一种量子点光学膜及背光模组的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及平板显示技术领域，尤其涉及一种量子点光学膜及使用该膜的背光模 组。
【背景技术】
[0002] 液晶显示器LCD (liquid crystal display )背光源的发展由冷极焚光管CCFL (cold cathode fluorescent lamp )发展到了目前最普及的发光二极管LED (Light emitting diode )。液晶显示器上使用的背光装置包括用于发光的光源、反射片、导光板、 光学扩散膜和棱镜片等，液晶控制光的通过，滤色片为其增加了色彩，以上部件组成了液晶 背光模组。LCD都是以设备背面的一组发光二极管作为白光光源，其中白光实现的方式主要 有三种： 第一种是在蓝光芯片上，覆盖黄色荧光粉，把发出的蓝光转化为白光，这种方式简单易 行，使用最普遍，但色域NTSC小于70%。
[0003] 第二种是LED单元通过三原色LED光源混合形成白光，色域NTSC能达到95%，但此 方法制作工艺复杂，价格昂贵，所合成白光的颜色偏黄。
[0004] 第三种白光实现的方式是用LED蓝光，激发添加有红色和绿色两种量子点的光学 膜形成白光。这种量子点膜能够提高显示器的色域NTSC能达到95%以上。应用于背光模 组中，具有高显色性与高发光效率的特点，是新兴技术。
[0005] 第三种白光实现的方式中，用现有技术制作量子点膜，存在量子点膜稳定性差的 问题，致使发光效率容易衰减，显示器的使用寿命大大降低。现有技术一般采用将量子点溶 液直接与树脂基体胶粘剂、扩散粒子等混合，涂布形成量子点膜。红色和绿色量子点由于不 耐高温、高湿，易被氧化等特点，需要隔水隔氧保护，量子点若直接分散在树脂基体胶粘剂 中，树脂基体胶粘剂中的溶剂、流平剂、固化剂等各种补加助剂使得量子点容易猝灭，对量 子点稳定性有影响，发光效率大大降低。
【发明内容】
[0006] 本发明所要解决的技术问题是针对现有技术存在的不足，提供一种高色域的量子 点光学膜，所述量子点膜不但具备高色域、而且能提高量子点膜发光效率及稳定性，亮度与 色域衰减大大降低，色域NTSC能达到95%~110%。
[0007] 解决上述技术问题所采用的技术方案为： 一种量子点光学膜，包括量子点核心层，上隔水隔氧封装层和下隔水隔氧封装层，所述 量子点核心层包括以下组份： 基体胶粘剂，80重量份~110重量份； 量子点微胶囊，6重量份~44重量份； 扩散粒子，1重量份~15重量份； 所述量子点微胶囊包括红量子点微胶囊与绿量子点微胶囊，均由囊芯和囊壁组成；红 量子点微胶囊的囊芯为吸附有红量子点的具有微孔的微粒，绿量子点微胶囊的囊芯为吸 附有绿量子点的具有微孔的微粒，其中红量子点微胶囊和绿量子点胶囊的重量比为1:2~ 1:15〇
[0008] 上述量子点光学膜，所述微粒为有机或无机粒子中的一种或几种以上组成，优选 PMMA与有机硅微粒。
[0009] 上述量子点光学膜，所述量子点微胶囊的粒径为I ym~40 μπι，优选2 μπι~ 25 μ m ;所述微粒粒径为0· 5 μ m~35 μ m，微孔的孔径为IOnm~40nm，微孔深度为5nm~ 20 nm，微孔的形状为圆柱形、圆锥形、多边型或无规则型。
[0010] 上述量子点光学膜，所述微粒粒径为1.5μπι~20μπι，微孔的孔径为12nm~ 30nm，微孔深度为6nm~15 nm。
[0011] 上述量子点光学膜，所述囊壁由胶粘剂组合物经过热固化或UV固化后得到，胶黏 剂选自聚苯乙烯树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂或环氧树脂中的一种或 两种以上的组合。
[0012] 上述量子点光学膜，所述胶黏剂组合物还填加有流平剂，光固化剂，交联剂和溶剂 中的一种或几种。
[0013] 上述量子点光学膜，所述量子点微胶囊和基体胶粘剂之间的折射率差大于等于 0. 005,核心层中的扩散粒子与基体胶粘剂之间的折射率差大于等于0. 005。
[0014] 上述量子点光学膜，所述量子点核心层中的扩散粒子为球形或椭球形、并具备 光扩散功能的粒子，为单一粒径分散或多种粒径混合分散，扩散粒子的直径为0.1 y m~ 20 μ m，优选 1 μ m ~15 μ m〇
[0015] 上述量子点光学膜，所述量子点光学膜总厚度为25 μ m~500 μ m。
[0016] 本发明所述的量子点光学膜，将其用于制备背光模组，其技术方案为： 一种背光模组，包括光源、导光板、棱镜片，还包括如上所述的量子点光学膜，所述量子 点光学膜位于导光板与棱镜片之间。
[0017] 与现有技术相比，本发明具有以下优点： 1、本发明由于加入了发光效率与光谱纯度较高的红量子点微胶囊、绿量子点微胶囊， 使得量子点光学膜的色域高，NTSC能达到95%~110%。
[0018] 2、本发明采用量子点微胶囊，其作用是保护量子点，能防止量子点猝灭、提高量子 点膜隔水隔氧性，提高量子点的发光稳定性，稳定量子点发光效率。
【附图说明】
[0019] 图1为本发明提供的量子点核心层中多孔微粒的结构示意图； 图2为本发明提供的量子点囊芯的结构示意图； 图3为本发明提供的量子点微胶囊的结构示意图； 图4为本发明提供的量子点膜核心层的结构示意图； 图5为本发明提供的量子点膜的结构示意图。
[0020] 图中各标号表示为：1〇1、具有微孔结构的多孔微粒，201、多孔微粒的微孔上吸附 的量子点，301、量子点囊芯，302、量子点囊璧，401、量子点微胶囊，402、扩散粒子，403、基 体胶粘剂，501、量子点核心层，502、上下隔水隔氧封装层。
【具体实施方式】
[0021] 本发明的量子点光学膜包括量子点核心层、量子点上下隔水隔氧封装层。所述量 子点核心层由基体胶粘剂及若干均匀分散于基体胶粘剂中的量子点微胶囊、扩散粒子组 成。基体胶粘剂，80重量份~110重量份，量子点微胶囊，6重量份~44重量份，扩散粒子， 1重量份~15重量份。量子点微胶囊包括红量子点微胶囊与绿量子点微胶囊，量子点微胶 囊由囊芯和囊壁组成，所述的囊芯分别为吸附有红量子点或绿量子点的具有微孔的微粒。
[0022] 为稳定红绿量子点的发光效率，本发明米用量子点微胶囊，将量子点分散在多孔 结构的有机或无机微粒的微孔中，形成量子点囊芯，量子点囊芯外面被囊壁包裹，囊壁是量 子点的保护层，即对量子点囊芯进行囊封，这样防止了囊芯上的量子点与空气中水汽或其 它气体的接触，同时减少量子点与基体材料树脂或各种助剂的接触而导致的量子点猝灭。 多孔微粒一般为有机或无机材料，耐热耐溶剂性能稳定，量子点在多孔微粒的微孔中得到 更好的保护，其稳定性也大大提高。
[0023] 所述囊芯为表面具有多孔结构的有机或无机微粒中的一种或几种以上组成，优选 PMMA与有机娃，粒径为0· 5 μ m~35 μ m，微孔的孔径为10 nm~40nm，微孔的孔径深度为 5 nm~20 nm。微粒粒径越大比表面积越小，因此微粒粒径与微孔的孔径太大会增大单位 面积上量子点用量，不利于降低成本。多孔粒子的孔的形状为圆柱形、圆锥形、多边型或无 规则型。
[0024] 优选的，所述微粒的粒径为1. 5 μ m~20 μ m，微孔的孔径为12 nm~30nm，微孔孔 径深度为6 nm~15nm。
[0025] 量子点囊芯的制备方法如下： 首先将具有微孔的微粒分别加入重量百分数为5-20%的红量子点溶液与绿量子点溶 液中，进行充分的混合分散，根据异种凝聚机理，红量子点与绿量子点会吸附在上述微粒的 表面蜂窝状多孔内，烘干，使溶剂挥发，在本发明中将这种吸附了大量红量子点或绿量子点 的扩散微粒分别称作红量子点囊芯或绿量子点囊芯。
[0026] 为了提尚量子点发光效率的稳定性，本发明对上述吸附有量子点的微粒--量子 点囊芯进行囊封，封装材料称作囊壁。囊壁是量子点的保护层，避免量子点裸露在外与空气 或水接触，同时减少量子点与基体材料树脂或其中各种助剂的接触而导致的量子点猝灭， 各种助剂包括：流平剂、光固化剂、交联剂、溶剂等等。量子点分散在微粒微孔中并经过囊 封后，避免了量子点与空气中的水汽或其它气体接触导致的性能衰减，提高了量子点的稳 定性与发光效率，经过囊封的吸附有红或绿量子点的有机或无机量子点扩散微粒分别称作 红或绿量子点微胶囊，制备方法详述如下： 首先配置具有一定粘度的囊壁溶液，囊壁溶液可以是热固化或UV固化胶粘剂，胶粘剂 选自聚苯乙烯树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂中的一种或至 少两种的组合。优选聚酯树脂与聚氨酯树脂胶黏剂。制作囊壁最简单的实施方式是利用空 气悬浮法，即用流化床的强气流将囊芯微粒悬浮于空气中，通过喷嘴将配成适当粘度的囊 壁胶粘剂溶液喷涂于微粒表面，若囊壁材料选用热固化胶粘剂，则提高气流温度使囊壁溶 液中的溶剂挥发，形成具有一定厚度的囊壁。若囊壁材料选用UV固化胶粘剂，则提高气流 温度使囊壁溶液中的溶剂挥发，再进行公知的UV固化方式形成囊壁。囊壁的厚度可以通过 调整喷嘴的挤出量来控制。囊壁厚度为〇. 5 μπι~5 μπι，囊壁厚度小于0. 5 μπι时，容易破 壁，量子点得不到保护；大于5 μ m时会降低量子点膜的辉度，优选1 μ m~2 μ m。最终形成 的量子点微胶囊粒径1. 0 μπι~40 μπι，微粒粒径越大比表面积越