墨水、显示基板及其制造方法、显示面板与流程

1.本公开涉及显示设备领域，具体地，涉及一种墨水、一种显示基板、该显示基板的制造方法和包括所述显示基板的显示面板。


背景技术：

2.量子点是把导带电子、价带空穴及激子在三个空间方向上束缚住的半导体纳米结构。量子点的发光原理与常规半导体发光原理相近，均是材料中载流子在接受外来能量后，达到激发态，在载流子回复至基态的过程中，会释放能量，这种能量通常以光的形式发射出去。
3.包括量子点的器件色域高，已经被广泛地应用在显示设备中，并且，如何提高包括量子点材料的显示设备的寿命也是本领域所一直追求的。


技术实现要素：

4.本公开的目的在于提供一种用于喷墨打印的墨水、一种显示基板、该显示基板的制造方法和包括所述显示基板的显示面板。
5.作为本公开的一个方面，提供一种墨水，其中，所述墨水包括溶剂和分散在所述溶剂中的溶质，所述溶质包括量子点和光可固化单体。
6.值得注意的是，所述墨水可以用于通过喷墨打印的方式制备量子点层，但不以此为限。
7.可选地，所述量子点的质量为所述墨水质量的2％至30％。
8.可选地，所述光可固化单体的质量为所述墨水质量的5％到50％。
9.可选地，所述光可固化单体为自由基光聚合体系的光可固化单体。
10.可选地，所述光可固化单体包括环氧丙烯酸、甲基丙烯酸酯、乙基丙烯酰胺、丙烯酸乙基醚中的至少一者。
11.可选地，所述墨水还包括光引发剂，所述光引发剂为芳香酮类光引发剂。
12.可选地，所述光可固化单体为阳离子光聚合体系的光可固化单体。
13.可选地，所述光可固化单体包括具有环氧基团的单体、具有乙烯基醚基团的单体、内酯类单体、缩醛类单体和环醚类单体中的至少一者，所述墨水还包括光引发剂，所述光引发剂包括重氮盐、二芳基碘鎓盐、三芳基锍鎓盐中的至少一者。
14.作为本公开过的第二个方面，提供一种显示基板的制造方法，其中，所述制造方法包括：
15.提供初始基板，所述初始基板上形成有像素开口限定层，所述像素开口限定层限定有多个像素开口，所述像素开口包括中心区域和环绕所述中心区域设置的周边区域；以及
16.至少进行一次形成最终量子点层的步骤，其中，所述形成最终量子点层的步骤包括：
17.通过喷墨打印的方式向所述像素开口中打印墨水，以形成初始量子点层，所述墨水为本公开第一个方面所提供的墨水；
18.对至少一个所述像素开口的周边区域的墨水进行光照，以使得至少一个所述像素开口的周边区域的墨水中的光可固化单体发生聚合；
19.对光照后的初始量子点层进行定型，以获得最终量子点层。
20.可选地，当所述最终量子点层用作色转换层时，向所述像素开口中打印的墨水中，量子点的质量为所述墨水质量的2％至30％，光可固化单体的质量为所述墨水质量的5％至50％。
21.可选地，当所述最终量子点层用作量子点发光二极管的发光层时，向所述像素开口中打印的墨水中，量子点的质量为所述墨水质量的2％至15％，光可固化单体的质量为所述墨水质量的5％至30％，提供所述初始基板的步骤包括：
22.提供衬底基板；
23.形成第一电极层，所述第一电极层包括多个第一电极。多个所述第一电极与多个所述像素开口一一对应；
24.形成所述像素开口限定层。
25.可选地，对光照后的初始量子点层进行定型的步骤包括：
26.将进行光照化后的初始基板设置在真空腔中，并进行抽真空处理；
27.对抽真空处理后的初始基板进行退火处理，以获得所述最终量子点层。
28.作为本公开过的第二个方面，提供一种显示基板，所述显示基板包括衬底基板和形成在所述衬底基板上的像素开口限定层，所述像素开口限定层包括多个像素开口，其中，所述显示基板还包括量子点层，所述量子点层包括多个量子点单元，多个所述量子点单元分别位于多个所述像素开口中，其中，所述量子点单元包括基体层和分散在所述基体层中的量子点，所述基体层由光可固化单体形成，所述基体层包括中心区和环绕所述中心区设置的周边区，所述周边区包括光可固化单体的聚合物，所述中心区包括未聚合的光可固化单体。
29.可选地，所述量子点层用作色转换层，多个所述像素开口被划分为多个像素单元组，每个像素单元组包括多个所述像素开口，同一个像素单元组对应的量子点单元的发光颜色不同。
30.可选地，所述显示基板还包括第一电极层和第二电极层，所述第一电极层包括多个第一电极，多个所述第一电极与多个所述像素开口一一对应，所述第一电极层位于所述衬底基板和所述像素开口限定层之间，所述第二电极层位于所述量子点单元层背离所述衬底基板的一侧。
31.作为本公开的第四个方面，提供一种显示面板，所述显示面板包括显示基板，其中，所述显示基板为本公开第三个方面所提供的显示基板。
附图说明
32.附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
33.图1是相关技术中通过喷墨打印形成量子点层的流程示意图；
34.图2是本公开所提供的墨水通过喷墨打印形成最终量子点层的流程示意图；
35.图3是本公开所提供的制造方法的一种实施方式的流程图；
36.图4是本公开所提供的制造方法的另一种实施方式的流程图；
37.图5是步骤s123的一种具体实施方式的流程图；
38.图6是本公开所提供的显示基板的局部结构图。
具体实施方式
39.以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
40.在相关技术中，量子点材料可以用于彩膜基板中的色转换层中，也可以用于量子点发光二极管的发光层中。无论在哪种应用场景中，包括量子点材料的量子点层均呈阵列排布，并且，通常采用喷墨打印的方式形成呈阵列排布的量子点层。
41.经本公开的发明人研究发现，影响喷墨打印形成的量子点层的显示设备的寿命的原因如下：
42.如图1所示，用于喷墨打印的墨水130包括溶剂、分散在溶剂中的量子点131、以及分散在溶剂中的量子点配体，当将墨水喷墨打印在衬底基板110上的像素开口限定层120的像素开口中时，呈凸起液体状。在对墨滴定型时，需要将打印有墨滴的基板放入真空腔室中进行抽真空，以去除墨滴中的溶剂。由于墨滴中部的溶剂挥发速度高于墨滴边缘的溶剂挥发速度，引发了马戈兰尼效应，墨滴中位于像素开口中心的部分不断向像素开口边缘流动，成膜后，像素开口的周边区域的量子点131的数量多于像素开口的中心区域的量子点131的数量，并导致像素开口中量子点层中间薄、边缘厚(即，量子点层产生咖啡环效应)，减低了包括所述量子点层的器件的效率和使用寿命。
43.有鉴于此，作为本公开的第一个方面，提供一种墨水，其中，所述墨水包括溶剂和分散在所述溶剂中的溶质，所述溶质包括量子点和光可固化单体。可选地，所述溶剂为有机溶剂。
44.在光照作用下，发光可固化单体发生聚合，并产生交联。光可固化单体聚合后形成的聚合物具有较高的黏度，流动性能差。
45.在本公开中，所述墨水可以用于喷墨打印工艺。如图2所示，当将所述墨水喷墨打印至像素开口中后，对像素开口中墨滴的周边区域进行光照，使得墨滴的周边区域中光可固化单体聚合形成黏度较高的聚合物。在所述聚合物形成后，从墨滴的中心区域至墨滴的周边区域黏度逐渐增加。在马戈兰尼效应的作用下，墨滴中心的液体向高黏度的墨滴周边区域流动，流动阻力较大，从而可以抑制墨滴中的液体在像素开口的周边区域聚集，避免咖啡环效应的产生，最终能够获得厚度均匀的量子点层。
46.为了加快所述光可固化单体发生聚合的速度，可选地，所述墨水还可以包括光引发剂。在光照的作用下，光引发剂可以促进光可固化单体发生聚合。
47.在本公开中，对墨水的具体组分不做特殊的限定，可选地，所述量子点的质量为所述墨水质量的2％至30％。
48.可选地，所述光可固化单体的质量为所述墨水质量的5％到50％。
49.可以根据所述墨水的具体用途来确定墨水中量子点的质量比、以及光可固化单体
的质量比。当所述墨水用于形成彩膜基板中的色转换层时，量子点的质量为所述墨水质量的2％至30％，光可固化单体的质量为所述墨水质量的5％至50％。所述色转换层中的量子点可以将一种颜色的光转换另一种颜色的光。例如，在有机发光二极管显示面板中，通过将各个像素单元中的发光二极管设置为蓝色发光二极管，所述彩膜基板包括将蓝光转换为红光的色转换层、以及将蓝光转换为滤光的色转换层。
50.当所述墨水用于形成量子点发光二极管的发光层时，量子点的质量为所述墨水质量的2％至15％，光可固化单体的质量5％至30％。
51.需要指出的是，当所述墨水用于形成量子点发光二极管的发光层时，光可固化单体的质量比不宜超过30％，从而不会影响量子点发光二极管在发光时载流子的传输速度。
52.对于量子点发光二极管而言，发光层中量子点的发光原理与常规半导体发光原理相近，均是材料中载流子在接受外来能量后，达到激发态，在载流子回复至基态的过程中，会释放能量，这种能量通常以光的形式发射出去。
53.在本公开中，对所述光可固化单体的种类不做特殊的限定，可选地，所述光可固化单体为自由基光聚合体系的光可固化单体，这类光可固化单体主要以不饱和树脂单体为主。
54.可选地，自由基光聚合体系的光可固化单体包括环氧丙烯酸、甲基丙烯酸酯、乙基丙烯酰胺、丙烯酸乙基醚中的至少一者。
55.自由基光聚合体系的光可固化单体在聚合时，具有聚合温度低、反应选择性高和易控制等特点。自由基光聚合体系的光可固化单体含有两个以上的光化学活性官能团。在聚合过中，单体分子直接吸收相应波长的光，或者通过光引发剂的能量传递而激发，发生化学偶合反应。
56.为了加快光可聚合单体的聚合速度，可选地，包括自由基聚合体系的光可固化单体的墨水中的所述光引发剂可以为芳香酮类光引发剂(例如，二苯甲酮类光引发剂)。
57.作为另一种可选实施方式，所述光可固化单体为阳离子光聚合体系的光可固化单体。阳离子光聚合体系的光可固化单体可以在具有引发单体聚合能力的阳离子活性物质的作用下发生聚合。
58.可选地，阳离子光聚合体系的光可固化单体包括具有环氧基团的单体、具有乙烯基醚基团的单体、内酯类单体、缩醛类单体和环醚类单体中的至少一者。相应地，所述光引发剂包括重氮盐、二芳基碘鎓盐、三芳基锍鎓盐中的至少一者。上述光引发剂可以在光照下生成激发态，分解出阳离子自由基，通过提取氢反应，生成质子，引发单体聚合。
59.在本公开中，对所述有机溶剂的成分不做特殊的限定。例如，所述有机溶剂可以是邻二氯苯和十四烷的混合物。作为一种可选实施方式，在所述有机溶剂中，邻二氯苯和十四烷的体积比在(5～8)：1之间。
60.为了调节墨水的总体黏度，可选地，所述墨水中还可以包括有机配体。作为一种可选实施方式，所述有机配体可以为十二硫醇。
61.作为本公开的第二个方面，提供一种显示基板的制造方法，其中，如图2和图3所示，所述制造方法包括：
62.在步骤s110中，提供初始基板，所述初始基板上形成有像素开口限定层，所述像素开口限定层限定有多个像素开口，所述像素开口包括中心区域和环绕所述中心区域设置的
周边区域；以及
63.至少进行一次形成最终量子点层的步骤，为了便于描述，可以将该形成最终量子点的步骤成为步骤s120。在本公开中，步骤s120包括：
64.在步骤s121中，通过喷墨打印的方式向所述像素开口中打印墨水，以形成初始量子点层，所述墨水为本公开第一个方面所提供的上述墨水；
65.在步骤s122中，对至少一个所述像素开口的周边区域的墨水进行光照，以使得至少一个所述像素开口的周边区域的墨水中的光可固化单体发生聚合；
66.在步骤s123中，对光照后的初始量子点层进行定型，以获得最终量子点层。
67.在本公开所提供的制造方法中，通过步骤s122中对至少一个像素开口周边区域的墨水进行光照，被光照的像素开口中周边区域的墨水中的光可固化单体发生聚合，进而使得像素开口的周边区域的墨水黏度增加。如上文中所述，在马戈兰尼效应的作用下，墨滴中心的液体向高黏度的墨滴周边区域流动，流动阻力较大，从而可以抑制墨滴中的液体在像素开口的周边区域聚集，避免咖啡环效应的产生，并能够获得厚度均匀的最终量子点层。
68.为了使得每一个像素开口中都能获得厚度均匀的最终量子点层，可选地，在步骤s130中，对每一个像素开口的墨水的周边区域都进行光照，从而可以确保各个像素开口中的最终量子点层都具有均匀的厚度。
69.在本公开中，对所述周边区域的宽度不做特殊的限定，可以根据所述墨水的具体材料来确定所述周边区域的宽度。
70.在本公开中，对如何实现步骤s122不做特殊的限定。作为一种可选实施方式，可以通过掩膜板来实现仅对像素开口周边区域的墨水进行光照。
71.在本公开中，只要能够对像素开口的周边区的墨水进行光照即可，对曝光图形边缘的精细要求较低(对光的衍射、干涉现象的容忍度较高)，所述透光区的宽度在几微米甚至几十微米级别。在本公开中，由于透光区的宽度较大，曝光过程中对光的衍射、干涉现象的容忍度较高，因此，对制作掩膜板的材料、工艺、以及对曝光工艺中的光学系统(光源、透镜等)要求均较低，从而可以降低制造掩膜板的成本。
72.在本公开中，对最终获得的显示基板不做特殊的限定。作为一种实施方式，所述显示基板可以是用于显示面板的彩膜基板，在这种实施方式中，所述量子点层用作色转换层。
73.在这种情况中，所述显示基板包括对应于多种不同颜色的最终量子点层。可以执行多次步骤s120实现制造包括对应于多种不同颜色的量子点层的彩膜基板。例如，所述显示基板包括对应于红光的最终量子点层(可以将入射光转换为红光)和对应于绿光的最终量子点层(可以将入射光转换为绿光)，可以连续执行两次步骤s120。通过第一次执行步骤s120，可以形成对应于红光的最终量子点发光层，通过第二次执行步骤s120，可以形成对应于绿光的最终量子点发光层。
74.作为另一种实施方式，所述显示基板可以为包括量子点发光二极管的基板。相应地，如图4所示，提供所述衬底基板的步骤s110可以包括：
75.在步骤s111中，提供衬底基板；
76.在步骤s112中，形成第一电极层，所述第一电极层包括多个第一电极。多个所述第一电极与多个所述像素开口一一对应；
77.在步骤s113中，形成所述像素开口限定层。
78.相应地，所述制造方法还包括在执行完所有步骤s120之后进行的：
79.在步骤s130中，形成第二电极层。
80.在这种实施方式中，所述最终量子点层为量子点发光二极管的发光层。所述显示基板包括能够发出多种不同颜色的多个量子点发光二极管。发出不同颜色光的量子点发光二极管的最终量子点层的量子点材料不同。可以通过多次执行步骤s120制造发出不同颜色光的量子点发光二极管的最终量子点层。例如，所述显示基板包括发红光的量子点发光二极管、发绿光的量子点发光二极管和发蓝光的量子点发光二极管，可以连续执行三次步骤s120。第一次执行步骤s120后，可以形成发红光的量子点发光二极管的最终量子点层，第二次执行步骤s120后，可以形成发绿光的量子发光二极管的最终量子点发光层，第三次执行步骤s120后，可以形成发蓝光的量子点发光二极管的最终量子点发光层。
81.在本公开中，对如何执行步骤s123不做特殊的限定，可选地，如图5所示，所述步骤s123可以包括：
82.在步骤s123a中，将进行光固化后的初始基板设置在真空腔中，并进行抽真空处理；
83.在步骤s123b中，对抽真空处理后的初始基板进行退火处理，以获得所述最终量子点层。
84.通过步骤s123a中的抽真空处理，可以出去墨水中的有机溶剂，实现对包括量子点的膜层的定型。
85.在本公开中，对步骤s123a的持续时间不足特殊的限定。作为一种可选实施方式，步骤s123a可以持续5min至15min，真空腔中的真空度可以达到10mbar。
86.通过步骤s123b中的退火处理，可以获得稳定性良好的最终量子点层。在步骤s123a中，退火温度可以在100℃至200℃之间，退火时间可以持续15min至25min。
87.作为本公开的第三个方面，提供一种显示基板，如图6所示，所述显示基板包括衬底基板110和形成在衬底基板110上的像素开口限定层120，像素开口限定层120包括多个像素开口，其中，所述显示基板还包括量子点层，该量子点层包括多个量子点单元140，多量子点单元140分别位于多个所述像素开口中，其中，量子点单元140包括基体层141和分散在基体层141中的量子点131，基体层141由光可固化单体形成。具体地，基体层141包括中心区141a和环绕该中心区141a设置的周边区141b，周边区141b包括光可固化单体的聚合物，中心区包括光可固化单体。
88.本公开所提供的显示基板可以为本公开第二个方面所提供的制备方法所制得的显示基板。
89.所述显示基板可以用作彩膜基板，多个像素开口被划分为多个像素单元组，每个像素单元组包括多个所述像素开口，同一个像素单元组对应的量子点单元的发光颜色不同。在这种实施方式中，所述量子点单元用作色转换单元，所述显示基板可以与有机发光二极管阵列基板配合使用，所述量子点发光单元可以将有机发光二极管发出的光进行颜色转换。例如，将各个像素单元中的有机发光二极管设置为蓝色发光二极管，所述彩膜基板包括将蓝光转换为红光的色转换层、以及将蓝光转换为滤光的色转换层。
90.所述显示基板还可以是包括量子点发光二极管的基板，相应地，所述显示基板还包括第一电极层和第二电极层，所述第一电极层包括多个第一电极，多个所述第一电极与
多个所述像素开口一一对应，所述第一电极层位于所述衬底基板和所述像素开口限定层之间，所述第二电极层位于所述量子点单元层背离所述衬底基板的一侧。
91.在这种实施方式中，所述显示基板中的量子点发光二极管能够发出多种不同颜色的光。作为一种可选实施方式，将多个像素开口划分为多个像素组，每个像素组包括多个像素开口，同一个像素组中的不同量子点发光二极管发出的光的颜色不同。例如，当一个像素组包括三个像素开口时，该像素组中的三个量子点发光二极管可以分别为发红光的量子点发光二极管、发蓝光的量子点发光二极管和发绿光的量子点发光二极管。
92.下面分别介绍用作彩膜基板的显示基板的制造方法和包括量子点反光二极管的显示基板的制造方法：
93.一、彩膜基板的制造方法：
94.在透明玻璃上使用光刻的方法在玻璃基板上形成黑色矩阵(即，上文中的像素开口限定层)，用于将红色子像素，绿色子像素和蓝色子像素分隔开。使用含有环氧丙烯酸单体的cdse/zns量子点墨水，引发剂为2，4-二乙基苯乙酮，配体为十二硫醇，溶剂为邻二氯苯和十四烷的混合物，体积比为5：1.量子点在墨水中的质量比为8％，单体分子在墨水中的质量比为20％。
95.将量子点墨水装入墨盒中，通过打印机将红/绿/蓝墨水依次打入黑色矩阵中间，打印完成后将基板送入曝光机中，对位后使用365nm的紫外光进行曝光，曝光完成后将基板送入真空腔室中，抽真空到10mbar除溶剂对薄膜进行定型，抽真空10min后送入热板上，150度退火20min，完成量子点彩膜的制备。
96.二、包括量子点发光二极管的显示基板的制作方法：
97.使用含有甲基丙烯酸酯的cdse/zns量子点墨水，引发剂为4-苯基二苯酮，配体为辛硫醇，溶剂为邻二氯苯和十四烷的混合物，体积比为5：1.量子点在墨水中的质量比为8％，单体分子在墨水中的质量比为10％。
98.在ito基板上先通过喷墨打印机打印空穴传输层(材料为pedot)，空穴注入层(材料为tfb)。将量子点墨水装入墨盒中，通过打印机将红/绿/蓝墨水依次打入像素开口中间，打印完成后将基板送入曝光机中，对位后使用365nm的紫外光进行曝光，曝光完成后将基板送入真空腔室中，抽真空到10mbar除溶剂对薄膜进行定型，抽真空10min后送入热板上，150度退火20min，完成量子点膜层的制备；接着通过打印机打印氧化锌墨水，最后通过蒸镀制备电极银，完成qled器件的制备。
99.作为本公开的第四个方面，提供一种显示面板，所述显示面板包括显示基板，其中，所述显示基板为本公开第三个方面所提供的显示基板。
100.当所述显示基板为彩膜基板时，所述显示面板还可以包括具有发光二极管的阵列基板，所述阵列基板与用作彩膜基板的显示基板对盒设置。
101.又或者，当所述显示基板为彩膜基板时，所述显示面板还可以包括具有像素电路的阵列基板和液晶层，所述阵列基板与用作彩膜基板的显示基板对盒设置，液晶层设置在所述阵列基板和所述显示基板之间。相应地，包括所述显示面板的显示装置还可以包括用于为所述显示面板提供光源的背光源。
102.当所述显示基板包括量子点发光二极管时，所述显示面板还可以包括封装盖板。
103.可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本公开的原理而采用的示例性实施
方式，然而本公开并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本公开的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本公开的保护范围。