CN112510076A - 一种量子点显示装置及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种量子点显示装置及其应用，所述量子点显示装置包括依次层叠设置的驱动电路、紫外光背光源与量子点沉积层；所述驱动电路用于控制所述紫外光背光源的开闭及亮度调节；所述量子点沉积层包括量子点沉积基板、均匀设置于量子点沉积基板上的至少2个显示组件以及设置于相邻2个显示组件之间的像素挡板；所述紫外光背光源为所述显示组件提供激发紫外光；所述显示组件由至少3个像素单元组成；所述像素单元包括至少1个红光量子点沉积单元、至少1个绿光量子点沉积单元与至少1个蓝光量子点沉积单元。本发明提供的量子点显示装置可实现像素级量子点排布，且制备工艺简单，产品合格率高，制造成本低，产品可靠性好。
Description
技术领域
本发明属于显示技术领域，涉及一种显示装置，尤其涉及一种量子点显示装置及其应用。
背景技术
量子点(Quantum Dot,QD)材料的粒径一般介于1-10nm之间，由于电子和空穴被量子限域，连续的能带结构变成分立能级结构，因此发光光谱非常窄(20-30nm)，色纯度高，显示色域广，可大幅超过NTSC的色域范围(>100％)；同时通过彩色滤光片光吸收损耗小，可实现低功耗显示。作为新一代的发光材料，量子点由于其特殊的性能，在LED显示应用中正逐渐崭露头角。量子点材料通过吸收部分波段的蓝光，激发出部分波段的绿光及红光，能够有效提高显示屏幕的色域，满足高品质显示应用的需求。
量子点彩膜是显示器件实现超高色域全彩显示的关键部件，现有技术是将量子点分散在光刻胶中，再通过光固化和蚀刻等方式，在基材特定区域上实现量子点光转换材料涂布。但该方案工艺过程复杂，生产成本高，对设备能力和精度要求很高，且难以实现像素级量子点排布。
CN 109988573A公开了一种复合量子点、量子点固态膜及其应用，所述复合量子点具有电负性特征，可以采用电沉积的方法沉积制备量子点固态膜，能够有效提高显示器件的发光强度和稳定性。然而所述量子点固态膜并非像素级彩膜，从而限制了显示器件成像品质的进一步提升。
CN 105388660A公开了一种COA型阵列基板的制备方法，所述制备方法可实现量子点的零浪费，且与现有的彩色滤光膜的制备方法相比，无需使用高温工序，有效提高了量子点利用率，同时能够节省两到三次光刻工艺，从而降低成本、保护环境；且得到的量子点彩膜通过化学键与电极层连接，具有较高的连接强度，避免了光刻胶与基板连接强度不够导致剥落等不良现象的产生。
CN 104576961A公开了一种基于量子点的OLED白光器件及其制作方法，所述白光器件由基板、蓝光OLED器件、量子点层以及薄膜封装层构成，蓝光OLED器件发射的蓝光激发量子点层中的量子点，从量子点层中出射的光是蓝光OLED发射的光与量子点发射的光合成的白光。由于所述制作方法是采用旋涂法形成量子点薄膜，且需要保证所述量子点薄膜的厚度为2-3层单量子点的厚度，对设备能力和精度要求比较高，从而导致生产成本昂贵。
CN 207250571U公开了一种量子点OLED显示器，所述显示器通过在ITO玻璃出光面设置量子点层，利用量子点光致发光的特性，将有机发光层发出的红光转换为蓝光，将有机发光层发出的蓝光转换为红光或绿光，实现OLED的转色，蓝光OLED的寿命和红光OLED的效率都得到提高，同时，量子点层发出的光，其光谱更窄，使各种单色OLED的色彩更加饱和，产品性能明显提高，具有极强的竞争优势。由于所述量子点层是采用量子点油墨通过喷墨打印的方式制作形成，且需要保证量子点层的厚度为30-100nm，同样存在对设备能力和精度要求高的缺陷，从而限制了产品的大规模生产。
由此可见，如何简化量子点彩膜生产工艺并降低其生产成本，同时实现像素级量子点排布，从而提升显示装置的成像品质，成为目前迫切需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种量子点显示装置及其应用，所述量子点显示装置实现了像素级量子点排布，提高了成像品质，并且简化了量子点彩膜的生产工艺，降低了生产成本。
为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种量子点显示装置，所述量子点显示装置包括依次层叠设置的驱动电路、紫外光背光源与量子点沉积层。
所述驱动电路用于控制所述紫外光背光源的开闭及亮度调节。
所述量子点沉积层包括量子点沉积基板、均匀设置于量子点沉积基板上的至少2个显示组件以及设置于相邻2个显示组件之间的像素挡板。
所述紫外光背光源为所述显示组件提供激发紫外光。
所述显示组件由至少3个像素单元组成。
所述像素单元包括至少1个红光量子点沉积单元、至少1个绿光量子点沉积单元与至少1个蓝光量子点沉积单元。
本发明中，所述紫外光背光源上的发光像素点可发射出峰值波长为230-400nm的紫外光，进而激发所述红光量子点沉积单元、绿光量子点沉积单元和蓝光量子点沉积单元。激发后的红光量子点沉积单元可发射出峰值波长为600-660nm的红光，激发后的绿光量子点沉积单元可发射出峰值波长为510-550nm的绿光，激发后的蓝光量子点沉积单元可发射出峰值波长为420-480nm的蓝光，从而实现红光、绿光与蓝光的复合彩色显示。
优选地，所述紫外光背光源为均匀分布的至少2个正方形点光源。
本发明中，所述正方形点光源与所述像素单元一一对应，具体是指每一个所述像素单元如红光量子点沉积单元、绿光量子点沉积单元与蓝光量子点沉积单元的位置在所述紫外光背光源的对应区域均有一个正方形点光源为其提供激发紫外光。
优选地，所述正方形点光源的边长为1-50μm，例如可以是1μm、5μm、10μm、15μm、20μm、25μm、30μm、35μm、40μm、45μm或50μm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述像素挡板由不透光材料制成。
本发明中，所述像素挡板可防止不同显示组件所发出的光线互相干扰，从而保证高清显示器件的实际分辨率不受影响，提供高品质的显示画质。
优选地，所述不透光材料是将黑色颗粒分散于树脂类材料中形成的复合材料。
优选地，所述黑色颗粒包括无机非金属材料和/或金属氧化物材料。
本发明中，所述无机非金属材料为炭粉，所述金属氧化物材料为四氧化三铁。
优选地，所述黑色颗粒的粒径为5-100nm，例如可以是5nm、10nm、20nm、30nm、40nm、50nm、60nm、70nm、80nm、90nm或100nm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，所述黑色颗粒占据所述树脂类材料的体积分数为5-50％，例如可以是5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％或50％，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述树脂类材料包括聚甲醛树脂、聚酰胺树脂或聚苯醚树脂中的任意一种或至少两种的组合，典型但非限制性的组合包括聚甲醛树脂与聚酰胺树脂的组合，聚酰胺树脂与聚苯醚树脂的组合，聚甲醛树脂与聚苯醚树脂的组合，或聚甲醛树脂、聚酰胺树脂与聚苯醚树脂的组合。
优选地，所述显示组件由3个像素单元组成。
优选地，所述3个像素单元分别是依次相邻排布的红光量子点沉积单元、绿光量子点沉积单元与蓝光量子点沉积单元。
本发明中，所述显示组件可发射出不同强度的红光、绿光与蓝光，三原色的搭配便可实现每一个显示组件的彩色显示。且所述显示组件中的三种像素单元分开独立排布，红光、绿光与蓝光分别独立出射，因此可取消滤光片，从而提升光通过率和光效，降低了显示装置的整体功耗。
优选地，所述像素单元为像素条。
优选地，所述像素条的宽度为1-45μm，例如可以是1μm、5μm、10μm、15μm、20μm、25μm、30μm、35μm、40μm或45μm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述红光量子点沉积单元包括层叠设置的ITO薄膜和红光量子点材料，所述ITO薄膜与所述量子点沉积基板相连。
优选地，所述绿光量子点沉积单元包括层叠设置的ITO薄膜和绿光量子点材料，所述ITO薄膜与所述量子点沉积基板相连。
优选地，所述蓝光量子点沉积单元包括层叠设置的ITO薄膜和蓝光量子点材料，所述ITO薄膜与所述量子点沉积基板相连。
优选地，所述红光量子点材料、绿光量子点材料与蓝光量子点材料均为AXMYEZ体系材料。
所述A元素为Ba、Ag、Na、Fe、In、Cd、Zn、Ga、Mg、Pb或Cs中的任意一种或至少两种的组合，典型但非限制性的组合包括Ba与Ag的组合，Na与Fe的组合，In与Cd的组合，Zn与Ga的组合，Mg与Pb的组合，Cs、Ba与Ag的组合，Na、Fe与In的组合，Cd、Zn与Ga的组合，Mg、Pb与Cs的组合，Ba、Ag、Na与Fe的组合，In、Cd、Zn与Ga的组合，或Mg、Pb、Cs与Ba的组合。
所述M元素为S、Cl、O、As、N、P、Se、Te、Ti、Zr或Pb中的任意一种或至少两种的组合，典型但非限制性的组合包括S与Cl的组合，O与As的组合，N与P的组合，Se与Te的组合，Ti与Zr的组合，Pb、S与Cl的组合，O、As与N的组合，P、Se与Te的组合，Ti、Zr与Pb的组合，S、Cl、O与As的组合，N、P、Se与Te的组合，或Ti、Zr、Pb与S的组合。
所述E元素为S、As、Se、O、Cl、Br或I中的任意一种或至少两种的组合，典型但非限制性的组合包括S与As的组合，Se与O的组合，Cl与Br的组合，I与S的组合，As、Se与O的组合，Cl、Br与I的组合，S、As、Se与O的组合，O、Cl、Br与I的组合，或As、Se、O、Cl与Br的组合。
X为0.3-2.0，例如可以是0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9或2.0，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
Y为0.5-3.0，例如可以是0.5、0.7、0.9、1.0、1.1、1.3、1.5、1.7、1.9、2.0、2.1、2.3、2.5、2.7、2.9或3.0，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
Z为0-4.0，例如可以是0、0.25、0.5、0.75、1.0、1.25、1.5、1.75、2.0、2.25、2.5、2.75、3.0、3.25、3.5、3.75或4.0，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，所述红光量子点材料的粒径为7-12nm，例如可以是7nm、7.5nm、8nm、8.5nm、9nm、9.5nm、10nm、10.5nm、11nm、11.5nm或12nm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，所述绿光量子点材料的粒径为3-7nm，例如可以是3nm、3.5nm、4nm、4.5nm、5nm、5.5nm、6nm、6.5nm或7nm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，所述蓝光量子点材料的粒径为1-3nm，例如可以是1nm、1.2nm、1.4nm、1.6nm、1.8nm、2nm、2.2nm、2.4nm、2.6nm、2.8nm或3nm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，所述红光量子点材料、所述绿光量子点材料与所述蓝光量子点材料的粒径大小决定了各自在紫外光激发下的发射光谱，即量子点被激发之后所发射出光的颜色在量子点材料确定的情况下由所述量子点的尺寸来决定。
优选的，所述量子点沉积层为采用如下方法制备得到的量子点沉积层，所述方法包括：
(1)分别制备红光量子点电沉积溶液、绿光量子点电沉积溶液与蓝光量子点电沉积溶液；
(2)将量子点沉积基板依次浸入步骤(1)得到的红光量子点电沉积溶液、绿光量子点电沉积溶液与蓝光量子点电沉积溶液，每一步浸入过程中均伴随着电沉积反应。
本发明中，步骤(1)所述红光量子点电沉积溶液中的红光量子点材料、所述绿光量子点电沉积溶液中的绿光量子点材料与所述蓝光量子点电沉积溶液中的蓝光量子点材料均带有表面电荷，所述表面电荷的电性由各自量子点电沉积溶液中的量子点表面改性处理所决定，所述改性处理为将量子点表面键合含离子键的有机盐类物质，所述有机盐类物质溶解后易得失电子形成带电离子，例如可以是脂肪酸盐、硫酸酯盐、磷酸酯盐、脂肪胺盐、乙醇胺盐或聚乙烯多铵盐中的任意一种或至少两种的组合，典型但非限制性的组合包括脂肪酸盐与硫酸酯盐的组合，硫酸酯盐与磷酸酯盐的组合，磷酸酯盐与脂肪胺盐的组合，脂肪胺盐与乙醇胺盐的组合，乙醇胺盐与聚乙烯多铵盐的组合，脂肪酸盐、硫酸酯盐与磷酸酯盐的组合，硫酸酯盐、磷酸酯盐与脂肪胺盐的组合，磷酸酯盐、脂肪胺盐与乙醇胺盐的组合，或脂肪胺盐、乙醇胺盐与聚乙烯多铵盐的组合。
本发明中，步骤(2)所述电沉积反应可实现量子点材料的像素级涂布，提升显示分辨率，并且工艺简单，制造成本低，从而可实现批量化生产。
优选地，步骤(1)所述红光量子点电沉积溶液中的红光量子点材料浓度为0.05-0.5mol/L，例如可以是0.05mol/L、0.1mol/L、0.15mol/L、0.2mol/L、0.25mol/L、0.3mol/L、0.35mol/L、0.4mol/L、0.45mol/L或0.5mol/L，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(1)所述绿光量子点电沉积溶液中的红光量子点材料浓度为：0.1-0.8mol/L，例如可以是0.1mol/L、0.2mol/L、0.3mol/L、0.4mol/L、0.5mol/L、0.6mol/L、0.7mol/L或0.8mol/L，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(1)所述蓝光量子点电沉积溶液中的蓝光量子点材料浓度为0.05-0.5mol/L，例如可以是0.05mol/L、0.1mol/L、0.15mol/L、0.2mol/L、0.25mol/L、0.3mol/L、0.35mol/L、0.4mol/L、0.45mol/L或0.5mol/L，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，步骤(2)所述电沉积反应的电压为1-12V，例如可以是1V、2V、3V、4V、5V、6V、7V、8V、9V、10V、11V或12V，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，步骤(2)所述电沉积反应的电流密度为1-75A/dm2，例如可以是1A/dm2、5A/dm2、10A/dm2、15A/dm2、20A/dm2、25A/dm2、30A/dm2、35A/dm2、40A/dm2、45A/dm2、50A/dm2、55A/dm2、60A/dm2、65A/dm2、70A/dm2或75A/dm2，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，步骤(2)所述电沉积反应的时间为1-35min，例如可以是1min、5min、10min、15min、20min、25min、30min或35min，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
第二方面，本发明提供一种如第一方面所述的量子点显示装置的应用，其特征在于，所述应用包括将所述量子点显示装置用于OLED显示、LCD显示、Micro-LED显示或Mini-LED显示。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明提供的量子点显示装置，通过紫外光背光源激发量子点沉积层中的红光量子点沉积单元、绿光量子点沉积单元与蓝光量子点沉积单元分别独立地发射出红光、绿光与蓝光，三原色复合实现了彩色显示；
(2)本发明所述量子点沉积层中的红光量子点沉积单元、绿光量子点沉积单元与蓝光量子点沉积单元均为像素级尺寸，显示分辨率高，且三种像素单元分开独立排布，红光、绿光与蓝光分别独立出射，因此可取消滤光片，从而提升了光通过率和光效，降低了显示器件的整体功耗；
(3)本发明采用电沉积反应制备所述量子点沉积层，实现了量子点发光材料的像素级涂布，并且工艺简单，制造成本低，可以实现批量化生产；
(4)本发明提供的量子点显示装置可用于OLED显示、LCD显示、Micro-LED显示或Mini-LED显示等多种显示器件，应用兼容性好。
附图说明
图1是实施例1提供的量子点显示装置的结构示意图；
图2是实施例1提供的量子点显示装置的截面示意图；
图3是实施例1与对比例1提供的量子点显示装置的色域范围图；
图4是实施例1提供的量子点显示装置的显示光谱图。
其中：10-量子点沉积基板；101-红光量子点沉积单元；102-绿光量子点沉积单元；103-蓝光量子点沉积单元；104-像素挡板；20-驱动电路；30-紫外光背光源。
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
本实施例提供一种如图1所示的量子点显示装置，所述量子点显示装置包括依次层叠设置的驱动电路20、紫外光背光源30与量子点沉积层；所述量子点沉积层包括量子点沉积基板10、均匀设置于量子点沉积基板10上的由红光量子点沉积单元101、绿光量子点沉积单元102与蓝光量子点沉积单元103这3个像素单元构成的显示组件以及设置于相邻2个显示组件之间的像素挡板104。
如图2所示，所述驱动电路20用于控制所述紫外光背光源30的开闭及亮度调节；所述紫外光背光源30为边长25μm的正方形点光源，且所述正方形点光源为所述红光量子点沉积单元101、绿光量子点沉积单元102与蓝光量子点沉积单元103这3种像素单元提供激发紫外光，所述3种像素单元均为宽度23μm的像素条。
本实施例中，所述像素挡板104是由粒径为50nm的炭粉分散于100P牌号的聚甲醛树脂中形成的复合材料制成的，所述炭粉在100P聚甲醛树脂中占据的体积分数为25％；所述红光量子点沉积单元101包括层叠设置的ITO薄膜和粒径为9.5nm的红光量子点材料CdSe，所述ITO薄膜与所述量子点沉积基板10相连；所述绿光量子点沉积单元102包括层叠设置的ITO薄膜和粒径为5nm的绿光量子点材料CdSe，所述ITO薄膜与所述量子点沉积基板10相连；所述蓝光量子点沉积单元103包括层叠设置的ITO薄膜和粒径为2nm的蓝光量子点材料CdSe，所述ITO薄膜与所述量子点沉积基板10相连。
本实施例中，所述量子点沉积层采用如下方法制备得到，所述方法包括：
(1)分别制备红光量子点材料CdSe浓度为0.28mol/L的红光量子点电沉积溶液、绿光量子点材料CdSe浓度为0.45mol/L的绿光量子点电沉积溶液与蓝光量子点材料CdSe浓度为0.28mol/L的蓝光量子点电沉积溶液，三种溶液中的量子点材料表面均键合油酸根正离子，使得量子点材料均带有表面正电荷；
(2)将量子点沉积基板依次浸入步骤(1)得到的红光量子点电沉积溶液、绿光量子点电沉积溶液与蓝光量子点电沉积溶液，每一步浸入过程中均伴随着电压为6V，电流密度为38A/dm2，且时间为18min的电沉积反应。
本实施例提供的量子点显示装置的色域范围约为124％NTSC，大幅超过常规显示器的72％NTSC色域范围(见图3)；并且本实施例提供的显示装置发射出的红、绿、蓝光光谱狭窄，相互之间没有重叠，色纯度高，明显优于常规的LED背光源与LCD显示器(见图4)。
本实施例提供的量子点显示装置，通过紫外光背光源30激发量子点沉积层中的红光量子点沉积单元101、绿光量子点沉积单元102与蓝光量子点沉积单元103分别独立地发射出红光、绿光与蓝光，三原色复合实现了彩色显示；本发明所述量子点沉积层中的红光量子点沉积单元101、绿光量子点沉积单元102与蓝光量子点沉积单元103均为像素级尺寸，显示分辨率高，且三种像素单元分开独立排布，红光、绿光与蓝光分别独立出射，因此可取消滤光片，从而提升了光通过率和光效，降低了显示器件的整体功耗；本发明采用电沉积反应制备所述量子点沉积层，实现了量子点发光材料的像素级涂布，并且工艺简单，制造成本低，可以实现批量化生产；本发明提供的量子点显示装置可用于OLED显示、LCD显示、Micro-LED显示或Mini-LED显示等多种显示器件，应用兼容性好。
实施例2
本实施例提供一种量子点显示装置，所述量子点显示装置包括依次层叠设置的驱动电路、紫外光背光源与量子点沉积层；所述量子点沉积层包括量子点沉积基板、均匀设置于量子点沉积基板上的由红光量子点沉积单元、绿光量子点沉积单元与蓝光量子点沉积单元这3个像素单元构成的显示组件以及设置于相邻2个显示组件之间的像素挡板。
本实施例中，所述驱动电路用于控制所述紫外光背光源的开闭及亮度调节；所述紫外光背光源为边长37.5μm的正方形点光源，且所述正方形点光源为所述红光量子点沉积单元、绿光量子点沉积单元与蓝光量子点沉积单元这3种像素单元提供激发紫外光，所述3种像素单元均为宽度34μm的像素条。
本实施例中，所述像素挡板是由粒径为75nm的四氧化三铁颗粒分散于PA6牌号的聚酰胺树脂中形成的复合材料制成的，所述四氧化三铁颗粒在PA6聚酰胺树脂中占据的体积分数为38％；所述红光量子点沉积单元包括层叠设置的ITO薄膜和粒径为10.75nm的红光量子点材料CsPbBr3，所述ITO薄膜与所述量子点沉积基板相连；所述绿光量子点沉积单元包括层叠设置的ITO薄膜和粒径为6nm的绿光量子点材料CsPbBr3，所述ITO薄膜与所述量子点沉积基板相连；所述蓝光量子点沉积单元包括层叠设置的ITO薄膜和粒径为2.5nm的蓝光量子点材料CsPbBr3，所述ITO薄膜与所述量子点沉积基板相连。
本实施例中，所述量子点沉积层采用如下方法制备得到，所述方法包括：
(1)分别制备红光量子点材料CsPbBr3浓度为0.39mol/L的红光量子点电沉积溶液、绿光量子点材料CsPbBr3浓度为0.63mol/L的绿光量子点电沉积溶液与蓝光量子点材料CsPbBr3浓度为0.39mol/L的蓝光量子点电沉积溶液，三种溶液中的量子点材料表面均键合十二烷基硫酸根正离子，使得量子点材料均带有表面正电荷；
(2)将量子点沉积基板依次浸入步骤(1)得到的红光量子点电沉积溶液、绿光量子点电沉积溶液与蓝光量子点电沉积溶液，每一步浸入过程中均伴随着电压为9V，电流密度为57A/dm2，且时间为9min的电沉积反应。
本实施例提供的量子点显示装置的色域范围与显示光谱与实施例1基本相同，故在此不做赘述。
本实施例提供的量子点显示装置，通过紫外光背光源激发量子点沉积层中的红光量子点沉积单元、绿光量子点沉积单元与蓝光量子点沉积单元分别独立地发射出红光、绿光与蓝光，三原色复合实现了彩色显示；本发明所述量子点沉积层中的红光量子点沉积单元、绿光量子点沉积单元与蓝光量子点沉积单元均为像素级尺寸，显示分辨率高，且三种像素单元分开独立排布，红光、绿光与蓝光分别独立出射，因此可取消滤光片，从而提升了光通过率和光效，降低了显示器件的整体功耗；本发明采用电沉积反应制备所述量子点沉积层，实现了量子点发光材料的像素级涂布，并且工艺简单，制造成本低，可以实现批量化生产；本发明提供的量子点显示装置可用于OLED显示、LCD显示、Micro-LED显示或Mini-LED显示等多种显示器件，应用兼容性好。
实施例3
本实施例提供一种量子点显示装置，所述量子点显示装置包括依次层叠设置的驱动电路、紫外光背光源与量子点沉积层；所述量子点沉积层包括量子点沉积基板、均匀设置于量子点沉积基板上的由红光量子点沉积单元、绿光量子点沉积单元与蓝光量子点沉积单元这3个像素单元构成的显示组件以及设置于相邻2个显示组件之间的像素挡板。
本实施例中，所述驱动电路用于控制所述紫外光背光源的开闭及亮度调节；所述紫外光背光源为边长13μm的正方形点光源，且所述正方形点光源为所述红光量子点沉积单元、绿光量子点沉积单元与蓝光量子点沉积单元这3种像素单元提供激发紫外光，所述3种像素单元均为宽度12μm的像素条。
本实施例中，所述像素挡板是由粒径为25nm的炭粉分散于500H牌号的聚苯醚树脂中形成的复合材料制成的，所述炭粉在500H聚苯醚树脂中占据的体积分数为15％；所述红光量子点沉积单元包括层叠设置的ITO薄膜和粒径为8.25nm的红光量子点材料CuInS2，所述ITO薄膜与所述量子点沉积基板相连；所述绿光量子点沉积单元包括层叠设置的ITO薄膜和粒径为4nm的绿光量子点材料CuInS2，所述ITO薄膜与所述量子点沉积基板相连；所述蓝光量子点沉积单元包括层叠设置的ITO薄膜和粒径为1.5nm的蓝光量子点材料CuInS2，所述ITO薄膜与所述量子点沉积基板相连。
本实施例中，所述量子点沉积层采用如下方法制备得到，所述方法包括：
(1)分别制备红光量子点材料CuInS2浓度为0.17mol/L的红光量子点电沉积溶液、绿光量子点材料CuInS2浓度为0.28mol/L的绿光量子点电沉积溶液与蓝光量子点材料CuInS2浓度为0.17mol/L的蓝光量子点电沉积溶液，三种溶液中的量子点材料表面均键合十二烷基磷酸根正离子，使得量子点材料均带有表面正电荷；
(2)将量子点沉积基板依次浸入步骤(1)得到的红光量子点电沉积溶液、绿光量子点电沉积溶液与蓝光量子点电沉积溶液，每一步浸入过程中均伴随着电压为3V，电流密度为19A/dm2，且时间为27min的电沉积反应。
本实施例提供的量子点显示装置的色域范围与显示光谱与实施例1基本相同，故在此不做赘述。
本实施例提供的量子点显示装置，通过紫外光背光源激发量子点沉积层中的红光量子点沉积单元、绿光量子点沉积单元与蓝光量子点沉积单元分别独立地发射出红光、绿光与蓝光，三原色复合实现了彩色显示；本发明所述量子点沉积层中的红光量子点沉积单元、绿光量子点沉积单元与蓝光量子点沉积单元均为像素级尺寸，显示分辨率高，且三种像素单元分开独立排布，红光、绿光与蓝光分别独立出射，因此可取消滤光片，从而提升了光通过率和光效，降低了显示器件的整体功耗；本发明采用电沉积反应制备所述量子点沉积层，实现了量子点发光材料的像素级涂布，并且工艺简单，制造成本低，可以实现批量化生产；本发明提供的量子点显示装置可用于OLED显示、LCD显示、Micro-LED显示或Mini-LED显示等多种显示器件，应用兼容性好。
实施例4
本实施例提供一种量子点显示装置，所述量子点显示装置包括依次层叠设置的驱动电路、紫外光背光源与量子点沉积层；所述量子点沉积层包括量子点沉积基板、均匀设置于量子点沉积基板上的由红光量子点沉积单元、绿光量子点沉积单元与蓝光量子点沉积单元这3个像素单元构成的显示组件以及设置于相邻2个显示组件之间的像素挡板。
本实施例中，所述驱动电路用于控制所述紫外光背光源的开闭及亮度调节；所述紫外光背光源为边长1μm的正方形点光源，且所述正方形点光源为所述红光量子点沉积单元、绿光量子点沉积单元与蓝光量子点沉积单元这3种像素单元提供激发紫外光，所述3种像素单元均为宽度1μm的像素条。
本实施例中，所述像素挡板是由粒径为5nm的炭粉与粒径为5nm的四氧化三铁颗粒分别分散于100P牌号的聚甲醛树脂中形成的复合材料制成的，所述炭粉在100P聚甲醛树脂中占据的体积分数为5％，所述四氧化三铁颗粒在聚甲醛树脂中占据的体积分数为5％；所述红光量子点沉积单元包括层叠设置的ITO薄膜和粒径为12nm的红光量子点材料AgInSe2，所述ITO薄膜与所述量子点沉积基板相连；所述绿光量子点沉积单元包括层叠设置的ITO薄膜和粒径为7nm的绿光量子点材料AgInSe2，所述ITO薄膜与所述量子点沉积基板相连；所述蓝光量子点沉积单元包括层叠设置的ITO薄膜和粒径为3nm的蓝光量子点材料AgInSe2，所述ITO薄膜与所述量子点沉积基板相连。
本实施例中，所述量子点沉积层采用如下方法制备得到，所述方法包括：
(1)分别制备红光量子点材料AgInSe2浓度为0.5mol/L的红光量子点电沉积溶液、绿光量子点材料AgInSe2浓度为0.8mol/L的绿光量子点电沉积溶液与蓝光量子点材料AgInSe2浓度为0.5mol/L的蓝光量子点电沉积溶液，三种溶液中的量子点材料表面均键合十二烷基三甲基季铵离子，使得量子点材料均带有表面正电荷；
(2)将量子点沉积基板依次浸入步骤(1)得到的红光量子点电沉积溶液、绿光量子点电沉积溶液与蓝光量子点电沉积溶液，每一步浸入过程中均伴随着电压为12V，电流密度为75A/dm2，且时间为1min的电沉积反应。
本实施例提供的量子点显示装置的色域范围与显示光谱与实施例1基本相同，故在此不做赘述。
本实施例提供的量子点显示装置，通过紫外光背光源激发量子点沉积层中的红光量子点沉积单元、绿光量子点沉积单元与蓝光量子点沉积单元分别独立地发射出红光、绿光与蓝光，三原色复合实现了彩色显示；本发明所述量子点沉积层中的红光量子点沉积单元、绿光量子点沉积单元与蓝光量子点沉积单元均为像素级尺寸，显示分辨率高，且三种像素单元分开独立排布，红光、绿光与蓝光分别独立出射，因此可取消滤光片，从而提升了光通过率和光效，降低了显示器件的整体功耗；本发明采用电沉积反应制备所述量子点沉积层，实现了量子点发光材料的像素级涂布，并且工艺简单，制造成本低，可以实现批量化生产；本发明提供的量子点显示装置可用于OLED显示、LCD显示、Micro-LED显示或Mini-LED显示等多种显示器件，应用兼容性好。
实施例5
本实施例提供一种量子点显示装置，所述量子点显示装置包括依次层叠设置的驱动电路、紫外光背光源与量子点沉积层；所述量子点沉积层包括量子点沉积基板、均匀设置于量子点沉积基板上的由红光量子点沉积单元、绿光量子点沉积单元与蓝光量子点沉积单元这3个像素单元构成的显示组件以及设置于相邻2个显示组件之间的像素挡板。
本实施例中，所述驱动电路用于控制所述紫外光背光源的开闭及亮度调节；所述紫外光背光源为边长50μm的正方形点光源，且所述正方形点光源为所述红光量子点沉积单元、绿光量子点沉积单元与蓝光量子点沉积单元这3种像素单元提供激发紫外光，所述3种像素单元均为宽度45μm的像素条。
本实施例中，所述像素挡板是由粒径为100nm的炭粉分散于100P聚甲醛树脂与PA6聚酰胺树脂混合材料中形成的复合材料制成的，所述炭粉在100P聚甲醛树脂与PA6聚酰胺树脂混合材料中占据的体积分数为50％；所述红光量子点沉积单元包括层叠设置的ITO薄膜和粒径为7nm的红光量子点材料CsPbI3，所述ITO薄膜与所述量子点沉积基板相连；所述绿光量子点沉积单元包括层叠设置的ITO薄膜和粒径为3nm的绿光量子点材料CsPbI3，所述ITO薄膜与所述量子点沉积基板相连；所述蓝光量子点沉积单元包括层叠设置的ITO薄膜和粒径为1nm的蓝光量子点材料CsPbI3，所述ITO薄膜与所述量子点沉积基板相连。
本实施例中，所述量子点沉积层采用如下方法制备得到，所述方法包括：
(1)分别制备红光量子点材料CsPbI3浓度为0.05mol/L的红光量子点电沉积溶液、绿光量子点材料CsPbI3浓度为0.1mol/L的绿光量子点电沉积溶液与蓝光量子点材料CsPbI3浓度为0.05mol/L的蓝光量子点电沉积溶液，三种溶液中的量子点材料表面均键合乙醇胺盐酸根离子，使得量子点材料均带有表面正电荷；
(2)将量子点沉积基板依次浸入步骤(1)得到的红光量子点电沉积溶液、绿光量子点电沉积溶液与蓝光量子点电沉积溶液，每一步浸入过程中均伴随着电压为1V，电流密度为1A/dm2，且时间为35min的电沉积反应。
本实施例提供的量子点显示装置的色域范围与显示光谱与实施例1基本相同，故在此不做赘述。
本实施例提供的量子点显示装置，通过紫外光背光源激发量子点沉积层中的红光量子点沉积单元、绿光量子点沉积单元与蓝光量子点沉积单元分别独立地发射出红光、绿光与蓝光，三原色复合实现了彩色显示；本发明所述量子点沉积层中的红光量子点沉积单元、绿光量子点沉积单元与蓝光量子点沉积单元均为像素级尺寸，显示分辨率高，且三种像素单元分开独立排布，红光、绿光与蓝光分别独立出射，因此可取消滤光片，从而提升了光通过率和光效，降低了显示器件的整体功耗；本发明采用电沉积反应制备所述量子点沉积层，实现了量子点发光材料的像素级涂布，并且工艺简单，制造成本低，可以实现批量化生产；本发明提供的量子点显示装置可用于OLED显示、LCD显示、Micro-LED显示或Mini-LED显示等多种显示器件，应用兼容性好。
对比例1
本对比例提供一种量子点显示装置，所述量子点显示装置包括依次层叠设置的驱动电路、蓝光背光源与量子点沉积层；所述量子点沉积层包括量子点沉积基板、均匀设置于量子点沉积基板上的由红光量子点沉积单元、绿光量子点沉积单元与蓝光透射单元这3个像素单元构成的显示组件以及设置于相邻2个显示组件之间的像素挡板。
本对比例中，所述驱动电路用于控制所述紫外光背光源的开闭及亮度调节；所述紫外光背光源为边长25μm的正方形点光源，且所述正方形点光源为所述红光量子点沉积单元、绿光量子点沉积单元与蓝光透射单元这3种像素单元提供激发蓝光，所述3种像素单元均为宽度23μm的像素条。
本对比例中，所述像素挡板是由粒径为50nm的炭粉分散于100P牌号的聚甲醛树脂中形成的复合材料制成的，所述炭粉在100P聚甲醛树脂中占据的体积分数为25％；所述红光量子点沉积单元包括层叠设置的ITO薄膜和粒径为9.5nm的红光量子点材料CdSe，所述ITO薄膜与所述量子点沉积基板相连；所述绿光量子点沉积单元包括层叠设置的ITO薄膜和粒径为5nm的绿光量子点材料CdSe，所述ITO薄膜与所述量子点沉积基板相连；所述蓝光透射单元为设置于量子点沉积基板上的ITO薄膜。
本对比例中，所述量子点沉积层采用如下方法制备得到，所述方法包括：
(1)分别制备红光量子点材料CdSe浓度为0.28mol/L的红光量子点电沉积溶液与绿光量子点材料CdSe浓度为0.45mol/L的绿光量子点电沉积溶液，两种溶液中的量子点材料表面均键合油酸根正离子，使得量子点材料均带有表面正电荷；
(2)将量子点沉积基板依次浸入步骤(1)得到的红光量子点电沉积溶液与绿光量子点电沉积溶液，每一步浸入过程中均伴随着电压为6V，电流密度为38A/dm2，且时间为18min的电沉积反应。
由图3可见，本对比例提供的量子点显示装置的色域值为113％，低于实施例1的124％。这是因为本对比例采用蓝光背光源作为激发光源，存在一定程度的蓝光渗透问题。并且本对比例未增加滤光片，则渗透的蓝光会影响红光量子点沉积单元与绿光量子点沉积单元的显色纯度，进而降低其色域值。
综上所述，本发明提供的量子点显示装置，通过紫外光背光源激发量子点沉积层中的红光量子点沉积单元、绿光量子点沉积单元与蓝光量子点沉积单元分别独立地发射出红光、绿光与蓝光，三原色复合实现了彩色显示；本发明所述量子点沉积层中的红光量子点沉积单元、绿光量子点沉积单元与蓝光量子点沉积单元均为像素级尺寸，显示分辨率高，且三种像素单元分开独立排布，红光、绿光与蓝光分别独立出射，因此可取消滤光片，从而提升了光通过率和光效，降低了显示器件的整体功耗；本发明采用电沉积反应制备所述量子点沉积层，实现了量子点发光材料的像素级涂布，并且工艺简单，制造成本低，可以实现批量化生产；本发明提供的量子点显示装置可用于OLED显示、LCD显示、Micro-LED显示或Mini-LED显示等多种显示器件，应用兼容性好。
申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (10)
1.一种量子点显示装置，其特征在于，所述量子点显示装置包括依次层叠设置的驱动电路、紫外光背光源与量子点沉积层；
所述驱动电路用于控制所述紫外光背光源的开闭及亮度调节；
所述量子点沉积层包括量子点沉积基板、均匀设置于量子点沉积基板上的至少2个显示组件以及设置于相邻2个显示组件之间的像素挡板；
所述紫外光背光源为所述显示组件提供激发紫外光；
所述显示组件由至少3个像素单元组成；
所述像素单元包括至少1个红光量子点沉积单元、至少1个绿光量子点沉积单元与至少1个蓝光量子点沉积单元。
2.根据权利要求1所述的量子点显示装置，其特征在于，所述紫外光背光源为均匀分布的至少2个正方形点光源；
优选地，所述正方形点光源的边长为1-50μm。
3.根据权利要求1或2所述的量子点显示装置，其特征在于，所述像素挡板由不透光材料制成；
优选地，所述不透光材料是将黑色颗粒分散于树脂类材料中形成的复合材料；
优选地，所述黑色颗粒包括无机非金属材料和/或金属氧化物材料；
优选地，所述黑色颗粒的粒径为5-100nm；
优选地，所述树脂类材料包括聚甲醛树脂、聚酰胺树脂或聚苯醚树脂中的任意一种或至少两种的组合。
4.根据权利要求1-3任一项所述的量子点显示装置，其特征在于，所述显示组件由3个像素单元组成；
优选地，所述3个像素单元分别是依次相邻排布的红光量子点沉积单元、绿光量子点沉积单元与蓝光量子点沉积单元。
5.根据权利要求1-4任一项所述的量子点显示装置，其特征在于，所述像素单元为像素条；
优选地，所述像素条的宽度为1-45μm。
6.根据权利要求1-5任一项所述的量子点显示装置，其特征在于，所述红光量子点沉积单元包括层叠设置的ITO薄膜和红光量子点材料，所述ITO薄膜与所述量子点沉积基板相连；
优选地，所述绿光量子点沉积单元包括层叠设置的ITO薄膜和绿光量子点材料，所述ITO薄膜与所述量子点沉积基板相连；
优选地，所述蓝光量子点沉积单元包括层叠设置的ITO薄膜和蓝光量子点材料，所述ITO薄膜与所述量子点沉积基板相连。
7.根据权利要求6所述的量子点显示装置，其特征在于，所述红光量子点材料、绿光量子点材料与蓝光量子点材料均为AXMYEZ体系材料；
所述A元素为Ba、Ag、Na、Fe、In、Cd、Zn、Ga、Mg、Pb或Cs中的任意一种或至少两种的组合；
所述M元素为S、Cl、O、As、N、P、Se、Te、Ti、Zr或Pb中的任意一种或至少两种的组合；
所述E元素为S、As、Se、O、Cl、Br或I中的任意一种或至少两种的组合；
X为0.3-2.0；Y为0.5-3.0，Z为0-4.0。
8.根据权利要求1-7任一项所述的量子点显示装置，其特征在于，所述量子点沉积层为采用如下方法制备得到的量子点沉积层，所述方法包括：
(1)分别制备红光量子点电沉积溶液、绿光量子点电沉积溶液与蓝光量子点电沉积溶液；
(2)将量子点沉积基板依次浸入步骤(1)得到的红光量子点电沉积溶液、绿光量子点电沉积溶液与蓝光量子点电沉积溶液，每一步浸入过程中均伴随着电沉积反应。
9.根据权利要求8所述的量子点显示装置，其特征在于，步骤(1)所述红光量子点电沉积溶液中的红光量子点材料浓度为0.05-0.5mol/L；
优选地，步骤(1)所述绿光量子点电沉积溶液中的绿光量子点材料浓度为0.1-0.8mol/L；
优选地，步骤(1)所述蓝光量子点电沉积溶液中的蓝光量子点材料浓度为0.05-0.5mol/L。
10.一种如权利要求1-9任一项所述的量子点显示装置的应用，其特征在于，所述应用包括将所述量子点显示装置用于OLED显示、LCD显示、Micro-LED显示或Mini-LED显示。
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