一种基于电泳沉积量子点制备全彩器件色转换层的方法技术

本发明专利技术公开了一种基于电泳沉积量子点制备全彩器件色转换层的方法，于透明基板上形成透明电极层，透明电极包括电极总条和若干间隔排列的电极指条，电极指条的末端与电极总条相连；于透明电极层上形成图案化绝缘层来于电极指条形成分隔的量子点待沉积区域，在量子点待沉积区域之间形成不透光导电金属层，然后通过电泳工艺使带电量子点选择性沉积于量子点待沉积区域中。本发明专利技术可实现快速大面积量子点的均匀选择性沉积，且通过电极连接吸附相反电性量子点沉积到预设图案化阵列区域，避免了表面残留，量子点图案可控，可靠性高，显示性能更佳。佳。佳。

【技术实现步骤摘要】
一种基于电泳沉积量子点制备全彩器件色转换层的方法


[0001]本专利技术属于显示
，具体涉及一种基于电泳沉积量子点制备全彩器件色转换层的方法。

技术介绍

[0002]Micro
‑
LED技术基于传统的无机III
‑
IV族半导体，具有亮度高、稳定性好、更适合用于制造高亮度微显示器，目前在全彩化显示应用领域，很难在同一块外延上进行生长实现红、绿、蓝发光的Micro
‑
LED芯片，因此要实现全彩化显示，往往要采用巨量转移的方式实现，然而巨量转移技术的良率提升具有苛刻的要求，且不同颜色的Micro
‑
LED开启电压不同，使得驱动电路的设计变得更为复杂，大规模批量化生产高像素密度的全彩化Micro
‑
LED微显示器存在许多挑战。
[0003]在基于量子点的全彩显示技术路线中，量子点材料高效且精确的沉积到相应位置是十分重要的。目前，产业界所常用的喷墨打印法、光刻法等都无法满足产业界的要求。
[0004]采用电泳工艺进行量子点图案沉积具有设备简单和可重复性高等优点。量子点子像素区域的独立性决定着光致发光颜色转换的效果，对于不同波长的激发光源量子点图案的厚度数量级的控制影响颜色转化效率，在目前报道的电泳技术实现量子点图案化沉积的文献中，通过掩膜技术虽然可以实现量子点材料利用电泳运动沉积到器件的指定位置中，但是应用于全彩显示中却面临着造价高昂的困境，不利于器件的大规模生产。再者量子点图案无法实现阵列化，子像素之间电泳沉积时由于电性连接问题，导致无法实现每个子像素之间相互独立，量子点图案光致发光后每个子像素之间存在连接发光区，极大影响显示图案的效果。

技术实现思路

[0005]本专利技术针对现有技术存在的不足，提供一种基于电泳沉积量子点制备全彩器件色转换层的方法，采用电泳技术结合光刻、刻蚀以及绝缘薄膜沉积等半导体工艺技术路线实现操作简单、切实可行且花费低廉制备基于电泳沉积技术的高品质色转换层Micro
‑
LED全彩显示器件。
[0006]为了实现以上目的，本专利技术的技术方案为：
[0007]一种基于电泳沉积量子点制备全彩器件色转换层的方法，包括以下步骤：
[0008]1)于一透明基板上形成透明电极层，透明电极层包括至少一透明电极，透明电极包括电极总条和若干间隔排列的电极指条，电极指条的末端与电极总条相连；
[0009]2)于透明电极层上沉积绝缘层，图案化绝缘层，形成于各电极指条上间隔排布的若干开口作为量子点待沉积区域，形成位于电极总条上的开口作为电性接触区；
[0010]3)于绝缘层上沉积不透光导电金属层，图案化所述不透光导电金属层，对应所述量子点待沉积区域和电性接触区开口；
[0011]4)将电泳装置的正、负电极之一与电性接触区连接，另一与不透光导电金属层连
接，放入具有量子点溶液的电泳池中，其中量子点的表面电性与所述电极接触区的电性相反，导通电路使量子点沉积于量子点待沉积区域中，形成量子点子像素单元。
[0012]可选的，所述电泳装置采用直流电场电压为3～15V，电流为10～30A。
[0013]可选的，所述透明电极层的材料为ITO，厚度为50
‑
100nm；所述绝缘层的厚度为100
‑
300nm。
[0014]可选的，所述透明电极层包括互不接触的第一透明电极和第二透明电极，所述第一透明电极和第二透明电极的电极指条交替排列。
[0015]可选的，步骤4)中，分别沉积第一量子点和第二量子点，
[0016]沉积第一量子点时，将电泳装置的正、负电极之一与所述第一透明电极的电性接触区连接，另一与所述不透光导电金属层和所述第二透明电极的电性接触区连接，放入具有第一量子点溶液的电泳池中，导通电路使量子点沉积于第一透明电极的量子点待沉积区域中，沉积后进行固化；
[0017]沉积第二量子点时，将电泳装置的正、负电极之一与所述第二透明电极的电性接触区连接，另一与所述不透光导电金属层和所述第一透明电极的电性接触区连接，放入具有第二量子点溶液的电泳池中，导通电路使量子点沉积于第二透明电极的量子点待沉积区域中，沉积后进行固化。
[0018]可选的，所述第一量子点和第二量子点为红光量子点和绿光量子点，所述第一透明电极和第二透明电极的电极指条交替排列的阵列中还预留有蓝光透过区，步骤2)和步骤3)中，图案化所述绝缘层和不透光导电金属层时同时于所述蓝光透过区形成间隔排布的开口。
[0019]可选的，步骤3)之前，还包括重复步骤1)和步骤2)，形成透明电极层和绝缘层交替叠设的多层结构，其中透明电极层之间不相接触，不同透明电极层的电极指条和电极总条于所述透明基板上的投影分别不重合。
[0020]可选的，包括两层透明电极层，其中第一透明电极层包括互不接触的第一透明电极和第二透明电极，第二透明电极层包括第三透明电极，第一透明电极、第二透明电极和第三透明电极的电极指条于所述透明基板上的投影交替排列。
[0021]可选的，分别于所述第一透明电极、第二透明电极和第三透明电极的量子点待沉积区域中沉积红光量子点、绿光量子点和蓝光量子点。
[0022]一种全彩器件的制备方法，包括步骤：
[0023]1)提供Micro
‑
LED发光芯片，所述Micro
‑
LED发光芯片具有若干发光单元；
[0024]2)采用上述基于电泳沉积量子点制备全彩器件色转换层的方法制备色转换层；
[0025]3)将色转换层的透明基板与Micro
‑
LED发光芯片键合，其中量子点子像素单元与发光单元一一对应。
[0026]其中，将红、绿、蓝光量子点材料(材料选择A
X
Q
Y
M
Z
系列，其中A元素为Ba、Ag、Na、Fe、In、Cd、Zn、Ga、Mg、Pb、Cs的一种或者两种组合，X为0.5
‑
1.5；Q元素为C、Cl、O、As、N、P、Se、Te、Ti、Zr、Pb，Y为0.8
‑
2，M元素为S、As、Se、O、Cl、Br、I，Z为0.5
‑
3.5，主要选择采用CdSe、CsPbBr3、CsPbI3、ZnS，红光量子点材料的直径为8
‑
10nm，绿光量子点材料的直径为3
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7nm、蓝光量子点材料的直径为4
‑
6nm)分别与含离子键的有机盐类物质(脂肪酸盐、硫酸脂盐、磷酸脂盐、脂肪胺盐、乙醇胺盐或聚乙烯多铵盐中的任意一种或至少两种的组合)在90
‑
150℃的
条件下搅拌混合，对量子点材料表面进行表面改性处理，使得红、绿量子点溶液分别带负电性，其中红光量子点浓度为0.15
‑
0.5mol/L，绿光量子点浓度为0.2
‑
0.7mol/L，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于电泳沉积量子点制备全彩器件色转换层的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)于一透明基板上形成透明电极层，透明电极层包括至少一透明电极，透明电极包括电极总条和若干间隔排列的电极指条，电极指条的末端与电极总条相连；2)于透明电极层上沉积绝缘层，图案化绝缘层，形成于各电极指条上间隔排布的若干开口作为量子点待沉积区域，形成位于电极总条上的开口作为电性接触区；3)于绝缘层上沉积不透光导电金属层，图案化所述不透光导电金属层，对应所述量子点待沉积区域和电性接触区开口；4)将电泳装置的正、负电极之一与电性接触区连接，另一与不透光导电金属层连接，放入具有量子点溶液的电泳池中，其中量子点的表面电性与所述电性接触区的极性相反，导通电路使量子点沉积于量子点待沉积区域中，形成量子点子像素单元。2.根据权利要求1所述的基于电泳沉积量子点制备全彩器件色转换层的方法，其特征在于：所述电泳装置采用直流电场电压为3～15V，电流为10～30A。3.根据权利要求1所述的基于电泳沉积量子点制备全彩器件色转换层的方法，其特征在于：所述透明电极层的材料为ITO，厚度为50
‑
100nm；所述绝缘层的厚度为100
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300nm。4.根据权利要求1所述的基于电泳沉积量子点制备全彩器件色转换层的方法，其特征在于：所述透明电极层包括互不接触的第一透明电极和第二透明电极，所述第一透明电极和第二透明电极的电极指条交替排列。5.根据权利要求4所述的基于电泳沉积量子点制备全彩器件色转换层的方法，其特征在于：步骤4)中，分别沉积第一量子点和第二量子点，沉积第一量子点时，将电泳装置的正、负电极之一与所述第一透明电极的电性接触区连接，另一与所述不透光导电金属层和所述第二透明电极的电性接触区连接，放入具有第一量子点溶液的电泳池中，导通电路使量子点沉积于第一透明电极的量子点待沉积区域中，沉积后进行固化；沉积第二量子点时，将电泳装置的正、负电极之一与所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴挺竹，郭文安，王树立，刘时彪，刘俊儒，王煜辉，苏毓涵，林岳，吕毅军，陈忠，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：发明
国别省市：