[发明专利]一种用于量子点导光板的墨水及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于量子点导光板的墨水及其制备方法。

背景技术

液晶显示器件功耗低、无辐射，是目前应用最广泛的显示器件。液晶不能发光，只有调控光的作用，背光模组是液晶的主要组件之一。对于常用的侧入式背光模组，为了实现出光的均匀性，导光板下表面的散射网点起到了决定性作用。

量子点是一种粒径在1-10nm的半导体材料，具有光谱半高宽窄，发光光谱可调的特点，将其应用于背光模组，利用蓝色侧光源与红绿量子点的发光合成白光，可实现大于100%NTSC的高色域显示。现在常用的将量子点与背光模组结合的方式有两种。第一种是在导光板上面增加含有红绿量子点的功能膜；第二种是将红绿量子点直接混入导光板下表面的散射网点中。相对于第一种方法而言，第二种更加节约量子点的用量。因为量子点不但价格昂贵，且其含有重金属，对环境有一定的污染，所以第二种方法在量子点背光的发展中将更具优势。将量子点加入导光板散射网点常用的工艺主要有两种，一种是丝网印刷，另外一种是喷墨打印。其中，喷墨打印是一种加法式图案化技术，相对于减法式的丝网印刷更加节省打印材料，且喷墨打印是一种溶液加工技术，对于含量子点的散射网点的沉积而言，改进的空间更大。

喷墨打印的关键技术是墨水的配制。现有的关于量子点墨水的研究主要针对其可打印性，即通过研究不同溶剂的不同配比找符合打印粘度、表面张力、密度等物理性质的墨水，如专利CN105820663A、CN106519799A均提出了一种适合打印的量子点墨水中量子点与溶剂的质量比，以及有机溶剂种类；专利CN105670388A提出了多组分溶剂以得到合适粘度、表面张力的墨水。有一部分研究针对性的提出了适合QLED的喷墨打印量子点墨水，如专利CN105153807A在墨水中加入电子传输材料，使用疏水性量子点材料与所述载流子传输材料的相分离降低喷墨打印制备QLED器件的成本。但是并未有较多的研究针对量子点导光板的喷墨打印墨水，其中CN106154400A提出了一种改善喷墨打印量子点导光网点的方法，但其主要研究了网点的沉积状况。本专利针对性的提出了一种用于量子点导光板的喷墨打印墨水，在量子点墨水中引入了瑞利散射粒子，可在相对较低的量子点浓度下达到较高的发光强度，不但节约了量子点的用量，而且可以有效的防止高浓度量子点引起的浓度荧光猝灭效应。

一般的散射作用分为两种，一种是米氏散射，其散射粒子粒径与入射波波长相近；一种是瑞利散射，其散射粒子粒径远小于入射波波长的十分之一。为了增加散射网点的发光强度，一般在其中增加散射粒子，如丝网印刷所用油墨中的SiO₂、CaCO₃、ZrO₂等散射粒子，其粒径一般在几个到几十个微米，产生米氏散射；但喷墨打印对溶液中所含微粒的直径有严格的限制，一般在几个到几十个纳米，为了增加网点的散射作用，只能增加瑞利散射粒子，一般的方法是增加其中量子点的含量，但是随着量子点浓度的增加，会引起量子点的浓度发光猝灭效应，以及荧光共振转移效应，不但不能增加发光强度，反而可能会引起发光强度下降。因此，在喷墨打印的量子点散射网点中引入其他的绝缘体瑞利散射粒子，在增加网点散射作用的同时，在一定程度上减少了量子点的用量。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种用于量子点导光板的墨水及其制备方法，以提高导光板的发光强度。

本发明所述的量子点导光板的散射网点由红绿量子点、散射粒子、固化材料构成。

本发明所述的绝缘体散射粒子可以是纳米SiO₂、纳米TiO₂、纳米ZrO₂、纳米Al₂O₃、纳米Fe₃O₄、纳米ZnO₂等纳米金属氧化物，纳米AlN、纳米Si₃N₄、纳米TiN等纳米金属氮化物中的一种或几种。所述散射粒子满足以下条件：第一、为了满足瑞利散射条件，且为了降低其与量子点的相互作用，绝缘体散射粒子的粒径为20-50nm；第二、为了使其在量子点溶液中具有良好的分散性，所用的上述散射粒子均为亲油型纳米粒子，且在低极性溶剂中具有良好的分散性；第三、为了在满足发光强度的同时尽量减少量子点用量，散射粒子的质量百分比为墨水溶质的20%-40%。

为了喷墨打印形成本发明所述散射网点，打印所用墨水中红色量子点、绿色量子点、散射粒子的质量比为1:12:8-7:72:20。