CN111554820B - 量子点图形结构、量子点的图形化方法和显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种量子点图形结构、量子点的图形化方法和显示装置,量子点图形结构包括:基板,基板的表面具有金属离子;化合物层,设置于基板上,化合物层中包括络合剂和组氨酸,络合剂和组氨酸分别与金属离子螯合;量子点图形,设置于化合物层远离基板的一侧,量子点图形中的量子点与组氨酸连接,基板上具有多个亚像素区域,每个亚像素区域内分别设有量子点图形。在本发明的量子点图形结构中,通过化合物层中的组氨酸吸附量子点,使量子点不易脱落,减少量子点表面的缺陷,提高化合物层与量子点之间连接的稳定性,提高量子点的荧光性能,提高器件效率,在量子点图形的形成过程中,避免由于光刻工艺导致的量子点膜层或量子点的表面配体损坏。
Description
技术领域
本发明涉及显示领域,具体涉及一种量子点图形结构、量子点的图形化方法和显示装置。
背景技术
在通过光刻技术实现量子点图形化过程中,会对量子点的表面配体具有严重的破坏,易导致量子点配体脱落,使量子点的表面缺陷位点暴露,使得量子点的荧光性能下降,破坏发光层中的量子点膜层或量子点的表面配体,导致器件效率降低。
发明内容
有鉴于此,本发明提供一种量子点图形结构、量子点的图形化方法和显示装置,用以解决在量子点图形化过程中,量子点和量子点的表面配体容易受到破坏,易导致量子点配体脱落,使量子点的表面缺陷位点暴露,导致量子点的荧光性能下降,器件效率降低的问题。
为解决上述技术问题,本发明采用以下技术方案:
第一方面,根据本发明实施例的量子点图形结构,包括:
基板,所述基板的表面具有金属离子;
化合物层,设置于所述基板上,所述化合物层中包括络合剂和组氨酸,所述络合剂和所述组氨酸分别与所述金属离子螯合;
量子点图形,设置于所述化合物层远离所述基板的一侧,所述量子点图形中的量子点与所述组氨酸连接,所述基板上具有多个亚像素区域,每个所述亚像素区域内分别设有所述量子点图形。
其中,所述络合剂包括氮川三乙酸和亚氨基乙二酸中的至少一种,所述金属离子包括镍离子。
其中,至少两个所述亚像素区域内的所述量子点图形中的量子点不同。
其中,所述量子点图形包括第一量子点图形、第二量子点图形和第三量子点图形,所述亚像素区域包括第一亚像素区域、第二亚像素区域和第三亚像素区域,所述第一量子点与位于第一亚像素区域内的所述组氨酸连接,所述第二量子点与位于第二亚像素区域内的所述组氨酸连接,所述第三量子点与位于第三亚像素区域内的所述组氨酸连接,所述第一量子点、所述第二量子点与所述第三量子点不同。
第二方面,根据本发明实施例的量子点的图形化方法,包括:
提供表面具有金属离子的基板;
在所述基板上形成化合物层,所述化合物层中包括络合剂和组氨酸,所述络合剂和所述组氨酸分别与所述金属离子螯合;
形成量子点图形,所述量子点图形设置于所述化合物层远离所述基板的一侧,所述量子点图形中的量子点与所述组氨酸连接,所述基板上具有多个亚像素区域,每个所述亚像素区域内分别形成有所述量子点图形。
其中,所述络合剂包括氮川三乙酸和亚氨基乙二酸中的至少一种,所述金属离子包括镍离子。
其中,至少两个所述亚像素区域内的所述量子点图形中的量子点不同。
其中,所述化合物层包括第一化合物层,所述亚像素区域包括第一亚像素区域,形成化合物层的步骤包括:
将基板置于络合剂溶液中以使所述金属离子与所述络合剂形成第一螯合物层;
将具有所述第一螯合物层的基板置于组氨酸修饰的CarH四聚体化合物溶液以使所述第一螯合物层中的金属离子与所述组氨酸修饰的CarH四聚体化合物螯合形成第二螯合物层;
在所述第二螯合物层的第一亚像素区域投射绿光形成所述第一化合物层;
所述量子点图形包括第一量子点图形,形成量子点图形的步骤包括:
向包括所述第一亚像素区域的区域涂覆第一量子点以形成第一量子点层;
在非第一亚像素区域投射绿光以在所述第一亚像素区域形成所述第一量子点图形。
其中,所述化合物层包括第二化合物层,所述亚像素区域包括第二亚像素区域,形成化合物层的步骤包括:
将具有所述第一量子点图形的基板置于组氨酸修饰的CarH四聚体化合物溶液中以使所述第一螯合物层中的金属离子与所述组氨酸修饰的CarH四聚体化合物螯合形成第三螯合物层;
在所述第三螯合物层的第二亚像素区域投射绿光形成第二化合物层;
所述量子点图形包括第二量子点图形,形成量子点图形的步骤包括:
向包括所述第二亚像素区域的区域涂覆第二量子点以形成第二量子点层;
向非第二亚像素区域投射绿光以在所述第二亚像素区域形成所述第二量子点图形;
所述化合物层包括第三化合物层,所述亚像素区域包括第三亚像素区域,形成化合物层的步骤包括:
将具有所述第二量子点图形的基板置于组氨酸修饰的CarH四聚体化合物溶液中以使所述第一螯合物层中的金属离子与所述组氨酸修饰的CarH四聚体化合物螯合形成第四螯合物层;
在所述第四螯合物层的第三亚像素区域投射绿光形成第三化合物层;
所述量子点图形包括第三量子点图形,形成量子点图形的步骤包括:
向包括所述第三亚像素区域的区域涂覆第三量子点以形成第三量子点层;
向非第三亚像素区域投射绿光以在所述第三亚像素区域形成所述第三量子点图形;
所述第一量子点、所述第二量子点和所述第三量子点不同。
第三方面,根据本发明实施例的显示装置,包括上述实施例中所述的量子点图形结构。
本发明的上述技术方案的有益效果如下:
根据本发明实施例的量子点图形结构,基板的表面具有金属离子;化合物层设置于所述基板上,所述化合物层中包括络合剂和组氨酸,所述络合剂和所述组氨酸分别与所述金属离子螯合;量子点图形设置于所述化合物层远离所述基板的一侧,所述量子点图形中的量子点与所述组氨酸连接,所述基板上具有多个亚像素区域,每个所述亚像素区域内分别设有所述量子点图形。在本发明的量子点图形结构中,在基板上形成化合物层,通过化合物层中的组氨酸吸附量子点,使得量子点不易脱落,能够减少量子点表面的缺陷,提高化合物层与量子点之间连接的稳定性,提高量子点的荧光性能,提高器件效率,另外,在量子点图形的形成过程中,可以避免由于光刻工艺导致的量子点膜层或量子点的表面配体损坏。
附图说明
图1为本发明实施例的量子点图形结构的一个示意图;
图2为本发明实施例的量子点图形结构的另一个示意图;
图3为制备组氨酸修饰的CarH四聚体化合物的一个过程示意图;
图4为Ni2+-NTA结构与组氨酸修饰的CarH四聚体化合物的作用过程;
图5为Ni2+-IDA结构与组氨酸修饰的CarH四聚体化合物的作用过程;
图6为在基板上形成第一量子点图形的一个流程示意图;
图7为在基板上形成第二量子点图形的一个流程示意图;
图8为在基板上形成第三量子点图形的一个流程示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面对本发明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发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例,本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
下面具体描述根据本发明实施例的量子点图形结构。
如图1所示,根据本发明实施例的量子点图形结构包括基板10、化合物层和量子点图形,其中,基板10的表面具有金属离子,化合物层设置于基板10上,化合物层中包括络合剂和组氨酸,络合剂和组氨酸分别与金属离子螯合,量子点图形设置于化合物层远离基板10的一侧,量子点图形中的量子点与组氨酸连接,基板10上具有多个亚像素区域,每个亚像素区域内分别设有量子点图形。
也就是说,量子点图形结构主要由基板10、化合物层和量子点图形构成,其中,基板10的表面具有金属离子,基板10可以为表面具有金属离子(比如镍离子)的导电玻璃,导电玻璃可以为ITO(氧化铟锡,Indium tin oxide)或FTO(导电玻璃为掺杂氟的SnO2导电玻璃)玻璃,比如,基板10可以为表面具有氧化镍层13且氧化镍层13的表面具有镍离子的导电玻璃。在基板10的表面具有化合物层,在化合物层中包括络合剂和组氨酸,络合剂和组氨酸可以分别与金属离子螯合,形成稳定的化合物结构,在化合物层的表面形成量子点图形,基板10上可以具有多个亚像素区域,每个亚像素区域内可以分别设有量子点图形,每个亚像素区域内的量子点图形中的量子点可以相同或不同,量子点图形中的量子点与组氨酸连接,组氨酸可以吸附在量子点的表面,使得量子点不易脱落,减少量子点表面的缺陷。
在本发明的量子点图形结构中,在基板上形成化合物层,通过化合物层中的组氨酸吸附量子点,使得量子点不易脱落,能够减少量子点表面的缺陷,提高化合物层与量子点之间连接的稳定性,提高量子点的荧光性能,提高器件效率,在量子点图形的形成过程中,可以避免由于光刻工艺导致的量子点膜层或量子点的表面配体损坏。另外,基板10可以为表面具有氧化镍层13且氧化镍层13的表面具有镍离子的导电玻璃,络合剂可以为氮川三乙酸,氮川三乙酸和组氨酸吸附到无机氧化镍层表面,可以钝化其表面的氧缺陷位点,降低缺陷位点对量子点的荧光淬灭作用。
在本发明的一些实施例中,络合剂包括氮川三乙酸(NTA)和亚氨基乙二酸(IDA)中的至少一种,金属离子包括镍离子,比如,络合剂为氮川三乙酸或亚氨基乙二酸,金属离子为镍离子,二价镍离子可以与氮川三乙酸或亚氨基乙二酸形成螯合物,组氨酸也可以与二价镍离子螯合,形成稳定的化合物。
其中,氮川三乙酸的化学结构式如下:
亚氨基乙二酸的化学结构式如下:
组氨酸的化学结构式如下:
在本发明的另一些实施例中,至少两个亚像素区域内的量子点图形中的量子点不同,比如,一个亚像素区域内的量子点图形中的量子点为红色量子点,另一个亚像素区域内的量子点图形中的量子点为绿色量子点。
在本发明的实施例中,量子点图形可以包括第一量子点图形、第二量子点图形和第三量子点图形,亚像素区域可以包括第一亚像素区域、第二亚像素区域和第三亚像素区域,第一亚像素区域、第二亚像素区域和第三亚像素区域可以依次排列,第一量子点与位于第一亚像素区域内的组氨酸连接,第二量子点与位于第二亚像素区域内的组氨酸连接,第三量子点与位于第三亚像素区域内的组氨酸连接,第一量子点、第二量子点与第三量子点不同,比如,第一量子点为红色量子点、第二量子点为绿色量子点,第三量子点为蓝色量子点,通过不同的量子点可以形成多彩像素。
其中,量子点的尺寸大小可以为3-15nm,量子点可以为水溶性的量子点,可以选择水溶性的红光、绿光、蓝光的量子点,例如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量子点等,可以选择上述量子点中的至少一种。
在本发明的一些实施例中,如图2所示,在量子点图形上远离基板的一侧可以层叠设置电子传输层11和阴极12,比如,在具有第一量子点图形、第二量子点图形和第三量子点图形的基板上,可以在量子点图形上远离基板的一侧依次层叠设置电子传输层11和阴极12,形成具有较好发光效果和较高发光效率的发光器件。
本发明实施例提供一种量子点的图形化方法。
根据本发明实施例的量子点的图形化方法包括:
提供表面具有金属离子的基板;
在所述基板上形成化合物层,所述化合物层中包括络合剂和组氨酸,所述络合剂和所述组氨酸分别与所述金属离子螯合,可以形成稳定的化合物结构;
形成量子点图形,所述量子点图形设置于所述化合物层远离所述基板的一侧,所述量子点图形中的量子点与所述组氨酸连接,所述基板上具有多个亚像素区域,每个所述亚像素区域内分别形成有所述量子点图形。
也就是说,先提供表面具有金属离子的基板,比如金属离子为镍离子,基板可以为导电玻璃,可以选择ITO或FTO玻璃等,可以分别用水、丙酮超声清洗基板,并利用紫外处理5-10min。可以在基板上形成化合物层,可以将具有金属离子的基板浸入到络合剂溶液中,比如浸入氮川三乙酸的碱液中,金属离子与络合剂螯合,然后将基板置于组氨酸修饰的CarH四聚体化合物溶液中个,以使金属离子与所述组氨酸修饰的CarH四聚体化合物螯合,络合剂和所述组氨酸分别与所述金属离子螯合,可以形成稳定的化合物结构;可以在基板上的第一亚像素区域投射绿光形成化合物层,在化合物层上涂覆量子点以形成量子点图形,量子点可以为水溶性的量子点,量子点图形中的量子点与所述组氨酸连接,所述基板上可以具有多个亚像素区域,每个所述亚像素区域内可以分别形成有所述量子点图形,每个亚像素区域内的量子点图形中的量子点可以相同或不同,量子点图形中的量子点与组氨酸连接,组氨酸可以吸附在量子点的表面,使得量子点不易脱落,减少量子点表面的缺陷,提高化合物层与量子点之间连接的稳定性,提高量子点的荧光性能,提高器件效率,另外,在量子点图形的形成过程中,可以避免由于光刻工艺导致的量子点膜层或量子点的表面配体损坏,避免量子点在曝光、显影等过程中从像素区丢失;该方法环境亲和,操作简单,图形化过程中不会影响量子点表面配体,避免了传统光刻工艺在量子点图形化过程中对器件性能的影响。
其中,二价镍离子(Ni2+)有六个螯合价位,可以与氮川三乙酸(NTA)形成特定的Ni2 +-NTA结构,可以与亚氨基二乙酸(IDA)形成特定的Ni2+-IDA结构,Ni2+-NTA结构和Ni2+-IDA结构可以与组氨酸修饰的CarH四聚体化合物(CarH蛋白四聚体)具有特定的、专一的、多价配位作用。CarH是一种对绿光具有响应性的蛋白,CarH蛋白是一种细菌转录因子,在光响应性下控制类胡萝卜素的生物合成;在黑暗中,CarH以四聚体化合物存在,而在绿光照射下,CarH四聚体化合物可以分解成为单体。CarH蛋白是一种对维生素B12依赖的光响应蛋白,即在维生素B12存在下,CarH蛋白单体在暗室环境下组装成四聚体,但是在绿光(比如530nm)照射下,四聚体又会解聚变成单体。
在本发明的一些实施例中,络合剂包括氮川三乙酸和亚氨基乙二酸中的至少一种,所述金属离子包括镍离子。比如,络合剂为氮川三乙酸或亚氨基乙二酸,金属离子为镍离子,二价镍离子可以与氮川三乙酸或亚氨基乙二酸形成螯合物,组氨酸也可以与二价镍离子螯合,形成稳定的化合物。
在一些实施例中,提供表面具有金属离子的基板可以包括以下步骤:
(1):清洗导电玻璃。例如,导电玻璃可以选择ITO或FTO玻璃等,可以分别用水、丙酮超声清洗,并紫外处理5-10min。
(2):旋涂氧化镍薄膜。将3g六水硝酸镍(Ni(NO3)2)作为前驱体,10mL乙醇作为溶剂,以2mL水、1mL正丁醇、1mL乙二醇作为助剂,配成混合溶液;将100-150uL混合溶液滴加到上述导电玻璃上,旋涂成膜,转速为1000-4000rpm,并于180-250℃热台加热成薄膜。
(3):湿刻。配备食人鱼洗液:将浓硫酸和双氧水以3:1混合,将上述具有薄膜的导电玻璃浸入到食人鱼洗液中30s-3min,之后在100-200℃热台上加热,使得导电玻璃的表面Ni2+离子化,得到表面具有金属离子的基板。
在本发明的一些实施例中,如图3所示,图3中A表示CarH单体,B表示维生素B12,C表示组氨酸,制备组氨酸修饰的CarH四聚体化合物(His-CarH化合物)的过程可以如下:
(a)将CarH单体与过量的维生素B12混合(3倍-5倍的摩尔量),并置于37℃摇床中、暗室反应30-120min,制备CarH四聚体,未结合的维生素B12可以通过体积排阻色谱柱分离,得到纯净的CarH四聚体。
(b)将CarH四聚体与过量的组氨酸(4倍-8倍的摩尔量),并置于37摇床中、暗室反应30-120min,制备组氨酸修饰的CarH四聚体化合物,未结合的组氨酸可以通过体积排阻色谱柱分离,得到纯净的组氨酸修饰的CarH四聚体化合物,可以得到组氨酸修饰的CarH四聚体化合物的水溶液。
在本发明的另一些实施例中,至少两个所述亚像素区域内的所述量子点图形中的量子点不同。比如,一个亚像素区域内的量子点图形中的量子点为红色量子点,另一个亚像素区域内的量子点图形中的量子点为绿色量子点。
在本发明的实施例中,所述化合物层可以包括第一化合物层,所述亚像素区域可以包括第一亚像素区域,形成化合物层的步骤可以包括:
将基板置于络合剂溶液中以使所述金属离子与所述络合剂形成第一螯合物层;比如,金属离子为镍离子(Ni2+),基板为表面带有Ni2+的玻璃,配备氮川三乙酸的碱液:将0.5g的NTA溶于0.1mol/L的NaOH溶液中,将表面带有Ni2+的基板浸入到氮川三乙酸的碱液中,静止10-60min,使得Ni2+与氮川三乙酸螯合以便在基板的表面形成Ni2+-NTA结构,也即是第一螯合物层。其中,Ni2+与NTA作用的过程如下:
可以将氮川三乙酸换成亚氨基乙二酸,Ni2+与亚氨基乙二酸形成Ni2+-IDA结构的作用过程如下:
将具有所述第一螯合物层的基板置于组氨酸修饰的CarH四聚体化合物溶液以使所述第一螯合物层中的金属离子与所述组氨酸修饰的CarH四聚体化合物螯合形成第二螯合物层;在第二螯合物层中,所述络合剂和所述组氨酸分别与所述金属离子螯合,可以形成稳定的化合物结构。
络合剂为氮川三乙酸时,Ni2+-NTA结构与组氨酸修饰的CarH四聚体化合物的作用过程可以如图4所示;络合剂为氮川三乙酸时,Ni2+-IDA结构与组氨酸修饰的CarH四聚体化合物的作用过程可以如图5所示。
在所述第二螯合物层的第一亚像素区域投射绿光形成所述第一化合物层;可以通过掩膜版利用绿光对第一亚像素区域进行曝光,通过绿光曝光可以使得所述组氨酸修饰的CarH四聚体化合物解聚,曝光后可以清洗(显影),使得与金属离子螯合的组氨酸暴露,便于量子点在涂覆时能够吸附在组氨酸上。另外,现有技术进行光刻工艺操作所使用的光刻机的波长均在200-450nm的紫外区域,紫外线对人体的伤害很大,不利于现场操作,而且曝光机价格昂贵,紫外曝光机的紫外线难以获取,而本发明中采用绿光(比如530nm)进行曝光,绿光对人眼无伤害,绿光容易获取,同时方便现场实际操作。
所述量子点图形可以包括第一量子点图形,比如第一量子点可以为红色量子点,形成量子点图形的步骤可以包括:
向包括所述第一亚像素区域的区域涂覆第一量子点以形成第一量子点层;比如,可以在第一亚像素区域和非第一亚像素区域旋涂第一量子点以形成第一量子点层,由于非第一亚像素区域还未被曝光,位于非第一亚像素区域的第二螯合物层上的第一量子点未和组氨酸结合;
在非第一亚像素区域投射绿光以在所述第一亚像素区域形成所述第一量子点图形。可以通过掩膜版利用绿光对非第一亚像素区域进行曝光,通过曝光可以使得非第一亚像素区域的所述组氨酸修饰的CarH四聚体化合物解聚,使得非第一亚像素区域的第一量子点脱落,在所述第一亚像素区域形成所述第一量子点图形,曝光后可以通过清洗(显影)去除非第一亚像素区域的第一量子点,清洗之后还可以干燥,使得非第一亚像素区域不具有第一量子点,以便于在非第一亚像素区域形成其他种类的量子点,避免第一量子点污染非第一亚像素区域;可以通过去离子水清洗,保持非第一亚像素区域的清洁干净。
在本发明的一些实施例中,所述化合物层可以包括第二化合物层,所述亚像素区域可以包括第二亚像素区域,形成化合物层的步骤可以包括:将具有所述第一量子点图形的基板置于组氨酸修饰的CarH四聚体化合物溶液中以使所述第一螯合物层中的金属离子与所述组氨酸修饰的CarH四聚体化合物螯合形成第三螯合物层;在第三螯合物层中,所述络合剂和所述组氨酸分别与所述金属离子螯合,可以形成稳定的化合物结构。
在所述第三螯合物层的第二亚像素区域投射绿光形成第二化合物层;可以通过掩膜版利用绿光对第二亚像素区域进行曝光,通过曝光可以使得第二亚像素区域的所述组氨酸修饰的CarH四聚体化合物解聚,曝光后可以清洗(显影),从而使得与金属离子螯合的组氨酸暴露,便于第二量子点在涂覆时能够吸附在组氨酸上。
所述量子点图形包括第二量子点图形,第二量子点可以为绿光量子点,形成量子点图形的步骤包括:
向包括所述第二亚像素区域的区域涂覆第二量子点以形成第二量子点层;比如,可以在第二亚像素区域和非第二亚像素区域旋涂第二量子点以形成第二量子点层,由于非第二亚像素区域还未被曝光,位于非第二亚像素区域的第三螯合物层上的第二量子点未和组氨酸结合;
向非第二亚像素区域投射绿光以在所述第二亚像素区域形成所述第二量子点图形;可以通过掩膜版利用绿光对非第二亚像素区域进行曝光,通过曝光可以使得非第二亚像素区域的所述组氨酸修饰的CarH四聚体化合物解聚,使得非第二亚像素区域的第二量子点脱落,在所述第二亚像素区域形成所述第二量子点图形,曝光后可以通过清洗(显影)去除非第二亚像素区域的第二量子点,清洗之后还可以干燥,使得非第二亚像素区域不具有第二量子点,以便于在非第二亚像素区域形成其他种类的量子点,避免第二量子点污染非第二亚像素区域,避免第二量子点污染第一量子点所在的区域;可以通过去离子水清洗,保持非第二亚像素区域的清洁干净。
所述化合物层可以包括第三化合物层,所述亚像素区域可以包括第三亚像素区域,形成化合物层的步骤可以包括:将具有所述第二量子点图形的基板置于组氨酸修饰的CarH四聚体化合物溶液中以使所述第一螯合物层中的金属离子与所述组氨酸修饰的CarH四聚体化合物螯合形成第四螯合物层;在第四螯合物层中,所述络合剂和所述组氨酸分别与所述金属离子螯合,可以形成稳定的化合物结构;
在所述第四螯合物层的第三亚像素区域投射绿光形成第三化合物层;可以通过掩膜版利用绿光对第三亚像素区域进行曝光,通过曝光可以使得第三亚像素区域的所述组氨酸修饰的CarH四聚体化合物解聚,曝光后可以清洗(显影),从而使得与金属离子螯合的组氨酸暴露,便于第三量子点在涂覆时能够吸附在第三亚像素区域的组氨酸上。
所述量子点图形可以包括第三量子点图形,第三量子点可以为蓝色量子点,形成量子点图形的步骤可以包括:
向包括所述第三亚像素区域的区域涂覆第三量子点以形成第三量子点层;比如,可以在第三亚像素区域和非第三亚像素区域旋涂第三量子点以形成第三量子点层,由于非第三亚像素区域还未被曝光,位于非第三亚像素区域的第四螯合物层上的第三量子点未和组氨酸结合;
向非第三亚像素区域投射绿光以在所述第三亚像素区域形成所述第三量子点图形;其中,所述第一量子点、所述第二量子点和所述第三量子点不同。可以通过掩膜版利用绿光对非第三亚像素区域进行曝光,通过曝光可以使得非第三亚像素区域的所述组氨酸修饰的CarH四聚体化合物解聚,使得非第三亚像素区域的第三量子点脱落,在所述第三亚像素区域形成所述第三量子点图形,曝光后可以通过清洗去除非第三亚像素区域的第三量子点,清洗之后还可以干燥,使得非第三亚像素区域不具有第三量子点,以便于在非第三亚像素区域形成其他种类的量子点,避免第三量子点污染非第三亚像素区域,避免第三量子点污染第一量子点和第二量子点所在的区域;可以通过去离子水清洗,保持非第三亚像素区域的清洁干净。在上述实施例中,上述过程可以在水溶液中进行,降低了有机溶剂对环境的破坏,同时曝光光源采用绿光,避免了传统的紫外线对人体无伤害,便于生产操作。
另外,可以根据需要在基板上的其他区域按照上述形成第二量子点图形和第三量子点图形的方法来形成不同的量子点图形。
在一些实施例中,在具有第一量子点图形、第二量子点图形和第三量子点图形的基板上,可以在量子点图形上远离基板的一侧依次形成电子传输层和阴极,形成发光器件。可以通过旋涂氧化锌纳米粒子,并在80-120℃加热成膜形成电子传输层,其中,电子传输层的材料还可以选择不同金属掺杂的氧化锌粒子,例如氧化镁锌、氧化铝锌、氧化锆锌或者稀土离子等掺杂纳米粒子。可以引入阴极材料,例如通过蒸镀形成铝膜、金膜或溅射铟锌氧化物膜以形成阴极。还可以加盖封装盖板,采用紫外固化胶对器件进行封装,制备全彩、高分辨的QLED(quantum dot light emitting device,量子点发光二极管显示器)器件。
下面通过一个具体的实施例来进一步说明,在实施过程中,如图6至图8所示,可以通过下述方法在基板上形成不同的量子点。
1、提供表面具有金属离子的基板
包括以下步骤:
(1):清洗导电玻璃。例如,导电玻璃可以选择ITO或FTO玻璃等,可以分别用水、丙酮超声清洗,并紫外处理5-10min。
(2):旋涂氧化镍薄膜。将3g六水硝酸镍(Ni(NO3)2)作为前驱体,10mL乙醇作为溶剂,以2mL水、1mL正丁醇、1mL乙二醇作为助剂,配成混合溶液;将100-150uL混合溶液滴加到上述导电玻璃上,旋涂成膜,转速为1000-4000rpm,并于180-250℃热台加热成薄膜。
(3):湿刻。配备食人鱼洗液:将浓硫酸和双氧水以3:1混合,将上述具有氧化镍薄膜的导电玻璃浸入到食人鱼洗液中30s-3min,之后在100-200℃热台上加热,使得导电玻璃的表面Ni2+离子化,得到表面具有金属Ni2+离子的基板20。
2、制备组氨酸修饰的CarH四聚体化合物(His-CarH化合物)
具体过程如下:
(a)将CarH单体与过量的维生素B12混合(3倍-5倍的摩尔量),并置于37℃摇床中、暗室反应30-120min,制备CarH四聚体,未结合的维生素B12可以通过体积排阻色谱柱分离,得到纯净的CarH四聚体。
(b)将CarH四聚体与过量的组氨酸(4倍-8倍的摩尔量),并置于37摇床中、暗室反应30-120min,制备组氨酸修饰的CarH四聚体化合物,未结合的组氨酸可以通过体积排阻色谱柱分离,得到纯净的组氨酸修饰的CarH四聚体化合物,可以得到组氨酸修饰的CarH四聚体化合物的水溶液。
3、在基板上形成Ni2+-NTA结构
配备氮川三乙酸(NTA)的碱液:将0.5g的NTA溶于0.1mol/L的NaOH溶液中,将上述表面带有Ni2+离子的基板浸入到氮川三乙酸的碱液中,静止10-60min,使得Ni2+与氮川三乙酸螯合以便在基板的表面形成Ni2+-NTA结构,具体作用过程如图6所示。
4、涂覆组氨酸修饰的CarH四聚体化合物
将具有Ni2+-NTA结构的基板,浸入到10mg/mL的组氨酸修饰的CarH四聚体化合物溶液中,浸泡10-60min,凭借Ni2+-NTA与组氨酸修饰的CarH四聚体化合物的配位作用,使得组氨酸修饰的CarH四聚体化合物中的组氨酸与Ni2+-NTA结构中的Ni2+螯合,形成Ni2+-NTA-His-CarH四聚体化合物(第二螯合物层)。
5、掩膜版曝光
将具有第二螯合物层的基板20和掩膜版30进行对位,采用绿光对上述基板20的第一亚像素区域进行照射(掩膜版曝光),曝光时间5-30s,通过曝光可以使得第一亚像素区域的所述组氨酸修饰的CarH四聚体化合物解聚,可以去除第一亚像素区域的解聚物,可以通过清洗(显影)去除,从而使得与Ni2+离子螯合的组氨酸暴露,便于第一量子点在涂覆时能够吸附在组氨酸上;
6、可以在第一亚像素区域和非第一亚像素区域旋涂第一量子点41(红色量子点)以形成第一量子点层;
通过掩膜版30利用绿光对非第一亚像素区域进行曝光,通过曝光可以使得非第一亚像素区域的所述组氨酸修饰的CarH四聚体化合物解聚,使得非第一亚像素区域的第一量子点41脱落,去除解聚后的解聚物和脱落的第一量子点41,可以通过清洗去除,在所述第一亚像素区域形成所述第一量子点图形。
7、形成第二量子点(绿色量子点)图形,具体过程如图7所示。
将具有第一量子点图形的基板20置于组氨酸修饰的CarH四聚体化合物溶液中,再次浸泡,以使金属Ni2+离子与组氨酸修饰的CarH四聚体化合物中的组氨酸螯合,形成第三螯合物层;
在所述第三螯合物层的第二亚像素区域投射绿光形成第二化合物层;可以通过掩膜版30利用绿光对第二亚像素区域进行曝光,通过曝光可以使得第二亚像素区域的所述组氨酸修饰的CarH四聚体化合物解聚,可以通过清洗(显影)去除解聚后的解聚物,形成第二化合物层,使得与金属Ni2+离子螯合的组氨酸暴露;
在第二亚像素区域和非第二亚像素区域旋涂第二量子点42以形成第二量子点层;
通过掩膜版30利用绿光对非第二亚像素区域进行曝光,通过曝光使非第二亚像素区域的所述组氨酸修饰的CarH四聚体化合物解聚,使得非第二亚像素区域的第二量子点42脱落,可以通过清洗(显影)去除非第二亚像素区域的第二量子点42,在所述第二亚像素区域形成所述第二量子点图形。
8、形成第三量子点(蓝色量子点)图形,具体过程如图8所示。
将具有第二量子点图形的基板20置于组氨酸修饰的CarH四聚体化合物溶液中,再次浸泡,以使金属Ni2+离子与组氨酸修饰的CarH四聚体化合物中的组氨酸螯合,形成第四螯合物层;
在所述第四螯合物层的第三亚像素区域投射绿光形成第三化合物层;可以通过掩膜版30利用绿光对第三亚像素区域进行曝光,通过曝光可以使得第三亚像素区域的所述组氨酸修饰的CarH四聚体化合物解聚,可以通过清洗(显影)去除解聚后的解聚物,形成第三化合物层,使得与金属Ni2+离子螯合的组氨酸暴露;
在第三亚像素区域和非第三亚像素区域旋涂第三量子点43以形成第三量子点层;
通过掩膜版利用绿光对非第三亚像素区域进行曝光,通过曝光使非第三亚像素区域的所述组氨酸修饰的CarH四聚体化合物解聚,使得非第三亚像素区域的第三量子点43脱落,可以通过清洗(显影)去除非第三亚像素区域的第三量子点43,在所述第三亚像素区域形成所述第三量子点图形。
在一些实施例中,在具有第一量子点图形、第二量子点图形和第三量子点图形的基板上,可以在量子点图形上远离基板的一侧依次形成电子传输层和阴极,进而形成发光器件,可以形成氧化镍层作为空穴传输层的全彩、高分辨、正置QLED器件结构。
通过本发明实施例中的上述量子点的图形化方法可以制备本发明实施例中的量子点图形结构。
本发明实施例提供一种显示装置,包括上述实施例中所述的量子点图形结构。具有上述实施例的量子点图形结构的显示装置,能够提高器件效率,提高显示效果。
除非另作定义,本发明中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“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。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接,而是可以包括电性的连接,不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系,当被描述对象的绝对位置改变后,则该相对位置关系也相应地改变。
以上所述是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明所述原理的前提下,还可以作出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种量子点图形结构,其特征在于,包括:
基板,所述基板的表面具有金属离子;
化合物层,设置于所述基板上,所述化合物层中包括络合剂和组氨酸,所述络合剂和所述组氨酸分别与所述金属离子螯合;
量子点图形,设置于所述化合物层远离所述基板的一侧,所述量子点图形中的量子点与所述组氨酸连接,所述基板上具有多个亚像素区域,每个所述亚像素区域内分别设有所述量子点图形。
2.根据权利要求1所述的量子点图形结构,其特征在于,所述络合剂包括氮川三乙酸和亚氨基乙二酸中的至少一种,所述金属离子包括镍离子。
3.根据权利要求1所述的量子点图形结构,其特征在于,至少两个所述亚像素区域内的所述量子点图形中的量子点不同。
4.根据权利要求3所述的量子点图形结构,其特征在于,所述量子点图形包括第一量子点图形、第二量子点图形和第三量子点图形,所述亚像素区域包括第一亚像素区域、第二亚像素区域和第三亚像素区域,所述第一量子点与位于第一亚像素区域内的所述组氨酸连接,所述第二量子点与位于第二亚像素区域内的所述组氨酸连接,所述第三量子点与位于第三亚像素区域内的所述组氨酸连接,所述第一量子点、所述第二量子点与所述第三量子点不同。
5.一种量子点的图形化方法,其特征在于,包括:
提供表面具有金属离子的基板;
在所述基板上形成化合物层,所述化合物层中包括络合剂和组氨酸,所述络合剂和所述组氨酸分别与所述金属离子螯合;
形成量子点图形,所述量子点图形设置于所述化合物层远离所述基板的一侧,所述量子点图形中的量子点与所述组氨酸连接,所述基板上具有多个亚像素区域,每个所述亚像素区域内分别形成有所述量子点图形。
6.根据权利要求5所述的图形化方法,其特征在于,所述络合剂包括氮川三乙酸和亚氨基乙二酸中的至少一种,所述金属离子包括镍离子。
7.根据权利要求5所述的图形化方法,其特征在于,至少两个所述亚像素区域内的所述量子点图形中的量子点不同。
8.根据权利要求5所述的图形化方法,其特征在于,所述化合物层包括第一化合物层,所述亚像素区域包括第一亚像素区域,形成化合物层的步骤包括:
将基板置于络合剂溶液中以使所述金属离子与所述络合剂形成第一螯合物层;
将具有所述第一螯合物层的基板置于组氨酸修饰的CarH四聚体化合物溶液以使所述第一螯合物层中的金属离子与所述组氨酸修饰的CarH四聚体化合物螯合形成第二螯合物层;
在所述第二螯合物层的第一亚像素区域投射绿光形成所述第一化合物层;
所述量子点图形包括第一量子点图形,形成量子点图形的步骤包括:
向包括所述第一亚像素区域的区域涂覆第一量子点以形成第一量子点层;
在非第一亚像素区域投射绿光以在所述第一亚像素区域形成所述第一量子点图形;
CarH四聚体化合物为CarH蛋白四聚体。
9.根据权利要求8所述的图形化方法,其特征在于,所述化合物层包括第二化合物层,所述亚像素区域包括第二亚像素区域,形成化合物层的步骤包括:
将具有所述第一量子点图形的基板置于组氨酸修饰的CarH四聚体化合物溶液中以使所述第一螯合物层中的金属离子与所述组氨酸修饰的CarH四聚体化合物螯合形成第三螯合物层;
在所述第三螯合物层的第二亚像素区域投射绿光形成第二化合物层;
所述量子点图形包括第二量子点图形,形成量子点图形的步骤包括:
向包括所述第二亚像素区域的区域涂覆第二量子点以形成第二量子点层;
向非第二亚像素区域投射绿光以在所述第二亚像素区域形成所述第二量子点图形;
所述化合物层包括第三化合物层,所述亚像素区域包括第三亚像素区域,形成化合物层的步骤包括:
将具有所述第二量子点图形的基板置于组氨酸修饰的CarH四聚体化合物溶液中以使所述第一螯合物层中的金属离子与所述组氨酸修饰的CarH四聚体化合物螯合形成第四螯合物层;
在所述第四螯合物层的第三亚像素区域投射绿光形成第三化合物层;
所述量子点图形包括第三量子点图形,形成量子点图形的步骤包括:
向包括所述第三亚像素区域的区域涂覆第三量子点以形成第三量子点层;
向非第三亚像素区域投射绿光以在所述第三亚像素区域形成所述第三量子点图形;
所述第一量子点、所述第二量子点和所述第三量子点不同。
10.一种显示装置,其特征在于,包括如权利要求1-4中任一项所述的量子点图形结构。
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