【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于半導體微顯示的，具體涉及一種可光交聯鈣鈦礦納米晶墨水及其制備方法和圖案化應用。
技術介紹
1、量子點色轉換方案為新興微型發光二極管micro-led顯示技術的全彩化提供了一種低成本、快速設計方案。目前，應用于micro-led顯示技術的量子點主要包括了ii-vi族量子點、iii-v族量子點和鈣鈦礦量子點。其中，鈣鈦礦量子點由于高度可調的帶隙、寬發射光譜范圍、可調控發光顏色和近乎統一的光致發光量子產率特性，被認為是實現高色純度、高光效、高色域微顯示的理想熒光材料。實現量子點的圖案化方法主要有噴墨打印、光刻、激光加工、微流控、微轉移印刷、選擇性電泳沉等，其中光刻技術為高分辨率、高密度、高均勻性量子點圖案的制備提供了快速、宏量的制備方案，被產業界認為是最具產業化應用潛力的量子點圖案化方法。綜上，通過光刻技術實現鈣鈦礦量子點的可靠圖案化是實現高品質微顯示器件構筑的理想方案。
2、目前發展的鈣鈦礦量子點光刻圖案化技術可以分為光刻膠輔助光刻和鈣鈦礦量子點直接光刻。鈣鈦礦量子點是一種離子晶體，容易在水、氧、加熱、光照等條件下發生量子點發光性能下降的問題，引起器件穩定性和品質的降低。光刻膠輔助鈣鈦礦量子點圖案化方法中，需要使用到光刻膠及其專用顯影液等化學物質，這些物質的使用，尤其是多次光刻過程實現多種顏色鈣鈦礦量子點圖案構筑時，會顯著降低量子點的發光強度和穩定性。鈣鈦礦量子點直接光刻法通過量子點配體在紫外光照等條件下的光化學反應改變量子點在母液中的溶解度，進而實現圖案化。直接光刻法無需依賴光刻膠和顯影液的使用，但配體的
技術實現思路
1、本專利技術針對現有鈣鈦礦量子點的光刻圖案化技術所存在的問題，提供一種可光交聯鈣鈦礦納米晶墨水的設計方案，并實現鈣鈦礦量子點的光刻圖案化。所配制的鈣鈦礦納米晶墨水的熒光量子產率高，穩定性好，且在直接光刻過程后量子點陣列化薄膜保持高發光效率和穩定性，有效解決了傳統鈣鈦礦量子點墨水在光刻過程中的發光性能和穩定性下降的問題。
2、為了實現以上目的，本專利技術的技術方案為：
3、一種可光交聯鈣鈦礦納米晶墨水，其包括分散于溶劑中的鈣鈦礦納米晶，所述鈣鈦礦納米晶的化學式為abx3，其中a為有機陽離子或金屬陽離子，b為金屬陽離子，x為鹵素陰離子；所述鈣鈦礦納米晶表面包覆有保護層，其中部分鈣鈦礦納米晶的保護層表面修飾有第一光敏分子，另外部分鈣鈦礦納米晶的保護層表面修飾有第二光敏分子，第一光敏分子帶有c＝c基團，第二光敏分子帶有c＝o基團，第一光敏分子和第二光敏分子可發生光交聯反應。
4、可選地，所述保護層的材料可為sio2、al2o3、zno、zns、sno2、tio2、cds等無機物或者聚酰亞胺、聚苯乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸等聚合物，厚度為1～20nm。
5、可選地，所述溶劑包括甲烷、甲苯、乙烷、丙酮、氯仿、氯苯、異丙醇、n,n-二甲基甲酰胺、n-甲基甲酰胺中的至少一種。
6、可選地，所述第一光敏分子和第二光敏分子為有機小分子，所述第一光敏分子和/或第二光敏分子的至少一端具有與所述保護層結合的官能團，所述官能團包括巰基、甲氧基、乙氧基、-cl或-sh。所述帶有c＝o基團的第二光敏分子，例如是一端具有二苯甲酮衍生物的硫代基團的光敏分子
7、可選地，所述鈣鈦礦納米晶的尺寸為5～30nm，于所述溶劑中的含量為1～100mg/ml。
8、一種上述的可光交聯鈣鈦礦納米晶墨水的制備方法，其包括以下步驟：
9、1)制備鈣鈦礦納米晶；
10、2)于鈣鈦礦納米晶表面包覆保護層；
11、3)對部分鈣鈦礦納米晶的保護層表面進行第一光敏分子的修飾，對另外部分鈣鈦礦納米晶的保護層表面進行第二光敏分子的修飾；
12、4)將不同修飾的鈣鈦礦納米晶混合分散于溶劑中，得到所述可光交聯鈣鈦礦納米晶墨水。
13、可選地，進行第一光敏分子修飾的鈣鈦礦納米晶和進行第二光敏分子修飾的鈣鈦礦納米晶的比例范圍為10：1到1：10。
14、一種量子點圖案的制作方法，其包括：
15、1)將上述的可光交聯鈣鈦礦納米晶墨水涂覆于襯底表面，溶劑揮發后形成可光交聯鈣鈦礦納米晶薄膜；
16、2)采用光刻版，對所述可光交聯鈣鈦礦納米晶薄膜進行選擇性曝光，使曝光區域的所述第一光敏分子和第二光敏分子發生光交聯反應；
17、3)采用顯影液進行顯影，去除未曝光區域的可光交聯鈣鈦礦納米晶薄膜，得到量子點圖案。
18、可選地，所述顯影液與所述可光交聯鈣鈦礦納米晶墨水的溶劑相同，所述鈣鈦礦納米晶通過所述第一光敏分子和第二光敏分子的光交聯反應降低在所述溶劑中的溶解度。
19、可選地，所述襯底包括玻璃、ito、聚合物襯底。
20、可選地，所述涂覆方法包括旋涂、刮涂、狹縫涂布等，薄膜厚度根據實際需求設置。
21、可選地，所述曝光使用的光可為紫外光、x射線等。
22、一種量子點色轉換層的制作方法，其包括：配制不同顏色的可光交聯鈣鈦礦納米晶墨水，分別采用上述的量子點圖案的制作方法，依次于襯底上形成不同顏色的量子點圖案，組成子像素單元陣列。
23、可選地，所述abx3中，a為甲胺離子(ch3nh3+，簡稱ma+)、甲脒離子(ch(nh2)2+，簡稱fa+)、銫離子(cs+)等，b為鉛離子(pb2+)、錫離子(sn2+)、鍺離子(ge2+)等，x為鹵素陰離子：cl、br或i等元素或者其組合。通過改變x的組成及其配比得到不同顏色從藍到紅可見光區域的可光交聯鈣鈦礦納米晶墨水。
24、可選地，通過上述方法實現紅綠兩種顏色的鈣鈦礦色轉換層子像素單元陣列的構筑，并與藍光micro-led芯片、驅動基板對準鍵合，構筑micro-led全彩顯示器件。
25、可選地，所述藍光micro-led芯片為gan基micro-led芯片，驅動基板采用互補金屬氧化物半導體驅動技術、薄膜晶體管驅動技術、倒裝芯片鍵合技術等。
26、可選地，通過上述方法實現紅綠藍三種顏色的鈣鈦礦色轉換層子像素單元陣列的構筑，并與紫外光micro-led芯片、驅動基板對準鍵合，構筑micro-led全彩顯示器件。
27、本專利技術的有益效果為：
28、可光交聯鈣鈦礦納米晶具有三層結構：內部為納米晶負責發光；中間保護層起到鈍化納米晶提升其發光性能，提高納米晶的穩定性，同時為外層光敏分子的接枝提供反應位點；外層具有c＝c和c＝o基團的兩種光敏分子主要負責光交聯。這種量子點墨水設計中，三層結構的分工明確，保護層外面接枝的光敏分子發生光化學反應而實現量子點的交聯，降低其在母液(顯影液)中本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種可光交聯鈣鈦礦納米晶墨水，其特征在于：包括分散于溶劑中的鈣鈦礦納米晶，所述鈣鈦礦納米晶的化學式為ABX3，其中A為有機陽離子或金屬陽離子，B為金屬陽離子，X為鹵素陰離子；所述鈣鈦礦納米晶表面包覆有保護層，其中部分鈣鈦礦納米晶的保護層表面修飾有第一光敏分子，另外部分鈣鈦礦納米晶的保護層表面修飾有第二光敏分子，第一光敏分子帶有C＝C基團，第二光敏分子帶有C＝O基團，第一光敏分子和第二光敏分子可發生光交聯反應。
2.根據權利要求1所述的可光交聯鈣鈦礦納米晶墨水，其特征在于：所述保護層的材料包括SiO2、Al2O3、ZnO、ZnS、SnO2、TiO2、CdS、聚酰亞胺、聚苯乙烯、聚乙烯吡咯烷酮或聚丙烯酸，厚度為1～20nm。
3.根據權利要求1所述的可光交聯鈣鈦礦納米晶墨水，其特征在于：所述溶劑包括甲烷、甲苯、乙烷、丙酮、氯仿、氯苯、異丙醇、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基甲酰胺中的至少一種。
4.根據權利要求1所述的可光交聯鈣鈦礦納米晶墨水，其特征在于：所述第一光敏分子和/或第二光敏分子的至少一端具有與所述保護層結合的官能團，所述官能團包括巰基
5.根據權利要求1所述的可光交聯鈣鈦礦納米晶墨水，其特征在于：所述鈣鈦礦納米晶的尺寸為5～30nm，于所述溶劑中的含量為1～100mg/mL。
6.一種權利要求1～5任一項所述的可光交聯鈣鈦礦納米晶墨水的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
7.一種量子點圖案的制作方法，其特征在于，包括：
8.根據權利要求7所述的量子點圖案的制作方法，其特征在于：所述顯影液與所述可光交聯鈣鈦礦納米晶墨水的溶劑相同，所述鈣鈦礦納米晶通過所述第一光敏分子和第二光敏分子的光交聯反應降低在所述溶劑中的溶解度。
9.一種量子點色轉換層的制作方法，其特征在于，包括：
10.根據權利要求9所述的量子點色轉換層的制作方法，其特征在于：所述ABX3中，A為甲胺離子、甲脒離子或銫離子，B為鉛離子、錫離子或鍺離子，X為Cl離子、Br離子、I離子或者其組合；通過改變X的組成及其配比得到不同顏色的可光交聯鈣鈦礦納米晶墨水。
...【技術特征摘要】
1.一種可光交聯鈣鈦礦納米晶墨水，其特征在于：包括分散于溶劑中的鈣鈦礦納米晶，所述鈣鈦礦納米晶的化學式為abx3，其中a為有機陽離子或金屬陽離子，b為金屬陽離子，x為鹵素陰離子；所述鈣鈦礦納米晶表面包覆有保護層，其中部分鈣鈦礦納米晶的保護層表面修飾有第一光敏分子，另外部分鈣鈦礦納米晶的保護層表面修飾有第二光敏分子，第一光敏分子帶有c＝c基團，第二光敏分子帶有c＝o基團，第一光敏分子和第二光敏分子可發生光交聯反應。
2.根據權利要求1所述的可光交聯鈣鈦礦納米晶墨水，其特征在于：所述保護層的材料包括sio2、al2o3、zno、zns、sno2、tio2、cds、聚酰亞胺、聚苯乙烯、聚乙烯吡咯烷酮或聚丙烯酸，厚度為1～20nm。
3.根據權利要求1所述的可光交聯鈣鈦礦納米晶墨水，其特征在于：所述溶劑包括甲烷、甲苯、乙烷、丙酮、氯仿、氯苯、異丙醇、n,n-二甲基甲酰胺、n-甲基甲酰胺中的至少一種。
4.根據權利要求1所述的可光交聯鈣鈦礦納米晶墨水，其特征在于：所述第一光敏分子和/或第二光敏分子的至少一端具...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王樹立，劉逸菲，孔學敏，鄭靖，林岳，吳挺竹，陳忠，
申請(專利權)人：廈門大學，
類型：發明
國別省市：
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