一种简单快速图案化钙钛矿量子点的方法与流程

本发明涉及一种简单快速图案化钙钛矿量子点的方法。

背景技术：

量子点材料是一种准零维的纳米材料，它具有独特的光电特性，比如颜色大范围可调，较窄的发射带宽，和高的光致发光量子效率。因此吸引了很多领域的关注，尤其是显示照明领域。目前，研究的量子点材料有很多，包括cds,cdte,zno,inas等等。最近，钙钛矿量子点材料的研究非常引人注目，因为这种材料光致发光效率、电致发光效率和亮度都非常高。随着钙钛矿量子点材料制备方法的不断改进，以及发光器件制作技术的提高，钙钛矿量子点材料一定会在不久的将来应用于实际显示器件中。

为了实现量子点材料在显示中的应用，对量子点薄膜进行图案化是非常重要的。目前，可以实现量子点图案化的方法很多，比如模板法，转移印刷法，喷墨打印法，光刻法，3d打印法等等。然而，每个方法都有自身的不足与缺点，比如精度、产率、费用等。例如，转移印刷法，它是一种基于弹性印刷版的方法，可以实现高分辨图案化，但是较难实现大面积图案化并且会产生接触污染。喷墨打印法是一种基于商业喷墨打印设备的方法，可以实现量子点的图案直写，不需要模板，而且可以使用任何基底，但是喷墨设备昂贵并且喷嘴容易堵塞。光刻法是一种基于光刻技术的方法，它有一套详细的制备过程，并且产率较高，但是制备过程步骤较多，使用的溶剂可能会破坏量子点材料。

因此，需要一种简单快速图案化钙钛矿量子点的方法以解决上述问题。

技术实现要素：

本发明针对现有技术存在的问题，提供一种简单快速图案化钙钛矿量子点的方法。

一种简单快速图案化钙钛矿量子点的方法，包括以下步骤：

一、清洗基片；

二、将步骤一清洗完之后的所述基片放在匀胶机上旋涂制膜，所述膜的材料为钙钛矿量子点；

三、利用激光扫描步骤二得到的所述基片表面绘制图案；

四、利用有机溶剂对步骤四得到的绘制图案后的所述基片进行清洗，将图案之外的钙钛矿量子点清洗干净，得到图案化钙钛矿量子点。

更进一步的，所述基片为石英玻璃片。

更进一步的，步骤五中所述有机溶剂为正己烷。

更进一步的，步骤三中采用激光直写装置在所述基片表面绘制图案，所述激光直写装置包括激光器、光快门、反射镜、聚焦物镜和位移台，所述激光器和光快门均位于反射镜的入射光路上，所述光快门设置在所述激光器和反射镜之间，所述聚焦物镜和位移台均位于所述反射镜的反射光路上，所述聚焦物镜设置在所述反射镜和位移台之间。本发明使用的设备便宜，搭建的光路简单易懂。

更进一步的，所述清洗机为超声清洗机。

更进一步的，所述位移台为三维电动位移台。

更进一步的，步骤一中清洗基片包括以下步骤：

1)、超声清洗基片；

2)、将步骤1)清洗后的基片烘干并放入uvo3清洗机中进行二次清洗。

更进一步的，步骤二中将步骤一清洗完之后的所述基片放在匀胶机上旋涂制膜包括以下步骤：

3)、将所述基片放置在匀胶机转子上并打开匀胶机的吸附按钮，将所述基片需要制膜的一面向上；

4)、在所述基片上滴上钙钛矿量子点溶液；

5)、打开匀胶机旋涂按钮旋转制膜。

更进一步的，步骤三中采用激光直写装置在所述基片表面绘制图案为通过控制平移台的移动和光快门的开与关，绘制出设计的图案。

更进一步的，步骤三中采用激光直写装置在所述基片表面绘制图案包括以下步骤：

6)、将表面制膜的所述基片设置在所述移动所述平移台上；

7)、关闭光快门，移动所述平移台至连续部分的初始位置；

8)、打开光快门，移动所述平移台完成图案中连续部分的绘制；

9)、重复步骤7)和步骤8)，直至完成全部图案的绘制。

有益效果：本发明的简单快速图案化钙钛矿量子点的方法过程简单，速度快，可以根据需求，制备各种图案，并且无需模板，可以实现大面积图案化量子点，并能在常温常压下图案化钙钛矿量子点。

附图说明

图1为本发明的流程图；

图2为激光直写装置的结构示意图；

图3为本发明实施例中图案化钙钛矿量子点实物图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

实施例1

根据制备流程和装置进行钙钛矿量子点的图案化。其中，基片3采用石英玻璃片,制膜设备采用匀胶机5，激光器6采用405nm连续激光，聚焦物镜7倍率为×10，na0.25,钙钛矿量子点为cspbbr3，超声清洗溶剂为丙酮。

具体测试步骤如下：

步骤1：超声清洗石英玻璃片。具体包括如下步骤：

步骤1.1：将石英玻璃片置于烧杯2中，并在烧杯2中加入丙酮。

步骤1.2：将烧杯2置于超声清洗机1中，并加入适量水。

步骤1.3：打开超声清洗机1进行超声清洗，时间为30分钟。

步骤2：将步骤1清洗完之后的石英玻璃片烘干并放入uvo3清洗机4中进行进一步清洗，时间为15分钟。

步骤3：将步骤2清洗完之后的石英玻璃片放在匀胶机5上旋涂制膜。具体包括如下步骤：

步骤3.1：设置匀胶机5参数，包括转速2000转/分钟，时间30秒。

步骤3.2：将石英玻璃片放置在匀胶机转子上，需要制膜的一面向上。

步骤3.3：打开匀胶机吸附按钮，将石英玻璃片吸附在转子上。

步骤3.4：在石英玻璃片上滴上钙钛矿量子点溶液3滴。

步骤3.5：打开匀胶机旋涂按钮使转子快速旋转制膜。

步骤4：激光扫描量子点材料进行图案化。具体包括如下步骤：

步骤4.1：电脑上打开平移台控制软件，针对“nust”字母图案进行平移台移动路径和光快门开关编辑。具体控制程序编辑步骤如下(以“n”为例)：

步骤4.1.1：打开光快门7(假设激光光斑位置为图2插图中的(1)号红点处)。

步骤4.1.2：平移台11在竖直方向来回移动一次，移动距离为l，这里设置为5mm。

步骤4.1.3：平移台11在水平方向移动距离s，这里设置为50μm。

步骤4.1.4：重复4.1.2和4.1.3，这里重复5次。到这里完成了“n”的第一笔，图中标注为(i),光斑位置仍为红点(1)。每一笔由5条细的量子点线组成，细线间隔为s，见插图中虚线框内的放大图。

步骤4.1.5：平移台11在竖直方向和水平方向同时来回移动l(5mm)和d(4mm)。

步骤4.1.6：平移台11在水平方向移动距离s，这里设置为50μm。

步骤4.1.7：重复4.1.5和4.1.6，这里重复5次。(到这里完成了“n”的第二笔，图中标注为(ii),光斑位置仍为红点(1))

步骤4.1.8：关闭光快门7。

步骤4.1.9：平移台11在竖直方向和水平方向同时移动l(5mm)和d(4mm)(光斑位置移到红点(2))。

步骤4.1.10：打开光快门7。

步骤4.1.11：平移台11在竖直方向来回移动一次，移动距离为l，这里设置为5mm(初始方向与4.1.2相反)。

步骤4.1.12：平移台11在水平方向移动距离s，这里设置为50μm。

步骤4.1.13：重复4.1.11和4.1.12，这里重复5次。到这里完成了“n”的第三笔，图中标注为(iii),光斑位置仍为红点(2)

步骤4.1.14：关闭光快门7。

步骤4.2：将步骤3制备的样品10放置在三维电动位移台11上。

步骤4.3：通过电脑控制电动位移台11，使样品10移动到想要的初始位置。

步骤4.4：打开激光器6，设置能量，这里设置100mw。

步骤4.5：激光器经过光快门7被反射镜8反射，之后通过聚焦物镜聚焦在样品表面。

步骤4.6：运行步骤4.1编制的程序控制平移台11的移动和光快门7的开与关，制作出设计的图案。

步骤5：冲洗样品。具体包括如下步骤：

步骤5.1：用镊子夹住步骤4制作好的钙钛矿样品10，呈倾斜状。

步骤5.2：用滴管取有机溶剂，这里有机溶剂为正己烷。

步骤5.3：在样品10的上方，挤出滴管中的有机溶剂，对样品进行冲洗。

步骤5.4：重复步骤5.3，直到将剩余部分的量子点冲洗干净。(冲洗之后的图案见图3，分别为正常光和uv光下拍摄的图案)。

本发明的简单快速图案化钙钛矿量子点的方法能在常温常压下图案化钙钛矿量子点。图案化的过程简单，速度快。使用的设备便宜，搭建的光路简单易懂。可以根据需求，制备各种图案，并且无需模板。可以实现大面积图案化量子点。拓展性强：1)制膜方法的拓展，可以根据需要改变制膜方法；2)烧蚀光路的拓展，光路容易更改或加入其它光学元器件。

本发明采用激光直写技术图案化钙钛矿量子，简化了现有技术图案化量子点材料的繁琐工艺，降低了制作成本，且可调控制备各种图案，一次成型，可实现大面积图案化。