CN105576145A - 一种量子点发光二级管、显示器以及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种量子点发光二级管、显示器以及制备方法。本发明的量子点发光二级管中，阳极为凸起曲面结构，而沉积在其上的多个功能层以及阴极同样具有凸起曲面结构，这样整个QLED为曲面状，使得靠近阳极侧的电场线更加集中，电场强度更大，从而提高空穴的注入，进而提高QLED的性能。此外，这种曲面状的QLED由于其出光面积相对平面状QLED更大，且曲面状出光面还能减小光的全反射，因此提高了QLED的光取出效率，同样提高了QLED的性能。以这种曲面状QLED为发光元件的显示器，不仅性能更高，而且还能减小不同视角产生的色差和亮度偏差。

Description

一种量子点发光二级管、显示器以及制备方法

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种量子点发光二级管、显示器以及制备方法。

背景技术

半导体量子点具有光色纯度高、发光量子效率高、发光颜色可调、使用寿命长等优良的特点。这些特点使得以量子点材料作为发光层的量子点发光二极管（QLED）在固态照明、平板显示等领域具有广泛的应用前景，受到了学术界以及产业界的广泛关注。

近年来，通过量子点材料合成工艺的改善以及器件结构的优化，QLED的性能有了大幅提升，但由于量子点材料的能级较深，电离势较大，使得现有的空穴传输层与量子点发光层之间的界面存在一个较大的空穴注入势垒，导致空穴注入较为困难，而电子注入则较为容易，从而引起QLED发光层中载流子不平衡，严重限制了QLED器件的性能。因此，提高空穴的注入，平衡发光层中的载流子，对于提高QLED器件的性能尤为关键。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种量子点发光二级管、显示器以及制备方法，旨在解决现有的QLED显示器件发光层中载流子不平衡的问题。

本发明的技术方案如下：

一种量子点发光二级管，其中，依次包括：衬底、阳极、沉积在阳极上的多个功能层以及阴极；所述多个功能层从内到外依次包括空穴注入层、空穴传输层、量子点发光层以及电子传输层；

其中，所述阳极为凸起曲面结构，所述多个功能层以及阴极具有相应的凸起曲面结构。

所述的量子点发光二级管，其中，所述衬底为玻璃衬底或柔性衬底。

所述的量子点发光二级管，其中，所述阳极为反射金属电极，所述反射金属电极为Al、Ag、Cu、Mo、Au或它们的合金。

所述的量子点发光二级管，其中，所述空穴注入层为PEDOT:PSS、CuPc、F4-TCNQ、HATCN、氧化钼、氧化钒、氧化钨、氧化铬、MoS₂、WS₂、MoSe₂、WSe₂中的一种或多种。

所述的量子点发光二级管，其中，所述空穴传输层为NPB、TPD、Poly-TPD、TFB、PVK、CBP、TCTA、mCP或它们的混合物。

所述的量子点发光二级管，其中，所述量子点发光层为Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体及其核壳结构。

所述的量子点发光二级管，其中，所述量子点发光层为Ⅲ-Ⅴ或Ⅳ-Ⅵ族化合物半导体及其核壳结构。

所述的量子点发光二级管，其中，所述电子传输层为ZnO、TiO₂、SnO、ZrO₂、Ta₂O₃、AlZnO、ZnSnO和InSnO中的一种或多种。

一种显示器，其中，包括TFT基板、设置于TFT基板上的像素界定层以及依次设置在像素界定层内的阳极、多个功能层以及阴极；所述多个功能层从内到外依次包括空穴注入层、空穴传输层、量子点发光层以及电子传输层；

其中，所述阳极为凸起曲面结构，所述多个功能层以及阴极具有相应的凸起曲面结构。

一种如上所述的量子点发光二级管的制备方法，其中，包括以下步骤：

A、首先在衬底上沉积凸起曲面结构的阳极；

B、随后在阳极上蒸镀或者电化学沉积空穴注入层和空穴传输层；

C、接着在空穴传输层上电化学沉积量子点发光层；

D、最后在量子点发光层上蒸镀或电化学沉积电子传输层，然后溅射阴极。

有益效果：本发明的量子点发光二级管中，阳极具有凸起曲面，而沉积在其上的多个功能层以及阴极同样具有凸起曲面，这样整个QLED为曲面状，使得靠近阳极侧的电场线更加集中，电场强度更大，从而提高空穴的注入，进而提高QLED的性能。此外，这种曲面状的QLED由于其出光面积相对平面状QLED更大，且曲面状出光面还能减小光的全反射，因此提高了QLED的光取出效率，同样提高了QLED的性能。以这种曲面状QLED为发光元件的显示器，不仅性能更高，而且还能减小不同视角产生的色差和亮度偏差。

附图说明

图1为本发明一种量子点发光二级管较佳实施例的结构示意图。

图2为现有技术的量子点发光二级管施加电压后的电场线分布图。

图3为本发明的量子点发光二级管施加电压后的电场线分布图。

图4为本发明的显示器一个实施例的结构示意图。

图5为本发明的显示器另一个实施例的结构示意图。

图6为本发明一种量子点发光二级管的制备方法较佳实施例的流程图。

具体实施方式

本发明提供一种量子点发光二级管、显示器以及制备方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明的一种量子点发光二级管，如图1所示，依次包括：衬底100、阳极110、沉积在阳极110上的多个功能层101以及阴极160；所述多个功能层101从内到外依次包括空穴注入层120、空穴传输层130、量子点发光层140以及电子传输层150；

其中，所述阳极110为凸起曲面结构，所述多个功能层101以及阴极160具有相应的凸起曲面结构。其中的衬底100可以是平面结构（即平面基板），而整个量子点发光二级管其形状呈曲面状，相对于平面叠层器件结构的QLED，本发明的曲面QLED更有利于空穴的注入，如图2所示，平面结构的QLED，当在两端电极施加电压时，电场线（箭头部分）均匀分布在阴极和阳极的两个平面之间，电场在整个器件内均匀分布，因此驱动电子和空穴注入的电场相等，而在本发明的这种曲面QLED中，如图3所示，由于两端电极的不对称且器件具有一定的圆弧结构，在阳极110侧的电场线分布相对于阴极160侧更致密，因此QLED的阳极110侧的电场强度相对要比阴极160侧的电场强度要大，因此这种曲面QLED增大了阳极110侧的电场强度，从而增强了QLED的空穴注入，使得QLED中的空穴与电子更加平衡，从而提高QLED的性能。

所述衬底100优选为玻璃衬底或柔性衬底。例如，衬底100可选择硅片、金属、玻璃等刚性载板，此刚性载板可以为玻璃、不锈钢等。衬底100还可采用柔性材料，例如PI（聚酰亚胺）、PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）或PEN（聚苯二甲酸乙二醇酯）等柔性材料，可先将这些柔性材料在刚性载板上预先贴附或成膜。

所述阳极110优选为反射金属电极，所述反射金属电极为Al、Ag、Cu、Mo、Au或它们的合金。

所述空穴注入层120优选为PEDOT:PSS（聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)）、CuPc（酞菁铜）、F4-TCNQ（2,3,5,6-四氟-7,7',8,8'-四氰二甲基对苯醌）、HATCN、氧化钼、氧化钒、氧化钨、氧化铬、MoS₂、WS₂、MoSe₂、WSe₂中的一种或多种。

所述空穴传输层130优选为NPB（N,N′-二(1-萘基)-N,N′-二苯基-1,1′-联苯-4-4′-二胺）、TPD（四苯基联苯二胺类化合物）、Poly-TPD（聚（N,N'双（4-丁基苯基）-N,N'-双（苯基）联苯胺）、TFB（1,2,4,5-四（三氟甲基）苯）、PVK（聚乙烯基咔唑）、CBP（4,4'-二(9-咔唑)联苯）、TCTA（4,4',4''-三(咔唑-9-基)三苯胺）、mCP（9,9'-(1,3-苯基)二-9H-咔唑）或它们的混合物。

所述量子点发光层140优选为Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体及其核壳结构。

进一步，所述量子点发光层140还可以是Ⅲ-Ⅴ或Ⅳ-Ⅵ族化合物半导体及其核壳结构。

所述电子传输层150优选为ZnO、TiO₂、SnO、ZrO₂、Ta₂O₃、AlZnO、ZnSnO和InSnO中的一种或多种。

本发明还提供一种显示器实施例，如图4所示，其包括TFT基板10（即前述的衬底100）、设置于TFT基板10上的像素界定层20以及依次设置在像素界定层20内的阳极110、多个功能层101以及阴极160；所述多个功能层101从内到外依次包括空穴注入层120、空穴传输层130、量子点发光层140以及电子传输层150；其中，所述阳极110为凸起曲面结构，所述多个功能层101以及阴极160具有相应的凸起曲面结构。

本发明还提供另一种显示器实施例，如图5所示，其结构与图4所示结构类似，区别在于：先在TFT基板10上制作凸起曲面的绝缘层30，然后在上面沉积金属薄膜，形成具有凸起曲面的反射金属阳极（即阳极110），最后依次沉积功能层101和阴极160。即，所述显示器包括TFT基板10、设置于TFT基板10上的像素界定层20以及依次设置在像素界定层20内的绝缘层30、阳极110、多个功能层101以及阴极160；其中，所述绝缘层30为凸起曲面结构，所述阳极110、多个功能层101以及阴极160具有相应的凸起曲面结构。

本发明还提供一种如上所述的量子点发光二级管的制备方法，如图6所示，其包括以下步骤：

S1、首先在衬底上沉积凸起曲面结构的阳极；

S2、随后在阳极上蒸镀或者电化学沉积空穴注入层和空穴传输层；

S3、接着在空穴传输层上电化学沉积量子点发光层；

S4、最后在量子点发光层上蒸镀或电化学沉积电子传输层，然后溅射阴极。

在本发明中，由于阳极为凸起曲面状，所以传统的溶液加工方法无法在上面沉积厚度均匀的薄膜（即形成空穴注入层和空穴传输层），采用蒸镀工艺则可以在凸起曲面的阳极上形成厚度均匀的薄膜。此外，电化学沉积方法同样可以在凸起曲面的阳极上形成厚度均匀的薄膜。对于量子点发光材料，无法采用蒸镀工艺制膜，因此本发明采用电化学工艺来沉积量子点发光薄膜（即量子点发光层），当对金属阳极施加一定电压后，由于量子点材料的包覆基团带有一定的极性，会吸附带电的衬底表面，形成厚度均匀的量子点发光薄膜，膜厚可以通过电压的大小和时间加以调控。

综上所述，本发明的量子点发光二级管中，阳极具有凸起曲面，而沉积在其上的多个功能层以及阴极同样具有凸起曲面，这样整个QLED为曲面状，使得靠近阳极侧的电场线更加集中，电场强度更大，从而提高空穴的注入，进而提高QLED的性能。此外，这种曲面状的QLED由于其出光面积相对平面状QLED更大，且曲面状出光面还能减小光的全反射，因此提高了QLED的光取出效率，同样提高了QLED的性能。以这种曲面状QLED为发光元件的显示器，不仅性能更高，而且还能减小不同视角产生的色差和亮度偏差。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种量子点发光二级管，其特征在于，依次包括：衬底、阳极、沉积在阳极上的多个功能层以及阴极；所述多个功能层从内到外依次包括空穴注入层、空穴传输层、量子点发光层以及电子传输层；

其中，所述阳极为凸起曲面结构，所述多个功能层以及阴极具有相应的凸起曲面结构。

2.根据权利要求1所述的量子点发光二级管，其特征在于，所述衬底为玻璃衬底或柔性衬底。

3.根据权利要求1所述的量子点发光二级管，其特征在于，所述阳极为反射金属电极，所述反射金属电极为Al、Ag、Cu、Mo、Au或它们的合金。

4.根据权利要求1所述的量子点发光二级管，其特征在于，所述空穴注入层为PEDOT:PSS、CuPc、F4-TCNQ、HATCN、氧化钼、氧化钒、氧化钨、氧化铬、MoS₂、WS₂、MoSe₂、WSe₂中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的量子点发光二级管，其特征在于，所述空穴传输层为NPB、TPD、Poly-TPD、TFB、PVK、CBP、TCTA、mCP或它们的混合物。

6.根据权利要求1所述的量子点发光二级管，其特征在于，所述量子点发光层为Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体及其核壳结构。

7.根据权利要求1所述的量子点发光二级管，其特征在于，所述量子点发光层为Ⅲ-Ⅴ或Ⅳ-Ⅵ族化合物半导体及其核壳结构。

8.根据权利要求1所述的量子点发光二级管，其特征在于，所述电子传输层为ZnO、TiO₂、SnO、ZrO₂、Ta₂O₃、AlZnO、ZnSnO和InSnO中的一种或多种。

9.一种显示器，其特征在于，包括TFT基板、设置于TFT基板上的像素界定层以及依次设置在像素界定层内的阳极、多个功能层以及阴极；所述多个功能层从内到外依次包括空穴注入层、空穴传输层、量子点发光层以及电子传输层；

其中，所述阳极为凸起曲面结构，所述多个功能层以及阴极具有相应的凸起曲面结构。

10.一种如权利要求1所述的量子点发光二级管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、首先在衬底上沉积凸起曲面结构的阳极；

B、随后在阳极上蒸镀或者电化学沉积空穴注入层和空穴传输层；

C、接着在空穴传输层上电化学沉积量子点发光层；

D、最后在量子点发光层上蒸镀或电化学沉积电子传输层，然后溅射阴极。