CN103151412A - 光转换薄膜及其应用和制备方法 - Google Patents

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CN103151412A CN2013100478381A CN201310047838A CN103151412A CN 103151412 A CN103151412 A CN 103151412A CN 2013100478381 A CN2013100478381 A CN 2013100478381A CN 201310047838 A CN201310047838 A CN 201310047838A CN 103151412 A CN103151412 A CN 103151412A
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Abstract

本发明提供了一种光转换薄膜及其应用和制备方法。该光转换薄膜包括：衬底以及设置在衬底的表面的黏胶层，该黏胶层包括胶黏剂和分散在胶黏剂中的量子点材料。将量子点分散到黏胶层的胶黏剂中，然后利用胶黏剂的粘结性能固定到衬底上，同时利用胶黏剂的粘结性能可以将该光转换薄膜固定到所需的载体上以利用量子点的光转换功能。上述光转换薄膜可以以胶带或贴纸的形式进行包装，量子点处于光转换薄膜的内层不会受到任何损害，而且该光转换薄膜具有胶粘性能够很方便地与各种表面粘合，随用随贴，使用方法简单、灵活，在不需要时剥离即可，剥离后的光转换薄膜可以进行回收重复利用。

Description

光转换薄膜及其应用和制备方法
技术领域
本发明涉及光学领域，具体而言，涉及一种光转换薄膜及其应用和制备方法。
背景技术
近年来，鉴于量子点特殊的化学和物理特性，在光致发光器件、固体照明、显示器、生物医学等领域有着广阔的应用前景。而将量子点应用于上述领域，关键的步骤是将量子点器件化，其中量子点薄膜就是一种有效的手段。现有的量子点薄膜的制备，一般分为两种方法：一种方法是通过静电自组装的技术，将量子点组装至超薄膜中，该方法的特点在于能够实现量子点的层层可控组装，能够精确控制薄膜厚度，可在分子水平上控制膜的组成、结构和厚度；另一种方常用的方法是将量子点直接分散到聚合物中，然后通过喷涂、旋转涂膜等方法制备量子点薄膜，通过改变涂膜的参数同样也可以较为精确的控制薄膜的厚度。上述两种方法的操作复杂，而且在不同种类和形状的器件表面形成量子点薄膜，往往需要更改生产工艺。
发明内容
本发明旨在提供一种光转换薄膜及其应用和制备方法，以解决现有技术中的量子点薄膜制作和使用复杂的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种光转换薄膜，上述光转换薄膜包括：衬底；黏胶层，设置在衬底的表面，黏胶层包括胶黏剂和分散在胶黏剂中的量子点材料。
进一步地，上述衬底为一个，黏胶层设置在衬底的表面上；或者上述衬底为多个且沿与衬底表面的垂直方向叠置，黏胶层设置在相邻的衬底之间。
进一步地，上述黏胶层为单层；或者黏胶层为多层且沿与衬底表面的垂直方向叠置。
进一步地，上述量子点材料包括量子点和量子点配体。
进一步地，上述量子点配体为选自R1-(CH2)n1-R2、R1-(CH2CH2O)n2CH2-R2和
Figure BDA00002827949700011
组成的组中的一种，其中，R1为SH、NH2或COOH，n1=1～20；R2为H、OH、SH、NH2、COOH、OCH3或COOCH3，n2=1～50；R3为COOH、COOCH3或CO–(OCH2CH2)n4–OH，n3=1～10，n4=1～50。
进一步地，上述黏胶层还包括高分子分散体，高分子分散体选自丙烯酸酯类树脂、有机硅氧烷树脂、丙烯酸酯改性聚氨酯、丙烯酸脂改性有机硅树脂和环氧树脂组成的组中的一种。
进一步地，上述衬底为聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜、聚氯乙烯薄膜或聚酯薄膜，胶黏剂为压敏胶黏剂。
根据本发明的另一方面，提供了一种上述光转换薄膜在LED发光器件中或太阳能电池组件中或防伪标示中的应用。
根据本发明的又一方面，提供了一种光转换薄膜的制备方法，上述制备方法包括：步骤S1、将具有量子点材料和胶黏剂的混合物涂覆在衬底的表面上，形成混合物层；步骤S2、将混合物层固化形成黏胶层，得到光转换薄膜。
进一步地，上述制备方法在步骤S1和步骤S2之间还包括：步骤A、在混合物层上固定另一衬底；步骤B、将具有量子点材料和胶黏剂的混合物涂覆在另一衬底远离混合物层的表面上，形成另一混合物层；以及步骤C、重复步骤A和步骤B。
进一步地，上述制备方法在步骤S2之后还包括：步骤S3、在黏胶层上固定另一衬底；步骤S4、将具有量子点材料和胶黏剂的混合物涂覆在另一衬底远离黏胶层的表面上，形成另一混合物层；步骤S5、将另一混合物层固化，形成另一黏胶层；以及步骤S6、重复步骤S3至步骤S5，得到衬底和黏胶层交叉叠置的光转换薄膜。
进一步地，上述制备方法在步骤S2之后还包括：步骤S3’、将具有量子点材料和胶黏剂的混合物涂覆在黏胶层上，形成另一混合物层；步骤S4’、将另一混合物层固化，形成另一黏胶层；以及步骤S5’、重复步骤S3’和S4’，得到具有多层黏胶层的光转换薄膜。
进一步地，上述步骤S1还包括采用搅拌的方式将量子点材料分散到胶黏剂中形成混合物的过程。
进一步地，上述量子点材料包括量子点和量子点配体，混合物的制作方法还包括：采用量子点配体修饰量子点的表面，形成量子点材料；以及将量子点材料分散到胶黏剂中形成混合物。
进一步地，上述混合物还包括高分子分散体，混合物的制作方法还包括：将量子点材料与高分子分散体进行混合形成量子点分散体，上述高分子分散体选自丙烯酸酯类树脂、有机硅氧烷树脂、丙烯酸酯改性聚氨酯、丙烯酸脂改性有机硅树脂和环氧树脂组成的组中的一种；将量子点分散体依次进行固化、粉碎得到粒径在0.1~500μm的微球；以及将微球分散到胶黏剂中形成混合物。
进一步地，上述衬底为聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜、聚氯乙烯薄膜或聚酯薄膜，制备方法在将混合物涂覆之前还包括将衬底的表面经高压电晕处理形成粗糙面。
应用本发明的技术方案，将量子点分散到黏胶层的胶黏剂中，然后利用胶黏剂的粘结性能固定到衬底上，同时利用胶黏剂的粘结性能可以将该光转换薄膜固定到所需的载体上以利用量子点的光转换功能。上述光转换薄膜可以以胶带或贴纸的形式进行包装，量子点处于光转换薄膜的内层不会受到任何损害，而且该光转换薄膜具有胶粘性能够很方便地与各种表面粘合，随用随贴，使用方法简单、灵活，在不需要时剥离即可，剥离后的光转换薄膜可以进行回收重复利用。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了根据本发明的一种优选的实施例的光转换薄膜的结构示意图；
图2示出了根据本发明的另一种优选的实施例的光转换薄膜的结构示意图；以及
图3示出了根据本发明的又一种优选的实施例的光转换薄膜的结构示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。
如图1至图3所示，在本发明的一种典型的实施方式中，提供了一种光转换薄膜，该光转换薄膜包括衬底1和黏胶层2，黏胶层2设置在衬底1的表面，黏胶层2包括胶黏剂和分散在胶黏剂中的量子点材料。
具有上述结构的光转换薄膜，将量子点材料分散到黏胶层2的胶黏剂中，然后利用胶黏剂的粘结性能固定到衬底1上，同时利用胶黏剂的粘结性能可以将该光转换薄膜固定到所需的载体上以利用量子点材料的光转换功能。上述光转换薄膜可以以胶带或贴纸的形式进行包装，量子点材料处于光转换薄膜的内层不会受到任何损害，而且该光转换薄膜具有胶粘性能够很方便地与各种表面粘合，随用随贴，使用方法简单、灵活，在不需要时剥离即可，剥离后的光转换薄膜可以进行回收重复利用。本发明的量子点材料可以只包含出光颜色相同的量子点材料也可以包含出光颜色不同的多种量子点材料。可用于本发明的量子点材料包括水性量子点材料和油性量子点材料，经过配体交换或配体修饰，使量子点材料均匀分散在胶黏剂中。
在本发明一种优选的实施例中，量子点材料为普通量子点材料，包括但不限于II-VI族、III-V族、IV-VI族、I-III-VI族和/或II-III-VI族量子点。优选地，上述量子点材料包括但不限于：由选自第II族元素Zn、Cd、Hg中的任一种元素和选自第VI族元素O、S、Se、Te中的任一种元素组成的II-VI族量子点；由选自第IV族元素Ge、Sn、Pb中的任一种元素和选自第VI族元素O、S、Se、Te中的任一种元素组成的IV-VI族量子点；由选自第III族元素Al、Ga、In中的任一种元素和选自第V族元素N、P、As、Sb中的任一种元素组成的III-V族量子点；由选自第I族元素Cu或Ag，选自第III族元素Al、Ga、In中的任一种元素以及选自第VI族元素O、S、Se、Sb中的任一种元素组成的I-III-VI族量子点；由选自第II族元素Zn、Cd、Hg中的任一种元素，选自第III族元素Al、Ga、In中的任一种元素以及选自第VI族元素O、S、Se、Sb中的任一种元素组成的II-III-VI族量子点。通过优化选择量子点材料的组成元素，能够获得400~1100nm全波段范围内峰位可调节的特异性发射光谱。
在本发明又一种优选的实施例中，量子点材料为核壳结构纳米晶。其中：晶核的构成材料包括但不限于：由选自第II族元素Zn、Cd、Hg中的任一种元素和选自第VI族元素O、S、Se、Te中的任一种元素组成的II-VI族量子点；由选自第IV族元素Ge、Sn、Pb中的任一种元素和选自第VI族元素O、S、Se、Te中的任一种元素组成的IV-VI族量子点；由选自第III族元素Al、Ga、In中的任一种元素和选自第V族元素N、P、As、Sb中的任一种元素组成的III-V族量子点；由选自第I族元素Cu或Ag，选自第III族元素Al、Ga、In中的任一种元素以及选自第VI族元素O、S、Se、Sb中的任一种元素组成的I-III-VI族量子点；由选自第II族元素Zn、Cd、Hg中的任一种元素，选自第III族元素Al、Ga、In中的任一种元素以及选自第VI族元素O、S、Se、Sb中的任一种元素组成的II-III-VI族量子点。壳层的构成材料同样包括但不限于：由选自第II族元素Zn、Cd、Hg中的任一种元素和选自第VI族元素O、S、Se、Te中的任一种元素组成的II-VI族量子点；由选自第IV族元素Ge、Sn、Pb中的任一种元素和选自第VI族元素O、S、Se、Te中的任一种元素组成的IV-VI族量子点；由选自第III族元素Al、Ga、In中的任一种元素和选自第V族元素N、P、As、Sb中的任一种元素组成的III-V族量子点；由选自第I族元素Cu或Ag，选自第III族元素Al、Ga、In中的任一种元素以及选自第VI族元素O、S、Se、Sb中的任一种元素组成的I-III-VI族量子点；由选自第II族元素Zn、Cd、Hg中的任一种元素，选自第III族元素Al、Ga、In中的任一种元素以及选自第VI族元素O、S、Se、Sb中的任一种元素组成的II-III-VI族量子点。核壳结构纳米晶的壳层主要用来吸收LED光源发出的原始光的能量，而晶核主要用来发射特异性光谱的光，因此采用核壳结构纳米晶可以使得特异性发射光谱的调制更精确。
在本发明又一种优选的实施例中，量子点材料为为掺杂半导体纳米晶(d-dots)。其中：掺杂元素包括但不限于Cu、Mn、Fe、Co和稀土元素。母体材料包括但不限于：由选自第II族元素Zn、Cd、Hg中的任一种元素和选自第VI族元素O、S、Se、Te中的任一种元素组成的II-VI族量子点；由选自第IV族元素Ge、Sn、Pb中的任一种元素和选自第VI族元素O、S、Se、Te中的任一种元素组成的IV-VI族量子点；由选自第III族元素Al、Ga、In中的任一种元素和选自第V族元素N、P、As、Sb中的任一种元素组成的III-V族量子点；由选自第I族元素Cu或Ag，选自第III族元素Al、Ga、In中的任一种元素以及选自第VI族元素O、S、Se、Sb中的任一种元素组成的I-III-VI族量子点；由选自第II族元素Zn、Cd、Hg中的任一种元素，选自第III族元素Al、Ga、In中的任一种元素以及选自第VI族元素O、S、Se、Sb中的任一种元素组成的II-III-VI族量子点。比较典型的掺杂半导体纳米晶例如：Cu掺杂的ZnSe或ZnS，Mn掺杂的ZnSe或ZnS等。采用包含掺杂元素的掺杂半导体纳米晶，可以实现更加精确地调控特异性发射光谱。
上述胶黏剂主要是为了提供粘结性，量子点材料主要是提供光转换效果，两者可以以任意比例混合，本领域技术人员可以依据对粘结性和光转换效果的需要调节两者的比例，其中量子点含量越高光转换薄膜的光转换效果越好，胶黏剂含量越高光转换薄膜的粘结性能越好。由于量子点的成本较高，所以从成本和效果的综合考虑出发，使量子点材料与胶黏剂的重量比控制在1:1以下且使量子点材料在整个黏胶层2中的重量含量在1ppm以上，比如使量子点材料与胶黏剂的重量比在1:100~1:106之间。
如图1和图2所示，在本发明的一种优选的实施例中，上述衬底1为一个，黏胶层2设置在衬底1的表面上；或者衬底1为多个且沿与衬底1表面的垂直方向叠置，黏胶层2设置在相邻的衬底1之间。
当本发明的光转换薄膜的衬底1为单层衬底时，如图1所示，光转换薄膜的结构比较简单制作也较为容易；当本发明的光转换薄膜的衬底为多个时，如图2所示，通过多个衬底的叠置形成复合光转换薄膜，各个黏胶层2可以选用发光波长相同的量子点材料也可以选用发光波长不同的量子点材料，因此可以改善本发明的光转换薄膜的光转化性能，满足对光转换效果多样化的需求。
如图3所示，在本发明的一种优选的实施例中，黏胶层2为单层；或者黏胶层2为多层且沿与衬底1表面的垂直方向叠置。无论本发明的黏胶层2为单层的黏胶层还是包括叠置的多层黏胶层，都可以在黏胶层中设置一种或多种量子点材料，实现多样化的光转换效果。
在本发明的一种优选的实施例中，上述量子点包括量子点配体。具有量子点配体的量子点，在量子点的表面形成稳定的保护层，避免量子点的聚集，使量子点更为均匀地分散在胶黏剂中，改善具有其的光转换薄膜的光转换效果。本领域技术人员可以依据目前采用的利用量子点配体修饰量子点的方式确定量子点与量子点配体的用量比例。
可用于本发明的量子点配体包括但不限于选自R1-(CH2)n1-R2、R1-(CH2CH2O)n2CH2-R2和
Figure BDA00002827949700051
组成的组中的一种，其中，R1为SH、NH2或COOH，n1=1～20；R2为H、OH、SH、NH2、COOH、OCH3或COOCH3，n2=1～50；R3为COOH、COOCH3或CO–(OCH2CH2)n4–OH，n3=1～10，n4=1～50。上述量子点配体的一端（比如巯基端或氨基端）能与量子点表面配位形成稳定的疏水基团，另一端与胶黏剂相似相溶，从而更加稳定地分散在胶黏剂中。
在选择量子点配体和胶黏剂时，本领域技术人员能够根据已有技术和相似相溶原理选择合适的量子点配体和胶黏剂。
在本发明的一种优选的实施例中，上述黏胶层2还包括高分子分散体，高分子分散体选自丙烯酸酯类树脂、有机硅氧烷树脂、丙烯酸酯改性聚氨酯、丙烯酸脂改性有机硅树脂和环氧树脂组成的组中的一种。量子点高分子分散体的用量可以依据目前本领域技术人员的常规做法进行选择。
上述丙烯酸酯类树脂是指分子主链结构上带有丙烯酸酯基团的一类高分子材料的总称，其结构通式为：
Figure BDA00002827949700061
其中：R为烷基，R5为H或CH3；
上述有机硅氧烷树脂为聚二甲基硅氧烷、二甲基硅氧烷与甲基乙烯基硅氧烷共聚物、二甲基硅氧烷与苯基乙烯基硅氧烷共聚物或分子中含有乙烯基的其他结构的聚硅氧烷树脂。
上述丙烯酸酯改性聚氨酯树脂是指分子结构中带有丙烯酸酯基团和氨基甲酸酯基团的一类高分子材料的总称，其结构通式为：
Figure BDA00002827949700062
其中：R6、R7均为烷基，R8为H或CH3；
上述丙烯酸酯改性有机硅树脂是指分子结构中带有丙烯酸酯基团的聚有机硅氧烷树脂的总称，其中丙烯酸酯基团的结构通式为：
Figure BDA00002827949700063
其中：R为聚有机硅氧烷，R9为H或CH3。
上述的丙烯酸酯类树脂、有机硅氧烷树脂、丙烯酸酯改性聚氨酯、丙烯酸脂改性有机硅树脂和环氧树脂均为性质较为稳定、来源广泛的材料，而且其作为分散量子点的分散体既不影响量子点的量子效应又对量子点具有良好的分散性。
在本发明的又一种优选的实施例中，上述衬底1为聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜、聚氯乙烯薄膜或聚酯薄膜，胶黏剂为压敏胶黏剂。选用柔性的聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜、聚氯乙烯薄膜或聚酯薄膜作为衬底1，使得具有其的光转换薄膜具有可挠性，因此可以帖敷到到平面或曲面上，进一步拓宽了本发明的光转换薄膜的应用范围。而且采用压敏胶黏剂作为本发明的胶黏剂，便于光转换薄膜的使用。
在本发明另一种典型的实施方式中，提供了一种上述光转换薄膜在LED发光器件中或太阳能电池组件中或防伪标示中的应用。
以具有发光波长为红色的量子点的光转换薄膜为例，当将其粘贴到发射冷白光筒灯的扩散板上，由于发光波长为红色的量子点的可吸收蓝色光发出红色光，因此可以将冷白光转换为暖白光；当将其粘贴到太阳能电池组件的电池板的外侧时，该光转换薄膜利用其光转换功能可以作为一种变频材料将太阳光中的蓝紫部分的光转换为红光，由于太阳能电池板对红光电转化效率远远大于对蓝紫光的转换效率，因此粘贴上述光转换薄膜可以有效地提高太阳能电池的光电转换效率。在防伪标示应用中，利用光转换薄膜的量子点的高量子效率使其在光激发状态下发生变色效应，从而起到防伪识别作用；或在光转换薄膜中设置不同颗粒大小的量子点，利用量子点的荧光发射波长与颗粒尺寸密切相关的特性形成特定的编码法，从而起到防伪识别作用。
在本发明又一种典型的实施方式中，提供了一种光转换薄膜的制备方法，制备方法包括：步骤S1、将具有量子点材料和胶黏剂的混合物涂覆在衬底的表面上，形成混合物层；步骤S2、将混合物层固化形成黏胶层，得到光转换薄膜。
上述制备方法将具有量子点材料与胶黏剂的混合物喷涂或刷涂在衬底的表面上形成混合物层，然后再将该混合物层固化即可得到光转换薄膜，制作方法简单，而且得到的光转换薄膜具有胶粘性能够很方便地与各种表面粘合，随用随贴，使用方法简单、灵活，并且在不需要时剥离即可，剥离后的光转换薄膜可以进行回收重复利用。
当制备具有多层衬底的光转换薄膜时，优选制备方法在步骤S1和步骤S2之间还包括：步骤A、在混合物层上固定另一衬底；步骤B、将具有量子点材料和胶黏剂的混合物涂覆在上述的另一衬底远离混合物层的表面上，形成另一混合物层；以及步骤C、重复步骤A和步骤B。或者上述制备方法在步骤S2之后还包括：步骤S3、在黏胶层上固定另一衬底；步骤S4、将具有量子点材料和胶黏剂的混合物涂覆在上述另一衬底远离黏胶层的表面上，形成另一混合物层；步骤S5、将上述另一混合物层固化，形成另一黏胶层；以及步骤S6、重复步骤S3至步骤S5，得到衬底和黏胶层交叉叠置的光转换薄膜。其中，混合物中的量子点可以为一种量子点也可以为多种量子点，各层黏胶层中的量子点可以相同也可以不同。
当制备具有多层黏胶层的光转换薄膜时，优选制备方法在步骤S2之后还包括：步骤S3’、将具有量子点材料和胶黏剂的混合物涂覆在黏胶层上，形成另一混合物层；步骤S4’、将另一混合物层固化，形成另一黏胶层；以及步骤S5’、重复步骤S3’和步骤S4’，得到具有多层黏胶层的光转换薄膜。其中，混合物中的量子点可以为一种量子点也可以为多种量子点，各层黏胶层中的量子点可以相同也可以不同。
在本发明的又一种优选的实施例中，上述步骤S1还包括采用搅拌的方式将量子点材料分散到胶黏剂中形成混合物的过程。本领域技术人员可以根据所使用的胶黏剂的粘性和用量选择合适的搅拌速度和搅拌时间，胶黏剂的用量越多其胶粘性越高那么需要较大的搅拌速度和较长的搅拌时间。
在本发明的又一种优选的实施例中，上述量子点材料包括量子点和量子点配体，上述混合物的制作方法包括：采用量子点配体修饰量子点的表面，形成量子点材料；将量子点材料分散到胶黏剂中，形成混合物。
首先将量子点分散到量子点配体中形成量子点材料，利用量子点配体对量子点的表面进行修饰从而保证了量子点以较为分散的状态存在于量子点配体中；然后将量子点材料与胶黏剂进行混合，利用胶黏剂中的消泡剂、流平剂、润湿剂等助剂形成均匀的量子点—胶黏剂混合液，保证了量子点在胶黏剂中的均匀分散。
在本发明的又一种优选的实施例中，上述混合物还包括高分子分散体，上述混合物的制作方法还包括将量子点材料与高分子分散体进行混合形成量子点分散体，量子点分散体选自丙烯酸酯类树脂、有机硅氧烷树脂、丙烯酸酯改性聚氨酯、丙烯酸脂改性有机硅树脂和环氧树脂组成的组中的一种；将量子点分散体依次进行固化、粉碎得到粒径在0.1~500μm的微球；以及将微球分散到胶黏剂中形成混合物。将量子点材料分散到高分子分散体中，利用量子点配体的某些功能团与高分子分散体的功能团进行配合得到稳定的量子点分散体，并将该量子点分散体进行固化粉碎得到固态微球，因此该量子点分散体可以长时间保存或作为其他量子点制品的原料。
在本发明的又一种优选的实施例中，上述衬底为聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜、聚氯乙烯薄膜或聚酯薄膜，制备方法在涂覆胶黏剂之前还包括将衬底的表面经高压电晕处理形成粗糙面。当选用聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜、聚氯乙烯薄膜或聚酯薄膜作为本发明的衬底时，可以采用高压电晕的方式使其表面变得粗糙，然后将量子点材料与胶黏剂的混合物涂覆在该粗糙的表面后，有利于胶黏剂的布置，制作方法简单。并且利用该衬底的可挠性将其粘贴在不同的器件上，改善了所制备的光转换薄膜的应用性能。
以下将结合实施例和对比例，进一步说明本发明的有益效果。
实施例1
利用巯基丙酸(HS-CH2-CH2-COOH)对油溶性红色量子点CdSe/ZnS进行表面修饰得到实施例1的量子点材料，将该量子点材料与分子式为CH2=CH-COO(CH2)20OOCCH=CH2的水性丙烯酸树脂的乳液（溶剂为水）混合，该乳液中水性丙烯酸树脂的质量分数为25%，其中量子点材料与乳液的重量比为1:2000，向其中加入水性丙烯酸树脂的消泡剂EL-516、流平剂EL-854、润湿剂GSK-588，形成均匀的量子点树脂母液。将聚丙烯薄膜的一侧表面利用7KV的电压电晕形成粗糙面，以增加与胶黏剂的粘结力。然后采用喷金仪将上述母液均匀的喷涂在粗糙面上，室温条件老化24h，放入80℃的烘箱烘干，得到实施例1的光转换薄膜。
实施例2
利用氨基乙酸(H2N-CH2-COOH)对掺杂量子点（Mn：ZnSe）/ZnS进行表面修饰得到实施例2的量子点材料，将该量子点材料与分子式为CH2=CH(CH3)2SiO[(CH2=CH)(CH3)SiO]5[(CH3)SiO]60(CH3)2SiCH=CH2]的有机硅树脂混合，其中该量子点材料与有机硅树脂的重量比为1:1000，向其中加入有机硅树脂的消泡剂EL-516、流平剂EL-854、润湿剂GSK-588，形成均匀的量子点树脂母液。将聚乙烯薄膜的一表面利用8KV的电压电晕形成粗糙面，以增加与胶黏剂的粘结力。然后采用涂膜机将上述母液均匀的喷涂在粗糙面上，室温条件老化24h，放入80℃的烘箱烘干，得到实施例2的光转换薄膜。
实施例3
利用PEG巯基修饰剂HS(CH2CH2O)10CH2OH将油溶性量子点Mn：ZnSe进行表面修饰得到实施例3的量子点材料，将该量子点材料与分子式为CH2=CH-COO(CH2)20OOCCH=CH2的水性丙烯酸树脂的乳液（溶剂为水）混合，该乳液中水性丙烯酸树脂的质量分数30%，其中修饰剂和Mn：ZnSe量子点的总重量与水性丙烯酸树脂的乳液重量比为1:106，向其中加入水性丙烯酸树脂的消泡剂EL-516、流平剂EL-854、润湿剂GSK-588，形成均匀的量子点—树脂母液。将聚乙烯薄膜的一表面利用7.2KV的电压电晕形成粗糙面，以增加与胶黏剂的粘结力。然后采用涂膜机将上述母液均匀的喷涂在粗糙面上，室温条件老化24h，放入烘箱烘干，得到第一黏胶层，在第一黏胶层上喷洒实施例1中的量子点—树脂母液，室温条件老化24h，放入80℃的烘箱烘干，得到实施例3的光转换薄膜。
实施例4
利用巯基丙酸(HS–CH2–CH2–COOH)将油溶性红色量子点CdSe/ZnS进行表面修饰得到实施例4的量子点材料，将该量子点材料分散到分子式为CH2=CH-COO(CH2)20OOCCH=CH2的水性丙烯酸树脂的乳液（溶剂为水）中制备成混合物，该乳液中丙烯酸树脂的质量分数为25%。将该混合物在90℃下烘干、紫外固化后研磨得到直径为100～1000nm的微球。将该微球与上述乳液混合，其中量子点微球与乳液的重量比为1:104，向其中加入丙烯酸树脂消泡剂EL-516、流平剂EL-854、润湿剂GSK-588，形成均匀的量子点—树脂母液。将聚酯薄膜的一表面利用7KV的电压电晕形成粗糙面，以增加与胶黏剂的粘结力。然后采用涂膜机母液均匀的喷涂在粗糙面上，室温条件老化24h，放入90℃的烘箱烘干，得到实施例4的光转换薄膜。
实施例5
利用（其中R1为COOH，R3为CO-O(CH2)11CH3，n3=5）将油溶性红色量子点CdSe/ZnS进行表面修饰得到实施例5的量子点材料，将该量子点材料分散到分子式为CH2=CH(CH3)2SiO[(CH2=CH)(CH3)SiO]5[(CH3)SiO]60(CH3)2SiCH=CH2]的有机硅树脂中制备成混合物。将该混合物紫外固化后研磨得到直径为1000nm～100μm的微球。将该微球与有机硅树脂混合，其中量子点微球与有机硅树脂的重量比为1:100，向其中加入消泡剂EL-516、流平剂EL-854、润湿剂GSK-588，形成均匀的量子点—树脂母液。将聚酯薄膜的一表面利用8KV的电压电晕形成第一粗糙面，以增加与胶黏剂的粘结力。然后采用涂膜机母液均匀的喷涂在第一粗糙面上，在第一粗糙面上铺设一层聚酯薄膜，将聚酯薄膜的远离第一粗糙面的表面进行高压电晕形成第二粗糙面，采用涂膜机将实施例4的母液均匀的喷涂在第二粗糙面上，室温条件老化24h，放入70℃的烘箱烘干，得到实施例5的光转换薄膜。
实施例6
利用巯基丙酸(HS–CH2–CH2–COOH)将油溶性红色量子点CdSe/ZnS进行表面修饰得到实施例6的量子点材料，将该量子点材料分散到分子式为CH2=CH-COO(CH2)16OOCCH=CH2的丙烯酸树脂的乳液（溶剂为甲苯）中制备成混合物，该乳液中丙烯酸树脂的质量分数为25%。将该混合物在120℃下烘干、紫外固化后研磨得到直径为100~500μm的微球。将该微球与丙烯酸树脂混合，其中量子点微球与丙烯酸树脂的重量比为1:1000，向其中加入丙烯酸树脂的消泡剂EL-516、流平剂EL-854、润湿剂GSK-588，形成均匀的量子点—树脂母液。将聚乙烯薄膜的一表面利用电压为7KV的电压电晕形成粗糙面，以增加与胶黏剂的粘结力。然后采用涂膜机母液均匀的喷涂在粗糙面上，室温条件老化24h，放入60℃的烘箱烘干得到第一黏胶层，在第一黏胶层上铺设一层聚乙烯薄膜，将聚乙烯薄膜的远离第一黏胶层的表面利用电压为8KV的电压电晕形成第二粗糙面，采用涂膜机将实施例4的母液均匀的喷涂在第二粗糙面上，室温条件老化24h，放入80℃烘箱烘干，得到实施例6的光转换薄膜。
实施例7
在1000r/min的搅拌速度下将重量比为1:2000的油溶性红色量子点CdSe/ZnS粉末与分子式为CH2=CH-COO(CH2)20OOCCH=CH2的丙烯酸树脂的乳液（溶剂为甲苯）混合24h后得到两者分散均匀的混合物，该乳液中丙烯酸树脂的质量分数为25%，向混合物中加入丙烯酸树脂的消泡剂EL-516、流平剂EL-584、润湿剂GSK-588，形成均匀的量子点树脂母液。将聚丙烯薄膜的一表面利用7KV的电压电晕形成粗糙面，以增加与胶黏剂的粘结力。然后采用喷金仪母液均匀的喷涂在粗糙面上，室温条件老化24h，放入120℃烘箱烘干，得到实施例7的光转换薄膜。
实施例8
利用巯基丙酸(HS–CH2–CH2–COOH)对油溶性红色量子点CdSe/ZnS进行表面修饰得到实施例8的量子点材料，将该量子点材料与分子式为CH2=CH-COO(CH2)25OOCCH=CH2的水性丙烯酸树脂的乳液混合，该乳液中丙烯酸树脂的质量分数为20%，其中量子点材料与乳液的重量比为1:2000，向其中加入丙烯酸树脂的消泡剂EL-516、流平剂EL-584、润湿剂GSK-588，形成均匀的量子点-树脂母液。然后采用喷金仪将上述母液均匀的喷涂在聚丙烯薄膜的一表面上，室温条件老化24h，放入75℃的烘箱烘干，得到实施例8的光转换薄膜。
实施例9
利用巯基丙酸(HS-CH2-CH2-COOH)对油溶性红色量子点CdSe/ZnS进行表面修饰得到实施例9的量子点材料，将该量子点材料与分子式为CH2OHCH2COC6H4C(CH3)2C6H4OCH2CHOCH2的环氧树脂混合，其中量子点材料与环氧树脂的重量比为1:100，向其中加入环氧树脂的消泡剂EL-516、流平剂EL-584、润湿剂GSK-588，形成均匀的量子点-树脂母液。然后采用喷金仪将上述母液均匀的喷涂在聚丙烯薄膜的一表面上，室温条件老化24h，放入80℃的烘箱烘干，得到实施例9的光转换薄膜。
实施例10
利用巯基丙酸(HS-CH2-CH2-COOH)对油溶性红色量子点CdSe/ZnS进行表面修饰得到实施例10的量子点材料，将该量子点材料与分子式为CH2=CH-COO(CH2)25OOCCH=CH2的水性丙烯酸树脂的乳液混合，该乳液中丙烯酸树脂的质量分数20%，其中量子点材料与乳液的重量比为1:2，向其中加入水性丙烯酸树脂的消泡剂EL-516、流平剂EL-584、润湿剂GSK-588，形成均匀的量子点—树脂母液。然后采用喷金仪将上述母液均匀的喷涂在聚丙烯薄膜的一表面上，室温条件老化24h，放入75℃的烘箱烘干，得到实施例10的光转换薄膜。
将实施例1、实施例4至实施例7的光转换薄膜分别粘贴在发射冷白光筒灯的扩散板上，并检测粘贴光转换薄膜前后的筒灯的色温。测试结果见表1。
对实施例1、实施例7至实施例10的光转换薄膜的粘结层和衬底之间的剥离强度进行测试，测试结果见表2。
表1
实施例1 实施例4 实施例5 实施例6 实施例7
粘贴前色温（K） 4400 4400 4900 4900 4400
粘贴后色温（K） 3900 4100 2700 3750 4000
表2
Figure BDA00002827949700111
由表1中的数据可以看出实施例1和实施例3至7的光转换薄膜都在一定程度上降低了筒灯的色温，且光转换薄膜中量子点的含量越高，对色温的改善越明显。
由表2中的数据可以看出，采用相同的胶黏剂时，随着量子点材料与胶黏剂比例的增高光转换薄膜的剥离强度减小，剥离强度越小说明该光转换薄膜的粘结性能越差。
将实施例2的光转换薄膜粘贴到光电转换效率为14.6%的太阳能电池组件的太阳能电池板的表面上，经检测粘贴光转换薄膜后该太阳能电池组件的光电转换效率为14.8%，提高了0.2%。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (16)

1.一种光转换薄膜，其特征在于，所述光转换薄膜包括：
衬底（1）；
黏胶层（2），设置在所述衬底（1）的表面，所述黏胶层（2）包括胶黏剂和分散在所述胶黏剂中的量子点材料。
2.根据权利要求1所述的光转换薄膜，其特征在于，
所述衬底（1）为一个，所述黏胶层（2）设置在所述衬底（1）的表面上；或者
所述衬底（1）为多个且沿与所述衬底（1）表面的垂直方向叠置，所述黏胶层（2）设置在相邻的所述衬底（1）之间。
3.根据权利要求1所述的光转换薄膜，其特征在于，
所述黏胶层（2）为单层；或者
所述黏胶层（2）为多层且沿与所述衬底（1）表面的垂直方向叠置。
4.根据权利要求1所述的光转换薄膜，其特征在于，所述量子点材料包括量子点和量子点配体。
5.根据权利要求4所述的光转换薄膜，其特征在于，所述量子点配体为选自R1–(CH2)n1–R2、
R1-(CH2CH2O)n2CH2-R2和
Figure FDA00002827949600011
组成的组中的一种，其中，
R1为SH、NH2或COOH，n1=1～20；
R2为H、OH、SH、NH2、COOH、OCH3或COOCH3，n2=1～50；
R3为COOH、COOCH3或CO–(OCH2CH2)n4–OH，n3=1～10，n4=1～50。
6.根据权利要求4所述的光转换薄膜，其特征在于，所述黏胶层（2）还包括高分子分散体，所述高分子分散体选自丙烯酸酯类树脂、有机硅氧烷树脂、丙烯酸酯改性聚氨酯、丙烯酸脂改性有机硅树脂和环氧树脂组成的组中的一种。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的光转换薄膜，其特征在于，所述衬底（1）为聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜、聚氯乙烯薄膜或聚酯薄膜，所述胶黏剂为压敏胶黏剂。
8.一种权利要求1至7中任一项所述的光转换薄膜在LED发光器件中或太阳能电池组件中或防伪标示中的应用。
9.一种光转换薄膜的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
步骤S1、将具有量子点材料和胶黏剂的混合物涂覆在衬底的表面上，形成混合物层；
步骤S2、将所述混合物层固化形成黏胶层，得到所述光转换薄膜。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法在所述步骤S1和所述步骤S2之间还包括：
步骤A、在所述混合物层上固定另一衬底；
步骤B、将具有量子点材料和胶黏剂的混合物涂覆在所述另一衬底远离所述混合物层的表面上，形成另一混合物层；以及
步骤C、重复所述步骤A和所述步骤B。
11.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法在所述步骤S2之后还包括：
步骤S3、在所述黏胶层上固定另一衬底；
步骤S4、将具有量子点材料和胶黏剂的混合物涂覆在所述另一衬底远离所述黏胶层的表面上，形成另一混合物层；
步骤S5、将所述另一混合物层固化，形成另一黏胶层；以及
步骤S6、重复所述步骤S3至所述步骤S5，得到衬底和黏胶层交叉叠置的光转换薄膜。
12.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法在所述步骤S2之后还包括：
步骤S3’、将具有量子点材料和胶黏剂的混合物涂覆在所述黏胶层上，形成另一混合物层；
步骤S4’、将所述另一混合物层固化，形成另一黏胶层；以及
步骤S5’、重复所述步骤S3’和所述S4’，得到具有多层黏胶层的光转换薄膜。
13.根据权利要求9至12中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1还包括采用搅拌的方式将所述量子点材料分散到所述胶黏剂中形成所述混合物的过程。
14.根据权利要求9至12中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述量子点材料包括量子点和量子点配体，所述混合物的制作方法还包括：
采用所述量子点配体修饰所述量子点的表面，形成所述量子点材料；以及
将所述量子点材料分散到所述胶黏剂中，形成所述混合物。
15.根据权利要求14所述的制备方法，其特征在于，所述混合物还包括高分子分散体，所述混合物的制作方法还包括：
将所述量子点材料与所述高分子分散体进行混合形成所述量子点分散体，所述高分子分散体选自丙烯酸酯类树脂、有机硅氧烷树脂、丙烯酸酯改性聚氨酯、丙烯酸脂改性有机硅树脂和环氧树脂组成的组中的一种；
将所述量子点分散体依次进行固化、粉碎得到粒径在0.1~500μm的微球；以及
将所述微球分散到所述胶黏剂中形成所述混合物。
16.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述衬底为聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜、聚氯乙烯薄膜或聚酯薄膜，所述制备方法在将所述混合物涂覆之前还包括将所述衬底的表面经高压电晕处理形成粗糙面。
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