色彩转换膜以及包括其的背光单元和显示装置
阅读：0发布：2020-08-23
专利汇可以提供色彩转换膜以及包括其的背光单元和显示装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 说明书 涉及色彩转换膜以及包括其的 背光 单元和显示装置。，下面是色彩转换膜以及包括其的背光单元和显示装置专利的具体信息内容。
1.一种色彩转换膜，包括：
基础膜；
设置在所述基础膜上的色彩转换层；
设置在所述色彩转换层上的粘合层；和
设置在所述粘合层上的保护层，
其中所述色彩转换层包含：树脂基体；和分散在所述树脂基体中的有机荧光染料，以及所述保护层的厚度大于所述基础膜的厚度。
2.根据权利要求1所述的色彩转换膜，其中所述基础膜与所述保护层的厚度比为1:1.5至1:10。
3.根据权利要求1所述的色彩转换膜，其中所述基础膜的厚度为1μm或更大且100μm或更小。
4.根据权利要求1所述的色彩转换膜，其中所述保护层的厚度为1.5μm或更大且1,000μm或更小。
5.根据权利要求1所述的色彩转换膜，其中所述有机荧光染料包括以下中的一者或更多者或两者：最大发光波长为500nm至550nm的绿色发光荧光染料和最大发光波长为600nm至660nm的红色发光荧光染料，
所述绿色发光荧光染料的半峰全宽(FWHM)为70nm或更小，以及
所述红色发光荧光染料的半峰全宽(FWHM)为90nm或更小。
6.一种用于制造根据权利要求1至5中任一项所述的色彩转换膜的方法，所述方法包括：
准备基础膜；
在所述基础膜上形成包含树脂基体和分散在所述树脂基体中的有机荧光染料的色彩转换层；
在所述色彩转换层上形成粘合层；以及
在所述粘合层上形成保护层，
其中所述保护层的厚度大于所述基础膜的厚度。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述树脂基体包括热塑性树脂。
8.根据权利要求6所述的方法，其中形成所述色彩转换层包括通过辊对辊法用所述树脂基体涂覆所述基础膜。
9.根据权利要求8所述的方法，其中形成所述色彩转换层还包括在通过辊对辊法用所述树脂基体涂覆所述基础膜之后在100℃至200℃的范围内的温度下干燥。
10.一种背光单元，包括根据权利要求1至5中任一项所述的色彩转换膜。
11.一种显示装置，包括根据权利要求10所述的背光单元。
色彩转换膜以及包括其的背光单元和显示装置
技术领域
背景技术
[0003] 在相关技术中，通过使用热塑性树脂作为基体并通过辊对辊法用热塑性树脂涂覆PET膜来制造色彩转换膜。在这种情况下，通过将热塑性树脂溶解在溶剂中来制备涂覆溶液，并且在涂覆之后，使色彩转换膜经历干燥溶剂的过程。然而，当存在剩余溶剂时，色彩转换膜的耐久性劣化，使得通过将最高温度设定为100℃至200℃来进行干燥过程，因为需要完全除去溶剂。在这种情况下，该温度等于或大于PET膜的玻璃化转变温度(67℃至81℃)并且在辊对辊法中需要张力，使得发生热收缩，并且结果是，出现在原始织物中产生褶皱的问题。发明内容
[0004] 技术问题
[0005] 本说明书提供了色彩转换膜以及包括其的背光单元和显示装置。
[0006] 技术方案
[0007] 本说明书的一个示例性实施方案提供了色彩转换膜，其包括：基础膜；设置在基础膜上的色彩转换层；设置在色彩转换层上的粘合层；和设置在粘合层上的保护层，其中色彩转换层包含树脂基体；和分散在树脂基体中的有机荧光染料，以及保护层的厚度大于基础膜的厚度。
[0008] 根据本说明书的另一个示例性实施方案，提供了色彩转换膜，其中基础膜与保护层的厚度比为1:1.5至1:10。
[0009] 根据本说明书的另一个示例性实施方案，提供了色彩转换膜，其中基础膜的厚度为1μm或更大且100μm或更小。
[0010] 根据本说明书的另一个示例性实施方案，提供了色彩转换膜，其中保护层的厚度为1.5μm或更大且1,000μm或更小。
[0011] 根据本说明书的另一个示例性实施方案，提供了色彩转换膜，其中有机荧光染料包括以下中的一者或更多者或两者：分子吸收系数为50,000M-1cm-1至150,000M-1cm-1且最大发光波长为500nm至550nm的绿色发光荧光染料和最大发光波长为600nm至660nm的红色发光荧光染料，绿色发光荧光染料的半峰全宽(FWHM)为70nm或更小，红色发光荧光染料的半峰全宽(FWHM)为90nm或更小。
[0012] 根据本说明书的另一个示例性实施方案，提供了用于制造色彩转换膜的方法，所述方法包括：准备基础膜；在基础膜上形成包含树脂基体和分散在树脂基体中的有机荧光染料的色彩转换层；在色彩转换层上形成粘合层；以及在粘合层上形成保护层，其中保护层的厚度大于基础膜的厚度。
[0013] 根据本说明书的另一个示例性实施方案，提供了包括根据上述示例性实施方案的色彩转换膜的背光单元。
[0014] 根据本说明书的一个示例性实施方案，提供了包括根据上述示例性实施方案的背光单元的显示装置。
[0015] 有益效果
[0017] 图1例示了根据本说明书的一个实施方案的色彩转换膜的结构。
[0018] 图2是示出实施例1中制造的色彩转换膜的PET基础膜的褶皱的照片。
[0019] 图3是示出实施例2中制造的色彩转换膜的PET基础膜的褶皱的照片。
[0020] 图4是示出实施例3中制造的色彩转换膜的PET基础膜的褶皱的照片。
[0021] 图5是示出比较例中制造的色彩转换膜的PET基础膜的褶皱的照片。
[0022] 图6是将根据本说明书的一个示例性实施方案的色彩转换膜应用于背光的示意图。
[0023] 图7是示出根据本说明书的一个示例性实施方案的显示装置的结构的示意图。
具体实施方式
[0024] 在下文中，将更详细地描述本说明书。
[0026] 在本说明书中，当一个部分“包括”一个构成要素时，除非另有具体描述，否则这并不意指排除另外的构成要素，而是意指还可以包括另外的构成要素。
[0027] 根据本说明书的一个示例性实施方案的色彩转换膜包括：基础膜；设置在基础膜上的色彩转换层；设置在色彩转换层上的粘合层；和设置在粘合层上的保护层，其中色彩转换层包含树脂基体；和分散在树脂基体中的有机荧光染料，以及保护层的厚度大于基础膜的厚度。图1例示了根据一个实例的色彩转换膜的结构。
[0028] 具体地，图1例示了其中保护层的厚度(t1)形成为大于基础膜的厚度(t2)的色彩转换膜的结构。
[0029] 通常，当通过使用热塑性树脂作为基体并通过辊对辊法用热塑性树脂涂覆基础膜来制造色彩转换膜时，在涂覆之后，使色彩转换膜经历干燥溶剂的过程，并且在这种情况下，当存在剩余溶剂时，色彩转换膜的耐久性劣化，使得需要通过经历在例如100℃至200℃的范围内的温度下的干燥过程来完全除去溶剂。
[0031] 在根据本说明书的一个示例性实施方案的色彩转换膜中，可以通过将保护层形成为大于基础膜的厚度来有效地减轻出现由干燥过程产生的PET膜的褶皱的问题。图2至图4示出了当保护层形成为大于基础膜的厚度时减轻基础膜的褶皱的照片。
[0032] 根据本说明书的示例性实施方案，基础膜与保护层的厚度比可以为1:1.5至1:10。
[0033] 根据本说明书的示例性实施方案，基础膜与保护层的厚度比可以为1:1.5至1:5。
[0035] 阻挡膜没有特别限制，只要阻挡膜是能够阻挡水分或氧的层即可，并且可以使用本领域已知的那些。例如，阻挡膜包括对水分和氧中的至少一者的渗透性为10-1cc/m2/天或更小的阻挡层。例如，阻挡层可以包含赋予水分或氧阻挡特性的铝氧化物或氮化物和离子金属氧化物。阻挡膜还可以包括由选自基于溶胶-凝胶、丙烯酸类、基于环氧和基于氨基甲酸酯的涂覆溶液组合物的一种或更多种类型形成的缓冲层作为缓冲层。
[0036] 作为实例，阻挡膜可以包括在基础膜的一个或两个表面上的有机-无机混合涂层、无机材料层和包含表面经有机硅烷改性的无机纳米颗粒的保护涂层。在此，无机材料层可以由金属氧化物或氮化物形成。无机纳米颗粒可以为氧化铝、二氧化硅、锌氧化物、锑氧化物、钛氧化物或锆氧化物的纳米颗粒。有机-无机混合涂层可以通过使用热或UV使包含有机硅烷的溶胶状态的涂覆组合物固化而形成，并且在一些情况下，溶胶状态的涂覆溶液组合物可以包含合适的添加剂、溶剂、聚合催化剂等和有机硅烷。
[0037] 根据本说明书的另一个示例性实施方案，基础膜的厚度可以为1μm或更大且100μm或更小，更具体地10μm或更大且90μm或更小，并且优选20μm或更大且80μm或更小。
[0038] 根据本说明书的另一个示例性实施方案，保护层的厚度可以为1.5μm或更大且1,000μm或更小，更具体地20μm或更大且500μm或更小，并且优选30μm或更大且200μm或更小。
[0039] 根据本说明书的另一个示例性实施方案，作为有机荧光染料，可以使用选择性地吸收从近紫外到可见区域中的光并且发射具有与吸收的光不同的波长的光的染料。例如，有机荧光染料可以包括以下中的一者或更多者或两者：最大发光波长为500nm至550nm的绿色发光荧光染料和最大发光波长为600nm至660nm的红色发光荧光染料。绿色发光荧光染料的半峰全宽(FWHM)可以为70nm或更小，红色发光荧光染料的半峰全宽(FWHM)可以为90nm或更小。
[0040] 虽然有机荧光染料没有特别限制，但优选基于吖啶的衍生物、基于呫吨的衍生物、基于芳基甲烷的衍生物、基于香豆素的衍生物、基于多环芳烃的衍生物、基于多环杂芳族的衍生物、基于苝的衍生物、基于吡咯的衍生物、基于芘的衍生物等作为有机荧光染料。前述材料是有机荧光染料的实例，可以使用除所述材料之外的各种有机荧光染料，但有机荧光染料不限于此。优选地，作为有机荧光染料，可以使用分子吸收系数为50,000M-1cm-1至150,000M-1cm-1的那些。
[0041] 在本说明书中，半峰全宽意指当通过将从外部光源吸收的光转换为具有不同波长的光而发光时，在发射的光的最大发光峰中最大高度的一半处的发光峰的宽度。在本说明书中，在膜状态下测量半峰全宽。有机荧光染料的膜状态下的发光峰的半峰全宽意指通过单独使用有机荧光染料或者与不影响半峰全宽的测量的其他组分混合，通过用光照射以膜形式制备的状态而不是溶液状态的有机荧光染料而测量的那些。更优选地，可以使用所有溶解在极性溶剂中的荧光染料，并且尽管不将荧光染料分为阳离子染料、阴离子染料和中性染料，但阳离子或阴离子有机荧光染料是更优选的。
[0042] 基于100重量份的树脂基体，有机荧光染料的含量可以为0.005重量份至2重量份。
[0043] 优选的是，用于树脂基体的材料为热塑性聚合物或热固性聚合物。具体地，作为用于树脂基体的材料，可以使用聚(甲基)丙烯酸类材料例如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、基于聚碳酸酯(PC)的材料、基于聚苯乙烯(PS)的材料、基于聚亚芳基(PAR)的材料、基于聚氨酯(PU)的材料、基于苯乙烯-丙烯腈(SAN)的材料、基于聚偏二氟乙烯(PVDF)的材料、基于改性聚偏二氟乙烯(改性PVDF)的材料等。
[0044] 根据上述示例性实施方案的色彩转换层的厚度可以为2μm至200μm。特别地，色彩转换层即使在2μm至20μm的小厚度下也可以表现出高亮度。这是因为单位体积中包含的荧光物质分子的含量高于量子点的含量。例如，基于蓝色背光单元(蓝色BLU)的600尼特的亮度，应用0.5重量％含量的有机荧光染料的5μm厚的色彩转换膜可以显示出4,000尼特或更大的高亮度。
[0045] 根据上述示例性实施方案的色彩转换膜具有设置在其一个表面上的基础膜。在制造色彩转换膜时，基础膜可以起支撑物的作用。基础膜设置在色彩转换层的面向粘合层的表面的相对表面侧上。基础膜的类型没有特别限制，并且基材的材料或厚度没有限制，只要基材是透明的并且可以起支撑物的作用即可。在此，透明意指可见光的透射率为70％或更大。例如，作为基础膜，可以使用PET膜。如有必要，可以用阻挡膜代替基础膜。
[0046] 色彩转换层可以通过使用以下方法来制造：包括将其中溶解有有机荧光染料的树脂溶液涂覆到基础膜上以及干燥涂覆在基础膜上的树脂溶液的方法，或者包括将有机荧光物质与树脂一起挤出的方法。
[0047] 由于上述有机荧光染料溶解在树脂溶液中，因此有机荧光染料均匀地分布在溶液中。这与需要单独的分散过程的制造量子点膜的过程不同。
[0048] 对于其中溶解有有机荧光染料的树脂溶液，制备方法没有特别限制，只要将有机荧光染料和上述树脂溶解在溶液中即可。
[0049] 根据一个实例，其中溶解有有机荧光染料的树脂溶液可以通过使用以下方法来制备：通过将有机荧光染料溶解在溶剂中来制备第一溶液，通过将树脂溶解在溶剂中来制备第二溶液，以及将第一溶液和第二溶液混合。当将第一溶液和第二溶液混合时，优选均匀地混合溶液。然而，方法不限于此，并且可以使用将有机荧光染料和树脂同时添加并溶解在溶剂中的方法，将有机荧光染料溶解在溶剂中并且随后向其中添加树脂并溶解的方法，将树脂溶解在溶剂中并且随后向其中添加有机荧光染料并溶解的方法等。
[0050] 溶液中包含的有机荧光染料与上述相同。
[0051] 作为溶液中包含的树脂，可以使用上述树脂基体材料、可通过基体树脂固化的单体、或其混合物。可通过树脂基体固化的单体的实例包括(甲基)丙烯酸类单体，并且该单体可以通过UV固化形成为树脂基体材料。当使用如上所述的可固化单体时，如有必要，还可以添加固化所需的引发剂。
[0052] 溶剂没有特别限制，并且没有特别限制，只要溶剂不对涂覆过程产生不利影响并且可以通过随后的干燥除去即可。作为溶剂的非限制性实例，可以使用甲苯、二甲苯、丙酮、氯仿、各种基于醇的溶剂、甲基乙基酮(MEK)、甲基异丁基酮(MIBK)、乙酸乙酯(EA)、乙酸丁酯、环己酮、丙二醇甲基乙基乙酸酯(PGMEA)、二烷、二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基乙酰胺(DMAc)、二甲基亚砜(DMSO)、N-甲基-吡咯烷酮(NMP)等，并且可以使用一种或者两种或更多种的混合物。当使用第一溶液和第二溶液时，各溶液中包含的溶剂也可以彼此相同或不同。即使当在第一溶液和第二溶液中使用不同溶剂时，优选的是，这些溶剂具有相容性以彼此混合。
[0053] 将其中溶解有有机荧光染料的树脂溶液涂覆到基础膜上的过程可以使用辊对辊法。例如，该方法可以通过以下过程来进行：使基材从其上卷绕有基础膜的辊上退绕，将其中溶解有有机荧光染料的树脂溶液涂覆到基础膜的一个表面上，干燥树脂溶液，然后将基础膜再次卷绕在辊上。当使用辊对辊法时，优选将树脂溶液的粘度确定在可以实施所述方法的范围内，并且粘度可以确定在例如200cps至2,000cps的范围内。
[0054] 作为涂覆方法，可以使用各种公知的方法，例如，还可以使用模涂机，并且还可以使用各种棒涂法，例如逗号涂覆机和反向逗号涂覆机。
[0055] 在涂覆之后，进行干燥过程。干燥过程可以在除去溶剂所需的条件下进行。例如，在涂覆过程期间基础膜前进的方向上，通过在位于靠近涂覆机的烘箱中在使溶剂充分蒸发的条件下进行干燥，可以在基础膜上获得包含具有期望的厚度和浓度的荧光物质的色彩转换层。
[0056] 当使用可通过树脂基体固化的单体作为包含在溶液中的树脂时，可以在干燥之前或与干燥同时进行固化，例如，UV固化。
[0057] 当有机荧光染料通过与树脂一起挤出而成膜时，可以使用本领域已知的挤出方法，例如，可以通过将有机荧光染料与树脂(例如基于聚碳酸酯(PC)的树脂、聚(甲基)丙烯酸类树脂和基于苯乙烯-丙烯腈(SAN)的树脂)一起挤出来制造色彩转换层。
[0058] 可以在如上所述制造的色彩转换层上形成粘合层或粘结层。粘合层或粘结层也可以通过施加用于形成粘合层或粘结层的组合物，然后使所述组合物聚合或固化来形成，并且还可以通过将粘合片或粘结片附接在色彩转换层上的方法来形成。粘合片或粘结片也可以在附接至色彩转换层之后聚合或固化，但如有必要，也可以在附接至色彩转换层之前聚合或固化。可以将光漫射颗粒分散在用于形成粘合层或粘结层的组合物中以将光漫射颗粒分散在粘合层或粘结层中。在这种情况下，也可以将光漫射颗粒直接分散在用于形成粘合层或粘结层的组合物中，并且可以通过将其中光漫射颗粒分散在单独的溶剂中的分散体与用于形成粘合层或粘结层的组合物混合来提高光漫射颗粒的分散性。如有必要，可以使用超声波仪或振动器以将光漫射颗粒分散在溶剂中。
[0059] 本申请的另一个示例性实施方案提供了包括上述色彩转换膜的背光单元。背光单元可以具有本领域已知的背光单元配置，不同之处在于背光单元包括所述色彩转换膜。根据一个示例性实施方案，背光单元包括导光板、设置成用光照射导光板的光源和设置在导光板的一侧的反射板，其中上述色彩转换膜设置在导光板与反射板之间，或者设置在与导光板的面向反射板的表面相对的表面上。例如，图6和图7示出了背光单元的实例。根据图6，根据上述示例性实施方案的色彩转换膜设置在导光板与反射板之间。色彩转换膜的粘合层或粘结层也可以附接至导光板，或者也可以附接至反射板。根据图6，根据上述示例性实施方案的色彩转换膜设置在与导光板的面向反射板的表面相对的表面上。色彩转换膜的粘合层或粘结层也可以附接至导光板，或者也可以附接至设置在与靠近导光板的表面相对的表面上的另外的膜。图6和图7示出了包括光源和围绕光源的反射板的配置，但配置不限于这样的结构，并且可以根据本领域已知的背光单元的结构进行修改。此外，作为光源，可以使用直下式(direct type)以及侧链式(side chain type)，并且如有必要，反射板或反射层可以省略或者用其他配置替换，并且如有必要，还可以设置另外的膜，例如，光漫射膜、集光膜、增亮膜等。
[0060] 在下文中，将参照用于具体描述本说明书的实施例详细地描述本说明书。然而，根据本说明书的实施例可以以多种形式进行修改，并且本申请的范围不应解释为限于以下详细描述的实施例。提供本申请的实施例以向本领域普通技术人员更完整地说明本说明书。
[0061] 发明实施方式
[0062] <实施例1>
[0063] 通过将具有以下结构式的绿色荧光物质和红色荧光物质以50:1的摩尔比溶解在溶剂二甲苯中来制备第一溶液。
[0064]
[0065] 通过将热塑性树脂(PS)溶解在溶剂二甲苯中来制备第二溶液。将第一溶液和第二溶液混合并均匀混合，使得基于100重量份的热塑性树脂，绿色荧光物质和红色荧光物质的含量为0.45重量份并且TiO2颗粒的含量为10重量份。通过将溶液涂覆到厚度为50μm的PET基础膜上，然后干燥PET基础膜来形成色彩转换层。其后，通过在色彩转换层上施加用于形成粘合层的组合物(LG Chem.TR300)来形成粘合层，并通过将作为保护层的厚度为75μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜附接至粘合层来制造色彩转换膜。将所制造的色彩转换膜在不存在张力的状态下放置在地板上，通过数码相机捕获褶皱程度，并且结果示于图2中。根据图2，可以确认，有效地减轻了在使PET基础膜经历涂覆/干燥过程之后出现的PET基础膜的褶皱。
[0066] <实施例2>
[0067] 以与实施例1中相同的方式进行实验，不同之处在于使用厚度为125μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜作为保护层。捕获所制造的色彩转换膜的PET基础膜的褶皱程度，并且结果示于图3中。
[0068] <实施例3>
[0069] 以与实施例1中相同的方式进行实验，不同之处在于使用厚度为188μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜作为保护层。捕获所制造的色彩转换膜的PET基础膜的褶皱程度，并且结果示于图4中。
[0070] <比较例>
[0071] 以与实施例1中相同的方式进行实验，不同之处在于使用厚度为50μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜作为保护层。捕获所制造的色彩转换膜的PET基础膜的褶皱程度，并且结果示于图5中。
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