CN108169840A - 一种导光板及其制备方法、及一种液晶显示模组 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光学显示领域，特别涉及一种导光板及其制备方法、及一种液晶显示模组。为了解决白光沿导光板入光出现色衰严重的问题，本发明提供了一种导光板及其制备方法、及一种液晶显示模组。所述导光板的上表面设置量子点印刷层或量子点网点，所述导光板的下表面设置量子点印刷层或量子点网点。本发明提供的导光板具有优异的稳定性和光学性能，有效解决了白光沿导光板入光出现色衰严重的问题；本发明提供的导光板对显示设备的外观设计具有较强的兼容能力，且本发明提供的导光板所需原料廉价易得，制备工艺简单、成本较低，可用于实现高效的工业化生产。

Description

一种导光板及其制备方法、及一种液晶显示模组

技术领域

本发明涉及光学显示领域，特别涉及一种导光板及其制备方法、及一种 液晶显示模组。

背景技术

量子点(QDs)是一种尺寸在纳米级的三维团簇，所以又被称为纳米点或 纳米晶。其中，由第二副族和第六主族元素组成的Ⅱ-Ⅵ型量子点具有特殊且 优异的荧光发射性质。这种纳米级半导体结构的材料所具有的表面效应、量 子尺寸和宏观隧道效应，使其表现出许多普通材料所没有的理化性质，因此 量子点受到人们广泛而深入的研究。尤其是量子点因其直径近似激子玻尔半 径(10nm)导致它展现出独特的发光特性，使其在发光材料、显示器等方面 具有良好的应用前景。另一方面，目前广泛使用的液晶显示器材(LCD)虽 然在低成本、高分辨率和大尺寸有了显著的发展，然而由于其受到发光基材 较为性能不足的制约，这些显示材料在画面质量和色彩保真度上还有很大的 提升空间，因此量子点发光技术可以较好地改善目前的LCD显示技术。

当前较为主流的量子点显示技术的应用方案依据其在显示模组中的不同 位置主要可以分为3种不同的类型：1、基于QD-LED的光源方案，这种方 案由于量子点相对更接近光源，易受到光源发热的影响，导致其晶体表面的 缺陷将会加大，材料出现整体量子点效率下降和显示设备寿命减损的现象出 现；2、基于导光板入光面的QD-Tube方案，即额外地在导光板入光面上粘 接一条内部封装量子点的灯管，然而，这种方法需要大幅改进现有的生产工 艺，存在光学加工困难、量子点寿命较短、光耦合效率低下等一系列问题；3、 量子点膜片应用的方案，即使用基于背光模组中的QDEF膜片(量子点色彩 增强膜)，虽然量子点膜片远离光源，可以有效地提高量子点的热稳定性， 且QDEF两侧的阻隔膜会加强对水氧的阻隔性能起到保护量子点的作用，但 是，该膜层的成本较高，且在蓝背光进入量子点层发生波长转换时，造成背 光进一步散射而产生色衰，这大大降低了背光的利用率。

因此这三种传统的量子点显示技术的应用方案尚存在固有的缺陷，限制 了量子点在显示领域的应用。此外，针对不同的显示设备的要求，如何更加 高效、准确地调控色点也是量子点实际应用中存在一个尚待解决的难题。因 此在跟进柔性曲面的新型显示概念的同时更好地利用和改进量子点显示技术 至关重要。

发明内容

为了解决白光沿导光板入光出现色衰严重的问题，本发明提供了一种导 光板及其制备方法、及一种液晶显示模组。本发明提供的导光板具有优异的 稳定性和光学性能，有效解决了白光沿导光板入光出现色衰严重的问题；本 发明提供的导光板对显示设备的外观设计具有较强的兼容能力，且本发明提 供的导光板所需原料廉价易得，制备工艺简单、成本较低，可用于实现高效 的工业化生产。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

本发明提供一种导光板，所述导光板的上表面设置量子点印刷层或量子 点网点，所述导光板的下表面设置量子点印刷层或量子点网点。

进一步的，所述导光板的上表面设置红色量子点印刷层或红色量子点网 点，所述导光板的下表面设置绿色量子点印刷层或绿色量子点网点。

进一步的，所述导光板的上表面设置绿色量子点印刷层或绿色量子点网 点，所述导光板的下表面设置红色量子点印刷层或红色量子点网点。

进一步的，所述绿色量子点印刷层的厚度为100-125微米。

进一步的，所述红色量子点网点包括红色量子点，所述红色量子点网点 中红色量子点的含量为0.15-7.5wt％。。

进一步的，所述红色量子点的粒径为6.3nm。

进一步的，所述红色量子点为硒化镉。

进一步的，所述红色量子点网点先配置成红色量子点混合浆料，所述红 色量子点混合浆料包括红色量子点分散液和印刷油墨，二者的重量比例为 1:1-100。

二者的质量比可根据具体的光学显示性能要求进行调节。

进一步的，所述红色量子点分散液为硒化镉IBOA(丙烯酸异冰片酯)溶 液。

进一步的，所述红色量子点分散液包括15％的红色量子点。

进一步的，所述绿色量子点印刷层包括绿色量子点，所述绿色量子点在 绿色量子点印刷层的含量为0.29-7.5wt％。

进一步的，所述绿色量子点的粒径为3.1nm。

进一步的，所述绿色量子点为硒化镉。

进一步的，所述绿色量子点印刷层先配置成绿色量子点混合浆料，所述 绿色量子点混合浆料包括绿色量子点分散液和印刷油墨，二者的重量比例为 1：1-50。

二者的质量比可根据具体的光学显示性能要求进行调节。

进一步的，所述绿色量子点分散液为硒化镉IBOA溶液。

进一步的，所述绿色量子点分散液包括15％的绿色量子点。

进一步的，所述导光板的上表面设置绿色量子点印刷层，所述导光板的 下表面设置红色量子点网点；所述红色量子点网点中红色量子点的含量为 1.15-1.36wt％；所述绿色量子点印刷层中绿色量子点的含量为1.36-3wt％。上 述技术方案包括实施例1-2。

进一步的，所述导光板的上表面设置绿色量子点印刷层，所述导光板的 下表面设置红色量子点网点；所述红色量子点网点配置成的红色量子点混合 浆料中红色量子点分散液和印刷油墨的重量比例为1:10-12；所述红色量子点 网点中红色量子点的含量为1.15-1.36wt％；绿色量子点印刷层配置成的绿色量 子点混合浆料中绿色量子点分散液和印刷油墨的重量比例为1:4-10；所述绿色 量子点印刷层中绿色量子点的含量为1.36-3wt％。上述技术方案包括实施例 1-2。

本发明还提供一种导光板的制备方法，所述方法包括以下步骤：

(1)将红色量子点分散液与印刷油墨体系充分搅拌混匀，后将上述混匀 的红色量子点混合浆料经丝网印刷的方式印刷到导光板的下表面，得到具有 红色量子点网点的导光板；

(2)将绿色量子点分散液与印刷油墨体系充分搅拌混匀，后将上述混匀 的绿色量子点混合浆料经丝网印刷到上述所得的印有红色量子点网点的导光 板的上表面，得到导光板。

本发明还提供一种液晶显示模组，所述液晶显示模组包括导光板。

进一步的，所述液晶显示模组依次包括导光板、棱镜片、偏光片、液晶 面板。

进一步的，所述导光板应用于直下式或侧入式光源。

所述红色量子点和绿色量子点用于调节色坐标、提高色域覆盖率、提高 辉度，减轻色衰现象。

与现有技术相比，本发明提供的导光板的有益效果体现在：

本发明提供的导光板的制备工艺简单、可调控性强、成本较低，可用于 快速实现大规模生产和定制级精细化应用。

本发明提供的导光板分离了红、绿两种量子点的共同使用，使得显示设 备的色坐标调控的能力更加高效、解决了白光沿导光板入光色衰严重的问题 (色衰是指入光衰减导致的辉度、色域覆盖率性能降低)，易于做到定制化 显示设备的工业化生产；本发明利用量子点光学优点的同时降低了量子点的 实际使用量，降低了成本；本发明从根本上取代了已有的量子点膜的使用， 避免了阻隔膜、UV固化胶水或热固化胶水的使用，在大幅度降低了成本，实 现快速、大规模量产的同时降低了上述薄膜和胶水对显示设备性能的影响； 本发明提供的导光板的光学性能较好，大大提高了显示设备的正常使用寿命； 本发明提供的导光板对显示设备的外观设计的兼容性较强，满足大尺寸显示 轻薄化和曲面显示的趋势，因而具有较为广泛的应用能力和量产的可行性。

本发明提供的导光板是一类具有广色域、高亮度和色彩对比度且成本低、 色点调控能力强的新型导光板，在显示设备领域有广泛和优异的应用前景。

附图说明

图1为本发明提供的导光板的结构示意图；

图2为对比例1提供的普通导光板的发射光谱图；

图3为对比例2提供的印刷红色量子点网点的导光板的发射光谱图；

图4为实施例1提供的导光板的发射光谱图；

图5为实施例2提供的导光板的发射光谱图；

图6为实施例2提供的导光板的CIE 1931色度图；

图7为本发明提供的液晶显示模组的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和表格的实施例是对本发明进一步的详细阐述；特别声明， 以下阐述的实施例目的在于更好的让读者理解本发明，而不对其起任何限制 作用。

图2为本发明提供的一种导光板的结构示意图，其中1为绿色量子点印 刷层，2为红色量子点网点。

图7为液晶显示模组的结构示意图，其中1为导光板，2为棱镜片，3为 偏光片，4为液晶面板。

本发明提供的导光板的制备方法包括：

(1)将红色量子点分散液与印刷油墨体系充分搅拌混匀，后将上述混匀 的红色量子点混合浆料经丝网印刷的方式印刷到导光板的下表面，得到具有 红色量子点网点的导光板；

(2)将绿色量子点分散液与印刷油墨体系充分搅拌混匀，后将上述混匀 的绿色量子点混合浆料经丝网印刷到上述所得的印有红色量子点网点的导光 板的上表面，得到导光板。

本发明提供的导光板的性能按照以下方法测试：

辉度和发射光谱测试：将导光板经80摄氏度熟化24小时后，与CS-2000 型辉度仪上用蓝背光模组进行辉度和发射光谱测试，得到辉度数值、发射光 谱图和CIE 1931色度图。其中光谱中波长为450纳米处出现的强峰为背光源 的发射的蓝光；波长为625纳米处的强峰为红色量子点网点在蓝背光源的激 发下所得；波长为532纳米处的强峰为绿色量子点层在蓝背光源的激发下所 得。由CIE 1931色度图可以得到导光板的色域覆盖率和色彩对比度。辉度越 高说明亮度越高；色域覆盖率越高说明色彩对比度越高。

稳定性：将导光板置于80℃高温烘箱内老化，测试老化后的辉度，辉度 保持率＝老化后的导光板的辉度/老化前的导光板的辉度；辉度保持率越高，表 明导光板的稳定性越好。

优异：辉度保持率≥95％，导光板老化后的辉度≥3200cd/m²；

一般：85％≤辉度保持率＜95％，2700≤导光板老化后的辉度＜3200cd/m²；

不佳：辉度保持率≤80％，导光板老化后的辉度≤2000cd/m²。

光学性能：对导光板整体性能的总结，包含了色域覆盖率、辉度和稳定 性。

优异：色域覆盖率≥108％，导光板老化前的辉度≥3500cd/m²，辉度保持 率≥95％；

一般：101％≤色域覆盖率＜108％，3000cd/m²≤导光板老化前的辉度＜3500 cd/m²，85％≤辉度保持率＜95％；

不佳：色域覆盖率≤100％，导光板老化前的辉度≤2800cd/m²，辉度保持 率≤80％。

实施例1

本发明提供一种导光板，所述导光板的上表面设置绿色量子点印刷层， 所述导光板的下表面设置红色量子点网点。

将5g红色量子点分散液与50g印刷油墨在烧杯中充分搅拌5小时后将 上述混匀的红色量子点混合浆料经丝网印刷的方式印刷到导光板的下表面， 制备得到印刷红色量子点网点的导光板。上述原料的质量比为1：10。

将5g绿色量子点分散液与50g印刷油墨体系充分搅拌混匀，后将上述混 匀的绿色量子点混合浆料印刷到上述所得的印有红色量子点网点的导光板的 上表面，制备得到导光板。上述原料的质量比为1：10。其中量子点印刷层的 厚度为100微米。

得到的导光板的红色量子点网点中红色量子点的含量为1.36wt％；绿色量 子点印刷层中绿色量子点的含量为1.36wt％。

实施例2

将5g红色量子点分散液与60g印刷油墨在烧杯中充分搅拌5小时后， 将上述混匀的量子点混合浆料经丝网印刷的方式印刷到导光板的下表面，制 备得到印刷红色量子点网点的导光板。上述原料的质量比为1：12。

将25g绿色量子点分散液与100g印刷油墨体系充分搅拌混匀，后将上述 混匀的绿色量子点混合浆料印刷到上述所得的印有红色量子点网点的导光板 的上表面，制备得到导光板。上述原料的质量比为1：4。

其中量子点印刷层的厚度为125微米。

得到的导光板的红色量子点网点中红色量子点的含量为1.15wt％；绿色量 子点印刷层中绿色量子点的含量为3wt％。

实施例3

如实施例1提供的导光板，其中红色量子点网点的红色量子点混合浆料 为1g红色量子点分散液与100g印刷油墨。

得到的导光板的红色量子点网点中红色量子点的含量为0.15wt％；绿色量 子点印刷层中绿色量子点的含量为1.36wt％。

实施例4

如实施例1提供的导光板，其中绿色量子点印刷层的绿色量子点混合浆 料为2g绿色量子点分散液与100g印刷油墨。

得到的导光板的红色量子点网点中红色量子点的含量为1.36wt％；绿色量 子点印刷层中绿色量子点的含量为0.29wt％。

实施例5

如实施例1提供的导光板，其中红色量子点网点的量子点混合浆料为25g 红色量子点分散液与25g印刷油墨；绿色量子点印刷层的量子点混合浆料为 50g绿色量子点分散液与50g印刷油墨。

得到的导光板的红色量子点网点中红色量子点的含量为7.5wt％；绿色量 子点印刷层中绿色量子点的含量为7.5wt％。

对比例1

如实施例1提供的导光板，其不同之处在于：所述导光板为普通导光板。

将100g印刷油墨在烧杯中充分搅拌5小时后经丝网印刷的方式印刷到导 光板的下表面，制备得到印刷网点的导光板。

对比例2

如实施例1提供的导光板，其不同之处在于：所述导光板不包括绿色量 子点印刷层。

将2.5g红色量子点分散液与50g印刷油墨在烧杯中充分搅拌5小时后将 上述混匀的红色量子点混合浆料经丝网印刷的方式印刷到导光板的下表面， 制备得到印刷红色量子点网点的导光板。上述原料的质量比为1：20。

制得的导光板的红色量子点网点中红色量子点的含量为0.7wt％。

表1实施例1-5及对比例1-2提供的导光板的性能测试结果

图2为对比例1提供的普通导光板的发射光谱图，谱图只有在波长为450 纳米处出现一个强峰，为背光源的发射的蓝光。图3为对比例2提供的印刷 红色量子点网点的导光板的发射光谱图，谱图在波长为450纳米处出现一个 强峰，为背光源的发射的蓝光；但谱图在波长为625纳米处也出现了一个强 峰，为红色量子点网点在蓝背光源的激发下所得，表明印刷红色量子点网点 的导光板能够做到合理利用网点处的红色量子点。

图4为本发明的实施例1提供的导光板的发射光谱图，谱图在波长为450 纳米处出现一个强峰，为背光源发射的蓝光；在波长为625纳米处也出现了 一个强峰，为红色量子点网点在蓝背光源的激发下所得，表明红色量子点网 点导光板能够做到合理利用网点处的红色量子点。与对比例2不同的是，在 上表面印刷绿色量子点层后，图谱在波长为532纳米处出现一个强峰，为绿 色量子点印刷层在蓝背光源的激发下所得，表明含有绿色量子点印刷层的导 光板能够做到有效利用上表面的绿色量子点。

图5为本发明的实施例2提供的导光板的发射光谱图，谱图在波长为450 纳米处出现一个强峰，为背光源的发射的蓝光；在波长为625纳米处也出现 了一个强峰，为红色量子点网点在蓝背光源的激发下所得，表明红色量子点 网点导光板能够做到合理利用网点处的红色量子点；在波长为532纳米处出 现一个强峰，为绿色量子点印刷层在蓝背光源的激发下所得，表明含有绿色 量子点印刷层的导光板能够做到有效利用上表面的绿色量子点。

与实施例1不同的是，实施例2提供的导光板的发射谱图(图5)在波 长为532纳米处出现的绿光激发峰的峰强比实施例1提供的导光板的发射谱 图(图4)有明显的增加，表明通过提高绿色量子点所占比例和增加绿色量子 点层的厚度可以有效地调控导光板整体的色点和辉度值。

图6为实施例2提供的导光板的CIE 1931色度图，其中实线围成的三角 形区域是导光板背光源的色域覆盖空间，经计算和比较，我们可知该导光板 色域占标准NTSC的比例，即色域覆盖率为112.7％。使用实施例2提供的导 光板作为背光源达到了112.7％的NTSC色域，发挥了量子点的显示优势，真 正实现了背光源的高色彩饱和度和广色域，这个数据比市面上普通的LCD背 光源的色域提升了45％以上，表明本发明提供的导光板在显示设备领域具有 极好的应用前景。

综上所述，本发明提供的导光板可以较好地替代现有的量子点膜的技术， 在保证光学性能不变的条件下，节约成本，提高生产效率；本发明提供的导 光板可以较好地调节产品整体的光学性能，在可控性上大大优于现有的量子 点膜片生产技术。本发明提供的导光板可规模生产，膜面均匀，无亮点与条 纹，品质优异，并可不受显示设备的外观限制而使用。

从表1中可以看出，本发明提供的导光板的综合性能优异。其中，实施 例1-2提供的导光板的综合性能较好，老化前的辉度至少为3523cd/m²、老化 后的辉度至少为3487cd/m²、老化后的辉度保持率为99％、色域覆盖率至少为 110.7％、稳定性优异、光学性能优异。

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)

1.一种导光板，其特征在于，所述导光板的上表面设置量子点印刷层或量子点网点，所述导光板的下表面设置量子点印刷层或量子点网点。

2.根据权利要求1所述的导光板，其特征在于，所述导光板的上表面设置红色量子点印刷层或红色量子点网点，所述导光板的下表面设置绿色量子点印刷层或绿色量子点网点。

3.根据权利要求1所述的导光板，其特征在于，所述导光板的上表面设置绿色量子点印刷层或绿色量子点网点，所述导光板的下表面设置红色量子点印刷层或红色量子点网点。

4.根据权利要求2或3所述的导光板，其特征在于，所述红色量子点网点包括红色量子点，所述红色量子点网点中红色量子点的含量为0.15-7.5wt％。

5.根据权利要求4所述的导光板，其特征在于，所述红色量子点网点先配置成红色量子点混合浆料，所述红色量子点混合浆料包括红色量子点分散液和印刷油墨，二者的重量比例为1:1-100。

6.根据权利要求2或3所述的导光板，其特征在于，所述绿色量子点印刷层包括绿色量子点，所述绿色量子点在绿色量子点印刷层的含量为0.29-7.5wt％。

7.根据权利要求6所述的导光板，其特征在于，所述绿色量子点印刷层先配置成绿色量子点混合浆料，所述绿色量子点混合浆料包括绿色量子点分散液和印刷油墨，二者的重量比例为1：1-50。

8.一种制备权利要求3所述的导光板的方法，所述方法包括以下步骤：

(1)将红色量子点分散液与印刷油墨体系充分搅拌混匀，后将上述混匀的红色量子点混合浆料经丝网印刷的方式印刷到导光板的下表面，得到具有红色量子点网点的导光板；

(2)将绿色量子点分散液与印刷油墨体系充分搅拌混匀，后将上述混匀的绿色量子点混合浆料经丝网印刷到上述所得的印有红色量子点网点的导光板的上表面，得到导光板。

9.一种液晶显示模组，其特征在于，所述液晶显示模组包括权利要求1-3中任一项所述的导光板。

10.根据权利要求9所述的液晶显示模组，其特征在于，所述液晶显示模组依次包括导光板、棱镜片、偏光片、液晶面板。