CN107109021A - 色彩转换膜、其制备方法、背光单元和显示装置 - Google Patents

色彩转换膜、其制备方法、背光单元和显示装置 Download PDF

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Abstract

本说明书中描述的发明涉及色彩转换膜、其制备方法和包括所述色彩转换膜的背光单元，所述色彩转换膜包含树脂基体和有机荧光物质，所述有机荧光物质分散在所述树脂基体中并且吸收蓝光或绿光且发射波长不同于吸收光的光，其中所述树脂基体包含热塑性树脂，并且当照射具有在450nm处的发光峰、40nm或更小的FWHM和单峰发光强度分布的光时，所述色彩转换膜具有FWHM为60nm或更小的发光峰、80％或更大的量子效率和在最大吸收波长处30,000M‑1cm‑1或更大的吸收系数。

Description

色彩转换膜、其制备方法、背光单元和显示装置
技术领域
本申请涉及色彩转换膜及其制备方法。此外，本申请涉及包括所述色彩转换膜的背光单元和显示装置。
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10-2015-0015707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
随着大尺寸电视变得越来越普遍，电视也变得高清晰、更纤薄和高功能。高性能和高清晰OLED电视仍存在价格竞争力的问题，并且OLED电视的真正市场尚未开始。因此，已不断地进行努力以确保OLED具有类似LCD的优势。
作为努力之一，最近已并入许多量子点相关的技术和原型。然而，基于镉的量子点具有安全问题，例如使用限制，因此，对使用不包含镉的量子点来制造背光(其相对地没有安全问题)的兴趣一直在增加。
发明内容
技术问题
本申请提供了具有优异色域和亮度特性的色彩转换膜及其制备方法，以及包括所述色彩转换膜的背光单元和显示装置。
技术方案
本申请的一个实施方案提供了一种色彩转换膜，其包含树脂基体和有机荧光物质，所述有机荧光物质分散在所述树脂基体中并且吸收蓝光或绿光且发射波长不同于吸收光的光，其中所述树脂基体包含热塑性树脂，并且当照射具有在450nm处的发光峰、40nm或更小的FWHM和单峰发光强度分布的光时，所述色彩转换膜具有半高全宽(FWHM)为60nm或更小的发光峰、80％或更大的量子效率和在最大吸收波长处30,000M-1cm-1或更大的吸收系数。
根据本申请的另一个实施方案，在上述实施方案中，有机荧光物质包含一种、两种或更多种类型的有机荧光物质，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，所述有机荧光物质在510nm至680nm的范围内具有最大发光峰。
本申请的另一个实施方案提供了一种用于制备色彩转换膜的方法，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FWHM为60nm或更小的发光峰、80％或更大的量子效率和在最大吸收波长处30,000M-1cm-1或更大的吸收系数，所述方法包括：将溶解有有机荧光物质的热塑性树脂溶液涂覆在基底上；以及干燥涂覆在基底上的热塑性树脂溶液。
本申请的另一个实施方案提供了一种用于制备色彩转换膜的方法，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FWHM为60nm或更小的发光峰、80％或更大的量子效率和在最大吸收波长处30,000M-1cm-1或更大的吸收系数，所述方法包括将有机荧光物质与热塑性树脂一起挤出。
本申请的另一个实施方案提供了一种包括色彩转换膜的背光单元。
根据本申请的另一个实施方案，背光单元包括上述色彩转换膜中的一者或更多者，并且还可包括当照射具有在450nm处的发光峰、40nm或更小的FWHM和单峰发光强度分布的光时具有FWHM大于60nm的发光峰的色彩转换膜。本文中，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，色彩转换膜中的至少一者在600nm至680nm的范围内具有最大发光波长，并且当照射具有在450nm处的发光峰、40nm或更小的FWHM和单峰发光强度分布的光时，色彩转换膜中的至少一者在515nm至555nm的范围内具有最大发光波长。
根据本申请的另一个实施方案，背光单元包括上述色彩转换膜中的两者或更多者，并且当照射具有在450nm处的发光峰、40nm或更小的FWHM和单峰发光强度分布的光时，色彩转换膜中的至少一者在600nm至680nm的范围内具有最大发光波长，并且当照射具有在450nm处的发光峰、40nm或更小的FWHM和单峰发光强度分布的光时，色彩转换膜中的至少一者在515nm至555nm的范围内具有最大发光波长。本文中，色彩转换膜均具有60nm或更小的FWHM。
本申请的另一个实施方案提供了一种包括背光单元的显示装置。
有益效果
根据本说明书中描述的实施方案的色彩转换膜包含有机荧光物质，并且当照射具有在450nm处的发光峰、40nm或更小的FWHM和单峰发光强度分布的光时，具有FWHM为60nm或更小的发光峰、80％或更大的量子效率和在最大吸收波长处30,000M-1cm-1或更大的吸收系数，并因此，与现有的包含镉系列量子点的色彩转换膜相比具有优异的环境稳定性，并且还具有大大增加的色域。此外，上述色彩转换膜中包含的有机荧光物质与量子点相比更耐受由空气或水分引起的氧化，能够简化成膜工艺，与无机荧光物质系列颗粒相比具有优异的发光效率，并且不需要颗粒粉碎或分散，因此具有简化成膜工艺的优势。此外，根据本说明书中描述的实施方案的色彩转换膜使用热塑性树脂作为基体树脂，因此防止由在使用可UV固化的树脂时产生的反应性自由基引起的荧光物质降解，并且由于溶剂与其一起使用，因此还能够使成膜后的厚度变化最小化，并且当干燥溶剂时，即使在涂覆均匀性降低时，也获得了足够的平整性。
附图说明
图1示出了实施例1中制备的色彩转换膜的发光波长。
图2示出了比较例1中制备的色彩转换膜的发光波长。
图3示出了实施例2中制备的色彩转换膜的发光波长。
图4示出了比较例2中制备的色彩转换膜的发光波长。
图5比较了实施例1中制备的色彩转换膜和比较例1中制备的色彩转换膜的发光色彩范围。
图6是在背光中使用根据本申请一个实施方案的色彩转换膜的模拟图。
图7是示出了根据本申请一个实施方案的显示装置的结构的模拟图。
图8示出了比较例3中使用的白色LED BLU的亮度光谱。
具体实施方式
根据本申请一个实施方案的色彩转换膜包含树脂基体和有机荧光物质，所述有机荧光物质分散在树脂基体中并且吸收蓝光或绿光且发射波长不同于吸收光的光，其中所述树脂基体包含热塑性树脂，并且当照射具有在450nm处的发光峰、40nm或更小的FWHM和单峰发光强度分布的光时，所述色彩转换膜具有FWHM为60nm或更小的发光峰、80％或更大的量子效率和在最大吸收波长处30,000M-1cm-1或更大的吸收系数。
根据本申请的另一个实施方案，在上述实施方案中，有机荧光物质包含当照射具有在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510nm至680nm的范围内具有最大发光峰的有机荧光物质。
在该实施方案中，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，色彩转换膜具有FWHM为60nm或更小的发光峰，同时具有80％或更大的量子效率和在最大吸收波长处30,000M-1cm-1的吸收系数，因此，色彩转换膜的色域和亮度特性大大提高。
此外，在该实施方案中，使用有机荧光物质，因此，由于不使用镉、铟、锌等量子点或者无机类荧光物质中使用的重金属如Eu或Sr，所以能够使环境安全性得到改善。另外，量子点容易被空气或水分氧化，因此具有工艺复杂且困难的问题，并且无机类荧光物质具有相对低的发光效率和复杂的颗粒粉碎和分散条件，然而，在该实施方案中，由于使用上述有机荧光物质，所以对空气或水分的稳定性是优异的，并且能够简化膜制备工艺。
根据一个实例，可在将棱镜片或DBEF膜放置在膜上之后测量发光峰处的FWHM、量子效率和在最大吸收波长处的吸收系数，所述膜通过将溶解有有机荧光物质的树脂溶液涂覆在透明基底如PET上，并且干燥或固化所得物来获得。本文中，为方便起见，使用棱镜片或DBEF膜，并且其不影响发光峰处的FWHM、量子效率和在最大吸收波长处的吸收系数的值。
在本说明书中，发光峰处的FWHM意指当照射具有在450nm处的发光峰、40nm或更小的FWHM和单峰发光强度分布的光在色彩转换膜上时，发光峰在由色彩转换膜发射的光的最大发光峰的最大高度的一半处的宽度。在本说明书中，发光峰处的FWHM在膜状态下进行测量。发光峰处的FWHM可根据色彩转换膜中包含的组分(例如有机荧光物质、树脂基体或其他添加剂)的类型和组成决定。色彩转换膜具有FWHM越小的发光峰越好。
在本说明书中，量子效率可使用本领域已知的方法来测量。例如，量子效率(Qy)定义为：当将光照射到色彩转换膜上时的[发射光子的数目]/[吸收光子的数目]，并且在本文中，“吸收光子的数目”是基于初始光子量(初始的蓝色光子量)减去通过色彩转换膜吸收后剩余的光子量(吸收后的蓝色光子量)的值，所述光子量是使用分光辐射计(TOPCONCorporation)在蓝色LED背光(最大发光波长450nm)中从前方测量的，并且“发射光子的数目”是色彩转换膜因接收从背光递送的蓝色光子而被激发之后以绿光或红光发射形式消耗的光子的量。
在本说明书中，在最大吸收波长处的吸收系数可使用本领域已知的方法来测量和计算。例如，使用紫外分光光度计测量具有已知浓度的荧光染料溶液在特定波长(通常为最大吸收波长)处吸收的吸收量，并且可通过使用比尔定律(Beer’s Law)(A＝εbc)评价ε值来计算吸收系数。
根据本申请的一个实施方案，有机荧光物质可包含吸收蓝光或绿光且发射红光的有机荧光物质、吸收蓝光且发射绿光的有机荧光物质、或其混合物。具体地，有机荧光物质包含当照射具有在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600nm至680nm的范围内具有最大发光波长的有机荧光物质或在515nm至555nm的范围内具有最大发光波长的有机荧光物质，或者其混合物。
在本说明书中，蓝光、绿光和红光可使用本领域已知的定义，并且例如，蓝光是波长选自400nm至500nm波长的光，绿光是波长选自500nm至560nm波长的光，以及红光是波长选自600nm至780nm波长的光。在本说明书中，绿色荧光物质吸收至少一些蓝光并发射绿光，以及红色荧光物质吸收至少一些蓝光或绿色并发射红光。例如，红色荧光物质可吸收蓝光和波长为500nm至600nm的光。
根据本申请的一个实施方案，可包含当照射具有在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510nm至680nm的范围内具有最大发光波长的有机荧光物质作为有机荧光物质。
根据本申请的一个实施方案，可使用吡咯亚甲基金属络合物系列有机荧光物质作为有机荧光物质。
根据一个实例，可使用以下化学式1的有机荧光物质。
[化学式1]
在化学式1中，
X1和X2为氟基团或烷氧基，
R1至R4彼此相同或不同，并且各自独立地为氢、卤素基团、烷基、烷氧基、经羧基取代的烷基、未经取代或经烷氧基取代的芳基、-COOR或经-COOR取代的烷基，并且此处，R为烷基，
R5和R6彼此相同或不同，并且各自独立地为氢、氰基、硝基、烷基、经羧基取代的烷基、-SO3Na、或者未经取代或经芳基炔基取代的芳基，R1和R5可彼此连接以形成经取代或未经取代的烃环或者经取代或未经取代的杂环，并且R4和R6可彼此连接以形成经取代或未经取代的烃环或者经取代或未经取代的杂环，并且
R7为氢；烷基；卤代烷基；或者未经取代或经卤素基团、烷基、烷氧基、芳基或烷基芳基取代的芳基。
根据一个实施方案，化学式1的R1至R4彼此相同或不同，并且各自独立地为氢、氟基团、氯基团、具有1至6个碳原子的烷基、具有1至6个碳原子的烷氧基、经羧酸取代的具有1至6个碳原子的烷基、未经取代或经具有1至6个碳原子的烷氧基取代的具有6至20个碳原子的芳基、-COOR、或者经-COOR取代的具有1至6个碳原子的烷基，并且此处，R为具有1至6个碳原子的烷基。
根据另一个实施方案，化学式1的R1至R4彼此相同或不同，并且各自独立地为氢、氯基团、甲基、经羧基取代的乙基、甲氧基、苯基、经甲氧基取代的苯基或经-COOR取代的甲基，并且此处，R为具有1至6个碳原子的烷基。
根据一个实施方案，化学式1的R5和R6彼此相同或不同，并且各自独立地为氢、硝基、具有1至6个碳原子的烷基、经羧基取代的具有1至6个碳原子的烷基、或-SO3Na。
根据一个实施方案，化学式1的R5和R6彼此相同或不同，并且各自独立地为氢、硝基、乙基、经羧基取代的乙基、或-SO3Na。
根据一个实施方案，化学式1的R7为氢；具有1至6个碳原子的烷基；或者未经取代或经具有1至6个碳原子的烷基、具有1至6个碳原子的烷氧基、具有6至20个碳原子的芳基或具有7至20个碳原子的烷基芳基取代的具有6至20个碳原子的芳基。
根据一个实施方案，化学式1的R7为氢、甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、苯基、甲基苯基、二甲基苯基、三甲基苯基、萘基、经联苯取代的萘基、经二甲基芴取代的萘基、经三联苯取代的二甲基苯基、甲氧基苯基或二甲氧基苯基。
根据一个实施方案，化学式1可由以下结构式表示。
在结构式中，Ar为经取代或未经取代的芳基。例如，Ar可为经烷基或烷氧基取代的芳基。例如，以下结构式的有机荧光物质在溶液状态下在490nm处具有最大吸收波长且在520nm处具有最大发光峰。
根据另一个实例，可使用在溶液状态下在560nm至620nm处具有最大吸收波长且在600nm至650nm处具有发光峰的有机荧光物质作为有机荧光物质。例如，可使用以下化学式2的化合物。
[化学式2]
R11、R12和L彼此相同或不同，并且各自独立地为氢、烷基、环烷基、芳烷基、烷基芳基、烯基、环烯基、炔基、羟基、巯基、烷氧基、烷氧基芳基、烷基硫基、芳基醚基、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，或者与相邻的取代基连接以形成经取代或未经取代的芳香族或脂肪族烃环或杂环，
M是化合价为m的金属，并且为硼、铍、镁、铬、铁、镍、铜、锌或铂，
Ar1至Ar5彼此相同或不同，并且各自独立地为氢；烷基；卤代烷基；烷基芳基；胺基；未经取代或经烷氧基取代的芳基烯基；或者未经取代或经羟基、烷基或烷氧基取代的芳基。
根据一个实施方案，化学式2可由以下结构式表示。
上述有机荧光物质在溶液状态下具有FWHM为40nm或更小的发光峰，并且在膜状态下具有FWHM为约50nm的发光峰。
基于100％的整个色彩转换膜，有机荧光物质的含量可为0.005重量％至2重量％。
树脂基体材料包含热塑性树脂。具体地，可使用以下作为树脂基体材料：聚(甲基)丙烯酰基类例如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)类、聚苯乙烯(PS)类、聚亚芳基(PAR)类、聚氨酯(TPU)类、苯乙烯-丙烯腈(SAN)类、聚偏二氟乙烯(PVDF)类、聚乙烯醇(PVA)类和改性聚偏二氟乙烯(改性PVDF)类等。可包含这些树脂中的一种、两种或更多种。树脂基体可仅由热塑性树脂形成，或者根据需要可向其中添加不损害本发明目的的范围内的添加剂。
根据上述实施方案的色彩转换膜的厚度可为2微米至200微米。特别地，即使在2微米至20微米的小厚度下，色彩转换膜也可表现出高亮度。这是由于与量子点相比单位体积中包含的有机荧光物质分子的含量更高这一事实。例如，基于蓝色背光单元(蓝色BLU)的600尼特的亮度，使用0.5重量％的有机荧光物质含量的5微米厚的色彩转换膜能够表现出4000尼特或更高的高亮度。
根据上述实施方案的色彩转换膜可具有设置在一个表面上的基底。当制备色彩转换膜时，该基底可用作支撑物。基底的类型没有特别限制，并且材料或厚度没有限制，只要其是透明的且能够用作支撑物即可。在本文中，透明意指具有70％或更高的可见光透射率。例如，可使用PET膜作为基底。
上述色彩转换膜可通过如下制备：将溶解有上述有机荧光物质的树脂溶液涂覆在基底上并干燥所得物，或者通过将上述有机荧光物质与树脂一起挤出并成膜。
将上述有机荧光物质溶解在树脂溶液中，因此，有机荧光物质均匀地分布在溶液中。这与需要单独的分散过程的量子点膜制备过程不同。
根据需要可向树脂溶液中添加添加剂，并且例如可添加光漫射剂，例如二氧化硅、二氧化钛、氧化锆和氧化铝粉末。
对于溶解有有机荧光物质的树脂溶液，制备方法没有特别限制，只要将有机荧光物质和上述树脂溶解在溶液中即可。
根据一个实例，溶解有有机荧光物质的树脂溶液可使用如下方法制备：通过将有机荧光物质溶解在溶剂中来制备第一溶液，通过将树脂溶解在溶剂中来制备第二溶液，并混合第一溶液与第二溶液。当混合第一溶液与第二溶液时，优选地均匀混合这些溶液。然而，所述方法不限于此，并且可使用如下方法：同时添加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并随后添加和溶解树脂的方法，将树脂溶解在溶剂中并随后添加和溶解有机荧光物质的方法等。
溶液中包含的有机荧光物质与上述相同。
溶剂没有特别限制，只要其随后能够通过干燥除去同时对涂覆过程没有不利影响即可。溶剂的非限制性实例可包括：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、环己酮、丙二醇乙酸甲基乙酯(PGMEA)、二烷、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)等，并且可使用一种类型或者两种或更多种类型的混合物。当使用第一溶液和第二溶液时，每种溶液中所包含的溶剂可彼此相同或不同。即使当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覆在基底上的方法可使用辊对辊(roll-to-roll)方法。例如，可进行如下方法：从基底卷绕的辊上解开基底，将溶解有有机荧光物质的树脂溶液涂覆在基底的一个表面上，干燥所得物，然后将所得物再次卷绕在辊上。当使用辊对辊方法时，树脂溶液的粘度优选地确定在能够进行该方法的范围内，并且例如，可确定在200cps至2,000cps的范围内。
作为涂覆方法，可使用各种已知方法，并且例如可使用模涂机，或者可使用各种棒涂法，例如刮刀式涂布机和反向刮刀式涂布机。
涂覆之后，进行干燥过程。干燥过程可在除去溶剂所需的条件下进行。例如，可通过在涂覆过程期间在基底前进的方向上，在位于接近涂布机的烘箱中在充分蒸发溶剂的条件下进行干燥而在基底上获得具有目标厚度和浓度的包含荧光物质的色彩转换膜。
当将可用树脂基体树脂固化的单体用作溶液中包含的树脂时，可在干燥之前或与干燥同时进行固化，例如UV固化。
当有机荧光物质通过与树脂一起挤出而成膜时，可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(例如，聚碳酸酯(PC)类、聚(甲基)丙烯酰基类、苯乙烯-丙烯腈(SAN)类和聚乙烯醇(PVA)类)一起挤出来制备色彩转换膜。
本申请的另一个实施方案提供了包括上述色彩转换膜的背光单元。背光单元可具有本领域中已知的背光单元构造，不同之处在于包括色彩转换膜。例如，图6示出了一个实例。根据图6，根据上述实施方案的色彩转换膜设置在与朝向反射板的表面相对的导光板的表面上。图6示出了包括光源和围绕光源的反射板的构造，然而，结构不限于此，并且可根据本领域已知的背光单元结构进行修改。此外，光源可使用直下型和侧链型，并且必要时可不包括反射板或反射层或者替换为其他构件，并且必要时，可进一步设置另外的膜，例如光漫射膜、聚光膜和增亮膜。
在如图6所示的背光单元的构造中，可根据需要在导光板的上表面或下表面上设置散射图案。流入导光板中的光具有由光学过程(例如反射、全反射、折射和透射)的重复引起的不均匀的光分布，并且散射图案可用于将不均匀的光分布诱导成均匀的亮度。
根据本申请的另一个实施方案，背光单元包括上述色彩转换膜中的一者或更多者，并且还包括当照射具有在450nm处的发光峰、40nm或更小的FWHM和单峰发光强度分布的光时具有FWHM大于60nm的发光峰的色彩转换膜。本文中，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，色彩转换膜中的至少一者在600nm至680nm的范围内具有最大发光波长，并且当照射具有在450nm处的发光峰、40nm或更小的FWHM和单峰发光强度分布的光时，色彩转换膜中的至少一者在515nm至555nm的范围内具有最大发光波长。本文中，两个或更多个色彩转换膜可被设置成具有层合结构。
根据本申请的另一个实施方案，背光单元包括上述色彩转换膜中的两者或更多者，并且当照射具有在450nm处的发光峰、40nm或更小的FWHM和单峰发光强度分布的光时，色彩转换膜中的至少一者在600nm至680nm的范围内具有最大发光波长，并且当照射具有在450nm处的发光峰、40nm或更小的FWHM和单峰发光强度分布的光时，色彩转换膜中的至少一者在515nm至555nm的范围内具有最大发光波长。本文中，两个或更多个色彩转换膜可被设置成具有层合结构。如上所述，两个或更多个色彩转换膜均具有60nm或更小的FWHM，因此，可通过使用如上所述的具有不同最大发光波长的两个或更多个色彩转换膜来进一步提高白色色域。
在实施方案中，为了每个色彩转换膜获得在这样的范围内的最大发光波长，可使用在600nm至680nm的范围内具有最大发光波长的有机荧光物质或在515nm至555nm的范围内具有最大发光波长的有机荧光物质，然而，可使用两种或更多种类型的具有不同发光特性的有机荧光物质，或者可使用多种类型的树脂基体或添加剂。
根据本申请的另一个实施方案，提供了包括上述背光单元的显示装置。所述显示装置没有特别限制，只要其包括上述背光单元作为构件即可。例如，显示装置包括显示模块和背光单元。图7示出了显示装置的结构。然而，结构不限于此，并且必要时可在显示模块与背光单元之间进一步设置另外的膜，例如光漫射膜、聚光膜和增亮膜。
在下文中，将参照实施例更详细地描述本发明。
实施例1
通过将以下结构式的绿色有机荧光物质(在膜状态下FWHM＝45nm，Qy＝95％，在最大吸收波长处的吸收系数＝80,000M-1cm-1)溶解在DMF溶剂中来制备第一溶液。
通过将PMMA热塑性树脂溶解在DMF溶剂中来制备第二溶液。
将第一溶液与第二溶液混合使得有机荧光物质的量基于100重量份的PMMA变为0.5重量份，并均匀混合。混合溶液中的固体含量为20重量％，粘度为200cps。将该溶液涂覆在PET基底上，并且干燥所得物以制备色彩转换膜。
使用分光辐射计(TOPCON Corporation SR系列)测量所制备的色彩转换膜的亮度光谱。具体地，将所制备的色彩转换膜放置在包括LED蓝色背光(最大发光波长450nm)和导光板的背光单元的导光板的一个表面上，并且在将棱镜片和DBEF膜放置在色彩转换膜上之后，测量膜的亮度光谱，结果示于图1中。在测量亮度光谱时，设定初始值使得在没有色彩转换膜的情况下蓝色LED灯的亮度为600尼特。根据图1，通过使用特定的FWHM、特定的量子效率和特定的在最大吸收波长处的吸收系数能够获得高色域。图1中的纵轴的单位是W/sr/m2。
比较例1
以与实施例1相同的方式进行制备，不同之处在于使用市售的苝系列LumogenYellow 083有机荧光物质(在膜状态下FWHM＝66nm，Qy＝98％，在最大吸收波长处的吸收系数＝100,000M-1cm-1)作为有机荧光物质。以与实施例1相同的方式测量所制备的色彩转换膜的亮度光谱，结果示于图2中。苝系列有机荧光物质在发光波长处具有大的FWHM，并因此具有低色域。图2中的纵轴的单位是W/sr/m2。
实施例2
以与实施例1相同的方式制备色彩转换膜，不同之处在于使用以下结构的红色有机荧光物质(在膜状态下FWHM＝49nm，量子效率为93％，在最大吸收波长处的吸收系数为185,000M-1cm-1)代替实施例1中使用的绿色有机荧光物质作为有机荧光物质。
将如上制备的色彩转换膜和实施例1中制备的色彩转换膜层合，并且以与实施例1相同的方式测量亮度光谱，结果示于图3中。图3中的纵轴的单位是W/sr/m2。
此外，通过滤色器的光谱的色域各自以CIE 1931色空间和CIE 1976均匀颜色标尺(UCS)色空间进行评价，结果示于下表1中。
实施例3
以与实施例l相同的方式制备绿色色彩转换膜，不同之处在于使用以下结构的绿色有机荧光物质(在膜状态下FWHM＝40nm，量子效率为98％，吸收系数为75,000M-1cm-1)代替实施例1中使用的绿色有机荧光物质。将所制备的绿色色彩转换膜与实施例2中制备的红色色彩转换膜层合，并以与实施例2相同的方式评价色域。
实施例4
以与实施例1相同的方式制备绿色色彩转换膜，不同之处在于使用以下结构的材料(在膜状态下FWHM＝56nm，Qy＝93％，在最大吸收波长处的吸收系数＝80,000M-1cm-1，)作为绿色有机荧光物质，使用水作为溶剂，并使用PVA作为热塑性树脂。将所制备的绿色色彩转换膜与实施例2中制备的红色色彩转换膜层合，并以与实施例2相同的方式评价色域。
实施例5
以与实施例4相同的方式制备和评价绿色色彩转换膜，不同之处在于使用以下结构的材料(在膜状态下FWHM＝39nm，Qy＝93％，在最大吸收波长处的吸收系数＝80,000M- 1cm-1)作为绿色有机荧光物质。
实施例6
以与实施例5相同的方式制备色彩转换膜，然后进行评价，不同之处在于使用Lumogen Yellow 083(在膜状态下FWHM＝66nm，Qy＝98％，在最大吸收波长处的吸收系数＝100,000M-1cm-1)作为绿色有机荧光物质，并使用苯乙烯-丙烯腈(SAN)作为树脂基体材料。
实施例7
以与实施例2相同的方式制备色彩转换膜，然后进行评价，不同之处在于使用Lumogen Red 305(在膜状态下FWHM＝81nm，Qy＝98％，在最大吸收波长处的吸收系数＝110,000M-1cm-1)作为红色有机荧光物质，并使用苯乙烯-丙烯腈(SAN)作为绿色色彩转换膜中的树脂基体材料。
比较例2
以与实施例2相同的方式进行制备，不同之处在于使用Lumogen Yellow 083(在膜状态下FWHM＝66nm，Qy＝98％，在最大吸收波长处的吸收系数＝100,000M-1cm-1)作为绿色有机荧光物质，并且使用Lumogen Red 305(在膜状态下FWHM＝81nm，Qy＝98％，在最大吸收波长处的吸收系数＝110,000M-1cm-1)作为红色有机荧光物质。
以与实施例1相同的方式测量所制备的色彩转换膜的亮度光谱，结果示于图4中。图4中的纵轴的单位是W/sr/m2。
与图3相比，图4的发光光谱中产生较宽的峰分布。此外，使用滤色器之后的色域示于图5中。白色三角形是使用实施例2的色彩转换膜的结果，黑色点线三角形是使用比较例2的色彩转换膜的结果。
比较例3
测量由蓝色LED和YAG荧光物质形成的白色LED BLU的亮度光谱，并且示于图8中。此外，使用滤色器之后的色域示于图5(黑色直线)中。如表1所示，可以看出产生了最窄的色域。通过与比较例3的结果比较，可以看出，基于x和y和基于u’和v’，通过实施例的色彩转换膜能够获得更宽的色域。
比较例4
以与实施例3相同的方式进行制备，不同之处在于将所使用的树脂变为可热固化的环氧树脂(双酚A型)以代替PMMA。固化条件为在120℃下固化2小时，并将所得物在室温下保持24小时。制备膜之后，发光强度大大降低，并且Qy太低而不能获得优选的白色。在这种情况下，色域测量是无意义的。通过使用与实施例3不同类型的树脂，量子效率和FWHM与如下表1所示的实施例3的值不同。
比较例5
以与比较例4相同的方式制备膜，不同之处在于将树脂基体变为可UV固化的丙烯酸树脂。制备膜之后，发光强度大大降低，并且Qy太低而不能获得优选的白色。在这种情况下，色域测量是无意义的。
实施例和比较例中制备的膜的色域示于下表1中。
【表1】
如实施例6和7所示，当绿色色彩转换膜和红色色彩转换膜中的任一者具有60nm或更小的FWHM时，能够增强色域。

Claims (10)

1.一种色彩转换膜，包含：
树脂基体；和
有机荧光物质，所述有机荧光物质分散在所述树脂基体中并且吸收蓝光或绿光且发射波长不同于吸收光的光，
其中所述树脂基体包含热塑性树脂；并且当照射具有在450nm处的发光峰、40nm或更小的FWHM和单峰发光强度分布的光时，所述色彩转换膜具有半高全宽(FWHM)为60nm或更小的发光峰、80％或更大的量子效率和在最大吸收波长处30,000M-1cm-1或更大的吸收系数。
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含一种、两种或更多种类型的以下有机荧光物质：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，在510nm至680nm的范围内具有最大发光峰。
3.根据权利要求1所述的色彩转换膜，其中所述热塑性树脂包含以下中的一种、两种或更多种类型：聚(甲基)丙烯酰基类例如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)类、聚苯乙烯(PS)类、聚亚芳基(PAR)类、聚氨酯(TPU)类、苯乙烯-丙烯腈(SAN)类、聚偏二氟乙烯(PVDF)类、聚乙烯醇(PVA)类和改性聚偏二氟乙烯(改性PVDF)类。
4.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是吡咯亚甲基金属络合物系列的有机荧光物质。
5.一种用于制备根据权利要求1至4中任一项所述的色彩转换膜的方法，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FWHM为60nm或更小的发光峰、80％或更大的量子效率和在最大吸收波长处30,000M-1cm-1或更大的吸收系数，所述方法包括：
将溶解有有机荧光物质的热塑性树脂溶液涂覆在基底上；以及
干燥涂覆在所述基底上的所述热塑性树脂溶液。
6.一种用于制备根据权利要求1至4中任一项所述的色彩转换膜的方法，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FWHM为60nm或更小的发光峰、80％或更大的量子效率和在最大吸收波长处30,000M-1cm-1或更大的吸收系数，所述方法包括将有机荧光物质与热塑性树脂一起挤出。
7.一种背光单元，包括根据权利要求1至4中任一项所述的色彩转换膜。
8.根据权利要求7所述的背光单元，包括上述色彩转换膜中的一者或更多者，并且还包括当照射具有在450nm处的发光峰、40nm或更小的FWHM和单峰发光强度分布的光时具有FWHM大于60nm的发光峰的色彩转换膜，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，所述色彩转换膜中的至少一者在600nm至680nm的范围内具有最大发光波长，并且当照射具有在450nm处的发光峰、40nm或更小的FWHM和单峰发光强度分布的光时，所述色彩转换膜中的至少一者在515nm至555nm的范围内具有最大发光波长。
9.根据权利要求7所述的背光单元，包括上述色彩转换膜中的两者或更多者，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，所述色彩转换膜中的至少一者在600nm至680nm的范围内具有最大发光波长，并且当照射具有在450nm处的发光峰、40nm或更小的FWHM和单峰发光强度分布的光时，所述色彩转换膜中的至少一者在515nm至555nm的范围内具有最大发光波长。
10.一种显示装置，包括根据权利要求7所述的背光单元。
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