一种量子点膜的制备方法及其应用与流程

1.本发明属于光电膜材料技术领域，特别涉及一种量子点膜的制备方法及其应用。


背景技术：

2.量子点膜材料应用在显示领域(例如电视领域、oled有机电激光显示领域)可提供更高清晰度的画质，当前显示领域对于量子点膜提出了两方面的改进需求，一方面是将量子点膜做的更薄，另一方面是量子点膜需要更佳的耐老化性能，更低的失效边，从而延长使用寿命。
3.现有技术中的量子点膜的结构为两层阻隔膜加中间量子点层。当前量子点膜主要是通过涂布之后进行双辊挤压进行制备的，该技术难以做到低于70μm的量子点膜，同时当前量子点膜的耐老化性能较差，进而导致失效边过宽，这使得量子点膜在无边框显示器方面的应用受到极大的限制。另外，现有的量子点膜应用在显示领域也有亮度偏低的缺点。
4.因此，亟需提供一种新的量子点膜的制备方法，使得制得的量子点膜具有良好的耐老化性能，从而大大降低失效边宽度，延长量子点膜的使用寿命。


技术实现要素：

5.本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种量子点膜的制备方法及其应用，所述制备方法制得的量子点膜经过1000小时的老化试验，其失效边的宽度不超过0.8mm，具有良好的耐老化性能。
6.本发明的发明构思为：本发明采用两类特定的相容性差的树脂(树脂a和树脂b)，其中树脂a对量子点材料具有分散作用，树脂b对量子点材料具有保护作用，两类特定的相容性差的树脂可形成海岛结构，且两类树脂可起到对氧气和水汽很好的阻隔作用，从而可制得耐老化性能良好的量子点膜，且两种树脂的配合使用，也有助于制得的量子点膜在显示领域中亮度的提高，这扩大了量子点膜在显示领域中的应用。
7.本发明的第一方面提供一种量子点膜的制备方法。
8.具体的，一种量子点膜的制备方法，所述制备方法中使用量子点材料、树脂a和树脂b，所述树脂a选自聚丙烯、聚乙烯、tpu(热塑性聚氨酯橡胶)、pet(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、eva(乙烯-醋酸乙烯共聚物)中的至少一种；所述树脂b包括hdpe(高密度聚乙烯，密度为0.941-0.960g/cm3)树脂、pvdc(聚偏二氯乙烯)或etfe(乙烯-四氟乙烯共聚物)中的至少一种。
9.优选的，所述树脂a、树脂b的重量比为5-35：(50-90)；进一步优选所述树脂a、树脂b的重量比为10-30：(50-90)。
10.优选的，所述制备方法中还使用稳定剂；进一步优选的，所述稳定剂包括光稳定剂和热稳定剂。
11.优选的，所述光稳定剂选自光稳定剂744、光稳定剂944、光稳定剂5050h、光稳定剂791xx中的至少一种(光稳定剂可市售购得)。
12.优选的，所述热稳定剂选自抗氧化剂1010、抗氧化剂168、抗氧化剂264中的至少一种(热稳定剂可市售购得)。
13.优选的，所述制备方法在制备量子点膜的过程中还使用了挤出机，所述挤出机中的螺杆的长径比低于20；进一步优选长径比为10-18。利用特定低长径比螺杆的挤出机来制备所述量子点膜，可减少量子点材料由于高温引起的衰减损失，从而有助于最终制得的量子点膜在显示领域中的亮度的提高。
14.优选的，一种量子点膜的制备方法，包括以下步骤：
15.将量子点材料和树脂a混合，制得混合物；
16.将所述混合物、树脂b和稳定剂进行混合，加入挤出机中进行挤出，然后经过流延设备处理，制得量子点层；
17.将所述量子点层的上下表面涂覆胶水，获得胶水层，然后贴合阻隔层，制得所述量子点膜。
18.优选的，所述量子点材料包括cdse、zns、inp或钙钛矿量子点材料中的至少一种。
19.优选的，所述量子点材料与树脂a的重量比为0.1-5：(5-35)；优选的重量比为0.1-5：(10-30)。
20.优选的，所述树脂a、树脂b、稳定剂的重量比为20：(50-90)：(1-5)。
21.优选的，所述挤出的过程中的温度为140-200℃；进一步优选的，所述挤出的过程中的温度为150-180℃。
22.优选的，所述量子点层的厚度不超过50μm；进一步优选量子点层的厚度不超过40μm，更优选的，所述量子点层的厚度不超过10μm。本发明采用流延设备处理可制得厚度不超过10μm的量子点层。
23.优选的，所述阻隔层为表面含pet膜的氧化铝或氧化硅。优选的，所述氧化铝、氧化硅是通过蒸镀制得。阻隔层对水气、氧气具有阻隔作用。
24.优选的，所述胶水选自有机硅橡胶、丙烯酸型树脂、不饱和聚酯、聚氨酯、环氧树脂等中的一种。
25.优选的，所述胶水形成的胶层的厚度不超过10μm，优选2-10μm。
26.本发明的第二方面提供一种上述制备方法制得的量子点膜。
27.具体的，所述量子点膜由上述制备方法制得，从下往上依次包括阻隔层、胶水层、量子点层、胶水层、阻隔层。
28.优选的，所述量子点膜的厚度为30-150μm；进一步优选30-100μm；更优选40-100μm。
29.本发明的第三方面提供一种上述量子点膜的应用。
30.上述量子点膜在显示领域中的应用。
31.优选的，所述应用包括量子点膜在电视领域、oled或mini led显示器(mini led显示器指芯片尺寸介于50-200μm之间的led器件)领域中的应用。
32.相对于现有技术，本发明的有益效果如下：
33.(1)本发明采用两类特定的相容性差的树脂(树脂a和树脂b)，其中树脂a对量子点材料具有分散作用，树脂b对量子点材料具有保护作用，两类特定的相容性差的树脂可形成海岛结构，从而可制得耐老化性能良好的量子点膜，所述制备方法制得的量子点膜经过
1000小时的老化试验，其失效边的宽度不超过0.8mm，具有良好的耐老化性能。
34.(2)所述制备方法在制备量子点膜的过程中还使用了挤出机，所述挤出机中的螺杆的长径比低于20；进一步优选长径比为10-18。利用特定低长径比螺杆的挤出机来制备所述量子点膜，可减少量子点材料由于高温引起的衰减损失，从而有助于最终制得的量子点膜在显示领域中的亮度的提高。
附图说明
35.图1为本发明实施例1制得的量子点膜的结构示意图。
具体实施方式
36.为了让本领域技术人员更加清楚明白本发明所述技术方案，现列举以下实施例进行说明。需要指出的是，以下实施例对本发明要求的保护范围不构成限制作用。
37.以下实施例中所用的原料、试剂或装置如无特殊说明，均可从常规商业途径得到，或者可以通过现有已知方法得到。
38.以下实施例所用的量子点材料购自宁波纳鼎新材料科技有限公司。挤出机购、流延设备可市售购买得到。
39.实施例1：量子点膜的制备
40.一种量子点膜的制备方法，包括以下步骤：
41.将量子点材料(cdse、zns)和树脂a(即tpu树脂)按照重量比为1：10的比例混合，制得混合物；
42.将上述混合物、树脂b(即hdpe树脂)和稳定剂(稳定剂包括光稳定剂744和抗氧化剂1010，光稳定剂744和抗氧化剂1010的重量比为1：1)(树脂a、树脂b、稳定剂的重量比为20：60：3)进行混合，加入挤出机(挤出机中的螺杆的长径比为16)中进行挤出，挤出的过程中的温度约为160℃，然后经过流延设备处理，制得30μm厚度的量子点层；
43.将上述量子点层的上下表面涂覆聚氨酯胶水，获得胶水层，然后贴合阻隔层(阻隔层为表面含pet膜的氧化铝)，制得62μm厚度的量子点膜。
44.图1为本发明实施例1制得的量子点膜的结构示意图。图1中的100表示阻隔层，200表示胶水层，300表示量子点层；该量子点膜从下往上依次包括阻隔层、胶水层、量子点层、胶水层、阻隔层。
45.实施例2：量子点膜的制备
46.一种量子点膜的制备方法，包括以下步骤：
47.将量子点材料(cdse)和树脂a(即eva树脂)按照重量比为1：8的比例混合，制得混合物；
48.将上述混合物、树脂b(即hdpe树脂)和稳定剂(稳定剂包括光稳定剂744和抗氧化剂1010，光稳定剂744和抗氧化剂1010的重量比为1：1)(树脂a、树脂b、稳定剂的重量比为20：60：3)进行混合，加入挤出机(挤出机中的螺杆的长径比为16)中进行挤出，挤出的过程中的温度约为150℃，然后经过流延设备处理，制得30μm厚度的量子点层；
49.将上述量子点层的上下表面涂覆聚氨酯胶水，获得胶水层，然后贴合阻隔层(阻隔层为表面含pet膜的氧化铝)，制得60μm厚度的量子点膜。
50.实施例3：量子点膜的制备
51.一种量子点膜的制备方法，包括以下步骤：
52.将量子点材料(cdse、zns)和树脂a(即聚丙烯树脂)按照重量比为1：5的比例混合，制得混合物；
53.将上述混合物、树脂b(即hdpe树脂)和稳定剂(稳定剂包括光稳定剂744和抗氧化剂1010，光稳定剂744和抗氧化剂1010的重量比为1：2)(树脂a、树脂b、稳定剂的重量比为20：50：3)进行混合，加入挤出机(挤出机中的螺杆的长径比为16)中进行挤出，挤出的过程中的温度约为170℃，然后经过流延设备处理，制得10μm厚度的量子点层；
54.将上述量子点层的上下表面涂覆聚氨酯胶水，获得胶水层，然后贴合阻隔层(阻隔层为表面含pet膜的氧化硅)，制得40μm厚度的量子点膜。
55.实施例4：量子点膜的制备
56.与实施例1相比，实施例4中的挤出机中的螺杆为常规螺杆，常规螺杆的长径比为25。
57.对比例1
58.对比例1为市售的量子点膜(该市售的量子点膜的厂家为纳晶科技股份有限公司，厚度为208μm，该市售的量子点膜不同时包括本发明实施例1的树脂a和树脂b)。
59.对比例2
60.对比例2为市售的量子点膜(该市售的量子点膜的厂家为深圳扑浪创新科技有限公司，厚度为201μm，该市售的量子点膜不同时包括本发明实施例1的树脂a和树脂b)。
61.对比例3
62.与实施例1相比，对比例3中使用的树脂a和树脂b都为聚丙烯树脂，其余过程与实施例1相同。
63.对比例4
64.与实施例1相比，对比例4中使用的树脂a和树脂b都为聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂，其余过程与实施例1相同。
65.产品效果测试
66.1.耐老化性能测试
67.取实施例1、2、3、对比例1、2、3的量子点膜在60℃相对湿度为90％的条件下进行老化处理1000小时，然后测试经过耐老化性处理后的量子点膜的失效边，结果如表1所示。
68.表1
[0069][0070]
从表1可以看出，本发明实施例1-3制得的量子点膜的厚度明显小于市售的量子点
膜的厚度，且本发明实施例1-3制得的量子点膜经过60℃相对湿度为90％的条件下处理1000小时后的失效边不超过0.8mm，而对比例1-2的量子点膜经过60℃相对湿度为90％的条件下处理1000小时后的失效边不低于1mm，甚至达到1.5mm。由此可见，本发明实施例制得的量子点膜具有更好的耐老化性能。
[0071]
2.亮度性能测试
[0072]
取实施例1、4、对比例4制得的量子点膜，测试量子点膜的色坐标和亮度，结果如表2所示。
[0073]
表2
[0074] 色坐标x色坐标y亮度lv实施例10.280.27281.6实施例40.250.19127.2对比例40.210.1179.9
[0075]
从表2可以看出，实施例4由于采用的挤出机中的螺杆为常规螺杆，常规螺杆的长径比超过了20，使得制得的量子点膜的亮度相对实施例1有下降；对比例4由于使用的树脂a和树脂b都为聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂，使得量子点材料得不到保护，进而引起制得的量子点膜的亮度相对实施例1显著下降。