CN109814191A - 一种像素化量子点滤光膜的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种像素化量子点滤光膜的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：(1)将像素化的金属模板置于基膜上，然后将量子点溶液涂覆在金属模板上；(2)除去量子点溶液的溶剂后去除金属基板，得到所述像素化量子点滤光膜。本发明通过金属模板的辅助，将溶剂中量子点限制在基膜的固定位置上，可以使本发明最后得到的滤光膜图案完整，且本发明是通过金属模板的辅助，溶剂和基膜的相互作用，可以确保量子点在制备过程中不会发生荧光猝灭，最后得到的滤光膜均匀性好，稳定性好；本发明提供的制备方法简单易行，对设备要求极低。
Description
技术领域
本发明属于滤光片技术领域，涉及一种像素化量子点滤光膜的制备方法。
背景技术
现有的显示器主要采用传统滤光片技术，通常采用白光LED背光源+普通彩色滤光片(CF)与面板上的液晶盒配合形成彩色显示。该方式的显示色域范围较窄，一般只能达到70％的NTSC。而由于滤光片是通过滤掉其他波长的光而实现彩色显示，其能量利用率仅有30％，导致LCD整体能量利用率只有4％，是屏幕耗电量大的主要技术瓶颈。随着显示技术的发展和进步，量子点在显示领域展现出巨大的潜力，量子点具有指向性，能够进行偏振发射，可以将光转化为偏振光，采用量子点材料制备的滤光膜替代传统的滤光片，不仅可以提高显示色域的范围，还可以提高屏幕能量利用率，使显示器更节能。
CN105403945A公开了一种偏振片及其制备方法、显示面板，所述偏振片包括：衬底基板和位于所述衬底基板一侧的量子棒膜层，其中，所述量子棒膜层包括多个排列方向一致的量子棒，其采用量子棒提高了背光源的利用效率。CN108388050A公开了一种量子点膜导光组件的制备方法及其对应的背光模组，其中，所述量子点膜导光组件包括从下至上依次设置的玻璃导光板、红色量子点层、绿色量子点层以及基材层；量子点膜导光组件的具体制备包括如下步骤：1)制备红色量子点胶水；2)制备绿色量子点胶水；3)使用涂布装置将配制好的绿色量子点胶水涂覆在基材上，形成湿膜，接着，将湿膜经UV固化装置进行半固化；4)使用涂布装置将红色量子点胶水涂覆在步骤3)中半固化的绿色量子点胶层上，覆上保护膜，再经UV固化装置进行完全固化；该发明提供的制备方法无法做到像素化的量子点膜。CN108752825A公开了一种量子点水凝胶、量子点图案化及转印方法。该量子点图案化方法包括：步骤10、以耐高温水凝胶材料装载量子点材料，形成量子点水凝胶；步骤20、在金属基板上形成量子点水凝胶薄膜；步骤30、将图案化模具覆盖在量子点水凝胶薄膜表面，进行纳米压印图案化制程，得到图案化量子点水凝胶薄膜；该专利利用纳米压印的制备方法，可能导致图案不完整。CN108231984A公开了一种相分离手段实现的钙钛矿图案化膜片及其制作方法，包括：膜片本体，膜片上膜片本体上蚀刻有图案化微孔，膜片本体内部分散有钙钛矿量子点；膜片本体为高分子聚合物制成的薄膜；膜片本体依附于玻璃基板上；还涉及一种相分离手段实现的钙钛矿图案化膜片的制作方法，其虽然可以得到图案化微控，但是其图案不可控，无法预测。
目前，像素化的量子点滤光膜主要采用喷墨打印、光刻、转印、压印等技术，这些技术不仅对设备的要求高，而且还面临这许多技术问题；光刻过程会引起量子点的淬灭，导致荧光产率低、稳定性差的问题，喷墨打印对于量子点墨水的要求很大，量子点的团聚都会导致打印的彩膜不均匀，转印过程中存在漏光问题，纳米压印过程中量子点与微结构的黏流行为等导致图案的不完整。
因此，需要提供一种新的像素化量子点滤光膜的制备方法，图案完整程度高且图案稳定性好，制备方法简单，对设备要求低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种像素化量子点滤光膜的制备方法，本发明提供的制备方法得到的滤光膜量子点不会发生团聚，均匀性好、稳定性好且图案完整性极高，同时，制备方法简单，对设备要求极低。
为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：
一方面，本发明提供了一种像素化量子点滤光膜的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将像素化的金属模板置于基膜上，然后将量子点溶液涂覆在金属模板上；
(2)除去量子点溶液的溶剂后去除金属基板，得到所述像素化量子点滤光膜。
本发明通过金属模板的辅助，将溶剂中量子点限制在基膜的固定位置上，可以使本发明最后得到的滤光膜图案完整，且本发明通过金属模板的辅助可以确保量子点在制备过程中不团聚，最后得到的滤光膜均匀性好，稳定性好；本发明提供的制备方法简单易行，对设备要求极低。
像素化的金属基板也可以称之为带有点阵的金属基板；本发明提供的制备方法通过对金属基板上的点阵尺寸的调控，可得到不同尺寸像素化的量子点滤光膜。
优选地，在步骤(1)中，所述量子点溶液所用的溶剂对所述基膜的溶解度在0.5g以上。
溶解度的定义为，某物质在100克溶剂里达到饱和状态时所溶解的克数。
本发明提供的制备方法利用溶剂对基膜的溶解能力，将溶液中的量子点“镶嵌”在基膜中，不仅可制备像素化的滤光膜，而且相对其他的方法，本发明提供的制备方法由于量子点被“镶嵌”限制在基膜中，因此制备的量子点滤光膜更稳定。
本发明通过选择不同的溶剂可在不同基材基础上制备像素化量子点滤光膜。
优选地，步骤(1)所述量子点溶液的浓度为1-50mg/mL，例如2mg/mL、5mg/mL、8mg/mL、10mg/mL、12mg/mL、15mg/mL、18mg/mL、20mg/mL、22mg/mL、25mg/mL、28mg/mL、30mg/mL、32mg/mL、35mg/mL、40mg/mL、42mg/mL、45mg/mL、48mg/mL等。
优选地，步骤(1)所述量子点溶液的用量为0.05-0.5mL/cm2，例如0.08mL/cm2、0.1mL/cm2、0.15mL/cm2、0.2mL/cm2、0.25mL/cm2、0.3mL/cm2、0.35mL/cm2、0.4mL/cm2、0.45mL/cm2等。
量子点溶液的用量是相对于金属基板而言，每平方厘米的金属基板，量子点溶液的用量为0.05-0.5mL。
优选地，步骤(1)所述金属模板的材质为铁、铜、铝、锡或上述物质中的至少两种组成的合金。
优选地，步骤(1)所述金属基板的厚度为0.5-5mm，例如0.8mm、1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm、4.5mm等。
优选地，步骤(1)所述基膜为PMMA膜、PS膜、PC膜、ABS膜或PVC膜中的任意一种。
优选地，步骤(1)所述基膜的厚度为0.05-5mm，例如0.1mm、0.5mm、1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm、4.5mm等。
本发明通过调整量子点溶液的浓度以及用量等确保在制备过程中，量子点嵌入基膜中，而不会将基膜溶穿。
优选地，步骤(1)所述涂覆的方法为挂涂或喷涂。
优选地，步骤(1)所述量子点溶液中，量子点材料为CdSe、CdTe、CdS、ZnSe、CdTe、CuInS、InP、CsPbX3、CuZnSe或ZnMnSe中任意一种或至少两种的组合，优选为CdSe。
优选地，在所述量子点溶液中，溶剂为甲苯、氯仿或二氯己烷中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述像素化的金属模板的制备方法为激光切割或化学刻蚀。
优选地，所述金属模板像素化后的像素最小边长为0.03-2mm，例如0.05mm、0.08mm、0.1mm、0.2mm、0.5mm、0.8mm、1mm、1.2mm、1.5mm、1.8mm等。
优选地，所述制备方法还包括，在进行步骤(2)去除金属基板后，利用与步骤(1)不同的量子点并依次重复步骤(1)-(2)至少一次，得到具有至少两种量子点的像素化量子点滤光膜。
本发明可以得到具有多种量子点的滤光膜。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明通过金属模板的辅助，将溶剂中量子点限制在基膜的固定位置上，可以使本发明最后得到的滤光膜图案完整，且本发明通过金属模板的辅助可以确保量子点在制备过程中不团聚，最后得到的滤光膜均匀性好，稳定性好；本发明提供的制备方法简单易行，对设备要求极低；
(2)本发明提供的制备方法利用溶剂对基膜的溶解能力，将溶液中的量子点“镶嵌”在基膜中，不仅可制备像素化的滤光膜，而且相对其他的方法，本发明提供的制备方法由于量子点被“镶嵌”限制在基膜中，因此制备的量子点滤光膜更稳定；
(3)本发明提供的制备方法通过对金属基板上的像素点阵的调控，可得到不同尺寸像素化的量子点滤光膜；本发明通过选择不同的溶剂可在不同基材基础上制备像素化量子点滤光膜。
附图说明
图1是像素化量子点膜的制备示意图。
其中，1-基膜；2-像素化的金属基板；3-量子点溶液；301-量子点。
图2是实施例4提供的像素化量子点膜的结构示意图。
其中，1-基膜；301-量子点；3011-蓝色量子点；3012-绿色量子点；3013-红色量子点。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
一种具有绿色和红色两种量子点的像素化量子点滤光膜，如图1所示，制备方法如下：
(1)将绿色的CdSe量子点溶解在甲苯溶剂中，配置成浓度为20mg/mL的量子点溶液。
(2)将厚度为5mm的PMMA基膜与带有点阵的厚度为5mm的金属模板固定好，把配置好的量子点溶液均匀的涂覆在金属模板上，量子点溶液的用量为0.5mL/cm2，其中，金属模板上的点阵通过化学刻蚀的方法制备，在点阵中，最小边长为0.03mm。
(3)甲苯在金属模板的点阵中将PMMA基板溶融，待甲苯挥发后，在基板上形成绿色量子点点阵。
(4)将绿色的CdSe量子点替换为红色的CdSe量子点，采用带有另一点阵的金属模板，依次重复步骤(2)、(3)，在基膜上制备红色量子点点阵；最后得到具有绿色和红色两种量子点的像素化量子点滤光膜。
实施例2
一种具有绿色和红色两种量子点的像素化量子点滤光膜，制备方法如下：
(1)将绿色的InP量子点溶解在氯仿溶剂中，配置成浓度为1mg/mL的量子点溶液。
(2)将厚度为2mm的PS基膜与带有点阵的厚度为1mm的金属模板固定好，把配置好的量子点溶液均匀的涂覆在金属模板上，量子点溶液的用量为0.1mL/cm2，其中，金属模板上的点阵通过激光切割的方法制备，在点阵中，最小边长为2mm。
(3)氯仿在金属模板的点阵中将PS基板溶融，待氯仿挥发后，在基板上形成绿色量子点点阵。
(4)将绿色的InP量子点替换为红色的CdSe量子点，采用带有另一点阵的金属模板，依次重复步骤(2)、(3)，在基膜上制备红色量子点点阵；最后得到具有绿色和红色两种量子点的像素化量子点滤光膜。
实施例3
一种具有绿色和红色两种量子点的像素化量子点滤光膜，制备方法如下：
(1)将绿色的CsPbBr3量子点溶解在二氯己烷溶剂中，配置成浓度为50mg/mL的量子点溶液。
(2)将厚度为0.05mm的PVC基膜与带有点阵的厚度为0.5mm的金属模板固定好，把配置好的量子点溶液均匀的涂覆在金属模板上，量子点溶液的用量为0.05mL/cm2，其中，金属模板上的点阵的最小边长为0.1mm。
(3)二氯己烷在金属模板的点阵中将PVC基板溶融，待二氯己烷挥发后，在基板上形成绿色量子点点阵。
(4)将绿色的CsPbBr3量子点替换为红色的CsPbI3量子点，采用带有另一点阵的金属模板，依次重复步骤(2)、(3)，在基膜上制备红色量子点点阵；最后得到具有绿色和红色两种量子点的像素化量子点滤光膜。
实施例4
一种具有绿色、红色和蓝色三种量子点的像素化量子点滤光膜，如图2所示，包括基膜1，在基膜上包括三种量子点301点阵，量子点分别为蓝色量子点3011、绿色量子点3012和红色量子点3013。
制备方法如下：
(1)将绿色的CdSe量子点溶解在甲苯溶剂中，配置成浓度为30mg/mL的量子点溶液。
(2)将厚度为5mm的PMMA基膜与带有点阵的厚度为3mm的金属模板固定好，把配置好的量子点溶液均匀的涂覆在金属模板上，量子点溶液的用量为0.4mL/cm2，其中，金属模板上的点阵的最小边长为1mm。
(3)甲苯在金属模板的点阵中将PMMA基板溶融，待甲苯挥发后，在基板上形成绿色量子点点阵。
(4)将绿色的CdSe量子点替换为红色的CdSe量子点，采用带有另一点阵的金属模板，依次重复步骤(2)、(3)，在基膜上制备红色量子点点阵；
(5)将红色的CdSe量子点替换为蓝色的CdSe量子点，采用与步骤(2)和步骤(4)中带有点阵均不同的金属模板，依次重复步骤(2)、(3)，在基膜上制备蓝色量子点点阵；最后得到具有绿色、红色和蓝色三种量子点的像素化量子点滤光膜。
本发明提供的制备方法最后得到的像素化的量子点滤光膜均匀性好，稳定性好且图案完整性好。本发明提供的制备方法简单易行，对设备要求低，且最后得到的滤光膜稳定性好，均匀性好，图案完整程度极高。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的像素化量子点滤光膜的制备方法，但本发明并不局限于上述工艺步骤，即不意味着本发明必须依赖上述工艺步骤才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (10)
1.一种像素化量子点滤光膜的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将像素化的金属模板置于基膜上，然后将量子点溶液涂覆在金属模板上；
(2)除去量子点溶液的溶剂后去除金属基板，得到所述像素化量子点滤光膜。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述量子点溶液所用的溶剂对所述基膜的溶解度在0.5g以上。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述量子点溶液的浓度为1-50mg/mL。
4.根据权利要求1-3中的任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述量子点溶液的用量为0.05-0.5mL/cm2。
5.根据权利要求1-4中的任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述金属模板的材质为铁、铜、铝、锡或上述物质中的至少两种组成的合金；
优选地，步骤(1)所述金属基板的厚度为0.5-5mm。
6.根据权利要求1-5中的任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述基膜为PMMA膜、PS膜、PC膜、ABS膜或PVC膜中的任意一种；
优选地，步骤(1)所述基膜的厚度为0.05-5mm。
7.根据权利要求1-6中的任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述涂覆的方法为挂涂或喷涂。
8.根据权利要求1-7中的任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述量子点溶液中，量子点材料为CdSe、CdTe、CdS、ZnSe、CdTe、CuInS、InP、CsPbX3、CuZnSe或ZnMnSe中任意一种或至少两种的组合，优选为CdSe；
优选地，在所述量子点溶液中，溶剂为甲苯、氯仿或二氯己烷中的任意一种或至少两种的组合。
9.根据权利要求1-8中的任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述像素化的金属模板的制备方法为激光切割或化学刻蚀；
优选地，所述金属模板像素化后的像素最小边长为0.03-2mm。
10.根据权利要求1-9中的任一项所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括，在进行步骤(2)去除金属基板后，利用与步骤(1)不同的量子点并依次重复步骤(1)-(2)至少一次，得到具有至少两种量子点的像素化量子点滤光膜。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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