一種量子點(diǎn)薄膜陣列制備方法
【專利說明】_種量子點(diǎn)薄膜陣列制備方法
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明屬于納米材料與納米結(jié)構(gòu)以及顯示應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種量子點(diǎn)薄膜陣列制備方法。
【背景技術(shù)】
[0003]目前人類用于各種信息顯示領(lǐng)域的能源已經(jīng)在全球能耗中占了很大比例。在眾多顯示器件中，液晶顯示器由于在尺寸、畫面及工藝成熟等方面的優(yōu)勢成為了目前各種顯示技術(shù)中最成熟、市場占有率最高的一種。但是，由于液晶材料本身不是發(fā)光材料，因此在液晶顯示器中就需要加入一個背光源，而背光源能耗占顯示模塊總能耗的75%。顯示能耗在工業(yè)能耗中占據(jù)很大比例，譬如在顯示器、平板電腦、智能手機(jī)等設(shè)備中，顯示能耗超過50%。在液晶顯示技術(shù)中，傳統(tǒng)技術(shù)是首先將白光背光源通過吸收型濾色片陣列在空間上分離成紅綠藍(lán)三基色，然后通過液晶面板調(diào)節(jié)其各自的光強(qiáng)比例實(shí)現(xiàn)彩色輸出，背光源利用率不足10%。因此，如何提高液晶顯示器中背光源的光能利用效率，降低液晶顯示器的能耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)能顯示，已經(jīng)成為了當(dāng)今顯示技術(shù)研宄方面的熱點(diǎn)。
[0004]在顯示領(lǐng)域，量子點(diǎn)材料最早用于量子點(diǎn)LED顯示。目前量子點(diǎn)薄膜技術(shù)在液晶顯示器上的應(yīng)用已經(jīng)成功提高顯示器色域，但是顯示節(jié)能效果不明顯。主要原因是目前量子點(diǎn)材料在薄膜上仍然是以隨機(jī)的方式排布，也就是說紅綠藍(lán)三基色光在空間上也是隨機(jī)發(fā)出，在這種情況下，為了能準(zhǔn)確地利用液晶的像素對紅綠藍(lán)三基色光的強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)制，仍然需要利用濾色片陣列進(jìn)行三基色的空間分離。這樣就使得許多位置與濾色片像素不匹配的量子點(diǎn)發(fā)出的光被浪費(fèi)掉。例如發(fā)出紅光的量子點(diǎn)，如果其恰好處于藍(lán)色濾色片的位置上，那么其發(fā)出的光就會被吸收，從而沒能利用在顯示中。倘若能將發(fā)出不同顏色光的量子點(diǎn)規(guī)則地排列起來，制備一種量子點(diǎn)薄膜陣列器件，并與顯示器中不同顏色的像素在空間上對應(yīng)起來，這樣從量子點(diǎn)薄膜發(fā)出的三基色光就可以直接受到液晶材料的調(diào)制，不需要再經(jīng)過濾色片陣列，從而可避免光能的浪費(fèi)。而現(xiàn)有技術(shù)中的量子點(diǎn)陣列方法通常使用電激發(fā)的方法實(shí)現(xiàn)量子點(diǎn)發(fā)光以及量子點(diǎn)顯示技術(shù)，量子點(diǎn)薄膜厚度在10nm以下，量子點(diǎn)光致轉(zhuǎn)換效率較低，并不適用于用于液晶顯示的光激發(fā)量子點(diǎn)陣列。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明為克服上述現(xiàn)有技術(shù)所述的至少一種缺陷(不足)，提供一種量子點(diǎn)薄膜陣列制備方法。
[0006]本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決上述技術(shù)問題。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種量子點(diǎn)薄膜陣列制備方法，包含以下步驟:
a.將襯底清洗干凈； b.在襯底上均勻涂光刻膠；對光刻膠進(jìn)行光刻處理，在襯底上形成光柵圖案；
C.在襯底上沉積第一種量子點(diǎn)；
d.在第一種量子點(diǎn)上鍍保護(hù)層；
e.清除光刻膠；
f.再次在襯底上均勻涂光刻膠；對光刻膠進(jìn)行套刻處理，在襯底上形成光柵圖案；
g.在襯底上沉積第二種量子點(diǎn)；
h.在第二種量子點(diǎn)上鍍保護(hù)層；
1.清除光刻膠。
[0008]進(jìn)一步的，所述第一種量子點(diǎn)為紅色量子點(diǎn)、第二種量子點(diǎn)為綠色量子點(diǎn)；或者第一種量子點(diǎn)為綠色量子點(diǎn)、第二種量子點(diǎn)為紅色量子點(diǎn)。
[0009]進(jìn)一步的，所述步驟a中襯底為ITO玻璃，所述清洗方式為將ITO玻璃依次經(jīng)過丙酮超聲振蕩清洗、異丙醇超聲振蕩清洗、去離子水超聲振蕩清洗和熱板烘干處理。
[0010]進(jìn)一步的，所述步驟b中涂光刻膠的方式為:在襯底上先后分別以不同的速度均勻旋涂光刻膠。
[0011]進(jìn)一步的，所述步驟b中的光刻方法為:(a)前烘，將涂完光刻膠的襯底放在熱板上進(jìn)行烘烤；(b )曝光，將烘烤后的襯底放在無掩膜曝光機(jī)下曝光；(c )后烘，將曝光后的襯底放在熱板上進(jìn)行烘烤；(d)顯影，把后烘完成的襯底浸泡在顯影液中顯影。
[0012]進(jìn)一步的，所述保護(hù)層為二氧化硅保護(hù)層。
[0013]進(jìn)一步的，清除光刻膠的方式為將襯底浸泡在丙酮溶液中以清除光刻膠。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明技術(shù)方案的有益效果是:
本發(fā)明提出了一種量子點(diǎn)薄膜陣列排布。將具有不同發(fā)光波長的兩種量子點(diǎn)規(guī)則排列起來，當(dāng)背光源中LED發(fā)出的藍(lán)光照射到量子點(diǎn)陣列上時，其能量將會被不同陣列上的量子點(diǎn)吸收，然后分別發(fā)出綠光和紅光。由于量子點(diǎn)材料具有高熒光轉(zhuǎn)換效率特性，這種陣列式顯示方法就可以在空間上獲得高效分離的三基色光(其中藍(lán)光部分由背光源直接獲得)，從而實(shí)現(xiàn)三基色光的高效輸出顯示器。與當(dāng)前市場上的量子點(diǎn)隨機(jī)分布型顯示屏相比，量子點(diǎn)陣列型顯示屏可以將量子點(diǎn)發(fā)出的光能量全部用于顯示，最大限度地減少了三基色分離過程中的能量損耗。
[0015]另外，本發(fā)明發(fā)展了一種利用lift-off工藝制備陣列式量子點(diǎn)的技術(shù)。首先排布第一種量子點(diǎn)，將光刻膠均勻覆蓋于透明基底ITO玻璃上，隨后利用無掩膜光刻技術(shù)制備目標(biāo)圖案；接著旋涂一層量子點(diǎn)；然后在量子點(diǎn)層上利用磁控濺射法生長一層大約70nm的二氧化硅薄層作為在后續(xù)工序和日后使用中的一層量子點(diǎn)保護(hù)層，保證量子點(diǎn)屏幕的穩(wěn)定工作；最后通過去膠液去除光刻膠，達(dá)到去除與液晶顯示像素不對應(yīng)位置量子點(diǎn)材料，實(shí)現(xiàn)單一量子點(diǎn)的陣列分布的目的。接著排布第二種量子點(diǎn)，通過微納套刻工藝，在完成第一種量子點(diǎn)排布的襯底上采用相同步驟實(shí)現(xiàn)第二種量子點(diǎn)的陣列分布。
【附圖說明】
[0016]圖1是量子點(diǎn)陣列制作工藝技術(shù)路線圖。
[0017]圖2是本發(fā)明的光刻膠旋涂示意圖。
[0018]圖3是本發(fā)明的光刻圖形化襯底制作示意圖。
[0019]圖4是本發(fā)明的紅色量子點(diǎn)沉積制作示意圖。
[0020]圖5是本發(fā)明的第一次二氧化硅沉積制作示意圖。
[0021]圖6是本發(fā)明的第一次去膠制作示意圖。
[0022]圖7是本發(fā)明的第二次光刻膠旋涂示意圖。
[0023]圖8是本發(fā)明的套刻圖形化襯底制作示意圖。
[0024]圖9是本發(fā)明的綠色量子點(diǎn)沉積制作示意圖。
[0025]圖10是本發(fā)明的第二次二氧化硅沉積制作示意圖。
[0026]圖11是本發(fā)明的第二次去膠制作示意圖。
[0027]圖12是本發(fā)明使用的光刻圖案(其中黑色條紋為曝光區(qū)域，寬度為50微米，白色條紋為非曝光區(qū)域，寬度為25微米；圖案的四個角上的十字交叉為套刻標(biāo)記)。
[0028]圖13是本發(fā)明第一次光刻后光刻膠的SEM截面圖，光刻膠截面呈倒梯形形狀