CN106471421B - 具有减小的边缘侵入和改善的颜色稳定性的量子点制品 - Google Patents

具有减小的边缘侵入和改善的颜色稳定性的量子点制品 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种量子点膜制品，所述量子点膜制品包括第一阻挡层、第二阻挡层；以及位于所述第一阻挡层与所述第二阻挡层之间的量子点层。所述量子点层包括分散于基体中的量子点，所述基体包含固化的粘合剂组合物。所述粘合剂组合物包含环氧化物和固化剂，所述固化剂包含：(a)式I的化合物：其中A为单环或多环亚烷基基团，或者为单环或多环杂亚烷基基团，并且m和n为各自独立地选自0至5的整数；以及(b)聚醚胺化合物，所述化合物包含附接到聚醚主链的伯胺基团和仲胺基团中的至少一个。所述粘合剂组合物还包含辐射固化性甲基丙烯酸酯化合物。

Description

具有减小的边缘侵入和改善的颜色稳定性的量子点制品
背景技术
量子点膜制品包括分散于层合在两个阻挡层之间的基体中的量子点。量子点制品包括绿色量子点和红色量子点的组合作为荧光元素，当用于诸如液晶显示器(LCD)的显示装置中，其可增强色域性能。
量子点对于劣化高度敏感，因此量子点制品应当具有优异的阻挡特性以防止例如水和氧气侵入。阻挡层保护层合构造内部区域中的量子点免于因为暴露于氧气或水而遭到损坏，但制品的切割边缘会使基体材料暴露于大气环境中。在这些边缘区域中，保护分散在基体中的量子点主要依赖于基体本身的阻挡特性。
如果水和/或氧气进入量子点制品的边缘区域，那么层合构造的暴露边缘上或附近的量子点可劣化，并最终在受到紫外线或低于量子点激发波长的可见光激发时无法发光。量子点的这种劣化类型称为边缘侵入，可能导致在膜制品的切割边缘周围出现暗线，这可能对其中一部分为量子点制品的显示器的性能造成不利影响。
发明内容
减缓或消除沿层合物边缘的量子点劣化对于延长较小电子设备中的显示器(诸如，用于例如手持式设备和平板电脑的显示器)的使用寿命而言特别重要。然而，在一些电子设备中，在装置老化后的显示器中可观察到颜色变化。虽然当显示器老化时，使用者可容许由于量子点劣化或热/光增强产生的一些颜色变化，但是一些减少边缘侵入的基体材料显示出在老化时会发生不可接受的颜色变化。
一般来讲，本公开涉及在量子点制品中使用的基体配方。基体配方可抵抗水和/或氧气的入侵，同时在老化时仍提供可接受的颜色稳定性。就当前产品中的基体而言，在超过100小时的加速老化之后观察到转变部件的边缘侵入超过1mm。在各种实施方案中，本公开所述的基体材料将在65℃/95％RH或85℃条件下老化之后的边缘侵入限制为小于0.5mm，并且在1931CIE坐标系中初始测量的x和y轴上具有不超过0.02或甚至0.005的颜色变化。这些基体配方可延长显示器应用中量子点制品的使用寿命。
在一个实施方案中，本公开涉及包括第一阻挡层、第二阻挡层以及位于第一阻挡层与第二阻挡层之间的量子点层的膜制品。量子点层包括分散于基体中的量子点，基体包含固化的粘合剂组合物。粘合剂组合物包含环氧化物和固化剂，所述固化剂包含：(a)式I的化合物：
H2N—CnH2n—A—CmH2m—NH2 式I
其中A为单环或多环亚烷基基团，或者为单环或多环杂亚烷基基团，并且m和n为各自独立地选自0至5的整数；以及(b)聚醚胺化合物，其包含附接到聚醚主链的伯胺基团和仲胺基团中的至少一个。粘合剂组合物还包含辐射固化性甲基丙烯酸酯化合物。
在另一个实施方案中，本公开涉及形成膜制品的方法。该方法包括将量子点材料涂覆在第一聚合物膜上，量子点材料包含处于粘合剂组合物中的量子点。粘合剂组合物包含环氧化物和固化剂。固化剂包含(a)由式I表示的氨基官能化合物：
H2N—CnH2n—A—CmH2m—NH2 式I
其中A为单环或多环亚烷基基团，或者为单环或多环杂亚烷基基团，并且m和n为各自独立地选自0至5的整数；以及(b)聚醚二胺化合物，其包含附接到聚醚主链的伯胺基团和仲胺基团中的至少一个。主链包括丙二醇(PG)、乙二醇(EG)、聚四亚甲基二醇(PTMEG)以及它们的组合的重复单元。粘合剂组合物还包含辐射固化性甲基丙烯酸酯化合物和光引发剂。
在另一个实施方案中，本公开涉及包含环氧化物和固化剂的粘合剂组合物。固化剂包含(a)式I的氨基官能化合物：
H2N—CnH2n—A—CmH2m—NH2 式I
其中A为单环或多环亚烷基基团，或者为单环或多环杂亚烷基基团，并且m和n为各自独立地选自0至5的整数，以及(b)由式VI表示的聚醚二胺化合物：
H2N-R12-(OR13)p-NH2 式VI
其中，在式VI中，R12和R13各自独立地为具有1至4个碳原子的支链或直链亚烷基，并且p等于至少2。粘合剂组合物还包含辐射固化性甲基丙烯酸酯化合物、光引发剂和量子点。
在另一个实施方案中，本公开涉及包含环氧化物和固化剂的粘合剂组合物。固化剂包含以下项的共混物：(a)式I的氨基官能化合物：
H2N—CnH2n—A—CmH2m—NH2 式I
其中A为单环或多环亚烷基基团，或者为单环或多环杂亚烷基基团，并且m和n为各自独立地选自0至5的整数；以及(b)由式VI表示的聚醚二胺化合物：
H2N-R12-(OR13)p-NH2 式VI
其中，在式VI中，R12和R13各自独立地为具有1至4个碳原子的支链或直链亚烷基，并且p等于至少2。粘合剂组合物还包含光引发剂和量子点。
本发明的一个或多个实施方案的细节在以下附图和具体实施方式中示出。从说明书和附图以及从权利要求中可显而易见本发明的其它特征、目的和优点。
附图说明
图1为包含量子点的示例性膜制品的边缘区域的示意性侧视立面图。
图2为形成量子点膜的示例性方法的流程图。
图3为包括量子点制品的显示器的一个实施方案的示意图。
图4为白色点测量系统的示意图。
图5是在65℃/95％RH的环境下，实施例1-3的基体配方老化之后的边缘侵入与时间的关系图。
图6是在85℃的环境下，实施例1-3的基体配方老化之后的边缘侵入与时间的关系图。
图7是在实施例1-3的基体配方的有源器件中的色移与时间的关系图。
在这些附图中，类似的符号表示类似的元件。
具体实施方式
参见图1，量子点制品10的边缘区域包括第一阻挡层32、第二阻挡层34和位于第一阻挡层32与第二阻挡层34之间的量子点层20。量子点层20包括分散于基体24中的多个量子点22。
阻挡层32,34可由任何可保护量子点22免于暴露在环境污染(例如，氧气、水和水蒸气)中的可用材料形成。合适的阻挡层32,34包括但不限于聚合物膜、玻璃膜和介电材料膜。在一些实施方案中，用于阻挡层32,34的合适材料包括例如：聚合物，诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)；氧化物，诸如二氧化硅、氧化钛或氧化铝(如，SiO2、Si2O3、TiO2或Al2O3)；以及它们的合适组合。
在一些实施方案中，量子点制品10的每个阻挡层32,34包括至少两个由不同材料或组合物形成的亚层。在一些实施方案中，这样的多层阻挡构造可以更有效地减少或消除阻挡层32,34中的针孔缺陷，从而提供更有效的屏蔽，避免氧气和湿气渗入基体24中。量子点制品10可包含任何合适的材料，或阻挡材料的组合，以及在量子点层20的一侧或两侧上的任意合适数量的阻挡层或亚层。阻挡层和亚层的材料、厚度和数量将取决于具体应用，并且将被适当地选择以使阻挡保护和量子点22亮度增至最大，同时使量子点制品10的厚度减至最小。在一些实施方案中，每个阻挡层32,34本身为层合膜，例如双重层合膜，其中每个阻挡膜层足够厚，可在辊对辊或层合制造工艺中消除褶皱。在一个示例性实施方案中，阻挡层32,34为其暴露表面上具有氧化物层的聚酯膜(如，PET)。
量子点层20可包括量子点或量子点材料22的一个或多个群体。示例性量子点或量子点材料22在受到紫外线或低于量子点激发波长的可见光激发时发光。在一些实施方案中，例如，在将蓝光LED发出的蓝基色光下转换为量子点发出的二次光时，量子点材料22发绿光和红光。可对红光、绿光和蓝光的各自比例进行控制，以实现由包括量子点制品10的显示装置所发射白光的所期望白点。用于量子点制品10中的示例性量子点22包括但不限于带ZnS壳的CdSe。用于本发明所述量子点制品中的合适量子点包括但不限于芯/壳发光纳米晶体，包括CdSe/ZnS、InP/ZnS、PbSe/PbS、CdSe/CdS、CdTe/CdS或CdTe/ZnS。在示例性实施方案中，发光纳米晶体包括外部配体涂层，并且发光纳米晶体分散于聚合物基体中。量子点和量子点材料22可从例如美国加利福尼亚州米尔皮塔斯的Nanosys公司(Nanosys Inc.,Milpitas,CA)商购获得。量子点层20可具有任意可用量的量子点22，并且在一些实施方案中，量子点层20可包含基于量子点层20的总重量计0.1重量％至1重量％的量子点。
在一些实施方案中，量子点材料可包括分散于液体载体中的量子点。例如，液体载体可包括油诸如氨基硅油，该油也可散射光。
在一个或多个实施方案中，量子点层20可任选地包含散射小珠、颗粒或乳剂，它们散射光。在各种实施方案中，这些散射小珠、颗粒和乳剂具有不同于基体材料24的折射率，折射率差值为至少0.05或至少0.1。散射小珠、颗粒和乳剂可包括例如：聚合物，诸如有机硅、丙烯酸、尼龙等等；或无机材料，诸如TiO2、SiOx、AlOx等等；以及它们的组合。在一些实施方案中，在量子点层20中包含散射颗粒可增大通过量子点层20的光学路径长度并提高量子点的吸收能力和效率。在许多实施方案中，散射小珠或颗粒的平均粒度为1微米至10微米，或2微米至6微米。在一些实施方案中，量子点材料20可任选地包含填料诸如热解法二氧化硅。
量子点层20的基体24可由粘合剂形成，该粘合剂能有效附着到形成阻挡层32,34的材料上以形成层合构造，并且还会形成量子点22的保护性基体。在一个实施方案中，通过固化或硬化粘合剂组合物来形成基体24，该粘合剂组合物包含环氧-胺聚合物和任选的辐射固化性甲基丙烯酸酯化合物。
环氧-胺聚合物是环氧化物和氨基官能固化剂的反应产物，并且其附着到多种阻挡材料32,34上。
合适的环氧化物包括具有双酚A主链或双酚F主链的环氧树脂，并且在一些实施方案中，环氧化物是多官能环氧化物。用于粘合剂组合物中的环氧化物的合适示例包括但不限于以商品名EPON 824(双酚A主链)和EPON862(双酚F主链)得自美国俄亥俄州哥伦布的迈图特种化学品公司(Momentive Specialty Chemicals,Columbus,OH)的二环氧化物。已发现，相比起具有双酚A主链的环氧化物，一些具有双酚F主链的环氧化物拥有更优异的阻挡特性。不受任何理论的束缚，目前显示的证据表明，与双酚A主链相比，双酚F主链更加紧凑并且含有的取代基更少，使得当形成基体材料24的组分时，双酚F环氧化物可以更紧密地包络在一起，这样可在一些情况下减缓水和氧气的侵入。
氨基官能固化剂至少包含两种氨基官能化合物。第一氨基官能化合物具有非芳香族环状脂族主链，尤其是包含至少两个连接至脂环族环或环系的氨基基团的那些。在一些实施方案中，第一氨基官能化合物由下式I表示：
H2N—CnH2n—A—CmH2m—NH2 式I
其中A为单环或多环亚烷基基团，或者为单环或多环杂亚烷基基团，m和n为整数。在式I中，m和n各自独立地选自0至5或1至5的范围。本文所用的术语“亚烷基基团”是指通过从单环或多环烷基化合物上的两个不同碳原子中的每个碳原子移除一个氢原子而形成的二价基团。单环或多环烷基可包括单个环、两个环、三个环或多个环。
在多个非限制性实施方案中，单环或多环亚烷基A基团可具有至多20个碳原子、至多16个碳原子、至多14个碳原子、至多12个碳原子、至多10个碳原子或至多7个碳原子。在各种非限制性实施方案中，单环或多环杂亚烷基A基团具有至多20个碳原子和至多4个杂原子，至多16个碳原子和至多4个杂原子，至多12个碳原子和至多3个杂原子，或至多10个碳原子和至多3个杂原子。杂原子选自氧、硫、氮或它们的组合。
式I中A基团的非限制性示例为具有一个或多个双环(2.2.1)庚烷环的多环亚烷基基团，例如日本专利申请Kokai公布S54004992中所述的那些基团。这类基团由以下式II和式III表示：
或
其中R1、R2、R3、R4、R5和R6各自表示氢或甲基基团；并且x和y各自表示0或1。式II和式III中的星号(*)表示多环亚烷基基团A连接至式I中的氨基或烷基氨基基团的位置。
包含由通式II和通式III表示的基团的第一氨基官能化合物的具体示例为3(或4)、8(或9)-二氨基甲基三环(5,2,1,02.6)癸烷、
4,9(或10)-二氨基甲基四环(6,2,1,13.6,02.7)十二烷
和2,5(或6)-二氨基甲基双环(2,2,1)庚烷。
二甲氨基甲基三环癸二醇为氨基官能固化剂中第一氨基官能化合物的示例。适合用作第一氨基官能化合物的其它化合物包括但不限于异佛乐酮二胺(IPDA)、1,3-环己烷双(甲胺)和1,4-双(3-氨基丙基)哌嗪。合适的第一氨基官能化合物可得自美国德克萨斯州达拉斯的Oxea公司(Oxea Corp.,Dallas,TX)，商品名为TCD-二胺，具体地讲为八氢-4,7-甲桥-1H-茚二甲胺(也称为3(或4),8(或9)-二氨基甲基三环(5,2,1,02.6)癸烷)。同样，不受任何理论的束缚，目前显示的证据表明，环状主链的紧凑性质可构建更加紧凑的结构，当形成基体材料24时，这些结构紧密地包络在一起，这样可在一些情况下减缓水和氧气的侵入。
氨基官能固化剂中的第二氨基官能化合物为聚醚胺化合物。在各种非限制性实施方案中，合适的胺为聚醚胺，其包含伯胺基团和/或仲氨基团，具体地讲是附接到聚醚主链的末端伯胺基团和/或仲氨基团。聚醚主链可基于丙二醇(PG)、乙二醇(EG)、混合EG/PG、聚四亚甲基二醇(PTMEG)以及它们的组合的重复单元。具有此核心结构的聚醚胺可为单胺、二胺或三胺。
合适的聚醚胺由下式IV表示。
R7-(NHR8)y 式IV
在式IV中，基团R7为具有至少2个、至少3个、至少5个、至少10个、至少20个或至少30个式–(R9-O)-的基团的一价、二价或三价聚醚基团，其中R9为具有1至4个碳原子、2至4个碳原子或2至3个碳原子的直链或支链亚烷基。基团R8为氢或烷基(例如，具有1至10个碳原子、1至6个碳原子或1至4个碳原子的烷基)。变量y等于1、2或3。重均分子量可为最高5,000克/摩尔、最高4,000克/摩尔、最高3,000克/摩尔、最高2,000克/摩尔、最高600克/摩尔或最高300克/摩尔。重均分子量通常为至少100克/摩尔、至少120克/摩尔、至少150克/摩尔或至少200克/摩尔。
在一些实施方案中，式IV的聚醚胺为下式V的聚醚单胺。
R10-(O-R11)q-NH2 式V
在式V中，基团R10为具有1至4个碳原子、1至3个碳原子或1个碳原子的烷基。每个基团R11独立地为具有1至4个碳原子、2至4个碳原子或2至3个碳原子的支链或直链亚烷基。变量q等于至少2、至少3、至少5或至少10、至少20或至少30。合适的式V的单胺的示例可以商品名JEFFAMINE(诸如在JEFFAMINE M-系列(例如，M-600、M-1000、M-2005和M-2070)中的那些)从美国德克萨斯州伍兰德的亨斯迈公司(HuntsmanCorporation,Woodlands,TX)商购获得。
在其它实施方案中，式IV的聚醚胺为下式VI的聚醚二胺。
H2N-R12-(OR13)p-NH2 式VI
在VI中，每个基团R12和R13各自独立地为具有1至4个碳原子、2至4个碳原子或2至3个碳原子的支链或直链亚烷基。变量p等于至少2、至少3、至少5、至少10、至少20或至少30。合适的式VI的二胺的示例可以商品名JEFFAMINE(诸如在JEFFAMINE D-系列(例如，D-230、D400、D-2000和D-4000)、JEFFAMINE HK-511、JEFFAMINE ED-系列(例如，ED-600、ED-900和ED-2003)、JEFFAMINE EDR系列(例如，EDR-148、EDR-176)或JEFFAMINE THF系列(例如，THF-100、THF-140和THF-170)中的那些)从美国德克萨斯州伍兰德的亨斯迈公司(HuntsmanCorporation,Woodlands,TX)商购获得。合适的式VI的二胺的其它示例可以商品名BAXXODUR(例如，BAXXODUR EC-130(4,7,10-三氧杂十三烷-1,13-二胺)、EC-280(4,9-二氧化十二烷-1,12-二胺)、EC 301、EC 302(聚(丙二醇)双(2-氨丙基醚))和EC 303)从美国新泽西州弗洛勒姆公园的巴斯夫公司(BASF,Florham Park,NJ)商购获得。
在其它实施方案中，聚醚胺为聚醚三胺，例如可以商品名(诸如JEFFAMINE T-系列(例如，T-403、T-3000和T-5,000)中的那些)从美国德克萨斯州伍兰德的亨斯迈公司(Huntsman Corporation,Woodlands,TX)商购获得和以商品名BAXXODUR(例如，BAXXODUR(例如，BAXXODUR EC 110、EC 310和EC 311)从美国新泽西州弗洛勒姆公园的巴斯夫公司(BASF,Florham Park,NJ)商购获得的那些。
在其它实施方案中，聚醚胺为具有仲氨基团的聚醚二胺或聚醚三胺。这些聚醚胺可以例如商品名JEFFAMINE(诸如JEFFAMINE SD-系列或ST-系列(SD-213,SD-401、SD-2001和ST-404)中的那些)从美国德克萨斯州伍兰德的亨斯迈公司(Huntsman Corporation,Woodlands,TX)商购获得。
第一氨基官能化合物和第二氨基官能化合物可以任何量组合，以制成氨基官能固化剂。在各种实施方案中，第一氨基官能化合物与第二氨基官能化合物的典型重量比可为约1:1至约1:10、约1:1至约1:5或约1:1至约1:3。在其它实施方案中，第一氨基官能化合物与第二氨基官能化合物的重量比可为约10:1至约1:1、约5:1至约1:1或约3:1至约1:1。
任选地，第一胺和第二胺可通过使过量的胺与一些环氧树脂预反应而加合到多官能环氧树脂中，如Clive H.Hare在Protective Coaitngs:Fundamentals of Chemistryand Composition(保护性涂层：化学和组合物基本原理，技术出版社，宾夕法尼亚州匹兹堡，(ISBN 0-938477-90-0)，第15章，环氧树脂体系，第187-237页)中所述。所得的加合物基本上为具有环氧树脂主链的高分子量胺。
环氧胺聚合物通过上述氨基官能固化剂之一或组合与上述环氧化物材料之一或组合的热聚合而形成。在各种实施方案中，此反应中环氧树脂与胺的比率范围以化学计量方式计为约0.6至约1.4的环氧树脂与胺氢比，或约0.8至约1.2的环氧树脂与胺氢比。在一些实施方案中，通过此反应所得的环氧-胺聚合物的折射率在约1.48至约1.60，或约1.50至约1.57的范围内。在一些实施方案中，在使用低折射率颗粒或低光散射乳剂时，较高的折射率可增强散射，这可使得光学路径增长并提高量子点效率。高折射率材料内的共轭作用也会降低水蒸气和氧气在基体24内的传送速率。
在各种实施方案中，基于粘合剂组合物的总重量计，环氧-胺聚合物构成粘合剂组合物的约70重量％至约100重量％、或约70重量％至约90重量％、或约75重量％至约85重量％。
由于丙烯酸酯的快速Michael加成反应，在一些实施方案中，在粘合剂组合物中使用甲基丙烯酸酯以维持粘合剂组合物中环氧-胺聚合物体系的工作时间。在一些实施方案中，辐射固化性甲基丙烯酸酯化合物可增加粘合剂组合物的粘度，并且可减少原本会在环氧-胺的热加速过程中形成的缺陷。可用的辐射固化性甲基丙烯酸酯化合物具有可最小化水和/或氧气侵入的阻挡特性。在一些实施方案中，玻璃化转变温度(Tg)大于约100℃的甲基丙烯酸酯化合物和能够形成高交联密度的取代基可提供气体和水蒸气阻挡特性改善的基体。在一些实施方案中，辐射固化性甲基丙烯酸酯化合物是多官能的，并且合适的示例包括但不限于以商品名SR 348(乙氧基化(2)双酚A二甲基丙烯酸酯)、SR540(乙氧基化(4)双酚A二甲基丙烯酸酯)和SR239(1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯)得自美国宾夕法尼亚州埃克斯顿的美国沙多玛公司(Sartomer USA,LLC,Exton,PA)的那些。
甲基丙烯酸酯化合物构成粘合剂组合物的约0重量％至约25重量％、或约5重量％至约25重量％、或约10重量％至约20重量％。在一些实施方案中，如果甲基丙烯酸酯聚合物构成粘合剂组合物的少于5重量％，那么甲基丙烯酸酯化合物不能充分增加粘合剂组合物的粘度来为粘合剂组合物提供足够的工作时间。
在一些实施方案中，基于粘合剂组合物的总重量计，粘合剂组合物任选地包含约0.1重量％至约10重量％的光引发剂。可使用多种光引发剂，并且合适的示例包括但不限于以商品名IRGACURE 1173、IRGACURE 4265、IRGACURE 819、LUCIRIN TPO、LUCIRIN TPO-L和DAROCUR 4265得自美国密歇根州怀恩多特的巴斯夫树脂公司(BASF Resins,Wyandotte,MI)的那些。
参见图2，在另一个方面，本公开涉及一种形成量子点膜制品100的方法，该方法包括将包含量子点的粘合剂组合物涂覆到第一阻挡层102上，并将第二阻挡层设置在量子点材料104上。在一些实施方案中，方法100包括使辐射固化性甲基丙烯酸酯化合物聚合(例如，辐射固化)以形成部分固化的量子点材料106，然后使部分固化的量子点材料中的环氧化物和氨基官能固化剂聚合(例如，热固化)以形成固化基体108。
在一些实施方案中，粘合剂组合物可通过加热至约50℃至约120℃的温度来进行固化或硬化。在其它实施方案中，粘合剂组合物也可通过施加辐射(诸如例如，紫外(UV)光或可见光)来进行固化或硬化。固化或硬化步骤可包括UV固化、加热或这两者。在一些并非旨在限制的示例性实施方案中，UV固化条件可包括施加约10mJ/cm2至约4000mJ/cm2的UVA，更优选地约10mJ/cm2至约200mJ/cm2的UVA。加热和紫外光可分别单独施加，也可组合施加，用以增加粘合剂组合物的粘度，从而便于在涂覆和加工线上进行处理。
在一些实施方案中，粘合剂组合物可在层合到覆盖的阻挡膜32,34之间后进行固化。因此，层合后粘合剂组合物的粘度增加决定了涂层的质量。在一些实施方案中，通过在涂覆或层合后进行固化，固化的甲基丙烯酸酯聚合物使粘合剂组合物的粘度增加至某个值，在该值下粘合剂组合物用作压敏粘合剂(PSA)以便在对环氧-胺进行热固化的过程中将层合物保持在一起，并大大减少环氧-胺固化过程中的缺陷。在一些实施方案中，与仅包含环氧化物的层合粘合剂组合物的传统热固化相比，对粘合剂组合物中甲基丙烯酸酯化合物的辐射固化使人们可对涂覆、固化和幅材处理过程进行更多控制。
在至少部分地固化后，粘合剂组合物形成互穿的聚合物网络，从而为量子点22提供保护性支承基体24。在本申请中，术语“互穿的聚合物网络”是指并列合成的、网络形式的两种或更多种聚合物的组合。在各种实施方案中，固化的支承基体24包含约70重量％至约100重量％、约70重量％至约90重量％、或约75重量％至约85重量％的环氧-胺聚合物。在各种实施方案中，固化的支承基体24包含约0重量％至约25重量％、约5重量％至约25重量％、或约10重量％至约20重量％的甲基丙烯酸酯聚合物。
边缘侵入定义为由湿气和/或氧气侵入基体24中而造成的量子点性能损失。在各种实施方案中，固化基体24中湿气和氧气的边缘侵入量为在85℃下保持一周后小于约1.0mm，或在85℃下保持一周后小于约0.75mm，或在85℃下保持一周后小于约0.5mm。在各种实施方案中，固化基体中的氧气渗透率小于约80(cc.密耳)/(m2天)，或小于约50(cc.密耳)/(m2天)。在各种实施方案中，固化基体的水蒸气传输速率应当小于约15(20g/m2.密耳.天)，或小于约10(20g/m2.密耳.天)。
在各种实施方案中，在老化时观察到的颜色变化由在85℃下老化一周之后，在1931CIE(x,y)色谱坐标系上小于0.02的变化限定。在某些实施方案中，在老化时的颜色变化在85℃下老化一周之后小于0.005。
在各种实施方案中，量子点层20的厚度为约40μm至约400μm、或约80μm至约250μm。
图3为包括本文所述的量子点制品的显示装置200的一个实施方案的示意图。该示意图仅作为示例提供，并不旨在进行限制。显示装置200包括具有光源204(诸如例如发光二极管(LED))的背光源202。光源204沿着发射轴235发光。光源204(例如，LED光源)发出的光经由输入边缘208进入中空光循环腔210内，该中空光循环腔上具有背反射器212。背反射器212可主要为镜面反射型、漫射型或它们的组合，并且优选地为高度反射型。背光源202还包括量子点制品220，该量子点制品包括其中分散有量子点222的保护性基体224。保护性基体224的两个表面由聚合物阻挡膜226,228界定，该聚合物阻挡膜可包括单个层或多个层。
显示装置200还包括前反射器230，前反射器230包括多个定向再循环膜或层，这些定向再循环膜或层是光学膜，其表面结构在接近显示器轴线的方向上重新导向偏轴光，这样能增加透过显示装置轴向传播的光量，从而增大观看者所看到图像的亮度和对比度。前反射器230还可包括其它类型的光学膜，例如偏振片。在一个非限制性示例中，前反射器230可包括一个或多个棱镜膜232和/或增益漫射器。棱镜膜232可具有沿着轴伸长的棱镜，其可相对于光源204的发射轴235平行或垂直取向。在一些实施方案中，棱镜膜的棱镜轴可以交叉。前反射器230还可包括一个或多个偏振膜234，该偏振膜可包括多层光学偏振膜、漫反射偏振膜等等。由前反射器230发射的光进入液晶(LC)面板280。背光源结构和膜的许多示例可见于例如公布US2011/0051047中。
本文提供了膜、方法或粘合剂组合物的各种实施方案。
通过下面的实施例进一步说明量子点膜制品的一些优点。在这些实施例中引用的特定材料、量和尺寸以及其它条件和细节不应理解为是对本公开的不当限制。
实施例
所用材料：
EPON 824：双酚A主链环氧树脂，得自美国俄亥俄州哥伦布的迈图特种化学品公司(Momentive Specialty Chemicals,Columbus,OH)
EPON 828：双酚A二缩水甘油醚，得自美国俄亥俄州哥伦布的迈图特种化学品公司
EPON 862：双酚F主链环氧树脂，得自美国俄亥俄州哥伦布的迈图特种化学品公司
EPIC RESINS环氧树脂RM12B4791B：TTD二胺与双酚A二缩水甘油醚(BPADGE)预反应得到的共混物，得自美国威斯康辛州帕尔迈拉的艾比克树脂公司(Epic Resins,Palmyra,WI)
R1964-01：红色量子点浓缩物，得自美国加利福尼亚州帕洛阿尔托的Nanosys公司(Nanosys Corp.,Palo Alto CA)
G1964-01：绿色量子点浓缩物，得自美国加利福尼亚州帕洛阿尔托的Nanosys公司
SR348：双酚A二甲基丙烯酸酯，得自美国宾夕法尼亚州埃克斯顿的美国沙多玛公司(Sartomer USA,LLC,Exton,PA)
DAROCUR 4265–光引发剂，得自美国密歇根州怀恩多特的巴斯夫树脂公司(BASFResins,Wyandotte,MI)
2密耳阻挡膜，以商品名FTB3-M-125得自美国明尼苏达州圣保罗的3M公司(3MCompany,St.Paul MN)
TCD二胺–3(4),8(9)-双(氨基甲基)-三环[5.2.1.0(2.6)]癸烷[68889-71-4]，得自美国德克萨斯州达拉斯的Oxea公司(Oxea Corporation,Dallas,TX)
TTD二胺–BAXXODUR EC 130,4,7,10-三氧杂十三烷-1,13,-二胺，得自美国新泽西州弗洛厄姆帕尔克的巴斯夫公司(BASF(Florham Park,NJ)
有机硅剥离衬件UV-10，得自美国弗吉尼亚州马丁斯维尔的CP Films公司(CPFilms,Inc.,Martinsville,VA)
将构造的膜310放置到循环系统300(图4)中，使用色度计302(以商品名PR650得自加利福尼亚彻沃兹的Photo Research公司(Photo Research,Inc.,Chatsworth,CA))来定量颜色。具有蓝色LED光的增益立方体304与膜310(该膜包含红色和绿色量子点)和微复制增亮膜308(以商品名VIKUITIBEF得自美国明尼苏达州圣保罗市3M公司(3M,St.Paul,MN))一起使用。白点在此循环系统中实现。
颜色在以下条件下测量：(1)在图4的蓝光循环系统300中的操作期间之后；(2)在65℃/95％RH下的使用期间之后，以及(3)在85℃下的使用期间之后。
膜构造之后的初始白点使用CIE1931(x,y)转换进行测量和定量。理想情况是，QDEF在长期操作过程中维持相同的颜色。在装置中或在85℃下老化时于前10-20小时观察到大多数光增强。该效应是不可逆的。
使用UV背光照亮有源量子点的同时使用标尺和显微镜定量边缘侵入。
实施例1
量子点增强膜如图1所示进行构造。基体配方在涂覆之前进行混合，然后用于层合两个阻挡膜，从而包封基体。
基体包括部分A、部分B、红色量子点浓缩物和绿色量子点浓缩物。
部分A包含双酚-A二缩水甘油醚(EPON 828)(80±10重量％)、双酚-A二甲基丙烯酸酯(SR 348)(平衡)，以及将在UV-A范围内发生吸收的光引发剂(DAROCUR 4265)(<1重量％)。
部分B包含胺(4,7,9)-三氧杂十三烷-1,13-二胺(TTD二胺)，此胺已经与一些双酚-A二缩水甘油醚(EPON 828)进行预反应以将粘度提高到1000-3000cP(25℃)。
将单独的基体组分混合成均匀的浆液。将100±10μm的基体浆液(1)施加至阻挡膜，(2)在惰性环境中与另一种阻挡膜层合，(3)暴露于UV-A辐射，以及(4)在260℉(125℃)的升高的温度下热固化8分钟。
如下表1和图5-7所示，这种构造在老化时表现出高的量子点效率、长的使用寿命和可接受的颜色稳定性。
实施例2
量子点增强膜如图1所示进行构造。基体配方在涂覆之前进行混合，然后用于层合两个阻挡膜，从而包封基体。
基体包括部分A、部分B、红色量子点浓缩物和绿色量子点浓缩物。
部分A包含双酚-F二缩水甘油醚(EPON 862)(80重量％)、双酚-A二甲基丙烯酸酯(SR 348)(20重量％)，以及将在UV-A范围内进行吸收的光引发剂(DAROCUR 4265)(<1重量％)。
部分B包含胺三氧杂十三烷二胺(TCD二胺)，此胺已经与一些双酚-F二缩水甘油醚(EPON 862)进行预反应以将粘度提高到1000-3000cP(25℃)。
实施例3
量子点增强膜如图1所示进行构造。基体配方在涂覆之前进行混合，然后用于层合两个阻挡膜，从而包封基体。
基体包括部分A、部分B、红色量子点浓缩物和绿色量子点浓缩物。
部分A的组合物与实施例2的部分A相同：
材料 近似重量％
Epon862(BPFDGE) 79
SR348 20
Darocur4265 1
部分B包含两种低粘度胺固化剂的共混物，该共混物随后与BPFDGE预反应以实现约3000cP(25℃)的粘度：
材料 近似重量％
TTD二胺 51
TCD二胺 17
Epon862 32
如下表1和图5-7所示，实施例3的组合物显示边缘侵入减少，但相对于实施例2中所述的组合物，却实现了相同的光增强效应。
实施例4
实施例4描述了使用与实施例3相同的材料(但具有不同组成)制成的QDEF样品。
如下表1所示，部分B中较高含量的TCD二胺表现出更大的光增强/色移；相对于实施例1中所述的组合物，边缘侵入减少。
实施例5
实施例5描述了使用与实施例3相同的材料(但具有不同组成)制成的QDEF样品。如下表1所示，部分B中更低含量的TCD二胺表现出与实施例1中所述组分具有相同量的光增强效应，但边缘侵入的减少不如实施例3显著。
实施例6
实施例6描述了使用BPADGE(Epon828)而不是BPFDGE(Epon862)通过扩链胺制成的QDEF样品。
如下表1所示，与实施例2和3相比，边缘侵入增加。
表1
图5-7绘制了表1中针对实施例1-3的结果。图5-7示出了当由实施例2的组分制得的膜比由实施例1和3的组分制得的膜具有略优的边缘侵入时，实施例1和3的膜比实施例2的膜具有更小的色移。在平衡时，实施例1和3的膜可提供改善的平衡特性，以便在手机、平板电脑或电视机的显示器中使用。
上文描述了本发明的各种实施方案。这些实施方案以及其它实施方案均在如下权利要求书的范围内。

Claims (33)

1.一种量子点膜制品，所述量子点膜制品包括：
第一阻挡层；
第二阻挡层；以及
位于所述第一阻挡层与所述第二阻挡层之间的量子点层，所述量子点层包括分散于基体中的量子点，所述基体包含固化的粘合剂组合物，其中所述粘合剂组合物包含：
环氧化物；
固化剂，所述固化剂包含：
(a)式I的化合物：
H2N—CnH2n—A—CmH2m—NH2 式I
其中A为单环或多环亚烷基基团，或者为单环或多环杂亚烷基基团，并且m和n为各自独立地选自0至5的整数；以及
(b)聚醚胺化合物，所述聚醚胺化合物由式IV表示：
R7-(NHR8)y 式IV
其中，在式IV中，R7为具有至少2个由式–(R9-O)-表示的基团的一价、二价或三价聚醚基团，其中R9为具有1至4个碳原子的直链或支链亚烷基，R8为氢或烷基，并且y等于1、2或3；以及
辐射固化性甲基丙烯酸酯化合物。
2.根据权利要求1所述的膜制品，其中所述环氧化物包含双酚F主链。
3.根据权利要求1所述的膜制品，其中所述环氧化物为二环氧化物。
4.根据权利要求1所述的膜制品，其中式I中的A为式II的基团：
其中R1、R2、R3和R4各自表示氢原子或甲基基团；x和y各自独立地选自0或1；并且星号(*)表示与式I连接的位置。
5.根据权利要求1所述的膜制品，其中式I中的A为式III的基团：
其中R5和R6各自表示氢或甲基基团；x和y各自独立地选自0或1，并且星号(*)表示与式I连接的位置。
6.根据权利要求1所述的膜制品，其中所述式I的化合物由以下中的一者表示：
(a)3(或4),8(或9)-二氨基甲基三环(5,2,1,02.6)癸烷：
(b)4,9(或10)-二氨基甲基四环(6,2,1,13.6,02.7)十二烷：
或，
(c)2,5(或6)-二氨基甲基双环(2,2,1)庚烷：
7.根据权利要求1所述的膜制品，其中所述粘合剂组合物还包含光引发剂。
8.根据权利要求1所述的膜制品，其中所述聚醚胺化合物的聚醚主链包括丙二醇、乙二醇、聚四亚甲基二醇以及它们的组合的重复单元。
9.根据权利要求1所述的膜制品，其中所述聚醚胺化合物由式V表示：
R10-(O-R11)q-NH2 式V
其中，在式V中，R10为具有1至4个碳原子的烷基，并且R11独立地为具有1至4个碳原子的支链或直链亚烷基，并且q等于至少2。
10.根据权利要求1所述的膜制品，其中所述聚醚胺化合物由式VI表示：
H2N-R12-(OR13)p-NH2 式VI
其中，在式VI中，R12和R13各自独立地为具有1至4个碳原子的支链或直链亚烷基，并且p等于至少2。
11.根据权利要求10所述的膜制品，其中所述聚醚胺化合物为4,7,10-三氧杂十三烷-1,13,-二胺。
12.根据权利要求1所述的膜制品，其中所述聚醚胺化合物包含聚醚三胺。
13.根据权利要求1所述的膜制品，其中所述聚醚胺化合物包含具有仲氨基团的聚醚二胺或聚醚三胺。
14.根据权利要求1所述的膜制品，其中所述式I的化合物与所述粘合剂组合物中的所述聚醚胺化合物的比率为1:1至1:10。
15.根据权利要求1所述的膜制品，其中所述基体包含5重量％至25重量％的所述甲基丙烯酸酯化合物，以及70重量％至90重量％的环氧聚合物，所述环氧聚合物由所述环氧化物和所述固化剂的反应形成。
16.根据权利要求1所述的膜制品，其中环氧树脂与所述固化剂中的胺的化学计量比为0.6至1.4的环氧树脂与胺氢比。
17.根据权利要求1所述的膜制品，其中所述基体还包含具有在1至10微米范围内的平均粒度的散射颗粒。
18.根据权利要求1所述的膜制品，其中所述第一阻挡层和所述第二阻挡层中的至少一者包括至少一种聚合物膜。
19.根据权利要求1所述的膜制品，其中所述基体在85℃下500小时后具有小于0.5mm的湿气和氧气侵入量。
20.根据权利要求1所述的膜制品，其中所述基体在85℃下100小时后使用CIE1931(x,y)转换时具有小于0.02的色移d(x,y)。
21.根据权利要求20所述的膜制品，其中所述基体在85℃下100小时后使用CIE1931(x,y)转换时具有小于0.005的颜色变化d(x,y)。
22.根据权利要求1所述的膜制品，其中所述式I的化合物与所述粘合剂组合物中的所述聚醚胺化合物的比率为10:1至1:1。
23.一种显示装置，所述显示装置包括根据权利要求1所述的膜制品。
24.一种形成膜制品的方法，所述方法包括将量子点材料涂覆在第一聚合物膜上，所述量子点材料包含处于粘合剂组合物中的量子点，所述粘合剂组合物包含：
环氧化物；
固化剂，所述固化剂包含：
(a)式I的氨基官能化合物：
H2N—CnH2n—A—CmH2m—NH2 式I
其中A为单环或多环亚烷基基团，或者为单环或多环杂亚烷基基团，并且m和n为各自独立地选自0至5的整数；以及
(b)聚醚二胺化合物，所述聚醚二胺化合物包含附接到聚醚主链的伯氨基团和仲氨基团中的至少一个，其中所述主链包括丙二醇、乙二醇、聚四亚甲基二醇以及它们的组合的重复单元；
辐射固化性甲基丙烯酸酯化合物；以及
光引发剂。
25.根据权利要求24所述的方法，所述方法还包括固化所述粘合剂组合物。
26.根据权利要求25所述的方法，所述方法还包括将第二聚合物膜施加在所述粘合剂组合物上。
27.根据权利要求26所述的方法，所述方法还包括固化所述粘合剂组合物。
28.根据权利要求24所述的方法，其中通过对所述组合物施加热和紫外光来固化所述粘合剂组合物。
29.根据权利要求24所述的方法，其中所述聚醚二胺化合物由式VI表示：
H2N-R12-(OR13)p-NH2 式VI
其中，在式VI中，R12和R13各自独立地为具有1至4个碳原子的支链或直链亚烷基，并且p等于至少2。
30.根据权利要求29所述的方法，其中所述聚醚二胺化合物为4,7,10-三氧杂十三烷-1,13,-二胺。
31.根据权利要求24所述的方法，其中环氧树脂与所述固化剂中的胺的化学计量比为0.6至1.4的环氧树脂与胺氢比。
32.一种粘合剂组合物，所述粘合剂组合物包含：
环氧化物；
固化剂，所述固化剂包含：
(a)式I的氨基官能化合物：
H2N—CnH2n—A—CmH2m—NH2 式I
其中A为单环或多环亚烷基基团，或者为单环或多环杂亚烷基基团，并且m和n为各自独立地选自0至5的整数，以及
(b)由式VI表示的聚醚二胺化合物：
H2N-R12-(OR13)p-NH2 式VI
其中，在式VI中，R12和R13各自独立地为具有1至4个碳原子的支链或直链亚烷基，并且p等于至少2；
辐射固化性甲基丙烯酸酯化合物；
光引发剂；以及
量子点。
33.一种粘合剂组合物，所述粘合剂组合物包含：
环氧化物；
固化剂，其包含以下项的共混物：
(a)由式I表示的氨基官能化合物：
H2N—CnH2n—A—CmH2m—NH2 式I
其中A为单环或多环亚烷基基团，或者为单环或多环杂亚烷基基团，并且m和n为各自独立地选自0至5的整数；以及
(b)由式VI表示的聚醚二胺化合物：
H2N-R12-(OR13)p-NH2 式VI
其中，在式VI中，R12和R13各自独立地为具有1至4个碳原子的支链或直链亚烷基，并且p等于至少2；
光引发剂；以及
量子点。
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