量子点彩膜基板的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种量子点彩膜基板的制作方法。
【背景技术】
[0002]随着显示技术的不断发展，人们对显示装置的显示质量要求也越来越高。量子点材料(Quantum Dots，简称QDs)是指粒径在l-100nm的半导体晶粒。由于QDs的粒径较小，小于或者接近相应体材料的激子波尔半径，产生量子限域效应，本体材料连续的能带结构会转变为分立的能级结构，在外部光源的激发下，电子会发生跃迀，发射荧光。
[0003]QDs这种特殊的分立能级结构使其半波宽较窄，因而可发出较高纯度的单色光，相比于传统显示器具有更高的发光效率。同时，由于QDs的能级带隙，受其尺寸影响较大，可以通过调控QDs的尺寸或使用不同成分的QDs来激发出不同波长的光。在彩膜基板上引入QDs以代替传统的彩色光阻，可以大幅度的提高TFT-LCD的色域和穿透率，带来更好的显示效果。
[0004]当前，QDs在平板显器中的应用，主要是利用QDs在特定背光源的激发下，能发射出波长窄(半波峰小)、色彩鲜艳的光，以达到显示器能显示更宽广的色域的目的。目前，最常见的做法是，以蓝光LED为背光源，红色(R)和绿色(G)像素分别应用含红色量子点(R-QDs)的红色量子点层和含绿色量子点(G-QDs)的绿色量子点层，蓝色(B)像素则由背光源提供。由于蓝色背光在激发R-QDs或G-QDs时，蓝色背光只是部分被吸收，继而转换为红色或绿色。此时，经由量子点层后出现的光，其实是蓝色和红色或蓝色和绿色的混合光，即从红色量子点层出来的光是洋红色，从红色量子点层层出来的光是青色(蓝绿色)。因此，为得到较纯的红色和绿色单色光，常常在形成量子点层或滤光层后，再涂布一层滤光层或量子点层，使光经过红色量子点层和含绿色量子点层后，再经过红色滤光层(R-colorfilter)和绿色滤光层(G-color filter)，这样得到较纯的红色和绿色光。
[0005]然而，这种方法的存在以下缺陷:1、制程复杂，量子点层和滤光层分两道制程完成；2、由于层与层之间界面的存在，使得对光的折射和散射加强，不利于对光的利用，且在IXD显示器中，光的散射对显示对比度也有不利的影响。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种量子点彩膜基板的制作方法，利用分散液在溶剂挥发过程中其内的染料分子和量子点会发生相分离的特点，形成量子点-染料相分离的双层结构的量子点滤光膜，所得到的量子点滤光膜的两层结构之间没有界面作用，减少了界面作用对光的损失，且制程简单。
[0007]为实现上述目的，本发明提供了量子点彩膜基板的制作方法，包括如下步骤:
[0008]步骤1、提供衬底基板，在所述衬底基板上形成黑色矩阵，所述黑色矩阵在衬底基板上围出数个红色子像素区域、数个绿色子像素区域、及数个蓝色子像素区域；
[0009]步骤2、提供第一分散液、及第二分散液；所述第一分散液包含红色量子点、红色染料分子、聚合物、及溶剂，所述第二分散液液包含绿色量子点、绿色染料分子、聚合物、及溶剂；
[0010]步骤3、在所述衬底基板上的红色子像素区域、绿色子像素区域内分别涂布第一分散液、第二分散液，加热，使第一、二分散液内的溶剂挥发，在溶剂挥发过程中，第一、二分散液中的红、绿色量子点倾向在上层聚集，而红、绿色染料分子倾向在下层聚集，从而形成量子点-染料相分离的双层结构的薄膜；
[0011]步骤4、对所述薄膜进行干燥，完全干燥后，得到分别位于所述衬底基板上红、绿色子像素区域内的红、绿色量子点滤光膜；所述红、绿色量子点滤光膜具有双层结构，上层分别含有红、绿色量子点，下层分别含有红、绿色染料分子；从而得到包含红、绿色量子点滤光膜的彩膜层；
[0012]步骤5、在所述彩膜层上形成电极层、配向膜层，完成量子点彩膜基板的制作。
[0013]所述步骤1中，在所述衬底基板上形成的黑色矩阵的厚度为1?3 μπι。
[0014]所述红、绿色量子点的粒径为3?10nm，所述红、绿色量子点在光激发下分别发出红、绿光，所述红、绿色量子点包括PbSe量子点、CdSe量子点、(CdSe) ZnS量子点、(CuInS2)ZnS量子点、及Au量子点中的一种或多种；
[0015]所述红、绿色量子点分别在所述第一、二分散液中的浓度为0.5?10mg/mL。
[0016]所述红、绿色量子点的表面具有一层修饰分子以对其进行包裹修饰，所述修饰分子为十八烯酸、嘧啶、三辛基氧膦、或十二烷基硫醇。
[0017]所述红、绿色染料分子为偶氮类、蒽醌类、氧杂蒽、二恶嗪、或三苯代甲烷类染料；
[0018]所述红、绿色染料分子分别在所述第一、二分散液中的浓度为0.1?10mg/mL。
[0019]所述第一、二分散液中的聚合物为聚丙烯酸甲酯、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 -联苯-4，4’ - 二胺、或聚4，4’ -双[N- (1-萘基)-N-苯氨基]联苯；
[0020]所述第一、二分散液中聚合物的含量为0.1?10wt%。
[0021]所述第一、二分散液中的溶剂为三氯甲烷、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、或四氢呋喃。
[0022]所述步骤3中，对第一、二分散液的涂布方法为旋涂、狭缝滴涂、或喷墨打印。
[0023]所述步骤3中，加热温度为90?180°C，加热时间为2?15min。
[0024]所述步骤4中还包括在所述彩膜层上形成一层保护层；所述保护层的材料为氮化硅、氧化硅、或有机透明材料。
[0025]本发明的有益效果:本发明提供了一种量子点彩膜基板的制作方法，利用包含染料分子、量子点、聚合物的分散液，在溶剂挥发过程中，由于染料分子和量子点的表面自由能的差异，导致量子点和染料分子产生相分离的特点，形成量子点-染料相分离的双层结构的红、绿色量子点滤光膜，所述红、绿色量子点滤光膜上层分别含有红、绿色量子点，下层分别含有红、绿色染料分子，从而具有双层膜结构的量子点膜加滤光膜的效用，且与量子点膜加滤光膜的双层膜结构相比，该红、绿色量子点滤光膜的两层结构之间没有界面作用，减少了界面作用对光的损失，同时，相分离只需要一步溶剂挥发过程即可完成，较传统的双层膜结构的量子点膜加滤光膜，制程更加简单。
【附图说明】
[0026]下面结合附图，通过对本发明的【具体实施方式】详细描述，将使本发明的技术方案及其他有益效果显而易见。
[0027]附图中，
[0028]图1为本发明的量子点彩膜基板的制作方法的流程示意图；
[0029]图2为本发明的量子点彩膜基板的制作方法的步骤1的示意图；
[0030]图3为本发明的量子点彩膜基板的制作方法的步骤3中在衬底基板上涂布分散液的不意图；
[0031]图4为本发明的量子点彩膜基板的制作方法的步骤3中分散液内的量子点与染料分子发生相分离的示意图；
[0032]图5为本发明的量子点彩膜基板的制作方法的步骤4中形成彩膜层的示意图；
[0033]图6为本发明的量子点彩膜基板的制作方法的步骤4中在彩膜层上形成保护层的示意图；
[0034]图7为本发明的量子点彩膜基板的制作方法的步骤5中在保护层上形成电极层与配向膜层的示意图；
[0035]图8为本发明制得的量子点彩膜基板用于显示装置中进行彩色显示的示意图。
【具体实施方式】
[0036]为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合本发明的优选实施例及其附图进行详细描述。
[0037]请参阅图1，本发明提供一种量子点彩膜基板的制作方法，包括以下步骤:
[0038]步骤1、如图1所示，提供衬底基板11，在所述衬底基板11上形成黑色矩阵12，所述黑色矩阵12在衬底基板11上围出数个红色子像素区域、数个绿色子像素区域、及数个蓝色子像素区域；
[0039]具体的，在所述衬底基板11上形成黑色矩阵12的厚度为1?3 μπι ;既用于挡光，防止不同像素间的混色，又可以作为挡墙。
[0040]步骤2、提供第一分散液31、及第二分散液32 ;所述第一分散液31包含红色量子点311、红色染料分子312、聚合物、及溶剂，所述第二分散液32液包含绿色量子点321、绿色染料分子322、聚合物、及溶剂；
[0041]具体的，所述红、绿色量子点311、321的粒径为3?10nm，其大小根据所需的颜色而选择，所述红、绿色量子点311、321在光激发下分别发出红、绿光，所述红、绿色量子点311、321包括PbSe量子点、CdSe量子点、(CdSe) ZnS量子点、(CuInS2)ZnS量子点、及Au量子点中的一种或多种；具体的，所述红、绿色量子点311、321分别在所述第一、二分散液31、32中的浓度为0.5?10mg/mL。
[0042]具体的，所述红、绿色量子点311、321的表面可具有一层修饰分子以对其进行包裹修饰，所述修饰分子为十八稀酸、啼啶、三辛