一种导光板涂层、制备方法及背光模组结构与流程

文档序号:14778145发布日期:2018-06-26 08:17阅读:300来源:国知局

本发明涉及显示领域,特别涉及一种导光板涂层、制备方法及背光模组结构。



背景技术:

TFT-LCD作为主流显示技术长期占领显示行业主导地位,为了追求高色域以及优秀的色彩还原能力,新的显示材料的开发显得格外重要。量子点(Quantum dot、QD)材料是近十年最受瞩目的发光材料之一,其具有发光光谱集中,色纯度高,发光波长高度可调等优点,将其应用于TFT-LCD可以大幅度提高LCD显示器的色域以及色彩还原能力。

在现有技术中,现有的技术主要是将红色量子点、绿色量子点、蓝色量子点混合封装于工程塑料薄膜(QD film)或玻璃管(QD tube)中,然后置于背光与显示系统之间,以白光激发作为激发光源。由于目前QD film及QD tube结构,需要光学优质的薄膜(如PET膜)及小孔径玻璃管的保护与封装,存在成本过高以及材料信赖性问题。



技术实现要素:

本发明所要解决的技术问题在于,提供一种导光板涂层、制备方法及背光模组结构 ,通过将量子点材料与水凝胶微球进行复合形成复合结构,可以提高量子点材料的稳定性以及荧光效果,且能降低成本。

为了解决上述技术问题,本发明的实施例的一方面提供一种导光板涂层制备方法,其包括如下步骤:

步骤1、提供水凝胶微球、绿色量子点材料、红色量子点材料,将所述绿色量子点材料和红色量子点材料混合装载进水凝胶微球中;

步骤2、将所述装载有绿色量子点材料和红色量子点材料的水凝胶微球分散到极性溶剂中,形成量子点胶水;

步骤3、将所述量子点胶水涂布在导光板上方,通过加热形成导光板涂层。

其中,所述步骤1中将所述绿色量子点材料和红色量子点材料混合装载进水凝胶微球中包括:

将水凝胶微球浸泡于四氢呋喃液中,并进行搅拌,通过离心机进行离心处理后弃掉上清液,重复上述过程预定次数,获得干燥的水凝胶微球;

将所述干燥的水凝胶微球分散于混有红色量子点材料和绿色量子点材料的氯仿中,并进行搅拌,使红色量子点材料和绿色量子点材料被装载进所述水凝胶微球中;

通过离心机进行离心处理,弃掉上清液,获得装载有红色量子点材料和绿色量子点材料的水凝胶微球。

其中,所述水凝胶微球为具有多孔结构的聚丙烯酰胺及其衍生物类水凝胶微球,其分子式为:

其中,所述红色量子点材料包括位于中间的第一发光核和包覆在第一发光核周围的第一无机保护壳,所述第一发光核的材料包括CdSe、Cd2SeTe及InAs中的一种或多种,所述第一无机保护壳的材料包括CdS、ZnSe、ZnCdS2、ZnS及ZnO中的一种或多种;

所述绿色量子点材料包括位于中间的第二发光核和包覆在第二发光核周围的第二无机保护壳,所述第二发光核的材料包括ZnCdSe2、InP及Cd2SSe中的一种或多种,所述第二无机保护壳的材料包括CdS、ZnSe、ZnCdS2、ZnS及ZnO中的一种或多种。

相应地,本发明的另一方面还提供一种导光板涂层,所述导光板涂层中包含有水凝胶微球,所述水凝胶微球中装载有绿色量子点材料和红色量子点材料。

其中,所述水凝胶微球为具有多孔结构的聚丙烯酰胺及其衍生物类水凝胶微球,其分子式为:

其中,所述红色量子点材料包括位于中间的第一发光核和包覆在第一发光核周围的第一无机保护壳,所述第一发光核的材料包括CdSe、Cd2SeTe及InAs中的一种或多种,所述第一无机保护壳的材料包括CdS、ZnSe、ZnCdS2、ZnS及ZnO中的一种或多种;

所述绿色量子点材料包括位于中间的第二发光核和包覆在第二发光核周围的第二无机保护壳,所述第二发光核的材料包括ZnCdSe2、InP及Cd2SSe中的一种或多种,所述第二无机保护壳的材料包括CdS、ZnSe、ZnCdS2、ZnS及ZnO中的一种或多种。

相应地,本发明的再一方面还提供一种背光模组结构,其至少包括:

背光源,其采用蓝光LED进行发光;

导光板,其上设置有一层涂层结构,所述涂层结构中包含有装载有绿色量子点材料和红色量子点材料的水凝胶微球;所述导光板在接收所述背光源发出的蓝色光线,通过所述涂层获得白色背光;

反射片,位于所述导光板下侧;

模片光学组,设置于所述导光板出射面的上侧。

其中,所述水凝胶微球为具有多孔结构的聚丙烯酰胺及其衍生物类水凝胶微球,其分子式为:

其中,所述红色量子点材料包括位于中间的第一发光核和包覆在第一发光核周围的第一无机保护壳,所述第一发光核的材料包括CdSe、Cd2SeTe及InAs中的一种或多种,所述第一无机保护壳的材料包括CdS、ZnSe、ZnCdS2、ZnS及ZnO中的一种或多种;

所述绿色量子点材料包括位于中间的第二发光核和包覆在第二发光核周围的第二无机保护壳,所述第二发光核的材料包括ZnCdSe2、InP及Cd2SSe中的一种或多种,所述第二无机保护壳的材料包括CdS、ZnSe、ZnCdS2、ZnS及ZnO中的一种或多种。

实施本发明实施例,具有如下有益效果:

本发明实施例的技术方案,主要将红色量子点材料和绿色量子点材料混合填充于耐高温的水凝胶微球,这种制备方法既可以保持量子点表面的有机配体结构不被破坏,保证其光学性质不会发生明显变化,又可以达到表面修饰的作用,既可以保持量子点表面有机配体的稳定性,又可以提高其酸碱稳定性,可以提高量子点光学稳定性;

本发明所采用的水凝胶材料,通过在主链中加入修饰官能团,使水凝胶的热稳定性也提高至300℃以上,改善了以往水凝胶热敏性的缺点,使装载有量子点材料的水凝胶微粒在工业制程中的应用性得到提高;同时,水凝胶微粒中装载的量子点不会分散于极性溶剂或水中,因此在成膜过程中不会受到溶剂影响而发生聚集现象,单分散性良好;

另外,在本发明所采用的方法中,将红色量子点材料和绿色量子点材料混合填充到一个水凝胶微球中,通过调节两种量子点投料比即可实现混合白光色度的调节,无需分别制备两种颜色的水凝胶微球再进行混合,方法简单实用,适用于大规模的工业生产。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本发明提供的导光涂层的制备方法的一个实施例的主流程示意图;

图2是图1中提供的方法制备获得的装载有绿色量子点材料和红色量子点材料的水凝胶微球的结构示意图;

图3是本发明提供的一种背光模组结构的一个实施例的结构示意图;

图4是本发明提供的一种背光模组结构的另一个实施例的结构示意图。

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的一部分实施例,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的前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。

在此,还需要说明的是,为了避免因不必要的细节而模糊了本发明,在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤,而省略了与本发明关系不大的其他细节。

如图1所示,示出了本发明提供的导光涂层的制备方法的一个实施例的主流程示意图,一并结合图2所示。在该实施例中,所述导光板涂层制备方法,其包括如下步骤:

步骤S10、提供水凝胶微球、绿色量子点材料、红色量子点材料,将所述绿色量子点材料和红色量子点材料混合装载进水凝胶微球中;

具体地,在一个例子中,所述水凝胶微球为具有多孔结构的聚丙烯酰胺及其衍生物类水凝胶微球,例如丙烯酰胺-对苯乙烯磺酸钠-N-乙烯基吡咯烷酮三元共聚水凝胶微球(P(AM-SSS-NVP)),其分子式为:

具体地,从所述分子式可以看出,其在温度敏感的水凝胶分子中引入庞大侧基、带电基团、含磺酸基单体和疏水单体等改性方法可以提高其耐温能力,实验证明,此类水凝胶分解温度高于300℃。该水凝胶微球可以采用悬浮聚合的方式制备获得,在悬浮聚合过程中,在油相中加入适量甲苯与石油醚,从而可以制备获得多孔结构高分子聚合物微球。

其中,所述红色量子点材料包括位于中间的发光核和包覆在发光核周围的无机保护壳,所述发光核的材料包括CdSe、Cd2SeTe及InAs中的一种或多种,所述无机保护壳的材料包括CdS、ZnSe、ZnCdS2、ZnS及ZnO中的一种或多种;

所述绿色量子点材料包括位于中间的发光核和包覆在发光核周围的无机保护壳,所述发光核的材料包括ZnCdSe2、InP及Cd2SSe中的一种或多种,所述无机保护壳的材料包括CdS、ZnSe、ZnCdS2、ZnS及ZnO中的一种或多种。

其中,将所述绿色量子点材料和红色量子点材料混合装载进水凝胶微球中的过程具体包括:

将水凝胶微球浸泡于四氢呋喃(THF)液中,并进行搅拌(如搅拌1小时),通过离心机进行离心处理后弃掉上清液,重复上述过程预定次数(如三次以上),最后浸入四氢呋喃(THF)液中过夜,然后经过离心机的离心处理,获得干燥的水凝胶微球;

将所述干燥的水凝胶微球用少量四氢呋喃润湿,分散于混有红色量子点材料和绿色量子点材料的氯仿中,并进行搅拌(例如搅拌24小时),使红色量子点材料和绿色量子点材料被装载进所述水凝胶微球中;

通过离心机进行离心处理(例如采用4000 r/min的离心机中离心10分钟),弃掉上清液,获得装载有红色量子点材料和绿色量子点材料的水凝胶微球。制备获得后的水凝胶微球2的结构可以参照图2所示,其中,水凝胶微球20为多孔结构,在孔结构中装载有红色量子点材料10和绿色量子点材料11,红色量子点材料10具有第一发光核100和包覆第一发光核100的第一无机保护壳101;所述绿色量子点材料11具有第二发光核110和包覆第二发光核110的第二无机保护壳111;其中,每一水凝胶微球2中红色量子点材料10和绿色量子点材料11的数量可以通过在制备过程中控制红色量子点材料和绿色量子点材料两者的比例进行调节;

步骤S11、将所述装载有绿色量子点材料和红色量子点材料的水凝胶微球分散到极性溶剂中,形成量子点胶水;在一个例子中,所述极性溶剂为低沸点溶剂;

步骤S12、将所述量子点胶水通过旋涂或流平等方式涂布在导光板上方,通过加热使低沸点溶剂挥发,可均匀成膜形成导光板涂层。

可以理解的是,本发明的另一方面还提供一种导光板涂层,所述导光板涂层中包含有水凝胶微球,所述水凝胶微球中装载有绿色量子点材料和红色量子点材料。所述水凝胶微球、所述红色量子点材料、所述绿色量子点材料的具体细节可以参照前述对图1和图2的描述,在此不进行详述。

相应地,本发明的再一方面还提供一种背光模组结构,如图3和图4所示,示出了本发明提供的背光模组结构的两个实施例,两者的主要区别在于图3为光源位于导光板一侧的侧入式结构,而图4为光源位于导光板底侧的直下式结构。该背光模组结构3至少包括:

背光源30,其采用蓝光LED进行发光;

导光板31,其上设置有一层涂层结构33,所述涂层结构中包含有装载有绿色量子点材料和红色量子点材料的水凝胶微球2;所述导光板31在接收所述背光源30发出的蓝色光线,通过所述涂层获得白色背光;

反射片32,位于所述导光板31下侧,用于反身背光源30发出的光线;

模片光学组34,设置于所述导光板31出射面的上侧,其可以包括诸如扩散片、棱镜片等结构。

可以理解的是,所述水凝胶微球为具有多孔结构的聚丙烯酰胺及其衍生物类水凝胶微球,其分子式为:

其中,所述红色量子点材料包括位于中间的第一发光核和包覆在第一发光核周围的第一无机保护壳,所述第一发光核的材料包括CdSe、Cd2SeTe及InAs中的一种或多种,所述第一无机保护壳的材料包括CdS、ZnSe、ZnCdS2、ZnS及ZnO中的一种或多种;

所述绿色量子点材料包括位于中间的第二发光核和包覆在第二发光核周围的第二无机保护壳,所述第二发光核的材料包括ZnCdSe2、InP及Cd2SSe中的一种或多种,所述第二无机保护壳的材料包括CdS、ZnSe、ZnCdS2、ZnS及ZnO中的一种或多种。

更多的细节,可以参照前述的描述,在此不进行赘述。

实施本发明实施例,具有如下有益效果:

本发明实施例的技术方案,主要将红色量子点材料和绿色量子点材料混合填充于耐高温的水凝胶微球,这种制备方法既可以保持量子点表面的有机配体结构不被破坏,保证其光学性质不会发生明显变化,又可以达到表面修饰的作用,既可以保持量子点表面有机配体的稳定性,又可以提高其酸碱稳定性,可以提高量子点光学稳定性;

本发明所采用的水凝胶材料,通过在主链中加入修饰官能团,使水凝胶的热稳定性也提高至300℃以上,改善了以往水凝胶热敏性的缺点,使装载有量子点材料的水凝胶微粒在工业制程中的应用性得到提高;同时,水凝胶微粒中装载的量子点不会分散于极性溶剂或水中,因此在成膜过程中不会受到溶剂影响而发生聚集现象,单分散性良好;

另外,在本发明所采用的方法中,将红色量子点材料和绿色量子点材料混合填充到一个水凝胶微球中,通过调节两种量子点投料比即可实现混合白光色度的调节,无需分别制备两种颜色的水凝胶微球再进行混合,方法简单实用,适用于大规模的工业生产。

需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存 在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖 非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

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