1.本发明属于量子点光学板技术领域,具体涉及一种量子点集成板、其制备方法及包含其的显示装置。
背景技术:2.量子点材料由于具有激发谱宽、发射谱窄、色纯度高、光稳定性好的特点,被应用于显示领域,可以有效提升设备色域,使设备显示效果更加鲜艳,动人。量子点集成板可以有效的将量子点材料优秀的光学性能应用于现有的背光显示系统,将量子点高色域显示技术平民化、普及化。但在应用过程中,量子点同时会受到水、氧、热等因素的影响,导致量子点稳定性不佳。同时,不同液晶显示设备的背光差异(市面上常用的电视机、电脑显示器显示装置主要为直下式和侧入式,而笔记本电脑、pad、手机等设备采用的主要是侧入式显示装置)对量子点器件提出不同的需求。
3.然而,现有技术至少存在如下缺点:(1)需要光学板材和光学膜片结合背光光源,复杂搭配,才能实现一套电视机所需的背光光源;(2)绿色量子点所发出的光会被红色量子点吸收,从而影响量子点板材发光效率,使量子点材料对蓝光的利用率有限;(3)高装配成本和膜材成本导致了量子点光转化膜使用成本高。
4.cn111393578a公开了一种广色域复合膜,包括增亮层和扩散层。所述的增亮层包括两部分,一部分是增亮基材层,增亮基材层一般采用pet,另一部分是增亮基材层上形状一致紧密排列的截面为等腰梯形的四棱柱结构,四棱柱由上述高折射率量子点uv树脂制成,四棱柱的面积较大的下端面与增亮基材层连接,与增亮基材层平行的上端面与扩散层底面连接。该专利申请通过添加含硫丙烯酸酯单体来提升树脂本身的折射率的同时,利用硫元素和量子点表面金属原子的配位,也提升了高折射率uv树脂对量子点的相容性和量子点的稳定性。通过所述高折射率uv树脂制备含有量子点的斜四棱柱的增亮结构,使其兼顾增亮和提高色域的功能。并且通过四棱柱侧面与扩散膜底面连接,附着力更好,集成功能更多的同时,复合膜更轻薄,成本更低。
5.cn111650678a公开了一种高亮度量子点膜,包括由下至上依次设置的下基材、第一结构层、第二结构层和上基材,所述第一结构层的上端表面、第二结构层的下端表面且为依次排列的三棱柱,所述第一结构层、第二结构层内分别添加有重量比为1∶1的红色、绿色两种不同颜色的量子点材料,所述第一结构层的折射率大于第二结构层的折射率。借由棱镜结构的设计,配合两微结构层的折射率差,采用该专利申请制备的量子点膜可以具有光学集光效果,配合蓝光led背光模块的使用,可以使液晶显示器画面色彩饱和度提高的条件下,同时具有亮度提升的效果,达到广色域及节能目的。
6.cn108303819a公开了一种背光源及其制造方法、导光板及其制造方法及显示装置,具体公开了透明胶的折射率t0满足:t1≤t0≤t2,其中,t1为导光板的折射率,t2为光学膜层的折射率。在光学膜层和导光板本体之间填充透明胶,保证透明胶的折射率大于等于导光板的折射率且小于等于光学膜层的折射率,可以使得光线从导光板进入光学膜层的过
程中,始终是从光疏介质传输至光密介质,可以有效防止部分光线在传输过程中被全反射,提高光线的利用率。
7.上述现有技术虽然结合了量子点膜高色域输出的特点且部分涉及对光通过各层结构的光线传播路径的设计,但是光利用率、防蓝光效果有待进一步提高。
技术实现要素:8.本发明的目的是为了克服现有技术存在的量子点光学板的亮度、防蓝光效果有待进一步提高的缺陷,提供一种量子点集成板、其制备方法及包含其的显示装置,该量子点集成板既能够提升亮度,又能降低蓝光输出,应用范围广。
9.为了实现上述目的,本发明第一方面提供了一种量子点集成板,包括依次设置的第一光过渡层、第一量子点层、第二光过渡层、第二量子点层,各层的折射率满足:t
第一光过渡层
<t
第一量子点层
,t
第二光过渡层
<t
第一量子点层
,t
第二光过渡层
<t
第二量子点层
;所述第一量子点层靠近所述第二光过渡层的一侧设置有第一微结构图案,所述第二量子点层远离所述第二光过渡层的一侧设置有第二微结构图案,所述第一量子点层包括红色量子点材料,所述第二量子点层包括绿色量子点材料。
10.优选地,所述第一微结构图案外表面和第二微结构图案外表面各自独立的为板状、弧状或二者的结合。
11.优选地,所述第一微结构图案和所述第二微结构图案各自独立地满足:其微结构图案包括顶点,该顶点所在角度为45-135
°
。
12.优选地,所述第一微结构图案和所述第二微结构图案分别具有若干重复单元,各重复单元各自独立地满足:最大宽度在10-100μm,最大高度在2-120μm。
13.更优选地,所述第一微结构图案和/或所述第二微结构图案的重复单元满足:最大宽度在50μm,最大高度在25μm。
14.优选地,所述第一微结构图案和所述第二微结构图案各自独立的为棱镜结构。
15.优选地,在光线竖直传播方向上,所述第一微结构图案和所述第二微结构图案相互形成的夹角为0-180
°
,优选地,该夹角为45-135
°
,最优选地,该夹角为90
°
。
16.优选地,所述量子点集成板还包括树脂粉末,其设置在所述第一光过渡层内。
17.优选地,相对于第一光过渡层,所述树脂粉末的含量为1-50wt%。
18.优选地,所述树脂粉末的材料与所述第一量子点层的基材相同。
19.优选地,所述树脂粉末的平均粒径为1-100μm。
20.优选地,所述第一光过渡层和所述第二光过渡层的厚度各自独立地为10-500μm,优选10-200μm,所述第一量子点层和第二量子点层的厚度各自独立地为0.05-1.5mm。
21.本发明第二方面提供一种所述量子点集成板的制备方法,包括以下步骤:
22.(1)制备第一量子点片材和第二量子点片材;
23.(2)在所述第一量子点片材的一侧和第二量子点片材的一侧分别制得第一微结构图案和第二微结构图案;
24.(3)测试所述第一量子点片材和第二量子点片材的折射率,选择光固化胶水或压敏胶,在所述第一量子点片材的另一侧和第二量子点片材的另一侧分别涂覆光固化胶水或压敏胶,用于形成第一光过渡层和第二光过渡层;
25.(4)将所述第一量子点片材的制有第一微结构图案的一侧与所述第二量子点片材上涂覆光固化胶水或压敏胶的一侧进行覆合,形成光折射变化的量子点集成板。
26.优选地,步骤(1)中,所述第一量子点片材和第二量子点片材的制备各自独立地包括:将量子点溶液和高分子材料混合,然后进行成型加工。
27.优选地,步骤(2)中,所述第一微结构图案和第二微结构图案通过微结构辊压制形成。
28.优选地,该方法还包括:步骤(3)中,在所述第一量子点片材上涂覆的光固化胶水或压敏胶中引入树脂粉末。
29.本发明第三方面提供一种显示装置,其包括第一方面所述的量子点集成板。
30.优选地,还包括:
31.面板,其设置在所述量子点集成板的第二量子点层的外侧;
32.扩散板或导光板,其设置在所述量子点集成板的远离所述面板的一侧。
33.优选地,当显示装置为直下式背光模式时,所述量子点集成板中第一量子点层和第二量子点层的厚度各自独立地为0.5-1.5mm;当显示装置为侧入式背光模式时,所述量子点集成板中第一量子点层和第二量子点层的厚度各自独立地为0.05-0.5mm。
34.本发明通过上述结构设计,设置光过渡层,并且各层折射率按照“小大小大”的规律设计,能够更好的利用量子点层的微结构,通过增加或降低光的折射、反射概率提高光线的利用率,同时提高红绿量子点材料对蓝光的利用率,在增加量子点板材的亮度值的同时,减少蓝光的输出。由于具有足够高的亮度值,使用本发明的量子点集成板构成显示装置时无需使用传统显示装置结构中的扩散膜和增亮膜,可以大大降低光学膜片的成本和装配成本。
35.本发明提供的制备方法适应性广,工艺简单,能够根据不同显示装置,制备不同厚度的量子点集成板,增加量子点应用范围。该量子点集成板既可以用于侧入式显示装置,也可以适用于直下式显示装置,设备终端可以推广到电视机、电脑显示器、笔记本电脑、pad、手机等等多种终端。
附图说明
36.图1是本发明量子点集成板的一种具体实施方式的正视图。
37.图2是图1的侧视图。
38.图3是本发明量子点集成板中设置的一种微结构图案的光折射示意图。
39.图4是本发明的一种直下式的显示装置。
40.图5是本发明的一种侧入式的显示装置。
41.附图标记说明
42.1-第一光过渡层
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2-第一量子点层
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3-第二光过渡层
43.4-第二量子点层
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5-树脂粉末
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a-量子点集成板
44.6-面板
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7-扩散板
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8-导光板
具体实施方式
45.在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值,这些范围或
值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说,各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间,以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围,这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
46.如前所述,本发明第一方面提供了一种量子点集成板,如图1和图2所示,包括依次设置的第一光过渡层1、第一量子点层2、第二光过渡层3、第二量子点层4,各层的折射率满足:t
第一光过渡层
<t
第一量子点层
,t
第二光过渡层
<t
第一量子点层
,t
第二光过渡层
<t
第二量子点层
;所述第一量子点层2靠近所述第二光过渡层3的一侧设置有第一微结构图案,所述第二量子点层4远离所述第二光过渡层3的一侧设置有第二微结构图案,所述第一量子点层2包括红色量子点材料,所述第二量子点层4包括绿色量子点材料。
47.本发明的发明人在研究过程中发现,通过本发明的上述各层结构设计,尤其是将各层折射率按照小大小大(其中“小”或“大”均是相对于相邻的层而言)的规律设计,并配合在含有红绿量子点材料的量子点层对应设置的微结构图案,能够充分发挥增亮结构和量子点材料特性。具体的,所述第一量子点层2配合其上设置的第一微结构图案,能够充分发挥聚光作用,且光线由第一量子点层传输到第二光过渡层是由光密介质进入光疏介质,这使得部分光线在第一量子点层2中反复反射,能够增加光线利用率;同时,光线由第一光过渡层1进入第一量子点层2以及从第二光过渡层3进入第二量子点层4是由光疏介质进入到光密介质,能够减少光反射现象,提高光线进入量子点层的量,减少光损耗,这种折射率变化规律使得量子点集成板的亮度显著提高。
48.另一方面,一般红绿量子点混合在一起的量子点扩散板,蓝光会同时激发红色量子点和绿色量子点,发出红色光和绿色光,但是量子点的绿色光部分会被红色量子点吸收,用于红色量子点材料的激发,使绿色量子点性能不能发挥到最大,所以在达到相同效果时,需使用更多的绿色量子点和蓝光。同时,现有技术中蓝光一般是直接经过量子点扩散板,不存在第一量子点片材和第二量子点片材中蓝光反复利用过程,对蓝光利用率低,使得量子点扩散板透过的蓝光较多。本发明量子点集成板中,蓝光先经过包含红色量子点的第一量子点片材,由于其传播途径为光密到光疏,部分蓝光在第一量子点片材中反复反射,蓝光可以充分激发红色量子点。当蓝光和红光进入包含绿色量子点的第二量子点片材时,部分蓝光和红光在第二量子点片材中反复反射,红光并不会激发绿色量子点,这使得蓝光可以充分激发绿色量子点,让绿色量子点性能发挥到最大,提高了蓝光的利用率,能够显著减少蓝光的输出。
49.本发明中,所述红色量子点材料和绿色量子点材料均为现有的量子点材料,可以通过市售获得,也可以通过现有的方法制备得到,在此不再赘述。
50.本发明中,“光过渡层”可以理解为光折射率变化的渐变过渡层,其作用在于:其一、增加光线透过率,减少量子点层的侧面贴合处因为折射率差异引起的光反射现象;其二、同时增加光线在光过渡层中角度变化,起到一定的扩散和雾化光线的作用。
51.本发明对所述第一光过渡层1和第二光过渡层3的材质没有具体限制,只要能够满足上述特定折射率,适用于光学板即可。非限定性列举的光过渡层基材可选自pmma、pet、pc、ms、pp、ps、pe。
52.本发明中,各层的折射率的具体选择,只要满足上述折射率规律,且利于提升亮度、减少蓝光输出即可。例如,优选地,所述第一量子点层2和第二量子点层4的折射率各自
独立地为1.3-1.7,所述第一光过渡层1和所述第二光过渡层3的折射率各自独立地为1-1.6,同时满足上述折射率规律。
53.可以理解的是,所述第一量子点层2和第二量子点层4的折射率可以相同,也可以不同。所述第一光过渡层1和所述第二光过渡层3的折射率可以相同,也可以不同。
54.本发明中,“微结构图案”是指具有微米尺寸的结构图案,其对光线有聚光作用,具体的,例如可以包括如图3所示自左向右光线传播的四种情况:a、使得光线尽可能的全反射(tir
+
,例如在同一微结构图案上的微结构单元内的全反射),b、增加可折射光线,c、减少光线损失比例,d、折射光线的重复利用(例如从一个微结构单元折射后进入下一微结构单元重复利用)。其能够使部分光线在相应的量子点层中反复反射,增加光线利用率,从而在保证增亮的同时,降低蓝光输出。
55.本发明对所述微结构图案的具体形状可选范围较宽,例如可以为板状(例如棱形体),也可以为弧状(例如球体或椭圆体),还可以为他们的结合,只要能够利于提升亮度、减少蓝光输出即可。
56.更优选地,所述第一微结构图案和所述第二微结构图案各自独立地满足:其微结构图案包括顶点,该顶点所在角度为45-135
°
。该优选方案下,更利于对相邻界面折射后的光线的多级重复利用,从而更利于提升亮度,同时降低蓝光输出。
57.本发明所述顶点所在角度是指顶点所在的最大角度。应当理解的是,所述顶点可以由至少两个平面,至少一个弧面,或者,若干平面和若干弧面的结合形成,该顶点所在角度是指形成同一顶点的任意两个面之间的最大角度。示例性的,当所述顶点由一个弧面形成,那么该顶点所在角度为锥角。
58.更优选地,所述第二微结构图案的顶点所在角度为70-110
°
,进一步优选80-100
°
,进一步优选90
°
。在该优选方案下,更利于光线的多重反射或折射用于增亮,更利于蓝光最大化的反射或折射返回第二量子点层作用于量子点材料。
59.在本发明的一种优选实施方式中,所述第一微结构图案和所述第二微结构图案分别具有若干重复单元,各重复单元各自独立地满足:最大宽度在10-100μm,最大高度在2-120μm。
60.本领域技术人员可以从提升亮度和防蓝光的角度考虑,选择所述第一微结构图案和所述第二微结构图案的相应重复单元的各自尺寸。
61.更优选地,所述第一微结构图案和/或所述第二微结构图案的重复单元满足:最大宽度在10-100μm,进一步优选50μm;最大高度在10-70μm,进一步优选为25μm。在该优选方案下,更利于光线的多重反射或折射用于增亮,更利于蓝光最大化的反射或折射返回第二量子点层作用于量子点材料。
62.根据本发明,优选地,所述第一微结构图案和所述第二微结构图案各自独立的为棱镜结构,其截面如图3所示,其折射和反射情况如图3中箭头方向。
63.所述第一微结构图案和第二微结构图案可以相同,也可以不同。
64.优选地,在光线竖直传播方向上,所述第一微结构图案和所述第二微结构图案相互形成的夹角(也称为两个微结构的夹角)为0-180
°
,优选地,该夹角为45-135
°
,最优选地,该夹角为90
°
。采用本发明的优选方案,更利于提高对光线的利用率和减少蓝光。
65.本发明中,所述“在光线竖直传播方向上,所述第一微结构图案和所述第二微结构
图案相互形成的夹角”是指,在光线传播的同一竖直方向上,所述第一微结构图案在该竖直方向上对应的表面与所述第二微结构图案在该竖直方向上对应的表面(或其延长线所在的面)之间的夹角。可以理解的是,此处的“面”是指平面或弧面。
66.根据本发明,优选地,如图1和图2所示,所述量子点集成板还包括树脂粉末5,其设置在所述第一光过渡层1内。在该优选方案下,一方面,所述树脂粉末5在所述第一光过渡层1的进光面能够形成一定粗糙度,使得所述第一光过渡层1进光面为粗糙面,能够减少镜面反射现象,更利于增加进光量,从而更利于增加量子点集成板的亮度和提高红绿量子点材料对蓝光的利用率;另一方面,更多量的蓝光经过第一光过渡层1进入第一量子点层2时,由于树脂粉末5的折射率与胶水的折射率有差异,会改变光线传播角度,使光线多角度发散,起到均化和发散光线的作用。
67.应当理解的是,所述树脂粉末5分散设置在所述第一光过渡层1内,以均匀地设置为宜,更利于均光,促进多方位利用。
68.优选地,相对于第一光过渡层,所述树脂粉末5的含量为1-50wt%。
69.优选地,所述树脂粉末5的材料与所述第一量子点层2的基材相同。该优选方案,更利于充分发挥增亮结构,使得折射率变化更优。
70.本领域技术人员可以根据亮度和蓝光传播情况选择树脂粉末的粒径。优选地,所述树脂粉末5的平均粒径为1-100μm。
71.本发明中,“平均粒径”是指平均直径。
72.根据本发明,优选地,所述第一光过渡层1和所述第二光过渡层3的厚度各自独立地为10-500μm,优选10-200μm,进一步优选10-100μm。
73.优选地,所述第一量子点层2和第二量子点层4的厚度各自独立地为0.05-1.5mm。
74.本领域技术人员可以根据实际情况选择所述第一量子点层2和第二量子点层4的基材。优选地,所述第一量子点层2还包括第一高分子材料,所述第二量子点层4还包括第二高分子材料。
75.所述第一高分子材料和所述第二高分子材料可以相同,也可以不同,优选相同。本发明对所述高分子材料的具体种类没有任何限制,可以为本领域现有的任何适用于光学板的高分子材料。示例性的,所述高分子材料可以为树脂材料,例如pe,ps,pmma,pc,ms,pet,pp等。
76.在本发明的相应量子点层中,本领域技术人员可以根据实际需求选择其所含的量子点材料和对应的高分子材料的比例。示例性的,在所述第一量子点层2中,所述红色量子点材料和第一高分子材料的重量比可以为1:100-10000。示例性的,所述第二量子点层4中蓝色量子点材料和第二高分子材料的重量比可以为1:100-10000。
77.本发明第二方面提供一种所述量子点集成板的制备方法,包括以下步骤:
78.(1)制备第一量子点片材和第二量子点片材;
79.(2)在所述第一量子点片材的一侧和第二量子点片材的一侧分别制得第一微结构图案和第二微结构图案;
80.(3)测试所述第一量子点片材和第二量子点片材的折射率,选择光固化胶水或压敏胶,在所述第一量子点片材的另一侧和第二量子点片材的另一侧分别涂覆光固化胶水或压敏胶,用于形成第一光过渡层1和第二光过渡层3;
81.(4)将所述第一量子点片材的制有第一微结构图案的一侧与所述第二量子点片材上涂覆光固化胶水或压敏胶的一侧进行覆合,形成光折射变化的量子点集成板。
82.本发明提供的上述制备方法,采用光固化胶水或压敏胶用于形成第一光过渡层1和第二光过渡层3,能够和特定的折射率设计、微结构图案设计起到协同作用,使得制得的量子点集成板,在对光线利用增亮作用、量子点对蓝光利用作用均最大化的同时,结合量子点材料光效特性,能够更好地提升色域,减少蓝光输出。
83.步骤(1)中,本领域技术人员可以根据需求选择现有的方法制备量子点层。
84.在一种优选实施方式中,所述第一量子点片材和第二量子点片材的制备各自独立地包括:将量子点溶液和高分子材料混合,然后进行成型加工。
85.可以理解的是,步骤(1)中,所述第一量子点片材的制备中对应的量子点溶液为含有红色量子点材料的溶液,所述第二量子点片材的制备中对应的量子点溶液为含有绿色量子点材料的溶液,其溶液的制备为本领域技术人员所公知,在此不再赘述。
86.所述第一量子点片材和第二量子点片材的制备中分别对应的高分子材料,分别为第一高分子材料和第二高分子材料。
87.根据本发明,上述成型加工的具体工艺,包括成型方式和工艺参数,本领域技术人员可以根据实际需求选择,优选地,所述成型加工为挤出成型。所述挤出成型的设备可列举为螺杆挤出机。
88.更优选地,所述挤出成型在120-300℃下进行。
89.本发明步骤(1)中,通过所述成型加工将所述混合得到的物料拉伸成量子点片材,作为第一量子点层2和第二量子点层4。
90.本发明步骤(2)中,所述第一微结构图案和第二微结构图案的形成方式,本领域技术人员可以采用现有的任何方式制得,例如可以直接喷墨打印,还可以使用辊压成型、增材制造等方法进行制造。
91.优选地,所述第一微结构图案和第二微结构图案通过微结构辊压制形成。在该优选方案下,能够使得工艺简单高效。
92.所述微结构辊压制的条件使得能形成微结构即可;例如,所述微结构辊压制形成在高温条件下进行。
93.本发明步骤(3)中,根据上述折射率所需满足的要求,测试所述第一量子点片材和第二量子点片材的折射率,选择光固化胶水或压敏胶,涂覆在所述第一量子点片材的另一侧和第二量子点片材的另一侧。可以理解的是,所述微结构图案和涂覆胶分别位于量子点片材的两侧。
94.应当理解的是,在所述量子点片材上的涂覆胶可以根据后续的层覆合需要,在适当的工序进行光固化(优选紫外光固化)或压合,形成固态的光过渡层,只要能够最终形成所述第一光过渡层1和第二光过渡层3即可。例如,其中一个涂覆胶若后续不需要覆合其他层,则可以在步骤(3)中进行光固化或压合;若后续需要覆合其他层,则可以在后续步骤中复合后再进行光固化或压合。
95.优选地,该方法还包括:步骤(3)中,在所述第一量子点片材上涂覆的光固化胶水或压敏胶中引入树脂粉末5。
96.应当理解的是,所述树脂粉末5混合于所述光固化胶水或压敏胶中。
97.本发明步骤(4)中,“将所述第一量子点片材的制有第一微结构图案的一侧与所述第二量子点片材上涂覆光固化胶水或压敏胶的一侧进行覆合”,是指将第一量子点片材上第一微结构图案的表面与第二量子点片材的涂覆胶的表面进行覆合。经过所述覆合后,再通过光固化或压合后在第一量子点片材和第二量子点片材中间形成第二光过渡层3。
98.本发明中,应当理解的是,各原料的用量使得满足各层的结构和组成即可。各层的结构和组成分别同第一方面,在此不再赘述。
99.本发明第三方面提供一种显示装置,其包括第一方面所述的量子点集成板。
100.本发明提供的量子点集成板可以应用在现有的任何形式的模组中,包括但不限于常规直下式模组(其结构一般为面板6、增亮膜、扩散膜、扩散板7),常规侧入式显示装置(其结构一般为面板6、增亮膜、扩散膜、导光板8)。本发明提供的量子点集成板能够增亮且防蓝光,用于模组中,无需增亮和防蓝光的多个组件,能够降低光学膜片的成本和装配成本。
101.在一种优选实施方式中,所述显示装置为直下式背光模式,如图4所示,其包括:
102.面板6,其设置在所述量子点集成板a的第二量子点层4的外侧;
103.扩散板7,其设置在所述量子点集成板a的远离所述面板6的一侧。
104.更优选地,所述量子点集成板a中第一量子点层和第二量子点层的厚度各自独立地为0.5-1.5mm。
105.在另一种优选实施方式中,所述显示装置为侧入式背光模式,如图5所示,其包括:
106.面板6,其设置在所述量子点集成板a的第二量子点层4的外侧;
107.导光板8,其设置在所述量子点集成板a的远离所述面板6的一侧。
108.更优选地,所述量子点集成板a中第一量子点层和第二量子点层的厚度各自独立地为0.05-0.5mm。
109.本发明中,所述面板6的具体种类没有任何限制,例如可以为液晶面板。
110.下面结合实施例对本发明进行更详细的阐述。
111.实施例1
112.一种量子点集成板,包括依次设置的第一光过渡层1、ps第一量子点层2、第二光过渡层3、ps第二量子点层4。第一光过渡层1在第一量子点层2之下,第二光过渡层3在第一量子点层2和第二量子点层4之间。第一光过渡层1、第二光过渡层3均为丙烯酸树脂基胶水固化而成。
113.该量子点集成板的具体制备方法包括:
114.(1)红绿量子点溶液分别和高分子材料ps混合后,通过螺杆挤出机在200℃进行挤出加工,拉伸成量子点片材的同时使用微结构辊在片材一侧压制出微结构图案,制备出含红色量子点材料的第一量子点片材和含绿色量子点材料的第二量子点片材,也即得到设置有第一微结构图案的第一量子点层2,和设置有第二微结构图案的第二量子点层4。
115.(2)将第一量子点片材微结构背面涂覆紫外光固化胶水,经过紫外光固化后在第一量子点片材上形成第一光过渡层1。
116.(3)在第二量子点片材微结构背面涂覆紫外光固化胶水,而后将第一量子点片材微结构面与第二量子点片材微结构背面通过涂覆的紫外光固化胶水进行覆合,通过紫外光固化后在第一量子点片材和第二量子点片材中间形成上形成第二光过渡层3,从而最终制备出量子点集成板。
117.其中,第一光过渡层1的折射率为1.49,厚度为200μm;第一量子点层2的折射率为1.52,厚度为0.5mm;第二光过渡层3的折射率为1.49,厚度为200μm;第二量子点层4的折射率为1.52,厚度为0.5mm。第一微结构图案、第二微结构图案均为棱镜结构;且第一量子点层2微结构图案和第二量子点层4微结构图案的重复单元均满足:顶角为45℃,最大高度为120μm,且在光线竖直传播方向上,所述第一微结构图案和所述第二微结构图案相互形成的夹角为0
°
。
118.将实施例制得的量子点集成板放置在蓝光光功率相同的直下式显示装置中,将蓝光辐照计、色彩分析仪分别置于板材的正中心,对蓝光强度和亮度值进行测定。并测试原始模型光学板的蓝光强度和亮度值,进行对比。
119.其中原始模型光学板包括依次设置的pet光扩散层、ps红绿量子点层与pet增亮层直接堆叠而成,其中光扩散层的折射率为1.59,量子点层的折射率为1.52,增亮层的折射率为1.59。
120.测试亮度和蓝光强度数据与原始模型进行比对,确认亮度增加2.56%,蓝光强度降低2.11%。
121.实施例2
122.实施例1的量子点集成板,不同的是,第二微结构图案的最大高度为25μm。
123.测试亮度和蓝光强度数据与原始模型进行比对,确认亮度增加6.05%,蓝光强度降低5.15%。
124.实施例3
125.实施例1的量子点集成板,不同的是,第二微结构图案的最大高度为2μm。
126.测试亮度和蓝光强度数据与原始模型进行比对,确认亮度增加2.48%,蓝光强度降低2.75%。
127.实施例4
128.实施例1的量子点集成板,不同的是,第一微结构图案的最大高度为25μm。
129.测试亮度和蓝光强度数据与原始模型进行比对,确认亮度增加5.55%,蓝光强度降低4.42%。
130.实施例5
131.实施例4的量子点集成板,不同的是,第二微结构图案的最大高度为25μm。
132.测试亮度和蓝光强度数据与原始模型进行比对,确认亮度增加9.41%,蓝光强度降低8.34%。
133.实施例6
134.实施例4的量子点集成板,不同的是,第二微结构图案的最大高度为2μm。
135.测试亮度和蓝光强度数据与原始模型进行比对,确认亮度增加4.29%,蓝光强度降低4.01%。
136.实施例7
137.实施例1的量子点集成板,不同的是,第一微结构图案的最大高度为2μm。
138.测试亮度和蓝光强度数据与原始模型进行比对,确认亮度增加2.01%,蓝光强度降低2.98%。
139.实施例8
140.实施例7的量子点集成板,不同的是,第二微结构图案的最大高度为25μm。
141.测试亮度和蓝光强度数据与原始模型进行比对,确认亮度增加6.49%,蓝光强度降低5.25%。
142.实施例9
143.实施例7的量子点集成板,不同的是,第二微结构图案的最大高度为2μm。
144.测试亮度和蓝光强度数据与原始模型进行比对,确认亮度增加2.62%,蓝光强度降低2.01%。
145.实施例10
146.实施例5的量子点集成板,不同的是,在光线竖直传播方向上,所述第一微结构图案和所述第二微结构图案相互形成的夹角为90
°
。
147.测试亮度和蓝光强度数据与原始模型进行比对,确认亮度增加13.49%,蓝光强度降低11.25%。
148.实施例11
149.实施例10的量子点集成板,不同的是,在光线竖直传播方向上,所述第一微结构图案和所述第二微结构图案相互形成的夹角为180
°
。
150.测试亮度和蓝光强度数据与原始模型进行比对,确认亮度增加9.62%,蓝光强度降低9.01%。
151.实施例12
152.实施例10的量子点集成板,不同的是,第一光过渡层1中混合有ps树脂粉末5,树脂粉末的平均粒径为1μm,相对于第一光过渡层,树脂粉末的添加量为5wt%。
153.测试亮度和蓝光强度数据与原始模型进行比对,确认亮度增加15.19%,蓝光强度降低13.89%。
154.实施例13
155.实施例12的量子点集成板,不同的是,相对于第一光过渡层,树脂粉末的添加量为50wt%。
156.测试亮度和蓝光强度数据与原始模型进行比对,确认亮度增加17.40%,蓝光强度降低14.45%。
157.实施例14
158.实施例12的量子点集成板,不同的是,树脂粉末的平均粒径为100μm。
159.测试亮度和蓝光强度数据与原始模型进行比对,确认亮度增加15.77%,蓝光强度降低13.66%。
160.实施例15
161.实施例5的量子点集成板,不同的是,第一光过渡层1中混合有ps树脂粉末5,树脂粉末的平均粒径为100μm,相对于第一光过渡层,树脂粉末的添加量为50wt%。
162.测试亮度和蓝光强度数据与原始模型进行比对,确认亮度增加17.01%,蓝光强度降低14.88%。
163.对比例1
164.实施例1的量子点集成板,不同的是,各层折射率不同,第一光过渡层1和第二光过渡层3的折射率(均为1.57)大于第一量子点层2和第二量子点层4的折射率(均为1.52)。
165.测试亮度和蓝光强度数据与原始模型进行比对,确认亮度减弱3.69%,蓝光强度降低1.17%。
166.对比例2
167.实施例1的量子点集成板,不同的是,不设置第一微结构图案和第二微结构图案。
168.测试亮度和蓝光强度数据与原始模型进行比对,确认亮度减弱1.88%,蓝光强度降低1.98%。
169.通过上述实施例和对比例可知,采用本发明特定结构的量子点集成板,尤其是特定的折射率变化和微结构的设计,在提升亮度和减少蓝光输出方面,具有显著的效果。
170.进一步地,通过实施例2和实施例1、实施例3,实施例5和实施例4、实施例6,实施例8和实施例7、实施例9的多组对比可知,第一微结构图案或第二微结构图案的最大高度过大或过小均会使得亮度增加幅度相对偏低,蓝光强度降低幅度相对偏低。这是由于,第一微结构图案或第二微结构图案的最大高度过大或过小,都会不利于光线最大化的反射或折射返回第二量子点层,不利于增亮,也不利于蓝光最大化的反射或折射返回第二量子点层与蓝光量子点相互作用,不利于蓝光的最大化利用。
171.进一步地,通过实施例10和实施例11对比可知,采用本发明优选特定微结构分布的方案,能够进一步提升亮度、减少蓝光输出。这是由于,两个微结构图案形成适宜角度后,能促进光线的多级利用,且促进量子点材料特性和蓝光的相互作用的充分发挥。
172.进一步地,通过实施例10和实施例12对比可知,采用本发明添加有树脂粉末5的优选方案,能够进一步提升亮度、减少蓝光输出。这是由于,一方面,树脂粉末5能够减少第一光过渡层1的镜面反射现象,同时能够增加蓝光进光量;另一方面,树脂粉末5进一步改变了第一光过渡层1内的折射率,能够使得在进入第一量子点层2时促进光线多角度、多方位发散。
173.进一步地,通过实施例12和实施例13、实施例14,以及实施例5和实施例15对比可知,树脂粉末5的添加量增加,更利于提升亮度、减少蓝光输出;平均粒径增加,更利于提升亮度。