CN105838010B - 色彩转换膜、以及包含其的背光单元和显示设备 - Google Patents

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Abstract

在本说明书中描述的本发明涉及一种色彩转换膜、其制备方法和包括所述色彩转换膜的背光单元，所述色彩转换膜包括树脂基体；和有机荧光物质，其中，当照射具有450nm波长的发光峰、40nm或更小的FWHM和单峰发光强度分布的光时，所述色彩转换膜具有FWHM为70nm或更小的发光峰，而且在600nm处的发光强度与在最大发光波长处的发光强度的比率为1∶3或更高。

Description

色彩转换膜、以及包含其的背光单元和显示设备
技术领域
本申请涉及一种色彩转换膜、包括其的背光单元和显示设备。
本申请要求于2015年1月31日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2015-0015705号的优先权和权益，其全部内容通过引用并入本文。
背景技术
随着大屏幕电视变得越来越普遍，电视也变得越来越高清晰度，更薄和高功能化。高性能和高清晰度OLED电视仍然具有价格竞争力的问题，且关于OLED电视的真正市场尚未开始。因此，已经持续进行类似地确保OLED和LCD的优点的努力。
作为努力之一，许多量子点相关的技术和原型最近已被引入。但是，基于镉的量子点具有例如使用限制的安全问题，因此，在使用不含镉的量子点制备背光灯(其相对没有安全问题)的兴趣在增加。
发明内容
技术问题
本申请提供一种具有优异的色域和亮度特性的色彩转换膜、其制备方法，以及包括所述色彩转换膜的背光单元和显示设备。
技术方案
本申请的一个实施方式提供了一种色彩转换膜，其包括树脂基体和分散在树脂基体中的有机荧光物质，其中当照射具有450nm波长的发光峰、40nm或更小的FWHM(半峰全宽)和单峰发光强度分布的光时，所述色彩转换膜具有FWHM为70nm或更小的发光峰，而且在600nm处的发光强度与在最大发光波长处的发光强度的比率为1:3或更高。在本文中，在600nm处的发光强度指的是在当用具有450nm波长的发光峰的蓝光激发时发出的光中，在600nm处的发光强度。随着所述发光强度比率变地更高，在最大发光波长处的发光强度变的更高。根据一个实施例，在600nm处的发光强度与在最大发光波长处的发光强度的比率可以为1:3或更高，1:4或更高或1:5或更高。
本申请的另一个实施方式提供了一种色彩转换膜，其中，在上述实施方式中，所述有机荧光物质包括第一荧光物质和第二荧光物质，当照射具有在450nm处的发光峰、40nm或更小的FWHM和单峰发光强度分布的光时，所述第一荧光物质具有在620nm到680nm范围内的最大发光波长，且当照射具有在450nm处的发光峰、40nm或更小的FWHM和单峰发光强度分布的光时，所述第二荧光物质具有在590nm到630nm范围内的最大发光波长。
本申请的另一个实施方式提供了一种色彩转换膜，其中，在上述实施方式中，所述有机荧光物质包括第一荧光物质和第二荧光物质，当照射具有在450nm处的发光峰、40nm或更小的FWHM和单峰发光强度分布的光时，所述色彩转换膜具有在590nm到680nm范围内的最大发光波长，且所述第一荧光物质具有50nm或更小的斯托克斯频移。
本申请的另一个实施方式提供了一种色彩转换膜，其中，在上述实施方式中，所述有机荧光物质包括第一荧光物质和第二荧光物质，当照射具有在450nm处的发光峰、40nm或更小的FWHM和单峰发光强度分布的光时，所述色彩转换膜具有在590nm到680nm范围内的最大发光波长，且照射具有在450nm处的发光峰、40nm或更小的FWHM和单峰发光强度分布的光时，所述第一荧光物质和第二荧光物质在膜状态下各自具有不同的发光峰的FWHM。
本申请的一个实施方式提供了一种色彩转换膜，其中，在上述实施方式中，所述有机荧光物质是吸收蓝光或绿光且发出红光的有机荧光物质，所述有机荧光物质包括彼此不同的第一荧光物质和第二荧光物质，所述第一荧光物质接收第二荧光物质的至少部分激发电子，或第一荧光物质的至少部分吸收波长与第二荧光物质的至少部分发光波长重叠。
根据本申请的另一个实施方式，在上述实施方式中，当照射包括450nm波长或具有在450nm处的发光峰、40nm或更小的FWHM和单峰发光强度分布的光时，所述第一荧光物质和第二荧光物质在膜状态下在发光波长处各自具有不同的FWHM。
根据本申请的另一个实施方式，在上述实施方式中，当照射具有在450nm处的发光峰、40nm或更小的FWHM和单峰发光强度分布的光时，膜状态下的第一荧光物质的发光波长处的FWHM窄于膜状态下的第二荧光物质的发光波长处的FWHM。
根据本申请的另一个实施方式，在上述实施方式中，当照射具有在450nm处的发光峰、40nm或更小的FWHM和单峰发光强度分布的光时，膜状态下的第一荧光物质的发光波长处的FWHM为60nm或更小。
根据本申请的另一个实施方式，在上述实施方式中，当照射具有在450nm处的发光峰、40nm或更小的FWHM和单峰发光强度分布的光时，膜状态下的第二荧光物质的发光波长包括膜状态下的第一荧光物质的最大吸收波长。
根据本申请的另一个实施方式，在上述实施方式中，当照射具有在450nm处的发光峰、40nm或更小的FWHM和单峰发光强度分布的光时，所述第一荧光物质具有在620nm到680nm范围内的最大发光波长，且当照射具有在450nm处的发光峰、40nm或更小的FWHM和单峰发光强度分布的光时，所述第二荧光物质具有在590nm到630nm范围内的最大发光波长。
根据本申请的另一个实施方式，在上述实施方式中，当照射具有在450nm处的发光峰、40nm或更小的FWHM和单峰发光强度分布的光时，所述色彩转换膜具有在590nm到680nm范围内的最大发光波长，且所述第一荧光物质具有50nm或更小的斯托克斯频移。
本申请的另一个实施方式提供了一种根据上述实施方式的色彩转换膜的制备方法，所述方法包括将树脂溶液涂布在基板上，在所述树脂溶液中溶解有包括彼此不同的第一荧光物质和第二荧光物质的有机荧光物质；和干燥涂布在基板上的树脂溶液。
本申请的另一个实施方式提供了一种根据上述实施方式的色彩转换膜的制备方法，所述方法包括将包括彼此不同的第一荧光物质和第二荧光物质的有机荧光物质与树脂一同挤出。
本申请的另一个实施方式提供了一种包括所述色彩转换膜的背光单元。
本申请的另一个实施方式提供了一种包含所述背光单元的显示设备。
有益效果
根据本说明书中描述的实施方式的色彩转换膜，通过第一荧光物质接收第二荧光物质的至少部分激发电子，或吸收第二荧光物质发出的光，可以提高第一荧光物质的发光效率。因此，当第一荧光物质是能够增加色域的荧光物质时，用相对少量的第一荧光物质可以使色域增强最大化，同时几乎不发生由第二荧光物质导致的色域降低。此外，当第二荧光物质在发光波长处具有大的FWHM，且尽管高量子效率但对于色域没有有利影响时，第二荧光物质的发光波长可转移到第一荧光物质的发光波长以增强色域。
附图说明
图1比较了在实施例1和2中制备的色彩转换膜和在比较例1中制备的色彩转换膜的发光颜色范围。
图2是在背光中使用根据本申请的一个实施方式的色彩转换膜的模拟图。
图3是示出根据本申请的一个实施方式的显示设备的结构的模拟图。
具体实施方式
根据本申请的一个实施方式的色彩转换膜是包括树脂基体和分散在树脂基体中的有机荧光物质的色彩转换膜，且当照射具有450nm波长的发光峰、40nm或更小的FWHM为和单峰发光强度分布的光时，所述色彩转换膜具有FWHM为70nm或更小的发光峰，且在600nm处的发光强度与最大发光波长处的发光强度的比率为1:3或更高。根据所述实施方式，所述色彩转换膜具有FWHM为70nm或更小的窄发光峰，因此，能够增强包括所述色彩转换膜的显示设备的色域。但是，当使用一种类型的有机荧光物质时，即使在增加加入的有机荧光物质的量时，由于形成了有机荧光物质的受激准分子，因而在发光强度(效率)或量子效率增加中也存在限制，且可能存在最大发光波长转移到长波长的问题。根据所述实施方式的色彩转换膜的有机荧光物质可包括第一荧光物质和第二荧光物质。例如，通过有机荧光物质包括在随后描述的实施方式中描述的第一荧光物质和第二荧光物质，在600nm处的发光强度与最大发光波长处的发光强度的比率可以为1:3或更高，同时在70nm或更小的发光波长处仍具有窄的FWHM。因此，当使用相对少量的第一荧光物质时可获得高的发光强度。在本文中，可以使用PL光谱仪测量发光强度。
根据本申请的另一个实施方式的色彩转换膜是包括树脂基体和分散在树脂基体中的有机荧光物质的色彩转换膜，其中所述有机荧光物质包括第一荧光物质和第二荧光物质，当照射具有在450nm处的发光峰、40nm或更小的FWHM和单峰发光强度分布的光时，所述第一荧光物质具有在620nm到680nm范围内的最大发光波长，且当照射具有在450nm处的发光峰、40nm或更小的FWHM和单峰发光强度分布的光时，所述第二荧光物质具有在590nm到630nm范围内的最大发光波长。根据该实施方式，当照射光时，所述第一荧光物质可吸收第二荧光物质中的激发电子或从第二荧光物质中发出的光。在这种情况下，可增强第一荧光物质的发光峰的强度。
根据本申请的另一个实施方式的色彩转换膜是包括树脂基体和分散在树脂基体中的有机荧光物质的色彩转换膜，其中所述有机荧光物质包括第一荧光物质和第二荧光物质，当照射具有在450nm处的发光峰、40nm或更小的FWHM和单峰发光强度分布的光时，所述色彩转换膜具有在590nm到680nm范围内的最大发光波长，且所述第一荧光物质具有50nm或更小的斯托克斯频移。在本文中，所述斯托克斯频移指的是荧光物质的最大吸收波长与最大发光波长之间的差值。为了测量所述斯托克斯频移，通过使用UV-VIS光谱仪测量各波长的吸收量，可以获得最大吸收波长，且当使用光致发光光谱仪照射特定波长的光时，通过测量各波长的发光强度，可以获得最大发光波长。
根据本申请的另一个实施方式的色彩转换膜是包括树脂基体和分散在树脂基体中的有机荧光物质的色彩转换膜，其中所述有机荧光物质包括第一荧光物质和第二荧光物质，当照射具有在450nm处的发光峰、40nm或更小的FWHM和单峰发光强度分布的光时，所述色彩转换膜具有在590nm到680nm范围内的最大发光波长，且当照射具有在450nm处的发光峰、40nm或更小的FWHM和单峰发光强度分布的光时，所述第一荧光物质和第二荧光物质在膜状态下各自具有不同的发光峰FWHM。根据该实施方式，当照射具有在450nm处的发光峰、40nm或更小的FWHM和单峰发光强度分布的光时，所述第一荧光物质可吸收第二荧光物质中的激发电子或从第二荧光物质中发出的光。当使用膜状态下的在发光波长处具有窄的FWHM的有机荧光物质作为第一荧光物质，且使用膜状态下的在发光波长处的具有相对宽的FWHM的有机荧光物质作为第二荧光物质时，通过所述第一荧光物质可增强色域，而没有由第二荧光物质导致的色域降低，且同样可显著增强发光强度(效率)。
根据本申请的另一个实施方式的色彩转换膜包括树脂基体；和分散在树脂基体中且吸收蓝光或绿光和发出红光的有机荧光物质，其中所述有机荧光物质包括彼此不同的第一荧光物质和第二荧光物质，且所述第一荧光物质接收第二荧光物质的至少部分激发电子，或第一荧光物质的至少部分吸收波长与第二荧光物质的至少部分发光波长重叠。
根据一个实施例，所述第一荧光物质可接收第二荧光物质的至少部分激发电子。具体地，当由吸收蓝光或绿光的第二荧光物质生成激发态的电子时，所述第二荧光物质将至少部分所述激发态的电子传递到所述第一荧光物质。在这种情况下，所述第一荧光物质可使用接收到的激发态的电子发光。这也被称作FRET现象。
根据另一个实施例，第一荧光物质的至少部分吸收波长与第二荧光物质的至少部分发光波长重叠。在本文中，第一荧光物质可吸收第二荧光物质发出的光。因此，除了从光源发出的蓝光之外，第一荧光物质还吸收第二荧光物质发出的光，因此，用相对少量的第一荧光物质可增强发光效率。
根据本申请的另一个实施方式，在上述实施方式中，当照射具有在450nm处的发光峰、40nm或更小的FWHM和单峰发光强度分布的光时，第一荧光物质和第二荧光物质在膜状态下在发光波长处具有不同的FWHM。
根据本申请的另一个实施方式，在上述实施方式中，当照射具有在450nm处的发光峰、40nm或更小的FWHM和单峰发光强度分布的光时，膜状态下的第一荧光物质的在发光波长处的FWHM窄于膜状态下的第二荧光物质的在发光波长处的FWHM。在发光波长处具有小的FWHM的第一荧光物质可提供增强的色域。当第二荧光物质具有相对宽的FWHM时，可能降低色域的部分的发光减少或消失，因此，几乎不发生由第二荧光物质导致的色域降低。
根据本申请的另一个实施方式，在上述实施方式中，当照射具有在450nm处的发光峰、40nm或更小的FWHM和单峰发光强度分布的光时，膜状态下的第一荧光物质的在发光波长处的FWHM为60nm或更小。第一荧光物质的发光峰的FWHM较小是更有利的。
根据本申请的另一个实施方式，当照射具有在450nm处的发光峰、40nm或更小的FWHM和单峰发光强度分布的光时，膜状态下的第二荧光物质的在发光波长处的FWHM为70nm或更大。即使当FWHM如上所述宽时，第二荧光物质的发光，其中具有高量子效率的发光在600nm附近存在，也能够被转换成第一荧光物质的发光，因此，在增强色域和亮度上是有利的。当照射具有在450nm处的发光峰、40nm或更小的FWHM和单峰发光强度分布的光时，膜状态下的第二荧光物质的发光峰的FWHM可以是120nm或更小。当照射具有在450nm处的发光峰、40nm或更小的FWHM和单峰发光强度分布的光时，第二荧光物质的最大发光波长可以从580nm到620nm。
在本说明书中，发光峰的FWHM指的是当照射具有在450nm处的发光峰、40nm或更小的FWHM和单峰发光强度分布的光时，在从膜发出的光的最大发光峰的最大高度的一半处的发光峰的宽度。在本说明书中，发光峰的FWHM在膜状态下测量。在色彩转换膜的情况下，可通过在膜上照射光来测量FWHM。膜状态下的有机荧光物质的发光峰的FWHM指的是，通过在制备成膜形式的状态(而不是溶液状态)下照射光来测量FWHM，所述膜形式由单独的有机荧光物质或通过将有机荧光物质与不影响FWHM测量的其它组分混合而制备的。
根据本申请的另一个实施方式，在上述实施方式中，当照射具有在450nm处的发光峰、40nm或更小的FWHM和单峰发光强度分布的光时，在照射光时膜状态下的第二荧光物质的发光波长包括膜状态下的第一荧光物质的最大吸收波长。在这种情况下，第一荧光物质可有效地吸收第二荧光物质的发光。
根据本申请的另一个实施方式，在上述实施方式中，当照射具有在450nm处的发光峰、40nm或更小的FWHM和单峰发光强度分布的光时，第一荧光物质具有在620nm到680nm范围内的最大发光波长，且当照射具有在450nm处的发光峰、40nm或更小的FWHM和单峰发光强度分布的光时，第二荧光物质具有在590nm到630nm范围内的最大发光波长。
根据本申请的另一个实施方式，在上述实施方式中，当照射具有在450nm处的发光峰、40nm或更小的FWHM和单峰发光强度分布的光时，所述色彩转换膜具有在590nm到680nm范围内的最大发光波长，且所述第一荧光物质具有50nm或更小的斯托克斯频移。
根据本申请的另一个实施方式，在上述实施方式中，第二荧光物质的发光波长包括第一荧光物质的最大吸收波长。在这种情况下，第一荧光物质可有效地吸收第二荧光物质的发光。
根据本申请的另一个实施方式，在上述实施方式中，第二荧光物质吸收至少部分的450nm到570nm波长的光，且发光波长包括至少部分570nm到630nm。第二荧光物质的最大发光波长可存在于590nm到630nm。
根据本申请的另一个实施方式，在上述实施方式中，第二荧光物质具有80％或更高的量子效率。量子效率可使用本领域已知的方法测量，例如，当照射光时，量子效率(Qy)通过[发射光子的数量]/[吸收光子的数量]来定义，且在本文中，“吸收光子的数量”是基于使用分光辐射谱仪(TOPCON公司)测量的来自蓝色LED背光(最大发光波长450nm)前方的光子的初始量(蓝色光子的初始量)，减去通过色彩转换膜被吸收之后残留的光子量(吸收后蓝色光子的量)的值，且“发射光子的数量”是色彩转换膜自接收背光传送来的蓝色光子而被激发后，以绿色或红色发光形式消耗的光子的量。
根据本申请的另一个实施方式，在上述实施方式中，第一荧光物质吸收至少部分的570nm到620nm波长的光，且最大发光波长为620nm或更大。
通过使用上述这样的第一荧光物质和第二荧光物质，570nm到620nm的发光可被转移到620nm或更高的光。
根据本申请的一个实施方式，基于整个色彩转换膜，第一荧光物质的含量可以为0.001wt％到1wt％。
根据本申请的另一个实施方式，基于整个色彩转换膜，第二荧光物质的含量可以为0.001wt％到1wt％。
根据本申请的另一个实施方式，第一荧光物质与第二荧光物质的摩尔比优选为1:9到10:1。第一荧光物质与第二荧光物质的摩尔比更优选为1:3到10:1。
作为第一荧光物质，可以使用各种荧光物质，例如下列化学式1的甲酚紫高氯酸盐系列，以及包括亚甲基吡咯金属络合物结构的有机荧光物质。
[化学式1]
作为包括亚甲基吡咯金属络合物结构的第一荧光物质，可以使用下列化学式2的化合物。
[化学式2]
R11、R12和L彼此相同或不同，且各自独立地为氢、烷基、环烷基、芳烷基、烷芳基、烯基、环烯基、炔基、羟基、巯基、烷氧基、烷氧基芳基、烷硫基、芳醚基、芳基硫醚基、芳基、卤代芳基、杂环基、卤素、卤代烷基、卤代烯基、卤代炔基、氰基、醛基、羰基、羧基、酯基、氨基甲酰基、氨基、硝基、甲硅烷基或硅氧烷基，或连接到临近取代基以形成取代的或未取代的芳族烃环或脂族烃环或杂环，
M是具有m价的金属，且为硼、铍、镁、铬、铁、镍、铜、锌或铂，
Ar1到Ar5彼此相同或不同，且各自独立地为氢，烷基，卤代烷基，烷芳基，胺基，未取代的或被烷氧基取代的芳基烯基，或未取代的或被羟基、烷基或烷氧基取代的芳基。
根据一个实施方式，化学式2的L为氟原子或烷氧基。
根据一个实施方式，化学式2的L为氟原子或具有1到6个碳原子的烷氧基。
根据一个实施方式，化学式2可由下列结构式表示。
但是，所述第一荧光物质不限于上述结构式，且可以使用各种荧光物质。
作为第二荧光物质，可以使用Lumogen Red 305(BASF公司，苝系列)、DCM系列、Nile red系列、Harmima R610、Thiopyronin系列等，但是，第二荧光物质不限于此，且可以使用多种荧光物质。
根据本申请的一个实施方式，包括第一荧光物质和第二荧光物质的色彩转换膜的最大发光波长为620nm或更高。
根据本申请的一个实施方式，当照射具有在450nm处的发光峰、40nm或更小的FWHM和单峰发光强度分布的光时，在选自600nm到780nm的波长范围内，包括第一荧光物质和第二荧光物质的色彩转换膜的发光波长的FWHM为70nm或更小。
根据本申请的一个实施方式，所述有机荧光物质可进一步包括吸收蓝光和发出绿光的有机荧光物质，或当照射具有450nm波长的发光峰的光时，发出具有选自520nm到555nm内波长的光的有机荧光物质。
在本说明书中，蓝光、绿光和红光可使用本领域已知的定义，且例如，蓝光是具有波长选自400nm到500nm波长的光，绿光是具有波长选自500nm到560nm波长的光，以及红光是具有波长选自600nm到780nm波长的光。在本说明书中，绿色荧光物质吸收至少部分蓝光且发出绿光，且红色荧光物质吸收至少部分蓝光或绿光且发出红光。例如，红色荧光物质可吸收具有500nm到600nm波长的光以及蓝光。
所述树脂基体材料优选为热塑性聚合物或热固性聚合物。具体地，基于聚(甲基)丙烯酸的树脂，如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)；基于聚碳酸酯(PC)的树脂；基于聚苯乙烯(PS)的树脂；基于聚芳撑(PAR)的树脂；基于聚氨酯(TPU)的树脂；基于苯乙烯-丙烯腈(SAN)的树脂；基于聚偏氟乙烯(PVDF)的树脂；基于改性的聚偏氟乙烯(改性的-PVDF)的树脂等可用作所述树脂基体材料。
根据上述实施方式的色彩转换膜可具有2微米到200微米的厚度。特别是，即使具有2微米到20微米的小厚度，所述色彩转换膜也可显示出高亮度。这是由于与量子点相比，单位体积中包括的荧光物质分子的含量更高。例如，基于蓝色背光单元(蓝色BLU)的600尼特(nit)的亮度，使用含量为0.5wt％的红色荧光物质的5微米厚的色彩转换膜能够显示1200尼特或更高的高亮度。
根据上述实施方式的色彩转换膜可具有设置在一个表面上的基板。当制备色彩转换膜时，该基板可充当支撑体。基板的类型没有特别地限制，且材料或厚度也不受限制，只要它是透明的且能够充当支撑体即可。在本文中，透明指的是具有70％或更高的可见光透光率。例如，PET膜可用作基板。
上述色彩转换膜可通过将溶解有上述有机荧光物质的树脂溶液涂布在基板上并干燥所得物，或通过使上述有机荧光物质与树脂一同挤出并成膜来制备。
上述有机荧光物质溶解在树脂溶液中，因此，所述有机荧光物质均匀地分散在溶液中。这与需要独立分散工艺的量子点膜制备工艺不同。
如有必要，可将添加剂加入到树脂溶液中，例如，可加入光漫射剂，如二氧化硅、二氧化钛、氧化锆和氧化铝粉末。
至于溶解有有机荧光物质的树脂溶液，制备方法不受特别地限制，只要上述有机荧光物质和树脂溶解在所述溶液中即可。
根据一个实施例，溶解有有机荧光物质的树脂溶液可使用以下方法制备：通过将有机荧光物质溶解在溶剂中制备第一溶液，通过将树脂溶解在溶剂中制备第二溶液，并将第一溶液和第二溶液混合。当混合第一溶液和第二溶液时，优选将这些均匀地混合。但是，所述方法不限于此，且可以使用同时加入和溶解有机荧光物质和树脂的方法，将有机荧光物质溶解在溶剂中且随后加入和溶解树脂的方法，将树脂溶解在溶剂中且然后加入和溶解有机荧光物质的方法等。
所述溶液中包括的有机荧光物质与上述相同。
作为所述溶液中包括的树脂，可以使用上述树脂基体材料，可与该树脂基体树脂固化的单体，或其组合。例如，可与所述树脂基体树脂固化的单体包括基于(甲基)丙烯酸的单体，且这可通过UV固化形成树脂基体材料。当使用这样的可固化单体时，如有必要，可进一步加入固化所需的引发剂。
所述溶剂没有特别地限制，只要它能够通过之后的干燥被移除，同时对涂布工艺没有不良影响即可。所述溶剂的非限制性例子可包括甲苯、二甲苯、丙酮、氯仿、各种基于醇的溶剂、甲基乙基酮(MEK)、甲基异丁基酮(MIBK)、乙酸乙酯(EA)、乙酸丁酯、二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基乙酰胺(DMAc)、二甲基亚砜(DMSO)、N-甲基-吡咯烷酮(NMP)、环己酮、丙二醇甲基乙基醋酸酯(PGMEA)、二噁烷等，以及可以使用一种、或两种或多种的混合物。当使用第一溶液和第二溶液时，每种溶液中包括的溶剂可以彼此相同或不同。即使在第一溶液和第二溶液中使用不同类型的溶剂时，这些溶剂也优选具有相容性以便彼此混合。
将溶解有有机荧光物质的树脂溶液涂布到基板上的工艺可使用卷筒-到-卷筒工艺。例如，可以使用从基板卷筒展开基板，将溶解有有机荧光物质的树脂溶液涂布在基板的一个表面上，干燥所得物，和随后在所述卷筒上重新缠绕所得物的工艺。当使用卷筒-到-卷筒工艺时，将所述树脂溶液的粘度优选确定在能够进行所述工艺的范围内，例如，可确定在200cps到2,000cps的范围内。
作为涂布方法，可以使用各种已知的方法，例如，可以使用模具涂布机，或可以使用各种棒涂布方法如逗号式涂布机(comma coater)和反向逗号式涂布机。
在涂布之后，进行干燥工艺。干燥工艺可在需要移除溶剂的条件下进行。例如，通过在靠近涂布机的烘箱中，在足以蒸发溶剂的条件下，沿涂布过程中基板前进的方向上进行干燥，可在基板上获得具有目标厚度和浓度的包括荧光物质的色彩转换膜。
当可与树脂基体树脂固化的单体用作在溶液中包括的树脂时，在干燥之前或干燥同时，可进行固化，例如UV固化。
当有机荧光物质通过与树脂一同挤出成膜时，可以使用本领域已知的挤出方法，例如，可通过将有机荧光物质与树脂如基于聚碳酸酯(PC)的树脂、基于聚(甲基)丙烯酸的树脂和基于苯乙烯-丙烯腈(SAN)的树脂一同挤出来制备色彩转换膜。
本申请的另一个实施方式提供了包括上述色彩转换膜的背光单元。除了包括所述色彩转换膜之外，所述背光单元可具有本领域已知的背光单元构造。例如，图2示出了一个实施例。根据图2，根据上述实施方式的色彩转换膜设置在与面向反射板的表面相反的导光板的一个表面上。图2示出了包括光源和围绕光源的反射板的构造，但是，所述结构不限于此，可根据本领域已知的背光单元结构进行修改。此外，所述光源可以使用直下型和侧光型，且如有必要，可以不包括反射板或反射层或用其它组件替代，且当必要时，可进一步设置额外的膜，如光漫射膜、聚光膜和增亮膜。例如，所述背光单元可具有导光板/色彩转换膜/两个棱镜膜/增亮膜(DBEF)的层状结构。
在如图2中的背光单元的构造中，如有必要，可在导光板的上表面或下表面设置散射图案。进入导光板的光具有非均匀的光分布，这是由光学过程如反射、全反射、折射和穿透等的重复导致的，可以使用散射图案，以促使非均匀的光分布转变为均匀的亮度。
根据本申请的另一个实施方式，提供了包括上述背光单元的显示设备。所述显示设备不受特别地限制，只要它包括上述背光单元作为组件即可。例如，所述显示设备包括显示模块和背光单元。图3示出了显示设备的结构。但是，所述结构不限于此，如有必要，可在显示模块和背光单元之间进一步设置额外的膜，如光漫射膜、聚光膜和增亮膜。
随后，将参考实施例更详细的描述本发明。
实施例1
通过将CVP(具有以下结构式的第一荧光物质)和lumogen Red 305(第二荧光物质)以1:2的摩尔比溶解在DMF溶剂中来制备第一溶液。
(第一荧光物质，CVP)
通过将PMMA(一种热塑性树脂)溶解在DMF溶剂中来制备第二溶液。
将所述第一溶液和第二溶液混合，以使得相对于100重量份的PMMA，所述第一荧光物质和第二荧光物质的含量的总和为0.3重量份，且均匀地混合。所述混合溶液中的固含量为20wt％，且粘度为200cps。将该溶液涂布在PET基板上，并干燥所得物，以制备色彩转换膜。
使用分光辐射度计(POPCON公司SR系列)来测量所制备的色彩转换膜的亮度谱。具体地，将所制备的色彩转换膜层压在背光单元的导光板的一个表面上，所述背光单元包括LED蓝色背光(最大发光波长450nm)和导光板，且在色彩转换膜上层压棱镜片和DBEF膜之后，测量膜的亮度谱。在测量亮度谱时，设置初始值，以使得基于没有色彩转换膜，蓝色LED光的亮度为600尼特。
实施例2
除了第一荧光物质和第二荧光物质的摩尔比为1:1之外，以实施例1中相同的方式来进行制备。
比较例1
除了不使用第一荧光物质且仅使用第二荧光物质之外，以实施例1中相同的方式来进行制备。
比较例2
除了不使用第二荧光物质且仅使用第一荧光物质之外，以实施例1中相同的方式来进行制备。
下表1中显示了实施例1和2以及比较例1和2的发光波长的性质。
表1
在实施例1和2中，在发光波长处的FWHM为70nm或更小。在比较例1中，获得了具有宽FWHM的膜，且在比较例2中，最大发光波长为655nm，因此，发光强度低，因此亮度是不合意地低。
实施例3和4以及比较例3和4
将实施例1和2以及比较例1和2中制备的色彩转换膜，包括下列HPTS化合物的绿色发光色彩转换膜，以及蓝色LED光源以连续顺序层压，在驱动液晶面板之后，评价从层压体发出的光的色域，且显示在下表1中。相对于100重量份的热塑性树脂PMMA，所述绿色发光色彩转换膜包括0.5重量份下列HPTS化合物。
实施例5
除了使用由Toray工业公司生产的TR-RD170代替CVP作为第一荧光物质以外，以实施例4相同的方式来进行制备。
实施例6
除了第一荧光物质和第二荧光物质的摩尔比为5:1之外，以实施例5相同的方式来进行制备。
图1显示了从比较例3、实施例4和6的色彩转换膜发出的光的色坐标。根据图1，认定与使用比较例3的膜的白色实心三角相比，使用实施例4或6的膜的三角(实施例4：黑色实线，实施例6：黑色虚线)更宽，因此认定在所述实施例中获得了更优越的色域。特别地，显示通过应用第一和第二荧光物质，实施例中的红色区域更宽。比较例3、实施例4和6的蓝色、绿色和红色坐标如下表2：
表2
实施例7
除了使用下列BD-G1代替HPTS作为绿色荧光物质以外，以实施例6相同的方式来进行制备。
实施例8
除了使用20重量份的由Denka有限公司生产的无机荧光物质GR-MW540H(β-SIALON)代替0.5重量份的HPTS作为绿色荧光物质，且第一荧光物质和第二荧光物质的摩尔比为5:3之外，以实施例6相同的方式来进行制备。
比较例3
除了不使用第一荧光物质之外，以实施例3相同的方式来进行制备。
比较例4
除了不使用第二荧光物质之外，以实施例3相同的方式来进行制备。
比较例5
除了使用Toray工业公司生产的TR-RD170代替CVP作为第一荧光物质，且第一荧光物质和第二荧光物质的摩尔比为2:5之外，以实施例3相同的方式来进行制备。
比较例6
除了使用20重量份的由Denka有限公司生产的无机荧光物质GR-MW540H(β-SIALON)代替0.5重量份的HPTS作为绿色荧光物质之外，以实施例3相同的方式来进行制备。
下表3中显示了，当在实施例3-8以及比较例4-6中得到的色彩转换膜上照射具有在450nm处的发光峰、40nm或更小的FWHM和单峰发光强度分布的光时，获得的发光性质。
表3
1)在600nm处发光强度与在最大发光波长处发光强度的比率
实施例和比较例中使用的荧光物质的最大光吸收波长、最大发光波长和斯托克斯频移如下：
1：CVP：吸收＝603nm，发光＝635nm(在DMF中)，斯托克斯频移＝32nm，FWHM＝67nm)
2：Lumogen：吸收＝575nm，发光＝610nm(在甲苯中)，斯托克斯频移＝35nm，FWHM＝80nm)
3：TR-RD170：吸收＝588nm，发光＝631nm(在DMF中)，斯托克斯频移＝43nm，FWHM＝47nm)
在没有使用第一荧光物质的比较例3和6中，色域低，且在没有使用第二荧光物质的比较例4中，存在亮度变得太低的问题。

Claims (16)

1.一种色彩转换膜，其包含：
树脂基体；和
有机荧光物质，
其中，当照射具有450nm波长的发光峰、40nm或更小的FWHM和单峰发光强度分布的光时，所述色彩转换膜具有FWHM为70nm或更小的发光峰，而且在600nm处的发光强度与在最大发光波长处的发光强度的比率为1:3或更高，
所述有机荧光物质包括第一荧光物质和第二荧光物质，基于整个色彩转换膜，第一荧光物质和第二荧光物质的含量分别为0.001wt％到1wt％，
当照射具有在450nm处的发光峰、40nm或更小的FWHM和单峰发光强度分布的光时，所述第一荧光物质具有在620nm到680nm范围内的最大发光波长，且当照射具有在450nm处的发光峰、40nm或更小的FWHM和单峰发光强度分布的光时，所述第二荧光物质具有在590nm到630nm范围内的最大发光波长，
当照射具有在450nm处的发光峰、40nm或更小的FWHM和单峰发光强度分布的光时，所述色彩转换膜具有在590nm到680nm范围内的最大发光波长，且当照射光时，所述第一荧光物质和第二荧光物质在膜的状态下各自具有不同的发光峰的FWHM，
所述有机荧光物质是吸收蓝光或绿光且发出红光的有机荧光物质，所述有机荧光物质包括彼此不同的第一荧光物质和第二荧光物质，且所述第一荧光物质接收第二荧光物质的至少部分激发电子，或第一荧光物质的至少部分吸收波长与第二荧光物质的至少部分发光波长重叠，
所述第一荧光物质与第二荧光物质的摩尔比为1:2至5:1，
其中，所述第一荧光物质是由化学式1或化学式2表示：
[化学式1]
[化学式2]
R11、R12和L彼此相同或不同，且各自独立地为氢、烷基、环烷基、芳烷基、烷芳基、烯基、环烯基、炔基、羟基、巯基、烷氧基、烷氧基芳基、烷硫基、芳醚基、芳基硫醚基、芳基、卤代芳基、杂环基、卤素、卤代烷基、卤代烯基、卤代炔基、氰基、醛基、羰基、羧基、酯基、氨基甲酰基、氨基、硝基、甲硅烷基或硅氧烷基，或连接到临近取代基以形成取代的或未取代的芳族烃环或脂族烃环或杂环，
M是具有m价的金属，且为硼、铍、镁、铬、铁、镍、铜、锌或铂，
Ar1到Ar5彼此相同或不同，且各自独立地为氢，烷基，卤代烷基，烷芳基，胺基，未取代的或被烷氧基取代的芳基烯基，或未取代的或被羟基、烷基或烷氧基取代的芳基。
2.根据权利要求1所述的色彩转换膜，其中，所述有机荧光物质包括第一荧光物质和第二荧光物质，当照射具有在450nm处的发光峰、40nm或更小的FWHM和单峰发光强度分布的光时，所述色彩转换膜具有在590nm到680nm范围内的最大发光波长，且所述第一荧光物质具有50nm或更小的斯托克斯频移。
3.根据权利要求1或2所述的色彩转换膜，其中，当照射具有在450nm处的发光峰、40nm或更小的FWHM和单峰发光强度分布的光时，所述第一荧光物质和第二荧光物质在膜的状态下在发光波长处各自具有不同的FWHM。
4.根据权利要求3所述的色彩转换膜，其中，当照射具有在450nm处的发光峰、40nm或更小的FWHM和单峰发光强度分布的光时，膜状态下的所述第一荧光物质的在发光波长处的FWHM窄于膜状态下的所述第二荧光物质的在发光波长处的FWHM。
5.根据权利要求4所述的色彩转换膜，其中，当照射具有在450nm处的发光峰、40nm或更小的FWHM和单峰发光强度分布的光时，膜状态下的所述第一荧光物质的在发光波长处的FWHM为60nm或更小。
6.根据权利要求1或2所述的色彩转换膜，其中，膜状态下的所述第二荧光物质的在发光波长处的FWHM为70nm或更大。
7.根据权利要求1或2所述的色彩转换膜，其中，当照射具有在450nm处的发光峰、40nm或更小的FWHM和单峰发光强度分布的光时，膜状态下的所述第二荧光物质的发光波长包括膜状态下的所述第一荧光物质的最大吸收波长。
8.根据权利要求1或2所述的色彩转换膜，其中，当照射具有在450nm处的发光峰、40nm或更小的FWHM和单峰发光强度分布的光时，所述第一荧光物质具有在620nm到680nm范围内的最大发光波长，且当照射具有在450nm处的发光峰、40nm或更小的FWHM和单峰发光强度分布的光时，所述第二荧光物质具有在590nm到630nm范围内的最大发光波长。
9.根据权利要求1所述的色彩转换膜，其中，当照射具有在450nm处的发光峰、40nm或更小的FWHM和单峰发光强度分布的光时，所述色彩转换膜具有在590nm到680nm范围内的最大发光波长，且所述第一荧光物质具有50nm或更小的斯托克斯频移。
10.根据权利要求1或2所述的色彩转换膜，其中，所述第二荧光物质吸收至少部分450nm到570nm波长的光，且发光波长包括至少部分570nm到630nm。
11.根据权利要求1或2所述的色彩转换膜，其中，所述第一荧光物质吸收至少部分570nm到620nm波长的光，且最大发光波长为620nm或更高。
12.根据权利要求1到3中任一项所述的色彩转换膜，其具有620nm或更高的最大发光波长。
13.根据权利要求1或2所述的色彩转换膜，当照射具有在450nm处的发光峰、40nm或更小的FWHM和单峰发光强度分布的光时，其在选自600nm到780nm的波长范围内的发光波长处的FWHM为70nm或更小。
14.一种根据权利要求1或2所述的色彩转换膜的制备方法，所述方法包含：
将树脂溶液涂布在基板上，在所述树脂溶液中溶解有包括彼此不同的第一荧光物质和第二荧光物质的有机荧光物质；和
干燥涂布在所述基板上的树脂溶液。
15.根据权利要求1或2所述的色彩转换膜的制备方法，所述方法包含将包括彼此不同的第一荧光物质和第二荧光物质的有机荧光物质与树脂一同挤出。
16.一种包括根据权利要求1或2所述的色彩转换膜的背光单元。
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