一种光刻材料、显示基板及其制作方法、显示面板
技术领域
本发明涉及量子点显示技术领域，尤其涉及一种光刻材料、显示基板及其制作方法、显示面板。
背景技术
随着量子点技术的深入发展，量子点发光二极管(Quantum Dot Light EmittingDiodes，QLED)的研究日益成熟，量子效率不断提升，已基本达到产业化的水平。
目前多采用打印方式对量子点进行图形化，但是采用打印方式得到的产品的分辨率不高，难以满足高分辨率产品的需求。
发明内容
本发明的实施例提供一种光刻材料、显示基板及其制作方法、显示面板，采用该显示基板的制作方法，能够制作高分辨率的量子点产品。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
一方面，提供了一种光刻材料，包括主体材料、以及掺杂在所述主体材料中的激光响应材料；
其中，所述主体材料包括负性光刻胶或者聚乙基吡咯烷酮；所述激光响应材料能够在激光照射下发生膨胀，以使得所述光刻材料被剥离。
可选的，所述主体材料包括负性光刻胶，所述激光响应材料包括氮化镓纳米粒子、以及接枝在所述氮化镓纳米粒子上的配体材料，所述配体材料包括油酸、油胺、烷基巯基链中的任意一种。
可选的，所述氮化镓纳米粒子的粒径范围为40-400nm。
可选的，所述主体材料包括聚乙基吡咯烷酮，所述激光响应材料包括聚(3，4-亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)、聚苯胺、萘基苯磺酸、碳纳米管中的任意一种或者任意组合。
可选的，所述激光响应材料的质量分数范围为2-10％。
本发明的实施例提供了一种光刻材料，该光刻材料包括主体材料、以及掺杂在所述主体材料中的激光响应材料；其中，所述主体材料包括负性光刻胶或者聚乙基吡咯烷酮；所述激光响应材料能够在激光照射下发生膨胀，以使得所述光刻材料被剥离。将该光刻材料应用于量子点的图形化中，光刻材料在受到激光照射后，由于激光响应材料发生膨胀，使得局部发生膨胀和疏松，从而大幅降低剥离难度，进而无需采用超声波或者曝光显影工艺即可将该光刻材料剥离，避免了超声波或者曝光显影对于量子点的影响。
另一方面，提供了一种显示基板，包括：图案化的量子点层，采用上述光刻材料对量子点薄膜进行图案化，得到所述图案化的量子点层。该显示基板包括的量子点层的图案化效果好、质量高、分辨率高。
再一方面，提供了一种显示面板，包括上述显示基板。该显示面板具有分辨率高、显示效果好的特点。
又一方面，提供了一种显示基板的制作方法，包括：
在衬底上形成光刻薄膜，所述光刻薄膜的材料包括上述的光刻材料；
对所述光刻薄膜图案化形成光刻层；
形成覆盖所述光刻层的量子点薄膜；
对所述光刻层、以及所述光刻层之上的所述量子点薄膜进行激光照射；
采用清洗或者浸泡工艺，剥离经激光照射后的所述光刻层、以及所述光刻层之上的所述量子点薄膜，形成图案化的量子点层。
可选的，所述光刻材料的主体材料包括负性光刻胶，所述光刻材料的激光响应材料包括氮化镓纳米粒子、以及接枝在所述氮化镓纳米粒子上的配体材料，所述配体材料包括油酸、油胺、烷基巯基链中的任意一种；
所述对所述光刻薄膜图案化形成光刻层包括：
对所述光刻薄膜依次进行曝光、显影，形成光刻层。
可选的，所述对所述光刻层、以及所述光刻层之上的所述量子点薄膜进行激光照射包括：
采用波长为1064nm的红外激光，对所述光刻层、以及所述光刻层之上的所述量子点薄膜进行激光照射，其中，激光的照射功率范围为80-120W。
可选的，所述光刻材料的主体材料包括聚乙基吡咯烷酮，所述光刻材料的激光响应材料包括聚(3，4-亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)、聚苯胺、萘基苯磺酸、碳纳米管中的任意一种或者任意组合；
所述对所述光刻薄膜图案化形成光刻层包括：
在所述光刻薄膜上形成光刻胶；
对所述光刻胶依次进行曝光、显影，形成图案化的所述光刻胶；
采用等离子体刻蚀工艺，去除所述光刻薄膜中未被图案化的所述光刻胶覆盖的部分，形成光刻层。
可选的，所述对所述光刻层、以及所述光刻层之上的所述量子点薄膜进行激光照射包括：
采用波长为780nm的红外激光，对所述光刻层、以及所述光刻层之上的所述量子点薄膜进行激光照射，其中，激光的照射功率范围为40-80W。
本发明的实施例提供了一种显示基板的制作方法，采用该显示基板的制作方法，能够制作高分辨率的量子点产品；同时，能够避免使用超声波或者曝光显影工艺剥离光刻层，进而避免超声波或者曝光显影对于量子点的影响，从而提高产品质量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种显示基板的制备方法流程示意图；
图2为本发明实施例提供的又一种显示基板的制备方法流程示意图；
图3为本发明实施例提供的另一种显示基板的制备方法流程示意图；
图4为本发明实施例提供的再一种显示基板的制备方法流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的实施例中，术语“上”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
本发明实施例提供了一种光刻材料，包括主体材料、以及掺杂在主体材料中的激光响应材料；其中，主体材料包括负性光刻胶或者聚乙基吡咯烷酮；激光响应材料能够在激光照射下发生膨胀，以使得光刻材料被剥离。
这里对于激光响应材料包括的具体材料不做限定，需要根据主体材料而定。
上述主体材料包括负性光刻胶或者聚乙基吡咯烷酮，其中，负性光刻胶可以包括紫外负性光刻胶，例如：BN308-150等；聚乙基吡咯烷酮(Polyvinyl Pyrrolidone，PVP)，是一种非离子型高分子化合物。
本发明的实施例提供了一种光刻材料，该光刻材料包括主体材料、以及掺杂在主体材料中的激光响应材料；其中，主体材料包括负性光刻胶或者聚乙基吡咯烷酮；激光响应材料能够在激光照射下发生膨胀，以使得光刻材料被剥离。将该光刻材料应用于量子点的图形化中，光刻材料在受到激光照射后，由于激光响应材料发生膨胀，使得局部发生膨胀和疏松，从而大幅降低剥离难度，进而无需采用超声波或者曝光显影工艺即可将该光刻材料剥离，避免了超声波或者曝光显影对于量子点的影响。
下面详细说明光刻材料中，主体材料分别包括负性光刻胶和聚乙基吡咯烷酮时，对应的激光响应材料的具体材料。
第一种，主体材料包括负性光刻胶，激光响应材料包括氮化镓纳米粒子、以及接枝在氮化镓纳米粒子上的配体材料，配体材料包括油酸、油胺、烷基巯基链中的任意一种。
相关技术中，采用光刻胶对量子点薄膜进行图案化，但是采用曝光显影方式去除光刻胶时，会对量子点产生不良影响，从而影响最终产品的发光效率，降低产品质量。
本公开中，上述光刻材料受到激光照射后，氮化镓(GaN)纳米粒子可以分解为金属镓原子和氮原子，从而引起光刻材料膨胀、疏松。这样有利于溶剂进入，大幅降低剥离难度，进而无需采用曝光显影方式即可将该光刻材料剥离，避免了曝光显影对于量子点的影响，最终提升产品质量。
为了保证激光响应特性，可选的，氮化镓纳米粒子的粒径范围为40-400nm。示例的，氮化镓纳米粒子的粒径可以为40nm、100nm、150nm、200nm、300nm、400nm。
第二种，主体材料包括聚乙基吡咯烷酮，激光响应材料包括聚(3，4-亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)、聚苯胺(又称PANI)、萘基苯磺酸、碳纳米管中的任意一种或者任意组合。
上述聚(3，4-亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)，又称PEDOT/PSS，是一种高分子聚合物，具有较高的导电率。上述萘基苯磺酸可以包括二壬基萘磺酸。
上述激光响应材料可以仅包括聚(3，4-亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)；或者，仅包括聚苯胺；或者，仅包括萘基苯磺酸；或者，仅包括碳纳米管。或者，上述激光响应材料还可以包括聚(3，4-亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)、聚苯胺、萘基苯磺酸、碳纳米管中的任意组合。示例的，激光响应材料还可以包括聚(3，4-亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)和聚苯胺的组合；或者，激光响应材料还可以包括聚苯胺和萘基苯磺酸的组合，当然，还可以是其它几种的任意组合，此处不再一一列举。
相关技术中，采用聚乙基吡咯烷酮形成牺牲层，通过牺牲层配合光刻胶对量子点薄膜进行图案化。但是采用聚乙基吡咯烷酮形成的牺牲层比较致密，导致在剥离工艺(lift-off)中，溶剂分子难以进入牺牲层材料内，较难溶胀并溶解牺牲层；因此，采用超声波工艺剥离牺牲层，但是超声波会破坏量子点，从而影响最终产品的发光效率，降低产品质量。
本公开中，上述光刻材料属于光热转换材料，在受到激光照射后，能够吸收激光光能并将其转化为热能，使得附近区域局部受热膨胀，从而引起光刻材料局部膨胀疏松。这样有利于溶剂进入，大幅降低剥离难度，进而无需采用超声波即可将该光刻材料剥离，避免了超声波对于量子点的影响，最终提升产品质量。
为了尽可能地减轻对主体材料聚乙基吡咯烷酮的影响，同时保证激光响应特性，进一步可选的，激光响应材料的质量分数范围为2-10％，示例的，该激光响应材料的质量分数可以为2％、4％、6％、8％、10％。
本发明实施例还提供了一种显示基板，包括：图案化的量子点层，采用上述光刻材料对量子点薄膜进行图案化，得到图案化的量子点层。
需要说明的是，该图案化的量子点层可以仅包括红色量子点层、绿色量子点层或者蓝色量子点层中的任一种；或者，该图案化的量子点层还可以同时包括红色量子点层、绿色量子点层和蓝色量子点层，具体可以根据实际要求确定。这里对于量子点层的材料不做限定，其可以是钙钛矿结晶材料或者含有金属纳米粒子的复合材料等。当然，该显示基板还可以包括阴极和阳极，量子点层位于阳极和阴极之间；为了更好地提高发光效率，显示基板还可以包括位于阴极和量子点层之间的电子传输层、位于阳极和量子点层之间的空穴传输层。
该显示基板包括的量子点层的图案化效果好、质量高、分辨率高。
本发明实施例另提供了一种显示面板，包括上述显示基板。
该显示面板可以是刚性的QLED显示面板，还可以是柔性的QLED显示面板(即可弯曲、可折叠)，当然，还可以是包括该QLED显示面板的电视、数码相机、手机、平板电脑等任何具有显示功能的产品或者部件；具有分辨率高、显示性能好的优点。
本发明实施例又提供了一种显示基板的制作方法，该制作方法包括：
S01、在衬底上形成光刻薄膜，光刻薄膜的材料包括上述的光刻材料。
这里对于衬底的材料不做限定，该衬底的材料可以包括柔性材料，例如：聚酰亚胺(PI)，此时，该显示基板可以应用于柔性显示产品(即可弯曲、可折叠)；或者，该衬底的材料可以包括刚性材料，例如：玻璃，此时，该显示基板可以应用于刚性显示产品。
这里对于形成光刻薄膜的方式不做限定，示例的，可以采用旋涂工艺在衬底上形成光刻薄膜。
上述光刻材料的说明可以参考前述实施例，这里不再赘述。
S02、对光刻薄膜图案化形成光刻层。
这里对于光刻薄膜图案化的方式不做限定，需要根据光刻薄膜的材料确定。
S03、形成覆盖光刻层的量子点薄膜。
这里对于形成量子点薄膜的方式不做限定，示例的，可以采用旋涂工艺形成覆盖光刻层的量子点薄膜。
S04、对光刻层、以及光刻层之上的量子点薄膜进行激光照射。
这里对于激光的波长、功率、照射时间均不作限定，具体需要根据光刻层的材料而定。需要说明的是，这里仅对光刻层、以及光刻层之上的量子点薄膜进行激光照射，而对其余位置的量子点薄膜(该部分量子点薄膜保留，最终形成图案化的量子点层)不做照射。可以采用掩膜板实现选择性的区域照射，或者通过激光器的光学镜头实现区域选择，进而实现区域照射。
S05、采用清洗或者浸泡工艺，剥离经激光照射后的光刻层、以及光刻层之上的量子点薄膜，形成图案化的量子点层。
这里光刻层经过激光照射后，激光响应材料发生膨胀，使得局部发生膨胀和疏松，从而大幅降低剥离难度，采用简单的清洗或者浸泡工艺，即可剥离，无需采用超声波或者曝光显影工艺即可将该光刻材料剥离，避免了超声波或者曝光显影对于量子点的影响。
本发明的实施例提供了一种显示基板的制作方法，采用该显示基板的制作方法，能够制作高分辨率的量子点产品；同时，能够避免使用超声波或者曝光显影工艺剥离光刻层，进而避免超声波或者曝光显影对于量子点的影响，从而提高产品质量。
根据光刻材料的不同，下面提供两种具体的制备方法。
第一种，光刻材料的主体材料包括负性光刻胶，光刻材料的激光响应材料包括氮化镓纳米粒子、以及接枝在氮化镓纳米粒子上的配体材料，配体材料包括油酸、油胺、烷基巯基链中的任意一种。
S02、对光刻薄膜图案化形成光刻层包括：
S10、对光刻薄膜依次进行曝光、显影，形成光刻层。
示例的，可以采用紫外线对光刻薄膜进行曝光；显影工艺中，显影液可以采用二甲苯或者氯苯等。
进一步可选的，S04、对光刻层、以及光刻层之上的量子点薄膜进行激光照射包括：
采用波长为1064nm的红外激光，对光刻层、以及光刻层之上的量子点薄膜进行激光照射，其中，激光的照射功率范围为80-120W。
这里激光的照射功率可以为80W、90W、100W、110W、120W。激光照射时间可以根据光刻层的材料选择，时间太长，造成浪费，成本提高；时间太短，光刻层不能充分膨胀，影响剥离效果。示例的，激光照射时间可以为60-70s。
相关技术中，参考图1所示，该显示基板的制作方法包括：
S101、参考图1中a1图所示，提供衬底1。
S102、参考图1中a2图所示，在衬底1上涂布光阻材料，形成光阻薄膜2。该光阻材料为负性光刻胶。
S103、参考图1中a3图所示，采用掩膜板3对光阻薄膜进行曝光，其中，被光线照射的部分为光阻薄膜的去除部5，被掩膜板3覆盖的部分为光阻薄膜的保留部6。
S104、显影后得到如图1中a4图所示的光阻层，该光阻层包括保留部6。
S105、参考图1中a5图所示，形成覆盖光阻层的量子点纳米晶体薄膜4。
S106、采用曝光显影工艺去除光阻层、以及位于光阻层之上的量子点纳米晶体薄膜，形成如图1中a5图所示的图形化的量子点层100。
在上述制作方法中，S106中，采用曝光显影工艺去除光阻层时，会对量子点造成不良影响，从而影响最终产品的发光效率，降低产品质量。
参考图3所示，本发明实施例提供的一种显示基板的制作方法包括：
S201、参考图3中c1图所示，提供衬底1。
S202、参考图3中c2图所示，在衬底1上涂布光刻材料，形成光刻薄膜10。该光刻材料的主体材料包括负性光刻胶，光刻材料的激光响应材料包括氮化镓纳米粒子、以及接枝在氮化镓纳米粒子上的配体材料，配体材料包括油酸、油胺、烷基巯基链中的任意一种。
S203、对光刻薄膜依次进行曝光、显影，形成如图3中c3图所示的光刻层11。
S204、参考图3中c4图所示，形成覆盖光刻层11的量子点薄膜12。
S205、参考图3中c5图所示，对光刻层11、以及光刻层11之上的量子点薄膜12进行激光照射。在激光照射后，参考图3中c6图所示，光刻材料中氮化镓纳米粒子可以分解为金属镓原子和氮原子，从而引起光刻材料膨胀、疏松。这样有利于溶剂进入，大幅降低剥离难度，从而无需采用曝光显影方式即可将该光刻材料剥离，避免了曝光显影对于量子点的影响，最终提升产品质量。
S206、采用清洗或者浸泡工艺，剥离经激光照射后的光刻层、以及光刻层之上的量子点薄膜，形成如图3中c7图所示图案化的量子点层100。
在S206中，采用清洗或者浸泡工艺剥离，能够避免曝光显影对于量子点的影响，最终提升产品质量。
第二种，光刻材料的主体材料包括聚乙基吡咯烷酮，光刻材料的激光响应材料包括聚(3，4-亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)、聚苯胺、萘基苯磺酸、碳纳米管中的任意一种或者任意组合。
S02、对光刻薄膜图案化形成光刻层包括：
S21、在光刻薄膜上形成光刻胶。
S22、对光刻胶依次进行曝光、显影，形成图案化的光刻胶。
示例的，可以采用紫外线对光刻薄膜进行曝光；若采用负性光刻胶，则显影工艺中显影液可以采用二甲苯或者氯苯等。
S23、采用等离子体刻蚀工艺(ICP)，去除光刻薄膜中未被图案化的光刻胶覆盖的部分，形成光刻层。
示例的，可以采用氧等离子体刻蚀光刻薄膜中未被图案化的光刻胶覆盖的部分。
进一步可选的，S04、对光刻层、以及光刻层之上的量子点薄膜进行激光照射包括：
采用波长为780nm的红外激光，对光刻层、以及光刻层之上的量子点薄膜进行激光照射，其中，激光的照射功率范围为40-80W。
这里激光的照射功率可以为40W、50W、60W、70W、120W。激光照射时间可以根据光刻层的材料选择，时间太长，造成浪费，成本提高；时间太短，光刻层不能充分膨胀，影响剥离效果。示例的，激光照射时间可以为30-60s。
相关技术中，参考图2所示，该显示基板的制作方法包括：
S301、参考图2中b1图所示，提供衬底1。
S302、参考图2中b2图所示，在衬底1上涂布牺牲材料，形成牺牲薄膜20。该牺牲材料为聚乙基吡咯烷酮。
S303、参考图2中b3图所示，在牺牲薄膜20上形成光刻胶薄膜21。
S304、参考图2中b4图所示，对光刻胶薄膜依次进行曝光、显影，形成图案化的光刻胶层22。
S305、参考图2中b5图所示，采用氧等离子体刻蚀牺牲薄膜中未被图案化的光刻胶层22覆盖的部分，形成图形化的牺牲层23。
S306、参考图2中b6图所示，形成覆盖图案化的光刻胶的量子点纳米晶体薄膜4。
S307、采用超声波剥离牺牲层23、光刻胶层22以及位于光刻胶层22上的量子点纳米晶体薄膜4，得到如图2中b7图所示的图形化量子点层100。
在上述制作方法中，S307中，采用超声波剥离牺牲层，但是超声波会破坏量子点，从而影响最终产品的发光效率，降低产品质量。
参考图4所示，本发明实施例提供的一种显示基板的制作方法包括：
S401、参考图4中d1图所示，提供衬底1。
S402、参考图4中d2图所示，在衬底1上涂布光刻材料，形成光刻薄膜10。该光刻材料的主体材料包括聚乙基吡咯烷酮，光刻材料的激光响应材料包括聚(3，4-亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)、聚苯胺、萘基苯磺酸、碳纳米管中的任意一种或者任意组合。
S403、参考图4中d3图所示，在光刻薄膜10上形成光刻胶31。
S404、对光刻胶依次进行曝光、显影，形成如图4中d4图所示的图案化的光刻胶32。
S405、采用氧等离子体刻蚀工艺去除光刻薄膜中未被图案化的光刻胶覆盖的部分，形成如图4中d5图所示的光刻层11。
S406、参考图4中d6图所示，形成覆盖光刻层11的量子点薄膜12。
S407、参考图4中d7图所示，对光刻层11、以及光刻层11之上的图案化的光刻胶32、量子点薄膜12进行激光照射。在激光照射后，参考图4中d8图所示，光刻层11能够吸收激光光能并将其转化为热能，引起光刻材料膨胀疏松，这样有利于溶剂进入，大幅降低剥离难度，从而无需采用超声波即可将该光刻材料剥离，避免了超声波对于量子点的影响，最终提升产品质量。
S408、采用清洗或者浸泡工艺，剥离经激光照射后的光刻层、以及光刻层之上的光刻胶、量子点薄膜，形成如图4中d9图所示的图案化的量子点层100。
在S408中，采用清洗或者浸泡工艺剥离，能够避免超声波对于量子点的影响，最终提升产品质量。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
