CN105511150A - 一种量子棒、量子棒制作方法和显示面板 - Google Patents

一种量子棒、量子棒制作方法和显示面板 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种量子棒、量子棒制作方法和显示面板，其中，该量子棒，包括核以及壳，所述壳覆盖所述核；所述核和/或壳上还覆盖有高导电性材料层。本发明通过对量子棒再合成过程中或者量子棒合成之后进行导电性提升的表面处理，降低量子棒的驱动电压，降低功耗。由于量子棒在施加电压时旋转，从而实现调节CELL的光学性能，因此为了本发明对量子棒进行了导电性提升的表面处理，通过表面处理后的量子棒的导电性提升180％，大幅降低了驱动电压。

Description

一种量子棒、量子棒制作方法和显示面板
技术领域
本发明涉及一种量子棒、量子棒制作方法和显示面板，属于显示装置制造技术领域。
背景技术
现有技术的液晶显示器件是采用液晶盒、POL、BLU等结构构成，来自背光源的光经过下偏光片，液晶盒，上偏光片，最终射出。
量子棒材料是一种直径在几个纳米、而长度方向在10～100nm的一种晶体材料。同量子点类似，量子棒具有同样的光学特性，如：吸收特性和发光特性，并且其光的波长可通过调整其量子棒的尺寸、类别来实现光波的控制和调整；量子棒的发光波长是可调的，可覆盖整个可见光范围。
量子棒的长形形态使得其具有量子点不具备的光学特性，量子棒最特别的光学特性在于其具有发射偏振光的特性，其可以发射平行于其长轴、且垂直于其短轴的偏振光。量子棒的这一发光特性使得其可获得沿着一预定义的轴向排布的量子棒的长轴方向的偏振光。现有的量子棒驱动电压高不利于节能。
发明内容
本发明要解决的技术问题是如何降低量子棒显示面板的驱动电压。
为实现上述的发明目的，本发明提供了一种量子棒、量子棒制作方法和显示面板。
一方面，本发明提供一种量子棒，包括核以及壳，所述壳覆盖所述核；
所述核和/或壳上还覆盖有高导电性材料层。
可选地，所述高导电性材料是导电聚合物材料。
可选地，所述导电聚合物材料是聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)PEDOTPSS、聚对苯撑乙烯PPV、聚噻吩、聚硅烷、三苯甲烷、三芳胺、吡唑啉聚乙炔、聚吡咯、聚苯胺、聚苯撑、聚苯撑乙炔、聚双炔中的任意一种或多种。
可选地，所述核和/或壳包括CaS、CaSe。
另一方面，本发明还提供一种量子棒制作方法，包括：
在母版上制作纳米晶反应腔；
在纳米晶反应腔内形成覆盖有高导电性材料层的纳米晶量子棒的核和覆盖有高导电性材料层的壳。
可选地，所述形成覆盖有高导电性材料层的纳米晶量子棒的核和覆盖有高导电性材料层的纳米晶量子棒的壳的反应温度低于200℃。
可选地，所述纳米晶反应腔内形成覆盖有高导电性材料层的纳米晶量子棒的核和覆盖有高导电性材料层的壳的步骤
包括：
将导电聚合物材料与离子液体混合，形成导电聚合物溶液；
将量子棒材料与所述导电聚合物溶液混合；
将量子棒材料与所述导电聚合物溶液的混合物搅拌分散，形成覆盖有高导电性材料层的纳米晶量子棒的核和覆盖有高导电性材料层的纳米晶量子棒的壳。
可选地，所述离子液体为1-乙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑三氟甲基磺酸盐、氯化1-丁基-3-甲基咪唑盐中的至少一种。
可选地，所述导电聚合物材料与离子液体的混合比大于等于1:9。
可选地，所述量子棒材料与所述导电聚合物溶液混合比固含量小于等于15％。
可选地，所述分散条件为以2.5m/s的线速度搅拌分散10min。
可选地，所述分散之前还包括预搅拌分散。
可选地，所述预搅拌分散条件如下：
搅拌转速小于等于100rpm，时间10min至30min。
可选地，所述在纳米晶反应腔内形成覆盖有高导电性材料层的纳米晶量子棒的核和覆盖有高导电性材料层的壳的步骤是真空下进行的。
再一方面，本发明提供一种量子棒制作方法，包括：
在母版上制作纳米晶反应腔；
在纳米晶反应腔内形成纳米晶量子棒的核和覆盖有高导电性材料层的壳。
可选地，所述在纳米晶反应腔内形成纳米晶量子棒的覆盖有高导电性材料层的壳包括：
在反应中对纳米晶量子棒的壳的表面处理的步骤，使所述纳米晶量子棒的壳覆盖有高导电性材料层。
可选地，所述在纳米晶反应腔内形成纳米晶量子棒的核和覆盖有高导电性材料层的壳的步骤是真空下进行的。
再一方面，本发明还提供一种显示面板，包括：上基板和下基板，所述上基板和下基板之间设置有上述的量子棒。
可选地，所述上基板和所述下基板上均设置有取向层；
所述量子棒设置在所述上基板和下基板的取向层之间；
所述量子棒是能混合发射多种颜色的量子棒。
本发明提供的量子棒、量子棒制作方法、显示面板及制作方法，通过对量子棒再合成过程中或者量子棒合成之后进行导电性提升的表面处理，量子棒的导电性提升180％，大幅降低了量子棒的驱动电压，降低功耗。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一个实施例中一种量子棒结构示意图；
图2为本发明一个实施例中一种量子棒扫描电镜下的形态示意图；
图3为本发明一个实施例中量子棒制作方法流程示意图；
图4为本发明一个实施例中纳米晶反应腔结构示意图；
图5为本发明一个实施例中一种显示面板制作方法流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
如图1、图2所示，本发明提供一种量子棒，该量子棒包括核1以及壳2，壳2覆盖核1；核1和/或壳2上还覆盖有高导电性材料层10、20。在本发明中，为了进一步使提高量子棒的导电性能，有效降低量子棒的驱动电压，高导电性材料优选是导电聚合物材料。该导电聚合物材料优选包括聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)PEDOTPSS、聚对苯撑乙烯PPV、聚噻吩、聚硅烷、三苯甲烷、三芳胺、吡唑啉聚乙炔、聚吡咯、聚苯胺、聚苯撑、聚苯撑乙炔、聚双炔中的任意一种或多种。在本发明中，量子棒的核和/或壳均可以采用CaS、CaSe。在本发明中，量子棒的核和壳均可以覆盖高导电性材料。当然可以理解，本发明不仅限于此，量子棒的核可以单独覆盖高导电性材料，或量子棒的壳可以单独覆盖高导电性材料。总之无论是量子棒的核和壳均覆盖有高导电性材料，还是量子棒的核与壳其中之一覆盖高导电性材料均可以实现
如图3所示，为进一步体现本发明提供的量子棒的优越性，本发明提供一种制作上述量子棒的量子棒制作方法，该方法包括：在母版上制作纳米晶反应腔；在纳米晶反应腔内形成覆盖有高导电性材料层的纳米晶量子棒的核和覆盖有高导电性材料层的纳米晶量子棒的壳。通过在量子棒上覆盖高导电性材料，可以增加量子棒的导电性能，有效降低量子棒的驱动电压。具体地，如图4所示，本发明的纳米晶反应腔是用于合成量子棒晶体，本发明的纳米晶反应腔可以通过温度的控制实现纳米晶量子棒的均匀、一致。在本发明中，为了有效降低量子棒的驱动电压增加透过率，制作量子棒时，形成覆盖有高导电性材料层的纳米晶量子棒的核和覆盖有高导电性材料层的纳米晶量子棒的壳的反应温度优选低于200℃。在本发明中，在制作量子棒时，还在反应中对纳米晶量子棒表面处理。
在本发明中对量子棒表面处理，包括：将导电聚合物材料与离子液体混合，形成导电聚合物溶液；将量子棒材料与导电聚合物溶液混合；将量子棒材料与导电聚合物溶液的混合物分散，形成覆盖有高导电性材料层的纳米晶量子棒的核和覆盖有高导电性材料层的壳。分散时可以采用超声波分散也可以采用搅拌方式分散，优选机械搅拌方式分散。通过分散处理可以避免离子液体在反应过程中产生团聚现象。
将导电聚合物材料与离子液体混合形成导电聚合物溶液时，优选导电聚合物材料与离子液体的混合比优选大于等于1:9。在本发明中，离子液体为1-乙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑三氟甲基磺酸盐、氯化1-丁基-3-甲基咪唑盐中的至少一种。
将量子棒材料与导电聚合物溶液混合时，量子棒材料与导电聚合物溶液混合比固含量优选小于等于15％。
将量子棒材料与导电聚合物溶液的混合物分散，包括搅拌转速小于等于100rpm，时间10min至30min的预分散和分散，分散条件为以2.5m/s的线速度搅拌分散10min。
由于量子点材料对水、气和温度比较敏感，因此上述量子棒制作的工作条件都是在真空环境下进行反应，并且需要洁净等级在百级的环境条件。
本发明还提供一种量子棒制作方法，包括：在母版上制作纳米晶反应腔；在纳米晶反应腔内形成纳米晶量子棒的核和覆盖有高导电性材料层的壳。通过本发明可以将已经形成的量子棒表面覆盖高导电性材料以提高量子棒的导电性，降低量子棒的驱动电压。所述在纳米晶反应腔内形成纳米晶量子棒的覆盖有高导电性材料层的壳还包括：在反应中对纳米晶量子棒的壳的表面处理的步骤，使所述纳米晶量子棒的壳覆盖有高导电性材料层。在本发明中，不仅限于上述的方法，只要能使量子棒的壳覆盖高导电性材料的方法均可以实现本发明。例如，将量子棒和将导电聚合物材料混合，再进一步使量子棒表面形成高导电性材料层。由于量子点材料对水、气和温度比较敏感，在纳米晶反应腔内形成纳米晶量子棒的核和覆盖有高导电性材料层的壳的步骤是真空下进行的，并且需要洁净等级在百级的环境条件。
为进一步体现本发明提供的量子棒的优越性，本发明提供一种显示面板，该显示面板包括：上基板和下基板，上基板和下基板之间设置有上述的量子棒。具体地，上基板和下基板上均设置有取向层；量子棒设置在上基板和下基板的取向层之间。量子棒是能混合发射多种颜色的量子棒。本发明提供的显示面板的上基板可以是彩膜基板，也可以是玻璃基板。
本发明的量子棒显示器件，上基板设计彩膜基板时，设计于上基板与TFT基板之间的量子棒则采用不同规格的量子棒混合组成，在电场的激发下发射白光，与上基板的彩膜组合形成彩色显示；
本发明的量子棒显示器件，其中的上基板设计为玻璃基板时，设计于上基板与TFT基板之间的量子棒分别设计发射红、绿、蓝颜色的量子棒分别设计在基板上的相应子像素区域，在电场的作用下，各子像素分别发射红色、绿色和蓝色光，从而实现彩色显示。
如图5所示，上述显示面板制作方法，包括；清洗上基板和下基板；在上基板和下基板上形成取向层；在上基板和下基板上形成的取向层之间注入量子棒；对盒上基板和下基板；量子棒是上述量子棒。在本发明中，未提及的工艺均可以采用现有的工艺完成再次就不再一一赘述了。
为了进一步证明本法发明提供的本发明提供的量子棒、量子棒制作方法、显示面板及制作方法的优越性，通过了以下实验证明：
实验条件：
通过亮度调节测试驱动电压，采用示波器测量。采用7200型可见光分光光度计测量透过率。
除上述温度条件外，以上实施例是采用PEDOTPSS溶解在离子液1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([omim]PF6)和1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([emim]BF4)中，其中重量比如下：
PEDOTPSS：1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([omim]PF6)：1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([emim]BF4)＝1：7：3；
量子棒材料采用：CdSe，量子棒的固含量为6％；
分散工艺参数如下：
预分散分散工艺参数：速度80rpm，时间25min；
分散工艺参数：2.5m/S*10min。
实验结果及分析
表1测试结果
结果分析：
驱动电压：由于量子棒在进行盒内旋转透光时、同时被电激发发光，因此需要驱动电压较高。采用本发明的提升导电性能的表面处理工艺可以有效降低驱动电压，结果如表1所示。透过率：在量子棒合成和表面处理过程中严格控制温度和时间可以使得量子棒各向均匀按比例生长，因此获得了一致形状及规格的量子棒，从而在电压驱动下，盒内量子棒的旋转角度可以精确控制，因此可以保证光线的透过。但是，当温度超过本发明设定的温度时，1)量子棒形状的一致性控制精度降低，在电压驱动旋转时，各个量子棒单元的旋转角度不能精确控制，因此透光量不能形成均匀的面光源；2)本发明的另一个发明点：提升量子棒导电性能的表面处理工艺，由于温度过高，量子棒生长过快，不利于导电聚合物对量子棒的表面处理，从而导致不同量子棒之间表面处理程度存在差异、导电性能不一致，从而不能在同样的驱动电压下，精确控制每一个量子棒的旋转形态和角度；另外，为实现量子棒的设定旋转角度和透光量，需要加大驱动电压，此时会造成驱动电压的增大，造成高能耗。
综上所述，本发明提供的量子棒、量子棒制作方法、显示面板及制作方法，通过对量子棒再合成过程中或者量子棒合成之后进行导电性提升的表面处理，因为量子棒在施加电压时旋转，从而实现调节CELL的光学性能，因此为了降低量子棒的驱动电压，降低功耗，本发明对量子棒进行了导电性提升的表面处理，通过表面处理、量子棒的导电性提升180％，大幅降低了驱动电压。本发明的表面改性方法有两种：1)在量子棒合成反应过程中对其进行导电性提升的表面改性，即：在反应槽内加入导电聚合物溶液，合成反应时同步对量子棒进行了嵌入式的改性；导电聚合物在同入反应槽之前需要提前进行溶解，导电聚合物溶液的固含量按本发明的要求进行控制；2)在量子棒合成之后进行表面改性，合成之后的表面改性除了首先要对导电聚合物溶液进行溶解之外，还要同步对量子棒进行分散搅拌，因此需要控制速度、温度、时间和固含量。本发明的量子棒表面处理可以获得均匀处理的量子棒，可以降低驱动电压近50％。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明的说明书中，说明了大量具体细节。然而能够理解的是，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。类似地，应当理解，为了精简本发明公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释呈反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (19)

1.一种量子棒，其特征在于，包括核以及壳，所述壳覆盖所述核；
所述核和/或壳上还覆盖有高导电性材料层。
2.根据权利要求1所述的量子棒，其特征在于，所述高导电性材料是导电聚合物材料。
3.根据权利要求2所述的量子棒，其特征在于，所述导电聚合物材料是聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)PEDOTPSS、聚对苯撑乙烯PPV、聚噻吩、聚硅烷、三苯甲烷、三芳胺、吡唑啉聚乙炔、聚吡咯、聚苯胺、聚苯撑、聚苯撑乙炔、聚双炔中的任意一种或多种。
4.根据权利要求1所述的量子棒，其特征在于，所述核和/或壳包括CaS、CaSe。
5.一种量子棒制作方法，其特征在于，包括：
在母版上制作纳米晶反应腔；
在纳米晶反应腔内形成覆盖有高导电性材料层的纳米晶量子棒的核和覆盖有高导电性材料层的壳。
6.根据权利要求5所述的量子棒制作方法，其特征在于，所述形成覆盖有高导电性材料层的纳米晶量子棒的核和覆盖有高导电性材料层的纳米晶量子棒的壳的反应温度低于200℃。
7.根据权利要求5所述的量子棒制作方法，其特征在于，所述纳米晶反应腔内形成覆盖有高导电性材料层的纳米晶量子棒的核和覆盖有高导电性材料层的壳的步骤
包括：
将导电聚合物材料与离子液体混合，形成导电聚合物溶液；
将量子棒材料与所述导电聚合物溶液混合；
将量子棒材料与所述导电聚合物溶液的混合物搅拌分散，形成覆盖有高导电性材料层的纳米晶量子棒的核和覆盖有高导电性材料层的纳米晶量子棒的壳。
8.根据权利要求7所述的量子棒制作方法，其特征在于，所述离子液体为1-乙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑三氟甲基磺酸盐、氯化1-丁基-3-甲基咪唑盐中的至少一种。
9.根据权利要求7所述的量子棒制作方法，其特征在于，所述导电聚合物材料与离子液体的混合比大于等于1:9。
10.根据权利要求7所述的量子棒制作方法，其特征在于，所述量子棒材料与所述导电聚合物溶液混合比固含量小于等于15％。
11.根据权利要求7所述的量子棒制作方法，其特征在于，所述分散条件为以2.5m/s的线速度搅拌分散10min。
12.根据权利要求7所述的量子棒制作方法，其特征在于，所述分散之前还包括预搅拌分散。
13.根据权利要求12所述的量子棒制作方法，其特征在于，所述预搅拌分散条件如下：
搅拌转速小于等于100rpm，时间10min至30min。
14.根据权利要求5所述的量子棒制作方法，其特征在于，所述在纳米晶反应腔内形成覆盖有高导电性材料层的纳米晶量子棒的核和覆盖有高导电性材料层的壳的步骤是真空下进行的。
15.一种量子棒制作方法，其特征在于，包括：
在母版上制作纳米晶反应腔；
在纳米晶反应腔内形成纳米晶量子棒的核和覆盖有高导电性材料层的壳。
16.根据权利要求15所述的量子棒制作方法，其特征在于，所述在纳米晶反应腔内形成纳米晶量子棒的覆盖有高导电性材料层的壳包括：
在反应中对纳米晶量子棒的壳的表面处理的步骤，使所述纳米晶量子棒的壳覆盖有高导电性材料层。
17.根据权利要求15或16所述的量子棒制作方法，其特征在于，所述在纳米晶反应腔内形成纳米晶量子棒的核和覆盖有高导电性材料层的壳的步骤是真空下进行的。
18.一种显示面板，其特征在于，包括：上基板和下基板，所述上基板和下基板之间设置有权利要求1-4任意一项所述的量子棒。
19.根据权利要求18所述的显示面板，其特征在于，所述上基板和所述下基板上均设置有取向层；
所述量子棒设置在所述上基板和下基板的取向层之间；
所述量子棒是能混合发射多种颜色的量子棒。
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