一种基于稀土掺杂的非铅钙钛矿量子点的显示背光模组及制备方法

    专利2025-03-22  36


    本发明涉及背光模组领域,具体涉及一种基于稀土掺杂的非铅钙钛矿量子点的显示背光模组及制备方法。


    背景技术:

    1、钙钛矿材料因其具有发光波长连续可调、窄半峰宽、高荧光量子效率、成本较低等优点,引起发光领域的广泛关注和研究。其中铅基卤化物钙钛矿量子点的使用目前最为广泛。但铅基卤化物钙钛矿量子点固有的铅毒性不利于环境的可持续发展,其不稳定性也严重制约了产业化和实际应用。因此,研制具有优良发光性能的无铅钙钛矿量子点是本技术领域发展的必然要求。


    技术实现思路

    1、针对现有技术的不足,本发明提出了一种基于稀土掺杂的非铅钙钛矿量子点的显示背光模组及制备方法。

    2、一种钙钛矿量子点的显示背光模组,包括:

    3、光源;

    4、设置于光源上方的基板;

    5、通过钙钛矿量子点光学膜,布置于所述光源上;

    6、布置于所述光源一侧的导光板,用于将所述光源的光线导向所述的钙钛矿量子点光学膜;

    7、布置在所述钙钛矿量子点光学膜上的反射膜;

    8、布置在所述反射膜上的增亮膜;以及

    9、布置在所述增亮膜上的扩散膜。

    10、进一步地,所述钙钛矿量子点光学膜位于所述基板上,所述导光板与所述光源分别位于所述钙钛矿量子点光学膜的两侧,所述光源照射所述导光板,所述导光板将光线导向所述钙钛矿量子点光学膜,所述钙钛矿量子点光学膜将光线通过反射膜形成面光源,再经过增亮膜结构提高发光亮度,最后经过扩散膜的匀光作用获得发光均匀的背光源,辐射至显示屏上。

    11、进一步地,所述钙钛矿量子点光学膜设置有钙钛矿量子点,钙钛矿量子点浓度为2%-14%。

    12、可选地,所述导光板采用pmma、pc、ps材料中的一种或多种。

    13、可选地,所述反射膜采用金属材料,所述增亮膜采用丙烯酸树脂材料,所述扩散膜采用金属材料。

    14、可选地,所述钙钛矿量子点光学膜的厚度为140-600nm,所述反射膜的厚度为80-200nm,所述增亮膜的厚度为100-220μm,所述扩散膜的厚度为75-110μm。

    15、可选地,所述光源选用白光led或者单色、复色光led光源。

    16、进一步地,复色光led光源为蓝色光、紫色光、紫外光中的一种或多种,光的波长范围在190-490nm之间。

    17、可选地,所述钙钛矿量子点光学膜的电阻率为20-120ω/sq。

    18、一种钙钛矿量子点光学膜的制备方法,包括以下步骤:

    19、将ax和bx3按照摩尔比1:(0.7~1.2)完全溶解于有机溶剂一中,并使用稀土离子掺杂,得到前驱体溶液;其中a为cs、rb、ag,b为in、bi、sb或ga,x为br、i或cl,稀土离子为pr3+、eu3+、tb3+、ho3+、yb3+、ce3+、sm3+中的一种或多种;

    20、将甲苯、二氯甲烷、正己烷、异丙醇、正辛烷中的一种或多种和氨基丙基三乙氧基甲硅烷、油胺、油酸中以体积比500:(4~15):(3~11):(2~12)加入到反应釜中得到混合溶液;

    21、搅拌所述混合溶液,注入所述前驱体溶液,获得量子点溶液;

    22、其中钙钛矿前驱体溶液和混合溶液的体积比1:(18~27);

    23、取所述量子点溶液,离心后弃去上清液,保留底部沉淀,并将底部沉淀加入有机溶剂二,再次离心,弃去上清液,保留底部沉淀,重复洗涤,获得量子点沉淀;

    24、将所述量子点沉淀在真空干燥箱干燥,得到量子点粉末;

    25、将所述量子点粉末溶解于有机溶剂三,获得纯化后的量子点溶液;

    26、取所述纯化后的量子点溶液,在气体保护下旋涂于基底上;恒温热台或真空干燥箱中烘干,得到所述量子点光学薄膜。

    27、可选地,两种金属卤化物的摩尔比为1:(0.7~1.2)。

    28、可选地,有机溶剂一可采用乙醇、丙三醇、二甲基亚砜、二甲基乙酰胺、n,n-二甲基甲酰胺、n-甲基吡咯烷酮、甲基乙基酮中的一种或多种。

    29、取上述钙钛矿前驱体溶液,注入至正在搅拌器中搅拌的混合溶液中,并继续利用搅拌器搅拌得到量子点溶液;

    30、可选地,钙钛矿前驱体溶液注入前搅拌器转速为400~1200rpm,搅拌时间为5~10min。

    31、可选地,钙钛矿前驱体溶液和混合溶液的体积比1:(18~27)。

    32、可选地,钙钛矿前驱体溶液注入后搅拌器转速为500~1400rpm,搅拌时间为8~10h。

    33、取上述量子点溶液,在离心机中离心,弃去上清液,保留底部沉淀,然后将底部沉淀加入有机溶剂二,再次离心,弃去上清液,保留底部沉淀,重复数次,获得量子点沉淀。

    34、可选地,离心机转速为8000~12000rpm,离心时间为8~14min。

    35、可选地,有机溶剂二可选自二甲基亚砜、二甲基乙酰胺、n,n-二甲基甲酰胺中的一种或多种。

    36、可选地,重复次数为2~5次。

    37、取上述量子点沉淀,在真空干燥箱中干燥,得到量子点粉末。

    38、可选地,真空干燥箱温度为60~70℃,干燥时间为10~14h。

    39、取上述量子点粉末,将其溶解于有机溶剂三中,得到纯化后的量子点溶液。

    40、可选地,有机溶剂三为甲苯、正己烷、正辛烷中的一种或多种.

    41、取上述纯化后的量子点溶液,在充满保护气体的手套箱内,旋涂于pet基底上。随后烘干,得到量子点薄膜。

    42、进一步地,旋涂时先使用低转速旋涂,后使用高转速旋涂。

    43、可选地,低转速为400~600rpm,旋涂时间为8~14s。

    44、可选地,高转速为3700~4000rpm,旋涂时间为42~48s。

    45、可选地,烘干装置为恒温热台或真空干燥箱,烘干温度为30~60℃。

    46、可选地,所述钙钛矿量子点光学膜的电阻率为10-100ω/sq。

    47、本发明的有益效果:

    48、1、本发明所述稀土掺杂的非铅钙钛矿量子点光学膜区别于传统的钙钛矿量子点光学膜,其不含铅元素,因此较为绿色环保,有利于环境的可持续发展。

    49、2、本发明所述稀土掺杂的非铅钙钛矿量子点,通过掺杂稀土离子,不仅提高了其发光光谱可调控性和发光量子产率,也提高了其稳定性,使其具有优良的发光性能。

    50、3、本发明所述稀土掺杂非铅钙钛矿发光二极管采用溶液法制备,可在室温、标准大气压环境中实现,工艺简单,成本低廉,操作简便,便于产业化。

    51、4、本发明所述基于稀土掺杂的非铅钙钛矿量子点光学膜相较传统背光模组,可以显著提高显示屏的亮度和对比度,并且发光均匀,可适用于多种显示屏。



    技术特征:

    1.一种钙钛矿量子点光学膜的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

    2.根据权利要求1所述的钙钛矿量子点光学膜的制备方法,其特征在于,所述的有机溶剂一、有机溶剂二以及有机溶剂三符合以下一种或者多种方案:

    3.一种钙钛矿量子点的显示背光模组,其特征在于,包括:

    4.根据权利要求3所述的钙钛矿量子点的显示背光模组,其特征在于,所述钙钛矿量子点光学膜(2)设置有钙钛矿量子点(8),钙钛矿量子点(8)浓度为2%-14%。

    5.根据权利要求3所述的钙钛矿量子点的显示背光模组,其特征在于,所述导光板(3)采用pmma、pc、ps材料中的一种或多种。

    6.根据权利要求3所述的钙钛矿量子点的显示背光模组,其特征在于,所述钙钛矿量子点光学膜(2)的厚度为140-600nm。

    7.根据权利要求3所述的钙钛矿量子点的显示背光模组,其特征在于,所述光源(4)选用白光led或者单色、复色光led光源(4)。

    8.根据权利要求7所述的钙钛矿量子点的显示背光模组,其特征在于,光源为蓝色光、紫色光、紫外光中的一种或多种。

    9.根据权利要求8所述的钙钛矿量子点的显示背光模组,其特征在于,所述光源的波长范围在190-490nm之间。

    10.根据权利要求3所述的钙钛矿量子点的显示背光模组,其特征在于,所述反射膜(5)厚度为80-200nm;所述增亮膜(6)厚度为100-220μm。


    技术总结
    本发明公开了一种基于稀土掺杂的非铅钙钛矿量子点的显示背光模组及制备方法,属于背光模组领域。本发明提供的显示背光模组,包括基板、钙钛矿量子点光学膜、导光板、光源、反射膜、增亮膜和扩散膜。本发明还提供了所述稀土掺杂的非铅钙钛矿量子点光学膜的制备方法。本发明所述的所述稀土掺杂的非铅钙钛矿量子点通过溶液法制成,经室温沉淀,并通过多次离心纯化,最后使用旋涂法获得所述稀土掺杂的非铅钙钛矿量子点光学膜。本发明不含铅元素,绿色环保。本发明通过掺杂稀土离子,提高非铅钙钛矿量子点发光光谱可调控性和发光量子产率,并且加强其稳定性,使其具有优良的发光性能。本发明所述基于稀土掺杂的非铅钙钛矿量子点光学膜的显示背光模组可以显著提高显示屏的亮度和显示色域,并且发光均匀,可适用于多种显示屏。

    技术研发人员:高正浩,魏宇炀,韩杰炜,冯钱,顾辉,潘江涌,汪丽茜
    受保护的技术使用者:南京信息工程大学
    技术研发日:
    技术公布日:2024/4/29
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