本发明涉及光学技术领域，具体而言，涉及一种光致发光材料、光转换膜片的制备方法、光转换膜片及显示设备。
背景技术：
随着科学技术的发展，轻薄、响应速度快、色彩鲜艳的OLED(有机发光二极管)显示设备逐渐受到人们的关注，传统的LCD(液晶显示器)受到威胁，因此纷纷引入量子点(quantum dots)至传统的LCD的背光模组中以推出量子点电视，从而将显示设备的色域提升至OLED的水准。上述引入量子点的工艺通常是将红色和绿色量子点共混灌装在玻璃管中，或是做成薄膜添加至背光模组中，在蓝色背光的激发下，量子点发出色纯度高的红光和绿光，从而实现全彩显示。
无论是LCD还是OLED显示，出光侧都需要添加彩色滤光片(color filter)，用来精准的呈现色彩。由于量子点的半峰宽极窄，所以经过彩色滤光片后，量子点电视的色域几乎不受影响，而半峰宽较宽的OLED显示的色域却大为降低。
然而，量子点电视或OLED在引入了彩色滤光片后，都损失了较多的光能，现有技术中还采取光刻胶与单色量子点共混来制备含量子点的彩色滤光片，也即光转换膜片，光刻胶一般利用365nm波长的紫外光实现固化反应，而量子点在这个波长的紫外灯照射下有较大的吸收，导致固化速率变慢，这就需要提高紫外灯的能量或者增加引发剂的量来确保光刻胶顺利反应，而光引发剂的残留等都会极大的降低量子点的发光效率。
并且，目前量子点膜片的制备工艺主要为光刻，即通过紫外曝光显影得到像素隔离结构BM(black matrix)，之后再依次旋涂混合有量子点的光刻胶、曝光、显影，如此反复三次得到RGB量子点膜片。显然，上述方法中将部分混合有量子点的光刻胶刻蚀掉，材料利用率较低，导致浪费了大量材料，且精密的光刻设备造价昂贵，这些都大大增加了显示面板的成本；另一方面，光刻制程中的材料(光刻胶中的光引发剂等)对量子点膜片的光致效果也存在影响。
技术实现要素：
本发明的主要目的在于提供一种光致发光材料、光转换膜片的制备方法、光转换膜片及显示设备，以解决现有技术中光转换膜片的光致效果较差的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种光致发光材料，包括惰性高分子树脂和设置于惰性高分子树脂中的量子点材料，惰性高分子树脂为第一类惰性树脂或第二类惰性树脂，第一类惰性树脂的玻璃化转变温度≥100℃，第二类惰性树脂的玻璃化转变温度≤-20℃，且25℃时第二类惰性树脂的粘度≥106cps。
进一步地，第一类惰性树脂的数均分子量为5×104或以上，优选第一类惰性树脂选自聚甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯甲基丙烯酸甲酯共聚物、聚碳酸酯、聚碳酸烯丙基二甘醇酯、苯乙烯丙烯腈共聚物和苯乙烯-丁二烯-丙烯酯共聚物中的任一种或多种。
进一步地，第二类惰性树脂的数均分子量为5×104或以上，优选第二类惰性树脂为聚异丁烯。
进一步地，量子点材料的表面具有配体，配体一端携带双键，双键用于和形成惰性高分子树脂的单体发生聚合反应形成共聚物，优选配体的另一端与量子点材料连接，另一端为羧基、巯基或氨基，优选单体为单官能单体，更优选为乙烯基单体。
进一步地，量子点材料与惰性高分子树脂的质量比为1:19～19:1。
进一步地，光致发光材料还包括溶剂、助剂和散射粒子中的至少一种。
进一步地，光致发光材料包括溶剂、助剂和散射粒子，惰性高分子树脂和量子点材料的重量占光致发光材料的总重量的0.5～95％，溶剂的重量占光致发光材料的总重量的2～80％，助剂的重量占光致发光材料的总重量的0.5～15％，散射粒子的重量占光致发光材料的总重量的0.5～20％。
根据本发明的另一方面，提供了一种光转换膜片的制备方法，制备方法包括形成量子点层的步骤，形成量子点层的步骤包括以下过程：将上述的光致发光材料设置于载体上；对光致发光材料进行干燥处理，形成量子点层。
进一步地，干燥处理为热板烘烤、红外烘烤或真空干燥。
进一步地，在将光致发光材料设置于载体上的步骤之前，形成量子点层的步骤还包括以下过程：在载体的表面设置黑色矩阵，以形成像素隔离结构。
进一步地，该制备方法还包括以下步骤：在量子点层的远离载体的上方或者载体的远离量子点层的下方设置密封层。
根据本发明的另一方面，还提供了一种光转换膜片，包括基材层以及设置于基材层的第一表面的像素隔离结构，像素隔离结构之间形成多个相互隔离的子像素区域，光转换膜片还包括：量子点层，设置于至少部分子像素区域对应的基材层上，且量子点层为上述的制备方法制备而成。
进一步地，光转换膜片还包括：密封层，设置于量子点层的远离基材层的一侧表面上。
进一步地，形成密封层的材料为UV树脂或有机无机堆叠杂化膜。
根据本发明的再一方面，提供了一种显示设备，包括背光源和光转换膜片，光转换膜片为上述的光转换膜片。
应用本发明的技术方案，提供了一种光致发光材料，由于该光致发光材料包括具有特定玻璃化转变温度的惰性高分子树脂和设置于上述惰性高分子树脂中的量子点材料，采用上述惰性高分子树脂能够将量子点材料分散，由于采用上述光致发光材料制备光转换膜片，不需要引入光刻工艺，从而避免了光刻工艺中引入光引发剂等材料对光转换膜片中量子点材料的光致效果的影响。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了本发明所提供的一种光转换膜片的结构示意图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
10、基材层；20、像素隔离结构；30、量子点层；40、密封层。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
正如背景技术中所介绍的，目前含量子点的光转换膜片的制程中的材料(光引发剂等)对光转换膜片的光致效果存在影响，本申请的发明人针对上述问题进行研究，提出了一种光致发光材料，包括惰性高分子树脂和设置于上述惰性高分子树脂中的量子点材料，上述惰性高分子树脂包括第一类惰性树脂或第二类惰性树脂，上述第一类惰性树脂的玻璃化转变温度≥100℃，上述第二类惰性树脂的玻璃化转变温度≤-20℃，且25℃时上述第二类惰性树脂的粘度≥106cps。
上述实施例的玻璃化转变一般是指玻璃态与高弹态之间的转变，它所对应的转变温度即是玻璃化转变温度，或是玻璃化温度。在上述实施例中，惰性高分子树脂是无色透明高透光的树脂，其中，第一类惰性树脂的玻璃化转变温度≥100℃，因此在常温下该树脂呈不流动的玻璃态，在用该第一类惰性树脂制作的光转换膜片中，该第一类惰性树脂也不会因为常规使用中的温度和位置的变化，而改变原有形状；而第二类惰性树脂因其玻璃化转变温度≤-20℃，并且在25℃时上述第二类惰性树脂的粘度≥106cps，同样在常温下不易流动变形。上述的惰性高分子树脂可以是无色透明且高透光的树脂，优选其透光率在90％以上。
本发明的上述光致发光材料由于包括具有特定玻璃化转变温度的惰性高分子树脂和设置于上述惰性高分子树脂中的量子点材料，采用上述惰性高分子树脂光致发光材料能够将量子点材料分散，由于采用上述光致发光材料制备光转换膜片，不需要引入光刻工艺，从而避免了光刻工艺中引入光引发剂等材料对光转换膜片中的量子点材料的光致效果的影响。通过选择上述具有特定玻璃化转变温度的惰性高分子树脂，实现了惰性高分子树脂对量子点材料的固定作用。
当上述惰性高分子树脂为第一类惰性树脂时，优选地，惰性高分子树脂的数均分子量为5×104或以上。满足上述玻璃化转变温度和分子量的惰性高分子树脂可以选自聚甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯甲基丙烯酸甲酯共聚物、聚碳酸酯、聚碳酸烯丙基二甘醇酯、苯乙烯丙烯腈共聚物和苯乙烯-丁二烯-丙烯酯共聚物中的任一种或多种；当上述惰性高分子树脂为第二类惰性树脂时，优选地，上述惰性高分子树脂的数均分子量为5×104或以上；满足上述玻璃化转变温度、粘度和分子量的惰性高分子树脂可以为聚异丁烯。
为了进一步提高惰性高分子树脂对量子点材料的分散作用，在一种优选的实施方式中，上述量子点材料的表面具有配体，该配体的一端携带双键，上述双键用于和形成上述惰性高分子树脂的单体发生聚合反应而形成共聚物，上述配体可以为油酸，配体的另一端与量子点材料连接，携带双键的配体残基位于量子点材料外侧，优选配体的另一端与量子点材料表面结合的官能团可以选自为羧基、巯基或氨基，优选单体为单官能单体，更优选为乙烯基单体；并且，为了进一步提高分散效果，优选地，量子点材料与惰性高分子树脂的质量比为1:19～19:1。
在本发明的上述光致发光材料中，光致发光材料还包括溶剂、助剂和散射粒子中的至少一种，助剂选自分散剂、消泡剂和表面润湿剂中的任一种或多种。上述溶剂用于使光致发光材料能够更好地分散、涂布于载体上，优选地，上述溶剂选自烷烃类溶剂、芳香烃类溶剂、主链碳原子数≥4的酯类溶剂、酮类溶剂和醚类溶剂中的任一种或多种；上述分散剂用于进一步分散惰性高分子树脂中的量子点材料，优选地，上述分散剂为高分子分散剂和/或非离子型表面活性剂，上述消泡剂用于降低表面张力，抑制光致发光材料中泡沫的产生或使产生的泡沫尽快消除，上述表面润湿剂用于使惰性高分子树脂和量子点材料混合物更易于在固体表面上铺展，使其成膜均匀；上述散射粒子用于提高光致发光材料的发光效率，优选地，上述散射粒子为二氧化钛，二氧化钛的结构更优选为金红石结构，更为优选地，上述散射粒子的粒径为150～500nm。
在上述优选的实施方式中，光致发光材料包括上述溶剂、上述助剂和上述散射粒子，此时，为了提高惰性高分子树脂对量子点材料的分散效果，优选地，惰性高分子树脂和量子点材料的重量占光致发光材料的总重量的0.5～95％，溶剂的重量占光致发光材料的总重量的2～80％，助剂的重量占光致发光材料的总重量的0.5～15％，散射粒子的重量占光致发光材料的总重量的0.5～20％。
在本发明的上述光致发光材料中，为了使利用光致发光材料制备而成的量子点层具有全彩显示的功能，优选地，量子点材料选自红色油溶性量子点、绿色油溶性量子点和蓝色油溶性量子点中的任一种。
根据本发明的另一方面，提供了一种光转换膜片的制备方法，该制备方法包括形成量子点层的步骤，上述形成量子点层的步骤包括以下过程：将上述的光致发光材料设置于载体上；对上述光致发光材料进行干燥处理，形成上述量子点层。优选地，在将光致发光材料设置于载体上的步骤之前，形成量子点层的步骤还包括以下过程：在载体的表面设置黑色矩阵作为像素隔离结构。
在本发明的上述制备方法中由于采用光致发光材料形成量子点层，且量子点层包括具有特定玻璃化转变温度的惰性高分子树脂和设置于惰性高分子树脂中的量子点材料，使制备而成的量子点层能够具有分散的量子点材料，由于采用上述光致发光材料制备量子点层，不需要引入光刻工艺，从而避免了光刻工艺中引入光引发剂等材料对光转换膜片的光致效果的影响。
并且，上述光致发光材料包括惰性高分子树脂和设置于惰性高分子树脂中的量子点材料，上述惰性高分子树脂的玻璃化转变温度≥100℃，或上述惰性高分子树脂为玻璃化转变温度≤-20℃，且25℃时粘度≥106cps的树脂，从而通过选择具有特定玻璃化转变温度的惰性高分子树脂，实现了光致发光材料中量子点材料的分散效果。
在一种优选的实施方式中，可以通过将惰性高分子树脂与上述量子点材料混合，以形成上述光致发光材料。其中，惰性高分子树脂为第一类惰性树脂或第二类惰性树脂，优选地，第一惰性树脂的数均分子量为5×104或以上，更优选为1×105或以上；满足上述玻璃化转变温度和分子量的惰性高分子树脂可以选自聚甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯甲基丙烯酸甲酯共聚物、聚碳酸酯、聚碳酸烯丙基二甘醇酯、苯乙烯丙烯腈共聚物和苯乙烯-丁二烯-丙烯酯共聚物中的任一种或多种；优选地，上述第二惰性树脂的数均分子量为5×104或以上，更优选为1×105或以上；满足上述玻璃化转变温度、粘度和分子量的惰性高分子树脂可以为聚异丁烯。
为了优化光致发光材料中量子点材料的分散效果，在另一种优选的实施方式中，量子点材料表面具有携带双键的配体，携带双键的配体残基位于量子点材料外侧，双键用于和光致发光材料中形成惰性高分子树脂的单体发生聚合反应而形成共聚物，且配体的另一端与量子点材料连接，惰性高分子树脂与量子点材料构成量子点树脂共聚物，此时，制备方法还包括形成量子点树脂共聚物的过程，上述过程包括：采用自由基聚合引发剂使配体与单体共聚，以形成共聚物溶液，优选自由基聚合引发剂选自偶氮二异丁腈和/或过氧化二苯甲酰；对共聚物溶液进行纯化处理，以形成纯的量子点树脂共聚物。上述纯化处理去除上述自由基聚合引发剂残留、单体和未反应含双键配体的量子点材料，从而避免了自由基聚合引发剂等对光转换膜片光致效果的影响。
为了利于涂布并提高光致发光材料中量子点材料的分散效果，上述光致发光材料还可以包括溶剂、助剂和散射粒子中的至少一种，助剂选自分散剂、消泡剂和表面润湿剂中的任一种或多种。优选地，上述溶剂选自烷烃类溶剂、芳香烃类溶剂、主链碳原子数≥4的酯类溶剂、酮类溶剂和醚类溶剂中的任一种或多种；优选地，上述分散剂为高分子分散剂和/或非离子型表面活性剂；优选地，上述散射粒子为二氧化钛，二氧化钛的结构更优选为金红石结构，更为优选地，上述散射粒子的粒径为150～500nm。此时，可根据溶剂的加入量调节体系的粘度，并选取喷墨打印或者丝网印刷等工艺对上述光致发光材料进行涂布，然后通过干燥处理去除上述溶剂和助剂，从而形成性能稳定的量子点层。
为了提高形成的量子点层的均匀性和稳定性，优选地，在对光致发光材料进行干燥处理的步骤中，干燥处理为热板烘烤、红外烘烤或真空干燥。上述干燥处理仅仅是用于去除溶剂等可挥发材料，本领域技术人员可以根据现有技术对上述不同种类的干燥处理的工艺条件进行合理选取。更为优选地，干燥采取先慢后快的方式，即在较低温度或者较低真空度时缓慢改变干燥条件或停留较长时间，待溶剂残留较少时快速升温或者提高真空度，以在干燥后形成均匀的量子点层。
在形成上述量子点层的步骤之后，为了提高光转换膜片的可靠性，优选地，上述光转换膜片的制备方法还包括以下步骤：在量子点层的远离载体的上方或者载体的远离量子点层的下方设置密封层，或者，也可以设置在量子点层于基板之间。上述密封层用于将量子点层密封，以防止量子点层受水氧的侵袭而使其光致效果发生下降，保证了光转换膜片的光致效果；更为优选地，形成上述密封层的材料为UV树脂或有机无机堆叠杂化膜。
根据本发明的另一方面，还提供了一种光转换膜片，如图1所示，包括基材层10以及设置于基材层10的第一表面的像素隔离结构20，像素隔离结构20之间形成多个相互隔离的子像素区域，光转换膜片还包括：量子点层30，设置于至少部分子像素区域对应的基材层10上，且量子点层30为上述的制备方法制备而成。
在本发明的上述光转换膜片中由于量子点层是采用光致发光材料制备而成，且量子点层包括具有特定玻璃化转变温度的惰性高分子树脂和设置于性高分子树脂中的量子点材料，使量子点层能够具有分散的量子点材料，由于采用上述光致发光材料制备量子点层，不需要引入光刻工艺，从而避免了光刻工艺中引入光引发剂等材料对光转换膜片的光致效果的影响。
在本发明的上述光转换膜片中，优选地，所述光转换膜片还包括：密封层40，设置于量子点层30的远离基材层10的一侧表面上。上述密封层40用于将量子点层30密封，以防止量子点层30受水氧的侵袭而使其光致效果发生下降，保证了光转换膜片的光致效果。更为优选地，形成上述密封层40的材料为UV树脂或有机无机堆叠杂化膜。采用上述材料能够使密封层40具有更好地密封效果。
为了得到RGB量子点膜片，优选地，上述各子像素区域中的量子点材料独立地选自红色油溶性量子点、绿色油溶性量子点和蓝色油溶性量子点中的任一种。本领域技术人员可以根据实际需求对子像素区域的数量以及子像素区域中量子点材料的发光种类进行合理选取。
并且，根据本发明的再一方面，还提供了一种显示设备，包括背光源和光转换膜片，光转换膜片为上述的光转换膜片。在本发明的上述显示设备中由于量子点层是采用光致发光材料制备而成，且量子点层包括惰性高分子树脂和设置于性高分子树脂中的量子点材料，使量子点层能够具有分散的量子点材料，由于采用上述光致发光材料制备量子点层，不需要引入光刻工艺，从而避免了光刻工艺中引入光引发剂等材料对光转换膜片的光致效果的影响，进一步提高了显示设备的使用寿命。
下面将结合实施例和对比例进一步说明本申请提供的光致发光材料、光转换膜片的制备方法及光转换膜片。
实施例1-8中通过将包括惰性高分子树脂、量子点材料和溶剂的原料混合，以形成光致发光材料，其中，各原料的性能参数见下表1：
表1
实施例9
本实施例提供的光致发光材料的制备方法包括以下步骤：
在量子点的甲苯溶液中，加入苯乙烯单体和自由基引发剂偶氮二异丁腈AIBN，在60℃水浴加热环境下反应24h，用乙醇、甲苯反复沉淀溶解洗涤三次，得到量子点聚苯乙烯共聚物，其中，量子点为绿色量子点CdSe/ZnS，表面的配体为油酸；
将该共聚物溶于适量甲苯中，配置成固含量为45％的溶液。
实施例10
本实施例提供的制备方法与实施例9的区别在于：
在量子点的甲苯溶液中还加入分散剂solsperse24000，润湿剂BYK 306，消泡剂BYK025，使光致发光材料的溶液中分散剂、润湿剂和消泡剂的固含分别为5％、0.25％、0.5％。
实施例11
本实施例提供的制备方法与实施例10的区别在于：
加入粒径为350nm的散射粒子TiO2，使光致发光材料的溶液中散射粒子的固含量为10％。
实施例12
本实施例提供的光转换膜片的制备方法包括以下步骤：
提供具有像素隔离结构的基材层，像素隔离结构具有96×64个相互隔离的子像素区域；
采用喷墨打印工艺将实施例1至11中的光致发光材料设置于子像素区域中并干燥，以形成量子点层，其中，量子点墨水包括红色量子点、绿色量子点和溶剂，红色量子点为CdSe/ZnS，绿色量子点为CdSe/CdS，且各子像素区域中的量子点材料种类不同；
采用旋涂工艺将胶设置于量子点层和像素隔离结构的裸露表面上，并将胶固化以形成密封层，其中，胶为光固化胶(型号为loctite352)。
将上述实施例12中的多个光转换膜片分别设置于蓝色电致发光器件(BLED)的出光侧，电致发光器件包括顺序层叠环氧树脂封装的蓝色LED灯珠和光扩散板，采用PR670光谱仪对蓝色背光照射下的光转化膜片进行光谱测试,并对峰面积进行积分，换算出红色和绿色量子点的各自的光致发光效率，测试结果如下(见表2)：
表2
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：
本申请实施例1至11中提供的光致发光材料均具有较高的光致效率，与传统的颜料型光转化膜片相比，对背光的利用率有着明显的优势；并且，本实施例中各个光转换膜片的制备方法摒弃了传统的光刻工艺，从而避免光引发剂残留等对量子点光致效果的影响。
1、采用上述光致发光材料能够使制备而成的量子点层具有分散的量子点材料，进而使量子点层能够具有较高的光致效率；
2、采用上述光致发光材料制备量子点层，不需要引入光刻工艺，从而避免了光刻工艺中引入光引发剂等材料对量子点层的光致效果的影响。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。