CN110459691A - 显示基板及其制作方法、和显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种显示基板及其制作方法、和显示装置，其中，显示基板包括多个不同颜色的发光单元，每一发光单元包括电子传输层、空穴传输层和位于所述电子传输层和所述空穴传输层之间的量子点发光层，其中，所述显示基板还包括位于所述电子传输层与所述量子点发光层之间的多肽类聚合物层。本发明提供的显示基板及其制作方法、和显示装置，能够提高显示装置的显示效率。

Description

显示基板及其制作方法、和显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种显示基板及其制作方法、和显示装置。
背景技术
近年来，量子点凭借其易于溶液加工制备，以及优良的物理化学和光学性能，如激发光谱范围宽，荧光发射光谱窄，光稳定性好，荧光寿命长，荧光量子产率高等优点，而开始应用于显示领域、生物传感器、照明和太阳能电池等领域，其中，量子点发光二极管(Quantum-Dots Light Emitting Diodes，简称QLED)显示装置已成为显示领域关注的焦点。
相关技术中，QLED显示装置的发光效率较低，降低了显示装置的显示效率。
发明内容
本发明实施例提供一种显示基板及其制作方法、和显示装置，以解决相关技术中，QLED显示装置的发光效率较低，降低了显示装置的显示效率的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供技术方案如下：
第一方面，本发明实施例提供一种显示基板，包括多个不同颜色的发光单元，每一发光单元包括电子传输层、空穴传输层和位于所述电子传输层和所述空穴传输层之间的量子点发光层，其中，所述显示基板还包括位于所述电子传输层与所述量子点发光层之间的多肽类聚合物层。
进一步地，所述发光单元包括红色发光单元、绿色发光单元和蓝色发光单元。
进一步地，所述电子传输层由氧化锌材料、或氧化锌和金属的混合材料制作而成。
第二方面，本发明实施例还提供一种显示基板的制作方法，包括：
在衬底基板上形成电子传输层；
在所述电子传输层上形成多肽类聚合物层和多个不同颜色的量子点发光层，其中，所述多肽类聚合物层位于每一量子点发光层与所述电子传输层之间；
在所述多个不同颜色的量子点发光层上形成空穴传输层。
进一步地，所述在所述电子传输层上形成多肽类聚合物层和多个不同颜色的量子点发光层的步骤，包括：
在所述电子传输层上分别形成不同颜色的量子点发光层、以及与每一颜色的量子点发光层对应的多肽类聚合物层。
进一步地，所述在所述电子传输层上分别形成不同颜色的量子点发光层、以及与每一颜色的量子点发光层对应的多肽类聚合物层的步骤中，形成一种颜色的量子点发光层以及对应的多肽类聚合物层，包括：
在所述电子传输层上形成多肽类聚合材料层和覆盖所述多肽类聚合材料层的一种颜色的量子点材料层；
利用掩膜板对所述多肽类聚合材料层中位于目标区域的部分进行曝光，使所述多肽类聚合材料层中被曝光的部分与所述电子传输层之间形成相互吸引力；
利用显影液溶解掉所述多肽类聚合材料层中未曝光的部分，形成位于所述目标区域的多肽类聚合物层和一种颜色的量子点发光层。
进一步地，所述利用掩膜板对所述多肽类聚合材料层中位于目标区域的部分进行曝光的步骤，包括：
利用掩膜板对所述量子点材料层进行遮盖，所述掩膜板包括透光区域，所述透光区域与目标区域对应；
通过紫外光透过所述量子点材料层对所述多肽类聚合材料层中位于所述目标区域的部分进行曝光。
进一步地，所述显影溶液包括去离子水或蒸馏水。
进一步地，所述多肽类聚合材料层包括水溶性多肽类聚合物或水溶性蛋白质。
第三方面，本发明实施例还提供一种显示装置，包括如上所述的显示基板。
本发明提供的技术方案中，位于电子传输层与量子点发光层之间的多肽类聚合物能够保护相连的量子点发光层在显影过程中不被去除，这样多肽类聚合物能够替代常规制作量子点发光层工艺中的光刻胶，从而避免常规技术中利用碱性溶液去除光刻胶时碱性溶液对量子点发光层的破坏，能够提高量子点发光层的发光效率，进而提高显示装置的显示效率。因此，本发明提供的技术方案能够提高显示装置的显示效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一实施例提供的显示基板的结构示意图；
图2为本发明一实施例提供的显示基板的制作方法的流程图；
图3为本发明一实施例提供的显示基板中红色量子点发光层的制作过程中膜层变化图；
图4为本发明一实施例提供的显示基板中绿色量子点发光层的制作过程中膜层变化图；
图5为本发明一实施例提供的显示基板中蓝色量子点发光层的制作过程中膜层变化图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
相关技术中，QLED显示装置的制作过程中会破坏量子点发光层，导致量子点发光层发光效率较低，降低了显示装置的显示效率。
本发明实施例针对上述问题，提供一种显示基板及其制作方法、和显示装置，能够解决相关技术中QLED显示装置的发光效率较低，降低了显示装置的显示效率的问题。
本发明实施例提供一种显示基板，如图1所示，包括多个不同颜色的发光单元，每一发光单元包括电子传输层110、空穴传输层(图未示)和位于所述电子传输层110和所述空穴传输层之间的量子点发光层120，其中，所述显示基板还包括位于所述电子传输层与所述量子点发光层之间的多肽类聚合物层130。
本发明实施例中，位于电子传输层110与量子点发光层120之间的多肽类聚合物能够保护相连的量子点发光层120在显影过程中不被去除，这样多肽类聚合物130能够替代常规制作量子点发光层工艺中的光刻胶，从而避免常规技术中利用碱性溶液去除光刻胶时碱性溶液对量子点发光层120的破坏，能够提高量子点发光层120的发光效率，进而提高显示装置的显示效率。因此，本发明提供的技术方案能够提高显示装置的显示效率。
上述多个不同颜色的发光单元按照预设顺序在衬底基板140上排列排布，其中，多个不同颜色的发光单元可以包括红色发光单元、绿色发光单元和蓝色发光单元，当然，也还可以包括其他颜色的发光单元，例如：白色发光单元、黄色发光单元等等，此处不作限定。
每一发光单元包括电子传输层110、空穴传输层和位于所述电子传输层110和所述空穴传输层之间的量子点发光层120，其中，电子传输层110可以调节电子注入量子点发光层的注入速率和注入量，空穴传输层可以调节空穴注入量子点发光层的注入速率和注入量。
其中，空穴传输层可以采用旋涂有机物质并加热成膜制作而成，有机物质可以为Merck HT，或者TFB，或者DuPont HT，Merck HT的成膜条件为200-230℃惰性气体中成膜，TFB的成膜条件为130-150℃惰性气体中成膜，DuPont HT的成膜条件为230-250℃惰性气体中成膜。空穴传输层的膜层厚度可以根据匀胶机转速进行调控。
需要说明的是，本发明中提高到的旋涂工艺均可以利用匀胶机进行成膜制作，通过控制匀胶机的转速以及添加的溶液的浓度能够实现对膜层厚度的控制。
发光单元还可以包括电子注入层和空穴注入层，电子注入层位于电子传输层110背离量子点发光层120的一侧，用于提高电子注入量子点发光层120的速率；空穴注入层位于空穴传输层背离量子点发光层120的一侧，用于提高空穴注入量子点发光层120的速率；电子注入层和空穴注入层，能够减少电子和空穴在传输过程中的能量损失，进而提高显示装置的发光效率。
其中，空穴注入层可以采用旋涂有机物质并加热成膜制作而成，有机物质可以为Merck HI、Nissan 2520、PEDOT 4083、PEDOT 1.3N或DuPont HI，Merck HI的成膜条件为200-230℃空气中成膜，PEDOT的成膜条件为130-150℃空气中成膜。空穴注入层的膜层厚度可以根据匀胶机转速进行调控。
另外，发光单元的阴极位于空穴注入层背离量子点发光层120的一侧，阴极可以采用蒸镀或溅射的方式制作形成，阴极的材质可以是铝薄膜，金薄膜，银薄膜等，也可以是透明导电材料，例如：铟锌氧化物(IZO)。
上述多肽类聚合物层为多肽类聚合材料经过紫外光曝光后理化性质(亲水性和疏水性)发生变化的结构，在紫外光的照射下多肽类聚合材料中原本位于分子内部的官能团(氨基、羧基、肽键等)会暴露出来，而与电子传输层之间形成吸附力，这样多肽类聚合物层在显影时不会被去除。该多肽类聚合材料可以为水溶性多肽类聚合物或水溶性蛋白质。
进一步地，所述电子传输层110由氧化锌材料、或氧化锌和金属的混合材料制作而成，其中，掺杂在氧化锌中的金属可以是镁、铝或镓等。
多肽类聚合物的官能团能够与氧化锌材料(或掺杂有氧化锌的材料)表面的官能团(如羟基，羰基等)形成吸附力，从而避免多肽类聚合物层在显影时被洗掉。
本发明实施例还提供一种显示基板的制作方法，如图2所示，包括：
步骤201：在衬底基板上形成电子传输层；
步骤202：在所述电子传输层上形成多肽类聚合物层和多个不同颜色的量子点发光层，其中，所述多肽类聚合物层位于每一量子点发光层与所述电子传输层之间；
步骤203：在所述多个不同颜色的量子点发光层上形成空穴传输层。
本发明实施例中，位于电子传输层与量子点发光层之间的多肽类聚合物能够保护相连的量子点发光层在显影过程中不被去除，这样多肽类聚合物能够替代常规制作量子点发光层工艺中的光刻胶，从而避免常规技术中利用碱性溶液去除光刻胶时碱性溶液对量子点发光层的破坏，能够提高量子点发光层的发光效率，进而提高显示装置的显示效率，同时还可以减少碱性废液的产生，降低了环境污染。因此，本发明提供的技术方案能够提高显示装置的显示效率。
每一量子点发光层与电子传输层和空穴传输层共同构成一个发光单元，从而得到多个不同颜色的发光单元，这些多个不同颜色的发光单元按照预设顺序在衬底基板上排列排布，其中，多个不同颜色的发光单元可以包括红色发光单元、绿色发光单元和蓝色发光单元，当然，也还可以包括其他颜色的发光单元，例如：白色发光单元、黄色发光单元等等，此处不作限定。
其中，电子传输层可以通过旋涂加热成膜的方式形成在衬底基板上，具体的，可以是将2g醋酸锌加入至少含有10mL乙醇胺和正丁醇组成的溶剂中，将混合后的溶剂旋涂(转速1000-4000rpm)在衬底基板上，并置于180-250℃的热台上加热，形成电子传输层。
空穴传输层可以采用旋涂有机物质并加热成膜制作而成，有机物质可以为MerckHT，或者TFB，或者DuPont HT，Merck HT的成膜条件为200-230℃惰性气体中成膜，TFB的成膜条件为130-150℃惰性气体中成膜，DuPont HT的成膜条件为230-250℃惰性气体中成膜。空穴传输层的膜层厚度可以根据匀胶机转速进行调控。
另外，还可以在空穴传输层背离衬底基板的一侧依次形成空穴注入层和阴极，其中，空穴注入层可以采用旋涂有机物质并加热成膜制作而成，有机物质可以为Merck HI、Nissan 2520、PEDOT 4083、PEDOT 1.3N或DuPont HI，其中，Merck HI的成膜条件为200-230℃空气中成膜，PEDOT的成膜条件为130-150℃空气中成膜。空穴注入层的膜层厚度可以根据匀胶机转速进行调控。阴极可以采用蒸镀或溅射的方式制作形成，阴极的材质可以是铝膜，也可以是透明导电材料，例如：铟锌氧化物(IZO)。
进一步地，所述在所述电子传输层上形成多肽类聚合物层和多个不同颜色的量子点发光层的步骤，包括：
在所述电子传输层上分别形成不同颜色的量子点发光层、以及与每一颜色的量子点发光层对应的多肽类聚合物层。
本实施例中，同一种颜色的量子点发光层是同时形成的，不同颜色的量子点发光层是先后形成的。另外，多肽类聚合物层是与其相连的量子点发光层同时形成的。
其中，形成一种颜色的量子点发光层以及对应的多肽类聚合物层，包括：
在所述电子传输层上形成多肽类聚合材料层和覆盖所述多肽类聚合材料层的一种颜色的量子点材料层；
利用掩膜板对所述多肽类聚合材料层中位于目标区域的部分进行曝光，使所述多肽类聚合材料层中被曝光的部分与所述电子传输层之间形成相互吸引力；
利用显影液(可以为去离子水或蒸馏水)溶解掉所述多肽类聚合材料层中未曝光的部分，形成位于所述目标区域的多肽类聚合物层和一种颜色的量子点发光层。
本实施例以不同颜色的量子点发光层包括红色量子点发光层、绿色量子点发光层和蓝色量子点发光层为例，按照先形成红色量子点发光层、再形成绿色量子点发光层、最后形成蓝色量子点发光层的顺序进行说明：
在衬底基板301(衬底基板可以是导电玻璃，例如：氧化铟锡(ITO)玻璃或掺杂氟的SnO2透明导电(FTO)玻璃)上形成电子传输层302(如图3中a所示)后，在电子传输层302上形成多肽类聚合材料层303(如图3中b所示)，多肽类聚合材料层303可以是将100-150uL水溶性多肽聚合物的水溶液滴加到电子传输层302上后，通过转速为500-4000rpm的匀胶机进行旋涂，再置于50-80℃的热台加热后形成。
再形成覆盖该多肽类聚合材料层303的红色量子点材料层304(如图3中c所示)，红色量子点材料层304可以是将红色量子点的低沸点溶液(例如：氯仿、甲苯、正己烷、正辛烷、或正庚烷等)旋涂到上述多肽类聚合材料层303上，并在80-120℃的温度下干燥成膜。
利用掩膜板305对所述多肽类聚合材料层303中位于第一区域Ⅰ的部分进行曝光(如图3中的d所示)，曝光后该多肽类聚合材料层303中位于第一区域Ⅰ的部分理化性质发生改变(如图3中的e所示)。
之后，利用显影液溶解掉所述多肽类聚合材料层303中未曝光的部分(即理化性质未发生改变的部分)，得到如图3中f所示的结构。由于多肽类聚合物层303中理化性质发生改变的部分与电子传输层302之间形成吸附力，从而不会被显影液洗掉，得到多肽类聚合物层306，并且也能保证红色量子点材料层304中形成于多肽类聚合物层306上的部分不会被洗掉，得到红色量子点发光层307。
在形成红色量子点发光层307(如图4中的a所示)后，形成覆盖红色量子点发光层307和电子传输层302的多肽类聚合材料层303(如图4中b所示)，多肽类聚合材料层303可以是将100-150uL水溶性多肽聚合物的水溶液滴加到红色量子点发光层307和电子传输层303上后，通过转速为500-4000rpm的匀胶机进行旋涂，再置于50-80℃的热台加热后形成。
再形成覆盖该多肽类聚合材料层303的绿色量子点材料层308(如图4中c所示)，绿色量子点材料层308可以是将绿色量子点的低沸点溶液(例如：氯仿、甲苯、正己烷、正辛烷、或正庚烷等)旋涂到上述多肽类聚合材料层303上，并在80-120℃的温度下干燥成膜。
利用掩膜板305对所述多肽类聚合材料层303中位于第二区域Ⅱ的部分进行曝光(如图4中的d所示)，曝光后该多肽类聚合材料层303中位于第二区域Ⅱ的部分理化性质发生改变(如图4中的e所示)。
之后，利用显影液溶解掉所述多肽类聚合材料层303中未曝光的部分(即理化性质未发生改变的部分)，得到如图4中f所示的结构。由于多肽类聚合材料层303中理化性质发生改变的部分与电子传输层之间形成吸附力，从而不会被显影液洗掉，得到多肽类聚合物层306，并且也能保证绿色量子点材料层中形成于多肽类聚合物层上的部分不会被洗掉，得到绿色量子点发光层309。
在形成红色量子点发光层307和绿色量子点发光层309(如图5中的a所示)后，形成覆盖红色量子点发光层307、绿色量子点发光层309和电子传输层302的多肽类聚合材料层303(如图5中b所示)，多肽类聚合材料层303可以是将100-150uL水溶性多肽聚合物的水溶液滴加到红色量子点发光层307、绿色量子点发光层309和电子传输层302上后，通过转速为500-4000rpm的匀胶机进行旋涂，再置于50-80℃的热台加热后形成。
再形成覆盖该多肽类聚合材料层303的蓝色量子点材料层310(如图5中c所示)，蓝色量子点材料层310可以是将蓝色量子点的低沸点溶液(例如：氯仿、甲苯、正己烷、正辛烷、或正庚烷等)旋涂到上述多肽类聚合材料层303上，并在80-120℃的温度下干燥成膜。
利用掩膜板305对所述多肽类聚合材料层303中位于第三区域Ⅲ的部分进行曝光(如图5中的d所示)，曝光后该多肽类聚合材料层中位于第三区域Ⅲ的部分理化性质发生改变(如图5中的e所示)。
之后，利用显影液溶解掉所述多肽类聚合材料层303中未曝光的部分(即理化性质未发生改变的部分)，得到如图5中f所示的结构。由于多肽类聚合材料层303中理化性质发生改变的部分与电子传输层302之间形成吸附力，从而不会被显影液洗掉，得到多肽类聚合物层306，并且也能保证蓝色量子点材料层中形成于多肽类聚合物层306上的部分不会被洗掉，得到蓝色量子点发光层311。
由于红色量子点发光层307、绿色量子点发光层309和蓝色量子点发光层311形成的位置不同，因此上述分别用第一区域Ⅰ、第二区域Ⅱ和第三区域Ⅲ进行区分，在形成红色量子点发光层307时上述目标区域即为第一区域Ⅰ，在形成绿色量子点发光层309时上述目标区域即为第二区域Ⅱ，在形成蓝色量子点发光层311时上述目标区域即为第三区域Ⅲ。
通过上述方法即可在电子传输层上分别形成不同颜色的量子点发光层、以及与每一颜色的量子点发光层对应的多肽类聚合物层。
进一步地，所述利用掩膜板对所述多肽类聚合材料层中位于目标区域的部分进行曝光的步骤，包括：
利用掩膜板对所述量子点材料层进行遮盖，所述掩膜板包括透光区域，所述透光区域与目标区域对应；
通过紫外光透过所述量子点材料层对所述多肽类聚合材料层中位于所述目标区域的部分进行曝光。
本发明实施例中，通过对掩膜板设计透光区域，每个透光区域的尺寸与在制作的量子点发光层的尺寸对应。
以上述形成红色量子点发光层、绿色量子点发光层和蓝色量子点发光层为例，可以是使用同一个掩膜板，在每次形成不同颜色的量子点发光层的过程中调整掩膜板中透光区域对应的位置；也可以是分别使用三个掩膜板，掩膜板的位置相同，但是各掩膜板的透光区域对应的位置不同。
本实施例中，用于照射多肽类聚合材料层的光线为紫外光。
其中，上述多肽类聚合材料层可以采用水溶性多肽类聚合物或水溶性蛋白质。
本发明实施例还提供了一种显示装置，包括如上所述的显示基板。
显示装置可以是显示器、手机、平板电脑、电视机、可穿戴电子设备、导航显示设备等。
除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
可以理解，当诸如层、膜、区域或基板之类的元件被称作位于另一元件“上”或“下”时，该元件可以“直接”位于另一元件“上”或“下”，或者可以存在中间元件。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本发明的保护之内。

Claims (10)

1.一种显示基板，其特征在于，包括多个不同颜色的发光单元，每一发光单元包括电子传输层、空穴传输层和位于所述电子传输层和所述空穴传输层之间的量子点发光层，其中，所述显示基板还包括位于所述电子传输层与所述量子点发光层之间的多肽类聚合物层。
2.根据权利要求1所述的显示基板，其特征在于，所述发光单元包括红色发光单元、绿色发光单元和蓝色发光单元。
3.根据权利要求1所述的显示基板，其特征在于，所述电子传输层由氧化锌材料、或氧化锌和金属的混合材料制作而成。
4.一种显示基板的制作方法，其特征在于，包括：
在衬底基板上形成电子传输层；
在所述电子传输层上形成多肽类聚合物层和多个不同颜色的量子点发光层，其中，所述多肽类聚合物层位于每一量子点发光层与所述电子传输层之间；
在所述多个不同颜色的量子点发光层上形成空穴传输层。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述在所述电子传输层上形成多肽类聚合物层和多个不同颜色的量子点发光层的步骤，包括：
在所述电子传输层上分别形成不同颜色的量子点发光层、以及与每一颜色的量子点发光层对应的多肽类聚合物层。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述在所述电子传输层上分别形成不同颜色的量子点发光层、以及与每一颜色的量子点发光层对应的多肽类聚合物层的步骤中，形成一种颜色的量子点发光层以及对应的多肽类聚合物层，包括：
在所述电子传输层上形成多肽类聚合材料层和覆盖所述多肽类聚合材料层的一种颜色的量子点材料层；
利用掩膜板对所述多肽类聚合材料层中位于目标区域的部分进行曝光，使所述多肽类聚合材料层中被曝光的部分与所述电子传输层之间形成相互吸引力；
利用显影液溶解掉所述多肽类聚合材料层中未曝光的部分，形成位于所述目标区域的多肽类聚合物层和一种颜色的量子点发光层。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述利用掩膜板对所述多肽类聚合材料层中位于目标区域的部分进行曝光的步骤，包括：
利用掩膜板对所述量子点材料层进行遮盖，所述掩膜板包括透光区域，所述透光区域与目标区域对应；
通过紫外光透过所述量子点材料层对所述多肽类聚合材料层中位于所述目标区域的部分进行曝光。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述显影溶液包括去离子水或蒸馏水。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述多肽类聚合材料层包括水溶性多肽类聚合物或水溶性蛋白质。
10.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求1-3中任一项所述的显示基板。
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