本發(fā)明涉及量子點(diǎn)
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其是涉及一種量子點(diǎn)膠體、光轉(zhuǎn)換元件及顯示裝置。
背景技術(shù)：
：量子點(diǎn)是一種三維尺寸都在1-20nm范圍內(nèi)的無機(jī)半導(dǎo)體發(fā)光納米晶，由于其顆粒粒徑小于或接近激子玻爾半徑，量子點(diǎn)具有激發(fā)波長范圍寬，粒徑可控、半峰寬窄、斯托克斯位移大，光穩(wěn)定性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，因而被廣泛的應(yīng)用于顯示、生物標(biāo)記、太陽能電池等領(lǐng)域。量子點(diǎn)技術(shù)已被應(yīng)用于顯示領(lǐng)域，由于其半峰寬窄的特點(diǎn)，基于量子點(diǎn)的顯示器的色域得到極大提高。量子點(diǎn)作為一種無機(jī)納米材料，相比于OLED顯示發(fā)光技術(shù)中的有機(jī)材料，具有更好的穩(wěn)定性，更長的使用壽命。同時(shí)，量子點(diǎn)的顯示發(fā)光裝置具有更低的制造成本，因此，量子點(diǎn)被認(rèn)為是下一代顯示發(fā)光材料的最佳選擇。量子點(diǎn)技術(shù)在顯示設(shè)備應(yīng)用方面相對成熟的技術(shù)是LED背光模組，其產(chǎn)生白光的方式之一可概括為以藍(lán)光LED為光源，激發(fā)紅色和綠色量子點(diǎn)，紅、綠、藍(lán)三色光混合形成白光。但是量子點(diǎn)容易受到氧氣、水汽等外界環(huán)境的破壞，發(fā)光效率受到極大的影響，因此量子點(diǎn)相關(guān)的技術(shù)之一就是如何增加量子點(diǎn)的穩(wěn)定性，保持其優(yōu)良的發(fā)光性質(zhì)。量子點(diǎn)一般被分散在聚合物樹脂主體材料中形成量子點(diǎn)膠體，然后量子點(diǎn)膠體被封裝成膜片，或者封裝在玻璃管中的形式作為光轉(zhuǎn)換元件存在。目前，增加量子點(diǎn)材料使用壽命的方法之一在于封裝材料和封裝方式的選擇，但是不管封裝技術(shù)如何成熟，作為封裝材料之一的高分子隔離外界水汽和氧氣的能力是一定的，且量子點(diǎn)膠體中會殘留部分水汽和氧氣；另一個(gè)方法就是在量子點(diǎn)膠體中加入抗氧化劑分子如酚系、磷系和硫系化合物，利用分子中特定官能團(tuán)對于氧的還原而起作用，但是該類化合物不能消除其他物質(zhì)如水汽等氣體物質(zhì)對量子點(diǎn)的破壞，對于量子點(diǎn)的保護(hù)不夠完全?；谝陨媳尘埃瑢ふ乙环N能增加量子點(diǎn)材料穩(wěn)定性和壽命，減小外界氧氣和水汽對于量子點(diǎn)的破壞的方法，對于量子點(diǎn)在顯示發(fā)光領(lǐng)域的應(yīng)用至關(guān)重要。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：針對目前量子點(diǎn)材料易被破壞的問題，本發(fā)明旨在提供一種量子點(diǎn)膠體，該量子點(diǎn)膠體中量子點(diǎn)材料具有高穩(wěn)定性、長使用壽命。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一方面在于提供一種量子點(diǎn)膠體，包括：熒光量子點(diǎn)、聚合物樹脂和保護(hù)劑；所述保護(hù)劑為納米粒子，所述熒光量子點(diǎn)的粒徑大于所述保護(hù)劑的粒徑。優(yōu)選地，所述熒光量子點(diǎn)的粒徑在7-20nm范圍內(nèi)。優(yōu)選地，所述保護(hù)劑的粒徑在1-4nm范圍內(nèi)。優(yōu)選地，所述熒光量子點(diǎn)包括IIB-VIA、IVA-VIA、IIIA-VA、IB-VIA族化合物單一結(jié)構(gòu)和復(fù)合結(jié)構(gòu)量子點(diǎn)中的至少一種。優(yōu)選地，所述復(fù)合結(jié)構(gòu)量子點(diǎn)包括核殼結(jié)構(gòu)量子點(diǎn)，構(gòu)成所述核殼結(jié)構(gòu)量子點(diǎn)的核包括CdSe、CdS、CdTe、CdSeTe、CdZnS、PbSe、ZnTe、CdSeS、PbS、PbTe、HgS、HgSe、HgTe、GaN、GaP、GaAs、InP、InAs、InZnP、InGaP、InGaN和HgInZnS中的至少一種；構(gòu)成所述核殼結(jié)構(gòu)量子點(diǎn)的殼包含ZnSe、ZnS、ZnSeS、ZnTe、CdSe、CdTe和TiO中的至少一種。優(yōu)選地，所述保護(hù)劑包括熒光量子產(chǎn)量較低的材料，所述保護(hù)劑的熒光量子產(chǎn)率低于5％。優(yōu)選地，所述熒光量子點(diǎn)的殼具有不弱于所述保護(hù)劑的抗氧氣和水汽破壞的能力。優(yōu)選地，所述保護(hù)劑選自具有較強(qiáng)還原性的物質(zhì)，所述保護(hù)劑優(yōu)先于所述熒光量子點(diǎn)被氧氣和水汽破壞。優(yōu)選地，所述保護(hù)劑包括ZnSe、ZnS、ZnSeS、ZnTe、Ag和Cu中的至少一種。優(yōu)選地，所述熒光量子點(diǎn)的殼和所述保護(hù)劑為同一物質(zhì)。優(yōu)選地，所述聚合物樹脂包括有機(jī)硅類樹脂、丙烯酸類樹脂、環(huán)氧類樹脂和聚氨酯中的至少一種。本發(fā)明的另一方面在于提供一種光轉(zhuǎn)換元件，所述光轉(zhuǎn)換元件包括所述量子點(diǎn)膠體以及位于所述量子點(diǎn)膠體外表面的阻隔材料。優(yōu)選地，所述光轉(zhuǎn)換元件包括量子點(diǎn)玻璃管和量子點(diǎn)膜中的至少一種。本發(fā)明的另一方面在于提供一種發(fā)光裝置，所述發(fā)光裝置包括所述光轉(zhuǎn)換元件。優(yōu)選地，所述發(fā)光裝置包括顯示背光模組、理療裝置和照明裝置中的至少一種。本發(fā)明具有以下有益效果：本發(fā)明提供了一種量子點(diǎn)膠體，以小粒徑的納米粒子為保護(hù)劑；相比于粒徑較大的熒光量子點(diǎn)，粒徑較小的納米粒子具有更高的表面能，更容易與氧氣和水汽結(jié)合反應(yīng)，消耗量子點(diǎn)膠體中氧氣和水汽，從而避免熒光量子點(diǎn)被破壞，解決了目前量子點(diǎn)材料穩(wěn)定性和壽命不足的問題；本發(fā)明中基于量子點(diǎn)膠體的光轉(zhuǎn)化元件具有高穩(wěn)定性和長使用壽命，為增加量子點(diǎn)材料的穩(wěn)定性提供了一種新的思路和方法。附圖說明圖1是本發(fā)明量子點(diǎn)膠體的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施方式，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)地描述，顯然，所描述的實(shí)施方式僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施方式，而不是全部實(shí)施方式?；诒景l(fā)明中的實(shí)施方式，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實(shí)施方式，都屬于本發(fā)明保護(hù)范圍。本發(fā)明提供了一種量子點(diǎn)膠體，包括：熒光量子點(diǎn)101、聚合物樹脂102和保護(hù)劑103；其中，保護(hù)劑103為納米粒子，熒光量子點(diǎn)101具有大于保護(hù)劑103的粒徑。當(dāng)量子點(diǎn)被分散在聚合物主體中時(shí)，雖然聚合物材料中氧氣和水汽的殘留少以及體系的密封較好，但是體系中殘留的微量氧氣和水汽都會對量子點(diǎn)造成極大的破壞，影響其壽命和發(fā)光性能。本發(fā)明的目的為尋找一種能夠優(yōu)先與體系中氧氣和水汽結(jié)合，從而消耗氧氣和水汽，避免量子點(diǎn)被破壞的替代物。當(dāng)納米粒子的粒徑較小時(shí)，由于納米粒子的表面能高、表面缺陷多，納米粒子更容易對氧氣、水汽等氣體物質(zhì)吸附、反應(yīng)，從而消耗體系中的氧氣和水汽，避免熒光量子點(diǎn)受到破壞。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，熒光量子點(diǎn)101的粒徑在7-20nm范圍內(nèi)；在一個(gè)更優(yōu)選的實(shí)施方式中，熒光量子點(diǎn)101的粒徑在8-15nm范圍內(nèi)；在一個(gè)具體的實(shí)施方式中，熒光量子點(diǎn)101的粒徑為10nm左右。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，保護(hù)劑103的粒徑在1-4nm范圍內(nèi)；在一個(gè)更優(yōu)選的實(shí)施方式中，保護(hù)劑103的粒徑在1-3nm范圍內(nèi)；在一個(gè)具體的實(shí)施方式中，保護(hù)劑103的粒徑為2nm左右。本發(fā)明中熒光量子點(diǎn)101包括IIB-VIA、IVA-VIA、IIIA-VA、IB-VIA族化合物單一結(jié)構(gòu)和復(fù)合結(jié)構(gòu)量子點(diǎn)中的至少一種。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，熒光量子點(diǎn)101為具有核殼結(jié)構(gòu)的量子點(diǎn)；在一個(gè)具體的實(shí)施方式中，熒光量子點(diǎn)101為粒徑在10nm左右的CdSe/ZnS核殼結(jié)構(gòu)量子點(diǎn)。納米粒子作為體系的保護(hù)劑103，其光學(xué)性質(zhì)應(yīng)當(dāng)對熒光量子點(diǎn)101的發(fā)光性質(zhì)干擾較小，保護(hù)劑103優(yōu)選為熒光量子產(chǎn)量較低的材料，保護(hù)劑103的熒光量子產(chǎn)率低于5％。保護(hù)劑103的作用在于同氧氣和水汽結(jié)合反應(yīng)，保護(hù)劑103選自具有較強(qiáng)還原性的物質(zhì)，保護(hù)劑103優(yōu)先于熒光量子點(diǎn)101被氧氣和水汽破壞。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，熒光量子點(diǎn)101的殼具有不弱于保護(hù)劑103的抗氧氣和水汽破壞的能力。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，熒光量子點(diǎn)101的殼和保護(hù)劑103為同一物質(zhì)；在一個(gè)具體的實(shí)施方式中，保護(hù)劑103為粒徑在2nm左右的ZnS納米粒子。本發(fā)明中熒光量子點(diǎn)101的分散介質(zhì)為聚合物樹脂102，聚合物樹脂102包括有機(jī)硅類樹脂、丙烯酸類樹脂、環(huán)氧類樹脂和聚氨酯中的至少一種。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，聚合物樹脂102為丙烯酸類樹脂；在一個(gè)具體的實(shí)施方式中，聚合物樹脂102為丙烯酸類UV膠。本發(fā)明提供了一種光轉(zhuǎn)換元件，包括量子點(diǎn)膠體以及位于量子點(diǎn)膠體外表面的阻隔材料。阻隔材料的作用是阻止外界氣體如氧氣和水汽等進(jìn)入量子點(diǎn)膠體，阻隔材料包括無機(jī)氧化物材料和高分子材料。光轉(zhuǎn)換元件的制備步驟包括對量子點(diǎn)膠體的固化和對量子點(diǎn)膠體的封裝。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，光轉(zhuǎn)換元件包括量子點(diǎn)玻璃管和量子點(diǎn)膜中的至少一種。在一個(gè)具體的實(shí)施方式中，光轉(zhuǎn)換元件為量子點(diǎn)玻璃管，玻璃管中封裝有量子點(diǎn)膠體。在一個(gè)具體的實(shí)施方式中，光轉(zhuǎn)換元件為量子點(diǎn)膜，包括第一阻隔膜和第二阻隔膜，量子點(diǎn)膠體封裝在第一阻隔膜和第二阻隔膜之間。本發(fā)明還提供了一種包括上述光轉(zhuǎn)換元件的發(fā)光裝置，發(fā)光裝置包括顯示背光模組、理療裝置和照明裝置中的至少一種?；谏鲜龉廪D(zhuǎn)換元件的顯示背光模組，包括光源、導(dǎo)光板和光轉(zhuǎn)換元件；在一個(gè)具體的實(shí)施方式中，光轉(zhuǎn)換元件為量子點(diǎn)玻璃管，光源設(shè)置在導(dǎo)光板的入光面處，量子點(diǎn)玻璃管設(shè)置在光源和導(dǎo)光板之間?；谏鲜龉廪D(zhuǎn)換元件的理療裝置，其發(fā)光部位包括光源，光轉(zhuǎn)化元件以及固定零件；在一個(gè)具體的實(shí)施方式中，光轉(zhuǎn)換元件為量子點(diǎn)膜，量子點(diǎn)膜通過光源的激發(fā)而發(fā)光?；谏鲜龉廪D(zhuǎn)換元件的照明裝置，其發(fā)光部位包括光源，光轉(zhuǎn)化元件以及固定零件；在一個(gè)具體的實(shí)施方式中，光轉(zhuǎn)換元件為量子點(diǎn)膜，量子點(diǎn)膜通過光源的激發(fā)而發(fā)光。實(shí)施例1將含有2mg的粒徑約10nm的CdSe/ZnS量子點(diǎn)甲苯溶液、含有0.2mg的粒徑約2nm的ZnS納米粒子甲苯溶液與200mg的UV膠混合，混合均勻后，真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)溶劑，得到量子點(diǎn)膠體；接著，在真空環(huán)境下，將量子點(diǎn)膠體灌裝于玻璃管中，365nm的紫外光下照射10min固化，接著封裝得到量子點(diǎn)玻璃管。實(shí)施例2與實(shí)施例1相同，所不同的在于：ZnS納米粒子用量為1mg。實(shí)施例3與實(shí)施例1相同，所不同的在于：ZnS納米粒子用量為2mg。對比例1與實(shí)施例1相同，所不同的在于：不含ZnS納米粒子。接著對量子點(diǎn)玻璃管的穩(wěn)定性進(jìn)行測定，測定條件如下：在80℃的環(huán)境中，利用藍(lán)光LED燈對量子點(diǎn)玻璃管進(jìn)行照射，經(jīng)測試，LED燈珠的溫度為約110℃。在測試環(huán)境下，量子點(diǎn)會被逐漸破壞，熒光會逐漸消失，直到玻璃管基本變黑。不同ZnS納米粒子含量的量子點(diǎn)玻璃管表現(xiàn)出不同的變黑時(shí)間，實(shí)驗(yàn)測試結(jié)果如下表所示：實(shí)施例對比例1實(shí)施例1實(shí)施例2實(shí)施例3變黑時(shí)間/h4860108＞200實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，對比例1中，不加入ZnS納米粒子保護(hù)劑的量子點(diǎn)玻璃管的變黑時(shí)間只有48h；隨著ZnS納米粒子含量的增加，在實(shí)施例3中，量子點(diǎn)玻璃管的變黑時(shí)間達(dá)到對比例1中的四倍以上，表明其穩(wěn)定性顯著增加。本發(fā)明以小粒徑的納米粒子為保護(hù)劑，利用小粒徑納米粒子高的表面能，更易于量子點(diǎn)膠體中氧氣和水汽等結(jié)合反應(yīng)的特點(diǎn)，能很好的保護(hù)熒光量子點(diǎn)受到破壞，顯著的增加了量子點(diǎn)材料的穩(wěn)定性和使用壽命。顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對實(shí)施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實(shí)施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明的保護(hù)范圍之中。當(dāng)前第1頁1 2 3