CN106783906A - 显示面板用基板制作方法及Mn掺杂ZnS量子点的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种显示面板用基板的制作方法，包括：准备透明衬底；在所述透明衬底上形成Mn掺杂ZnS量子点发光体的色阻层。通过实施本发明，采用Mn掺杂ZnS量子点发光体，形成耐高温的量子点色阻层，降低了基板在烘烤制程中高温造成荧光淬灭的可能性。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域，特别是涉及显示面板用基板的制作方法及Mn掺杂ZnS量子点的制备方法。
背景技术
目前量子点技术应用在液晶显示面板上，主要分为背光源采用量子点发光和背光源加量子点彩膜层两种方式。用量子点作为背光源技术中，量子点长期靠近发热的光源，长期的高温环境易导致量子点荧光寿命缩短；而背光源加量子点彩膜层技术，难以将量子点彩膜与Array基板精确对准，易出现对准偏移造成漏光和良率下降的情况。
目前COA技术将量子点直接集成到Array基板上，这样即可解决以上问题。然而现有技术中，采用电化学沉积量子点彩膜的方法增加了工艺难度且需要增加额外的设备，难以实现经济化应用；也有在量子点彩膜上增加一层有机光阻增加发光效率的方法，这增加了制程与工艺，造成生产成本增高。同时，如若采用简单的制程，则在烘烤制程中由于温度较高容易导致荧光淬灭效应。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种显示面板用基板的制作方法及色阻用量子点的制备方法，能够形成耐高温的量子点色阻层，以降低烘烤制程中高温造成荧光淬灭的可能性。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：提供一种显示面板用基板的制作方法，包括：准备透明衬底；在所述透明衬底上形成Mn掺杂ZnS量子点发光体的色阻层。
进一步地，包括：在所述透明衬底上形成薄膜晶体管层。
进一步地，包括：所述在所述透明衬底上形成薄膜晶体管层包括：在衬底上依次形成第一金属层、栅绝缘层、有源层、欧姆接触层、第二金属层以及第一钝化层。
进一步地，包括：在所述第一钝化层上形成黑矩阵；将红色、绿色、蓝色、黄色以及白色光敏分散液按照预定的颜色组合和/或预定的颜色排列设置于所述黑矩阵所定义的像素区域中，形成所述色阻层；依次在所述色阻层上形成第二钝化层和像素电极层。
其中，所述将红色、绿色、蓝色、黄色或白色光敏分散液按照预定的颜色组合和/或预定的颜色排列设置于所述黑矩阵所定义的像素区域中，形成色阻层之前，包括：分别制备红色、绿色、蓝色、黄色的所述Mn掺杂ZnS量子点；利用所述红色、绿色、蓝色、黄色的所述Mn掺杂ZnS量子点配制所述红色、绿色、蓝色、黄色光敏分散液；以及，配制所述白色光敏分散液。
为解决上述技术问题，本发明又采用的技术方案是：提供一种用于制作色阻的Mn掺杂ZnS量子点发光体的制备方法，获得游离的锰离子溶液；加热所述锰离子溶液至第一温度之上；在所述加热的所述锰离子溶液中加入硫前驱体溶液并降温；进一步加入锌前驱体溶液，并升温至第二温度之上，以得到红色、绿色、蓝色、黄色的Mn掺杂ZnS量子点。
进一步地，包括：对所述红色、绿色、蓝色、黄色的Mn掺杂ZnS量子点进行纯化处理。
其中，在保证Zn、Mn、S三种元素的摩尔比不变的情况下，分别控制所述游离的锰离子溶液、硫前驱体溶液以及锌前驱体溶液的加入浓度的大小和/或反应时间的长短，进而制得不同颜色的量子点。
其中，所述Zn、Mn、S三种元素的摩尔比为1：1：1。
其中，所述红色、绿色、蓝色、黄色的Mn掺杂ZnS量子点的发光波长分别为630nm、520nm、460nm、570nm。
本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明通过采用Mn掺杂ZnS量子点发光体，具有耐高温性能，从而在基板的烘烤制程中降低高温导致荧光淬灭的可能性，提升量子点的发光质量，进而提升显示面板的显示效果。
附图说明
图1是本发明显示面板用基板的制作方法第一实施例的流程示意图；
图2是本发明显示面板用基板的制作方法第二实施例的流程示意图；
图3是本发明显示面板用基板的制作方法第二实施例中步骤S240之前进一步包括的流程示意图；
图4至图9是本发明显示面板用基板的制作方法第二实施例的制程示意图；
图10是本发明用于制作色阻的Mn掺杂ZnS量子点发光体的制备方法一实施例的流程示意图。
具体实施方式
请参阅图1，本发明显示面板用基板的制作方法第一实施例，包括：
S110，准备透明衬底；
其中，透明衬底具体可以是玻璃、透明硅片或者透明塑料等中的至少一种。
S120，在透明衬底上形成Mn掺杂ZnS量子点发光体的色阻层。
具体地，通过旋涂将Mn掺杂ZnS量子点发光体稀溶液涂布在透明衬底上，装有透明衬底的旋转机开始由慢到快旋转，用离心力将底板上的溶液涂布成厚度从微米到纳米的薄膜；然后进行曝光、显影、洗涤、烘烤等制程形成上述色阻层。在一些应用场景中，也可以通过电化学沉积等方式将量子点发光体设置在透明衬底上。
其中，Mn掺杂ZnS量子点发光体具有耐高温的性能，使用该种量子点发光体形成的色阻层能够抵抗烘烤制程中的高温，以降低高温导致的荧光淬灭效应出现的几率，进而提高显示面板的成像质量、显示效果等。同时，该量子点发光体不含镉，有效降低了金属毒性及对环境的污染。
请参阅图2至图9，本发明显示面板用基板的制作方法第二实施例，包括：
S210，准备透明衬底41；
S220，在透明衬底41上形成薄膜晶体管层42。
具体地，在透明衬底41上形成薄膜晶体管层42包括：在透明衬底上依次形成第一金属层、栅绝缘层、有源层、欧姆接触层、第二金属层以及第一钝化层。
其中，第一金属层即栅极层，具体地，在透明衬底41上通过金属溅射沉积，再进行光刻胶涂覆、曝光、显影、蚀刻以及光刻胶剥离等工艺以形成预定图案的第一金属层，即栅极层。第一金属层具体可以为单金属层或复合金属层，如Cr、Mo、Mo/Al、Mo/Ti、Cu等。
栅绝缘层具体是在形成的第一金属层上进一步通过化学气相沉积以及黄光蚀刻工艺形成。其中，栅绝缘层主要由氮化硅、氧化硅等其中至少一种组成，当然在其它应用场景中也可以由其它绝缘物质组成。
有源层即金属氧化物半导体层，其形成方法与第一金属电极层22相似。该层主要含有铟氧化物、锌氧化物、锡氧化物、镓氧化物中的至少一种，在本实施例中为铟镓锌氧化物半导体层。
欧姆接触层即在有源层与第二金属层之间，该层电阻值远小于半导体本身的电阻，使得组件操作时大部分的电压降在活动区而不在第二金属层与有源层的接触面。具体可以通过在半导体表面层进行高掺杂或者引入大量复合中心形成。
在形成方式上，第二金属层与第一金属层相似，第一钝化层与栅绝缘层相似，具体如上，此处不再赘述。
容易理解地，在其它应用场景中，第一金属层、栅绝缘层、有源层、欧姆接触层、第二金属层以及第一钝化层也可以采用其它形成方法，例如通过喷涂的方式等，所采用的原材料也可以是其它物质，此处不做限定。
可选地，进一步包括：
S230，在第一钝化层上形成黑矩阵43；
黑矩阵43是沉积在色阻图案之间的不透光部分，基本功能是遮光，目的是提高对比度，避免相连色层混色，增加颜色的纯度。黑矩阵43可通过溅射铬层，然后光刻出所需图案的方法形成，也可采用含有黑色染料的树脂光刻胶，用光刻法制备等。
S240，将红色、绿色、蓝色、黄色以及白色光敏分散液按照预定的颜色组合和/或预定的颜色排列设置于黑矩阵43所定义的像素区域中，形成色阻层44；
预定的颜色组合为红、绿、蓝组合，红、绿、蓝、黄组合，红、绿、蓝、白组合，以及红、绿、蓝、黄、白组合等中的至少一种。
预定的颜色排列为将预定的颜色组合按不同顺序的排列。如红、绿、蓝组合所具有的颜色排列为红绿蓝、绿红蓝、蓝绿红等中的至少一种。
具体地，通过旋涂将要涂布的红色、绿色、蓝色、黄色以及白色光敏分散液涂布在透明衬底41上，装有透明衬底41的旋转机开始由慢到快旋转，用离心力将底板上的光敏分散液涂布成厚度从微米到纳米的薄膜；然后进行曝光、显影、洗涤、烘烤等制程形成上述色阻层。在一些应用场景中，也可以通过电化学沉积等方式将量子点发光体设置在透明衬底41上。
S250，依次在色阻层44上形成第二钝化层45和像素电极层46。
第二钝化层45形成方法与栅绝缘层的形成方法类似，此处不在赘述。
像素电极层46可由ITO制成，通常利用磁控溅射的方法镀上一层氧化铟锡膜。当然，在其它应用场景中也可以由其它物质制成。
进一步参阅图3，可选地，在步骤S240之前，进一步包括：
S310，分别制备红色、绿色、蓝色、黄色的Mn掺杂ZnS量子点；
本实施例中，采用化学方法，通过在游离的锰离子中加入硫前驱体和锌前驱体，制备锰掺杂ZnS的耐高温无镉量子点。当然在其它场景中也可以通过其它方法，制备含有其它成分的耐高温无镉量子点。
S320，利用红色、绿色、蓝色、黄色的Mn掺杂ZnS量子点配制红色、绿色、蓝色、黄色光敏分散液；以及，配制白色光敏分散液。
通常红色、绿色、蓝色、黄色光敏分散液分别由红色、绿色、蓝色、黄色的量子点配制而成。以红色量子点光敏分散液为例，在室温下，将一定的红色Mn掺杂ZnS量子点与分散剂混合均匀，对量子点的表面进行处理，使其稳定分散。其中，不对分散剂的种类进行限定。然后再与树脂、单体、光引发剂及添加剂一起分散并溶解在溶剂中，进而形成红色光敏分散液。其中溶剂通常为有机溶剂。在一些应用场景中，也可以将量子点与其它成分的溶解在一起，形成光敏分散液，溶剂可以为有机溶剂或者水等，只要能够溶解量子点以及其它成分的混合物即可。
在一些应用场景中，一种颜色的量子点光敏分散液也可以由其他几种颜色的量子点配制而成，具体根据需要而定，此处不作限定。
通常，白色光敏分散液为不加量子点的空白光敏分散液。在一个应用场景中，白色光敏分散液为由红、绿、蓝、黄的量子点中的至少三种种共同配制而成。
通过上述方法，在薄膜晶体管上制作色阻层，以使得量子点彩膜与像素区精准对位，进而避免了因对位偏移而造成漏光和良率下降的情况。同时在采用的量子点光敏分散液为耐高温无镉的光敏分散液，大大降低了在基板的烘烤制程中因高温而导致的荧光淬灭效应出现的几率，同时，无镉量子点的采用降低了对环境的污染。
请参阅图10，本发明用于制作色阻的Mn掺杂ZnS量子点发光体的制备方法一实施例，包括：
S510，获得游离的锰离子溶液；
在本实施例中，游离的锰离子溶液可通过将硬脂酸锰溶解于十八烯中得到，具体为将十八烯与硬脂酸锰依次装入三颈瓶中混合、溶解。在其它实施例中也可以将其它含锰的离子型化合物溶解在其它的溶剂当中，通常为有机溶剂，也可以根据情况采用水，同时，反应器也不限于采用三颈瓶。
S520，加热锰离子溶液至第一温度之上；
具体地，将获得的游离的锰离子溶液在氩气氛围下进行搅拌，并加热到110℃，并保温15分钟。
其中，对溶液进行搅拌是通过搅拌器进行的，如磁力搅拌器等。氩气氛围则是通过将氩气管与三颈瓶的一个口连接，向三颈瓶中通氩气形成。同时，对溶液进行加热与保温是通过将三颈瓶放入油浴锅中，对油浴进行加热与保温实现的，具体地，油浴为硅油浴。并且在三颈瓶中放置温度计，对三颈瓶内溶液的温度进行实时测量。
当然，在其它应用场景中，加热的温度并不限定在110℃，保温的时间也不限于15分钟。同时，也可通过其它方式对反应物进行加热，或者采用其它油浴等。
S530，在加热的锰离子溶液中加入硫前驱体溶液并降温；
在110℃保温15分钟后，通过控制硅油浴锅中硅油的温度将三颈瓶中溶液温度升高到270℃。然后向三颈瓶中快速注入硫前驱体溶液，此时能够观察到，反应物变成淡黄色，这说明形成了MnS核。再将反应温度迅速降至170℃，以获得单个分散的、小的MnS核。
其中，硫前驱体溶液具体可以通过将硫单质溶解在有机溶剂中形成。
快速降温可通过将三颈瓶从油浴锅中取出放置在空气中的方式，也可通过其它方式，例如将其放在冰水中进行急速降温等。
S540，进一步加入锌前驱体溶液，并升温至第二温度之上，以得到红色、绿色、蓝色、黄色的Mn掺杂ZnS量子点。
具体地，当温度迅速降低至170℃后，加入事先配制好的锌前驱体溶液的一部分，并将反应物的温度升高至260℃，保持15分钟，主要用于进行ZnS壳层包覆。然后再在260℃下将剩余的锌前驱体溶液分两次注入三颈瓶中，进行反应，其中，两次注入中间的时间间隔为15分钟。然后观察量子点的生长情况，具体通过取样观察的方法进行。
其中，不同颜色的Mn掺杂ZnS量子点主要是通过在保持Mn、S、Zn的摩尔比不变的情况下，通过改变三种元素的浓度和/或反应时间来制备出不同颜色的量子点，也就是说，量子点的颜色是受元素浓度和反应时间共同影响的。其中，改变三种元素的浓度是通过控制游离的锰离子溶液、硫前驱体溶液以及锌前驱体溶液的浓度进行改变的。在一个应用场景中，Mn、S、Zn的摩尔比为1：1：1，但并不做限定。
同时，本实施例中锌前驱体溶液为游离的二价锌离子溶液。
可选地，进一步包括：
S550，对红色、绿色、蓝色、黄色的Mn掺杂ZnS量子点进行纯化处理。
通过取样观察，在完成量子点粒子的生长之后，将反应温度降低至60℃。然后将反应物取出放置在一个容器当中，例如烧杯等，并注入一定量的甲苯，进行搅拌，再注入一定量的甲醇，进行离心，具体可放置在离心机上进行离心，使得反应生成的量子点粒子发生沉降，从而达到量子点粒子与反应物分离的目的。通常使用的离心机可为低速离心机、高速离心机、超速离心机等，根据需要进行选择。离心结束后，将发生沉降的量子点粒子与液体进行分离，具体可采用过滤的方式进行分离，当然在其它应用场景中也可以采用其它方式进行，此处不做限定。需要指出的是，为了保证所得样品的纯度，可进行多次离心纯化，本实施例中对产物进行三次离心纯化，最终得到所需要的纯净的Mn掺杂ZnS量子点。
其中，红色、绿色、蓝色、黄色的Mn掺杂ZnS量子点的发光波长分别为630nm、520nm、460nm、570nm。
如上，本实施例中所说的反应温度、和反应时间等并不限定于具体的某一个温度点与时间段，可根据具体情况做适当的改变。
通过此种方法制备得到的量子点，具有耐高温的性能，能够在一定程度上避免量子点发光体在高温下的荧光淬灭现象的发生。同时该种量子点不含重金属能有毒物质，大大得降低了对环境的污染。
以上仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种显示面板用基板的制作方法，其特征在于，包括：
准备透明衬底；
在所述透明衬底上形成Mn掺杂ZnS量子点发光体的色阻层。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：
在所述透明衬底上形成薄膜晶体管层。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述在所述透明衬底上形成薄膜晶体管层包括：
在衬底上依次形成第一金属层、栅绝缘层、有源层、欧姆接触层、第二金属层以及第一钝化层。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，进一步包括：
在所述第一钝化层上形成黑矩阵；
将红色、绿色、蓝色、黄色以及白色光敏分散液按照预定的颜色组合和/或预定的颜色排列设置于所述黑矩阵所定义的像素区域中，形成所述色阻层；
依次在所述色阻层上形成第二钝化层和像素电极层。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，
所述将红色、绿色、蓝色、黄色或白色光敏分散液按照预定的颜色组合和/或预定的颜色排列设置于所述黑矩阵所定义的像素区域中，形成色阻层之前，包括：
分别制备红色、绿色、蓝色、黄色的所述Mn掺杂ZnS量子点；
利用所述红色、绿色、蓝色、黄色的所述Mn掺杂ZnS量子点配制所述红色、绿色、蓝色、黄色光敏分散液；
以及，配制所述白色光敏分散液。
6.一种用于制作色阻的Mn掺杂ZnS量子点发光体的制备方法，其特征在于，
获得游离的锰离子溶液；
加热所述锰离子溶液至第一温度之上；
在所述加热的所述锰离子溶液中加入硫前驱体溶液并降温；
进一步加入锌前驱体溶液，并升温至第二温度之上，以得到红色、绿色、蓝色、黄色的Mn掺杂ZnS量子点。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，进一步包括：
对所述红色、绿色、蓝色、黄色的Mn掺杂ZnS量子点进行纯化处理。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，
在保证Zn、Mn、S三种元素的摩尔比不变的情况下，分别控制所述游离的锰离子溶液、硫前驱体溶液以及锌前驱体溶液的加入浓度的大小和/或反应时间的长短，进而制得不同颜色的量子点。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，
所述Zn、Mn、S三种元素的摩尔比为1：1：1。
10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，
所述红色、绿色、蓝色、黄色的Mn掺杂ZnS量子点的发光波长分别为630nm、520nm、460nm、570nm。
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