CN105700062A - 一种量子点玻璃导光板 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种量子点玻璃导光板，在所述量子点玻璃导光板的出光面上设置一层量子点光转换层，在所述量子点光转换层上设置一层光扩散层，所述量子点玻璃导光板出光面上的光扩散层是分区域进行涂覆的，在混合树脂中扩散粒子浓度相同的情况下，进光区域的光扩散层涂覆次数大于远离进光区域的光扩散层涂覆次数，或在涂覆次数不变的情况下进光区域的混合树脂中扩散粒子浓度大于远离进光区域的混合树脂中扩散粒子浓度，从而实现降低所述进光区域亮度及提高所述远离进光区域亮度，增加整个出光面均匀度，在所述量子点玻璃导光板底面设置一层高反射率的镀银层，提高量子点玻璃导光板的亮度，减少反射片、扩散板和扩散片的使用，减少产品厚度。

Description

一种量子点玻璃导光板
技术领域
本发明涉及LED背光模组和照明模组技术领域，特别是涉及玻璃导光板领域。
背景技术
量子点(QuantumDot)是在把导带电子、价带空穴及激子在三个空间方向上束缚住的半导体纳米结构。其由有限数目的原子组成，三个维度尺寸均在纳米数量级，是一种新颖的半导体纳米材料。量子点激发效率高，光稳定性好，具有宽的激发光谱和窄的发射光谱，非常适合用在LED背光替代传统稀土荧光粉材料，为电视、显示器、手机、平板电脑等显示设备提供更高亮度和对比度，并带来更好的色域表现和能耗优势。
目前背光行业应用量子点的方式通常把量子点封装到直径2～4mm的玻璃管中，利用LED发出的蓝光激发量子点材料产生白光。由于现在显示设备尺寸朝大尺寸方向发展，封装量子点的玻璃管直径小，长度与管径比过大，运输、加工、使用容易变形碎裂。并且由于玻璃外壁的反射作用LED发出的光不能有效进入玻璃管激发量子点，为了提高亮度势必提高LED功率，增加了发热量，造成能源浪费。
发明内容
本发明目的就是为解决量子点玻璃导光板发热量大、光损失严重问题。
本发明的技术问题通过以下的技术方案予以解决：
一种量子点玻璃导光板,包括出光面与底面，在所述量子点玻璃导光板的出光面上设置一层量子点光转换层，在所述量子点光转换层上设置一层光扩散层。
根据本发明的另一个具体方面，所述量子点光转换层的厚度为10um～30um，所述光扩散层的厚度为50-150um。
根据本发明的另一个具体方面，所述量子点光转换层的成分为组合共聚树脂加量子点粉末混合物；组合共聚树脂由甲基丙烯酸类、苯乙烯类、甲基丙烯酸甲酯类、碳酸酯类中的一种或几种共聚得到；量子点粉末由CdS、CdSe、CdTe、ZnSe等半导体材料制成的红绿量子点组成。
根据本发明的另一个具体方面，所述出光面为粗化表面，所述粗化表面是涂覆前对所述玻璃出光面进行粗化处理而形成的，所述量子点光转换层涂覆在粗化表面上，所述光扩散层涂履在量子点光转换层上。
根据本发明的另一个具体方面，所述光扩散层表面为光学微结构；在所述量子点玻璃导光板出光面的不同区域上，所述光扩散层中的光扩散粒子浓度不同，在进光区域中的光扩散粒子浓度大于远离进光区域中的光扩散粒子浓度。
根据本发明的另一个具体方面，所述光扩散层通过涂覆固化在量子点玻璃导光板出光面，其成分为组合共聚树脂加光扩散剂；光扩散剂包含硅氧烷类聚合物粒子、丙烯酸类聚合物粒子、碳酸钙、硫酸钡、氧化硅、氧化钛中的一种或几种混合。
根据本发明的另一个具体方面，所述量子点玻璃导光板出光面上的光扩散层是分区域进行涂覆的，在混合树脂中扩散粒子浓度相同的情况下，进光区域的光扩散层涂覆次数大于远离进光区域的光扩散层涂覆次数，或在涂覆次数不变的情况下，进光区域的混合树脂中扩散粒子浓度大于远离进光区域的混合树脂中扩散粒子浓度，从而实现降低所述进光区域亮度及提高所述远离进光区域亮度，增加整个出光面均匀度。
根据本发明的另一个具体方面，所述光扩散层通过涂覆固化在量子点玻璃导光板出光面的量子点层上，其成分为组合共聚树脂加光扩散剂；光扩散剂包含硅氧烷类聚合物粒子、丙烯酸类聚合物粒子、碳酸钙、硫酸钡、氧化硅、氧化钛中的一种或几种混合。
根据本发明的另一个具体方面，所述量子点玻璃导光板为平面形或曲面形，厚度大于等于1-2mm，形状为矩形、圆形、多边形或异形。
根据本发明的另一个具体方面，所述量子点玻璃导光板为单面进光、双面进光、多面进光中的一种。
根据本发明的另一个具体方面，所述量子点玻璃导光板底面设置一层反射率为95％以上、厚度为10um-30um的镀银层。
量子点玻璃导光板的制作方法，包括以下步骤：
S1：在玻璃导光板的一面进行粗化处理；
S2：在经过粗化处理的表面上涂覆量子点光转换层；
S3：在量子点层上涂覆光扩散层，进光区域中的光扩散粒子浓度大于远离进
光区域中的光扩散粒子浓度。
S4：在玻璃导光板的另一面涂覆镀银层。
本发明与现有技术对比的有益效果是：
本发明的量子点玻璃导光板，将量子点直接涂覆上玻璃的出光面上，由于玻璃导热系数高，量子点离LED远，故量子点不容易受到热量影响，发光效率高，解决了现有量子点应用于背光领域光损失严重，模组发热量大，装配复杂良品率低的问题。
附图说明
图1是本发明导光装置结构图；
图2是本发明量子点玻璃导光板的剖面图；
图3是本发明量子点玻璃导光板光扩散层表面结构图；
图4是本发明量子点玻璃导光板分区域涂覆结构图。
具体实施方式
如图1所示导光装置包括玻璃导光板10、LED灯带40、PCB板50，灯带40位于PCB板50上，置于玻璃导光板10的侧边，LED灯带40发出的光从玻璃导光板10的侧边进入玻璃导光板10，从出光面出来。在玻璃导光板10的底面设置一层厚度10um-30um、反射率95％以上的镀银层，LED灯带40发出的光从侧面进入导光板，进入导光板内的光由于镜面反射作用99％光被反射到出光面。相比在导光板底部增加反射片，由于全反射和折射作用只有50％光被反射到出光面，未被反射回出光面的光透过底面和空气层由于反射、折射产生部分损耗，到达反射片会有一部分损耗，光线反射回底面在空气和玻璃界面反射、折射又会有一部分损耗。本发明利用镜面反射将射向底面的99％光反射回出光面，避免光在多个界面反射折射造成损失，相比底面增加反射片，本发明光线利用率增加20％～40％。
量子点玻璃导光板如图2所示，在量子点玻璃导光板出光面设置量子点光转换层60和光扩散层20，LED发出的蓝光71激发量子点材料产生白光72，底面通过银镜反应(含有银离子的溶液,与醛类物质相互作用后,将银离子转化为银单质)镀一层银在玻璃的表面，然后涂覆一层保护漆，避免银层氧化失效，形成镀银层30；接下来对上表面(出光面)进行粗化处理，通过化学腐蚀或喷砂或打磨，制造有一定粗糙度和模糊度的粗化表面，根据产品要求将已经调配好的含有量子点的混合树脂涂覆在经过处理的粗化表面上，固化完全。然后将已经调配好的含有扩散粒子的混合树脂涂覆在量子点光转换层60表面上，待树脂涂覆层干燥后裁切成所需尺寸，抛光侧边进光面并倒角，得到所需的玻璃导光板。
量子点光转换层60厚度为10um～30um，成分为组合共聚树脂加量子点粉末混合物；所述组合共聚树脂由甲基丙烯酸类、苯乙烯类、甲基丙烯酸甲酯类、碳酸酯类中的一种或几种共聚得到；所述量子点粉末由CdS、CdSe、CdTe、ZnSe等半导体材料制成的红绿量子点组成。为了增加量子点层附着效果，提高出光面光取出效率，涂覆前对出光面进行粗化处理，通过化学腐蚀、喷砂或打磨制造一层具有特定粗糙度和模糊度的表面层。由于玻璃导热系数为0.75W/m·k或更高(PMMA只有0.2W/m·k)，量子点离LED远，故量子点不容易受到热量影响发光效率高。
如图3所示，光扩散层20厚度为50-150um，光扩散层20表面21为光学微结构，光扩散层20的作用是打散光线增加亮度均匀性，覆盖在量子点层上方形成一个隔离层隔水隔氧保护量子点。光扩散层20通过涂覆固化在玻璃导光板出光面，其成分与量子点层类似，为组合共聚树脂加光扩散剂。所述光扩散剂包含硅氧烷类聚合物粒子、丙烯酸类聚合物粒子、碳酸钙、硫酸钡、氧化硅、氧化钛中的一种或几种混合。
光扩散层20的涂覆是分区域进行的，如图4所示，进光区11亮度过高而远离进光区12亮度过低，因此在混合树脂中光扩散粒子浓度相同的情况下，进光区11的涂覆次数大于远离进光区12的涂覆次数，或涂覆次数不变的情况下，进光区11的混合树脂中光扩散粒子浓度大于远离进光区12的混合树脂中光扩散粒子浓度，从而实现提高远离进光区12亮度及降低进光区11亮度，远离进光区域亮度通常比较低，通过减少该区域涂覆次数或涂覆次数不变降低混合树脂中扩散粒子浓度，更进一步在该表面制造出如图3所示光学微结构，增加出光量，使该区域亮度增加30％～50％，整个出光面均匀度提高到95％以上。
可只进行亮度降低操作或亮度提升操作，或根据具体要求分区域进行亮度降低和亮度提升操作。
量子点玻璃导光板10的侧视图为平面形或曲面形状，厚度最低为1-2mm，可单面进光，双面进光或多面进光；量子点玻璃导光板10的主视图形状为矩形、圆形、多边形或其他异形。
量子点玻璃导光板的制作方法，包括以下步骤：
S1：在玻璃导光板的一面进行粗化处理；
S2：在经过粗化处理的表面上涂覆量子点光转换层；
S3：在量子点层上涂覆光扩散层，进光区域中的光扩散粒子浓度大于远离进光区域中的光扩散粒子浓度。
S4：在玻璃导光板的另一面涂覆镀银层。
量子点玻璃导光板可用在电视、显示器、手机、平板等背光领域。
以上内容是结合具体的/优选的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，其还可以对这些已描述的实施例做出若干替代或变型，而这些替代或变型方式都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种量子点玻璃导光板,包括出光面，其特征在于：在所述量子点玻璃导光板的出光面上设置一层量子点光转换层，在所述量子点光转换层上设置一层光扩散层。
2.根据权利要求1所述量子点玻璃导光板,其特征在于：所述量子点光转换层的厚度为10um～30um，所述光扩散层的厚度为50-150um。
3.根据权利要求1所述量子点玻璃导光板,其特征在于：所述量子点光转换层的成分为组合共聚树脂加量子点粉末混合物；组合共聚树脂由甲基丙烯酸类、苯乙烯类、甲基丙烯酸甲酯类、碳酸酯类中的一种或几种共聚得到；量子点粉末由CdS、CdSe、CdTe、ZnSe等半导体材料制成的红绿量子点组成。
4.根据权利要求1所述量子点玻璃导光板,其特征在于：所述出光面为粗化表面，所述粗化表面是涂覆前对所述玻璃出光面进行粗化处理而形成的，所述量子点光转换层涂覆在粗化表面上，所述光扩散层涂履在量子点光转换层上。
5.根据权利要求1所述量子点玻璃导光板,其特征在于：所述光扩散层表面为光学微结构；在所述量子点玻璃导光板出光面的不同区域上，所述光扩散层中的光扩散粒子浓度不同，在进光区域中的光扩散粒子浓度大于远离进光区域中的光扩散粒子浓度。
6.根据权利要求5所述量子点玻璃导光板,其特征在于：所述量子点玻璃导光板出光面上的光扩散层是分区域进行涂覆的，在混合树脂中光扩散粒子浓度相同的情况下，进光区域的光扩散层涂覆次数大于远离进光区域的光扩散层涂覆次数，或在涂覆次数不变的情况下，进光区域的混合树脂中光扩散粒子浓度大于远离进光区域的混合树脂中光扩散粒子浓度，从而实现降低所述进光区域亮度及提高所述远离进光区域亮度，增加整个出光面均匀度。
7.根据权利要求1所述量子点玻璃导光板,其特征在于：所述光扩散层通过涂覆固化在量子点玻璃导光板出光面的量子点层上，其成分为组合共聚树脂加光扩散剂；光扩散剂包含硅氧烷类聚合物粒子、丙烯酸类聚合物粒子、碳酸钙、硫酸钡、氧化硅、氧化钛中的一种或几种混合。
8.根据权利要求1所述量子点玻璃导光板,其特征在于：所述量子点玻璃导光板为平面形或曲面形，厚度大于等于1-2mm，形状为矩形、圆形、多边形或异形；所述量子点玻璃导光板为单面进光、双面进光、多面进光中的一种。
9.根据权利要求1所述量子点玻璃导光板,其特征在于：所述量子点玻璃导光板底面设置一层反射率为95％以上、厚度为10um-30um的镀银层。
10.如权利要求1所述量子点玻璃导光板的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：在玻璃导光板的一面进行粗化处理；
S2：在经过粗化处理的表面上涂覆量子点光转换层；
S3：在量子点层上涂覆光扩散层，进光区域中的光扩散粒子浓度大于远离进光区域中的光扩散粒子浓度；
S4：在玻璃导光板的另一面涂覆镀银层。
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