一种基于钙钛矿量子点的光学膜的制作方法

本申请涉及一种基于钙钛矿量子点的光学膜，属于量子点光学膜技术领域。

背景技术：

钙钛矿量子点因其优异的光电性能得到了科学家和工业界的双双青睐。其中，钙钛矿量子点具有的优异光致发光性能(绝对荧光量子点产率大于90％，半峰宽小于25nm)，使其逐渐发展成为显示器件中的核心材料。然而要想真正实现大规模的商业应用，还需要解决钙钛矿量子点的稳定性问题，其中，将钙钛矿量子点封装在聚合物基质中是公认的技术手段之一，然而这种技术手段还不能完全解决稳定性问题。多层阻隔膜技术是目前解决该问题最有效的手段，所述多层阻隔膜为聚合物膜层+无机氧化物层交替形成，如此结构的制造流程较多，导致多层阻隔膜技术的成本居高不下，当下亟待寻找一种低成本且阻隔效果能够满足钙钛矿量子点应用的方案。

技术实现要素：

根据本申请的一个方面，提供了一种基于钙钛矿量子点的光学膜，该光学膜结构简单，成本低，且能够实现很好的阻水隔氧的作用，结合钙钛矿量子点光学膜自身所具有的一定阻水效果，从而满足低成本钙钛矿量子点光学膜应用的要求。

本申请所提供的基于钙钛矿量子点的光学膜，其特征在于，所述光学膜包括钙钛矿量子点膜层和pvdc水氧阻隔膜层；所述pvdc水氧阻隔膜层覆盖在所述钙钛矿量子点膜层的表面。

所述的水氧阻隔膜层包括结构层和功能层，亦可以由单独的功能层构成，所述功能层覆盖在所述结构层的表面；

所述结构层选自聚对苯二甲酸乙二酯(pet)、聚氯乙烯(pvc)、聚酰胺(pa)中的至少一种，所述功能层为pvdc。

所述pvdc水氧阻隔膜层包括第一pvdc水氧阻隔膜层和第二pvdc水氧阻隔膜层；

所述钙钛矿量子点膜层位于所述第一pvdc水氧阻隔膜层和第二pvdc水氧阻隔膜层之间。

可选地，所述聚合物基的钙钛矿量子点的膜层和pvdc水氧阻隔膜层之间直接相连，或通过过渡膜层相连。

可选地，所述光学膜还包括过渡膜层；

所述过渡膜层位于所述pvdc水氧阻隔膜层与钙钛矿量子点膜层之间。

可选地，所述过渡膜层选自聚偏氟乙烯(pvdf)、聚偏氟乙烯和三氟乙烯共聚物(p(vdf-trfe))、聚丙烯腈(pan)、聚醋酸乙烯酯(pvac)、醋酸纤维素(ca)、氰基纤维素(cna)、聚砜(psf)中的至少一种。

所述过渡膜层包括第一过渡膜层和第二过渡膜层；

所述第一过渡膜层位于所述第一pvdc水氧阻隔膜层与钙钛矿量子点膜层上表面之间；

所述第二过渡膜层位于所述第二pvdc水氧阻隔膜层与钙钛矿量子点膜层下表面之间。

可选地，所述过渡膜层和所述钙钛矿量子点膜层之间直接相连，两者之间具有非常好的贴合性能，所述过渡膜层和所述pvdc水氧阻隔膜层之间直接相连，两者之间具有非常好的贴合性能。

可选地，所述基于钙钛矿量子点的光学膜由上到下依次包括第一pvdc水氧阻隔膜层、钙钛矿量子点膜层、第二pvdc水氧阻隔膜层。

可选地，所述基于钙钛矿量子点的光学膜由上到下依次包括第一pvdc水氧阻隔膜层、第一过渡膜层、钙钛矿量子点膜层、第二过渡膜层、第二pvdc水氧阻隔膜层。

可选地，所述钙钛矿量子点膜层包括聚合物基层以及钙钛矿量子点，所述钙钛矿量子点嵌入所述聚合物基层中。

可选地，所述钙钛矿量子点具有内核，所述内核的结构式为：

csab3或r1nh3ab3或(r2nh3)2ab4

其中，a和b构成配位八面体结构，cs、r1nh3或r2nh3填充在所述八面体结构的间隙中；

其中，r1为甲基，r2为有机分子基团，a选自ge、sn、pb、sb、bi、cu、mn的至少一种，b选自cl、br、i中的至少一种。

可选地，r2选自长链有机分子基团、乙基或芳香基的至少一种。

进一步可选地，r2为碳原子数大于4的饱和烷基或碳原子数大于4的不饱和烷基。

本申请中，“长链有机分子基团”是指碳原子数大于2的有机分子基团。

可选地，所述钙钛矿量子点进一步包括：表面配体，所述表面配体形成在所述内核的表面，所述表面配体为有机酸或长链有机胺。

可选地，所述有机酸包括碳原子数至少为3的饱和烷基酸或碳原子数至少为3的不饱和烷基酸。

可选地，所述长链有机胺为4～24个碳原子的烷基胺或芳香胺。

本申请中，“长链有机胺”是指碳原子数大于4的有机胺。

可选地，所述聚合物基层为溶解于二甲基甲酰胺(dmf)、二甲基亚砜(dmso)或氮甲基吡咯烷酮(nmp)极性溶剂中的透明材料；

所述透明材料选自聚偏氟乙烯(pvdf)、聚偏氟乙烯和三氟乙烯共聚物(p(vdf-trfe))、聚丙烯腈(pan)、聚醋酸乙烯酯(pvac)、醋酸纤维素(ca)、氰基纤维素(cna)、聚砜(psf)的至少一种。

本申请能产生的有益效果包括：

本申请提供了一种基于钙钛矿量子点的光学膜，包括钙钛矿量子点膜层和pvdc水氧阻隔膜层；所述pvdc水氧阻隔膜层覆盖在所述钙钛矿量子点膜层的表面。该光学膜结构简单，成本低，且能够实现很好的阻水隔氧的作用，结合钙钛矿量子点光学膜自身所具有的一定阻水效果，从而满足低成本钙钛矿量子点光学膜应用的要求。

附图说明

图1为本申请一种实施方式中第一种光学膜结构示意图；

图2为本申请一种实施方式中第二种光学膜结构示意图；

图3为本申请一种实施方式中第一种pvdc阻隔膜层结构示意图；

图4为本申请一种实施方式中第二种pvdc阻隔膜层结构示意图。

部件和附图标记列表：

101第一pvdc阻隔膜层；200钙钛矿量子点膜层；

102第二pvdc阻隔膜层；301第一过渡膜层；

302第二过渡膜层；

1011pvdc阻隔膜层中的功能层；

1012pvdc阻隔膜层中的结构层。

具体实施方式

下面结合实施例详述本申请，但本申请并不局限于这些实施例。

本申请所提供的基于钙钛矿量子点的光学膜包括钙钛矿量子点膜层和pvdc水氧阻隔膜层。其中钙钛矿量子点膜层的厚度为1-50μm，pvdc水氧阻隔膜层的厚度为100-500μm。pvdc水氧阻隔膜层包括如图1至2所示的第一pvdc水氧阻隔膜层101和第二pvdc水氧阻隔膜层102；钙钛矿量子点膜层200位于第一pvdc水氧阻隔膜层101和第二pvdc水氧阻隔膜层102之间。

可选地，如图3、4所示，所述的pvdc水氧阻隔膜层包括结构层1012和功能层1011，其中功能层可以为单面，也可以为双面，亦可以由单独的功能层1011构成，所述结构层选自聚对苯二甲酸乙二酯(pet)、聚氯乙烯(pvc)、聚酰胺(pa)中的至少一种，所述功能层为pvdc。其中结构层的厚度为20-200μm，功能层的厚度为50-300μm。结构层的作用在于增加所述钙钛矿量子点光学膜的整体韧性。

可选地，所述钙钛矿量子点膜层和pvdc水氧阻隔膜层之间直接相连。

可选地，所述钙钛矿量子点膜层和pvdc水氧阻隔膜层之间设有过渡膜层。其中过渡膜层的厚度为5-20μm。过渡膜层包括如图2所示的第一过渡膜层301和第二过渡膜层302；钙钛矿量子点膜层200位于第一过渡膜层301和第二过渡膜层302之间。

可选地，所述过渡膜层和所述钙钛矿量子点膜层之间直接相连，两者之间具有非常好的贴合性能，所述过渡膜层和所述pvdc水氧阻隔膜层之间直接相连，两者之间具有非常好的贴合性能。

可选地，所述过渡膜层材料选自聚偏氟乙烯(pvdf)、聚偏氟乙烯和三氟乙烯共聚物(p(vdf-trfe))、聚丙烯腈(pan)、聚醋酸乙烯酯(pvac)、醋酸纤维素(ca)、氰基纤维素(cna)、聚砜(psf)中的至少一种。过渡膜层的作用一方面可以起到保护量子点膜层的作用，提升水氧阻隔效果，另一方面可以避免pvdc乳液与量子点层直接接触。

在一个可能的实施方式中，所述基于钙钛矿量子点的光学膜由上到下依次包括第一pvdc水氧阻隔膜层、钙钛矿量子点膜层、第二pvdc水氧阻隔膜层。

在一个可能的实施方式中，所述基于钙钛矿量子点的光学膜由上到下依次包括第一pvdc水氧阻隔膜层、第一过渡膜层、钙钛矿量子点膜层、第二过渡膜层、第二pvdc水氧阻隔膜层。

可选地，所述钙钛矿量子点膜层包括聚合物基层以及钙钛矿量子点，所述钙钛矿量子点嵌入所述聚合物基层中。

本申请中钙钛矿量子点膜层通过原位成膜工艺获取，例如，可以通过文献“advancedmaterials,2016,28(41):9163-9168.”所述方法方式获取。

实施例1

图1为本实用新型公开的钙钛矿量子点光学膜结构示意图，如图1所示，在该光学膜结构中，从上到下依次为：第一pvdc水氧阻隔膜层101、钙钛矿量子点膜层200、第二pvdc水氧阻隔膜层102。

其中，pvdc水氧阻隔膜层包括结构层(聚酰胺)与功能层(pvdc)。如图3所示，pvdc水氧阻隔膜层为单面的功能层，从上到下依次为：功能层1011、结构层1012。

钙钛矿量子点膜层包括聚合物基层(含有聚丙烯腈)以及钙钛矿量子点(内核为cspbbr3)，所述钙钛矿量子点嵌入所述聚合物基层中。

将pvdc乳液分别涂覆在钙钛矿量子点的膜层的两侧，通过干燥之后即可得到本实施例中的钙钛矿量子点光学膜。

在钙钛矿量子点膜层两侧加上pvdc水氧阻隔膜层，可以极大地提高钙钛矿量子点的稳定性，与此同时，因为pvdc水氧阻隔膜的成本低，与钙钛矿量子点膜层结合的技术简单，钙钛矿量子点膜层本身就具有很高的阻水效果，可以很大程度上降低钙钛矿量子点光学膜的成本，从而实现钙钛矿量子点光学膜的商业化。

实施例2

图2为本实用新型公开的另一钙钛矿量子点光学膜结构示意图，如图2所示，在该光学膜结构中，从上到下依次为：第一pvdc水氧阻隔膜层101、第一过渡膜层301、钙钛矿量子点膜层200、第二过渡膜层302、第二pvdc水氧阻隔膜层102。

其中，pvdc水氧阻隔膜层包括结构层(聚对苯二甲酸乙二酯)与功能层(pvdc)。如图4所示，pvdc水氧阻隔膜层为双面的功能层，从上到下依次为：功能层1011、结构层1012、功能层1011。

钙钛矿量子点膜层包括聚合物基层(含有聚砜)以及钙钛矿量子点(内核为ch3nh3pbbr3)，所述钙钛矿量子点嵌入所述聚合物基层中。

过渡膜层为聚砜。

先将过渡膜层的溶液涂覆在钙钛矿量子点膜的两侧，干燥后得到量子点膜两侧具有过渡层的薄膜结构，然后再将pvdc乳液涂覆在过镀膜层两侧，而后通过光照+加热的方式将pvdc水氧阻隔膜层+过渡膜层贴合在钙钛矿量子点膜层上，即可得到本实施例中的钙钛矿量子点光学膜。

以上所述，仅是本申请的几个实施例，并非对本申请做任何形式的限制，虽然本申请以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限制本申请，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案的范围内，利用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案例，均属于技术方案范围内。