TWI766779B - 量子點複合材、應用其的光學膜及背光模組 - Google Patents

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Abstract

本發明公開一種量子點複合材、應用其的光學膜及背光模組。量子點複合材包括可固化聚合物以及分散於可固化聚合物內的多個量子點顆粒。以可固化聚合物的總重為100重量百分比，可固化聚合物包括：15至40 wt%的單官能基壓克力單體；15至40 wt %的多官能基壓克力單體；5至35 wt %具硫醇官能基單體；1至5 wt %的光起始劑；10至30 wt %壓克力寡聚物；以及5至25 wt %的散射粒子。

Description

量子點複合材、應用其的光學膜及背光模組
本發明涉及一種量子點複合材、應用其的光學膜及背光模組，特別是涉及一種應用於顯示領域中的量子點複合材、應用其的光學膜及背光模組。
隨著對顯示器的顯示品質要求增加，發展兼具高彩度與低薄度的顯示器逐漸成為主流趨勢。由於量子點相較於有機發光二極體(OLED)而言，具有相對較高的發光效率、較廣的色域，以及較佳的色純度，因此在顯示技術領域中，已研發利用量子點材料作為背光源的顯示器，以期能夠提供觀看者較佳的觀賞體驗。
然而，由於量子點材料不耐水氣與氧氣，因此若具有量子點材料的量子點膜接觸空氣或水氣，很容易被劣化而影響其發光效率。在現有技術中，當量子點膜要被應用在顯示器中時，通常會在量子點膜的兩側分別黏貼兩層阻隔層(通常為樹脂層)，以避免水氣或氧氣侵入量子點膜，並提升顯示器的穩定性及延長使用壽命。
一般而言，量子點膜本身對水氣與氧氣阻隔能力較差，需要配合使用具有高阻隔率的阻隔膜。然而，使用具有高阻隔率的阻隔膜會增加整體成本及製程難度，也較難使產品的整體厚度降低。基於前述原因，應用量 子點膜的顯示器產品的市場價格仍然偏高而較難以普及。因此，如何改良量子點膜的配方，以提升量子點膜本身阻絕水氣和氧氣的能力，來克服上述的缺陷，仍為該項事業所欲解決的重要課題之一。
本發明所要解決的技術問題在於，針對現有技術的不足提供一種量子點複合材、應用其的光學膜及背光模組，其中，量子點複合材在固化之後具有較高的緻密性，而對於水氣與氧氣具有較佳的阻隔能力。
為了解決上述的技術問題，本發明所採用的其中一技術方案是提供一種量子點複合材，其包括：一可固化聚合物以及分散於所述可固化聚合物內的多個量子點顆粒。以可固化聚合物的總重為100重量百分比，可固化聚合物包括：15至40wt%的單官能基壓克力單體；15至40wt%的多官能基壓克力單體；5至35wt%具硫醇官能基單體；1至5wt%的光起始劑；10至30wt%壓克力寡聚物；以及5至25wt%的散射粒子。
為了解決上述的技術問題，本發明所採用的其中一技術方案是提供一種光學膜，其包括一量子點層、一第一基底層與一第二基底層，量子點層位於第一基底層與第二基底層之間，且量子點層是由一量子點複合材固化而形成。量子點複合材包括一可固化聚合物以及分散於可固化聚合物內的多個量子點顆粒。以可固化聚合物的總重為100重量百分比，可固化聚合物包括：15至40wt%的單官能基壓克力單體；15至40wt%的多官能基壓克力單體；5至35wt%具硫醇官能基單體；1至5wt%的光起始劑；10至30wt%壓克力寡聚物；以及5至25wt%的散射粒子。
為了解決上述的技術問題，本發明所採用的其中一技術方案是提供一種背光模組，其包括：導光單元、至少一發光單元以及光學膜。導光 單元具有入光側及出光側，且至少一發光單元用以產生投射至導光單元的一光束。光學膜設置在導光單元的入光側並位於導光單元與至少一發光單元之間。光學膜包括量子點層、一第一基底層與一第二基底層，量子點層位於第一基底層與第二基底層之間，且量子點層是由一量子點複合材固化而形成。量子點複合材包括一可固化聚合物以及分散於可固化聚合物內的多個量子點顆粒。以可固化聚合物的總重為100重量百分比，可固化聚合物包括：15至40wt%的單官能基壓克力單體；15至40wt%的多官能基壓克力單體；5至35wt%具硫醇官能基單體；1至5wt%的光起始劑；10至30wt%壓克力寡聚物；以及5至25wt%的散射粒子。
本發明的其中一有益效果在於，本發明所提供的量子點複合光學膜及應用其的背光模組，其能通過“量子點複合材包括一可固化聚合物以及分散於可固化聚合物內的多個量子點顆粒”以及“可固化聚合物包括15至40wt%的單官能基壓克力單體；15至40wt%的多官能基壓克力單體；5至30wt%具硫醇官能基單體；1至5wt%的光起始劑；10至30wt%壓克力寡聚物；以及5至25wt%的散射粒子”的技術方案，可使量子點複合材固化後而形成的量子點層本身阻絕水氣和氧氣的能力，而可適用於顯示器的背光模組中。
為使能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與圖式，然而所提供的圖式僅用於提供參考與說明，並非用來對本發明加以限制。
M:背光模組
m1:光學膜
1:量子點複合材
10:可固化聚合物
11:量子點顆粒
1’:量子點層
1a:第一表面
1b:第二表面
10’:聚合物
2:第一基底層
3:第二基底層
m2:導光單元
S1:入光側
S2:出光側
m3:發光單元
m31:發光元件
L:光束
m4:光學膠層
圖1為本發明一實施例的量子點複合材的局部剖面示意圖。
圖2為本發明一實施例的光學膜的局部剖面示意圖。
圖3為本發明的背光模組的示意圖。
以下是通過特定的具體實施例來說明本發明所公開有關“量子點複合材、應用其的光學膜及背光模組”的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所公開的內容瞭解本發明的優點與效果。本發明可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節也可基於不同觀點與應用，在不背離本發明的構思下進行各種修改與變更。另外，本發明的附圖僅為簡單示意說明，並非依實際尺寸的描繪，事先聲明。以下的實施方式將進一步詳細說明本發明的相關技術內容，但所公開的內容並非用以限制本發明的保護範圍。另外，本文中所使用的術語“或”，應視實際情況可能包括相關聯的列出項目中的任一個或者多個的組合。
[第一實施例]
參閱圖1，為本發明一實施例的量子點複合材的局部剖面示意圖。本發明提供一種量子點複合材1，其至少包括一可固化聚合物10以及分散於可固化聚合物10內的多個量子點顆粒11。本發明實施例中，通過改良可固化聚合物10的組成與配比，提高可固化聚合物10在固化之後的緻密性，而對水氣與氧氣具有較佳的阻隔能力，又能維持一定的物理特性(如：韌性)。
詳細而言，以可固化聚合物10的總重為100重量百分比，可固化聚合物10包括15至40wt%的單官能基壓克力單體、15至40wt%的多官能基壓克力單體、10至30wt%壓克力寡聚物、5至35wt%具硫醇官能基單體、1至5wt%的光起始劑以及5至25wt%的散射粒子。
單官能基壓克力單體與多官能基壓克力單體都是含有官能 基的小分子。單官能基壓克力單體是指每個分子含有一個可參與聚合反應的官能基，而多官能基壓克力單體是指每個分子含有多個可參與聚合反應的官能基。
相較於多官能基壓克力單體，單官能基壓克力單體具有固化速度低、交聯密度低以及黏度低等特性。因此，若單官能基壓克力單體的占比越高，固化後的量子點複合材1體積收縮越少且交聯密度(crosslink density)越低。然而，單官能基壓克力單體有助於提升多個量子點顆粒11的分散性。
相對地，多官能基壓克力單體可使量子點複合材1具有較快的固化速度與較高的黏度。若是多官能基壓克力單體的占比越高，雖然可使固化後的量子點複合材1具有較高的交聯密度，但體積收縮率也越大，且脆性及硬度都相對越高。此外，由於多官能基壓克力單體會提高量子點複合材1的黏度，若多官能基壓克力單體的占比越高，多個量子點顆粒11在可固化聚合物10內的分散性可能會因此而被降低。須說明的是，若量子點顆粒11在可固化聚合物10內的分散性不佳時，量子點顆粒11受激發後所產生的激發光的波長半高寬會較寬，且量子點顆粒11的光轉換效率較差，輝度較低，難以符合實際應用需求。
據此，在本發明所提供的實施例中，不僅使固化後的量子點複合材1具有較高的緻密性，又要兼顧多個量子點顆粒11在可固化聚合物10中的分散性，以及避免固化後的量子點複合材1體積收縮率、硬度與脆性過大。
基於上述，單官能基壓克力可提升多個量子點顆粒11的分散性。然而，若單官能基壓克力的比例過高，可能會降低可固化聚合物10在固化之後的緻密性，而降低對水氣與氧氣的阻隔能力，且可能導致聚合速 度過低。因此，在本發明實施例中，單官能基壓克力單體的重量百分比與多官能基壓克力單體的重量百分比之間的比值範圍是由0.37至2.67。在一較佳實施例中，單官能基壓克力單體的重量百分比與多官能基壓克力單體的重量百分比之間的比值範圍是0.5至2.5。在一更佳實施例中，單官能基壓克力單體的重量百分比與多官能基壓克力單體的重量百分比之間的比值範圍是0.7至1.5，可以使可固化聚合物10不僅對於量子點顆粒11具有較佳的分散性，也可提升可固化聚合物10被固化之後的水氧阻隔性。
在一實施例中，單官能基壓克力單體是選自由甲基丙烯酸四氫糠酯、丙烯酸硬脂酯、甲基丙烯酸月桂酯、丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸異冰片酯、丙烯酸十三烷基酯以及烷氧基化壬基酚丙烯酸酯所組成的群組。
另外，在一實施例中，多官能基壓克力單體是三或四官能基壓克力單體。具體而言，多官能基壓克力單體可選自由三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、乙氧基化(20)三羥甲基丙烷三丙烯酸酯以及季戊四醇三丙烯酸酯所組成的群組。
須說明的是，雖然增加多官能基壓克力單體的重量百分濃度可以提升可固化聚合物10在固化之後的密度，但卻會使固化後的可固化聚合物10較脆也不具有柔軟性，較不利於後續加工。因此，在本發明中，量子點複合材1包括具硫醇官能基單體，可以使固化後的量子點複合材1不僅具有較高的密度與較佳的水氧阻隔特性，又具有柔軟性及韌性。前述的柔軟性以固化後的量子點複合材1是否能對折，又不產生破裂來判定，而韌性是以固化後的量子點複合材1是否能對折，又能承受張力進行收捲判定。
在較佳實施例中，可固化聚合物10是包括5至35wt%具硫醇官能基單體。須說明的是，若硫醇官能基單體的含量小於5wt%，可能導 致固化後的量子點複合材1的柔軟性偏低。另外，固化後的量子點複合材1後續可能被組裝於顯示器中。若硫醇官能基單體的含量超過35wt%，可能會導致固化後的量子點複合材1太軟，挺性(翹曲度)過低，而影響組裝便利性。在又一較佳實施例中，可固化聚合物10是包括10至30wt%具硫醇官能基單體，可兼顧量子點複合材1固化之後的柔軟性與組裝便利性。
另外，添加具硫醇官能基單體還可增加可固化聚合物10的密著度。詳細而言，在製備光學膜的步驟中，量子點複合材1可能會先被形成在另一基材(圖未示)上，再執行固化步驟，以形成量子點層。若是量子點複合材1與基材的密著度不佳，在進行固化步驟之後，量子點層與基材之間可能會產生空隙，而降低光學膜對水氣的阻隔能力。
具硫醇官能基單體的重量百分濃度與多官能基壓克力單體的重量百分濃度的總和是介於20%至50%之間。若是具硫醇官能基單體的重量百分濃度與多官能基壓克力單體的重量百分濃度的總和低於20%，可能會導致量子點層1’的交聯密度過低，而降低量子點層1’的水氧阻隔性。若是具硫醇官能基單體的重量百分濃度與多官能基壓克力單體的重量百分濃度的總和超過50%，可能會抑制其他組分所能產生的效果。
另外，具硫醇官能基單體的重量百分濃度與多官能基壓克力單體的重量百分濃度的比值範圍是0.17至2。在一較佳實施例中，具硫醇官能基單體的重量百分濃度與多官能基壓克力單體的重量百分濃度的比值範圍是0.4至2。通過控制具硫醇官能基單體的重量百分濃度與多官能基壓克力單體的重量百分濃度的總和與比值，不僅可以使量子點層1’具有較佳的水氧阻隔特性，柔軟性與韌性，也可更進一步避免量子點層1’太軟不具挺性，而更易於後續加工及組裝至顯示器中。
在本實施例中，具硫醇官能基單體是一級硫醇類化合物或二 級硫醇類化合物，且可選自於由2,2'-(乙二氧基)二乙硫醇、2,2'-硫二乙硫醇、三羥甲基丙烷三(3-巰基丙酸酯)、聚乙二醇二硫醇、季戊四醇四(3-巰基丙酸酯)、乙二醇雙巰基乙酸酯以及2-巰基丙酸乙酯所組成的群組。
此外，在一實施例中，具硫醇官能基單體是包含巰基官能團(-SH)的非芳香化合物，而可提供較易與多個量子點顆粒11結合的官能基，使多個量子點顆粒11具有較佳的分散性。
在本實施例中，壓克力寡聚物可選自由聚碳酸酯丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯以及聚丁二烯丙烯酸酯所組成的群組。在一較佳實施例中，壓克力寡聚物的重量百分比約15至30wt%。此外，壓克力寡聚物的濃度與壓克力單體的濃度(即單官能基壓克力單體與多官能基壓克力單體的濃度總和)之間的比值範圍較佳是0.3至0.6。相較於多官能基壓克力單體而言，壓克力寡聚物也可促使固化後的量子點複合材1具有柔軟性。光起始劑用以在吸收光能(如：紫外光)後被激發而產生自由基、陽離子或陰離子，進而引發聚合反應。在一實施例中，光起始劑可以選自於由1-羥基環己基苯基酮(1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone)、苯甲酰異丙醇(benzoyl isopropanol)、三溴甲基苯碸(tribromomethyl phenyl sulfone)及二苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦(diphenyl(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphine oxide)所構成的群組，該散射粒子為0.5至20μm且經表面處理的壓克力或二氧化矽或聚苯乙烯微珠。然而，若光起始劑的含量低於1wt%則難以固化，含量超過5wt%則會影響量子點複合材1的揮發性。在一較佳實施例中，光起始劑的含量為3wt%。
散射粒子可以是已經過表面處理，且粒徑為0.5至10μm的微珠。微珠的材料例如是壓克力、二氧化矽、二氧化鍺、二氧化鈦、二氧化 鋯、三氧化二鋁或聚苯乙烯。散射粒子可以使量子點所產生的光散射。如此，應用量子點複合材1所製作的光學膜m1實際應用於顯示器中時，可以使光學膜m1所產生的光更加均勻。須說明的是，若散射粒子含量低於5wt%則霧度不足，超過25wt%則過多，導致整體材料樹脂含量不足，影響量子點顆粒11的分散性並增加加工困難度。
另外，在量子點複合材1中，多個量子點顆粒11的重量百分濃度為0.1至4wt%，可以根據實際需求來調整。多個量子點顆粒11可包括紅色量子點、綠色量子點、藍色量子點及其任意混合。舉例而言，多個量子點顆粒11包括紅色量子點與綠色量子點，且綠色量子點的濃度與紅色量子點的濃度之間的比值範圍可以是由1至30，可依實際需求進行調整。
另外，在一實施例中，量子點顆粒11具有核-殼結構，也就是包含核心以及包覆核心的外殼。量子點顆粒11的核心/外殼的材料可包含硒化鎘(CdSe)/硫化鋅(ZnS)、磷化銦(InP)/硫化鋅(ZnS)、硒化鉛(PbSe)/硫化鉛(PbS)、硒化鎘(CdSe)/硫化鎘(CdS)、碲化鎘(CdTe)/硫化鎘(CdS)或碲化鎘(CdTe)/硫化鋅(ZnS)，然而本發明不以此為限。
更進一步地，量子點顆粒11的核心與外殼皆可為二六族(Group II-VI)、二五族(Group II-V)、三六族(Group III-VI)、三五族(Group III-V)、四六族(Group IV-VI)、二四六族(Group II-IV-VI)或二四五族(Group II-IV-V)複合材料，其中用語「族」指代元素週期表的族。
核心的材料可為硫化鋅(ZnS)、硒化鋅(ZnSe)、碲化鋅(ZnTe)、硫化鎘(CdS)、硒化鎘(CdSe)、碲化鎘(CdTe)、硫化汞(HgS)、硒化汞(HgSe)、HgTe(碲化汞)、氮化鋁(AlN)、磷化鋁(AlP)、砷化鋁(AlAs)、銻化鋁(AlSb)、氮化鎵(GaN)、磷化鎵(GaP)、砷化鎵(GaAs)、銻化鎵(GaSb)、硒化鎵(GaSe)、氮化銦(ＩnN)、磷化銦(InP)、砷化銦(InAs)、銻化銦(InSb)、氮化鉈(TlN)、磷 化鉈(TlP)、砷化鉈(TlAs)、銻化鉈(TlSb)、硫化鉛(PbS)、硒化鉛(PbSe)、碲化鉛(PbTe)或上述之任意組合。
而外殼的材料可為氧化鋅(ZnO)、硫化鋅(ZnS)、硒化鋅(ZnSe)、碲化鋅(ZnTe)、氧化鎘(CdO)、硫化鎘(CdS)、硒化鎘(CdSe)、碲化鎘(CdTe)、氧化鎂(MgO)、硫化鎂(MgS)、硒化鎂(MgSe)、碲化鎂(MgTe)、氧化汞(HgO)、硫化汞(HgS)、硒化汞(HgSe)、碲化汞(HgTe)、氮化鋁(AlN)、磷化鋁(AlP)、砷化鋁(AlAs)、銻化鋁(AlSb)、氮化鎵(GaN)、磷化鎵(GaP)、砷化鎵(GaAs)、銻化鎵(GaSb)、氮化銦(InN)、磷化銦(InP)、砷化銦(InAs)、銻化銦(InSb)、氮化鉈(TlN)、磷化鉈(TlP)、砷化鉈(TlAs)、銻化鉈(TlSb)、硫化鉛(PbS)、硒化鉛(PbSe)、碲化鉛(PbTe)或上述之任意組合。
請參照圖2，顯示本發明一實施例的光學膜的局部剖面示意圖。本實施例的光學膜m1包括一量子點層1’、一第一基底層2與一第二基底層3。量子點層1’位於第一基底層2與第二基底層3之間。
量子點層1’可由量子點複合材1固化而形成。詳細而言，將量子點複合材1形成於第一基底層2上，再將第二基底層3覆蓋在量子點複合材1上，而形成一疊層結構。在一實施例中，量子點層1’的厚度是介於30微米至130微米。
之後，執行一固化步驟，以使疊層結構中的量子點複合層1固化，而形成量子點層1’。進一步而言，在固化步驟中，可以直接對疊層結構照射紫外光，促使量子點複合材1的可固化聚合物10固化。據此，量子點層1’包括固化的聚合物10’以及分散於聚合物10’中的多個量子點顆粒11。
由於聚合物10’較緻密，因而具有較佳的水氧阻隔特性，第一基底層2與第二基底層3的材料不需要特別選用水氧阻隔性較高的材料。舉例而言，第一基底層2與第二基底層3的材料可以是聚酯；聚酯的具體例包括：聚 對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚對苯二甲酸丙二醇酯(PPT)、聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚萘二甲酸乙二醇脂(PEN)、聚萘二甲酸丁二醇酯(PBN)、聚對苯二甲酸環己烷二甲醇酯(PCT)、聚碳酸酯(PC)及聚芳酯；優選的聚酯為PET。第一基底層2與第二基底層3的厚度各介於20微米至125微米。
也就是說，通過固化本發明實施例的量子點複合材1而形成的量子點層1’即具有良好的水氧阻隔特性。因此，光學膜m1不需要再額外設置其他成本較高的水氧阻隔層，而可降低光學膜m1的整體成本與製程難度。除此之外，也可以降低光學膜m1的整體厚度。在一實施例中，光學膜m1的總厚度是介於90nm至380nm之間。
請參照表1，顯示利用比較例的材料與本發明實施例的量子點複合材1，所形成的光學膜的各項指標參數。在比較例與實施例1~6中，用來形成量子點層1’的量子點複合材1都含有1.6wt%的量子點顆粒11，但在可固化聚合物10中，具硫醇官能基單體、壓克力單體以及壓克力寡聚物具有不同配比。另外，比較例與實施例1~6所使用的第一基底層與第二基底層的材料相同。
表1中各項指標參數的量測方法如下：翹曲度：測試方式是使用10cm x 10cm之樣品，貼住其中一端之後，量測另一端的翹曲高度。
密著度：利用拉力機進行測試。測試時，量子點層被夾在第一基底層、第二基底層之間再進行拉開測試。密著度記為佳時，表示無法被拉開致第一基底層與第二基底層破裂；密著度記為普通時，表示可以被拉開，第一基底層、第二基底層均黏有膠層；密著度記為差時，表示可以被拉開，僅單面基底層有膠層。
輝度：使用輝度計(機台型號SR-3AR分光光度計)測試，以藍色光源(12W)、色座標(x=0.155,y=0.026)、主波長450nm、及半峰全寬20nm等 條件進行激發，並在背光模組照射下測得。
環測：使用環測箱並在65℃及95%相對濕度的條件下測試。量測環測前後色座標差異以及輝度變化。
收縮率：固化前後的體積變化量與固化前的體積的百分比。
Figure 110127813-A0305-02-0014-1
Figure 110127813-A0305-02-0015-2
由表1可以看出，在比較例中，若完全不添加硫醇官能基單體，而僅增加壓克力單體(包括單官能基單體以及多官能基壓克力單體)的占比時，雖然固化速度較快，但進行固化後，量子點層收縮率高、易捲曲、不平整、密著度較低且較容易裂開。
在實施例1至6的光學膜所使用的量子點複合材中都包含具硫醇官能基單體。相較於比較例而言，在固化後，實施例1至6的量子點層1’與第一基底層2以及與第二基底層3之間都具有較佳的密著度。進一步而言，參照表1，相較於比較例的環測輝度衰退率(11.9%)，實施例1~6的環測輝度衰退率(0.45%-4.4%)以及環測色座標變化都較低，可以證明實施例1~6的光學膜的水氧阻隔性明顯優於比較例的光學膜。
此外，在本發明實施例中，在量子點複合材1的可固化聚合物10中，單官能基壓克力單體的重量百分比與多官能基壓克力單體的重量百分比之間的比值是0.5至2.5，可以使可固化聚合物10不僅對於量子點顆粒11具有較佳的分散性，也提升可固化聚合物10被固化之後的水氧阻隔性。
使用輝度計(機台型號SR-3AR分光光度計)測試本發明實施例的光學膜m1的光學性質。測試結果顯示本發明實施例的光學膜m1所產生的紅光波長半高寬不超過35nm，較佳是介於25nm至30nm。本發明實施例的光學膜m1所產生的綠光波長半高寬不超過30nm，較佳是介於20nm至25nm。另外，測試結果顯示本發明實施例的光學膜m1在放光時，輝度大於3100cd/m2，較佳甚至可達到4000cd/m2至5000cd/m2。上述測試結果證明，本發明實施例1至6所提供的量子點層1’(固化後的量子點複合材1)，不僅具有較佳的水氧阻隔 性，也對於量子點顆粒11具有較佳的分散性。
另外，在實施例1至6的光學膜m1所使用的量子點複合材中，硫醇官能基單體與多官能基壓克力單體的比值範圍為0.07至2.3。相較於比較例而言，實施例1至6的光學膜m1具有較佳的柔軟性，因此翹曲度(挺性)較低。隨著硫醇官能基單體與多官能基壓克力單體的比值逐漸增加，光學膜m1的柔軟性越高，而翹曲度越低。
一般而言，翹曲度越高的光學膜，也會具有較高的挺性。後續要對光學膜進行加工或組裝時較為便利。在實施例2至5的光學膜m1所使用的量子點複合材1中，硫醇官能基單體與多官能基壓克力單體的比值範圍為0.17至2，光學膜m1的翹曲度介於2至2.5mm，不僅可以使光學膜具有較佳的柔軟性，也可以使光學膜具有較適當的挺性(翹曲度)範圍，而增加後續加工或組裝的便利性。
綜合考量密著度、環測輝度衰退率、環測色座標變化以及翹曲度等特性。在實施例3至5的光學膜m1所使用的量子點複合材1中，硫醇官能基單體的重量百分比濃度與多官能基壓克力單體的重量百分濃度的總和是由35%至45%，且硫醇官能基單體與多官能基壓克力單體的比值範圍為0.4至2，可以兼顧柔軟性、水氧阻隔性以及加工與組裝便利性。
據此，本發明實施例的光學膜m1可應用於顯示器的背光模組中。請參照圖3，其顯示本發明實施例的背光模組的示意圖。背光模組M包括光學膜m1、導光單元m2以及至少一發光單元m3。
導光單元m2可包括導光板、反射片、擴散片、稜鏡片以及偏光片中的至少一種，本發明並不限制。導光單元m2具有一入光側S1以及一出光側S2。
至少一發光單元m3用以產生投射至導光單元m2的光束L。如圖 3所示，本實施例的發光單元m3包括多個發光元件m31，且多個發光元件m31可排列成一陣列，並對應設置在導光單元m2的入光側S1。此外，光學膜m1是設置於導光單元m2的入光側S1，並位於導光單元m2與發光單元m3之間。
在本實施例中，光學膜m1可以利用圖2所示的光學膜m1，其包括量子點層1’、第一基底層2以及第二基底層3，且量子點層1’位於第一基底層2與第二基底層3之間。換言之，量子點層1’具有兩相對的第一表面1a與第二表面1b，第一基底層2連接於第一表面1a，而第二基底層3連接於第二表面1b。在本實施例中，光學膜m1是通過第二基底層3連接於導光單元m2。詳細而言，光學膜m1可通過另一光學膠層m4而固定在導光單元m2的入光側S1。量子點層1’、第一基底層2與第二基底層3的材料已於前文中敘述，在此不再贅述。
須說明的是，發光單元m3所產生的光束L進入量子點層1’之後，一部分光束L可激發量子點層1’內的量子點顆粒11而產生激發光束，且激發光束的波長不同於光束L的波長。也就是說，發光單元m3所產生的光束L通過量子點層1’之後，會產生混合光束(包含光束與激發光束)，混合光束再由導光單元m2的入光側S1進入導光單元m2。
另外，本發明實施例的量子點層1’具有良好的水氧阻隔性，因此不需要額外使用高成本的水氧阻隔層來保護量子點層1’，不僅可降低光學膜m1的成本，也可使光學膜m1的整體厚度降低。當本發明實施例的光學膜m1應用於顯示器的背光模組M中時，也可進一步縮減背光模組M的厚度。
[實施例的有益效果]
本發明的其中一有益效果在於，本發明所提供的量子點複合材、應用其的光學膜及背光模組，其能通過“量子點複合材包括一可固化聚合物10以及分散於可固化聚合物10內的多個量子點顆粒11”以及“可固化聚合物10包括15至40wt%的單官能基壓克力單體；15至40wt%的多官能基壓 克力單體；5至30wt%具硫醇官能基單體；1至5wt%的光起始劑；10至30wt%壓克力寡聚物；以及5至25wt%的散射粒子”的技術方案，可使量子點複合材1固化後而形成的量子點層1’本身阻絕水氣和氧氣的能力，而可應用在光學膜m1及顯示器的背光模組M中。
進一步而言，通過控制具硫醇官能基單體與多官能基壓克力單體的總和以及兩者的比例，本發明實施例所提供的量子點複合材1固化後所形成的量子點層1’不僅具有較高的緻密性及較佳的水氧阻隔能力，且具有較佳的柔軟性與韌性，而不容易脆裂。此外，本發明實施例所提供的量子點複合材1所製作的光學膜m1具有較適合的挺性。在應用於顯示器時，具有適當挺性的光學膜m1可提升組裝便利性。
另外，通過控制單官能基壓克力單體與多官能基壓克力單體之間的比例，也可使量子點顆粒11在可固化聚合物10中具有較佳的分散性。據此，本發明實施例的量子點層1’受激發時所產生的受激發光(紅光或綠光)的波長半高寬以及輝度皆可符合應用的標準。
相較於現有的量子點膜，本發明實施例的量子點層1’本身就具有較佳的水氧阻隔特性，因此位於量子點層1’兩側的第一基底層2與第二基底層3的材料不需要特地選用高成本的水氧阻隔材料，而可選用成本較低的材料，如：聚對苯二甲酸乙二酯(PET)，有利於降低光學膜m1整體的製造成本以及製程難度。
此外，通過控制具硫醇官能基單體與壓克力單體(包含單官能基壓克力單體與多官能基壓克力單體)的含量，本發明實施例的量子點層1’與第一基底層2以及第二基底層3之間有較佳的密著度，水氣與氧氣較不容易從第一基底層2(或第二基底層3)與量子點層1’之間的接面滲入量子點層1’內，也可進一步提升光學膜m1對水氣與氧氣的阻隔性。
以上所公開的內容僅為本發明的優選可行實施例，並非因此侷限本發明的申請專利範圍，所以凡是運用本發明說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本發明的申請專利範圍內。
m1:光學膜
1’:量子點層
1a:第一表面
1b:第二表面
10’:聚合物
11:量子點顆粒
2:第一基底層
3:第二基底層

Claims (13)

  1. 一種量子點複合材，其包括一可固化聚合物以及分散於所述可固化聚合物內的多個量子點顆粒，其中，以所述可固化聚合物的總重為100重量百分比，所述可固化聚合物包括：15至40wt%的單官能基壓克力單體；15至40wt%的多官能基壓克力單體；5至35wt%具硫醇官能基單體；1至5wt%的光起始劑；10至30wt%壓克力寡聚物；以及5至25wt%的散射粒子；其中，所述單官能基壓克力單體的重量百分比與所述多官能基壓克力單體的重量百分比之間的比值範圍是0.7至1.5。
  2. 如請求項1所述的量子點複合材，其中，所述單官能基壓克力單體是選自由甲基丙烯酸四氫糠酯、丙烯酸硬脂酯、甲基丙烯酸月桂酯、丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸異冰片酯、丙烯酸十三烷基酯以及烷氧基化壬基酚丙烯酸酯所組成的群組；且所述多官能基壓克力單體是選自三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、乙氧基化(20)三羥甲基丙烷三丙烯酸酯以及季戊四醇三丙烯酸酯所組成的群組。
  3. 如請求項1所述的量子點複合材，其中，所述壓克力寡聚物是選自於由聚碳酸酯丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯以及聚丁二烯丙烯酸酯所組成的群組。
  4. 如請求項1所述的量子點複合材，其中，所述具硫醇官能基單體是一級硫醇類化合物或二級硫醇類化合物，且是選自於由2,2'-(乙二氧基)二乙硫醇、2,2'-硫二乙硫醇、三羥甲基丙烷三(3-巰基丙酸酯)、聚乙二醇二硫醇、季戊四醇四(3-巰基丙酸酯)、乙二醇雙巰基乙酸酯以及2-巰基丙酸乙 酯所組成的群組。
  5. 如請求項1所述的量子點複合材，其中，所述多官能基壓克力單體是選自由三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、乙氧基化(20)三羥甲基丙烷三丙烯酸酯以及季戊四醇三丙烯酸酯所組成的群組。
  6. 如請求項1所述的量子點複合材，其中，所述散射粒子為0.5至10μm且經表面處理的壓克力或二氧化矽或聚苯乙烯微珠。
  7. 如請求項1所述的量子點複合材，其中，所述量子點材料的重量百分濃度為0.1至4wt%。
  8. 如請求項1所述的量子點複合材，其中，多個所述量子點顆粒包括紅色量子點與綠色量子點，且所述綠色量子點與所述紅色量子點之間的濃度比值為1至30。
  9. 如請求項1所述的量子點複合材，具硫醇官能基單體的重量百分濃度與多官能基壓克力單體的重量百分濃度的總和是介於20%至50%之間，且具硫醇官能基單體的重量百分濃度與多官能基壓克力單體的重量百分濃度的比值範圍是0.4至2。
  10. 一種光學膜，其包括：一量子點層、一第一基底層與一第二基底層，所述量子點層位於所述第一基底層與所述第二基底層之間，所述量子點層是由一量子點複合材固化而形成，所述量子點複合材包括一可固化聚合物以及分散於所述可固化聚合物內的多個量子點顆粒，且以可固化聚合物的總重為100重量百分比，所述可固化聚合物包括：15至40wt%的單官能基壓克力單體；15至40wt%的多官能基壓克力單體；5至35wt%具硫醇官能基單體；1至5wt%的光起始劑； 10至30wt%壓克力寡聚物；以及5至25wt%的散射粒子；其中，所述單官能基壓克力單體的重量百分比與所述多官能基壓克力單體的重量百分比之間的比值範圍是0.7至1.5。
  11. 如請求項10所述的光學膜，其中，所述第一基底層與所述第二基底層的材料為聚對苯二甲酸乙二酯，且所述第一基底層與所述第二基底層的厚度都是介於20微米至120微米。
  12. 如請求項10所述的光學膜，其中，所述量子點層的厚度是介於30微米至130微米。
  13. 一種背光模組，其包括：一導光單元，其具有一入光側以及一出光側；至少一發光單元，其用以產生投射至所述入光側的一光束；以及一光學膜，其設置於所述導光單元的所述入光側，並位於所述導光單元與至少一所述發光單元之間，其中，所述光學膜包括：一量子點層，其包括一第一表面以及一第二表面；一第一基底層，其連接於所述量子點層的所述第一表面；以及一第二基底層，其連接於所述量子點層的所述第二表面，並連接於所述導光單元；其中，所述量子點層是由一量子點複合材固化而形成，所述量子點複合材包括一可固化聚合物以及分散於所述可固化聚合物內的多個量子點顆粒，其中，以量子點複合材的總重為100重量百分比，所述可固化聚合物包括：15至40wt%的單官能基壓克力單體；15至40wt%的多官能基壓克力單體； 5至35wt%具硫醇官能基單體；1至5wt%的光起始劑；10至30wt%壓克力寡聚物；以及5至25wt%的散射粒子；其中，所述單官能基壓克力單體的重量百分比與所述多官能基壓克力單體的重量百分比之間的比值範圍是0.7至1.5。
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