一种量子点光学膜及背光模组的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种量子点光学膜及背光模组，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，所述量子点核心层设有量子点微胶囊。本实用新型的量子点光学膜发光效率及稳定性好，在高温高湿条件下测试，亮度与色域衰减小。
【专利说明】
一种量子点光学膜及背光模组
技术领域
[0001] 本实用新型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荧光管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：
[0003] 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%。
[0004] 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。
[0005] 第三种白光实现的方式是用LED蓝光，激发红色和绿色两种量子点膜形成白光。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。
[0006] 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， 树脂基体胶黏剂中的溶剂、流平剂、固化剂等各种补加助剂会对量子点稳定性有影响，量子 点容易猝灭，发光效率大大降低。 【实用新型内容】
[0007] 本实用新型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%。
[0008] 本实用新型所采用的技术方案为：
[0009] -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，所述量子点核心层含有量子点微胶囊和扩散粒子，量子点微胶囊由囊芯和囊壁构成，囊 芯为吸附有量子点的具有微孔的微粒，微粒粒径为〇.5μπι~35μπι，微孔的孔径为IOnm~ 40nm，微孔深度为5nm~20 nm，量子点微胶囊的粒径为Ιμπι~40μηι，扩散粒子的直径为0· 1μ m ~20ym〇
[0010] 上述量子点光学膜，所述微孔的形状为圆柱形、圆锥形、多边型或无规则型。
[0011] 上述量子点光学膜，所述量子点直径为I nm~IOnm0
[0012] 上述量子点光学膜，所述量子点核心层厚度为2μπι~200μπι，优选3μπι~100μπι。
[0013] 上述量子点光学膜，所述微粒粒径为1.5μηι~20μηι，微孔的孔径为12nm~30nm， 微孔深度为6nm~15 nm〇
[0014]上述量子点光学膜，所述上下隔水隔氧封装层的厚度小于150μπι，优选15-100μπι。 [0015] 上述量子点光学膜，所述量子点光学膜总厚度为25μηι~500μηι。
[0016] -种背光模组，包括光源、导光板、棱镜片，改进后，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，本实用新型具有以下优点：
[0018] 本实用新型采用量子点微胶囊，其的作用是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。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。使得量子点光学膜 的色域高，NTSC能达到95%~110%。
【附图说明】
[0019] 图1为本实用新型提供的量子点核心层中多孔微粒的结构示意图；
[0020] 图2为本实用新型提供的量子点核心层中量子点囊芯的结构示意图；
[0021] 图3为本实用新型量子点核心层中量子点微胶囊的结构示意图；
[0022] 图4为本实用新型量子点光学膜核心层的结构示意图；
[0023] 图5为本实用新型提供的量子点光学膜的结构示意图；
[0024]图中各标号表示为：101、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】
[0025] 本实用新型量子点光学膜包括量子点核心层、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。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。
[0026] 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0·5μηι~35μηι，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。 [0027] 优选的，所述微粒的粒径为1.5μπι~20μπι，微孔的孔径为12 nm~30nm，微孔孔径深 度为6 nm~15nm〇
[0028]本实用新型对上述吸附有量子点的微粒一一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，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，囊壁厚度为O . 5μπι~5μπι，囊壁厚度小于O . 5μπι时，容易破壁，量子点得不到保护，大 于5μηι时会降低量子点膜的辉度。优选Ιμπι~2μηι。最终形成的量子点微胶囊粒径1 .Ομπι~40μ m〇
[0029] 量子点核心层中的扩散粒子材质可以选用公知的有机硅类、PS、PMMA、PBMA、Ti02、 CaC03、AI203, BaS04、尼龙等的一种或两种以上组成，进一步的优选PMMA与有机硅类的一 种或两种以上组合。量子点核心层中的扩散粒子为球形或椭球形等具备光扩散功能的粒 子，可以为单一粒径分散或多种粒径混合分散，扩散粒子的直径为〇. Imi~20μηι，优选Ιμπι~ 15μπι〇
[0030] 所述量子点材料，包括第II主族与第VI主族中的元素形成的第一化合物中的任意 一种，包括CdSe，CdTe、MgS ,MgSe、MgTe、CaS，CaSe、CaTe、SrS，SrSe、SrTe、BaS，BaSe、BaTe、 ZnS，ZnSe、ZnTe和CdS;第III主族与第V主族中的元素形成的第二化合物中的任意一种，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种包覆 形成的核壳结构化合物或者掺杂纳米晶，所述量子点的直径为I nm -10nm，进一步优选量 子点的直径是6 nm -9nm〇
[0031] 所述量子点核心层的厚度为2μπι~300μπι，优选3μπι~200μπι。
[0032] 所述量子点核心层两侧的上下隔水隔氧封装层是由具有气体(水蒸气）阻隔能力 的一层或多层薄膜构成，薄膜材质，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，优选20-100μπι。
[0033] 所述量子点核心层的上隔水隔氧封装层与量子点核心层粘合或复合在一起。
[0034] 本实用新型还公开了一种背光模组，包括:光源、导光板、棱镜片、及利用本实用新 型制作的量子点光学膜，其中量子点光学膜位于导光板之上、棱镜片上下的任何位置。
[0035] 本实用新型所述的量子点光学膜的制备方法，包括如下步骤：
[0036] (1)首先将具有多孔结构的扩散粒子加入量子点溶液中，进行充分的混合分散，量 子点会吸附在上述扩散粒子的表面蜂窝状多孔内，烘干，使溶剂挥发形成囊芯。
[0037] (2)配置具有一定粘度的囊壁溶液，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，提高气流温度使囊壁溶 液中的溶剂挥发则形成囊壁厚度。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，然后进行UV固化在量子点囊芯上形成囊壁。
[0038] (3)基体树脂胶粘剂中加入扩散粒子，搅拌均匀，继续加入步骤(2)得到的量子点 微胶囊，进行充分的混合分散，继续加入流平剂、固化剂等补加剂，混合均匀，得到量子点核 心层涂布液；
[0039] (4)将步骤(3)得到的量子点核心层涂布液涂布在隔水隔氧封装层的上表面。
[0040] (5)在量子点核心层的上表面粘结或复合上隔水隔氧封装层。得到量子点膜。
[0041 ]本实用新型提供的量子点光学膜测试亮度与色域计算方法如下：
[0042]亮度测试
[0043]取一张14寸大小的量子点光学膜片，放置在14寸背光模组中，在24V的额定电压下 点亮，用亮度计(苏州弗士达科学仪器有限公司生产，型号:ΒΜ-7)测量其亮度及色度坐标。 [0044] 色域测试与计算
[0045]取一张14寸大小的膜片，放置在14寸显示器中，代替下扩散膜，将显示器调整至规 定的工作状态后，将全场红、绿、蓝信号输入到显示器，用亮度计(型号:BM-7)分别测试中心 点的色度坐标，通过公式计算NTSC色域值。
[0046]以下通过实施例对本实用新型进行更详细的说明。但这些实施例并不限制本实用 新型的实施方式，本领域的技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变 换均包含在本实用新型的保护范围内。
[0047] 各实施例如表1 [0048]表1各实施例参数
[0050] 耐候性测试，条件:温度85° C，湿度RH85%，时间：1000小时，再次测试亮度并计算出 色域NTSC，耐候试验之后亮度与实验前亮度的比值百分数为亮度衰减量，耐候试验之后色 域NTSC与实验前色域NTSC的比值百分数为色域NTSC衰减量。
[0051 ]实施例数据结果如表2:
[0052] 表2性能
【主权项】
1. 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，其 特征在于，所述量子点核心层含有量子点微胶囊和扩散粒子，量子点微胶囊由囊芯和囊壁 构成，囊芯为吸附有量子点的具有微孔的微粒，微粒粒径为〇 . 5μπι~35μπι，微孔的孔径为 10nm~40nm，微孔深度为5nm~20 nm，量子点微胶囊的粒径为Ιμπι~40μηι，扩散粒子的直径 为0 · Ιμπι~20ym。2. 根据权利要求1所述的量子点光学膜，其特征在于，所述量子点微胶囊的粒径为2μπι ~25μπι〇3. 根据权利要求2所述的量子点光学膜，其特征在于，所述微孔的形状为圆柱形、圆锥 形、多边型或无规则型。4. 根据权利要求3所述的量子点光学膜，其特征在于，所述量子点直径为1 nm~10nm。5. 根据权利要求4所述的量子点光学膜，其特征在于，所述量子点核心层厚度为2μπι~ 200μηι〇6. 根据权利要求5所述的量子点光学膜，其特征在于，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。7. 根据权利要求6所述的量子点光学膜，其特征在于，所述上下隔水隔氧封装层的厚度 小于150ym〇8. 根据权利要求7所述的量子点光学膜，其特征在于，所述量子点光学膜总厚度为25μπι ~500μηι，量子点核心层厚度为3μηι~100μπι，上下隔水隔氧封装层的厚度为15μηι~100μπι。9. 一种背光模组，包括光源、导光板、棱镜片，其特征在于，还包括如权利要求1至8任一 项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。
【文档编号】G02B1/10GK205427215SQ201520892744
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2015年11月10日
【发明人】王增敏, 霍新莉, 李彩翠, 刘红妹, 王辉, 汪志松
【申请人】合肥乐凯科技产业有限公司