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CN108172603A - 一种量子点发光二极管基板及其制备方法、显示面板 - Google Patents

一种量子点发光二极管基板及其制备方法、显示面板 Download PDF

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CN108172603A
CN108172603A CN201810003754.0A CN201810003754A CN108172603A CN 108172603 A CN108172603 A CN 108172603A CN 201810003754 A CN201810003754 A CN 201810003754A CN 108172603 A CN108172603 A CN 108172603A
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light
quantum dots
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陈卓
李延钊
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BOE Technology Group Co Ltd
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Abstract

本申请公开了一种量子点发光二极管基板及其制备方法、显示面板。该量子点发光二极管基板包括：基板和设于所述基板上的多个发光亚像素，每个发光亚像素包括量子点发光层，其中，所述量子点发光层包括通过具有可交联配体的量子点与交联剂发生交联而形成的交联网络。本发明实施例的技术方案中的量子点发光二极管基板可以以较高的分辨率和方便的工艺制备，适合于大规模生产。

Description

一种量子点发光二极管基板及其制备方法、显示面板
技术领域
本公开涉及显示技术领域，尤其涉及一种量子点发光二极管基板及其制备方法、显示面板。
背景技术
有源矩阵有机发光二极管(Active-matrix organic light emitting diode，AMOLED)曾被公认为有希望成为取代液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)的下一代显示，但是随着消费者的消费水平的提升，高分辨率产品成为显示产品的重点发展方向，而高分辨率的AMOLED产品很难同LCD竞争，这是因为通常采用掩模蒸发的方法制备有机发光显示的有机层结构，但是掩模蒸发方法存在着对位困难，良品率低，无法实现更小像素面积发光，无法精确控制蒸发区域等缺陷，从而无法满足目前迅速发展的对高分辨率显示的需求；而采用印刷和打印的方法取代掩模蒸发法制备的有机发光层的分辨率极其有限。因而高分辨率的AMOLED产品面临着技术难度高，产品良率低，商品价格高的问题。
量子点(Quantum Dot，QD)，又称为纳米晶，是一种由II－VI族或III－V族元素构成的纳米颗粒，由于电子和空穴被量子限域，连续的能带结构变成具有分子特性的分立能级结构，受激后可以发射荧光，其发光光谱可以通过改变量子点的尺寸大小来控制，荧光强度和稳定性都很好，是一种很好的电致发光材料。
随着量子点技术的深入发展，电致量子点发光二极管的研究日益深入，量子效率不断提升，已基本达到产业化的水平，进一步采用新的工艺和技术来实现其产业化已成为未来的趋势。为了提升有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode,OLED)分辨率，需要使OLED蒸镀掩模板进一步减小掩膜(Mask)工艺线宽，需要更高精度的打印喷头等，这在规模化生产工艺中往往较难满足。
因此，目前需要大规模制备量子点发光二极管的方法，其能够实现高分辨率，提升工艺良率，提升量子点的使用率。
发明内容
鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种能够实现高分辨率，提升工艺良率，提升量子点的使用率的量子点发光二极管基板的制备方案。
第一方面，本发明实施例提供了一种量子点发光二极管基板，包括：
基板和设于所述基板上的多个发光亚像素，每个发光亚像素包括量子点发光层，其中，所述量子点发光层包括通过具有可交联配体的量子点与交联剂发生交联而形成的交联网络。
可选的，所述量子点的可交联配体包括基团R1，所述交联剂包括基团R2，所述R1和R2能够发生交联反应。
可选的，所述R1与所述R2为选自下述官能团组合中的至少一种：
巯基/烯基、巯基/炔基、炔基/叠氮。
可选的，所述量子点的量子点材料为选自CdS、CdSe、CdTe，ZnSe、InP、PbS、CsPbCl3、CsPbBr3、CsPhI3、CdS/ZnS、CdSe/ZnS、ZnSe、InP/ZnS、PbS/ZnS、CsPbCl3/ZnS、CsPbBr3/ZnS、CsPhI3/ZnS中的至少一种。
第二方面，本发明实施例还提供了一种显示面板，包括上述量子点发光二极管基板。
第三方面，本发明实施例还提供了一种制备量子点发光二极管基板的方法，包括：
步骤1：将具有可交联配体的量子点涂布在基板上，形成量子点膜；
步骤2：在所述量子点膜上涂布光刻胶，并对所述光刻胶进行图案化；
步骤3：对包含所述量子点膜和图案化的光刻胶的基板使用能够与所述量子点发生交联反应的交联剂，使未被所述光刻胶覆盖的量子点与所述交联剂发生交联反应而形成交联网络；
步骤4：依次去除所述交联剂、所述光刻胶和未形成交联网络的量子点，保留已形成交联网络的量子点，得到对应于多个发光亚像素的图案的量子点发光层。
可选的，将具有可交联配体的量子点涂布在基板上，包括：
采用旋涂法、夹缝式挤压型涂布法、刮刀涂布法中的至少一种方式将具有可交联配体的量子点涂布在基板上。
可选的，将具有可交联配体的量子点涂布在基板上，包括：
使用光刻设备的涂胶机将具有可交联配体的量子点涂布在基板上。
可选的，至少两次重复执行步骤1至步骤4，得到具有至少两种颜色的对应于多个发光亚像素的图案的量子点发光层。
本发明实施例提供的量子点发光二极管基板，将量子点配体改性为可交联配体，使得量子点可以和交联剂发生交联形成交联网络，从而形成对应于多个发光亚像素的图案的量子点发光层。与现有技术相比，该方法可以以较高的分辨率和方便的工艺制备量子点发光二极管基板，适合于大规模生产。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明实施例提供的量子点发光二极管基板的平面结构示意图；
图2为本发明实施例提供的量子点发光二极管基板沿线A-A的剖面结构示意图；
图3为本发明实施例提供的量子点和交联剂发生交联而形成交联网络的原理示意图；
图4为本发明实施例提供的量子点配体及交联剂的体系结构示意图；
图5-1至图5-6为本发明实施例提供的制备量子点发光二极管基板的过程图。
其中，附图标记：
101-基板；102-发光亚像素；103-量子点发光层；104-量子点；105-交联剂；106-光刻胶。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
附图中各部件厚度和区域大小、形状不反应各部件的真实比例，目的只是示意说明本申请内容。
本发明实施例提供了一种量子点发光二极管基板，如图1和图2所示，包括基板101和设于基板101上的多个发光亚像素102(例如按阵列排布的红、绿、蓝(RGB)亚像素)，每个发光亚像素102包括量子点发光层103，其中，量子点发光层103包括通过具有可交联配体的量子点104与交联剂105发生交联而形成的交联网络；
其中，根据每个发光亚像素需要发出的光的颜色，量子点104可包括不同颜色的量子点，例如绿色发光量子点、蓝色发光量子点、红色发光量子点等。
该量子点发光二极管基板可以以较高的分辨率和方便的工艺制备，适合于大规模生产。该制备方法具有提升的工艺良率，适合于大规模生产。应该理解，本申请中的术语“量子点发光二极管基板”是指含有发光二极管的基板，其中所述发光二极管包含配置为能够用于发光的量子点。因此，本申请中的发光二极管基板可以是一种阵列基板或显示基板。
可选的，量子点104的可交联配体包括基团R1，而交联剂105包括基团R2，R1和R2能够发生交联反应。
具体的，当量子点104和交联剂105发生交联反应而形成交联网络后，由量子点104组成的量子点膜将被固定住，无法被溶剂清洗，并且不受下一层溶剂的影响。而没有形成交联网络的量子点膜可以被溶剂清洗，通过这一性质，可以将量子点膜图案化。
同时，没有形成交联网络的量子点膜还可以进行回收再利用，最大限度的提升了量子点的使用率。
如图3所示，为量子点104和交联剂105发生交联而形成交联网络的原理示意图。在图3中，式1表示具有基团R1的量子点104，式2表示具有基团R2的交联剂105，R1和R2发生交联反应，形成式3，即交联网络。
可选的，R1与R2可以为选自下述官能团组合中的至少一种：
巯基/烯基、巯基/炔基、炔基/叠氮。
可选的，量子点104的量子点材料可以为选自CdS、CdSe、CdTe，ZnSe、InP、PbS、CsPbCl3、CsPbBr3、CsPhI3、CdS/ZnS、CdSe/ZnS、ZnSe、InP/ZnS、PbS/ZnS、CsPbCl3/ZnS、CsPbBr3/ZnS、CsPhI3/ZnS中的至少一种。
另外，还需要说明的是，本申请实施例中的量子点发光二极管基板并不局限于传统的RGB像素布局方式，还可以为RGBW像素布局方式，或RGB或RGBW中亚像素面积不等的像素布局方式，本申请实施例中对此不做限制。
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不限于以下实施例。
具体的，本发明实施例中的量子点104可以为CdSe型量子点或CdSe/ZnS型量子点，含R1基团的配体结构可以为如图4中的a和b所示，其中，图4中的a所示配体结构为SH(CH2)8CHCH(1-巯基-8-壬炔)，b所示配体结构为SH(CH2)8CHCSi(CH3)3(1-巯基-9-三甲基硅-8-壬炔)，这两种结构的配体可以在量子点制备反应中充当配体，直接接在量子点上，也可以通过配体置换反应，在量子点制备完毕后，接在量子点上。
相应的交联剂105的结构可以如图4中的c(1，4-二(3-叠氮丙基)苯)所示，催化剂如图4中的d(碘化亚铜(Cul)和N,N,N’,N”,N”-五甲基二乙烯三胺)所示。当采用图4中b所示的配体结构时，交联液105中还需加入in situ脱保护的试剂，如图4中e(四丁基氟化铵)所示。
本发明实施例提供的量子点发光二极管基板可以以较高的分辨率和方便的工艺制备，适合于大规模生产。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种显示面板，包括上述量子点发光二极管基板。对于该显示面板的其它必不可少的组成部分均为本领域的普通技术人员应该理解具有的，在此不予赘述。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种制备上述量子点发光二极管基板的方法，如图5-1至5-6所示，下面结合附图对该示例性的过程描述如下。
如图5-1所示，提供基板101，该基板为衬底基板。该衬底基板例如为玻璃基板、塑料基板等。
如图5-2所示，将具有可交联配体的量子点104涂布在基板101上，形成量子点膜。
可选的，本步骤中可采用旋涂法(spin coating)、夹缝式挤压型涂布法(slot-coating)、刮刀涂布法(blade-coating)等方式将具有可交联配体的量子点104涂布在基板101上。
可选的，可以使用光刻设备的涂胶机将具有可交联配体的量子点104涂布在基板101上。
如图5-3所示，在量子点膜上涂布光刻胶106，并对光刻胶106进行图案化。
具体的，可以使用掩膜对光刻胶106进行曝光，显影后暴露出需要留下量子点的区域。
如图5-4所示，对包含量子点膜和图案化的光刻胶106的基板101使用能够与量子点104发生交联反应的交联剂105，并在一段设定时间后，去除多余的交联剂105。
具体的，可以将包含有量子点膜、图案化的光刻胶106的基板101浸泡入具有基团R2、相应催化剂的溶剂(交联液)中；或者使用交联液105对基板101进行淋洗。
此时，未被光刻胶106保护的量子点膜部分被交联，被光刻胶106保护的量子点膜部分保持原来状态，未交联。
如图5-5所示，去除光刻胶106。
如图5-6所示，去除未形成交联网络的量子点104，保留已形成交联网络的量子点104，得到对应与多个发光亚像素102的图案的量子点发光层103。
可选的，本过程可以重复执行，比如至少两次重复执行上述图5-1至图5-6，便可以得到具有至少两种颜色的对应于多个发光亚像素102的图案的量子点发光层103。
本申请实施例提供的量子点发光二极管基板可以以较高的分辨率和方便的工艺制备，适合于大规模生产。制备上述量子点发光二极管基板的方法具有提升的工艺良率，适合于大规模生产。
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不限于以下实施例。
本申请实施例提供了一种制备R/G/B三色AMQLED的方法，具体包括如下步骤：
步骤1，制备TFT(Thin Film Transistor，薄膜晶体管)背板。
具体的，透明衬底采用标准方法清洗，然后依次进行以下步骤：沉积200nm厚的栅极金属Mo，并图形化；沉积150nm厚的栅极介质SiO2；沉积40nm厚的有源层IGZO，并图形化；沉积200nm厚的源漏极金属Mo，并图形化；沉积300nm厚的钝化层SiO2，并图形化；沉积40nm厚的像素电极ITO，并图形化；最后旋涂丙烯酸类材料并光刻、固化出像素界定层，约1.5微米厚，形成TFT背板部分。
步骤2，在TFT背板上采用旋涂工艺制备空穴注入层以及空穴传输层。，比如空穴注入层可以旋涂PEDOT：PSS，厚度为30nm左右，空穴传输层可以旋涂PVK或者TFB，厚度为40nm左右。
步骤3，在空穴传输层上旋涂带有如图4中的b所示结构的可交联配体的红色量子点，厚度为10nm左右，形成单层量子点膜。
步骤4，在量子点膜上涂布光刻胶，使用掩膜精确对位后，曝光，显影，露出需要交联的的量子点区域。
步骤5，将含有如图4中的c,d,e所示结构的交联液淋洗背板，使没有光刻胶保护区域的量子点交联。
步骤6，使用四氢呋喃溶剂冲洗基板，移除多余的交联液。
步骤7，除去光刻胶。
步骤8，使用甲苯、己烷等溶剂洗去未交联的红色量子点(可回收再利用)，从而形成红色发光亚像素的图案对应的红色量子点发光层。
步骤9，重复第3～8步，分别形成绿色量子点发光层以及蓝色量子点发光层。
步骤10，在量子点像素上旋涂公共的ZnO纳米粒子，形成公共的电子传输层。
步骤11，蒸镀铝电极(底发射结构)或镁/银合金电极(顶发射结构)，形成阴极。
步骤12，对器件进行封装。
在本发明实施例中，利用具有可交联配体的量子点与交联剂发生交联从而形成红色量子点发光层、绿色量子点发光层、蓝色量子点发光层，避开了OLED显示器中遇到的提升分辨率的技术难度(如需要OLED蒸镀掩模板进一步减小掩模工艺线宽的要求，需要更高精度的打印喷头等)，能够有效实现高分辨率的AMQLED产品生产，方便了工艺方面的制备，提升了工艺良率，能够大幅提升量子点材料的使用率。
另外，在本发明实施例中，形成红色量子点发光层、绿色量子点发光层和形成蓝色量子点发光层的顺序没有限制，而且也不限于形成红色、绿色和蓝色量子点发光层。并且在实际的制备中，例如，可以仅由量子点形成绿色量子点发光层、蓝色量子点发光层和红色量子点发光层中的一种或两种，而其他颜色可以采用有机电致发光材料。
综上所述，本发明实施例提供一种量子点发光二极管基板及其制备方法、显示面板。该技术方案中，避开了OLED显示器中遇到的提升分辨率的技术难度(如需要OLED蒸镀掩模板进一步减小掩模工艺线宽的要求，需要更高精度的打印喷头等)，能够有效实现高分辨率的AMQLED产品生产，方便了工艺方面的制备，提升了工艺良率，能够大幅提升量子点材料的使用率。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (9)

1.一种量子点发光二极管基板，其特征在于，包括：
基板和设于所述基板上的多个发光亚像素，每个发光亚像素包括量子点发光层，其中，所述量子点发光层包括通过具有可交联配体的量子点与交联剂发生交联而形成的交联网络。
2.根据权利要求1所述的量子点发光二极管基板，其特征在于，所述量子点的可交联配体包括基团R1，所述交联剂包括基团R2，所述R1和R2能够发生交联反应。
3.根据权利要求2所述的量子点发光二极管基板，其特征在于，所述R1与所述R2为选自下述官能团组合中的至少一种：
巯基/烯基、巯基/炔基、炔基/叠氮。
4.根据权利要求1所述的量子点发光二极管基板，其特征在于，所述量子点的量子点材料为选自CdS、CdSe、CdTe，ZnSe、InP、PbS、CsPbCl3、CsPbBr3、CsPhI3、CdS/ZnS、CdSe/ZnS、ZnSe、InP/ZnS、PbS/ZnS、CsPbCl3/ZnS、CsPbBr3/ZnS、CsPhI3/ZnS中的至少一种。
5.一种显示面板，其特征在于，包括权利要求1-4任一所述的量子点发光二极管基板。
6.一种制备量子点发光二极管基板的方法，其特征在于，所述方法包括：
步骤1：将具有可交联配体的量子点涂布在基板上，形成量子点膜；
步骤2：在所述量子点膜上涂布光刻胶，并对所述光刻胶进行图案化；
步骤3：对包含所述量子点膜和图案化的光刻胶的基板使用能够与所述量子点发生交联反应的交联剂，使未被所述光刻胶覆盖的量子点与所述交联剂发生交联反应而形成交联网络；
步骤4：依次去除所述交联剂、所述光刻胶和未形成交联网络的量子点，保留已形成交联网络的量子点，得到对应于多个发光亚像素的图案的量子点发光层。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，将具有可交联配体的量子点涂布在基板上，包括：
采用旋涂法、夹缝式挤压型涂布法、刮刀涂布法中的至少一种方式将具有可交联配体的量子点涂布在基板上。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，将具有可交联配体的量子点涂布在基板上，包括：
使用光刻设备的涂胶机将具有可交联配体的量子点涂布在基板上。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，至少两次重复执行步骤1至步骤4，得到具有至少两种颜色的对应于多个发光亚像素的图案的量子点发光层。
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