CN109061937B - 彩膜基板的制备方法、量子点转光膜及显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及显示领域，特别涉及彩膜基板的制备方法、量子点转光膜及显示装置。所述彩膜基板的制备方法为：在衬底基板上形成黑矩阵，所述黑矩阵限定出多个像素区域；将组分A滴加在所述像素区域内，然后将组分B滴加至所述组分A表面；A组分的密度小于B组分的密度。在本发明中，采用偶氮体系或者氧化还原体系的引发剂，引发了丙烯酸酯类单体完成聚合，实现了低温固化，避免了量子点的热淬灭效应和膜固化的不均匀性，且引发剂产生的气体形成气泡充当散射子，能提高蓝光在彩膜内的光程，从而提高蓝光的吸光率。

Description

彩膜基板的制备方法、量子点转光膜及显示装置
技术领域
本发明涉及显示领域，特别涉及彩膜基板的制备方法、量子点转光膜及显示装置。
背景技术
彩膜基板可以包括衬底基板，该衬底基板上由黑矩阵限定出多个亚像素，现有采用量子点的彩膜基板中，亚像素根据涂布的量子点不同分为红色亚像素、蓝色亚像素和绿色亚像素。不同的亚像素内分别形成对应的量子点光转换膜。
量子点光转换膜技术的原理是在高分子聚合物膜中添加红色、绿色或蓝色量子点，然后通过光去激发膜中的红色、绿色及蓝色量子点，使其产生红色发射光、绿色发射光和蓝色发射光，然后R(红)G(绿)B(蓝)三原色组合生成白光。通过量子点技术产生的白光完全由RGB三原色构成，对应显示元件的色彩饱和度高，色域值高。
量子点转光膜在显示界已有商业化应用。实际工艺中，量子点被掺杂在可交联体系中通过光、热等形式实现固化。光固化过程需要较强紫外光源，且容易存在辐射剂量区域性差别大、受成膜厚度、吸光度影响大的问题。热固化过程虽能保证固化的均匀性，但量子点本身在较高温度下容易出现缺陷或者配体解离现象，从而降低其发光效率或寿命。且量子点彩膜对于蓝光的吸光度要求较高，达到较高OD值所需的量子点的量较大，需要借助散射子提高蓝光光程，在量子点转光膜厚度较低时仍能达到较高的蓝光吸光度。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种彩膜基板的制备方法、量子点转光膜、及显示器件。所述彩膜基板中的量子点转光膜由两种组分混合实现低温固化，避免了量子点出现缺陷或者配体解离，且自发产生气泡作为散射子。
本发明提供了一种彩膜基板的制备方法，包括以下步骤：
在衬底基板上形成黑矩阵，所述黑矩阵限定出多个像素区域；所述像素区域包括第一像素区域、第二像素区域和第三像素区域；
将组分A分别滴加在所述第一像素区域和第二像素区域内，然后将组分B滴加至所述组分A表面；
在低于60℃的条件下预热，A组分与B组分混合反应，固化后形成量子点转光膜；
其中，A组分包括：0.1～10wt％引发剂、5～50wt％量子点、0～1wt％第一稳定剂、1～10wt％表面张力调节剂、30～74wt％第一溶剂；所述引发剂为偶氮体系或氧化还原体系的引发剂；
B组分包括：25～70wt％丙烯酸酯类单体、5～50wt％量子点、0.01～1wt％第二稳定剂、1～10wt％表面张力调节剂、23～60wt％第二溶剂；
A组分的密度小于B组分的密度。
优选地，所述量子点为红光量子点、和绿光量子点中的任意一种，所述第一像素区域内形成有红光量子点转光膜、所述第二像素区域内形成有绿光量子点转光膜，所述第三像素区域不设置量子点转光膜。
优选地，所述A组分的固含量大于30％；所述B组分的固含量大于30％。
优选地，所述丙烯酸酯类单体带有吸电子基团。
优选地，所述引发剂为偶氮化合物或者过氧化物。
优选地，所述引发剂为过氧化氢时，所述B组分中还包括0.5～10wt％酒石酸或者硫酸亚铁。
优选地，所述A组分与B组分的质量比为1:10～10:1。
本发明提供了一种量子点转光膜，由A组分和B组分于低于60℃的条件下混合固化制成，
其中，A组分包括：0.1～10wt％引发剂、5～50wt％量子点、0～1wt％第一稳定剂、1～10wt％表面张力调节剂、30～74wt％第一溶剂；所述引发剂为偶氮体系或氧化还原体系的引发剂；
B组分包括：25～70wt％丙烯酸酯类单体、5～50wt％量子点、0.01～1wt％第二稳定剂、1～10wt％表面张力调节剂、23～60wt％第二溶剂；
A组分的密度小于B组分的密度。
本发明提供了一种显示面板，包括上述技术方案所述方法制备的彩膜基板和与所述彩膜基板相对设置的发光背板。
本发明还提供了一种显示装置，包括上述技术方案所述的显示面板。
与现有技术相比，本发明的彩膜基板在于形成一种新的量子点转光膜，其包括以下步骤：
在衬底基板上形成黑矩阵，所述黑矩阵限定出多个像素区域；
将组分A滴加在所述像素区域内，然后将组分B滴加至所述组分A表面；
在低于60℃的条件下预热，A组分与B组分混合反应，固化后形成量子点转光膜；
其中，A组分包括：0.1～10wt％引发剂、5～50wt％量子点、0～1wt％第一稳定剂、1～10wt％表面张力调节剂、30～74wt％第一溶剂；所述引发剂为偶氮体系或氧化还原体系的引发剂；
B组分包括：25～70wt％丙烯酸酯类单体、5～50wt％量子点、0.01～1wt％第二稳定剂、1～10wt％表面张力调节剂、23～60wt％第二溶剂；
A组分的密度小于B组分的密度。
在本发明中，采用偶氮体系或者氧化还原体系的引发剂，引发了丙烯酸酯类单体完成聚合，实现了低温固化，避免了量子点的热淬灭效应和膜固化的不均匀性，提高蓝光的吸光率。进一步的，在低温固化形成量子点转光膜的过程中，还可以产生气泡，所述气泡可以起到散射子的作用，提高量子点转光膜的出光效率。
附图说明
图1表示本发明实施例制备量子点转光膜的流程图；
图2～4表示本发明实施例制备量子点转光膜的过程示意图。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
本发明的实施例公开了一种彩膜基板的制备方法，包括以下步骤，参见图1所示：
在衬底基板上形成黑矩阵，所述黑矩阵限定出多个像素区域；所述像素区域包括第一像素区域、第二像素区域和第三像素区域；
将组分A分别滴加在所述第一像素区域和第二像素区域内，然后将组分B滴加至所述组分A表面；
在低于60℃的条件下预热，A组分与B组分混合反应，固化后形成量子点转光膜；
其中，A组分包括：0.1～10wt％引发剂、5～50wt％量子点、0～1wt％第一稳定剂、1～10wt％表面张力调节剂、30～74wt％第一溶剂；所述引发剂为偶氮体系或氧化还原体系的引发剂；
B组分包括：25～70wt％丙烯酸酯类单体、5～50wt％量子点、0.01～1wt％第二稳定剂、1～10wt％表面张力调节剂、23～60wt％第二溶剂；
A组分的密度小于B组分的密度。
在本发明中，关键在于通过低温固化形成了量子点光转膜。避免了量子点出现缺陷或者配体解离，同时保证了膜固化的均匀性，提高蓝光的吸光率。
以下按照步骤详细说明彩膜基板的制备方法：
S1：具体参见图2，在衬底基板(1)形成黑矩阵(2)，所述黑矩阵(2)限定出多个像素区域；所述像素区域包括第一像素区域、第二像素区域和第三像素区域；
本发明对于衬底基板没有特殊限制，可以为玻璃基板、柔性基板等。
所述第一像素区域对应红色像素区域，所述第二像素区域对应绿色像素区域，所述第三像素区域对应蓝色像素区域。
S2：具体参见图3，将组分A(3)滴加在分别滴加在所述第一像素区域和第二像素区域内，然后将组分B(4)滴加至所述组分A(3)表面；
所述A组分包括：0.1～10wt％引发剂、5～50wt％量子点、0～1wt％第一稳定剂、1～10wt％表面张力调节剂、30～74wt％溶剂；所述引发剂为偶氮体系或氧化还原体系的引发剂；
其中，所述引发剂优选为偶氮化合物或者过氧化物，更优选为偶氮异丁腈、偶氮二异丁酸二甲酯、偶氮二异庚腈、或者过氧化氢。
当所述引发剂选择偶氮异丁腈、偶氮二异丁酸二甲酯、或者偶氮二异庚腈时，其不仅可以引发B组分中丙烯酸酯类单体的聚合，而且可以产生氮气的气泡，起到散射子的作用，从而提高出光效率。
引发剂为偶氮二异丁酸二甲酯时，其受热分解的方程式如下所示：
Figure BDA0001852242520000051
所述引发剂的含量为0.1～10wt％，优选为1～5wt％。
所述量子点可以为红光量子点、或者绿光量子点。所述量子点的含量为5～50wt％，优选为20～35wt％。
所述第一稳定剂为氯乙烯与醋酸乙烯的共聚物或者聚氯乙烯等具有光稳定性的聚合物，其含量为0～1wt％。
所述表面张力调节剂可以为C2～C12的醇、C2～C12的醚、C2～C12的酯和C2～C12的醚酯中的至少一种，例如乙醇、异丙醇、丁醇、戊醇、十二醇、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙烯酸乙酯、丁酸乙酯等。
所述第一溶剂可以为C6～C8的直链或支链烷烃、和甲苯中至少一种。
优选地，所述A组分的固含量大于30％。
B组分包括：25～70wt％丙烯酸酯类单体、5～50wt％量子点、0.01～1wt％第二稳定剂、1～10wt％表面张力调节剂、23～60wt％溶剂；
所述丙烯酸酯类单体是指可通过聚合反应生成丙烯酸树脂的单体，优选为带有吸电子基团，如氰基，以提高反应活性，特别是采用氧化还原体系引发剂时，带有氰基的丙烯酸酯类单体可在过氧化氢作用下迅速发生聚合。其含量为25～70wt％，优选为35～55wt％。
所述量子点可以为红光量子点、或者绿光量子点。优选地，所述B组分中的量子点与所述A组分中量子点相同，同为红光量子点、或者同为绿光量子点。为了保证A组分与B组分混合后，量子点浓度不下降，优选地，A组分与B组分中的量子点浓度也相同。
所述第二稳定剂优选为对二苯酚。
所述B组分中的表面张力调节剂与A组分中的相同。
所述第二溶剂可以为C6～C8的直链或支链烷烃、和甲苯中至少一种。
A组分的密度小于B组分的密度，因此，优选地，B组分中选择溶剂时，溶剂的碳原子数多于A组分中溶剂的碳原子数。也可以通过调节组分配比以保证A组分的密度小于B组分的密度。
优选地，所述B组分的固含量大于30％。
当所述A组分中的引发剂为过氧化氢时，优选地，所述B组分中还包括0.5～10wt％酒石酸或者硫酸亚铁，以便于产生氧气的气泡。
优选地，所述A组分与B组分的质量比为1:10～10:1。
应根据像素区域的大小和所述吸光度，调节组分A和组分B的质量。对于需要提高彩膜蓝光吸光度的情况，B组分的质量比可高于A，A与B组分的质量比为1:10～1:1。如绿色像素的吸光要求比对红色像素的吸光要求高，则绿色像素中B组分的比例比A组分也高一些。
S3：具体参见图4，在低于60℃的条件下预热，A组分与B组分混合反应，固化后形成量子点转光膜。
优选地，所述量子点转光膜内含有气泡(5)。
当采用偶氮体系的引发剂时，优选为40～60℃条件下预热；
当采用氧化还原体系的引发剂时，优选为低于40℃条件下预热。
所述B组分自发下沉，与所述A组分充分混合反应，丙烯酸酯类单体发生聚合并固化成量子电转光膜。
根据选用的量子点不同，在各个像素区域内可以形成不同的量子点转光膜。所述第一像素区域内形成有红光量子点转光膜、所述第二像素区域内形成有绿光量子点转光膜，所述第三像素区域不设置量子点转光膜。
所述量子点转光膜的厚度优选为1～10微米，优选为3～6微米。
按照本领域技术人员的公知常识，还可以在所述量子点转光膜表面再形成其他的膜层，以构成彩膜基板。本发明对于此不做过多限制。
本发明的实施例公开了一种量子点转光膜，由A组分和B组分于低于60℃的条件下混合固化制成，
其中，A组分包括：0.1～10wt％引发剂、5～50wt％量子点、0～1wt％第一稳定剂、1～10wt％表面张力调节剂、30～74wt％第一溶剂；所述引发剂为偶氮体系或氧化还原体系的引发剂；
B组分包括：25～70wt％丙烯酸酯类单体、5～50wt％量子点、0.01～1wt％第二稳定剂、1～10wt％表面张力调节剂、23～60wt％第二溶剂；
A组分的密度小于B组分的密度。
所述A组分包括：0.1～10wt％引发剂、5～50wt％量子点、0～1wt％第一稳定剂、1～10wt％表面张力调节剂、30～74wt％溶剂；所述引发剂为偶氮体系或氧化还原体系的引发剂；
其中，所述引发剂优选为偶氮化合物或者过氧化物，更优选为偶氮异丁腈、偶氮二异丁酸二甲酯、偶氮二异庚腈、或者过氧化氢。
当所述引发剂选择偶氮异丁腈、偶氮二异丁酸二甲酯、或者偶氮二异庚腈时，其不仅可以引发B组分中丙烯酸酯类单体的聚合，而且可以产生氮气的气泡，起到散射子的作用，从而提高出光效率。
引发剂为偶氮二异丁酸二甲酯时，其受热分解的方程式如下所示：
Figure BDA0001852242520000071
所述引发剂的含量为0.1～10wt％，优选为1～5wt％。
所述量子点可以为红光量子点、或者绿光量子点。所述量子点的含量为5～50wt％，优选为20～35wt％。
所述第一稳定剂为氯乙烯与醋酸乙烯的共聚物或者聚氯乙烯等具有光稳定性的聚合物，其含量为0～1wt％。
所述表面张力调节剂可以为C2～C12的醇、C2～C12的醚、C2～C12的酯和C2～C12的醚酯中的至少一种，例如乙醇、异丙醇、丁醇、戊醇、十二醇、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙烯酸乙酯、丁酸乙酯等。
所述第一溶剂可以为C6～C8的直链或支链烷烃、和甲苯中至少一种。
优选地，所述A组分的固含量大于30％。
B组分包括：25～70wt％丙烯酸酯类单体、5～50wt％量子点、0.01～1wt％第二稳定剂、1～10wt％表面张力调节剂、23～60wt％溶剂；
所述丙烯酸酯类单体是指可通过聚合反应生成丙烯酸树脂的单体，优选为带有吸电子基团，如氰基，以提高反应活性，特别是采用氧化还原体系引发剂时，带有氰基的丙烯酸酯类单体可在过氧化氢作用下迅速发生聚合。其含量为25～70wt％，优选为35～55wt％。
所述量子点可以为红光量子点、或者绿光量子点。优选地，所述B组分中的量子点与所述A组分中量子点相同，同为红光量子点或者同为绿光量子点。为了保证A组分与B组分混合后，量子点浓度不下降，优选地，A组分与B组分中的量子点浓度也相同。
所述第二稳定剂优选为对二苯酚。
所述B组分中的表面张力调节剂于A组分中的相同。
所述第二溶剂可以为C6～C8的直链或支链烷烃、和甲苯中至少一种。
A组分的密度小于B组分的密度，因此，优选地，B组分中选择溶剂时，溶剂的碳原子数多于A组分中溶剂的碳原子数。也可以通过调节组分配比以保证A组分的密度小于B组分的密度。
优选地，所述B组分的固含量大于30％。
当所述A组分中的引发剂为过氧化氢时，优选地，所述B组分中还包括0.5～10wt％酒石酸或者硫酸亚铁，以便于产生氧气的气泡。
优选地，所述A组分与B组分的质量比为1:10～10:1。
所述量子点转光膜的厚度优选为1～10微米，优选为3～6微米。
实验结果表明，3～6微米的量子点转光膜的蓝光吸光率即可达到90％以上。而且随膜厚度的增加，吸光度还可以提高。
本发明的实施例公开了一种显示面板，包括上述技术方案所述方法制备的彩膜基板和与所述彩膜基板相对设置的发光背板。
所述发光背板为发射蓝光的背板或者发射紫外光的背板。
优选地，所述彩膜基板和发射蓝光的背板之间设置有布拉格反射滤波层，所述布拉格反射滤波层用于反射红光和绿光，并透过透射蓝光。
经过添加布拉格反射滤波层，可以调整对于蓝光的反射率或透过率，提高蓝光利用率，最终得到高色域的三色显示。
本发明实施例还公开了一种显示装置，包括上述技术所述的显示面板。
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的彩膜基板及其制备方法行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
实施例1
(1)组分A的制备
将红光量子点CdSe/ZnS与偶氮二异丁腈、稳定剂、表面张力调节剂和第一溶剂混合，固含量大于30％，达到合适配比后得到墨水A。引发剂的量可以适当加大，可以调节生成的氮气气泡的量。
(2)组分B的制备
将红光量子点CdSe/ZnS与带有氰基等吸电子基团的丙烯酸酯类单体、稳定剂、表面张力调节剂和第二溶剂混合，固含量大于30％，达到合适配比后得到墨水B。适当调配溶剂种类使得B的密度大于A。
(3)彩膜基板制备
透明玻璃衬底上通过构图工艺形成黑矩阵，黑矩阵限定出多个像素区域，所述多个像素区域包括第一像素区域、第二像素区域和第三像素区域；
通过喷墨打印将组分A滴加在第一像素区域内，然后将组分B滴加在所述组分A表面，根据像素区域的大小和吸光度合理调控组分A和组分B各组的滴数。然后，将衬底至于预热至40℃附近的载台上，组分B的密度高于组分A，自发下沉，组分A中的引发剂与此同时发生分解，产生氮气的气泡的同时催化丙烯酸酯类单体发生聚合。当引发剂较多的时候，产生的氮气能在固化后其存在于量子点转光膜中。
还可以以同样方法制备含有绿色量子点的组分A以及组分B，然后形成于第二像素区域。第三像素内可引入蓝光彩膜(无量子点)用于调节蓝光子像素的光谱。
(4)背光+彩膜贴合
将彩膜基板量子点层朝向背光方向贴合至蓝光背板上，贴合封装形成全彩量子点彩膜面板。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种彩膜基板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
在衬底基板上形成黑矩阵，所述黑矩阵限定出多个像素区域；所述像素区域包括第一像素区域、第二像素区域和第三像素区域；
将组分A分别滴加在所述第一像素区域和第二像素区域内，然后将组分B滴加至所述组分A表面；
在低于60℃的条件下预热，A组分与B组分混合反应，固化后形成量子点转光膜；
其中，A组分包括：0.1～10wt％引发剂、5～50wt％量子点、0～1wt％第一稳定剂、1～10wt％表面张力调节剂、30～74wt％第一溶剂；所述引发剂为偶氮体系或氧化还原体系的引发剂；
B组分包括：25～70wt％丙烯酸酯类单体、5～50wt％量子点、0.01～1wt％第二稳定剂、1～10wt％表面张力调节剂、23～60wt％第二溶剂；
A组分的密度小于B组分的密度。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述量子点为红光量子点和绿光量子点中的任意一种，所述第一像素区域内形成有红光量子点转光膜、所述第二像素区域内形成有绿光量子点转光膜，所述第三像素区域不设置量子点转光膜。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述A组分的固含量大于30％；所述B组分的固含量大于30％。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述丙烯酸酯类单体带有吸电子基团。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述引发剂为偶氮化合物或者过氧化物。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述引发剂为过氧化氢时，所述B组分中还包括0.5～10wt％酒石酸或者硫酸亚铁。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述A组分与B组分的质量比为1:10～10:1。
8.一种量子点转光膜，其特征在于，由A组分和B组分于低于60℃的条件下混合固化制成，其中，先将A组分滴加在像素区域内，然后将B组分滴加至所述A组分表面；
其中，A组分包括：0.1～10wt％引发剂、5～50wt％量子点、0～1wt％第一稳定剂、1～10wt％表面张力调节剂、30～74wt％第一溶剂；所述引发剂为偶氮体系或氧化还原体系的引发剂；
B组分包括：25～70wt％丙烯酸酯类单体、5～50wt％量子点、0.01～1wt％第二稳定剂、1～10wt％表面张力调节剂、23～60wt％第二溶剂；
A组分的密度小于B组分的密度。
9.一种显示面板，其特征在于，包括权利要求1～7任意一项所述方法制备的彩膜基板和与所述彩膜基板相对设置的发光背板。
10.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求9所述的显示面板。
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