CN119497548A 一种量子点薄膜图案化方法与应用 （清华大学）

本发明提供了一种量子点薄膜图案化方法与应用。该量子点薄膜图案化方法包括以下步骤：(1)将量子点与光敏交联剂混合后形成一薄1为供电子基团；n≥2；X为不影响单线态中间体生成的基2332或_CN；33.根据权利要求1所述的量子点薄膜图案化方法xSe1-xxSe1-xZn1-xxZn1-xxSe1-x47.由权利要求16任一项所述的量子点薄膜图案化为权利要求7所述的图案化的量子点薄膜或者由权利要求1一6任一项所述的量子点薄膜图优选地，所述量子点发光层位于阴极与阳极之间，所述9.根据权利要求8所述的光电器件，其中，所述光电器件的结构组成还包含电子注入5,8,9,12六氮杂三苯2,3,6,7,10,11六腈、2,3,5,6四氟7,7',8,8'四氰二甲基对苯233222[[(2,4二甲基苯基)亚氨基]1,4亚苯基(9,9二辛基9H芴2,7二基)1,4亚苯基]、3233中的一种或两5[0004]近些年，基于量子点表面化学的新型图案化方法可高效实现高分辨率(＜5微米)进行量子点图案化时，可能会存在无法形成图案或者降低量子点薄膜的光电性能等问题。CN114839835A利用含有双吖丙啶基团的光敏交联分子(即卡宾交联分子)实现了量子点薄亟需开发出可在空气中实施且对量子点性能无损的[0005]为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种量子点薄膜图6CF333。[0017](1,3,5_tris((2_(3_(3_(trifluoromethyl)_3H_diazirin_3_yl)phenoxy)7[0023](1,2,4,5_tetrakis((2_(3_(3_(trifluoromethyl)_3H_diazirin_3_yl)[0024]根据本发明的具体实施方案，优选地，所述量子点的材料(单一组分量子点的材Se1_xZn1_xS、CdxZn1_xxCd1_xxCd1_xxCd1_xTe中的一种或两种以上的组合，Se1_xxSe1_x[0029]根据本发明的具体实施方案，优选地，所述I_III_VI族化合物包括CuInS2、[0030]根据本发明的具体实施方案，优选地，所述钙钛矿纳米晶体包括CsPbY3、8剂去除未发生交联的原料(去除未曝光量子点区域)，所述洗脱溶剂为非极性溶剂(介电常所述量子点发光层为上述图案化的量子点薄膜或者由上述量子92等过渡金属硫系化合物中的一种或两种以上的组合。3232O53中的一种或两种以上的组合。[0058]3、本发明提供的量子点发光显示器件发光层的构筑方法，可以应用在实际的[0061]图3为实施例1中基于光敏交联剂A，三种不同发光颜色的无镉量子点图案在荧光[0062]图4为实施例2中基于光敏交联剂A，一种不同配体的ZnSe/ZnS量子点图案在荧光[0065]图7为实施例5中基于光敏交联剂A，三种不同发光颜色的镉基量子点图案在荧光[0071]图13为一种镉基CdSe/Cd1一xZnxSe/ZnSe量子点薄膜图案化前[0072]图14为构筑的镉基和InP基QLEDs器件图，其中，A为镉基和InP基QLEDs具体结构为镉基QLEDs不同电压下发光波长图和QLEDs实际测试点亮的单元像素图、E为InP基QLEDs[0079]本制备例提供一种光敏交联剂分子A，其合成方法如下(参照专利PCT/CA2022/050293)：[0080]氩气气氛下，在无水四氢呋喃(10mL)中加入NaH(60％在矿物油中的分散体，[0082]本制备例提供一种光敏交联剂分子B，其合成方法如下(参照专利PCT/CA2022/050293)：[0083]氩气气氛下，在无水四氢呋喃(30mL)中加入NaH(60％在矿物油中的分散体，[0085]本制备例提供一种光敏交联剂分子C，其合成方法如下(参照文献“StefaniaF.Musolino,etal.Structure–functionrelationshipsinaryldiazirinesrevealoptimaldesignfeaturestomaximizeC–Hinsertion,Chem.Sci.,2021,12,12138–[0088]本制备例提供一种光敏交联剂分子D，其合成方法如下(参照专利PCT/CA2022/050293)：[0089]氩气气氛下，在无水四氢呋喃(30mL)中加入NaH(60％在矿物油中的分散体，[0091]本实施例提供了基于光敏交联剂分子A的量子点图案化方法和三种无镉量子点的SynthesisandLightingApplications,Small,2020,16,2002454)；包括ZnSe(核)/ZnS(壳)蓝色量子点，表面配体主要为油胺与油酸，蓝色量子点合成参考文献(MinGao,etal.BulklikeZnSeQuantumDotsEnablingEfficientUltranarrowBlueLight照剂量为50mJ/cm2，光照时间5s，曝光部分光敏交联剂A与量子点表面油胺或油酸配体交[0095]本发明量子点图案化方法中量子点与卡宾交联剂交联机理如图1所示，量子点薄[0098]本实施例提供了基于光敏交联剂A的量子点图案化方法和一种不同配体量子点的ofHeavy_Metal_FreeQuantumDots,Adv.Mater.,202[0099]相较于实施例1中蓝色ZnSe/ZnS量子点图案化薄膜的制备方法，本实施例与实施[0101]本实施例提供了基于光敏交联剂B的量子点图案化方法和一种量子点的图案化薄分别超声清洗15分钟；在硅片一侧以1500rpm转速旋涂红色lnP/ZnS量子点和光敏交联剂B[0103](2)利用掩模版对红色量子点薄膜进行选择性曝光，在空气氛围中，曝光光源为[0106]本实施例提供了基于光敏交联剂C的量子点图案化方法和一种量子点的图案化薄分别超声清洗15分钟；在硅片一侧以1500rpm转速旋涂红色lnP/ZnS量子点和光敏交联剂C[0108](2)利用掩模版对红色量子点薄膜进行选择性曝光，在空气氛围中，曝光光源为[0111]本实施例提供了基于光敏交联剂A的量子点图案化方法和三种镉基量子点的图案etal.Electrochemically-stableligandsbridgethephotoluminescence-基绿色量子点CdSe/Cd1-xZnxSe1-ySy/ZnS，表面配体为油酸，该量子点制备方法参考文献(HimchanCho,etal.DirectOpticalPatterningofQuantumDotLight-Emitting量子点Cd1-xZnxS/ZnS，表面配体为油酸。量子点制备方法参考文献(WanKiBae,etal.Gram-ScaleOne-PotSynthesisofHighlyLuminescentBlueEmittingCd1-xZnxS/分别超声清洗15分钟；在硅片一侧以1500rpm转速旋涂镉基量子点和光敏交联剂A的溶液，[0113](2)利用掩模版对镉基量子点薄膜进行选择性曝光，在空气氛围中，曝光光源为[0116]本实施例提供了基于光敏交联剂B和C的量子点图案化方法和一种镉基量子点的[0118]本实施例提供了基于光敏交联剂A的量子点图案化方法和三色量子点的多色图案[0122](4)在显现出红色图案的基底上，继续以1500rpm旋涂绿色lnP/ZnS量子点和光敏中lnP/ZnS红色量子点的浓度为30mg/mL，利用HoribaFluoroMaxPlus光谱仪测试此未经利用HoribaFluoroMaxPlus光谱仪[0135](4)将曝光后的薄膜浸泡在甲苯溶剂中洗脱，用氮气吹干薄膜表面，利用HoribaFluoroMaxPlus光谱仪测试经过洗脱步骤后薄膜的[0136]类似的，对于绿色lnP/ZnS量子点，测试图案化每一个步骤后薄膜的发光量子产量子产率保持，将量子点未经处理的初始薄膜量子产率归一化为100在空气中图案化[0140](1)同样选取2cm×2cm石英片作为基底，以1500rpm转速旋涂lnP/ZnS红色量子点Pluswithtime_correlatedsinglephotoncounting(TCS利用HoribaFluoroMaxPluswithtime_correlatedsinglephotoncounting(TCSPC)[0142](3)将步骤(2)制得的薄膜进行紫外曝光，光照波长为365nm,光照剂量为200mJ/counting(TCSPC)system测试经过[0143](4)将曝光后的薄膜浸泡在甲苯溶剂中洗脱，用氮气吹干薄膜表面，利用HoribaFluoroMaxPluswithtime_correlatedsingl[0144]结果如图12所示，对于红色lnP/ZnS量子点经图案化后能有较好的平均荧光寿命[0146]本测试例对一种镉基量子点图案化前后荧光量子产率进行比较，结果如图13所[0148]本测试例提供了一种图案化镉基_QLEDs发光显示器件的构筑和相应电学性能评估，选用实施例6中的CdSe/Cd1_xZnxSe/ZnSe红色量子点，发光显示器件参照文献ChaoyuXiang,etal.Highefficiencyandstabilityofink_jetprintedquantumdotlightemittingdiodes.NatCommun.,2020,11(1):1646所提供的ITO/poly(3,4_ethylenedioxythiophene)polystyrenesulfonate(PEDOT:PSS)/Poly[(9,9_[0151](3)在上述基底上旋涂配置好的TFB溶液，2000rpm下旋涂40s，150℃加热退火[0152](4)在上述基底上继续构筑量子点层(QDs)，配置红色量子点和光敏交联剂A的混剂A的浓度为1mg/mL，在2000rpm转速下旋涂60s，之后利用掩模版对该薄膜进行选择性[0154](6)将上述器件放置在高真空蒸镀室(压力≤1×10_6mbar)中，热沉参数与性能。图14中C为构筑的图案化红色QLEDs器件的电流密度和发光亮度与电压曲线[0158]本测试例提供了一种图案化InP基_QLEDs发光显示器件的构筑和相应电学性能评估，选用实施例1中的InP/ZnS红色量子点，发光显示器件结构与测试例5中相同，ITO/[0161](3)在上述基底上旋涂配置好的TFB溶液，3000rpm下旋涂40s，150℃加热退火[0162](4)在上述基底上继续构筑量子点层(QDs)，配置红色量子点和光敏交联剂A的混参数与性能。图14中E为构筑的图案化红色InP基QLEDs器件的电流密度和发光亮度与电压[0167]本测试例考察了一种量子点在一种光敏交联剂作用下图案化前后荧光量子产率[0169]本测试例考察了一种量子点在一种光敏交联剂作用下图案化前后荧光寿命的变子点的浓度为30mg/mL，光敏交联剂C的浓度为2mg/mL，光照剂量为300mJ/cm2，光照时间ofPhotochemistryofCrosslinkersintheDirectOpticalPatterningof