一種量子棒液晶盒及其光電器件的制備方法與流程

本發明實施例涉及顯示技術領域，尤其涉及一種量子棒液晶盒及其光電器件的制備方法。

背景技術：

隨著液晶顯示器應用范圍的擴大，減少液晶顯示器使用過程中的能量損失，提高液晶顯示器的能量利用率日益成為研究的重點方向，備受科研工作者及工業界的青睞。

傳統的液晶顯示器利用偏振光控制液晶分子的偏振態，但是偏振片的使用至少損失50％光能量來實現將非偏振光轉化為偏振光。實際上，傳統液晶顯示器的色域不高，由于傳統液晶顯示器中利用背光源和彩色濾光片來實現彩色顯示，一般的彩色濾光片過濾出的單色光的性能不夠好，而利用改進過濾性能的濾光片，價格又比較昂貴。此外，彩色濾光片的使用至少損失67％的光能量。基于偏振片和彩色濾光片造成的巨大能量損耗問題，可以利用量子棒材料來替代偏振片，但現有技術中制備的量子棒材料的濃度較低，這種改進仍不能從根本上解決傳統液晶顯示中彩色濾光片造成的能量損耗和色域不高的問題。

因此，現有技術中制作液晶顯示器件需要使用偏振片以及彩色濾光片，導致液晶顯示的能量的巨大損耗和色域不高的問題。

技術實現要素：

有鑒于此，本發明實施例提供了一種量子棒液晶盒及其光電器件的制備方法，以提高光電器件的能量利用率和顯示色域。

第一方面，本發明實施例提供了一種量子棒的制備方法，包括以下步驟：

將硒粉和硫粉分別與三正辛基膦進行反應生成三正辛基膦-硒和三正辛基膦-硫；

將氧化鎘、十四烷基磷酸和三正辛基氧膦以預設比例在第一高溫下攪拌，依次快速加入三正辛基膦和所述三正辛基膦-硒，反應完成后使溶液冷卻，得到硒化鎘核溶液；

將所述硒化鎘核溶液，利用氯仿/乙醇體系進行離心處理后再分散到三正辛基膦中，形成三正辛基膦-硒化鎘溶液；

將氧化鎘、正己基磷酸、十四烷基磷酸和三正辛基氧膦以預設比例在第二高溫下攪拌，依次快速加入所述三正辛基膦、所述三正辛基膦-硫與所述三正辛基膦-硒化鎘溶液，反應完成后使溶液冷卻，得到硒化鎘/硫化鎘的量子棒溶液；

將所述硒化鎘/硫化鎘量子棒溶液，利用氯仿/乙醇體系離心，后加入2-乙基己基硫醇配體，再利用正己烷/甲醇混合體系萃取得到量子棒，并將量子棒分散到有機溶劑中，形成量子棒溶液。

進一步地，所述量子棒溶液的濃度范圍為200～1000mg/ml。

進一步地，所述有機溶劑可以是氯仿、甲苯以及正己烷中的任意一種。

進一步地，所述氧化鎘、十四烷基磷酸和三正辛基氧膦的預設比例為1:4:50；所述氧化鎘、正己基磷酸、十四烷基磷酸和三正辛基氧膦的預設比例為1:1:5:50；所述氯仿/乙醇體系和所述正己烷/甲醇混合體系的預設比例范圍為1:1～1:3；所述第一高溫的溫度范圍為300～390℃；所述第二高溫的溫度范圍為260～350℃。

第二方面，本發明實施例還提供了液晶盒的制備方法，包括以下步驟：

用涂布法將聚酰亞胺樹脂均勻涂布在第一玻璃片的導電面上形成聚酰亞胺樹脂取向膜或用光致取向方法制備取向膜，并將所述附有聚酰亞胺樹脂取向膜的玻璃片烘干，并在所述第一玻璃片的導電面上均勻噴灑隔墊物；

將第二玻璃片覆蓋在所述第一玻璃片上，制成液晶盒；

將所述量子棒注入到液晶盒內，待量子棒完全填充液晶盒并且不再流動時，用UV膠將液晶盒封口，得到量子棒液晶盒。

進一步地，所述量子棒通過上述方法制成。

進一步地，所述隔墊物的厚度為1～20um。

第三方面，本發明實施例還提供了一種光電器件的制備方法，包括以下步驟：

制備量子棒液晶盒，所述量子棒液晶盒通過上述的制備方法制成；

在所述量子棒液晶盒的一側形成偏振片，并且所述偏振片的偏振方向與該側導電玻璃取向膜的方向平行；

將液晶盒兩內側導電玻璃作為兩極，加上交流電壓驅動。

本發明實施例還提供了一種光電器件，該器件通過上述的制備方法制成。其中，所述光電器件可以為液晶顯示器件，也可以為LED、太陽能電池、激光器、光電探測器件。

本發明實施例利用量子棒材料代替傳統液晶盒中的液晶分子，并利用量子棒材料可以發出偏振光及單色光的性能同時取代傳統液晶顯示器件中的偏振片和彩色濾光片。一方面，通過減少偏振片和彩色濾光片的使用，從而提高液晶顯示器件的能量利用率；另一方面，不同粒徑的量子棒材料可以發出不同顏色的光，通過控制量子棒材料的尺寸，使其發射出色純性高的三原色光，從而提高顯示設備的色域。

附圖說明

圖1為本發明實施例提供的一種量子棒的制備方法的流程圖；

圖2是本發明實施例提供的一種液晶盒的制備方法的流程圖；

圖3是本發明實施例提供的一種液晶顯示器件的制備方法的流程圖；

圖4是本發明實施例提供的一種光電器件在不加電壓時的結構示意圖；

圖5是本發明實施例提供的一種光電器件在加電壓時的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的詳細說明。可以理解的是，此處所描述的具體實施例僅僅用于解釋本發明，而非對本發明的限定。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本發明相關的部分而非全部結構。

實施例一

圖1為本發明實施例一提供的一種量子棒的制備方法的流程圖，參見圖1，本實施例的方法包括如下步驟：

步驟110、將硒粉和硫粉分別與三正辛基膦進行反應生成三正辛基膦-硒和三正辛基膦-硫。

具體地，將硒粉和硫粉分別加入三正辛基膦，加熱、攪拌溶解到溶液呈透明狀態，配成濃度分別為2.5mmol/ml和1mmol/ml的三正辛基膦-硫和三正辛基膦-硒，待用。

步驟120、將氧化鎘、十四烷基磷酸和三正辛基氧膦以預設比例在第一高溫下攪拌，依次快速加入三正辛基膦和所述三正辛基膦-硒，反應完成后使溶液冷卻，得到硒化鎘核溶液。

可選的，所述氧化鎘、十四烷基磷酸和三正辛基氧膦的預設比例為1:4:50。

可選的，所述第一高溫的溫度范圍為300～390℃。

具體地，稱取26mg氧化鎘、112mg十四烷基磷酸、1.5g三正辛基氧膦到燒瓶中，在300～390℃的高溫下加熱攪拌，直至氧化鎘完全溶解至透明，依次快速加入0.75ml三正辛基膦和步驟110制備的0.3ml三正辛基膦-硒，按紅綠藍三原色的發射波長調節反應時間為5～30s，反應完成后關閉整個加熱裝置使溶液冷卻至室溫，得到的即為硒化鎘的核溶液。

步驟130、將所述硒化鎘核溶液，利用氯仿/乙醇體系進行離心處理后再分散到三正辛基膦中，形成三正辛基膦-硒化鎘溶液。

可選的，所述氯仿/乙醇體系和所述正己烷/甲醇混合體系的預設比例范圍為1:1～1:3。

具體地，將步驟120制備的硒化鎘核溶液，利用配比為1:1～1:3的氯仿/乙醇體系離心(10000rpm)提純2～3次，再分散到1～4ml的三正辛基膦中，三正辛基膦-硒化鎘溶液。

步驟140、將氧化鎘、正己基磷酸、十四烷基磷酸和三正辛基氧膦以預設比例在第二高溫下攪拌，依次快速加入所述三正辛基膦、所述三正辛基膦-硫與所述三正辛基膦-硒化鎘溶液，反應完成后使溶液冷卻，得到硒化鎘/硫化鎘的量子棒溶液。

可選的，所述氧化鎘、正己基磷酸、十四烷基磷酸和三正辛基氧膦的預設比例為1:1:5:50。

可選的，所述第二高溫的溫度范圍為260～350℃。

具體地，稱取19mg氧化鎘、27mg正己基磷酸、100mg十四烷基磷酸、1g三正辛基氧膦到燒瓶中，在260～350℃的高溫下加熱攪拌，直至氧化鎘完全溶解至透明，依次快速加入0.5ml三正辛基氧膦和步驟110制備的0.5ml三正辛基膦-硫與步驟130制備的0.2～1ml三正辛基膦-硒化鎘溶液的混合溶液，反應一段時間，反應完成后關閉整個加熱裝置使溶液冷卻至室溫，得到的即為硒化鎘/硫化鋅的量子棒溶液。

步驟150、將所述硒化鎘/硫化鎘量子棒溶液，利用氯仿/乙醇體系離心，后加入2-乙基己基硫醇配體，再利用正己烷/甲醇混合體系萃取得到量子棒，并將量子棒分散到有機溶劑中，形成量子棒溶液。

可選的，所述有機溶劑可以是氯仿、甲苯以及正己烷中的任意一種，本發明實施例對此不作限定。

可選的，所述量子棒溶液的濃度范圍為200～1000mg/ml。

具體地，將步驟140制備的硒化鎘/硫化鎘量子棒溶液，利用配比為1:1～1:3的氯仿/乙醇體系離心提純2～3次，然后再往里面加入2-乙基己基硫醇配體，再利用配比為1:1～1:3的正己烷/甲醇混合體系萃取1～2次，即可制成高溶解性量子棒，最后將這些量子棒分散到0.01～0.2ml的氯仿中，形成濃度為200～1000mg/ml的量子棒溶液。

量子棒材料可以是硒化鎘材料，也可以是硫化鎘或鈣鈦礦材料，本發明實施例對此不作限定。

本實施例的技術方案，通過化學方法制備量子棒材料。本發明實施例一提供的技術方案，通過控制生成硒化鎘的核溶液的反應時間，來調節核溶液中量子點的粒徑，進而來控制量子棒材料發射単色性高的三原色偏振光。

實施例二

圖2為本發明實施例二提供的一種液晶盒的制備方法的流程圖，參見圖2，本實施例的方法包括如下步驟：

步驟210、用涂布法將聚酰亞胺樹脂均勻涂布在第一玻璃片的導電面上形成聚酰亞胺樹脂取向膜或用光致取向方法制備取向膜，并將所述附有聚酰亞胺樹脂取向膜的玻璃片烘干，并在所述第一玻璃片的導電面上均勻噴灑隔墊物。

可選的，所述隔墊物的厚度為1～20um。

具體地，準備第一玻璃片，并區分好導電層和不導電層的方向，分別用光學玻璃清洗劑、丙酮、異丙醇中的任意一種超聲清洗玻璃片，待其干燥以備用；將第一玻璃片放入涂布機內，滴上聚酰亞胺樹脂到玻璃中間，調整轉速，使聚酰亞胺樹脂均勻涂布于玻璃上，待第一玻璃片干燥以備用；將附有聚酰亞胺樹脂膜的第一玻璃片摩擦取向，做出用于液晶取向的第一玻璃片；在第一玻璃片上均勻噴灑設定尺寸的隔墊物。

用相同摩擦取向的方法，做出用于液晶取向的第二玻璃片，并且第一玻璃片和第二玻璃片的取向方向互相垂直。即，若第一玻璃片的分子南北向排列，則第二玻璃片的分子東西向排列。

步驟220、將第二玻璃片覆蓋在所述第一玻璃片上，制成液晶盒。

具體地，將第一玻璃片作為背基板，將第二玻璃片保持電極相對地覆蓋在背基板上，即第一玻璃片和第二玻璃片的導電層均位于液晶盒的內側，制成液晶盒。

步驟230、將所述量子棒注入到液晶盒內，待量子棒完全填充液晶盒并且不再流動時，用UV膠將液晶盒封口，得到量子棒液晶盒。

可選的，所述量子棒通過實施例一所述的制備方法制成。

具體地，將步驟150制備的量子棒材料滴加到液晶盒的開口處，利用毛細作用把量子棒灌注進入液晶盒內，待量子棒材料完全填充液晶盒并且不再流動時，將液晶盒封口，即可制成量子棒液晶盒。

本發明實施例二提供的技術方案，利用量子棒材料可以發出偏振光及單色光的性能，將傳統液晶盒中的液晶分子用量子棒材料替換，提高了液晶盒的顯示色域。

實施例三

圖3為本發明實施例三提供的一種光電器件的制備方法的流程圖，參見圖3，本實施例的方法包括如下步驟：

步驟310、制備量子棒液晶盒，所述量子棒液晶盒通過上述的制備方法制成。

步驟320、在所述量子棒液晶盒的一側形成偏振片1，并且所述偏振片1的偏振方向與該側導電玻璃取向膜的方向平行。

圖4是本發明實施例提供的一種光電器件在不加電壓時的結構示意圖。液晶盒的第一玻璃片2和第二玻璃片4的取向方向互相垂直，而位于第一玻璃片2和第二玻璃片4之間的分子被強迫進入一種90°扭轉的狀態。由于第一層量子棒分子3發出的偏振光線5順著分子的排列方向傳播，所以光線5的偏振方向穿過液晶盒后也被扭轉90°，其中，量子棒分子3包括紅光量子棒分子31、綠光量子棒分子32及藍光量子棒分子33。當在所述量子棒液晶盒的出光側設置偏振片1，且該偏振片1的偏振方向與該側第一玻璃片2的取向膜的取向平行時，幾乎所有的光線5都可穿過偏振片，顯示的狀態即為最大開啟，如圖4所示。

步驟330、將液晶盒兩內側導電玻璃作為兩極，加上交流電壓驅動。

具體地，圖5是本發明實施例提供的一種光電器件在加電壓時的結構示意圖。當在液晶盒上加一個特定電壓時，量子棒分子3便會重新垂直排列，使光線5能直射出去，而不發生任何偏振方向的扭轉。當加上電壓時，量子棒分子3定向排列不扭轉時，幾乎所有的光線5都會被偏振片阻擋，顯示的狀態即為關閉；而當調整電壓時，量子棒分子3的扭轉角度可調整在0°～90°之間，則只有一部分的光線5就會穿過偏振片1，顯示的光強就會有所改變，如圖5所示。該量子棒液晶顯示就通過這樣的方式調整單個像素點的出射光強。

圖4及圖5為本發明實施例三提供的一種光電器件，該器件可以為液晶顯示器件，也可以為LED、太陽能電池、激光器、光電探測器件，而且該器件由上述制備方法制成。

本發明實施例二提供的技術方案，利用量子棒材料代替傳統液晶盒中的液晶分子，并利用量子棒材料可以發出偏振光及單色光的性能同時取代傳統液晶顯示器件中的偏振片和彩色濾光片。一方面，通過減少偏振片和彩色濾光片的使用，從而提高液晶顯示器件的能量利用率；另一方面，不同粒徑的量子棒材料可以發出不同顏色的光，通過控制量子棒材料的尺寸，使其發射出色純性高的三原色光，從而提高顯示設備的色域。

注意，上述僅為本發明的較佳實施例及所運用技術原理。本領域技術人員會理解，本發明不限于這里所述的特定實施例，對本領域技術人員來說能夠進行各種明顯的變化、重新調整和替代而不會脫離本發明的保護范圍。因此，雖然通過以上實施例對本發明進行了較為詳細的說明，但是本發明不僅僅限于以上實施例，在不脫離本發明構思的情況下，還可以包括更多其他等效實施例，而本發明的范圍由所附的權利要求范圍決定。