CN110275351B - 量子点膜的制备方法及量子点膜 - Google Patents

量子点膜的制备方法及量子点膜 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种量子点膜的制备方法及量子点膜。该制备方法包括以下步骤:S1、提供像素基板;S2、在像素基板的像素区域内喷墨打印量子点墨水;S3、在所述量子点墨水固化之前,在所述量子点墨水上喷墨打印光扩散剂墨水;S4、干燥固化后形成量子点膜。将量子点与光扩散剂分别配制成墨水,依次进行喷墨打印,从而克服了光扩散剂在量子点墨水中分散性差的问题,喷墨打印过程顺畅,不易堵塞喷头。

Description

量子点膜的制备方法及量子点膜
技术领域
本申请属于光学膜薄膜领域,具体涉及一种量子点膜的制备方法及量子点膜。
背景技术
量子点材料由于具有宽的激发谱、窄的发射谱、发光波长随尺寸可调、色纯度高等优异性能,在新一代的显示和照明领域具有广泛应用前景。利用量子点作为液晶显示器中彩膜的光转换材料时,可提高显示器的色域及对背光的利用效率。
利用量子点墨水通过喷墨打印的方式可以制备量子点彩膜,但其出光亮度较低。向量子点彩膜中引入光扩散粒子可以起到光扩散的效果,是提高量子点彩膜出光亮度的一种常用方法。然而,光扩散粒子在量子点墨水中的分散性很差,容易聚沉,导致成膜不均匀,打印不流畅,容易堵塞喷嘴。因此,现有的量子点彩膜的制备方法有待改进。
发明内容
针对上述技术问题,本申请提供一种量子点膜的制备方法及量子点膜。
根据本申请的第一方面,提供一种量子点膜的制备方法,包括以下步骤:S1、提供像素基板;S2、在像素基板的像素区域内喷墨打印量子点墨水;S3、在所述量子点墨水固化之前,在所述量子点墨水上喷墨打印光扩散剂墨水;S4、干燥固化后形成量子点膜。
进一步地,上述制备方法还包括以下步骤:S5、向所述像素区域内喷墨打印封装墨水。
进一步地,所述步骤S2中量子点墨水在固化之前呈半流体状态。
进一步地,所述光扩散剂墨水是与量子点墨水相容性好的光扩散剂墨水。
进一步地,所述量子点墨水包括量子点,低聚树脂,光引发剂及溶剂。
进一步地,以质量分数计,所述量子点墨水中量子点的占比为5wt%~30wt%。
进一步地,所述低聚树脂的平均相对分子量为400~1000。
进一步地,所述光扩散剂墨水包括光扩散剂,表面活性剂及溶剂。
进一步地,以质量分数计,所述光扩散剂墨水中光扩散剂的占比为1wt%~10wt%。
根据本申请的另一方面,提供一种量子点膜,由上述制备方法制作而成。
有益效果:在量子点膜的制备过程中,将量子点与光扩散剂分别配制成墨水,依次进行喷墨打印,在量子点墨水固化之前,打印光扩散剂墨水,使量子点与光扩散剂均匀分散,从而克服了光扩散剂在量子点墨水中分散性差的问题,喷墨打印过程顺畅,不易堵塞喷头。量子点墨水本身的膜缩要求不高,有效提高了量子点膜的出光亮度,便于产业化。
附图说明
图1为本申请中一个实施方式的量子点膜的制备方法的示意图。
在附图中相同的部件使用了相同的附图标记。附图仅示意性地显示了本申请的实施方案。
具体实施方式
下面将结合本申请实施方式,对本申请实施例中的技术方案进行详细地描述。应注意的是,所描述的实施方式仅仅是本申请一部分实施方式,而不是全部实施方式。
如背景技术所述,向量子点膜中引入光扩散粒子可以起到光扩散的效果,是提高量子点膜出光亮度的一种常用方法。发明人发现,由于光扩散剂在量子点墨水中的分散性差,容易聚沉,在利用添加有光扩散剂的量子点墨水进行喷墨打印制备量子点膜时,打印过程不流畅,容易堵塞喷嘴,且成膜性差。
发明人发现,将量子点和光扩散剂分别配制成墨水,依次打印,克服了光扩散剂在量子点墨水中分散性差的问题。在一个具体的实施方式中,量子点膜的制备方法包括以下步骤:S1、提供像素基板;S2、在像素基板的像素区域内喷墨打印量子点墨水;S3、在所述量子点墨水固化之前,在所述量子点墨水上喷墨打印光扩散剂墨水;S4、干燥固化后形成量子点膜。
本申请的制备方法中,在像素区域内喷墨打印量子点墨水之后,不立即进行紫外光照或加热干燥,保证墨水处于不完全干燥的半流体状态。然后在原像素区域的量子点墨水处喷墨打印光扩散剂墨水,该光扩散剂墨水与量子点墨水的相容性好,两种墨水可以混溶。在浓度梯度作用下,量子点与光扩散剂可均匀分散于混合体系。最后,干燥固化后即得具有光扩散剂的量子点膜,有效提高其出光亮度。
在一个具体的实施方式中,量子点膜的制备方法还包括步骤S5、向所述像素区域内喷墨打印封装墨水。在得到具有光扩散剂的量子点膜之后,在上述量子点膜表面喷墨打印封装墨水,形成封装保护层,从而降低了外界环境中的水氧对量子点膜中量子点材料的不良影响,使量子点膜能够维持较高的发光效率。
在一个具体的实施方式中,封装墨水包括环氧树脂低聚物,光引发剂及活性单体。在紫外光照射下,封装墨水可固化成膜。
在一个具体的实施方式中,量子点墨水包括量子点,低聚树脂,光引发剂及溶剂。
在一个具体的实施方式中,量子点可以选自IIB-VIA族化合物、IIIA-VA族化合物、IB-IIIA-VIA族化合物和钙钛矿中的至少一种。具体的可以为CdSe、CdTe、ZnS、ZnSe、ZnTe、ZnO、HgS、HgSe、HgTe、MgSe、MgS、CdSeS、CdSeTe、CdSTe、ZnSeS、ZnSeTe、ZnSTe、HgSeS、HgSeTe、HgSTe、CdZnS、CdZnSe、CdZnTe、CdHgS、CdHgSe、CdHgTe、HgZnS、HgZnSe、HgZnTe、MgZnSe、MgZnS、HgZnTeS、CdZnSeS、CdZnSeTe、CdZnSTe、CdHgSeS、CdHgSeTe、CdHgSTe、HgZnSeS、HgZnSeTe、HgZnSTe、GaN、GaP、GaAs、GaSb、AlN、AlP、AlAs、AlSb、InN、InP、InAs、InSb、GaNP、GaNAs、GaNSb、GaPAs、GaPSb、AlNP、AlNAs、AlNSb、AlPAs、AlPSb、InNP、InNAs、InNSb、InPAs、InPSb、GaAlNP、GaAlNAs、GaAlNSb、GaAlPAs、GaAlPSb、GaInNP、GaInNAs、GaInNSb、GaInPAs、GaInPSb、InAlNP、InAlNAs、InAlNSb、InAlPAs、InAlPSb、CsPbX3(X=Cl,Br,I)或者CH3NH3PbX3(X=Cl,Br,I)量子点,但是不限定于此。
在一个具体的实施方式中,量子点可以是亲油性量子点,表面连接有亲油性配体,如油酸、十一烯酸、十四酸、硬脂酸、油胺、正辛胺、辛硫醇、十二硫醇、十八硫醇、三辛基膦、三辛基氧化膦等。量子点也可以是亲水性量子点,表面连接有亲水性配体,如羟基、氨基、羧基等。表面配体可以与量子点裸露在表面的原子成键,修饰其表面的缺陷能级,进而提高量子点在溶剂中的分散稳定性,避免量子点发生团聚,有助于打印顺畅进行。
在一个具体的实施方式中,以质量分数计,所述量子点墨水中量子点的占比为5wt%~30wt%。优选地,量子点的质量占比为10wt%~25wt%。
在一个具体的实施方式中,低聚树脂的平均相对分子量为400~1000。低聚树脂是光固化墨水中的基体树脂,若选择相对分子质量较高的树脂,会造成墨水体系粘稠,不利于粘度调节,满足不了喷墨打印的使用要求。低聚树脂具有在光照条件下即可进一步反应或聚合的基团,如C=C双键、环氧基团等,在光引发剂的作用下低聚树脂发生聚合后即固化。
在一个具体的实施方式中,光扩散剂墨水包括光扩散剂,表面活性剂及溶剂。其中,光扩散剂包括有机光扩散剂或无机光扩散剂。有机光扩散剂可以是聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸丁酯、聚氨基甲酸酯、聚苯乙烯、聚乙烯、聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯酸、聚丙烯腈、聚亚胺酯、聚氯乙烯、有机硅树脂等。无机光扩散剂可以是二氧化硅、二氧化钛、硫酸钡、硫酸镁、氧化铝、硫化铝、氢氧化铝、氧化锆、氧化锌、碳酸钙、镁硅酸盐等。在墨水体系中添加光扩散剂时,光扩散剂对量子点发出光线的行进路线进行调整,达到分散光线、提高亮度的目的。
在一个具体的实施方式中,以质量分数计,所述光扩散剂墨水中光扩散剂的占比为1wt%~10wt%。
在一个具体的实施方式中,光扩散剂墨水中还包括表面活性剂,可以是非离子型、阴离子型、阳离子型或两性表面活性剂。发明人发现,表面活性剂的加入,不仅有利于提高光扩散剂在墨水中的分散稳定性,防止光扩散剂的聚沉,还可以调节墨水体系的粘度,使喷墨打印过程顺畅进行,避免了喷嘴堵塞。
本申请一个具体方式中的量子点膜,该量子点膜由以下方法制备得到:S1、提供像素基板;S2、在像素基板的像素区域内喷墨打印量子点墨水;S3、在所述量子点墨水固化之前,在所述量子点墨水上喷墨打印光扩散剂墨水;S4、干燥固化后形成量子点膜。
在上述制备方法中,在像素区域内喷墨打印量子点墨水之后,不立即进行紫外光照或加热干燥,保证墨水处于不完全干燥的半流体状态。然后在原像素区域的量子点墨水处喷墨打印光扩散剂墨水,该光扩散剂墨水与量子点墨水的相容性好,两种墨水可以混溶。在浓度梯度作用下,量子点与光扩散剂可均匀分散于混合体系。最后,干燥固化后即得具有光扩散剂的量子点膜,有效提高其出光亮度。
在一个具体的实施方式中,上述量子点膜的制备方法还包括步骤:S5、向所述像素区域内喷墨打印封装墨水。在得到具有光扩散剂的量子点膜之后,在上述量子点膜表面喷墨打印封装墨水,形成封装保护层,从而降低了外界环境中的水氧对量子点膜中量子点材料的不良影响,使量子点膜能够维持较高的发光效率。
在一个具体的实施方式中,封装墨水包括环氧树脂低聚物,光引发剂及活性单体。在紫外光照射下,封装墨水可固化成膜。
在一个具体的实施方式中,量子点墨水包括量子点,低聚树脂,光引发剂及溶剂。
在一个具体的实施方式中,量子点可以选自IIB-VIA族化合物、IIIA-VA族化合物、IB-IIIA-VIA族化合物和钙钛矿中的至少一种。具体的可以为CdSe、CdTe、ZnS、ZnSe、ZnTe、ZnO、HgS、HgSe、HgTe、MgSe、MgS、CdSeS、CdSeTe、CdSTe、ZnSeS、ZnSeTe、ZnSTe、HgSeS、HgSeTe、HgSTe、CdZnS、CdZnSe、CdZnTe、CdHgS、CdHgSe、CdHgTe、HgZnS、HgZnSe、HgZnTe、MgZnSe、MgZnS、HgZnTeS、CdZnSeS、CdZnSeTe、CdZnSTe、CdHgSeS、CdHgSeTe、CdHgSTe、HgZnSeS、HgZnSeTe、HgZnSTe、GaN、GaP、GaAs、GaSb、AlN、AlP、AlAs、AlSb、InN、InP、InAs、InSb、GaNP、GaNAs、GaNSb、GaPAs、GaPSb、AlNP、AlNAs、AlNSb、AlPAs、AlPSb、InNP、InNAs、InNSb、InPAs、InPSb、GaAlNP、GaAlNAs、GaAlNSb、GaAlPAs、GaAlPSb、GaInNP、GaInNAs、GaInNSb、GaInPAs、GaInPSb、InAlNP、InAlNAs、InAlNSb、InAlPAs、InAlPSb、CsPbX3(X=Cl,Br,I)或者CH3NH3PbX3(X=Cl,Br,I)量子点,但是不限定于此。
在一个具体的实施方式中,量子点可以是亲油性量子点,表面连接有亲油性配体,如油酸、十一烯酸、十四酸、硬脂酸、油胺、正辛胺、辛硫醇、十二硫醇、十八硫醇、三辛基膦、三辛基氧化膦等。量子点也可以是亲水性量子点,表面连接有亲水性配体,如羟基、氨基、羧基等。表面配体可以与量子点裸露在表面的原子成键,修饰其表面的缺陷能级,进而提高量子点在溶剂中的分散稳定性,避免量子点发生团聚,有助于打印顺畅进行。
在一个具体的实施方式中,以质量分数计,所述量子点墨水中量子点的占比为5wt%~30wt%。优选地,量子点的质量占比为10wt%~25wt%。
在一个具体的实施方式中,低聚树脂的平均相对分子量为400~1000。低聚树脂是光固化墨水中的基体树脂,若选择相对分子质量较高的树脂,会造成墨水体系粘稠,不利于粘度调节,满足不了喷墨打印的使用要求。低聚树脂具有在光照条件下即可进一步反应或聚合的基团,如C=C双键、环氧基团等,在光引发剂的作用下低聚树脂发生聚合后即固化。
在一个具体的实施方式中,光扩散剂墨水包括光扩散剂,表面活性剂及溶剂。其中,光扩散剂包括有机光扩散剂或无机光扩散剂。有机光扩散剂可以是聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸丁酯、聚氨基甲酸酯、聚苯乙烯、聚乙烯、聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯酸、聚丙烯腈、聚亚胺酯、聚氯乙烯、有机硅树脂等。无机光扩散剂可以是二氧化硅、二氧化钛、硫酸钡、硫酸镁、氧化铝、硫化铝、氢氧化铝、氧化锆、氧化锌、碳酸钙、镁硅酸盐等。在墨水体系中添加光扩散剂时,光扩散剂对量子点发出光线的行进路线进行调整,达到分散光线、提高亮度的目的。
在一个具体的实施方式中,以质量分数计,所述光扩散剂墨水中光扩散剂的占比为1wt%~10wt%。
在一个具体的实施方式中,光扩散剂墨水中还包括表面活性剂,可以是非离子型、阴离子型、阳离子型或两性表面活性剂。发明人发现,表面活性剂的加入,不仅有利于提高光扩散剂在墨水中的分散稳定性,防止光扩散剂的聚沉,还可以调节墨水体系的粘度,使喷墨打印过程顺畅进行,避免了喷嘴堵塞。
实施例1
量子点膜的制备方法,包括以下步骤:
S1、提供像素基板;
S2、在像素基板的像素区域内喷墨打印量子点墨水。以质量分数计,该量子点墨水包括:20wt%的亲油性量子点CdSe/ZnS,表面连接有油酸配体;20wt%的低聚树脂,平均相对分子量为450;3wt%的2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦;57wt%的十四烷。
S3、在S2所述量子点墨水固化之前,在该量子点墨水上喷墨打印光扩散剂墨水。以质量分数计,该光扩散剂墨水包括:3wt%的TiO2;1wt%的PEG2000;0.5wt%的十二烷基苯磺酸钠;30wt%的PEG200;5wt%的棕榈酸异辛酯;60.5wt%的二乙二醇甲醚。
S4、干燥固化后形成量子点膜。
实施例2
量子点膜的制备方法,包括以下步骤:
S1、提供像素基板;
S2、在像素基板的像素区域内喷墨打印量子点墨水。以质量分数计,该量子点墨水包括:20wt%的亲油性量子点CdSe/ZnS,表面连接有油酸配体;20wt%的低聚树脂,平均相对分子量为450;3wt%的2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦;37wt%的十四烷;20wt%的甲基丙烯酸异冰片酯。
S3、在S2所述量子点墨水固化之前,在该量子点墨水上喷墨打印光扩散剂墨水。以质量分数计,该光扩散剂墨水包括:3wt%的TiO2;1wt%的PEG2000;0.5wt%的十二烷基苯磺酸钠;30wt%的二乙二醇;5wt%的棕榈酸异辛酯;60.5wt%的二乙二醇甲醚。
S4、干燥固化后形成量子点膜。
实施例3
量子点膜的制备方法,包括以下步骤:
S1、提供像素基板;
S2、在像素基板的像素区域内喷墨打印量子点墨水。以质量分数计,该量子点墨水包括:20wt%的亲油性量子点CdSeS/ZnS,表面连接有油胺配体;25wt%的低聚树脂,平均相对分子量为500;0.5wt%的1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]乙酮1-(O-乙酰肟);54.5wt%的十四烷。
S3、在S2所述量子点墨水固化之前,在该量子点墨水上喷墨打印光扩散剂墨水。以质量分数计,该光扩散剂墨水包括:3wt%的TiO2;1wt%的PEG2000;0.5wt%的十二烷基苯磺酸钠;35wt%的二乙二醇;5wt%的棕榈酸异辛酯;55.5wt%的二乙二醇甲醚。
S4、干燥固化后形成量子点膜;
S5、向上述像素区域内喷墨打印封装墨水。
实施例4
量子点膜的制备方法,包括以下步骤:
S1、提供像素基板;
S2、在像素基板的像素区域内喷墨打印量子点墨水。以质量分数计,该量子点墨水包括:15wt%的亲水性量子点CdSeS/ZnS,表面配体具有羟基基团;15wt%的低聚树脂,平均相对分子量为500;2wt%的1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]乙酮1-(O-乙酰肟);38wt%的二乙二醇丁醚;30wt%的甲基丙烯酸异冰片酯。
S3、在S2所述量子点墨水固化之前,在该量子点墨水上喷墨打印光扩散剂墨水。以质量分数计,该光扩散剂墨水包括:3wt%的TiO2;1wt%的PEG2000;0.5wt%的十二烷基苯磺酸钠;35wt%的二乙二醇;5wt%的棕榈酸异辛酯;55.5wt%的二乙二醇甲醚。
S4、干燥固化后形成量子点膜;
S5、向上述像素区域内喷墨打印封装墨水。
尽管发明人已经对本申请的技术方案做了较详细的阐述和列举,应当理解,对于本领域技术人员来说,对上述实施例作出修改和/或变通或者采用等同的替代方案是显然的,都不能脱离本申请精神的实质,本申请中出现的术语用于对本申请技术方案的阐述和理解,并不能构成对本申请的限制。

Claims (8)

1.一种量子点膜的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、提供像素基板;
S2、在像素基板的像素区域内喷墨打印量子点墨水;
S3、在所述量子点墨水固化之前,在呈半流体状态的所述量子点墨水上喷墨打印光扩散剂墨水;其中,所述光扩散剂墨水与所述量子点墨水的相容性好;
S4、干燥固化后形成量子点膜。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,还包括以下步骤:
S5、向所述像素区域内喷墨打印封装墨水。
3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述量子点墨水包括量子点,低聚树脂,光引发剂及溶剂。
4.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,以质量分数计,所述量子点墨水中量子点的占比为5 wt%~30 wt%。
5.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述低聚树脂的平均相对分子量为400~1000。
6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述光扩散剂墨水包括光扩散剂,表面活性剂及溶剂。
7.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,以质量分数计,所述光扩散剂墨水中光扩散剂的占比为1 wt%~10 wt%。
8.一种量子点膜,其特征在于,根据权利要求1~7任一所述的制备方法制作而成。
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