量子点薄膜、量子点发光组件及显示装置的制作方法

本公开实施例涉及显示技术领域，尤其涉及一种量子点薄膜、量子点发光组件及显示装置。

背景技术：

随着显示技术的飞跃发展，量子点由于其优越的尺寸依赖发光特性，引起了科研工作者的关注。传统量子点膜片激发效率低，存在亮度低、发光强度低的不足。

技术实现要素：

本公开实施例提供了一种量子点薄膜、量子点发光组件及显示装置。

本公开第一方面提供了一种量子点薄膜,包括：量子点层；以及导电层，位于所述量子点层的沿厚度方向的至少一侧，其中所述导电层包括多个纳米级金属颗粒，所述多个纳米级金属颗粒中的至少部分纳米级金属颗粒配置为在电磁辐射作用下产生表面等离子体共振。

至少一些实施例中，所述量子点层包括多个量子点，所述量子点层和所述导电层之间沿所述量子点层的厚度方向上的间距配置为使得所述多个量子点中的部分量子点位于由所述表面等离子体共振产生的共振电磁场中。

至少一些实施例中，所述导电层位于所述量子点层的入光侧。

至少一些实施例中，量子点薄膜还包括隔离层，其中所述隔离层位于至少部分所述导电层与至少部分所述量子点层之间。

至少一些实施例中，所述量子点层包括多个量子点子层，所述多个量子点子层发出彼此颜色不同的光，所述多个量子点子层和所述导电层之间的间距彼此不同。

至少一些实施例中，所述隔离层包括多个隔离部，每个隔离部位于所述多个量子点子层中的一个量子点子层和所述导电层之间，并且所述多个隔离部的厚度彼此不同。

至少一些实施例中，所述隔离层由透光的绝缘材料制成。

本公开第二方面提供了一种量子点发光组件，包括：背光源，以及前述量子点薄膜，其中所述背光源发出的光照射到所述量子点薄膜并且使其发光。

至少一些实施例中，所述导电层位于所述量子点层靠近所述背光源的一侧，所述背光源发出的光经所述导电层入射所述量子点层。

至少一些实施例中，所述量子点层包括至少两个量子点子层，所述背光源发出的第一颜色光照射到所述至少两个量子点子层，所述至少两个量子点子层并排地位于所述导电层的远离所述背光源的一侧，并且所述至少两个量子点子层配置为被所述第一颜色光照射时分别发出第二颜色光和第三颜色光。

本公开第三方面提供了一种显示装置，包括前述的量子点薄膜。

至少一些实施例中，所述显示装置包括彩膜层，并且所述至少一个量子点薄膜包括第一量子点薄膜，所述第一量子点薄膜用作所述彩膜层并且配置为被光照射时发光。

至少一些实施例中，所述显示装置包括背光源，并且所述至少一个量子点薄膜包括第二量子点薄膜，所述第二量子点薄膜位于所述背光源的出光侧并且配置为被所述背光源发出的光照射时发光。

至少一些实施例中，所述显示装置包括彩膜层和电致发光层，并且所述至少一个量子点薄膜包括第一量子点薄膜、第二量子点薄膜和第三量子点薄膜，所述第三量子点薄膜用作所述电致发光层并且配置为在电场作用下产生第一颜色光并且照射到所述第一量子点薄膜和所述第二量子点薄膜，所述第一量子点薄膜和所述第二量子点薄膜用作所述彩膜层并且配置为被所述第一颜色光照射时分别发出第二颜色光和第三颜色光。

至少一些实施例中，所述显示装置包括量子点发光二极管，所述量子点发光二极管包括量子点发光层，所述至少一个量子点薄膜用作所述量子点发光层并且配置为在电场作用下发光。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本公开的一些实施例，而非对本公开的限制。

图1为根据本公开实施例的量子点薄膜的结构示意图；

图2为根据本公开实施例的另一量子点薄膜的结构示意图；

图3为根据本公开实施例的再一量子点薄膜的结构示意图；

图4为根据本公开实施例的又一量子点薄膜的结构示意图；

图5为根据本公开实施例的另一量子点薄膜的结构示意图；

图6为根据本公开实施例的再一量子点薄膜的结构示意图；

图7为根据本公开实施例的又一量子点薄膜的结构示意图；

图8为根据本公开实施例的另一量子点薄膜的结构示意图；

图9为根据本公开实施例的再一量子点薄膜的结构示意图；

图10为根据本公开实施例的量子点发光组件的结构示意图；

图11为根据本公开实施例的另一量子点发光组件的结构示意图；

图12为根据本公开实施例的显示装置的结构示意图；

图13为根据本公开实施例的另一显示装置的结构示意图；

图14为根据本公开实施例的再一显示装置的结构示意图；

图15为根据本公开实施例的又一显示装置的结构示意图；

图16为根据本公开实施例的另一显示装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则所述相对位置关系也可能相应地改变。

如图1所示，本公开实施例提供一种量子点薄膜，包括：量子点层100；以及位于所述量子点层100的沿厚度方向的至少一侧的导电层102，其中所述导电层102包括多个纳米级金属颗粒202，所述多个纳米级金属颗粒202中的至少部分纳米级金属颗粒配置为在电磁辐射作用下产生表面等离子体共振。

在电磁辐射(例如光子和电子)的作用下，纳米级金属颗粒受到扰动，电荷分布发生振荡，激发出表面等离子体激元。表面等离子体是一种沿金属和介质界面传播的波，其振幅随离开界面的距离而指数衰减。当电磁波频率和表面等离子体振荡频率一致时，会发生共振，形成共振电磁场。在荧光分子辐射范围内，共振电磁场可以改变周边介质对荧光的衰减率，提高发光效率，从而增强发光材料的发射强度。本文中提到的“发光”量子点层涵盖光致发光和电致发光两种类型的量子点层，由于光致发光型量子点层在光子作用下激发，电致发光型量子点层在电子作用下激发，因此，无论哪种类型的量子点层，在本公开实施例中，通过在量子点层的至少一侧设置导电层，均能够有效提高量子点层的发光效率和发射强度。

例如，如图1所示，所述量子点层100包括多个量子点204，所述量子点层100和所述导电层102之间沿所述量子点层100的厚度方向(也就是，与量子点层所在平面相垂直的方向，下文简称为“沿厚度方向”)上的间距为d，该间距d配置为使得所述多个量子点204的部分量子点位于由所述表面等离子体共振产生的共振电磁场(如图1虚线框)中。例如，该间距d为可调节，例如在5nm至20nm范围内。该间距d一般不低于5nm，如果低于5nm，容易发生荧光共振能量转移，削弱荧光发光。由于纳米级金属颗粒的形貌、尺寸、分布对等离子体对发光强度有影响，因此，间距d可以根据金属纳米颗粒的形状、尺寸、分布进行调节。

例如，用于导电层的金属包括但不限于au、ag、pd、pt、al、cu、al，优选为共振频率为可见光区、化学性质相对稳定、导电率高的ag或au。例如，纳米级颗粒包括但不限于纳米棒、纳米线、纳米球等，本公开实施例以纳米球为例进行说明，然而可以理解的是，其他形式的纳米级颗粒也包含在本公开的范围内。

例如，如图1所示，导电层102设置在量子点层100的入光侧。入射光l从导电层102下表面入射，经过导电层102和量子点层100，从量子点层100的上表面射出。当入射光l照射到处于导电层102和量子点层100界面附近的纳米级金属颗粒202时，纳米级金属颗粒202受到扰动，电荷分布发生振荡，激发出表面等离子体激元。当入射光l的频率和表面等离子体振荡频率一致时，会发生共振，形成共振电磁场。荧光分子辐射范围内，共振电磁场可以改变周边介质对荧光的衰减率，使量子点层100的发光效率得到提高。在其他实施例中，导电层102也可以设置在量子点层100的出光侧，同样能够提高量子点层100的发光效率，这是因为尽管导电层102和量子点层100的位置颠倒，但当入射光l照射到处于导电层102和量子点层100界面附近的纳米级金属颗粒时，纳米级金属颗粒同样可以产生等离子体共振现象。因此，导电层102既可以设置在量子点层100的出光侧，也可以设置在量子点层100的入光侧。无论是哪种实现方式，由于共振电磁场形成在两个层之间的界面附近，量子点层100的发光效率均能得到提高。在实际应用中，高透过率的金属纳米材料更适于置于显示器出光侧，还可以起到阻隔外界水和空气的作用。

至少一些实施例中，如图2所示，量子点薄膜包括两个导电层102a、102b，分别设置在量子点层100两个相对侧，即分别设置在量子点层100的出光侧和入光侧。这样，当入射光l照射量子点层100时，处于量子点层100上、下表面附近的纳米级金属颗粒均产生等离子体共振现象，从而进一步提高量子点层100的发光效率。例如，导电层102a采用高透过率的金属纳米材料，导电102b的材料可以与导电层102a的材料相同或不同。

至少一些实施例中，如图3所示，量子点薄膜还包括隔离层104，其中所述隔离层104位于至少部分所述导电层102与至少部分所述量子点层100之间。通过设置隔离层，能够方便地调节所述量子点层100和所述导电层102之间沿厚度方向上的间距。例如，隔离层104的厚度等于量子点层100和所述导电层102之间沿厚度方向上的间距。本实施例的图3中，隔离层104全部填充(即填满)量子点层100和导电层102之间的空隙，即隔离层104位于所述导电层102与所述量子点层100彼此面对的所有表面上。然而，在其他实施例中，隔离层104可部分填充量子点层100和导电层102之间的空隙，即隔离层104位于所述导电层102与所述量子点层100彼此面对的部分表面上。例如，在量子点层包括多个不同颜色的量子点子层的情况下，不同颜色的量子点子层与导电层之间的间距可能不同，隔离层104只设置在间距较大的量子点子层与导电层之间，间距较小的量子点子层与导电层之间不设置隔离层，更详细的描述请参考后面实施例。例如，所述隔离层由透光的绝缘材料制成，例如，所述隔离层由透光的无机物制成，如sio2，或者隔离层由透光的有机物制成，如pet、pmma等。

至少一些实施例中，如图4所示，量子点薄膜包括量子点层100、两个隔离层104a、104b、两个导电层102a、102b。两个导电层102a、102b分别位于量子点层100的出光侧和入光侧。隔离层104a位于导电层102a和量子点层100之间，填满导电层102a和量子点层100之间的空隙。隔离层104b位于导电层102b和量子点层100之间，填满导电层102b和量子点层100之间的空隙。由于两个导电层102a、102b中的金属纳米颗粒的尺寸彼此不同，因此，导电层102a和量子点层100之间沿厚度方向的间距d1与导电层102b和量子点层100之间沿厚度方向的间距d2彼此不同，相应地，两个隔离层104a、104b的厚度也彼此不同。

至少一些实施例中，如图5所示，所述量子点层100包括多个量子点子层302、304、306，多个量子点子层302、304、306发出彼此颜色不同的光，导电层102和多个量子点子层302、304、306之间沿厚度方向上的间距dr、dg、db彼此相同。例如，红色量子点子层302包括红色量子点并且发出红光，绿色量子点子层304包括绿色量子点并且发出绿光，蓝色量子点子层306包括蓝色量子点并且发出蓝光。可以理解的是，量子点层还可以发出除红、绿、蓝之外的其他颜色的光，例如黄光，相应地，量子点层还可以包括黄色量子点子层。例如，量子点子层302、304、306彼此相互接触。再例如，在量子点子层用作显示装置的彩膜层的情况下，量子点子层302、304、306之间形成有间隙以用于形成黑矩阵。本实施例中，量子点薄膜还包括隔离层104，隔离层104填满导电层102和每个量子点子层之间的空隙。本实施例中，通过在每个量子点子层的一侧设置导电层，有效提高量子点层的发光效率和发射强度。可以理解的是，在量子点子层的入光侧设置导电层，同样能够实现上述目的。

在实际应用中，为了满足理想色域的要求，对于不同颜色的量子点子层，发光强度的要求也不同。例如，针对不同金属纳米颗粒的形貌及尺寸，为了提高各个颜色的发光强度，导电层和不同颜色的多个量子点子层之间的间距彼此不同。

至少一些实施例中，如图6所示，红色量子点子层302、绿色量子点子层304、蓝色量子点子层306与同一导电层102之间具有不同的间距dr、dg、db。导电层102和红色量子点子层302、绿色量子点子层304、蓝色量子点子层306之间沿厚度方向上的间距dr、dg、db彼此不同。这样，可以针对不同颜色的量子点子层优化上述间距，从而实现理想的发光强度和色域。

至少一些实施例中，如图7所示，隔离层包括多个隔离部404、406，每个隔离部位于所述多个量子点子层中的一个量子点子层和导电层之间，并且所述多个隔离部404、406的厚度彼此不同。例如，隔离部404位于绿色量子点子层304和导电层102之间；隔离部406位于蓝色量子点子层304和导电层102之间。隔离部404和隔离部406的厚度彼此不同。图7中，红色量子点子层302和导电层102之间的间距较小，二者之间可以不设置隔离层。可以理解的是，设置隔离层可方便调节导电层和不同颜色量子点子层之间的间距，而且可以起到支撑的作用。

在实际应用中，将多个量子点子层设置为同一层更有利于降低制作上的难度。至少一些实施例中，如图8所示，所述导电层包括与所述多个量子点子层302、304、306一一对应的多个导电部502、504、506，所述多个量子点子层302、304、306和各自对应的导电部502、504、506之间的间距dr、dg、db彼此不同。多个量子点子层302、304、306位于同一层上，例如均设置于隔离层上。

至少一些实施例中，如图9所示，所述导电层包括与多个量子点子层302、304、306一一对应的多个导电部502、504、506，并且在每个量子点子层和其对应的导电部之间设置有隔离层。例如，隔离部402位于红色量子点子层302和导电部502之间，隔离部404位于绿色量子点子层304和导电部504之间，隔离部406位于红色量子点子层306和导电部506之间。隔离部402、404和406的厚度彼此不同。

本公开另一实施例提供一种量子点发光组件，如图10所示，量子点发光组件包括：背光源600，以及前面任一实施例所描述的量子点薄膜，其中所述背光源600发出的光照射到所述量子点薄膜并且使其发光。

例如，量子点薄膜包括：量子点层100以及位于所述量子点层100的沿厚度方向的至少一侧的导电层102，其中所述导电层102包括多个纳米级金属颗粒202，所述多个纳米级金属颗粒202中的至少部分纳米级金属颗粒配置为在电磁辐射作用下产生表面等离子体共振。通过在量子点层100的至少一侧设置导电层102，能够提高量子点发光组件的发光强度和发光效率。

本实施例中，所述导电层102位于所述量子点层100靠近所述背光源600的一侧，所述背光源600发出的光经所述导电层102入射所述量子点层100。将导电层设置于背光源600和量子点层100之间，可以进一步隔绝外界光对量子点发光的干扰。

可以理解的是，本公开实施例的量子点发光组件可以采用前面图1至图9所示的任一量子点薄膜，或者采用根据本公开描述所作出的各种量子点薄膜的变型。在不冲突的条件下，背光源可以与任一量子点薄膜组合构成本公开实施例的量子点发光组件。本公开实施例的量子点发光组件具备前述实施例所述的量子点薄膜，因此能够实现相同的技术效果。

至少一些实施例中，如图11所示，所述量子点层包括至少两个量子点子层302、304。所述至少两个量子点子层302、304发出彼此颜色不同的光，并且并排地位于所述导电层102的远离所述背光源的一侧，即出光侧。背光源600可以采用多种光源。例如白光led光源，或者采用单色光，例如蓝光。例如，所述背光源600配置为发出蓝光并且照射到红色量子点子层302和绿色量子点子层304上，红色量子点子层302和所述绿色量子点子层304配置为在所述蓝光照射下分别发出红光和绿光。通过在量子点子层302、304的至少一侧设置导电层102，能够提高量子点发光组件的发光强度和发光效率。

本公开另一实施例提供一种显示装置，包括至少一个量子点薄膜，该量子点薄膜为前面任一实施例所描述的量子点薄膜。

本实施例中，量子点薄膜可以采用前面任一实施例所描述的结构。通过在量子点层100的至少一侧设置导电层102，能够提高显示装置的发光强度和发光效率。

例如，该显示装置包括彩膜层，并且所述至少一个量子点薄膜包括第一量子点薄膜，所述第一量子点薄膜用作所述彩膜层并且配置为被光照射时发光。

至少一些实施例中，如图12所示，该显示装置为液晶显示装置，包括相对设置的tft基板710和彩膜基板730，液晶层720设置在二者之间。背光源700设置在显示装置的入光侧，即tft基板的下方。彩膜基板730包括：衬底基板732、位于衬底基板732上用作彩膜层的量子点薄膜、以及黑矩阵736。“tft基板”指的是其上设置有控制像素单元的开关晶体管tft的基板。该量子点薄膜可以采用前面任一实施例所描述的结构，例如，该量子点薄膜包括量子点层100和导电层102，该量子点层100包括红色量子点子层302、绿色量子点子层304和蓝色量子点子层306。黑矩阵736位于量子点子层之间的空隙中以防止漏光。本实施例中，由背光源700发出的光经过tft基板710和液晶层720后，进入量子点薄膜。通过在每个量子点子层的至少一侧设置导电层102，能够提高液晶显示装置的发光强度和发光效率。可以理解的是，本实施例的显示装置还包括液晶显示装置的常规部件，例如tft、像素电极、公共电极、偏光片等，此处不再赘述。

至少一些实施例中，如图13所示，该液晶显示装置与图12所示的区别在于，在背光源700和tft基板710之间还设置有一个量子点薄膜，该量子点薄膜可以采用前面任一实施例所描述的结构，例如采用图1所示的量子点层100和导电层102。该量子点薄膜位于所述背光源700的出光侧并且配置为被所述背光源700发出的光照射时发光。这样，能够进一步增强背光源的发光强度和发光效率。而且，将量子点薄膜设置在显示装置的背光侧能进一步隔绝外界光对量子点发光的干扰。

至少一些实施例中，如图14所示，显示装置包括coa(coloronarray)基板，该coa基板包括tft基板810和用作彩膜层的量子点薄膜，该量子点薄膜可以采用前面任一实施例所描述的结构。例如，量子点薄膜包括量子点层100和导电层102，量子点层100包括多个量子点子层302、304、306，导电层102包括分别与多个量子点子层302、304、306一一对应的多个导电部502、504、506。每个量子点子层与导电部之间设置有隔离部。例如，隔离部402位于红色量子点子层302和导电部502之间，隔离部404位于绿色量子点子层304和导电部504之间，隔离部406位于红色量子点子层306和导电部506之间。可以理解的是，隔离部402、404和406的厚度可以彼此相同或不同。入射光l从coa基板的底部入射到量子点薄膜，量子点薄膜被入射光l照射并且发出红、绿、蓝光，由于通过在量子点层的至少一侧设置导电层，提高了coa基板以及显示装置的发光强度和发光效率。

至少一些实施例中，如图15所示，显示装置包括量子点有机发光二极管(qd-oled)，其包括彩膜层和电致发光层，并且该显示装置包括衬底基板910，设置在衬底基板910上的第一量子点薄膜10a、第二量子点薄膜10b和第三量子点薄膜10c。所述第三量子点薄膜10c用作所述电致发光层并且配置为在电场作用下产生第一颜色光(例如蓝光b)照射到所述第一量子点薄膜10a和所述第二量子点薄膜10b，所述第一量子点薄膜10a和所述第二量子点薄膜10b用作所述彩膜层并且配置为被所述第一颜色光照射时分别发出第一颜色光(例如红光r)和第二颜色光(例如绿光g)。本实施例中，由于在量子点层的至少一侧设置导电层，提高了量子点有机发光二极管的发光强度和发光效率。可以理解的是，本实施例的量子点有机发光二极管还包括用于量子点有机发光二极管的常规部件，例如用于向电致发光层施加电场的两个电极等，此处不再赘述。

至少一些实施例中，如图16所示，所述显示装置包括量子点发光二极管，所述量子点发光二极管包括衬底基板1010和位于衬底基板1010上的量子点发光层，所述至少一个量子点薄膜用作所述量子点发光层并且配置为在电场作用下发光。该量子点薄膜可以采用前面任一实施例所描述的结构。例如，量子点薄膜包括量子点层100和导电层102，量子点层100包括多个量子点子层302、304、306，导电层102包括分别与多个量子点子层302、304、306一一对应的多个导电部502、504、506。每个量子点子层与导电部之间设置有隔离部。例如，隔离部402位于红色量子点子层302和导电部502之间，隔离部404位于绿色量子点子层304和导电部504之间，隔离部406位于红色量子点子层306和导电部506之间。可以理解的是，隔离部402、404和406的厚度可以彼此相同或不同。通过在电场作用下向量子点发光层施加电压，可以使量子点薄膜直接发出红、绿、蓝光。通过在量子点层的至少一侧设置导电层，提高了量子点发光二极管的发光强度和发光效率。

本文中，有以下几点需要说明：

(1)本公开实施例附图只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计。

(2)为了清晰起见，在用于描述本公开的实施例的附图中，层或区域的厚度被放大或缩小，即这些附图并非按照实际的比例绘制。

(3)在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合以得到新的实施例。

以上所述仅是本公开的示范性实施方式，而非用于限制本公开的保护范围，本公开的保护范围由所附的权利要求确定。