CN111258054A - 一种量子点显示装置及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种量子点显示装置及其制造方法，所述显示装置包括：衬底；背光源；色转换层，位于所述背光源远离所述衬底的一侧；电润湿光闸，位于所述色转换层远离所述背光源一侧，所述电润湿光闸包括多个光闸单元，相邻光闸单元之间设置有密封部，所述光闸单元包括相对设置的第一基板和第二基板，设置于第一基板上的第一电极，设置于第二基板且与第一电极相对设置的第二电极，设置于第一电极远离第一基板一侧的介电层，填充于所述第一基板与所述第二基板之间的导电流体和不导电流体，所述导电流体具有透光性，所述不导电流体具有吸光性。所述量子点显示装置在强环境光下的对比度得到提升，有利于在户外广告牌显示器等的应用。
Description
技术领域
本申请涉及显示装置领域，特别涉及一种量子点显示装置及其制造方法。
背景技术
量子点是直径纳米尺寸的半导体粒子，它在电场或者光照下会激发出特性波长的光。通过调整量子点的粒子直径，量子点可以发红光、绿光或蓝光。量子点发光的光谱窄，具有颜色饱和度高的特点，可以作为光转换层应用在OLED或Micro LED上，解决OLED全彩化产率低和micro LED全彩化难的问题。但这种量子点显示器显示效果会受到环境光的影响，因为即使在显示器暗态，环境光也会激发量子点发光，从而降低了显示器的对比度。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，本申请提供一种量子点显示装置及其制造方法。
本申请提供一种量子点显示装置，所述量子点显示装置包括：
衬底；
背光源，位于所述衬底一侧；
色转换层，位于所述背光源远离所述衬底的一侧；
电润湿光闸，位于所述色转换层远离所述背光源一侧，所述电润湿光闸包括多个光闸单元，相邻所述光闸单元之间设置有密封部，所述光闸单元包括第一基板，与所述第一基板相对设置的第二基板，设置于所述第一基板上的第一电极，设置于所述第二基板且与所述第一电极相对设置的第二电极，设置于所述第一电极远离所述第一基板一侧的介电层，填充于所述第一基板与所述第二基板之间的导电流体和不导电流体，所述导电流体和所述不导电流体不相溶，所述导电流体具有透光性，所述不导电流体具有吸光性。
在一些实施方式中，所述导电流体为纯水或者含有电解质的水溶液，所述不导电流体为黑色有机溶液。
在一些实施方式中，所述不导电流体为黑色油墨。
在一些实施方式中，所述介电层包括疏水介电层，所述疏水介电层位于所述第一电极远离第一基板的一侧，所述疏水介电层具有疏水性表面，所述疏水性表面位于所述疏水介电层远离所述第一电极的一侧面。
所述介电层还包括亲水介电层，所述亲水介电层具有亲水性表面，所述亲水性表面位于所述亲水介电层远离所述第一电极的一侧面，在同一光闸单元中暴露的亲水性表面的面积大小占所述疏水性表面的面积的比例不大于5％。
在一些实施方式中，所述介电层还包括具有亲水性表面的亲水介电层，所述亲水介电层位于所述疏水介电层与所述第一电极之间，在所述光闸单元中的所述疏水介电层边缘处开设有一通孔，所述亲水性表面从所述通孔中暴露出来。
在一些实施方式中，所述介电层还包括具有亲水性表面的亲水介电层，所述疏水介电层和所述亲水介电层位于同一层，均位于所述第一电极远离所述第一基板的一侧，所述亲水介电层位于靠近所述密封部的角落区域，所述疏水性表面和所述亲水性表面共同覆盖所述第一电极的侧表面。
在一些实施方式中，所述色转换层包括多个像素单元；所述光闸单元与所述像素单元一一对应设置。
在一些实施方式中，所述背光源为蓝色背光源，所述像素单元包括红色像素单元、绿色像素单元和透明像素单元，所述红色像素单元包括红色量子点材料，所述绿色像素单元中包括绿色量子点材料，所述光闸单元设置于所述红色像素单元和所述绿色像素单元远离所述背光源的一侧。
本申请还提供一种制造量子点显示装置的方法，包括以下步骤：制备电润湿光闸，所述制备电润湿光闸的步骤包括：提供第一基板；在所述第一基板上制备第一电极；在所述第一电极上形成介电层；在所述介电层上制备密封部，形成多个收容部；在每个所述收容部中注入导电流体和不导电流体；提供第二基板，在所述第二基板上沉积第二电极；用沉积了所述第二电极的所述第二基板将所述收容部密封；提供一衬底，在所述衬底上设置背光源，在背光源远离所述衬底一侧制备色转换层，并将所述电润湿光闸贴合在所述色转换层的远离所述背光源的一侧上。
在一些实施方式中，所述色转换层包括多个像素单元，相邻所述像素单元之间设置阻隔部，所述阻隔部和所述密封部相对应设置。
和现有技术相比，本申请具有以下有益效果和优点：
本申请提供的量子点显示器的显示面上形成电润湿光闸，将像素单元和光闸单元对应，所述电润湿光闸利用电润湿现象，在加电压状态下，导电流体在电场作用下压迫不导电有色流体向光闸单元的边缘移动，迫使不导电有色流体仅占据显示区域的极少部分，色转换层发射的光可以透过所述电润湿光闸，透过率高；在不加压状态下，不导电有色流体在介电层的表面铺展，将显示装置外的环境光吸收，减弱量子点显示装置的暗态漏光现象，所述量子点显示装置在强环境光下的对比度得到提升，有利于在户外广告牌显示器等的应用。
附图说明
图1为示出本申请示例性实施方案的量子点显示装置暗态下的结构示意图。
图2为示出本申请示例性实施方案的量子点显示装置亮态下的结构示意图。
图3为示出本申请示例性实施方案的电润湿光闸的结构示意图。
图4为示出本申请另一示例性实施方案的电润湿光闸的结构示意图。
图5为示出图4的电润湿光闸在施加电压状态下的结构示意图。
图6为示出图5中的电润湿光闸的光闸单元的结构示意图。
图7为示出本申请示例性实施方案的色转换层的结构示意图。
具体实施方式
以下将结合示例性实施方案和附图对本申请的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的示例性实施方案只是本申请的一部分举例，基于本申请的示例性实施方案，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本申请的保护范围。下面做出一些说明和给出具体地示例性实施方案。
1、相关解释说明
电润湿(EFD，ElectrofluidicDisplay)，是通过控制电压来控制被包围的液体的移动而导致像素区域明暗变化的显示技术。
另外，为了明确说明，与实际的实施方式相比，附图示意性地表示宽度、大小、厚度、形状等，但这些仅是一个例子。另外，附图虽适当地省略在说明本申请的效果时不必要的部分，但有关省略部分并不限制本申请的范围。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地示出一个，或仅示出了其中的一个。
2、示例性实施方案
图1为示出本申请示例性实施方案的量子点显示器暗态下的结构示意图。
图2为示出本申请示例性实施方案的量子点显示器亮态下的结构示意图。参考图1和图2，本申请的量子点显示装置100包括：衬底10；背光源20，位于所述衬底10一侧；色转换层30，位于所述背光源20远离所述衬底10的一侧，所述色转换层30能够在预定波长范围的光线的激发下发光或者说能够在20的激发下发光；电润湿光闸40，形成于所述量子点显示装置的显示面，位于所述色转换层30远离所述背光源20一侧。
图3为示出本申请示例性实施方案的电润湿光闸40的结构示意图。参考图3，所述电润湿光闸40包括多个光闸单元，所述光闸单元之间设置有密封部41，所述密封部41可以为常用的正性光刻胶、负性光刻胶等构成。所述色转换层30包括多个像素单元，所述光闸单元与所述像素单元一一对应设置。所述光闸单元包括第一基板42，与所述第一基板42相对设置的第二基板43，设置于所述第一基板42上的第一电极44，设置于所述第二基板43且与所述第一电极44相对设置的第二电极45，设置于所述第一电极44远离所述第一基板42一侧的介电层46，填充于所述第一基板42与所述第二基板43之间的导电流体47和不导电流体48，所述导电流体47和所述不导电流体48不相溶，所述导电流体47具有透光性，所述不导电流体48具有吸光性。环境光01和所述色转换层30发出的光02分别从所述显示面的两侧入射所述电润湿光闸40，所述电润湿光闸40在加电压的状态下允许光透过，在不加电压状态下，阻挡光透过。
所述第一电极44和所述第二电极45为ITO透明导电层，所述导电流体47为蒸馏水或溶解电解质的水溶液，所述不导电有色流体48为黑色有机溶液，所述介电层46包括疏水介电层461，所述疏水介电层461位于所述第一电极44远离第一基板42的一侧，所述疏水介电层461具有疏水性表面4610，所述疏水性表面4610位于所述疏水介电层461远离所述第一电极44的一侧面。在本示例性实施方案中，所述黑色有机溶液可以为碳原子数为10至16的烷烃作为溶剂溶解黑色无极性染料的溶液。在一个实施方式中，所述导电流体47为蒸馏水，所述不导电流体48为黑色油墨。当电压施加电极对上时，提高了蒸馏水在疏水性表面4610的润湿性，堆挤油相黑色油墨到介电层46的角落，所述色转换层30发出的光02穿过相对应的所述光闸单元，所述量子点显示装置处于亮态。当撤去电压，黑色油墨平铺在每个所述光闸单元的介电层46上，外界的环境光01被黑色油墨吸收，避免外界环境光01对所述色转换层30的激发，减弱暗态下量子点显示装置的漏光，提高所述量子点显示装置的对比度。
图4为示出本申请另一示例性实施方案的电润湿光闸的结构示意图。图5为示出图4的电润湿光闸亮态下的结构示意图。参考图4和图5，所述介电层46还包括亲水介电层462，具有亲水性表面4620，在一个实施方式中，所述亲水介电层462位于所述疏水介电层461与所述第一电极44之间，在所述光闸单元中所述疏水介电层461边缘处开设有一通孔49，所述亲水性表面4620从所述通孔49中暴露出来。在本申请另一示例性实施方案中，所述亲水介电层462和所述疏水介电层461位于同一层，所述亲水介电层462设置在所述第二电极45靠近所述密封部41的角落区域，所述第二电极45的其余表面上设置所述疏水介电层461。由于油墨材料与所述疏水性表面4610和所述亲水性表面4620的润湿性能的差异，黑色油墨的厚度自所述所述疏水介电层461一侧至所述亲水介电层462一侧的方向递减，在所述正负电极对之间施加电压后，参考图5，黑色油墨在厚度最薄处发生破裂，并且自所述亲水介电层462一侧向所述疏水介电层461一侧的方向收缩，并最终达到一种平衡态，阻止黑色油墨回流。
图6为示出图4所示电润湿光闸的光闸单元的结构示意图(蒸馏水、黑色油墨、电极和基板未示出)。如图6所示，所述第一电极44和所述第二电极45为相对应的矩形结构，所述第二电极45的上表面的三个角落上设置一个矩形空间，所述矩形空间设置亲水介电层462或者暴露出亲水性表面4620。在另一个实施方式中，所述矩形结构可以只设置在所述第二电极45的上表面的两个角落或者一个角落上。为了保证环境光01不对所述色转换层30造成影响，所述光闸单元内露出的所述亲水性表面4620的面积大小占同一光闸单元内的所述疏水性表面4610的面积的比例不大于5％。在一个实施方式中，所述亲水介电层462的材料为二氧化硅或二氧化钛，所述疏水介电层461的材料为含氟聚合物材料或聚酰亚胺材料。
图7为示出本申请的示例性实施方案的所述量子点显示装置的色转换层30的结构示意图。参考图7，在一个实施方式中，所述背光源20为蓝色背光源，所述色转换层30包括多个像素单元，所述像素单元包括红色像素单元32、绿色像素单元33和透明像素单元31，所述红色像素单元32、所述绿色像素单元33和所述透明像素单元31远离所述背光源20的一侧对应设置所述光闸单元。所述蓝光背光源为蓝光OLED或Micro LED，所述红色像素单元32包括红色量子点材料，所述绿色像素单元33包括绿色量子点材料，所述透明像素单元31不包括量子点材料，但是在所述背光源20远离衬底10的一侧覆盖有一层透明介质层，所述透明介质层可以为透明树脂层，所述透明介质层的厚度与所述红色像素单元32和所述绿色像素单元33的厚度相同。在另一实施方式中，所述透明像素单元31可以为透光孔，所述透光孔为贯穿所述色转换层30的镂空结构，用于透射所述背光源20的蓝光。需要说明的是，本示例性实施方式并不仅限于蓝光背光源搭配红量子点材料和绿量子点材料的组合，藉由所述色转换层30和所述背光源20可显示出红、绿、蓝等色彩，达到彩色显示的目的，其他并不作限制。所述色转换层30中的多个像素单元具有多样化排列方式，可视需求而定。如图7所示的排列方式中，所述色转换层30内的所述透明像素单元31、所述红色像素单元32和所述绿色像素单元33沿横向依次排布。
本申请另一示例性实施方案还提供所述量子点显示装置的制造方法，包括制备所述电润湿光闸40和制备所述色转层30的步骤。制备电润湿光闸的步骤具体包括提供第一基板42；在所述第一基板42上制备所述第一电极44；在所述第一电极44上形成介电层46，在一个实施方式中，所述介电层46可以为疏水介电层461，在另一个实施方式中，所述介电层46包括疏水介电层461和亲水介电层462，在所述第一电极44上覆盖所述亲水介电层462，在所述亲水介电层462上沉积所述疏水介电层461，通过图形化干法刻蚀工艺刻蚀部分所述疏水介电层461，形成一通孔49，露出部分的亲水介电层462，刻蚀的图形可以为任意的图形，在本示例性实施方案中，露出的部分所述亲水介电层462的形状为矩形；所述干法刻蚀工艺包括溅射刻蚀、反应离子刻蚀和高密度等离子体刻蚀工艺；在所述介电层46上制备密封部41，形成多个收容部；在每个所述收容部内滴入所述导电流体47和所述不导电流体48；提供第二基板43，在所述第二基板43上沉积第二电极45；用沉积了所述第二电极45的所述第二基板43将所述收容部密封，形成光闸单元，制备得到所述电润湿光闸40。所述制备色转换层30的步骤包括形成彩膜层，对所述彩膜层进行光阻涂布、曝光、显影、蚀刻、光阻隔离，形成多个第一类孔、多个第二类孔和多个第三类孔，在所述第一类孔中形成所述红色像素单元32、在所述第二类孔中形成所述绿色像素单元33、在所述第三类孔中形成所述透明像素单元31，所述红色像素单元32和所述绿色像素单元33之间形成有阻隔部34(bank)，所述透明像素单元31、所述红色像素单元32、所述绿色像素单元33和所述阻隔部34构成所述色转换层30。将制备的所述电润湿光闸40和所述色转换层30依照光闸单元和所述像素单元对准的方式通过OCA光学胶贴合，最后贴合背光源20和衬底10。
需要说明的是，以上所述仅是本申请的优选实施方式，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离不申请原理的前提下，还可以做出多个改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。
Claims (10)
1.一种量子点显示装置，其特征在于，所述量子点显示装置包括：
衬底；
背光源，位于所述衬底一侧；
色转换层，位于所述背光源远离所述衬底的一侧；
电润湿光闸，位于所述色转换层远离所述背光源一侧，所述电润湿光闸包括多个光闸单元，相邻所述光闸单元之间设置有密封部，所述光闸单元包括第一基板，与所述第一基板相对设置的第二基板，设置于所述第一基板上的第一电极，设置于所述第二基板且与所述第一电极相对设置的第二电极，设置于所述第一电极远离所述第一基板一侧的介电层，填充于所述第一基板与所述第二基板之间的导电流体和不导电流体，所述导电流体和所述不导电流体不相溶，所述导电流体具有透光性，所述不导电流体具有吸光性。
2.根据权利要求1所述的量子点显示装置，其特征在于，所述导电流体为纯水或者含有电解质的水溶液，所述不导电流体为黑色有机溶液。
3.根据权利要求1所述的量子点显示装置，其特征在于，所述介电层包括疏水介电层，所述疏水介电层位于所述第一电极远离第一基板的一侧，所述疏水介电层具有疏水性表面，所述疏水性表面位于所述疏水介电层远离所述第一电极的一侧面。
4.根据权利要求3所述的量子点显示装置，其特征在于，所述介电层还包括亲水介电层，所述亲水介电层具有亲水性表面，所述亲水性表面位于所述亲水介电层远离所述第一电极的一侧面，在同一光闸单元中暴露的亲水性表面的面积大小占所述疏水性表面的面积的比例不大于5％。
5.根据权利要求4所述的量子点显示装置，其特征在于，所述亲水介电层位于所述疏水介电层与所述第一电极之间，在所述光闸单元中的所述疏水介电层边缘处开设有一通孔，所述亲水性表面从所述通孔中暴露出来。
6.根据权利要求4所述的量子点显示装置，其特征在于，所述疏水介电层和所述亲水介电层位于同一层，均位于所述第一电极远离所述第一基板的一侧，所述亲水介电层位于靠近所述密封部的角落区域，所述疏水性表面和所述亲水性表面共同覆盖所述第一电极的侧表面。
7.根据权利要求1所述的量子点显示装置，其特征在于，所述色转换层包括多个像素单元；所述光闸单元与所述像素单元一一对应设置。
8.根据权利要求7所述的量子点显示装置，其特征在于，所述背光源为蓝色背光源，所述像素单元包括红色像素单元、绿色像素单元和透明像素单元，所述红色像素单元包括红色量子点材料，所述绿色像素单元中包括绿色量子点材料，所述光闸单元设置于所述红色像素单元和所述绿色像素单元远离所述背光源的一侧。
9.一种量子点显示装置的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：制备电润湿光闸，所述制备电润湿光闸的步骤包括：提供第一基板；在所述第一基板上制备第一电极；在所述第一电极上形成介电层；在所述介电层上制备密封部，形成多个收容部；在每个所述收容部中注入导电流体和不导电流体；所述导电流体和所述不导电流体不相溶，所述导电流体具有透光性，所述不导电流体具有吸光性，提供第二基板，在所述第二基板上沉积第二电极；用沉积了所述第二电极的所述第二基板将所述收容部密封；提供一衬底，在所述衬底上设置背光源，在背光源远离所述衬底一侧制备色转换层，并将所述电润湿光闸贴合在所述色转换层的远离所述背光源的一侧上。
10.根据权利要求9所述的制造方法，其特征在于，所述色转换层包括多个像素单元，相邻所述像素单元之间设置阻隔部，所述阻隔部和所述密封部相对应设置。
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