一种量子点分散体及其制备方法、背光模组和显示装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种量子点分散体及其制备方法。
[0002] 本发明还设及一种包括量子点分散体的背光模组和显示装置。
【背景技术】
[0003] 量子点，又称为纳米晶，是具有几纳米的尺寸、通常为1-20纳米的范围内、并具有 晶体结构的材料。量子点可在适当的光源或电压激发下发出巧光。量子点由于其特殊的特 性，如尺寸可调的光学特性，高量子效率，相对窄的半峰宽和抗光降解性，在过去的二十年 中已经被广泛地研究。作为新一代发光材料，量子点在L邸显示应用中正逐渐崭露头角。 量子点材料通过吸收部分波段的蓝光，激发出部分波段的绿光及红光，能够有效地提高背 光模组的色域，满足高色域液晶电视的需求。相比较现有的巧光粉而言，量子点有很多的优 势，如粒子大小可控、分散均匀、激发转化效率高、稳定且光效较高。
[0004] 在制备量子点背光模组的现有技术中，量子点经与无影胶等高分子材料混合后固 化，被制成一种量子点胶体，经封装后形成量子点光学膜片，并设置在发光器件与显示面板 之间。然而，量子点与高分子材料混合过程中常常出现量子点与高分子材料分散不好的现 象。由于油相制备的量子点表面的具有有机配体，运些有机配体常常与无影胶等高分子材 料的相溶性不好，造成量子点与无影胶等高分子材料混合后会团聚或者沉淀，大大降低了 量子点胶体中量子点的量子效率W及光学性能。此问题导致目前较大面积或者较厚量子点 膜片的制备良率不高。对量子点表面的有机配体改性，使之与高分子材料相容性变好，是一 种解决上述问题的常用方法。然而，现有技术中对有机配体改性后易造成量子点本身的稳 定性和光学性能变差的问题。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的技术问题为：提供一种量子点分散体，能够使量子点与高分子 材料混合后形成稳定均匀的分散体，具有较高的光学性能。
[0006] 本发明提供了一种量子点分散体，包括量子点和光学透明的高分子材料，所述量 子点分散在所述高分子材料中，所述量子点表面修饰有一种或者多种配体，所述配体包括 聚乙二醇链段。
[0007] 优选地，所述配体包括第一配体，所述第一配体包括一个核、至少一个与所述核相 连的金属配位基团、至少一个与所述核相连的聚乙二醇链段，所述核为原子或者原子基团， 所述金属配位基团与所述量子点相连。
[0008] 优选地，所述第一配体还包括至少一个与所述核相连的疏水基团。
[0009] 优选地，所述配体还包括与所述量子点相连的其它配体。
[0010] 优选地，所述金属配位基团包括琉基、氨基、簇基和径基中的一种或者两种。
[0011] 优选地，所述金属配位基团包括二琉基、二氨基、二簇基或者二径基。
[0012] 优选地，所述金属配位基团源自二氨硫辛酸、多己胺、下二酸或者下二酸酢。
[0013] 优选地，所述第一配体为连接有金属配位基团的吐溫。
[0014] 优选地，所述高分子材料呈液态，所述高分子材料在光照射、加热或者加入添加剂 条件下转化为固态。
[0015] 优选地，所述高分子材料为无影胶。
[0016] 所述量子点与所述高分子材料的质量比范围为1:500-1:5。
[0017] 本发明还提出了一种照明装置，包括发光元件和如上所述的量子点分散体，所述 量子点分散体设置在所述发光元件的光射出的方向上。
[0018] 本发明还提出了一种背光模组，包括光源、导光板和如上所述的量子点分散体，所 述量子点分散体设置在所述导光板的入光面或者出光面附近。
[0019] 本发明还提出了一种显示装置，包括液晶显示模块和如上所述的背光模组。
[0020] 本发明还提出了一种制备量子点分散体的方法，包括W下步骤：在吐溫中引入金 属配位基团，并与量子点反应，得到吐溫修饰的量子点；将吐溫修饰的量子点溶解在溶剂 中，与无影胶按照一定的比例混合均匀；旋转蒸发溶剂；将溶剂蒸发后的产物用紫外光固 化，得到固态的量子点分散体。
[0021] 本发明的量子点分散体，具有W下有益效果：通过在量子点表面引入聚乙二醇链 段，利用聚乙二醇链段与高分子材料良好的相溶性，使量子点更好的分散在高分子材料中， 避免了量子点在高分子材料中团聚的现象。本发明制备的量子点分散体中，量子点分散均 匀，量子效率较高、透光率较好。本发明的量子点分散体使大面积或者较厚的量子点膜片制 备良率得到提升，制备成本得到下降。利用本发明的量子点分散体制备的背光模组W及显 示装置均显示出良好的光学性能。
【附图说明】
[0022] 图1是本发明中量子点分散体的示意图；
[0023] 图2是本发明中量子点的一种实施方式的示意图；
[0024] 图3是本发明中第一配体的一种实施方式的示意图；
[00巧]图4是本发明中聚乙二醇链段与高分子材料相互作用的原理示意图；
[0026] 图5是本发明实施例1-6中的固化的量子点分散体的吸光度示意图。
【具体实施方式】
[0027] 下面将结合本发明实施方式，对本发明实施例中的技术方案进行详细地描述，显 然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部实施方式。基于本发明中 的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施 方式，都属于本发明保护范围。
[002引本发明掲示了一种量子点分散体1，包括量子点2和透明的高分子材料3。量子点 2分散在高分子材料3中。量子点2表面修饰有一种或者多种配体，配体包括聚乙二醇链段 4,如图1所示。
[0029] 本发明通过在量子点2的配体中引入聚乙二醇链段4,利用聚乙二醇链段4与高分 子材料3良好的相溶性，使量子点2在高分子材料3中分散的更加稳定，不会团聚，并可W保持较长时间。由此使量子点2在高分子材料3中保持了较高的量子效率，量子点分散体 1保持有更好的光学性能。
[0030] 量子点分散体1指量子点2分散在介质中。本发明中，介质为高分子材料3。量子 点分散体1可W为液态，也可W为固态。现有技术中公开的量子点胶体或者量子点膜片就 属于一种固态的量子点分散体1。
[0031] 为使量子点稳定的分散在溶剂中，量子点2表面一般修饰有一种或者多种配体。 根据分散体系的不同，配体包括亲水性配体和疏水性配体。
[0032] 如图2所示，本发明中的量子点表面修饰有第一配体5,第一配体5包括一个核6、 至少一个与核6相连的金属配位基团7、至少一个与核6相连的聚乙二醇链段4。
[0033] 优选地，聚乙二醇链段4的优选碳原子数范围为4-30。聚乙二醇链段4包括与核 6连接的连接端W及向外延伸的延伸端。延伸端优选为簇基、径基或者烷基。
[0034] 金属配位基团7可与金属原子或者金属离子配位结合，用于与量子点2配位连接。 金属配位基团7包括琉基、氨基、簇基、径基和憐酸基中的至少一种。优选地，金属配位基团 7包括二琉基、二氨基、二簇基或者二径基中的一种。优选地，两个琉基、径基或者氨基连接 的碳原子是相邻的。在一个【具体实施方式】中，金属配位基团7源自二氨硫辛酸、多己胺、下 二酸或者下二酸酢。
[0035] 核6为一个原子或者一个原子基团。优选地，核6为碳原子或者苯环。在一个具 体实施方式中，核为五元环基团，金属配位基团7W及聚乙二醇链段4分别连接在五元环基 团的端点位置。在一个具体实施例中，核6为由五个碳原子构成的五元环。其中，Ξ个碳原 子连接有聚乙二醇链段4, 一个端点位置连接有金属配位基团7。在一个具体实施例中，核 为由四个碳原子和一个氧原子构成的五元环。其中，两个碳原子上连接有聚乙二醇链段4， 一个碳原子上连接有金属配位基团7。
[0036]第一配体5还包括至少一个与核6相连接的疏水基团8。疏水基团8之间发生疏 水键相互作用，交联在一起，在量子点2表面可形成保护层，增加量子点2的稳定性。疏水 基团8也可W与量子点2表面的其他疏水性配体发生疏水键相互作用，增强第一配体5与 量子点2的结合力。优选地，疏水基团8为脂肪酸醋。优选地，疏水基团8包括4-30个碳 原子的烷基。
[0037] 在一个优选实施方式中，第一配体5为修饰有金属配位基团7的吐溫，如图3所 示。在本实施方式中，核6为五元含氧杂环，R为疏水基团，R'为金属配位基团，多个聚乙二 醇链段4由五元环延伸而出。优选地，x+y+z+w= 20。在一个具体实施例中，利用二氨硫辛 酸的簇基与吐溫的聚乙二醇链段4末端的径基反应，将二氨硫辛酸连接到一个聚乙二醇链 段4的末端，形成二琉基修饰的吐溫。将修饰了二琉基的吐溫与量子点混合反应，并蒸发掉 溶剂，形成吐溫修饰的量子点。再利用吐溫修饰的量子点与高分子材料3进行混合分散。
[0038] 由于量子点2表面连接有多个第一配体5,所W量子点2表面包括大量由第一配 体5产生的聚乙二醇链段4。聚乙二醇链段4位于量子点2的最外端，W便于和其它物质作 用。聚乙二醇链段4的数量越多，越有利于量子点与高分子材料3的相溶度。聚乙二醇链 段4通过高分子材料3的单体或者预聚物相互交联、氨键作用W及范德华力综合作用，可使 量子点2与高分子材料3形成稳定的分散体系。高分子材料3的单体或者预聚物经聚合后 形成固化的高分子材料，从而形成量子点2稳定均匀分散的量子点分散体。低聚合度的高 分子材料3呈液态，其与量子点2形成的分散体系可W称为液态的量子点分散体1，在本发 明的保护范围内。
[0039] 高分子材料3包括所有能与聚乙二醇链段4发生稳定交联、氨键或者范德华力作 用的材料。优选地，高分子材料3包括径基，W便和聚乙二醇链段4发生氨键。优选地，高 分子材料3包括但不限于环氧丙締酸醋、聚氨醋丙締酸醋、聚酸丙締酸醋、聚醋丙締酸醋、 聚甲基丙締酸树脂或者丙締酸树脂。高分子材料3可W为液态，也可W为固态。在一个优 选实施例中，高分子材料3为无影胶，也称UV胶。聚乙二醇链段修饰的量子点在加入到无 影胶水中，通过揽拌混合均匀，形成稳定的量子点分散体。由于量子点表面的大量聚乙二醇 链段4,量子点2与无影胶可W混合的非常均匀，而且不会团聚。此时的量子点分散体1为 液态，可W保存较长时间，至少一个月无团聚。将量子点分散液经紫外光照射或者加热，使 其固化，得到量子点均匀分散的固态的量子点分散体。现有技术中的量子点胶体就是一种 固态量子点分散体1。
[0040] 聚乙二醇链段4中包含有很多酸氧键，其与丙締酸树脂中的大量径基之间形成大 量氨键，如图4所示，聚乙二醇链段与无影胶中的单体或者预聚物具有一定的作用力，从而 使得量子点不易团聚，能够稳定的分散在无影胶中。
[0041] 本发明中，量子点2与高分子材料3的质量比优选范围为1:500-1:5,更优选范围 为1:500-1:10。在量子点2与高分子材料3的混合物中，量子点2浓度太高易导致团聚并 降低透光率