CN106813209B - 量子点膜、量子点膜的制造方法及含该量子点膜的显示器 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种量子点膜、量子点膜的制造方法及含该量子点膜的显示器。该制造方法包括步骤S1：在第一基材层结构的一侧上设置第一量子点层原料，预固化后形成第一预结构；在第二基材层结构的一侧上设置第二量子点层原料，预固化后形成第二预结构，第一量子点层原料包括第一量子点原料和第一基质原料，第二量子点层原料包括第二量子点原料和第二基质原料；第一预结构和第二预结构具有压敏胶特性；步骤S2：将第一预结构和第二预结构中的设置有量子点层原料的一侧对位施压贴合，形成量子点膜。对位施压贴合时，由于各预结构的量子点层原料经过预固化粘度变大，几乎不具备流动性能，在相互贴合时各量子点层厚度更加均匀，进而量子点膜厚度更加均匀。

Description

量子点膜、量子点膜的制造方法及含该量子点膜的显示器

技术领域

本申请涉及光学膜及其制造方法领域，具体而言，涉及一种量子点膜、量子点膜的制造方法及含该量子点膜的显示器。

背景技术

目前，量子点光学转换膜(简称量子点膜)的生产工艺是通过量子点原料胶涂敷在第一阻隔膜上，再与第二阻隔膜进行复合，采用的是成卷式精密涂布工艺，量子点光学转换膜层的厚度主要通过辊间距来调节。由于成卷式精密涂布工艺要求涂敷量子点原料胶的粘度较小，在制备过程中由于量子点原料胶流动性过大导致膜厚度不均，最终导致量子点光学转换膜各点的光学参数存在差异。同时，目前量子点光学转换膜大多采用红色和绿色量子点相互混合在同一胶中再涂敷的方法，由于红色量子点和绿色量子点之间存在相互再吸收的问题，即红色量子点发出的光会被临近的绿色量子点吸收，绿色量子点发出的光会被红色量子点吸收，影响到量子点的发光效率和光学转换膜的亮度。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种量子点膜、量子点膜的制造方法及含该量子点膜的显示器，以解决现有技术中量子点膜的膜厚均一性差的问题。

为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种量子点膜制造方法，包括步骤S1：在第一基材层结构的一侧上设置第一量子点层原料，预固化后形成第一预结构；在第二基材层结构的一侧上设置第二量子点层原料，预固化后形成第二预结构，其中，第一量子点层原料包括第一量子点原料和第一基质原料，第二量子点层原料包括第二量子点原料和第二基质原料；第一预结构和第二预结构具有压敏胶特性；步骤S2：将第一预结构和第二预结构中的设置有量子点层的一侧对位施压贴合，形成量子点膜。

进一步地，还包括步骤S3：进一步固化第一预结构和第二预结构，形成量子点膜。

进一步地，步骤S1中，形成第一预结构的过程包括：将第一量子点原料和第一基质原料混合均匀后，涂覆在第一基材层结构的一侧表面上后进行预固化；形成第二预结构的过程包括：将第二量子点原料和第二基质原料混合均匀后，涂覆在第二基材层结构的一侧表面上后进行预固化。

进一步地，第一基质原料和第二基质原料分别选自UV型压敏胶原料、溶剂型压敏胶原料、热熔型压敏胶原料中的一种或多种。

进一步地，第一量子点原料和第二量子点原料分别包括含镉量子点、无镉量子点中的一种或多种。

进一步地，第一量子点原料和第二量子点原料的形态分别选自溶液量子点、量子点微球集合和量子点粉末中的一种或多种。

进一步地，固化为热固化、室温固化或UV固化；优选为UV固化。

进一步地，第一量子点原料为红色量子点原料，第二量子点原料为绿色量子点原料。

根据本申请的另一方面，提供了一种量子点膜，量子点膜依据上述任一项的制造方法所获得，量子点膜包括量子点层结构、第一基材层结构和第二基材层结构，其中，量子点层结构设置于第一基材层结构和第二基材层结构之间，量子点层结构包括相邻设置的第一量子点层和第二量子点层，第一量子点层中包括第一量子点和第一基质，第二量子点层中包括第二量子点和第二基质。

进一步地，第一基材层结构或第二基材层结构的最外层具有棱镜层，且第一基材层结构和第二基材层结构不同时具有棱镜层。

根据本申请的另一方面，提供了一种显示器，包括背光模组，背光模组包括上述量子点膜。

应用本发明的技术方案，对位施压贴合时，由于各预结构的量子点层原料经过预固化粘度变大，几乎不具备流动性能，在相互贴合时各量子点层厚度更加均匀，进而量子点膜厚度更加均匀。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将对本发明作进一步详细的说明。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。本发明的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别在特定角度看是类似的对象，而不应当被解释为描述特定的顺序或者重要性。应该理解这样使用的措辞在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

本申请的一种典型的实施方式中，提供了一种量子点膜的制造方法，包括步骤S1：在第一基材层结构的一侧上设置第一量子点层原料，预固化后形成第一预结构；在第二基材层结构的一侧上设置第二量子点层原料，预固化后形成第二预结构，其中，第一量子点层原料包括第一量子点原料和第一基质原料，第二量子点层原料包括第二量子点原料和第二基质原料；第一预结构和第二预结构具有压敏胶特性；步骤S2：将第一预结构和第二预结构中的设置有量子点层的一侧对位施压贴合，形成量子点膜。上述第一预结构包括第一基材层结构和第一量子点层原料固化后形成的第一量子点层；上述第二预结构包括第二基材层结构和第二量子点层原料固化后形成的第二量子点层。上述压敏胶特性是指基质在压力下即可和被粘合对象粘合的性质，不需要借助光、热等因素介入粘合。将第一预结构和第二预结构进行对位施压贴合时，由于第一基质原料和第二基质原料预固化后粘度变大(通常为10000cPs～50000cPs)，几乎不具备流动性能，仍然保持在压力下粘合的性质，即第一预结构和第二预结构获得了压敏胶特性，在相互贴合时各量子点层厚度更加均匀，进而量子点膜厚度更加均匀，因而当量子点膜应用于显示器时，人眼感受到的色彩更加均匀。现有技术中因为制备时，量子点原料胶的流动性高，特别是当量子点层结构厚度要求低于100μm时，现有技术制备的量子点膜的厚度不均匀问题尤为明显，而本申请可用于制备量子点层结构厚度低于100μm的量子点膜。

在本申请的一种优选的实施例中，还包括步骤S3，进一步固化第一预结构和第二预结构，从而第一预结构和第二预结构中的量子点层中的第一基质和第二基质的高分子进一步聚合，进一步聚合可能会使基质的压敏胶特性完全消失，但可以使得量子点膜内部粘贴强度牢，更加难以剥离，提高了量子点膜的使用寿命。

在本申请的另一种优选的实施例中，步骤S1中，形成第一预结构的过程包括：将第一量子点原料和第一基质原料混合均匀后，涂覆在第一基材层结构的一侧表面上后进行预固化；形成第二预结构的过程包括：将第二量子点原料和第二基质原料混合均匀后，涂覆在第二基材层结构的一侧表面上后进行预固化。预固化的过程可以降低量子点原料与基质原料混合物(即第一或第二量子点层原料)的流动性，预固化形成的预结构中的基质具有压敏胶特性，从而给予了预结构的压敏胶特性，在施压时保持预结构形状的稳定性。

在本申请的另一种优选的实施例中，第一基质原料和第二基质原料分别选自UV型压敏胶原料、溶剂型压敏胶原料、热熔型压敏胶原料中的一种或多种。同时本领域技术人员可根据压敏胶原料与量子点的兼容性进行选择。

在本申请的另一种优选的实施例中，第一量子点原料和第二量子点原料分别包括含镉量子点、无镉量子点中的一种或多种。无镉量子点相比于含镉量子点可以进一步满足环境保护的要求。量子点可以是由II-VI族半导体化合物、III-V族半导体化合物、IV-VI族半导体化合物、IV族半导体单质/化合物中的一种或多种组成。II-VI族半导体化合物，可以是CdS、CdSe、CdTe、ZnS、ZnSe、ZnTe、ZnO、HgS、HgSe、HgTe或其组合、也可以是CdSeS、CdSeTe、CdSTe、ZnSeS、ZnSeTe、ZnSTe、HgSeS、HgSeTe、HgSTe、CdZnS、CdZnSe、CdZnTe、CdHgS、CdHgSe、CdHgTe、HgZnS、HgZnSe或其组合。III-V族半导体化合物可以是GaNP、GaNAs、GaNSb、GaPAs、GaPSb、AlNP、AlNAs、AlNSb、AlPAs、AlPSb、InNP、InNAs、InNSb、InPAs、InPSb、GaAlNP或其组合。IV-VI族半导体化合物可以是SnS、SnSe、SnTe、PbS、PbSe、PbTe或其组合。IV族半导体单质/化合物可以是Si、Ge、SiC、SiGe或其组合。

上述制造方法中，第一量子点原料和第二量子点原料的形态分别选自量子点溶液、量子点微球集合和量子点粉末中的一种或多种。量子点溶液是指一群量子点分散于溶液的形态；量子点微球集合是指单个量子点表面独立地包裹无机物(如氧化硅)或者聚合物形成固体/液体/半固体的集合形态；量子点粉末是指量子点溶液通过分离纯化及干燥处理后形成固体粉末的形态。

在本申请的另一种优选的实施例中，固化为热固化、室温固化和UV固化中的一种；UV固化速度更快，且没有VOC(易挥发的有机物质，对环境造成危害)产生，所以优选UV固化。

在本申请的一种优选的实施例中，第一量子点原料为红色量子点原料，第二量子点原料为绿色量子点原料。制备得到的红绿量子点膜可以配合蓝或紫光LED光源，受激发后形成白光，因而可以应用于显示器的背光模组中。

本申请一种典型的实施方式中，提供了一种按照上述方法制备得到的量子点膜，该量子点膜包括量子点层结构、第一基材层结构和第二基材层结构，其中，量子点层结构设置于第一基材层结构和第二基材层结构之间，量子点层结构包括相邻设置的第一量子点层和第二量子点层，第一量子点层中包括第一量子点和第一基质，第二量子点层中包括第二量子点和第二基质。上述各基质是用于分散对应量子点的聚合物材料。本申请中的第一或第二基材层结构可以是单层结构(如PET膜)或多层堆叠结构(如水氧阻隔膜)，第一或第二基材层结构可以完全相同或者部分相同或者完全不同；量子点层结构包括至少两层量子点层，各个量子点层的化学组成可以完全相同或部分相同或完全不同。上述量子点膜的量子点层分层设计，提高了不同量子点层中的量子点之间的距离，从光学上增加了被激发光出量子点膜的可能性，从而减少了相互自吸收，提高量子点膜的出光效率。

在本申请的另一种优选的实施例中，上述量子点膜中的第一和/或第二基材层结构具有水氧阻隔性，从而进一步保护量子点层的发光稳定性。

在本申请的另一种优选的实施例中，第一基材层结构或第二基材层结构的最外层具有棱镜层，且第一基材层结构和第二基材层结构不同时具有棱镜层。基材层结构的最外层是指量子点膜使用状态下的最外层。结合量子点膜中的量子点层的分层设置，例如，当第一量子点层和第二量子点层均为单一发光波长范围，且第二量子点层的峰值发光波长大于第一量子层的峰值发光波长时(即第二量子点的吸光范围大于第一量子点的吸光范围)，激发光从第二量子点层往第一量子点层方向入射，则第一量子点层发出的被激发光能进一步被第一基材层结构的棱镜层抽提，仅少部分返回第二量子点层被其吸收，因而可以降低现有技术中混合量子点层中不同发光波长范围的量子点之间的相互再吸收，从而进一步提高量子点膜的出光效率。

本申请的又一种典型的实施方式中，提供了一种显示器，包括背光模组，该背光模组包括上述量子点膜。使用该量子点膜可以使得显示器色彩更加均匀。

在本申请的另一种优选的实施例中，在将量子点膜应用于上述显示器时，当量子点膜的第一量子点层为绿色量子点层，所述第二量子点层为红色量子点层时，因为红色量子点层对绿色量子点层的光吸收大于绿色量子点层对红色量子点层的光吸收，优选红色量子点层相对于绿色量子点层在光学路径上更加靠近激发光源(如蓝色LED)，使得激发光先经过红色量子点层，后经过绿色量子点层，则绿色量子点层发出的绿光大部分直接出射，仅少部分绿光重新回到红色量子点层被其吸收，提高了量子点膜的出光效率。

为了使得本领域技术人员能够更加清楚地理解本申请的技术方案，以下将结合具体的实施例与对比例对本申请的方案进行详细地说明。

实施例1

将红色CdS/ZnSe核壳量子点溶液以1％的体积比(与基质原料的体积相比，下同)和紫外固化型丙烯酸酯类压敏胶原料混合均匀形成红色量子点原料胶(即第一量子点层原料)，将绿色CdS/ZnSe核壳量子点溶液以2％的体积比和紫外固化型丙烯酸酯类压敏胶混合均匀形成绿色量子点原料胶(即第二量子点层原料)，使用成卷式精密涂布装置分别在各自的基材层结构的一侧表面上涂覆红色量子点原料胶和绿色量子点原料胶形成各个胶层，其中，各基材层结构均为Vitriflex公司生产的VF114阻隔膜(厚度为100μm)，待固化的红色量子点原料胶层和绿色量子点原料胶层的涂覆厚度均为50μm；对各量子点原料胶层紫外预固化60秒，分别形成第一预结构和第二预结构。用成卷式精密涂布装置的两辊(调节两辊间隙可调整量子点膜厚度)，对第一预结构和第二预结构施加5Kg压力进行对位贴合，继续紫外固化60秒，形成量子点膜。

对比例1

将红色CdS/ZnSe核壳量子点溶液以1％的体积比、绿色CdS/ZnSe核壳量子点溶液以2％的体积比和紫外固化型丙烯酸酯类胶混合均匀形成红绿色量子点原料胶(即第一量子点层原料)，使用成卷式精密涂布装置涂覆该红绿色量子点原料胶于第一基材层结构的一侧表面上形成红绿色量子点原料胶层(即第二量子点层原料)，将第二基材层结构对位红绿色量子点原料胶层，用成卷式精密涂布装置的两辊施加5Kg压力，进行贴合，然后紫外固化60秒，形成量子点膜。待固化的红绿色量子点原料胶层的厚度均为100μm，两基材层结构均为Vitriflex公司生产的VF114阻隔膜(厚度为100μm)。

通过在线测厚仪得到量子点膜厚的最大值和最小值，发光效率的检测方法是：利用450nm蓝色LED灯作为背光光谱，利用积分球分别测试蓝色背光光谱和透过量子点膜(蓝光入射光的方向为从红色量子点层往绿色量子层)的光谱，利用谱图的积分面积计算量子点膜发光效率。

量子点膜发光效率＝(红色量子点发射峰面积+绿色量子点发射峰面积)/(蓝色背光峰面积-透过量子点膜未被吸收的蓝色峰面积)*100％。具体的测试结果见表1。

表1

从以上的描述中，可以看出，本申请上述的实施例实现了如下技术效果：

1)、本申请中的量子点膜的厚度均匀度、发光效率提高，且制造工艺简单。

2)、本申请中的显示器由于具有上述的量子点膜，使得其色彩更均匀。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种量子点膜的制造方法，其特征在于，包括

步骤S1：在第一基材层结构的一侧上设置第一量子点层原料，预固化后形成第一预结构；在第二基材层结构的一侧上设置第二量子点层原料，预固化后形成第二预结构，其中，所述第一量子点层原料包括第一量子点原料和第一基质原料，所述第二量子点层原料包括第二量子点原料和第二基质原料；所述第一预结构和第二预结构具有压敏胶特性；

步骤S2：将所述第一预结构和所述第二预结构中的设置有量子点层的一侧对位施压贴合，形成量子点膜。

2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，还包括步骤S3：进一步固化所述第一预结构和所述第二预结构，形成所述量子点膜。

3.根据权利要求1或2所述的制造方法，其特征在于，所述步骤S1中，形成所述第一预结构的过程包括：将所述第一量子点原料和所述第一基质原料混合均匀后，涂覆在所述第一基材层结构的一侧表面上后进行预固化；形成所述第二预结构的过程包括：将所述第二量子点原料和所述第二基质原料混合均匀后，涂覆在所述第二基材层结构的一侧表面上后进行预固化。

4.根据权利要求1或2所述的制造方法，其特征在于，所述第一基质原料和第二基质原料分别选自UV型压敏胶原料、溶剂型压敏胶原料、热熔型压敏胶原料中的一种或多种。

5.根据权利要求1或2所述的制造方法，其特征在于，所述第一量子点原料和所述第二量子点原料分别包括含镉量子点、无镉量子点中的一种或多种。

6.根据权利要求1或2所述的制造方法，其特征在于，所述第一量子点原料和第二量子点原料的形态分别选自量子点溶液、量子点微球集合和量子点粉末中的一种或多种。

7.根据权利要求2所述的制造方法，其特征在于，所述固化为热固化、室温固化或UV固化。

8.据权利要求7所述的制造方法，其特征在于，所述固化为UV固化。

9.根据权利要求1或2所述的制造方法，其特征在于，所述第一量子点原料为红色量子点原料，所述第二量子点原料为绿色量子点原料。

10.一种量子点膜，其特征在于，量子点膜为根据权利要求1至9中任一项所述的制造方法所获得的量子点膜，所述量子点膜包括量子点层结构、第一基材层结构和第二基材层结构，其中，量子点层结构设置于第一基材层结构和第二基材层结构之间，量子点层结构包括相邻设置的第一量子点层和第二量子点层，第一量子点层中包括第一量子点和第一基质，第二量子点层中包括第二量子点和第二基质。

11.根据权利要求10所述的量子点膜，其特征在于，所述第一基材层结构或所述第二基材层结构的最外层具有棱镜层，且第一基材层结构和所述第二基材层结构不同时具有所述棱镜层。

12.一种显示器，包括背光模组，所述背光模组包括量子点膜，其特征在于，所述量子点膜为权利要求10或11所述的量子点膜。