CN109901329A - 一种背光模组、量子点膜及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
一种背光模组、量子点膜及其制作方法,属于显示器领域。量子点膜包括在第一预设方向呈现层状布局的第一阻隔层、量子点层以及第二阻隔层。量子点膜还包括:模板层、第一改善层。其中,模板层具有多个单元格且模板层设于第一阻隔层和第二阻隔层之间;第一改善层包括光调节层。第一改善层和量子点层在第一预设方向以层状叠置的方式组合并填充于多个单元格内。示例中的量子点膜应用于背光模组可以有效减少横向漏光的问题。
Description
技术领域
本申请涉及显示器领域,具体而言,涉及一种背光模组、量子点膜及其制作方法。
背景技术
液晶显示器为非自发光的显示装置,因此,其须要借助背光源才能达到显示的功能。背光源性能的好坏会直接影响液晶显示器的显像质量。背光源成本约占液晶显示器模块的3%-5%,而其消耗的电力约占液晶显示器模块的75%,因此,背光源是液晶显示器模块中相当重要的零组件。
当前,液晶显示器普遍存在色域不高的问题,并且由此制约其应用。为了提高色域,量子点背光源应运而生。量子点背光源能够将显示产品的色域提高至100%,从而极大地丰富了显示产品的表现能力。
然而,现有的量子点背光源也存在例如以下一些问题有待解决。
1、厚度均匀性不易控制。
2、在制作过程中无法进行测试并修补不良区域色坐标和亮度来提高良率;
3、量子点易被侵蚀而导致被侵蚀区域光强过大而影响显示器整体画面质量。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本申请的总体背景技术的理解,而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
基于现有技术的不足,本申请提供了一种背光模组、量子点膜及其制作方法,以部分或全部地改善、甚至解决以上问题。
本申请是这样实现的:
在第一方面,本申请的示例提供了一种量子点膜。
量子点膜包括在第一预设方向呈现层状布局的第一阻隔层、量子点层以及第二阻隔层。
量子点膜还包括:
模板层,模板层具有多个单元格且模板层设于第一阻隔层和第二阻隔层之间;
第一改善层,第一改善层包括光调节层;
第一改善层和量子点层在第一预设方向以层状叠置的方式组合并填充于多个单元格内。
示例中的量子点膜具有设置了单元格的模板层。该模板层的单元格可以限位,以对其内分布的如第一改善层和量子点层等起到约束作用。并且依据该模板层可以对量子点膜的厚度进行控制,从而使量子点膜的厚度、平整度等,达到有效的控制。光调节层则可以对量子点膜的发光情况进行调节,使得各个区域的发光情况更加均匀,而不至于出现偏色。
结合第一方面,在本申请的第一方面的第一种可能的实施方式的一些可选示例中,第一改善层还包括光提取层,且光提取层位于光调节层和量子点层之间。
光提取层可以起到提高出光率和光强的作用,从而使量子点膜的亮度提高。
结合第一方面,在本申请的第一方面的第二种可能的实施方式的一些可选示例中,第一改善层还包括导光层,光调节层和导光层分别位于第一预设方向上量子点层的两侧。
导光层可以引导光线的轨迹至适当区域,从而在一定程度上避免漏光和发光不均匀的问题。
结合第一方面,在本申请的第一方面的第三种可能的实施方式的一些可选示例中,量子点膜包括第二改善层,第二改善层包括在第二预设方向上设置的干燥层和/或吸光层;
模板层包括第一填充区、第二填充区,第一填充区在第二预设方向被第二填充区包围;
第一改善层和量子点层组合填充于第一填充区的多个单元格,第二改善层填充于第二填充区的多个单元格。
第二改善层可以起到隔绝外界影响因素(如水汽、氧气等等)的作用,从而在一定程度上对作为发光源的量子点层起到保护、防止量子点膜侧面漏光。
结合第一方面的第三种可能的实施方式,在本申请的第一方面的第四种可能的实施方式的一些可选示例中,第二改善层包括干燥层和吸光层;
第二填充区具有邻近第一填充区的内侧、远离第一填充区的外侧;
干燥层填充于第二填充区的内侧,吸光层填充于第二填充区的外侧。
吸光层和干燥层以上述相对位置分布使第二改善层的功能布局更合理、有效,对量子点膜的功能起到理想的改进。
结合第一方面,在本申请的第一方面的第五种可能的实施方式的一些可选示例中,光调节层的制作材料包括光调节载体、分散并固化在光调节载体内的滤光材料,滤光材料在光调节载体内呈均匀分布;
可选地,光调节载体包括光固化胶或热固化胶;
可选地,滤光材料包括红色滤光墨水、绿色滤光墨水、蓝色滤光墨水以及黑色滤光墨水中的一者或多者。
根据光调节层的制作材料的不同选择,其可以实现各种期望的功能和效果。
第二方面,本申请实施例提供了一种量子点膜的制作方法。
制作方法包括以下步骤:
S1,提供设有第一阻隔层的衬底;
S2,在第一阻隔层表面制作具有多个单元格的模板层,模板层包括第一填充区、第二填充区,第一填充区在第二预设方向被第二填充区包围;
S3,采用湿法在第一填充区的第一部分设置量子点层;
S4,采用湿法在第一填充区的第二部分设置光调节层;
S5,在模板层的远离第一阻隔层的一侧设置第二阻隔层;
其中,量子点层和光调节层在第一预设方向上层状叠置。
通过恰当的工艺选择,以上制作方法各个步骤被顺序执行,能够以较高的良品率和效率实现高品质量子点膜的制作。
结合第二方面,在本申请的第二方面的第一种可能的实施方式的一些可选示例中,步骤S2和S3之间还包括以下步骤:
在量子点层和第一阻隔层之间的多个单元格设置导光层。
导光层起到引导光线避免漏光和发光不均匀的问题。
结合第二方面,在本申请的第二方面的第二种可能的实施方式的一些可选示例中,步骤S3和S4之间还包括以下步骤:
在光调节层和量子点层之间的多个单元格设置光提取层。
光提取层对于促进量子点膜的亮度有积极的作用,且主要可以通过提高出光率和光强来达到前述作用。
结合第二方面,在本申请的第二方面的第三种可能的实施方式的一些可选示例中,步骤S4和S5之间还包括以下步骤:
采用湿法在第二填充区的内侧和外侧设置干燥层和吸光层;
可选地,干燥层填充于第二填充区的内侧,吸光层填充于第二填充区的外侧。
第二改善层对水气、氧气等等非期望的影响因素起到隔绝作用,从而在可以对量子点层起到保护,防止量子点被侵蚀。
在第三方面,本申请的示例提供了一种背光模组。
背光模组包括上述的量子点膜或由上述的量子点膜的制作方法制作而成的量子点膜。
由于前述的量子点膜具有上述的功能,如,厚度和平整度均匀可控。
在以上实现过程中,本申请实施例提供的量子点膜具有模板层和第一改善层,该两者具有各自的相应的功能,并且一同配合在不彼此影响的前提下实现对量子点膜的性能起到有益的改进。
其次,1)、量子点膜将量子点层打印在单元格框架内,保证了量子点层厚度均匀性同时也间接控制了色度坐标不会出现太大的偏差。2)、利用打印制作光调节层可以有效的调节量子点光转换膜的色度坐标和亮度。3)、辅助功能层不容易出现无效边的问题,使得该量子点光转换膜具有较长的使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,以下将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为本申请示例中给出的背光膜的结构示意图;
图2示出了本申请实施例中给出的量子点膜的断面结构示意图;
图3示出了本申请实施例中给出的俯视角度量子点膜中的第一填充区和第二填充区的相对分布结构示意图;
图4示出了本申请实施例中给出的量子点膜中的模板层的俯视角度的结构示意图;
图5示出了本申请实施例中给出的量子点膜中的导光层的光散射原理的示意图。
图标:100-背光膜;101-下阻隔膜;102-量子点结构层;103-上阻隔膜;200-量子点膜;202-第一阻隔层;203-模板层;2031-单元格;204-导光层;205-量子点层;206-光提取层;207-光调节层;208-干燥层;209-吸光层;210-粘接层;211-第二阻隔层;302-第一填充区;303-第二填充区。
具体实施方式
下面将结合实施例对本申请的实施方案进行详细描述,但是本领域技术人员将会理解,下列实施例仅用于说明本申请,而不应视为限制本申请的范围。实施例中未注明具体条件者,按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可以通过市售购买获得的常规产品。
对于液晶显示器的高色域的需求催生了量子点背光源技术。在实践中,量子点背光源技术甚至可以将显示产品的色域提高至100%,从而极大地丰富了显示产品的表现能力。由于量子点背光源技术所具有的明显的优势,其存在潜在的巨大应用价值。
然而,虽然量子点背光源技术存在以上的优势,但是,其也存在一定问题亟待解决,例如将在以下被述及的内容所展示。
参阅图1,在研究中,发明人实现了一种利用了量子点的具有发光性能的膜(虽然同属基于量子点的膜,但是为了与后续在本申请实施例中给出的量子点膜200区别开,此处或可以背光膜100指代)。
该背光膜100由上、下阻隔层与中间的量子点结构层102复合形成。即背光膜100包括顺序布置的上阻隔膜103、量子点结构层102以及下阻隔膜101。此处,术语“上”、“下”仅仅是为了指示不同结构之间的相对位置,并非特别的限定。文中上下所指均是以图中的方位(页眉侧/顶部为上、页脚侧/底部为下)进行的描述。
其中,阻隔层(包括上阻隔层、下阻隔层)能够阻隔外界的水氧进入量子点结构层102,进而对量子点进行保护。
阻隔层通常可以利用溅射或者蒸镀等方法在PET(聚对苯二甲酸乙二酯,polyethylene terephthalate)基材上镀一个无机物层(例如氧化硅层、氮化硅层或者氧化铝层)而被制作。由于阻隔层通常是以成卷生产,且考虑到设备和工艺的限制,其厚度一般在20~50nm之间。
其中,量子点结构层102能够受到能量(如光、热、电能等等)激发而发光。即,量子点结构层102是作为光源使用。量子点结构层102可以采用将材料通过旋涂、刮涂、涂布等方式制作而成。前述材料可以是将RG量子点(红色量子点、绿色量子点)与树脂类UV胶(紫外光固化胶)按比例混合后形成的光转换组合物。
由此,上述的背光膜100可通过这样的方式被制备:
制作下阻隔膜101;
通过涂布或刮涂设备将光转换组合物涂布在下阻隔层形成量子点结构层102;
将上阻隔膜103贴附在量子点结构层102上再利用UV固化设备进行固化封装。
为了评价这样的背光膜100的优劣需要通过一定的检测,并通过适当的指标进行衡量。例如,对其色域(色彩空间,Color Space)进行评价时可能涉及到CIE国际照明委员会给出的CIE 1931RGB色域色度图或者其改进型的CIE-XYZ计色系统的CIE 1931xyz色度图,其能够展示人眼可以感受到的整个色域。
为了便于理解,在此对色度图的相关知识作出如下阐述:
三原色(红绿蓝,即RGB)可以合成包括单色光在内的所有的颜色。不同的待配色光达到匹配时三原色光亮度不同,用颜色方程C=R(R)+G(G)+B(B)表示。其中(R)、(G)、(B)代表产生混合色的红、绿、蓝三原色的单位量,R、G、B分别为匹配待配色所需要的红、绿、蓝三原色的数量,称为三刺激值。把等能量的单色光,用三刺激值分别求出各自在RGB三维空间的坐标,得到CIE1931xyz色度图。而R、G、B三色在色度图中分布在不同的三个方向,在色度图中三色接近中间位置为白光区域。
基于以上,为检验背光膜100的性能,利用光谱仪器测试发白光区域的坐标值可以判断该光源是否符合自己的要求。如出现偏差可通过增加三色值中某一颜色的量,将色坐标值偏移到符合要求的范围内。
在实施以上背光膜100的过程中,发明人发现,如下一些问题会导致产品的性能的下降,甚至不可使用。
例如,1、背光膜100的厚度均匀性在制造过程中难以控制。
2、背光膜100的测试在制作完成后进行,且如果发现问题将难以进行修正。具体表现为:无法在制造过程中进行测试,同时也不能在该过程中修补不良区域色坐标和亮度,因而导致产品的良率低下。
3、背光膜100的侧面防护效果差,因侧面水氧渗透导致边缘量子点易被侵蚀,继而使侵蚀区域蓝光过强,并因此影响显示器整体画面质量。
有鉴于此,发明人对以上问题做出了一些有益的尝试性研究,并希望提出一些方案以改善或解决以上的一个或多个问题。经过研究,发明人确信已经找到至少部分的解决方案,以缓和上述情况所导致的问题,且实践验证表面这样的解决方案是有效和利于实施的。
由此,作为上述解决方案的一种可选的表现形式,在本申请实施例提出了一种背光模组、量子点膜200及其制作方法。其对有关背光模组技术中的量子点膜200厚度不均、边缘漏蓝光以及检测和修补不良区域色坐标和亮度中的一个或多个方面提出改善。
以下针对本申请实施例的背光模组、量子点膜200及其制作方法进行具体说明:
第一部分,量子点膜200,参阅图2。
对于上述提及的图1所示的背光膜100的问题,发明人认为其至少涉及以下一些诱因。
1、背光膜100的厚度均匀性在制造过程中难以控制的问题。
在相关技术中,量子点结构层102直接在下阻隔膜101表面制作。由于没有支撑物及溶剂流动性,因此,上阻隔层贴附上去后,外力作用不均导致固化后的膜层厚度有高、有低。
对应于此,本申请示例中选择使用具有支撑和限制流动作用的构件进行约束,从而使量子点层205的制作原料在工艺过程中受到支撑、不易任意流动,使后续制作的膜层的厚度均匀性得以保持,且同时平整度更高。
其中,所提及的构件将在后文主要以模板层203被提及和说明。
2、背光膜100无法在制造过程中进行测试,同时也不能在该过程中修补不良区域色坐标和亮度,因而导致产品的良率低下。
相关技术中,采用整面涂布的方式制作量子点结构层102,而量子点结构层102在未固化前又具有较大的流动性(不宜来回移动)。此外,贴附上阻隔膜103会影响膜层厚度,导致量子点结构层102没做完前无法得到该膜真实的测试结果。
针对该问题,如前述,由于本申请示例中的量子点膜200设置了具有支撑和限制流动作用的构件。该构件可以约束量子点层205固化前的流动,因此,器件可以进行移动。同时,构件是实在存在的实体构件,其具体的尺寸是确定的,因此,终产品器件的厚度可以是确定的。由此,测试可以顺利进行,且也能够进行不良区域色坐标和亮度的修复。
3、背光膜100的侧面防护效果差,因侧面水氧渗透导致边缘量子点易被侵蚀,继而使侵蚀区域蓝光过强,并因此影响显示器整体画面质量。
在此,首先应当指出的是,相关技术中,三原色的混合—尤其是对于量子点领域而言—主要使用红绿量子点,而蓝色量子点可以作为三原色混合中的蓝色光提供者,同时其还可以作为激励源(激发光)使红绿量子点受激发从而产生红光和绿光。需要说明的是,相关技术中,通常选择采用蓝光或蓝紫光LED作为背光激发红绿量子点。
因此,侵蚀区和非侵蚀区相比,没有被侵蚀区域的蓝光符合相关要求(如亮度不会更强)。就区域上而言,边缘区域与内部区域相比较,边缘部分的红绿量子点更易被渗透的水氧侵蚀,导致原先激发被侵蚀掉部分量子点的蓝光就会出来,形成多余的蓝光,即蓝光过强。或者,在可能的方案中,红绿蓝三色量子点中,各个或多个量子点也可以考虑选择作为激励源以激发其他量子点发光。换言之,在这样一些方案中,作为激励源的量子点自身也同时兼作三基色混色中的基色的提供者。如上述,蓝光即作为红绿量子点的激励源,也通过作为RGB三基色中的蓝光源。
对于该问题,一种方案是:在上阻隔膜103贴合并固化后,采用剪切的方式将边缘偏薄或存在缺陷的区域给裁剪掉,以此保证整体厚度均匀和光强的均一。另一种方案是(本申请示例中所采取的方案):采用前述1、2条所提出的构件,确保厚度的均匀解决厚度和平整度不均匀,同时在出现上述缺陷时可以进行修复,避免蓝光的过强。另外,对膜的侧边缘采用保护结构进行防护以阻止水氧的渗透和侵蚀,从根源解决量子点被损坏的问题。
其中,所提及的保护结构将在后文主要以第二改善层被提及和说明。
另外,基于对量子点膜200的其他性能或功能的改进需要,还可以按需设置其他一些功能性的结构体(后续将被一一阐述),以实现从多方面改善量子点膜200的性能。
一种可选的示例中,大体上而言,量子点膜200包括在第一预设方向Y(例如可以是竖直方向)呈现层状布局的第一阻隔层202、模板层203、填充层以及第二阻隔层211。
模板层203和填充层均位于第一阻隔层202和第二阻隔层211之间,并且,填充层是填充在模板层203所具有的网格内的。其中,填充层可以是多个具有不同功能的结构层的集合。例如,填充层包括量子点层205、光提取层206、光调节层207、干燥层208、吸光层209等等。进一步地,为了方便第一阻隔层202和第二阻隔层211相互结合,还可以在两者之间布置粘结结构。
一种可替代的示例中,量子点膜200可以包括第一阻隔层202、模板层203、量子点层205、第一改善层以及第二阻隔层211,参阅图2。
以下将结合附图对各个不同结构进行更细致的阐述。
第一、第一阻隔层202(或称顶层)
第一阻隔层202通常选用具有好的透光率的材料制作而成。其透光率可以被要求在95%以上。第一阻隔层202可以保护量子点层205,同时,其还可阻隔外界的水氧进入量子点层205,进而对量子点层205中的量子点进行保护。
第一阻隔层202可以采用各种适当的材料制作,例如无机非金属。或者例如聚合物,一种示例性的实例为PI(聚酰亚胺,Polyimide)。其可以采用聚酰亚胺溶液在基板上成膜形成,并因此称之为PI膜(聚酰亚胺薄膜,Polyimide Film)。例如,在玻璃基板刮涂PI溶液并成膜。进一步地,基于需要,还可在PI膜的表面利用溅射、蒸镀、涂布等方式制作氧化硅层、氮化硅层或者氧化铝层提高下阻隔层正面(背离基板的表面)的水氧防护性。
第二、模板层203
模板层203位于第一阻隔层202和第二阻隔层211之间。模板层203可以与第一阻隔层202直接接触或者间接接触。对于两者间接接触的方案,例如,第一阻隔层202表面形成有无机氧化物层(用于增强对水氧的防护作用),然后模板层203覆盖无机氧化层。
参阅图4,模板层203可以是一种网格状结构被提供。换言之,模板层203具有多个单元格2031(腔室/槽/孔/沟道),如可以是两个、三个、四个,甚至更多个。模板层203的单元格2031可以是对完整的膜层进行减材构成;或者,通过增材的方式在需要形成单元格2031的区域不形成膜层材料(如印刷)。该单元格2031能够容纳不同材料,以便形成被单元格2031包围的功能层,例如量子点层205。量子点层205可以是由量子点材料(如溶液)填充在单元格2031内,再固化形成。
当量子点膜200具有一种适当的尺寸时,模板层203可以是对整个量子点膜200而言是一个完整的膜层。或者,当量子点膜200具有另一更大的尺寸时,而模板层203可能并不易于直接制作为一个完整膜层时,其可以采取多个小尺寸的膜层拼接、组合而成。
模板层203具有适当的厚度(第一阻隔层202至第二阻隔层211之间的延伸长度),以便于容纳按需设置的适当厚度的其他结构和功能层。在此,本申请示例中对其厚度不做特别限定。另外,当模板层203是由多个更小尺寸的单元组合而成,其各个单元的厚度可以是相同或不同。对于具有不同厚度的单元,其可以被用于一些特定的设计需求。
作为一种可替代的方案,模板层203可以选择使用不透光的材料制作。例如,该不透明的材料可以是金属或非金属材料(如树脂)。通过将其制作为如溶液、浆料等再涂布在第一阻隔层202表面,再通过适当的工艺(如曝光、显影等光刻工艺)制作成单元格2031状框架。由此,该框架可以有效控制打印在单元格2031内低粘度打印墨水的厚度、平整度以及限制单元格2031内墨水流动性。
第三、量子点层205
量子点层205是量子点膜200的主要发光结构,量子点可以受其他光源或能量刺激而发光。例如,通常量子点层205选择为红绿混合量子点胶,然后采用蓝色LED背光作为激励源使红绿量子点发光。这在前述内容中被阐释,并于此被再次提及,详述请参阅上文。需要说明的是,相关技术中,通常(并非限定必须)选择采用蓝光或蓝紫光LED作为背光激发红绿量子点。
红绿蓝量子点可以按照需要选择发明人已知的各种量子点材料,并无特定限定。进一步量子点可以配合成型/固化材料以便制作为量子点层205。例如,采用的是波长为630nm红色量子点和波长为520nm绿色量子点按比例与丙烯酸酯光固化胶(也可以是其他适于被固化的材料)进行混合,形成粘度在60CPS(粘度,centipoise)以下的墨水溶剂,其中量子点重量百分比范围可以是10%~40%之间,成膜厚度在10μm~200μm范围。在一些可选示例中,红色量子点可以为核壳结构的CdSe/CdS(硒化镉/硫化镉),其发光波长为620nm;绿色量子点为核壳结构的CdSe/CdS,其发光波长为540nm。红色量子点与绿色量子点的总重量百分比为1%,光固化胶为粘度50CPS(0.001Pa·s=1cps)的丙烯酸酯UV固化胶。最终量子点层205墨水中光转换材料的重量百分比为15%且最终成膜厚度为130μm。
量子点层205可以在模板层203的单元格2031内且与第一阻隔层202直接接触结合。或者,量子点层205也可以与适当的中间结构层一并填充在模板层203的单元格2031内,并且通过该中间结构层与第一阻隔层202间接接触结合。该中间结构层可以是具有单一功能的结构层(可以是一层或多层);或者,该中间结构层可以是具有多种功能多个(可以是两层或三层或更多层)结构层的组合。
第四、第一改善层
第一改善层或可称之为如前述在“第三、量子点层205”部分提及的中间结构层。其可以被用来作为对量子点膜200的发光效果进行各种不同程度改善的功能层,并且其位于前述的模板层203的单元格2031内。第一改善层和量子点层205在第一预设Y方向以层状叠置的方式组合并填充于多个单元格2031内。
例如,第一改善层可以包括光调节层207、光提取层206以及导光层204,这些将在后续描述被详细阐明。第一改善层的构成形式具有多种可选的方案,本申请方案的实施者可以根据功能化的需求对应选择。
即,实施者可以选择设置光调节层207、光提取层206以及导光层204中的一者或多者的组合来构成第一改善层。作为示例,多者的组合可以是光调节层207和光提取层206的两者组合,或光提取层206和导光层204的两者组合,或者光调节层207、光提取层206以及导光层204的三者组合。
由于第一改善层位于模板层203的单元格2031内在各种可选的方案中,各个功能化的结构层与量子点层205的相对位置,以及光调节层207、光提取层206以及导光层204各自的相对位置可以根据需要被选择。以下示例中仅仅给出一种方案,但并不以此为限。
例如,在一种方案中,可替代地,该第一改善层可选择为导光层204。就导光层204的空间位置而言,其可以设置在第一阻隔层202和量子点层205之间。即导光层204是位于第一阻隔层202和量子点层205之间的中间结构层。
导光层204可以将光线(如蓝光)以散射的形式进入量子点层205中,以提高量子点层205中被激发光源的发光均匀性。即当蓝光既作为三基色中蓝色光,也作为激发红光量子点和绿光量子点的激励光时,蓝光被发散以便可以更好地激发红光量子点和绿光量子点(需要说明的是,相关技术中,通常(并非限定必须)选择采用蓝光或蓝紫光LED作为背光激发红绿量子点。)。因此,在使用蓝光来激发的方案中,导光层204可散射蓝光,使其以不同折射角进入量子点层205以激发量子点,保证量子点全部被激发。其次,导光层204对提高第一阻隔层202表面蓝光的出光率、减少第一阻隔层202中蓝光横向反射、降低侧面漏光避免影响画面质量有积极的意义。
导光层204具有散色光的作用,因此,其可以使用散射材料或粒子来对光进行散射。其散射光线的原理可参见图5。图5中,左侧上表面粗糙从而使光被散射;而右侧上表面光滑,光线大部分被横向反射,从而侧面漏光。因此,导光层204内设置散射粒子,类似于增加表面粗糙度,从而使光线散射改变方向,避免侧面漏光。
进一步,基于制膜的需要,散射材料可由固化材料固化制膜。如散射材料与树脂混合后制成打印墨水或通过蒸镀、溅射的形式成膜。其中的散射材料可以是氧化钛颗粒、氧化钽颗粒、氧化铌颗粒、氧化锆颗粒、氧化铝颗粒、氧化钨颗粒、氧化锑颗粒、氧化钒颗粒、氧化钼颗粒、氧化硅颗粒、氧化铬颗粒、氧化铁颗粒、氧化铜颗粒、氧化铅颗粒、氧化钇颗粒、氧化锰颗粒、氧化锡颗粒、氧化锌颗粒、硫化铅颗粒、硫化锌颗粒、硫化镉颗粒、碲化锌颗粒与硒化镉颗粒中的任一种或多种的组合。示例性地,散射材料的组合方案可以是氧化钛颗粒和氧化钽颗粒两者组合;或氧化钨颗粒、氧化钒颗粒、氧化钼颗粒的三者组合;或氧化铅颗粒、氧化钇颗粒、氧化锰颗粒、氧化锡颗粒的四者组合等等。
另一种方案中,可替代地,第一改善层包括光调节层207。以图2所示的放置方向,光调节层207可以选择设置在量子点层205之上。光调节层207和量子点层205之间可以直接接触配合,或者,在两者之间设置其他层(如后续提及的光提取层206)。另外,对于光调节层207和导光层204共同存在的情况,光调节层207和导光层204两者可分别位于第一预设Y方向上量子点层205的两侧。
对光调节层207而言,其具有过滤光线的作用,其可以采用进行适当选择滤光片代替。通过光调节层207可以调节三色光源色度坐标以及可降低光强。由此,光调节层207也可以被用来对出现瑕疵的量子点膜200进行修复(并且该修复工作可以在量子点膜200的制作过程中完成)。例如,采用光谱仪器检测区域中白光(三原色混合)的色坐标和亮度参数值。如某区域红光偏弱导致色坐标偏移,根据偏移值大小,将光调节材料形成在该区域,以进行修正。或者某区域光强过高,由光调节材料形成在该区域,以进行修正。
光调节层207可以采用各种适当的材料制作,基于成膜的考虑,其粘度可以为30~50CPS(可以是32CPS、35CPS、44CPS、47CPS等)的丙烯酸树脂光固化胶或热固化胶与粒径为20~100nm(可以是22nm、28nm、35nm、39nm、41nm、46nm、52nm、68nm、73nm、88nm、95nm等)左右的滤光材料混合。滤光材料在固化胶中均匀分布可以提升光调节层207的功能。因此,光调节层207的制作材料可以包括光调节载体、分散并固化在光调节载体内的滤光材料。滤光材料在光调节载体内呈均匀分布(可以是正态分布)以便发挥好的光调节作用。
其中,光调节载体可以是前述的光固化胶或热固化胶。
其中,滤光材料可以由颜料分布在墨水中形成。并且,其可以包括红色滤光墨水、绿色滤光墨水、蓝色滤光墨水以及黑色滤光墨水中的一者或多者。示例性地,多者可以是红色滤光墨水、绿色滤光墨水;或者,多者可以是红色滤光墨水、绿色滤光墨水、蓝色滤光墨水三者;或者,多者可以是绿色滤光墨水、蓝色滤光墨水以及黑色滤光墨水三者;或者,红色滤光墨水、绿色滤光墨水、蓝色滤光墨水以及黑色滤光墨水四者。红色滤光墨水、绿色滤光墨水和蓝色滤光墨水,可以调节三色光源色度坐标。黑色滤光墨水可以降低发光亮度。
其中,红色滤光墨水的过滤波长范围可以是625~635nm,绿色滤光墨水的过滤波长范围可以是515~525nm,蓝色滤光墨水的过滤波长范围可以是435~445nm。
此外,形成光调节层207的材料中还可以具有阻光材料。阻光材料可以是以酞菁类、DPP类等有机颜料、荧光材料、量子点材料中的一种或多种混合。
基于上述,根据测试色度坐标和亮度数据分析确定颜料在墨水中所占的比重如为10%、7%、3%即可满足修正偏差需求。例如,采用检测仪进行检测,如果某个或一些区域的白光出现色坐标和亮度参数值红光偏弱,则选择滤光材料在墨水中所占的比重合适的红色滤光墨水打印在该区域内,以此过滤掉该区域多余的绿光和蓝光将色坐标矫正回来。或者某区域光强过高,选择颜料在墨水中所占的比重合适的黑色吸光墨水打印在该区域内,以此吸收掉多余的光强使其与其它区域光强一致。
再一种方案中,可替代地,第一改善层可包括光提取层206。以图2所示的放置方向,光提取层206位于量子点层205之上,其通常可以直接与量子点层205接触配合。对于光提取层206、光调节层207同时存在的方案,光提取层206位于光调节层207和量子点层205之间。光提取层206在厚度方向(第一预设方向Y)的两个表面可以分别与光调节层207和量子点层205接触,且光调节层207与第二阻隔层211接触。由此,在一种可选的示例中,位于模板层203的网格内的量子点层205和第一改善层共同构成如下层状的结构分布:在第一预设方向Y,依次分布着导光层204、量子点层205、光提取层206以及光调节层207。
对于光提取层206而言,其能够提高出光率和提高光强。其可采用散射体材料(如散射颗粒)与固化胶混合构成的墨水。可选地,光提取层206采取光固化或热固化且粘度小于60CPS的树脂类与散射体颗粒材料混合而成。
其中的可固化树脂可以是选自环氧树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯、聚酯、异氰酸酯的一种或是至少两种的组合的光固化树脂或热固化树脂。
其中的散射体材料可以选自无机物、有机物或有机无机杂化物。
无机物散射体可以选自氟化镁、硫酸钡、氧化硅、氧化镁、氧化锆、硫化锌、氧化钛、氧化铝、氧化锌、氧化硅、氮化硅中的一种或是至少两种的组合。
有机物散射体可以选自聚烯烃类如聚苯乙烯、聚乙烯等;聚酯类如聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯等;聚酰胺类如尼龙66等、聚酰亚胺类如醚酐型聚酰亚胺等的一种或是至少两种的组合。
有机无机杂化物散射体可以选自无机粒子外包覆有机物如聚苯乙烯/二氧化硅复合微球、聚甲基丙烯酸甲酯/二氧化硅复合微球等、有机胶粒外包覆无机物如二氧化钛/聚苯乙烯复合微球等中一种或是至少两种的组合。
第五、第二改善层
根据需要,量子点膜200可以选择包括第二改善层。与第一改善层在第一预设方向的层状结构布置不同的是,第二改善层包括在第二预设方向X(如水平方向)上设置的一个或多个不同功能的结构层。根据第二改善层的功能的不同,其可以有不同的选择。示例中,第二改善层包括干燥层208,或者第二改善层包括吸光层209,或者第二改善层同时包括干燥层208和吸光层209。干燥层208和吸光层209的详细说明在后续被揭露,在此不赘述。
第二改善层同样可以填充在模板层203的单元格2031内,因此,其也是位于第一阻隔层202和第二阻隔层211之间。为了更清楚地表达第一改善层、第二改善层、干燥层208以及吸光层209的相对位置关系,做如下描述。
参阅图3,模板层203包括第一填充区302、第二填充区303,且第一填充区302在第二预设方向X被第二填充区303包围。第二填充区303具有邻近第一填充区302的内侧、远离第一填充区302的外侧。
基于此,第一改善层和量子点层205组合填充于第一填充区302的多个单元格2031,第二改善层填充于第二填充区303的多个单元格2031。对于第二改善层同时存在干燥层208和吸光层209的方案,干燥层208填充于第二填充区303的内侧,吸光层209填充于第二填充区303的外侧。或者,干燥层208填充于第二填充区303的外侧,吸光层209填充于第二填充区303的内侧。即,对于干燥层208和吸光层209而言,两者分别位于模板层203的第二填充区303的不同单元格2031内。
对于干燥层208和吸光层209的厚度而言,两者均可以在第一预设方向上与单元格2031的深度相同。并且因此,两者在第一预设方向的两个表面可以分别与第一阻隔层202、第二阻隔层211接触。或者,两者与分别形成在第一阻隔层202、第二阻隔层211的无机物层接触。
第二改善层可以在在无水无氧环境内制作,并且可以作为辅助性的功能层作用。
其中干燥层208中的干燥剂可以有效阻止水氧从侧面渗透进内部。干燥剂可以选择氧化铝、氧化钙、氯化钙、硫酸镁、氧化钡、五氧化二磷、氢氧化钾、氢氧化钠、溴化钾、溴化钙、氯化锌、硫酸钙、氧化镁、吸水性树脂与分子筛中的一种或多种的吸湿性物质,再由吸湿性物质与可固化树脂或非固化的全氟烷烃类溶剂混合成干燥层208的材料,且由此其可以被以打印墨水代指。
其中吸光层209可以吸收上下膜层(第一阻隔层202、第二阻隔层211)中横向传播的光避免因侧面导致的漏光,从而确保显示质量。即吸光层209解决边缘漏光。因为上下膜层都可以将光折射出去一部分,而另一部分的光会沿着上下膜层内部不停地反射消耗掉或者是传递到上下膜层的边缘处继而发出微弱的光,从而在窄边框显示屏中导致显示屏边缘亮度偏高。而吸光层209则可以吸收一部分减少侧面边缘漏光。吸光材料可选择为黑色染料或碳纳米管类材料中的一种或多种与固化树脂混合成打印墨水。
进一步,第二改善层可以包括粘接层210。粘接层210可以对第一改善层、第二改善层中的干燥层208和吸光层209覆盖、稳定,并且还可由此结合第二阻隔层211。粘接层210的材料可以选自环氧树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯、聚酯、异氰酸酯的一种或是至少两种的组合的光固化树脂或热固化树脂(树脂类胶粘剂)。
可固化树脂通过涂布、喷涂等形式覆盖在整个单元格2031状框架(模板层203)表面,由于没有溢出或溅出的(掺杂)量子点和其它物质,从而可以更好地保证粘接层的粘接强度、阻隔水氧及高透过率等性能。
第六、第二阻隔层211
第二阻隔层211通常可以具有与第一阻隔层202相同或相似的方案选择,例如,制作材料和工艺是相同的。当然,基于需要,两者也可以不必选择一致的方式被制作。本申请示例中,两者由相同材料,以相同的工艺方式制作,可参见前文。
另外,在制作量子点膜200时,为了方便于实施,第一阻隔膜可以形成在基板上,由此,基板可以提供有利的表面平整度和结构支撑力。该基板例如可以选择为玻璃基板。在各个结构或功能层制作完成后,将玻璃基板剥离即可获得量子点膜200。
进一步地,为了便于本领域技术人员更易于实施本申请示例中的方案,示例中提供了一种量子点膜200的制作方法。该制作方法包括以下步骤:
S1,提供设有第一阻隔层202的衬底;
S2,在第一阻隔层202表面制作具有多个单元格2031的模板层203,模板层203包括第一填充区302、第二填充区303,第一填充区302在第二预设方向X被第二填充区303包围;
S3,采用湿法在第一填充区302的第一部分设置量子点层205;
S4,采用湿法在第一填充区302的第二部分设置光调节层207;
S5,在模板层203的远离第一阻隔层202的一侧设置第二阻隔层211;
其中,量子点层205和光调节层207在第一预设方向上层状叠置。
结合前述量子点膜200的结构,对于具有导光层204、光提取层206、干燥层208、吸光层209、粘接层210的方案,相应可以对工艺步骤进行相应的调整。
以下对各步骤进行详述。
S1,提供设有第一阻隔层202的衬底。
衬底可以选择为玻璃基板,其易于与第一阻隔层202结合,并且在适当的条件下可以被剥离。例如,在清洁干净的玻璃基板上涂布或喷涂PI溶液并成膜以及在表面利用溅射、蒸镀、涂布的方式制作氧化硅层、氮化硅层或者氧化铝层提高下阻隔层正面的水氧防护性。由此,衬底、第一阻隔层202以及无机氧化物膜形成三层结构。
S2,在第一阻隔层202表面制作具有多个单元格2031的模板层203,模板层203包括第一填充区302、第二填充区303,第一填充区302在第二预设方向X被第二填充区303包围。
模板层203可以采用金属、氮化物、氧化物、氟化物等非透光性材料制作。便利地,将其制作原料以溶液或浆料/墨水的方式使用,通过刮涂成膜。根据如高度、形状和尺寸等需求,利用印刷、光刻、溅射及打印等方式制作网格。
可选地,步骤S2和S3之间还可包括以下步骤:
在量子点层205和第一阻隔层202之间的多个单元格2031设置导光层204。在网格(单元格2031)内湿法设置(优选打印)一层导光层204。导光层204可以提高PI膜表面蓝光出光率、减少PI膜中蓝光横向反射、降低侧面漏光避免影响画质质量。并且,经由导光层204可以将蓝光以散射的形式进入量子点层205。导光层204可以增加衬底表面粗糙度来增强散射和增加光的出射界面的面积,提高了光线的出射几率,从而降低了光源在膜层内部横向折射。
S3,采用湿法在第一填充区302的第一部分设置量子点层205。
其中,第一部分是指在第一填充区302所限定的模板层203的单元格的导光层204之上。
其中的量子点主要是指R/G量子点,且其与可光固化或热固化的树脂按比例混合成打印墨水后(粘度60CPS以内),进行湿法成膜并固化。其中,上述湿法可以是打印、旋涂、涂布等工艺,优选打印。
可选地,步骤S3和S4之间还包括以下步骤:
在光调节层207和量子点层205之间的多个单元格2031设置光提取层206。示例中,通过将氧化钛、氧化铝等纳米级粉末与可光固化或热固化的树脂按比例混合成墨水(粘度60CPS以内),进行湿法成膜并固化,形成光提取层206以提高光散射到外部的作用。其中,上述湿法可以是打印、旋涂、涂布等工艺,优选打印。
进一步地,基于需要,可能需要进行检测以便在存在缺陷或瑕疵时进行修正。因此,将基板/衬底放置于蓝色背光源面板上,利用光谱仪器测试设备检测前述步骤制作获得膜层发白光后的色度坐标、光强参数。基于该检测结果,如果存在如偏色等问题可以通过光调节层207进行修复。
S4,采用湿法在第一填充区302的第二部分设置光调节层207。
其中,第一部分是指在第一填充区302所限定的模板层203的单元格的光提取层206之上。
由于量子点层205和光调节层207是叠层布置的,因此,两者位于对应相同的单元格内。在第一填充区302内的每个单元格均具有相同的填充结构。且该填充结构包括量子点层205和光调节层207。
在如图2的结构中,第一填充区302展示了三个单元格;在如图3的结构中,第一填充区302展示了13列单元格,且每列具有8个三元格。
根据上述的测试结果可以确定量子点膜200划分的区域中是否出现蓝光或红光或绿光以及某处光源过强导致色度坐标和亮度出现偏差。并且,当出现如光源过强导致色度坐标和亮度出现偏差的问题,通过制作可吸收一部分蓝光或红光或绿光的阻光层来修正该区域的色坐标偏差,来保证画面质量。其中,阻光层是光调节层207的一种功能化的功能层的实施方案。
可选地,进行以上修复后,为便于对量子点层205进行防护,步骤S4和S5之间还包括以下步骤:采用湿法在第二填充区303的内侧和外侧设置干燥层208和吸光层209。其中,干燥层208可以填充于第二填充区303的内侧,吸光层209可以填充于第二填充区303的外侧。一种示例性的工艺,在膜层最外侧网格内打印一圈可光固化或热固化具有遮光功能的吸光层209(例如使用碳纳米管),以及在吸光层209内侧网格内打印可光固化或热固化或非固化的干燥剂层。
由此,量子点膜200的光转换结构(如红绿蓝量子点)自身以及其发光特性又被进行相应适当的防护或修复,从而可以实现好的发光效果(如光强分布均匀、漏光减少甚至避免、偏色被抑制等)、寿命等。其中,在第一填充区302,模板层203的单元格2031内可以形成如图3所示的包括导光层204、量子点层205、光提取层206、光调节层207构成的发光层结构。
进一步,为了便于后续结合第二阻隔层211,可利用打印、印刷、旋涂、涂布等方式设置一层可固化的粘接层。
S5,在模板层203的远离第一阻隔层202的一侧设置第二阻隔层211。
第二阻隔层211采用与第一阻隔相同的材质和工艺预先制作的PI膜,然后进行预处理(如清洁)且在处理后,将PI膜贴附在粘接层表面后进行固化而被制得。
在贴合第二阻隔层211之后,可利用激光将制作好的膜与玻璃基板分离,即可获得量子点膜200。
通过上述结构设计和工艺选择以获得量子点膜200,可以获得品质理想的产品,并且表现出至少如下一些优势。
1、量子点膜将量子点层打印在单元格框架内,保证了量子点层厚度均匀性同时也间接控制了色度坐标不会出现太大的偏差。
2、利用打印制作光调节层可以有效的调节量子点光转换膜的色度坐标和亮度。
3、辅助功能层不容易出现无效边的问题,使得该量子点光转换膜具有较长的使用寿命。
应用以上的量子点膜200可以制作获得背光模组、显示器等产品。这样产品通常还可具有电源模块、导光板等结构,由本领域技术人员根据需求实施。
以下结合实施例对本申请的一种背光模组、量子点膜200及其制作方法作进一步的详细描述。
实施例1
量子点膜的制备方法过程包括:
步骤一、在清洁干净的玻璃基板上制作下阻隔层
首先在玻璃基板上涂布一层厚度为125μm聚酰亚胺膜层(PI膜层),然后在其表面沉积一层400nm厚度的氧化铝最终形成下阻隔膜层;
步骤二、制作模板层
利用涂布设备将黑色树脂溶液喷涂在下阻隔膜表面形成厚度为0.19mm的膜层,经过曝光、显影等光刻工艺在下阻隔膜层表面形成网格线宽度为0.06mm,单个网格框长宽为3mm*1mm,高度为0.19mm的单元格用于第一填充区的制作框架。进一步地,形成单个网格框长宽为1mm*1mm,高度为0.19mm的单元格用于第二填充区的制作框架;
步骤三、制作导光层
将粒径为30~50纳米的二氧化钛和氧化铝与粘度为40CPS的丙烯酸树脂光固化胶进行混合均匀,其中二氧化钛重量百分比为8%和氧化铝重量百分比为4%,利用打印方式将导光材料打印在第一填充区的金属网格内并进行uv固化;
步骤四、制作量子点层
将量子点墨水打印在第一填充区的金属网格内的导光层表面上,并进行固化。量子点墨水包括量子点和光固化树脂胶,其中量子点为混合均匀的红色量子点与绿色量子点,上述红色量子点为核壳结构的CdSe/CdS,其发光波长为620nm,绿色量子点为核壳结构的CdSe/CdS,其发光波长为540nm,红色量子点与绿色量子点的总重量百分比为1%,光固化胶为粘度50CPS的丙烯酸酯UV固化胶。最终量子点层墨水中量子点的重量百分比为15%且最终成膜厚度为130μm;
步骤五、制作光提取层
将平均粒径为350nm的氧化钛颗粒与粘度为40CPS的丙烯酸树脂光固化胶进行混合均匀,其中二氧化钛重量百分比为10%,分散剂的质量百分比为1%,其余为树脂。利用打印方式将导光材料打印在第一填充区的网格框架内并进行uv固化;
步骤六、测试膜层均匀性
将量子点膜放置在波长为450nm蓝色LED灯作为背光光源上,利用PR670光谱仪器检测膜层表面白光的色坐标和亮度参数值,本次制作量子点光转换摸白光色坐标设定为X0.2950;Y 0.3021,亮度为400,根据测试结果可知,色度坐标值偏差较大的区域为1、2、3、7、9,亮度偏差大的区域为5、6,如下:
步骤七、制作光调节层
以粘度为30CPS的丙烯酸树脂光固化胶与粒径为20nm左右的颜料混合且呈均匀分布。光调节层材料包括酞菁类、DPP类等有机颜料制作成的红色滤光墨水、绿色滤光墨水和蓝色滤光墨水以及用碳纳米管制作成的降低发光强度的黑色滤光墨水。其中红色滤光墨水过滤波长范围是625nm~635nm,绿色滤光墨水过滤波长范围是515nm~525nm,蓝色滤光墨水过滤波长范围是435nm~445nm。根据测试色度坐标分析确定颜料在墨水中所占的比重为5%、3%和亮度数据分析确定黑色吸光墨水所占比重为10%、7%、3%即可满足修正偏差需求。
色度坐标调节:打印比重为3%的红色滤光墨水区域为2、4、7、9;打印比重为3%的绿色滤光墨水区域为2、4、9;打印比重为7%的红色滤光墨水区域为1、3;打印比重为7%的绿色滤光墨水区域为3、7且每一层厚度均为110nm。
亮度调节:打印比重为7%的黑色吸光墨水区域为6;打印比重为10%的黑色吸光墨水区域为5且膜层厚度均为70nm。打印完调节层后用光谱仪继续检测膜层表面白光的色坐标和亮度如下。
步骤八、制作辅助功能层
其结构为干燥层\吸光层\粘接层组成的宽度为2mm(水平方向上的宽度)的非发光区域。
首先在第二填充区的内侧的网格框架内打印膜层厚度为0.19mm(垂直方向上的厚度)的干燥层材料,该干燥层材料主要包括粘度40CPS的丙烯酸树脂光固化胶和粒径为180nm~300nm的纳米钙颗粒,其中纳米钙重量百分比为45%左右。
在第二填充区的外侧打印膜层厚度为0.19mm(垂直方向上的厚度)的吸光材料,该吸光材料主要包括粘度40CPS的丙酸树脂光固化胶与粒径为100nm~200nm的碳纳米管,其中碳纳米管重量百分比为38%,分散剂总量百分比为0.8%。
最后利用狭缝涂布设备将粘度为45CPS的丙烯酸树脂类光固化胶粘剂覆盖在整个单元格状框架表面,最终形成粘接层,其中,上表面的粘接层的厚度为6μm左右。
步骤九、制作上阻隔膜
利用贴膜设备将上阻隔膜贴附在粘接层表面后并进行UV固化,用激光设备将量子点膜从玻璃基板上剥离下来即可完成量子点膜的制作。
实施例2
本实施例提供的量子点膜制作与实施例1的区别在于:
步骤六、将量子点膜放置在波长为450nm蓝色LED灯作为背光光源上,利用PR670光谱仪器检测膜层表面白光的色坐标和亮度参数值,本次制作量子点光转换摸白光色坐标设定为X 0.2950;Y 0.3021,亮度为400,根据测试结果可知,色度坐标值偏差较大的区域为1、2、4、5、9,亮度偏差大的区域为4、5、6,如下:
步骤七、喷墨打印光调节层
以粘度为30CPS的丙烯酸树脂光固化胶与粒径为20nm左右的荧光材料混合且呈正态分布。
光调节层主要包括荧光材料制作成的红色滤光墨水、绿色滤光墨水和蓝色滤光墨水以及用碳纳米管制作成的降低发光强度的黑色滤光墨水。其中红色滤光墨水过滤波长范围是625nm~635nm,绿色滤光墨水过滤波长范围是515nm~525nm,蓝色滤光墨水过滤波长范围是435nm~445nm。
根据测试色度坐标分析确定荧光材料在墨水中所占的比重为5%、3%和亮度数据分析确定黑色吸光墨水所占比重为10%、7%、3%即可满足修正偏差需求。
色度坐标调节:打印比重为3%的红色滤光墨水区域为4、9;打印比重为3%的绿色滤光墨水区域为1、2;打印比重为3%的蓝色滤光墨水区域为5且每一层厚度均为110nm。
亮度调节:打印比重为3%、7%、10%的黑色吸光墨水区域分别为4、6、5且膜层厚度均为70nm。打印完调节层后用光谱仪继续检测膜层表面白光的色坐标和亮度如下:
步骤八、辅助功能层
制作中打印膜层厚度为0.19mm的干燥层材料,该干燥层材料主要包括粘度40CPS的丙烯酸树脂光固化胶和粒径为180nm~300nm的纳米钙颗粒、铝、氧化钡,其中纳米钙重量百分比为20%、铝重量百分比为15%、氧化钡重量百分比为10%,其余为光固化树脂。
实施例3
本实施例提供的量子点膜制作与实施例1的区别在于:
步骤六、将量子点膜放置在波长为450nm蓝色LED灯作为背光光源上,利用PR670光谱仪器检测膜层表面白光的色坐标和亮度参数值,本次制作量子点光转换摸白光色坐标设定为X 0.2950;Y 0.3021,亮度为400,根据测试结果可知,色度坐标值偏差较大的区域为1、2、3、4、7、9,亮度偏差大的区域为4、5、6,如下:
步骤七、喷墨打印光调节层
以粘度为30CPS的丙烯酸树脂光固化胶与粒径为20nm左右的量子点混合。光调节层主要包括量子点材料制作成的红色滤光墨水、绿色滤光墨水以及用碳纳米管制作成的降低发光强度的黑色滤光墨水。
其中红色滤光墨水过滤波长范围是625nm~635nm,绿色滤光墨水过滤波长范围是515nm~525nm。根据测试色度坐标分析确定荧光材料在墨水中所占的比重为5%、3%和亮度数据分析确定黑色吸光墨水所占比重为10%、7%、3%即可满足修正偏差需求。
色度坐标调节:打印比重为3%的红色滤光墨水区域为1、2、9;打印比重为3%的绿色滤光墨水区域为1、2、3、7、9且每一层厚度均为60nm。
亮度调节:打印比重为3%、7%、10%的黑色吸光墨水区域分别为4、6、5且膜层厚度均为70nm。打印完调节层后用光谱仪继续检测膜层表面白光的色坐标和亮度如下:
步骤八、辅助功能层
制作中打印膜层厚度为0.19mm的干燥层材料,该干燥层材料主要包括粘度40CPS的全氟烃烷非固化溶剂和粒径为180nm~300nm的纳米钙颗粒、粒径为60nm~100nm的分子筛颗粒,其中纳米钙重量百分比为25%、分子筛重量百分比为20%,其余为溶剂。
对比例1
本对比例的量子点膜包括下阻隔膜、量子点层以及上阻隔膜。其制作方法为利用刮涂设备将量子点墨水涂布在下阻隔膜上形成100μm的量子点层,利用滚轴将上阻隔膜贴附在量子点层上表面并进行uv固化,最后进行裁剪完成量子点膜制作。
根据上述实施例1至3提供的量子点膜制备背光模组,对各个实施例中的量子点膜老化前后的发光效率进行测试。
其中,老化后的量子点膜是在高温(65℃)高湿(95%)的条件下,老化1000h后得到的。对应的量子点膜的发光效率检测方法是:利用波长为450nm蓝色LED灯作为背光光源,利用积分球分别测试蓝色背光光谱和透过量子点膜的光谱,利用光谱图的积分面积计算发光效率。
发光效率=(红色量子点吸收峰面积+绿色量子点吸收峰面积)/(蓝色背光面积-透过量子点膜未被吸收的蓝色峰面积)×100%,最后,对发光效率进行归一化处理,得到表1中的相对发光效率,将对比例的相对发光效率定为100%,其他相对发光效率同比例对应并且通过显微镜下确定量子点膜边缘无效边的大小。
表1
由表1的数据可知,与对比例1相比,实施例1与实施例2的量子点膜经老化后,发光效率变化较小,且没有出现无效边,表明本申请实施例得到的量子点膜的寿命更长。其中,与实施例1、2相比,实施例3中干燥剂采用的是非固化溶剂导致干燥剂与粘接层容易出现缝隙,使得量子点膜经老化后,外界水氧容易渗透进入光转换区域,导致实施例3中出现较窄无效边,但无效边宽度仍远小于对比例1;而实施例1、2,由于采用了环氧固化树脂混合吸收水氧材料,使得量子点膜经老化后干燥剂区域与粘接层紧密连接没有产生缝隙增加了外界水氧渗透到内部的难度,保证了试验结束后也没有出现无效边。
尽管已用具体实施例来说明和描述了本申请,然而应意识到,在不背离本申请的精神和范围的情况下可以作出许多其它的更改和修改。因此,这意味着在所附权利要求中包括属于本申请范围内的所有这些变化和修改。
Claims (11)
1.一种量子点膜,所述量子点膜包括在第一预设方向呈现层状布局的第一阻隔层、量子点层以及第二阻隔层,其特征在于,所述量子点膜还包括:
模板层,所述模板层具有多个单元格且所述模板层设于所述第一阻隔层和所述第二阻隔层之间;
第一改善层,所述第一改善层包括光调节层;
所述第一改善层和所述量子点层在第一预设方向以层状叠置的方式组合并填充于所述多个单元格内。
2.根据权利要求1所述的量子点膜,其特征在于,所述第一改善层还包括光提取层,且所述光提取层位于所述光调节层和所述量子点层之间。
3.根据权利要求1所述的量子点膜,其特征在于,所述第一改善层还包括导光层,所述光调节层和所述导光层分别位于所述第一预设方向上所述量子点层的两侧。
4.根据权利要求1所述的量子点膜,其特征在于,所述量子点膜包括第二改善层,所述第二改善层包括在第二预设方向上设置的干燥层和/或吸光层;
所述模板层包括第一填充区、第二填充区,所述第一填充区在所述第二预设方向被所述第二填充区包围;
所述第一改善层和所述量子点层组合填充于所述第一填充区的所述多个单元格,所述第二改善层填充于所述第二填充区的所述多个单元格。
5.根据权利要求4所述的量子点膜,其特征在于,所述第二改善层包括干燥层和吸光层;
所述第二填充区具有邻近所述第一填充区的内侧、远离所述第一填充区的外侧;
所述干燥层填充于所述第二填充区的内侧,所述吸光层填充于所述第二填充区的外侧。
6.根据权利要求1所述的量子点膜,其特征在于,所述光调节层的制作材料包括光调节载体、分散并固化在所述光调节载体内的滤光材料,所述滤光材料在所述光调节载体内呈均匀分布;
可选地,所述光调节载体包括光固化胶或热固化胶;
可选地,所述滤光材料包括红色滤光墨水、绿色滤光墨水、蓝色滤光墨水以及黑色滤光墨水中的一者或多者。
7.一种量子点膜的制作方法,其特征在于,所述制作方法包括以下步骤:
S1,提供设有第一阻隔层的衬底;
S2,在所述第一阻隔层表面制作具有多个单元格的模板层,所述模板层包括第一填充区、第二填充区,所述第一填充区在第二预设方向被所述第二填充区包围;
S3,采用湿法在所述第一填充区的第一部分设置量子点层;
S4,采用湿法在所述第一填充区的第二部分设置光调节层;
S5,在所述模板层的远离所述第一阻隔层的一侧设置第二阻隔层;
其中,所述量子点层和所述光调节层在第一预设方向上层状叠置。
8.根据权利要求7所述的量子点膜的制作方法,其特征在于,所述步骤S2和S3之间还包括以下步骤:
在所述量子点层和所述第一阻隔层之间的所述多个单元格设置导光层。
9.根据权利要求7所述的量子点膜的制作方法,其特征在于,所述步骤S3和S4之间还包括以下步骤:
在所述光调节层和所述量子点层之间的所述多个单元格设置光提取层。
10.根据权利要求7所述的量子点膜的制作方法,其特征在于,所述步骤S4和S5之间还包括以下步骤:
采用湿法在所述第二填充区的内侧和外侧设置干燥层和吸光层;
可选地,所述干燥层填充于所述第二填充区的所述内侧,所述吸光层填充于所述第二填充区的所述外侧。
11.一种背光模组,其特征在于,所述背光模组包括权利要求1~6中任意一项所述的量子点膜或由权利要求7~10中任意一项所述的量子点膜的制作方法制作而成的量子点膜。
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