CN111415599A - 一种可折叠量子点光色转换膜片及其制造方法和显示屏 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可折叠量子点光色转换膜片及其制造方法和显示屏，至少包括基板、量子点光电转换膜、封装层，其中，基板的一侧面设置有像素区域，量子点光电转换膜设置在基板的像素区域上，封装层完全覆盖在所属量子点光电转换膜上，基板与封装层共同作为保护和绝缘层，隔绝水气及氧气。采用化学钢化后的超薄玻璃基板作为量子点光色转换膜层的保护层，使得量子点光色转换膜片兼具可折叠性，适用范围广；采用PVD或CVD等真空镀膜方法镀SiO2封装，有效隔绝水气氧气的进入，使量子点光色转换膜片更加稳定，使用寿命长；采用凹版移印设备高精度地将三种颜色子像素油墨和BM油墨分次印刷到超薄玻璃基板上，印刷精准到位，效率高，良品率高、制作成本低。
Description
技术领域
本发明公开了一种光学薄膜技术，尤其涉及一种可折叠量子点光色转换膜片 及该膜片的制造方法和具有该膜片的显示屏。
背景技术
量子点(quantum dot)是在把激子在三个空间方向上束缚住的半导体纳米 结构，通过对这种纳米半导体材料施加一定的电场或光压，它们便会发出特定频 率的光，是一种新型的发光材料。量子点的发射光谱可以通过改变量子点的尺寸 大小来控制，通过改变量子点的尺寸和它的化学组成可以使其发射光谱覆盖整个 可见光区。量子点具有激发谱宽且连续分布、有很好的光稳定性、单色性好、发 光峰波长可调、转换效率高、能够实现对光色稳定(光谱的精准调控)和背光产 品色域的有效提升等性质，并用以弥补或替代稀土掺杂荧光粉在能级分布和发光 效率上的不足，更具经济优势和应用前景，尤其是在半导体器件领域成为当今研 究热点。
在半导体领域，量子点可应用于LED和OLED显示器。相对于传统的有机荧 光粉，量子点具有发光波长可调(可覆盖可见和近红外波段)、荧光量子效率高 (可大于90％)、颗粒尺寸小、色彩饱和度高、可低价溶液加工、稳定性高等优 点，尤其值得注意的是高色纯度的发光使得其色域已经可以超过HDTV标准色三 角。因此基于量子点的发光二极管，有望应用于下一代平板显示和照明。
而现有的量子点LED或OLED显示面板，一般采用蓝色LED/OLED作为光源， 上面贴合量子点光色转换膜片，在制作过程中，最关键的就是量子点光色转换膜 片的制作，由于量子点材料水氧稳定性差，常规封装下寿命短、失效快，普通的 封装方式不能实现对量子点材料的有效保护；另外常规封装也不能够实现光色转 换膜片的可折叠性。
因此，针对现有技术的缺陷，本领域的技术人员致力于开发一种可折叠量子 点光色转换膜片及其制造方法，以实现对量子点光色转换膜片的保护。
发明内容
本发明的目的是为了提供一种可折叠量子点光色转换膜片及其制备方法，以 增强对量子点光色膜片的保护，同时实现量子点封装结构的可折叠，以解决背景 技术中的问题。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现：
一种可折叠量子点光色转换膜片，至少包括基板、量子点光电转换膜、封装 层，其中，所述基板的一侧面设置有像素区域，所述量子点光电转换膜设置在所 述基板的像素区域上，所述封装层完全覆盖在所属量子点光电转换膜上，所述基 板与所述封装层共同作为保护和绝缘层，隔绝水气及氧气。
进一步的，所述基板设置为超薄玻璃基板，其厚度范围为30-150μm。
进一步的，所述超薄玻璃基板在设置所述量子点光电转换膜前需进行化学钢 化，既有效保护所述量子点光色转换膜，又使得所述量子点光色转换膜片具有可 折叠性。
进一步的，所述超薄玻璃基板上与所述量子点光电转换膜相反的一侧表面设 置防爆膜，以缓冲撞击，保护所述超薄玻璃基板。
进一步的，所述量子点光色转换膜至少包括红色量子点子像素、绿色量子点 子像素和透明子像素，且三种颜色子像素呈水平规则排列，相邻两个子像素之间 设置有BM；其中，红色量子点子像素的材料为红色量子点油墨，绿色量子点子 像素的材料为绿色量子点油墨，透明子像素的材料为透明油墨。
进一步的，所述封装层采用真空镀膜方法在所述量子点光色转换膜上镀SiO2材料，作为所述量子点光色转换膜片的封装，有效隔绝了水气、氧气的进入，使 得所述量子点光色转换膜片更加稳定，使用寿命长。
进一步的，所述封装层采用的真空镀膜方法至少包括PVD(Physical VaporDeposition，物理气相沉积)或CVD(Chemical Vapor Deposition，化学气相沉积)。
为实现上述所述可折叠量子点光色转换膜片的结构，本发明还提供一种制备 可折叠量子点光色转换膜片的方法，至少包括如下步骤：
Step1:对所述基板进行化学钢化，在化学钢化后的所述基板一侧表面印刷所 述防爆膜，以保护所述基板；
Step2:在所述基板另一侧面的像素区域上印刷BM油墨图案，并将BM油墨 固化；所述BM油墨图案将像素区域分割出不同颜色子像素目标区域；
Step3:在相应颜色子像素目标区域内印刷上相应颜色的量子点油墨或透明 油墨，通过固化将三种颜色子像素油墨固化形成量子点光色转换膜；所述红色量 子点油墨、绿色量子点油墨和透明油墨以任意次序依次印刷在相应的目标区域， 待一种油墨固化后印刷另一种油墨；
Step4:采用真空镀膜方法在所述量子点光色转换膜层表面镀SiO2作为保护 和绝缘层。
进一步的，在步骤Step2-Step3中，BM油墨、三种颜色子像素油墨的印制方 式为凹版印刷，采用凹版移印设备完成印刷作业。
进一步的，在步骤Step3中，在对应颜色子像素目标区域上印刷三种颜色子 像素油墨时，根据预设的各颜色子像素图案模板可以将各颜色子像素油墨精确地 印刷到相应颜色子像素目标区域内。
进一步的，在步骤Step2-Step3中，将BM油墨、三种颜色子像素油墨固化 的方式至少包括热固化或UV固化。
本发明提供一种显示模组，该显示模组至少包括前述所述的可折叠量子点光 色转换膜片，该可折叠量子点光色转换膜片与蓝光LED/OLED显示面板之间设置 有粘接层将两者贴合，其中蓝光LED/OLED显示面板与现有蓝光LED/OLED显示 面板结构相同。
进一步的，所述粘接层至少包括OCA光学胶层或OCR水胶层。
本发明还提供一种显示屏，该显示屏至少包括前述所述的具有可折叠量子点 光色转换膜片的显示模组。
通过实施上述可折叠量子点光色转换膜片及其制备方法和显示屏，具有如下 有益效果：
(1)本技术方案中采用超薄玻璃基板作为量子点光色转换膜层的保护层， 且对超薄玻璃基板进行化学钢化，钢化后的超薄玻璃基板作为量子点光色转换膜 片的保护层，既有效保护量子点光色转换膜层，又使得量子点光色转换膜片具有 可折叠性，特别适合折叠或曲面的量子点显示面板；
(2)本技术方案中采用PVD或CVD等真空镀膜方法镀SiO2，作为量子点光 色转换膜片的封装，有效隔绝了水气氧气的进入，使得量子点光色转换膜片更加 稳定，使用寿命长；
(3)本技术方案中采用凹版移印设备高精度地将三种颜色子像素油墨和BM 油墨分次印刷到超薄玻璃基板上，印刷精准到位，效率高，良品率高、制作成本 低。
附图说明
图1为本发明实施例的可折叠量子点光色转换膜片结构示意图；
图2为具备图1所示可折叠量子点光色转换膜片的显示屏结构图；
图3为制备可折叠量子点光色转换膜片的方法流程图；
图4为制备图1所示可折叠量子点光色转换膜片的凹版移印设备结构示意图。
其中：
10、超薄玻璃基板；11、量子点光色转换膜；110、红色量子点子像素；111、 绿色量子点子像素；112、透明子像素；12、防爆膜；13、SiO2封装层；14、粘 接层；15、柔性基板；16、LED/OLED；17、TFE封装层；18、BM油墨；19、电 极；
2、凹版移印设备；20、油墨滚筒；21、凹版滚筒；210、刮刀；22、移印滚 筒；23、清洁滚筒；24、油墨仓；25、移动载具。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。 基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获 得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明具体实施方式提供一种可折叠量子点光色转换膜片，至少包括基板、 量子点光电转换膜、封装层，其中，基板的一侧面设置有像素区域，量子点光电 转换膜设置在基板的像素区域上，封装层完全覆盖在所属量子点光电转换膜上， 基板与封装层共同作为保护和绝缘层，隔绝水气及氧气。
如图1-2所示，是本发明实施例的可折叠量子点光色转换膜片结构，其中基板 采用超薄玻璃基板10，超薄玻璃是制造新型折叠显示屏的优良元件，钢化后的超 薄玻璃具备可折叠的特点。2013年德国肖特公司已经开始批量供应25-100微米 厚的柔性玻璃，宽约50cm，长数百米。2014年日本旭硝子公司用浮法制成厚度 0.05毫米的柔性玻璃SPOOL。中国专利CN104045221B也公开了一种柔性超薄玻 璃的制备方法。在本实施例中即以超薄玻璃作为基板进行作业，而本发明方案中 对超薄玻璃基板10的厚度要求在30-150μm之间，优选使用厚度50微米左右的 超薄玻璃基板10，并进行钢化。超薄玻璃基板10在设置量子点光电转换膜11 前需进行化学钢化，既有效保护量子点光色转换膜11，又使得量子点光色转换膜片具有可折叠性。
如图1-2所示，在超薄玻璃基板10的上表面设置一层防爆膜12，以缓冲撞 击，保护超薄玻璃基板10。
如图1-2所示，在超薄玻璃基板10的下表面具有一像素区域，量子点光色 转换膜11设置在超薄玻璃基板10下表面的像素区域上。
量子点光色转换膜11包括至少一红色量子点子像素(图中R表示)110、一 绿色量子点子像素(图中G表示)111和一透明子像素(图中T表示)112，如 图所示三者的排布顺序为红色量子点子像素110-绿色量子点子像素111-透明子 像素112，三种子像素组成一个像素，依次顺序连续排布形成像素阵列。实际作 业中三种颜色子像素呈规则阵列排列，三种颜色子像素的顺序可以变化，排列方 式有马赛克式、直条式、三角形式、四画素等方式排列等，主要是依显示器之用 途及视讯电极(Pixel Electrode)之形状和大小而定。若干子像素阵列排布，相邻 子像素中间间隔处设有BM，形成整体的量子点转换膜。
如图所示，在红色量子点子像素110与绿色量子点子像素111之间设置BM 油墨18，在绿色量子点子像素111与透明子像素112之间设置有BM油墨18； 同时一般情况下整个像素区域边缘也设有BM，图中未表示。
如图1-2所示，本实施例中封装层采用SiO2材料，通过PVD(Physical VaporDeposition，物理气相沉积)或CVD(Chemical Vapor Deposition，化学气相沉积) 等真空镀膜方法镀在量子点光色转换膜上，形成SiO2封装层13，完全覆盖在量 子点光学转换膜的表面，作为量子点光色转换膜的封装，有效隔绝了水气、氧气 的进入，使得量子点光色转换膜片更加稳定，使用寿命长。
如图2所示，本实施例将所制备的可折叠量子点光色转换膜片设置于显示屏 上，显示屏与传统结构相同，至少还具有柔性基板15，在柔性基板15上设置有 电极19，LED/OLED16设置在电极19上方，通过TFE(Thin-Film Encapsulation， 薄膜封装)封装技术在LED/OLED16和电极19表面形成TFE封装层17，在TFE 封装层17表面设置有与量子点光色转换膜片上相同的SiO2封装层13，对柔性 基板15上的元件进行封装，隔绝了水气、氧气的进入。LED/OLED设置于子像素 的正下方，且与子像素为一一对应关系。
柔性基板15上的SiO2封装层13与量子点光色转换膜片的SiO2封装层13 之间设置一层粘接层14，将可折叠量子点光色转换膜片设置于显示屏上，粘接 层可以采用OCA光学胶层或OCR水胶层实现。
为实现上述可折叠量子点光色转换膜片的结构，采用如下方法实施，如图3 所示，具体包括如：
Step1:激光切割超薄玻璃，并对超薄玻璃进行化学钢化，形成超薄玻璃基板 10，在化学钢化后的对超薄玻璃基板10一侧表面印刷防爆膜12，以保护超薄玻 璃基板10；
Step2:在对超薄玻璃基板10另一侧面的像素区域上凹版移印设备2印刷BM 油墨图案，并将BM油墨18固化；所述BM油墨图案将像素区域分割出不同颜 色子像素目标区域；
Step3:在相应颜色子像素目标区域内印刷上相应颜色的量子点油墨或透明 油墨，热固化或UV固化，将三种颜色子像素油墨固化形成量子点光色转换膜； 所述红色量子点油墨、绿色量子点油墨和透明油墨以任意次序依次印刷在相应的 目标区域，待一种油墨固化后印刷另一种油墨；具体参考顺序为：
Step30:采用凹版移印设备2在红色量子点子像素110的目标区域内印 刷上红色量子点油墨，根据预设的红色量子点图案模板可以将红色量子点油墨精 确地印刷到红色量子点子像素110的目标区域内，并将红色量子点油墨固化；
Step31:采用凹版移印设备2在绿色量子点子像素111的目标区域内印 刷上绿色量子点油墨，根据预设的绿色量子点图案模板可以将绿色量子点油墨精 确地印刷到绿色量子点子像素111的目标区域内，并将绿色量子点油墨固化；
Step32:采用凹版移印设备2在透明子像素112的目标区域内印刷上透 明油墨，根据预设的透明子像素图案模板可以将透明油墨精确地印刷到透明子像 素112的目标区域内，并将透明油墨固化；
Step4:待上述三种颜色子像素油墨和BM油墨18完全干燥形成量子点光色转 换膜后，采用真空镀膜方法在量子点光色转换膜层表面镀SiO2形成SiO2封装层， 作为保护和绝缘层。
需要注意的是，在步骤Step3中，三种颜色子像素油墨印刷顺序没有固定， 待一种油墨固化后印刷另一种油墨。
在步骤Step2-Step3中，三种颜色子像素油墨和BM油墨18的印制方式为凹 版印刷，采用凹版移印设备2完成印刷作业，凹版移印设备2如图4简图所示， 其包括作为设备支撑结构的设备机架，在设备机架上设置有移动载具25，该移 动载具25上放置待作业的量子点光色转换膜11，移动载具25上方设置移印滚 筒22，移印滚筒22的外周面与量子点光色转换膜片的上表面相切并紧密接触； 移印滚筒22的一侧方设置清洁滚筒23，该清洁滚筒23与移印滚筒22滚筒接触， 且两者的转动方向相反，用于清洁移印滚筒23；移印滚筒22上方设置凹版滚筒 21，凹版滚筒21与移印滚筒22滚动接触；凹版滚筒21的外周面设有印刷模板，用于印刷；凹版滚筒21与油墨滚筒20滚动接触，油墨滚筒20的一部分浸没于 油墨仓24当中，凹版滚筒21的侧面还设置有刮刀210，刮刀210的一边与凹版 滚筒21的外周面相切，并按照凹版滚筒21的转动方向呈钝角。对于凹版移印设 备2的具体结构还可参照公开号为CN209920740U的一种用于曲面玻璃的凹版移 印装置的记载，或其他可实现凹版移印设备。
在步骤Step3中，在对应颜色子像素目标区域上印刷三种颜色子像素油墨时， 根据预设的各颜色子像素图案模板可以将各颜色子像素油墨精确地印刷到相应 颜色子像素目标区域内。
在步骤Step2-Step3中，将三种颜色子像素油墨、BM油墨固化的方式至少包 括热固化或UV固化。
一种显示模组，该显示模组至少包括前述所述的可折叠量子点光色转换膜 片，该可折叠量子点光色转换膜片与蓝光LED/OLED显示面板之间设置有粘接层 将两者贴合，其中蓝光LED/OLED显示面板与现有蓝光LED/OLED显示面板结构 相同。所述粘接层至少包括OCA光学胶层或OCR水胶层。
一种显示屏，该显示屏至少包括前述所述的具有可折叠量子点光色转换膜片 的显示模组。
基于本方案完成对可折叠量子点光色转换膜片的作业，制备显示模组时将制 作好的量子点光色转换膜片与蓝光LED/OLED显示面板进行贴合即可。当蓝光 LED/OLED显示面板的基板选用柔性基板时就可以得到可折叠量子点光色转换显 示模组，从而可以制成可折叠量子点光色转换显示屏。
值得注意的是，本方案制备可折叠量子点光色转换膜片的方法中，Step2中 BM也可以用常规丝网印刷的方式进行印刷。Step3中三种颜色子像素也可以使 用常规喷墨的方式制作。
需要补充说明的是，除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应 当为本发明领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本领域技术人员在考 虑说明书及实践这里的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在 涵盖本发明的任何用途或者适应性变化，这些用途或者适应性变化遵循本发明的 一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说 明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由权利要求书指出。
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的结构，并 且可以在不脱离其范围的前提下进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的 权利要求书来限制。
Claims (10)
1.一种可折叠量子点光色转换膜片，其特征在于，至少包括基板、量子点光电转换膜、封装层，其中，所述基板的一侧面设置有像素区域，所述量子点光电转换膜设置在所述基板的像素区域上，所述封装层完全覆盖在所属量子点光电转换膜上，所述基板与所述封装层共同作为保护和绝缘层，隔绝水气及氧气。
2.如权利要求1所述可折叠量子点光色转换膜片，其特征在于，所述基板设置为超薄玻璃基板，其厚度范围为30-150μm；所述超薄玻璃基板在设置所述量子点光电转换膜前需进行化学钢化，保护所述量子点光色转换膜，且使得所述量子点光色转换膜片具有可折叠性。
3.如权利要求2所述的可折叠量子点光色转换膜片，其特征在于，所述超薄玻璃基板上与所述量子点光电转换膜相反的一侧表面设置防爆膜，以缓冲撞击，保护所述超薄玻璃基板。
4.如权利要求1所述的可折叠量子点光色转换膜片，其特征在于，所述量子点光色转换膜至少包括红色量子点子像素、绿色量子点子像素和透明子像素，且三种颜色子像素呈水平规则排列，相邻两个子像素之间设置有BM；其中，红色量子点子像素的材料为红色量子点油墨，绿色量子点子像素的材料为绿色量子点油墨，透明子像素的材料为透明油墨。
5.如权利要求1所述的可折叠量子点光色转换膜片，其特征在于，所述封装层采用真空镀膜方法在所述量子点光色转换膜上镀SiO2材料，作为所述量子点光色转换膜片的封装，隔绝水气、氧气的进入；所述封装层采用的真空镀膜方法至少包括PVD或CVD。
6.一种制备任一项权利要求1-5所述的可折叠量子点光色转换膜片的方法，其特征在于，至少包括如下步骤：
Step1:对所述基板进行化学钢化，在化学钢化后的所述基板一侧表面印刷所述防爆膜，以保护所述基板；
Step2:在所述基板另一侧面的像素区域上印刷BM油墨图案，并将BM油墨固化；所述BM油墨图案将像素区域分割出不同颜色子像素目标区域；
Step3:在相应颜色子像素目标区域内印刷上相应颜色的量子点油墨或透明油墨，通过固化将三种颜色子像素油墨固化形成量子点光色转换膜；
其中，所述红色量子点油墨、绿色量子点油墨和透明油墨以任意次序依次印刷在相应的目标区域，待一种油墨固化后印刷另一种油墨；
Step4:采用真空镀膜方法在所述量子点光色转换膜层表面镀SiO2作为保护和绝缘层。
7.如权利要求6所述制备可折叠量子点光色转换膜片的方法，其特征在于，在步骤Step2-Step3中，BM油墨、三种颜色子像素油墨的印制方式为凹版印刷，采用凹版移印设备完成印刷作业；将BM油墨、三种颜色子像素油墨固化的方式至少包括热固化或UV固化。
8.如权利要求7所述制备可折叠量子点光色转换膜片的方法，其特征在于，在步骤Step3中，在对应颜色子像素目标区域上印刷三种颜色子像素油墨时，根据预设的各颜色子像素图案模板可以将各颜色子像素油墨精确地印刷到相应颜色子像素目标区域内。
9.一种显示模组，其特征在于，该显示模组至少包括前述任一项权利要求1-5所述的可折叠量子点光色转换膜片，该可折叠量子点光色转换膜片与蓝光LED/OLED显示面板之间设置有粘接层将两者贴合，所述粘接层至少包括OCA光学胶层或OCR水胶层；其中蓝光LED/OLED显示面板与现有蓝光LED/OLED显示面板结构相同。
10.一种显示屏，其特征在于，该显示屏至少包括权利要求9所述的具有可折叠量子点光色转换膜片的显示模组。
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