一种背光显示器件及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种背光显示器件及其制备方法，所述器件包括由蓝光背光光源依次层叠的红色量子点层以及绿色纳米片层。所述背光显示器件采用了结合绿光纳米片薄膜和红光量子点、蓝光LED板的方法，提供了一条现实可行的超越REC.2020色域范围的背光显示技术，也突破了纳米片器件低亮度的局限性。

A backlight display device and its preparation method

The invention provides a backlight display device and a preparation method thereof. The device comprises a red quantum dot layer stacked successively by a blue backlight source and a green nanosheet layer. The backlight display device adopts the method of combining green nano-film, red-light quantum dots and blue-light LED board, provides a realistic and feasible backlight display technology beyond REC.2020 gamut range, and also breaks through the limitation of low brightness of nano-chip devices.

【技术实现步骤摘要】
一种背光显示器件及其制备方法
本专利技术属于显示
，涉及一种背光显示器件，尤其涉及一种含有纳米片的背光显示器件及其制备方法。
技术介绍
1970年，半导体超晶格、量子阱概念的提出，开创了人工设计、制备低维量子结构材料研究的新领域。半导体量子点是由少量原子组成的准零维的纳米量子结构，载流子在三个维度上都受到势垒的约束而不能自由运动，进而表现出较其他维度的结构的半导体材料更独特和优越的性能，被广泛应用于量子计算、光伏器件、量子发光器件和量子探测器中，是现在前沿科学研究的热门课题之一。基于胶体半导体量子点材料的背光显示设备，具有溶液法制备、容易加工、颜色可调、量子产率高等突出特点，此类液晶显示器件已经走向商业化。1993年科学家首次报道了半导体纳米晶基于尺寸的光学特性，并且研究了其三维的量子限域效应。紧随其后的是向纳米棒和纳米线以及近年来对纳米片的延伸研究。对于半导体来说，维度是一个很重要的影响因素，这是由于它对于电子能谱以及光学性质有着极其强烈的影响。而由于单一维度上精确的控制，纳米片可以展现出非常窄的激子吸收和光致发光光谱，这对于制备高色纯度的显示器件来说极为重要。近年来，在显示
上，随着4k、8k电视的出现，显示分辨率上已经到了人眼的极限，人们逐渐把注意力集中到了显示器的色彩呈现度上，即WideColorGamut(WCG)。WCG需要的是窄的红、绿、蓝线宽。量子点技术因此得到蓬勃发展。然而由于量子点尺寸难以实现高均一性，其光谱线宽局限于30nm左右而很难减小。近年来科学家们致力于更好的控制发光线宽，能有更高色纯度材料的研究。与传统量子点材料相比，半导体纳米片材料由于厚度的精确控制，可以展现出前所未有的超窄光谱(～10nm)。而近年来较为热门的钙钛矿材料，虽然也通过控制维度缩窄了光谱宽，但二维片状材料一直是一大难点，也很难达到超窄光谱的效果。与这些材料相比，纳米片体现了其他材料所无法达到的窄线宽。这不仅对于制作LED显示器件非常重要，同时也可应用于其他多种器件，包括激光器、照明设备等等。对于显示应用来说，宽色域也是当下极为迫切的需求之一。纳米片的平面几何结构和较大的表面积都是其较为重要的参数。目前的报道中，硒化镉纳米片的平均横向尺寸大概在20x20nm2，厚度大概在2-6个硒化镉原子层。通过对于纳米片层数和材料比例的控制，其发光波长可以被精确调控，实现蓝光到绿光波段的转变。而横向尺寸的调控可以在一定范围内精确的控制纳米片发光波长。随着合成方法的不断发展，如何得到更高性能半导体纳米片材料以及如何利用纳米片来制备高光纯度的显示器件已经成为纳米技术研究的重要方向之一，现有的研究中所制备的纳米片显示器件大多局限于单一发光波长，且器件亮度始终无法有效提高。
技术实现思路
鉴于现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种背光显示器件，所述背光显示器件采用了结合绿光纳米片薄膜和红光量子点、蓝光LED板的方法，提供了一条现实可行的超越REC.2020色域范围的背光显示技术，也突破了纳米片器件低亮度的局限性。为达上述目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术目的之一在于提供一种背光显示器件，所述器件包括由蓝光背光光源依次层叠的红色量子点层以及绿色纳米片层。本专利技术中，所述红色量子点层和绿色纳米片层的厚度之和为50～100μm，可根据光源的要求对二者的厚度比例进行调节。其中，所述红色量子点可以是任意已知的红色量子点。作为本专利技术优选的技术方案，所述绿色纳米片层的原料为核壳纳米片材料。作为本专利技术优选的技术方案，所述核壳纳米片材料的内核原料包括CdSe、CdTe、CdS、ZnSe、CdTe、CuZnSe或ZnMnSe中任意一种或至少两种的组合，所述组合典型但非限制性实例有：CdSe和CdTe的组合，CdS和ZnSe的组合，CuZnSe和ZnMnSe的组合，CdSe、CdTe和CdS的组合，ZnSe、CdTe和CuInS的组合，CdSe、CdTe、CdS、ZnSe和CdTe的组合等，优选为CdSe。作为本专利技术优选的技术方案，所述核壳纳米片材料的壳层原料包括CdS、ZnO、ZnS、ZnSe或ZnTe中任意一种或至少两种的组合，所述组合典型但非限制性实例有：CdS和ZnO的组合，ZnS和ZnSe的组合，ZnSe和ZnTe的组合，CdS、ZnO和ZnS的组合，CdS、ZnO、ZnS、ZnSe和ZnTe的组合等，优选为CdS。本专利技术目的之二在于提供一种上述背光显示器件的制备方法，所述制备方法为：将红色量子点溶液旋涂于蓝色背光光源表面，退火处理得到红色量子点层；对核壳纳米片材料进行配体交换处理，处理后涂覆于所述红色量子点层表面，得到所述背光显示器件。作为本专利技术优选的技术方案，所述配体交换处理的方法为：将所述核壳纳米片材料分散于己烷中，并进一步稀释于己烷和十二烷硫醇中，将稀释后的所述核壳纳米片材料分散液加热处理完成配体交换。优选地，所述加热处理的温度为50～70℃，如50℃、52℃、55℃、58℃、60℃、62℃、65℃、68℃或70℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。优选地，所述加热处理的时间为18～36h，如18h、20h、24h、28h、32h或36h等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。对于绿光纳米片涂层的制备，由于纳米片易团聚的特点以及溶剂的影响，薄膜的缺陷和粗糙度会较大，因此对于参数的精确设置和溶剂的选择可以提高薄膜的质量。其中，纳米片的浓度很重要，不超过20mg/ml，浓度越浓越容易团聚。溶剂优选低沸点的非极性溶剂，如甲苯，己烷，辛烷等，优选地，所述涂覆前对完成配体交换后的分散液进行固液分离，并将得到的固体分散于正辛烷溶液中。本专利技术中，所述将核壳纳米片材料涂覆于所述红色量子点层表面的方法可以是旋涂、丝网印刷或喷墨打印等方法。本专利技术目的之三在于提供一种CdSe/CdS核壳结构纳米片的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：(1)将镉盐与硒粉溶解于溶液中，在无水氧条件下加热反应，并在升温过程中加入醋酸镉，反应结束后固液分离得到CdSe纳米片；(2)分别制备醋酸镉前驱体以及硫粉前驱体溶液，并将两种前驱体进行混合，得到前驱体混合溶液；(3)将步骤(1)得到的CdSe纳米片的溶液加入至溶剂中，加热反应，并在升温过程中注入步骤(2)得到而对前驱体混合溶液，反应结束后固液分离得到所述CdSe/CdS纳米片。本专利技术中，选用CdSe/CdS纳米片的原因在于其与CdSe纳米片相比产率高，稳定性高，与钙钛矿纳米片相比半峰宽窄，稳定性高。作为本专利技术优选的技术方案，步骤(1)所述镉盐为十四烷基酸镉。本专利技术中，所述十四烷基酸镉可以通过十四烷基酸钠与硝酸镉反应制备得到。优选地，步骤(1)所述溶剂为ODE。优选地，步骤(1)所述镉盐与硒粉的质量比为(15～20):1，如15:1、16:1、17:1、18:1、19:1或20:1等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。优选地，步骤(1)所述加热反应的温度为200～300℃，如210℃、220℃、230℃、240℃、250℃、260℃、270℃、280℃、290℃或300℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种背光显示器件，其特征在于，所述器件包括由蓝光背光光源依次层叠的红色量子点层以及绿色纳米片层。

【技术特征摘要】
1.一种背光显示器件，其特征在于，所述器件包括由蓝光背光光源依次层叠的红色量子点层以及绿色纳米片层。2.根据权利要求1所述的显示器件，其特征在于，所述绿色纳米片层的原料为核壳纳米片材料。3.根据权利要求1或2所述的显示器件，其特征在于，所述核壳纳米片材料的内核原料包括CdSe、CdTe、CdS、ZnSe、CdTe、CuZnSe或ZnMnSe中任意一种或至少两种的组合，优选为CdSe；优选地，所述核壳纳米片材料的壳层原料包括CdS、ZnO、ZnS、ZnSe或ZnTe中任意一种或至少两种的组合，优选为CdS。4.一种权利要求1-3任一项所述的背光显示器件的制备方法，其特征在于，所述制备方法为：将红色量子点溶液旋涂于蓝色背光光源表面，退火处理得到红色量子点层；对核壳纳米片材料进行配体交换处理，处理后涂覆于所述红色量子点层表面，得到所述背光显示器件。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述配体交换处理的方法为：将所述核壳纳米片材料分散于己烷中，并进一步稀释于己烷和十二烷硫醇中，将稀释后的所述核壳纳米片材料分散液加热处理完成配体交换；优选地，所述加热处理的温度为50～70℃；优选地，所述加热处理的时间为18～36h；优选地，所述涂覆前对完成配体交换后的分散液进行固液分离，并将得到的固体分散于正辛烷溶液中。6.一种权利要求3所述的CdSe/CdS纳米片的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：(1)将镉盐与硒粉溶解于溶液中，在无水氧条件下加热反应，并在升温过程中加入醋酸镉，反应结束后固液分离得到CdSe纳米片；(2)分别制备醋酸镉前驱体以及硫粉前驱体溶液，并将两种前驱体进行混合，得到前驱体混合溶液；(3)将步骤(1)得到的CdSe纳米片的溶液加入至溶剂中，加热反应，并在升温过程中注入步骤(2)得到而对前驱体混合溶液，反应结束后固液分离得到所述CdSe/CdS纳米片。7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述镉盐为十四烷基酸镉；优选地，步骤(1)所述溶剂为ODE；优选地，步骤(1)所述镉盐与硒粉的质量比为(15～20):1；优选地，步骤(1)所述加热反应的温度为200～300℃；优选地，步骤(1)所述加热反应的反应时间为5～15min；优选地，步骤(1)所述在升温过程中加入醋酸镉为在升温至190～200℃时加入醋酸镉；优选地，所述醋酸镉与镉盐的质量比为1:(4～5)。8.根据权利要求6或7所述的制备方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙小卫，王恺，徐冰，杨祎洁，
申请(专利权)人：深圳扑浪创新科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44