TWI789097B - 光學膜及其製造方法與背光模組 - Google Patents

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Abstract

本發明公開一種光學膜及其製造方法與背光模組。本發明光學膜包括一無鎘量子點膠層以及一聚酯膜，無鎘量子點膠層包含第一聚合物以及分散於第一聚合物的複數個無鎘量子點，第一聚合物包括1至5 wt%的光起始劑、3至30 wt%的散射粒子、10至40 wt%的硫醇類化合物、5至30 wt%的單官能基壓克力單體、5至20 wt%的雙官能基壓克力單體、10至40 wt%的多官能基壓克力單體、5至20wt%的有機矽接枝低聚物以及100至2000 ppm的抑制劑。通過本發明的無鎘量子點膠層配方組成，可提供無鎘的光學膜，並維持高抗水氧效果。

Description

光學膜及其製造方法與背光模組
本發明涉及一種無鎘光學膜及其製造方法與背光模組，特別是涉及一種可應用於背光模組、LED封裝的無鎘量子點光學膜及其製造方法與背光模組。
近年來，隨著顯示技術的不斷進步，人們對顯示器的品質要求也越來越高。量子點(Quantum Dots)由於其特有的量子限域效應引起了研究者的廣泛關注。相較於傳統的有機發光材料，量子點的發光效能具有半峰寬窄、顆粒小、無散射損失和光譜隨尺寸可調控和光化學性能穩定等優勢。此外，量子點的光學、電學和傳輸性能可以通過合成過程得以調整，這些優點使得量子點具有十分重要的作用。近年來，具有量子點的高分子複合材料已使用於背光及顯示器等領域。
代表性的量子點有硒化鎘(CdSe)、碲化鎘(CdTe)、硫化鎘(CdS)等鎘系量子點，鎘系量子點具有能帶較寬的優點，然而，鎘重金屬的毒性與環境負荷較高，不僅於生產端、汰換顯示器、廢棄物處理皆有造成環境重金屬汙染的風險。再者，現有技術的製程中酸水解的情況也會影響量子點的壽命。
而不使用鎘的無鎘系量子點，舉例如CuInS2或AgInS2等黃銅礦 系量子點、磷化銦(InP)系量子點、或鈣鈦礦(Perovskite)量子點，其面臨著不耐水氣及氧氣的缺點，且使用該些量子點製備為量子點膜時仍須額外以三明治結構貼合雙層水氧阻隔膜層以及聚酯膜，以提升光學膜阻絕水氣和氧氣的能力、延長量子點的使用壽命。
故，如何通過量子點膜層配方的設計改良，強化無鎘量子點膜的水氧阻隔效果，以利省略水氧阻隔膜層，來克服上述的缺陷，已成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可應用於背光模組、LED封裝的無鎘量子點光學膜及其製造方法與背光模組。
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光學膜，其包括一無鎘量子點膠層以及設置於所述無鎘量子點膠層的一聚酯層，所述無鎘量子點膠層包含一第一聚合物以及分散於所述第一聚合物的複數個無鎘量子點。詳細來說，以所述無鎘量子點膠層的總重為100重量百分比，所述無鎘量子點的含量是0.1至5wt%，且所述第一聚合物包括：1至5wt%的光起始劑、3至30wt%的散射粒子、10至40wt%的硫醇類化合物、5至30wt%的單官能基壓克力單體、5至20wt%的雙官能基壓克力單體、10至40wt%的多官能基壓克力單體、5至20wt%的有機矽接枝低聚物；以及100至2000ppm的抑制劑。
於本發明的一具體實施例中，所述聚酯層進一步包括：一化學處理表面，且所述聚酯層透過所述化學處理表面而設置於所述無鎘量子點膠層上。
於本發明的一具體實施例中，所述硫醇類化合物是選自於由一級硫醇及二級硫醇所構成的群組，一級硫醇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)及乙二醇雙巰基乙酸酯。二級硫醇是選自於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。
於本發明的一具體實施例中，所述單官能基壓克力單體是選自由甲基丙烯酸二環戊二烯酯、三甘醇乙基醚甲基丙烯酸酯、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所組成的群組。
於本發明的一具體實施例中，所述雙官能基壓克力單體是選自由乙氧基化雙酚A二甲基丙烯酸酯、1,3-丁二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二甲基丙烯酸酯、1,6己二醇二丙烯酸酯、四乙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇(400)二丙烯酸酯以及乙氧基化(2)雙酚A二甲基丙烯酸酯所組成的群組。
於本發明的一具體實施例中，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、乙氧基化(20)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(4)季戊四醇四丙烯酸酯所組成的群組。
於本發明的一具體實施例中，所述有機矽接枝低聚物是聚八面體倍半矽氧烷。
於本發明的一具體實施例中，所述無鎘量子點是具有一核- 殼結構的量子點，所述核-殼結構的核是選自由矽(Si)、鍺(Ge)、硒(Se)、鋅(Sn)、碲(Te)、硼(B)、氮(N)、磷(P)、砷(As)、硫化鋅(ZnS)、硒化鋅(ZnSe)、碲化鋅(ZnTe)、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)、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)以及碲化鉛(PbTe)所組成的群組之至少一者。
於本發明的一具體實施例中，所述核-殼結構的殼是選自由氧化鋅(ZnO)、硫化鋅(ZnS)、硒化鋅(ZnSe)、碲化鋅(ZnTe)、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)、磷化銦鎵(InxGa1-xP)、硫化銅銦(CuInS2)、硒化銅銦(CuInSe2)、硫硒化銅銦(CuInSxSe2-x)、硫化銅銦鎵(CuInxGa1-xS2)、硒化銅銦鎵(CuInxGa1-xSe2)、硫化銅鎵(CuGaS2)、硒化銅銦鋁(CuInxAl1-xSe2)、硒化銅鎵鋁(CuGaxAl1-xSe2)、硫化銅銦硫化鋅(CuInS2xZnS1-x)以及硒化銅銦硒化鋅(CuInSe2xZnSe1-x)所組成的群組之至少一者。
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 提供一種光學膜的製造方法，包括：(a)將複數個無鎘量子點分散於一第一聚合物中，以得到一量子點複合材料；(b)設置所述量子點複合材料於一聚酯層上，並貼合一離型基材於所述量子點複合材料上，使所述量子點複合材料夾置於所述聚酯層以及所述離型基材之間；(c)以紫外光固化所述量子點複合材料；以及(d)移除所述離型基材，以得到一光學膜。詳細來說，以所述無鎘量子點膠層的總重為100重量百分比(wt%)，所述無鎘量子點的含量是0.1至5wt%，且所述第一聚合物包括：1至5wt%的光起始劑、3至30wt%的散射粒子、10至40wt%的硫醇類化合物、5至30wt%的單官能基壓克力單體、5至20wt%的雙官能基壓克力單體、10至40wt%的多官能基壓克力單體、5至20wt%的有機矽接枝低聚物；以及100至2000ppm的抑制劑。
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，其包括：一導光單元、至少一發光單元以及一光學膜；其中，所述光學膜對應於所述入光側，並位於所述導光單元與至少一所述發光單元之間，所述光學膜包括一無鎘量子點膠層以及設置於所述無鎘量子點膠層上的一聚酯層，所述無鎘量子點膠層包含一第一聚合物以及分散於所述第一聚合物的複數個無鎘量子點，以所述無鎘量子點膠層的總重為100重量百分比，所述無鎘量子點的含量是0.1至5wt%，且所述第一聚合物包括：1至5wt%的光起始劑、3至30wt%的散射粒子、10至40wt%的硫醇類化合物、5至30wt%的單官能基壓克力單體、5至20wt%的雙官能基壓克力單體、10至40wt%的多官能基壓克力單體、5至20wt%的有機矽接枝低聚物以及100至2000ppm的抑制劑。
本發明的其中一有益效果在於，本發明所提供的光學膜及其製造方法與背光模組，其能通過“10至40wt%的硫醇類化合物、5至30wt% 的單官能基壓克力單體、5至20wt%的雙官能基壓克力單體、10至40wt%的多官能基壓克力單體、5至20wt%的有機矽接枝低聚物”的技術方案，以提升無鎘量子點膠層的抗水氧能力，可省略水氧阻隔層的三明治結構，且省略雙面的聚酯層之一，僅須單面設置聚酯層，可有效降低光學膜的厚度，且維持如具備水氧阻隔層的三明治結構的優異抗水氧功效。
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:光學膜
S:背光模組
10:無鎘量子點膠層
10A:第一表面
10B:第二表面
101:第一聚合物
102:量子點
20:聚酯層
201:化學處理表面
30:導光單元
30A:入光側
30B:出光側
40:發光單元
401:發光元件
圖1為本發明一具體實施例的光學膜的剖面示意圖。
圖2為本發明另一具體實施例的光學膜的剖面示意圖。
圖3為本發明一具體實施例的光學膜的製造方法的流程圖。
圖4為本發明一實施例的背光模組的剖面示意圖。
以下是通過特定的具體實施例來說明本發明所公開有關“光學膜及其製造方法與背光模組”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，本發明的圖式僅為簡單示意說明，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。
參閱圖1所示，本發明第一實施例提供一種光學膜M，其包括一無鎘量子點膠層10以及聚酯層20。更詳細來說，無鎘量子點膠層10包含第一聚合物101以及分散於第一聚合物的複數個無鎘量子點102。進一步來說，無鎘量子點膠層10具有第一表面10A以及第二表面10B，聚酯層20設置於第一表面10A上，第二表面10B是裸露未被覆蓋。較佳的，光學膜M的厚度約為25微米至125微米。值得說明的是，本發明的光學膜M具有良好的水氧阻隔效果，主要是因無鎘量子點膠層10以及聚酯層20的材質所造成，受光學膜的厚度的影響較低。
參閱圖2所示，本發明的光學膜M進一步包括一化學處理表面201，其設置於聚酯層20上，且化學處理表面201位於聚酯層20及無鎘量子點膠層10之間。化學處理表面201可提升無鎘量子點膠層10與聚酯層20之間的密著性，關於化學處理表面201的形成方式將於後敘述。
進一步針對無鎘量子點膠層的組成配比說明，無鎘量子點膠層包含第一聚合物以及分散於第一聚合物的複數個無鎘量子點，詳細來說，以所述無鎘量子點膠層的總重為100重量百分比，所述無鎘量子點的含量是0.1至5wt%，且所述第一聚合物包括：1至5wt%的光起始劑、3至30wt%的散射粒子、10至40wt%的硫醇類化合物、5至30wt%的單官能基壓克力單體、5至20wt%的雙官能基壓克力單體、10至40wt%的多官能基壓克力單體、5至20wt%的有機矽接枝低聚物以及100至2000ppm的抑制劑。
光起始劑可以選自於由1-羥基環己基苯基酮、苯甲醯異丙醇、三溴甲基苯碸及二苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦所構成的群組，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%則會影響膠材整體性質的揮發性。
散射粒子為0.5至10μm且經表面處理的微珠，微珠材料可以是壓克力、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。散射粒子的折射率約為1.39至1.45。散射粒子提供較佳的量子點發出的光產生散射，使無鎘量子點膠層所產生的光更加均勻，若散射粒子含量低於3wt%則霧度不足，超過30wt%則過多，導致整體材料樹脂含量不足，影響分散性並增加加工困難度。於一些實施例中，散射粒子的含量也可以是5wt%、10wt%、15wt%、20wt%、25wt%或30wt%。
具體來說，硫醇類化合物是選自於由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、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)-三酮以及1,4-丁二醇二(3-巰基丁酸)酯所組成的群組。
硫醇類化合物是包含巰基官能團(-SH)的非芳香化合物，提供了與量子點具有較佳結合性的官能基，使得量子點具有較佳的分散性，進而提升了光學膜M對水氧的阻隔性。硫醇類化合物的含量相較於現有技術的配比較高，使得聚合度較高，而含量若低於10wt%則不具備效果，含量超過40wt%則造成膠材過軟、容易彎折，且使得水氧阻隔性下降。於一些實施例中，硫醇化合物的含量也可以是10wt%、15wt%、20wt%、25wt%、30wt%、35wt%或40wt%。
更詳細地，單官能基壓克力單體是選自由甲基丙烯酸二環戊二烯酯、三甘醇乙基醚甲基丙烯酸酯、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所組成的群組。單官能基壓克力單體過少對量子點的分散性不佳，而過多則導致聚合效率低下，且耐候性不佳。於一些實施例中，單官能基丙烯酸單體的含量也可以是5wt%、10wt%、15wt%、20wt%、25wt%或30wt%。
雙官能基壓克力單體是選自乙氧基化雙酚A二甲基丙烯酸酯、1,3-丁二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二甲基丙烯酸酯、1,6己二醇二丙烯酸酯、四乙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇(400)二丙烯酸酯以及乙氧基化(2)雙酚A二甲基丙烯酸酯所組成的群組。具體來說，雙官能基壓克力單體與量子點表面配體相容性佳，且性質介於單官能基與多官能基之間，較為均衡。於一些實施例中，雙官能基丙烯酸單體的含量也可以是5wt%、10wt%、15wt%或20wt%。
多官能基壓克力單體是選自三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基化(20)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(4)季戊四醇四丙烯酸酯所組成的群組。多官能基壓克力單體若添加過量則容易造成膠材過脆，容易破損。補充說明，多官能基壓克力單體不包含前述的雙官能基壓克力單體。於一些實施例中，多官能基壓克力單體的含量也可以是10wt%、15wt%、20wt%、25wt%、30wt%、35wt%或40wt%。
有機矽接枝低聚物是聚八面體倍半矽氧烷(polyhedral oligomeric silsesquioxane)。有機矽接枝低聚物可增加聚合物的耐候性，更可提高聚合物的機械強度。較佳的，聚八面體倍半矽氧烷網狀結構大分子(Mw>3000)，可提升保護性，具體來說，聚八面體倍半矽氧烷的重均分子量為3000g/mol至10000g/mol，較佳的，聚八面體倍半矽氧烷的重 均分子量可以為4000g/mol、5000g/mol、6000g/mol、7000g/mol、8000g/mol或9000g/mol。詳細來說，一般現有技術的光學膜若省略聚酯層，不僅會降地耐水氧的效果，也會造成機械強度不足的缺陷。本發明添加5至20wt%的有機矽接枝低聚物可提高無鎘量子點膠層的機械強度，若超過該含量則會影響分散性、加工性，且提高成本。
抑制劑是選自由鄰苯三酚(pyrogallol，PYR)、對苯二酚、鄰苯二酚、碘化鉀-碘混合物、受阻酚系抗氧化劑(hindered phenol antioxidants)、鋁或鐵試劑鹽(N-亞硝基苯基羥胺鹽)(N-nitrosophenyl hydroxylamine ammonium salt)、N-亞硝基-N-苯基羥胺鋁鹽(N-nitroso-N-phenylhydroxylamine aluminum salt)、3-丙烯基苯酚、三芳基膦和亞磷酸鹽(triaryl phosphines and phosphites)、膦酸(phosphonic acid)、烯基酚和試劑鹽的組合物(combination of an alkenyl-phenol and cupferronate salt)所組成的群組。
抑制劑可有效減緩反應速率，避免成分中的配方相互影響，舉例來說，硫醇類化合物與多官能基壓克力單體易於室溫下產生自反應，在製備的時候加入抑制劑提供較佳的加工性，也具有較穩定的保存性。然而，若添加量低於100ppm無法達到抑制效果，超過2000ppm時，則會影響光固化效率。值得說明的是，抑制劑的添加量雖不高，但在硫醇類化合物與多官能基壓克力單體同時存在的高分子系統中，必須添加有效劑量的抑制劑。
進一步來說，無鎘量子點是不包含鎘元素的量子點，可以選自均勻的(homogeneous)單一結構、核-殼(core-shell)結構的量子點、多元殼層(多層殼層)的量子點或梯度(gradient)結構的量子點。更具體來說，梯度結構的量子點核-殼結構的核層的元素含量從核到殼逐漸減 少，殼層的元素含量從核到殼逐漸增加。
較佳的，其是具有核-殼結構的量子點，且核-殼結構的核是選自由矽(Si)、鍺(Ge)、硒(Se)、鋅(Sn)、碲(Te)、硼(B)、氮(N)、磷(P)、砷(As)、硫化鋅(ZnS)、硒化鋅(ZnSe)、碲化鋅(ZnTe)、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)、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)以及碲化鉛(PbTe)所組成的群組之至少一者或其組合。較佳的，核-殼結構的核是磷化銦(InP)。
核-殼結構的殼可以是單層或多層，其材料是選自由氧化鋅(ZnO)、硫化鋅(ZnS)、硒化鋅(ZnSe)、碲化鋅(ZnTe)、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)、磷化銦鎵(InxGa1-xP)、硫化銅銦(CuInS2)、硒化銅銦(CuInSe2)、硫硒化銅銦(CuInSxSe2-x)、硫化銅銦鎵(CuInxGa1-xS2)、硒化銅銦鎵(CuInxGa1-xSe2)、硫化銅鎵(CuGaS2)、硒化銅銦鋁(CuInxAl1-xSe2)、硒化銅鎵鋁(CuGaxAl1-xSe2)、 硫化銅銦硫化鋅(CuInS2xZnS1-x)以及硒化銅銦硒化鋅(CuInSe2xZnSe1-x)所組成的群組之至少一者或其組合。
本發明的聚酯層可以是由聚酯膜所構成，聚酯層具備良好的透光性，光穿透率可達到90%以上。並且，聚酯層的延長率為70至130kg/cm2，使得光學膜可具有較佳的物理特性。另外，聚酯層的化學處理表面的表面張力大於45或等於達因(Dyne)。較佳的，聚酯層的材料是聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate，PET)等熱塑性樹脂，聚酯層的厚度是介於25微米至125微米。較佳的，聚酯層具備介電性能，更可提供絕緣效果。
化學處理表面可提供無鎘量子點膠層以及聚酯層較佳的密著性，可以是於聚酯層的表面塗布水性塗料，水性塗料可包括30至70wt%溶劑、5至15wt%異丙醇(IPA)、5至15wt%碳酸氫納、5至20wt%有機酸、10至30wt%丙烯酸單體。較佳的，化學處理表面的pH值可呈弱酸性，即介於pH值5.0至6.7之間，較佳的，化學處理表面的厚度約為0.01μm至0.1μm。
作為化學處理表面的丙烯酸單體，舉例而言可以是甲基丙烯酸四氫糠酯(tetrahydrofurfuryl methacrylate)、丙烯酸硬脂酯(stearyl acrylate)、甲基丙烯酸月桂酯(lauryl methacrylate)、丙烯酸月桂酯(lauryl acrylate)、甲基丙烯酸異冰片酯(isobornyl methacrylate)、丙烯酸十三烷基酯(tridecyl acrylate)、烷氧基化壬基酚丙烯酸酯(alkoxylated nonylphenol acrylate)、四乙二醇二甲基丙烯酸酯(tetraethylene glycol dimethacrylate)、聚乙二醇(600)二甲基丙烯酸酯(polyethylene glycol(600)dimethacrylate)、三丙二醇二丙烯酸酯(tripropylene glycol diacrylate)、乙氧基化(10)雙酚A二甲基丙烯酸酯(ethoxylated(10)bisphenol A dimethacrylate)、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(trimethylolpropane triacrylate)、三羥甲基丙烷三甲基丙烯 酸酯(trimethylolpropane trimethacrylate)、乙氧基化(20)三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(ethoxylated(20)trimethylolpropane triacrylate)、及季戊四醇三丙烯酸酯(pentaerythritol triacrylate)。
參閱圖3所示，本發明另外提供一種光學膜的製造方法，其包括：S100將複數個無鎘量子點分散於一第一聚合物中，以得到一量子點複合材料；S200設置所述量子點複合材料於一聚酯層上，並貼合一離型基材於所述量子點複合材料上，使所述量子點複合材料夾置於所述聚酯層以及所述離型基材之間；S300以紫外光固化所述量子點複合材料；以及S400移除離型基材，以得到一光學膜。
第一聚合物以及無鎘量子點的組成如前所述。較佳的，步驟S100是先將複數個量子點分散於單官能基壓克力單體，再加入抑制劑，接著加入硫醇類化合物，再加入雙官能基壓克力單體、多官能基壓克力單體混合，最後加入光起始劑、散射粒子以及有機矽接枝低聚物。
也就是說，將複數個無鎘量子點分散於第一聚合物並非分散於完全混合的第一聚合物，而是依序將無鎘量子點預先分散於特定組成，再進一步加入其他成分，充分混合經過混煉。
S200的聚酯層可經過雙軸延伸處理而具有良好的柔軟延展性，可進一步包括預先在聚酯層上形成一化學處理表面，再通過固化步驟(如熱固化或光固化)形成具有化學處理表面的聚酯層，再進一步設置量子點複合材料於化學處理表面上。換句話說，聚酯層可包括一外表面以及一內表面，化學處理表面設置於內表面。
再者，步驟S200設置量子點複合材料於一聚酯層上，會再以一離型基材貼合，使量子點複合材料成型並夾置於聚酯層與離型基材之間。
除了前述步驟之外，本發明的光學膜的製造方法還包括：進行一裁切程序，以將光學膜裁切成至少一個所需的大小；以及，進行一收捲程序，以將剩餘的光學膜收捲成卷，以便使用或收納。然而，上述所舉的例子只是其中一可行的實施例而並非用以限定本發明。
參閱圖4所示，本發明還提供一種背光模組S，其包括：導光單元30、至少一發光單元40以及光學膜M，導光單元30具有一入光側30A，至少一發光單元40位於相對於入光側30A，且包括複數個發光元件，光學膜M相對於入光側30A，光學膜M位於導光單元30與至少一發光單元40之間，詳細來說，導光單元30具有相對的入光側30A以及出光側30B，光學膜M設置於入光側30A，更具體來說光學光單元M為本發明前述的光學膜。然而，上述所舉的例子只是其中一可行的實施例而並非用以限定本發明。
[實施例]
如表1所示，實施例1至實施例3以及比較例1至比較例2是依據配方以及比例製備為無鎘量子點膠膜，並進一步經過成品性質測試。詳細來說，以下配比是以無鎘量子點膠層的總重為100重量百分比。
將前述無鎘量子點膠層材料設置於一聚酯層(具有化學處理表面)上，並以一離型基材貼合後，以紫外線(UV)進行固化處理，最後移除離型基材，得到本發明的無鎘量子點膠層。
Figure 110141054-A0305-02-0017-1
Figure 110141054-A0305-02-0018-3
在表1中，抗水氧信賴性的測試是將背光膜組置於65℃、95%相對濕度的環境下，以一藍光背光源持續照射，並記錄色座標偏移量達到0.01時所需的時間。
密著性：利用拉力機測試光學膜的密著度。
收縮性：將光學膜放到85℃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。
由比較例1的結果可得知，本發明添加硫醇類化合物，可提升第一聚合物的聚合程度，可使無鎘量子點膠層具有良好的水氧阻隔效果(抗氧化信賴性的測試中的時間皆大於400小時)。
由比較例2的結果可得知，當添加過量的硫醇類化合物時，不僅無法使無鎘量子點膠層具有良好的水氧阻隔效果，還會產生密著性不佳的問題。
由比較例3的結果可得知，本發明添加有機矽接枝低聚物，可進一步提升無鎘量子點膠層具有良好的水氧阻隔效果(抗氧化信賴性的測試中的時間皆大於400小時)。
[實施例的有益效果]
本發明的其中一有益效果在於，本發明所提供的光學膜及其製造方法與背光模組，其能通過“10至35wt%的硫醇類化合物、5至30wt%的單官能基壓克力單體、5至20wt%的雙官能基壓克力單體、10至40wt%的多官能基壓克力單體、5至20wt%的有機矽接枝低聚物”的技術方案，以提升無鎘量子點膠層的抗水氧能力，可省略水氧阻隔層的三明治結構，且省略雙面的聚酯層之一，僅須單面設置聚酯層，可有效降低光學膜的厚度，且維持如具備水氧阻隔層的三明治結構的優異抗水氧功效。
更進一步來說，硫醇類化合物提供了巰基官能團(-SH)的非芳香化合物，與量子點具有較佳結合性，使得量子點具有較佳的分散性，硫醇類化合物的含量相較於現有技術的配比較高，使得聚合度較高。
再者，本發明的配方製程在混合時也須特別留意相互影響的問題，因此，經過各種實驗，本發明更選用了特定的抑制劑，可有效減緩反應 速率，避免硫醇類化合物與多官能基壓克力單體在室溫下產生自反應，提供較佳的加工性，也具有較穩定的保存性。
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。
M:光學膜
10:無鎘量子點膠層
10A:第一表面
10B:第二表面
101:第一聚合物
102:量子點
20:聚酯層

Claims (9)

  1. 一種光學膜，其包括：一無鎘量子點膠層，其包含一第一聚合物以及分散於所述第一聚合物的複數個無鎘量子點；以及一聚酯層，其設置於所述無鎘量子點膠層上；其中，以所述無鎘量子點膠層的總重為100重量百分比，所述無鎘量子點的含量是0.1至5wt%，且所述第一聚合物包括：1至5wt%的光起始劑；3至30wt%的散射粒子；10至40wt%的硫醇類化合物；5至30wt%的單官能基壓克力單體；5至20wt%的雙官能基壓克力單體；10至40wt%的多官能基壓克力單體；5至20wt%的有機矽接枝低聚物；以及100至2000ppm的抑制劑；其中，所述雙官能基壓克力單體是選自1,3-丁二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二甲基丙烯酸酯、1,6己二醇二丙烯酸酯、四乙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯以及乙氧基化雙酚A二甲基丙烯酸酯所組成的群組；其中，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、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所組成的群組；其中，所述多官能基壓克力單體的群組不包含所述雙官能基壓克力單體。
  2. 如請求項1所述的光學膜，其中，所述聚酯層進一步包括： 一化學處理表面，且所述聚酯層透過所述化學處理表面而設置於所述無鎘量子點膠層上。
  3. 如請求項1所述的光學膜，其中，所述硫醇類化合物選自於由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、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)-三酮以及1,4-丁二醇二(3-巰基丁酸)酯所組成的群組。
  4. 如請求項1所述的光學膜，其中，所述單官能基壓克力單體是選自由甲基丙烯酸二環戊二烯酯、三甘醇乙基醚甲基丙烯酸酯、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所組成的群組。
  5. 如請求項1所述的光學膜，其中，所述有機矽接枝低聚物是聚八面體倍半矽氧烷。
  6. 如請求項1所述的光學膜，其中，所述無鎘量子點是具有一核-殼結構的量子點，且所述核-殼結構的核是選自由矽(Si)、鍺(Ge)、硒(Se)、鋅(Sn)、碲(Te)、硼(B)、氮(N)、磷(P)、砷(As)、硫化鋅(ZnS)、硒化鋅(ZnSe)、碲化鋅(ZnTe)、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)、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)以及碲化鉛(PbTe)所組成的群組之至少一者。
  7. 如請求項6所述的光學膜，其中，所述核-殼結構的殼是選自由氧化鋅(ZnO)、硫化鋅(ZnS)、硒化鋅(ZnSe)、碲化鋅(ZnTe)、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)、磷化銦鎵(InxGa1-xP)、硫化銅銦(CuInS2)、硒化銅銦(CuInSe2)、硫硒化銅銦(CuInSxSe2-x)、硫化銅銦鎵(CuInxGa1-xS2)、硒化銅銦鎵(CuInxGa1-xSe2)、硫化銅鎵(CuGaS2)、硒化銅銦鋁(CuInxAl1-xSe2)、硒化銅鎵鋁(CuGaxAl1-xSe2)、硫化銅銦硫化鋅(CuInS2xZnS1-x)以及硒化銅銦硒化鋅(CuInSe2xZnSe1-x)所組成的群組之至少一者。
  8. 一種光學膜的製造方法，包括：(a)將複數個無鎘量子點分散於一第一聚合物中，以得到一量子點複合材料，其中，以所述量子點複合材料的總重為100重量百分比，所述無鎘量子點的含量是0.1至5wt%，且所述第一聚合物包括：1至5wt%的光起始劑；3至30wt%的散射粒子；10至40wt%的硫醇類化合物； 5至30wt%的單官能基壓克力單體；5至20wt%的雙官能基壓克力單體；10至40wt%的多官能基壓克力單體；5至20wt%的有機矽接枝低聚物；以及100至2000ppm的抑制劑；其中，所述雙官能基壓克力單體是選自1,3-丁二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二甲基丙烯酸酯、1,6己二醇二丙烯酸酯、四乙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯以及乙氧基化雙酚A二甲基丙烯酸酯所組成的群組；其中，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、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所組成的群組；其中，所述多官能基壓克力單體的群組不包含所述雙官能基壓克力單體；(b)設置所述量子點複合材料於一聚酯層上，並貼合一離型基材於所述量子點複合材料上，使所述量子點複合材料夾置於所述聚酯層以及所述離型基材之間；(c)以紫外光固化所述量子點複合材料；以及(d)移除所述離型基材，以得到一光學膜。
  9. 一種背光模組，其包括：一導光單元，其具有一入光側；至少一發光單元，其對應於所述入光側；以及一光學膜，其對應於所述入光側，並位於所述導光單元與至少一所述發光單元之間，所述光學膜包括：一無鎘量子點膠層，其包含一第一聚合物以及分散於所述第一聚合物的多個無鎘量子點；以及 一聚酯層，其設置於所述無鎘量子點膠層上；其中，以所述無鎘量子點膠層的總重為100重量百分比，所述無鎘量子點的含量是0.1至5wt%，且所述第一聚合物包括：1至5wt%的光起始劑；3至30wt%的散射粒子；10至40wt%的硫醇類化合物；5至30wt%的單官能基壓克力單體；5至20wt%的雙官能基壓克力單體；10至40wt%的多官能基壓克力單體；5至20wt%的有機矽接枝低聚物；以及100至2000ppm的抑制劑；其中，所述雙官能基壓克力單體是選自1,3-丁二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二甲基丙烯酸酯、1,6己二醇二丙烯酸酯、四乙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯以及乙氧基化雙酚A二甲基丙烯酸酯所組成的群組；其中，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、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所組成的群組；其中，所述多官能基壓克力單體的群組不包含所述雙官能基壓克力單體。
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