K

知识中心

    

量子点膜的详细制备工艺和流程

应用于显示背光的量子点光转换膜(QLCF)采用UV固化工艺,核心是卷对卷(R2R)涂布+UV固化+三明治阻隔封装,可实现高速、低温、高效成膜,避免量子点热降解。以下为详细制备工艺与流程。


一、核心材料体系(UV固化配方)

1. 量子点(QD)

  • 类型:红光(620–650 nm)CdSe/ZnS、InP/ZnS;绿光(520–540 nm)CdSe/ZnS、InP/ZnS;钙钛矿量子点(CsPbX₃)。

  • 配比:红:绿 = 1:3~1:5(质量比);总含量:0.1%–3%(质量分数)。

  • 预处理:配制成高浓度母液(10%–20%),用IBOA等活性稀释单体进行分散(需加入一定量的BYK分散剂),超声防团聚。

2. UV固化胶黏剂体系(100%固含,无溶剂)

  • 基础树脂:丙烯酸酯低聚物(环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯),30–80份。

  • 活性稀释单体:单官能(IBOA、HEMA、CTFA、THFA)+ 多官能(DCPDA、BPA2EODMA、PETMP、TMPTA、DPGDA),比例(10–50):(5–30),15–65份。

  • 光引发剂:184、1173、TPO、TPO-L、BDK,1–5份;波长适配365 nm。

  • 助剂

    • 扩散粒子:SiO₂、TiO₂、BaSO₄(1–5 μm),0.01–5份。

    • 分散剂:BYK、Disperbyk系列,0.1–1份。

    • 阻聚剂:对羟基苯甲醚(MEHQ),0.01–0.1份。

    • 氧阻聚抑制剂:三乙醇胺、叔胺类,0.5–2份。

3. 阻隔基材(上下两层)

  • 材质:光学级PET(50–125 μm),单面/双面沉积阻隔层(SiOₓ、AlOₓ、SiNₓ,100–300 nm),供应商有DNP、凸版、苏州怡特欧等。

  • 功能:隔绝水氧(WVTR < 10⁻2 g/(m²·day),OTR < 10⁻2 cm³/(m²·day)),保护量子点。


二、详细制备工艺流程(卷对卷R2R)

阶段1:量子点涂布液配制(无尘+惰性环境)

  1. 母液稀释:将红、绿量子点母液按比例混合,加入活性稀释单体,搅拌30–60 min(200–500 rpm)。

  2. 树脂混合:加入丙烯酸酯低聚物、扩散粒子、分散剂,高速分散(1000–3000 rpm)30–60 min。

  3. 光引发剂溶解:加入光引发剂与助剂,避光搅拌至完全溶解(30 min)。

  4. 脱泡与过滤:真空脱泡(-0.09 MPa,30 min);5 μm滤芯过滤,得到量子点UV涂布液

阶段2:基材预处理

  1. 放卷:上、下阻隔PET基材分别放卷,张力控制5–15 N。

  2. 电晕/等离子处理:阻隔层侧进行电晕处理(达因值38–42 mN/m),提升涂层附着力。

  3. 除尘:静电除尘+粘尘辊,控制微尘<10 μm。

阶段3:涂布(核心步骤)

  • 涂布方式:狭缝挤出涂布(Slot Die)、微凹版涂布(Micro Gravure),适配卷对卷高速(10–50 m/min)。

  • 湿膜厚度:50–150 μm(干膜30–100 μm)。

  • 环境:Class 1000洁净室,温度23±2℃,湿度40%–60%RH,黄光区(<450 nm避光)。

阶段4:UV固化(关键)

  1. 预固化(表干)

    1. 光源:365 nm LED UV灯(强度500–1000 mW/cm²)。

    2. 能量:400–800 mJ/cm²;线速度10–30 m/min;氮气保护(O₂ < 500 ppm),抑制氧阻聚。

  2. 贴合复合(三明治结构)

    1. 上、下阻隔膜以阻隔层朝内,与湿膜精准对辊贴合,排除气泡。

  3. 深度固化

    1. 二次UV照射,总能量1000–2000 mJ/cm²,确保胶层完全交联(双键转化率>90%)。

    2. 可选:60℃后烘5–10 min,消除内应力。

阶段5:后处理与分切

  1. 冷却:风冷至室温。

  2. 熟化:室温/40℃熟化24–48 h,提升膜层稳定性。

  3. 分切:按尺寸分切,边缘密封处理(阻隔胶带/热熔胶)。

  4. 检验

    1. 光学:亮度、色域、半高宽、均匀性。

    2. 可靠性:60℃/90%RH老化、85℃/85%RH老化、冷热冲击、耐UV。

    3. 外观:针孔、气泡、划痕。


三、关键工艺参数与控制要点

工序

核心参数

控制目标

涂布

湿厚/干厚

50–150 μm / 30–100 μm

UV波长

365 nm

匹配光引发剂吸收峰

固化能量

1000–2000 mJ/cm²

双键转化率>90%

氧气含量

<500 ppm

抑制氧阻聚,提升固化度

环境温湿度

23±2℃,40%–60%RH

稳定涂布,减少缺陷

洁净度

Class 1000

控制微缺陷


四、UV固化优势(对比热固化)

  1. 低温快速:室温固化,秒级成膜,避免量子点热猝灭。

  2. 节能高效:能耗低、速度快(10–50 m/min),适合量产。

  3. 100%固含:无溶剂,环保,无VOC,膜层致密。

  4. 性能优异:交联度高、硬度高、耐候性好、阻隔性强。


五、常见问题与解决方案

  1. 氧阻聚(表面发黏):氮气保护、添加氧阻聚抑制剂、提高光引发剂浓度。

  2. 量子点团聚(亮度不均):优化分散剂、梯度超声、控制固含量。

  3. 水氧侵入(寿命短):强化阻隔层、边缘密封、提高胶层交联度。

  4. 气泡/针孔:充分脱泡、优化涂布头间隙、降低涂布速度。


六、典型膜结构(三明治)

  • 上层:阻隔PET(阻隔层朝内)

  • 中间:量子点UV固化层(30–100 μm)

  • 下层:阻隔PET(阻隔层朝内)



关于我们
A
K