CN105629362A - 一种量子点与等离子体耦合的彩色滤色片制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的金属量子点等离子体耦合器彩色滤色片的制备方法包括：1)利用多元醇法制备金属纳米颗粒(1)；2)制备包被不同厚度二氧化硅壳层(2)的金属/SiO2核/壳复合颗粒(3)；3)利用3-氨基丙基三乙氧基硅烷氨基化金属/SiO2核/壳复合颗粒的表面；4)利用高温热分解法制备油相红光量子点和绿光量子点(4)，并用3-巯基丙酸置换其表面配体；5)利用自组装法将金属/SiO2核/壳复合颗粒与量子点连接，形成金属量子点等离子体耦合器(5)；6)利用氨水催化正硅酸乙酯水解制备SiO2溶胶；7)将金属量子点等离子体耦合器与SiO2溶胶混合，形成金属量子点等离子体耦合器分散液；8)利用喷涂法使所述金属量子点等离子体耦合器分散液形成像素图像。

Description

一种量子点与等离子体耦合的彩色滤色片制备方法
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及半导体量子点与金属等离子体耦合的彩色滤色片及制备方法。
背景技术
目前液晶显示器的色彩是依靠彩色滤光层来实现。彩色滤光层是由彩色光阻材料经过一系列黄光制程后形成的。常用的彩色滤光层是将树脂，单体，光引发剂和颜料溶解和分散在溶剂后形成的。
其中的颜料是使彩色滤光层实现彩色的物质。从背光发出的光，经过RGB彩色滤光层时，只有对应的R、G、B波段的光透过，其他波段的光被颜料吸收，所以光经过彩色滤光层后产生RGB颜色。目前常用的RGB颜料有R254，R177，G58，B166。一方面，这些有机颜料的透射峰相对较宽，色浓度受限，使得液晶显示器很难实现更广的色域；另一方面，由于经过彩色滤光层的光大部分被吸收(约66％的损失)，只有很小部分光透过，因此对光的利用率极低(通常整体光利用率低于5％)。
量子点，又称纳米晶，是一种由II-VI族或III-V族元素组成的纳米颗粒，其具有把激子在三个空间方向上束缚住的半导体纳米结构。量子点的粒径一般介于1～10nm之间。与颜料不同，量子点在受到电或光刺激时就会发光，并且发光波长极窄，颜色纯粹，发出的光线颜色由量子点的组成材料和直径大小，形状所决定。尺寸越小越偏向蓝光、越大越偏向红光，如果精确控制，就可发出鲜艳的R，G，B光。因此，若将量子点应用在彩色光阻材料中，可以大大提高显示屏的亮度和画面的鲜艳度，还可以减少能耗。
现有的量子点彩色滤光片均是以红光量子点和绿光量子点吸收背光源发出的蓝光发出R和G光配合背光源发出的B光形成R,G,B光。由于量子点的吸收截面较小，为了完全吸收背光源发出的蓝光，需使用大量的量子点。并且高密度的量子点薄膜存在自吸收效应会造成能量的损失和发光波长的红移。
金属纳米粒子在其等离子体共振波长具有极大吸收截面，并且可以通过调节金属纳米粒子的尺寸使其等离子体工作波长与背光源发出的蓝光波长重叠。金属纳米粒子内的等离子体被激发后，能够通过增加其附近的局域场强和光学态密度显著地增强其附近的发光体的发光强度。金属量子点等离子体耦合器具有比单纯量子点更大的吸收截面和更高的发光效率。因此，若用金属量子点等离子体耦合器取代现有的量子点滤色片中的量子点，可以减少量子点的使用量，减小能量损耗并增加显示亮度。
发明内容
技术问题：本发明的目的是提供一种金属量子点等离子体耦合器彩色滤色片及制备方法，用金属量子点等离子体耦合器取代现有的量子点滤色片中的量子点，以减少量子点的使用量，减小能量损耗并增加显示亮度。
技术方案：本发明的金属量子点等离子体耦合器彩色滤色片的制备方法为：将金属量子点等离子体耦合器与SiO2溶胶混合，形成金属量子点等离子体耦合器分散液，并利用喷涂法使所述金属量子点等离子体耦合器分散液形成像素图像；金属纳米粒子在等离子体共振波长具有极大吸收截面，并且能通过调节金属纳米粒子的尺寸使其等离子体工作波长与背光源发出的蓝光波长重叠，金属纳米粒子内的等离子体被激发后，通过增加其附近的局域场强和光学态密度显著地增强其附近的发光体的发光强度；金属量子点等离子体耦合器具有比单纯量子点更大的吸收截面和更高的发光效率，用金属量子点等离子体耦合器取代现有的量子点滤色片中的量子点，可以减少量子点的使用量，减小能量损耗并增加显示亮度。
该制备方法具体为：
1)利用多元醇法制备金属纳米颗粒；
2)利用氨水催化正硅酸乙酯水解制备包被不同厚度二氧化硅壳层的金属/SiO2核/壳复合颗粒；
3)利用3-氨基丙基三乙氧基硅烷氨基化金属/SiO2核/壳复合颗粒的表面；
4)利用高温热分解法制备油相红光量子点和绿光量子点，并用3-巯基丙酸置换量子点表面配体；
5)利用自组装法将金属/SiO2核/壳复合颗粒与量子点连接，形成金属量子点等离子体耦合器；
6)利用氨水催化正硅酸乙酯水解制备SiO2溶胶；
7)将金属量子点等离子体耦合器与SiO2溶胶混合，形成金属量子点等离子体耦合器分散液；
8)利用喷涂法使所述金属量子点等离子体耦合器分散液形成像素图像。
用金属量子点等离子体耦合器5取代单纯量子点作为转换层。
用无机SiO2进行封装。
有益效果：金属量子点等离子体耦合器具有比单纯量子点更大的吸收截面和更高的发光效率，用金属量子点等离子体耦合器取代现有的量子点滤色片中的量子点，可以减少量子点的使用量，减小能量损耗并增加显示亮度。SiO2光热稳定性远高于树脂，利用无机SiO2进行封装能大大提高彩色滤色片的稳定性和寿命。
附图说明
图1是本发明金属量子点等离子体耦合器彩色滤光片制作方法步骤1-5的示意图。
具体实施方式
金属量子点等离子体耦合器彩色滤色片的制备方法为：
1)利用多元醇法制备金属纳米颗粒1；
2)利用氨水催化正硅酸乙酯水解制备包被不同厚度二氧化硅壳层2的金属/SiO2核/壳复合颗粒3；
3)利用3-氨基丙基三乙氧基硅烷氨基化金属/SiO2核/壳复合颗粒3的表面；
4)利用高温热分解法制备油相红光量子点和绿光量子点4，并用3-巯基丙酸置换其4表面配体；
5)利用自组装法将金属/SiO2核/壳复合颗粒3与量子点4连接，形成金属量子点等离子体耦合器5；
6)利用氨水催化正硅酸乙酯水解制备SiO2溶胶；
7)将金属量子点等离子体耦合器与SiO2溶胶混合，形成金属量子点等离子体耦合器分散液；
8)利用喷涂法使所述金属量子点等离子体耦合器分散液形成像素图像。

Claims (4)

1.一种金属量子点等离子体耦合器彩色滤色片的制备方法，其特征在于将金属量子点等离子体耦合器(5)与SiO2溶胶混合，形成金属量子点等离子体耦合器分散液，并利用喷涂法使所述金属量子点等离子体耦合器分散液形成像素图像；金属纳米粒子(1)在等离子体共振波长具有极大吸收截面，并且能通过调节金属纳米粒子(1)的尺寸使其等离子体工作波长与背光源发出的蓝光波长重叠，金属纳米粒子(1)内的等离子体被激发后，通过增加其附近的局域场强和光学态密度显著地增强其附近的发光体的发光强度；金属量子点等离子体耦合器(5)具有比单纯量子点更大的吸收截面和更高的发光效率，用金属量子点等离子体耦合器(5)取代现有的量子点滤色片中的量子点，减少量子点的使用量，减小能量损耗并增加显示亮度。
2.根据权利要求1所述的一种金属量子点等离子体耦合器彩色滤色片的制备方法，其特征在于该制备方法具体为：
1)利用多元醇法制备金属纳米颗粒(1)；
2)利用氨水催化正硅酸乙酯水解制备包被不同厚度二氧化硅壳层(2)的金属/SiO2核/壳复合颗粒(3)；
3)利用3-氨基丙基三乙氧基硅烷氨基化金属/SiO2核/壳复合颗粒(3)的表面；
4)利用高温热分解法制备油相红光量子点和绿光量子点(4)，并用3-巯基丙酸置换量子点(4)表面配体；
5)利用自组装法将金属/SiO2核/壳复合颗粒(3)与量子点(4)连接，形成金属量子点等离子体耦合器(5)；
6)利用氨水催化正硅酸乙酯水解制备SiO2溶胶；
7)将金属量子点等离子体耦合器与SiO2溶胶混合，形成金属量子点等离子体耦合器分散液；
8)利用喷涂法使所述金属量子点等离子体耦合器分散液形成像素图像。
3.根据权利要求1所述的金属量子点等离子体耦合器彩色滤色片的制备方法，其特征在于用金属量子点等离子体耦合器5取代单纯量子点作为转换层。
4.根据权利要求1所述的金属量子点等离子体耦合器彩色滤色片的制备方法，其特征在于用无机SiO2进行封装。
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