一種量子點分散體及其制備方法、背光模組和顯示裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及一種量子點分散體及其制備方法。
[0002] 本發明還設及一種包括量子點分散體的背光模組和顯示裝置。
【背景技術】
[0003] 量子點，又稱為納米晶，是具有幾納米的尺寸、通常為1-20納米的范圍內、并具有 晶體結構的材料。量子點可在適當的光源或電壓激發下發出巧光。量子點由于其特殊的特 性，如尺寸可調的光學特性，高量子效率，相對窄的半峰寬和抗光降解性，在過去的二十年 中已經被廣泛地研究。作為新一代發光材料，量子點在L邸顯示應用中正逐漸嶄露頭角。 量子點材料通過吸收部分波段的藍光，激發出部分波段的綠光及紅光，能夠有效地提高背 光模組的色域，滿足高色域液晶電視的需求。相比較現有的巧光粉而言，量子點有很多的優 勢，如粒子大小可控、分散均勻、激發轉化效率高、穩定且光效較高。
[0004] 在制備量子點背光模組的現有技術中，量子點經與無影膠等高分子材料混合后固 化，被制成一種量子點膠體，經封裝后形成量子點光學膜片，并設置在發光器件與顯示面板 之間。然而，量子點與高分子材料混合過程中常常出現量子點與高分子材料分散不好的現 象。由于油相制備的量子點表面的具有有機配體，運些有機配體常常與無影膠等高分子材 料的相溶性不好，造成量子點與無影膠等高分子材料混合后會團聚或者沉淀，大大降低了 量子點膠體中量子點的量子效率W及光學性能。此問題導致目前較大面積或者較厚量子點 膜片的制備良率不高。對量子點表面的有機配體改性，使之與高分子材料相容性變好，是一 種解決上述問題的常用方法。然而，現有技術中對有機配體改性后易造成量子點本身的穩 定性和光學性能變差的問題。
【發明內容】
[0005] 本發明所要解決的技術問題為：提供一種量子點分散體，能夠使量子點與高分子 材料混合后形成穩定均勻的分散體，具有較高的光學性能。
[0006] 本發明提供了一種量子點分散體，包括量子點和光學透明的高分子材料，所述量 子點分散在所述高分子材料中，所述量子點表面修飾有一種或者多種配體，所述配體包括 聚乙二醇鏈段。
[0007] 優選地，所述配體包括第一配體，所述第一配體包括一個核、至少一個與所述核相 連的金屬配位基團、至少一個與所述核相連的聚乙二醇鏈段，所述核為原子或者原子基團， 所述金屬配位基團與所述量子點相連。
[0008] 優選地，所述第一配體還包括至少一個與所述核相連的疏水基團。
[0009] 優選地，所述配體還包括與所述量子點相連的其它配體。
[0010] 優選地，所述金屬配位基團包括琉基、氨基、簇基和徑基中的一種或者兩種。
[0011] 優選地，所述金屬配位基團包括二琉基、二氨基、二簇基或者二徑基。
[0012] 優選地，所述金屬配位基團源自二氨硫辛酸、多己胺、下二酸或者下二酸酢。
[0013] 優選地，所述第一配體為連接有金屬配位基團的吐溫。
[0014] 優選地，所述高分子材料呈液態，所述高分子材料在光照射、加熱或者加入添加劑 條件下轉化為固態。
[0015] 優選地，所述高分子材料為無影膠。
[0016] 所述量子點與所述高分子材料的質量比范圍為1:500-1:5。
[0017] 本發明還提出了一種照明裝置，包括發光元件和如上所述的量子點分散體，所述 量子點分散體設置在所述發光元件的光射出的方向上。
[0018] 本發明還提出了一種背光模組，包括光源、導光板和如上所述的量子點分散體，所 述量子點分散體設置在所述導光板的入光面或者出光面附近。
[0019] 本發明還提出了一種顯示裝置，包括液晶顯示模塊和如上所述的背光模組。
[0020] 本發明還提出了一種制備量子點分散體的方法，包括W下步驟：在吐溫中引入金 屬配位基團，并與量子點反應，得到吐溫修飾的量子點；將吐溫修飾的量子點溶解在溶劑 中，與無影膠按照一定的比例混合均勻；旋轉蒸發溶劑；將溶劑蒸發后的產物用紫外光固 化，得到固態的量子點分散體。
[0021] 本發明的量子點分散體，具有W下有益效果：通過在量子點表面引入聚乙二醇鏈 段，利用聚乙二醇鏈段與高分子材料良好的相溶性，使量子點更好的分散在高分子材料中， 避免了量子點在高分子材料中團聚的現象。本發明制備的量子點分散體中，量子點分散均 勻，量子效率較高、透光率較好。本發明的量子點分散體使大面積或者較厚的量子點膜片制 備良率得到提升，制備成本得到下降。利用本發明的量子點分散體制備的背光模組W及顯 示裝置均顯示出良好的光學性能。
【附圖說明】
[0022] 圖1是本發明中量子點分散體的示意圖；
[0023] 圖2是本發明中量子點的一種實施方式的示意圖；
[0024] 圖3是本發明中第一配體的一種實施方式的示意圖；
[00巧]圖4是本發明中聚乙二醇鏈段與高分子材料相互作用的原理示意圖；
[0026] 圖5是本發明實施例1-6中的固化的量子點分散體的吸光度示意圖。
【具體實施方式】
[0027] 下面將結合本發明實施方式，對本發明實施例中的技術方案進行詳細地描述，顯 然，所描述的實施方式僅僅是本發明一部分實施方式，而不是全部實施方式。基于本發明中 的實施方式，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施 方式，都屬于本發明保護范圍。
[002引本發明掲示了一種量子點分散體1，包括量子點2和透明的高分子材料3。量子點 2分散在高分子材料3中。量子點2表面修飾有一種或者多種配體，配體包括聚乙二醇鏈段 4,如圖1所示。
[0029] 本發明通過在量子點2的配體中引入聚乙二醇鏈段4,利用聚乙二醇鏈段4與高分 子材料3良好的相溶性，使量子點2在高分子材料3中分散的更加穩定，不會團聚，并可W保持較長時間。由此使量子點2在高分子材料3中保持了較高的量子效率，量子點分散體 1保持有更好的光學性能。
[0030] 量子點分散體1指量子點2分散在介質中。本發明中，介質為高分子材料3。量子 點分散體1可W為液態，也可W為固態。現有技術中公開的量子點膠體或者量子點膜片就 屬于一種固態的量子點分散體1。
[0031] 為使量子點穩定的分散在溶劑中，量子點2表面一般修飾有一種或者多種配體。 根據分散體系的不同，配體包括親水性配體和疏水性配體。
[0032] 如圖2所示，本發明中的量子點表面修飾有第一配體5,第一配體5包括一個核6、 至少一個與核6相連的金屬配位基團7、至少一個與核6相連的聚乙二醇鏈段4。
[0033] 優選地，聚乙二醇鏈段4的優選碳原子數范圍為4-30。聚乙二醇鏈段4包括與核 6連接的連接端W及向外延伸的延伸端。延伸端優選為簇基、徑基或者烷基。
[0034] 金屬配位基團7可與金屬原子或者金屬離子配位結合，用于與量子點2配位連接。 金屬配位基團7包括琉基、氨基、簇基、徑基和憐酸基中的至少一種。優選地，金屬配位基團 7包括二琉基、二氨基、二簇基或者二徑基中的一種。優選地，兩個琉基、徑基或者氨基連接 的碳原子是相鄰的。在一個【具體實施方式】中，金屬配位基團7源自二氨硫辛酸、多己胺、下 二酸或者下二酸酢。
[0035] 核6為一個原子或者一個原子基團。優選地，核6為碳原子或者苯環。在一個具 體實施方式中，核為五元環基團，金屬配位基團7W及聚乙二醇鏈段4分別連接在五元環基 團的端點位置。在一個具體實施例中，核6為由五個碳原子構成的五元環。其中，Ξ個碳原 子連接有聚乙二醇鏈段4, 一個端點位置連接有金屬配位基團7。在一個具體實施例中，核 為由四個碳原子和一個氧原子構成的五元環。其中，兩個碳原子上連接有聚乙二醇鏈段4， 一個碳原子上連接有金屬配位基團7。
[0036]第一配體5還包括至少一個與核6相連接的疏水基團8。疏水基團8之間發生疏 水鍵相互作用，交聯在一起，在量子點2表面可形成保護層，增加量子點2的穩定性。疏水 基團8也可W與量子點2表面的其他疏水性配體發生疏水鍵相互作用，增強第一配體5與 量子點2的結合力。優選地，疏水基團8為脂肪酸醋。優選地，疏水基團8包括4-30個碳 原子的烷基。
[0037] 在一個優選實施方式中，第一配體5為修飾有金屬配位基團7的吐溫，如圖3所 示。在本實施方式中，核6為五元含氧雜環，R為疏水基團，R'為金屬配位基團，多個聚乙二 醇鏈段4由五元環延伸而出。優選地，x+y+z+w= 20。在一個具體實施例中，利用二氨硫辛 酸的簇基與吐溫的聚乙二醇鏈段4末端的徑基反應，將二氨硫辛酸連接到一個聚乙二醇鏈 段4的末端，形成二琉基修飾的吐溫。將修飾了二琉基的吐溫與量子點混合反應，并蒸發掉 溶劑，形成吐溫修飾的量子點。再利用吐溫修飾的量子點與高分子材料3進行混合分散。
[0038] 由于量子點2表面連接有多個第一配體5,所W量子點2表面包括大量由第一配 體5產生的聚乙二醇鏈段4。聚乙二醇鏈段4位于量子點2的最外端，W便于和其它物質作 用。聚乙二醇鏈段4的數量越多，越有利于量子點與高分子材料3的相溶度。聚乙二醇鏈 段4通過高分子材料3的單體或者預聚物相互交聯、氨鍵作用W及范德華力綜合作用，可使 量子點2與高分子材料3形成穩定的分散體系。高分子材料3的單體或者預聚物經聚合后 形成固化的高分子材料，從而形成量子點2穩定均勻分散的量子點分散體。低聚合度的高 分子材料3呈液態，其與量子點2形成的分散體系可W稱為液態的量子點分散體1，在本發 明的保護范圍內。
[0039] 高分子材料3包括所有能與聚乙二醇鏈段4發生穩定交聯、氨鍵或者范德華力作 用的材料。優選地，高分子材料3包括徑基，W便和聚乙二醇鏈段4發生氨鍵。優選地，高 分子材料3包括但不限于環氧丙締酸醋、聚氨醋丙締酸醋、聚酸丙締酸醋、聚醋丙締酸醋、 聚甲基丙締酸樹脂或者丙締酸樹脂。高分子材料3可W為液態，也可W為固態。在一個優 選實施例中，高分子材料3為無影膠，也稱UV膠。聚乙二醇鏈段修飾的量子點在加入到無 影膠水中，通過攬拌混合均勻，形成穩定的量子點分散體。由于量子點表面的大量聚乙二醇 鏈段4,量子點2與無影膠可W混合的非常均勻，而且不會團聚。此時的量子點分散體1為 液態，可W保存較長時間，至少一個月無團聚。將量子點分散液經紫外光照射或者加熱，使 其固化，得到量子點均勻分散的固態的量子點分散體。現有技術中的量子點膠體就是一種 固態量子點分散體1。
[0040] 聚乙二醇鏈段4中包含有很多酸氧鍵，其與丙締酸樹脂中的大量徑基之間形成大 量氨鍵，如圖4所示，聚乙二醇鏈段與無影膠中的單體或者預聚物具有一定的作用力，從而 使得量子點不易團聚，能夠穩定的分散在無影膠中。
[0041] 本發明中，量子點2與高分子材料3的質量比優選范圍為1:500-1:5,更優選范圍 為1:500-1:10。在量子點2與高分子材料3的混合物中，量子點2濃度太高易導致團聚并 降低透光率