CN110416280B - 显示基板及其制备方法、显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供了一种显示基板及其制备方法、显示装置，该显示基板包括衬底基板，所述衬底基板之上设有像素界定层，所述像素界定层之间形成有用于容纳像素墨水的像素区，所述像素界定层之上设置有用于将光能转换成热能的光热转换层；以保证像素墨水成膜后厚度均匀，避免出现咖啡环效应。

Description

显示基板及其制备方法、显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，具体涉及一种显示基板及其制备方法、显示装置。
背景技术
有机电致发光器件(Organic Light-Emitting Diode，简称：OLED)相对于液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)具有自发光、反应快、视角广、亮度高、色彩艳、轻薄等优点，被认为是下一代显示技术。
OLED的成膜方式主要包括蒸镀制程或溶液制程。蒸镀制程在小尺寸应用较为成熟，目前该技术已经应用于量产中。而溶液制程OLED成膜方式主要有喷墨打印、喷嘴涂覆、旋涂、丝网印刷等，其中喷墨打印技术由于其材料利用率较高、可以实现大尺寸化，被认为是大尺寸OLED实现量产的重要方式。
现有技术的利用喷墨打印技术形成有机发光二极管中的有机功能层需要预先在基底上制作像素界定层，像素界定层之间形成像素区，并且使像素墨水滴入指定的像素区内，以形成像素薄膜。像素薄膜的形成包括液滴下落、铺展、干燥的过程，在液滴下落至像素区后加热蒸发过程中，靠近像素界定层边缘的像素墨水的饱和蒸气压较小，导致靠近像素界定层边缘的像素墨水的溶剂蒸发速率较快，最终溶质不断在像素界定层边缘处堆积，导致亚像素区域周边部位的功能膜层的厚度较大，中间部位的功能膜层的厚度较小的咖啡环效应，使像素墨水的成膜厚度不均匀，对显示器件的寿命和显示效果有较大影响。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题是，提供一种显示基板及其制备方法、显示装置，保证像素墨水成膜后的厚度均匀，避免出现咖啡环效应。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种显示基板，包括衬底基板，所述衬底基板之上设有像素界定层，所述像素界定层之间形成有用于容纳像素墨水的像素区，所述像素界定层之上设置有用于将光能转换成热能的光热转换层。
可选地，所述光热转换层的材料包括将不可见光线转换成热能的光热转换纳米颗粒。
可选地，所述光热转换层的材料还包括疏水性材料。
可选地，所述不可见光线包括红外光。
可选地，所述光热转换层的材料包括核壳纳米颗粒，所述核壳纳米颗粒包括光热转换材料内核以及包裹于所述光热转换材料内核外表面的疏水性材料外壳。
可选地，所述光热转换材料内核采用硫化铜，所述疏水性材料外壳采用纤维素。
可选地，所述光热转换材料内核采用硫化铜，所述疏水性材料外壳采用聚乙烯。
本发明实施例还提供了一种显示装置，包括前述的显示基板。
本发明实施例还提供了一种显示基板的制备方法，包括：
在衬底基板之上形成像素界定层，所述像素界定层之间形成有用于容纳像素墨水的像素区；
在所述像素界定层之上形成用于将光能转换成热能的光热转换层。
可选地，在所述像素界定层之上形成用于将光能转换成热能的光热转换层之后，还包括：
向上述像素区内滴入像素墨水；
对所述像素墨水进行加热，并通过光线照射上述光热转换层，使所述像素墨水形成像素薄膜。
本发明提供了一种显示基板及其制备方法、显示装置，通过在像素界定层之上设置光热转换层，在像素墨水干燥过程中，对光热转换层进行光照，使光热转换层将照射其上的光能转换成热能，以提高靠近像素界定层边缘部分的像素墨水的温度，从而保证靠近像素界定层边缘部分的像素墨水的溶剂蒸发速率与位于像素区中间部分的像素墨水的溶剂蒸发速率一致，使像素区内的像素墨水成膜后厚度一致均匀，避免出现咖啡环效应，从而提升了显示器件的分辨率。
当然，实施本发明的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。本发明的其它特征和优点将在随后的说明书实施例中阐述，并且，部分地从说明书实施例中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明实施例的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。附图中各部件的形状和大小不反映真实比例，目的只是示意说明本发明内容。
图1为现有显示基板中像素墨水成膜后的剖视图；
图2为本发明实施例显示基板中像素墨水成膜后的剖视图；
图3为本发明实施例显示基板中光热转换层将光能转换成热能的原理示意图。
图4为本发明实施例显示基板中核壳纳米颗粒的结构示意图；
图5为本发明实施例显示基板的制备方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
图1为现有显示基板中像素墨水成膜后的剖视图。如图1所示，现有显示基板包括衬底基板10，所述衬底基板10之上设有像素界定层11，所述像素界定层11之间形成有用于容纳像素墨水的像素区12，通过喷墨打印工艺在像素区12之上形成像素薄膜13。像素薄膜13的形成包括液滴下落、铺展、干燥的过程，在液滴下落至像素区12后加热蒸发过程中，靠近像素界定层11边缘的像素墨水的饱和蒸气压较小，导致靠近像素界定层11边缘的像素墨水的溶剂蒸发速率较快，最终使像素墨水的溶质不断在像素界定层11边缘处堆积，导致像素区12周边部位的像素薄膜13的厚度较大，即靠近像素界定层11边缘的像素薄膜13的厚度较大；像素区12中间部位的像素薄膜13的厚度较小的现象，这种现象为咖啡环效应，使像素薄膜13的厚度不均匀，对显示器件的寿命和显示效果有较大影响。
为了解决现有技术中像素墨水干燥成膜后出现咖啡环效应等问题，本发明实施例提供一种显示基板，包括衬底基板，所述衬底基板之上设有像素界定层，所述像素界定层之间形成有用于容纳像素墨水的像素区，所述像素界定层之上设置有用于将光能转换成热能的光热转换层。
本发明实施例提供的显示基板，通过在像素界定层之上设置光热转换层，在像素墨水干燥过程中，对光热转换层进行光照，使光热转换层将照射其上的光能转换成热能，以提高靠近像素界定层边缘部分的像素墨水的温度，从而保证靠近像素界定层边缘部分的像素墨水的溶剂蒸发速率与位于像素区中间部分的像素墨水的溶剂蒸发速率一致，使像素区内的像素墨水干燥成膜后的厚度一致，避免出现咖啡环效应，从而提升了显示器件的分辨率。
下面通过具体实施例详细说明本发明实施例的技术方案。
第一实施例
图2为本发明实施例显示基板中像素墨水成膜后的剖视图。如图2所示，本发明实施例显示基板包括衬底基板10，衬底基板10之上设有像素界定层11，像素界定层11之间形成有用于容纳像素墨水的像素区12，像素界定层11之上设置有用于将光能转换成热能的光热转换层14。
如图2所示，本实施例显示基板在像素区12内滴入像素墨水，然后对像素区12内的像素墨水进行加热，同时，通过光线对像素界定层11之上的光热转换层14进行照射，光热转换层14将照射其上的光能转换成热能，并利用光能转换形成的热能对靠近像素界定层11边缘部分的像素墨水进行加热，以提高该处的像素墨水的温度，从而保证靠近像素界定层11边缘部分的像素墨水的溶剂蒸发速率与位于像素区12中间部分的像素墨水的溶剂蒸发速率一致，使像素区12内的像素墨水形成像素薄膜13后，像素薄膜13的厚度均匀一致，避免出现咖啡环效应，保证了显示器件的显示效果。
实施例中，光热转换层的材料包括将不可见光线转换成热能的光热转换纳米颗粒，光热转换层通过将不可见光线转换成热能，以对靠近像素界定层边缘部分的像素墨水进行加热。比如，不可见光线为红外光，即光热转换层的材料包括将红外光转换成热能的光热转换纳米颗粒。其中，光热转换纳米颗粒可以采取硫化铜纳米颗粒。在将像素墨水进行干燥加热时，对光热转换层照射红外光，使光热转换层中的光热转换纳米颗粒将红外光转换成热能，以对靠近像素界定层边缘部分的像素墨水进行加热，提高该处的像素墨水的温度。
在一些实施例中，光热转换层的材料也可以采用将可见光线转换成热能的光热转换纳米颗粒，比如，光热转换层的材料采用将红光、蓝光和绿光中的至少一种可见光转换成热能的光热转换纳米颗粒，本发明在此不再赘述。
图3为本发明实施例显示基板中光热转换层将光能转换成热能的原理示意图。以光热转换层的材料为硫化铜纳米颗粒，照射光为红外光为例，对光热转换层将光能转换成热能的过程进行说明。如图3所示，光热转换层将光能转换成热能的过程如下：在像素区内像素墨水的溶剂蒸发干燥过程中，通过使用红外光照射光热转换层，光热转换层中的硫化铜纳米颗粒在红外光及近红外光范围内具有等离子体共振吸收，此外，铜空位的增加，可以增强空位的自由载流子吸收，从而达到良好的光吸收效果，进而增强整个硫化铜纳米颗粒的光吸收。硫化铜纳米颗粒吸收入射的红外光，使其表面温度升高到像素墨水溶剂的沸点之上。其中，像素墨水的溶剂可以为二甲基乙酰胺(DMA)、邻二氯苯(ODCB)、1,3-二氯苯(MDCB)、对二甲苯(P-XY)或水等溶剂。该温度升高的硫化铜纳米颗粒作为一个沸腾的成核点，对其表面附近的像素墨水溶剂加热，产生蒸汽；然后该硫化铜纳米颗粒逐渐移动到液体-空气的界面，将蒸汽释放，从而使靠近像素界定层边缘部分的像素墨水的饱和蒸气压升高，与位于像素区中间部分的像素墨水的饱和蒸气压相同；最后，位于像素区中间部分的像素墨水补充温度升高的硫化铜纳米颗粒表面被蒸发的溶剂，整个过程一直重复。从而保证靠近像素界定层边缘部分的像素墨水的溶剂蒸发速率与位于像素区中间部分的像素墨水的溶剂蒸发速率一致，使像素区内的像素墨水形成像素薄膜后，像素薄膜的厚度均匀一致，避免出现咖啡环效应。
实施例中，光热转换层的材料还包括疏水性材料。比如，疏水性材料可以采取纤维素纳米颗粒和聚乙烯纳米颗粒中的至少一种。光热转换层通过疏水性材料使光热转换层形成疏水界面，使误喷到像素界定层外侧的像素墨水，因光热转换层的疏水性，会自动滑落到像素区中，而不会在像素界定层上遗留，避免串色现象的发生；并且疏水性材料可以使光热转换材料分散均匀。本实施例的显示基板通过控制光热转换层中疏水性材料与光热转换纳米颗粒的掺杂比例来控制像素限定层的光热转换效率，从而保证靠近像素界定层边缘部分的像素墨水的溶剂蒸发速率与位于像素区中间部分的像素墨水的溶剂蒸发速率一致。比如，本发明实施例中疏水性材料与光热转换纳米颗粒中的质量百分比为0.5:1～0.5:2。
本实施例的显示基板通过光热转换层能够保证像素墨水成膜后厚度均匀一致，避免出现咖啡环效应；另外，通过在光热转换层内掺杂疏水性材料，使光热转换层形成疏水界面，以避免像素墨水遗留在像素界定层上，导致串色现象的发生。
第二实施例
图4为本发明实施例显示基板中核壳纳米颗粒的结构示意图。如图4所示，本实施例是前述第一实施例的一种扩展，本实施例显示基板中的光热转换层的材料包括核壳纳米颗粒15，核壳纳米颗粒15包括光热转换材料内核151以及包裹于光热转换材料内核151外表面的疏水性材料外壳152。
实施例中，不对光热转换材料内核的材料以及疏水性材料外壳的材料进行限定，只要光热转换材料内核的材料能够将光能转换成热能，疏水性材料外壳的材料使光热转换层形成疏水界面即可。比如，光热转换材料内核可以采用硫化铜，疏水性材料外壳可以采用纤维素；或者，光热转换材料内核可以采用硫化铜，疏水性材料外壳可以采用聚乙烯。
本发明实施例显示基板中的光热转换层的材料包括核壳纳米颗粒，通过核壳纳米颗粒中的光热转换材料内核将光能转换成热能，通过局部辅助光热反应，提高靠近像素界定层边缘部分的像素墨水的饱和蒸气压，从而保证靠近像素界定层边缘部分的像素墨水的溶剂蒸发速率与位于像素区中间部分的像素墨水的溶剂蒸发速率一致，避免出现咖啡环效应。同时，通过核壳纳米颗粒中的疏水性材料外壳使光热转换层形成疏水界面，使误喷到像素界定层外侧的像素墨水，因光热转换层的疏水性，会自动滑落到像素区中，而不会在像素界定层上遗留，避免串色现象的发生；并且疏水性材料外壳可以使核壳纳米颗粒分散均匀。
第三实施例
基于前述实施例的技术构思，本发明实施例还提供了一种显示基板的制备方法，以制备出前述实施例的显示基板。
图5为本发明实施例显示基板的制备方法的流程图。如图5所示，本发明实施例显示基板的制备方法包括：
1)在衬底基板之上形成像素界定层，所述像素界定层之间形成有用于容纳像素墨水的像素区；
2)在所述像素界定层之上形成用于将光能转换成热能的光热转换层；
3)向上述像素区内滴入像素墨水；
4)对上述像素区内的像素墨水进行加热，并通过光线照射上述光热转换层；使光热转换层将照射其上的光能转换成热能。
本发明实施例显示基板的制备方法通过光热转换层将照射其上的光能转换成热能，以提高靠近像素界定层边缘部分的像素墨水的温度，从而保证靠近像素界定层边缘部分的像素墨水的溶剂蒸发速率与位于像素区中间部分的像素墨水的溶剂蒸发速率一致，以使像素区内的像素墨水形成厚度均匀一致的像素薄膜。
其中，以光热转换层的材料为核壳纳米颗粒为例，对上述步骤2)在所述像素界定层之上形成用于将光能转换成热能的光热转换层的方法进行进一步说明。上述核壳纳米颗粒中的光热转换材料内核采用硫化铜，疏水性材料外壳采用纤维素。
上述步骤2)在所述像素界定层之上形成用于将光能转换成热能的光热转换层的方法，包括：
21)制备含有核壳纳米颗粒的溶液。制备含有核壳纳米颗粒的溶液包括：量取1mL乙酸和30mL甲醇，将1mL乙酸和30mL甲醇混合均匀后，置于30℃水浴中，形成复合溶液；然后分别称取0.3g醋酸铜和0.1g硫脲，将0.3g醋酸铜和0.1g硫脲依此加入到上述复合溶液中，进行超声波溶解20min，使醋酸铜和硫脲完全溶解于上述复合溶液中，形成混合溶液；最后将吸附有Cu离子的纤维素薄膜浸入上述的混合溶液中，使用摇床对混合溶液振荡24小时，其中，振荡时的温度为25℃，振荡时的速率为250r/min；振荡结束后，制得含有核壳纳米颗粒的溶液。其中，该核壳纳米颗粒中的光热转换材料内核采用硫化铜，疏水性材料外壳采用纤维素。
22)在像素界定层之上形成光热转换层。在像素界定层之上形成光热转换层包括：通过旋涂法，将上述含有核壳纳米颗粒的溶液涂覆在像素界定层的外表面，然后对上述像素界定层真空加热8小时，使涂覆在像素界定层之上的核壳纳米颗粒在像素界定层的外表面生长出晶核并结晶化，形成光热转换层。
实施例中，本发明实施例显示基板的制备方法通过控制光热转换层中核壳纳米颗粒的含量来控制像素限定层的光热转换效率，从而保证靠近像素界定层边缘部分的像素墨水的溶剂蒸发速率与位于像素区中间部分的像素墨水的溶剂蒸发速率一致。比如，本发明实施例中核壳纳米颗粒在光热转换层中的质量百分比(wt％)为2:3～4:5。
本实施例显示基板的制备方法制备出的显示基板，通过光热转换层能够保证像素墨水干燥成膜后厚度均匀，避免出现咖啡环效应。
第四实施例
基于前述实施例的技术构思，本发明实施例还提供了一种显示装置，包括前述的显示基板。显示装置可以是手机、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。
在本发明实施例的描述中，需要理解的是，术语“中部”、“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (9)

1.一种显示基板，其特征在于，包括衬底基板，所述衬底基板之上设有像素界定层，所述像素界定层之间形成有用于容纳像素墨水的像素区，所述像素界定层的外表面设置有用于将光能转换成热能的光热转换层，所述像素界定层的外表面包括像素界定层朝向所述像素区的表面；所述光热转换层的材料包括核壳纳米颗粒，所述核壳纳米颗粒包括光热转换材料内核以及包裹于所述光热转换材料内核外表面的疏水性材料外壳，所述核壳纳米颗粒在所述光热转换层中的质量百分比为2:3～4:5，以控制所述像素界定层的光热转换效率，从而保证靠近像素界定层边缘部分的像素墨水的溶剂蒸发速率与位于所述像素区中间部分的像素墨水的溶剂蒸发速率一致。
2.根据权利要求1所述的显示基板，其特征在于，所述光热转换层的材料包括将不可见光线转换成热能的光热转换纳米颗粒。
3.根据权利要求2所述的显示基板，其特征在于，所述光热转换层的材料还包括疏水性材料。
4.根据权利要求2所述的显示基板，其特征在于，所述不可见光线包括红外光。
5.根据权利要求1所述的显示基板，其特征在于，所述光热转换材料内核采用硫化铜，所述疏水性材料外壳采用纤维素。
6.根据权利要求1所述的显示基板，其特征在于，所述光热转换材料内核采用硫化铜，所述疏水性材料外壳采用聚乙烯。
7.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求1-6任一所述的显示基板。
8.一种显示基板的制备方法，其特征在于，包括：
在衬底基板之上形成像素界定层，所述像素界定层之间形成有用于容纳像素墨水的像素区；
在所述像素界定层的外表面形成用于将光能转换成热能的光热转换层，所述像素界定层的外表面包括像素界定层朝向所述像素区的表面；所述光热转换层的材料包括核壳纳米颗粒，所述核壳纳米颗粒包括光热转换材料内核以及包裹于所述光热转换材料内核外表面的疏水性材料外壳，所述疏水性材料与光热转换纳米颗粒中的质量百分比为0.5:1～0.5:2，以控制所述像素界定层的光热转换效率，从而保证靠近所述像素界定层边缘部分的像素墨水的溶剂蒸发速率与位于像素区中间部分的像素墨水的溶剂蒸发速率一致。
9.根据权利要求8所述的显示基板的制备方法，其特征在于，在所述像素界定层之上形成用于将光能转换成热能的光热转换层之后，还包括：
向上述像素区内滴入像素墨水；
对所述像素墨水加热，并通过光线照射上述光热转换层，使所述像素墨水形成像素薄膜。
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