CN106876560A - 量子点膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种量子点膜，所述量子点膜包括依次层叠设置的第一阻隔层、量子点层和第二阻隔层，其中，所述量子点层含有量子点和金属纳米颗粒，且以所述量子点层的总重量为100％计，所述金属纳米颗粒的重量百分含量为0.1‑5％。所述量子点膜的制备方法，包括如下步骤：提供量子点溶液、金属纳米颗粒溶液和固化聚合物前体，混合配置成量子点胶水；提供第一阻隔层，在所述第一阻隔层表面沉积所述量子点胶水形成量子点胶水层，在所述量子点胶水层表面形成第二阻隔层，得到量子点膜预制品；将所述量子点膜预制品进行固化处理，得到量子点膜。
Description
技术领域
本发明属于平板显示技术领域，尤其涉及一种量子点膜及其制备方法。
背景技术
近年来，随着显示技术的快速发展，半导体量子点材料受到了广泛的关注。量子点材料色纯度高、发光效率高、发光颜色可调以及器件稳定等良好的特点，使得其在平板显示、固态照明等领域具有广泛的应用前景。其中，量子点膜是最其重要的应用形式之一。显示器背光模组单元中，由LED光源发出的蓝光经过量子点膜转换成绿色和红色的光，与透过的蓝光一起混合成白光，达到高色域显示要求。但红光和绿光的发光效率还不高，因此如何提高量子点膜中红色和绿色量子点的光致发光效率一直是研究的热点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种金属纳米颗粒增强发光的量子点膜及其制备方法，旨在解决量子点膜中红色和绿色量子点的光致发光效率低的问题。
本发明是这样实现的，一种量子点膜，所述量子点膜包括依次层叠设置的第一阻隔层、量子点层和第二阻隔层，其中，所述量子点层含有量子点和金属纳米颗粒，且以所述量子点层的总重量为100％计，所述金属纳米颗粒的重量百分含量为0.1-5％。
以及，一种量子点膜的制备方法，包括如下步骤：
提供量子点溶液、金属纳米颗粒溶液和固化聚合物前体，混合配置成量子点胶水；
提供第一阻隔层，在所述第一阻隔层表面沉积所述量子点胶水形成量子点胶水层，在所述量子点胶水层表面形成第二阻隔层，得到量子点膜预制品；
将所述量子点膜预制品进行固化处理，得到量子点膜。
本发明提供的量子点膜，在量子点膜中掺入特定含量的金属纳米颗粒，通过所述金属纳米颗粒表面的等离子体共振增强作用，提高所述量子点膜中红色和绿色量子点的光致发光效率。
本发明提供的量子点膜的制备方法，只需将量子点溶液、金属纳米颗粒溶液和固化聚合物前体混合液混合后成膜处理，并在两表面覆上阻隔层即可，方法简单，操作可控性强，且得到的量子点膜中红色和绿色量子点的光致发光效率高。
附图说明
图1是本发明实施例提供的量子点膜的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
结合图1，本发明实施例提供了一种量子点膜，所述量子点膜包括依次层叠设置的第一阻隔层1、量子点层2和第二阻隔层3，其中，所述量子点层2含有量子点和金属纳米颗粒，且以所述量子点层2的总重量为100％计，所述金属纳米颗粒的重量百分含量为0.1-5％。
本发明实施例中，通过在量子点膜、具体在所述量子点层2中掺入特定含量的金属纳米颗粒，提高所述量子点膜中红色和绿色量子点的光致发光效率。具体的，所述金属纳米颗粒的重量百分含量占所述量子点层2的总重量的0.1-5％，从而有效发挥增强发光作用。若所述金属纳米颗粒的含量过低，则其增强发光作用有限；若所述金属纳米颗粒的含量过低高，反而会引起发光淬灭(减弱)。
进一步的，所述金属纳米颗粒为金、银、铜、铂中的至少一种。即所述金属纳米颗粒可以是金属金、银、铜、铂中的一种，也可以是其合金材料。更进一步地，所述金属纳米颗粒为球形、棒状、片状，也可以是上述形状以外的其他立体状。或所述金属纳米颗粒为核壳结构，具体的，所述核壳结构以所述金属纳米颗粒为核，所述金属纳米颗粒表面包覆壳层，所述壳层为无机壳层或高分子有机壳层。所述核壳结构的金属复合材料可以使所述金属纳米颗粒分散的更为均匀，减少团簇，从而有利于所述金属纳米颗粒的表面等离子体共振增强发光作用的发挥。
作为具体优选实施例，所述核壳结构以所述金属纳米颗粒为核，所述壳层为二氧化硅、二氧化钛、碳、聚乙烯吡咯烷酮中的至少一种。当然，所述高分子有机壳层不限于聚乙烯吡咯烷酮壳层一种。
本发明实施例中，所述量子点层2还含有固化剂，用于将所述量子点和/或所述金属纳米颗粒固化成膜。所述固化剂可以为UV固化剂，也可以为热固化剂。优选的，所述固化剂为UV固化剂和热固化剂的混合物，从而形成更牢固、致密的膜层。且以所述固化剂的总重为100％计，所述UV固化剂的重量百分含量为5-30％，所述热固化剂的重量百分含量为70-95％，从而获得优异的固化效果，形成高质量的膜层。进一步具体的，所述固化剂包括但不限于环氧树脂、丙烯酸、聚氨酯、聚丙烯酸树脂、聚乙烯醇与有机硅中的一种或多种。
本发明实施例中，在所述量子点层2表面设置分别设置阻隔层(第一阻隔层1、第二阻隔层3)，用于阻隔水氧，从而避免所述量子点层2受到外界影响，进一步保证了所述量子点膜的各项性能均正常，且具有较长的寿命。优选的，所述第一阻隔层1由PET、PP、PVDF、PVA、无机金属氧化物中的至少一种制成；和/或所述第二阻隔层3由PET、PP、PVDF、PVA、无机金属氧化物中的至少一种制成。进一步优选的，所述第一阻隔层1由两种不同的材料制成，所述第二阻隔层3由两种不同的材料制成。
本发明实施例中，所述量子点层2的厚度为50-200um。若所述量子点层2的厚度太薄，那么膜层发出的白光就弱；而量子点层2作为一个产品整体的一部分，不能太厚，否则影响形成的器件综合性能。所述第一阻隔层1、所述第二阻隔层3的厚度单独为10-500um，更优选为10-50um。所述第一阻隔层1、所述第二阻隔层3的厚度越薄越好，但如果过薄，则不能有效阻隔水氧。而基于所述量子点膜作为产品器件的组成部分，因此，厚度不宜过厚，以避免降低器件的综合性能，优选的，所述量子点膜的总厚度小于1mm。
本发明实施例提供的量子点膜，在量子点膜中掺入特定含量的金属纳米颗粒，通过所述金属纳米颗粒表面的等离子体共振增强作用，提高所述量子点膜中红色和绿色量子点的光致发光效率。
本发明实施例提供的量子点膜可以通过下述方法制备获得。
以及，本发明实施例还提供了一种量子点膜的制备方法，包括如下步骤：
S01.提供量子点溶液、金属纳米颗粒溶液和固化聚合物前体，混合配置成量子点胶水；
S02.提供第一阻隔层，在所述第一阻隔层表面沉积所述量子点胶水形成量子点胶水层，在所述量子点胶水层表面形成第二阻隔层，得到量子点膜预制品；
S03.将所述量子点膜预制品进行固化处理，得到量子点膜。
具体的，上述步骤S01中，优选的，所述量子点溶液的浓度为10-50mg/ml。若所述量子点溶液的浓度太低，则形成的膜层过薄甚至形成缺陷，发光弱；若所述量子点溶液的浓度太高会荧光淬灭。所述金属纳米颗粒溶液满足金属纳米颗粒质量分数占所述量子点膜总质量的0.1-5％，若含量太低起不到增强作用，若含量太高，容易引起发光淬灭。
所述量子点胶水中，含有用于将所述量子点和/或所述金属纳米颗粒固化成膜的固化聚合物前体(对应所述量子点膜中的固化剂)。所述固化聚合物前体以为UV固化聚合物前体，也可以为热固化聚合物前体。优选的，所述固化聚合物前体为UV固化聚合物前体和热固化聚合物前体的混合物，从而形成更牢固、致密的膜层。且以所述固化聚合物前体的总重为100％计，所述UV固化聚合物前体的重量百分含量为5-30％，所述热固化聚合物前体的重量百分含量为70-95，从而获得优异的固化效果，形成高质量的膜层。
将所述量子点溶液、金属纳米颗粒溶液和固化聚合物前体混合，配置成量子点胶水。
上述步骤S02中，所述第一阻隔层、第二阻隔层的厚度材料如上文所述，为了节约篇幅，此处不再赘述。在所述第一阻隔层表面沉积所述量子点胶水形成量子点胶水层，采用溶液加工法实现，包括但不限于旋涂。在所述量子点胶水层表面形成第二阻隔层后，形成将所述量子点胶水层夹在中间的三明治结构。
上述步骤S03中，将所述量子点膜预制品进行固化处理，使得所述量子点胶水层固化形成量子点层。所述固化处理可以为UV固化成型、热固化处理中的至少一种。
作为一个具体实施例，所述量子点膜的制备方法，包括如下步骤：
以所述量子点胶水的总重量为100％计，将含有红色和绿色量子点的溶液(3wt％)、金属纳米颗粒溶液(0.5wt％)、甲基丙烯酸脂(23wt％)、环氧树脂(73wt％)、光引发剂(0.5wt％)混合，配制成量子点胶水；
将量子点胶水涂布在隔水隔氧的第一阻隔层上，然后再在量子点胶水上面贴合隔水隔氧的第二阻隔层，保护层均为PVA层，其厚度为10μm；
用紫外线(UV)辐射来固化涂层，然后在160℃下的烘箱中热固化5分钟，即形成含有金属纳米颗粒的量子点膜。
本发明实施例提供的量子点膜的制备方法，只需将量子点溶液、金属纳米颗粒溶液和固化聚合物前体混合液混合后成膜处理，并在两表面覆上阻隔层即可，方法简单，操作可控性强，且得到的量子点膜中红色和绿色量子点的光致发光效率高。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种量子点膜，其特征在于，所述量子点膜包括依次层叠设置的第一阻隔层、量子点层和第二阻隔层，其中，所述量子点层含有量子点和金属纳米颗粒，且以所述量子点层的总重量为100％计，所述金属纳米颗粒的重量百分含量为0.1-5％。
2.如权利要求1所述的量子点膜，其特征在于，所述金属纳米颗粒为金、银、铜、铂中的至少一种。
3.如权利要求1所述的量子点膜，其特征在于，所述金属纳米颗粒为球形、棒状、片状，或
所述金属纳米颗粒为核壳结构，所述核壳结构以所述金属纳米颗粒为核，所述金属纳米颗粒表面包覆壳层，所述壳层为无机壳层或高分子有机壳层。
4.如权利要求3所述的量子点膜，其特征在于，所述壳层为二氧化硅、二氧化钛、碳、聚乙烯吡咯烷酮中的至少一种。
5.如权利要求1-4任一所述的量子点膜，其特征在于，所述量子点层的厚度为50-200um；和/或
所述第一阻隔层、所述第二阻隔层的厚度单独为10-500um。
6.如权利要求1-4任一所述的量子点膜，其特征在于，所述第一阻隔层由PET、PP、PVDF、PVA、无机金属氧化物中的至少一种制成；和/或
所述第二阻隔层由PET、PP、PVDF、PVA、无机金属氧化物中的至少一种制成。
7.一种量子点膜的制备方法，包括如下步骤：
提供量子点溶液、金属纳米颗粒溶液和固化聚合物前体，混合配置成量子点胶水；
提供第一阻隔层，在所述第一阻隔层表面沉积所述量子点胶水形成量子点胶水层，在所述量子点胶水层表面形成第二阻隔层，得到量子点膜预制品；
将所述量子点膜预制品进行固化处理，得到量子点膜。
8.如权利要求7所述的量子点膜的制备方法，其特征在于，所述量子点溶液的浓度为10-50mg/ml。
9.如权利要求7所述的量子点膜的制备方法，其特征在于，所述固化聚合物前体为UV固化聚合物前体和热固化聚合物前体的混合物，且以所述固化聚合物前体的总重为100％计，所述UV固化聚合物前体的重量百分含量为5-30％，所述热固化聚合物前体的重量百分含量为70-95％。
10.如权利要求7-9任一所述的量子点膜的制备方法，其特征在于，所述固化处理为UV固化成型、热固化处理中的至少一种。
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