JP2021509732A - 色変換フィルム、これを含むバックライトユニット及びディスプレイ装置 - Google Patents

色変換フィルム、これを含むバックライトユニット及びディスプレイ装置 Download PDF

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Abstract

本明細書は、色変換フィルム、これを含むバックライトユニット及びディスプレイ装置に関する。

Description

本発明は、2018年11月12日付で韓国特許庁に提出された韓国特許出願第10−2018−0138423の出願日の利益を主張し、その内容の全ては本明細書に組み含まれる。
本明細書は、色変換フィルム、これを含むバックライトユニット及びディスプレイ装置に関する。
近年、テレビなどLCDディスプレイの色域(color gamut)の改善のために、多様な素材を用いた色変換フィルムの開発がなされてきている。
一般に、色変換フィルムは、光と共に熱、酸素などによって劣化(degradation)が加速化して、耐久性が低下する問題がある。そのため、これらの影響を低減できる素材の選択と構造の改善が要求されてきている。
特に、色変換フィルムは、ディスプレイ駆動中に発生するバックライトなどの熱に露出するしかないため、耐熱特性の向上が必須である。
従来は、蛍光体の作用基置換と高耐熱性樹脂の導入などを通じて、熱安定性を向上する方案が試みられてきたが、熱が色変換層に伝達されること自体は防ぐことができず、耐熱性の向上が制限的であった。したがって、熱によるフィルムの劣化を防ぐことができる新たな技術が要求される。
本明細書は、色変換フィルム、これを含むバックライトユニット及びディスプレイ装置を提供する。
本明細書の一実施態様は、基材フィルム;及び上記基材フィルム上に備えられた色変換機能層を含み、上記色変換機能層は、固体相変化素材を含み、上記固体相変化素材は、ポリアルコール系物質、セルロース系高分子及びポリウレタン系高分子を含む群から選択される少なくとも一つである、色変換フィルムを提供する。
本明細書のもう一つの実施態様は、基材フィルムを準備するステップ;及び上記基材フィルム上に固体相変化素材を含む色変換機能層を形成するステップを含み、上記固体相変化素材は、ポリアルコール系物質、セルロース系高分子及びポリウレタン系高分子を含む群から選択される少なくとも一つである、色変換フィルムの製造方法を提供する。
本明細書のもう一つの実施態様は、上述した色変換フィルムを含むバックライトユニットを提供する。
本明細書のもう一つの実施態様は、上述したバックライトユニットを含むディスプレイ装置を提供する。
本明細書の一実施態様に係る色変換フィルムは、ディスプレイの駆動中に発生する熱が色変換フィルム内の相変化素材の相変化による熱の吸収作用によって、熱が色変換層に吸収されることを防止して、 色変換フィルムの劣化が減少される。
このとき、固体相変化素材を使用することにより、相変化による体積変化が小さく、相変化温度以上でも液化せずに固体相を維持するので、フィルム状の製品への適用が容易である。
本明細書の一実施態様に係る色変換フィルムの模式図である。 本明細書の一実施態様に係るバックライトユニットの構造を例示した模式図である。 本明細書の一実施態様に係るバックライトユニットの構造を例示した模式図である。 本明細書の一実施態様に係るディスプレイ装置の構造を例示した模式図である。 本明細書の一実施態様に係る色変換フィルムと比較例のフィルムとの輝度スペクトルを示したグラフである。 本明細書の一実施態様に係る実施例及び比較例によって製造された色変換フィルムの繰り返し駆動耐久性を評価したグラフである。
10:基材フィルム
20:色変換機能層
以下、本明細書についてより詳細に説明する。
本明細書において、ある部材が他の部材「上に」位置しているというとき、これはある部材が他の部材に接している場合だけでなく、両部材の間にまた他の部材が存在する場合も含む。
本明細書において、ある部分がある構成要素を「含む」というとき、これは特に反対の記載がない限り、他の構成要素を除くのではなく、他の構成要素をさらに含むことができるということを意味する。
本明細書の一実施態様は、基材フィルム;及び上記基材フィルム上に備えられた色変換機能層を含み、上記色変換機能層は、固体相変化素材を含み、上記固体相変化素材は、ポリアルコール系物質, セルロース系高分子及びポリウレタン系高分子を含む群から選択される少なくとも一つである、色変換フィルムを提供する。
本明細書の一実施態様において、上記基材フィルムは、上記色変換フィルムの製造時に支持体としての機能を果たすことができる。上記基材フィルムは、透明であり、支持体としての機能を果たすことができるものであれば、その種類や厚さは限定されず、当該技術分野に知られているものなどを使用することができる。ここで、透明とは、可視光線透過率が70%以上であることを意味する。例えば、上記基材フィルムとしては、PETフィルムが使用されることができる。必要な場合、上記基材フィルムは、バリアフィルムで代替できる。
本明細書の一実施態様によれば、上記色変換機能層は、単独の色変換層;又は色変換層と相変換層とを含むことができる。また、固体相変化素材は、色変換層又は相変換層に含まれることができる。固体相変化素材が色変換層に含まれる場合には、色変換機能層は単層から構成されることができ、固体相変化素材が相変換層に含まれる場合には、色変換機能層は複数の層から構成されることができる。 固体相変化素材が色変換層に含まれる場合には、固体相変化素材が相変換層に含まれることに比べて、工程が単純になる効果があり得る。
本明細書の一実施態様によれば、上記固体相変化素材の含量は、上記色変換機能層100重量部に対し10〜80重量部であってもよい。また、本明細書の一実施態様によれば、上記固体相変化素材の含量は、上記色変換層100重量部に対し10〜80重量部であってもよい。また、本明細書の一実施態様によれば、上記固体相変化素材の含量は、上記相変換層100重量部に対し10〜80重量部であってもよい。10重量部未満の含量を投入する場合、該当層の熱吸収能力が低下して、耐久性向上の効果が微弱であり、80重量部超過の含量を投入する場合、コーティング液の粘度が低くて、工程性が低下し得る。
本明細書の一実施態様によれば、上記色変換機能層は、樹脂をさらに含み、上記固体相変化素材の含量は、上記樹脂100重量部に対し5重量部以上100重量部以下であってもよい。具体的に、5重量部以上、10重量部以上、15重量部以上、20重量部以上、25重量部以上、30重量部以上、35重量部以上、40重量部以上、45重量部以上、又は50重量部以上であってもよく、95重量部以下、90重量部以下、85重量部以下、80重量部以下、75重量部以下、又は70重量部以下であってもよい。
上記相変化素材は、一定の温度範囲内で相変化を起こすことによってで熱を吸収し、このような熱吸収を通じて、色変換層に熱が伝達されることを防止することができる。具体的に、上記固体相変化素材は、30℃〜80℃で固体−固体相変化(Solid-solid phase transition)が起こり得る。30℃より低い温度で相変化が起きる場合、容易に相変化が起きることによって、色変換フィルムの駆動温度範囲で熱吸収による安定化効果が大きくないことがあり、80℃より高い温度で相変化を起こす場合、相変化素材の熱吸収能力が低下して、色変換層へ多くの熱が伝達されて劣化することがある。
上記固体−固体相変化を起こす素材は、固体−液体相変化素材に比べて、相変化による体積変化が小さく、相変化温度以上でも液化せずに固体相を維持するので、フィルム状の製品への適用が容易である。
本明細書の一実施態様によれば、上記ポリアルコール系物質は、特に限定されるものではないが、グリセリン(glycerine)、ペンタエリスリトール(pentaerythritol)、ペンタグリセリン(pentaglycerine)、ネオペンチルグリコール(neopentylglycol)、トリスヒドロキシメチルアミノメタン(tris(hydroxymethyl)aminomethane)及び2−アミノ−2−メチル−1,3−プロパンジオール(2-amino-2-methyl-1,3−propanediol)を含む群から選択される少なくとも一つであってもよい。
また、本明細書の一実施態様によれば、上記セルロース系高分子は、特に限定されるものではないが、セルロースジアセテート(cellulose diacetate, CDA)、カルボキシメチルセルロース(carboxymethyl cellulose, CMC)、セルロースアセテート(cellulose acetate, CAC)及びセルロースエーテル(cellulose ether, CET)を含む群から選択される少なくとも一つであってもよい。
本明細書の一実施態様によれば、上記相変換層上に保護フィルムをさらに含むことができる。
図1には、本明細書の一実施態様に係る色変換フィルムを示す。具体的に、基材フィルム10上に色変換機能層20がコーティングされた色変換フィルムを示す。
本明細書の一実施態様において、上記色変換機能層は、有機蛍光染料を含み、上記有機蛍光染料は、ボディピー系、アクリジン系、キサンテン系、アリールメタン系、クマリン系、多環芳香族炭化水素系、多環ヘテロ芳香族系、ペリレン系、ピロール系及びピレン系誘導体のうちいずれか一つ以上を含む。具体的に、上記有機蛍光染料は、上述した物質のうち一つ又は2種を含む。より具体的に、上記有機蛍光染料は、ボディピー系有機蛍光染料を使用する。
本明細書の一実施態様において、上記有機蛍光染料は、モル吸光係数(molecular absorption coefficient)が50,000M−1cm−1〜150,000M−1cm−1である。
本明細書のもう一つの実施態様は、基材フィルムを準備するステップ;及び上記基材フィルム上に固体相変化素材を含む色変換機能層を形成するステップを含み、上記固体相変化素材は、ポリアルコール系物質、セルロース系高分子及びポリウレタン系高分子を含む群から選択される少なくとも一つである、色変換フィルムの製造方法を提供する。
本明細書の一実施態様において、上記色変換機能層を形成するステップは、樹脂、溶媒、固体相変化素材及び有機蛍光染料が混合された樹脂溶液を準備するステップ;上記樹脂溶液を上記基材フィルム上にコーティングして、固体相変化素材を含んだ色変換機能層を形成するステップ;及び上記基材フィルム上に形成された上記固体相変化素材を含んだ色変換機能層を乾燥するステップを含むことができる。
本明細書の一実施態様において、上記色変換機能層を形成するステップは、上記基材フィルム上に色変換層を形成するステップ;及び上記色変換層上に上記固体相変化素材を含む相変換層を形成するステップを含むことができる。
本明細書の一実施態様は、基材フィルムを準備するステップ;樹脂、溶媒、固体相変化素材及び有機蛍光染料が混合された樹脂溶液を準備するステップ;上記樹脂溶液を上記基材フィルム上にコーティングして、固体相変化素材を含んだ色変換機能層を形成するステップ;及び上記基材フィルム上に形成された上記固体相変化素材を含んだ色変換機能層を乾燥するステップを含む、色変換フィルムの製造方法を提供することができる。
また、本明細書の一実施態様は、基材フィルムを準備するステップ;樹脂、溶媒及び有機蛍光染料が混合された樹脂溶液を準備するステップ;上記樹脂溶液を上記基材フィルム上にコーティングして、色変換層を形成するステップ;上記基材フィルム上にコーティングされた上記色変換層を乾燥するステップ;上記乾燥された色変換層上に固体相変化素材及び溶媒を含む相変化溶液をコーティングして、相変換層を形成するステップ;及び上記相変換層を乾燥するステップを含む、色変換フィルムの製造方法を提供することができる。
また、本明細書の一実施態様は、第1基材フィルムと第2基材フィルムとを準備するステップ;樹脂、溶媒及び有機蛍光染料が混合された樹脂溶液を準備するステップ;上記樹脂溶液を上記第1基材フィルム上にコーティングして、色変換層を形成するステップ;上記第1基材フィルム上にコーティングされた上記色変換層を乾燥するステップ;樹脂、溶媒及び固体相変化素材が混合された相変化溶液を準備するステップ;上記相変化溶液を上記第2基材フィルム上にコーティングして、相変換層を形成するステップ;上記第2基材フィルム上にコーティングされた上記相変換層を乾燥するステップ;及び上記色変換層と上記相変換層との間に粘着フィルムを備えてラミネーションするステップを含む、色変換フィルムの製造方法を提供することができる。
本明細書の一実施態様において、基材フィルムを準備するステップは、基材フィルムを押出又はコーティングして製造するか、製造された基材フィルムを購入して準備することができる。
上記第1基材フィルムと第2基材フィルムの基材フィルムは、上述した内容と同一であり、本明細書の一実施態様に係る製造方法は、別途の基材フィルムを備えてそれぞれ色変換層及び相変換層を設けて粘着フィルムを通じて押出成形することができる。上記粘着フィルムは、二つの層を粘着させるためのものであって、その種類が特に限定されるものではない。
本明細書の一実施態様において、上記樹脂は、熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂をいずれも含み、その種類が特に限定されるものではないが、ポリメチルメタクリレート(PMMA)のようなポリ(メタ)アクリル系、ポリカーボネート系(PC)、ポリスチレン系(PS)、ポリエチレン系、ポリエチレングリコール系、ポリアリーレン系(PAR)、ポリウレタン系(TPU)、スチレン−アクリロニトリル系(SAN)、ポリビニリデンフルオライド系(PVDF)、改質ポリビニリデンフルオライド系(modified−PVDF)などが使用されることができる。
本明細書の一実施態様において、上記樹脂は、透明な特性を示すことができる。ここで、透明とは、 可視光線透過率が75%以上であることを意味する。
本明細書の一実施態様において、上記有機蛍光染料は、近紫外線で可視光線領域で選択される光を吸収して、吸収した光と異なる波長の光を出射する染料が使用されることができる。
本明細書の一実施態様において、上記基材フィルムの厚さは、1μm〜100μmである。より具体的に、10μm〜90μmであってもよく、好ましくは20μm〜80μmである。
本明細書の一実施態様において、上記有機蛍光染料は、上記樹脂内に分散した形態で存在する。
上記有機蛍光染料の含量は、上記樹脂100重量部を基準に0.005重量部〜2重量部である。
本明細書の一実施態様において、上述した実施態様に係る色変換フィルムは、さらに光拡散粒子を含む。輝度を向上するために、従来使用される光拡散フィルムの代わりに、光拡散粒子を色変換フィルムの内部に分散させることで、別途の光拡散フィルムを使用することに比べて、貼付工程を省略できるだけでなく、より高い輝度を示すことができる。
光拡散粒子としては、上記樹脂より屈折率の高い粒子が使用されることができ、例えば、TiO、シリカ、ボロシリケイト、アルミナ、サファイア、空気又は他のガス、空気又はガス充填された中空ビード又は粒子(例えば、空気/ガス充填されたガラス又はポリマー);ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、アクリル、メチルメタクリレート、スチレン、メラミン樹脂、ホルムアルデヒド樹脂、又はメラミン及びホルムアルデヒド樹脂をはじめとするポリマー粒子;又はこれらの組み合わせを含む。
上記光拡散粒子の粒径は、0.1μm〜5μmであってもよい。光拡散粒子の含量は、必要によって定められることができ、上記光拡散粒子の含量は、上記樹脂固形分100重量部に対し約1重量部〜30重量部であってもよい。
本明細書の一実施態様において、上記色変換フィルムの厚さは、2μm〜200μmである。
本明細書の一実施態様において、上記色変換フィルムは、2μm〜20μmの薄い厚さでも高い輝度を示すことができる。これは単位体積上に含まれる蛍光体分子の含量が、量子ドットに比べて高いからである。例えば、有機蛍光染料の含量が樹脂固形分に対し0.5wt%が適用された5μm厚さの色変換フィルムは、青色バックライトユニット(blue BLU)600nitの輝度を基準に4000nit以上の高い輝度を示すことができる。
本明細書の一実施態様において、色変換フィルムは、基材フィルム;及び上記基材フィルム上に備えられた色変換層を含む。
必要な場合、上記基材フィルムは、バリアフィルムで代替されるか、バリアフィルムが基材フィルムの一面又は両面に備えられることができる。
上記バリアフィルムとしては、水分又は酸素を遮断できるフィルムであれば、特に限定されず、当該技術分野に知られているものなどを使用することができる。例えば、上記バリアフィルムとしては、水分及び酸素のうち少なくとも一つの透過度が10−1cc/m/day以下のバリア層を含む。例えば、上記バリア層は、水分又は酸素遮断性を付与するアルミニウム酸化物又は窒化物、及びイオン性金属酸化物を含むことができる。上記バリアフィルムは、バッファ層として、ゾル−ゲル系、アクリル系、エポキシ系及びウレタン系コーティング液組成物の中から選択された1種以上からなるバッファ層をさらに含むこともできる。
一例として、上記バリアフィルムは、基材フィルムの一面又は両面に備えられた有機・無機ハイブリッドコーティング層、無機物層及び有機シランで表面改質された無機ナノ粒子を含む保護コーティング層を含むことができる。ここで、無機物層は、金属酸化物又は窒化物からなることができる。上記無機ナノ粒子は、アルミナ、シリカ、酸化亜鉛、酸化アンチモン、酸化チタン、酸化ジルコニウムのナノ粒子であってもよい。上記有機・無機ハイブリッドコーティング層は、有機シランを含むゾル状のコーティング組成物を熱又はUVによって硬化させて形成することができ、上記ゾル状のコーティング溶液組成物は、有機シランとともに、場合によって適切な添加剤、溶媒、重合触媒などを含むことができる。
本明細書の一実施態様において、上記色変換フィルムの一面に粘着又は接着層が備えられていてもよい。具体的に、基材フィルムが備えられていない色変換層の一面に粘着又は接着層が備えられることができる。上記粘着又は接着層を構成する成分は、当業界で使用される物質であれば、制限なく使用可能である。
上述した色変換フィルムにおいて、上記色変換層は、上記樹脂、溶媒及び有機蛍光染料が溶解された樹脂溶液を基材フィルム上にコーティングするステップ;上記基材フィルム上にコーティングされた上記樹脂溶液を1次乾燥するステップ;及び上記基材フィルム上にコーティングされた上記樹脂溶液を1次乾燥するステップの後、さらに2次乾燥するステップを含む方法、又は有機蛍光物質を樹脂とともに押出するステップを含む方法によって製造されることができる。
上記樹脂溶液中には上述した有機蛍光染料が溶解されているから、有機蛍光染料が溶液中に均質に分布するようになる。これは別途の分散工程を要する量子ドットフィルムの製造工程とは異なる。
本明細書の一実施態様において、上記溶媒は、ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、ピリジン、2−メチルピリジン、4−メチルピリジン、ブチルアセテート、n−プロピルアセテート、エチルアセテート、キシレン、トルエン、シクロヘキサノン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン又はこれらの組み合わせであってもよい。より具体的に、上記溶媒は、上述した溶媒を単独又は2種間混合して使用することができる。
本明細書の一実施態様において、上記有機蛍光染料が溶解された樹脂溶液は、溶液中に上述した有機蛍光染料と樹脂が溶けている状態であれば、その製造方法は特に限定されない。
一例によれば、上記有機蛍光染料が溶解された樹脂溶液は、有機蛍光染料を溶媒に溶かして第1溶液を準備し、上記樹脂を溶媒に溶かして第2溶液を準備し、上記第1溶液と第2溶液とを混合する方法によって製造されることができる。上記第1溶液と第2溶液とを混合するとき、均質に混ぜることが好ましい。しかし、これに限定されず、溶媒に有機蛍光染料と上記樹脂とを同時に添加して溶かす方法、溶媒に有機蛍光染料を溶かし、次に上記樹脂を添加して溶かす方法、溶媒に上記樹脂を溶かし、次に有機蛍光染料を添加して溶かす方法などが使用されることができる。
本明細書の一実施態様によれば、上記固体相変化素材は色変換層に混合されることもでき、別途の相変換層として設けられることができる。
上記溶液中に含まれる固体相変化素材及び有機蛍光染料は、上述した通りである。
本明細書の一実施態様において、上記溶液中に含まれている上記樹脂の代わりに、熱可塑性樹脂で硬化可能なモノマー又は熱可塑性樹脂と熱可塑性樹脂で硬化可能なモノマーの混合が使用されることができる。例えば、上記熱可塑性樹脂で硬化可能なモノマーとしては、(メタ)アクリル系モノマーがあり、これはUV硬化によって樹脂マトリックス材料として形成されることができる。このように硬化可能なモノマーを使用する場合、必要によって硬化に必要な開始剤がさらに添加されることができる。
上記第1溶液と第2溶液を使用する場合、これらのそれぞれの溶液に含まれる溶媒は、同一であってもよく、異なっていてもよい。上記第1溶液と上記第2溶液に互いに異なる種類の溶媒が使用される場合にも、これら溶媒は互いに混合できるように相溶性を有することが好ましい。
上記溶液中に含まれる溶媒の種類は、上述した通りである。
本明細書の一実施態様において、上記溶液中に含まれる樹脂として上記熱可塑性樹脂で硬化可能なモノマーを使用する場合、上記乾燥の前に又は乾燥と同時に硬化、例えばUV硬化を行うことができる。
有機蛍光染料を樹脂と共に押出してフィルム化する場合には、当該技術分野に知られている押出方法を用いることができ、例えば、有機蛍光染料をポリカーボネート系(PC)、ポリ(メタ)アクリル系、スチレン−アクリロニトリル系(SAN)のような樹脂を共に押出することにより、色変換層を製造することができる。
本明細書の一実施態様において、上記のように製造された色変換層上に粘着又は接着層を形成することができる。粘着又は接着層は、粘着又は接着層形成用組成物を塗布した後、重合又は硬化することにより形成されることもでき、上記色変換層上に粘着又は接着シートを貼り付ける方式で形成されることもできる。上記粘着又は接着シートは、色変換層との貼付後に重合又は硬化されることもできるが、必要によって貼付の前に重合又は硬化されることもできる。上記硬化としては、UV硬化が使用されることができる。硬化条件は、上記組成物の成分及び組成比によって決定されることができる。
本明細書の一実施態様において、上記粘着又は接着層形成用組成物に光拡散粒子を分散させることにより、粘着又は接着層内に光拡散粒子を分散させることができる。このとき、光拡散粒子を直接粘着又は接着層形成用組成物に分散させることもでき、光拡散粒子を別途の溶媒に分散させた分散液を粘着又は接着層形成用組成物と混合することにより、光拡散粒子の分散度を高めることができる。必要な場合、光拡散粒子を溶媒中に分散するために、ソニケーター(sonicator)やシェーカー(shaker)を用いることができる。
本明細書の一実施態様は、1次乾燥を長期間進行するのではなく、2次乾燥を進行することにより、1次乾燥を長期間進行した時に発生し得る問題点であるフィルムの熱シワの生成が改善される効果がある。
本明細書のもう一つの実施態様は、上述した色変換フィルムを含むバックライトユニットを提供する。上記バックライトユニットは、上記色変換フィルムを含むことを除き、当該技術分野に知られているバックライトユニットの構成を有することができる。
図2及び図3には、本明細書の一実施態様に係るバックライトユニットの構造を例示した。図2によれば、導光板と反射板との間に上述した実施態様に係る色変換フィルムが備えられる。図3によれば、導光板の反射板に対向する面の反対面に、上述した実施態様に係る色変換フィルムが備えられる。 図2及び3には、光源と光源を取り囲む反射板とを含む構成を例示したが、このような構造に限定されるものではなく、当該技術分野に知られているバックライトユニットの構造によって変形されることができる。また、光源は、サイドライト型だけでなく直下型が使用されることもでき、反射板や反射層は、必要によって省略されるか他の構成で代替されることもできる。
本明細書のもう一つの実施態様は、上述したバックライトユニットを含むディスプレイ装置を提供する。例えば、上記ディスプレイ装置は、ディスプレイモジュール及びバックライトユニットを含む。図4には、本明細書の一実施態様に係るディスプレイ装置の構造を例示した。図4によれば、導光板の反射板に対向する面の反対面に、上述した実施態様に係る色変換フィルムが備えられ、色変換フィルムの上部にディスプレイモジュールが備えられる。しかし、ディスプレイ装置の構造はこれにのみ限定されるものではなく、上述したバックライトユニットを構成要素として含むものであれば、その構造が特に限定されない。必要によって、ディスプレイモジュールとバックライトユニットとの間に追加のフィルム、例えば光拡散フィルム、集光フィルム、輝度向上フィルムなどがさらに備えられることができる。
上記ディスプレイ装置は、特に限定されず、例えば、テレビ、コンピュータのモニター、ノートパソコン、携帯電話であってもよい。
以下、本明細書を具体的に説明するために、実施例を挙げて詳細に説明する。ところが、本明細書に係る実施例は、種々の異なる形態に変形されることができ、本出願の範囲が以下に述べる実施例に限定されるものとは解釈されない。本出願の実施例は、当業界における平均的な知識を有する者に本明細書をより完全に説明するために提供されるものである。
<実施例1>
下記構造式の緑色蛍光体と赤色蛍光体とをモル比50:1で溶媒キシレン(Xylene)に溶かして、第1溶液を製造した。
<緑色蛍光体>
Figure 2021509732
<赤色蛍光体>
Figure 2021509732
また、熱可塑性樹脂(PMMA)を溶媒キシレンに溶かして、第2溶液を製造し、固体相変化素材 (neopentylglycol, NPG)を溶媒エチルアセテート(Ethyl acetate)に溶かして、第3溶液を製造した。上記熱可塑性樹脂100重量部に対し、上記緑色及び赤色蛍光体の含量が0.45重量部、上記固体相変化素材の含量がそれぞれ70重量部、TiO粒子が10重量部になるように、上記第1溶液と第2溶液、第3溶液を均質に混合した。この溶液をPET基材にコーティングした後に乾燥して、色変換フィルムを製造した。このとき、TiO粒子は、上記第1〜第3溶液のうちいずれか一つに追加して混合するか、TiO粒子を含む第4溶液を製造するか、第1〜第3溶液の混合時にTiO粒子を投入することができる。
<実施例2>
実施例1と同一な緑色、赤色蛍光体をモル比50:1で溶媒キシレン(Xylene)に溶かして、第1溶液を製造した。熱可塑性樹脂(PMMA)を溶媒キシレンに溶かして、第2溶液を製造した。上記熱可塑性樹脂100重量部に対し、上記緑色及び赤色蛍光体の含量が0.45重量部、TiO粒子が10重量部になるように上記第1溶液と第2溶液とを均質に混合した。この溶液をPET基材にコーティングした後に乾燥して、色変換層を形成した。このとき、TiO粒子は、上記第1または第2溶液のうちいずれか一つに追加して混合するか、TiO粒子を含む第4溶液を製造するか、第1または第2溶液の混合時にTiO粒子を投入することができる。
上記固体相変化素材(NPG、樹脂100重量部に対し70重量部)と樹脂(PMMA) を溶媒エチルアセテートに溶かして、第3溶液を製造し、この溶液を別途のPET基材にコーティングした後に乾燥して、相変換層を製造した。上記色変換層と相変換層がそれぞれ形成されたPET基材の間に粘着フィルムを備えた後、ラミネーションして、色変換フィルムを製造した。
<実施例3>
実施例1と同一な緑色、赤色蛍光体をモル比50:1で溶媒キシレン(Xylene)に溶かして、第1溶液を製造した。熱可塑性樹脂(PMMA)を溶媒キシレンに溶かして、第2溶液を製造した。上記熱可塑性樹脂100重量部に対し、上記緑色及び赤色蛍光体の含量が0.45重量部、TiO粒子が10重量部になるように上記第1溶液と第2溶液とを均質に混合した。この溶液をPET基材にコーティングした後に乾燥して、色変換層を製造した。このとき、TiO粒子は上記第1または第2溶液のうちいずれか一つに追加して混合するか、TiO粒子を含む第4溶液を製造するか、第1または第2溶液の混合時にTiO粒子を投入することができる。
固体相変化素材(セルロースジアセテート−ポリエチレングリコール複合体、CDA−PEG composite、色変換層の熱可塑性樹脂100重量部に対し70重量部)を溶媒アセトンに溶かして、第3溶液を製造した。この溶液を別途のPET基材にコーティングした後に乾燥して、相変換層を製造した。上記色変換層と相変換層がそれぞれ形成されたPET基材の間に粘着フィルムを備えた後、ラミネーションして、色変換フィルムを製造した。
<比較例1>
上記固体相変化素材を使用しないことを除き、実施例1と同一に進行して、相変化素材を使用していない色変換フィルムを製造した。
実施例1と比較例1によって製造された色変換フィルムの発光スペクトルを分光放射輝度計(TOPCON社のSR series)で測定した。具体的に、製造された色変換フィルムをLED青色バックライト(最大発光波長450nm)と導光板とを含むバックライトユニットの導光板の一面に積層し、色変換フィルム上にプリズムシートとDBEFフィルムとを積層した後、フィルムの輝度スペクトルを測定し、その結果を図5に示す。また、色変換フィルムの輝度(brightness)及び量子効率(QY)を測定した結果を、下記表1に示す。図5と表1によれば、相変化素材を色変換フィルムに投入しても、光特性が大きく低下しないことが確認できる。
Figure 2021509732
実施例及び比較例1によって製造された色変換フィルムの繰り返し駆動耐久性を評価した。具体的には、製造された色変換フィルムを、LED青色バックライト(最大発光波長450nm)と導光板とを含むバックライトユニットの導光板の一面に積層し、色変換フィルム上にプリズムシートとDBEFフィルム、反射板を積層した。ディスプレイの駆動による熱発生状況を模写するために、上記積層構造をホットプレート上に置いて、60℃に加熱及びバックライトを24時間駆動し、その後24時間常温冷却及びバックライト遮断を10サイクル間繰り返した。各サイクル後の色変換フィルムの発光スペクトルを分光放射輝度計で測定して光特性の変化を分析し、その結果を図6と下記表2に示す。図6と表2によれば、相変化素材の含量が増加するにつれて、駆動後の光特性が向上することを確認することができる。
Figure 2021509732

Claims (14)

  1. 基材フィルム;及び
    前記基材フィルム上に備えられた色変換機能層を含み、
    前記色変換機能層は、固体相変化素材を含み、
    前記固体相変化素材は、ポリアルコール系物質、セルロース系高分子及びポリウレタン系高分子を含む群から選択される少なくとも一つである、色変換フィルム。
  2. 前記固体相変化素材は、30℃〜80℃で固体−固体相変化(Solid-solid phase transition)が起きるものである、請求項1に記載の色変換フィルム。
  3. 前記固体相変化素材の含量は、前記色変換機能層100重量部に対し10〜80重量部である、請求項1または2に記載の色変換フィルム。
  4. 前記ポリアルコール系物質は、グリセリン(glycerine)、ペンタエリスリトール(pentaerythritol)、ペンタグリセリン(pentaglycerine)、ネオペンチルグリコール(neopentylglycol)、トリスヒドロキシメチルアミノメタン(tris(hydroxymethyl)aminomethane) 及び2−アミノ−2−メチル−1,3−プロパンジオール(2-amino-2-methyl-1,3-propanediol)を含む群から選択される少なくとも一つである、請求項1から3のいずれか一項に記載の色変換フィルム。
  5. 前記セルロース系高分子は、セルロースジアセテート(cellulose diacetate, CDA)、カルボキシメチルセルロース(carboxymethyl cellulose, CMC)、セルロースアセテート(cellulose acetate, CAC)及びセルロースエーテル(cellulose ether, CET)を含む群から選択される少なくとも一つである、請求項1から4のいずれか一項に記載の色変換フィルム。
  6. 前記色変換機能層は、前記固体相変化素材を含む色変換層を含むものである、請求項1から5のいずれか一項に記載の色変換フィルム。
  7. 前記色変換機能層は、色変換層及び相変換層を含み、
    前記相変換層は、前記固体相変化素材を含むものである、請求項1から5のいずれか一項に記載の色変換フィルム。
  8. 前記色変換機能層上に保護フィルムをさらに含むものである、請求項1から7のいずれか一項に記載の色変換フィルム。
  9. 前記色変換機能層は、有機蛍光染料を含み、
    前記有機蛍光染料は、ボディピー系、アクリジン系、キサンテン系、アリールメタン系、クマリン系、多環芳香族炭化水素系、多環ヘテロ芳香族系、ペリレン系、ピロール系及びピレン系誘導体のうちいずれか一つ以上を含むものである、請求項1から8のいずれか一項に記載の色変換フィルム。
  10. 基材フィルムを準備するステップ;及び
    前記基材フィルム上に固体相変化素材を含む色変換機能層を形成するステップを含み、
    前記固体相変化素材は、ポリアルコール系物質、セルロース系高分子及びポリウレタン系高分子を含む群から選択される少なくとも一つである、色変換フィルムの製造方法。
  11. 前記色変換機能層を形成するステップは,
    樹脂、溶媒、固体相変化素材及び有機蛍光染料が混合された樹脂溶液を準備するステップ;
    前記樹脂溶液を前記基材フィルム上にコーティングして、固体相変化素材を含んだ色変換機能層を形成するステップ;及び
    前記基材フィルム上に形成された前記固体相変化素材を含んだ色変換機能層を乾燥するステップを含む、請求項10に記載の色変換フィルムの製造方法。
  12. 前記色変換機能層を形成するステップは、
    前記基材フィルム上に色変換層を形成するステップ;及び
    前記色変換層上に前記固体相変化素材を含む相変換層を形成するステップを含む、請求項10に記載の色変換フィルムの製造方法。
  13. 請求項1〜9のいずれか一項に記載の色変換フィルムを含むバックライトユニット。
  14. 請求項13に記載のバックライトユニットを含むディスプレイ装置。
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