量子点膜、背光单元与显示装置的制作方法

本申请涉及显示领域，具体而言，涉及一种量子点膜、背光单元与显示装置。

背景技术：

现有技术中的液晶背光单元开始采用量子点膜提高显示色域，但由于量子点本身化学稳定性不足，容易与水氧反应，造成量子点发生失效变性，影响器件的发光性能。为了避免水氧侵袭量子点，通常在量子层上下两侧设置阻隔膜，阻隔膜能够对外界的水氧进行阻隔。

水氧阻隔率越高的阻隔膜的价格越高，但量子点层的四个侧面没有阻隔膜包覆，容易出现无效边，所以需要一种能够低成本解决量子点层无效边问题的方案。

技术实现要素：

本申请的主要目的在于提供一种量子点膜、背光单元与显示装置，以解决现有技术中量子点层出现无效边过大的问题。

为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种量子点膜，该量子点膜包括量子点层，上述量子点层包括：第一红色量子点区域，上述第一红色量子点区域边缘封闭且设置在所述量子点层的边缘区中，上述第一红色量子点区域包括第一红色量子点树脂，上述第一红色量子点树脂包括红色量子点与第一基质，上述第一基质包括环氧树脂、丙烯酸酯树脂、有机硅氧烷树脂与聚氨酯树脂的任意一种；绿色量子点区域，上述绿色量子点区域设置在上述量子点层的非边缘区中，上述绿色量子点区域包括绿色量子点树脂，上述绿色量子点树脂包括绿色量子点与第二基质，上述第二基质包括丙烯酸酯树脂。

进一步地，上述第一基质为环氧树脂。

进一步地，上述量子点层在第一平面上的投影为圆形或矩形，上述第一平面是上述量子点膜的延展平面。

进一步地，上述量子点层还包括第二红色量子点区域，上述第二红色量子点区域设置在上述非边缘区，上述第二红色量子点区域包括第二红色量子点树脂。

进一步地，上述第一红色量子点区域包括多个第一红色量子点子区域和多个隔离墙，相邻的上述第一红色量子点子区域通过上述隔离墙分隔。

进一步地，上述绿色量子点区域包括多个绿色量子点子区域和多个上述隔离墙，上述第二红色量子点区域包括多个第二红色量子点子区域和多个上述隔离墙，上述量子点层还包括透光区域，上述透光区域设置在上述非边缘区中，上述透光区域包括多个透光子区域和多个上述隔离墙，上述隔离墙使得相邻的子区域相互分隔。

进一步地，上述第一红色量子点子区域、上述绿色量子点子区域、上述第二红色量子点子区域、上述透光子区域在第一平面上的投影均为矩形，上述第一平面是所述量子点膜的延展平面。

进一步地，上述红色量子点的发光波长在600～650nm之间。

进一步地，上述绿色量子点的发光波长在490～540nm之间。

进一步地，上述红色量子点发出的光波的半峰宽小于35nm，优选小于30nm，进一步优选小于26nm。

进一步地，上述绿色量子点发出的光波的半峰宽小于35nm，优选小于30nm，进一步优选小于26nm。

进一步地，上述量子点膜还包括：第一阻隔膜，设置在上述量子点层的一个表面上；第二阻隔膜，设置在上述量子点层的远离上述第一阻隔膜的表面上。

根据本申请的另一方面，提供了一种背光单元，该背光单元包括量子点膜，该量子点膜为上述的量子点膜。

进一步地，上述背光单元的光源为蓝光LED、蓝光OLED或蓝光QLED。

根据本申请的另一方面，提供了一种显示装置，该显示装置包括量子点膜，该量子点膜为上述的量子点膜。

应用本申请的技术方案，量子点膜将量子点层分为第一红色量子点区域与绿色量子点区域，形成第一红色量子点区域的第一红色量子点树脂包含红色量子点与第一基质，并且，第一红色量子点区域包围上述绿色量子点区域与第二红色量子点区域设置，因为红、绿量子点的纳米颗粒的尺寸不同，因而稳定性不同，红色量子点本身稳定性高于绿色量子点，因此，本申请的将红色量子点与绿色量子点分开的结构，利用红色量子点本身的稳定性提高了量子点膜的水氧阻隔性能，能够缓解量子点膜的无效边问题，另外，该量子点膜的结构提高了第一红色量子点树脂中的基质材料的可选择性，进而可以选择更加便宜的基质材料以降低量子点膜的成本。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1示出了一种实施例提供的量子点膜的结构示意图；

图2示出了另一种实施例提供的量子点膜的结构示意图；

图3示出了再一种实施例提供的量子点膜的结构示意图；

图4示出了又一种实施例提供的量子点膜的结构示意图；

图5示出了另一种实施例提供的量子点膜的结构示意图；以及

图6示出了一种实施例提供的量子点膜的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、第一阻隔膜；20、量子点层；21、第一红色量子点区域；211、第一红色量子点子区域；22、绿色量子点区域；221、绿色量子点子区域；23、第二红色量子点区域；231、第二红色量子点子区域；241、透光子区域；30、第二阻隔膜；25、隔离墙。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。正如背景技术所介绍的，现有技术中，在量子点层的四个侧面没有设置阻隔膜而容易出现无效边的问题，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种量子点膜、背光单元与显示装置。

本申请中红色量子点或绿色量子点是根据量子点的光致发光颜色来命名，红绿量子点组分相同也可以不同，根据现有技术可知，量子点的成分不变而尺寸改变，可以得到不同发光颜色的量子点。本申请的一种典型的实施方式中，提出了一种量子点膜，如图1所示，该量子点膜包括量子点层，该量子点层包括第一红色量子点区域21与绿色量子点区域22，上述第一红色量子点区域21边缘封闭且设置在所述量子点层的边缘区中，上述第一红色量子点区域21包括第一红色量子点树脂，上述第一红色量子点树脂包括红色量子点与第一基质，上述第一基质包括环氧树脂、丙烯酸酯树脂、有机硅氧烷树脂与聚氨酯树脂的任意一种；上述绿色量子点区域22设置在上述量子点层的非边缘区中，上述绿色量子点区域22包括绿色量子点树脂，上述绿色量子点树脂包括绿色量子点与第二基质，上述第二基质包括丙烯酸酯树脂，上述第一红色量子点区域21为第一红色量子点区域，上述第一红色量子点区域包围上述绿色量子点区域22与第二红色第一红色量子点区域21设置。

上述的量子点膜将量子点层包括红色量子点区域与绿色量子点区域，形成红色量子点区域的第一红色量子点树脂包含红色量子点与第一基质，并且，第一红色量子点区域包围上述绿色量子点区域第二红色量子点区域设置，因为红、绿量子点的纳米颗粒的尺寸不同，因而稳定性不同，红色量子点本身稳定性高于绿色量子点，因此，本申请的将红色量子点与绿色量子点分开的结构，利用红色量子点本身的稳定性提高了量子点膜的水氧阻隔性能，能够缓解量子点膜的无效边问题，另外，该量子点膜的结构提高了第一红色量子点树脂中的基质材料的可选择性，进而可以选择更加便宜的基质材料以降低量子点膜的成本。

优选地，该第一红色量子点区域中的第一基质为环氧树脂，环氧树脂本身具有较好的水氧阻隔性进而能够很好地阻隔量子点膜边缘入侵的水氧，进而能够较好地缓解量子点膜的无效边的问题，且该方法相对于在量子点层的四个侧面设置阻隔膜的方案来说，成本较低，制备工艺也简单。另外，该方案也缓解了绿色量子点与环氧树脂兼容性差导致的绿色量子点淬灭(导致量子点失效)的问题，进而缓解了由于淬灭导致的量子点膜的发光亮度降低的问题。

本申请中的第一红色量子点区域及下述的第二红色量子点区域中的红色量子点树脂包括红色量子点与第一基质，第一基质包括环氧树脂、丙烯酸酯树脂、有机硅氧烷树脂与聚氨酯树脂的任意一种；其中，环氧树脂是指含有两个或两个以上环氧基团的有机高分子的总称，丙烯酸酯树脂是指分子主链结构上带有丙烯酸酯基团的高分子材料的总称，有机硅氧烷树脂包括聚二甲基硅氧烷、二甲基硅氧烷与甲基乙烯基硅氧烷共聚物、二甲基硅氧烷与苯基乙烯基硅氧烷共聚物或分子中含有乙烯基的其他结构的有机硅氧烷树脂，优选所述有机硅氧烷树脂选自丙烯酸酯改性有机硅树脂，丙烯酸酯改性有机硅树脂是指分子结构中带有丙烯酸酯基团的聚有机硅氧烷树脂的总称；聚氨酯树脂是指分子结构中带有氨基甲酸酯基团的高分子材料的总称，优选所述聚氨酯树脂选自丙烯酸酯改性聚氨酯树脂，丙烯酸酯改性聚氨酯树脂是指分子结构中带有丙烯酸酯基团和氨基甲酸酯基团的高分子材料的总称。上述第一基质的树脂中还可以包括其他和红色量子点兼容性好的树脂。

本申请的另一种实施例中第一红色量子点树脂还可以包括光引发剂，例如自由基固化剂，热固化剂、阳离子固化剂，还可以包括添加剂，例如扩散颗粒等。其中，红色量子点的重量占红色量子点树脂的0.05～1％。当然本领域技术人员可以根据需要调节量子点含量以达到特定的光强。

同样地，本申请的绿色量子点树脂包括绿色量子点与第二基质，第二基质包括丙烯酸酯树脂，还可以包括光引发剂，例如自由基固化剂，热固化剂、阳离子固化剂，还可以包括一些添加剂，例如扩散颗粒等。其中，绿色量子点的重量占绿色量子点树脂的0.05～1％。当然本领域技术人员可以根据需要调节量子点含量以达到特定的光强。

本申请的另一种实施例中还可以包括第二红色量子点区域，第二红色量子点区域设置在量子层的非边缘区中，第二红色量子点区域包括第二红色量子点树脂。第二红色量子点树脂包括红色量子点与第一基质，第一基质包括环氧树脂、丙烯酸酯树脂、有机硅氧烷树脂与聚氨酯树脂的任意一种。第一红色量子点树脂与第二红色量子点树脂可以是相同的，也可以是不同的，本领域技术人员可以根据实际情况选择合适的第一红色量子点树脂与第二红色量子点树脂。

本申请中的第一红色量子点区域可以包括多个第一红色量子点子区域和多个隔离墙，相邻的第一红色量子点子区域通过所述隔离墙分隔。优选的，该隔离墙具有阻光性，使得相邻的第一红色量子点子区域之间的发光互不干扰。

本申请的另一种实施例中绿色量子点区域包括多个绿色量子点子区域和多个隔离墙，第二红色量子点区域包括多个第二红色量子点子区域和多个隔离墙，量子点层的非边缘区中还可以包括透光区域，透光区域包括多个透光子区域和多个隔离墙。该透光区域用以光源发出的光不经过光转换而直接透射出去，从而使得光经过量子点层后形成更加丰富的色彩。透光区域形成的材料包括但不限于可固化的透明或半透明的树脂。当激发光源发出蓝光时，部分蓝光激发红色和绿色量子点分别形成红光和绿光，还有部分蓝光直接透射透光区域，从而得到RGB三原色光。隔离墙使得色量子点子区域及非量子点子区域相互分隔。优选的，该隔离墙具有阻光性，使得相邻的量子点子区域之间的发光互不干扰，同时透光子区域的光也不会泄露造成各色量子点子区域的量子点受激发而发光。该量子点膜可以和电致发光器件(OLED或QLED)结合使用，也可以替代传统液晶显示器中的滤光片，从而提高能量利用率。

本申请的又一种实施例中上述本申请的又一种实施例中非边缘区的量子点层中还可以包括蓝色量子点区域。

各色量子点子区域的组成成分可以是相同的，也可以是不同的。

所述量子点层20在第一平面上的投影为矩形或圆形，所述第一平面是所述量子点膜的延展平面。本申请中的各色量子点子区域及透光子区域在第一平面上的投影可以是任何形状，例如可以是圆形、矩形、环形，矩形框、三角形、多边形、四角为弧线状的矩形、环形以及矩形框等。本领域技术人员可以根据实际情况将红色量子点子区域与绿色量子点子区域设置为合适的形状。

例如，图1中的量子点层包括第一红色量子点区域21与绿色量子点区域22，其中，第一红色量子点区域21为矩形框，绿色量子点区域22为矩形；图2中的量子点层包括第一红色量子点区域21与绿色量子点区域22，其中第一红色量子点区域21为环形，绿色量子点区域22为圆形；图3示出的量子点层包括第一红色量子点区域21、第二红色量子点区域23，包括两个矩形的第二红色量子点子区域231，绿色量子点区域22，包括两个矩形的绿色量子点子区域221，图4示出的量子点层包括第一红色量子点区域2、一个第二红色量子点子区域231与两个绿色量子点子区域221，其中，第一红色量子点区域21与其中一个绿色量子点子区域221均为矩形框，另外一个绿色量子点子区域221为矩形；图5示出的量子点层包括阵列排布的多个第一红色量子点子区域211、多个第二红色量子点子区域231与多个绿色量子点子区域221，多个透光子区域241，隔离墙25(粗线表示)分隔相邻的量子点区域及透光子区域241，从而防止两色相混，也可以防止一个子区域发出的光激发或透射至相邻不需要发光的子区域。

本申请的一种实施例中，上述量子点层在第一平面上的投影为矩形，上述第一平面是上述量子点膜的延展平面。为了使得量子点层能够将光源发出的光更好地转换为适用于显示设备的白光，本申请优选上述红色量子点的发光波长在600～650nm之间。

同样地，本申请优选上述绿色量子点的发光波长在490～540nm之间。

本申请的一种实施例中，上述红色量子点发出的光波的半峰宽小于35nm，优选小于30nm，进一步优选小于26nm。这样红色量子点发出的光的色纯度高，能够与绿色量子点、LED蓝色光源发出的混合，得到高色域(CIE大于等于100％)和稳定性能的显示器。

为了使得绿色量子点发出的光波的色纯度高，本申请优选上述绿色量子点发出的光波的半峰宽小于35nm，优选小于30nm，进一步优选小于26nm。

为了更好地阻隔水氧进入量子点层，如图6所示，本申请优选上述量子点膜还包括第一阻隔膜10与第二阻隔膜30，其中，第一阻隔膜10设置在量子点层20的表面上，第二阻隔膜30设置在量子点层20的远离第一阻隔膜10的表面上。

第一阻隔膜与第二阻隔膜可以是聚合物和无机物的堆叠层结构的阻隔膜，或者无机氧化物或氮化物的单层膜，例如氧化铝膜、氧化钛膜、氧化硅膜、氮化硅膜等。但是并不限于上述列举的阻隔膜，并且，第一阻隔膜与第二阻隔膜可以是相同的，也可以是不同的。本领域技术人员可以根据实际情况选择合适材料与结构的第一阻隔膜与第二阻隔膜。

本申请的另一种典型的实施方式中，提供了一种背光单元，该背光单元包括量子点膜，该量子点膜为上述的量子点膜。

该背光单元中的量子点膜不容易出现无效边的问题，使得该背光单元具有较长的使用寿命。

上述的背光单元中，当量子点膜为红绿量子点膜时，激发光源可以是蓝光光源或紫光光源。当量子点膜为红绿蓝色量子点膜时，激发光源可以是紫光光源。本申请的又一种实施例中，上述背光单元的光源为蓝光LED或蓝光有机电致发光二极管(OLED)或量子点电致发光二极管(QLED)。这样可以以更简单的方式实现白光。

本申请的再一种典型的实施方式中，提供了一种显示装置，该显示装置包括量子点膜，该量子点膜为上述的量子点膜。该显示装置包括上述的量子点膜，使得该显示装置具有较长的使用寿命。

为了使得本领域技术人员能够更好地了解本申请的技术方案，以下将结合具体的实施例与对比例对本申请的技术方案进行说明。

实施例1

量子点膜包括量子点层，该量子点层，如图1所示，该量子点层包括一个第一红色量子点区域21与绿色量子点区域22。其中，第一红色量子点区域21为第一红色量子点区域，第一红色量子点区域由红色量子点树脂形成，上述红色量子点树脂包括红色量子点、第一基质、添加剂与热固化剂，其中，红色量子点为CdSe/CdS核壳结构，CdSe核直径为4nm，配体为油酸根，该量子点的发光波长为620nm，其重量百分比为0.1％，其半峰宽为33nm；第一基质为双酚A环氧树脂，其重量百分比为98.8％；添加剂为球形的粒径为10μm的二氧化钛扩散粒子，其重量百分比为0.2％；热固化剂为乙二胺，重量百分比为0.9％。绿色量子点区域22由绿色量子点树脂形成，上述绿色量子点树脂包括绿色量子点、第二基质、扩散粒子与热固化剂，其中，绿色量子点为CdSe/CdS核壳结构，CdSe核直径为2.5nm，配体为油酸根，该量子点的发光波长为540nm，其重量百分比为0.1％，其半峰宽为33nm；第二基质为聚甲基丙烯酸酯树脂，其重量百分比为98.8％；扩散粒子为球形的粒径为10μm的二氧化钛，其重量百分比为0.2％；光固化剂为1-羟基环己基苯基酮，其重量百分比为0.9％。量子点膜的尺寸为6cm×6cm。

实施例2

与实施例1的区别是：量子点膜还包括第一阻隔膜10与第二阻隔膜30，具体的结构如图6所示，第一阻隔膜10与第二阻隔膜30均为氧化铝阻隔膜，其透水率为0.1g/m²·day，其透氧率为0.01cc/m²·day。

实施例3

与实施例2的区别是：第一基质为聚甲基丙烯酸酯树脂。

实施例4

与实施例2的区别是：第一基质为丙烯酸酯改性有机硅树脂。

实施例5

与实施例2的区别是：第一基质为丙烯酸酯改性聚氨酯树脂。

对比例1

与实施例1的区别在于，量子点层20由红色量子点、绿色量子点、环氧树脂、丙烯酸树脂添加剂、热固化剂与光固化剂，其中，红色量子点为CdSe/CdS核壳结构，CdSe核直径为4nm，配体为油酸根，该量子点的发光波长为620nm，其重量百分比为0.05％，其半峰宽为33nm；绿色量子点为CdSe/CdS核壳结构，CdSe核直径为2.5nm，配体为油酸根，该量子点的发光波长为540nm，其重量百分比为0.05％，其半峰宽为33nm，双酚A环氧树脂的重量百分比为50％；聚甲基丙烯酸酯树脂的重量百分比为48.8％，添加剂为球形的粒径为50μm的二氧化钛扩散粒子，其重量百分比为0.2％，其中热固化剂和光固化剂分别是0.4％与0.5％。

对比例2

与对比例1的区别是：量子点膜还包括第一阻隔膜与第二阻隔膜，该阻隔膜为氧化铝阻隔膜，其透水率为0.1g/m²·day，其透氧率为0.01cc/m²·day。

对各个实施例中的量子点膜老化前后的发光效率和透光率进行测试，测试结果见表1其中，老化后的量子点膜是在高温蓝光光照，高温(65℃)高湿(95％)的条件下，老化1000h后得到的。

对应的量子点膜的发光效率检测方法是：利用波长为450nm蓝色LED灯作为背光光源，利用积分球分别测试蓝色背光光谱和透过量子点膜的光谱，利用光谱图的积分面积计算发光效率。发光效率＝(红色量子点吸收峰面积+绿色量子点吸收峰面积)/(蓝色背光面积-透过量子点膜未被吸收的蓝色峰面积)×100％。并且通过显微镜下确定量子点膜边缘无效边的大小。

表1

由表1的数据可知，与对比例1相比，实施例1与实施例5的量子点膜经老化后，发光效率变化较小，且无效边较窄。其中，与实施例1相比，实施例2中包括第一阻隔膜与第二阻隔膜，使得量子点膜经老化后，发光效率变化更小，且无效边更窄；与实施例3、4与5相比，由于实施例2的第一基质采用了环氧树脂，使得量子点膜经老化后，发光效率变化更小，且无效边更窄。

从以上的描述中，可以看出，本申请上述的实施例实现了如下技术效果：

1)、本申请中的量子点膜将量子点层分为红色量子点区域与绿色量子点区域，形成红色量子点区域的红色量子点树脂包含红色量子点与第一基质，并且，第一红色量子点区域包围上述绿色量子点区域设置，因为红、绿量子点的纳米颗粒的尺寸不同，因而稳定性不同，红色量子点本身稳定性高于绿色量子点，因此，本申请的将红色量子点与绿色量子点分开的结构，利用红色量子点本身的稳定性提高了量子点膜的水氧阻隔性能，能够缓解量子点膜的无效边问题，另外，该量子点膜的结构提高了第一红色量子点树脂中的基质材料的可选择性，进而可以选择更加便宜的基质材料以降低量子点膜的成本。

2)、本申请中的背光单元不容易出现无效边的问题，使得该背光单元具有较长的使用寿命。

3)、本申请中的显示装置包括上述的量子点膜，由于该量子点膜具有较长的使用寿命，使得显示装置也具有较长的寿命。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。