CN106292073A - 一种长寿命量子点膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种长寿命量子点膜，所述长寿命量子点膜包括从上至下依次分布设置的上阻隔膜、上阻隔涂层、量子点层、下阻隔涂层和下阻隔膜，另外，本发明还提供了上述长寿命量子点膜的制备方法，本发明通过阻隔膜阻水，在阻隔膜上涂上PVA涂层，利用PVA涂层通光性好以及氧气阻隔性强的特点进一步提高了氧气阻隔性，从而提高了量子点膜寿命，并且避免了PVA涂层在高湿条件下阻氧性下降的问题。

Description

一种长寿命量子点膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及量子点膜显示技术领域，具体涉及一种长寿命量子点膜及其制备方法。
背景技术
量子点膜和元件在显示器和其它光学构造中大量使用，其主要用于液晶显示器背光模组里替代下扩散膜的光学膜片。相比普通白光LED，采用蓝光LED搭配量子点膜的背光模组，可明显提升液晶显示器的色彩饱和度，并且在提高色域的同时能提高亮度、减少功耗。由于LED发热和量子点材料本身特性的缘故，量子点膜中量子点的效率和寿命会受到影响，需要将量子点膜制成上、下表面都带隔水隔氧保护层的夹心结构。
聚乙烯醇(PVA)涂层对氧气、氮气、氢气及二氧化碳都具有良好的阻隔性，其阻氧性能大大优于PVDC涂层。PVA涂布液易吸湿，耐水性较差，在高湿条件下阻氧性下降；市场上的改性涂布液为黄色，不透明，涂布后的基材卷径端面也为明显的黄色，随着时间的延长，颜色由黄色变为红褐色。在涂布加工过程中，由于PVA表面有一定的表面活性，在搅拌或涂布干燥过程中均会产生泡沫，消泡剂选择不当都会引起涂层阻隔性能的缺陷，高效的消泡剂也是提高PVA涂布液阻隔性的关键。
发明内容
本发明的目的在于利用PVA涂层通光性好以及氧气阻隔性强的特点提供了一种长寿命量子点膜及其长寿命量子点膜的制备方法，用以解决PVA涂层在高湿条件下阻氧性下降的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种长寿命量子点膜，所述长寿命量子点膜包括从上至下依次设置的上阻隔膜、上阻隔涂层、量子点层、下阻隔涂层和下阻隔膜，量子点层居于上阻隔涂层和下阻隔涂层的中间，上阻隔涂层和下阻隔涂层分别涂覆于上阻隔膜的下表面和下阻隔膜的上表面，量子点层由量子点涂布液涂覆于上阻隔膜的上阻隔涂层和下阻隔膜的下阻隔涂层之间固化后形成。
本发明公开的上述长寿命量子点膜，进一步地，量子点涂布液包括量子点材料、引发剂、光学胶黏剂、硅胶微粒、扩散粒子、助剂和溶剂。
本发明公开的上述长寿命量子点膜，进一步地，量子点材料包括红量子点材料和绿量子点材料。本发明中涉及的量子点为IIB-VIA族半导体化合物，可为二元化合物、三元化合物或四元化合物，优选为CdSe、CdTe、ZnS、ZnSe、ZnTe、ZnO、HgS、HgSe、HgTe、CdSeS、CdSeTe、CdSTe、ZnSeS、ZnSeTe、ZnSTe、HgSeS、HgSeTe、HgSTe、CdZnS、CdZnSe、CdZnTe、CdHgS、CdHgSe、CdHgTe、HgZnS、HgZnSe、CdZnSeS、CdZnSeTe、CdZnSTe、CdHgSeS、CdHgSeTe、CdHgSTe、HgZnSeS、HgZnSeTe、HgZnSTe中的至少一种。量子点受到紫外或蓝光光源的激发时，便会发出特有波长的激发荧光，其发射的荧光光谱由量子点材料的化学组成、粒径决定。
本发明的引发剂为异丙苯过氧化氢、过氧化二叔丁基、过氧化二叔戊基、过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酸叔丁酯中的一种。
本发明公开的上述长寿命量子点膜，进一步地，光学胶黏剂包括质量百分比为40％-50％的甲基丙烯酸单体和质量百分比为50％-60％的环氧树脂聚合物单体。
本发明中涉及的硅胶微粒的粒径为2μm-30μm。
本发明中涉及的扩散粒子为如下材质的球状高聚物微珠：聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚苯乙烯或聚硅氧烷等。所述扩散粒子的粒径为5μm-30μm。
本发明的助剂为乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基-三-(2-甲氧基乙氧基)硅烷中的一种。
本发明的溶剂为丁酮。
本发明公开的上述长寿命量子点膜，进一步地，上阻隔涂层和下阻隔涂层由聚乙烯醇水溶性涂布液分别涂覆于上阻隔膜和下阻隔膜上固化后形成，聚乙烯醇水溶性涂布液包括成膜物质、消泡剂和润湿剂。
本发明公开的上述长寿命量子点膜，进一步地，成膜物质包括中高黏度的聚乙烯醇，中高黏度的聚乙烯醇包括PVA 20-99、PVA 19-99、PVA17-99、PVA17-88、PVA 17-78或PVA05-88。
本发明公开的上述长寿命量子点膜，进一步地，消泡剂和润湿剂包括乙氧基炔二醇类表面活性剂，乙氧基炔二醇类表面活性剂的结构通式如下：
本发明公开的上述长寿命量子点膜，进一步地，上阻隔膜和下阻隔膜为一种透明水气阻隔膜，透明水气阻隔膜是利用真空蒸镀或磁控溅射在光学透明基材薄膜表面上涂布厚10nm左右的硅氧化物或氧化锌薄层后制成的，光学透明基材薄膜包括聚乙烯薄膜、聚苯乙烯薄膜、聚氯乙烯薄膜、聚碳酸酯薄膜、聚酰胺薄膜、聚酰亚胺薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚丙烯酸酯薄膜、聚甲基丙烯酸酯薄膜或聚酯酰胺薄膜。
本发明公开的上述长寿命量子点膜的制备方法，所述制备方法包括：将具有粘结性和氧气阻隔性能的中高黏度的聚乙烯醇水溶性涂布液采用吻涂或干式复合机分别涂于上阻隔膜和下阻隔膜上之上，固化后分别形成上阻隔涂层和下阻隔涂层，上阻隔涂层或下阻隔涂层厚约2-5μm；将红量子点材料、绿量子点材料、引发剂、光学胶黏剂、硅胶微粒、扩散粒子、助剂和溶剂均匀混合配置成量子点涂布液；在下阻隔膜上的下阻隔涂层表面，涂布量子点涂布液，固化后得到量子点层，将量子点层的厚度控制在15±5μm范围内；用上阻隔膜的上阻隔涂层的表面，对下阻隔膜上的下阻隔涂层上涂覆的量子点层表面进行复合，得到长寿命量子点膜。
本发明公开的上述长寿命量子点膜的制备方法，进一步地，聚乙烯醇水溶性涂布液的制备方法包括：将中高黏度的聚乙烯醇、乙氧基炔二醇类表面活性剂和多余的去离子水混合配置，其中，中高黏度的聚乙烯醇和乙氧基炔二醇类表面活性剂的比例分别为7％和0.05％；以400r/min的搅拌速度，使用恒温油浴锅加热，待温度上升至95℃，恒温搅拌30min，使中高黏度的聚乙烯醇在水中溶解，至溶液澄清。
本发明具有如下优点：
本发明公开的一种长寿命量子点膜及其制备方法，通过阻隔膜阻水，在阻隔膜上涂上PVA涂层，利用PVA涂层通光性好以及氧气阻隔性强的特点进一步提高了氧气阻隔性，从而提高了量子点膜寿命，并且避免了PVA涂层在高湿条件下阻氧性下降的问题。
附图说明
图1是本发明的一种长寿命量子点膜的结构示意图。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例
参考图1，本发明一方面提供了一种长寿命量子点膜，具有以下结构：所述长寿命量子点膜包括从上至下依次分布设置的上阻隔膜101、上阻隔涂层102、量子点层103、下阻隔涂层104和下阻隔膜105，量子点层103居于上阻隔涂层102和下阻隔涂层104的中间，上阻隔涂层102和下阻隔涂层104分别涂覆于上阻隔膜101和下阻隔膜105上，量子点层103由量子点涂布液涂覆于上阻隔膜101的上阻隔涂层102和下阻隔膜105的下阻隔涂层104之间固化后形成。
本发明中涉及的量子点涂布液包括量子点材料、引发剂、光学胶黏剂、硅胶微粒、扩散粒子、助剂和溶剂。其中，量子点材料包括红量子点材料和绿量子点材料；光学胶黏剂包括质量百分比为40％-50％的甲基丙烯酸单体和质量百分比为50％-60％的环氧树脂聚合物单体。
本发明中涉及的上阻隔涂层和下阻隔涂层由聚乙烯醇水溶性涂布液分别涂覆于上阻隔膜和下阻隔膜上固化后形成，聚乙烯醇水溶性涂布液包括成膜物质、消泡剂和润湿剂。进一步地，成膜物质包括中高黏度的聚乙烯醇，中高黏度的聚乙烯醇包括PVA 20-99、PVA 19-99、PVA 17-99、PVA 17-88、PVA 17-78或PVA 05-88，优选为PVA20-99，PVA19-99，PVA17-99。国内聚乙烯醇(PVA)牌号表示为XX-XX。前两位为聚合度，取聚合度的千位、百位，后两位表示醇解度，国内PVA牌号及指标见表1。
表1国内PVA牌号
本发明中涉及的消泡剂和润湿剂包括乙氧基炔二醇类表面活性剂，诸如美国空气化工surfynol系列表面活性剂，surfynol 104，surfynol 440，surfynol 465等。乙氧基炔二醇类表面活性剂的结构通式如下：
本发明中涉及的上阻隔膜和下阻隔膜为透明水气阻隔膜，透明水气阻隔膜是利用真空蒸镀或磁控溅射在光学透明基材薄膜表面上涂布10nm左右厚度的硅氧化物或氧化锌薄层后制成的，光学透明基材薄膜包括聚乙烯薄膜、聚苯乙烯薄膜、聚氯乙烯薄膜、聚碳酸酯薄膜、聚酰胺薄膜、聚酰亚胺薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚丙烯酸酯薄膜、聚甲基丙烯酸酯薄膜或聚酯酰胺薄膜。
本发明另一方面提供了上述长寿命量子点膜的制备方法，下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。
聚乙烯醇水溶性涂布液的制备：
根据表二将中高黏度的聚乙烯醇、乙氧基炔二醇类表面活性剂和多余的去离子水混合配置，其中，中高黏度的聚乙烯醇和乙氧基炔二醇类表面活性剂的比例分别为7％和0.05％；以400r/min的搅拌速度，使用恒温油浴锅加热，待温度上升至95℃，恒温搅拌30min，使中高黏度的聚乙烯醇在水中溶解，至溶液澄清。
表二：聚乙烯醇水溶性涂布液实施例配比表
长寿命量子点膜的制备方法：
将具有粘结性和氧气阻隔性能的中高黏度的聚乙烯醇水溶性涂布液采用吻涂或干式复合机(采用120线/英寸、约40μ左右深的网线辊)分别涂于上阻隔膜和下阻隔膜上之上，固化后分别形成上阻隔涂层和下阻隔涂层，上阻隔涂层或下阻隔涂层厚约2-5μm，得到9对涂有聚乙烯醇水溶性涂布液的上阻隔膜和下阻隔膜上样品；
将红量子点材料、绿量子点材料、引发剂、光学胶黏剂、硅胶微粒、扩散粒子、助剂和溶剂均匀混合配置成量子点涂布液；
在实施例1-9中得到的下阻隔膜上的下阻隔涂层表面，分别涂布量子点涂布液，固化后得到量子点层，将量子点层的厚度控制在15±5μm范围内；分别用实施例1-9中相应的上阻隔膜的上阻隔涂层的表面，对下阻隔膜上的下阻隔涂层上涂覆的量子点层表面进行复合，分别得到实施例1-9的长寿命量子点膜。
另外，在没有涂布聚乙烯醇水溶性涂布液的下阻隔膜表面直接涂布量子点涂布液，固化后得到量子点层，将量子点层的厚度控制在15±5μm范围内；用没有涂布聚乙烯醇水溶性涂布液的上阻隔膜的表面，对上述下阻隔膜上的涂覆的量子点层表面进行复合，得到比较例1的量子点膜。
实施例1-9与比较例1的组成对比：
对比结果具体见表三。
表三实施例1-9与比较例1的组成对比表
实施例1-9与比较例1的耐水性测试对比：
利用济南兰光机电技术有限公司生产的PERMETM博密TM W3/330水蒸气透过率分析仪测量水蒸气传输速率(WVTR)。以水蒸气传输速率(20g/m2)放置25天。粘着力依据标准GB/T 2792-1998进行测试，其测试结果具体见表四。
表四各样品耐水性测试前后粘着力变化对比表
测试色域的条件为：采用工作电压为27V，工作电流为80mA蓝色LED灯条为背光激发光源，蓝背光峰值波长为448nm，蓝背光屏幕大小为14英寸，用SR-3AR TOPCON辉度计，测试采用本发明方法所得光学胶黏剂贴合的量子点膜样品显示屏的色域。粘着力依据标准GB/T2792-1998进行测试。
耐候性测试条件为：85℃85％RH持续240小时。将贴合的量子点膜样品组装入背光模组中，放入耐候老化试验箱进行测试。
在三波长灯下肉眼观察贴合的量子点膜样品表观，评价标准如下：优异，表观均匀平整、无气泡、无翘曲，裁切时粘合层边缘不翘边，记为◎；合格，表观均匀平整、边缘有个别气泡但不明显、无翘曲，裁切时粘合层边缘轻微翘边，记为○；不合格，表观较多气泡、轻微翘曲，裁切时样片边缘翘边、粘合层有脱粘现象，记为×，测试结果见表五。
表五各样品耐水性测试结果对比表
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种长寿命量子点膜，其特征在于：所述长寿命量子点膜包括从上至下依次设置的上阻隔膜、上阻隔涂层、量子点层、下阻隔涂层和下阻隔膜，所述量子点层居于所述上阻隔涂层和所述下阻隔涂层的中间，所述上阻隔涂层和所述下阻隔涂层分别涂覆于所述上阻隔膜的下表面和下阻隔膜的上表面，所述量子点层由量子点涂布液涂覆于所述上阻隔膜的所述上阻隔涂层和所述下阻隔膜的所述下阻隔涂层之间固化后形成。
2.根据权利要求1所述长寿命量子点膜，其特征在于：所述量子点涂布液包括量子点材料、引发剂、光学胶黏剂、硅胶微粒、扩散粒子、助剂和溶剂。
3.根据权利要求2所述长寿命量子点膜，其特征在于：所述量子点材料包括红量子点材料和绿量子点材料。
4.根据权利要求2所述长寿命量子点膜，其特征在于：所述光学胶黏剂包括质量百分比为40％-50％的甲基丙烯酸单体和质量百分比为50％-60％的环氧树脂聚合物单体。
5.根据权利要求1所述长寿命量子点膜，其特征在于：所述上阻隔涂层和所述下阻隔涂层由聚乙烯醇水溶性涂布液分别涂覆于所述上阻隔膜和所述下阻隔膜上固化后形成，所述聚乙烯醇水溶性涂布液包括成膜物质、消泡剂和润湿剂。
6.根据权利要求5所述长寿命量子点膜，其特征在于：所述成膜物质包括中高黏度的聚乙烯醇，所述中高黏度的聚乙烯醇包括PVA 20-99、PVA 19-99、PVA 17-99、PVA 17-88、PVA17-78或PVA 05-88。
7.根据权利要求5所述长寿命量子点膜，其特征在于：所述消泡剂和润湿剂为乙氧基炔二醇类表面活性剂，所述乙氧基炔二醇类表面活性剂的结构通式如下：
8.根据权利要求1所述长寿命量子点膜，其特征在于：所述上阻隔膜和下阻隔膜为透明水气阻隔膜，所述透明水气阻隔膜是利用真空蒸镀或磁控溅射在光学透明基材薄膜表面上涂布厚10nm的硅氧化物或氧化锌薄层后制成的，所述光学透明基材薄膜包括聚乙烯薄膜、聚苯乙烯薄膜、聚氯乙烯薄膜、聚碳酸酯薄膜、聚酰胺薄膜、聚酰亚胺薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚丙烯酸酯薄膜、聚甲基丙烯酸酯薄膜或聚酯酰胺薄膜。
9.根据权利要求1-8中任一项所述长寿命量子点膜的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括：
将具有粘结性和氧气阻隔性能的中高黏度的聚乙烯醇水溶性涂布液采用吻涂或干式复合机分别涂于上阻隔膜和下阻隔膜上之上，固化后分别形成上阻隔涂层和下阻隔涂层，所述上阻隔涂层或所述下阻隔涂层厚约2-5μm；
将红量子点材料、绿量子点材料、引发剂、光学胶黏剂、硅胶微粒、扩散粒子、助剂和溶剂均匀混合配置成量子点涂布液；
在下阻隔膜上的下阻隔涂层表面，涂布量子点涂布液，固化后得到量子点层，将所述量子点层的厚度控制在15±5μm范围内；
用所述上阻隔膜的上阻隔涂层的表面，对所述下阻隔膜上的下阻隔涂层上涂覆的量子点层表面进行复合，得到所述长寿命量子点膜。
10.根据权利要求9所述长寿命量子点膜的制备方法，其特征在于：所述聚乙烯醇水溶性涂布液的制备方法包括：
将中高黏度的聚乙烯醇、乙氧基炔二醇类表面活性剂和去离子水混合配置，其中，所述中高黏度的聚乙烯醇和所述乙氧基炔二醇类表面活性剂的质量百分比分别为7％和0.05％；
以400r/min的搅拌速度，使用恒温油浴锅加热，待温度上升至95℃，恒温搅拌30min，使中高黏度的聚乙烯醇在去离子水中溶解，至溶液澄清。
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