一種量子點(diǎn)光學(xué)膜及背光模組的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及平板顯示技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種量子點(diǎn)光學(xué)膜及使用該膜的背光模 組。
【背景技術(shù)】
[0002] 液晶顯示器LCD (liquid crystal display )背光源的發(fā)展由冷極焚光管CCFL (cold cathode fluorescent lamp )發(fā)展到了目前最普及的發(fā)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(fā)光的光源、反射片、導(dǎo)光板、 光學(xué)擴(kuò)散膜和棱鏡片等，液晶控制光的通過(guò)，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(shè)備背面的一組發(fā)光二極管作為白光光源，其中白光實(shí)現(xiàn)的方式主要 有三種： 第一種是在藍(lán)光芯片上，覆蓋黃色熒光粉，把發(fā)出的藍(lán)光轉(zhuǎn)化為白光，這種方式簡(jiǎn)單易 行，使用最普遍，但色域NTSC小于70%。
[0003] 第二種是LED單元通過(guò)三原色LED光源混合形成白光，色域NTSC能達(dá)到95%，但此 方法制作工藝復(fù)雜，價(jià)格昂貴，所合成白光的顏色偏黃。
[0004] 第三種白光實(shí)現(xiàn)的方式是用LED藍(lán)光，激發(fā)添加有紅色和綠色兩種量子點(diǎn)的光學(xué) 膜形成白光。這種量子點(diǎn)膜能夠提高顯示器的色域NTSC能達(dá)到95%以上。應(yīng)用于背光模 組中，具有高顯色性與高發(fā)光效率的特點(diǎn)，是新興技術(shù)。
[0005] 第三種白光實(shí)現(xiàn)的方式中，用現(xiàn)有技術(shù)制作量子點(diǎn)膜，存在量子點(diǎn)膜穩(wěn)定性差的 問(wèn)題，致使發(fā)光效率容易衰減，顯示器的使用壽命大大降低?，F(xiàn)有技術(shù)一般采用將量子點(diǎn)溶 液直接與樹(shù)脂基體膠粘劑、擴(kuò)散粒子等混合，涂布形成量子點(diǎn)膜。紅色和綠色量子點(diǎn)由于不 耐高溫、高濕，易被氧化等特點(diǎn)，需要隔水隔氧保護(hù)，量子點(diǎn)若直接分散在樹(shù)脂基體膠粘劑 中，樹(shù)脂基體膠粘劑中的溶劑、流平劑、固化劑等各種補(bǔ)加助劑使得量子點(diǎn)容易猝滅，對(duì)量 子點(diǎn)穩(wěn)定性有影響，發(fā)光效率大大降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種高色域的量子 點(diǎn)光學(xué)膜，所述量子點(diǎn)膜不但具備高色域、而且能提高量子點(diǎn)膜發(fā)光效率及穩(wěn)定性，亮度與 色域衰減大大降低，色域NTSC能達(dá)到95%~110%。
[0007] 解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為： 一種量子點(diǎn)光學(xué)膜，包括量子點(diǎn)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(diǎn)核心層包括以下組份： 基體膠粘劑，80重量份~110重量份； 量子點(diǎn)微膠囊，6重量份~44重量份； 擴(kuò)散粒子，1重量份~15重量份； 所述量子點(diǎn)微膠囊包括紅量子點(diǎn)微膠囊與綠量子點(diǎn)微膠囊，均由囊芯和囊壁組成；紅 量子點(diǎn)微膠囊的囊芯為吸附有紅量子點(diǎn)的具有微孔的微粒，綠量子點(diǎn)微膠囊的囊芯為吸 附有綠量子點(diǎn)的具有微孔的微粒，其中紅量子點(diǎn)微膠囊和綠量子點(diǎn)膠囊的重量比為1:2~ 1:15〇
[0008] 上述量子點(diǎn)光學(xué)膜，所述微粒為有機(jī)或無(wú)機(jī)粒子中的一種或幾種以上組成，優(yōu)選 PMMA與有機(jī)硅微粒。
[0009] 上述量子點(diǎn)光學(xué)膜，所述量子點(diǎn)微膠囊的粒徑為I ym~40 μπι，優(yōu)選2 μπι~ 25 μ m ;所述微粒粒徑為0· 5 μ m~35 μ m，微孔的孔徑為IOnm~40nm，微孔深度為5nm~ 20 nm，微孔的形狀為圓柱形、圓錐形、多邊型或無(wú)規(guī)則型。
[0010] 上述量子點(diǎn)光學(xué)膜，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。
[0011] 上述量子點(diǎn)光學(xué)膜，所述囊壁由膠粘劑組合物經(jīng)過(guò)熱固化或UV固化后得到，膠黏 劑選自聚苯乙烯樹(shù)脂、聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸樹(shù)脂、聚氨酯樹(shù)脂或環(huán)氧樹(shù)脂中的一種或 兩種以上的組合。
[0012] 上述量子點(diǎn)光學(xué)膜，所述膠黏劑組合物還填加有流平劑，光固化劑，交聯(lián)劑和溶劑 中的一種或幾種。
[0013] 上述量子點(diǎn)光學(xué)膜，所述量子點(diǎn)微膠囊和基體膠粘劑之間的折射率差大于等于 0. 005,核心層中的擴(kuò)散粒子與基體膠粘劑之間的折射率差大于等于0. 005。
[0014] 上述量子點(diǎn)光學(xué)膜，所述量子點(diǎn)核心層中的擴(kuò)散粒子為球形或橢球形、并具備 光擴(kuò)散功能的粒子，為單一粒徑分散或多種粒徑混合分散，擴(kuò)散粒子的直徑為0.1 y m~ 20 μ m，優(yōu)選 1 μ m ~15 μ m〇
[0015] 上述量子點(diǎn)光學(xué)膜，所述量子點(diǎn)光學(xué)膜總厚度為25 μ m~500 μ m。
[0016] 本發(fā)明所述的量子點(diǎn)光學(xué)膜，將其用于制備背光模組，其技術(shù)方案為： 一種背光模組，包括光源、導(dǎo)光板、棱鏡片，還包括如上所述的量子點(diǎn)光學(xué)膜，所述量子 點(diǎn)光學(xué)膜位于導(dǎo)光板與棱鏡片之間。
[0017] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)： 1、本發(fā)明由于加入了發(fā)光效率與光譜純度較高的紅量子點(diǎn)微膠囊、綠量子點(diǎn)微膠囊， 使得量子點(diǎn)光學(xué)膜的色域高，NTSC能達(dá)到95%~110%。
[0018] 2、本發(fā)明采用量子點(diǎn)微膠囊，其作用是保護(hù)量子點(diǎn)，能防止量子點(diǎn)猝滅、提高量子 點(diǎn)膜隔水隔氧性，提高量子點(diǎn)的發(fā)光穩(wěn)定性，穩(wěn)定量子點(diǎn)發(fā)光效率。
【附圖說(shuō)明】
[0019] 圖1為本發(fā)明提供的量子點(diǎn)核心層中多孔微粒的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明提供的量子點(diǎn)囊芯的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為本發(fā)明提供的量子點(diǎn)微膠囊的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4為本發(fā)明提供的量子點(diǎn)膜核心層的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5為本發(fā)明提供的量子點(diǎn)膜的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020] 圖中各標(biāo)號(hào)表示為：1〇1、具有微孔結(jié)構(gòu)的多孔微粒，201、多孔微粒的微孔上吸附 的量子點(diǎn)，301、量子點(diǎn)囊芯，302、量子點(diǎn)囊璧，401、量子點(diǎn)微膠囊，402、擴(kuò)散粒子，403、基 體膠粘劑，501、量子點(diǎn)核心層，502、上下隔水隔氧封裝層。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 本發(fā)明的量子點(diǎn)光學(xué)膜包括量子點(diǎn)核心層、量子點(diǎn)上下隔水隔氧封裝層。所述量 子點(diǎn)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(diǎn)微膠囊、擴(kuò)散粒子組 成。基體膠粘劑，80重量份~110重量份，量子點(diǎn)微膠囊，6重量份~44重量份，擴(kuò)散粒子， 1重量份~15重量份。量子點(diǎn)微膠囊包括紅量子點(diǎn)微膠囊與綠量子點(diǎn)微膠囊，量子點(diǎn)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(diǎn)或綠量子點(diǎn)的具有微孔的微粒。
[0022] 為穩(wěn)定紅綠量子點(diǎn)的發(fā)光效率，本發(fā)明米用量子點(diǎn)微膠囊，將量子點(diǎn)分散在多孔 結(jié)構(gòu)的有機(jī)或無(wú)機(jī)微粒的微孔中，形成量子點(diǎn)囊芯，量子點(diǎn)囊芯外面被囊壁包裹，囊壁是量 子點(diǎn)的保護(hù)層，即對(duì)量子點(diǎn)囊芯進(jìn)行囊封，這樣防止了囊芯上的量子點(diǎn)與空氣中水汽或其 它氣體的接觸，同時(shí)減少量子點(diǎn)與基體材料樹(shù)脂或各種助劑的接觸而導(dǎo)致的量子點(diǎn)猝滅。 多孔微粒一般為有機(jī)或無(wú)機(jī)材料，耐熱耐溶劑性能穩(wěn)定，量子點(diǎn)在多孔微粒的微孔中得到 更好的保護(hù)，其穩(wěn)定性也大大提高。
[0023] 所述囊芯為表面具有多孔結(jié)構(gòu)的有機(jī)或無(wú)機(jī)微粒中的一種或幾種以上組成，優(yōu)選 PMMA與有機(jī)娃，粒徑為0· 5 μ m~35 μ m，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(huì)增大單位 面積上量子點(diǎn)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(wú) 規(guī)則型。
[0024] 優(yōu)選的，所述微粒的粒徑為1. 5 μ m~20 μ m，微孔的孔徑為12 nm~30nm，微孔孔 徑深度為6 nm~15nm。
[0025] 量子點(diǎn)囊芯的制備方法如下： 首先將具有微孔的微粒分別加入重量百分?jǐn)?shù)為5-20%的紅量子點(diǎn)溶液與綠量子點(diǎn)溶 液中，進(jìn)行充分的混合分散，根據(jù)異種凝聚機(jī)理，紅量子點(diǎn)與綠量子點(diǎn)會(huì)吸附在上述微粒的 表面蜂窩狀多孔內(nèi)，烘干，使溶劑揮發(fā)，在本發(fā)明中將這種吸附了大量紅量子點(diǎn)或綠量子點(diǎn) 的擴(kuò)散微粒分別稱作紅量子點(diǎn)囊芯或綠量子點(diǎn)囊芯。
[0026] 為了提尚量子點(diǎn)發(fā)光效率的穩(wěn)定性，本發(fā)明對(duì)上述吸附有量子點(diǎn)的微粒--量子 點(diǎn)囊芯進(jìn)行囊封，封裝材料稱作囊壁。囊壁是量子點(diǎn)的保護(hù)層，避免量子點(diǎn)裸露在外與空氣 或水接觸，同時(shí)減少量子點(diǎn)與基體材料樹(shù)脂或其中各種助劑的接觸而導(dǎo)致的量子點(diǎn)猝滅， 各種助劑包括：流平劑、光固化劑、交聯(lián)劑、溶劑等等。量子點(diǎn)分散在微粒微孔中并經(jīng)過(guò)囊 封后，避免了量子點(diǎn)與空氣中的水汽或其它氣體接觸導(dǎo)致的性能衰減，提高了量子點(diǎn)的穩(wěn) 定性與發(fā)光效率，經(jīng)過(guò)囊封的吸附有紅或綠量子點(diǎn)的有機(jī)或無(wú)機(jī)量子點(diǎn)擴(kuò)散微粒分別稱作 紅或綠量子點(diǎn)微膠囊，制備方法詳述如下： 首先配置具有一定粘度的囊壁溶液，囊壁溶液可以是熱固化或UV固化膠粘劑，膠粘劑 選自聚苯乙烯樹(shù)脂、聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸樹(shù)脂、聚氨酯樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂中的一種或至 少兩種的組合。優(yōu)選聚酯樹(shù)脂與聚氨酯樹(shù)脂膠黏劑。制作囊壁最簡(jiǎn)單的實(shí)施方式是利用空 氣懸浮法，即用流化床的強(qiáng)氣流將囊芯微粒懸浮于空氣中，通過(guò)噴嘴將配成適當(dāng)粘度的囊 壁膠粘劑溶液噴涂于微粒表面，若囊壁材料選用熱固化膠粘劑，則提高氣流溫度使囊壁溶 液中的溶劑揮發(fā)，形成具有一定厚度的囊壁。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(fā)，再進(jìn)行公知的UV固化方式形成囊壁。囊壁的厚度可以通過(guò) 調(diào)整噴嘴的擠出量來(lái)控制。囊壁厚度為〇. 5 μπι~5 μπι，囊壁厚度小于0. 5 μπι時(shí)，容易破 壁，量子點(diǎn)得不到保護(hù)；大于5 μ m時(shí)會(huì)降低量子點(diǎn)膜的輝度，優(yōu)選1 μ m~2 μ m。最終形成 的量子點(diǎn)微膠囊粒徑1. 0 μπι~40 μπι，微粒粒徑越大比表面積越