CN105355726B - 量子点层图形化的方法及量子点彩膜的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种量子点层图形化的方法及量子点彩膜的制备方法。本发明的量子点层图形化的方法，利用具有图案结构的光阻层为遮蔽层，对单色量子点层进行刻蚀，得到图形化的量子点层，该方法简化了用于形成量子点层的量子点胶的组成成分，即简化量子点的表面化学环境，从而提高了量子点的发光效率，且该方法能够制备出精细的量子点图形，大大提高了图形化的量子点层的显示分辨率；本发明的量子点彩膜的制备方法，根据上述量子点层图形化的方法制备量子点彩膜，制备的量子点彩膜具有精细的量子点图形，且量子点的发光效率高，进而有效提高了显示装置的分辨率、及背光利用率。

Description

量子点层图形化的方法及量子点彩膜的制备方法
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种量子点层图形化的方法及量子点彩膜的制备方法。
背景技术
随着显示技术的不断发展，人们对显示装置的显示质量要求也越来越高。量子点(Quantum Dots，简称QDs)通常是由Ⅱ-Ⅵ、或Ⅲ-Ⅴ族元素组成的球形或类球形的半导体纳米微粒，粒径一般在几纳米至数十纳米之间。由于QDs的粒径尺寸小于或者接近相应体材料的激子波尔半径，会产生量子限域效应，其能级结构从体材料的准连续变为量子点材料的离散结构，导致QDs展示出特殊的受激辐射发光的性能。随着QDs的尺寸减小，其能级带隙增加，相应的QDs受激所需要的能量以及QDs受激后回到基态放出的能量都相应的增大，表现为QDs的激发与荧光光谱的“蓝移”现象，通过控制QDs的尺寸，使其发光光谱可以覆盖整个可见光区域。如硒化镉(CdSe)的尺寸从6.6nm减小至2.0nm，其发光波长从红光区域635nm“蓝移”至蓝光区域的460nm。
量子点材料具有发光光谱集中，色纯度高、且发光颜色可通过量子点材料的尺寸、结构或成分进行简易调节等优点，利用这些优点将其应用在显示装置中可有效地提升显示装置的色域及色彩还原能力。如专利CN 102944943A、及专利US20150002788A1均提出了用具有图案结构的量子点层替代彩色滤光膜(Color Filter)以达到彩色显示目的的技术方案，但是该些专利并未对量子点层图形化的方法进行说明。
专利CN103226260A提供了一种把量子点分散于光刻胶中，通过光刻工艺图形化量子点层的方法，但量子点分散于光刻胶中，由于光刻胶中具有起始剂(initiation)、聚合物单体(monomer)、聚合物(polymer)、添加剂(additive)等多种高分子材料，量子点的表面化学环境复杂，对量子点的发光效率影响很大。除上述方法以外，还可以通过转印、网印等方法来制作量子点图形，但是转印的方法所得到的量子点图形分辨率不高，图形边缘呈现锯齿状，并且量子点层与基体的黏着力有待提高；而喷墨打印形成图形化量子点层的方法对喷墨打印设备要求很高，如何保证喷墨墨滴的稳定性及打印精度仍有技术壁垒，仍不能大规模生产。
发明内容
本发明的目的在于提供一种量子点层图形化的方法，能够制备出精细的量子点图形，且该方法可以简化量子点的表面化学环境，从而提高量子点的发光效率。
本发明的目的还在于提供一种量子点彩膜的制备方法，能够制备出精细的量子点图形，且该方法可以简化量子点的表面化学环境，从而提高量子点的发光效率，进而有效提高显示装置的分辨率、及背光利用率。
为实现上述目的，本发明首先提供了一种量子点层图形化的方法，包括如下步骤：
步骤1、提供基板，将单色量子点胶涂布在基板上，经固化后，得到单色量子点层，所述单色量子点层在光激发下发出相应颜色的单色光；
步骤2、在单色量子点层上涂布光刻胶，形成一光刻胶薄膜，通过光罩对光刻胶薄膜进行曝光，显影、烘烤后，得到光阻层；
步骤3、以光阻层为遮蔽层，对单色量子点层进行刻蚀，去掉单色量子点层上没有被光阻层覆盖的部分，得到图形化的单色量子点层。
所述单色量子点胶包含固化胶体、及混合于固化胶体中的单色量子点；所述固化胶体为热固化胶、或紫外固化胶；所述步骤1中，采用热固化、或紫外固化的方式进行固化。
所述单色量子点胶包含的单色量子点的材料包括Ⅱ-Ⅵ族量子点材料、Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ族量子点材料中的一种或多种。
所述单色量子点胶包含的单色量子点的材料包括CdSe、CdS、CdTe、ZnS、ZnSe、CuInS、ZnCuInS中的一种或多种。
所述单色量子点层的厚度为1-50μm；可选的，所述光刻胶为透明材料；所述步骤3中采用干法刻蚀法、或湿法刻蚀法对单色量子点层进行刻蚀。
可选的，所述光刻胶为非透明材料，所述的量子点层图形化的方法还包括：
步骤4，利用剥离液将所述光阻层从所述图形化的单色量子点层上剥离下来。
本发明还提供一种量子点彩膜的制备方法，包括如下步骤：
步骤1、提供基板，所述基板包括红色子像素区域、绿色子像素区域、及蓝色子像素区域；
步骤2、分别在所述基板上对应所述红色子像素区域形成图形化的红色量子点层；对应所述绿色子像素区域形成图形化的绿色量子点层；对应所述蓝色子像素区域形成图形化的蓝色量子点层或有机透明光阻层；
所述图形化的红色量子点层、图形化的绿色量子点层、及图形化的蓝色量子点层根据上述量子点层图形化的方法并分别采用红色量子点胶、绿色量子点胶、及蓝色量子点胶得到。
可选的，所述量子点彩膜用于背光为蓝光的显示装置中，所述步骤2中对应所述蓝色子像素区域形成有机透明光阻层。
所述量子点彩膜的制备方法还包括：步骤3、分别在所述图形化的红色量子点层、及图形化的绿色量子点层上形成蓝光过滤层。
可选的，所述量子点彩膜用于背光为紫外光的显示装置中，所述步骤2中对应所述蓝色子像素区域形成图形化的蓝色量子点层。
本发明的有益效果：本发明提供了一种量子点层图形化的方法及量子点彩膜的制备方法。本发明的量子点层图形化的方法，利用具有图案结构的光阻层为遮蔽层，对单色量子点层进行刻蚀，得到图形化的量子点层，该方法简化了用于形成量子点层的量子点胶的组成成分，即简化量子点的表面化学环境，从而提高了量子点的发光效率，且该方法能够制备出精细的量子点图形，大大提高了图形化的量子点层的显示分辨率；本发明的量子点彩膜的制备方法，根据上述量子点层图形化的方法制备量子点彩膜，制备的量子点彩膜具有精细的量子点图形，且量子点的发光效率高，进而有效提高了显示装置的分辨率、及背光利用率。
附图说明
下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其他有益效果显而易见。
附图中，
图1为本发明的量子点层图形化的方法的流程示意图；
图2为本发明的量子点层图形化的方法的步骤1的示意图；
图3为本发明的量子点层图形化的方法的步骤2中在单色量子点层涂布光刻胶的示意图；
图4为本发明的量子点层图形化的方法的步骤2中对光刻胶进行曝光的示意图；
图5为本发明的量子点层图形化的方法的步骤2中对光刻胶曝光后进行显影的示意图；
图6为本发明的量子点层图形化的方法的步骤3的示意图；
图7为本发明的量子点层图形化的方法的步骤4的示意图；
图8为本发明的量子点彩膜的制备方法的第一实施例的步骤2的示意图；
图9为本发明的量子点彩膜的制备方法的第二实施例的步骤2的示意图；
图10为本发明的量子点彩膜的制备方法的第二实施例的步骤3的示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合本发明的优选实施例及其附图进行详细描述。
请参阅图1-7，本发明首先提供一种量子点层图形化的方法，包括如下步骤：
步骤1、如图2所示，提供基板10，将单色量子点胶涂布在基板10上，经固化后，得到单色量子点层20；
具体的，所述单色指的是红色、绿色、或蓝色等各种单色，所述单色量子点层20在光激发下发出相应颜色的单色光，如红光(波长为630-690nm)，绿光(波长为500-560nm)、或蓝光(波长为430-480nm)。
具体的，所述单色量子点胶包含固化胶体、及混合于固化胶体中的单色量子点；所述固化胶体为热固化胶、或紫外固化胶，相应的，该步骤中，采用热固化、或紫外固化的方式进行固化；
具体的，所述单色量子点胶包含的单色量子点的材料包括Ⅱ-Ⅵ族量子点材料、Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ族量子点材料中的一种或多种；优选的，所述单色量子点的材料为CdSe、CdS、CdTe、ZnS、ZnSe、CuInS、ZnCuInS中的一种或多种。
具体的，所述量子点层20的厚度为1-50μm；
步骤2、如图3-5所示，在单色量子点层20上涂布光刻胶，形成一光刻胶薄膜3，通过光罩50对光刻胶薄膜3进行曝光，显影、烘烤后，得到光阻层30；
步骤3、如图6所示，以光阻层30为遮蔽层，对单色量子点层20进行刻蚀，去掉单色量子点层20上没有被光阻层30覆盖的部分，得到图形化的单色量子点层20’。
具体的，所述步骤3中采用干法刻蚀法、或湿法刻蚀法对单色量子点层20进行刻蚀。
具体的，所述步骤2中，所述光刻胶为透明材料，则形成的光阻层30不会影响步骤3中单色量子点层20’的光学功能，因此最后不需要剥离所述光阻层30。
或者，所述光刻胶也可以为非透明材料，则所述量子点层图形化的方法还包括：步骤4，如图7所示，利用剥离液将所述光阻层30从所述图形化的单色量子点层20’上剥离下来。
请参阅图8至图10，基于上述量子点层图形化的方法，本发明还提供一种量子点彩膜的制备方法，包括如下步骤：
步骤1、提供基板10，所述基板10包括红色子像素区域、绿色子像素区域、及蓝色子像素区域；
步骤2、分别在所述基板10上对应所述红色子像素区域形成图形化的红色量子点层21；对应所述绿色子像素区域形成图形化的绿色量子点层22；对应所述蓝色子像素区域形成图形化的蓝色量子点层23或有机透明光阻层24；
所述图形化的红色量子点层21、图形化的绿色量子点层22、及图形化的蓝色量子点层23根据上述量子点层图形化的方法并分别采用红色量子点胶、绿色量子点胶、及蓝色量子点胶得到。
请参阅图8，为本发明的量子点彩膜的制备方法的第一实施例，所述量子点彩膜用于背光为紫外光的显示装置中，所述步骤2中对应所述蓝色子像素区域形成图形化的蓝色量子点层23。
请参阅图9，为本发明的量子点彩膜的制备方法的第二实施例，所述量子点彩膜用于背光为蓝光的显示装置中，所述步骤2中对应所述蓝色子像素区域形成有机透明光阻层24。进一步的，如图10所示，还可以包括：步骤3、分别在所述图形化的红色量子点层21、及图形化的绿色量子点层22上形成蓝光过滤层31，用于过滤没激发的蓝光。
本发明的量子点彩膜的制备方法所制得的量子点彩膜可以用于目前LCD显示器中的彩色滤光片，可采用常规结构置于显示面板中的彩膜基板一侧，或者该量子点彩膜也可以形成于显示面板中的阵列基板一侧，此为COA(Color filter On Array)设计，均可由此量子点彩膜获得量子点显示面板。
综上所述，本发明的量子点层图形化的方法，利用具有图案结构的光阻层为遮蔽层，对单色量子点层进行刻蚀，得到图形化的量子点层，该方法简化了用于形成量子点层的量子点胶的组成成分，即简化量子点的表面化学环境，从而提高了量子点的发光效率，且该方法能够制备出精细的量子点图形，大大提高了图形化的量子点层的显示分辨率；本发明的量子点彩膜的制备方法，根据上述量子点层图形化的方法制备量子点彩膜，制备的量子点彩膜具有精细的量子点图形，且量子点的发光效率高，进而有效提高了显示装置的分辨率、及背光利用率。
以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种量子点层图形化的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、提供基板(10)，将单色量子点胶涂布在基板(10)上，经固化后，得到单色量子点层(20)，所述单色量子点层(20)在光激发下发出相应颜色的单色光；
步骤2、在单色量子点层(20)上涂布光刻胶，形成一光刻胶薄膜(3)，通过光罩(50)对光刻胶薄膜(3)进行曝光，显影、烘烤后，得到光阻层(30)；
步骤3、以光阻层(30)为遮蔽层，对单色量子点层(20)进行刻蚀，去掉单色量子点层(20)上没有被光阻层(30)覆盖的部分，得到图形化的单色量子点层(20’)。
2.如权利要求1所述的量子点层图形化的方法，其特征在于，所述单色量子点胶包含固化胶体、及混合于固化胶体中的单色量子点；所述固化胶体为热固化胶、或紫外固化胶；所述步骤1中，采用热固化、或紫外固化的方式进行固化。
3.如权利要求2所述的量子点层图形化的方法，其特征在于，所述单色量子点胶包含的单色量子点的材料包括Ⅱ-Ⅵ族量子点材料、与Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ族量子点材料中的一种或多种。
4.如权利要求3所述的量子点层图形化的方法，其特征在于，所述单色量子点胶包含的单色量子点的材料包括CdSe、CdS、CdTe、ZnS、ZnSe、CuInS、与ZnCuInS中的一种或多种。
5.如权利要求1所述的量子点层图形化的方法，其特征在于，所述单色量子点层(20)的厚度为1-50μm；所述光刻胶为透明材料，所述步骤3中采用干法刻蚀法、或湿法刻蚀法对单色量子点层(20)进行刻蚀。
6.如权利要求1所述的量子点层图形化的方法，其特征在于，所述光刻胶为非透明材料，所述量子点层图形化的方法还包括：
步骤4，利用剥离液将所述光阻层(30)从所述图形化的单色量子点层(20’)上剥离下来。
7.一种量子点彩膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、提供基板(10)，所述基板(10)包括红色子像素区域、绿色子像素区域、及蓝色子像素区域；
步骤2、分别在所述基板(10)上对应所述红色子像素区域形成图形化的红色量子点层(21)；对应所述绿色子像素区域形成图形化的绿色量子点层(22)；对应所述蓝色子像素区域形成图形化的蓝色量子点层(23)或有机透明光阻层(24)；
所述图形化的红色量子点层(21)、图形化的绿色量子点层(22)、及图形化的蓝色量子点层(23)根据如权利要求1-6任一项所述的量子点层图形化的方法并分别采用红色量子点胶、绿色量子点胶、及蓝色量子点胶得到。
8.如权利要求7所述的量子点彩膜的制备方法，其特征在于，所述量子点彩膜用于背光为蓝光的显示装置中，所述步骤2中对应所述蓝色子像素区域形成有机透明光阻层(24)。
9.如权利要求8所述的量子点彩膜的制备方法，其特征在于，还包括：步骤3、分别在所述图形化的红色量子点层(21)、及图形化的绿色量子点层(22)上形成蓝光过滤层(31)。
10.如权利要求7所述的量子点彩膜的制备方法，其特征在于，所述量子点彩膜用于背光为紫外光的显示装置中，所述步骤2中对应所述蓝色子像素区域形成图形化的蓝色量子点层(23)。
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