一种显示用高稳定性量子点反射膜及其制备方法与流程

本发明涉及量子点反射膜，尤其是涉及一种显示用高稳定性量子点反射膜及其制备方法。

背景技术：

1、 液晶显示（lcd）是目前全球最主流的显示技术，然而常用的 lcd背光源中荧光粉的宽光谱特点限制了其色彩显示能力和总流明效率的进一步提升。量子点具有窄发射光谱和高荧光效率等优势，为提高lcd色彩品质和感知亮度提供了新技术路线。

2、钙钛矿量子点作为一种半导体纳米晶体，具有独特的光学和电学特性，在显示、照明、生物医学等领域有着广泛的应用前景。由于其强离子性、高表面能和亚稳结构而对环境高度敏感，容易被极性溶剂迅速溶解以形成大的纳米晶体，从而造成结构坍塌、形状变形和量子产率（qys）迅速下降等，甚至暴露在空气中，也会在水、氧气的协同作用下引起相转变、团聚甚至降解，从而引起荧光猝灭，进而造成器件的光电转化率下降。因此，维持量子点在显示器件中的高效和高稳定性，对推动其在显示领域的应用具有重要意义。

3、 cn117930545a 公开了一种量子点反射膜及其制备方法、背光模组。其主要功效是通过在树脂层中添加量子点和气泡，并配合功能涂层，来提高量子点反射膜的稳定性和光学性能。但该方法功能涂层的附着力不足，在使用过程中涂层可能会与树脂层或量子点出现分层、剥落等现象，影响膜的光学性能和稳定性问题。

4、 cn103852817b公开了一种应用于背光模组的量子点膜，通过硅胶微粒表面具有的微孔结构，可以将量子点吸附在微孔中，提高量子点的雾化光源，从而达到提高色域和亮度的效果。相比于传统的背光模组中的扩散膜，量子点膜可以节省成本，因此可以广泛应用于各种显示设备中。但该方法利用硅胶微粒的微孔结构吸附量子点，与树脂界面兼容性会存在问题，难以保证量子点在膜内的完全均匀分布。

5、 cn114214066b公开了一种钙钛矿量子点涂层、制备方法和荧光膜及应用，通过提供一种钙钛矿量子点涂层，以缓解现有技术中发光层无法兼具绿光和红光功能的技术问题。此钙钛矿量子点涂层使用的钙钛矿量子点cspbxmn1-xcl3具有在430nm和600nm处的双发光峰，具有优良的双波长荧光发射特性，表现为明亮的橙色光发射，应用于背光模组中大大简化了白光led背光的结构。但该方法存在制备工艺复杂，包括量子点的合成、与聚合物等材料的混合、涂布等过程，成本较高，且涂层均匀性难以保证，影响显示效果的均匀性。

技术实现思路

1、本发明是为了克服现有技术中将量子点应用于显示器件中存在的上述问题，提供一种显示用高稳定性量子点反射膜及其制备方法，先通过烷基硫醇钝化荧光量子点材料的表面缺陷，然后采用环烯烃类聚合物作为次级壳层材料，将该复合颗粒与基体树脂混合，制备得到的量子点反射膜具有高荧光效率与高色域显示能力，同时兼具超疏水、抗氧化的化学稳定性。

2、为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

3、一种显示用高稳定性量子点反射膜，为a/b/a三层结构；a层的原料包括基体树脂和抗静电剂；b层的原料包括基体树脂和荧光量子点复合微球；所述的荧光量子点复合微球包括表面经叔十二烷基硫醇钝化改性的荧光量子点及包覆在其表面的环烯烃类聚合物；所述的荧光量子点选自cuins量子点，cuins/zns量子点，inp/zns量子点，cdse/zns 量子点，cdte/cdse/zns量子点中的至少一种。

4、本发明先采用叔十二烷基硫醇（tma）与荧光量子点表面未饱和的铅离子发生配位反应，形成稳定的配位结构，钝化荧光量子点材料的表面缺陷；然后用环烯烃类聚合物对钝化后的荧光量子点进行包覆，环烯烃类聚合物光学性能优异，具有高透明、高折射率的特点，对反射膜的反射率有增益；同时，环烯烃聚合物分子结构刚性高、吸水率低，热稳定好，水氧阻隔性佳，用其作为第二壳层可以增强荧光量子点材料对抗湿度和氧气侵蚀的能力，形成的保护层可以减少环境因素对其材料内部结构的破坏，提升光电转换效率；此外，环烯烃类聚合物可作为量子点材料的载体，在反射膜制备时的拉伸过程中形成大小和分布均匀的椭球型微粒空穴，使反射膜具备优异的反射率，显著提高发光性能，且由于其热稳定性好，玻璃化转变温度较高，在基体中形成的椭球型泡孔不易坍塌，反射膜的稳定性好。

5、因此，本发明通过在荧光量子点表面分层包覆tma和环烯烃类聚合物，实现了功能梯度设计：tma增强量子点材料的稳定性，环烯烃聚合物进一步隔绝水氧。并且，tma烷基长链可以在荧光量子点颗粒表面形成一层包覆层，从而产生空间位阻作用，这种空间位阻能够阻止量子点颗粒之间的相互接近和聚集，改善荧光量子点在环烯烃聚合物内部的分散相容性，提升环烯烃聚合物对量子点的包覆均匀性，改善各层之间的界面质量，减少缺陷，增强整体结构的稳定性和耐久性。

6、作为优选，所述的荧光量子点的绿光发射波段为500~580nm。绿光发射波段符合人眼视觉特性，感知强度高，具有高发光效率和色域覆盖能力，对于提高液晶显示的整体亮度贡献度大。

7、作为优选，所述的荧光量子点复合微球中，表面经叔十二烷基硫醇钝化改性的荧光量子点与环烯烃类聚合物的质量比为10:90~2:98；表面经叔十二烷基硫醇钝化改性的荧光量子点中，荧光量子点与叔十二烷基硫醇的质量比为1:1~1:10。

8、作为优选，所述的环烯烃类聚合物选自聚环戊烯、聚环己烯、聚环辛烯、聚降冰片烯、乙烯-环状烯烃共聚物中的至少一种。

9、作为优选，a层中基体树脂和抗静电剂的质量比为95:5~98:2；b层中基体树脂和荧光量子点复合微球的质量比为60:40~90:10。

10、作为优选，显示用高稳定性量子点反射膜的总厚度为75~188μm，a层和b层的厚度比为1:15~1:5。

11、作为优选，所述的基体树脂选自聚丙烯（pp），乙烯-丙烯共聚物（epm），低密度聚乙烯（ldpe），线性低密度聚乙烯（lldpe），高密度聚乙烯（hdpe），超低密度聚乙烯（vldpe），聚对苯二甲酸乙二醇酯（pet），聚对苯二甲酸丙二醇酯（ptt），对苯二甲酸-乙二醇-1,4环己二甲醇三元共聚酯（petg）、对苯二甲酸-间苯二甲酸-乙二醇三元共聚酯（apet）、聚萘二甲酸乙二醇酯（pen）中的至少一种。

12、 作为优选，基体树脂的特性粘度为0.64~0.91 dl/g。

13、本发明还公开了一种上述的显示用高稳定性量子点反射膜的制备方法，包括如下步骤：

14、（1）在荧光量子点表面包覆叔十二烷基硫醇，得到表面经叔十二烷基硫醇钝化改性的荧光量子点；

15、（2）在表面经叔十二烷基硫醇钝化改性的荧光量子点的表面包覆环烯烃类聚合物，得到荧光量子点复合微球；

16、（3）将a层的原料和b层的原料分别混合后，经三层共挤、流延铸片、双向拉伸、热定型后得到所述显示用高稳定性量子点反射膜。

17、作为优选，步骤（1）中的修饰方法为：将荧光量子点分散在无水乙醇中，加入叔十二烷基硫醇，70~80℃恒温水浴下搅拌反应6~8h，蒸发除去溶剂后再加入去离子水，振荡后静置，取上层液体，去除未反应的叔十二烷基硫醇，得到的液体经冷冻干燥得到表面经叔十二烷基硫醇钝化改性的荧光量子点。

18、作为优选，步骤（2）中的包覆方法为：将环烯烃类聚合物和表面经叔十二烷基硫醇钝化改性的荧光量子点混合，熔融挤出后冷却、干燥、切粒后得到所述荧光量子点复合微球；熔融挤出温度为220~270℃。

19、作为优选，步骤（3）中三层共挤的温度为240~285℃；

20、双向拉伸时，先进行2~5倍的纵向拉伸，然后进行1~3倍的横向拉伸，拉伸时的温度为120~140℃；

21、热定型温度为180~220℃，热定型时间5~60s。

22、因此，本发明具有如下有益效果：

23、（1）采用tma钝化荧光量子点材料的表面缺陷，增强量子点材料的稳定性，然后用环烯烃类聚合物对钝化后的荧光量子点进行包覆，进一步隔绝水氧，可使反射膜具有高荧光效率与高色域显示能力的同时兼具超疏水、抗氧化的化学稳定性；

24、（2）tma烷基长链可以在荧光量子点颗粒表面形成一层包覆层，从而产生空间位阻作用，改善荧光量子点在环烯烃聚合物内部的分散相容性，提升环烯烃聚合物对量子点的包覆均匀性，改善各层之间的界面质量，减少缺陷，增强整体结构的稳定性和耐久性。