[发明专利]包含量子点层的光转换膜、包含光转换膜的显示装置用背光单元和量子点分散体的制造方法

说明书

本发明提供了一种光转换膜、包含该光转换膜的显示装置用背光单元、显示装置、量子点层形成用组合物和制造颗粒分散体的方法。其中，光转换膜包括形成在量子点层的上表面上的第一透明支撑层和形成在量子点层的下表面上的第二透明支撑层，并且其厚度为120至400μm，其中，基于所述量子点层的总重量，所述量子点层包含：0.4至2.0重量％的量子点颗粒，所述量子点颗粒含有5重量％以上且小于35重量％的镉；0.05至0.75重量％的无镉量子点颗粒；0.1至10重量％的散射剂；以及75至98重量％的基质材料，并且其中，所述膜中的镉含量为10至100ppm。

技术领域

本发明涉及包含量子点层的光转换膜、包含该光转换膜的显示装置用背光单元和量子点分散体的制造方法。

背景技术

作为重金属物质，镉是土壤、水质和空气污染的主要因素，通过与食物链相关的各种食物(例如谷物、蔬菜、肉、鱼和贝类)以及受污染的饮用水渗透到人体中，并与空气中的灰尘混合，通过呼吸作用吸入，并在人体中完好无损。因此，已通过多种途径渗透到人体中的重金属导致了骨痛病，这是一种可怕的污染疾病，严重时会破坏骨组织并使肌肉麻痹，还会引起呼吸系统疾病、呕吐、疲劳和无助，甚至最终杀死生命。此外，重金属是高度残留的，并且当重金属在人体组织中积累时，担心它们会引起各种危害而不会排出体外。因此，欧盟的“有害物质限制指令”(RoHS)限制铅、镉、汞、六价铬、邻苯二甲酸盐和溴基阻燃剂六种物质在电子或电气设备中的使用。这些材料建议以每种材料的重量计为0.1％(1000ppm)使用，特别是镉更严格地限制为0.01％(100ppm)。

量子点(QD)是具有量子约束作用的几种纳米级半导体纳米颗粒，并表现出优异的光学和电学性能，这是一般的块状半导体材料不具备的。量子点在受到能量(例如光)的激发时会发光，并且要发射的光的颜色会根据颗粒的大小而变化。在利用这样的量子点的情况下，由于可以实现具有良好的色纯度、优异的色彩再现性和良好的视频特性的大面积的高分辨率显示器，因此对量子点进行了大量的研究。

例如，镉基量子点颗粒实际上已经商品化并且作为光转换膜应用于液晶显示器中的背光单元(在下文中称为BLU)。然而，在包含镉的量子点颗粒中，具有CdSe或CdS型的核并且通常最大吸收波长为515nm至535nm的发绿光的量子点颗粒包含35％至55％的镉，并且具有相对大的粒径且最大吸收波长为620nm至640nm的发红光的量子点颗粒包含55％至80％的镉。当量子点中所含的镉含量如上所述那样高时，将无法通过将镉含量调节至可接受的范围来确保显示器用光转换膜中的颜色纯度和色彩再现性。

为了解决上述问题，美国专利申请公报US 2017/0250322A1公开了一种通过在具有CdSe核的纳米结构上涂覆厚壳来确保相对低浓度的含镉量子点颗粒的方法。然而，当形成厚壳时，光密度降低，因此量子效率降低，并且量子点的粒径分布变宽，因此半峰全宽(FWHM)相对较大，因而存在色纯度低和色彩再现性降低的问题。

最近已经研究很多的磷化铟(以下称为InP)基量子点颗粒由于其对环境友好的特性而受到关注。但是，InP基量子点颗粒的半峰全宽为35nm至45nm，量子效率为70％至85％，与全峰半宽为20nm至30nm且量子效率为85％至95％的CdSe或CdS基量子点颗粒相比，其特性明显降低，并且还易受湿气和氧影响，因此具有以下局限性：它们不能单独应用于显示器(特别是液晶显示器等)的背光单元的光转换膜。

[现有技术文献]

[专利文献]

(专利文献1)美国专利申请公报US 2017/0250322A1

发明内容

技术问题

已经设计出本发明来解决现有技术的上述问题，并且

本发明的一个方面提供了一种光转换膜，其基本上具有100ppm以下的镉含量，同时通过最大程度地确保含有镉的量子点颗粒的优点而表现出优异的亮度和颜色再现特性。