CN106356463A - Qled显示装置的制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种QLED显示装置的制作方法，借助WOLED生产工艺，使用白光量子点层代替WOLED结构中的有机发光层，并在白光量子点层中添加紫外光引发剂，借助光罩及紫外光照射使子像素区域之间的量子点发生不可逆的淬灭，形成精细的量子点图形，从而消除相邻两个子像素区域之间的相互影响，可有效减小两个子像素区域之间距离，增加开口率，同时提升显示装置的色域及对比度，增强显示装置的色彩表现能力，制作方法简单，节约了成本与制程时间，所制作的QLED显示装置，与传统的TFT‑LCD显示装置相比不需单独制作液晶盒，更薄更轻便，与传统的WOLED显示装置相比具有更长的寿命及更高的发光效率。

Description

QLED显示装置的制作方法
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种QLED显示装置的制作方法。
背景技术
随着显示技术的不断发展，人们对显示装置的显示质量要求也越来越高。量子点(Quantum Dots，QDs)是一种由II-VI族、III-V族、IV-VI族元素组成的球形半导体纳米微粒，粒径一般在几纳米至数十纳米之间。当半导体材料从体相逐渐减小至一定临界尺寸(1～20纳米)后，其载流子的波动性变得显著，运动将受限，导致动能的增加，相应的电子结构从体相连续的能级结构变成准***的不连续，这一现象称作量子尺寸效应。因此，量子点材料由于量子尺寸效应的存在，原本连续的能带变成分立的能级结构，受外界激发后可发射可见光。
比较常见的II-VI族，III-V族以及IV-VI族的量子点都遵守量子尺寸效应，其性质随尺寸呈现规律性变化，吸收及发射波长随尺寸变化而变化。此外，量子点发光材料具有发光光谱集中，色纯度高等优点，在显示器领域利用这些优点可大幅度提高显示器的色域，提高液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)的色彩还原能力。
量子点在显示器领域的应用主要可分为光致发光(PL)及电致发光(EL)两个部分。现有的光致发光技术应用是将R(红)、G(绿)、B(蓝)的三色量子点混合封装于塑料薄膜(QDfilm)或玻璃管(QD tube)中，在传统背光激发下发光以达到增加色域的目的。上述技术目前虽较为成熟，但依然存在一些问题亟待改善，例如，无论是QD film还是QD tube结构，需求的量子点材料用量都较大，且采用白光背光源激发混合量子点，光利用率不高。
量子点电致发光二极管(Quantum dots Light-emitting Diodes，QLED)为量子点应用于显示器中的有源电致发光器件，和有机发光二极管(Organic Light EmittingDiodes，OLED)一样都是自发光型二极管，相比于光致发光应用技术而言需对应每个像素(pixel)制作独立的薄膜晶体管(Thin Film Transistor，TFT)开关，且无机量子点材料无法像OLED中的有机发光材料一样以蒸镀的方式制成所需的图形，所以高像素密度彩色量子点电致发光器件的发展一直受到限制。业界现有量子点电致发光器件的相关报道也多以单色器件为主，且像素密度均较低。
现有技术中，为实现OLED显示器的全彩化，一种方式是通过白色有机发光二极管(White Organic Light Emitting Diode，WOLED)和彩色滤光(Color Filter，CF)层的功能叠加来实现。其中，WOLED的白光发光层由红、绿、蓝色发射荧光材料混合蒸镀而成，CF层的红、绿、蓝色光阻层对白光发光层发射白光进行滤光，从而实现彩色显示。
发明内容
本发明的目的在于提供一种QLED显示装置的制作方法，能够制作出精细的量子点图形，可有效提升QLED显示装置的色域及对比度，且制作方法简单，节约了成本与制程时间。
为实现上述目的，本发明提供一种QLED显示装置的制作方法，包括如下步骤：
步骤1、提供TFT阵列基板，在所述TFT阵列基板上依次形成空穴传输层和电子阻挡层；
所述TFT阵列基板包括TFT层、及形成于TFT层上的阳极层，所述TFT层包括数个阵列排布的TFT；
步骤2、在所述电子阻挡层上涂布形成白光量子点层；所述白光量子点层内含有红色量子点、绿色量子点、蓝色量子点、及紫外光引发剂；
步骤3、提供光罩，利用光罩对白光量子点层进行紫外光照射，所述光罩包括透光部分、及不透光部分，在紫外光照射过程中，在所述白光量子点层上对应位于所述透光部分下的区域内，紫外光引发剂受到紫外光作用后使得该区域内的红色、绿色、蓝色量子点发生不可逆的猝灭，从而形成子像素间隔区域，所述白光量子点层上对应位于所述不透光部分下的区域，未经紫外光照射则不受影响，从而形成由所述子像素间隔区域所间隔开的数个阵列排布的子像素区域，所述数个子像素区域与所述数个TFT一一对应；
步骤4、在所述白光量子点层上形成电子传输/注入层，在所述电子传输/注入层上形成阴极层，得到QLED基板；
步骤5、提供彩膜基板，将所述彩膜基板与QLED基板进行对组、封装，得到QLED显示装置。
可选地，所述步骤2具体包括如下步骤：
步骤21、将红色量子点、绿色量子点、蓝色量子点分别进行表面改性处理，然后将红色量子点、绿色量子点、蓝色量子点溶于溶剂中，并加入紫外光引发剂，从而配制得到含有红色量子点、绿色量子点、蓝色量子点、和紫外光引发剂的量子点混合溶液；
步骤22、将所述量子点混合溶液采用旋涂、或狭缝涂布的方式涂布于所述电子阻挡层上，形成白光量子点层。
可选地，所述步骤2具体包括如下步骤：
步骤21’、将红色量子点、绿色量子点、蓝色量子点分别进行表面改性处理，使其表面含有极性或非极性的基团，且此时，红色量子点与蓝色量子点的表面极性相同，红色量子点与绿色量子点的表面极性相反，然后将红色量子点、绿色量子点、蓝色量子点分别溶于与其极性相同的溶剂中，并分别加入紫外光引发剂，从而分别配制得到包含红色量子点和紫外光引发剂的红色量子点溶液、包含绿色量子点和紫外光引发剂的绿色量子点溶液、及包含蓝色量子点和紫外光引发剂的蓝色量子点溶液；
步骤22’、采用旋涂、或狭缝涂布的方式按顺序依次将蓝色量子点溶液、绿色量子点溶液、及红色量子点溶液涂布于所述电子阻挡层上，形成白光量子点层。
所述步骤2中形成白光量子点层中，所述蓝色量子点与绿色量子点的数量比例≥4:1，所述绿色量子点与红色量子点的数量比例≥1:1。
所述红色量子点、绿色量子点、蓝色量子点均为由Ⅱ-Ⅵ族半导体材料、Ⅲ-Ⅴ族半导体材料、Ⅳ-Ⅵ族纳米半导体材料中的一种或多种所组成的具有核壳结构的量子点，所述红色量子点、绿色量子点、蓝色量子点的粒径均为1-10nm。
所述紫外光引发剂为安息香双甲醚、或苯甲酰甲酸甲酯。
所述步骤3中，紫外光照射时间为0.5-4h。
所述步骤1中，采用旋涂或蒸镀的方式依次形成空穴传输层和电子阻挡层，所述空穴传输层的材料为PEDOT、或Poly-TPD，所述电子阻挡层的材料为TFB、或PVK。
所述步骤4中，采用旋涂或蒸镀的方式形成电子传输/注入层，所述电子传输/注入层的材料为Alq3、TPBI、或ZnO纳米颗粒。采用蒸镀的方式形成所述阴极层，所述阴极层的材料为银、或镁。
所述彩膜基板包括彩色滤光层，所述彩色滤光层包括交替排列的数个红色色阻单元、绿色色阻单元、及蓝色色阻单元。
本发明的有益效果：本发明提供一种QLED显示装置的制作方法，借助WOLED生产工艺，使用白光量子点层代替WOLED结构中的有机发光层，并在白光量子点层中添加紫外光引发剂，借助光罩及紫外光照射使子像素区域之间的量子点发生不可逆的淬灭，形成精细的量子点图形，从而消除相邻两个子像素区域之间的相互影响，可有效减小两个子像素区域之间距离，增加开口率，同时提升显示装置的色域及对比度，增强显示装置的色彩表现能力，制作方法简单，节约了成本与制程时间，所制作的QLED显示装置，与传统的TFT-LCD显示装置相比不需单独制作液晶盒，更薄更轻便，与传统的WOLED显示装置相比具有更长的寿命及更高的发光效率。
为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
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。
附图中，
图1为本发明的QLED显示装置的制作方法的流程示意图；
图2为本发明的QLED显示装置的制作方法的步骤1的示意图；
图3为本发明的QLED显示装置的制作方法的步骤2的示意图；
图4为本发明的QLED显示装置的制作方法的步骤3的示意图；
图5为本发明的QLED显示装置的制作方法的步骤4的示意图；
图6为本发明的QLED显示装置的制作方法的步骤5的示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合本发明的优选实施例及其附图进行详细描述。
请参阅图1，本发明提供一种QLED显示装置的制作方法，包括如下步骤：
步骤1、如图2所示，提供TFT阵列基板10，在所述TFT阵列基板10上依次形成空穴传输层21和电子阻挡层22。
所述TFT阵列基板10包括TFT层11、及形成于TFT层11上的阳极层12，所述TFT层11包括数个阵列排布的TFT。
具体地，所述步骤1中，采用旋涂(spin coating)或蒸镀的方式依次形成空穴传输层21和电子阻挡层22，所述空穴传输层21的材料可为聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)(poly(ethylenedioxythiophene)，PEDOT)、聚(N,N'双(4-丁基苯基)-N,N'-双(苯基)联苯胺)(Poly-TPD)中的一种，所述电子阻挡层22的材料可选择1,2,4,5-四(三氟甲基)苯(TFB)、聚(9-乙烯基咔唑)(poly(9-vinlycarbazole)，PVK)中的一种。
步骤2、如图3所示，在所述电子阻挡层22上涂布形成白光量子点层23；所述白光量子点层23内含有红色量子点231、绿色量子点232、蓝色量子点233、及紫外光引发剂234。
具体地，所述步骤2可以分别采用两个方案进行，对于第一方案，所述步骤2具体包括：
步骤21、配制得到含有红色量子点231、绿色量子点232、蓝色量子点233、和紫外光引发剂234的量子点混合溶液。
其中，所述步骤21具体为，将红色量子点231、绿色量子点232、蓝色量子点233分别进行表面改性处理，然后将红色量子点231、绿色量子点232、蓝色量子点233溶于溶剂中，并加入紫外光引发剂234，从而得到量子点混合溶液。
步骤22、将所述量子点混合溶液采用旋涂、或狭缝涂布(slit coating)的方式涂布于所述电子阻挡层22上，形成白光量子点层23。
而对于第二方案，所述步骤2具体包括：
步骤21’、分别配制包含红色量子点231和紫外光引发剂234的红色量子点溶液、包含绿色量子点232和紫外光引发剂234的绿色量子点溶液、及包含蓝色量子点233和紫外光引发剂234的蓝色量子点溶液。
其中，所述步骤21’具体为，将所述将红色量子点231、绿色量子点232、蓝色量子点233分别进行表面改性处理，使其表面含有极性或非极性的基团，且此时，红色量子点231与蓝色量子点233的表面极性相同，红色量子点231与绿色量子点232的表面极性相反，然后将红色量子点231、绿色量子点232、蓝色量子点233分别溶于与其极性相同的溶剂中，并分别加入紫外光引发剂234，从而分别配制得到红色量子点溶液、绿色量子点溶液、蓝色量子点溶液。例如，将红色量子点231、绿色量子点232、蓝色量子点233分别进行表面改性处理，使红色量子点231、蓝色量子点233的表面含有极性基团，使绿色量子点232的表面含有非极性基团，然后红色量子点231、蓝色量子点233分别溶解于极性溶剂中，绿色量子点232溶解于非极性溶剂中，并分别加入紫外光引发剂234，从而分别配制得到红色量子点溶液、绿色量子点溶液、蓝色量子点溶液。
步骤22’、采用旋涂、或狭缝涂布的方式按顺序依次将蓝色量子点溶液、绿色量子点溶液、及红色量子点溶液涂布于所述电子阻挡层22上，形成白光量子点层23。
具体地，所述步骤2中形成白光量子点层23中，所述红色量子点231、绿色量子点232、蓝色量子点233的数量比例可根据实际需要进行适当调整，优选地，所述蓝色量子点233与绿色量子点232的数量比例≥4:1，所述绿色量子点232与红色量子点231的数量比例≥1:1。
具体地，所述红色量子点231、绿色量子点232、蓝色量子点233均为由Ⅱ-Ⅵ族半导体材料(如CdS、CdSe、HgTe、ZnS、ZnSe、ZnTe、HgS)、Ⅲ-Ⅴ族半导体材料(如InP、InAs、GaP、GaAs)、Ⅳ-Ⅵ族纳米半导体材料中的一种或多种所组成的具有核壳结构的量子点。
具体地，所述红色量子点231、绿色量子点232、蓝色量子点233的粒径最优选在1-10nm之间。
步骤3、如图4所示，提供光罩90，利用光罩90对白光量子点层23进行紫外光照射0.5-4h，所述光罩90包括透光部分91、及不透光部分92，在紫外光照射过程中，在所述白光量子点层23上对应位于所述透光部分91下的区域内，紫外光引发剂234受到紫外光作用后使得该区域内的红色、绿色、蓝色量子点231、232、233发生不可逆的猝灭，从而形成子像素间隔区域，所述白光量子点层23上对应位于所述不透光部分92下的区域，未经紫外光照射则不受影响，从而形成由所述子像素间隔区域所间隔开的数个阵列排布的子像素区域，所述数个子像素区域与所述数个TFT一一对应。
具体地，所述紫外光光引发剂234选自较常用的几种紫外光引发剂，如：安息香双甲醚(BDK)、苯甲酰甲酸甲酯(MBF)等，该类引发剂其分子本身不会直接影响量子点材料的发光性质，但是经过紫外光照射后，其产生的高活性自由基会直接猝灭量子点材料，使量子点材料丧失原有的功能。因此，在所述步骤3的紫外光照射过程中，在所述白光量子点层23上对应位于所述透光部分91下的区域内，紫外光引发剂234受到紫外光作用后裂解产生具有强吸电子能力的高电负性自由基基团，捕获受激电子，使其无法与空穴复合，从而使该区域内的红色、绿色、蓝色量子点231、232、233发生不可逆的猝灭。
步骤4、如图5所示，在所述白光量子点层23上形成电子传输/注入层24，在所述电子传输/注入层24上形成阴极层25，得到QLED基板。
具体地，所述步骤4中，采用旋涂或蒸镀的方式形成电子传输/注入层24，所述电子传输/注入层24的材料可为三(8-羟基喹啉铝)(tri(8-quinolinolato)aluminum，Alq3)、1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯(1,3,5-Tri(1-phenyl-1H-benzo[d]imidazol-2-yl)phenyl，TPBI)、或氧化锌(ZnO)纳米颗粒中的一种。
具体地，所述阴极层25通过蒸镀的方式形成，其材料为银(Ag)、镁(Mg)等金属材料，所述阴极层25的膜厚约为200埃。
步骤5、如图6所示，提供彩膜基板30，所述彩膜基板30包括彩色滤光层31，所述彩色滤光层31包括交替排列的数个红色色阻单元311、绿色色阻单元312、及蓝色色阻单元313；将所述彩膜基板30与QLED基板进行对组、封装，得到QLED显示装置。
本发明的QLED显示装置的制作方法，借助WOLED生产工艺，所制作的QLED显示装置，采用WQLED加CF膜的结构，增加显示装置色域的同时降低了制程难度，短期内可以实现大规模量产，所制作的QLED显示装置在点亮时，白光量子点层23的每个子像素区域分别由对应的TFT控制其是否发光及发光的强弱，且由于白光量子点层23的子像素间隔区域内的量子点因经过紫外照射的淬灭处理，因此任何情况下均不会发光，从而消除了相邻两个子像素区域之间的相互影响，可有效减小两个子像素区域之间距离，增加开口率；如图6所示，白光量子点层23的子像素区域内的红色量子点231、绿色量子点232、蓝色量子点233在激发态下分别发红光(R)、绿光(G)、蓝光(B)，从而经混合后发出白光(W)，然后每一子像素区域发出的白光在经过彩色滤光层31的红色色阻单元311、绿色色阻单元312、及蓝色色阻单元313后被过滤成红、绿、蓝三原色光，从而最终实现彩色显示。
综上所述，本发明提供的一种QLED显示装置的制作方法，借助WOLED生产工艺，使用白光量子点层代替WOLED结构中的有机发光层，并在白光量子点层中添加紫外光引发剂，借助光罩及紫外光照射使子像素区域之间的量子点发生不可逆的淬灭，形成精细的量子点图形，从而消除相邻两个子像素区域之间的相互影响，可有效减小两个子像素区域之间距离，增加开口率，同时提升显示装置的色域及对比度，增强显示装置的色彩表现能力，制作方法简单，节约了成本与制程时间，所制作的QLED显示装置，与传统的TFT-LCD显示装置相比不需单独制作液晶盒，更薄更轻便，与传统的WOLED显示装置相比具有更长的寿命及更高的发光效率。
以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种QLED显示装置的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、提供TFT阵列基板(10)，在所述TFT阵列基板(10)上依次形成空穴传输层(21)和电子阻挡层(22)；
所述TFT阵列基板(10)包括TFT层(11)、及形成于TFT层(11)上的阳极层(12)，所述TFT层(11)包括数个阵列排布的TFT；
步骤2、在所述电子阻挡层(22)上涂布形成白光量子点层(23)；所述白光量子点层(23)内含有红色量子点(231)、绿色量子点(232)、蓝色量子点(233)、及紫外光引发剂(234)；
步骤3、提供光罩(90)，利用光罩(90)对白光量子点层(23)进行紫外光照射，所述光罩(90)包括透光部分(91)、及不透光部分(92)，在紫外光照射过程中，在所述白光量子点层(23)上对应位于所述透光部分(91)下的区域内，紫外光引发剂(234)受到紫外光作用后使得该区域内的红色、绿色、蓝色量子点(231、232、233)发生不可逆的猝灭，从而形成子像素间隔区域，所述白光量子点层(23)上对应位于所述不透光部分(92)下的区域，未经紫外光照射则不受影响，从而形成由所述子像素间隔区域所间隔开的数个阵列排布的子像素区域，所述数个子像素区域与所述数个TFT一一对应；
步骤4、在所述白光量子点层(23)上形成电子传输/注入层(24)，在所述电子传输/注入层(24)上形成阴极层(25)，得到QLED基板；
步骤5、提供彩膜基板(30)，将所述彩膜基板(30)与QLED基板进行对组、封装，得到QLED显示装置。
2.如权利要求1所述的QLED显示装置的制作方法，其特征在于，所述步骤2具体包括如下步骤：
步骤21、将红色量子点(231)、绿色量子点(232)、蓝色量子点(233)分别进行表面改性处理，然后将红色量子点(231)、绿色量子点(232)、蓝色量子点(233)溶于溶剂中，并加入紫外光引发剂(234)，从而配制得到含有红色量子点(231)、绿色量子点(232)、蓝色量子点(233)、和紫外光引发剂(234)的量子点混合溶液；
步骤22、将所述量子点混合溶液采用旋涂、或狭缝涂布的方式涂布于所述电子阻挡层(22)上，形成白光量子点层(23)。
3.如权利要求1所述的QLED显示装置的制作方法，其特征在于，所述步骤2具体包括如下步骤：
步骤21’、将红色量子点(231)、绿色量子点(232)、蓝色量子点(233)分别进行表面改性处理，使其表面含有极性或非极性的基团，且此时，红色量子点(231)与蓝色量子点(233)的表面极性相同，红色量子点(231)与绿色量子点(232)的表面极性相反，然后将红色量子点(231)、绿色量子点(232)、蓝色量子点(233)分别溶于与其极性相同的溶剂中，并分别加入紫外光引发剂(234)，从而分别配制得到包含红色量子点(231)和紫外光引发剂(234)的红色量子点溶液、包含绿色量子点(232)和紫外光引发剂(234)的绿色量子点溶液、及包含蓝色量子点(233)和紫外光引发剂(234)的蓝色量子点溶液；
步骤22’、采用旋涂、或狭缝涂布的方式按顺序依次将蓝色量子点溶液、绿色量子点溶液、及红色量子点溶液涂布于所述电子阻挡层(22)上，形成白光量子点层(23)。
4.如权利要求1所述的QLED显示装置的制作方法，其特征在于，所述步骤2中形成白光量子点层(23)中，所述蓝色量子点(233)与绿色量子点(232)的数量比例≥4:1，所述绿色量子点(232)与红色量子点(231)的数量比例≥1:1。
5.如权利要求1所述的QLED显示装置的制作方法，其特征在于，所述红色量子点(231)、绿色量子点(232)、蓝色量子点(233)均为由Ⅱ-Ⅵ族半导体材料、Ⅲ-Ⅴ族半导体材料、Ⅳ-Ⅵ族纳米半导体材料中的一种或多种所组成的具有核壳结构的量子点，所述红色量子点(231)、绿色量子点(232)、蓝色量子点(233)的粒径均为1-10nm。
6.如权利要求1所述的QLED显示装置的制作方法，其特征在于，所述紫外光引发剂(234)为安息香双甲醚、或苯甲酰甲酸甲酯。
7.如权利要求1所述的QLED显示装置的制作方法，其特征在于，所述步骤3中，紫外光照射时间为0.5-4h。
8.如权利要求1所述的QLED显示装置的制作方法，其特征在于，所述步骤1中，采用旋涂或蒸镀的方式依次形成空穴传输层(21)和电子阻挡层(22)，所述空穴传输层(21)的材料为PEDOT、或Poly-TPD，所述电子阻挡层(22)的材料为TFB、或PVK。
9.如权利要求1所述的QLED显示装置的制作方法，其特征在于，所述步骤4中，采用旋涂或蒸镀的方式形成电子传输/注入层(24)，所述电子传输/注入层(24)的材料为Alq3、TPBI、或ZnO纳米颗粒；采用蒸镀的方式形成所述阴极层(25)，所述阴极层(25)的材料为银、或镁。
10.如权利要求1所述的QLED显示装置的制作方法，其特征在于，所述彩膜基板(30)包括彩色滤光层(31)，所述彩色滤光层(31)包括交替排列的数个红色色阻单元(311)、绿色色阻单元(312)、及蓝色色阻单元(313)。
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