量子点膜及其制备方法、背光源、显示装置与流程

本发明涉及显示技术领域，具体涉及一种量子点膜及其制备方法、背光源、显示装置。

背景技术：

液晶显示(liquidcrystaldisplay，lcd)具有画质好、体积小、重量轻、低驱动电压、低功耗、无辐射和制造成本相对较低等优点，已广泛应用在平板电脑、电视、手机和车载显示器等电子产品中。随着显示技术的发展，业界提出了量子点显示技术，也称之为光学膜集成性的液晶显示技术。与传统lcd不同的是，量子点显示器中背光源的主体结构包括蓝光发光二极管(lightemittingdiode，led)、导光板、量子点膜和光学膜，蓝光led位于导光板的一侧，量子点膜设置在导光板与光学膜之间，蓝光led发出的光经导光板改变射出方向，再经过量子点膜和光学膜射出。量子点膜的作用是提供颜色转化，量子点膜中设置有红色量子点和绿色量子点，当蓝光led出射的光照射量子点膜时，红色量子点激发出红光，绿色量子点激发出绿光，这样led发出的光与量子点膜发出的光混合可以得到高纯度的白光。由于量子点激发的光源是最为纯净的光源，因而量子点显示具有更精准的色彩控制力和更宽广的色域显示，极大的提高了显示效果。

目前，现有量子点膜存在使用寿命短等问题，严重制约了量子点显示器的推广应用。

技术实现要素：

本发明实施例所要解决的技术问题是，提供一种量子点膜及其制备方法、背光源、显示装置，以解决现有量子点膜存在的使用寿命短等问题。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种量子点膜，包括相对设置的第一基底和第二基底，以及位于所述第一基底和第二基底之间的量子点层，所述第一基底和/或第二基底的材料包括热触发自修复材料。

可选地，所述热触发自修复材料包括热触发环氧树脂/硫醇网络结构修复体系或者热触发环氧树脂/含硼化合物网络结构修复体系。

可选地，所述热触发自修复材料包括环氧树脂/硫醇网络结构修复体系和石墨烯的复合材料，或者热触发环氧树脂/含硼化合物网络结构修复体系和石墨烯的复合材料。

可选地，所述石墨烯包括片状的氧化石墨烯、还原石墨烯或改性石墨烯，所述石墨烯的重量百分比为0.1wt％～20wt％。

可选地，所述第一基底和/或第二基底远离所述量子点层一侧的表面设置有水氧隔绝层。

可选地，所述水氧隔绝层的材料包括聚对二甲苯，所述水氧隔绝层的厚度为0.1μm～100μm。

本发明实施例还提供了一种背光源，包括如上所述的量子点膜。

本发明实施例还提供了一种显示装置，包括如上所述的背光源。

本发明实施例还提供了一种量子点膜的制备方法，包括：

提供第一基底和第二基底，所述第一基底和/或第二基底的材料包括热触发自修复材料；

在所述第一基底上形成量子点层，将所述第一基底与第二基底通过密封结构进行对盒封装。

可选地，所述热触发自修复材料包括热触发环氧树脂/硫醇网络结构修复体系或者热触发环氧树脂/含硼化合物网络结构修复体系。

可选地，所述热触发自修复材料包括环氧树脂/硫醇网络结构修复体系和石墨烯的复合材料，或者热触发环氧树脂/含硼化合物网络结构修复体系和石墨烯的复合材料。

可选地，所述石墨烯包括片状的氧化石墨烯、还原石墨烯或改性石墨烯，所述石墨烯的重量百分比为0.1wt％～20wt％。

可选地，在所述第一基底上形成量子点层之前，还包括：在所述第一基底和/或第二基底的表面形成水氧隔绝层。

可选地，所述水氧隔绝层的材料包括聚对二甲苯，所述水氧隔绝层的厚度为0.1μm～100μm。

本发明实施例提供了一种量子点膜及其制备方法、背光源、显示装置，基底采用热触发自修复材料，通过热触发自修复材料的基底吸收led工作过程中和量子点光转换过程中产生的热量，不仅降低了量子点的工作温度，而且修复了基底的老化或损伤，最大限度地提高了量子点膜的性能和使用寿命，有效解决了现有量子点膜存在的使用寿命短等问题。

当然，实施本发明的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。本发明的其它特征和优点将在随后的说明书实施例中阐述，并且，部分地从说明书实施例中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明实施例的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。附图中各部件的形状和大小不反映真实比例，目的只是示意说明本发明内容。

图1为本发明实施例量子点膜的结构示意图；

图2为本发明实施例量子点膜的另一结构示意图；

图3为本发明实施例量子点膜的又一结构示意图；

图4为本发明实施例背光源的结构示意图。

附图标记说明:

10—第一基底；20—第二基底；30—量子点层；

40—水氧隔绝层；100—光源；200—导光板；

300—反射膜；400—量子点膜；500—第一扩散膜；

600—增亮膜；700—第二扩散膜。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

经本申请发明人研究发现，现有量子点膜存在使用寿命短等问题，主要是由于以下原因造成的。(1)正常工作时，led通常具有85℃～120℃的温度，同时量子点将蓝光转换成红光和绿光过程中也会放热，使得量子点膜的工作温度较高。量子点膜无法在高温环境下拥有较好的转化性能和较长的工作寿命，较高的工作温度不仅会加速量子点的老化降解，而且加速基底的老化与损伤，导致量子点膜的性能和使用寿命降低。(2)基底在光辐射和热辐射下的老化与损伤，不仅降低了光透过率，而且降低了阻水阻氧性能。光透过率降低使得光线耗损增大，通过提高led功率来保证出光量，会进一步增加量子点膜的工作温度。基底阻水阻氧性能降低会导致部分水氧进入量子点层，量子点在水和氧气环境下氧化，进而造成量子点失效，导致量子点膜的性能和使用寿命降低。由此可见，降低量子点膜的工作温度以及避免基底的老化与损伤，是提高量子点膜的性能和使用寿命的重要因素。

为了解决现有量子点膜存在的使用寿命短等问题，本发明实施例提供了一种量子点膜。图1为本发明实施例量子点膜的结构示意图。如图1所示，本发明实施例量子点膜的主体结构包括相对设置的第一基底10和第二基底20，以及位于第一基底10和第二基底20之间的量子点层30，第一基底10、量子点层30和第二基底20构成三明治结构。其中，第一基底和/或第二基底采用热触发自修复材料，自修复材料的基底通过吸收led工作过程中和量子点光转换过程中产生的热量实现热触发，对自身的老化及损伤进行多次有效的自修复。

本发明实施例提供了一种量子点膜，基底采用热触发自修复材料，通过热触发自修复材料的基底吸收led工作过程中和量子点光转换过程中产生的热量，不仅降低了量子点的工作温度，而且修复了基底的老化或损伤，最大限度地提高了量子点膜的性能和使用寿命，有效解决了现有量子点膜存在的使用寿命短等问题。

自修复材料，顾名思义，是一种在物体受损时能够进行自我修复的材料。按照修复机理，自修复可分为两大类：一类是通过在材料内部分散或复合一些功能性物质来实现，这些功能性物质主要是装有化学物质的纤维或胶囊，称之为外援型自修复；另一类是通过加热、光照等方式向材料提供能量，使其发生结晶、成膜或交联等作用来实现修复，称之为本征型自修复。本发明实施例采用本征型自修复，自修复材料通过吸收led工作过程中和量子点光转换过程中产生的热量实现热触发，基于热可逆狄尔斯-阿尔德(diels-alder，da)反应进行自修复。diels-alder反应是点击化学中常见的一种，由共轭二烯和亲二烯体反应生成环己烯，是热可逆反应，由于热可逆diels-alder反应的反应条件比较温和、不需要催化剂，而且具有良好的热可逆性，因此可以实现本发明实施例基底在热触发下对材料的老化及损伤进行多次有效的自修复。常见的diels-alder为呋喃和马来酰亚胺的反应，反应式如下：

根据diels-alder反应形成的聚合物链结构的不同，可分为线状、网络状、冠状、树枝状等，针对本发明实施例基底材料稳定、透明等要求，本发明实施例自修复材料采用网络结构修复体系，具有透明、自修复性能较好等特点。优选地，本发明实施例自修复材料可以采用环氧树脂/硫醇网络结构修复体系。环氧树脂具有突出的机械和化学性能，优异的热稳定性和尺寸稳定性，耐腐蚀性及良好的成型性能等，应用广泛，而硫醇属于高活性环氧树脂固化剂。硫醇在叔胺催化下可和环氧树脂发生固化反应，其反应机理为，叔胺催化剂和硫醇反应生成硫醇负离子，环氧官能团在硫醇负离子催化下和叔胺反应。对于环氧树脂/硫醇网络结构修复体系，环氧树脂粘度越低，硫醇聚合物的硫氢官能团越多，叔胺的碱性越强，修复效率越高。因此，利用环氧树脂/硫醇网络结构修复体系作为基底，吸收蓝光led工作过程中产生的热量和量子点光转换过程中散发的热量进行自修复，修复效率较高。实际实施时，本发明实施例自修复材料也可以采用环氧树脂/含硼化合物网络结构修复体系等，其中含硼化合物(如三氟化硼)也属于高活性环氧树脂固化剂。

本发明实施例中，环氧树脂/硫醇网络结构修复体系、环氧树脂/含硼化合物网络结构修复体系的自修复材料既可以是市场上购置的，也可以是向协作方定制的，还可以是利用现有成熟的制备方法制备的制备。

实际实施时，本实施结构可以是第一基底采用自修复材料，第二基底采用聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯或聚偏二氟乙烯等常规材料；也可以是第二基底采用自修复材料，第一基底采用聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯或聚偏二氟乙烯等常规材料；还可以是第一基底和第二基底都采用自修复材料。

如图1所示，本发明实施例的量子点层设置有红色量子点和绿色量子点，蓝色光源照射到红色量子点产生红色光线，蓝色光源照射到绿色量子点产生绿色光线，其余蓝色光线与绿色光线及红色光线可混合成白光，这样蓝色光源发出的光与量子点发出的光混合可以得到高纯度的白光。量子点(quantumdot)是一种纳米级别的半导体材料，具有发光光谱可调、半峰宽(fwhm)窄、发光效率高等特点，从而可大幅提升液晶显示的显示色域。本发明实施例的量子点层厚度可以为50μm～200μm，可以采用本领域技术人员熟知的结构和材料，如可以是第ⅱ主族与第ⅵ主族中的元素形成的第一化合物中的任意一种，也可以是第ⅲ主族与第ⅴ主族中的元素形成的第二化合物中的任意一种，还可以是第一化合物和/或第二化合物中的多种包覆形成的核壳结构化合物或者掺杂纳米晶。需要说明的是，量子点层中设置的量子点类型(颜色)可以根据光源出射光的颜色来确定，本发明实施例在此不作具体限定。

本发明实施例提供了一种量子点膜，通过基底采用热触发自修复材料，最大限度地提高量子点膜的性能和使用寿命，有效解决了现有量子点膜存在的使用寿命短等问题。具体地，本发明利用采用热触发自修复材料的基底吸收led工作过程中和量子点光转换过程中产生的热量，这种热量吸收具有实现两方面作用，作用之一是通过热量吸收可以降低量子点的工作温度，减小热辐射对量子点的老化降解，提高了量子点的转化性能和使用寿命。作用之二是通过热量吸收使基底的温度升高，温度升高到热触发条件使自修复材料启动自修复功能，修复因光辐射和热辐射产生的老化或损伤，保证阻水阻氧性能，降低水氧进入量子点层的几率，提高了量子点的转化性能和使用寿命。因此，本发明实施例利用自修复材料自修复过程需要吸收热量的特点，不仅有效降低了量子点膜的工作温度，而且修复了基底的老化与损伤，最大限度地提高了量子点膜的性能和使用寿命。

图2为本发明实施例量子点膜的另一结构示意图。如图2所示，本实施结构是前述实施结构的一种扩展，量子点膜的主体结构与前述实施例基本上相同，包括相对设置的第一基底10和第二基底20，以及位于第一基底10和第二基底20之间的量子点层30。与前述实施结构不同的是，本实施结构第一基底10和/或第二基底20采用热触发自修复材料和石墨烯的复合材料。其中，自修复材料作为基材，石墨烯作为添加材料。

由于自修复材料为网状结构，因而影响了其机械性能，韧性较低。本实施例通过在自修复材料中添加石墨烯，不仅有效提高了基底的机械强度，而且提高了自修复效率，进一步延长了使用寿命。石墨烯(graphene)是一种由碳原子以sp²杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料，不仅具有较高的强度和韧性，而且具有优良的导电、光学和热传导性能。石墨烯的理论杨氏模量达1.0tpa，固有的拉伸强度为130gpa，在环氧树脂/硫醇网络结构修复体系或热触发环氧树脂/含硼化合物网络结构修复体系的自修复材料中添加少量的石墨烯，可大幅度提高基底的机械强度，强度和弹性至少提高50％，减缓了基底因光辐射和热辐射产生的老化或损伤，增强了阻水阻氧性能，延长使用寿命。同时，由于石墨烯具有优良的热传导性能，当石墨烯作为载体时，导热系数可达600w/mk，因此本实施结构在自修复材料中添加石墨烯，石墨烯可快速高效的将热量引导到自修复材料，及时进行自修复过程，提高了自修复效率。本实施结构中，石墨烯可以采用片状的氧化石墨烯、还原石墨烯或改性石墨烯，石墨烯的重量百分比为0.1wt％～20wt％。优选地，石墨烯的重量百分比为0.5wt％～5.0wt％。

实际实施时，本实施结构可以是第一基底采用自修复材料和石墨烯的复合材料，也可以是第二基底采用自修复材料和石墨烯的复合材料，还可以是第一基底和第二基底均采用自修复材料和石墨烯的复合材料。

本实施结构同样实现了前述实施结构的技术效果，包括降低了量子点的工作温度、修复了基底的老化或损伤，最大限度地提高了量子点膜的性能和使用寿命，而且通过基底采用自修复材料和石墨烯的复合材料，不仅提高了基底的机械强度，而且能够快速高效引导热量到自修复材料中，提高了自修复效率，进一步提高了量子点膜的性能和使用寿命。

图3为本发明实施例量子点膜的又一结构示意图。如图3所示，本实施例量子点膜的主体结构与前述实施例基本上相同，包括相对设置的第一基底10和第二基底20，以及位于第一基底10和第二基底20之间的量子点层30。与前述实施结构不同的是，本实施结构第一基底10和/或第二基底20远离量子点层30一侧的表面上设置有水氧隔绝层40。优选地，水氧隔绝层40的材料包括聚对二甲苯(parylene)，也称之为派瑞林。

其中，派瑞林parylene是一种保护性高分子材料，可以通过真空气相沉积的方式沉积在基底的表面，parylene活性分子的良好穿透力能在基底表面形成无针孔、厚度均匀的透明绝缘涂层，为基底提供一个完整的优质防护涂层，抵御氧水、酸碱、盐雾、霉菌及各种腐蚀性气件的侵害，提高了基底隔氧隔水性能，有效阻止了水氧进入量子点层，提高了量子点膜的性能和使用寿命。同时，由于派瑞林材料是透明材料，不会影响量子点的出光效率。派瑞林材料是对一系列独特的高聚物的统称，包括但不限于parylenen、parylenec、parylened、paryleneht。本实施结构中，水氧隔绝层采用paryleneht，厚度为0.1μm～100μm微米。优选地，水氧隔绝层的厚度为0.1μm～10μm。

实际实施时，本实施结构的水氧隔绝层可以设置在第一基底远离量子点层一侧的表面，也可以设置在第二基底远离量子点层一侧的表面，还可以是同时设置在第一基底和第二基底远离量子点层一侧的表面。同时，第一基底和/或第二基底可以采用热触发自修复材料，也可以采用热触发自修复材料和石墨烯的复合材料。

本实施结构同样实现了前述实施结构的技术效果，包括降低了量子点的工作温度、修复了基底的老化或损伤，最大限度地提高了量子点膜的性能和使用寿命，而且通过基底表面设置水氧隔绝层，为基底提供完整的隔氧隔水保护，有效阻止了水氧进入量子点膜，进一步提高了量子点膜的性能和使用寿命。

基于本发明实施例的技术构思，本发明实施例还提供了一种量子点膜的制备方法。本发明实施例量子点膜的制备方法包括：

s1、提供第一基底和第二基底，所述第一基底和/或第二基底的材料包括热触发自修复材料；

s2、在所述第一基底或第二基底上形成量子点层；将所述第一基底与第二基底通过密封结构进行对盒封装。

在一个实施例中，步骤s1中，所述热触发自修复材料包括热触发环氧树脂/硫醇网络结构修复体系或者热触发环氧树脂/含硼化合物网络结构修复体系。

在另一个实施例中，步骤s1中，所述热触发自修复材料包括环氧树脂/硫醇网络结构修复体系和石墨烯的复合材料，或者包括热触发环氧树脂/含硼化合物网络结构修复体系和石墨烯的复合材料。

其中，石墨烯采用片状的氧化石墨烯、还原石墨烯或改性石墨烯，石墨烯的重量百分比为0.1wt％～20wt％。优选地，石墨烯的重量百分比为0.5wt％～5.0wt％。

在又一个实施例中，步骤s1与步骤s2之间还包括：所述第一基底和/或第二基底远离量子点层一侧的表面形成有水氧隔绝层。

其中，所述水氧隔绝层的材料包括聚对二甲苯，聚对二甲苯采用真空气相沉积工艺沉积在第一基底和/或第二基底的表面。水氧隔绝层采用paryleneht，厚度为0.1μm～100μm微米。优选地，水氧隔绝层的厚度为0.1μm～10μm微米。

其中，本发明实施例所提供的第一基底和第二基底，既可以是市场上购置的，也可以是向协作方定制的，还可以是利用现有成熟的制备方法制备的，本发明实施例在此不做具体限定。

其中，步骤s2中，可以采用涂覆量子点涂布液和固化等工艺，在第一基底或第二基底上形成量子点层。密封结构可以采用含有环氧树脂的封框胶，第一基底与第二基底真空对盒后，通过紫外光或热处理对封框胶进行固化。

图4为本发明实施例背光源的结构示意图。如图4所示，本发明实施例背光源的主体结构包括光源100、导光板200、反射膜300、量子点膜400、第一扩散膜500、增亮膜600和第二扩散膜700。其中，光源100(如蓝光led)设置在导光板200的入光侧，光源100出射的光进入导光板200，在导光板200中传输并均匀的分散于导光板200中，形成面光源。导光板200具有出光面(图4中的上表面)和与出光面相对设置的反射面(图4中的下表面)，反射膜300设置在导光板200的反射面上，用于将发散的光线反射回导光板200中，以有效地利用光线。量子点膜400采用本发明前述量子点膜结构，设置在导光板200的出光面上，导光板200出射的光进入量子点膜400，激发红色量子点和绿色量子点分别发出红光和绿光，混合得到高纯度的白光。第一扩散膜500、增亮膜600和第二扩散膜700依次设置在量子点膜400的出光面上，对量子点膜400出射的白光进行光亮度增强。其中，第一扩散膜500也称之为下扩散膜，与量子点膜400邻近，用于将量子点膜400出射的白光转换成均匀分布的面光源并遮蔽光学缺陷，第二扩散膜700也称之为上扩散膜，设置在增亮膜600的出光面上，用于增加光线柔和性、改善视角以及保护增亮膜600，增亮膜600设置在第一扩散膜500和第二扩散膜700之间，用于提高出光效率。最后，背光源出射的白光进入液晶面板实现图像显示。

本发明实施例还提供了一种显示装置，显示装置包括液晶面板和前述的背光源，液晶面板设置在背光源的出光侧。显示装置可以为：手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。

在本发明实施例的描述中，需要理解的是，术语“中部”、“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“绑定”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。