WO2014206026A1 - 双面显示装置及其制备方法 - Google Patents

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张锋
姚琪
谷敬霞
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Definitions

  • a double-sided display device is prepared by a layered preparation process of a conventional quantum dot light-emitting diode display device, and a transparent anode, a hole transport layer, a quantum light-emitting layer, an electron transport layer, a reflective cathode or more layers are usually prepared in sequence. More process steps are required, the preparation efficiency is lower, and the yield of the produced product is also higher than the production cost. Summary of the invention
  • Embodiments of the present invention provide a double-sided display device using quantum dots as a light-emitting material, thereby making the display device have higher display quality and being more light and thin and portable; further, the present invention also provides the double-sided display device Preparation method.
  • the charge transporting particles are P-type semiconductor nanoparticles and N-type semiconductor nanoparticles.
  • the charge transporting particles are P-type semiconductor nanoparticles; and an electron transporting layer is disposed between the quantum light emitting layer and the cathode electrode.
  • the first reflective electrode and the second transparent electrode are spaced apart from each other on the face of the second substrate facing the first substrate.
  • a quantum luminescent layer in which the charge transporting particles and the quantum dot luminescent material are dispersed is formed on the first transparent electrode and the second reflective electrode by a solution coating process. Conductor nanoparticles.
  • the semiconductor nanoparticles are P-type semiconductor nanoparticles; and the method of fabricating the double-sided display device further includes: forming an electron transport layer between the quantum light-emitting layer and the cathode electrode.
  • the prepared first substrate 1 and the second substrate 2 are packaged to complete the preparation of the double-sided display device.
  • the double-sided display device provided by the embodiment of the present invention, by providing a quantum light-emitting layer including a quantum dot luminescent material between the transparent electrode and the reflective electrode, since the half-height width of the emission peak of the quantum dot luminescent material is narrow, the luminescence purity is higher. High, therefore, the color gamut and brightness of the double-sided display device are improved, and the display quality is 4 ⁇ high; by mixing the charge transport particles into the quantum luminescent layer, the structure of the double-sided display device is reduced, and the preparation process is reduced.

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Abstract

一种双面显示装置以及所述双面显示装置的制备方法。所述双面显示装置包括相对设置的第一基板（1）以及第二基板（2）；所述第一基板（1）上设置有透明电极和反射电极，所述第二基板（2）上设置有与第一基板（1）上的透明电极相对的反射电极以及与第一基板（1）上的反射电极相对的透明电极；相对的透明电极和反射电极之间设置有量子发光层（8）；所述量子发光层（8）中混合有电荷传输粒子以及量子点发光材料（7）。所述双面显示装置具有更加便携、质量轻薄、价格低廉等优点。

Description

双面显示装置及其制备方法 技术领域
本发明的实施例涉及一种双面显示装置以及该双面显示装置的制备方 法。 背景技术
量子点 （Quantum Dot , 缩写为 QD ) 又可称为纳米晶， 是一种由 I I - VI 族或 I I I - V族元素组成的纳米颗粒， 例如为 CdSe、 CdS、 CdTe、 ZnSe、 ZnTe、 ZnS 和 HgTe 等 I I - VI 族半导体化合物或者 InAs 和 InP等 I I I - V族半导 体化合物或纳米颗粒。 量子点的粒径一般介于 lnm ~ 1 Onm之间， 由于电子和 空穴被量子限域， 连续的能带结构变成具有分子特性的分立能级结构， 受激 后可以发射荧光。 而且， 可以通过改变量子点的尺寸大小来控制量子点的发 射光谱， 通过改变量子点的尺寸和它的化学组成可以使其发射的光语覆盖整 个可见光区。 以 CdTe量子点为例， 当它的粒径从 2. 5讓生长到 4. Onm时， 它 们的发射波长可以从 51 Onm红移到 660讓。
目前， 量子点作为一种发光材料已经用于部分显示领域， 利用量子点作 为发光材料而制造出的显示装置称为量子点发光二极管显示装置（ Quantum Dot - Light Emi t t ing Di splay, 缩写为 QD-LED ) 。 常规的量子点发光二极 管显示装置采用的结构和有机电致发光显示装置（ Organic Light - Emi t t ing Di splay, 缩写为 0LED )相类似； 但是， 与传统的有机电致发光显示装置相 比， 量子点发光二极管显示装置能够通过控制量子点的尺寸来呈现理想的自 然色。 此外， 量子点发光二极管显示装置具有优良的色呈现和优良的亮度。 由于这些原因 , 量子点发光二极管显示装置正在得到越来越多的关注。
目前大多数显示装置都是单面显示， 另一面不显示信息。 但是， 在一些 特殊场合， 例如在机场候机厅、 火车站候车厅或大型展览馆的信息显示板， 或在通讯行业、 政府窗口、 金融行业、 交通行业等窗口行业的营业厅使用的 信息显示板， 通常需要采用双面显示装置， 以便于用户获得所需信息。 常规 的双面显示装置通常由相对设置的两个单面显示器背对背贴合在一起而成； 这样的显示装置会造成产品的质量以及厚度的增加， 完全不符合现代电子产 品轻薄便携的趋势。 使用量子点作为发光材料来制备双面显示装置是一种可行的解决方案。 然而， 使用常规的量子点发光二极管显示装置的分层制备工艺来制备双面显 示装置， 通常会依次制备透明阳极、 空穴传输层、 量子发光层、 电子传输层、 反射阴极或者更多层， 需要较多的工艺步骤， 制备效率较低， 并且生产出的 产品良率也较^^ 增加了生产成本。 发明内容
本发明的实施例提供一种使用量子点作为发光材料的双面显示装置， 从 而使显示装置具有更高的显示品质、 更加轻薄便携； 进一步的， 本发明还提 供了一种该双面显示装置的制备方法。
根据本发明的一个方面， 提供一种双面显示装置， 其包括相对设置的第 一基板以及第二基板， 其中所述第一基板上设置有极性相反的第一透明电极 和第二反射电极， 其中一个为阳极电极， 另一个为阴极电极； 所述第二基板 上设置有与第一基板上的第一透明电极相对的第一反射电极以及与第一基板 上的第二反射电极相对的第二透明电极； 以及设置在分别相对的第一、 第二 透明电极和第一、 第二反射电极之间的量子发光层， 其中所述量子发光层包 括电荷传输粒子以及量子点发光材料。
在一个示例中， 所述电荷传输粒子包括半导体纳米粒子。
在一个示例中， 所述电荷传输粒子为 P型半导体纳米粒子和 N型半导体 纳米粒子。
在一个示例中， 所述电荷传输粒子为 P型半导体纳米粒子； 所述量子发 光层与阴极电极之间设置有电子传输层。
在一个示例中， 所述电荷传输粒子为 N型半导体纳米粒子； 所述量子发 光层与阳极电极之间设置有空穴传输层。
在一个示例中， 所述第一透明电极和所述第二反射电极间隔设置在所述 第一基板上， 所述第一反射电极以及所述第二透明电极间隔设置在所述第二 基板上。
本发明还提供了一种制备双面显示装置的方法，
包括：
提供相对设置的第一基板和第二基板；
在所述第一基板的表面上形成极性相反的第一透明电极和第二反射电 极；
在所述第一透明电极和所述第二反射电极上形成包括电荷传输粒子以及 量子点发光材料的量子发光层； 以及
在所述量子发光层上方， 所述第二基板面向所述第一基板的面上形成与 所述第一基板上的第一透明电极相对的第一反射电极以及与所述第一基板上 的第二反射电极相对的第二透明电极。
在一个示例中， 所述第一透明电极和所述第二反射电极间隔设置在所述 第一基板的所述面上。
在一个示例中， 所述第一反射电极和所述第二透明电极间隔设置在所述 第二基板面向所述第一基板的所述面上。
在一个示例中， 所述形成量子发光层包括：
将分散有电荷传输粒子以及量子点发光材料的量子发光液体通过溶液涂 覆工艺在所述第一透明电极和第二反射电极上形成量子发光层。 导体纳米粒子。
在一个示例中， 所述半导体纳米粒子为 P型半导体纳米粒子和 N型半导 体纳米粒子。
在一个示例中， 所述半导体纳米粒子为 P型半导体纳米粒子； 所述双面 显示装置制备方法还包括： 在所述量子发光层与阴极电极之间形成电子传输 层。
在一个示例中， 所述半导体纳米粒子为 N型半导体纳米粒子； 所述双面 显示装置制备方法还包括： 在所述量子发光层与阳极电极之间形成空穴传输 层。
在一个示例中， 所述溶剂包括水、 甲苯、 氯仿中的一种或者多种。 附图说明
以下将结合附图对本发明的实施例进行更详细的说明， 以使本领域普通 技术人员更加清楚地理解本发明， 其中：
图 1是常规技术中的一种双面显示装置的剖面结构示意图；
图 2是本发明的实施例中的另一种双面显示装置的剖面结构示意图； 图 3是图 2中所示双面显示装置的制备方法流程示意图； 图 4是本发明的实施例中的又一种双面显示装置的剖面结构示意图； 图 5是本发明的实施例中的再一种双面显示装置的剖面结构示意图。 图中： 1 : 第一基板； 2： 第二基板； 3: 第一透明阳极； 4 : 第一反射阴 极； 5 : 第二透明阳极； 6 : 第二反射阴极； 7: 量子点发光材料； 8 : 量子发 光层； 9: 空穴传输层； 10: 电子传输层； 11 : N型半导体纳米粒子； 12: P 型半导体纳米粒子。 具体实施方式
为使本发明的实施例的目的、 技术方案和优点更加清楚， 下面将结合本 发明实施例的附图对本发明的实施例的技术方案进行清楚、 完整的描述。 显 然， 所描述的实施例仅是本发明的一部分示例性实施例， 而不是全部的实施 例。 基于所描述的本发明的示例性实施例， 本领域普通技术人员在无需创造 性劳动的前提下所获得的所有其它实施例都属于本发明的保护范围。
除非另作定义， 此处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。 本发明专利申请说明书以及权 利要求书中使用的 "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。 同样， "一个"、 "一"或者 "该"等类似词语也不表示数量限制， 而是表示存在至少一个。 "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。 "上"、 "下"、 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。
本发明的实施例所提供的双面显示装置， 包括相对设置的第一基板以及 第二基板， 其中第一基板上设置有透明电极和反射电极， 为了方便说明， 本 实施例中以透明电极为阳极电极以及反射电极为阴极电极进行说明， 因此下 面将透明电极和阳极电极统称为透明阳极， 将反射电极和阴极电极统称为反 射阴极； 第二基板上设置有与第一基板上的透明阳极相对的反射阴极以及与 第一基板上的反射阴极相对的透明阳极； 第一基板或者第二基板上还设置有 能够独立驱动透明阳极以及反射阴极的驱动薄膜晶体管、封装件等其他组件。 上述基板可以是玻璃基板、 石英基板等基于无机材料的村底基板， 也可以是 采用有机材料的村底基板。 根据本发明的实施例， 透明阳极和反射阴极之间设置有量子发光层 8 , 在量子发光层 8中混合有电荷传输粒子以及量子点发光材料 7。
如图 1所示， 是根据常规的分层制备工艺来制备的双面显示装置； 其包 括第一基板 1 , 第一基板 1上间隔设置有第一透明阳极 3和第二反射阴极 6 , 第二基板 2上设有与第一透明阳极 3相对的第一反射阴极 4以及与第二反射 阴极 6相对的第二透明阳极 5。 透明阳极可以为铟锡氧化物、 氧化辞、 铟氧 化物、 锡氧化物、 铟辞氧化物等透明导电材质。 每个透明阳极上， 均设置有 由空穴传输粒子构成的空穴传输层 9。 反射阴极可以为钙、 铝、 镁、 银、 钡 及其合金。 反射阴极可以将量子发光层 8产生的光线从透明阳极反射出去。 在每个反射阴极上， 均设置有由电子传输粒子构成的电子传输层 10。 量子发 光层 8设置在空穴传输层 9与电子传输层 10之间。该双面显示装置的工作原 理如下： 在驱动薄膜晶体管的驱动下， 透明阳极向量子发光层 8注入空穴， 反射阴极向量子发光层 8注入电子， 空穴和电子分别从空穴传输层 9和电子 传输层 10向量子发光层 8迁移； 然后空穴和电子在量子发光层 8中相遇，相 互束缚而形成受激的激子； 激子从激发态回到基态时辐射跃迁产生能量差， 最终以光能的形式释放， 释放的光能被第一反射阴极反射， 从第一透明阳极 出射， 被第二反射阴极反射， 从第二透明阳极出射。 由于量子点发光材料的 发射峰半高宽较窄（30讓 -50nm ) , 发光纯度较高， 因此， 提高了双面显示装 置的色域、 亮度， 具有 4艮高的显示品质。
然而， 根据常规的分层制备工艺制备的双面显示装置， 由除电极之外的 三层或更多层构成， 结构复杂。 而且， 除量子发光层 8之外的大多数层是在 真空沉积工艺中形成的， 因此， 必须提供非常特殊的制备环境， 大大增加了 制造成本以及制造需要的时间，而且由于结构复杂因此导致制作工艺步骤多， 会降低产品的良率。 在本发明的实施例中， 在量子发光层 8中混合了电荷传 输粒子，电荷传输粒子则起着与空穴传输层 9或者电子传输层 10相同的作用。 这样， 双面显示装置由除电极之外的两层或者一层构成， 结构得到了筒化。 电荷传输粒子通常为半导体纳米粒子， 其可以是 P型半导体纳米粒子， 例如 镍氧化物、 钒氧化物、 钼氧化物、 铬氧化物和钡氧化物等半导体纳米粒子； 也可以是 N型半导体纳米粒子， 例如二氧化钛、 氧化辞、铟氧化物、 氧化铝、 锆氧化物、 锡氧化物和钨氧化物等半导体纳米粒子。
本发明实施例的一种实现方式是,将 P型半导体纳米粒子 12和 N型半导 体纳米粒子 11均混合到量子发光层 8中，如图 2中所示，这样的双面显示装 置在除电极之外， 仅由量子发光层 8—层构成， 结构最为筒单， 因此制备工 艺也得到了最大的筒化。 下面结合图 2以及图 3对该双面显示装置的制备方 法加以说明。
如图 3中所示的双面显示装置制备方法， 包括：
S1. 通过掩模工艺制备第一基板 1 , 在第一基板 1上间隔地形成能够独 立驱动透明阳极以及反射阴极的驱动薄膜晶体管； 其中每个像素可以包括两 个能够分别独立驱动透明阳极和反射阴极的驱动薄膜晶体管， 或相邻的像素 分别包含一个能够独立驱动透明阳极和反射阴极的驱动薄膜晶体管。
S2. 通过溅射、 蒸镀、 旋涂等方法在驱动透明阳极的驱动薄膜晶体管上 方形成一层图案化的第一透明阳极 3;
通过溅射、 蒸镀、 旋涂等方法在驱动反射阴极的驱动薄膜晶体管上方形 成一层图案化的第二反射阴极 6。
53. 在第一透明阳极 3和第二反射阴极 6上方形成混合有 P型半导体纳 米粒子 12、 N型半导体纳米粒子 11以及量子点发光材料 7的量子发光层 8。 本实施例中， 步骤 S 3包括：
首先， 将量子点发光材料、 能够传输空穴的 P型半导体纳米粒子、 能够 传输电子的 N型半导体纳米粒子分散在溶剂之中形成量子发光液体。 量子发 光液体中的溶剂可以是水、 甲苯、 氯仿等。
然后， 将量子发光液体通过溶液涂覆工艺在第一透明阳极 3和第二反射 阴极 6上方形成量子发光层 8。 例如， 通过旋涂、 喷墨、 狭缝涂布等任意一 种方式将量子发光溶液涂覆于每一个子像素中， 形成混合有量子点发光材料 7、 空穴传输粒子、 电子传输粒子的量子发光层 8。
与常规技术中的分层制备以及真空蒸镀制备工艺相比， 本实施例中采用 旋涂、 喷墨、 狭缝涂布等常见的溶液涂覆工艺， 不但可以仅通过一步工艺即 可制备出量子发光层、 空穴传输层以及电子传输层， 而且对制备环境的要求 相对较低， 同时， 大大提升了双面显示装置的制备速度。 也即， 本发明实施 例的方法大幅度筒化了双面显示装置的制备工艺、 降低了生产成本。
54. 通过溅射、 蒸镀、 旋涂等方法在第二基板 2上形成位于量子发光层 8上方、 与第一透明阳极 3相对的第一反射阴极 4;
通过溅射、 蒸镀、 旋涂等方法在第二基板 2上形成位于量子发光层 8上 方、 与第二反射阴极 6相对的第二透明阳极 5。
S5. 将制备完成的第一基板 1与第二基板 2进行封装， 完成双面显示装 置的制备。
需要说明的是， 在实际制备工艺中， 第一反射阴极 4以及第二透明阳极 5只要位于量子发光层 8上方即可，例如第一反射阴极 4以及第二透明阳极 5 可以直接形成在量子发光层 8上方，而不一定必须形成在第二阵列基板 2上。
除了上述实施方式外， 本发明的实施例中的双面显示装置也可以单独将 空穴传输粒子或者电子传输粒子中的一种混合在量子发光层 8中， 而相应的 在反射阴极上形成电子传输层 10或者在透明阳极上形成空穴传输层 9。
例如， 如图 4中所示， 电荷传输粒子为 P型半导体纳米粒子 12 , 在量子 发光层 8与反射阴极之间设置有电子传输层 10。该双面显示装置与量子发光 层中混合有 P型半导体纳米粒子和 N型半导体纳米粒子的双面显示装置制备 方法的不同之处主要在于， 在生成量子发光液的过程中， 将量子点发光材料 以及能够传输空穴的 P型半导体纳米粒子 12分散在溶剂之中形成量子发光液 体； 而在量子发光层 8与反射阴极之间形成用于传输电子的电子传输层 10。 与常规技术中的分层制备以及真空蒸镀制备工艺相比，本实施例中采用旋涂、 喷墨、 狭缝涂布等常见的溶液涂覆工艺， 不但可以仅通过一步工艺即可制备 出量子发光层以及空穴传输层， 而且对制备环境的要求相对较低， 同时， 大 大提升了双面显示装置的制备速度； 因此， 大幅度筒化了双面显示装置的制 备工艺、 降低了生产成本。
又例如， 如图 5中所示， 电荷传输粒子为 N型半导体纳米粒子 11 , 在量 子发光层 8与透明阳极之间设置有空穴传输层 9。 该双面显示装置与量子发 光层中混合有 P型半导体纳米粒子和 N型半导体纳米粒子的双面显示装置制 备方法的不同之处主要在于， 在生成量子发光液的过程中， 将量子点发光材 料以及能够传输电子的 N型半导体纳米粒子 11分散在溶剂之中形成量子发光 液体； 而在量子发光层与透明阳极之间形成用于传输空穴的空穴传输层。 与 常规技术中的分层制备以及真空蒸镀制备工艺，本实施例中采用旋涂、喷墨、 狭缝涂布等常见的溶液涂覆工艺， 不但可以仅通过一步工艺即可制备出量子 发光层以及电子传输层， 而且对制备环境的要求相对较低， 同时， 大大提升 了双面显示装置的制备速度； 因此， 大幅度筒化了双面显示装置的制备工艺、 降低了生产成本。 本发明的实施例所提供的双面显示装置， 通过在透明电极和反射电极之 间设置包括量子点发光材料的量子发光层， 由于量子点发光材料的发射峰半 高宽较窄， 发光纯度较高， 因此， 提高了双面显示装置的色域、 亮度， 具有 4艮高的显示品质； 通过将电荷传输粒子混合到量子发光层中， 筒化了双面显 示装置的结构， 减少了制备工艺的步骤， 降低了生产成本； 通过一个显示面 板实现向两个方向的画面显示， 且相对于常规的单面显示装置厚度和重量均 没有增加， 因此， 具有更加便携、 质量轻薄、 价格低廉等优点。
上面描述仅是示例性实施例， 所属技术领域的技术人员根据上面的实施 例和说明， 可以容易地想到其他实施例， 例如， 除了其他， 透明电极可以是 阴极电极， 反射电极可以 ^^射阴极， 而并不局限于本实施例中的透明阳极 与反射阴极。
因此， 所属技术领域的普通技术人员， 在不脱离本发明的精神和范围的 情况下， 还可以做出各种变化和变型， 而这些变化和变型都应属于本发明的 保护范围。

Claims

权利要求书
1、 一种双面显示装置， 包括：
相对设置的第一基板以及第二基板，
设置在所述第一基板的表面上的极性相反的第一透明电极和第二反射电 极；
设置在所述第二基板面向所述第一基板的表面上的与所述第一基板上的 第一透明电极相对的第一反射电极以及与所述第一基板上的第二反射电极相 对的第二透明电极； 以及
设置在分别相对的所述第一、 第二透明电极和第一、 第二反射电极之间 的量子发光层， 所述量子发光层包括电荷传输粒子以及量子点发光材料。
2、根据权利要求 1所述的双面显示装置，其中所述电荷传输粒子包括半 导体纳米粒子。
3、 根据权利要求 2所述的双面显示装置， 其中所述电荷传输粒子为 P 型半导体纳米粒子和 N型半导体纳米粒子。
4、 根据权利要求 2所述的双面显示装置， 其中所述电荷传输粒子为 P 型半导体纳米粒子； 并且所述量子发光层与所述阴极电极之间设置有电子传 输层。
5、 根据权利要求 2所述的双面显示装置， 其中所述电荷传输粒子为 N 型半导体纳米粒子； 并且所述量子发光层与所述阳极电极之间设置有空穴传 输层。
6、根据权利要求 1-5任意一项所述的双面显示装置， 其中所述第一透明 电极和所述第二反射电极间隔设置在所述第一基板的所述表面上， 所述第一 反射电极和所述第二透明电极间隔设置在所述第二基板面向所述第一基板的 所述表面上。
7、 一种制备双面显示装置的方法， 包括：
提供相对设置的第一基板和第二基板；
在所述第一基板的表面上形成极性相反的第一透明电极和第二反射电 极；
在所述第一透明电极和第二反射电极上形成混合有电荷传输粒子以及量 子点发光材料的量子发光层； 以及 在所述量子发光层上方、 所述第二基板面对所述第一基板的表面上形成 与所述第一基板上的所述第一透明电极相对的第一反射电极以及与所述第一 基板上的第二反射电极相对的第二透明电极。
8、根据权利要求 7所述的双面显示装置制备方法，其中所述第一透明电 极和所述第二反射电极间隔设置在所述第一基板的所述表面上。
9、根据权利要求 8所述的双面显示装置制备方法，其中所述第一反射电 极以及第二透明电极间隔设置在所述第二基板面向所述第一基板的所述表面 上。
10、 根据权利要求 7-9任意一项所述的双面显示装置制备方法， 所述形 成量子发光层包括：
将分散有电荷传输粒子以及量子点发光材料的量子发光液体通过溶液涂 覆工艺在所述第一透明电极和所述第二反射电极上形成所述量子发光层。
11、根据权利要求 10所述的双面显示装置制备方法，其中所述量子发光 溶液包括溶剂以及分散在所述溶剂中的半导体纳米粒子。
12、根据权利要求 11所述的双面显示装置制备方法，其中所述半导体纳 米粒子为 P型半导体纳米粒子和 N型半导体纳米粒子。
13、根据权利要求 11所述的双面显示装置制备方法，其中所述半导体纳 米粒子为 P型半导体纳米粒子； 并且所述双面显示装置制备方法还包括在所 述量子发光层与阴极电极之间形成电子传输层。
14、根据权利要求 11所述的双面显示装置制备方法，其中所述半导体纳 米粒子为 N型半导体纳米粒子； 并且所述双面显示装置制备方法还包括在所 述量子发光层与阳极电极之间形成空穴传输层。
15、 根据权利要求 11-14任意一项所述的双面显示装置制备方法， 其中 所述溶剂包括水、 甲苯、 氯仿中的一种或者多种。
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