CN113097423A - 一种量子点发光层的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种量子点发光层的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：将聚合物涂覆于基板上，形成聚合物阻挡层，再将量子点墨水根据像素化图案在所述聚合物阻挡层上打印，得到所述量子点发光层；所述量子点墨水包括量子点材料和有机溶剂的组合。本发明所述制备方法不仅工艺简单，还可以大面积制备像素化量子点发光层，所述量子点发光层形成的显示器件具有较高的电流效率和光学膜片L70寿命。

Description

一种量子点发光层的制备方法
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种量子点发光层的制备方法。
背景技术
有机发光二极管和量子点发光二极管的研究逐渐成熟，器件效率及水平逐渐提高，由于量子点的胶体化特性，量子点发光二极管像素化主流的技术是利用光刻技术实现，即，在基板上制备对应的像素bank，再利用喷墨打印，在bank内进行功能层的堆积，最终形成像素化的量子点发光器件。但是，由于工艺的复杂性，现如今还没有办法广泛的应用，而且对于大面积像素化技术的开发也迫在眉睫。
CN107611021A公开了一种制备高精度图案化的量子点发光层的方法及其应用，其公开的制备高精度图案化的量子点发光层的方法包括：(1)在衬底的一侧涂布反转光刻胶，并对反转光刻胶进行光刻处理，以便形成纵截面为倒梯形的镂空图案；(2)对镂空图案处的衬底进行疏水处理，并沉积量子点薄膜；(3)对量子点薄膜进行交联处理；(4)剥离反转光刻胶。其公开的制备方法使用反转光刻胶后，可使得显影后光刻胶的纵截面为倒梯形结构，如此能使光刻胶更易被剥离，从而使量子点发光层图形的精度更高，进而使制备量子点发光层图形方法的良品率显著提高，但是其公开的制备方法工艺复杂，且难以实现大面积像素化量子点发光层的制备。
CN109599508A公开了一种电致发光器件及其制备方法，其公开的电致发光器件的制备方法包括：通过雾化沉积的方式制备空穴传输层、量子点发光层及电子传输层中的任意一种或多种，其中，制备空穴传输层具体包括：将空穴传输层墨水雾化后，通过沉积方式经掩模版沉积后，固化成膜；制备量子点发光层具体包括：将量子点墨水雾化后，通过沉积方式经掩模版沉积后，固化成膜；制备电子传输层具体包括：将电子传输层墨水雾化后，通过沉积方式经掩模版沉积后，固化成膜。其公开的电致发光器件的制备方法，利用雾化沉积方式制备空穴传输层、量子点发光层及电子传输层中的任意一种或多种，与掩模版相配合来实现空穴传输层、量子点发光层及电子传输层的像素化，实现高像素显示，像素可达1000PPI。
因此，开发一种工艺简单且能够制备大面积像素化高性能量子点发光层的方法是非常必要的。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种量子点发光层的制备方法，所述制备方法不仅工艺简单，还可以大面积制备像素化量子点发光层，所述量子点发光层形成的显示器件具有较高的电流效率和光学膜片L70寿命。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供一种量子点发光层的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：将聚合物涂覆于基板上，形成聚合物阻挡层，再将量子点墨水根据像素化图案在所述聚合物阻挡层上打印，得到所述量子点发光层；
所述量子点墨水包括量子点材料和有机溶剂的组合。
本发明所述量子点发光层的制备过程中，量子点墨水可以溶解聚合物阻挡层，在打印的同时形成像素，不仅工艺简单，还可以大面积制备像素化量子点发光层。
优选地，所述量子点墨水中量子点材料的质量浓度为1-70mg/mL，例如10mg/mL、20mg/mL、30mg/mL、40mg/mL、50mg/mL、60mg/mL等。
本发明所述量子点材料的质量浓度为1-70mg/mL，量子点材料的质量浓度过高，量子点墨水不足以溶解聚合物阻挡层；量子点材料的质量浓度过低，所形成的量子点发光层的光性能较差。
优选地，所述打印过程中每个像素点位置量子点墨水的体积为10-200pL，例如20pL、40pL、60pL、80pL、100pL、100pL、120pL、140pL、160pL、180pL等。
本发明所述每个像素点位置量子点墨水的体积为10-200pL，打印时，合理控制每个像素点位置的墨水的体积才能保证形成的量子点发光层满足需求，量子点墨水的体积过少，不足以溶解聚合物阻挡层；量子点墨水的体积过多，溶解的聚合物过多，影响阻挡层的效果，从而影响量子点发光层所形成器件的性能。
优选地，所述量子点材料包括镉系量子点材料、铟系量子点材料或钙钛矿中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述有机溶剂包括烷烃类溶剂、醇类溶剂、酯类溶剂或芳香烃溶剂中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合包括：烷烃类溶剂和醇类溶剂的组合，醇类溶剂、酯类溶剂和芳香烃溶剂的组合，烃类溶剂、醇类溶剂、酯类溶剂和芳香烃溶剂的组合等。
优选地，所述有机溶剂包括氯苯、环己基苯或环己基乙醇中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合包括：氯苯和环己基苯的组合，环己基苯和环己基乙醇的组合，氯苯、环己基苯和环己基乙醇的组合等。
优选地，所述聚合物阻挡层的厚度为2-10nm，例如3nm、4nm、5nm、6nm、7nm、8nm、9nm等。
本发明所述聚合物阻挡层的厚度为2-10nm，聚合物阻挡层过厚，量子点墨水无法对其完全溶解，量子点发光层所形成的器件光电效率较差；聚合物阻挡层过薄，对量子点材料起不到阻挡作用，量子点发光层所形成的器件漏电流较大，效率较低。
优选地，所述聚合物包括聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚氯乙烯(PVC)或聚乙烯吡咯烷酮(PVP)中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合包括：PMMA和PVC的组合，PVC和PVP的组合，PMMA、PVC和PVP的组合等。
优选地，所述打印的方式包括喷墨打印、丝网印刷、喷涂或电流体打印中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合包括：喷墨打印和丝网印刷的组合，丝网印刷、喷涂和电流体打印的组合，喷墨打印、丝网印刷、喷涂和电流体打印的组合等。
优选地，所述制备方法还包括在打印之后依次进行静置和干燥两步操作。
优选地，所述静置的时间为10-60min，例如20min、30min、40min、50min等。
作为优选的技术方案，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将聚合物涂覆于基板上，形成2-10nm的聚合物阻挡层；
(2)将质量浓度为1-70mg/mL的量子点墨水在所述聚合物阻挡层上根据像素化图案打印，每个像素点量子点墨水的体积为10-200pL，静置10-60min后干燥，得到所述量子点发光层。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明所述量子点发光层的制备过程中，在打印的同时形成像素，不仅工艺简单，还可以大面积制备像素化量子点发光层，所述量子点发光层形成的显示器件具有较高的电流效率和光学膜片L70寿命。在优化的工艺参数下，电流效率在1.6cd/cm2以上，光学膜片L70寿命在16h以上。
附图说明
图1是实施例1打印前的制备过程示意图；
图2是实施例1打印后的制备过程示意图；
其中1-基底；2-聚合物阻挡层；3-量子点墨水；4-量子点发光层。
具体实施方式
为便于理解本发明，本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
本实施例提供了一种量子点发光层的制备方法，所述制备方法包括如下步骤，具体过程如图1-图2所示：
(1)将聚合物(PMMA，购于麦克林，牌号为9011-14-7)涂覆于表面有ITO膜的基板1上，形成5nm的聚合物阻挡层2；
(2)将质量浓度为35mg/mL的量子点墨水3(量子点材料为CdZnSe/ZnS，有机溶剂为质量比为1:1的氯苯和环己基苯)根据像素化图案喷涂，每个像素点处量子点墨水的体积为100pL，之后在所述聚合物阻挡层上喷墨打印，静置40min后干燥，得到所述量子点发光层4。
实施例2
本实施例提供了一种量子点发光层的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将聚合物(PMMA，购于麦克林，牌号为9011-14-7)涂覆于表面有ITO膜的基板上，形成2nm的聚合物阻挡层；
(2)将质量浓度为1mg/mL的量子点墨水(量子点材料为CdZnSe/ZnS，有机溶剂为环己基乙醇)根据像素化图案喷涂，每个像素点处量子点墨水的体积为200pL，在所述聚合物阻挡层上喷墨打印，静置60min后干燥，得到所述量子点发光层。
实施例3
本实施例提供了一种量子点发光层的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将聚合物(PMMA，购于麦克林，牌号为9011-14-7)涂覆于表面有ITO膜的基板上，形成10nm的聚合物阻挡层；
(2)将质量浓度为70mg/mL的量子点墨水(CdZnSe/ZnS，有机溶剂为质量比为1:1的氯苯和环己基苯)根据像素化图案喷涂，每个像素点处量子点墨水的体积为10pL，在所述聚合物阻挡层上喷墨打印，静置10min后干燥，得到所述量子点发光层。
实施例4-5
实施例4-5与实施例1的区别在于量子点墨水的质量浓度分别为0.5mg/mL和75mg/mL，其余均与实施例1相同。
实施例6-7
实施例6-7与实施例1的区别在于量子点墨水的体积分别为5pL和250pL，其余均与实施例1相同。
实施例8-9
实施例8-9与实施例1的区别在于聚合物阻挡层的厚度分别为1nm和12nm，其余均与实施例1相同。
对比例1
本对比例与实施例1的区别在于所述量子点发光层的制备方法为光刻法，所述制备方法包括如下步骤：
在基板上旋涂光刻胶，经掩模显影后在光刻胶和裸露的基底表面沉积量子点(量子点材料为CdZnSe/ZnS)，再将光刻胶溶解，量子点显影，得到量子点发光层。
性能测试
在实施例1-9和对比例1所述量子点发光层上沉积功能层，形成QLED器件后进行如下测试：；
(1)器件电流效率测试：电流效率＝单位亮度/电流密度；
(2)半峰宽：光谱峰高一半处的峰宽度；
(3)光学膜片L70寿命：即，常温点亮(25℃)下，使用直至发光强度衰减至初始值的70％时所坚持的工作时间，采用显示器件的照明参数nit。
测试结果汇总于表1中。
表1
Figure BDA0003012137670000071
Figure BDA0003012137670000081
分析表1数据可知，本发明所述方法制备的量子点发光层的电流效率在0.3cd/cm2以上，光学膜片L70寿命在0.5h以上，其中，实施例1-3中电流效率在1.6cd/cm2以上，光学膜片L70寿命在16h以上，因此，本发明所述制备方法工艺简单，能大面积制备像素化量子点发光层，所得器件具有较高的电流效率和光学膜片L70寿命。
分析对比例1与实施例1可知，对比例1的性能不如实施例1，证明本发明所述方法制备的量子点发光层所形成的器件综合性能更好。
分析实施例4-5与实施例1可知，实施例4-5性能不如实施例1，证明量子点墨水的质量浓度在1-70mg/mL范围内所制备的量子点发光层所形成的器件综合性能更好。
分析实施例6-7与实施例1可知，实施例6-7性能不如实施例1，证明量子点墨水的体积在10-200pL范围内所制备的量子点发光层所形成的器件综合性能更好。
分析实施例8-9与实施例1可知，实施例8-9性能不如实施例1，证明聚合物阻挡层的厚度在2-10nm范围内所制备的量子点发光层所形成的器件综合性能更好。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种量子点发光层的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：将聚合物涂覆于基板上，形成聚合物阻挡层，再将量子点墨水根据像素化图案在所述聚合物阻挡层上打印，得到所述量子点发光层；
所述量子点墨水包括量子点材料和有机溶剂的组合。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述量子点墨水中量子点材料的质量浓度为1-70mg/mL。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述打印过程中每个像素点位置量子点墨水的体积为10-200pL。
4.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述量子点材料包括镉系量子点材料、铟系量子点材料或钙钛矿中的任意一种或至少两种的组合。
5.根据权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂包括烷烃类溶剂、醇类溶剂、酯类溶剂或芳香烃溶剂中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述有机溶剂包括氯苯、环己基苯或环己基乙醇中的任意一种或至少两种的组合。
6.根据权利要求1-5任一项所述的制备方法，其特征在于，所述聚合物阻挡层的厚度为2-10nm；
优选地，所述聚合物包括聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯或聚乙烯吡咯烷酮中的任意一种或至少两种的组合。
7.根据权利要求1-6任一项所述的制备方法，其特征在于，所述打印的方式包括喷墨打印、丝网印刷、喷涂或电流体打印中的任意一种或至少两种的组合。
8.根据权利要求1-7任一项所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括在打印之后依次进行静置和干燥两步操作。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述静置的时间为10-60min。
10.根据权利要求1-9任一项所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将聚合物涂覆于基板上，形成2-10nm的聚合物阻挡层；
(2)将质量浓度为1-70mg/mL的量子点墨水在所述聚合物阻挡层上根据像素化图案打印，每个像素点量子点墨水的体积为10-200pL，静置10-60min后干燥，得到所述量子点发光层。
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