发光器件及其制备方法、显示装置与流程

1.本技术涉及光电技术领域，具体而言，涉及一种发光器件及其制备方法、显示装置。


背景技术：

2.量子点(qd)是一种无机纳米级半导体材料，通过对其施加一定的光压和电场，它便会发出特定频率的光，而发出的光的频率会随着量子点的尺寸的改变而变化，因而通过精准控制量子点的尺寸就可以发出非常纯的红绿蓝(rgb)三原色，从而显著提高显示产品的色域。oled拥有自发光、超轻薄、响应速度快、宽视角等特性，蓝光oled器件是理想的量子点激发光源。因此量子点与蓝光oled的结合制作的面板将同时拥有量子点与oled的优点，从而提升产品性能。
3.现有技术在制备量子点光致转换膜时，需要通过光刻技术分别制备红色量子点层、绿色量子点层的像素限定层，而其中量子点发光层之间的像素限定层的制备不仅增加了制备成本和制作时间，而且在最后的量子点光致转换膜与顶发射蓝光器件对位贴合时会出现一定的精度误差，无法对器件的发光均匀性进行有效控制。


技术实现要素：

4.本技术的目的在于提供一种发光器件的制备方法，包括以下步骤：s1，提供一透明基底，采用光刻技术在上述透明基底上设置多个阵列排布且互相分隔的光转换层，得到光致转换膜，上述光致转换膜具有间隔区和非光转换区；s2，提供一像素基板，在上述像素基板上形成电致发光结构，上述电致发光结构包括多个阵列排布且互相分隔的蓝色电致发光层；s3，将上述光致转换膜的具有上述光转换层的一侧与上述电致发光结构的出光侧通过透明的胶粘剂相互贴合，使得各上述光转换层和上述非光转换区分别与相应位置的上述蓝色电致发光层一一对位，且上述胶粘剂在上述光致转换膜与上述电致发光结构之间填充完全，上述胶粘剂包括高分子基质的原材料和分散在上述高分子基质的原材料中的不可逆热致变色材料；s4，固化上述胶粘剂；s5，采用激光烧结工艺处理上述间隔区的已固化的胶粘剂，上述间隔区的已固化的胶粘剂由透明状态变为不可透光状态，形成多个间隔的像素隔离结构，上述非光转换区的已固化的胶粘剂作为透明的非光转换层，从而制得上述发光器件。
5.进一步地，上述s4中，上述固化的方式为光固化或热固化；当采用热固化将上述胶粘剂固化时，上述不可逆热致变色材料的变色温度大于上述热固化的加热温度，且小于等于上述激光烧结工艺的加热温度。
6.进一步地，上述不可逆热致变色材料选自变色颜料中的至少一种；优选地，上述变色颜料选自铅、镍、铬、锌、钴、铁、镉、锶、镁、钡、钼、锰的磷酸盐、硫酸盐、硝酸盐、氧化物、硫化物，以及甲基紫，苯酚化合物，酸性白土，偶氮颜料，芳基甲烷颜料。
7.进一步地，上述胶粘剂还包括显色剂和辅助功能材料，优选上述辅助功能材料包
括光提取散射粒子、粘度调节剂和纳米颗粒填充物中的至少一者。
8.进一步地，上述胶粘剂中各组分的质量百分数：上述不可逆热致变色材料为3wt％～5wt％，上述显色剂为1.4wt％～2wt％，上述高分子基质的原材料为88.8wt％～93.8wt％，上述辅助功能材料为0.1wt％～4.2wt％。
9.进一步地，上述激光的波长为864nm～1264nm，脉冲宽度为1ps～2ps，功率范围为3w～10w。
10.进一步地，上述电致发光结构为顶发射amoled、顶发射amqled、mini led或micro led。
11.进一步地，上述s2包括：s21，在上述像素基板上设置多个阵列排布且互相分隔的蓝色电致发光层；s22，在各上述蓝色电致发光层的表面上设置光折射层；s23，在上述光折射层上设置薄膜封装层，上述薄膜封装层的远离上述像素基板的一侧表面具有平坦化作用。
12.进一步地，在上述s4与上述s5之间还包括以下步骤：在上述光致转换膜的远离上述电致发光结构的一侧表面设置保护层。
13.进一步地，上述s1还包括以下步骤：在上述光转换层与上述透明基底之间设置光提取层和/或蓝光反射层；优选地，上述光提取层在上述透明基底的投影面积小于等于上述光转换层在上述透明基底的投影面积。
14.进一步地，当上述s3中，上述光转换层与对应位置的上述蓝色电致发光层对位出现偏差时，上述s5通过控制上述激光烧结工艺中激光扫描的面积来调节上述非光转换层的发光面积，使得上述发光器件的发光颜色均一。
15.本技术还提供一种发光器件，包括：像素基板、位于上述像素基板上的电致发光结构和位于上述电致发光结构出光方向上的光致转换膜，上述电致发光结构包括多个阵列排布且互相分隔的蓝色电致发光层，上述光致转换膜包括透明基底和多个阵列排布的光转换层和非光转换层，上述光转换层和上述非光转换层分别与相应位置的上述蓝色电致发光层一一对位，上述电致发光结构和上述光致转换膜之间具有透明的粘接部，相邻的上述光转换层和上述非光转换层之间设有不可透光的像素隔离结构，上述粘接部和上述非光转换层的材料包括不可逆热致变色材料和高分子基质，上述像素隔离结构的材料包括上述不可逆热致变色材料经激光烧结后的产物和上述高分子基质。
16.进一步地，上述不可逆热致变色材料选自变色颜料中的至少一种；优选地，上述变色颜料选自铅、镍、铬、锌、钴、铁、镉、锶、镁、钡、钼、锰的磷酸盐、硫酸盐、硝酸盐、氧化物、硫化物，以及甲基紫，苯酚化合物，酸性白土，偶氮颜料，芳基甲烷颜料。
17.进一步地，上述像素隔离结构、上述粘接部和上述非光转换层的材料还包括纳米颗粒填充物和/或光提取散射粒子。
18.进一步地，上述发光器件还包括位于上述光转换层与上述透明基底之间的光提取层和/或蓝光反射层。
19.本技术还提供一种显示装置，包括任一上述的发光器件。
20.应用本技术提供的发光器件的制备方法，通过将含有不可逆热致变色材料的胶粘剂设置在光致转换膜和电致发光结构之间，胶黏剂固化后，一方面实现两者的有效粘接，另一方面利用激光烧结工艺对间隔区的不可逆热致变色材料进行高温烧结，使得该区域的材
质颜色发生改变，从而起到像素隔离的作用，同时非光转换区的已固化的胶黏剂保持透明状态，使得相对位置的蓝色电致发光层发出的蓝光透过，因此该制备方法缩短了发光器件的制备工艺制程。制得的发光器件的不同颜色的子像素发光亮度均匀性好，无需像现有技术中只能通过调节电压来调整子像素亮度，避免了过度调节电压对器件寿命产生不良影响。
附图说明
21.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
22.图1示出了本技术一种实施例的光致转换膜的结构示意图；
23.图2示出了本技术一种实施例的电致发光结构的结构示意图；
24.图3示出了本技术一种实施例的制备过程中发光器件的中间结构的示意图；
25.图4示出了本技术一种实施例的制备过程中发光器件的中间结构的示意图；
26.图5示出了本技术一种实施例的发光器件的结构示意图；
27.图6示出了本技术另一种实施例的光致转换膜的结构示意图；
28.图7示出了本技术另一种实施例的光致转换膜的结构示意图。
29.附图标记：a、间隔区；b、非光转换区；10、光致转换膜；11、透明基底；12、光转换层；13、像素隔离结构；14、非光转换层；15、粘接部；21、像素基板；22、电致发光结构；221、蓝色电致发光层；222、像素界定层；223、光折射层；224、薄膜封装层；30、胶粘剂；121、红光量子点转换层；122、绿光量子点转换层；161、第一光提取层；162、第二光提取层；17、蓝光反射层。
具体实施方式
30.应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本技术所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
31.需要说明的是，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。此外，将理解当一个元件例如层、膜、区域或基板被称为“在”另外的元件“上”时，其可直接在所述另外的元件上或者可在其间存在中间元件。相反，当一个元件被称为“直接在”另外的元件“上”时，则不存在中间元件。
32.为了解决上述技术问题，本技术的一个方面，提供一种发光器件的制备方法，包括以下步骤：s1，提供一透明基底11，采用光刻技术在透明基底11上设置多个阵列排布且互相分隔的光转换层12，得到光致转换膜10，光致转换膜10具有间隔区a和非光转换区b，如图1所示；s2，提供一像素基板21，在像素基板21上形成电致发光结构22，电致发光结构22包括多个阵列排布且互相分隔的蓝色电致发光层221，如图2所示；s3，将光致转换膜10的具有光转换层12的一侧与电致发光结构22的出光侧通过透明的胶粘剂30相互贴合，使得各光转换层12和非光转换区b分别与相应位置的蓝色电致发光层221一一对位，且胶粘剂30在光致转
换膜10与电致发光结构22之间填充完全，胶粘剂30包括高分子基质的原材料和分散在高分子基质的原材料中的不可逆热致变色材料，如图4所示；s4，固化胶粘剂30；s5，采用激光烧结工艺处理间隔区a的已固化的胶粘剂，间隔区a的已固化的胶粘剂由透明状态变为不可透光状态，形成多个间隔的像素隔离结构13，非光转换区b的已固化的胶粘剂作为透明的非光转换层14，从而制得发光器件，如图5所示。
33.需要说明的是，s1和s2可以同步或者不同步进行，本技术所涉及的“透明”指的是透光率大于85％。上述激光烧结处理后间隔区a的已固化的胶粘剂变为不可透光状态，“不可透光状态”应当理解为1000cd/m2亮度下完全不透光。根据使用的不可逆热致变色材料的种类不同，像素隔离结构13可能呈现黑色、深蓝色或深紫色等。
34.本技术提供的上述的发光器件的制备方法，通过将含有不可逆热致变色材料的胶粘剂30设置在光致转换膜10和电致发光结构22之间，胶黏剂固化后，一方面实现两者的有效粘接，另一方面利用激光烧结工艺对间隔区a的不可逆热致变色材料进行高温烧结，使得该区域的材质颜色发生改变，从而起到像素隔离的作用，同时非光转换区b的已固化的胶黏剂保持透明状态，使得相对位置的蓝色电致发光层221发出的蓝光透过，因此该制备方法缩短了发光器件的制备工艺制程。
35.当步骤s3光转换层12与对应位置的蓝色电致发光层221对位出现偏差时，步骤s5可以通过控制激光烧结工艺中激光扫描的面积来调节非光转换层14的发光面积(即修正了蓝色像素位置)，以此补偿蓝色像素区域因贴合封装出现对位偏差的影响，使得发光器件的发光颜色均一。
36.或者，在一些实施例中，上述电致发光结构22为蓝光oled，上述光致转换膜10的光转换层12包括红光量子点转换层121和绿光量子点转换层122，蓝光oled激发红、绿量子点而发出的红光、绿光与oled发出的蓝光出现亮度差异时，可以通过调节非光转换层14的发光面积(准确地说是透光面积)，以此保证rgb整体发光亮度均匀性，而不是像现有技术中只能通过调节电压来调整亮度，而过度调节电压对器件寿命也会产生不良影响。
37.透明基板可以为柔性或刚性基板，在一些实施例中，透明基板11为柔性透明基板，透明基板11的材料选自聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚酰亚胺(pi)、聚萘二甲酸乙二醇酯(pen)中的任一种。
38.在一些实施例中，光转换层12包括两种不同发光颜色的光转换层，光转换层12包括量子点材料。在一些实施例中，光转换层12包括量子点和荧光粉。
39.在一些实施例中，不可逆热致变色材料选自变色颜料中的至少一种。
40.在一些实施例中，变色颜料选自铅、镍、铬、锌、钴、铁、镉、锶、镁、钡、钼、锰的磷酸盐、硫酸盐、硝酸盐、氧化物、硫化物，以及甲基紫，苯酚化合物，酸性白土，偶氮颜料，芳基甲烷颜料中的至少一种。
41.在一些实施例中，胶粘剂30还包括显色剂和辅助功能材料，优选辅助功能材料包括光提取散射粒子、粘度调节剂和纳米颗粒填充物中的至少一者。例如，光提取散射粒子的粒径为215～250nm，可以包括但不限于氧化锌、氧化铝、氧化锆、氧化钛等，优选金红石型二氧化钛(n＝2.6)；纳米颗粒填充物可以为金属氧化物、氮化物、氟化物中的一种或多种。光提取散射粒子有利于提高非光转换层14的蓝光出光效率；粘度调节剂可以用于进一步调节胶粘剂粘度，保证成膜均匀性；纳米颗粒填充物有利于提高像素隔离结构13的光阻隔性。
42.在一些实施例中，高分子基质的原材料可以选自丙烯酸酯树脂，也可以根据需要选择其它胶水，保证高分子基质的原材料对于不可逆热致变色材料具有良好的溶解性即可。
43.在一些实施例中，胶粘剂30中各组分的质量百分数：不可逆热致变色材料为3wt％～5wt％，显色剂为1.4wt％～2wt％，高分子基质的原材料为88.8wt％～93.8wt％，辅助功能材料为0.1wt％～4.2wt％。
44.在一些实施例中，s1还包括以下步骤：在光转换层12与透明基底11之间设置光提取层和/或蓝光反射层17；优选地，光提取层在透明基底11的投影面积小于等于光转换层12在透明基底11的投影面积。蓝光反射层17可以保证光转换层12在蓝光充分地激发下提高发光效率，避免多余的蓝光散发出去导致光转换层12的出光色纯度下降。
45.如图6所示，在一些实施例中，光转换层12包括红光量子点转换层121和绿光量子点转换层122，在红光量子点转换层121与透明基底11之间设置第一光提取层161，在绿光量子点转换层122与透明基底11之间设置第二光提取层162。
46.进一步地，第一光提取层161包括粒径为300～325nm的散射粒子，第二光提取层162包括粒径为250～275nm的散射粒子。
47.在一些实施例中，s2包括：s21，在像素基板21上设置多个阵列排布且互相分隔的蓝色电致发光层221；s22，在各蓝色电致发光层221的表面上设置光折射层223；s23，在光折射层223上设置薄膜封装层224，薄膜封装层224的远离像素基板的一侧表面具有平坦化作用。薄膜封装层224适于使蓝色电致发光层221发出的蓝光透过，避免非光转换区b对应的蓝色电致发光层221发出的蓝光散射到周边相邻的光转换层12中，影响发光效果。同时，薄膜封装层224具有一定的防水氧及有机溶剂透过的功能。
48.在一些实施例中，s3中，如图3，先利用涂布、印刷等方式在电致发光结构22的出光侧的表面上设置透明的胶粘剂30，然后采用例如ccd精密对位贴合的装置，通过电致发光结构22与光致转换膜10上的对位标，可以将两者精密对位贴合在一起，得到的如图4所示结构。
49.在另一些实施例中，s3中，先利用涂布、印刷等方式在光致转换膜10的具有光转换层12的一侧表面上设置透明的胶粘剂30，然后采用例如ccd精密对位贴合的装置，通过电致发光结构22与光致转换膜10上的对位标，可以将两者精密对位贴合在一起，得到的如图4所示结构。
50.在一些实施例中，s4中，固化的方式为光固化或热固化；当采用热固化将胶粘剂固化时，不可逆热致变色材料的变色温度大于热固化的加热温度，且小于等于激光烧结工艺的加热温度。热致变色材料是指一些化合物或混合物在受热或冷却时可见吸收光谱发生变化的功能材料，它具有颜色随温度改变而变化的特性，发生颜色变化的温度称为变色温度。
51.在一些实施例中，在s4与s5之间还包括以下步骤：在光致转换膜10的远离电致发光结构22的一侧表面设置保护层。保护层可以吸收一定激光能量，降低到达光转换层12的激光能量，主要起到保护电致发光结构的作用。
52.在一些实施例中，激光的波长为864nm～1264nm，脉冲宽度为1ps～2ps，功率范围为3w～10w。在一些实施例中，激光扫描的速度为5～10cm/s，光斑尺寸在1μm～80μm范围。
53.在一些实施例中，电致发光结构22为顶发射amoled、顶发射amqled、mini led或
micro led。
54.本技术的另一个方面，提供一种发光器件，如图5所示，包括：像素基板21、位于像素基板21上的电致发光结构22和位于电致发光结构22出光方向上的光致转换膜，电致发光结构22包括多个阵列排布且互相分隔的蓝色电致发光层221，光致转换膜包括透明基底11和多个阵列排布的光转换层12和非光转换层14，光转换层12和非光转换层14分别与相应位置的蓝色电致发光层221一一对位，电致发光结构22和光致转换膜之间具有透明的粘接部15，相邻的光转换层12和非光转换层14之间设有不可透光的像素隔离结构13，粘接部15和非光转换层14的材料包括不可逆热致变色材料和高分子基质，像素隔离结构13的材料包括不可逆热致变色材料经激光烧结后的产物和高分子基质。
55.应用本技术的上述发光器件的制备方法，本技术提供了一种发光器件，该发光器件的不同颜色的子像素发光亮度均匀性好，无需像现有技术中只能通过调节电压来调整子像素亮度，避免了过度调节电压对器件寿命产生不良影响。
56.在一些实施例中，透明基板11为柔性透明基板，透明基板11的材料选自聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚酰亚胺(pi)、聚萘二甲酸乙二醇酯(pen)中的任一种。
57.在一些实施例中，光转换层12包括两种不同发光颜色的光转换层，光转换层12包括量子点材料。
58.在一些实施例中，不可逆热致变色材料选自变色颜料中的至少一种。
59.在一些实施例中，变色颜料选自铅、镍、铬、锌、钴、铁、镉、锶、镁、钡、钼、锰的磷酸盐、硫酸盐、硝酸盐、氧化物、硫化物，以及甲基紫，苯酚化合物，酸性白土，偶氮颜料，芳基甲烷颜料。
60.在一些实施例中，高分子基质可以选自丙烯酸酯树脂，但不限于此。
61.在一些实施例中，像素隔离结构13、粘接部15和非光转换层14的材料还包括纳米颗粒填充物和/或光提取散射粒子。例如，光提取散射粒子的粒径为215～250nm，可以包括但不限于氧化锌、氧化铝、氧化锆、氧化钛等，优选金红石型二氧化钛(n＝2.6)；纳米颗粒填充物可以为金属氧化物、氮化物、氟化物中的一种或多种。
62.在一些实施例中，发光器件还包括位于光转换层12与透明基底11之间的光提取层和/或蓝光反射层17。
63.在一些实施例中，电致发光结构22为顶发射amoled、顶发射amqled、mini led或micro led。
64.本技术的又一个方面，提供一种显示装置，包括任一上述的发光器件。由于上述发光器件的发光亮度均匀性好，因此含其的显示装置也具有良好的亮度均匀性。
65.实施例1
66.利用光刻技术在厚度为50μm的柔性透明pi基底上分别设置多个阵列排布且互相分隔的红光量子点转换层、绿光量子点转换层、空白的非光转换区，其中，红光量子点转换层长270μm、宽60μm、高度1μm，绿光量子点转换层长270μm、宽60μm、高度1.2μm，相邻的红绿量子点转换层之间的较小间隔距离为13μm(即间隔区的宽度)，相邻的红绿量子点转换层之间的较大间隔距离为45μm，得到光致转换膜。
67.准备一tfe薄膜封装的顶发射蓝光amoled器件，参见图2的结构。利用喷墨打印工艺在顶发射蓝光amoled器件的出光侧设置一层厚度为8μm～10μm的透明胶粘剂，其中，胶粘
剂的组分为：固含量1.2wt％且粒径为240nm的散射粒子二氧化钛(n＝2.6)，3wt％三芳甲烷内酯化合物，1.4wt％酸性显色剂，0.5wt％粘度调节剂，0.1wt％二氧化硅填充物，93.8wt％且粘度为13mpa.s的热固化型丙烯酸酯类固化胶。然后，将光致转换膜和顶发射蓝光amoled器件依次放置于可以ccd精密对位贴合的装置中，将光致转换膜和顶发射蓝光amoled器件精密对位贴合在一起。
68.将其移动到加热装置中在氮气环境下85℃烘烤30分钟，完成固化使其粘接封装在一起。再将其移动到激光烧结平台中，激光波长设置为940nm，脉冲宽度为1ps，功率为4w，扫描的速度为10cm/s，光斑尺寸55um，对间隔区的已固化的胶粘剂进行激光烧结，使该区域材料变性成为黑色，得到发光器件。
69.实施例2
70.本实施例与实施例1的区别在于：
71.胶粘剂的组分为：固含量3wt％且粒径为240nm的散射粒子二氧化钛(n＝2.6)，5wt％三芳甲烷内酯化合物，2wt％酸性显色剂，1wt％粘度调节剂，0.2wt％二氧化锆填充物，88.8wt％且粘度为13mpa.s的热固化型丙烯酸酯类固化胶。
72.实施例3
73.本实施例与实施例1的区别在于：
74.先用光刻法在柔性透明pi基底上分别设置第一光提取层和第二光提取层，然后在第一光提取层的表面上设置与第一光提取层投影面积相等的红光量子点转换层，在第二光提取层的表面上设置与第二光提取层投影面积相等的绿光量子点转换层，其中，第一光提取层中散射粒子的粒径为300～325nm，第二光提取层中散射粒子的粒径为250～275nm。得到的光致转换膜的结构如图6。
75.实施例4
76.本实施例与实施例1的区别在于：
77.先在柔性透明pi基底上设置蓝光反射层：采用真空镀膜工艺，将硅铝复合氧化物层、钛铌复合氧化物以及ito固态膜层材料蒸发后经过气相传输，在柔性透明pi基底表面后续要设置红光量子点转换层和绿光量子点转换层的位置沉积厚度450nm～470nm的薄膜，即蓝光反射层。然后在蓝光反射层上设置红光量子点转换层和绿光量子点转换层。
78.将实施例1-4制备得到的发光器件点亮，观察测试其具有良好的亮度均匀性。
79.以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。