量子棒组合物、量子棒偏光片及其制作方法技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种量子棒组合物、量子棒偏光片及其制作
方法。
背景技术
随着科技的发展和社会的进步，人们对于信息交流和传递等方面的依赖程度日益
增加，而显示器件作为信息交换和传递的主要载体和物质基础，现已成为众多从事信息光
电研究科学家争相抢占的热点和高地。
量子点显示技术在色域覆盖率、精确性、红绿蓝色彩纯净度等各个维度已全面升
级，被视为全球显示技术的制高点，也被视为影响全球的显示技术革命。革命性的实现全色
域显示，最真实还原图像色彩。
量子点(Quantum Dots，简称QDs)又可称为半导体纳米晶体，是由II-VI族或III-V
族元素组成二元或三元的无机纳米粒子，目前研究较多的主要是镉(Cd)的二元化合物CdE
(E为硫(S)、硒(Se)、或碲(Te))。量子点的颗粒大小一般为2-10nm，并且不同尺寸的量子点
具有不同的能带宽度，当量子点的尺寸小于其激子的波尔半径时，量子点的电子和空穴被
量子限域，原来连续的能带将变成分立能级结构，受激后可以发射出荧光。
与传统的荧光材料相比较，量子点具有很多独特的性质：(1)荧光发射峰窄(半峰
宽一般处于20～30nm)并且呈对称分布；(2)荧光发光颜色可调；(3)光学稳定性好；(4)荧光
寿命长，生物相容性好。
但如果将量子点应用到液晶显示装置(TFT-LCD)中的液晶盒(cell)中，就需要使
量子点达到具有偏光的特性，因此就产生了量子棒(Quantum Rod，简称QR)。量子棒指的是
在两个维度方向上都受到量子限域效应影响的一种一维材料，大部分由Ⅱ-Ⅵ族或Ⅲ-Ⅴ族
元素组成的纳米材料。由于量子限域效应，其内部的电子和空穴的运输受到限制，使得连续
的能带结构变成分离的能级结构。当量子棒的尺寸不同时，电子与空穴的量子限域程度不
一样，分立的能级结构不同。在受到外来能量激发后，不同尺寸的量子棒即发出不同波长的
光，也就是各种颜色的光。
量子棒能够发射线性偏振光，也即是说，来自量子棒的光沿量子棒的长度方向具
有线性偏振性。然而，由于量子棒在常规情况下呈杂乱无序的方式排列，并不能发挥其线偏
振特性，因此如何将量子棒在液晶盒中达到稳固定向排列成为显示器行业研究的重点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种量子棒组合物，可用于制备量子棒偏光片，制得的量
子棒偏光片的偏振性能稳定。
本发明的目的还在于提供一种量子棒偏光片的制作方法，采用上述量子棒组合物
来制备量子棒偏光片，制程简单，制得的量子棒偏光片的偏振性能稳定。
本发明的目的还在于提供一种量子棒偏光片，偏振性能稳定，可应用于液晶显示
装置中，能够提高光源利用率并获得更高纯度的光，从而实现彩色显示的高色域和低功耗。
为实现上述目的，本发明提供一种量子棒组合物，包括光配向剂修饰量子棒、可聚
合单体、及溶剂；所述光配向剂修饰量子棒包括量子棒及修饰于量子棒周围的光配向剂。
所述光配向剂的结构通式为A-Sp-B-Sp-R；
A为-SH、-NH2、-NH-、-COOH、或-CN；
Sp为化学键、苯基、环烷基、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-OCO-、-CH2S-、-CF2O-、-
OCF2-、-CF2S-、-(CH2)n-、-(CH2)n-中一个或多个C原子被苯基或环烷基取代后得到的基团、
或者-(CH2)n-中一个或多个H原子被F原子取代后得到的基团；所述-(CH2)n-中，n为1～4的
整数；
B的结构式为其中M为苯环的修饰基团，M为-H、-OH、或-
F，表示化学键；
R为具有5～20个C原子的直链或支链烷基、该直链或支链烷基中一个或多个-CH2-
被苯基、环烷基、-CONH-、-COO-、-O-CO-、-S-、-CO-或-CH＝CH-取代后得到的基团、或者该直
链或支链烷基中一个或多个H原子被F或Cl原子取代后得到的基团。
优选的，所述光配向剂包括以下化合物中的一种或多种：
及
所述可聚合单体包括以下四种结构通式代表的化合物中的一种或多种：
及
上述四种结构通式中，
为苯环或环烷烃；
Sp为化学键、-(CH2)n-、或者-(CH2)n-中一个或多个-CH2-被-O-、-S-、-CO-、-CO-
O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-OCH2-、-CH2O-、-CH＝CH-、-CF＝CF-、-C≡C-、-CH＝CH-COO-或-OCO-
CH＝CH-取代后得到的基团；所述-(CH2)n-中，n为1～8的整数；
P为可聚合基团，其选自甲基丙烯酸酯基、丙烯酸酯基、乙烯基、乙烯氧基、及环氧
基中的至少一种；所述(P)n中，n为连接于同一个上的可聚合基团P的个数，n为1～3
的整数，n大于1时，n个可聚合基团P相同或不同；
X为取代基团，其选自-F，-Cl，-Br、-CH3、-CN、2～8个碳原子的直链或支链烷基、及
该直链或支链烷基中一个或多个不相邻的-CH2-被-O-或-S-取代后得到的基团中的至少一
种；所述(X)m中，m为连接于同一个上的取代基团X的个数，m为0～3的整数，m大于1
时，m个取代基团X相同或不同。
优选的，所述可聚合单体包括以下化合物中的一种或多种：
及
所述溶剂包括甲苯与苯中的至少一种；所述量子棒组合物中，所述光配向剂修饰
量子棒与可聚合单体的总和的质量百分比为1％～10％，所述光配向剂修饰量子棒与可聚
合单体的质量比为1：1～50。
本发明还提供一种量子棒偏光片的制作方法，包括如下步骤：
步骤1、提供上述量子棒组合物与基板；
步骤2、将所述量子棒组合物均匀涂布于基板上，形成量子棒薄膜；
步骤3、采用线偏振光对所述量子棒薄膜进行照射，使所述量子棒薄膜中的光配向
剂修饰量子棒沿同一方向定向排列；
步骤4、采用UV光对所述量子棒薄膜进行照射，使所述量子棒薄膜中的可聚合单体
聚合，形成聚合物网络，所述聚合物网络能够锚定所述光配向剂修饰量子棒，使其排列方向
固定；
步骤5、对所述量子棒薄膜进行加热处理，去除所述量子棒薄膜中的溶剂，制得量
子棒偏光片。
所述步骤3中，所述线偏振光为波长为450nm的蓝色线偏振光，所述线偏振光的照
度为80mW/cm2～100mW/cm2，照射时间为1min～10min。
所述步骤4中，所述UV光的波长为300nm～400nm，所述UV光的照度为4mW/cm2～
6mW/cm2，照射时间为20min～60min；
所述步骤5中，对所述量子棒薄膜进行加热处理的温度为120℃～180℃，加热时间
为20min～40min。
本发明还提供一种采用上述量子棒偏光片的制作方法制得的量子棒偏光片，其包
括由可聚合单体聚合形成的聚合物网络以及被锚定于所述聚合物网络中且沿同一方向定
向排列的光配向剂修饰量子棒。
本发明的有益效果：本发明提供的一种量子棒组合物，包括光配向剂修饰量子棒、
可聚合单体、及溶剂，所述光配向剂修饰量子棒能够在线偏振光的照射作用下定向排列，所
述可聚合单体能够在UV光的照射作用下形成聚合物网络，从而对所述光配向剂修饰量子棒
进行锚定，固定其排列方向。本发明提供的一种量子棒偏光片的制作方法，采用上述量子棒
组合物来制备量子棒偏光片，制程简单，制得的量子棒偏光片中，光配向剂修饰量子棒的排
列方向一致且方向固定，偏振性能稳定。本发明提供的一种量子棒偏光片，偏振性能稳定，
可应用于液晶显示装置中，能够提高光源利用率并获得更高纯度的光，从而实现彩色显示
的高色域和低功耗。
为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细
说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
附图说明
下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案
及其它有益效果显而易见。
附图中，
图1为本发明的量子棒组合物中的光配向剂修饰量子棒的结构示意图；
图2为本发明的量子棒偏光片的制作方法的流程图；
图3为本发明的量子棒偏光片的制作方法的步骤1-2的示意图；
图4为本发明的量子棒偏光片的制作方法的步骤3的示意图；
图5为本发明的量子棒偏光片的制作方法的步骤4的示意图；
图6-7为本发明的量子棒偏光片的制作方法的步骤5的示意图；
图8为本发明的量子棒偏光片的结构示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合本发明的优选实施
例及其附图进行详细描述。
请参阅图1及图3，本发明首先提供一种量子棒组合物，包括光配向剂修饰量子棒
10、可聚合单体20、及溶剂70；所述光配向剂修饰量子棒10包括量子棒11及修饰于量子棒11
周围的光配向剂12。
所述光配向剂12为含有偶氮基团的小分子材料，其结构通式为A-Sp-B-Sp-R；
A为-SH、-NH2、-NH-、-COOH、或-CN；
Sp为化学键、苯基、环烷基、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-OCO-、-CH2S-、-CF2O-、-
OCF2-、-CF2S-、-(CH2)n-、-(CH2)n-中一个或多个C原子被苯基或环烷基取代后得到的基团、
或者-(CH2)n-中一个或多个H原子被F原子取代后得到的基团；所述-(CH2)n-中，n为1～4的
整数；
B的结构式为其中M为苯环的修饰基团，M为-H、-OH、或-
F，表示化学键；
R为具有5～20个C原子的直链或支链烷基、该直链或支链烷基中一个或多个-CH2-
被苯基、环烷基、-CONH-、-COO-、-O-CO-、-S-、-CO-或-CH＝CH-取代后得到的基团、或者该直
链或支链烷基中一个或多个H原子被F或Cl原子取代后得到的基团。
优选的，所述光配向剂12包括以下化合物中的一种或多种：
及
优选的，所述量子棒11具有核壳结构。
具体的，所述量子棒11的核由II-VI、III-V、I-III-VI或IV-VI族半导体材料形成。
优选的，所述量子棒11的核由II-VI族半导体材料形成，更优选的，由CdSe、CdS、CdTe、ZnO、
ZnSe、ZnS、ZnTe、HgSe、HgTe与CdZnSe中的一种或多种形成。
具体的，所述量子棒11的壳由合金、氧化物和掺杂材料中的一种或多种形成，进一
步的，所述量子棒11的壳可以为单层结构或多层结构。
具体的，所述可聚合单体20包括丙烯酸酯及其衍生物、甲基丙烯酸酯及其衍生物、
苯乙烯及其衍生物、环氧树脂及其衍生物中的一种或多种的组合。
优选的，所述可聚合单体20包括以下四种结构通式代表的化合物中的一种或多
种：
及
上述四种结构通式中，
为苯环或环烷烃；
Sp为化学键、-(CH2)n-、或者-(CH2)n-中一个或多个-CH2-被-O-、-S-、-CO-、-CO-
O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-OCH2-、-CH2O-、-CH＝CH-、-CF＝CF-、-C≡C-、-CH＝CH-COO-或-OCO-
CH＝CH-取代后得到的基团；所述-(CH2)n-中，n为1～8的整数；
P为可聚合基团，其选自甲基丙烯酸酯基、丙烯酸酯基、乙烯基、乙烯氧基、及环氧
基中的至少一种；所述(P)n中，n为连接于同一个上的可聚合基团P的个数，n为1～3
的整数，n大于1时，n个可聚合基团P相同或不同；
X为取代基团，其选自-F，-Cl，-Br、-CH3、-CN、2～8个碳原子的直链或支链烷基、及
该直链或支链烷基中一个或多个不相邻的-CH2-被-O-或-S-取代后得到的基团中的至少一
种；所述(X)m中，m为连接于同一个上的取代基团X的个数，m为0～3的整数，m大于1
时，m个取代基团X相同或不同。
优选的，所述可聚合单体20包括以下化合物中的一种或多种：
及
具体的，所述溶剂70包括甲苯与苯中的至少一种。
具体的，所述量子棒组合物中，所述光配向剂修饰量子棒10与可聚合单体20的总
和的质量百分比为1％～10％。
优选的，所述量子棒组合物中，所述光配向剂修饰量子棒10与可聚合单体20的质
量比为1：1～50。
本发明的量子棒组合物，包括光配向剂修饰量子棒10、可聚合单体20、及溶剂70，
所述光配向剂修饰量子棒10能够在线偏振光的照射作用下定向排列，所述可聚合单体20能
够在紫外(UV)光的照射作用下形成聚合物网络，从而对所述光配向剂修饰量子棒10进行锚
定，固定其排列方向，因此本发明的量子棒组合物可用于制作量子棒偏光片，制得的量子棒
偏光片中，光配向剂修饰量子棒10的排列方向一致且方向固定，偏振性能稳定。
请参阅图2，基于上述量子棒组合物，本发明还提供一种量子棒偏光片的制作方
法，包括如下步骤：
步骤1、如图3所示，提供上述量子棒组合物与基板30。
具体的，所述基板30为TFT基板、CF基板或者素玻璃基板。
步骤2、如图3所示，将所述量子棒组合物均匀涂布于基板30上，形成量子棒薄膜
40。
优选的，所述步骤2中，采用旋转涂布(spin coating)的方式将所述量子棒组合物
均匀涂布于基板30上。
步骤3、如图4所示，采用线偏振光对所述量子棒薄膜40进行照射，使所述量子棒薄
膜40中的光配向剂修饰量子棒10沿同一方向定向排列。
具体的，所述步骤3中，所述光配向剂修饰量子棒10定向排列的机理是：在线偏振
光的照射作用下，所述光配向剂修饰量子棒10中的光配向剂12沿一定方向定向排列，带动
被其修饰的量子棒11定向排列。
具体的，所述步骤3中，所述线偏振光为波长为450nm的蓝色线偏振光，该波长的蓝
色线偏振光可诱导本发明提供的含有偶氮基团的光配向剂12进行定向排列，从而引导所述
光配向剂修饰量子棒10定向排列。
优选的，所述步骤3中，所述线偏振光的照度为80mW/cm2～100mW/cm2，优选为90mW/
cm2，照射时间为1min～10min。
步骤4、如图5所示，采用UV光对所述量子棒薄膜40进行照射，使所述量子棒薄膜40
中的可聚合单体20聚合，形成聚合物网络60，所述聚合物网络60能够锚定所述光配向剂修
饰量子棒10，使其排列方向固定。
具体的，所述步骤4中，所述UV光的波长为300nm～400nm，优选为310nm。
优选的，所述步骤4中，所述UV光的照度为4mW/cm2～6mW/cm2，照射时间为20min～
60min。
步骤5、如图6-7所示，对所述量子棒薄膜40进行加热处理，去除所述量子棒薄膜40
中的溶剂70，制得量子棒偏光片50。
具体的，所述步骤5中，对所述量子棒薄膜40进行加热处理的温度为120℃～180
℃，加热时间为20min～40min。
本发明的量子棒偏光片的制作方法，采用上述量子棒组合物来制备量子棒偏光片
50，制程简单，制得的量子棒偏光片50中，光配向剂修饰量子棒10的排列方向一致且方向固
定，偏振性能稳定。
请参阅图8，基于上述量子棒偏光片的制作方法，本发明还提供一种采用上述方法
制得的量子棒偏光片50，其包括由可聚合单体20聚合形成的聚合物网络60以及被锚定于所
述聚合物网络60中且沿同一方向定向排列的光配向剂修饰量子棒10。
优选的，所述光配向剂修饰量子棒10中的量子棒11包括红光量子棒、绿光量子棒
及蓝光量子棒，因此本发明的量子棒偏光片50受到背光照射时，发出的光为由红色线偏振
光、绿色线偏振光、及蓝色线偏振光混合形成的白色线偏振光，可应用于现有的液晶显示装
置中取代传统的下偏光片，并可以与彩色滤光片配合使用，从而实现彩色显示。
本发明的量子棒偏光片，其中的光配向剂修饰量子棒10排列方向一致且方向固
定，能够吸收背光并将其转化为偏振方向统一的线偏振光，偏振性能稳定，可应用于液晶显
示装置中取代下偏光片，与现有的过滤型的下偏光片相比，本发明的量子棒偏光片通过引
入量子棒材料，可提高光源利用率并获得更高纯度的光，从而实现彩色显示的高色域和低
功耗。
综上所述，本发明提供一种量子棒组合物、量子棒偏光片及其制作方法。本发明的
量子棒组合物，包括光配向剂修饰量子棒、可聚合单体、及溶剂，所述光配向剂修饰量子棒
能够在线偏振光的照射作用下定向排列，所述可聚合单体能够在UV光的照射作用下形成聚
合物网络，从而对所述光配向剂修饰量子棒进行锚定，固定其排列方向。本发明的量子棒偏
光片的制作方法，采用上述量子棒组合物来制备量子棒偏光片，制程简单，制得的量子棒偏
光片中，光配向剂修饰量子棒的排列方向一致且方向固定，偏振性能稳定。本发明的量子棒
偏光片，偏振性能稳定，可应用于液晶显示装置中，能够提高光源利用率并获得更高纯度的
光，从而实现彩色显示的高色域和低功耗。
以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术
构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明权利要求的
保护范围。