量子点材料及制备方法、量子点膜、背光模组、显示设备技术

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：步骤a，制备分散有量子点的湿凝胶；所述湿凝胶为透明的有机高分子凝胶、或者透明的无机物凝胶；步骤b，利用超临界干燥法或者冷冻干燥法将所述湿凝胶转变成为气凝胶，得到所述量子点材料。利用气凝胶的三维网络结构负载量子点，使量子点有序并且可控地分散在气凝胶的骨架结构内，防止量子点团聚，降低量子点重叠率，从而提高基于该量子点材料的量子点膜的发光效率，进而提升背光模组的亮度，有利于高色域液晶显示设备的发展。

【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以及贴附在量子点层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膜从而得到量子点膜。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。
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，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。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，制备分散有量子点的湿凝胶；所述湿凝胶为透明的有机高分子凝胶、或者透明的无机物凝胶，所述量子点为由IIB族元素和VIA族元素形成的量子点或由IIIA族元素和VA族元素形成的量子点；步骤b，利用超临界干燥法或者冷冻干燥法将所述湿凝胶转变成为气凝胶，得到所述量子点材料。优选地，所述有机高分子凝胶选自间苯二酚-甲醛凝胶、聚氨酯凝胶或者壳聚糖凝胶，所述无机物凝胶选自二氧化硅凝胶或者石墨烯凝胶。优选地，所述有机高分子凝胶的重均分子量为100000～2000000。优选地，所述步骤b得到的量子点材料中所述量子点与所述气凝胶的质量比为(0.1～10):1。优选地，所述步骤a中，所述制备分散有量子点的湿凝胶具体包括：将所述量子点分散在溶剂中得到量子点分散液；将所述量子点分散液与用于合成所述湿凝胶的原料混合均匀，然后在预设温度下反应预设时间后得到所述分散有量子点的湿凝胶。优选地，所述步骤b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水氧阻隔层。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气凝胶作为基体来负载量子点的量子点材料的制备方法。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。以本专利技术实施例提供的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，从而提高量子点膜的发光效率，进而提高背光模组的亮度，提高液晶显示设备的显示效果，促进高色域液晶显示设备的发展。同时，以气凝胶作为基体来负载量子点，还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，进一步提高量子点膜的发光效率。并且，量子点膜发光效率的提高可以减少量子点的用量，更加环保。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提供的量子点材料的结构示意图；图4为本专利技术实施例提供的量子点膜的结构示意图；图5为本专利技术实施例提供的背光模组的结构示意图；图6为间苯二酚-甲醛凝胶形成过程示意图。图中的附图标记分别表示：1、量子点层；11、气凝胶骨架；12、量子点；13、惰性气体；2、水氧阻隔层；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，制备分散有量子点的湿凝胶；湿凝胶为透明的有机高分子凝胶、或者透明的无机物凝胶，量子点为由IIB族元素和VIA族元素形成的量子点或由IIIA族元素和VA族元素形成的量子点。步骤2，利用超临界干燥法或者冷冻干燥法将湿凝胶转变成为气凝胶，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，量子点重叠会使得光激发量子点产生的光再次被其他量子点吸收再次激发，从而导致量子点膜的发光效率较低，影响背光模组的亮度。由此可见，通过改善量子点在基体中的分散性能，防止量子点团聚，降低量子点的重叠率是提高量子点膜发光效率的有效途径，从而提升背光模组亮度，提高液晶显示设备的显示效果。基于以上所述，本专利技术实施例提供了一种量子点和气凝胶复合的量子点材料的制备方法。首先使量子点分散在湿凝胶中，然后通过超临界干燥法或者冷冻干燥法将湿凝胶转变为气凝胶后得到本专利技术实施例提供的量子点材料。该量子点材料中，量子点分散在气凝胶的三维网络骨架结构内，从而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，进而提升背光模组的亮度以及液晶显示设备的显示效果，促进高色域液晶显示设备的发展。同时，以气凝胶作为基体来负载量子点，还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，进一步提高量子点膜的发光效率。并且，量子点发光效率的提高可以减少量子点的用量，更加环保。此外，气凝胶还具有较低的密度，有利于背光模组、液晶显示设备的轻量化。进一步地，本专利技术实施例中，优选以透明度高、孔隙度高并且强度高的凝胶材料来负载量子点。具体来说，有机高分子凝胶优选间苯二酚-甲醛凝胶、聚氨酯(PU)凝胶或者壳聚糖凝胶，无机本文档来自技高网...

【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，制备分散有量子点的湿凝胶；所述湿凝胶为透明的有机高分子凝胶、或者透明的无机物凝胶，所述量子点为由II B族元素和VI A族元素形成的量子点或由III A族元素和V A族元素形成的量子点；步骤b，利用超临界干燥法或者冷冻干燥法将所述湿凝胶转变成为气凝胶，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，制备分散有量子点的湿凝胶；所述湿凝胶为透明的有机高分子凝胶、或者透明的无机物凝胶，所述量子点为由IIB族元素和VIA族元素形成的量子点或由IIIA族元素和VA族元素形成的量子点；步骤b，利用超临界干燥法或者冷冻干燥法将所述湿凝胶转变成为气凝胶，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，所述有机高分子凝胶选自间苯二酚-甲醛凝胶、聚氨酯凝胶或者壳聚糖凝胶，所述无机物凝胶选自二氧化硅凝胶或者石墨烯凝胶；所述有机高分子凝胶的重均分子量为100000～2000000；所述步骤b得到的量子点材料中所述量子点与所述气凝胶的质量比为(0.1～10):1。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤a中，所述制备分散有量子点的湿凝胶具体包括：将所述量子点分散在溶剂中得到量子点分散液；将所述量子点分散液...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘振国，宋志成，李富琳，
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