CN112018249B - 发光器件及其制造方法、显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种发光器件及其制造方法、显示装置,发光器件包括:空穴传输层、量子点发光层以及电子传输层,且所述量子点发光层位于所述空穴传输层与所述电子传输层之间;所述空穴传输层与所述量子点发光层的交界处具有混合区,所述混合区的材料为所述空穴传输层的材料以及所述量子点发光层的材料的混合材料。本发明实施例的方案中,有利于增加量子点发光层与空穴传输层的接触面积,改善发光效率和寿命。
Description
技术领域
本发明实施例涉及显示技术领域,特别涉及一种发光器件及其制造方法以及显示装置。
背景技术
量子点(QD,Quantum Dot)是一种纳米级的半导体材料,通过对这种纳米半导体材料施加一定的电场或者光照,它们会发出特定频率的光。量子点作为发光材料时,具有光色纯度高、发光量子效率高、发光颜色可调、使用寿命长等优点。
以量子点材料作为发光层的量子点发光二极管(QLED,Quantum Dot LightEmitting Diode),由于量子点材料特有的量子限域效应,量子点材料发光光谱半峰宽很窄,因此可以获得极高的色域。此外,QLED还具有启动电压低、响应速度快、稳定性高等优点。随着科技的进步,对显示器件的性能的要求越来越高,目前QLED的性能仍有待提高。
发明内容
本发明提供一种发光器件及其制造方法、显示装置,以解决发光效率低下的问题。
为解决上述问题,本发明实施例提供一种发光器件,包括:空穴传输层、量子点发光层以及电子传输层,且所述量子点发光层位于所述空穴传输层与所述电子传输层之间;所述空穴传输层与所述量子点发光层的交界处具有混合区,所述混合区的材料为所述空穴传输层的材料以及所述量子点发光层的材料的混合材料。由于混合区中混合有空穴传输层的材料以及量子点发光层的材料,有利于增加空穴传输层与量子点发光层的接触面积,提高空穴在量子点发光层内的注入和传输能力,减小量子点发光层内的电子和空穴浓度差异,从而改善发光器件的发光效率且提高使用寿命。
另外,所述混合区的厚度小于或等于所述空穴传输层的厚度的50%,和/或,所述混合区的厚度小于或等于所述量子点发光层的厚度的50%;优选的,所述混合区的厚度与所述空穴传输层的厚度的比值为10%~35%,和/或,所述混合区的厚度与所述量子点发光层的厚度的比值为10%~35%。在显著增加空穴传输层和量子点发光层的接触面积的同时,保证混合区对空穴传输层和量子点发光层的不良影响小甚至可以忽略不计,进一步的提高发光效率和寿命。
另外,还包括:阳极层,所述阳极层位于所述空穴传输层远离所述量子点发光层的表面;阴极层,所述阴极层位于所述电子传输层远离所述量子点发光层的表面;还包括,基板,所述阳极层位于所述基板表面,或者,所述阴极层位于所述基板表面。该发光器件不仅能够应用于正型结构的QLED,还能够应用于反型结构的QLED。
另外,在所述混合区,所述量子点发光层的材料与邻近的所述空穴传输层的材料相接触。有利于进一步的提高空穴注入量子点发光层的能力,进一步的改善发光效率和寿命。
另外,所述空穴传输层的材料为纳米颗粒,所述量子点发光层的材料为量子点;所述纳米颗粒直径与所述量子点直径的比值在0.8~6范围内;优选的,所述空穴传输层的材料的直径为10nm~30nm,所述量子点发光层的材料的直径为5nm~15nm。如此,有利于提高混合区的纳米颗粒和量子点的混合程度,从而进一步的增加空穴传输层与量子点发光层的接触面积。
另外,所述空穴传输层的材料为磁性材料。
本发明实施例还提供一种显示装置,包括上述的发光器件。
本发明实施例还提供一种发光器件的制造方法,包括:形成空穴传输层以及量子点发光层,且所述空穴传输层与所述量子点发光层的交界处具有混合区,所述混合区的材料为所述空穴传输层的材料以及所述量子点发光层的材料的混合材料;形成电子传输层,所述量子点发光层位于所述电子传输层与所述空穴传输层之间。如此,有利于增加量子点发光层与空穴传输层的接触面积,提高发光效率以及使用寿命。
另外,在同一道工艺步骤中,形成所述空穴传输层、所述量子点发光层以及所述混合区;优选的,所述形成所述空穴传输层、所述量子点发光层以及所述混合区的方法,包括:制备初始膜层;在磁场作用下对所述初始膜层进行干燥处理,所述初始膜层中的所述空穴传输层的材料朝向第一方向的方向移动,且所述初始膜层中的所述量子点发光层的材料朝向第二方向移动,以形成所述空穴传输层、所述量子点发光层以及所述混合区,所述第一方向与所述第二方向相反。有利于减少工艺步骤,降低生产成本。
另外,制备所述初始膜层的步骤包括:提供混合溶液,所述混合溶液中具有所述空穴传输层的材料和所述量子点发光层的材料;利用所述混合溶液制备所述初始膜层;优选的,在所述混合溶液中,所述空穴传输层的材料的浓度为10mg/ml~30mg/ml,所述量子点发光层的材料的浓度为10mg/ml~30mg/ml。
另外,所述在磁场作用下对所述初始膜层进行干燥处理,包括:提供磁场,使所述初始膜层在预定时长内处于磁场作用下;再对所述初始膜层进行加热处理,且在所述加热处理过程中所述初始膜层处于磁场作用下;或者,提供磁场的同时且对所述初始膜层进行加热处理。
另外,所述干燥处理采用的温度为100℃~180℃。如此,在保证混合溶液中溶剂挥发的同时,使得空穴传输层的材料和量子点发光层的材料的移动能力适中,有利于形成性能优良的空穴传输层以及量子点发光层。
与现有技术相比,本发明实施例提供的技术方案具有以下优点:
上述技术方案中,通过在空穴传输层和量子点发光层之间引入混合区的手段,达到了增大空穴传输层与量子点发光层之间的接触面积的效果,有利于增强空穴注入和传输能力,从而平衡量子点发光层内部的载流子,从而提高发光器件的发光效率和寿命,同时提供一种简单的工艺方法,在同一步工艺步骤中形成空穴传输层、量子点发光层以及混合区,在实现发光器件的发光效率和寿命的提高,同时简化工艺。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明,这些示例性说明并不构成对实施例的限定,附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件,除非有特别申明,附图中的图不构成比例限制。
图1为本发明一实施例提供的发光器件的一种剖面结构示意图;
图2为本发明一实施例提供的另一种发光器件的剖面结构示意图;
图3为本发明另一实施例提供的发光器件的剖面结构示意图;
图4至图6为本发明一实施例提供的发光器件的制造方法各步骤对应的剖面结构示意图;
图7至图9为本发明另一实施例提供的发光器件的制造方法各步骤对应的剖面结构示意图。
具体实施方式
由背景技术可知,目前QLED的性能仍存在需要改进的地方,具体地,QLED的发光效率和寿命相对较低。
分析发现,量子点发光层中的空穴和电子的载流子注入不平衡,是导致QLED性能低下的主要原因之一。由于能级位置等原因,量子点发光层中的电子注入能力普遍优于空穴注入能力,因此电子在载流子数目中占据优势,导致量子点发光层中载流子分布不平衡,限制了发光器件的发光效率以及稳定性。并且,这一问题在红、绿量子点材料中尤其显著。电子和空穴注入不平衡,造成QLED产生漏电流,同时过量的电子使量子点带点,导致非辐射的俄歇复合发生,引起荧光淬灭,影响QLED的使用寿命。
为解决上述问题,本发明实施例提供一种发光器件,在空穴传输层与量子点发光层的交界处具有混合区,混合区的材料为空穴传输层的材料和量子点发光层的材料的混合材料。混合区的设置以及混合区中具有空穴传输层的材料和量子点发光层的材料,有利于增加空穴传输层的材料与量子点发光材料之间的接触面积,增强空穴注入和传输的能力,从而平衡量子点发光层中的载流子,以提高发光器件的发光效率和寿命。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明的各实施例进行详细的阐述。然而,本领域的普通技术人员可以理解,在本发明各实施例中,为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是,即使没有这些技术细节和基于以下各实施例的种种变化和修改,也可以实现本申请所要求保护的技术方案。
图1为本发明一实施例提供的发光器件的一种剖面结构示意图。
参考图1,本实施例提供的发光器件包括:空穴传输层102、量子点发光层103以及电子传输层104;且空穴传输层102与量子点发光层103的交界处具有混合区I,混合区I的材料为空穴传输层102的材料A以及量子点发光层103的材料B的混合材料。
为了便于图示和说明,图1所示的混合区,以实心点示出了量子点传输层103的材料B,以空心点示出了空穴传输层102的材料A。需要说明的是,图1中混合区I的实心点和空心点之间的位置关系仅仅是为了便于图示,对混合区I的量子点传输层103的材料B和空穴传输层102的材料A的位置关系不起到实际限定作用。
区别于通常的量子点发光层和空穴传输层之间上下层严格分层的方案,本实施例中,在量子点发光层103与空穴传输层102之间具有混合区I,由于混合区I混合有空穴传输层102的材料A以及量子点发光层103的材料B,使得空穴传输层102与量子点发光层103之间的实际接触面积显著增加,从而增强空穴向量子点发光层103中注入和传输的能力,以减小量子点发光层103中的空穴与电子的浓度之差,从而有效的平衡量子点发光层103内的载流子,提高发光器件的发光效率以及寿命。
以下将结合附图对本实施例提供的发光器件进行详细说明。
发光器件还包括:阳极层101,阳极层101位于空穴传输层102远离量子点发光层103的表面;阴极层105,阴极层105位于电子传输层104远离所述量子点发光层103的表面。
以发光器件为正型结构的QLED为例,本实施例中,阳极层101的材料为透光导电材料。阳极层101的材料可以包括ITO(氧化铟锡)或者FTO(掺杂氟的SnO2),还可以包括掺杂Al或Ag的氧化铟锡;阴极层105的材料可以为Mg、Ag或Al等。
发光器件还包括:基板100,阳极层101位于基板100表面,且阳极层101位于基板100与空穴传输层102之间。
空穴传输层102位于阳极层101上;量子点发光层103位于空穴传输层102上;电子传输层104位于量子点发光层103上;阴极层105位于电子传输层104上。
基板100可以为柔性基板,相应的柔性基板可以为聚合物基板,聚合物基板的材料可以为聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对萘二甲酸乙二醇酯(PEN)或者聚酰亚胺(PI)。柔性基板还可以为超薄玻璃基板,超薄玻璃基板的厚度小于50μm。在其他实施例中,基板还可以为刚性基板,例如为刚性玻璃基板,基板也可以为复合基板。
空穴传输层102的材料为磁性材料。本实施例中,空穴传输层102的材料为磁性无机化合物,例如为镍氧化物、钼氧化物、钒氧化物或钨氧化物中的一种或多种。采用磁性无机化合物作为空穴传输层102的材料,使得空穴传输层102具有较高的抗水氧渗透性能,有利于提高发光器件的稳定性。
在其他实施例中,空穴传输层的材料也可以为磁性有机材料,例如为PVK、TPD或者TFB中的一种或多种,其中,PVK指聚乙烯基咔唑,TPD指双(4-苯基)(4-丁基苯基)胺。
量子点发光层103的材料可以为含镉量子点,例如为硒化镉量子点、硫化镉量子点、碲化镉量子点。量子点发光层103的材料也可以为无镉量子点,例如为硅量子点、锗量子点、硒化锌量子点、硫化锌量子点、硫化铅量子点、硒化铅量子点、磷化铟量子点或者砷化铟量子点。根据发光器件所需发出的光的颜色,合理选择量子点发光层103的材料。
并且,所述量子点发光层103的量子点直径也与光的颜色有关,因此,根据发光器件发出的光的颜色,合理设置量子点发光层103的量子点直径。
此外,空穴传输层102的材料为纳米颗粒,纳米颗粒直径即为混合区I中空穴传输层102的材料A的直径,即,空穴传输层102的材料A为纳米颗粒;量子点发光层103的量子点直径即为混合区I中量子点发光层103的材料B的直径,即,量子点发光层103的材料B为量子点。若纳米颗粒直径与量子点直径之间的比值过小或过大,都不利于提高混合区I的空穴传输层102的材料A与量子点发光层103的材料B之间的混合程度,相应的空穴传输层102与量子点发光层103之间的接触面积增加的程度有限。为此,纳米颗粒直径与量子点直径的比值在0.8~6范围内,例如该比值为1.2、2、3.5或者5。
本实施例中,纳米颗粒直径与量子点直径的比值大于等于1且小于等于3,在这一比值范围内,不仅空穴传输层102的空穴迁移率较高,且纳米颗粒直径与量子点直径的尺寸匹配度高,有利于显著提高混合区I的空穴传输层102的材料A与量子点发光层103的材料B之间的混合程度,从而显著的增加空穴传输层102与量子点发光层103之间的接触面积,进一步的提高发光效率以及工作寿命。
在一个具体实施例中,量子点直径为5nm~15nm,纳米颗粒直径为10nm~30nm,这一范围内空穴传输层102具有高的空穴迁移率,且空穴传输层102与量子点发光层103之间的接触面积大。
混合区I用作提供空穴的作用,可以认为混合区I为空穴传输层102的一部分;具体地,可以将混合区I称为上层空穴传输层,位于混合区I下方的空穴传输层102作为下层空穴传输层。相应的,混合区I还用作接收空穴以进行载流子复合发光的作用,可以认为混合区I也为量子点发光层103的一部分;具体地,可以将混合区I称为下层量子点发光层,位于混合区I上方的量子点发光层103作为上层量子点发光层。可以理解的是,混合区I也可称为过渡层,相应的,过渡层位于下层空穴传输层与上层量子点发光层之间。
混合区I的厚度d与空穴传输层102的厚度D1的比值不宜过大,若该比值过大,相应的混合区I的厚度d与下层空穴传输层的厚度的比值相应较大,即下层空穴传输层的厚度相对较薄,相应会影响空穴传输层102整体提供空穴的能力。为此,混合区I的厚度d小于或等于空穴传输层102的厚度D1的50%。
本实施例中,混合区I的厚度d与空穴传输层102的厚度D1的比值为10%~35%,例如为13%、20%、28%,如此,不仅能够显著增加空穴传输层102与量子点发光层103的接触面积,且还能够保证空穴传输层102整体仍具有很高的空穴提供能力。
同样的,混合区I的厚度d与量子点发光层103的厚度D2的比值不宜过大。若该比值过大,相应的混合区I的厚度d与上层量子点发光层的比值相应较大,即上层量子点发光层厚度相对较薄,相应会影响量子点发光层103内部载流子复合的整体效果,从而影响发光效果。为此,混合区I的厚度d小于或等于量子点发光层103的厚度D2的50%。
本实施例中,混合区I的厚度d与量子点发光层103的厚度D2的比值为10%~35%,例如为14%、20%、20%,如此,不仅有利于显著增加空穴传输层102与量子点发光层103的接触面积,且还能够保证量子点发光层103内部具有良好的载流子复合的整体效果,有效的提高发光效率。
需要说明的是,上述厚度均是在垂直于电极层101表面方向的厚度。还需说明的是,混合区I的厚度与空穴传输层102的厚度、混合区I的厚度与量子点发光层103的厚度中的任一个可以单独满足上述关系,或者,混合区I的厚度与空穴传输层102的厚度、混合区I的厚度与量子点发光层103的厚度均满足上述关系。
可以理解的是,混合区I的材料为混合材料,指的是,混合区I中具有空穴传输层102的材料A和量子点发光层103的材料B。
可以认为,在混合区I,空穴传输层102的材料A之间构成孔隙,且至少部分孔隙中设置有量子点发光层103的材料B,从而使得量子点发光层103与空穴传输层102充分接触,增大空穴传输层102与量子点发光层103的接触面积;也可以认为,在混合区I,量子点发光层103的材料B之间构成孔隙,且至少部分孔隙中设置有空穴传输层102的材料A。
需要说明的是,由于空穴传输层102的材料A与量子点发光层103的材料B的尺寸都很小,因此即使在空穴传输层102的材料A与量子点发光层103的材料B之间实际未接触,但是空穴传输层102的材料A中的空穴仍可以通过能量传递等方式跃迁至量子点发光层103的材料B中,实际仍起到增加接触面积的效果。因此,在混合区I,量子点发光层103的材料B与邻近的空穴传输层102的材料A既可以相接触也可以不接触。
本实施例中,在混合区I,量子点发光层103的材料B与邻近的空穴传输层102的材料A相接触,有利于降低空穴注入量子点发光层103的材料B中的难度,进一步的提高量子点发光层103中的载流子平衡程度,进一步的提高发光效率。
电子传输层104用于向量子点发光层103中提供电子。电子传输层104的材料可以为氧化钛、氧化锡、氧化锌或掺杂有其它金属的氧化锌,例如掺杂镁的氧化锌、掺杂铟的氧化锌、掺杂镓的氧化锌等,电子传输层104的材料也可以为其它适于提供电子的材料。
图2为本发明一实施例提供的另一种发光器件的剖面结构示意图,如图2所示,发光器件还可以包括:空穴注入层106,空穴注入层106位于阳极层101与空穴传输层102之间。空穴注入层106的设置,能够进一步提高空穴的注入效率。空穴注入层106的材料可以为有机聚合物材料,也可以为无机化合物材料,如钼的氧化物、镍的氧化物、钒的氧化物或者钨的氧化物。
为了降低发光器件的工作电压和开启电压,改善电子的注入效率,发光器件还可以包括:电子注入层107,电子注入层107位于量子点发光层103与阴极层105之间。
本实施例提供的发光器件,由于空穴传输层102与量子点发光层103的交界处具有混合区I,混合区I混合有空穴传输层102的材料以及量子点发光层的材料,使得空穴传输层102与量子点发光层103的接触面积得到增加,从而提高量子点发光层103中空穴的注入量,以平衡空穴和电子浓度,进而改善发光效率且提高使用寿命。
本发明另一实施例还提供一种发光器件,与前一实施例不同的是,本实施例提供的发光器件为反型结构的QLED,也就是说,相较于空穴传输层而言电子传输层更靠近基板。图3为本发明另一实施例提供的发光器件的剖面结构示意图。
参考图3,发光器件包括:基板200、阳极层201、空穴传输层202、量子点发光层203、电子传输层204、阴极层205以及混合区I。
该发光器件与图1对应的发光器件大致相同,不同的在于,阴极层201位于基板200上,且阴极层205的材料为透明导电材料。
相应的,电子传输层204位于阴极层205上;量子点发光层203位于电子传输层204上;空穴传输层202位于量子点发光层203上;阳极层201位于空穴传输层202上。
关于空穴传输层202以及量子点发光层203的相应描述,可参考前述实施例的详细说明,在此不再赘述。
混合区I用作提供空穴的作用,可以认为混合区I为空穴传输层202的一部分;具体地,可以将混合区I称为下层空穴传输层,位于混合区I下方的空穴传输层202作为上层空穴传输层。相应的,混合区I还用作接收空穴以进行载流子复合发光的作用,可以认为混合区I也为量子点发光层203的一部分;具体地,可以将混合区I称为上层量子点发光层,位于混合区I下方的量子点发光层203作为下层量子点发光层。可以理解的是,混合区I也可称为过渡层,相应的,过渡层位于上层空穴传输层与下层量子点发光层之间。
本实施例提供一种反型结构的发光器件,同时改善发光效率且提高使用寿命。
相应的,本发明实施例还提供一种显示装置,包括上述的发光器件。显示装置可以为显示面板、手机、平板电脑、电视机、显示器、数码相框或者导航仪等具有电视功能的产品或者部件。
相应的,本发明实施例还提供一种发光器件的制造方法,可用于形成上述的发光器件,制造方法包括:形成空穴传输层以及量子点发光层,且空穴传输层与量子点发光层的交界处具有混合区,混合区的材料为空穴传输层的材料和量子点发光层的材料的混合材料;形成电子传输层,量子点发光层位于电子传输层与空穴传输层之间。
以下将结合附图对本发明实施例提供的发光器件的制造方法进行详细说明,需要说明的是,与前述实施例相同或相应的部分,以下将不再详细赘述。
图4至图6为本发明一实施例提供的发光器件的制造方法各步骤对应的剖面结构示意图。本实施例中,以先形成空穴传输层以及量子点发光层,后形成电子传输层作为示例,相应的形成的发光器件为正型结构的发光器件。
参考图4,提供基板100以及位于基板100上的阳极层101。
有关基板100以及阳极层101的相应说明,可参考前述实施例的详细说明,在此不再赘述。
参考图5及图6,形成空穴传输层102以及量子点发光层103,且空穴传输层102与量子点发光层103的交界处具有混合区I。
具体地,在同一道工艺步骤中,在阳极层101上形成空穴传输层102、量子点发光层103以及混合区I,有利于简化工艺步骤,节约生产成本且缩短生产周期。
形成空穴传输层102、量子点发光层103以及混合区I的方法包括:
参考图5,制备初始膜层10,初始膜层10的形成材料中具有空穴传输层102的材料以及量子点发光层103的材料以及溶剂。
具体地,在阳极层101上形成初始膜层10,且空穴传输层102的材料为磁性材料。制备初始膜层10的步骤包括:提供混合溶液,混合溶液中具有空穴传输层102的材料以及量子点发光层103的材料,其中溶剂可以包括甲苯、正己烷或者正辛烷等有机溶剂;利用混合溶液,制备初始膜层10。可以采用旋涂工艺、喷墨打印工艺或者转印工艺,将混合溶液制备成位于阳极层101上的初始膜层10。
其中,空穴传输层102的材料为纳米颗粒,量子点发光层103的材料为量子点,有关纳米颗粒和量子点的相应说明,可参考前述实施例的详细说明。
本实施例中,混合溶液中,空穴传输层102的材料的浓度为10mg/ml~30mg/ml,例如为15mg/m、20mg/ml、25mg/ml,量子点发光层103的材料的浓度为10mg/ml~30mg/ml,例如为15mg/m、20mg/ml、25mg/ml。如此,有利于提高制备的初始膜层10的厚度均匀性,且混合溶液中溶剂的量适中,在后续的干燥处理过程中溶剂易挥发,且含量适中的溶剂有助于带动量子点向远离阳极层101的方向移动,有助于提高混合区I以外的量子点发光层103的形成质量。
溶剂的挥发温度不宜过高。若溶剂的挥发温度过高,后续的干燥处理所需的处理温度相应较高,则在较高处理温度下,纳米颗粒的无序运动程度较变大,会对空穴传输层102的材料朝向第一方向的移动带来一定程度的干扰。为此,可以选择挥发温度较低的溶剂,溶剂可以为甲苯、正己烷或者正辛烷等。
本实施例中,制备混合溶液的步骤包括:提供正辛烷溶液,正辛烷溶液中混合有量子点;向正辛烷溶液中加入纳米颗粒;然后对正辛烷溶液进行超声处理,使量子点和纳米颗粒在正辛烷溶液中均匀分散。
参考图6,在磁场作用下对所述初始膜层10(参考图5)进行干燥处理,初始膜层10中的空穴传输层的材料向朝向第一方向Y1的方向移动,且初始膜层10中的量子点发光层的材料朝向第二方向Y2移动,形成空穴传输层102以及量子点发光层103,第一方向Y1与第二方向Y2相反。
本实施例中,第一方向Y1为朝向阳极层101的方向,第二方向Y2为远离阳极层101的方向。
由于初始膜层10中的空穴传输层102的材料为磁性材料,即纳米颗粒为磁性材料,因此在磁场作用下纳米颗粒将沉积到下层形成空穴传输层102。在干燥处理过程中,溶剂分子向第二方向Y2移动以完成挥发,在溶剂分子移动过程中量子点跟随溶剂分子移动,也就是说,量子点向第二方向Y2移动以形成量子点发光层103。可以理解的是,纳米颗粒虽然也具有跟随溶剂分子向第二方向Y2移动的趋势,但是纳米颗粒的移动主要受到磁场的限制,因此纳米颗粒以向第一方向沉积以形成空穴传输层102为主。
可以理解的是,根据纳米颗粒的磁性以及第一方向Y1,即可以确定磁场方向,以使纳米颗粒移动沉积形成空穴传输层102。
纳米颗粒向第一方向Y1移动以形成空穴传输层102,且量子点向第二方向Y2移动以形成量子点发光层103,且同时在二者的界面处,会形成混合区I,该混合区I混合有纳米颗粒和量子点,也就说,该混合区I混合有空穴传输层102的材料和量子点发光层103的材料。有关混合区I的相应描述,可参考前述实施例的详细说明。
本实施例中,在磁场作用下对初始膜层10进行干燥处理,包括:先提供磁场,使初始膜层10在预定时长内处于磁场作用下;在预定时长之后,对初始膜层10进行加热处理,且在加热处理过程中初始膜层10处于磁场作用下。采用先通磁场的手段,有利于提高空穴传输层102的形成质量,减小混合区I的厚度与空穴传输层102的厚度的比值,保证空穴传输层102整体具有较高的空穴提供能力。该预定时长可以为5min~30min,有利于保证形成的混合区I的厚度在合适范围内。
干燥处理采用的温度不宜过低,也不宜过高。若干燥处理采用的温度过低,不利于溶剂的挥发,若干燥处理采用的温度过高,则纳米颗粒具有的热能越大相应纳米颗粒无规则运动的趋势越大,易对纳米颗粒沿第一方向Y1移动过程造成干扰。为此,干燥处理采用的温度为100℃~180℃,例如为120℃、150℃、165℃。
本实施例中,干燥处理采用的温度为130℃~160℃,在这一范围内,不仅能够保证溶剂被有效的挥发,提高量子点向第二方向Y2运动的能力,同时保证纳米颗粒朝向第一方向Y1运动,且同时形成的混合区I的厚度适中。
需要说明的是,在其他实施例中,在磁场作用下对初始膜层进行干燥处理也可以为:提供磁场的同时且对初始膜层进行加热处理;或者,也可以先进行加热处理,然后再同时进行加热处理且初始膜层处于磁场作用下。
还需要说明的是,干燥处理采用的温度既可以为恒温,也可以为变温,例如在第一时长内干燥处理采用的温度为第一温度,在第二时长内干燥处理采用的温度为第二温度,且第一温度大于第二温度;或者,干燥处理采用的温度逐渐减小。
另外,为了进一步的提高形成空穴传输层102以及量子点发光层103的质量,避免杂质的引入,通常在惰性气体或者N2氛围下进行干燥处理。
参考图1,形成电子传输层104,在形成所述电子传输层、所述空穴传输层、所述量子点发光层以及所述混合区后,量子点发光层103位于电子传输层104与102空穴传输层之间。
具体地,在量子点发光层103上形成电子传输层104。还包括:在电子传输层104上形成阴极层105。
需要说明的是,在形成空穴传输层102之前,还可以在阳极层101上形成空穴注入层,在形成阴极层105之前,还可以在电子传输层104上形成电子注入层。
本实施例提供一种正型结构的发光器件的制造方法,混合区I的形成,有利于提高空穴传输层102与量子点发光层103的接触面积,增强空穴注入和传输能力,平衡量子点发光层102内部的载流子,从而提高发光器件的发光效率和寿命。同时,空穴传输层102和量子点发光层103为同时制备的,简化了制程,降低了成本。
相应的,本发明另一实施例还提供一种发光器件的制造方法,用于制造反型结构的发光器件,与前一实施例不同之处在于,先形成电子传输层,后形成空穴传输层以及量子点发光层。以下将结合附图进行详细说明,需要说明的是,与前一实施例相同或相应的部分,以下将不做详细赘述。图7至图9为本发明另一实施例提供的发光器件的制造方法各步骤对应的剖面结构示意图。
参考图7,提供基板200以及位于基板200上的阴极层205;在阴极层205上形成电子传输层204。
参考图8,制备初始膜层20,初始膜层10的形成材料中具有空穴传输层102的材料以及量子点发光层103的材料以及溶剂。
具体地,在电子传输层204上形成初始膜层20。
参考图9,在磁场作用下对初始膜层20(参考图8)进行干燥处理,初始膜层10中的空穴传输层的材料向朝向第一方向y1的方向移动,且初始膜层10中的量子点发光层的材料朝向第二方向y2移动,以形成空穴传输层202、量子点发光层203以及混合区I,第一方向y1与第二方向y2相反。
具体地,第一方向y1为远离阴极层205的方向,第二方向y2为朝向阴极层205的方向。
空穴传输层202的材料为纳米颗粒,量子点发光层203的材料为量子点。与前一实施例不同的是,本实施例中,纳米颗粒朝向远离基板200的方向移动,量子点朝向接近基板200的方向移动。通过控制磁场方向以及量子点在溶剂中的浓度,可以合理的控制纳米颗粒以及量子点的移动方向。
有关干燥处理的具体说明,可参考前述实施例的详细描述。
在形成电子传输层204、空穴传输层202、量子点发光层203以及混合区I之后,量子点发光层203位于电子传输层204与空穴传输层202之间。
参考图3,在空穴传输层202上形成阳极层201。
阳极层201的材料可以为Mg、Al或W。
本实施例提供的发光器件的制造方法,用于制造具有反型结构的发光器件,在增加量子点发光层203与空穴传输层202的接触面积的同时,简化工艺步骤,节约生产成本。
本领域的普通技术人员可以理解,上述各实施方式是实现本发明的具体实施例,而在实际应用中,可以在形式上和细节上对其作各种改变,而不偏离本发明的精神和范围。任何本领域技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,均可作各自更动与修改,因此本发明的保护范围应当以权利要求限定的范围为准。
Claims (13)
1.一种发光器件的制造方法,其特征在于,包括:
形成空穴传输层和量子点发光层,且所述空穴传输层与所述量子点发光层的交界处具有混合区,所述混合区的材料为所述空穴传输层的材料和所述量子点发光层的材料的混合材料;形成电子传输层,所述量子点发光层位于所述电子传输层与所述空穴传输层之间;
其中,在同一道工艺步骤中,形成所述空穴传输层、所述量子点发光层以及所述混合区;所述形成所述空穴传输层、所述量子点发光层以及所述混合区的方法,包括:制备初始膜层;在磁场作用下对所述初始膜层进行干燥处理,所述初始膜层中的所述空穴传输层的材料朝向第一方向的方向移动,且所述初始膜层中的所述量子点发光层的材料朝向第二方向移动,以形成所述空穴传输层、所述量子点发光层以及所述混合区,所述第一方向与所述第二方向相反。
2.如权利要求1所述的制造方法,其特征在于,制备所述初始膜层的步骤包括:提供混合溶液,所述混合溶液中具有所述空穴传输层的材料和所述量子点发光层的材料;利用所述混合溶液制备所述初始膜层。
3.如权利要求2所述的制造方法,其特征在于,在所述混合溶液中,所述空穴传输层的材料的浓度为10mg/ml~30mg/ml,所述量子点发光层的材料的浓度为10mg/ml~30mg/ml。
4.如权利要求1所述的制造方法,其特征在于,所述在磁场作用下对所述初始膜层进行干燥处理,包括:提供磁场,使所述初始膜层在预定时长内处于磁场作用下,再对所述初始膜层进行加热处理,且在所述加热处理过程中所述初始膜层处于磁场作用下;或者,提供磁场的同时且对所述初始膜层进行加热处理。
5.如权利要求1所述的制造方法,其特征在于,所述干燥处理采用的温度为100℃~180℃。
6.一种如权利要求1-5任一项所述的发光器件的制造方法制造的发光器件,其特征在于,所述发光器件,包括:
空穴传输层、量子点发光层以及电子传输层,且所述量子点发光层位于所述空穴传输层与所述电子传输层之间;
所述空穴传输层与所述量子点发光层的交界处具有混合区,所述混合区的材料为所述空穴传输层的材料以及所述量子点发光层的材料的混合材料。
7.如权利要求6所述的发光器件,其特征在于,所述混合区的厚度小于或等于所述空穴传输层的厚度的50%;和/或,所述混合区的厚度小于或等于所述量子点发光层的厚度的50%。
8.如权利要求7所述的发光器件,其特征在于,所述混合区的厚度与所述空穴传输层的厚度的比值为10%~35%;和/或,所述混合区的厚度与所述量子点发光层的厚度的比值为10%~35%。
9.如权利要求6所述的发光器件,其特征在于,还包括:阳极层,所述阳极层位于所述空穴传输层远离所述量子点发光层的表面;阴极层,所述阴极层位于所述电子传输层远离所述量子点发光层的表面;还包括,基板,所述阳极层位于所述基板表面,或者,所述阴极层位于所述基板表面。
10.如权利要求6所述的发光器件,其特征在于,所述空穴传输层的材料为纳米颗粒,所述量子点发光层的材料为量子点;所述纳米颗粒直径与所述量子点直径的比值在0.8~6范围内。
11.如权利要求10所述的发光器件,其特征在于,所述空穴传输层的材料的直径为10nm~30nm,所述量子点发光层的材料的直径为5nm~15nm。
12.如权利要求6-11任一项所述的发光器件,其特征在于,所述空穴传输层的材料为磁性材料。
13.一种显示装置,其特征在于,包括如权利要求6-12任一项所述的发光器件。
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