Coa型陣列基板的制備方法及coa型陣列基板的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及顯示技術領域，尤其涉及一種COA型陣列基板的制備方法及COA型陣 列基板。
【背景技術】
[0002] 隨著顯示技術的不斷發展，人們對顯示裝置的顯示質量要求也越來越高。量子點 (Quantum Dots，簡稱QDs)通常是由II -VI、或III - V族元素組成的球形或類球形的半導體 納米微粒，粒徑一般在幾納米至數十納米之間。由于量子點的粒徑尺寸小于或者接近相應 體材料的激子波爾半徑，會產生量子限域效應，其能級結構從體材料的準連續變為量子點 材料的離散結構，導致量子點展示出特殊的受激輻射發光的性能。隨著量子點的尺寸減小， 其能級帶隙增加，相應的量子點受激所需要的能量以及量子點受激后回到基態放出的能量 都相應的增大，表現為量子點的激發與熒光光譜的"藍移"現象，通過控制量子點的尺寸，使 其發光光譜可以覆蓋整個可見光區域。如硒化鎘（CdSe)的尺寸從6. 6nm減小至2. Onm，其 發光波長從紅光區域635nm "藍移"至藍光區域的460nm。
[0003] 利用量子點材料具有發光光譜集中，色純度高、且發光顏色可通過量子點材料的 尺寸、結構或成分進行簡易調節等這些優點，將其應用在顯示裝置中可有效地提升顯示裝 置的色域及色彩還原能力。目前，已有多篇文獻和專利報道了量子點在薄膜晶體管液晶顯 不器（Thin Film Transistor Liquid Crystal Display，TFT-LCD)中的應用，其中使用量 子點替代傳統TFT-LCD的彩膜材料尤為受到人們的關注。使用量子點代替傳統的彩色光 阻，可以大幅度的提高TFT-LCD的色域和穿透率，帶來更好的顯示效果。
[0004] 然而，使用量子點復合樹脂制成光刻膠，進而用于制造量子點彩膜存在以下幾個 問題：首先，量子點耐熱性能較差，而傳統的TFT光刻制程需經歷200度以上的高溫，因而 為使量子點光刻膠成為可能，必須要將量子點光刻膠的烘烤溫度降低，這使得量子點光刻 膠的成分勢必與傳統的光刻膠材料有很大不同，需要大量的研發成本；其次，量子點價格昂 貴且多有毒性，而光刻制程中大量的量子點在顯影過程中被洗去，造成浪費和環境污染；再 次，使用量子點光刻膠仍需使用兩到三次成本高昂的光刻制程。
[0005] COA(Color Filter on Array)技術是將彩色層制備在陣列基板上的技術，以形成 彩色濾光片。由于COA結構的顯示面板不存在彩膜基板與陣列基板的對位問題，因此可以 降低顯示面板制備過程中對盒制程的難度，避免了對盒時的誤差，因此黑色矩陣可以設計 為窄線寬，提高了開口率。

【發明內容】

[0006] 本發明的目的在于提供一種COA型陣列基板的制備方法，通過電化學沉積方法在 TFT基板上形成包括紅色、綠色、及藍色濾光層的量子點彩色濾光膜，與現有的量子點彩色 濾光膜的制備方法相比，節約量子點使用量，成本低，且保護環境。
[0007] 本發明的的目的還在于提供一種COA型陣列基板，將彩色濾光膜制作于陣列基板 一側，色彩顯示效果好，可避免傳統的CF基板與TFT基板的對位問題，降低顯示面板制備過 程中對盒制程的難度，提高像素開口率。
[0008] 為實現上述目的，本發明提供了一種COA型陣列基板的制備方法，包括如下步驟：
[0009] 步驟1、提供一 TFT基板，所述TFT基板包括襯底基板、設于襯底基板上的TFT層、 以及設于TFT層上的像素電極層，其中，所述像素電極層包括間隔設置的數個紅色子像素 電極、數個綠色子像素電極、及數個藍色子像素電極；
[0010] 在所述TFT層上位于數個紅、綠、藍子像素電極的間隔區域內形成黑色矩陣；
[0011] 步驟2、提供對電極、第一電解液、第二電解液、及第三電解液；所述對電極包括絕 緣基板、及設于所述絕緣基板上的數個對電極單元，所述數個對電極單元分別與所述TFT 基板上的數個紅、綠、藍子像素電極相對應設置；所述第一電解液為包含紅色量子點和殼聚 糖的混合弱酸性溶液，所述第二電解液為包含綠色量子點和殼聚糖的混合弱酸性溶液，所 述第三電解液為包含散射顆粒和殼聚糖的混合弱酸性溶液；
[0012] 步驟3、將對電極與所述TFT基板一同浸入到第一電解液中，使用導線、電源在所 述TFT基板上的紅色子像素電極與對電極上與紅色子像素電極相對應的對電極單元之間 形成連接電路，所述TFT基板作為負極，所述對電極作為正極，通電后，所述TFT基板上的紅 色子像素電極附近的第一電解液的PH值升高，使得第一電解液內的殼聚糖沉積于紅色子 像素電極上，所述殼聚糖帶動紅色量子點沉積于紅色子像素電極上，從而分別在數個紅色 子像素電極上形成數個紅色濾光層；控制電化學沉積時間，待所述紅色濾光層的厚度達到 一定值后，斷電，取出TFT基板和對電極，并進行清洗；
[0013] 步驟4、將所述TFT基板與對電極一同浸入到第二電解液中，使用導線、電源在所 述TFT基板上的綠色子像素電極和對電極上與綠色子像素電極相對應的對電極單元之間 形成連接電路，所述TFT基板作為負極，所述對電極作為正極，通電后，所述TFT基板上的綠 色子像素電極附近的第二電解液的PH值升高，使得第二電解液內的殼聚糖沉積于綠色子 像素電極上，所述殼聚糖帶動綠色量子點沉積于綠色子像素電極上，從而分別在數個綠色 子像素電極上形成數個綠色濾光層；控制電化學沉積時間，待所述綠色濾光層的厚度達到 一定值后，斷電，取出TFT基板和對電極，并進行清洗；
[0014] 步驟5、將所述TFT基板與對電極一同浸入到第三電解液中，使用導線、電源在所 述TFT基板上的數個藍色子像素電極與對電極上與藍色子像素電極相對應的對電極單元 之間形成連接電路，所述TFT基板作為負極，所述對電極作為正極，通電后，所述TFT基板上 的藍色子像素電極附近的第三電解液的pH值升高，使得第三電解液內的殼聚糖沉積于藍 色子像素電極上，所述殼聚糖帶動散射顆粒沉積于藍色子像素電極上，從而在數個藍色子 像素電極上形成數個藍色濾光層；控制電化學沉積時間，待所述藍色濾光層的厚度達到一 定值后，斷電，取出基板和對電極，并進行清洗；
[0015] 所述步驟3、步驟4、和步驟5可以按任意順序進行；經過所述步驟3-5后，在所述 像素電極層上得到包括數個紅色濾光層、數個綠色濾光層、及數個藍色濾光層的量子點彩 色濾光膜，從而制得一 COA型陣列基板。
[0016] 所述第一電解液、第二電解液、及第三電解液中殼聚糖的質量分數為0. 001 %~ 10% ;所述第一電解液中紅色量子點、及所述第二電解液中綠色量子點的濃度為10 6M~ IM ;所述第三電解液中散射顆粒的濃度為10 6M~IM ;所述第一電解液、第二電解液、及第三 電解液的pH值為2. O~7. 0。
[0017] 所述第一電解液、第二電解液、及第三電解液中殼聚糖的質量分數為1% ;所述第 一電解液中紅色量子點、及所述第二電解液中綠色量子點的濃度為〇.5mM;所述第三電解 液中散射顆粒的濃度為0. 5mM ;所述第一電解液、第二電解液、及第三電解液的pH值為5. 2。
[0018] 所述紅色量子點、綠色量子點、及散射顆粒的粒徑為2nm~IOnm0
[0019] 所述紅色量子點為包覆ZnS的InP量子點；所述綠色量子點為包覆ZnS的InAs量 子點；所述散射顆粒為白色、藍色、或透明的顆粒。
[0020] 所述步驟3-5中，對所述TFT基板上的紅/綠/藍子像素電極和對電極上相對應 的對電極單元之間施加的電壓為〇. Oiv~30V，通電時間為0.0 ls到lh。
[0021] 所述步驟3-5中，對所述TFT基板上的紅/綠/藍子像素電極和對電極上相對應 的對電極單元之間施加的電壓為2V，通電時間應為150s。
[0022] 所述對電極單元的材料為氧化銦錫、摻鋁氧化鋅、鎳、不銹鋼、銀、金或鉑。
[0023] 所述對電極單元的材料為金或鉑。
[0024] 本發明還提供一種COA型陣列基板包括襯底基板、設于襯底基板上的TFT層、設于 TFT層上的像素電極層與黑色矩陣、以及設于所述像素電極層上的量子點彩色濾光膜；
[0025] 所述像素電極層包括間隔設置的數個紅色子像素電極、數個綠色子像素電極、及 數個藍色子像素電極；所述量子點彩色濾光膜包括分別與數個紅、綠、藍色子像素電極相對 應的數個紅、綠、藍色濾光層；
[0026] 其中，所述紅色濾光層的材料為紅色量子點與殼聚糖的混合物；所述綠色濾光層 的材料為綠色量子點與殼聚糖的混合物；所述藍色濾光層的材料為散射顆粒與殼聚糖的混 合物。
[0027] 本發明的有益效果：本發明的COA型陣列基板的制備方法，利用TFT基板上的像素 電極圖案、以及殼聚糖的溶解度隨pH值變化而改變的性質，使用電化學沉積的方法在TFT 基板上形成包括紅色濾光層、綠色濾光層、及藍色濾光層的量子點彩色濾光膜，量子點在成 膜前分散在電解液中，成膜前后除電解液的量子點濃度降低外無其他性質變化，補充量子 點后電解液仍可繼續使用，故可實現量子點的零浪費，且與現有的彩色濾光膜的制備方法 相比，無需使用高溫工序，有效提高了量子點利用率，同時能夠節省兩到三次光刻工藝，從 而降低成本、保護環境。本發明的COA型陣列基板，在像素電極層上形成量子點彩色濾光 膜，色彩顯示效