒在由來自光源的激發(fā)光激發(fā)時(shí)發(fā)射具有不同于用于步驟(a)中的多個(gè)無機(jī)熒光半導(dǎo)體量子棒的峰值波長的光；和

(h)將多個(gè)無機(jī)熒光半導(dǎo)體量子棒轉(zhuǎn)移至轉(zhuǎn)移材料或偏振光發(fā)射器件(100)的基板的表面上。

在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，作為優(yōu)選項(xiàng)，多個(gè)溝槽是多個(gè)平行微溝槽。

根據(jù)本發(fā)明，術(shù)語“微溝槽”意指微米級(jí)或納米級(jí)溝槽。

在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案中，多個(gè)溝槽的軸向節(jié)距為10nm至1,2μm，和多個(gè)溝槽從底部至頂部的高度為10nm至1μm。更優(yōu)選地，該軸向節(jié)距為50nm至1μm，和該高度為20nm至500nm。甚至更優(yōu)選地，該軸向節(jié)距為260nm至420nm，和該高度為50nm至100nm。

在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案中，周期性地將多個(gè)溝槽放置在基板的表面上。示例性地，多個(gè)溝槽周期性地放置于基板的表面上且放置成與溝槽的軸相互平行。

多個(gè)微溝槽的制造方法并無特定限制。

該多個(gè)微溝槽可經(jīng)制造為該基板的整體(integral)部分，或者可分開制造，并通過公眾已知的技術(shù)用透明粘合劑粘合至該基板上。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案中，可通過激光干涉法制造多個(gè)微溝槽。

上文在基板部分描述的透明材料(諸如透明聚合物、透明金屬氧化物)可優(yōu)選地用作該多個(gè)溝槽的組分。

激光干涉法的實(shí)例已描述在例如美國專利申請(qǐng)公開號(hào)2003/0017421中。

例如，從edmundopticsco.、koyoco.、shinetsuchemicalco.或sigma-aldrich可得到包括多個(gè)微溝槽的基板。

根據(jù)本發(fā)明，溶劑為水或有機(jī)溶劑。

有機(jī)溶劑的類型不受到特別限制。

更優(yōu)選地，可使用以下作為溶劑：純凈水或選自以下的有機(jī)溶劑：甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇、二甲氧基乙烷、二乙醚、二異丙醚、乙酸、乙酸乙酯、乙酸酐、四氫呋喃、二噁烷、丙酮、乙基甲基酮、四氯化碳、氯仿、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、苯、甲苯、鄰二甲苯、環(huán)己烷、戊烷、己烷、庚烷、乙腈、硝基甲烷、二甲基甲酰胺、三乙胺、吡啶、二硫化碳和這些的任意組合。最優(yōu)選的為純凈水或甲苯。

優(yōu)選地，在步驟(a)中，分散是用混合器或超聲波發(fā)生器進(jìn)行?；旌掀骰虺暡òl(fā)生器的類型并無特定限制。

在另一優(yōu)選實(shí)施方案中，超聲波發(fā)生器優(yōu)選在空氣條件下用于混合。

作為優(yōu)選項(xiàng)，在步驟(b)中，優(yōu)選在空氣條件下，用如上所述基于液體的涂覆法將所得溶液涂覆至多個(gè)微溝槽上，以得到偏振光發(fā)射器件。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，在步驟(b)之后且在步驟(c)之前，任選地，蒸發(fā)可如下進(jìn)行：通過在室溫下曝露于空氣條件、烘烤、真空、或這些的任意組合。

在通過烘烤進(jìn)行蒸發(fā)的情況下，條件優(yōu)選地為高于30℃且低于200℃，甚至更優(yōu)選地在空氣條件中高于50℃且低于90℃以獲得偏振光發(fā)射器件，優(yōu)選地在空氣條件下進(jìn)行。

下文工作實(shí)施例1至6提供了本發(fā)明偏振光發(fā)射器件的描述，以及詳細(xì)描述了它們的制造。

術(shù)語的定義

根據(jù)本發(fā)明，術(shù)語“透明”意指至少約60％的入射光在偏振光發(fā)射器件中所用厚度下和在偏振光發(fā)射器件操作期間所用波長或波長范圍下透射。

優(yōu)選地，其超過70％，更優(yōu)選地，超過75％，最優(yōu)選地，其超過80％。

術(shù)語“熒光”定義為已吸收光或其他電磁輻射的物質(zhì)發(fā)射光的物理過程。其是冷光的形式。在多數(shù)情形下，所發(fā)射光具有比所吸收輻射更長的波長，并因此更低的能量。

術(shù)語“半導(dǎo)體”意指在室溫下導(dǎo)電率程度介于導(dǎo)體(諸如銅)與絕緣體(諸如玻璃)之間的材料。

術(shù)語“無機(jī)”意指不含碳原子的任何材料或含以離子地鍵合至其他原子的碳原子的任何化合物，諸如一氧化碳、二氧化碳、碳酸鹽、氰化物、氰酸鹽、碳化物和硫氰酸鹽。

術(shù)語“發(fā)射”意指由原子和分子中的電子躍遷發(fā)射電磁波。

除非另有說明，否則本說明書中所公開的每一特征均可由起到相同、等效或類似目的的替代性特征替代。因此，除非另有說明，否則所公開的每一特征僅為上位系列的等效或類似特征的一個(gè)實(shí)例。

參考以下實(shí)施例更詳細(xì)地描述本發(fā)明，該實(shí)施例僅僅是說明性的并且不限制本發(fā)明的范圍。

實(shí)施例

實(shí)施例1:在具有pdms片的平坦表面玻璃基板上制造偏振光發(fā)射器件

通過使用branson破碎超聲波發(fā)生器(bransonchipsonicator)超聲波處理而將0.003g覆蓋有聚乙烯亞胺的棒形cds半導(dǎo)體納米晶體(qlighttechnologies)分散于水(3g)中。

通過在乙醇中進(jìn)行超聲波處理而清潔由光柵復(fù)制的具有1um節(jié)距和100nm高度的微溝槽的pdms片(購自shinetsuchemicalco.)。

全息光柵由5mm玻璃基板、具有通過激光干涉而制造的微溝槽的環(huán)氧樹脂和鋁反射器組成。

接著，通過滴鑄方法而將所得溶液涂布至光柵上。將100微升所得溶液滴落于具有微溝槽的25mmx25mmpdms片上，并均勻地覆蓋光柵的整個(gè)區(qū)域。

接著，在空氣條件中使經(jīng)涂布的溶液中的水在80℃下蒸發(fā)10分鐘。

在使水蒸發(fā)之后，使pdms片的涂布有納米晶體的表面面向玻璃基板，并將該表面壓向玻璃基板，接著將pdms片從玻璃基板移除以將納米晶體轉(zhuǎn)移至玻璃基板。

成功地將經(jīng)配向納米晶體轉(zhuǎn)移至玻璃基板。

實(shí)施例2:在具有pdms塊體(block)的平坦表面玻璃基板上制造偏振光發(fā)射器件

通過使用破碎超聲波發(fā)生器(bransonsonifier250)超聲波處理而將0.003g覆蓋有三正辛基氧化膦(topo)的棒形納米晶體(qlighttechnologies)分散于甲苯(3g)中。

通過在丙酮中進(jìn)行超聲波處理而清潔具有260nm節(jié)距和62.4nm高度的微溝槽的全息光柵(購自edmundoptics)。

全息光柵由5mm玻璃基板、具有通過激光干涉而制造的微溝槽的環(huán)氧樹脂和鋁反射器組成。

接著，通過滴鑄方法而將所得溶液涂布至光柵上。將100微升所得溶液滴落至25mmx25mm光柵上，并均勻地覆蓋光柵的整個(gè)區(qū)域。

在空氣條件中使經(jīng)涂布溶液中的甲苯在20℃下蒸發(fā)5分鐘。

使具有平坦表面的聚合pdms塊體面向涂布有納米晶體的光柵，并將其緩和地移除。將納米晶體轉(zhuǎn)移至pdms塊體的表面。使表面上具有納米晶體的pdms塊體面向并接觸具有平坦表面的玻璃基板，接著將pdms塊體從玻璃基板緩和地移除。成功地將納米晶體轉(zhuǎn)移至平坦玻璃基板上。

實(shí)施例3:在具有pdms塊體的平坦表面玻璃基板上制造偏振光發(fā)射器件

通過使用破碎超聲波發(fā)生器(bransonsonifier250)超聲波處理而將0.003g覆蓋有三正辛基氧化膦(topo)的棒形半導(dǎo)體納米晶體(qlighttechnologies)分散于甲苯(3g)中。

通過在丙酮中進(jìn)行超聲波處理而各自獨(dú)立地清潔具有1,200線/毫米微溝槽、1,800線/毫米微溝槽、2,400線/毫米微溝槽和3,600線/毫米微溝槽的四個(gè)全息光柵(購自edmundoptics)。

全息光柵由5mm玻璃基板、具有通過激光干涉而制造的微溝槽的環(huán)氧樹脂和鋁反射器組成(以此次序)。

接著，通過滴鑄方法而將所得溶液涂布至各光柵上。將100微升所得溶液滴落至25mmx25mm的各個(gè)光柵上，且經(jīng)滴落的所得溶液均勻地覆蓋光柵的整個(gè)區(qū)域。在空氣條件中使經(jīng)涂布溶液中的甲苯在20℃下蒸發(fā)5分鐘。

使具有平坦表面的四個(gè)聚合pdms塊體各自獨(dú)立地面向各個(gè)涂布有納米晶體的光柵，并將其緩和地移除。將納米晶體各自獨(dú)立地轉(zhuǎn)移至pdms塊體的表面。接著，使表面上具有納米晶體的各pdms塊體面向并接觸具有平坦表面的玻璃基板，并將其從玻璃基板緩和地移除。成功地將納米晶體轉(zhuǎn)移至平坦玻璃基板上。

實(shí)施例4:在具有pdms塊體的平坦表面玻璃基板上制造偏振光發(fā)射器件

以工作實(shí)施例3中所描述的相同方式制造偏振光發(fā)射器件，除在經(jīng)涂布溶液蒸發(fā)期間將超聲波處理應(yīng)用于光柵之外。

實(shí)施例5:在具有pdms塊體的平坦表面玻璃基板上制造偏振光發(fā)射器件

以工作實(shí)施例3中所描述的相同方式制造偏振光發(fā)射器件，除在經(jīng)涂布溶液蒸發(fā)期間將超聲波處理應(yīng)用于光柵和也在各pdms塊體面向玻璃基板時(shí)手工地施加剪切應(yīng)力之外。

將施加至pdms塊體的剪切應(yīng)力的方向?qū)蛑良{米晶體的長軸至pdms塊體的平均配向方向。

實(shí)施例6:評(píng)估偏振光發(fā)射器件

通過具有分光計(jì)的偏光顯微鏡而評(píng)估工作實(shí)施例3至5中所制造的偏振光發(fā)射器件。

由1w、405nm發(fā)光二極管激發(fā)各器件，并由具有10x物鏡的顯微鏡觀測(cè)來自器件的各個(gè)發(fā)射。將來自接物鏡的光通過長通濾光片(420nm標(biāo)稱截止波長)和偏振器而引入至分光計(jì)。在評(píng)估系統(tǒng)中具有長通濾光片的目的是切割405nm激發(fā)光。由分光計(jì)觀測(cè)平行于和垂直于微溝槽偏振的峰值發(fā)射波長的光強(qiáng)度。

表1中展示實(shí)施例3至5中所制造的偏振光發(fā)射器件的發(fā)射光譜。

根據(jù)等式1(eq.1)測(cè)定發(fā)射的偏振比率(在下文中為pr)

等式1

pr＝{(發(fā)射的強(qiáng)度)//-(發(fā)射的強(qiáng)度)⊥}/

{(發(fā)射的強(qiáng)度)//+(發(fā)射的強(qiáng)度)⊥}

表1:偏振光發(fā)射器件的pr。