CN113448120A - 变色膜及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了变色膜及其制造方法，方法包括以下步骤：提供表面间隔形成有凹部分和凸部分的图案模具，所述凹部分和凸部分形状相同且高度相同；在图案模具的表面涂布第一量子点UV树脂并将第一基材膜覆盖层压在其上，固化后剥离形成具有图案涂层的第一变色膜；在第一变色膜的图案涂层上涂布第二量子点UV树脂并将第二基材膜覆盖层压在其上，固化后形成涂层厚度均匀的变色膜。本发明的变色膜采用上述变色膜的制造方法制得。本发明采用具有形状相同且高度相同的凹凸部分的图案模具来涂布量子点树脂，可以确保一致的涂层厚度并进行产品的生产，因此可提高此制程的稳定性并减少不良率。

Description

变色膜及其制造方法
技术领域
本发明涉及量子点膜制备的技术领域，更具体地讲，涉及一种涂层厚度均匀的变色膜及其制造方法。
背景技术
目前LCD和OLED显示屏占据了全世界显示市场的大部分。OLED(Organic LightEmitting Diodes:有机发光二极管)是能够自发光的元件，LCD(Liquid Crystal)的液晶不能自发光，它的作用是根据电信号来改变光的折射图案。因此，为了能使LCD发光，必须有可以提供光的后方照明，即背光。
图1示出了现有技术中LCD的结构和光线路径示意图。如图1所示，LCD发光的方式首先从BLU(Back Light Unit，背光组件)开始。BLU(1)发出的白色面光源的光经过垂直偏光膜(2)后，通过TFT(Thin-film transistor)(3)控制的液晶层(Liquid Crystal)(4)，通过液晶时光线会从垂直偏光变为水平偏光，在前面通过RGB彩色滤光片(5)时，转换为红、绿、蓝波长的光，最后通过水平偏光膜(6)进行发散。通过组合发散的为红、绿、蓝波长的光可呈现多种颜色的画面并且我们能亲眼感受到那个画面。
目前，在显示市场上有电视、显示器、笔记本电脑、手机等多种装置，为了使显示画面呈现出更加鲜明且更接近自然的颜色，正在进行大量的开发。其中，对于安置在LCD BLU上的QDEF(量子点膜)的开发，对提高LCD画面颜色再现率(Color Gamut)起到了更好的作用。一般来说，LCD能表现约1600万个颜色，而添加了QDEF的LCD能表现约10亿个颜色，是普通LCD的64倍。QDEF是安置在BLU上的光学膜之一，它的上面分散了量子点(Quantum Dot)，即纳米级的荧光物质。这些量子点可根据尺寸调节禁带宽度并通过粒径可调节发光特性。
一般的QDEF上分散了会发散绿和红波长的荧光物质，接受了从BLU光源发出的蓝色波长的光后转换成白色的波长。
图2示出了现有技术中BLU的结构和光的路径示意图。如图2所示，BLU的光路径首先从Blue LED(7)发出的光与导光板(LGP:Light Guide Plate)(8)的点状图案(DotPattern)相碰撞后进行散射后再折射。接着通过QDEF(普通量子点膜)(9)转换成白色波长的光，同时在QDEF内与扩散剂相碰撞后进行扩散。扩散的光通过2张棱镜膜(Prism Film)(10)聚光,最后通过保护片或DBEF(增亮膜)(11)，起到LCD的BLU面光源的作用。因此，该量子点膜又可称为变色膜。
图3示出了现有技术中QDEF(量子点膜)的结构示意图。如图3所示，QDEF具有随着量子点(Quantum Dot)涂层厚度的不同而改变光学特性的特点，由于量子点(Quantum Dot)本身是由纳米级物质构成的，因此若微米单位的量子点UV树脂(13)的涂层厚度发生偏差，则QDEF的部分颜色也会有所不同并会导致产品不良。为了开发减少这种QDEF涂层厚度偏差的制程，现有技术中采用了很多种方法，但仍存在厚度不均匀的问题。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提出了一种开发一致厚度的QDEF(量子点膜)制备工艺并应用于样品制作及产品生产。
本发明的一方面提供了一种涂层厚度均匀的变色膜的制造方法，包括以下步骤：
A、提供表面间隔形成有凹部分和凸部分的图案模具，所述凹部分和凸部分形状相同且厚度相同；
B、在所述图案模具的表面涂布第一量子点UV树脂并将第一基材膜覆盖层压在其上使其具有第一预定厚度，固化后剥离形成具有图案涂层的第一变色膜；
C、在所述第一变色膜的图案涂层上涂布第二量子点UV树脂并将第二基材膜覆盖层压在其上使其具有第二预定厚度，固化后形成涂层厚度均匀的变色膜。
根据本发明涂层厚度均匀的变色膜的制造方法的一个实施例，所述图案模具表面的凹部分或凸部分的横截面形状为三角形、梯形、长方形、正方形或半圆形。
根据本发明涂层厚度均匀的变色膜的制造方法的一个实施例，所述第一变色膜的图案涂层具有第一预定厚度，所述第一预定厚度基本等于图案模具表面的凹部分或凸部分的厚度且第一变色膜的图案涂层的厚度偏差为1～2μm。
根据本发明涂层厚度均匀的变色膜的制造方法的一个实施例，所述涂层厚度均匀的变色膜的涂层具有第二预定厚度，所述第二预定厚度基本等于图案模具表面的凹部分或凸部分的厚度，所述涂层厚度均匀的变色膜的涂层的厚度最大偏差在5μm以下。
根据本发明涂层厚度均匀的变色膜的制造方法的一个实施例，所述第一基材膜或第二基材膜为阻隔膜或PET膜，所述固化的方式为UV光固化。
根据本发明涂层厚度均匀的变色膜的制造方法的一个实施例，所述第一量子点UV树脂内分散着能够分别发散绿色和红色波长的纳米尺寸量子点以及扩散剂。
根据本发明涂层厚度均匀的变色膜的制造方法的一个实施例，所述第二量子点UV树脂是与第一量子点UV树脂相同或不同的量子点UV树脂。
本发明的另一方面提供一种涂层厚度均匀的变色膜，采用上述涂层厚度均匀的变色膜的制造方法制得。
根据本发明涂层厚度均匀的变色膜的一个实施例，所述涂层厚度均匀的变色膜为三明治结构并且包括第一基材膜、第二基材膜以及形成在第一基材膜和第二基材膜之间的量子点UV树脂层，其中，所述变色膜中量子点UV树脂层的厚度相对于预定厚度呈现的最大偏差在5um以下，所述预定厚度基本等于所述图案模具表面的凹部分或凸部分的厚度。
本发明采用具有形状相同且高度相同的凹凸部分的图案模具来涂布量子点树脂，由于涂层厚度是根据图案的高度来涂布，因此在此制程中可以确保一致的涂层厚度并进行产品的生产，因此可提高此制程的稳定性并减少不良率。
附图说明
图1示出了现有技术中LCD的结构和光线路径示意图。。
图2示出了现有技术中BLU的结构和光的路径示意图。
图3示出了现有技术中QDEF(量子点膜)的结构示意图。
图4示出了现有技术中层压方式制备量子点膜的结构原理示意图。
图5示出了现有技术中以狭缝涂布的方式制备量子点膜的结构原理示意图。
图6示出了根据本发明示例性实施例涂层厚度均匀的变色膜的制造方法中图案模具的不同结构示意图。
图7示出了根据本发明一个实施例的涂层厚度均匀的变色膜制备流程示意图。
附图标记说明：
1-BLU、2-垂直偏光膜、3-TFT、4-液晶、5-彩色滤光片、6-水平偏光膜、7-Blue LED、8-导光板、9-普通量子点膜、10-棱镜膜、11-保护片或者DBEF、12-阻隔膜或者PET膜、13-量子点UV树脂、14-层压卷轴、15-狭缝模具、16-三角形模具、17-梯形模具、18-长方形模具、19-正方形模具、20-半圆形模具、21-UV光、22-第一变色膜、23-变色膜。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
本发明是为了使量子点膜的量子点树脂的涂层厚度均匀涂布而开发的工艺方法，在制作量子点膜时，容易由于量子点UV树脂的涂层厚度不均匀而导致不良。为了减少这样的不良，重点在于开发可提高此制程工艺的稳定性，并制得厚度均匀的量子点膜，即为本发明的涂层厚度均匀的变色膜。
如图3所示，普通量子点膜13的结构为在透湿率较低的(WVTR，0.1g/m2day以下)上、下阻隔膜或者PET膜((12)之间有一定厚度的量子点UV树脂(13)层组成的，量子点UV树脂层(13)上分散了量子点。而目前在制作普通量子点膜时，为了使量子点UV树脂的厚度均匀涂布，大多采用了层压(Lamination)的方式或狭缝涂布(Slot Die)的方式，但是这类方式在缩小厚度偏差上是有局限的。
图4示出了现有技术中层压方式制备量子点膜的结构原理示意图。如图4所示，以层压的方式为例,层压卷(Lami Roll)的同心度偏差及层压卷轴(14)的位置与中心不符，因此出现了至少10um以上的厚度偏差。上、下层压卷在叠合后偏差就会变得更明显了。
图5示出了现有技术中以狭缝涂布的方式制备量子点膜的结构原理示意图。如图5所示，以狭缝涂布的方式为例，在向狭缝模具(15)中投入树脂时，前段和中段、后段的涂层厚度存在约10～20um的偏差，生产良率低且很难确保所需涂层厚度。
而普通量子点UV树脂的厚度偏差在1um时，色坐标的差异约为1.5/1000，如果色坐标的偏差发生在9/1000以上时，在背光组件集成时不能遮蔽量子点层的不良。因此，量子点层厚度偏差至少应该在6um以下时才可能实现量子点膜层的产品化。
在下文中，先对本发明的涂层厚度均匀的变色膜的制造方法进行详细说明。
为了使量子点UV树脂涂层均匀地涂布，本发明开拓性地采用一致高度的图案模具(Pattern Mold)来进行涂布，由于该方案并不是通过调节间隔来匹配量子点UV树脂的涂层厚度，而是根据已成型的并且具有一致高度的图案模具来使涂层厚度更均匀，因此可提高此制程的稳定性并减少不良率。
根据本发明的示例性实施例，所述变色膜的制造方法具体包括以下步骤。
步骤A：
提供表面间隔形成有凹部分和凸部分的图案模具，该凹部分和凸部分形状相同且厚度相同。
图6示出了根据本发明示例性实施例涂层厚度均匀的变色膜的制造方法中图案模具的不同结构示意图。
如图6所示，本发明图案模具表面的凹部分或凸部分的横截面形状可以为三角形、梯形、长方形、正方形或半圆形，也即可以采用三角形模具16、梯形模具17、长方形模具18、正方形模具19、半圆形模具20等。其中，模具可以由Cr、Ni、Cu等材料制成，由模具厂商用车刀(刨刀)加工一定高度的槽，控制图案的偏差在1um以下。
并且，图案模具中最重要的部分是模具表面的凹凸部分一定要是相同的形状并且具有相同的厚度。如果图案模具的凹部分和凸部分的形状不同的话,那么在制作量子点膜时厚外观上图案形状不同时会很容易被看出来。并且当图案形状不同时，可能会引起与导光板的点状图案(Dot Pattern)、面板组件或其他光学膜图案之间的干扰，由此会产生波纹不良。
只有图案的厚度一致，图案的凹凸部分形状相同，才能制作出涂层厚度均匀的量子点膜，才可以制作出效果很好的产品，而图案模具中凹部分和凸部分的形状和尺寸可以需求来具体选择设置。
步骤B：
在准备好图案模具之后，在图案模具的表面上涂布第一量子点UV树脂并将第一基材膜覆盖层压在其上，固化后剥离形成具有图案涂层的第一变色膜22。
利用阻隔膜或PET膜12等第一基材膜与图案模具上量子点UV树脂涂布的部分进行层压，使涂布的量子点UV树脂13按照图案模具表面的图案分布，再采用UV光21进行照射使其固化，再把固化后的第一变色膜22从图案模具上剥离下来，得到第一变色膜22。
可知，剥离下来的第一变色膜22包括第一基材膜以及与第一基材膜层压的第一量子点UV树脂层，而该第一量子点UV树脂层表面形成为与图案模具的凹部分和凸部分相对应的图案涂层并且可以作为模具继续成型另一部分量子点UV树脂层来保证尺寸的均匀性。
其中，第一量子点UV树脂内分散着能够分别发散绿色和红色波长的纳米尺寸量子点以及扩散剂，如果蓝色波长的光通过的话就会转换成白色波长，于此同时通过扩散剂的光线就会进行散射。第一量子点UV树脂可以采用现有的常规量子点UV树脂，例如树脂成分一般包括聚合物(如聚氨酯、环氧树脂等)、单体(如丙烯酸类)、光引发剂(如ZnO、TiO2、SiO2、ZrO2)、QD(如Cd型、无Cd型)等，但是根据树脂厂商的不同使用的原料也是有所差异的。
步骤C：
在步骤B得到的第一变色膜的图案涂层上涂布第二量子点UV树脂并将第二基材膜覆盖层压在其上，固化后形成厚度均匀的量子点膜。
在步骤B已形成的第一变色膜22的图案涂层上涂布第二量子点UV树脂，再用阻隔膜或者PET膜等第二基材膜在涂布的部分进行层压，让第二量子点UV树脂以步骤B制得第一变色膜22为模具并且能够填充其表面的凹部分，然后用UV光进行固化，固化后形成的量子点膜即为厚度均匀的变色膜。其中，第二量子点UV树脂可以是与第一量子点UV树脂相同或不同的量子点UV树脂。
根据本发明，理想状况下，步骤B所形成的第一变色膜的图案涂层上具有第一预定厚度，该第一预定厚度基本等于图案模具表面的凹部分或凸部分的厚度。通常情况下，第一变色膜上图案涂层的厚度偏差为1～2μm。
而步骤C所形成的涂层厚度均匀的变色膜上的涂层具有第二预定厚度，该第二预定厚度基本等于图案模具表面的凹部分或凸部分的高度，该变色膜的涂层的高度最大偏差在5μm以下。也即，通过步骤C涂布层压并在步骤B形成的第一变色膜的表面凹部分处填充第二量子点UV树脂后，可以确保形成的变色膜上的涂层具有更均匀的厚度。
由此，当以图案模具表面的凹部分或凸部分的高度作为量子点膜中量子点UV树脂层的预定厚度时，本发明的方法操作可以保证涂层厚度均匀，提高稳定性并减少不良率。
本发明同时提供了涂层厚度均匀的变色膜，具体采用上述涂层厚度均匀的变色膜的制造方法制得。
根据本发明，该涂层厚度均匀的变色膜为三明治结构并且包括第一基材膜、第二基材膜以及形成在第一基材膜和第二基材膜之间的量子点UV树脂层，
其中，变色膜中量子点UV树脂层的厚度相对于预定厚度呈现的最大偏差在5um以下，该预定厚度基本等于图案模具表面的凹部分或凸部分的厚度。其中，第一基材膜和第二基材膜可以为阻隔膜或PET膜，固化的方式可以为光固化。
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例：
图7示出了本实施例的涂层厚度均匀的变色膜制备流程示意图。
如图7所示，在准备好的图案模具上涂布适量的第一量子点UV树脂后，用阻隔膜或PET膜与图案模具上第一量子点UV树脂涂布的部分进行层压，使第一量子点UV树脂按照制造的尺寸进行分布。之后用UV光进行照射使其固化形成量子点UV树脂层，再把固化后的膜片从图案模具上剥离形成第一变色膜。
接下来，在已形成的第一变色膜的图案涂层上涂布第二量子点UV树脂(与第一量子点UV树脂相同或不同的量子点UV树脂)，用阻隔膜或者PET膜在涂布的部分上进行层压，使第二量子点UV树脂填充第一变色膜的图案图层上的凹部分以形成连续的量子点UV树脂层，然后用UV光进行固化，这样就可以制作出量子点树脂层厚度均匀的变色膜。
经检测，所制得涂层厚度均匀的变色膜中形成的量子点树脂层(或称为涂层)的厚度偏差缩小至5um以下。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (9)

1.一种涂层厚度均匀的变色膜的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、提供表面间隔形成有凹部分和凸部分的图案模具，所述凹部分和凸部分形状相同且厚度相同；
B、在所述图案模具的表面涂布第一量子点UV树脂并将第一基材膜覆盖层压在其上，固化后剥离形成具有图案涂层的第一变色膜；
C、在所述第一变色膜的图案涂层上涂布第二量子点UV树脂并将第二基材膜覆盖层压在其上，固化后形成涂层厚度均匀的变色膜。
2.根据权利要求1所述涂层厚度均匀的变色膜的制造方法，其特征在于，所述图案模具表面的凹部分或凸部分的横截面形状为三角形、梯形、长方形、正方形或半圆形。
3.根据权利要求1所述涂层厚度均匀的变色膜的制造方法，其特征在于，所述第一变色膜的图案涂层具有第一预定厚度，所述第一预定厚度基本等于图案模具表面的凹部分或凸部分的厚度并且所述第一变色膜的图案涂层的厚度偏差为1～2μm。
4.根据权利要求1所述涂层厚度均匀的变色膜的制造方法，其特征在于，所述涂层厚度均匀的变色膜的涂层具有第二预定厚度，所述第二预定厚度基本等于图案模具表面的凹部分或凸部分的厚度，所述厚度涂层均匀的变色膜的涂层的厚度最大偏差在5μm以下。
5.根据权利要求1所述涂层厚度均匀的变色膜的制造方法，其特征在于，所述第一基材膜或第二基材膜为阻隔膜或PET膜，所述固化的方式为UV光固化。
6.根据权利要求1所述涂层厚度均匀的变色膜的制造方法，其特征在于，所述第一量子点UV树脂内分散着能够分别发散绿色和红色波长的纳米尺寸量子点以及扩散剂。
7.根据权利要求6所述涂层厚度均匀的变色膜的制造方法，其特征在于，所述第二量子点UV树脂是与第一量子点UV树脂相同或不同的量子点UV树脂。
8.一种涂层厚度均匀的变色膜，其特征在于，采用权利要求1至7中任一项所述涂层厚度均匀的变色膜的制造方法制得。
9.根据权利要求8所述涂层厚度均匀的变色膜，其特征在于，所述变色膜为三明治结构并且包括第一基材膜、第二基材膜以及形成在第一基材膜和第二基材膜之间的量子点UV树脂层，其中，所述变色膜中量子点UV树脂层的厚度相对于预定厚度呈现的最大偏差在5um以下，所述预定厚度基本等于所述图案模具表面的凹部分或凸部分的厚度。
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