光学组合物

摘要

本发明目的在于减少发光装置内过量的散射。公开了组合物，其包含含有阴离子有机部分的透明基质、和分散在所述基质中的金属阳离子。所述阴离子有机部分和所述金属阳离子形成有机金属络合物，并且其中所述金属阳离子在与包含选自硫和硒的至少一种元素的作用剂接触后，能够形成透明的纳米晶体。还公开了光学组合物，其包含含有有机部分残基的透明基质和未改性的纳米晶体。此外，制备光学组合物的方法，其包括以下步骤：提供包含阴离子有机部分的透明基质；将金属阳离子分散在所述基质中；和使所述有机金属络合物与作用剂接触以将至少部分所述金属阳离子原位转化成透明纳米晶体。

权利要求

1.组合物，其包含：

-包含阴离子有机部分的透明基质(50)，和-分散在所述基质中的金属阳离子(60)，其中所述阴离子有机部分和所述金属阳离子形成有机金属络合物，并且其中所述金属阳离子在与包含选自硫和硒的至少一种元素的作用剂接触后，能够形成透明纳米晶体。

2.根据权利要求1所述的组合物，其中所述有机金属络合物均匀分散在所述基质中。

3.根据权利要求1所述的组合物，其中所述基质包含聚合物并且所述阴离子有机部分是所述聚合物的阴离子有机侧基。

4.根据权利要求1所述的组合物，其中所述基质是有机硅或有机硅衍生物，包含聚硅氧烷和硅橡胶的至少一种。

5.根据权利要求1所述的组合物，其中所述金属离子选自锌离子、镉离子和铁离子。

6.光学组合物，其包含：

-包含有机部分残基的透明基质(50)，和-分散在所述基质中的包含金属阳离子与选自硫和硒的至少一种元素的未改性纳米晶体(70)。

7.根据权利要求6所述的光学组合物，其中所述纳米晶体均匀分散在主体基质中。

8.根据权利要求6所述的光学组合物，其中所述光学组合物具有在1.6至1.9范围内的折射率。

9.根据权利要求6所述的光学组合物，其中所述基质是交联的。

10.发光装置，其包括固态光源和布置在所述固态光源上方的权利要求6至9任一项的光学组合物。

11.光学部件，其包含权利要求6至9任一项所述的光学组合物。

12.制备光学组合物的方法，所述方法包括以下步骤：a)提供(101)包含阴离子有机部分的透明基质，b)将金属阳离子分散(102)到所述基质中，使得所述阴离子有机部分和所述金属阳离子形成有机金属络合物，c)使所述有机金属络合物与包含选自硫和硒的至少一种元素的作用剂接触(103)，以将至少部分所述金属阳离子原位转化成透明纳米晶体。

13.制备光学组合物的方法，所述方法包含以下步骤：a)提供权利要求1所述的组合物，

c)使所述有机金属络合物与包含选自硫和硒的至少一种元素的作用剂接触(103)，以将至少部分所述金属阳离子原位转化成透明纳米晶体。

14.根据权利要求12或13所述的方法，其中进行步骤c)，直到达到所述光学组合物的折射率对应于所述有机金属络合物的100％转化为止。

15.根据权利要求12或13所述的方法，其还包括所述基质通过热或选自紫外线、γ射线和电子的高能辐射进行交联的步骤。

说明书

光学组合物

发明领域

[0001] 本发明涉及组合物、光学组合物以及包含所述光学组合物的发光装置和光学部件。本发明还涉及制备所述光学组合物的方法。

[0002] 发明背景

[0003] 在许多包含固态光源的发光装置、例如LED中，所述固态光源被透明材料封装，以便增加所述装置的光提取和保护固态光源。重要的是使用具有高光化学稳定性的高折射率材料，例如有机硅(silicone)，作为封装剂。包含所述高折射率材料的封装剂如果用于这种发光装置的部件例如波长转换构件或透明盖构件中的话，可以相当大地增加系统效率。

[0004] 已经提出将纳米晶体分散在高折射率材料的基质、例如聚合物基质、例如有机硅基质中，以便进一步增加所述基质的折射率。所述纳米晶体通常在分散到所述基质中之前制备和表面改性。所述纳米晶体被表面改性以提高与所述高折射率基质材料的相容性。然而，这种方法由于纳米晶体的聚集，倾向于产生过量光散射。

[0005] US 2012/0068118 A1解决了不希望的光散射的问题，并且提出了用包含配位体的半导体纳米晶体掺杂的基质，所述纳米晶体允许与各种基质材料、包括聚合物混合，使得极少部分的光被散射。公开了包含纳米结构的组合物，和与所述纳米结构的表面结合的聚合配位体。所述配位体包含线性有机硅骨架，和一个或多个与所述有机硅骨架连接的纳米结构结合部分。

[0006] 然而，本领域仍然需要进一步减少过量光散射的高折射率组合物。本领域还需要制备减少过量光散射的高折射率组合物的改进方法。

发明内容

[0007] 本发明的目的是至少部分克服这个问题，以及提供允许进一步减少光散射的光学组合物，和制备光学组合物的方法。

[0008] 现有技术的缺点是当在流态载体中从纳米晶体开始时，所述纳米晶体的高移动性通常导致纳米晶体聚集。在本发明中，发明人建议在透明基质内进行纳米晶体的原位形成。在本发明中，提供了包含透明基质和有机金属络合物的组合物。随后，纳米晶体可以在所述有机金属络合物与包含选自硫和硒的至少一种元素的作用剂接触时，在所述透明基质中原位形成。所述有机金属络合物在透明基质内的低移动性起到了妨碍和阻止纳米晶体聚集的作用。

[0009] 根据本发明的第一个方面，提供了包含透明基质和分散在所述基质中的金属阳离子的组合物，所述透明基质包含阴离子有机部分。所述阴离子有机部分和所述金属阳离子形成有机金属络合物。此外，所述金属阳离子在与包含选自硫和硒的至少一种元素的作用剂接触后，能够形成透明纳米晶体。

[0010] 本发明的组合物的优点是在制备所述光学组合物之前不需要形成或表面改性纳米晶体。此外，所述组合物的折射率是可调的，取决于曝露于所述包含选自硫和硒的至少一种元素的作用剂的时间。此外，所述有机金属络合物在所述组合物中不聚集，因此所述纳米晶体在暴露于所述作用剂后也不倾向于聚集。防止聚集导致防止过量的光散射。

[0011] 根据一种实施方式，所述有机金属络合物均匀分散在基质中。

[0012] 根据一种实施方式，所述基质包含聚合物并且所述阴离子有机部分是所述聚合物的阴离子有机侧基。

[0013] 在一个实例中，所述聚合物的阴离子有机侧基是选自例如COO-、HCOO-、CH3COO-、CH3CH(OH)COO-、(COO)22-、C3H5O(COO)33-、C5H7O2-、C6H5COO-的羧酸根基团。所述阴离子有机侧基也可以是磺酸根基团(RSO2O-)。

[0014] 根据一种实施方式，所述基质是有机硅或有机硅衍生物，包含聚硅氧烷和硅橡胶的至少一种。

[0015] 根据一种实施方式，所述金属离子选自锌离子、镉离子和铁离子。

[0016] 在一个实例中，所述组合物还可以包含分散在所述基质中的纳米晶体。

[0017] 在一个实例中，所述有机金属络合物具有用于化学连接至所述基质的聚合物网络的反应性基团。

[0018] 根据第二方面，本发明提供了光学组合物，其包含含有有机部分残基的透明基质、和分散在所述基质中的包含金属阳离子与选自硫和硒的至少一种元素的未改性纳米晶体。

[0019] 所述光学组合物的优点是折射率增加和可调。此外，所述透明纳米晶体不吸收光。此外，为了防止聚集，所述纳米晶体不需要任何表面改性也不需要与它们的表面结合的任何配位体。

[0020] 根据一种实施方式，所述纳米晶体均匀分散在主体基质中。所述均匀分散意味着通过减少纳米晶体的聚集来防止光散射。

[0021] 根据一种实施方式，所述光学组合物具有在1.6至1.9范围内的折射率。

[0022] 根据一种实施方式，所述基质是交联的。

[0023] 在一个实例中，所述纳米晶体选自ZnS、CdS、ZnSe、CdSe和PbS。

[0024] 在一个实例中，所述有机部分残基选自例如COOH、HCOOH、CH3COOH、CH3CH(OH)COOH、(COOH)2、C3H5O(COOH)3、C5H8O2、C6H5COOH、RSO2OH。所述有机部分残基在所述光学组合物中容易检测。

[0025] 根据第三方面，提供了发光装置，其包含固态光源和布置在所述固态光源上方的光学组合物。

[0026] 根据第四方面，提供了包含所述光学组合物的光学部件。

[0027] 在一个实例中，提供了包含所述光学组合物的透明盖构件。例如，所述透明盖构件可以覆盖发光装置中的固态光源。

[0028] 在一个实例中，提供了包含所述光学组合物和波长转换材料的发光装置的波长转换构件。

[0029] 在第五个方面，本发明提供了制备光学组合物的方法，所述方法包括以下步骤：

[0030] a)提供了包含阴离子有机部分的透明基质，

[0031] b)将金属阳离子分散到所述基质中，使得所述阴离子有机部分和所述金属阳离子形成有机金属络合物，

[0032] c)使所述有机金属络合物与包含选自硫和硒的至少一种元素的作用剂接触，以将至少部分所述金属阳离子原位转化到成明纳米晶体。

[0033] 原位形成纳米晶体允许更容易和更有效地制备减少过量光散射的光学组合物。所述方法是容易的，因为它不需要所述纳米晶体表面改性的步骤。所述方法是更有效的，因为原位形成允许减少纳米晶体聚集体的形成，并因此也进一步减少过量的光散射。此外，所述光学组合物的折射率可在制备所述光学组合物期间调节。

[0034] 根据一种实施方式，制备光学组合物的方法包括以下步骤：

[0035] a)提供本发明的组合物，

[0036] c)使所述有机金属络合物与包含选自硫和硒的至少一种元素的作用剂接触，以将至少部分所述金属阳离子原位转化到透明纳米晶体中。

[0037] 根据一种实施方式，进行步骤c)，直到达到所述光学组合物的折射率对应于所述有机金属络合物的100％转化为止。

[0038] 根据一种实施方式，所述方法还包括通过选自紫外线、γ射线、电子的高能辐射交联所述基质的步骤。所述基质交联的步骤也可以通过热进行。

[0039] 在一个实例中，制备光学组合物的方法包括以下步骤：制备包含反应性单体和有机金属络合物的混合物，任选澄清的和可混溶的；利用高能辐射聚合所述混合物；和使所述有机金属络合物与包含选自硫和硒的至少一种元素的作用剂接触，以原位反应至少部分所述金属阳离子以形成透明纳米晶体，例如金属硫化物(sulfinide)或硒化物。所述混合物可以在所述接触步骤之前或之后与基质交联。

[0040] 在一个实例中，所述方法还可以包括形成包含根据本发明实施方式的光学组合物的透明盖构件或波长转换构件的步骤。

[0041] 在一个实例中，所述基质通过具有反应性基团的单体聚合而提供。例如，聚合可以是加成反应。在有机硅的情况下，所述反应性基团可以包含乙烯基和所述交联剂可以包含Si-H基。所述聚合可以通过催化剂、例如Pt催化剂引发。当所述单体提供为具有乙烯基时，也可以使用自由基引发的聚合。在硅氧烷(siloxane)的情况下，普遍使用过氧化物引发的聚合。此外，通过缩合反应的聚合也可以用于提供交联聚合物基质。

[0042] 在一个实例中，提供了根据本发明的方法制备的光学组合物。

[0043] 要注意本发明涉及权利要求书中叙述的特征的所有可能组合。

附图说明

[0044] 现在将参考显示本发明的实施方式的附图，更详细地描述本发明的这些和其他方面。

[0045] 在图1中，显示了根据本发明的实施方式，原位形成纳米晶体的反应图式。

[0046] 在图2中，示意性地显示了包含透明盖构件的发光装置，所述透明盖构件包含根据本发明实施方式的光学组合物。

[0047] 在图3a-c中，显示了波长转换构件的例子，所述波长转换构件包含根据本发明实施方式的光学组合物和波长转换材料。

[0048] 在图4a-b中，示意性地显示了制备本发明实施方式的光学组合物的方法。

[0049] 在图5中，显示了根据本发明实施方式的光学组合物分别在与H2S气体接触之前和之后的折射率。

[0050] 如所述图中示出，层和区的尺寸为了说明的目的被放大，因此提供它们是为了说明本发明实施方式的一般结构。同样的参考数字始终是指同样的元件。

具体实施方式

[0051] 本发明现在将参考显示本发明当前优选实施方式的附图，在下文中更充分地描述。然而，本发明可以体现为许多不同的形式，并且不应该解释为被限于本文中提出的实施方式；相反地，提供这些实施方式是为了详尽性和完全性，并向技术人员充分传达本发明的范围。

[0052] 发明人已经发现，通过在所述组合物中原位形成纳米晶体，可以在不增加光散射下增加用于例如发光装置的组合物的折射率。

[0053] 所述组合物包含含有阴离子有机部分的透明基质，和分散在所述基质中的金属阳离子。所述金属阳离子和所述阴离子有机部分形成有机金属络合物。所述透明基质可以聚合以提供化学交联的网络。当所述分散的金属阳离子与包含选自硫和硒的至少一种元素的作用剂接触时，所述金属阳离子可以与所述选自硫和硒的至少一种元素在所述基质中原位形成纳米晶体。

[0054] 金属阳离子的分散和纳米晶体的原位形成倾向于进一步降低聚集风险并因此也减少过量的光散射。

[0055] 通过原位形成纳米晶体，不需要在制备所述光学组合物之前形成或表面改性纳米晶体。因此，所生成的光学组合物可包含透明基质和分散在所述基质中的未改性的(即没有表面改性的)纳米晶体，所述透明基质包含有机部分残基，所述未改性的纳米晶体包含金属阳离子与选自硫和硒的至少一种元素。

[0056] 术语“原位”，本文中用于描述纳米晶体不在与所述基质接触之前形成，例如在常规方法中，而是当有机金属络合物的金属阳离子与包含选自硫和硒的至少一种元素的作用剂接触时在所述基质内形成。

[0057] 在根据本发明原位形成纳米晶体中，所述有机金属络合物的移动性比常规方法中预先形成的纳米晶体的移动性低得多。因此，本文所述的纳米晶体的原位形成倾向于减少纳米晶体的聚集，从而减少过量的光散射。

[0058] 术语“阴离子有机部分”，本文中是指电子比质子多、因此具有负电荷的有机分子或化合物或者分子或化合物的有机部分。所述阴离子有机部分可以是具有阴离子有机基团的分子。或者，所述阴离子有机部分可以是基质的聚合物的阴离子有机侧基。所述阴离子有机部分可以选自例如羧酸根、磺酸根和丙酮酸根基团。

[0059] 术语“有机部分残基”，本文中是指所述阴离子有机部分的不带电荷状态。通常，所述有机部分残基由所述阴离子有机部分和附加的氢原子组成。有机部分残基的例子可以选自例如羧酸和磺酸。

[0060] 术语“金属阳离子”是指阳离子金属离子，即电子比质子少、因此具有正电荷的金属离子。金属阳离子的例子可以选自例如锌、镉、铁。通常，优选二价金属阳离子。

[0061] 术语“纳米晶体”本文中是指基本上单晶的纳米结构。所述纳米晶体具有至少一个尺寸小于100nm，通常小于50nm，或小于约1nm。纳米晶体可以具有约10nm的至少一个尺寸。纳米晶体在材料性质上可以是基本均匀的。纳米晶体的光学性质可以由它们的尺寸、化学组成或表面组成决定。纳米晶体可以由半导体材料制成。

[0062] 术语“未改性的纳米晶体”，本文中是指在与透明基质组合之前没有表面改性的纳米晶体。此外，未改性的纳米晶体通常不具有与它们的表面结合、轭合、配位、连接或缔合的任何分子、化合物或离子。

[0063] 术语“有机金属络合物”，本文中是指当阴离子有机部分和金属阳离子彼此相互作用例如通过形成盐时形成的络合物。有机金属络合物可以包含金属-碳键，通常为离子键和共价键之间的中间性状。

[0064] 术语“包含选自硫和硒的至少一种元素的作用剂”，本文中是指包含当有机金属络合物与作用剂接触时可以与有机金属络合物的金属阳离子形成纳米晶体的元素的物质。通常，所述作用剂是气体。包含选自硫和硒的至少一种元素的作用剂的例子可以选自例如H2S和H2Se。

[0065] 术语“均匀地分散”，本文中是指金属阳离子、有机金属络合物或纳米晶体分散在基质中而不彼此形成聚集体或簇。因此，根据本发明的实施方式，分散的金属阳离子、有机金属络合物或纳米晶体没有在基质中形成可以引起过量光散射的聚集体或簇。优选地，在所述金属阳离子、有机金属络合物或纳米晶体在所述基质的每个样品中的浓度类似或等于金属阳离子、有机金属络合物或纳米晶体在所述基质中的平均总浓度的意义上，所述金属阳离子、有机金属络合物或纳米晶体也是均匀分散的。

[0066] 术语“光学部件”，本文中是指适合用于光学装置例如发光装置中的透明部件。光学部件的例子是磷光体的透镜、粘合层、基质材料。

[0067] 术语“透明的”，本文中是指允许光通过所述材料而不散射的物理性质。

[0068] 一般而言，包含选自硫和硒的至少一种元素的作用剂、例如H2S气体，与包含含有阴离子有机部分和分散金属阳离子的基质的组合物之间的反应可以如下：

[0069] H2Y(g)+(M2+)(X-)2→(M2+)(Y2-)+2XH(方程1)

[0070] 其中Y表示选自硫和硒的元素；M2+表示可以是二价的金属阳离子，例如Zn2+或Cd2+；X-表示阴离子有机部分，例如羧酸根基团，例如COO-、C5H7O2-或RSO2O-；(M2+)(Y2-)表示纳米晶体，例如ZnS、CdS、ZnSe、CdSe或PbS；和XH表示有机部分残基，例如COOH、C5H8O2或RSO2OH。取决于所述金属阳离子和所述阴离子有机部分的氧化态，方程1可能必须根据M、X和H2Y的相对摩尔量进行修改。

[0071] 根据本发明实施方式的透明基质可以是聚合物基质或基于硅氧烷的基质。所述基于硅氧烷的基质可以包含有机硅，例如聚硅氧烷和改性聚硅氧烷。所述聚合物基质可以包含烃聚合物，例如聚丙烯酸酯。优选地，所述基质是可交联的。

[0072] 适合地，所述基质材料能够与所述组合物的金属阳离子形成络合物。所述透明基质的聚合物可以包含阴离子有机部分，例如阴离子有机侧基。所述阴离子有机部分可以选自羧酸根基团，例如乙酸根基团、甲酸根基团、柠檬酸根基团、乳酸根基团、草酸根基团，磺酸根基团和丙酮酸根基团。所述透明基质的聚合物可以通过包含单体和有机金属络合物的混合物的原位聚合而形成。

[0073] 图1示意性地显示了包含阴离子有机部分和金属阳离子的有机金属络合物与包含选自硫和硒的至少一种元素的作用剂之间反应的例子，其通常可以在透明基质中发生。在这个例子中，阴离子有机部分是苯甲酸根，即所述基质聚合物的阴离子有机侧基。分散的金属阳离子是Cd离子。所述包含选自硫和硒的至少一种元素的作用剂是干燥H2S气体。

[0074] 在一个实例中，丙烯酸酯单体、镉离子、羧酸根基团可以与二丙烯酸酯一起用于组合物中。所述单体聚合之后，可以得到具有与镉离子相互作用的阴离子有机侧基的聚合物。暴露于例如H2S气体后，可以在这种组合物内原位形成纳米晶体。

[0075] 与H2S反应之前，所述组合物包含在基质网络中的镉阳离子和阴离子有机物部分的有机金属络合物。在图1中，所述基质网络是丙烯酸酯聚合物网络。与H2S反应后，形成硫化镉(CdS)纳米晶体，其被含有与所述丙烯酸酯聚合物网络联接的有机部分残基的基质包围。

[0076] 在图1的反应图式中，形成硫化镉(CdS)纳米晶体，以及苯甲酸(RCOOH)的有机部分残基。所述有机部分残基通常不与所述纳米晶体的表面结合、轭合、配位、连接、或缔合。

[0077] 所述有机金属络合物与所述包含选自硫和硒的至少一种元素的作用剂接触之前，所述有机金属络合物的阴离子有机部分与金属阳离子之间的相互作用可以包含配位键，也称为偶极键，其通常是离子键和共价键之间的中间性状。所述有机金属络合物与所述包含选自硫和硒的至少一种元素的作用剂已经接触之后，前者有机金属络合物的金属阳离子而是通过例如离子键与所述选自硫和硒的至少一种元素相互作用。

[0078] 优选地，所述有机金属络合物与所述包含选自硫和硒的至少一种元素的作用剂接触之前，所述有机金属络合物均匀分散在所述透明基质中。优选地，所述有机金属络合物与所述包含选自硫和硒的至少一种元素的作用剂接触之后，所述纳米晶体也均匀分散在所述透明基质中。

[0079] 本发明的光学组合物可以用于许多应用，例如光学部件，例如利用全内反射(TIR)的部件，所谓的TIR光学部件。

[0080] 例如，透明盖构件(即在发光装置中适合于覆盖固态光源的透明部件)，例如有机硅的LED圆盖，可以包含所述光学组合物。发光装置可以包含固态光源和布置在所述固态光源上方的所述光学组合物。

[0081] 所述光源可以是LED、UV LED或激光二极管，但同样可以设想其他光源。例如，所述LED可以是平表面LED半导体芯片、RGB LED、直接磷光体转换的LED、或蓝光LED、紫光LED、或与远程磷光体技术结合的UV LED。所述发光表面可以是未涂层的、涂层的等等。

[0082] 在图2中，示意性地显示了包含透明盖构件的发光装置。所述包含本发明实施方式的光学组合物的透明盖构件30布置在固态光源20上方。固态光源20布置在载体10上。

[0083] 发光装置的波长转换构件(即适合于发光装置的部件，在其中用于将第一波长的光转换成第二波长的光)可以包含所述光学组合物和波长转换材料。所述波长转换构件可以布置为与固态光源例如LED直接接触、在所述光源附近、或远离所述光源。

[0084] 合适的有机波长转换材料的例子是基于苝的衍生物的有机发光材料，例如由BASF以名称 销售的化合物。合适的化合物的例子包括，但不限于，红F305， 橙F240， 黄F083，和 F170。

[0085] 在一些实施方式中，所述波长转换材料可以是量子点或量子棒。量子点是通常宽度或直径只有几纳米的半导体材料的小晶体。当被入射光激发时，量子点发射的光的颜色由所述晶体的尺寸和材料决定。因此可通过改变所述点的尺寸来产生特定颜色的光。在可见光范围内发射的最熟知的量子点是基于具有例如硫化镉(CdS)和硫化锌(ZnS)的壳的硒化镉(CdSe)。无镉量子点例如磷化铟(indium phosphode)(InP)、和硫化铜铟(CuInS2)和/或硫化银铟(AgInS2)也可以使用。量子点显示很窄的发射谱带，因此它们显示饱和色。此外，所述发射颜色可以容易地通过改变量子点的尺寸来调整。本领域已知的任何量子点类型都可以用于本发明。然而，由于环境安全和顾虑的原因，可以优选使用无镉量子点或至少镉含量很低的量子点。

[0086] 所述转换元件还可以包含无机波长转换材料。无机波长转换材料的例子包括但不限于，铈(Ce)掺杂YAG(Y3Al5O12)或LuAG(Lu3Al5O12)。Ce掺杂YAG发射浅黄色的光，而Ce掺杂LuAG发射浅黄绿色的光。发射红光的其他无机波长转换材料的例子可以包括但不限于ECAS和BSSN；ECAS是Ca1-xAlSiN3:Eux，其中0

[0087] 图3a-c显示了包含本发明实施方式的光学组合物和波长转换材料的波长转换构件可以如何布置在发光装置中的例子。

[0088] 在图3a中，波长转换构件42以所谓的直接构造布置，其中波长转换构件42与固态光源20、优选LED直接接触布置。固态光源20可以布置在载体10上。

[0089] 在图3b中，波长转换构件41以所谓的邻近构造布置，其中波长转换构件41邻近于、而不是直接接触固态光源20、优选LED而布置。固态光源20可以布置在载体10上。

[0090] 在图3c中，波长转换构件43以所谓的远距离构造布置，其中波长转换构件43远离固态光源20、优选LED布置。固态光源20可以布置在载体10上。在所述远距离构造中，波长转换构件43布置得比邻近构造中的波长转换构件41更远离固态光源20。

[0091] 在图4a-b中，示意性地显示了制备光学组合物的方法。图4a显示了根据本发明实施方式的方法中步骤的流程图。图4b用图示了所述步骤。

[0092] 提供包含阴离子有机部分的透明基质的步骤101可以通过聚合适合于所述基质的聚合物而进行。例如，所述基质可以通过聚合具有反应性基团并任选还有具有反应性基团的阴离子有机部分例如羧酸基团的单体的充分混合的混合物来提供。

[0093] 将金属阳离子分散到基质中使得所述阴离子有机部分和所述金属阳离子形成有机金属络合物的步骤102，可以通过用金属阳离子60、例如以金属盐的形式的溶液溶胀所述聚合物来中和所述阴离子有机部分，而将所述金属阳离子分散到基质50中。优选地，金属阳离子60在基质内形成有机金属络合物，其优选均匀分散在所述基质中。

[0094] 在可替代方法中，根据权利要求1的组合物可以直接提供，并且替代如上所述的步骤101和102。另外，根据权利要求1的组合物在步骤103之前提供，其中所述有机金属络合物与作用剂接触以将所述金属阳离子原位转化为纳米晶体。

[0095] 可以提供包含有机金属络合物的单体的混合物，并随后可以聚合所述单体。其后，包含有机金属络合物的聚合物的基质可以经受例如H2S气体或H2Se气体，以原位产生金属硫化物纳米晶体和/或金属硒化物纳米晶体。

[0096] 在一个实例中，所述有机金属络合物与作用剂接触以将金属阳离子60原位转化为纳米晶体70可以通过将包含金属阳离子60的基质50在室温和大气压下布置在干燥H2S气体管中为期4小时来进行。所述有机金属络合物曝露于例如H2S气体的时间将至少部分决定有机金属络合物转化成纳米晶体的一定分率。因此，通过例如曝露时间来控制转化的有机金属络合物的分率，可以调节所述光学组合物的折射率。

[0097] 所述组合物的折射率可以随着所述金属阳离子原位转化为纳米晶体而改变。所述光学组合物可以具有可调折射率，其指示无、全部或一部分所述金属阳离子可以原位转化为纳米晶体。优选地，所述组合物与所述作用剂接触以将所述金属阳离子原位转化为纳米晶体，直到达到对应于所述有机金属络合物至少100％转化为纳米晶体的所述光学组合物折射率为止。

[0098] 所述光学组合物的折射率(RI)可以是纯基质材料的折射率(例如RI有机硅在1.4至1.6的范围内；RI聚丙烯酸酯在1.4至1.6的范围内)和纳米晶体本身的折射率(例如540nm下在2至
3范围内)之间的任何值。例如，540nm下ZnS的折射率是2.6。优选地，所述光学组合物的RI大于1.5，更优选在1.5至2.5范围内，例如1.8。

[0099] 本发明的方法还可以包含交联所述基质的步骤。所述基质可以利用多官能反应性单体交联，所述单体经受高能辐射或热后引起化学交联。这样的多官能反应性单体可以具有反应性基团，例如丙烯酸酯基团、乙烯基等等。

[0100] 实施例1：光学组合物的制备

[0101] 提供透明丙烯酸酯单体基质以及光引发剂并且通过来自10W荧光灯的紫外辐射引发聚合。

[0102] 所述具有膜形状的聚合基质在包含3wt％脱水乙酸镉、40wt％乙醇、7wt％去矿质水和50wt％二氯甲烷的溶液中中和。样品浸泡在所述中和溶液中半天。在所述中和步骤中，羧基中的氢被所述金属离子、即镉离子置换。

[0103] 其后，样品在包含42wt％乙醇、8wt％去矿质水和50wt％二氯甲烷的混合物中清洗，以洗掉在中和期间没有与聚合物网络结合的离子。

[0104] 随后，样品在室温(约20℃)干燥。残留的溶剂通过加热所述样品直至150℃而除去。

[0105] 其后，通过将所述镉中和的基质在大气压(约101.3kPa)和室温下放在包含干燥H2S气体管中为期4小时而得到所述包含CdS纳米晶体的光学组合物。

[0106] 实施例2：增加折射率

[0107] 包含基质即丙烯酸酯基质、阴离子有机部分即羧酸根基团、和金属阳离子即镉离子的组合物与干燥H2S气体接触，以在所述丙烯酸酯基质内原位形成纳米晶体。

[0108] 与所述干燥H2S气体接触之前和之后分析所述组合物的折射率。与所述干燥H2S气体接触时，由于原位形成纳米晶体，显然得到折射率大增加。

[0109] 在图5中，显示了与干燥H2S气体接触之前和之后随温度而变的折射率。所述组合物与干燥H2S气体接触之前随温度而变的折射率在图5中由黑色方块显示。所述组合物与干燥H2S气体接触之后随温度而变的折射率在图5中由黑点显示。

[0110] 本领域技术人员认识到本发明决不限于上面描述的优选实施方式。相反，许多修改和变化在所附权利要求的范围内是可能的。

[0111] 另外，技术人员通过研究附图、公开内容和所附权利要求，在实施所要求保护的本发明时可以理解和实现所公开的实施方式的变化形式。在权利要求中，单词“包含”不排除其他要素或步骤，没有数量指示的指称物不排除多个。某些措施在相互不同的从属权利要求中叙述，这绝不表明这些措施的组合不能有利地使用。