CN111863884A - 量子点彩膜基板及其制备方法、显示面板 - Google Patents
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Abstract
一种量子点彩膜基板，包括衬底、彩色滤光层、量子点膜层、以及透明导电层，透明导电膜层设置于所述彩色滤光层与所述量子点膜层之间，透明导电层外接于一电源模块，与电源模块形成闭合回路。通过在量子点膜层下方增设一层透明导电层，并对透明导电层外接于一电源模块以形成闭合回路，在闭合回路中，透明导电层相当于一个电阻，当对透明导电层施加电压时，透明导电膜层会产生热量，从而能够快速去除量子点膜层中的溶剂。
Description
技术领域
本申请涉及显示技术领域，尤其涉及一种量子点彩膜基板及其制备方法、显示面板。
背景技术
近些年来，钙钛矿(Perovskite)材料因其具有缺陷容忍度高、荧光量子效率高、光学带隙可调、以及载流子迁移率高等优点得到了学术界和产业界的高度关注。目前钙钛矿太阳能电池公证效率已超过24％。钙钛矿不仅可以作为吸光材料应用于光伏领域，而且也是优异的发光材料，正被逐步应用于发光和显示领域。
钙钛矿材料的发光光谱能够随着ABX3中X元素的变化而变化，因此能够很容易地获得发红绿光的钙钛矿材料。此外，钙钛矿的发光光谱很窄，对提升显示器的色域也有极大地帮助。基于钙钛矿地上述优点，将钙钛矿材料引入到LED显示器中，能够极大地提升显示器件的色域。
钙钛矿膜层可用IJP(Inkjet Printing)喷墨打印方式来制作，但钙钛矿墨水中含有大量溶剂，因此需要除去打印后墨水中的溶剂。常见的方法为热台加热对打印后的墨水直接烘烤，但是该方法不仅耗时而且对能源的利用率也较低。
发明内容
本申请实施例提供一种量子点彩膜基板及其制备方法、显示面板，以解决现有的显示面板中，由于采用喷墨打印方式来制备钙钛矿膜层过程中，利用热台加热烘烤来去除打印后墨水中的溶剂的方法，不仅耗时且能源利用率也较低，进而影响生产成本的技术问题。
为解决上述问题，本申请提供的技术方案如下：
本申请实施例提供一种量子点彩膜基板，包括衬底、设置于所述衬底上的彩色滤光层、设置于所述彩色滤光层上的量子点膜层、以及设置于所述彩色滤光层与所述量子点膜层之间的透明导电层；所述彩色滤光层包括多个阵列设置的红色色阻、绿色色阻、以及蓝色色阻；所述透明导电层外接于一电源模块，与所述电源模块形成闭合回路。
在本申请的至少一种实施例中，所述透明导电层与所述彩色滤光层之间设置有保护层。
在本申请的至少一种实施例中，所述量子点膜层设置于所述透明导电层背离所述彩色滤光层一侧的表面。
在本申请的至少一种实施例中，所述量子点膜层包括多个阵列分布的红色量子点膜层、绿色量子点膜层、以及透明膜层。
在本申请的至少一种实施例中，所述红色量子点膜层与所述红色色阻对应，所述绿色量子点膜层与所述绿色色阻对应，所述透明膜层与所述蓝色色阻对应。
在本申请的至少一种实施例中，所述透明导电层上间隔设置有多个像素限定层，所述红色量子点膜层、所述绿色量子点膜层、以及所述透明膜层分别设置于所述像素限定层形成的容纳空间内。
本申请实施例还提供一种显示面板，包括背光源以及上述量子点彩膜基板。
本申请实施例还提供上述量子点彩膜基板的制备方法，包括以下步骤：
S10，提供一形成有彩色滤光层的衬底；
S20，在所述彩色滤光层上形成透明导电层；
S30，将所述透明导电层与一电源模块连接以形成闭合回路；
S40，在所述透明导电层上形成量子点膜层；
S50，对所述透明导电层施加电压以去除所述量子点膜层内的溶剂。
在本申请的至少一种实施例中，所述S40包括：
在所述透明导电层上打印红色量子点墨水；
在所述透明导电层上打印绿色量子点墨水；
在所述透明导电层上打印含有散射粒子的空白墨水。
在本申请的至少一种实施例中，所述红色量子点墨水的溶剂、所述绿色量子点墨水的溶剂、以及所述空白墨水的溶剂均为二甲基甲酰胺。
本发明的有益效果为：通过在量子点膜层下方增设一层透明导电层，并对透明导电层外接于一电源模块以形成闭合回路，在闭合回路中，透明导电层相当于一个电阻，当对透明导电层施加电压时，透明导电膜层会产生热量，从而能够快速去除量子点膜层中的溶剂。
附图说明
为了更清楚地说明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的量子点彩膜基板的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的量子点彩膜基板的另一结构示意图；
图3为本申请实施例提供的量子点彩膜基板的制备方法的步骤流程示意图；
图4为本申请实施例提供的显示面板的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域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，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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申请和简化描述，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申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本申请的描述中，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，也可以是电连接或可以相互通讯；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本申请提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
如图1所示，本申请实施例提供一种量子点彩膜基板10，所述量子点彩膜基板10包括衬底11、设置于所述衬底11上的彩色滤光层12、设置于所述彩色滤光层12上的量子点膜层16、以及设置于所述彩色滤光层12与所述量子点膜层16之间的透明导电层14。
如图2所示，所述透明导电层14外接于一电源模块20，所述透明导电层14与所述电源模块20形成闭合回路。
所述量子点膜层16包括多个阵列分布的红色量子点膜层161、绿色量子点膜层162、以及透明膜层163。
所述红色量子点膜层161和所述绿色量子点膜层162的材料为钙钛矿(Perovskite)材料，钙钛矿材料为MAPbX3(X为Cl、Br、I中的一种或多种组合)，钙钛矿材料的发光光谱能够随着CsPbX3中X元素的变化而变化，因此能够通过X元素的不同组合，从而获得发红光或绿光的钙钛矿材料。所述透明膜层163材料包括散射粒子，用SiO2/TiO2替代红、绿量子点膜层中的钙钛矿材料即可得到透明膜层163的散射墨水。
本申请实施例通过喷墨打印方式来制备红色量子点膜层161、绿色量子点膜层162、以及透明膜层163，由于喷墨打印用到的钙钛矿墨水中含有大量溶剂，因此喷墨打印后，需要去除钙钛矿墨水中含有的溶剂，本申请实施例通过对透明导电层14进行加压，使得透明导电层14(相当于一个加热电阻丝)产生热量，将热量作用于上层的红色量子点膜层161、绿色量子点膜层162、以及透明膜层163上，从而使得溶剂受热挥发，达到快速电流退火的效果。相对于现有技术中的热台加热烘烤的方式，本实施例中的电流加热方式不仅能够对喷墨打印的膜层进行快速加热，而且还具有加热均匀和节省能源的作用。
本实施例中的透明导电层14的材料可为氧化铟锡(ITO)或氧化氟锡(FTO)。
所述透明导电层14的电阻可选择10～18欧姆/平方米(Ω/sq)。
在去除溶剂时，所述电源模块20对所述透明导电层14施加的电压为18～24V时，即可实现快速电流退火。
进一步地，所述透明导电层14与所述彩色滤光层12之间还可设置保护层13，所述保护层13用以阻隔水氧的侵蚀。
所述保护层13的材料可为SiO2、SiNx或其组合。
在设置有保护层13时，所述量子点膜层16设置于所述透明导电层14背离所述彩色滤光层12一侧的表面，使得在去除溶剂时所述量子点膜层16充分受热。
所述红色量子点膜层161的材料可为CH3NH3PbBrxI3-x(或CsPbBrxI3-x)，X取值为1～3之间的整数，用于发射红光；所述绿色量子点膜层162的材料CH3NH3PbBr3(或CsPbBr3)，用于发射绿光。
所述彩色滤光层12包括多个阵列设置的红色色阻121、绿色色阻122、以及蓝色色阻123。
所述红色量子点膜层161与所述红色色阻121对应，所述绿色量子点膜层162与所述绿色色阻122对应，所述透明膜层163与所述蓝色色阻123对应。
所述彩色滤光层12的多个色阻除了用以过滤未被完全吸收的背光，还能够阻挡外界光，减少外界光激发钙钛矿的作用。
相邻的色阻之间可用黑色矩阵124隔开，从而防止光串扰。
所述透明导电层14上可间隔设置多个像素限定层15，所述红色量子点膜层161、所述绿色量子点膜层162、以及所述透明膜层163分别设置于所述像素限定层15形成的容纳空间内。
所述像素限定层15的材料可与所述黑矩阵124的材料相同，可为黑色光阻材料。
如图3所示，本申请实施例提供的上述量子点彩膜基板10的制备方法包括以下步骤：
S10，提供一形成有彩色滤光层12的衬底11；
S20，在所述彩色滤光层12上形成透明导电层14；
S30，将所述透明导电层14与一电源模块20连接以形成闭合回路；
S40，在所述透明导电层14上形成量子点膜层16；
S50，对所述透明导电层14施加电压以去除所述量子点膜层16内的溶剂。
所述透明导电层14的制备包括：在所述彩色滤光层14上蒸镀ITO材料或FTO材料以形成所述透明导电层14。所述透明导电层14可整面蒸镀形成也可图案化形成，但需保证的是后续形成的量子点膜层16在所述透明导电层14上的正投影位于所述透明导电层14内，进而实现对所述透明导电层14的电流加热。
所述量子点膜层16的制备过程包括：在所述透明导电层14上打印红色量子点墨水；在所述透明导电层14上打印绿色量子点墨水；在所述透明导电层14上打印含有散射粒子的空白墨水。
在打印墨水之前，可在所述透明导电层14上制备像素限定层15,具体包括：在所述透明导电层14上涂布黑色光阻，并通过光罩制程进行图案化处理，形成间隔的多个像素限定层15，相邻的像素限定层15之间形成容纳空间，多个所述容纳空间与所述彩色滤光层12上的多个色阻一一对应。
喷墨打印具有可控制滴下墨水的位置及体积大小的优势，因此能够在像素级别的区域进行打印成膜。通过喷墨打印技术，在多个所述容纳空间内打印对应的红色量子点墨水、绿色量子点墨水、以及空白墨水。
在本实施例中，采用CH3NH3PbBrxI3-x(或CsPbBrxI3-x)和CH3NH3PbBr3(或CsPbBr3)分别用作为红色发光材料和绿色发光材料。
本实施例中打印用的MAPbX3前驱液的合成路线如下式所示：
所述红色量子点墨水的制作方法包括：将PVDF(Polyvinylidene Fluoride，聚偏氟乙烯)、MABr(CH3NH3Br，甲胺溴)、PbBr2、PbI2和DMF(N,N-Dimethylformamide,二甲基甲酰胺)混合并进行超声分散即可得到后续打印用的红色量子点墨水，其中MABr也可用CsBr替代。
所述绿色量子点墨水的制作方法包括：将PVDF(Polyvinylidene Fluoride，聚偏氟乙烯)、MABr(CH3NH3Br，甲胺溴)、以及DMF(N,N-Dimethylformamide，二甲基甲酰胺)混合并进行超声分散即可得到后续打印用的绿色量子点墨水，其中MABr也可用CsBr替代。
所述空白墨水中含有散射粒子，如二氧化钛，用于增大蓝光视角。所述空白墨水可直接采用含有散射粒子的DMF溶剂替代上述红绿墨水中的钙钛矿材料获得。
由于喷墨打印后形成的量子点膜层16中含有大量DMF溶剂，因此需要去除DMF溶剂，通过对透明导电层14施加电压，透明导电层14的整体相当于一个发热电阻丝，透明导电层14会产生热量并将热量作用于上层的量子点膜层16上，使得DMF溶剂受热挥发掉。
所述透明导电层14的电阻可选择10～18欧姆/平方米(Ω/sq)；在去除溶剂时，所述电源模块20对所述透明导电层14施加的电压可为18～24V。
在本实施例中，所述透明导电层14的电阻为14Ω/sq，施加的电压为20V，即可达到快速退火的目的。
在制备所述透明导电层14之前，还可在所述彩色滤光层12上形成保护层13用以阻隔水氧的侵蚀，再在所述保护层13上制备所述透明导电层14。
如图4所示，本申请实施例还提供一种显示面板100，所述显示面板100包括背光源30和上述量子点彩膜基板10，所述量子点彩膜基板10采用上述制备方法制备，所述量子点彩膜基板10的结构如上述实施例所述，请参照上述实施例，这里不再赘述。
所述量子点彩膜基板10设置于所述背光源30上，所述背光源30为蓝色背光源。
所述背光源30可为蓝色OLED、蓝色Micro-LED、蓝色Mini-LED中的一种。
所述量子点膜层16设置于所述彩色滤光层12与所述背光源30之间。
由于钙钛矿具有光致发光的特性，因此量子点膜层16中的红色量子点膜层161能够将背光源30发出的蓝光转换为红光，绿色量子点膜层162能够将背光源30发出的蓝光转换为绿光，透明膜层163能够让背光源30发出的蓝光直接透过，最终实现彩色显示。
有益效果：通过在量子点膜层下方增设一层透明导电层，并对透明导电层外接于一电源模块以形成闭合回路，在闭合回路中，透明导电层相当于一个电阻，当对透明导电层施加电压时，透明导电膜层会产生热量，从而能够快速去除量子点膜层中的溶剂。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
以上对本申请实施例所提供的一种量子点彩膜基板及其制备方法、显示面板进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的技术方案及其核心思想；本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例的技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种量子点彩膜基板，其特征在于，包括：
衬底；
彩色滤光层，设置于所述衬底上，所述彩色滤光层包括多个阵列设置的红色色阻、绿色色阻、以及蓝色色阻；
量子点膜层，设置于所述彩色滤光层上；以及
透明导电层，设置于所述彩色滤光层与所述量子点膜层之间；其中，
所述透明导电层外接于一电源模块，与所述电源模块形成闭合回路。
2.根据权利要求1所述的量子点彩膜基板，其特征在于，所述透明导电层与所述彩色滤光层之间设置有保护层。
3.根据权利要求2所述的量子点彩膜基板，其特征在于，所述量子点膜层设置于所述透明导电层背离所述彩色滤光层一侧的表面。
4.根据权利要求1所述的量子点彩膜基板，其特征在于，所述量子点膜层包括多个阵列分布的红色量子点膜层、绿色量子点膜层、以及透明膜层。
5.根据权利要求4所述的量子点彩膜基板，其特征在于，所述红色量子点膜层与所述红色色阻对应，所述绿色量子点膜层与所述绿色色阻对应，所述透明膜层与所述蓝色色阻对应。
6.根据权利要求4所述的量子点彩膜基板，其特征在于，所述透明导电层上间隔设置有多个像素限定层，，所述红色量子点膜层、所述绿色量子点膜层、以及所述透明膜层分别设置于所述像素限定层形成的容纳空间内。
7.一种显示面板，包括背光源以及如权利要求1-6任意一项所述的量子点彩膜基板。
8.一种量子点彩膜基板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S10，提供一形成有彩色滤光层的衬底；
S20，在所述彩色滤光层上形成透明导电层；
S30，将所述透明导电层与一电源模块连接以形成闭合回路；
S40，在所述透明导电层上形成量子点膜层；
S50，对所述透明导电层施加电压以去除所述量子点膜层内的溶剂。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述S40包括：
在所述透明导电层上打印红色量子点墨水；
在所述透明导电层上打印绿色量子点墨水；
在所述透明导电层上打印含有散射粒子的空白墨水。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述红色量子点墨水的溶剂、所述绿色量子点墨水的溶剂、以及所述空白墨水的溶剂均为二甲基甲酰胺。
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