基于光刻工艺的倒置结构钙钛矿QLED器件及其制备方法

基于光刻工艺的倒置结构钙钛矿qled器件及其制备方法
技术领域
1.本发明属于显示技术领域，涉及一种基于光刻工艺的倒置结构钙钛矿qled器件及其制备方法。


背景技术：

2.卤化铅钙钛矿量子点因其波长可调谐、光吸收系数高、半峰宽窄等优势，已经被证明是适用于量子点发光二极管（qled）、光电探测器、太阳能电池和激光的优异材料。目前已有各种各样的钙钛矿材料的图案化方法，包括光刻、微/纳米压印、喷墨打印、x射线光刻、电子束光刻等。在这些技术中，光刻技术因其成熟工艺且易实现彩色化像素阵列，为一种最具有前景的图案化方法。传统光刻工艺中的光刻胶因其阻碍电荷输运而无法应用于电致发光器件中。采用无光刻胶的光刻工艺可实现qled器件制备。但由于钙钛矿材料存在与极性溶剂不兼容和表面配体不稳定的缺陷，实现钙钛矿量子点的图案化具有巨大的挑战性，影响了钙钛矿qled器件的应用。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于光刻工艺的倒置结构钙钛矿qled器件及其制备方法，不仅克服了钙钛矿量子点与传统光刻工艺不兼容的缺点，还溶剂对功能层的影响，可以实现钙钛矿量子点的图案化和qled器件制备。
4.为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种基于光刻工艺的倒置结构钙钛矿qled器件，包括透明导电衬底ito以及在透明导电衬底ito层上依次沉积的电子传输层、图案化量子点薄膜、空穴传输层、空穴注入层和金属阳极。
5.进一步的，所述电子传输层的材料为zno纳米颗粒、掺杂金属阳离子的zno纳米颗粒、zno纳米颗粒与聚合物的混合体。
6.进一步的，所述空穴传输层的材料为tcta、npb、cbp、cdbp、mcbp中的一种。
7.进一步的，所述空穴注入层的材料为hat-cn、moo3、v2o5、wo3或reo3中的一种。
8.进一步的，所述金属阳极的材料为银或铝。
9.一种基于光刻工艺的倒置结构钙钛矿qled器件的图案化量子点薄膜制备方法，包括以下步骤：s1：预先将光交联剂a添加到钙钛矿量子点溶液b中，得到溶液c；s2：在电子传输层上，将溶液c利用匀胶机旋涂成膜，并在uv灯下曝光，使曝光区域不同量子点之间配体发生光交联反应；s3：经甲苯显影得到图案化量子点薄膜。
10.进一步的，所述光交联剂a为ethane-1,2-diyl bis(4-azido-2,3,5,6-tetrafl fluorobenzoate)、1,11-diazido-3,6,9-trioxaundecane、4,4'-diazido-2,2'
ꢀ‑
stilbenedisulfonic acid disodium salt tetrahydrate中的一种。
11.进一步的，所述图案化量子点薄膜是通过对曝光部分量子点配体的光交联实现。
12.本发明与现有技术相比具有以下有益效果：本发明通过在钙钛矿量子点中添加光交联剂，在光照下与钙钛矿量子点表面相互作用，调制钙钛矿量子点在溶剂中的溶解度，形成微型图案，最终实现量子点的光刻图案化。这种方法不仅克服了钙钛矿量子点与传统光刻工艺不兼容的缺点，还溶剂对功能层的影响，可以实现钙钛矿量子点的图案化和qled器件制备。
附图说明
13.图1是本发明器件结构的示意图。
14.图2是本发明一实施例方法流程示意图。
具体实施方式
15.下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
16.请参照图1，本发明提供一种基于光刻工艺的钙钛矿qled器件的制备方法，在透明导电衬底的ito层上依次沉积电子传输层、图案化量子点薄膜、空穴传输层、空穴注入层、金属阳极，得到如图一所示的钙钛矿qled器件。
17.在本实施例中，图案化量子点薄膜以光刻的方法制备，包括如下步骤：s1：预先将光交联剂a添加到钙钛矿量子点b中，得到溶液c；s2：在电子传输层上，将溶液c利用匀胶机旋涂成膜，并在uv灯下曝光，使曝光部分不同量子点之间配体发生光交联反应；s3：经甲苯显影得到图案化量子点薄膜。
18.其中，电子传输层的材料为zno纳米颗粒、掺杂金属阳离子的zno纳米颗粒、zno纳米颗粒与聚合物的混合体。空穴注入层的材料为hat-cn(2,3,6,7,10,11-六氰基-1,4,5, 8,9,12-六氮杂苯并菲)、moo3、v2o5、wo3或reo3中的一种。空穴传输层的材料为tcta、npb、cbp、cdbp、mcbp中的一种。金属阳极的材料为银或铝。
19.下面举实施例对本发明的工艺流程作更详细的说明。
20.实施例1：在本实施例中，参考图2，具体包括以下步骤:1）采用磁控溅射法制备的ito导电薄膜作为阴极基板。
21.2）将所述阴极基板依次放入玻璃清洗剂、去离子水、丙酮、乙醇中进行超声处理，每次超声的时间为10min。
22.3）通过旋涂法制备zno作为电子传输层，退火温度为150℃，厚度约为50 nm。
23.4）通过旋涂法在电子传输层表面旋涂添加光交联剂的钙钛矿量子点作为图案化量子点层，厚度约为30nm。通过光刻工艺使曝光部分的量子点配体在uv光下交联，曝光之后用甲苯冲洗，留下的就是量子点配体交联后的图案化量子点层。
24.5）通过真空蒸镀法蒸镀tcta作为空穴传输层，其厚度为30nm。
25.6）通过真空蒸镀法蒸镀npb作为空穴传输层，其厚度为20nm。
26.7）通过真空蒸镀法蒸镀hat-cn作为空穴注入层，其厚度为20nm。
27.8）通过真空蒸镀法蒸镀al电极，其厚度为100nm。
28.以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。


技术特征：
1.一种基于光刻工艺的倒置结构钙钛矿qled器件，其特征在于，包括透明导电衬底ito以及在透明导电衬底ito层上依次沉积的电子传输层、图案化量子点薄膜、空穴传输层、空穴注入层和金属阳极。2.根据权利要求1所述的基于光刻工艺的倒置结构钙钛矿qled器件，其特征在于，所述电子传输层的材料为zno纳米颗粒、掺杂金属阳离子的zno纳米颗粒、zno纳米颗粒与聚合物的混合体。3.根据权利要求1所述的基于光刻工艺的倒置结构钙钛矿qled器件，其特征在于，所述空穴传输层的材料为tcta、npb、cbp、cdbp、mcbp中的一种。4.根据权利要求1所述的基于光刻工艺的倒置结构钙钛矿qled器件，其特征在于，所述空穴注入层的材料为hat-cn、moo3、v2o5、wo3或reo3中的一种。5.根据权利要求1所述的基于光刻工艺的倒置结构钙钛矿qled器件，其特征在于，所述金属阳极的材料为银或铝。6.根据权利要求1所述的基于光刻工艺的倒置结构钙钛矿qled器件的图案化量子点薄膜制备方法，其特征在于，包括以下步骤：s1：预先将光交联剂a添加到钙钛矿量子点溶液b中，得到溶液c；s2：在电子传输层上，将溶液c利用匀胶机旋涂成膜，并在uv灯下曝光，使曝光区域不同量子点之间配体发生光交联反应；s3：经甲苯显影得到图案化量子点薄膜。7.根据权利要求6所述的基于光刻工艺的倒置结构钙钛矿qled器件的图案化量子点薄膜制备方法，其特征在于，所述光交联剂a为ethane-1,2-diyl bis(4-azido-2,3,5,6-tetrafl fluorobenzoate)、1,11-diazido-3,6,9-trioxaundecane、4,4'-diazido-2,2'
ꢀ‑
stilbenedisulfonic acid disodium salt tetrahydrate中的一种。8.根据权利要求6所述的基于光刻工艺的倒置结构钙钛矿qled器件的图案化量子点薄膜制备方法，其特征在于，所述图案化量子点薄膜是通过对曝光部分量子点配体的光交联实现。

技术总结
本发明涉及一种基于光刻工艺的倒置结构钙钛矿QLED器件，包括透明导电衬底ITO以及在透明导电衬底ITO层上依次沉积的电子传输层、图案化量子点薄膜、空穴传输层、空穴注入层和金属阳极。本发明不仅克服了钙钛矿量子点与传统光刻工艺不兼容的缺点，还溶剂对功能层的影响，可以实现钙钛矿量子点的图案化和QLED器件制备。制备。制备。


技术研发人员：胡海龙 郄媛 李福山 郭太良 鞠松蔓
受保护的技术使用者：福州大学
技术研发日：2022.03.17
技术公布日：2022/6/21