CN111584727A - 一种显示屏、显示屏的制备方法及显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种显示屏、显示屏的制备方法及显示装置，其中显示屏包括：第一电极层；钙钛矿材料层，设置在第一电极层上；第二电极层，设置在钙钛矿材料层上。本发明的技术方案利用钙钛矿材料层替换现有技术中的有机发光层，可以解决现有技术中有机发光层对水氧较为敏感的问题，提升显示屏的寿命及可靠性。同时，钙钛矿材料层不仅可以发光，而且还可以发电，由此显示屏不仅可以作为发光器件进行显示应用，同时可以作为光伏器件进行光伏发电实现自供电；同时钙钛矿材料成本低，可以降低显示器的成本。
Description
技术领域
本发明涉及光电技术领域，具体涉及一种显示屏、显示屏的制备方法及显示装置。
背景技术
目前OLED产品的一般制备方法为：在玻璃支撑层上设置衬底，例如玻璃衬底或者柔性衬底，然后在衬底上进行OLED蒸镀制程蒸镀有机发光器件各膜层，最后采用UV或者Frit或者薄膜封装等封装的方式进行封装。但是目前OLED显示屏中的有机发光层对水氧较为敏感，OLED显示屏的器件寿命及可靠性收到严重考验。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中显示屏的有机发光层对水氧较为敏感的问题，从而提供一种显示屏。
根据第一方面，本发明实施例提供的显示屏包括：第一电极层；钙钛矿材料层，设置在所述第一电极层上；第二电极层，设置在所述钙钛矿材料层上。
结合第一方面，在第一方面第一实施方式中，显示屏还包括：支撑层，设置在所述第一电极层的下方；封装层，所述封装层设置在所述第二电极层的上方。
结合第一方面，在第一方面第二实施方式中，所述钙钛矿材料层中的钙钛矿材料选用以下中的一种或几种：MAPbBr3、MAPbI3、FA PbI3、MAPb1-xSnxI3、MASnI3、TiO2。
结合第一方面，在第一方面第三实施方式中，所述第一电极层为阳极层，所述第二电极层为阴极层。
结合第一方面第二实施方式，在第一方面第四实施方式中，所述阳极层包括阳极材料层和阳极功能层；和/或，所述阴极层包括阴极材料层和阴极功能层。
结合第一方面第三实施方式，在第一方面第五实施方式中，所述阳极材料层中的阳极材料为金属材料；和/或，所述阴极材料层中的阴极材料为合金。
结合第一方面第三实施方式，在第一方面第六实施方式中，所述阳极功能层包括空穴注入层和空穴传输层；所述阴极功能层为电子注入传输层；或，所述阴极功能层包括电子注入层和电子传输层。
结合第一方面、第一方面第一实施方式至第一方面第六实施方式，在第一方面第七实施方式中，在所述第一电极层和所述第二电极层上分别设有至少两个电极接口。
本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中显示屏的有机发光层对水氧较为敏感的问题，从而提供一种显示屏的制备方法。
根据第二方面，一种显示屏的制备方法，包括在支撑层上制备第一电极层；在所述第一电极层上制备钙钛矿材料层；在所述钙钛矿材料层上制备第二电极层；在所述第二电极层上制备封装层。
结合第二方面，在第二方面第一实施方式中，在所述第二电极层上采用蒸镀法或喷墨打印法制备所述钙钛矿材料层。
本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中显示屏的有机发光层对水氧较为敏感的问题，从而提供一种显示装置，所述显示装置包括第一方面及第一方面任一实施方式所述的显示屏。
本发明技术方案，具有如下优点：
1、本发明提供的显示屏包括第一电极层；设置在所述第一电极层上的钙钛矿材料层、设置在所述钙钛矿材料层上的第二电极层。在本发明实施例提供的显示屏中，利用钙钛矿材料层替换现有技术中的有机发光层，可以解决现有技术中有机发光层对水氧较为敏感的问题，提升显示屏的寿命及可靠性。同时，钙钛矿材料层不仅可以发光，而且还可以发电，由此显示屏不仅可以作为发光器件进行显示应用，同时可以作为光伏器件进行光伏发电实现自供电；同时钙钛矿材料成本低，可以降低显示器的成本。
2、本发明实施例提供的显示屏的制备方法，包括在支撑层上制备第一电极层；在所述第一电极层上制备钙钛矿材料层；在所述钙钛矿材料层上制备第二电极层；在所述第二电极层上制备封装层。其利用钙钛矿材料层替换现有技术中的有机发光层，可以解决现有技术中有机发光层对水氧较为敏感的问题，提升显示屏的寿命及可靠性。同时，钙钛矿材料层不仅可以发光，而且还可以发电，由此显示屏不仅可以作为发光器件进行显示应用，同时可以作为光伏器件进行光伏发电实现自供电；同时上述制备方法的制程选择具有多样性且制程更加简单。
3、本发明实施例提供的显示装置，包括第一方面及第一方面任一实施方式所述的显示屏，其利用利用钙钛矿材料层替换现有技术中的有机发光层，可以解决现有技术中有机发光层对水氧较为敏感的问题，提升显示屏的寿命及可靠性。同时，钙钛矿材料层不仅可以发光，而且还可以发电，由此显示屏不仅可以作为发光器件进行显示应用，同时可以作为光伏器件进行光伏发电实现自供电，进而可以解决显示装置中由于电池容量有限导致的显示屏待机时间短的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为钙钛矿材料的能级参数示意图；
图2为本发明实施例1显示屏一具体示例的结构示意图；
图3为用作显示屏时钙钛矿显示屏的发光原理示意图；
图4为用作太阳能电池时钙钛矿显示屏的发电原理示意图；
图5为钙钛矿显示屏的性能参数曲线；
图6为钙钛矿显示屏在PR655测试仪器上显示的发光的点阵屏的点亮效果示意图；
图7为用作太阳能电池时钙钛矿显示屏的性能参数曲线。
附图标记：
1、衬底；2、阳极材料层；3、空穴注入层；4、空穴传输层；5、钙钛矿材料层；6、电子传输层；7、电子注入层；8、阴极材料层。
具体实施方式
提供下述实施例是为了更好地进一步理解本发明，并不局限于所述最佳实施方式，不对本发明的内容和保护范围构成限制，任何人在本发明的启示下或是将本发明与其他现有技术的特征进行组合而得出的任何与本发明相同或相近似的产品，均落在本发明的保护范围之内。
实施例中未注明具体实验步骤或条件者，按照本领域内的文献所描述的常规实验步骤的操作或条件即可进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规试剂产品。
实施例1
本发明实施例1提供了一种显示屏。本发明实施例1的显示屏包括第一电极层；钙钛矿材料层，设置在第一电极层上；第二电极层，设置在钙钛矿材料层上。
本发明实施例1提供的一种显示屏利用钙钛矿材料层替换现有技术中的有机发光层，可以解决现有技术中有机发光层对水氧较为敏感的问题，提升显示屏的寿命及可靠性。同时，钙钛矿材料层不仅可以发光，而且还可以发电，由此显示屏不仅可以作为发光器件进行显示应用，同时可以作为光伏器件进行光伏发电实现自供电；同时钙钛矿材料成本低，可以降低显示器的成本。
作为具体的实施方式，显示屏还包括支撑层，设置在所述第一电极层的下方；封装层，设置在所述第二电极层的上方。
作为具体的实施方式，所述支撑层包括基板和设置在基板上的衬底。
钙钛矿材料为一种有机-无机杂化材料，化学式为ABX3，其中A为有机短链或者碱金属阳离子，如CH3NH3 +、HC(NH2)2 +、Cs+。B为Pb2+或者Sn2+等阳离子。X为Cl-、Br-、I-等卤素阴离子。由此组成的结构为钙钛矿材料，如CH3NH3PbI3、CsPbBr3等材料。
作为具体的实施方式，所述钙钛矿材料层中的钙钛矿材料选用以下中的一种或几种：MAPbBr3、MAPbI3、FAPbI3、MAPb1-xSnxI3、MASnI3、TiO2，其中，MA代表CH3NH3 +，FA代表HC(NH2)2 +。图1为钙钛矿材料的能级参数示意图。由图1可知，钙钛矿材料既是一类很好的发光类材料，同时也是很好的发电类材料，可以用来制备发光器件或者太阳能发电器件。如图1所示，钙钛矿材料的能级可以通过X值的变化进行调节，调节为需要的材料，分子具备可设计性、可调控性。
在本发明实施例1中，所述第一电极层为阳极层，所述第二电极层为阴极层。在所述第一电极层和所述第二电极层上分别设有至少两个电极接口，其中第一电极层上与第二电极层上相对应的两个电极接口组成一对电极接口。
作为具体的实施方式，所述阳极层包括阳极材料层和阳极功能层；和/或，所述阴极层包括阴极材料层和阴极功能层。其中，阴极材料层中的阴极材料为金属或合金，例如铝、银、镁、金其中的一种或者几种的掺杂合金；阳极材料层中的阳极材料为合金，例如氧化铟锡ITO/氧化铟锌IZO等合金。阳极功能层和阴极功能层可以降低界面能级势垒，提升载流子迁移能力。具体的，阳极功能层包括空穴注入层HIL和空穴传输层HTL。阴极功能层为电子注入传输层，或阴极功能层包括电子注入层EIL和电子传输层ETL。
示例的，图2为本发明实施例1显示屏一具体示例的结构示意图。在图2中，由下到上依次包括衬底1、阳极材料层2(具体的阳极材料为ITO)、空穴注入层HIL3、空穴传输层HTL4、钙钛矿材料层5、电子传输层ETL6、电子注入层EIL7和阴极材料层8(具体的阴极材料为铝、银、镁、金其中的一种或者几种的掺杂合金)。其中，钙钛矿材料层5为发光层，空穴注入层HIL3和空穴传输层HTL4为阳极功能层，电子传输层ETL6和电子注入层EIL7为阴极功能层。衬底1为玻璃支撑层或者PI及PET等柔性衬底。需要说明的是，在图1中没有标出封装层和基板。
图3为用作显示屏时钙钛矿显示屏的发光原理示意图。如图3所示，外部电压通过一对电极接口给到钙钛矿显示屏的阴阳极上，空穴从阳极注入传输到钙钛矿发光层，电子从阴极注入传输到钙钛矿发光层，在钙钛矿发光层中空穴与电子结合产生激子进行发光。
图4为用作太阳能电池时钙钛矿显示屏的发电原理示意图。如图4所示，钙钛矿显示屏的外部电压切断后，此时钙钛矿显示屏受到外界自然光照射时，光子照射到钙钛矿材料层，产生激子，激子分离为空穴和电子，空穴经过空穴传输层、空穴注入层传输到阳极，电子经过电子传输层、电子注入层传输到阴极，电荷的传输产生电流进行发电，并通过另外一对电极接口输出。
本发明实施例提供的显示屏包括支撑层、设置在所述支撑层上的第一电极层；设置在所述第一电极层上的钙钛矿材料层、设置在所述钙钛矿材料发光层上的第二电极层及设置所述第二电极层上的封装层。在本发明实施例提供的显示屏中，利用钙钛矿材料层替换现有技术中的有机发光层，可以解决现有技术中有机发光层对水氧较为敏感的问题，提升显示屏的寿命及可靠性。同时，钙钛矿材料层不仅可以发光，而且还可以发电，由此显示屏不仅可以作为发光器件进行显示应用，同时可以作为光伏器件进行光伏发电实现自供电；同时钙钛矿材料成本低，可以降低显示器的成本。
实施例2
本发明实施例2提供了一种显示屏的制备方法，包括以下步骤：在支撑层上制备第一电极层；在所述第一电极层上制备钙钛矿材料层；在所述钙钛矿材料层上制备第二电极层；在所述第二电极层上制备封装层。
作为具体的实施方式，在所述第二电极层上采用蒸镀法或喷墨打印法制备所述钙钛矿材料层。
本发明实施例提供的显示屏的制备方法，包括在支撑层上制备第一电极层；在所述第一电极层上制备钙钛矿材料层；在所述钙钛矿材料层上制备第二电极层；在所述第二电极层上制备封装层。其利用钙钛矿材料层替换现有技术中的有机发光层，可以解决现有技术中有机发光层对水氧较为敏感的问题，提升显示屏的寿命及可靠性。同时，钙钛矿材料层不仅可以发光，而且还可以发电，由此显示屏不仅可以作为发光器件进行显示应用，同时可以作为光伏器件进行光伏发电实现自供电；同时上述制备方法的制程选择具有多样性且制程(制程可以理解为一个制备方法包括的多个步骤)更加简单。
实验例
为了更加详细的说明钙钛矿显示屏的发光性能，进行了钙钛矿显示屏的发光实验评测。实验评测中采用的钙钛矿显示屏为图2所示的结构，且钙钛矿材料层中选用的钙钛矿材料为CH3NH3PbI3。
图5为钙钛矿显示屏的性能参数曲线，在图5中包括电流密度与电压的关系和亮度与电压的关系。其中曲线a和曲线b为利用两个不同的钙钛矿显示屏进行检测得到的实验结果。在曲线a对应的钙钛矿显示屏中钙钛矿材料层为两层CH3NH3PbI3；在曲线b对应的钙钛矿显示屏中钙钛矿材料层为一层CH3NH3PbI3。下面的表1为图5中某一点的性能参数。
| 显示屏 | V<sub>T</sub>(V) | L(cd/m<sup>2</sup>) | CE(cd/A) | EQE(％) | EL peak(nm) |
| 钙钛矿发光 | 3.0 | 5466 | 17.8 | 5.6 | 514 |
表1钙钛矿显示屏发光性能参数表
在表1中，VT表示电压，L表示亮度，CE表示电流效率，EQE表示外量子效率，EL peak表示电致发光光谱峰值。
图6为钙钛矿显示屏在PR655测试仪器上显示的发光的点阵屏的点亮效果，由图6可知，钙钛矿显示屏制备并应用于点阵屏显示屏上，测试点亮的区域大小为3mm×3mm，图中显示钙钛矿显示屏应用于显示屏中发光时点亮的状态。
为了更加详细的说明钙钛矿显示屏同时可以满足发光功能和发电性能，进行了钙钛矿显示屏用于发电时的发电实验评测。实验评测中采用的钙钛矿显示屏为图2所示的结构，且钙钛矿材料层中选用的钙钛矿材料为CH3NH3PbI3。
图7为用作太阳能电池发电时钙钛矿显示屏的性能参数曲线，如图7所示，在图7中包括电流密度与电压的关系。下面的表2为对应图7中典型的性能参数。
| 显示屏 | J<sub>SC</sub>(mA/cm<sup>2</sup>) | V<sub>OC</sub>(V) | FF | PCE(％) |
| 钙钛矿发电 | 17.94 | 0.9 | 0.68 | 11.02 |
表2钙钛矿显示屏发电性能参数表
在表2中，JSC表示电流密度，VOC表示开路电压，FF表示填充因子，PCE表示光电转化效率。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (11)
1.一种显示屏，其特征在于，包括：
第一电极层；
钙钛矿材料层，设置在所述第一电极层上；
第二电极层，设置在所述钙钛矿材料层上。
2.根据权利要求1所述的显示屏，其特征在于，还包括：
支撑层，设置在所述第一电极层的下方；
封装层，设置在所述第二电极层的上方。
3.根据权利要求1所述的显示屏，其特征在于，所述钙钛矿材料层中的钙钛矿材料选用以下中的一种或几种：
MAPbBr3、MAPbI3、FA PbI3、MAPb1-xSnxI3、MASnI3、TiO2。
4.根据权利要求1所述的显示屏，其特征在于，所述第一电极层为阴极层，所述第二电极层为阳极层。
5.根据权利要求4所述的显示屏，其特征在于：
所述阳极层包括阳极材料层和阳极功能层；
和/或，所述阴极层包括阴极材料层和阴极功能层。
6.根据权利要求5所述的显示屏，其特征在于：
所述阴极材料层中的阴极材料为金属或合金；
和/或，所述阳极材料层中的阳极材料为合金。
7.根据权利要求5所述的显示屏，其特征在于：
所述阳极功能层包括空穴注入层和空穴传输层；
所述阴极功能层为电子注入传输层；或所述阴极功能层包括电子注入层和电子传输层。
8.根据权利要求1～7任一项所述的显示屏，其特征在于：
在所述第一电极层和所述第二电极层上分别设有至少两个电极接口。
9.一种显示屏的制备方法，其特征在于，包括：
在支撑层上制备第一电极层；
在所述第一电极层上制备钙钛矿材料层；
在所述钙钛矿材料层上制备第二电极层；
在所述第二电极层上制备封装层。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，在所述第二电极层上采用蒸镀法或喷墨打印法制备所述钙钛矿材料层。
11.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求1～8任一项所述的显示屏。
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