一种导光板、扩散板及其制备方法和背光模组

本技术涉及一种导光板、扩散板及其制备方法和背光模组，属于显示器件。

背景技术：

1、钙钛矿纳米晶作为一种新型半导体发光材料，其具有发光可调、光学性能优异、高色域等优势在背光显示领域展现出巨大的应用前景。目前，液晶显示(liquid crystaldisplay，lcd)屏幕在显示领域应用最为广泛，其背光结构组成关系着液晶显示的亮度、色彩、对比度。

2、发光层、导光板、扩散板是背光模组的主要组成部分，导光板上的网点可通过漫反射原理将侧入式背光源发出的不同方向光线从出光处全反射出去，以提高光源的均匀性；扩散板能打通光通量，当点、线光源经过其时发生散射，从而转换成均匀、柔和的面光源；lcd发光层局限于传统含重金属元素的cdse，及量子产率低，半峰宽宽的inp、inp/zns等传统量子点，或是价格昂贵的荧光粉，而黄粉及红光荧光粉对紫光或近紫外光的吸收较低导致发光效率不佳，单一基质白光荧光粉存在红光发射不足等问题，这导致其背光源选择受限，成本高昂等问题。

3、随着市场对高品质、低成本显示屏幕的需求日益增长，突破lcd自身的各种局限性，实现高亮度、宽色域、低成本、背光减薄是当前技术开发的重点。但现有的技术不能将过于散射的光源充分利用，导致能源利用率低；传统量子点导光板与扩散板面临着水氧热稳定性差，需在背光模组结构上制备价格高昂的水氧阻隔膜，从而导致背光模组制备工艺复杂、成本高，无法实现减薄等问题。

4、因此，设计制备一种高稳定、高亮度、高能源利用率的量子点导光板与量子点扩散板，以实现背光膜组减薄、增加发光亮度、提高能源利用率是十分必要而迫切的。

技术实现思路

1、根据本技术的一个方面，针对上述亟需解决的关键问题，采用一种ald法包覆后的，高稳定的亚微米红光/绿光钙钛矿量子点聚合物粉末作为发光材料，设计制备一种具有特殊结构、高能源利用率、高稳定的量子点导光板、量子点扩散板，并结合形成背光结构，以克服现有技术不足。

2、一种导光板，所述导光板包括导光板基材、钙钛矿量子点复合颗粒；

3、所述钙钛矿量子点复合颗粒分散在所述导光板基材中；

4、所述钙钛矿量子点复合颗粒包括粉末颗粒和氧化物薄膜；

5、所述粉末颗粒为钙钛矿量子点/聚合物复合粉末材料；

6、所述氧化物薄膜通过原子层沉积包覆于所述粉末颗粒表面。

7、可选地，所述导光板基材通过将乙烯、氯乙烯、丙烯、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、酰胺、碳酸酯、丙烯腈丁二烯苯乙烯、丙烯腈、丁二烯、苯乙烯、砜、苯硫醚中至少一种聚合得到。

8、可选地，所述导光板基材选自聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚酰胺、聚碳酸酯、丙烯腈丁二烯苯乙烯、聚砜、聚苯硫醚中任一种。

9、可选地，所述钙钛矿量子点复合颗粒是所述导光板基材的1～20wt％。

10、可选地，所述钙钛矿量子点复合颗粒是所述导光板基材的1wt％、3wt％、5wt％、8wt％、10wt％、12wt％、15wt％、18wt％、20wt％中的任意一个值或任意两个值之间的范围值。

11、可选地，所述导光板基材的上面和下面具有散射网点结构；

12、所述散射网点为在所述导光板基材的上下表面雕刻得到。

13、可选地，所述雕刻的方法选自激光雕刻、v型十字网格雕刻中的任一种。

14、可选地，所述散射网点的排列方式为等间距网格。

15、可选地，所述散射网点的间距为1.5～2mm。

16、可选地，所述导光板基材内具有凸透空腔层结构。

17、所述凸透空腔层结构指的是在导光板基材内充入气体形成空腔结构。

18、可选地，所述凸透空腔层由凸透空球体层组成；

19、所述凸透空球体层和所述导光板基材的上面和下面平行。

20、可选地，所述凸透空球体层中的凸透空球体呈矩阵规则排列。

21、可选地，所述凸透空球体层中的凸透空球体间距为0.01～0.05mm。

22、可选地，所述凸透空球体的直径为1mm～5mm。

23、可选地，所述凸透空球体的直径为1、2、3、4、5mm中的任意一个值或任意两个值之间的范围值。

24、可选地，所述凸透空球体层的层数为2层或以上。

25、可选地，所述凸透空球体层之间的层间距为0.01～0.1mm。

26、可选地，所述导光板的厚度为0.5～8mm。

27、可选地，所述导光板的厚度为0.5、2、3、5、8mm中的任意一个值或任意两个值之间的范围值。

28、一种扩散板，所述扩散板包括扩散板基质、钙钛矿量子点复合颗粒、光扩散剂；

29、所述钙钛矿量子点复合颗粒和所述光扩散剂分散在所述扩散板基质中；

30、所述钙钛矿量子点复合颗粒包括粉末颗粒和氧化物薄膜；

31、所述粉末颗粒为钙钛矿量子点/聚合物复合粉末材料；

32、所述氧化物薄膜通过原子层沉积包覆于所述粉末颗粒表面。

33、可选地，所述扩散板基质通过将丙烯、甲基丙烯酸甲酯、乙烯、苯乙烯、丙烯、氯乙烯中的至少一种聚合得到。

34、可选地，所述扩散板基质选自聚丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯中任一种。

35、可选地，所述钙钛矿量子点复合颗粒是所述扩散板基质的1～20wt％。

36、可选地，所述钙钛矿量子点复合颗粒是所述扩散板基质的1wt％、3wt％、5wt％、8wt％、10wt％、12wt％、15wt％、18wt％、20wt％中的任意一个值或任意两个值之间的范围值。

37、可选地，所述光扩散剂选自环氧树脂、亚克力、聚碳酸酯、硅球、聚氯乙烯中的一种或它们的共混。

38、可选地，所述光扩散剂是所述扩散板基质的5～20wt％。

39、可选地，所述光扩散剂是所述扩散板基质的5wt％、8wt％、10wt％、12wt％、15wt％、18wt％、20wt％中的任意一个值或任意两个值之间的范围值。

40、可选地，所述扩散板的厚度为1～5mm。

41、可选地，所述扩散板的厚度为1、2、3、5、8mm中的任意一个值或任意两个值之间的范围值。

42、可选地，所述钙钛矿量子点包括具有式i所示化学式的化合物中的至少一种；

43、abx3式i；

44、其中，a选自nh2chnh2+、ch3nh3+、cs+、rb+、k+中的至少一种；

45、b选自pb2+、sn2+、zn2+、ni2+、cd2+、mn2+中的至少一种；

46、x选自br-、i-、scn-、羧酸根中的至少一种。

47、可选地，所述钙钛矿量子点选自abi3、abbr3、abinbr3-n中的至少一种；其中0＜n＜3；优选地，所述聚合物通过将乙烯、氯乙烯、丙烯、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、酰胺、碳酸酯、丙烯腈丁二烯苯乙烯、丙烯腈、丁二烯、苯乙烯、砜、苯硫醚中至少一种聚合得到。

48、可选地，所述聚合物选自聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚酰胺、聚碳酸酯、丙烯腈丁二烯苯乙烯、聚砜、聚苯硫醚中任一种。

49、可选地，所述氧化物薄膜中的氧化物包括金属氧化物中的至少一种。

50、可选地，所述金属氧化物选自al2o3、tio2、hfo2、zro2中的任一种。

51、可选地，所述氧化物薄膜的厚度为1～200nm。

52、可选地，所述氧化物薄膜的厚度为1、10、20、50、100、150、180、200nm中的任意一个值或任意两个值之间的范围值。

53、可选地，所述粉末颗粒的形状包括球状、棒状、片状中的至少一种。

54、可选地，所述粉末颗粒的尺寸为0.1～200微米。

55、可选地，所述粉末颗粒的尺寸为0.1、1、10、20、50、100、150、180、200微米中的任意一个值或任意两个值之间的范围值。

56、优选地，所述钙钛矿量子点复合颗粒通过以下步骤得到：

57、将含有金属前驱体、氧前驱体、粉末颗粒的原料进行原子层沉积反应，得到所述复合材料。

58、可选地，所述金属前驱体包括含金属元素的化合物中的至少一种。

59、可选地，所述金属前驱体包括三甲基铝、三氯化铝、四氯化钛、异丙醇钛、四(二甲基氨)基锆、四氯化铪、硝酸铪、二甲基氨基锆中的至少一种。

60、可选地，所述氧前驱体包括含氧元素的物质中的至少一种。

61、可选地，所述氧前驱体包括水、臭氧、氧气中的至少一种。

62、可选地，所述制备方法包括以下步骤：

63、(s1)向含有粉末颗粒的反应仓中通入气态金属前驱体进行吸附；

64、(s2)通入气态氧前驱体进行反应。

65、可选地，所述反应仓中的温度为40～100℃，真空度为0.1～2torr。

66、可选地，所述反应仓中的温度为40、50、60、70、80、90、100℃中的任意一个值或任意两个值之间的范围值。

67、真空度为0.1、0.5、1、1.5、2torr中的任意一个值或任意两个值之间的范围值。

68、可选地，所述吸附和所述反应的时间独立地为5～60s。

69、可选地，所述吸附和所述反应的时间独立地为5、10、20、30、40、50、60s中的任意一个值或任意两个值之间的范围值。

70、可选地，所述吸附为静态吸附。

71、可选地，所述吸附和所述反应过程中，通过仓体旋转、搅拌中的至少一种保证粉末分散。

72、可选地，重复步骤(s1)～(s2)，重复次数为1～500次。

73、重复次数为1、100、200、300、400、500次中的任意一个值或任意两个值之间的范围值。

74、根据本技术的一个方面，提供上述所述的导光板的制备方法，所述导光板的制备方法包括以下步骤：

75、将钙钛矿量子点复合颗粒和导光板母料混合、加热i熔融，熔融原料在模具内降温i，得到所述导光板。

76、根据本技术的一个方面，提供上述所述的扩散板的制备方法，所述扩散板的制备方法包括以下步骤：

77、将钙钛矿量子点复合颗粒、光扩散剂和扩散板母料混合、加热ii熔融，熔融原料在模具内降温ii，得到所述扩散板。

78、可选地，所述加热i和所述加热ii的温度独立地为100～300℃。

79、可选地，所述加热i和所述加热ii的温度独立地为100、150、200、250、300℃中的任意一个值或任意两个值之间的范围值。

80、可选地，所述降温i降温至80～110℃时，向模具中间层打入惰性气体使所述导光板基材内部形成述凸透空球体层。

81、可选地，所述打入惰性气体气压控制在1.2～5bar。

82、可选地，所述打入惰性气体气压控制在1.2、1.5、1.8、2、3、4、5bar中的任意一个值或任意两个值之间的范围值。

83、可选地，降温i结束后，在所述导光板基材的上面和下面制备散射网点。

84、可选地，所述散射网点的制备方法选自雕刻法、印刷法中的任一种。

85、根据本技术的一个方面，提供一种背光模组，所述背光模组包括导光板、扩散板和蓝光灯珠；

86、所述导光板选自a1)或a2)中的任一种；

87、a1)所述导光板由导光板基材、散射网点组成；

88、所述导光板基材内具有凸透空腔层结构；

89、a2)所述导光板选自上述所述的导光板、根据上述所述的制备方法制备得到的导光板中的任一种；

90、所述扩散板选自b1)或b2)中的任一种；

91、b1)所述扩散板由扩散板基质和光扩散剂组成；

92、所述光扩散剂分散在所述扩散板基质中；

93、b2)所述扩散板选自上述所述的扩散板、根据上述所述的制备方法制备得到的导光板中的任一种；

94、所述背光模组发白光。

95、可选地，所述导光板和所述扩散板选自下列组合中的任一种：

96、(1)所述导光板选自a1)；所述扩散板选自b2)；

97、其中，b2)中含有的钙钛矿量子点为abbr3和abinbr3-n，其中0＜n＜3；

98、(2)所述导光板选自a2)；所述扩散板选自b1)；

99、其中，a2)中含有的钙钛矿量子点为abbr3和abinbr3-n，其中0＜n＜3；

100、(3)所述导光板选自a2)；所述扩散板选自b2)；

101、其中，a2)中含有的钙钛矿量子点为abbr3，b2)中含有的钙钛矿量子点为abinbr3-n，其中0＜n＜3；

102、(4)所述导光板选自a2)；所述扩散板选自b2)；

103、其中，a2)中含有的钙钛矿量子点为abinbr3-n，其中0＜n＜3，b2)中含有的钙钛矿量子点为abbr3。

104、作为一种实施方案，本技术提供了一种基于钙钛矿量子点的背光结构，所述背光结构包括导光板、扩散板、蓝光灯珠，导光板和扩散板中的至少一者含有ald包覆的钙钛矿量子点/聚合物颗粒，背光结构最终产生白光。

105、导光板、扩散板通过以下组合方式使所述背光结构实现发白光：

106、1)含绿色钙钛矿量子点的导光板，含红色钙钛矿量子点的扩散板；

107、2)含绿+红色钙钛矿量子点的导光板；

108、3)含红色钙钛矿量子点的导光板，含绿色钙钛矿量子点的扩散板；

109、4)含绿+红色钙钛矿量子点的扩散板。

110、所述钙钛矿量子点导光板结构包括导光板基材，所述导光板基材内分布有ald包覆的钙钛矿量子点/聚合物颗粒。

111、所述导光板基材的内部具有凸透空腔层结构，上面和下面具有散射网点结构；

112、所述导光板为上下对称结构，其上面、下面地任意一面可以作为入光面，另外一面作为出光面；

113、优选地，所述导光板的上面为接受入射光的入光面、下面为出光面。

114、所述钙钛矿量子点/聚合物颗粒由聚合物和被包覆在聚合物网状结构中的钙钛矿量子点构成。

115、所述钙钛矿量子点的结构式为abxm，

116、进一步的，a选自nh2chnh2+、ch3nh3+、cs+、rb+、k+中的至少一种；

117、进一步的，b选自pb2+、sn2+、zn2+、ni2+、cd2+、mn2+中的至少一种；

118、进一步的，x选自br-、i-、scn-、羧酸根中的至少一种；

119、进一步的，m＝3；

120、所述钙钛矿量子点/聚合物颗粒的基质选自高熔点的聚合物，

121、进一步的，高熔点聚合物选自聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚酰胺、聚碳酸酯、丙烯腈丁二烯苯乙烯、聚砜、聚苯硫醚中的一种或其共聚物中的一种；

122、进一步的，所述ald包覆层包括金属单质、金属氟化物、金属氧化物、金属硫化物、金属氮化中的一种或其混合物中的一种；

123、进一步的，所述ald包覆层厚度为2-35nm；

124、所述导光板基材，选自聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚酰胺、聚碳酸酯、丙烯腈，丁二烯苯乙烯、聚砜、聚苯硫醚中的至少一种或其共聚物中的一种。

125、所述钙钛矿量子点发光为绿光、红光或绿光红光混合中的一种。

126、所述入光面与出光面中间有空隙，为凸透空腔层；

127、所述凸透空腔层为球体形状；

128、所述凸透空球体直径为1mm～5mm；

129、所述凸透空球体间距为0.01～0.05mm；

130、所述凸透空腔球体的排列方式为矩阵规则排列；

131、量子点导光板的出光面与入光面具有散射网点。

132、本技术通过采用ald包覆工艺包覆喷雾干燥法制得的钙钛矿量子点/聚合物微粉，获得ald钙钛矿量子点聚合物微粉。其具有优异的水氧热稳定性，将这个超稳定的钙钛矿量子点材料与导光板或扩散板母料混合，通过熔融挤出工艺，制备量子点导光板、量子点扩散板。其具有以下优势：

133、(1)解决传统的量子点在导光板、扩散板中原位生长所带来的制备工艺复杂，量子点易团聚生长从而导致发光不均匀、发光效率低等问题。

134、(2)避免了传统的量子点发光层需要封装成本高昂的水氧阻隔层的工序，有效降低成本，可实现背光减薄。

135、(3)相比于其他发光材料，如：荧光粉，其降低成本，省去发光层，实现背光减薄。

136、(4)通过起泡器在量子点导光板中间制得两层凸透微层，该凸透镜结构利用凸透镜原理可更好的实现光线汇聚，提升能源利用率。

137、进一步的，钙钛矿量子点/聚合物颗粒与导光板基材的质量分数为1～20％；

138、进一步的，若绿光、红光钙钛矿量子点/聚合物颗粒混合，它们的质量比为1:1～2；

139、所述散射网点的排列方式为等间距网格；所述散射网点的间距为1.5-2mm；

140、所述钙钛矿量子点导光板的厚度为0.5-8mm；

141、所述钙钛矿量子点扩散板包括扩散板基质，所述扩散板基质中分布有ald包覆的钙钛矿量子点/聚合物颗粒。

142、进一步的，钛矿量子点/聚合物颗粒与扩散板基质的质量分数为1～20％；

143、进一步的，若将绿光、红光钛矿量子点/聚合物颗粒混合，它们的质量比为1:1～1.8；

144、进一步的，扩散板基质中还含有光扩散剂，光扩散剂与扩散板基质的质量分数为5～20％；

145、所述钙钛矿量子点扩散板的厚度为1-3mm。

146、本技术能产生的有益效果包括：

147、1)本技术所提供的导光板、扩散板和背光模组，通过采用ald包覆工艺包覆喷雾干燥法制得的钙钛矿量子点复合材料，获得ald钙钛矿量子点聚合物微粉(即，钙钛矿量子点复合颗粒)，其具有优异的水氧热稳定性，避免了传统的量子点发光层需要封装成本高昂的水氧阻隔层的工序，有效降低成本，可实现背光减薄。同时，相比于其他发光材料，如：荧光粉，其降低成本，省去发光层，实现背光减薄。

148、2)本技术所提供的导光板、扩散板的制备方法，将所述钙钛矿量子点复合颗粒与导光板或扩散板母料混合，通过熔融挤出工艺，制备量子点导光板、量子点扩散板，解决传统的量子点在导光板、扩散板中原位生长所带来的制备工艺复杂，量子点易团聚生长从而导致发光不均匀、发光效率低等问题。

149、3)本技术所提供的导光板，通过在导光板中间制得两层或两层以上的凸透微层，该凸透镜结构利用凸透镜原理可更好的实现光线汇聚，提升能源利用率。