[发明专利]量子点、树脂、量子点片材及使用该量子点片材的背光单元

说明书

技术领域

本发明涉及一种量子点、树脂、量子点片材及使用该量子点片材的背光单元，更加具体地涉及一种包含无机离子配体的量子点、对氧及水分的阻断特性优异的树脂、改善了光转化效率的量子点片材及包括该量子点片材的背光单元。

背景技术

量子点(Quantum Dot；QD)为纳米大小的半导体颗粒。由于量子点大小非常小，会出现量子限制(quantum confinement)效应。量子限制效应是指当物体变小至纳米大小以下时，该物体的带隙(band gap)增加的现象。因此，当具有比量子点的带隙更大能量的波长的光射入量子点时，量子点吸收该光而成为激发态，并且发射特定波长的光后回落至基态。所发出的光的波长具有对应于所述带隙的值。由于通过量子限制效应带来的发光特性随量子点的大小及组成等变化，因此通过调节其大小和组成等，量子点已经广泛用于各种发光装置和电子装置中。

可以使用量子点生产具有优异的颜色重现性的量子点液晶显示器(Quantum Dot Liquid Crystal Display；QD-LCD)。量子点用作显示设备中荧光体，为了光学结合光源和量子点，使用在树脂中分散量子点而制备的片材(下称“量子点片材”)。

量子点由核(Core)、壳(Shell)及配体(Ligand)构成。核产生发光作用，壳在核的表面上包覆核而形成，以保护核。并且，配体通过包覆核而形成，使得量子点良好地分布在有机溶剂中。一般来说，配体由诸如三辛基膦(Trioctylphosphine)、油酸(Oleic Acid)以及胺(Amine)等的有机物质形成。

然而，虽然量子点本身由半导体材料构成，但是当结合有机配体时，所结合的有机配体发挥绝缘障壁层作用，导致量子点的导电性下降的局限性。此外，有机配体为高分子物质，相邻的有机配体之间范德华力(van der Waals force)起引力作用。这种引力会引发量子点的聚集(aggregation)或凝聚(condensation)等，从而导致QD-LCD的发光效率下降的问题。

在量子点片材中，多个量子点及光散射剂分布在树脂内。

树脂用于保护量子点免受外部冲击和环境等，并且分散并固定量子点及光散射剂。树脂为决定量子点片材的可靠性(reliability)、价格(cost)及性能(performance)的重要因素。为了增大量子点的光提取效率并且保证量子点片材的可靠性，树脂需要有高折射率、对氧及水分的阻断特性以及优异的耐热性。

在相关领域中通过用于量子点片材中的树脂为环氧树脂。环氧树脂价格低廉，为光学部件的封装材料，具有优异的特性，但对氧及水分的阻断能力低，在高温下有黄变现象，因此具有不足以在量子点液晶显示器(QD-LCD)等高效光源装置中应用的局限性。

在量子点液晶显示器(QD-LCD)中，可以提供多种组合量子点和光源的方式，但是主要使用的是在导光板上配置量子点片材而制造背光单元(BLU)的“面上(on-surface)”方式。

相关领域中的背光单元具有量子点层叠在导光板的上部的结构。从光源发出的光在导光板中漫射(diffuse)，在导光板中漫射的光向上侧射入量子点片材中。当所射入的光通过分散在量子点片材中的量子点的过程中，光的波长改变。量子点片材具有能够在不改变相关领域中液晶显示器的厚度或结构的情况下在显示模块中应用的优点。

然而，相关领域的背光单元中，当量子点通过面上方式层叠时，量子点的基膜与导光板的上部接触。通常，导光板的折射率为约1.4～1.5左右，量子点片材的基膜也具有相似范围的折射率。导光板和基膜的折射率之间差距微小，因此射入导光板的光向基膜传播，而不能顺利发生全反射现象基膜。因此，会产生所射入的光未能均匀在导光板中漫射，而在导光板的光接收单元附近集中发光的问题。由此，量子点片材不能均匀地从导光板获得光。因此，相关领域中的背光单元虽然将具有优异的颜色重现性的量子点作为荧光体使用，但具有光转化效率低的局限。

此外，相关领域的背光单元为量子点片材简单地层叠在导光板的上部的结构。量子点片材为薄膜形状，不能耐受在量子点中发生光转化等时产生的热。因此，当仅有量子点片材层叠在导光板的上部时，则在背光单元工作时会产生量子点片材的弯曲(curl)或褶皱(wrinkle)的问题。

包含弯曲或褶皱的量子点片材的背光单元不能向液晶面板供给均匀的光。进而，包括这种量子点片材及背光单元的液晶显示设备具有产生色差不良的问题。

发明内容

技术问题