CN110305348A - 一种多层结构及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种多层结构,所述多层结构至少包括:钙钛矿量子点‑聚合物层和过渡层;其中,所述钙钛矿量子点‑聚合物层的至少一个表面的至少一部分被过渡层包覆。本申请公开的多层结构具有水氧阻隔性好、光学性质稳定以及制备工艺简单的优势,在光转换器件,如液晶显示背光源、紫外探测器、太阳能电池中应用前景广阔。
Description
技术领域
本申请涉及一种多层结构及其制备方法和应用,属于材料及其制备领域。
背景技术
钙钛矿量子点本质上是一种离子型化合物,且与镉系量子点一样,由于粒径尺寸极小,其比表面积非常大,都面临着在严苛的水氧、光照条件下材料不稳定的特点,限制了商业化应用。
目前对于镉系量子点商业化产品的保护主要采取玻璃封装和高水氧阻隔膜封装,如在显示应用领域,QD vision推出了用玻璃管封装的镉系量子点光管产品以及Nanosys与3M合作推出的带有高水氧阻隔率薄膜的量子点增强薄膜QDEF产品。通过高质量的封装,这些产品可以经受45 摄氏度和85%RH的湿热环境考验,且在蓝光照射条件下不发生性质改变。尽管钙钛矿量子点在各项性能指标上都优于镉系量子点,但由于钙钛矿量子点是离子型化合物的特点,它对于水氧、光照、温度等环境因素更加敏感,使用传统的量子点产品生产工艺无法满足钙钛矿量子点的稳定性要求。
镉系量子点光转换薄膜主要依靠封装作为避免量子点材料受到外部严苛条件影响的手段,并没有考虑如何在量子点材料本身进行保护。以 QDEF为例,量子点与聚丙烯酸或环氧树脂胶水简单混合后,涂覆在一张水氧阻隔率为10-3g/m2/day的阻隔膜上,而后用另外一张同规格的阻隔膜覆盖在另一侧,形成三明治结构。量子点层被两张阻隔膜保护起来,完全依靠阻隔膜的高阻隔性来保证QDEF的稳定性,造成产品包含量子点、阻隔膜两大高成本原材料,导致QDEF价格居高不下。
发明内容
根据本申请的一个方面,提供一种包含钙钛矿量子点-聚合物的多层结构,测试结果显示,应用这一结构的钙钛矿量子点光转换薄膜,在光强为 2000nit的蓝光(波长范围450-470nm)照射、45摄氏度、85%RH的加速老化测试条件下达到1000小时光衰小于10%的稳定性要求。
本申请针对钙钛矿量子点在光照、湿热条件下极不稳定这一问题,从钙钛矿量子点与聚合物复合保护、复合物的固化工艺、封装结构保护三大方向系统提出解决方案。
所述多层结构至少包括:
钙钛矿量子点-聚合物层和过渡层;
其中,所述钙钛矿量子点-聚合物层的至少一个表面的至少一个部分被过渡层包覆。
可选地,所述的多层结构,其特征在于,所述钙钛矿量子点-聚合物层的厚度为5~100μm;所述过渡层的厚度为10~100μm。
可选地,所述钙钛矿量子点-聚合物层的厚度为20~100μm;所述过渡层的厚度为50~100μm。
可选地,所述过渡层包含阻水聚合物中的至少一种和吸水剂;
其中,所述吸水剂的含量为0~5wt%。
可选地,所述阻水聚合物选自聚偏二氯乙烯、聚丙烯酸酯、氟化聚酰亚胺中的至少一种;
所述吸水剂选自无机纳米颗粒中的至少一种。
可选地,所述无机纳米颗粒选自硅烷偶联剂改性的SiO2、TiO2、Al2O3、 CaCO3、CaO中的至少一种。
可选地,所述无机纳米颗粒的平均粒径为40~100nm。
可选地,所述无机纳米颗粒的平均粒径为50~100nm。
可选地,所述硅烷偶联剂改性的SiO2的平均粒径为40~100nm。
可选地,所述硅烷偶联剂改性的SiO2的平均粒径为50~100nm。
可选地,所述钙钛矿量子点-聚合物中所述钙钛矿量子点与所述聚合物形成配位锚定。
所述配位锚定是指钙钛矿量子点中的金属离子与聚合物中的基团产生络合作用,对钙钛矿量子点进行配位锚定。添加具有锚定作用的掺杂聚合物能有效提高样品的荧光强度,因为聚合物可以锚定钙钛矿量子点,避免其发生团聚以丧失其荧光特性。
可选地,所述钙钛矿量子点的化学式如式I所示:
AMX3 式I
其中,A包括Cs+、Na+、K+、HN=CHNH3+、R-NH3+、Rb+、Li+、Ba2+、 C(NH2)3+中的至少一种;
R选自氢、C1~C10的烷基、C1~C10的不饱和烃基;M为金属离子;所述金属选自Pb、Sn、Mn、Ge、Sb、Bi、Cu、Sr、In、Tl、Ag中的至少一种;
X选自卤族元素的阴离子中的至少一种。
可选地,R选自氢、C1~C4的烷基;X选自F-、Cl-、Br-、I-。
可选地,R选自氢、甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基或叔丁基。
可选地,所述聚合物中包含氰基、胺基、巯基、酯基中的至少一种。
可选地,所述聚合物选自掺杂聚合物、功能性聚合物中的至少一种;
其中,所述掺杂聚合物中掺杂含有氰基、胺基、巯基、酯基中的至少一种的高分子;
所述功能性聚合物选自自身结构中含有氰基、胺基、巯基、酯基中至少一种的聚合物中的至少一种。
可选地,所述掺杂聚合物中掺杂高分子的质量分数为5%-20%;
所述掺杂聚合物中主体聚合物选自聚偏氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏二氯乙烯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚丙烯腈、双马来酰亚胺、氟化聚酰亚胺、环氧树脂、聚丙烯酸酯、聚醋酸乙烯酯、醋酸纤维素、聚砜、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚吡咯烷酮中的至少一种;
所述掺杂高分子选自聚丙烯酰胺、聚醚酰亚胺、树状高分子聚酰胺胺、双酚A环氧丙烯酸酯中的至少一种;
所述功能性聚合物选自氟化聚酰亚胺、聚丙烯腈、聚丙烯酰胺、聚醚酰亚胺、双马来酰亚胺、树状高分子聚酰胺胺、双酚A环氧丙烯酸酯中的至少一种。
可选地,所述钙钛矿量子点-聚合物中包括添加剂;
所述添加剂的含量为0~5wt%。
所述添加剂选自固化剂、自由基捕捉剂、光稳定剂、无机纳米颗粒、添加剂配体、卤素金属盐中的至少一种。
可选地,所述多层结构中包含至少一层阻隔层;
所述过渡层位于至少一层阻隔层和钙钛矿量子点-聚合物层之间;
所述阻隔层的厚度为50~2000μm;
所述阻隔层的水汽透过率为10-1~10-4g/m2/day,光学透过率为85-95%。
可选地,所述阻隔层的水汽透过率为10-1~10-2g/m2/day。
可选地,所述阻隔层的水汽透过率的上限选自10-1g/m2/day、10-2 g/m2/day或10- 3g/m2/day;下限选自10-2g/m2/day、10-3g/m2/day或10-4 g/m2/day。
可选地,所述多层结构中包括至少一层外衬层和/或扩散层;
所述外衬层和/或扩散层包覆至少一层所述阻隔层的至少一个表面的至少一部分;
所述外衬层的厚度为20~200μm;
所述扩散层的厚度为5~15μm。
可选地,所述外衬层的厚度为20~50μm。
可选地,所述多层结构包含至少一层粘结层;
所述至少一层粘结层的至少一个表面的至少一部分被至少一层阻隔层的至少一个表面包覆;
所述粘结层的厚度为10~50μm;
所述粘结层选自有机硅类、环氧树脂类、聚丙烯酸类、聚氨酯类胶黏剂中的至少一种。
具体地,所述粘结层用于粘结带有过渡层的复合材料与阻隔层,选用有机硅类、环氧树脂类、聚丙烯酸类、聚氨酯类胶黏剂。优选具有一定阻隔性能的产品,如环氧树脂类、聚氨酯类产品。所用胶黏剂均为市售商品,本领域技术人员可根据实际需要选择合适的胶黏剂作为粘结层。
具体地,所述阻隔层作为阻挡水汽侵入的主要部件,需要具有10-1~10-4 g/m2/day量级的水汽透过率(WVTR)。当选用优化的量子点/聚合物复合材料、过渡层、粘结层后,对阻隔层的阻隔率要求可以大幅降低到10-1左右。阻隔层的材料需具有光学透明性,光学透过率为85-95%。
可选地,所述多层结构包含基底;
所述基底与所述钙钛矿量子点-聚合物层的至少一个表面的至少一部分结合;
所述基底的厚度为20~500μm,所述基底材料选自玻璃、PET、PI、PEN、 PMMA中的至少一种。
PET为聚对苯二甲酸乙二醇酯的简写、PI为聚酰亚胺的简写、PEN为聚萘二甲酸乙二醇酯的简写、PMMA为聚甲基丙烯酸甲酯的简写。
可选地,所述基底的厚度为20~100μm。
可选地,所述多层结构自下到上依次包括:阻隔层、粘结层、过渡层、钙钛矿量子点-聚合物层、过渡层、粘结层和阻隔层。
可选地,所述多层结构自下到上依次包括:扩散层、阻隔层、粘结层、基底、钙钛矿量子点-聚合物层、过渡层、粘结层、阻隔层和外衬层。
可选地,所述多层结构自下到上依次包括:扩散层、阻隔层、钙钛矿量子点-聚合物层、过渡层、粘结层、阻隔层和外衬层。
可选地,所述多层结构自下到上依次包括:扩散层、阻隔层、钙钛矿量子点-聚合物层、过渡层、阻隔层和外衬层。
可选地,所述多层结构自下到上依次包括:阻隔层、粘结层、过渡层、钙钛矿量子点-聚合物层、过渡层、粘结层和阻隔层。
可选地,所述多层结构自下到上依次包括:阻隔层、粘结层、过渡层、钙钛矿量子点-聚合物层、基底。
可选地,所述基底为玻璃。作为一种具体的实施方式,所述多层结构如图2所示。
根据本申请的另一个方面,提供一种多层结构的制备方法。
所述的多层结构的制备方法,其特征在于,至少包括:
(1)获得含有钙钛矿量子点前驱体和聚合物的共混胶体;
(2)按顺序逐层制备结合,得到所述多层结构。
可选地,步骤(1)中所述共混胶体的制备方法包括:
将含有钙钛矿量子点前驱体、聚合物和溶剂的混合物通过溶剂共混,得到共混胶体。
可选地,所述共混胶体的制备方法包括:将含有钙钛矿量子点前驱体、聚合物和溶剂的混合物搅拌,分散,脱泡,得到所述复合材料。
可选地,所述搅拌的时间为0.5~2小时;
所述分散的时间为20~60分钟;
所述脱泡的时间为20~120分钟。
可选地,所述搅拌时间上限选自1小时、1.5小时或2小时;所述搅拌时间下限选自0.5小时或1小时。
可选地,所述分散时间上限选自30分钟、35分钟、40分钟、45分钟、 50分钟、55分钟或60分钟;下限选自20分钟、25分钟或30分钟。
可选地,所述脱泡时间上限选自60分钟、80分钟、100分钟或120 分钟;下限选自20分钟、40分钟或60分钟。
可选地,所述共混胶体中钙钛矿量子点前驱体的含量为0.1-5wt%,溶剂的含量为50-90wt%,聚合物的含量为5-50wt%。
可选地,所述共混胶体中包括添加剂;
所述添加剂的含量为0~5wt%。
所述添加剂选自固化剂、自由基捕捉剂、光稳定剂、无机纳米颗粒、添加剂配体、卤素金属盐中的至少一种。
可选地,所述钙钛矿量子点前驱体包含有机铵盐AX1和金属盐MX2;
其中,A包括Cs+、Na+、K+、HN=CHNH3 +、R-NH3 +、Rb+、Li+、Ba2+、 C(NH2)3 +中的至少一种;R选自氢、C1~C10的烷基、C1~C10的不饱和烃基;
M为金属离子;所述金属选自Pb、Sn、Mn、Ge、Sb、Bi、Cu、Sr、 In、Tl、Ag中的至少一种;
X1、X2独立地选自卤族元素的阴离子中的至少一种;
所述溶剂选自N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、三甲基磷酸酯、磷酸三乙酯、N-甲基吡咯烷酮、二甲基乙酰胺、环丁砜、苯胺、乙酸酐、苯乙酮、环己酮、丙酮、丁酮、喹啉、四甲基脲中的至少一种。
可选地,所述固化剂选自巴斯夫Darocur 1173,巴斯夫Irgacure 754,BYK 333中的至少一种。
可选地,所述自由基捕捉剂选自哌啶类衍生物、草酸、抗坏血酸中的至少一种。
可选地,所述光稳定剂选自抗氧化剂、受阻胺类光稳定剂、紫外吸收剂中的至少一种。
可选地,所述无机纳米颗粒选自金属氧化物纳米颗粒SiO2、TiO2、Al2O3、 ZnO中的至少一种。
可选地,所述添加剂配体选自有机胺;优选环己胺、苯乙胺,四丁基溴化胺,二苯丙胺中的至少一种。
可选地,所述卤素金属盐选自溴化镁,溴化锌中的至少一种。
可选地,所述有机铵盐AX1和金属盐MX2的摩尔比为0.8:1~1.2:1。
可选地,步骤(2)中所述逐层制备过程中,共混胶体固化得到钙钛矿量子点-聚合物复合材料。
可选地,所述固化选自热固化、光固化中的至少一种。
可选地,复合物的固化工艺根据聚合物的材料不同选取不同的方案。主要有热固化、热固化加光固化两种方式。热固化是指将上述共混胶体通过旋涂、棒式涂布、喷涂、狭缝式涂布、辊式涂布、浸涂、浇铸、刮刀流延涂布、逗点涂布等方式转移到基底上或者模具中,通过加热干燥实现共混胶体中溶剂的挥发,以及聚合物单体的交联,成为固态。加热干燥时接近胶体表面的环境温度一般控制在35-75度,加热时间控制在0.05-10小时之间。加热方法包括但不限于烘箱烘干、热风烘干、红外灯烘干等方法。加热环境可以为大气环境或者0.001-0.2Mpa的真空环境,优选真空环境。干燥过程可分为一步或多步,实验表明多步干燥效果较优,即在较低加热温度下干燥一段时间后提高加热温度,使溶剂完全挥发,避免残留溶剂对复合物产生稳定性影响。热固化加光固化是指在热固化后通过紫外光照射,使共混胶体中通过紫外光引发交联的聚合物产生交联反应,形成固态薄膜或者块体。紫外光固化一般在室温、大气环境下进行,但也可以在上述热固化环境条件下进行。具体固化工艺说明详见实施例。
可选地,所述方法至少包括:
(a1)获得共混胶体;
(b1)将所述共混胶体涂覆在基膜上,干燥,得到钙钛矿量子点-聚合物层/基膜;
(c1)将过渡层涂覆在钙钛矿量子点层/基膜上,干燥,固化,得到过渡层/钙钛矿量子点-聚合物层/基膜;
(d1)将过渡层/钙钛矿量子点层/基膜的上下表面分别涂覆粘结层,然后与阻隔层复合,得到阻隔层/粘结层/过渡层/钙钛矿量子点-聚合物层/ 基膜/粘结层/阻隔层;
(e1)分别在阻隔层的表面涂覆扩散层和外衬层,得到外衬层/阻隔层 /粘结层/过渡层/钙钛矿量子点-聚合物层/基膜/粘结层/阻隔层/扩散层。
作为一种具体的实施方式,所述方法至少包括:
第一步:在室温大气环境下,将钙钛矿量子点前驱体以及聚合物溶于溶剂中,通过机械搅拌、超声分散、真空脱泡获得共混胶体,此胶体可在氮气柜中密封保存1周。
第二步:通过流延设备将上述共混胶体涂覆在基膜上,调节流延设备刮刀使湿膜厚度为微米尺度。涂覆完毕后,待湿膜稍稍自然晾干后,转移到热风烘箱中烘干,获得干膜量子点-聚合物薄膜。
第三步:在预涂液中加入无机纳米颗粒。将该预涂液通过流延设备涂覆在上述量子点-聚合物薄膜上,调节流延设备刮刀使湿膜厚度为微米尺度。待湿膜稍稍自然晾干后,使用紫外光固化设备在大气环境下对湿膜进行紫外光固化。固化后获得表面平滑的过渡层。
第四步:在第三步获得的薄膜正反面各涂覆一层光固化环氧树脂胶水,使用薄膜复合设备,将两层WVTR值为10-2g/m2/day的阻隔膜与第三步获得的薄膜进行复合。
第五步:将离型膜与在过渡层一侧的阻隔膜进行复合,使离型膜作为外衬,起到保护阻隔膜免受划伤的作用。基膜一侧的阻隔膜上进行扩散粒子的涂覆,形成扩散层,一方面可以提高光的散射,另一方面可以作为外衬起到保护阻隔膜的作用。
可选地,所述方法至少包括:
(a2)获得共混胶体;
(b2)获得过渡层预涂液;
(c2)将所述共混胶体和所述过渡层预涂液涂布在阻隔层上,干燥,得到过渡层/钙钛矿量子点-聚合物层/阻隔层;
(d2)涂覆粘结层和阻隔层,得到阻隔层/粘结层/过渡层/钙钛矿量子点-聚合物层/阻隔层;
(e2)复合外衬层和扩散层,得到外衬层/阻隔层/粘结层/过渡层/钙钛矿量子点-聚合物层/阻隔层/扩散层。
作为一种具体的实施方式,所述方法至少包括:
第一步:在大气环境下称取钙钛矿量子点前驱体、溶剂和聚合物。将上述称量物质置于容器,机械搅拌,高速匀浆设备(5000rpm/min)分散,然后静置脱泡,得到量子点胶液。
第二步:在室温下手套箱内将过渡层原料置于一密闭搅拌容器,搅拌得到过渡层预涂液。
第三步:通过流延设备将量子点胶液与过渡层预涂液同时涂布在 WVTR值为10-2g/m2/day的阻隔膜基底上,量子点层在下,过渡层在上,通过调节涂布狭缝宽度、供液量及涂布车速控制量子点层与过渡层湿涂布厚度,热风干燥,得到带有表面过渡层的量子点-聚合物薄膜。
第四步:在第三步获得的薄膜过渡层上面涂覆一层油性丙烯酸酯压敏性粘着剂,待粘着剂中溶剂挥发后与WVTR值为10-2g/m2/day的阻隔膜采用薄膜复合设备复合。
第五步:在上面得到的薄膜上面复合一层离型膜,作为外衬层,起到保护和防划伤的作用。下面复合一层扩散膜,可以提高光的散射,同时起到对阻隔层的保护作用。
可选地,所述方法至少包括:
(a3)获得共混胶体;
(b3)将所述共混胶体涂覆在阻隔层上,干燥,得到钙钛矿量子点- 聚合物层/阻隔层;
(c3)涂覆过渡层,复合阻隔层,得到阻隔层/过渡层/钙钛矿量子点- 聚合物层/阻隔层;
(d3)复合外衬层,涂布扩散层,得到外衬层/阻隔层/过渡层/钙钛矿量子点-聚合物层/阻隔层/扩散层。
作为一种具体的实施方式,所述方法至少包括:
第一步:在通风柜内将钙钛矿量子点前驱体置于棕色试剂瓶中,然后加入聚合物、固化剂和溶剂。室温下将上述混合物机械搅拌,超声分散,过滤,真空脱泡,得到量子点胶液,密封后储存于4℃冷藏室待用,可存放一周。
第二步:通过流延设备将量子点胶液涂布在WVTR值为10-2g/m2/day 的阻隔膜基底上,通过调节涂布狭缝宽度、供液量及涂布车速控制量子点层湿涂布厚度,通过切膜设备将上述薄膜裁,水平置于真空干燥箱内,55 摄氏度,0.01MPa干燥,得到干膜厚度为10微米左右的量子点/聚合物薄膜。
第三步:在上述量子点-聚合物薄膜表面涂覆一层光固化聚丙烯酸酯树脂涂层,其中加入吸水剂,然后使用WVTR值为10-2g/m2/day的阻隔膜与之复合,采用薄膜复合设备真空贴合,消除气泡,脱泡之后,迅速UV固化使阻隔膜与聚丙烯酸酯树脂涂层粘合。
第四步:在第三步得到的薄膜上面复合一层离型膜,作为外衬层,起到保护和防划伤的作用。下面涂布扩散层,可以提高光的散射,同时起到对阻隔层的保护作用。
可选地,所述方法至少包括:
(a4)获得钙钛矿量子点-聚合物层;
(b4)在(a4)获得的钙钛矿量子点-聚合物层上包裹过渡层;
(c4)在(b4)获得的过渡层上包裹粘结层;
(d4)在(c4)获得的粘结层上包裹阻隔层,即得到所述量子点封装结构。
作为具体的实施方式,所述方法至少包括:
通过对所述共混胶体材料进行固化后,对量子点-聚合物复合材料进行如图2所示的包覆封装。
1.在复合材料外部包覆一层过渡层,该过渡层有以下作用:保护复合材料免受粘结剂的破坏;可以吸收阻隔层不能完全阻挡的少量水汽;形成较平坦的过渡表面,提高复合材料与粘结层的粘结力。该过渡层材料主要以具有一定阻水性能的聚合物为主,如聚偏二氯乙烯、聚丙烯酸酯、氟化聚酰亚胺等,其中加入0-5wt%的无机纳米颗粒(SiO2、TiO2、Al2O3、CaCO3、 CaO等)填料作为吸水剂。
2.粘结层用于粘结带有过渡层的复合材料与阻隔层,选用有机硅类、环氧树脂类、聚丙烯酸类、聚氨酯类胶黏剂。优选具有一定阻隔性能的产品,如环氧树脂类、聚氨酯类产品。
3.阻隔层作为阻挡水汽侵入的主要部件,需要具有10-1-10-4g/m2/day 量级的水汽透过率(WVTR)。当选用优化的量子点/聚合物复合材料、过渡层、粘结层后,对阻隔层的阻隔率要求可以大幅降低到10-1左右。阻隔层的材料需具有85-95%的光学透明性。
可选地,所述方法至少包括:
(a5)获得共混胶体;
(b5)将所述共混胶体涂覆在基膜上,干燥,得到钙钛矿量子点-聚合物层/基膜;
(c5)将过渡层涂覆在钙钛矿量子点层/基膜上,干燥,固化,得到过渡层/钙钛矿量子点-聚合物层/基膜;
(d5)将过渡层/钙钛矿量子点层/基膜的过渡层表面涂覆粘结层,然后与阻隔层复合,得到阻隔层/粘结层/过渡层/钙钛矿量子点-聚合物层/基膜。
可选地,所述(b5)中的基膜为玻璃基底或者有机玻璃基底。
可选地,所述有机玻璃基底的厚度为0.1~1mm。
可选地,所述有机玻璃的材料为PMMA。
作为一种具体的实施方式,所述方法至少包括:
第一步:在通风柜内将钙钛矿量子点前驱体置于棕色试剂瓶中,然后加入聚合物、固化剂和溶剂。室温下将上述混合物机械搅拌,超声分散,过滤,真空脱泡,得到量子点胶液,密封后储存于4℃冷藏室待用,可存放一周。
第二步:通过流延设备将量子点胶液涂布在WVTR值为10-2g/m2/day 的玻璃基底上,通过调节涂布狭缝宽度、供液量及涂布车速控制量子点层湿涂布厚度,将上述涂有量子点胶液的薄膜水平置于真空干燥箱内,55 摄氏度,0.01MPa干燥,得到干膜厚度为10微米左右的量子点/聚合物薄膜。
第三步:在上述量子点-聚合物薄膜的量子点表面涂覆一层光固化聚丙烯酸酯树脂涂层,其中加入吸水剂,然后使用WVTR值为10-2g/m2/day的阻隔膜与之复合,采用薄膜复合设备真空贴合,消除气泡,脱泡之后,迅速UV固化使阻隔膜与聚丙烯酸酯树脂涂层粘合。
根据本申请的又一方面,提供一种光转换薄膜。
所述一种光转换薄膜,包含所述的多层结构、根据所述的方法制备得到的多层结构中的至少一种。
可选地,所述的光转换薄膜,其特征在于,所述薄膜在光强为2000nit 的蓝光照射、45摄氏度、85%RH湿度环境中,1000小时的光衰小于10%;
所述蓝光波长范围为450-470nm。
根据本申请的又一方面,提供一种封装结构。
所述封装结构,包含所述的多层结构、根据所述的方法制备得到的多层结构、所述光转换薄膜中的至少一种。
可选地,所述的封装结构至少包括:钙钛矿量子点外部包裹过渡层,过渡层外包裹粘结层,粘结层外包裹阻隔层。
根据本申请的又一方面,所述的多层结构、根据所述的方法制备得到的多层结构、所述光转换薄膜、所述的封装结构在光转换器件中的应用。根据本申请的又一方面,所述的多层结构、所述的方法制备得到的多层结构、所述光转换薄膜、所述的封装结构在液晶显示背光源、紫外探测器、太阳能电池中的应用。
具体地,所述量子点/复合物胶体的制备采用原位一步法制备,将量子点前驱体与聚合物在溶剂中混合,经搅拌、分散、脱泡即得到所述量子点 /复合物胶体。所述量子点/聚合物胶体的固化成型方式包括热固化、热固化加光固化。
优选地,在胶体固化以及后续老化过程中能够有效将钙钛矿量子点稳定在聚合物结构中,在材料内部形成具有一定保护能力的网状结构。
一种优选地实施方式,所述胶体是由以下几种组份构成的:
溶剂:为N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、三甲基磷酸酯、磷酸三乙酯、N-甲基吡咯烷酮、二甲基乙酰胺、环丁砜、苯胺、乙酸酐、苯乙酮、环己酮、喹啉、四甲基脲中的一种或多种混合溶剂。
钙钛矿量子点前驱体:包含AX+MX两种卤素化合物,其中A为金属阳离子或带正电荷的有机胺离子,M为金属阳离子,X为卤素离子。优选的,A可以为Cs、Na、K、NH=CHNH3 +、R-NH3 +中的一种或几种,其中 R为C1~C10之间的饱和直链或支链烷基基团、不饱和直链或支链烷基基团或芳香基团;M可以为Pb、Sn、Mn、Ge、Sb、Bi中的一种或几种;X 可以为Cl、Br、I中的一种或几种。AX与MX的摩尔比范围为0.8:1到 1.2:1。
聚合物:聚合物分为两大类。
i.聚合物主体材料中掺杂含有可与钙钛矿量子点形成配位锚定作用官能团的高分子。主体材料使用成膜性能较好的聚合物材料,优选如聚偏氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏二氯乙烯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚丙烯腈、双马来酰亚胺、氟化聚酰亚胺、环氧树脂、聚丙烯酸酯、聚醋酸乙烯酯、醋酸纤维素、聚砜、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚吡咯烷酮中的一种或多种混合物。掺杂材料如聚丙烯酰胺、聚醚酰亚胺、树状高分子聚酰胺胺 PAMAM等高分子胺。掺杂材料的质量分数为5%-20%。
ii.聚合物本身带有与钙钛矿量子点具有配位锚定作用的官能团,如含有氰基、胺基、巯基的聚合物。优选氟化聚酰亚胺、聚丙烯腈、芳香聚酰胺、聚丙烯酰胺、聚醚酰亚胺、双马来酰亚胺、树状高分子聚酰胺胺PAMAM 其中的一种或几种混合物。
添加剂:自由基捕捉剂(如哌啶类衍生物、草酸、抗坏血酸等);光稳定剂(如抗氧化剂、受阻胺类光稳定剂、紫外吸收剂);无机纳米颗粒 (包括金属氧化物纳米颗粒SiO2、TiO2、Al2O3、ZnO等);添加剂配体(如有机胺,包括苯乙胺,四丁基溴化胺,二苯丙胺等);卤素金属盐如(溴化镁,溴化锌等)。
将以上四种组份按一定比例共同混合后,可以形成本发明专利所提出的共混胶体。该胶体的构成为钙钛矿量子点前驱体0.1-5wt%,溶剂 50-90wt%,聚合物5-50wt%,稳定剂0-5wt%,粘度在10-100000mPa·s之间,表面张力在20-70mN/m之间。通过聚合物固化过程,可形成较稳定的钙钛矿量子点光转换材料,其形式包括薄膜、块体、棒体等。
所述量子点/聚合物胶体的固化成型方式包括将所述量子点/聚合物胶体旋涂、棒式涂布、喷涂、狭缝式涂布、辊式涂布、浸涂、浇铸、刮刀流延涂布、逗点涂布转移到基底上和/或模具中,固化得到固态膜、块体、棒体中的至少一种形状的所述量子点-聚合物复合物。
钙钛矿量子点-聚合物的复合物的固化工艺根据聚合物的材料不同选取不同的方案。主要有热固化、热固化加光固化两种方式。热固化是指将上述共混胶体通过旋涂、棒式涂布、喷涂、狭缝式涂布、辊式涂布、浸涂、浇铸、刮刀流延涂布、逗点涂布等方式转移到基底上或者模具中,通过加热干燥实现共混胶体中溶剂的挥发,以及聚合物单体的交联,成为固态薄膜或者块体。加热干燥时接近胶体表面的环境温度一般控制在35-75度,加热时间控制在0.05-10小时之间。加热方法包括但不限于烘箱烘干、热风烘干、红外灯烘干等方法。加热环境可以为大气环境或者0.001-0.2Mpa 的真空环境,优选真空环境。干燥过程可分为一步或多步,实验表明多步干燥效果较优,即在较低加热温度下干燥一段时间后提高加热温度,使溶剂完全挥发,避免残留溶剂对复合物产生稳定性影响。热固化加光固化是指在热固化后通过紫外光照射,使共混胶体中通过紫外光引发交联的聚合物产生交联反应,形成固态薄膜或者块体。紫外光固化一般在室温、大气环境下进行,但也可以在上述热固化环境条件下进行。
作为一种具体的实施方式,以一种用于液晶显示背光模组的钙钛矿量子点光转换薄膜结构为例具体说明此封装保护结构。首先在20-100微米厚的PET基底薄膜上涂覆钙钛矿量子点/聚合物复合胶体,并通过上述固化工艺形成5-100微米的固化层。在量子点固化层上涂覆10-100微米的聚偏二氯乙烯作为过渡层,SEM图像显示该过渡层将粗糙不平的量子点固化层表面(图4a)充分覆盖,并形成较为平整的表面(图4b)。在过渡层上方和基底PET下方分别涂覆10-50微米环氧树脂粘结层,并分别黏贴50-2000 微米厚的WVTR为10-2g/m2/day的柔性阻隔薄膜。在上层阻隔膜上方附上 20-200微米厚的离型膜外衬,在下层阻隔膜下方涂覆一层含有扩散粒子的扩散层,形成能够满足在蓝光照射下,1000小时光衰小于10%的稳定性要求。将此光转换膜安装于液晶背光模组并在工作状态下储存于45摄氏度、85%RH湿度环境中,能够满足1000小时光衰小于10%的稳定性要求。
本申请中所有涉及数值范围的条件均可独立地选自所述数值范围内的任意点值。
本申请中阻水聚合物指将该聚合物涂布在125微米厚的PET基膜上并完全固化后,形成厚度为200微米(包含PET基膜)的薄膜,其水氧透过率小于1g/m2/day的聚合物。
本申请中共混胶体含有钙钛矿量子点前驱体和聚合物,共混胶体成膜固化过程中逐渐形成钙钛矿量子点。
本申请中“C1~C10”等均指基团所包含的碳原子数。
本申请中,“烷基”是由烷烃化合物分子上失去任意一个氢原子所形成的基团。
本申请中,“烃基”为烃分子中失去碳原子上的一个氢原子后形成的基团。所述烃为碳水化合物,例如烷烃、烯烃、炔烃均为烃。
本申请中,“芳基”为芳香族化合物分子中失去芳香环上任意一个氢原子后形成的基团。
本申请中PET为聚对苯二甲酸乙二醇酯的简写、PI为聚酰亚胺的间歇、PEN为聚萘二甲酸乙二醇酯的简写、PMMA为聚甲基丙烯酸甲酯的简写。
本申请中所采用的聚合物,例如聚偏氟乙烯、聚丙烯酰胺、聚甲基丙烯酸甲酯、双酚A环氧丙烯酸酯、聚丙烯腈、树状高分子聚酰胺胺、聚偏氯乙烯、氟化聚酰亚胺,如无特别说明,聚合物的数均分子量一般控制在 10万~30万之间。
本申请能产生的有益效果包括但不限于:
1)本申请所提供的钙钛矿量子点/聚合物复合物的封装结构阻隔性好,稳定性强、工艺简便。阻隔层作为阻挡水汽侵入的主要部件,需要具有 10-1-10-4g/m2/day量级的水汽透过率(WVTR)。当选用优化的量子点-聚合物复合材料、过渡层、粘结层后,对阻隔层的阻隔率要求可以大幅降低到 10-1g/m2/day左右。
2)本申请所提供的钙钛矿量子点-聚合物复合物的封装结构包括过渡层,有效地阻挡水氧,降低了对阻隔层材料的高阻隔率的要求,从而大幅降低量子点封装成本。
3)本申请所提供的钙钛矿量子点-聚合物复合物的封装结构包括对量子点本身进行保护,使量子点包覆在聚合物网络中,形成了对量子点本身的阻水阻氧保护。
4)本申请所提供的钙钛矿量子点光转换薄膜在蓝光照射下,1000小时光衰小于10%的稳定性要求。将此光转换膜安装于液晶背光模组并在工作状态下储存于45摄氏度、85%RH湿度环境中,能够满足1000小时光衰小于10%的稳定性要求。
附图说明
图1为光转换材料内部结构示意图,其中a表示实施例1的复合物薄膜的内部结构示意图;b表示实施例6的复合物薄膜的内部结构示意图。
图2为本申请中一种钙钛矿量子点/聚合物复合材料的包覆封装结构示意图。
图3a为本申请中一种用于液晶显示背光模组钙钛矿量子点光转换薄膜结构。
图3b为本申请中一种用于液晶显示背光模组钙钛矿量子点光转换薄膜结构。
图3c为本申请中一种用于液晶显示背光模组钙钛矿量子点光转换薄膜结构。
图3d为本申请中一种用于液晶显示背光模组钙钛矿量子点光转换薄膜结构。
图4为量子点/聚合物固化层表面图a所示,过渡层表面图b所示。
图5为量子点/聚合物固化层表面加过渡层与不加过渡层1000小时光稳定性对比(1200nit蓝光光照条件)。
图6为量子点膜与阻隔膜双面复合示意图。
图7为实施例16中光转换薄膜的稳定性测试装置。
具体实施方式
下面结合实施例详述本申请,但本申请并不局限于这些实施例。
如无特别说明,本申请的实施例中的原料和溶剂均通过商业途径购买。
本申请的实施例中分析方法如下:
利用日本Hitachi 4800扫描电子显微镜进行SEM分析。
利用定制32寸液晶背光模组(包含16*16直下式蓝光LED灯珠阵列、导光板、偏振片、增亮膜、扩散膜等光学膜)进行光稳定性分析。利用定制高温高湿测试箱(内置13寸定制液晶背光模组)进行湿热条件下光稳定性测试。
利用美国Mocon PERMATRAN水氧阻隔测试仪进行水氧阻隔率测试。
利用柯尼卡美能达LS110手持式亮度计进行光强度测试。
利用使用Brookfield Dvelv粘度计在室温下(25±5摄氏度)进行粘度测试。
实施例1以CH3NH3PbBr3/聚偏氟乙烯为复合材料的光转换膜制备方法
第一步:在室温大气环境下,将钙钛矿量子点前驱体PbBr2、CH3NH3Br 各4mmol以及聚合物聚偏氟乙烯100g(数均分子量200000g/mol)加入 1L二甲基甲酰胺中,通过机械搅拌2小时、超声分散0.5小时、真空脱泡 1小时获得共混胶体,此胶体可在氮气柜中密封保存1周。
第二步:通过流延设备将上述共混胶体涂覆在PET基膜上,调节流延设备刮刀使湿膜厚度为100微米。涂覆完毕后,待湿膜自然晾干后,转移到50摄氏度热风烘箱中烘干1小时,获得干膜厚度30微米的量子点-聚合物薄膜。所述薄膜的内部结构示意图如图1中a所示。
第三步:在聚丙烯酸酯预涂液(包含脂肪族聚氨酯丙烯酸酯30wt%、双酚A环氧丙烯酸酯45wt%、单体二缩三丙二醇二丙烯酸酯TPGDA 10wt%、单体甲基丙烯酸羟乙酯HEMA7wt%、单体乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯EO3-TMPTA7wt%、光引发剂(Chemcure703)0.5wt%、流平剂(南京恒桥化学技术材料有限公司)0.3wt%、消泡剂(南京恒桥化学技术材料有限公司)0.1wt%)中加入5wt%硅烷偶联剂改性的直径40 纳米的SiO2纳米颗粒。将该预涂液通过流延设备涂覆在上述量子点/聚合物薄膜上,调节流延设备刮刀使湿膜厚度为200微米。待湿膜自然晾干后,使用200W功率紫外光固化设备在大气环境下对湿膜进行2分钟紫外光固化。固化后获得表面平滑的过渡层。
第四步:在第三步获得的薄膜正反面各涂覆一层20微米的光固化环氧树脂胶水(南京恒桥化学技术材料有限公司),使用薄膜复合设备,将两层WVTR值为10-2g/m2/day的阻隔膜与第三步获得的薄膜进行复合。复合工艺为常见技术,这里不做详细说明,复合过程示意如图6。
第五步:将离型膜与在过渡层一侧的阻隔膜进行复合,使离型膜作为外衬,起到保护阻隔膜免受划伤的作用。基膜一侧的阻隔膜上进行扩散粒子的涂覆,形成扩散层,一方面可以提高光的散射,另一方面可以作为外衬起到保护阻隔膜的作用。得到的复合结构如图3a所示;所述复合结构的薄膜记为D1。
实施例2以CH3NH3PbBr3/聚偏氟乙烯/聚丙烯酰胺为复合材料的光转换膜制备方法
第一步:在室温大气环境下,将钙钛矿量子点前驱体PbBr2、CH3NH3Br 各4mmol以及聚合物聚偏氟乙烯100g(数均分子量200000g/mol)、聚丙烯酰胺20g(数均分子量100000g/mol)加入1L二甲基甲酰胺中,通过机械搅拌2小时、超声分散0.5小时、真空脱泡1小时获得共混胶体,此胶体可在氮气柜中密封保存1周。该共混胶体粘度测定为11900mPa·s。
第二步:通过流延设备将上述共混胶体涂覆在PET基膜上,调节流延设备刮刀使湿膜厚度为100微米。涂覆完毕后,待湿膜自然晾干后,转移到50摄氏度热风烘箱中烘干1小时,获得干膜厚度30微米的量子点-聚合物薄膜。
第三步:在聚丙烯酸酯预涂液(包含脂肪族聚氨酯丙烯酸酯30wt%、双酚A环氧丙烯酸酯45wt%、单体二缩三丙二醇二丙烯酸酯TPGDA 10wt%、单体甲基丙烯酸羟乙酯HEMA7wt%、单体乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯EO3-TMPTA 7wt%、光引发剂(Chemcure703)0.5wt%、流平剂(南京恒桥化学技术材料有限公司)0.3wt%、消泡剂(南京恒桥化学技术材料有限公司)0.1wt%)中加入5wt%硅烷偶联剂改性的直径 40纳米的SiO2纳米颗粒。将该预涂液通过流延设备涂覆在上述量子点/聚合物薄膜上,调节流延设备刮刀使湿膜厚度为200微米。待湿膜自然晾干后,使用200W功率紫外光固化设备在大气环境下对湿膜进行2分钟紫外光固化。固化后获得表面平滑的过渡层。
第四步:在第三步获得的薄膜正反面各涂覆一层20微米的光固化环氧树脂胶水(南京恒桥化学技术材料有限公司),使用薄膜复合设备,将两层WVTR值为10-2g/m2/day的阻隔膜与第三步获得的薄膜进行复合。复合工艺为常见技术,这里不做详细说明,复合过程示意如图6。
第五步:将离型膜与在过渡层一侧的阻隔膜进行复合,使离型膜作为外衬,起到保护阻隔膜免受划伤的作用。基膜一侧的阻隔膜上进行扩散粒子的涂覆,形成扩散层,一方面可以提高光的散射,另一方面可以作为外衬起到保护阻隔膜的作用。得到的复合结构如图3a所示;所述复合结构的薄膜记为D2。
实施例3CH3NH3PbBr3/聚甲基丙烯酸甲酯为复合材料的光转换膜制备方法
第一步:大气环境下称取聚甲基丙烯酸甲酯100g(数均分子量 300000g/mol);二甲基甲酰胺1000g,65℃机械搅拌1h,然后加入钙钛矿量子点前驱体PbBr2,10mmol;CH3NH3Br,10mmol;机械搅拌0.5h,超声分散1h,静置2h脱泡得到量子点胶液。
第二步:通过流延设备将上述共混胶体涂覆在PET基膜上,调节涂布狭缝宽度、供液量及涂布车速控制湿涂布厚度为200微米,车速5m/min, 65℃干燥10min得到干膜厚度为10微米左右的量子点-聚合物薄膜。
第三步:将甲基丙烯酸甲酯单体,正硅酸甲酯,引发剂(Chemcure805), 5wt%硅烷偶联剂改性的直径40纳米的SiO2纳米颗粒混合均匀,涂布于上述量子点-聚合物薄膜表面,涂布厚度30微米,使用365nm,1000W大功率紫外灯固化30秒,得到一层PMMA/SiO2有机无机复合过渡层。
第四步:在上述薄膜上下两面各涂覆一层甲基丙烯酸酯厌氧胶,将两层WVTR值为10-2g/m2/day的阻隔膜与第三步获得的薄膜进行复合。复合过程示意如实施例1。
第五步:在上面得到的薄膜上面复合一层PVC离型膜,作为外衬层,起到保护和防划伤的作用。下面涂布扩散层,可以提高光的散射,同时起到对阻隔层的保护作用。得到的复合结构如图3a所示;所述复合结构的薄膜记为D3。
实施例4CH3NH3PbBr3/聚甲基丙烯酸甲酯/双酚A环氧丙烯酸酯为复合材料的光转换膜制备方法
第一步:大气环境下称取聚甲基丙烯酸甲酯100g(数均分子量 300000g/mol),双酚A环氧丙烯酸酯40g(数均分子量250000g/mol), Darocur 1173固化剂2g,二甲基甲酰胺1000g,65℃机械搅拌1h,然后加入钙钛矿量子点前驱体PbBr2 10mmol;CH3NH3Br3 10mmol;机械搅拌0.5h,超声分散1h,静置2h脱泡得到量子点胶液。该共混胶体粘度测定为13400mPa·s。
第二步:通过流延设备将上述共混胶体涂覆在PET基膜上,调节涂布狭缝宽度、供液量及涂布车速控制湿涂布厚度为200微米,车速5m/min, 65℃干燥10min得到干膜厚度为10微米左右的量子点-聚合物薄膜。
第三步:将甲基丙烯酸甲酯单体,正硅酸甲酯,引发剂(Chemcure805), 5wt%硅烷偶联剂改性的直径40纳米的SiO2纳米颗粒混合均匀,涂布于上述量子点-聚合物薄膜表面,涂布厚度30微米,使用365nm,1000W大功率紫外灯固化30秒,得到一层PMMA/SiO2有机无机复合过渡层。
第四步:在上述薄膜上下两面各涂覆一层甲基丙烯酸酯厌氧胶,将两层WVTR值为10-2g/m2/day的阻隔膜与第三步获得的薄膜进行复合。复合过程示意如实施例1。
第五步:在上面得到的薄膜上面复合一层PVC离型膜,作为外衬层,起到保护和防划伤的作用。下面涂布扩散层,可以提高光的散射,同时起到对阻隔层的保护作用。得到的复合结构如图3a所示;所述复合结构的薄膜记为D4。
实施例5CsPbBr3/聚丙烯腈为复合材料的光转换膜制备方法
第一步:在大气环境下称取CsBr,8mmol;PbBr2;8mmol;溴化苯乙胺,8mmol;聚丙烯腈(数均分子量150000g/mol),100g;二甲基亚砜, 1000g。将上述称量物质置于一不锈钢容器中,机械搅拌30分钟,高速匀浆设备(5000rpm/min)分散20分钟,然后静置2h脱泡,得到量子点胶液。该共混胶体粘度测定为7800mPa·s。
第二步:在室温下手套箱内将聚偏二氟乙烯100g(数均分子量 130000g/mol),二甲基甲酰胺1000g,Al2O3(粒径40nm)5g置于一密闭搅拌容器,50℃下搅拌3.5h得到过渡层预涂液。
第三步:通过流延设备将量子点胶液与过渡层预涂液同时涂布在 WVTR值为10-2g/m2/day的阻隔膜基底上,量子点层在下,过渡层在上,通过调节涂布狭缝宽度、供液量及涂布车速控制量子点层与过渡层湿涂布厚度分别为100μm,65℃热风干燥10min,得到带有表面过渡层的量子点 -聚合物薄膜。
第四步:在第三步获得的薄膜过渡层上面涂覆一层20微米厚的油性丙烯酸酯感压性粘着剂,将溶剂晾干后与WVTR值为10-2g/m2/day的阻隔膜采用薄膜复合设备复合。
第五步:在上面得到的薄膜上面复合一层PVC离型膜,作为外衬层,起到保护和防划伤的作用。下面复合一层扩散膜,可以提高光的散射,同时起到对阻隔层的保护作用。得到的复合结构如图3b所示;所述复合结构的薄膜记为D5。
实施例6CH3NH3PbBr3/聚偏氟乙烯/树状高分子聚酰胺胺为复合材料的光转换膜制备方法
第一步:在室温大气环境下,将钙钛矿量子点前驱体PbBr2、CH3NH3Br 各4mmol以及树状高分子聚酰胺胺2mmol(数均分子量100000g/mol)、聚合物聚偏氟乙烯100g(数均分子量150000g/mol)加入1L二甲基甲酰胺中,通过机械搅拌2小时、超声分散0.5小时、真空脱泡1小时获得共混胶体。该共混胶体粘度测定为9800mPa·s。
第二步:对阻隔膜的背面进行扩散粒子的涂覆,形成扩散层;阻隔膜正面进行表面处理(如化学处理、等离子体处理),可增加涂布附着力,制得共混胶体涂布基材。
第三步:通过狭缝式挤出涂布将第一步胶体涂覆在第二步基材正面,控制湿膜厚度为100微米。涂覆完毕后通过60摄氏度烘道,10分钟热风烘干,获得干膜厚30微米的量子点/聚合物薄膜。所述薄膜的内部结构示意图如图1中b所示。
第四步:将聚丙烯酸酯预涂液(包含脂肪族聚氨酯丙烯酸酯30wt%、双酚A环氧丙烯酸酯45wt%、单体二缩三丙二醇二丙烯酸酯TPGDA 10wt%、单体甲基丙烯酸羟乙酯HEMA7wt%、单体乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯EO3-TMPTA 7wt%、光引发剂(Chemcure703)0.5wt%、流平剂(南京恒桥化学技术材料有限公司)0.3wt%、消泡剂(南京恒桥化学技术材料有限公司)0.1wt%)通过狭缝式挤出设备涂覆在上述量子点/聚合物薄膜上,调节挤出设备供液量及车速使湿膜厚度为50微米。待湿膜自然晾干后,使用2000W紫外光固化设备在大气环境下对湿膜进行10秒紫外光固化。固化后获得表面平滑的过渡层。
第五步:在第四步获得的过渡层上涂覆20微米的聚丙烯酸酯类胶水, 60摄氏度烘箱处理半小时,去除胶水中的溶剂,将一层WVTR值为10-2 g/m2/day的阻隔膜与第四步获得的薄膜进行复合。
第六步:使用OCA将PET与在过渡层一侧的阻隔膜进行复合,使PET 膜作为外衬,起到保护阻隔膜免受划伤的作用。得到的复合结构如图3b 所示;所述复合结构的薄膜记为D6。
实施例7CsPbBr3/聚丙烯腈/双马来酰亚胺为复合材料的光转换膜制备方法
第一步:在室温大气环境下,将钙钛矿量子点前驱体PbBr2、CsBr各4 mmol,以及双马来酰亚胺4mmol(分子量358g/mol)、聚合物聚丙烯腈 100g(数均分子量150000g/mol)加入1L二甲基甲酰胺中,通过机械搅拌2小时、超声分散0.5小时、真空脱泡1小时获得共混胶体。该共混胶体粘度测定为7900mPa·s。
第二步:对阻隔膜的背面进行扩散粒子的涂覆,形成扩散层;阻隔膜正面进行表面处理(如化学处理、等离子体处理),可增加涂布附着力,制得共混胶体涂布基材。
第三步:通过狭缝式挤出涂布将第一步胶体涂覆在第二步基材正面,控制湿膜厚度为100微米。涂覆完毕后通过60摄氏度烘道,10分钟热风烘干,获得干膜厚30微米的量子点/聚合物薄膜。
第四步:将聚丙烯酸酯预涂液(包含脂肪族聚氨酯丙烯酸酯30wt%、双酚A环氧丙烯酸酯45wt%、单体二缩三丙二醇二丙烯酸酯TPGDA 10wt%、单体甲基丙烯酸羟乙酯HEMA7wt%、单体乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯EO3-TMPTA 7wt%、光引发剂(Chemcure703)0.5wt%、流平剂(南京恒桥化学技术材料有限公司)0.3wt%、消泡剂(南京恒桥化学技术材料有限公司)0.1wt%)通过狭缝式挤出设备涂覆在上述量子点/聚合物薄膜上,调节挤出设备供液量及车速使湿膜厚度为50微米。待湿膜自然晾干后,使用2000W紫外光固化设备在大气环境下对湿膜进行 10秒紫外光固化。固化后获得表面平滑的过渡层。
第五步:在第四步获得的过渡层上涂覆20微米的聚丙烯酸酯类胶水, 60摄氏度烘箱处理半小时,去除胶水中的溶剂,将一层WVTR值为10-2 g/m2/day的阻隔膜与第四步获得的薄膜进行复合。
第六步:使用OCA将PET与在过渡层一侧的阻隔膜进行复合,使PET 膜作为外衬,起到保护阻隔膜免受划伤的作用。得到的复合结构如图3b 所示;所述复合结构的薄膜记为D7。
实施例8CH3NH3PbBr3/聚偏氯乙烯为复合材料的光转换膜制备方法
第一步:在通风柜内将钙钛矿量子点前驱体PbBr2,10mmol、CH3NH3Br, 8mmol置于一棕色具塞试剂瓶,然后加入聚偏氯乙烯乳液50g(数均分子量220000g/mol),二甲基甲酰胺150g。室温下将上述混合物机械搅拌1h,超声分散0.5h,通过200目滤布过滤,真空脱泡20min,得到量子点胶液,密封后储存于4℃冷藏室待用,可存放一周。
第二步:通过流延设备将量子点胶液涂布在WVTR值为10-2g/m2/day 的阻隔膜基底上,通过调节涂布狭缝宽度、供液量及涂布车速控制量子点层湿涂布厚度为100μm,通过切膜设备将上述薄膜裁为100cm x 150cm大小,水平置于真空干燥箱内,55摄氏度,0.01MPa干燥1h,得到干膜厚度为10微米左右的量子点/聚合物薄膜。
第三步:在上述量子点/聚合物薄膜表面涂覆一层光固化聚丙烯酸酯树脂涂层,厚度约为20微米,其中加入1wt%CaCO3颗粒作为吸水剂,然后使用WVTR值为10-2g/m2/day与之复合,
采用薄膜复合设备真空贴合,消除气泡,脱完泡之后,迅速UV固化,波长365nm、能量每平方厘米达到1800毫焦。得到的复合结构如图3c所示;所述复合结构的薄膜记为D8。
实施例9CH3NH3PbBr3/聚偏氯乙烯/聚丙烯酰胺为复合材料的光转换膜制备方法
第一步:在通风柜内,将钙钛矿量子点前驱体PbBr2,10mmol、 CH3NH3Br,8mmol置于一棕色具塞试剂瓶,然后加入聚偏氯乙烯乳液50g (数均分子量220000g/mol),固化剂5g,聚丙烯酰胺10g(数均均分子量100000g/mol),二甲基甲酰胺150g。室温下将上述混合物机械搅拌1h,超声分散0.5h,通过200目滤布过滤,真空脱泡20min,得到量子点胶液,密封后储存于4℃冷藏室待用,可存放一周。该共混胶体粘度测定为6500 mPa·s。
第二步:通过流延设备将量子点胶液涂布在WVTR值为10-2g/m2/day 的阻隔膜基底上,通过调节涂布狭缝宽度、供液量及涂布车速控制量子点层湿涂布厚度为100μm,通过切膜设备将上述薄膜裁为100cmx150cm大小,水平置于真空干燥箱内,55摄氏度,0.01MPa干燥1h,得到干膜厚度为10微米左右的量子点/聚合物薄膜。
第三步:在上述量子点/聚合物薄膜表面涂覆一层光固化聚丙烯酸酯树脂涂层,厚度约为20微米,其中加入1wt%CaCO3颗粒作为吸水剂,然后使用WVTR值为10-2g/m2/day与之复合,
采用薄膜复合设备真空贴合,消除气泡,脱完泡之后,迅速UV固化,波长365nm、能量每平方厘米达到1800毫焦。得到的复合结构如图3c所示;所述复合结构的薄膜记为D9。
实施例10CH3NH3PbBr3/聚偏氟乙烯为复合材料的光转换膜制备方法
第一步:在室温大气环境下,将钙钛矿量子点前驱体PbBr2、CH3NH3Br 各4mmol以及聚合物聚偏氟乙烯100g(数均分子量150000g/mol)加入 1L二甲基甲酰胺中,通过机械搅拌2小时、超声分散0.5小时、真空脱泡 1小时获得共混胶体。
第二步:对阻隔膜的背面进行扩散粒子的涂覆,形成扩散层;阻隔膜正面进行表面处理(如化学处理、等离子体处理),可增加涂布附着力,制得共混胶体涂布基材。
第三步:通过狭缝式挤出涂布将第一步胶体涂覆在第二步基材正面,控制湿膜厚度为100微米。涂覆完毕后通过60摄氏度烘道,10分钟热风烘干,获得干膜厚30微米的量子点/聚合物薄膜。
第四步:将氟化聚酰亚胺溶液通过狭缝式挤出设备涂覆在上述量子点 /聚合物薄膜上,调节挤出设备供液量及车速使湿膜厚度为50微米。60摄氏度烘道10分钟烘干成膜,固化后获得表面平滑的过渡层。
第五步:将第四步获得的过渡层上采用等离子体辅助化学气相沉积法 (PECVD)蒸镀100纳米二氧化硅层,选用真空常温蒸镀,获得WVTR 值为10-2g/m2/day的阻隔层。
第六步:使用OCA将PET与阻隔层进行复合,使PET膜作为外衬,起到保护阻隔膜免受划伤的作用。得到的复合结构如图3c所示;所述复合结构的薄膜记为D10。
实施例11CH3NH3PbBr3/氟化聚酰亚胺为复合材料的光转换膜制备方法
第一步:在室温大气环境下,将钙钛矿量子点前驱体PbBr2、CH3NH3Br 各4mmol以及聚合物氟化聚酰亚胺100g(数均分子量180000g/mol)加入1L二甲基甲酰胺中,通过机械搅拌2小时、超声分散0.5小时、真空脱泡1小时获得共混胶体。该共混胶体命名为C7,粘度测定为9400mPa·s。
第二步:对阻隔膜的背面进行扩散粒子的涂覆,形成扩散层;阻隔膜正面进行表面处理(如化学处理、等离子体处理),可增加涂布附着力,制得共混胶体涂布基材。
第三步:通过狭缝式挤出涂布将第一步胶体涂覆在第二步基材正面,控制湿膜厚度为100微米。涂覆完毕后通过60摄氏度烘道,10分钟热风烘干,获得干膜厚30微米的量子点/聚合物薄膜。
第四步:将氟化聚酰亚胺溶液通过狭缝式挤出设备涂覆在上述量子点 /聚合物薄膜上,调节挤出设备供液量及车速使湿膜厚度为50微米。60摄氏度烘道10分钟烘干成膜,固化后获得表面平滑的过渡层。
第五步:将第四步获得的过渡层上采用等离子体辅助化学气相沉积法 (PECVD)蒸镀100纳米二氧化硅层,选用真空常温蒸镀,获得WVTR 值为10-2g/m2/day的阻隔层。
第六步:使用OCA将PET与阻隔层进行复合,使PET膜作为外衬,起到保护阻隔膜免受划伤的作用。得到的复合结构如图3c所示;所述复合结构的薄膜记为D11。
实施例12以CH3NH3PbBr3/聚偏氟乙烯为复合材料的光转换膜制备方法
第一步:在室温大气环境下,将钙钛矿量子点前驱体PbBr2、CH3NH3Br 各4mmol以及聚合物聚偏氟乙烯100g(数均分子量150000g/mol)加入 1L二甲基甲酰胺中,通过机械搅拌2小时、超声分散0.5小时、真空脱泡 1小时获得共混胶体,此胶体可在氮气柜中密封保存1周。
第二步:通过流延设备将上述共混胶体涂覆在玻璃基膜上,调节流延设备刮刀使湿膜厚度为100微米。涂覆完毕后,待湿膜自然晾干后,转移到50摄氏度热风烘箱中烘干1小时,获得干膜厚度30微米的量子点-聚合物薄膜。
第三步:在聚丙烯酸酯预涂液(包含脂肪族聚氨酯丙烯酸酯30wt%、双酚A环氧丙烯酸酯45wt%、单体二缩三丙二醇二丙烯酸酯TPGDA 10wt%、单体甲基丙烯酸羟乙酯HEMA7wt%、单体乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯EO3-TMPTA 7wt%、光引发剂(Chemcure703)0.5wt%、流平剂(南京恒桥化学技术材料有限公司)0.3wt%、消泡剂(南京恒桥化学技术材料有限公司)0.1wt%)中加入5wt%硅烷偶联剂改性的直径40 纳米的SiO2纳米颗粒。将该预涂液通过流延设备涂覆在上述量子点/玻璃薄膜的量子点一面上,调节流延设备刮刀使湿膜厚度为200微米。待湿膜自然晾干后,使用200W功率紫外光固化设备在大气环境下对湿膜进行2 分钟紫外光固化。固化后获得表面平滑的过渡层。
第四步:在第三步获得的薄膜的过渡层涂覆一层20微米的光固化环氧树脂胶水(南京恒桥化学技术材料有限公司),使用薄膜复合设备,将一层WVTR值为10-2g/m2/day的阻隔膜与第三步获得的薄膜进行复合。复合工艺为常见技术,这里不做详细说明,复合过程示意如图6。
得到的复合结构如图3d所示;所述复合结构的薄膜记为D12。
实施例13以CH3NH3PbBr3/聚偏氟乙烯为复合材料的光转换膜制备方法
第一步:在室温大气环境下,将钙钛矿量子点前驱体PbBr2、CH3NH3Br 各4mmol以及聚合物聚偏氟乙烯100g(数均分子量150000g/mol)加入 1L二甲基甲酰胺中,通过机械搅拌2小时、超声分散0.5小时、真空脱泡 1小时获得共混胶体,此胶体可在氮气柜中密封保存1周。
第二步:通过流延设备将上述共混胶体涂覆在0.5毫米厚的有机玻璃基底上,调节流延设备刮刀使湿膜厚度为100微米。涂覆完毕后,待湿膜自然晾干后,转移到50摄氏度热风烘箱中烘干1小时,获得干膜厚度30 微米的量子点/聚合物薄膜。
第三步:在聚丙烯酸酯预涂液(包含脂肪族聚氨酯丙烯酸酯30wt%、双酚A环氧丙烯酸酯45wt%、单体二缩三丙二醇二丙烯酸酯TPGDA 10wt%、单体甲基丙烯酸羟乙酯HEMA7wt%、单体乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯EO3-TMPTA 7wt%、光引发剂(Chemcure703)0.5wt%、流平剂(南京恒桥化学技术材料有限公司)0.3wt%、消泡剂(南京恒桥化学技术材料有限公司)0.1wt%)中加入5wt%硅烷偶联剂改性的直径 40纳米的SiO2纳米颗粒。将该预涂液通过流延设备涂覆在上述量子点/玻璃薄膜的量子点一面上,调节流延设备刮刀使湿膜厚度为200微米。待湿膜自然晾干后,使用200W功率紫外光固化设备在大气环境下对湿膜进行 2分钟紫外光固化。固化后获得表面平滑的过渡层。
第四步:在第三步获得的薄膜的过渡层涂覆一层20微米的光固化环氧树脂胶水,使用薄膜复合设备,将一层WVTR值为10-2g/m2/day的阻隔膜与第三步获得的薄膜进行复合。复合工艺为常见技术,这里不做详细说明,复合过程示意如图6。
得到的复合结构如图3d所示;所述复合结构的薄膜记为D13。
实施例14封装结构
本申请中的封装结构为对钙钛矿量子点-聚合物共混胶体进行固化后,得到钙钛矿量子点-聚合物复合材料进行如图2所示的包覆封装。
作为其中一种具体的实施方法,所述共混胶体的制备方法与实施例 1-13所述的方法相同。
作为其中一种实施方式,所述固化为热固化。
作为其中一种实施方式,所述固化为热固化和光固化。
作为其中一种实施方式,所述固化为光固化。
具体地:
1.在钙钛矿量子点-聚合物复合材料外部包覆一层过渡层。
2.粘结层用于粘结带有过渡层的复合材料与阻隔层。
实施例15量子点-聚合物固化层表面表征
对实施例1至实施例13中得到的量子点-聚合物固化层表面以及过渡层表面进行形貌分析,测试SEM谱图。典型的如图4所示,对应实施例1;其中,a为钙钛矿量子点-聚合物固化层表面图,b为过渡层表面图。从图中可以看出,量子点-聚合物固化层表面存在凹凸不平的结构,而过渡层表面的凹凸不平基本消失呈现较为光滑的表面。
其他实施例的测试结构与实施例1类似,涂覆过渡层后得到较为光滑的表面。
实施例16光转换薄膜的光稳定性测试
对实施例1至实施例13中的光转换薄膜D1~D13进行亮度测试。典型的实验结果如图5所示,对应实施例1。从图5可以看出,量子点-聚合物固化层表面加过渡层与不加过渡层相比,光稳定性有效提高。在光强为 2000nit的蓝光(波长范围450-470nm)照射、45摄氏度、85%RH的加速老化测试条件下(测试装置示意图见图7),1000小时后,加过渡层的光转换薄膜的归一化亮度维持不变;而不加过渡层的光转换薄膜在同样的实验条件下,蓝光光照开始即出现归一化亮度下降,1000小时后下降近 60%。
其他实施例的测试结果与实施例1类似,加入过渡层,使得薄膜的光稳定性有效提高。
以上所述,仅是本申请的几个实施例,并非对本申请做任何形式的限制,虽然本申请以较佳实施例揭示如上,然而并非用以限制本申请,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本申请技术方案的范围内,利用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案例,均属于技术方案范围内。
Claims (10)
1.一种多层结构,其特征在于,所述多层结构至少包括:
钙钛矿量子点-聚合物层和过渡层;
其中,所述钙钛矿量子点-聚合物层的至少一个表面的至少一部分被过渡层包覆。
2.根据权利要求1所述的多层结构,其特征在于,所述钙钛矿量子点-聚合物层的厚度为5~100μm;所述过渡层的厚度为10~100μm;
优选地,所述过渡层包含阻水聚合物中的至少一种和吸水剂;
其中,所述吸水剂的含量为0~5wt%;
优选地,所述阻水聚合物选自聚偏二氯乙烯、聚丙烯酸酯、氟化聚酰亚胺中的至少一种;
所述吸水剂选自无机纳米颗粒中的至少一种;
优选地,所述无机纳米颗粒选自硅烷偶联剂改性的SiO2、TiO2、Al2O3、CaCO3、CaO中的至少一种;
优选地,所述钙钛矿量子点-聚合物中所述钙钛矿量子点与所述聚合物形成配位锚定;
优选地,所述钙钛矿量子点的化学式如式I所示:
AMX3 式I
其中,A包括Cs+、Na+、K+、HN=CHNH3 +、R-NH3 +、Rb+、Li+、Ba2+、C(NH2)3 +中的至少一种;
R选自氢、C1~C10的烷基、C1~C10的不饱和烃基;M为金属离子;所述金属选自Pb、Sn、Mn、Ge、Sb、Bi、Cu、Sr、In、Tl、Ag中的至少一种;
X选自卤族元素的阴离子中的至少一种;
优选地,X选自F-、Cl-、Br-、I-;
优选地,所述聚合物中包含氰基、胺基、巯基、酯基中的至少一种;
优选地,所述聚合物选自掺杂聚合物、功能性聚合物中的至少一种;
其中,所述掺杂聚合物中掺杂含有氰基、胺基、巯基、酯基中的至少一种的高分子;
所述功能性聚合物选自自身结构中含有氰基、胺基、巯基、酯基中至少一种的聚合物中的至少一种;
优选地,所述掺杂聚合物中掺杂高分子的质量分数为5%-20%;
所述掺杂聚合物中主体聚合物选自聚偏氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏二氯乙烯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚丙烯腈、双马来酰亚胺、氟化聚酰亚胺、环氧树脂、聚丙烯酸酯、聚醋酸乙烯酯、醋酸纤维素、聚砜、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚吡咯烷酮中的至少一种;
所述掺杂高分子选自聚丙烯酰胺、聚醚酰亚胺、树状高分子聚酰胺胺、双酚A环氧丙烯酸酯中的至少一种;
所述功能性聚合物选自氟化聚酰亚胺、聚丙烯腈、聚丙烯酰胺、聚醚酰亚胺、双马来酰亚胺、树状高分子聚酰胺胺、双酚A环氧丙烯酸酯中的至少一种;
优选地,所述钙钛矿量子点-聚合物中包括添加剂;
所述添加剂的含量为0~5wt%;
所述添加剂选自固化剂、自由基捕捉剂、光稳定剂、无机纳米颗粒、添加剂配体、卤素金属盐中的至少一种;
优选地,所述多层结构中包含至少一层阻隔层;
所述过渡层位于至少一层阻隔层和钙钛矿量子点-聚合物层之间;
所述阻隔层的厚度为50~2000μm;
所述阻隔层的水汽透过率为10-1~10-4g/m2/day,光学透过率为85~95%;
优选地,所述阻隔层的水汽透过率为10-1~10-2g/m2/day;
优选地,所述多层结构中包括至少一层外衬层和/或扩散层;
所述外衬层和/或扩散层包覆至少一层所述阻隔层的至少一个表面的至少一部分;
所述外衬层的厚度为20~200μm;
所述扩散层的厚度为5~15μm;
优选地,所述多层结构包含至少一层粘结层;
所述至少一层粘结层的至少一个表面的至少一部分被至少一层阻隔层的至少一个表面包覆;
所述粘结层的厚度为10~50μm;
所述粘结层选自有机硅类、环氧树脂类、聚丙烯酸类、聚氨酯类胶黏剂中的至少一种;
优选地,所述多层结构包含基底;
所述基底与所述钙钛矿量子点-聚合物层的至少一个表面的至少一部分结合;
所述基底的厚度为20~500μm,所述基底材料选自玻璃、PET、PI、PEN、PMMA中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的多层结构,其特征在于,所述多层结构自下到上依次包括:阻隔层、粘结层、过渡层、钙钛矿量子点-聚合物层、过渡层、粘结层和阻隔层;或者
所述多层结构自下到上依次包括:扩散层、阻隔层、粘结层、基底、钙钛矿量子点-聚合物层、过渡层、粘结层、阻隔层和外衬层;或者
所述多层结构自下到上依次包括:扩散层、阻隔层、钙钛矿量子点-聚合物层、过渡层、粘结层、阻隔层和外衬层;或者
所述多层结构自下到上依次包括:扩散层、阻隔层、钙钛矿量子点-聚合物层、过渡层、阻隔层和外衬层;或者
所述多层结构自下到上依次包括:阻隔层、粘结层、过渡层、钙钛矿量子点-聚合物层、过渡层、粘结层和阻隔层;或者
所述多层结构自下到上依次包括:阻隔层、粘结层、过渡层、钙钛矿量子点-聚合物层、基底。
4.权利要求1至3任一项所述的多层结构的制备方法,其特征在于,至少包括:
(1)获得含有钙钛矿量子点前驱体和聚合物的共混胶体;
(2)按顺序逐层制备结合,得到所述多层结构。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,步骤(1)中所述共混胶体的制备方法包括:
将含有钙钛矿量子点前驱体、聚合物和溶剂的混合物通过溶剂共混,得到共混胶体;
优选地,所述共混胶体的制备方法包括:将含有钙钛矿量子点前驱体、聚合物和溶剂的混合物搅拌,分散,脱泡,得到所述共混胶体;
优选地,所述搅拌的时间为0.5~2小时;
所述分散的时间为20~60分钟;
所述脱泡的时间为20~120分钟;
优选地,所述共混胶体中钙钛矿量子点前驱体的含量为0.1-5wt%,溶剂的含量为50-90wt%,聚合物的含量为5-50wt%;
优选地,所述共混胶体中包括添加剂;
所述添加剂的含量为0~5wt%;
所述添加剂选自固化剂、自由基捕捉剂、光稳定剂、无机纳米颗粒、配体、卤素金属盐中的至少一种;
优选地,所述钙钛矿量子点前驱体包含有机铵盐AX1和金属盐MX2;
其中,A包括Cs+、Na+、K+、HN=CHNH3 +、R-NH3 +、、Rb+、Li+、Ba2+、C(NH2)3 +中的至少一种;R选自氢、C1~C10的烷基、C1~C10的不饱和烃基;
M为金属离子;所述金属选自Pb、Sn、Mn、Ge、Sb、Bi、Cu、Sr、In、Tl、Ag中的至少一种;
X1、X2独立地选自卤族元素的阴离子中的至少一种;
所述溶剂选自N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、三甲基磷酸酯、磷酸三乙酯、N-甲基吡咯烷酮、二甲基乙酰胺、环丁砜、苯胺、乙酸酐、苯乙酮、环己酮、丙酮、丁酮、喹啉、四甲基脲中的至少一种;
优选地,所述有机铵盐AX1和金属盐MX2的摩尔比为0.8:1~1.2:1;
优选地,步骤(2)中所述逐层制备过程中,共混胶体固化得到钙钛矿量子点-聚合物复合材料;
优选地,所述固化选自热固化、光固化中的至少一种。
6.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述方法至少包括:
(a1)获得共混胶体;
(b1)将所述共混胶体涂覆在基膜上,干燥,得到钙钛矿量子点-聚合物层/基膜;
(c1)将过渡层涂覆在钙钛矿量子点层/基膜上,干燥,固化,得到过渡层/钙钛矿量子点-聚合物层/基膜;
(d1)将过渡层/钙钛矿量子点层/基膜的上下表面分别涂覆粘结层,然后与阻隔层复合,得到阻隔层/粘结层/过渡层/钙钛矿量子点-聚合物层/基膜/粘结层/阻隔层;
(e1)分别在阻隔层的表面涂覆扩散层和外衬层,得到外衬层/阻隔层/粘结层/过渡层/钙钛矿量子点-聚合物层/基膜/粘结层/阻隔层/扩散层;或者所述方法至少包括:
(a2)获得共混胶体;
(b2)获得过渡层预涂液;
(c2)将所述共混胶体和所述过渡层预涂液涂布在阻隔层上,干燥,得到过渡层/钙钛矿量子点-聚合物层/阻隔层;
(d2)涂覆粘结层和阻隔层,得到阻隔层/粘结层/过渡层/钙钛矿量子点-聚合物层/阻隔层;
(e2)复合外衬层和扩散层,得到外衬层/阻隔层/粘结层/过渡层/钙钛矿量子点-聚合物层/阻隔层/扩散层;或者
所述方法至少包括:
(a3)获得共混胶体;
(b3)将所述共混胶体涂覆在阻隔层上,干燥,得到钙钛矿量子点-聚合物层/阻隔层;
(c3)涂覆过渡层,复合阻隔层,得到阻隔层/过渡层/钙钛矿量子点-聚合物层/阻隔层;
(d3)复合外衬层,涂布扩散层,得到外衬层/阻隔层/过渡层/钙钛矿量子点-聚合物层/阻隔层/扩散层;或者
所述方法至少包括:
(a4)获得钙钛矿量子点-聚合物层;
(b4)在(a4)获得的钙钛矿量子点-聚合物层上包裹过渡层;
(c4)在(b4)获得的过渡层上包裹粘结层;
(d4)在(c4)获得的粘结层上包裹阻隔层,即得到所述量子点封装结构;或者
所述方法至少包括:
(a5)获得共混胶体;
(b5)将所述共混胶体涂覆在基膜上,干燥,得到钙钛矿量子点-聚合物层/基膜;
(c5)将过渡层涂覆在钙钛矿量子点层/基膜上,干燥,固化,得到过渡层/钙钛矿量子点-聚合物层/基膜;
(d5)将过渡层/钙钛矿量子点层/基膜的过渡层表面涂覆粘结层,然后与阻隔层复合,得到阻隔层/粘结层/过渡层/钙钛矿量子点-聚合物层/基膜。
7.一种光转换薄膜,其特征在于,包含权利要求1至3任一项所述的多层结构、根据权利要求4至6任一项所述的方法制备得到的多层结构中的至少一种;
优选地,所述薄膜在光强为2000nit的蓝光照射、45摄氏度、85%RH湿度环境中,1000小时的光衰小于10%;
所述蓝光波长范围为450-470nm。
8.一种封装结构,其特征在于,包含权利要求1至3任一项所述的多层结构、根据权利要求4至6任一项所述的方法制备得到的多层结构、权利要求7所述光转换薄膜中的至少一种;
优选地,所述封装结构至少包括:钙钛矿量子点外部包裹过渡层,过渡层外包裹粘结层,粘结层外包裹阻隔层。
9.权利要求1至3任一项所述的多层结构、根据权利要求4至6任一项所述的方法制备得到的多层结构、权利要求7所述光转换薄膜、权利要求8所述的封装结构在光转换器件中的应用。
10.权利要求1至3任一项所述的多层结构、根据权利要求4至6任一项所述的方法制备得到的多层结构、权利要求7所述光转换薄膜、权利要求8所述的封装结构在液晶显示背光源、紫外探测器、太阳能电池中的应用。
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