CN115020626A - 量子点像素化薄膜制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种量子点像素化薄膜制备方法。量子点像素化薄膜制备方法包括：通过光刻胶在基板上进行图形光刻，得到光刻图形；在形成光刻图形的基板上涂覆量子点墨水；对量子点墨水进行固化；剥离光刻胶以形成第一量子点像素层；重复上述步骤以形成另一种颜色的第二量子点像素层。本申请的量子点像素化薄膜制备方法至少具有如下有益效果：通过涂覆量子点墨水后剥离光刻胶的方式间接制备量子点像素化薄膜，能够提高像素的质量，达到更高的光转换率。
Description
技术领域
本申请涉及显示技术领域，尤其是涉及一种量子点像素化薄膜制备方法。
背景技术
相关技术中，通常采用直接配置量子点光刻胶的方式制备量子点像素化薄膜，但量子点光刻胶的化学性质受其中的量子点浓度影响，最终形成的像素难以达到高光转换率。
发明内容
本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本申请提出一种量子点像素化薄膜制备方法，通过涂覆量子点墨水后剥离光刻胶的方式间接制备量子点像素化薄膜，能够提高像素的质量，达到更高的光转换率。
根据本申请的第一方面实施例的量子点像素化薄膜制备方法，包括：通过光刻胶在基板上进行图形光刻，得到光刻图形；在形成所述光刻图形的所述基板上涂覆量子点墨水；对所述量子点墨水进行固化；剥离所述光刻胶以形成第一量子点像素层；重复上述步骤以形成另一种颜色的第二量子点像素层。
根据本申请实施例的量子点像素化薄膜制备方法，至少具有如下有益效果：通过涂覆量子点墨水后剥离光刻胶的方式间接制备量子点像素化薄膜，能够提高像素的质量，达到更高的光转换率。
根据本申请的一些实施例，所述通过光刻胶在基板上进行图形光刻，得到光刻图形的步骤之前，还包括：清洗所述基板；对所述基板进行紫外光照射处理；在所述基板上形成二向色镀层。
根据本申请的一些实施例，所述重复上述步骤以形成另一种颜色的第二量子点像素层的步骤之后，还包括：在所述基板和量子像素层上沉积保护层，分别得到基板保护层和像素保护层；其中，所述量子像素层包括所述第一量子点像素层和所述第二量子点像素层；在所述基板保护层上形成阻光层；在所述像素保护层上形成滤光层。
根据本申请的一些实施例，所述在所述基板和量子像素层上沉积保护层的步骤，具体为：通过磁控溅射工艺在所述基板和所述量子像素层上沉积所述保护层。
根据本申请的一些实施例，所述保护层的材料为透明光学胶或透明氧化物。
根据本申请的一些实施例，所述在形成所述光刻图形的所述基板上涂覆量子点墨水的步骤，具体为：在所述基板上以500-1500rpm的速度旋涂所述量子点墨水，旋涂时间为20-30s。
根据本申请的一些实施例，所述对所述量子点墨水进行固化的步骤，具体为：将所述基板在120摄氏度下烘烤3分钟以固化所述量子点墨水。
根据本申请的一些实施例，所述剥离所述光刻胶以形成第一量子点像素层的步骤，具体为：通过丙酮冲洗所述基板以去除所述光刻胶；通过异丙醇浸洗所述基板；在120摄氏度下烘烤所述基板1分钟以形成所述第一量子点像素层。
根据本申请的一些实施例，所述量子点墨水的组成成分包括：量子点、高分子聚合物和墨水溶剂。
根据本申请的一些实施例，所述墨水溶剂的材料包括：甲苯或氯苯。
本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
下面结合附图和实施例对本申请做进一步的说明，其中：
图1为本申请量子点像素化薄膜制备方法一种实施例的流程图；
图2为本申请量子点像素化薄膜制备方法另一种实施例的流程图；
图3为本申请量子点像素化薄膜制备方法又一种实施例的流程图；
图4为图1中步骤S400一种实施例的流程图；
图5为本申请量子点像素化薄膜一种实施例的结构图。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
在本申请的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
在本申请的描述中，若干的含义是一个以上，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，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或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本申请的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本申请中的具体含义。
本申请实施例的量子点像素化薄膜制备方法可应用于制作基于量子点的超高分辨率显示器件的过程中。显示技术作为电子信息领域的重要信息传输技术，其更新换代十分迅速，从最早的单色发光二极管显示屏，发展到广泛应用的液晶显示屏，再到近些年新兴的有机发光二极管显示设备。超小像素、超高分辨率的显示设备在增强现实、混合现实、穿戴电子、可见光通信、军事等领域具有广泛的应用前景。量子点是把激子在三个空间方向上束缚住的半导体纳米发光材料，具有半峰宽窄，发光强度高、可大面积溶液加工、柔性显示等优秀的性质，可吸收蓝色背光转换为红绿光，实现全彩显示。且因为其超小尺寸和可图案化加工的特点，适合用于制作超高分辨率的显示器件。
相关技术中，通常采用直接配置量子点光刻胶的方式制备量子点像素化薄膜。但量子点光刻胶的制备需要对量子点进行配体交换等处理，存在量子点光刻胶中的量子点浓度不高进而影响光刻胶化学性质的问题，难以达到较高的光转换效率，可能导致各个像素之间发光串扰以及出现蓝光泄露的情况。
基于此，本申请提出一种量子点像素化薄膜制备方法，通过涂覆量子点墨水后剥离光刻胶的方式间接制备量子点像素化薄膜，能够提高像素的质量，达到更高的光转换率。
一些实施例，参照图1，量子点像素化薄膜制备方法包括：
S100，通过光刻胶在基板上进行图形光刻，得到光刻图形；
S200，在形成光刻图形的基板上涂覆量子点墨水；
S300，对量子点墨水进行固化；
S400，剥离光刻胶以形成第一量子点像素层；
S500，重复上述步骤以形成另一种颜色的第二量子点像素层。
对于步骤S100，光刻胶用于定义像素区域，其厚度需要大于最后需要获得的量子点像素层，以避免破坏量子点。若使用正性光刻胶，则形成的光刻图形与最终的目标像素图形相同；若使用反性光刻胶，则形成的光刻图形与最终的目标像素图形相反。需要说明的是，在本申请的实施例中，以选用正性光刻胶的情况进行说明。本领域技术人员可以根据正性光刻胶和反性光刻胶的特性，在不脱离本申请宗旨的前提下确定选用反性光刻胶的各种变化。在本申请的实施例中，通常选用玻璃材质的基板。
对于步骤S200，量子点墨水由量子点材料分散在有机溶剂中构成。由于量子点材料本身是纳米颗粒，所以很难得到高黏度的墨水，墨水黏度过低使得墨滴不易控制，在量子点图案化的过程中易出现形成彗星点、边缘厚中间薄的咖啡环等问题，导致量子点薄膜厚度不一致、均匀性差。因此在量子点墨水的配置过程中，通常通过优化溶剂配方及配比、适当添加黏度调节剂、引发剂及其他助剂等方法适当提高墨水黏度。
对于步骤S300，通过固化操作使得量子点在既定的像素区域内形成量子点像素层。需要说明的是，量子点墨水是涂覆在基板上的，所以不仅像素区域内存在固化后量子点墨水形成的量子点像素层，在非像素区域的光刻胶上也覆盖有固化后量子点墨水形成的量子点像素层。
对于步骤S400，剥离光刻胶的同时也剥离了覆盖在光刻胶上的量子点像素层，仅留下像素区域的量子点像素层，也就是目标量子点像素层。
对于步骤S500，量子点的发射光谱可以通过改变量子点的尺寸大小来控制。通过改变量子点的尺寸和它的化学组成可以使其发射光谱覆盖整个可见光区。在本申请实施例中，不同颜色的量子点是指不同发射光谱的量子点，也即不同尺寸大小的量子点。可以理解的是，同一种量子点墨水中的量子点颜色相同，因此，当形成第一量子点像素层后，需要再次操作形成不同颜色的第二量子点像素层。在本申请实施例中，第一量子点像素层、第二量子点像素层分别为红色像素层、绿色像素层。需要说明的是，不同颜色的量子点像素层之间保持一定的间隔距离。因为本申请实施例的显示器件采用蓝光作为背景光，因此不需要设置蓝色的量子点像素层，基板可以近似视为具有蓝色像素层的功能。
本申请实施例的量子点像素化薄膜制备方法至少具有如下有益效果：通过涂覆量子点墨水后剥离光刻胶的方式间接制备量子点像素化薄膜，能够提高像素的质量，达到更高的光转换率。
此外，本申请实施例的量子点像素化薄膜制备方法避免了量子点的改性以及量子点光刻胶的额外配置，可以用较低的成本实现大面积的量子点像素图案化。
一些实施例，参照图2，步骤S100之前，还包括：
S600，清洗基板；
S700，对基板进行紫外光照射处理；
S800，在基板上形成二向色镀层。
对于步骤S600和步骤S700，对基板进行清洗及紫外光照射处理，从而有效地去除薄膜沉积前基板上的各种污物，达到表面清洁的效果，形成薄膜沉积所需的微观环境。
对于步骤S800，在基板上依次交替真空溅射沉积两种不同折射率的金属氧化物材料，形成二向色镀层，使基板具有短波滤波功能，反射波长范围小于500nm，可透过波长范围为500nm-900nm。
一些实施例，参照图3，步骤S500之后，还包括：
S900，在基板和量子像素层上沉积保护层，分别得到基板保护层和像素保护层；其中，量子像素层包括第一量子点像素层和第二量子点像素层；
S1000，在基板保护层上形成阻光层；
S1100，在像素保护层上形成滤光层。
对于步骤S900，基板保护层与像素保护层材质相同，基板保护层沉积于基板上，像素保护层沉积于两个量子点像素层上。
对于步骤S1000，通常选用黑胶作为阻光层，能够阻止光线传播。阻光层能够隔离不同颜色的量子点像素层发出的光线，避免发光串扰及背景蓝光泄露。
对于步骤S1100，可以理解的是，滤光层为透光层，可供第一像素层和第二像素层装换背景蓝光后发出的红光与绿光通过。需要说明的是，与第一像素层、第二像素层对应的一定基板范围可以视为蓝色的第三像素层，因此此区域的基板保护层视为像素保护层。
一些实施例，步骤S900具体为：通过磁控溅射工艺在基板和量子像素层上沉积保护层。磁控溅射是物理气相沉积的一种。物理气相沉积技术是指在真空条件下采用物理方法将材料源(固体或液体)表面气化成气态原子或分子，或部分电离成离子，并通过低压气体(或等离子体)在基体表面沉积具有某种特殊功能的薄膜的技术，物理气相沉积是重要的表面处理技术之一。一般的溅射法可被用于制备金属、半导体、绝缘体等多材料，且具有设备简单、易于控制、镀膜面积大和附着力强等优点。磁控溅射法更是实现了高速、低温、低损伤。因为是在低气压下进行高速溅射，必须有效地提高气体的离化率。磁控溅射通过在靶阴极表面引入磁场，利用磁场对带电粒子的约束来提高等离子体密度以增加溅射率。
一些实施例，保护层的材料为透明光学胶或透明氧化物。保护层需要具有良好的透光性能。一个实施例，保护层可以为二氧化硅薄膜。示意性实施例，保护层还可以为掺锡氧化铟薄膜。
一些实施例，步骤S200具体为：在基板上以500-1500rpm的速度旋涂量子点墨水，旋涂时间为20-30s。旋涂速度和旋涂时间可根据具体应用场景需要进行设置。
根据本申请的一些实施例，步骤S300具体为：将基板在120摄氏度下烘烤3分钟以固化量子点墨水。量子点墨水中通常添加有高分子聚合物，高分子聚合物能够辅助平整形貌，同时增加量子点像素对于衬底的附着力。在烘烤过程中，高分子聚合物可以形成球状微米颗粒，并均匀的吸附量子点，这些微米颗粒能够增加光的散射，提高蓝光在像素内部的利用效率，减少发光串扰。
一些实施例，参照图4，步骤S400具体为：
S410，通过丙酮冲洗基板以去除光刻胶；
S420，通过异丙醇浸洗基板；
S430，在120摄氏度下烘烤基板1分钟以形成第一量子点像素层。
对于步骤S410和步骤S420，丙酮和异丙醇都是量子点和高分子聚合物的反溶剂，能够将光刻胶去除。
对于步骤S430，通过烘烤去除基板上残留的丙酮和异丙醇，为接下来的制备工艺做准备。
一些实施例，量子点墨水的组成成分包括：量子点、高分子聚合物和墨水溶剂。量子点墨水的溶剂为量子点和所使用的高分子聚合物的良溶剂。添加的高分子聚合物为非极性分子，可以和量子点相溶于同一溶剂体系并能稳定共存。高分子聚合物能够辅助平整形貌，同时增加量子点像素对于衬底的附着力。在烘烤固化量子点墨水的过程中，高分子聚合物可以形成球状微米颗粒，并均匀的吸附量子点，这些微米颗粒能够增加光的散射，提高蓝光在像素内部的利用效率，减少发光串扰。
一些实施例，墨水溶剂的材料包括：甲苯或氯苯。可以理解的是，墨水溶剂的材料还可以为其它量子点的良性溶剂材料。
示意性实施例，参照图5，根据本申请实施例的量子点像素化薄膜制备方法得到的量子点像素化薄膜包括：基板、二向色镀层、第一量子点像素层、第二量子点像素层、保护层、阻光层和滤光层。二向色镀层为在基板上依次交替真空溅射沉积两种不同折射率的金属氧化物材料形成的薄膜层。第一量子点像素层和第二量子点像素层形成于二向色镀层上，第一像素层和第二像素层之间保持一定间隔距离。保护层覆盖于二向色镀层、第一量子点像素层和第二量子点像素层上。滤光层分为红色滤光层、绿色滤光层和蓝色滤光层，红色滤光层形成于对应第一量子点像素层区域的保护层上，绿色滤光层形成于对应第二量子点像素层区域的保护层上。第二量子点像素层右侧一定距离的基板区域可以视为第三量子点像素层，蓝色滤光层形成于此区域的保护层上。阻光层形成于保护层上未被滤光层覆盖的区域。
本申请的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”或“示意性实施例”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申请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一定指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何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
上面结合附图对本申请实施例作了详细说明，但是本申请不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本申请宗旨的前提下做出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
Claims (10)
1.量子点像素化薄膜制备方法，其特征在于，包括：
通过光刻胶在基板上进行图形光刻，得到光刻图形；
在形成所述光刻图形的所述基板上涂覆量子点墨水；
对所述量子点墨水进行固化；
剥离所述光刻胶以形成第一量子点像素层；
重复上述步骤以形成另一种颜色的第二量子点像素层。
2.根据权利要求1所述的量子点像素化薄膜制备方法，其特征在于，所述通过光刻胶在基板上进行图形光刻，得到光刻图形的步骤之前，还包括：
清洗所述基板；
对所述基板进行紫外光照射处理；
在所述基板上形成二向色镀层。
3.根据权利要求1所述的量子点像素化薄膜制备方法，其特征在于，所述重复上述步骤以形成另一种颜色的第二量子点像素层的步骤之后，还包括：
在所述基板和量子像素层上沉积保护层，分别得到基板保护层和像素保护层；其中，所述量子像素层包括所述第一量子点像素层和所述第二量子点像素层；
在所述基板保护层上形成阻光层；
在所述像素保护层上形成滤光层。
4.根据权利要求3所述的量子点像素化薄膜制备方法，其特征在于，所述在所述基板和量子像素层上沉积保护层的步骤，具体为：
通过磁控溅射工艺在所述基板和所述量子像素层上沉积所述保护层。
5.根据权利要求3所述的量子点像素化薄膜制备方法，其特征在于，所述保护层的材料为透明光学胶或透明氧化物。
6.根据权利要求1所述的量子点像素化薄膜制备方法，其特征在于，所述在形成所述光刻图形的所述基板上涂覆量子点墨水的步骤，具体为：
在所述基板上以500-1500rpm的速度旋涂所述量子点墨水，旋涂时间为20-30s。
7.根据权利要求1所述的量子点像素化薄膜制备方法，其特征在于，所述对所述量子点墨水进行固化的步骤，具体为：
将所述基板在120摄氏度下烘烤3分钟以固化所述量子点墨水。
8.根据权利要求1所述的量子点像素化薄膜制备方法，其特征在于，所述剥离所述光刻胶以形成第一量子点像素层的步骤，具体为：
通过丙酮冲洗所述基板以去除所述光刻胶；
通过异丙醇浸洗所述基板；
在120摄氏度下烘烤所述基板1分钟以形成所述第一量子点像素层。
9.根据权利要求1至8任一项所述的量子点像素化薄膜制备方法，其特征在于，所述量子点墨水的组成成分包括：量子点、高分子聚合物和墨水溶剂。
10.根据权利要求9所述的量子点像素化薄膜制备方法，其特征在于，所述墨水溶剂的材料包括：甲苯或氯苯。
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| CN202210572862.6A CN115020626A (zh) | 2022-05-25 | 2022-05-25 | 量子点像素化薄膜制备方法 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
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