碳量子點(diǎn)濃度調(diào)控的彩色平面顯示薄膜的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種平面顯示薄膜，具體涉及碳量子點(diǎn)濃度調(diào)控的彩色平面顯示薄膜。
【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、顏色的純度好等優(yōu)勢。同時(shí)，量子點(diǎn)可以通過改變尺寸、激發(fā)條件及種類來控制發(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號專利中使用碳量子點(diǎn)作為LED電致發(fā)光層材料，通過特定的結(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)。
【實(shí)用新型內(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)問題，本實(shí)用新型提出一種碳量子點(diǎn)濃度調(diào)控的彩色平面顯示薄膜，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)顯示薄膜頂層通過環(huán)氧樹脂封裝。
[0007]本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)原理:
[0008]本實(shí)用新型利用碳量子點(diǎn)激發(fā)波長依賴的光致熒光特性，通過調(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。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果:
[0010]1、本文提出碳量子點(diǎn)(Carbon Quantum Dots，簡寫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、壽命長等優(yōu)勢，而且具有無毒、制備成本低、綠色環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)。
[0011]2、本實(shí)用新型所述彩色平面顯示薄膜結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，碳量子點(diǎn)表現(xiàn)出激發(fā)波長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。
[0012]3、本實(shí)用新型可以根據(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。
【附圖說明】
[0013]圖1碳量子點(diǎn)發(fā)射光譜圖；
[0014]圖2碳量子點(diǎn)顯示薄膜多色發(fā)光原理示意圖；
[0015]圖3直徑為1.54nm碳量子點(diǎn)不同濃度的發(fā)射光譜圖；
[0016]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；
[0017]圖5碳量子點(diǎn)濃度調(diào)控的彩色平面顯示薄膜示意圖；
[0018]圖6直徑為1.54nm碳量子點(diǎn)溶液電鏡圖；
[0019]圖7帶有凹槽的有機(jī)透明玻璃示意圖；
[0020]圖8碳量子點(diǎn)顯示薄膜示意圖；
[0021 ]圖9紫外光源層示意圖。
[0022]圖中:
[0023]1-碳量子點(diǎn)、I1-聚甲基丙烯酸甲酯/氯仿溶液；
[0024]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)氧樹脂。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合說明書附圖進(jìn)一步說明本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)原理及【具體實(shí)施方式】。
[0026]本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)原理:
[0027]如圖1所示，碳量子點(diǎn)具有激發(fā)波長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。
[0028]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±13.71mg/mL時(shí)，發(fā)光顏色由綠色轉(zhuǎn)變?yōu)辄S色；當(dāng)碳量子點(diǎn)顯示薄膜摻雜濃度增加到183.00mg/mL±21.52mg/mL時(shí)，發(fā)光顏色由黃色轉(zhuǎn)變?yōu)槌壬?；最后，?dāng)碳量子點(diǎn)顯示薄膜摻雜濃度增加到281.54mg/mL±40.06mg/mL后，發(fā)光顏色變?yōu)榧t色。
[0029]具體實(shí)施例
[0030]本實(shí)用新型所述的碳量子點(diǎn)濃度調(diào)控的彩色平面顯示薄膜的具體實(shí)施例如下，但本實(shí)用新型保護(hù)范圍不限于以下實(shí)施例。
[0031]如圖4、圖5所示，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；所述紫外光源層由紫外發(fā)光器件5、兩個電極3和金線4組成，紫外發(fā)光器件5和兩個電極3安裝在散熱襯底I上，兩個電極3分別位于紫外發(fā)光器件5兩側(cè)金線4將兩個電極3紫外發(fā)光器件5相連接，且紫外光源層通過填充硅膠封裝。所述碳量子點(diǎn)發(fā)光層為碳量子點(diǎn)顯示薄膜，通過粘合劑硅膠固定在紫外光源層上方，碳量子點(diǎn)顯示薄膜由帶有凹槽的有機(jī)透明玻璃6和凹槽內(nèi)的碳量子點(diǎn)和聚甲基丙烯酸甲酯/氯仿(PMMA/Choloroform)混合溶液組成，其中有機(jī)透明玻璃的厚度為2cm，有機(jī)透明玻璃6的表面刻蝕有五個凹槽，凹槽的深度均為4mm，所述五個凹槽內(nèi)的碳量子點(diǎn)和聚甲基丙烯酸甲醋/氯仿(PMMA/Choloroform)混合溶液中，聚甲基丙稀酸甲醋/氯仿(PMMA/Choloroform)濃度為15%，碳量子點(diǎn)溶液平均直徑為1.54nm，濃度分別為22.88mg/mL、61.00mg/mL、104.57mg/mL、183.00mg/mL、281.54mg/mL，碳量子點(diǎn)顯示薄膜通過環(huán)氧樹脂封裝。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.碳量子點(diǎn)濃度調(diào)控的彩色平面顯示薄膜，其特征在于: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。
2.如權(quán)利要求1所述碳量子點(diǎn)濃度調(diào)控的彩色平面顯示薄膜，其特征在于:所述紫外光源層通過填充硅膠封裝；所述粘合劑為硅膠；所述碳量子點(diǎn)顯示薄膜通過環(huán)氧樹脂封裝。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種碳量子點(diǎn)濃度調(diào)控的彩色平面顯示薄膜,利用碳量子點(diǎn)激發(fā)波長依賴的光致熒光特性，通過調(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。本實(shí)用新型光飽和度高、壽命長等優(yōu)勢，而且具有無毒、制備成本低、綠色環(huán)保，此外，本實(shí)用新型產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡單，其制作方法操作方便，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。
【IPC分類】H01L33-50, H01L33-48, G09F9-33
【公開號】CN204497272
【申請?zhí)枴緾N201520219718
【發(fā)明人】張宇, 王鶴林, 孫春, 于偉泳, 張鐵強(qiáng)
【申請人】吉林大學(xué)
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2015年4月13日