TWI726480B - 色彩轉換膜及其製備方法、背光單元以及顯示器裝置 - Google Patents
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Abstract
本說明書是有關於一種色彩轉換膜及其製備方法、背光
單元以及顯示器裝置。
Description
本揭露主張於2018年11月12日在韓國智慧財產局提出申請的韓國專利申請案第10-2018-0138411號的優先權及權利，所述韓國專利申請案的全部內容併入本案供參考。
本說明書是有關於色彩轉換膜、包含其的背光單元以及顯示器裝置。
使用各種材料的色彩轉換膜的開發最近已經取得進展，用於改善例如電視等液晶顯示器的色域(color gamut)。
色彩轉換膜通常具有由於熱、氧等與光一起加速降解而降低耐久性的問題。因此，需要能夠降低其影響的材料選擇及結構改善。
具體而言，由於色彩轉換膜不可避免地暴露於在顯示器驅動期間產生的背光等熱量，因此增強耐熱性在色彩轉換膜中是
必要的。
在此項技術中已經嘗試藉由取代螢光物質的官能團、引入具有高耐熱性的樹脂等來提高熱穩定性，然而，由於未防止至色彩轉換層自身的熱傳遞，因此提高耐熱性受到限制。因此，需要能夠防止由熱引起的膜劣化的新技術。
本說明書是有關於提供一種色彩轉換膜、包含其的背光單元以及顯示器裝置。
本說明書的一個實施例提供一種色彩轉換膜，所述色彩轉換膜包括：基板膜；以及色彩轉換功能層，設置在所述基板膜上，其中所述色彩轉換功能層包含相變材料，且所述相變材料為選自由有機單體、聚合物及無機鹽水合物組成的群組中的至少一者。
本說明書的另一實施例提供一種製備色彩轉換膜的方法，所述方法包括：製備基板膜；以及在所述基板膜上形成包含相變材料的色彩轉換功能層，其中所述相變材料為選自由有機單體、聚合物及無機鹽水合物組成的群組中的至少一者。
本說明書的另一實施例提供一種包括以上所述色彩轉換膜的背光單元。
本說明書的另一實施例提供一種包括以上所述背光單元的顯示器裝置。
根據本說明書一個實施例的色彩轉換膜藉由由色彩轉換膜中的相變材料的相變獲得的吸熱功能來防止在顯示器驅動期間產生的熱量被吸收至色彩轉換層，且因此，降低了色彩轉換膜的劣化。
10:基板膜
20:色彩轉換功能層
圖1為根據本說明書一個實施例的色彩轉換膜的模擬圖。
圖2及圖3為示出根據本說明書一個實施例的背光單元的結構的模擬圖。
圖4為示出根據本說明書一個實施例的顯示裝置的結構的模擬圖。
圖5為使用示差掃描熱析儀(differential scanning calorimeter，DSC)量測根據本說明書一個實施例的色彩轉換膜的熱性質的曲線圖。
圖6為示出根據本說明書一個實施例的色彩轉換膜及比較例的膜的亮度光譜的曲線圖。
圖7為評估根據本說明書一個實施例的實例及比較例製備的色彩轉換膜的重覆驅動耐久性的曲線圖。
在下文中，將更詳細地描述本說明書。
在本說明書中，對一個構件被放置「在」另一個構件「上」的描述不僅包括一個構件與另一個構件接觸的情況，還包括在所述兩個構件之間存在又一構件的情況。
在本說明書中，對某一部件「包括」某些構成部分的描述意指能夠進一步包括其他構成部分，並且不排除其他構成部分，除非特別進行相反陳述。
本說明書的一個實施例提供一種色彩轉換膜，所述色彩轉換膜包括：基板膜；以及色彩轉換功能層，設置在所述基板膜上，其中所述色彩轉換功能層包含相變材料，且所述相變材料為選自由有機單體、聚合物及無機鹽水合物組成的群組中的至少一者。
在本說明書的一個實施例中，當製備色彩轉換膜時，基板膜可充當支撐物。基板膜的類型或厚度不受限制，只要其為透明的並且能夠充當支撐物即可，並且可使用此項技術中已知的基板膜。在本文中，透明意指可見光透射率為70%或高於70%。舉例而言，可使用PET膜作為基板膜。
根據本說明書的一個實施例，色彩轉換功能層可僅包括色彩轉換層；或者包括色彩轉換層及相轉變層。另外，相變材料可包含在色彩轉換層或相轉變層中。當相變材料包含在色彩轉換層中時，色彩轉換功能層可形成在單層中，並且當相變材料包括
在相轉變層中時，色彩轉換功能層可形成在多個層中。相較於在相轉變層中包含相變材料，在色彩轉換層中包含相變材料可有效地簡化製程。
根據本說明書的一個實施例，相對於100重量份的色彩轉換功能層，相變材料的含量可為5重量份至50重量份。此外，根據本說明書的一個實施例，相對於100重量份的色彩轉換層，相變材料的含量可為5重量份至50重量份。此外，根據本說明書的一個實施例，相對於100重量份的相轉變層，相變材料的含量可為5重量份至50重量份。當引入小於5重量份的含量時，相應層的吸熱能力降低，導致耐久性增強效果不顯著，而當引入大於50重量份的含量時，塗佈溶液的黏度降低，從而使可加工性下降。
根據本說明書的一個實施例，色彩轉換功能層更包含樹脂，並且相對於100重量份的樹脂，相變材料的含量可為大於或等於5重量份且小於或等於100重量份，且更具體而言可為95重量份或小於95重量份、90重量份或小於90重量份、85重量份或小於85重量份、80重量份或小於80重量份、75重量份或小於75重量份、或70重量份或小於70重量份。
相變材料藉由在某一溫度範圍內引起相變來吸收熱，並且藉由此種熱吸收，可防止至色彩轉換層的熱傳遞。具體而言，相變材料可在30℃至80℃下引起固-液相變。當相變發生在低於30℃的溫度下時，相變易於發生，且藉由吸熱獲得的穩定效果在色彩轉換膜的驅動溫度範圍內可能不顯著，而當相變發生在高於
80℃的溫度下時，相變材料的吸熱能力降低，從而因將大量熱傳遞至色彩轉換層而導致劣化。
根據本說明書的一個實施例，有機單體可為選自由石蠟系化合物、脂肪酸系化合物、醇系化合物及碳酸酯系化合物組成的群組中的至少一者。
石蠟系化合物不受特別限制，但可為選自由以下組成的群組中的至少一者：正十九烷、正二十烷、正二十一烷、正二十二烷、正二十三烷、正二十四烷、正二十五烷、正二十六烷、正二十七烷及正二十八烷。
脂肪酸系化合物不受特別限制，但可為選自由癸酸、月桂酸及肉豆蔻酸組成的群組中的至少一者。
醇系化合物不受特別限制，但可為選自由1-十二烷醇及1-十四烷醇組成的群組中的至少一者。
碳酸酯系化合物不受特別限制，但可為選自由碳酸十四烷基酯、碳酸十六烷基酯及碳酸十八烷基酯組成的群組中的至少一者。
根據本說明書的一個實施例，聚合物可為選自由聚(乙二醇)、聚(環氧丙烷)(poly(propylene oxide)，PPO)及聚四氫呋喃(polytetrahydrofuran，PTHF)組成的群組中的至少一者。
根據本說明書的一個實施例，無機鹽水合物可為選自由LiNO3．3H2O、Na2SO4．10H2O、NaCH3COO．3H2O、CaBr2．6H2O、Na2HPO4．12H2O、Zn(NO3)2．nH2O、Na2S2O3．5H2O及Cd(NO3)2．4H2O
組成的群組中的至少一者。
根據本說明書的一個實施例，可更在色彩轉換功能層上包括保護膜。
根據本說明書的一個實施例，色彩轉換功能層包含有機螢光染料，並且所述有機螢光染料可包括選自由以下組成的群組中的染料：BODIPY系衍生物、吖啶系衍生物、呫噸系衍生物、芳基甲烷系衍生物、香豆素系衍生物、多環芳烴系衍生物、多環雜芳族系衍生物、苝系衍生物、吡咯系衍生物及芘系衍生物。
在本說明書的一個實施例中，有機螢光染料吸收在近紫外至可見光區域中選擇的光，並且可使用發射與吸收光具有不同波長的光的染料。
圖1示出根據本說明書一個實施例的色彩轉換膜。具體而言，圖1示出其中色彩轉換功能層(20)被設置在基板膜(10)上的色彩轉換膜。
在本說明書的一個實施例中，有機螢光染料包括選自由以下組成的群組中的任意一或多者：BODIPY系衍生物、吖啶系衍生物、呫噸系衍生物、芳基甲烷系衍生物、香豆素系衍生物、多環芳烴系衍生物、多環雜芳族系衍生物、苝系衍生物、吡咯系衍生物及芘系衍生物。具體而言，有機螢光染料包括上述材料中的一或兩種。更具體而言，有機螢光染料使用BODIPY系有機螢光染料。
在本說明書的一個實施例中，有機螢光染料具有50,000
M-1cm-1至150,000M-1cm-1的分子吸收係數。
本說明書的一個實施例提供一種製備色彩轉換膜的方法，所述方法包括：製備基板膜；以及在所述基板膜上形成包含相變材料的色彩轉換功能層，且所述相變材料為選自由有機單體、聚合物及無機鹽水合物組成的群組中的至少一者。
在本說明書的一個實施例中，所述形成色彩轉換功能層可包括：製備其中混合有樹脂、溶劑、相變材料及有機螢光染料的樹脂溶液；藉由在所述基板膜上塗佈所述樹脂溶液來形成包含所述相變材料的色彩轉換功能層；以及對在所述基板膜上形成的包含所述相變材料的所述色彩轉換功能層進行乾燥。
在本說明書的一個實施例中，所述形成色彩轉換功能層可包括：在所述基板膜上形成色彩轉換層；以及在所述色彩轉換層上形成包含所述相變材料的相轉變層。
本說明書的一個實施例提供一種製備色彩轉換膜的方法，所述方法包括：製備基板膜；製備其中混合有樹脂、溶劑、相變材料及有機螢光染料的樹脂溶液；藉由在所述基板膜上塗佈所述樹脂溶液來形成包含所述相變材料的色彩轉換功能層；以及對在所述基板膜上形成的包含所述相變材料的所述色彩轉換功能層進行乾燥。
本說明書的另一實施例提供一種製備色彩轉換膜的方法，所述方法包括：製備基板膜；製備其中混合有樹脂、溶劑及有機螢光染料的樹脂溶液；藉由在所述基板膜上塗佈所述樹脂溶
液來形成色彩轉換層；對塗佈在所述基板膜上的所述色彩轉換層進行乾燥；藉由在經乾燥的所述色彩轉換層上塗佈包含相變材料及溶劑的相變溶液來形成相轉變層；以及乾燥所述相轉變層。
本說明書的另一實施例提供一種製備色彩轉換膜的方法，所述方法包括：製備第一基板膜及第二基板膜；製備其中混合有樹脂、溶劑及有機螢光染料的樹脂溶液；藉由在第一基板膜上塗佈樹脂溶液來形成色彩轉換層；對塗佈在所述第一基板膜上的色彩轉換層進行乾燥；製備其中混合有樹脂、溶劑及相變材料的相變溶液；藉由在第二基板膜上塗佈相變溶液來形成相轉變層；對塗佈在所述第二基板膜上的相轉變層進行乾燥；以及藉由在色彩轉換層與相轉變層之間提供黏著膜來層壓色彩轉換層及相轉變層。
在本說明書的一個實施例中，製備基板膜可為藉由擠出或塗佈來製備基板膜，或者藉由購買市售基板膜來製備。
第一基板膜及第二基板膜的基板膜與上述相同，並且根據本說明書一個實施例的製備方法可包括：藉由提供單獨的基板膜來製備色彩轉換層及相轉變層中的每一者，以及藉由黏著膜對所述層進行擠出成型。黏著膜用於黏合所述兩個層，並且類型不受特別限制。
在本說明書的一個實施例中，樹脂包括熱塑性樹脂及可熱固化樹脂兩者，並且儘管在類型上不受特別限制，但可使用聚(甲基)丙烯酸系(例如，聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl
methacrylate，PMMA))、聚碳酸酯系(polycarbonate-based，PC)、聚苯乙烯系(polystyrene-based，PS)、聚乙烯系、聚乙二醇系、聚伸芳基系(polyarylene-based，PAR)、聚胺基甲酸酯系(polyurethane-based，TPU)、苯乙烯-丙烯腈系(styrene-acrylonitrile-based，SAN)、聚偏二氟乙烯系(polyvinylidene fluoride-based，PVDF)、經改性的聚偏二氟乙烯系(modified-PVDF)等。
在本說明書的一個實施例中，樹脂可表現出透明性質。在本文中，透明意指可見光透射率為75%或高於75%。
在本說明書的一個實施例中，基板膜可具有1微米至100微米的厚度。更具體而言，所述厚度可為10微米至90微米，且較佳地為20微米至80微米。
在本說明書的一個實施例中，色彩轉換膜具有2微米至200微米的厚度。
在本說明書的一個實施例中，即使具有2微米至20微米的小厚度，色彩轉換膜亦可表現出高亮度。此乃因以下事實：單位體積中包含的螢光物質分子的含量高於量子點的含量。舉例而言，基於600尼特(nit)的藍色背光單元(backlight unit，BLU)(藍色BLU)的亮度，使用相對於樹脂固體含量而言為0.5重量%的有機螢光染料含量的厚度為5微米的色彩轉換膜可表現出4000尼特或大於4000尼特的高亮度。
在本說明書的一個實施例中，色彩轉換膜包括：基板膜；
以及設置在所述基板膜上的色彩轉換功能層。
必要時，基板膜可由阻擋膜(barrier film)代替，或者阻擋膜可設置在基板膜的一個表面或兩個表面上。
阻擋膜不受特別限制，只要其能夠阻擋濕氣或氧氣即可，並且可使用此項技術中已知的阻擋膜。舉例而言，阻擋膜包括對濕氣及氧氣中的至少一者具有10-1立方公分/平方米/天(cc/m2/day)的透射率的阻擋層。舉例而言，阻擋層可包含氧化鋁或氮化物、以及提供濕氣或氧氣阻擋性質的離子金屬氧化物。阻擋膜可更包括由選自以下的一或多種類型形成的緩衝層：溶膠-凝膠系(sol-gel-based)塗佈溶液組成物、丙烯酸系塗佈溶液組成物、環氧系塗佈溶液組成物及胺基甲酸酯系塗佈溶液組成物。
作為一個實例，阻擋膜可包括有機-無機混合塗層、無機材料層及保護塗層，所述保護塗層包括無機奈米顆粒，所述無機奈米顆粒的表面被設置在基板膜的一個表面或兩個表面上的有機矽烷改性。在本文中，無機材料層可由金屬氧化物或氮化物形成。無機奈米顆粒可為氧化鋁、二氧化矽、氧化鋅、氧化銻、氧化鈦或氧化鋯的奈米顆粒。有機-無機混合塗層可藉由加熱或紫外固化溶膠狀態的含有機矽烷的塗佈組成物而形成，並且溶膠狀態的塗佈溶液組成物可包括適當的添加劑、溶劑、聚合觸媒等以及有機矽烷。
在本說明書的一個實施例中，可在色彩轉換膜的一個表面上提供黏著劑或膠黏層。具體而言，黏著劑或膠黏層可設置在
色彩轉換層的未設置基板膜的一個表面上。作為形成黏著劑或膠黏層的組分，可使用此項技術中使用的組分，對此並無限制。
在本說明書的一個實施例中，溶劑可為二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、吡啶、2-甲基吡啶、4-甲基吡啶、乙酸丁酯、乙酸正丙酯、乙酸乙酯、二甲苯、甲苯、環己酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮或其組合。更具體而言，作為溶劑，上述溶劑可單獨使用或作為兩種類型的混合物使用。
在上述色彩轉換膜中，可使用包括以下步驟的方法來製備色彩轉換層：在基板膜上塗佈其中溶解有樹脂、溶劑及有機螢光染料的樹脂溶液；對塗佈在基板膜上的樹脂溶液進行第一次乾燥；以及在第一次乾燥之後，另外對塗佈在基板膜上的樹脂溶液進行第二次乾燥，或者使用包括用樹脂擠出有機螢光材料的方法。
在樹脂溶液中，上述有機螢光染料被溶解，且因此，有機螢光染料均質地分佈在溶液中。此不同於需要單獨分散製程的量子點膜製備製程。
在本說明書的一個實施例中，溶解有機螢光染料的樹脂溶液在製備方法中不受特別限制，只要上述有機螢光染料及樹脂溶解在溶液中即可。
根據一個實例，可使用藉由將有機螢光染料溶解在溶劑中來製備第一溶液、藉由將樹脂溶解在溶劑中來製備第二溶液、以及混合第一溶液及第二溶液的方法來製備溶解有機螢光染料的樹脂溶液。當混合第一溶液及第二溶液時，較佳地是使其均質混
合。然而，所述方法並非僅限於此，且可使用同時將有機螢光染料及樹脂添加並溶解在溶劑中的方法、將有機螢光染料溶解在溶劑中並隨後添加並溶解樹脂的方法、將樹脂溶解在溶劑中並隨後添加並溶解有機螢光染料的方法等。
溶液中包含的有機螢光染料與上述相同。
在本說明書的一個實施例中，作為溶液中包含的樹脂，可由熱塑性樹脂固化的單體；或者熱塑性樹脂及可由熱塑性樹脂固化的單體的混合物。舉例而言，可由熱塑性樹脂固化的單體包括(甲基)丙烯酸系單體，並且此可藉由紫外固化形成為樹脂基質材料。當使用此種可固化單體時，必要時可更添加固化所需的起始劑。
當使用第一溶液及第二溶液時，該些溶液中的每一者中包含的溶劑可彼此相同或不同。即使當在第一溶液及第二溶液中使用不同類型的溶劑時，該些溶劑亦較佳地具有相容性以便彼此混合。
溶液中包含的溶劑類型與上述相同。
在本說明書的一個實施例中，當使用可由熱塑性樹脂固化的單體作為包含在溶液中的樹脂時，可在乾燥之前或在乾燥的同時進行固化，例如紫外固化。
當藉由用樹脂擠出而使有機螢光染料成膜時，可使用此項技術中已知的擠出方法，並且舉例而言，可藉由用例如聚碳酸酯系(PC)、聚(甲基)丙烯酸系或苯乙烯-丙烯腈系(SAN)等樹脂
擠出有機螢光染料來製備色彩轉換層。
在本說明書的一個實施例中，有機螢光染料以分散在樹脂中的形式存在。
以100重量份的樹脂計，有機螢光染料的含量為0.005重量份至2重量份。
在本說明書的一個實施例中，根據上述實施例的色彩轉換膜另外包括光漫射顆粒。藉由將光漫射顆粒分散至色彩轉換膜而非在此項技術中使用的光漫射膜中來增強亮度，相較於使用單獨的光漫射膜，可獲得更高的亮度，並且亦可跳過黏合製程。
作為光漫射顆粒，可使用折射率較樹脂高的顆粒，且其實例可包括：空氣或其他氣體、填充空氣或氣體的空心珠或顆粒(例如，填充空氣/氣體的玻璃或聚合物)，包含TiO2、二氧化矽、硼矽酸鹽、氧化鋁或藍寶石；聚合物顆粒，包含聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸基、甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、三聚氰胺樹脂、甲醛樹脂或三聚氰胺及甲醛樹脂；或其組合。
光漫射顆粒的粒徑可在0.1微米至5微米的範圍內。光漫射顆粒的含量可根據需要確定，並且相對於100重量份的樹脂固體含量，光漫射顆粒的含量可為約1重量份至30重量份。
在本說明書的一個實施例中，可在如上製備的色彩轉換功能層上形成黏著劑或膠黏層。黏著劑或膠黏層可藉由塗佈用於形成黏著劑或膠黏層的組成物、且然後聚合或固化所得結果來形成，或者亦可藉由將黏著劑或膠黏片貼附在色彩轉換層上來形
成。黏著劑或膠黏片可在被貼附至色彩轉換層之後被聚合或固化，但必要時亦可在貼附之前聚合或固化。作為固化，可使用紫外固化。可根據組分及組成物的組成比來確定固化條件。
在本說明書的一個實施例中，藉由將光漫射顆粒分散至用於形成黏著劑或膠黏層的組成物中，光漫射顆粒可分散至黏著劑或膠黏層中。在本文中，光漫射顆粒可直接分散至用於形成黏著劑或膠黏層的組成物中，或者可將其中光漫射顆粒分散至單獨溶劑中的分散溶液與用於形成黏著劑或膠黏層的組成物混合，以增加光漫射顆粒的分散程度。必要時，可使用超聲波發生器或振動器將光擴散顆粒分散至溶劑中。
藉由另外經歷第二次乾燥，可使存留在色彩轉換層內的溶劑的水準最佳化。換言之，以100重量份的色彩轉換層計，殘留溶劑的含量可滿足0.0001重量份至0.1重量份。
藉由進行第二次乾燥代替長時間進行第一次乾燥，本說明書的一個實施例有效地改善了膜中熱褶皺(heat wrinkle)的產生，此為在長時間進行第一次乾燥時可能出現的問題。
本說明書的另一實施例提供了一種包括上述色彩轉換膜的背光單元。除了包括色彩轉換膜之外，背光單元可具有此項技術中已知的背光單元構造。
圖2及圖3示出根據本說明書一個實施例的背光單元的結構。根據圖2，根據上述實施例的色彩轉換膜設置在導光板與反射板之間。根據圖3，根據上述實施例的色彩轉換膜設置在導光板
的與面對反射板的表面相對的表面上。圖2及圖3示出包括光源及圍繞光源的反射板的構造，然而，所述構造並非僅限於此種結構，並且可根據此項技術中已知的背光單元結構而變化。此外，作為光源，可使用直接型以及側鏈型，並且可不包括反射板或反射層，或者必要時可用其他構成部分來替代反射板或反射層。
本說明書的另一實施例提供了一種包括上述背光單元的顯示器裝置。舉例而言，顯示器裝置包括顯示器模組及背光單元。圖4示出根據本說明書一個實施例的顯示器裝置的結構。根據圖4，根據上述實施例的色彩轉換膜設置在導光板的與面對反射板的表面相對的表面上，並且顯示器模組設置在色彩轉換膜的頂部。然而，顯示器裝置的結構並非僅限於此，並且所述結構不受特別限制，只要其包括上述背光單元作為構成部分即可。必要時，可在顯示器模組與背光單元之間進一步設置額外的膜，例如光漫射膜、聚光膜(light concentrating film)及增亮膜。
顯示器裝置不受特別限制，並且可為例如電視、電腦監視器、膝上型電腦、行動電話等。
在下文中，將參照實例詳細描述本說明書。然而，根據本說明書的實例可被修改為各種其他形式，並且本申請案的範圍不應被解釋為限於以下描述的實例。提供本說明書的實例是為了向此項技術中具有通常知識者更全面地描述本說明書。
<實例1>
將下述結構式的綠色螢光物質及紅色螢光物質以50：1的
莫耳比溶解在了二甲苯溶劑中，以製備第一溶液。
<綠色螢光物質>
<紅色螢光物質>
此外，將熱塑性樹脂(PMMA)溶解在了二甲苯溶劑中以製備第二溶液，並將相變材料(聚(乙二醇)(poly(ethylene glycol)，PEG))溶解在了二甲苯溶劑中以製備第三溶液。將第一溶液、第二溶液及第三溶液均質混合，使得相對於100重量份的熱塑性樹脂，綠色及紅色螢光物質的含量為0.45重量份，相變材
料的含量為25重量份，且TiO2顆粒的含量為10重量份。將此溶液塗佈在了PET基板上，且然後進行了乾燥以製備色彩轉換膜。在本文中，可將TiO2顆粒添加並混合至第一溶液至第三溶液中的任一者中，或者可製備包括TiO2顆粒的第四溶液，或者可在混合第一溶液至第三溶液時引入TiO2顆粒。
<實例2>
除了相對於100重量份的樹脂包含5重量份的相變材料(PEG)之外，以與實例1相同的方式製備了色彩轉換膜。
<實例3>
除了相對於100重量份的樹脂包含10重量份的相變材料(PEG)之外，以與實例1相同的方式製備了色彩轉換膜。
<實例4>
除了相對於100重量份的樹脂包含50重量份的相變材料(PEG)之外，以與實例1相同的方式製備了色彩轉換膜。
<實例5>
除了相對於100重量份的樹脂包含70重量份的相變材料(PEG)之外，以與實例1相同的方式製備了色彩轉換膜。
<實例6>
將上述結構式的綠色螢光物質及紅色螢光物質以50：1的莫耳比溶解在二甲苯溶劑中以製備第一溶液。
將熱塑性樹脂(PMMA)溶解在了二甲苯溶劑中以製備第二溶液。將第一溶液及第二溶液均質混合，使得相對於100重
量份的熱塑性樹脂，綠色及紅色螢光物質的含量為0.45重量份，且TiO2顆粒的含量為10重量份。將此溶液塗佈在了PET基板上，且然後進行了乾燥以製備色彩轉換層。在本文中，可將TiO2顆粒添加並混合至第一溶液及第二溶液中的任一者中，或者可製備包括TiO2顆粒的第三溶液，或者可在混合第一溶液及第二溶液時引入TiO2顆粒。
將樹脂(HDPE)及西格瑪-奧德里奇(Sigma-Aldrich)的石蠟(熔點為42℃至72℃，相對於樹脂為40重量份)、相變材料在高溫下溶解以混合，且然後塗佈在了色彩轉換層上以製備層壓相轉變層的色彩轉換膜。
<實例7>
除了將樹脂(PEG)及硫化鈉(Na2SO4‧10H2O，相對於樹脂為40重量份)、相變材料溶解於水溶劑中以混合並塗佈在色彩轉換層上以製備相轉變層之外，以與實例6相同的方式製備了色彩轉換膜。
<比較例1>
除了不使用相變材料之外，以與實例1相同的方式製備了不使用相變材料的色彩轉換膜。
使用示差掃描熱析儀(DSC)量測了根據實例1製備的色彩轉換膜的熱性質，且將所述熱性質示於圖5中。根據圖5，辨識出利用吸熱反應在接近60℃下發生相變材料的相轉變。
使用光譜輻射儀(拓普康公司(TOPCON Corporation)
的SR系列)量測了根據實例1及比較例1製備的每個色彩轉換膜的發光光譜。具體而言，將所製備的色彩轉換膜層壓在了包括發光二極體藍色背光(最大發光波長450奈米)及導光板的背光單元的導光板的一個表面上，並且在色彩轉換膜上層壓稜鏡片及DBEF膜之後，量測了膜的亮度光譜，並且結果示於圖6中。此外，每個色彩轉換膜的亮度及量子效率(QY)的量測結果示於下表1中。根據圖6及表1，辨識出即使在將相變材料引入至色彩轉換膜中時，光學性質亦未下降太多。
對於根據實例1及比較例1製備的每個色彩轉換膜，評估了重覆驅動耐久性。具體而言，將所製備的色彩轉換膜層壓在了包括發光二極體藍色背光(最大發光波長450奈米)及導光板的背光單元的導光板的一個表面上，並且將稜鏡片、DBEF膜及反射板層壓在了色彩轉換膜上。為了模擬由顯示器驅動引起的產熱情景，將層壓結構放置在了熱板上並加熱至60℃，並且將驅動背光達24小時、冷卻至室溫達24小時並阻擋背光的循環重覆了10次。在每個循環之後，使用光譜輻射儀量測了色彩轉換膜的發光光譜，以分析光學性質的變化，且結果示於圖7及下表2中。根
據圖7及表2，辨識出由於相變材料含量增加，驅動後的光學性質增強。
10:基板膜
20:色彩轉換功能層
Claims (13)
- 一種色彩轉換膜，包括：基板膜；以及色彩轉換功能層，設置在所述基板膜上，其中所述色彩轉換功能層包含相變材料，且所述相變材料為選自由有機單體、聚合物及無機鹽水合物組成的群組中的至少一者，其中所述色彩轉換功能層包含有機螢光染料，並且所述有機螢光染料包括選自由以下組成的群組中的染料：BODIPY系衍生物、吖啶系衍生物、呫噸系衍生物、芳基甲烷系衍生物、香豆素系衍生物、多環芳烴系衍生物、多環雜芳族系衍生物、苝系衍生物、吡咯系衍生物及芘系衍生物。
- 如請求項1所述的色彩轉換膜，其中所述相變材料在30℃至80℃下發生固液相變。
- 如請求項1所述的色彩轉換膜，其中相對於100重量份的所述色彩轉換功能層，所述相變材料的含量為5重量份至50重量份。
- 如請求項1所述的色彩轉換膜，其中所述有機單體為選自由石蠟系化合物、脂肪酸系化合物、醇系化合物及碳酸酯系化合物組成的群組中的至少一者。
- 如請求項1所述的色彩轉換膜，其中所述聚合物為選自由聚(乙二醇)、聚(環氧丙烷)(PPO)及聚四氫呋喃(PTHF)組成的群組中的至少一者。
- 如請求項1所述的色彩轉換膜，其中所述無機鹽水合物為選自由LiNO3．3H2O、Na2SO4．10H2O、NaCH3COO．3H2O、CaBr2．6H2O、Na2HPO4．12H2O、Zn(NO3)2．nH2O、Na2S2O3．5H2O及Cd(NO3)2．4H2O組成的群組中的至少一者。
- 如請求項1所述的色彩轉換膜，其中所述色彩轉換功能層包括包含所述相變材料的色彩轉換層。
- 如請求項1所述的色彩轉換膜，其中所述色彩轉換功能層包括色彩轉換層及相轉變層，並且所述相轉變層包含所述相變材料。
- 如請求項1所述的色彩轉換膜，更包括位於所述色彩轉換功能層上的保護膜。
- 一種製備色彩轉換膜的方法，所述方法包括：製備基板膜；以及在所述基板膜上形成包含相變材料的色彩轉換功能層，其中所述相變材料為選自由有機單體、聚合物及無機鹽水合物組成的群組中的至少一者，其中形成所述色彩轉換功能層包括：製備其中混合有樹脂、溶劑、所述相變材料及有機螢光染料的樹脂溶液； 藉由在所述基板膜上塗佈所述樹脂溶液來形成包含所述相變材料的色彩轉換功能層；以及對在所述基板膜上形成的包含所述相變材料的所述色彩轉換功能層進行乾燥。
- 如請求項10所述的製備色彩轉換膜的方法，其中形成所述色彩轉換功能層包括：在所述基板膜上形成色彩轉換層；以及在所述色彩轉換層上形成包含所述相變材料的相轉變層。
- 一種背光單元，包括如請求項1至9中任一項所述的色彩轉換膜。
- 一種顯示器裝置，包括如請求項12所述的背光單元。
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