JP6619002B2 - 量子ドット発光ダイオードサブピクセルアレイ、その製造方法及び表示装置 - Google Patents
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Description
基板上に量子ドット受容層を形成する量子ドット受容層の形成ステップと、
前記量子ドット受容層に、感熱性の有機配位子を含む感熱性量子ドット材料層を適用する感熱性量子ドット材料層の適用ステップと、
加熱により前記感熱性量子ドット材料層の所定領域の感熱性量子ドット材料の前記有機配位子に化学反応を発生させることで、前記所定領域の前記感熱性量子ドット材料を前記量子ドット受容層の対応するサブピクセル領域に転移する感熱性量子ドット材料の転移ステップと、を含む。
前記感熱性量子ドット材料の転移ステップは、
第1温度で前記積層の前記所定領域を加熱することによって、前記所定領域において前記積層のうち前記第1層と隣接している第2層が暴露されるように、前記所定領域の積層における前記第1層を前記量子ドット受容層の第1サブピクセル領域に転移することと、
前記所定領域の積層において暴露されている前記第2層を第2サブピクセル領域と位置が合わせられるように、前記キャリア基板を1つのサブピクセル領域の分だけ移動し、第1温度より高い第2温度で前記所定領域を加熱することによって、前記第2層を前記量子ドット受容層の第2サブピクセル領域に転移することと、を含み、
前記手法で、次第に上昇する温度を使用して前記所定領域の積層における各層の感熱性量子ドット材料を前記量子ドット受容層の対応するサブピクセル領域に転移してもよい。
前記感熱性量子ドット材料の転移ステップは、
第1温度で前記積層の前記所定領域を加熱することによって、前記所定領域において前記積層のうち前記第1層と隣接する第2層が暴露されるように、前記所定領域の積層における前記第1層を前記量子ドット受容層の第1サブピクセル領域に転移することと、
前記所定領域の積層において暴露されている前記第2層を第2サブピクセル領域と位置が合わせられるように、前記熱伝導性マスク板を1つのサブピクセル領域の分だけ移動し、第1温度より高い第2温度で前記所定領域を加熱することによって、前記第2層を前記量子ドット受容層の第2サブピクセル領域に転移することと、を含み、
前記手法で、次第に上昇する温度を使用して前記所定領域の積層における各層の感熱性量子ドット材料を前記量子ドット受容層の対応するサブピクセル領域に転移してもよい。
基板上に量子ドット受容層を形成する量子ドット受容層の形成ステップと、
量子ドット受容層に、感熱性の有機配位子を含む感熱性量子ドット材料層を適用する感熱性量子ドット材料層の適用ステップと、
加熱により感熱性量子ドット材料層の所定領域の感熱性量子ドット材料の有機配位子に化学反応を発生させることで、所定領域の感熱性量子ドット材料を量子ドット受容層の対応するサブピクセル領域に転移する感熱性量子ドット材料の転移ステップと、を含む。
図2A−2Kは、本発明の第1実施例による量子ドット発光ダイオードサブピクセルアレイを製造する方法の各段階を断面図で例示する模式図である。具体的な実施例において、例を挙げると、レーザ加熱法によって基板上にそれぞれ緑、青、赤の三色の量子ドット発光ダイオードサブピクセルアレイを製造することができる。
第2実施例において、第1実施例と類似する方法を使用して、各感熱性量子ドット材料層の対応するサブピクセル領域への転移をそれぞれ独立に実現している。第2実施例が第1実施例と区別されるところは、感熱性量子ドット材料層のキャリア基板を使用せず、直接に熱伝導性マスクを使用して感熱性量子ドット材料を載置することである。以下の説明において、第2実施例における第1実施例と類似する部分に対しては詳しく説明しない。
第3実施例において、第1実施例と類似する方法を使用して、各感熱性量子ドット材料層の対応するサブピクセル領域への転移をそれぞれ独立に実現している。第3実施例が第1実施例と主に区別されるところは、感熱性量子ドット材料層のキャリア基板を使用せず、感熱性量子ドット材料層を量子ドット受容層に直接塗布することである。以下の説明において、第3実施例における第1実施例と類似する部分に対しては詳しく説明しない。
第4実施例において、各感熱性量子ドット材料層は一緒に塗布され、それぞれ対応する各サブピクセル領域に転移される。図5A−5Gは、本発明の第4実施例による量子ドット発光ダイオードサブピクセルアレイを製造する方法の各段階を断面図で例示する模式図である。
第5実施例において、第4実施例と類似する方法を使用し、各感熱性量子ドット材料層は全て一緒に塗布され、それぞれ各対応するサブピクセル領域に転移されることで、各感熱性量子ドット材料層が対応するサブピクセル領域に転移することを実現している。第5実施例が第4実施例と区別されるところは、感熱性量子ドット材料の積層のキャリア基板を使用せず、直接に熱伝導性マスクを使用して量子ドット材料の積層を載置することであり、この点で第2実施例と類似している。
a)高熱伝導性マスク板に配合し、レーザ、赤外線光源又は加熱炉などを利用して、感熱性量子ドット材料層に対して加熱処理を行う(例えば、第1、第2、第4、第5実施例)。
b)レーザによる定期的なスキャンを直接に利用して、感熱性量子ドット材料層に対して加熱処理を行う(例えば、第3実施例)。
c)基板全体に対して加熱し、レーザによる定期的なスキャンを利用して、感熱性量子ドット材料層に対して加熱処理を行う。
d)レーザを採用せず、高熱伝導性マスク板に配合し、異なる材料の基板の全体に対して加熱することによって、感熱性量子ドット材料層に対して加熱処理を行う。
e)その他の類似な、又は配合して使用可能な方法を採用して当該プロセスを完成する。
1)感熱性量子ドット材料層の所定領域の感熱性量子ドット材料の有機配位子は、加熱反応によって、有機配位子を載置しているキャリア基板又は熱伝導性マスク板と相溶する状態から相溶しない状態になるとともに、量子ドット受容層と弱い作用力の結合を形成可能である。例として、量子ドット材料を載置しているキャリア基板又は熱伝導性マスク板、感熱性量子ドット材料、量子ドット受容層の材料の組み合わせは、以下の材料の組み合わせのうちの1つ又は複数であってもよいが、これらに限らない。
a)感熱性量子ドット材料を載置しているキャリア基板又は熱伝導性マスク板は、油溶性材料であり、感熱性量子ドット材料の有機配位子はtert−ブトキシカルボニル基(Boc)が保護している水酸基又はフェノール性水酸基を含み、量子ドット受容層はアミン基又はピリジン基を有するポリマー層であり、例えば、ポリアニリン、ポリビニルピリジン、ポリビニルアミンなどである。
b)感熱性量子ドット材料を載置しているキャリア基板又は熱伝導性マスク板は、油溶性材料であり、感熱性量子ドット材料の有機配位子はtert−ブトキシカルボニル基(Boc)が保護しているアミン基を含み、量子ドット受容層はカルボキシル基又は水酸基を有するポリマー層であり、例えば、ポリアクリル酸、ポリビニルアルコールなどである。
c)感熱性量子ドット材料を載置しているキャリア基板又は熱伝導性マスク板は、油溶性材料であり、感熱性量子ドット材料の有機配位子はtert−ブトキシカルボニル基(Boc)が保護している水酸基又はフェノール性水酸基を含むが、単独な量子ドット受容層がなく、量子ドット材料と基板の間に位置しているホール輸送層又は電子輸送層の分子にはアミン基又はピリジン基が含まれており、直接に量子ドット受容層の役をする。
d)感熱性量子ドット材料を載置しているキャリア基板又は熱伝導性マスク板は、油溶性材料であり、感熱性量子ドット材料の有機配位子はtert−ブトキシカルボニル基(Boc)が保護しているアミン基を含むが、単独な量子ドット受容層がなく、量子ドット材料と基板の間に位置しているホール輸送層又は電子輸送層の分子にはカルボキシル基又は水酸基が含まれており、直接に量子ドット受容層の役をする。
2)感熱性量子ドット材料層の有機配位子は熱を受けた条件(例えば、レーザ照射又は基板加熱)で、量子ドット受容層(又は量子ドット受容層の役をしているホール輸送層又は電子輸送層)と化学反応が発生して、化学結合を形成することで、量子ドット受容層(又は量子ドット受容層の役をしているホール輸送層又は電子輸送層)と結合可能である。そのうち、感熱性量子ドット材料の有機配位子及び量子ドット受容層(又は量子ドット受容層の役をしているホール輸送層又は電子輸送層)は以下の構成であってもよいがこれらに限らない。即ち、感熱性量子ドット材料の有機配位子は1、3−ブタジエン基を含んでもよく、量子ドット受容層(又は量子ドット受容層の役をしているホール輸送層又は電子輸送層)の分子はアルケニル基を含んでもよい。又は、感熱性量子ドット材料の有機配位子はアルケニル基を含んでもよく、量子ドット受容層(又は量子ドット受容層の役をしているホール輸送層又は電子輸送層)の分子は1、3−ブタジエン基を含んでもよい。
112、212、222、232、542 キャリア基板
114、214、224、234、314、324、334、514、524、534、644 熱伝導性マスク板
202、302、402、502、602 基礎基板
204、304、404、504、604 TFTアレイ
210、210’、220、220’、230、230’、310、310’、320、320’、330、330’、410、410’、420、420’、430、430’、510’、520’、530’、610’、620’、630’ 感熱性量子ドット材料層
216、226、236、316、326、336、416、426、436、516、526、536、616、626、636 レーザ
540、640 感熱性量子ドット材料層の積層
Claims (26)
- 量子ドット発光ダイオードサブピクセルアレイを製造する方法であって、
基板上に量子ドット受容層を形成する量子ドット受容層の形成ステップと、
前記量子ドット受容層に、感熱性の有機配位子を含む感熱性量子ドット材料層を適用する感熱性量子ドット材料層の適用ステップと、
加熱により前記感熱性量子ドット材料層の所定領域の感熱性量子ドット材料の前記有機配位子に化学反応を発生させることで、前記所定領域の前記感熱性量子ドット材料を前記量子ドット受容層の対応するサブピクセル領域に転移する感熱性量子ドット材料の転移ステップと、
を含む、方法。 - さらに、
前記感熱性量子ドット材料の転移ステップの後に、前記感熱性量子ドット材料層において反応が発生していない残りの感熱性量子ドット材料を除去する、
請求項1に記載の方法。 - 前記感熱性量子ドット材料層の適用ステップは、前記感熱性量子ドット材料層が形成されているキャリア基板を、前記感熱性量子ドット材料層が前記量子ドット受容層に向くように、前記量子ドット受容層に位置合わせして載せることを含む、
請求項1に記載の方法。 - さらに、
前記感熱性量子ドット材料の転移ステップの後に、前記キャリア基板を取り除く、
請求項3に記載の方法。 - 前記感熱性量子ドット材料層の適用ステップは、前記感熱性量子ドット材料層が形成されている熱伝導性マスク板を、前記感熱性量子ドット材料層が前記量子ドット受容層に向くように、前記量子ドット受容層に位置合わせして載せることを含む、
請求項1に記載の方法。 - さらに、
前記感熱性量子ドット材料の転移ステップの後に、前記熱伝導性マスク板を取り除く、
請求項5に記載の方法。 - 前記感熱性量子ドット材料層の適用ステップは、前記量子ドット受容層に前記感熱性量子ドット材料層を塗布することを含む、
請求項1に記載の方法。 - さらに、
前記感熱性量子ドット材料の転移ステップの後に、前記感熱性量子ドット材料層において反応が発生していない残りの感熱性量子ドット材料を洗浄プロセスで洗浄する、
請求項7に記載の方法。 - 前記加熱は、レーザ加熱、赤外線光源加熱、加熱炉による加熱のうちの1つ又は複数である、
請求項1から8のいずれか1項に記載の方法。 - 前記感熱性量子ドット材料の転移ステップは、加熱する前に、熱伝導性マスク板を前記感熱性量子ドット材料層に位置合わせして載せてから、前記熱伝導性マスク板を加熱することを含む、
請求項1、2、7、8のいずれか1項に記載の方法。 - 前記感熱性量子ドット材料の転移ステップは、加熱する前に、熱伝導性マスク板を前記キャリア基板に位置合わせして載せてから、前記熱伝導性マスク板を加熱することを含む、
請求項3又は4に記載の方法。 - 前記加熱は、感熱性量子ドット材料層に対するレーザによる定期的なスキャンを含む、
請求項1から11のいずれか1項に記載の方法。 - 前記加熱は、前記基板全体に対する加熱と、前記感熱性量子ドット材料層に対するレーザによる定期的なスキャンとを含む、
請求項1から12のいずれか1項に記載の方法。 - 前記加熱は、さらに、前記基板全体に対する加熱を含む、
請求項1から13のいずれか1項に記載の方法。 - 前記感熱性量子ドット材料層と前記基板との間に位置するホール輸送層又は電子輸送層は、前記量子ドット受容層として用いられている、
請求項1から14のいずれか1項に記載の方法。 - 前記感熱性量子ドット材料層における前記有機配位子は、熱により容易に分解してアミン基、水酸基、カルボキシル基又はフェノール性水酸基を生成する基を含む、
請求項1から15のいずれか1項に記載の方法。 - 前記量子ドット受容層は、アミン基、ピリジン基、カルボキシル基又は水酸基を有するポリマー層である、
請求項1から16のいずれか1項に記載の方法。 - 前記感熱性量子ドット材料層における前記有機配位子は1、3−ブタジエン基を含み、前記量子ドット受容層はアルケニル基を含む、又は、前記感熱性量子ドット材料層における前記有機配位子はアルケニル基を含み、前記量子ドット受容層は1、3−ブタジエン基を含む、
請求項1から17のいずれか1項に記載の方法。 - 前記熱伝導性マスク板は、油溶性材料からなる、
請求項5又は6に記載の方法。 - 前記感熱性量子ドット材料層の前記キャリア基板は、油溶性材料からなる、
請求項3又は4に記載の方法。 - 前記方法は、2種類以上の感熱性量子ドット材料を対応するサブピクセル領域に形成するために利用され、前記方法において、前記量子ドット受容層の形成ステップの後に、前記2種類以上の感熱性量子ドット材料毎に対してそれぞれ前記感熱性量子ドット材料層の適用ステップと前記感熱性量子ドット材料の転移ステップを実行する、
請求項1から20のいずれか1項に記載の方法。 - 前記キャリア基板に形成された前記感熱性量子ドット材料層は、2種類以上の感熱性量子ドット材料層の積層であり、前記積層における最も前記キャリア基板から離れている層である第1層は相転移温度が最も低い感熱性量子ドット材料層であり、前記積層における最も前記キャリア基板と近接している層は相転移温度が最も高い感熱性量子ドット材料層であり、
前記感熱性量子ドット材料の転移ステップは、
第1温度で前記積層の前記所定領域を加熱することによって、前記所定領域において前記積層のうち前記第1層と隣接する第2層が暴露されるように、前記所定領域の積層における前記第1層を前記量子ドット受容層の第1サブピクセル領域に転移することと、
前記所定領域の積層において暴露されている前記第2層を第2サブピクセル領域と位置が合わせられるように、前記キャリア基板を1つのサブピクセル領域の分だけ移動し、第1温度より高い第2温度で前記所定領域を加熱することによって、前記第2層を前記量子ドット受容層の第2サブピクセル領域に転移することと、を含み、
前記方法で、次第に上昇する温度を使用して前記所定領域の積層における各層の感熱性量子ドット材料を前記量子ドット受容層の対応するサブピクセル領域に転移する、
請求項3又は4に記載の方法。 - 前記熱伝導性マスク板に形成された前記感熱性量子ドット材料層は、2種類以上の感熱性量子ドット材料層の積層であり、前記積層における最も前記熱伝導性マスク板から離れている層である第1層は相転移温度が最も低い感熱性量子ドット材料層であり、前記積層における最も前記熱伝導性マスク板と近接している層は相転移温度が最も高い感熱性量子ドット材料層であり、
前記感熱性量子ドット材料の転移ステップは、
第1温度で前記積層の前記所定領域を加熱することによって、前記所定領域において前記積層のうち前記第1層と隣接する第2層が暴露されるように、前記所定領域の積層における前記第1層を前記量子ドット受容層の第1サブピクセル領域に転移することと、
前記所定領域の積層において暴露されている前記第2層を第2サブピクセル領域と位置が合わせられるように、前記熱伝導性マスク板を1つのサブピクセル領域の分だけ移動し、第1温度より高い第2温度で前記所定領域を加熱することによって、前記第2層を前記量子ドット受容層の第2サブピクセル領域に転移することと、を含み、
前記方法で、次第に上昇する温度を使用して前記所定領域の積層における各層の感熱性量子ドット材料を前記量子ドット受容層の対応するサブピクセル領域に転移する、
請求項5又は6に記載の方法。 - 前記2種類以上の感熱性量子ドット材料層は、RGBピクセルレイアウト又はRGBWピクセルレイアウトにおける異なるサブピクセル領域のための感熱性量子ドット材料の層である、
請求項21から23のいずれか1項に記載の方法。 - 前記2種類以上の感熱性量子ドット材料層は、RGB又はRGBWピクセルレイアウトにおけるサブピクセル面積が不等な異なるサブピクセル領域のための感熱性量子ドット材料の層である、
請求項21から23のいずれか1項に記載の方法。 - 前記量子ドット発光ダイオードのサブピクセル領域の少なくとも1つ又は全ては感熱性量子ドット材料で形成され、残りのサブピクセル領域は有機発光材料で形成される、
請求項1から25のいずれか1項に記載の方法。
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