一种用于量子点发光器件的双相结构材料及其制备方法

技术领域

本申请涉及显示技术领域，特别是涉及一种用于量子点发光器件的双相结构材料及其制备方法。

背景技术

量子点具有发光波长可调节，发光线宽窄，发光效率高，光、热及化学稳定性好等优点，经过溶液加工、旋涂或喷墨印刷成膜后集成到光致发光器件中可以作为有效的激子辐射复合中心，是应用于固态照明和全色平板显示的新一代发光材料。

量子点LED与传统的荧光粉LED以及目前的有机LED相比，用于显示和照明的优势包括：色域广、色纯度高、低功耗、低成本、易加工等。在进行光转换时，量子点尺寸与波长相差较大，故对光线的散射较弱，使得蓝光吸收率较低，为实现更高的吸收，就需要提高量子点的固含量，但此方案会使得量子点因团聚导致淬灭，使发光效率进一步恶化，增加整体膜厚又增加了制备工艺难度。目前，通常是在添加无机散射粒子TiO

发明内容

本申请的目的在于提供一种用于量子点发光器件的双相结构材料及其制备方法，以提高量产性。具体技术方案如下：

本申请的第一方面提供了一种种用于量子点发光器件的双相结构材料，其包括第一相和第二相，所述第一相和所述第二相的折射率差值为0.05至0.6；所述双相结构材料包括树脂材料，所述树脂材料包括丙烯酸树脂、环氧树脂、聚酰亚胺或硅氧烷中的至少一种。

在本申请的一些实施方案中，双相结构材料具有多孔结构，所述第一相包括所述树脂材料，所述第二相包括所述多孔结构的孔隙；基于所述第一相和所述第二相的体积，所述第二相的体积占比为5％至30％。

在本申请的一些实施方案中，所述第一相包括所述树脂材料，所述第二相包括掺杂材料，所述树脂材料的折射率小于所述掺杂材料；基于所述树脂材料和所述掺杂材料的质量之和，所述掺杂材料的质量百分含量为5％至15％。

在本申请的一些实施方案中，所述树脂材料的折射率为1.2至1.6，所述掺杂材料的折射率为1.4至1.8。

在本申请的一些实施方案中，所述掺杂材料的化合物满足以下特征中的一者：

(1)所述化合物包括以下基团中的至少一者：C6-C18的芳基、C3-C18的含硫杂芳基、C3-C12的环烷基、C2-C12的含硫环烷基、C2-C12的硫醚基；所述化合物的碳原子数小于或等于30；

(2)所述化合物由C2-C12硫醇与C4-C18异氰酸酯聚合反应得到；

(3)所述化合物由C2-C12硫醇与C4-C18硫代异氰酸酯聚合反应得到；

(4)所述化合物由C4-C18硫代异氰酸酯与C2-C12多元硫醇聚合反应得到，其中，C2-C12多元硫醇为包含2个至6个硫醇基的化合物。

在本申请的一些实施方案中，所述掺杂材料包括双酚A型环硫树脂、二巯基二苯硫醚双甲基丙烯酸酯、双1,2-环硫丙基-二苯甲硫醚中的至少一种。

本申请的第二方面提供了一种双相结构材料的制备方法，其包括以下步骤：将所述树脂材料、发泡剂、第一溶剂混合均匀，然后进行第一热处理得到所述双相结构材料；

其中，基于所述树脂材料和所述发泡剂的质量之和，所述发泡剂的质量百分含量为5％至15％；所述发泡剂选自聚碳酸酯、氨基甲酸酯、碳酸氢铵中的至少一种，所述第一热处理温度T1为80℃至450℃，所述第一热处理时间t1为0.1h至2h。

本申请的第三方面提供了另一种双相结构材料的制备方法，其包括以下步骤：将所述树脂材料、所述掺杂材料、第二溶剂中混合均匀，然后进行第二热处理得到所述双相结构材料；

其中，所述第二热处理温度T2为80℃至450℃，所述第二热处理时间t2为0.1h至2h。

在本申请的一些实施方案中，所述第一溶剂和所述第二溶剂各自独立地选自丙二醇甲醚醋酸酯、丙酮、甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、乙酸丁酯、乳酸乙酯中的至少一种。

本申请的第四方面提供了一种量子点发光器件，其包括前述任一实施方案中的双相结构材料或前述任一实施方案中的制备方法制得的双相结构材料。

在本申请的一些实施方案中，量子点发光器件满足以下特征中的至少一者：

(1)量子点膜层包括所述双相结构材料；

(2)散射层包括所述双相结构材料；

(3)挡墙包括所述双相结构材料。

本申请的第五方面提供了一种显示面板，其包括前述任一实施方案中的量子点发光器件。

本申请的第六方面提供了一种显示装置，其包括前述任一实施方案中的显示面板。

本申请的有益效果：

本申请提供了一种用于量子点发光器件的双相结构材料及其制备方法，双相结构材料包括第一相和第二相，第一相和第二相的折射率差值为0.05至0.6；双相结构材料包括树脂材料，树脂材料包括丙烯酸树脂、环氧树脂、聚酰亚胺或硅氧烷中的至少一种。双相结构材料中的两相折射率存在差异，可以提高对光的散射效果，进而能够提高量子点对光的吸收。同时可以代替现有技术中添加TiO

当然，实施本申请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。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的实施例。

图1为实施例2-12的膜层的电镜照片。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。本领域技术人员基于本申请所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请的第一方面提供了一种用于量子点发光器件的双相结构材料，其包括第一相和第二相，第一相和第二相的折射率差值Δn为0.05至0.6；例如，折射率差值Δn可以为0.05、0.07、0.09、0.1、0.15、0.2、0.25、0.3、0.35、0.4、0.45、0.5、0.55、0.6或为其间任意两个数值组成的范围。双相结构材料包括树脂材料，树脂材料包括丙烯酸树脂、环氧树脂、聚酰亚胺或硅氧烷中的至少一种。双相结构材料中的两相折射率存在差异，可以提高对光的散射效果，进而能够提高量子点对光的吸收，例如，在光致发光量子点器件中，采用本申请的双相结构材料，能够提高对蓝光的吸收。同时，双相结构材料不包括TiO

在本申请的一些实施方案中，双相结构材料具有多孔结构，第一相包括树脂材料，第二相包括多孔结构的孔隙；基于第一相和第二相的体积，第二相的体积占比为5％至30％。例如，第二相的体积占比可以为5％、10％、15％、20％、25％、30％或为其间任意两个数值组成的范围。双相结构材料具有多孔结构，多孔结构的孔隙中存在空气，空气的折射率通常为1，第一相的树脂材料的折射率n1为1.2至1.5。第一相和第二相的折射率存在差值，可以提高对光的散射效果，进而能够提高量子点对光的吸收。同时，双相结构材料不包括TiO

在本申请的一些实施方案中，第一相包括树脂材料，第二相包括掺杂材料，树脂材料的折射率小于掺杂材料；基于树脂材料和掺杂材料的质量之和，掺杂材料的质量百分含量W1为5％至15％。例如，掺杂材料的质量百分含量W1可以为5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％或为其间任意两个数值组成的范围。树脂材料和掺杂材料的折射率存在差异，通过调控掺杂材料的质量百分含量在上述范围内，得到的双相结构材料可以提高对光的散射效果，进而能够提高量子点对光的吸收。同时，双相结构材料不包括TiO

在本申请的一些实施方案中，树脂材料的折射率n1为1.2至1.6，掺杂材料的折射率n2为1.4至1.8。例如，树脂材料的折射率n1可以为1.2、1.25、1.3、1.35、1.4、1.45、1.5、1.55、1.6或为其间任意两个数值组成的范围，掺杂材料的折射率n2可以为1.4、1.45、1.5、1.55、1.6、1.65、1.7、1.75、1.8或为其间任意两个数值组成的范围。通过调控树脂材料的折射率n1和掺杂材料的折射率n2在上述范围内，得到的双相结构材料可以进一步提高对光的散射效果，进而能够提高量子点对光的吸收。

在本申请的一些实施方案中，掺杂材料的化合物包括以下基团中的至少一者：C6-C18的芳基、C3-C18的含硫杂芳基、C3-C12的环烷基、C2-C12的含硫环烷基、C2-C12的硫醚基；化合物的碳原子数小于或等于30。在本申请的一些实施方案中，掺杂材料的化合物由C2-C12硫醇与C4-C18异氰酸酯聚合反应得到。在本申请的一些实施方案中，掺杂材料的化合物由C2-C12硫醇与C4-C18硫代异氰酸酯聚合反应得到。在本申请的一些实施方案中，掺杂材料的化合物由C4-C18硫代异氰酸酯与C2-C12多元硫醇聚合反应得到，其中，C2-C12多元硫醇为包含2个至6个硫醇基的化合物。示例性地，掺杂材料包括双酚A型环硫树脂、二巯基二苯硫醚双甲基丙烯酸酯、双1,2-环硫丙基-二苯甲硫醚中的至少一种。通过选择上述掺杂材料，得到的双相结构材料可以进一步提高对光的散射效果，进而能够提高量子点对光的吸收。

本申请的第二方面提供了上述具有多孔结构的双相结构材料的制备方法，其包括以下步骤：将树脂材料、发泡剂、第一溶剂混合均匀得到第一混合物，然后进行第一热处理得到双相结构材料。其中，基于树脂材料和发泡剂的质量之和，发泡剂的质量百分含量W2为5％至15％，例如，发泡剂的质量百分含量W2可以为5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％或为其间任意两个数值组成的范围。发泡剂选自聚碳酸酯、氨基甲酸酯、碳酸氢铵中的至少一种，第一热处理温度T1为80℃至450℃，第一热处理时间t1为0.1h至2h。例如，第一热处理温度T1可以为80℃、100℃、150℃、200℃、250℃、300℃、350℃、400℃、450℃或为其间任意两个数值组成的范围，第一热处理时间t1可以为0.1h、0.3h、0.5h、0.7h、0.9h、1h、1.2h、1.5h、1.7h、1.9h、2h或为其间任意两个数值组成的范围。在本申请中，对聚碳酸酯的分子量没有特别限制，只要其能够在第一热处理温度热分解即可。在本申请中，对氨基甲酸酯的具体种类没有特别限制，只要其能够在第一热处理温度热分解即可，示例性地，氨基甲酸酯可以包括但不限于氨基甲酸乙酯、乙酰丙酮氨基甲酸酯、甲基丙烯酸甲酯等。

在上述制备方法中，加入的发泡剂在第一热处理过程中会分解产生CO

在本申请的一些实施方案中，第一溶剂选自丙二醇甲醚醋酸酯、丙酮、甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、乙酸丁酯、乳酸乙酯中的至少一种。本申请对第一混合物中树脂材料的含量没有特别限制，只要能实现本申请的目的即可，例如，树脂材料在第一混合物中的质量浓度可以为5％至30％。

本申请的第三方面提供了包含掺杂材料的双相结构材料的制备方法，其包括以下步骤：将树脂材料、掺杂材料、第二溶剂中混合均匀得到第二混合物，然后进行第二热处理得到双相结构材料；其中，第二热处理温度T2为80℃至450℃，第二热处理时间t2为0.1h至2h。例如，第二热处理温度T2可以为80℃、100℃、150℃、200℃、250℃、300℃、350℃、400℃、450℃或为其间任意两个数值组成的范围，第二热处理时间t2可以为0.1h、0.3h、0.5h、0.7h、0.9h、1h、1.2h、1.5h、1.7h、1.9h、2h或为其间任意两个数值组成的范围。

上述树脂材料和掺杂材料的折射率和相容性存在差异，当树脂材料和掺杂材料同时存在于第二溶剂中时，可以形成混合均匀的均相体系，在第二热处理过程中，随着第二溶剂的挥发，均相体系出现分相，掺杂材料可以形成液滴，待第二热处理完成后得到双相结构材料。示例性地，可以通过调控分相后液滴的大小来调控掺杂材料在双相结构材料中的分布，进而调控双相结构材料散射的波长。通常情况下，掺杂材料在双相结构材料中的分布尺寸与需要散射的光的波长相当，这样能够提高对光的散射效果，进而能够提高量子点对光的吸收。例如，在掺杂材料不变的情况下，第二热处理的温度越高，越容易形成尺寸更大的液滴；第二热处理的温度越低，越容易形成尺寸更小的液滴。

在本申请的一些实施方案中，第二溶剂选自丙二醇甲醚醋酸酯、丙酮、甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、乙酸丁酯、乳酸乙酯中的至少一种。本申请对第二混合物中树脂材料的含量没有特别限制，只要能实现本申请的目的即可，例如，树脂材料在第二混合物中的质量浓度可以为5％至30％。

本申请对上述制备方法中的混合方式、第一热处理和第二热处理的形式不做限定，可以采用本领域已知的常规方式，只要能实现本申请的目的即可。

本申请的第四方面提供了一种量子点发光器件，其包括前述任一实施方案中的双相结构材料或前述任一实施方案中的制备方法制得的双相结构材料。从而本申请的量子点发光器件中量子点材料对光的吸收率较高，同时，制备过程中不易存在堵塞喷头的问题，制备工艺的可控性提高，产品量产性也提高。在本申请中，上述量子点发光器件为光致发光量子点发光器件。

本申请对量子点发光器件的结构不做限定，可以为本领域已知的任何量子点发光器件。示例性地，以光致发光量子点发光器件为例，光致发光量子点发光器件包括背光源、第一偏光片、薄膜晶体管(TFT)、液晶层、彩色滤光片、第二偏光片等。其中，彩色滤光片包括量子点膜层，量子点膜层通常可以包括多个子区域，不同子区域的膜层的发光颜色可以相同或不相同，相邻的两个子区域之间设置挡墙。不同子区域的膜层的发光颜色可以为红色、绿色、蓝色，红色子区域的膜层中可以包含红色量子点材料，绿色子区域的膜层中可以包含绿色量子点材料，蓝色子区域的膜层中可以包含蓝色量子点材料。当背光源的光为蓝光时，蓝色子区域的膜层中可以不包含蓝色量子点材料，也即，蓝色子区域的膜层为散射层。可以理解的是，上述举例的光致发光量子点发光器件仅为示例，并不对本申请的保护范围产生限定。本申请对上述背光源、第一偏光片、薄膜晶体管(TFT)、液晶层、彩色滤光片、第二偏光片的材料及其厚度没有特别限制，可以选择本领域已知的常规材料和厚度，只要能实现本申请的目的即可。本申请对量子点膜层中的量子点材料和量子点膜层的厚度没有特别限制，可以选择本领域已知的量子点材料和常规的量子点膜层厚度，只要能实现本申请的目的即可。

在本申请的一些实施方案中，量子点发光器件中的量子点膜层包括上述双相结构材料。本申请对包含双相结构材料的量子点膜层的制备方法没有特别限制，例如，制备方法可以包括但不限于以下步骤：在制备上述第一混合物时还加入量子点材料得到第一量子点膜层浆料，通过打印设备或者涂布设备设置第一量子点膜层浆料，然后进行第一热处理得到包含双相结构材料的量子点膜层。本申请对第一混合物中量子点材料的含量没有特别限制，只要能实现本申请的目的即可，示例性地，量子点材料在第一混合物中的质量浓度可以为5％至30％。再如，制备方法可以包括但不限于以下步骤：在制备上述第二混合物时还加入量子点材料得到第二量子点膜层浆料，通过打印设备或者涂布设备设置第二量子点膜层浆料，然后进行第二热处理得到包含双相结构材料的量子点膜层。本申请对第二混合物中量子点材料的含量没有特别限制，只要能实现本申请的目的即可，示例性地，量子点材料在第一混合物中的质量浓度可以为5％至30％。本申请对上述打印设备和涂布设备没有特别限制，可以采用本领域已知的打印设备和涂布设备，只要能实现本申请的目的即可。可以理解的是，第一量子点膜层浆料和/或第二量子点膜层浆料中还可以包含本领域制备量子点膜层所用的其它添加物，本申请对上述其它添加物不做限定，本领域技术人员可以根据实际情况进行选择。

在本申请的一些实施方案中，量子点发光器件中的散射层包括上述双相结构材料。本申请对包含双相结构材料的散射层的制备方法没有特别限制，例如，制备方法可以包括但不限于以下步骤：将第一混合物设置于散射层的预设区，然后进行第一热处理得到包含双相结构材料的散射层。再如，制备方法可以包括但不限于以下步骤：将第二混合物设置于散射层的预设区，然后进行第二热处理得到包含双相结构材料的散射层。上述散射层的预设区是指需要设置散射层的区域。

在本申请的一些实施方案中，量子点发光器件中的挡墙包括上述双相结构材料。本申请对包含双相结构材料的挡墙的制备方法没有特别限制，例如，制备方法可以包括但不限于以下步骤：将第一混合物设置于挡墙的预设区，然后进行第一热处理得到包含双相结构材料的挡墙。再如，制备方法可以包括但不限于以下步骤：将第二混合物设置于挡墙的预设区，然后进行第二热处理得到包含双相结构材料的挡墙。上述挡墙的预设区是指需要设置挡墙的区域。

本申请的第五方面提供了一种显示面板，其包括前述任一实施方案中的量子点发光器件。本申请提供的量子点发光器件对光的吸收率较高，从而本申请提供的显示面板具有良好的显示性能。此外，本申请提供的量子点发光器件的产品量产性较高，从而有利于提高显示面板的量产性。

本申请的第六方面提供了一种显示装置，其包括前述任一实施方案中的显示面板。本申请提供的显示面板具有良好的显示性能和较高的量产性，从而本申请提供的显示装置也具有良好的显示性能和较高的量产性。

本申请对显示面板和显示装置没有特别限定，显示面板和显示装置可以为本领域已知的显示面板和显示装置，例如，显示面板可以包括但不限于液晶显示面板等任何具有显示功能的部件，显示装置可以包括但不限于手机、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。

实施例

以下，举出实施例及对比例来对本申请的实施方式进行更具体地说明。各种的试验及评价按照下述的方法进行。另外，只要无特别说明，“份”、“％”为质量基准。

测试方法和设备：

雾度和透光率的测试：

将各实施例和对比例制得的样品采用WGT-S透光率/雾度测试仪(广州标际包装设备有限公司)测试其雾度和总透过率。

实施例1-1

将量子点材料InP的丙二醇甲醚醋酸酯(PGMEA)溶液(质量浓度为30％)、树脂材料丙烯酸树脂、发泡剂聚碳酸酯混合均匀得到第一混合物，其中，量子点材料、树脂材料、发泡剂的质量比为20:76:4，发泡剂的质量百分含量W2为5％。

将第一混合物喷涂在玻璃基板(厚度为0.5mm)表面，进行第一热处理，得到含有量子点膜层的样品。其中，量子点膜层的厚度为10μm，第一热处理的温度T1为230℃，第一热处理时间t1为0.5h。

实施例1-2至实施例1-10

除了按照表1调整相关制备参数以外，其余与实施例1-1相同。当发泡剂的质量百分含量W2发生变化时，树脂材料和发泡剂的质量总和不变。

实施例1-11

除了不加量子点材料以外，其余与实施例1-2相同。

实施例2-1

将量子点材料InP的丙二醇甲醚醋酸酯溶液(质量浓度为30％)、树脂材料丙烯酸树脂、掺杂材料双酚A型环硫树脂混合均匀得到第二混合物，其中，量子点材料、树脂材料、掺杂材料的质量比为20:76:4，掺杂材料的质量百分含量W1为5％。

将第二混合物喷涂在玻璃基板(厚度为0.5mm)表面，进行第二热处理，得到含有量子点膜层的样品。其中第二热处理的温度T2为230℃，第二热处理时间t2为0.5h。

实施例2-2至实施例2-11

除了按照表1调整相关制备参数以外，其余与实施例2-1相同。当掺杂材料的质量百分含量W1发生变化时，树脂材料在第二混合物中的质量浓度不变。

实施例2-12

除了不加量子点材料以外，其余与实施例2-2相同。

对比例1

除了将掺杂材料替换为TiO

对比例2

除了不加量子点材料以外，其余与对比例1相同。

各实施例和对比例的制备参数及性能测试如表1至表2所示。

表1

注：表1中的“/”表示不存在对应的制备参数或性能。

表2

注：表2中的“/”表示不存在对应的制备参数或性能。

从实施例1-1至实施例1-10、实施例2-1至实施例2-11、对比例1可以看出，采用本申请的制备方法制得的含有双相结构材料的量子点膜层，在相同的厚度下，具有较高或接近的雾度、以及较高的透光率，说明本申请提供的含有双相结构材料的量子点膜层对光具有较好的散射效果，对光也具有良好的吸收率。

从实施例1-11、实施例2-12、对比例2可以看出，采用本申请的制备方法制得的含有双相结构材料的膜层，在相同的厚度下，具有较高或接近的雾度、以及较高的透光率，说明本申请提供的含有双相结构材料的膜层对光具有较好的散射效果，对光也具有良好的吸收率。

具体地，如图1所示，其为实施例2-12的膜层的电镜照片，从图中可以看出其存在两相结构，说明本申请制得了双相结构的材料。

以上所述仅为本申请的较佳实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。