CN110518112A - 一种气凝胶量子点膜、制备方法和包含其的显示器件 - Google Patents

一种气凝胶量子点膜、制备方法和包含其的显示器件 Download PDF

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Abstract

本发明属于显示器件制造技术领域，涉及一种气凝胶量子点膜、制备方法和包含其的显示器件。制备方法包括以下步骤：a.将像素隔离结构设置于第一阻隔膜的一侧表面上，以此界定多个发光区域；发光区域包括第一子像素区域、第二子像素区域和第三子像素区域；b.将湿凝胶或气凝胶浆料设置于内，后干燥处理得到气凝胶层；c.将量子点墨水置于发光区域的至少两种子像素区域中的气凝胶层表面，因毛细现象量子点墨水会渗入并吸附于气凝胶层的孔洞内；d.在气凝胶层上设置水氧阻隔层。有益效果：质轻、不含有害助剂、固化在工艺简单、适用范围和实用程度高、量子点稳定性高、量子点的宏观和微观分布实际可控且工艺法简单、透光率高等优点。

Description

一种气凝胶量子点膜、制备方法和包含其的显示器件
技术领域
本发明属于显示器件制造技术领域，涉及一种气凝胶量子点膜、制备方法和包含其的显示器件。
背景技术
量子点是一种可将激子在三个空间方向上进行束缚的半导体纳米结构。通过对量子点施加电场或光照，量子点能够对外发出光子。量子点的应用领域极为广泛，如用于制备量子点膜即为目前最重要的应用形式之一。显示器背光单元中，由LED光源发出蓝光，其中一部分蓝光经过量子点膜的转换变为红光和绿光，两者与另一部分透过的蓝光一起混合成白光，以达到高色域显示要求。
量子点膜的一般制备方法：在第一层阻隔膜上依次覆盖液态量子点胶水和第二层阻隔膜，形成量子点于中间的三明治夹层结构，而后经过加热或紫外线方式固化成型完成制备。
发明人认为上述方案存在的缺点主要表现在：因液态量子点胶在未固化前具有一定的流动性，若覆盖第二阻隔膜时施力不均，则容易造成量子点层分布不均匀的情况发生，造成色差偏大而影响显示效果以及大尺寸产品制作良率低。另外，当以紫外线方式进行固化时，由于液态量子点胶中包含引发剂，其往往与量子点之间的兼容性较差，容易导致量子点在量子点胶中的最大分散量较低。
现有技术当中，鲜有针对上述各类技术问题和技术矛盾的优秀解决方案。
发明内容
本发明的目的是为解决上述现有技术当中存在的相应技术问题和技术矛盾。
本发明提供了多种技术思路和一系列的技术方案，以使得上述目的能够达成。
具体的，本发明提供了技术方案1：
一种气凝胶量子点膜的制备方法，包括以下步骤：
a.将像素隔离结构设置于第一阻隔膜的一侧表面上，以此界定多个发光区域；其中所述发光区域包括第一子像素区域、第二子像素区域和第三子像素区域；
b.将湿凝胶或气凝胶浆料设置于所述第一子像素区域、第二子像素区域和第三子像素区域内，而后干燥处理得到气凝胶层；
c.将量子点墨水置于所述发光区域的至少两种子像素区域中的所述气凝胶层的表面，至少部分所述量子点墨水渗入并吸附于所述气凝胶层的孔洞内；
d.在所述气凝胶层上设置水氧阻隔层。
气凝胶层的具体形成空间被像素隔离结构限定在发光区域的第一子像素区域、第二子像素区域和第三子像素区域内。由此，至少部分发光区域中的气凝胶层作为量子点墨水的承载单位，以达到构成量子点墨水在气凝胶量子点膜中的空间布局的目的。
基于气凝胶的孔洞大小、分布密度和均度事先可控的特点，使得量子点墨水的空间分布可控。
气凝胶层作为量子点的承载，其结构和组分构成单一，对量子点长期保持工作活性具有积极意义。
由于量子点墨水置于每个气凝胶层的过程具有独立性，因此可根据具体设计需要，合理调整各发光区域中的气凝胶层内包含的具体量子点墨水的种类、数量，从而容易达到如使每个气凝胶层中包含量子点墨水数量极度均化等效果。
气凝胶单位厚度内的量子点容纳量可根据量子点墨水施加量或量子点墨水的量子点浓度进行调整，配合气凝胶层厚度可在合理范围内适当调整的设计方案，能够在保证发光效率和亮度的同时，达到降低背光源亮度以提高背光源寿命的目的。
上述制备方法并非仅局限于单次成品，亦可根据在后期检验整体发光是否出现亮度或效率的偏高或偏低的情况发生时，合理对其进行二次修复。
湿凝胶和气凝胶浆料的选择可根据具体工艺需要进行合理调整。湿凝胶为气凝胶的前置形态，其中结构空隙中充满的作为分散介质的液体被气体所替换后，即转换成为气凝胶。气凝胶桨料则为将已经制备好的气凝胶经过粉碎后，与溶剂形成的桨状混合液。湿凝胶具有获取方便，成本低廉的优点；气凝胶浆料具有施加工艺以及生产工艺简单的优点。
量子点墨水在气凝胶层表面的设置方法多样，可根据具体施工需要或设备条件进行合理选择，如涂布、喷布、打印等。
多层结构的气凝胶量子点膜的最外层分别为第一阻隔膜和水氧阻隔层，包含了量子点物质的气凝胶层部分被夹置其中，从而获得了可靠的水氧隔绝状态。
具体可对第一阻隔膜进行优选，具体可为无机阻隔膜、高分子阻隔膜或两者的任意层状叠加。进一步优选的，无机阻隔膜为玻璃阻隔膜，高分子阻隔膜为聚酰亚胺阻隔膜、聚丙烯阻隔膜或聚乙烯阻隔膜。
具体可对水氧阻隔层的种类进行优选，如水氧阻隔层为无机阻隔膜，进一步优选为氮化物阻隔层、氧化物阻隔层或氟化物阻隔层，更进一步优选为氮化硅阻隔层、氮化铝阻隔层、氧化硅阻隔层、氧化铝阻隔层或氟环氧树脂阻隔层。
对技术方案1进行优选而得到技术方案2：气凝胶层的材质包括硅系物质、碳系物质、硫系物质、金属氧化物、金属中的一种或几种。可制备气凝胶的物质种类繁多，如SiO、SiO2、Si2O6、石墨、石墨烯、二氧化硫、镍、锌、铝、氧化锌、氧化铝、氧化铜或氧化钛，具体可根据实际的工艺需要和应用需要对其实际的材质进行合理选定。同时，进一步优选的，气凝胶的材质包括氧化铝、氧化钛、氧化硅中的一种或几种，当如此选定时，将获得更高的折射率及透光率。
对技术方案1再次进行优选而得到技术方案3：上述量子点墨水包括量子点和溶剂，上述量子点墨水中的上述量子点的质量百分数为50％～90％。现有技术中，为了避免影响树脂固化效果、水氧防护性和柔韧性，量子点的重量百分比应少于溶剂的重量百分比，在此情况下，若欲增加发光效率和亮度，则只能通过提高背光源亮度和增加量子点膜层厚度方可达成，但会导致背光源能耗增加和寿命减少的问题出现。本申请通过采用气凝胶层的方法，提高了量子点墨水中的量子点的质量百分比，从而增加器件发光效率和亮度，并降低背光源能耗，延长器件寿命。
对技术方案1再次进行优选而得到技术方案4：上述量子点墨水包括量子点和粘度小于50cps的溶剂，上述溶剂为挥发性溶剂或非挥发性溶剂；进一步优选的，上述量子点的质量与上述溶剂的体积之比小于等于2g/mL；再次进一步优选的，当上述溶剂为上述挥发性溶剂时，上述制备方法还包括一位于上述步骤c和上述步骤d之间的步骤e：脱除上述挥发性溶剂。在上述技术方案中，量子点墨水在气凝胶表面的铺展性佳，量子点在气凝胶中的吸存稳定性和分散性佳。较为优选的，非挥发性溶剂为氨基硅酮、丙烯酸、有机硅油、全氟烷烃中的任意一种或几种的混合物。较为优选的，挥发性溶剂为烷烃类溶剂和醇类溶剂中的一种或两种，其中烷烃类溶剂为CnH2n+2中的任意一种或任意几种的混合物，其中5≤n≤14；进一步优选的，醇类溶剂为正丁醇、异丁醇、二级丁醇、三级丁醇、乙二醇、新戊醇、正己醇中的任意一种或上述任意几种的混合物。较佳的，挥发性溶剂的挥发温度为60℃～110℃，大气环境下约90℃～110℃，真空环境下约60℃～90℃。
对技术方案1再次进行优选而得到技术方案5：上述步骤c中，上述量子点墨水包括红色量子点墨水和绿色量子点墨水，将上述红色量子点墨水置于上述第一子像素区域的上述气凝胶层的表面，将上述绿色量子点墨水置于上述第二子像素区域中的上述气凝胶层的表面。其中根据定义：红色波长为770～620nm；绿色波长为530～550nm。需要说明的是，本申请中红色量子点或绿色量子点是根据量子点的光致发光颜色来命名，红绿量子点具体组分可以相同也可以不同，根据现有技术可知，量子点的成分不变而尺寸改变，可以得到不同发光颜色的量子点。
对技术方案5进行优选而得到的技术方案6：上述的气凝胶量子点膜的制备方法还包括一位于上述步骤a和上述步骤b之间的步骤f：提供蓝光阻隔层，将所述蓝光阻隔层设置于所述第一子像素区域和所述第二子像素区域内，所述蓝光阻隔层位于所述第一阻隔膜和所述气凝胶层之间。
对技术方案1再次进行优选而得到技术方案7：上述步骤c中，将上述量子点墨水置于上述第一子像素区域、上述第二子像素区域和上述第三子像素区域中的上述气凝胶层的表面，上述量子点墨水为红绿量子点混合墨水。
对技术方案7进行优选而得到技术方案8：上述的气凝胶量子点膜的制备方法还包括一位于上述步骤d之后的步骤g：提供第二阻隔膜，将上述第二阻隔膜设置在上述水氧阻隔层的远离上述第一阻隔膜的一侧表面，此时上述第一阻隔膜和上述第二阻隔膜为上述气凝胶量子点膜的最外层。
对技术方案1进行优选而得到技术方案9：上述第一子像素区域和上述第二子像素区域中的上述气凝胶层的厚度均小于等于上述像素隔离结构的垂直高度，上述第三子像素区域中的上述气凝胶层的厚度等于上述像素隔离结构的垂直高度。
本发明还提供了多种气凝胶量子点膜，具体包括如下多个技术方案：
技术方案10，一种气凝胶量子点膜，包括：第一阻隔膜和水氧阻隔层，位于所述第一阻隔膜和所述水氧阻隔层之间设置有用于界定多个发光区域的像素隔离结构，所述发光区域包括第一子像素区域、第二子像素区域和第三子像素区域，所述第一子像素区域、所述第二子像素区域和所述第三子像素区域中设置有气凝胶层，所述发光区域的至少两种子像素区域中的所述气凝胶层的孔洞中存有量子点或量子点与非挥发性溶剂的混合物。
对技术方案10进行优选而得到技术方案11：存有量子点或量子点与非挥发性溶剂的混合物的上述气凝胶层的孔洞中还存有干燥剂和/或脱氧剂。如此设计，设置干燥剂和脱氧剂的目的在于，可使意外进入其中的水氧，在对量子点造成破坏之前被干燥剂以及脱氧剂所吸收，从而提高气凝胶量子点膜的整体抗水氧性能。
对技术方案10或技术方案11的任意一项技术方案进行优选而得到技术方案12：上述发光区域的上述第一子像素区域和上述第二子像素区域中的上述气凝胶层的孔洞中存有量子点或量子点与非挥发性溶剂的混合物；上述第一子像素区域和上述第二子像素区域内还设置有蓝光阻隔层，上述蓝光阻隔层位于上述第一阻隔膜和上述气凝胶层之间。优选的，蓝光阻隔层中包含阻隔蓝光为有机颜料、荧光材料、量子点、蓝光吸收剂中的任意一种或上述任意几种物质的混合物。进一步优选的，有机颜料为酞青蓝类有机颜料或DPP类有机颜料。
本发明还提供了一种显示器件，其包括上述技术方案10～12任一的气凝胶量子点膜或由技术方案1～6、9任一的气凝胶量子点膜的制备方法制得的上述气凝胶量子点膜，还包括蓝色电致发光层，上述蓝色电致发光层设置于上述气凝胶量子点膜的上述水氧阻隔层的远离上述第一阻隔膜的外表面上。优选的，蓝色电致发光层中包括辅助导电层；进一步优选的，辅助导电层的材质选自银、铝、铜、石墨烯或ITO。同样优选的，蓝色电致发光层利用第一粘结层设置于水氧阻隔层外表面上，进一步优选的，第一粘结层的材料选自环氧树脂、丙烯酸酯、聚氨酯、聚酯、异氰酸酯中的任意一种或上述任意几种物质的混合物。
本发明同时还提供了另一种显示器件，其包括技术方案10～11任一的气凝胶量子点膜或由技术方案1～4、7～9任一的气凝胶量子点膜的制备方法制得的上述气凝胶量子点膜，还包括LED背光源。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本申请提供的气凝胶量子点膜的制备方法，先在多个发光区域中形成气凝胶层，再利用打印等方式将量子点墨水至少部分吸附进气凝胶层的孔洞内，并存储在其中。由于气凝胶层具有高折射率、高透过率、内部孔洞大小可控及厚度可控的特点，因此这种方法制得的膜层的透过率优于现有技术中将量子点溶于有机聚合物中固化成膜的方式，并且可以容易地控制每个发光区域中量子点的数量和保证量子点发光层的厚度均匀性。进一步地，通过提高气凝胶层中储存的量子点的密度，同时降低该气凝胶层的厚度，本申请的气凝胶量子点膜与LED背光源或电致发光背光源结合使用时，可降低背光源的亮度从而提高背光源的寿命。
附图说明
图1为本发明一种实施例的气凝胶量子点膜的结构示意图；
图2为本发明一种实施例所用的蓝色电致发光层的结构示意图；
图3为包含图1中的气凝胶量子点膜和图2中的蓝色电致发光层的显示器件的结构示意图；
图4为本发明的另一实施例的气凝胶量子点膜的结构示意图；
图5为本发明的又一实施例的气凝胶量子点膜的结构示意图。
其中：
1、第一阻隔膜；2、水氧阻隔层；3、像素隔离结构；4、第一子像素区域；5、第二子像素区域；6、第三子像素区域；7、气凝胶层；8、蓝光阻隔层；9、辅助导电层；10、第一粘结层；11、第二粘结层；12、第二阻隔膜。
具体实施方式
为了进一步说明，本发明通过提供下述实施例以求本领域技术人员能够对本发明的宗旨进行清楚地理解。但应当注意，下述实施例只供分析与理解之用，本发明之技术方案并非局限于此。由于本发明无法对实施例进行穷举，因此在阅读者通过阅读实施例内容和理解本发明宗旨之后，根据提供的实施方案所做出的一系列变形、等效替换、特征元素之糅合等，均应理解为被囊括在本发明的精神之内。
阅读者应当特别注意的，各具体实施方案所对应的附图以为辅助理解的形式存在，能够方便阅读者通过理解具体形象化的下位概念以充分理解本发明所涉及的技术理念之抽象化的上位概念。在对本发明的整体理解和与其他除本发明所提供的技术方案之外的技术方案进行比对时，不应当以附图之表象作为唯一参考依据，还应在理解了本发明理念之后，依照附图或不依照附图做出的一系列变形、等效替换、特征元素之糅合、非必要技术特征元素之删减重组、现有技术中常见的非必要技术特征元素之合理增加重组等，均应理解为被囊括在本发明的精神之内。
本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
由于本发明对技术方案无法进行穷举，下述情形也应理解为被包括在本发明的精神之内：
1、在它之结构利用了与本发明技术基本相同的原理、或实现了与本发明技术基本相同的功能、又或得到了与本发明技术基本相同的有益效果的情况下，该它之结构的变形或变形方式为在本领域技术或极相近技术领域中为常见的手段，则它之结构被包括在本发明的精神之内。
本具体实施例涉及的有益效果指向所举的具体实施例中之具体结构特征，该有益效果可以为：被本发明宗旨所囊括的下位所得；亦可以为新的所得，即由上位概念引申的具体下位结构而得到的必然所得。当它之结构所带来的它之有益效果虽未对应或未完全对应实施例中提及的上述有益效果或根据本发明宗旨所明确指出的有益效果，但它之有益效果可根据本发明设计理念和宗旨合理推导而出时，则它之结构被包括在本发明的精神之内。
由于本发明的涉及材料种类的选择，本领域技术人员有能力结合合理的推测，以使得本发明思想在本发明技术方案中提供的范围内适用，针对一些优选的技术特征和优选的技术方案进行的合理相互替换或组合，由此而得的新的技术方案亦被囊括在本发明之中。
为了使阅读者更好的理解本发明宗旨，特例举最具代表性的一系列具体实例。阅读者在阅读时应当具备本领域内的一般技术知识，以方便准确的理解其中所包括的结构、结构组成、作用原理、技术效果和逻辑关系。
实施例1
在本实施例当中，依照下述气凝胶量子点膜的制备方法对气凝胶量子点膜进行制造，首先按照如下方法准备第一阻隔膜1：其中第一阻隔膜1由如下方法制备：首先在玻璃基板上涂布一层厚度为125μm的聚酰亚胺膜层(PI膜层)，然后在其表面沉积一层400nm厚度的氧化铝。而后利用喷涂的方式将黑色树脂溶液喷涂在第一阻隔膜1下表面上以形成厚度为0.19mm的膜层，后经过曝光、显影等光刻工艺制得像素隔离结构3，由此得到多个发光区域，发光区域包括尺寸均一的第一子像素区域4、第二子像素区域5和第三子像素区域6三种子像素区域，其中宽度为40μm、长度为60μm、高度为190μm。将可光固化的蓝光吸收剂喷墨打印墨水打印到第一子像素区域4和第二子像素区域5内，经UV固化成膜制备成厚度为20μm的蓝光阻隔层8。将氧化铝气凝胶浆料利用打印的方式，置于第一子像素区域4、第二子像素区域5和第三子像素区域6内，而后经过超临界烘烤去除溶剂，使气凝胶层7形成于三种子像素区域内，其中第一子像素区域4和第二子像素区域5的气凝胶层7厚度为170μm，第三子像素区域6的气凝胶层7厚度为190μm。将量子点墨水置于发光区域的第一子像素区域4和第二子像素区域5中的气凝胶层7的表面，量子点墨水渗入并吸附于气凝胶层7的孔洞内。上述量子点墨水由CdSe/ZnS核壳量子点混合粘度为20cps的有机硅油而得，其中第一子像素区域4的气凝胶层7对应红色量子点墨水，第二子像素区域5的气凝胶层7对应绿色量子点墨水。红色量子点墨水中量子点的质量与有机硅油的体积之比为1.6g/mL，即量子点在墨水中的质量百分比为62.4％；绿色量子点墨水中量子点的质量与有机硅油的体积之比为1.7g/mL，即量子点在墨水中的质量百分比为63.8％。而后利用溅射设备在气凝胶层7上覆盖一层400nmAl2O3形成水氧阻隔层2。由此制得气凝胶量子点膜，参看图1。
利用顶发射TFT像素基板蒸镀OLED蓝光电致发光器件，其中阴极为15nm的透明银电极。利用打印方式将银浆墨水打印在顶发射基板的像素隔离结构上并经过100℃烘烤固化后形成辅助导电层9。利用溅射方式在透明银电极及辅助导电层9表面沉积一层600nm厚度的Al2O3防护层，最终形成图2所示结构。然后利用CCD对位装置，将蓝色电致发光层通过UV固化环氧树脂材质的第一粘结层10准确贴合在气凝胶量子点膜的水氧阻隔层2上，经过UV固化工艺，制得显示器件，参看图3。
实施例2
本实施例与实施例1总体类似，区别之处在于所依照的气凝胶量子点膜的制备方法存在以下不同：
1、量子点墨水由CdSe/ZnS核壳量子点混合八烷溶剂而得，粘度为15cps；红色量子点墨水中量子点的质量与八烷溶剂的体积之比为1.2g/mL，即量子点在墨水中的质量百分比为63.1％；绿色量子点墨水中量子点的质量与八烷溶剂的体积之比为1.7g/mL，即量子点在墨水中的质量百分比为70.7％。
2、形成水氧阻隔层2之前，在10e-1torr环境内100℃烘烤15分钟，使八烷溶剂挥发。
实施例3
在本实施例当中，依照下述气凝胶量子点膜的制备方法对气凝胶量子点膜进行制造，首先按照如下方法准备第一阻隔膜1：其中第一阻隔膜1由如下方法制备：首先在玻璃基板上涂布一层厚度为125μm的聚酰亚胺膜层(PI膜层)，然后在其表面沉积一层400nm厚度的氧化铝。而后利用喷涂的方式将黑色树脂溶液喷涂在第一阻隔膜1的下表面上已形成厚度为0.19mm的膜层，后经过曝光、显影等光刻工艺制作像素隔离结构3，由此得到多个发光区域，发光区域包括尺寸均一的第一子像素区域4、第二子像素区域5和第三子像素区域6三种子像素区域，其中宽度为40μm、长度为60μm、高度为190μm。将氧化铝气凝胶浆料利用打印的方式，置于第一子像素区域4、第二子像素区域5和第三子像素区域6内，而后经过超临界烘烤去除溶剂，使气凝胶层7形成于三种子像素区域内，厚度为190μm。将量子点墨水置于气凝胶层7表面，量子点墨水渗入并吸附于气凝胶层7的孔洞内。上述量子点墨水由红绿混色的CdSe/ZnS核壳量子点混合粘度为25cps的有机硅油而得，量子点墨水中红绿量子点的质量与有机硅油的体积之比为1.3g/mL，即量子点在墨水中的质量百分比为57.4％。而后利用溅射设备在气凝胶层7上覆盖一层400nmAl2O3形成水氧阻隔层2。再利用打印方式在水氧阻隔层2上打印厚度为5μm、粘度为30CPS的丙烯酸树脂类光固化的UV胶膜层作为第二粘结层11，参看图4。利用平面类贴膜机设备将制作好第二阻隔膜12贴附在UV胶膜层表面，第二阻隔膜12为125μm厚的聚酰亚胺膜(PI膜)，然后进行UV光照射使第二粘结层11固化，完成气凝胶量子点膜的制备。
实施例4
本实施例与实施例3总体类似，区别之处在于所依照的气凝胶量子点膜的制备方法存在以下不同：
1、量子点墨水由红绿混色的CdSe/ZnS核壳量子点混合八烷溶剂而得，粘度为15cps；量子点墨水中红绿量子点的质量与八烷溶剂的体积之比为1.0g/mL，即量子点在墨水中的质量百分比为58.7％。
2、形成水氧阻隔层2之前，在10e-1torr环境内100℃烘烤15分钟，使八烷溶剂挥发。
对比例1
利用涂布或刮涂设备将光转换溶液涂布在下阻隔层表面，形成未固化的、厚度为200μm的光转换溶液层。然后利用平面类贴膜机设备将上阻隔层贴附在光转换溶液层上。最后利用UV固化设备进行固化最终形成量子点膜。光转换溶剂液由CdSe/ZnS核壳红绿量子点与聚丙烯酸酯树脂类UV胶混合而成，其中按重量计算，量子点占整体重量的8％。
对比例2
提供一种量子点材料及其制备方法，该量子点材料以间苯二酚-甲醛气凝胶作为基体负载量子点，利用间苯二酚-甲醛气凝胶的三维网络结构使量子点均匀分散，防止量子点团聚。提供的量子点材料中，所用的量子点为具有核壳结构的CdSe/ZnS量子点，量子点的粒径为2～10nm。制备方法如下：
步骤101，间苯二酚-甲醛湿凝胶的制备；
步骤1011，将间苯二酚、甲醛在常温搅拌混合均匀，间苯二酚与甲醛的摩尔比例为1:2；
步骤1012，将上述量子点与甲醇进行混合，乳化混合均匀；
步骤1013，迅速将步骤1011和步骤1012得到的两个体系混合并搅拌均匀，然后加入适量碳酸钠溶液作为催化剂，间苯二酚和碳酸钠的摩尔比例为45:1；
步骤1014，将步骤1013得到的反应体系移至恒温箱中进行反应，控制温度在82～88℃，反应足够长的时间得到透明的量子点颜色的间苯二酚-甲醛湿凝胶；
步骤102，气凝胶的制备；
步骤1021，将步骤1014中得到的湿凝胶浸入三氟醋酸溶液中进行浸泡，浸泡温度为45℃，浸泡时间为36h，三氟醋酸溶液的质量分数为0.15％，洗去多余的碳酸钠；
步骤1022，将经三氟醋酸浸泡过的间苯二酚-甲醛湿凝胶放入丙酮中进行浸泡，浸泡温度为50℃、浸泡时间为3d，利用丙酮置换出间苯二酚-甲醛湿凝胶中的三氟醋酸；
步骤1023，将步骤1022中经丙酮浸泡的间苯二酚-甲醛凝胶放入超临界干燥器中，并没入酒精中，降温至4～6℃，然后通入液体二氧化碳进行溶剂置换，除去水和其他溶剂，48h后升温至40℃，压强8MPa，达到二氧化碳的超临界点，缓慢释放二氧化碳后得到间苯二酚-甲醛气凝胶，从而得到本对比例2提供的量子点材料。
本对比例2中，间苯二酚-甲醛凝胶的重均分子量为1000000，最终得到的量子点材料，间苯二酚-甲醛气凝胶和量子点的质量比例为2:1。
在上述制备得到的量子点材料的两个表面通过光学胶贴附涂覆有氧化铝涂层的PET膜作为水氧阻隔膜，然后向量子点材料的气凝胶的孔隙中通入氮气。最终制备出量子点膜。
数据对比
对上述实施例及对比例提供以下测试：
亮度均匀性及CIE性能测试方法：
实施例1、2为电致发光器件，通电点亮蓝光OLED器件以此激发红绿量子点发光来测试发光均匀性；对比例1、2与实施例3、4测试发光均匀性方式是将量子点膜放置在波长为450nm蓝色LED灯作为背光光源上测试。对比例与实施例均利用PR670光谱仪器检测膜层表面白光的色坐标和亮度参数值，本次制作量子点光转换膜白光色坐标设定为X 0.2950；Y0.3021，亮度为400。测试要求为，PR670光谱仪器测试的区域为15cm*20cm，即在测试面积为300平方厘米的范围内，均匀选取九个点，以此测试色偏差(CIE△x，CIE△y)和亮度均匀性，即CIE△x＝CIE(x)max-CIE(x)min，CIE△y＝CIE△(y)max-CIE△(y)min；均匀性计算{1-(最大值-最小值)/平均值}*100％。
量子点膜的发光效率检测方法：
实施例3、4和对比例1、2利用波长为450nm蓝色LED灯作为背光光源，实施例1、2利用其本身结合的电致发光的蓝光OLED作为背光源，然后都利用积分球分别测试蓝色背光光谱和透过量子点膜的光谱，利用光谱图的积分面积计算发光效率。发光效率＝(红色量子点发射峰面积+绿色量子点发射峰面积)/(蓝色背光峰面积-透过量子点膜未被吸收的蓝色峰面积)×100％，最后，对发光效率进行归一化处理。
无效边测定，量子点膜是在高温(65℃)高湿(95％)的条件下，老化1000h后得到的。通过显微镜下确定做标记处量子点膜边缘前后变化后并测量出无效边的大小。
根据测试结果见表1。
表1
通过测试结果可以看出，利用实施例方案，可以有效避免每个像素结构中的量子点在制作过程中因外界因素而影响到量子点层的实际厚度，从而避免因某些区域的量子点数量发生变化而导致发光亮度与色坐标出现偏差，并且由于提高了量子点的密度，从而提高了量子点膜的发光效率。此外，在实施例中采用非挥发性溶剂时，由于受到非挥发性溶剂的保护，量子点基本不会受到外界水氧的侵蚀，因此很大程度降低了量子点膜的无效边的出现。对比例2采用将湿凝胶与量子点溶液先进行混合，然后经多种溶剂浸泡后干燥处理形成气凝胶层的方法，由于处理程序繁杂，过程中量子点很可能在混合溶液中出现分布不均的问题，难以控制量子膜的发光均匀性和色坐标的偏差，同时量子点表面的配体容易受到所使用的多种溶剂的侵蚀，导致量子点膜的发光效率的下降和无效边的增大。
上述一些实施例可以做进一步衍生：蓝光阻隔层8中的蓝光吸收剂由有机颜料、荧光材料或量子点中的一种或几种进行全部或部分代替。
上述一些实施例还可以做进一步衍生：同时结合CCD对位装置和事先设置好的对位标，精确地将蓝色电致发光层贴合到气凝胶量子点膜的水氧阻隔层2上。
上述一些实施例还可以做进一步衍生：辅助导电层9的材质还可以选自铝、铜、石墨烯或ITO。
上述一些实施例还可以做进一步衍生：第一粘结层10和第二粘结层11的材质，可以在丙烯酸酯、聚氨酯、聚酯、异氰酸酯、环氧树脂中任意选择或组合。
上述一些实施例还可以做进一步衍生：第一子像素区域4和第二子像素区域5内的气凝胶层7与蓝光阻隔层8的厚度之和小于像素隔离结构3的垂直高度。
上述一些实施例还可以做进一步衍生：利用打印设备将黑色树脂溶液打印在第一阻隔膜1上。
上述一些实施例还可以做进一步衍生：第一阻隔膜1还可以选定为高分子阻隔膜，其中进一步衍生为聚酰亚胺阻隔膜、聚丙烯阻隔膜或聚乙烯阻隔膜中的一种。
上述一些实施例还可以做进一步衍生：利用丝网印刷、蒸镀、物理或化学气相沉积方式中的一种替换实施例1中蓝光阻隔层8的打印方式。
上述一些实施例还可以做进一步衍生：使用湿凝胶替换气凝胶浆料。
上述一些实施例还可以做进一步衍生：最终生成的气凝胶材质种类为硅系物质、碳系物质、硫系物质、金属氧化物或金属中的一种或几种的混合物。更具体的还可以选自：SiO、SiO2、Si2O6、石墨、石墨烯、二氧化硫、镍、锌、铝、氧化锌、氧化铝、氧化铜以及氧化钛，但不限于此。
上述一些实施例还可以做进一步衍生：利用氨基硅酮、丙烯酸、全氟烷烃中的一种或几种来替换全部或部分有机硅油。
上述一些实施例还可以做进一步衍生：挥发性溶剂选定为烷烃类溶剂和/或醇类溶剂。更具体的，烷烃类溶剂还可以在如下范围内进行选定：CnH2n+2中的任意一种或任意几种的混合物，其中5≤n≤14；醇类溶剂还可以在如下范围内进行选定，正丁醇、异丁醇、二级丁醇、三级丁醇、乙二醇、新戊醇、正己醇中的任意一种或上述任意几种的混合物。
上述一些实施例还可以做进一步衍生：水氧阻隔层2还可以选定为另一种氧化物阻隔层，如氧化硅阻隔层；亦可以选定为氮化物阻隔层或氟化物阻隔层中的一种，具体可在氮化铝阻隔层、氮化硅阻隔层或氟环氧树脂阻隔层中进行优选。
上述一些实施例还可以做进一步衍生：水氧阻隔层2的沉积方式选定为化学气相沉积或原子沉积等方式。
上述一些实施例还可以做进一步衍生：调整量子点墨水的施加量，以保证其在气凝胶中的填充率控制在小于等于90％，从而确保气凝胶层7外部无量子点残留。
上述一些实施例还可以做进一步衍生：非挥发性溶剂的粘度为小于50cps。
上述一些实施例还可以做进一步衍生：量子点的质量与有机硅油的体积之比小于2g/mL。
上述一些实施例还可以做进一步衍生：第一子像素区域4和第二子像素区域5内的气凝胶层7的孔洞中还存有干燥剂和/或脱氧剂。
上述一些实施例还可以做进一步衍生：量子点墨水中的量子点的质量百分数可以在50％～90％中任意选取。

Claims (14)

1.一种气凝胶量子点膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
a.将像素隔离结构(3)设置于第一阻隔膜(1)的一侧表面上，以此界定多个发光区域；其中所述发光区域包括第一子像素区域(4)、第二子像素区域(5)和第三子像素区域(6)；
b.将湿凝胶或气凝胶浆料设置于所述第一子像素区域(4)、第二子像素区域(5)和第三子像素区域(6)内，而后干燥处理得到气凝胶层(7)；
c.将量子点墨水置于所述发光区域的至少两种子像素区域中的所述气凝胶层(7)的表面，至少部分所述量子点墨水渗入并吸附于所述气凝胶层(7)的孔洞内；
d.在所述气凝胶层(7)上设置水氧阻隔层(2)。
2.根据权利要求1所述的气凝胶量子点膜的制备方法，其特征在于，所述气凝胶层(7)的材质包括硅系物质、碳系物质、硫系物质、金属氧化物、金属中的一种或几种，优选包括氧化铝、氧化钛、氧化硅中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的气凝胶量子点膜的制备方法，其特征在于，所述量子点墨水包括量子点和溶剂，所述量子点墨水中的所述量子点的质量百分数为50％～90％。
4.根据权利要求1所述的气凝胶量子点膜的制备方法，其特征在于，所述量子点墨水包括量子点和粘度小于50cps的溶剂，所述溶剂为挥发性溶剂或非挥发性溶剂；优选的，所述量子点的质量与所述溶剂的体积之比小于等于2g/mL；更优选的，当所述溶剂为所述挥发性溶剂时，所述制备方法还包括一位于所述步骤c和所述步骤d之间的步骤e：脱除所述挥发性溶剂。
5.根据权利要求1所述的气凝胶量子点膜的制备方法，其特征在于，所述步骤c中，所述量子点墨水包括红色量子点墨水和绿色量子点墨水，将所述红色量子点墨水置于所述第一子像素区域(4)的所述气凝胶层(7)的表面，将所述绿色量子点墨水置于所述第二子像素区域(5)中的所述气凝胶层(7)的表面。
6.根据权利要求5所述的气凝胶量子点膜的制备方法，其特征在于，还包括一位于所述步骤a和所述步骤b之间的步骤f：提供蓝光阻隔层(8)，将所述蓝光阻隔层(8)设置于所述第一子像素区域(4)和所述第二子像素区域(5)内，所述蓝光阻隔层(8)位于所述第一阻隔膜(1)和所述气凝胶层(7)之间。
7.根据权利要求1所述的气凝胶量子点膜的制备方法，其特征在于，所述步骤c中，将所述量子点墨水置于所述第一子像素区域(4)、所述第二子像素区域(5)和所述第三子像素区域(6)中的所述气凝胶层(7)的表面，所述量子点墨水为红绿量子点混合墨水。
8.根据权利要求7所述的气凝胶量子点膜的制备方法，其特征在于，还包括一位于所述步骤d之后的步骤g：提供第二阻隔膜(12)，将所述第二阻隔膜(12)设置在所述水氧阻隔层(2)的远离所述第一阻隔膜(1)的一侧表面，此时所述第一阻隔膜(1)和所述第二阻隔膜(12)为所述气凝胶量子点膜的最外层。
9.根据权利要求1所述的气凝胶量子点膜的制备方法，其特征在于，所述第一子像素区域(4)和所述第二子像素区域(5)中的所述气凝胶层(7)的厚度均小于等于所述像素隔离结构(3)的垂直高度，所述第三子像素区域(6)中的所述气凝胶层(7)的厚度等于所述像素隔离结构(3)的垂直高度。
10.一种气凝胶量子点膜，包括：第一阻隔膜(1)和水氧阻隔层(2)，位于所述第一阻隔膜(1)和所述水氧阻隔层(2)之间设置有用于界定多个发光区域的像素隔离结构(3)，所述发光区域包括第一子像素区域(4)、第二子像素区域(5)和第三子像素区域(6)，其特征在于，所述第一子像素区域(4)、所述第二子像素区域(5)和所述第三子像素区域(6)中设置有气凝胶层(7)，所述发光区域的至少两种子像素区域中的所述气凝胶层(7)的孔洞中存有量子点或量子点与非挥发性溶剂的混合物。
11.根据权利要求10所述的气凝胶量子点膜，其特征在于，存有量子点或量子点与非挥发性溶剂的混合物的所述气凝胶层(7)的孔洞中还存有干燥剂和/或脱氧剂。
12.根据权利要求10或11所述的气凝胶量子点膜，其特征在于，所述发光区域的所述第一子像素区域(4)和所述第二子像素区域(5)中的所述气凝胶层(7)的孔洞中存有量子点或量子点与非挥发性溶剂的混合物；所述第一子像素区域(4)和所述第二子像素区域(5)内还设置有蓝光阻隔层(8)，所述蓝光阻隔层(8)位于所述第一阻隔膜(1)和所述气凝胶层(7)之间。
13.一种显示器件，其特征在于，包括权利要求10～12任一所述的气凝胶量子点膜或由权利要求1～6、9任一所述的气凝胶量子点膜的制备方法制得的所述气凝胶量子点膜，还包括蓝色电致发光层，所述蓝色电致发光层设置于所述气凝胶量子点膜的所述水氧阻隔层(2)的远离所述第一阻隔膜(1)的外表面上。
14.一种显示器件，其特征在于，包括权利要求10～11任一所述的气凝胶量子点膜或由权利要求1～4、7～9任一所述的气凝胶量子点膜的制备方法制得的所述气凝胶量子点膜，还包括LED背光源。
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