CN112002745A - 一种量子点色彩转换膜及其制备方法和显示面板 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种量子点色彩转换膜及其制备方法和显示面板。量子点色彩转换膜包括：基底；量子点粘附层，位于所述基底的一侧；量子点层，位于所述量子点粘附层远离所述基底的一侧；保护层，位于所述量子点层远离所述基底的一侧并覆盖所述量子点层。本发明实施例的方案保证量子点色彩转换膜具有高分辨率的同时降低量子点色彩转换膜的制备工艺难度。

Description

一种量子点色彩转换膜及其制备方法和显示面板

技术领域

本发明实施例涉及显示技术领域，尤其涉及一种量子点色彩转换膜及其制备方法和显示面板。

背景技术

量子点是一种可溶液加工、尺寸在量子限域范围内的无机半导体纳米晶体，量子点具备窄带发射的特性且光谱随量子点粒径大小连续可调，与现有的显示面板相比，量子点显示面板在使用寿命、光效、色域等方面都具有突出的优势。

量子点显示面板中，背光源发出的光依次经过量子点转换膜和彩色滤光片后，在显示侧实现广色域全彩显示。目前的量子点转换膜均通过将量子点分散在光刻胶中形成，然而，量子点是半导体纳米晶体，其在由有机分子组成的光刻胶中极易团聚，量子点的分散性受到很大限制，致使所制备的量子点转换膜的分辨率不高，同时制备工艺繁杂。

发明内容

本发明实施例提供一种量子点色彩转换膜及其制备方法和显示面板，以保证量子点色彩转换膜具有高分辨率的同时降低量子点色彩转换膜的制备工艺难度。

第一方面，本发明实施例提供了一种量子点色彩转换膜，该量子点色彩转换膜包括：

基底；

量子点粘附层，位于基底的一侧；

量子点层，位于量子点粘附层远离基底的一侧；

保护层，位于量子点层远离基底的一侧并覆盖量子点层。

可选地，量子点层包括蓝光量子点、红光量子点和绿光量子点中的至少一种。

可选地，量子点粘附层和保护层的厚度范围均为500纳米至4微米。

可选地，量子点层的厚度大于或等于50纳米，且小于或等于200纳米。

可选地，量子点粘附层和保护层采用的材料包括光刻胶。

可选地，量子点层包括硒化镉量子点或者磷化铟量子点。

第二方面，本发明实施例还提供了一种量子点色彩转换膜的制备方法，该量子点色彩转换膜包括：

在基底的一侧形成量子点粘附层；

在量子点粘附层远离基底的一侧形成量子点层；

在量子点层远离基底的一侧形成保护层，保护层覆盖量子点层。

可选地，在量子点粘附层远离基底的一侧形成量子点层包括：

在量子点粘附层远离基底的一侧旋涂胶体量子点；

对胶体量子点进行热退火处理以形成量子点层。

可选地，胶体量子点包括量子点和溶剂；溶剂包括正辛烷、正己烷、氯仿、甲苯或者乙醇。

第三方面，本发明实施例还提供了一种显示面板，该显示面板包括光源背板和多个设置于光源背板一侧的如第一方面所述的量子点色彩转换膜；

其中，量子点色彩转换膜包括第一颜色量子点色彩转换膜和第二颜色量子点色彩转换膜，第一颜色量子点色彩转换膜的量子点层包括第一颜色量子点，第二颜色量子点色彩转换膜的量子点层包括第二颜色量子点；第一颜色量子点色彩转换膜和第二颜色量子点色彩转换膜同层设置。

本发明实施例提供的量子点色彩转换膜，是一种多层图形化的量子点色彩转换膜，多层图形化的量子点色彩转换膜旨在基底上依次地形成量子点粘附层、量子点层以及保护层，即将量子点在量子点粘附层与保护层之间单独地形成量子点层，而无需将量子点分散于光刻胶等材料中使得量子点与光刻胶等材料共同地形成包含量子点的混合层，这样避免了光刻胶等材料对量子点层中量子点的分散性进行限制，使得形成的量子点层中的量子点能够充分地分散且均匀地分布，从而保证了量子点色彩转换膜的高分辨率，同时，还避免了为克服量子点在光刻胶中发生团聚而需进行量子点配体改性或者优化光刻胶等材料的繁难制备工艺，降低了量子点色彩转换膜的制备工艺难度。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种量子点色彩转换膜的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种量子点色彩转换膜的制备方法流程图；

图3至图4是制备量子点色彩转换膜过程量子点色彩转换膜的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的一种显示面板的结构示意图；

图6是本发明实施例提供的还一种显示面板的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

图1是本发明实施例提供的一种量子点色彩转换膜的结构示意图，如图1所示，该量子点色彩转换膜包括：基底10；量子点粘附层20，位于基底10的一侧；量子点层30，位于量子点粘附层20远离基底10的一侧；保护层40，位于量子点层30远离基底10的一侧并覆盖量子点层30。

具体地，基底10可以是柔性的基底，也可以是刚性的基底，也可以是透明基底，例如基底10可以是玻璃基底或者聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)基底，基底10起支撑作用。

量子点粘附层20对基底10和量子点层30均具有较大的粘附力，在设置量子点层30之前在基底10上先设置一层量子点粘附层20，能够间接地增加量子点层30对基底10的附着力。

量子点层30位于量子点粘附层20远离基底10的一侧，量子点层30中有大量充分分散且均匀分布的量子点，在本实施例中，可采用胶体量子点形成量子点层30，例如在量子点粘附层20远离基底10的一侧通过旋涂的方式旋涂一层胶体量子点，继而对所旋涂的胶体量子点进行热烘处理，使胶体量子点中的溶剂蒸发，从而形成量子点层30。量子点具有优异的光致发光特性，即经光照射的量子点会发出有色光线，光线的颜色由量子点的组成材料、形状和大小决定。本实施例中，量子点的材料可以是硒化镉(CdSe)或者磷化铟(InP)；量子点的形状可以是球形或者类球型；量子点的直径可以在1纳米至10纳米之间，例如2纳米、3纳米、5纳米或6纳米；量子点层30中各量子点的直径可以相同也可以不同，当量子点层30中各量子点的直径相同时，量子点层30经光照射时只发出一种颜色的光，量子点色彩转换膜为单色量子点色彩转换膜，当量子点层30中各量子点的直径不相同时，量子点层30经光照射时发出不止一种颜色的光，多种颜色的光混合形成复色光，量子点色彩转换膜为复色量子点色彩转换膜。

保护层40覆盖量子点层30，对量子点层30起到保护作用。量子点层30位于保护层40与量子点粘附层20之间，相当于量子点层30被保护层40与量子点粘附层20包裹起来，这样，保护层40与量子点粘附层20能够防止水氧等入侵量子点层30，也能够防止其他物理、化学因素对量子点层30造成影响或损伤，保证量子点层30的出光质量，从而保证量子点色彩转换膜的光转换质量。

综上所述，本实施例在基底10上依次地形成量子点粘附层20、量子点层30以及保护层40。量子点层30单独地形成于量子点粘附层20与保护层40之间，无需将量子点分散于光刻胶等材料中形成包含量子点的混合层，避免了光刻胶等材料对量子点的分散性的进行限制，因此本实施例形成的量子点层30中的量子点能够充分地分散且均匀地分布，从而保证了量子点色彩转换膜的高分辨率。同时，还避免了为克服量子点在光刻胶中发生团聚而需进行量子点配体改性或者优化光刻胶等材料的繁难制备工艺，降低了量子点色彩转换膜的制备工艺难度。

可选地，量子点层30包括蓝光量子点、红光量子点和绿光量子点中的至少一种。

具体地，蓝光量子点、红光量子点和绿光量子点的直径各不相同。蓝光量子点经光照射后发出蓝光，红光量子点经光照射后发出红光，绿光量子点经光照射后发出绿光。当量子点层30只包括蓝光量子点时，量子点色彩转化膜经光照射后发出蓝光，当量子点层30只包括红光量子点时，量子点色彩转化膜经光照射后发出红光，当量子点层30只包括绿光量子点时，量子点色彩转化膜经光照射后发出绿光。量子点层30也可以包括蓝光量子点和绿光量子点，或者包括红光量子点和绿光量子点，或者包括红光量子点和蓝光量子点。示例性地，当量子点层30包括红光量子点和绿光量子点时，量子点色彩转化膜经光照射后发出红光和绿光的混合光，可以通过调节绿光量子点和红光量子点两者的占比，使得量子点色彩转化膜经蓝光照射后发出白光。当量子点层30包括蓝光量子点、绿光量子点以及红光量子点时，也可以通过调节蓝光量子点、绿光量子点以及红光量子点三者的占比，使得量子点色彩转化膜经光照射后发出白光。

可选地，量子点粘附层20和保护层40的厚度范围均为500纳米至4微米。

具体地，量子点粘附层20的厚度过大，使得量子点色彩转换膜的厚度过大，不利于显示面板实现轻薄化，量子点粘附层20的厚度过小时不足以增强量子点层30对基底10的附着力。设置量子点层30的厚度为500纳米至4微米，即能够增强量子点层30对基底10的附着力，又不会使得量子点色彩转换膜的厚度过大。例如，设置量子点层30的厚度为500纳米、1微米、1500纳米、2微米或者3微米等。

保护层40的厚度与量子点粘附层20的厚度可以相同也可以不相同。保护层40的厚度过大，使得量子点色彩转换膜的厚度过大，不利于显示面板实现轻薄化，保护层40的厚度过小时不能够很好地保护量子点层30。设置保护层40的厚度为500纳米至4微米，即能够实现对量子点层30的保护效果，又不会使得量子点色彩转换膜的厚度过大。例如，设置保护层40的厚度为500纳米、1微米、1500纳米、2微米或者3微米等。

可选地，量子点层30的厚度大于或等于50纳米，且小于或等于200纳米。

具体地，量子点层30的厚度过小，则量子点层30中量子点的数目过少，则量子点色彩转换膜的光转换率较低，量子点层30的厚度过大，容易造成材料浪费。设置量子点层30的厚度大于或等于50纳米，且小于或者等于200纳米，既可以保证量子点色彩转换膜的较高的光转换效率，也不会材料浪费。例如，量子点层30的厚度为80纳米、100纳米、120纳米或者150纳米。

可选地，量子点粘附层20和保护层40采用的材料包括光刻胶。

具体地，量子点粘附层20的材料可包括光刻胶，例如负性光刻胶或者反转胶。量子点粘附层20的材料包括光刻胶，一方面，光刻胶对基底10的粘附力较大，光刻胶设置于基底10上，量子点层30设置于光刻胶上，从而能够增强量子点层30对基底10附着力，另一方面，光刻胶很易在光照或者热退火处理后固化成形，从而不会影响后续的量子点层30的制备，即不会影响量子点层30中量子点的分散性，且工艺简单快速，也有利于利用光刻工艺制备量子点色彩转换膜。示例性地，量子点粘附层20包括SU8胶或者AZ5214胶等。

保护层40的材料与量子点粘附层20的材料可相同也可不同，保护层40的材料包括光刻胶，一方面，光刻胶固化后致密性较好，使得保护层40能够起到水氧阻挡的作用，防止水氧入侵量子点层30，另一方面，光刻胶固化后硬度较高，使得保护层40能够起到防止物理擦伤等作用，从而对量子点层30起到良好的保护作用。

可选地，量子点层30包括硒化镉量子点或者磷化铟量子点。

具体地，不同直径的硒化镉量子点经光照射后会发出不同颜色的光，通过调节硒化镉量子点的直径，可以得到蓝光硒化镉量子点、红光硒化镉量子点或者绿光硒化镉量子点等。不同直径的磷化铟量子点经光照射后会发出不同颜色的光，通过调节磷化铟量子点的直径，可以得到蓝光磷化铟量子点、红光磷化铟量子点或者绿光磷化铟量子点等。量子点层30可以包括相同直径的硒化镉量子点，也可以包括不同直径的硒化镉量子点，也可以包括相同直径的磷化铟量子点，也可以包括不同直径的磷化铟量子点，也可以包括相同直径的硒化镉量子点与磷化铟量子点，也可以包括不同直径的硒化镉量子点与磷化铟量子点。

本发明实施例还提供一种量子点色彩转换膜的制备方法，该量子点色彩转换膜的制备方法可以用于制备上述技术方案中的量子点色彩转换膜。图2是本发明实施例提供的一种量子点色彩转换膜的制备方法流程图，图3至图4是制备量子点色彩转换膜过程量子点色彩转换膜的结构示意图，如图2所示，该量子点色彩转换膜的制备方法包括：

S10，在基底的一侧形成量子点粘附层。

具体地，基底可以是玻璃基底，量子点粘附层的材料可包括光刻胶。可依次通过旋涂和热烘的方式在基底的一侧形成量子点粘附层，如图3所示，在基底的一侧形成量子点粘附层20。

示例性地，以SU8负性光刻胶为量子点粘附层20的材料，在基底10的一侧形成量子点粘附层20可包括如下操作：

设置旋涂仪器的转速为3000rpm，旋涂仪器的加速度为500rpm/s，旋涂时间为60秒，在基底10的一侧旋涂形成厚度为500纳米的量子点粘附层20。

旋涂完成后，对量子点粘附层20进行8分钟95℃的前烘处理，使量子点粘附层20从液体可流动状态转为固体不流动状态。这里，量子点粘附层20的固体不流动状态可理解为，在后续的量子点层30制备过程中，既不会因为液体可流动状态无法在基底10的一侧成形成膜层，也不会因为液体可流动状态无法支撑量子点层30，也不会因为液体可流动状态影响量子点层30中量子点的分散性，还不会因固化程度过强影响量子点层30对量子点粘附层20的附着。

可选地，在基底10的一侧形成量子点粘附层20之前还包括对基底10进行清洗。例如，对基底10依次进行丙酮超声清洗15分钟、酒精超声清洗15分钟以及去离子水超声清洗15分钟。可选地，在对基底10进行清洗后还包括对基底10进行表面疏水处理，以使量子粘附层能够更好地附着于基底10表面。

S11，在量子点粘附层远离基底的一侧形成量子点层30。

具体地，可利用胶体量子点在量子点粘附层远离基底的一侧形成量子点层，如图4所示，在量子点粘附层20远离基底10的一侧形成量子点层30。

可选地，在量子点粘附层20远离基底10的一侧形成量子点层30包括：在量子点粘附层20远离基底10的一侧旋涂胶体量子点；对胶体量子点进行热退火处理以形成量子点层30。

具体地，胶体量子点中的量子点分散性良好，能够充分地分散开。在量子点粘附层20远离基底10的一侧旋涂胶体量子点，能够在量子点粘附层20远离基底10的一侧形成一层均匀的量子点层30，即量子点层30中的量子点可均匀地分布于量子点粘附层20上。旋涂过程中，旋涂仪器的转速可设置为500rpm，旋涂仪器的加速度可为500rpm/s，旋涂时间为可60秒。胶体量子点旋涂完成后，对胶体量子点进行热退火处理，以将胶体量子点中的溶剂蒸发，从而形成量子点层30。热退火处理时退火温度可为100℃。退火时间可为60秒。另外，在上述设置参数下，能够在量子点粘附层20远离基底10的一侧形成一层厚度为100纳米的量子点层30。

可选地，胶体量子点包括量子点和溶剂；溶剂包括正辛烷、正己烷、氯仿、甲苯或者乙醇。具体地，以正辛烷为溶剂的胶体量子点中的量子分散性良好，且在后续热退火处理中，正辛烷溶剂较易蒸发，且不影响量子点在量子点粘附层20上的均匀分布，从而保证高分辨率的量子点色彩转换膜。除了以正辛烷为溶剂之外，还可以是以正己烷为溶剂，或者是以氯仿为溶剂，或者是以甲苯为溶剂，或者是以乙醇为溶剂。

S12，在量子点层远离基底的一侧形成保护层，保护层覆盖量子点层。

具体地，保护层的材料可包括光刻胶。可依次通过旋涂和热烘的方式在量子点层远离基底的一侧形成保护层，参考图1，在量子点层30远离基底10的一侧形成保护层40。

示例性地，以SU8负性光刻胶为保护层40的材料，在量子点层30远离基底10的一侧形成保护层40可包括如下操作：

设置旋涂仪器的转速为3000rpm，旋涂仪器的加速度为500rpm/s，旋涂时间为60秒，在基底10的一侧旋涂形成厚度为500纳米的保护层40。

旋涂完成后，对保护层40进行3分钟150℃的后烘，以使保护层40以及量子点粘附层20完全固化，参考图1，多层图形化的量子点色彩转换膜制备完成。

另外，本发明实施例提供的量子点色彩转换膜的制备方法与上述技术方案中的量子点色彩转换膜属于相同的发明构思，因而能够实现与上述技术方案中的量子点色彩转换膜相同的有益效果，此处不再赘述。

本发明实施例还提供了一种显示面板，图5是本发明实施例提供的一种显示面板的结构示意图，图6是本发明实施例提供的另一种显示面板的结构示意图，如图5所示，本实施例提供的显示面板包括光源背板100和多个设置于光源背板100一侧的如上述技术方案所述的量子点色彩转换膜；

其中，量子点色彩转换膜包括第一颜色量子点色彩转换膜B和第二颜色量子点色彩转换膜C，第一颜色量子点色彩转换膜B的量子点层31包括第一颜色量子点，第二颜色量子点色彩转换膜C的量子点层32包括第二颜色量子点；第一颜色量子点色彩转换膜B和第二颜色量子点色彩转换膜C同层设置。

具体地，在显示面板制作的过程中，可以在光源背板上直接依次地设置基底、量子点粘附层、量子点层以及保护层，即将量子点色彩转换膜中的基底直接粘接在光源背板上，也可以在光源背板上直接依次地形成量子点粘附层、量子点层以及保护层，即将光源背板复用为量子点色彩转换膜中的基底，图5和图6中，示例性地示意出光源背板复用为量子点色彩转换膜中的基底，光源背板例如是发出白光或者蓝光等的光源背板。

第一颜色量子点色彩转换膜B和第二颜色量子点色彩转换膜C均可通过上述技术方案中的量子点色彩转换膜制备方法制备而成。例如，如图6所示，在制作完保护层后，可依次地在保护层远离基底的一侧进行150mj的曝光、3分钟95℃的曝光后烘、PEGMA显影液显影、IPA冲洗液冲洗以及氮气吹干，以图形化地形成如图6所示的第一颜色量子点色彩转换膜B。制作完第一颜色量子点色彩转换膜B后，接着在基底上依次地形成量子点粘附层、包括第二颜色量子点的量子点层以及保护层，再次依次地在保护层远离基底的一侧进行150mj的曝光、3分钟95℃的曝光后烘、PEGMA显影液显影、IPA冲洗液冲洗以及氮气吹干，以图形化地形成如图5所示的第二颜色量子点色彩转换膜C。

光源背板发出的光经过第一颜色量子点色彩转换膜B时，第一颜色量子点色彩转换膜B可将光源背板发出的光转换为对应第一颜色量子点的颜色的光，光源背板发出的光经过第二颜色量子点色彩转换膜C时，第二颜色量子点色彩转换膜C可将光源背板发出的光转换为对应第二颜色量子点的颜色的光。示例性地，第一颜色量子点是红光量子点，第二颜色量子点是绿光量子点，当光源背板发出的光为蓝光时，第一颜色量子点色彩转换膜B可将光源背板发出的蓝光转换为红光，第二颜色量子点色彩转换膜C可将光源背板发出的蓝光转换为绿光，从而在显示面板的显示侧实现广色域全彩显示。另外，本发明实施例提供的显示面板与上述技术方案中的量子点色彩转换膜属于相同的发明构思，因而能够实现与上述技术方案中的量子点色彩转换膜相同的有益效果，此处不再赘述。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种量子点色彩转换膜，其特征在于，包括：

基底；

量子点粘附层，位于所述基底的一侧；

量子点层，位于所述量子点粘附层远离所述基底的一侧；

保护层，位于所述量子点层远离所述基底的一侧并覆盖所述量子点层。

2.根据权利要求1所述的量子点色彩转换膜，其特征在于，

所述量子点层包括蓝光量子点、红光量子点和绿光量子点中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的量子点色彩转换膜，其特征在于，

所述量子点粘附层和所述保护层的厚度范围均为500纳米至4微米。

4.根据权利要求1或3所述的量子点色彩转换膜，其特征在于，

所述量子点层的厚度大于或等于50纳米，且小于或等于200纳米。

5.根据权利要求1所述的量子点色彩转换膜，其特征在于，

所述量子点粘附层和保护层采用的材料包括光刻胶。

6.根据权利要求1所述的量子点色彩转换膜，其特征在于，

所述量子点层包括硒化镉量子点或者磷化铟量子点。

7.一种量子点色彩转换膜的制备方法，其特征在于，包括：

在基底的一侧形成量子点粘附层；

在所述量子点粘附层远离所述基底的一侧形成量子点层；

在所述量子点层远离所述基底的一侧形成保护层，所述保护层覆盖所述量子点层。

8.根据权利要求7所述的量子点色彩转换膜的制备方法，其特征在于，

在所述量子点粘附层远离所述基底的一侧形成量子点层包括：

在所述量子点粘附层远离所述基底的一侧旋涂胶体量子点；

对所述胶体量子点进行热退火处理以形成所述量子点层。

9.根据权利要求8所述的量子点色彩转换膜的制备方法，其特征在于，

所述胶体量子点包括量子点和溶剂；所述溶剂包括正辛烷、正己烷、氯仿、甲苯或者乙醇。

10.一种显示面板，其特征在于，包括：

光源背板和多个设置于所述光源背板一侧的如权利要求1所述的量子点色彩转换膜；

其中，所述量子点色彩转换膜包括第一颜色量子点色彩转换膜和第二颜色量子点色彩转换膜，所述第一颜色量子点色彩转换膜的量子点层包括第一颜色量子点，所述第二颜色量子点色彩转换膜的量子点层包括第二颜色量子点；所述第一颜色量子点色彩转换膜和所述第二颜色量子点色彩转换膜同层设置。

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