CN113492607B - 喷墨印刷封装型量子点制造方法、光转换单元及显示面板 - Google Patents

喷墨印刷封装型量子点制造方法、光转换单元及显示面板 Download PDF

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Abstract

本发明主要提出一种喷墨印刷封装型量子点的制造方法以及具有前述喷墨印刷封装型量子点的光转换单元。该光转换单元包括：一透光基板、具有M×N个容置槽的一光转换器携载层、利用一第一量子点溶液制成的(M×N)/3个第一封装量子点微米结构、以及利用一第二量子点溶液制成的(M×N)/3个第二封装量子点微米结构。在令该透光基板具有一疏水性表面的情况下，可利用一喷墨印刷喷头将该第一量子点溶液和该第二量子点溶液以液滴的形式填注于各所述容置槽中，从而在对应的容置槽中形成该第一封装量子点微米结构与该第二封装量子点微米结构。实验结果显示，使用该光转换单元的一微发光二极管显示面板，其所表现出的色域范围接近为NTSC标准色域范围的110％。

Description

喷墨印刷封装型量子点制造方法、光转换单元及显示面板
技术领域
本发明涉及微发光二极管显示面板的技术领域，尤其涉及一种喷墨印刷封装型量子点的制造方法以及具有喷墨印刷封装型量子点的一种光转换单元和一种微发光二极管显示面板。
背景技术
已知，传统的平面显示器包括液晶显示器(LCD)和等离子体显示器，其中，LCD显示器为一种非自发光型平面显示器(non-self-emissive flat panel display)，其结构至少包括：白光LED背光模块、液晶面板、和彩色滤光片。利用一驱动电路控制该白光LED背光模块发出一白色背光，使其穿过该液晶面板且接着穿过所述彩色滤光片之后即转变为红色光、绿色光、和蓝色光，用以作为屏幕上所显示的红色子像素、绿色子像素、与蓝色子像素。根据统计，使用白光LED背光模块的液晶显示器能够展现的最佳色域(color gamut)仅72％NTSC，再者，由于LCD显示器的亮度无法提升至1000nits以上，致使其在室外环境下的影像和色彩辨识度过低。
不同于LCD显示器，发光二极管(LED)显示器和有机发光二极管(Organic light-emitting diode,OLED)显示器皆为一种自发光型平面显示器(Self-emissive flat paneldisplay)。值得一提的是，Mini LED又名「次毫米发光二极管」，最早是由晶元光电(EPISTARCorporation)所提出，晶粒的对角线长度介于50微米至60微米之间的LED。Micro LED则是新一代微发光二极管技术，是将LED晶粒进一步地微小化，使其晶粒的对角线长度小于50微米。由于次毫米LED和微LED皆具有低耗能、反应时间快、高亮度、高对比、以及易于定址驱动发光的优势，因此使用次毫米LED或微LED作为阵列化排列的自发光子像素的LED显示器正快速地发展，且具有取代传统的LCD显示器的高度潜力。
目前，RGB三原色微LED显示器于制作上所遭遇的最大困难在于巨量转移(Masstransfer)。因此，制造厂提出利用光刻技术(Photolithography)仅于一基板上制造M×N个蓝光微LED芯片，接着于所述M×N个蓝光微LED芯片上方设置一个量子点光转换单元，从而将所述M×N个蓝光微LED芯片所发出的蓝光转变为红色光、绿色光、和蓝色光，用以作为屏幕上所显示的红色子像素、绿色子像素、与蓝色子像素。
中国专利公开号CN108664165A即揭示一种具有量子点光转换单元的显示面板。图1显示中国专利公开号CN108664165A所揭示的具有量子点光转换单元的显示面板的侧剖视图。如图1所示，所述具有量子点光转换单元的显示面板1’包括：一第一基板10’、M×N个蓝光微LED芯片20’、一第二基板60’、以及一遮光层30’，其中该M×N个蓝光微LED芯片20’形成于该第一基板10’之上，且该第二基板60’设置在该M×N个蓝光微LED芯片20’和该第一基板10’之上。值得注意的是，该遮光层30’具有M×N个通孔31’，且该M×N个通孔31’分别对应该M×N个蓝光微LED芯片20’。更详细地说明，该M×N个通孔31’之中有M×N/3个通孔31’填有一红光量子点材料81’，且有M×N/3个通孔31’填有一绿光量子点材料82’。并且，剩余的M×N/3个通孔31’则未填有任何量子点材料。
值得说明的是，由前述说明可知，中国专利公开号CN108664165A是利用以有机材料(例如黑色光阻)制成所述遮光层30’，且该第二基板60’、该遮光层30’、填于M×N/3个通孔31’的该红光量子点材料81’、以及填于M×N/3个通孔31’的该绿光量子点材料82’组成一量子点光转换单元的制作。一般而言遮光层30’的厚度通必须在5μm以上。然而，实务经验显示，当厚度高于5μm之后，遮光层30’便会开始产生歪斜现象，导致所制成的M×N个通孔31’无法每一个都精密对准该M×N个蓝光微LED芯片20’。
另一方面，实务经验亦显示，在向各该通孔31’定量填注红光量子点材料81’和绿光量子点材料82’之时，相邻的两个通孔31’之间经常出现填注量不均等的现象。应可理解，在相邻两个通孔31’容置不等量的量子点材料的情况下，对于所述具有量子点光转换单元的显示面板1’而言，其色彩饱和度的表现势必不如预期。
由前述说明可知，虽然现有技术所提出的具有量子点光转换单元的显示面板1’仍含有需要加以改善之处。因此，本发明提出一种喷墨印刷封装型量子点的制造方法以及具有喷墨印刷封装型量子点的一种光转换单元和一种微发光二极管显示面板。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种喷墨印刷封装型量子点的制造方法以及具有喷墨印刷封装型量子点的光转换单元。其中，所述具有喷墨印刷封装型量子点的光转换单元的基础结构包括一透光基板、具有M×N个容置槽的一光转换器携载层、利用一第一量子点溶液制成的(M×N)/3个第一封装量子点微米结构、以及利用一第二量子点溶液制成的(M×N)/3个第二封装量子点微米结构。在令该透光基板具有一疏水性表面的情况下，可利用一喷墨印刷喷头将该第一量子点溶液和该第二量子点溶液以液滴的形式填注于各所述容置槽中，从而在对应的容置槽中形成该第一封装量子点微米结构与该第二封装量子点微米结构。实验结果显示，使用该光转换单元的一微发光二极管显示面板，其所表现出的色域范围接近为NTSC标准色域范围的110％。
为达成上述目的，本发明提出所述喷墨印刷封装型量子点的制造方法的一实施例，其包括以下步骤：
提供具一疏水性表面的一基板以及包括至少一个量子点、一水溶剂以及一具有内聚力的溶质的一量子点溶液；
使用一喷墨印刷喷头将所述量子点溶液滴于该基板的该疏水性表面之上，从而在该疏水性表面上形成至少一液滴；
对该液滴执行一干燥处理，从而使该液滴的体积随着一干燥处理时间的增加而持续变小，进而转变成一封装量子点微米结构。
为达成上述目的，本发明提出所述具有喷墨印刷封装型量子点的光转换单元的一实施例，其包括：
一透光基板；
一光转换器携载层，形成于该透光基板的一设置面之上，且由一金属材料或一金属氧化物制成；
多个第一开口，形成于该光转换器携载层之上，且该多个第一开口共排列成M/3列及N/3行；其中，各所述第一开口与该透光基板的该设置面一同组成一第一容置槽；
多个第二开口，形成于该光转换器携载层之上，且该多个第二开口共排列成M/3列及N/3行；其中，各所述第二开口与该透光基板的该设置面一同组成一第二容置槽；
多个第三开口，形成于该光转换器携载层之上，且该多个第三开口共排列成M/3列及N/3行；其中，各所述第三开口与该透光基板的该设置面一同组成一第三容置槽；
一第一量子点溶液，包括至少一个红光量子点、一水溶剂以及一第一溶质，其中该第一溶质具有一内聚力，且该第一量子点溶液利用一喷墨印刷头而以一第一液滴的形式分别注入在各所述第一容置槽之中；以及
一第二量子点溶液，包括至少一个绿光量子点、所述水溶剂以及一第二溶质，其中该第二溶质亦具有所述内聚力，且该第二量子点溶液利用所述喷墨印刷头而以一第二液滴的形式分别注入在各所述第二容置槽之中；
其中，在令所述设置面为一疏水性表面而使得该第一溶质和该第二溶质的该内聚力大于由咖啡环效应所衍生的一外流驱动力(Driving force that is induced bycoffee ring effect for impelling outward-bound flow)的情况下，令该第一液滴和该第二液滴于该设置面上干燥即于各所述第一容置槽和各所述第二容置槽之中分别形成包含至少一个所述红光量子点的一第一封装量子点微米结构以及包含至少一个所述绿光量子点的一第二封装量子点微米结构；
其中，M和N皆为正整数。
在一可行实施例中，前述本发明的光转换单元更包括一第三量子点溶液，其包含至少一个蓝光量子点、所述水溶剂以及一第三溶质，其中该第三溶质亦具有所述内聚力，且该第三量子点溶液利用所述喷墨印刷头而以一第三液滴的形式分别注入在各所述第三容置槽之中，从而在干燥之后于各所述第三容置槽之中分别形成包含至少一个所述蓝光量子点的一第三封装量子点微米结构。
于前述本发明的光转换单元的实施例中，该第一封装量子点微米结构包含包覆有至少一个所述红光量子点的至少一第一封装体，该第二封装量子点微米结构包含包覆有至少一个所述绿光量子点的至少一第二封装体，且该第三封装量子点微米结构包含包覆有至少一个所述绿光量子点的至少一第三封装体。
于前述本发明的光转换单元的实施例中，该第一溶质、该第二溶质和该第三溶质皆可为下列任一者：氯化锂(LiCl)、氯化钠(NaCl)、氯化钾(KCl)、碘化锂(LiI)、碘化钠(NaI)、碘化钾(KI)、溴化锂(LiBr)、溴化钠(NaBr)、或溴化钾(KBr)。
于前述本发明的光转换单元的实施例中，一界面活性剂进一步添加于该第一量子点溶液、该第二量子点溶液和该第三量子点溶液之中，用以减少由该喷墨印刷头所喷出的该第一液滴、该第二液滴与该第三液滴的卫星液滴。
于前述本发明的光转换单元的实施例中，该第一溶质、该第二溶质和该第二溶质皆具有范围介于0.5wt％至5.5wt％之间的浓度。
于前述本发明的光转换单元的实施例中，该红光量子点、该绿光量子点与该蓝光量子点皆具有一亲水性表面修饰层(Hydrophilic surface modification layer)。
进一步地，为达成上述目的，本发明同时提出所述微发光二极管显示面板的一实施例，其包括：
一基板；
M×N个微发光二极管，设置于该基板之上；
一透光基板，设置于该M×N个微发光二极管和该基板之上；
一光转换器携载层，形成于该透光基板的一设置面之上，且由一金属材料或一金属氧化物制成；
多个第一开口，形成于该光转换器携载层之上，且该多个第一开口共排列成M/3列及N/3行；其中，各所述第一开口与该透光基板的该设置面一同组成一第一容置槽；
多个第二开口，形成于该光转换器携载层之上，且该多个第二开口共排列成M/3列及N/3行；其中，各所述第二开口与该透光基板的该设置面一同组成一第二容置槽；
多个第三开口，形成于该光转换器携载层之上，且该多个第三开口共排列成M/3列及N/3行；其中，各所述第三开口与该透光基板的该设置面一同组成一第三容置槽；
一第一量子点溶液，包括至少一个红光量子点、一水溶剂以及一第一溶质，其中该第一溶质具有一内聚力，且该第一量子点溶液利用一喷墨印刷头而以一第一液滴(Droplet)的形式分别注入在各所述第一容置槽之中；以及
一第二量子点溶液，包括至少一个绿光量子点、所述水溶剂以及一第二溶质，其中该第二溶质亦具有所述内聚力，且该第二量子点溶液利用所述喷墨印刷头而以一第二液滴的形式分别注入在各所述第二容置槽之中；
其中，在令所述设置面为一疏水性表面而使得该第一溶质和该第二溶质的该内聚力大于由咖啡环效应(Coffee ring effect)所衍生的一外流驱动力(Driving force forimpelling outward-bound flow)的情况下，令该第一液滴和该第二液滴于该设置面上干燥即于各所述第一容置槽和各所述第二容置槽之中分别形成包含至少一个所述红光量子点的一第一封装量子点微米结构以及包含至少一个所述绿光量子点的一第二封装量子点微米结构；
其中，M与N皆为正整数。
在一可行实施例中，前述本发明的微发光二极管显示面板更包括一第三量子点溶液，其包含至少一个蓝光量子点、所述水溶剂以及一第三溶质，其中该第三溶质亦具有所述内聚力，且该第三量子点溶液利用所述喷墨印刷头而以一第三液滴的形式分别注入在各所述第三容置槽之中，从而在干燥之后于各所述第三容置槽之中分别形成包含至少一个所述蓝光量子点的一第三封装量子点微米结构。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1显示中国专利公开号CN108664165A所揭示的具有量子点光转换单元的显示面板；
图2显示本发明的一种喷墨印刷封装型量子点的制造方法的流程图；
图3显示本发明的一种具有喷墨印刷封装型量子点的光转换单元及使用该光转换单元的一种微发光二极管显示面板的立体图；
图4显示本发明的具有喷墨印刷封装型量子点的光转换单元的立体分解图；
图5显示本发明的具有喷墨印刷封装型量子点的光转换单元的侧剖视图；
图6A、图6B和图6C显示第一实验的示意性流程图；
图7显示利用明场及暗场荧光显微镜所拍摄的第一试验液滴随着时间演化为至少一盐结晶的影像图；
图8A、图8B和图8C显示第二实验的示意性流程图；
图9显示利用明场及暗场荧光显微镜所拍摄的第二试验液滴随着时间演化为至少一盐结晶的影像图；
图10显示X×Y个第一封装量子点微米结构以及X×Y个第二封装量子点微米结构的光学显微镜图像图；
图11显示本发明的一种具有喷墨印刷封装型量子点的光转换单元及使用该光转换单元的一种微发光二极管显示面板的立体图；
图12显示本发明的具有喷墨印刷封装型量子点的光转换单元的立体分解图；
图13显示M/3×N/3个第一封装量子点微米结构、M/3×N/3个第二封装量子点微米结构、以及M/3×N/3个第三封装量子点微米结构；
图14显示如图12所示的微发光二极管显示面板的CIE 1931色度图；以及
图15显示如图12所示的本发明的具有喷墨印刷封装型量子点的光转换单元的侧剖视图。
其中，附图标记
本发明
1:微发光二极管显示面板
10:基板
11:微发光二极管
12:透光基板
121:设置面
13:光转换器携载层
14:水气阻障层
15:封装材料
RQ:第一封装量子点微米结构
GQ:第二封装量子点微米结构
BQ:第三封装量子点微米结构
A1:第一容置槽
A2:第二容置槽
A3:第三容置槽
O1:第一开口
O2:第二开口
O3:第三开口
S1:第一液滴
S2:第二液滴
S3:第三液滴
T1:第一试验液滴
T10:第一水溶剂
T11:第一量子点
T12:第一溶质
T2:第二试验液滴
T20:第二水溶剂
T21:第二量子点
T22:第二溶质
NC:盐封装量子点微米结构
S1-S3:步骤
现有技术
1’:具有量子点光转换单元的显示面板
10’:第一基板
20’:蓝光微LED芯片
30’:遮光层
31’:通孔
60’:第二基板
81’:红光量子点材料
82’:绿光量子点材料
具体实施方式
为了能够更清楚地描述本发明所提出的一种喷墨印刷封装型量子点的制造方法以及具有喷墨印刷封装型量子点的一种光转换单元和一种微发光二极管显示面板，以下将配合附图，详尽说明本发明的较佳实施例。
请参阅图2，其显示本发明的一种喷墨印刷封装型量子点的制造方法的流程图。如图2所示，本发明的一种喷墨印刷封装型量子点的制造方法包括：
步骤S1，提供具一疏水性表面的一基板以及包括至少一个量子点、一水溶剂以及一具有内聚力的溶质的一量子点溶液；
步骤S2，使用一喷墨印刷喷头将所述量子点溶液滴于该基板的该疏水性表面之上，从而在该疏水性表面上形成至少一液滴；以及
步骤S3，对该液滴执行一干燥处理，从而使该液滴的体积随着一干燥处理时间的增加而持续变小，进而转变成一封装量子点微米结构。
继续地，下文将接着说明利用本发明的喷墨印刷封装型量子点的制造方法所完成的具有喷墨印刷封装型量子点的一种光转换单元和一种微发光二极管显示面板。
第一实施例
图3显示本发明的一种具有喷墨印刷封装型量子点的光转换单元及使用该光转换单元的一种微发光二极管显示面板的立体图。如图3所示，本发明的微发光二极管显示面板1主要包括：一基板10、M×N个微发光二极管11、以及一具有喷墨印刷封装型量子点的光转换单元。进一步地，图4显示本发明的具有喷墨印刷封装型量子点的光转换单元的立体分解图，且图5显示本发明的具有喷墨印刷封装型量子点的光转换单元的侧剖视图。在该微发光二极管11为一蓝光微发光二极管的情况下，本发明令所述具有喷墨印刷封装型量子点的光转换单元(下文简称“光转换单元”)包括：一透光基板12、一光转换器携载层13、利用一第一量子点溶液制成的(M×N)/3个第一封装量子点微米结构RQ、以及利用一第二量子点溶液制成的(M×N)/3个第二封装量子点微米结构GQ。
更详细地说明，该透光基板12设置于该M×N个微发光二极管11和该基板10之上，且其制造材料可为下列任一者：聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚醚砜树脂(Poly(ethersulfones),PES)、或玻璃。另一方面，该光转换器携载层13形成于该透光基板12的一设置面121之上，且其具有良好的遮光性以及至少1μm的厚度。故此，在一可行的实施例中，光转换器携载层13可由一金属材料，例如：金、铜、铝、银、铬、钼、钛、铟、锑、上述任两者的金属合金、或上述任两者以上的金属合金。并且，在另一可行的实施例中，光转换器携载层13也可以由前述金属材料的氧化物制成，包括：铜氧化物、铝氧化物、银氧化物、铬氧化物、钼氧化物、钛氧化物、铟氧化物、锑氧化物、上述任两者的复合物、或上述任两者以上的复合物。
继续地参阅图3、图4和图5。依据本发明的设计，该光转换器携载层13之上开设有多个第一开口O1、多个第二开口O2以及多个第三开口O3。其中，该多个第一开口O1共排列成M/3列及N/3行，且各所述第一开口O1与该透光基板12的该设置面121一同组成一第一容置槽A1。并且，该多个第二开口O2共排列成M/3列及N/3行，且各所述第二开口O2与该透光基板12的该设置面121一同组成一第二容置槽A2。另一方面，该多个第三开口O3共排列成M/3列及N/3行，且各所述第三开口O3与该透光基板12的该设置面121一同组成一第三容置槽A3。简单地说，本发明在该光转换器携载层13之上形成有M×N个容置槽，且该M×N个容置槽包括M/3×N/3个第一容置槽A1、M/3×N/3个第二容置槽A2以及M/3×N/3个第三容置槽A3。
本发明的技术特征在于，以喷墨印刷封装型量子点(inkjet-printedencapsulated quantum dots)作为光转换单元的主要的光转换器。因此，本发明以至少一个红光量子点、一水溶剂以及一第一溶质混成一第一量子点溶液，其中该第一溶质具有一内聚力，且其具有范围介于0.5wt％至5.5wt％之间的浓度。补充说明的是，为了增加红光量子点在水溶剂中的溶解度，可令该红光量子点具有一亲水性表面修饰层(Hydrophilicsurface modification layer)。例如，利用配体交换技术将原具有油酸配体(oleic acidligands)层的红光量子点修饰成一层3-巯基丙酸(3-mercaptopropionic acid,MPA)。继续地，如图4所示，利用一喷墨印刷头可以将所述第一量子点溶液以一第一液滴S1的形式分别注入在各所述第一容置槽A1之中。接着，在令所述设置面121为一疏水性表面的情况下，滴落在该疏水性表面之上的该第一液滴S1的该第一溶质的内聚力(Cohesive force)会大于由咖啡环效应(Coffee ring effect)所衍生的一外流驱动力(Driving force forimpelling outward-bound flow)。
补充说明的是，咖啡环效应是指当滴状液体在一固体表面干燥后，会出现由内至外颜色逐渐加深的多个环圈。更详细地说明，咖啡环效应(CRE)是溶质在滴到基材表面的液滴边缘偏析的趋势。研究资料指出，咖啡环效应经常发生在滴铸成膜中，这是由于成膜的组装过程中的溶剂蒸发刺激了液滴内的毛细管流动，进而将溶质颗粒置换到三相接触线上。结果，溶质颗粒容易受到驱动咖啡环效应的流体的径向向外流动的影响，从而加速了在干膜边界处的颗粒积累，因此形成了咖啡环。
因此，在利用喷墨印刷头将所述第一量子点溶液以第一液滴S1的形式注入第一容置槽A1之中以后，为了避免第一溶质和红光量子点因受到咖啡环效应的影响而逐渐地远离第一液滴S1的中心，本发明特别将该透光基板12的设置面121处理成一疏水性表面，从而使得该第一液滴S1的该第一溶质的该内聚力大于由咖啡环效应所衍生的外流驱动力。在此情况下，只需要接着对各所述第一容置槽A1之中的第一液滴S1进行干燥处理，则包含至少一个所述红光量子点的一第一封装量子点微米结构RQ及生成于各所述第一容置槽A1之中。
并且，本发明以至少一个绿光量子点、所述水溶剂以及一第二溶质混成一第二量子点溶液，其中该第二溶质亦具有所述内聚力，且其具有范围介于0.5wt％至5.5wt％之间的浓度。同样地，该绿光量子点具有一亲水性表面修饰层(Hydrophilic surfacemodification layer)，并且利用所述喷墨印刷头可以将该第二量子点溶液以一第二液滴S2的形式分别注入在各所述第二容置槽A2之中。接着，在令所述设置面121为一疏水性表面而使得该第二液滴S2内的该第二溶质的内聚力大于由咖啡环效应所衍生的一外流驱动力的情况下，令该第二液滴S2于该设置面121上干燥即于各所述第二容置槽A2之中分别形成包含至少一个所述绿光量子点的一第二封装量子点微米结构GQ。
值得说明的是，形成于该第一容置槽A1内的该第一封装量子点微米结构RQ包含包覆有至少一个所述红光量子点的至少一第一封装体(encapsulation structure)，且形成于该第二容置槽A2内的该第二封装量子点微米结构GQ包含包覆有至少一个所述绿光量子点的至少一第二封装体(encapsulation structure)。在可行的实施例中，该第一溶质和该第二溶质皆可为下列任一者：氯化锂(LiCl)、氯化钠(NaCl)、氯化钾(KCl)、碘化锂(LiI)、碘化钠(NaI)、碘化钾(KI)、溴化锂(LiBr)、溴化钠(NaBr)、或溴化钾(KBr)。补充说明的是，前述的M和NY皆为正整数。并且，可进一步添加一界面活性剂于该第一量子点溶液和该第二量子点溶液之中，用以减少由该喷墨印刷头所喷出的该第一液滴S1与该第二液滴S2的卫星液滴。
实验例
本案发明人完成一第一实验和一第二实验。于第一实验中，以水溶剂、具有表面亲水配体(MPA)层的量子点、以及一溶质(solute)组成一第一试验用量子点溶液，其中该溶质为氯化钠(NaCl)。并且，于第一实验中，还于该第一试验用量子点溶液的中进一步添加乙二醇作为界面活性剂，且利用表面处理工艺而使该透光基板12的该设置面121为一亲水性表面(Hydrophilic surface)。
图6A、图6B和图6C显示第一实验的示意性流程图。图7显示利用明场及暗场荧光显微镜所拍摄的第一试验液滴随着时间演化为至少一盐结晶的影像图。其中，图7所标示“BF”者为名场(brightfield)的缩写，而所标示“BF”者则为暗场(darkfield)的缩写。如图6A以及图7的影像(a)和影像(b)所示，在所述第一试验液滴T1被喷墨印刷喷头滴注至一透光基板12的一设置面121之上以后，可以看到该第一试验液滴T1向外扩散。进一步地，如图6B、图6C、以及图7的影像(c)-(f)所示，于滴落在设置面121的该第一试验液滴T1之中，第一溶质T12与第一量子点T11之间的附着力(Adhesion force)促使第一量子点T11于水溶剂蒸发的过程中与NaCl的晶体一同聚集，然而，第一溶质T12之间的聚合力(Cohesion force)促使NaCl的晶体成型，而NaCl晶体的聚力将第一量子点T11排斥出NaCl晶体之外。值得注意的是，第一溶质T12的沉积受到液-固-气三相接触线的作用力的影响，毛细作用力(Capillaryforce)会将由外流(outward-bound flow)携带至第一试验液滴T1的边缘的第一溶质T12和第一量子点T11逐渐向中心回推。在此情况下，在第一水溶剂T10干燥之后，便会出现多个由第一溶质T12和第一量子点T11所构成的环圈，俗称咖啡环。如图6C以及图7的影像(e)和影像(f)所示，在经过30分钟的干燥时间之后，还是有多个NaCl晶体形成在透明基板12的设置面121之上，然而并未NaCl晶体完整包覆第一量子点T11于其中。
于第二实验中，以水溶剂、具有表面亲水配体(MPA)层的量子点、以及一溶质(solute)组成一第二试验用量子点溶液，其中该溶质为氯化钠(NaCl)。并且，还于该第二试验用量子点溶液之中进一步添加乙二醇作为界面活性剂，从而在使用喷墨印刷头喷出的第二试验用量子点溶液的一第二试验液滴T2时，减少该第二试验液滴T2的卫星液滴。必须加以说明的是，于第二实验中，利用表面处理工艺而使该透光基板12的该设置面121为一疏水性表面(Hydrophobic surface)。
图8A、图8B和图8C显示第二实验的示意性流程图。图8显示利用明场及暗场荧光显微镜所拍摄的第二试验液滴随着时间演化为至少一盐结晶的影像图。如图8A、图8B、图8C、以及图9的影像(a)至影像(F)所示，在令该透光基板12的该设置面121为一疏水性表面(Hydrophobic surface)的情况下，被喷墨印刷喷头滴注至设置面121之上的该第二试验液滴T2既保持液滴形状且保持接触角(>90o)。可以推知，所述疏水性表面使得第二试验液滴T2的第二溶质T22(亦即，NaCl)的内聚力(Cohesion force between H2O molecules)大于由咖啡环效应所衍生的一外流驱动力，从而使得该第二试验液滴T2能够在该透光基板12的该设置面121之上保持液滴形状。
在此情况下，在第二水溶剂T20干燥之后，第二溶质T22和至少一第二量子点T21于该设置面121之上形成一盐封装量子点微米结构(Salt-encapsulated quantum dotstructure)NC。可以理解的是，此盐封装量子点微米结构NC包含包覆有至少一第二量子点T21的至少一氯化钠结晶体(NaCl crystal structure)。值得说明的是，第二试验液滴T2在第二水溶剂T20蒸发过程中既保持形状又保持接触角，并且液滴边缘连续向内移动而不会出现钉扎现象。在此情况下，在NaCl晶体随着第二试验液滴T2的干燥而逐渐聚合变大的过程中，第二量子点T21不会由逐渐聚合的NaCl晶体的中被往外推出，反而会在NaCl晶体自组装的过程中被包覆于其中，最终生成所谓的盐封装量子点微米结构NC。
请参阅图10，其显示X×Y个第一封装量子点微米结构以及X×Y个第二封装量子点微米结构的光学显微镜图像图。如图10所示，利用喷墨印刷喷头可以在一个透明基板12的设置面上121排列出X×Y个第一封装量子点微米结构以及X×Y个第二封装量子点微米结构。经实际量测，此盐封装量子点微米结构NC的尺寸大小为3.74±0.5μm，亦即介于3.2μm至4.3μm之间。
第二实施例
图11显示本发明的一种具有喷墨印刷封装型量子点的光转换单元及使用该光转换单元的一种微发光二极管显示面板的立体图。于第二实施例中，本发明的微发光二极管显示面板1主要包括：一基板10、M×N个微发光二极管11、以及一具有喷墨印刷封装型量子点的光转换单元。图12显示本发明的具有喷墨印刷封装型量子点的光转换单元的立体分解图。在该微发光二极管11为一紫光微发光二极管的情况下，本发明令所述具有喷墨印刷封装型量子点的光转换单元(下文简称“光转换单元”)包括：一透光基板12、一光转换器携载层13、利用一第一量子点溶液制成的(M×N)/3个第一封装量子点微米结构RQ、利用一第二量子点溶液制成的(M×N)/3个第二封装量子点微米结构GQ、以及利用一第三量子点溶液制成的(M×N)/3个第三封装量子点微米结构BQ。
更详细地说明，所述第三量子点溶液包含至少一个蓝光量子点、水溶剂以及一第三溶质。其中，该第三溶质皆具有范围介于0.5wt％至5.5wt％之间的浓度，且其可为下列任一者：氯化锂(LiCl)、氯化钠(NaCl)、氯化钾(KCl)、碘化锂(LiI)、碘化钠(NaI)、碘化钾(KI)、溴化锂(LiBr)、溴化钠(NaBr)、或溴化钾(KBr)。并解，该第三量子点溶液利用所述喷墨印刷头而以一第三液滴S3的形式分别注入在各所述第三容置槽A3之中，从而在干燥之后于各所述第三容置槽A3之中分别形成包含至少一个所述蓝光量子点的一第三封装量子点微米结构BQ。在以氯化钠(NaCl)作为所述第三溶质的情况下，该第三封装量子点微米结构BQ会包含包覆有至少一个所述绿光量子点的至少一NaCl结晶体。
请参阅图13，其显示M/3×N/3个第一封装量子点微米结构、M/3×N/3个第二封装量子点微米结构、以及M/3×N/3个第三封装量子点微米结构。如图13所示，利用喷墨印刷喷头可以在一个透光基板12的设置面上121排列出M×N个封装量子点微米结构，其中包括M/3×N/3个第一封装量子点微米结构、M/3×N/3个第二封装量子点微米结构以及M/3×N/3个第三封装量子点微米结构。经实际量测，各所述封装量子点微米结构的尺寸大小为3.74±0.5μm，亦即介于3.2μm至4.3μm之间。
图14其显示如图12所示的微发光二极管显示面板的CIE 1931色度图。于图14中，虚线三角形所表示者为(美国)国家电视标准委员会(National Television SystemCommittee(NTSC)standard)的标准色域范围，而实线三角形所表示者则为图12所示的微发光二极管显示面板1所表现出的色域范围(color gamut)。比较两者之后，可以得知本发明所提出的微发光二极管显示面板1的色域范围接近为NTSC标准色域范围的110％。
图15其显示如图12所示的本发明的具有喷墨印刷封装型量子点的光转换单元的侧剖视图。如图15所示，在可行的实施例中，可将一封装材料15填于各所述第一容置槽A1、各所述第二容置槽A2、和各所述第三容置槽A3之中，用以封装该第一容置槽A1之内的该第一封装量子点微米结构RQ、该第二容置槽A2之内的该第二封装量子点微米结构GQ以及该第三容置槽A3之内的该第三封装量子点微米结构BQ。进一步地，还可将一水气阻障层14，其置于该光转换器携载层13之上，且遮盖该多个第一容置槽A1、该多个第二容置槽A2、和该多个第三容置槽A3。
如此，上述已完整且清楚地说明本发明的一种具有喷墨印刷封装型量子点的光转换单元及使用该光转换单元的一种微发光二极管显示面板。的所有实施例及其特征。必须加以强调的是，前述本案所揭示者乃为较佳实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (13)

1.一种喷墨印刷封装型量子点的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供具一疏水性表面的一基板以及包括至少一个量子点、一水溶剂以及一具有内聚力的溶质的一量子点溶液，其中所述具有内聚力的溶质具有范围介于0.5wt％至5.5wt％之间的浓度，且其材料为下列任一者：氯化锂、氯化钠、氯化钾、碘化锂、碘化钠、碘化钾、溴化锂、溴化钠、或溴化钾；
使用一喷墨印刷喷头将所述量子点溶液滴于该基板的该疏水性表面之上，从而在该疏水性表面上形成至少一液滴；
对该液滴执行一干燥处理，使该溶质随着该水溶剂的蒸发而逐渐封装至少一个所述量子点，从而形成封装有至少一个所述量子点的一盐封装量子点微米结构。
2.根据权利要求1所述的喷墨印刷封装型量子点的制造方法，其特征在于，该盐封装量子点微米结构包含包覆有至少一个所述量子点的至少一封装体。
3.根据权利要求1所述的喷墨印刷封装型量子点的制造方法，其特征在于，一界面活性剂进一步添加于该量子点溶液之中，用以减少由该喷墨印刷头所喷出的该液滴的卫星液滴。
4.根据权利要求1所述的喷墨印刷封装型量子点的制造方法，其特征在于，该量子点具有一亲水性表面修饰层，且其为下列任一者：红光量子点、绿光量子点、或蓝光量子点。
5.一种光转换单元，其特征在于，包括：
一透光基板，具有一设置面，且该设置面具有一疏水性表面；
一光转换器携载层，形成于该透光基板的该设置面之上，且由一金属材料或一金属氧化物制成；
多个第一开口，形成于该光转换器携载层之上，且该多个第一开口共排列成M/3列及N/3行；其中，各所述第一开口与该透光基板的该设置面一同组成一第一容置槽；
多个第二开口，形成于该光转换器携载层之上，且该多个第二开口共排列成M/3列及N/3行；其中，各所述第二开口与该透光基板的该设置面一同组成一第二容置槽；
多个第三开口，形成于该光转换器携载层之上，且该多个第三开口共排列成M/3列及N/3行；其中，各所述第三开口与该透光基板的该设置面一同组成一第三容置槽；
一第一量子点溶液，包括至少一个红光量子点、一水溶剂以及一第一溶质，其中该第一溶质具有一内聚力，且该第一量子点溶液利用一喷墨印刷头而以一第一液滴的形式分别注入在各所述第一容置槽之中，其中所述具有内聚力的第一溶质具有范围介于0.5wt％至5.5wt％之间的浓度，且其材料为下列任一者：氯化锂、氯化钠、氯化钾、碘化锂、碘化钠、碘化钾、溴化锂、溴化钠、或溴化钾；以及
一第二量子点溶液，包括至少一个绿光量子点、所述水溶剂以及一第二溶质，其中该第二溶质亦具有所述内聚力，且该第二量子点溶液利用所述喷墨印刷头而以一第二液滴的形式分别注入在各所述第二容置槽之中，其中所述具有内聚力的第二溶质具有范围介于0.5wt％至5.5wt％之间的浓度，且其材料为下列任一者：氯化锂、氯化钠、氯化钾、碘化锂、碘化钠、碘化钾、溴化锂、溴化钠、或溴化钾；
其中，在该第一溶质的该内聚力大于由咖啡环效应所衍生的一外流驱动力的情况下对该第一液滴进行一干燥处理，该第一溶质随着该水溶剂的蒸发而逐渐封装至少一个所述红光量子点，从而在各所述第一容置槽之中形成封装有至少一个所述红光量子点的一第一盐封装量子点微米结构；
其中，在该第二溶质的该内聚力大于由咖啡环效应所衍生的一外流驱动力的情况下对该第二液滴进行一干燥处理，该第二溶质随着该水溶剂的蒸发而逐渐封装至少一个所述绿光量子点，从而在各所述第二容置槽之中形成封装有至少一个所述绿光量子点的一第二盐封装量子点微米结构；
其中，M与N皆为正整数。
6.根据权利要求5所述的光转换单元，其特征在于，更包括一第三量子点溶液，其包含至少一个蓝光量子点、所述水溶剂以及一第三溶质，其中该第三溶质亦具有所述内聚力，且该第三量子点溶液利用所述喷墨印刷头而以一第三液滴的形式分别注入在各所述第三容置槽之中，从而在干燥之后于各所述第三容置槽之中分别形成包含至少一个所述蓝光量子点的一第三盐封装量子点微米结构。
7.根据权利要求5所述的光转换单元，其特征在于，该金属材料为下列任一者：金、铜、铝、银、铬、钼、钛、铟、锑、上述任两者的金属合金、或上述任两者以上的金属合金。
8.根据权利要求5所述的光转换单元，其特征在于，该金属氧化物为下列任一者：铜氧化物、铝氧化物、银氧化物、铬氧化物、钼氧化物、钛氧化物、铟氧化物、锑氧化物、上述任两者的复合物、或上述任两者以上的复合物。
9.根据权利要求6所述的光转换单元，其特征在于，该第一盐封装量子点微米结构包含包覆有至少一个所述红光量子点的至少一第一盐封装体，该第二盐封装量子点微米结构包含包覆有至少一个所述绿光量子点的至少一第二盐封装体，且该第三盐封装量子点微米结构包含包覆有至少一个所述蓝光量子点的至少一第三盐封装体。
10.根据权利要求6所述的光转换单元，其特征在于，更包括：
一封装材料，填于各所述第一容置槽、各所述第二容置槽、和各所述第三容置槽之中，用以封装该第一容置槽之内的该第一盐封装量子点微米结构、该第二容置槽之内的该第二盐封装量子点微米结构以及该第三容置槽之内的该第三盐封装量子点微米结构；以及
一水气阻障层，其置于该光转换器携载层之上，且遮盖该多个第一容置槽、该多个第二容置槽、和该多个第三容置槽。
11.根据权利要求6所述的光转换单元，其特征在于，一界面活性剂进一步添加于该第一量子点溶液、该第二量子点溶液和该第三量子点溶液之中，用以减少由该喷墨印刷头所喷出的该第一液滴、该第二液滴与该第三液滴的卫星液滴。
12.根据权利要求6所述的光转换单元，其特征在于，该红光量子点、该绿光量子点与该蓝光量子点皆具有一亲水性表面修饰层，且该第三溶质具有范围介于0.5wt％至5.5wt％之间的浓度。
13.一种微发光二极管显示面板，其特征在于，包括：
一基板；
M×N个微发光二极管，设置于该基板之上；以及
如权利要求5至权利要求12中任一项所述的光转换单元，其设置于该M×N个微发光二极管和该基板之上。
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