TWI694618B - 量子點膜片總成及其製作方法 - Google Patents

Abstract

一種量子點膜片總成，包含透明基板、量子點層、折射層、以及藍光吸收層。來自背光模組的光線能穿透透明基板。量子點層設置於透明基板上，將來透明基板的光線發散，其中量子點層的厚度小於20um。折射層設置於量子點層上，將來自量子點層所發散的光線聚歛，其中折射層的折射率為1.3至1.4。藍光吸收層設置於量子點層上，抑制通過量子點層所發散的光線中的藍光強度。如此，量子點膜片總成能透過連續製造過程，將量子點層達到更薄、更高均勻度，同時能抑制藍光，以達到所需色彩標準。

Description

量子點膜片總成及其製作方法

本申請案涉及顯示器領域，由其是一種量子點膜片總成及其製作方法。

現行的量子點薄膜，是採膠卷式的方式貼附於面板的導光板上，透過背光模組發出的藍光激發量子點，而產生其他顏色的色光。然而，由於藍光的強度通常相對於由紅光亮子點、綠光量子點所激發出的強度大太多，而造成明顯的色偏，而無法達到所需的色彩標準。

現行架構下，通常是透過增加量子點薄膜的厚度，使其經過量子點薄膜內部的反射、折射或吸收來降低藍光的強度。另外，由於量子點薄膜式以捲對捲(Roll to Roll)的方式製作，難以薄化，且均勻度較差、也容易造成色彩的局部不均。

在此，提供一種量子點膜片總成。量子點膜片總成包含透明基板、量子點層、以及折射層。透明基板包含出光面，來自背光模組的光線能穿透透明基板由出光面發出。量子點層設置於透明基板的出光面上，用以發散來自透明基板，其中量子點層的厚度小於20um。折射層設置於量子點層上，用以聚歛來自量子點層所發散的光線。

在一些實施例中，量子點膜片總成更包含藍光吸收層，藍光吸收層位於量子點層與折射層之間，用以抑制通過量子點層所發散的光線中的藍光強度。進一步地，在一些實施例中，藍光吸收層與量子點層共同形成為藍光吸收量子點層。更進一步地，在一些實施例中，量子點膜片總成更包含光學膜，光學膜位於折射層上，進一步聚歛光線至出光方向。

在一些實施例中，量子點膜片總成，更包含藍光吸收層，藍光吸收層設置於折射層上，用以抑制通過量子點層所發散的光線中的藍光強度。進一步地，在一些實施例中，光學膜位於藍光吸收層與折射層之間，以進一步聚歛該光線至出光方向。

在一些實施例中，量子點膜片總成更包含導光板。導光板位於透明基板下方，以將光線導向量子點層中。在另一些實施例中，透明基板為硬質透明導光板。進一步地，在一些實施例中，量子點膜片總成更包含一第二折射層。第二折射層位於硬質透明導光板與量子點層之間。

在一些實施例中，量子點膜片總成更包含保護層，保護層位於量子點層與折射層之間或量子點層與藍光吸收層之間。

在一些實施例中，折射層的折射率為1.3至1.4。

在一些實施例中，量子點層是藉由塗佈於透明基板上而形成。

在此，還提供一種量子點膜片總成的製作方法。量子點膜片總成的製作方法，包含：提供透明基板；塗佈量子點材料於透明基板上，而形成量子點層；以及形成折射層於量子點層之上。

在一些實施例中，更先形成藍光吸收層於量子點層上，再形成於折射層於藍光吸收層上。進一步地，在一些實施例中，藍光吸收層與量子點層共同形成為藍光吸收量子點層。

在一些實施例中，量子點膜片總成的製作方法更包含形成光學膜於折射層上。

在一些實施例中，量子點膜片總成的製作方法更包含提供導光板，透明基板設置於導光板上。在另一些實施例中，透明基板為硬質透明導光板。進一步地，在一些實施例中，量子點膜片總成的製作方法更包含形成一第二折射層於硬質透明導光板上，再塗佈量子點材料於透明基板上。

在一些實施例中，量子點膜片總成的製作方法更包含先形成保護層在量子點層上，再形成折射層於量子點層之上。

在一些實施例中，量子點膜片總成的製作方法中是在先形成折射層於量子點層上後，更再形成藍光吸收層於折射層上。進一步地，在形成折射層後，更形成光學膜於折射層上，再將藍光吸收層形成於光學膜上。

在一些實施例中，量子點膜片總成的製作方法，更包含先形成保護層在量子點層上，再形成藍光吸收層於量子點層之上。

藉此，量子點膜片總成是透過面板製作程序常見的連續製造過程能將量子點層在製作量子點膜片總成時一體完成，且達到薄化、高均勻度的優點。此外，更能藉由調整量子點層的摻雜濃度，以此能達到廣色域的色彩標準，減少藍光強度過強的現象。

附圖中，為了清楚起見，放大了部分元件、區域等的寬度。在整個說明書中，相同的附圖標記表示相同的元件。應當理解，當諸如元件被稱為在另一元件“上”或“連接到”另一元件時，其可以直接在另一元件上或與另一元件連接，或者中間元件可以也存在。相反，當元件被稱為“直接在另一元件上”或“直接連接到”另一元件時，不存在中間元件。

應當理解，儘管術語“第一”、“第二”、“第三”等在本文中可以用於描述各種元件、部件、區域、或部分，但是這些元件、部件、區域、及/或部分不應受這些術語的限制。這些術語僅用於將一個元件、部件、區域、或部分與另一個元件、部件、區域、層或部分區分開。因此，下面討論的“第一元件”、“部件”、“區域”、或“部分”可以被稱為第二元件、部件、區域、或部分而不脫離本文的教導。

此外，諸如“下”或“底部”和“上”或“頂部”的相對術語可在本文中用於描述一個元件與另一元件的關係，如圖所示。應當理解，相對術語旨在包括除了圖中所示的方位之外的裝置的不同方位。例如，如果一個附圖中的裝置翻轉，則被描述為在其他元件的“下”側的元件將被定向在其他元件的“上”側。因此，示例性術語“下”可以包括“下”和“上”的取向，取決於附圖的特定取向。類似地，如果一個附圖中的裝置翻轉，則被描述為在其它元件“下方”的元件將被定向為在其它元件“上方”。因此，示例性術語“下面”或“下面”可以包括上方和下方的取向。

圖1為量子點膜片總成第一實施例的剖面示意圖。如圖1所示，第一實施例的量子點膜片總成1包含透明基板10、量子點層20、藍光吸收層30以及折射層40。量子點層20設置於透明基板10上，且量子點層20的厚度小於20um，其中量子點層20更包含複數個紅光量子點210以及複數個綠光量子點230，然而，紅光、綠光僅為示例，而非用以限制，亦可以採用能夠受激發來產生紅光波段及綠光波段的量子點。藍光吸收層30位於量子點層20之上，折射層設置於藍光吸收層30之上。

在此，量子點膜片總成1可以為貼在導光板50上的該些膜層，也可以同時包含導光板50，做為導光膜片的總成。在第一實施例，導光板50鄰近於背光模組500，且位於透明基板10的下方，以將光線L導向朝向量子點層20的方向。

透明基板10可以為玻璃基板、壓克力基板、或是其他的透明材質，具有一定的剛性及平整的表面。來自背光模組500及導光板50的光線L能穿透透明基板10，進入量子點層20中。在此，背光模組500為藍光LED，產生藍光，當光線L進入量子點層20中，能激發紅光量子點210以及綠光量子點230，而產生紅光及綠光，如此以與穿透量子點層20的藍光形成白光。藍光吸收層30中具有藍色的顏料或染劑，能吸收部分的藍光，而抑制通過量子點層20所發散的光線L中的藍光強度。折射層40的折射率為1.3至1.4，能將通過量子點層20及藍光吸收層30所發散的光線聚歛，例如，將光線L聚歛朝向視角方向。

如圖1所示，在第一實施例中，量子點膜片總成1更包含光學膜60。光學膜60位於折射層40上，進一步將光線L聚歛至出光方向(圖式中的上方)。此外，在一些實施例中，在量子點層20與藍光吸收層30之間更包含保護層70，藉此，來阻絕外部的水氣及空氣，避免量子點層20中的紅光量子點210以及綠光量子點230失效。

圖2為量子點膜片總成第二實施例的剖面示意圖。如圖2所示，第二實施例與前述第一實施例不同之處在於，量子點層20與藍光吸收層30共同形成為藍光吸收量子點層25。在此，由於量子點層20與藍光吸收層30都可以透過塗佈的方式來進行，在量子點層20中直接添加藍色顏料250，或者兩者連續地塗佈，再一同乾燥，都可以將量子點層20與藍光吸收層30共同形成為藍光吸收量子點層25。其他與第一實施例雷同之處，在此不再贅述。進一步地，藍光吸收量子點層25上更可以包含保護層70，以阻絕外部的水氣及空氣。

圖3為量子點膜片總成第三實施例的剖面示意圖。如圖3所示，第三實施例與第一實施例、第二實施例的差別是直接以硬質、透明的導光板50做為透明基板10，也就是直接將前述的量子點層20、藍光吸收層30以及折射層40設置於導光板50上。如此，以進一步縮減量子點膜片總成1的厚度。

在一些實施例中，第三實施例的量子點膜片總成1更包含第二折射層45，第二折射層45位於導光板50與量子點層20之間，以聚歛導光板40所出光的光線L朝向量子點層20。此外，在第二折射層45與量子點層20之間還可以設置第二保護層75，以進一步阻絕外部的水氣及空氣。

圖4為量子點膜片總成第四實施例的剖面示意圖。如圖4所示，第四實施例的量子點膜片總成1與前述實施例的差異在於折射層40位於藍光吸收層30與量子點層20之間，也就是，折射層40位於量子點層20之上，量子點層20上還可以設置有保護層70。此外，光學膜60位於藍光吸收層30與折射層40之間。第四實施例的量子點膜片總成1由於到出光之前，由背光模組500發出的光線L被吸收的比例最低，因此，具有較強的亮度。

圖5為量子點膜片總成實際測試的光譜圖。如圖5所示，圖5的中的波長-振幅中，具有五條曲線，其中虛線為第一實驗示例的光譜圖、實線為第二實驗示例的光譜圖、一點鏈線為比較例(一)的光譜圖、鏈線為第三實驗示例的光譜圖、二點鏈線為比較例(二)的光譜圖。在此，第一實驗示例及第二實驗示例都具有18um厚度的量子點層20，並具有藍光吸收層30，但是其所添加於量子點層20中的量子點濃度不相同；比較例(一)是具有60um厚度的量子點層20，而沒有藍光吸收層30的設置，第三實驗示例具有18um厚度的量子點層20，沒有藍光吸收層30，但提升量子點20中的量子點濃度。前述的第一實驗示例、第二實驗式示例、第三實驗示例、及比較例(一)都是設置於例如玻璃的透光基板10上的量子點膜片總成1。比較例(二)是用於藍光背光模組的量子點膜，膜厚約為100um。厚度、量子點濃度、紅光、綠光的峰值及半高寬、以及製作成本的比較如下表1所示。

表1

	厚度(um)	成本(USD)	紅光量子點濃度	紅光峰值/半高寬(nm)	綠光量子點濃度	綠光峰值/半高寬(nm)
第一實驗示例	18	4	0.305	649/50	0.179	532/40
第二實驗示例	18	3	0.14	649/50	0.1765	550/40
第三實驗示例	18	403	33	649/50	30.4	550/40
比較例(一)	60	4	0.075	649/50	0.071	55040
比較例(二)	100	12	未量測	632/41	未量測	536/26

就此，可見第一實驗示例、第二實驗示例及第三實施例與量子點膜(比較例(二))、或是較厚的量子點膜片(比較例(一))總成的效果雷同，但能夠有效地降低厚度。另外，第一實驗示例及第二實驗示例，再添加藍光吸收層下，更具有較低的製作成本的優點。

進一步地，參照第一實驗示例，在成本並無明顯提高的前提下，透過將調整量子點的濃度，將紅光的峰值(peak)調整至649nm、將綠光的峰值調整至532nm時，可以達到具有更高的NTSC、sRGB、DCI、以及REC2020的廣色域標準，第一實驗示例、第二實驗示例、第三實驗示例與比較例(一)、(二)的色彩頻譜比較如下表2及表3所示。

表2

	Rx	Ry	Gx	Gy	Bx	By	Wx	Wy
第一實驗示例	0.699	0.289	0.244	0.705	0.158	0.052	0.280	0.290
第二實驗示例	0.676	0.306	0.329	0.643	0.160	0.036	0.280	0.290
第三實驗示例	0.676	0.306	0.329	0.643	0.159	0.038	0.280	0.290
比較例(一)	0.676	0.306	0.329	0.643	0.159	0.038	0.280	0.290
比較例(二)	0.685	0.305	0.227	0.712	0.155	0.054	0.280	0.288

表3

	NTSC(%)	sRGB(%)	DCI(%)	REC2020(%)
第一實驗示例	105.21	99.77	97.14	85.12
第二實驗示例	84.57	92.04	85.55	72.03
第三實驗示例	84.46	92.42	86.16	72.26
比較例(一)	84.46	92.42	86.16	72.26
比較例(二)	104.46	99.91	97.9	81.4

圖6為量子點膜片總成第一實施例至第三實施例之製作方法的流程圖。如圖6所示，量子點膜片總成的製作方法S1包含步驟S10、步驟S20、以及步驟S40，同時參見圖1至圖3，步驟S10是提供透明基板10。步驟S20是塗佈量子點材料，並經乾燥後形成量子點層20。在此，量子點材料是含有量子點層20的材料，但成膠態或凝態的狀態。步驟S40是形成折射層40於量子點層20上。

同時參見圖6、以及圖1至圖3，第一實施例至第三實施例中，量子點膜片總成的製作方法S1更包含步驟S30。步驟S30是形成藍光吸收層30。在圖6中的實施例中，是先形成藍光吸收層30於量子點層20上，再形成折射層40於藍光吸收層30上。

進一步地，量子點膜片總成的製作方法S1更包含步驟S50。同時參照圖1至圖3，步驟S50是形成光學膜60於折射層40上。

在一些實施例中，如圖6所示，同時參閱圖1，量子點膜片總成的製作方法S1更包含步驟S11。步驟S11是提供導光板50，使透明基板10設置於導光板50上。也就是，量子點膜片總成1可以為貼在導光板50上的該些膜層，也可以同時包含導光板50，做為導光膜片的總成。進一步地，在一些實施例中，量子點膜片總成的製作方法S1更包含步驟S60。步驟S60是形成保護層70在量子點層20上，再形成藍光吸收層30於保護層70之上，而完成如圖1所示的結構。

在一些實施例中，如圖6所示，同時參閱圖2，量子點膜片總成的製作方法S1更包含步驟S35。步驟S35是使藍光吸收層30與量子點層20共同形成為藍光吸收量子點層25。在此，藍光吸收層30可以在量子點層20未乾燥時進行步驟S30，即藍光吸收層30的塗佈，使得藍色顏料或染料混入量子點層20之中，再經共同乾燥而形成藍光吸收量子點層25。然而，這僅為示例，而非用以限制，實際上，也可以將藍色顏料或染料在製作量子點材料時直接混入。值得注意的是，若要完成圖2的結構，量子點層20上不能先製作保護層70再形成藍光吸收層30。但是，可以在藍光吸收量子點層25後再以步驟S60形成保護層70，再依序完成步驟S40、步驟S50，而完成如圖2所示的結構。

在一些實施例中，如圖6所示，同時參閱圖3，透明基板10為硬質透明導光板，也就是，透明基板10可以直接就是導光板50。也就是，步驟S10可以由步驟S11所取代。進一步地，在步驟S11後，更可依序地進行步驟S61及步驟S41。步驟S61是直接在硬質透明的導光板50上形成第二保護層75、而步驟S41是在第二保護層75上形成第二折射層45，接著再如同第一實施例的方式，依序進行步驟S20、步驟S30、步驟S40。進一步還可以進行步驟S50及步驟S60，在此不再贅述。依此完成如圖3所示的結構。

圖7為量子點膜片總成之製作方法第四實施例之的流程圖。如圖7所示，同時參見圖6，第四實施例之量子點膜片總成之製作方法S2包含步驟S10、步驟S20、步驟S30、以及步驟S40。與圖6的實施例相比較，是先進行步驟S40，再進行步驟S30。也就是，先形成折射層40，在形成藍光吸收層30。

進一步地，第四實施例之量子點膜片總成之製作方法S2更包含步驟S60。步驟S60是形成保護層70在量子點層20上，再形成折射層40於保護層70之上，進一步地，還可以再形成折射層40後，形成光學膜60於折射層40上，最後再形成藍光吸收層30於光學膜上，而完成如圖4所示的結構。

綜上所述，量子點膜片總成1是透過面板製作程序常見的連續製造過程能將量子點層20在製作量子點膜片總成1時一體完成，且達到薄化、高均勻度的優點。此外，更能藉由調整量子點層20的摻雜濃度，以此能達到廣色域的色彩標準，減少藍光強度過強的現象。

雖然本發明的技術內容已經以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神所作些許之更動與潤飾，皆應涵蓋於本發明的範疇內，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

1:量子點膜片總成

10:透明基板

20:量子點層

210:紅光量子點

230:綠光量子點

250:藍色顏料

25:藍光吸收量子點層

30:藍光吸收層

40:折射層

45:第二折射層

50:導光板

60:光學膜

70:保護層

75:第二保護層

500:背光模組

L:光線

S1:量子點膜片總成的製作方法

S2:量子點膜片總成的製作方法

S10:提供透明基板

S11:提供導光板

S20:塗佈量子點材料，形成量子點層

S30:形成藍光吸收層

S35:形成藍光吸收量子點層

S40:形成折射層

S41:形成折射層

S50:形成光學膜

S60:形成保護層

S61:形成保護層

圖1為量子點膜片總成第一實施例的剖面示意圖。 圖2為量子點膜片總成第二實施例的剖面示意圖。 圖3為量子點膜片總成第三實施例的剖面示意圖。 圖4為量子點膜片總成第四實施例的剖面示意圖。 圖5為量子點膜片總成實際測試的光譜圖。 圖6為量子點膜片總成第一實施例至第三實施例之製作方法的流程圖。 圖7為量子點膜片總成之製作方法第四實施例之的流程圖。

1:量子點膜片總成

10:透明基板

20:量子點層

210:紅光量子點

230:綠光量子點

30:藍光吸收層

40:折射層

50:導光板

60:光學膜

70:保護層

500:背光模組

L:光線

Claims (23)

1. 一種量子點膜片總成，包含：一透明基板，包含一出光面，來自一背光模組的一光線能穿透該透明基板由該出光面發出；一量子點層，設置於該透明基板的該出光面上，用以發散來自該透明基板的該光線，其中該量子點層的厚度小於20um；以及一折射層，設置於該量子點層上，該折射層的折射率為1.3至1.4，用以聚歛來自該量子點層所發散的該光線。
2. 如請求項1所述之量子點膜片總成，更包含一藍光吸收層，該藍光吸收層位於該量子點層與該折射層之間，用以抑制通過該量子點層所發散的該光線中的藍光強度。
3. 如請求項2所述之量子點膜片總成，其中該藍光吸收層與該量子點層共同形成為一藍光吸收量子點層。
4. 如請求項2所述之量子點膜片總成，更包含一光學膜，該光學膜位於該折射層上，進一步聚歛該光線至一出光方向。
5. 如請求項3所述之量子點膜片總成，更包含一光學膜，該光學膜位於該折射層上，進一步聚歛該光線至一出光方向。
6. 如請求項1所述之量子點膜片總成，更包含一藍光吸收層，該藍光吸收層設置於該折射層上，用以抑制通過該量子點層所發散的該光線中的藍光強度。
7. 如請求項6所述之量子點膜片總成，更包含一光學膜，該光學膜位於該藍光吸收層與該折射層之間，以進一步聚歛該光線至一出光方向。
8. 如請求項2至請求項7任一項所述之量子點膜片總成，更包含一導光板，該導光板位於該透明基板下方，以將該光線導向該量子點層中。
9. 如請求項2至請求項7任一項所述之量子點膜片總成，其中該透明基板為一硬質透明導光板。
10. 如請求項9所述之量子點膜片總成，更包含一第二折射層，該第二折射層位於該硬質透明導光板與該量子點層之間。
11. 如請求項2、請求項4、請求項5、請求項6及請求項7中任一項所述之量子點膜片總成，更包含一保護層，該保護層位於該量子點層與該折射層之間，或是該量子點層與該藍光吸收層之間。
12. 如請求項1所述之量子點膜片總成，其中該量子點層是藉由塗佈於該透明基板上而形成。
13. 一種量子點膜片總成的製作方法，包含：提供一透明基板；塗佈一量子點材料於該透明基板上，而形成一量子點層；以及形成一折射層於該量子點層之上，其中該折射層的折射率為1.3至1.4，用以聚歛通過該量子點層的一光線。
14. 如請求項13所述之量子點膜片總成的製作方法，其中更先形成一藍光吸收層於該量子點層上，再形成該折射層於該藍光吸收層上。
15. 如請求項14所述之量子點膜片總成的製作方法，其中該藍光吸收層與該量子點層共同形成為一藍光吸收量子點層。
16. 如請求項14或請求項15中任一項所述之量子點膜片總成的製作方法，更包含形成一光學膜於該折射層上。
17. 如請求項16所述之量子點膜片總成的製作方法，更包含提供一導光板，該透明基板設置於該導光板上。
18. 如請求項16所述之量子點膜片總成的製作方法，其中該透明基板為一硬質透明導光板。
19. 如請求項17所述之量子點膜片總成的製作方法，更包含形成一第二折射層於該硬質透明導光板上，再塗佈一量子點材料於該透明基板上。
20. 如請求項13所述之量子點膜片總成的製作方法，更包含先形成一保護層在該量子點層上，再形成該折射層於該量子點層之上。
21. 如請求項13所述之量子點膜片總成的製作方法，其中在形成該折射層於該量子點層上後，更再形成該藍光吸收層於該折射層上。
22. 如請求項21所述之量子點膜片總成的製作方法，在形成該折射層後，更形成一光學膜於該折射層上，再將該藍光吸收層形成於該光學膜上。
23. 如請求項21所述之量子點膜片總成的製作方法，更包含先形成一保護層在該量子點層上，再形成該藍光吸收層於該量子點層之上。

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