CN112736214B - 发光层的制备方法及显示面板 - Google Patents
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Abstract
本发明提供发光层的制备方法及显示装置，通过在阵列基板上制备前驱体溶胶液，并在前驱体溶胶液中制备含有发光粒子的油墨墨水，以得到混合溶液，当向该混合溶液施加电压后，发光粒子会在电场的作用下发生定向移动，并对混合溶液进行热固化处理，最终形成本申请中的发光层，形成的发光层的结构为具有规则的空间骨架结构，发光粒子嵌入在不同的骨架结构内，从而有效的提高了发光层的显示效果，并提高了显示装置的显示质量。
Description
技术领域
本发明涉及显示面板制造领域，特别是涉及一种发光层的制备方法及显示面板。
背景技术
显示面板制造技术的不断提高，人们对显示面板的性能以及质量也提出了更高的要求。
随着消费者对显示画面的高频变化及细节内容的要求越来越高，高动态范围(High Dynamic Range，HDR)显示技术受到人们的广泛关注。相比于传统显示技术(standard dynamic range，SDR)，引入HDR技术的显示画面拥有更高的色域范围及对比度，为下一代显示技术的发展方向。而发光二极管背板结合量子点(Quantum Dot，QD)技术应用在传统的液晶显示产品上而使产品省去背光模组，从而实现超薄化设计。在设计过程中，QD量子点在电场的作用下，QD表面可以修饰胺基、羧基、巯基等多种配体，这些配体可以在电场下极化或在溶解中解离产生不同电性的电荷，从而使得QD变成不同电性的带电粒子并沉积到相应的电极上进行发光，以获得图案化的QD发光薄膜，进而提高显示装置的性能，但是，在实际工艺中，在制备QD薄膜时，QD离子并不能完全按照设定的磁场效应运动，例如出现非必要的QD沉积及沉积颗粒分布不均等现象，降低沉积效率，并造成显示装置的显示品质下降。
综上所述，现有的制备技术中，在制备显示面板的量子点发光薄膜时，存在着QD粒子不能完全按照设定的磁场效应进行运动，在进行沉积时沉积的颗粒分布不均匀，沉积效率低等问题，并降低了显示装置的显示品质，同时影响了显示装置综合性能的提高。上述技术问题亟需改善。
发明内容
本发明实施例提供一种发光层的制备方法及显示装置，以改善在制备显示面板的QD发光薄膜时，QD沉积及沉积颗粒分布不均等现象，并提高沉积效率，同时提高显示装置的显示品质以及综合性能。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供的技术方法如下：
本发明实施例的第一方面，提供了一种发光层的制备方法，包括如下步骤：
S100：提供阵列基板，在所述阵列基板的电极层对应的区域内制备前驱体溶胶液；
S101：在所述前驱体溶胶液上制备含有发光粒子的混合溶液；
S102：向所述混合溶液对应的区域施加电压，使所述混合溶液中的所述发光粒子在电场力的作用下发生移动；
S103：所述发光粒子移动完成后，对所述混合溶液进行热固化处理，并得到所述发光层。
根据本发明一实施例，在所述步骤S103中，在所述热固化处理过程中，同时向所述混合溶液中通入惰性气体。
根据本发明一实施例，所述步骤S103中，所述发光层的结构为空间骨架结构，且所述发光粒子嵌入在所述骨架结构内。
根据本发明一实施例，所述步骤S100中，所述前驱体溶胶液包括硫化钠、乙酸锌以及明胶溶液。
根据本发明一实施例，在所述步骤S101中，将所述硫化钠、所述乙酸锌和明胶溶液按照1：1：8的配比进行混合。
根据本发明一实施例，所述步骤S101中，所述发光粒子包括量子点粒子，所述量子点粒子的材料包括硅量子点、锗量子点、硫化镉量子点、硒化镉量子点、碲化镉量子点、硒化锌量子点、硫化铅量子点、硒化铅量子点中的至少一种。
根据本发明一实施例，所述量子点的粒子半径在2nm～20nm。
根据本发明一实施例，在所述步骤S103中，在90℃～250℃的温度下，加热时间为5h～24h，对所述混合溶液进行热固化处理。
根据本发明一实施例，所述步骤S102中，所述电压在所述混合溶液中形成稳定的电场，且所述电压为100V～220V。
根据本发明实施例的第二方面，还提供一种显示装置，显示装置中包括本发明实施例中提供的发光层，同时发光层采用本发明提供的制备方法制备得到，所述发光层的结构为空间骨架结构。显示装置中的发光层均一性较好，同时发光性能好。
综上所述，本发明实施例的有益效果为：
本发明实施例提供一种发光层的制备方法，通过在阵列基板上制备前驱体溶胶液，进而在该前驱体溶胶液中制备含有发光粒子的油墨墨水，并得到混合溶液，当向该混合溶液施加电压后，发光粒子会在电场的作用下发生定向移动，并对该混合溶液进行热固化处理，使部分液体固化并挥发，最终形成本申请中提供的发光层，所述发光层的结构为一种具有规则的空间骨架结构，发光粒子嵌入在不同的骨架结构内，从而有效的提高了发光层的显示效果，并且，通过该制备方法制备的发光层的均一性较高。
附图说明
下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其它有益效果显而易见。
图1为本发明实施例中提供的显示面板的发光层的制备工艺流程示意图；
图2为本发明实施例中提供的又一制备工艺示意图；
图3为本发明实施例中提供的溶胶的结构示意图；
如图4-图5为本发明实施例提供的制备方法对应的结构示意图。
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，所描述的实施例仅仅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。
在本发明的描述中，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。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。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
随着显示面板制备技术的不断发展，人们对显示装置的使用性能以及质量都提出了更高的要求，本发明提供一种显示面板的发光层的制备方法及显示装置，可有效地提高显示面板内发发光层的均一性，并提高显示面板的显示性能和质量。
如图1所示，图1为本发明实施例中提供的显示面板的发光层的制备工艺流程示意图。包括如下步骤：
S100：提供阵列基板，在所述阵列基板的电极层对应的区域内制备前驱体溶胶液；
本发明实施例中，首先提供一阵列基板，该阵列基板可为薄膜晶体管阵列基板，所述薄膜晶体管阵列基板为常用的显示面板中的阵列基板。如图2所示，图2为本发明实施例中提供的又一制备工艺示意图。在阵列基板100上制备前驱体溶胶液101，具体的，该前驱体溶胶液101可设置在阵列基板100的电极层103所对应的区域102内。
具体的，在设置前驱体溶胶液101时，还可超出电极层103所对应的区域102，从而保证最终制备得到的发光层具有较大的面积，制备过程中可根据实际产品的需要进行制备，本发明实施例中，电极层103呈梳齿状的设置在阵列基板100上。
本发明实施例中提供的前驱体溶胶液101包括硫化钠、乙酸锌及明胶溶液，在制备前驱体溶胶液101时，按照一定的配比，将硫化钠、乙酸锌及明胶溶解在蒸馏水中，混合均匀后得到本发明实施例中提供的前驱体溶胶液101。具体的，硫化钠、乙酸锌以及明胶溶液的配比可根据实际需要进行设置，优选的，混合完成后，使硫化钠浓度为0.005-0.02mol/L，乙酸锌的浓度控制在0.002～0.01mol/L，并最终形成以ZnS、ZnO等为主要粒子的溶胶。优选的，本发明实施例中，硫化钠的浓度为0.01mol/L，乙酸锌的浓度为0.005mol/L，充分混合后，最终可容纳更多的粒子，从而保证了空间骨架的结构。
上述材料在均匀混合的过程中，会发生水解、缩合的化学反应，最终溶液中形成稳定的透明溶胶体系，即本发明实施例中提供的前驱体溶胶液101，该透明的溶胶体系中具有多孔的立体凝胶网格结构，上述溶胶还可为其他类型的溶胶体系，这里不再赘述，因此，本发明通过溶胶－凝胶法对发光层进行制备。
如图3所示，图3为本发明实施例中提供的溶胶的结构示意图。溶胶300的结构为三维的空间结构，如空间骨架结构，在溶胶300内还包括空间间隙301，多个空间间隙301的大小可不同，当外界粒子的孔径小于该空间间隙301的孔径时，外界粒子便能填充在每个空间间隙301内，从而形成一新的结构。
S101：在所述前驱体溶胶液上制备含有发光粒子的混合溶液；
S102：向所述混合溶液对应的区域施加电压，使所述混合溶液中的所述发光粒子在电场力的作用下发生移动；
进一步的，当步骤S100中的前驱体溶胶液制备完成后，继续在该前驱体溶胶液中制备油墨墨水。如图4-图5所示，图4、图5为本发明实施例提供的制备方法对应的结构示意图。
本发明实施例中，可将发光粒子混合在油墨墨水内，然后通过喷墨打印工艺将油墨墨水打印在前驱体溶胶液101内，在喷墨打印过程中，可将油墨墨水均匀的打印在前驱体溶胶液101对应的区域内，以保证最终制备得到的发光层的膜厚的均一。
具体的，本发明实施例中提供的油墨墨水中包含的发光粒子为量子点材料401，将量子点材料401混合在油墨墨水中，在对油墨墨水喷墨打印时，量子点材料401一同被打印在前驱体溶胶液101中。
量子点材料401主要为主要包括红色量子点、绿色量子点、蓝色量子点以及白色量子点材料中的至少一种或者多种。同时，量子点材料401还可为红色、绿色以及蓝色的LED光源，对应的量子点材料401主要包括硅量子点、锗量子点、硫化镉量子点、硒化镉量子点、碲化镉量子点、硒化锌量子点、硫化铅量子点、硒化铅量子点等，但不局限上述各材料，凡是可以实现红、绿、蓝三色显示同时粒子半径又较小的材料均可为本发明实施例中提供的量子点材料401。
喷墨打印完成后，向混合溶液对应的区域内施加电压，具体的，可在混合溶液对应区域内的电极的两侧施加该电压。本揭示实施例中，施加的电压在60v～120V之间，优选为100V电压，同时具体的电压大小可根据混合溶液的量以及混合溶液的面积进行设定，从而保证制备效果。
当施加电压后，会在混合溶液对应的区域内形成一稳定的电场，如图5中所示，在电极之间施加的电压会形成一电场，油墨墨水内的量子点会在电场力的作用下，发生定向移动并沉积。由于本申请中油墨墨水设置在前驱体溶胶液中，而前驱体溶胶液中存在大量的空间间隙，同时，量子点的的粒子半径较小，本发明实施例中提供的量子点的粒子半径优选为2nm～20nm。而前驱体溶胶液中空间间隙的粒子半径大于20nm，因此，在电场力作用下的量子点会移动到前驱体溶胶液中的空间间隙内，并填充在该空间间隙内。同时，沉积完成后，发光层对应的形成在两梳齿状电极之间的区域内。
优选的，本发明实施例中的量子点的形状可为球形，或者类球形等形状，同时，设置的量子点发光粒子的三维尺寸小于对应的半导体材料的激子波尔半径的两倍，从而保证量子点能移动并填充在前驱体溶胶液中的空间间隙内，实际大小这里不再具体限定。
进一步的，由于本申请实施例中施加稳定的电场，从而使得在前驱体溶胶液的不同位置上分布的电场大小均相同，因此，设置在前驱体溶胶液中的不同位置区域内的量子点可同步发生移动，从而将前驱体溶胶液中所有的空间间隙填充满，并且有效的保证了该混合溶液中量子点分布的均匀性。当由该混合液制备形成发光层后，该发光层的均一性更高，并且性能也更加稳定。
S103：所述发光粒子移动完成后，对所述混合溶液进行热固化处理，并得到所述发光层。
在步骤S102中，通过施加电场使得量子点发生定向移动，并且均匀性的填充在前驱体溶胶液的空间间隙内，当发光量子点移动完成后，继续对该混合溶液进行处理。
如图5所示，图5为本发明实施例中提供的另一制备工艺对应的结构示意图。对该混合溶液进行热固化处理，在混合溶液对应的区域内加热，本实施例中形成的混合溶液为溶胶，因此，在高温的作用下，溶胶内容易挥发的物质首先发生挥发，同时，在高温的作用下，溶胶还会产生固化，本揭示实施例中，可在电场施加完成后，将该电场撤去继而再进行高温热处理，或者，当电场施加一定时间内，待混合溶液中的发光量子点完全移动后，不撤去该电场并进行高温热处理。
本发明实施例中，为了保证混合溶液内的物质既能充分挥发，又能使得溶胶能完全固化，在加热处理过程中，优选的，在90℃～250℃的温度下，加热5h～24h，从而保证上述混合溶液完全挥发并固化。
由于设置的前驱体溶胶液的微结构为三维空间结构，类似于空间骨架结构，骨架结构存在间隙。同时，在该前驱体溶胶液的空间间隙中填充有发光粒子，发光粒子由于比重以及密度相对较高，在高温的作用下不会挥发，因此，在高温处理时，只有前驱体溶胶液中的小分子物质挥发，发光粒子仍残留在溶胶液内，完全固化后，得到本发明实施例中的发光层501。
进一步的，在热处理的过程中，本发明实施例还通入惰性气体。在加热的同时通入该惰性气体，通入的惰性气体一方面可有效地加速液体的挥发，另一方面，在溶胶液固化时，由于通入的有气体，在气流的作用下，会在固化的物质中形成不同的孔径。在通入气体时，保证不同区域内的气体的流速相同，从而保证了制备得到的膜层各项性能一致。
优选的，通入的惰性气体可为氮气、氦气等，流速可根据制备的发光层的厚度进行选择，这里不再具体限定。混合溶液在电场以及高温的作用下，混合溶液内的粒子会沉积在相应的电极层上，由于对应的电极层为图案化的电极，因此，制备形成的发光层501也为图案化结构，从而有效地简化了发光层501的制备工艺。
优选的，本发明实施例中提供的发光层的制备方法还可直接应用于单电极结构型显示面板中，直接在单电极上沉积得到量子点发光层的制备，从而有效的简化生产工艺流程。
进一步的，在本发明实施例中施加的电压为100V～220V，制备得到的发光层的主体结构由混合溶液固化形成，因此，本实施例中的发光层的结构为空间骨架的结构，具体的，空间骨架可为规则的纤维状、多孔状、块状或者空心管状等结构，在空间骨架结构内嵌入有发光粒子，发光粒子均匀的分布在发光层内，从而保证了发光层在显示发光时性能的一致。同时，由于在制备过程中，混合溶液本身的均一性以及施加的电场和作用的温度均恒定，使得最终形成的发光层的一致性以及综合性能较好，当发光层在进行发光及显示时，具有较好的发光和显示效果。
同时，本发明实施例还提供一种显示面板及显示装置，显示装置包括显示面板，显示面板内包括本发明提供的发光层，发光层内设置有发光量子点粒子，发光量子点粒子均匀的分布在发光层内，当显示装置发光时，显示装置的显示品质较高，并且显示画面的均一性较好。
以上对本发明实施例所提供的一种发光层的制备方法及显示面板进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明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发明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发明各实施例的技术方案的范围。
Claims (9)
1.一种发光层的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S100：提供阵列基板，在所述阵列基板的电极层对应的区域内制备前驱体溶胶液；
S101：在所述前驱体溶胶液上制备含有发光粒子的混合溶液；
S102：向所述混合溶液对应的区域施加电压，使所述混合溶液中的所述发光粒子在电场力的作用下发生移动；
S103：所述发光粒子移动完成后，对所述混合溶液进行热固化处理，并得到所述发光层；
其中，所述前驱体溶胶液中存在空间间隙，在所述步骤S102中，通过施加电压使得所述发光粒子发生定向移动，并且均匀性的填充在所述前驱体溶胶液的所述空间间隙内。
2.根据权利要求1所述的发光层的制备方法，其特征在于，在所述步骤S103中，在所述热固化处理过程中，同时向所述混合溶液中通入惰性气体。
3.根据权利要求1所述的发光层的制备方法，其特征在于，所述步骤S100中，将硫化钠、乙酸锌以及明胶混合在蒸馏水，以得到所述前驱体溶胶液。
4.根据权利要求3所述的发光层的制备方法，其特征在于，所述硫化钠的浓度为0.005-0.02mol/L，所述乙酸锌的浓度为0.002～0.01mol/L。
5.根据权利要求1所述的发光层的制备方法，其特征在于，所述发光粒子包括量子点粒子，所述量子点粒子的材料包括硅量子点、锗量子点、硫化镉量子点、硒化镉量子点、碲化镉量子点、硒化锌量子点、硫化铅量子点、硒化铅量子点中的至少一种。
6.根据权利要求5所述的发光层的制备方法，其特征在于，所述量子点的粒子半径在2nm～20nm。
7.根据权利要求1所述的发光层的制备方法，其特征在于，在所述步骤S103中，在90℃～250℃的温度下，加热时间为5h～24h，对所述混合溶液进行热固化处理。
8.根据权利要求1所述的发光层的制备方法，其特征在于，所述步骤S102中，所述电压在所述混合溶液中形成稳定的电场，且所述电压为100V～220V。
9.一种显示面板，其特征在于，包括发光层，所述发光层由如权利要求1-8中任一项所述的发光层的制备方法制备得到。
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