CN111279229B - 颜色转换面板及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种颜色转换面板包括：基板；低折射率层，设置于基板的一个表面上且包含碳硅烷‑硅氧烷共聚物；颜色转换层，设置于低折射率层上且包括颜色转换构件；以及平坦化层，覆盖低折射率层及颜色转换层，其中低折射率层在500纳米至550纳米的波长中具有小于或等于1.30的折射率，且颜色转换构件包括量子点。亦提供一种制造颜色转换面板的方法。

Description

颜色转换面板及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种颜色转换面板及一种制造所述颜色转换面板的方法。
背景技术
低折射率材料可用于各种对光进行处理的装置。当利用低折射率的特性时，可以表现出低反射率效果。低折射率材料可用于会减少位于光传感器外部的透镜的低反射层上的光损失、显示器或太阳能电池的最外侧的减反射涂层(anti-reflection coating，AR)上的光损失或存在光的移动的装置内部的光损失的层，以提高效率。在本文中，随着涂层的折射率降低，涂层的厚度可减小，且因此涂膜的裕度可变得更宽并且可以增大根据装置用途而变化的效率。
特别是，由于最近已开发出显示器，因此使用显示器的各种显示装置变得多样化。需要使有机发光二极管(organic light emitting diode，OLED)或包括显示装置的量子点的显示装置中的光致发光材料具有高的发光效率。
发明内容
技术问题
本发明提供一种发光效率提高的颜色转换面板。
另外，本发明欲解决的技术目的并非仅限于上述目的，且通过以下说明本发明所属技术中技术人员将会清晰地理解未提及的另外的技术目的。
技术方案
根据实施例的一种颜色转换面板包括：基板；低折射率层，设置于所述基板的一个表面上且包含碳硅烷-硅氧烷共聚物；颜色转换层，设置于所述低折射率层上且包括颜色转换构件；以及平坦化层，覆盖所述低折射率层及所述颜色转换层，其中所述低折射率层在500纳米至550纳米的波长中具有小于或等于1.30的折射率，且所述颜色转换构件包括量子点。
根据另一实施例的一种制造颜色转换面板的方法包括：在基板上涂布用于低折射率层的组成物，然后通过对经涂布的所述用于所述低折射率层的组成物进行固化或干燥以形成包含碳硅烷-硅氧烷共聚物的低折射率层；在所述低折射率层上形成颜色转换层，所述颜色转换层包括包含量子点的颜色转换构件；以及在所述颜色转换层上形成平坦化层，其中所述低折射率层在500纳米至550纳米的波长中具有小于或等于1.30的折射率。
有益效果
根据本发明，可提供一种能够提高发光效率的颜色转换面板及一种制造所述颜色转换面板的方法。
附图说明
图1是根据实施例的颜色转换面板的示意性俯视图。
图2是示出沿图1所示II-II线截取的横截面的示意性剖视图。
图3是图2的示范性变型的剖视图。
<符号说明>
100：颜色转换面板；
110：基板；
112：保护层；
120：低折射率层；
130：颜色转换层；
132：第一颜色转换构件；
134：第二颜色转换构件；
136：透射构件；
140：平坦化层；
150：第一顶覆层；
160：第二顶覆层；
A：第一区；
B：第二区；
C：第三区；
II-II：线。
具体实施方式
以下，将参照附图详细阐述本发明的示范性实施例。然而，在本发明的说明中，为阐明本发明的主旨，将省略对已知功能或组件的说明。
为了清晰地阐述本发明，省略了与本说明无关的部分，且在本说明书通篇中相同的参考编号指代相同或相似的组件。另外，由于为了便于说明而可选地表示附图中所示每个组件的大小及厚度，因此本发明不限于所述图示。
在附图中，为清晰起见，夸大了层、膜、面板、区等的厚度。在附图中，为清晰起见，夸大了层或区等的一部分的厚度。应理解，当称一元件(例如，层、膜、区或基板)“位于”另一元件“上”时，所述元件可直接位于所述另一元件上，抑或亦可存在中间元件。
图1是根据实施例的颜色转换面板100的示意性俯视图，且图2是示出沿图1所示II-II线截取的横截面的示意性剖视图。
参照图2，根据示例性实施例的颜色转换面板100包括基板110、低折射率层120、颜色转换层130及平坦化层140，其中颜色转换层130可包括以至少两个不同的波长发光的颜色转换层，例如发射第一波长的光的第一颜色转换构件132及发射第二波长的光的第二颜色转换构件134。
基板(110)由透明且电性绝缘的材料制成，且可在与第一颜色转换构件132及第二颜色转换构件134对应的位置处还包括保护层112。保护层112形成在基板110的一个表面上，且当在基板110上形成颜色转换层130时，保护层(112)使得顺利地执行颜色转换层130的图案化并保护颜色转换层130内的颜色转换构件。
低折射率层120覆盖基板110的一部分及位于基板110的一个表面上(例如，位于基板110的形成有保护层112的一个表面上)的保护层112。根据实施例的低折射率层120在500纳米至550纳米的波长中具有小于或等于1.30、例如小于或等于1.25、小于或等于1.20、小于或等于1.19、小于或等于1.18、小于或等于1.17、小于或等于1.16、小于或等于1.15、小于或等于1.14或者小于或等于1.13的相对低的折射率，并且当在低折射率层120上形成颜色转换层130时，可防止自颜色转换层130发射的光朝向基板110反射。因此，根据实施例的包括形成在低折射率层120上的颜色转换层130的颜色转换面板100可具有进一步提高的发光效率。本说明书中的折射率是指指示光在真空中的速度与光在介质中的速度的比率的绝对折射率。
如上所述，颜色转换层130形成在低折射率层120上。根据图1中的示例性实施例的颜色转换面板100包括发射第一波长的光的第一区A及发射第二波长的光的第二区B。举例而言，第一区A可发射红色光，且第二区B可发射绿色光，但是第一区A及第二区B并非仅限于此。另外，颜色转换面板(100)可发射蓝色光，或者可还包括发射白色光的第三区C。
第一区A及第二区B分别包括发射第一波长的光的第一颜色转换构件132及发射第二波长的光的第二颜色转换构件134，并且第一颜色转换构件132及第二颜色转换构件134中的每一者可分别包括将入射光的波长转换成其他波长的光的量子点。稍后将阐述颜色转换构件132及134以及在颜色转换层130中所包括的量子点。
同时，参照图1，颜色转换层130可还包括对应于第三区C设置的透射构件136。透射构件136可发射自光源接收的光之本身而无需另外的颜色转换。为此，例如，透射构件136可形成在与颜色转换层130相同的高度处。然而，透射构件136并非仅限于此，且如第一颜色转换构件132及第二颜色转换构件134那样亦可包括量子点以发射被转换成某一波长的光。
在下文中，更详细地阐述根据示例性实施例的低折射率层120。
包含碳硅烷-硅氧烷共聚物的低折射率层120可通过在基板110上涂布包含碳硅烷-硅氧烷共聚物的用于低折射率层的组成物，然后对所述组成物进行固化来形成。用于低折射率层的组成物可包含以下组分：(a)碳硅烷-硅氧烷共聚物、(b)沸点为100℃至200℃的有机聚合物、(c)界面活性剂及(d)溶剂。在下文中，详细阐述用于低折射率层的组成物。
(a)碳硅烷-硅氧烷共聚物
碳硅烷-硅氧烷共聚物可通过由化学式1表示的硅烷化合物与由化学式2表示的碳硅烷化合物的水解缩合反应来制备。
[化学式1]
(R1)n-Si-(OR2)4-n。
在化学式1中，R1为氢、C1至C30烷基、C2至C30烯基、C6至C30芳基、C3至C30环烷基、C1至C30烷氧基、羧基、R(C＝O)-、R(C＝O)O-(其中R为C1至C30烷基、C3至C30环烷基或C6至C30芳基)、含环氧基的单价有机基、(甲基)丙烯酰基、(甲基)丙烯酸酯基、经(甲基)丙烯酰基取代的C1至C30烷基、经(甲基)丙烯酸酯基取代的C1至C30烷基或其组合，
R2为氢、C1至C30烷基、C3至C30环烷基、C2至C30烯基及C6至C30芳基中的一者，且
n介于0≤n<4的范围内。
[化学式2]
Figure GDA0003505477480000041
在化学式2中，R3为氢、C1至C30烷基、C3至C30环烷基、C2至C30烯基或C6至C30芳基，且
Y为C1至C30亚烷基、C2至C30亚烯基、C3至C30亚环烷基、C6至C30亚芳基或其组合。
在化学式1中，n可介于0≤n<3的范围内。
通过由化学式1表示的硅烷化合物及由化学式2表示的碳硅烷化合物制备的碳硅烷-硅氧烷化合物可由化学式3表示：
[化学式3]
(R4R5R6SiO1/2)M(R7R8SiO2/2)D(R9SiO3/2)T1(SiO3/2-Y-SiO3/2)T2(SiO4/2)Q。
在化学式3中，
R4至R9为氢、C1至C30烷基、C2至C30烯基、C6至C30芳基、C3至C30环烷基、C1至C30烷氧基、羧基、R(C＝O)-、R(C＝O)O-(其中R为C1至C30烷基、C3至C30环烷基或C6至C30芳基)、含环氧基的单价有机基、(甲基)丙烯酰基、(甲基)丙烯酸酯基、经(甲基)丙烯酰基取代的C1至C30烷基、经(甲基)丙烯酸酯基取代的C1至C30烷基或其组合，
Y为C1至C30亚烷基、C2至C30亚烯基、C3至C30亚环烷基、C6至C30芳基或其组合，
0≤M≤0.5，0≤D≤0.5，0<T1≤0.95，0<T2≤0.2，0<Q≤0.9，且M+D+T1+T2+Q＝1。
在示例性实施例中，在化学式3中，M＝0，0<D≤0.2，0.1≤T1≤0.95，0<T2<0.2，0.05≤Q≤0.9，且D+T1+T2+Q＝1。
在另一示例性实施例中，在化学式3中，M＝0，D＝0，0.30≤T1≤0.95，0<T2<0.2，0.05≤Q≤0.8，且T1+T2+Q＝1。
碳硅烷-硅氧烷共聚物的聚苯乙烯换算(polystyrene-reduced)的重量平均分子量(Mw)可为例如3,200、例如4,000、例如5,000至5,000,000、例如10,000至5,000,000、例如100,000至5,000,000、例如200,000至5,000,000、例如300,000至5,000,000、例如400,000至5,000,000、例如500,000至5,000,000、例如500,000至4,500,000、例如500,000至4,000,000、例如500,000至3,500,000或例如500,000至3,000,000，但并非仅限于此。
以用于低折射率层的组成物的总重量计，碳硅烷-硅氧烷共聚物的量可为30重量％、小于或等于1重量％至25重量％、1.5重量％至20重量％、2重量％至15重量％、2.5重量％至10重量％、3重量％至10重量％、3.5重量％至10重量％、4.5重量％至10重量％或5重量％至10重量％，但并非仅限于此。
(b)沸点为100℃至200℃的有机聚合物
另一方面，用于低折射率层120的组成物可包含沸点为100℃至200℃的有机聚合物以及碳硅烷-硅氧烷共聚物。
沸点为100℃至200℃的有机聚合物可为聚环氧烷系共聚物、聚亚芳基氧共聚物及二醇系共聚物。二醇系共聚物的实例可为聚(乙)二醇、聚(丙)二醇等，且聚环氧烷或聚亚芳基氧系共聚物的实例可为聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、聚(苯)醚等。
有机聚合物的数量平均分子量(Mn)可为100至10,000、100至8,000、200至7,000、300至6,000、350至5,000、400至4,500、450至4,000、500至4,000、500至3,500、600至3,000、650至3,000、700至3,000、800至3,000,900至3,000、1,000至3,000、1,000至2,500或1,000至2,000，但并非仅限于此。
在用于低折射率层的组成物中包含沸点为100℃至200℃的有机聚合物以及溶剂及碳硅烷-硅氧烷共聚物的情形中，当将所述组成物涂布在基板上然后进行加热来对碳硅烷-硅氧烷共聚物进行固化时温度会升高至100℃至200℃，沸点为100℃至200℃的有机聚合物可自涂布在基板上的用于低折射率层的组成物蒸发。随着有机聚合物的蒸发，可在通过涂布用于低折射率层的组成物而形成的涂层内形成纳米孔，且形成有纳米孔的包含碳硅烷-硅氧烷共聚物的经固化层可具有较自碳硅烷-硅氧烷共聚物制备的经固化层更低的折射率。因此，具有更低折射率且包含碳硅烷-硅氧烷共聚物的低折射率层易于通过包含有机聚合物来形成。因此，可进一步提高根据实施例的颜色转换面板100的发光效率。
以碳硅烷-硅氧烷共聚物的100重量份计，沸点为100℃至200℃的有机聚合物的量可为50重量份至150重量份。
另外，有机聚合物可与界面活性剂预混合，且以用于低折射率层的组成物的总重量计，可包含30重量％、小于或等于1重量％至25重量％、1.5重量％至20重量％、2重量％至15重量％、2.5重量％至10重量％、3重量％至10重量％、3.5重量％至10重量％、4.5重量％至10重量％或5重量％至10重量％的固体含量的有机聚合物，但并非仅限于此。
(c)孔形成界面活性剂
根据实施例的用于低折射率层的组成物可还包含用于形成额外的孔的界面活性剂。
界面活性剂可有助于具有无机材料性质的碳硅烷-硅氧烷共聚物以及沸点为100℃至200℃且具有有机材料性质的有机聚合物在溶剂中顺利地混合，且可形成额外的纳米孔。界面活性剂可与沸点为100℃至200℃的有机聚合物以1:9至9:1、2:8至8:2、3:7至7:3、4:6至6:4或5:5的重量比预混合，然后可与碳硅烷-硅氧烷共聚物混合。
界面活性剂可包括由化学式4表示的铵盐：
[化学式4]
Figure GDA0003505477480000051
在化学式4中，Ra至Rd独立地为C1至C30烷基，且
X为卤素原子，例如F、Cl、Br或I。
在示例性实施例中，化学式4的Ra至Rd中的三者可为甲基，且其余一者可为C10至C30烷基。
由化学式4表示的界面活性剂的具体实例可为鲸蜡基三甲基氯化铵(十六烷基三甲基氯化铵)(cetyltrimethylammonium chloride(hexadecyltrimethylammoniumchloride))、十二烷基三甲基氯化铵等(dodecyltrimethylammonium chloride)，但并非仅限于此。
(d)溶剂
用于形成低折射率层的溶剂可为可在大于或等于200℃的制程温度下使用的任何溶剂。举例而言，所述溶剂可为醇型溶剂(例如丁醇或异丙醇)、酮型溶剂(例如PMEA或二异丁基酮(diisobutylketone，DIBK))，且可为除该些溶剂外可在所述制程温度下使用的任何溶剂中的一或多者作为此项技术中已知的溶剂。
以碳硅烷-硅氧烷共聚物的100重量份计，可包含300重量份至2,000重量份的量的溶剂，且其量可根据总固体含量来控制。
(e)固化触媒
用于低折射率层的组成物可还包含热固化触媒以促进碳硅烷-硅氧烷共聚物的硅氧烷树脂末端的未反应的硅醇基的固化，但根据所使用的碳硅烷-硅氧烷树脂亦可不包含此种触媒。固化触媒的实例可包括铵盐，例如四丁基乙酸铵(tetrabutylammoniumacetate，TBAA)。
当使用固化触媒时，以碳硅烷-硅氧烷共聚物的100重量份计，可包含小于或等于5重量份、例如小于或等于3重量份或者小于或等于1重量份的量的此种触媒。
(f)其他添加剂
用于低折射率层的组成物可还包含此项技术中已知的各种添加剂。该些添加剂可为界面活性剂(例如氟系界面活性剂)以在涂布用于低折射率层的组成物时改善涂布性质且防止缺陷，但并非仅限于此。以碳硅烷-硅氧烷共聚物的100重量份计，可包含小于或等于10重量份、小于或等于8重量份、小于或等于5重量份、小于或等于3重量份、小于或等于2重量份或者小于或等于1重量份的量的该些添加剂。
如上所述，在基板上涂布用于低折射率层的组成物，干燥，然后进行固化以形成包含碳硅烷-硅氧烷共聚物的低折射率层。
可利用此项技术中已知的各种方法中的任一种方法在基板上涂布用于低折射率层的组成物，且所述方法可例如为旋涂(spin coating)、狭缝涂布及旋涂(slit and spincoating)、狭缝涂布(slit coating)、辊涂(roll coating)方法或模涂(die coating)，但并非仅限于此。在示例性实施例中，用于低折射率层的组成物可旋涂在基板上。
可通过干燥及固化制程对涂布在基板上的用于低折射率层的组成物进行干燥或固化以形成低折射率层。干燥或固化温度可为大于或等于150℃且小于或等于300℃、大于或等于150℃且小于或等于280℃、大于或等于150℃且小于或等于270℃、大于或等于150℃且小于或等于250℃、大于或等于170℃且小于或等于250℃或者大于或等于180℃且小于或等于240℃的温度。
根据所述方法制造的低折射率层120可具有100纳米至2.0微米的厚度。
同时，低折射率层120可在除特定波长区外的其余可见光波长区(包括400纳米的波长)中具有大于或等于60％、例如大于或等于70％、大于或等于80％、大于或等于90％、大于或等于95％的透光率。
另外，处于400纳米至750纳米的整个波长区的可见光线范围内的平均反射率(不包含镜面分量(Specular Component Excluded，SCE)值)可小于或等于10％、小于或等于7％、小于或等于5％或者小于或等于3％。因此，根据实施例的颜色转换面板100即使在低波长范围下亦可具有高的透光率，且可在可见光线波长的整个区中维持低的反射率以进一步改善光学性质。
如上所述，在形成低折射率层120之后，在低折射率层120上形成颜色转换层130，且颜色转换层130包括颜色转换构件132及134，颜色转换构件132及134包括吸收每一特定波长的光并发射其他波长的光的量子点。可通过在低折射率层120上涂布用于包括量子点的颜色转换层的组成物来形成颜色转换构件132及134。用于颜色转换层的组成物可包含量子点、用于分散量子点的溶剂、粘合剂树脂、光可聚合单体、光聚合起始剂及其他添加剂。在下文中，详细阐述用于颜色转换层的组成物的每一组分。
(1)量子点
量子点具有各向同性(isotropic)光学辐射特性。在量子点在已通过接收到来自光源的入射光而被激发(excitation)之后返回至基态(ground)的同时，量子点可沿辐射方向发射辐射光。因此，可使用包括量子点作为颜色转换构件132及134的颜色转换层130作为发光层。
由于量子点因量子限制效应(quantum confinement effect)而具有不连续的能量带隙(energyband gap)，因此量子点吸收入射光并发射具有某一波长区的辐射光。亦即，根据实施例的颜色转换层130包括量子点，且因此相较于其他发光元件而言可显示具有高色纯度的图像。
如图1所示，由于颜色转换层130包括发射第一波长的光的第一颜色转换构件132及发射第二波长的光的第二颜色转换构件134，因此第一颜色转换构件132及第二颜色转换构件134中的每一者可包括吸收和/或发射不同波长的光的量子点。在本文中，第一颜色转换构件132可通过包括最大荧光发光波长为580纳米至700纳米的第一量子点来发射呈红色的光，且第二颜色转换构件134可通过包括最大荧光发光波长为450纳米至580纳米的第二量子点来发射呈绿色的光。然而，第一颜色转换构件132及第二颜色转换构件134可包括吸收相同波长的光且发射相同波长的光的相同的量子点。第一颜色转换构件132及第二颜色转换构件134中所包括的量子点可各自具有5纳米至20纳米的平均粒径。
量子点可具有20纳米至100纳米、例如20纳米至80纳米、例如40纳米至60纳米的半峰全宽(full width at half maximum，FWHM)。当量子点具有处于所述范围内的半峰全宽(FWHM)时，会提高色纯度且当用作彩色滤光片材料时可改善颜色再现性。
量子点可为有机材料、无机材料或有机材料与无机材料的混杂材料，且可包括II-VI族化合物、III-V族化合物、IV-VI族化合物、IV族化合物、II-III-VI族化合物、I-II-IV-VI族化合物或其组合。
量子点未示于附图中，但可包括核及环绕核的壳，且核及壳独立地为由II-IV族、III-V族等组成的核，且可具有核/壳、核/第一壳/第二壳、合金、合金/壳等的结构。
量子点的结构无特别限制，但在量子点具有核/壳结构的情形中，包括壳的量子点的整个大小(平均粒径)可为1纳米至15纳米，例如5纳米至10纳米。
同时，量子点的形状可为此项技术中常用的形状，且无特别限制。举例而言，量子点可具有锥体形、多臂形(multi-arm)或立方形(cubic)纳米颗粒、纳米管、纳米线、纳米纤维或纳米片形状以及球形状。
为了改善量子点的稳定性及可分散性，壳表面可经有机材料取代以稳定量子点，且有机材料可包括硫醇系化合物、胺系化合物、氧化膦系化合物、丙烯酸化合物、Si系化合物等，但并非仅限于此。
由于最近全世界对环境保护的兴趣大大增加且有毒材料的规则亦得到加强，因此环境友好型非镉系发光材料非常受欢迎。举例而言，相较于具有镉系核量子点的发光材料，同时具有足够的量子效率(量子产率)的InP/ZnS核-壳型量子点(core-shell typequantum dots)、InP/ZnSe/ZnS核-第一壳-第二壳型量子点(core-first shell-secondshell type quantum dots)更加环境友好，但不必仅限于此。
(2)用于分散量子点的溶剂
用于分散量子点的溶剂可为具有极性基团及非极性基团的两亲溶剂，以同时溶解粘合剂树脂、光可聚合单体、光聚合起始剂及其他添加剂的有机组分以及作为无机颗粒的量子点。举例而言，溶剂可为沸点为148℃至250℃、例如148℃至180℃的两亲化合物，例如乙酸戊酯、乙酸己酯、乙酸癸酯、乙酸十二烷基酯或乙酸环己基酯。在示例性实施例中，用于分散量子点的溶剂可为乙酸环己基酯，但并非仅限于此。
具有相对低的沸点的化合物(例如乙酸异戊酯、二乙醚、二丁醚或甲基异丁基酮)可与具有相对高的沸点的两亲化合物溶剂混合。
可包含重量比为6:4至9:1的两亲化合物及沸点较两亲化合物更低的化合物。当包含所述重量比范围内的两亲化合物及沸点较两亲化合物更低的化合物或者包含较两亲化合物的量更大量的沸点较两亲化合物更低的化合物时，可使量子点沉淀且可使光转换效率劣化。另外，在包含相较于沸点较两亲化合物更低的化合物而言过大量(例如九倍)的两亲化合物的情况下，可因涂布及预烘烤(Prebake)制程之后残留过量的溶剂而使涂层的硬度(hardness)劣化。
(3)黏合剂树脂
为了在低折射率层120上涂布包含作为无机颗粒的量子点的用于颜色转换层的组成物中的组分，用于颜色转换层的组成物可包含粘合剂树脂。粘合剂树脂可包括丙烯酸系粘合剂树脂、卡多系粘合剂树脂或其组合，且可包括除上述粘合剂树脂外此项技术中已知的各种已知粘合剂。
(4)光可聚合单体
光可聚合单体可为包含至少一个乙烯系不饱和双键的(甲基)丙烯酸的单官能酯或多官能酯。光可聚合单体可通过具有乙烯系不饱和双键而在包含光可聚合单体的用于颜色转换层的组成物的图案形成制程中的曝光期间引起充分聚合，且可通过对用于颜色转换层的组成物进行固化而提供耐热性、耐光性及耐化学性改善的图案。
光可聚合单体可用酸酐处理以改善可显影性。
(5)光聚合起始剂
光聚合起始剂可为感光性树脂组成物中常用的起始剂，且可为例如苯乙酮系化合物(acetophenone-based compound)、二苯甲酮系化合物(benzophenone-basedcompound)、噻吨酮系化合物(thioxanthone-based compound)、安息香系化合物(benzoin-based compound)、三嗪系化合物(triazine-based compound)、肟系化合物(oxime-basedcompound)、胺基酮系化合物(aminoketone-based compound)等。光聚合起始剂可与能够通过吸收光引起化学反应且变得激发并随后传输其能量的感光剂一起使用。
光聚合起始剂除所述化合物之外可使用咔唑系化合物(carbazole-basedcompound)、二酮系化合物(diketone-based compound)、硼酸锍系化合物(sulfoniumborate-based compound)、重氮系化合物(diazo-based compound)、咪唑系化合物(imidazole-based compound)、联咪唑系化合物(biimidazole-based compound)等。
在示例性实施例中，通过在基板110上的低折射率层120上涂布包含量子点的用于包括颜色转换构件132及134的颜色转换层的组成物然后对所述组成物进行涂布来形成颜色转换层130。图案化制程可包括：例如利用旋涂或狭缝涂布、辊涂方法、网版印刷方法、敷料器方法等在形成有低折射率层120的基板110上涂布用于颜色转换层的组成物，对所述组成物进行干燥以形成膜，使用遮罩对所述膜进行曝光以形成形状与第一颜色转换构件132及第二颜色转换构件134对应的图案，对所述膜进行显影以移除多余的部分，以及进行耐热性及后制程以对所述膜进行再加热进而获得耐光性、紧密接触性质、抗裂性、耐化学性改善、强度高、储存稳定性等改善的图案或者照射光化射线，但并非仅限于此。
除量子点以外，第一颜色转换构件132及第二颜色转换构件134可还包括光散射体(图中未示出)。光散射体可与量子点一起分散于颜色转换层130中。光散射体可诱导入射光到达量子点或诱导辐射方向以使自量子点发射的辐射光可自颜色转换层130向外部发射。因此，可使颜色转换层130的光效率的劣化最小化。另一方面，透射构件136亦可包括光散射体。
平坦化层140形成于低折射率层120及颜色转换层130上。平坦化层140覆盖低折射率层120及颜色转换层130以保护折射率层120及颜色转换层130并将颜色转换面板100的表面平坦化。平坦化层140可由透明且电性绝缘的材料制成，以使得可透射光。在本文中，根据本实施例的平坦化层140可由与低折射率层120相同的材料组成。
举例而言，平坦化层140如低折射率层120那样是由包括碳硅烷-硅氧烷共聚物的低折射率材料制成，且因此可进一步提高颜色转换面板100的发光效率。另外，当低折射率层120的入射光进入平坦化层140时，可使反射或散射最小化，且因此可使介面处的光学损失最小化以提供光效率提高的颜色转换面板100。
图3是图2的示范性变型的剖视图。参照图3，根据示范性变型的颜色转换面板100可还包括第一顶覆层150及第二顶覆层160。在图3中，示出包括第一顶覆层150及第二顶覆层160的示范性变型，但可省略第一顶覆层150及第二顶覆层160中的一者。
第一顶覆层150可形成于平坦化层140上以覆盖平坦化层140。因此，第一顶覆层150可在形成平坦化层140之后形成。第一顶覆层150可形成于基板110的整个表面上。
第二顶覆层160可形成在低折射率层120与颜色转换层130之间，且如第一顶覆层150那样可形成于基板110的整个表面上。因此，第二顶覆层160可在低折射率层120的形成制程与颜色转换层130的形成制程之间形成。
如低折射率层120那样，第一顶覆层150及第二顶覆层160亦可由具有低折射率的材料(例如SiNx)制成。与平坦化层140形成介面的第一顶覆层150及设置于低折射率层120与平坦化层140之间且与低折射率层120及平坦化层140形成介面的第二顶覆层160亦可由具有低折射率的材料制成，且因此可使入射至第一顶覆层150及第二顶覆层160的光的反射或散射最小化，且因此可使介面处的光学损失最小化以提供光效率提高的颜色转换面板100。
可通过使反射或散射最小化来使介面处的光学损失最小化，且因此可提供光效率提高的颜色转换面板100。
相较于不包括低折射率层120、第一顶覆层150及第二顶覆层160的颜色转换面板而言，包括第一顶覆层150及第二顶覆层160的颜色转换面板100可表现出150％或大于150％的发光效率增大的效果。
对根据本发明实施例的颜色转换面板100及其制造方法进行阐释。因此，颜色转换面板100可因量子点而具有提高的发光效率。
发明方式
在下文中，参照实例更详细地说明本发明。然而，该些实例不应在任何意义上被解释为限制本发明的范围。
制备碳硅烷-硅氧烷共聚物
合成例1
将570克异丙醇(isopropyl alcohol，IPA)放入1升4颈夹套反应器中，且在保持温度为25℃的情况下向其中放入了摩尔比为0.55:0.40:0.05的甲基三甲氧基硅烷、正硅酸四乙酯、1,2-(双(三甲氧基硅烷基)乙烷)的混合物。接着，对1克浓度为20％的四甲基氢氧化铵(tetramethyl ammonium hydroxide，TMAH)水溶液与27克的蒸馏水进行了混合，且将混合物作为一滴而滴入夹套反应器中并接着进行了搅拌。
接着，将反应器加热至60℃且使硅酮聚合物生长以获得碳硅烷-硅氧烷共聚物。利用凝胶渗透层析法(gel permeation chromatography，GPC)对所获得的碳硅烷-硅氧烷共聚物的分子量(聚苯乙烯换算(polystyrene-reduced)的分子量)进行了测量，且重量平均分子量为50,000。
合成例2
将1千克重量比为1:80的水与丙二醇单甲醚乙酸酯(propylene glycolmonomethyl ether acetate，PEGMEA)的混合溶剂放入3颈烧瓶中，且在将温度保持在25℃下的同时添加了1克60％的HNO3水溶液。随后，作为单体向其中放入了摩尔比为0.55:0.40:0.05的甲基三甲氧基硅烷、正硅酸四乙酯、1,2-(双(三甲氧基硅烷基)乙烷)的混合物。
在放入溶剂、单体及触媒之后，将温度升高至60℃，且将所得物加热并回流了72小时以执行缩聚反应。利用GPC对所获得的碳硅烷-硅氧烷共聚物的分子量(聚苯乙烯换算的分子量)进行了测量，且重量平均分子量为4,000。
合成例3
将1千克重量比为1:80的水与丙二醇单甲醚乙酸酯(PEGMEA)的混合溶剂放入3颈烧瓶中，且在将温度保持在25℃下的同时添加了1克60％的HNO3水溶液。随后，作为单体向其中放入了摩尔比为0.75:0.20:0.05的甲基三甲氧基硅烷、正硅酸四乙酯、1,2-(双(三甲氧基硅烷基)乙烷)的混合物。在放入溶剂、单体及触媒之后，将温度升高至60℃，且将所得物加热并回流了72小时以执行缩聚反应。利用GPC对所获得的碳硅烷-硅氧烷共聚物的分子量(聚苯乙烯换算的分子量)进行了测量，且重量平均分子量为3,200。
比较合成例
将1千克重量比为1:80的水与丙二醇单甲醚乙酸酯(PEGMEA)的混合溶剂放入3颈烧瓶中，且在将温度保持在25℃下的同时添加了1克60％的HNO3水溶液。随后，作为单体向其中放入了摩尔比为0.75:0.30的甲基三甲氧基硅烷及正硅酸四乙酯的混合物。在放入溶剂、单体及触媒之后，将温度升高至60℃，且将所得物加热并回流了72小时以执行缩聚反应。利用GPC对所获得的硅氧烷共聚物的分子量(聚苯乙烯换算的分子量)进行了测量，且重量平均分子量为3,800。
实例1
将3.0重量％(固体含量)合成例1的碳硅烷-硅氧烷共聚物、3.0重量％(固体含量)的重量比为5:5的环氧丙烷聚合物(propylene oxide polymer，PPO，Mn＝2,000)与鲸蜡基三甲基氯化铵的有机聚合物以及0.01％(固体含量)的界面活性剂(F-552)进行了混合并在二异丁基酮(DIBK)中溶解了30分钟，以使固体浓度可为6.0重量％，且接着使用0.1微米的密理博(milipore)过滤器进行了过滤以制备用于低折射率层的组成物。
实例2
将7.5重量％(固体含量)合成例2的碳硅烷-硅氧烷共聚物、7.5重量％(固体含量)的重量比为5:5的PPO(Mn＝2,000)与鲸蜡基三甲基氯化铵的有机聚合物以及0.01％(固体含量)的界面活性剂(F-552)进行了混合并在DIBK中溶解了30分钟，以使固体浓度可为15.0重量％，且接着使用0.1微米的密理博过滤器进行了过滤以制备用于低折射率层的组成物。
实例3
将7.5重量％(固体含量)合成例3的碳硅烷-硅氧烷共聚物、7.5重量％(固体含量)的重量比为5:5的PPO(Mn＝2,000)与鲸蜡基三甲基氯化铵的有机聚合物以及0.01％(固体含量)的界面活性剂(F-552)进行了混合并在DIBK中溶解了30分钟，以使固体浓度可为15.0重量％，且接着使用0.1微米的密理博过滤器进行了过滤以制备用于低折射率层的组成物。
实例4
将10.0重量％(固体含量)合成例2的碳硅烷-硅氧烷共聚物、5.0重量％(固体含量)的重量比为5:5的PPO(Mn＝2,000)与鲸蜡基三甲基氯化铵的有机聚合物以及0.01％(固体含量)的界面活性剂(F-552)进行了混合并在DIBK中溶解了30分钟，以使固体浓度可为15.0重量％，且接着使用0.1微米的密理博过滤器进行了过滤以制备用于低折射率层的组成物。
实例5
将6.0重量％(固体含量)合成例2的碳硅烷-硅氧烷共聚物、9.0重量％(固体含量)的重量比为5:5的PPO(Mn＝2,000)与鲸蜡基三甲基氯化铵的有机聚合物以及0.01％(固体含量)的界面活性剂(F-552)进行了混合并在DIBK中溶解了30分钟，以使固体浓度可为15.0重量％，且接着使用0.1微米的密理博过滤器进行了过滤以制备用于低折射率层的组成物。
比较例1
将7.5重量％(固体含量)比较合成例的硅氧烷共聚物、7.5重量％(固体含量)的重量比为5:5的PPO(Mn＝2,000)与鲸蜡基三甲基氯化铵的有机聚合物以及0.01％(固体含量)的界面活性剂(F-552)进行了混合并在DIBK中溶解了30分钟，以使固体浓度可为15.0重量％，且接着使用0.1微米的密理博过滤器进行了过滤以制备用于低折射率层的组成物。
比较例2
将10.0重量％(固体含量)比较合成例的硅氧烷共聚物、5.0重量％(固体含量)的重量比为5:5的PPO(Mn＝2,000)与鲸蜡基三甲基氯化铵的有机聚合物以及0.01％(固体含量)的界面活性剂(F-552)进行了混合并在DIBK中溶解了30分钟，以使固体浓度可为15.0重量％，且接着使用0.1微米的密理博过滤器进行了过滤以制备用于低折射率层的组成物。
比较例3
将6.0重量％(固体含量)比较合成例的硅氧烷共聚物、9.0重量％(固体含量)的重量比为5:5的PPO(Mn＝2,000)与鲸蜡基三甲基氯化铵的有机聚合物以及0.01％(固体含量)的界面活性剂(F-552)进行了混合并在DIBK中溶解了30分钟，以使固体浓度可为15.0重量％，且接着使用0.1微米的密理博过滤器进行了过滤以制备用于低折射率层的组成物。
制造经固化膜及评价
利用旋涂机(奥比卡特(Opticoat)MS-A150，三笠有限公司(Mikasa Co.,Ltd.))以300转/分钟(rpm)至1500转/分钟的速度在基板上分别涂布了在实例1至实例5以及比较例1至比较例3中制备的用于低折射率层的组成物以评价量子点效率，在热板上在100℃下预烘烤了120秒以形成各膜，并接着在180℃至200℃的温度下固化及干燥了5分钟以获得厚度为1.0微米的各经固化涂膜，且使用阿尔法-梯级轮廓仪(Alpha-step)(表面轮廓仪KLA，科磊公司(Tencor Corp.))对每一经固化涂膜的厚度进行了测量。
(1)经固化涂膜的适当的裂缝裕度(crack margin)
在制造经固化涂膜的制程期间，使用阿尔法-梯级轮廓仪、即表面轮廓仪(KLA科磊公司)在不发生裂缝的rpm下对各经固化涂膜的厚度进行了测量，且结果示于表1中。
经固化涂膜的适当的裂缝裕度大于或等于2.0微米，且当裕度小于或等于2.0微米时，制程裕度变得更窄，且因此难以使用经固化涂膜。经固化涂膜的厚度最适宜为1.0微米，且当厚度小于1.0微米时，难以进行规模生产，且当其以大于或等于3.0微米的高度堆叠时，可发生裂缝，且因此可能难以进行结构设计。
(2)折射率
使用光谱椭偏仪(M-2000D，J.A.伍拉姆公司(J.A.Woollam))对自实例1至实例5以及比较例1至比较例3的组成物获得的各经固化涂膜的折射率进行了测量，且结果示于表1中。
(3)发光效率
使用夸特瑞斯-QY量子产率分光计(Quantaurus-QY Quantum YieldSpectrometer)(滨松公司(Hamamatsu))对自实例1至实例5以及比较例1至比较例3的组成物制造的各经固化涂膜的量子点效率进行了测量，且结果示于表1中。
(4)发光效率_顶覆层(capping)
利用化学气相沉积(chemical vapor deposition，CVD)方法在自实例1至实例5以及比较例1至比较例3的组成物制造的各经固化涂膜上将SiNx沉积为500埃的厚度，且使用夸特瑞斯-QY量子产率分光计(滨松公司)对量子点效率进行了测量，并且结果示于表1中。
(表1)
折射率 裂缝裕度(μm) 发光效率(％) 发光效率(％)(顶覆层)
实例1 1.21 2.7 131 151
实例2 1.23 2.3 129 150
实例3 1.25 2.5 125 148
实例4 1.29 2.8 116 130
实例5 1.16 2.2 135 151
比较例1 1.38 1.7 98 95
比较例2 1.41 1.1 96 95
比较例3 1.44 1.4 92 90
比较例4 1.15 1.6 102 100
参照表1，根据实例1至实例5的经固化涂膜相较于比较例1至比较例4显示出小于或等于1.30的折射率，且大于或等于2.0微米的裂缝裕度表示在不发生裂缝的rpm的情况下，膜的厚度可以为厚。。根据实例1至实例5的经固化涂膜的发光效率相较于根据比较例1至比较例4的经固化涂膜的发光效率而言显示出显着提高。
结果，相较于根据比较例1至比较例4的经固化涂膜而言，根据实例1至实例5的经固化涂膜显示出折射率降低、裂缝发生得到抑制且发光效率提高。
以上，已阐述及说明了本发明的某些示范性实施例，然而对于此项技术中技术人员而言显而易见的是，本发明并非仅限于所述的示范性实施例，且可在不背离本发明的精神及范围的条件下进行各种修改及变换。因此，经修改或变换的示范性实施例同样地可不会与本发明的技术思想及态样分开理解，且经修改的示范性实施例处于本发明的权利要求的范围内。

Claims (18)

1.一种颜色转换面板，包括：
基板；
低折射率层，设置于所述基板的一个表面上且包含碳硅烷-硅氧烷共聚物；
颜色转换层，设置于所述低折射率层上且包括颜色转换构件；以及
平坦化层，覆盖所述低折射率层及所述颜色转换层，
其中所述低折射率层在500纳米至550纳米的波长中具有小于或等于1.30的折射率，且
所述颜色转换构件包括量子点。
2.根据权利要求1所述的颜色转换面板，其中所述低折射率层是通过在所述基板上涂布包含选自(a)至(d)的以下组分的用于所述低折射率层的组成物来形成：
(a)由化学式3表示的碳硅烷-硅氧烷共聚物：
[化学式3]
(R4R5R6SiO1/2)M(R7R8SiO2/2)D(R9SiO3/2)T1(SiO3/2-Y-SiO3/2)T2(SiO4/2)Q
其中，在化学式3中，
R4至R9为氢、C1至C30烷基、C2至C30烯基、C6至C30芳基、C1至C30烷氧基、羧基、R(C＝O)-、R(C＝O)O-(其中R为C1至C30烷基或C6至C30芳基)、(甲基)丙烯酰基、(甲基)丙烯酸酯基或其组合，
Y为C1至C30亚烷基、C2至C30亚烯基、C6至C30芳基或其组合，
0≤M≤0.5，0≤D≤0.5，0<T1≤0.95，0<T2≤0.2，0<Q≤0.9，且
M+D+T1+T2+Q＝1，
(b)沸点为100℃至200℃的有机聚合物，
(c)由化学式4表示的界面活性剂：
[化学式4]
Figure FDA0003363064460000011
其中，在化学式4中，Ra至Rd独立地为C1至C30烷基，
X为选自F、Cl、Br或I的卤素原子，以及
(d)溶剂。
3.根据权利要求2所述的颜色转换面板，其中，在化学式3中，R4至R9为C3至C30环烷基、含环氧基的单价有机基、经(甲基)丙烯酰基取代的C1至C30烷基、经(甲基)丙烯酸酯基取代的C1至C30烷基或其组合，且Y为C3至C30亚环烷基。
4.根据权利要求2所述的颜色转换面板，其中在化学式3中，M＝0，0<D≤0.2，0.1≤T1≤0.95，0<T2<0.2，0.05≤Q≤0.9，且D+T1+T2+Q＝1。
5.根据权利要求2所述的颜色转换面板，其中所述碳硅烷-硅氧烷共聚物是通过由化学式1表示的化合物与由化学式2表示的化合物的水解缩合反应来形成：
[化学式1]
(R1)n-Si-(OR2)4-n
其中，在化学式1中，R1为氢、C1至C30烷基、C2至C30烯基、C6至C30芳基、C1至C30烷氧基、羧基、R(C＝O)-、R(C＝O)O-(其中R为C1至C30烷基或C6至C30芳基)、(甲基)丙烯酰基、(甲基)丙烯酸酯基或其组合，
R2为氢、C1至C30烷基、C2至C30烯基及C6至C30芳基中的一者，且
n介于0≤n<4的范围内，
[化学式2]
Figure FDA0003363064460000021
其中，在化学式2中，R3为氢、C1至C30烷基、C2至C30烯基或C6至C30芳基，且Y为C1至C30亚烷基、C2至C30亚烯基、C6至C30亚芳基或其组合。
6.根据权利要求5所述的颜色转换面板，其中，在化学式1中，R1为C3至C30环烷基、含环氧基的单价有机基、经(甲基)丙烯酰基取代的C1至C30烷基、经(甲基)丙烯酸酯基取代的C1至C30烷基或其组合，R2为C3至C30环烷基，且
其中，在化学式2中，R3为C3至C30环烷基、C3至C30亚环烷基或其组合。
7.根据权利要求2所述的颜色转换面板，其中所述碳硅烷-硅氧烷共聚物的聚苯乙烯换算的重量平均分子量介于3,200至5,000,000范围内。
8.根据权利要求2所述的颜色转换面板，其中以所述低折射率层的组成物的总重量计，所述碳硅烷-硅氧烷共聚物的量小于或等于30重量％。
9.根据权利要求2所述的颜色转换面板，其中所述有机聚合物是选自聚环氧烷系共聚物、聚亚芳基氧共聚物及二醇系共聚物中的至少一者。
10.根据权利要求2所述的颜色转换面板，其中所述有机聚合物的数量平均分子量介于100至10,000范围内。
11.根据权利要求2所述的颜色转换面板，其中以所述碳硅烷-硅氧烷共聚物的100重量份计，所述有机聚合物的量为50重量份至150重量份。
12.根据权利要求1所述的颜色转换面板，其中所述平坦化层包含与所述低折射率层相同的材料。
13.根据权利要求1所述的颜色转换面板，其中所述颜色转换面板还包括以下中的至少一者：
覆盖所述平坦化层的第一顶覆层；以及
设置于所述低折射率层与所述颜色转换层之间的第二顶覆层。
14.根据权利要求1所述的颜色转换面板，其中所述低折射率层在400纳米下具有大于或等于90％的透光率。
15.一种制造颜色转换面板的方法，包括：
在基板上涂布用于低折射率层的组成物，然后对经涂布的所述用于所述低折射率层的组成物进行固化或干燥以形成包含碳硅烷-硅氧烷共聚物的低折射率层；
在所述低折射率层上形成颜色转换层，所述颜色转换层包括包含量子点的颜色转换构件；以及
在所述颜色转换层上形成平坦化层，
其中所述低折射率层在500纳米至550纳米的波长中具有小于或等于1.30的折射率。
16.根据权利要求15所述的制造颜色转换面板的方法，其中所述用于所述低折射率层的组成物包含以下组分：(a)由化学式1表示的化合物与由化学式2表示的化合物的水解缩合反应产物、(b)沸点为100℃至200℃的有机聚合物、(c)由化学式4表示的界面活性剂以及(d)溶剂：
[化学式1]
(R1)n-Si-(OR2)4-n
其中，在化学式1中，R1为氢、C1至C30烷基、C2至C30烯基、C6至C30芳基、C1至C30烷氧基、羧基、R(C＝O)-、R(C＝O)O-(其中R为C1至C30烷基或C6至C30芳基)、(甲基)丙烯酰基、(甲基)丙烯酸酯基或其组合，
R2为氢、C1至C30烷基、C2至C30烯基及C6至C30芳基中的一者，且
n介于0≤n<4的范围内，
[化学式2]
Figure FDA0003363064460000031
其中，在化学式2中，R3为氢、C1至C30烷基、C2至C30烯基或C6至C30芳基，且Y为C1至C30亚烷基、C2至C30亚烯基、C6至C30亚芳基或其组合，
[化学式4]
Figure FDA0003363064460000032
其中，在化学式4中，Ra至Rd独立地为C1至C30烷基，且
X为选自F、Cl、Br或I的卤素原子。
17.根据权利要求16所述的制造颜色转换面板的方法，其中，在化学式1中，R1为C3至C30环烷基、含环氧基的单价有机基、经(甲基)丙烯酰基取代的C1至C30烷基、经(甲基)丙烯酸酯基取代的C1至C30烷基或其组合，R2为C3至C30环烷基，且
其中，在化学式2中，R3为C3至C30环烷基，且Y为C3至C30亚环烷基。
18.根据权利要求15所述的制造颜色转换面板的方法，其中
所述方法还包括以下步骤中的至少一者：
在所述平坦化层上形成第一顶覆层；以及
在所述低折射率层与所述颜色转换层之间形成第二顶覆层。
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