CN105974664A - 背光模组、显示装置及背光模组的制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例涉及液晶显示技术领域，尤其涉及一种背光模组、显示装置及背光模组的制作方法。其中，背光模组包括：导光板、低折射层和反射片；低折射层位于导光板和反射片之间，低折射层沉积在导光板的表面，反射片与低折射层粘合；低折射层为纳米多孔二氧化硅薄膜结构；纳米多孔二氧化硅薄膜结构中掺杂有多羟基的碳纳米管结构。本发明实施例提供的背光模组、显示装置及背光模组的制作方法，能够改善省略了背光板3结构的背光模组的强度、散热以及粘合层易脱落的问题。
Description
技术领域
本发明实施例涉及液晶显示技术领域，尤其涉及一种背光模组、显示装置及背光模组的制作方法。
背景技术
液晶显示设备通常包括顺序设置的液晶显示模组和背光模组，其中，在液晶显示模组中包括驱动部件和大量的液晶分子，通过对驱动部件实施控制，驱动部件会驱动液晶分子按一定的规则进行排列，从而形成影像。但是由于液晶分子本身不发光，所以需要背光模组为液晶显示模组提供充足强度的光。
图1是一种比较典型的背光模组的结构示意图。如图1所示，在背光模组11中包括依次设置的背光板3、反射片2、导光板1以及光学膜片4，其中，在导光板1的至少一个侧边上设置有背光源5，导光板1上设置的背光源5一般为点光源(如led灯)或者线光源(如冷阴极荧光灯管)，导光板1用于将点光源或者线光源转换为面光源，反射片2用于将投射出导光板1的光线反射回导光板1，光学膜片4用于对导光板1发出的光进行匀光等处理并投射给液晶显示模组，上述的背光板3主要对背光模组11中的各部件起到支撑作用。
随着液晶显示技术的发展，市场对液晶显示设备的轻薄程度提出了更高的要求，为了满足市场的需求，超薄液晶显示设备应运而生。为了实现液晶显示设备的薄型化，可考虑的思路包括省略液晶显示设备中的某些部件或者减小某些部件的厚度。例如，在图1所示的背光模组11中，背光板3主要是用于起支撑作用，所以可以在背光模组11中略去背光板3的结构。
在省略了背光板3的背光模组11中，反射片2与导光板1配合的一种方式包括：在导光板1的背面(需要设置反射片2的侧面)用胶粘合一层低折射有机材料层，之后在低折射有机材料层上继续涂胶粘合反射片2。
在省略了背光板3的背光模组11中，反射片2与导光板1的上述配合方式存在着以下问题：(1)由于缺少了背光板3的支撑，背光模组11的强度降低，导光板1、导光板1上粘合的低折射有机材料层和反射片2容易产生翘曲；(2)背光模组11中设置的背光板3除了起到支撑作用外还具有散热作用，在省略了背光板3的背光模组11中，模组散热成为一个问题；(3)背光模组11中的粘合胶层容易热老化产生脱落，进而影响低折射有机材料和反射片2的粘合。
发明内容
本发明实施例中提供了一种背光模组、显示装置及背光模组的制作方法，以改善省略了背光板结构的背光模组的强度、散热以及粘合层易脱落的问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种背光模组，包括：导光板、低折射层和反射片；
所述低折射层位于所述导光板和所述反射片之间，所述低折射层沉积在所述导光板的表面，所述反射片与所述低折射层粘合；
所述低折射层为纳米多孔二氧化硅薄膜结构；
所述纳米多孔二氧化硅薄膜结构中掺杂有多羟基的碳纳米管结构。
第二方面，本发明实施例提供了一种显示装置，包括上述的背光模组，还包括：液晶显示模组，所述背光模组与所述液晶显示模组贴合。
第三方面，本发明实施例提供了一种背光模组的制作方法，包括：
在导光板的一侧表面涂覆溶胶，所述溶胶中混合有二氧化硅和多羟基的碳纳米管；
对涂覆在所述导光板表面的溶胶进行干燥，以在所述导光板表面形成低折射层，所述低折射层为纳米多孔二氧化硅薄膜结构，所述纳米多孔二氧化硅薄膜结构中掺杂有多羟基的碳纳米管结构；在所述低折射层表面粘合反射片。
本发明实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
(1)本发明实施例中，使用无机材料在导光板上沉积形成低折射层，相较于采用胶粘合方式粘贴的低折射有机材料层，本发明实施例中的低折射层与导光板之间的结合力更强，即使在受热环境下，低折射层也不易产生脱落。
(2)本发明实施例中，导光板上沉积的低折射层为纳米多孔二氧化硅薄膜结构，纳米多孔二氧化硅薄膜结构具有微观乳突结构，在于反射片胶合的过程中，能够增强低折射层与反射片两者之间的结合力，使反射片不易脱落。
(3)本发明实施例中，在纳米多孔二氧化硅薄膜结构中掺杂有多羟基的碳纳米管结构，多羟基的碳纳米管结构的拉伸强度能够达到钢材的100倍以上，因此多羟基碳纳米管能够对低折射层进行增强增韧，低折射层沉积在导光板上后可以增强导光板的强度，改善导光板、低折射层和反射片容易翘曲的问题。
(4)本发明实施例中，在纳米多孔二氧化硅薄膜结构中掺杂有多羟基的碳纳米管结构，多羟基的碳纳米管结构的导热率约为铜的10-15倍，在一定程度上解决了无背光板的背光模组的散热问题。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
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，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是现有技术中的一种背光模组的结构示意图。
图2是一种液晶显示装置的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的一种的背光模组的结构示意图；
图4是图3所示背光模组中低折射层的微观结构示意图；
图5是本发明实施例提供的另一种背光模组的结构示意图；
图6是本发明实施例提供的一种背光模组的制作方法的流程图；
图7是本发明实施例提供的另一种背光模组的制作方法的流程图；
附图标记：1-导光板，2-反射片，3-背光板,4-光学膜片，5-背光源，11-背光模组，12-液晶显示模组，13-面板框，101-低折射层，111-二氧化硅颗粒，112-多羟基的碳纳米管结构，41-扩散板，42-棱镜片，43-增亮膜。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，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前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
图2是一种液晶显示装置的结构示意图。如图2所示，在液晶显示装置中包括液晶显示模组12、背光模组11以及面板框13，液晶显示模组12与背光模组11顺序设置，并通过面板框13进行固定。在液晶显示装置中，液晶显示模组12用于呈现视频影像，背光模组11用于为液晶显示模组12呈现视频影像提供充足强度的光。
在液晶显示装置中，背光模组11的一种典型结构如图1所示，在图1所示的背光模组11中，背光板3具有较大的厚度，在背光模组11中占据了比较大的体积，背光板3在背光模组11中所起的作用主要是对其它膜片的支撑作用，另外还起到一定程度的散热作用，对于背光模组11所要起到的为液晶显示模组12提供充足强度光的作用背光板3贡献不大，因此在实现液晶显示装置轻薄化的要求中，可以考虑在图1所示背光模组11结构的基础上省略掉背光板3。
在省略掉背光板3的背光模组11中，由于缺少了背光板3的支撑，背光模组11容易翘曲，而且由于缺少了背光板3的散热，背光模组11的散热也成为一个问题，可见省略了背光板3的背光模组11中会引发背光模组11强度不够、散热不畅的问题。现有技术方案在具体实现无背光板3的背光模组11时，采用胶粘合的方式将反射片2粘合在导光板1上，现有技术中的该具体实现方案不仅不能解决背光模组11强度、散热的问题，而且还带来了粘合胶层容易热老化脱落，进而影响反射片2的贴合的问题。
为了解决现有技术中，在去掉背光板3之后，背光模组11中引入的强度、散热以及粘合胶层容易脱落的问题，本发明实施例提供了一种背光模组11，该背光模组11通过对低折射层材料、形成方式的改变，改善无背光板3的背光模组11的强度、散热以及粘合胶层容易脱落的问题。
图3是本发明实施例提供的一种背光模组的结构示意图。如图3所示，该背光模组11包括导光板1、低折射层101和反射片2，低折射层101位于导光板1和反射片2之间。
本发明实施例中，低折射层101并非如现有技术中以胶粘合方式粘贴在导光板1上，而是利用二氧化硅等无机材料直接在导光板1上沉积形成低折射层101，并且该低折射层101是一种纳米多孔二氧化硅薄膜，进一步在纳米多孔二氧化硅薄膜中掺杂有多羟基的碳纳米管结构。
在图3所示的背光模组11中，低折射层101是采用无机材料在导光板1上沉积形成的，相较于采用胶粘合方式在导光板1上粘贴的低折射有机材料层而言，本发明实施例的背光模组11中低折射层101与导光板1之间的结合力更强，即使在受热环境下，低折射层101也不易产生脱落。
进一步的，当导光板1为玻璃导光板时，玻璃导光板与纳米多孔二氧化硅薄膜中均包含二氧化硅材料，低折射层101和导光板1的热膨胀收缩率相近，不会因为冷热产生应力剥离，从而使得低折射层101和导光板1的结合更为牢固稳定。
另外，现有技术中，采用胶粘贴方式在导光板1上粘贴低折射有机材料层需要多次涂胶贴合，贴合工艺中，每次涂胶的厚度难以精确控制，使得背光模组11成品中低折射有机材料层的厚度出现较大偏差，导致产品良率比较低。
而本发明实施例中，在导光板1上直接沉积形成低折射层101的工艺相对比较简单，产品良率比较高。
进一步的，本发明实施例中低折射层101的折射率要低于导光板1的折射率，其中玻璃导光板1的折射率<1.5-1.9，本发明实施例中低折射层101的折射率可以做到1.12-1.25之间，厚度可以控制在100纳米-10微米之间，可以在一定程度上进一步降低背光模组11的厚度。
图4是图3所示背光模组中低折射层的微观结构示意图。如图4所示，背光模组11中的低折射层101是由二氧化硅颗粒111堆砌成的纳米级多孔薄膜结构，其中，在该纳米级多孔薄膜结构中穿插有多羟基的碳纳米管结构112，多羟基的碳纳米管结构112在纳米级薄膜结构中构成多羟基的碳纳米管网络。
从图4中可以看出，纳米多孔二氧化硅薄膜结构具有微观乳突结构，在与反射片2粘合的过程中，能够增加低折射层101与反射片2两者之间的结合力，反射片2不易因过热胶老化而脱落。
进一步，在纳米多孔二氧化硅薄膜结构中掺杂有多羟基的碳纳米管结构112，多羟基碳纳米管结构112的拉伸强度为50GPa-200Gpa，是钢材拉伸强度的100倍以上，因此多羟基碳纳米管结构112能够对低折射层101进行增强增韧，低折射层101沉积在导光板1上后可以增强导光板1的强度，改善导光板1、低折射层101和反射片2容易翘曲的问题。
另外，多羟基碳纳米管结构112的导热系数高达6000W/m-1·K-1，约为铜导热系数的10-15倍，在背光模组11中能起到较大的散热作用，在一定程度上解决了无背光板33的背光模组11的散热问题，由此可以增加背光模组11中导光板1的热稳定性。
图5是本发明实施例提供的另一种背光模组的结构示意图。如图5所示，该背光模组中包括顺序设置的增亮膜43、棱镜片42、扩散板41、导光板1、低折射层101和反射片2，其中，低折射层101是利用二氧化硅等无机材料直接在导光板1上沉积形成的低折射层101，并且该低折射层101是一种纳米多孔二氧化硅薄膜，在纳米多孔二氧化硅薄膜中掺杂有多羟基的碳纳米管结构。
基于图3-图5所示的背光模组，本发明实施例还提供了一种液晶显示装置，在本发明实施例的液晶显示装置中包括液晶显示模组、背光模组以及面板框，本实施例中液晶显示装置中各模块的位置关系与图2中相同，与图2所示液晶显示装置不同的是，本发明实施例液晶显示装置中的背光模组的结构为图3-图5中所示的背光模组。
图6是本发明实施例提供的一种背光模组的制作方法的流程图，如图6所示，该方法的主要处理步骤包括：
步骤S301：在导光板的一侧表面涂覆溶胶，溶胶中混合有二氧化硅和多羟基的碳纳米管。
步骤302：对涂覆在导光板表面的溶胶进行干燥，以在导光板表面形成低折射层，低折射层为纳米多孔二氧化硅薄膜结构，纳米多孔二氧化硅薄膜结构中掺杂有多羟基的碳纳米管结构。
步骤303：在低折射层表面粘合反射片。
利用本发明实施例方法可以制成图3所示结构的背光模组，并且制成的该背光模组能够解决现有技术中无背光板3的背光模组的强度不够、散热不良以及粘合层容易脱落等问题。
图7是本发明实施例提供的另一种背光模组的制作方法的流程图，如图7所示，该方法的主要处理步骤包括：
步骤S401：制备用于沉积形成低折射层的溶胶，其中，在溶胶中混合有二氧化硅和多羟基的碳纳米管。
步骤S402：将印刷好的玻璃导光板用无水乙醇擦拭干净后水平放置，在导光板的一侧表面通过酸或碱刻蚀形成刻痕。
步骤S403：使用精密刮刀将上述溶胶刮涂在玻璃导光板形成有刻痕的一侧表面上，采用镀膜的方式在玻璃导光板上形成一层溶胶。
步骤S404：对涂覆在导光板表面的溶胶进行干燥，以在导光板表面形成低折射层。
具体的，在导光板上形成的低折射层为纳米多孔二氧化硅薄膜结构，纳米多孔二氧化硅薄膜结构中掺杂有多羟基的碳纳米管结构。
步骤S405：在低折射层的表面涂覆光学胶水，并将对应尺寸的反射片整齐地贴合在导光板上。
步骤S406：对贴合有反射片的导光板装配其它的光学膜片，制作得到相应的背光模组。
本发明实施例中，上述用于在导光板上沉积形成低折射层的溶胶的制备步骤包括：
(1)利用正硅酸乙酯、无水乙醇、去离子水、氯化氢配制第一混合溶液。
其中，在配制第一混合溶液时，可以将正硅酸乙酯、无水乙醇、去离子水、氯化氢(也可以为为其它酸)按照一定比例混合，制备上述第一混合溶液，例如，将正硅酸乙酯、无水乙醇、去离子水、氯化氢按照1：(3-5)：(1.1-1.8)：5×10-4的质量比进行混合，并将混合得到的溶液的PH值调节至1-2，得到上述第一混合溶液。
(2)利用单壁碳纳米管进行混酸化处理，得到多羟基的碳纳米管。
(3)将多羟基的碳纳米管与无水乙醇混合，其中多羟基的碳纳米管与无水乙醇按照1：(1500-5000)的质量比进行混合。
(4)在氮气气氛下，利用高速乳化剂对多羟基的碳纳米管与无水乙醇的混合液进行分散，并用稀盐酸和去离子水调节PH值到1-2，得到第二混合溶液。
本步骤中，对多羟基的碳纳米管与无水乙醇的混合液分散的转速可以为15000r/min。
(5)将第二混合溶液与第一混合溶液等比例混合，并在酸性条件下进行部分水解，得到第三混合溶液。
可选的，上述部分水解的条件为问题60℃，水解时间30分钟。
(6)在第三混合溶液中缓慢滴加PH值为9.5-10.4的溶解有弱碱性物质的无水乙醇，并且加入少量去离子水保证反应正常进行，最终得到用于在导光板上沉积形成低折射层的溶胶。
本发明实施例中，对涂覆在导光板表面的溶胶进行干燥，以在导光板表面形成低折射层的方法包括：
(1)将涂覆有溶胶的导光板置于温度为45℃-65℃，相对湿度在50％以下的环境中进行干燥。
本发明实施例方法中，在将涂覆有溶胶的导光板置于温度为45℃-65℃，相对湿度在50％以下的环境中进行干燥使溶胶变为凝胶之后，该方法还包括：
使用乙醇对溶胶干燥后形成的凝胶层进行清洗；
使用甲基氯硅烷对凝胶层的表面微结构和表面化学键进行修饰，除去因为干燥过程中因为溶剂除去过快而导致的二氧化硅微观结构的塌陷和应力变化，从而使纳米级二氧化硅薄膜结构的表面张力降低，降低二氧化硅薄膜结构的密度增加其孔隙度，进而得到折射率较低的低折射层。
(2)对涂覆在导光板表面的溶胶进行干燥的方法还可以是：将涂覆有溶胶的导光板置于超低温冷冻环境下进行冷冻干燥，例如将涂覆有溶胶的导光板置于温度为-81℃及以下，压强为20Pa及以下的超低温冷冻干燥器内进行冷冻干燥。
(3)对涂覆在导光板表面的溶胶进行干燥的方法还可以是：将涂覆有溶胶的导光板置于乙醇的超临界条件下进行超临界干燥，其中，乙醇的超临界条件可以是温度200℃及以上，压强为2MPa及以上的环境。
利用本发明实施例的方法可以制备上述图3-图5中的背光模组。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置及系统实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
以上仅是本发明的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种背光模组，其特征在于，包括：导光板、低折射层和反射片；
所述低折射层位于所述导光板和所述反射片之间，所述低折射层沉积在所述导光板的表面，所述反射片与所述低折射层粘合；
所述低折射层为纳米多孔二氧化硅薄膜结构；
所述纳米多孔二氧化硅薄膜结构中掺杂有多羟基的碳纳米管结构。
2.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述导光板为玻璃导光板。
3.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述导光板用于沉积所述低折射层的表面刻蚀有刻痕。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的背光模组，其特征在于，所述低折射层的厚度为100纳米～10微米。
5.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求1至4中任一项所述的背光模组，还包括：液晶显示模组，所述背光模组与所述液晶显示模组贴合。
6.一种背光模组的制作方法，其特征在于，包括：
在导光板的一侧表面涂覆溶胶，所述溶胶中混合有二氧化硅和多羟基的碳纳米管；
对涂覆在所述导光板表面的溶胶进行干燥，以在所述导光板表面形成低折射层，所述低折射层为纳米多孔二氧化硅薄膜结构，所述纳米多孔二氧化硅薄膜结构中掺杂有多羟基的碳纳米管结构；
在所述低折射层表面粘合反射片。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，对涂覆在所述导光板表面的溶胶进行干燥的方法包括：
将涂覆有溶胶的导光板置于温度为45℃-65℃，相对湿度在50％以下的环境中进行干燥。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述将涂覆有溶胶的导光板置于温度为45℃-65℃，相对湿度在50％以下的环境中进行干燥之后，所述方法还包括：
使用乙醇对所述溶胶干燥后形成的凝胶层进行清洗；
使用甲基氯硅烷对所述凝胶层的表面微结构和表面化学键进行修饰，得到所述低折射层。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，对涂覆在所述导光板表面的凝胶进行干燥的方法包括：
将涂覆有溶胶的导光板置于超低温冷冻环境下进行冷冻干燥；
或者，
将涂覆有溶胶的导光板置于乙醇的超临界条件下进行超临界干燥。
10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述溶胶的制备方法包括：
利用正硅酸乙酯、无水乙醇、去离子水、氯化氢配制第一混合溶液；
利用单壁碳纳米管进行混酸化处理，得到多羟基的碳纳米管；
将所述多羟基的碳纳米管与无水乙醇混合；
在氮气气氛下利用高速乳化剂对所述多羟基的碳纳米管与无水乙醇的混合液进行分散，得到第二混合溶液；
所述第二混合溶液与所述第一混合溶液进行混合，并在酸性条件下进行部分水解，得到第三混合溶液；
在所述第三混合溶液中滴加PH值为9.5～10.4溶解有弱碱性物质的无水乙醇，得到所述溶胶。
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