一种量子点组合物制备方法、量子点组合物及显示面板与流程

[0001]
本发明涉及显示技术领域，具体涉及一种量子点组合物制备方法、量子点组合物及显示面板。


背景技术：

[0002]
在lcd/oled中，量子点(quantum dot,qds)可以用来作为背光源或者光色转换层(彩膜层)来使用，从而提高显示器的色域和色彩饱和度。将量子点应用于lcd/oled中，尤其是作为彩膜层应用在显示器中时，需要经受曝光显影和高温烘烤制程，这一过程会直接考验量子点对光、热、水和氧等环境的抵抗力。因此有必要开发出一种具有高稳定性的量子点粒子，来提高其抵抗外部环境因素的能力。
[0003]
目前提高量子点的稳定性的方法不能适用于所有量子点，因此需要开发一种能够适用于所有量子点的包覆方法，来提高量子点的稳定性。


技术实现要素：

[0004]
本发明提供一种量子点组合物制备方法、量子点组合物及显示面板，能够提高量子点的稳定性，进而提升显示面板的品质。
[0005]
本发明提供一种量子点组合物制备方法，包括：
[0006]
将量子点和硅烷前驱体加入有机溶剂中，所述硅烷前驱体与所述量子点进行第一反应，得到第一中间产物；其中，所述第一中间产物为连接有硅烷前驱体的量子点；
[0007]
向所述有机溶剂中加入交联剂，所述第一中间产物与所述交联剂进行第二反应，得到量子点粒子；
[0008]
其中，所述量子点粒子包括量子点、包覆层及可聚合官能团，所述包覆层设置在量子点表面，所述包覆层由所述硅烷前驱体与所述交联剂进行所述第二反应形成，所述可聚合官能团连接在所述包覆层远离所述量子点的一侧表面，所述可聚合官能团在所述第二反应中加入。
[0009]
在一些实施例中，所述硅烷前驱体的结构式为r
1-(si-o-r2)3，所述r1基团为-(ch2)n-ch3、-(ch2)n-nh2、-(ch2)n-sh和-(ch2)n-cooh中的任一种，所述r2基团为烷基或芳烷基。
[0010]
在一些实施例中，将量子点和硅烷前驱体加入有机溶剂中，所述硅烷前驱体与所述量子点进行第一反应，得到第一中间产物，包括：
[0011]
在所述量子点表面引入配体，得到第二中间产物，其中，所述配体的结构式包括r-nh2、r-sh或r-cooh，所述r基团为烷基或芳烷基；
[0012]
加入硅烷前驱体与所述第二中间产物进行配体交换反应，所述硅烷前驱体交换所述配体以在所述量子点表面引入硅烷前驱体，得到第一中间产物。
[0013]
在一些实施例中，向所述有机溶剂中加入交联剂，所述第一中间产物与所述交联剂进行第二反应，得到量子点粒子，包括：
[0014]
所述交联剂使所述第一中间产物的硅烷前驱体进行交联反应在量子点表面形成
包覆层，所述包覆层表面连接有可聚合官能团，得到量子点粒子，其中，所述交联剂的r3基团连接有可聚合官能团。
[0015]
在一些实施例中，向所述有机溶剂中加入交联剂，所述第一中间产物与所述交联剂进行第二反应，得到量子点粒子包括：
[0016]
所述交联剂使所述第一中间产物的硅烷前驱体进行交联反应在所述量子点表面形成包覆层；
[0017]
向所述有机溶剂中加入可聚合官能团，在所述包覆层远离所述量子点的一侧表面连接可聚合官能团，得到量子点粒子。
[0018]
在一些实施例中，所述向所述有机溶剂中加入交联剂，所述第一中间产物与所述交联剂进行第二反应，得到量子点粒子之后，还包括：
[0019]
向所述有机溶剂中加入助剂和第一溶剂将所述量子点粒子配制为量子点胶水或量子点光阻，其中，所述第一溶剂包括丙二醇、甲醚、醋酸酯和n-甲基吡咯烷酮中的任一种。
[0020]
在一些实施例中，所述交联剂的结构式为r
3-(si-o-r4)3，所述r3基团为烷基或芳烷基，所述r4基团为烷基或芳烷基。
[0021]
在一些实施例中，所述可聚合官能团包括烯基、炔基、环氧基、酸酐基、酰亚胺基中一种或多种组合的烷基或芳烷基。
[0022]
本发明提供一种量子点组合物，包括：
[0023]
有机溶剂；
[0024]
量子点粒子，所述量子点粒子包括量子点、包覆层及可聚合官能团，所述包覆层设置在量子点表面，所述包覆层由所述硅烷前驱体形成，所述可聚合官能团连接在所述包覆层远离所述量子点的一侧表面，所述可聚合官能团在所述第二反应中加入。
[0025]
本发明提供一种显示面板，包括以上所述的量子点组合物。
[0026]
本发明所提供的量子点组合物，包括量子点、包覆层及可聚合官能团。通过在量子点表面形成一层均匀包覆的包覆层，可以提高量子点的稳定性。另外，还在量子点表面引入了可聚合官能团，可聚合官能团在发生聚合反应之前，可维持量子点在非极性或低极性溶剂中的溶解性，使量子点具备加工性能，易于进行量子点光阻或量子点胶水的配置。在量子点光阻或量子点胶水配置过程中，引发可聚合官能团的聚合反应，使量子点粒子形成致密的结构，以提高量子点粒子对外部环境的抵抗力，即可进一步提高量子点组合物的稳定性。
附图说明
[0027]
为了更清楚地说明本发明中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0028]
图1为本发明提供的量子点组合物制备方法的第一种流程示意图；
[0029]
图2为本发明提供的量子点组合物制备方法的第二种制备流程示意图；
[0030]
图3为本发明提供的量子点组合物的一种结构示意图；
[0031]
图4为本发明提供的显示面板的第一种结构示意图；
[0032]
图5为本发明提供的显示面板的第二种结构示意图；
[0033]
图6为本发明提供的显示面板的第三种结构示意图。
具体实施方式
[0034]
下面将结合本发明中的附图，对本发明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，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0035]
在本发明实施例中，应理解，诸如“包括”或“具有”等的术语旨在指示本说明书中所公开的特征、数字、步骤、行为、部件、部分或其组合的存在，并且不欲排除一个或多个其他特征、数字、步骤、行为、部件、部分或其组合存在或被添加的可能性。
[0036]
本发明提供一种量子点组合物制备方法、量子点组合物及显示面板，以下对量子点组合物制备方法做详细介绍。
[0037]
请参阅图1，图1是本发明提供的量子点组合物制备方法的第一种流程示意图。其中，本发明提供的一种量子点组合物制备方法，具体包括如下步骤：
[0038]
101、将量子点和硅烷前驱体加入有机溶剂中，硅烷前驱体与量子点进行第一反应，得到第一中间产物；其中，第一中间产物为连接有硅烷前驱体的量子点。
[0039]
其中，量子点为ⅱ族元素与
ⅵ
族元素形成的化合物、ⅲ族元素与
ⅴ
族元素形成的化合物、ⅳ族元素与
ⅵ
族元素的化合物、ⅳ族元素单质、ⅳ族元素形成的化合物、ⅰ族元素与ⅲ族元素与
ⅵ
族元素形成的化合物或以上材料的组合。以上所述量子点均采用常规液相法合成，包括热注射法(injection)和“一锅煮”法(one-pot)。热注射法是在高温下通过注射的方法使原料迅速成核，然后在低温生成，这样可以得到粒径均匀的量子点。“一锅煮”法是把所有合成原料加入一个反应瓶或釜中,合成量子点的过程中不再添加其他原料,突出的优点就是反应过程简单,易于控制。
[0040]
具体地，量子点为ⅱ族元素与
ⅵ
族元素形成的化合物cdse量子点、核壳cdse/cds量子点、ⅲ族元素与
ⅴ
族元素形成的化合物inp量子点、核壳inp/zns量子点或钙钛矿量子点。其中，cd指镉元素，se指硒元素，s指硫元素，in指铟元素，p指磷元素，zn指锌元素，核壳是指由一种化合物通过化学键或其他作用力将另一种化合物包覆起来形成的纳米尺度的有序组装结构。
[0041]
在一些实施例中，合成量子点的前驱体包括硅烷前驱体，硅烷前驱体的结构式为r
1-(si-o-r2)3，r1基团为-(ch2)n-ch3、-(ch2)n-nh2、-(ch2)n-sh和-(ch2)n-cooh中的任一种，r2基团为烷基或芳烷基。将量子点和硅烷前驱体加入有机溶剂中，硅烷前驱体与量子点进行第一反应，得到第一中间产物，第一中间产物为连接有硅烷前驱体的量子点。
[0042]
其中，硅烷前驱体也可以在量子点合成过程中加入，直接获得表面连接有硅烷前驱体的量子点，或者在量子点合成之后再加入硅烷前驱体进行反应，得到表面连接有硅烷前驱体的量子点。
[0043]
其中，加入硅烷前驱体是为了在后续反应中形成硅氧化合物的包覆层，包覆层还可以是铝氧化合物或钛氧化合物，反应时将硅烷前驱体更换为相应前驱体即可。在此是以硅烷前驱体作为示例进行说明，并不作为对本发明的限制。
[0044]
需要说明的是，第一反应中可以添加配体，配体的结构式为r-nh2、r-sh或r-cooh，r基团为烷基或芳烷基。虽然添加硅烷前驱体进行第一反应已经可以在量子点表面直接连接硅烷前驱体，但适当添加配体参与第一反应可以用来控制反应动力学、钝化量子点表面
缺陷态。
[0045]
采用这种实施方式，可在量子点合成过程中直接引入硅烷前驱体，一步反应即可得到表面连接有硅烷前驱体的量子点。合成过程简单，并能提高制备效率。
[0046]
在一些实施例中，硅烷前驱体的结构式为r
1-(si-o-r2)3，r1基团为-(ch2)n-ch3、-(ch2)n-nh2、-(ch2)n-sh和-(ch2)n-cooh中的任一种，r2基团为烷基或芳烷基。将量子点和硅烷前驱体加入有机溶剂中，硅烷前驱体与量子点进行第一反应，得到第一中间产物，具体包括步骤：
[0047]
1011、在量子点表面引入配体，得到第二中间产物，其中，配体的结构式包括r-nh2、r-sh或r-cooh，r基团为烷基或芳烷基。
[0048]
需要说明的是，第二中间产物为表面连接有配体的量子点。
[0049]
1012、加入硅烷前驱体与第二中间产物进行配体交换反应，硅烷前驱体交换配体以在量子点表面引入硅烷前驱体，得到第一中间产物。
[0050]
这种实施方式是在量子点合成过程中在量子点表面引入配体，得到表面只连接有配体的量子点。再加入硅烷前驱体，通过表面配体交换的处理方法，得到第一中间产物，即表面连接有硅烷前驱体的量子点。这种方法得到的第一中间产物，能够在表面连接更多的硅烷前驱体，硅烷前驱体与配体交换的效率高，更有利于后续反应。需要说明的是，以上实施例中硅烷前驱体可以通过两种方式作用在量子点表面。当r1为-(ch2)n-nh2、-(ch2)n-sh和-(ch2)n-cooh时，硅烷前驱体通过键合方式连接到量子点表面。当r1为-(ch2)n-ch3结构时，硅烷前驱体通过与表面配体相互作用的方式吸附在量子点表面。
[0051]
102、向有机溶剂中加入交联剂，第一中间产物与交联剂进行第二反应，得到量子点粒子；其中，量子点粒子包括量子点、包覆层及可聚合官能团，包覆层设置在量子点表面，包覆层由前驱体与交联剂进行第二反应形成，可聚合官能团连接在包覆层远离量子点的一侧表面，可聚合官能团在第二反应中加入。
[0052]
其中，包覆层的引入，能够显著提高在聚合反应前，量子点粒子的稳定性，如将量子点组合物应用于彩膜层中时，包覆层可以增加量子点的抗水氧能力、保持量子点表面和结构的完整性，从而维持其光学性能。
[0053]
其中，在包覆层外侧引入了可聚合官能团，可聚合官能团在配置为量子点胶水或量子点光阻之前不会对量子点粒子的溶解性产生影响，维持量子点粒子在非极性或低极性溶剂中的溶解性，使量子点组合物具备一定的加工性能。
[0054]
在一些实施例中，向有机溶剂中加入交联剂，第一中间产物与交联剂进行第二反应，得到量子点粒子，具体包括步骤：
[0055]
交联剂使第一中间产物的前驱体进行交联反应在量子点表面形成包覆层，包覆层表面连接有可聚合官能团，得到量子点粒子，其中，交联剂的r3基团连接有可聚合官能团。
[0056]
其中，交联剂的结构式为r
3-(si-o-r4)3，r3基团为含有可聚合官能团的烷基或芳烷基，r4基团为烷基或芳烷基。其中，可聚合官能团包括烯基、炔基、环氧基、酸酐基、酰亚胺基中一种或多种组合的烷基或芳烷基。
[0057]
采用这种实施方式，可在形成包覆层过程中在包覆层远离量子点的一侧直接引入可聚合官能团，一步反应即可得到包覆层表面连接有可聚合官能团的量子点。合成过程简单，并能提高制备效率。
[0058]
在一些实施例中，向有机溶剂中加入交联剂，第一中间产物与交联剂进行第二反应，得到量子点粒子，具体包括步骤：
[0059]
1021、交联剂使第一中间产物的硅烷前驱体进行交联反应在量子点表面形成包覆层。
[0060]
其中，交联剂的结构式为r
3-(si-o-r4)3，r3基团为不含有可聚合官能团的烷基或芳烷基，r4基团为烷基或芳烷基。具体地，r3基团为(ch2)n-ch3或-(ch2)n-c6h5，其中，n为任意整数。形成的包覆层可以为二氧化硅(sio2)包覆层。
[0061]
1022、向有机溶剂中加入可聚合官能团，在包覆层远离量子点的一侧表面连接可聚合官能团，得到量子点粒子。
[0062]
其中，可聚合官能团包括烯基、炔基、环氧基、酸酐基、酰亚胺基中一种或多种组合的烷基或芳烷基。
[0063]
这种方法制备的量子点粒子，在形成包覆层之后再连接可聚合官能团，可聚合官能团反应的效率高，因而能够在量子点表面连接更多的可聚合官能团，更有利于后续反应。能够使可聚合官能团聚合成更致密的有机保护层，使量子点粒子在后续形成薄膜的过程中更稳定，形成的薄膜更致密。
[0064]
请参阅图2，图2是本发明提供的量子点组合物制备方法的第二种制备流程示意图。具体包括如下步骤：
[0065]
201、将量子点和硅烷前驱体加入有机溶剂中，硅烷前驱体与量子点进行第一反应，得到第一中间产物；其中，第一中间产物为连接有硅烷前驱体的量子点。
[0066]
202、向有机溶剂中加入交联剂，第一中间产物与交联剂进行第二反应，得到量子点粒子；其中，量子点粒子包括量子点、包覆层及可聚合官能团，包覆层设置在量子点表面，包覆层由前驱体与交联剂进行第二反应形成，可聚合官能团连接在包覆层远离量子点的一侧表面，可聚合官能团在第二反应中加入。
[0067]
203、向有机溶剂中加入助剂和第一溶剂将量子点粒子配制为量子点胶水或量子点光阻，其中，第一溶剂包括丙二醇、甲醚、醋酸酯和n-甲基吡咯烷酮中的任一种。
[0068]
其中，助剂包括光引发剂、流平剂、偶联剂和光扩粒子。
[0069]
在一些实施方式中，偶联剂为丙烯酸类树脂、多羟基醇的丙烯酸酯，偶联剂通过其高聚物分子量控制光阻混合物的机械强度。光引发剂为二苯甲酮类化合物、三嗪化合物或苯乙酮化合物，光引发剂在光照后形成活性自由基。溶剂为丙二醇甲醚醋酸酯(pgmea)或n-甲基吡咯烷酮，溶剂能够调节量子点光阻的黏度，改善量子点光阻的涂布性质。助剂还包括粘合剂和聚苯乙烯-聚丙烯酸二嵌段共聚物(ps-paa)，其中，粘合剂为含羧基(-cooh)的化合物。聚苯乙烯-聚丙烯酸二嵌段共聚物(ps-paa)用于在光阻混合物中作为分散剂。
[0070]
其中，助剂还包括热阻聚剂、抑泡剂。添加不同助剂可以使量子点光阻适应不同生产需求。
[0071]
204、采用加热或光照的方式引发可聚合官能团聚合，在包覆层远离量子点的一侧形成有机保护层。
[0072]
在制备量子点光阻或量子点胶水后，引发可聚合官能团的聚合，从而形成致密的结构，来提高对外部环境的抵抗力。使得量子点在薄膜中、或图案化的薄膜中，更加致密，从而提高量子点的稳定性。
[0073]
为更清楚的说明本发明的实施方式，以下提供两种实施例进行具体说明。
[0074]
实施例一、
[0075]
将1mg量子点和10μl硅烷前驱体加入10ml正己烷溶剂中，搅拌10分钟至60分钟后，添加反溶剂，然后离心，得到第一中间产物，即表面含有硅烷前驱体的量子点。然后将第一中间产物分散于正己烷溶液中，再向其中添加10μl带有可聚合官能团的硅烷交联剂，快速搅拌10小时至24小时后，添加反溶剂，并离心，来获得sio2包覆的和带有可聚合官能团的量子点粒子。然后向有机溶剂中添加助剂，配制成量子点光阻或者量子点胶水，再通过光照或加热使可聚合官能团聚合，形成有机保护层，形成量子点组合物。其中，反溶剂为乙醇、甲醇、丙酮、乙酸甲酯和乙酸乙酯等中的一种或者多种组合。
[0076]
实施例二、
[0077]
将1mg量子点和10μl硅烷前驱体加入10ml正己烷溶剂中，搅拌10分钟至60分钟后，添加反溶剂，然后离心，得到第一中间产物，即表面含有硅烷前驱体的量子点。然后将第一中间产物分散于正己烷溶液中，再向其中添加10μl硅烷交联剂，硅烷交联剂的结构为r3基团为(ch2)n-ch3或-(ch2)n-c6h5。其中，n为任意整数。搅拌30分钟至60分钟后，获得sio2包覆的量子点粒子，将sio2包覆的量子点粒子分散于正己烷溶剂中，添加带有可聚合官能团的化合物，快速搅拌10小时至24小时后，添加反溶剂，并离心，来获得sio2包覆的和带有可聚合官能团的量子点粒子。然后向有机溶剂中添加助剂，配制成量子点光阻或者量子点胶水，再通过光照或加热使可聚合官能团聚合，形成有机保护层，形成量子点组合物。其中，反溶剂为乙醇、甲醇、丙酮、乙酸甲酯和乙酸乙酯等中的一种或者多种组合。
[0078]
本发明提供的量子点组合物制备方法，可根据不同面板需求选择不同的合成路径，得到具有包覆层和有机保护层的量子点组合物。一方面，包覆层的引入，能够显著提高在聚合反应前量子点粒子的稳定性，如将量子点组合物应用于彩膜层中时，sio2层可以增加量子点的抗水氧能力、保持量子点表面和结构的完整性，从而维持其光学性能。另一方面，在包覆层外侧引入了可聚合官能团，在配置为量子点胶水或量子点光阻之前可聚合官能团不会对量子点粒子的溶解性产生影响，维持量子点粒子在非极性或低极性溶剂中的溶解性，使量子点组合物具备一定的加工性能。然后在制备量子点光阻或量子点胶水后，引发可聚合官能团的聚合，从而形成致密的结构，来提高对外部环境的抵抗力。使得量子点在薄膜中、或图案化的薄膜中，更加致密，从而提高量子点的稳定性。
[0079]
本发明提供一种量子点组合物，请参阅图3，图3是本发明中量子点组合物的一种结构示意图。该量子点组合物10包括有机溶剂(图3中未示出)及量子点粒子1。量子点粒子1包括量子点1a、包覆层1b及可聚合官能团1c，包覆层1b设置在量子点1a表面，包覆层1b由前驱体形成，可聚合官能团1c连接在包覆层1b远离量子点1a的一侧表面，可聚合官能团1c在第二反应中加入。
[0080]
其中，包覆层可以为硅氧化合物、铝氧化合物或钛氧化合物。具体地，包覆层为二氧化硅(sio2)、氧化铝(al2o3)或二氧化钛(tio2)中的任一种。本发明中以二氧化硅作为包覆层，采用硅烷前驱体作为示例进行了说明，其他的材料可参考二氧化硅的方法进行制备，在此不再赘述。
[0081]
本发明提供一种显示面板100，请参阅图4，图4为本发明中显示面板100的第一种结构示意图。其中，显示面板100包括以上的量子点组合物10、彩膜基板20和光阻层30，显示
面板100还可以包括其他装置。本发明中彩膜基板20、光阻层30和其他装置及其装配是本领域技术人员所熟知的相关技术，在此不做过多赘述。在图4所示的结构中，量子点组合物10为配制为量子点光阻的量子点粒子，应用于显示面板100中的彩膜层中。其中，量子点组合物10包括红色量子点组合物10a、绿色量子点组合物10b和蓝色量子点组合物10c，图4中所示排列顺序仅为示意，不作为对红色量子点组合物10a、绿色量子点组合物10b和蓝色量子点组合物10c排列方式的限制。
[0082]
请参阅图5，图5为本发明中显示面板100的第二种结构示意图。其中，显示面板100包括以上的量子点组合物10、第一阻挡层40和第二阻挡层50，显示面板100还可以包括其他装置。本发明中第一阻挡层40、第二阻挡层50和其他装置及其装配是本领域技术人员所熟知的相关技术，在此不做过多赘述。在图5所示的结构中，量子点组合物10为配制为量子点胶水的量子点粒子，应用于显示面板100中的膜层之间，例如，背光系统中的阻挡层之间。
[0083]
请参阅图6，图6为本发明中显示面板100的第三种结构示意图。其中，显示面板100包括以上的量子点组合物10、发光二极管芯片60，显示面板100还可以包括其他装置。本发明中发光二极管芯片60和其他装置及其装配是本领域技术人员所熟知的相关技术，在此不做过多赘述。在图6所示的结构中，量子点组合物10应用于显示面板100中的发光二极管(light emitting diode,led)芯片(chip)上。
[0084]
需要说明的是，在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0085]
以上对本发明提供的量子点组合物制备方法、量子点组合物及显示面板进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明。同时，对于本领域的技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

起点商标作为专业知识产权交易平台，可以帮助大家解决很多问题，如果大家想要了解更多知产交易信息请点击 【在线咨询】或添加微信 【19522093243】与客服一对一沟通，为大家解决相关问题。

此文章来源于网络,如有侵权,请联系删除