CN109298562A - 量子棒薄膜及其制作方法、液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种量子棒薄膜的制作方法，包括：提供一衬底，在所述衬底上涂布一层聚酰亚胺溶液并烘烤固化形成取向层；在所述取向层上形成多条平行排列且延伸方向相同的沟槽；在所述取向层上涂布量子棒组合物，形成量子棒涂层，所述量子棒涂层中的液晶聚合物分子沿所述沟槽的延伸方向排列，所述量子棒涂层中的量子棒在所述液晶聚合物分子的作用力下定向排列；对所述量子棒涂层进行加热处理，去除所述量子棒涂层中的溶剂，固化所述液晶聚合物和所述量子棒，制得量子棒薄膜。本发明还提供一种量子棒薄膜及具有该量子棒薄膜的液晶显示装置，本发明的制作方法制得的量子棒薄膜，其量子棒长轴方向一致性高，从而更有效地增强色域和亮度。

Description

量子棒薄膜及其制作方法、液晶显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种量子棒薄膜及其制作方法、液晶显示装置。
背景技术
量子棒和量子点一样具有纳米尺寸，且由于电子和空穴被量子限域，连续的能带结构变成具有分子特性的分立能级结构，受激后可以发射荧光。目前人们对量子棒的应用普遍在于利用量子棒形成光学薄膜即量子棒薄膜，以利用量子棒的偏光特性将照射到该量子棒薄膜的某些光转化为另一种波长的部分偏振光。由于经量子棒薄膜发出的偏振光在量子棒的长轴方向上亮度最亮，因此量子棒的长轴方向一致性越好，所发出的偏振光的亮度越高，则采用该量子棒薄膜的发光显示装置节能性能越好。
然而，由于量子棒在常规情况呈杂乱无序的方式排列，并不能发挥其线偏振特性，因此如何将量子棒在液晶盒中达到稳固定向排列成为显示器行业研究的重点。想要大规模范围内对量子棒进行有序排列比较困难，目前对于量子棒材料定向排列的方法不多，例如采用蒸发媒介组装、电场、模板辅助组装、化学键定向自组装等方法，这些方法均是通过外力使量子棒长轴有序地排列，却对量子棒局部的排列限制了灵活性，阻碍了其在显示器上的发展前景。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种量子棒薄膜及其制作方法，该方法能够使得量子棒定向排列，得到具有高偏振性能的量子棒薄膜。
本发明还提供一种液晶显示装置，能够提高光线穿透率即背光利用率，能够增加显示亮度及显示色域。
为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
一种量子棒薄膜的制作方法，所述方法包括如下步骤：
提供一衬底，在所述衬底上涂布一层聚酰亚胺溶液并烘烤固化形成取向层；
在所述取向层上形成多条平行排列且延伸方向相同的沟槽；
在所述取向层上涂布量子棒组合物，形成量子棒涂层，所述量子棒涂层中的液晶聚合物分子沿所述沟槽的延伸方向排列，所述量子棒涂层中的量子棒在所述液晶聚合物分子的作用力下定向排列；
对所述量子棒涂层进行加热处理，去除所述量子棒涂层中的溶剂，固化所述液晶聚合物和所述量子棒，制得量子棒薄膜。
进一步地，在所述液晶聚合物的作用力下，所述量子棒的长轴方向与所述液晶聚合物分子延伸方向平行。
进一步地，在所述液晶聚合物的作用力下，所述量子棒的长轴方向与所述液晶聚合物分子的延伸方向垂直。
进一步地，所述量子棒组合物包括量子棒、液晶聚合物及溶剂，所述量子棒与所述液晶聚合物的质量比为6％-10％。
进一步地，所述液晶聚合物与所述溶剂的质量比为20％。
进一步地，所述量子棒为硒化镉、硒化汞、硒化锌、碲化镉、碲化锌、硫化镉、硫化锌、氧化锌、硒化锌镉中任意一种或至少两种的组合。
进一步地，通过光配向或摩擦配向在所述取向层上形成多条平行排列且延伸方向相同的沟槽。
一种量子棒薄膜，所述量子棒薄膜为采用上述的制作方法制作形成。
一种液晶显示装置，包括液晶显示面板、及设于所述液晶显示面板下方的背光源，所述液晶显示面板包括上基板、下基板、夹设于所述上基板与所述下基板之间的液晶层、设于所述上基板远离所述下基板一侧的上偏光片、设于所述下基板靠近所述背光源一侧的下偏光片，所述下偏光片为上述的量子棒薄膜。
本发明提供的量子棒薄膜及其制作方法、液晶显示装置，利用液晶聚合物能够在PI取向层上配向，间接地利用液晶聚合物分子对量子棒的作用力使量子棒定向排列，量子棒配向一致性高，得到的量子棒薄膜取代传统的下偏光片，从而能够提高光线的穿透率及背光利用率，增加显示亮度以及显示色域。
附图说明
图1为本发明实施例提供的量子棒薄膜的制作方法的流程图。
图2为本发明实施例提供的量子棒薄膜的制造场景示意图。
图3为量子棒与液晶聚合物分子的平面示意图。
图4为本发明实施例提供的液晶显示装置的结构示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明所采取的的技术手段及其效果，以下结合本发明的较佳实施例及其附图进行详细描述。
请参图1至图3，本发明实施例提供一种量子棒薄膜的制作方法，包括如下步骤：
S11：提供一衬底11，在所述衬底11上涂布一层聚酰亚胺(Polyimide，PI)溶液并烘烤固化形成取向层12。
具体地，该衬底11的材料可以为透明玻璃、塑料等。在一定的温度下使PI溶液中的溶剂挥发形成PI取向层12。
S12：在所述取向层12上形成多条平行排列且延伸方向相同的沟槽121。
具体地，采用物理配向例如摩擦配向，或化学配向例如光配向，在所述PI取向层12上形成多条平行排列且延伸方向相同的沟槽121。
S13：在所述取向层12上涂布量子棒组合物，形成量子棒涂层14，所述量子棒涂层14中的液晶聚合物16分子沿所述沟槽121的延伸方向排列，所述量子棒涂层14中的量子棒18在所述液晶聚合物16分子的作用力下定向排列。
具体地，将量子棒18、液晶聚合物16及溶剂按照一定比例混合形成量子棒组合物，将量子棒组合物涂覆在PI取向层12上形成量子棒涂层14，由于PI取向层12对液晶聚合物16的取向作用，液晶聚合物16分子会沿着能量最低的状态排列，即液晶聚合物16分子沿着取向层12沟槽121的延伸方向整齐地平行排列。如图3所示，同时，量子棒18受到液晶聚合物16分子端部基团的作用力，具体表现为液晶聚合物16分子端部的基团对量子棒18具有排斥或吸引的作用力，量子棒18在该作用力的带动下沿液晶聚合物16分子延伸方向排列。通常，分子和基团之间相互作用通常为引力这作用(分子间距极小时表现为斥力)，只有极性相似的分子或基团之间的引力较强(如极性和极性非极性和非极性)，而极性和非极性之间的引力较小。因此，非极性基团和非极性基团相互靠近，而和非极性基团相互远离。当量子棒18受到液晶聚合物16分子的作用不同时，量子棒18在该作用力的带动下，量子棒18的长轴方向与液晶聚合物16分子延伸方向垂直。
S14：最后，对所述量子棒涂层14进行加热处理，去除所述量子棒涂层14中的溶剂，固化所述液晶聚合物16和所述量子棒18，制得量子棒薄膜10。
具体地，所述量子棒组合物包括量子棒18、液晶聚合物16及溶剂，所述量子棒与所述液晶聚合物16的质量比为6％-10％。所述液晶聚合物16与所述溶剂的质量比为20％。溶剂可以为水、乙醇及其混合物，当然其他使用的溶剂还有很多，在此不再赘述。
本实施例中，量子棒18为II-VI族、III-V族、I-III-VI族或IV-VI族半导体材料中的一种或多种。例如，所述量子棒18为硒化镉、硒化汞、硒化锌、碲化镉、碲化锌、硫化镉、硫化锌、氧化锌、硒化锌镉中任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述量子棒18包括红光量子棒、绿光量子棒及蓝光量子棒，因此本发明的量子棒薄膜在受到背光源照射时，发出的光为由红光线偏振光、绿光线偏振光及蓝光线偏振光混合形成的白色偏振光，可应用于液晶显示装置中取代传统的下偏光片，还可与彩色滤光基板配合使用，从而实现彩色显示。
承上所述，本发明实施例本质上是将设计量子棒18的长轴方向的方法转嫁为设计液晶聚合物16分子的长度方向(即对液晶聚合物16进行配向)，由于液晶聚合物16分子的延伸方向的一致性比较容易确保，而且能够做到大范围内有序排列，然后利用量子棒18和液晶聚合物16分子间的相互作用使得量子棒18定向排列，因此可以提高量子棒18的长轴方向的一致性，从而提高量子棒薄膜的出光侧的偏振光的亮度。
结合图4所示，具有该量子棒薄膜10的液晶显示装置，包括液晶显示面板20、及设于所述液晶显示面板20下方的背光源30。所述液晶显示面板20包括上基板21、下基板22、夹设于所述上基板21与所述下基板22之间的液晶层23、设于所述上基板21远离所述下基板22一侧的上偏光片24、设于所述下基板22靠近所述背光源30一侧的下偏光片，所述下偏光片为量子棒薄膜10，且量子棒薄膜10中量子棒18的长轴方向与上偏光片24的透光轴垂直。
本发明提供的量子棒薄膜及其制作方法、液晶显示装置，通过在PI取向层上涂覆量子棒组合物，利用PI取向层对液晶聚合物的取向作用，使得液晶聚合物分子沿PI取向层上的条状沟槽排列，再利用液晶聚合物分子和量子棒之间的键合作用使得量子棒长轴方向一致排列，由于液晶聚合物分子的延伸方向的一致性极易达到，即可提高量子棒的长轴方向的一致性，得到的量子棒薄膜取代传统的下偏光片，从而能够提高光线的穿透率及背光利用率，增加显示亮度以及显示色域。
本文应用了具体个例对本发明的量子棒薄膜及其制作方法、液晶显示装置及实施例进行了阐述，以上实施方式的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施例及其应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种量子棒薄膜的制作方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
提供一衬底，在所述衬底上涂布一层聚酰亚胺溶液并烘烤固化形成取向层；
在所述取向层上形成多条平行排列且延伸方向相同的沟槽；
在所述取向层上涂布量子棒组合物，形成量子棒涂层，所述量子棒涂层中的液晶聚合物分子沿所述沟槽的延伸方向排列，所述量子棒涂层中的量子棒在所述液晶聚合物分子的作用力下定向排列；
对所述量子棒涂层进行加热处理，去除所述量子棒涂层中的溶剂，固化所述液晶聚合物和所述量子棒，制得量子棒薄膜。
2.如权利要求1所述的量子棒薄膜的制作方法，其特征在于，在所述液晶聚合物的作用力下，所述量子棒的长轴方向与所述液晶聚合物分子延伸方向平行。
3.如权利要求1所述的量子棒薄膜的制作方法，其特征在于，在所述液晶聚合物的作用力下，所述量子棒的长轴方向与所述液晶聚合物分子的延伸方向垂直。
4.如权利要求1所述的量子棒薄膜的制作方法，其特征在于，所述量子棒组合物包括量子棒、液晶聚合物及溶剂，所述量子棒与所述液晶聚合物的质量比为6％-10％。
5.如权利要求4所述的量子棒薄膜的制作方法，其特征在于，所述液晶聚合物与所述溶剂的质量比为20％。
6.如权利要求1所述的量子棒薄膜的制作方法，其特征在于，所述量子棒为硒化镉、硒化汞、硒化锌、碲化镉、碲化锌、硫化镉、硫化锌、氧化锌、硒化锌镉中任意一种或至少两种的组合。
7.如权利要求1所述的量子棒薄膜的制作方法，其特征在于，通过光配向或摩擦配向在所述取向层上形成多条平行排列且延伸方向相同的沟槽。
8.一种量子棒薄膜，其特征在于，所述量子棒薄膜为采用如权利要求1-7任一项所述的制作方法制作形成。
9.一种液晶显示装置，其特征在于，包括液晶显示面板、及设于所述液晶显示面板下方的背光源，所述液晶显示面板包括上基板、下基板、夹设于所述上基板与所述下基板之间的液晶层、设于所述上基板远离所述下基板一侧的上偏光片、设于所述下基板靠近所述背光源一侧的下偏光片，所述下偏光片为权利要求8所述的量子棒薄膜。
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