TWI772179B - 量子點複合材、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、光學膜及背光模組。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：5至30重量百分比的單官能基丙烯酸單體、10至40重量百分比的多官能基丙烯酸單體、15至40重量百分比的硫醇化合物、1至5重量百分比的光起始劑、5至25重量百分比的烯丙基單體，以及3至30重量百分比的散射粒子。

Description

量子點複合材、光學膜及背光模組
本發明涉及一種量子點複合材、光學膜及背光模組，特別是涉及一種不需另外設置阻隔層的量子點複合材、光學膜及背光模組。
隨著對顯示器的色彩品質要求增加，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，在相關技術領域中，研究員致力於使用量子點材料製作光學膜，並將光學膜應用於顯示器的背光源，以期能夠提供觀看者更佳的觀賞體驗。
然而，量子點材料不耐水氣與氧氣，一旦含有量子點材料的光學膜接觸到空氣或水氣，量子點材料很容易被劣化而影響其發光效率。為了避免量子點受外界水氣與氧氣的影響，目前市面上的光學膜設置有阻隔層，以提升顯示器的穩定性及延長使用壽命。
舉例來說，在一些現有光學膜n1中，阻隔層B設置於量子點層1’與第一基底層2之間，以及設置於量子點層1’與第二基底層3之間，以防止外界的水氣與氧氣與量子點層1’接觸，如圖5所示。在另一些現有光學膜n1中，阻隔層B設置於第一基底層2以及第二基底層3上，也就是說，阻隔層B設置於光學膜n1的最外側，以達到阻隔水氣與氧氣的效果，如圖6所示。
阻隔層可提升光學膜對水氣及氧氣的阻隔效果，但高阻隔率的阻隔膜會增加整體成本及製程難度，也較難降低產品的整體厚度。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，且較難普及。因此，如何改良量子點層的配方，以提升量子點層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、光學膜及背光模組。
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。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：5至30重量百分比的單官能基丙烯酸單體、10至40重量百分比的多官能基丙烯酸單體、15至40重量百分比的硫醇化合物、1至5重量百分比的光起始劑、5至25重量百分比的烯丙基單體，以及3至30重量百分比的散射粒子。
於一些實施例中，量子點顆粒在量子點複合材中的濃度為0.1至5重量百分比。
於一些實施例中，硫醇化合物的添加量是多個量子點顆粒的添加量的15至50倍。
於一些實施例中，多個量子點顆粒的表面具有一配位基，配位基是選自於由下列所構成的群組：油酸、烷基膦、烷基氧化膦、烷基胺類、烷基羧酸、烷基硫醇及烷基膦酸。
於一些實施例中，硫醇化合物是選自於由下列所構成的群組：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、2-巰基丙酸乙酯、季戊四醇四（3-巰基丁酸）酯、1, 3, 5-三（3-巰基丁醯氧基乙基）-1, 3, 5-三嗪-2, 4, 6（1H, 3H, 5H）-三酮及1, 4-丁二醇二（3-巰基丁酸）酯。
於一些實施例中，硫醇化合物包含一級硫醇與二級硫醇，一級硫醇與二級硫醇的含量比例為1：3至3：1。
於一些實施例中，單官能基丙烯酸單體是選自於由下列所構成的群組：甲基丙烯酸二環戊二烯酯、三甘醇乙基醚甲基丙烯酸酯、烷氧基化丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸異冰片酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸硬脂酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸異冰片酯、十三烷基丙烯酸酯、己內酯丙烯酸酯、辛基苯酚丙烯酸酯以及烷氧基化丙烯酸酯。
於一些實施例中，多官能基丙烯酸單體是選自於由下列所構成的群組：三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、二三羥甲基丙烷四丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯以及乙氧基化季戊四醇四丙烯酸酯。
於一些實施例中，烯丙基單體是選自於由下列所構成的群組：對苯二甲酸二烯丙酯、鄰苯二甲酸二烯丙酯、碳酸二烯丙酯、乙二酸二烯丙酯及間苯二甲酸二烯丙酯。
為了解決上述的技術問題，本發明所採用的另外一技術方案是提供一種光學膜。光學膜包括：一量子點層、一第一基底層以及一第二基底層，量子點層設置於第一基底層以及第二基底層之間，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：5至30重量百分比的單官能基丙烯酸單體、10至40重量百分比的多官能基丙烯酸單體、15至40重量百分比的硫醇化合物、1至5重量百分比的光起始劑、5至25重量百分比的烯丙基單體，以及3至30重量百分比的散射粒子。
於一些實施例中，第一基底層與第二基底層的材料為聚對苯二甲酸乙二酯，且第一基底層與第二基底層的厚度都是介於20微米至120微米。
於一些實施例中，量子點層的厚度是介於30微米至130微米。
於一些實施例中，光學膜不包含阻隔層。
為了解決上述的技術問題，本發明所採用的另外再一技術方案是提供一種背光模組。背光模組包括一導光單元、至少一發光單元以及一光學膜。導光單元具有一入光側以及一出光側。至少一發光單元是用以產生投射至入光側的一光束。光學膜設置於導光單元的入光側，並位於導光單元與至少一發光單元之間。光學膜包括：一量子點層、一第一基底層以及一第二基底層，量子點層設置於第一基底層以及第二基底層之間，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：5至30重量百分比的單官能基丙烯酸單體、10至40重量百分比的多官能基丙烯酸單體、15至40重量百分比的硫醇化合物、1至5重量百分比的光起始劑、5至25重量百分比的烯丙基單體，以及3至30重量百分比的散射粒子。
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材、光學膜及背光模組，其能通過“5至30重量百分比的單官能基丙烯酸單體”、“10至40重量百分比的多官能基丙烯酸單體”、“15至40重量百分比的硫醇化合物”、“1至5重量百分比的光起始劑”、“5至25重量百分比的烯丙基單體”以及“3至30重量百分比的散射粒子”的技術方案，以提升量子點複合材、光學膜及背光模組的水氧阻隔效果。
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。
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、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。
本發明提供一量子點複合材，其對水氣與氧氣具有良好的阻隔能力，可避免量子點因接觸水氣與氧氣而劣化。因此，當量子點複合材應用於光學膜時，量子點複合材固化形成的量子點層同樣對水氣與氧氣具有良好的阻隔能力，光學膜不需另設置阻隔層，即可達到保護量子點的效果。
[第一實施例]
請參閱圖1所示，本發明提供量子點複合材1，其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。量子點複合材1對水氣與氧氣具有良好的阻隔能力。
多個量子點顆粒11在量子點複合材1中的濃度為0.1重量百分比（wt%）至5重量百分比。於一些實施例中，多個量子點顆粒11在量子點複合材1中的濃度為0.2重量百分比至4重量百分比。較佳的，多個量子點顆粒11在量子點複合材1中的濃度為0.3重量百分比至3重量百分比。
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。並且，量子點顆粒11可以是單層結構的量子點，或是具有核殼結構的量子點。以下說明僅用於敘述多個量子點顆粒11可能的種類，並非用以限制本發明。
當量子點顆粒11是核殼結構時，量子點包含一核心以及包覆核心的一外殼。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。
舉例來說，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）。
於一些實施例中，多個量子點顆粒11的表面形成有一配位基，以維持多個量子點顆粒11之間的穩定性。具體來說，配位基是選自於由下列所構成的群組：油酸、烷基膦、烷基氧化膦、烷基胺類、烷基羧酸、烷基硫醇及烷基膦酸。然而，本發明不以此為限。
本發明通過改良可固化聚合物10的組成與配比，可提高可固化聚合物10在固化之後的緻密性。如此一來，固化聚合物10在固化後對水氣與氧氣可具有良好的阻隔能力，並維持一定的物理特性。
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5至30重量百分比的單官能基丙烯酸單體、10至40重量百分比的多官能基丙烯酸單體、15至40重量百分比的硫醇化合物、1至5重量百分比的光起始劑、5至25重量百分比的烯丙基單體以及3至30重量百分比的散射粒子。
單官能基丙烯酸單體與多官能基丙烯酸單體都是含有官能基的小分子。單官能基丙烯酸單體是指每個分子含有一個可參與聚合反應的官能基，而多官能基丙烯酸單體是指每個分子含有多個可參與聚合反應的官能基。
相較於多官能基丙烯酸單體，單官能基丙烯酸單體具有固化速度低、交聯密度低以及黏度低的特性。因此，若單官能基丙烯酸單體的占比越高，固化後的量子點複合材1的體積收縮率越小且交聯密度（crosslink density）越低。然而，單官能基丙烯酸單體有助於提升多個量子點顆粒11的分散性。
相對地，多官能基丙烯酸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。若是多官能基丙烯酸單體的占比越高，雖然可提升固化後的量子點複合材1的交聯密度，但體積收縮率也越大，且硬度相對越高。此外，由於多官能基丙烯酸單體會提高量子點複合材1的黏度，若多官能基丙烯酸單體的占比越高，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，當量子點顆粒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，量子點顆粒11的光轉換效率較差，且輝度較低，難以符合實際應用需求。
據此，在本發明所提供的實施例中，不僅需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的體積收縮率、硬度與脆性過大。
基於上述，單官能基丙烯酸單體可提升多個量子點顆粒11的分散性。然而，若單官能基丙烯酸單體的比例過高，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，單官能基丙烯酸單體的重量百分比與多官能基丙烯酸單體的重量百分比之間的比值範圍是0.15至0.75。
在一較佳實施例中，單官能基丙烯酸單體的重量百分比與多官能基丙烯酸單體的重量百分比之間的比值範圍是0.2至0.62。在一更佳實施例中，單官能基丙烯酸單體的重量百分比與多官能基丙烯酸單體的重量百分比之間的比值範圍是0.25至0.55。如此一來，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。
在一些實施例中，單官能基丙烯酸單體在可固化聚合物10中的含量為7.5至25重量百分比。較佳的，單官能基丙烯酸單體在可固化聚合物10中的含量為8至20重量百分比。更佳的，單官能基丙烯酸單體在可固化聚合物10中的含量為10至15重量百分比。
在一些實施例中，多官能基丙烯酸單體在可固化聚合物10中的含量為15至25重量百分比。
在一些實施例中，單官能基丙烯酸單體是選自由下列所構成的群組：甲基丙烯酸二環戊二烯酯、三甘醇乙基醚甲基丙烯酸酯、烷氧基化丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸異冰片酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸硬脂酸酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸異冰片酯、十三烷基丙烯酸酯、己內酯丙烯酸酯、辛基苯酚丙烯酸酯以及烷氧基化丙烯酸酯。然而，本發明不以此為限。
另外，在一實施例中，多官能基丙烯酸單體是選自由下列所構成的群組：三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、二（三羥甲基丙烷）四丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯以及乙氧基化季戊四醇四丙烯酸酯。然而，本發明不以此為限。
需說明的是，雖然增加多官能基丙烯酸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較脆且不具有柔軟性，較不利於後續加工。因此，在本發明中，可固化聚合物10包括硫醇化合物，硫醇化合物的添加可使固化後的量子點複合材1具有較高的密度，並具有柔軟性及韌性。
在可固化聚合物10中，若硫醇化合物的含量低於15 wt%，固化後的量子點複合材1會偏硬。另一方面，若硫醇化合物在可固化聚合物10中的含量高於40 wt%，固化後的量子點複合材1會太軟，而影響其組裝便利性。因此，硫醇化合物在可固化聚合物10中的含量可以是15 wt%、20 wt%、25 wt%、30 wt%、35 wt%或40 wt%。
另外，硫醇化合物的添加，可提升多個量子點顆粒11的配位基與可固化聚合物10之間的相容性，使得多個量子點顆粒11可被可固化聚合物10完整包覆，進而提升量子點複合材1的水氧阻隔特性。
因此，為了有效提升多個量子點顆粒11與可固化聚合物10之間的相容性，本發明控制硫醇化合物的添加重量是量子點顆粒11的添加重量的15至50倍。舉例來說，硫醇化合物的添加重量與量子點顆粒11的添加重量的比值可以是15、20、25、30、35、40、45或50。
於本發明中，硫醇化合物可以是一級硫醇、二級硫醇或是其組合物。當硫醇化合物同時包括一級硫醇及二級硫醇時，一級硫醇與二級硫醇的含量比例為1：3至3：1。
舉例來說，一級硫醇可以是選自由下列所構成的群組：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）及乙二醇雙巰基乙酸酯。二級硫醇可以是選自由下列所構成的群組：2-巰基丙酸乙酯、季戊四醇四（3-巰基丁酸）酯、1, 3, 5-三（3-巰基丁醯氧基乙基）-1, 3, 5-三嗪-2, 4, 6（1H, 3H, 5H）-三酮及1, 4-丁二醇二（3-巰基丁酸）酯。然而，本發明不以此為限。
於本發明中，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。在一些實施例中，光起始劑可以選自於由下列所構成的群組：1-羥基環己基苯基酮（1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone）、苯甲醯異丙醇（benzoyl isopropanol）、三溴甲基苯碸（tribromomethyl phenyl sulfone）及二苯基（2, 4, 6-三甲基苯甲醯基）氧化膦（diphenyl（2, 4, 6-trimethylbenzoyl）phosphine oxide）。然而，本發明不以此為限。
於本發明中，烯丙基單體的添加可提升可固化聚合物10與量子點顆粒11之相容性，並可避免量子點複合材1的黏度過高。另外，量子點複合材1的極性會因硫醇化合物的添加而被提升，烯丙基單體的添加則可避免量子點複合材1的極性過度提升。舉例來說，烯丙基單體可以選自於由下列所構成的群組：對苯二甲酸二烯丙酯、鄰苯二甲酸二烯丙酯、碳酸二烯丙酯、乙二酸二烯丙酯及間苯二甲酸二烯丙酯。然而，本發明不以此為限。
於本發明中，散射粒子可幫助散射量子點產生的光線，如此一來，當量子點複合材1應用於製造光學膜時，光學膜可產生均勻的光線。需說明的是，若散射粒子的含量低於3 wt%時，量子點複合材1的霧度不足。若散射粒子的含量超過30 wt%時，會負面影響量子點顆粒11的分散性。
散射粒子可以是尺寸為0.5微米至20微米的微珠，且微珠的材料可以是選自於由下列所構成的群組：壓克力、二氧化矽、二氧化鍺、二氧化鈦、二氧化鋯、三氧化二鋁及聚苯乙烯。
值得說明的是，可固化聚合物10中還可包括一抑制劑。抑制劑的添加可控制量子點複合材1固化的時間，以方便操作。若未添加抑制劑，可固化聚合物10在尚未與量子點顆粒11混合均勻前便會固化，而無法獲得品質良好的量子點材料。抑制劑在可固化聚合物10中的含量為0.05至2重量百分比。
請參閱圖2所示，本發明提供一種光學膜m1，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。在本實施例中，光學膜m1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。
量子點層1’可以是由前述量子點複合材1固化而形成，量子點複合材1的詳細成分於此不再贅述。詳細而言，將量子點複合材1設置於第一基底層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。
接著，執行一固化步驟，以使疊層結構中的量子點複合材1固化形成量子點層1’，量子點複合層1可以通過光固化或是熱固化的方式形成量子點層1’。進一步而言，在固化步驟中，可直接對疊層結構照射紫外光，促使量子點複合材1固化成量子點層1’。據此，量子點層1’包括可固化聚合物10固化形成的聚合物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’結構緻密，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，於一較佳實施例中，聚酯為聚對苯二甲酸乙二酯。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’，即可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90 nm至380 nm之間。
請參閱圖3所示，本發明提供另一種光學膜m1，光學膜m1包括一量子點層1’、一第一基底層2、一第二基底層3、一第一抗沾黏塗佈層4與一第二抗沾黏塗佈層5。量子點層1’位於第一基底層2與第二基底層3之間，第一抗沾黏塗佈層4形成於第一基底層2上，第二抗沾黏塗佈層5形成於第二基底層3上。
第一抗沾黏塗佈層4與第二抗沾黏塗佈層5的設置，可防止光學膜m1在製造或運輸過程中發生沾黏。第一抗沾黏塗佈層4與第二抗沾黏塗佈層5的成分各自包括一樹脂及一固體顆粒，第一抗沾黏塗佈層4與第二抗沾黏塗佈層5的厚度為3微米至10微米。
請參閱圖4所示，本發明提供一種背光模組M，背光模組M包括光學膜m1、一導光單元m2及一發光單元m3，光學膜m1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。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。
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，然而，本發明不限於此。導光單元m2具有相對的一出光側S1與一入光側S2，光學膜m1設置於導光單元m2的入光側S2。
發光單元m3是用以產生投射至導光單元m2的一光束L。於本實施例中，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S2。
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S2。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而產生一激發光束，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L與激發光束），混合光束再由入光側S2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。
為了證實本發明量子點複合材1、光學膜m1及背光模組M的優點，根據表1的成分，配製了實施例1至3以及比較例1、2的量子點複合材。並使用量子點複合材1，以製造如圖3中所示的光學膜m1，光學膜m1的各項指標參數列於表1中。接著，將光學膜m1與導光單元m2及一發光單元m3組裝後，對背光模組M的進行輝度及水氧耐候信賴性的測試，測試結果列於表1中。
表1中各項指標參數的量測方法如下：
密著度：利用拉力機測試光學膜的密著度。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。
收縮性：將光學膜放到85°C的烘箱烘烤半小時後，觀察其收縮狀態。當光學膜的翹曲程度大於或等於0.2公分時，以「有翹曲」表示，當光學膜的翹曲程度小於0.2公分時，以「無翹曲」表示。
輝度：使用輝度計（機台型號SR-3AR分光光度計），測量背光模組在以12W的藍色光源、（x=0.155、y=0.026）的色座標、450奈米的主波長，以及20奈米的半峰全寬的條件下激發所產生的混合光束的輝度。
水氧耐候信賴性：將背光模組置於環測箱，在65 oC及95%相對濕度的條件下，以強度1000 cd/m 2的藍光照射，並記錄背光模組產生的混合光束衰退10%之時間。
表1
（重量百分比） 實施例1 實施例2 實施例3 比較例1 比較例2
量子點複合材 單官能基丙烯酸單體 10.9% 10.9% 10.9% 30% 5%
多官能基丙烯酸單體 20% 40% 20% 30% 40%
硫醇化合物 35% 25% 40% 10% 10.9%
光起始劑 3% 3% 3% 3% 3%
烯丙基單體 15% 5% 10% 10.9% 25%
散射粒子 15% 15% 15% 15% 15%
量子點顆粒粉末 1% 1% 1% 1% 1%
抑制劑 0.1% 0.1% 0.1% 0.1% 0.1%
光學膜 厚度（μm） 300 300 300 300 300
光穿透性（%） 75 75 75 75 75
折射率 1.57 1.55 1.54 1.49 1.47
密著性 材破無法撕開 材破無法撕開 密著不佳 材破無法撕開 材破無法撕開
收縮性 無翹曲 有翹曲 無翹曲 有翹曲 有翹曲
背光模組 輝度（Cd/m 2） 5000 4850 4900 3600 3500
水氧耐候信賴性（小時） 1500 950 700 500 400
根據表1的結果，本發明通過控制量子點複合材的組分，可使量子點顆粒被可固化聚合物緊密的包覆，而可具有良好的水氧阻隔效果。當量子點複合材應用於背光模組時，即使在高溫高濕（65 °C、95%RH）的環境下，仍可具有較佳的水氧阻隔效果。
就物理特性而言，實施例1、2的光學膜具有良好的密著性，以拉力機測試時，量子點層、第一基底層及第二基底層無法被分開，最後光學膜破裂。也就是說，當可固化聚合物包括15至25重量百分比的烯丙基單體時，光學膜可具有較佳的密著性。
另外，實施例1、3的光學膜具有適當的收縮性，即便在高溫高濕的環境下，仍可保有原本的結構形狀。因此，光學膜的光學性質不會因高溫高濕的環境而受負面影響。也就是說，當可固化聚合物包括15至40 wt%的硫醇化合物時，光學膜可具有適當的收縮性，不會產生翹曲。
[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、光學膜及背光模組，其能通過“5至30重量百分比的單官能基丙烯酸單體”、“10至40重量百分比的多官能基丙烯酸單體”、“15至40重量百分比的硫醇化合物”、“1至5重量百分比的光起始劑”、“5至25重量百分比的烯丙基單體”以及“3至30重量百分比的散射粒子”的技術方案，以提升量子點複合材、光學膜及背光模組的水氧阻隔效果。
更進一步來說，通過“硫醇化合物的添加量是多個所述量子點顆粒的添加量的15至50倍”的技術方案，本發明所提供的量子點顆粒可被可固化聚合物緊密的包覆，進而提升量子點複合材、光學膜及背光模組的水氧阻隔效果。
更進一步來說，通過“烯丙基單體是選自於由下列所構成的群組：對苯二甲酸二烯丙酯、鄰苯二甲酸二烯丙酯、碳酸二烯丙酯、乙二酸二烯丙酯及間苯二甲酸二烯丙酯”的技術方案，本發明可固化聚合物10與量子點顆粒11之間的相容性可被提升，且可避免量子點複合材1的黏度過高或極性過高的問題。
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。
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 4:第一抗沾黏塗佈層 5:第二抗沾黏塗佈層 m2:導光單元 S1:出光側 S2:入光側 m3:發光單元 m31:發光元件 L:光束 m4:光學膠層 B:阻隔層 n1:現有光學膜
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為本發明另一實施例的光學膜的局部剖面示意圖。
圖4為本發明的背光模組的示意圖。
圖5為現有技術中其中一光學膜的側剖示意圖。
圖6為現有技術中另外一光學膜的側剖示意圖。
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 (14)

  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，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： 5至30重量百分比的單官能基丙烯酸單體； 10至40重量百分比的多官能基丙烯酸單體； 15至40重量百分比的硫醇化合物； 1至5重量百分比的光起始劑； 5至25重量百分比的烯丙基單體；以及 3至30重量百分比的散射粒子。
  2. 如請求項1所述的量子點複合材，其中，所述量子點顆粒在所述量子點複合材中的濃度為0.1至5重量百分比。
  3. 如請求項1所述的量子點複合材，其中，所述硫醇化合物的添加重量是多個所述量子點顆粒的添加重量的15至50倍。
  4. 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的表面具有一配位基，所述配位基是選自於由下列所構成的群組：油酸、烷基膦、烷基氧化膦、烷基胺類、烷基羧酸、烷基硫醇及烷基膦酸。
  5. 如請求項1所述的量子點複合材，其中，所述硫醇化合物是選自於由下列所構成的群組：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、2-巰基丙酸乙酯、季戊四醇四（3-巰基丁酸）酯、1, 3, 5-三（3-巰基丁醯氧基乙基）-1, 3, 5-三嗪-2, 4, 6（1H, 3H, 5H）-三酮及1, 4-丁二醇二（3-巰基丁酸）酯。
  6. 如請求項1所述的量子點複合材，其中，所述硫醇化合物包含一級硫醇與二級硫醇，所述一級硫醇與所述二級硫醇的含量比例為1：3至3：1。
  7. 如請求項1所述的量子點複合材，其中，所述單官能基丙烯酸單體是選自於由下列所構成的群組：甲基丙烯酸二環戊二烯酯、三甘醇乙基醚甲基丙烯酸酯、烷氧基化丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸異冰片酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸硬脂酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸異冰片酯、十三烷基丙烯酸酯、己內酯丙烯酸酯、辛基苯酚丙烯酸酯以及烷氧基化丙烯酸酯。
  8. 如請求項1所述的量子點複合材，其中，所述多官能基丙烯酸單體是選自於由下列所構成的群組：三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、二三羥甲基丙烷四丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯以及乙氧基化季戊四醇四丙烯酸酯。
  9. 如請求項1所述的量子點複合材，其中，所述烯丙基單體是選自於由下列所構成的群組：對苯二甲酸二烯丙酯、鄰苯二甲酸二烯丙酯、碳酸二烯丙酯、乙二酸二烯丙酯及間苯二甲酸二烯丙酯。
  10. 一種光學膜，其包括：一量子點層、一第一基底層以及一第二基底層，所述量子點層設置於所述第一基底層以及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，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： 5至30重量百分比的單官能基丙烯酸單體； 10至40重量百分比的多官能基丙烯酸單體； 15至40重量百分比的硫醇化合物； 1至5重量百分比的光起始劑； 5至25重量百分比的烯丙基單體；以及 3至30重量百分比的散射粒子。
  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. 如請求項10所述的光學膜，其中，所述光學膜不包含阻隔層。
  14. 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，以所述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： 5至30重量百分比的單官能基丙烯酸單體； 10至40重量百分比的多官能基丙烯酸單體； 15至40重量百分比的硫醇化合物； 1至5重量百分比的光起始劑； 5至25重量百分比的烯丙基單體；以及 3至30重量百分比的散射粒子。
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