CN110620134A - 光转换器件、其制备方法及具有其的显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种光转换器件、其制备方法及具有其的显示装置。该制备方法包括在基材层上顺序进行n次光刻处理的步骤，通过上述步骤得到图形化量子点结构和光刻胶固化层，形成的光刻胶固化层能够起到保护图形化量子点结构的作用，从而能够使图形化量子点结构具有较高的量子点浓度，提高了光转换器件的光转换效率。相比于现有技术中采用的量子点光刻胶，本发明仅采用普通的量子点胶水既能够得到上述图形化量子点结构，从而能够由高浓度量子点胶水实现光转换器件的高蓝光吸收率；并且，显影工序中显影剂接触的均为非目标像素区域，目标像素区域的量子点因为光刻胶固化层的保护而不会造成淬灭，有效保证了制备得到的光转换器件能够具有高发光效率。

Description

光转换器件、其制备方法及具有其的显示装置
技术领域
本发明涉及光学技术领域，具体而言，涉及一种光转换器件、其制备方法及具有其的显示装置。
背景技术
目前，光转换器件通常具有以下两种制备工艺：
其一，直接制备量子点光刻胶，将其涂覆于基板后，按照常规光刻显影制程，将胶层图案化，以获得光转换器件。
其二，通过对非量子点层进行表面改性处理，以使其实现特定功能化，从而在涂覆量子点胶后，量子点胶能够从非量子点层表面自动填充到所需子像素区域中。
然而，上述两种工艺均存在一些问题：
方案一中，制备量子点光刻胶对量子点的化学环境要求较高，光刻胶中含有大量光引发剂，对量子点发光淬灭明显；另外现有成熟的光刻胶溶剂体系丙二醇甲醚醋酸酯(PGMEA)对量子点不相容，量子点无法溶解其中，导致无法均匀分散于量子点光刻胶中，影响了后续光刻制程的实际实施。上述问题导致制备得到的光转换器件光转换效率较低。
方案二中，虽然量子点无需通过苛刻的化学改性达到光刻胶要求，但是对其他层的表面化学改性对于量子点图案化的可行性仅仅局限于理论上，实际生产中并不能使整个表面实现特定功能化，即使能通过严苛的工艺实现整个表面的特定功能化，实际中也会有少量量子点胶水在非目标区域残留，从而造成显示不良。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种光转换器件、其制备方法及具有其的显示装置，以解决现有技术中光转换器件光的转换效率较低的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种光转换器件的制备方法，包括以下步骤：
S1，在基材层的第一表面形成多个像素隔离结构，像素隔离结构之间形成多个相互隔离的子像素区域；
S2，在基材层上顺序进行n次光刻处理，各次光刻处理包括：
在基材层上顺序形成量子点胶层和光刻胶层，光刻胶层位于量子点胶层远离基材层的一侧，且量子点胶层中的部分填充于裸露的子像素区域中；对光刻胶层进行曝光和显影，使至少一个子像素区域裸露；将剩余的量子点胶层和光刻胶层固化，得到图形化量子点结构和光刻胶固化层，在各次光刻处理中，第m次光刻处理后裸露的子像素区域个数大于第于m+1次光刻处理后裸露的子像素区域个数，第m+1次光刻处理中形成的量子点胶层的部分填充于第m次光刻处理后裸露的子像素区域中，各次光刻处理中得到的图形化量子点结构在子像素区域中的正投影不重叠，其中，n≥m≥1，且n和m均为正整数。
进一步地，步骤S2包括：
S21，第一光刻处理：在基材层上顺序形成第一量子点胶层和第一光刻胶层，以使第一量子点胶层中的部分填充于各子像素区域中，第一光刻胶层覆盖于第一量子点胶层表面，利用第一掩膜板对第一光刻胶层和第一量子点胶层顺序进行曝光和显影，以使至少一个子像素区域裸露，且至少一个子像素区域中填充有部分第一量子点胶层，并将剩余的第一量子点胶层和第一光刻胶层固化形成第一图形化量子点结构和第一光刻胶固化层，第一图形化量子点结构和第一光刻胶固化层形成第一光刻结构；
S22，第二光刻处理：在基材层上形成覆盖第一光刻结构的第二量子点胶层，并形成覆盖第二量子点胶层的第二光刻胶层，以使第二量子点胶层中的部分填充于裸露的子像素区域中，第二光刻胶层覆盖于第二量子点胶层表面，利用第二掩膜板对第二光刻胶层和第二量子点胶层顺序进行曝光和显影，以使至少一个子像素区域裸露，且至少一个子像素区域中填充有部分第二量子点胶层，并将剩余的第二量子点胶层和第二光刻胶层固化形成第二图形化量子点结构和第二光刻胶固化层，第二图形化量子点结构和第二光刻胶固化层形成第二光刻结构；
S23，至少重复一次步骤S22的光刻处理流程，以形成各图形化量子点结构和光刻胶固化层。
进一步地，各次光刻处理中的量子点胶层的量子点材料相同或者不相同，优选地，量子点材料分别选自红色量子点、绿色量子点、蓝色量子点中的一种。
进一步地，各次光刻处理中的光刻胶层由相同或者不相同的光刻胶形成，优选地，光刻胶层由正性光刻胶或负性光刻胶形成。
进一步地，量子点胶层包括胶体以及分散于胶体中的量子点材料，在步骤S2中，使至少一个子像素区域裸露的步骤包括：胶体与形成光刻胶层的材料相同，在对光刻胶层进行曝光和显影的步骤中，采用显影剂对量子点胶层进行处理，以去除量子点胶层中具有裸露表面的部分；或胶体与形成光刻胶层的材料不同，在对光刻胶层进行曝光和显影的步骤之后，量子点胶层的部分表面裸露，对量子点胶层进行刻蚀，以去除量子点胶层中具有裸露表面的部分。
进一步地，对光刻胶层进行曝光和显影的步骤包括：对特定区域的光刻胶层进行曝光和显影，特定区域包括至少一个子像素区域对应的正上方区域和形成其的像素隔离结构对应的正上方区域，且该至少部分正上方区域为靠近特定区域中的子像素区域的区域，以去除特定区域的光刻胶层。
进一步地，在步骤S2之后，制备方法还包括步骤S3：在基材层上形成平坦层，以覆盖图形化量子点结构和光刻胶固化层。
根据本发明的另一方面，提供了一种光转换器件，包括基材层以及设置于基材层的第一表面的多个像素隔离结构，多个像素隔离结构不透光，多个像素隔离结构之间形成多个相互隔离的子像素区域，光转换器件还包括：
多种图形化量子点结构，位于基材层具有像素隔离结构的一侧，用于在光源的激发下发出多种颜色的光，各图形化量子点结构由光转换结构和非光转换结构组成，部分子像素区域中设置有光转换结构，不同种图形化量子点结构中对应的不同种非光转换结构在像素隔离结构上的投影至少部分重叠；
光刻胶固化层，覆盖于各图形化量子点结构远离基材层的一侧表面，且不同图形化量子点结构中的光转换结构表面均设置有光刻胶固化层，不同图形化量子点结构中对应的不同种非光转换结构之间均设置有光刻胶固化层。
进一步地，各图形化量子点结构中的量子点材料分别选自红色量子点、绿色量子点、蓝色量子点中的一种。
进一步地，光刻胶固化层由正性光刻胶或负性光刻胶固化后形成。
进一步地，光转换器件还包括平坦层，平坦层覆盖图形化量子点结构和光刻胶固化层。
根据本发明的另一方面，还提供了一种显示装置，包含光转换器件，该光转换器件由上述的制备方法制备而成，或该光转换器件为上述的光转换器件。
应用本发明的技术方案，提供了一种光转换器件的制备方法，包括在基材层上顺序进行n次光刻处理的步骤，通过上述步骤得到图形化量子点结构和光刻胶固化层，形成的光刻胶固化层能够起到保护图形化量子点结构的作用，从而能够使图形化量子点结构具有较高的量子点浓度，提高了光转换器件的光转换效率。相比于现有技术中采用的量子点光刻胶，本发明仅采用普通的量子点胶水既能够得到上述图形化量子点结构，从而能够由高浓度量子点胶水实现光转换器件的高蓝光吸收率，又可以降低成本；不同于现有技术中采用含引发剂的量子点光刻胶的工艺，本发明的工艺中子像素区域中量子点胶水可以不经过曝光，从而无引发剂引起淬灭，即使子像素区域中的量子点胶水经过曝光，由于其中并不含引发剂，从而能够使得引起的淬灭问题大大减少；并且，本发明上述制备方法中的显影工序中，显影剂接触的均为非目标像素区域，目标像素区域的量子点因为光刻胶固化层的保护而不会造成淬灭，有效保证了制备得到的光转换器件能够具有高发光效率。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了在本发明实施方式所提供的一种光转换器件的制备方法中，在基材层的第一表面形成多个像素隔离结构后基体的剖面结构示意图；
图2示出了在图1中所示的基材层上形成第一量子点胶层后基体的剖面结构示意图；
图3示出了在图2中所示的第n量子点胶层上形成第一光刻胶层后基体的剖面结构示意图；
图4示出了利用第一掩膜板对第一光刻胶层和第一量子点胶层进行曝光后基体的剖面结构示意图；
图5示出了对图4所示的第一光刻胶层和第一量子点胶层进行显影，并将剩余的第一量子点胶层和第一光刻胶层固化形成第一光刻结构后基体的剖面结构示意图；
图6示出了在图5所示的基材层上形成覆盖第一光刻结构的第二量子点胶层后基体的剖面结构示意图；
图7示出了形成覆盖图6所示的第二量子点胶层的第二光刻胶层后基体的剖面结构示意图；
图8示出了利用第二掩膜板对图7所示的第二光刻胶层和第二量子点胶层进行曝光后基体的剖面结构示意图；
图9示出了对图8所示的第二光刻胶层和第二量子点胶层进行显影，并将剩余的第二量子点胶层和第二光刻胶层固化形成第二光刻结构后基体的剖面结构示意图；
图10示出了在图9所示的基材层上形成平坦层后基体的剖面结构示意图；
图11示出了在图10所示的平坦层表面形成保护层后基体的剖面结构示意图；
图12示出了在本发明实施方式所提供的另一种光转换器件的制备方法中，在基材层的第一表面形成多个像素隔离结构后基体的剖面结构示意图；
图13示出了在图1中所示的基材层上形成第一量子点胶层后基体的剖面结构示意图；
图14示出了在图13中所示的第n量子点胶层上形成第一光刻胶层后基体的剖面结构示意图；
图15示出了利用第一掩膜板对第一光刻胶层和第一量子点胶层进行曝光后基体的剖面结构示意图；后基体的剖面结构示意图；
图16示出了对图15所示的第一光刻胶层和第一量子点胶层进行显影，并将剩余的第一量子点胶层和第一光刻胶层固化形成第一光刻结构后基体的剖面结构示意图；
图17示出了在图16所示的基材层上形成覆盖第一光刻结构的第二量子点胶层后基体的剖面结构示意图；
图18示出了形成覆盖图17所示的第二量子点胶层的第二光刻胶层后基体的剖面结构示意图；
图19示出了利用第二掩膜板对图18所示的第二光刻胶层和第二量子点胶层进行曝光后基体的剖面结构示意图；
图20示出了对图19所示的第二光刻胶层和第二量子点胶层进行显影，并将剩余的第二量子点胶层和第二光刻胶层固化形成第二光刻结构后基体的剖面结构示意图；
图21示出了在图20所示的基材层上形成平坦层后基体的剖面结构示意图；
图22示出了本发明实施方式所提供的一种光转换器件的剖面结构示意图。
其中，图2至图21中的基体是指光转化器件制作过程中的中间体结构；
上述附图包括以下附图标记：
10、基材层；12、第一掩膜板；13、第二掩膜板；20、像素隔离结构；30、图形化量子点结构；310、第一量子点胶层；320、第二量子点胶层；40、光刻胶固化层；410、第一光刻胶层；420、第二光刻胶层；50、第一平坦层；60、第二平坦层。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
正如背景技术中所介绍的，现有技术中光转换器件光的转换效率较低。本发明的发明人针对上述问题进行研究，提出了一种光转换器件的制备方法，如图1至图21所示，包括以下步骤：
S1，在基材层10的第一表面形成多个像素隔离结构20，像素隔离结构20之间形成多个相互隔离的子像素区域；
S2，在基材层10上顺序进行n次光刻处理，各次光刻处理包括：
在基材层10上顺序形成量子点胶层和光刻胶层，光刻胶层位于量子点胶层远离基材层10的一侧，且量子点胶层中的部分填充于裸露的子像素区域中；
对光刻胶层进行曝光和显影，使至少一个子像素区域裸露；
将剩余的量子点胶层和光刻胶层固化，得到图形化量子点结构30和光刻胶固化层40，在各次光刻处理中，第m次光刻处理后裸露的子像素区域个数大于第于m+1次光刻处理后裸露的子像素区域个数，第m+1次光刻处理中形成的量子点胶层的部分填充于第m次光刻处理后裸露的子像素区域中，各次光刻处理中得到的图形化量子点结构30在子像素区域中的正投影不重叠，其中，n≥m≥1，且n和m均为正整数。
在上述光转换器件的制备工艺中，形成的光刻胶固化层能够起到保护图形化量子点结构的作用，从而能够使图形化量子点结构具有较高的量子点浓度，进而提高了光转换器件的光转换效率。
相比于现有技术中采用的量子点光刻胶，本发明仅采用普通的量子点胶水既能够得到上述图形化量子点结构，从而能够由高浓度量子点胶水实现光转换器件的高蓝光吸收率。
不同于现有技术中采用含引发剂的量子点光刻胶的工艺，本发明的工艺中子像素区域中量子点胶水可以不经过曝光，从而无引发剂引起淬灭，即使子像素区域中的量子点胶水经过曝光，由于其中并不含引发剂，从而能够使得引发剂引起的量子点淬灭问题大大减少。
并且，本发明上述制备方法中的显影工序中，显影剂接触的均为非目标像素区域，目标像素区域的量子点因为光刻胶固化层的保护而不会造成淬灭，有效保证了制备得到的光转换器件能够具有高发光效率。
下面将更详细地描述根据本发明提供的光转换器件的制备方法的示例性实施方式。然而，这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是，提供这些实施方式是为了使得本申请的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员。
首先，执行步骤S1：在基材层10的第一表面形成多个像素隔离结构20，像素隔离结构20之间形成多个相互隔离的子像素区域。
本领域技术人员可以根据光转换器件的不同应用，对基材层10的种类进行合理选取，如上述光转换器件应用于LCD中时，上述基材层10可以为玻璃基材，当上述光转换器件应用于micro-LED中时，上述基材层10可以为聚合物膜材(如透明聚酰亚胺等)。
上述像素隔离结构20可以通过在基材层10表面涂覆黑色光刻胶利用掩膜版进行曝光处理得到，但并不局限于上述制备工艺，本领域技术人员可以根据现有技术对形成上述像素隔离结构20的工艺进行合理选取。
上述像素隔离结构20之间形成多个子像素区域，用于在后续填充不同发光颜色的量子点材料，以满足光转换器件对多种发光颜色的需求。
在形成上述像素隔离结构20的步骤之后，执行步骤S2：在基材层10上顺序进行n次光刻处理。具体地，上述步骤S2可以包括以下步骤：
S21，第一光刻处理：在基材层10上顺序形成第一量子点胶层310和第一光刻胶层410，以使第一量子点胶层310中的部分填充于各子像素区域中，第一光刻胶层410覆盖于第一量子点胶层310表面，利用第一掩膜板对第一光刻胶层410和第一量子点胶层310顺序进行曝光和显影，以使至少一个子像素区域裸露，且至少一个子像素区域中填充有部分第一量子点胶层310，并将剩余的第一量子点胶层310和第一光刻胶层410固化形成第一图形化量子点结构和第一光刻胶固化层，上述第一图形化量子点结构和上述第一光刻胶固化层形成第一光刻结构；
S22，第二光刻处理：在基材层10上形成覆盖第一光刻结构的第二量子点胶层320，并形成覆盖第二量子点胶层320的第二光刻胶层420，以使第二量子点胶层320中的部分填充于裸露的子像素区域中，第二光刻胶层420覆盖于第二量子点胶层320表面，利用第二掩膜板对第二光刻胶层420和第二量子点胶层320顺序进行曝光和显影，以使至少一个子像素区域裸露，且至少一个子像素区域中填充有部分第二量子点胶层320，并将剩余的第二量子点胶层320和第二光刻胶层420固化形成第二图形化量子点结构和第二光刻胶固化层，上述第二图形化量子点结构和上述第二光刻胶固化层形成第二光刻结构；
S23，至少重复一次上述步骤S22的光刻处理流程，以形成各图形化量子点结构30和光刻胶固化层40。
上述各次光刻处理中量子点胶层(第一量子点胶层、第二量子点胶层….第n次光刻处理中的第n量子点胶层)的量子点材料可以相同或者不相同，更为优选地，量子点材料分别选自红色量子点、绿色量子点、蓝色量子点中的一种。需要注意的是，上述每种发光颜色的量子点材料可以是包含多种同色(波长区间接近或相同)但峰值发射波长不一样的量子点材料。
上述各次光刻处理中光刻胶层(如第一光刻胶层、第二光刻胶层….第n次光刻处理中的第n光刻胶层)可以由相同或者不相同的光刻胶形成，如形成光刻胶层的材料为正性光刻胶或负性光刻胶。
上述量子点胶层可以包括胶体以及分散于胶体中的量子点材料，在一些实施方式中，步骤S22中使至少一个子像素区域裸露的过程包括：胶体与形成光刻胶层的材料相同，在对光刻胶层进行曝光和显影的步骤中，采用显影剂对量子点胶层进行处理，以去除量子点胶层中具有裸露表面的部分。
需要注意的是，在上述步骤S21中，使上述子像素区域裸露并不局限于上述优选的实施方式，如在另一些实施方式中，使至少一个子像素区域裸露的过程包括：胶体与形成光刻胶层的材料不同，在对光刻胶层进行曝光和显影的步骤之后，量子点胶层的部分表面裸露，对量子点胶层进行刻蚀，以去除量子点胶层中具有裸露表面的部分。
在一些实施方式中，上述对光刻胶层进行曝光和显影的步骤包括：对特定区域的光刻胶层进行曝光和显影，特定区域包括至少一个子像素区域对应的正上方区域和形成至少一个子像素区域的像素隔离结构20对应的至少部分正上方区域，且该至少部分正上方区域为靠近特定区域中的子像素区域的区域，以去除特定区域的光刻胶层。
在一些实施方式中，上述对光刻胶层进行曝光和显影的步骤包括：对特定区域的光刻胶层进行曝光和显影，特定区域包括至少一个子像素区域对应的正上方区域，以去除特定区域的光刻胶层。
在步骤S2之后，本发明的上述制备方法还可以包括步骤S3：在基材层10上形成平坦层，以覆盖图形化量子点结构30和光刻胶固化层40。形成上述平坦层的步骤可以包括：在图形化量子点结构30与光刻胶固化层40之间的空隙中形成第一平坦层50，如图10所示；在图形化量子点结构30、光刻胶固化层40和第一平坦层50的表面形成第二平坦层60，如图11所示。上述第一平坦层50和第二平坦层60可以为相同材料也可以为不同材料。在一些实施方式中，还可以通过一步工艺制备得到覆盖图形化量子点结构30和光刻胶固化层40的第一平坦层50，如图21所示。平坦层的材料可以具有高水氧阻隔效果的材料从而兼顾保护量子点，也可以为普通材料，本领域技术人员可以根据现有技术对上述平坦层的材料进行合理选取，在此不再赘述。
根据本发明的另一方面，还提供了一种光转换器件，如图22所示，包括基材层10以及设置于基材层10的第一表面的多个像素隔离结构20，多个像素隔离结构20不透光，多个像素隔离结构20之间形成多个相互隔离的子像素区域，上述光转换器件还包括多种图形化量子点结构30和光刻胶固化层40。
其中，多种图形化量子点结构30位于基材层10具有像素隔离结构20的一侧，用于在光源的激发下发出多种颜色的光，各图形化量子点结构30由光转换结构和非光转换结构组成，部分子像素区域中设置有光转换结构，不同种图形化量子点结构30中对应的不同种非光转换结构在像素隔离结构20上的投影至少部分重叠。
光刻胶固化层40覆盖于各图形化量子点结构30远离基材层10的一侧表面，且不同图形化量子点结构30中的光转换结构表面均设置有光刻胶固化层40，不同图形化量子点结构30中对应的不同种非光转换结构之间均设置有光刻胶固化层40。
本发明的上述光转换器件中，光刻胶固化层能够起到保护图形化量子点结构的作用，从而能够使图形化量子点结构具有较高的量子点浓度，提高了光转换器件的光转换效率。
上述光刻胶固化层40由透光区域和非透光区域组成，透光区域位于光转换区域远离子像素区域的一侧表面，非透光区域在第一表面的投影与非光转换区域在第一表面的投影重叠。由于光刻胶固化层40在基材层10上投影重叠的部分位于非透光区域中，从而不会造成最终显示的漏光和混光。
在本发明的上述光转换器件中，为了满足对多种发光颜色的需求，各图形化量子点结构30中的量子点材料可以分别选自红色量子点、绿色量子点、蓝色量子点中的一种。需要注意的是，上述每种颜色的量子点材料可以是包含多种同色但峰值发射波长不一样的量子点材料。
在本发明的上述光转换器件中，光刻胶固化层40由正性光刻胶或负性光刻胶固化后形成。本领域技术人员可以根据光刻胶的正负性从现有技术中选取合适的光刻胶种类。
在一些实施方式中，本发明的上述光转换器件还包括平坦层，平坦层覆盖图形化量子点结构30和光刻胶固化层40。上述平坦层可以为通过一步工艺制备得到第一平坦层50以及覆盖图形化量子点结构30和光刻胶固化层40的第二平坦层60，也可以将第一平坦层50和第二平坦层60分步进行制备，如图22。
根据本发明的另一方面，还提供了一种显示装置，该显示装置包括由上述的制备方法制备而成的光转换器件，或该显示装置包含上述的光转换器件。上述显示装置可以为LCD、OLED、QLED、mini LED、micro LED等技术的显示装置。
下面将结合实施例进一步说明本发明的上述光转换器件、其制备方法及具有其的显示装置。
实施例1
本实施例提供的光转换器件的制备方法如图1至图11所示，包括以下步骤：
在基材层10的第一表面形成多个像素隔离结构20，像素隔离结构20之间形成多个相互隔离的子像素区域，如图1所示；
在基材层10上形成第一量子点胶层310，以使第一量子点胶层310中的部分填充于各子像素区域中，并采用正性光刻胶在第一量子点胶层310表面形成第一光刻胶层410，如图2和图3所示；
利用第一掩膜板对第一光刻胶层410和第一量子点胶层310顺序进行曝光(紫外线照射)和显影，以使至少一个子像素区域裸露，且至少一个子像素区域中仍填充有部分第一量子点胶层310，将剩余的第一量子点胶层310和第一光刻胶层410固化形成第一光刻结构，如图4和图5所示；
在基材层10上形成覆盖第一光刻结构的第二量子点胶层320，以使第二量子点胶层320中的部分填充于裸露的子像素区域中，并采用正性光刻胶在第二量子点胶层320表面形成第二光刻胶层420，如图6和图7所示；
利用第二掩膜板对第二光刻胶层420和第二量子点胶层320顺序进行曝光(紫外线照射)和显影，以使至少一个子像素区域裸露，且至少一个子像素区域中仍填充有部分第二量子点胶层320，将剩余的第二量子点胶层320和第二光刻胶层420固化形成第二光刻结构，如图8和图9所示；
在基材层10上形成第一平坦层50，并形成覆盖图形化量子点结构30、光刻胶固化层40和第一平坦层50表面形成第二平坦层60，如图10和图11所示。
实施例2
本实施例提供的光转换器件的制备方法如图12至图21所示，包括以下步骤：
在基材层10的第一表面形成多个像素隔离结构20，像素隔离结构20之间形成多个相互隔离的子像素区域，如图12所示；
在基材层10上形成第一量子点胶层310，以使第一量子点胶层310中的部分填充于各子像素区域中，并采用负性光刻胶在第一量子点胶层310表面形成第一光刻胶层410，如图13和图14所示；
利用第一掩膜板对第一光刻胶层410和第一量子点胶层310顺序进行曝光(紫外线照射)和显影，以使至少一个子像素区域裸露，且至少一个子像素区域中仍填充有部分第一量子点胶层310，将剩余的第一量子点胶层310和第一光刻胶层410固化形成第一光刻结构，如图15和图16所示；
在基材层10上形成覆盖第一光刻结构的第二量子点胶层320，以使第二量子点胶层320中的部分填充于裸露的子像素区域中，并采用负性光刻胶在第二量子点胶层320表面形成第二光刻胶层420，如图17和图18所示；
利用第二掩膜板对第二光刻胶层420和第二量子点胶层320顺序进行曝光(紫外线照射)和显影，以使至少一个子像素区域裸露，且至少一个子像素区域中仍填充有部分第二量子点胶层320，将剩余的第二量子点胶层320和第二光刻胶层420固化形成第二光刻结构，如图19和图20所示；
在基材层10上形成第一平坦层50，以覆盖图形化量子点结构30和光刻胶固化层40，如图21所示。
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：
1、采用本发明的上述制备工艺，形成的光刻胶固化层能够起到保护图形化量子点结构的作用，从而能够使图形化量子点结构具有较高的量子点浓度，提高了光转换器件的光转换效率；
2、相比于现有技术中采用的量子点光刻胶，本发明仅采用普通的量子点胶水，无须特殊的光刻胶胶水既能够得到上述图形化量子点结构，从而能够由高浓度量子点胶水实现光转换器件的高蓝光吸收率，又可以降低成本；
3、不同于现有技术中采用含引发剂的量子点光刻胶的工艺，本发明的工艺中子像素区域中量子点胶水可以不经过曝光，从而无引发剂引起淬灭，即使子像素区域中的量子点胶水经过曝光，由于其中并不含引发剂，从而能够使得其引起的量子点淬灭大大减少；
4、本发明上述制备方法中的显影工序中，显影剂接触的均为非目标像素区域，目标像素区域内的量子点因为光刻胶固化层的保护而不会造成淬灭，有效保证了制备得到的光转换器件能够具有高发光效率。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种光转换器件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，在基材层(10)的第一表面形成多个像素隔离结构(20)，所述像素隔离结构(20)之间形成多个相互隔离的子像素区域；
S2，在所述基材层(10)上顺序进行n次光刻处理，各次所述光刻处理包括：
在所述基材层(10)上顺序形成量子点胶层和光刻胶层，所述光刻胶层位于所述量子点胶层远离所述基材层(10)的一侧，且所述量子点胶层中的部分填充于裸露的所述子像素区域中；
对所述光刻胶层进行曝光和显影，使至少一个所述子像素区域裸露；
将剩余的所述量子点胶层和所述光刻胶层固化，得到图形化量子点结构(30)和光刻胶固化层(40)，在各次所述光刻处理中，第m次所述光刻处理后裸露的所述子像素区域个数大于第于m+1次所述光刻处理后裸露的所述子像素区域个数，第m+1次所述光刻处理中形成的所述量子点胶层的部分填充于第m次所述光刻处理后裸露的所述子像素区域中，各所述光刻处理中得到的所述图形化量子点结构(30)在所述子像素区域中的正投影不重叠，其中，n≥m≥1，且n和m均为正整数。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2包括：
S21，第一光刻处理：在所述基材层(10)上顺序形成第一量子点胶层(310)和第一光刻胶层(410)，以使所述第一量子点胶层(310)中的部分填充于各所述子像素区域中，所述第一光刻胶层(410)覆盖于所述第一量子点胶层(310)表面，利用第一掩膜板对所述第一光刻胶层(410)和所述第一量子点胶层(310)顺序进行曝光和显影，以使至少一个所述子像素区域裸露，且至少一个所述子像素区域中填充有部分所述第一量子点胶层(310)，并将剩余的所述第一量子点胶层(310)和所述第一光刻胶层(410)固化形成第一图形化量子点结构和第一光刻胶固化层，所述第一图形化量子点结构和所述第一光刻胶固化层形成第一光刻结构；
S22，第二光刻处理：在所述基材层(10)上形成覆盖所述第一光刻结构的第二量子点胶层(320)，并形成覆盖所述第二量子点胶层(320)的第二光刻胶层(420)，以使所述第二量子点胶层(320)中的部分填充于裸露的所述子像素区域中，所述第二光刻胶层(420)覆盖于所述第二量子点胶层(320)表面，利用第二掩膜板对所述第二光刻胶层(420)和第二量子点胶层(320)顺序进行曝光和显影，以使至少一个所述子像素区域裸露，且至少一个所述子像素区域中填充有部分所述第二量子点胶层(320)，并将剩余的所述第二量子点胶层(320)和所述第二光刻胶层(420)固化形成第二图形化量子点结构和第二光刻胶固化层，所述第二图形化量子点结构和所述第二光刻胶固化层形成第二光刻结构；
S23，至少重复一次所述步骤S22的光刻处理流程，以形成各所述图形化量子点结构(30)和所述光刻胶固化层(40)。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，各所述光刻处理中的所述量子点胶层的量子点材料相同或者不相同，优选地，所述量子点材料分别选自红色量子点、绿色量子点、蓝色量子点中的一种。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，各所述光刻处理中的所述光刻胶层由相同或者不相同的光刻胶形成，优选地，所述光刻胶层由正性光刻胶或负性光刻胶形成。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述量子点胶层包括胶体以及分散于所述胶体中的量子点材料，在所述步骤S2中，使至少一个所述子像素区域裸露的步骤包括：
所述胶体与形成所述光刻胶层的材料相同，在对所述光刻胶层进行曝光和显影的步骤中，采用显影剂对所述量子点胶层进行处理，以去除所述量子点胶层中具有裸露表面的部分；或
所述胶体与形成所述光刻胶层的材料不同，在对所述光刻胶层进行曝光和显影的步骤之后，所述量子点胶层的部分表面裸露，对所述量子点胶层进行刻蚀，以去除所述量子点胶层中具有裸露表面的部分。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，对所述光刻胶层进行曝光和显影的步骤包括：对特定区域的所述光刻胶层进行曝光和显影，所述特定区域包括所述至少一个子像素区域对应的正上方区域和形成其的所述像素隔离结构(20)对应的至少部分正上方区域，且该至少部分正上方区域为靠近所述特定区域中的所述子像素区域的区域，以去除所述特定区域的所述光刻胶层。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤S2之后，所述制备方法还包括步骤S3：
在所述基材层(10)上形成平坦层，以覆盖所述图形化量子点结构(30)和所述光刻胶固化层(40)。
8.一种光转换器件，包括基材层(10)以及设置于所述基材层(10)的第一表面的多个像素隔离结构(20)，所述多个像素隔离结构(20)不透光，所述多个像素隔离结构(20)之间形成多个相互隔离的子像素区域，其特征在于，所述光转换器件还包括：
多种图形化量子点结构(30)，位于所述基材层(10)具有所述像素隔离结构(20)的一侧，用于在光源的激发下发出多种颜色的光，各所述图形化量子点结构(30)由光转换结构和非光转换结构组成，部分所述子像素区域中设置有所述光转换结构，不同种所述图形化量子点结构(30)中对应的不同种所述非光转换结构在所述像素隔离结构(20)上的投影至少部分重叠；
光刻胶固化层(40)，覆盖于各所述图形化量子点结构(30)远离所述基材层(10)的一侧表面，且不同所述图形化量子点结构(30)中的所述光转换结构表面均设置有所述光刻胶固化层(40)，不同所述图形化量子点结构(30)中对应的不同种所述非光转换结构之间均设置有所述光刻胶固化层(40)。
9.根据权利要求8所述的光转换器件，其特征在于，各所述图形化量子点结构(30)中的量子点材料分别选自红色量子点、绿色量子点、蓝色量子点中的一种。
10.根据权利要求8或9所述的光转换器件，其特征在于，所述光刻胶固化层(40)由正性光刻胶或负性光刻胶固化后形成。
11.根据权利要求8或9所述的光转换器件，其特征在于，所述光转换器件还包括平坦层，所述平坦层覆盖所述图形化量子点结构(30)和所述光刻胶固化层(40)。
12.一种显示装置，包含光转换器件，其特征在于，所述光转换器件由权利要求1至7中任一项所述的制备方法制备而成，或所述光转换器件为权利要求8至11中任一项所述的光转换器件。
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GR01 Patent grant
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Application publication date: 20191227

Assignee: Zhejiang Najing Technology Co.,Ltd.

Assignor: NAJING TECHNOLOGY Corp.,Ltd.

Contract record no.: X2022980029979

Denomination of invention: Optical converter, its preparation method and display device

Granted publication date: 20210629

License type: Common License

Record date: 20230115

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