碳量子點(diǎn)濃度調(diào)控的彩色平面顯示薄膜及其制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種平面顯示薄膜及制作方法，具體涉及碳量子點(diǎn)濃度調(diào)控的彩色平面顯示薄膜及其制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)顯示薄膜材料主要使用稀土材料(Eu3+，Tb3+等)、過(guò)渡金屬材料及其有機(jī)材料。量子點(diǎn)作為近幾年被廣泛應(yīng)用的新型發(fā)光材料，與傳統(tǒng)的顯示薄膜發(fā)光材料相比，具有發(fā)光效率更高、使用壽命更長(zhǎng)、顏色的純度好等優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，量子點(diǎn)可以通過(guò)改變尺寸、激發(fā)條件及種類來(lái)控制發(fā)射光譜的范圍，從而實(shí)現(xiàn)顯示薄膜特定顏色的發(fā)光。然而，如今應(yīng)用于量子點(diǎn)發(fā)光的主要是重金屬元素量子點(diǎn)，如硫化鎘(CdS)、砸化鎘(CdSe)、砸化鉛(PbSe)、銻化汞(HgTe)、硫化鉛(PbS)等。顯現(xiàn)出價(jià)格昂貴、毒性大、污染環(huán)境等缺點(diǎn)，限制其被廣泛的應(yīng)用。
[0003]經(jīng)查找發(fā)現(xiàn)，目前只有少量關(guān)于碳量子點(diǎn)作為熒光粉發(fā)光材料的報(bào)道。例如，201310030487.3號(hào)專利中將碳量子點(diǎn)熒光粉涂覆在藍(lán)光LED (如氮化鎵LED)上，使碳量子點(diǎn)熒光粉光致發(fā)光；201310267381.5號(hào)專利中將碳量子點(diǎn)發(fā)光粉末置于發(fā)光層上或與發(fā)光層中發(fā)光材料混合，通過(guò)發(fā)光層中其它發(fā)光材料發(fā)光作為碳量子點(diǎn)激發(fā)源，實(shí)現(xiàn)碳量子點(diǎn)熒光粉末發(fā)光。201410161181.6號(hào)專利中使用碳量子點(diǎn)作為L(zhǎng)ED電致發(fā)光層材料，通過(guò)特定的結(jié)構(gòu)，使得碳量子點(diǎn)發(fā)出白光及藍(lán)光。但是，以上專利中的技術(shù)方案中均存在發(fā)光顏色單一的缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服傳統(tǒng)量子點(diǎn)顯示薄膜發(fā)光材料的重金屬污染嚴(yán)重、毒性大、價(jià)格昂貴、發(fā)光顏色單一等缺點(diǎn)，為了解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出一種碳量子點(diǎn)濃度調(diào)控的彩色平面顯示薄膜及其制作方法，技術(shù)方案如下:
[0005]碳量子點(diǎn)濃度調(diào)控的彩色平面顯示薄膜，主要由散熱襯底、紫外光源層以及碳量子點(diǎn)發(fā)光層組成；所述紫外光源層由安裝在散熱襯底I上的紫外發(fā)光器件5、電極3以及連接二者的金線4組成；所述碳量子點(diǎn)發(fā)光層為通過(guò)粘合劑固定在紫外光源層上方的碳量子點(diǎn)顯示薄膜，其由帶有凹槽的有機(jī)透明玻璃6以及位于凹槽內(nèi)的碳量子點(diǎn)和聚甲基丙烯酸甲酯/氯仿混合溶液組成。
[0006]所述紫外光源層通過(guò)填充硅膠封裝；所述粘合劑為硅膠；所述碳量子點(diǎn)顯示薄膜頂層通過(guò)環(huán)氧樹(shù)脂封裝。
[0007]碳量子點(diǎn)濃度調(diào)控的彩色平面顯示薄膜的制作方法，將碳量子點(diǎn)顯示薄膜安裝在紫外光源襯底上，通過(guò)調(diào)控碳量子點(diǎn)濃度實(shí)現(xiàn)碳量子彩色平面顯示薄膜的多色發(fā)光，具體步驟如下:
[0008]步驟一:制備不同濃度的碳量子點(diǎn)溶液；
[0009]步驟二:將步驟一制備的碳量子點(diǎn)溶液分別加入到濃度為15%的聚甲基丙烯酸甲酯/氯仿，分別制成混合溶液；
[0010]步驟三:根據(jù)實(shí)際需要在有機(jī)透明玻璃6上刻蝕出凹槽；
[0011]步驟四:將步驟二制成的混合溶液分別滴加進(jìn)有機(jī)透明玻璃6的凹槽中，在室溫下固化，使得碳量子點(diǎn)和聚甲基丙烯酸甲酯/氯仿混合溶液形成彩色顯示薄膜7，并使用環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行封裝，制得碳量子點(diǎn)顯示薄膜；
[0012]步驟五:將紫外發(fā)光器件5、電極3分別固定在散熱襯底I上，電極3通過(guò)金線4與紫外發(fā)光器件5連接，最后使用硅膠進(jìn)行填充，制得紫外光源襯底；
[0013]步驟六:使用粘合劑將步驟四制得的碳量子點(diǎn)顯示薄膜固定在步驟五制得的紫外光源襯底上。
[0014]所述步驟二中聚甲基丙烯酸甲酯/氯仿濃度為15%。
[0015]所述步驟四中在室溫下固化時(shí)間為三十分鐘。
[0016]本發(fā)明的設(shè)計(jì)原理:
[0017]本發(fā)明利用碳量子點(diǎn)激發(fā)波長(zhǎng)依賴的光致熒光特性，通過(guò)調(diào)控碳量子點(diǎn)摻雜濃度，實(shí)現(xiàn)碳量子點(diǎn)薄膜發(fā)出不同顏色的光。以碳量子點(diǎn)作為發(fā)光層材料，紫外光源作為激發(fā)源，通過(guò)調(diào)整碳量子點(diǎn)在聚甲基丙烯酸甲酯混合層的濃度，制備出濃度分布變化的碳量子點(diǎn)平面顯示薄膜，實(shí)現(xiàn)圖案化彩色發(fā)光。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果:
[0019]1、本文提出碳量子點(diǎn)(Carbon Quantum Dots，簡(jiǎn)寫⑶s)作為顯示薄膜的發(fā)光材料。其不但具備傳統(tǒng)半導(dǎo)體量子點(diǎn)的發(fā)光性能，如光飽和度高、壽命長(zhǎng)等優(yōu)勢(shì)，而且具有無(wú)毒、制備成本低、綠色環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)。
[0020]2、本發(fā)明所述彩色平面顯示薄膜結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，碳量子點(diǎn)表現(xiàn)出激發(fā)波長(zhǎng)依賴的光致熒光特性，所以其作為發(fā)光材料展現(xiàn)出特有的現(xiàn)象和良好的應(yīng)用前景。
[0021]3、本發(fā)明可以根據(jù)實(shí)際需要的顏色、數(shù)量、圖案，調(diào)整有機(jī)透明玻璃上的凹槽的形狀深度和數(shù)量，實(shí)現(xiàn)多種顏色的發(fā)光，應(yīng)用面極廣。
【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1碳量子點(diǎn)發(fā)射光譜圖；
[0023]圖2碳量子點(diǎn)顯示薄膜多色發(fā)光原理示意圖；
[0024]圖3直徑為1.54nm碳量子點(diǎn)不同濃度的發(fā)射光譜圖；
[0025]圖4碳量子點(diǎn)濃度調(diào)控的彩色平面顯示薄膜結(jié)構(gòu)圖；
[0026]圖5碳量子點(diǎn)濃度調(diào)控的彩色平面顯示薄膜示意圖；
[0027]圖6直徑為1.54nm碳量子點(diǎn)溶液電鏡圖；
[0028]圖7本發(fā)明步驟三中刻蝕的有機(jī)透明玻璃板示意圖；
[0029]圖8本發(fā)明步驟四制得的碳量子點(diǎn)顯示薄膜示意圖；
[0030]圖9本發(fā)明步驟五制得的紫外光源襯底示意圖。
[0031]圖中:
[0032]1-碳量子點(diǎn)、I1-聚甲基丙烯酸甲酯/氯仿溶液；
[0033]1-散熱襯底、2-硅膠、3-電極、4-金線、5-紫外發(fā)光器件、6_有機(jī)透明玻璃、7_碳量子點(diǎn)和聚甲基丙烯酸甲酯/氯仿混合發(fā)光薄膜、8-環(huán)氧樹(shù)脂。
【具體實(shí)施方式】
[0034]下面結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的設(shè)計(jì)原理及【具體實(shí)施方式】。
[0035]本發(fā)明的設(shè)計(jì)原理:
[0036]如圖1所示，碳量子點(diǎn)具有激發(fā)波長(zhǎng)依賴的光致熒光特性。如圖2所示，同時(shí)碳量子點(diǎn)紫外光致激發(fā)特性及自激發(fā)性，通過(guò)調(diào)整其摻雜濃度，可以依次實(shí)現(xiàn)碳量子點(diǎn)的多色發(fā)光。
[0037]如圖3所示，使用直徑為1.54nm的碳量子點(diǎn)制備碳量子點(diǎn)顯示薄膜，其受到紫外光激發(fā)后，當(dāng)碳量子點(diǎn)顯示薄膜摻雜濃度小于22.88mg/mL 土 4.50mg/mL時(shí)發(fā)出藍(lán)色光；當(dāng)碳量子點(diǎn)顯示薄膜摻雜濃度增加到61.00mg/mL±8.35mg/mL時(shí)，發(fā)光顏色由藍(lán)色轉(zhuǎn)變?yōu)榫G色；當(dāng)碳量子點(diǎn)顯示薄膜摻雜濃度增加到104.57mg/mL±13.71m