有机阻隔膜、量子点膜、背光模组与发光装置的制作方法

本申请涉及量子点材料领域，具体而言，涉及一种有机阻隔膜、量子点膜、背光模组与发光装置。

背景技术：

由于量子点的粒径一般介于1～10nm之间，具有非常大的比表面积，表面相原子数较多，这导致了表面原子的配位不足、不饱和键和悬键增多，使这些表面原子具有高的活性，极不稳定，很容易与其它原子结合。因此，一般量子点表面需选择合适的配体来与量子点表面的金属配位，配体的种类对量子点的效率和稳定性具有决定性的影响。随着量子点合成技术的发展和优化，量子点的效率和稳定性均达到了产业化的水平。但是，量子点独特的表面效应也决定了其对水气和氧气的敏感性，水气和氧气会破坏量子点表面的配体，降低量子点的效率。量子点尺寸越小，比表面积越大，对水气和氧气的敏感性越高。

因此，量子点需要在隔水隔氧的条件下才能发挥其高发光效率和稳定性。与量子点复配使用的材料需要对水气和氧气有较好的阻隔性能。目前量子点主流的使用方法包括量子点管和量子点膜，应用在背光显示领域，可显著提高色域和颜色饱和度。量子点管是将量子点材料封装在玻璃管中，而量子点膜是利用阻隔膜将量子点材料包敷在中间形成三明治结构。由于量子点膜材料的生产工艺简单、可弯折、且能显著提高液晶显示的色域和颜色饱和度，量子点膜逐渐成为量子点电视的热点材料。

然而，量子点膜材料中除了极为重要的量子点材料以外，阻隔膜也至关重要。目前主流的阻隔膜的制备方法一般为：先在聚酯膜的基材上通过蒸镀、磁控溅射或真空化学沉积等方法铺设无机氧化物层，再在无机氧化物层上面涂敷有机物层。这样同时包括有机物层与无机氧化物层的阻隔膜具有较好的阻隔性能，并且，有机物层的设置一方面保护了无机氧化物层，另一方面降低了阻隔膜的表面粗糙度，提高其与其他基材的粘结性能。

上述的包括多层无机氧化物层和有机物层的阻隔膜中，无机氧化物层的厚度需控制在数十纳米以下，这是为了保证阻隔膜的可弯折性能，我们称该种阻隔膜为无机氧化物阻隔膜。这种阻隔膜需通过蒸镀或磁控溅射或真空化学沉积等方法铺设无机氧化物层，工艺较为复杂，成本较高，且阻隔膜在卷曲过程中易导致无机氧化物层破裂进而失去阻隔性能，逐渐成为量子点膜开发的软肋。

技术实现要素：

本申请的主要目的在于提供一种有机阻隔膜、量子点膜、背光模组与发光装置，以解决现有技术中的阻隔膜的制备工艺较复杂的问题。

为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种有机阻隔膜，该有机阻隔膜为叠置的多层结构，该有机阻隔膜包括至少一个阻水层，至少一个阻氧层，至少一个第一粘结层，至少一个第二粘结层，至少两个基材层，上述第一粘结层设置在一个上述基材层与上述阻水层之间，上述第二粘结层设置在上述阻氧层与一个上述基材层之间。

进一步地，上述阻水层的材料包括非极性聚合物，优选地，上述非极性聚合物选自聚三氟氯乙烯、环烯烃共聚物、聚偏氯乙烯、聚偏氯二乙烯、氟化乙丙共聚物与乙烯-醋酸乙烯共聚物中的一种或多种。

进一步地，上述阻氧层的材料包括极性聚合物，优选地，上述极性聚合物选自聚乙烯醇、乙烯-乙烯醇共聚物、聚乙烯吡咯烷酮、醋酸纤维素与硝酸纤维素中的一种或多种。

进一步地，上述有机阻隔膜还包括磨砂层和/或粘结增强层，上述磨砂层与上述粘结增强层分别作为上述有机阻隔膜的两侧的最外层。

进一步地，上述粘结增强层的材料选自丙烯酸酯、硅烷偶联剂、磷酸酯、钛酸盐、锆酸盐与异羟肟酸中的一种或多种。

进一步地，上述磨砂层包括载体和透明颗粒，上述载体的材料选自环氧树脂、丙烯酸酯树脂、有机硅树脂与聚氨酯树脂中的一种或多种，上述透明颗粒的材料选自聚丙烯酸酯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物与苯乙烯-丙烯腈共聚物中的一种或多种。

进一步地，上述有机阻隔膜依次包括上述粘结增强层、第一基材层、上述第一粘结层、上述阻水层、第二基材层、上述阻氧层、上述第二粘结层、第三基材层与上述磨砂层。

进一步地，各上述第一粘结层与各上述第二粘结层的材料独立地选自环氧树脂、丙烯酸酯树脂、有机硅树脂与聚氨酯树脂中的一种或多种。

进一步地，各上述基材层的材料独立地选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚丙烯酸酯、聚醚砜、聚4-甲基戊烯、聚芳酯、聚碳酸酯与苯乙烯-丙烯腈共聚物中的一种或多种。

进一步地，上述基材层的至少一个表面经过表面处理，上述表面处理包括电晕、等离子处理或化学涂敷。

根据本申请的另一方面，提供了一种量子点膜，包括量子点层与设置在上述量子点层表面上的至少一个阻隔膜，至少一个上述阻隔膜为上述的有机阻隔膜。

进一步地，上述量子点膜包括两个上述有机阻隔膜，两个上述有机阻隔膜分别为第一有机阻隔膜与第二有机阻隔膜，上述量子点层设置在上述第一有机阻隔膜与上述第二有机阻隔膜之间。

进一步地，上述量子点层包括至少两种发光颜色的量子点，优选的包括红色量子点和绿色量子点。

进一步地，上述量子点膜包括多个量子点层，上述多个量子点层设置在上述第一有机阻隔膜与上述第二有机阻隔膜之间，上述多个量子点层之间相邻接触设置或者间隔设置，当任意两个量子点层间隔设置时，上述量子点膜还包括间隔层，上述间隔层设置在上述任意两个量子点层之间。

根据本申请的再一方面，提供了一种显示器用的背光模组，包括量子点膜，该量子点膜为上述的量子点膜。

根据本申请的又一方面，提供了一种发光装置，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，采用有机材料形成的有机结构层代替现有技术中的无机涂层，并且，这些有机结构层采用成卷式精密涂布工艺即可形成，不需要由形成现有技术中的无机涂层的蒸镀或磁控溅射或真空化学沉积等方法形成，简化了阻隔膜的制作工艺，降低了阻隔膜的生产成本。并且，本申请的有机阻隔膜为叠置的多层结构，这些结构层中，阻水层与阻氧层分别起到阻隔水与氧的作用，基材层起到保护阻水层与阻氧层的作用，第一粘结层起到粘结阻水层与基材层，第二粘结层起到粘结阻氧层与基材层的作用，具有这些结构层的有机阻隔膜能够保证该有机阻隔膜具有较好的阻隔水氧性能。

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示出了本申请的一种实施例提供的有机阻隔膜的结构示意图；

图2示出了本申请的另一种实施例提供的有机阻隔膜的结构示意图；以及

图3示出了本申请的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：

01、第一有机阻隔膜；02、量子点层；03、第二有机阻隔膜；10、粘结增强层；20、第一基材层；30、第一粘结层；40、阻水层；50、第二基材层；60、阻氧层；70、第二粘结层；80、第三基材层；90、磨砂层。

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，现有技术中的阻隔膜的制备工艺较复杂，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种有机阻隔膜、量子点膜、背光模组与发光装置。

本申请一种典型的实施方式中，提供了一种有机阻隔膜(即有机材料形成的阻隔膜，不包括无机材料)，该有机阻隔膜为叠置的多层结构，如图1所示，上述有机阻隔膜包括至少一个阻水层40，至少一个阻氧层60，至少一个第一粘结层30，至少一个第二粘结层70，至少两个基材层，上述第一粘结层30设置在一个上述基材层与上述阻水层40之间，上述第二粘结层70设置在上述阻氧层60与一个上述基材层之间。与第一粘结层30接触设置的基材层以及与第二粘结层70接触设置的基材层可以是同一个基材层，也可以是两个不同的基材层。有机阻隔膜的各层可以按照阻隔水氧能力和粘结强度的要求进行排列，顺序和数量不限定。

上述的阻隔膜采用有机材料形成的有机结构层代替现有技术中的无机涂层，并且，这些有机结构层采用成卷式精密涂布工艺即可形成，不需要由形成现有技术中的无机涂层的蒸镀或磁控溅射或真空化学沉积等方法形成，简化了阻隔膜的制作工艺，降低了阻隔膜的生产成本。并且，本申请的有机阻隔膜为叠置的多层结构，这些结构层中，阻水层40与阻氧层60分别起到阻隔水与氧的作用，基材层起到保护阻水层40与阻氧层60的作用，第一粘结层30起到粘结阻水层40与基材层，第二粘结层70起到粘结阻氧层60与基材层的作用，具有这些结构层的有机阻隔膜能够保证该有机阻隔膜具有较好的阻隔水氧性能。

为了使得该有机阻隔膜具有较好的阻水的作用，本申请的一种实施例中，上述阻水层40的材料包括非极性聚合物。

本领域技术人员可以根据实际情况选择任意一种或多种非极性聚合物作为阻水层40的材料，为了进一步保证该有机阻隔膜具有较好的阻水作用，本申请优选非极性聚合物选自聚三氟氯乙烯、环烯烃共聚物、聚偏氯乙烯、聚偏氯二乙烯、氟化乙丙共聚物与乙烯-醋酸乙烯共聚物中的一种或多种。

本申请的另一种实施例中，上述阻氧层60的材料包括极性聚合物，这样的阻氧层60能够较好的阻隔氧气，使得该有机阻隔膜的阻氧性能较好。

本领域技术人员可以根据实际情况选择任何一种或多种极性聚合物作为阻氧层60的材料，为了进一步使得该有机阻隔膜具有较好的阻隔氧气的作用。本申请优选上述极性聚合物选自聚乙烯醇、乙烯-乙烯醇共聚物、聚乙烯吡咯烷酮、醋酸纤维素与硝酸纤维素中的一种或多种。

本申请的又一种实施例中，上述有机阻隔膜还包括磨砂层90和/或粘结增强层10，上述磨砂层90与上述粘结增强层分别作为上述有机阻隔膜的两侧的最外层。当将有机阻隔膜设置在量子点膜的一侧时，磨砂层90设置在量子点膜的出光侧，这样能够提高量子点膜的出光率，进而提高量子点膜的亮度。且当有机阻隔膜应用在量子点膜中时，粘结增强层与量子点层接触设置，且用于将有机阻隔膜与量子点层更好地粘结在一起。如图2所示，有机阻隔膜还包括磨砂层90和粘结增强层10。

为了将有机阻隔膜与量子点层更牢固地粘结，本申请优选上述粘结增强层10的材料选自丙烯酸酯、硅烷偶联剂、磷酸酯、钛酸盐、锆酸盐与异羟肟酸中的一种或多种。但是并不限于上述的材料，本领域技术人员可以根据实际情况选择任何合适的粘结增强层的材料。

为了使得当阻隔膜应用在量子点膜时能够进一步提高量子点膜的亮度，本申请优选上述磨砂层90包括载体和透明颗粒，上述载体材料选自环氧树脂、丙烯酸酯树脂、有机硅树脂与聚氨酯树脂中的一种或多种，上述透明颗粒的材料选自聚丙烯酸酯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物与苯乙烯-丙烯腈共聚物中的一种或多种。

本申请的一种具体的实施例中，如图2所示，上述有机阻隔膜依次包括粘结增强层10、第一基材层20、第一粘结层30、阻水层40、第二基材层50、阻氧层60、第二粘结层70、第三基材层80与磨砂层90。其中，第一基材层20、第二基材层50以及第三基材层80的材料可以是相同的，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材料制作对应的基材层。

为了更牢固地粘结各基材层与阻水层40或阻氧层60，本申请的一种实施例中，各上述第一粘结层30或第二粘结层70的材料独立地选自环氧树脂、丙烯酸酯树脂、有机硅树脂与聚氨酯树脂中的一种或多种。上述的第一粘结层30与第二粘结层70的材料可以是相同的，也可以是不同的，本领域技术人员可以根据实际情况将二者设置为相同的或者不同的。

本申请的再一种实施例中，各上述基材层的材料独立地选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚丙烯酸酯、聚醚砜、聚4-甲基戊烯、聚芳酯、聚碳酸酯与苯乙烯-丙烯腈共聚物中的一种或多种。这样的基材层可以更好地保护有机阻隔膜中的阻水层40以及阻氧层60等等。但是，基材层的材料并不限于上述的材料，本领域技术人员可以根据实际情况选择任何满足需求的材料作为基材层的材料。

为了提高基材层和阻水层/阻氧层的粘结性能，本申请优选上述基材层的至少一个表面经过处理，这些表面处理包括电晕、等离子处理和化学涂敷,经过上述处理后的表面与阻水层/阻氧层具有较好的粘结效果。

本申请的另一种典型的实施方式中，提供了一种量子点膜，如图3所示，该量子点膜包括量子点层02与设置在量子点层的表面上的至少一个阻隔膜，其中，至少一个阻隔膜为上述的有机阻隔膜。优选上述有机阻隔膜的透光率≥80％，使得量子膜在应用时对光源的光利用率高且经过量子点转换后的光更好地射出。

该量子点膜由于在量子点的表面上设置了上述的有机阻隔膜，使得量子点膜不仅具有较好的水氧阻隔性能，并且，该阻隔膜的生产成本较低(生产设备较无机阻隔膜的生产设备便宜)降低了量子点膜的成本。

为了在保证量子点膜的水氧阻隔性能的同时进一步降低量子点膜的生产成本，如图3所示，本申请优选上述量子点膜包括两个上述有机阻隔膜，两个上述有机阻隔膜分别为第一有机阻隔膜01与第二有机阻隔膜03，上述量子点层02设置在上述第一有机阻隔膜01与上述第二有机阻隔膜03之间。

本申请的另一种实施例中，上述量子点层包括至少两种发光颜色的量子点，优选地，包括红色量子点和绿色量子点。

本申请的再一种实施例中，上述量子点层包括至少一个红色量子点区域、至少一个绿色量子点区域、黑色矩阵以及其他非光转换区域，上述其他非光转换区域包括空白区域和/或透明区域，上述空白区域是未设置胶的区域，上述透明区域为透明胶形成的区域。红色量子点区域、绿色量子点区域和空白区域按照一定方式排列可以形成量子点彩膜，RGB三个子像素(空白区域对应发蓝光的区域)组成一个像素，黑色矩阵位于每个RGB子像素格中用于防止串色。

本申请的再一种典型的实施方式中，提供了一种显示器用的背光模组，该背光模组包括量子点膜，该量子点膜为上述的量子点膜。

上述的背光模组中由于具有上述的量子点膜，其制作工艺相对简单，生产成本较低，且寿命较长。

本申请的又一种典型的实施方式中，提供了一种发光装置，该发光装置包括量子点膜，比如量子点膜设置在LED或者OLED或QLED上，该量子点膜为上述的量子点膜。

上述的发光装置中由于具有上述的量子点膜，其制作工艺相对简单，生产成本较低，且寿命较长。

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

实施例1

量子点膜依次包括厚度为125μm的第一有机阻隔膜、厚度为125μm的第二有机阻隔膜以及设置在二者之间的厚度为100μm的量子点层。

其中，如图1所示，第一有机阻隔膜包括叠置的厚度为25μm的第一基材层20、厚度为10μm的第一粘结层30、厚度为15μm的阻水层40、厚度为25μm的第二基材层50、厚度为15μm的阻氧层60、厚度为10μm的第二粘结层70与厚度为25μm的第三基材层80。

其中，第一基材层的材料为聚丙烯酸酯，第二基材层的材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯，第三基材层的材料为聚萘二甲酸乙二醇酯。第一粘结层材料为聚氨酯树脂，第二粘结层的材料为环氧树脂。阻水层的材料为聚三氟氯乙烯，阻氧层的材料为聚乙烯醇。

第二有机阻隔膜与第一有机阻隔膜的结构相同。

量子点层包括红色量子点与绿色量子点与丙烯酸酯树脂的混合层，红色量子点为发光波长为630nm的CdS/ZnSe核壳量子点，绿色量子点为发光波长为500nm CdS/ZnSe核壳量子点。

实施例2

与实施例1的区别在于，

第一有机阻隔膜与第二有机阻隔膜均还包括粘结增强层，这两个粘结增强层分别为第一有机阻隔膜与第二有机阻隔膜的最外层，且这两个粘结增强层与量子点层直接接触设置，这两个粘结增强层相同，且这两个粘结增强层的材料为丙烯酸酯。第二有机阻隔膜还包括磨砂层90，具体的结构见图3。磨砂层90包括载体和透明颗粒，载体材料为丙烯酸酯树脂，透明颗粒为聚甲基丙烯酸甲酯。

实施例3

与实施例2的区别在于，两个粘结增强层的材料为硅烷偶联剂。

实施例4

与实施例2的区别在于，第一有机阻隔膜与第二有机阻隔膜中的第三基材层的表面经过等离子处理。

实施例5

与实施例1的区别在于，量子层有两层，分别是红色量子点层和绿色量子点层。红色量子点层包括红色量子点和环氧树脂，绿色量子点层包括绿色量子点和丙烯酸酯树脂。量子点材料同实施例1。

实施例6

与实施例2的区别在于，阻水层的材料为环烯烃共聚物，阻氧层的材料为聚乙烯吡咯烷酮。

实施例7

与实施例1的区别在于，阻水层的材料为聚偏氯乙烯，阻氧层的材料为乙烯-醋酸乙烯共聚物。

实施例8

与实施例1的区别在于，阻水层的材料为氟化乙丙共聚物，阻氧层的材料为乙烯-醋酸乙烯共聚物。

实施例9

与实施例1的区别在于：有机阻隔膜的阻水层和阻氧层均为两层。有机阻隔膜包括叠置的第一基材层20、第一粘结层30、第一阻水层40、第二基材层50、第二阻水层，第一阻氧层60、第二粘结层70与第三基材层80，第二阻氧层、第三粘结层，第四基材层。

实施例10

与实施例1的区别在于，阻水层的材料为聚丙烯。

实施例11

与实施例1的区别在于，阻氧层的材料为聚氯乙烯。

对比例1

量子点膜包括第一无机阻隔膜、量子点层与第二无机阻隔膜，其中量子点层设置在第一无机阻隔膜与第二无机阻隔膜之间，第一无机阻隔膜或第二无机阻隔膜的型号为Vitriflex公司生产的VF114。其中，第一阻隔膜与第二阻隔膜的厚度均为125μm，量子点层100μm。

对比例2

量子点膜包括一个量子点层和两个基材层，量子点层位于两个基材层之间，两个基材层材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯。其中，各基材层的厚度为125μm，量子点层的厚度为100μm。

发光稳定性的检测方法是：发光稳定性的测试方法主要包括在高温蓝光光照(70℃，0.5W/cm²)，高温高湿(65℃/95％RH)和高温储存(85℃)等老化条件下，检测量子点膜的效率变化。

量子点发光效率的检测方法是：利用450nm蓝色LED灯作为光源，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，利用谱图的积分面积计算量子点发光效率。

具体的测试结果见表1。

表1

注：以上效率均为量子点发光效率，且为相对效率，将对比例1的效率定为100％，其他效率均是与对比例1的效率作作比得出的。

量子点发光效率＝(红色量子点吸收峰面积+绿色量子点吸收峰面积)/(蓝色背光峰面积-透过量子点膜未被吸收的蓝色峰面积)×100％。

从表1的数据可知，对比例1采用现有技术中的阻隔性能较好的无机阻隔膜，本申请的实施例1至实施例9中的各个量子点膜的阻隔性能相当，但是，这些实施例的量子点膜的成本要比对比例1的低很多；实施例10由于阻水层的材料的阻水性能较差，实施例11由于阻氧层的材料的阻氧性能较差，使得量子点膜虽然阻隔性能比对比例1的差，但是其成本也比对比例1的低很多；实施例2由于增加了粘结增强层与磨砂层，使得老化前后的效率均比实施例1的大，实施例4由于对第三基材层的表面进行了处理，使得最终形成的量子点膜的老化后的效率均比实施例2的大，实施例9由于增加了一个阻水层与一个阻氧层，其初始效率比实施例1的小，但是其效率的衰减程度较小。

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)本申请中的有机阻隔膜不仅具有较好的水氧阻隔性能，并且该有机阻隔膜大大简化了阻隔膜的制备工艺，降低了生产成本。

2)本申请中的量子点膜由于在量子点的表面上设置了上述的有机阻隔膜，使得量子点膜不仅具有较好的水氧阻隔性能，还具有较低的阻隔膜成本。

3)本申请的背光模组中由于具有上述的量子点膜，其制作工艺相对简单，生产成本较低，且寿命较长。

4)本申请中的发光装置中由于具有上述的量子点膜，其制作工艺相对简单，生产成本较低，且寿命较长。

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。