量子點(diǎn)彩膜基板的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及顯示技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種量子點(diǎn)彩膜基板的制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著顯示技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對(duì)顯示裝置的顯示質(zhì)量要求也越來(lái)越高。量子點(diǎn)材料(Quantum Dots，簡(jiǎn)稱QDs)是指粒徑在l-100nm的半導(dǎo)體晶粒。由于QDs的粒徑較小，小于或者接近相應(yīng)體材料的激子波爾半徑，產(chǎn)生量子限域效應(yīng)，本體材料連續(xù)的能帶結(jié)構(gòu)會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)榉至⒌哪芗?jí)結(jié)構(gòu)，在外部光源的激發(fā)下，電子會(huì)發(fā)生躍迀，發(fā)射熒光。
[0003]QDs這種特殊的分立能級(jí)結(jié)構(gòu)使其半波寬較窄，因而可發(fā)出較高純度的單色光，相比于傳統(tǒng)顯示器具有更高的發(fā)光效率。同時(shí)，由于QDs的能級(jí)帶隙，受其尺寸影響較大，可以通過(guò)調(diào)控QDs的尺寸或使用不同成分的QDs來(lái)激發(fā)出不同波長(zhǎng)的光。在彩膜基板上引入QDs以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的彩色光阻，可以大幅度的提高TFT-LCD的色域和穿透率，帶來(lái)更好的顯示效果。
[0004]當(dāng)前，QDs在平板顯器中的應(yīng)用，主要是利用QDs在特定背光源的激發(fā)下，能發(fā)射出波長(zhǎng)窄(半波峰小)、色彩鮮艷的光，以達(dá)到顯示器能顯示更寬廣的色域的目的。目前，最常見(jiàn)的做法是，以藍(lán)光LED為背光源，紅色(R)和綠色(G)像素分別應(yīng)用含紅色量子點(diǎn)(R-QDs)的紅色量子點(diǎn)層和含綠色量子點(diǎn)(G-QDs)的綠色量子點(diǎn)層，藍(lán)色(B)像素則由背光源提供。由于藍(lán)色背光在激發(fā)R-QDs或G-QDs時(shí)，藍(lán)色背光只是部分被吸收，繼而轉(zhuǎn)換為紅色或綠色。此時(shí)，經(jīng)由量子點(diǎn)層后出現(xiàn)的光，其實(shí)是藍(lán)色和紅色或藍(lán)色和綠色的混合光，即從紅色量子點(diǎn)層出來(lái)的光是洋紅色，從紅色量子點(diǎn)層層出來(lái)的光是青色(藍(lán)綠色)。因此，為得到較純的紅色和綠色單色光，常常在形成量子點(diǎn)層或?yàn)V光層后，再涂布一層濾光層或量子點(diǎn)層，使光經(jīng)過(guò)紅色量子點(diǎn)層和含綠色量子點(diǎn)層后，再經(jīng)過(guò)紅色濾光層(R-colorfilter)和綠色濾光層(G-color filter)，這樣得到較純的紅色和綠色光。
[0005]然而，這種方法的存在以下缺陷:1、制程復(fù)雜，量子點(diǎn)層和濾光層分兩道制程完成；2、由于層與層之間界面的存在，使得對(duì)光的折射和散射加強(qiáng)，不利于對(duì)光的利用，且在IXD顯示器中，光的散射對(duì)顯示對(duì)比度也有不利的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種量子點(diǎn)彩膜基板的制作方法，利用分散液在溶劑揮發(fā)過(guò)程中其內(nèi)的染料分子和量子點(diǎn)會(huì)發(fā)生相分離的特點(diǎn)，形成量子點(diǎn)-染料相分離的雙層結(jié)構(gòu)的量子點(diǎn)濾光膜，所得到的量子點(diǎn)濾光膜的兩層結(jié)構(gòu)之間沒(méi)有界面作用，減少了界面作用對(duì)光的損失，且制程簡(jiǎn)單。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了量子點(diǎn)彩膜基板的制作方法，包括如下步驟:
[0008]步驟1、提供襯底基板，在所述襯底基板上形成黑色矩陣，所述黑色矩陣在襯底基板上圍出數(shù)個(gè)紅色子像素區(qū)域、數(shù)個(gè)綠色子像素區(qū)域、及數(shù)個(gè)藍(lán)色子像素區(qū)域；
[0009]步驟2、提供第一分散液、及第二分散液；所述第一分散液包含紅色量子點(diǎn)、紅色染料分子、聚合物、及溶劑，所述第二分散液液包含綠色量子點(diǎn)、綠色染料分子、聚合物、及溶劑；
[0010]步驟3、在所述襯底基板上的紅色子像素區(qū)域、綠色子像素區(qū)域內(nèi)分別涂布第一分散液、第二分散液，加熱，使第一、二分散液內(nèi)的溶劑揮發(fā)，在溶劑揮發(fā)過(guò)程中，第一、二分散液中的紅、綠色量子點(diǎn)傾向在上層聚集，而紅、綠色染料分子傾向在下層聚集，從而形成量子點(diǎn)-染料相分離的雙層結(jié)構(gòu)的薄膜；
[0011]步驟4、對(duì)所述薄膜進(jìn)行干燥，完全干燥后，得到分別位于所述襯底基板上紅、綠色子像素區(qū)域內(nèi)的紅、綠色量子點(diǎn)濾光膜；所述紅、綠色量子點(diǎn)濾光膜具有雙層結(jié)構(gòu)，上層分別含有紅、綠色量子點(diǎn)，下層分別含有紅、綠色染料分子；從而得到包含紅、綠色量子點(diǎn)濾光膜的彩膜層；
[0012]步驟5、在所述彩膜層上形成電極層、配向膜層，完成量子點(diǎn)彩膜基板的制作。
[0013]所述步驟1中，在所述襯底基板上形成的黑色矩陣的厚度為1?3 μπι。
[0014]所述紅、綠色量子點(diǎn)的粒徑為3?10nm，所述紅、綠色量子點(diǎn)在光激發(fā)下分別發(fā)出紅、綠光，所述紅、綠色量子點(diǎn)包括PbSe量子點(diǎn)、CdSe量子點(diǎn)、(CdSe) ZnS量子點(diǎn)、(CuInS2)ZnS量子點(diǎn)、及Au量子點(diǎn)中的一種或多種；
[0015]所述紅、綠色量子點(diǎn)分別在所述第一、二分散液中的濃度為0.5?10mg/mL。
[0016]所述紅、綠色量子點(diǎn)的表面具有一層修飾分子以對(duì)其進(jìn)行包裹修飾，所述修飾分子為十八烯酸、嘧啶、三辛基氧膦、或十二烷基硫醇。
[0017]所述紅、綠色染料分子為偶氮類、蒽醌類、氧雜蒽、二惡嗪、或三苯代甲烷類染料；
[0018]所述紅、綠色染料分子分別在所述第一、二分散液中的濃度為0.1?10mg/mL。
[0019]所述第一、二分散液中的聚合物為聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯、聚丙烯酸丁酯、聚苯乙稀、聚碳酸脂、聚N, N’ - 二苯基-N, N’ - 二(3-甲基苯基)-1，Γ -聯(lián)苯-4，4’ - 二胺、或聚4，4’ -雙[N- (1-萘基)-N-苯氨基]聯(lián)苯；
[0020]所述第一、二分散液中聚合物的含量為0.1?10wt%。
[0021]所述第一、二分散液中的溶劑為三氯甲烷、氯苯、丙酮、甲苯、己烷、吡啶、N，N_ 二甲基乙酰胺、N，N-二甲基甲酰胺、或四氫呋喃。
[0022]所述步驟3中，對(duì)第一、二分散液的涂布方法為旋涂、狹縫滴涂、或噴墨打印。
[0023]所述步驟3中，加熱溫度為90?180°C，加熱時(shí)間為2?15min。
[0024]所述步驟4中還包括在所述彩膜層上形成一層保護(hù)層；所述保護(hù)層的材料為氮化硅、氧化硅、或有機(jī)透明材料。
[0025]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明提供了一種量子點(diǎn)彩膜基板的制作方法，利用包含染料分子、量子點(diǎn)、聚合物的分散液，在溶劑揮發(fā)過(guò)程中，由于染料分子和量子點(diǎn)的表面自由能的差異，導(dǎo)致量子點(diǎn)和染料分子產(chǎn)生相分離的特點(diǎn)，形成量子點(diǎn)-染料相分離的雙層結(jié)構(gòu)的紅、綠色量子點(diǎn)濾光膜，所述紅、綠色量子點(diǎn)濾光膜上層分別含有紅、綠色量子點(diǎn)，下層分別含有紅、綠色染料分子，從而具有雙層膜結(jié)構(gòu)的量子點(diǎn)膜加濾光膜的效用，且與量子點(diǎn)膜加濾光膜的雙層膜結(jié)構(gòu)相比，該紅、綠色量子點(diǎn)濾光膜的兩層結(jié)構(gòu)之間沒(méi)有界面作用，減少了界面作用對(duì)光的損失，同時(shí)，相分離只需要一步溶劑揮發(fā)過(guò)程即可完成，較傳統(tǒng)的雙層膜結(jié)構(gòu)的量子點(diǎn)膜加濾光膜，制程更加簡(jiǎn)單。
【附圖說(shuō)明】
[0026]下面結(jié)合附圖，通過(guò)對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】詳細(xì)描述，將使本發(fā)明的技術(shù)方案及其他有益效果顯而易見(jiàn)。
[0027]附圖中，
[0028]圖1為本發(fā)明的量子點(diǎn)彩膜基板的制作方法的流程示意圖；
[0029]圖2為本發(fā)明的量子點(diǎn)彩膜基板的制作方法的步驟1的示意圖；
[0030]圖3為本發(fā)明的量子點(diǎn)彩膜基板的制作方法的步驟3中在襯底基板上涂布分散液的不意圖；
[0031]圖4為本發(fā)明的量子點(diǎn)彩膜基板的制作方法的步驟3中分散液內(nèi)的量子點(diǎn)與染料分子發(fā)生相分離的示意圖；
[0032]圖5為本發(fā)明的量子點(diǎn)彩膜基板的制作方法的步驟4中形成彩膜層的示意圖；
[0033]圖6為本發(fā)明的量子點(diǎn)彩膜基板的制作方法的步驟4中在彩膜層上形成保護(hù)層的示意圖；
[0034]圖7為本發(fā)明的量子點(diǎn)彩膜基板的制作方法的步驟5中在保護(hù)層上形成電極層與配向膜層的示意圖；
[0035]圖8為本發(fā)明制得的量子點(diǎn)彩膜基板用于顯示裝置中進(jìn)行彩色顯示的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036]為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明所采取的技術(shù)手段及其效果，以下結(jié)合本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例及其附圖進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0037]請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明提供一種量子點(diǎn)彩膜基板的制作方法，包括以下步驟:
[0038]步驟1、如圖1所示，提供襯底基板11，在所述襯底基板11上形成黑色矩陣12，所述黑色矩陣12在襯底基板11上圍出數(shù)個(gè)紅色子像素區(qū)域、數(shù)個(gè)綠色子像素區(qū)域、及數(shù)個(gè)藍(lán)色子像素區(qū)域；
[0039]具體的，在所述襯底基板11上形成黑色矩陣12的厚度為1?3 μπι ;既用于擋光，防止不同像素間的混色，又可以作為擋墻。
[0040]步驟2、提供第一分散液31、及第二分散液32 ;所述第一分散液31包含紅色量子點(diǎn)311、紅色染料分子312、聚合物、及溶劑，所述第二分散液32液包含綠色量子點(diǎn)321、綠色染料分子322、聚合物、及溶劑；
[0041]具體的，所述紅、綠色量子點(diǎn)311、321的粒徑為3?10nm，其大小根據(jù)所需的顏色而選擇，所述紅、綠色量子點(diǎn)311、321在光激發(fā)下分別發(fā)出紅、綠光，所述紅、綠色量子點(diǎn)311、321包括PbSe量子點(diǎn)、CdSe量子點(diǎn)、(CdSe) ZnS量子點(diǎn)、(CuInS2)ZnS量子點(diǎn)、及Au量子點(diǎn)中的一種或多種；具體的，所述紅、綠色量子點(diǎn)311、321分別在所述第一、二分散液31、32中的濃度為0.5?10mg/mL。
[0042]具體的，所述紅、綠色量子點(diǎn)311、321的表面可具有一層修飾分子以對(duì)其進(jìn)行包裹修飾，所述修飾分子為十八稀酸、啼啶、三辛