量子点基板及其制备方法、显示装置与流程

专利2024-03-10  104



1.本技术涉及显示技术领域,具体涉及一种量子点基板及其制备方法、显示装置。


背景技术:

2.量子点(quantum dot,qd)是一种纳米级半导体材料,qd具有量子荧光效应,即在电或者光的激发下可以发射不同色彩的荧光。qd材料可以赋予显示器更宽广的色域,使得终端显示拥有更靓丽的色彩表现。
3.在现有使用qd薄膜的产品中,由于qd薄膜内部的qd之间距离较小,容易导致qd发生自吸收现象,进而降低了qd薄膜的光效,大大限制了qd薄膜的应用。


技术实现要素:

4.本技术实施例提供一种量子点基板及其制备方法、显示装置,以改善qd薄膜内部qd的自吸收现象。
5.本技术实施例提供一种量子点基板,其包括量子点膜,所述量子点膜包括量子点和分散在所述量子点之间的第一纳米粒子,所述第一纳米粒子的粒径为2nm-50nm。
6.可选的,在本技术的一些实施例中,所述第一纳米粒子的粒径为10nm-20nm。
7.可选的,在本技术的一些实施例中,所述量子点膜还包括第二纳米粒子,所述第二纳米粒子分散在所述量子点之间,所述第二纳米粒子的粒径大于所述第一纳米粒子的粒径。
8.可选的,在本技术的一些实施例中,所述第二纳米粒子的粒径为300nm-500nm。
9.可选的,在本技术的一些实施例中,所述第一纳米粒子和所述第二纳米粒子包括相同的表面修饰配体。
10.可选的,在本技术的一些实施例中,所述第一纳米粒子和所述第二纳米粒子在所述量子点膜中的质量百分比之和与所述量子点在所述量子点膜中的质量百分比的比值为1:50-1:10。
11.可选的,在本技术的一些实施例中,所述第一纳米粒子在所述量子点膜中的质量百分比大于所述第二纳米粒子在所述量子点膜中的质量百分比。
12.可选的,在本技术的一些实施例中,所述第一纳米粒子和所述第二纳米粒子在所述量子点膜中的质量百分比的比值为5:1-20:1。
13.可选的,在本技术的一些实施例中,所述第一纳米粒子包括二氧化硅、氧化钛、氧化锆、氧化钨、氧化锌和钛酸钡中的一种或多种。
14.可选的,在本技术的一些实施例中,所述量子点基板还包括基底和设置在所述基底上的导电层,所述量子点膜设置在所述导电层远离所述基底的一侧。
15.可选的,在本技术的一些实施例中,所述导电层包括第一导电电极和第二导电电极,所述第一导电电极的图案和所述第二导电电极的图案相匹配,所述量子点膜覆盖所述第一导电电极和所述第二导电电极中的一者,并与所述第一导电电极和所述第二导电电极
中的一者具有相同图案。
16.本技术实施例提供一种显示装置,其包括如前述任一实施例所述的量子点基板。
17.本技术实施例还提供一种量子点基板的制备方法,其包括以下步骤:
18.提供基底,所述基底上形成有导电层;
19.提供量子点混合液,所述量子点混合液包括量子点和第一纳米粒子,所述第一纳米粒子的粒径为2nm-50nm;
20.将所述量子点混合液沉积于导电层上;
21.对所述量子点混合液进行固化,以形成量子点膜,所述第一纳米粒子分散于所述量子点之间。
22.可选的,在本技术的一些实施例中,所述提供量子点混合液的步骤,包括:
23.提供第一纳米粒子、表面修饰剂以及添加剂;
24.将所述第一纳米粒子分散于所述表面修饰剂中,以得到表面修饰后的第一纳米粒子;
25.将所述表面修饰后的第一纳米粒子分散于所述添加剂中,以形成第一纳米粒子分散液;
26.提供量子点胶体溶液,并将所述第一纳米粒子分散液与所述量子点胶体溶液混合,以形成量子点混合液。
27.可选的,在本技术的一些实施例中,所述表面修饰剂的质量为所述第一纳米粒子的质量的20%-60%。
28.可选的,在本技术的一些实施例中,在将所述第一纳米粒子分散于所述表面修饰剂中的步骤之前,所述第一纳米粒子的表面具有羟基,所述表面修饰剂包括含有羧基或氨基的聚乙二醇、聚己二酸乙二醇酯或硅烷偶联剂。
29.相较于现有技术中的量子点基板,本技术提供的量子点基板通过在量子点膜中添加第一纳米粒子,第一纳米粒子的粒径为2nm-50nm,在上述粒径范围内,由于第一纳米粒子的布朗运动较为强烈,因而能够高效地分散于量子点之间,从而可以增大量子点之间的距离,减弱量子点的自吸收现象,进而能够提高量子点膜的光效。
附图说明
30.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例,对于本领域技术人员来讲,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。
31.图1是本技术示例一提供的量子点基板的结构示意图。
32.图2是本技术示例一提供的量子点基板中的量子点膜的结构示意图。
33.图3是本技术提供的对比例的量子点基板中的量子点膜的扫描电子显微镜的示意图。
34.图4是本技术提供的实施例1的量子点基板中的量子点膜的扫描电子显微镜的示意图。
35.图5是本技术提供的实施例2的量子点基板中的量子点膜的扫描电子显微镜的示意图。
36.图6是本技术示例二提供的量子点基板的结构示意图。
37.图7是本技术示例三提供的量子点基板的结构示意图。
38.图8是本技术示例三提供的量子点基板中的导电层的结构示意图。
39.图9是本技术提供的显示装置的结构示意图。
40.图10是本技术提供的量子点基板的制备方法的流程示意图。
41.图11是本技术提供的量子点基板的制备方法中在垂直电场下制备量子点膜的结构示意图。
42.图12是本技术提供的量子点基板的制备方法中在水平电场下制备量子点膜的结构示意图。
具体实施方式
43.下面将结合本技术实施例中的附图,对本技术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技术一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例,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,都属于本技术保护的范围。此外,应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本技术,并不用于限制本技术。在本技术中,在未作相反说明的情况下,使用的方位词如“上”和“下”通常是指装置实际使用或工作状态下的上和下,具体为附图中的图面方向;而“内”和“外”则是针对装置的轮廓而言的。
44.在现有技术中,量子点膜的加工方法通常为光刻法或喷墨打印法。然而,由上述两种方法制备得到的量子点膜均具有发光效率低和稳定性差的问题,并且上述加工方法还存在重复性差、加工时间长等弊端,例如,光刻法制备得到的量子点膜的发光效率低,此外,由于光刻法制备量子点膜时需要使用光阻,进而导致光刻法制备量子点膜的成本较高;喷墨打印法因设备限制而不利于实现高分辨率显示等等。电泳沉积法制备量子点膜是利用带电荷的量子点材料在电场作用下沿特定方向运动,并在特定电极下选择性沉积量子点的方法,使用电泳沉积法制备量子点膜不仅能够实现高分辨率显示,进而提高量子点膜在高分辨率显示领域的应用价值。虽然,电泳沉积法具有方便快捷的特点,但电泳沉积法并未大规模应用于量子点膜的制备工艺中。
45.本技术的发明人在大量实验探究中发现,对于采用电泳沉积法制备的量子点膜,由于量子点膜在成膜之后,量子点胶体溶液中的溶剂挥发,导致量子点膜中的量子点占比较高,量子点之间距离较小,使得量子点出现严重的自吸收现象,进而降低了量子点膜的光效。
46.针对现有技术中存在的上述技术问题,本技术实施例提供一种量子点基板及其制备方法、显示装置。以下分别进行详细说明。
47.本技术提供一种量子点基板,其包括量子点膜。所述量子点膜包括量子点和分散在量子点之间的第一纳米粒子,第一纳米粒子的粒径为2nm-50nm。
48.由此,本技术提供的量子点基板通过在量子点膜中添加第一纳米粒子,第一纳米粒子的粒径为2nm-50nm,在上述粒径范围内,由于第一纳米粒子的布朗运动较为强烈,因而能够高效地分散于量子点之间,从而可以增大量子点之间的距离,减弱量子点的自吸收现象,进而能够提高量子点膜的光效。
49.下面通过具体实施例对本技术提供的量子点基板进行详细的阐述。需说明的是,以下实施例的描述顺序不作为对实施例优选顺序的限定。
50.请参照图1和图2,本技术示例一提供一种量子点基板10。量子点基板10包括基底11、导电层12以及量子点膜13。导电层12设置在基底11上。量子点膜13设置在导电层12远离基底11的一侧。
51.需要说明的是,在本实施例中,基底11为阵列基板,阵列基板的具体结构可以参照现有技术,在此不再赘述。在一些实施例中,基底11还可以为柔性层,该柔性层的材料可以为聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚醚砜或聚芳酯等,在此不作唯一限定。
52.导电层12设置在基底11的表面。导电层12的材料可以包括金属、合金和金属氧化物中的一种或多种。其中,所述金属可以包括铜、银、钼和铝中的一种或多种,所述合金可以为上述任意两种或两种以上金属组成的合金,如银铝合金、钼铝合金等,所述金属氧化物可以包括氧化钛或氧化铟锡等。
53.需要说明的是,本技术中的导电层12可以为整面结构,也可以为图案化结构,导电层12的具体结构可以根据实际应用情况进行设定,本技术对此不作限定。
54.在本实施例中,量子点基板10还可以包括阻隔部14。阻隔部14设置在导电层12远离基底11的一侧。阻隔部14界定出多个开口141。其中,一个开口141可以对应量子点基板10中的一个发光单元(图中未示出),所述发光单元可以为有机发光二极管、迷你型发光二极管或者微型发光二极管。量子点膜13设置在开口141内。
55.需要说明的是,在一些实施例中,当需要设置整面的量子点膜13时,也可以省略阻隔部14的设置,本实施例不能理解为对本技术的限制。
56.在本实施例中,量子点膜13与导电层12具有相同图案。量子点膜13包括量子点131和分散在量子点131之间的第一纳米粒子132。
57.具体的,量子点131的粒径为1nm-15nm。量子点131由iv、ii-vi,iv-vi或iii-v族元素构成,具体而言,量子点131主要由iva、iib-via、iiia-va、iva-via族元素构成,例如,当量子点131由iva族元素构成时,量子点131可以包括碳量子点、硅量子点或锗量子点;当量子点131由iib-via族元素构成时,量子点131具体可以包括硒化镉量子点、硫化锌量子点或硫化镉量子点;当量子点131由iiia-va族元素构成时,量子点131具体可以包括磷化铟量子点、砷化镓量子点或砷化铟量子点;当量子点131由iva-via族元素构成时,量子点131具体可以包括硫化铅量子点、硒化铅量子点或碲化铅量子点,量子点131的具体材料可以根据实际应用情况进行选择,本技术对此不作限定。
58.第一纳米粒子132的粒径为2nm-50nm。在上述粒径范围内,由于第一纳米粒子132的布朗运动较为强烈,因而能够高效地分散于量子点131之间,从而能够增大量子点131之间的距离,减弱量子点131的自吸收现象,进而可以大大提高量子点膜13的光效。在一些具体实施方式中,第一纳米粒子132的粒径为2nm、5nm、10nm、15nm、20nm、25nm、30nm、35nm、40nm、45nm或50nm。
59.进一步的,在本实施例中,第一纳米粒子132的粒径为10nm-20nm。在上述粒径范围内,第一纳米粒子132的布朗运动加剧,能够进一步增大量子点131之间的距离,从而可以进一步减弱量子点131的自吸收现象。在一些具体实施方式中,第一纳米粒子132的粒径为
10nm、11nm、12nm、13nm、14nm、15nm、16nm、17nm、18nm、19nm或20nm。
60.优选的,第一纳米粒子132的粒径与量子点131的粒径相同,如可以为3nm、5nm、8nm、10nm、12nm或15nm。一方面,上述设置能够避免因第一纳米粒子132的粒径过小而发生团聚,能够提高第一纳米粒子132在量子点131之间的分散度;另一方面,上述设置还能够避免因第一纳米粒子132的粒径过大而影响量子点膜13的光效。
61.具体的,第一纳米粒子132包括二氧化硅、氧化钛、氧化锆、氧化钨、氧化锌和钛酸钡中的一种或多种。在本实施例中,第一纳米粒子132为二氧化硅。
62.进一步的,在本实施例中,量子点膜13还包括第二纳米粒子133。第二纳米粒子133分散在量子点131之间。第二纳米粒子133的粒径大于第一纳米粒子132的粒径。由此,本实施例通过在量子点膜13中引入第二纳米粒子133,相较于第一纳米粒子132,较大粒径的第二纳米粒子133分散至量子点131之间时,增大了光线在量子点膜13中的光程,从而能够增加量子点膜13的光取出率,进而能够降低量子点膜13的蓝光透过率,以降低量子点基板10的蓝光透过率。
63.其中,第二纳米粒子133的粒径为300nm-500nm。在上述范围内,可以进一步提高量子点膜13的光取出率,进而能够进一步降低量子点膜13的蓝光透过率。在一些具体实施方式中,第二纳米粒子133的粒径为300nm、325nm、350nm、375nm、400nm、425nm、450nm、475nm或500nm。
64.具体的,第二纳米粒子133包括二氧化硅、氧化钛、氧化锆、氧化钨、氧化锌和钛酸钡中的一种或多种。在本实施例中,第二纳米粒子133的材料和第一纳米粒子132的材料相同,均为二氧化硅,以提高材料之间的相容性。需要说明的是,在一些实施例中,第二纳米粒子133的材料和第一纳米粒子132的材料也可以不同,在此不再赘述。
65.进一步的,第一纳米粒子132和第二纳米粒子133包括相同的表面修饰配体,该表面修饰配体可以为极性基团。上述设置可以增加第二纳米粒子133在第一纳米粒子132之间的分散度,避免纳米粒子之间发生团聚。
66.具体来说,第一纳米粒子132和第二纳米粒子133均经表面修饰形成,通过表面修饰后:第一,第一纳米粒子132和第二纳米粒子133的空间位阻均增大,从而降低了第一纳米粒子132之间的聚集几率、第二纳米粒子133之间的聚集几率、以及第一纳米粒子132和第二纳米粒子133的聚集几率,以提高第一纳米粒子132和第二纳米粒子133在量子点膜13中的分散度;第二,第一纳米粒子132的电动电位(zeta电位)和第二纳米粒子133的电动电位(zeta电位)均增大,进而能够提高第一纳米粒子132和第二纳米粒子133在量子点膜13中的稳定性;第三、经表面修饰之后,由于第一纳米粒子132和第二纳米粒子133的表面引入了极性基团,极性基团能够电离出更多的电荷,因此,第一纳米粒子132和第二纳米粒子133的表面因电荷之间产生的排斥力而不容易聚集,从而更有利于第一纳米粒子132和第二纳米粒子133在量子点膜13中的分散。
67.在本实施例中,第一纳米粒子132和第二纳米粒子133在量子点膜13中的质量百分比之和与量子点131在量子点膜13中的质量百分比的比值为1:50-1:10。相较于第一纳米粒子132和第二纳米粒子133,量子点131在量子点膜13中具有相对较高的质量百分比,该高质量百分比不仅能够保证量子点膜13的膜厚,还能够保证量子点膜13的光效,避免因第一纳米粒子132和第二纳米粒子133的过量添加而对量子点膜13的光效造成影响。在一些具体实
施方式中,第一纳米粒子132和第二纳米粒子133在量子点膜13中的质量百分比之和与量子点131在量子点膜13中的质量百分比的比值可以为1:50、1:45、1:40、1:35、1:30、1:25、1:20、1:15或1:10。
68.需要说明的是,本技术中的“质量百分比”是指量子点膜13中某种材料在整个量子点膜13中的质量占比。具体的,第一纳米粒子132在量子点膜13中的质量百分比是指第一纳米粒子132在量子点膜13中的质量占比;第二纳米粒子133在量子点膜13中的质量百分比是指第二纳米粒子133在量子点膜13中的质量占比;量子点131在量子点膜13中的质量百分比是指量子点131在量子点膜13中的质量占比。
69.进一步的,在本实施例中,第一纳米粒子132在量子点膜13中的质量百分比大于第二纳米粒子133在量子点膜13中的质量百分比。上述设置可以提高第二纳米粒子133在量子点膜13中的分散度,使得第二纳米粒子133能够均匀分散至量子点131之间以及第一纳米粒子132之间,进而有利于增加光线在量子点膜13中的反射界面与折射界面,以进一步降低量子点膜13的蓝光透过率,从而能够进一步降低量子点基板10的蓝光透过率。
70.其中,第一纳米粒子132和第二纳米粒子133在量子点膜13中的质量百分比的比值为5:1-20:1。在一些具体实施方式中,第一纳米粒子132和第二纳米粒子133在量子点膜13中的质量百分比的比值可以为5:1、6:1、7:1、8:1、9:1、10:1、11:1、12:1、13:1、14:1、15:1、16:1、17:1、18:1、19:1或20:1。
71.综上,本技术示例一提供的量子点基板10通过在量子点膜13中添加第一纳米粒子132和第二纳米粒子133,一方面,由于粒径为2nm-50nm的第一纳米粒子132在量子点131之间具有强烈的布朗运动,进而能够高效地分散于量子点131之间,以增大量子点131之间的距离,减弱量子点131的自吸收现象,从而能够提高量子点膜13的光效;另一方面,第二纳米粒子133的添加可以提高量子点膜13的光取出率,进而能够降低量子点膜13的蓝光透过率,以降低量子点基板10的蓝光透过率。
72.请参照图3至图5以及表1,本技术分别测定了量子点膜13中未添加第一纳米粒子132和第二纳米粒子133(以下简称“对比例”)、仅添加第一纳米粒子132(以下简称“实施例1”)、同时添加第一纳米粒子132和第二纳米粒子133(以下简称“实施例2”)时,并分别测定了对比例、实施例1以及实施例2对应的量子点膜13的扫描电子显微镜的示意图、光能转化率以及蓝光透过率。其中,在对比例、实施例1以及实施例2中,量子点131的粒径均相同,且实施例1和实施例2中的第一纳米粒子132的粒径相同。相关实验测定条件为:量子点131的粒径为12nm,第一纳米粒子132的粒径为12nm,第二纳米粒子133的粒径为400nm,以蓝光为激发光、量子点131为红色量子点131测定量子点膜13的光能转化率和蓝光透过率。
73.表1
[0074][0075][0076]
由此可知,相较于对比例中未添加第一纳米粒子132而言,结合图3、图4以及表1,在实施例1中,由于量子点膜13中添加了第一纳米粒子132,量子点131之间的距离明显增大,使得量子点膜13的光能转化率增加,光能转化率从26.8%提升至57.1%,因此,在本实施例中,通过在量子点膜13中添加第一纳米粒子132,能够大大提升量子点膜13的光效。进一步的,在实施例2中,结合图4、图5以及表1,当在量子点膜13中添加第二纳米粒子133之后,第二纳米粒子133分散于量子点131之间,使得量子点膜13的蓝光透过率得到明显降低。
[0077]
由此可以验证,本实施例通过在量子点膜13中添加第一纳米粒子132,能够减弱量子点131的自吸收现象,提高量子点膜13的光效,同时,第二纳米粒子133的添加能够增加量子点膜13的光取出率,降低量子点膜13的蓝光透过率。
[0078]
请参照图6,本技术示例二提供一种量子点基板10。本技术示例二提供的量子点基板10与示例一的不同之处在于:量子点基板10还包括顶基底31和导电电极32,导电电极32设置在顶基底31靠近量子点膜13的一侧。
[0079]
其中,量子点131的电性和第一纳米粒子132、第二纳米粒子133的电性相同,上述带电粒子均带正电荷或负电荷。当对导电层12和导电电极32施加电压时,导电层12和导电电极32中的一者为正极,另一者为负极,量子点膜13形成在与其电性相反的电极上。
[0080]
在本实施例中,量子点膜13中的带电粒子带负电荷,当对导电层12和导电电极32施加电压时,导电层12和导电电极32之间形成垂直电场,导电层12为正极、导电电极32为负极,带负电荷的带电粒子沉积在导电层12上以形成量子点膜13。请参照图7和图8,本技术示例三提供一种量子点基板10。本技术示例三提供的量子点基板10与示例一的不同之处在于:导电层12包括第一导电电极121和第二导电电极122,第一导电电极121的图案和第二导电电极122的图案相匹配,量子点膜13覆盖第一导电电极121和第二导电电极122中的一者,且与第一导电电极121和第二导电电极122中的一者具有相同图案。
[0081]
在本实施例中,量子点131的电性和第一纳米粒子132、第二纳米粒子133的电性相同,上述带电粒子均带正电荷或负电荷。当对第一导电电极121和第二导电电极122施加电压时,第一导电电极121和第二导电电极122中的一者为正极,另一者为负极,量子点膜13会形成在与其电性相反的电极上。
[0082]
比如,以量子点膜13中的带电粒子带负电荷为例,当对第一导电电极121和第二导电电极122施加电压时,第一导电电极121和第二导电电极122之间形成水平电场。若第一导
电电极121为正极、第二导电电极122为负极,带负电荷的带电粒子沉积在第一导电电极121上以形成量子点膜13,量子点膜13与第一导电电极121具有相同图案,如图8中的(a)所示;若第一导电电极121为负极、第二导电电极122为正极,带负电荷的带电粒子沉积在第二导电电极122上以形成量子点膜13,量子点膜13与第二导电电极122具有相同图案,如图8中的(b)所示。
[0083]
需要说明的是,在图8中的(a)中,为了体现量子点膜13与第一导电电极121的相对位置关系,量子点膜13与第一导电电极121并未接触,但在实际的产品结构中,量子点膜13形成于第一导电电极121的表面,且可以与第一导电电极121的表面接触。在图8中的(b)中,为了体现量子点膜13与第二导电电极122的相对位置关系,量子点膜13与第二导电电极122并未接触,但在实际的产品结构中,量子点膜13形成于第二导电电极122的表面,且可以与第二导电电极122的表面接触。
[0084]
具体的,第一导电电极121可以包括沿第一方向x延伸的第一条状电极1211,第二导电电极122可以包括沿第二方向y延伸的第二条状电极1221,第一方向x和第二方向y平行,且为相反方向。
[0085]
需要说明的是,本实施例中的第一导电电极121和第二导电电极122的图案仅为示意,用于方便描述本实施例,但不能理解为对本技术的限制,只要保证第一导电电极121和第二导电电极122在外加电压下能够形成水平电场,均在本技术的保护范围内。另外,为方便描述本实施例,本实施例省略了阻隔部14的结构,但并不限于此。
[0086]
本技术还提供一种显示装置。其中,所述显示装置可以为电子纸、手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。具体的,本技术提供的显示装置可以为液晶显示装置、有机发光二极管显示装置、迷你型发光二极管显示装置或微型发光二极管显示装置,本技术对显示装置的具体类型不作限定。
[0087]
请参照图9,本技术提供的显示装置100包括量子点基板。所述量子点基板可以为前述示例一或示例二所述的量子点基板10,本技术仅以前述示例一所述的量子点基板10的结构为例进行说明,但并不限于此。
[0088]
进一步的,显示装置100还可以包括发光层15,发光层15可以包括多个发光二极管(图中未示出),所述发光二极管可以为迷你型发光二极管或微型发光二极管,相关结构均为现有技术,在此不再赘述。
[0089]
请参照图10,本技术提供一种量子点基板的制备方法,其包括以下步骤:
[0090]
101:提供基底,基底上形成有导电层;
[0091]
102:提供量子点混合液,量子点混合液包括量子点和第一纳米粒子,第一纳米粒子的粒径为2nm-50nm;
[0092]
103:将量子点混合液沉积于导电层上;
[0093]
104:对量子点混合液进行固化,以形成量子点膜,第一纳米粒子分散于量子点之间。
[0094]
由此,在本技术提供的量子点基板的制备方法中,通过在量子点混合液中添加粒径为2nm-50nm的第一纳米粒子,由于上述粒径范围内的第一纳米粒子的布朗运动较为强烈,因而能够高效地分散于量子点之间,从而可以增大量子点之间的距离,减弱量子点的自吸收现象,进而能够提高量子点膜的光效。
[0095]
请一并参照图10至图12,下面通过具体实施例对本技术提供的量子点基板的制备方法进行详细的阐述。
[0096]
101:提供基底11,基底11上形成有导电层12。
[0097]
其中,基底11为阵列基板,阵列基板的具体结构可以参照现有技术,在此不再赘述。在一些实施例中,基底11还可以为柔性层,该柔性层的材料可以为聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚醚砜或聚芳酯等,在此不作唯一限定。
[0098]
导电层12的材料可以包括金属、合金和金属氧化物中的一种或多种。其中,所述金属可以包括铜、银、钼和铝中的一种或多种,所述合金可以为上述任意两种或两种以上金属组成的合金,如银铝合金、钼铝合金等,所述金属氧化物可以包括氧化钛或氧化铟锡等。
[0099]
在形成导电层12之后,还包括步骤:在导电层12上形成图案化的阻隔部14,阻隔部14在导电层12上界定出多个一一对应于发光单元(图中未示出)的开口141,所述发光单元可以为有机发光二极管、迷你型发光二极管或者微型发光二极管。
[0100]
102:提供量子点混合液,量子点混合液包括量子点131和第一纳米粒子132,第一纳米粒子132的粒径为2nm-50nm。
[0101]
在上述粒径范围内,由于第一纳米粒子132的布朗运动较为强烈,因而能够高效地分散于量子点131溶液中。在一些具体实施方式中,第一纳米粒子132的粒径为2nm、5nm、10nm、15nm、20nm、25nm、30nm、35nm、40nm、45nm或50nm。
[0102]
步骤102具体包括以下步骤:
[0103]
1021:提供第一纳米粒子132、表面修饰剂以及添加剂。
[0104]
其中,第一纳米粒子132可以包括二氧化硅、氧化钛、氧化锆、氧化钨、氧化锌和钛酸钡中的一种或多种。在本实施例中,第一纳米粒子132的表面具有羟基,比如,第一纳米粒子132可以为二氧化硅。
[0105]
进一步的,第一纳米粒子132的粒径为10nm-20nm。在上述粒径范围内,第一纳米粒子132的布朗运动会加剧。在一些具体实施方式中,第一纳米粒子132的粒径为10nm、11nm、12nm、13nm、14nm、15nm、16nm、17nm、18nm、19nm或20nm。
[0106]
需要说明的是,第一纳米粒子132可以采用溶胶凝胶法制备得到,溶胶凝胶法制备第一纳米粒子132的具体方法可以参照现有技术,在此不再赘述。
[0107]
其中,表面修饰剂用于对表面修饰前的第一纳米粒子132进行表面修饰,以提高第一纳米粒子132在量子点131之间的分散度。其中,表面修饰剂可以包括含有羧基或氨基的聚乙二醇、聚己二酸乙二醇酯或硅烷偶联剂。1022:将第一纳米粒子132分散于表面修饰剂中,以得到表面修饰后的第一纳米粒子132。
[0108]
具体的,当将第一纳米粒子132分散于表面修饰剂中时,通过表面修饰剂对第一纳米粒子132的表面进行修饰,以在第一纳米粒子132的表面形成表面修饰配体,从而形成表面修饰后的第一纳米粒子132。
[0109]
在本实施例中,在对第一纳米粒子132进行表面修饰之后,第一,第一纳米粒子132的空间位阻增大,从而降低了第一纳米粒子132之间的聚集几率,以提高第一纳米粒子132的分散度;第二,第一纳米粒子132的电动电位(zeta电位)增大,进而能够提高第一纳米粒子132的稳定性;第三、经表面修饰之后,由于第一纳米粒子132的表面引入了极性基团,极性基团能够电离出更多的电荷,因此,第一纳米粒子132的表面因电荷之间产生的排斥力而
不容易聚集,从而更有利于第一纳米粒子132的分散。
[0110]
在本实施例中,表面修饰剂的质量为第一纳米粒子132的质量的20%-60%。在一些具体实施方式中,表面修饰剂的质量可以为第一纳米粒子132的质量的20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%或60%。
[0111]
需要说明的是,在本实施例中,当形成表面修饰后的第一纳米粒子132之后,对表面修饰后的第一纳米粒子132所在的溶液体系进行干燥处理,以形成第一纳米粒子粉体。
[0112]
1023:将所述表面修饰后的第一纳米粒子132分散于添加剂中,以形成第一纳米粒子分散液。
[0113]
其中,添加剂包括溶剂和分散剂。在形成第一纳米粒子粉体之后,将第一纳米粒子粉体分散于溶剂和分散剂中。
[0114]
具体的,溶剂用于溶解第一纳米粒子粉体。溶剂可以包括水、醇类化合物、醚类化合物、酯类化合物和烷烃类化合物中的一种或多种。在一些具体实施方式中,溶剂可以为乙醇、乙醚、醋酸乙酯、正辛烷、水或丙二醇甲醚醋酸酯等,本技术对溶剂的种类不作具体限定。分散剂用于提高第一纳米粒子粉体在溶剂中的分散度,分散剂可以包括硬脂酸、聚乙二醇脂肪酸酯和聚丙烯酰胺中的一种或多种。
[0115]
在第一纳米粒子分散液的配制过程中,分散剂的质量为第一纳米粒子132的质量的0.3%-10%。由于本实施例中的第一纳米粒子132经过了表面修饰处理,因此,在第一纳米粒子分散液的配制过程中,可以减少分散剂的用量,即在上述质量范围内便可以得到稳定性较佳且带电量较高的第一纳米粒子分散液,以避免分散剂用量过多时增加体系粘度而不利于第一纳米粒子132和量子点131的沉积。
[0116]
在一些具体实施方式中,分散剂的质量可以为第一纳米粒子132的质量的0.3%、0.5%、1.0%、2.0%、2.5%、3.0%、3.5%、4.0%、4.5%、5.0%、5.5%、6.0%、6.5%、7.0%、7.5%、8.0%、8.5%、9.0%、9.5%或10.0%。
[0117]
在本实施例中,在形成第一纳米粒子分散液的步骤之后,还包括:形成第二纳米粒子分散液。
[0118]
其中,第二纳米粒子133可以包括二氧化硅、氧化钛、氧化锆、氧化钨、氧化锌和钛酸钡中的一种或多种。在本实施例中,第二纳米粒子133的表面具有羟基,此时,第二纳米粒子133可以为二氧化硅。
[0119]
进一步的,第二纳米粒子133的粒径为300nm-500nm。在上述粒径范围内,第二纳米粒子133的布朗运动会加剧。在一些具体实施方式中,第二纳米粒子133的粒径为300nm、325nm、350nm、375nm、400nm、425nm、450nm、475nm或500nm。
[0120]
需要说明的是,第二纳米粒子133可以采用溶胶凝胶法制备得到,溶胶凝胶法制备第二纳米粒子133的具体方法可以参照现有技术,在此不再赘述。
[0121]
其中,表面修饰剂用于对表面修饰前的第二纳米粒子133进行表面修饰,以提高第二纳米粒子133在量子点131之间的分散度。具体的,当将第二纳米粒子133分散于表面修饰剂中时,通过表面修饰剂对第二纳米粒子133的表面进行修饰,以在第二纳米粒子133的表面形成表面修饰配体,从而形成表面修饰后的第二纳米粒子133。其中,表面修饰剂可以包括含有羧基或氨基的聚乙二醇、聚己二酸乙二醇酯或硅烷偶联剂。
[0122]
在本实施例中,在对第二纳米粒子133进行表面修饰之后,第一,第二纳米粒子133
的空间位阻增大,从而降低了第二纳米粒子133之间的聚集几率,以提高第二纳米粒子133的分散度;第二,第二纳米粒子133的电动电位(zeta电位)增大,进而能够提高第二纳米粒子133的稳定性;第三、经表面修饰之后,由于第二纳米粒子133的表面引入了极性基团,极性基团能够电离出更多的电荷,因此,第二纳米粒子133的表面因电荷之间产生的排斥力而不容易聚集,从而更有利于第二纳米粒子133的分散。
[0123]
在本实施例中,表面修饰剂的质量为第二纳米粒子133的质量的20%-60%。在一些具体实施方式中,表面修饰剂的质量可以为第二纳米粒子133的质量的20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%或60%。
[0124]
需要说明的是,在本实施例中,当形成表面修饰后的第二纳米粒子133之后,对表面修饰后的第二纳米粒子133所在的溶液体系进行干燥处理,以形成第二纳米粒子粉体。
[0125]
其中,添加剂包括溶剂和分散剂。在形成第二纳米粒子粉体之后,将第二纳米粒子粉体分散于溶液和分散剂中。需要说明的是,第二纳米粒子粉体的溶剂与第一纳米粒子粉体的溶剂相同,且第二纳米粒子粉体的分散剂也与第一纳米粒子粉体的分散剂相同,在此不再赘述。
[0126]
在第二纳米粒子分散液的配制过程中,分散剂的质量为第二纳米粒子133的质量的0.3%-10%。由于本实施例中的第二纳米粒子133经过了表面修饰处理,因此,在第二纳米粒子分散液的配制过程中,可以减少分散剂的用量,即在上述质量范围内便可以得到稳定性较佳且带电量较高的第二纳米粒子分散液,以避免分散剂用量过多时增加体系粘度而不利于第二纳米粒子133和量子点131的沉积。
[0127]
在一些具体实施方式中,分散剂的质量可以为第二纳米粒子133的质量的0.3%、0.5%、1.0%、2.0%、2.5%、3.0%、3.5%、4.0%、4.5%、5.0%、5.5%、6.0%、6.5%、7.0%、7.5%、8.0%、8.5%、9.0%、9.5%或10.0%。
[0128]
在形成第二纳米粒子分散液之后,将第二纳米粒子分散液和第一纳米粒子分散液进行混合,以得第一纳米粒子-第二纳米粒子混合液。
[0129]
需要说明的是,本技术对第一纳米粒子分散液和第二纳米粒子分散液的制备顺序不作具体限定,本实施例仅以第一纳米粒子132和第二纳米粒子133分别配制成溶液之后再形成量子点混合液为例进行说明,在一些实施例中,还可以将第一纳米粒子132和第二纳米粒子133同时溶于溶剂和分散剂中来配制分散液,从而直接形成第一纳米粒子-第二纳米粒子混合液,在此不再赘述。
[0130]
1024:提供量子点胶体溶液,并将第一纳米粒子分散液与量子点胶体溶液混合,以形成量子点混合液。
[0131]
具体的,量子点131的粒径为1nm-15nm。量子点131由iv、ii-vi,iv-vi或iii-v族元素构成,具体而言,量子点131主要由iva、iib-via、iiia-va、iva-via族元素构成,例如,当量子点131由iva族元素构成时,量子点131可以包括碳量子点、硅量子点或锗量子点;当量子点131由iib-via族元素构成时,量子点131具体可以包括硒化镉量子点、硫化锌量子点或硫化镉量子点;当量子点131由iiia-va族元素构成时,量子点131具体可以包括磷化铟量子点、砷化镓量子点或砷化铟量子点;当量子点131由iva-via族元素构成时,量子点131具体可以包括硫化铅量子点、硒化铅量子点或碲化铅量子点,量子点131的具体材料可以根据实际应用情况进行选择,本技术对此不作限定。
[0132]
需要说明的是,量子点胶体溶液是将量子点131分散于溶剂和分散剂中制备得到。量子点胶体溶液的制备方法可以参照现有技术,在此不再赘述。
[0133]
其中,量子点胶体溶液制备过程中所用的溶剂可以包括水、醇类化合物、醚类化合物、酯类化合物和烷烃类化合物中的一种或多种。在一些具体实施方式中,所述溶剂可以为乙醇、乙醚、醋酸乙酯、正辛烷、水或丙二醇甲醚醋酸酯等,本技术对上述溶剂的种类不作具体限定。量子点胶体溶液中的分散剂用于提高量子点131在溶剂中的分散度。具体的,所述分散剂可以包括硬脂酸、聚乙二醇脂肪酸酯和聚丙烯酰胺中的一种或多种。
[0134]
具体的,在本实施例中,将第一纳米粒子-第二纳米粒子混合液与量子点胶体溶液混合,以形成量子点混合液。
[0135]
需要说明的是,本实施例仅以第一纳米粒子132、第二纳米粒子133和量子点131分别配制成溶液之后再形成量子点混合液为例,在一些实施例中,还可以将第一纳米粒子132、第二纳米粒子133以及量子点131同时溶于溶剂和分散剂中配制成溶液,从而直接形成量子点混合液,在此不再赘述。
[0136]
103:将量子点混合液沉积于导电层12上。
[0137]
在本实施例中,采用电泳沉积法沉积量子点混合液。针对电泳沉积法制备量子点膜13的工艺,本实施例提供了以下两种实施方式:
[0138]
请参照图11,以前述示例一所述的量子点基板的制备方法为例,在一种实施方式中,在垂直电场下沉积量子点混合液,以形成量子点膜13。
[0139]
具体的,在量子点基板形成之前,待形成的量子点基板10上方设置有顶基板21和顶电极22,顶电极22位于顶基板21靠近量子点基板10的一侧。在外加电压v下,顶电极22和导电层12之间形成垂直电场,在量子点膜13成膜之前的量子点混合液中,量子点131、第一纳米粒子132以及第二纳米粒子133的表面均带电荷,因此,在垂直电场的作用下,第一纳米粒子132和第二纳米粒子133均能够与量子点131共同沉积至导电层12上。
[0140]
请参照图12,以前述示例二所述的量子点基板的制备方法为例,在另一种实施方式中,在水平直电场下沉积量子点混合液,以形成量子点膜13。
[0141]
具体的,在外加电压v下,第一导电电极121和第二导电电极122之间形成水平电场,在量子点膜13成膜之前的量子点混合液中,量子点131、第一纳米粒子132以及第二纳米粒子133的表面均带电荷,因此,在水平电场的作用下,第一纳米粒子132和第二纳米粒子133均能够与量子点131共同沉积至导电层12上。
[0142]
104:对量子点混合液进行固化,以形成量子点膜13,第一纳米粒子132分散于量子点131之间。
[0143]
由于粒径范围为2nm-50nm的第一纳米粒子132在量子点膜13内具有强烈的布朗运动,从而能够增大量子点膜13中量子点131之间的距离,减弱量子点131的自吸收现象,进而可以大大提高量子点膜13的光效。另外,由于第一纳米粒子132在成膜前进行了表面修饰处理,表面修饰处理能够提高第一纳米粒子132在量子点131之间的分散度,从而能够使量子点131之间的距离均匀化,有利于提高量子点膜13的光效。
[0144]
进一步的,在本实施例中,相较于第一纳米粒子132,较大粒径的第二纳米粒子133的添加能够增加光线的散射,增大光线在量子点膜13中的光程,进而增加量子点膜13的光取出率,从而能够降低量子点膜13的蓝光透过率,降低量子点基板10的蓝光透过率,能够提
高量子点彩膜产品的光效。
[0145]
可以理解的是,在步骤104之后,在如图11所示的实施方式中,需要去除量子点基板上方的顶基板21和顶电极22。
[0146]
以上对本技术实施例所提供的一种量子点基板及其制备方法、显示装置进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本技术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技术的方法及其核心思想;同时,对于本领域的技术人员,依据本技术的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本技术的限制。

技术特征:
1.一种量子点基板,其包括量子点膜,其特征在于,所述量子点膜包括量子点和分散在所述量子点之间的第一纳米粒子,所述第一纳米粒子的粒径为2nm-50nm。2.根据权利要求1所述的量子点基板,其特征在于,所述第一纳米粒子的粒径为10nm-20nm。3.根据权利要求1所述的量子点基板,其特征在于,所述量子点膜还包括第二纳米粒子,所述第二纳米粒子分散在所述量子点之间,所述第二纳米粒子的粒径大于所述第一纳米粒子的粒径。4.根据权利要求3所述的量子点基板,其特征在于,所述第二纳米粒子的粒径为300nm-500nm。5.根据权利要求3所述的量子点基板,其特征在于,所述第一纳米粒子和所述第二纳米粒子包括相同的表面修饰配体。6.根据权利要求3所述的量子点基板,其特征在于,所述第一纳米粒子和所述第二纳米粒子在所述量子点膜中的质量百分比之和与所述量子点在所述量子点膜中的质量百分比的比值为1:50-1:10。7.根据权利要求6所述的量子点基板,其特征在于,所述第一纳米粒子在所述量子点膜中的质量百分比大于所述第二纳米粒子在所述量子点膜中的质量百分比。8.根据权利要求7所述的量子点基板,其特征在于,所述第一纳米粒子在所述量子点膜中的质量百分比和所述第二纳米粒子在所述量子点膜中的质量百分比的比值为5:1-20:1。9.根据权利要求1所述的量子点基板,其特征在于,所述第一纳米粒子包括二氧化硅、氧化钛、氧化锆、氧化钨、氧化锌和钛酸钡中的一种或多种。10.根据权利要求1所述的量子点基板,其特征在于,所述量子点基板还包括基底和设置在所述基底上的导电层,所述量子点膜设置在所述导电层远离所述基底的一侧。11.根据权利要求10所述的量子点基板,其特征在于,所述导电层包括第一导电电极和第二导电电极,所述第一导电电极的图案和所述第二导电电极的图案相匹配,所述量子点膜覆盖所述第一导电电极和所述第二导电电极中的一者,并与所述第一导电电极和所述第二导电电极中的一者具有相同图案。12.一种显示装置,其特征在于,包括如权利要求1至11任一项所述的量子点基板。13.一种量子点基板的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:提供基底,所述基底上形成有导电层;提供量子点混合液,所述量子点混合液包括量子点和第一纳米粒子,所述第一纳米粒子的粒径为2nm-50nm;将所述量子点混合液沉积于导电层上;对所述量子点混合液进行固化,以形成量子点膜,所述第一纳米粒子分散于所述量子点之间。14.根据权利要求13所述的量子点基板的制备方法,其特征在于,所述提供量子点混合液的步骤,包括:提供第一纳米粒子、表面修饰剂以及添加剂;将所述第一纳米粒子分散于所述表面修饰剂中,以得到表面修饰后的第一纳米粒子;将所述表面修饰后的第一纳米粒子分散于所述添加剂中,以形成第一纳米粒子分散
液;提供量子点胶体溶液,并将所述第一纳米粒子分散液与所述量子点胶体溶液混合,以形成量子点混合液。15.根据权利要求14所述的量子点基板的制备方法,其特征在于,所述表面修饰剂的质量为所述第一纳米粒子的质量的20%-60%。16.根据权利要求14所述的量子点基板的制备方法,其特征在于,在将所述第一纳米粒子分散于所述表面修饰剂中的步骤之前,所述第一纳米粒子的表面具有羟基,所述表面修饰剂包括含有羧基或氨基的聚乙二醇、聚己二酸乙二醇酯或硅烷偶联剂。

技术总结
本申请公开了一种量子点基板及其制备方法、显示装置。所述量子点基板包括量子点膜。量子点膜包括量子点和分散在量子点之间的第一纳米粒子,第一纳米粒子的粒径为2nm-50nm。本申请通过在量子点之间设置粒径位于2nm-50nm范围内的第一纳米粒子,降低了量子点的自吸收现象,提高了量子点的光效。提高了量子点的光效。提高了量子点的光效。


技术研发人员:石志清 赵金阳 陈黎暄
受保护的技术使用者:深圳市华星光电半导体显示技术有限公司
技术研发日:2022.07.11
技术公布日:2022/11/1
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