CN110635057A - 量子点器件背板及其制作方法和量子点器件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了量子点器件背板及其制作方法和量子点器件，该量子点器件背板包括：基板；阴极，所述阴极设置在所述基板的第一表面上；电子传输层，所述电子传输层设置在所述阴极远离所述基板的表面上；连接层，所述连接层设置在所述电子传输层远离所述基板的表面上，且与所述电子传输层之间通过化学键键合；量子点层，所述量子点层设置在所述连接层远离所述基板的表面上，且与所述连接层之间通过化学键键合。该量子点器件背板中，通过连接层使得量子点层通过化学键作用结合到电子传输层上，大大提高了量子点层的附着力，使其结合牢固，不易脱落，保证良好的显示效果，且利于提高加工良率和降低成本。

Description

量子点器件背板及其制作方法和量子点器件
技术领域
本发明涉及显示技术领域，具体的，涉及量子点器件背板及其制作方法和量子点器件。
背景技术
随着显示新技术的涌现和发展，市场对高分辨率显示产品的要求也不断提升。荧光量子点是近年来发现的一种重要的无机纳米荧光材料，具有优异的物理化学及光学性能，以荧光量子点作为发光材料，应用于发光二极管(Quantum-Dots Light EmittingDiodes,QLED)领域，越来越受到学术界和工业界的广泛关注。当前，每种颜色的荧光量子点需要单独进行一次图案化工艺，将不同颜色的荧光量子点进行图案化(即在一个像素中并排引入红、绿、蓝发光层等)，需要重复多次图案化工艺，而量子点在图案化过程中很容易造成脱落和丢失。
因而，目前QLED相关技术仍有待改进。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种量子点附着力强、不易脱落和丢失的量子点器件背板。
在本发明的一个方面，本发明提供了一种量子点器件背板。根据本发明的实施例，该量子点器件背板包括：基板；阴极，所述阴极设置在所述基板的第一表面上；电子传输层，所述电子传输层设置在所述阴极远离所述基板的表面上；连接层，所述连接层设置在所述电子传输层远离所述基板的表面上，且与所述电子传输层之间通过化学键键合；量子点层，所述量子点层设置在所述连接层远离所述基板的表面上，且与所述连接层之间通过化学键键合。该量子点器件背板中，通过连接层使得量子点层通过化学键作用结合到电子传输层上，大大提高了量子点层的附着力，使其结合牢固，不易脱落，保证良好的使用效果，且利于提高加工良率和降低成本。
根据本发明的实施例，所述连接层包括：二氧化硅层，所述二氧化硅层设置在所述电子传输层远离所述基板的表面上，并与所述电子传输层之间通过化学键键合；硅烷界面层，所述硅烷界面层设置在所述二氧化硅层远离所述基板的表面上，分别与所述二氧化硅层和所述量子点层之间通过化学键键合。
根据本发明的实施例，所述电子传输层和所述二氧化硅层之间以及所述二氧化硅层和所述硅烷界面层之间通过-Si-O-Si-键合。
根据本发明的实施例，所述硅烷界面层与所述量子点层之间通过-S-或者-NH-键合。
根据本发明的实施例，所述二氧化硅层的厚度为2～6nm。
根据本发明的实施例，形成硅烷界面层的材料包括巯基化硅烷试剂和氨基化硅烷试剂中的至少一种。
根据本发明的实施例，所述巯基化硅烷试剂包括3-巯丙基三甲氧基硅烷、3-巯丙基三乙氧基硅烷、3-巯丙基甲基二甲氧基硅烷、3-巯丙基甲基二乙氧基硅烷、巯基丙基硅烷、3-巯丙基三甲基硅烷、PSS-(3-巯基)丙基-七异丁基取代和双-[3-(三乙氧基硅)丙基]-四硫化物中的至少一种。
根据本发明的实施例，所述氨基化硅烷试剂包括3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、N-(β-氨乙基-γ-氨丙基)三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基-γ-氨丙基)甲基二甲氧基硅烷、二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷、3-脲丙基三甲氧基硅烷、正丁氨基丙基三甲氧基硅烷、N-(2-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷、N-[3-(三甲氧基硅基)丙基]乙二胺、3-(苯基氨基)丙基三甲氧基硅烷、N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、3-(2-氨乙基)-氨丙基三甲氧基硅烷、N-(n-丁基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷和N-(β-氨乙基-γ-氨丙基)三甲氧基硅烷中的至少一种。
根据本发明的实施例，形成所述电子传输层的材料包括氧化锌、氧化镁锌，氧化铝锌，氧化铟锌和稀土离子掺杂的氧化锌中的至少一种。
根据本发明的实施例，形成所述量子点层的材料包括CdTe、CdS、CdSe、ZnSe、InP、CuInS、CuInSe、PbS、CdS/ZnS、CdSe/ZnS、CdSe/ZnSeS、CdSe/CdS、ZnSe/ZnS、InP/ZnS、CuInS/ZnS、(Zn)CuInS/ZnS、(Mn)CuInS/ZnS、AgInS/ZnS、(Zn)AgInS/ZnS、CuInSe/ZnS、CuInSeS/ZnS、PbS/ZnS、CsPbCl3/ZnS、CsPbBr3/ZnS、CsPhI3/ZnS、有机无机钙钛矿量子点CH3NH3PbX3、全无机钙钛矿量子点CsPbX3、碳量子点和硅量子点中的至少一种，其中，X为Cl、Br或I。
在本发明的另一方面，本发明提供了一种量子点器件。根据本发明的实施例，该量子点器件包括前面所述的量子点器件背板。该量子点器件背板中的量子点层可以牢固结合，不易脱落和丢失，量子点器件的质量高，制作过程中良率高，成本低。
在本发明的又一方面，本发明提供了一种制作前面所述的量子点器件背板的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：在基板的第一表面上形成阴极；在所述阴极远离所述基板的表面上形成电子传输层；在所述电子传输层远离所述基板的表面上形成连接层，并使所述连接层与所述电子传输层之间形成化学键合；在所述连接层远离所述基板的表面上形成量子点层，并使所述量子点层与所述连接层之间形成化学键合。通过该方法，可以使得量子点层通过连接层化学键合在电子传输层上，结合牢固度好，不易脱落和丢失，制作良率高，且成本较低。
根据本发明的实施例，形成所述二氧化硅层包括：将硅源溶液旋涂在所述电子传输层远离所述基板的表面上，并于室温条件下放置1～2小时。具体的，所述旋涂可以满足以下条件的至少之一：所述旋涂的转速为1000～1400rpm，所述硅源溶液中的硅源的体积浓度为0.5-30％，所述硅源包括正硅酸甲酯、正硅酸乙酯、二苯基二甲氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷、异丁基三乙氧基硅烷、异丁基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、甲基三丁酮肟基硅烷、甲基三乙酰氧基硅烷、异氰酸丙基三乙氧基硅、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、辛基三甲氧基硅烷、正辛基三乙氧基硅烷、十二烷基三乙氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷和乙烯基三丁酮肟基硅烷中的至少一种。
根据本发明的实施例，形成所述硅烷界面层包括：将硅烷试剂溶液涂布在所述二氧化硅层远离所述基板的表面上，或者将所述二氧化硅层远离所述基板的表面浸入所述硅烷试剂溶液预定时间。
根据本发明的实施例，所述二氧化硅层和所述硅烷界面层是在空气氛围中形成的。
根据本发明的实施例，形成所述量子点层包括：在形成所述连接层后得到的产品的远离所述基板的整个表面上形成整层量子点层；在所述整层量子点层远离所述基板的表面上形成整层光刻胶层，并对所述整层光刻胶层依次进行全曝光和显影处理，得到所述量子点层。
附图说明
图1是本发明一个实施例的量子点器件背板的结构示意图。
图2是本发明另一个实施例的量子点器件背板的结构示意图。
图3是本发明一个实施例的电子传输层上形成二氧化硅层后的结构示意图。
图4是本发明一个实施例的电子传输层上形成二氧化硅层和硅烷界面层后的结构示意图。
图5是本发明另一个实施例的电子传输层上形成二氧化硅层和硅烷界面层后的结构示意图。
图6是本发明一个实施例的电子传输层上形成二氧化硅层、硅烷界面层和量子点层后的结构示意图。
图7是本发明另一个实施例的电子传输层上形成二氧化硅层、硅烷界面层和量子点层后的结构示意图。
图8是本发明另一个实施例的量子点器件背板的结构示意图。
图9是本发明一个实施例的形成二氧化硅层的反应过程示意图。
图10是本发明一个实施例的形成硅烷界面层的反应过程示意图。
图11是本发明一个实施例的形成连接层和量子点层的流程示意图。
图12是本发明另一个实施例的形成硅烷界面层的反应过程示意图。
图13是本发明另一个实施例的形成连接层和量子点层的流程示意图。
图14是本发明实施例4的显示背板的荧光显微镜照片(450nm激发)。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
在本发明的一个方面，本发明提供了一种量子点器件背板。根据本发明的实施例，参照图1，该量子点器件背板包括：基板1；阴极2，所述阴极2设置在所述基板1的第一表面11上；电子传输层3，所述电子传输层3设置在所述阴极2远离所述基板1的表面上；连接层4，所述连接层4设置在所述电子传输层3远离所述基板1的表面上，且与所述电子传输层3之间通过化学键键合；量子点层5，所述量子点层5设置在所述连接层4远离所述基板1的表面上，且与所述连接层4之间通过化学键键合。该量子点器件背板中，连接层使得量子点层通过化学键作用结合到电子传输层上，大大提高了量子点层的附着力，使其结合牢固，不易脱落，保证良好的使用效果，且利于提高加工良率和降低成本。
根据本发明的实施例，基板的具体种类和结构没有特别限制，可以根据实际需要选择。一些具体实施例中，该基板可以为玻璃衬底或柔性衬底(聚酰亚胺PI、超薄玻璃、聚合物等)等等。
根据本发明的实施例，阴极用于给量子点层提供电子，具体材料可以根据实际需要进行选择，一些具体实施例中，阴极材料可以选择透明的电极材料，如透明导电氧化物，具体如氧化铟锡(ITO)、氟掺杂氧化锡(FTO)等。
根据本发明的实施例，为了让从电极注入的电子和空穴的复合发生在发光层中，需要设置电子传输层以提高发光效率，电子传输层可以采用的材料包括但不限于氧化锌、氧化镁锌，氧化铝锌，氧化铟锌和稀土离子掺杂的氧化锌中的至少一种，具体的，掺杂的稀土离子可以为镧、铈、钕、钷、钐、铕和钆中的至少一种。由此，电子传输层具有较好的亲水性，可以有效与二氧化硅层之间形成-Si-O-Si-化学键。
根据本发明的实施例，可以通过连接层引入能与电子传输层和量子点层反应的官能团，从而通过官能团反应使得连接层与电子传输层和量子点层均发生化学键合，大大提高量子点层的结合力，避免脱落。一些具体实施例中，可以先在电子传输层远离基板的表面上引入二氧化硅层，实现二氧化硅层和电子传输层之间的有效连接，接着在二氧化硅层的表面引入硅烷界面层，硅烷中的官能团可以与二氧化硅中的羟基和量子点层中的官能团反应，形成化学键合。由此，参照图2，所述连接层4包括：二氧化硅层41，所述二氧化硅层41设置在所述电子传输层3远离所述基板1的表面上，并与所述电子传输层3之间通过化学键键合；硅烷界面层42，所述硅烷界面层42设置在所述二氧化硅层41远离所述基板1的表面上，分别与所述二氧化硅层41和所述量子点层5之间通过化学键键合。由此，既能够通过化学键将量子点层牢固结合，且二氧化硅层还可以作为电子阻挡层，有效调控电子注入速率，进而调控载流子注入平衡，最终实现高效率、高分辨的图形化量子点器件，加快量子点的产业化进程。
根据本发明的实施例，通过调整二氧化硅层的厚度，可以灵活调整电子注入的速率，使得量子点器件背板载流子注入平衡，发光效率更高，一些具体实施例中，所述二氧化硅层的厚度可以为2～6nm，具体如2nm、3nm、4nm、5nm、6nm等。在该厚度范围内，可以满足大部分量子点器件背板的要求，使其载流子注入平衡，实现更高的发光效率，同时可以保证量子点层的结合牢固度。
根据本发明的实施例，电子传输层的材料可以为具有亲水性的材料，表面具有羟基，进而可以与二氧化硅层之间通过-Si-O-Si-化学键键合在一起(结构示意图参照图3)。而二氧化硅层携带的羟基还可以与硅烷界面层反应，使得二氧化硅层和硅烷界面层之间也通过-Si-O-Si-化学键键合(结构示意图参照图4和图5，图4中以形成硅烷界面层的材料为3-巯丙基三甲氧基硅烷为例说明，图5中以形成硅烷界面层的材料为3-氨丙基三甲氧基硅烷为例说明)。一些具体实施例中，形成硅烷界面层的材料可以携带有能够与量子点层反应的官能团，具体如巯基和氨基等，由此，所述硅烷界面层与所述量子点层反应后，可以通过-S-或者-NH-键合(结构示意图参照图6和图7)。
根据本发明的实施例，形成硅烷界面层的材料包括巯基化硅烷试剂和氨基化硅烷试剂中的至少一种，由此可以通过巯基或者氨基和量子点层有效形成化学键合，具体的，所述巯基化硅烷试剂包括3-巯丙基三甲氧基硅烷、3-巯丙基三乙氧基硅烷、3-巯丙基甲基二甲氧基硅烷、3-巯丙基甲基二乙氧基硅烷、巯基丙基硅烷、3-巯丙基三甲基硅烷、PSS-(3-巯基)丙基-七异丁基取代和双-[3-(三乙氧基硅)丙基]-四硫化物中的至少一种；所述氨基化硅烷试剂包括3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、N-(β-氨乙基-γ-氨丙基)三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基-γ-氨丙基)甲基二甲氧基硅烷、二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷、3-脲丙基三甲氧基硅烷、正丁氨基丙基三甲氧基硅烷、N-(2-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷、N-[3-(三甲氧基硅基)丙基]乙二胺、3-(苯基氨基)丙基三甲氧基硅烷、N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、3-(2-氨乙基)-氨丙基三甲氧基硅烷、N-(n-丁基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷和N-(β-氨乙基-γ-氨丙基)三甲氧基硅烷中的至少一种。
根据本发明的实施例，形成所述量子点层的材料包括CdTe、CdS、CdSe、ZnSe、InP、CuInS、CuInSe、PbS、CdS/ZnS、CdSe/ZnS、CdSe/ZnSeS、CdSe/CdS、ZnSe/ZnS、InP/ZnS、CuInS/ZnS、(Zn)CuInS/ZnS、(Mn)CuInS/ZnS、AgInS/ZnS、(Zn)AgInS/ZnS、CuInSe/ZnS、CuInSeS/ZnS、PbS/ZnS、CsPbCl3/ZnS、CsPbBr3/ZnS、CsPhI3/ZnS、有机无机钙钛矿量子点CH3NH3PbX3、全无机钙钛矿量子点CsPbX3、碳量子点和硅量子点中的至少一种，其中，X为Cl、Br或I。由此，材料来源广泛、易得，且能够有效满足彩色显示的要求，发光效率较高。
根据本发明的一个具体实施例，以该背板为显示装置的显示背板为例详细说明其具体结构，具体的，参照图8，该显示背板包括基板1、阴极2、像素界定层9、电子传输层3、二氧化硅层41、硅烷界面层42、量子点层5、空穴传输层6、空穴注入层7和阳极8。
根据本发明的一些实施例，该量子点器件背板中可以只包括一整层量子点层，此时该量子点器件背板中的阴极、电子传输层、二氧化硅层、硅烷界面层、空穴传输层、空穴注入层和阳极等等均可以为与量子点层对应的整层结构。根据本发明的另一些实施例，该量子点器件背板中可以包括图案化的量子点层，或者说量子点层包括多个间隔设置的子层，具体如显示背板中包括多个不同颜色的量子点发光层，此时，若多个子层同步工作，该量子点器件背板中的阴极、电子传输层、连接层等等仍可以为整层结构，若多个子层需要各自独立的工作，则阴极和阳极中的至少一个为图案化结构，即阴极和阳极中的至少一个包括多个间隔设置的子电极，每个子电极与一个量子点层对应，由此通过多个子电极分别给多个子层提供不同的电信号，使多个子层可以独立工作、互不影响，而电子传输层、二氧化硅层、硅烷界面层、空穴传输层、空穴注入层等在每个子层对应的位置均需设置，可以根据实际需要选择为整层结构或者图案化的结构，一些具体实施例中，参照图8，电子传输层3、二氧化硅层41、空穴传输层6、空穴注入层7和阳极8可以为整层结构，而阴极2和硅烷界面层42可以为图案化结构。需要说明的是，本文中图1、图2和图8以显示背板中的一个子像素区域为例进行说明，本领域技术人员可以理解，该显示背板中可以包括多个子像素区域，在此不再一一赘述。
在本发明的另一方面，本发明提供了一种量子点器件。根据本发明的实施例，该量子点器件包括前面所述的量子点器件背板。该量子点器件背板中的量子点层可以牢固结合，不易脱落和丢失，量子点器件的显示质量高，制作过程中良率高，成本低。
根据本发明的实施例，该量子点器件的具体种类没有特别限制，可以为显示装置(如手机、平板电脑、游戏机、可穿戴设备等等)、发光器件、半导体装置、磁感应和荧光感应装置等等。而本领域技术人员可以理解，除了前面所述的背板，该量子点器件还包括常规器件必备的其他结构和部件，以手机为例，该量子点器件还可以包括壳体、触控模组、照相模组、指纹识别模组、声音处理模组、主板、储存器、必要的电路结构等等，在此不再一一赘述。
在本发明的又一方面，本发明提供了一种制作前面所述的量子点器件背板的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：在基板的第一表面上形成阴极；在所述阴极远离所述基板的表面上形成电子传输层；在所述电子传输层远离所述基板的表面上形成连接层，并使所述连接层与所述电子传输层之间形成化学键合；在所述连接层远离所述基板的表面上形成量子点层，并使所述量子点层与所述连接层之间形成化学键合。通过该方法，可以使得量子点层通过连接层化学键合在电子传输层上，结合牢固度好，不易脱落和丢失，制作良率高，且成本较低。另外，可以理解，该方法可以有效用于制备前面所述的量子点器件背板，前文描述的相关特征和优点等均可适用于该方法，在此不再过多赘述。
根据本发明的实施例，形成所述连接层可以包括：在所述电子传输层远离所述基板的表面上形成二氧化硅层；在所述二氧化硅层远离所述基板的表面上形成硅烷界面层。由此，二氧化硅携带的羟基可以与电子传输层和硅烷界面层发生化学键合，且硅烷界面层也可以有效与量子点层发生化学键合，从而大大提高量子点层的结合力，避免脱落和丢失。
根据本发明的实施例，形成所述二氧化硅层具体包括：将硅源溶液旋涂在所述电子传输层远离所述基板的表面上，并于室温条件下放置1～2小时。由此，硅源溶液可以反应生成二氧化硅层，同时与电子传输层之间键合。具体的，所述旋涂的转速可以为1000～1400rpm，所述硅源溶液中的硅源的体积浓度可以为0.5-30％，由此，可以使得二氧化硅层具有合适的厚度，在保证量子点层的附着力的同时，可以有效调控电子注入效率，使得载流子注入平衡，量子点层的发光效率更高。一些具体实施例中，硅源溶液是以硅源为溶质溶入溶剂中形成的溶液，所述硅源可以包括正硅酸甲酯、正硅酸乙酯、二苯基二甲氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷、异丁基三乙氧基硅烷、异丁基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、甲基三丁酮肟基硅烷、甲基三乙酰氧基硅烷、异氰酸丙基三乙氧基硅、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、辛基三甲氧基硅烷、正辛基三乙氧基硅烷、十二烷基三乙氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷和乙烯基三丁酮肟基硅烷中的至少一种；溶剂可以包括乙醇、丁醇、乙二醇、正己醇、辛醇、癸醇、十一烷基醇和十四烷基醇中的至少一种；同时，为了有效促进生成二氧化硅，还可以向硅源溶液中加入少量氨水，具体的，硅源溶液中，氨水的加入量可以为0.1-5％(体积分数)。
根据本发明的实施例，形成所述硅烷界面层可以包括：将硅烷试剂溶液涂布在所述二氧化硅层远离所述基板的表面上，或者将所述二氧化硅层远离所述基板的表面浸入所述硅烷试剂溶液中预定时间。该步骤中采用的硅烷和前文描述的形成硅烷界面层的材料一致，在此不再一一赘述。而硅烷试剂溶液，可以为硅烷试剂的甲苯溶液或四氢呋喃溶液。
根据本发明的实施例，上述形成所述二氧化硅层和所述硅烷界面层的步骤可以是在空气氛围中形成的。由此，二氧化硅层和硅烷界面层的使用性能不受影响，同时可以摆脱对成本昂贵的手套箱的依赖。
根据本发明的具体实施例，二氧化硅层可以为整层结构，而硅烷界面层可以为图案化结构，由此，可以在需要的位置有效提高量子点层的结合力，而在不需要形成量子点层的位置，量子点层易于脱落，便于加工。
一个具体实施例中，形成二氧化硅层之后，可以依次进行涂布光刻胶、曝光和显影的步骤，将需要形成硅烷界面层的位置暴露出来，然后在相应的位置形成硅烷界面层，再将光刻胶剥离。具体的，可以将100-150μL光刻胶(正胶，例如DL1001C)滴加到二氧化硅层上，匀胶机转速选择500-4000rpm，并置于50-200℃热台加热成膜，然后利用曝光机对需要形成量子点层的区域进行掩膜版曝光，再将经过曝光的产品置于质量分数5％的碱液(可以选择四甲基氢氧化铵水溶液，氨水等)中，浸泡30-300s，之后用去离子水冲洗，吹干，以暴露出需要形成量子点层的区域，然后将硅烷试剂溶液滴加到需要形成量子点层的区域，或将显影后的产品浸入到硅烷试剂溶液一定时间。
根据本发明的实施例，可以通过光刻的“lift-off”工艺形成所述量子点层。具体的，可以包括：在形成所述连接层后得到的产品的远离所述基板的整个表面上形成整层量子点层；在所述整层量子点层远离所述基板的表面上形成整层光刻胶层，并对所述整层光刻胶层依次进行全曝光和显影处理，得到所述量子点层。该步骤中，全曝光是指对整层光刻胶进行曝光，显影处理后，整层光刻胶均去除，而由于需要形成量子点层的位置处已经形成了连接层，可以和量子点层化学键合，因此，显影处理中，形成有连接层的位置处的量子点层由于结合牢固不会随着光刻胶脱落，而没有形成连接层的位置处，量子点层结合力小，会随着光刻胶一并脱落，从而方便的在需要的位置处形成量子点层。
一个具体实施例中，可以将量子点的低沸点溶液，例如量子点的正己烷或正辛烷溶液，旋涂后在80-120℃干燥成膜，然后采用曝光机对整层量子点膜进行全曝光，再将经过全曝光的产品置于质量分数5％的碱液中(可以选择四甲基氢氧化铵水溶液，氨水等)，浸泡30-300s，之后用去离子水冲洗，吹干。
下面以电子传输层为氧化锌层、形成二氧化硅层的硅源为正硅酸乙酯(TEOS)、形成硅烷界面层的材料为3-巯丙基三甲氧基硅烷(MPTEMS)为例，详细说明形成二氧化硅层、硅烷界面层和量子点层的具体反应过程，具体参照图9，亲水性氧化锌表面与TEOS初步接触，并发生化学连接(参照图9中的(a))，随着亲水性氧化锌表面与TEOS进一步接触，TEOS分子之间发生连接(参照图9中的(b))，接触时间进一步增加，在氧化锌表面会形成氧化硅层(参照图9中的(c))。接着，引入硅烷试剂形成硅烷界面层，参照图10，MPTEMS水解并以化学键和二氧化硅连接，最外端为裸露的巯基官能团；接着，参照图11，在硅烷界面层上形成量子点层5，硅烷界面层上裸露的巯基可以与量子点层反应，形成化学键合，从而连接层可以作为“桥梁”连接亲水性氧化锌层和疏水性量子点层。
另一个具体实施例中，形成硅烷界面层的材料为3-氨丙基三甲氧基硅烷(APS)，形成二氧化硅层的具体反应过程可以参照图9所示，而形成硅烷界面层的反应过程可以参照图12所示，形成量子点层的反应过程可以参照图13所示。
可以理解，对于需要设置多种不同颜色的发光层的显示背板来说，每一次可以制作得到一种颜色的量子点发光层，需要形成不同颜色的发光层，则可以重复上述步骤，在不同颜色像素对应的区域分别形成不同颜色的量子点发光层即可，在此不再一一赘述。
根据本发明的实施例，上述制作量子点器件背板的方法还可以包括：在量子点发光层远离基板的表面上形成空穴传输层6；在空穴传输层6远离基板的表面上形成空穴注入层7；在空穴注入层7远离基板的表面上形成阳极8。具体的，可以在量子点层远离基板的表面上蒸镀形成空穴传输层(空穴传输层的材料可以为有机物质或无机物质，具体的，有机物质做空穴传输层可以选择芳香二胺类衍生物，如N,N'-二苯基-N,N'-(1-萘基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺，N,N'-二苯基-N,N'-二(3-甲基苯基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺，4,4'-环己基二[N,N-二(4-甲基苯基)苯胺]，N,N'-二苯基-N,N'-双(4-甲基苯基)联苯-4,4'-二胺或者聚(9,9-二辛基芴-CO-N-(4-丁基苯基)二苯胺)(TFB)，无机物做空穴传输层可以选择NiO，WO3等)，并干燥成膜；然后蒸镀形成空穴注入层(材料可以为聚(3,4-乙撑二氧噻吩)类化合物，具体如PEDOT4083或PEDOT1.3N；或聚(3,4-乙撑二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸盐，具体如PEDOT：PSS等)，并干燥成膜，然后蒸镀Ag，Au，Al膜、合金材料复合膜(具体如：Mg:Ag(10:1)、Li:Al(0.6％Li)等)或溅射氧化铟锌膜(IZO)膜作为阳极。
可以理解，为了更好的保证量子点器件的工作性能，还可以对形成阳极后的产品进行封装。具体的，可以在紫外等激发下，采用紫外固化胶对器件进行封装。
下面详细描述本发明的实施例。
实施例1：全彩显示背板的制作
1、在红色像素区中引入红色量子点发光层，具体过程为：
(1)清洗：分别采用异丙醇，水，丙酮超声清洗ITO玻璃，并紫外UV处理5min。
(2)旋涂氧化锌薄膜：将4.5g二水合硝酸锌固体加入至含有10mL乙醇胺和正丁醇组成的溶剂中，空气中旋涂成膜，转速2000rpm，并于200℃热台加热成膜。
(3)引入二氧化硅薄膜：配备正硅酸乙酯的乙醇溶液(正硅酸乙酯0.5mL，乙醇4.5mL)，并加入少量氨水(0.1mL)，空气中旋涂成膜，转速2500rpm，并室温放置5min(即TEOS水解时间为5min)。通过控制硅烷溶液的浓度和旋涂转速，以及旋涂硅烷试剂后的放置时间可以控制二氧化硅膜层的厚度在0.8nm。
(4)涂布光刻胶(正胶)：将150μL光刻胶(正胶，例如DL1001C)滴加到ITO玻璃上，匀胶机转速选择4000rpm，并置于100℃热台加热成膜。
(5)掩膜版曝光：将曝光机和ITO玻璃进行对位调整，对ITO玻璃上的红色像素区进行掩膜版曝光。
(6)显影：将经过曝光的ITO玻璃置于质量分数5％的碱液(可以选择四甲基氢氧化铵水溶液，氨水等)中，浸泡200s，之后用去离子水冲洗，吹干。
(7)引入硅烷试剂：在上述ITO玻璃上涂布一层3-巯丙基三甲氧基硅烷。具体的步骤为：将3-巯丙基三甲氧基硅烷溶于甲苯或四氢呋喃，并将30μL得到的溶液滴加到ITO玻璃。
(8)旋涂红色量子点：将红色量子点的低沸点溶液，例如量子点的正己烷或正辛烷溶液，旋涂到上述得到的基底上，并在85℃干燥成膜。
(9)全曝光：采用曝光机对整个ITO玻璃进行全曝光。
(10)显影：将经过全曝光的ITO玻璃置于质量分数5％的碱液中(可以选择四甲基氢氧化铵水溶液，氨水等)，浸泡200s，之后用去离子水冲洗，吹干。经过显影后，绿色和蓝色像素区的红色量子点随着光刻胶的脱落而离开ITO玻璃，而红色像素区的ZnO的羟基官能团，借助二氧化硅层和硅烷界面层和红色量子点连接，这样便在红色像素区引入红色量子点。
2、重复上述步骤1(不做第(3)步)，在绿色像素区中引入绿色量子点。
3、重复上述步骤1(不做第(3)步)，在蓝色像素区中引入蓝色量子点。这样便在ITO玻璃上陆续引入了全彩、高分辨、图形化的量子点发光层。
4、引入空穴传输层和空穴注入层：在上述红、绿、蓝量子点图形化的ITO玻璃上，旋涂化合物N,N'-二苯基-N,N'-(1-萘基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺作为空穴传输层，并干燥成膜；旋涂PEDOT4083作为空穴注入层，并干燥成膜。
5、引入阳极：蒸镀Ag膜作为阳极。
6、封装：在紫外等激发下，采用紫外固化胶对器件进行封装。
实施例2
同实施例1，区别在于旋涂二氧化硅层之后室温放置10min，二氧化硅层的厚度为1.4nm。
实施例3
同实施例1，区别在于旋涂二氧化硅层之后室温放置20min，二氧化硅层的厚度为3.2nm。
实施例4
同实施例1，区别在于旋涂二氧化硅层之后室温放置30min，二氧化硅层的厚度为4.6nm。红色像素区引入红色量子点后的荧光显微镜照片(450nm激发)见图14，显示背板的分辨率为80ppi。
对比例1
同实施例1，区别在于不进行步骤(3)至步骤(7)。
对比例2
同实施例1，区别在于不进行步骤(3)。
性能检测：
对上述实施例1-4和对比例1-2，在红色像素区引入红色量子点后，计算红色像素区的红色量子点的破损率，破损率公式如下所示：
其中，Φ代表像素区的破损率(％)，Nx代表统计的100个连续相邻的像素区中破损的像素区的个数，破损的像素区则表示量子点在像素区中出现脱落或丢失。统计结果见下表。
Figure BDA0002216682480000121
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (11)

1.一种量子点器件背板，其特征在于，包括：
基板；
阴极，所述阴极设置在所述基板的第一表面上；
电子传输层，所述电子传输层设置在所述阴极远离所述基板的表面上；
连接层，所述连接层设置在所述电子传输层远离所述基板的表面上，且与所述电子传输层之间通过化学键键合；
量子点层，所述量子点层设置在所述连接层远离所述基板的表面上，且与所述连接层之间通过化学键键合。
2.根据权利要求1所述的量子点器件背板，其特征在于，所述连接层包括：
二氧化硅层，所述二氧化硅层设置在所述电子传输层远离所述基板的表面上，并与所述电子传输层之间通过化学键键合；
硅烷界面层，所述硅烷界面层设置在所述二氧化硅层远离所述基板的表面上，分别与所述二氧化硅层和所述量子点层之间通过化学键键合。
3.根据权利要求2所述的量子点器件背板，其特征在于，所述电子传输层和所述二氧化硅层之间以及所述二氧化硅层和所述硅烷界面层之间通过-Si-O-Si-键合；
所述硅烷界面层与所述量子点层之间通过-S-或者-NH-键合。
4.根据权利要求2所述的量子点器件背板，其特征在于，所述二氧化硅层的厚度为2～6nm。
5.根据权利要求2所述的量子点器件背板，其特征在于，形成所述硅烷界面层的材料包括巯基化硅烷试剂和氨基化硅烷试剂中的至少一种；
所述巯基化硅烷试剂包括3-巯丙基三甲氧基硅烷、3-巯丙基三乙氧基硅烷、3-巯丙基甲基二甲氧基硅烷、3-巯丙基甲基二乙氧基硅烷、巯基丙基硅烷、3-巯丙基三甲基硅烷、PSS-(3-巯基)丙基-七异丁基取代和双-[3-(三乙氧基硅)丙基]-四硫化物中的至少一种；
所述氨基化硅烷试剂包括3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、N-(β-氨乙基-γ-氨丙基)三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基-γ-氨丙基)甲基二甲氧基硅烷、二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷、3-脲丙基三甲氧基硅烷、正丁氨基丙基三甲氧基硅烷、N-(2-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷、N-[3-(三甲氧基硅基)丙基]乙二胺、3-(苯基氨基)丙基三甲氧基硅烷、N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、3-(2-氨乙基)-氨丙基三甲氧基硅烷、N-(n-丁基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷和N-(β-氨乙基-γ-氨丙基)三甲氧基硅烷中的至少一种；
形成所述电子传输层的材料包括氧化锌、氧化镁锌，氧化铝锌，氧化铟锌和稀土离子掺杂的氧化锌中的至少一种；
形成所述量子点层的材料包括CdTe、CdS、CdSe、ZnSe、InP、CuInS、CuInSe、PbS、CdS/ZnS、CdSe/ZnS、CdSe/ZnSeS、CdSe/CdS、ZnSe/ZnS、InP/ZnS、CuInS/ZnS、(Zn)CuInS/ZnS、(Mn)CuInS/ZnS、AgInS/ZnS、(Zn)AgInS/ZnS、CuInSe/ZnS、CuInSeS/ZnS、PbS/ZnS、CsPbCl3/ZnS、CsPbBr3/ZnS、CsPhI3/ZnS、有机无机钙钛矿量子点CH3NH3PbX3、全无机钙钛矿量子点CsPbX3、碳量子点和硅量子点中的至少一种，其中，X为Cl、Br或I。
6.一种量子点器件，其特征在于，包括权利要求1-5中任一项所述的量子点器件背板。
7.一种制作权利要求1-5中任一项所述的量子点器件背板的方法，其特征在于，包括：
在基板的第一表面上形成阴极；
在所述阴极远离所述基板的表面上形成电子传输层；
在所述电子传输层远离所述基板的表面上形成连接层，并使所述连接层与所述电子传输层之间形成化学键合；
在所述连接层远离所述基板的表面上形成量子点层，并使所述量子点层与所述连接层之间形成化学键合。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，形成所述连接层包括：
在所述电子传输层远离所述基板的表面上形成二氧化硅层；
在所述二氧化硅层远离所述基板的表面上形成硅烷界面层。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，形成所述二氧化硅层包括：将硅源溶液旋涂在所述电子传输层远离所述基板的表面上，并于室温条件下放置1～2小时，所述旋涂满足以下条件的至少之一：
所述旋涂的转速为1000～1400rpm，
所述硅源溶液中的硅源的体积浓度为0.5％-30％，
所述硅源包括正硅酸甲酯、正硅酸乙酯、二苯基二甲氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷、异丁基三乙氧基硅烷、异丁基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、甲基三丁酮肟基硅烷、甲基三乙酰氧基硅烷、异氰酸丙基三乙氧基硅、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、辛基三甲氧基硅烷、正辛基三乙氧基硅烷、十二烷基三乙氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷和乙烯基三丁酮肟基硅烷中的至少一种；
形成所述硅烷界面层包括：将硅烷试剂溶液涂布在所述二氧化硅层远离所述基板的表面上，或者将所述二氧化硅层远离所述基板的表面浸入所述硅烷试剂溶液中预定时间。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述二氧化硅层和所述硅烷界面层是在空气氛围中形成的。
11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，形成所述量子点层包括：
在形成所述连接层后得到的产品的远离所述基板的整个表面上形成整层量子点层；
在所述整层量子点层远离所述基板的表面上形成整层光刻胶层，并对所述整层光刻胶层依次进行全曝光和显影处理，得到所述量子点层。
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