一种包括无机分隔层的颜色转换膜制造技术

本发明专利技术公开了一种颜色转换膜，该膜在受到蓝光激发时，会发出绿光和红光。该膜包括至少一层红色发光层、一层绿色发光层以及夹在中间的至少一层无机分隔层。的至少一层无机分隔层。

【技术实现步骤摘要】
一种包括无机分隔层的颜色转换膜


[0001]本专利技术涉及一种颜色转换膜，其包括绿色钙钛矿(perovskite)晶体层和红色核壳量子点(core
‑
shell quantum dot)层以及将这些层隔开的特定的分隔层。本专利技术进一步提供了制造这种膜的方法以及包括这种膜的设备。

技术介绍

[0002]最先进的液晶显示器(LCD)或显示组件包括基于发光晶体(量子点)的组件。特别地，这种LCD的背光组件可包括由红光、蓝光和绿光组成的RGB背光。今天，通常使用发光晶体(量子点)来生产这种背光组件的背光颜色。
[0003]这种组件的制造面临各种挑战。其中一个挑战是将发光晶体嵌入组件中。由于发光晶体的化学性质不同，包括发光晶体在内的各种嵌入材料之间或甚至嵌入同一材料的发光晶体之间可能存在不相容性。这种不相容性可能导致显示组件中的材料降解，因此这种显示器的寿命可能受到影响。
[0004]此外，基于发光晶体的组件经常要应对有关湿度和/或氧气降解的挑战。发光的钙钛矿晶体主要因湿度/水的存在而降解，发光的核壳量子点主要因氧气的存在而降解。要实现包含绿色发光钙钛矿晶体和红色发光核壳量子点的显示组件具有足够的抗湿和抗氧稳定性是很困难的。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的问题是克服现有技术的缺点。特别地，本专利技术克服了现有技术在稳定性方面的缺点。
[0006]除非另有说明，以下定义应适用于本说明书：
[0007]在本专利技术的上下文中使用的术语"一个"、"一种"、"该"和类似术语应被解释为涵盖单数和复数，除非本文另有说明或者与上下文明显矛盾。术语"含有"应包括以下所有："包含"，"基本上由
……
组成"和"由
……
组成"。百分比以重量％表示，除非本文另有说明或与上下文有明显矛盾。"独立地"是指一个取代基/离子可以选自指定的取代基/离子中的一种，也可以是上述中大于一种的组合。
[0008]术语"发光晶体"(LC)在本领域是已知的，在本专利技术的上下文中，其涉及2
‑
100nm的晶体，并由半导体材料制成。该术语包括通常为2
‑
10nm的量子点，以及通常为10
‑
100nm的纳米晶体。
[0009]如该术语所示，LC显示出发光。在本专利技术的上下文中，术语发光晶体包括单晶和多晶颗粒。在后一种情况下，一个颗粒可能包含通过晶体或非晶体相界连接的数个晶畴(晶粒)。发光晶体是一种半导体材料，其表现出直接带隙(通常是1.1
‑
3.8eV，更典型的是1.4
‑
3.5eV，甚至更典型的是1.7
‑
3.2eV)。当被等于或高于带隙的电磁辐射照射时，价带电子被激发到导带，在价带留下电子空穴。形成的激子(电子
‑
电子空穴对)然后以光致发光的形式进行辐射重组，其最大强度以LC带隙值为中心，并表现出至少1％的光致发光量子产率。在
与外部电子和电子空穴源接触时，LC可以表现出电致发光。
[0010]术语"量子点"(QD)是已知的，特别是涉及半导体纳米晶体，其直径通常为2
‑
10nm。在该范围内，QD的物理半径小于体激发玻尔半径(bulk ex
‑
citation Bohr radius)，导致量子限域效应(quantum confinement effect)占主导地位。因此，QD的电子状态以及带隙是QD组成和物理尺寸的函数，即吸收/发出的颜色与QD的尺寸有关。QD样品的光学质量与其均匀性直接相关(更多单分散QD将具有更小的发光FWHM)。当QD达到大于玻尔半径的尺寸时，量子限域效应受到阻碍，样品可能不再发光，因为激子重组的非辐射途径可能成为主导。因此，量子点是纳米晶体的特定子群，具体由其尺寸和尺寸分布所定义。典型的量子点组成包括镉或铟，例如硒化镉(CdSe)磷化铟(InP)的形式。
[0011]术语"核壳量子点"是已知的，特别是涉及到通常包括含铟或含镉的核心的量子点，其通常具有CdSe核心或InP核心，具有通常包含硫化锌(ZnS)、硒化锌(ZnSe)、硫化镉(CdS)或其组合的额外外壳。核壳量子点可以包括多个壳或壳梯度(shell gradient)。
[0012]术语"钙钛矿晶体"是已知的，特别是包括钙钛矿结构的晶体化合物。该钙钛矿结构本身是已知的，并被描述为通式M1M2X3的立方、准立方(pseudocubic)、四方或斜方晶体，其中M1是配位数为12的阳离子(立方八面体)，M2是配位数为6的阳离子(八面体)，X是在晶格的立方、准立方、四方或斜方位置的阴离子。在这些结构中，选定的阳离子或阴离子可以被其他离子取代(随机或有规律地至多30原子％)，从而产生掺杂的钙钛矿或非化学计量钙钛矿，但仍然保持其原来的晶体结构。优选地，发光的钙钛矿晶体是近似等距(isometric)的(如球形或立方体)。如果所有3个正交尺寸的长宽比(最长:最短方向)为1
‑
2，则颗粒被认为是近似等距的。相应地，LC的组件优选包括50
‑
100％(n/n)，优选66
‑
100％(n/n)更优选75
‑
100％(n/n)等距纳米晶体。
[0013]这种发光钙钛矿晶体的制造是已知的，例如从WO2018/028869可知。
[0014]术语"聚合物"是已知的，其包括含重复单元("单体")的有机和无机合成材料。术语"聚合物"包括均聚物和共聚物。此外，还包括交联聚合物和非交联聚合物。根据上下文，术语聚合物应包括其单体和低聚物。例如，聚合物包括丙烯酸酯类聚合物、碳酸酯聚合物、砜类聚合物、环氧聚合物、乙烯基聚合物、聚氨酯聚合物、酰亚胺聚合物、酯类聚合物、呋喃聚合物、三聚氰胺聚合物、苯乙烯聚合物、降冰片烯聚合物、硅氮烷聚合物、有机硅聚合物和环烯烃共聚物。按照本领域的惯例，聚合物可包括其他材料，如聚合引发剂、稳定剂和填充剂。
[0015]本专利技术的第一方面涉及一种颜色转换膜，在蓝光的激发下，它能发出绿光和红光。本专利技术的膜包括多层，其中一层是绿色发光聚合物层，其包括绿色发光钙钛矿晶体；一层是红色发光聚合物层，其包括含铟或镉的红色发光的核壳量子点；其中红色和绿色发光聚合物层被一层或多层分隔层隔开。合适的分隔层由无机材料组成，并覆盖红色和/或绿色发光聚合物层的整个区域。此外，该颜色转换膜可以包括附接至红色发光聚合物层和/或绿色发光聚合物层的一层或多层保护层。此外，颜色转换膜可以包括一层或多层非发光(non
‑
emissive)聚合物层。
[0016]本专利技术的这一方面将在下文中进一步详细说明。
[0017]颜色转换膜
[0018]颜色转换膜本身是已知的，并在商业项目(如显示器)中找到广泛的应用。根据本
专利技术，该膜将蓝光部分或完全转换成红光和绿光。通常，蓝光被部分转换，使得发出蓝色、绿色和红色光谱的光。通过调整蓝光强度、浓度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种颜色转换膜，其在蓝光的激发下发出绿光和红光；所述膜包括多层，其中，一层是绿色发光聚合物层，其包括绿色发光钙钛矿晶体；以及一层是红色发光聚合物层，其包括含铟和/或镉的红色发光核壳量子点；以及其中，所述红色发光聚合物层和绿色发光聚合物层被一层或多层分隔层隔开；其特征在于，所述分隔层中的至少一层由无机材料组成；并且是连续的层，其优选具有1nm至10微米的厚度；并且覆盖颜色转换膜的整个区域。2.如权利要求1所述的颜色转换膜，其中所述的分隔层具有小于10g/m2*天(根据ISO 15106
‑
3:2003在温度/相对湿度为40℃/90％r.h.的条件下测定)的水蒸气透过率(WVTR)；和/或小于10cm3/m2*天*bar的氧气透过率(OTR)(根据ISO15105在温度23℃/90％r.h.和大气压力下测定)。3.如前述权利要求所述的颜色转换膜，其中无机分隔层或无机保护层独立地选自下组材料：金属氧化物、金属氮化物、硅氧化物和硅氮化物；优选SiO
x
(x＝1.7
‑
2.3)，AlO
x
(x＝1.3
‑
1.7)，Si
x
N
y
(x＝3和y＝3.5
‑
4.5)。4.如前述权利要求所述的颜色转换膜，其中绿色发光聚合物层和/或红色发光聚合物层的聚合物独立地包含丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。5.如前述权利要求所述的颜色转换膜，其中所述钙钛矿选自甲脒溴化铅(FAPbBr3)；和/或所述核壳量子点选自包含铟的核壳量子点。6.如前述权利要求所述的颜色转换膜
‑
具有10
‑
500微米的总膜厚，优选20
‑
250微米，最优选30
‑
200微米；和/或
‑
其中，一层或多层非发光聚合物层被置于红色发光层和分隔层之间；和/或

【专利技术属性】
技术研发人员：N，
申请(专利权)人：凡泰姆股份公司，
类型：发明
国别省市：