量子点发光结构及其制作方法和显示装置

文档序号:1924131 发布日期:2021-12-03 浏览:11次 >En<

阅读说明:本技术 量子点发光结构及其制作方法和显示装置 (Quantum dot light-emitting structure, manufacturing method thereof and display device ) 是由 梅文海 于 2020-05-27 设计创作,主要内容包括:一种量子点发光结构及其的制作方法和显示装置。该量子点发光结构的制作方法包括:将包括表面修饰有第一配体的第一量子点和光致配体去除剂的第一量子点溶液涂覆在衬底基板上以形成第一量子点发光材料层;对第一量子点发光材料层进行部分曝光,以使得第一量子点发光材料层包括被曝光的部分和未被曝光的部分,光致配体去除剂被配置为在光照下释放配体去除剂,以将第一量子点发光材料层包括被曝光的部分中的第一配体去除;以及采用第一冲洗溶剂对曝光后的第一量子点发光材料层进行显影冲洗以形成第一量子点发光层。由此,该量子点发光结构的制作方法可保证第一量子点发光层的发光性能。(A quantum dot light-emitting structure, a manufacturing method thereof and a display device are provided. The manufacturing method of the quantum dot light-emitting structure comprises the following steps: coating a first quantum dot solution which comprises first quantum dots with surfaces modified with first ligands and a photoinduced ligand remover on a substrate to form a first quantum dot luminescent material layer; partially exposing the first quantum dot light-emitting material layer such that the first quantum dot light-emitting material layer includes exposed portions and unexposed portions, the photobase removing agent being configured to release the ligand removing agent under illumination to remove the first ligands in the portions of the first quantum dot light-emitting material layer including the exposed portions; and developing and washing the exposed first quantum dot luminescent material layer by adopting a first washing solvent to form a first quantum dot luminescent layer. Therefore, the manufacturing method of the quantum dot light-emitting structure can ensure the light-emitting performance of the first quantum dot light-emitting layer.)

量子点发光结构及其制作方法和显示装置

技术领域

本公开实施例涉及一种量子点发光结构及其制作方法和显示装置。

背景技术

由于具有广视角、高刷新率、低功耗、可柔性显示等优点,有源矩阵有机发光二极管(AMOLED)显示装置被认为是取代液晶显示装置(LCD)的下一代显示技术。随着消费市场的不断发展,消费者对于显示装置的分辨率的要求也越来越高。有源矩阵有机发光二极管(AMOLED)显示装置的有机发光层通常采用蒸镀工艺或喷墨打印工艺制作;由于存在对位困难和蒸镀区域控制能力不足等原因,采用蒸镀工艺形成的有机发光层很难实现高分辨率;而喷墨打印工艺形成的有机发光层同样很难实现高分辨率。因此,有源矩阵有机发光二极管(AMOLED)显示装置的分辨率相对较低,难以与液晶显示装置(LCD)进行竞争。

另一方面,随着量子点发光二极管(QLED)显示技术的不断发展,其量子效率不断提升,已基本达到产业化的水平。因此量子点发光二极管(QLED)显示技术已逐渐成为研究的热点。

发明内容

本公开实施例提供一种量子点发光结构及其的制作方法和显示装置。该量子点发光结构的制作方法可通过曝光来改变需要保留的第一量子点发光层的溶解性,来实现对第一量子点发光层的图案化,并且无需用到超声波剥离工艺或者极性非质子溶剂煮沸等比较剧烈方法,从而可保证第一量子点发光层形貌完整,进而可确保该量子点发光结构的发光性能。

本公开至少一个实施例提供一种量子点发光结构的制作方法,其包括:提供第一量子点溶液,所述第一量子点溶液包括表面修饰有第一配体的第一量子点和光致配体去除剂,所述第一配体溶于第一冲洗溶剂;将所述第一量子点溶液涂覆在衬底基板上以形成第一量子点发光材料层;对所述第一量子点发光材料层进行部分曝光,以使得所述第一量子点发光材料层包括被曝光的部分和未被曝光的部分,所述光致配体去除剂被配置为在光照下释放配体去除剂,以将所述第一量子点发光材料层被曝光的部分中的所述第一配体去除;以及采用所述第一冲洗溶剂对曝光后的所述第一量子点发光材料层进行显影冲洗,以形成第一量子点发光层。

例如,在本公开一实施例提供的量子点发光结构的制作方法中,所述光致配体去除剂包括光致生酸剂。

例如,在本公开一实施例提供的量子点发光结构的制作方法中,所述光致生酸剂包括三嗪类化合物、碘鎓盐类化合物、锍鎓类化合物和全氟丁基类化合物中的至少之一。

例如,在本公开一实施例提供的量子点发光结构的制作方法中,在所述第一量子点溶液中,所述光致配体去除剂与所述表面修饰有第一配体的第一量子点的质量百分数之比在4%-6%的范围之内。

例如,在本公开一实施例提供的量子点发光结构的制作方法中,所述第一冲洗溶剂包括甲苯、二甲苯和氯苯等芳烃中的至少之一。

例如,在本公开一实施例提供的量子点发光结构的制作方法中,对所述第一量子点发光材料层进行部分曝光包括:采用紫外光对所述第一量子点发光材料层进行部分曝光以形成所述被曝光的部分和所述未被曝光的部分,所述紫外光的能量在90-500mJ/cm2的范围之内。

例如,本公开一实施例提供的量子点发光结构的制作方法还包括:对形成有所述第一量子点发光层的所述衬底基板进行退火处理,所述退火处理的温度在80-180摄氏度的范围,所述退火处理的时间在5–30分钟的范围。例如,在本公开一实施例提供的量子点发光结构的制作方法中,所述第一量子点发光层被配置为发波长范围在455-492纳米的光。

例如,本公开一实施例提供的量子点发光结构的制作方法还包括:提供第二量子点溶液,所述第二量子点溶液包括表面修饰有第二配体的第二量子点和光致配体去除剂,所述第二配体溶于第二冲洗溶剂;将所述第二量子点溶液涂覆在形成有所述第一量子点发光层的所述衬底基板上以形成第二量子点发光材料层;对所述第二量子点发光材料层进行部分曝光,以使得所述第二量子点发光材料层包括被曝光的部分和未被曝光的部分,所述光致配体去除剂被配置为在光照下释放配体去除剂,以将所述第二量子点发光材料层被曝光的部分中的所述第二配体去除;以及采用所述第二冲洗溶剂对曝光后的所述第二量子点发光材料层进行显影冲洗,以形成第二量子点发光层。

例如,在本公开一实施例提供的量子点发光结构的制作方法中,所述第二配体和所述第一配体材料相同,所述第二冲洗溶剂和所述第一冲洗溶剂材料相同。

例如,在本公开一实施例提供的量子点发光结构的制作方法中,在所述衬底基板上形成所述第一量子点发光材料层之前,所述制作方法还包括:在所述衬底基板上形成第一光刻胶图案,所述第一光刻胶图案包括第一开口;提供第二量子点溶液;将所述第二量子点溶液涂覆在所述第一光刻胶图案远离所述衬底基板的一侧以形成第二量子点发光材料层,所述第二量子点发光材料层包括覆盖所述第一光刻胶图案的部分和位于所述第一开口中的部分;以及剥离所述第一光刻胶图案,所述第二量子点发光材料层覆盖所述第一光刻胶图案的部分被去除,所述第二量子点发光材料层位于所述第一开口中的部分被保留并形成第二量子点发光层。

例如,本公开一实施例提供的量子点发光结构的制作方法还包括:在形成有所述第二量子点发光层的所述衬底基板上形成第二光刻胶图案,所述第二光刻胶图案包括第二开口;提供第三量子点溶液;将所述第三量子点溶液涂覆在形成有所述第二量子点发光层的衬底基板上以形成第三量子点发光材料层,所述第三量子点发光材料层包括覆盖所述第二光刻胶图案的部分和位于所述第二开口中的部分;以及剥离所述第二光刻胶图案,所述第三量子点发光材料层覆盖所述第二光刻胶图案的部分被去除,所述第三量子点发光材料层位于所述第二开口中的部分被保留并形成第三量子点发光层。

例如,在本公开一实施例提供的量子点发光结构的制作方法中,所述第二量子点发光层被配置为发波长范围在622-770纳米的光、所述第三量子点发光层被配置为发波长范围在492-577纳米的光。

例如,在本公开一实施例提供的量子点发光结构的制作方法中,所述第二量子点溶液包括表面修饰有第二配体的第二量子点,所述第三量子点溶液包括表面修饰有第三配体的第三量子点,所述第二配体和所述第三配体均包括光解性化学键,所述制作方法还包括:对形成有所述第二量子点发光层和所述第三量子点发光层的所述基板进行光照,以使得所述第二配体和所述第三配体中的所述光解性化学键断裂。

例如,在本公开一实施例提供的量子点发光结构的制作方法中,剥离所述第一光刻胶图案或所述第二光刻胶图案包括:采用超声波剥离工艺和极性非质子溶剂煮沸工艺中的至少一种将所述第一光刻胶图案或所述第二光刻胶图案剥离。

例如,在本公开一实施例提供的量子点发光结构的制作方法中,在所述衬底基板上形成所述第一量子点发光材料层之前,所述制作方法还包括:在所述衬底基板上形成第一牺牲层;在所述第一牺牲层远离所述衬底基板的一侧形成第三光刻胶图案,所述第三光刻胶图案包括第三开口;以所述第三光刻胶图案为掩膜对所述第一牺牲层进行图案化,将所述第一牺牲层位于所述第三开口的部分去除;提供第二量子点溶液;将所述第二量子点溶液涂覆在所述第三光刻胶图案远离所述衬底基板的一侧以形成第二量子点发光材料层,所述第二量子点发光材料层包括覆盖所述第三光刻胶图案的部分和位于所述第三开口中的部分;以及剥离所述第三光刻胶图案和所述第一牺牲层,所述第二量子点发光材料层覆盖所述第三光刻胶图案的部分被去除,所述第二量子点发光材料层位于所述第三开口中的部分被保留并形成第二量子点发光层。

例如,本公开一实施例提供的量子点发光结构的制作方法还包括:在形成有所述第二量子点发光层的所述衬底基板上形成第二牺牲层;在所述第二牺牲层远离所述衬底基板的一侧形成第四光刻胶图案,所述第四光刻胶图案包括第四开口;以所述第四光刻胶图案为掩膜对所述第二牺牲层进行图案化,将所述第二牺牲层位于所述第四开口的部分去除;提供第三量子点溶液;将所述第三量子点溶液涂覆在形成有所述第二量子点发光层的衬底基板上以形成第三量子点发光材料层,所述第三量子点发光材料层包括覆盖所述第四光刻胶图案的部分和位于所述第四开口中的部分;以及剥离所述第四光刻胶图案和所述第二牺牲层,所述第三量子点发光材料层覆盖所述第四光刻胶图案的部分被去除,所述第三量子点发光材料层位于所述第四开口中的部分被保留并形成第三量子点发光层。

本公开至少一个实施例还提供一种量子点发光结构,其包括:衬底基板;第一量子点发光层,位于所述衬底基板上;以及第二量子点发光层,位于所述衬底基板上,所述第一量子点发光层的配体含量小于所述第二量子点发光层的配体含量的60%。

例如,在本公开一实施例提供的量子点发光结构中,所述第一量子点发光层包括表面修饰有第一配体的第一量子点、表面没有被配体修饰的第一量子点和光致配体去除剂。

例如,在本公开一实施例提供的量子点发光结构中,所述光致配体去除剂包括光致生酸剂。

例如,在本公开一实施例提供的量子点发光结构中,所述光致生酸剂包括三嗪类化合物,碘鎓盐类化合物,锍鎓类化合物和全氟丁基类化合物中的至少之一。

例如,在本公开一实施例提供的量子点发光结构中,所述第一量子点发光层被配置为发波长范围在455-492纳米的光,所述第二量子点发光层被配置为发波长范围在522-770纳米的光或者波长范围在492-577纳米的光。

本公开至少一个实施例还提供一种显示装置,包括上述任一项所述的量子点发光结构。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案,下面将对实施例的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅涉及本公开的一些实施例,而非对本公开的限制。

图1为本公开一实施例提供的一种量子点发光结构的制作方法的流程图;

图2A-2C为本公开一实施例提供的一种量子点发光结构的制作方法的分步示意图;

图3A-图3F为本公开一实施例提供的一种量子点发光结构的制作方法的分步示意图;

图4A-图4J为本公开一实施例提供的另一种量子点发光结构的制作方法的分步示意图;

图5为根据本公开一实施例提供的一种量子点发光结构的结构示意图;以及

图6为本公开一实施例提供的一种显示装置的示意图。

具体实施方式

为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本公开实施例的附图,对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例是本公开的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例,本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例,都属于本公开保护的范围。

除非另外定义,本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性,而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同,而不排除其他元件或者物件。

量子点发光二极管(QLED)显示技术可利用光刻胶进行剥胶工艺(lift-off)或者类似lift-off的工艺来对量子点发光层进行图案化。然而,在剥离光刻胶的过程中往往需要用到超声波剥离工艺或者极性非质子溶剂煮沸等比较剧烈方法,这些比较剧烈的方法容易对已经制备的功能膜层的形貌造成损伤,从而影响最终形成的量子点发光结构的发光性能。并且,蓝光量子点由于其带隙较宽,本身的稳定性弱于红绿光量子点,因此蓝光量子点在图案化中对于剥胶工艺的耐受性较差,容易被损伤,从而造成全彩量子点发光二极管(QLED)显示装置中蓝光的亮度较低,无法实现全彩显示的效果。

对此,本公开实施例提供一种量子点发光结构及其的制作方法和显示装置。该量子点发光结构的制作方法包括:提供第一量子点溶液,第一量子点溶液包括表面修饰有第一配体的第一量子点和光致配体去除剂,第一配体溶于第一冲洗溶剂;将第一量子点溶液涂覆在衬底基板上以形成第一量子点发光材料层;对第一量子点发光材料层进行部分曝光,以使得第一量子点发光材料层包括被曝光的部分和未被曝光的部分,光致配体去除剂被配置为在光照下释放配体去除剂,以将第一量子点发光材料层包括被曝光的部分中的第一配体去除;以及采用第一冲洗溶剂对曝光后的第一量子点发光材料层进行显影冲洗,以形成第一量子点发光层。由此,该量子点发光结构的制作方法可实现对第一量子点发光层的图案化,并且无需用到超声波剥离工艺或者极性非质子溶剂煮沸等比较剧烈方法,从而可保证第一量子点发光层形貌完整,进而可确保该量子点发光结构的发光性能。

下面,结合附图对本公开实施例提供的量子点发光结构及其的制作方法和显示装置进行详细的说明。

本公开一实施例提供一种量子点发光结构的制作方法。图1为本公开一实施例提供的一种量子点发光结构的制作方法的流程图;图2A-2C为本公开一实施例提供的一种量子点发光结构的制作方法的分步示意图。

如图1所示,该量子点发光结构的制作方法包括以下步骤S101-S104。

步骤S101:提供第一量子点溶液,第一量子点溶液包括表面修饰有第一配体的第一量子点和光致配体去除剂,第一配体溶于第一冲洗溶剂。

步骤S102:将第一量子点溶液涂覆在衬底基板上以形成第一量子点发光材料层。

如图2A所示,可通过旋涂工艺将第一量子点溶液涂覆在衬底基板150上以形成第一量子点发光材料层110;旋涂工艺的转速可为2000-3000rpm。例如2500rpm。当然,本公开实施例包括但不限于此,也可通过其他合适的方法将第一量子点溶液涂覆在衬底基板上。

步骤S103:对第一量子点发光材料层进行部分曝光,以使得第一量子点发光材料层包括被曝光的部分和未被曝光的部分,光致配体去除剂被配置为在光照下释放配体去除剂,以将第一量子点发光材料层被曝光的部分的第一配体去除。

如图2B所示,可通过曝光机直接对第一量子点发光材料层110进行部分曝光,以使得第一量子点发光材料层110包括被曝光的部分112和未被曝光的部分114,第一量子点发光材料层110被曝光的部分112的第一配体被去除。

步骤S104:采用第一冲洗溶剂对曝光后的第一量子点发光材料层进行显影冲洗,第一量子点发光材料层未被曝光的部分被第一冲洗溶剂溶解并去除;第一量子点发光材料层被曝光的部分不溶于第一冲洗溶剂并形成第一量子点发光层。

如图2C所示,采用第一冲洗溶剂对曝光后的第一量子点发光材料层110进行显影冲洗;由于第一配体溶于第一冲洗溶剂,因此第一量子点发光材料层110未被曝光的部分114会被第一冲洗溶剂溶解并去除,而第一量子点发光材料层110被曝光的部分112不溶于第一冲洗溶剂,从而被保留在衬底基板150上。第一量子点发光材料层110被曝光的部分112即为第一量子点发光层112。

在本公开实施例提供的量子点发光结构的制作方法中,该量子点发光结构的制作方法通过曝光工艺使得光致配体去除剂在光照下释放配体去除剂,以将第一量子点发光材料层被曝光的部分的第一配体去除,从而使得第一量子点发光材料层被曝光的部分不溶于第一冲洗溶剂,从而在衬底基板上保留并形成第一量子点发光层,而第一量子点发光材料层未被曝光的部分会被第一冲洗溶剂溶解并去除。由此,该量子点发光结构的制作方法可实现对第一量子点发光层的图案化,并且无需用到超声波剥离工艺或者极性非质子溶剂煮沸等比较剧烈方法,从而可保证第一量子点发光层形貌完整,进而可确保该量子点发光结构的发光性能。另外,由于第一量子点发光层可直接通过曝光工艺进行图案化,从而可具有较高的精度和较小的尺寸,进而有利于提高制备的量子点发光结构的分辨率。

在一些示例中,光致配体去除剂可包括光致生酸剂。光致生酸剂在被光照后会产生氢离子,氢离子会与第一配体结合,从而将第一量子点发光材料层被曝光的部分的第一配体去除。另一方面,采用光致生酸剂来去除第一配体,还可避免影响第一量子点的发光效率。当然,本公开实施例包括但不限于此,光致配体去除剂也可为其他可将第一配体从第一量子点上去除的材料。

例如,光致生酸剂包括三嗪类化合物,碘鎓盐类化合物,锍鎓类化合物和全氟丁基类化合物中的至少之一。

在一些示例中,在第一量子点溶液中,光致配体去除剂与表面修饰有第一配体的第一量子点的质量百分数之比在4%-6%的范围之内。例如,光致配体去除剂与表面修饰有第一配体的第一量子点的质量百分数之比为5%。由此,在光致配体去除剂可较好将第一量子点发光材料层被曝光的部分的第一配体去除的同时,保证由第一量子点溶液形成的第一量子点发光层的发光效率。

在一些示例中,第一冲洗溶剂包括己烷、辛烷、甲苯,二甲苯和氯苯等芳烃中的至少之一。第一配体可包括油酸,油胺,辛硫醇,十二硫醇等。需要说明的是,第一冲洗溶剂可与第一量子点溶液中的溶剂相同。当然,第一冲洗溶剂可与第一量子点溶液中的溶剂也可不同。在一些示例中,对第一量子点发光材料层进行部分曝光包括:采用紫外光对第一量子点发光材料层进行部分曝光,紫外光的能量在90-500mJ/cm2的范围之内,例如,100mJ/cm2。由此,该曝光工艺可有效地使得光致配体去除剂在光照下释放配体去除剂。

在一些示例中,该量子点发光结构的制作方法还包括:对形成有第一量子点发光层的衬底基板进行退火处理,退火处理的温度在80-180摄氏度的范围,退火处理的时间在5-30分钟的范围。由此,通过该量子点发光结构的制作方法形成的第一量子点发光层具有更好的稳定性和发光效率。

在一些示例中,第一量子点发光层被配置为发蓝光,例如,波长范围在455-492纳米的光。发蓝光的量子点由于其带隙较宽,本身的稳定性弱于红绿光量子点,因此该量子点发光结构的制作方法通过上述的光致配体去除剂、曝光工艺和冲洗工艺就可实现第一量子点发光层的图案化,无需用到超声波剥离工艺或者极性非质子溶剂煮沸等比较剧烈方法,从而可保证第一量子点发光层形貌完整,进而可确保该量子点发光结构的发光性能。

需要说明的是,上述的衬底基板可包括已经制备好的其他量子点发光层,例如发红光的量子点发光层和发绿光的量子点发光层。在这种情况下,虽然使用上述方法形成的发蓝光的第一量子点发光层的过程中可能会在发红光的量子点发光层和发绿光的量子点发光层上残留有少量发蓝光的第一量子点,但是由于发蓝光的第一量子点与发红光或滤光的量子点之间存在福斯特能量转移,因此不存在光谱的混色问题。

例如,第一量子点可为CdSe/ZnS量子点。当然,本公开实施例包括但不限于此,第一量子点也可为其他含镉量子点材料,例如,CdSe/ZnSe、CdS、CdSe、或CdS/ZnS;当然,第一量子点也可为无镉量子点,例如InP/ZnSe、InP/ZnSe/ZnS、ZnSe、InP、PbS、CsPbCl3、CsPbBr3、CsPhI3、ZnSe、InP/ZnS、PbS/ZnS、CsPbCl3/ZnS、CsPbBr3/ZnS、或CsPhI3/ZnS。

例如,第一量子点可采用核壳结构的量子点。由此,由于第一量子点可具有核壳结构,从而对核起到保护的作用,并且使用与核材料晶格常数匹配壳材料可以更好的钝化表面缺陷。

在一些示例中,该制作方法还包括:提供第二量子点溶液,第二量子点溶液包括表面修饰有第二配体的第二量子点和光致配体去除剂,第二配体溶于第二冲洗溶剂;将第二量子点溶液涂覆在形成有第一量子点发光层的衬底基板上以形成第二量子点发光材料层;对第二量子点发光材料层进行部分曝光,以使得第二量子点发光材料层包括被曝光的部分和未被曝光的部分,光致配体去除剂被配置为在光照下释放配体去除剂,以将第二量子点发光材料层被曝光的部分中的第二配体去除;以及采用第二冲洗溶剂对曝光后的第二量子点发光材料层进行显影冲洗,第二量子点发光材料层未被曝光的部分被第二冲洗溶剂溶解并去除,第二量子点发光材料层被曝光的部分不溶于第二冲洗溶剂并形成第二量子点发光层。由此,该制作方法也可利用曝光工艺和光致配体去除剂来对第二量子点发光层进行图案化,并且无需用到超声波剥离工艺或者极性非质子溶剂煮沸等比较剧烈方法,从而可保证第二量子点发光层形貌完整,进而可确保该量子点发光结构的发光性能。另外,由于第二量子点发光层可直接通过曝光工艺进行图案化,从而可具有较高的精度和较小的尺寸,进而有利于提高制备的量子点发光结构的分辨率。

需要说明的是,当量子点发光结构还包括第三量子点发光层时,该制作方法还可利用曝光工艺和光致配体去除剂来对第三量子点发光层进行图案化,在此不再赘述。

例如,第一量子点发光层为发蓝光(例如,波长范围在455-492纳米的光)的量子点发光层,第二量子点发光层为发红光(例如波长范围在622-770纳米的光)或绿光(波长范围在492-577纳米的光)的量子点发光层。

在一些示例中,第二配体和第一配体材料相同,第二冲洗溶剂和第一冲洗溶剂材料相同。在一些示例中,在衬底基板上形成第一量子点发光材料层之前,该量子点发光结构的制作方法还包括:在衬底基板上形成第一光刻胶图案,第一光刻胶图案包括第一开口;提供第二量子点溶液;将第二量子点溶液涂覆在第一光刻胶图案远离衬底基板的一侧以形成第二量子点发光材料层,第二量子点发光材料层包括覆盖第一光刻胶图案的部分和位于第一开口中的部分;以及剥离第一光刻胶图案,第二量子点发光材料层覆盖第一光刻胶图案的部分被去除,第二量子点发光材料层位于第一开口中的部分被保留并形成第二量子点发光层。由此,该制作方法可利用光刻胶进行剥胶工艺(lift-off)来对第二量子点发光层进行图案化。

图3A-图3F为本公开一实施例提供的一种量子点发光结构的制作方法的分步示意图。

如图3A所示,在衬底基板150上形成第一光刻胶图案161,第一光刻胶图案161包括第一开口1610。

例如,衬底基板可为玻璃基板、塑料基板、石英基板等透明基板;上述的第一光刻胶图案可采用负性光刻胶材料。另外,第一光刻胶图案可通过涂覆光刻胶材料层、然后进行曝光和显影制备。

例如,可通过转速约为4000rpm的旋涂工艺将光刻胶材料涂覆在衬底基板150上,并通过能量约为35mJ/cm2的曝光工艺对形成的光刻胶材料进行曝光,然后利用二甲苯等溶剂对曝光后的光刻胶材料进行显影,从而形成上述的第一光刻胶图案。上述的显影工艺持续时间约为90秒。

如图3B所示,提供第二量子点溶液,将第二量子点溶液涂覆在第一光刻胶图案远离衬底基板的一侧以形成第二量子点发光材料层120,第二量子点发光材料层120包括覆盖第一光刻胶图案的部分124和位于第一开口1610中的部分122。

例如,可采用旋涂工艺将15mg/ml的第二量子点溶液涂覆在第一光刻胶图案远离衬底基板的一侧以形成第二量子点发光材料层;上述旋涂工艺的转速约为2500rpm。

如图3C所示,剥离第一光刻胶图案161,第二量子点发光材料层120覆盖第一光刻胶图案161的部分124被去除,第二量子点发光材料层120位于第一开口161中的部分122被保留并形成第二量子点发光层122。

在该量子点发光结构的制作方法中,可采用超声波剥离工艺和极性非质子溶剂煮沸工艺中的至少一种将第一光刻胶图案剥离,在剥离第一光刻胶图案时,形成在第一光刻胶图案上的第二量子点发光材料层也被一起剥离,而第二量子点发光材料层位于第一开口中的部分被保留在衬底基板上,从而实现了对第二量子点发光层的图案化。

例如,上述的超声波剥离工艺中超声波的功率约为30W,时长约为90秒。

例如,上述的第二量子点发光层可为稳定性较高的量子点发光层,例如可为发红光的量子点发光层。

在一些示例中,该量子点发光结构的制作方法还包括:在形成有第二量子点发光层的衬底基板上形成第二光刻胶图案,第二光刻胶图案包括第二开口;提供第三量子点溶液;将第三量子点溶液涂覆在形成有第二量子点发光层的衬底基板上以形成第三量子点发光材料层,第三量子点发光材料层包括覆盖第二光刻胶图案的部分和位于第二开口中的部分;以及剥离第二光刻胶图案,第三量子点发光材料层覆盖第二光刻胶图案的部分被去除,第三量子点发光材料层位于第二开口中的部分被保留并形成第三量子点发光层,形成有第二量子点发光层和第三量子点发光层的衬底基板为衬底基板。由此,该制作方法方法可利用光刻胶进行剥胶工艺(lift-off)来对第三量子点发光层进行图案化。

如图3D所示,在形成有第二量子点发光层112的衬底基板150上形成第二光刻胶图案162,第二光刻胶图案162包括第二开口1620。

同样地,上述的第二光刻胶图案可采用负性光刻胶材料。另外,第二光刻胶图案也可通过涂覆光刻胶材料层、然后进行曝光和显影制备。上述涂覆、曝光和显影工艺的具体参数可参见第一光刻胶图案的描述,在此不再赘述。

如图3E所示,提供第三量子点溶液,将第三量子点溶液涂覆在形成有第二量子点发光层122的衬底基板150上以形成第三量子点发光材料层130,第三量子点发光材料层130包括覆盖第二光刻胶图案162的部分134和位于第二开口1620中的部分132。

同样地,也可采用旋涂工艺将15mg/ml的第三量子点溶液涂覆在第二光刻胶图案远离衬底基板的一侧以形成第三量子点发光材料层;上述旋涂工艺的转速约为2500rpm。

如图3F所示,剥离第二光刻胶图案162,第三量子点发光材料层130覆盖第二光刻胶图案162的部分134被去除,第三量子点发光材料层130位于第二开口1620中的部分132被保留并形成第三量子点发光层132。

例如,同样可采用超声波剥离工艺和极性非质子溶剂煮沸工艺中的至少一种将第二光刻胶图案剥离,在剥离第二光刻胶图案时,形成在第二光刻胶图案上的第三量子点发光材料层也被一起剥离,而第三量子点发光材料层位于第二开口中的部分被保留在衬底基板上,从而实现了对第三量子点发光层的图案化。

例如,上述的第三量子点发光层可为稳定性较高的量子点发光层,例如可为发绿光的量子点发光层。由此,该量子点发光结构的制作方法制备的量子点发光结构可实现全彩显示。

在一些示例中,第二量子点溶液包括表面修饰有第二配体的第二量子点,第三量子点溶液包括表面修饰有第三配体的第三量子点,第二配体和第三配体均包括光解性化学键,该量子点发光结构的制作方法还包括:对形成有第二量子点发光层和第三量子点发光层的基板进行光照,以使得第二配体和第三配体中的光解性化学键断裂,将第二配体由长链结构改变为短链结构,从而可使得第二量子点发光层和第三量子点发光层不溶于上述的第一冲洗溶剂。由此,该量子点发光结构的制作方法可避免后续的冲洗工艺对第二量子点发光层和第三量子点发光层造成不利影响。

在一些示例中,第二量子点和第三量子点均可为CdSe/ZnS量子点。当然,本公开实施例包括但不限于此,第二量子点和第三量子点也可为其他材料的量子点,具体可参见第一量子点的相关描述。

在一些示例中,在衬底基板上形成第一量子点发光材料层之前,制作方法还包括:在衬底基板上形成第一牺牲层;在第一牺牲层远离衬底基板的一侧形成第三光刻胶图案,第三光刻胶图案包括第三开口;以第三光刻胶图案为掩膜对第一牺牲层进行图案化,将第一牺牲层位于第三开口的部分去除;提供第二量子点溶液;将第二量子点溶液涂覆在第三光刻胶图案远离衬底基板的一侧以形成第二量子点发光材料层,第二量子点发光材料层包括覆盖第三光刻胶图案的部分和位于第三开口中的部分;以及剥离第三光刻胶图案和第一牺牲层,第二量子点发光材料层覆盖第三光刻胶图案的部分被去除,第二量子点发光材料层位于第三开口中的部分被保留并形成第二量子点发光层。

需要说明的是,由于上述的剥胶工艺(lift-off)可能会使得光刻胶在衬底基板上仍然具有一定的残留。因此,本公开实施例提供的量子点发光结构的制作方法不限于上述的直接利用光刻胶进行剥胶工艺(lift-off),还可在光刻胶图案靠近衬底基板的一侧形成牺牲层,来提高剥离效果。

图4A-图4J为本公开一实施例提供的另一种量子点发光结构的制作方法的分步示意图。

如图4A所示,在衬底基板上形成第一量子点发光材料层之前,该量子点发光结构的制作方法还包括:在衬底基板150上形成第一牺牲层171。

例如,第一牺牲层的材料可采用醇溶性聚合物,例如,聚乙烯吡咯烷酮。

例如,可采用旋涂工艺将30mg/ml的聚乙烯吡咯烷酮溶液涂覆在衬底基板150上并静置5分钟左右以形成第一牺牲层,上述的旋涂工艺的转速可在1200-1700rpm的范围之内,例如1500rpm。

如图4B所示,在第一牺牲层171远离衬底基板150的一侧形成第三光刻胶图案163,第三光刻胶图案163包括第三开口1630。

同样地,上述的第三光刻胶图案可采用负性光刻胶材料。另外,第三光刻胶图案也可通过涂覆光刻胶材料层、然后进行曝光和显影制备。上述涂覆、曝光和显影工艺的具体参数可参见第一光刻胶图案的描述,在此不再赘述。

如图4C所示,以第三光刻胶图案1630为掩膜对第一牺牲层171进行图案化,将第一牺牲层171位于第三开口1630的部分去除,从而使得第一牺牲层171具有与第三光刻胶图案1630相同的图案。

例如,可通过刻蚀工艺将第一牺牲层171位于第三开口1630的部分去除。

如图4D所示,提供第二量子点溶液,将第二量子点溶液涂覆在第三光刻胶图案163远离衬底基板150的一侧以形成第二量子点发光材料层120,第二量子点发光材料层120包括覆盖第三光刻胶图案163的部分124和位于第三开口1630中的部分122。

如图4E所示,剥离第三光刻胶图案163和第一牺牲层171,第二量子点发光材料层120覆盖第三光刻胶图案163的部分124被去除,第二量子点发光材料层120位于第三开口1630中的部分122被保留并形成第二量子点发光层122。

在该量子点发光结构的制作方法中,剥离第一牺牲层同样可采用超声波剥离工艺,在剥离第一牺牲层时,形成在第一牺牲层上的第三光刻胶图案和第二量子点发光材料层也被一起剥离,而第二量子点发光材料层位于第三开口中的部分被保留在衬底基板上,从而实现了对第二量子点发光层的图案化。另外,由于牺牲层的剥离过程不会在衬底基板上形成残留,从而可提高该量子点发光结构的产品良率和性能。

如图4F所示,该量子点发光结构的制作方法还包括:在形成有第二量子点发光层122的衬底基板150上形成第二牺牲层172。

例如,第二牺牲层的材料可采用醇溶性聚合物,例如,聚乙烯吡咯烷酮。需要说明的是,第二牺牲层和第一牺牲层可采用相同的材料制作,也可采用不同的材料制作。

如图4G所示,在第二牺牲层172远离衬底基板150的一侧形成第四光刻胶图案164,第四光刻胶图案164包括第四开口1640。

同样地,上述的第四光刻胶图案可采用负性光刻胶材料。另外,第四光刻胶图案也可通过涂覆光刻胶材料层、然后进行曝光和显影制备。上述涂覆、曝光和显影工艺的具体参数可参见第一光刻胶图案的描述,在此不再赘述。

如图4H所示,以第四光刻胶图案1640为掩膜对第二牺牲层172进行图案化,将第二牺牲层172位于第四开口1640的部分去除。

如图4I所示,提供第三量子点溶液,将第三量子点溶液涂覆在形成有第二量子点发光层122的衬底基板150上以形成第三量子点发光材料层130,第三量子点发光材料层130包括覆盖第四光刻胶图案164的部分134和位于第四开口1640中的部分132。

如图4J所示,以及剥离第四光刻胶图案164和第二牺牲层172,第三量子点发光材料层130覆盖第四光刻胶图案164的部分被去除,第三量子点发光材料层130位于第四开口1640中的部分132被保留并形成第三量子点发光层132,形成有第二量子点发光层122和第三量子点发光层132的衬底基板150为衬底基板150。

在该量子点发光结构的制作方法中,剥离第二牺牲层同样可采用超声波剥离工艺,在剥离第二牺牲层时,形成在第二牺牲层上的第四光刻胶图案和第三量子点发光材料层也被一起剥离,而第三量子点发光材料层位于第四开口中的部分被保留在衬底基板上,从而实现了对第三量子点发光层的图案化。另外,由于牺牲层的剥离过程不会在衬底基板上形成残留,从而可提高该量子点发光结构的产品良率和性能。

类似地,在上述采用牺牲层的量子点发光结构的制作方法中,第二量子点溶液包括表面修饰有第二配体的第二量子点,第三量子点溶液包括表面修饰有第三配体的第三量子点,第二配体和第三配体均包括光解性化学键,该量子点发光结构的制作方法还包括:对形成有第二量子点发光层和第三量子点发光层的基板进行光照,以使得第二配体和第三配体中的光解性化学键断裂,将第二配体由长链结构改变为短链结构,从而可使得第二量子点发光层和第三量子点发光层不溶于上述的第一冲洗溶剂。由此,该量子点发光结构的制作方法可避免后续的冲洗工艺对第二量子点发光层和第三量子点发光层造成不利影响。例如,上述的第二配体和第三配体的材料可胺基类配体、羧基类配体和疏基类配体等;上述的光解性化学键包括过氧键、过硫键、偶氮键等。

需要说明的是,本公开实施例提供的量子点发光结构的制作方法不限于采用上述的光刻胶进行剥胶工艺(lift-off)来实现第二量子点发光层和第三量子点发光层的图案化,也可采用上述的光致配体去除剂、曝光工艺和冲洗工艺就实现第二量子点发光层和第三量子点发光层的图案化,即第一量子点发光层、第二量子点发光层和第三量子点发光层均采用上述的光致配体去除剂、曝光工艺和冲洗工艺制备。

在一些示例中,在衬底基板上形成第一牺牲层或第一光刻胶图案之前,该量子点发光结构的制作方法还包括:在衬底基板上依次形成第一电极和电子传输层。例如,第一电极的材料可为导电金属氧化物,例如氧化铟锡(ITO)。电子传输层的材料可为氧化锌(ZnO)。

例如,上述的氧化锌薄膜可采用沉积工艺或者溅射工艺形成。

在一些示例中,在衬底基板上形成第一量子点发光层之后,该量子点发光结构的制作方法还包括:在形成有第一量子点发光层的衬底基板上依次形成空穴传输层和第二电极,第二电极的材料可为金属,例如银。此时,第一电极为阴极,第二电极为阳极。当然,本公开实施例包括但不限于此,第一电极也可为阴极,第二电极也可为阳极;该量子点发光结构的其他结构可采用通常设计。

在一些示例中,该量子点发光结构的制作方法还包括:对形成有第二量子点发光层和第三量子点发光层的衬底基板进行退火处理,退火处理的温度在80-180摄氏度的范围,例如120度,退火处理的时间在5-30分钟的范围,例如20分钟。由此,通过该量子点发光结构的制作方法形成的第二量子点发光层和第三量子点发光层具有更好的稳定性和发光效率。

本公开一实施例还提供一种量子点发光结构。图5为根据本公开一实施例提供的一种量子点发光结构的结构示意图。如图5所示,该量子点发光结构为采用上述任一的量子点发光结构的制作方法制作的量子点发光结构。由此,该量子点发光结构可保证第一量子点发光层形貌完整,进而可确保该量子点发光结构的发光性能。另外,由于第一量子点发光层可直接通过曝光工艺进行图案化,从而可具有较高的精度和较小的尺寸,进而使得该量子点发光结构可具有较高的分辨率。

例如,如图5所示,该量子点发光结构100包括:衬底基板150;第一量子点发光层112,位于衬底基板150上;以及第二量子点发光层122,位于衬底基板150上,第一量子点发光层112的配体含量小于第二量子点发光层122的配体含量的60%。例如,第一量子点发光层112的配体含量为第二量子点发光层122的配体含量的50%。在第一量子点发光层的形成过程中,通过曝光工艺使得光致配体去除剂在光照下释放配体去除剂,以将第一量子点发光材料层被曝光的部分的第一配体去除,从而使得第一量子点发光材料层被曝光的部分不溶于第一冲洗溶剂,从而在衬底基板上保留并形成第一量子点发光层。由此,最终形成的第一量子点发光层中的配体含量较小。需要说明的是,上述的配体含量是指配体质量占整个量子点发光层的质量的百分比。

在一些示例中,第一量子点发光层包括表面修饰有第一配体的第一量子点、表面没有被配体修饰的第一量子点和光致配体去除剂。也就是说,第一量子点发光层内部还存在没有被配体去除剂去除第一配体的第一量子点和残留的光致配体去除剂。

在一些示例中,光致配体去除剂包括光致生酸剂。光致生酸剂在被光照后会产生氢离子,氢离子会与第一配体结合,从而将第一量子点发光材料层被曝光的部分的第一配体去除。另一方面,采用光致生酸剂来去除第一配体,还可避免影响第一量子点的发光效率。当然,本公开实施例包括但不限于此,光致配体去除剂也可为其他可将第一配体从第一量子点上去除的材料。

例如,光致生酸剂包括三嗪类化合物,碘鎓盐类化合物,锍鎓类化合物和全氟丁基类化合物中的至少之一。

在一些示例中,第一量子点发光层被配置为发蓝光,第二量子点发光层被配置为发红光(波长范围在622-770纳米的光)或绿光(波长范围在492-577纳米的光)。

在一些示例中,如图5所示,该量子点发光结构100还包括:位于衬底基板150上且依次设置的第一电极181和电子传输层190。例如,第一电极的材料可为导电金属氧化物,例如氧化铟锡(ITO)。电子传输层的材料可为氧化锌(ZnO)。

例如,上述的氧化锌薄膜可采用沉积工艺或者溅射工艺形成。

在一些示例中,如图5所示,该量子点发光结构100还包括:位于各个量子点发光层112、122、132远离衬底基板150的一侧的空穴传输层195,空穴注入层197、和位于空穴传输层195远离衬底基板150的一侧的第二电极182,第二电极的材料可为金属,例如银。

本公开至少一个实施例还提供一种显示装置。图6为本公开一实施例提供的一种显示装置的示意图。如图6所示,该显示装置300包括上述任一项的量子点发光结构100。由此,该显示装置同样具有较高的发光性能和较高的分辨率,具体可参见量子点发光结构的相关描述,在此不再赘述。

例如,该显示装置可为电视机、电子画框、电子相册、电脑、笔记本电脑、平板电脑、导航仪、智能手机等具有显示功能的电子产品。

有以下几点需要说明:

(1)本公开的实施例附图中,只涉及到与本公开实施例涉及到的结构,其他结构可参考通常设计。

(2)在不冲突的情况下,本公开的同一实施例及不同实施例中的特征可以相互组合。

以上所述仅是本公开的示范性实施方式,而非用于限制本公开的保护范围,本公开的保护范围由所附的权利要求确定。

25页详细技术资料下载
上一篇:一种医用注射器针头装配设备
下一篇:显示面板及其制备方法

网友询问留言

已有0条留言

还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!

精彩留言,会给你点赞!