CN113805377A - 变色膜和提高其光学特性的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种变色膜，涉及显示技术领域，其利用凹凸部分一致均匀的图案模具，将已分散了红色量子点荧光体的UV树脂和已分散了绿色量子点荧光体的UV树脂区域分离并用等量涂布的方法形成。本发明通过将量子点的绿色发光区域与红色发光区域分离，使入射蓝光先经过红色量子点荧光体发光扩散再经过绿色量子点荧光体发光扩散，可把量子点荧光体间的干扰降至最低，从而改善了变色膜的光学特性，提高了背光单元的整体辉度。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域，具体地讲，是涉及一种变色膜和提高其光学特性的制备方法。
背景技术
目前LCD和OLED显示屏占据了全世界显示市场的大部分。OLED(Organic LightEmitting Diodes,有机发光二极管)是能够自发光的元件，但LCD(Liquid CrystalDisplay,液晶显示器)的液晶不能自发光，它的作用是根据电信号的种类来改变光的折射图案，因此，为了能使LCD发光，必须有可以提供光的后方照明，即背光。LCD发光的方式首先从BLU(Back Light Unit,背光单元)开始。如图1所示，BLU(1)发出的白色面光源的光经过垂直偏光膜(2)后，通过TFT(Thin-film transistor,薄膜晶体管)(3)控制的液晶层(4)。通过液晶时，光线会从垂直偏光变为水平偏光，在前面通过RGB彩色滤光片(5)时，转换为Red、Green、Blue波长的光，最后通过水平偏光膜(6)进行发散。通过组合发散的Red、Green、Blue波长的光，可呈现多种颜色的画面，并且使用者能亲眼感受到那个画面。目前，在显示市场上有电视、显示器、笔记本电脑、手机等多种装置，为了使显示画面呈现出更加鲜明且更接近自然的颜色，正在进行大量的开发。其中，对于安置在LCD背光单元上的QDEF(量子点膜)的开发，对提高LCD画面颜色再现率(色域)起到了更好的作用。
一般来说，LCD能表现约1600万个颜色，而添加了QDEF的LCD能表现约10亿个颜色，是普通LCD的64倍。QDEF是安置在背光单元上的光学膜之一，它的上面了分散了量子点(Quantum Dot)，即纳米级的荧光物质。这些量子点可根据尺寸调节禁带宽度，并通过粒径可调节发光特性。一般的量子点膜上分散了会发散绿色和红色波长的荧光物质，接受了从背光单元光源发出的蓝色波长的光后转换成白色的波长。如图2所示，背光单元的光路径首先从蓝色LED(7)发出的光与导光板(8)的点状图案相碰撞后进行散射后再折射。接着通过量子点膜(9)转换成白色波长的光，同时在量子点膜内与扩散剂相碰撞后进行扩散。扩散的光通过两张棱镜膜(10)聚光，最后通过保护片或DBEF(增亮膜)(11)，起到LCD的背光单元面光源的作用。在提高颜色再现率的量子点膜中，散发绿色和红色波长的纳米尺寸荧光体物质按特定比例进行分散，各个物质从蓝色LED接收到蓝光之后进行发光，这时，绿色的荧光体会受到红色荧光体的干扰，从而在背光单元面光源中会产生降低光学特性的现象。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种变色膜，以减少绿色和红色荧光体间的干扰，从而提高其辉度及背光单元的整体辉度。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种变色膜，包括：
作为基底的第一基膜；
第一量子点UV树脂，以规律间隔形式固化于第一基膜上，其内均匀分散有红色量子点荧光体；
第二量子点UV树脂，将第一量子点UV树脂在第一基膜上形成的间隔填充平整，其内均匀分散有绿色量子点荧光体；以及
第二基膜，贴合覆盖于第二量子点UV树脂上使所述第一量子点UV树脂和第二量子点UV树脂被固化夹持于该第二基膜与第一基膜之间，形成该量子点膜。
具体地，所述第一量子点UV树脂和第二量子点UV树脂之间的固化接触面为斜面。
具体地，所述第一量子点UV树脂和第二量子点UV树脂的量为1:1。
具体地，所述第一量子点UV树脂在第一基膜上固化形成多个高度相同且按规律间隔排布的凸部，并由这些凸部之间的间隔形成与凸部形状匹配的凹部，且这些凹部用于填充所述第二量子点UV树脂。
作为优选，所述凸部的截面为三角形或梯形。
作为优选，所述第一基膜或/和第二基膜为阻隔膜或PET膜。
并且，外部入射的蓝光由经第一基膜先通过所述第一量子点UV树脂内的红色量子点荧光体发光扩散，再通过所述第二量子点UV树脂内的绿色量子点荧光体发光扩散，形成白光从第二基膜射出。
基于上述构造，本发明还提供了提高上述变色膜光学特性的制备方法，包括以下步骤：
(S10)基于图案模具制作以规律间隔形式固化有第一量子点UV树脂的第一基膜；
(S21)在固化有第一量子点UV树脂的第一基膜上涂布第二量子点UV树脂；
(S22)使用第二基膜在第二量子点UV树脂涂布的部分进行层压，使第二量子点UV树脂完全填充于所述第一量子点UV树脂间隔形成的凹部内；
(S23)使用UV光对第二量子点UV树脂进行固化，制得该量子点膜；
其中，第一量子点UV树脂均匀分散有红色量子点荧光体，第二量子点UV树脂内均匀分散有绿色量子点荧光体。
具体地，所述图案模具为预制，包括基板，以及多个高度相同且按规律间隔排布于基板上的凸起，其中，这些凸起的截面呈三角形或梯形，且其之间的间隔形成与其相匹配的凹缺。
并且，所述步骤(S10)具体包括以下步骤：
(S11)在所述图案模具上涂布第一量子点UV树脂覆盖其凸起；
(S12)使用第一基膜在第一量子点UV树脂涂布的部分进行层压，使第一量子点UV树脂填充满图案模具上的凹缺且第一量子点UV树脂上部完全与第一基膜贴合；
(S13)使用UV光对第一量子点UV树脂进行固化；
(S14)将固化后的膜片从所述图案模具上剥离，获得所述固化有第一量子点UV树脂的第一基膜。
本发明的设计思路为：发明人在分析绿色的荧光体会受到红色荧光体的干扰问题中，发现在分析量子点大小的吸光度时，约5～6nm大小的量子点(红色荧光体)具有吸收约2～3um大小的量子点(绿色荧光体)发出的光的倾向性；通过实际试验，使用PL设备测量红色量子点和绿色量子点的干涉现象结果显示，在红色量子点溶液中注入少量的绿色量子点溶液时，红色量子点的强度峰值(Intensity Peak)几乎是没有变化的，但是在绿色量子点溶液中注入少量的红色量子点溶液时，可以确定绿色量子点的强度峰值(Intensity Peak)是减少的。基于该发现，通过对量子点膜中绿色和红色量子点区域的分离设计，膜内光路径首先接受从通过红色量子点区域产生的光，然后再通过绿色量子点区域时，绿色量子点发散的光可以避开红色量子点的干扰，由此来提高光学特性。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明通过将量子点的绿色发光区域与红色发光区域分离，使入射蓝光先经过红色量子点荧光体发光扩散再经过绿色量子点荧光体发光扩散，可把量子点荧光体间的干扰降至最低，从而改善了变色膜的光学特性，提高了背光单元的整体辉度。并且本发明设计巧妙，结构简单，效果显著，使用方便，适于在量子点显示装置中应用。
附图说明
图1为LCD的基本结构示意图。
图2为背光单元的结构和光路径示意图。
图3为本发明-实施例的结构示意图。
图4为本发明-实施例的光路径示意图。
图5为本发明-实施例的工艺流程示意图。
图6为本发明-实施例中一种图案模具的结构示意图。
图7为本发明-实施例中另一种图案模具的结构示意图。
图8为使用PL设备测量绿色量子点干扰红色量子点现象的示意图。
图9为使用PL设备测量红色量子点干扰绿色量子点现象的示意图。
上述附图中，附图标记对应的部件名称如下：
1-背光单元BLU，2-垂直偏光膜，3-薄膜晶体管TFT，4-液晶层，5-RGB彩色滤光片，6-水平偏光膜，7-蓝色LED，8-导光板，9-量子点膜，10-棱镜膜，11-保护片或增亮膜；
12-第一基膜，13-第一量子点UV树脂，13-1-红色量子点荧光体，14-第二量子点UV树脂，14-1-绿色量子点荧光体，15-第二基膜，16-图案模具，17-基板，18-凸起，19-凹缺，20-UV光。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。
实施例
如图3至图4所示，该变色膜，包括分别作为上下阻隔的第一基膜12和第二基膜15，以及被固化夹持于第一基膜与第二基膜之间并呈规律间隔排布的第一量子点UV树脂13和第二量子点UV树脂14。其中，第一基膜和第二基膜可以是光学用阻隔膜，也可以是PET膜。
该第一量子点UV树脂内均匀分散有纳米尺寸的红色量子点荧光体13-1，其在第一基膜上固化形成多个高度相同且按规律间隔排布的凸部，该凸部的截面优选为三角形或梯形状，本实施例以梯形状并呈条状形式的间隔并排排布为例进行说明，并由这些凸部之间的间隔形成与凸部形状匹配的凹部。该第二量子点UV树脂内均匀分散有纳米尺寸的绿色量子点荧光体14-1，其填充于第一量子点UV树脂形成的凹部内，上表面平整以便与第二基膜固化，以此也可保证第一量子点UV树脂和第二量子点UV树脂形成的区域厚度一致。由此也使得第一量子点UV树脂和第二量子点UV树脂之间的固化接触面呈斜面，以便光路径的扩散。并且第一量子点UV树脂和第二量子点UV树脂的量为1:1，可基于所述凸部和凹部所占体积来调整膜面积实现，以保证通过量子点膜出射的光均匀。
通过上述设置，将该变色膜应用于图2所示的构造中替代其量子点膜9，蓝色LED经导光板扩散的蓝光由经第一基膜先通过所述第一量子点UV树脂内的红色量子点荧光体发光扩散，再通过所述第二量子点UV树脂内的绿色量子点荧光体发光扩散，最终形成白光从第二基膜出射，以此将绿色量子点荧光体发散的光避开红色量子点荧光体的干扰，从而提高该变色膜及背光单元整体的辉度，改善其光学特性。
如图5-7所示，对于该变色膜的制备，首先预制相应的图案模具16，该图案模具包括基板17，以及多个高度相同且按规律间隔排布于基板上的凸起18，其中，这些凸起的截面呈三角形或梯形，且其之间的间隔形成与其相匹配的凹缺19，即与第一量子点UV树脂和第二量子点UV树脂的布设形状相同。
该变色膜的制备以如下过程进行：
(S11)在所述图案模具上涂布分散有红色量子点荧光体的第一量子点UV树脂覆盖其凸起；
(S12)使用第一基膜在第一量子点UV树脂涂布的部分进行层压，使第一量子点UV树脂填充满图案模具上的凹缺且第一量子点UV树脂上部完全与第一基膜贴合，其中，图案模具上的凸起顶部与第一基膜相接触；
(S13)使用UV光20对第一量子点UV树脂进行固化；
(S14)将固化后的膜片从所述图案模具上剥离，获得以规律间隔形式固化有第一量子点UV树脂的第一基膜；
(S21)在该固化有第一量子点UV树脂的第一基膜上涂布分散有绿色量子点荧光体的第二量子点UV树脂，并覆盖第一量子点UV树脂形成的凸部；
(S22)使用第二基膜在第二量子点UV树脂涂布的部分进行层压，使第二量子点UV树脂完全填充于所述第一量子点UV树脂间隔形成的凹部内，如此可保证涂层厚度均匀；
(S23)使用UV光对第二量子点UV树脂进行固化，制得该变色膜；最后可通过对膜的分切调整获得两种量子点UV树脂比例匹配的变色膜成品。
如图8和图9展示了使用PL设备测量红色量子点荧光体和绿色量子点荧光体的干涉现象结果，可以看出在红色量子点荧光体溶液中注入少量绿色量子点荧光体溶液时红色量子点荧光体的强度峰值几乎无变化，而在绿色量子点荧光体溶液中注入少量红色量子点荧光体时绿色量子点荧光体的强度峰值有所减少。而基于该测量结果和本实施例对变色膜的结构设计，可有效避免绿色量子点荧光体发散的光对红色量子点荧光体的发散光的干扰，从而改善了变色膜的光学特性，提高了背光单元整体的辉度。
上述实施例仅为本发明的优选实施例，并非对本发明保护范围的限制，但凡采用本发明的设计原理，以及在此基础上进行非创造性劳动而做出的变化，均应属于本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种变色膜，其特征在于，包括：
作为基底的第一基膜；
第一量子点UV树脂，以规律间隔形式固化于第一基膜上，其内均匀分散有红色量子点荧光体；
第二量子点UV树脂，将第一量子点UV树脂在第一基膜上形成的间隔填充平整，其内均匀分散有绿色量子点荧光体；以及
第二基膜，贴合覆盖于第二量子点UV树脂上使所述第一量子点UV树脂和第二量子点UV树脂被固化夹持于该第二基膜与第一基膜之间，形成该量子点膜。
2.根据权利要求1所述的变色膜，其特征在于，所述第一量子点UV树脂和第二量子点UV树脂之间的固化接触面为斜面。
3.根据权利要求1所述的变色膜，其特征在于，所述第一量子点UV树脂和第二量子点UV树脂的量为1:1。
4.根据权利要求1所述的变色膜，其特征在于，所述第一量子点UV树脂在第一基膜上固化形成多个高度相同且按规律间隔排布的凸部，并由这些凸部之间的间隔形成与凸部形状匹配的凹部，且这些凹部用于填充所述第二量子点UV树脂。
5.根据权利要求4所述的变色膜，其特征在于，所述凸部的截面为三角形或梯形。
6.根据权利要求1～5任一项所述的变色膜，其特征在于，所述第一基膜或/和第二基膜为阻隔膜或PET膜。
7.根据权利要求1～5任一项所述的变色膜，其特征在于，外部入射的蓝光由经第一基膜先通过所述第一量子点UV树脂内的红色量子点荧光体发光扩散，再通过所述第二量子点UV树脂内的绿色量子点荧光体发光扩散，形成白光从第二基膜射出。
8.提高如权利要求1～7任一项所述变色膜光学特性的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(S10)基于图案模具制作以规律间隔形式固化有第一量子点UV树脂的第一基膜；
(S21)在固化有第一量子点UV树脂的第一基膜上涂布第二量子点UV树脂；
(S22)使用第二基膜在第二量子点UV树脂涂布的部分进行层压，使第二量子点UV树脂完全填充于所述第一量子点UV树脂间隔形成的凹部内；
(S23)使用UV光对第二量子点UV树脂进行固化，制得该量子点膜；
其中，第一量子点UV树脂均匀分散有红色量子点荧光体，第二量子点UV树脂内均匀分散有绿色量子点荧光体。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述图案模具为预制，包括基板，以及多个高度相同且按规律间隔排布于基板上的凸起，其中，这些凸起的截面呈三角形或梯形，且其之间的间隔形成与其相匹配的凹缺。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(S10)具体包括以下步骤：
(S11)在所述图案模具上涂布第一量子点UV树脂覆盖其凸起；
(S12)使用第一基膜在第一量子点UV树脂涂布的部分进行层压，使第一量子点UV树脂填充满图案模具上的凹缺且第一量子点UV树脂上部完全与第一基膜贴合；
(S13)使用UV光对第一量子点UV树脂进行固化；
(S14)将固化后的膜片从所述图案模具上剥离，获得所述固化有第一量子点UV树脂的第一基膜。
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