CN116068687A - 光学膜及其制造方法与背光模块 - Google Patents

光学膜及其制造方法与背光模块 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种光学膜及其制造方法与背光模块。本发明光学膜包括一无镉量子点胶层以及一聚酯膜，无镉量子点胶层包含第一聚合物以及分散于第一聚合物的多个无镉量子点，第一聚合物包括1至5wt％的光起始剂、3至30wt％的散射粒子、10至40wt％的硫醇类化合物、5至30wt％的单官能基压克力单体、5至20wt％的双官能基压克力单体、10至40wt％的多官能基压克力单体、5至20wt％的有机硅接枝低聚物以及100至2000ppm的抑制剂。通过本发明的无镉量子点胶层配方组成，可提供无镉的光学膜，并维持高抗水氧效果。

Description

光学膜及其制造方法与背光模块
技术领域
本发明涉及一种无镉光学膜及其制造方法与背光模块，特别是涉及一种可应用于背光模块、LED封装的无镉量子点光学膜及其制造方法与背光模块。
背景技术
近年来，随着显示技术的不断进步，人们对显示器的质量要求也越来越高。量子点(Quantum Dots)由于其特有的量子限域效应引起了研究者的广泛关注。相较于传统的有机发光材料，量子点的发光效能具有半峰宽窄、颗粒小、无散射损失和光谱随尺寸可调控和光化学性能稳定等优势。此外，量子点的光学、电学和传输性能可以通过合成过程得以调整，这些优点使得量子点具有十分重要的作用。近年来，具有量子点的高分子复合材料已使用于背光及显示器等领域。
代表性的量子点有硒化镉(CdSe)、碲化镉(CdTe)、硫化镉(CdS)等镉系量子点，镉系量子点具有能带较宽的优点，然而，镉重金属的毒性与环境负荷较高，不仅于生产端、汰换显示器、废弃物处理皆有造成环境重金属污染的风险。再者，现有技术的制程中酸水解的情况也会影响量子点的寿命。
而不使用镉的无镉系量子点，举例如CuInS2或AgInS2等黄铜矿系量子点、磷化铟(InP)系量子点、或钙钛矿(Perovskite)量子点，其面临着不耐水气及氧气的缺点，且使用该些量子点制备为量子点膜时仍须额外以三明治结构贴合双层水氧阻隔膜层以及聚酯膜，以提升光学膜阻绝水气和氧气的能力、延长量子点的使用寿命。
故，如何通过量子点膜层配方的设计改良，强化无镉量子点膜的水氧阻隔效果，以利省略水氧阻隔膜层，来克服上述的缺陷，已成为该项事业所欲解决的重要课题之一。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足提供一种可应用于背光模块、LED封装的无镉量子点光学膜及其制造方法与背光模块。
为了解决上述的技术问题，本发明所采用的其中一技术方案是提供一种光学膜，其包括一无镉量子点胶层以及设置于所述无镉量子点胶层的一聚酯层，所述无镉量子点胶层包含一第一聚合物以及分散于所述第一聚合物的多个无镉量子点。详细来说，以所述无镉量子点胶层的总重为100重量百分比，所述无镉量子点的含量是0.1至5wt％，且所述第一聚合物包括：1至5wt％的光起始剂、3至30wt％的散射粒子、10至40wt％的硫醇类化合物、5至30wt％的单官能基压克力单体、5至20wt％的双官能基压克力单体、10至40wt％的多官能基压克力单体、5至20wt％的有机硅接枝低聚物；以及100至2000ppm的抑制剂。
优选地，所述聚酯层进一步包括：一化学处理表面，且所述聚酯层透过所述化学处理表面而设置于所述无镉量子点胶层上。
优选地，所述硫醇类化合物是选自于由一级硫醇及二级硫醇所构成的群组，一级硫醇是选自于由下列所构成的群组：2,2'-(乙二氧基)二乙硫醇、2,2'-硫二乙硫醇、三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)、聚乙二醇二硫醇、季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)及乙二醇双巯基乙酸酯。二级硫醇是选自于由下列所构成的群组：2-巯基丙酸乙酯、季戊四醇四(3-巯基丁酸)酯、1,3,5-三(3-巯基丁酰氧基乙基)-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮及1,4-丁二醇二(3-巯基丁酸)酯。
优选地，所述单官能基压克力单体是选自由甲基丙烯酸二环戊二烯酯、三甘醇乙基醚甲基丙烯酸酯、烷氧基化丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸硬脂酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸异冰片酯、十三烷基丙烯酸酯、己内酯丙烯酸酯、辛基苯酚丙烯酸酯以及烷氧基化丙烯酸酯所组成的群组。
优选地，所述双官能基压克力单体是选自由乙氧基化双酚A二甲基丙烯酸酯、1,3-丁二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二甲基丙烯酸酯、1,6己二醇二丙烯酸酯、四乙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇(400)二丙烯酸酯以及乙氧基化(2)双酚A二甲基丙烯酸酯所组成的群组。
优选地，所述多官能基压克力单体是选自三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基化(20)三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、二三羟甲基丙烷四丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯以及乙氧基化(4)季戊四醇四丙烯酸酯所组成的群组。
优选地，所述有机硅接枝低聚物是聚八面体倍半硅氧烷。
优选地，所述无镉量子点是具有一核-壳结构的量子点，所述核-壳结构的核是选自由硅(Si)、锗(Ge)、硒(Se)、锌(Sn)、碲(Te)、硼(B)、氮(N)、磷(P)、砷(As)、硫化锌(ZnS)、硒化锌(ZnSe)、碲化锌(ZnTe)、硫化汞(HgS)、硒化汞(HgSe)、碲化汞(HgTe)、氮化铝(AlN)、磷化铝(AlP)、砷化铝(AlAs)、锑化铝(AlSb)、氮化镓(GaN)、磷化镓(GaP)、砷化镓(GaAs)、锑化镓(GaSb)、硒化镓(GaSe)、氮化铟(InN)、磷化铟(InP)、砷化铟(InAs)、锑化铟(InSb)、氮化铊(TlN)、磷化铊(TlP)、砷化铊(TlAs)、锑化铊(TlSb)、硫化铅(PbS)、硒化铅(PbSe)以及碲化铅(PbTe)所组成的群组的至少一者。
优选地，所述核-壳结构的壳是选自由氧化锌(ZnO)、硫化锌(ZnS)、硒化锌(ZnSe)、碲化锌(ZnTe)、氧化镁(MgO)、硫化镁(MgS)、硒化镁(MgSe)、碲化镁(MgTe)、氧化汞(HgO)、硫化汞(HgS)、硒化汞(HgSe)、碲化汞(HgTe)、氮化铝(AlN)、磷化铝(AlP)、砷化铝(AlAs)、锑化铝(AlSb)、氮化镓(GaN)、磷化镓(GaP)、砷化镓(GaAs)、锑化镓(GaSb)、氮化铟(InN)、磷化铟(InP)、砷化铟(InAs)、锑化铟(InSb)、氮化铊(TlN)、磷化铊(TlP)、砷化铊(TlAs)、锑化铊(TlSb)、硫化铅(PbS)、硒化铅(PbSe)、碲化铅(PbTe)、磷化铟镓(InxGa1-xP)、硫化铜铟(CuInS2)、硒化铜铟(CuInSe2)、硫硒化铜铟(CuInSxSe2-x)、硫化铜铟镓(CuInxGa1-xS2)、硒化铜铟镓(CuInxGa1-xSe2)、硫化铜镓(CuGaS2)、硒化铜铟铝(CuInxAl1-xSe2)、硒化铜镓铝(CuGaxAl1-xSe2)、硫化铜铟硫化锌(CuInS2xZnS1-x)以及硒化铜铟硒化锌(CuInSe2xZnSe1-x)所组成的群组的至少一者。
为了解决上述的技术问题，本发明所采用的另外一技术方案是提供一种光学膜的制造方法，包括：(a)将多个无镉量子点分散于一第一聚合物中，以得到一量子点复合材料；(b)设置所述量子点复合材料于一聚酯层上，并贴合一离型基材于所述量子点复合材料上，使所述量子点复合材料夹置于所述聚酯层以及所述离型基材之间；(c)以紫外光固化所述量子点复合材料；以及(d)移除所述离型基材，以得到一光学膜。详细来说，以所述无镉量子点胶层的总重为100重量百分比(wt％)，所述无镉量子点的含量是0.1至5wt％，且所述第一聚合物包括：1至5wt％的光起始剂、3至30wt％的散射粒子、10至40wt％的硫醇类化合物、5至30wt％的单官能基压克力单体、5至20wt％的双官能基压克力单体、10至40wt％的多官能基压克力单体、5至20wt％的有机硅接枝低聚物；以及100至2000ppm的抑制剂。
为了解决上述的技术问题，本发明所采用的另外再一技术方案是提供一种背光模块，其包括：一导光单元、至少一发光单元以及一光学膜；其中，所述光学膜对应于所述入光侧，并位于所述导光单元与至少一所述发光单元之间，所述光学膜包括一无镉量子点胶层以及设置于所述无镉量子点胶层上的一聚酯层，所述无镉量子点胶层包含一第一聚合物以及分散于所述第一聚合物的多个无镉量子点，以所述无镉量子点胶层的总重为100重量百分比，所述无镉量子点的含量是0.1至5wt％，且所述第一聚合物包括：1至5wt％的光起始剂、3至30wt％的散射粒子、10至40wt％的硫醇类化合物、5至30wt％的单官能基压克力单体、5至20wt％的双官能基压克力单体、10至40wt％的多官能基压克力单体、5至20wt％的有机硅接枝低聚物以及100至2000ppm的抑制剂。
本发明的其中一有益效果在于，本发明所提供的光学膜及其制造方法与背光模块，其能通过“10至40wt％的硫醇类化合物、5至30wt％的单官能基压克力单体、5至20wt％的双官能基压克力单体、10至40wt％的多官能基压克力单体、5至20wt％的有机硅接枝低聚物”的技术方案，以提升无镉量子点胶层的抗水氧能力，可省略水氧阻隔层的三明治结构，且省略双面的聚酯层之一，仅须单面设置聚酯层，可有效降低光学膜的厚度，且维持如具备水氧阻隔层的三明治结构的优异抗水氧功效。
为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所提供的附图仅用于提供参考与说明，并非用来对本发明加以限制。
附图说明
图1为本发明一具体实施例的光学膜的剖面示意图。
图2为本发明另一具体实施例的光学膜的剖面示意图。
图3为本发明一具体实施例的光学膜的制造方法的流程图。
图4为本发明一实施例的背光模块的剖面示意图。
具体实施方式
以下是通过特定的具体实例来说明本发明所公开有关“光学膜及其制造方法与背光模块”的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本发明的优点与效果。本发明可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不背离本发明的构思下进行各种修改与变更。另外，本发明的图式仅为简单示意说明，并非依实际尺寸的描绘，事先声明。以下的实施方式将进一步详细说明本发明的相关技术内容，但所公开的内容并非用以限制本发明的保护范围。另外，本文中所使用的术语“或”，应视实际情况可能包括相关联的列出项目中的任一个或者多个的组合。
参阅图1所示，本发明第一实施例提供一种光学膜M，其包括一无镉量子点胶层10以及聚酯层20。更详细来说，无镉量子点胶层10包含第一聚合物101以及分散于第一聚合物的多个无镉量子点102。进一步来说，无镉量子点胶层10具有第一表面10A以及第二表面10B，聚酯层20设置于第一表面10A上，第二表面10B是裸露未被覆盖。较佳的，光学膜M的厚度约为25微米至125微米。值得说明的是，本发明的光学膜M具有良好的水氧阻隔效果，主要是因无镉量子点胶层10以及聚酯层20的材质所造成，受光学膜的厚度的影响较低。
参阅图2所示，本发明的光学膜M进一步包括一化学处理表面201，其设置于聚酯层20上，且化学处理表面201位于聚酯层20及无镉量子点胶层10之间。化学处理表面201可提升无镉量子点胶层10与聚酯层20之间的密着性，关于化学处理表面201的形成方式将于后叙述。
进一步针对无镉量子点胶层的组成配比说明，无镉量子点胶层包含第一聚合物以及分散于第一聚合物的多个无镉量子点，详细来说，以所述无镉量子点胶层的总重为100重量百分比，所述无镉量子点的含量是0.1至5wt％，且所述第一聚合物包括：1至5wt％的光起始剂、3至30wt％的散射粒子、10至40wt％的硫醇类化合物、5至30wt％的单官能基压克力单体、5至20wt％的双官能基压克力单体、10至40wt％的多官能基压克力单体、5至20wt％的有机硅接枝低聚物以及100至2000ppm的抑制剂。
光起始剂可以选自于由1-羟基环己基苯基酮、苯甲酰异丙醇、三溴甲基苯砜及二苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦所构成的群组，该散射粒子为0.5至20μm且经表面处理的压克力或二氧化硅或聚苯乙烯微珠。然而，若光起始剂的含量低于1wt％则难以固化，含量超过5wt％则会影响胶材整体性质的挥发性。
散射粒子为0.5至10μm且经表面处理的微珠，微珠材料可以是压克力、二氧化硅、二氧化锗、二氧化钛、二氧化锆、三氧化二铝或聚苯乙烯。散射粒子的折射率约为1.39至1.45。散射粒子提供较佳的量子点发出的光产生散射，使无镉量子点胶层所产生的光更加均匀，若散射粒子含量低于3wt％则雾度不足，超过30wt％则过多，导致整体材料树脂含量不足，影响分散性并增加加工困难度。于一些实施例中，散射粒子的含量也可以是5wt％、10wt％、15wt％、20wt％、25wt％或30wt％。
具体来说，硫醇类化合物是选自于由2,2'-(乙二氧基)二乙硫醇、2,2'-硫二乙硫醇、三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)、聚乙二醇二硫醇、季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)、乙二醇双巯基乙酸酯、2-巯基丙酸乙酯、2-巯基丙酸乙酯、季戊四醇四(3-巯基丁酸)酯、1,3,5-三(3-巯基丁酰氧基乙基)-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮以及1,4-丁二醇二(3-巯基丁酸)酯所组成的群组。
硫醇类化合物是包含巯基官能团(-SH)的非芳香化合物，提供了与量子点具有较佳结合性的官能基，使得量子点具有较佳的分散性，进而提升了光学膜M对水氧的阻隔性。硫醇类化合物的含量相较于现有技术的配比较高，使得聚合度较高，而含量若低于10wt％则不具备效果，含量超过40wt％则造成胶材过软、容易弯折，且使得水氧阻隔性下降。于一些实施例中，硫醇化合物的含量也可以是10wt％、15wt％、20wt％、25wt％、30wt％、35wt％或40wt％。
更详细地，单官能基压克力单体是选自由甲基丙烯酸二环戊二烯酯、三甘醇乙基醚甲基丙烯酸酯、烷氧基化丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸硬脂酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸异冰片酯、十三烷基丙烯酸酯、己内酯丙烯酸酯、辛基苯酚丙烯酸酯以及烷氧基化丙烯酸酯所组成的群组。单官能基压克力单体过少对量子点的分散性不佳，而过多则导致聚合效率低下，且耐候性不佳。于一些实施例中，单官能基丙烯酸单体的含量也可以是5wt％、10wt％、15wt％、20wt％、25wt％或30wt％。
双官能基压克力单体是选自乙氧基化双酚A二甲基丙烯酸酯、1,3-丁二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二甲基丙烯酸酯、1,6己二醇二丙烯酸酯、四乙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇(400)二丙烯酸酯以及乙氧基化(2)双酚A二甲基丙烯酸酯所组成的群组。具体来说，双官能基压克力单体与量子点表面配体兼容性佳，且性质介于单官能基与多官能基之间，较为均衡。于一些实施例中，双官能基丙烯酸单体的含量也可以是5wt％、10wt％、15wt％或20wt％。
多官能基压克力单体是选自三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基化(20)三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、二(三羟甲基丙烷)四丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯以及乙氧基化(4)季戊四醇四丙烯酸酯所组成的群组。多官能基压克力单体若添加过量则容易造成胶材过脆，容易破损。补充说明，多官能基压克力单体不包含前述的双官能基压克力单体。于一些实施例中，多官能基压克力单体的含量也可以是10wt％、15wt％、20wt％、25wt％、30wt％、35wt％或40wt％。
有机硅接枝低聚物是聚八面体倍半硅氧烷(polyhedral oligomericsilsesquioxane)。有机硅接枝低聚物可增加聚合物的耐候性，更可提高聚合物的机械强度。较佳的，聚八面体倍半硅氧烷网状结构大分子(重均分子量大于3000)，可提升保护性，具体来说，聚八面体倍半硅氧烷的重均分子量为3000g/mol至10000g/mol，较佳的，聚八面体倍半硅氧烷的重均分子量可以为4000g/mol、5000g/mol、6000g/mol、7000g/mol、8000g/mol或9000g/mol。详细来说，一般现有技术的光学膜若省略聚酯层，不仅会降地耐水氧的效果，也会造成机械强度不足的缺陷。本发明添加5至20wt％的有机硅接枝低聚物可提高无镉量子点胶层的机械强度，若超过该含量则会影响分散性、加工性，且提高成本。
抑制剂是选自由邻苯三酚(pyrogallol，PYR)、对苯二酚、邻苯二酚、碘化钾-碘混合物、受阻酚系抗氧化剂(hindered phenol antioxidants)、铝或铁试剂盐(N-亚硝基苯基羟胺盐)(N-nitrosophenyl hydroxylamine ammonium salt)、N-亚硝基-N-苯基羟胺铝盐(N-nitroso-N-phenylhydroxylamine aluminum salt)、3-丙烯基苯酚、三芳基膦和亚磷酸盐(triaryl phosphines and phosphites)、膦酸(phosphonic acid)、烯基酚和试剂盐的组合物(combination of an alkenyl-phenol and cupferronate salt)所组成的群组。
抑制剂可有效减缓反应速率，避免成分中的配方相互影响，举例来说，硫醇类化合物与多官能基压克力单体易于室温下产生自反应，在制备的时候加入抑制剂提供较佳的加工性，也具有较稳定的保存性。然而，若添加量低于100ppm无法达到抑制效果，超过2000ppm时，则会影响光固化效率。值得说明的是，抑制剂的添加量虽不高，但在硫醇类化合物与多官能基压克力单体同时存在的高分子系统中，必须添加有效剂量的抑制剂。
进一步来说，无镉量子点是不包含镉元素的量子点，可以选自均匀的(homogeneous)单一结构、核-壳(core-shell)结构的量子点、多元壳层(多层壳层)的量子点或梯度(gradient)结构的量子点。更具体来说，梯度结构的量子点核-壳结构的核层的元素含量从核到壳逐渐减少，壳层的元素含量从核到壳逐渐增加。
较佳的，其是具有核-壳结构的量子点，且核-壳结构的核是选自由硅(Si)、锗(Ge)、硒(Se)、锌(Sn)、碲(Te)、硼(B)、氮(N)、磷(P)、砷(As)、硫化锌(ZnS)、硒化锌(ZnSe)、碲化锌(ZnTe)、硫化汞(HgS)、硒化汞(HgSe)、碲化汞(HgTe)、氮化铝(AlN)、磷化铝(AlP)、砷化铝(AlAs)、锑化铝(AlSb)、氮化镓(GaN)、磷化镓(GaP)、砷化镓(GaAs)、锑化镓(GaSb)、硒化镓(GaSe)、氮化铟(InN)、磷化铟(InP)、砷化铟(InAs)、锑化铟(InSb)、氮化铊(TlN)、磷化铊(TlP)、砷化铊(TlAs)、锑化铊(TlSb)、硫化铅(PbS)、硒化铅(PbSe)以及碲化铅(PbTe)所组成的群组的至少一者或其组合。较佳的，核-壳结构的核是磷化铟(InP)。
核-壳结构的壳可以是单层或多层，其材料是选自由氧化锌(ZnO)、硫化锌(ZnS)、硒化锌(ZnSe)、碲化锌(ZnTe)、氧化镁(MgO)、硫化镁(MgS)、硒化镁(MgSe)、碲化镁(MgTe)、氧化汞(HgO)、硫化汞(HgS)、硒化汞(HgSe)、碲化汞(HgTe)、氮化铝(AlN)、磷化铝(AlP)、砷化铝(AlAs)、锑化铝(AlSb)、氮化镓(GaN)、磷化镓(GaP)、砷化镓(GaAs)、锑化镓(GaSb)、氮化铟(InN)、磷化铟(InP)、砷化铟(InAs)、锑化铟(InSb)、氮化铊(TlN)、磷化铊(TlP)、砷化铊(TlAs)、锑化铊(TlSb)、硫化铅(PbS)、硒化铅(PbSe)、碲化铅(PbTe)、磷化铟镓(InxGa1- xP)、硫化铜铟(CuInS2)、硒化铜铟(CuInSe2)、硫硒化铜铟(CuInSxSe2-x)、硫化铜铟镓(CuInxGa1-xS2)、硒化铜铟镓(CuInxGa1-xSe2)、硫化铜镓(CuGaS2)、硒化铜铟铝(CuInxAl1- xSe2)、硒化铜镓铝(CuGaxAl1-xSe2)、硫化铜铟硫化锌(CuInS2xZnS1-x)以及硒化铜铟硒化锌(CuInSe2xZnSe1-x)所组成的群组的至少一者或其组合。
本发明的聚酯层可以是由聚酯膜所构成，聚酯层具备良好的透光性，光穿透率可达到90％以上。并且，聚酯层的延长率为70至130kg/cm2，使得光学膜可具有较佳的物理特性。另外，聚酯层的化学处理表面的表面张力大于45或等于达因(Dyne)。较佳的，聚酯层的材料是聚对苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate，PET)等热塑性树脂，聚酯层的厚度是介于25微米至125微米。较佳的，聚酯层具备介电性能，更可提供绝缘效果。
化学处理表面可提供无镉量子点胶层以及聚酯层较佳的密着性，可以是于聚酯层的表面涂布水性涂料，水性涂料可包括30至70wt％溶剂、5至15wt％异丙醇(IPA)、5至15wt％碳酸氢纳、5至20wt％有机酸、10至30wt％丙烯酸单体。较佳的，化学处理表面的pH值可呈弱酸性，即介于pH值5.0至6.7之间，较佳的，化学处理表面的厚度约为0.01μm至0.1μm。
作为化学处理表面的丙烯酸单体，举例而言可以是甲基丙烯酸四氢糠酯(tetrahydrofurfuryl methacrylate)、丙烯酸硬脂酯(stearyl acrylate)、甲基丙烯酸月桂酯(lauryl methacrylate)、丙烯酸月桂酯(lauryl acrylate)、甲基丙烯酸异冰片酯(isobornyl methacrylate)、丙烯酸十三烷基酯(tridecyl acrylate)、烷氧基化壬基酚丙烯酸酯(alkoxylated nonylphenol acrylate)、四乙二醇二甲基丙烯酸酯(tetraethyleneglycol dimethacrylate)、聚乙二醇(600)二甲基丙烯酸酯(polyethylene glycol(600)dimethacrylate)、三丙二醇二丙烯酸酯(tripropylene glycol diacrylate)、乙氧基化(10)双酚A二甲基丙烯酸酯(ethoxylated(10)bisphenol A dimethacrylate)、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(trimethylolpropane triacrylate)、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(trimethylolpropane trimethacrylate)、乙氧基化(20)三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(ethoxylated(20)trimethylolpropane triacrylate)、及季戊四醇三丙烯酸酯(pentaerythritol triacrylate)。
参阅图3所示，本发明另外提供一种光学膜的制造方法，其包括：S100将多个无镉量子点分散于一第一聚合物中，以得到一量子点复合材料；S200设置所述量子点复合材料于一聚酯层上，并贴合一离型基材于所述量子点复合材料上，使所述量子点复合材料夹置于所述聚酯层以及所述离型基材之间；S300以紫外光固化所述量子点复合材料；以及S400移除离型基材，以得到一光学膜。
第一聚合物以及无镉量子点的组成如前所述。较佳的，步骤S100是先将多个量子点分散于单官能基压克力单体，再加入抑制剂，接着加入硫醇类化合物，再加入双官能基压克力单体、多官能基压克力单体混合，最后加入光起始剂、散射粒子以及有机硅接枝低聚物。
也就是说，将多个无镉量子点分散于第一聚合物并非分散于完全混合的第一聚合物，而是依序将无镉量子点预先分散于特定组成，再进一步加入其他成分，充分混合经过混炼。
S200的聚酯层可经过双轴延伸处理而具有良好的柔软延展性，可进一步包括预先在聚酯层上形成一化学处理表面，再通过固化步骤(如热固化或光固化)形成具有化学处理表面的聚酯层，再进一步设置量子点复合材料于化学处理表面上。换句话说，聚酯层可包括一外表面以及一内表面，化学处理表面设置于内表面。
再者，步骤S200设置量子点复合材料于一聚酯层上，会再以一离型基材贴合，使量子点复合材料成型并夹置于聚酯层与离型基材之间。
除了前述步骤之外，本发明的光学膜的制造方法还包括：进行一裁切程序，以将光学膜裁切成至少一个所需的大小；以及，进行一收卷程序，以将剩余的光学膜收卷成卷，以便使用或收纳。然而，上述所举的例子只是其中一可行的实施例而并非用以限定本发明。
参阅图4所示，本发明还提供一种背光模块S，其包括：导光单元30、至少一发光单元40以及光学膜M，导光单元30具有一入光侧30A，至少一发光单元40位于相对于入光侧30A，且包括多个发光组件，光学膜M相对于入光侧30A，光学膜M位于导光单元30与至少一发光单元40之间，详细来说，导光单元30具有相对的入光侧30A以及出光侧30B，光学膜M设置于入光侧30A，更具体来说光学光单元M为本发明前述的光学膜。然而，上述所举的例子只是其中一可行的实施例而并非用以限定本发明。
[实施例]
如表1所示，实施例1至实施例3以及比较例1至比较例2是依据配方以及比例制备为无镉量子点胶膜，并进一步经过成品性质测试。详细来说，以下配比是以无镉量子点胶层的总重为100重量百分比。
将前述无镉量子点胶层材料设置于一聚酯层(具有化学处理表面)上，并以一离型基材贴合后，以紫外线(UV)进行固化处理，最后移除离型基材，得到本发明的无镉量子点胶层。
表1
Figure BDA0003435324100000111
Figure BDA0003435324100000121
在表1中，抗水氧信赖性的测试是将背光膜组置于65℃、95％相对湿度的环境下，以一蓝光背光源持续照射，并记录色坐标偏移量达到0.01时所需的时间。
密着性：利用拉力机测试光学膜的密着度。
收缩性：将光学膜放到85℃的烘箱烘烤半小时后，观察其收缩状态。当光学膜的翘曲程度大于或等于0.2公分时，以「有翘曲」表示，当光学膜的翘曲程度小于0.2公分时，以「无翘曲」表示。
辉度：使用辉度计(机台型号SR-3AR分光亮度计)，测量背光模块在以12W的蓝色光源、(x＝0.155、y＝0.026)的色坐标、450纳米的主波长，以及20纳米的半峰全宽的条件下激发所产生的混合光束的辉度。
由比较例1的结果可得知，本发明添加硫醇类化合物，可提升第一聚合物的聚合程度，可使无镉量子点胶层具有良好的水氧阻隔效果(抗氧化信赖性的测试中的时间皆大于400小时)。
由比较例2的结果可得知，当添加过量的硫醇类化合物时，不仅无法使无镉量子点胶层具有良好的水氧阻隔效果，还会产生密着性不佳的问题。
由比较例3的结果可得知，本发明添加有机硅接枝低聚物，可进一步提升无镉量子点胶层具有良好的水氧阻隔效果(抗氧化信赖性的测试中的时间皆大于400小时)。
[实施例的有益效果]
本发明的其中一有益效果在于，本发明所提供的光学膜及其制造方法与背光模块，其能通过“10至35wt％的硫醇类化合物、5至30wt％的单官能基压克力单体、5至20wt％的双官能基压克力单体、10至40wt％的多官能基压克力单体、5至20wt％的有机硅接枝低聚物”的技术方案，以提升无镉量子点胶层的抗水氧能力，可省略水氧阻隔层的三明治结构，且省略双面的聚酯层之一，仅须单面设置聚酯层，可有效降低光学膜的厚度，且维持如具备水氧阻隔层的三明治结构的优异抗水氧功效。
更进一步来说，硫醇类化合物提供了巯基官能团(-SH)的非芳香化合物，与量子点具有较佳结合性，使得量子点具有较佳的分散性，硫醇类化合物的含量相较于现有技术的配比较高，使得聚合度较高。
再者，本发明的配方制程在混合时也须特别留意相互影响的问题，因此，经过各种实验，本发明更选用了特定的抑制剂，可有效减缓反应速率，避免硫醇类化合物与多官能基压克力单体在室温下产生自反应，提供较佳的加工性，也具有较稳定的保存性。
以上所公开的内容仅为本发明的优选可行实施例，并非因此局限本发明的权利要求书的保护范围，所以凡是运用本发明说明书及附图内容所做的等效技术变化，均包含于本发明的权利要求书的保护范围内。

Claims (11)

1.一种光学膜，其特征在于，所述光学膜包括：
一无镉量子点胶层，其包含一第一聚合物以及分散于所述第一聚合物的多个无镉量子点；以及
一聚酯层，其设置于所述无镉量子点胶层上；
其中，以所述无镉量子点胶层的总重为100重量百分比，所述无镉量子点的含量是0.1至5wt％，且所述第一聚合物包括：
1至5wt％的光起始剂；
3至30wt％的散射粒子；
10至40wt％的硫醇类化合物；
5至30wt％的单官能基压克力单体；
5至20wt％的双官能基压克力单体；
10至40wt％的多官能基压克力单体；
5至20wt％的有机硅接枝低聚物；以及
100至2000ppm的抑制剂。
2.根据权利要求1所述的光学膜，其特征在于，所述聚酯层进一步包括：一化学处理表面，且所述聚酯层透过所述化学处理表面而设置于所述无镉量子点胶层上。
3.根据权利要求1所述的光学膜，其特征在于，所述硫醇类化合物选自于由2,2'-(乙二氧基)二乙硫醇、2,2'-硫二乙硫醇、三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)、聚乙二醇二硫醇、季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)、乙二醇双巯基乙酸酯、2-巯基丙酸乙酯、2-巯基丙酸乙酯、季戊四醇四(3-巯基丁酸)酯、1,3,5-三(3-巯基丁酰氧基乙基)-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮以及1,4-丁二醇二(3-巯基丁酸)酯所组成的群组。
4.根据权利要求1所述的光学膜，其特征在于，所述单官能基压克力单体是选自由甲基丙烯酸二环戊二烯酯、三甘醇乙基醚甲基丙烯酸酯、烷氧基化丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸硬脂酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸异冰片酯、十三烷基丙烯酸酯、己内酯丙烯酸酯、辛基苯酚丙烯酸酯以及烷氧基化丙烯酸酯所组成的群组。
5.根据权利要求1所述的光学膜，其特征在于，所述双官能基压克力单体是选自乙氧基化双酚A二甲基丙烯酸酯、1,3-丁二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二甲基丙烯酸酯、1,6己二醇二丙烯酸酯、四乙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯以及乙氧基化双酚A二甲基丙烯酸酯所组成的群组。
6.根据权利要求1所述的光学膜，其特征在于，所述多官能基压克力单体是选自三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、二三羟甲基丙烷四丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯以及乙氧基化季戊四醇四丙烯酸酯所组成的群组。
7.根据权利要求1所述的光学膜，其特征在于，所述有机硅接枝低聚物是聚八面体倍半硅氧烷。
8.根据权利要求1所述的光学膜，其特征在于，所述无镉量子点是具有一核-壳结构的量子点，且所述核-壳结构的核是选自由硅、锗、硒、锌、碲、硼、氮、磷、砷、硫化锌、硒化锌、碲化锌、硫化汞、硒化汞、碲化汞、氮化铝、磷化铝、砷化铝、锑化铝、氮化镓、磷化镓、砷化镓、锑化镓、硒化镓、氮化铟、磷化铟、砷化铟、锑化铟、氮化铊、磷化铊、砷化铊、锑化铊、硫化铅、硒化铅以及碲化铅所组成的群组的至少一者。
9.根据权利要求8所述的光学膜，其特征在于，所述核-壳结构的壳是选自由氧化锌、硫化锌、硒化锌、碲化锌、氧化镁、硫化镁、硒化镁、碲化镁、氧化汞、硫化汞、硒化汞、碲化汞、氮化铝、磷化铝、砷化铝、锑化铝、氮化镓、磷化镓、砷化镓、锑化镓、氮化铟、磷化铟、砷化铟、锑化铟、氮化铊、磷化铊、砷化铊、锑化铊、硫化铅、硒化铅、碲化铅、磷化铟镓、硫化铜铟、硒化铜铟、硫硒化铜铟、硫化铜铟镓、硒化铜铟镓、硫化铜镓、硒化铜铟铝、硒化铜镓铝、硫化铜铟硫化锌以及硒化铜铟硒化锌所组成的群组的至少一者。
10.一种光学膜的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括：
(a)将多个无镉量子点分散于一第一聚合物中，以得到一量子点复合材料，其中，以所述无镉量子点胶层的总重为100重量百分比，所述无镉量子点的含量是0.1至5wt％，且所述第一聚合物包括：
1至5wt％的光起始剂；
3至30wt％的散射粒子；
10至40wt％的硫醇类化合物；
5至30wt％的单官能基压克力单体；
5至20wt％的双官能基压克力单体；
10至40wt％的多官能基压克力单体；
5至20wt％的有机硅接枝低聚物；以及
100至2000ppm的抑制剂；
(b)设置所述量子点复合材料于一聚酯层上，并贴合一离型基材于所述量子点复合材料上，使所述量子点复合材料夹置于所述聚酯层以及所述离型基材之间；
(c)以紫外光固化所述量子点复合材料；以及
(d)移除所述离型基材，以得到一光学膜。
11.一种背光模块，其特征在于，所述背光模块包括：
一导光单元，其具有一入光侧；
至少一发光单元，其对应于所述入光侧；以及
一光学膜，其对应于所述入光侧，并位于所述导光单元与至少一所述发光单元之间，所述光学膜包括：
一无镉量子点胶层，其包含一第一聚合物以及分散于所述第一聚合物的多个无镉量子点；以及
一聚酯层，其设置于所述无镉量子点胶层上；
其中，以所述无镉量子点胶层的总重为100重量百分比，所述无镉量子点的含量是0.1至5wt％，且所述第一聚合物包括：
1至5wt％的光起始剂；
3至30wt％的散射粒子；
10至40wt％的硫醇类化合物；
5至30wt％的单官能基压克力单体；
5至20wt％的双官能基压克力单体；
10至40wt％的多官能基压克力单体；
5至20wt％的有机硅接枝低聚物；以及
100至2000ppm的抑制剂。
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