CN107346077A - 一种侧入式背光模组 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种侧入式背光模组，包括背板、发光组件和中框，所述背板具有凹形容纳空间，所述中框设置在背板外侧，所述背板容纳空间内从下到上依次设有反射片、导光板和光学膜片，所述发光组件出光口朝向所述导光板的入光面设置在所述背光模组侧边，其特征在于，所述中框和背板由相同的散热塑胶材料制成，所述散热塑胶材料由如下重量百分比的原料制成：80‑90%的主体塑料、8‑18%的填料、0.2‑1%的三维石墨烯、0.5～5%的分散剂、和0.2～0.4%的抗氧剂。本发明背光模组中的中框和背板均由散热塑胶材料制成，具有以下优点：散热均匀，LED灯的温度降低，能够减少LED灯的损坏可能，可避免灼热点，从而减少零件因高温造成的局部变形。

Description

一种侧入式背光模组
技术领域
本发明涉及显示技术领域，特别是涉及了一种侧入式背光模组。
背景技术
液晶显示装置因具有辐射低、整体轻薄和耗电低等特点，被广泛应用于手机、笔记本电脑和电视机等产品中。然而，由于液晶显示装置的液晶面板本身不具有发光特性，所以通常需配合背光模组才能达到显示效果。
目前，背光模组依据光源设置的位置不同，主要有直下式背光模组和侧入式背光模组。侧入式背光模组的光源放置于背光模组的一侧或相对的两侧，由于其散热面积有限导致散热效果差。为了提高散热性能一般是通过采用铝等散热性能好的金属件，但金属有加工成型时间长、结构单一不自由等劣势。
发明内容
为了弥补已有技术的缺陷，本发明提供一种侧入式背光模组。
本发明所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现：
一种侧入式背光模组，包括背板、发光组件和中框，所述背板具有凹形容纳空间，所述中框设置在背板外侧，所述背板容纳空间内从下到上依次设有反射片、导光板和光学膜片，所述发光组件出光口朝向所述导光板的入光面设置在所述背光模组侧边，其特征在于，所述中框和背板由相同的散热塑胶材料制成，所述散热塑胶材料由如下重量百分比的原料制成： 80-90%的主体塑料、8-18%的填料、0.2-1%的三维石墨烯、0.5～5%的分散剂、和0.2～0.4%的抗氧剂。
进一步地，所述发光组件包括FPC和粘贴在所述FPC 上的若干LED灯，每一所述LED灯与FPC电连接。
进一步地，所述主体塑料为PC、PPA、PET，PPS、PA6、PA66、LCP、TPE、PP、和PEEK中的一种。
进一步地，所述填料为AlN、SiC、Al2O3、纤维状高导热碳粉、和鳞片状高导热碳粉中的一种。
进一步地，所述三维石墨烯的制备方法为：
S1：制备氧化石墨烯；
S2：将氧化石墨烯进行改性处理，得到氨基化的氧化石墨烯；
S3：采用凝胶法制备三维石墨烯。
进一步地， 步骤S1为：取2.0~5.0g石墨粉和1.0~2.0g 硝酸钠加入到46~60ml质量分数为98%的浓硫酸中，将混合物置于冰浴条件下搅拌30~60min；称取6.0~15.0g高锰酸钾缓慢加入上述混合液中，在0~5℃条件下，快速搅拌2~5h；将混合物移入35℃温水浴中继续搅拌3~6h；缓慢滴加90~150ml蒸馏水于混合物中，并控制温度在98℃，保持30min~60min；冷却到室温，加入质量分数为30%的双氧水去除过量的高锰酸钾直到混合物变为亮黄色为止；加入150~300ml蒸馏水稀释并趁热过滤，依次使用摩尔浓度为0.01mol/L的盐酸、无水乙醇、去离子水洗涤直到滤液中无硫酸根离子，溶液呈中性，60℃烘箱烘干后得到氧化石墨烯；
步骤S2为：将氧化石墨烯加入到水溶液中，超声处理30~60min，然后加入胺类还原剂，在30~100℃的温度下，机械搅拌反应6~24h，清洗、干燥，制备出氨基化的氧化石墨烯。
本发明还提供上述散热塑胶材料的制备方法，包括如下步骤：
S1：按上述重量百分比称取相应的各个原料；
S2：将主体塑料进行热处理，得到热处理料；
S3： 将填料加入研磨机研磨得到纳米填料；
S4：将三维石墨烯、分散剂、抗氧剂、步骤S2得到的热处理料、以及步骤S3得到的纳米填料于密闭搅拌器中高速搅拌得到混合料；
S5：将步骤S4得到的混合料放入双螺杆挤出机中进行挤出造粒；
S6：将步骤S5中的挤出物料送入切粒机切粒，得到粒料，将粒料烘干后冷却定型。
进一步地，所述热处理的温度为110-130℃，时间为0.5-1.5h。
进一步地，所述高速搅拌的转速为15000rpm，时间为15min以上。
进一步地，双螺杆挤出机的转速为5～40rpm，加料段温度为220℃～230℃，压缩段温度为230℃～240℃，计量段温度为240℃～250℃，机颈温度为250℃～260℃，口模温度250℃～260℃；切粒机转速为2-20rpm。
本发明具有如下有益效果：
本发明的散热塑胶材料在主体塑料中同时添加填料和三维石墨烯，所制备的散热塑胶材料导热率高，本发明背光模组中的中框和背板均由上述散热塑胶材料制成，具有以下优点：（1）散热均匀， LED灯的温度降低，能够减少LED灯的损坏可能，可避免灼热点，从而减少零件因高温造成的局部变形；（2）重量轻，成型加工方便，无需二次加工，可以缩短生产周期增大产能，同时不需要做绝缘处理，可以有效的降低生产成本；（3）产品设计自由度高，散热塑胶材料不仅具有金属和陶瓷的热传递性能，同时还保留了普通塑料在设计、性能和成本方面的其他优点。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细的说明，实施例仅是本发明的优选实施方式，不是对本发明的限定。
一种侧入式背光模组，包括背板、发光组件和中框，所述背板具有凹形容纳空间，所述中框设置在背板外侧，所述背板容纳空间内从下到上依次设有反射片、导光板和光学膜片，所述发光组件出光口朝向所述导光板的入光面设置在所述背光模组侧边，所述中框和背板由相同的散热塑胶材料制成。
本发明中，散热塑胶材料由如下原料制成：主体塑料、填料、三维石墨烯、分散剂、和抗氧剂。
作为主体塑料，其重量百分比为80-90%，优选地，其重量百分比为85-88%。所述主体塑料为PC、PPA、PET，PPS、PA6、PA66、LCP、TPE、PP、和PEEK中的一种，但不局限于此。
作为填料，其重量百分比为8-18%，优选地，其重量百分比为12-15%。所述填料为AlN、SiC、Al2O3、纤维状高导热碳粉、和鳞片状高导热碳粉中的一种，但不局限于此。
作为三维石墨烯，其重量百分比为0.2-1%，优选地，其重量百分比为0.4-0.6%。发明人经过研究发现，三维石墨烯的重量百分比超过1%，导热效果没有明显提升，且会增大生产成本。
所述三维石墨烯的制备方法为：
S1：制备氧化石墨烯：取2.0~5.0g石墨粉和1.0~2.0g 硝酸钠加入到46~60ml质量分数为98%的浓硫酸中，将混合物置于冰浴条件下搅拌30~60min；称取6.0~15.0g高锰酸钾缓慢加入上述混合液中，在0~5℃条件下，快速搅拌2~5h；将混合物移入35℃温水浴中继续搅拌3~6h；缓慢滴加90~150ml蒸馏水于混合物中，并控制温度在98℃，保持30min~60min；冷却到室温，加入质量分数为30%的双氧水去除过量的高锰酸钾直到混合物变为亮黄色为止；加入150~300ml蒸馏水稀释并趁热过滤，依次使用摩尔浓度为0.01mol/L的盐酸、无水乙醇、去离子水洗涤直到滤液中无硫酸根离子，溶液呈中性，60℃烘箱烘干后得到氧化石墨烯；
S2：将氧化石墨烯进行改性处理，得到氨基化的氧化石墨烯：将氧化石墨烯加入到水溶液中，超声处理30~60min，然后加入胺类还原剂，在30~100℃的温度下，机械搅拌反应6~24h，清洗、干燥，制备出氨基化的氧化石墨烯；其中，所述胺类还原剂为乙二胺、丙二胺、丁二胺、对苯二胺中的一种。
S3：采用凝胶法制备三维石墨烯。
石墨烯是碳原子以sp2杂化形成的片结构，因其具有大的比表面积，良好的导电性能，好的物理化学稳定性，高的光透过率及高的机械强度，自从被发现就引起了人们的关注。然而石墨烯也具有两大不足之处，首先石墨烯本身没有能带间隙，这在很大程度上限制了石墨烯在电学器件上的应用。其次，石墨烯的表面没有活化官能团，不利于与其他材料的复合，这也影响了石墨烯在很多应用领域的研究和推广。三维石墨烯是石墨烯自组装所致，在保留石墨烯优异的热导率和超高比表面积的条件下，因其三维交联网络结构，以及自支撑的特点使得其能够很好的防止自身的团聚。将本发明制备的三维石墨烯与主体塑料复合，可提高三维石墨烯与主体塑料的界面结合，提高了散热塑胶材料的导电和力学性能。
发明人经过大量研究发现，将填料直接加入到塑料中进行混合，颗粒容易团聚，在主体塑料中难以分散均匀，使散热塑胶材料结构具有不确定性，且为了使散热塑胶材料具有较高的热导率，往往填料的填充量较大，而将填料与三维石墨烯配伍加入到主体塑料中，由于其成分间相互配合，产生了显著的协同增效的作用，在填充量小的前提下，能够增强填料与主体塑料之间的结合性能，防止开裂、团聚等现象，填料和三维石墨烯的分散性好，填充均匀，在主体塑料中呈空间网络状分布，更加有利于空间有效导热通道的形成，提高导热效率，又能有效的降低成本，同时保障填料与主体塑料的混溶性。
作为分散剂，其重量百分比为0.5～5%。本发明对分散剂的种类不作特别限定，作为举例，可以为聚乙烯吡咯烷酮。
作为抗氧剂，主要为了防止主体塑料在加工过程出现氧化降解等现象，其重量百分比为0.2～0.4%。本发明对分散剂的种类不作特别限定，作为举例，抗氧剂为1010、1098、168、ST-3610、P262、B-1036中的一种。
实施例1
一种侧入式背光模组，包括背板、发光组件和中框，所述背板具有凹形容纳空间，所述中框设置在背板外侧，所述背板容纳空间内从下到上依次设有反射片、导光板和光学膜片，所述发光组件出光口朝向所述导光板的入光面设置在所述背光模组侧边，所述发光组件包括FPC和粘贴在所述FPC 上的若干LED灯，每一所述LED灯与FPC电连接；所述中框和背板由相同的散热塑胶材料制成。
所述散热塑胶材料由如下重量百分比的原料制成： 85%的主体塑料、12%的填料、0.7%的三维石墨烯、2%的分散剂、和0.3%的抗氧剂；其中，所述主体塑料为PC；所述填料为AlN；
所述散热塑胶材料的制备方法，包括如下步骤：
S1：按上述重量百分比称取相应的各个原料；
S2：将主体塑料进行热处理，得到热处理料；所述热处理的温度为120℃，时间为1h；
S3： 将填料加入研磨机研磨得到纳米填料；
S4：将三维石墨烯、分散剂、抗氧剂、步骤S2得到的热处理料、以及步骤S3得到的纳米填料于密闭搅拌器中高速搅拌得到混合料；所述高速搅拌的转速为15000rpm，时间为15min以上；
S5：将步骤S4得到的混合料放入双螺杆挤出机中进行挤出造粒；双螺杆挤出机的转速为5～40 rpm，先在较低的转速下运行至稳定，待有熔融的物料从机头挤出后，再继续提高转速；加料段温度为220℃～230℃，压缩段温度为230℃～240℃，计量段温度为240℃～250℃，机颈温度为250℃～260℃，口模温度250℃～260℃；
S6：将步骤S5中的挤出物料送入切粒机切粒，得到粒料，将粒料烘干后冷却定型；其中，切粒机转速为12rpm。
实施例2
一种侧入式背光模组，包括背板、发光组件和中框，所述背板具有凹形容纳空间，所述中框设置在背板外侧，所述背板容纳空间内从下到上依次设有反射片、导光板和光学膜片，所述发光组件出光口朝向所述导光板的入光面设置在所述背光模组侧边，所述发光组件包括FPC和粘贴在所述FPC 上的若干LED灯，每一所述LED灯与FPC电连接；所述中框和背板由相同的散热塑胶材料制成。
所述散热塑胶材料由如下重量百分比的原料制成80%的主体塑料、18%的填料、0.6%的三维石墨烯、1%的分散剂、和0.4%的抗氧剂；其中，所述主体塑料为PPA；所述填料为SiC。
所述散热塑胶材料的制备方法，包括如下步骤：
S1：按上述重量百分比称取相应的各个原料；
S2：将主体塑料进行热处理，得到热处理料；所述热处理的温度为110℃，时间为1.5h；
S3： 将填料加入研磨机研磨得到纳米填料；
S4：将三维石墨烯、分散剂、抗氧剂、步骤S2得到的热处理料、以及步骤S3得到的纳米填料于密闭搅拌器中高速搅拌得到混合料；所述高速搅拌的转速为15000rpm，时间为15min以上；
S5：将步骤S4得到的混合料放入双螺杆挤出机中进行挤出造粒；双螺杆挤出机的转速为5～40 rpm，先在较低的转速下运行至稳定，待有熔融的物料从机头挤出后，再继续提高转速；加料段温度为220℃～230℃，压缩段温度为230℃～240℃，计量段温度为240℃～250℃，机颈温度为250℃～260℃，口模温度250℃～260℃；
S6：将步骤S5中的挤出物料送入切粒机切粒，得到粒料，将粒料烘干后冷却定型；其中，切粒机转速为2rpm。
实施例3
一种侧入式背光模组，包括背板、发光组件和中框，所述背板具有凹形容纳空间，所述中框设置在背板外侧，所述背板容纳空间内从下到上依次设有反射片、导光板和光学膜片，所述发光组件出光口朝向所述导光板的入光面设置在所述背光模组侧边，所述发光组件包括FPC和粘贴在所述FPC 上的若干LED灯，每一所述LED灯与FPC电连接；所述中框和背板由相同的散热塑胶材料制成。
所述散热塑胶材料由如下重量百分比的原料制成：90%的主体塑料、8%的填料、1%的三维石墨烯、0.8%的分散剂、和0.2%的抗氧剂；其中，所述主体塑料为PET；所述填料为纤维状高导热碳粉。
所述散热塑胶材料的制备方法，包括如下步骤：
S1：按上述重量百分比称取相应的各个原料；
S2：将主体塑料进行热处理，得到热处理料；所述热处理的温度为130℃，时间为0.5h；
S3： 将填料加入研磨机研磨得到纳米填料；
S4：将三维石墨烯、分散剂、抗氧剂、步骤S2得到的热处理料、以及步骤S3得到的纳米填料于密闭搅拌器中高速搅拌得到混合料；所述高速搅拌的转速为15000rpm，时间为15min以上；
S5：将步骤S4得到的混合料放入双螺杆挤出机中进行挤出造粒；双螺杆挤出机的转速为5～40 rpm，先在较低的转速下运行至稳定，待有熔融的物料从机头挤出后，再继续提高转速；加料段温度为220℃～230℃，压缩段温度为230℃～240℃，计量段温度为240℃～250℃，机颈温度为250℃～260℃，口模温度250℃～260℃；
S6：将步骤S5中的挤出物料送入切粒机切粒，得到粒料，将粒料烘干后冷却定型；其中，切粒机转速为20rpm。
对比例1
基于实施例1，区别之处仅在于：本对比例中填料的重量百分比为12.7%，三维石墨烯的重量百分比为0。
对比例2
基于实施例1，区别之处仅在于：本对比例中填料的重量百分比为0，三维石墨烯的重量百分比为12.7%。
试验例
测定实施例1-3以及对比例1-2中的散热塑胶材料的性能，结果显示：实施例1-3中散热塑胶材料的导热率分别为4.82W/(m·K)、4.65W/(m·K)、4.45W/(m·K)，体积电阻率分别为1×1011Ω·m、1.1×1011Ω·m、1.05×1011Ω·m，对比例1-2中散热塑胶材料的导热率分别为1.85W/(m·K)、2.65W/(m·K)，体积电阻率分别为1×108Ω·m、1×109Ω·m。
以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制，但凡采用等同替换或等效变换的形式所获得的技术方案，均应落在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种侧入式背光模组，包括背板、发光组件和中框，所述背板具有凹形容纳空间，所述中框设置在背板外侧，所述背板容纳空间内从下到上依次设有反射片、导光板和光学膜片，所述发光组件出光口朝向所述导光板的入光面设置在所述背光模组侧边，其特征在于，所述中框和背板由相同的散热塑胶材料制成，所述散热塑胶材料由如下重量百分比的原料制成： 80-90%的主体塑料、8-18%的填料、0.2-1%的三维石墨烯、0.5～5%的分散剂、和0.2～0.4%的抗氧剂。
2.如权利要求1所述的侧入式背光模组，其特征在于，所述发光组件包括FPC和粘贴在所述FPC 上的若干LED灯，每一所述LED灯与FPC电连接。
3.如权利要求1所述的侧入式背光模组，其特征在于，所述主体塑料为PC、PPA、PET，PPS、PA6、PA66、LCP、TPE、PP、和PEEK中的一种。
4.如权利要求1所述的侧入式背光模组，其特征在于，所述填料为AlN、SiC、Al2O3、纤维状高导热碳粉、和鳞片状高导热碳粉中的一种。
5.如权利要求1所述的侧入式背光模组，其特征在于，所述三维石墨烯的制备方法为：
S1：制备氧化石墨烯；
S2：将氧化石墨烯进行改性处理，得到氨基化的氧化石墨烯；
S3：采用凝胶法制备三维石墨烯。
6.如权利要求5所述的侧入式背光模组，其特征在于， 步骤S1为：取2.0~5.0g石墨粉和1.0~2.0g 硝酸钠加入到46~60ml质量分数为98%的浓硫酸中，将混合物置于冰浴条件下搅拌30~60min；称取6.0~15.0g高锰酸钾缓慢加入上述混合液中，在0~5℃条件下，快速搅拌2~5h；将混合物移入35℃温水浴中继续搅拌3~6h；缓慢滴加90~150ml蒸馏水于混合物中，并控制温度在98℃，保持30min~60min；冷却到室温，加入质量分数为30%的双氧水去除过量的高锰酸钾直到混合物变为亮黄色为止；加入150~300ml蒸馏水稀释并趁热过滤，依次使用摩尔浓度为0.01mol/L的盐酸、无水乙醇、去离子水洗涤直到滤液中无硫酸根离子，溶液呈中性，60℃烘箱烘干后得到氧化石墨烯；
步骤S2为：将氧化石墨烯加入到水溶液中，超声处理30~60min，然后加入胺类还原剂，在30~100℃的温度下，机械搅拌反应6~24h，清洗、干燥，制备出氨基化的氧化石墨烯。
7.如权利要求1所述的侧入式背光模组，其特征在于，所述散热塑胶材料的制备方法包括如下步骤：
S1：按上述重量百分比称取相应的各个原料；
S2：将主体塑料进行热处理，得到热处理料；
S3： 将填料加入研磨机研磨得到纳米填料；
S4：将三维石墨烯、分散剂、抗氧剂、步骤S2得到的热处理料、以及步骤S3得到的纳米填料于密闭搅拌器中高速搅拌得到混合料；
S5：将步骤S4得到的混合料放入双螺杆挤出机中进行挤出造粒；
S6：将步骤S5中的挤出物料送入切粒机切粒，得到粒料，将粒料烘干后冷却定型。
8.如权利要求7所述的侧入式背光模组，其特征在于，所述热处理的温度为110-130℃，时间为0.5-1.5h。
9.如权利要求7所述的侧入式背光模组，其特征在于，所述高速搅拌的转速为15000rpm，时间为15min以上。
10.如权利要求7所述的侧入式背光模组，其特征在于，双螺杆挤出机的转速为5～40rpm，加料段温度为220℃～230℃，压缩段温度为230℃～240℃，计量段温度为240℃～250℃，机颈温度为250℃～260℃，口模温度250℃～260℃；切粒机转速为2-20rpm。
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