CN105470374A - 量子点封装结构及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种量子点封装结构，其包括上下层叠设置的第一基板和第二基板、以及夹设于该第一基板与第二基板之间的量子点层，该第一基板和第二基板均为透光玻璃，该第一基板与第二基板的相接触的周缘密封结合使量子点层被封装于第一基板和第二基板之间。所述量子点封装结构，使用超薄的透光玻璃作为第一基板和第二基板，并将该第一基板与第二基板的边缘密封结合使量子点层被封装于第一基板与第二基板之间，可有效的防止外部水和/或氧气渗入至量子点封装结构的内部，另外，超薄的透光玻璃的透光性好，且结合处在第一基板与第二基板的周缘处，因此，该量子点封装结构不会影响量子点的发光效果。另，本发明还涉及一种上述量子点封装结构的制备方法。

Description

量子点封装结构及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种量子点封装结构及其制备方法。

背景技术

近年来，鉴于量子点特殊的化学和物理特性，例如用发出蓝光波长的发光二极管刺激红色量子点和绿色量子点可导致产生三色白光，量子点在光致发光器件、固体照明、显示器、生物医学等领域有着广阔的应用前景。量子点荧光体的粒径小，相对于量子点荧光体的体积，其比表面积较大，因此，许多量子点荧光体的化学稳定性低，特别是III-V、II-VI半导体量子点等，在氧及水存在的状态下使用，会引起发光效率低的问题。因此，将量子点应用于上述领域，关键的步骤是将量子点器件化，其中量子点薄膜就是一种有效的手段。

现有的量子点薄膜的制备，一般分为两种方法：一种方法是通过静电自组装的技术，将量子点组装至超薄膜中；另一种方法是将量子点直接分散到聚合物中，然后通过喷涂、旋转涂膜等方法制备量子点薄膜，通过改变涂抹量子点的参数可较为精确的控制薄膜的厚度。然，上述两种方法均采用低透水的高分子薄膜对量子点进行封装，而这种使用高分子薄膜对量子点进行封装的技术仍存在边缘水和/或氧气渗入的问题。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种量子点封装结构，其能有效避免边缘水和/或氧气的渗入。

另，还有必要提供一种上述量子点封装结构的制备方法。

一种量子点封装结构，其包括上下层叠设置的第一基板和第二基板、以及夹设于该第一基板与第二基板之间的量子点层，第一基板与第二基板均为透光玻璃，该第一基板与第二基板的相接触的周缘密封结合使量子点层被封装于第一基板与第二基板之间。

一种量子点封装结构的制备方法，其包括如下步骤：

提供一透光玻璃作为第一基板；

在该第一基板的一表面形成一量子点层；

取另一片透光玻璃作为第二基板，将第一基板与第二基板相互接触的周缘密封结合于一起，使第一基板与第二基板之间形成一封闭空间，量子点层被封装于该封闭空间内。

所述量子点封装结构，使用超薄的透光玻璃作为第一基板和第二基板，并将该第一基板与第二基板的边缘密封结合使量子点层被封装于第一基板与第二基板之间，可有效的防止外部水和/或氧气渗入至量子点封装结构的内部，保证了量子点具有较好的发光效果。另外，超薄的透光玻璃的透光性较好，且结合处在第一基板与第二基板的周缘处，因此，该量子点封装结构不会影响量子点的发光效果。

附图说明

图1为本发明较佳实施方式的量子点封装结构。

图2为图1中的第一基板涂布光阻层后的示意图。

图3为图2中的光阻层曝光显影后的示意图。

图4为图3中的第一基板蚀刻后的示意图。

主要元件符号说明

量子点封装结构	100
		第一基板	10
凹槽	11
		量子点层	20
第二基板	30
		光阻层	40

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

请参阅图1，本发明一较佳实施方式提供一种量子点封装结构100，其可应用于光致发光器件、固体照明、显示器、生物医学等领域。该量子点封装结构100包括第一基板10、盖合于该第一基板10表面的第二基板30、以及夹设于该第一基板10与第二基板30之间的量子点层20。该第一基板10和第二基板30均为透光玻璃。该第一基板10与第二基板30的边缘密封结合使量子点层20被封装于第一基板10与第二基板30之间。

所述第一基板10的表面形成有多个凹槽11，所述量子点层形成于该多个凹槽11内。该每一凹槽11的深度为5-10μm。凹槽11的开口大小可根据需要而设计。该凹槽11可由化学蚀刻或激光雕刻等方法形成。

所述第一基板10和第二基板30为可弯曲、可切割的超薄的透光玻璃，且该透光玻璃的厚度小于0.2mm。该第二基板30的厚度可与第一基板10的厚度一样，也可不一样。

所述量子点层20由量子点溶胶涂布而成，该量子点溶胶含有红色量子点、绿色量子点和高分子胶。该量子点层20中的红色量子点与绿色量子点的质量比可根据需要设定。优选的，该红色量子点和绿色量子点相对于量子点溶胶的质量分数均小于5%，该红色量子点与绿色量子点的质量比的范围为1:2-2:1。该高分子胶可选自丙烯酸酯类树脂、有机硅氧烷树脂、丙烯酸改性聚氨酯、丙烯酸酯改性有机硅树脂、及环氧树脂中的一种或几种。

所述红色量子点和绿色量子点的材料均为普通的量子点材料，包括但不限于II-VI族、III-V族、IV-VI族、I-III-VI族和/或II-III-VI族量子点。

所述第一基板10与第二基板30相互接触的周缘密封结合于一起，以使第一基板10与第二基板30之间形成密封空间，所述凹槽11与量子点层20位于该封闭空间的内部，这样可以有效的避免因水和/或氧气渗入至量子点封装结构100的内部而影响量子点层20的发光效果。所述第一基板10与第二基板30相互接触的周缘结合在一起的方法可为激光焊接或玻璃焊料封接技术。

可以理解的，本实施例封装结构也适用于光致储能荧光粉（如：稀土铝酸盐类荧光粉、稀土铝酸盐类荧光粉）和带有放射性的荧光粉的封装。

请进一步参阅图1-4，本发明较佳实施方式的量子点封装结构100的制备方法包括如下步骤：

（1）提供一种超薄的透光玻璃作为第一基板10。该透光玻璃可弯曲、可切割，且该透光玻璃的厚度小于0.2mm。

（2）在该第一基板10的一表面形成一量子点层20。

该步骤（2）具体包括如下步骤：

在第一基板10的一表面形成一光阻层40（参图2）。

对上述光阻层40进行曝光显影，使该第一基板10的部分表面裸露（参图3）。

将质量分数为5-10%的氢氟酸涂布于第一基板10的裸露的表面，对第一基板10进行蚀刻，在第一基板10的表面形成若干凹槽11，该每一凹槽11的深度为5-10μm，该凹槽11的表面可为图4中所示的平滑的弧面，该凹槽11的表面也可为任意的形状。

清洗经蚀刻的第一基板10与光阻层40，以去除残留于凹槽11及光阻层40表面的蚀刻液。

将粉末状的红色量子点与粉末状的绿色量子点按照一定的比例分散在高分子胶中，形成量子点溶胶。优选的，该红色量子点和绿色量子点相对于量子点溶胶的质量分数均小于5%，该红色量子点与绿色量子点的质量比的范围为1:2-2:1。该高分子胶可为丙烯酸酯类树脂、有机硅氧烷树脂、丙烯酸改性聚氨酯、丙烯酸酯改性有机硅树脂、及环氧树脂中的一种或几种。

将上述量子点溶胶涂布在第一基板10的凹槽11的表面，在凹槽11的表面形成一量子点层20（参图1）。该涂布量子点层20的方法可选用狭缝涂布等方法。

使用常规的湿法去胶或干法去胶的方法去除上述第一基板10表面剩余的光阻层40。

（3）取另一片厚度小于0.2mm的超薄的透光玻璃作为第二基板30，使用激光焊接的方法或玻璃焊料封装的方法将第一基板10与第二基板30相互接触的周缘密封结合于一起，以使第一基板10与第二基板30之间形成一封闭空间，量子点层20被封装于所述第一基板10与第二基板30之间。

由上述方法制得的量子点封装结构100，量子点层20被密封设置于第一基板10与第二基板30之间，这样，可有效的避免因水和/或氧气渗入至量子点封装结构100的内部而影响量子点层20的发光效果。

可以理解的，还可采用其他方式，如激光雕刻，代替上述化学蚀刻的方法在第一基板10的表面形成凹槽11。

可以理解的，所述量子点封装结构100也可以不在第一基板10的表面设置凹槽11，所述量子点层20直接被密封设置于第一基板10与第二基板30之间且结合于第一基板10的表面。

下面通过具体实施例来对本发明进行具体说明。

实施例1

选用厚度为0.1mm的第一基板10，在该第一基板10的一表面形成一光阻层40。

对上述光阻层40进行曝光显影，去除部分光阻层40，使该第一基板10的部分表面裸露。

将质量分数为5%的氢氟酸涂布于第一基板10裸露的表面，对第一基板10进行蚀刻，在第一基板10的表面形成若干平均深度为5μm的凹槽11。

将粉末状的红色量子点和绿色量子点分散在丙烯酸酯类树脂中配置量子点溶胶，用狭缝涂布的方法将量子点溶胶涂布于凹槽11的表面，形成一量子点层20。

用传统的湿法去胶的方法去除上述第一基板10表面剩余的光阻层40。

选用厚度为0.1mm的超薄玻璃作为第二基板30，使用激光焊结的方法将第二基板30与第一基板10相互接触的周缘密封结合于一起。

实施例2

选用厚度为0.2mm的第一基板10，在该第一基板10的一表面形成一光阻层40。

对上述光阻层40进行曝光显影，去除部分光阻层40，使该第一基板10的部分表面裸露。

将质量分数为5%的氢氟酸涂布于第一基板10于光阻层40间的裸露的表面，对第一基板10进行蚀刻，在第一基板10的表面形成若干平均深度为10μm的凹槽11。

将粉末状的红色量子点和绿色量子点分散在丙烯酸酯类树脂中配置量子点溶胶，用狭缝涂布的方法将量子点溶胶涂布于凹槽11的表面，形成一量子点层20。

用传统的湿法去胶的方法去除上述第一基板10表面剩余的光阻层40。

选用厚度为0.2mm的超薄玻璃作为第二基板30，使用激光焊结的方法将第二基板30与第一基板10相互接触的周缘密封结合于一起。

实施例3

选用厚度为0.15mm的第一基板10，在该第一基板10的一表面形成一光阻层40。

对上述光阻层40进行曝光显影，去除部分光阻层40，使该第一基板10的部分表面裸露。

将质量分数为5%的氢氟酸涂布于第一基板10于光阻层40间的裸露的表面，对第一基板10进行蚀刻，在第一基板10的表面形成若干平均深度为10μm的凹槽11。

将粉末状的红色量子点和绿色量子点分散在丙烯酸酯类树脂中配置量子点溶胶，用狭缝涂布的方法将量子点溶胶涂布于凹槽11的表面，形成一量子点层20。

用传统的干法去胶的方法去除上述第一基板10表面剩余的光阻层40。

选用厚度为0.15mm的超薄玻璃作为第二基板30，使用玻璃焊料封装的方法将第二基板30与第一基板10相互接触的周缘密封结合于一起。

所述量子点封装结构100，使用超薄的透光玻璃作为第一基板10和第二基板30，利用化学蚀刻或激光雕刻技术在第一基板10的表面形成若干凹槽11，将量子点涂布于凹槽11的表面形成量子点层20，最后用激光焊接或玻璃焊料封接的方法将第一基板10与第二基板30的相接触的周缘紧密结合在一起，将量子点封装于第一基板10与第二基板30之间，有效的防止了外部水和/或氧气渗入至量子点封装结构100的内部，保证了量子点具有较好的发光效果。另外，超薄的透光玻璃的透光性较好，且结合处在第二基板30与第一基板10的周缘处，因此，该量子点封装结构100不会影响量子点的发光效果。

Claims (14)

1.一种量子点封装结构，其特征在于：该量子点封装结构包括上下层叠设置的第一基板和第二基板、以及夹设于该第一基板与第二基板之间的量子点层，该第一基板与第二基板均为透光玻璃，该第一基板与第二基板的相接触的周缘密封结合使量子点层被封装于第一基板与第二基板之间。

2.如权利要求1所述的量子点封装结构，其特征在于：第一基板的一表面形成有多个凹槽，所述量子点层形成于该多个凹槽内。

3.如权利要求2所述的量子点封装结构，其特征在于：所述每一凹槽的深度在5-10μm之间。

4.如权利要求1所述的量子点封装结构，其特征在于：所述第一基板和第二基板的厚度均小于0.2mm。

5.如权利要求1所述的量子点封装结构，其特征在于：所述量子点层由量子点溶胶涂布而成，该量子点溶胶含有红色量子点、绿色量子点和高分子胶。

6.如权利要求5所述的量子点封装结构，其特征在于：所述高分子胶选自丙烯酸酯类树脂、有机硅氧烷树脂、丙烯酸改性聚氨酯、丙烯酸酯改性有机硅树脂、及环氧树脂中的一种或几种。

7.一种量子点封装结构的制备方法，其包括如下步骤：

提供一透光玻璃作为第一基板；

在该第一基板的一表面形成一量子点层；

取另一片透光玻璃作为第二基板，将第一基板与第二基板相互接触的周缘密封结合于一起，使第一基板与第二基板之间形成一封闭空间，量子点层被封装于该封闭空间内。

8.如权利要求7所述的量子点封装结构的制备方法，其特征在于：形成所述量子点层的方法包括以下步骤：在所述第一基板的表面形成多个凹槽；将粉末状的红色量子点和绿色量子点分散在高分子胶中配置量子点溶胶；将量子点溶胶涂布于每一凹槽内，在凹槽内形成量子点层。

9.如权利要求8所述的量子点封装结构的制备方法，其特征在于：形成所述凹槽的方法包括以下步骤：在第一基板的表面形成光阻层；对上述光阻层进行曝光显影，使该第一基板的部分表面裸露；使用氢氟酸对第一基板的裸露表面进行蚀刻形成若干凹槽，或使用激光雕刻技术在第一基板的表面形成若干凹槽。

10.如权利要求9所述的量子点封装结构的制备方法，其特征在于：该方法还包括在凹槽内形成量子点层后移除第一基板表面剩余的光阻层的步骤。

11.如权利要求7所述的量子点封装结构的制备方法，其特征在于：所述第一基板和第二基板的厚度均小于0.2mm。

12.如权利要求8所述的量子点封装结构的制备方法，其特征在于：所述凹槽的深度为5-10μm。

13.如权利要求8所述的量子点封装结构的制备方法，其特征在于：所述高分子胶选自丙烯酸酯类树脂、有机硅氧烷树脂、丙烯酸改性聚氨酯、丙烯酸酯改性有机硅树脂、及环氧树脂中的一种或几种。

14.如权利要求7所述的量子点封装结构的制备方法，其特征在于：将所述第一基板与第二基板相接触的周缘结合在一起的方法为玻璃焊料封接或激光焊接。