本發明涉及一種低鎘含量的量子點膜，所述量子點膜包含一層綠色量子點層、一層紅色量子點層，其中所述綠色量子點層包含無鎘的綠色量子點，所述紅色量子點層包含鎘系紅色量子點，所述綠色量子點層和所述紅色量子點層之間可以設置分隔層，本發明還涉及所述量子點膜的制備方法和用途。

技術領域

本發明涉及量子點膜制備領域，特別地涉及低鎘含量的量子點膜及其制備方法和應用，其用作光擴散膜以及照明和顯示用的高端熒光材料。

背景技術

具有量子效應的半導體晶體納米材料已經被應用于太陽能、光電探測、發光器件以及熒光生物檢測等領域。其中，以量子點膜、量子點管、量子點芯片為具體形式的光致發光器件已經被用于發光二極管液晶顯示領域。液晶顯示器件已廣泛應用于個人電腦、電視機、監視器、手機、個人數字助理、游戲機、電子閱讀機、數碼相機等類似產品。有數據顯示：2017年采用量子點技術的大屏電視全球范圍將達到600萬臺，中國將達到300萬臺，其中95％以上采用量子點膜的應用方式。

量子點膜中包含綠色量子點和紅色量子點，兩者的相對質量添加量為2-20：1。具體制作中，將兩種量子點材料均勻地混合到高分子樹脂中，然后將高分子樹脂材料涂覆在水氧阻隔膜上，并用另一張水氧阻隔膜覆蓋，采用UV或熱固化的方法固化樹脂材料，得到三明治結構的量子點膜。量子點膜配合藍色光源使用，可以有效提高液晶顯示器件的色域值，讓顯示逼真地還原自然界色彩。采用量子點膜的發光二極管液晶顯示器件色域值超過100％NTSC，而采用普通熒光粉的發光二極管液晶顯示器件色域值在72％NTSC左右。

目前在發光二極管液晶顯示領域應用的量子點，90％以上是具有CdSe/ZnS核殼結構的鎘系半導體納米晶體量子點。鎘系量子點具有諸如發光譜易調節、半峰寬窄(30nm)、受高能光激發的發光效率高且發光穩定等優點。但是，鎘系量子點在商業應用上最大的問題是含有重金屬鎘Cd。根據相關規定，鎘含量值在量子點膜中的相對含量要求在100ppm以下。由于鎘的相對含量跟量子點膜的厚度直接相關，總厚度越大，鎘相對含量越低，因此，目前能夠滿足這一標準的，只有應用于大尺寸發光二極管液晶電視的量子點膜。目前量子點技術還沒有被商業化應用到智能手機、筆記本、顯示器等中小屏發光二極管液晶顯示器件上。

鈣鈦礦量子點和磷化銦量子點為兩類無鎘量子點，其中后者已經在量子點膜中商業化。磷化銦量子點體系由于發光半峰寬較寬(大于45nm)且量子點效率低，其所制成量子點膜片只能達到85％左右的NTSC色域值以及相對于鎘系量子點膜85％的發光強度。鈣鈦礦量子點是一類新型的量子點材料，相比于鎘系量子點，其所發出的光具有更窄的半峰寬(20nm)，可以顯示更加純的色彩。但是由于該材料無法形成無表面缺陷的ZnS殼層結構，在應用中需要開發新的包覆方法，讓鈣鈦礦量子點能夠應用于量子點膜中。此外，學術研究證明綠色鈣鈦礦量子點遠比紅色鈣鈦礦量子點穩定，而且大量的研究先集中在綠色鈣鈦礦量子點上。目前，綠色鈣鈦礦量子點已經接近商業應用的要求。

針對現有技術中的上述問題，本發明人將量子點膜中的綠色和紅色量子點分開到不同量子點層，一方面分別優化各層的參數，另一方面減少整個量子點膜中鎘的添加量。通過本發明，可以將量子點膜中鎘的含量降低20倍以上，滿足商業應用中鎘含量的相關標準。

發明內容

本發明人經過研究和實驗，發現當將量子點膜中的紅色和綠色量子點分開到不同的量子點層，可以減少不同峰位量子點的相互干擾，避免制膜過程出現量子點峰位紅移的現象，提高穩定性，并增強優化每層發光性能的自由度，從而，所得到的量子點膜可以有利地應用于發光和光擴散領域，比如用作光擴散膜以及照明和顯示用的高端熒光材料。