CN111509135A - 一种阵列基板、其制备方法及显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种阵列基板、其制备方法及显示装置，电致发光二极管包括层叠设置的阳极和阴极以及位于阳极和阴极之间的发光功能层。并且，发光功能层包括多层量子点发光层以及位于每相邻两层量子点发光层之间的有机隔绝层；在垂直于衬底基板且由阳极指向阴极的方向上，发光功能层中的各层的HOMO能级呈现台阶式由高到低变化，以使空穴更容易跃迁。通过将发光功能层进行多膜层化，可以使相邻的量子点发光层之间的势垒减小。以及，通过在相邻两层量子点发光层之间添加一层有机隔绝层，可以阻止量子点发光层之间的互溶，也可以将未在量子点发光层复合的激子以能量转移的方式传递给量子点，以扩大载流子复合区域，改善载流子传输和平衡。

Description

一种阵列基板、其制备方法及显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，特别涉及一种阵列基板、其制备方法及显示装置。
背景技术
量子点发光二极管(Quantum dot Light Emitting Diodes，QLED)具有发光强度高，单色性好，色彩饱和度高，稳定性好等优点，因此，QLED在显示领域有良好的应用前景。
发明内容
本发明实施例提供一种阵列基板、其制备方法及显示装置，用以提高QLED中的载流子传输和平衡。
本发明实施例提供了一种阵列基板，包括：衬底基板、位于所述衬底基板上的多个电致发光二极管；其中，所述电致发光二极管包括层叠设置的阳极和阴极以及位于所述阳极和所述阴极之间的发光功能层；
所述发光功能层包括多层量子点发光层以及位于每相邻两层所述量子点发光层之间的有机隔绝层；在垂直于所述衬底基板且由所述阳极指向所述阴极的方向上，所述发光功能层中的各层的HOMO能级呈现台阶式由高到低变化。
在一些示例中，所述有机隔绝层的材料包括禁带宽度大于2.3ev的有机材料。
在一些示例中，所述有机隔绝层的材料包括基本单元材料、吸电子基团和供电子基团。
在一些示例中，所述基本单元材料包括：芴类，二苯基醚类，四苯基硅烷类中的至少一种；和/或，
所述吸电子基团包括：酰基、醛基、羧基、酰氨基、酯基、磺酸基、腈基、硝基、卤仿基、季胺基中的至少一种；和/或，
所述供电子基团包括：氨基、羟基、烷氧基、氨酰基、胺醛基、苯基、烷基中的至少一种。
在一些示例中，所述量子点发光层包括：主体材料和配体材料；
所述主体材料包括：CdS、CdSe、CdTe、ZnSe、InP、PbS、CsPbCl3、CsPbBr3、CsPhI3、CdS/ZnS核/壳、CdSe/ZnS核/壳、ZnSe、InP/ZnS核/壳、PbS/ZnS核/壳、CsPbCl3/ZnS核/壳、CsPbBr3/ZnS核/壳、CsPhI3/ZnS核/壳中的至少一种；和/或，
所述配体材料包括：三苯胺类，咔唑类，芴类，螺芴类，噻吩类中的至少一种。
在一些示例中，靠近所述阳极的量子点发光层中的配体材料还包括供电子基团；和/或，
靠近所述阴极的量子点发光层中的配体材料还包括吸电子基团。
在一些示例中，所述量子点发光层为两层；所述两层量子点发光层包括位于所述阳极与所述有机隔绝层之间的第一量子点发光层以及位于所述阴极与所述有机隔绝层之间的第二量子点发光层；
所述第一量子点发光层的HOMO能级、所述有机隔绝层的HOMO能级以及所述第二量子点发光层的HOMO能级呈现台阶式由高到低变化。
在一些示例中，所述阵列基板还包括：位于所述阳极和所述发光功能层之间的空穴传输层，以及位于所述发光功能层与所述阴极之间的电子传输层。
本发明实施例还提供了一种显示装置，包括上述阵列基板。
本发明实施例还提供了一种上述阵列基板的制备方法，包括：
在所述衬底基板上形成多个阳极；
在所述阳极背离所述衬底基板一侧依次形成多层量子点发光层以及位于每相邻两层所述量子点发光层之间的有机隔绝层；
在所述衬底基板上形成阴极。
本发明有益效果如下：
本发明实施例提供的阵列基板、其制备方法及显示装置，电致发光二极管包括层叠设置的阳极和阴极以及位于阳极和阴极之间的发光功能层。并且，发光功能层包括多层量子点发光层以及位于每相邻两层量子点发光层之间的有机隔绝层；在垂直于衬底基板且由阳极指向阴极的方向上，发光功能层中的各层的HOMO能级呈现台阶式由高到低变化，以使空穴更容易跃迁。并且，通过将发光功能层进行多膜层化，可以使相邻的量子点发光层之间的势垒减小。以及，通过在相邻两层量子点发光层之间添加一层有机隔绝层，一方面可以阻止量子点发光层之间的互溶，另一方面也可以将未在量子点发光层复合的激子以能量转移的方式传递给量子点，从而可以扩大载流子复合区域，进而可以改善载流子传输和平衡。
附图说明
图1为本发明实施例中的阵列基板的俯视结构示意图；
图2为本发明实施例中的阵列基板的局部剖视结构示意图；
图3a为本发明实施例中的芴类的结构示意图；
图3b为本发明实施例中的二苯基醚类的结构示意图；
图3c为本发明实施例中的四苯基硅烷类的结构示意图；
图4为本发明实施例中的三苯胺类配体材料的结构示意图；
图5为本发明实施例中的CNSiC材料的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。并且在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的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。
除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。
需要注意的是，附图中各图形的尺寸和形状不反映真实比例，目的只是示意说明本发明内容。并且自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。
本发明实施例提供一种阵列基板，如图1所示，可以包括：衬底基板1000。位于衬底基板1000的显示区中的多个像素单元PX，像素单元PX可以包括多个子像素spx。示例性地，结合图1所示，多个子像素spx中的至少一个子像素spx可以包括：像素驱动电路和电致发光二极管200。其中，像素驱动电路具有晶体管和电容，并通过晶体管和电容的相互作用产生电信号，产生的电信号输入到电致发光二极管200的阳极210中。并且对电致发光二极管200的阴极220加载相应的电压，可以驱动电致发光二极管200发光。
在具体实施时，在本发明实施例中，如图1与图2所示，阵列基板可以包括：位于衬底基板1000上的晶体管阵列层100以及位于晶体管阵列层100背离衬底基板1000一侧的多个电致发光二极管200；其中，晶体管阵列层100包括像素驱动电路中的晶体管和电容。电致发光二极管200包括层叠设置的阳极210和阴极220以及位于阳极210和阴极220之间的发光功能层230。并且，发光功能层230包括多层量子点发光层以及位于每相邻两层量子点发光层之间的有机隔绝层232；在垂直于衬底基板1000且由阳极210指向阴极220的方向F1(即箭头所指的方向)上，发光功能层230中的各层的HOMO能级呈现台阶式由高到低变化。
本发明实施例中的阵列基板，电致发光二极管200包括层叠设置的阳极210和阴极220以及位于阳极210和阴极220之间的发光功能层230。并且，发光功能层230包括多层量子点发光层以及位于每相邻两层量子点发光层之间的有机隔绝层232；在垂直于衬底基板1000且由阳极210指向阴极220的方向上，发光功能层230中的各层的HOMO能级呈现台阶式由高到低变化，以使空穴更容易跃迁。并且，通过将发光功能层230进行多膜层化，可以使相邻的量子点发光层之间的势垒减小。以及，通过在相邻两层量子点发光层之间添加一层有机隔绝层232，一方面可以阻止量子点发光层之间的互溶，另一方面也可以将未在量子点发光层复合的激子以能量转移的方式传递给量子点，从而可以扩大载流子复合区域，进而可以改善载流子传输和平衡。
在具体实施时，在本发明实施例中，如图2所示，阵列基板还可以包括：位于阳极210和发光功能层230之间的空穴传输层250，以及位于发光功能层230与阴极220之间的电子传输层260。当然，还可以包括位于阳极210和空穴传输层250之间的空穴注入层，位于电子传输层260和阴极220之间的电子注入层。在实际应用中，可以根据实际应用的需求设计确定，在此不作限定。
在具体实施时，在本发明实施例中，有机隔绝层232的材料可以为宽禁带有机材料。示例性地，可以使有机隔绝层232的材料包括禁带宽度大于2.3ev的有机材料。通过设置宽禁带有机材料的有机隔绝层232，一方面可以避免量子点发光层之间互溶，另一方面引入宽禁带材料，可以使在有机隔绝层232复合的载流子通过能量转移传递到相邻的量子点发光层中进行发光。这样可以在一定程度上扩展载流子的有效复合区域，减小了达到载流子传输平衡的难度。在实际应用中，可以根据QLED中载流子传输特性决定是有利于空穴传输还是电子传输。
在具体实施时，在本发明实施例中，可以使有机隔绝层232的材料包括基本单元材料、吸电子基团和供电子基团。由于有机隔绝层232的材料同时含有吸电子基团和供电子基团，从而可以有利于空穴和电子的传输。示例性地，可以使基本单元材料包括：芴类，二苯基醚类，四苯基硅烷类中的至少一种。例如，芴类的结构如图3a所示。二苯基醚类的结构如图3b所示。四苯基硅烷类的结构如图3c所示。在实际应用中，可以根据实际应用的需求设计确定，在此不作限定。
示例性地，有机隔绝层232在垂直于衬底基板1000的方向上的厚度可以不大于20nm，例如可以为20nm、18nm、16nm、15nm等。这可以根据实际应用的需求进行设计确定，在此不作限定。
在具体实施时，在本发明实施例中，可以使量子点发光层包括：主体材料和配体材料；其中，主体材料可以包括：CdS、CdSe、CdTe、ZnSe、InP、PbS、CsPbCl3、CsPbBr3、CsPhI3、CdS/ZnS核/壳、CdSe/ZnS核/壳、ZnSe、InP/ZnS核/壳、PbS/ZnS核/壳、CsPbCl3/ZnS核/壳、CsPbBr3/ZnS核/壳、CsPhI3/ZnS核/壳中的至少一种。配体材料可以包括：三苯胺类，咔唑类，芴类，螺芴类，噻吩类中的至少一种。示例性地，三苯胺类配体材料的结构如图4所示。在实际应用中，可以根据实际应用的需求设计确定，在此不作限定。
在具体实施时，在本发明实施例中，可以使靠近阳极210的量子点发光层中的配体材料还包括供电子基团。这样可以使靠近阳极210的量子点发光层的HOMO能级提高。在实际应用中，可以根据实际应用的需求设计确定供电子基团的实施方式，在此不作限定。
在具体实施时，在本发明实施例中，可以使靠近阴极220的量子点发光层中的配体材料还包括吸电子基团。这样可以使靠近阴极220的量子点发光层的HOMO能级降低。在实际应用中，可以根据实际应用的需求设计确定吸电子基团的实施方式，在此不作限定。
示例性地，可以使吸电子基团包括：酰基、醛基、羧基、酰氨基、酯基、磺酸基、腈基、硝基、卤仿基、季胺基中的至少一种。在实际应用中，可以根据实际应用的需求设计确定，在此不作限定。
示例性地，可以使供电子基团包括：氨基、羟基、烷氧基、氨酰基、胺醛基、苯基、烷基中的至少一种。在实际应用中，可以根据实际应用的需求设计确定，在此不作限定。
在具体实施时，在本发明实施例中，如图2所示，可以使量子点发光层为两层；或者，也可以使量子点发光层为三层、四层、五层或更多层，在此不作限定。
在具体实施时，在本发明实施例中，如图2所示，两层量子点发光层包括位于阳极210与有机隔绝层232之间的第一量子点发光层231-1以及位于阴极220与有机隔绝层232之间的第二量子点发光层231-2；其中，第一量子点发光层231-1的HOMO能级、有机隔绝层232的HOMO能级以及第二量子点发光层231-2的HOMO能级呈现台阶式由高到低变化。
基于上述示例，阳极210上的空穴可以依次通过空穴传输层250、第一量子点发光层231-1传输入有机隔绝层232中，阴极220上的电子可以依次通过电子传输层260、第二量子点发光层231-2传输入有机隔绝层232中，这样可以使输入到有机隔绝层232中的电子和空穴在有机隔绝层232中进行复合，从而可以使有机隔绝层232成为空穴和电子的复合区，扩大了电致发光二极管200中载流子复合区。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种上述阵列基板的制备方法，可以包括如下步骤：
在衬底基板1000上形成多个阳极210；
在阳极210背离衬底基板1000一侧依次形成多层量子点发光层以及位于每相邻两层量子点发光层之间的有机隔绝层232；
在衬底基板1000上形成阴极220。
下面结合具体实施例，对本发明实施例提供的制备方法进行说明。
本发明实施例提供的阵列基板的制备方法，可以包括如下步骤：
(1)采用构图工艺在衬底基板1000上形成多个阳极210。
(2)在阳极210背离衬底基板1000一侧形成空穴注入层。示例性地，采用旋涂工艺在衬底基板1000上形成空穴注入膜层；其中，转速为2000rpm，时间为45s。将形成有空穴注入膜层的衬底基板1000在200度下进行退火，得到形成有空穴注入层的衬底基板1000。
(3)在空穴注入层背离衬底基板1000一侧形成空穴注传输层。示例性地，采用旋涂工艺在衬底基板1000上形成空穴传输膜层；其中，转速为3000rpm，时间为45s。将形成有空穴传输膜层的衬底基板1000在190度下进行退火，得到形成有空穴传输层250的衬底基板1000。
(4)在空穴注传输层背离衬底基板1000一侧形成第一量子点发光层231-1。示例性地，采用旋涂工艺在衬底基板1000上形成第一量子点发光膜层；其中，转速为2500rpm，时间为45s。将形成有第一量子点发光膜层的衬底基板1000在80度下进行退火，得到形成有第一量子点发光层231-1的衬底基板1000。其中，第一量子点发光层231-1的配体材料为三苯胺类配体材料。
(5)在第一量子点发光层231-1背离衬底基板1000一侧形成有机隔绝层232。示例性地，采用蒸镀工艺，通过芴类材料，膜厚控制在16nm左右，在衬底基板1000上形成有机隔绝层232。其中，芴类材料的结构如图5所示。
(6)在有机隔绝层232背离衬底基板1000一侧形成第二量子点发光层231-2。示例性地，采用旋涂工艺在衬底基板1000上形成第二量子点发光膜层；其中，转速为2500rpm，时间为45s。将形成有第二量子点发光膜层的衬底基板1000在80度下进行退火，得到形成有第二量子点发光层231-2的衬底基板1000。其中，第二量子点发光层231-2的配体材料为油酸配体材料。
(7)在第二量子点发光层231-2背离衬底基板1000一侧依次形成电子传输层260和阴极220。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种显示装置，包括本发明实施例提供的上述阵列基板。该显示装置解决问题的原理与前述阵列基板相似，因此该显示装置的实施可以参见前述阵列基板的实施，重复之处在此不再赘述。
在具体实施时，在本发明实施例中，显示装置可以为：手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。对于该显示装置的其它必不可少的组成部分均为本领域的普通技术人员应该理解具有的，在此不做赘述，也不应作为对本发明的限制。
本发明实施例提供的阵列基板、其制备方法及显示装置，电致发光二极管包括层叠设置的阳极和阴极以及位于阳极和阴极之间的发光功能层。并且，发光功能层包括多层量子点发光层以及位于每相邻两层量子点发光层之间的有机隔绝层；在垂直于衬底基板且由阳极指向阴极的方向上，发光功能层中的各层的HOMO能级呈现台阶式由高到低变化，以使空穴更容易跃迁。并且，通过将发光功能层进行多膜层化，可以使相邻的量子点发光层之间的势垒减小。以及，通过在相邻两层量子点发光层之间添加一层有机隔绝层，一方面可以阻止量子点发光层之间的互溶，另一方面也可以将未在量子点发光层复合的激子以能量转移的方式传递给量子点，从而可以扩大载流子复合区域，进而可以改善载流子传输和平衡。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种阵列基板，其特征在于，包括：衬底基板、位于所述衬底基板上的多个电致发光二极管；其中，所述电致发光二极管包括层叠设置的阳极和阴极以及位于所述阳极和所述阴极之间的发光功能层；
所述发光功能层包括多层量子点发光层以及位于每相邻两层所述量子点发光层之间的有机隔绝层；在垂直于所述衬底基板且由所述阳极指向所述阴极的方向上，所述发光功能层中的各层的HOMO能级呈现台阶式由高到低变化。
2.如权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述有机隔绝层的材料包括禁带宽度大于2.3ev的有机材料。
3.如权利要求2所述的阵列基板，其特征在于，所述有机隔绝层的材料包括基本单元材料、吸电子基团和供电子基团。
4.如权利要求3所述的阵列基板，其特征在于，所述基本单元材料包括：芴类，二苯基醚类，四苯基硅烷类中的至少一种；和/或，
所述吸电子基团包括：酰基、醛基、羧基、酰氨基、酯基、磺酸基、腈基、硝基、卤仿基、季胺基中的至少一种；和/或，
所述供电子基团包括：氨基、羟基、烷氧基、氨酰基、胺醛基、苯基、烷基中的至少一种。
5.如权利要求1-4任一项所述的阵列基板，其特征在于，所述量子点发光层包括：主体材料和配体材料；
所述主体材料包括：CdS、CdSe、CdTe、ZnSe、InP、PbS、CsPbCl3、CsPbBr3、CsPhI3、CdS/ZnS核/壳、CdSe/ZnS核/壳、ZnSe、InP/ZnS核/壳、PbS/ZnS核/壳、CsPbCl3/ZnS核/壳、CsPbBr3/ZnS核/壳、CsPhI3/ZnS核/壳中的至少一种；和/或，
所述配体材料包括：三苯胺类，咔唑类，芴类，螺芴类，噻吩类中的至少一种。
6.如权利要求5所述的阵列基板，其特征在于，靠近所述阳极的量子点发光层中的配体材料还包括供电子基团；和/或，
靠近所述阴极的量子点发光层中的配体材料还包括吸电子基团。
7.如权利要求1-4任一项所述的阵列基板，其特征在于，所述量子点发光层为两层；所述两层量子点发光层包括位于所述阳极与所述有机隔绝层之间的第一量子点发光层以及位于所述阴极与所述有机隔绝层之间的第二量子点发光层；
所述第一量子点发光层的HOMO能级、所述有机隔绝层的HOMO能级以及所述第二量子点发光层的HOMO能级呈现台阶式由高到低变化。
8.如权利要求1-4任一项所述的阵列基板，其特征在于，所述阵列基板还包括：位于所述阳极和所述发光功能层之间的空穴传输层，以及位于所述发光功能层与所述阴极之间的电子传输层。
9.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的阵列基板。
10.一种如权利要求1-8任一项所述的阵列基板的制备方法，其特征在于，包括：
在所述衬底基板上形成多个阳极；
在所述阳极背离所述衬底基板一侧依次形成多层量子点发光层以及位于每相邻两层所述量子点发光层之间的有机隔绝层；
在所述衬底基板上形成阴极。
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