碳量子點濃度調控的彩色平面顯示薄膜及其制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種平面顯示薄膜及制作方法，具體涉及碳量子點濃度調控的彩色平面顯示薄膜及其制作方法。
【背景技術】
[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材料。量子點作為近幾年被廣泛應用的新型發(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，量子點可以通過改變尺寸、激發(fā)條件及種類來控制發(fā)射光譜的范圍，從而實現顯示薄膜特定顏色的發(fā)光。然而，如今應用于量子點發(fā)光的主要是重金屬元素量子點，如硫化鎘(CdS)、砸化鎘(CdSe)、砸化鉛(PbSe)、銻化汞(HgTe)、硫化鉛(PbS)等。顯現出價格昂貴、毒性大、污染環(huán)境等缺點，限制其被廣泛的應用。
[0003]經查找發(fā)現，目前只有少量關于碳量子點作為熒光粉發(fā)光材料的報道。例如，201310030487.3號專利中將碳量子點熒光粉涂覆在藍光LED (如氮化鎵LED)上，使碳量子點熒光粉光致發(fā)光；201310267381.5號專利中將碳量子點發(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)光作為碳量子點激發(fā)源，實現碳量子點熒光粉末發(fā)光。201410161181.6號專利中使用碳量子點作為LED電致發(fā)光層材料，通過特定的結構，使得碳量子點發(fā)出白光及藍光。但是，以上專利中的技術方案中均存在發(fā)光顏色單一的缺點。

【發(fā)明內容】

[0004]為了克服傳統(tǒng)量子點顯示薄膜發(fā)光材料的重金屬污染嚴重、毒性大、價格昂貴、發(fā)光顏色單一等缺點，為了解決以上技術問題，本發(fā)明提出一種碳量子點濃度調控的彩色平面顯示薄膜及其制作方法，技術方案如下:
[0005]碳量子點濃度調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顯示薄膜，其由帶有凹槽的有機透明玻璃6以及位于凹槽內的碳量子點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；所述碳量子點顯示薄膜頂層通過環(huán)氧樹脂封裝。
[0007]碳量子點濃度調控的彩色平面顯示薄膜的制作方法，將碳量子點顯示薄膜安裝在紫外光源襯底上，通過調控碳量子點濃度實現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溶液；
[0009]步驟二:將步驟一制備的碳量子點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:根據實際需要在有機透明玻璃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有機透明玻璃6的凹槽中，在室溫下固化，使得碳量子點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)氧樹脂進行封裝，制得碳量子點顯示薄膜；
[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通過金線4與紫外發(fā)光器件5連接，最后使用硅膠進行填充，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間為三十分鐘。
[0016]本發(fā)明的設計原理:
[0017]本發(fā)明利用碳量子點激發(fā)波長依賴的光致熒光特性，通過調控碳量子點摻雜濃度，實現碳量子點薄膜發(fā)出不同顏色的光。以碳量子點作為發(fā)光層材料，紫外光源作為激發(fā)源，通過調整碳量子點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平面顯示薄膜，實現圖案化彩色發(fā)光。
[0018]與現有技術相比，本發(fā)明的有益效果:
[0019]1、本文提出碳量子點(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)半導體量子點的發(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。
[0020]2、本發(fā)明所述彩色平面顯示薄膜結構簡單、操作方便，碳量子點表現出激發(fā)波長依賴的光致熒光特性，所以其作為發(fā)光材料展現出特有的現象和良好的應用前景。
[0021]3、本發(fā)明可以根據實際需要的顏色、數量、圖案，調整有機透明玻璃上的凹槽的形狀深度和數量，實現多種顏色的發(fā)光，應用面極廣。
【附圖說明】
[0022]圖1碳量子點發(fā)射光譜圖；
[0023]圖2碳量子點顯示薄膜多色發(fā)光原理示意圖；
[0024]圖3直徑為1.54nm碳量子點不同濃度的發(fā)射光譜圖；
[0025]圖4碳量子點濃度調控的彩色平面顯示薄膜結構圖；
[0026]圖5碳量子點濃度調控的彩色平面顯示薄膜示意圖；
[0027]圖6直徑為1.54nm碳量子點溶液電鏡圖；
[0028]圖7本發(fā)明步驟三中刻蝕的有機透明玻璃板示意圖；
[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、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_有機透明玻璃、7_碳量子點和聚甲基丙烯酸甲酯/氯仿混合發(fā)光薄膜、8-環(huán)氧樹脂。
【具體實施方式】
[0034]下面結合說明書附圖進一步說明本發(fā)明的設計原理及【具體實施方式】。
[0035]本發(fā)明的設計原理:
[0036]如圖1所示，碳量子點具有激發(fā)波長依賴的光致熒光特性。如圖2所示，同時碳量子點紫外光致激發(fā)特性及自激發(fā)性，通過調整其摻雜濃度，可以依次實現碳量子點的多色發(fā)光。
[0037]如圖3所示，使用直徑為1.54nm的碳量子點制備碳量子點顯示薄膜，其受到紫外光激發(fā)后，當碳量子點顯示薄膜摻雜濃度小于22.88mg/mL 土 4.50mg/mL時發(fā)出藍色光；當碳量子點顯示薄膜摻雜濃度增加到61.00mg/mL±8.35mg/mL時，發(fā)光顏色由藍色轉變?yōu)榫G色；當碳量子點顯示薄膜摻雜濃度增加到104.57mg/mL±13.71m