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CN106195923B - 光转化膜以及具有所述光转化膜的背光单元和显示装置 - Google Patents

光转化膜以及具有所述光转化膜的背光单元和显示装置 Download PDF

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CN106195923B CN201510224799.7A CN201510224799A CN106195923B CN 106195923 B CN106195923 B CN 106195923B CN 201510224799 A CN201510224799 A CN 201510224799A CN 106195923 B CN106195923 B CN 106195923B
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Abstract

本发明涉及光转化膜以及具有所述光转化膜的背光单元和显示装置。光转化膜包括第一阻挡膜、设置在该第一阻挡膜上的光转化层和设置在该光转化层上的第二阻挡膜，所述光转化层包括基质树脂和分散于该基质树脂内的红色量子点。所述光转化膜满足以下方程(1)：5≤(光转化层内的量子点的重量/光转化层的总重量)×100×t≤50，其中t为光转化层的厚度。

Description

光转化膜以及具有所述光转化膜的背光单元和显示装置
相关申请的交叉引用
本申请要求提交于2014年12月9日的韩国专利申请第10-2014-0175572号的权益，此处通过援引将其整体并入本申请。
技术领域
本公开涉及光转化膜以及具有所述光转化膜的背光单元和显示装置，更具体地，涉及具有优异的光转化效率和色彩特性并且具有纤薄的形状的光转化膜，以及具有所述光转化膜的背光单元和显示装置。
背景技术
液晶显示器(LCD)具有低功耗、良好的便携性、技术密集性和高附加值。特别地，LCD是非发射型装置，因此不会自己形成图像。再者，由于LCD必须接收从外部入射的光以形成图像，因此需要提供光的光源。
另外，阴极荧光灯(CCFL)在过去被主要用作光源。然而，CCFL在确保亮度均匀性方面存在困难，并且如果CCFL大规模制造则会在色纯度方面劣化。
因此，近年来将三色发光二极管(LED)代替CCFL用作光源。当使用三色LED时，可以利用高色纯度来形成高品质图像。然而，由于三色LED昂贵，制造成本会增加。结果，相对廉价的蓝色LED被用作光源。为此，利用包含红色量子点和绿色量子点的光转化膜将蓝光转化为红光和绿光。也可以产生白光。
具体而言，从相应蓝色LED发射的光受光转化部件内的红色量子点和绿色量子点激发，并由此被转化为红光和绿光。此处，未被量子点激发的蓝光可以与红光和绿光混合而产生白光。
另外，光转化部件可以以管形制造并设置在光源单元的侧表面上。然而，在此情形中，入射至量子点内的光的密度可能增加，从而导致量子点退化。因此，量子点可以被分散于基质树脂内，然后经固化以制备膜形式的光转化部件。
其后可将光转化部件设置在导光板上。在此情形中，由于从光源入射的光的密度低，可以减少量子点的退化。然而，用来实现白光的量子点的量增加。特别是，绿色量子点的量增加。
更具体而言，从绿色量子点激发的绿光被红色量子点再次激发，因此被转化为红光。因此，为了均匀地保持光转化部件中产生的绿光和红光的速率，光转化部件内的绿色量子点的量相对多于红色量子点的量。一般而言，在现有技术的光转化膜中，绿色量子点的量比红色量子点的量多约10倍。
另外，当膜内的量子点的量增加时，量子点间的距离减小，这导致量子点的再吸收，由此使光发射效率劣化。为了维持量子点间的距离，膜的厚度增加。然而，如果膜厚度增加，则基质树脂所吸收的光量增加，这使光效率劣化。另外，在加工时间和成本方面，固化基质树脂所需的能量增加。此外，当形成膜时，基质树脂可能未完全固化，或者在粘合性和/或物理性质方面劣化。
发明内容
因此，本发明的一个方面在于提供纤薄的光转化膜，其仅使用红色量子点而不使用绿色量子点，由此减少量子点的量。
本发明的另一方面在于提供具有优异的光效率和色彩特性的光转化膜。
本发明的再一方面在于提供利用上述光转化膜的背光单元和显示装置。
为了实现这些优点和其他优点，根据本文所体现和宽泛描述的本发明的目的，本发明在一方面提供了一种光转化膜，其包含：第一阻挡膜；设置于第一阻挡膜上的光转化层，所述光转化层包含基质树脂和分散于该基质树脂中的红色量子点；和设置于光转化层上的第二阻挡膜，其中所述光转化膜满足以下方程(1)：方程(1)：5≤(光转化层内的量子点的重量/光转化层的总重量)×100×t≤50，其中t为光转化层的厚度。本发明还提供了相应的背光单元和显示装置。
从下文给出的详细描述中，本发明的其它适用性范围将变得显而易见。然而，应该理解，虽然具体描述和具体实施例表明了本发明的优选实施方式，但其仅以说明性方式给出，因为从该详细描述出发，在本发明的主旨和范围内的各种变化和改良对本领域技术人员将变得显而易见。
附图说明
从下文给出的详细描述和附图中，本发明将得到更为全面的理解，所述附图仅以说明性方式给出且因此并不对本发明具有限制性，其中：
图1是根据一个实施方式的光转化膜的图。
图2是根据一个实施方式的光转化膜中存在的微相的图。
图3包括根据一个实施方式通过用共聚焦显微镜对光转化膜照相而获得的照片。
图4是根据另一个实施方式的光转化膜的图。
图5是根据一个实施方式的显示装置的透视图。
图6是沿图5的I-I’线截取的截面图。
图7是设置在根据一个实施方式的背光中的光源的图。
具体实施方式
下文将结合附图对本发明的一个实施方式进行描述。然而，提供以下实施方式是为了使本公开将本公开的主旨完全呈现给本领域技术人员，并且不应被解读为局限于本文所阐述的实施方式或附图。然而，本发明的构思可以体现为不同形式且不应被视为局限于本文所述的实施方式。
由于附图中所示出的形状、比例、角度、数字等为示例性说明，因此本公开并不受限于此。相同的附图标记在全文中指代相同的要素。当使用“包含”、“具有”、“由…组成”等时，除非使用了“仅”否则可以添加其它组分。即使某成分以单数进行说明时，其仍可解读为复数。当两部分的位置关系由“之上”、“上方”、“下方”、“侧方”等来说明时，两部分之间可以安置有一个或多个成分。当各部分由“和”连接时，所述各部分被解读为包括“单独的”和“其组合”，但当各部分由“或”、“之一”连接时，这些部分解读为“单独的”。
即使使用如“之后”、“之前”、“紧接”、“和”、“此处”、“随后”、“此时”等，其并非用于限制时间位点。虽然在本文使用第一和第二的术语来描述各种要素，但这些要素不应受到这些术语的限制。这些术语仅用来将一个成分与另一个成分进行区分。因此，下文将描述的第一成分可以是本公开的技术思想内的第二成分。
本公开的各个实施方式的特征彼此部分地或完全结合或组合，且允许技术性的各种互锁(interlocking)和驱动。此外，所述实施方式可以相对于彼此独立地执行，或者彼此组合执行。
图1是根据一个实施方式的光转化膜270的图。参照图1，根据一个实施方式的光转化膜270包括第一阻挡膜271、光转化层272和第二阻挡膜273。此处，光转化层272包括基质树脂400和分散于基质树脂400中的红色量子点311。此外，光转化层272可以形成为满足以下方程1。
方程(1)：5≤(光转化层内的量子点的重量/光转化层的总重量)×100×t≤50。
此处，在方程(1)中，t是以微米(μm)单位测定的光转化层的厚度，特别是光转化膜中仅光转化层的厚度。根据发明人所进行的研究和实验，如果光转化膜满足方程(1)，即使仅使用红色量子点而不使用绿色量子点，也能实现优异的光发射效率和色彩特性。然而，如果光转化膜不满足方程(1)，则色彩特性可能劣化，且因此可能难以实现白光。
优选地，光转化层272可以形成为满足以下方程(2)。方程(2)：0.05≤(光转化层内的量子点的重量/光转化层的总重量)×100≤5。
如果光转化膜不满足方程(2)，光使用效率可能劣化，因而不经济。此外，光转化层272的厚度可以为约5μm～约100μm，优选约5μm～约50μm。如果光转化层272的厚度满足如上所述的范围，则在膜形成后基质树脂完全固化，或者粘合性和/或物性未劣化，因此光发射效率、色彩特性和光利用效率优异。
此外，基质树脂400没有特别限制，只要该基质树脂400是其中能够分散量子点的树脂即可。例如，基质树脂可以包括其中量子点良好地分散的丙烯酸系单体，如丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸月桂酯、丙烯酸异冰片酯和甲基丙烯酸异冰片酯。
此外，基质树脂400可以是在避免量子点退化方面具有低水分渗透性和蒸气渗透性的树脂。即，量子点311易于因氧气或水分而退化。因此，为了避免量子点311的退化，优选使用具有低水分渗透性和蒸气渗透性的树脂作为围绕量子点311的基质树脂400。例如，基质树脂可以包括但不限于环氧树脂、环氧丙烯酸酯、聚氯三氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯醇及其组合。
环氧树脂可以是具有环氧基的树脂，例如，双酚A树脂和双酚F树脂等。环氧树脂也可以因主链的特性而具有低水分渗透性和/或蒸气渗透性。环氧丙烯酸酯树脂可以是其中环氧树脂的环氧基取代为丙烯酸基团的树脂。例如，环氧丙烯酸酯树脂可以是选自由双酚A甘油化物二丙烯酸酯、双酚A乙氧基化物二丙烯酸酯、双酚A甘油化物二甲基丙烯酸酯、双酚A乙氧基化物二甲基丙烯酸酯及其组合组成的组中的一种。类似于环氧树脂，环氧丙烯酸酯树脂可以因主链的特性而具有低水分渗透性和/或蒸气渗透性。
此外，聚氯三氟乙烯可以具有低的水分和氧气渗透性，聚乙烯和聚丙烯可以具有低水分渗透性，而聚乙烯醇可以具有低氧气渗透性。如上文所述，如果使用具有低水分渗透性和蒸气渗透性的基质树脂，可以使边缘部分处的量子点因氧气和水分所致的退化最小化。
接下来，红色量子点311可以是具有量子限域效应的数纳米尺寸的半导体晶体。此外，入射至红色量子点311的光可以受到激发并被转化为红光，即主峰在约600nm～约680nm的波长范围内的光。
红色量子点311可以是例如具有包括至少一种半导体晶体的单层或多层结构的颗粒，所述至少一种半导体晶体选自由CdS、CdO、CdSe、CdTe、Cd3P2、Cd3As2、ZnS、ZnO、ZnSe、ZnTe、MnS、MnO、MnSe、MnTe、MgO、MgS、MgSe、MgTe、CaO、CaS、CaSe、CaTe、SrO、SrS、SrSe、SrTe、BaO、BaS、BaSe、BaTE、HgO、HgS、HgSe、HgTe、Hg12、AgI、AgBr、Al2O3、Al2S3、Al2Se3、Al2Te3、Ga2O3、Ga2S3、Ga2Se3、Ga2Te3、In2O3、In2S3、In2Se3、In2Te3、SiO2、GeO2、SnO2、SnS、SnSe、SnTe、PbO、PbO2、PbS、PbSe、PbTe、AlN、AlP、AlAs、AlSb、GaN、GaP、GaAs、GaSb、GaInP2、InN、InP、InAs、InSb、In2S3、In2Se3、TiO2、BP、Si、Ge及其组合组成的组。此处，红色量子点311的直径可以为约1nm～约20nm。
另外，红色量子点311可以包括处于其表面上的包覆层，以避免量子点相对彼此聚集。包覆层可以是与量子点的表面配位键合的配体层或者由疏水性有机分子涂覆的表面层。
例如，包覆层可以是选自由具有长链烷基或芳基的氧化膦、有机胺、有机酸、膦酸及其组合组成的组的材料层。例如，包覆层可以是选自由三正辛基氧化膦(TOPO)、硬脂酸、棕榈酸、十八烷基胺、十二烷基胺、月桂酸、油酸、己基膦酸及其组合组成的组的材料层。
在当前实施方式中，如图1所示，红色量子点311可以以下述形式分散：其中红色量子点311存在于微相300中，微相300存在于基质树脂400中。在通常进入市场的量子点中，可以在量子点的表面以疏水性配体包覆。因此，量子点可以具有非极性并因而在如环氧树脂等具有高极性的树脂中可能无法良好地分散。结果，可分散量子点的介质可受到限制。即，其中能分散量子点的已知介质包括(甲基)丙烯酸月桂酯单体和(甲基)丙烯酸异冰片酯单体。因此，当量子点与如环氧树脂等具有低蒸气渗透性和水分渗透性的基质树脂混合时，量子点可能无法良好分散并因而相互聚集。如果量子点如上所述聚集，则从光源发出的光可能透过至少两种量子点而再次吸收，因此光发射效率可能劣化。
因此，当使用基质树脂400作为具有低蒸气渗透性和水分渗透性的树脂时，为了改善量子点311在基质树脂内的分散性，形成了通过量子点-聚合物珠复合体或量子点-低聚物液滴而形成的含量子点微相，然后将其分散于基质树脂中。
首先，下文将会描述使用量子点-聚合物珠复合体来形成光转化层272的方法。具体而言，图2是根据一个实施方式的量子点-聚合物珠复合体300a的图。参照图2，量子点-聚合物珠复合体300a包括红色量子点311和其一部分链与红色量子点311的表面键合的聚合物312。更详细而言，量子点-聚合物珠复合体300a具有以下结构：其中聚合物312的一部分链包括聚结的与红色量子点311表面键合的多个量子点-分子单体310。
此处，与红色量子点311的表面键合的聚合物可以是在其主链或侧链上具有极性基团的聚合物。例如，所述聚合物可以为在主链上包含选自聚酯、乙基纤维素、聚乙烯吡咯烷酮及其组合的组的至少一种材料的均聚物或共聚物，或者在侧链上具有选自由-OH、-COOH、-COO、-CO、-O-及其组合组成的组的至少一种极性基团的聚合物。作为选择，所述聚合物可以是部分氧化的聚合物，例如部分氧化的聚酯。此处，所述聚合物可以是溶解参数为约19Mpa1/2～约24MPa1/2且数均分子量为约300g/mol～约100,000g/mol的聚合物。可以使分散剂320附着于量子点-聚合物珠复合体300a的表面。
量子点-聚合物珠复合体300a可以通过以下方法制造，例如，将在主链或侧链上具有极性基团的混合物与第一极性溶剂混合以形成聚合物分散溶液，将量子点与第二溶剂混合以形成量子点分散溶液，将聚合物分散溶液与量子点分散溶液混合以形成量子点-聚合物混合溶液，将分散剂与第三溶剂混合以形成分散剂溶液，将量子点-聚合物混合溶液与分散剂溶液混合以形成珠液滴，使珠液滴内的溶剂蒸发以形成量子点-聚合物珠复合体，以及收集所述量子点-聚合物珠复合体。
此处，第一溶剂和第二溶剂可以彼此相同或者不同，并且为非极性溶剂。例如，第一溶剂和第二溶剂各自可以为四氢呋喃(沸点约为66℃)、氯仿(沸点约为61℃)、环己烷(沸点约为81℃)、己烷(沸点为约68.5℃～约69.1℃)或乙酸乙酯(沸点约为77.15℃)。其中，可以优选氯仿。第三溶剂可以为极性溶剂。例如，水可以被用作第三溶剂。
分散剂可以保持珠-液滴与第三溶剂之间的相分离，并且可以为两亲性单分子或聚合物。此外，分散剂可以为离子分散剂或非离子分散剂。例如，分散剂可以为聚乙烯醇。
如上所述，当包括非极性溶剂的量子点-聚合物混合溶液与包含极性溶剂的分散剂溶液彼此混合时，可能发生相分离而形成液滴。此处，量子点-聚合物混合溶液的成分被容纳在液滴中。其后，当液滴内的非极性溶剂被蒸发，仅量子点和聚合物成分可以保留而形成量子点-聚合物珠复合体。此处，当使用具有相对较低的沸点的溶剂作为所述非极性溶剂时，该非极性溶剂可以在不进行单独的加热工序的情况下在室温分解从而使该溶剂蒸发。
当量子点-聚合物珠复合体通过上述方法形成时，可以利用过滤装置来收集量子点-聚合物珠复合体，然后可以通过使用乙醇和水来将收集的量子点-聚合物珠复合体清洁数次，然后干燥。其后，如上所述形成的量子点-聚合物珠复合体300a可以与基质树脂溶液混合，然后涂布至阻挡膜并固化，以形成其中分散有微相300的光转化层272。特别地，图3(A)是利用共聚焦显微镜得到的通过上述方法制备的光转化膜的照片。
接下来将描述通过利用量子点-低聚物液滴来形成光转化层272的方法。首先，制备具有极性部分和非极性部分的低聚物、非极性丙烯酸酯单体以及含有红色量子点的量子点分散溶液。
此处，具有极性部分和非极性部分的低聚物可以下述形式提供：其中包含极性部分的嵌段和包含非极性部分的嵌段彼此键合的嵌段共聚物的形式、其中具有极性部分的重复单元和具有非极性部分的重复单元彼此无规地键合的无规共聚物的形式、其中非极性部分存在于主链中且极性部分存在于侧链中的结构、或者其中极性部分存在于主链中且非极性部分存在于侧链中的结构。此处，极性部分可以包括选自由-OH、-COOH、-COO-、-CO-、-O-及其组合组成的组的至少一种极性基团，而非极性部分可以是包括碳和氢的烃链。
其后，非极性(甲基)丙烯酸酯单体可以是其中能够溶解量子点的(甲基)丙烯酸酯单体，例如具有超过10个碳原子的非极性(甲基)丙烯酸酯单体。更具体而言，非极性(甲基)丙烯酸酯单体可以为选自由丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸月桂酯、丙烯酸异冰片酯和甲基丙烯酸异冰片酯组成的组的至少一种材料。
当制备了量子点分散溶液后，将基质树脂溶液混合。此处，由于基质树脂溶液具有极性，而量子点分散溶液因作为其主要成分的非极性丙烯酸酯之故而具有非极性，当基质树脂溶液与量子点分散溶液彼此混合时，会发生相分离而形成量子点-低聚物液滴，其包含具有极性部分和非极性部分的低聚物和非极性(甲基)丙烯酸酯单体。
如上所述，当其中形成有液滴的树脂溶液被涂布至阻挡膜然后固化时，可以获得其中分散有包含红色量子点的微相300a的光转化层272。更具体地，在液滴被固化时，可以形成微相300a，其包含由具有极性部分和非极性部分的低聚物诱导产生的单元和由非极性(甲基)丙烯酸酯单体诱导产生的单元。特别地，图3(B)是利用共聚焦显微镜得到的通过上述方法制备的光转化膜的照片。
如上所述，通过利用量子点-聚合物珠复合体或量子点-低聚物液体而形成的光转化层272有助于因珠复合体的聚合物或液滴内的低聚物之故而避免红色量子点在微相300内聚集。因此，微相300可以在基质树脂400内均匀地分散，以使量子点的聚集最小化，由此有效地限制因光的再吸收所致的光发射效率的劣化。
光转化层272还可以包括光引发剂。光引发剂可以引发基质树脂的聚合。在当前实施方式中，可以不受限制地使用已知的光引发剂。例如，可以混合至少两种光引发剂。例如，金属类引发剂、环氧树脂类引发剂、异氰酸酯类引发剂或胺类引发剂均可用作光引发剂。另外，可以使用进入市场的引发剂(例如Irgacure 184)作为光引发剂。光引发剂的含量可以为光转化层272的总重量的约1重量％～约15重量％。
光转化层272可以进一步包括用于使激发光和发射光更为有效地散开的光散射剂。此处，光散射剂的含量可以为光转化层的总重量的约0.1重量％～约40重量％，优选为约0.1重量％～约20重量％，更优选为约0.5重量％～约20重量％。
光散射剂可以存在于基质树脂中或包括量子点的微相中。光散射剂可以包括有机光散射剂、无机光散射剂或其组合。无机光散射剂的实例可以为包括硅、二氧化硅、氧化铝、TiO2、ZrO2、硫酸钡、ZnO或其组合的颗粒，而有机光散射剂的实例可以包括包含聚(甲基丙烯酸甲酯)类聚合物、苯并胍胺类聚合物或其组合的聚合物颗粒。无机光散射剂和有机光散射剂可以单独使用或彼此混合地使用。作为选择，可以将具有彼此不同的尺寸的两种光散射剂混合然后使用。
例如，直径为约0.5μm～约10μm的微米光散射剂、直径为约5nm～约200nm的纳米光散射剂或其组合可以用作光散射剂。此处，微米光散射剂可以导致Mie散射，即可以散射从光源发出的原生光和从量子点激发的次生光。微米光散射剂的含量可以为光转化层内的约1重量％～约40重量％。如果微米光散射剂的含量超出上述范围，则量子点的分散可能受到干扰，且因光散射剂所致的与光吸收相关的贡献性可能增加而使光学效率劣化。
其后，纳米光散射剂可能导致Rayleigh散射，即可以主要散射从光源产生的原生光。纳米光散射剂的含量可以为光转化层内的约0.1重量％～约20重量％。如果纳米光散射剂的含量超出上述范围，则量子点的分散可能受到干扰，且因光散射剂所致的与光吸收相关的贡献性可能增加而使光学效率劣化。
如图4所示，光转化层272还可以包括绿色磷光体500。可以使用具有高可靠性、低半峰全宽(FWHM)和低老化的绿色磷光体作为所述绿色磷光体500。更具体地，可以使用FWHM为约30nm～约10nm的绿色磷光体作为所述绿色磷光体500。例如，绿色磷光体500可以包括选自由β-SiAlON类磷光体、LSN类磷光体和LuAG类磷光体组成的组的至少一种磷光体。
如上所述，如果光转化层272还包括绿色磷光体，则通过红色量子点可以实现红光，而通过绿色量子点可以实现绿光。此外，由于不同于绿色量子点，绿色磷光体对于外部环境不敏感，因此利用绿色磷光体的光转化膜在与现有技术光转化膜相比时能具有相对优异的可靠性。
接下来，第一阻挡膜271和第二阻挡膜273支持并保护光转化层272。更具体地，第一阻挡膜271和第二阻挡膜273防止外部空气中的水分或氧气渗透至光转化层272内，由此避免了量子点的退化。
为此，第一阻挡膜271和第二阻挡膜273可以包含用于阻挡水分和/或氧气的进入的单一材料或复合材料。例如，第一阻挡膜271和第二阻挡膜273可以包括相对于水分和/或氧气具有高阻挡性的聚合物，例如，聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚乙烯醇、乙烯乙烯醇、聚氯三氟乙烯、聚偏氯乙烯、尼龙、聚氨基醚和环烯烃类均聚物或共聚物。
在图4中，第一阻挡膜271和第二阻挡膜273各自作为单层提供，但不限于这种情况。例如，第一阻挡膜271和第二阻挡膜273可以作为多层提供。更具体地，第一阻挡膜271和第二阻挡膜273各自可以包括堆叠在基体材料上的保护膜。
另外，第一阻挡膜271和第二阻挡膜273可以包括涂布在基底材料上的相对于水分和/或氧气具有高阻挡性的无机膜或有机-无机氢化物膜。此处，所述无机膜或有机-无机氢化物膜可以由作为主要成分的如Si和Al等的氧化物或氮化物形成。在本情形中，可以使用具有高透光性和耐热性的聚合物膜作为基底材料。例如，可以使用包括聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、环烯烃共聚物(COC)和环烯烃聚合物(COC)等的聚合物膜作为基体材料。
第一阻挡膜271和第二阻挡膜273各自具有在温度为约37.8℃且相对湿度为约100％时为约10-1g/m2/日～10-5g/m2/日的水分渗透速率，和在温度为约23℃且相对湿度为约0％时为约10-1cc/m2/日/atm～10-2cc/m2/日/atm的水分渗透速率。此外，第一阻挡膜271和第二阻挡膜273各自在约420nm～约680nm的可见光区内可以具有约88％～约95％的线性渗透率。另外，第一阻挡膜271和第二阻挡膜273各自可以具有约20μm～约100μm的厚度。
光转化膜270将入射光转化为波段为约600nm～约680nm的红光。更具体地，当使波长为约420nm的激发光照射于光转化膜270上之后测定发射峰时，发射峰存在于约400nm～约450nm的波段和约600nm～约680nm的波段。
当光转化层额外包括绿色磷光体时，光转化膜270将入射光转化为波段为约600nm～约680nm的红光和波段为约500nm～约550nm的绿光。在此情形中，当使波长为约420nm的激发光照射于光转化膜270上之后测定发射峰时，发射峰存在于约400nm～约450nm的波段、约500nm～约550nm的波段和约600nm～约680nm的波段。此处，可以利用波长光谱测定仪器来测定发射峰。
此外，满足方程(1)的光转化膜270具有优异的色彩特性。更具体地，根据一个实施方式的光转化膜270被设置在发光二极管(LED)封装体上，该发光二极管封装体包含β-SiAlON类绿色磷光体和蓝色LED。其后，当在将两片棱镜膜(BFE,3M公司)和亮度增强膜(DBEF，3M公司)设置于光转化膜上后用CIE坐标系统测定色彩特性时，x值可为约0.255～约0.355，且y值可以为约0.255～约0.355。当使用根据一个实施方式的光转化膜时，产生了具有优异的色感的白光。
光转化膜270还具有优异的由以下方程(3)表达的光转化效率，其为约50％～约70％，更优选为约60％～约70％。
方程(3)：光转化效率＝{从光转化膜发射的红光的量/光转化膜吸收的光的总量}×100
此处，光转化效率可以通过在照射了波长为约420nm的激发光后利用绝对PL量子产率测定系统来计算从光转化膜发射的光的光子数与光转化膜吸收的光子数之比而测定。
此外，在根据一个实施方式的光转化膜270中，由于使用具有低水分渗透率和/或蒸气渗透率的树脂作为基质树脂410，在高温高湿的环境下膜的边缘部分的劣化显著降低。特别地，在将根据一个实施方式的光转化膜在温度约为60℃且相对湿度约为90％的条件下放置10天后，在对边缘部分的变化进行测定时，该光转化膜在边缘部分的受损长度可以为约2mm以下，优选为约1mm以下。
下面将描述根据一个实施方式的背光单元和显示装置。特别地，图5和6是根据一个实施方式的显示装置的图示。如图5和6所示，根据一个实施方式的显示装置包括背光单元200和显示面板100。
此处，背光单元200向显示面板100提供光。因此，背光单元包括光源单元240和根据一个实施方式的光转化膜270。此外，背光单元200还可以包括底壳210、反射板220、导光板230、导引板250和光学片260。由于前文对于光转化膜270进行了详细描述，因此将仅描述背光单元的其它组件。
首先光源单元240向显示面板100供给光并被安置于底壳210内。例如，光源单元240包括多个光源240b和其上安装着所述多个光源240b的印刷电路板240a。作为选择，多个光源240b可以包括用于发射蓝光的蓝色光源和用于发射绿光的绿色光源。例如，多个光源240b可以包括交替布置的蓝色LED和绿色LED。
作为选择，光源240b可以是包含绿色磷光体和蓝色LED的LED封装体。图7是根据一个实施方式的可用LED封装体的图示。参照图7，LED封装体240b可以包括封装板241、安装于封装板241上的蓝色LED 245和含有绿色磷光体颗粒249的透明树脂层248。
可以包括其上设置有引线框242a和242b的下封装板241a和具有向上倾斜的内侧壁的上封装版241b。与蓝色LED 245的两个电极连接的电极部件可以分别通过线连接至引线框242a和242b。此处，绿色磷光体249可以包括选自由β-SiAlON类磷光体、LSN类磷光体和LuAG类磷光体组成的组的至少一种磷光体，而透明树脂层248可以包括环氧树脂、硅树脂或其组合。然而，实施方式中的LED封装体不限于图7所示的封装体。例如，可以不受限制地使用包括蓝色LED和绿色磷光体颗粒的各种LED封装体。
作为选择，光源240b的每一个可以为发射蓝光的蓝光光源。例如，光源240b可以是蓝色发光二极管。在该情形中，如图4所示，可以使用包含绿色磷光体的光转化膜作为光转化膜。
印刷电路板240a与光源240b电连接。光源240b通过印刷电路板240a接收驱动信号并由此被驱动。印刷电路板240a可以具有其上安装着光源240b的安装表面和朝向该安装表面的粘结表面。印刷电路板240a的粘结表面附接至底壳210。印刷电路板240a还可以具有条形且被安置于底壳210的一侧上。
虽然印刷电路板240a在图中与底壳210的内表面附接，但并不限于此。例如，印刷电路板240a可以附接至底壳210的内部上表面或底壳210的弯曲延伸部211的下表面。
虽然光源单元240在图中安置于底壳210的一侧上，但其并不限于此。例如，光源单元240可以安置于底壳210内的彼此相向的两侧的每一侧。此外，虽然在图中图示说明了边缘型背光单元200，但也可以提供直接型背光单元200。即，光源单元240可以安置于底壳210的内部上表面。
如图5和6所示，底壳210可以具有开放的上部。此外，底壳210可以具有以闭合环路形状延伸的侧壁以容纳发光单元240、导光板230、反光板220、光学片260和光转化膜270。
此处，底壳210的至少一个侧壁可以包括弯曲延伸部211，其弯曲以从上边缘延伸，由此覆盖光源单元240。即，底壳210的一侧具有型截面。此处，可以在弯曲延伸部211的底表面进一步安置反射构件213。
反射构件213可以为光源外壳、反射膜或反射带。反射构件213避免从光源单元240发射的光直接发射至显示面板100。此外，反射构件213增加了入射至导光板230上的光量。因此，反射构件213改善了显示装置的光效率、亮度和图像品质。
在底壳210中，可以省略弯曲延伸部211。即，底壳210可以具有一个形的侧截面。底壳210与导引面板250连接。导引面板250在其中包括突出部。显示面板可以坐落于导引面板250的突出部上并由其支撑。导引面板250可以称为支撑主体或模架。
导引面板可以安置来围绕背光单元200的边缘以便与显示面板100连接。即，导引面板250具有框架形状。例如，导引面板250可以具有矩形框形状。此外，导引面板250可以具有在对应于弯曲延伸部211的底壳210的区域中的开口。
另外，底壳210和导引面板250各自可以具有钩形或者包含凸部或凹部，从而其彼此组装并连接在一起。此外，可通过使用粘合剂将底壳210和导引面板250彼此粘合。然而，但不限于图示，导引面板可以安置于光源单元240上。此处，反射构件213可以设置于对应于光源单元240的导引面板250的底表面上。
其后，导光板230通过全反射、衍射和散射将光源单元240所提供的光均匀地引导至液晶显示面板100。此处，导光板230容纳于底壳210内。
虽然图中的导光板230具有预定厚度，但其不限于导光板230的形状。例如，导光板230的厚度可比导光板230的两侧或中间部分略薄，以减少背光单元200的总厚度。此外，逐渐减小的导光板230的厚度越大，导光板230越远离光源单元240。
此外，导光板230的一个表面可以具有特定的图案形状以提供均匀的表面光。例如，导光板230可以具有如椭圆图案、多边形图案和全息图图案等各种图案以将入射光向内引导。
虽然光源单元240在图中安置于导光板230的侧表面上，但其不限于此。光源单元240可以安置来对应于导光板230的至少一个表面。例如，光源单元240可以安置来与导光板的一个侧表面或者两个侧表面相对应。作为选择，光源单元240可以安置来对应于导光板230的底表面。
反光板220可以被安置在从光源单元发射的光的行进路径之中。更具体地，反光板220被安置在导光板230和底壳210之间。即，反光板220安置于导光板230之下。反光板220可以将行进至底壳210的上表面上的光朝导光板230反射以改善光效率。
与附图不同的是，如果光源单元240被安置为对应于导光板230的底表面，则反光板220可以安置于光源单元240上。更具体地，反光板220安置于光源单元240的印刷电路板240a上。此外，光学构件220可以具有与多个光源240连接的多个孔。
即，多个光源240b可以被插入反射板220的多个孔内，并且光源240可以暴露在外部。因此，反光板220可以安置于印刷电路板240a上的光源240b一侧。
此外，如图5和6所示，光学片260安置于导光板230上并收集光。例如，光学片260可以包括漫射片261、第一棱镜片262和第二棱镜片263。漫射片261安置于导光板230上。扩散片261改善了于其中传输的光的均一性。扩散片261可以包括多个珠。
另外，第一棱镜片262安置于扩散片261上。第二棱镜片263安置于第一棱镜片262上。第一棱镜片262和第二棱镜片263增加了其中传输的光的线性度。因此，发射至导光板230上的光能穿透光学片260并因而被处理成具有高亮度的表面光。
光转化膜270可以被安置于光学片260与导光板230之间。虽然参照附图描述了背光单元，但实施方式的背光单元不限于上文所述的背光单元。即，在实施方式的背光单元中，附图中的一部分组件可以被省略或改变，并且还可以设置其他组件。
下面，显示面板100可以实现图像并且为例如液晶显示面板(LCD)。例如，显示面板100可以包括第一基板110和第二基板120，两者彼此结合且其间具有液晶层。此外，可以在第一基板110和第二基板120各自的外表面进一步设置用于仅选择性地传输特定偏振的光的偏光板。即，可以在第一基板110的顶表面和第二基板120的底表面上各自设置偏光板。
另外，显示面板包括显示区域和非显示区域。在显示区域的第一基板110的一个表面上设置栅极线和数据线。栅极线和数据线可以彼此垂直地相交且在其间具有栅极绝缘层，以限定像素区域。
第一基板110可以是薄膜晶体管基板。薄膜晶体管可以安置于第一基板110的一个表面上的栅极线和数据线之间的交叉区域上。即，薄膜晶体管安置于像素区域上。此外，像素电极被安置于第一基板110的一个表面上的每一个像素区域。薄膜晶体管和像素电极彼此电连接。
薄膜晶体管包括栅电极、半导体层、源电极和漏电极。栅电极从栅极线分叉出来。此外，源电极可以从数据线分叉出。像素电极可以与薄膜晶体管的漏电极电连接。
另外，薄膜晶体管包括底部栅极结构、顶部栅极结构或双栅极结构。即，可以在不背离本实施方式的主旨和范围的情况下对薄膜晶体管进行各种变化和改造。
第二基板120可以为滤色片基板。可以在显示面板100的第二基板120的一个表面上设置具有栅格形状的黑矩阵，其覆盖形成于第一基板110上的诸如薄膜晶体管等非显示区域并且围绕像素区域。此外，可以在栅格中设置与每个像素区域相对应的连续反复安置的红色滤色片层、绿色滤色片层和蓝色滤色片层。
此外，显示面板100包括与像素电极一起产生电场以驱动液晶层的共用电极。用于布列液晶分子的方法可以包括扭曲向列(TN)模式、垂直排列(VA)模式、面内转换(IPS)模式或边缘场转换(FFS)模式。共用电极可以根据液晶分子布列方法安置在第一基板110或第二基板120上。
此外，显示面板100可以包括晶体管上滤色片(COT)结构，其中薄膜晶体管、滤色片层和黑矩阵形成于第一基板110上。第二基板120与第一基板110结合且其间具有液晶层。即，薄膜晶体管可以安置于第一基板110上，而滤色片层可以安置于薄膜晶体管上。此处，可以在薄膜晶体管和滤色片层之间安置保护膜。
此外，在第一基板110上安置与薄膜晶体管相接触的像素电极。此处，可以省略黑矩阵以改善孔隙比并简化掩膜工艺。因此，共用电极可以享有黑矩阵的功能。另外，用于提供来自外部的驱动信号的驱动电路部分与显示面板100相连。驱动电路部分可以安装于显示面板100的基板上，或者通过如载带封装体等连接构件而与显示面板100相连。
虽然参照附图描述了显示面板，但根据实施方式的显示面板不限于上文所述的显示面板。即，在根据实施方式的显示面板中，附图中的一部分组件可以被省略或改变，并且还可以设置其他组件。
在根据一个实施方式的显示装置中，通过利用CIE坐标体系测定的坐标值可以为约0.25～约0.35的x值和约0.25～约0.35的y值。因此，可以实现具有优异的色感的白光。
接下来将参照实施方式具体描述当前实施方式。然而，以下实施方式仅用于说明具体的实施方式而非限制本发明的主旨。即，本公开可以以不同形式来实施，而不应认为局限于本文所述的实施方式。
<制备例1～5>
将甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸月桂酯和具有极性部分和非极性部分的嵌段共聚物以3:1:1的重量比混合以形成树脂混合溶液。然后，向该树脂混合溶液添加Irgacure184使得Irgacure 184相对于100重量份的混合溶液为约1重量份。然后，向混合物添加InP/ZnS芯-壳量子点粉末以满足(表1)中所列的重量％，并且搅拌所得混合物以制备用于光转化层的复合物。
(表1)
QD重量％
制备例1 0.05％
制备例2 0.1％
制备例3 0.5％
制备例4 2％
制备例5 5％
<实施方式1～7和比较例1～7>
将根据制备例1～5制备的复合体涂布至第一阻挡膜(i-成分，50μm)和第二阻挡膜(i-成分，50μm)之间，然后暴露于紫外线下以制备具有厚度如(表2)所列的光转化层的光转化膜。
测定了如上所述制备的光转化膜的色彩特性和光转化效率。此处，将具有上述色彩特性的光转化膜安置在包括β-SiAlON类绿色磷光体和蓝色LED的LED封装体上，然后在该光转化膜上安置两片棱镜膜(BFE,3M公司)和亮度增强膜(DBEF,3M公司)以便通过利用CIE坐标系统来测定色彩特性。此外，通过在照射了波长为约420nm的激发光后利用绝对PL量子产率测定系统来计算从光转化膜发射的光的光子数与光转化膜吸收的光的光子数之比来测定光转化效率。测定结果如下文(表2)中所示。
此外，当光转化膜安装于图5所示的显示装置上之后，利用CIE坐标系统来测定色彩特性。测定结果如下文(表2)中所示。
(表2)
<制备例6～10>
将甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸月桂酯和具有极性部分和非极性部分的嵌段共聚物以3:1:1的重量比混合以形成树脂混合溶液。然后，向树脂混合溶液添加Irgacure 184和光散射剂使得Irgacure 184和光散射剂相对于100重量份的混合溶液各自为约1重量份～约5重量份。然后，向混合物添加InP/ZnS芯-壳量子点粉末以满足(表3)中所列的重量％，并且搅拌所得混合物以制备用于光转化层的复合体。
(表3)
<实施方式8～14和比较例8～17>
将根据制备例6至10制备的复合体涂布至第一阻挡膜(i-成分，50μm)和第二阻挡膜(i-成分，50μm)之间，然后暴露于紫外线下以制备具有厚度如(表4)所列的光转化层的光转化膜。
测定了如上所述制备的光转化膜的色彩特性和光转化效率。此处，将具有上述色彩特性的光转化膜安置在包括β-SiAlON类绿色磷光体和蓝色LED的LED封装体上，然后在该光转化膜上安置两片棱镜膜(BFE,3M公司)和亮度增强膜(DBEF,3M公司)以便通过利用CIE坐标系统来测定色彩特性。此外，通过在照射了波长为约420nm的激发光后利用绝对PL量子产率测定系统来计算从光转化膜发射的光的光子数与光转化膜吸收的光的光子数之比来测定光转化效率。测定结果如下文(表4)中所示。
此外，当光转化膜安装于图5所示的显示装置上之后，利用CIE坐标系统来测定色彩特性。测定结果如下文(表4)中所示。
(表4)
通过(表2)和(表4)可见，其中方程(1)满足约5～约50的重量的光转化膜具有优异的色彩特性和光转化效率。此外，如果方程(1)超出上述范围，可以看出色彩特性和/或光转化效率劣化。
在根据本实施方式的光转化膜中，可以在不使用绿色量子点的情况下仅使用红色量子点来减少膜内的量子点的量，由此使得因量子点的再吸收所致的光效率的劣化达到最小并实现优异的光转化效率。
此外，当满足了光转化层内的量子点的含量与光转化层的厚度之间的特定关系表达式时，可以实现薄且色彩特性优异的光转化膜。
虽然已参照多个说明性实施方式对实施方式进行了描述，但应该理解的是，可以由本领域技术人员构想出许多其它的落在本公开的原理的主旨和范围之内的变形方式和实施方式。更具体而言，在本公开、附图和所附权利要求书的范围内，在组成部件和/或主题排列组合的排列方面可以由各种变化和变形。除组成部件和/或排列的变化和变形以外，作为替代选择的用途对于本领域技术人员也是显而易见的。

Claims (24)

1.一种光转化膜，其包含：
第一阻挡膜；
设置于所述第一阻挡膜上的光转化层，所述光转化层包含基质树脂、均匀地分散于所述基质树脂内的多个微相和各微相中含有的多个红色量子点，所述多个红色量子点各自包括在其表面上的配体层，各微相包括量子点-聚合物珠复合体，并且所述量子点-聚合物珠复合体包括所述多个红色量子点和聚合物，该聚合物的一部分链与所述红色量子点的表面键合；和
设置于所述光转化层上的第二阻挡膜，
其中，所述光转化层中的所述基质树脂还包含设置在相邻的微相之间的绿色磷光体，并且
其中，所述光转化膜满足以下方程(1)：
方程(1)：
5≤(光转化层内的量子点的重量/光转化层的总重量)×100×t≤50，
其中t为所述光转化层的厚度。
2.如权利要求1所述的光转化膜，其中所述光转化膜满足方程(2)：
方程(2)：0.05≤(光转化层内的量子点的重量/光转化层的总重量)×100≤5。
3.如权利要求1所述的光转化膜，其中所述光转化层的厚度t为5μm～100μm。
4.如权利要求1所述的光转化膜，其中，当照射波长为420nm的激发光时，所述光转化膜具有处于400nm～450nm的波段和600nm～680nm的波段的发射峰。
5.如权利要求1所述的光转化膜，其中所述光转化层还包含光散射剂。
6.如权利要求5所述的光转化膜，其中所述光散射剂的含量为所述光转化层总重量的0.1重量％～40重量％。
7.如权利要求5所述的光转化膜，其中所述光散射剂包含直径为0.5μm～10μm的微米散射剂、直径为5nm～200nm的纳米散射剂及其组合。
8.如权利要求7所述的光转化膜，其中所述微米散射剂的含量为所述光转化层总重量的1重量％～40重量％。
9.如权利要求7所述的光转化膜，其中所述纳米散射剂的含量为所述光转化层总重量的1重量％～20重量％。
10.如权利要求1所述的光转化膜，其中所述光转化层还包含光引发剂。
11.如权利要求10所述的光转化膜，其中所述光引发剂的含量为所述光转化层总重量的1重量％～15重量％。
12.如权利要求1所述的光转化膜，其中当照射波长为420nm的激发光时，所述光转化膜具有处于400nm～450nm的波段、500nm～550nm的波段和600nm～680nm的波段的发射峰。
13.如权利要求1所述的光转化膜，其中所述第一阻挡膜和第二阻挡膜各自具有在温度为37.8℃和相对湿度为100％时为10-1g/m2/日～10-5g/m2/日的水分渗透速率。
14.如权利要求1所述的光转化膜，其中所述第一阻挡膜和第二阻挡膜各自具有在温度为23℃和相对湿度为0％时为10-1cc/m2/日～10-2cc/m2/日的水分渗透速率。
15.如权利要求1所述的光转化膜，其中所述第一阻挡膜和第二阻挡膜各自的厚度为20μm～100μm。
16.如权利要求2所述的光转化膜，其中所述光转化膜具有40％～80％的如以下方程(3)所表示的光转化效率：
方程(3)：光转化效率＝{从光转化膜发射的红光的量/吸收至光转化膜内的光的总量}×100。
17.如权利要求1所述的光转化膜，其中，在将所述光转化膜设置于包含蓝色发光二极管的发光二极管封装体上之后，利用CIE坐标系统测定的坐标值具有0.255和0.355的x值。
18.如权利要求1所述的光转化膜，其中，在将所述光转化膜设置于包含蓝色发光二极管的发光二极管封装体上之后，利用CIE坐标系统测定的坐标值具有0.255和0.355的y值。
19.一种背光单元，其包含：
包含至少一个光源的光源单元；和
设置于所述光源单元上的光转化膜，
其中所述光转化膜包含：
第一阻挡膜；
设置于所述第一阻挡膜上的光转化层，所述光转化层包含基质树脂、均匀地分散于所述基质树脂内的多个微相和各微相中含有的多个红色量子点，所述多个红色量子点各自包括在其表面上的配体层，各微相包括量子点-聚合物珠复合体，并且所述量子点-聚合物珠复合体包括所述多个红色量子点和聚合物，该聚合物的一部分链与所述红色量子点的表面键合；和
设置于所述光转化层上的第二阻挡膜，
其中，所述光转化层中的所述基质树脂还包含设置在相邻的微相之间的绿色磷光体，并且
其中，所述光转化膜满足以下方程(1)：
方程(1)：
5≤(光转化层内的量子点的重量/光转化层的总重量)×100×t≤50，
其中t为所述光转化层的厚度。
20.如权利要求19所述的背光单元，其中所述至少一个光源包含蓝色光源和绿色光源。
21.如权利要求19所述的背光单元，其中所述光源包含蓝色光源。
22.一种显示装置，其包含：
显示面板；和
设置于所述显示面板下方的背光单元，
其中所述背光单元包含：
包含至少一个光源的光源单元；和
设置于所述光源单元上的光转化膜，
其中所述光转化膜包含：
第一阻挡膜；
设置于所述第一阻挡膜上的光转化层，所述光转化层包含基质树脂、均匀地分散于所述基质树脂内的多个微相和各微相中含有的多个红色量子点，所述多个红色量子点各自包括在其表面上的配体层，各微相包括量子点-聚合物珠复合体，并且所述量子点-聚合物珠复合体包括所述多个红色量子点和聚合物，该聚合物的一部分链与所述红色量子点的表面键合；和
设置于所述光转化层上的第二阻挡膜，
其中，所述光转化层中的所述基质树脂还包含设置在相邻的微相之间的绿色磷光体，并且
其中，所述光转化膜满足以下方程(1)：
方程(1)：
5≤(光转化层内的量子点的重量/光转化层的总重量)×100×t≤50，
其中t为所述光转化层的厚度。
23.如权利要求22所述的显示装置，其中，在所述显示装置中，利用CIE坐标系统测定的坐标值具有0.255和0.355的x值。
24.如权利要求22所述的显示装置，其中，在所述显示装置中，利用CIE坐标系统测定的坐标值具有0.255和0.355的y值。
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