可直接光刻的量子点、其制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种可直接光刻的量子点、其制备方法及应用。所述制备方法包括：提供表面配体以及初始量子点，初始量子点表面结合有初始配体；采用合成阶段加入，或配体置换的方法，将初始量子点表面结合的初始配体置换为表面配体；其中，表面配体包括锚定基团以及与锚定基团连接的碳链，碳链中包含联炔基团，锚定基团能够结合于量子点的表面，获得可直接光刻的量子点。本发明专利技术通过改进量子点的表面配体的分子结构，经过图案化光照即可实现配体之间的交联，进而实现量子点的图案化光刻，无需额外引入光敏添加剂，同时对量子点本身性能的影响较小，能够较好的实现量子点材料的直接光刻成形，便于获得高分辨率量子点像素阵列，同时较好地保留了量子点的光学性能。好地保留了量子点的光学性能。好地保留了量子点的光学性能。

【技术实现步骤摘要】
可直接光刻的量子点、其制备方法及应用


[0001]本专利技术涉及光电器件
，特别涉及器件的照明显示
，尤其涉及一种可直接光刻的量子点、其制备方法及应用。

技术介绍

[0002]作为一种三维量子限域效应的半导体纳米材料，量子点具有发光峰为连续可调、发光峰半高宽较窄、可溶液法制备等特点，具有广泛的应用前景。尤其是基于其研发的量子点发光二极管(QLED)是一种优异的显示技术。
[0003]量子点的像素化是实现量子点显示(QLED display)的必要条件，现有的量子点像素化技术主要以喷墨打印、转印法为主。但这两种方案都存在部分技术问题，难以适应高分辨率QLED器件的商用化需求。
[0004]而光刻法能够较好的获得所需像素尺寸，但如图1所示，传统的光刻工艺需要使用光刻胶完成所设计的图案。另一方面，为解决传统光刻胶法的缺点，发展了量子点的直接光刻技术，然而，现有的量子点直接光刻技术主要采用光致生酸剂和光敏交联剂的添加，对其在量子点溶液中的溶解度有一定要求，且该易在反应过程中在量子点上引入表面缺陷或产生气体分子降低膜层致密性，从而对像素化后的量子点结构的光电性能带来不利影响。
[0005]具体表现为：部分现有的量子点像素化图案化技术，如纳米压印、喷墨打印、转印或电泳沉积等，存在如效率低下、咖啡环效应、边界损伤、工艺复杂等的技术问题，难以实现高分辨率量子点阵列的大规模生产。
[0006]传统光刻量子点的工艺步骤较为复杂，尤其是当需要制备多种颜色像素点时需进行套刻，多次涂敷光刻胶，会对器件性能产生不利影响。
[0007]基于光致生酸剂的量子点直接光刻方案，因量子点表面配体置/改性，换导致发光层性能都有较大下降，尤其是器件的寿命远达不到预期。
[0008]基于含叠氮(
‑
N3)或双吖丙啶(
‑
CN2‑
)基团的光敏添加剂通常价格昂贵制备繁琐，且反应时会释放N2分子，引起像素点质量下降。
[0009]由此，开发一种能够避免上述问题的量子点直接光刻技术非常必要。

技术实现思路

[0010]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种可直接光刻的量子点、其制备方法及应用。
[0011]为实现前述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案包括：
[0012]第一方面，本专利技术提供一种可直接光刻的量子点的制备方法，包括：
[0013]提供表面配体以及初始量子点，所述初始量子点表面结合有初始配体；
[0014]采用配体置换的方法，将所述初始量子点表面结合的初始配体置换为所述表面配体；
[0015]其中，所述表面配体包括锚定基团以及与所述锚定基团连接的碳链，所述碳链中
包含联炔基团，所述锚定基团能够结合于量子点的表面，获得可直接光刻的量子点。
[0016]第二方面，本专利技术还提供一种可直接光刻的量子点，表面结合有表面配体；所述表面配体包括锚定基团以及与所述锚定基团连接的碳链，所述碳链中包含联炔基团，所述锚定基团结合于量子点的表面。
[0017]第三方面，本专利技术还提供一种图案化的量子点结构的制作方法，包括：
[0018]提供含有上述可直接光刻的量子点的涂覆液；
[0019]使所述涂覆液涂覆成膜，获得前置量子点膜；
[0020]利用图案化掩模对所述前置量子点膜进行图案化光刻处理；
[0021]溶剂清洗去除未经光照的部分所述前置量子点膜，获得图案化的量子点结构。
[0022]第四方面，本专利技术还提供一种量子点光电器件，包括第一半导体层和第二半导体层，以及设置于所述第一半导体层和第二半导体层之间的量子点结构，所述第一半导体层和第二半导体层的导电特性相反；所述量子点发光二极管结构采用上述制作方法制作形成。
[0023]基于上述技术方案，与现有技术相比，本专利技术的有益效果至少包括：
[0024]本专利技术所提供的技术方案通过改进量子点的表面配体的分子结构，经过图案化光照即可实现配体之间的交联，进而实现量子点的图案化光刻，无需额外引入光敏添加剂，同时对量子点本身性能的影响较小，能够较好的实现量子点材料的直接光刻成形，便于获得高分辨率量子点像素阵列，同时较好地保留了量子点的光学性能。
[0025]上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够使本领域技术人员能够更清楚地了解本申请的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例并配合详细附图说明如后。
附图说明
[0026]图1是本专利技术
技术介绍
提供的传统光刻方法制备量子点结构的过程示意图；
[0027]图2是本专利技术一典型实施案例提供的量子点直接光刻方法的过程示意图；
[0028]图3是本专利技术一典型实施案例提供的量子点的表面配体的结构示意图；
[0029]图4a是本专利技术一典型实施案例提供的图案化的量子点的正面光学照片；
[0030]图4b是本专利技术另一典型实施案例提供的图案化的量子点的正面光学照片；
[0031]图4c是本专利技术又一典型实施案例提供的图案化的量子点的正面光学照片；
[0032]图5是本专利技术一些典型实施案例提供的量子点发光二极管器件的结构示意图。
具体实施方式
[0033]鉴于现有技术中的不足，本案专利技术人经长期研究和大量实践，得以提出本专利技术的技术方案。如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。
[0034]本专利技术的目的是设计一种新型的量子点直接光刻技术，获得超高分辨率的量子点发光层，并开发新的可直接光刻的量子点配体材料，改善现有技术中因光敏添加剂的加入和紫外曝光处理而引起的荧光量子产率的下降以及电致发光性能较差的问题。
[0035]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是，本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施，因此，本专利技术的保护范围并不受下面公开的具
体实施例的限制。
[0036]而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件或方法步骤区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件或方法步骤之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
[0037]参见图2
‑
图3，本专利技术实施例提供一种可直接光刻的量子点的制备方法，包括如下的步骤：
[0038]提供表面配体以及初始量子点，所述初始量子点表面结合有初始配体，初始量子点的材料选择例如可为硒化镉基、磷化铟基或钙钛矿基等等，且不限于此示例的范围。
[0039]采用在合成量子点过程中，加入所属光敏配体，或配体置换的方法，将所述初始量子点表面结合的初始配体置换为所述表面配体。
[0040]其中，所述表面配体包括锚定基团以及与所述锚定基团连接的碳链，所述碳链中包含联炔基团，所述锚定基团能够结合于量子点的表面，获得可直接光刻的量子点。
[0041]现有技术中，也提供了一些量子点的直接光刻的方法，然而，本专利技术中采用的联炔基团和现有技术中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可直接光刻的量子点的制备方法，其特征在于，包括：提供表面配体以及初始量子点，所述初始量子点表面结合有初始配体；采用合成过程中加入，或配体置换的方法，将所述初始量子点表面结合的初始配体置换为所述表面配体；其中，所述表面配体包括锚定基团以及与所述锚定基团连接的碳链，所述碳链中包含联炔基团，所述锚定基团能够结合于量子点的表面，获得可直接光刻的量子点。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碳链包括依次连接的第一烷基链、联炔基团以及第二烷基链；优选的，烷基链和联炔基团具有多个循环；优选的，所述碳链包括依次连接的第一烷基链、第一联炔基团、第二烷基链、第二联炔基团及第三烷基链。所述第一烷基链与所述锚定基团连接。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述第一烷基链的碳原子数为2
‑
10；和/或，所述第二烷基链的碳原子数为2
‑
12；和/或，所述第三烷基链的碳原子数为2
‑
12。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述锚定基团包括
‑
COOH、
‑
NH2、
‑
SH、
‑
PO3H2、
‑
PH
x
、
‑
OH、
‑
SO3H中的任意一种，其中x的取值为1
‑
2。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述表面配体包括2，4
‑
十五碳二炔酸、4，6
‑
十七碳二炔酸、5，7
‑
十六碳二炔酸、...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊军鹏，徐锐，章婷，钱磊，
申请(专利权)人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所，
类型：发明
国别省市：