CN114479689A - 量子点防蓝光保护膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了量子点防蓝光保护膜及其制备方法。其中，制备量子点防蓝光保护膜的方包括：(1)将ZnCdS量子点与溶剂混合，得到量子点溶液；(2)将所述量子点溶液分散至透明树脂单体中，得到量子点的树脂溶液；(3)向所述量子点的树脂溶液中加入扩散粒子，得到聚合前驱液；(4)向所述聚合前驱液加入引发剂并进行聚合反应，然后成形得到所述量子点防蓝光保护膜。由此，该方法通过将ZnCdS量子点分散至树脂中制成防蓝光保护膜。该保护膜中的ZnCdS量子点可有效地降低高能量蓝光的透过率，保护人类视力健康，同时又通过将吸收掉的蓝光转化为低能量、低损伤的蓝绿光，解决了蓝光缺失引起的屏幕色差问题。
Description
技术领域
本发明涉及材料领域，具体而言，本发明涉及量子点防蓝光保护膜及其制备方法。
背景技术
蓝光对人类的损害早在上世纪六十年代就已经开始研究。蓝光照射视网膜会产生自由基，而这些自由基会导致视网膜色素上皮细胞衰亡，上皮细胞的衰亡会导致光敏感细胞缺少养分从而引起视力损伤，而且这些损伤是不可逆的，同时过量的蓝光也会抑制褪黑色素的分泌，进而影响人类的睡眠和身体健康。在400～460nm波段的蓝光中，435nm蓝光对人类的伤害是最高的。
传统的蓝光保护膜多为将蓝光吸收或遮挡，虽然降低了蓝光的强度，起到了保护作用，但也因为蓝光的缺失造成了屏幕的色差，使屏幕的显示质量大幅下降。如何在降低蓝光损伤的同时能够尽量减少色差，成为了新一代防蓝光保护膜技术的关键。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出量子点防蓝光保护膜及其制备方法。该量子点防蓝光保护膜利用量子点吸收范围宽、发射范围窄、发射峰位连续可调、量子产率高等优点，制备得到的保护膜能够在降低蓝光损害的同时，降低屏幕的色差。
在本发明的一个方面，本发明提出了一种制备量子点防蓝光保护膜的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：(1)将ZnCdS量子点与溶剂混合，得到量子点溶液；(2)将所述量子点溶液分散至透明树脂单体中，得到量子点的树脂溶液；(3)向所述量子点的树脂溶液中加入扩散粒子，得到聚合前驱液；(4)向所述聚合前驱液加入引发剂并进行聚合反应，然后成形得到所述量子点防蓝光保护膜。由此，该方法通过将ZnCdS量子点分散至树脂中制成防蓝光保护膜。该保护膜中的蓝绿色ZnCdS量子点可有效地降低高能量蓝光的透过率，保护人类视力健康，同时又通过将吸收掉的蓝光转化为低能量、低损伤的蓝绿光，解决了蓝光缺失引起的屏幕色差问题。
另外，根据本发明上述实施例的制备量子点防蓝光保护膜的方法还可以具有如下附加的技术特征：
在本发明的一些实施例中，所述ZnCdS量子点的发射波长为480～510nm。
在本发明的一些实施例中，所述ZnCdS量子点的平均粒径为2～20nm。
在本发明的一些实施例中，所述溶剂选自环己烷、正己烷、乙醇、甲醇、异丙醇、丙酮、乙酸乙酯、苯甲醚、四氢呋喃、1-十八烯、油酸、甲苯、液体石蜡中的至少之一。
在本发明的一些实施例中，所述透明树脂单体选自PMMA单体、PET单体、PS单体、PET单体、PVC单体、PA单体、PC单体、EA单体中的至少之一。
在本发明的一些实施例中，所述量子点的树脂溶液中，所述ZnCdS量子点的质量浓度为1/100～1/10000。
在本发明的一些实施例中，所述扩散粒子选自Al2O3、ZrO2、SiC、Si3N4、SiO2、TiO2、硅酸盐中的至少之一。
在本发明的一些实施例中，所述扩散粒子与所述量子点的树脂溶液的质量比为1/10000～2.5/10000。
在本发明的一些实施例中，所述引发剂为光引发剂或热引发剂。
在本发明的一些实施例中，所述量子点防蓝光保护膜的厚度为100～500μm。
在本发明的一些实施例中，在上述步骤(4)之后进一步包括：在所述量子点防蓝光保护膜的一侧表面形成耐磨抗油层，在所述量子点防蓝光保护膜的另一侧表面形成光学粘胶保护层。
在本发明的一些实施例中，所述耐磨抗油层的厚度为100～500μm。
在本发明的一些实施例中，所述光学粘胶保护层的厚度为30～300μm。
在本发明的另一方面，本发明提出了一种量子点防蓝光保护膜。根据本发明的实施例，该量子点防蓝光保护膜是由上述实施例的制备量子点防蓝光保护膜的方法制备得到的。由此，该量子点防蓝光保护膜中的蓝绿色ZnCdS量子点可有效地降低高能量蓝光的透过率，保护人类视力健康，同时又通过将吸收掉的蓝光转化为低能量、低损伤的蓝绿光，解决了蓝光缺失引起的屏幕色差问题。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明一个实施例的量子点防蓝光保护膜的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
在本发明的一个方面，本发明提出了一种制备量子点防蓝光保护膜的方法。下面进一步根据本发明实施例的量子点防蓝光保护膜的方法进行详细描述。
首先，根据本发明的实施例，将ZnCdS量子点与溶剂混合，得到量子点溶液。具体的，在使用前可将ZnCdS量子点进行清洗，混合过程中可辅以加热和搅拌，以使ZnCdS量子点分散均匀。
上述ZnCdS量子点的具体种类并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。根据本发明的一些实施例，上述ZnCdS量子点可以选自镉系量子点、磷化铟系量子点、钙钛矿系量子点、硫铟锌铜系量子点中的至少之一。
根据本发明的一些实施例，上述ZnCdS量子点的发射波长可以为480～510nm。ZnCdS量子点的发射波长在上述范围，其可在吸收蓝光的同时，激发出波长较长的蓝绿光，减少屏幕色差。
根据本发明的一些实施例，上述ZnCdS量子点的平均粒径可以为2～20nm，例如2nm、4nm、6nm、8nm、10nm、14nm、18nm、20nm等。如果ZnCdS量子点的粒径过小，则可能热稳定性、水稳定性、氧稳定性等方面稳定性不足；如果ZnCdS量子点的粒径过大，则可能溶解性较低。
上述溶剂的具体种类并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。根据本发明的一些实施例，上述溶剂可以选自环己烷、正己烷、乙醇、甲醇、异丙醇、丙酮、乙酸乙酯、苯甲醚、四氢呋喃、1-十八烯、油酸、甲苯、液体石蜡中的至少之一。这类溶剂可以将ZnCdS量子点良好地分散，且不会对后续反应造成不利影响。
进一步地，根据本发明的实施例，将上述制备得到的量子点溶液分散至透明树脂单体中，得到量子点的树脂溶液。具体的，混合过程中可辅以加热和搅拌，以使ZnCdS量子点分散均匀。
根据本发明的一些实施例，上述透明树脂单体可以选自PMMA单体、PET单体、PS单体、PET单体、PVC单体、PA单体、PC单体、EA单体中的至少之一。可以理解的是，上述聚合物单体指用于聚合形成该聚合物的单体，例如PMMA单体即MMA。
根据本发明的一些实施例，在量子点的树脂溶液中，ZnCdS量子点的质量浓度为1/100～1/10000，例如1/100、1/200、1/500、1/1000、1/2000、1/5000、1/8000、1/10000等。发明人发现，如果ZnCdS量子点的浓度过低，则制成的保护膜无法完全吸收和/或过滤蓝光；如果ZnCdS量子点的浓度过高，则可能导致制成的保护膜雾度增加、色偏增加，同时成本也增加。
进一步地，根据本发明的实施例，向上述制备得到的量子点的树脂溶液中加入扩散粒子，得到聚合前驱液。通过加入扩散粒子，可以进一步提高制备得到的量子点防蓝光保护膜的光透射性能。
上述扩散粒子的具体种类并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。根据本发明的一些实施例，上述扩散粒子可以选自Al2O3、ZrO2、SiC、Si3N4、SiO2、TiO2、硅酸盐中的至少之一，或其他常见的碳化物、氮化物扩散粒子。
根据本发明的一些实施例，上述扩散粒子与量子点的树脂溶液的质量比可以为1/10000～2.5/10000，例如1/10000、1.2/10000、1.5/10000、1.8/10000、2/10000、2.2/10000、2.5/10000等。如果扩散粒子的添加量过少，则光在制成的保护膜中折射不足，不利于蓝光的完全吸收和/或过滤；如果扩散粒子的添加量过多，则可能导致制成的保护膜雾度增加、透过率降低。
进一步地，根据本发明的实施例，向上述制备得到的聚合前驱液加入引发剂并进行聚合反应，然后成形得到量子点防蓝光保护膜。具体的，通过向聚合前驱液中加入引发剂并进行聚合反应，可以使其中的聚合物单体聚合固化，聚合反应中，可将反应物置于模具中，以便于其成形；聚合反应完成后，再将成形的保护膜脱模并裁切成所需的形状。
根据本发明的一些实施例，引发剂可以为光引发剂或热引发剂，所采用的引发剂的具体种类可以根据透明树脂单体的种类，来选择本领域常见的过引发剂或热引发剂。
根据本发明的一些实施例，量子点防蓝光保护膜的厚度为100～500μm，例如100μm、200μm、300μm、400μm、500μm等。如果量子点防蓝光保护膜的厚度过小，则制成的保护膜机械强度不足、已损坏；如果量子点防蓝光保护膜的厚度过大，则可能导致制成的保护膜透过率降低，使用不便，同时成本也增加。
根据本发明的一些实施例，在成形得到上述量子点防蓝光保护膜后，还可以进一步地在量子点防蓝光保护膜的一侧表面形成耐磨抗油层，在量子点防蓝光保护膜的另一侧表面形成光学粘胶保护层。在一些实施例中，可进一步在光学粘胶保护层表面覆盖胶质，以提高其耐用性。具体的，在形成上述耐磨抗油层和光学粘胶保护层之前，可预先对量子点防蓝光保护膜进行除尘、干燥和防静电处理。形成上述耐磨抗油层和光学粘胶保护层的具体方式并不受特别限制，例如通过将相应的浆料涂覆后固化得到。
根据本发明的一些实施例，上述耐磨抗油层的厚度可以为100～500μm，例如100μm、200μm、300μm、400μm、500μm等。上述光学粘胶保护层的厚度可以为30～300μm，例如30μm、60μm、100μm、150μm、200μm、250μm、300μm等。耐磨抗油层和光学粘胶保护层的厚度过大或过小，都可能导致量子点防蓝光保护膜的粘结性能下降。
在本发明的另一方面，本发明提出了一种量子点防蓝光保护膜。根据本发明的实施例，该量子点防蓝光保护膜是由上述实施例的制备量子点防蓝光保护膜的方法制备得到的。由此，该量子点防蓝光保护膜中的ZnCdS量子点可有效地降低高能量蓝光的透过率，保护人类视力健康，同时又通过将吸收掉的蓝光转化为低能量、低损伤的蓝绿光，解决了蓝光缺失引起的屏幕色差问题。
另外，需要说明的是，前文针对制备量子点防蓝光保护膜的方法所描述的全部特征和优点，同样适用于该量子点防蓝光保护膜产品，在此不再一一赘述。
下面参考具体实施例，对本发明进行描述，需要说明的是，这些实施例仅仅是描述性的，而不以任何方式限制本发明。
实施例1
(1)将洗涤后的ZnCdS量子点分散在正己烷中，再将量子点的正己烷溶液分散到甲基丙烯酸甲酯单体中，加入Al2O3后搅拌均匀。控制量子点的正己烷溶液中，量子点的浓度为1/1000，Al2O3的浓度为1/10000；向溶液中加入引发剂过氧化二苯甲酰，50℃预聚合30min之后倒入厚度为200μm的模具，80℃聚合12h，脱模后裁切成形，得到防蓝光材质层。
(2)将防蓝光材质层表面进行除尘、干燥、防静电处理；在材质层上表面均匀涂覆厚度为200μm的耐磨抗油保护层并固化。
(3)在材质层下表面附着厚度为50μm的光学保护粘胶层，并覆盖胶质，得到量子点防蓝光保护膜产品，其结构如图1所示(图1中，1-防蓝光层，2-耐磨抗油层，3-光学粘胶保护层)。
实施例2
(1)将洗涤后的ZnCdS量子点分散在正己烷中，再将量子点的正己烷溶液分散到甲基丙烯酸甲酯单体中，加入Al2O3后搅拌均匀。控制量子点的正己烷溶液中，量子点的浓度为5/1000，Al2O3的浓度为1.5/10000；向溶液中加入引发剂过氧化二苯甲酰，50℃预聚合30min之后倒入厚度为200μm的模具，80℃聚合12h，脱模后裁切成形，得到防蓝光材质层。
(2)将防蓝光材质层表面进行除尘、干燥、防静电处理；在材质层上表面均匀涂覆厚度为100μm的耐磨抗油保护层并固化。
(3)在材质层下表面附着厚度为100μm的光学保护粘胶层，并覆盖胶质，得到量子点防蓝光保护膜产品。
实施例3
(1)将洗涤后的ZnCdS量子点分散在甲苯中，再将量子点的甲苯溶液分散到环氧丙烯酸酯单体和水性光固化树脂单体(质量比为20:1)的混合物中，加入ZrO2后搅拌均匀。控制量子点的正己烷溶液中，量子点的浓度为10/1000，ZrO2的浓度为2.5/10000；向溶液中加入引发剂(2,4,6-三甲基苯甲酰氯)二苯基氧化膦，搅拌后倒入厚度为200μm的模具，紫外光照下5min脱模后裁切成形，得到防蓝光材质层。
(2)将防蓝光材质层表面进行除尘、干燥、防静电处理；在材质层上表面均匀涂覆厚度为500μm的耐磨抗油保护层并固化。
(3)在材质层下表面附着厚度为300μm的光学保护粘胶层，并覆盖胶质，得到量子点防蓝光保护膜产品。
测试例
对实施例1～3制备得到的防蓝光保护膜产品和空白样进行性能测试，空白样中不添加ZnCdS量子点，其他制备方法同实施例1。结果如表1所示。
表1
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种制备量子点防蓝光保护膜的方法，其特征在于，包括：
(1)将ZnCdS量子点与溶剂混合，得到量子点溶液；
(2)将所述量子点溶液分散至透明树脂单体中，得到量子点的树脂溶液；
(3)向所述量子点的树脂溶液中加入扩散粒子，得到聚合前驱液；
(4)向所述聚合前驱液加入引发剂并进行聚合反应，然后成形得到所述量子点防蓝光保护膜。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述ZnCdS量子点的发射波长为480～510nm。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述ZnCdS量子点的平均粒径为2～20nm。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述溶剂选自环己烷、正己烷、乙醇、甲醇、异丙醇、丙酮、乙酸乙酯、苯甲醚、四氢呋喃、1-十八烯、油酸、甲苯、液体石蜡中的至少之一。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述透明树脂单体选自PMMA单体、PET单体、PS单体、PET单体、PVC单体、PA单体、PC单体、EA单体中的至少之一；
任选地，所述量子点的树脂溶液中，所述ZnCdS量子点的质量浓度为1/100～1/10000。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述扩散粒子选自Al2O3、ZrO2、SiC、Si3N4、SiO2、TiO2、硅酸盐中的至少之一；
任选地，所述扩散粒子与所述量子点的树脂溶液的质量比为1/10000～2.5/10000。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述引发剂为光引发剂或热引发剂。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述量子点防蓝光保护膜的厚度为100～500μm。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(4)之后进一步包括：
在所述量子点防蓝光保护膜的一侧表面形成耐磨抗油层，在所述量子点防蓝光保护膜的另一侧表面形成光学粘胶保护层；
任选地，所述耐磨抗油层的厚度为100～500μm；
任选地，所述光学粘胶保护层的厚度为30～300μm。
10.一种量子点防蓝光保护膜，其特征在于，是由权利要求1～9任一项所述的方法制备得到的。
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