本發(fā)明屬于液晶顯示技術(shù)領(lǐng)域，具體地講，涉及一種新型的量子點薄膜。

背景技術(shù)：

液晶顯示器(liquidcrystal display，LED)背光源大多采用冷極熒光管(Cold cathode fluorescent lamp，CCFL)，但是隨著市場的需要，發(fā)光二極管(Light emitting diode，LED)因其體積小、省能和環(huán)保等特性逐漸取代CCFL作為液晶顯示器背光源。

應(yīng)用在背光模組中的白光LED，主要有兩種：一種是通過LED自身發(fā)出的藍光，激發(fā)黃色熒光粉，兩色混合形成白光；另一種是LED單元通過三原色LED光源混合形成白光；第三種是LED藍色光，通過激發(fā)紅色和綠色兩種量子點薄膜，三色光混合形成白光。其中第三種方法是現(xiàn)在研究比較多的一種方法，因為這種方法能夠提高顯示器的色域從70％NTSC到110％NTSC。

在LED藍光激發(fā)紅色和綠色量子點薄膜，混合形成白光的過程中，有兩個亟待解決的問題，包括量子點薄膜的光轉(zhuǎn)化效率和穩(wěn)定性。量子點的光轉(zhuǎn)化效率是非常重要的，它直接影響著量子點的用量。提高光轉(zhuǎn)化效率的方法就是提高光量子產(chǎn)率(PLQY)，這與量子點的種類、結(jié)構(gòu)和粒徑大小都有關(guān)系，現(xiàn)有技術(shù)中通常通過增加量子點含量來提高量子點的光轉(zhuǎn)化率。然而由于量子點價格昂貴，會使成本增加。另外，由于量子點本身容易發(fā)生相分離和聚集等問題，所以其光穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性和機械穩(wěn)定性較差，這也是限制量子點薄膜大規(guī)模應(yīng)用的一個瓶頸因素。

因此，針對上述技術(shù)問題，有必要提供一種二維陣列式的量子點薄膜。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種量子點薄膜，包括支撐基板，以及若干層堆疊于所述支撐基板表面的量子點層；

每層所述量子點層包括：骨架結(jié)構(gòu)，以及分布于所述骨架結(jié)構(gòu)表面的聚合物，還包括量子點材料，所述量子點材料通過分子間作用力吸附在所述聚合物 表面。

其中，所述量子點層的層數(shù)為1～50。

其中，所述量子點材料與所述聚合物之間的質(zhì)量比為1～1:20。

其中，所述支撐基板為柔性聚合物基板，具體材質(zhì)選自聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)，聚酰胺(PI)，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)中的一種。

其中，所述骨架結(jié)構(gòu)的材質(zhì)選自：[M1M2(OH)_x]N_y·4H₂O；

其中，M1和M2為兩種不同的金屬，M1和M2均選自Mg、Ca、Al、Ga、In、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Y；

N為帶負電的離子基團，具體選自CO₃^2-、NO₃^-、Cl^-、Br^-、SO₄^2-任一種；

x、y為原子或基團的個數(shù)。

其中，所述聚合物選自聚醋酸乙烯酯PVA、聚甲基丙烯酸甲酯PMMA、聚苯乙烯PS、烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS、聚氨酯PU、有機硅聚合物中的一種或多種。

其中，所述量子點材料包括紅色量子點和綠色量子點；紅色量子點和綠色量子點均選自：第Ⅱ主族元素和第Ⅵ主族元素所形成的化合物、第Ⅲ主族元素與第Ⅴ主族元素所形成的化合物中的任意一種。

其中，所述量子點材料的直徑為1～10nm。

其中，還包括設(shè)置于所述量子點層側(cè)部的水汽阻隔層，所述水汽阻隔層為高分子聚合物、無機氧化物、或者高分子聚合物與無機氧化物的組合物。

本發(fā)明還提供所述量子點薄膜的制備方法，包括如下步驟：

步驟一：將預(yù)處理后的支撐基板浸泡在骨架膠體中不低于10min，形成組裝有骨架結(jié)構(gòu)的支撐基板；

步驟二：將所述組裝有骨架結(jié)構(gòu)的支撐基板浸泡在量子點材料和聚合物的混合液中不低于10min；量子點材料和聚合物的質(zhì)量比為1：1～20；

重復(fù)所述步驟一、步驟二n次，n的取值范圍為1～50。

有益效果：

(1)本發(fā)明利用聚合物二維有序排列的結(jié)構(gòu)可以為量子點材料創(chuàng)造一個 穩(wěn)定有序的排列方向，層與層之間互不干擾，從而可以提高PLQY；

(2)發(fā)光波長和發(fā)光強度可以通過控制量子點的尺寸和n值的大小精確控制；光波長可以通過控制量子點的尺寸進行控制，若尺寸相同則發(fā)光強度會隨著n值的增加而增加；

(3)組裝得到的量子點薄膜結(jié)構(gòu)具有很高的光穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性和機械穩(wěn)定性；

(4)本發(fā)明利用組裝結(jié)構(gòu)，相對于傳統(tǒng)的散亂分布的量子點結(jié)構(gòu)，可以提高單位厚度內(nèi)量子點層的發(fā)光效率，使所需的量子點薄膜厚度降低。

附圖說明

通過結(jié)合附圖進行的以下描述，本發(fā)明的實施例的上述和其它方面、特點和優(yōu)點將變得更加清楚，附圖中：

圖1是本發(fā)明量子點薄膜的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明量子點薄膜的制作流程圖。

具體實施方式

以下，將參照附圖來詳細描述本發(fā)明的實施例。然而，可以以許多不同的形式來實施本發(fā)明，并且本發(fā)明不應(yīng)該被解釋為限制于這里闡述的具體實施例。相反，提供這些實施例是為了解釋本發(fā)明的原理及其實際應(yīng)用，從而使本領(lǐng)域的其他技術(shù)人員能夠理解本發(fā)明的各種實施例和適合于特定預(yù)期應(yīng)用的各種修改。

結(jié)合圖1所示，本發(fā)明提供一種二維陣列式的量子點薄膜100，從下至上包括支撐基板10、若干層堆疊于所述支撐基板10表面的量子點層20。

再結(jié)合圖2所示，量子點層20可層疊n層，優(yōu)選n取值范圍為1～50層。每層所述量子點層20包括：骨架結(jié)構(gòu)21，以及分布于所述骨架結(jié)構(gòu)21表面的聚合物22，還包括量子點材料23，所述量子點材料23通過分子間作用力吸附在所述聚合物22表面。具體地，通過自組裝作用，聚合物22的高分子聚合物鏈在骨架結(jié)構(gòu)21上伸展開來，均勻分散在骨架結(jié)構(gòu)21中，量子點材料23則通過分子間作用力吸附在聚合物22表面，使得量子點材料23在骨架結(jié)構(gòu)21上呈現(xiàn)長程有序排列，即二維陣列式排列。這種結(jié)構(gòu)有利于提高量子點層20的光量子產(chǎn)率和穩(wěn)定性。

其中，支撐基板選用柔性聚合物的材料制備，具體材質(zhì)可例如為聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)，聚酰胺(PI)，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)中的一種。

所述骨架結(jié)構(gòu)的材質(zhì)選自層狀雙氫氧化物(layered double hydroxides，LDHs)，結(jié)構(gòu)式可為[M1M2(OH)_x]N_y·4H₂O；

其中，M1和M2為兩種不同的金屬，M1和M2均選自Mg、Ca、Al、Ga、In、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Y；

N為帶負電的離子基團，具體選自CO₃^2-、NO₃^-、Cl^-、Br^-、SO₄^2-任一種；

x、y為原子或基團的個數(shù)。

為了能與上述骨架結(jié)構(gòu)順利自主裝，有機聚合物可選自聚醋酸乙烯酯PVA、聚甲基丙烯酸甲酯PMMA、聚苯乙烯PS、烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS、聚氨酯PU、有機硅聚合物中的一種或多種。

進一步地，所述量子點材料包括兩種量子點化合物。當(dāng)量子點薄膜的入射光線為藍光時，具體為紅色量子點和綠色量子點。紅色量子點和綠色量子點均為選自第Ⅱ主族和第Ⅵ主族中的元素形成的化合物、第Ⅲ主族與第Ⅴ主族中的元素形成的化合物中的任意一種。所述紅色量子點和/或綠色量子點中的多種包覆形成的核殼結(jié)構(gòu)化合物或者摻雜納米晶。具體地，紅色量子點和綠色量子點可選自CdSe、CdTe、MgS、MgSe、MgTe、CaS、CaSe、CaTe、SrS、SrSe、SrTe、BaS、BaSe、BaTe、ZnS、ZnSe、ZnTe、CdS，GaN、GaP、GaAs、InN、InP和InAs。

優(yōu)選地，這些所述量子點材料的直徑為1～10nm。這樣組成的量子點薄膜的厚度范圍為1um～1000um。

為了使得量子點薄膜得到保護、或阻隔水汽的入侵，還可以應(yīng)用高分子聚合物、無機氧化物、或者高分子聚合物與無機氧化物的組合物在量子點層的表面加蓋一薄膜層，作為保護層或者水汽阻隔層。

下面，介紹本實施例的量子點薄膜的制備方法，包括如下步驟：

材料的準(zhǔn)備。

(1)支架基板為PET基板。

(2)骨架結(jié)構(gòu)材質(zhì)為層狀雙氫氧化物[Mg₆Al₂(OH)₁₇]NO₃·4H₂O。具體地，[Mg₆Al₂(OH)₁₇]NO₃·4H₂O的合成方法為：將40mL包含Mg(NO₃)₂·6H₂O(0.002mol)、Al(NO₃)₃·9H₂O(0.001mol)的水溶液和40mLNaOH(0.06mol；40mL)的水溶液同時加入到膠體磨中混合均勻。將轉(zhuǎn)速控制在3000r/min，并保持2分鐘。然后將混合物加入到不銹鋼的高壓釜中，加熱到100℃，并保持24h。將得到的MgAl-NO₃-LDH用水沖洗，并且在60℃下干燥。重新溶解水后可得到用于浸泡支撐基板的骨架膠體。

(3)聚合物選自PVA。

(4)所述量子點材料為CdSe/ZnS。具體地，所述量子點材料為CdSe/ZnS的制備方法為：將CdSe的正己烷溶液(2.7×10^-7mol)、3mL ODE(十八碳烯)和1.0g油酸混合后，在氮氣保護下，加熱到100℃，保持30分鐘。在180℃、200℃、220℃、240℃和250℃下，分別加入溶解有Zn和S前體的油酸和十八碳烯0.52、0.77、1.10、1.45、2.00mL。最后將制備得到的0.5mL CdSe/ZnS量子點溶液加入到氯仿中，并在密閉容器中攪拌24h，慢慢揮發(fā)掉氯仿后得到所需的量子點材料。

準(zhǔn)備好上述材料后，結(jié)合圖2所示，開始制備本實施例的二維陣列式量子點薄膜。

步驟一：將PET支撐基板進行預(yù)處理，即用去離子水清洗支撐基板。

清洗完成后將其浸泡在骨架膠體MgAl-LDH的膠體懸浮液中10min，使得在支撐基板上自組裝一層骨架結(jié)構(gòu)，然后再次清洗。

在聚合物PVA和CdSe/ZnS量子點的混合溶液中浸泡10分鐘，其中，控制CdSe/ZnS量子點、PVA的質(zhì)量比為1:4。重復(fù)以上步驟n次，n例如為20，得到n層二維陣列式量子點薄膜。

最終得到的二維陣列式量子點薄膜用氮氣在室溫下吹干。

雖然已經(jīng)參照特定實施例示出并描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解：在不脫離由權(quán)利要求及其等同物限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可在此進行形式和細節(jié)上的各種變化。