CN104121521B - 一种背光源、液晶显示装置以及红外材料表面改性方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种背光源以及包含该背光源的液晶显示装置，还公开了一种红外材料表面改性方法；所述背光源中设置有包含红外材料的组件。由于本发明的背光源中设置有包含红外材料的组件，因此背光源可以发出较强渗透力和辐射力的红外光线，红外光线被人体吸收后，可使人体内水分子产生共振，使水分子活化，增强水分子间的结合力，从而活化蛋白质等生物大分子，使生物细胞处于高振动能级。由于生物细胞产生共振效应，可将远红外热能传递到人体皮下较深的部分，因此深层温度上升，产生的热量由内向外散发，使毛细血管扩张，促进血液循环，强化各组织之间的新陈代谢，增加组织的再生能力，提高机体的免疫能力，有利于健康。
Description
技术领域
本发明涉及液晶技术领域，具体涉及一种背光源、液晶显示装置以及红外材料表面改性方法。
背景技术
随着显示技术的快速发展，人们不仅要求显示器件能实现高清晰、高对比度和高的亮度等显示效果，同时还对显示器件的功能多元化有了进一步要求，例如显示器件的娱乐性和保健性。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种背光源、液晶显示装置以及红外材料表面改性方法，以发出红外线。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种背光源，该背光源中设置有包含红外材料的组件。所述包含红外材料的组件是红外材料层。所述红外材料层设置于所述背光源单颗灯的封装结构上；和/或，所述红外材料层设置于所述背光源的导光板上的一面或两面上。所述红外材料层设置于所述背光源的膜材中的至少一种膜材上的一面或两面上。所述膜材包括以下至少之一：反射片、扩散片、棱镜、增亮片；和/或，所述棱镜包括上棱镜、下棱镜，所述红外材料层设置于所述上棱镜和/或下棱镜上的一面或两面上。
进一步地，所述包含红外材料的组件包括以下组件中至少之一：反射片、灯、导光板、扩散片、棱镜、增亮片、灯封装结构。
进一步地，所述红外材料层设置于所述组件中至少一个组件的一面或两面的整个区域或部分区域。
进一步地，所述红外材料为：生物炭、电气石、远红外陶瓷、玉石粉、氧化铝、氧化铜、氧化银以及碳化硅中的一种或一种以上的混合物。
进一步地，所述红外材料的粒径分布在纳米级至微米级。
进一步地，所述红外材料是经过表面改性处理的提高了热交换能力的红外材料，该红外材料以高的比辐射率放射特定波长的远红外线。
一种液晶显示装置，包含液晶盒，还包含如上述记载的背光源。
一种红外材料表面改性方法，该方法包括：对红外材料进行纳米化处理，获得红外材料的纳米粒子；改变进行纳米化处理后的纳米粒子的表面特性，使其与背光源的相应部件相容、并且实现性能匹配。
进一步地，所述对红外材料进行纳米化处理，包括：将红外材料研磨、分散，获得平均粒径为1nm～200nm的红外材料纳米分散溶液；所述改变进行纳米化处理后的纳米粒子的表面特性，包括：对红外材料的纳米分散溶液进行搅拌、震荡或摇动，并将单体甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、马来酰亚胺在有机溶剂中的溶液加入上述红外材料的纳米分散溶液中；还将偶氮类引发剂溶液加入上述红外材料的纳米分散溶液中，搅拌、震荡或摇动该纳米分散溶液；在所述纳米分散溶液反应结束后加入有机溶剂进行冷却处理，同时搅拌直至反应产物冷却后过滤，干燥滤出的固体，得到表面改性的红外材料。
进一步地，进行表面改性处理过程，具体包括：
进行所述震荡时，震荡的频率高于50Hz；
所述单体甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、马来酰亚胺的比例为1∶1～2∶1～2/mol；
所述红外材料占混合溶液总重量的8～25％；
加入所述偶氮类引发剂溶液时，偶氮类引发剂溶液以基于单体总重量的1～5％的引发剂的量逐滴加入；
所述表面改性的反应条件是在35℃～60℃温度下、同时在氮气保护下；
所述反应的时长为30min～90min；
所述冷却处理为：在反应结束后加入5～10℃的有机溶剂进行冷却处理，同时搅拌直至反应产物冷却至室温；
进行所述过滤的次数为三次；
进行所述干燥时，在70～100℃下干燥5～20min。
由于本发明的背光源中设置有包含红外材料的组件，因此背光源可以发出较强渗透力和辐射力的红外光线，红外光线被人体吸收后，可使人体内水分子产生共振，使水分子活化，增强水分子间的结合力，从而活化蛋白质等生物大分子，使生物细胞处于高振动能级。由于生物细胞产生共振效应，可将远红外热能传递到人体皮下较深的部分，因此深层温度上升，产生的热量由内向外散发，使毛细血管扩张，促进血液循环，强化各组织之间的新陈代谢，增加组织的再生能力，提高机体的免疫能力，有利于健康。再有，经过表面改性的红外材料能够实现与背光源相应部件间的相容以及性能的最佳匹配，在不影响背光源综合性能的情况下提高红外材料与背光及外界光的热交换能力，经过表面改性的红外材料以高的比辐射率放射特定波长的远红外线。
附图说明
图1为本发明实施例的背光源结构的原理示意图；
附图标记说明：
1、反射片；2、灯；3、导光板；4、扩散片；5、下棱镜；6、上棱镜；7、红外材料层。
具体实施方式
在实际应用中，可以设置如图1所示的背光源，图1所示背光源可以包含目前常见的反射片1、灯2、导光板3、扩散片4、下棱镜5、上棱镜6等。其中，灯2的形式通常为灯条，如：LED灯条等；并且，通常在组成灯2的单颗灯外部设置用于将灯2的单颗灯封装起来的封装层等灯封装结构。图1所示的背光源中还可能包括增亮片等组件，下棱镜5与上棱镜6统称为棱镜。本发明中，包含图1所示背光源的液晶显示装置可以是电脑显示器、手机显示器等。当然，实际应用中的背光源中各组件关系不一定如图1所示，本发明只是以图1为例进行描述。
在图1所示背光源中，还包含红外材料层7，红外材料层7包含能够通过热交换产生红外光线的材料(简称红外材料)，该红外材料可以在光照时通过吸收能量从而产生红外光线，产生的红外光线的波长通常为0.77μm～1mm；并且，红外光线的强弱可以通过红外材料的有效成分的粒径、表面形态和含量来控制。
上述的该红外材料可以是：生物炭、电气石([Na，K，Ca][Mg，F，Mn，Li，Al]3[Al，Cr，Fe，V]6[BO3]3[Si6O1)、远红外陶瓷、玉石粉、氧化铝、氧化铜、氧化银以及碳化硅中的一种或一种以上的混合物，红外材料的粒径分布在纳米级至微米级。
如图1所示，红外材料层7可以设置(如：涂布等，以下亦同)于上棱镜6上相对于下棱镜5的另一面(即上棱镜6的上面)。当然，也可以将红外材料层7设置于上棱镜6上面向下棱镜5的一面(即上棱镜6的下面)。可见，可以将红外材料层7设置于上棱镜6的一面或两面上。同理，也可以将红外材料层7设置于下棱镜5的一面或两面上，即：可以将红外材料层7设置于棱镜的一面或两面上。
在实际应用时，在包含反射片1、扩散片4、棱镜、增亮片等在内的膜材中，也可以将红外材料层7设置于所述膜材中的至少一种膜材上，如：可以将红外材料层7设置于反射片1的一面或两面上，或将红外材料层7设置于扩散片4的一面或两面上，或将红外材料层7设置于增亮片的一面或两面上。
除了图1所示的将红外材料层7设置于上棱镜6的上面这种方式以外，还可以将红外材料层7设置于前述的单颗灯封装结构的外部。
另外，也可以将红外材料层7设置于导光板3上相对于反射片1的另一面(即导光板3的上面)。当然，还可以将红外材料层7设置于导光板3上面向反射片1的一面(即导光板3的下面)。可见，可以将红外材料层7设置于导光板3的一面或两面上。
再有，针对背光源的反射片1、灯2、导光板3、扩散片4、下棱镜5、上棱镜6、增光片等组件，无论将红外材料层7设置于任一个或多个组件的一面还是两面上，均可以将红外材料层7涂布在相应组件的一面或两面的整个区域或部分区域。
需要说明的是，无论是否设置有红外材料层7，均可在生产背光源的各组件时，将红外材料层7所包含的红外材料掺杂在至少一个组件的原材料中，如：将红外材料层7所包含的红外材料掺杂在以下组件中至少之一组件的原材料中：反射片1、灯2、导光板3、扩散片4、下棱镜5、上棱镜6、增亮片、灯封装结构。
再有，上述的红外材料层7中的红外材料可以是经过表面改性处理的，这样该红外材料就能够实现与背光源相应部件间的相容以及性能的最佳匹配，在不影响背光源综合性能的情况下提高红外材料与背光及外界光的热交换能力，经过表面改性的红外材料以高的比辐射率放射特定波长的远红外线。所述表面改性处理的目的在于改变所述红外材料的表面形态、晶界结构，从而实现使其与背光源相应结构相容，不影响背光源的性能；同时表面改性处理的目的还在于通过改变所述红外材料的表面形态、晶界结构，从而改变红外材料的活性，提高热交换能力，以高的比辐射率放射特定波长的远红外线。
对红外材料的表面改性过程可包括：
1)将红外材料研磨、分散，获得平均粒径为1nm～200nm的红外材料纳米分散溶液，该步骤的主要目的是对红外材料进行纳米化处理，以获得红外材料的纳米粒子。该研磨、分散方法可用制备纳米材料的常用方法进行，例如可采用常规的研磨装置(例如球磨机、砂磨机等)和分散剂在有机溶剂中进行。该纳米分散溶液中的红外材料的重量百分比可为10～15％。
2)将经过纳米化处理的红外材料进行进一步的表面改性，该步骤的目的是改变步骤1)中分散后的纳米粒子的表面特性，使其与背光源相应结构相容，不影响背光源的性能；同时该步骤的目的还在于通过将经过纳米化处理的红外材料进行进一步的表面改性，从而改变红外材料的活性，提高热交换能力，以高的比辐射率放射特定波长的远红外线。具体包括：
将诸如偶氮二异戊腈、偶氮二异丁腈、偶氮二异己腈、偶氮二异庚腈等的偶氮类引发剂溶解在有机溶剂中待用；
将红外材料的纳米分散溶液放入四口瓶内，同时对其进行搅拌、震荡(频率高于50Hz)或摇动等处理；
将单体甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、马来酰亚胺(1∶1～2∶1～2/mol)在有机溶剂(单体∶溶剂＝1∶1～3/vol)中的溶液加入上述四口瓶内，其中红外材料占四口瓶内混合溶液总重量的8～25％，优选10～20％，更优选12～17％；
所述改变进行纳米化处理后纳米粒子表面特性的反应条件是在35℃～60℃温度下、同时在氮气保护下，使偶氮类引发剂溶液以基于单体总重量的1～5％的引发剂的量逐滴加入上述四口瓶内，在搅拌、震荡或摇动等处理下进行反应30min～90min；
所述冷却处理为：在反应结束后加入5～10℃的有机溶剂进行冷却处理，同时搅拌直至反应产物冷却至室温；
过滤后，用上述有机溶剂清洗滤出的固体三次，在70～100℃下干燥5～20min，得到表面改性的红外材料。
以上步骤中所用溶剂可为脂肪醇、乙二醇醚、乙酸乙酯、甲乙酮、甲基异丁基酮、单甲基醚乙二醇酯、γ-丁内酯、丙酸-3-乙醚乙酯、丁基卡必醇、丁基卡必醇醋酸酯、丙二醇单甲基醚、丙二醇单甲基醚醋酸酯、环己烷、二甲苯、异丙醇中的一种或多种。
以上步骤中所用分散剂为常用分散剂，例如BYK410、BYK110、BYK163、BYK161、BYK2000等。分散剂占纳米分散溶液的重量百分比为5％～15％，优选为7～12％。
可见，由于本发明的背光源中设置有包含红外材料的组件，因此背光源可以发出较强渗透力和辐射力的红外光线，红外光线被人体吸收后，可使人体内水分子产生共振，使水分子活化，增强水分子间的结合力，从而活化蛋白质等生物大分子，使生物细胞处于高振动能级。由于生物细胞产生共振效应，可将远红外热能传递到人体皮下较深的部分，因此深层温度上升，产生的热量由内向外散发，使毛细血管扩张，促进血液循环，强化各组织之间的新陈代谢，增加组织的再生能力，提高机体的免疫能力，有利于健康，也能尽量减轻电磁辐射对身体健康的影响。同理，在包含本发明的所述背光源的液晶显示装置中，背光源可以向液晶显示装置外部发出红外光线，因此所述液晶显示装置有利于健康。再有，经过表面改性的红外材料能够实现与背光源相应部件间的相容以及性能的最佳匹配，在不影响背光源综合性能的情况下提高红外材料与背光及外界光的热交换能力，经过表面改性的红外材料以高的比辐射率放射特定波长的远红外线。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。
Claims (13)
1.一种背光源，其特征在于，该背光源中设置有包含红外材料的组件；所述红外材料是经过表面改性处理的提高了热交换能力的红外材料，该红外材料以高的比辐射率放射特定波长的远红外线；
其中，所述经过表面改性处理的提高了热交换能力的红外材料为经过如下处理的红外材料：
对红外材料进行纳米化处理，获得红外材料纳米分散溶液；
对红外材料的纳米分散溶液进行搅拌、震荡或摇动，将单体甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯和马来酰亚胺混合，并加入有机溶剂形成溶液，将所述溶液加入上述红外材料的纳米分散溶液中；还将偶氮类引发剂溶液加入上述红外材料的纳米分散溶液中，搅拌、震荡或摇动该纳米分散溶液；
在所述纳米分散溶液反应结束后加入有机溶剂进行冷却处理，同时搅拌直至反应产物冷却后过滤，干燥滤出的固体，得到表面改性的红外材料。
2.根据权利要求1所述的背光源，其特征在于，所述红外材料以红外材料层的形式呈现。
3.根据权利要求2所述的背光源，其特征在于，
所述红外材料层设置于所述背光源单颗灯的封装结构上；和/或，
所述红外材料层设置于所述背光源的导光板上的一面或两面上。
4.根据权利要求2所述的背光源，其特征在于，所述红外材料层设置于所述背光源的膜材中的至少一种膜材上的一面或两面上。
5.根据权利要求4所述的背光源，其特征在于，
所述膜材包括以下至少之一：反射片、扩散片、棱镜、增亮片；其中，
所述棱镜包括上棱镜、下棱镜；当所述膜材包括棱镜时，所述红外材料层设置于所述上棱镜和/或下棱镜上的一面或两面上。
6.根据权利要求2所述的背光源，其特征在于，所述包含红外材料的组件包括以下组件中至少之一：反射片、灯、导光板、扩散片、棱镜、增亮片、灯封装结构。
7.根据权利要求6所述的背光源，其特征在于，所述红外材料层设置于所述组件中至少一个组件的一面或两面的整个区域或部分区域。
8.根据权利要求1所述的背光源，其特征在于，所述红外材料为：生物炭、电气石、远红外陶瓷、玉石粉、氧化铝、氧化铜、氧化银以及碳化硅中的一种或一种以上的混合物。
9.根据权利要求1所述的背光源，其特征在于，所述红外材料的粒径分布在纳米级至微米级。
10.一种液晶显示装置，包含液晶盒，其特征在于，还包含如权利要求1至9任一项所述的背光源。
11.一种红外材料表面改性方法，其特征在于，该方法包括：
对红外材料进行纳米化处理，获得红外材料纳米分散溶液；
改变进行纳米化处理后的纳米粒子的表面特性，以提高所述红外材料的热交换能力，使该红外材料能够以高的比辐射率放射特定波长的远红外线；
其中，所述改变进行纳米化处理后的纳米粒子的表面特性，包括：
对红外材料的纳米分散溶液进行搅拌、震荡或摇动，将单体甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯和马来酰亚胺混合，并加入有机溶剂形成溶液，将所述溶液加入上述红外材料的纳米分散溶液中；还将偶氮类引发剂溶液加入上述红外材料的纳米分散溶液中，搅拌、震荡或摇动该纳米分散溶液；
在所述纳米分散溶液反应结束后加入有机溶剂进行冷却处理，同时搅拌直至反应产物冷却后过滤，干燥滤出的固体，得到表面改性的红外材料。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，
所述对红外材料进行纳米化处理，包括：将红外材料研磨、分散，获得平均粒径为1nm～200nm的红外材料纳米分散溶液。
13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，改变进行纳米化处理后的纳米粒子的表面特性过程中，满足以下条件：
所述改变进行纳米化处理后纳米粒子表面特性的反应条件是在35℃～60℃温度下、同时在氮气保护下；
进行所述震荡时，震荡的频率高于50Hz；
所述单体甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、马来酰亚胺的比例为1:1～2:1～2/mol；
所述红外材料占混合溶液总重量的8～25％；
加入所述偶氮类引发剂溶液时，偶氮类引发剂溶液以基于单体总重量的1～5％的引发剂的量逐滴加入；
所述反应的时长为30min～90min；
所述冷却用有机溶剂的温度为5～10℃；
所述冷却为冷却至室温；
进行所述过滤的次数为三次；
进行所述干燥时，在70～100℃下干燥5～20min。
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