CN108388050A - 一种量子点膜导光组件的制备方法及其对应的背光模组 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种量子点膜导光组件的制备方法及其对应的背光模组，其中，所述量子点膜导光组件包括从下至上依次设置的玻璃导光板、红色量子点层、绿色量子点层以及基材层；量子点膜导光组件的具体制备包括如下步骤：1）制备红色量子点胶水；2）制备绿色量子点胶水；3）使用涂布装置将配制好的绿色量子点胶水涂覆在基材上，形成湿膜，接着，将湿膜经UV固化装置进行半固化；4）使用涂布装置将红色量子点胶水涂覆在步骤3）中半固化的绿色量子点胶层上，覆上保护膜，再经UV固化装置进行完全固化。本发明的量子点膜的蓝光转化效率更高、荧光性能更加稳定；在增强了显示效果的同时减少了QLCD的厚度使产品外观更加轻薄美观。

Description

一种量子点膜导光组件的制备方法及其对应的背光模组
技术领域
本发明涉及液晶显示屏技术领域，具体为一种量子点膜导光组件的制备方法及其对应的背光模组。
背景技术
使用量子点材料的背光源是目前色彩纯净度最高的背光源，应用这种背光源的液晶显示设备具有色彩纯度高、还原能力强、显色性能卓越等优点，因此量子点在液晶显示领域得到了广泛的应用。
一般量子点液晶显示设备（QLCD）由液晶面板与背光模组两大部分构成。背光模组由光源、反射膜、导光板、量子点膜、增亮膜和扩散膜组成。源自光源的光从导光板进入内部，通过光学膜片的作用使光线均匀的照射液晶面板。
传统的液晶显示设备使用的导光板主要是光学级亚克力(PMMA)/PC材料，厚度一般为3～5mm，这使得显示设备的厚度很难再减少。近几年为了使液晶显示设备更加轻薄，人们尝试采用玻璃导光板代替传统的亚克力导光板。目前，玻璃导光板主要应用于轻薄型侧光式背光(edge-lit)的液晶显示设备。玻璃导光板的厚度约为1～2mm，可以减少电视机75%的厚度和32%的重量，玻璃导光板的采用可以使普通液晶电视机身厚度降低在5mm以下。
发明内容
本发明的目的在于提供一种量子点膜导光组件的制备方法及其对应的背光模组，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种量子点膜导光组件的制备方法，所述量子点膜导光组件包括从下至上依次设置的玻璃导光板、红色量子点层、绿色量子点层以及基材层；所述红色量子点层、绿色量子点层以及基材层形成压敏胶型的量子点膜，所述量子点膜导光组件的具体制备包括如下步骤：
1）将0.2%质量份的红色量子点粉末和1～3%质量份的扩散粒子在10%质量份的单体中分散均匀，形成红色量子点原液；接着，将红色量子点原液与85～90%质量份的UV固化型丙烯酸类压敏胶水混合均匀形成红色量子点胶水，所述质量份为与红色量子点胶水总质量的比值；
2）将0.8%质量份的绿色量子点粉末和1～3%质量份的扩散粒子在10%质量份的单体中分散均匀，形成绿色量子点原液；接着，将绿色量子点原液与20～30%质量份单体、45～60%质量份丙烯酸类树脂以及1～3%质量份光引发剂混合均匀形成绿色量子点胶水，所述质量份为与绿色量子点胶水总质量的比值；
3）使用涂布装置将配制好的绿色量子点胶水涂覆在基材上，形成湿膜，接着，将湿膜经UV固化装置进行固化，形成未完全固化的绿色量子点胶层；
4）使用涂布装置将红色量子点胶水涂覆在步骤3）中半固化的绿色量子点胶层上，覆上保护膜，再经UV固化装置进行完全固化，形成压敏胶型量子点膜；
5）去掉步骤4）中压敏胶型量子点膜的保护膜，施加压力，将红色量子点胶层与玻璃导光板紧密贴合，即得到量子点膜导光组件。
作为本发明进一步的方案：所述基材层上覆盖有功能性涂布层，所述功能性涂布层采用具有扩散效果的扩散涂层或具有增亮效果的棱镜结构涂层。
作为本发明进一步的方案：所述基材采用阻隔膜或普通PET膜，基材的厚度范围为50～225μm，所述阻隔膜的水、氧透过率均小于1×10-1g/m2/day。
作为本发明进一步的方案：所述光引发剂采用Irgacure819或TPO，所述单体为单官能团或多官能团单体的混合物，所述扩散粒子为ZnO、ZnS、TiO2、有机硅微粒或PMMA中的一种或多种混合，扩散粒子的粒径范围在1～5μm之间。
作为本发明进一步的方案：所述量子点的核心部分是由Cd、Zn、Se、Te或S中的一种或多种组成，外壳层是由Al、Ni或Ti中的一种或多种组成。
作为本发明进一步的方案：所述量子点膜导光组件的四个侧端面均封涂有阻水有机涂层和阻氧有机涂层。
作为本发明进一步的方案：所述步骤2）中绿色量子点胶水的配置过程中为：先将配置好的绿色量子点原液与30%质量份单体以及1～3%质量份光引发剂混合均匀，再向其中加入25～30%质量份疏水性较好的丙烯酸类树脂和25～30%质量份排氧性较好的环氧树脂，混合均匀后形成绿色量子点胶水。
作为本发明进一步的方案：所述步骤2中绿色量子点胶水的配置过程中为：将配置好的绿色量子点原液与85～90%质量份的UV固化型丙烯酸类压敏胶水混合均匀形成绿色量子点胶水。
一种背光模组，包括蓝光LED灯、反射膜、如上述任一方法制备的量子点膜导光组件、增亮膜以及扩散膜。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：量子点膜的基材层为具有阻水阻氧性能的阻隔膜，量子点膜与玻璃导光板所形成组件的四个侧端面都封涂了具有阻水阻氧性能的有机阻隔涂层，这些措施对外界环境中的水、氧起到了阻隔作用，更加有效的保护了量子点的稳定性，延长了膜片的荧光寿命；基材层正面涂布了具有扩散或增亮效果的涂层可以增强膜片的功能性；红、绿量子点胶层分层涂布并且发射波长较长的红色量子点层与导光板相贴合，减弱了两种量子点之间的相互作用，减少了两种量子点之间发射光的相互吸收，有效的提高了蓝光的转化效率；红色量子点胶层具有压敏胶性质与玻璃导光板直接贴合形成组件使用，这种压敏胶型量子点膜组件在提升了QLCD产品的色域范围和色彩饱和度的同时极大的减少了产品的厚度和重量，使产品的外观更加轻薄美观。
附图说明
图1为本发明中背光模组的结构示意图；
图2为本发明中量子点膜导光组件的结构示意图。
图中：11-蓝光LED灯，12-反射膜，13-量子点膜导光组件，14-增亮膜，15-扩散膜，21-玻璃导光板，22-红色量子点层，23-绿色量子点层，24-基材层，25-功能性涂布层。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1～2，本发明提供一种技术方案：一种量子点膜导光组件的制备方法，所述量子点膜导光组件13包括从下至上依次设置的玻璃导光板21、红色量子点层22、绿色量子点层23以及基材层24；所述红色量子点层22、绿色量子点层23以及基材层24形成压敏胶型的量子点膜，所述量子点膜导光组件13的具体制备包括如下步骤：
1）将0.2%质量份的红色量子点粉末和1～3%质量份的扩散粒子在10%质量份的单体中分散均匀，形成红色量子点原液；接着，将红色量子点原液与85～90%质量份的UV固化型丙烯酸类压敏胶水混合均匀形成红色量子点胶水，所述质量份为与红色量子点胶水总质量的比值；
2）将0.8%质量份的绿色量子点粉末和1～3%质量份的扩散粒子在10%质量份的单体中分散均匀，形成绿色量子点原液；接着，将绿色量子点原液与20～30%质量份单体、45～60%质量份丙烯酸类树脂以及1～3%质量份光引发剂混合均匀形成绿色量子点胶水，所述质量份为与绿色量子点胶水总质量的比值；
3）使用涂布装置将配制好的绿色量子点胶水涂覆在基材上，形成湿膜，接着，将湿膜经UV固化装置进行固化，形成未完全固化的绿色量子点胶层；
4）使用涂布装置将红色量子点胶水涂覆在步骤3）中半固化的绿色量子点胶层上，覆上保护膜，再经UV固化装置进行完全固化，形成压敏胶型量子点膜；
5）去掉步骤4）中压敏胶型量子点膜的保护膜，施加压力，将红色量子点胶层与玻璃导光板紧密贴合，即得到量子点膜导光组件。
可优选地，所述基材层24上覆盖有功能性涂布层25，所述功能性涂布层25采用具有扩散效果的扩散涂层或具有增亮效果的棱镜结构涂层。
可优选地，所述基材采用阻隔膜或普通PET膜，基材的厚度范围为50～225μm，所述阻隔膜的水、氧透过率均小于1×10-1g/m2/day。
可优选地，所述光引发剂采用Irgacure819或TPO，所述单体为单官能团或多官能团单体的混合物，所述扩散粒子为ZnO、ZnS、TiO2、有机硅微粒或PMMA中的一种或多种混合，扩散粒子的粒径范围在1～5μm之间。
可优选地，所述量子点的核心部分是由Cd、Zn、Se、Te或S中的一种或多种组成，外壳层是由Al、Ni或Ti中的一种或多种组成。
可优选地，所述量子点膜导光组件的四个侧端面均封涂有阻水有机涂层和阻氧有机涂层。
进一步地，所述步骤2）中绿色量子点胶水的配置过程中为：先将配置好的绿色量子点原液与30%质量份单体以及1～3%质量份光引发剂混合均匀，再向其中加入25～30%质量份疏水性较好的丙烯酸类树脂和25～30%质量份排氧性较好的环氧树脂，混合均匀后形成绿色量子点胶水。
进一步地，所述步骤2中绿色量子点胶水的配置过程中为：将配置好的绿色量子点原液与85～90%质量份的UV固化型丙烯酸类压敏胶水混合均匀形成绿色量子点胶水。
请参阅图1，一种背光模组，包括蓝光LED灯11、反射膜12、如上述任一方法制备的量子点膜导光组件13、增亮膜14以及扩散膜15。
通常量子点液晶显示设备的背光单元是由蓝光LED灯，反射膜，导光板，量子点膜，下、上增亮膜和扩散膜组成。本发明中，采用由压敏胶型量子点膜和玻璃导光板形成的量子点膜导光组件代替了传统模组中的导光板和量子点膜。
请参阅图2，本发明的量子点膜导光组件中，与玻璃导光板21相邻的红色量子点胶层22具有压敏胶性质，红色量子点胶层22在压力作用下可以与玻璃导光板21紧密的贴合形成组件。其光学性能和机械性能要优于传统的亚克力导光板，并且极大的减小了整个模组的厚度。由于量子点吸收光谱范围较广，发明中将发射光峰值较大的红色量子点胶层22置于靠近玻璃导光板21一侧，当蓝光光源从玻璃导光板21的端面进入后，光线首先经过红色量子点胶层22激发红色量子点发出红光，再经过绿色量子点胶层23激发绿色量子点，这种设计减小了绿色量子点发射出的绿光被红色量子点再次吸收的机率，极大的提高了蓝光的转化效率。被激发出的红、绿光与剩余的蓝光混合再经过基材层24正面的功能性涂布层25和其它光学膜片为液晶面板提供了高亮均匀的白光。
实施例中所述的量子点为含镉或无镉的量子点中的一种或几种，且多选为稳定性较好的核壳结构的量子点。量子点的核心部分主要是由Cd，Zn，Se，Te，S等元素组成，外壳层多由Al，Ni或Ti等金属元素组成。这种由金属元素做为外壳层组分对核进行包覆的量子点具有较好的稳定性和较高的荧光量子产率。红色量子点胶层22主要是由红色量子点和UV固化型压敏胶水混合而成，UV固化型压敏胶水为丙烯酸类压敏胶或聚氨酯丙烯酸压敏胶中的一种或几种，但并不限于上述两类，实施例中优选为丙烯酸类压敏胶；绿色量子点胶层23是由绿色量子点和UV固化型胶水混合而成，此胶水优选为隔水隔氧性能较好且与量子点相容性好的UV固化胶水也可以是UV固化型压敏胶水。
实施例中所述的分散在胶水中的扩散粒子为ZnO、ZnS、TiO2、有机硅微粒或PMMA中的一种或多种混合，粒径范围在1～5μm之间。
实施例1
一种量子点膜导光组件的制备方法，具体步骤为：
1）将0.2%质量份的红色量子点粉末和1～3%质量份的ZnO扩散粒子在10%质量份的单体中分散均匀，形成红色量子点原液；接着，将红色量子点原液与85～90%质量份的UV固化型丙烯酸类压敏胶水混合均匀形成红色量子点胶水，所述质量份为与红色量子点胶水总质量的比值；
2）将0.8%质量份的绿色量子点粉末和1～3%质量份的ZnO扩散粒子在10%质量份的单体中分散均匀，形成绿色量子点原液；接着，将绿色量子点原液与20～30%质量份单体、45～60%质量份丙烯酸类树脂以及1～3%质量份光引发剂（Irgacure819或TPO）混合均匀形成绿色量子点胶水，所述质量份为与绿色量子点胶水总质量的比值；
3）使用涂布装置将配制好的绿色量子点胶水涂覆在基材上，形成湿膜，其中，基材为水、氧透过率均小于1×10-2（g/m2/day），具有较高阻水阻氧性能的阻隔膜，基材厚度为100μm；接着，将湿膜经UV固化装置进行固化，形成未完全固化的绿色量子点胶层；
4）使用涂布装置将红色量子点胶水涂覆在步骤3）中半固化的绿色量子点胶层上，覆上保护膜，再经UV固化装置进行完全固化，形成压敏胶型量子点膜（绿色和红色量子点胶层的厚度均为50μm）；
5）去掉步骤4）中压敏胶型量子点膜的保护膜，施加压力，将红色量子点胶层与玻璃导光板紧密贴合，即得到量子点膜导光组件。
实施例2
一种量子点膜导光组件的制备方法，与实施例1的区别在于，量子点膜与玻璃导光板贴合形成量子点膜导光组件后，将量子点膜导光组件的四个侧端面封涂上具有阻水阻氧功能且透光性好的有机涂层，此实施例中阻水有机涂层优选为聚偏氯乙烯，阻氧有机涂层优选为聚乙烯醇。
实施例3
一种量子点膜导光组件的制备方法，与实施例1的区别在于，绿色量子点胶水配置过程为：先将绿色量子点原液（原液配置方法与实施例1相同）与30%质量份单体和1～3%质量份光引发剂（Irgacure819或TPO）混合均匀，再向其中加入25～30%质量份疏水性较好的丙烯酸类树脂和25～30%质量份排氧性较好的环氧树脂混合均匀形成绿色量子点胶水。量子点膜涂布和UV固化过程与实施例1相同，与实施例1的区别在于，基材替换为水、氧透过率约为1×10-1（g/m2/day），阻水阻氧性能较低的阻隔膜。最后得到基材厚度为100μm，绿色和红色量子点胶层的厚度均为50μm的压敏胶型量子点膜。量子点膜导光组件侧端面处理方法与实施例2相同，即用有机涂层进行封涂。
实施例4
一种量子点膜导光组件的制备方法，与实施例1的区别在于，绿色量子点胶水配置过程为：将绿色量子点原液与85～90%质量份UV固化型丙烯酸类压敏胶水混合均匀形成绿色量子点胶水。量子点膜涂布和UV固化过程与实施例1相同。量子点膜导光组件侧端面处理方法与实施例2相同。
实施例5
一种量子点膜导光组件的制备方法，与实施例1的区别在于，基材替换为正面经过涂布处理具有扩散涂层的普通PET基材。量子点膜导光组件侧端面处理方法与实施例2相同。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (9)

1.一种量子点膜导光组件的制备方法，其特征在于：所述量子点膜导光组件包括从下至上依次设置的玻璃导光板、红色量子点层、绿色量子点层以及基材层；所述红色量子点层、绿色量子点层以及基材层形成压敏胶型的量子点膜，所述量子点膜导光组件的具体制备包括如下步骤：
1）将0.2%质量份的红色量子点粉末和1～3%质量份的扩散粒子在10%质量份的单体中分散均匀，形成红色量子点原液；接着，将红色量子点原液与85～90%质量份的UV固化型丙烯酸类压敏胶水混合均匀形成红色量子点胶水，所述质量份为与红色量子点胶水总质量的比值；
2）将0.8%质量份的绿色量子点粉末和1～3%质量份的扩散粒子在10%质量份的单体中分散均匀，形成绿色量子点原液；接着，将绿色量子点原液与20～30%质量份单体、45～60%质量份丙烯酸类树脂以及1～3%质量份光引发剂混合均匀形成绿色量子点胶水，所述质量份为与绿色量子点胶水总质量的比值；
3）使用涂布装置将配制好的绿色量子点胶水涂覆在基材上，形成湿膜，接着，将湿膜经UV固化装置进行固化，形成未完全固化的绿色量子点胶层；
4）使用涂布装置将红色量子点胶水涂覆在步骤3）中半固化的绿色量子点胶层上，覆上保护膜，再经UV固化装置进行完全固化，形成压敏胶型量子点膜；
5）去掉步骤4）中压敏胶型量子点膜的保护膜，施加压力，将红色量子点胶层与玻璃导光板紧密贴合，即得到量子点膜导光组件。
2.根据权利要求1所述的一种量子点膜导光组件的制备方法，其特征在于：所述基材层上覆盖有功能性涂布层，所述功能性涂布层采用具有扩散效果的扩散涂层或具有增亮效果的棱镜结构涂层。
3.根据权利要求1所述的一种量子点膜导光组件的制备方法，其特征在于：所述基材采用阻隔膜或普通PET膜，基材的厚度范围为50～225μm，所述阻隔膜的水、氧透过率均小于1×10-1g/m2/day。
4.根据权利要求1所述的一种量子点膜导光组件的制备方法，其特征在于：所述光引发剂采用Irgacure819或TPO，所述单体为单官能团或多官能团单体的混合物，所述扩散粒子为ZnO、ZnS、TiO2、有机硅微粒或PMMA中的一种或多种混合，扩散粒子的粒径范围在1～5μm之间。
5.根据权利要求1所述的一种量子点膜导光组件的制备方法，其特征在于：所述量子点的核心部分是由Cd、Zn、Se、Te或S中的一种或多种组成，外壳层是由Al、Ni或Ti中的一种或多种组成。
6.根据权利要求1所述的一种量子点膜导光组件的制备方法，其特征在于：所述量子点膜导光组件的四个侧端面均封涂有阻水有机涂层和阻氧有机涂层。
7.根据权利要求1所述的一种量子点膜导光组件的制备方法，其特征在于：所述步骤2）中绿色量子点胶水的配置过程中为：先将配置好的绿色量子点原液与30%质量份单体以及1～3%质量份光引发剂混合均匀，再向其中加入25～30%质量份疏水性较好的丙烯酸类树脂和25～30%质量份排氧性较好的环氧树脂，混合均匀后形成绿色量子点胶水。
8.根据权利要求1所述的一种量子点膜导光组件的制备方法，其特征在于：所述步骤2中绿色量子点胶水的配置过程中为：将配置好的绿色量子点原液与85～90%质量份的UV固化型丙烯酸类压敏胶水混合均匀形成绿色量子点胶水。
9.一种背光模组，其特征在于：包括蓝光LED灯、反射膜、如权利要求1-8任一方法制备的量子点膜导光组件、增亮膜以及扩散膜。
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