CN103824877A - Qd-led像素显示器件、制作方法及显示面板 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及半导体技术领域,尤其涉及一种QD-LED像素显示器件、制作方法及显示面板。本发明具有如下优点或者有益效果:本发明将无机量子点材料应用到OLED中作为发光层形成一种新型的QD-LED像素显示器件,并将其应用于显示面板中,其发光波长覆盖波长范围广,可以制备出可见光区域任何颜色的器件,可以提高显示屏幕的NTSC,稳定性优于有机EL器件,且机械强度增加;此外,采用无机材料作为电子传输层,使得本发明QD-LED像素显示器件的封装标准远低于OLED,大幅缩减封装成本和工序,且色纯度高。
Description
技术领域
本发明涉及半导体技术领域,尤其涉及一种QD-LED像素显示器件、制作方法及显示面板。
背景技术
近年来,量子点(Quantum Dot,QD)LED技术得到广泛发展,量子点是一种尺寸在2~20nm半导体纳米晶体材料,是由CdSe(S/Te)、ZnSe(S)等元素组成。在传统的半导体中,电子和空穴可用波函数来描述,在量子点限制系统中,波函数被限制在一个很小的区域中,导致载流子能量升高。当限制程度提高时,这个能量会增加,对量子点来说,限制程度由量子点的粒径决定,当量子点尺寸减小时,电子与空穴波函数增加,也就是说电子与空穴辐射复合所产生的能量将随着量子点尺寸的减小而增加。
现在LTPS技术成为制备高画质显示器的前提条件,很多机构都在开发OLED显示屏,通常使用的OLED发光层材料为有机发光材料,且OLED器件层次结构多为有机材料,其发光波长覆盖波长范围较窄,色域(NTSC)较小,稳定性和色纯度均不高,此外,封装成本较高、工序较复杂。
中国专利(公开号:CN102956676A)公开了一种TFT阵列基板、其制备方法及量子点发光二极管显示器件,采用半色调掩膜板以及双氧水刻蚀液,可以通过一次构图工艺分别在氧化物半导体层形成氧化物半导体层的图形,以及在源漏极层形成源漏极的图形,这样,就可以在TFT结构中将源漏极直接设置在氧化物半导体层之上,不用在两者之间设置刻蚀阻挡层;并将该TFT结构的顶栅型结构应用于QD-LED显示器件的结构中,能实现结构简单的TFT阵列基板以及QD-LED器件,节省其制作工艺流程,降低了生产成本。
中国专利(公开号:CN102447070A)公开了一种光子晶体结构量子点有机发光二极管发光装置,由氧化铟锡(ITO)透明阳极(1),聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)(Pedot:PSS)空穴注入层(2),N,N′-二苯基-N,N′-二(3-甲基苯基)-1,1′-联苯-4,4′-二胺(TPD)空穴传输层(3),量子点(QDs)发光层(4),8-羟基喹啉铝(Alq3)电子传输层(5)和Cu/Ag合金阴极(6)构成,该发明的LED以QDs作为有源层,通过对QDs的尺寸调节,可得到不同波段的出射光,可获得可见光波段多种有机发光二极管,通过将Alq3电子传输层制备成光子晶体结构,可以使得向Cu/Ag阴极发射的光产生全反射,从ITO透明电极出射。
上述两个专利虽然也公开了应用量子点的发光二极管结构,但是采用的技术手段和技术方案均与本发明不同,也没有解决上述技术问题。
发明内容
针对上述存在的问题,本发明公开一种QD-LED像素显示器件、制作方法及显示面板,以克服现有技术中OLED器件层次结构多为有机材料,其发光波长覆盖波长范围较窄,色域(NTSC)较小,稳定性和色纯度均不高,封装成本较高、工序较复杂的问题。
为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种QD-LED像素显示器件,其中,包括:
一复合膜层;以及,
于所述复合膜层上由下至上依次设置的空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层和阴极层;
其中,所述发光层采用无机量子点材料制成。
上述的QD-LED像素显示器件,其中,所述复合膜层采用透明导电膜/金属膜/透明导电膜材料制成,其厚度为10-20nm/140-160nm/10-20nm。
上述的QD-LED像素显示器件,其中,所述空穴注入层采用PEDOT:PSS材料制成,其厚度为35-45nm。
上述的QD-LED像素显示器件,其中,所述空穴传输层采用Poly-TPD材料制成,其厚度为35-45nm。
上述的QD-LED像素显示器件,其中,所述发光层为CdSe/ZnS量子点薄膜,其厚度为2-6层单层量子点薄膜,其中,所述单层量子点薄膜的厚度为4-10nm。
上述的QD-LED像素显示器件,其中,所述电子传输层采用ZnO无机胶体材料制成,其厚度为35-45nm。
上述的QD-LED像素显示器件,其中,所述电子传输层采用Alq3小分子材料制成,其厚度为15-20nm。
上述的QD-LED像素显示器件,其中,所述阴极层采用金属或者Mg/Ag合金材料制成,其厚度为20-30nm。
一种显示面板,其中,包括:
一基底;
设置于所述基底上的数个薄膜晶体管;以及,
设置于所述薄膜晶体管中的上述的QD-LED像素显示器件。
上述的显示面板,其中,所述基底为LTPS,HTPS或者A-Si。
上述的显示面板,其中,所述QD-LED像素显示器件的出光方式为顶发光或底发光。
上述的显示面板,其中,所述QD-LED像素显示器件的像素驱动包括AM和PM驱动模式。
一种QD-LED像素显示器件的制作方法,其中,采用如下步骤:
S1,通过物理气相沉积、光刻、刻蚀形成复合膜层;
S2,在所述复合膜层上通过喷墨打印、纳米压印或凹面印刷方式依次形成空穴注入层、空穴传输层和发光层;
S3,在所述发光层上制备形成电子传输层;
S4,在所述电子传输层上通过热蒸镀方式形成阴极层。
上述的QD-LED像素显示器件的制作方法,其中,在所述步骤S2中,所述发光层为CdSe/ZnS量子点薄膜,其通过在所述空穴传输层上喷墨打印、纳米压印或凹面印刷R、G、B量子点-甲苯溶胶制备而成。
上述的QD-LED像素显示器件的制作方法,其中,在步骤S3中,所述电子传输层为在所述发光层上喷墨打印、纳米压印或凹面印刷ZnO-乙醇溶液制备而成。
上述的QD-LED像素显示器件的制作方法,其中,所述电子传输层为在所述发光层上热蒸镀小分子材料Alq3制备而成。
上述的QD-LED像素显示器件的制作方法,其中,在步骤S4中,所述阴极层为在所述电子传输层上热蒸镀Mg/Ag合金制备而成。
本发明具有如下优点或者有益效果:
本发明将无机量子点材料应用到OLED中作为发光层形成一种新型的QD-LED像素显示器件,并将其应用于显示面板中,其发光波长覆盖波长范围广,可以制备出可见光区域任何颜色的器件,可以提高显示屏幕的NTSC,稳定性优于有机EL器件,且机械强度增加;此外,采用无机材料作为电子传输层,使得本发明QD-LED像素显示器件的封装标准远低于OLED,大幅缩减封装成本和工序,且色纯度高。
具体附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述,本发明及其特征、外形和优点将会变得更加明显。在全部附图中相同的标记指示相同的部分。并未可以按照比例绘制附图,重点在于示出本发明的主旨。
图1是本发明实施例中QD-LED像素显示器件的结构示意图;
图2是本发明实施例中QD-LED像素显示器件顶发光的结构示意图;
图3是本发明实施例中QD-LED像素显示器件底发光的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施例对本发明作进一步的说明,但是不作为本发明的限定。
实施例一:
本实施例涉及一种QD-LED像素显示器件,如图1所示,包括:复合膜层1;于复合膜层1上由下至上依次设置的空穴注入层2、空穴传输层3、发光层4、电子传输层5和阴极层6;其中,发光层4采用无机量子点材料制成。
此外,复合膜层1采用透明导电膜/金属膜/透明导电膜(ITO/Metal(alloy)/ITO)材料制成,即复合膜层为I/M/I层,也就是阳极层,其厚度为10-20nm/140-160nm/10-20nm,优选的,复合膜层1的厚度为15nm/150nm/15nm。空穴注入层2采用PEDOT:PSS材料制成,其厚度为35-45nm,优选的,空穴注入层的厚度为40nm。空穴传输层3采用Poly-TPD材料制成,其厚度为35-45nm,优选的,空穴传输层的厚度为40nm。发光层4为CdSe/ZnS量子点薄膜,其厚度为2-6层单层量子点薄膜,其中,所述单层量子点薄膜的厚度为4-10nm。电子传输层5采用ZnO无机胶体材料制成,其厚度为35-45nm,优选的,电子传输层的厚度为40nm。阴极层6采用金属或者Mg/Ag合金材料制成,其厚度为20-30nm,优选的,阴极层采用Mg/Ag合金材料制成,其厚度为5nm/20nm。
本实施例的QD-LED像素显示器件的优势如下:
1.覆盖波长广泛(0-3μm)。
2.器件发光亮度高。
3.器件非常轻薄,可以制作在PET等柔性衬底上。
4.器件的抗震性能,耐冲击性能好,视角接近180°。
5.器件响应速度可达μs级,明显优于LCD显示器。
6.由于发光层为无机量子点材料,因此器件的稳定性更优于OLED。
7.器件驱动电压低,电子传输层为纳米ZnO无机胶体材料,器件的开启电压不到2V,功耗低。
本实施例还涉及一种显示面板,包括:基底;设置于基底上的数个薄膜晶体管;以及,设置于薄膜晶体管中的QD-LED像素显示器件。
其中,基底为LTPS(Low Temperature Poly-Silicon,低温多晶硅),HTPS(High Temperature Poly Silicon,高温多晶硅)或者A-Si(Amorphous Silicon,非晶硅),优选的,基底为LTPS。
本实施例的显示面板采用LTPS基底和QD-LED像素显示器件,与采用LTPS基底和OLED像素显示器件的现有显示面板相比,具有以下优点:
1.QD-LED像素显示器件发光波长覆盖波长范围广,可以制备出可见光区域任何颜色的器件,可以提高显示屏幕的NTSC;可以选择三基色或四基色以上像素合成色坐标在白光中心(0.33,0.33)附近的各种色温的白光。
2.QD-LED像素显示器件的发光层为无机量子点材料,稳定性要优于有机EL器件,显示面板的机械强度增强。
3.QD-LED像素显示器件的发光层为无机量子点材料,纳米ZnO无机胶体材料作为QD-LED的电子传输层,使得QD-LED像素显示器件的封装标准远低于OLED,大幅缩减封装成本和工序。
4.QD-LED像素显示器件的色纯度比OLED像素显示器件要高。
本实施例还涉及一种QD-LED像素显示器件的制作方法,采用如下步骤:
S1,通过物理气相沉积、光刻、刻蚀形成复合膜层;
S2,在复合膜层上通过喷墨打印、纳米压印或凹面印刷方式依次形成空穴注入层、空穴传输层和发光层;
S3,在发光层上制备形成电子传输层;
S4,在电子传输层上通过热蒸镀方式形成阴极层。
在步骤S2中,所述发光层为CdSe/ZnS量子点薄膜,其通过在所述空穴传输层上喷墨打印、纳米压印或凹面印刷R、G、B量子点-甲苯溶胶制备而成。
在步骤S3中,电子传输层为在发光层上喷墨打印、纳米压印或凹面印刷ZnO-乙醇(ZnO-Ethanol)溶液制备而成。
在步骤S4中,阴极层为在电子传输层上热蒸镀Mg/Ag合金制备而成。
实施例二:
本实施例涉及一种QD-LED像素显示器件,本实施例与实施例一大致相同,区别在于,实施例一中电子传输层采用ZnO无机胶体材料制成,其厚度为35-45nm,而在本实施例中,电子传输层采用Alq3小分子材料制成,其厚度为15-20nm,优选的,电子传输层的厚度为18nm。
本实施例还涉及一种显示面板,包括:LTPS基底;设置于LTPS基底上的数个薄膜晶体管TFT;以及,设置于薄膜晶体管TFT中的QD-LED像素显示器件;其中,QD-LED像素显示器件的出光方式为顶发光或底发光,如图2和图3所示。
当QD-LED像素显示器件的出光方式为顶发光时,阴极层采用功函数低且光透过率高的金属材料或合金,优选的,采用Mg/Ag合金材料作为阴极层,而阳极层采用复合膜层,即I/M/I层。当QD-LED像素显示器件的出光方式为底发光时,阴极层采用功函数低且反射率高的的金属材料或合金,阳极采用复合膜层,即由多层ITO层形成的复合膜层或其他功函数跟HIL(High Intensity Lighting,高强度照明)匹配的合适阳极材料。
此外,QD-LED像素显示器件的像素驱动包括AM(主动)和PM(被动)驱动模式。
本实施例还涉及一种QD-LED像素显示器件的制作方法,本实施例与实施例一大致相同,区别在于,实施例一的步骤S3中,电子传输层为在发光层上喷墨打印、纳米压印或凹面印刷ZnO-Ethanol溶液制备而成。而在本实施例的步骤S3中,电子传输层为在发光层上热蒸镀小分子材料Alq3制备而成。
在本实施例中,将量子点用在OLED中作为发光材料,将小分子材料Alq3作为电子传输层,可以发挥有机小分子与聚合物各自在发光效率及工艺制程方面的优势有效结合,QD-LED像素显示器件在显示与照明技术中有广阔的发展空间。
由于上述两个实施例的实施方式大致相同,实施例一中提到的相关技术细节在实施例二中依然有效,在实施例一中所能达到的技术效果在实施例二中也同样可以实现,为了减少重复,这里不再赘述。相应地,实施例二中提到的相关技术细节也可应用在实施例一中。
本领域技术人员应该理解,本领域技术人员在结合现有技术以及上述实施例可以实现变化例,在此不做赘述。这样的变化例并不影响本发明的实质内容,在此不予赘述。
以上对本发明的较佳实施例进行了描述。需要理解的是,本发明并不局限于上述特定实施方式,其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施;任何熟悉本领域的技术人员,在不脱离本发明技术方案范围情况下,都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰,或修改为等同变化的等效实施例,这并不影响本发明的实质内容。因此,凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰,均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
Claims (17)
1.一种QD-LED像素显示器件,其特征在于,包括:
一复合膜层;以及,
于所述复合膜层上由下至上依次设置的空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层和阴极层;
其中,所述发光层采用无机量子点材料制成。
2.如权利要求1所述的QD-LED像素显示器件,其特征在于,所述复合膜层采用透明导电膜/金属膜/透明导电膜材料制成。
3.如权利要求1所述的QD-LED像素显示器件,其特征在于,所述空穴注入层采用PEDOT:PSS材料制成,其厚度为35-45nm。
4.如权利要求1所述的QD-LED像素显示器件,其特征在于,所述空穴传输层采用Poly-TPD材料制成,其厚度为35-45nm。
5.如权利要求1所述的QD-LED像素显示器件,其特征在于,所述发光层为CdSe/ZnS量子点薄膜,其厚度为2-6层单层量子点薄膜;其中,所述单层量子点薄膜的厚度为4-10nm。
6.如权利要求1所述的QD-LED像素显示器件,其特征在于,所述电子传输层采用ZnO无机胶体材料制成,其厚度为35-45nm。
7.如权利要求1所述的QD-LED像素显示器件,其特征在于,所述电子传输层采用Alq3小分子材料制成,其厚度为15-20nm。
8.如权利要求1所述的QD-LED像素显示器件,其特征在于,所述阴极层采用金属或者Mg/Ag合金材料制成,其厚度为20-30nm。
9.一种显示面板,其特征在于,包括:
一基底;
设置于所述基底上的数个薄膜晶体管;以及,
设置于所述薄膜晶体管中的如权利要求1-8中任意一项所述的QD-LED像素显示器件。
10.如权利要求9所述的显示面板,其特征在于,所述基底为LTPS,HTPS或者A-Si。
11.如权利要求9所述的显示面板,其特征在于,所述QD-LED像素显示器件的出光方式为顶发光或底发光。
12.如权利要求9所述的显示面板,其特征在于,所述QD-LED像素显示器件的像素驱动包括AM和PM驱动模式。
13.一种QD-LED像素显示器件的制作方法,其特征在于,采用如下步骤:
S1,通过物理气相沉积、光刻、刻蚀形成复合膜层;
S2,在所述复合膜层上通过喷墨打印、纳米压印或凹面印刷方式依次形成空穴注入层、空穴传输层和发光层;
S3,在所述发光层上制备形成电子传输层;
S4,在所述电子传输层上通过热蒸镀方式形成阴极层。
14.如权利要求13所述的QD-LED像素显示器件的制作方法,其特征在于,在所述步骤S2中,所述发光层为CdSe/ZnS量子点薄膜,其通过在所述空穴传输层上喷墨打印、纳米压印或凹面印刷R、G、B量子点-甲苯溶胶制备而成。
15.如权利要求13所述的QD-LED像素显示器件的制作方法,其特征在于,在步骤S3中,所述电子传输层为在所述发光层上喷墨打印、纳米压印或凹面印刷ZnO-乙醇溶液制备而成。
16.如权利要求13所述的QD-LED像素显示器件的制作方法,其特征在于,在步骤S3中,所述电子传输层为在所述发光层上热蒸镀小分子材料Alq3制备而成。
17.如权利要求13所述的QD-LED像素显示器件的制作方法,其特征在于,在步骤S4中,所述阴极层为在所述电子传输层上热蒸镀Mg/Ag合金制备而成。
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PB01 | Publication | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |