基于飞秒激光的多色量子点阵列制备方法技术

一种基于飞秒激光的多色量子点阵列制备方法，属于微纳制备技术领域。解决了现有技术中制备量子点色转换层的方法存在量子点边缘形貌难以控制，最小像素单元的尺寸有限制，易造成量子点浪费、损伤，且量子点阵列像素的均匀性和光转换效率有待提升的技术问题。本发明专利技术的制备方法，包括多个像素单元的制备，每个像素单元的制备为：利用飞秒激光在黑色光刻胶表面加工第一阵列凹槽并填充量子点胶液，并以此类推，直到在黑色光刻胶表面加工第N阵列凹槽并填充量子点胶液，且当N≥2时，第一阵列凹槽至第N阵列凹槽中，至少有一个填充量子点胶液，可以有一个或多个不填充量子点胶液。该方法对量子点无浪费和损伤，阵列稳定性高、光转换效率高、对比度高。对比度高。对比度高。

【技术实现步骤摘要】
基于飞秒激光的多色量子点阵列制备方法


[0001]本专利技术属于微纳制备
，具体涉及一种基于飞秒激光的多色量子点阵列制备方法。

技术介绍

[0002]Micro
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LED显示因为具有高发光效率、高亮度、响应时间短和可靠性高等优良性能，被誉为继LCD和OLED之后的下一代显示技术。一般认为像素尺寸在50～200微米的LED被称为Mini
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LED，Micro
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LED的阵列像素尺寸在1～50微米，随着芯片尺寸的减小，通过外延生长技术很难将Micro
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LED阵列与驱动器件集成起来。为了实现大面积全彩的显示，人们使用巨量转移技术来转移数百万数量的芯片，但是高昂的转移成本和维护成本以及转移过程中的许多技术难点，影响了转移的良率、拾取、放置的速率和精度，这些都是限制巨量转移技术进一步应用的瓶颈。采用蓝光Micro
‑
LED作为激发光源及量子点色转换层实现全彩色显示，可以大大降低工艺成本和技术难度，是一种有效的技术路线。
[0003]目前，制备高密度、微像素尺寸的量子点色转换层的方法主要有喷墨打印和光刻胶掺杂图形化两种。喷墨打印技术由于使用多是低浓度胶状态的量子点，因此很容易引起量子点的聚集和咖啡环效应，从而影响量子点的阵列像素的均匀性和光转换效率；另外受喷墨打印技术喷头的影响，对于控制量子点边缘形貌有一定的困难；喷墨打印技术目前能够实现量子点色转换最小像素尺寸微30μm左右，当像素尺寸进一步缩小时，喷墨打印技术无法满足要求。而光刻胶掺杂图形化虽然可以实现10μm以下小尺寸色转化层制备，但是该方法会造成大量的量子点浪费；同时掺杂的光刻胶以及光刻工艺中较高的温度都会损伤量子点特性，使量子点退化，降低其转化效率；另外也可能降低Micro
‑
LED显示器件的可靠性和使用寿命。

技术实现思路

[0004]本专利技术为解决现有技术中制备量子点色转换层技术存在量子点边缘形貌难以控制，最小像素单元的尺寸有限制，易造成量子点浪费、损伤，且量子点的阵列像素的均匀性和光转换效率有待提升的技术问题，提供一种基于飞秒激光的多色量子点阵列制备方法。
[0005]本专利技术解决上述技术问题采取的技术方案如下。
[0006]本专利技术提供一种基于飞秒激光的多色量子点阵列制备方法，包括多个像素单元的制备，每个像素单元的制备步骤如下：
[0007]S1、在基底的上表面旋涂或喷涂黑色光刻胶，固化；
[0008]S2、用飞秒激光在固化后的黑色光刻胶的上表面加工第一阵列凹槽，清洁后，使用量子点胶液填充清洁后的第一阵列凹槽，将黑色光刻胶上表面抛光，除去黑色光刻胶上表面的量子点胶液，固化第一阵列凹槽内的量子点胶液；
[0009]S3、以此类推，直到用飞秒激光在固化后的黑色光刻胶的上表面加工第N阵列凹槽，清洁后，使用量子点胶液填充清洁后的第N阵列凹槽，将黑色光刻胶上表面抛光，除去黑
色光刻胶上表面的量子点胶液，固化第N阵列凹槽内的量子点胶液，得到基于飞秒激光的多色量子点阵列；
[0010]所述N≥1。
[0011]进一步的，所述N≥2，第一阵列凹槽至第N阵列凹槽中，至少有一个填充量子点胶液，有一个或多个不填充量子点胶液。
[0012]优选的是，所述N为1～5。
[0013]优选的是，所述N为3，每个像素单元的制备步骤如下：
[0014]S1、在基底的上表面旋涂黑色光刻胶，固化；
[0015]S2、用飞秒激光在固化后的黑色光刻胶的上表面加工第一阵列凹槽，清洁后，使用第一量子点胶液填充清洁后的第一阵列凹槽，将黑色光刻胶的上表面抛光，除去黑色光刻胶上表面的第一量子点胶液，固化第一阵列凹槽内的第一量子点胶液；
[0016]S3、用飞秒激光在固化后的黑色光刻胶的上表面加工第二阵列凹槽，清洁后，使用第二量子点胶液填充清洁后的第二阵列凹槽，将黑色光刻胶的上表面抛光，除去黑色光刻胶上表面的第二量子点胶液，固化第二阵列凹槽内的第二量子点胶液；
[0017]S4、用飞秒激光在固化后的黑色光刻胶的上表面加工第三阵列凹槽，清洁后，得到基于飞秒激光的多色量子点阵列。
[0018]优选的是，所述基底的材质为硬质透明材料，更优选的是，所述基底的材质为玻璃、亚克力板或石英。
[0019]优选的是，所述黑色光刻胶为SU8或BM92X。
[0020]优选的是，所述步骤S1中，固化方式为加热，更优选的是，温度为100
‑
200℃。
[0021]优选的是，所述步骤S2和S3中，清洁的方式为用酒精或水将黑色光刻胶的上表面和阵列凹槽的槽内清洗干净，并清除残渣。
[0022]优选的是，所述步骤S2和S3中，量子点胶液均采用刮涂的方式填充。
[0023]优选的是，所述步骤S2和S3中，量子点胶液的固化方式分别独立的为加热、紫外固化或静置。
[0024]优选的是，所述步骤S2和S3中，量子点胶液均包括量子点和胶液，量子点分别独立的为镉系量子点、InP量子点、PbS量子点、钙钛矿量子点或碳量子点，胶液分别独立的为紫外固化胶或热固化胶。
[0025]优选的是，所述第一阵列凹槽至第N阵列凹槽的凹槽单元均为圆柱形。
[0026]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0027]本专利技术的基于飞秒激光的多色量子点阵列制备方法，利用飞秒激光在黑色光刻胶表面依次加工阵列凹槽，再将第一量子点胶液和第二量子点胶液依次填充，形成色转换阵列。
[0028]本专利技术的基于飞秒激光的多色量子点阵列制备方法采用无掩膜、无光刻工艺，且在整个量子点阵列填充过程中完全在常温下完成，对量子点无任何损伤，保证了量子点的稳定性和光转换效率。
[0029]本专利技术的基于飞秒激光的多色量子点阵列制备方法可以在几十微米厚的黑色光刻胶的基底上制备，避免了量子点像素间的光串扰，提高了显示的对比度。
[0030]本专利技术的基于飞秒激光的多色量子点阵列制备方法成本很低，操作工艺非常简
单，制备周期极短，有利于其商业化应用。
附图说明
[0031]为了更清楚地说明本专利技术实施方式中的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0032]图1的本专利技术的基于飞秒激光的多色量子点阵列制备方法的工艺流程图(N＝3)；
[0033]图2为采用蓝光LED作为激发光源激发多色量子点阵列的示意图；
[0034]图中，1、基底，2、黑色光刻胶，21、第一阵列凹槽，22、第一量子点胶液，23、第二阵列凹槽，24、第二量子点胶液，25、第三阵列凹槽，3、蓝光LED层，31、第一蓝光micro
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LED，32、第二蓝光micro
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LED，33、第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于飞秒激光的多色量子点阵列制备方法，其特征在于，包括多个像素单元的制备，每个像素单元的制备步骤如下：S1、在基底的上表面旋涂或喷涂黑色光刻胶，固化；S2、用飞秒激光在固化后的黑色光刻胶的上表面加工第一阵列凹槽，清洁后，使用量子点胶液填充清洁后的第一阵列凹槽，将黑色光刻胶上表面抛光，除去黑色光刻胶上表面的量子点胶液，固化第一阵列凹槽内的量子点胶液；S3、以此类推，直到用飞秒激光在固化后的黑色光刻胶的上表面加工第N阵列凹槽，清洁后，使用量子点胶液填充清洁后的第N阵列凹槽，将黑色光刻胶上表面抛光，除去黑色光刻胶上表面的量子点胶液，固化第N阵列凹槽内的量子点胶液，得到基于飞秒激光的多色量子点阵列；所述N≥1。2.根据权利要求1所述的基于飞秒激光的多色量子点阵列制备方法，其特征在于，所述N≥2，第一阵列凹槽至第N阵列凹槽中，至少有一个填充量子点胶液，有一个或多个不填充量子点胶液。3.根据权利要求1所述的基于飞秒激光的多色量子点阵列制备方法，其特征在于，所述N为1～5。4.根据权利要求1所述的基于飞秒激光的多色量子点阵列制备方法，其特征在于，所述N为3，每个像素单元的制备步骤如下：S1、在基底的上表面旋涂黑色光刻胶，固化；S2、用飞秒激光在固化后的黑色光刻胶的上表面加工第一阵列凹槽，清洁后，使用第一量子点胶液填充清洁后的第一阵列凹槽，将黑色光刻胶的上表面抛光，除去黑色光刻胶上表面的第一量子点胶液，固化第一阵列凹槽内的第一量子点胶液；S3、用飞秒激光在固化后的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶金，孟德佳，马青，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：