(57)【要約】本発明は、量子ロッド配向に基づく蛍光偏光薄膜の製造方法を提供する。前記方法は、インクジェットプリント技術を用いることにより、基板上にプリセットパターンに従って適切な粘度と表面張力を有する量子ロッドインクをプリントし、量子ロッドを配向させ、蛍光偏光薄膜を得る。そのうち、得た蛍光線の直径とピッチは、ニードル孔径、プリント速度およびプリセットパターンなどのパラメータ条件によって制御・調節可能である。製造された量子ロッド配向の透明の蛍光薄膜は、高い偏光度を有すると共に、常温環境で、フレキシブル基板上における製造を実現することができ、広い適用性を有する。
2020504339.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
量子ロッドを配向させて偏光性能を有する蛍光薄膜を製造する、量子ロッド配向に基づく蛍光偏光薄膜の製造方法であって、
前記方法は、インクジェットプリントの方法を用いることにより、基板上にプリセットパターンに従って量子ロッドインクをプリントし、量子ロッド配向の蛍光薄膜を得る、量子ロッド配向に基づく蛍光偏光薄膜の製造方法。
【請求項２】
前記量子ロッドインクの量子ロッドは、赤色量子ロッド、緑色量子ロッドおよび青色量子ロッドのうちのいずれか１種または少なくとも２種の組合せである、請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記量子ロッドインクを調製する量子ロッド材料は、シングルコア材料および／またはコアシェル被覆性材料である、請求項２に記載の製造方法。
【請求項４】
前記量子ロッドインクを調製する量子ロッド材料は、コアシェル被覆性材料である、請求項３に記載の製造方法。
【請求項５】
前記シングルコア材料は、セレン化カドミウム、テルル化カドミウム、硫化カドミウム、セレン化亜鉛、銅―インジウム―硫、リン化インジウム、セレン化亜鉛銅またはセレン化マンガン亜鉛のうちのいずれか１種または少なくとも２種の組合せ、セレン化カドミウムであることが好ましく、
好ましくは、前記コアシェル被覆性材料は、前記シングルコア材料をコアとし、そのシェル材料が硫化カドミウム、酸化亜鉛、硫化亜鉛、セレン化亜鉛またはテルル化亜鉛のうちのいずれか１種または少なくとも２種の組合せであり、硫化カドミウムであることが好ましい、請求項３に記載の製造方法。
【請求項６】
前記量子ロッドインクを調製する量子ロッド材料は、ＣｄＳｅ／ＣｄＳ量子ロッド材料であり、前記ＣｄＳｅ／ＣｄＳ量子ロッド材料がコアシェル被覆性材料により製造され、前記コアシェル被覆性材料がＣｄＳｅをコアとし、そのシェル材料がＣｄＳである、請求項１〜５のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項７】
前記量子ロッドインクの濃度が０．２〜２０００ｍｇ／ｍＬである、請求項１〜６のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項８】
前記量子ロッドインクの溶剤は、トルエン、オルトジクロロベンゼン、ジメチルアセトアミド、３，４ジメチルアニソール、クロロホルム、クロロベンゼン、キシレン、ベンゼン、ヘキサン、シクロヘキサン、ｎ−ヘプタン、オクタン、デカン、ウンデカン、ドデカン、ｎ−テトラデカン、ヘキサデカンまたはｎ−オクタデカンのうちのいずれか１種または少なくとも２種の組合せであり、トルエンまたはトルエンとオルトジクロロベンゼンの混合物であることが好ましい、請求項１〜７のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項９】
前記量子ロッドインクは、添加剤を更に含み、
好ましくは、前記添加剤は、接着剤、界面活性剤、消泡剤または保湿剤のうちのいずれか１種または少なくとも２種の組合せであり、
好ましくは、前記添加剤の量子ロッドインクにおける濃度が０〜５０％である、請求項１〜８のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項１０】
前記プリント前に、量子ロッドインクを溶液デッシュに注入し、インクジェットプリンタニードルを溶液デッシュにおける量子ロッドインクに浸入させ、ニードルにより溶液をニードル中に吸引し、
好ましくは、前記プリント時に、基板の左上角を座標原点として選択し、プリンタのロボットアームを移動することにより、ニードルをプリンタの下に移動させ、ニードルがプリント基板の表面に接触するまで、ニードルを降下させ、プリセットパターンを導入してプリントし、基板上にプリセットパターンに従ってプリントを行い、
好ましくは、前記基板は、一般的なガラス、ＩＴＯ導電性ガラス、ポリマー基板または素子のうちのいずれか１種であり、
好ましくは、前記ポリマー基板は、ＰＥＴ基板、ＰＥＮ基板またはＰＭＭＡ基板である、請求項１〜９のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項１１】
前記ニードルの孔径が０．０５ｍｍ〜１００ｍｍであり、
好ましくは、前記プリセットパターンにおいて、プリント線の幅がプリンタニードルの孔径以上であり、
好ましくは、前記プリント線のピッチが０〜２００ｍｍである、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項１２】
前記ニードルを降下させる時の降下速度が１〜５μｍ／ｓであり、
好ましくは、前記プリント時のニードルのプリント速度が５μｍ／ｓ以上であり、５μｍ／ｓ〜１ｃｍ／ｓであることが好ましく、
好ましくは、前記プリント時のニードル周波数が１．４〜２．１ＫＨｚであり、
好ましくは、前記プリント時のプリント電圧が０．１〜１８Ｖであり、
好ましくは、前記プリント時に、ロボットアームがパターンに従ってニードルを直線移動させるように駆動する、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電材料製造の技術分野に属し、量子ロッドを配向させる方法に関し、例えば、量子ロッド配向に基づく蛍光偏光薄膜の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、量子ロッドの偏光性能に関する研究は多いが、ほとんどが単粒子の量子ロッドに対する分析であり、量子ロッドの偏光効果がロッド状の材料の軸方向に沿ったものであるため、大量の量子ロッドの共同作用での偏光情況全体に対する分析の深い研究は少ない。しかしながら、大量の量子ロッドが自在に分布している場合、全体として優れた偏光性能を発せず、量子ロッドすべてが規則的に配列されている場合のみ、偏光を効果的に発することができる。
【０００３】
現在、規則的な一次元ナノワイヤは、テンプレート法、自己組立法、電場誘導、磁場誘導、化学／生物分子の親和組立、双極子選択、スタンプ転写、エッチング法および電界紡糸などの技術により得ることができる。これらの方法には、それぞれの利点・欠点があると共に、多くの方法はコストが高く、製造しにくい。例えば、電場誘導法は、大きな電場を印加する必要があり、実験条件に対する要求が厳しく、スタンプ転写、およびエッチング法は、転写の過程およびテンプレート精度に対する要求が非常に高く、エッチング法は、表面様態をある程度破壊してしまうおそれがある。
【０００４】
ＣＮ１０１４９７４２８Ａにおいては、電界紡糸を用いてナノワイヤアレイを配列する方法が開示されている。前記方法は、配向紡糸したナノ繊維をテンプレートとして、ブレードでナノ繊維に滴下された半導体ナノワイヤ溶液を均一に塗り付けた後、基板上に１滴の潤滑剤を滴下し、ロボットアームにより紡糸繊維を基板上に左右移動させるようにドラッグすることで、繊維に吸着された半導体ナノワイヤの基板への転写を成功させる。当該発明において、配向紡糸されたナノ繊維をテンプレートとして、ブレードでナノ繊維に滴下された半導体ナノワイヤ溶液を均一に塗り付ける必要があるので、薄膜の均一性がよくないなどの問題を招くおそれがある。
【０００５】
ＣＮ１０３７４１２２９Ａにおいては、金属収集薄膜を折り畳んだ後、洗浄し、に入れて必要に備える工程と、電界紡糸溶液として高重合体溶液を調製する工程と、調製した電界紡糸溶液を電界紡糸装置に注入する工程と、調製した折り畳んだ金属収集薄膜を収集板として、電界紡糸装置を起動し、電圧が１０〜２０ＫＶの印加電場作用下、収集距離が１０〜３０センチメートルの条件で、金属収集薄膜上に配向された電界紡糸ナノ繊維を収集し、金属収集薄膜の方向を調節することによって所要形状のナノ繊維を得る工程と、を含む配向電界紡糸ナノ繊維の製造方法が開示されている。
【０００６】
これから分かるように、電界紡糸はナノ材料の配向を実現することができるものの、いずれもある程度のキャリア補助が必要となる。現在、量子ロッド材料に対する配向方法は少なく、例えば機械的引張の方法により量子ロッド薄膜材料を得る方法などがあるが、材料に対する損害が大きく、配向効果が限られる。
【０００７】
本分野において、量子ロッド材料の配向を実現可能な新方法を開発することが望ましい。
【発明の概要】
【０００８】
以下は、本文に詳しく説明する主題に対する概説である。本概説は、特許請求の範囲を限定するためのものではない。
【０００９】
本発明は、量子ロッド配向に基づく蛍光偏光薄膜の製造方法を提供することを目的とする。当該方法は、量子ロッドを配向させて高い偏光性能を有する蛍光薄膜を得ることができる。
【００１０】
この目的を達成するために、本発明は以下の技術案を講じた。
【００１１】
本発明は、量子ロッドを配向させて偏光性能を有する蛍光薄膜を製造する、量子ロッド配向に基づく蛍光偏光薄膜の製造方法であって、
インクジェットプリントの方法を用いることにより、基板上にプリセットパターンに従って量子ロッドインクをプリントし、量子ロッド配向の蛍光薄膜を得る工程を含む量子ロッド配向に基づく蛍光偏光薄膜の製造方法を提供する。
【００１２】
本発明は、インクジェットプリント法のような簡単で効率的な方法で量子ロッド材料薄膜を製造することにより、得た量子ロッド薄膜の量子ロッドの線の直径と線のピッチが制御・調節可能であり、量子ロッドを配向させることで、常温環境でフレキシブル基板上に高い偏光性能を有する透明の蛍光偏光薄膜を製造することを実現することができる。
【００１３】
本発明において、実際の使用に応じて、適切な粘度と表面張力を有する量子ロッドインクを調製することで、異なる基板上に量子ロッド薄膜に対してプリントを行う目的を達成することができる。
【００１４】
好ましくは、前記量子ロッドインクの量子ロッドは、赤色量子ロッド、緑色量子ロッドおよび青色量子ロッドのうちのいずれか１種または少なくとも２種の組合せであってもよい。
【００１５】
好ましくは、前記量子ロッドインクを調製する量子ロッド材料は、シングルコア材料および／またはコアシェル被覆性材料であり、コアシェル被覆性材料であることが好ましい。
【００１６】
好ましくは、前記シングルコア材料は、ＣｄＳｅ（セレン化カドミウム）、ＣｄＴｅ（テルル化カドミウム）、ＣｄＳ（硫化カドミウム）、ＺｎＳｅ（セレン化亜鉛）、ＣｕＩｎＳ（銅―インジウム―硫）、ＩｎＰ（リン化インジウム）、ＣｕＺｎＳｅ（セレン化亜鉛銅）またはＺｎＭｎＳｅ（セレン化マンガン亜鉛）のうちのいずれか１種または少なくとも２種の組合せであり、前記組合せの代表的であるが限定的ではない実例は、ＣｄＳｅとＣｄＴｅの組合せ、ＣｄＳとＺｎＳｅの組合せ、ＣｄＴｅとＣｕＩｎＳの組合せ、ＩｎＰとＣｕＺｎＳｅの組合せ、ＣｕＺｎＳｅとＺｎＭｎＳｅの組合せ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅおよびＣｄＳの組合せ、ＺｎＳｅ、ＣｄＴｅおよびＣｕＩｎＳの組合せ、ＩｎＰ、ＣｕＺｎＳｅおよびＺｎＭｎＳｅの組合せ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＣｄＳ、ＺｎＳｅおよびＣｄＴｅの組合せなどを含み、ＣｄＳｅであることが好ましい。
【００１７】
好ましくは、前記コアシェル被覆性材料は、前記シングルコア材料をコアとし、そのシェル材料がＣｄＳ（硫化カドミウム）、ＺｎＯ（酸化亜鉛）、ＺｎＳ（硫化亜鉛）、ＺｎＳｅ（セレン化亜鉛）またはＺｎＴｅ（テルル化亜鉛）のうちのいずれか１種または少なくとも２種の組合せであり、前記組合せの代表的であるが限定的ではない実例は、ＣｄＳとＺｎＯの組合せ、ＺｎＳとＺｎＳｅの組合せ、ＺｎＳｅとＺｎＴｅの組合せ、ＣｄＳ、ＺｎＯおよびＺｎＳの組合せ、ＣｄＳ、ＺｎＯ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅおよびＺｎＴｅの組合せなどを含み、ＣｄＳであることが好ましい。
【００１８】
本発明の好ましい技術案として、前記量子ロッドはＣｄＳｅ／ＣｄＳ量子ロッドであり、前記ＣｄＳｅ／ＣｄＳ量子ロッドがコアシェル被覆性材料により製造され、前記コアシェル被覆性材料がＣｄＳｅをコアとし、そのシェル材料がＣｄＳである。
【００１９】
本発明において、前記ＣｄＳｅ／ＣｄＳ量子ロッドインク以外の他の量子ロッドまたはナノワイヤインクの製造方法は、従来技術に記載された方法であるため、ここでは説明しない。
【００２０】
本発明の好ましい技術案として、前記ＣｄＳｅ／ＣｄＳ量子ロッドインクの製造方法は、
（ａ）酸化カドミウム（ＣｄＯ）、溶剤およびｎ−ヘキシルホスホン酸（ＨＰＡ）を混合し、第１の温度に加熱した場合、真空にしてアルゴンガス入りの操作を行い水や酸素を除去した後、第２の温度まで加熱してＣｄＯが完全に溶解して透明になるまで撹拌し、トリ−ｎ−オクチルホスフィン（ＴＯＰ）を添加した後、Ｓｅ―ＴＯＰ前駆体溶液を添加して反応し冷却させて、ＣｄＳｅのコア溶液を得る工程と、
（ｂ）工程（ａ）で得たＣｄＳｅコア溶液を精製してＴＯＰに分散させて、ＣｄＳｅ―ＴＯＰ溶液を得る工程と、
（ｃ）ＣｄＯ、溶剤、ＨＰＡおよびテトラデシルホスホン酸（ＴＤＰＡ）を混合し、第１の温度に加熱した場合、真空にしてアルゴンガス入りの操作を行って水や酸素を除去した後、第２の温度に加熱してＣｄＯが完全に溶解して透明になるまで撹拌し、ＴＯＰを添加した後、Ｓ―ＴＯＰ溶液と工程（ｂ）で得たＣｄＳｅ―ＴＯＰ溶液を添加して反応し冷却させて、ＣｄＳｅ／ＣｄＳ量子ロッド溶液を得る工程と、
（ｄ）ＣｄＳｅ／ＣｄＳ量子ロッド溶液を精製し、溶剤と添加剤を添加し、実際の使用に応じて、適切な粘度と表面張力を有する量子ロッドインクを調製する工程と、を含む。
【００２１】
そのうち、工程（ａ）における反応時間は、所要する発射波長に応じて調節することができ、好ましくは、工程（ａ）における反応時間は５〜２５ｓ、例えば５ｓ、７ｓ、９ｓ、１０ｓ、１５ｓ、１７ｓ、２０ｓ、または２５ｓであり、２０ｓであることが好ましい。
【００２２】
好ましくは、前記工程（ａ）におけるＳｅ―ＴＯＰ溶液の調製方法は、Ｓｅ粉をＴＯＰに溶解させ、溶液が透明状態になるまで加熱しながら撹拌し、Ｓｅ―ＴＯＰ溶液を調製した。
【００２３】
好ましくは、前記工程（ｃ）におけるＳ―ＴＯＰ溶液の調製方法は、Ｓ粉をＴＯＰに溶解させ、溶液が透明状態になるまで加熱しながら撹拌し、Ｓ―ＴＯＰ溶液を調製した。
【００２４】
好ましくは、工程（ａ）におけるＣｄＯとＨＰＡとの質量比は１：２〜１：６、例えば１：２、１：２．５、１：２．８、１：３、１：３．５、１：４、１：４．３、１：４．８、１：５、１：５．５または１：６であり、１：４．３であることが好ましい。
【００２５】
好ましくは、工程（ａ）と工程（ｃ）における溶剤は、トリ−ｎ−オクチルホスフィンオキシド（ＴＯＰＯ）である。
【００２６】
好ましくは、工程（ａ）と工程（ｃ）における第１の温度は７０℃〜１５０℃、第２の温度は２８０℃〜３３０℃であるが、挙げられた数値に限らず、当該数値範囲内の他の挙げられていない数値も同様に適用してもよい。
【００２７】
好ましくは、工程（ｃ）における反応時間は５〜１５ｍｉｎ、例えば５ｍｉｎ、７ｍｉｎ、９ｍｉｎ、１０ｍｉｎ、１１ｍｉｎ、１２ｍｉｎ、１３ｍｉｎ、１４ｍｉｎまたは１５ｍｉｎであり、８ｍｉｎであることが好ましい。
【００２８】
好ましくは、工程（ｄ）における溶剤は、トルエン、オルトジクロロベンゼン、ジメチルアセトアミド、３，４ジメチルアニソール、クロロホルム、クロロベンゼン、キシレン、ベンゼン、ヘキサン、シクロヘキサン、ｎ−ヘプタン、オクタン、デカン、ウンデカン、ドデカン、ｎ−テトラデカン、ヘキサデカンまたはｎ−オクタデカンのうちのいずれか１種または少なくとも２種の組合せであり、トルエンであることが好ましい。
【００２９】
好ましくは、工程（ｄ）における添加剤は、接着剤、界面活性剤、消泡剤および保湿剤のうちのいずれか１種または少なくとも２種の組合せである。
【００３０】
好ましくは、前記量子ロッドインクの濃度は０．２〜２０００ｍｇ／ｍＬ、例えば０．２ｍｇ／ｍＬ、０．５ｍｇ／ｍＬ、１ｍｇ／ｍＬ、３ｍｇ／ｍＬ、５ｍｇ／ｍＬ、８ｍｇ／ｍＬ、１０ｍｇ／ｍＬ、１２ｍｇ／ｍＬ、１５ｍｇ／ｍＬ、１８ｍｇ／ｍＬ、２０ｍｇ／ｍＬ、２３ｍｇ／ｍＬ、２５ｍｇ／ｍＬ、２８ｍｇ／ｍＬ、３０ｍｇ／ｍＬ、３２ｍｇ／ｍＬ、３５ｍｇ／ｍＬ、３８ｍｇ／ｍＬ、４０ｍｇ／ｍＬ、６０ｍｇ／ｍＬ、８０ｍｇ／ｍＬ、１００ｍｇ／ｍＬ、３００ｍｇ／ｍＬ、５００ｍｇ／ｍＬ、８００ｍｇ／ｍＬ、１０００ｍｇ／ｍＬ、１５００ｍｇ／ｍＬまたは２０００ｍｇ／ｍＬである。
【００３１】
好ましくは、前記量子ロッドインクの溶剤は、トルエン、オルトジクロロベンゼン、ジメチルアセトアミド、３，４ジメチルアニソール、クロロホルム、クロロベンゼン、キシレン、ベンゼン、ヘキサン、シクロヘキサン、ｎ−ヘプタン、オクタン、デカン、ウンデカン、ドデカン、ｎ−テトラデカン、ヘキサデカンまたはｎ−オクタデカンのうちのいずれか１種または少なくとも２種の組合せであり、トルエンまたはトルエンとオルトジクロロベンゼンの混合物であることが好ましい。
【００３２】
好ましくは、前記量子ロッドインクは、添加剤を更に含む。
【００３３】
好ましくは、前記添加剤は、接着剤、界面活性剤、消泡剤または保湿剤のうちのいずれか１種または少なくとも２種の組合せである。
【００３４】
好ましくは、前記添加剤の量子ロッドインクにおける濃度が０〜５０％、例えば０％、１％、３％、５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％または５０％である。
【００３５】
好ましくは、前記プリント前に、量子ロッドインクを溶液デッシュに注入し、インクジェットプリンタニードルを溶液デッシュにおける量子ロッドインクに浸入させ、ニードルにより溶液をニードルに吸引する。
【００３６】
好ましくは、前記プリント時に、基板の左上角を座標原点として選択し、プリンタのロボットアームを移動することにより、ニードルをプリンタの下まで移動させ、ニードルがプリント基板の表面に接触するまで、ニードルを降下させ、プリセットパターンを導入してプリントし、基板上にプリセットパターンに従ってプリントを行う。
【００３７】
本発明は、インクジェットプリントを用いることにより、溶液を用いてを通じてニードルがプリントの必要がある溶液を吸い込み、溶液を自動的に満たしたあと、座標の調節により、プリンタロボットアームをデスクトップ座標に従ってプリントの必要がある位置へ移動させ、その位置上でふわりとプリントドットまで落下し、プリント電圧を調節した後、パターンを導入してプリントすることにより、高精度のアレイプリントを行う。インクジェットプリンタニードルは量子ロッドインクを噴き出し続けることができるため、流体が基板上を一定の方向に従って流れると、流体力と表面張力による作用が働き、量子ロッドをプリント方向に沿って配列させる。
【００３８】
好ましくは、前記基板は、一般的なガラス、ＩＴＯ導電性ガラス、ポリマー基板または素子のうちのいずれか１種である。
【００３９】
好ましくは、前記ポリマー基板は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）基板、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）基板またはＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）基板である。
【００４０】
好ましくは、前記ニードルの孔径は０．０５ｍｍ〜１００ｍｍ、例えば０．０５ｍｍ、１ｍｍ、３ｍｍ、５ｍｍ、８ｍｍ、１０ｍｍ、２０ｍｍ、３０ｍｍ、４０ｍｍ、６０ｍｍ、８０ｍｍまたは１００ｍｍである。
【００４１】
好ましくは、前記プリセットパターンにおけるプリント線の幅は、プリンタニードルの孔径以上である。
【００４２】
好ましくは、前記プリント線のピッチは０〜２００ｍｍ、例えば０ｍｍ、２ｍｍ、５ｍｍ、８ｍｍ、１０ｍｍ、２０ｍｍ、５０ｍｍ、８０ｍｍ、１００ｍｍ、１２０ｍｍ、１４０ｍｍ、１６０ｍｍ、１８０ｍｍまたは２００ｍｍである。
【００４３】
本発明に係るインクジェットプリント方法は、量子ロッドを配向させて蛍光偏光薄膜を得ることができるだけでなく、プリンタにおけるニードルの寸法、プリント速度、ニードル周波数、プリント線の幅などのパラメータに対する調節により、異なる規格や、異なる偏光の量子ロッド薄膜を更に柔軟に得ることができる。
【００４４】
好ましくは、前記ニードルを降下させる時の降下速度は１〜５μｍ／ｓ、例えば１μｍ／ｓ、１．５μｍ／ｓ、２μｍ／ｓ、２．５μｍ／ｓ、３μｍ／ｓ、３．５μｍ／ｓ、４μｍ／ｓ、４．５μｍ／ｓまたは５μｍ／ｓである。
【００４５】
好ましくは、前記プリント時のニードルのプリント速度は５μｍ／ｓ以上、例えば５μｍ／ｓ、８μｍ／ｓ、１０μｍ／ｓ、１５μｍ／ｓ、２０μｍ／ｓ、３０μｍ／ｓ、４０μｍ／ｓ、５０μｍ／ｓ、６０μｍ／ｓ、８０μｍ／ｓ、１００μｍ／ｓ、２００μｍ／ｓ、４００μｍ／ｓ、６００μｍ／ｓ、８００μｍ／ｓ、１０００μｍ／ｓ、３０００μｍ／ｓ、５０００μｍ／ｓ、８０００μｍ／ｓ、１ｃｍ／ｓ、３ｃｍ／ｓ、５ｃｍ／ｓまたは８ｃｍ／ｓであり、５μｍ／ｓ〜１ｃｍ／ｓであることが好ましい。
【００４６】
好ましくは、前記プリント時のニードル周波数は１．４〜２．１ＫＨｚ、例えば１．４ＫＨｚ、１．５ＫＨｚ、１．６ＫＨｚ、１．７ＫＨｚ、１．８ＫＨｚ、１．９ＫＨｚ、２．０ＫＨｚまたは２．１ＫＨｚである。
【００４７】
好ましくは、前記プリント時のプリント電圧は０．１〜１８Ｖ、例えば０．１Ｖ、０．２Ｖ、０．４Ｖ、０．６Ｖ、０．８Ｖ、１Ｖ、２Ｖ、４Ｖ、６Ｖ、８Ｖ、１０Ｖ、１２Ｖ、１４Ｖ、１６Ｖまたは１８Ｖである。
【００４８】
好ましくは、プリント時に、ロボットアームはパターンに従ってニードルを直線移動させるように駆動する。本発明において、リニア平行に配列したテンプレートを選択可能である。
【００４９】
本発明は、インクジェットプリント技術を用いて配向の量子ロッドに対してプリントを行うことにより、直径が数百から数ミクロンの線の幅を取得することができる。線の幅の組合せにより均一な薄膜を形成することは、比較的シンプルで高効率である。汎用的な量子ドットの配向方法は、さらに高い割合の偏光効果を有し、インクジェットプリント技術で製造した偏光薄膜は、比表面積が大きく、線の直径が均一である。
【００５０】
本発明は、平坦な基板の収集形態を用い、平坦なガラスまたはＰＥＴ、ＰＥＮなどの材料の場合、高温・高真空などの条件が要らない。高精度のインクジェットプリントを用いて線のプリントを行い、線の組合せにより高偏光薄膜を形成し、プリンタニードルの寸法とプリント精度を調節することにより、異なる程度の配列を取得することができる。このような技術は、将来、量子ドット表示素子の製造、高偏光率発光素子の製造に対して良好な解決手段を提供する。
【００５１】
本発明に係る方法は、複数種の液体材料のインクジェットプリントに適用されてもよく、例えば量子ロッド、量子ドット、ペロブスカイトナノワイヤなどの特定の様態を有するナノ粒子に対して、常温環境で動作することができ、広い適用性を有する。
【００５２】
従来技術に対して、本発明は以下の有益な効果を奏する。
【００５３】
本発明は、初めてインクジェットプリント法のようなシンプルで効率的な方法を用いて量子ロッド材料薄膜を製造することを提出し、得た量子ロッド薄膜の量子ロッドの線の直径と線のピッチが制御・調節可能であり、量子ロッドを配向させることにより、常温環境でフレキシブル基板上に透明の蛍光偏光薄膜を製造することを実現することができる。本発明は、量子ロッド、量子ドット、ペロブスカイトナノワイヤなどの特定の様態を有する複数種のナノ粒子材料に適用され、実験装置がシンプルであり、操作しやすく、広い適用性を有する。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】実施例１で得た量子ロッド材料の透過型電子顕微鏡による写真を示す図である。
【図２】実施例１で得た量子ロッド薄膜の配向偏光度の図である。
【図３】本発明に用いられるプリンタニードル部位の構造拡大模式図である。
【図４】本発明に係るインクジェットプリンタが基板上にプリントする模式図である。
【図５】本発明に係るインクジェットプリントにおいてプリンタニードルが狭い線のプリセットパターン上にプリントを行う模式図である。
【図６】本発明に係るインクジェットプリントにおいてプリンタニードルが広い線のプリセットパターン上にプリントを行う模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００５５】
以下、具体的な実施形態で本発明の技術案を更に説明する。当業者にとって、前記実施例は本発明を理解するためのものに過ぎず、本発明を具体的に限定すると見なされるべきではないことを理解すべきである。
【００５６】
実施例１
本実施例において、以下の方法により配向の量子ロッド薄膜を製造した。具体的には、以下の工程を含む。
【００５７】
量子ロッド材料ＣｄＳｅ／ＣｄＳを、溶剤トルエンで濃度が２０ｍｇ／ｍＬの量子ロッドインクに調製し、量子ロッドインクを溶液デッシュに注入し、インクジェットプリンタニードルを溶液デッシュにおける量子ロッドインクに浸入させ、ニードルにより溶液をニードル中に吸引し、一般的なガラス基板の左上角を座標原点として選択し、プリンタロボットアームを移動させることにより、ニードルをプリンタの下まで移動させ、ニードルがプリント基板の表面に接触するまでニードルを降下させ、プリセットパターンを導入してプリントし、プリセットパターンに従ってプリントを行い（図３は本発明に用いられるプリンタニードル部位の構造拡大模式図である）、プリントを行っている場合、図４に示すように、ロボットアームがパターンに従ってニードルを直線移動させるように駆動し、非配向の量子ロッド溶液に対してプリントを行うことによって配向の量子ロッド薄膜を得た。前記ニードルの孔径が０．０５ｍｍ、前記プリント線のピッチが１０ｍｍ、前記ニードルを降下させる時の降下速度が３μｍ／ｓ、前記プリント時のニードルのプリント速度が５０μｍ／ｓ、前記プリント時のニードル周波数が２．１ＫＨｚ、前記プリント時のプリント電圧が８Ｖである。
【００５８】
実施例１で得た量子ロッド材料に対して透過型電子顕微鏡（ＦＥＩ  Ｔｅｃｎａｉ  Ｆ３０）分析を行い、結果は図１のとおりである。図１から分かるように、調製された材料について、その様態から量子ロッド材料であると共に、アスペクト比が均一であることを観察することができる。
【００５９】
図２は、実施例１で得た配向の量子ロッド薄膜の配向偏光度の図であり、図２の結果によって下記数式から偏光度を算出することができ、即ち、偏光度＝（最高ピーク強度−最低ピーク強度）／（最高ピーク強度＋最低ピーク強度）である。偏光値が大きいほど、偏光効果が強いことを意味する。偏光データによれば、異なる角度の光強度は異なり、最高ピークと最低ピークを通じて、一定の偏光効果を見出だすことができる。
【００６０】
本実施例で製造された配向の量子ロッド薄膜の偏光度は０．４１である。
【００６１】
図５は、本発明に係るインクジェットプリントにおけるプリンタニードルが狭い線のプリセットパターン上にプリントを行う模式図である。図６は、本発明に係るインクジェットプリントにおけるプリンタニードルが広い線のプリセットパターン上にプリントを行う模式図である。
【００６２】
実施例２
本実施例において、以下の方法により配向の量子ロッド薄膜を製造した。具体的には、以下の工程を含む。
【００６３】
赤色量子ロッド材料を、トルエンとオルトジクロロベンゼンの混合溶剤で濃度が４０ｍｇ／ｍＬの量子ロッドインクに調製し、量子ロッドインクを溶液デッシュに注入し、インクジェットプリンタニードルを溶液デッシュにおける量子ロッドインクに浸入させ、ニードルにより溶液をニードル中に吸引し、ＩＴＯ導電性ガラス基板の左上角を座標原点として選択し、プリンタロボットアームを移動させることにより、ニードルをプリンタの下まで移動させ、ニードルがプリント基板の表面に接触するまでニードルを降下させ、プリセットパターンを導入してプリントし、プリセットパターンに従ってプリントを行い（図３は本発明に用いられるプリンタニードル部位の構造拡大模式図である）、プリントを行っている場合、図４に示すように、ロボットアームがパターンに従ってニードルを直線移動させるように駆動し、非配向の量子ロッド溶液に対してプリントを行うことによって配向の量子ロッド薄膜を得た。前記ニードルの孔径が５ｍｍ、前記プリント線のピッチが０ｍｍ、前記ニードルを降下させる時の降下速度が１μｍ／ｓ、前記プリント時のニードルのプリント速度が５μｍ／ｓ、前記プリント時のニードル周波数が２．１ＫＨｚ、前記プリント時のプリント電圧が０．１Ｖである。
【００６４】
本実施例で製造された配向の量子ロッド薄膜の偏光度は０．３２である。
【００６５】
実施例３
本実施例において、以下の方法により配向の量子ロッド薄膜を製造した。具体的には、以下の工程を含む。
【００６６】
青色量子ロッド材料を、トルエンで濃度が１０ｍｇ／ｍＬの量子ロッドインクに調製し、量子ロッドインクを溶液デッシュに注入し、インクジェットプリンタニードルを溶液デッシュにおける量子ロッドインクに浸入させ、ニードルにより溶液をニードル中に吸引し、ＰＥＴ基板の左上角を座標原点として選択し、プリンタロボットアームを移動させることにより、ニードルをプリンタの下まで移動させ、ニードルがプリント基板の表面に接触するまでニードルを降下させ、プリセットパターンを導入してプリントし、プリセットパターンに従ってプリントを行い（図３は本発明に用いられるプリンタニードル部位の構造拡大模式図である）、プリントを行っている場合、図４に示すように、ロボットアームがパターンに従ってニードルを直線移動させるように駆動し、非配向の量子ロッド溶液に対してプリントを行うことによって配向の量子ロッド薄膜を得た。前記ニードルの孔径が２ｍｍ、前記プリント線のピッチが２０ｍｍ、前記ニードルを降下させる時の降下速度が３μｍ／ｓ、前記プリント時のニードルのプリント速度が５ｃｍ／ｓ、前記プリント時のニードル周波数が１．４ＫＨｚ、前記プリント時のプリント電圧が１０Ｖである。
【００６７】
本実施例で製造された配向の量子ロッド薄膜の偏光度は０．２８である。
【００６８】
実施例４
本実施例において、以下の方法により配向の量子ロッド薄膜を製造した。具体的には、以下の工程を含む。
【００６９】
緑色量子ロッド材料を、トルエンとオルトジクロロベンゼンの混合溶剤で濃度が１００ｍｇ／ｍＬの量子ロッドインクに調製し、前記量子ロッドインクに濃度が１０％の界面活性剤である添加剤を含有し、量子ロッドインクを溶液デッシュに注入し、インクジェットプリンタニードルを溶液デッシュにおける量子ロッドインクに浸入させ、ニードルにより溶液をニードル中に吸引し、ＰＥＴ基板の左上角を座標原点として選択し、プリンタロボットアームを移動させることにより、ニードルをプリンタの下まで移動させ、ニードルがプリント基板の表面に接触するまでニードルを降下させ、プリセットパターンを導入してプリントし、プリセットパターンに従ってプリントを行い（図３は本発明に用いられるプリンタニードル部位の構造拡大模式図である）、プリントを行っている場合、図４に示すように、ロボットアームがパターンに従ってニードルを直線移動させるように駆動し、非配向の量子ロッド溶液に対してプリントを行うことによって配向の量子ロッド薄膜を得た。前記ニードルの孔径が２０ｍｍ、前記プリント線のピッチが５０ｍｍ、前記ニードルを降下させる時の降下速度が５μｍ／ｓ、前記プリント時のニードルのプリント速度が１ｃｍ／ｓ、前記プリント時のニードル周波数が１．４ＫＨｚ、前記プリント時のプリント電圧が１０Ｖである。
【００７０】
本実施例で製造された配向の量子ロッド薄膜の偏光度は０．３３である。
【００７１】
実施例５
本実施例において、以下の方法により配向の量子ロッド薄膜を製造した。具体的には、以下の工程を含む。
【００７２】
緑色量子ロッドと赤色量子ロッド材料を、トルエンで濃度が４００ｍｇ／ｍＬの量子ロッドインクに調製し、前記量子ロッドインクに濃度が５０％の、界面活性剤と接着剤と保湿剤の混合物である添加剤を含有し、量子ロッドインクを溶液デッシュに注入し、インクジェットプリンタニードルを溶液デッシュにおける量子ロッドインクに浸入させ、ニードルにより溶液をニードル中に吸引し、ＰＭＭＡ基板の左上角を座標原点として選択し、プリンタロボットアームを移動させることにより、ニードルをプリンタの下まで移動させ、ニードルがプリント基板の表面に接触するまでニードルを降下させ、プリセットパターンを導入してプリントし、プリセットパターンに従ってプリントを行い（図３は本発明に用いられるプリンタニードル部位の構造拡大模式図である）、プリントを行っている場合、図４に示すように、ロボットアームがパターンに従ってニードルを直線移動させるように駆動し、非配向の量子ロッド溶液に対してプリントを行うことによって配向の量子ロッド薄膜を得た。前記ニードルの孔径が５０ｍｍ、前記プリント線のピッチが１００ｍｍ、前記ニードルを降下させる時の降下速度が４μｍ／ｓ、前記プリント時のニードルのプリント速度が１５ｃｍ／ｓ、前記プリント時のニードル周波数が２．１ＫＨｚ、前記プリント時のプリント電圧が１８Ｖである。
【００７３】
本実施例で製造された配向の量子ロッド薄膜の偏光度は０．４０である。
【００７４】
実施例６
本実施例において、以下の方法により配向の量子ロッド薄膜を製造した。具体的には、以下の工程を含む。
【００７５】
青色量子ロッドと赤色量子ロッド材料を、トルエンで濃度が２０００ｍｇ／ｍＬの量子ロッドインクに調製し、前記量子ロッドインクに濃度が３０％の、接着剤と界面活性剤と消泡剤と保湿剤の混合物である添加剤を含有し、量子ロッドインクを溶液デッシュに注入し、インクジェットプリンタニードルを溶液デッシュにおける量子ロッドインクに浸入させ、ニードルにより溶液をニードル中に吸引し、ＰＥＮ基板の左上角を座標原点として選択し、プリンタロボットアームを移動させることにより、ニードルをプリンタの下まで移動させ、ニードルがプリント基板の表面に接触するまでニードルを降下させ、プリセットパターンを導入してプリントし、プリセットパターンに従ってプリントを行い（図３は本発明に用いられるプリンタニードル部位の構造拡大模式図である）、プリントを行っている場合、図４に示すように、ロボットアームがパターンに従ってニードルを直線移動させるように駆動し、配向の量子ロッド薄膜を得た。前記ニードルの孔径が１００ｍｍ、前記プリント線のピッチが２００ｍｍ、前記ニードルを降下させる時の降下速度が５μｍ／ｓ、前記プリント時のニードルのプリント速度が４５ｃｍ／ｓ、前記プリント時のニードル周波数が２．１ＫＨｚ、前記プリント時のプリント電圧が１２Ｖである。
【００７６】
本実施例で製造された配向の量子ロッド薄膜の偏光度は０．３７である。
【００７７】
本発明において、上述した実施例により本発明のプロセス方法を説明したが、本発明は上述したプロセス方法に限定されるものではなく、つまり、本発明を上述したプロセス方法に依存して実施しなければならないわけではないことを出願人より声明する。当業者であれば、本発明に対するあらゆる改良、本発明が選択して使用する原料に対する等価置換および補助成分の添加、具体的な形態に対する選択などは、本発明の保護範囲および開示範囲内に属することを理解すべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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