本實用新型涉及LED背光模組和照明模組技術領域,特別是涉及玻璃導光板領域。
背景技術:
量子點(Quantum Dot)是在把導帶電子、價帶空穴及激子在三個空間方向上束縛住的半導體納米結構。其由有限數目的原子組成,三個維度尺寸均在納米數量級,是一種新穎的半導體納米材料。量子點激發效率高,光穩定性好,具有寬的激發光譜和窄的發射光譜,非常適合用在LED背光替代傳統稀土熒光粉材料,為電視、顯示器、手機、平板電腦等顯示設備提供更高亮度和對比度,并帶來更好的色域表現和能耗優勢。
目前背光行業應用量子點的方式通常把量子點封裝到直徑2~4mm的玻璃管中,利用LED發出的藍光激發量子點材料產生白光。由于現在顯示設備尺寸朝大尺寸方向發展,封裝量子點的玻璃管直徑小,長度與管徑比過大,運輸、加工、使用容易變形碎裂。并且由于玻璃外壁的反射作用LED發出的光不能有效進入玻璃管激發量子點,為了提高亮度勢必提高LED功率,增加了發熱量,造成能源浪費。
技術實現要素:
本實用新型目的就是為解決量子點玻璃導光板發熱量大、光損失嚴重問題。
本實用新型的技術問題通過以下的技術方案予以解決:
一種量子點玻璃導光板,包括出光面與底面,在所述量子點玻璃導光板的出光面上設置一層量子點光轉換層,在所述量子點光轉換層上設置一層光擴散層。
根據本實用新型的另一個具體方面,所述量子點光轉換層的厚度為10um~30um,所述光擴散層的厚度為50-150um。
根據本實用新型的另一個具體方面,所述量子點光轉換層的成分為組合共聚樹脂加量子點粉末混合物;組合共聚樹脂由甲基丙烯酸類、苯乙烯類、甲基丙烯酸甲酯類、碳酸酯類中的一種或幾種共聚得到;量子點粉末由CdS、CdSe、CdTe、ZnSe等半導體材料制成的紅綠量子點組成。
根據本實用新型的另一個具體方面,所述出光面為粗化表面,所述粗化表面是涂覆前對所述玻璃出光面進行粗化處理而形成的,所述量子點光轉換層涂覆在粗化表面上,所述光擴散層涂履在量子點光轉換層上。
根據本實用新型的另一個具體方面,所述光擴散層表面為光學微結構;在所述量子點玻璃導光板出光面的不同區域上,所述光擴散層中的光擴散粒子濃度不同,在進光區域中的光擴散粒子濃度大于遠離進光區域中的光擴散粒子濃度。
根據本實用新型的另一個具體方面,所述光擴散層通過涂覆固化在量子點玻璃導光板出光面,其成分為組合共聚樹脂加光擴散劑;光擴散劑包含硅氧烷類聚合物粒子、丙烯酸類聚合物粒子、碳酸鈣、硫酸鋇、氧化硅、氧化鈦中的一種或幾種混合。
根據本實用新型的另一個具體方面,所述量子點玻璃導光板出光面上的光擴散層是分區域進行涂覆的,在混合樹脂中擴散粒子濃度相同的情況下,進光區域的光擴散層涂覆次數大于遠離進光區域的光擴散層涂覆次數,或在涂覆次數不變的情況下,進光區域的混合樹脂中擴散粒子濃度大于遠離進光區域的混合樹脂中擴散粒子濃度,從而實現降低所述進光區域亮度及提高所述遠離進光區域亮度,增加整個出光面均勻度。
根據本實用新型的另一個具體方面,所述光擴散層通過涂覆固化在量子點玻璃導光板出光面的量子點層上,其成分為組合共聚樹脂加光擴散劑;光擴散劑包含硅氧烷類聚合物粒子、丙烯酸類聚合物粒子、碳酸鈣、硫酸鋇、氧化硅、氧化鈦中的一種或幾種混合。
根據本實用新型的另一個具體方面,所述量子點玻璃導光板為平面形或曲面形,厚度大于等于1-2mm,形狀為矩形、圓形、多邊形或異形。
根據本實用新型的另一個具體方面,所述量子點玻璃導光板為單面進光、雙面進光、多面進光中的一種。
根據本實用新型的另一個具體方面,所述量子點玻璃導光板底面設置一層反射率為95%以上、厚度為10um-30um的鍍銀層。
量子點玻璃導光板的制作方法,包括以下步驟:
S1:在玻璃導光板的一面進行粗化處理;
S2:在經過粗化處理的表面上涂覆量子點光轉換層;
S3:在量子點層上涂覆光擴散層,進光區域中的光擴散粒子濃度大于遠離進
光區域中的光擴散粒子濃度。
S4:在玻璃導光板的另一面涂覆鍍銀層。
本實用新型與現有技術對比的有益效果是:
本實用新型的量子點玻璃導光板,將量子點直接涂覆上玻璃的出光面上,由于玻璃導熱系數高,量子點離LED遠,故量子點不容易受到熱量影響,發光效率高,解決了現有量子點應用于背光領域光損失嚴重,模組發熱量大,裝配復雜良品率低的問題。
附圖說明
圖1是本實用新型導光裝置結構圖;
圖2是本實用新型量子點玻璃導光板的剖面圖;
圖3是本實用新型量子點玻璃導光板光擴散層表面結構圖;
圖4是本實用新型量子點玻璃導光板分區域涂覆結構圖。
具體實施方式
如圖1所示導光裝置包括玻璃導光板10、LED燈帶40、PCB板50,燈帶40位于PCB板50上,置于玻璃導光板10的側邊,LED燈帶40發出的光從玻璃導光板10的側邊進入玻璃導光板10,從出光面出來。在玻璃導光板10的底面設置一層厚度10um-30um、反射率95%以上的鍍銀層,LED燈帶40發出的光從側面進入導光板,進入導光板內的光由于鏡面反射作用99%光被反射到出光面。相比在導光板底部增加反射片,由于全反射和折射作用只有50%光被反射到出光面,未被反射回出光面的光透過底面和空氣層由于反射、折射產生部分損耗,到達反射片會有一部分損耗,光線反射回底面在空氣和玻璃界面反射、折射又會有一部分損耗。本實用新型利用鏡面反射將射向底面的99%光反射回出光面,避免光在多個界面反射折射造成損失,相比底面增加反射片,本實用新型光線利用率增加20%~40%。
量子點玻璃導光板如圖2所示,在量子點玻璃導光板出光面設置量子點光轉換層60和光擴散層20,LED發出的藍光71激發量子點材料產生白光72,底面通過銀鏡反應(含有銀離子的溶液,與醛類物質相互作用后,將銀離子轉化為銀單質)鍍一層銀在玻璃的表面,然后涂覆一層保護漆,避免銀層氧化失效,形成鍍銀層30;接下來對上表面(出光面)進行粗化處理,通過化學腐蝕或噴砂或打磨,制造有一定粗糙度和模糊度的粗化表面,根據產品要求將已經調配好的含有量子點的混合樹脂涂覆在經過處理的粗化表面上,固化完全。然后將已經調配好的含有擴散粒子的混合樹脂涂覆在量子點光轉換層60表面上,待樹脂涂覆層干燥后裁切成所需尺寸,拋光側邊進光面并倒角,得到所需的玻璃導光板。
量子點光轉換層60厚度為10um~30um,成分為組合共聚樹脂加量子點粉末混合物;所述組合共聚樹脂由甲基丙烯酸類、苯乙烯類、甲基丙烯酸甲酯類、碳酸酯類中的一種或幾種共聚得到;所述量子點粉末由CdS、CdSe、CdTe、ZnSe等半導體材料制成的紅綠量子點組成。為了增加量子點層附著效果,提高出光面光取出效率,涂覆前對出光面進行粗化處理,通過化學腐蝕、噴砂或打磨制造一層具有特定粗糙度和模糊度的表面層。由于玻璃導熱系數為0.75W/m·k或更高(PMMA只有0.2W/m·k),量子點離LED遠,故量子點不容易受到熱量影響發光效率高。
如圖3所示,光擴散層20厚度為50-150um,光擴散層20表面21為光學微結構,光擴散層20的作用是打散光線增加亮度均勻性,覆蓋在量子點層上方形成一個隔離層隔水隔氧保護量子點。光擴散層20通過涂覆固化在玻璃導光板出光面,其成分與量子點層類似,為組合共聚樹脂加光擴散劑。所述光擴散劑包含硅氧烷類聚合物粒子、丙烯酸類聚合物粒子、碳酸鈣、硫酸鋇、氧化硅、氧化鈦中的一種或幾種混合。
光擴散層20的涂覆是分區域進行的,如圖4所示,進光區11亮度過高而遠離進光區12亮度過低,因此在混合樹脂中光擴散粒子濃度相同的情況下,進光區11的涂覆次數大于遠離進光區12的涂覆次數,或涂覆次數不變的情況下,進光區11的混合樹脂中光擴散粒子濃度大于遠離進光區12的混合樹脂中光擴散粒子濃度,從而實現提高遠離進光區12亮度及降低進光區11亮度,遠離進光區域亮度通常比較低,通過減少該區域涂覆次數或涂覆次數不變降低混合樹脂中擴散粒子濃度,更進一步在該表面制造出如圖3所示光學微結構,增加出光量,使該區域亮度增加30%~50%,整個出光面均勻度提高到95%以上。
可只進行亮度降低操作或亮度提升操作,或根據具體要求分區域進行亮度降低和亮度提升操作。
量子點玻璃導光板10的側視圖為平面形或曲面形狀,厚度最低為1-2mm,可單面進光,雙面進光或多面進光;量子點玻璃導光板10的主視圖形狀為矩形、圓形、多邊形或其他異形。
量子點玻璃導光板的制作方法,包括以下步驟:
S1:在玻璃導光板的一面進行粗化處理;
S2:在經過粗化處理的表面上涂覆量子點光轉換層;
S3:在量子點層上涂覆光擴散層,進光區域中的光擴散粒子濃度大于遠離進
光區域中的光擴散粒子濃度。
S4:在玻璃導光板的另一面涂覆鍍銀層。
量子點玻璃導光板可用在電視、顯示器、手機、平板等背光領域。
以上內容是結合具體的/優選的實施方式對本實用新型所作的進一步詳細說明,不能認定本實用新型的具體實施只局限于這些說明。對于本實用新型所屬技術領域的普通技術人員來說,在不脫離本實用新型構思的前提下,其還可以對這些已描述的實施例做出若干替代或變型,而這些替代或變型方式都應當視為屬于本實用新型的保護范圍。