CN104516034A - 一种量子点膜 - Google Patents

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Abstract

一种量子点膜，包括量子点层（101），下隔水隔氧保护层（102），光学胶黏剂层（103），上隔水隔氧保护层（104）和防粘连层（105）；量子点层（101）由硅胶微粒（106），吸附在硅胶微粒上的红/绿量子点（107），粘合剂（108）和扩散粒子（109）组成；光学胶黏剂层（103）用来粘结量子点层（101）和上隔水隔氧保护层（104），所述光学胶黏剂层主要由以下组分及重量份的组合物制成：甲基丙烯酸双酯类单体：85～100份；增稠剂：3～15份；偶联剂：0.5～5份；引发剂：2～5份；促进剂：0.1～0.5份。本发明量子点膜的亮度及色彩饱和度不易衰退，并且具有良好的光学特性和较长的使用寿命。

Description

一种量子点膜
技术领域
本发明涉及液晶显示技术领域，特别是涉及一种应用于背光模组的量子点膜。
背景技术
光学胶黏剂是用于胶结透明光学元件的特种胶黏剂，特点是无色透明、光透过率在90%以上、胶结强度良好、可在室温或中温下固化、且有固化收缩小等特点，主要用于ITO膜、电子纸、透明器件、投影屏组装、显示器组装、镜头组装、电阻式触摸屏、电容式触摸屏、面板及其他相关电子光学器械的粘结等。光学胶黏剂由使用的原材料不同、或同种原材料配制计量的不同导致其种类繁多。有机硅橡胶、丙烯酸型树脂及不饱和聚酯、聚氨酯、环氧树脂等都可作为配制光学胶黏剂的主料。在配制时通常要加入一些辅料，以改进其光学性能或降低固化收缩率，这些透明的辅料可确保透明和充分的显示亮度，并提供耐久粘接效果。选用光学胶黏剂的原则一般根据被粘材料的化学性质和物理性质等确定。
量子点膜是一种用于液晶显示器背光模组里替代下扩散膜的光学膜片。相比普通白光LED，采用蓝光LED搭配量子点膜的背光模组，可明显提升液晶显示器的色彩饱和度，并且在提高色域的同时能提高亮度、减少功耗。由于LED发热和量子点材料本身特性的缘故，量子点膜中量子点的效率和寿命会受到影响，需要将量子点膜制成上、下表面都带隔水隔氧保护层的三层结构，如图1。量子点膜的一般制备过程是在具有隔水隔氧保护作用的光学透明基材的一面涂布量子点层，然后在量子点层的上面粘结上隔水隔氧保护层。一般粘结的方法是采用氰基丙烯酸酯系光学胶黏剂，氰基丙烯酸酯靠材料表面吸附的湿气聚合，这种材料的光学胶黏剂对量子点的发光效率有淬灭作用，随着时间的增长，存在粘结层耐热性不理想、降低量子点膜显示屏的高色域稳定性等问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术存在的不足之处，提供一种兼具粘合牢度与保持高色域稳定性的量子点膜。
本发明所采用的技术方案为：
一种量子点膜，包括量子点层，下隔水隔氧保护层，光学胶黏剂层，上隔水隔氧保护层和防粘连层；所述量子点层由硅胶微粒、吸附在硅胶微粒上的红/绿量子点、粘合剂和扩散粒子组成；光学胶黏剂层用来粘结量子点层与上隔水隔氧保护层，所述光学胶黏剂层主要由以下组分及重量份的原料制成：
甲基丙烯酸双酯类单体：85～100份；
增稠剂：3～15份；
偶联剂：0.5～5份；
引发剂：2～5份；
促进剂：0.1～0.5份。
上述量子点膜，所述甲基丙烯酸双酯类单体为双甲基丙烯酸乙二醇酯、多缩乙二醇双甲基丙烯酸酯或聚二甲基硅氧烷改性的甲基丙烯酸双酯。
上述量子点膜，所述甲基丙烯酸双酯类单体，优选为聚二甲基硅氧烷改性的甲基丙烯酸双酯。
上述量子点膜，所述增稠剂为甲基乙烯基MQ硅树脂、聚甲基丙烯酸酯、聚氰基丙烯酸酯中的一种。
上述量子点膜，所述偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基-三-(2-甲氧基乙氧基)硅烷中的一种。
上述量子点膜，所述引发剂为异丙苯过氧化氢、过氧化二叔丁基、过氧化二叔戊基、过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酸叔丁酯中的一种。
上述量子点膜，所述促进剂为N,N-二甲基苯胺、N,N-二甲基对甲苯胺或2,4,6-三（二甲氨基甲基）苯酚。
上述量子点膜，所述粘合剂为聚羟基丙烯酸酯树脂或聚氨酯丙烯酸树脂。
上述量子点膜，扩散粒子为如下材质的球状高聚物微珠：聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚苯乙烯或聚硅氧烷等。所述扩散粒子的粒径为5μm～30μm。
本发明与现有技术相比，通过选用甲基丙烯酸双酯类单体作为胶黏剂的主体，搭配合适的增稠剂、偶联剂，控制引发剂和促进剂的用量，配制成一款适合量子点膜贴合用的光学胶黏剂。将该光学胶黏剂制成量子点膜，所述量子点膜所用的胶黏剂对量子点的荧光效应无淬灭作用，同时能牢固粘黏住隔水隔氧保护层，且光学透明性与耐热耐候性良好。因该光学胶黏剂可长期保存，耐高温不易变黄、透光率好；进而使得使用该光学胶黏剂的量子点膜的亮度及色彩饱和度不易衰退，并且具有良好的光学特性和较长的使用寿命。
附图说明
图1为本发明量子点膜的结构示意图。
图中各标号表示为：101、量子点；102、下隔水隔氧保护层；103.光学胶黏剂层；104.上隔水隔氧保护层；105.防粘连层；106.硅胶微粒；107.吸附在硅胶微粒上的红/绿量子点；108.粘合剂；109.扩散粒子。
具体实施方式
本发明的量子点膜包括量子点层101，下隔水隔氧保护层102，光学胶黏剂层103，上隔水隔氧保护层104和防粘连层105；量子点层101由硅胶微粒106，吸附在硅胶微粒上的红/绿量子点107，粘合剂108和扩散粒子109组成；光学胶黏剂层103用来粘结量子点层101与上隔水隔氧保护层104，其特征在于，所述光学胶黏剂层103主要由以下组分及重量份的组合物制成：
甲基丙烯酸双酯类单体：85～100份；
增稠剂：3～15份；
偶联剂：0.5～5份；
引发剂：2～5份；
促进剂：0.1～0.5份。
本发明的甲基丙烯酸双酯类单体，优选为聚二甲基硅氧烷改性的甲基丙烯酸双酯，其结构通式如下：
CH2=C(CH3)COO-(CH2CH2)n—[Si(CH3)2—O]x—(CH2CH2)n-OOCC(CH3)=CH2，
其中：n=1-2；x=2-20。在甲基丙烯酸双酯中引入部分聚二甲基硅氧烷结构，可提高胶黏剂的光学透明性、耐热耐候性能。采用甲基丙烯酸双酯类单体作为光学胶黏剂的主体，可增加光学胶黏剂与量子点层的相容性，降低对量子点材料荧光效应的淬灭作用。
本发明的增稠剂为甲基乙烯基MQ硅树脂、聚甲基丙烯酸酯、聚氰基丙烯酸酯中的一种。进一步优选增稠剂为甲基乙烯基MQ硅树脂。
甲基乙烯基MQ硅树脂是以Si-O键为骨架而构成的立体（非线性）结构的长链球状分子结构，具有高透光性能、良好的成膜性能。作为增稠剂添加到光学胶黏剂的配方中，赋予贴合后的粘结层有良好的机械性能和耐高低温、电气绝缘、防潮、防水等优良性能。
本发明的偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基-三-(2-甲氧基乙氧基)硅烷中的一种。
本发明的引发剂为异丙苯过氧化氢、过氧化二叔丁基、过氧化二叔戊基、过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酸叔丁酯中的一种。
本发明的促进剂为N,N-二甲基苯胺、N,N-二甲基对甲苯胺或2,4,6-三（二甲氨基甲基）苯酚。
本发明中涉及的隔水隔氧保护层为一种透明水汽阻隔膜，其制作方法为：利用真空蒸镀在光学透明基材（如聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚酯酰胺等）薄膜表面上涂布厚10nm左右的硅氧化物膜（Si-Ox）薄层后制成的，其水分透过率为10-3～10-4 g/m2·24h；其氧气透过率为10-3～10-4 ml/m2·24h。该透明水汽阻隔膜的一面还涂布有一层防粘连层，该防粘连层由扩散粒子、粘合剂、防静电剂等助剂涂布而成。该透明水汽阻隔膜的另一面为光滑面，光滑面与本发明中的量子点层，通过光学胶黏剂贴合。
本发明中涉及的硅胶微粒的粒径为2μm～30μm，所述硅胶微粒表面的微孔结构的孔径为10nm～30 nm。
本发明中涉及的量子点为IIB-VIA族半导体化合物，可为二元化合物、三元化合物或四元化合物，优选为CdSe、CdTe、ZnS、ZnSe、ZnTe、ZnO、HgS、HgSe、HgTe、CdSeS、CdSeTe、CdSTe、ZnSeS、ZnSeTe、ZnSTe、HgSeS、HgSeTe、HgSTe、CdZnS、CdZnSe、CdZnTe、CdHgS、CdHgSe、CdHgTe、HgZnS、HgZnSe、CdZnSeS、 CdZnSeTe、CdZnSTe、CdHgSeS、CdHgSeTe、CdHgSTe、HgZnSeS、 HgZnSeTe、HgZnSTe中的至少一种。量子点受到紫外或蓝光光源的激发时，便会发出特有波长的激发荧光，其发射的荧光光谱由量子点材料的化学组成、粒径决定。量子点材料随着粒径的增大，同一化学组成的材料发出的荧光光谱是由绿光向红光方向红移的。所采用的红量子点材料和绿量子点材料可以是同一化学组成但粒径不同的量子点材料，也可以为不同化学组成的量子点材料。本发明的量子点膜中所述红量子点的粒径范围是6nm～9nm，所述绿量子点的粒径范围是2nm～5nm。
本发明中涉及的粘合剂为聚羟基丙烯酸酯树脂或聚氨酯丙烯酸树脂。
本发明中涉及的扩散粒子为如下材质的球状高聚物微珠：聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚苯乙烯或聚硅氧烷等。所述扩散粒子的粒径为5μm～30μm。
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
制备光学胶黏剂及贴合量子点膜的方法：
1）、根据表1的比例将各物料混合，搅拌混匀即成光学胶黏剂；
2）、配置含红/绿量子点、硅胶微粒、扩散粒子、粘合剂、助剂和溶剂的量子点涂布液；在具有隔水隔氧保护作用的基材的光滑面涂布量子点层，固化成膜后备用。
3）、将所制得的光学胶黏剂涂布在前一步骤得到的量子点层上，厚度控制在15±5μm。用具有隔水隔氧保护作用的基材的光滑面贴合，在隔绝空气条件下，80℃加热固化，即得到该光学胶黏剂贴合的量子点膜，其结构如图1所示，测试结果见表8。
表1  实施例1所用光学胶黏剂配比
实施例2
按照实施例1的方法制备量子点膜，其不同之处在于，采用表格2所示的配比制备光学胶黏剂。
表2  实施例2所用光学胶黏剂配比
实施例3
按照实施例1的方法制备量子点膜，其不同之处在于，采用表格3所示的配比制备光学胶黏剂。
表3  实施例3所用光学胶黏剂配比
实施例4
按照实施例1的方法制备量子点膜，其不同之处在于，采用表格4所示的配比制备光学胶黏剂。
表4  实施例4所用光学胶黏剂配比
实施例5
按照实施例1的方法制备量子点膜，其不同之处在于，采用表格5所示的配比制备光学胶黏剂。
表5  实施例5所用光学胶黏剂配比
实施例6
按照实施例1的方法制备量子点膜，其不同之处在于，采用表格6所示的配比制备光学胶黏剂。
表6  实施例6所用光学胶黏剂配比
对比例
按照实施例1的方法制备量子点膜，其不同之处在于，采用表格7所示的配比制备光学胶黏剂。
表7  实施例7所用光学胶黏剂配比
测试所制作的光学胶黏剂贴合的量子点膜样品的性能如下表所述：
测试方法：
粘着力依据标准GB/T 2792-1998进行测试。
测试色域的条件为：采用工作电压为27V，工作电流为80mA蓝色LED灯条为背光激发光源，蓝背光峰值波长为448nm，蓝背光屏幕大小为14英寸，用SR-3AR TOPCON辉度计，测试采用本发明方法所得光学胶黏剂贴合的量子点膜样品显示屏的色域。
耐候性测试条件为：85℃85%RH持续240小时。将贴合的量子点膜样品组装入背光模组中，放入耐候老化试验箱进行测试。
在三波长灯下肉眼观察贴合的量子点膜样品表观，评价标准如下：优异，表观均匀平整、无气泡、无翘曲，裁切时粘合层边缘不翘边，记为◎；合格，表观均匀平整、边缘有个别气泡但不明显、无翘曲，裁切时粘合层边缘轻微翘边，记为○；不合格，表观较多气泡、轻微翘曲，裁切时样片边缘翘边、粘合层有脱粘现象，记为×。
表8：各实施例性能数据
由实施例1-6性能数据可以看出，采用本发明方法制备的光学胶黏剂，对量子点层与隔水隔氧保护层具有较佳的粘结性能，耐热耐候性能良好。该光学胶黏剂与量子点层接触不易淬灭量子点的荧光效应，贴合的量子点膜样品经过信赖性实验前后的色域变化率小于5%，保持了量子点膜显示屏的高色域表现。
对比例主要考察采用现有技术的光学胶黏剂对量子点膜的贴合情况。胶黏剂对量子点层与隔水隔氧保护层的粘结性能良好，但会淬灭量子点材料的荧光效应。耐热耐候性不理想，贴合的量子点膜样品经过信赖性实验后色域下降较多。

Claims (8)

1.一种量子点膜，包括量子点层（101），下隔水隔氧保护层（102），光学胶黏剂层（103），上隔水隔氧保护层（104）和防粘连层（105）；所述量子点层（101）由硅胶微粒（106）、吸附在硅胶微粒上的红/绿量子点（107）、粘合剂（108）和扩散粒子（109）组成；光学胶黏剂层（103）用来粘结量子点层（101）与上隔水隔氧保护层（104），其特征在于，所述光学胶黏剂层（103）由以下组分及重量份的原料制成：
甲基丙烯酸双酯类单体：85～100份；
增稠剂：3～15份；
偶联剂：0.5～5份；
引发剂：2～5份；
促进剂：0.1～0.5份。
2.如权利要求1所述的量子点膜，其特征在于，所述甲基丙烯酸双酯类单体为双甲基丙烯酸乙二醇酯、多缩乙二醇双甲基丙烯酸酯或聚二甲基硅氧烷改性的甲基丙烯酸双酯。
3.如权利要求2所述的量子点膜，其特征在于，所述甲基丙烯酸双酯类单体优选为聚二甲基硅氧烷改性的甲基丙烯酸双酯。
4.如权利要求1、2或3所述的量子点膜，其特征在于，所述增稠剂为甲基乙烯基MQ硅树脂、聚甲基丙烯酸酯、聚氰基丙烯酸酯中的一种。
5.如权利要求4所述的量子点膜，其特征在于，所述偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷或乙烯基-三-(2-甲氧基乙氧基)硅烷中的一种。
6.如权利要求5所述的量子点膜，其特征在于，所述引发剂为异丙苯过氧化氢、过氧化二叔丁基、过氧化二叔戊基、过氧化二异丙苯或过氧化苯甲酸叔丁酯中的一种。
7.如权利要求6所述的量子点膜，其特征在于，所述促进剂为N,N-二甲基苯胺、N,N-二甲基对甲苯胺或2,4,6-三（二甲氨基甲基）苯酚。
8.如权利要求7所述的量子点膜，其特征在于，所述粘合剂为聚羟基丙烯酸酯树脂或聚氨酯丙烯酸树脂。
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