CN111505904A - 一种量子点组合物及显示装置 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种量子点组合物及显示装置。本申请的量子点组合物包含量子点；基质主体，所述基质主体包含羟基、醚基，基质主体的沸点大于300℃；以及稀释剂，所述稀释剂的沸点小于250℃，本申请的量子点不仅可以有效增加量子点在量子点组合物中的溶解性，还可以在量子点组合物固化后使量子点与基质主体结合稳固，提高使用该量子点组合物制备的彩色滤光层的显示均一性，从而获得高性能显示装置。

Description

一种量子点组合物及显示装置
技术领域
本申请属于显示技术领域，具体涉及一种量子点组合物及显示装置。
背景技术
量子点(quantum dots)，又称半导体纳米晶体，是一种新型的半导体纳米材料。由于量子尺寸效应和介电限域效应使它们具有独特的光致发光(PL)和电致发光(EL)性能。与传统的有机荧光染料相比，量子点具有量子产率高，光化学稳定性高，不易光解，以及宽激发、窄发射，高色纯度，发光颜色可通过控制量子点大小进行调节等优良的光学特性，在显示技术领域具有广泛的应用前景，其中量子点滤光膜作为目前关注度最高的应用方式之一，成为研究热点。
目前，量子点滤光膜主要采用喷墨打印工艺制备，即由量子点溶于树脂体系中制备量子点组合物，量子点组合物经过打印、固化等步骤制备得到量子点滤光膜，但是量子点在树脂体系中溶解性差，制约了量子点滤光膜的发展。
发明内容
针对上述技术问题，本申请提供一种量子点组合物，包含量子点；基质主体，所述基质主体包含羟基、醚基，在常压下，所述基质主体的沸点大于300℃；以及稀释剂，在常压下，所述稀释剂的沸点小于250℃。在实际应用中，为提高量子点的稳定性，一般会进行量子点表面修饰，即在量子点表面修饰上长链段配体，而本申请的量子点组合物包含羟基和/或醚基的基质主体，沸点大于300℃的基质主体难挥发，沸点小于250℃的稀释剂可在固化量子点组合物过程中挥发而减少残留，且利于降低量子点组合物的粘度，稀释性能好，提高量子点组合物的活性，本申请的量子点组合物有效提升配体修饰量子点的溶解性，提高量子点组合物的打印成膜性以及膜面平整性，使量子点组合物固化后得到硬度足够、耐溶剂性强的膜层。
进一步地，所述基质主体包含多元醇基团；配体交换量子点上的长链段配体含有多个羟基，本申请的量子点组合物中的基质主体包含多元醇基团，从而增强基质主体与配体修饰量子点的溶解性，同时多元醇基团可以降低量子点组合物体系的粘度，提高活性，并增加量子点组合物固化后形成的膜层对基材的附着性、提高膜面硬度以及耐溶剂性。
优选地，所述多元醇基团包含二醇基团、三醇基团中的至少一种。
可以理解的是，本申请的多元醇基团是指分子中含有二个或二个以上羟基的醇类形成的基团。
优选地，所述多元醇基团包含乙二醇基团、丙二醇基团、甘油基团中的至少一种。
优选地，所述基质主体包含树脂、第一单体中的至少一种；本申请的带羟基的树脂、第一单体提高了量子点溶解性和稳定性，降低量子点组合物的粘度，提高活性，成为量子点组合物固化后形成的膜层的主要材料，以增强量子点组合物固化后形成的膜层对基材的附着性，提高膜面硬度以及耐溶剂性。
优选地，所述基质主体包含树脂时，所述树脂包括丙烯酸树脂、环氧树脂、苯乙烯树脂、聚烯烃树脂、聚氧化烯烃树脂中的至少一种。
优选地，所述基质主体包含第一单体时，所述第一单体包括乙二醇丙烯酸酯、三乙二醇二丙烯酸酯、三乙二醇丙烯酸酯、二乙二醇二丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、六季戊四醇六丙烯酸酯、丙二醇丙烯酸酯，二缩三丙三醇二丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、甲基丙烯酸异冰片酯中的至少一种。
优选地，所述稀释剂的饱和蒸气压在25℃时大于0.01kPa。本申请的稀释剂蒸气压高，以利于量子点组合物在固化干燥过程挥发。
进一步地，所述稀释剂包含第二单体、溶剂中的至少一种；本申请的第二单体、溶剂利于调节量子点组合物的粘度，且易于在量子点组合物固化过程挥发。
优选地，当所述稀释剂包含溶剂时，所述溶剂包含乙二醇丁醚、二甲基咪唑啉酮、乙二醇丁醚醋酸酯、二乙二醇单甲醚、二乙二醇丁醚、二乙二醇乙醚、二乙二醇甲乙醚中的至少一种；该类溶剂容易挥发。
优选地，当所述稀释剂包含第二单体时，所述第二单体包含甲基丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸癸酯、4-羟丁基乙烯基醚、丙烯酸羟乙酯，甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸羟丙酯中的至少一种。本申请的第二单体有效调节量子点组合物的粘度。
进一步地，还包含光引发剂；光引发剂用于在紫外光区吸收一定波长的能量，产生自由基、阳离子等，从而引发第一单体、第二单体聚合交联固化形成膜层。
优选地，所述光引发剂包含2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧膦、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、2-甲基-2-(4-吗啉基)-1-[4-(甲硫基)苯基]-1-丙酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯、2-二甲氨基-2-苄基-1-[4-(4-吗啉基)苯基]-1-丁酮、2-羟基-2-甲基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-1-丙酮、安息香、安息香双甲醚、安息香乙醚、安息香异丙醚、安息香丁醚、二苯甲酮、2,4-二羟基二苯甲酮、米蚩酮中的至少一种；以产生优异的光引发作用。
进一步地，还包含交联剂；以利于在量子点组合物固化后在聚合物分子链之间形成桥键，变成三维结构的不溶性物质。
优选地，所述交联剂包含三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、六季戊四醇六丙烯酸酯中的至少一种；使量子点组合物干燥固化后形成的膜层中的三维结构交联性更强，增加膜层对基材的附着性，提高膜面硬度以及耐溶剂性。
进一步地，还包含光扩散剂，以增加量子点组合物制备的膜层的光的散射和透射。
优选地，所述光扩散剂包含二氧化钛、硫酸钡、碳酸钙、氧化锆、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚丙烯酸丁酯中的至少一种，使量子点组合物制备的膜层的光扩散性能更佳。
优选地，在所述量子点组合物中，所述基质主体的重量百分含量为5-70wt％，使量子点组合物的粘度较低，提高活性，同时又能增加量子点组合物固化后形成的膜层对基材的附着性，提高膜面硬度以及耐溶剂性；所述光引发剂的重量百分含量为0.1-10wt％，可在较少含量的情况下发挥较好的光引发作用；所述交联剂的重量百分含量为1-20wt％，在量子点组合物固化过程充分发挥交联作用，提高量子点组合物制备的膜层的膜面硬度；所述光扩散剂的重量百分含量为0.1-10wt％，使量子点组合物制备的膜层发挥优异的光扩散作用；本申请的量子点组合物进一步提高量子点的溶解性、稳定性，提高量子点组合物活性，增加量子点组合物固化后的膜对基材的附着性、膜面硬度、耐溶剂性。
进一步地，所述量子点包含有机配体，所述有机配体包含多元醇基团，由于基质主体包含羟基，从而使多元醇基团修饰的量子点有效溶解于极性较高的基质主体，同时使量子点稳定性更高。
优选地，所述量子点在所述量子点组合物中的重量百分含量为5-50wt％，使量子点组合物固化后的成膜性更好、光学性能更优。
优选地，所述量子点组合物的粘度为2-40mPa.s，使量子点组合物的活性增强，进一步增加固化后的膜层对基材的附着性，提高膜面硬度以及耐溶剂性。
本申请还提供一种显示装置，包含彩色滤光层，所述彩色滤光层采用上述的量子点组合物制备而成。本申请的显示装置可以为电子纸、手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪、车载显示器、AR显示器、VR显示器等任何具有显示功能的产品或部件，尤其适合彩色显示装置。
上述显示装置除了具备上述彩色滤光层之外还可以包含本发明的技术领域中技术人员已知的构成，即，本发明包含能够应用本发明的量子点组合物制备的彩色滤光层的显示装置。
有益效果：本申请的量子点组合物包含量子点基质主体以及稀释剂，所述基质主体包含羟基、醚基，基质主体的沸点大于300℃，所述稀释剂的沸点小于250℃，不仅可以有效增加量子点在量子点组合物中的溶解性，还可以在量子点组合物固化后使量子点与基质主体结合稳固，提高使用该量子点组合物制备的彩色滤光层的硬度、耐溶剂性以及显示均一性，从而获得高性能显示装置。
附图说明
无。
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。然而，本说明书中的实施例可以变形为各种各样的其他方式，不应被解释为本说明书的范围受到下面详细描述的实施例的限定。本说明书中的实施例是为了向本领域普通技术人员更完整地说明本说明书而提供。
实施例1
步骤一、将2wt％的树脂(超支化聚丙烯酸树脂)、25wt％的第一单体(聚乙二醇350丙烯酸酯)、10wt％的溶剂(二乙二醇丁醚)、60wt％的第二单体(甲基丙烯酸辛酯)、0.5wt％的光扩散剂(二氧化钛)、0.5wt％的光引发剂(2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧膦)、2wt％的交联剂(三羟甲基丙烷三丙烯酸酯)混合，超声混合均匀，避光在离心下搅拌30min，得到胶液；
步骤二、在20wt％的量子点(G_CdSe)中加入上述胶液，离心搅拌均匀后得到粘度为6.7mPa.s的量子点组合物；
步骤三、准备一设置有多个像素隔离结构的玻璃基板，喷墨打印上述量子点组合物，采用365nm波长的紫外光进行1500mJ/cm2的UV固化、干燥后得到彩色滤光层，采用台阶仪探针对彩色滤光层划后无划痕；采用乙醇去冲刷，不会冲掉；使用蓝色背光源照射彩色滤光层，用光学彩色分析仪测试彩色滤光层发出的绿光的亮度和光效。
实施例2
步骤一、将2wt％的树脂(超支化聚丙烯酸树脂)、30wt％的第一单体(三乙二醇二丙烯酸酯)、60wt％的第二单体(四氢呋喃丙烯酸酯)、1.5wt％的光扩散剂(聚甲基丙烯酸甲酯)、0.5wt％的光引发剂(2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧膦)、6wt％的交联剂(季戊四醇四丙烯酸酯)混合，超声混合均匀，避光在离心下搅拌30min，得到胶液；
步骤二、在15wt％的量子点(R_CdSe)中加入上述胶液，离心搅拌均匀后得到粘度为7.8mPa.s的量子点组合物；
步骤三、准备一设置有多个像素隔离结构的玻璃基板，喷墨打印上述量子点组合物，采用365nm波长的紫外光进行1500mJ/cm2的UV固化、干燥后得到彩色滤光层，采用台阶仪探针对彩色滤光层划后无划痕；采用乙醇去冲刷，不会冲掉；使用蓝色背光源照射彩色滤光层，用光学彩色分析仪测试彩色滤光层发出的红光的亮度和光效。
实施例3
步骤一、将3wt％的树脂(超支化聚丙烯酸树脂)、40wt％的第一单体(二缩三丙二醇二丙烯酸酯)、50wt％的第二单体(四氢呋喃丙烯酸酯)、2.5wt％的光扩散剂(聚甲基丙烯酸甲酯)、0.5wt％的光引发剂(2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧膦)、4wt％的交联剂(二季戊四醇五丙烯酸酯)混合，超声混合均匀，避光在离心下搅拌30min，得到胶液；
步骤二、在20wt％的量子点(R_InP)中加入上述胶液，离心搅拌均匀后得到粘度为8.1mPa.s的量子点组合物；
步骤三、准备一设置有多个像素隔离结构的玻璃基板，喷墨打印上述量子点组合物，采用365nm波长的紫外光进行1500mJ/cm2的UV固化、干燥后得到彩色滤光层，采用台阶仪探针对彩色滤光层划后无划痕；采用乙醇去冲刷，不会冲掉；使用蓝色背光源照射彩色滤光层，用光学彩色分析仪测试彩色滤光层发出的红光的亮度和光效。
实施例4
步骤一、将2wt％的树脂(超支化聚丙烯酸树脂)、50wt％的第一单体(二缩三丙二醇二丙烯酸酯)、42wt％的第二单体(四氢呋喃丙烯酸酯)、1.0wt％的光扩散剂(二氧化硅)、0.5wt％的光引发剂(2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧膦)、4.5wt％的交联剂(三羟甲基丙烷三丙烯酸酯)混合，超声混合均匀，避光在离心下搅拌30min，得到胶液；
步骤二、在20wt％的量子点(G_InP)中加入上述胶液，离心搅拌均匀后得到粘度为8.7mPa.s的量子点组合物；
步骤三、准备一设置有多个像素隔离结构的玻璃基板，喷墨打印上述量子点组合物，采用365nm波长的紫外光进行1500mJ/cm2的UV固化、干燥后得到彩色滤光层，采用台阶仪探针对彩色滤光层划后无划痕；采用乙醇去冲刷，不会冲掉；使用蓝色背光源照射彩色滤光层，用光学彩色分析仪测试彩色滤光层发出的绿光的亮度和光效。
对比例1
步骤一、将5wt％的树脂(聚甲基丙烯酸甲酯)、60wt％的第一单体(甲基丙烯酸甲酯)、30wt％的溶剂(二乙二醇丁醚)、0.5wt％的光引发剂(2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧膦)、4.5wt％的交联剂(三羟甲基丙烷三丙烯酸酯)混合，超声混合均匀，避光在离心下搅拌30min，得到胶液；
步骤二、在20wt％的量子点(R_CdSe)中加入上述胶液，离心搅拌均匀后得到粘度为6.4mPa.s的量子点组合物；
步骤三、准备一设置有多个像素隔离结构的玻璃基板，喷墨打印上述量子点组合物，采用365nm波长的紫外光进行1500mJ/cm2的UV固化、干燥后得到彩色滤光层，采用台阶仪探针对彩色滤光层划后无划痕；采用乙醇去冲刷，不会冲掉；使用蓝色背光源照射彩色滤光层，用光学彩色分析仪测试彩色滤光层发出的红光的亮度和光效。
对实施例1至4、对比例1的彩色滤光层使用蓝色背光源照射，用光学彩色分析仪分别测试彩色滤光层发出的红光或者绿光的出光亮度、外量子效率，结果请见表1。
表1
Figure BDA0002465124250000071
由表1可知，相较于对比例1，本申请实施例1至4制备的量子点组合物制备得到的彩色滤光层可以获得更好的出光亮度、外量子效率和光转化率，可知采用本申请的量子点组合物，量子点的溶解性优良，制备得到的彩色滤光层附着性强、膜面硬度高、发光性能优异。
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 (10)

1.一种量子点组合物，其特征在于，包含量子点；
基质主体，所述基质主体包含羟基、醚基，在常压下，所述基质主体的沸点大于300℃；以及
稀释剂，在常压下，所述稀释剂的沸点小于250℃。
2.根据权利要求1所述的量子点组合物，其特征在于，所述基质主体包含多元醇基团；
优选地，所述多元醇基团包含二醇基团、三醇基团中的至少一种；
优选地，所述多元醇基团包含乙二醇基团、丙二醇基团、甘油基团中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的量子点组合物，其特征在于，所述基质主体包含树脂、第一单体中的至少一种；
优选地，所述基质主体包含树脂时，所述树脂包括丙烯酸树脂、环氧树脂、苯乙烯树脂、聚烯烃树脂、聚氧化烯烃树脂中的至少一种；
优选地，所述基质主体包含第一单体时，所述第一单体包括乙二醇丙烯酸酯、三乙二醇二丙烯酸酯、三乙二醇丙烯酸酯、二乙二醇二丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、六季戊四醇六丙烯酸酯、丙二醇丙烯酸酯，二缩三丙三醇二丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、甲基丙烯酸异冰片酯中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的量子点组合物，其特征在于，所述稀释剂包含第二单体、溶剂中的至少一种；
优选地，当所述稀释剂包含溶剂时，所述溶剂包含乙二醇丁醚、二甲基咪唑啉酮、乙二醇丁醚醋酸酯、二乙二醇单甲醚、二乙二醇丁醚、二乙二醇乙醚、二乙二醇甲乙醚中的至少一种；
优选地，当所述稀释剂包含第二单体时，所述第二单体包含甲基丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸癸酯、4-羟丁基乙烯基醚、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸羟丙酯中的至少一种；
优选地，所述稀释剂的饱和蒸气压在25℃时大于0.01kPa。
5.根据权利要求4所述的量子点组合物，其特征在于，还包含光引发剂；
优选地，所述光引发剂包含2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧膦、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、2-甲基-2-(4-吗啉基)-1-[4-(甲硫基)苯基]-1-丙酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯、2-二甲氨基-2-苄基-1-[4-(4-吗啉基)苯基]-1-丁酮、2-羟基-2-甲基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-1-丙酮、安息香、安息香双甲醚、安息香乙醚、安息香异丙醚、安息香丁醚、二苯甲酮、2,4-二羟基二苯甲酮、米蚩酮中的至少一种。
6.根据权利要求5所述的量子点组合物，其特征在于，还包含交联剂；
优选地，所述交联剂包含三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、六季戊四醇六丙烯酸酯中的至少一种。
7.根据权利要求6所述的量子点组合物，其特征在于，还包含光扩散剂；
优选地，所述光扩散剂包含二氧化钛、硫酸钡、碳酸钙、氧化锆、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚丙烯酸丁酯中的至少一种。
8.根据权利要求7所述的量子点组合物，其特征在于，在所述量子点组合物中，所述基质主体的含量为5-70wt％，所述光引发剂的含量为0.1-10wt％，所述交联剂的含量为1-20wt％，所述光扩散剂的含量为0.1-10wt％。
9.根据权利要求1-8任一所述的量子点组合物，其特征在于，所述量子点包含有机配体，所述有机配体包含多元醇基团；
优选地，所述量子点在所述量子点组合物中的含量为5-50wt％；
优选地，所述量子点组合物的粘度为2-40mPa.s。
10.一种显示装置，其特征在于，包含彩色滤光层，所述彩色滤光层采用权利要求1-9任一所述的量子点组合物制备而成。
CN202010331551.1A 2020-04-24 2020-04-24 一种量子点组合物及显示装置 Pending CN111505904A (zh)

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