一种量子点扩散板碎料再利用的方法

专利类型 发明公开 法律事件 实质审查;
专利有效性 实质审查 当前状态 实质审查
申请号 CN202411840629.7 申请日 2024-12-13
公开(公告)号 CN119842164A 公开(公告)日 2025-04-18
申请人 温州锌芯钛晶科技有限公司; 申请人类型 企业
发明人 王国文; 第一发明人 王国文
权利人 温州锌芯钛晶科技有限公司 权利人类型 企业
当前权利人 温州锌芯钛晶科技有限公司 当前权利人类型 企业
省份 当前专利权人所在省份:浙江省 城市 当前专利权人所在城市:浙江省温州市
具体地址 当前专利权人所在详细地址:浙江省温州市瓯海经济开发区凤南路26号国家大学科技园15号楼5楼501室 邮编 当前专利权人邮编:325000
主IPC国际分类 C08L25/06 所有IPC国际分类 C08L25/06C09K11/01C09K11/02C09K11/61C09K11/66B82Y20/00B82Y30/00C08L69/00C08L33/12C08L67/02C08K3/16C08J9/04C08J3/22B32B27/30B32B27/06B32B27/18
专利引用数量 0 专利被引用数量 0
专利权利要求数量 10 专利文献类型 A
专利代理机构 杭州求是专利事务所有限公司 专利代理人 万尾甜; 韩介梅;
摘要 本 发明 涉及一种 钙 钛 矿 量子点 扩散板 碎料再利用的方法,所述 钙钛矿 量子点扩散板具有量子点 发光层 ,所述量子点发光层由新料和碎料组成,所述量子点发光层的原材料种类涵盖所述碎料的原材料种类;所述扩散板碎料再利用的方法包括如下步骤:S1、确定量子点发光层的配方:S2、计算碎料中各原材料的 质量 :S3、计算新料中各原材料的质量:S4、制作量子点发光层。本发明在不使产品发生质变而影响其性能的前提下,通过在生产中加入一定比例的扩散板碎料,让碎料与新料搭配使用,将原材料的生产利用率提升至100%,以进一步降低企业生产成本。
权利要求

1.一种量子点扩散板碎料再利用的方法,其特征在于,所述钙钛矿量子点扩散板具有量子点发光层,所述量子点发光层由新料和碎料组成,所述量子点发光层的原材料种类涵盖所述碎料的原材料种类;
所述扩散板碎料再利用的方法包括如下步骤:
S1、确定量子点发光层的配方:
所述量子点发光层的配方包括如下质量组分:
载体树脂A65‑96份;
钙钛矿量子点母粒 1.5‑40份;
发泡剂 0.005‑2份;
S2、计算碎料中各原材料的质量:
所述碎料添加量为不超过量子点发光层总质量的30%,以计算出碎料中各原材料的质量,其中:计算出的发泡剂质量记为Y;
构建发泡剂残存余量系数X,所述发泡剂残存余量系数X为0.35‑0.65,则碎料中的发泡剂实际质量为(0.35‑0.65)Y;
S3、计算新料中各原材料的质量:
将量子点发光层的各原材料的配方质量减去碎料中各原材料的质量,即可得到新料中各原材料的质量;
S4、制作量子点发光层:
将新料和碎料共混,并投入挤出机中加热熔融挤出获得量子点发光层。
2.根据权利要求1所述的一种钙钛矿量子点扩散板碎料再利用的方法,其特征在于,所述钙钛矿量子点扩散板为N层结构(N≥3)且其中一层为量子点发光层,所述量子点发光层的两侧均设置有透光保护层;所述量子点发光层内分布有若干泡孔和若干钙钛矿量子点。
3.根据权利要求1所述的一种钙钛矿量子点扩散板碎料再利用的方法,其特征在于,所述钙钛矿量子点母粒为负载有钙钛矿量子点的载体树脂B,所述载体树脂B与载体树脂A材料相同或不同。
4.根据权利要求3所述的一种钙钛矿量子点扩散板碎料再利用的方法,其特征在于,所述钙钛矿量子点母粒包括红母粒和绿母粒;
所述红母粒具有ABXyX'3‑y钙钛矿结构,其中,A、B、X和X'的摩尔比为1:1:y:3‑y,其中0所述绿母粒具有ABX3钙钛矿结构,其中,A、B和X的摩尔比为1:1:3,且A为Cs,B为Pb、Sn或Cu,X为Cl、Br或I。
5.根据权利要求3所述的一种钙钛矿量子点扩散板碎料再利用的方法,其特征在于,所述载体树脂A为PC树脂、PS树脂、PMMA树脂和PET树脂中的其中一种;
所述载体树脂B为PC树脂、PS树脂、PMMA树脂和PET树脂中的其中一种。
6.根据权利要求1所述的一种钙钛矿量子点扩散板碎料再利用的方法,其特征在于,所述发泡剂为酸铵、碳酸氢铵、碳酸氢钠、碳酸氢、亚硝酸铵、偶氮二甲酰胺、偶氮二异丁腈、偶氮二甲酸二异丙酯、偶氮二甲酸二乙酯、N,N‑二亚硝基五次甲基四胺、N’N‑二甲基‑N’N二亚硝基对苯二甲酰胺、苯磺酰肼、对甲苯磺酰肼、4’4‑化双苯磺酰肼、1,3‑二磺酰肼苯、对甲苯磺酰胺基脲、4’4‑氯代双苯磺酰胺基脲、2,4,6‑三肼基‑1,3,5‑三嗪中的一种或几种。
7.根据权利要求2所述的一种钙钛矿量子点扩散板碎料再利用的方法,其特征在于,所述透光保护层包括载体树脂C,所述载体树脂C与载体树脂A一致;
3 3
所述透光保护层的密度大于1g/cm,所述量子点发光层的密度小于0.85g/cm。
8.根据权利要求2所述的一种钙钛矿量子点扩散板碎料再利用的方法,其特征在于,至少一个所述钙钛矿量子点与泡孔壁形成复合结构。
9.根据权利要求8所述的一种钙钛矿量子点扩散板碎料再利用的方法,其特征在于,所述步骤S2中的发泡剂残存余量系数X,所述发泡剂残存余量系数X为0.40‑0.60,则碎料中的发泡剂实际质量为(0.40‑0.60)Y。
10.根据权利要求9所述的一种钙钛矿量子点扩散板碎料再利用的方法,其特征在于,所述钙钛矿量子点扩散板为三层结构,分别为透光保护层/量子点发光层/透光保护层,且三层厚度比例为1.5:7:1.5;
所述发泡剂残存余量系数X的定义为:以至少一个所述钙钛矿量子点与泡孔壁形成复合结构,此时确立碎料中的发泡剂被部分反应的残存余量系数X。

说明书全文

一种量子点扩散板碎料再利用的方法

技术领域

[0001] 本发明属于钙钛矿量子点回收再利用技术领域,尤其涉及一种钙钛矿量子点扩散板碎料再利用的方法。

背景技术

[0002] 与传统扩散板相比,钙钛矿量子点扩散板由于其卓越的光学性质、较低的合成成本和环境友好等特性近年来吸引了众多研发者的关注。然而,目前的钙钛矿量子点材料在湿度、环境、强光、热氛围等严苛条件下难以保持良好的稳定性
[0003] 为解决钙钛矿量子点稳定性方面的问题,通过加热模内共挤成型以使量子点扩散板具有“三明治”结构,中间层为量子点层,上下层为阻隔膜,这种结构对量子点起到保护作用。例如公告号为CN216670312U的中国专利公开了一种高稳定性量子点扩散板,所述量子点扩散板依次包括第一上阻隔层、第二上阻隔层、量子点层、第二下阻隔层及第一下阻隔层。通过在量子点层的上下两侧均设置有氧阻隔层,利用阻隔层的高阻水率和高阻氧率,从而提升量子点扩散板的光学性能稳定性。
[0004] 在量子点扩散板加工完毕后,需要裁边以使裁切后的扩散板尺寸适配显示器件的尺寸,进而便于装配至显示器件的背光模组中。由此会延申出大量的扩散板裁切料。但是,在将上述扩散板裁切料粉碎后再利用时,一旦扩散板被切碎或粉碎(即“扩散板碎料”),水氧阻隔膜的结构完整性被破坏,无法再对量子点提供有效的保护,导致钙钛矿量子点容易受到高温、水氧的侵蚀。扩散板碎料若进行再次利用,会经过二次加热模内共挤成型的工艺过程,此时由于水氧阻隔膜的结构被破坏,扩散板碎料中的钙钛矿量子点更容易受到环境因素(如二次加热、水氧侵袭等)的影响,从而迅速衰减其发光性能。
[0005] 随着技术的发展,我司在先申请的公开号为CN118165723A的中国专利一种钙钛矿纳米晶荧光材料,通过将钙钛矿纳米晶位于微/介孔模板的孔道内并由微/介孔模板封装。从而利用微/介孔模板作为保护钙钛矿纳米晶的“外壳”以起到阻隔水氧的作用。在将这种材料用于制作量子点扩散板时,可以不再使用昂贵的水氧阻隔膜,也不易与空气中的氧气,水蒸气发生反应而导致其质变失效。故用其生产出的量子点扩散板所产生碎料存在回收再利用的可能,有望将原材料的生产利用率提升至100%,以进一步降低企业生产成本,因此有待改进。

发明内容

[0006] 本发明提出基于一种钙钛矿量子点扩散板碎料再利用的方法。在不使产品发生质变而影响其性能的前提下,通过在生产中加入一定比例的扩散板碎料,让碎料与新料搭配使用,将原材料的生产利用率提升至100%,以进一步降低企业生产成本。
[0007] 为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:
[0008] 一种钙钛矿量子点扩散板碎料再利用的方法,所述钙钛矿量子点扩散板具有量子点发光层,所述量子点发光层由新料和碎料组成,所述量子点发光层的原材料种类涵盖所述碎料的原材料种类;
[0009] 所述扩散板碎料再利用的方法包括如下步骤:
[0010] S1、确定量子点发光层的配方:
[0011] 所述量子点发光层的配方包括如下质量组分:
[0012] 载体树脂A 65‑96份;
[0013] 钙钛矿量子点母粒 1.5‑40份;
[0014] 发泡剂 0.005‑2份;
[0015] S2、计算碎料中各原材料的质量:
[0016] 所述碎料添加量为不超过量子点发光层总质量的30%,以计算出碎料中各原材料的质量,其中:计算出的发泡剂质量记为Y;
[0017] 构建发泡剂残存余量系数X,所述发泡剂残存余量系数X为0.35‑0.65,则碎料中的发泡剂实际质量为(0.35‑0.65)Y;
[0018] S3、计算新料中各原材料的质量:
[0019] 将量子点发光层的各原材料的配方质量减去碎料中各原材料的质量,即可得到新料中各原材料的质量;
[0020] S4、制作量子点发光层:
[0021] 将新料和碎料共混,并投入挤出机中加热熔融挤出获得量子点发光层。
[0022] 进一步的,所述钙钛矿量子点扩散板为N层结构(N≥3)且其中一层为量子点发光层,所述量子点发光层的两侧均设置有透光保护层;所述量子点发光层内分布有若干泡孔和若干钙钛矿量子点。
[0023] 进一步的,所述钙钛矿量子点母粒为负载有钙钛矿量子点的载体树脂B,所述载体树脂B与载体树脂A材料相同或不同。
[0024] 进一步的,所述钙钛矿量子点母粒包括红母粒和绿母粒;
[0025] 所述红母粒具有ABXyX'3‑y钙钛矿结构,其中,A、B、X和X'的摩尔比为1:1:y:3‑y,其中0
[0026] 所述绿母粒具有ABX3钙钛矿结构,其中,A、B和X的摩尔比为1:1:3,且A为Cs,B为Pb、Sn或Cu,X为Cl、Br或I。
[0027] 在本发明中,红绿钙钛矿量子点母料的计量根据要求的色域需求进行调整。此为本领域技术人员的常规技术选择,在此仅作简要赘述。
[0028] 进一步的,所述载体树脂A为PC树脂、PS树脂、PMMA树脂和PET树脂中的其中一种;
[0029] 所述载体树脂B为PC树脂、PS树脂、PMMA树脂和PET树脂中的其中一种。
[0030] 进一步的,所述发泡剂为酸铵、碳酸氢铵、碳酸氢钠、碳酸氢、亚硝酸铵、偶氮二甲酰胺、偶氮二异丁腈、偶氮二甲酸二异丙酯、偶氮二甲酸二乙酯、N,N‑二亚硝基五次甲基四胺、N’N‑二甲基‑N’N二亚硝基对苯二甲酰胺、苯磺酰肼、对甲苯磺酰肼、4’4‑氧化双苯磺酰肼、1,3‑二磺酰肼苯、对甲苯磺酰胺基脲、4’4‑氯代双苯磺酰胺基脲、2,4,6‑三肼基‑1,3,5‑三嗪中的一种或几种。
[0031] 进一步的,所述透光保护层包括载体树脂C,所述载体树脂C与载体树脂A一致;
[0032] 所述透光保护层的密度大于1g/cm3,所述量子点发光层的密度小于0.85g/cm3,发3
泡量子点光学扩散板的整体密度在0.90‑0.95g/cm。
[0033] 在本发明中,透光保护层(较高的密度)完成对量子点发光层(较低的密度)的覆盖,防止在外冲击下对泡孔造成破裂,从而对中间的量子点发光层进行保护。本申请的量3
子点扩散板的整体密度控制在0.90‑0.95g/cm。
[0034] 进一步的,至少一个所述钙钛矿量子点与泡孔壁形成复合结构。
[0035] 进一步的,所述步骤S2中的发泡剂残存余量系数X,所述发泡剂残存余量系数X为0.40‑0.60,则碎料中的发泡剂实际质量为(0.40‑0.60)Y。
[0036] 进一步的,所述钙钛矿量子点扩散板为三层结构,分别为透光保护层/量子点发光层/透光保护层,且三层厚度比例为1.5:7:1.5;
[0037] 所述发泡剂残存余量系数X的定义为:以观测到至少一个所述钙钛矿量子点与泡孔壁形成复合结构,此时确立碎料中的发泡剂被部分反应的残存余量系数X。
[0038] 在现有技术中,发泡量子点扩散板通常采用分层结构设计,如发泡扩散层与量子点发光层并不位于同一层。这是因为发泡扩散层在制备过程中会引入发泡剂,进而引入一些不利于量子点稳定性的因素,如气泡、水分、氧气等。将量子点层与发泡扩散层分开,可以有效地避免这些因素对量子点材料的损害。由此延申出泡孔和量子点不能位于同一层的技术偏见。
[0039] 本发明的有益效果:
[0040] (1)本发明的扩散板,将泡孔和钙钛矿量子点位于同一层。且至少一个钙钛矿量子点与泡孔壁形成复合结构。泡孔有折射和散射作用,提高光线的均匀性和扩散效果。而钙钛矿量子点则负责对外部激发光的吸收、转换和发射。这两者所形成的复合结构,会进一步增强光线的散射和扩散效果。由于量子点的小尺寸效应,它们能够在泡孔内部产生更多的散射中心,使得光线在扩散板内的传播路径更加复杂和多样,从而有助于实现更均匀的光线分布。
[0041] (2)本发明扩散板在加热模内挤出成型过程中,发泡剂遇热会分解产生气体,在量子点发光层中会形成泡孔。为使泡孔与钙钛矿量子点形成复合结构,发泡剂会添加过量以至于无法完全反应,导致部分发泡剂残留在扩散板中,由此延申出发泡剂残存余量系数X。此时碎料中的残留发泡剂仍能发挥作用,并以观测到扩散板的横截面至少一个所述钙钛矿量子点与泡孔壁形成复合结构,确立碎料中的发泡剂被部分反应的残存余量系数X。
[0042] (3)本发明将碎料(量子点扩散板所产生的边料,调机料,冲机料等)按一定比例加入至新料中投放使用,不会使产品发生质变而影响其性能。有效提高了使用率,大幅降低了生产成本,提高了其市场竞争力。附图说明
[0043] 图1是本发明的量子点扩散板的产品结构示意图。
[0044] 附图标记:1、透光保护层;2、量子点发光层;3、载体树脂A;4、泡孔;5、钙钛矿量子点。

具体实施方式

[0045] 为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确,以下对本发明进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。.[0046] 一种钙钛矿量子点扩散板,为具有透光保护层/量子点发光层/透光保护层的三层结构,且三层厚度比例为1.5:7:1.5。量子点发光层内分布有若干泡孔和若干钙钛矿量子点,且至少一个所述钙钛矿量子点与泡孔壁形成复合结构。
[0047] 所述透光保护层的密度大于1g/cm3,所述量子点发光层的密度小于0.85g/cm3。发3
泡量子点光学扩散板的整体密度在0.90‑0.95g/cm。
[0048] 实施例1:
[0049] 一种钙钛矿量子点扩散板碎料再利用的方法,包括如下步骤:
[0050] S1、确定所需生产的量子点发光层、及透光保护层的配方:
[0051]
[0052]
[0053] 表1:量子点发光层、及透光保护层的配方
[0054] 在上述中,扩散母粒为二氧化钛、二氧化硫酸钙、硫酸钡、氧化锌、有机硅、PS微球中的一种或几种;作为优选,在本实施例中选择二氧化钛。
[0055] 在上述中,发泡剂为碳酸铵、碳酸氢铵、碳酸氢钠、碳酸氢钾、亚硝酸铵、偶氮二甲酰胺、偶氮二异丁腈、偶氮二甲酸二异丙酯、偶氮二甲酸二乙酯、N,N‑二亚硝基五次甲基四胺、N’N‑二甲基‑N’N二亚硝基对苯二甲酰胺、苯磺酰肼、对甲苯磺酰肼、4’4‑氧化双苯磺酰肼、1,3‑二磺酰肼苯、对甲苯磺酰胺基脲、4’4‑氯代双苯磺酰胺基脲、2,4,6‑三肼基‑1,3,5‑三嗪中的一种或几种。作为优选,在本实施例中选择碳酸铵。
[0056] 在上述中,钙钛矿量子点红母粒为负载有红色钙钛矿量子点的PS;钙钛矿量子点绿母粒为负载有红色钙钛矿量子点的PS。
[0057] 按工艺要求,透光保护层厚度为产品厚度的的30%,中间的量子点发光层占70%。比如1mm厚的扩散板,上下包裹覆盖层各为0.15mm,中间层为0.7mm。
[0058] S2、计算碎料中各原材料的质量:
[0059] 碎料添加量按量子点发光层总质量的30%加入,需加入碎料120kg*30%=36kg。
[0060] 按量子点发光层和透光保护层7:3的比例,得出碎料中含有量子点发光层25.2kg,透光保护层10.8kg。
[0061] 以计算出碎料中各原材料的质量,详见表2。
[0062]
[0063] 表2:碎料中的各原材料组分质量
[0064] 构建发泡剂残存余量系数X,所述发泡剂残存余量系数X为0.35‑0.65,由于不同发泡剂的残存余量系数X存在差异,以本实施例1所使用的碳酸铵为例,其残存余量系数X为0.55。此时,碎料中的发泡剂实际质量为0.55*0.29kg=0.16kg。
[0065] S3、计算新料中各原材料的质量:
[0066] 将量子点发光层的各原材料的配方质量减去碎料中各原材料的质量,即可得到新料中各原材料的质量;
[0067] 此时,在新料中的量子点发光层的各原材料,用量详见表3。
[0068]
[0069] 表3:在新料中的量子点发光层的各原材料用量
[0070] 由于量子点扩散板的透光保护层不添加碎料,故不变。
[0071] S4、制作量子点扩散板:
[0072] 将透光保护层(见表1右侧)的各组分拆分两份并分别投入至上、下两个独立的下料斗中;将步骤S3计算出的新料(表3)和步骤2计算出的碎料(表2)共混,并加入至中间的独立下料斗中。用双螺杆挤出机进行共混挤出,挤出温度为210~240℃,经牵引冷却后得到三明治结构的发泡量子点扩散板。
[0073] 本发明对至少一个所述钙钛矿量子点与泡孔壁形成复合结构的判断方法为:参见图1,将制作出的量子点扩散板切成若干小板,该小班的数量≥2个。并观察若干小板切面的泡孔内壁是否存在外凸粒子。对泡孔内壁外凸粒子取样并作XRD鉴定可得。
[0074] 本发明针对扩散板多层共挤(挤出机加热熔融挤)制备方法为现有技术,在此不再赘述,可参见公开号为CN116769259A的中国专利公开了一种发泡量子点扩散板。
[0075] 对比例1:
[0076] 与实施例1不同之处在于:不添加破碎料。
[0077] 按步骤S1的量子点发光层、及透光保护层的配方,直接制备量子点扩散板。即,不存在如实施例1一致的步骤S2和步骤S3的过程,以制得产物。
[0078] 对比例2:
[0079] 与实施例1不同之处在于:破碎料在量子点发光层中的添加量提升至50%,制得产物。制备出的扩散板平放时宽度方向一侧边沿已经因翘曲明显脱离平台,且易发生黄变,产品质量不合格。
[0080] 实验分析:
[0081] 1、亮度测试:用手持光谱仪测量长期老化前后的亮度值,并计算亮度衰减率。亮度衰减率不高于30%时,可满足使用需求。
[0082] 长期老化测试条件:扩散板样品在85℃温度,85%RH湿度下条件下老化1000小时。
[0083] 2、色域测试:采用NTSC标准色域测试方法,背光蓝光光源选用波长为450‑480nm,LED功率选择总量为35w;测定长期老化前后的色域值,并计算色域衰减率。色域衰减率不高于30%时,可满足使用需求。
[0084] 按前述测试方法进行测试,测试结果详见如下表4:
[0085]
[0086] 由此可知,本发明所添加破碎料的扩散板产品在经过高温高湿老化测试前后的亮度衰减率、色域衰减率均与对照组差异不显著,且产品通过抗黄变、翘曲、抗冲击等测试达到国家测试标准。所有钙钛矿量子点扩散板的破碎料均可利用该计算方式进行调配再利用。本领域技术人员在本发明提供的发明构思前提下,可完成各产品型号配方的精确转换。从而有效合理的利用了资源,大幅降低了生产成本,提高了市场竞争优势。
[0087] 本发明通过上述实施例来说明本发明的详细制备方法,但本发明并不局限于上述详细制备方法,即不意味着本发明必须依赖上述产品和详细制备方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了,对本发明的任何改进,对本发明产品各原料的组合或等效替换,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
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