一种光效利用率高的量子点扩散板及其加工设备
技术领域
本发明涉及量子点扩散板加工技术领域,具体涉及一种光效利用率高的量子点扩散板及其加工设备。
背景技术
量子点为纳米材料,其直径常在2-20 nm之间;量子点的光电特性很独特,它受到电或光的刺激,会根据量子点的直径大小,发出各种不同颜色的纯正高质量单色光,量子点应用在显示技术上的主要原理,是通过纯蓝光光源,激发量子点光管中不同尺寸的量子点晶体,从而释放纯红光子和纯绿色光子,并与剩余的纯蓝光投射到呈像系统,这样就可以借助量子点发出能谱集中、非常纯正的高量子红与绿单色光;
量子点电视是以蓝色LED为光源,采用量子点扩散板放入背光灯与LCD面板之间,从而可以通过拥有尖锐峰值的红、绿、蓝光获得鲜艳的色彩,色域达到或超过OLED水平。
现有技术存在以下不足:现有的量子点扩散板是将有机溶剂、量子点和光扩散粒子通过混合后挤压形成,在化学聚合过程中均散在整个体系中,量子点出现团聚现象,量子点的分布不均匀,在吸收蓝光时造成光扩散不均匀;
现有的量子点扩散板与蓝色LED光源接触时,因蓝色LED光源采用阵列式安装,直接对应于多个蓝光LED灯珠上方的区域的蓝光能量较强,而位于多个蓝光LED灯珠之间的区域的蓝光能量较弱,直接对应于多个蓝光LED灯珠上方的区域出现明显的蓝色强光,从而导致入射光在通过扩散板后造成光的损失,使光扩散不均匀,减少了光的利用率,因一般生产的蓝光LED波长范围是465-470nm,峰值为467.5nm,蓝色灯影处的蓝光较强,该波长内的蓝光会使眼睛内的黄斑区毒素量增高,严重威胁我们的眼底健康,引起眩目,视觉疲劳,甚至盲眼病。
因此,发明一种光效利用率高的量子点扩散板及其加工设备很有必要。
发明内容
为此,本发明提供一种光效利用率高的量子点扩散板加工设备,通过移动板带动模具移动至喷头底部,控制面板输入代码,经过处理后送至喷头的主控电路,在控制程序的控制下驱动喷头将石墨相氮化碳溶液逐列进行喷涂,以解决蓝色灯影处的蓝光较强造成光扩散均匀的问题。
为了实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种光效利用率高的量子点扩散板加工设备,包括混料装置、配料罐、溶液聚合罐与成型装置,所述混料装置包括反应釜,所述反应釜外壁设有支撑架,所述反应釜与溶液聚合罐并列设置且安装在支撑架内壁,所述支撑架顶部固定安装有支撑板,所述配料罐固定安装在支撑板顶部,所述成型装置安装在溶液聚合罐底部,所述混料装置、配料罐与溶液聚合罐配合使用;
所述配料罐内壁固定安装有隔板,所述隔板将配料罐内壁分隔成储料腔一与储料腔二;
所述溶液聚合罐内壁固定安装有内胆,所述内胆底部固定安装有三通阀二,所述内胆底部设有抽滤罐,所述抽滤罐一侧与溶液聚合罐内壁固定连接,所述三通阀二底部输出端与抽滤罐顶部固定连接;
所述成型装置包括支撑座,所述支撑座顶部设有模具,所述模具与溶液聚合罐配合使用,所述支撑座顶部右侧固定安装有限位板,所述限位板设有两组,两组所述限位板内壁活动安装有转轮,两组所述转轮外壁安装有皮带,两组所述限位板之间设有移动块,所述移动块内壁与皮带一侧固定连接,所述移动块一侧固定安装有喷头。
优选的,所述配料罐左侧固定安装有计量泵二,所述计量泵二顶部输入端与储料腔一内壁相互连接,所述计量泵二底部输出端固定安装有管道一,所述反应釜顶部一侧固定安装有进料口二,所述进料口二内壁固定安装有计量阀二,所述计量阀二顶部输入端固定安装有三通阀一,所述管道一一端与三通阀一左侧输入端固定连接,所述三通阀一右侧输出端固定安装有管道二,所述管道二右端插接在溶液聚合罐外壁顶部与内胆内壁相互连接。
优选的,所述溶液聚合罐外壁一侧固定安装有进料口四,所述进料口四右端与内胆内壁相互连接,所述反应釜底部固定安装有放料阀,所述反应釜底部设有计量泵一,所述放料阀底部输出端与计量泵一输入端固定连接,所述计量泵一右侧输出端固定安装有主料管,所述主料管一端与进料口四固定连接。
优选的,所述反应釜顶部固定安装有进料口一与进料口三,所述进料口一内壁固定安装有计量阀一,所述进料口三内壁固定安装有计量阀三。
优选的,所述配料罐右侧固定安装有计量泵三,所述计量泵三顶部输入端与储料腔二内壁相互连接,所述计量泵三底部输出端固定安装有管道三,所述管道三一端插接在溶液聚合罐顶部与内胆相互连接。
优选的,所述溶液聚合罐顶部中心位置固定安装有超声波振动棒,所述超声波振动棒底部插接在内胆内壁,所述内胆外壁安装有螺旋式加热管,所述溶液聚合罐外壁底部固定安装有抽滤口,所述溶液聚合罐内壁底部安装有三通阀三,所述三通阀三输入端与抽滤口一端固定连接,所述三通阀三一端固定安装有软管一,所述软管一一端与抽滤罐外壁连接,所述抽滤罐底部固定安装有软管二,所述软管二一端与三通阀三输入端固定连接。
优选的,所述溶液聚合罐底部固定安装有出料管,所述三通阀二右侧输出端固定安装有管道四,所述管道四一端与出料管固定连接,所述出料管内壁固定安装有计量泵四,所述出料管与模具配合使用。
优选的,所述支撑座顶部固定安装有电机一,所述电机一输出轴与转轮底部固定连接,所述喷头输入端固定安装有柔性管,两组所述限位板之间固定安装有限位杆二,所述限位杆二插接在移动块内壁与移动块滑动连接,所述支撑座内壁固定安装有限位杆一,所述限位杆一一侧设有螺杆,所述螺杆左端与支撑座内壁活动连接。
优选的,所述支撑座右侧顶部固定安装有电机二,所述螺杆右端与电机二输出轴固定连接,所述支撑座内壁设有移动板,所述螺杆与限位杆一插接在移动板内壁,所述螺杆与移动板螺纹连接,所述限位杆一与移动板滑动连接,所述模具插接在移动板内壁,所述限位板一侧固定安装有控制面板,所述电机一、电机二和喷头与控制面板电性连接,所述支撑座顶部固定安装有烘干箱。
一种光效利用率高的量子点扩散板,其由上述工艺制得,包括量子点扩散板表面均匀喷涂的石墨相氮化碳溶液。
本发明的有益效果是:
1.通过计量泵四将溶液通过出料管挤入模具内,移动板带动模具进入烘干箱内进行低温聚合,形成内部均匀分布有量子点和光扩散剂的聚甲基丙烯酸甲酯,缓慢冷却至50-60°C时,移动板带动模具移动至喷头底部,控制面板输入代码,经过处理后送至喷头的主控电路,在控制程序的控制下驱动喷头将石墨相氮化碳溶液逐列进行喷涂,具有光扩散均匀的效果;
2.量子点扩散板通过量子点与蓝光LED灯珠发出的蓝光混合后形成白光,直接对应于多个蓝光LED灯珠上方的区域的强蓝光能量被石墨相氮化碳溶液覆盖,因蓝光LED波长范围是465-470nm,石墨相氮化碳溶液直接吸收光谱中波长小于475的蓝紫光,而石墨相氮化碳溶液呈黄色,受到白光照射时显黄色,即发出黄光,黄光能够与蓝光LED发出的蓝光混合形成白光,使强蓝光能量不损失色偏的情况下降低蓝光能量,于多个蓝光LED灯珠之间的区域较弱的蓝光能量保持平衡,具有吸收蓝光LED灯珠上方的区域蓝色强光同时减少蓝色灯影的效果;
3通过红色量子点和绿色量子点溶于有机溶剂中,加入甲基丙烯酸甲酯与有机溶剂混合,打开放料阀同时启动计量泵一,使调配好的有机溶剂通过主料管定量输入至内胆,启动计量泵三使储料腔二内的光扩散剂通过管道三输入至内胆内,启动超声波振动棒对内胆内进行超声震荡,使光扩散剂与调配好的有机溶剂进行混合,同时关闭进料口二与三通阀一连接,打开管道二与三通阀一连接,使储料腔一内的甲基丙烯酸甲酯输入内胆内进行二次混合,并超声震荡,使光扩散剂与甲基丙烯酸甲酯均匀分散在溶液中,具有量子点分布均匀的效果。
附图说明
图1为本发明的主视结构示意图;
图2为本发明的溶液聚合罐连接结构示意图;
图3为本发明的三通阀一安装结构示意图;
图4为本发明的溶液聚合罐剖视结构示意图;
图5为本发明的三通阀三安装结构示意图;
图6为本发明的抽滤口安装结构示意图;
图7为本发明的配料罐剖面结构示意图;
图8为本发明的成型装置结构示意图;
图9为本发明的喷头安装结构示意图;
图10为本发明的模具安装结构示意图;
图11为本发明的石墨相氮化碳溶液分布示意图。
图中:混料装置100、支撑架110、支撑板110、反应釜120、进料口一130、计量阀一131、进料口二140、计量阀二141、进料口三150、计量阀三151、放料阀160、计量泵一170、主料管180、配料罐200、隔板210、储料腔一220、储料腔二230、计量泵二240、管道一250、三通阀一260、管道二270、计量泵三280、管道三290、溶液聚合罐300、进料口四310、内胆320、超声波振动棒330、螺旋式加热管340、三通阀二350、管道四351、抽滤罐360、软管一361、软管二362、计量泵四370、三通阀三371、出料管380、抽滤口390、成型装置400、支撑座410、电机一411、螺杆412、限位杆一413、限位板420、控制面板421、转轮430、皮带431、电机二432、限位杆二440、移动块450、喷头451、柔性管460、烘干箱470、移动板480、模具490、石墨相氮化碳溶液491。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明,应当理解,此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明,并不用于限定本发明。
参照附图1-11,本发明提供的一种光效利用率高的量子点扩散板加工设备,包括混料装置100、配料罐200、溶液聚合罐300与成型装置400,所述混料装置100包括反应釜120,具体的,所述反应釜120外壁设有支撑架110,所述反应釜120与溶液聚合罐300并列设置且安装在支撑架110内壁,所述支撑架110顶部固定安装有支撑板110,所述配料罐200固定安装在支撑板110顶部,所述成型装置400安装在溶液聚合罐300底部,所述混料装置100、配料罐200与溶液聚合罐300配合使用,反应釜120设置为搪玻璃反应釜,广泛的应用在化工行业,具有搅拌功能,混料装置100具有将量子点与有机溶剂混合的作用,有机溶剂采用环己烷、甲醇、异丙醇、丙酮、乙醇、乙酸乙酯、苯甲醚以及四氢呋喃中的一种或多种为材质,溶液聚合罐300具有二次混合与抽滤的作用,支撑架110对反应釜120与溶液聚合罐300具有支撑作用;
所述配料罐200内壁固定安装有隔板210,所述隔板210将配料罐200内壁分隔成储料腔一220与储料腔二230,储料腔一220具有储存甲基丙烯酸甲酯的作用,储料腔二230具有储存光扩散剂的作用;
所述溶液聚合罐300内壁固定安装有内胆320,所述内胆320底部固定安装有三通阀二350,所述内胆320底部设有抽滤罐360,所述抽滤罐360一侧与溶液聚合罐300内壁固定连接,所述三通阀二350底部输出端与抽滤罐360顶部固定连接,内胆320具有制备量子点扩散板原浆的作用,三通阀二350对内胆320具有通断作用,抽滤罐360对内胆320具有抽滤作用;
所述成型装置400包括支撑座410,所述支撑座410顶部设有模具490,所述模具490与溶液聚合罐300配合使用,所述支撑座410顶部右侧固定安装有限位板420,所述限位板420设有两组,两组所述限位板420内壁活动安装有转轮430,两组所述转轮430外壁安装有皮带431,两组所述限位板420之间设有移动块450,所述移动块450内壁与皮带431一侧固定连接,所述移动块450一侧固定安装有喷头451,具体的,模具490设置为可拆卸结构,模具490顶部设置为镂空结构,限位板420对转轮430具有安装作用,转轮430对皮带431具有传动作用,皮带431对移动块450具有传动作用,喷头451设置为柯尼卡喷头,喷头从微孔板上吸取探针试剂后移至处理过的支持物上,通过热敏或声控等形式喷射器的动力把液滴喷射到支持物表面,柯尼卡喷头能喷射出冷或热液体,或者对蜡质进行加热,直至液化,然后喷射出去,具有将细小的石墨相氮化碳溶液491喷射到量子点扩散板表面,石墨相氮化碳溶液491是石墨相氮化碳粉末制备而成,其颜色为淡黄色,石墨相氮化碳是典型的聚合物半导体,其结构中的CN原子以sp2杂化形成高度离域的π共轭体系,其中Npz轨道组成g-C3N4的最高占据分子轨道,Cpz轨道组成最低未占据分子轨道,禁带宽度~2.7 eV,具有独特的电子结构和优异的化学稳定性,可以吸收太阳光谱中波长小于475的蓝紫光;
进一步地,所述配料罐200左侧固定安装有计量泵二240,所述计量泵二240顶部输入端与储料腔一220内壁相互连接,所述计量泵二240底部输出端固定安装有管道一250,所述反应釜120顶部一侧固定安装有进料口二140,所述进料口二140内壁固定安装有计量阀二141,所述计量阀二141顶部输入端固定安装有三通阀一260,所述管道一250一端与三通阀一260左侧输入端固定连接,所述三通阀一260右侧输出端固定安装有管道二270,所述管道二270右端插接在溶液聚合罐300外壁顶部与内胆320内壁相互连接,具体的,计量泵二240对储料腔一220具有通断作用,管道一250对计量泵二240与三通阀一260具有连接作用,管道二270对三通阀一260与内胆320具有连接作用;
进一步地,所述溶液聚合罐300外壁一侧固定安装有进料口四310,所述进料口四310右端与内胆320内壁相互连接,所述反应釜120底部固定安装有放料阀160,所述反应釜120底部设有计量泵一170,所述放料阀160底部输出端与计量泵一170输入端固定连接,所述计量泵一170右侧输出端固定安装有主料管180,所述主料管180一端与进料口四310固定连接,具体的,主料管180对计量泵一170与进料口四310具有连接作用;
进一步地,所述反应釜120顶部固定安装有进料口一130与进料口三150,所述进料口一130内壁固定安装有计量阀一131,所述进料口三150内壁固定安装有计量阀三151,具有的,计量阀一131与计量阀三151对进料口一130与进料口三150具有通断作用;
进一步地,所述配料罐200右侧固定安装有计量泵三280,所述计量泵三280顶部输入端与储料腔二230内壁相互连接,所述计量泵三280底部输出端固定安装有管道三290,所述管道三290一端插接在溶液聚合罐300顶部与内胆320相互连接,具体的,计量泵三280对配料罐200具有通断作用,管道三290对储料腔二230与内胆320具有连接作用,储料腔二230具有储存光扩散剂的作用;
进一步地,所述溶液聚合罐300顶部中心位置固定安装有超声波振动棒330,所述超声波振动棒330底部插接在内胆320内壁,所述内胆320外壁安装有螺旋式加热管340,所述溶液聚合罐300外壁底部固定安装有抽滤口390,所述溶液聚合罐300内壁底部安装有三通阀三371,所述三通阀三371输入端与抽滤口390一端固定连接,所述三通阀三371一端固定安装有软管一361,所述软管一361一端与抽滤罐360外壁连接,所述抽滤罐360底部固定安装有软管二362,所述软管二362一端与三通阀三371输入端固定连接,具有的,超声波振动棒330与超声波发生器外接使用,利用超声波在传递过程中存在着的正负压强交变周期为原理的振动棒,超声波振动棒330对内胆320具有超声震荡的作用,螺旋式加热管340是管状电加热元件的结构是在一金属管内放入电热丝,并在空隙部分紧密地填充有良好的导热性和绝缘性的结晶氧化镁,具有加热升温的作用,抽滤口390具有外接真空泵的作用,内胆320底部设置有化工过滤网;
进一步地,所述溶液聚合罐300底部固定安装有出料管380,所述三通阀二350右侧输出端固定安装有管道四351,所述管道四351一端与出料管380固定连接,所述出料管380内壁固定安装有计量泵四370,所述出料管380与模具490配合使用,具体的,管道四351对三通阀二350与出料管380具有连接作用,计量泵四370对出料管380具有通断作用;
进一步地,所述支撑座410顶部固定安装有电机一411,所述电机一411输出轴与转轮430底部固定连接,所述喷头451输入端固定安装有柔性管460,两组所述限位板420之间固定安装有限位杆二440,所述限位杆二440插接在移动块450内壁与移动块450滑动连接,所述支撑座410内壁固定安装有限位杆一413,所述限位杆一413一侧设有螺杆412,所述螺杆412左端与支撑座410内壁活动连接,具体的,电机一411对转轮430具有传动作用,柔性管460具有外接石墨相氮化碳溶液491输入管道的作用;
进一步地,所述支撑座410右侧顶部固定安装有电机二432,所述螺杆412右端与电机二432输出轴固定连接,所述支撑座410内壁设有移动板480,所述螺杆412与限位杆一413插接在移动板480内壁,所述螺杆412与移动板480螺纹连接,所述限位杆一413与移动板480滑动连接,所述模具490插接在移动板480内壁,所述限位板420一侧固定安装有控制面板421,所述电机一411、电机二432和喷头451与控制面板421电性连接,所述支撑座410顶部固定安装有烘干箱470,具体的,电机一411与电机二432设置为伺服电机,控制面板421具有输入代码,经过处理后送至喷头451的主控电路,在控制程序的控制下,产生可编程的图形编码,驱动喷头451喷出一列的点阵图形,同时移动块450横向运动,产生列间距,移动板480纵向移动,再喷出下一列,逐列进行喷涂;
一种光效利用率高的量子点扩散板,其由上述工艺制得,包括量子点扩散板表面均匀喷涂的石墨相氮化碳溶液491。
本发明的使用过程如下:在使用本发明时本领域工作人员需要按比例分别称取红色量子点和绿色量子点,通过进料口三150输入至反应釜120内,进料口一130外接有机溶剂管道,将有机溶剂输送至反应釜120内,启动反应釜120进行搅拌,使两种量子点溶于有机溶剂中,然后打开进料口二140的三通阀一260,启动计量泵二240使储料腔一220内的甲基丙烯酸甲酯输入反应釜120内进行搅拌,与有机溶剂混合,打开放料阀160同时启动计量泵一170,使调配好的有机溶剂通过主料管180定量输入至内胆320,启动计量泵三280使储料腔二230内的光扩散剂通过管道三290输入至内胆320内,启动超声波振动棒330对内胆320内进行超声震荡,使光扩散剂与调配好的有机溶剂进行混合,同时关闭进料口二140与三通阀一260连接,打开管道二270与三通阀一260连接,使储料腔一220内的甲基丙烯酸甲酯输入内胆320内进行二次混合,并超声震荡,使光扩散剂与甲基丙烯酸甲酯均匀分散在溶液中,然后开启三通阀二350与抽滤罐360的连接,同时开启三通阀三371与软管一361的连接,抽滤口390外接真空泵,对抽滤罐360进行抽滤,使内胆320内多余水分通过化工过滤网与三通阀二350流入抽滤罐360内,使内胆320得到干燥后的溶液,切换三通阀三371的通断,使抽滤罐360内的水分通过软管二362排除,开启螺旋式加热管340对溶液进行加热控温80°C直至形成粘性薄浆,后将其自然冷却,开启螺旋式加热管340对其二次控温40°C,切换三通阀二350的通断,使内胆320的溶液通过管道四351传输至出料管380内,通过计量泵四370对其进行流量控制,启动电机二432驱动螺杆412使移动板480移动至出料管380底部,计量泵四370将溶液通过出料管380挤入至移动板480的模具490内,同时电机二432控制移动板480与模具490进行纵向往复移动,使溶液流入均匀且无气泡,移动板480带动模具490进入烘干箱470内进行低温聚合,模具内的聚合物基本成为固体时升温到100°C,保持2小时,形成内部均匀分布有量子点和光扩散剂的聚甲基丙烯酸甲酯,缓慢冷却至50-60°C时,移动板480带动模具490移动至喷头451底部,控制面板421输入代码,经过处理后送至喷头451的主控电路,在控制程序的控制下驱动喷头451将石墨相氮化碳溶液491喷出一列的点阵图形,同时移动块450横向运动,产生列间距,移动板480纵向移动,再喷出下一列,逐列进行喷涂,喷涂形状呈现圆形扩散装,拆卸模具,得到完全固化的量子点扩散板。
虽然,上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述,但在本发明基础上,可以对之作一些修改或改进,这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此,在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进,均属于本发明要求保护的范围。