CN106903945A - 一种广色域的量子点膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及量子点膜，尤其涉及一种广色域的量子点膜及其制备方法。为了提高量子点显示设备的色域和色彩均匀性，本发明提供一种广色域的量子点膜。该量子点膜包括量子点层；所述量子点层的上表面粘附着上阻隔层，下表面粘附着下阻隔层；所述上阻隔层的上表面粘附着上保护层；所述下阻隔层的下表面粘附着下保护层；所述量子点层包括第一量子点层和第二量子点层；所述第一量子点层是由若干个三棱镜平行排列形成的棱镜结构；所述第二量子点层涂布于第一量子点层的上方。与现有量子点膜相比，本发明提供的量子点的分布更加均匀，使得量子点膜发光具有更高的均匀性，具有更好的光学性能，可应用于量子点显示设备的量子点膜。

Description

一种广色域的量子点膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及量子点膜，尤其涉及一种广色域的量子点膜及其制备方法。
背景技术
如今电子显示设备上使用的LED都是以设备背面的一组发光二极管作为光源，或者采用蓝光LED和稀土荧光粉配合以达到显示不同色彩的效果。传统LED背光液晶的色域只有70％NTSC，色彩表现力一般。目前许多广色域技术能将显示设备的色域提高到80-100％NTSC，很难达到100％NTSC以上。量子点膜技术使用了纳米级的量子点，在薄膜保护下的量子点会取代LED本身的背光模块，使用蓝色LED背光，通过不同尺寸的量子点将部分蓝光转化为红光和绿光。与传统LED相比显示更加明亮，色彩更丰富。量子点膜可以实现全色域，并提高色域到100％NTSC以上。由于部分蓝光通过量子点转化成红绿光，量子点膜的均匀性对于背光的均匀性十分重要，因而量子点膜的制备工艺十分重要。
发明内容
为了提高量子点显示设备的色域和色彩均匀性，本发明提供一种广色域的量子点膜。该量子点膜具有较好的色彩均匀性和较高的显示色域。本发明通过制备一种高均匀性和稳定性的量子点膜，以提高量子点显示设备的色彩均匀性，提高显示设备的色域。
为了解决上述技术问题，本发明提供下述技术方案：
本发明提供一种广色域的量子点膜，该量子点膜包括量子点层；所述量子点层的上表面粘附着上阻隔层，下表面粘附着下阻隔层；所述上阻隔层的上表面粘附着上保护层；所述下阻隔层的下表面粘附着下保护层。
所述量子点膜包括保护层、阻隔层和量子点层；所述保护层包括上保护层和下保护层；所述阻隔层包括上阻隔层和下阻隔层；所述量子点膜从上而下依次包括上保护层、上阻隔层、量子点层、下阻隔层和下保护层。
所述量子点层的厚度为75-90μm；所述上阻隔层或下阻隔层的厚度为75-125μm；所述上保护层或下保护层的厚度为10-20μm。
进一步的，所述量子点层的厚度为90μm；所述上阻隔层或下阻隔层的厚度为100μm；所述上保护层或下保护层的厚度为15μm，见实施例3-7。
所述量子点膜呈上下对称结构，中间一层结构为量子点层。
进一步的，所述量子点层包括第一量子点层和第二量子点层；所述第一量子点层是由若干个三棱镜平行排列形成的棱镜结构；所述第二量子点层涂布于第一量子点层的上方。
所述三棱镜横截面是三角形；所述三角形的底边位于同一平面，所述三棱镜横截面所形成的三角形的顶角方向相同。所述第二量子点层涂布于第一量子点层的棱镜顶角及棱镜侧面所在的弯曲面上。
所述三角形是等腰三角形。
所述棱镜横截面所形成的三角形的顶角，也称为棱镜的顶角。
所述三棱镜的底边宽度为50-75μm，顶角为90°。
进一步的，所述三棱镜的底边宽度为65-70μm，顶角为90°，见实施例3-7。
所述平行排列的三棱镜的顶角方向相同。所述相邻两条三棱镜之间的侧棱相互重叠。
进一步的，所述第一量子点层的材料包括胶黏剂、硅胶微粒和扩散粒子；所述硅胶微粒和扩散粒子分散在第一量子点层的胶黏剂中；所述第一量子点层还包括量子点；所述硅胶微粒具有微孔，所述微孔内吸附有量子点颗粒；所述第二量子点层的材料包括胶黏剂、硅胶微粒和扩散粒子；所述硅胶微粒和扩散粒子分散在第二量子点层的胶黏剂中；所述第二量子点层还包括量子点；所述硅胶微粒具有微孔，所述微孔内吸附有量子点颗粒。
所述硅胶微粒的粒径为10-20μm。
所述硅胶微粒上微孔的孔径为5-20nm，量子点吸附或包裹在微孔中。
进一步的，所述第一量子点层包括下述组份：胶粘剂60-75％，硅胶微粒10-20％，扩散粒子9-19％，光引发剂1-2％；所述量子点颗粒的含量为所述硅胶微粒的5-15％；所述百分含量为重量百分含量；所述第二量子点层包括下述组份：胶粘剂60-75％，硅胶微粒10-20％，扩散粒子9-19％，光引发剂1-2％；所述量子点颗粒的含量为所述硅胶微粒的5-15％；所述百分含量为重量百分含量。
进一步的，所述量子点层包括下述组份：胶粘剂66-67％，硅胶微粒15-16％，扩散粒子15-17％，光引发剂1-2％；所述量子点颗粒的含量为所述硅胶微粒的8-12％；所述百分含量为重量百分含量，见实施例3-5。所述第二量子点层的材料与第一量子点层相同。
所述量子点层中的胶黏剂均选用UV固化的丙烯酸树脂。
所述光引发剂选用的是邻苯甲酰苯甲酸甲酯。
进一步的，所述量子点层中的胶黏剂选自聚酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯或聚氨酯丙烯酸酯胶水中的一种；所述量子点层中的扩散粒子包括有机扩散粒子和无机扩散粒子；所述有机扩散粒子选自聚甲基丙烯酸甲酯粒子、聚酯粒子、聚碳酸酯粒子的一种；所述无机扩散粒子为二氧化硅粒子；所述量子点颗粒的材料选自半导体材料中的一种或几种的组合。
所述量子点层中的扩散粒子的粒径为1-15μm。
所述量子点层中的扩散粒子中有机扩散粒子与二氧化硅粒子的组合比例为5:1-8:1。
进一步的，所述量子点层中的扩散粒子中有机粒子与二氧化硅粒子的组合比例为6:1，见实施例1-5。
进一步的，所述量子点层中的扩散粒子中聚甲基丙烯酸甲酯与二氧化硅粒子的组合比例为6:1，见实施例1-3。
进一步的，所述量子点层中的扩散粒子中聚酯粒子与二氧化硅粒子的组合比例为6:1，见实施例4。
进一步的，所述量子点层中的扩散粒子中聚碳酸酯粒子与二氧化硅粒子的组合比例为6:1，见实施例5-7。
进一步的，所述阻隔层是包括一层有机阻隔层和一层无机阻隔层的双层结构。
所述有机阻隔层为透明基材。
进一步的，所述有机阻隔层的材料选自PET或PEN中的一种，厚度为75-125μm。
进一步的，所述PET阻隔层的厚度为100μm，见实施例3-7。
进一步的，所述无机阻隔层的材料选自氧化铝或氧化硅；所述无机阻隔层由化学气相沉积方式制备而成；所述无机阻隔层的厚度为8-12nm。
进一步的，所述保护层的材料包括下述组分：胶黏剂80-85％，抗粘连粒子15-20％；所述百分含量为重量百分含量。
进一步的，所述保护层的材料包括下述组分：胶黏剂85％，抗粘连粒子15％，见实施例3-7。
所述保护层涂布于阻隔层的一个表面。
在所述的量子点膜中，所述保护层中的胶黏剂采用UV固化树脂。
进一步的，所述保护层中的胶黏剂选自聚氨酯丙烯酸酯胶水、环氧丙烯酸酯胶水或聚酯丙烯酸酯胶水中的一种。
所述保护层中的抗粘连粒子选自聚甲基丙烯酸甲酯粒子、聚酯粒子、聚碳酸酯粒子或二氧化硅粒子中的一种或两种的组合。
进一步的，所述保护层中的抗粘连粒子选自聚甲基丙烯酸甲酯粒子、聚酯粒子、聚碳酸酯粒子中一种，见实施例1-5。
所述保护层中的抗粘连粒子的粒径为5-15μm。
所述保护层中的扩粘连粒子具有扩散和抗粘双重功能，主要用于增加量子点膜的遮蔽性能和抗粘连性能。
进一步的，所述量子点膜包含量子点层、阻隔层和保护层；所述量子点层的厚度为90μm；所述上阻隔层或下阻隔层的厚度为100μm；所述上保护层或下保护层的厚度为15μm；所述无机阻隔层的厚度为8-12nm。进一步的，所述量子点膜中，所述量子点层中的硅胶微粒上的微孔的孔径为5-20nm；所述硅胶微粒的粒径为10-20μm；所述量子点层中的扩散粒子的粒径为1-15μm；所述量子点层中的扩散粒子中有机扩散粒子与二氧化硅粒子的组合比例为6:1；所述棱镜结构的量子点层的棱镜顶角为90°，棱镜横截面的三角形底边长度为65-70μm；所述量子点层包括下述组份：胶粘剂66-67％，硅胶微粒15-16％，扩散粒子15-17％，光引发剂1-2％，所述量子点颗粒的含量为所述硅胶微粒的8-12％；所述百分含量为重量百分含量。所述保护层中的抗粘连粒子选自聚甲基丙烯酸甲酯粒子、聚酯粒子、聚碳酸酯粒子中一种；所述保护层中的抗粘连粒子的粒径为5-15μm；所述保护层的材料包括下述组分：胶黏剂85％，抗粘连粒子15％；所述百分含量为重量百分含量。见实施例3-5。
进一步的，所述量子点层的制备方法包括下述步骤：
(1)在有机阻隔层的上表面通过化学气相沉积制备无机阻隔层；
(2)在有机阻隔层的下表面制备保护层，得到包含保护层和阻隔层的预复合层；
(3)采用结构辊在预复合层的无机阻隔膜表面涂布一层棱镜结构的量子点层；
(4)在棱镜结构的量子点层上涂布第二层量子点层；
(5)再在第二层量子点层表面，覆盖一层预复合层，使预复合层的无机阻隔层表面与第二层量子点层的表面连接；
(6)通过固化，得到量子点膜。
所述第一量子点层的棱镜底面所在的平面位于阻隔膜的表面上；所述棱镜结构的量子点层的涂布着第二层量子点层。
所述量子点膜包括八层结构，从上而下依次包括上保护层、上有机阻隔层、上无机阻隔层、第二层量子点层、棱镜结构的量子点层、下无机阻隔层、下有机阻隔层、下保护层。
与现有量子点膜相比，本发明提供的量子点的分布更加均匀，使得量子点膜发光具有更高的均匀性，具有更好的光学性能，可应用于量子点显示设备的量子点膜。
附图说明
图1为本发明提供的一种量子点膜的结构示意图。
其中1是量子点层，2是阻隔层，3是保护层，11是第一量子点层，12是第二量子点层。
具体实施方式
为了更易理解本发明的结构及所能达成的功能特征和优点，下文将本发明的较佳的实施例，并配合图式做详细说明如下：
如图1所示，本发明提供的量子点膜呈上下对称结构，包括了量子点层1，阻隔层2，保护层3。
本发明还提供的量子点膜的制备方法包括下述步骤：
(1)在有机阻隔层的上表面通过化学气相沉积制备无机阻隔层；
(2)在有机阻隔层的下表面制备保护层，得到包含保护层和阻隔层的预复合层；
(3)采用结构辊在预复合层的无机阻隔膜表面涂布一层棱镜结构的量子点层；
(4)在棱镜结构的量子点层上涂布第二层量子点层；
(5)再在第二层量子点层表面，覆盖一层预复合层，使预复合层的无机阻隔层表面与第二层量子点层的表面连接；
(6)通过固化，得到量子点膜。
实施例中，获得的量子点膜的辉度测试如下：使用弗士达BM-7辉度计，将量子点膜安装在14寸蓝背光的背光模组上，采用蓝色LED灯条为背光光源。将发光面均分为3×3的9个区，测量9个指定区域中的每个辉度，得出中心辉度和平均辉度。
中心辉度是指9个区域中，中心区域的辉度值。平均辉度是指9个区域的辉度的平均值。
实施例中，量子点膜的色域测试与计算方法如下：采用弗士达BM-7辉度计，取一张14寸大小的膜片，放在14寸蓝色背光的背光模组中，用弗士达BM-7辉度计分别测试中心点的色度坐标，通过公知的固定公式计算NTSC色域值。
实施例1
本发明提供的量子点膜呈上下对称结构，包括了量子点层，上下阻隔层和上下保护层。量子点层和保护层的配方如表1所示。各层厚度如表2所示。量子点层的胶黏剂选用聚酯丙烯酸酯，扩散粒子选用聚甲基丙烯酸甲酯粒子和二氧化硅粒子，二者的质量比为6:1，扩散粒子的粒径1-15μm；硅胶微粒的粒径为10-20μm，硅胶微粒上的微孔的孔径为5-20nm；量子点颗粒占硅胶微粒重量的5％；光引发剂采用的是邻苯甲酰苯甲酸甲酯。所述棱镜结构的量子点层的棱镜顶角为90°，所述棱镜横截面三角形的底边为50μm。保护层的胶黏剂选自聚酯丙烯酸酯，抗粘连粒子选自聚碳酸酯粒子，抗粘连粒子的粒径5-15μm。阻隔层由透明PET和氧化铝镀层组成，无机阻隔层的厚度为10nm。所得量子点膜的相关性能测试结果见表11。
表1实施例1的量子点层和保护层的配方
表2实施例1各层的单层厚度
实施例2
如实施例1提供的量子点膜，其中，量子点层和保护层的配方如表3所示。各层厚度如表4所示。所述棱镜横截面三角形的底边为75μm。量子点颗粒占硅胶微粒重量的15％。所得量子点膜的相关性能测试结果见表11。
表3实施例2的量子点层和保护层的配方
表4实施例1各层的单层厚度
实施例3
如实施例1提供的量子点膜，其中，量子点层和保护层的配方如表5所示。各层厚度如表6所示。所述棱镜横截面三角形的底边为65μm。量子点颗粒占硅胶微粒重量的12％。所得量子点膜的相关性能测试结果见表11。
表5实施例3的量子点层和保护层的配方
表6实施例1各层的单层厚度
实施例4
如实施例3提供的量子点膜，其中，量子点层的配方如表7所示。量子点层的胶黏剂选用环氧丙烯酸酯，粒子选用聚酯粒子和二氧化硅粒子，二者的质量比为6:1。量子点颗粒占硅胶微粒重量的10％保护层的胶黏剂选自聚氨酯丙烯酸酯，抗粘连粒子选自聚酯粒子。阻隔层由透明PEN和氧化硅镀层组成，无机阻隔层的厚度为8nm。所得量子点膜的相关性能测试结果见表11。
表7实施例4的量子点层的配方
实施例5
如实施例3提供的量子点膜，其中，量子点层的配方如表8所示。量子点层的胶黏剂选用聚氨酯丙烯酸酯，粒子选用聚碳酸酯粒子和二氧化硅粒子，二者的质量比为6:1；所述棱镜横截面三角形的底边为70μm。量子点颗粒占硅胶微粒重量的8％保护层的胶黏剂选自聚酯丙烯酸酯，抗粘连粒子选自聚甲基丙烯酸甲酯粒子。阻隔层由透明PEN和氧化铝镀层组成，无机阻隔层的厚度为12nm。所得量子点膜的相关性能测试结果见表11。
表8实施例5的量子点层的配方
实施例6
如实施例3提供的量子点膜，其中，量子点层的配方如表9所示。量子点层的胶黏剂选用聚氨酯丙烯酸酯，粒子选用聚碳酸酯粒子和二氧化硅粒子，二者的质量比为8:1；所述棱镜横截面三角形的底边为70μm。量子点颗粒占硅胶微粒重量的10％保护层的胶黏剂选自环氧丙烯酸酯，抗粘连粒子选自聚甲基丙烯酸甲酯粒子和二氧化硅粒子，二者的质量比为5:1。阻隔层由透明PET和氧化铝镀层组成。所得量子点膜的相关性能测试结果见表11。
表9实施例6的量子点层的配方
实施例7
如实施例3提供的量子点膜，其中，量子点层的配方如表10所示。量子点层的胶黏剂选用聚氨酯丙烯酸酯，粒子选用聚碳酸酯粒子和二氧化硅粒子，二者的质量比为5:1。量子点颗粒占硅胶微粒重量的10％。保护层的胶黏剂选自聚酯丙烯酸酯，抗粘连粒子选自聚甲基丙烯酸甲酯粒子和二氧化硅粒子，二者的质量比为5:1。阻隔层由透明PET和氧化铝镀层组成。所得量子点膜的相关性能测试结果见表11。
表10实施例7的量子点层的配方
对比例1
使用普通侧入式14寸背光模组，采用宁波长阳科技公司生产的HD188A下扩散膜代替量子点膜。使用弗士达BM-7辉度计，测量9个指定区域中的每个辉度得出平均辉度、中心辉度和色域值。结果见表7。
表11实施例1-7与对比例1提供的量子点膜的中心辉度、平均辉和色域的检测结果
样品 中心辉度 平均辉度 均一度(％) 色域(％)
实施例1 2099 1901 82 107％
实施例2 2109 1920 83 106％
实施例3 2120 1929 85 108％
实施例4 2160 1997 88 110％
实施例5 2154 1975 86 110％
实施例6 2133 1952 81 105％
实施例7 2102 1919 80 106％
对比例1 2130 1947 84 62％
从表1所示的检测结果可以得出，使用本发明中的量子点膜的背光模组得到的辉度与传统背光模组的辉度接近，具有更高的色域。其中，实施例3-5提供的量子点膜的综合性能更好，辉度较高。而实施例4提供的量子点膜的综合性能最好。
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。凡是根据本发明内容所做的均等变化与修饰，均涵盖在本发明的专利范围内。

Claims (10)

1.一种广色域的量子点膜，其特征在于，所述量子点膜包括量子点层；所述量子点层的上表面粘附着上阻隔层，下表面粘附着下阻隔层；所述上阻隔层的上表面粘附着上保护层；所述下阻隔层的下表面粘附着下保护层。
2.根据权利要求1所述的量子点膜，其特征在于，所述量子点层包括第一量子点层和第二量子点层；所述第一量子点层是由若干个三棱镜平行排列形成的棱镜结构；所述第二量子点层涂布于第一量子点层的上方。
3.根据权利要求2所述的量子点膜，其特征在于，所述第一量子点层的材料包括胶黏剂、硅胶微粒和扩散粒子；所述硅胶微粒和扩散粒子分散在第一量子点层的胶黏剂中；所述第一量子点层还包括量子点；所述硅胶微粒具有微孔，所述微孔内吸附有量子点颗粒；
所述第二量子点层的材料包括胶黏剂、硅胶微粒和扩散粒子；所述硅胶微粒和扩散粒子分散在第二量子点层的胶黏剂中；所述第二量子点层还包括量子点；所述硅胶微粒具有微孔，所述微孔内吸附有量子点颗粒。
4.根据权利要求3所述的量子点膜，其特征在于，所述第一量子点层包括下述组份：胶粘剂60-75％，硅胶微粒10-20％，扩散粒子9-19％，光引发剂1-2％；所述量子点颗粒的含量为所述硅胶微粒的5-15％；所述百分含量为重量百分含量；
所述第二量子点层包括下述组份：胶粘剂60-75％，硅胶微粒10-20％，扩散粒子9-19％，光引发剂1-2％；所述量子点颗粒的含量为所述硅胶微粒的5-15％；所述百分含量为重量百分含量。
5.根据权利要求3所述的量子点膜，其特征在于，所述量子点层中的胶黏剂选自聚酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯或聚氨酯丙烯酸酯胶水中的一种；所述量子点层中的扩散粒子包括有机扩散粒子和无机扩散粒子；所述有机扩散粒子选自聚甲基丙烯酸甲酯粒子、聚酯粒子、聚碳酸酯粒子的一种；所述无机扩散粒子为二氧化硅粒子；所述量子点颗粒的材料选自半导体材料中的一种或几种的组合。
6.根据权利要求1所述的量子点膜，其特征在于，所述阻隔层是包括一层有机阻隔层和一层无机阻隔层的双层结构。
7.根据权利要求1所述的量子点膜，其特征在于，所述有机阻隔层的材料选自PET或PEN中的一种，厚度为75-125μm。
8.根据权利要求1所述的量子点膜，其特征在于，所述无机阻隔层的材料选自氧化铝或氧化硅；所述无机阻隔层由化学气相沉积方式制备而成；所述无机阻隔层的厚度为8-12nm。
9.根据权利要求1所述的量子点膜，其特征在于，所述保护层的材料包括下述组分：胶黏剂80-85％，抗粘连粒子15-20％；所述百分含量为重量百分含量。
10.根据权利要求1所述的量子点膜，其特征在于，所述量子点层的制备方法包括下述步骤：
(1)在有机阻隔层的上表面通过化学气相沉积制备无机阻隔层；
(2)在有机阻隔层的下表面制备保护层，得到包含保护层和阻隔层的预复合层；
(3)采用结构辊在预复合层的无机阻隔膜表面涂布一层棱镜结构的量子点层；
(4)在棱镜结构的量子点层上涂布第二层量子点层；
(5)再在第二层量子点层表面，覆盖一层预复合层，使预复合层的无机阻隔层表面与第二层量子点层的表面连接；
(6)通过固化，得到量子点膜。
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Assignee: Ningbo Changlong New Material Co.,Ltd.

Assignor: NINGBO SOLARTRON TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Contract record no.: X2021330000199

Denomination of invention: A wide color gamut quantum dot film and its preparation method

Granted publication date: 20190312

License type: Common License

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