量子点彩色滤光片及制备方法、液晶面板、液晶显示设备与流程

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本发明涉及液晶显示技术领域，特别涉及一种量子点彩色滤光片及制备方法、液晶面板、液晶显示设备。

背景技术：

随着液晶显示技术的不断发展，消费者对液晶显示设备的色域要求越来越高。近年来，无论是在国际消费类电子产品展览会(CES)中，还是在中国家电博览会(AWE)中，高色域液晶显示设备都成为发展的主流。在液晶显示设备的液晶面板中使用量子点彩色滤光片是提高液晶显示设备的色域的有效方法。

量子点彩色滤光片设置在液晶面板的偏振片与液晶相对的一侧。一种较为常见的量子点彩色滤光片结构如图1所示，主要包括自下而上依次设置的透明基板1、透蓝光反红绿光层2、量子点光转换层3、蓝色滤光层4以及保护层5等。其中，量子点光转换层3包括多个像素点32以及用于将像素点32分隔开的黑色矩阵31。像素点32包括红色像素点32a、绿色像素点32b以及蓝色像素点32c。其中，红色像素点32a、绿色像素点32b由混合有量子点材料的光固化树脂经紫外光曝光并显影形成，量子点受到背光源发出的光的激发后发出红光或者绿光。而蓝色像素点32c透明，通过透蓝光反红绿光层2和蓝色滤光层4的共同作用使背光源发出的光中的蓝光透过而显示蓝光。用于形成红色像素点32a和绿色像素点32b的光固化树脂中的光引发剂为紫外光引发剂。

在实现本发明的过程中，本发明人发现现有技术中至少存在以下问题：量子点也能够吸收紫外光，从而影响紫外光引发剂的引发过程，进而影响光固化树脂的固化效果及后续的显影效果，影响量子点像素点边缘的清晰度，影响液晶显示设备的显示效果。

技术实现要素：

为了解决上述的技术问题，本发明实施例提供一种能够提高光固化树脂固化效果及显影效果的量子点彩色滤光片的制备方法，以及由此制备得到的量子点彩色滤光片，及基于该量子点彩色滤光片的液晶面板、液晶显示设备。

具体而言，包括以下的技术方案：

第一方面，本发明实施例提供了一种量子点彩色滤光片的制备方法，包括以下步骤：

形成黑色矩阵；

将混合有红色量子点的第一光固化树脂注入所述黑色矩阵的空隙中，经紫外光曝光及显影后形成红色像素点；将混合有绿色量子点的第二光固化树脂注入所述黑色矩阵的空隙中，经紫外光曝光及显影后形成绿色像素点；将第三光固化树脂注入所述黑色矩阵的空隙中，经紫外光曝光及显影后形成蓝色像素点；

所述第一光固化树脂中的光引发剂至少包括紫外光引发剂和红光引发剂；

所述第二光固化树脂中的光引发剂至少包括紫外光引发剂和绿光引发剂。

可选地，所述第一光固化树脂、所述第二光固化树脂和所述第三光固化树脂中的光引发剂均包括紫外光引发剂、红光引发剂和绿光引发剂。

可选地，所述紫外光引发剂、所述红光引发剂和所述绿光引发剂的质量比例为1:(0.05～0.2):(0.02～0.1)。

可选地，所述第一光固化树脂、所述第二光固化树脂和所述第三光固化树脂中，光引发剂的质量百分比为：0.2％～1.5％。

可选地，所述红光引发剂选自菁染料-有机硼盐复合光引发剂；

所述绿光引发剂选自氟化二苯基二茂钛及邻氯代六芳基双咪唑中的至少一种；

所述紫外光引发剂选自苯偶姻类光引发剂、苯偶酰类光引发剂、二苯甲酮类光引发剂、硫杂蒽酮类光引发剂及葸醌类光引发剂中的至少一种。

可选地，所述第一光固化树脂、所述第二光固化树脂及第三光固化树脂中的基体树脂选自不饱和聚酯树脂、环氧丙烯酸酯树脂及硫醇/烯类单体光聚合体系中的至少一种。

可选地，在所述第一光固化树脂、所述第二光固化树脂及所述第三光固化树脂紫外光曝光过程中，紫外光从光固化树脂的两侧进行照射。

第二方面，本发明实施例提供了一种量子点彩色滤光片，该量子点彩色滤光片由上述的制备方法制备得到。

第三方面，本发明实施例提供了一种液晶面板，该液晶面板包括上述的量子点彩色滤光片。

第四方面，本发明实施例提供了一种液晶显示设备，该液晶显示设备包括上述的液晶面板。

本发明实施例提供的技术方案的有益效果：

本发明实施例提供的量子点彩色滤光片的制备方法中，混合有红色量子点的第一光固化树脂中的光引发剂除包括紫外光引发剂外，还包括红光引发剂；混合有绿色量子点的第二光固化树脂中的光引发剂除包括紫外光引发剂外，还包括绿光引发剂。在紫外光曝光过程中，紫外光引发剂吸收紫外光引发光固化树脂固化，同时，量子点吸收紫外光而发出红光或者绿光，红光引发剂或者绿光引发剂吸收量子点发出的红光或者绿光后也引发光固化树脂固化，从而提高光固化树脂的固化效果以及显影效果，进而使所得量子点彩色滤光片中的量子点像素点边缘清晰，提高液晶显示设备的显示效果，有利于高色域液晶显示设备的发展。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为量子点彩色滤光片的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的量子点彩色滤光片的制备方法的原理示意图。

图3为液晶面板的结构示意图。

图中附图标记分别表示：

100-量子点彩色滤光片；

1-透明基板；

2-透蓝光返红绿光层；

3-量子点光转换层；

31-黑色矩阵；32-像素点；

32a-红色像素点；32b-绿色像素点；32c-蓝色像素点；

4-蓝色滤光层；

5-保护层；

200-背光模组；

300-玻璃基板；

400-下偏振片；

500-液晶；

600-上偏振片；

a-紫外光引发剂；

b-红光引发剂；

c-绿光引发剂。

具体实施方式

为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。除非另有定义，本发明实施例所用的所有技术术语均具有与本领域技术人员通常理解的相同的含义。

第一方面，本发明实施例提供了一种量子点彩色滤光片的制备方法，参见图1和图2，该制备方法包括以下步骤：

步骤S1，形成黑色矩阵31；

步骤S2，将混合有红色量子点的第一光固化树脂注入黑色矩阵的空隙中，经紫外光曝光及显影后形成红色像素点32a；将混合有绿色量子点的第二光固化树脂注入黑色矩阵的空隙中，经紫外光曝光及显影后形成绿色像素点32b；将第三光固化树脂注入黑色矩阵的空隙中，经紫外光曝光及显影后形成蓝色像素点32c。

其中，第一光固化树脂中的光引发剂至少包括紫外光引发剂a和红光引发剂b；第二光固化树脂中的光引发剂至少包括紫外光引发剂a和绿光引发剂c。

在量子点彩色滤光片的制备过程中，光固化树脂的固化及显影对最终得到的量子点彩色滤光片的像素点清晰度有重要的影响。如果光固化树脂不能充分固化，那么后续显影时像素点之间的分界不明显，从而影响像素点边缘的清晰度。目前光固化树脂的固化是依靠紫外光引发剂在吸收紫外光后引发光固化树脂发生交联反应。但是，混合在光固化树脂中的量子点也会吸收紫外光，这就会使得光固化树脂的固化不充分。

量子点在吸收紫外光的同时，会发出红光或者绿光，本发明实施例基于量子点的这一特点，在混合有红色量子点的第一光固化树脂中的光引发剂中添加红光引发剂；在混合有绿色量子点的第二光固化树脂中的光引发剂添加绿光引发剂。这样，在紫外光曝光过程中，紫外光引发剂吸收紫外光引发光固化树脂固化，同时，红光引发剂或者绿光引发剂吸收量子点发出的红光或者绿光后也引发光固化树脂固化，使光固化树脂能够充分固化，进而提高后续的显影效果，使所得量子点彩色滤光片中的量子点像素点的边缘清晰，提高液晶显示设备的显示效果，有利于高色域液晶显示设备的发展。

本发明实施例中，红光引发剂即能够在红光波长范围内通过吸收一定波长的能量，而产生自由基、阳离子等引发光固化树脂交联固化的化合物；绿光引发剂即能够在绿光波长范围内通过吸收一定波长的能量，而产生自由基、阳离子等引发光固化树脂交联固化的化合物。

本发明实施例中，对于步骤S1中黑色矩阵31的形成过程没有特殊的限定，本领域常规技术手段即可。例如，可以通过光刻和刻蚀相结合的工艺形成黑色矩阵31，黑色矩阵31的材料可以为金属铬(Cr)或者酚醛树脂等不透明材料。对于如图1所示的量子点彩色滤光片来说，首先在透明基板1(例如玻璃基板)上形成透蓝光反红绿光层2，再在透蓝光返红绿光层2上形成黑色矩阵31。

本发明实施例中，对于步骤S2中形成红色像素点32a、绿色像素点32b及蓝色像素点32c的顺序没有严格的限定，本领域技术人员可以根据实际情况进行调整。对于红色像素点32a、绿色像素点32b及蓝色像素点32c形成过程中的紫外光曝光及显影的具体过程中，按照本领域常规技术手段进行即可，即先向黑色矩阵的所有空隙中填充光固化树脂，覆盖掩膜版后进行紫外光曝光，曝光之后去除未固化的光固化树脂从而形成一种颜色的像素点。

进一步地，本领域技术人员可以理解的是，第一光固化树脂、第二光固化树脂和第三光固化树脂均包括基体树脂和光引发剂。为了简化本发明实施例提供的量子点彩色滤光片的制备过程，第一光固化树脂、第二光固化树脂和第三光固化树脂可以采用相同的组成，即采用相同组成的基体树脂，光引发剂中同时包括紫外光引发剂、红光引发剂和绿光引发剂。紫外光引发剂、红光引发剂和绿光引发剂的质量比例可以为1:(0.05～0.2):(0.02～0.1)，例如1:0.05:0.02、1:0.2:0.1、1:0.05:0.05、1:0.06:0.03、1:0.07:0.04、1:0.08:0.04、1:0.09:0.05、1:0.1:0.05、1:0.1:0.1、1:0.12:0.06、1:0.15:0.05、1:0.16:0.1等。

第一光固化树脂、第二光固化树脂和第三光固化树脂中，光引发剂的质量百分比为：0.2％～1.5％，例如0.2％、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％。

进一步地，本发明实施例中，对于红光引发剂、绿光引发剂和紫外光引发剂的具体种类没有特殊的限定，采用现有的光引发剂即可。其中，红光引发剂可以为菁染料-有机硼盐复合光引发剂；绿光引发剂可以为氟化二苯基二茂钛及邻氯代六芳基双咪唑中的至少一种；紫外光引发剂可以为苯偶姻类光引发剂、苯偶酰类光引发剂、二苯甲酮类光引发剂、硫杂蒽酮类光引发剂及葸醌类光引发剂中的至少一种。

菁染料-有机硼盐复合光引发剂具体可以为菁染料-有机硼盐复合光引发剂CDBC，该红光引发剂的吸收波长在680nm左右，关于该红光引发剂的具体性能可以参考发表于《高分子学报》2003年第6期的《一种用于快速成型工艺的红光光敏树脂的性能研究》一文。

绿光引发剂中，氟化二苯基二茂钛，可以适配峰值为532nm的绿光。氟化二苯基二茂钛占光引发剂体系的质量分数优选为2％～5％，例如2％、3％、4％、5％等。

紫外光引发剂中，苯偶姻类光引发剂具体可以为：苯偶姻、苯偶姻烷基醚等；苯偶酰类光引发剂具体可以为二苯基乙酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基膦酸乙酯(TPO-L)等；二苯甲酮类光引发剂具体可以为二苯甲酮、2,4-二羟基二苯甲酮等；硫杂蒽酮类光引发剂具体可以为2-异丙基硫杂蒽酮(ITX)等；葸醌类光引发剂具体可以为葸醌等。

进一步地，本发明实施例中，第一光固化树脂、第二光固化树脂及第三光固化树脂中的基体树脂可以为不饱和聚酯树脂、环氧丙烯酸酯树脂及硫醇/烯类单体光聚合体系中的至少一种。其中，环氧丙烯酸酯树脂具体可以为双酚A环氧丙烯酸酯树脂。本领域技术人员可以理解的是，基体树脂应为透明树脂。此外，在光固化树脂的基体树脂中，通常还含有聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)颗粒，聚甲基丙烯酸甲酯微粒作为扩散粒子，以增加量子点彩色滤光片的视角。

进一步地，在本发明实施例一种可选的实施方式中，在第一光固化树脂、第二光固化树脂及第三光固化树脂紫外光曝光过程中，紫外光从光固化树脂的两侧进行照射，如图2所示，即紫外光从光固化树脂的上方自上而下以及从透明基板1的下方自下而上进行辐照。这样一方面有利于提高固化效率，另一方面对于厚度较厚的光固化树脂，可以保证其充分固化，从而使所得量子点彩色滤光片的量子点像素点具有较厚的厚度(50微米～200微米)，有利于量子点的充分激发，从而提高量子点彩色滤光片的光转换效率，提高液晶显示设备的显示效果。需要说明的是，从两侧进行紫外光曝光时，在黑色矩阵31上方和透明基板1下方均需放置掩膜版。

本领域技术人员可以理解的是，本发明实施例提供的量子点彩色滤光片的制备方法中，在完成光固化树脂的固化形成量子点光转换层3后，还包括在量子点光转换层3之上依次形成蓝色滤光层4和保护层5的步骤，其中，保护层5的材质具体可以为玻璃。

第二方面，本发明实施例提供了一种量子点彩色滤光片，该量子点彩色滤光片由上述的制备方法制备得到。

根据上文所述，该量子点彩色滤光片的像素点边缘清晰，并且像素点能够具有较厚的厚度，将该量子点彩色滤光片应用于液晶显示设备中，有利于提高液晶显示设备的显示效果。

第三方面，本发明实施例提供了一种液晶面板，该液晶面板包括上述的量子点彩色滤光片。

根据上文所述，由于液晶面板所用的量子点彩色滤光片的像素点边缘清晰，并且像素点能够具有较厚的厚度，因此，本发明实施例提供的液晶面板具有良好的显示效果。

第四方面，本发明实施例提供了一种液晶显示设备，该液晶显示设备包括上述的液晶面板。

本发明实施例提供的量子点彩色滤光片100可以设置在液晶面板的上偏振片600上方(如图3所示)，也可以设置在下偏振片400的下方。

本发明实施例中所述的液晶显示设备具体可以为液晶电视、笔记本电脑屏幕、平板电脑、手机等任何具有显示功能的产品或者部件。

由于所用的量子点彩色滤光片的像素点边缘清晰，并且像素点能够具有较厚的厚度，因此，本发明实施例提供的液晶显示设备具有良好的显示效果。

下面通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。在以下实施例中，所用原料未注明生产厂商及规格者均为可以通过市购获得的常规产品。

实施例1

本实施例提供一种量子点彩色滤光片及其制备方法，该量子点彩色滤光片的结构如图1所示，包括自下而上依次设置的透明基板1、透蓝光反红绿光层2、量子点光转换层3、蓝色滤光层4以及保护层5等。其中，量子点光转换层3包括多个像素点32以及用于将像素点32分隔开的黑色矩阵31。像素点32包括红色像素点32a、绿色像素点32b以及蓝色像素点32c；透明基板1和保护层5的材质均为玻璃。

该量子点彩色滤光片的制备方法包括以下步骤：

步骤101，在透明基板1上形成透蓝光反红绿光层2，在透蓝光反红绿光层2形成黑色矩阵31，黑色矩阵31的材质为金属铬。

步骤102，将混合有红色量子点的第一光固化树脂注入黑色矩阵的空隙中，经紫外光曝光及显影后形成红色像素点32a；将混合有绿色量子点的第二光固化树脂注入黑色矩阵的空隙32b中，经紫外光曝光及显影后形成绿色像素点；将第三光固化树脂注入黑色矩阵的空隙中，经紫外光曝光及显影后形成蓝色像素点，从而形成量子点光转换层3。

其中，第一光固化树脂、第二光固化树脂和第三光固化树脂的基体树脂包括双酚A环氧丙酸酯树脂和聚甲基丙烯酸甲酯微粒，且双酚A环氧丙酸酯树脂和聚甲基丙烯酸甲酯微粒的质量比例为1:1。

第一光固化树脂、第二光固化树脂和第三光固化树脂的光引发剂包括2,4,6-三甲基苯甲酰基膦酸乙酯(TPO-L)、菁染料-有机硼盐复合光引发剂CDBC和氟化二苯基二茂钛，且TPO-L、CDBC和氟化二苯基二茂钛的质量比例为1:0.1:0.05。

光引发剂占光固化树脂的质量百分比为：1.0％。

在第一光固化树脂、第二光固化树脂和第三光固化树脂固化过程中，分别在光固化树脂上方和透明基板1下方设置掩膜版，紫外光从光固化树脂的上下两侧进行辐照。

步骤103，在步骤102形成的量子点光转换层3上形成蓝色滤光层4，在蓝色滤光层4上形成玻璃材质的保护层5。

本实施例的量子点彩色滤光片中，红色像素点、绿色像素点和蓝色像素点的厚度为50微米。

实施例2