CN104299973A - 一种显示基板及其制备方法、显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种显示基板及其制备方法、显示装置。用于解决现有技术存在的量子点半导体显示存在的量子点难以图案化和不同量子点发光材料由于效率衰减不同导致的画面颜色偏移的问题。本发明的显示基板及其制备方法、显示装置中由于量子点层所在的发光器件采用同一种量子点材料，量子点层采用同层一体设置，不需要将该量子点层图案化；避免了现有技术中采用不同的量子点材料产生颜色偏移的问题。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域，具体地，涉及一种显示基板及其制备方法、显示装置。
背景技术
量子点半导体显示是极具潜力的未来显示技术。通过控制量子点半导体材料的粒径，可以调节禁带宽度，从而达到控制发光颜色的目的。量子点具有主动发光、响应速度快、色纯度极高等特点，使得其预计的显示效果远超液晶显示方式。目前限制量子点彩色显示发展的主要原因有两个：一是量子点难以的图案化，二是量子点会产生色偏移。
由于量子点并不是小分子有机材料，因为目前没有适合量产的图案化手段。由于量子点层很薄，常用的黄光工艺会使用光刻胶、显影液、剥离液，会严重破坏量子点层。
同时，也无法通过蒸镀方式和喷墨方式进行图案化；目前行业普遍接受的方法是转印法，但该方法很不成熟，工艺难度极大，目前均未量产，另外转印设备的供应商也很少，因此制约量子点半导体显示的发展。
显示基板包括衬底基板和形成于所述衬底基板上的多个像素单元，所述的每个像素单元包括用于彩色显示的不同颜色的多个子像素单元。在选用不同量子点材料进行彩色显示时(例如，一个像素单元包括RGB三子像素单元)，由于不同发光材料的效率衰减不同步，随着使用的时间延长会导致画面颜色偏移。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术存在的量子点半导体显示存在的量子点难以图案化和不同量子点发光材料由于效率衰减不同导致的画面颜色偏移的问题，提供一种显示基板及其制备方法、显示装置。
解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种显示基板，包括衬底基板和形成于所述衬底基板上的多个像素单元，所述的每个像素单元包括多个子像素单元；
在所述各子像素单元包括远离衬底基板一侧的量子点发光器件；
所述量子点发光器件包括量子点发光层，多个所述子像素单元对应的所述量子点发光层同层一体设置；
所述子像素单元包括色光波长大于量子点发光层的色光波长的第一类子像素单元；
所述第一类子像素单元包括与量子点发光器件对应的靠近衬底基板一侧的光转化结构，所述的光转化结构用于将量子点发光器件发出的色光转化为各所述第一类子像素单元对应的色光。
优选的是，所述子像素单元还包括色光波长等于量子点发光层的色光波长的第二类子像素单元。
优选的是，所述第一类子像素单元和第二类子像素单元包括设置与所述量子点发光器件对应的靠近衬底基板一侧的透明平坦化层。
优选的是，所述的光转化结构包括对应所述第一类子像素单元色光的色光转换层、色光滤光层，用于将量子点发光器件发出的色光经过所述色光转换层、所述色光滤光层后转化成与所述第一类子像素单元色光对应的色光。
优选的是，所述各子像素单元包括像素界定区域和位于所述像素界定区域之间的透光区域；
与所述各子像素单元的像素界定区域对应的靠近衬底基板一侧包括薄膜晶体管，所述薄膜晶体管用于各子像素单元的控制量子点发光器件发光。
优选的是，所述的量子点发光器件为蓝色量子点发光器件；所述蓝色量子点发光器件包括阴极、电子注入层、蓝色量子点层、空穴注入层、阳极；所述的阳极与所述薄膜晶体管的漏极电连接。
优选的是，所述的第二类子像素单元为蓝色子像素单元、第一类子像素单元包括绿色子像素单元和红色子像素单元。
优选的是，所述蓝色子像素单元包括与量子点发光器件对应的靠近衬底基板一侧的透明平坦化层；所述绿色子像素单元的光转化结构包括绿色转换层、绿色滤光层；所述红色子像素单元的光转化结构包括红色转换层、红色滤光层。
优选的是，所述的蓝色量子点层的厚度为10-100nm；所述的蓝色量子点层采用的蓝色量子点材料的粒径为1-10nm；所述蓝色量子点材料包括CdS或CdSn。
优选的是，所述红色转换层的材料包括SrS:Eu、CaS:Eu或SrxCa1-xS:Eu，其中，0≤x≤1；所述绿色转换层的材料包括SrGa2S4或YAG:Ce。
优选的是，所述红色转换层和绿色转换层的厚度为1-10 um。
本发明的另一个目的是提供一种显示基板的制作方法，包括以下步骤：
在形成有薄膜晶体管阵列的衬底基板上形成与第一类子像素单元对应的光转化结构；
在形成该光转化结构的衬底基板上形成量子点发光器件，所述量子点发光器件包括对应多个子像素单元的同层一体形成的量子点层；
其中，所述第一类子像素单元为色光波长大于量子点发光层的色光波长的子像素单元；所述光转化结构用于将所述量子点发光器件的色光转化为各所述第一类子像素单元对应的色光。
本发明的另一个目的是提供一种显示装置，该显示装置包括上述的显示基板。
本发明的显示基板及其制备方法、显示装置，由于量子点层所在的发光器件采用同一种量子点材料，量子点层采用同层一体设置，不需要将该量子点层图案化；避免了现有技术中采用不同的量子点材料产生颜色偏移的问题。
附图说明
图1为本发明实施例1中量子点显示基板的结构示意图，
附图标记说明：
1.衬底基板；2.栅极；3.第一绝缘层；4.有源层；5.第二绝缘层；6.源极；7.漏极；8.第一平坦化层；9.红色滤光层；10.红色转换层；11.绿色滤光层；12.绿色转换层；13.对应蓝色子像素单元的透明平坦化层；14.对应红色、绿色子像素单元的透明平坦化层；15.阳极；16.像素界定层；17.空穴注入层；18.蓝色量子点层；19.电子注入层；20.阴极；21.第二平坦化层；22.盖板；23.像素界定区域；24.透光区域；25.子像素单元。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
实施例1：
本实施例提供一种显示基板，包括衬底基板和形成于所述衬底基板上的多个像素单元，所述的每个像素单元包括多个子像素单元；
在所述各子像素单元包括远离衬底基板1的一侧的量子点发光器件；
所述量子点发光器件包括量子点发光层，多个所述子像素单元对应的所述量子点发光层同层一体设置；
所述子像素单元包括色光波长大于量子点发光层的色光波长的第一类子像素单元；
所述第一类子像素单元包括与量子点发光器件对应的靠近衬底基板一侧的光转化结构，所述的光转化结构用于将量子点发光器件发出的色光转化为各所述第一类子像素单元对应的色光。
本实施例的显示基板由于量子点发光器件采用同一种量子点材料，且量子点发光器件的量子点层在像素区域采用同层一体设置，不需要将该量子点层图案化；同时，避免了现有技术中采用不同的量子点材料产生颜色偏移的问题。
应当理解的是，本实施例以底发光模式介绍，其它类型的发光模式也是适用的；本实施例是以红绿蓝三原色的子像素单元和蓝色量子点发光层为例介绍的，其它原色的子像素单元和其它颜色的量子点发光层也是适用的；其中，蓝色子像素单元的色光波长等于蓝色量子点发光层的色光波长，因此为第二类子像素单元；红色、绿色子像素单元的色光波长大于于蓝色量子点发光层的色光波长，因此为第一类子像素单元。
图1所示，一种显示基板，包括衬底基板1和形成于所述衬底基板1上像素区域的多个像素单元，所述的每个像素单元包括红色、绿色、蓝色三个子像素单元；具体地，如图1所示，其中，红色、绿色子像素单元为第一类子像素单元，绿色子像素单元位于图1中左侧部分(图1中没有示出薄膜晶体管部分)，红色子像素单元位于图1的中间部分。蓝色子像素单元为第二类子像素单元，位于图1的右侧部分。
每个子像素单元25包括像素界定区域23和位于所述像素界定区域23之间的透光区域24，各子像素单元25包括远离衬底基板1一侧的蓝色量子点发光器件，蓝色量子点发光器件发出光的波长等于蓝色子像素单元的色光的波长，所述蓝色量子点发光器件包括量子点发光层，红色、绿色、蓝色三子像素单元对应的蓝色量子点发光层同层一体设置。蓝色量子点发光器件的发出的光可以通过上述的红、绿、蓝子像素单元进行彩色显示。
各子像素单元25与所述像素界定区域23对应的靠近衬底基板1的一侧包括薄膜晶体管，所述薄膜晶体管用于控制蓝色量子点发光器件发光；
在与红色、绿色子像素单元的透光区域24对应的蓝色量子点发光器件靠近衬底基板1的一侧设有光转化结构，所述的光转化结构能将量子点发光器件的色光转化为红色、绿色子像素单元对应的色光。
具体地，光转化结构包括对应红色、绿色子像素单元的色光转换层、色光滤光层，从量子点发光器件发出的色光经过色光转换层、色光滤光层获得与红色、绿色子像素色光对应的色光。
具体地，如图1所示，蓝色量子点发光器件包括阴极20、电子注入层19、蓝色量子点层18、空穴注入层17、阳极15；所述阳极15与所述薄膜晶体管的漏极7电连接。其中，蓝色量子点发光器件包括在对应蓝色子像素单元的透明平坦化层14或对应红色、绿色子像素单元的透明平坦化层上依次设置的阳极15、空穴注入层17、蓝色量子点层18、电子注入层19、阴极20。其中，蓝色量子点层18为同层一体设置，也就是说蓝色量子点层18是将含有蓝色量子点混合物涂覆于空穴注入层17上获得的，不需要对量子点层进行图案化处理。
具体地，所述的蓝色量子点层18的厚度为10-100nm，该厚度可以根据转换效率和工艺能力确定。
蓝色量子点层18采用的蓝色量子点材料的粒径为1-10nm；所述蓝色量子点材料为可以采用镉系量子点材料。具体的，蓝色量子点材料可以为CdS或CdSn。
具体地，蓝色子像素单元包括与量子点发光器件对应的靠近衬底基板1的一侧的透明平坦化层；由于量子点发光器件的量子点层采用蓝色量子点材料，蓝色子像素单元的色光波长与蓝色量子点材料发光的波长相等，因此只需制作成透明层即可，使蓝色量子点材料发出的光透射出即可，具体的可以是采用透明树脂制作的，例如，透明的环氧类树脂。
如图1所示，绿色子像素单元的光转化结构包括绿色转换层12、绿色滤光层11；绿色转换层12相对于绿色滤光层11更靠近量子点发光器件，这样从量子点发光器件发出的蓝色光经过绿色转换层12转化为绿光、绿光和部分杂色光(例如，少量未转化的蓝光)经过绿色滤光层11获得绿光。优选的，所述绿色转换层12的材料包括SrGa2S4或YAG:Ce，应当理解的是，也可以选用现有技术中其它的绿色转换材料。
如图1所示，红色子像素单元的光转化结构包括红色转换层10、红色滤光层9。红色转换层10相对于红色滤光层9更靠近量子点发光器件，这样从量子点发光器件发出的蓝色光经过红色转换层10转化为红光、红光和部分杂色光(例如，少量未转化的蓝光)经过红色滤光层9获得红光。优选的，所述红色转换层10的材料包括SrS:Eu、CaS:Eu或SrxCa1-xS:Eu，其中，0≤x≤1，应当理解的是，也可以选用现有技术中其它的红色转换材料。
需要说明的是，在红色转换层10和绿色转换层12靠近发光器件侧设有对应红色、绿色子像素单元的透明平坦化层14，用于调节各个子像素中光转化结构的高度。
优选的，上述的红色转换层10和绿色转换层12的厚度为1-10 um。可根据具体的应用场景选择。
进一步优选的，所述红色转换层10和绿色转换层12的厚度为2-8um。可根据具体的应用场景选择。
优选的，所述绿色滤光层11和红色滤光层9的厚度为1-5um。
薄膜晶体管的结构为现有技术范畴，典型地，如图1所示，薄膜晶体管包括在衬底基板1上依次设置的栅极2，第一绝缘层3，有源层4，第二绝缘层5，源极6，漏极7，第一平坦化层8。应当理解的是，上述薄膜晶体管也可以采用现有技术中其它的结构。
实施例2
本实施例提供一种上述显示基板的制作方法，包括以下步骤：
在形成有薄膜晶体管阵列的衬底基板上形成与第一类子像素单元对应的光转化结构；
在形成该光转化结构的衬底基板上形成量子点发光器件，所述量子点发光器件包括对应多个子像素单元的同层一体形成的量子点层；
其中，所述第一类子像素单元为色光波长大于量子点发光层的色光波长的子像素单元；所述光转化结构用于将所述量子点发光器件的色光转化为各所述第一类子像素单元对应的色光。
具体地，
1.首先在衬底基板1上形成薄膜晶体管结构，如图1所示，通过构图工艺依次形成栅极2，第一绝缘层3，有源层4，第二绝缘层5，源极6，漏极7，第一平坦化层8，制作薄膜晶体管为现有技术范畴在此不再一一赘述。
2.在第一平坦化层8上通过构图工艺在红色子像素单元的对应的位置形成红色滤光层9；在绿色子像素单元的对应的位置形成绿色滤光层11；优选的，所述绿色滤光层11和红色滤光层9的厚度为1-5um。应当理解的，上述绿色滤光层11和红色滤光层9的制作和材料的选取为现有技术范畴，在此不再一一赘述。
3.在红色滤光层9上通过构图工艺形成红色转换层10；在绿色滤光层11上形成绿色转换层12；优选的，上述的红色转换层10和绿色转换层12的厚度为1-10 um；进一步优选的，所述红色转换层10和绿色转换层12的厚度为2-8um；优选的，所述绿色转换层12的材料包括SrGa2S4或YAG:Ce；所述红色转换层10的材料包括SrS:Eu、CaS:Eu或SrxCa1-xS:Eu，其中，0≤x≤1。
应当理解的，上述绿色滤光层11和红色滤光层9的制作为现有技术范畴，在此不再一一赘述。绿色滤光层11和红色滤光层9的材料也可以采用现有技术中其它类型的材料。
4.第一平坦化层8上通过构图工艺蓝色子像素单元对应的位置形成对应蓝色子像素单元的透明平坦化层13，例如，环氧类透明树脂；
在红色转换层10和绿色转换层12上通过构图工艺形成对应红色、绿色子像素单元的透明平坦化层14，其厚度用于调节各子像素单元中光转换结构的高度。
5.在第一透明层和第二透明层上制备通过构图工艺制备阳极15；所述的阳极15与薄膜晶体管的漏极7相连，用以使薄膜晶体管控制阳极15带电。阳极15制作为现有技术范畴，在此不再一一赘述。
6.通过构图工艺形成像素界定层16，其中，像素界定层16的制作为现有技术范畴，在此不再一一赘述。
7.在阳极15上依次整层制作空穴注入层17、蓝色量子点层18、电子注入层19、阴极20，需要说明的是，蓝色量子点层18可以采用旋涂的方法整层涂覆获得。所述的蓝色量子点层18的厚度为10-100nm；所述的蓝色量子点层18采用的蓝色量子点材料的粒径为1-10nm；所述蓝色量子点材料为CdS或CdSn。
其它功能层的可以采用蒸镀的方法制备，在此不再一一赘述。
可选地，可继续制作第二平坦化层21，并封装盖板22。获得如图1所示的显示基板。
实施例3
本实施例提供一种显示装置，该显示装置包括上述的显示基板。
显示基板和显示装置中由于量子点发光器件采用同一种量子点材料，且量子点发光器件的量子点层采用同层一体设置，不需要将该量子点层图案化；同时，避免了现有技术中采用不同的量子点材料产生颜色偏移的问题。
本发明所提供的显示装置可以用于电视、手机、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
Claims (13)
1.一种显示基板，包括衬底基板和形成于所述衬底基板上的多个像素单元，所述的每个像素单元包括多个子像素单元；
其特征在于，在所述各子像素单元包括远离衬底基板一侧的量子点发光器件；
所述量子点发光器件包括量子点发光层，多个所述子像素单元对应的所述量子点发光层同层一体设置；
所述子像素单元包括色光波长大于量子点发光层的色光波长的第一类子像素单元；
所述第一类子像素单元包括与量子点发光器件对应的靠近衬底基板一侧的光转化结构，所述光转化结构用于将量子点发光器件发出的色光转化为各所述第一类子像素单元对应的色光。
2.根据权利要求1所述的显示基板，其特征在于，所述子像素单元还包括色光波长等于量子点发光层的色光波长的第二类子像素单元。
3.根据权利要求2所述的显示基板，其特征在于，所述第一类子像素单元和第二类子像素单元包括设置与所述量子点发光器件对应的靠近衬底基板一侧的透明平坦化层。
4.根据权利要求1所述的显示基板，其特征在于，所述的光转化结构包括对应所述第一类子像素单元色光的色光转换层、色光滤光层，用于将量子点发光器件发出的色光经过所述色光转换层、所述色光滤光层后转化成与所述第一类子像素单元色光对应的色光。
5.根据权利要求1所述的显示基板，其特征在于，所述各子像素单元包括像素界定区域和位于所述像素界定区域之间的透光区域；
与所述各子像素单元的像素界定区域对应的靠近衬底基板一侧包括薄膜晶体管，所述薄膜晶体管用于各子像素单元的控制量子点发光器件发光。
6.根据权利要求5所述的显示基板，其特征在于，所述的量子点发光器件为蓝色量子点发光器件；所述蓝色量子点发光器件包括阴极、电子注入层、蓝色量子点层、空穴注入层、阳极；所述的阳极与所述薄膜晶体管的漏极电连接。
7.根据权利要求2所述的显示基板，其特征在于，所述的第二类子像素单元为蓝色子像素单元、第一类子像素单元包括绿色子像素单元和红色子像素单元。
8.根据权利要求7所述的显示基板，其特征在于，所述蓝色子像素单元包括与量子点发光器件对应的靠近衬底基板一侧的透明平坦化层；所述绿色子像素单元的光转化结构包括绿色转换层、绿色滤光层；所述红色子像素单元的光转化结构包括红色转换层、红色滤光层。
9.根据权利要求6所述的显示基板，其特征在于，所述的蓝色量子点层的厚度为10-100nm；所述的蓝色量子点层采用的蓝色量子点材料的粒径为1-10nm；所述蓝色量子点材料包括CdS或CdSn。
10.根据权利要求8所述的显示基板，其特征在于，所述红色转换层的材料包括SrS:Eu、CaS:Eu或SrxCa1-xS:Eu，其中，0≤x≤1；所述绿色转换层的材料包括SrGa2S4或YAG:Ce。
11.根据权利要求8所述的显示基板，其特征在于，所述红色转换层和绿色转换层的厚度为1-10 um。
12.一种显示基板的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
在形成有薄膜晶体管阵列的衬底基板上形成与第一类子像素单元对应的光转化结构；
在形成该光转化结构的衬底基板上形成量子点发光器件，所述量子点发光器件包括对应多个子像素单元的同层一体形成的量子点层；
其中，所述第一类子像素单元为色光波长大于量子点发光层的色光波长的子像素单元；
所述光转化结构用于将所述量子点发光器件的色光转化为各所述第一类子像素单元对应的色光。
13.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求1-11任一项所述的显示基板。
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