CN113066948A - 模具及其制备方法、转印方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种模具及其制备方法、转印方法，涉及显示技术领域，其中，模具包括：基底，所述基底的第一表面上设置有多个凹槽，所述凹槽用于容纳待转印的所述量子点薄膜，所述量子点薄膜由含有油溶性量子点材料的溶液固化后得到；疏油层，包括第一部分，所述第一部分设置在所述基底的第一表面上，且位于所述凹槽外。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域，具体涉及一种模具及其制备方法、转印方法。
背景技术
量子点材料因为其发光峰位可以横跨深蓝至近红外波段区域，发光半高宽较窄的特点，使其可以应用到制备广色域的高品质显示器件中。
目前，通常采用喷墨打印技术在显示基板上制备量子点层，但是，受限于工艺的限制，通过喷墨打印技术无法在中小尺寸的显示基板上制备量子点层。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种模具及其制备方法、转印方法。
为了实现上述目的，本发明提供一种用于转印量子点薄膜的模具，其中，包括：
基底，所述基底的第一表面上设置有多个凹槽，所述凹槽用于容纳待转印的所述量子点薄膜，所述量子点薄膜由含有油溶性量子点材料的溶液固化后得到；
疏油层，包括第一部分，所述第一部分设置在所述基底的第一表面上，且位于所述凹槽外。
可选地，所述凹槽中设置有间隔层，所述间隔层与所述量子点薄膜之间的粘附力小于所述基底与所述量子点薄膜之间的粘附力。
可选地，所述疏油层还包括第二部分，所述第二部分位于所述凹槽中，且位于所述间隔层与所述凹槽的底壁之间。
可选地，所述间隔层的材料包括聚二甲基硅氧烷，所述疏油层的材料包括聚四氟乙烯和纳米二氧化硅中的至少一者。
本发明还提供一种模具的制备方法；其中，包括：
提供基底；
在所述基底的第一表面上形成多个凹槽，所述凹槽用于容纳待转印的量子点薄膜，所述量子点薄膜由含有油溶性量子点材料的溶液固化后得到；
形成疏油层，所述疏油层包括第一部分，所述第一部分位于所述基底的第一表面上，且位于所述凹槽外。
可选地，所述疏油层还包括第二部分，所述第二部分位于所述凹槽中，在形成所述疏油层之后，所述制备方法还包括：
在所述第一部分远离所述基底的一侧形成牺牲层；
形成间隔材料层，所述间隔材料层与所述量子点薄膜之间的粘附力小于所述基底与所述量子点薄膜之间的粘附力，所述间隔材料层覆盖所述牺牲层和所述第二部分；
去除所述牺牲层，以去除覆盖所述牺牲层的所述间隔材料层。
本发明还提供一种转印方法，其中，所述转印方法利用上述的模具进行转印，所述转印方法包括：
在所述凹槽中形成包含油溶性量子点材料的溶液；
对所述包含油溶性量子点材料的溶液进行固化以得到所述量子点薄膜；
将所述量子点薄膜转移至目标基板上。
可选地，所述将所述量子点薄膜转移至目标基板上的步骤，包括：
在所述量子点薄膜上形成转移层，所述转移层与所述量子点薄膜之间的粘附力大于所述基底与所述量子点薄膜之间的粘附力；
将粘结有所述量子点薄膜的所述转移层转移至所述目标基板上，所述转移层位于所述量子点薄膜远离所述目标基板的一侧；
将所述量子点薄膜转移至所述目标基板上之后，所述转印方法还包括：
去除所述转移层。
可选地，所述去除所述转移层的步骤，包括：将形成有所述量子点薄膜的所述目标基板放置在第一溶液中，所述第一溶液用于溶解所述转移层。
可选地，所述第一溶液包括丙酮和乙醇中的至少一者，所述转移层包括与所述量子点薄膜粘结的转移部，所述转移部的材料包括聚甲基丙烯酸甲酯。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明实施例提供的模具的平面图；
图2为图1沿剖线AA'的剖视图；
图3为本发明实施例提供的模具的制备方法的流程图之一；
图4为本发明实施例提供的模具的制备方法的流程图之二；
图5a至图5f为本发明实施例提供的模具的制备过程的示意图；
图6为本发明实施例提供的转印方法的流程图之一；
图7为本发明实施例提供的转印方法的流程图之二；
图8a至图8e为本发明实施例提供的转印过程的示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
除非另作定义，本发明实施例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。同样，“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。“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可能相应地改变。
在一示例中，可以采用光刻工艺在中小尺寸的显示基板上制备量子点层，具体可以是，在基底上形成量子点材料层，对量子点材料层进行曝光显影以得到图案化的量子点层。
但是，采用光刻工艺制备的量子点层容易出现其他颜色量子点材料的残留，这将导致量子点层在发光时会出现混色问题(也即原本用于发出红光的量子点层还会发出绿光和/或蓝光)，而且，光刻过程中的紫外光照射可能会影响量子点层的发光性能，导致量子点层色纯度和发光效率下降。
有鉴于此，本发明提供一种用于转印量子点薄膜的模具，图1为本发明实施例提供的模具的平面图，图2为图1沿剖线AA'的剖视图，结合图1和图2所示，该模具包括：基底1和疏油层2。基底1的第一表面(图2中的上表面)上设置有多个凹槽，凹槽用于容纳待转印的量子点薄膜，量子点薄膜由含有油溶性量子点材料的溶液固化后得到；疏油层2包括第一部分，第一部分设置在基底1的第一表面上，且位于凹槽外。
在本发明实施例中，基底1上的凹槽的数量和位置可以根据待转印的量子点薄膜的图案确定。基底1上的凹槽可以是利用构图工艺形成的，例如，基底1可以包括硅片基板，基底1上的凹槽可以是对硅片基板进行刻蚀后形成的。再例如，基底1可以包括硅片基板或玻璃基板，以及设置在硅片基板(玻璃基板)上的有机层，此时，基底1上的凹槽可以是对有机层进行光刻形成的。
量子点材料为油溶性量子点材料具体可以是指：量子点材料的包裹剂为油溶性的。包裹剂例如可以是油胺。量子点材料可以包括InP系量子点材料、CdSe系量子点材料、ZnTeSe系量子点材料、钙钛矿量子点材料。对含有量子点材料的溶液进行固化，具体可以是，高温固化。
疏油层2的厚度可以设置在50nm至150nm之间，例如，100nm，疏油层2的厚度可以小于凹槽的深度。在本发明实施例中，由于基底1的凹槽外设置有疏油层2，因此，在基底1上涂布含有油溶性量子点材料的溶液时，含有油溶性量子点材料的溶液会流入凹槽中，且不会在凹槽外发生残留，具有较好的涂布效果。之后，仅需对含有油溶性量子点材料的溶液进行固化，并将通过固化得到的量子点薄膜转印至目标基板上后，即可得到形成有量子点薄膜的显示基板。
综上，采用本发明实施例的模具，可以代替传统的利用喷墨打印的方式在显示基板上形成量子点薄膜，从而可以实现中小尺寸显示面板的制备；并且，在本发明实施例中，量子点薄膜的形成(或转印)过程中不需要借助光刻工艺，因此，可以避免光刻工艺导致的混色问题和紫外线照射的问题。
下面对本发明实施例的模具进行详细说明，在一些具体实施例中，基底1的尺寸可以根据待制备的显示基板的像素密度(Pixels Per Inch，PPI)确定，例如，待制备的显示基板的像素密度为500时，基底1的尺寸可以设置在5μm*30μm，凹槽的深度可以设置在0.5μm至1.5μm之间，例如1μm。
在一些具体实施例中，疏油层2的材料可以包括聚四氟乙烯和纳米二氧化硅中的至少一者，采用上述材料的疏油层2具有良好的疏油性，从而可以使涂布的含有油溶性量子点材料的溶液全部流入凹槽中。
在一些具体实施例中，凹槽中设置有间隔层3，间隔层3与量子点薄膜之间的粘附力小于基底1与量子点薄膜之间的粘附力。可选地，间隔层3的材料包括聚二甲基硅氧烷(PDMS)。在本发明实施例中，通过设置间隔层3可以使量子点薄膜更容易被转移，从而提高量子点薄膜转移的完整性。
在一些具体实施例中，疏油层2还包括第二部分，第二部分位于凹槽中，且位于间隔层3与凹槽的底壁之间。在本发明实施例中，在基底1上形成疏油层2时，可以在凹槽外和凹槽中均形成疏油层2，从而简化形成疏油层2的工艺。在形成疏油层2后，在凹槽中的疏油层2的上方形成间隔层3，从而使间隔层3能够将后续涂布的含有油溶性量子点材料的溶液与凹槽中的疏油层2间隔开，防止疏油层2影响含有油溶性量子点材料的溶液在凹槽中分布的均匀性。
本发明实施利还提供一种上述的模具的制备方法，图3为本发明实施例提供的模具的制备方法的流程图之一，如图3所示，该制备方法，包括：
S11、提供基底。
在本步骤中，基底可以是刚性基板，例如硅片基板或玻璃基板。
S12、在基底上的第一表面上形成多个凹槽，凹槽用于容纳待转印的量子点薄膜，量子点薄膜由含有油溶性量子点材料的溶液固化后得到。
在本步骤中，可以通过构图工艺在基底上形成多个凹槽，例如，基底可以包括硅片基板，基底上的凹槽可以是对硅片基板进行刻蚀后形成的。再例如，基底可以包括硅片基板或玻璃基板，以及设置在硅片基板(玻璃基板)上的有机层，此时，基底上的凹槽可以是对有机层进行光刻形成的。
S13、形成疏油层，疏油层包括第一部分，第一部分位于基底的第一表面上，且位于凹槽外。
在本步骤中，可以利用沉积工艺形成疏油材料层，之后，通过固化工艺对疏油材料层进行固化以得到疏油层。可选地，疏油层的材料可以包括聚四氟乙烯和纳米二氧化硅中的至少一者。疏油层的厚度可以设置在50nm至150nm之间，例如，100nm。另外，疏油层的厚度小于凹槽的深度。
采用本发明实施例的制备方法制备的模具，可以代替传统的利用喷墨打印的方式在显示基板上形成量子点薄膜，从而可以实现中小尺寸显示面板的制备；并且，在本发明实施例中，量子点薄膜的形成(或转印)过程中不需要借助光刻工艺，因此，可以避免光刻工艺导致的混色问题和紫外线照射的问题。
图4为本发明实施例提供的模具的制备方法的流程图之二，图5a至图5f为本发明实施例提供的模具的制备过程的示意图，结合图4至图5f所示，在一些具体实施例中，制备方法包括：
S21、提供基底1。
S22、在基底1的第一表面上形成多个凹槽。
S23、形成疏油层2，疏油层2包括第一部分和第二部分，第一部分位于基底1的第一表面上，且位于凹槽外，第二部分位于凹槽中。
S24、在第一部分远离基底1的一侧形成牺牲层4。
在本步骤中，如图5c所示，可以先利用沉积工艺在疏油层2的第一部分和第二部分上均形成牺牲材料层4'，之后，如图5d所示，通过曝光显影去除凹槽中的牺牲材料层4'，而仅保留第一部分上的牺牲材料层4'，从而得到牺牲层4。可选地，牺牲层4的材料可以包括光敏材料，例如光刻胶。
S25、形成间隔材料层3'，间隔材料层3'与量子点薄膜之间的粘附力小于基底1与量子点薄膜之间的粘附力，间隔材料层3'覆盖牺牲层4和疏油层2的第二部分。
在本步骤中，可以利用沉积工艺形成间隔材料层，可选地，间隔材料层的材料包括聚二甲基硅氧烷。
S26、去除牺牲层4，以去除覆盖牺牲层4的间隔材料层。
在本步骤中，可以通过去胶工艺剥离掉牺牲层4，从而去除牺牲层4上的间隔材料层3'，而仅保留覆盖在疏油层2的第二部分上的间隔材料层3'，进而得到上述实施例中的间隔层3。
本发明实施例还提供一种转印方法，该转印方法利用上述的模具进行转印，图6为本发明实施例提供的转印方法的流程图之一，如图6所示，该转印方法包括：
S31、在凹槽中形成包含油溶性量子点材料的溶液。
在本步骤中，包含油溶性量子点材料的溶液的溶剂可以是辛烷、氯苯、氯仿或者正己烷。量子点材料为油溶性量子点材料具体可以是指量子点材料的包裹剂为油溶性的，包裹剂例如可以是油胺。量子点材料可以包括InP系量子点材料、CdSe系量子点材料、ZnTeSe系量子点材料、钙钛矿量子点材料。
S32、对包含油溶性量子点材料的溶液进行固化以得到量子点薄膜。
在本步骤中，可以在真空腔室中，通过高温干燥等过程，使溶剂完全挥发，以进行固化，进而得到量子点薄膜。可选地，量子点薄膜的厚度可以设置在5nm至25nm之间，例如10nm至20nm。
S33、将量子点薄膜转移至目标基板上。
在本步骤中，可以通过转移层将量子点薄膜转移至目标基板上，具体将在后文作详细说明，在此先不赘述。
采用本发明实施例的转印方法，可以代替传统的利用喷墨打印的方式在显示基板上形成量子点薄膜，从而可以实现中小尺寸显示面板的制备；并且，在本发明实施例中，量子点薄膜的形成(或转印)过程中不需要借助光刻工艺，因此，可以避免光刻工艺导致的混色问题和紫外线照射的问题。
图7为本发明实施例提供的转印方法的流程图之二，图8a至图8e为本发明实施例提供的转印过程的示意图，结合图7至图8e所示，模具包括基底1、疏油层2和间隔层3，模具的具体结构前文已有介绍，故在此不再赘述。在一些具体实施例中，转印方法包括：
S41、在凹槽中形成包含油溶性量子点材料的溶液。
S42、对包含油溶性量子点材料的溶液进行固化以得到量子点薄膜5。
S43、在量子点薄膜上形成转移层6，转移层6与量子点薄膜5之间的粘附力大于基底1与量子点薄膜5之间的粘附力。
S44、将粘结有量子点薄膜5的转移层6转移至目标基板7上，转移层6位于量子点薄膜5远离目标基板7的一侧。
S45、将形成有量子点薄膜5的目标基板7放置在第一溶液中，第一溶液用于溶解转移层6。
在本发明实施例中，如图8d所示，目标基板7可以包括第一电极层71、空穴注入层72和空穴传输层73，空穴注入层72位于第一电极层71和空穴传输层73之间。量子点薄膜5设置在空穴传输层73远离第一电极层71的一侧。第一电极层71可以为阳极，第一电极层71可以为透光电极，从而使量子点薄膜5发出的光线可以经第一电极层71出射，第一电极层71的材料可以包括氧化铟锡(Indium Tin Oxide，ITO)材料。
在本发明实施例中，采用上述方式(也即湿法)去除转移层6有利于保证量子点薄膜5的完整性，从而可以提高制备效果。
重复上述过程，可以制备多种颜色的量子点薄膜5，多种颜色例如可以包括红色、绿色和蓝色。在将量子点薄膜5转印至目标基板7上，且去除转移层6之后，可以在量子点薄膜5远离空穴传输层73的一侧形成电子传输层和第二电极层，第二电极层可以为阴极，从而得到量子点发光器件。
当然，在另一些具体实施例中，目标基板可以包括第二电极层和设置在第二电极层上的电子传输层，量子点薄膜5设置在电子传输层远离第二电极层的一侧，那么，在将量子点薄膜5转印至目标基板7上，且去除转移层6之后，可以在量子点薄膜5远离电子传输层的一侧形成空穴传输层、空穴注入层和第一电极层，从而得到量子点发光器件。
在一些具体实施例中，第一溶液包括丙酮和乙醇中的至少一者，转移层6的材料包括能够溶于丙酮(或乙醇)的有机材料，例如，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。可选地，转移层6可包括转移部61，以及设置在转移部61远离量子点薄膜5一侧的转移基底62，转移部61和转移基底62的材料均包括能够溶于丙酮(或乙醇)的有机材料。例如，转移部61的材料可以包括聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，转移基底62的材料可以包括聚酰亚胺(PI)。
需要说明的是，在本发明实施例中，第一溶液和转移层6还可以包括其他材料，具体根据实际需要确定，只要第一溶液能够溶解转移层6，且不能溶解量子点薄膜5即可。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种用于转印量子点薄膜的模具，其特征在于，包括：
基底，所述基底的第一表面上设置有多个凹槽，所述凹槽用于容纳待转印的所述量子点薄膜，所述量子点薄膜由含有油溶性量子点材料的溶液固化后得到；
疏油层，包括第一部分，所述第一部分设置在所述基底的第一表面上，且位于所述凹槽外。
2.根据权利要求1所述的模具，其特征在于，所述凹槽中设置有间隔层，所述间隔层与所述量子点薄膜之间的粘附力小于所述基底与所述量子点薄膜之间的粘附力。
3.根据权利要求2所述的模具，其特征在于，所述疏油层还包括第二部分，所述第二部分位于所述凹槽中，且位于所述间隔层与所述凹槽的底壁之间。
4.根据权利要求2或3所述的模具，其特征在于，所述间隔层的材料包括聚二甲基硅氧烷，所述疏油层的材料包括聚四氟乙烯和纳米二氧化硅中的至少一者。
5.一种模具的制备方法，其特征在于，包括：
提供基底；
在所述基底的第一表面上形成多个凹槽，所述凹槽用于容纳待转印的量子点薄膜，所述量子点薄膜由含有油溶性量子点材料的溶液固化后得到；
形成疏油层，所述疏油层包括第一部分，所述第一部分位于所述基底的第一表面上，且位于所述凹槽外。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述疏油层还包括第二部分，所述第二部分位于所述凹槽中，在形成所述疏油层之后，所述制备方法还包括：
在所述第一部分远离所述基底的一侧形成牺牲层；
形成间隔材料层，所述间隔材料层与所述量子点薄膜之间的粘附力小于所述基底与所述量子点薄膜之间的粘附力，所述间隔材料层覆盖所述牺牲层和所述第二部分；
去除所述牺牲层，以去除覆盖所述牺牲层的所述间隔材料层。
7.一种转印方法，其特征在于，所述转印方法利用如权利要求1至4中任一项所述的模具进行转印，所述转印方法包括：
在所述凹槽中形成包含油溶性量子点材料的溶液；
对所述包含油溶性量子点材料的溶液进行固化以得到所述量子点薄膜；
将所述量子点薄膜转移至目标基板上。
8.根据权利要求7所述的转印方法，其特征在于，所述将所述量子点薄膜转移至目标基板上的步骤，包括：
在所述量子点薄膜上形成转移层，所述转移层与所述量子点薄膜之间的粘附力大于所述基底与所述量子点薄膜之间的粘附力；
将粘结有所述量子点薄膜的所述转移层转移至所述目标基板上，所述转移层位于所述量子点薄膜远离所述目标基板的一侧；
将所述量子点薄膜转移至所述目标基板上之后，所述转印方法还包括：
去除所述转移层。
9.根据权利要求8所述的转印方法，其特征在于，所述去除所述转移层的步骤，包括：将形成有所述量子点薄膜的所述目标基板放置在第一溶液中，所述第一溶液用于溶解所述转移层。
10.根据权利要求9所述的转印方法，其特征在于，所述第一溶液包括丙酮和乙醇中的至少一者，所述转移层包括与所述量子点薄膜粘结的转移部，所述转移部的材料包括聚甲基丙烯酸甲酯。
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