本發(fā)明涉及量子點(diǎn)膜領(lǐng)域，特別涉及一種高水氧阻隔能力的量子點(diǎn)膜及其制備方法。

背景技術(shù)：

量子點(diǎn)膜被應(yīng)用在液晶背光模組當(dāng)中，可以使液晶顯示設(shè)備的色域提高到100％NTSC以上。量子點(diǎn)具有對(duì)水蒸氣和氧氣敏感的特點(diǎn)，因而需要將量子點(diǎn)與外界環(huán)境隔絕。

一般的方法是在量子點(diǎn)膜的上下表面各設(shè)置一層水氧阻隔層，然而量子點(diǎn)膜的端面卻沒(méi)有阻隔層，導(dǎo)致水蒸氣和氧氣從量子點(diǎn)膜的端面進(jìn)入量子點(diǎn)膜內(nèi)部，對(duì)量子點(diǎn)造成破壞，使膜邊緣部分的量子點(diǎn)熒光強(qiáng)度衰減，膜邊緣部分的顏色發(fā)生改變。

為了解決上述問(wèn)題，人們將量子點(diǎn)分散于具有水氧阻隔特性的樹脂當(dāng)中并制成薄膜，專利CN104459845，公布日為2015年03月25日，公開了一種量子點(diǎn)光擴(kuò)散膜，其采用將量子點(diǎn)分散在聚偏二氯乙烯中的方法來(lái)提高量子點(diǎn)膜端面對(duì)水氧的阻隔性能。然而，這一方法的缺點(diǎn)是：(1)量子點(diǎn)需要與熔融狀態(tài)的聚偏二氯乙烯混合，而聚偏二氯乙烯的熔融溫度非常高，一般為198℃～205℃，在此高溫下量子點(diǎn)很容易與水氧反應(yīng)；(2)聚偏二氯乙烯的價(jià)格昂貴。除了聚偏二氯乙烯以外，其它的具有水氧阻隔特性的樹脂如乙烯-乙烯醇共聚物、聚酰胺、聚酰亞胺等同樣難以溶于有機(jī)溶劑，不能采用涂布樹脂溶液的方法制膜，而只能采用熔融擠出的方法制膜，在高溫下量子點(diǎn)很容易與水氧反應(yīng)。

專利CN 106257697，公布日為2016年12月28日，公開了一種量子點(diǎn)膜，采用固化層將水氧阻隔層封裹以增強(qiáng)量子點(diǎn)膜的水氧阻隔性，存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制備工藝繁瑣，且制備的量子點(diǎn)膜厚度較厚等缺點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決以上背景技術(shù)中提到問(wèn)題，本發(fā)明提供一種高水氧阻隔能力的量子點(diǎn)膜及其制備方法，其中，一種高水氧阻隔能力的量子點(diǎn)膜，包括量子點(diǎn)層和水氧阻隔層，所述水氧阻隔層設(shè)置在所述量子點(diǎn)層的上、下表面，所述量子點(diǎn)層包括：量子點(diǎn)、擴(kuò)散粒子、線性樹脂、成核劑和成膜助劑。

進(jìn)一步地，所述量子點(diǎn)層包括以下重量份配比的原料：

進(jìn)一步地，所述線性樹脂包括結(jié)晶性或半結(jié)晶性的線性聚烯烴、線性聚醚二元醇、線性聚酯二元醇、線性二異氰酸酯、線性聚氨酯、線性聚脲中的一種或多種。

進(jìn)一步地，所述成核劑包括有機(jī)羧酸鹽、有機(jī)磷酸鹽、歧化松香鹽、芳香族酰胺化合物、脂肪族或芳香族羧酸酯類化合物、聚乙二醇中的一種或多種。

進(jìn)一步地，所述成膜助劑包括流平劑、基材潤(rùn)濕劑、交聯(lián)促進(jìn)劑、有機(jī)溶劑中的一種或多種。

進(jìn)一步地，所述擴(kuò)散粒子包括有機(jī)粒子、無(wú)機(jī)粒子中的一種或多種。

進(jìn)一步地，所述擴(kuò)散粒子為聚甲基丙烯酸甲酯粒子或有機(jī)硅粒子。

一種如上任意所述的高水氧阻隔能力的量子點(diǎn)膜的制備方法，包括以下制備步驟：

S010、在室溫下，將量子點(diǎn)、擴(kuò)散粒子、線性樹脂、成核劑和成膜助劑均勻混合，形成液態(tài)混合物；

S020、將S010步驟中的液態(tài)混合物涂布在離型膜表面，然后在80℃～110℃下加熱5min～30min，使液態(tài)混合物固化成量子點(diǎn)薄膜，再將離型膜去除后便得到量子點(diǎn)層；

S030、將S020步驟中制備的量子點(diǎn)層加熱到110℃～150℃并對(duì)量子點(diǎn)層進(jìn)行單向拉伸；

S040、在進(jìn)行單向拉伸后的量子點(diǎn)層上、下表面各貼合一層水氧阻隔層后，即得到高水氧阻隔能力的量子點(diǎn)膜。

本發(fā)明提供的高水氧阻隔性的量子點(diǎn)膜，量子點(diǎn)層整體的密度較大，能夠有效防止水蒸氣和氧氣從量子點(diǎn)膜的端面進(jìn)入量子點(diǎn)膜內(nèi)部對(duì)量子點(diǎn)膜內(nèi)部的量子點(diǎn)造成破壞，具有使用壽命長(zhǎng)、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)，且生產(chǎn)成本低，適用于大批量生產(chǎn)。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明提供的高水氧阻隔能力的量子點(diǎn)膜結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記：

10水氧阻隔層 20量子點(diǎn)層 21量子點(diǎn)

22擴(kuò)散粒子

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

一種高水氧阻隔能力的量子點(diǎn)膜，包括量子點(diǎn)層和水氧阻隔層，所述水氧阻隔層設(shè)置在所述量子點(diǎn)層的上、下表面，所述量子點(diǎn)層包括：量子點(diǎn)、擴(kuò)散粒子、線性樹脂、成核劑和成膜助劑。

優(yōu)選地，所述量子點(diǎn)層包括以下重量份配比的原料：

優(yōu)選地，所述線性樹脂包括結(jié)晶性或半結(jié)晶性的線性聚烯烴、線性聚醚二元醇、線性聚酯二元醇、線性二異氰酸酯、線性聚氨酯、線性聚脲中的一種或多種。根據(jù)具體使用的線性樹脂，可以選擇性增加使用固化劑，例如在使用線性聚醚二元醇、線性聚酯二元醇、線性聚脲等液態(tài)且分子量較小的線性樹脂時(shí)可增加使用固化劑，所使用的固化劑為線性二異氰酸酯，例如六亞甲基二異氰酸酯，線性二異氰酸酯可以與線性樹脂進(jìn)行反應(yīng)，生成大分子，有利于進(jìn)行成膜固化反應(yīng)。

優(yōu)選地，所述成核劑包括有機(jī)羧酸鹽、有機(jī)磷酸鹽、歧化松香鹽、芳香族酰胺化合物、脂肪族或芳香族的羧酸酯類化合物、聚乙二醇中的一種或多種。

優(yōu)選地，所述成膜助劑包括流平劑、基材潤(rùn)濕劑、交聯(lián)促進(jìn)劑、有機(jī)溶劑中的一種或多種。具體地，所述有機(jī)溶劑可以為環(huán)己烷、甲基異丁基酮、甲苯、乙酸丁酯、二甲苯等有機(jī)溶劑中的一種或多種。

優(yōu)選地，所述擴(kuò)散粒子包括有機(jī)粒子、無(wú)機(jī)粒子中的一種或多種。

優(yōu)選地，所述擴(kuò)散粒子包括聚甲基丙烯酸甲酯粒子或有機(jī)硅粒子，有助于光在量子點(diǎn)膜的內(nèi)部擴(kuò)散，能夠進(jìn)一步提高量子點(diǎn)膜的光學(xué)效果。

一種如上任意所述的一種高水氧阻隔能力的量子點(diǎn)膜的制備方法，包括以下制備步驟：

S010、在室溫下將量子點(diǎn)、擴(kuò)散粒子、線性樹脂和成膜助劑均勻混合，形成液態(tài)混合物；

S020、將S010步驟中的液態(tài)混合物涂布在離型膜表面，然后加熱5min～30min，使溶劑揮發(fā)或使小分子反應(yīng)生成大分子，并將液態(tài)混合物固化成量子點(diǎn)薄膜，將離型膜去除后便得到量子點(diǎn)層；

S030、將S020步驟中制備的量子點(diǎn)層加熱到110℃～150℃并對(duì)量子點(diǎn)層進(jìn)行單向拉伸；

S040、在進(jìn)行單向拉伸后的量子點(diǎn)層上、下表面各貼合一層水氧阻隔層后，即得到高水氧阻隔能力的量子點(diǎn)膜。

制備的高水氧阻隔能力的量子點(diǎn)膜結(jié)構(gòu)如圖1所示，其中，水氧阻隔層10貼附在量子點(diǎn)層20的上、下表面，量子點(diǎn)層內(nèi)部包括有量子點(diǎn)21和擴(kuò)散粒子22。

本發(fā)明提供的高水氧阻隔能力的量子點(diǎn)膜首次提出，將量子點(diǎn)分散于結(jié)晶性或半結(jié)晶性的線性樹脂當(dāng)中并制成膜，由于結(jié)晶性或半結(jié)晶性的線性樹脂具有(1)分子鏈成直鏈形，易于緊密排列；(2)分子鏈剛性不高，沒(méi)有龐大的側(cè)基，空間位阻小，分子鏈易于移動(dòng)的特點(diǎn)。當(dāng)線性樹脂成膜后成為量子點(diǎn)層的一部分后，此時(shí)線性樹脂分子仍然處于非晶態(tài)，將量子點(diǎn)層加熱到樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以上，熔融溫度以下，此時(shí)線性樹脂的體積膨脹，分子鏈有足夠的運(yùn)動(dòng)能量和自由空間進(jìn)行分子鏈構(gòu)象的調(diào)整，分子鏈圍繞量子點(diǎn)層中均勻分布的成核劑為晶格點(diǎn)發(fā)生初始取向排列成微晶，這種現(xiàn)象為異相成核結(jié)晶。其中，結(jié)晶會(huì)在一定程度影響量子點(diǎn)膜的透明度，加入的成核劑不僅可以提高線性樹脂的結(jié)晶速率，還可以減小樹脂中球晶的尺寸，使得在發(fā)生結(jié)晶后線性樹脂仍能保持高透明度，不會(huì)影響液晶背光模組中的光通過(guò)量子點(diǎn)膜，進(jìn)而使量子點(diǎn)膜的光學(xué)效果得到保證。

同時(shí)，在量子點(diǎn)膜的制備工藝中，對(duì)膜進(jìn)行單向拉伸使樹脂的分子鏈的方向重新排列成有序的結(jié)構(gòu)，這種現(xiàn)象有助于樹脂的均相成核結(jié)晶。

在上述兩種原理的共同作用下，線性樹脂分子的結(jié)晶速率大大提高。樹脂結(jié)晶以后，由于分子鏈作規(guī)整緊密堆積，樹脂的自由體積減小，密度增大，進(jìn)而使量子點(diǎn)層整體的密度增大，水蒸氣和氧氣分子難以透過(guò)，即使量子點(diǎn)膜的端面沒(méi)有覆蓋水氧阻隔層也能防止水蒸氣和氧氣分子進(jìn)入量子點(diǎn)膜的內(nèi)部，從而起到對(duì)量子點(diǎn)的保護(hù)作用。

本發(fā)明提供的高水氧阻隔能力的量子點(diǎn)膜避免了現(xiàn)有技術(shù)中的高溫制備方法，防止了在制備過(guò)程中水氧對(duì)量子點(diǎn)的破壞，制備成的高水氧阻隔能力的量子點(diǎn)膜具有水氧阻隔性高、使用壽命長(zhǎng)、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)。另外，該方法避免使用現(xiàn)有技術(shù)常用且價(jià)格昂貴的聚偏二氯乙烯，具有制備成本較低的優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明提供以下實(shí)施例：

實(shí)施例1、

在室溫下，將0.6份的綠色量子點(diǎn)、0.06份的紅色量子點(diǎn)、27份的擴(kuò)散粒子、10份的線性聚異丁烯、0.03份的聚乙二醇成核劑、0.3份的流平劑、20份的環(huán)己烷混合均勻形成液態(tài)混合物；

將制備的液態(tài)混合物涂布在離型膜表面，在80℃～90℃下加熱5min使環(huán)己烷揮發(fā)，使液態(tài)混合物固化成量子點(diǎn)薄膜，再將離型膜去除后，即得到量子點(diǎn)層；

將得到的量子點(diǎn)層在110℃下進(jìn)行單向拉伸，在經(jīng)過(guò)拉伸后的量子點(diǎn)層上、下表面各貼合一層水氧阻隔層后，即得到高水氧阻隔能力的量子點(diǎn)膜。

實(shí)施例2、

在室溫下，將1.1份的綠色量子點(diǎn)、0.1份的紅色量子點(diǎn)、10份的擴(kuò)散粒子、20份的線性間同立構(gòu)聚苯乙烯、0.05份的有機(jī)磷酸鹽成核劑、40份的甲基異丁基酮、0.1份的流平劑混合均勻形成液態(tài)混合物；

將制備的液態(tài)混合物涂布在離型膜表面，在90℃～100℃下加熱10min使甲基異丁基酮揮發(fā)后，使液態(tài)混合物固化成量子點(diǎn)薄膜，再將離型膜去除后，即得到量子點(diǎn)層；

將得到的量子點(diǎn)層在120℃下進(jìn)行單向拉伸，在經(jīng)過(guò)拉伸后的量子點(diǎn)層上、下表面各貼合一層水氧阻隔層后，即得到高水氧阻隔能力的量子點(diǎn)膜。

實(shí)施例3、

在室溫下，將1.5份的綠色量子點(diǎn)、0.14份的紅色量子點(diǎn)、15份的擴(kuò)散粒子、40份的線性聚酯二元醇、5份的六亞甲基二異氰酸酯、0.1份的歧化松香鹽成核劑、0.06份的交聯(lián)促進(jìn)劑、20份的甲苯均勻形成液態(tài)混合物

將制備的液態(tài)混合物涂布在離型膜表面，在100℃～110℃下加熱15min使甲苯揮發(fā)且使樹脂固化成膜后，將離型膜去除后，即得到量子點(diǎn)層；

將得到的量子點(diǎn)層在130℃下進(jìn)行單向拉伸，在經(jīng)過(guò)拉伸后的量子點(diǎn)層上、下表面各貼合一層水氧阻隔層后，即得到高水氧阻隔能力的量子點(diǎn)膜。

實(shí)施例4、

在室溫下，將2份的綠色量子點(diǎn)、0.2份的紅色量子點(diǎn)、16份的擴(kuò)散粒子、45份的線性聚氨酯、0.13份的芳香族酰胺化合物成核劑、0.1份的基材潤(rùn)濕劑、50份的乙酸丁酯混合均勻形成液態(tài)混合物；

將制備的液態(tài)混合物涂布在離型膜表面，在90℃～100℃下加熱20min使乙酸丁酯揮發(fā)后，使液態(tài)混合物固化成量子點(diǎn)薄膜，再將離型膜去除后，即得到量子點(diǎn)層；

將得到的量子點(diǎn)層在135℃下進(jìn)行單向拉伸，在經(jīng)過(guò)拉伸后的量子點(diǎn)層上、下表面各貼合一層水氧阻隔層后，即得到高水氧阻隔能力的量子點(diǎn)膜。

實(shí)施例5、

在室溫下，將2.5份的綠色量子點(diǎn)、0.25份的紅色量子點(diǎn)、19份的擴(kuò)散粒子、30份的線性聚醚二元醇、30份的線性聚酯二元醇、9份的六亞甲基二異氰酸酯、0.17份的芳香族羧酸酯類化合物成核劑、0.08份的交聯(lián)促進(jìn)劑、25份的二甲苯混合均勻形成液態(tài)混合物；

將制備的液態(tài)混合物涂布在離型膜表面，在100℃～110℃下加熱25min使二甲苯揮發(fā)且使樹脂固化成膜后，將離型膜去除后，即得到量子點(diǎn)層；

將得到的量子點(diǎn)層在140℃下進(jìn)行單向拉伸，在經(jīng)過(guò)拉伸后的量子點(diǎn)層上、下表面各貼合一層水氧阻隔層后，即得到高水氧阻隔能力的量子點(diǎn)膜。

實(shí)施例6、

在室溫下，將3份的綠色量子點(diǎn)、0.3份的紅色量子點(diǎn)、23份的擴(kuò)散粒子、65份的線性聚脲、11份的六亞甲基二異氰酸酯、0.19份的有機(jī)羧酸鹽成核劑、0.1份的交聯(lián)促進(jìn)劑混合均勻形成液態(tài)混合物；

將制備的液態(tài)混合物涂布在離型膜表面，在100℃～110℃下加熱30min使樹脂固化成膜后，將離型膜去除后，即得到量子點(diǎn)層；

將得到的量子點(diǎn)層在150℃下進(jìn)行單向拉伸，在經(jīng)過(guò)拉伸后的量子點(diǎn)層上、下表面各貼合一層水氧阻隔層后，即得到高水氧阻隔能力的量子點(diǎn)膜。

對(duì)比例1、

將1.5份的綠色量子點(diǎn)、0.14份的紅色量子點(diǎn)、40份的丙烯酸樹脂、5份的甲苯二異氰酸酯三聚體、0.06份的交聯(lián)促進(jìn)劑、15份的擴(kuò)散粒子、20份的甲苯混合均勻以后涂布在水氧阻隔層上，加熱15分鐘使甲苯揮發(fā)并使得樹脂固化，接著在涂層表面貼合一層水氧阻隔層后得到量子點(diǎn)膜。

將以上實(shí)施例和對(duì)比例進(jìn)行檢測(cè)，其中，對(duì)比例1為采用現(xiàn)有技術(shù)制備的量子點(diǎn)膜，采用的基體樹脂為非線性樹脂；對(duì)比例2為現(xiàn)有技術(shù)中市售的量子點(diǎn)膜；檢查方法如下：

將量子點(diǎn)膜裁切成一張14尺大小的樣片，放置在14寸藍(lán)色背光的液晶顯示設(shè)備中，量子點(diǎn)膜位于導(dǎo)光板與增亮片之間，液晶顯示設(shè)備在額定電壓下連續(xù)工作500小時(shí)后，取出量子點(diǎn)膜，檢測(cè)膜邊緣顏色改變區(qū)域的寬度，結(jié)果如表1所示。

表1

由于水蒸氣和氧氣從量子點(diǎn)膜的端面進(jìn)入量子點(diǎn)膜內(nèi)部，造成對(duì)量子點(diǎn)的破壞，所以量子點(diǎn)膜邊緣的顏色會(huì)發(fā)生改變。如表1所示，通過(guò)比較本發(fā)明提供的實(shí)施例和對(duì)比例的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，在老化試驗(yàn)之后，本發(fā)明提供的高水氧阻隔能力的量子點(diǎn)膜邊緣顏色改變區(qū)域的寬度明顯小于現(xiàn)有技術(shù)的量子點(diǎn)膜，表明了本發(fā)明提供的高水氧阻隔能力的量子點(diǎn)膜被水蒸氣和氧氣破壞的程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于現(xiàn)有技術(shù)的量子點(diǎn)膜，在水氧阻隔和保護(hù)量子點(diǎn)膜內(nèi)部量子點(diǎn)方面，具有顯著的進(jìn)步。

盡管本文中較多的使用了諸如水氧阻隔層、量子點(diǎn)層、擴(kuò)散粒子等術(shù)語(yǔ)，但并不排除使用其它術(shù)語(yǔ)的可能性。使用這些術(shù)語(yǔ)僅僅是為了更方便地描述和解釋本發(fā)明的本質(zhì)；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本發(fā)明精神相違背的。

最后應(yīng)說(shuō)明的是：以上各實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。