CN113359347B - 一种量子点沉积装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种量子点沉积装置，用于在液晶面板内沉积量子点层，液晶面板包括形成有像素电极的第一基板、和形成有公共电极的第二基板。量子点沉积装置包括：第一固定构件，用于固定并向第一基板提供第一电位；第二固定构件，用于固定并向第二基板提供第二电位；加液构件，用于将第一基板的目标区域置于量子点溶液中；驱动构件，用于驱动第一固定构件和第二固定构件中的至少一个；干燥构件，用于干燥第一基板；控制构件，用于控制第一固定构件、第二固定构件、干燥构件、驱动构件以及加液构件工作。本发明通过驱动构件控制第一基板或第二基板的相对位置，方便量子点溶液沉积形成量子点层和清除残余的量子点溶液，不会造成器件损坏。

Description

一种量子点沉积装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种量子点沉积装置。
背景技术
随着科技的发展，量子点显示技术在色域覆盖率、色彩控制精准性、红绿蓝色彩纯净度等各个维度已经全面升级，被视为全球显示技术的制高点，也被视为影响全球的显示技术革命。量子点显示技术可以革命性的实现全色域显示，最真实的还原图像色彩。
量子点(Quantum Dots，简称QD)是肉眼看不到的，极其微小的无机纳米晶体。量子点的结构如图1所示。每当受到光或电的刺激，量子点便会发出有色光线，光线的颜色由量子点的组成材料和大小形状决定，一般小颗粒的量子点较易吸收长波光，大颗粒的量子点较易吸收短波光。量子点在吸收短波光之后，如吸收蓝光之后会受激发而发射长波段光色，这一特性使得量子点能够改变光源发出的光线颜色。因此，在显示装置中，量子点多被用作光转变材料。
在量子点显示装置的制造过程中，量子点层的生成是至关重要的一步。如何高效地实现量子点的生成一直是本领域的技术难题。现有技术通过电场电沉积的方法来实现量子点层生成和图案化。传统的电场沉积方案中，例如VA(垂直排列)型LCD(液晶显示器)，是通过一个液晶盒两侧的电极，在液晶层上施加电压来控制液晶分子的转动，但是在量子点沉积工艺中，需要考虑非成盒的设计，或者说，成盒设计不利于量子点沉积后的多余溶液移除和清洗等工序。当希望最终获得量子点层的QD干膜时，溶液在盒内加电沉积的设计会使得溶液的排出变得困难。若破开成盒结构，会有较高几率损坏器件。
发明内容
基于上述现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种量子点沉积装置，通过非成盒的结构，方便量子点溶液沉积形成量子点层和清除残余的量子点溶液，不会造成器件损坏。
为实现上述目的，本发明提供一种量子点沉积装置，用于在液晶面板内沉积量子点层，液晶面板包括形成有像素电极的第一基板、和形成有公共电极的第二基板，量子点沉积装置包括：
第一固定构件，用于固定并向第一基板提供第一电位；
第二固定构件，用于固定并向第二基板提供第二电位；
加液构件，用于将第一基板的目标区域置于量子点溶液中；
驱动构件，用于驱动第一固定构件和第二固定构件中的至少一个；
干燥构件，用于干燥第一基板；
控制构件，用于控制第一固定构件、第二固定构件、干燥构件、驱动构件以及加液构件工作，以使得第二基板与第一基板相对且位于量子点溶液中，并控制第一固定构件及第二固定构件同时提供第一电位和第二电位直至量子点层沉积完成后，分离第一基板和第二基板，并干燥第一基板。
进一步地，第一基板上形成有挡墙，挡墙与第一基板组合形成用于容纳量子点溶液的空间；进行量子点层沉积时，挡墙与第二基板相接触连接。
进一步地，挡墙的高度与量子点溶液的液面持平，当第二基板与挡墙相接触时，第二基板上的公共电极位于量子点溶液中。
进一步地，挡墙具有弹性，在第一基板与第二基板相靠近直至挡墙与第二基板相接触时，挡墙被压缩，第二基板上的公共电极位于量子点溶液中。
进一步地，还包括间距检测构件，用于检测第一基板与第二基板的间距；间距检测构件与控制构件通信连接。
进一步地，间距检测构件包括信号发射单元和信号接收单元，信号发射单元和信号接收单元分别位于量子点溶液的两侧，且处于同一水平线上；信号接收单元接收信号发射单元的信号，并与控制构件通信连接。
进一步地，信号发射单元和信号接收单元均与第一基板上的量子点溶液的液面处于同一水平线上。
进一步地，驱动构件包括机械臂和连接件，机械臂通过连接件与第一固定构件或/和第二固定构件形成可拆卸式连接。
进一步地，控制构件控制机械臂移动第一固定构件或/和第二固定构件，使第一基板与第二基板互相靠近或远离。
进一步地，加液构件包括量子点溶液池和量子点溶液输出端，控制构件控制量子点溶液输出端的打开与关闭；当量子点溶液输出端打开时，量子点溶液池中的量子点溶液从量子点溶液输出端流入到第一基板上。
与现有技术相比，本发明的有益效果包括：本发明在量子点图案化的工艺中提出了新的技术方案。控制构件控制驱动构件使第一固定构件与第二固定构件互相靠近，进而让第一基板与第二基板位于量子点溶液中，通过第一电位与第二电位之间的电压差形成电场，使量子点溶液中的量子点在第一基板的像素电极上沉积形成量子点层；再控制驱动构件使第一固定构件与第二固定构件互相远离，使第一基板与第二基板之间形成开放空间，利于干燥构件清楚残余量子点溶液。本发明提供的量子点沉积装置为非成盒的结构，可以避免在量子点溶液的沉积和清除过程中进行破盒操作，导致器件的损坏。
附图说明
为了更清楚地说明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是量子点的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的量子点沉积装置的结构示意图一；
图3是本发明实施例提供的量子点沉积装置的结构示意图二；
图4是本发明实施例提供的量子点沉积装置的结构示意图三；
图5是本发明实施例提供的量子点沉积装置的结构示意图四；
图6是本发明实施例提供的加液构件的结构示意图；
图7是本发明实施例提供的量子点沉积装置的结构示意图五。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
本发明实施例提供一种量子点沉积装置，用于在液晶面板内沉积量子点层，液晶面板包括形成有像素电极11的第一基板1、和形成有公共电极21的第二基板2，如图2、3、6和7所示，量子点沉积装置包括：
第一固定构件3，用于固定并向第一基板1提供第一电位；
第二固定构件4，用于固定并向第二基板2提供第二电位；
加液构件5，用于将第一基板1的目标区域置于量子点溶液中；
驱动构件6，用于驱动第一固定构件3和第二固定构件4中的至少一个；
干燥构件(未图示)，用于干燥第一基板1；
控制构件(未图示)，用于控制第一固定构件3、第二固定构件4、干燥构件、驱动构件以及加液构件5工作，以使得第二基板2与第一基板1相对且位于量子点溶液中，并控制第一固定构件3及第二固定构件4同时提供第一电位和第二电位直至量子点层沉积完成后，分离第一基板1和第二基板2，并干燥第一基板1。
采用上述结构，在加液构件5加入完量子点溶液后，控制构件控制驱动构件使第一固定构件3与第二固定构件4互相靠近，进而让第一基板1与第二基板2位于量子点溶液中，通过第一电位与第二电位之间的电压差形成电场，使量子点溶液中的量子点在第一基板1的像素电极11上沉积形成量子点层；再控制驱动构件使第一固定构件3与第二固定构件4互相远离，使第一基板1与第二基板2之间形成开放空间，利于干燥构件清楚残余量子点溶液。本发明提供的量子点沉积装置为非成盒的结构，可以避免在量子点溶液的沉积和清除过程中进行破盒操作，导致器件的损坏。
在本实施例的一种实施方式中，第二固定构件4和第二基板2位于第一固定构件3和第一基板1的上方，第一电位的电位高于第二电位，量子点带负电荷在第一基板1的像素电极11上进行沉积。
第一基板1上形成有挡墙7，挡墙7与第一基板1组合形成用于容纳量子点溶液的空间；进行量子点层沉积时，挡墙7与第二基板2相接触连接。这样挡墙7、第一基板1、第二基板2组合形成一个密封的空间，利于量子点的沉积。
本实施例的一种实施方式中，挡墙7的高度与量子点溶液的液面持平，当第二基板2与挡墙7相接触时，第二基板2上的公共电极21可以位于量子点溶液中。或者利用液体表面的张力，量子点溶液可以刚好淹没挡墙7的顶部，这样在第二基板2与挡墙7相接触时，可以确保第二基板2上的公共电机可以与量子点溶液充分接触，利于量子点的沉积。
本实施例的另一种实施方式中，挡墙7具有弹性，在第一基板1与第二基板2靠近至挡墙7与第二基板2相接触时，挡墙7被压缩，第二基板2上的公共电极21位于量子点溶液中。具体地，量子点溶液的液位高度可以略低于挡墙7，挡墙7具有弹性，本实施例中，可以通过光刻工艺让具有弹性的光刻胶形成数微米到十几微米高度的挡墙7。第一基板1与第二基板2靠近使挡墙7压缩，压缩后的挡墙7与量子点溶液的高度持平，第一基板1、第二基板2及挡墙7形成密封空间，有利于量子点的沉积。量子点溶液在挡墙7之间并展开后，通过计算体积和第一基板1的面积，可以较为精确地控制量子点溶液刚好没过挡墙7，这样也能保证在第二基板2与挡墙7接触后，能形成密封的环境。因为如果在电场中有空气，则第一基板1和第二基板2之间需要通入更高的电压才能有效的使量子点进行沉积。
本实施例的一种实施方式中，还可以在驱动构件6中设置压力传感器，压力传感器与控制构件通信连接。第二基板2触碰到挡墙7时，挡墙7会对驱动构件6施加反作用力，压力传感器用于检测此反作用力，并将此反作用力的值的信号传输到控制构件。挡墙7压缩程度越高，对驱动构件6的反作用力越大，当反作用力达到设定的阈值时，控制构件控制驱动构件6停止工作。此时第二基板2的公共电极21也位于量子点溶液中了。
本实施例的一种实施方式中，如图4和5所示，量子点沉积装置还包括间距检测构件8，用于检测第一基板1与第二基板2的间距；当间距检测构件8检测到第一基板1与第二基板2的间距达到设定值时，控制构件控制驱动构件6停止工作。其中，设定值为第二基板2与量子点溶液相接触时，第一基板1与第二基板2的间距值。在第二基板2与第一基板1靠近的过程中，第一基板1与第二基板2的间距不断变小，当间距减小到设定值时，表明第一基板1已经与第二基板2及挡墙7形成密封空间了，并且第二基板2的公共电极21也位于量子点溶液中了。
具体地，间距检测构件8包括信号发射单元81和信号接收单元82，信号发射单元81和信号接收单元82分别位于挡墙7的两侧，且处于同一水平线上；信号发射单元81的信号发射端对准信号接收单元82的接收端，信号接收单元82接收信号发射单元81的信号，并与控制构件通信连接。信号发射单元81可以为激光发射器，信号接收单元82可以为激光探测器。当激光发射器与激光探测器之间没有阻碍物时，激光发射器发射的激光恰好可以被激光探测器接收到。将激光发射器设置在量子点溶液的一侧，激光探测器设置在量子点溶液的另一侧，激光发射器和激光探测器的高度可以与量子点溶液的液面高度持平。驱动构件6驱动第二基板2与第一基板1互相靠近，当第二基板2挡住激光探测器发出的激光时，激光探测器无法收到激光信号，则向控制构件发送信息，控制构件控制驱动构件停止运动，此时第二基板2上的公共电极21刚好浸没到量子点溶液中。
本实施例的一种实施方式中，驱动构件6包括机械臂61和连接件62，机械臂61与第一固定构件3或第二固定构件4通过连接件62形成可拆卸式连接，控制构件控制机械臂61的抬升与下降。连接件62可以为吸盘、挂钩，卡扣组合等等可拆卸的连接结构。本实施例中连接件62可选为吸盘，吸盘可以较好的与第一固定构件3或第二固定构件4形成固定连接，当需要拆卸式，也可以方便的与第一固定构件3或第二固定构件4分离。
本实施例提供的一种实施方式中，加液构件5包括量子点溶液池51和量子点溶液输出端52，控制构件控制量子点溶液输出端52的打开与关闭；当量子点溶液输出端52打开时，量子点溶液池51中的量子点溶液从量子点溶液输出端52流入到第一基板1上，当第一基板1上的量子点溶液量达到设定值时，控制构件控制量子点溶液输出端52关闭，量子点溶液池51停止向第一基板1输送量子点溶液。避免第一基板1上量子点溶液过量，导致浪费。
本实施例的量子点沉积装置的工作方法如下：
首先控制构件控制量子点溶液输出端52打开，量子点溶液池51中的量子点溶液从量子点溶液输出端52流入到第一基板1和挡墙7形成的空间内，当第一基板1上的量子点溶液量达到设定值时，控制构件控制量子点溶液输出端52关闭。
吸盘与第二固定构件4相连，控制构件控制机械臂61向下移动，使第二基板2向第一基板1靠近，当第二基板2与挡墙7接触连接时，控制构件控制机械臂61停止下移。此时第二基板2上的公共电极21浸没在量子点溶液中。
向第一基板1和第二基板2施加电压，第一电位和第二点位之间产生电势差，第一基板1与第二基板2之间形成垂直电场，量子点溶液中的量子点开始在像素电极11上沉积并图案化。
在量子点溶液沉积结束后，控制构件控制机械臂61上抬，使第二基板2上抬，与第一基板1互相远离，然后控制构件控制干燥构件开始工作，对第一基板1进行加热，使第一基板1上参与的液体进行烘干蒸发。
本实施例的量子点沉积装置的工作方法还可以如下：
首先控制构件控制量子点溶液输出端52打开，量子点溶液池51中的量子点溶液从量子点溶液输出端52流入到第一基板1和挡墙7形成的空间内，当第一基板1上的量子点溶液量达到设定值时，控制构件控制量子点溶液输出端52关闭。
吸盘与第一固定构件3相连，控制构件控制机械臂61向上移动，使第一基板1向第二基板2靠近，当第二基板2与挡墙7接触连接时，控制构件控制机械臂61停止上抬。此时第二基板2上的公共电极21浸没在量子点溶液中。
向第一基板1和第二基板2施加电压，第一电位和第二点位之间产生电势差，第一基板1与第二基板2之间形成垂直电场，量子点溶液中的量子点开始在像素电极11上沉积并图案化。
在量子点溶液沉积结束后，控制构件控制机械臂61下移，使第一基板1下移，与第二基板2互相远离，然后控制构件控制干燥构件开始工作，对第一基板1进行加热，使第一基板1上参与的液体进行烘干蒸发。
本实施例的量子点沉积装置的工作方法还可以如下：
首先控制构件控制量子点溶液输出端52打开，量子点溶液池51中的量子点溶液从量子点溶液输出端52流入到第一基板1上，当第一基板1上的量子点溶液量达到设定值时，控制构件控制量子点溶液输出端52关闭。
量子点溶液一侧的激光发射器向另一侧的激光探测器发射激光，吸盘与第二固定构件4相连，控制构件控制机械臂61向下移动，使第二基板2向第一基板1靠近，当第二基板2挡住激光发射器发射的激光时，激光探测器无法收到激光信号，则向控制构件发送信息，控制构件控制机械臂61停止运动，此时第二基板2上的公共电极21刚好浸没到量子点溶液中。
向第一基板1和第二基板2施加电压，第一电位和第二点位之间产生电势差，第一基板1与第二基板2之间形成垂直电场，量子点溶液中的量子点开始在像素电极11上沉积并图案化。
在量子点溶液沉积结束后，控制构件控制机械臂61上抬，使第二基板2上抬，与第一基板1互相远离，然后控制构件控制干燥构件开始工作，对第一基板1进行加热，使第一基板1上参与的液体进行烘干蒸发。
本实施例的量子点沉积装置的工作方法还可以如下：
首先控制构件控制量子点溶液输出端52打开，量子点溶液池51中的量子点溶液从量子点溶液输出端52流入到第一基板1上，当第一基板1上的量子点溶液量达到设定值时，控制构件控制量子点溶液输出端52关闭。
量子点溶液一侧的激光发射器向另一侧的激光探测器发射激光，吸盘与第一固定构件3相连，控制构件控制机械臂61向上移动，使第一基板1向第二基板2靠近，当第二基板2挡住激光发射器发射的激光时，激光探测器无法收到激光信号，则向控制构件发送信息，控制构件控制机械臂61停止运动，此时第二基板2上的公共电极21刚好浸没到量子点溶液中。
向第一基板1和第二基板2施加电压，第一电位和第二点位之间产生电势差，第一基板1与第二基板2之间形成垂直电场，量子点溶液中的量子点开始在像素电极11上沉积并图案化。
在量子点溶液沉积结束后，控制构件控制机械臂61下移，使第一基板1下移，与第二基板2互相远离，然后控制构件控制干燥构件开始工作，对第一基板1进行加热，使第一基板1上参与的液体进行烘干蒸发。
本实施例中，干燥构件加热和烘干的温度在50℃至300℃之间；进行沉积时，第一基板1与第二基板2之间产生的电场强度在0.5V/μm至300V/μm之间；量子点层的厚度为5纳米至20微米之间，量子点层中的量子点可以是半导体纳米晶，半导体纳米晶可以是III-V族化合物或II-VI族化合物或钙钛矿类或CuInZnS等多元晶体材料。
以上对本发明实施例所提供的一种量子点沉积装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的技术方案及其核心思想，并不用于限定本发明的保护范围；本领域的技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例的技术方案的范围。本发明的保护范围应该以权利要求书的记载内容为准。

Claims (9)

1.一种量子点沉积装置，其特征在于，用于在液晶面板内沉积量子点层，所述液晶面板包括形成有像素电极的第一基板、和形成有公共电极的第二基板，所述量子点沉积装置包括：
第一固定构件，用于固定并向所述第一基板提供第一电位；
第二固定构件，用于固定并向所述第二基板提供第二电位；
加液构件，用于将所述第一基板的目标区域置于量子点溶液中；
驱动构件，用于驱动所述第一固定构件和所述第二固定构件中的至少一个；
干燥构件，用于干燥所述第一基板；
控制构件，用于控制所述第一固定构件、所述第二固定构件、所述干燥构件、所述驱动构件以及所述加液构件工作，以使得所述第二基板与所述第一基板相对且位于所述量子点溶液中，并控制所述第一固定构件及所述第二固定构件同时提供所述第一电位和所述第二电位直至量子点层沉积完成后，分离所述第一基板和所述第二基板，并干燥所述第一基板；
间距检测构件，用于检测所述第一基板与所述第二基板的间距；所述间距检测构件与所述控制构件通信连接。
2.根据权利要求1所述的一种量子点沉积装置，其特征在于，所述第一基板上形成有挡墙，所述挡墙与所述第一基板组合形成用于容纳所述量子点溶液的空间；进行量子点层沉积时，所述挡墙与所述第二基板相接触连接。
3.根据权利要求2所述的一种量子点沉积装置，其特征在于，所述挡墙的高度与所述量子点溶液的液面持平，当所述第二基板与所述挡墙相接触时，所述第二基板上的公共电极位于所述量子点溶液中。
4.根据权利要求2所述的一种量子点沉积装置，其特征在于，所述挡墙具有弹性，在所述第一基板与所述第二基板相靠近直至所述挡墙与所述第二基板相接触时，所述挡墙被压缩，所述第二基板上的公共电极位于所述量子点溶液中。
5.根据权利要求1所述的一种量子点沉积装置，其特征在于，所述间距检测构件包括信号发射单元和信号接收单元，所述信号发射单元和所述信号接收单元分别位于所述量子点溶液的两侧，且处于同一水平线上；所述信号接收单元接收所述信号发射单元的信号，并与所述控制构件通信连接。
6.根据权利要求5所述的一种量子点沉积装置，其特征在于，所述信号发射单元和所述信号接收单元均与所述第一基板上的所述量子点溶液的液面处于同一水平线上。
7.根据权利要求1-6任一项所述的一种量子点沉积装置，其特征在于，所述驱动构件包括机械臂和连接件，所述机械臂通过所述连接件与所述第一固定构件或/和所述第二固定构件形成可拆卸式连接。
8.根据权利要求7所述的一种量子点沉积装置，其特征在于，所述控制构件控制所述机械臂移动所述第一固定构件或/和所述第二固定构件，使所述第一基板与所述第二基板互相靠近或远离。
9.根据权利要求1所述的一种量子点沉积装置，其特征在于，所述加液构件包括量子点溶液池和量子点溶液输出端，所述控制构件控制所述量子点溶液输出端的打开与关闭；当所述量子点溶液输出端打开时，所述量子点溶液池中的所述量子点溶液从所述量子点溶液输出端流入到所述第一基板上。
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