CN116472326A - 量子点膜和量子点膜图案化的方法以及它们的应用 - Google Patents
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Abstract
一种量子点膜和量子点膜图案化的方法以及它们的应用,所述量子点膜包括目标颜色量子点膜和残留非目标颜色量子点膜,所述目标颜色量子点膜的目标颜色量子点的配体为油溶性配体,所述残留非目标颜色量子点膜的残留非目标颜色量子点的配体选自卤素离子和碳链长度在2个碳至18个碳范围内的短链有机配体中的任意一种或多种。
Description
本公开实施例涉及但不限于显示技术领域,尤其涉及一种量子点膜及其在量子点光电器件和显示装置中的应用、一种量子点膜图案化的方法及其在制备量子点发光器件中的应用。
半导体量子点(Quantum Dot,QD)是一种重要的荧光纳米材料。将量子点作为发光层材料,应用于平板照明和光电显示领域,越来越受到学术界和工业界的关注。截止到目前,在器件性能方面,量子点发光二极管(Quantum dot light-emitting diode,QLED)的外量子效率(External Quantum Efficiency,EQE)已经达到了20%以上。当前,发光层量子点的图案化工艺是决定全彩、高分辨QLED器件的关键步骤。目前已有转印、喷墨打印以及光刻等方式实现量子点的图案化工艺。
在实际工业大生产角度,通常采用光刻方式实现电子材料(量子点)的图案化。光刻需要借助于光刻胶。光刻胶包括正性光刻胶和负性光刻胶。但是借助于光刻胶的光刻工艺在应用中存在一些问题:
负性光刻胶成本较低,但是显影液通常采用对二甲苯,含苯类有机溶剂有毒,并不利于环保。正性光刻胶具有很好的对比度,所以生成的图形具有良好的分辨率;并且显影液为碱性水溶液,有利于环保。但是,碱性水溶液会破坏发光层的量子点。具体地:
基于正性光刻胶的“lift-off”工艺可以实现量子点图案化,该工艺的主要步骤为:“沉积光刻正胶-目标区域掩膜版曝光-显影-沉积量子点-全曝光-显影-目标区域引入图案化量子点层”。如果制备全彩(红、绿、蓝)QLED器件,这需要将上述工艺步骤重复3次。这其中,光刻胶的显影主要是借助于碱性溶液(例如氨水溶液,或四甲基氢氧化铵水溶液等)。遗憾的是,碱性溶液会对量子点表面配体的状态有比较严重的破坏,具体表现在碱性溶液中的氢氧根离子会破坏表面配体和量子点悬挂键的配位作用,进而使量子点 的表面缺陷位点重新暴露,最终破坏发光层,降低器件效率。因此,发展更加亲和的显影工艺或更环保的图案化工艺,制备高分辨、全彩QLED已经成为量子点显示工艺研究的重点和难点。
目前已有直接图案化量子点发光膜层的方法,用于制备全彩、高分辨QLED。然而,采用直接图案化对量子点发光二极管进行全彩化制备时,对量子点进行显影时,总会有一部分本该显影掉的量子点残留在像素区,这就导致混色问题(比如红色像素点中理应只发射红光,却含有微弱的绿光或者蓝光峰),从而影响其色域。
发明内容
以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。
本公开实施例提供一种量子点膜,所述量子点膜包括目标颜色量子点膜和残留非目标颜色量子点膜,所述目标颜色量子点膜的目标颜色量子点的配体为油溶性配体,所述残留非目标颜色量子点膜的残留非目标颜色量子点的配体选自卤素离子和碳链长度在2个碳至18个碳范围内的短链有机配体中的任意一种或多种。
本公开实施例还提供一种量子点光电器件,所述量子点光电器件包括如上所述的量子点膜。
本公开实施例还提供一种显示装置,所述显示装置包括多个如上所述的量子点光电器件。
本公开实施例还提供一种量子点膜图案化的方法,所述方法包括:
S100:采用带有油溶性配体的量子点在整个像素区形成量子点膜,除去不保留像素区的量子点膜,得到图案化的量子点膜;
S200:采用交换配体的前驱物与不保留像素区残留的量子点进行配体交换反应,使不保留像素区残留的量子点表面的油溶性配体被交换为交换配体,在不保留像素区得到残留量子点膜;
所述交换配体选自卤素离子和碳链长度在2个碳至18个碳范围内的短链 有机配体中的任意一种或多种。
本公开实施例还提供一种量子点发光器件的制备方法,包括:
形成第一电极;
采用如上所述的量子点膜图案化的方法形成图案化的量子点膜,作为量子点发光层;
形成第二电极。
附图用来提供对本公开技术方案的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本公开的实施例一起用于解释本公开的技术方案,并不构成对本公开技术方案的限制。附图中部件的形状和大小不反映真实比例,目的只是示意说明本公开内容。
图1为理想状态下直接图案化制备量子点膜图案的工艺流程图;
图2为量子点残留情况示意图;
图3为本公开示例性实施例的量子点光电器件的量子点层的结构示意图;
图4为本公开另一示例性实施例的量子点光电器件的量子点层的结构示意图;
图5为本公开示例性实施例的正置全彩QLED器件的结构示意图;
图6为本公开示例性实施例的倒置全彩QLED器件的结构示意图;
图7为本公开示例性实施例的QD-正置蓝光OLED器件的结构示意图;
图8为本公开示例性实施例的QD-倒置蓝光OLED器件的结构示意图;
图9为本公开另一示例性实施例的QD-正置蓝光OLED器件的结构示意图;
图10为本公开示例性实施例中单个颜色量子点膜的图案化的流程配体示意图;
图11为本公开示例性实施例中多个颜色量子点膜的图案化的流程示意图;
图12为QD-蓝光OLED全彩器件的制备流程示意图;
图13为QD-白光OLED全彩器件的制备流程示意图;
图14为QD-蓝光Micro LED全彩器件的制备流程示意图;
图15为本公开示例性实施例的PL基板在进行量子点配体交换前后的光致发光状态对比图。
附图中的标记符号的含义为:
10-基底;20-前膜层;30-红色量子点膜;30’-残留发光红色量子点膜;30”-残留红色量子点膜;30”’-功能红色量子点膜;40-绿色量子点膜;40’-残留发光绿色量子点膜;40”-残留绿色量子点膜;40”’-功能绿色量子点膜;50-蓝色量子点膜;50’-残留发光蓝色量子点膜;50”-残留蓝色量子点膜;50”’-功能蓝色量子点膜;100-阳极;200-空穴注入层;300-空穴传输层;400-量子点发光层;500-电子传输层;600-阴极;700-封装层;800-蓝色发光层;2000-蓝光OLED;2000’-白光OLED;2000”-蓝光Micro LED;3000-红色量子点转换层;4000-绿色量子点转换层;5000-蓝色量子点转换层。
本文中的实施方式可以以多个不同形式来实施。所属技术领域的普通技术人员可以很容易地理解一个事实,就是实现方式和内容可以在不脱离本公开的宗旨及其范围的条件下被变换为各种各样的形式。因此,本公开不应该被解释为仅限定在下面的实施方式所记载的内容中。在不冲突的情况下,本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
在附图中,有时为了明确起见,可能夸大表示了构成要素的大小、层的厚度或区域。因此,本公开的任意一个实现方式并不一定限定于图中所示尺寸,附图中部件的形状和大小不反映真实比例。此外,附图示意性地示出了理想的例子,本公开的任意一个实现方式不局限于附图所示的形状或数值等。
在本公开的描述中,“膜”和“层”可以相互调换。例如,有时可以将“量子点膜”换成为“量子点层”。
在本公开的描述中,“第一”、“第二”、“第三”等序数词是为了避免构成 要素的混同而设置,而不是为了在数量方面上进行限定的。
使用当前的直接图案化法可以实现量子点发光二极管的全彩图案化,但是这种工艺也有其缺点,即量子点在像素区的残留带来的混色问题。
图1为理想状态下直接图案化制备量子点膜图案的工艺流程图。如图1所示,量子点发光二极管图案化的工艺包括:在基底10上沉积前膜层20(即基底与量子点膜之间的膜层,例如在倒置QLED中,前膜层20为电子传输层;在正置QLED中,前膜层20包括空穴注入层和空穴传输层);在前膜层20上形成红色量子点膜30(例如通过旋涂的方式),将红色量子点膜30曝光,将绿色和蓝色像素区的红色量子点膜清洗掉,仅保留红色像素区的红色量子点膜30;形成绿色量子点膜40例如通过旋涂的方式),将绿色量子点膜40曝光,将红色和蓝色像素区的绿色量子点膜清洗掉,仅保留绿色像素区的绿色量子点膜40;形成蓝色量子点膜50例如通过旋涂的方式),将蓝色量子点膜50曝光,将红色和绿色像素区的蓝色量子点膜清洗掉,仅保留绿色像素区的蓝色量子点膜50。
然而,上述工艺为理想的工艺制备流程,然而在实际制备过程中,总会伴有量子点的残留(比如红色量子点残留在绿色和蓝色像素区,绿色量子点残留在红色和蓝色像素区)。
图2为量子点残留情况示意图。如图2所示,红色像素区上有残留的绿色量子点形成的残留发光绿色量子点膜40’和残留的蓝色量子点形成的残留发光蓝色量子点膜50’,绿色像素区上有残留的红色量子点形成的残留发光红色量子点膜30’和残留的蓝色量子点形成的残留发光蓝色量子点膜50’,蓝色像素区上有残留的红色量子点形成的残留发光红色量子点膜30’和残留的绿色量子点形成的残留发光绿色量子点膜40’。
量子点残留问题的存在会大大影响全彩量子点发光二极管的色域。
基于此,本公开实施例提供一种量子点膜,所述量子点膜包括目标颜色量子点膜和残留非目标颜色量子点膜,所述目标颜色量子点膜的目标颜色量子点的配体为油溶性配体,所述残留非目标颜色量子点膜的残留非目标颜色量子点的配体选自卤素离子和碳链长度在2个碳至18个碳范围内的短链有机 配体中的任意一种或多种。
在本公开实施例的描述中,
“目标颜色量子点膜”定义为所发出的光的颜色是像素区期望的颜色的量子点膜;
“目标颜色量子点”定义为形成“目标颜色量子点膜”的量子点;
“残留非目标颜色量子点”定义为与“目标颜色量子点”颜色不同、本应该被除去但却残留的量子点。
“残留非目标颜色量子点膜”定义为由“残留非目标颜色量子点”形成的量子点膜。
例如,红色像素区的“目标颜色量子点膜”为红色量子点膜,对应的“目标颜色量子点”为红色量子点,形成绿色像素区的绿色量子点膜和形成蓝色像素区的蓝色量子点膜时残留在红色像素区的绿色量子点膜和蓝色量子点膜相对于红色像素区来说属于残留非目标颜色量子点膜。
图3为本公开示例性实施例的量子点光电器件的量子点层的结构示意图。如图3所示,在该示例性实施例中,量子点层包括红色像素区的量子点膜、绿色像素区的量子点膜和蓝色像素区的量子点膜;其中,红色像素区的量子点膜包括设置在前膜层20一侧的红色量子点膜30、设置在所述红色量子点膜30的远离前膜层20一侧的残留绿色量子点膜40”、设置在所述残留绿色量子点膜40”的远离前膜层20一侧的残留蓝色量子点膜50”;绿色像素区的量子点膜包括设置在前膜层20一侧的残留红色量子点膜30”、设置在所述残留红色量子点膜30”的远离前膜层20一侧的绿色量子点膜40、设置在所述绿色量子点膜40的远离前膜层20一侧的残留蓝色量子点膜50”;蓝色像素区的量子点膜包括设置在前膜层20一侧的残留红色量子点膜30”、设置在所述残留红色量子点膜30”的远离前膜层20一侧的残留绿色量子点膜40”、设置在所述残留绿色量子点膜40”的远离前膜层20一侧的蓝色量子点膜50。
在示例性实施例中,所述量子点膜还可以包括设置在所述目标颜色量子点膜一侧的功能量子点膜,所述功能量子点膜的量子点为目标颜色量子点,所述功能量子点膜的量子点的配体选自卤素离子和碳链长度在2个碳至18 个碳范围内的短链有机配体中的任意一种或多种。
图4为本公开另一示例性实施例的量子点光电器件的量子点层的结构示意图。如图4所示,在该示例性实施例中,量子点层包括红色像素区的量子点膜、绿色像素区的量子点膜和蓝色像素区的量子点膜;其中,红色像素区的量子点膜包括设置在前膜层20一侧的红色量子点膜30、设置在所述红色量子点膜30的远离前膜层20一侧的功能红色量子点膜30”’、设置在所述功能红色量子点膜30”’的远离前膜层20一侧的残留绿色量子点膜40”、设置在所述残留绿色量子点膜40”的远离前膜层20一侧的残留蓝色量子点膜50”;绿色像素区的量子点膜包括设置在前膜层20一侧的残留红色量子点膜30”、设置在所述残留红色量子点膜30”的远离前膜层20一侧的绿色量子点膜40、设置在所述绿色量子点膜40的远离前膜层20一侧的功能绿色量子点膜40”’、设置在所述功能绿色量子点膜40”’的远离前膜层20一侧的残留蓝色量子点膜50”;蓝色像素区的量子点膜包括设置在前膜层20一侧的残留红色量子点膜30”、设置在所述残留红色量子点膜30”的远离前膜层20一侧的残留绿色量子点膜40”、设置在所述残留绿色量子点膜40”的远离前膜层20一侧的蓝色量子点膜50、设置在所述蓝色量子点膜50的远离前膜层20一侧的功能蓝色量子点膜50”’。在示例性实施例中,所述卤素离子可以选自I
-、Br
-和Cl
-中的任意一种或多种。
在示例性实施例中,所述短链有机配体的碳链长度可以为2个碳、3个碳、4个碳、5个碳、6个碳、7个碳、8个碳、9个碳、10个碳、11个碳、12个碳、13个碳、14个碳、15个碳、16个碳、17个碳或18个碳。在示例性实施例中,所述短链有机配体的碳链长度可以为2个碳至8个碳。
在示例性实施例中,所述短链有机配体可以选自羧酸、磺酸、膦酸、硫醇和胺中的任意一种或多种。
在示例性实施例中,所述羧酸、所述磺酸和所述膦酸可以为一元酸或二元酸,所述硫醇可以为一元醇或二元醇,所述胺可以为单胺或双胺。
在示例性实施例中,羧酸类短链有机配体可以选自乙酸、丙酸、巯基丙酸、丁酸、1,4-丁二酸等中的任意一种或多种。
在示例性实施例中,磺酸类短链有机配体可以选自甲磺酸、乙磺酸、丙 磺酸和丁磺酸中的任意一种或多种。
在示例性实施例中,膦酸类短链有机配体可以选自甲基膦酸、乙基膦酸、丙基膦酸和丁基膦酸中的任意一种或多种。
在示例性实施例中,硫醇类短链有机配体可以选自1,2-乙二硫醇、乙硫醇、1-丙硫醇、1-丁硫醇、1-辛硫醇、1-十二硫醇、1-十八硫醇和1,2-苯二甲硫醇中的任意一种或多种。
在示例性实施例中,胺类短链有机配体可以选自乙二胺、乙胺、丙胺和丁胺中的任意一种或多种。
在示例性实施例中,所述目标颜色量子点和所述残留非目标颜色量子点可以各自独立地选自CdS、CdSe、CdTe、ZnSe、InP、PbS、CuInS
2、ZnO、CsPbCl
3、CsPbBr
3、CsPhI
3、CdS/ZnS、CdSe/ZnS、ZnSe、InP/ZnS、PbS/ZnS、InAs、InGaAs、InGaN、GaNk、ZnTe、Si、Ge和C中的任意一种或多种。
在示例性实施例中,所述目标颜色量子点和所述残留非目标颜色量子点为不含镉的量子点。
在示例性实施例中,所述油溶性配体可以为油酸、油胺、十二硫醇、三辛基膦、三辛基氧膦中的任意一种。
本公开实施例的量子点膜包括目标颜色量子点膜和残留非目标颜色量子点膜,其中目标颜色量子点膜可以发出其所在的像素区期望颜色的光,残留非目标颜色量子点膜由与其所在的像素区期望的颜色不同、本应该被除去但却残留的残留非目标颜色量子点形成,但残留非目标颜色量子点表面的配体为卤素离子或短链有机配体,使得残留非目标颜色量子点膜不发光或发出的光的强度较低(在电致发光器件中表现为不发光,在光致发光器件中表现为发出的光的强度较低),因此虽然残留非目标颜色量子点的颜色是不期望的,但由于形成的残留非目标颜色量子点膜不发光或发出的光的强度较低,可以避免残留非目标颜色量子点的残留带来混色问题。当采用本公开实施例的量子点膜作为QLED的发光层时,不会影响全彩QLED的色域;而且,残留非目标颜色量子点表面的卤素离子和短链有机配体可以达到修饰量子点与实现电荷传输层界面修饰的作用,减少量子点和电荷传输层在其界面处的淬灭,进而提升QLED的性能。
此外,本公开实施例的量子点膜还可以包括功能量子点膜,所述功能量子点膜可以由目标颜色量子点膜转化而来,因此其量子点可以为目标颜色量子点,所述功能量子点膜的量子点的配体为卤素离子或短链有机配体,使得所述功能量子点膜不发光或发出的光的强度较低,可以作为功能膜层存在于量子点膜中,例如可以提高其相邻两侧的膜层的相容性。
本公开实施例还提供一种量子点光电器件,所述量子点光电器件包括如上所述的量子点膜。
在示例性实施例中,所述量子点光电器件可以为量子点显示器件、光电探测器、光伏器件、光响应晶体管、场响应晶体管中的任意一种;所述量子点显示器件可以为量子点发光二极管(QLED)、量子点-有机发光二极管(Quantum Dots-Organic Light Emitting Diode,QD-OLED)器件、量子点-液晶显示(Quantum Dots-Liquid Crystal Display,QD-LCD)器件和量子点-微型发光二极管(Quantum Dots-Micro Light-Emitting Diode,QD-MicroLED)器件中的任意一种。
在示例性实施例中,所述光电器件为量子点发光二极管,所述量子点发光二极管包括阳极、阴极、夹设在所述阳极和所述阴极之间的量子点发光层,所述量子点发光层为如上所述的量子点膜。
图5为本公开示例性实施例的正置全彩QLED器件的结构示意图。如图5所示,正置结构的QLED器件可以包括:阳极100、设置在阳极100上的空穴注入层200、设置在空穴注入层200远离阳极100一侧的空穴传输层300、设置在空穴传输层300远离阳极100一侧的量子点发光层400、设置在量子点发光层400远离阳极100一侧的电子传输层500、设置在电子传输层500远离阳极100一侧的阴极600、以及设置在阴极600远离阳极100一侧的封装层700,其中,量子点发光层400的结构如图3或图4所示。
图6为本公开示例性实施例的倒置全彩QLED器件的结构示意图。如图6所示,倒置结构的QLED器件可以包括:阴极600、设置在阴极600上的电子传输层500、设置在电子传输层500远离阴极600一侧的量子点发光层400、设置在量子点发光层400远离阴极600一侧的空穴传输层300、设置在空穴传输层300远离阴极600一侧的空穴注入层200、设置在空穴注入层200 远离阴极600一侧的阳极100、以及设置在阳极100远离阴极600一侧的封装层700,其中,量子点发光层400的结构如图3或图4所示。
在示例性实施例中,所述量子点光电器件为量子点-有机发光二极管,所述量子点-有机发光二极管包括有机发光二极管和设置在所述蓝光有机发光二极管的远离基底一侧的量子点转换层,所述量子点转换层为如上所述的量子点膜。
在示例性实施例中,所述量子点光电器件为量子点-蓝光有机发光二极管,所述量子点-蓝光有机发光二极管包括蓝光有机发光二极管和设置在所述蓝光有机发光二极管的远离基底一侧的量子点转换层,所述量子点转换层为如上所述的量子点膜;所述蓝光有机发光二极管包括阳极、阴极、夹设在所述阳极和所述阴极之间的蓝色发光层;所述量子点转换层包括红色量子点转换层和绿色量子点转换层,所述红色量子点转换层包括红色量子点膜和残留绿色量子点膜,所述绿色量子点转换层包括绿色量子点膜和残留红色量子点膜。
图7为本公开示例性实施例的QD-正置蓝光OLED器件的结构示意图。如图7所示,QD-正置蓝光OLED器件包括蓝光OLED和设置在所述OLED的远离基底10一侧的量子点转换层;所述蓝光OLED包括设置在基底10上的阳极100、设置在阳极100远离基底10一侧的空穴注入层200、设置在空穴注入层200远离基底10一侧的空穴传输层300、设置在空穴传输层300远离基底10一侧的蓝色发光层800、设置在蓝色发光层800远离基底10一侧的电子传输层500、设置在电子传输层500远离基底10一侧的电子注入层900、设置在电子注入层900远离基底10一侧的阴极600;所述量子点转换层包括红色量子点转换层和绿色量子点转换层,所述红色量子点转换层包括设置在阴极600远离基底10一侧的红色量子点膜30、设置在红色量子点膜30远离基底10一侧的残留绿色量子点膜40”,所述绿色量子点转换层包括设置在阴极600远离基底10一侧的残留红色量子点膜30”、设置在残留红色量子点膜30”远离基底10一侧的绿色量子点膜40。
图8为本公开示例性实施例的QD-倒置蓝光OLED器件的结构示意图。如图8所示,QD-倒置蓝光OLED器件包括蓝光OLED和设置在所述OLED的远离基底10一侧的量子点转换层;所述蓝光OLED包括设置在基底10上 的阴极600、设置在阴极600远离基底10一侧的电子注入层900、设置在电子注入层900远离基底10一侧的电子传输层500、设置在电子传输层500远离基底10一侧的蓝色发光层800、设置在蓝色发光层800远离基底10一侧的空穴传输层300、设置在空穴传输层300远离基底10一侧的空穴注入层200、设置在空穴注入层200远离基底10一侧的阴极600;所述量子点转换层包括红色量子点转换层和绿色量子点转换层,所述红色量子点转换层包括设置在阴极600远离基底10一侧的红色量子点膜30、设置在红色量子点膜30远离基底10一侧的残留绿色量子点膜40”,所述绿色量子点转换层包括设置在阴极600远离基底10一侧的残留红色量子点膜30”、设置在残留红色量子点膜30”远离基底10一侧的绿色量子点膜40。
在示例性实施例中,所述红色量子点转换层包括红色量子点膜、功能红色量子点膜和残留绿色量子点膜,所述绿色量子点转换层包括绿色量子点膜、功能绿色量子点膜和残留红色量子点膜。
图9为本公开另一示例性实施例的QD-正置蓝光OLED器件的结构示意图。如图9所示,QD-正置蓝光OLED器件包括蓝光OLED和设置在所述OLED的远离基底10一侧的量子点转换层;所述蓝光OLED包括设置在基底10上的阳极100、设置在阳极100远离基底10一侧的空穴注入层200、设置在空穴注入层200远离基底10一侧的空穴传输层300、设置在空穴传输层300远离基底10一侧的蓝色发光层800、设置在蓝色发光层800远离基底10一侧的电子传输层500、设置在电子传输层500远离基底10一侧的电子注入层900、设置在电子注入层900远离基底10一侧的阴极600;所述量子点转换层包括红色量子点转换层和绿色量子点转换层,所述红色量子点转换层包括设置在阴极600远离基底10一侧的红色量子点膜30、设置在红色量子点膜30远离基底10一侧的功能红色量子点膜30”’、设置在功能红色量子点膜30”’远离基底10一侧的残留绿色量子点膜40”,所述绿色量子点转换层包括设置在阴极600远离基底10一侧的残留红色量子点膜30”、设置在残留红色量子点膜30”远离基底10一侧的绿色量子点膜40、设置在绿色量子点膜40远离基底10一侧的功能绿色量子点膜40”’。本公开实施例还提供一种显示装置,所述显示装置包括多个如上所述的量子点光电器件。
所述显示装置可以为手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪、车载显示器、智能手表、智能手环等任何具有显示功能的产品或部件。
在示例性实施例中,多个所述量子点光电器件包括分别发射红光、绿光和蓝光的量子点发光二极管,所述量子点发光二极管包括阳极、阴极、夹设在所述阳极和所述阴极之间的量子点发光层,其中,
发射红光的量子点发光二极管的量子点发光层包括目标红色量子点膜、残留绿色量子点膜和残留蓝色量子点膜,所述目标红色量子点膜的目标红色量子点的配体为油溶性配体,所述残留绿色量子点膜的残留绿色量子点的配体为第一配体,所述残留蓝色量子点膜的残留蓝色量子点的配体为第二配体;
发射绿光的量子点发光二极管的量子点发光层包括目标绿色量子点膜、残留红色量子点膜和残留蓝色量子点膜,所述目标绿色量子点膜的目标绿色量子点的配体为油溶性配体,所述残留红色量子点膜的残留红色量子点的配体为第三配体,所述残留蓝色量子点膜的残留蓝色量子点的配体为第二配体;
发射蓝光的量子点发光二极管的量子点发光层包括目标蓝色量子点膜、残留红色量子点膜和残留绿色量子点膜,所述目标蓝色量子点膜的目标蓝色量子点的配体为油溶性配体,所述残留红色量子点膜的残留红色量子点的配体为第三配体,所述残留绿色量子点膜的残留绿色量子点的配体为第一配体;
其中,所述第一配体、所述第二配体、所述第三配体各自独立地选自卤素离子和碳链长度在2个碳至18个碳范围内的短链有机配体中的任意一种或多种。
在示例性实施例中,如图3所示,多个所述量子点光电器件包括分别发射红光、绿光和蓝光的量子点发光二极管,所述量子点发光二极管包括阳极、阴极、夹设在所述阳极和所述阴极之间的量子点发光层,其中,
发射红光的量子点发光二极管的量子点发光层包括红色量子点膜、残留绿色量子点膜和残留蓝色量子点膜,其中,所述目标红色量子点膜设置在前膜层的远离基底的一侧,所述残留绿色量子点膜设置在所述目标红色量子点膜的远离基底的一侧,所述残留蓝色量子点膜设置在所述残留绿色量子点膜的远离基底的一侧;
发射绿光的量子点发光二极管的量子点发光层包括绿色量子点膜、残留红色量子点膜和残留蓝色量子点膜,其中,所述残留红色量子点膜设置在前膜层的远离基底的一侧,所述目标绿色量子点膜设置在所述残留红色量子点膜远离基底的一侧,所述残留蓝色量子点膜设置在所述目标绿色量子点膜的远离基底的一侧;
发射蓝光的量子点发光二极管的量子点发光层包括蓝色量子点膜、残留红色量子点膜和残留绿色量子点膜,其中,所述残留红色量子点膜设置在前膜层的远离基底的一侧,所述残留绿色量子点膜设置在所述残留红色量子点膜的远离基底的一侧,所述目标蓝色量子点膜设置在所述残留绿色量子点膜的远离基底的一侧。
在示例性实施例中,如图4所示,
发射红光的量子点发光二极管的量子点发光层包括红色量子点膜、功能红色量子点膜、残留绿色量子点膜和残留蓝色量子点膜,其中,所述红色量子点膜设置在前膜层的远离基底的一侧,所述功能红色量子点膜设置在所述红色量子点膜的远离基底的一侧,所述残留绿色量子点膜设置在所述功能红色量子点膜的远离基底的一侧,所述残留蓝色量子点膜设置在所述残留绿色量子点膜的远离基底的一侧;
发射绿光的量子点发光二极管的量子点发光层包括绿色量子点膜、功能绿色量子点膜、残留红色量子点膜和残留蓝色量子点膜,其中,所述残留红色量子点膜设置在前膜层的远离基底的一侧,所述绿色量子点膜设置在所述残留红色量子点膜远离基底的一侧,所述功能绿色量子点膜设置在所述绿色量子点膜的远离基底的一侧,所述残留蓝色量子点膜设置在所述功能绿色量子点膜的远离基底的一侧;
发射蓝光的量子点发光二极管的量子点发光层包括蓝色量子点膜、功能蓝色量子点膜、残留红色量子点膜和残留绿色量子点膜,其中,所述残留红色量子点膜设置在前膜层的远离基底的一侧,所述残留绿色量子点膜设置在所述残留红色量子点膜的远离基底的一侧,所述蓝色量子点膜设置在所述残留绿色量子点膜的远离基底的一侧,所述功能蓝色量子点膜设置在所述蓝色量子点膜的远离基底的一侧。
在示例性实施例中,所述第一配体、所述第二配体、所述第三配体可以是相同的或不同的。
在示例性实施例中,所述第一配体、所述第二配体、所述第三配体可以各自独立地选自I
-、Br
-、Cl
-、羧酸、磺酸、硫醇、膦酸和胺中的任意一种或多种。
在示例性实施例中,
所述第一配体可以选自I
-、Br
-和Cl
-中的任意一种或多种,或者选自羧酸、磺酸、硫醇、膦酸和胺中的任意一种或多种;
所述第二配体可以选自I
-、Br
-和Cl
-中的任意一种或多种,或者选自羧酸、磺酸、硫醇、膦酸和胺中的任意一种或多种;
所述第三配体可以选自I
-、Br
-和Cl
-中的任意一种或多种,或者选自羧酸、磺酸、硫醇、膦酸和胺中的任意一种或多种。
在示例性实施例中,所述残留红色量子点的第三配体可以包括第一卤素离子、第二卤素离子和第三卤素离子,所述第一卤素离子的粒径大于所述第二卤素离子的粒径,所述第二卤素离子的粒径大于所述第三卤素离子的粒径。
在示例性实施例中,所述第一卤素离子为I
-,所述第二卤素离子为Br
-,所述第三卤素离子为Cl
-。
本公开实施例还提供一种量子点膜图案化的方法,所述量子点膜图案化的方法包括:
S100:采用带有油溶性配体的量子点在整个像素区形成量子点膜,除去不保留像素区的量子点膜,得到图案化的量子点膜;该图案化的量子点膜可以发出期望颜色的光;
S200:采用交换配体的前驱物与不保留像素区残留的量子点进行配体交换反应,使不保留像素区残留的量子点表面的油溶性配体被交换为交换配体,在不保留像素区得到残留量子点膜;该残留量子点膜不发光或发出的光的强度相对于配体交换之前明显降低;
其中,所述交换配体选自卤素离子和碳链长度在2个碳至18个碳范围内的短链有机配体中的任意一种或多种。
本公开实施例的量子点膜图案化的方法,采用交换配体对不保留像素区(即不期望保留某一颜色的量子点膜的像素区)残留的量子点进行配体交换,将不保留像素区残留的量子点表面的油溶性配体交换为交换配体,使残留量子点的发光复合区被改变,进而使残留量子点的载流子离域,但保留像素区的量子点表面的油溶性配体仍然保留下来,使得不保留像素区残留的量子点的载流子更容易转移到保留像素区的量子点上,从而使得不保留像素区残留的量子点不发光或发出的光的强度较低,可以避免不保留像素区残留的量子点的带来混色问题。当采用本公开实施例的量子点膜图案化的方法对QLED的发光层进行图案化时,不会影响全彩QLED的色域;而且,不保留像素区残留的量子点表面的交换配体可以达到修饰残留量子点与实现电荷传输层界面修饰的作用,减少量子点和电荷传输层在其界面处的淬灭,进而提升QLED的性能。
图10为本公开示例性实施例中单个颜色量子点膜的图案化的流程配体示意图。如图10所示,以保留像素区为红色像素区为例,红色像素区的前膜层20上为可以发红色光的红色量子点膜30;在进行配体交换前,绿色像素区和蓝色像素区(不保留像素区)的残留发光红色量子点膜30’也可以发红色光;在进行配体交换后,绿色像素区和蓝色像素区(不保留像素区)的残留红色量子点被交换配体修饰后得到的是不发光或发出的光的强度较低的残留红色量子点膜30”。
图11为本公开示例性实施例中多个颜色量子点膜的图案化的流程示意图。如图11所示,在示例性实施例中,所述量子点膜图案化的方法可以包括:
S101:采用带有油溶性配体的红色量子点在整个像素区的前膜层20上形成红色量子点膜30,除去绿色像素区和蓝色像素区的红色量子点膜,得到图案化的红色量子点膜30;
S201:采用第三交换配体的前驱物与绿色像素区和蓝色像素区残留的红色量子点(形成残留发光红色量子点膜30’)进行配体交换反应,使绿色像素区和蓝色像素区残留的红色量子点表面的油溶性配体被交换为第三交换配体,在绿色像素区和蓝色像素区得到的残留红色量子点膜30”,该残留红色量子点膜30”不发光或发出的光的强度相对于残留发光红色量子点膜30’明 显降低;
S102:采用带有油溶性配体的绿色量子点在整个像素区形成绿色量子点膜40,除去红色像素区和蓝色像素区的绿色量子点膜,得到图案化的发光的绿色量子点膜40;
S202:采用第一交换配体的前驱物与红色像素区和蓝色像素区残留的绿色量子点(形成残留发光绿色量子点膜40’)进行配体交换反应,使红色像素区和蓝色像素区残留的绿色量子点表面的油溶性配体被交换为第一交换配体,在红色像素区和蓝色像素区得到残留绿色量子点膜40”,该残留绿色量子点膜40”不发光或发出的光的强度相对于残留发光绿色量子点膜40’明显降低;
S103:采用带有油溶性配体的蓝色量子点在整个像素区形成蓝色量子点膜50,除去红色像素区和绿色像素区的蓝色量子点膜,得到图案化的蓝色量子点膜50;
S203:采用第二交换配体的前驱物与红色像素区和绿色像素区残留的蓝色量子点(形成残留发光蓝色量子点膜50’)进行配体交换反应,使红色像素区和绿色像素区残留的蓝色量子点表面的油溶性配体被交换为第二交换配体,在红色像素区和绿色像素区得到残留蓝色量子点膜50”,该残留蓝色量子点膜50”不发光或发出的光的强度相对于残留发光蓝色量子点膜50’明显降低。
在示例性实施例中,在步骤S201中,在对绿色像素区和蓝色像素区残留的红色量子点进行配体交换时,可能也会使红色像素区的少量分红色量子点的油溶性配体被交换为第三交换配体,形成功能红色量子点膜;同样地,在步骤S202中,绿色像素区的少量绿色量子点的油溶性配体被交换为第一交换配体,形成功能绿色量子点膜;以及在步骤S203中,蓝色像素区的少量蓝色量子点的油溶性配体被交换为第二交换配体,形成功能蓝色量子点膜。所述功能红色量子点膜、所述功能绿色量子点膜、所述功能蓝色量子点膜可以作为功能膜层存在于量子点膜中,例如可以提高其相邻两侧的膜层的相容性。在示例性实施例中,所述卤素离子可以选自I
-、Br
-和Cl
-中的任意一种或多种。
在示例性实施例中,所述短链有机配体可以选自羧酸、磺酸、硫醇、膦酸和胺中的任意一种或多种。
在示例性实施例中,所述短链有机配体的碳链长度可以在2个碳至8个碳范围内。
在示例性实施例中,所述羧酸类短链有机配体可以选自乙酸、丙酸、巯基丙酸、丁酸和1,4-丁二酸中的任意一种或多种。
在示例性实施例中,所述磺酸类短链有机配体可以选自甲磺酸、乙磺酸、丙磺酸和丁磺酸中的任意一种或多种。
在示例性实施例中,所述硫醇类短链有机配体可以选自1,2-乙二硫醇、乙硫醇、1-丙硫醇、1-丁硫醇、1-辛硫醇、1-十二硫醇、1-十八硫醇和1,2-苯二甲硫醇中的任意一种或多种。
在示例性实施例中,所述胺类短链有机配体可以选自乙二胺、乙胺、丙胺和丁胺中的任意一种或多种。
在示例性实施例中,第一交换配体、第二交换配体和第三交换配体可以是相同的或不同的。
在示例性实施例中,所述第一交换配体、所述第二交换配体、所述第三交换配体可以各自独立地选自I
-、Br
-、Cl
-、羧酸、磺酸、硫醇、膦酸和胺中的任意一种或多种。
在示例性实施例中,
所述第一交换配体可以选自I
-、Br
-和Cl
-中的任意一种或多种,或者选自羧酸、磺酸、硫醇、膦酸和胺中的任意一种或多种;
所述第二交换配体可以选自I
-、Br
-和Cl
-中的任意一种或多种,或者选自羧酸、磺酸、硫醇、膦酸和胺中的任意一种或多种;
所述第三交换配体可以选自I
-、Br
-和Cl
-中的任意一种或多种,或者选自羧酸、磺酸、硫醇、膦酸和胺中的任意一种或多种。
在示例性实施例中,步骤S200可以包括:采用多种交换配体的前驱物依次与不保留像素区残留的量子点进行配体交换反应,使不保留像素区残留的量子点表面的油溶性配体被交换为多种第三交换配体,在不保留像素区得 到残留量子点膜。
在示例性实施例中,步骤S200可以包括:
采用第一卤素的有机盐与不保留像素区残留的量子点进行配体交换反应,在不保留像素区得到表面配体包括第一卤素离子的第一残留量子点膜;
若不保留像素区还有表面配体为油溶性配体的残留的量子点,继续采用第二卤素的有机盐与不保留像素区残留的量子点进行配体交换反应,在不保留像素区得到表面配体包括第一卤素离子和第二卤素离子的第二残留量子点膜;
若不保留像素区还有表面配体为油溶性配体的残留的量子点,继续采用第三卤素的有机盐与不保留像素区残留的量子点进行配体交换反应,在不保留像素区得到表面配体包括第一卤素离子、第二卤素离子和第三卤素离子的第三残留量子点膜;
其中,所述第一卤素离子的粒径大于所述第二卤素离子的粒径,所述第二卤素离子的粒径大于所述第三卤素离子的粒径。
在示例性实施例中,所述第一卤素离子为I
-,所述第二卤素离子为Br
-,所述第三卤素离子为Cl
-。
在示例性实施例中,步骤S201可以包括:
采用碘的有机盐与绿色像素区和蓝色像素区残留的红色量子点进行配体交换反应,在绿色像素区和蓝色像素区得到表面配体包括I
-的第一残留红色量子点膜;
若绿色像素区和蓝色像素区还有表面配体为油溶性配体的残留的红色量子点,继续采用溴的有机盐与绿色像素区和蓝色像素区残留的红色量子点进行配体交换反应,在绿色像素区和蓝色像素区得到表面配体包括I
-和Br
-的第二残留红色量子点膜;
若绿色像素区和蓝色像素区还有表面配体为油溶性配体的残留的红色量子点,继续采用氯的有机盐与绿色像素区和蓝色像素区残留的红色量子点进行配体交换反应,在绿色像素区和蓝色像素区得到表面配体包括I
-、Br
-和Cl
-的第三残留红色量子点膜。
在示例性实施例中,步骤S202可以包括:
采用碘的有机盐与红色像素区和蓝色像素区残留的绿色量子点进行配体交换反应,在红色像素区和蓝色像素区得到表面配体包括I
-的第一残留绿色量子点膜;
若红色像素区和蓝色像素区还有表面配体为油溶性配体的残留的绿色量子点,继续采用溴的有机盐与红色像素区和蓝色像素区残留的绿色量子点进行配体交换反应,在红色像素区和蓝色像素区得到表面配体包括I
-和Br
-的第二残留绿色量子点膜。
在示例性实施例中,步骤S203可以包括:
采用碘的有机盐与红色像素区和绿色像素区残留的蓝色量子点进行配体交换反应,在红色像素区和绿色像素区得到表面配体包括I
-的第一残留蓝色量子点膜。
由于红色量子点可以吸收来自绿色量子点和蓝色量子点发射的光,并发射出红光,所以红色量子点的残留对绿色像素区和蓝色像素区影响较大;同理,绿色量子点的残留对蓝色像素区有较大影响。因此,在示例性实施例中,可以依次采用I
-、Br
-和Cl
-对绿色像素区和蓝色像素区残留的红色量子点表面的油溶性配体进行配体交换,以使绿色像素区和蓝色像素区残留的红色量子点表面的油溶性配体得到更加充分地交换;可以依次采用I
-和Br
-对红色像素区和蓝色像素区残留的绿色量子点表面的油溶性配体进行配体交换,以使红色像素区和蓝色像素区残留的绿色量子点表面的油溶性配体得到更加充分地交换;可以采用I
-对红色像素区和绿色像素区残留的蓝色量子点表面的油溶性配体进行配体交换,以使红色像素区和绿色像素区残留的蓝色量子点表面的油溶性配体得到更加充分地交换。
在示例性实施例中,步骤S200中的所述配体交换反应可以包括:
将交换配体的前驱物溶解在溶剂中制成含有交换配体前驱物的溶液;
将所述含有交换配体前驱物的溶液滴在不保留像素区残留的量子点膜上,静置第一时间段后旋干;或者,将不保留像素区残留的量子点膜浸泡在所述含有交换配体前驱物的溶液中,静置第二时间段后取出不保留像素区残留的 量子点膜并旋干;
用与配制所述含有交换配体前驱物的溶液相同的溶剂清洗旋干后的不保留像素区的量子膜表面。
在示例性实施例中,
第一卤素为碘,所述第一卤素的有机盐可以选自四丁基碘化铵、四丙基碘化铵和四戊基碘化铵中的任意一种或多种;
第二卤素为溴,所述第二卤素的有机盐可以选自四丁基溴化铵、四丙基溴化铵和四戊基溴化铵中的任意一种或多种;
第三卤素为氯,所述第三卤素的有机盐可以选自四丁基氯化铵、四丙基氯化铵和四戊基氯化铵中的任意一种或多种。
在示例性实施例中,在所述含有交换配体前驱物的溶液中,交换配体的前驱物的浓度可以为2mg/mL至50mg/ml,例如,可以为2mg/mL、5mg/mL、10mg/mL、15mg/mL、25mg/mL、30mg/mL、35mg/mL、40mg/mL、45mg/mL、50。
当交换配体为卤素离子时,在所述含有交换配体前驱物的溶液中,交换配体的前驱物的浓度可以为2mg/mL至50mg/ml;当交换配体为交换有机配体时,在所述含有交换配体前驱物的溶液中,交换配体的前驱物的浓度可以为2mg/mL至30mg/ml。
在示例性实施例中:
在采用第一交换配体的前驱物、第二交换配体的前驱物、第三交换配体的前驱物进行配体交换反应前,分别将第一交换配体的前驱物、第二交换配体的前驱物、第三交换配体的前驱物溶解在溶剂中制成含有第一交换配体前驱物的溶液、含有第二交换配体前驱物的溶液、含有第三交换配体前驱物的溶液;
在含有第一交换配体前驱物的溶液中,第一交换配体的前驱物的浓度为C
1;
在含有第二交换配体前驱物的溶液中,第二交换配体的前驱物的浓度为C
2;
在含有第三交换配体前驱物的溶液中,第三交换配体的前驱物的浓度为C
2;
C
1、C
2、C
3均在2mg/mL至50mg/ml范围内,C
1、C
2、C
3可以是相同的或不同的。
由于红色量子点的残留对绿色像素区和蓝色像素区影响较大,绿色量子点的残留对蓝色像素区有较大影响,也可以通过调控交换配体的浓度和配体交换的时间,以使绿色像素区和蓝色像素区残留的红色量子点表面的油溶性配体得到更加充分地交换、以及使蓝色像素区残留的绿色量子点表面的油溶性配体得到更加充分地交换,从而达到更佳的效果。
在示例性实施例中,当采用相同的交换配体对残留的红色、绿色、蓝色量子点表面的油溶性配体进行配体交换时,以交换配体为Br
-为例,可以采用四丁基溴化铵浓度为30mg/ml的四丁基溴化铵甲醇溶液与残留的红色量子点表面的油溶性配体进行配体交换反应,配体交换反应的时间可以为50秒;采用四丁基溴化铵浓度为20mg/ml的四丁基溴化铵甲醇溶液与残留的绿色量子点表面的油溶性配体进行配体交换反应,配体交换反应的时间可以为40秒;采用四丁基溴化铵浓度为10mg/ml的四丁基溴化铵甲醇溶液与残留的蓝色量子点表面的油溶性配体进行配体交换反应,配体交换反应的时间可以为30秒。
在示例性实施例中,所述溶剂可以选自去离子水、乙腈、甲醇和乙醇中的任意一种或多种。
在示例性实施例中,所述第一时间段可以为5秒至60秒,例如,可以为5秒、10秒、20秒、30秒、40秒、50秒、60秒;所述第二时间段可以为10秒至120秒,例如,可以为10秒、20秒、30秒、40秒、50秒、60秒、70秒、80秒、90秒、100秒、110秒、120秒。
当交换配体为卤素离子时,所述第一时间段可以为5秒至60秒;当交换配体为交换有机配体时,第一时间段可以为10秒至60秒。
在示例性实施例中,所述量子点可以选自CdS、CdSe、CdTe、ZnSe、InP、PbS、CuInS
2、ZnO、CsPbCl
3、CsPbBr
3、CsPhI
3、CdS/ZnS、CdSe/ZnS、ZnSe、InP/ZnS、PbS/ZnS、InAs、InGaAs、InGaN、GaNk、ZnTe、Si、Ge和C中 的任意一种或多种。
在示例性实施例中,所述量子点为不含镉的量子点。
在示例性实施例中,所述油溶性配体可以为油酸、油胺、十二硫醇、三辛基膦、三辛基氧膦中的任意一种。
本公开实施例还提供一种量子点发光器件的制备方法,所述制备方法包括:
形成第一电极;
采用如上所述的量子点膜图案化的方法形成图案化的量子点膜,作为量子点发光层;
形成第二电极。
在示例性实施例中,所述量子点发光器件可以为正置结构或倒置结构,正置结构包括正置顶发射结构和正置底发射结构,倒置结构包括倒置顶发射结构和倒置底发射结构。
在示例性实施例中,所述量子点发光器件为正置结构,此时所述第一电极为阳极,所述第二电极为阴极;
在形成第一电极之后,形成量子点发光层之前,所述制备方法还包括:在所述第一电极上依次形成空穴注入层和空穴传输层;
所述形成量子点发光层包括:在所述空穴传输层上形成所述量子点发光层;
在形成量子点发光层之后,形成第二电极之前,所述制备方法还包括:在所述量子点发光层上形成电子传输层;
所述形成第二电极包括:在所述电子传输层上形成所述第二电极。
在示例性实施例中,在正置结构的QLED器件中,
所述阳极100可以采用底发射基板导电玻璃或者采用沉积有导电层的普通玻璃基板,导电层可以由氧化铟锡(Indium Tin Oxide,ITO)、氧化铟锌(Indium Zinc Oxide,IZO)、氟掺杂氧化锡(F-doped Tin Oxide,FTO)等导 电透明材料形成;
所述空穴注入层200可以通过旋涂、蒸镀或喷墨打印等方式制备;其中,有机空穴注入层可以选择PEDOT:PSS 4083(聚(3,4-乙烯二氧噻吩)/聚苯乙烯磺酸盐)或者其它商业化适用于形成空穴注入层的化合物等,例如,NiO、MoO
3、WoO
3、V
2O
5、CuO、CuS、CuSCN、Cu:NiO等;PEDOT的成膜温度可以为130℃至150℃,成膜时匀胶机转速可以设置为500rpm至2500rpm,以调整膜层的厚度;
所述空穴传输层300可以通过旋涂、蒸镀或喷墨打印等方式制备空穴传输层,空穴传输层的材料可以选自例如聚(9,9-二辛基芴-CO-N-(4-丁基苯基)二苯胺)(TFB)、聚乙烯基咔唑(PVK)、N,N′-双(3-甲基苯基)-N,N′-二苯基-1,1′-联苯-4,4′-二胺(TPD)、4,4'-二(9-咔唑)联苯(CBP)等成熟的商用材料;旋涂形成空穴传输层300时,匀胶机转速可以设置为2000rpm至4000rpm,在235℃退火30分钟成膜;
所述量子点发光层400中的带有油溶性配体的量子点形成的目标颜色量子点膜可以通过旋涂、蒸镀或喷墨打印等方式制备,所采用的量子点可以包括CdS、CdSe、CdTe、ZnSe、InP、PbS、CuInS
2、ZnO、CsPbCl
3、CsPbBr
3、CsPhI
3、CdS/ZnS、CdSe/ZnS、ZnSe、InP/ZnS、PbS/ZnS、InAs、InGaAs、InGaN、GaNk、ZnTe、Si、Ge、C以及具有上述成分的其他纳米尺度材料,例如纳米棒、纳米片;
以CdSe量子点合成目标颜色量子点膜为例,具体的合成方法是:在惰性气体以及约100℃条件下,将硒粉溶解在十八烯中,得到硒溶液;将CdO和油酸加入到十八烯中并加热到280℃左右,得到镉的前驱体溶液;将硒溶液加入到镉的前驱体溶液中,降温到250℃左右进行反应,反应结束后冷却到室温,用甲醇-己烷进行萃取以除掉未反应的前驱体,用乙醇进行沉淀,并溶解于辛烷中,得到CdSe量子点溶液,并旋涂成膜(也可以通过打印、印刷、电喷印等方式成膜);
之后采用本公开实施例提供的量子点膜图案化的方法对不保留像素区残留的量子点进行配体交换反应,使不保留像素区残留的量子点表面的油溶性配体被交换为交换配体,在不保留像素区得到残留量子点膜;
所述电子传输层500的材料可以选自氧化铝、氟化钡、二氧化钛、硫化锌、氧化锆、硒化锌、氧化镁、氧化锌、氧化钇和氟化铝中的任意一种或多种;例如,所述电子传输层500可以选择氧化锌纳米粒子薄膜或氧化锌溶胶凝胶薄膜等;
(a)氧化锌纳米粒子薄膜的制备:例如,将90μL至120μL浓度为10mg/mL至30mg/mL的氧化锌纳米粒子溶解在醇类溶剂(例如,甲醇、乙醇、异丙醇等)中得到的溶液滴加至量子点发光层上,设置匀胶机转速为500rpm至4000rpm并旋涂成膜,在室温或加热(温度可以为25℃至250℃,例如为80℃至120℃)下成膜,以调整氧化锌纳米粒子薄膜的厚度,氧化锌纳米粒子薄膜的厚度可以在20nm至100nm范围内;
(b)氧化锌溶胶凝胶薄膜的制备:将1g醋酸锌加入至5mL乙醇胺和正丁醇的混合溶剂中,制成锌的前驱体溶液;取90μL至120μL锌的前驱体溶液滴加到量子点发光层上,旋涂成膜,设置匀胶机转速为1000rpm至4000rpm,并于180℃至300℃(例如,250℃至300℃)的热台上加热蒸发溶剂;
电子传输层500的材料还可以选择离子掺杂型氧化锌纳米粒子,例如,Mg、In、Al或Ga掺杂的氧化锌纳米粒子等;
阴极600可以通过蒸镀或溅射的方法制备,可以为金属膜(例如铝膜、银膜)或IZO膜。
在示例性实施例中,所述量子点发光器件为倒置结构,此时所述第一电极为阴极,所述第二电极为阳极;
在形成第一电极之后,形成量子点发光层之前,所述制备方法还可以包括:在所述第一电极上形成电子传输层;
所述形成量子点发光层包括:在所述电子传输层上形成所述量子点发光层;
在形成量子点发光层之后,形成第二电极之前,所述制备方法还可以包括:在所述量子点发光层上依次形成空穴传输层和空穴注入层;
所述形成第二电极包括:在所述空穴注入层上形成所述第二电极。
在示例性实施例中,在倒置结构的QLED器件中,
阴极600可以采用底发射基板导电玻璃或者采用沉积有导电层的普通玻璃基板,导电层可以由ITO(Indium Tin Oxide)、IZO(Indium Zinc Oxide)、FTO(F-doped Tin Oxide)等导电透明材料形成;
阳极100可以通过蒸镀或溅射的方法制备,可以为金属膜(例如Al膜)或IZO膜;
空穴注入层200、空穴传输层300、量子点发光层400、电子传输层500可以选择与正置结构的QLED器件相同的材料和方法制备得到。
本公开的示例性实施例提供一种具有如图6所示倒置结构的QLED器件的制备方法。在该示例性实施例中,采用卤素离子对残留的量子点表面的油溶性配体进行配体交换,制备过程可以包括:
(1)准备阴极:采用导电玻璃(在玻璃基板沉积ITO或FTO等导电层形成)作为阴极,分别采用水和异丙醇超声清洗导电玻璃,并在紫外UV下处理5min至10min;
(2)在阴极上制备电子传输层:在导电玻璃阴极上制备电子传输层,电子传输层可以是氧化锌纳米粒子薄膜或氧化锌溶胶凝胶薄膜等;
(a)氧化锌纳米粒子薄膜的制备:例如,将90μL至120μL浓度为10mg/mL至30mg/mL的氧化锌纳米粒子溶解在醇类溶剂(例如,甲醇、乙醇、异丙醇等)中得到的溶液滴加至阴极上,设置匀胶机转速为500rpm至4000rpm并旋涂成膜,在室温或加热(温度可以为25℃至250℃,例如为80℃至120℃)下成膜,以调整氧化锌纳米粒子薄膜的厚度,氧化锌纳米粒子薄膜的厚度可以在20nm至100nm范围内;电子传输层材料还可以选择离子掺杂型氧化锌纳米粒子,如Mg、In、Al、或Ga掺杂的氧化镁纳米粒子等;
(b)氧化锌溶胶凝胶薄膜的制备:将1g醋酸锌(或者硝酸锌等)溶于5mL乙醇胺和正丁醇的混合溶液中,制成锌的前驱体溶液;将步骤(1)的导电玻璃置于匀胶机上,将90μL至120μL锌的前驱体溶液滴加到导电玻璃上,旋涂成膜,设置匀胶机转速为1000rpm至4000rpm,将上述导电玻璃置于250℃至300℃的热台上,加热蒸发溶剂;
(3)在电子传输层上制备图案化的红色量子点膜,并进行卤素原子修饰:
在电子传输层上,通过旋涂、蒸镀或喷墨打印等方式制备红色量子点膜,所采用的量子点可以包括CdS、CdSe、CdTe、ZnSe、InP、PbS、CuInS
2、ZnO、CsPbCl
3、CsPbBr
3、CsPhI
3、CdS/ZnS、CdSe/ZnS、ZnSe、InP/ZnS、PbS/ZnS、InAs、InGaAs、InGaN、GaNk、ZnTe、Si、Ge、C以及具有上述成分的其他纳米尺度材料,例如纳米棒、纳米片;
以CdSe量子点制备红色量子点膜为例,具体的合成方法例如:在惰性气体以及约100℃条件下,将硒粉溶解在十八烯中,得到硒溶液;将CdO和油酸加入到十八烯中并加热到280℃左右,得到镉的前驱体溶液;将硒溶液加入到镉的前驱体溶液中,降温到250℃左右进行反应,反应结束后冷却到室温,用甲醇-己烷进行萃取以除掉未反应的前驱体,用乙醇进行沉淀,并溶解于辛烷中,得到CdSe量子点溶液,并旋涂成膜(也可以通过打印、印刷、电喷印等方式成膜);
之后曝光绿色和蓝色像素区的量子点膜,形成图案化的红色量子点膜,但在绿色和蓝色像素区会残留有红色量子点,这会直接影响QLED的性能,可以采用卤素离子对绿色和蓝色像素区残留的红色量子点的油溶性配体进行配体交换,以溴离子的配体交换为例,可以包括:配制浓度为2mg/mL至50mg/ml的四丁基溴化铵的甲醇溶液,在形成图案化的红色量子点膜之后,在红色量子点膜上滴加四丁基溴化铵的甲醇溶液,静置5s至60s后,旋干,再用甲醇清洗量子点膜表面,重复若干次,使其充分交换,以改变其复合区,使残留在绿色和蓝色像素区的红色量子点不发光即可以达到改善其色域的效果,效果如图3所示;
(4)在红色量子点膜上制备图案化的绿色量子点膜和蓝色量子点膜,并分别进行卤素原子修饰:
分别旋涂形成绿色量子点膜和蓝色量子点薄膜,并曝光相应区域的量子点膜,分别得到图案化的绿色量子点膜和图案化的蓝色量子点膜;随后采用卤素离子对红色和蓝色像素区残留的绿色量子点的油溶性配体进行配体交换,以及采用卤素离子对红色和绿色像素区残留的蓝色量子点的油溶性配体进行配体交换,以溴离子的配体交换为例,可以包括:配制浓度为2mg/mL至 50mg/ml的四丁基溴化铵的甲醇溶液,分别在形成图案化的绿色量子点膜和图案化的蓝色量子点膜之后,在量子点膜上滴加四丁基溴化铵的甲醇溶液,静置5s至60s后,旋干,再用甲醇清洗量子点膜表面,重复若干次,使其充分交换,以改变其复合区,使残留在红色和蓝色像素区的绿色量子点以及残留在红色和绿色像素区的蓝色量子点不发光,工艺流程图图如图4所示;
在其他的实施例中,对残留的红色量子点、绿色量子点、蓝色量子点表面的油溶性配体进行配体交换时采用的交换配体可以是相同的,也可以是不同的;例如,对残留在绿色和蓝色像素区的红色量子点使用四丁基溴化铵进行配体交换反应,对残留在红色和蓝色像素区的绿色量子点使用四丁基碘化铵进行配体交换反应,对残留在红色和绿色像素区的蓝色量子点使用四丁基氯化铵进行配体交换反应;
(5)在量子点发光层上依次制备空穴传输层和空穴注入层:
在量子点发光层上,通过旋涂、蒸镀或喷墨打印等方式制备空穴传输层,空穴传输层的材料可以选自例如TFB、PVK、TPD、CBP等成熟的商用材料;以采用TFB旋涂形成空穴传输层为例,可以包括:将5mg/ml至30mg/ml的TFB溶于氯苯溶液中,以2000rpm至4000rpm的速度旋涂于量子点发光层上,在235℃退火30分钟成膜;
在空穴传输层上,通过旋涂、蒸镀或喷墨打印等方式制备空穴注入层;其中,有机空穴注入层可以选择PEDOT:PSS 4083(聚3,4-乙烯二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸盐)或者其它商业化适用于形成空穴注入层的化合物等,例如,NiO、MoO
3、WoO
3、V
2O
5、CuO、CuS、CuSCN、Cu:NiO等;PEDOT的成膜温度可以为130℃至150℃,成膜时匀胶机转速可以设置为500rpm至2500rpm,以调整膜层的厚度;
(6)在空穴注入层上制备阳极:在空穴注入层上引入电极材料制备阳极,,例如蒸镀铝膜、银膜或溅射铟锌氧化物(IZO)膜形成阳极;
(7)封装:加盖封装盖板,采用紫外固化胶对器件进行封装,得到量子点发光二极管。
本公开的示例性实施例提供一种具有如图5所示正置结构的QLED器件的制备方法。在该示例性实施例中,采用卤素离子对残留的量子点表面的油溶性配体进行配体交换,制备过程可以包括:
(1)准备阳极:采用导电玻璃作为阳极,分别采用异丙醇、水和丙酮超声清洗导电玻璃,并在紫外UV下处理5min至10min;
(2)在阳极上制备空穴注入层:在上述导电玻璃上,通过旋涂、蒸镀或喷墨打印等方式制备空穴注入层;其中,有机空穴注入层可以选择PEDOT:PSS 4083(聚3,4-乙烯二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸盐)或者其它商业化适用于形成空穴注入层的化合物等,例如,NiO、MoO
3、WoO
3、V
2O
5、CuO、CuS、CuSCN、Cu:NiO等;PEDOT的成膜温度可以为130℃至150℃,成膜时匀胶机转速可以设置为500rpm至2500rpm,以调整膜层的厚度;
(3)在空穴注入层上制备空穴传输层:在空穴注入层上,通过旋涂、蒸镀或喷墨打印等方式制备空穴传输层,空穴传输层的材料可以选自例如TFB、PVK、TPD、CBP等成熟的商用材料;以采用TFB旋涂形成空穴传输层为例,可以包括:将5mg/ml至30mg/ml的TFB溶于氯苯溶液中,以2000rpm至4000rpm的速度旋涂于量子点发光层上,在235℃退火30分钟成膜;
(4)在空穴传输层上制备图案化的红色量子点膜,并进行卤素原子修饰:
在空穴传输层上,通过旋涂、蒸镀或喷墨打印等方式制备红色量子点膜,所采用的量子点可以包括CdS、CdSe、CdTe、ZnSe、InP、PbS、CuInS
2、ZnO、CsPbCl
3、CsPbBr
3、CsPhI
3、CdS/ZnS、CdSe/ZnS、ZnSe、InP/ZnS、PbS/ZnS、InAs、InGaAs、InGaN、GaNk、ZnTe、Si、Ge、C以及具有上述成分的其他纳米尺度材料,例如纳米棒、纳米片;
以CdSe量子点制备红色量子点膜为例,具体的合成方法例如:在惰性气体以及约100℃条件下,将硒粉溶解在十八烯中,得到硒溶液;将CdO和油酸加入到十八烯中并加热到280℃左右,得到镉的前驱体溶液;将硒溶液加入到镉的前驱体溶液中,降温到250℃左右进行反应,反应结束后冷却到室温,用甲醇-己烷进行萃取以除掉未反应的前驱体,用乙醇进行沉淀,并溶解于辛烷中,得到CdSe量子点溶液,并旋涂成膜(也可以通过打印、印刷、电喷印等方式成膜);
之后曝光绿色和蓝色像素区的量子点膜,形成图案化的红色量子点膜,但在绿色和蓝色像素区会残留有红色量子点,这会直接影响QLED的性能,可以采用卤素离子对绿色和蓝色像素区残留的红色量子点的油溶性配体进行配体交换,以溴离子的配体交换为例,可以包括:配制浓度为2mg/mL至50mg/ml的四丁基溴化铵的甲醇溶液,在形成图案化的红色量子点膜之后,在红色量子点膜上滴加四丁基溴化铵的甲醇溶液,静置5s至60s后,旋干,再用甲醇清洗量子点膜表面,重复若干次,使其充分交换,以改变其复合区,使残留在绿色和蓝色像素区的红色量子点不发光即可以达到改善其色域的效果,效果如图3所示;
(5)在红色量子点膜上制备图案化的绿色量子点膜和蓝色量子点膜,并分别进行卤素原子修饰:
分别旋涂形成绿色量子点膜和蓝色量子点薄膜,并曝光相应区域的量子点膜,分别得到图案化的绿色量子点膜和图案化的蓝色量子点膜;随后采用卤素离子对红色和蓝色像素区残留的绿色量子点的油溶性配体进行配体交换,以及采用卤素离子对红色和绿色像素区残留的蓝色量子点的油溶性配体进行配体交换,以溴离子的配体交换为例,可以包括:配制浓度为2mg/mL至50mg/ml的四丁基溴化铵的甲醇溶液,分别在形成图案化的绿色量子点膜和图案化的蓝色量子点膜之后,在量子点膜上滴四丁基溴化铵的甲醇溶液,静置5s至60s后,旋干,再用甲醇清洗量子点膜表面,重复若干次,使其充分交换,以改变其复合区,使残留在红色和蓝色像素区的绿色量子点以及残留在红色和绿色像素区的蓝色量子点不发光,工艺流程图图如图4所示;
在其他的实施例中,对残留的红色量子点、绿色量子点、蓝色量子点表面的油溶性配体进行配体交换时采用的交换配体可以是相同的,也可以是不同的;例如,对残留在绿色和蓝色像素区的红色量子点使用四丁基溴化铵进行配体交换反应,对残留在红色和蓝色像素区的绿色量子点使用四丁基碘化铵进行配体交换反应,对残留在红色和绿色像素区的蓝色量子点使用四丁基氯化铵进行配体交换反应;
(6)在量子点发光层上制备电子传输层:在量子点发光层上制备电子传输层,电子传输层可以是氧化锌纳米粒子薄膜或氧化锌溶胶凝胶薄膜等;
(a)氧化锌纳米粒子薄膜的制备:例如,将90μL至120μL浓度为10mg/mL至30mg/mL的氧化锌纳米粒子溶解在醇类溶剂(例如,甲醇、乙醇、异丙醇等)中得到的溶液滴加至量子点发光层上,设置匀胶机转速为500rpm至4000rpm并旋涂成膜,在室温或加热(温度可以为25℃至250℃,例如为80℃至120℃)下成膜,以调整氧化锌纳米粒子薄膜的厚度,氧化锌纳米粒子薄膜的厚度可以在20nm至100nm范围内;电子传输层材料还可以选择离子掺杂型氧化锌纳米粒子,如Mg、In、Al、或Ga掺杂的氧化镁纳米粒子等;
(b)氧化锌溶胶凝胶薄膜的制备:将1g醋酸锌(或者硝酸锌等)溶于5mL乙醇胺和正丁醇的混合溶液中,制成锌的前驱体溶液;将步骤(1)的导电玻璃置于匀胶机上,将90μL至120μL锌的前驱体溶液滴加到量子点发光层上,旋涂成膜,设置匀胶机转速为1000rpm至4000rpm,将上述导电玻璃置于250℃至300℃的热台上,加热蒸发溶剂;
(7)在电子传输层上制备阴极:在电子传输层上引入电极材料制备阴极,例如蒸镀铝膜、银膜或溅射铟锌氧化物(IZO)膜形成阳极;
(8)封装:加盖封装盖板,采用紫外固化胶对器件进行封装,得到量子点发光二极管。
本公开的示例性实施例提供一种具有如图6所示倒置结构的QLED器件的制备方法。在该示例性实施例中,采用短链有机配体对残留的量子点表面的油溶性配体进行配体交换,制备过程可以包括:
(1)准备阴极:采用导电玻璃(在玻璃基板沉积ITO或FTO等导电层形成)作为阴极,分别采用水和异丙醇超声清洗导电玻璃,并在紫外UV下处理5min至10min;
(2)在阴极上制备电子传输层:在导电玻璃阴极上制备电子传输层,电子传输层可以是氧化锌纳米粒子薄膜或氧化锌溶胶凝胶薄膜等;
(a)氧化锌纳米粒子薄膜的制备:例如,将90μL至120μL浓度为10mg/mL至30mg/mL的氧化锌纳米粒子溶解在醇类溶剂(例如,甲醇、乙 醇、异丙醇等)中得到的溶液滴加至量子点发光层上,设置匀胶机转速为500rpm至4000rpm并旋涂成膜,在室温或加热(温度可以为25℃至250℃,例如为80℃至120℃)下成膜,以调整氧化锌纳米粒子薄膜的厚度,氧化锌纳米粒子薄膜的厚度可以在20nm至100nm范围内;电子传输层材料还可以选择离子掺杂型氧化锌纳米粒子,如Mg、In、Al、或Ga掺杂的氧化镁纳米粒子等;
(b)氧化锌溶胶凝胶薄膜的制备:将1g醋酸锌(或者硝酸锌等)溶于5mL乙醇胺和正丁醇的混合溶液中,制成锌的前驱体溶液;将步骤(1)的导电玻璃置于匀胶机上,将90μL至120μL锌的前驱体溶液滴加到导电玻璃上,旋涂成膜,设置匀胶机转速为1000rpm至4000rpm,将上述导电玻璃置于250℃至300℃的热台上,加热蒸发溶剂;
(3)在电子传输层上制备图案化的红色量子点膜,并进行短链有机配体修饰:
在电子传输层上,通过旋涂、蒸镀或喷墨打印等方式制备红色量子点膜,所采用的量子点可以包括CdS、CdSe、CdTe、ZnSe、InP、PbS、CuInS
2、ZnO、CsPbCl
3、CsPbBr
3、CsPhI
3、CdS/ZnS、CdSe/ZnS、ZnSe、InP/ZnS、PbS/ZnS、InAs、InGaAs、InGaN、GaNk、ZnTe、Si、Ge、C以及具有上述成分的其他纳米尺度材料,例如纳米棒、纳米片;
以CdSe量子点制备红色量子点膜为例,具体的合成方法例如:在惰性气体以及约100℃条件下,将硒粉溶解在十八烯中,得到硒溶液;将CdO和油酸加入到十八烯中并加热到280℃左右,得到镉的前驱体溶液;将硒溶液加入到镉的前驱体溶液中,降温到250℃左右进行反应,反应结束后冷却到室温,用甲醇-己烷进行萃取以除掉未反应的前驱体,用乙醇进行沉淀,并溶解于辛烷中,得到CdSe量子点溶液,并旋涂成膜(也可以通过打印、印刷、电喷印等方式成膜);
之后曝光绿色和蓝色像素区的量子点膜,形成图案化的红色量子点膜,但在绿色和蓝色像素区会残留有红色量子点,这会直接影响QLED的性能,可以采用短链有机配体对绿色和蓝色像素区残留的红色量子点的油溶性配体进行配体交换,以乙二硫醇的配体交换为例,可以包括:配制浓度为2mg/mL 至30mg/ml的乙二硫醇的甲醇溶液,在形成图案化的红色量子点膜之后,在红色量子点膜上滴加乙二硫醇的甲醇溶液,静置10s至60s后,旋干,再用甲醇清洗量子点膜表面,重复若干次,使其充分交换,以改变其复合区,使残留在绿色和蓝色像素区的红色量子点不发光即可以达到改善其色域的效果,效果如图3所示;
(4)在红色量子点膜上制备图案化的绿色量子点膜和蓝色量子点膜,并分别进行短链有机配体修饰:
分别旋涂形成绿色量子点膜和蓝色量子点薄膜,并曝光相应区域的量子点膜,分别得到图案化的绿色量子点膜和图案化的蓝色量子点膜;随后采用短链有机配体对红色和蓝色像素区残留的绿色量子点的油溶性配体进行配体交换,以及采用短链有机配体对红色和绿色像素区残留的蓝色量子点的油溶性配体进行配体交换,以乙二硫醇的配体交换为例,可以包括:配制浓度为2mg/mL至30mg/ml的乙二硫醇的甲醇溶液,在形成分别在形成图案化的绿色量子点膜和图案化的蓝色量子点膜之后,在量子点膜上滴加乙二硫醇的甲醇溶液,静置10s至60s后,旋干,再用甲醇清洗量子点膜表面,重复若干次,使其充分交换,以改变其复合区,使残留在红色和蓝色像素区的绿色量子点以及残留在红色和绿色像素区的蓝色量子点不发光,工艺流程图图如图4所示;在其他的实施例中,还可以采用乙硫醇、乙二胺、乙胺等作为短链有机配体进行配体交换;
(5)在量子点发光层上依次制备空穴传输层和空穴注入层:
在量子点发光层上,通过旋涂、蒸镀或喷墨打印等方式制备空穴传输层,空穴传输层的材料可以选自例如TFB、PVK、TPD、CBP等成熟的商用材料;以采用TFB旋涂形成空穴传输层为例,可以包括:将5mg/ml至30mg/ml的TFB溶于氯苯溶液中,以2000rpm至4000rpm的速度旋涂于量子点发光层上,在235℃退火30分钟成膜;
在空穴传输层上,通过旋涂、蒸镀或喷墨打印等方式制备空穴注入层;其中,有机空穴注入层可以选择PEDOT:PSS 4083(聚3,4-乙烯二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸盐)或者其它商业化适用于形成空穴注入层的化合物等,例如,NiO、MoO
3、WoO
3、V
2O
5、CuO、CuS、CuSCN、Cu:NiO等;PEDOT的成 膜温度可以为130℃至150℃,成膜时匀胶机转速可以设置为500rpm至2500rpm,以调整膜层的厚度;
(6)在空穴注入层上制备阳极:在空穴注入层上引入电极材料制备阳极,,例如蒸镀铝膜、银膜或溅射铟锌氧化物(IZO)膜形成阳极;
(7)封装:加盖封装盖板,采用紫外固化胶对器件进行封装,得到量子点发光二极管。
本公开的示例性实施例提供一种具有如图5所示正置结构的QLED器件的制备方法。在该示例性实施例中,采用短链有机配体对残留的量子点表面的油溶性配体进行配体交换,制备过程可以包括:
(1)准备阳极:采用导电玻璃作为阳极,分别采用异丙醇、水和丙酮超声清洗导电玻璃,并在紫外UV下处理5min至10min;
(2)在阳极上制备空穴注入层:在上述导电玻璃上,通过旋涂、蒸镀或喷墨打印等方式制备空穴注入层;其中,有机空穴注入层可以选择PEDOT:PSS 4083(聚3,4-乙烯二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸盐)或者其它商业化适用于形成空穴注入层的化合物等,例如,NiO、MoO
3、WoO
3、V
2O
5、CuO、CuS、CuSCN、Cu:NiO等;PEDOT的成膜温度可以为130℃至150℃,成膜时匀胶机转速可以设置为500rpm至2500rpm,以调整膜层的厚度;
(3)在空穴注入层上制备空穴传输层:在空穴注入层上,通过旋涂、蒸镀或喷墨打印等方式制备空穴传输层,空穴传输层的材料可以选自例如TFB、PVK、TPD、CBP等成熟的商用材料;以采用TFB旋涂形成空穴传输层为例,可以包括:将5mg/ml至30mg/ml的TFB溶于氯苯溶液中,以2000rpm至4000rpm的速度旋涂于量子点发光层上,在235℃退火30分钟成膜;
(4)在空穴传输层上制备图案化的红色量子点膜,并进行短链有机配体修饰:
在空穴传输层上,通过旋涂、蒸镀或喷墨打印等方式制备红色量子点膜,所采用的量子点可以包括CdS、CdSe、CdTe、ZnSe、InP、PbS、CuInS
2、ZnO、CsPbCl
3、CsPbBr
3、CsPhI
3、CdS/ZnS、CdSe/ZnS、ZnSe、InP/ZnS、PbS/ZnS、 InAs、InGaAs、InGaN、GaNk、ZnTe、Si、Ge、C以及具有上述成分的其他纳米尺度材料,例如纳米棒、纳米片;
以CdSe量子点制备红色量子点膜为例,具体的合成方法例如:在惰性气体以及约100℃条件下,将硒粉溶解在十八烯中,得到硒溶液;将CdO和油酸加入到十八烯中并加热到280℃左右,得到镉的前驱体溶液;将硒溶液加入到镉的前驱体溶液中,降温到250℃左右进行反应,反应结束后冷却到室温,用甲醇-己烷进行萃取以除掉未反应的前驱体,用乙醇进行沉淀,并溶解于辛烷中,得到CdSe量子点溶液,并旋涂成膜(也可以通过打印、印刷、电喷印等方式成膜);
之后曝光绿色和蓝色像素区的量子点膜,形成图案化的红色量子点膜,但在绿色和蓝色像素区会残留有红色量子点,这会直接影响QLED的性能,可以采用短链有机配体对绿色和蓝色像素区残留的红色量子点的油溶性配体进行配体交换,以乙二硫醇的配体交换为例,可以包括:配制浓度为2mg/mL至30mg/ml的乙二硫醇的甲醇溶液,在形成图案化的红色量子点膜之后,在红色量子点膜上滴加乙二硫醇的甲醇溶液,静置10s至60s后,旋干,再用甲醇清洗量子点膜表面,重复若干次,使其充分交换,以改变其复合区,使残留在绿色和蓝色像素区的红色量子点不发光即可以达到改善其色域的效果,效果如图3所示;
(5)在红色量子点膜上制备图案化的绿色量子点膜和蓝色量子点膜,并分别进行短链有机配体修饰:
分别旋涂形成绿色量子点膜和蓝色量子点薄膜,并曝光相应区域的量子点膜,分别得到图案化的绿色量子点膜和图案化的蓝色量子点膜;随后采用短链有机配体对红色和蓝色像素区残留的绿色量子点的油溶性配体进行配体交换,以及采用短链有机配体对红色和绿色像素区残留的蓝色量子点的油溶性配体进行配体交换,以乙二硫醇的配体交换为例,可以包括:配制浓度为2mg/mL至30mg/ml的乙二硫醇的甲醇溶液,在形成分别在形成图案化的绿色量子点膜和图案化的蓝色量子点膜之后,在量子点膜上滴加乙二硫醇的甲醇溶液,静置10s至60s后,旋干,再用甲醇清洗量子点膜表面,重复若干次,使其充分交换,以改变其复合区,使残留在红色和蓝色像素区的绿色量 子点以及残留在红色和绿色像素区的蓝色量子点不发光,工艺流程图图如图4所示;在其他的实施例中,还可以采用乙硫醇、乙二胺、乙胺等作为短链有机配体进行配体交换;
(6)在量子点发光层上制备电子传输层:在量子点发光层上制备电子传输层,电子传输层可以是氧化锌纳米粒子薄膜或氧化锌溶胶凝胶薄膜等;
(a)氧化锌纳米粒子薄膜的制备:例如,将90μL至120μL浓度为10mg/mL至30mg/mL的氧化锌纳米粒子溶解在醇类溶剂(例如,甲醇、乙醇、异丙醇等)中得到的溶液滴加至量子点发光层上,设置匀胶机转速为500rpm至4000rpm并旋涂成膜,在室温或加热(温度可以为25℃至250℃,例如为80℃至120℃)下成膜,以调整氧化锌纳米粒子薄膜的厚度,氧化锌纳米粒子薄膜的厚度可以在20nm至100nm范围内;电子传输层材料还可以选择离子掺杂型氧化锌纳米粒子,如Mg、In、Al、或Ga掺杂的氧化镁纳米粒子等;
(b)氧化锌溶胶凝胶薄膜的制备:将1g醋酸锌(或者硝酸锌等)溶于5mL乙醇胺和正丁醇的混合溶液中,制成锌的前驱体溶液;将步骤(1)的导电玻璃置于匀胶机上,将90μL至120μL锌的前驱体溶液滴加到量子点发光层上,旋涂成膜,设置匀胶机转速为1000rpm至4000rpm,将上述导电玻璃置于250℃至300℃的热台上,加热蒸发溶剂;
(7)在电子传输层上制备阴极:在电子传输层上引入电极材料制备阴极,例如蒸镀铝膜、银膜或溅射铟锌氧化物(IZO)膜形成阳极;
(8)封装:加盖封装盖板,采用紫外固化胶对器件进行封装,得到量子点发光二极管。
在量子点-有机发光二极管(Quantum Dots-Organic Light Emitting Diode,QD-OLED)器件的制备过程中,也可以采用交换配体交换的方法解决量子点残留导致的混色问题。
本公开的示例性实施例提供一种量子点-蓝光有机发光二极管(QD-Blue OLED)器件的制备方法。由于蓝光OLED本身发蓝光,因此在制备量子点 转换层时,只需要制备图案化的红色量子点转换层和图案化的绿色量子点转换层即可。图12为QD-蓝光OLED全彩器件的制备流程示意图。如图12所示,制备过程包括:
(1)在基底10上制备蓝光OLED 2000
(2)在蓝光OLED 2000上制备红色量子点转换层3000,并对红色量子点转换层3000进行图案化,得到图案化的红色量子点转换层3000,对于不保留像素区残留的红色量子点,可以参照如上本公开的示例性实施例制备QLED器件的方法,采用卤素离子或短链有机配体对不保留像素区残留的红色量子点表面的油溶性配体进行配体交换;
(3)制备绿色量子点转换层4000,并对绿色量子点转换层4000进行图案化,得到图案化的绿色量子点转换层4000,以及采用卤素离子或短链有机配体对不保留像素区残留的绿色量子点表面的油溶性配体进行配体交换。
本公开的示例性实施例提供一种量子点-白光有机发光二极管(QD-White OLED)器件的制备方法。图13为QD-白光OLED全彩器件的制备流程示意图。如图13所示,制备过程包括:
(1)在基底10上制备白光OLED 2000’
(2)在白光OLED 2000’上制备红色量子点转换层3000,并对红色量子点转换层3000进行图案化,得到图案化的红色量子点转换层3000,对于不保留像素区残留的红色量子点,可以参照如上本公开的示例性实施例制备QLED器件的方法,采用卤素离子或短链有机配体对不保留像素区残留的红色量子点表面的油溶性配体进行配体交换;
(3)制备绿色量子点转换层4000,并对绿色量子点转换层4000进行图案化,得到图案化的绿色量子点转换层4000,以及采用卤素离子或短链有机配体对不保留像素区残留的绿色量子点表面的油溶性配体进行配体交换;
(4)制备蓝色量子点转换层5000,并对蓝色量子点转换层5000进行图案化,得到图案化的蓝色量子点转换层5000,以及采用卤素离子或短链有机配体对不保留像素区残留的蓝色量子点表面的油溶性配体进行配体交换。
在量子点-微型发光二极管(Quantum Dots-Micro Light-Emitting Diode,QD-Micro LED)器件的制备过程中,也可以采用交换配体交换的方法解决量子点残留导致的混色问题。
本公开的示例性实施例提供一种量子点-蓝光微型发光二极管(QD-Blue Micro LED)的制备方法。由于蓝光Micro LED本身发蓝光,因此在制备量子点转换层时,只需要制备图案化的红色量子点转换层和图案化的绿色量子点转换层即可。图14为QD-蓝光Micro LED全彩器件的制备流程示意图。如图14所示,制备过程包括:
(1)在基底10上制备蓝光Micro LED 2000”;
(2)在蓝光Micro LED 2000”上制备红色量子点转换层3000,并对红色量子点转换层3000进行图案化,得到图案化的红色量子点转换层3000,对于不保留像素区残留的红色量子点,可以参照如上本公开的示例性实施例制备QLED器件的方法,采用卤素离子或短链有机配体对不保留像素区残留的红色量子点表面的油溶性配体进行配体交换;
(3)制备绿色量子点转换层4000,并对绿色量子点转换层4000进行图案化,得到图案化的绿色量子点转换层4000,以及采用卤素离子或短链有机配体对不保留像素区残留的绿色量子点表面的油溶性配体进行配体交换。
以下通过实验说明本公开实施例采用交换配体对残留量子点表面的油溶性配体进行交换的效果。
PL基板的制备过程包括:
(1)准备阴极:采用沉积有ITO的导电玻璃作为阴极,分别采用水和异丙醇超声清洗导电玻璃,并在紫外UV下处理10min;
(2)在阴极上制备电子传输层:在导电玻璃阴极上制备电子传输层,电子传输层为氧化锌纳米粒子薄膜;
氧化锌纳米粒子薄膜的制备:将100μL浓度为20mg/mL的氧化锌纳米粒子的乙醇溶液滴加至阴极上,设置匀胶机转速为2500rpm并旋涂,在200 ℃下烘烤15min加热成膜,形成厚度为45nm的电子传输层;
(3)在电子传输层上制备红色量子点膜:
采用CdSe量子点制备红色量子点膜:在惰性气体以及约100℃条件下,将硒粉溶解在十八烯中,得到硒溶液;将CdO和油酸加入到十八烯中并加热到280℃左右,得到镉的前驱体溶液;将硒溶液加入到镉的前驱体溶液中,降温到250℃左右进行反应,反应结束后冷却到室温,用甲醇-己烷进行萃取以除掉未反应的前驱体,用乙醇进行沉淀,并溶解于辛烷中,得到CdSe量子点溶液,并旋涂成膜;
(4)在红色量子点膜上滴加浓度为10mg/ml的四丁基碘化铵的甲醇溶液,静置60后旋干,再用甲醇清洗红色量子点膜表面,再次将浓度为10mg/ml的四丁基碘化铵的甲醇溶液滴涂在红色量子点膜表面,静置60s后旋干,重复2到10次,使配体交换完全。
测试进行配体交换前后,PL基板的光发射性能。测试结果如图15所示。
图15为本公开示例性实施例的PL基板在进行量子点配体交换前后的光致发光状态对比图。其中,L1表示量子点配体交换前收集的光子数量随波长的变化曲线,L2表示量子点配体交换后收集的光子数量随波长的变化曲线。
可以看出,在进行量子点配体交换之后,PL基板发射的红光的强度明显降低。
虽然本公开所揭露的实施方式如上,但所述的内容仅为便于理解本公开而采用的实施方式,并非用以限定本公开。任何所属领域内的技术人员,在不脱离本公开所揭露的精神和范围的前提下,可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化,但本申请的专利保护范围,仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。
Claims (34)
- 一种量子点膜,包括目标颜色量子点膜和残留非目标颜色量子点膜,所述目标颜色量子点膜的目标颜色量子点的配体为油溶性配体,所述残留非目标颜色量子点膜的残留非目标颜色量子点的配体选自卤素离子和碳链长度在2个碳至18个碳范围内的短链有机配体中的任意一种或多种。
- 根据权利要求1所述的量子点膜,其中,所述卤素离子选自I -、Br -和Cl -中的任意一种或多种。
- 根据权利要求1所述的量子点膜,其中,所述短链有机配体选自羧酸、磺酸、硫醇、膦酸和胺中的任意一种或多种。
- 根据权利要求3所述的量子点膜,其中,所述短链有机配体的碳链长度在2个碳至8个碳范围内。
- 根据权利要求4所述的量子点膜,其中,所述羧酸选自乙酸、丙酸、巯基丙酸、丁酸和1,4-丁二酸中的任意一种或多种;所述磺酸选自甲磺酸、乙磺酸、丙磺酸和丁磺酸中的任意一种或多种;所述硫醇选自1,2-乙二硫醇、乙硫醇、1-丙硫醇、1-丁硫醇、1-辛硫醇、1-十二硫醇、1-十八硫醇和1,2-苯二甲硫醇中的任意一种或多种;所述胺选自乙二胺、乙胺、丙胺和丁胺中的任意一种或多种。
- 根据权利要求1至5中任一项所述的量子点膜,还包括设置在所述目标颜色量子点膜一侧的功能量子点膜,所述功能量子点膜的量子点为目标颜色量子点,所述功能量子点膜的量子点的配体选自卤素离子和碳链长度在2个碳至18个碳范围内的短链有机配体中的任意一种或多种。
- 一种量子点光电器件,包括根据权利要求1至6中任一项所述的量子点膜。
- 根据权利要求7所述的量子点光电器件,其中,所述量子点光电器件为量子点发光二极管,所述量子点发光二极管包括阳极、阴极、夹设在所述阳极和所述阴极之间的量子点发光层,所述量子点发光层为根据权利要求1至6中任一项所述的量子点膜。
- 根据权利要求7所述的量子点光电器件,其中,所述量子点光电器件为量子点-蓝光有机发光二极管,所述量子点-蓝光有机发光二极管包括蓝光有机发光二极管和设置在所述蓝光有机发光二极管一侧的量子点转换层,所述量子点转换层为根据权利要求1至5中任一项所述的量子点膜;所述蓝光有机发光二极管包括阳极、阴极、夹设在所述阳极和所述阴极之间的蓝色发光层;所述量子点转换层包括红色量子点转换层和绿色量子点转换层,所述红色量子点转换层包括红色量子点膜和残留绿色量子点膜,所述绿色量子点转换层包括绿色量子点膜和残留红色量子点膜。
- 一种显示装置,包括多个根据权利要求7至9中任一项所述的量子点光电器件。
- 根据权利要求10所述的显示装置,其中,多个所述量子点光电器件包括分别发射红光、绿光和蓝光的量子点发光二极管,所述量子点发光二极管包括阳极、阴极、夹设在所述阳极和所述阴极之间的量子点发光层,所述量子点发光层为根据权利要求1至5中任一项所述的量子点膜;其中,发射红光的量子点发光二极管的量子点发光层在远离基底的方向上依次包括目标红色量子点膜、残留绿色量子点膜和残留蓝色量子点膜,所述目标红色量子点膜的目标红色量子点的配体为油溶性配体,所述残留绿色量子点膜的残留绿色量子点的配体为第一配体,所述残留蓝色量子点膜的残留蓝色量子点的配体为第二配体;发射绿光的量子点发光二极管的量子点发光层在远离基底的方向上依次包括残留红色量子点膜、目标绿色量子点膜和残留蓝色量子点膜,所述目标绿色量子点膜的目标绿色量子点的配体为油溶性配体,所述残留红色量子点膜的残留红色量子点的配体为第三配体,所述残留蓝色量子点膜的残留蓝色量子点的配体为第二配体;发射蓝光的量子点发光二极管的量子点发光层在远离基底的方向上依次包括残留红色量子点膜、残留绿色量子点膜和目标蓝色量子点膜,所述目标蓝色量子点膜的目标蓝色量子点的配体为油溶性配体,所述残留红色量子点膜的残留红色量子点的配体为第三配体,所述残留绿色量子点膜的残留绿色量子点的配体为第一配体;其中,所述第一配体、所述第二配体、所述第三配体各自独立地选自卤素离子和碳链长度在2个碳至18个碳范围内的短链有机配体中的任意一种或多种。
- 根据权利要求11所述的显示装置,其中,所述第一配体选自I -、Br -和Cl -中的任意一种或多种,或者选自羧酸、磺酸、硫醇、膦酸和胺中的任意一种或多种;所述第二配体选自I -、Br -和Cl -中的任意一种或多种,或者选自羧酸、磺酸、硫醇、膦酸和胺中的任意一种或多种;所述第三配体选自I -、Br -和Cl -中的任意一种或多种,或者选自羧酸、磺酸、硫醇、膦酸和胺中的任意一种或多种。
- 根据权利要求12所述的显示装置,其中,所述残留红色量子点的第三配体包括第一卤素离子、第二卤素离子和第三卤素离子,所述第一卤素离子的粒径大于所述第二卤素离子的粒径,所述第二卤素离子的粒径大于所述第三卤素离子的粒径。
- 根据权利要求13所述的显示装置,其中,所述第一卤素离子为I -,所述第二卤素离子为Br -,所述第三卤素离子为Cl -。
- 一种量子点膜图案化的方法,包括:S100:采用带有油溶性配体的量子点在整个像素区形成量子点膜,除去不保留像素区的量子点膜,得到图案化的量子点膜;S200:采用交换配体的前驱物与不保留像素区残留的量子点进行配体交换反应,使不保留像素区残留的量子点表面的油溶性配体被交换为交换配体,在不保留像素区得到残留量子点膜;其中,所述交换配体选自卤素离子和碳链长度在2个碳至18个碳范围内的短链有机配体中的任意一种或多种。
- 根据权利要求15所述的量子点膜图案化的方法,包括:S101:采用带有油溶性配体的红色量子点在整个像素区形成红色量子点膜,除去绿色像素区和蓝色像素区的红色量子点膜,得到图案化的红色量子点膜;S201:采用第三交换配体的前驱物与绿色像素区和蓝色像素区残留的红色量子点进行配体交换反应,使绿色像素区和蓝色像素区残留的红色量子点表面的油溶性配体被交换为第三交换配体,在绿色像素区和蓝色像素区得到残留红色量子点膜;S102:采用带有油溶性配体的绿色量子点在整个像素区形成绿色量子点膜,除去红色像素区和蓝色像素区的绿色量子点膜,得到图案化的绿色量子点膜;S202:采用第一交换配体的前驱物与红色像素区和蓝色像素区残留的绿色量子点进行配体交换反应,使红色像素区和蓝色像素区残留的绿色量子点表面的油溶性配体被交换为第一交换配体,在红色像素区和蓝色像素区得到残留绿色量子点膜;S103:采用带有油溶性配体的蓝色量子点在整个像素区形成蓝色量子点膜,除去红色像素区和绿色像素区的蓝色量子点膜,得到图案化的蓝色量子点膜;S203:采用第二交换配体的前驱物与红色像素区和绿色像素区残留的蓝色量子点进行配体交换反应,使红色像素区和绿色像素区残留的蓝色量子点表面的油溶性配体被交换为第二交换配体,在红色像素区和绿色像素区得到残留蓝色量子点膜。
- 根据权利要求15所述的量子点膜图案化的方法,其中,步骤S200包括:采用多种交换配体的前驱物依次与不保留像素区残留的量子点进行配体交换反应,使不保留像素区残留的量子点表面的油溶性配体被交换为多种交换配体,在不保留像素区得到残留量子点膜。
- 根据权利要求17所述的量子点膜图案化的方法,其中,步骤S200包括:采用第一卤素的有机盐与不保留像素区残留的量子点进行配体交换反应,在不保留像素区得到表面配体包括第一卤素离子的第一残留量子点膜;若不保留像素区还有表面配体为油溶性配体的残留的量子点,继续采用第二卤素的有机盐与不保留像素区残留的量子点进行配体交换反应,在不保 留像素区得到表面配体包括第一卤素离子和第二卤素离子的第二残留量子点膜;若不保留像素区还有表面配体为油溶性配体的残留的量子点,继续采用第三卤素的有机盐与不保留像素区残留的量子点进行配体交换反应,在不保留像素区得到表面配体包括第一卤素离子、第二卤素离子和第三卤素离子的第三残留量子点膜;其中,所述第一卤素离子的粒径大于所述第二卤素离子的粒径,所述第二卤素离子的粒径大于所述第三卤素离子的粒径。
- 根据权利要求18所述的量子点膜图案化的方法,其中,所述第一卤素离子为I -,所述第二卤素离子为Br -,所述第三卤素离子为Cl -。
- 根据权利要求15至19中任一项所述的量子点膜图案化的方法,其中,步骤S200中的所述配体交换反应包括:将交换配体的前驱物溶解在溶剂中制成含有交换配体前驱物的溶液;将所述含有交换配体前驱物的溶液滴在不保留像素区残留的量子点膜上,静置第一时间段后旋干;或者,将不保留像素区残留的量子点膜浸泡在所述含有交换配体前驱物的溶液中,静置第二时间段后取出不保留像素区残留的量子点膜并旋干;用与配制所述含有交换配体前驱物的溶液相同的溶剂清洗旋干后的不保留像素区的量子膜表面。
- 根据权利要求20所述的量子点膜图案化的方法,其中,在所述含有交换配体前驱物的溶液中,交换配体的前驱物的浓度为2mg/mL至50mg/ml。
- 根据权利要求16所述的量子点膜图案化的方法,其中,在采用第一交换配体的前驱物、第二交换配体的前驱物、第三交换配体的前驱物进行配体交换反应前,分别将第一交换配体的前驱物、第二交换配体的前驱物、第三交换配体的前驱物溶解在溶剂中制成含有第一交换配体前驱物的溶液、含有第二交换配体前驱物的溶液、含有第三交换配体前驱物的溶液;在含有第一交换配体前驱物的溶液中,第一交换配体的前驱物的浓度为 C 1;在含有第二交换配体前驱物的溶液中,第二交换配体的前驱物的浓度为C 2;在含有第三交换配体前驱物的溶液中,第三交换配体的前驱物的浓度为C 2;C 1、C 2、C 3均在2mg/mL至50mg/ml范围内,C 1、C 2、C 3是相同的或不同的。
- 根据权利要求18所述的量子点膜图案化的方法,其中,第一卤素为碘,所述第一卤素的有机盐选自四丁基碘化铵、四丙基碘化铵和四戊基碘化铵中的任意一种或多种;第二卤素为溴,所述第二卤素的有机盐选自四丁基溴化铵、四丙基溴化铵和四戊基溴化铵中的任意一种或多种;第三卤素为氯,所述第三卤素的有机盐选自四丁基氯化铵、四丙基氯化铵和四戊基氯化铵中的任意一种或多种。
- 根据权利要求20所述的量子点膜图案化的方法,其中,所述溶剂选自去离子水、乙腈、甲醇和乙醇中的任意一种或多种。
- 一种量子点发光器件的制备方法,包括:形成第一电极;采用根据权利要求15至24中任一项所述的量子点膜图案化的方法形成图案化的量子点膜,作为量子点发光层;形成第二电极。
- 根据权利要求25所述的制备方法,其中,所述第一电极为阳极,所述第二电极为阴极;在形成第一电极之后,形成量子点发光层之前,所述制备方法还包括:在所述第一电极上依次形成空穴注入层和空穴传输层;所述形成量子点发光层包括:在所述空穴传输层上形成所述量子点发光层;在形成量子点发光层之后,形成第二电极之前,所述制备方法还包括:在所述量子点发光层上形成电子传输层;所述形成第二电极包括:在所述电子传输层上形成所述第二电极。
- 根据权利要求25所述的制备方法,其中,所述第一电极为阴极,所述第二电极为阳极;在形成第一电极之后,形成量子点发光层之前,所述制备方法还包括:在所述第一电极上形成电子传输层;所述形成量子点发光层包括:在所述电子传输层上形成所述量子点发光层;在形成量子点发光层之后,形成第二电极之前,所述制备方法还包括:在所述量子点发光层上依次形成空穴传输层和空穴注入层;所述形成第二电极包括:在所述空穴注入层上形成所述第二电极。
- 根据权利要求26或27所述的制备方法,其中,所述第一电极的材料为导电基板或沉积有第一透明导电氧化物的基板,所述第一透明导电氧化物选自氧化铟锡、氧化铟锌和氟掺杂氧化锡中的任意一种或多种;所述第二电极的材料为金属或第二透明导电氧化物,所述金属为Mg、Ag、Al及其合金,所述第二透明导电氧化物为氧化铟锌,所述第二电极通过蒸镀或溅射的方法形成。
- 根据权利要求26或27所述的制备方法,其中,所述空穴注入层的材料选自聚(3,4-乙烯二氧噻吩)/聚苯乙烯磺酸盐、NiO、MoO 3、WoO 3、V 2O 5、CuO、CuS、CuSCN和Cu:NiO中的任意一种或多种;所述空穴注入层通过旋涂、蒸镀或喷墨打印的方法形成。
- 根据权利要求26或27所述的制备方法,其中,所述空穴注入层的材料为聚(3,4-乙烯二氧噻吩)/聚苯乙烯磺酸盐,其中,聚3,4-乙烯二氧噻吩的成膜温度为130℃至150℃,成膜时匀胶机的转速为500rpm至2500rpm。
- 根据权利要求26或27所述的制备方法,其中,所述空穴传输层的材料选自聚(9,9-二辛基芴-CO-N-(4-丁基苯基)二苯胺)、聚乙烯基咔唑、N,N'-双(3-甲基苯基)-N,N′-二苯基-1,1′-联苯-4,4′-二胺和4,4'-二(9-咔唑)联苯中的任 意一种或多种;所述空穴传输层通过旋涂、蒸镀或喷墨打印的方法形成。
- 根据权利要求26或27所述的制备方法,其中,所述电子传输层为氧化锌纳米粒子薄膜或氧化锌溶胶凝胶薄膜;所述氧化锌纳米粒子薄膜的材料为氧化锌纳米粒子或掺杂型氧化锌纳米粒子,所述掺杂型氧化锌纳米粒子中掺杂的金属选自Mg、In、Al和Ga中的任意一种或多种。
- 根据权利要求32所述的制备方法,其中,所述氧化锌纳米粒子薄膜的制备过程包括:将氧化锌纳米粒子溶解在醇类溶剂中得到氧化锌纳米粒子醇溶液,将所述氧化锌纳米粒子醇溶液旋涂并加热成膜;其中,所述氧化锌纳米粒子醇溶液成膜时的温度为25℃至250℃,旋涂速度为500rpm至4000rpm,氧化锌纳米粒子薄膜的厚度为20nm至100nm。
- 根据权利要求32所述的制备方法,其中,所述氧化锌溶胶凝胶薄膜的制备过程包括:将锌的前驱体溶解在溶剂中得到含锌前驱体的溶液,将所述含锌前驱体的溶液旋涂并加热成膜;其中,所述含锌前驱体的溶液成膜时的温度为180℃至300℃,旋涂速度为1000rpm至4000rpm,锌的前驱体选自醋酸锌和硝酸锌中的任意一种或两种,溶解锌的前驱体的溶剂为乙醇胺与正丁醇的混合溶剂。
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Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109378395A (zh) * | 2018-10-18 | 2019-02-22 | 京东方科技集团股份有限公司 | 纳米粒子、显示基板的制备方法及显示装置 |
CN109935725A (zh) * | 2017-12-15 | 2019-06-25 | Tcl集团股份有限公司 | 量子点发光二极管及其制备方法和应用 |
CN109970887A (zh) * | 2017-12-27 | 2019-07-05 | 深圳Tcl工业研究院有限公司 | 一种聚合物配体、量子点及其制备方法 |
WO2020228417A1 (zh) * | 2019-05-16 | 2020-11-19 | 京东方科技集团股份有限公司 | 显示面板、其制作方法及显示装置 |
CN112011328A (zh) * | 2019-05-31 | 2020-12-01 | Tcl集团股份有限公司 | 量子点配体交换的方法 |
CN112018270A (zh) * | 2019-05-31 | 2020-12-01 | Tcl集团股份有限公司 | 量子点薄膜的制备方法和量子点发光二极管的制备方法 |
CN112300784A (zh) * | 2020-10-28 | 2021-02-02 | 京东方科技集团股份有限公司 | 量子点材料、量子点膜层的图案化方法及量子点发光器件 |
US20210043862A1 (en) * | 2019-08-08 | 2021-02-11 | Sharp Kabushiki Kaisha | Photo-patterned emissive layer containing passivated quantum dots, arrangement of light-emitting devices including same, and method of making same |
-
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Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109935725A (zh) * | 2017-12-15 | 2019-06-25 | Tcl集团股份有限公司 | 量子点发光二极管及其制备方法和应用 |
CN109970887A (zh) * | 2017-12-27 | 2019-07-05 | 深圳Tcl工业研究院有限公司 | 一种聚合物配体、量子点及其制备方法 |
CN109378395A (zh) * | 2018-10-18 | 2019-02-22 | 京东方科技集团股份有限公司 | 纳米粒子、显示基板的制备方法及显示装置 |
WO2020228417A1 (zh) * | 2019-05-16 | 2020-11-19 | 京东方科技集团股份有限公司 | 显示面板、其制作方法及显示装置 |
CN112011328A (zh) * | 2019-05-31 | 2020-12-01 | Tcl集团股份有限公司 | 量子点配体交换的方法 |
CN112018270A (zh) * | 2019-05-31 | 2020-12-01 | Tcl集团股份有限公司 | 量子点薄膜的制备方法和量子点发光二极管的制备方法 |
US20210043862A1 (en) * | 2019-08-08 | 2021-02-11 | Sharp Kabushiki Kaisha | Photo-patterned emissive layer containing passivated quantum dots, arrangement of light-emitting devices including same, and method of making same |
CN112300784A (zh) * | 2020-10-28 | 2021-02-02 | 京东方科技集团股份有限公司 | 量子点材料、量子点膜层的图案化方法及量子点发光器件 |
Non-Patent Citations (5)
Title |
---|
JIFENG YUAN等: "Spray-Coated Colloidal Perovskite Quantum Dot Films for Highly Efficient Solar Cells", ADV. FUNCT. MATER, 26 September 2019 (2019-09-26), pages 1 - 7 * |
任志瑞等: "配体链长对PbS量子点薄膜/Al肖特基结整流特性的影响", 光电子·激光, vol. 24, no. 11, 30 November 2013 (2013-11-30), pages 2156 - 2161 * |
朱永明;谢斌;罗小兵;: "量子点转化LED封装的进展与展望", 科学通报, no. 07, 10 March 2017 (2017-03-10), pages 659 - 672 * |
王好伟等: "适用于下一代显示技术的 量子点发光二极管:机遇与挑战", 微纳电子与智能制造, vol. 2, no. 2, 30 June 2020 (2020-06-30), pages 15 - 25 * |
齐永莲等: "超高色域图案化量子点彩膜的研究", 液晶与显示, vol. 32, no. 3, 31 March 2017 (2017-03-31), pages 169 - 176 * |
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