一種量子點光學膜及背光模組的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種量子點光學膜及背光模組，包括量子點核心層，上隔水隔氧封裝層和下隔水隔氧封裝層，所述量子點核心層設有量子點微膠囊。本實用新型的量子點光學膜發光效率及穩定性好，在高溫高濕條件下測試，亮度與色域衰減小。
【專利說明】
一種量子點光學膜及背光模組
技術領域
[0001] 本實用新型涉及平板顯示技術領域，尤其涉及一種量子點光學膜及使用該膜的背 光模組。
【背景技術】
[0002] 液晶顯示器LCD(liquid crystal display )背光源的發展由冷極熒光管CCFL (cold cathode fluorescent lamp )發展到了目前最普及的發光二極管LED (Light emitting diode )。液晶顯示器上使用的背光裝置包括用于發光的光源、反射片、導光板、 光學擴散膜和棱鏡片等，液晶控制光的通過，濾色片為其增加了色彩，以上部件組成了液晶 背光模組。LCD都是以設備背面的一組發光二極管作為白光光源，其中白光實現的方式主要 有三種：
[0003] 第一種是在藍光芯片上，覆蓋黃色熒光粉把發出的藍光轉化為白光，這種方式簡 單易行使用最普遍，但色域NTSC小于70%。
[0004] 第二種是LED單元通過三原色LED光源混合形成白光，色域NTSC能達到95%，但此方 法制作工藝復雜，價格昂貴，所合成白光的顏色偏黃。
[0005] 第三種白光實現的方式是用LED藍光，激發紅色和綠色兩種量子點膜形成白光。這 種量子點膜能夠提高顯示器的色域NTSC能達到95%以上。應用于背光模組中，具有高顯色性 與高發光效率的特點，是新興技術。
[0006] 第三種白光實現的方式中，用現有技術制作量子點膜存在量子點膜穩定性差的問 題，致使發光效率容易衰減，顯示器的使用壽命大大降低。現有技術一般采用將量子點溶液 直接與樹脂基體膠粘劑、擴散粒子等混合，涂布形成量子點膜。紅色和綠色量子點由于不耐 高溫、高濕，易被氧化等特點，需要隔水隔氧保護，量子點若直接分散在樹脂基體膠粘劑中， 樹脂基體膠黏劑中的溶劑、流平劑、固化劑等各種補加助劑會對量子點穩定性有影響，量子 點容易猝滅，發光效率大大降低。 【實用新型內容】
[0007] 本實用新型所要解決的技術問題是針對現有技術存在的不足，提供一種高色域的 量子點光學膜，所述量子點膜不但具備高色域、而且能提高量子點膜發光效率及穩定性，亮 度與色域衰減大大降低，色域NTSC能達到95%~110%。
[0008] 本實用新型所采用的技術方案為：
[0009] -種量子點光學膜，包括量子點核心層，上隔水隔氧封裝層，和下隔水隔氧封裝 層，所述量子點核心層含有量子點微膠囊和擴散粒子，量子點微膠囊由囊芯和囊壁構成，囊 芯為吸附有量子點的具有微孔的微粒，微粒粒徑為〇.5μπι~35μπι，微孔的孔徑為IOnm~ 40nm，微孔深度為5nm~20 nm，量子點微膠囊的粒徑為Ιμπι~40μηι，擴散粒子的直徑為0· 1μ m ~20ym〇
[0010] 上述量子點光學膜，所述微孔的形狀為圓柱形、圓錐形、多邊型或無規則型。
[0011] 上述量子點光學膜，所述量子點直徑為I nm~IOnm0
[0012] 上述量子點光學膜，所述量子點核心層厚度為2μπι~200μπι，優選3μπι~100μπι。
[0013] 上述量子點光學膜，所述微粒粒徑為1.5μηι~20μηι，微孔的孔徑為12nm~30nm， 微孔深度為6nm~15 nm〇
[0014]上述量子點光學膜，所述上下隔水隔氧封裝層的厚度小于150μπι，優選15-100μπι。 [0015] 上述量子點光學膜，所述量子點光學膜總厚度為25μηι~500μηι。
[0016] -種背光模組，包括光源、導光板、棱鏡片，改進后，還包括如上所述的量子點光學 膜，所述量子點光學膜位于導光板與棱鏡片之間。
[0017] 與現有技術相比，本實用新型具有以下優點：
[0018] 本實用新型采用量子點微膠囊，其的作用是防止了囊芯上的量子點與空氣中水汽 或其它氣體的接觸，同時減少量子點與基體材料樹脂或各種助劑的接觸而導致的量子點猝 滅。量子點在多孔微粒的微孔中得到更好的保護，其穩定性也大大提高。使得量子點光學膜 的色域高，NTSC能達到95%~110%。
【附圖說明】
[0019] 圖1為本實用新型提供的量子點核心層中多孔微粒的結構示意圖；
[0020] 圖2為本實用新型提供的量子點核心層中量子點囊芯的結構示意圖；
[0021] 圖3為本實用新型量子點核心層中量子點微膠囊的結構示意圖；
[0022] 圖4為本實用新型量子點光學膜核心層的結構示意圖；
[0023] 圖5為本實用新型提供的量子點光學膜的結構示意圖；
[0024]圖中各標號表示為：101、具有微孔結構的多孔微粒，201、多孔微粒的微孔上吸附 的量子點，301、量子點囊芯，302、量子點囊璧，401、量子點微膠囊，402、擴散粒子，403、基 體膠粘劑，501、量子點核心層，502、上下隔水隔氧封裝層。
【具體實施方式】
[0025] 本實用新型量子點光學膜包括量子點核心層、上下隔水隔氧封裝層。所述量子點 核心層由基體膠粘劑及若干均勻分散于基體膠粘劑中的量子點微膠囊、擴散粒子組成。量 子點微膠囊由囊芯和囊壁組成，所述的囊芯分別為吸附有紅量子點或綠量子點的具有微孔 的微粒。
[0026] 所述囊芯為表面具有多孔結構的有機或無機微粒中的一種或幾種以上組成，優選 PMMA與有機娃，粒徑為0·5μηι~35μηι，微孔的孔徑為10 nm~40nm，微孔的孔徑深度為5 nm ~20 nm。微粒粒徑越大比表面積越小，因此微粒粒徑與微孔的孔徑太大會增大單位面積上 量子點用量，不利于降低成本。多孔粒子的孔的形狀為圓柱形、圓錐形、多邊型或無規則型。 [0027] 優選的，所述微粒的粒徑為1.5μπι~20μπι，微孔的孔徑為12 nm~30nm，微孔孔徑深 度為6 nm~15nm〇
[0028]本實用新型對上述吸附有量子點的微粒一一量子點囊芯進行囊封，封裝材料稱作 囊壁。囊壁是量子點的保護層，避免量子點裸露在外與空氣或水接觸，同時減少量子點與基 體材料樹脂或其中各種助劑的接觸而導致的量子點猝滅，提高了量子點的穩定性與發光效 率，經過囊封的吸附有紅或綠量子點的有機或無機量子點擴散微粒分別稱作紅或綠量子點 微膠囊，囊壁厚度為O . 5μπι~5μπι，囊壁厚度小于O . 5μπι時，容易破壁，量子點得不到保護，大 于5μηι時會降低量子點膜的輝度。優選Ιμπι~2μηι。最終形成的量子點微膠囊粒徑1 .Ομπι~40μ m〇
[0029] 量子點核心層中的擴散粒子材質可以選用公知的有機硅類、PS、PMMA、PBMA、Ti02、 CaC03、AI203, BaS04、尼龍等的一種或兩種以上組成，進一步的優選PMMA與有機硅類的一 種或兩種以上組合。量子點核心層中的擴散粒子為球形或橢球形等具備光擴散功能的粒 子，可以為單一粒徑分散或多種粒徑混合分散，擴散粒子的直徑為〇. Imi~20μηι，優選Ιμπι~ 15μπι〇
[0030] 所述量子點材料，包括第II主族與第VI主族中的元素形成的第一化合物中的任意 一種，包括CdSe，CdTe、MgS ,MgSe、MgTe、CaS，CaSe、CaTe、SrS，SrSe、SrTe、BaS，BaSe、BaTe、 ZnS，ZnSe、ZnTe和CdS;第III主族與第V主族中的元素形成的第二化合物中的任意一種，包 括GaN，GaP，GaAs、InN、InP和InAs;所述第一化合物和/或所述第二化合物中的多種包覆 形成的核殼結構化合物或者摻雜納米晶，所述量子點的直徑為I nm -10nm，進一步優選量 子點的直徑是6 nm -9nm〇
[0031] 所述量子點核心層的厚度為2μπι~300μπι，優選3μπι~200μπι。
[0032] 所述量子點核心層兩側的上下隔水隔氧封裝層是由具有氣體(水蒸氣）阻隔能力 的一層或多層薄膜構成，薄膜材質，包括但不限于PVA涂布高阻隔薄膜、聚偏二氯乙烯薄膜 (PVDC)、乙烯/乙烯醇共聚物、PET等薄膜。薄膜厚度小于200μπι，優選20-100μπι。
[0033] 所述量子點核心層的上隔水隔氧封裝層與量子點核心層粘合或復合在一起。
[0034] 本實用新型還公開了一種背光模組，包括:光源、導光板、棱鏡片、及利用本實用新 型制作的量子點光學膜，其中量子點光學膜位于導光板之上、棱鏡片上下的任何位置。
[0035] 本實用新型所述的量子點光學膜的制備方法，包括如下步驟：
[0036] (1)首先將具有多孔結構的擴散粒子加入量子點溶液中，進行充分的混合分散，量 子點會吸附在上述擴散粒子的表面蜂窩狀多孔內，烘干，使溶劑揮發形成囊芯。
[0037] (2)配置具有一定粘度的囊壁溶液，用流化床的強氣流將囊芯微粒懸浮于空氣 中，通過噴嘴將配成適當粘度的囊壁膠粘劑溶液噴涂于微粒表面，提高氣流溫度使囊壁溶 液中的溶劑揮發則形成囊壁厚度。若囊壁材料選用UV固化膠粘劑，則提高氣流溫度使囊壁 溶液中的溶劑揮發，然后進行UV固化在量子點囊芯上形成囊壁。
[0038] (3)基體樹脂膠粘劑中加入擴散粒子，攪拌均勻，繼續加入步驟(2)得到的量子點 微膠囊，進行充分的混合分散，繼續加入流平劑、固化劑等補加劑，混合均勻，得到量子點核 心層涂布液；
[0039] (4)將步驟(3)得到的量子點核心層涂布液涂布在隔水隔氧封裝層的上表面。
[0040] (5)在量子點核心層的上表面粘結或復合上隔水隔氧封裝層。得到量子點膜。
[0041 ]本實用新型提供的量子點光學膜測試亮度與色域計算方法如下：
[0042]亮度測試
[0043]取一張14寸大小的量子點光學膜片，放置在14寸背光模組中，在24V的額定電壓下 點亮，用亮度計(蘇州弗士達科學儀器有限公司生產，型號:ΒΜ-7)測量其亮度及色度坐標。 [0044] 色域測試與計算
[0045]取一張14寸大小的膜片，放置在14寸顯示器中，代替下擴散膜，將顯示器調整至規 定的工作狀態后，將全場紅、綠、藍信號輸入到顯示器，用亮度計(型號:BM-7)分別測試中心 點的色度坐標，通過公式計算NTSC色域值。
[0046]以下通過實施例對本實用新型進行更詳細的說明。但這些實施例并不限制本實用 新型的實施方式，本領域的技術人員根據這些實施方式所做出的結構、方法、或功能上的變 換均包含在本實用新型的保護范圍內。
[0047] 各實施例如表1 [0048]表1各實施例參數
[0050] 耐候性測試，條件:溫度85° C，濕度RH85%，時間：1000小時，再次測試亮度并計算出 色域NTSC，耐候試驗之后亮度與實驗前亮度的比值百分數為亮度衰減量，耐候試驗之后色 域NTSC與實驗前色域NTSC的比值百分數為色域NTSC衰減量。
[0051 ]實施例數據結果如表2:
[0052] 表2性能
【主權項】
1. 一種量子點光學膜，包括量子點核心層，上隔水隔氧封裝層和下隔水隔氧封裝層，其 特征在于，所述量子點核心層含有量子點微膠囊和擴散粒子，量子點微膠囊由囊芯和囊壁 構成，囊芯為吸附有量子點的具有微孔的微粒，微粒粒徑為〇 . 5μπι~35μπι，微孔的孔徑為 10nm~40nm，微孔深度為5nm~20 nm，量子點微膠囊的粒徑為Ιμπι~40μηι，擴散粒子的直徑 為0 · Ιμπι~20ym。2. 根據權利要求1所述的量子點光學膜，其特征在于，所述量子點微膠囊的粒徑為2μπι ~25μπι〇3. 根據權利要求2所述的量子點光學膜，其特征在于，所述微孔的形狀為圓柱形、圓錐 形、多邊型或無規則型。4. 根據權利要求3所述的量子點光學膜，其特征在于，所述量子點直徑為1 nm~10nm。5. 根據權利要求4所述的量子點光學膜，其特征在于，所述量子點核心層厚度為2μπι~ 200μηι〇6. 根據權利要求5所述的量子點光學膜，其特征在于，所述微粒粒徑為1.5μπι~20μπι， 微孔的孔徑為12nm~30nm，微孔深度為6nm~15 nm。7. 根據權利要求6所述的量子點光學膜，其特征在于，所述上下隔水隔氧封裝層的厚度 小于150ym〇8. 根據權利要求7所述的量子點光學膜，其特征在于，所述量子點光學膜總厚度為25μπι ~500μηι，量子點核心層厚度為3μηι~100μπι，上下隔水隔氧封裝層的厚度為15μηι~100μπι。9. 一種背光模組，包括光源、導光板、棱鏡片，其特征在于，還包括如權利要求1至8任一 項所述的量子點光學膜，所述量子點光學膜位于導光板與棱鏡片之間。
【文檔編號】G02B1/10GK205427215SQ201520892744
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2015年11月10日
【發明人】王增敏, 霍新莉, 李彩翠, 劉紅妹, 王輝, 汪志松
【申請人】合肥樂凱科技產業有限公司