CN112639570A - 颜色转换片和包括其的背光单元 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了颜色转换片，其包括：第一波长转换层，其中有机磷光体分散在树脂基体中；和设置在第一波长转换层的一个表面上的粘结剂层，其中第一波长转换层的表面能与粘结剂层的表面能不同，使得有机磷光体不会扩散到粘结剂层中。

Description

颜色转换片和包括其的背光单元
技术领域
本发明涉及使用有机磷光体的颜色转换片和包括其的背光单元。
背景技术
液晶显示(LCD)装置是不通过自身形成图像而必须接收从外部入射的光以形成图像的非发射型装置，因此LCD装置需要在其背表面上用于发射光的背光单元(backlightunit，BLU)。
近来，已经使用量子点技术以实现LCD装置的高清晰度。该量子点技术可以仅通过调节纳米无机颗粒的尺寸来实现各种颜色，并且具有优异的对光例如紫外(UV)线的稳定性。
然而，常规的基于镉(Cd)的纳米无机颗粒成为环境问题，并且由于其易受水分影响而必须与阻隔膜一起使用，因此价格竞争力低。
因此，近年来，已经广泛地开发具有高色域和优异的亮度特性而不包含基于镉的纳米无机颗粒的各种类型的有机磷光体。然而，当有机磷光体与外部氧和水分接触时，其与氧和水分反应并劣化，导致较低的光耐久性，并且迫切需要开发解决该问题的技术。
发明内容
技术问题
构思本发明以解决现有技术中的前述问题。因此，本发明的一个目的是提供这样的颜色转换片和包括其的背光单元：所述颜色转换片在通过保护波长转换层中包含的有机磷光体免受外部氧和水分的影响以及防止有机磷光体扩散到相邻层中而在采用环境安全的有机磷光体的同时，具有优异的色域和亮度特性，并且在室温下甚至在高温或者高温和高湿度的环境中进行光照射时表现出低的颜色变化和优异的亮度可靠性。
通过阅读说明本发明的优选实施方案的以下描述，本发明的前述目的和其他目的以及优点对于本领域技术人员将变得明显。
技术方案
以上目的可以通过这样的颜色转换片来实现，所述颜色转换片包括：第一波长转换层，在所述第一波长转换层中有机磷光体分散在树脂基体中；和设置在第一波长转换层的一个表面上的粘结剂层，其中第一波长转换层的表面能与粘结剂层的表面能不同，使得有机磷光体不会扩散到粘结剂层中。
优选地，颜色转换片还可以包括在第一波长转换层或粘结剂层的至少一个表面上的基础膜。
优选地，第一波长转换层的表面能与粘结剂层的表面能之差可以超过5mN/m。
优选地，在第一波长转换层上，相同颜色或者两种或更多种不同颜色的有机磷光体可以分散在树脂基体中。
优选地，树脂基体可以包含基于酯的树脂、基于烯烃的树脂、基于丙烯酸的树脂、基于醚的树脂、基于氨基甲酸酯的树脂、基于碳酸酯的树脂、或基于酰亚胺的树脂中的至少一者。
优选地，树脂基体中包含的树脂可以具有1000g/mol至50000g/mol的数均分子量(Mn)或50000g/mol至2000000g/mol的重均分子量(Mw)。
优选地，树脂基体的玻璃化转变温度可以为0℃至120℃。
优选地，粘结剂层可以包含具有疏水性官能团的树脂。
优选地，粘结剂层可以包含可见光透射率为70％或更大的树脂和疏水性添加剂，所述树脂例如为热塑性树脂、热固性树脂、或可UV固化的树脂。
优选地，粘结剂层可以包含具有疏水性官能团的树脂、和疏水性添加剂。
优选地，具有疏水性官能团的树脂或疏水性添加剂可以包括包含硅元素或氟元素的单分子、低聚物或树脂中的至少一者。
优选地，粘结剂层与第一波长转换层或基础膜的粘合强度可以为50gf/英寸或更大。
优选地，基于100重量份的树脂基体的树脂固体含量，有机磷光体可以以0.0001重量份至10重量份的量包含在内。
优选地，颜色转换片还可以包括第二波长转换层，所述第二波长转换层形成在粘结剂层的未设置第一波长转换层的一个表面上。
优选地，第二波长转换层可以包含与第一波长转换层中包含的有机磷光体的颜色相同或不同的颜色的有机磷光体。
以上目的可以通过包括上述颜色转换片的背光单元来实现。
有益效果
如上所述，按照根据本发明的一个方面的颜色转换片和包括其的背光单元，颜色转换片还设置有形成在其中分散有有机磷光体的波长转换层的一个表面上的用于防止有机磷光体扩散的粘结剂层，使得可以解决当波长转换层暴露于外部并因此有机磷光体因不必要的元素(例如空气中的水分和氧)而劣化时可能发生的问题，例如色坐标变化或可靠性降低。
此外，根据本发明的一个实施方案，通过防止波长转换层中的有机磷光体在高温或者高温和高湿度的条件下扩散至粘结剂层中而可以解决亮度特性变化和颜色变化的问题。
此外，根据本发明的一个实施方案，可以与光学基底例如导光板、棱镜片和双增亮膜(double brightness enhancement film，DBEF)组合，以及可以应用各种有机磷光体和各种树脂基体，并且可以省略阻隔膜，使得价格竞争力优异。
本领域技术人员将理解，通过本发明可以实现的效果不限于上文中已经特别描述的那些，并且将从以下详细的描述更清楚地理解本发明的其他优点。
附图说明
图1是根据本发明的一个方面的颜色转换片的截面图。
图2是根据本发明的另一个方面的颜色转换片的截面图。
图3是根据本发明的另一个方面的包括颜色转换片的背光单元的示意图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细地描述本发明的实施方案，以便本领域普通技术人员容易实践。应当理解，本发明不应被解释为限于本文中阐述的实施方案并且可以以许多不同的形式实施。
在附图中，为了清楚起见，层和区域的厚度被放大。在整个说明书中，相同的附图标记表示相同的要素。应理解，当诸如层、膜、区域或基底的要素被称为在另一个要素“上”时，其可以直接在另一个要素上或者也可以存在介于中间的要素。相反，当一个要素被称为“直接在”另一个要素“上”时，不存在介于中间的要素。
除非另外定义，否则本文中使用的所有技术术语和科学术语具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。在冲突的情况下，以本说明书(包括定义)为准。此外，尽管与本文中描述的方法和材料类似或等同的方法和材料可以用于本发明的实践或测试中，但是本文中描述了合适的方法和材料。
在下文中，将参照附图详细地描述根据本发明的颜色转换片。
图1是根据本发明的一个方面的颜色转换片的截面图。
参照图1，根据本发明的一个方面的颜色转换片10包括通过将有机磷光体13分散在树脂基体19中而形成的波长转换层20和形成在波长转换层20的一个表面上的粘结剂层22，并且特征在于防止有机磷光体13扩散到粘结剂层20中。
此外，根据需要还可以包括在波长转换层20和粘结剂层22的与外部接触的至少一个表面上的基础层17。即，基础层17还可以包括在波长转换层20的未形成粘结剂层22的一个表面上和/或粘结剂层22的未形成波长转换层20的一个表面上。
在一个实施方案中，波长转换层20包含分散在树脂基体19中的有机磷光体13。
在一个实施方案中，树脂基体19可以包含基于酯的树脂、基于烯烃的树脂、基于丙烯酸的树脂、基于醚的树脂、基于氨基甲酸酯的树脂、基于碳酸酯的树脂、或基于酰亚胺的树脂中的至少一者，并且通过固定有机磷光体13并防止暴露于水分或氧而用于防止分散在树脂基体19中的有机磷光体13分解。
此外，树脂基体19中包含的树脂可以具有1000g/mol至50000g/mol的数均分子量(Mn)或50000g/mol至2000000g/mol的重均分子量(Mw)。
当树脂基体19中包含的树脂的数均分子量低于1000g/mol或重均分子量低于50000g/mol时，难以固定有机磷光体13，使得可能发生有机磷光体13的温度引起的聚集，导致光学特性劣化，以及当数均分子量超过50000g/mol或重均分子量超过2000000g/mol时，树脂基体19在溶剂中具有差的溶解性，这可能使得难以形成波长转换层20。
此外，树脂基体19中包含的树脂的酸值可以为0mgKOH/g至15mg KOH/g，优选0mgKOH/g至10mg KOH/g，以及羟值可以为0mgKOH/g至30mgKOH/g，优选0mgKOH/g至20mgKOH/g，并且更优选0mgKOH/g至10mgKOH/g。
通常，可以应用基于酯的树脂、基于烯烃的树脂、基于丙烯酸的树脂、基于醚的树脂、基于氨基甲酸酯的树脂、基于碳酸酯的树脂和基于酰亚胺的树脂作为用于包括在颜色转换片中的波长转换层的基体树脂，并且存在于这些树脂中的官能团(例如羟基或羧酸基团)加速分散在树脂基体中的有机磷光体的劣化，这可能降低有机磷光体的可靠性。因此，优选将酸值和羟值保持在前述范围内。
作为可以用作树脂基体19的树脂中的一者的基于酯的树脂可以包含脂族多元醇和由脂族多元酸或芳族多元酸聚合的基于酯的树脂。
在此，脂族多元醇为具有2个或更多个羟基和2至10个碳原子的脂族化合物，并且可以包括例如乙二醇、丙二醇、丁二醇、新戊二醇或三羟甲基丙烷中的至少一者。
脂族多元酸为具有2个或更多个羧酸基团和2至12个碳原子的脂族化合物，并且可以包括例如丙二酸、丁二酸、己二酸或癸二酸中的至少一者，芳族多元酸为具有2个或更多个羧酸基团和1至4个芳族环的芳族化合物，并且可以包括例如间苯二甲酸、邻苯二甲酸、对苯二甲酸、或环己基二羧酸中的至少一者。
树脂基体19的树脂可以包括聚酯、改性聚酯、聚乙烯、聚环烯烃、聚(甲基)甲基丙烯酸酯、聚乙二醇、聚氨酯、聚碳酸酯、或聚酰亚胺中的至少一者，并且可以包括其嵌段共聚物。
此外，树脂基体19的玻璃化转变温度(Tg)可以为0℃至120℃，优选20℃至120℃，并且更优选60℃至120℃。
当树脂基体19的玻璃化转变温度低于0℃时，可能发生多个有机磷光体13的温度引起的聚集，导致光学特性劣化，并且当玻璃化转变温度超过120℃时，树脂通常由于树脂的高结晶度而可能在溶剂中具有差的溶解性，并且当用该树脂涂覆基础膜之后进行干燥时，可能由于树脂的结晶而发生基础膜的卷曲。
在一个实施方案中，分散在波长转换层20的树脂基体19中的有机磷光体13是这样的磷光体：其在激发光照射时，发射波长与激发光的波长不同的光。波长转换层20可以根据目的通过绿色磷光体、红色磷光体、或其组合发射各种颜色的光。
在一个波长转换层20中可以包含发射一种颜色的相同颜色的多个有机磷光体13，其中多个有机磷光体为相同材料或不同材料。
例如，波长转换层20可以包含来自多个绿色有机磷光体或多个红色有机磷光体中的仅一种有机磷光体以发射仅一种颜色的光，并且当在一个波长转换层中使用一种颜色的有机磷光体时，可以单独提供各包含不同颜色的有机磷光体的两个或更多个波长转换层20以发射各种颜色的光。
在另一个实施方案中，在一个波长转换层20中可以包含两种或更多种不同颜色的多个有机磷光体13的混合物，其中多个有机磷光体13可以为相同材料或不同材料。例如，波长转换层20可以包含绿色有机磷光体和红色有机磷光体的混合物。
有机磷光体13可以包括具有稠合芳基环的化合物，例如萘、蒽、菲、芘、
Figure BDA0002959443760000061
、三亚苯、苝、荧蒽、芴、茚等、其衍生物(例如，2-(苯并噻唑-2-基)-9,10-二苯基蒽、5,6,11,12-四苯基并四苯等)；具有杂芳基环的化合物及其衍生物，例如呋喃、吡咯、噻吩、噻咯、9-硅杂芴、9,9'-螺二硅杂芴、苯并噻吩、苯并呋喃、吲哚、二苯并噻吩、二苯并呋喃、咪唑并吡啶、菲咯啉、吡啶、吡嗪、萘啶、喹喔啉、吡咯并吡啶、噻吨等；硼烷衍生物；二苯乙烯基苯衍生物；氨基苯乙烯基衍生物，例如4,4'-双(2-(4-二苯基氨基苯基)乙烯基)联苯、4,4'-双(N-(茋-4-基)-N-苯基氨基)茋等；芳族乙炔衍生物；四苯基丁二烯衍生物；茋衍生物；醛连氮衍生物；吡咯亚甲基衍生物；香豆素衍生物，例如二酮吡咯并[3,4-c]吡咯衍生物、2,3,5,6-1H,4H-四氢-9-(2'-苯并噻唑基)喹嗪并[9,9a,1-gh]香豆素等；唑衍生物及其金属配合物，例如咪唑、噻唑、噻二唑、咔唑、
Figure BDA0002959443760000062
唑、
Figure BDA0002959443760000063
二唑、三唑等；以及由N,N'-二苯基-N,N'-二(3-甲基苯基)-4,4'-二苯基-1,1'-二胺代表的芳族胺衍生物。
作为根据本发明的一个实施方案的有机磷光体13，绿色有机磷光体可以包含由下式1表示的化合物，以及红色有机磷光体可以包含由下式2表示的化合物。
[式1]
Figure BDA0002959443760000071
[式2]
Figure BDA0002959443760000072
基于100重量份的树脂基体的树脂固体含量，有机磷光体13可以以0.0001重量份至10重量份的量包含在内。当以低于0.0001重量份的量包含有机磷光体13时，通过颜色转换片10向期望颜色的颜色转换可能不足，并且当其量超过10重量份时，可能由于相互作用例如有机磷光体13的聚集而发生猝灭。
包含分散在树脂基体19中的有机磷光体13的波长转换层20的厚度可以为1μm至150μm，优选1μm至100μm，并且更优选1μm至50μm。
当波长转换层20的厚度超过150μm时，难以充分地除去溶剂，使得有机磷光体13可能因残留在波长转换层20中的各种溶剂而劣化。
在一个实施方案中，形成在波长转换层20的一个表面上的粘结剂层22防止波长转换层20暴露于外部，从而防止由于因不必要的元素(例如空气中的水分和氧)而引起的波长转换层的内部或表面上的有机磷光体的劣化所导致的问题，例如色坐标变化或可靠性降低。
粘结剂层22形成在波长转换层20的一个表面上并且即使在高温或者高温和高湿度的各种环境中也阻止波长转换层20的有机磷光体13扩散到粘结剂层22中，从而防止由于有机磷光体13扩散到粘结剂层22或者通过粘结剂层22扩散到其他层而引起的问题，例如色坐标变化或可靠性降低。
此外，粘结剂层22防止在其一侧上形成的与波长转换层20的界面处的层间混合，从而防止由于有机磷光体13从波长转换层20的界面移动到粘结剂层22而引起的问题，例如色坐标变化或可靠性降低。
即，在一般的粘结剂层的情况下，波长转换层的有机磷光体在高温或者高温和高湿度的环境中随着时间扩散或移动至粘结剂层，并且所产生的有机磷光体之间的距离的改变可能改变有机磷光体的发光效率，并且最终导致由颜色转换片发射的光的色坐标变化或可靠性降低。然而，在根据本发明的颜色转换片10中，粘结剂层22阻止波长转换层20的有机磷光体13的扩散和由于层间混合而引起的移动，使得有机磷光体13之间的距离保持不变并因此可以防止这样的问题，这使得即使在各种环境中也可以实现高的颜色均匀性、均匀的亮度和高的可靠性。
因此，可以是透明且柔性的聚合物层的粘结剂层22可以是可见光透射率为70％或更大的热塑性树脂、热固性树脂、可UV固化的树脂等，但不限于此。任何聚合物材料是可适用的，只要其可以阻止波长转换层20的有机磷光体13的扩散或者防止与树脂基体19混合即可。
在一个实施方案中，在根据本发明的颜色转换片10中，波长转换层20和粘结剂层22具有彼此不同的表面能。更具体地，粘结剂层22具有比波长转换层20更低的表面能。通过这样做，表面能的差异可以防止粘结剂层22与波长转换层20的混合，从而防止出现由于在混合时有机磷光体13之间增加的距离而引起的问题，例如色坐标变化或可靠性降低。
此外，由于粘结剂层22具有比波长转换层20更低的表面能，因此可以防止波长转换层20的有机磷光体13扩散到粘结剂层20中，并且还减少了来自外部的水分和氧的扩散，使得可以防止有机磷光体13的劣化。
因此，粘结剂层22可以具有至少0.1％的表面积作为低表面能区域，在低表面能区域中表面能低于波长转换层20的表面能。
更具体地，粘结剂层22与波长转换层20之间的表面能满足以下方程式1。即，满足方程式1的任何聚合物材料可适用于粘结剂层22和波长转换层20。
[方程式1]
E2-E1>5mN/m
E1：粘结剂层的表面能(mN/m)
E2：波长转换层的表面能(mN/m)
如方程式1中所示，粘结剂层22与波长转换层20之间的表面能之差可以超过5mN/m，优选为7mN/m或更大，并且更优选为10mN/m或更大。当粘结剂层22与波长转换层20之间的表面能之差不足时，防止有机磷光体13扩散的效果可能不足。
在这种情况下，波长转换层20的表面能可以为包含树脂基体19和有机磷光体13二者的组分的表面能。波长转换层20的表面能可以由树脂基体19与有机磷光体13之间的相互作用确定。当有机磷光体13以少量(例如，0.0001重量份)包含在树脂基体19中时，波长转换层20的表面能可以接近于树脂基体19的表面能，以及当有机磷光体13以相对大的量(例如，10重量份)包含在树脂基体19中时，波长转换层20的表面能可以通过树脂基体19与有机磷光体13的混合物而改变。
在一个实施方案中，粘结剂层22可以包含具有疏水性官能团的树脂，或者包含疏水性添加剂与不具有疏水性官能团的树脂的混合物，以便具有低的表面能。
粘结剂层22不包含单独的疏水性添加剂，并且粘结剂层22可以直接由具有疏水性官能团的树脂形成。即，粘结剂层22不混合有单独的疏水性添加剂，并且仅由具有疏水性官能团的树脂形成，使得粘结剂层22具有比波长转换层20更低的表面能。在这种情况下，在粘结剂层22中，具有疏水性官能团的树脂可以是包含硅元素或氟元素的单分子、低聚物或树脂中的至少一者。
此外，粘结剂层22可以包含疏水性添加剂以降低树脂的表面能。疏水性添加剂可以是包含硅元素或氟元素的单分子、低聚物或树脂中的至少一者。
在这种情况下，基于100重量份的可见光透射率为70％或更大的树脂例如热塑性树脂、热固性树脂或可UV固化的树脂，粘结剂层22可以包含0.1重量份至50重量份的疏水性添加剂，并且优选包含0.1重量份至30重量份。以这种方式，通过向粘结剂层22添加疏水性添加剂，粘结剂层22可以被配置成具有比波长转换层20更低的表面能。
此外，显然，可以在粘结剂层22中使用具有疏水性官能团的疏水性树脂与疏水性添加剂的混合物。
此外，如有必要，粘结剂层22还可以包含用于树脂的化学交联的交联剂。例如，可以使用基于异氰酸酯的交联剂、基于胺的交联剂、基于酸酐的交联剂、基于硫醇的交联剂、基于环氧化合物的交联剂、基于硅氧烷的交联剂等，但交联剂不限于此，并且可以根据需要应用各种交联剂。
此外，如有必要，粘结剂层22还可以包含催化剂以改善树脂的化学交联。例如，可以使用贵金属催化剂，例如铂或铑，但催化剂不限于此，并且可以根据需要应用各种催化剂。
因此，粘结剂层22可以是可见光透射率为70％或更大并且包含至少疏水性官能团或疏水性添加剂的树脂，例如热塑性树脂、热固性树脂、或可UV固化的树脂。
粘结剂层22可以以0.1μm至100μm，优选地0.1μm至50μm，更优选地0.1μm至30μm的厚度范围形成。
当粘结剂层22的厚度小于0.1μm时，对有机磷光体13的防止扩散功能降低，这使得难以控制可能由于有机磷光体13的扩散而发生的颜色改变，并且这还可能引起与波长转换层20的粘合性的降低。另一方面，当粘结剂层22的厚度超过100μm时，光的透射效率可能受损，并且有机磷光体13可能因残留在粘结剂层22中的各种溶剂而劣化。
如有必要，粘结剂层22还可以包含用于光扩散目的的无机氧化物，并且无机氧化物可以选自二氧化硅、氧化铝、二氧化钛、氧化锆及其组合。这些无机氧化物可以充当光扩散材料。
粘结剂层22可以具有与波长转换层20的折射率不同的折射率。例如，在入射光最终通过波长转换层20出射的情况下，粘结剂层22的折射率可以大于波长转换层20的折射率。可以增加粘结剂层22的光反射率，使得颜色被最终转换的光可以有效地发射到外部。
在一个实施方案中，可以根据需要在波长转换层20或粘结剂层22的至少一个表面上设置基础膜17。
基础膜17可以是透明且柔性的聚合物膜。例如，基础膜17可以是聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚醚酰亚胺或聚酰亚胺聚合物膜，但不限于此，并且可以应用各种聚合物膜。
在此，基础膜17可以是扩散片、棱镜片等，但不限于此，并且可以应用具有各种功能的片。
在基础膜17被层合在粘结剂层22的一个表面上的情况下，粘结剂层22对基础膜17的粘合强度和粘结剂层22对波长转换层20的粘合强度可以为50gf/英寸或更大。
当粘合强度小于50gf/英寸时，可能难以固定颜色转换片10的层合结构。
然后，将参照图2描述根据本发明的另一个方面的颜色转换片。
图2是根据本发明的另一个方面的颜色转换片的截面图。
在图2中所示的根据本发明的另一个方面的颜色转换片100中，根据需要，第一波长转换层201可以形成在粘结剂层22的上表面上，第二波长转换层202可以形成在粘结剂层22的下表面上，并且基础膜17可以形成在第一波长转换层201和第二波长转换层202的外表面上。
在下文中，将省略参照图1提供的说明根据本发明的一个方面的颜色转换片10的那些重复的描述。
第一波长转换层201和第二波长转换层202可以各自包含彼此具有不同颜色的有机磷光体13。当在一个波长转换层中使用不同颜色的有机磷光体的混合物时，可能由于不同有机磷光体之间的反应而发生劣化，或者可能由于不同有机磷光体之间的距离的改变而发生色坐标变化。
因此，可以将不同颜色的有机磷光体分离到单独的波长转换层201和波长转换层202中以制备颜色转换片100。例如，颜色转换片100可以通过将绿色有机磷光体混合到第一波长转换层201中并将红色有机磷光体混合到第二波长转换层202中来制备。
粘结剂层22具有比第一波长转换层201和第二波长转换层202更低的表面能，使得防止有机磷光体扩散到粘结剂层22中或者扩散并与粘结剂层22混合。在这种情况下，优选的是，对于第一波长转换层201和第二波长转换层202二者，粘结剂层都满足以上方程式1。
接着，将参照图3描述根据本发明的另一个方面的包括颜色转换片的背光单元。
图3是根据本发明的另一个方面的包括颜色转换片的背光单元的示意图。
根据本发明的另一个方面的背光单元90可以包括光源70、可以通过反射由光源70发射的光来提高光效率的反射板50、位于反射板50上方并且用于使由光源70发射的光均匀地散布的导光板30、以及位于导光板30上方的颜色转换片10。
尽管为了方便起见在图3中示出了侧边式光源70，但是光源70不限于此，并且可以以各种类型例如侧链型或直下型来应用光源70。
此外，可以将与在图1或图2中所示的实施方案中描述的相同的颜色转换片用作颜色转换片10，并因此将省略颜色转换片10的重复描述。
此外，还可以在颜色转换片10的上部上设置至少一个光学片，例如扩散片、棱镜片和双增亮膜(DBEF)。
在下文中，将通过实施例和比较例更详细地描述本发明的配置及其效果。提供以下实施例以进一步说明本发明，而不旨在限制本发明的范围。
[实施例]
[实施例1]
通过分别将根据下式1和下式2的绿色有机磷光体和红色有机磷光体溶解在甲基乙基酮中来制备两种有机磷光体溶液。
[式1]
Figure BDA0002959443760000121
[式2]
Figure BDA0002959443760000131
将两种制备的有机磷光体溶液与其中酸值为3mgKOH/g且羟值为2mgKOH/g至6mgKOH/g的聚酯切片(SK Chemicals，Es-120)溶解在甲基乙基酮中的聚酯树脂混合。此后，向混合物中添加甲基乙基酮使得粘度变为150cps，然后将混合物在150rpm下搅拌30分钟以制备波长转换层组合物。此时，基于聚酯树脂的100重量份的固体含量，将绿色有机磷光体设定为0.75重量份，以及基于聚酯树脂的100重量份的固体含量，将红色有机磷光体设定为0.015重量份。
将波长转换层组合物棒涂在扩散膜(TAK，TDF12C)的扩散层的相反表面上，并在120℃下干燥2分钟以制备厚度为20μm的波长转换层。
接着，将50重量份的甲苯添加至100重量份的基于硅的树脂(DOW，DC7663)中，然后搅拌2小时。此后，添加0.5重量份的铂催化剂(DOW，SYL-OFF 4000CATALYST)并另外搅拌30分钟以制备粘结剂层组合物。
将如上制备的粘结剂层组合物棒涂在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜(TAK PL8)的上表面上，然后在120℃下干燥2分钟以制备厚度为10μm的粘结剂层。
将如上所述制备的波长转换层和粘结剂层层合以使彼此接触之后，使用辊式层合机(GMP，EXCELAM II-355Q)制备颜色转换片。
[实施例2]
以与实施例1中相同的方式制备颜色转换片，不同之处在于使用通过将20重量份的甲苯添加至100重量份的基于丙烯酸的树脂(Samwon Co.,Ltd,AT-2100)代替粘结剂层组合物的基于硅的树脂并添加2重量份的基于硅的添加剂(BYK，BYK-325N)而制备的树脂。
[实施例3]
以与实施例1中相同的方式制备颜色转换片，不同之处在于使用通过将20重量份的甲苯添加至100重量份的基于丙烯酸的树脂(Samwon Co.,Ltd,AT-2100)代替粘结剂层组合物的基于硅的树脂并添加2重量份的基于氟的添加剂(3M，FC4430)而制备的树脂。
[实施例4]
将实施例1中制备的绿色有机磷光体溶液和红色有机磷光体溶液分别与其中聚酯切片(SK Chemicals，Es-120)溶解在甲基乙基酮中的聚酯树脂混合。此后，向各混合物中添加甲基乙基酮使得粘度变为150cps，然后将混合物在150rpm下搅拌30分钟以制备绿色波长转换层组合物和红色波长转换层组合物。
此时，基于聚酯树脂的100重量份的固体含量，将绿色有机磷光体设定为0.36重量份，以及基于聚酯树脂的100重量份的固体含量，将红色有机磷光体设定为0.03重量份。
接着，将绿色波长转换层组合物棒涂在扩散膜(TAK，TDF12C)的扩散层的相反表面上，并在120℃下干燥2分钟以制备厚度为20μm的绿色波长转换层。将红色波长转换层组合物棒涂在PET膜(TAK，PL8)的上表面上，然后在120℃下干燥2分钟以制备厚度为20μm的红色波长转换层。
此后，将实施例1的粘结剂层组合物棒涂在红色波长转换层的上表面上，然后在120℃下干燥2分钟以制备厚度为10μm的粘结剂层。之后，将粘结剂层和绿色波长转换层层合使得粘结剂层的上表面与绿色波长转换层的上表面接触，然后使用辊式层合机(GMP，EXCELAM II-355Q)制备颜色转换片。
[比较例1]
以与实施例1中相同的方式制备颜色转换片，不同之处在于省略形成粘结剂层的过程。
[比较例2]
以与实施例1中相同的方式制备颜色转换片，不同之处在于使用其中聚酯(TOYOBO，Vylon630)溶解在甲基乙基酮中的聚酯树脂代替粘结剂层组合物的基于硅的树脂。
[比较例3]
以与实施例1中相同的方式制备颜色转换片，不同之处在于使用其中基于丙烯酸的树脂(Samwon Co.,Ltd,AT-2100)与甲苯混合的聚酯树脂代替粘结剂层组合物的基于硅的树脂。
[比较例4]
以与实施例4中相同的方式制备颜色转换片，不同之处在于使用其中聚酯(TOYOBO，Vylon630)溶解在甲基乙基酮中的聚酯树脂代替粘结剂层组合物的基于硅的树脂。
对于如上所述制备的实施例1至4和比较例1至4，根据以下实验例测量并评估膜的物理特性。
[实验例]
(1)表面能的测量
为了测量实施例1至4和比较例2至4的颜色转换片中的波长转换层与粘结剂层之间的表面能之差，在将波长转换层和粘结剂层层合之前，使用接触角仪(Hucom SystemCo.,Ltd,Theta auto)测量各个波长转换层和粘结剂层各自与作为亲水性溶剂的水(H2O)和作为疏水性溶剂的二碘甲烷(CH2I2)的表面接触角，然后通过Young-Dupre方程计算各个层的表面能(mN/m)以测量表面能之差。
(2)亮度变化和色坐标变化的测量
在测量实施例1至4和比较例1至4的颜色转换片的初始亮度(L)和初始色坐标(x，y)值之后，使用分光辐射计(KONICA MINOLTA，CA-S20W)测量在60℃的条件下随着时间的色坐标变化(Δx，Δy)和亮度变化(ΔLv)。
此时，将颜色转换片层合在包括波长为450nm的蓝色LED和导光板的背光单元的导光板的上表面上，另外将棱镜片层合在颜色转换片的上表面上，然后进行实验。
(3)粘结剂层与波长转换层之间的粘合强度的测量
为了测量实施例1至4和比较例2至4的颜色转换片中的粘结剂层与波长转换层之间的粘合强度，将层合在颜色转换片上的PET膜的一个表面附接并固定至SUS板，然后使用拉伸试验机(LLOYD，L/F Plus)在25℃下以300mm/分钟的剥离速率以90度从PET剥离层合在颜色转换片上的扩散膜，从而测量粘合强度。
以下为示出根据上述实验例对颜色转换片进行的三个实验的结果的表。
表1示出了测量实施例1至4和比较例2至4的波长转换层与粘结剂层之间的表面能之差的结果。比较例1中省略了粘结剂层并且从表1的测量结果中排除。
[表1]
Figure BDA0002959443760000161
如表1中所示，在其中粘结剂层由具有疏水性官能团的树脂形成或者粘结剂层通过添加单独的疏水性添加剂而形成的实施例1至4中，根据方程式1的表面能之差为12mN/m或更大，满足作为方程式1的条件的5mN/m的条件。
相反，在其中省略具有疏水性官能团的树脂和疏水性添加剂的比较例2至4中，根据方程式1的表面能之差小于5mN/m，并因此不满足方程式1的条件。这样，可以看出，由于粘结剂层包含具有疏水性官能团的树脂或疏水性添加剂，因此粘结剂层的表面能变得比波长转换层的表面能更低。
表2示出了测量实施例1至4和比较例1至4的亮度变化和色坐标变化的结果。
[表2]
Figure BDA0002959443760000171
Figure BDA0002959443760000181
如表2中所示，其中粘结剂层和波长转换层的表面能满足方程式1的实施例1至4的色坐标变化的测量值的绝对值(在240小时的处理之后)在x轴和y轴上均测量为0.0010或更小。相反，作为其中未形成粘结剂层并因此波长转换层暴露于外部的颜色转换片的比较例1在所有实施例和比较例中表现出-0.0035的最大x轴变化值和-0.0042的最大y轴变化值。此外，与实施例1至4相比，其中省略具有疏水性官能团的树脂和疏水性添加剂的比较例2至4表现出更大的色坐标变化。即，确定在其中波长转换层和粘结剂层的表面能不满足方程式1的比较例中，色坐标变化大于其中波长转换层和粘结剂层的表面能满足方程式1的实施例1至4的色坐标变化。
此外，实施例1至4在60℃下480小时处理之后表现出小于3.1％的亮度变化，然而作为其中未形成粘结剂层并因此波长转换层暴露于外部的颜色转换片的比较例1表现出9.7％的亮度变化，并且其中省略具有疏水性官能团的树脂和疏水性添加剂的比较例2至4表现出6.4％至7.7％的亮度变化。
如上所述，确定了在如比较例1中的其中波长转换层暴露于外部的颜色转换片的情况和如比较例2至4中的包括具有低的相对于波长转换层的表面能之差的粘结剂层的情况下，在高温环境中发生相当大的颜色变化和亮度变化。相反，确定了在包括具有高的相对于波长转换层的表面能之差的粘结剂层的情况下，即使在高温环境中，颜色和亮度变化也是小的。
表3示出测量实施例1至4和比较例2至4的粘结剂层与波长转换层之间的粘合强度的结果。比较例1中省略了粘结剂层并因此从该实验中排除。
[表3]
Figure BDA0002959443760000191
如表3中所示，确定了其中粘结剂层和波长转换层的表面能满足方程式1的实施例1至3的颜色转换片的波长转换层与粘结剂层之间的粘合强度为50gf/英寸或更大。如果粘结剂层的粘合强度小于50gf/英寸，则难以固定颜色转换片的层合结构，因此粘结剂层的粘合强度需要为50gf/英寸或更大。
如上所述的根据本发明的颜色转换片还设置有防止有机磷光体扩散的粘结剂层，使得可以解决当波长转换层暴露于外部并因此波长转换层中的有机磷光体因不必要的元素(例如空气中的水分和氧)而劣化时可能发生的问题，例如色坐标变化或可靠性降低。此外，通过利用波长转换层与粘结剂层之间的表面能之差，防止波长转换层中的有机磷光体在高温或者高温和高湿度的条件下扩散到粘结剂层中，从而解决亮度特性变化和颜色变化的问题。
虽然参照本发明的示例性实施方案具体示出和描述了本发明，但是本领域普通技术人员将理解，在不脱离由所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对其做出形式和细节上的各种改变。

Claims (16)

1.一种颜色转换片，包括：
第一波长转换层，在所述第一波长转换层中有机磷光体分散在树脂基体中；和
设置在所述第一波长转换层的一个表面上的粘结剂层，其中所述第一波长转换层的表面能不同于所述粘结剂层的表面能，使得所述有机磷光体不会扩散到所述粘结剂层中。
2.根据权利要求1所述的颜色转换片，还包括在所述第一波长转换层或所述粘结剂层的至少一个表面上的基础膜。
3.根据权利要求1所述的颜色转换片，其中所述第一波长转换层的表面能与所述粘结剂层的表面能之差超过5mN/m。
4.根据权利要求1所述的颜色转换片，其中，在所述第一波长转换层中，相同颜色或者两种或更多种不同颜色的有机磷光体分散在所述树脂基体中。
5.根据权利要求1所述的颜色转换片，其中所述树脂基体包含基于酯的树脂、基于烯烃的树脂、基于丙烯酸的树脂、基于醚的树脂、基于氨基甲酸酯的树脂、基于碳酸酯的树脂、或基于酰亚胺的树脂中的至少一者。
6.根据权利要求1所述的颜色转换片，其中所述树脂基体中包含的树脂具有1000g/mol至50000g/mol的数均分子量(Mn)或50000g/mol至2000000g/mol的重均分子量(Mw)。
7.根据权利要求1所述的颜色转换片，其中所述树脂基体的玻璃化转变温度为0℃至120℃。
8.根据权利要求1所述的颜色转换片，其中所述粘结剂层包含具有疏水性官能团的树脂。
9.根据权利要求1所述的颜色转换片，其中所述粘结剂层包含可见光透射率为70％或更大的树脂和疏水性添加剂，所述树脂例如为热塑性树脂、热固性树脂、或可UV固化的树脂。
10.根据权利要求1所述的颜色转换片，其中所述粘结剂层包含具有疏水性官能团的树脂、和疏水性添加剂。
11.根据权利要求10所述的颜色转换片，其中所述具有疏水性官能团的树脂或所述疏水性添加剂含有包括硅元素或氟元素的单分子、低聚物或树脂中的至少一者。
12.根据权利要求2所述的颜色转换片，其中所述粘结剂层对所述第一波长转换层或所述基础膜的粘合强度为50gf/英寸或更大。
13.根据权利要求1所述的颜色转换片，其中基于100重量份的所述树脂基体的树脂固体含量，所述有机磷光体的含量为0.0001重量份至10重量份。
14.根据权利要求1所述的颜色转换片，还包括第二波长转换层，所述第二波长转换层形成在所述粘结剂层的未设置所述第一波长转换层的一个表面上。
15.根据权利要求14所述的颜色转换片，其中所述第二波长转换层包含与所述第一波长转换层中包含的所述有机磷光体相同或不同颜色的有机磷光体。
16.一种背光单元，包括根据权利要求1至15中任一项所述的颜色转换片。
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