[发明专利]一种含有量子点的液晶/高分子复合材料的光学薄膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种含有量子点的液晶/高分子复合材料薄膜及其制备方法。本发明的光学薄膜包括高分子聚合物以及量子点；所述高分子聚合物为由非液晶性聚合单体聚合而成，或由非液晶性聚合单体和液晶性聚合单体混聚而成。本发明通过在液晶/高分子复合材料中掺杂量子点，极大的增加了激发光源在薄膜中的传播路径，提高了薄膜的荧光强度；所制备的薄膜在显示和固态照明领域具有良好的应用前景，尤其是可以有效地简化了液晶显示器中背光模组的结构。

技术领域

本发明属于功能性液晶材料技术应用领域，具体涉及一种含有量子点的液晶/高分子复合材料的光学薄膜的制备方法。

背景技术

量子点是稳定粒径在2～20nm范围内的纳米粒子，这种三维均纳米尺度的纳米材料由于“量子限域”效应，展现出很多不同于宏观材料的独特的电光学性质：如发射光谱的连续可调(其发射光谱范围可覆盖整个可见光波段，甚至扩展到近、中红外区)；色纯度高(发射光谱的半峰宽低于30nm)；稳定性高(高于有机发色团)等优势。这些特点使量子点在显示和固态照明领域具有极强的应用前景。

目前基于量子点膜的光致发光技术是现有量子点显示中最为成熟可靠的技术，在传统的LCD显示屏中，只需将白色LED光源更换为蓝色LED光源和添加上一层纳米量子点的薄膜就可以赋予显示器卓越的色彩表达能力。

应用于LCD显示的量子点薄膜结构具有如图1所示的多层结构。其最外层是具有光学微纳结构的表层，它具有如下三重作用：(1)消除牛顿环，防止光线在传播过程因界面之间的反射而发生干涉；(2)增加蓝光的折返路径，提高对蓝光的利用率；(3)使入射的光学均匀的发散，起到光学扩散片的作用。上下两层为PET基材层，其内侧涂有具有隔水隔氧的二氧化硅图层。中间层为量子点材料层，由量子点、高分子以及其他配方组成。

这种多层结构的量子点膜不但增加了显示器的厚度，不利于制备轻便，超薄的显示器产品；同时也增加了制备工序和工艺，增加了显示器的成本；而且，该量子点薄膜结构表层的微纳结构对蓝光的折射作用有限，降低了量子点膜对蓝光的利用率。

发明内容

为了进一步提高量子点背光源的使用效率，提高背光源亮度，降低显示器的成本和厚度，本发明提供了一种含有量子点的液晶/高分子复合材料薄膜，利用液晶的双折射作用，可以有效的消除干涉产生的牛顿环；同时，利用液晶与高分子折射率的不匹配，可使光线在液晶与高分子的界面上发生多次反射和折射，极大的增加了蓝光的传播路径，在起到扩散片均光的作用的同时，可极大提高量子点对激发光源的利用率。而且，这种方法极大的简化了应用于LCD显示的量子点膜结构，有效的减少了制备工艺以及量子点膜结构的厚度，所制备的薄膜在显示和固态照明领域具有良好的应用前景。

本发明的另外一个目的在于提供上述光学薄膜的制备方法。

本发明提供了含有量子点的光学薄膜，所述光学薄膜包括高分子聚合物以及量子点；所述高分子聚合物为由非液晶性聚合单体聚合而成，或由非液晶性聚合单体和液晶性聚合单体混聚而成，或由液晶性聚合单体聚合而成；所述高分子聚合物中分布有量子点。

作为上述光学薄膜，所述光学薄膜还包括液晶分子区域，所述液晶分子区域中分布有量子点；所述光学薄膜还包括液晶性高分子网络。

作为上述光学薄膜的一个较好的选择，制备所述光学薄膜的原料中包括液晶材料、聚合单体和量子点，其重量比为：

液晶材料： 0％～90.0％；

聚合单体： 0～100.0％；

量子点： 0.01％～20.0％；所述聚合单体包括液晶性可聚合单体和/或非液晶性可聚合单体。

或制备所述光学薄膜的原料中包括聚合单和量子点，其重量比为：

聚合单体： 80％～100.0％；