JP2021517666A - 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１０−２０１８−０１３８４２０号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込まれる。
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、ディスプレイの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、シェル及びコアを含むマイクロカプセル相変化素材を含み、上記コアは、有機単量体、高分子及び無機塩水和物からなる群より選択される少なくとも一つである相変化素材を含む、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シェル及びコアを含むマイクロカプセル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、上記コアは、有機単量体、高分子及び無機塩水和物からなる群より選択される少なくとも一つである相変化素材を含む、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する。
また、このとき、マイクロカプセル構造の相変化素材を使用することにより、熱によって相変化素材が液化しても、樹脂外に漏れ出ないので、使用可能な含量を高めることができる。
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マイクロカプセル相変化素材を示すものである。 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発光スペクトルを示すグラフである。 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による色変換フィルムの輝度変化を示すグラフである。
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、両部材の間にまた別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、シェル及びコアを含むマイクロカプセル相変化素材を含み、上記コアは、有機単量体、高分子及び無機塩水和物からなる群より選択される少なくとも一つである相変化素材を含む、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。
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、マイクロカプセル相変化素材は、色変換層又は相変換層に含まれることができる。マイクロカプセル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、マイクロカプセル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。マイクロカプセル相変化素材が色変換層に含まれる場合には、マイクロカプセル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、上記マイクロカプセル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、上記マイクロカプセル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、上記マイクロカプセル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、工程性が低下するおそれがある。
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、上記マイクロカプセル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、上記相変化素材は、３０℃〜８０℃で固体−液体相変化が起こり得る。３０℃より低い温度で相変化が起きる場合、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おそれがあり、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おそれがある。
本明細書の一実施態様に係る相変化素材は、シェルとコアとで構成されたカプセル状であってもよい。具体的に、上記シェルは、尿素−ホルムアルデヒド、メラミン−ホルムアルデヒド、ポリウレタン樹脂、ポリウレア樹脂、エポキシ樹脂、ゼラチン及びポリアクリル樹脂からなる群より選択されることができる。上記材質によるシェルは、コアの内容物が外部に抜け出ることを効果的に防止して、色変換フィルムの汚染を防止すると共に、色変換層への熱伝達を防止することができる。
本明細書の一実施態様によれば、上記有機単量体は、パラフィン系化合物、脂肪酸系化合物、アルコール系化合物及びカーボネート系化合物からなる群より選択される少なくとも一つであってもよい。
上記パラフィン系化合物は、特に限定されるものではないが、ｎ−ノナデカン（n-nonadecane）、 ｎ−エイコサン（n-eicosane）、 ｎ−ヘンイコサン（n-heneicosane）、 ｎ−ドコサン（n-docosane）、 ｎ−トリコサン（n-tricosane）、 ｎ−テトラコサン（n-tetracosane）、 ｎ−ペンタコサン（n-pentacosane）、 ｎ−ヘキサコサン（n-hexacosane）、 ｎ−ヘプタコサン（n-heptacosane）及びｎ−オクタコサン（n-octacosane）を含む群より選択される少なくとも一つであってもよい。
また、上記脂肪酸系化合物は、特に限定されるものではないが、カプリン酸（capric acid）、ラウリン酸（lauric acid）及びミリスチン酸（myristic acid）を含む群より選択される少なくとも一つであってもよい。
また、上記アルコール系化合物は、特に限定されるものではないが、１−ドデカノール（1-dodecanol）及び１−テトラデカノール（1-tetradecanol）を含む群より選択される少なくとも一つであってもよい。
また、上記カーボネート系化合物は、特に限定されるものではないが、テトラデシルカーボネート（tetradecyl carbonate）、ヘキサデシルカーボネート（hexadecyl carbonate）及びオクタデシルカーボネート（octadecyl carbonate）を含む群より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、上記高分子は、ポリエチレングリコール（poly(ethylene glycol)）、ポリプロピレンオキシド（poly(propylene oxide), ＰＰＯ）及びポリテトラヒドロフラン（polytetrahydrofuran, ＰＴＨＦ）を含む群より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、上記無機塩水和物は、 ＬｉＮＯ３・３Ｈ２Ｏ、Ｎａ２ＳＯ４・１０Ｈ２Ｏ、ＮａＣＨ３ＣＯＯ・３Ｈ２Ｏ、ＣａＢｒ２・６Ｈ２Ｏ、Ｎａ２ＨＰＯ４・１２Ｈ２Ｏ、 Ｚｎ（ＮＯ３）２・ｎＨ２Ｏ、 Ｎａ２Ｓ２Ｏ３・５Ｈ２Ｏ及びＣｄ（ＮＯ３）２・４Ｈ２Ｏを含む群より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、上記色変換機能層上に保護フィルムをさらに含むことができる。
本明細書の一実施態様によれば、上記色変換機能層は、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を含む群より選択される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１種又は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、近紫外線で可視光線領域から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。
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シェル及びコアを含むマイクロカプセル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、上記コアは、有機単量体、高分子及び無機塩水和物からなる群より選択される少なくとも一つである相変化素材を含む、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、上記色変換機能層を形成するステップは、樹脂、溶媒、マイクロカプセル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、マイクロカプセル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マイクロカプセル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マイクロカプセル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、マイクロカプセル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、マイクロカプセル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マイクロカプセル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；上記乾燥した色変換層上にマイクロカプセル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。
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。
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、溶媒及びマイクロカプセル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。
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介し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、ＴｉＯ２、シリカ、ボロシリケート、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。
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／ｍ２／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共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。
上記溶液中に含まれるマイクロカプセル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と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機能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次乾燥を長時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次乾燥を長時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以外には、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で溶媒のキシレン（Xylene）に溶かして、第１溶液を製造した。
＜緑色蛍光体＞
Figure 2021517666
＜赤色蛍光体＞
Figure 2021517666
熱可塑性樹脂（ＰＭＭＡ）を溶媒の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、ＴｉＯ２粒子が１０重量部、マイクロカプセル相変化素材（Ｍｉｋｉ Ｒｉｋｅｎ社、ＰＭＣＤ−３２ＳＰ）の含量がそれぞれ７０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、色変換フィルムを製造した。このとき、ＴｉＯ２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、ＴｉＯ２粒子を含む第３溶液を製造するか、第１または第２溶液の混合時にＴｉＯ２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で溶媒のキシレン（Xylene）に溶かして、第１溶液を製造した。熱可塑性樹脂（ＰＭＭＡ）を溶媒の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、ＴｉＯ２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、ＴｉＯ２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、ＴｉＯ２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ＴｉＯ２粒子を投入することができる。
上記マイクロカプセル相変化素材（ＰＭＣＤ−３２ＳＰ、樹脂１００重量部に対し７０重量部）と樹脂（ＰＭＭＡ）とを溶媒のキシレンに溶かして、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。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＞
実施例１と同一な緑色、赤色蛍光体をモル比５０：１で溶媒のキシレン（Xylene）に溶かして、第１溶液を製造した。熱可塑性樹脂（ＰＭＭＡ）を溶媒のキシレンに溶かして、第２溶液を製造した。パウダー状の相変化素材（(Poly(ethylene glycol), ＰＥＧ）を溶媒のキシレンに溶かして、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、上記相変化素材の含量がそれぞれ７０重量部、ＴｉＯ２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。
＜比較例２＞
上記マイクロカプセル相変化素材を使用しないこと以外には、実施例１と同様に進行して、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２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６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６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 2021517666
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。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７と下記表２に示す。比較例１によって製造された色変換フィルムは、初駆動時に相変化素材がフィルムの外部に漏れ出たため、追加の駆動耐久性評価を進行することができなかったが、実施例１によって製造された色変換フィルムは、高い相変化素材含量にもかかわらず、安定して駆動されて、向上した耐久性を示した。
Figure 2021517666

Claims (15)

  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、シェル及びコアを含むマイクロカプセル相変化素材を含み、
    前記コアは、有機単量体、高分子及び無機塩水和物からなる群より選択される少なくとも一つである相変化素材を含む、色変換フィルム。
  2. 前記マイクロカプセル相変化素材は、３０℃〜８０℃で相変化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. 前記シェルは、尿素−ホルムアルデヒド、メラミン−ホルムアルデヒド、ポリウレタン樹脂、ポリウレア樹脂、エポキシ樹脂、ゼラチン及びポリアクリル樹脂からなる群より選択される少なくとも一つである、請求項１または２に記載の色変換フィルム。
  4. 前記有機単量体は、パラフィン系化合物、脂肪酸系化合物、アルコール系化合物及びカーボネート系化合物からなる群より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. 前記高分子は、ポリエチレングリコール（poly(ethylene glycol)）、ポリプロピレンオキシド（poly(propylene oxide), ＰＰＯ）及びポリテトラヒドロフラン（polytetrahydrofuran, ＰＴＨＦ)を含む群より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. 前記無機塩水和物は、ＬｉＮＯ３・３Ｈ２Ｏ、Ｎａ２ＳＯ４・１０Ｈ２Ｏ、ＮａＣＨ３ＣＯＯ・３Ｈ２Ｏ、ＣａＢｒ２・６Ｈ２Ｏ、Ｎａ２ＨＰＯ４・１２Ｈ２Ｏ、Ｚｎ（ＮＯ３）２・ｎＨ２Ｏ、Ｎａ２Ｓ２Ｏ３・５Ｈ２Ｏ及びＣｄ（ＮＯ３）２・４Ｈ２Ｏを含む群より選択される少なくとも一つである、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、前記マイクロカプセル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６のいずれか一項に記載の色変換フィルム。
  8. 前記色変換機能層は、色変換層及び相変換層を含み、
    前記相変換層は、前記マイクロカプセル相変化素材を含むものである、請求項１から６のいずれか一項に記載の色変換フィルム。
  9. 前記色変換機能層上に保護フィルムをさらに含む、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. 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９のいずれか一項に記載の色変換フィルム。
  11. 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シェル及びコアを含むマイクロカプセル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、
    前記コアは、有機単量体、高分子及び無機塩水和物からなる群より選択される少なくとも一つである相変化素材を含む、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、
    樹脂、溶媒、マイクロカプセル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、マイクロカプセル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マイクロカプセル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１１に記載の色変換フィルムの製造方法。
  13. 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マイクロカプセル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１１または１２に記載の色変換フィルムの製造方法。
  14. 請求項１〜１０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。
  15. 請求項１４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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