量子点材料及制备方法、量子点膜、背光模组、显示设备技术

技术编号:14681974 阅读:197 留言:0更新日期:2017-02-22 15:15
本发明专利技术公开了一种量子点材料及制备方法、量子点膜、背光模组、显示设备,属于液晶显示技术领域。其中量子点材料的制备方法包括:a,将硅酸酯、有机溶剂、硅烷偶联剂、聚合物单体、引发剂以及水混合均匀;聚合物单体为用于制备透明柔性聚合物的单体,引发剂为用于引发聚合物单体进行聚合反应的引发剂;b,向步骤a得到的体系中加入量子点并混合均匀;c,将步骤b得到的体系在预设温度下反应预设时间后形成湿凝胶;d,利用超临界干燥法或者冷冻干燥法使步骤c得到的湿凝胶转变为气凝胶,得到量子点材料。利用二氧化硅/有机聚合物杂化气凝胶的三维网络结构负载量子点,降低量子点重叠率,提高量子点膜发光效率,同时提高水氧阻隔性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及液晶显示
,特别涉及一种量子点材料及制备方法、量子点膜、背光模组、显示设备
技术介绍
随着液晶显示技术的不断发展,消费者对液晶显示设备的色域要求越来越高。近年来,无论是在国际消费类电子产品展览会(CES)中,还是在中国家电博览会(AWE)中,高色域液晶显示设备都成为发展的主流。目前,主要通过利用量子点技术为液晶显示设备提供背光源来提高液晶显示设备的色域,具体来说,即在液晶显示设备的背光模组的扩散板或者导光板上方设置量子点膜。现有的量子点膜的结构如图1所示,主要包括:量子点层1a以及设置在量子点层1a上下表面的水氧阻隔层2a。其中,量子点层1a包括聚合物基体,以及分布在聚合物基体中的量子点(例如CdS、CdSe、CdSe/ZnS等)。水氧阻隔层2a为表面具有氧化铝(Al2O3)涂层或者其他无机物涂层的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜,以防止量子点与水蒸气、氧气接触而失效。在制备量子点膜时,首先将量子点与聚合物掺杂混合形成量子点层,再在量子点层两面贴覆水氧阻隔层从而得到量子点膜。在实现本专利技术的过程中,本专利技术人发现现有技术中至少存在以下问题:现有的量子点膜中,量子点分散不均匀,容易发生团聚,量子点重叠率较高,使得量子点膜的发光效率较低,从而影响背光模组的亮度,进而影响液晶显示设备的显示效果。同时,水氧阻隔层中的无机物涂层会使量子点膜的透光率降低,也会影响背光模组的亮度,并且水氧阻隔层的成本占量子点膜总成本的30%~50%以上,使得现有的量子点膜成本较高。
技术实现思路
基于以上所述,本专利技术实施例所要解决的技术问题在于,提供一种量子点材料及其制备方法,以及基于该量子点材料的量子点膜、背光模组、显示设备,一方面使量子点在基体中能够均匀分散,防止量子点团聚,提高量子点膜的发光效率,另一方面提高量子点材料的水氧阻隔性能,从而省去水氧阻隔层,提高量子点膜的透光率、降低量子点膜的成本。具体而言,包括以下的技术方案:第一方面,本专利技术实施例提供一种量子点材料的制备方法,包括以下步骤:步骤a,将硅酸酯、有机溶剂、硅烷偶联剂、聚合物单体、引发剂以及水混合均匀;所述聚合物单体为用于制备透明柔性聚合物的单体,所述引发剂为用于催化所述聚合物单体进行聚合反应的引发剂;步骤b,向步骤a得到的体系中加入量子点并混合均匀;所述量子点为由IIB族元素和VIA族元素形成的量子点或者由IIIA族元素和VA组元素形成的量子点;步骤c,将步骤b得到的体系在预设温度下反应预设时间后形成湿凝胶;步骤d,利用超临界干燥法或者冷冻干燥法使步骤c得到的湿凝胶转变为气凝胶,得到所述量子点材料。优选地,所述透明柔性聚合物选自聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚氨酯或者硅烷改性聚醚。优选地,所述硅酸酯、所述有机溶剂、所述硅烷偶联剂、所述聚合物单体、所述引发剂以及所述水的摩尔比为1:(0.1~0.3):(0.02~0.08):(0.3~0.7):(0.15~0.4):(1~3)。优选地,所述硅酸酯选自正硅酸乙酯、正硅酸甲酯、正硅酸丙酯或者正硅酸丁酯。优选地,所述硅烷偶联剂选自γ-氨丙基三乙氧硅烷、γ-氯丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三氯硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧硅烷或者γ-氯丙基三甲氧基硅烷。优选地,所述有机溶剂选自乙醇、甲醇、丙醇、丁醇或者丙酮。优选地,所述步骤d中,所述超临界干燥法所用的流体为二氧化碳。优选地,所述IIB族元素为镉和/或锌,所述VIA族元素为硒、硫和碲中的至少一种;所述IIIA族元素为铟,所述VA族元素为磷。优选地,所述量子点为具有核壳结构的量子点。优选地,所述量子点的粒径为2~10nm。第二方面,本专利技术实施例提供一种利用上述所述的制备方法制备得到的量子点材料。第三方面,本专利技术实施例提供一种量子点膜,该量子点膜包括:由上述的量子点材料形成的量子点层;以及,贴附在所述量子点层两个表面的PET膜片层。优选地,所述量子点材料的气凝胶的孔隙内还填充有惰性气体。第四方面,本专利技术实施例提供一种背光模组,该背光模组包括上述的量子点膜。第五方面,本专利技术实施例提供一种液晶显示设备,该液晶显示设备包括上述的背光模组。本专利技术实施例提供的技术方案的有益效果:本专利技术实施例提供了一种以二氧化硅/有机聚合物杂化气凝胶作为基体来负载量子点的量子点材料的制备方法。一方面,由该制备方法制备得到的量子点材料中,量子点有序并且可控地分散在气凝胶的三维网络骨架结构内。以该量子点材料制备量子点膜能够有效避免量子点团聚,降低量子点的重叠率,提高量子点膜的发光效率,从而提高背光模组的亮度。另一方面,二氧化硅/有机聚合物杂化气凝胶中二氧化硅具有良好的水氧阻隔性能,能够对量子点起到保护作用,防止量子点接触水氧而失效,因此,基于该量子点材料的量子点膜不需要设置水氧阻隔层,提高量子点膜的透光率,进一步提升背光模组的亮度,同时大大降低量子点膜的成本。此外,以二氧化硅/有机聚合物杂化气凝胶作为基体来负载量子点,能够减少聚合物的用量,降低聚合物化学键对光的振动吸收,降低光的损耗,进一步提高量子点的发光效率。量子点发光效率的提高可以减少量子点的用量,更加环保。二氧化硅/有机聚合物杂化气凝胶中有机聚合物链段起到增韧作用,提高量子点膜的柔韧性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为现有的量子点膜的结构示意图;图2为本专利技术实施例提供的量子点材料的制备方法的流程图;图3为本专利技术实施例中二氧化硅凝胶形成过程示意图;图4为本专利技术实施例提供的量子点材料的结构示意图;图5为本专利技术实施例提供的量子点膜的结构示意图;图6为本专利技术实施例提供的背光模组的结构示意图。图中的附图标记分别表示:1、量子点层;11、二氧化硅气凝胶骨架;12、量子点;13、聚合物分子链;14、惰性气体;2、PET膜片层;A、背板-反射片;B、量子点膜;C、膜片组;D、结构组件;1a、现有的量子点膜的量子点层;2a、现有的量子点膜的水氧阻隔层。具体实施方式为使本专利技术的技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。除非另有定义,本专利技术实施例所用的所有技术术语均具有与本领域技术人员通常理解的相同的含义。第一方面,本专利技术实施例提供一种量子点材料的制备方法,参见图2,该制备方法包括以下步骤:步骤1,将硅酸酯、有机溶剂、硅烷偶联剂、聚合物单体、引发剂以及水混合均匀;聚合物单体为用于制备透明柔性聚合物的单体,引发剂为用于催化聚合物单体进行聚合反应的引发剂。步骤2,向步骤1得到的体系中加入量子点并混合均匀;量子点为由IIB族元素和VIA族元素形成的量子点和/或者由IIIA族元素和VA组元素形成的量子点。步骤3,将步骤2得到的体系在预设温度下反应预设时间后形成湿凝胶。步骤4,利用超临界干燥法或者冷冻干燥法使步骤3得到的湿凝胶转变为气凝胶,得到量子点材料。在现有的量子点膜中,量子点直接与基体混合,但是量子点的粒径通常为纳米级,这就导致量子点在基体中容易发生团聚,使得量子点重叠。在光致发光过程中,量本文档来自技高网...
量子点材料及制备方法、量子点膜、背光模组、显示设备

【技术保护点】
一种量子点材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤a,将硅酸酯、有机溶剂、硅烷偶联剂、聚合物单体、引发剂以及水混合均匀;所述聚合物单体为用于制备透明柔性聚合物的单体,所述引发剂为用于引发所述聚合物单体进行聚合反应的引发剂;步骤b,向步骤a得到的体系中加入量子点并混合均匀;所述量子点为由II B族元素和VI A族元素形成的量子点和/或者由III A族元素和V A组元素形成的量子点;步骤c,将步骤b得到的体系在预设温度下反应预设时间后形成湿凝胶;步骤d,利用超临界干燥法或者冷冻干燥法使步骤c得到的湿凝胶转变为气凝胶,得到所述量子点材料。

【技术特征摘要】
1.一种量子点材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤a,将硅酸酯、有机溶剂、硅烷偶联剂、聚合物单体、引发剂以及水混合均匀;所述聚合物单体为用于制备透明柔性聚合物的单体,所述引发剂为用于引发所述聚合物单体进行聚合反应的引发剂;步骤b,向步骤a得到的体系中加入量子点并混合均匀;所述量子点为由IIB族元素和VIA族元素形成的量子点和/或者由IIIA族元素和VA组元素形成的量子点;步骤c,将步骤b得到的体系在预设温度下反应预设时间后形成湿凝胶;步骤d,利用超临界干燥法或者冷冻干燥法使步骤c得到的湿凝胶转变为气凝胶,得到所述量子点材料。2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述透明柔性聚合物选自聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚氨酯或者硅烷改性聚醚;所述硅酸酯、所述有机溶剂、所述硅烷偶联剂、所述聚合物单体、所述引发剂以及所述水的摩尔比为1:(0.1~0.3):(0.02~0.08):(0.3~0.7):(0.15~0.4):(1~3)。3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述硅酸酯选自正硅酸乙酯、正...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘振国李富琳宋志成
申请(专利权)人:青岛海信电器股份有限公司
类型:发明
国别省市:山东;37

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