CN109694205A - 一种玻璃导光板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及导光板技术领域，具体涉及一种玻璃导光板及其制备方法。本发明的玻璃导光板，包括玻璃基板，所述玻璃基板为长方体，所述长方体的六面均设有石墨烯层，所述石墨烯层的厚度为5～10nm。本发明的玻璃导光板采用等离子体辅助化学气相沉积法制得。本发明的玻璃导光板，其六面均设有石墨烯层，且限定石墨烯层的厚度为5～10nm，使得石墨烯层具有良好的物理阻隔作用，同时还具有良好的化学稳定性、透过率、抗氧化性能和机械性能。本发明通过在玻璃基板的六面设纳米石墨烯层，使得本发明的玻璃导光板能够阻隔空气中的水分不出现白斑，同时还具有良好的透光率等光学性能。

Description

一种玻璃导光板及其制备方法
技术领域
本发明涉及导光板技术领域，具体涉及一种玻璃导光板及其制备方法。
背景技术
现行液晶屏显示器的背光模组的导光材料为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或聚碳酸酯(PC),PMMA或PC为有机高分子材料，存在不耐光、不耐热和机械力老化的问题。PMMA老化后，显示面板在使用的过程中会出现光色改变,解析度下降和影像变形等问题。目前经过玻璃原材料的开发,调整了玻璃中Na,Ca,Al,Fe的成分,可以大幅提升玻璃材料的透光率,使玻璃导光的可行性提升,使用玻璃导光可以避免PMMA材料不耐光、不耐热和机械力老化的问题；但由于玻璃导光板中含有Na离子,Na离子在高温高湿下，会析出玻璃表面形成白斑，影响玻璃导光板的光学性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种玻璃导光板，该玻璃导光板六面设有石墨烯层，该玻璃导光板具有良好的防脱钠效果的同时又具有较高的透光率。
本发明的第二个目的在于提供一种上述玻璃导光板的制备方法。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种玻璃导光板，包括玻璃基板，所述玻璃基板为长方体，所述长方体的六面均设有石墨烯层，所述石墨烯层的厚度为5～10nm。
所述石墨烯层的厚度为5～6nm。
所述石墨烯层的透光率大于90％。
上述玻璃导光板的制备方法，采用等离子体辅助化学气相沉积法，具体包括以下步骤：
1)将清洗干净的玻璃基板置于炉中，之后抽真空至0.5～1.5Pa；
2)将炉内温度升至450～600℃时向炉内通入碳源，并于450～600℃保温1～3h，即得。
所述碳源为气态碳源。
所述气态碳源为甲烷、乙烷、乙烯、丙烷中的任意一种。
所述通入碳源的速率为4cm3/min-8cm3/min。
优选的，所述通入碳源的速率为4cm3/min～6cm3/min。
本发明的有益效果是：
传统的玻璃导光板其玻璃中含有氧化钠，氧化钠与空气中的水接触发生水解产生OH-，OH-会溶解玻璃中的硅，长期如此循环会破坏玻璃，使得玻璃表面产生白色斑点，影响导光板的光学性能，本发明的玻璃导光板，其六面均设有石墨烯层，且限定石墨烯层的厚度为5～10nm，使得石墨烯层具有良好的物理阻隔作用，同时还具有良好的化学稳定性、透过率、抗氧化性能和机械性能。本发明通过在玻璃基板的六面设纳米石墨烯层，使得本发明的玻璃导光板能够阻隔空气中的水分不出现白斑，同时还具有良好的透光率等光学性能。
本发明的玻璃导光板的制备，采用等离子体辅助化学气相沉积法在玻璃基板的六面沉积石墨烯层，等离子体辅助化学气相沉积法使得石墨烯层在玻璃基板上分布的更为均匀致密，进而使得玻璃导光板六个面均具有较好的阻隔性与光学性能。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
实施例1
本实施例的玻璃导光板，包括玻璃基板，所述玻璃基板为长方体，所述长方体的六面均设有石墨烯层。
本实施例的玻璃导光板的制备方法，包括以下步骤：
1)采用去离子水将玻璃基板超声清洗30min，之后将清洗干净的玻璃基板置于石英管中，然后将石英管放在高温炉中；
2)石英管一端连接碳源，另一端连接机械泵；
3)通过机械泵将石英管内抽真空至0.5～1.5Pa范围内；
4)将高温炉内温度升至450℃时向炉内通入甲烷碳源，并于450℃保温3h，即在玻璃基板的六个面沉积石墨烯层，其中通入甲烷碳源的速率为4cm3/min。
实施例2-7
实施例2-7及对比例1-4与实施例1的不同之处仅在于采用等离子体辅助化学气相沉积法制备玻璃导光板的过程中涉及的具体实验参数不同，详见表1及表2，并对实施例1-7及对比例1-4中的玻璃导光板的光透过率及抗老化进行测试，结果见表1及表2。
表1实施例1-4及对比例1中的试验参数及光透过率测试结果
表2实施例5-7及对比例2中的试验参数及光透过率测试结果
由表1及表2中数据可知，通入碳源的速率及时间对石墨烯层的光学性能影响较大，其中甲烷气体的通入速率在0cm3/min-6cm3/min，石墨烯层生长温度为450℃-600℃，可以达到透过率＞90％的石墨烯层；但是，当甲烷气体的通入速率为0cm3/min或2cm3/min时，老化192h后透过率下降明显，且玻璃导光板上出现白斑，说明在该条件下玻璃基板上形成的石墨烯层不能够起到良好的阻隔作用，防脱钠效果较差。本发明玻璃导光板六个面上设有石墨烯层，石墨烯层具有良好的作用，可以理解的，石墨烯层厚度越大对空气中水分的阻隔作用越好，但是玻璃导光板还必须具备透光率高、光学性能好的条件，石墨烯层越高会影响其光学性能，本发明经过大量的试验研究得出了保证石墨烯层既具有良好的透过率又具有较好的阻隔性能的最佳条件，在该条件下制备玻璃导光板既具有良好的防脱钠效果又能保证玻璃导光板具有较好的光学性能。
实施例8
本实施例的玻璃导光板，包括玻璃基板，所述玻璃基板为长方体，所述长方体的六面均设有石墨烯层。
本实施例的玻璃导光板的制备方法，包括以下步骤：
1)采用乙醇将玻璃基板超声清洗30min，之后将清洗干净的玻璃基板置于石英管中，然后将石英管放在高温炉中；
2)石英管一端连接碳源，另一端连接机械泵；
3)通过机械泵将石英管内抽真空至0.5～1.5Pa范围内；
4)将高温炉内温度升至500℃时向炉内通入乙烷碳源，并于500℃保温2h，即在玻璃基板的六个面沉积石墨烯层，其中通入乙烷碳源的速率为6cm3/min。
实施例9
本实施例的玻璃导光板，包括玻璃基板，所述玻璃基板为长方体，所述长方体的六面均设有石墨烯层。
本实施例的玻璃导光板的制备方法，包括以下步骤：
1)采用乙醇将玻璃基板超声清洗40min，之后将清洗干净的玻璃基板置于石英管中，然后将石英管放在高温炉中；
2)石英管一端连接碳源，另一端连接机械泵；
3)通过机械泵将石英管内抽真空至0.5～1.5Pa范围内；
4)将高温炉内温度升至550℃时向炉内通入乙烯碳源，并于550℃保温2h，即在玻璃基板的六个面沉积石墨烯层，其中通入乙烯碳源的速率为4cm3/min。
实施例10
本实施例的玻璃导光板，包括玻璃基板，所述玻璃基板为长方体，所述长方体的六面均设有石墨烯层。
本实施例的玻璃导光板的制备方法，包括以下步骤：
1)采用去离子水将玻璃基板超声清洗30min，之后将清洗干净的玻璃基板置于石英管中，然后将石英管放在高温炉中；
2)石英管一端连接碳源，另一端连接机械泵；
3)通过机械泵将石英管内抽真空至0.5～1.5Pa范围内；
4)将高温炉内温度升至600℃时向炉内通入丙烷碳源，并于600℃保温1h，即在玻璃基板的六个面沉积石墨烯层，其中通入丙烷碳源的速率为6cm3/min。
对实施例8-10中采用等离子体辅助化学气相沉积法制得的玻璃导光板进行抗老化及透过率测试，结果如表3所示：
表3实施例8-10中玻璃导光板的光学性能测试结果
项目 实施例8 实施例9 实施例10
碳源浓度 6cm<sup>3</sup>/min 4cm<sup>3</sup>/min 6cm<sup>3</sup>/min
生长温度 500℃ 550℃ 600℃
生长时间 2h 2h 1h
老化前透过率 91.07％ 92.74％ 91.18％
HAST192h后透过率 90.29％ 91.63％ 90.62％
HAST192h后有无白斑 未出现白斑 未出现白斑 未出现白斑
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关的工作人员完全可以在不偏离本发明的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (8)

1.一种玻璃导光板，其特征在于，包括玻璃基板，所述玻璃基板为长方体，所述长方体的六面均设有石墨烯层，所述石墨烯层的厚度为5～10nm。
2.根据权利要求1所述的玻璃导光板，其特征在于，所述石墨烯层的厚度为5～6nm。
3.根据权利要求1所述的玻璃导光板，其特征在于，所述石墨烯层的透光率大于90％。
4.一种如权利要求1所述的玻璃导光板的制备方法，其特征在于，采用等离子体辅助化学气相沉积法制备，具体包括以下步骤：
1)将清洗干净的玻璃基板置于炉中，之后抽真空至0.5～1.5Pa；
2)将炉内温度升至450～600℃时向炉内通入碳源，并于450～600℃保温1～3h，即得。
5.根据权利要求4所述的玻璃导光板的制备方法，其特征在于，所述碳源为气态碳源。
6.根据权利要求5所述的玻璃导光板的制备方法，其特征在于，所述气态碳源为甲烷、乙烷、乙烯、丙烷中的任意一种。
7.根据权利要求4所述的玻璃导光板的制备方法，其特征在于，所述通入碳源的速率为4cm3/min-8cm3/min。
8.根据权利要求7所述的玻璃导光板的制备方法，其特征在于，所述通入碳源的速率为4cm3/min～6cm3/min。
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