CN106531906A - 一种量子点固态膜的转印方法与量子点转印系统 - Google Patents

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杨行
杨一行
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Abstract

本发明公开一种量子点固态膜的转印方法与量子点转印系统，其包括步骤：制备量子点固态膜，然后对量子点固态膜进行配体交换，得到带有电性的量子点固态膜；将带有电性的转印工具与带有电性的量子点固态膜接触，利用正负电荷吸引力吸引量子点固态膜中量子点，使量子点转移到转印衬底上；其中，所述转印工具带的电性与量子点固态膜带的电性相反。本发明方法操作简单，易于重复并且在转印工程中可以利用静电感应技术有效的调控转印工具与量子点之间的库仑力强弱，并且在实现量子点固态膜与转印工具分离时有效的避免了因转印面与量子点固态膜之间的范德华力而出现撕裂现象，保证了量子点固态膜的平整与完整性。

Description

一种量子点固态膜的转印方法与量子点转印系统
技术领域
本发明涉及量子点印刷技术领域，尤其涉及一种量子点固态膜的转印方法与量子点转印系统。
背景技术
在未来的新型显示技术当中，量子点印刷显示是比较有可能实现工业化，走进并改善人们的生活。然而随着量子点印刷技术的研发与推进，涌现出很多印刷工艺如：纳米转印、纳米压印、喷墨打印等技术。针对转印技术而言，目前科研工作这也做了相关的研究，在转印技术中有个相对较难避免的问题是在转印过程中会引起量子点的撕裂现象进而引起转印量子点膜的不平整同时也影响显示效果。这里有一个重要的缺陷就是转印工具与量子点之间存在一种力：范德华力。
基于量子点高效发光器件的构筑方法，目前常用的主要是溶液法旋涂技术，而在旋涂前后可以对量子点以及量子点膜做相应的处理，比如：在旋涂前可以对量子点进行各种配体交换，比如利用巯基乙酸（TGA）、巯基丙酸（MPA）、巯基辛酸（MOA）等表面修饰剂来交换量子点表面配体如油酸（OA）和油胺（Oleylamine）不限于此，以此来改变量子点的表面电位即ZeTa电位（电负性或电正性），进而也能够使量子点溶液实现相转换，还可以使量子点溶解在不同的溶剂中比如辛烷（octane）、甲苯（Toluene）、氯苯（chlorobenzene）等当中，以此来改变旋涂膜的质量；在旋涂后也可以对量子点膜进行一些旋涂配体交换或利用一些表面修饰剂来浸泡量子点膜，以此来改变量子点膜的性质。然而在利用旋涂的量子点膜进行转印时，由于转印工具与量子点膜之间是依靠分子之间作用力来完成的。在将量子点转印到相应衬底上时，因这种分子力不能够被大大削弱或消失而出现撕裂现象（仍有量子点残余在转印工具上）。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种量子点固态膜的转印方法与量子点转印系统，旨在解决现有转印方法存在因转印面与量子点固态膜之间的范德华力而出现撕裂现象的问题。
本发明的技术方案如下：
一种量子点固态膜的转印方法，其中，包括步骤：
A、制备量子点固态膜，然后对量子点固态膜进行配体交换，得到带有电性的量子点固态膜；
B、将带有电性的转印工具与带有电性的量子点固态膜接触，利用正负电荷吸引力吸引量子点固态膜中量子点，使量子点转移到转印衬底上；其中，所述转印工具带的电性与量子点固态膜带的电性相反。
所述的量子点固态膜的转印方法，其中，步骤A中，所述量子点固态膜中量子点为CdSe/ZnS、CdSeS、CdSeS/ZnS、InP/ZnS、CuInSe、CuInSeS中的一种或多种。
所述的量子点固态膜的转印方法，其中，步骤A中，采用旋涂电负性的表面修饰剂的方法对量子点固态膜进行配体交换，得到带有电负性的量子点固态膜。
所述的量子点固态膜的转印方法，其中，所述电负性的表面修饰剂包含巯基乙酸、巯基丙酸、巯基辛酸中的一种或者多种。
所述的量子点固态膜的转印方法，其中，步骤A中，采用旋涂电正性的表面修饰剂的方法对量子点固态膜进行配体交换，得到带有电正性的量子点固态膜。
所述的量子点固态膜的转印方法，其中，所述电正性的表面修饰剂为三苯胺、十六烷基三甲基溴化胺中的一种。
所述的量子点固态膜的转印方法，其中，步骤B中，所述转印工具包括绝缘介电层和位于绝缘介电层一面的金属良导体层。
所述的量子点固态膜的转印方法，其中，所述金属良导体层的材料为金、银、铜中的一种。
所述的量子点固态膜的转印方法，其中，所述绝缘介电层的材料为红包石、尖晶石、二氧化硅中的一种。
一种量子点转印系统，其中，包括带有电性的转印工具、带有电性的量子点固体膜和转印衬底，所述转印工具带的电性与量子点固态膜带的电性相反，所述转印工具用于将量子点固体膜中的量子点转移到转印衬底。
有益效果：本发明利用电荷效应有效的调控转印工具与量子点之间的库仑力强弱，并且在实现量子点固态膜与转印工具分离时有效的避免了因转印面与量子点固态膜之间的范德华力而出现撕裂现象，保证了量子点固态膜的平整与完整性，同时也为后续的显示技术发展扫除一些不利的因素。
具体实施方式
本发明提供一种量子点固态膜的转印方法与量子点转印系统，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明的一种基于电荷效应的量子点固态膜的转印方法较佳实施例，其包括步骤：
A、制备量子点固态膜，然后对量子点固态膜进行配体交换，得到带有电性的量子点固态膜；
B、将带有电性的转印工具与带有电性的量子点固态膜接触，利用正负电荷吸引力吸引量子点固态膜中量子点，使量子点转移到转印衬底上；其中，所述转印工具带的电性与量子点固态膜带的电性相反。
本发明利用量子点固态膜与转印工具之间的电荷效应（同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引）来完成量子点的转印。在实现量子点固态膜具有电荷效应后，依据量子点固态膜的电荷性质可以选择能够实现电荷性质转变的转印工具。如量子点固态膜显电负性时，可以使转印工具带正电，依靠正负电荷吸引力来吸附量子点转移到相应的转印衬底上时使转印工具带负电利用电荷的排斥力使量子点完全转印到相应的衬底上，有效的避免了因转印面与量子点固态膜之间的范德华力而出现撕裂现象，保证了量子点固态膜的平整与完整性，同时也为后续的显示技术发展扫除一些不利的因素。
步骤A中，本发明量子点固态膜中量子点可以为不同体系的红绿蓝三色发光量子点。例如，所述量子点固态膜中量子点可以为但不限于CdSe/ZnS、CdSeS、CdSeS/ZnS含镉类、InP/ZnS、CuInSe、CuInSeS不含镉类中的一种或多种。
步骤A中，在衬底上制备好量子点固态膜后，本发明还对量子点固态膜进行后处理。具体地，本发明可以采用旋涂电负性的表面修饰剂的方法对量子点固态膜进行配体交换，使量子点固态膜表面带有显电负性的表面修饰剂，即得到带有电负性的量子点固态膜。所述电负性的表面修饰剂可以包含但不限于巯基乙酸（TGA）、巯基丙酸（MPA）、巯基辛酸（MOA）等中的一种或者多种。本发明还可以采用旋涂电正性的表面修饰剂的方法对量子点固态膜进行配体交换，使量子点固态膜表面带有显电正性的表面修饰剂，即得到带有电正性的量子点固态膜。所述电正性的表面修饰剂可以为但不限于三苯胺（TPA）、十六烷基三甲基溴化胺（TPA）中的一种。本发明采用旋涂表面修饰剂的方法对量子点固态膜进行配体交换，以改变量子点固态膜的表面电位即ZeTa电位（电负性或电正性）。在实现量子点固态膜具有电荷效应后，依据量子点固态膜的电荷性质选择能够实现电荷性质转变的转印工具，利用量子点固态膜与转印工具之间的电荷效应，来完成量子点的转印。需说明的是，除了上述采用旋涂法在量子点固态膜表面旋涂表面修饰剂外，本发明还可以将量子点固态膜浸泡于显电性的表面修饰剂中，采用浸泡的方法同样可使量子点固态膜表面带有显电性的表面修饰剂，从而使量子点固态膜具有电荷效应。
步骤B中，在使量子点固态膜表面带有电性的表面修饰剂后，依据量子点固态膜的电荷性质选择能够实现电荷性质转变的转印工具。如量子点固态膜显电负性时，选择带电正性的转印工具，将带电正性的转印工具通过精密的工程手段使其与带电负性的量子点固态膜进行接触，利用正负电荷吸引力吸引量子点固态膜中量子点转移到转印衬底上，把完成量子点吸附后的转印工具再次通过精密工程手段转移接触到转印衬底上，此时再次利用静电感应技术时转印工具带负电性，因负电荷与量子点表面的负电荷产生的排斥效应实现量子点固态膜与转印工具面的有效分离。而在量子点固态膜显电正性时，选择带电负性的转印工具，将带电负性的转印工具通过精密的工程手段使其与带电正性的量子点固态膜进行接触，利用正负电荷吸引力吸引量子点固态膜中量子点转移到转印衬底上。把完成量子点吸附后的转印工具再次通过精密工程手段转移接触到转印衬底上，此时再次利用静电感应技术时转印工具带正电性，因正电荷与量子点表面的正电荷产生的排斥效应实现量子点固态膜与转印工具面的有效分离。
步骤B中，所述转印工具包括绝缘介电层和位于绝缘介电层一面的金属良导体层（不与量子点接触的面）。所述金属良导体层的材料可以为但不限于金（Au）、银（Ag）、铜（Cu）等中的一种。所述绝缘介电层的材料可以为但不限于红包石（α-Al2O3）、尖晶石（MgO·Al2O3）、二氧化硅（SiO2）等中的一种。所述转印衬底的材料可以为但不限于氧化铟锡（ITO）、透明单晶硅（Si）、石墨烯等中的一种。
例如，利用金属铜片（Cu）和红宝石（α-Al2O3）来制备带有一面铜（不与量子点接触的面）的转印工具。利用强力静电感应技术时铜片带正电荷（e+）进而会使绝缘介电层红宝石（α-Al2O3）上与该铜片相对的另一面产生极化电荷（正电荷e+）。将带有正电荷（e+）的转印工具通过精密的工程手段使其与量子点固态膜进行接触，进而依靠正负电荷的引力来完成吸附。把完成量子点吸附后的转印工具再次通过精密工程手段转移接触到转印衬底氧化铟硒（ITO）上，此时再次利用静电感应技术时铜片电负电（e-）从而使转印工具的另一面也产生极化电荷（e-），因负电荷与量子点表面的负电荷产生的排斥效应实现量子点固态膜与转印工具面的有效分离。
本发明还提供一种量子点转印系统，其中，包括带有电性的转印工具、带有电性的量子点固体膜和转印衬底，所述转印工具带的电性与量子点固态膜带的电性相反，所述转印工具用于将量子点固体膜中的量子点转移到转印衬底。
本发明利用静电感应技术有效的调控转印工具与量子点之间的库仑力强弱，并且在实现量子点固态膜与转印工具分离时有效的避免了因转印面与量子点固态膜之间的范德华力而出现撕裂现象，保证了量子点固态膜的平整与完整性。
下面以实施例对本发明进行详细描述。
实施例1
红光量子点固态膜的制备及表面修饰过程如下：
1、红色量子点固态膜的制备：
在透明的ITO玻璃衬底上制备红色量子点固态膜，用去离子水，丙酮，异丙醇，连续清洗ITO玻璃衬底45min。然后利用紫外臭氧处理15min后再转移到手套箱中。
将红色CdSe/ZnS量子点（15mg/mL分散在甲苯）采用2000rpm（40s）进行旋涂，并在80℃下热处理30min。
2、对红色量子点固态膜层层旋涂进行配体交换：
1）、滴5滴稀释在甲醇/乙腈中的TGA混合液，转速2500rpm，时长10s。
2）、滴10滴无水甲醇/乙腈，转速2500rpm，时长10s。
3）、滴10滴无水辛烷，转速2500rpm，时长10s。
重复1）-3）步骤四次。
3、利用转印工具对修饰过的量子点固态膜进行吸附和转印到转印衬底上。
首先利用金属铜片（Cu）和红宝石（α-Al2O3）来制备带有单面（不与量子点接触的面）铜的转印工具。
利用强力静电感应技术时铜片带正电荷（e+）进而会使绝缘介电材料红宝石（α-Al2O3）的另一面产生极化电荷（正电荷e+）。
将带有正电荷（e+）的转印工具通过精密的工程手段使其与量子点固态膜进行接触，进而依靠正负电荷的引力来完成吸附。
把完成量子点吸附后的转印工具再次通过精密工程手段转移接触到转印衬底氧化铟硒（ITO）上，此时再次利用静电感应技术时铜片电负电（e-）从而使转印工具的另一面也产生极化电荷（e-），因负电荷与量子点表面的负电荷产生的排斥效应实现量子点固态膜与转印工具面的有效分离。
综上所述，本发明提供的一种量子点固态膜的转印方法与量子点转印系统，本发明方法操作简单，易于重复并且在转印工程中可以利用静电感应技术有效的调控转印工具与量子点之间的库仑力强弱，并且在实现量子点固态膜与转印工具分离时有效的避免了因转印面与量子点固态膜之间的范德华力而出现撕裂现象，保证了量子点固态膜的平整与完整性，同时也为后续的显示技术发展扫除一些不利的因素。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种量子点固态膜的转印方法，其特征在于，包括步骤：
A、制备量子点固态膜，然后对量子点固态膜进行配体交换，得到带有电性的量子点固态膜；
B、将带有电性的转印工具与带有电性的量子点固态膜接触，利用正负电荷吸引力吸引量子点固态膜中量子点，使量子点转移到转印衬底上；其中，所述转印工具带的电性与量子点固态膜带的电性相反。
2.根据权利要求1所述的量子点固态膜的转印方法，其特征在于，步骤A中，所述量子点固态膜中量子点为CdSe/ZnS、CdSeS、CdSeS/ZnS、InP/ZnS、CuInSe、CuInSeS中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的量子点固态膜的转印方法，其特征在于，步骤A中，采用旋涂电负性的表面修饰剂的方法对量子点固态膜进行配体交换，得到带有电负性的量子点固态膜。
4.根据权利要求3所述的量子点固态膜的转印方法，其特征在于，所述电负性的表面修饰剂包含巯基乙酸、巯基丙酸、巯基辛酸中的一种或者多种。
5.根据权利要求1所述的量子点固态膜的转印方法，其特征在于，步骤A中，采用旋涂电正性的表面修饰剂的方法对量子点固态膜进行配体交换，得到带有电正性的量子点固态膜。
6.根据权利要求5所述的量子点固态膜的转印方法，其特征在于，所述电正性的表面修饰剂为三苯胺、十六烷基三甲基溴化胺中的一种。
7.根据权利要求1所述的量子点固态膜的转印方法，其特征在于，步骤B中，所述转印工具包括绝缘介电层和位于绝缘介电层一面的金属良导体层。
8.根据权利要求7所述的量子点固态膜的转印方法，其特征在于，所述金属良导体层的材料为金、银、铜中的一种。
9.根据权利要求7所述的量子点固态膜的转印方法，其特征在于，所述绝缘介电层的材料为红包石、尖晶石、二氧化硅中的一种。
10.一种量子点转印系统，其特征在于，包括带有电性的转印工具、带有电性的量子点固体膜和转印衬底，所述转印工具带的电性与量子点固态膜带的电性相反，所述转印工具用于将量子点固体膜中的量子点转移到转印衬底。
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