CN113937244A - 一种转印图案化电极制备微米led的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种转印图案化电极制备微米LED的方法，所述方法中，先制备带图案凹槽的PDMS印章，再通过PDMS印章在PET面上印制图案形状的PVA图形，然后以印制出的PVA图形制备图案化的电极，在图案化的电极上依次沉积空穴注入层、空穴传输层、量子点薄膜、电子传输层、金属阴极；本发明所述方法可以使QLED器件的像素尺寸缩小至微米级别，从而获得高亮度、高PPI的显示像素单元。

Description

一种转印图案化电极制备微米LED的方法
技术领域
本发明涉及LED制备技术领域，尤其是一种转印图案化电极制备微米LED的方法。
背景技术
量子点因其独特的光电特性而引人注目，例如高亮度和窄发射光谱、广泛的颜色可调性、高量子产率和良好的稳定性。目前已有广泛的研究来实现实用的电致发光有源矩阵QD发光二极管(ELQLED)。ELQLED的前景可以进一步扩展到下一代“近眼”设备，如用于虚拟现实(VR)和增强现实(AR)应用的头戴式显示器和智能眼镜，由于观看距离更短，这不可避免地需要每一英寸像素数(PPI)的显著飞跃。像素密度增加后，必须用更宽的色域替换发射材料，以保持准确的色彩表现。
发明内容
本发明提出一种转印图案化电极制备微米LED的方法，该方法可以使QLED器件的像素尺寸缩小至微米级别，从而获得高亮度、高PPI的显示像素单元。
本发明采用以下技术方案。
一种转印图案化电极制备微米LED的方法，所述方法中，先制备带图案凹槽的PDMS印章，再通过PDMS印章在PET面上印制图案形状的PVA图形，然后以印制出的PVA图形制备图案化的电极，在图案化的电极上依次沉积空穴注入层、空穴传输层、量子点薄膜、电子传输层、金属阴极。
所述制备带图案凹槽的PDMS印章，其方法为：在硅的母模板上涂覆聚二甲基硅氧烷，即PDMS，然后加热预设时长使其处于固化状态，再以预设退火温度进行退火。再将固化完成后的PDMS从模板上分离。
制备印章时，对PDMS加热50min使其处于固化状态，预设的退火温度为80℃；
所述PDMS印章面积为0.8cm2，厚度为0.5mm且每个圆形凹槽直径为5um，深度为1.5μm；
PDMS的制备方法为用液态组成部分和固化剂以10:1质量比例混合，然后将其搅拌10min放入真空干燥箱里抽真空，静置0.5h后取出。
所述通过PDMS印章在PET面上印制图案形状的PVA，其方法为，将预先制备的带凹槽的PDMS印章粘附PVA，使PVA填充至凹槽处，再把印章贴合到PET面上，依次按压、分离PDMS印章，使印章粘附的PVA被转印到PET面上形成PVA图形，再进行退火。
PDMS印章粘附PVA的方法是在玻璃上旋涂15mg/ml且溶剂为水的PVA形成PVA薄膜，再以印章粘附玻璃上的PVA薄膜，使印章的凹槽内填充入PVA；所述PET面上形成PVA图形后的退火温度是120℃。
所述以印制出的PVA图形制备图案化的电极，其方法为，在PET面上印制出的PVA图形处喷涂银纳米线，并用丙酮擦拭以洗去没有PVA附着处的银纳米线，形成图案化的电极。
所述制备微米LED的方法用于制备微米QLED器件结构，所述微米QLED器件结构依次包括PET/图案化AgNWs层、空穴注入层、空穴传输层、量子点薄膜、电子传输层、金属阴极。
所述空穴注入层的材料为聚合物PEDOT:PSS、氧化钼、氧化镍、硫氰亚铜中的一种；所述空穴传输层的材料为聚合物TFB、Poly:TPD、PVK中的一种或几种的混合物；所述电子传输层的材料为ZnO纳米颗粒、掺杂金属阳离子的ZnO纳米颗粒、ZnO纳米颗粒与聚合物的混合体。
所述量子点的材料为CdSe、InP、卤素钙钛矿中的一种。
所述金属阴极的材料为银或铝。
相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：
（1）利用有PVA处银纳米线附着能力强的特点和可图案化的PDMS印章特性，使QLED器件的像素尺寸可缩小至微米级别，从而获得高亮度、高PPI的显示像素单元。
（2）制备过程安全无污染，不生成副产物，工艺简单易操作。
（3）PDMS印章可以重复利用。
本发明方法制作成本低，制备工艺简单，不仅制备速度快，而且制备的环境无需特殊的要求，在常温常压的大气环境下就可进行。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步详细的说明：
附图1是微米QLED器件的结构示意图；
附图2是本发明中以印章转印图案化电极的工艺流程图；
附图3是PDMS印章转印PVA过程的示意图。
具体实施方式
如图所示，一种转印图案化电极制备微米LED的方法，所述方法中，先制备带图案凹槽的PDMS印章，再通过PDMS印章在PET面上印制图案形状的PVA图形，然后以印制出的PVA图形制备图案化的电极，在图案化的电极上依次沉积空穴注入层、空穴传输层、量子点薄膜、电子传输层、金属阴极。
所述制备带图案凹槽的PDMS印章，其方法为：在硅的母模板上涂覆聚二甲基硅氧烷，即PDMS，然后加热预设时长使其处于固化状态，再以预设退火温度进行退火。再将固化完成后的PDMS从模板上分离。
制备印章时，对PDMS加热50min使其处于固化状态，预设的退火温度为80℃；
所述PDMS印章面积为0.8cm2，厚度为0.5mm且每个圆形凹槽直径为5um，深度为1.5μm；
PDMS的制备方法为用液态组成部分和固化剂以10:1质量比例混合，然后将其搅拌10min放入真空干燥箱里抽真空，静置0.5h后取出。
所述通过PDMS印章在PET面上印制图案形状的PVA，其方法为，将预先制备的带凹槽的PDMS印章粘附PVA，使PVA填充至凹槽处，再把印章贴合到PET面上，依次按压、分离PDMS印章，使印章粘附的PVA被转印到PET面上形成PVA图形，再进行退火。
PDMS印章粘附PVA的方法是在玻璃上旋涂15mg/ml且溶剂为水的PVA形成PVA薄膜，再以印章粘附玻璃上的PVA薄膜，使印章的凹槽内填充入PVA；所述PET面上形成PVA图形后的退火温度是120℃。
所述以印制出的PVA图形制备图案化的电极，其方法为，在PET面上印制出的PVA图形处喷涂银纳米线，并用丙酮擦拭以洗去没有PVA附着处的银纳米线，形成图案化的电极。
所述制备微米LED的方法用于制备微米QLED器件结构，所述微米QLED器件结构依次包括PET/图案化AgNWs层、空穴注入层、空穴传输层、量子点薄膜、电子传输层、金属阴极。
所述空穴注入层的材料为聚合物PEDOT:PSS、氧化钼、氧化镍、硫氰亚铜中的一种；所述空穴传输层的材料为聚合物TFB、Poly:TPD、PVK中的一种或几种的混合物；所述电子传输层的材料为ZnO纳米颗粒、掺杂金属阳离子的ZnO纳米颗粒、ZnO纳米颗粒与聚合物的混合体。
所述量子点的材料为CdSe、InP、卤素钙钛矿中的一种。
所述金属阴极的材料为银或铝。
实施例：
本例中，微米QLED器件结构依次为PET/AgNWs层（图案化）、空穴注入层、空穴传输层、量子点薄膜、电子传输层、金属阴极。
其中空穴注入层使用PEDOT:PSS溶液，空穴传输层使用TFB溶液，利用匀胶机旋涂成膜，转速为3000rpm且时间为40s。
量子点薄膜通过旋涂至空穴传输层上，转速为2000rpm且时间为40s，然后电子传输层是将掺杂有机聚合物PVP的ZnO纳米颗粒溶液旋涂成膜，转速为2000rpm且时间为40s。
金属阴极通过真空镀膜机沉积100nm的Ag电极。
以上具体实施方式仅用于说明本发明的技术方案而非限制，对本领域的普通技术人员来说，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，其均应该属于本发明的权利所要求的范围当中。

Claims (10)

1.一种转印图案化电极制备微米LED的方法，其特征在于：所述方法中，先制备带图案凹槽的PDMS印章，再通过PDMS印章在PET面上印制图案形状的PVA图形，然后以印制出的PVA图形制备图案化的电极，在图案化的电极上依次沉积空穴注入层、空穴传输层、量子点薄膜、电子传输层、金属阴极。
2.根据权利要求1所述的一种转印图案化电极制备微米LED的方法，其特征在于：所述制备带图案凹槽的PDMS印章，其方法为：在硅的母模板上涂覆聚二甲基硅氧烷，即PDMS，然后加热预设时长使其处于固化状态，再以预设退火温度进行退火；
再将固化完成后的PDMS从模板上分离。
3.根据权利要求2所述的一种转印图案化电极制备微米LED的方法，其特征在于：制备印章时，对PDMS加热50min使其处于固化状态，预设的退火温度为80℃；
所述PDMS印章面积为0.8cm2，厚度为0.5mm且每个圆形凹槽直径为5um，深度为1.5μm；
PDMS的制备方法为用液态组成部分和固化剂以10:1质量比例混合，然后将其搅拌10min放入真空干燥箱里抽真空，静置0.5h后取出。
4.根据权利要求1所述的一种转印图案化电极制备微米LED的方法，其特征在于：所述通过PDMS印章在PET面上印制图案形状的PVA，其方法为，将预先制备的带凹槽的PDMS印章粘附PVA，使PVA填充至凹槽处，再把印章贴合到PET面上，依次按压、分离PDMS印章，使印章粘附的PVA被转印到PET面上形成PVA图形，再进行退火。
5.根据权利要求4所述的一种转印图案化电极制备微米LED的方法，其特征在于：PDMS印章粘附PVA的方法是在玻璃上旋涂15mg/ml且溶剂为水的PVA形成PVA薄膜，再以印章粘附玻璃上的PVA薄膜，使印章的凹槽内填充入PVA；所述PET面上形成PVA图形后的退火温度是120℃。
6.根据权利要求1所述的一种转印图案化电极制备微米LED的方法，其特征在于：所述以印制出的PVA图形制备图案化的电极，其方法为，在PET面上印制出的PVA图形处喷涂银纳米线，并用丙酮擦拭以洗去没有PVA附着处的银纳米线，形成图案化的电极。
7.根据权利要求1所述的一种转印图案化电极制备微米LED的方法，其特征在于：所述制备微米LED的方法用于制备微米QLED器件结构，所述微米QLED器件结构依次包括PET/图案化AgNWs层、空穴注入层、空穴传输层、量子点薄膜、电子传输层、金属阴极。
8.根据权利要求7所述的一种转印图案化电极制备微米LED的方法，其特征在于：所述空穴注入层的材料为聚合物PEDOT:PSS、氧化钼、氧化镍、硫氰亚铜中的一种；所述空穴传输层的材料为聚合物TFB、Poly:TPD、PVK中的一种或几种的混合物；所述电子传输层的材料为ZnO纳米颗粒、掺杂金属阳离子的ZnO纳米颗粒、ZnO纳米颗粒与聚合物的混合体。
9.根据权利要求7所述的一种转印图案化电极制备微米LED的方法，其特征在于：所述量子点的材料为CdSe、InP、卤素钙钛矿中的一种。
10.根据权利要求7所述的一种转印图案化电极制备微米LED的方法，其特征在于：所述金属阴极的材料为银或铝。
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