CN103869536B - 显示用基板及其制造方法、显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种显示用基板及其制造方法、显示面板，其中所述基板内形成有密封空间，所述密封空间内密封有量子点与聚合物的复合体系，所述量子点与聚合物的复合体系在受到第一波长光激发时会发射出第二波长光和第三波长光。

Description

显示用基板及其制造方法、显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，具体涉及一种显示用基板及其制造方法、显示装置。
背景技术
高效量子点荧光粉颗粒是一种比水分子大、比病毒小的微粒，基于它们自身颗粒尺寸的大小可以将由标准蓝光发光二极管(LightEmittingDiode，简称LED)光源发出的光转换成不同波长的光，较大的颗粒可激射出长波长光(红光)，而较小的则转换为短波长光(绿光)，这些不同微粒混合后形成一个新的光谱。利用这种量子点特性，可以制备量子点增强薄膜(QuantumDotEnhancedFilm，简称QDEF，)，以利用标准蓝光LED光源来实现高品质三原色白光，使液晶显示(Liquidcrystaldisplay，LCD简称)的显示性能达到新的水平。量子点材料在显示面板的应用，是开发新型液晶显示模式的机会，目前QD-LED及量子点背光中的应用受到了很多面板厂商的注意。
目前通常将量子点增强薄膜应用在背光模组中，但是由于量子点材料多为含镉材料，具有毒性，在制作薄膜的过程中在四周封装是很大问题，封装不好就会导致镉污染，危害很大。另外，量子点材料本身会受空气中的氧和水的影响使其失效。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是显示面板中量子点材料难以封装、会产生镉污染且容易失效的问题。
为此目的，本发明提出了一种显示用基板，其特征在于，所述基板内形成有密封空间，所述密封空间内密封有量子点与聚合物的复合体系，所述量子点与聚合物的复合体系中的量子点粒子在受到第一波长光激发时会发射出第二波长光和第三波长光。
优选地，所述密封空间为管状空间。
优选地，所述密封空间由多个平行延伸且相互间隔开的管状空间构成；和/或所述密封空间由连续往复弯折的管状空间构成。
优选地，所述管状空间为圆柱状或椭圆柱状。
优选地，所述管状空间为圆柱状时其截面的直径在5-20微米的范围内，所述管状空间为椭圆柱状时其截面短轴直径和长轴直径在5-20微米的范围内。
优选地，在所述密封空间由多个平行延伸且相互间隔开的管状空间构成的情况下，多个所述管状空间在所述基板内均匀分布；在所述密封空间由连续往复弯折的管状空间构成的情况下，所述连续往复弯折的管状空间的各个弯折段在所述基板内均匀分布。
优选地，所述第一波长光为蓝光，所述第二波长光和所述第三波长光分别为红光和绿光。
优选地，还包括黑矩阵，所述黑矩阵形成所述基板上面向所述第一波长光照射的表面，且位于所述基板的显示区域内未形成有所述密封空间的区域内。
优选地，所述量子点与聚合物的复合体系由第一聚合物及分散在所述第一聚合物内的量子点粒子构成。
优选地，所述第一聚合物在发生聚合之前的聚合单体是含双键的丙烯酸酯、酚醛树脂衍生物、重氮萘酚衍生物和显影液氢氧化四甲基氨中的至少一种。
本发明还提出了一种液晶显示装置，其特征在于，包括：上述基板；以及位于所述基板下方的发出所述第一波长光的背光模组。
优选地，所述黑矩阵形成在所述基板上面向所述背光模组发出所述第一波长光照射的表面，且位于所述基板的显示区域内未形成有所述密封空间的区域内。
本发明进一步提出了一种显示用基板的制造方法，其特征在于，包括：在所述基板内形成密封空间；在所述密封空间内填充量子点与聚合物的复合体系，所述量子点与聚合物的复合体系中的量子点粒子在受到第一波长光激发时会发射出第二波长光和第三波长光；对填充有所述量子点与聚合物的复合体系的所述密封空间进行密封。
优选地，所述在所述基板内形成密封空间包括：提供两块基板；在所述两块基板之间夹置对应于所述密封空间的图案的第二聚合物；对所述两块基板进行加热熔融，并施加压力，使所述两块基板拼合在一起；以及对拼合后的基板进行进一步加热，使得其内的所述第二聚合物灰化，并去除灰化后的所述第二聚合物。
优选地，所述在所述密封空间内填充量子点与聚合物的复合体系包括：使液态的量子点与聚合物的复合体系流入所述密封空间内；对所述量子点与聚合物的复合体系进行固化，以使所述量子点与聚合物的复合体系中的量子点粒子不能自由内移动。
优选地，所述对所述量子点与聚合物的复合体系进行固化包括：对所述量子点与聚合物的复合体系进行紫外光辐照，使所述量子点与聚合物的复合体系中的第一聚合物的聚合单体发生聚合生成高分子网络。
优选地，在使液态的量子点与聚合物的复合体系流入所述密封空间内之前，还包括：对所述密封空间抽真空。
优选地，上述方法还包括：在所述基板的表面形成黑矩阵，所述黑矩阵形成在所述基板的显示区域内未形成有所述密封空间的区域内。
优选地，所述对填充有所述量子点与聚合物的复合体系的所述密封空间进行密封包括：在所述密封空间的端部涂覆液态的第三聚合物，使所述液态的第三聚合物固化；或者在所述密封空间的端部涂覆熔融的玻璃，使所述熔融的玻璃固化。
通过采用本发明所公开的显示用基板及其制造方法、显示装置，能够良好的密封量子点材料，且易于实施，适用于各种类型的显示装置。
附图说明
通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：
图1A示出了根据本发明实施例的基板的平面图；
图1B示出了根据本发明实施例的基板的截面图；
图2示出了根据本发明实施例的基板的制造方法的流程图；
图3示出了根据本发明另一实施例的基板的平面图；
图4至12示出了根据本发明实施例的显示面装置的制造方法。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的实施例进行详细描述。
图1A和图1B示出了根据本发明实施例的基板。对基板1进行构图，在需要透光的位置构图形成多个密封空间2，其中，基板1优选为玻璃基板，密封空间2可为管状空间。如图1A和图1B所示，密封空间2由多个平行延伸且相互间隔开的管状空间构成，多个管状空间在基板1内均匀分布，该管状空间为圆柱状或椭圆柱状。当管状空间为圆柱状时其截面的直径在5-20微米的范围内，当管状空间为椭圆柱状时其截面短轴直径和长轴直径在5-20微米的范围内。但是密封空间的形状并不限于此，本领域技术人员可以根据需要，将其设置为矩形柱、三角形柱、多边形柱等其他形状。
密封空间2内填充有量子点与聚合物的复合体系3。量子点与聚合物的复合体系3中的量子点粒子在受到第一波长光激发时会发射出第二波长光和第三波长光，具体而言，可以所述第一波长光为蓝光，所述第二波长光和所述第三波长光分别为红光和绿光，也就是说量子点粒子在受到蓝光激发时会发射出红光和绿光。量子点与聚合物的复合体系3由第一聚合物及分散在该第一聚合物内的量子点粒子构成，其中该第一聚合物在发生聚合之前的聚合单体优选是含双键的丙烯酸酯、酚醛树脂衍生物、重氮萘酚衍生物和显影液氢氧化四甲基氨中的至少一种。可以通过将量子点粒子混合到聚合前液态的第一聚合物的聚合单体中，使得量子点粒子在液态的第一聚合物的聚合单体中均匀悬浮，然后对第一聚合物的聚合单体进行聚合，从而形成量子点与聚合物的复合体系3。量子点粒子是一种核壳纳米粒子，容易受到外界环境比如水、氧等因素使核壳结构发生分解，通过将量子点粒子稳定于聚合后的第一聚合物中形成量子点与聚合物的复合体系3，并将其密封在密封空间2内，从而实现了对量子点粒子的封装保护。
本发明实施例提供的显示用基板，通过在基板内制作密封空间以密封量子点与聚合物的复合体系，可以将该基板作为阵列基板，直接在其上制造薄膜晶体管阵列，从而可使采用该基板的显示面板纤薄化。
进一步的，黑矩阵4形成在基板1上面向蓝光照射的表面，且位于基板1的显示区域内未形成有密封空间2的区域内，可以通过掩膜工艺来形成黑矩阵4。
如图1B所示，在基板1需要透光的位置制造密封空间2，而在基板1的其他位置设置黑矩阵4，从而能够控制发光区域的图形。在基板1背面受到背光模组所发出的蓝光激发时，密封空间2中的量子点粒子受到蓝光激发而发射出红光和绿光，再配合背光模组所发出的蓝光，生成白光进行显示。其他位置由于黑矩阵4的阻挡，光线不能透过。
图2示出了根据本发明实施例的基板的制造方法的流程图，包括如下步骤：
步骤S1：在基板内形成密封空间；
步骤S2：对该密封空间抽真空；
步骤S3：在该密封空间内填充量子点与聚合物的复合体系；
步骤S4：对填充有量子点与聚合物的复合体系的密封空间进行密封。
对于步骤S1，本领域技术人员可以采用多种方式来在基板内形成密封空间，例如可以采用两块玻璃基板，在两块玻璃基板只间夹置对应于密封空间图案的第二聚合物；对玻璃基板进行加热使玻璃熔融，并对玻璃基板施加压力，以使两块玻璃基板拼合在一起，从而使得第二聚合物置于玻璃基板内；对玻璃基板进一步加热，使得其内的第二聚合物灰化，从而可以将灰化后的第二聚合物从玻璃基板内去除，由此得到了具有密封空间的玻璃基板。所述第二聚合物的聚合单体可以是含双键的丙烯酸酯、酚醛树脂衍生物、重氮萘酚衍生物和显影液氢氧化四甲基氨中的至少一种，所述第二聚合物可以采用与第一聚合物相同或者不同的材料。
对于步骤S2，对该密封空间抽真空是为了使液态的量子点与聚合物的复合体系更好的流入密封空间，是一个优选的步骤，本领域技术人员应当理解，不执行该步骤也是可行的。
对于步骤S3，具体包括：使液态的量子点与聚合物的复合体系自然流入密封空间内，由于在外聚合前，量子点与聚合物的复合体系为液态，所以能够自然流入密封空间内；在密封空间被液态的量子点与聚合物的复合体系填充满的情况下，对该液态的量子点与聚合物的复合体系进行紫外光辐照，从而使得该量子点与聚合物的复合体系中的第一聚合物的聚合单体发生聚合生成高分子网络，使得量子点粒子稳定不能自由移动。
对于步骤S4，必须对密封空间的端部进行密封，从而避免量子点与聚合物的复合体系在空气和水汽中分解降低其发光效率。具体而言，可以采用聚合物密封或玻璃密封的方式来对密封空间的端部进行密封。例如，可将液态的第三聚合物涂覆在密封空间的端部，然后使第三聚合物聚合固化，从而密封该密封空间的端部；或者可将熔融的玻璃涂覆在密封空间的端部，然后使玻璃冷却固化，从而密封该密封空间的端部。本领域技术人员应当理解，其他密封方式也是可行的。所述第三聚合物的聚合单体可以是含双键的丙烯酸酯、酚醛树脂衍生物、重氮萘酚衍生物和显影液氢氧化四甲基氨中的至少一种，所述第三聚合物可以采用与第一聚合物相同或者不同的材料。
密封空间的构图可以如图1A所示那样，由多个平行延伸且相互间隔开的管状空间构成；也可以如图3所示的那样，由一个连续往复弯折的空间构成，并且密封空间在基板内大致均匀分布。以上只是示例，本领域技术人员也可以根据需要对密封空间的构图作出各种变化和修改。特别地，在图3所示的密封空间构图中，密封空间的构图呈“几”字状，仅需要进行一次量子点与聚合物的复合体系填充即可完成整块基板的量子点粒子填充，且在对密封空间的端部进行密封时，仅需要密封两个端部。而在图1A所示的密封空间构图中，需要对每一个密封空间进行量子点与聚合物的复合体系填充，并对每一个密封空间的两个端部进行密封。
图4至12示出了根据本发明实施例的显示面板的制造方法。
如图4所示，在基板1中形成密封空间2，然后在基板1显示区域的下表面上未形成有密封空间2的区域形成黑矩阵4。
如图5所示，在密封空间2内填充量子点与聚合物的复合体系，并对密封空间2的端部进行密封。
如图6所示，在基板1的上表面上贴附偏振片5，并在偏振片5上沉积第一钝化层6以使得表面平坦化。
如图7所示，在钝化层6上依次形成有源层7、栅绝缘层8和栅极9。
如图8所示，以栅绝缘层8和栅极9作为掩膜，对有源层7进行离子注入，以形成源极和漏极，并在源极和漏极上形成源极电极10和漏极电极11。
如图9所示，在基板1上形成与漏极电极11电连接的第一透明电极12，可作为像素电极。
如图10所示，在基板1上形成第二钝化层13，以使表面平坦化。
如图11所示，在第二钝化层13上形成第二透明电极14，可作为公共电极。
图12示出了最终形成的根据本发明实施例的显示面板。上基板19上形成有黑矩阵17和滤光片色阻层18，黑矩阵17和滤光片色阻层18上覆盖有取向层16，上基板19与下基板1之间由间隔物15保持一定间距，其间可设置有液晶层，以形成液晶显示装置。
所述液晶显示装置可以为：液晶显示面板、手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。
以上以顶栅结构的高级超维场转换模式(ADS)的显示面板为例来说明本发明，但是本发明并不限于此，本领域技术人员应当理解采用其它模式，例如扭曲向列(TN)、横向电场效应(IPS)模式等的显示面板也是可行的，采用底栅结构同样也是可行的。
通过在玻璃基板内制作密封空间以密封量子点与聚合物的复合体系，可以将该玻璃基板作为阵列基板，直接在其上制造薄膜晶体管阵列，从而显示面板纤薄化。另外，这种玻璃基板可以和制作显示面板相结合，直接作为显示面板的下基板使用，在其上进行薄膜晶体管阵列各层的沉积，以制作一体化显示面板。
虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (18)

1.一种显示用基板，其特征在于，所述基板内形成有密封空间，所述密封空间内密封有量子点与聚合物的复合体系，所述量子点与聚合物的复合体系中的量子点粒子在受到第一波长光激发时会发射出第二波长光和第三波长光；
还包括黑矩阵，所述黑矩阵形成所述基板上面向所述第一波长光照射的表面，且位于所述基板的显示区域内未形成有所述密封空间的区域内。
2.根据权利要求1所述的基板，其特征在于，所述密封空间为管状空间。
3.根据权利要求1所述的基板，其特征在于，所述密封空间由多个平行延伸且相互间隔开的管状空间构成；和/或所述密封空间由连续往复弯折的管状空间构成。
4.根据权利要求3所述的基板，其特征在于，所述管状空间为圆柱状或椭圆柱状。
5.根据权利要求4所述的基板，其特征在于，所述管状空间为圆柱状时其截面的直径在5-20微米的范围内，所述管状空间为椭圆柱状时其截面短轴直径和长轴直径在5-20微米的范围内。
6.根据权利要求3所述的基板，其特征在于，在所述密封空间由多个平行延伸且相互间隔开的管状空间构成的情况下，多个所述管状空间在所述基板内均匀分布；在所述密封空间由连续往复弯折的管状空间构成的情况下，所述连续往复弯折的管状空间的各个弯折段在所述基板内均匀分布。
7.根据权利要求1所述的基板，其特征在于，所述第一波长光为蓝光，所述第二波长光和所述第三波长光分别为红光和绿光。
8.根据权利要求1所述的基板，其特征在于，所述量子点与聚合物的复合体系由第一聚合物及分散在所述第一聚合物内的量子点粒子构成。
9.根据权利要求8所述的基板，其特征在于，所述第一聚合物在发生聚合之前的聚合单体是含双键的丙烯酸酯、酚醛树脂衍生物、重氮萘酚衍生物和显影液氢氧化四甲基氨中的至少一种。
10.一种液晶显示装置，其特征在于，包括：
权利要求1至9中任一项所述的基板；以及
位于所述基板下方的发出所述第一波长光的背光模组。
11.根据权利要求10所述的显示装置，其特征在于，所述黑矩阵形成在所述基板上面向所述背光模组发出所述第一波长光照射的表面，且位于所述基板的显示区域内未形成有所述密封空间的区域内。
12.一种显示用基板的制造方法，其特征在于，包括：
在所述基板内形成密封空间；
在所述密封空间内填充量子点与聚合物的复合体系，所述量子点与聚合物的复合体系中的量子点粒子在受到第一波长光激发时会发射出第二波长光和第三波长光；
对填充有所述量子点与聚合物的复合体系的所述密封空间进行密封。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述在所述基板内形成密封空间包括：
提供两块基板；
在所述两块基板之间夹置对应于所述密封空间的图案的第二聚合物；
对所述两块基板进行加热熔融，并施加压力，使所述两块基板拼合在一起；以及
对拼合后的基板进行进一步加热，使得其内的所述第二聚合物灰化，并去除灰化后的所述第二聚合物。
14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述在所述密封空间内填充量子点与聚合物的复合体系包括：
使液态的量子点与聚合物的复合体系流入所述密封空间内；
对所述量子点与聚合物的复合体系进行固化，以使所述量子点与聚合物的复合体系中的量子点粒子不能自由移动。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述对所述量子点与聚合物的复合体系进行固化包括：
对所述量子点与聚合物的复合体系进行紫外光辐照，使所述量子点与聚合物的复合体系中的第一聚合物的聚合单体发生聚合生成高分子网络。
16.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，在使液态的量子点与聚合物的复合体系流入所述密封空间内之前，还包括：
对所述密封空间抽真空。
17.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，还包括：
在所述基板的表面形成黑矩阵，所述黑矩阵形成在所述基板的显示区域内未形成有所述密封空间的区域内。
18.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述对填充有所述量子点与聚合物的复合体系的所述密封空间进行密封包括：
在所述密封空间的端部涂覆液态的第三聚合物，使所述液态的第三聚合物固化；或者
在所述密封空间的端部涂覆熔融的玻璃，使所述熔融的玻璃固化。
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