CN106918952A - 一种量子点扩散板 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种量子点扩散板，选用PS或PC或PMMA塑料颗粒作为本料；将选取的本料及粉剂混合物均匀搅拌混合后制成光学母粒；选取100份所述本料、1～25份所述光学母粒、1‑25份GPPS、1‑9份量子点，在挤出成型机中将混合物融化并搅拌均匀，成型出量子点扩散板板材；通过挤出线冷却量子点扩散板板材，并裁切成与背光模组相适应尺寸的量子点扩散板成品。本发明的量子点扩散板挤出成型中融合量子点，白光激发层受蓝光激发产生白色光线穿过量子点扩散板的无效区，而从量子点扩散板的出光面射出的也是白色光线，二者色差小，可以有效解决可视区的色差问题，背光模组的色域均匀性高。

Description

一种量子点扩散板
技术领域
本发明涉及背光技术领域，特别涉及一种量子点扩散板。
背景技术
一般情况下，直下式背光模组包括：扩散板、背板、设置于扩散板周围的胶框、LED灯透镜，光学膜片组，LED灯透镜通过导热胶带固定在背板上，光学膜片组也通过遮光双面胶带固定在胶框上，液晶显示屏则通过双面胶与背光模组四周固定。
其中，扩散板主要功能是使入射光充分散射，实现更柔和、均匀的照射效果。一般来说，现在通用的扩散板都是将GPPS和光扩散粒子通过挤压形成，由于光扩散粒子内部含有光扩散剂，光扩散剂不可避免地会吸收入射光，从而导致入射光在通过扩散板后造成光的损失，减少了光的利用率，造成光扩散不均匀。这种光散射粒子的基体树脂主要选择的是透光率高、机械性能良好的工程塑料，而以PMMA、PS、PC等较为突出。而光散射粒子中的光扩散剂主要包括无机光扩散剂，比如硫酸钡、二氧化硅等和有机光扩散剂，而以微球形团聚形式存在的有机扩散粒子为主。
液晶显示色彩鲜明度要求越来越高，这就需要提高显示装置的色域值，由于高色域量子点的膜片裁切边缘有一定宽度的失效区，导致失效区的颜色与其他区域的颜色产生色差，色域均匀性差。
发明内容
为解决上述现有技术的不足，本发明提出一种量子点扩散板。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种量子点扩散板，选用PS或PC或PMMA塑料颗粒作为本料；
按重量比，选取100份本料，再选取3～8份粉剂混合物，将选取的本料及粉剂混合物均匀搅拌混合后制成光学母粒，所述粉剂混合物包括扩散剂、抗UV剂、氧化剂、光稳定剂和润滑分散剂；
按重量比，选取100份所述本料、1～25份所述光学母粒、1-25份GPPS、1-9份量子点，搅拌均匀后投入挤出成型机中，在挤出成型机中将混合物融化并搅拌均匀，通过挤出成型机成型出量子点扩散板板材；
通过挤出线冷却量子点扩散板板材，使量子点扩散板板材平整，并将成型的量子点扩散板板材裁切成与背光模组相适应尺寸的量子点扩散板成品。
可选地，所述粉剂混合物按重量比包括：扩散剂8-12份，抗UV剂1-3份，氧化剂2-4份，光稳定剂0.5-2份，润滑分散剂0.5-2份。
可选地，所述粉剂混合物还包括荧光增白剂，按照所述粉剂混合物重量比，在粉剂混合物中添加0.1-3重量份的荧光增白剂。
可选地，将选取的本料及粉剂混合物均匀搅拌混合后投入双螺杆造粒机中，制成光学母粒，双螺杆造粒机中的造粒温度在160度至230度之间，造粒压力在3Mpa至13.5Mpa之间。
可选地，在所述挤出成型机的出口设置用于牵引量子点扩散板板材前行的3个辊轮，分别为上辊轮、中辊轮、下辊轮；
上辊轮压量子点扩散板入光面，中辊轮压量子点扩散板出光面，下辊轮协助中辊轮压紧量子点扩散板板材；
在成型出量子点扩散板板材后，辊轮转动，牵动板材运动的过程中会在量子点扩散板的入光面和出光面压制出光学纹路，光学纹路通过上辊轮、中辊轮、下辊轮的纹路决定。
可选地，所述中辊轮设置为镜面辊，上辊轮或下辊轮是凹凸纹路或者镜面中的任一种。
可选地，所述挤出成型机中的板材成型温度在270度至300度之间，板材成型压力在3Mpa至13.5Mpa之间。
可选地，通过挤出线自然冷却量子点扩散板板材。
可选地，所述量子点扩散板密度为1.04～1.06g/cm3，量子点扩散板厚度为：0.8mm≤量子点扩散板厚度≤3mm。
可选地，所述量子点为半导体材料所制成的纳米荧光颗粒，具有扩散剂的性能，量子点波长为550nm-620nm，量子点直径分别为2mm、4mm、或者6mm，量子点颗粒含GeSn，生长温度≤300℃。
本发明的有益效果是：
(1)蓝光LED射出的蓝光射入到量子点扩散板白光激发层激发形成白光，因量子点扩散板内有量子点，可以吸收不可见的蓝光，因而可以补偿基质中不想要的微黄色，同时反射出比原来入射的波长在360—475nm范围的更多的可见光，从而使制品显得更白、更亮、更鲜艳；
(2)同时，量子点扩散板在挤出成型中融合量子点，白光激发层受蓝光激发产生白色光线穿过量子点扩散板的无效区，而从量子点扩散板的出光面射出的也是白色光线，二者色差小，可以有效解决可视区的色差问题，背光模组的色域均匀性高。
附图说明
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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的量子点扩散板的生产流程图：
图2为本发明的量子点扩散板结构图：
图3为本发明的量子点扩散板花纹成型示意图；
图4为背光组件结构图。
图中各部件名称如下：
1是扩散板入光面；2是扩散板出光面；3是量子点；4是上辊轮；5是中辊轮；6是下辊轮；7是量子扩散板板材；9是蓝光LED透镜；10是背板；11是量子点扩散板；12、13是光学膜片组中的棱镜片；14是胶框；15是反射膜。
具体实施方式
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，都属于本发明保护的范围。
本发明从扩散板内部改变扩散板的光学性能，通过在挤出成型步骤中取消光扩散粒子，增加量子点颗粒，让成型后的量子点扩散板内部具有不同折射率的化学聚合物均匀分散在主体板层的上下表面，使其具有极好的光学散射性能，可以减去光学膜片或LED灯透镜数量，达到背光模组需求等同效果。
本发明提出了一种量子点扩散板，如图1所示，其生产过程包括以下步骤：
步骤一，准备本料：选用PS(聚苯乙烯系塑料)或PC(聚碳酸酯)或PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)塑料颗粒作为本料。
步骤二，制作光学母粒：按重量比，选取100份步骤一所述本料，再选取3～8份粉剂混合物，将选取的本料及粉剂混合物均匀搅拌混合后投入双螺杆造粒机中，制成总重量比为103-108份光学母粒；粉剂混合物包括扩散剂、抗UV剂、氧化剂、光稳定剂和润滑分散剂，粉剂混合物按重量比包括：扩散剂8-12份，抗UV剂1-3份，氧化剂2-4份，光稳定剂0.5-2份，润滑分散剂0.5-2份。为实现光学母粒的增白效果，优选地，制作光学母粒步骤中，粉剂混合物还包括荧光增白剂，按照上述粉剂混合物重量比，在粉剂混合物中添加0.1-3重量份的荧光增白剂。
上述扩散剂选用有机硅光扩散剂，是一种属于有机类的光扩散剂，以硅氧键连接，三维立体结构的聚合物微球，低于丙烯酸系列，比如日本信越有机硅光扩散剂KMP-590。
上述抗UV剂主要包括苯甲酸类，二苯甲酮类、苯并三唑类、以及部分受阻胺类，比如UV-531，2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮，UV-2908，3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸正十六酯等。
步骤三，挤出成型：按重量比，从本料中选取100份本料，选取1～25份光学母粒，选取1-25份GPPS(通用级聚苯乙烯)，选取1-9份量子点；将选取出的本料、量子点、GPPS的混合物搅拌均匀后投入挤出成型机中，在挤出成型机的高温旋转过程中将混合物融化并搅拌均匀，通过挤出成型机成型出量子点扩散板板材。
本发明所采用的量子点为半导体材料所制成的纳米荧光颗粒，具有扩散剂的性能，有别于一般的荧光粉，量子点波长为550nm-620nm，量子点直径分别为2mm、4mm、6mm，因量子点颗粒含GeSn，因此生长温度≤300℃。
如图2和3所示，在挤出成型机的出口设置用于牵引量子点扩散板板材7前行的3个辊轮，分别为上辊轮4、中辊轮5、下辊轮6。上辊轮压量子点扩散板入光面1，中辊轮5压量子点扩散板出光面2，下辊轮6协助中辊轮压紧量子点扩散板板材7。
在成型出量子点扩散板板材7后，辊轮转动，牵动板材运动的过程中会在量子点扩散板的入光面1和出光面2压制出光学纹路，光学纹路通过上辊轮4、中辊轮5、下辊轮6的纹路决定。其中，中辊轮5设置为镜面辊，上辊轮4或下辊轮6是凹凸纹路或者镜面中的任一种。因此，量子点扩散板纹路有多种，分别为两面凹凸纹路、一面镜面另一面凹凸纹路、两面都是镜面。
步骤四，冷却裁切：在挤出成型步骤后，通过挤出线自然冷却量子点扩散板板材，使量子点扩散板板材平整，并将成型的量子点扩散板板材裁切与直下式背光模组相适应的尺寸的量子点扩散板成品。
上述步骤二，制作光学母粒的步骤中，双螺杆造粒机中的造粒温度优选在160度至230度之间，造粒压力优选在3Mpa至13.5Mpa之间。
上述步骤三，挤出成型步骤中，考虑量子点的融化点及耐温度，挤出成型机中的板材成型温度优选在270度至300度之间，板材成型压力优选在3Mpa至13.5Mpa之间。
量子点扩散板密度为1.04～1.06g/cm3，量子点扩散板融化温度≤300℃，挤出成型温度约270℃到300℃之间。
本发明的量子点扩散板厚度为：0.8mm≤量子点扩散板厚度≤3mm。
将本发明的量子点扩散板板材裁切成与直下式背光模组相适应的尺寸，应用到直下式背光模组中，直下式背光模组包括胶框、量子点扩散板、光学膜片组、蓝光LED透镜、反射膜、背板。
如图4所示，光学膜片组的第一棱镜片13和第二棱镜片12从上到下依次堆叠量子点扩散板11上面。蓝光LED透镜9设于背板10上面，通过双面胶带固定。反射膜15设置在量子点扩散板11下面，并跟量子点扩散板具有一定的间隔，本实施例中反射膜15设于蓝光LED透镜9与背板10之间。
其中，所述的光学膜片组主要包括90度棱镜片和0度棱镜片。根据背光亮度的要求，光学膜片组的顺序可调换使用，其外观形状跟量子点扩散板相似，尺寸根据背板的装配跟量子点扩散板有差异。
蓝光LED透镜9为波长360nm-475nm蓝光灯，蓝光LED射出的蓝光射入到量子点扩散板白光激发层激发形成白光，因量子点扩散板内有量子点，可以吸收不可见的蓝光(波长范围为360—475nm)，因而可以补偿基质中不想要的微黄色，同时反射出比原来入射的波长在360—475nm范围的更多的可见光，从而使制品显得更白、更亮、更鲜艳。同时，量子点扩散板在挤出成型中融合量子点，白光激发层受蓝光激发产生白色光线穿过量子点扩散板的无效区，而从量子点扩散板的出光面射出的也是白色光线，二者色差小，可以有效解决可视区的色差问题，背光模组的色域均匀性高。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种量子点扩散板，其特征在于，选用PS或PC或PMMA塑料颗粒作为本料；
按重量比，选取100份本料，再选取3～8份粉剂混合物，将选取的本料及粉剂混合物均匀搅拌混合后制成光学母粒，所述粉剂混合物包括扩散剂、抗UV剂、氧化剂、光稳定剂和润滑分散剂；
按重量比，选取100份所述本料、1～25份所述光学母粒、1-25份GPPS、1-9份量子点，搅拌均匀后投入挤出成型机中，在挤出成型机中将混合物融化并搅拌均匀，通过挤出成型机成型出量子点扩散板板材；
通过挤出线冷却量子点扩散板板材，使量子点扩散板板材平整，并将成型的量子点扩散板板材裁切成与背光模组相适应尺寸的量子点扩散板成品。
2.如权利要求1所述的一种量子点扩散板，其特征在于，所述粉剂混合物按重量比包括：扩散剂8-12份，抗UV剂1-3份，氧化剂2-4份，光稳定剂0.5-2份，润滑分散剂0.5-2份。
3.如权利要求2所述的一种量子点扩散板，其特征在于，所述粉剂混合物还包括荧光增白剂，按照所述粉剂混合物重量比，在粉剂混合物中添加0.1-3重量份的荧光增白剂。
4.如权利要求1所述的一种量子点扩散板，其特征在于，将选取的本料及粉剂混合物均匀搅拌混合后投入双螺杆造粒机中，制成光学母粒，双螺杆造粒机中的造粒温度在160度至230度之间，造粒压力在3Mpa至13.5Mpa之间。
5.如权利要求1所述的一种量子点扩散板，其特征在于，在所述挤出成型机的出口设置用于牵引量子点扩散板板材前行的3个辊轮，分别为上辊轮、中辊轮、下辊轮；
上辊轮压量子点扩散板入光面，中辊轮压量子点扩散板出光面，下辊轮协助中辊轮压紧量子点扩散板板材；
在成型出量子点扩散板板材后，辊轮转动，牵动板材运动的过程中会在量子点扩散板的入光面和出光面压制出光学纹路，光学纹路通过上辊轮、中辊轮、下辊轮的纹路决定。
6.如权利要求5所述的一种量子点扩散板，其特征在于，所述中辊轮设置为镜面辊，上辊轮或下辊轮是凹凸纹路或者镜面中的任一种。
7.如权利要求1所述的一种量子点扩散板，其特征在于，所述挤出成型机中的板材成型温度在270度至300度之间，板材成型压力在3Mpa至13.5Mpa之间。
8.如权利要求1所述的一种量子点扩散板，其特征在于，通过挤出线自然冷却量子点扩散板板材。
9.如权利要求1所述的一种量子点扩散板，其特征在于，所述量子点扩散板密度为1.04～1.06g/cm3，量子点扩散板厚度为：0.8mm≤量子点扩散板厚度≤3mm。
10.如权利要求1所述的一种量子点扩散板，其特征在于，所述量子点为半导体材料所制成的纳米荧光颗粒，具有扩散剂的性能，量子点波长为550nm-620nm，量子点直径分别为2mm、4mm、或者6mm，量子点颗粒含GeSn，生长温度≤300℃。
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