一种光转换薄膜及其制备方法和显示器件技术

本申请公开了一种光转换薄膜，薄膜中添加具有高折射率的氧化物扩散粒子，可有效地增加蓝光光源在光转换薄膜中的光程，使蓝色的激发光被薄膜中的量子点材料全部吸收，整个薄膜可发出纯净的绿光和红光。薄膜中添加的扩散粒子粒径在微米级，与加入的红色和绿色量子点光转换颗粒尺寸相当，不易发生相分离现象，同时散射作用更强，且具有更低的制备成本。该光转换薄膜贴合在由蓝色GaN芯片组成的单色LED背光源上，组成RGB三色的Mini

【技术实现步骤摘要】
一种光转换薄膜及其制备方法和显示器件


[0001]本申请涉及一种光转换薄膜及其制备方法和显示器件，属于显示器


技术介绍

[0002]量子点材料是一类准零维半导体纳米材料，具有发射光谱可调、荧光量子产率高、激发光谱宽、色纯度高等优异的荧光特性，在生物标记、光伏发电、照明与显示等领域展现出巨大的应用潜力。目前，量子点材料已经在显示与照明领域获得了商业化的应用，索尼，TCL，三星，海信等国内外厂商纷纷推出采用量子点背光技术的液晶电视产品。Mini
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LED与Micro
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LED显示是面向多种应用场景的下一代显示技术，目前面临绿光和红光LED芯片成本高昂和巨量转移技术等诸多成本与技术难题，蓝光LED芯片+像素化红绿量子点是十分具有潜力的低成本替代路线。量子点作为光转换材料将蓝光转换成所需的纯净的绿光和红光，这就需要量子点光转换层不仅具有高的光转换效率还要具有非常高的光密度值可以将蓝色激发光充分吸收，转换成所需的绿光和红光。但是量子点材料因其尺寸通常在10nm左右，导致量子点光转换薄膜通常具有较高的蓝光透过率，这就需要极大的增加薄膜的厚度，用于吸收全部的蓝色背光。受量子点材料本身自吸收特性的限制，薄膜厚度增加后，光效率大大降低。目前，量子点转光膜在与蓝光Mini
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LED结合使用时，通常要在量子点光转换薄膜的上方加一层彩色滤光片(Color filter，CF)用于屏蔽蓝色激发光。这使得光转换薄膜的制备工艺更加复杂，同时，导致薄膜的透光性下降，以及影响薄膜出光的色纯度，无法发挥量子点材料所具有的高色域特性。
[0003]向量子点光转换膜中添加一些高折射率的扩散粒子可以提升量子点薄膜的光转换效率与蓝光吸收率，利用扩散粒子的高折射率与有效散射提升蓝色激发光在光转换薄膜中的光程，抑制量子点材料的自吸收。但是量子点材料的尺寸通常为5～20nm，而扩散粒子的尺寸通常为5
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30μm，两者在同一个体系中共混时，易发生量子点材料团聚导致分布不均匀。

技术实现思路

[0004]为解决上述问题，专利技术提供了一种具有高光密度值彩色光转换薄膜的策略及Mini
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LED显示面板的制备方法，该策略是在由量子点/聚合物复合微粒与分散基质组成的光转换薄膜中加入微米级的氧化物扩散粒子，可有效提升蓝光背光源的吸收率和薄膜光转换效率，从而实现蓝光Mini
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LED基板结合量子点光转换层的低成本、高色域显示器的制备，推动Mini
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LED技术快速产业化应用。
[0005]作为本申请的一个方面，本申请提出了一种光转换薄膜，所述光转换薄膜包括分散基质，所述分散基质中分散有量子点/聚合物复合微粒和扩散粒子；
[0006]所述的量子点/聚合物复合微粒包括量子点材料和聚合物材料，所述的量子点/聚合物复合微粒的颗粒直径为0.5～20μm；
[0007]扩散粒子的颗粒直径为2～20μm；
[0008]量子点/聚合物复合微粒与扩散粒子的颗粒直径之比为0.8
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1.2。
[0009]可选地，量子点/聚合物复合微粒与扩散粒子的颗粒直径之比为0.8、0.9、1.0、1.1、1.2中的任意值或任意两者之间的范围值。
[0010]可选地，所述量子点/聚合物复合微粒包括聚合物形成的空间网络结构，所述量子点嵌入在所述空间网络结构内；
[0011]可选地，所述聚合物包括聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯和三氟乙烯共聚物、聚丙烯腈、聚醋酸乙烯酯、醋酸纤维素、氰基纤维素、聚砜、芳香聚酰胺、聚酰亚胺、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯中的至少一种。
[0012]可选地，扩散粒子的折射率1.3～2.6。
[0013]可选地，扩散粒子选自有机硅材料微粒、无机氧化物材料微粒或高折射率聚合物材料微粒中的至少一种；
[0014]可选地，所述有机硅材料包括苯基三乙氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、缩水甘油醚氧丙基三甲基硅烷、氯丙基三甲氧基硅烷、巯丙基三甲氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、丙基三乙氧基硅烷、四乙氧基硅烷或四甲氧基硅烷中的至少一种；
[0015]可选地，无机氧化物材料包括二氧化钛、氧化锆和二氧化硅中的至少一种；
[0016]可选地，聚合物材料微粒包括聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚苯乙烯和聚硅氧烷中的至少一种。
[0017]可选地，所述分散基质为可将量子点/聚合物复合发光微粒与扩散粒子分散开，并且具有较高的光透过率和可固化成膜的载体材料。
[0018]可选地，所述的分散基质包含有机硅胶、AB胶、UV胶和油墨中的至少一种。
[0019]可选地，所述量子点/聚合物复合发光微粒与分散基质的质量比为1:5～100，扩散粒子与分散基质的质量比为1:5～100，量子点/聚合物复合发光微粒与扩散粒子的质量比为1:0.1～5。
[0020]可选地，量子点/聚合物复合发光微粒与扩散粒子的质量比为1:0.1、1:0.5、1:1、1:2、1:3、1:4、1:5。
[0021]作为本申请的一个方面，本申请提出了上述光转换薄膜的制备方法，本申请专利技术中扩散粒子的掺杂技术，与现有的量子点制备工艺和小尺寸LED制备工艺相互兼容，具有工艺简单，生产成本低等特点，所述制备方法包括如下步骤：
[0022](a)将含有量子点与聚合物的溶液经过喷雾干燥获得量子点/聚合物复合微粒；
[0023](b)将步骤(a)中得到的量子点/聚合物复合微粒扩散粒子与扩散粒子加入分散基质中混匀，得到混合物；
[0024](c)将步骤(b)中得到的混合物制成光转换薄膜。
[0025]可选地，所述钙钛矿量子点为前驱体材料在所述步骤(a)中的溶液中反应得到，所述前驱体材料包括AX、CX和BX
t
前驱体材料；其中，A选自NH2CHNH
2+
(FA)、CH3NH
3+
(MA)、Cs
+
中的至少一种；B选自Pb
2+
、Cd
2+
、Mn
2+
、Zn
2+
、Sn
2+
、Ge
2+
、Ag
+
、Bi
3+
中的至少一种；C选自芳香基或者碳原子数不小于3的烷基有机胺阳离子；X选自卤素阴离子中的至少一种；t＝2或3；所述钙钛矿类量子点在至少一个维度上的尺寸为2～50nm；
[0026]所述步骤(a)中的溶液的溶剂为二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、N
‑
甲基吡咯烷酮、γ
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丁内酯中的至少一种；
[0027]可选地，所述量子点为CdSe或InP量子点，所述步骤(a)中的溶液的溶剂为甲苯、乙酸乙酯、氯仿等有机溶剂。
[0028]可选地，所述步骤(c)中将混合物本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光转换薄膜，其特征在于，所述光转换薄膜包括分散基质，所述分散基质中分散有量子点/聚合物复合微粒和扩散粒子；所述的量子点/聚合物复合微粒包括量子点材料和聚合物材料，所述的量子点/聚合物复合微粒的颗粒直径为0.5～20μm；扩散粒子的颗粒直径为2～20μm；量子点/聚合物复合微粒与扩散粒子的颗粒直径之比为0.8
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1.2。2.根据权利要求1所述的一种光转换薄膜，其特征在于，所述量子点/聚合物复合微粒包括聚合物形成的空间网络结构，所述量子点嵌入在所述空间网络结构内；优选地，所述聚合物包括聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯和三氟乙烯共聚物、聚丙烯腈、聚醋酸乙烯酯、醋酸纤维素、氰基纤维素、聚砜、芳香聚酰胺、聚酰亚胺、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯中的至少一种。3.根据权利要求1所述的一种光转换薄膜，其特征在于，所述扩散粒子的折射率1.3～2.6；优选地，所述扩散粒子选自有机硅材料微粒、无机氧化物材料微粒、高折射率聚合物材料微粒中的至少一种；优选地，所述有机硅材料包括苯基三乙氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、缩水甘油醚氧丙基三甲基硅烷、氯丙基三甲氧基硅烷、巯丙基三甲氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、丙基三乙氧基硅烷、四乙氧基硅烷或四甲氧基硅烷中的至少一种；优选地，无机氧化物材料包括二氧化钛、氧化锆、二氧化硅中的至少一种；优选地，聚合物材料包括聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚苯乙烯、聚硅氧烷中的至少一种。4.根据权利要求1所述的一种光转换薄膜，其特征在于，所述的分散基质包含有机硅胶、AB硅胶、UV固化胶、透明油墨中的至少一种。5.根据权利要求1所述的一种光转换薄膜，其特征在于，所述量子点/聚合物复合发光微粒与分散基质的质量比为1:5～100，扩散粒子与分散基质的质量比为1:5～100，量子点/聚合物复合发光微粒与扩散粒子的质量比为1:0.1～5。6.根据权利要求1
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5任一所述的一种光转换薄膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(a)将含有量子点与聚合物的溶液经过喷雾干燥获得量子点/聚合物复合微粒；(b)将步骤(a)中得到的量子点/聚合物复合微粒扩散粒子与扩散...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩登宝，李飞，张慧灵，钟海政，
申请(专利权)人：致晶科技北京有限公司，
类型：发明
国别省市：