CN110673244B - 一种量子点复合增亮膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种量子点复合增亮膜及其制备方法，涉及光学膜薄膜领域；所述量子点复合增亮膜包括由依次贴合的背涂层、基材层、第一阻隔层、量子点层和第二阻隔层构成的量子点膜层、由依次贴合的扩散层、核心层和棱镜层构成的复合增亮膜层，以及连接第二阻隔层和扩散层的OCA光学胶层；本发明的量子点复合增亮膜设置有上述的多层膜结构，通过减少一层基材层，降低了量子点复合增亮膜的总厚度，有利于量子点复合增亮膜应用于背光模组的轻量化，同时避免在量子点层上进行多次涂布的操作，减少制程不良，有效提高量子点复合增亮膜的性能。

Description

一种量子点复合增亮膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及光学膜薄膜领域，具体涉及一种量子点复合增亮膜及其制备方法。
背景技术
量子点(Quantum Dots，QDs)是一种半导体纳米晶体，可以通过调节量子点的尺寸来改变它的能带结构，因而受到光源的激发后，可以发射出不同波长的光线。量子点膜正是利用了这一特性，在蓝色背光的照射下，量子点膜中的红色和绿色量子点受到激发发出红色和绿色光线，与未被转化的蓝光混合在一起形成白光。相对于传统LCD显示器，使用量子点膜的LCD显示器只是更换了蓝光背光源，其他结构基本没有改变，色域可以从70％NTSC1931提升到110％以上。
复合增亮膜是将多层光学膜复合在一起。相比于传统的光学膜，复合增亮膜具有更低的厚度、更低的成本、更高的组装效率和更高的亮度，大大减少了膜片与膜片之间由于摩擦所导致的划伤、刮伤等问题。复合增亮膜包括了两种膜结构，一种结构是扩散层+核心层+棱镜层的复合膜(COP)，另一种是扩散层+核心层+棱镜层+棱镜层的多层复合膜(COPP)。其中，所述的核心层均为3M核心层。
量子点复合增亮膜是将量子点膜与复合增亮膜进行了复合，此种方式可以将量子点膜广色域的效果与复合增亮膜的扩散和增亮的效果进行了有机结合。使用此种复合膜，可以降低整体模组的厚度，简化模组的安装难度，利于发展后续的超薄显示产品。
现有技术中如专利申请CN201710270818.9公开的一种多功能量子点膜，包括量子点层，分别设于量子点层两面的上、下阻隔层，设于上阻隔层上的棱镜层，设于下阻隔层上的光扩散层；量子点层由树脂、单体、光引发剂、扩散粒子、红色量子点、绿色量子点组成；光扩散层由有机高分子粒子和热固性树脂组成；该专利着手于在量子点膜上增加增亮功能和扩散功能替代传统背光模组中的下扩散膜和下增亮膜，但是上述方式存在一些明显的缺点，包括：(1)在同一层量子点膜上进行了多次涂布，大大增加了制程不良，降低了生产良率；(2)工艺繁琐，容易产生不良；(3)除了量子点胶水的固化外，还需在量子点膜表面额外固化两次胶水，难以保证膜片整体在外力作用下不发生变形。
发明内容
本发明目的在于提供一种量子点复合增亮膜及其制备方法，操作简单，无需对量子点层进行多次涂布，减少制程不良，提高量子点复合增亮膜的性能。
为达成上述目的，本发明提出如下技术方案：一种量子点复合增亮膜，设置为由量子点膜层、复合增亮膜层和OCA光学胶层构成的多层结构；其中，所述量子点膜层包括依次贴合的背涂层、基材层、第一阻隔层、量子点层和第二阻隔层，所述第一阻隔层和第二阻隔层为水氧阻隔膜；所述复合增亮膜层包括依次接触的扩散层、核心层和棱镜层；所述OCA光学胶层设置在量子点膜层和复合增亮膜层之间，OCA光学胶层一侧贴合连接于量子点膜层的第二阻隔层接触，相对侧贴合连接于复合增亮膜层的扩散层。
进一步的，所述量子点层为由基质树脂、量子点、量子点稳定剂、散射粒子、引发剂和稀释剂混合组成的胶水体系；所述基质树脂为有机硅树脂、环氧树脂、聚丙烯酰胺、聚氨酯、异氰酸酯、光固化树脂、热固化树脂的一种或多种；所述量子点为半导体材料构成的核壳结构，包括量子点中心核和外层壳；所述量子点中心核为散射粒子，所述外层壳为量子点纳米粒子；所述散射粒子为无机粒子和/或有机粒子，所述无机粒子为纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、纳米二氧化钙、纳米二氧化锆中的一种或多种，所述有机粒子为有机硅类纳米粒子和/或丙烯酸类纳米粒子；所述量子点纳米粒子为MgS、CdTe、CdSe、CdS、CdZnS、ZnSe、ZnTe、ZnS、ZnO、GaAs、GaN、GaP、InP、InAs、InN、InSb、AlP、AlSb的一种或多种；所述量子点稳定剂为甲苯、正己烷、氯仿、丙烯酸异冰片酯的一种或多种；所述引发剂为光引发剂和/或热引发剂；所述稀释剂为甲苯、丙酮、丁酮、乙腈、乙醇、乙酸、乙酸乙酯、乙酸丁酯、正丁醚的一种或多种。
基于量子点容易发生猝灭，因而采用基质树脂与量子点构成胶水体系对量子点进行封装，同时，采用水氧阻隔膜作为阻隔层进一步对量子点的胶水体系进行保护，减少量子点的猝灭。
进一步的，所述量子点膜层中背涂层的厚度为5-10μm，基材层的厚度为45-115μm，量子点层的厚度为50-100μm；在保证量子点膜层光学性能的前提下，调整背涂层、基材层和量子点层的厚度有利于量子点复合增亮膜的轻量化。
进一步的，所述复合增亮膜层的扩散层、核心层及棱镜层之间采用紫外光固化胶固化贴合，所述紫外光固化胶的厚度为5-10μm。
进一步的，所述扩散层用于修正光扩散角度，其厚度为50-100μm；所述核心层为3M增亮偏光膜，其厚度为20-50μm；所述棱镜层用于增加背光的回收，其厚度为50-200μm。
进一步的，所述的复合增亮膜中包括两层采用紫外光固化胶贴合的棱镜层，有利于尽可能多地将分散的光线集中在法线70°范围内出光，提高显示器亮度。
本发明还公开了一种量子点复合增亮膜的制备方法，具体包括如下步骤：
(1)量子点溶解于量子点稳定剂中，得到量子点溶液；量子点溶液与基质树脂、散射粒子、引发剂和稀释剂混合后，通过狭缝涂布，分别与上层一侧贴合有基材层的第一阻隔层、下层第二阻隔层贴合，并在光照和加热的作用下，中间量子点层发生固化，制成量子点膜层；
(2)采用紫外光固化胶将扩散层、核心层及棱镜层依次固化贴合，棱镜层按照实际生产需要设置为一层或两层，制成复合增亮膜层；
(3)采用OCA光学胶将量子点膜层自第二阻隔层侧与复合增亮膜层的扩散层贴合，制成量子点复合增亮膜。
由以上技术方案可知，本发明技术方案提供的量子点复合增亮膜及其制备方法获得了如下有益效果：
本发明公开的量子点复合增亮膜及其制备方法，将量子点复合增亮膜设置为由量子点膜层、OCA光学胶层和复合增亮膜层依次贴合构成的多层结构；量子点膜层包括依次贴合的背涂层、基材层、第一阻隔层、量子点层和第二阻隔层，复合增亮膜层包括依次接触的扩散层、核心层和棱镜层；本发明的量子点复合增亮膜采用多层膜结构，将量子点膜减少一层基材层，降低了量子点复合增亮膜的总厚度，有利于量子点复合增亮膜应用于背光模组的轻量化。其中，量子点层为由基质树脂构成的胶水体系，直接涂布在由水氧阻隔膜构成的第一阻隔层和第二阻隔层之间，减少量子点的淬灭，保护量子点层，直接避免需要在同一层量子点层上进行多次涂布的操作，减少膜片发生翘曲变形的可能，减少制程不良，减少提高量子点复合增亮膜的性能，降低模组安装时间和膜片间的划伤、刮伤等；并且量子点膜层在光照和加热条件下直接固化，工艺简单，操作方便。
此外，选用OCA光学胶层连接量子点膜层和复合增亮膜层，至少一层棱镜层设置在量子点膜层远离背涂层的最外侧的方案，尽可能多地将分散的光线集中在法线70°范围内出光，大幅提高该量子点复合增亮膜用于显示器后显示器的亮度。
应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的发明主题的一部分。
结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本发明教导的前述和其他方面、实施例和特征。本发明的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本发明教导的具体实施方式的实践中得知。
附图说明
附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本发明的各个方面的实施例，其中：
图1为本发明中量子点膜示意图；
图2为本发明复合增亮膜示意图；
图3为本发明量子点复合增亮膜示意图。
图中，各标记的具体意义为：
101-基材层，102-第一阻隔层，103-量子点层，104-绿量子点，105-红量子点，106-散射粒子，107-基质树脂，108-背涂层，109-第二阻隔层，201-扩散层，202-核心层，203-棱镜层，204-紫外光固化胶层，301-OCA光学胶层。
具体实施方式
为了更了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。
在本公开中参照附图来描述本发明的各方面，附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不定义包括本发明的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施，这是因为本发明所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外，本发明公开的一些方面可以单独使用，或者与本发明公开的其他方面的任何适当组合来使用。
基于现有技术中在制备多功能量子点膜时，一般工艺过程繁琐，通常需要在同一层量子点膜上进行多次涂布和多次胶水固化，大大增加了制程不良，降低了膜层生产良率；本发明旨在提出一种量子点复合增亮膜及其制备方法，工艺简单，量子点复合增亮膜设置为多层结构，通过构成胶水体系的量子点层103涂布在第一阻隔层102和第二阻隔层109之间，直接避免在同一层量子点膜上进行多次涂布和多次胶水固化，减少制程不良；同时在量子点膜与复合增亮膜贴合组装时，通过调整各膜层厚度及减少一层基材层101的方式实现轻量化。
下面结合附图所示的实施例，对本发明的量子点复合增亮膜及其制备方法作进一步具体介绍。
结合图3所示，一种量子点复合增亮膜，设置为由量子点膜层、复合增亮膜层和OCA光学胶层301构成的多层结构；其中，所述量子点膜层包括依次贴合的背涂层108、基材层101、第一阻隔层102、量子点层103和第二阻隔层109，所述第一阻隔层102和第二阻隔层109为水氧阻隔膜；所述复合增亮膜层包括依次接触的扩散层201、核心层202和棱镜层203；所述OCA光学胶层301设置在量子点膜层和复合增亮膜层之间，OCA光学胶层301一侧贴合连接于量子点膜层的第二阻隔层109接触，相对侧贴合连接于复合增亮膜层的扩散层201。
结合图1所示，所述量子点层103为由基质树脂107、量子点、量子点稳定剂、散射粒子106、引发剂和稀释剂混合组成的胶水体系，量子点包括绿量子点104和红量子点105，采用基质树脂107与量子点构成胶水体系对量子点进行封装，能对量子点进行一道封装保护，减少量子点的猝灭。
在实施例中，量子点是由半导体材料构成的核壳结构，包括量子点中心核和外层壳；量子点的材质是MgS、CdTe、CdSe、CdS、CdZnS、ZnSe、ZnTe、ZnS、ZnO、GaAs、GaN、GaP、InP、InAs、InN、InSb、AlP、AlSb的一种或多种，例如中心核是CdSe核，壳是ZnS壳。由于量子点尺寸的不同，一般尺寸为2-10nm，量子点的发射光波长随粒径和组成成分的不同而产生变化，一般说来，包括绿量子点104和红量子点105，绿量子点104的粒径较小，红量子点105的粒径较大。具体实施时，散射粒子106可选无机粒子和/或有机粒子，无机粒子一般为纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、纳米二氧化钙、纳米二氧化锆中的一种或多种，有机粒子为有机硅类纳米粒子和/或丙烯酸类纳米粒子。
为构成封装量子点的胶水体系，所述基质树脂107可以选用有机硅树脂、环氧树脂、聚丙烯酰胺、聚氨酯、异氰酸酯、光固化树脂、热固化树脂的一种或多种，量子点稳定剂选用甲苯、正己烷、氯仿、丙烯酸异冰片酯的一种或多种，所述引发剂选用光引发剂和/或热引发剂，所述稀释剂选用甲苯、丙酮、丁酮、乙腈、乙醇、乙酸、乙酸乙酯、乙酸丁酯、正丁醚的一种或多种。
同时，本发明中第一阻隔层102和第二阻隔层109选用水氧阻隔膜能够进一步对量子点层103的胶水体系进行保护，减少量子点的猝灭，提高量子点膜层的性能。
结合图2所示，所述复合增亮膜层的扩散层201、核心层202及棱镜层203之间采用紫外光固化胶204固化贴合，并且为提高量子点复合增亮膜的增亮效果，所述复合增亮膜层中可以设置贴合一层或两层棱镜层203，两层棱镜层203之间采用紫外光固化胶204连接固定，通常在具体操作时，紫外光固化胶的厚度为涂覆5-10μm；本发明将棱镜层203设置在远离量子点膜层的一侧有利于尽可能多地将分散的光线集中在法线70°范围内出光，增加背光的回收，进而大幅提高量子点复合增亮膜应用于显示器时的亮度。
进一步结合图1和图2所示，为提高量子点复合增亮膜在应用时的轻量化和产品的性能及质量，所述量子点膜层中背涂层108进行了表面粗糙处理，避免对量子点膜层划伤和刮伤，厚度为5-10μm；基材层101的材料为PET(聚对苯二甲酸乙二酯)，厚度为45-115μm；量子点层103胶水体系的厚度为50-100μm；所述复合增亮层中扩散层201用于修正光扩散角度，遮盖导光板缺陷，使得背光源的辐射面积更大、均匀度更好，其厚度为50-100μm；所述核心层202为3M增亮偏光膜，其厚度为20-50μm；所述棱镜层203用于增加背光的回收，让分散的光重新反射回来再次被利用，使轴中心亮度增加110％以上，其厚度为50-200μm。在保证量子点膜层光学性能的前提下，通过对各层结构的厚度调节，即对背涂层108、基材层101、量子点层103、扩散层201、核心层202和棱镜层103的厚度调节有利于量子点复合增亮膜的轻量化和性能调整。
为解决上述量子点膜层制备工艺繁琐，制程不良，生产良率不高的技术问题，本发明还公开了一种操作简便，工艺简单的量子点复合增亮膜的制备方法，具体包括如下步骤：
(1)量子点溶解于量子点稳定剂中，得到量子点溶液；量子点溶液与基质树脂107、散射粒子106、引发剂和稀释剂混合后，通过狭缝涂布，分别与上层一侧贴合有基材层101的第一阻隔层102、下层第二阻隔层109贴合，并在光照和热量的作用下，中间量子点层103发生固化，制成量子点膜层；(2)采用紫外光固化胶层204将扩散层201、核心层202及棱镜层203依次固化贴合，棱镜层203按照实际生产需要设置为一层或两层，制成复合增亮膜层；(3)采用OCA光学胶301将量子点膜层自第二阻隔层109侧与复合增亮膜层的扩散层201贴合，制成量子点复合增亮膜。
下面结合具体实施例，通过对制备的量子点复合增亮膜进行性能测试说明棱镜层203设置层数对量子点复合增亮膜性能的影响，其结果如表1所示。
实施例1
首先制备量子点膜层：量子点溶解于量子点稳定剂中，得到量子点溶液，量子点溶液与基质树脂107、散射粒子106、引发剂和稀释剂混合后，通过狭缝涂布，与上层具有第一阻隔层102的PET层和下层第二阻隔层109贴合，并在光照和加热的作用下，中间量子点层103发生固化，制成量子点膜层，随后可进行收卷成卷材；其次制备复合增亮膜层：将扩散层201、核心层202、棱镜层203通过紫外光固化胶(UV胶水)进行固化贴合，贴合时UV胶水的厚度为5-10μm，制成复合增亮膜，随后可收卷成卷材，本实施例中，复合增亮膜只设置一层棱镜层203；最后，量子点膜层的第二阻隔层109通过OCA光学胶与复合增亮膜层的扩散层201进行贴合，制成量子点复合增亮膜，OCA光学胶在量子点膜层和复合增亮膜层之间形成OCA光学胶层301。
实施例2
实施例2与实施例1的区别在于：制备的复合增亮膜层在核心层202远离扩散层201侧设置有两层棱镜层203，两层棱镜层203之间采用UV胶水固化贴合，量子点复合增亮膜其他制备过程不变。
其中，实施例2相比于实施例1，增加了一层棱镜层后量子点复合增亮膜的亮度增加了5.3％。
表1量子点复合增亮膜性能比较表
实施例 区别点 亮度(cd/m<sup>2</sup>)
实施例1 一层棱镜层 4318
实施例2 两层棱镜层 4549
本发明公开的量子点复合增亮膜，将量子点复合增亮膜设置为多层结构，无需对量子点膜层进行多次涂布，通过将量子点膜减少一层基材层和调节各层结构的厚度，降低了量子点复合增亮膜的总厚度，有利于量子点复合增亮膜应用于背光模组的轻量化提高了产品性能的同时；本发明还通过减少量子点复合增亮膜制备过程中胶水固化的工艺次数，来减少膜片发生翘曲变形的，大大减少了制程不良；此外本发明的量子点复合增亮膜的制备方法，过程工艺简单，操作方便，可以大幅降低模组组装时间，大幅降低模组安装时间和膜片间的划伤、刮伤等。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (8)

1.一种量子点复合增亮膜，其特征在于，所述量子点复合增亮膜为多层结构，包括量子点膜层、复合增亮膜层和OCA光学胶层；
所述量子点膜层包括依次贴合的背涂层、基材层、第一阻隔层、量子点层和第二阻隔层，所述第一阻隔层和第二阻隔层为水氧阻隔膜；
所述量子点层为由基质树脂、量子点、量子点稳定剂、散射粒子、引发剂和稀释剂混合组成的胶水体系；
所述基质树脂为有机硅树脂、环氧树脂、聚丙烯酰胺、聚氨酯、异氰酸酯、光固化树脂、热固化树脂的一种或多种；
所述量子点为半导体材料构成的核壳结构，包括量子点中心核和外层壳；所述量子点中心核为散射粒子，所述外层壳为量子点纳米粒子；
所述散射粒子为无机粒子和/或有机粒子，所述无机粒子为纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、纳米二氧化钙、纳米二氧化锆中的一种或多种，所述有机粒子为有机硅类纳米粒子和/或丙烯酸类纳米粒子；
所述量子点纳米粒子为MgS、CdTe、CdSe、CdS、CdZnS、ZnSe、ZnTe、ZnS、ZnO、GaAs、GaN、GaP、InP、InAs、InN、InSb、AlP、AlSb的一种或多种；
所述量子点稳定剂为甲苯、正己烷、氯仿、丙烯酸异冰片酯的一种或多种；
所述引发剂为光引发剂和/或热引发剂；
所述稀释剂为甲苯、丙酮、丁酮、乙腈、乙醇、乙酸、乙酸乙酯、乙酸丁酯、正丁醚的一种或多种；
所述复合增亮膜层包括依次贴合的扩散层、核心层和棱镜层；
所述OCA光学胶层设置在量子点膜层和复合增亮膜层之间，OCA光学胶层一侧贴合连接于量子点膜层的第二阻隔层接触，相对侧贴合连接于复合增亮膜层的扩散层。
2.根据权利要求1所述的量子点复合增亮膜，其特征在于，所述量子点膜层中背涂层的厚度为5-10μm，基材层的厚度为45-115μm，量子点层的厚度为50-100μm。
3.根据权利要求1所述的量子点复合增亮膜，其特征在于，所述复合增亮膜层的扩散层、核心层及棱镜层之间采用紫外光固化胶固化贴合。
4.根据权利要求3所述的量子点复合增亮膜，其特征在于，所述紫外光固化胶的厚度为5-10μm。
5.根据权利要求1所述的量子点复合增亮膜，其特征在于，所述复合增亮膜层中扩散层用于修正光扩散角度，其厚度为50-100μm；
所述核心层为3M增亮偏光膜，其厚度为20-50μm；
所述棱镜层用于增加背光的回收，其厚度为50-200μm。
6.根据权利要求5所述的量子点复合增亮膜，其特征在于，所述的复合增亮膜层中包括两层采用紫外光固化胶贴合的棱镜层。
7.一种量子点复合增亮膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）根据需要制备的量子点复合增亮膜的性能要求选定量子点并溶解于量子点稳定剂中，得到量子点溶液；量子点溶液与基质树脂、散射粒子、引发剂和稀释剂均匀混合后，通过狭缝涂布，分别与上层一侧贴合有基材层的第一阻隔层、下层第二阻隔层贴合，并在光照和加热的作用下，位于第一阻隔层、第二阻隔层之间的量子点层发生固化，制成量子点膜层；其中，量子点为半导体材料构成的核壳结构，包括量子点中心核和外层壳；所述量子点中心核为散射粒子，所述外层壳为量子点纳米粒子；
所述散射粒子为无机粒子和/或有机粒子，所述无机粒子为纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、纳米二氧化钙、纳米二氧化锆中的一种或多种，所述有机粒子为有机硅类纳米粒子和/或丙烯酸类纳米粒子；
所述量子点纳米粒子为MgS、CdTe、CdSe、CdS、CdZnS、ZnSe、ZnTe、ZnS、ZnO、GaAs、GaN、GaP、InP、InAs、InN、InSb、AlP、AlSb的一种或多种；
所述量子点稳定剂选择甲苯、正己烷、氯仿、丙烯酸异冰片酯的一种或多种；
所述引发剂为光引发剂和/或热引发剂；
所述稀释剂为甲苯、丙酮、丁酮、乙腈、乙醇、乙酸、乙酸乙酯、乙酸丁酯、正丁醚的一种或多种；
（2）采用紫外光固化胶将扩散层、核心层及棱镜层依次固化贴合，制成复合增亮膜层；
（3）采用OCA光学胶将量子点膜层自第二阻隔层侧与复合增亮膜层的扩散层贴合，制成量子点复合增亮膜。
8.根据权利要求7所述的量子点复合增亮膜的制备方法，其特征在于，所述复合增亮膜层的棱镜层可设置为一层或两层，两层棱镜层之间采用紫外光固化胶固化贴合。
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