[发明专利]主动增亮膜、其制备方法及基于FDTD分析主动增亮膜偏振性的方法

说明书

技术领域

本发明属于半导体照明技术领域，涉及一种主动增亮膜、其制备方法及主动增亮膜偏振性的分析方法，尤其涉及一种包含至少一层掺杂量子点的聚合物薄膜和至少一层含有金属纳米棒的聚合物薄膜的主动增光膜、其制备方法及基于FDTD分析主动增亮膜偏振性的方法。

背景技术

半导体照明和显示是一种基于高效白光发光二极管(White Light Emitting Diode，WLED)的新型照明和显示技术。相比传统光源，具有发光效率高、耗电量少、可靠性高和寿命长等优点，被公认为21世纪最具发展前景的高技术领域之一。

目前，荧光材料由于在许多重要领域的运用已成为研究的热点，主要包括有机荧光染料，荧光蛋白和量子点。半导体量子点有较强的荧光，高耐光性，宽的激发光谱，荧光寿命长，发射光谱窄且可调。

量子点(Quantum Dots，QDs)，又可以称纳米晶，是一种由III－V族或II－VI族元素组成的纳米颗粒。量子点的粒径一般介于1～10nm之间，受激后可以发射荧光。其发射光谱可以通过改变量子点的尺寸大小来控制。通过改变量子点的尺寸和它的化学组成可以使其发射光谱覆盖整个可见光区。以CdTe量子点为例，当它的粒径从2.5nm生长到4.0nm时，它们的发射波长可以从510nm红移到660nm。

目前，利用量子点的发光特性，可以将量子点应用于显示器件中，将单色量子点作为液晶显示屏的背光模组的发光源，单色量子点在受到蓝光LED激发后发出单色光与蓝光混合形成白色背景光，具有较大的色域，能提高画面品质。

在量子点LED背光+液晶面板方式的新型宽色域LED显示中，DBEF(Dual Brightness Enhancement Film)是一种由多层折射率各向异性薄膜材料交叠而成的增亮膜。从量子点LED发出的无偏光，入射到DBEF后，P偏振光通过；而S偏振光被DBEF反射，经过背光模组基板的漫反射后又变为无偏光，再次入射到DBEF。这样通过DBEF可以将S偏振光循环利用，从而提高入射到液晶面板中光能量的利用率，在LED显示中的作用非常重要。但是，DBEF长期以来主要被美国3M一家公司所垄断，价格昂贵，是LED背光模组各光学薄膜中成本最高的部分。“去DBEF”高光能量利用率技术成为LED显示技术中的研究热点，同时也是难点。

基于量子点材料的宽色域LED显示是显示技术的主要发展趋势，同时，如何在无DBEF情况下实现LED背光出射P偏振态光线，打破美国3M公司的垄断，已成为新一代LED显示技术发展的关键点之一，对于白光LED的应用，特别是QLED背光显示方面非常重要。且现有量子点复合材料无法同时满足宽色域、线偏振光、抗氧湿能力强、热导率高等要求的技术局限，无法为新一代宽色域、低成本(无DBEF)LED显示技术提供一种新的解决方案与产品。因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种主动增亮膜、其制备方法及基于FDTD分析主动增亮膜偏振性的方法。本发明的主动增亮膜具有特定的结构，其中的量子点和取向一致的金属纳米棒的独特结合方式可以最大效率地获取量子点发出的荧光以及光源波段的高效率偏振光，可以更好的运用于QLED背光显示上。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种主动增亮膜，所述主动增亮膜中包含至少一层掺杂量子点的聚合物薄膜和至少一层含有金属纳米棒的聚合物薄膜，所述含有金属纳米棒的聚合物薄膜中的金属纳米棒取向一致且呈周期性排列。

本发明的主动增亮膜中的掺杂量子点的聚合物薄膜可以是一层，也可以是多层(层数M≥2)，层数M为大于等于2的正整数，例如2、3、4、5或6等。

本发明的主动增亮膜中的含有金属纳米棒的聚合物薄膜可以是一层，也可以多层(层数N≥2)，层数N为大于等于2的正整数，例如2、3、4、6、7或8等，当有多层含有金属纳米棒的聚合物薄膜时，需保证所有的含有金属纳米棒的聚合物薄膜中的金属纳米棒的取向均一致。

本发明的主动增亮膜中，多层掺杂量子点的聚合物薄膜可以相邻，也可以由至少一层含有金属纳米棒的聚合物薄膜间隔开。

本发明的主动增亮膜中，多层含有金属纳米棒的聚合物薄膜可以相邻，也可以由至少一层掺杂量子点的聚合物薄膜隔开。

优选地，若所述主动增亮膜中只含有一层掺杂量子点的聚合物薄膜，则主动增亮膜的一个外表面为掺杂量子点的聚合物薄膜。

优选地，若所述主动增亮膜中含有至少两层掺杂量子点的聚合物薄膜，则主动增亮膜的两个外表面均为掺杂量子点的聚合物薄膜。