CN113421981B - Qled发光晶体管和显示装置 - Google Patents

Qled发光晶体管和显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种QLED发光晶体管和显示装置，所述QLED发光晶体管通过将TFT开关内的半导体层替换为QLED层，实现QLED与TFT开关的一体化设计，简化工艺流程，降低生产成本，而且通过调节施加在栅极层的第二电压，可使得QLED发光晶体管单独发出红光、绿光或蓝光，实现出光波长多样性。

Description

QLED发光晶体管和显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，特别涉及一种QLED发光晶体管及具有该QLED发光晶体管的显示装置。
背景技术
随着显示技术的不断发展，OLED(Quantum Dot Light Emitting Diodes，量子点发光晶体管)已经实现了市场化，而QLED作为一种新兴的技术，在色域上相比OLED又有了进一步的提高，但QLED目前由于材料稳定性等原因尚未实现市场化。
参照图1，传统的QLED为二极管结构，包括由下至上依次设置的阳极层(anode)210、HTL层(空穴传输层)220、QDs层(量子点层)230、ETL层(电子传输层)240和阴极层(cathode)250，QLED发光需要外部的TFT(薄膜晶体管)开关，在阳极层210和阴极层250之间施加一定电压，HTL层220内的电子和ETL层240内的电子分别向QDs层230内移动，而使得QDs层230发光，实现QLED的发光，通过TFT开关调节施加的电压值的大小控制QLED发光的亮度。
然而，现有的QLED与TFT开关的组合方式尚无法实现QLED发光和TFT开关的一体化，而且，如果需要单独发出红光(R)、绿光(G)和蓝光(B)，则分别需要一个独立的QLED来实现，无法实现单个QLED单独发出红光、蓝光或绿光，即无法满足单个QLED的发光波长多样性。
发明内容
本发明目的在于，解决现有QLED无法实现与TFT一体化的问题。
为实现上述目的，本发明提供一种QLED发光晶体管，所述QLED发光晶体管包括：依次设置的衬底、栅极层和绝缘层；QLED层，设置于所述绝缘层远离所述栅极层一面，所述QLED层包括用以发光的量子点层；以及源/漏极层，所述源/漏极层包括源极层和漏极层，所述源极层和所述漏极层中的一个作为阳极设置于所述QLED层远离所述绝缘层一面，另一个作为阴极设置于所述绝缘层与所述QLED层之间，所述阳极与所述阴极之间串联连接，所述阳极接收第一电压使得所述QLED层发光。
可选的，所述阴极与所述栅极层串联连接，所述栅极层接收第二电压，调节所述第一电压和所述第二电压使得所述QLED层发红光、绿光或蓝光。
可选的，所述量子点层包括由靠近所述绝缘层一端向远离所述绝缘层一端依次设置的红量子点层、绿量子点层和蓝量子点层；当所述第一电压与所述第二电压之间的压差为正时，所述QLED层发红光；当所述第一电压与所述第二电压之间的压差为负时，所述QLED层发蓝光；当所述第一电压与所述第二电压之间的压差为0时，所述QLED层发绿光。
可选的，所述量子点层包括由靠近所述绝缘层一端向远离所述绝缘层一端依次设置的蓝量子点层、绿量子点层和红量子点层；当所述第一电压与所述第二电压之间的压差为正时，所述QLED层发蓝光；当所述第一电压与所述第二电压之间的压差为负时，所述QLED层发红光；当所述第一电压与所述第二电压之间的压差为0时，所述QLED层发绿光。
可选的，所述QLED层还包括设置于所述阴极与所述量子点层之间的用以向所述量子点层传导电子的电子传输层。
可选的，所述QLED层还包括设置于所述量子点层与所述阳极之间的用以向所述量子点层传导电子的空穴传输层。
可选的，所述阴极由两根以上银纳米线形成，两根以上所述银纳米线呈网格状交错排布于所述绝缘层远离所述栅极层一面。
可选的，所述栅极层为ITO层。
可选的，所述QLED发光晶体管从所述栅极层一侧出光。
为实现上述目的，本发明还提供一种显示装置，所述显示装置包括如前所述的QLED发光晶体管。
本发明的有益效果在于，本发明提供一种QLED发光晶体管，将QLED与TFT相结合，具体地，将TFT中的半导体层替换为QLED，将TFT中的源极和漏极中的一个作为阳极，另一个作为阴极，并通过调节栅极层的电压，控制电流移动到量子点中的相应层数，例如移动至红量子点层则发红光，移动到绿量子点层则发绿光，移动到蓝量子点层则发蓝光，从而控制QLED层的发光波长，发不同颜色的光，实现发光波长多样性，并实现QLED和TFT开关的一体化，简化制备流程，降低生成成本。
附图说明
下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其它有益效果显而易见。
图1是现有QLED的结构示意图；
图2是本发明一示例性实施例中的QLED发光晶体管的结构示意图；
图3是本发明另一示例性实施例中的QLED发光晶体管的结构示意图；
图4是本发明另一示例性实施例中的QLED发光晶体管的结构示意图；
图5是本发明另一示例性实施例中的QLED发光晶体管的结构示意图；
图中箭头方向为QLED发光晶体管的出光方向。
图中部件编号如下：
100、QLED发光晶体管，110、衬底，120、栅极层，130、绝缘层，140、QLED层，141、量子点层，142、电子传输层，143、空穴传输层，150、源/漏极层，151、源极层，152、漏极层，153、银纳米线；
RQDs、红量子点层，GQDs、绿量子点层，BQDs、蓝量子点层；
V1、第一电压，V2、第二电压；
210、阳极层，220、HTL层，230、QDs层，240、ETL层，250、阴极层。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动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。
所述QLED发光晶体管通过将TFT开关内的半导体层替换为QLED层，实现QLED与TFT开关的一体化设计，简化工艺流程，降低生产成本，而且通过调节施加在栅极层的第二电压，可使得QLED发光晶体管单独发出红光、绿光或蓝光，实现出光波长多样性。作为典型应用，所述QLED发光晶体管可被应用于显示装置上，例如具备QLED发光晶体管的TFT-LCD显示器。
参照图2，在本发明的一个实施例中，QLED发光晶体管100包括衬底110、栅极层120、绝缘层130、QLED层140和源/漏极层150。其中，所述衬底110、栅极层120和绝缘层130由下至上依次设置，源/漏极层150中的源极层151作为阴极设置于所述绝缘层130的远离栅极层120一面，QLED层140设置于源极层151远离绝缘层130一面，源/漏极层150中的漏极层152设置于QLED层140远离绝缘层130一面，QLED层140包括量子点层141，作为阴极的源极层151与作为阳极的漏极层152串联连接，在阳极(漏极层152)施加第一电压V1，电子流向QLED层140内的量子点层141，QLED层140发光(即复合光、白光)。
在本实施例中，将TFT中的半导体层替换为QLED层，并将源极层151作为阴极设置于绝缘层130与QLED层140之间，将漏极层152作为阳极设置于QLED层140的上表面，从而实现QLED与TFT的一体化，简化工艺流程，降低生产成本。
其中，作为阴极的源极层151由两根以上银纳米线153形成，呈网状设置于所述绝缘层130远离栅极层120一面，银纳米线具有良好的导电性能，可将电子导向量子点层141内，网状结构的设计，便于栅极电场透过。本实施例中的QLED发光晶体管100的出光方式为底出光，即从栅极层120一侧出光。
在本发明的另一个实施例中，参照图2，量子点层141包括由靠近绝缘层130一端向远离绝缘层130一端依次设置的红量子点层RQDs、绿量子点层GQDs和蓝量子点层BQDs，栅极层120与源极层151(即阴极)串联连接，在漏极层152(即阳极)上施加第一电压V1，在栅极层120上施加第二电压V2，并调节第一电压V1和第二电压V2，控制所述QLED层140发出红光、绿光或蓝光，具体控制方法如下：
1)发红光，向漏极层152施加的第一电压V1为正电压，向栅极层120施加的第二电压V2为负电压，第一电压V1与第二电压V2之间的压差为正，使得电子流向靠近源极层151的红量子点层RQDs并在红量子点层RQDs内复合，从而使得QLED层140发红光；
2)发蓝光，向漏极层152施加的第一电压V1为负电压，向栅极层120施加的第二电压V2为正电压，第一电压V1与第二电压V2之间的压差为负，使得电子流向靠近漏极层152的蓝量子点层BQDs并在蓝量子点层BQDs内复合，从而使得QLED层140发蓝光；
3)发绿光，保持施加至漏极层152的第一电压V1不变，调节向栅极层120施加的第二电压V2，第一电压V1与第二电压V2之间的压差为0，使得电子流向绿量子点层GQDs并在绿量子点层GQDs内复合，从而使得QLED层140发绿光。
在本实施例中，QLED层140还包括电子传输层142和空穴传输层143，电子传输层142、量子点层141和空穴传输层143由靠近绝缘层130一端向远离绝缘层130一端依次设置，即，本实施例中的QLED层140包括由靠近绝缘层130一端向远离绝缘层130一端依次设置的电子传输层142、红量子点层RQDs、绿量子点层GQDs、蓝量子点层BQDs和空穴传输层143，作为阳极的漏极层152设置于空穴传输层143远离蓝量子点层BQDs一面，作为阴极的源极层151设置于绝缘层130与电子传输层142之间。其中，空穴传输层143的设计，利于电子由阳极向阴极方向传导，电子传输层142的设计，利于电子由阴极向阳极方向传导。
其中，作为阴极的源极层151由两根以上银纳米线153形成，呈网状设置于所述绝缘层130的上表面，银纳米线具有良好的导电性能，可将电子导向量子点层141内。本实施例中的QLED发光晶体管100的出光方式为底出光，即从栅极层120一侧出光。
在本发明的另一个实施例中，参照图3，量子点层141包括由下至上依次设置的蓝量子点层BQDs、绿量子点层GQDs和红量子点层RQDs，源极层151作为阴极，栅极层120与源极层151串联连接，在作为阳极的漏极层152上施加第一电压V1，在栅极层120上施加第二电压V2，并调节第一电压V1和第二电压V2，控制所述QLED层140发出红光、绿光或蓝光，具体控制方法如下：
1)发蓝光，向漏极层152施加的第一电压V1为正电压，向栅极层120施加的第二电压V2为负电压，第一电压V1与第二电压V2之间的压差为正，使得电子流向靠近源极层151的蓝量子点层BQDs并在蓝量子点层BQDs内复合，从而使得QLED层140发蓝光；
2)发红光，向漏极层152施加的第一电压V1为负电压，向栅极层120施加的第二电压V2为正电压，第一电压V1与第二电压V2之间的压差为负，使得电子流向靠近漏极层152的红量子点层RQDs并在红量子点层RQDs内复合，从而使得QLED层140发红光；
3)发绿光，保持施加至漏极层152的第一电压V1不变，调节向栅极层120施加的第二电压V2，第一电压V1与第二电压V2之间的压差为0，使得电子流向绿量子点层GQDs并在绿量子点层GQDs内复合，从而使得QLED层140发绿光。
在本实施例中，QLED层140还包括电子传输层142和空穴传输层143，电子传输层142、量子点层141和空穴传输层143由靠近绝缘层130一端向远离绝缘层130一端依次设置，具体地，本实施例中的QLED层140包括由靠近绝缘层130一端向远离绝缘层130一端依次设置的电子传输层142、蓝量子点层BQDs、绿量子点层GQDs、红量子点层RQDs和空穴传输层143，作为阳极的漏极层152设置于空穴传输层143远离红量子点层RQDs一面，作为阴极的源极层151设置于绝缘层130与电子传输层142之间。
其中，作为阴极的源极层151由两根以上银纳米线153形成，呈网状设置于所述绝缘层130的上表面，网状结构的设计，便于栅极电场透过。本实施例中的QLED发光晶体管100的出光方式为底出光，即从栅极层120一侧出光。
在本发明的另一个实施例中，参照图4，源极151作为阳极设置于QLED层140的上表面，漏极152作为阴极设置于绝缘层130与QLED层140之间。在本实施例中，漏极层152作为阴极，作为阳极的源极层151与作为阴极的漏极层152串联连接，在阳极(源极层151)施加第一电压V1，电子流向QLED层140内的量子点层141，QLED层140发出复合光(白光)。
在本实施例中，量子点层141包括由下至上依次设置的红量子点层RQDs、绿量子点层GQDs和蓝量子点层BQDs，栅极层120与漏极层152(即阴极)串联连接，在源极层151(即阳极)上施加第一电压V1，在栅极层120上施加第二电压V2，并调节第一电压V1和第二电压V2，控制所述QLED层140发出红光、绿光或蓝光，具体控制方法如下：
1)发红光，向源极层151施加的第一电压V1为正电压，向栅极层120施加的第二电压V2为负电压，第一电压V1与第二电压V2之间的压差为正，使得电子流向靠近源极层151的红量子点层RQDs并在红量子点层RQDs内复合，从而使得QLED层140发红光；
2)发蓝光，向源极层151施加的第一电压V1为负电压，向栅极层120施加的第二电压V2为正电压，第一电压V1与第二电压V2之间的压差为负，使得电子流向靠近漏极层152的蓝量子点层BQDs并在蓝量子点层BQDs内复合，从而使得QLED层140发蓝光；
3)发绿光，保持施加至源极层151的第一电压V1不变，调节向栅极层120施加的第二电压V2，第一电压V1与第二电压V2之间的压差为0，使得电子流向绿量子点层GQDs并在绿量子点层GQDs内复合，从而使得QLED层140发绿光。
在本实施例中，QLED层140还包括电子传输层142和空穴传输层143，电子传输层142、量子点层141和空穴传输层143由靠近绝缘层130一端向远离绝缘层130一端依次设置，即本实施例中的QLED层140包括由靠近绝缘层130一端向远离绝缘层130一端依次设置的电子传输层142、红量子点层RQDs、绿量子点层GQDs、蓝量子点层BQDs和空穴传输层143，作为阳极的源极层151设置于空穴传输层143远离蓝量子点层BQDs一面，作为阴极的漏极层152设置于绝缘层130与电子传输层142之间。
其中，作为阴极的漏极层152由两根以上银纳米线153形成，呈网状设置于所述绝缘层130的上表面，网状结构的设计，便于栅极电场透过。本实施例中的QLED发光晶体管100的出光方式为底出光，即从栅极层120一侧出光。
在本发明的另一个实施例中，参照图5，量子点层141包括由靠近绝缘层130一端向远离绝缘层130一端依次设置的蓝量子点层BQDs、绿量子点层GQDs和红量子点层RQDs，漏极层152作为阴极，栅极层120与漏极层152串联连接，在作为阳极的源极层151上施加第一电压V1，在栅极层120上施加第二电压V2，并调节第一电压V1和第二电压V2，控制所述QLED层140发出红光、绿光或蓝光，具体控制方法如下：
1)发蓝光，向源极层151施加的第一电压V1为正电压，向栅极层120施加的第二电压V2为负电压，第一电压V1与第二电压V2之间的压差为正，使得电子流向靠近源极层151的蓝量子点层BQDs并在蓝量子点层BQDs内复合，从而使得QLED层140发蓝光；
2)发红光，向源极层151施加的第一电压V1为负电压，向栅极层120施加的第二电压V2为正电压，第一电压V1与第二电压V2之间的压差为负，使得电子流向靠近漏极层152的红量子点层RQDs并在红量子点层RQDs内复合，从而使得QLED层140发红光；
3)发绿光，保持施加至源极层151的第一电压V1不变，调节向栅极层120施加的第二电压V2，第一电压V1与第二电压V2之间的压差为0，使得电子流向绿量子点层GQDs并在绿量子点层GQDs内复合，从而使得QLED层140发绿光。
在本实施例中，QLED层140还包括电子传输层142和空穴传输层143，电子传输层142、量子点层141和空穴传输层143由靠近绝缘层130一端向远离绝缘层130一端依次设置，具体地，本实施例中的QLED层140包括由靠近绝缘层130一端向远离绝缘层130一端依次设置的电子传输层142、蓝量子点层BQDs、绿量子点层GQDs、红量子点层RQDs和空穴传输层143，作为阳极的源极层151设置于空穴传输层143远离红量子点层RQDs一面，作为阴极的漏极层152设置于绝缘层130与电子传输层142之间。
其中，作为阴极的漏极层152由两根以上银纳米线153形成，呈网状设置于所述绝缘层130的上表面，网状结构的设计，便于栅极电场透过。本实施例中的QLED发光晶体管100的出光方式为底出光，即从栅极层120一侧出光。
在本发明中，所述栅极层120为TIO层。量子点层141内红量子点层RQDs、绿量子点层GQDs和蓝量子点层BQDs的制作方式包括但不限于涂布、打印。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种QLED发光晶体管，其特征在于，所述QLED发光晶体管包括：
依次设置的衬底、栅极层和绝缘层；
QLED层，设置于所述绝缘层远离所述栅极层一面，所述QLED层包括用以发光的量子点层；以及
源/漏极层，所述源/漏极层包括源极层和漏极层，所述源极层和所述漏极层中的一个作为阳极设置于所述QLED层远离所述绝缘层一面，另一个作为阴极设置于所述绝缘层与所述QLED层之间，所述阳极与所述阴极之间串联连接，所述阳极接收第一电压使得所述QLED层发光；
所述阴极与所述栅极层串联连接，所述栅极层接收第二电压，调节所述第一电压和所述第二电压使得所述QLED层发红光、绿光或蓝光；
所述量子点层包括由靠近所述绝缘层一端向远离所述绝缘层一端依次设置的红量子点层、绿量子点层和蓝量子点层；
当所述第一电压与所述第二电压之间的压差为正时，所述第一电压为正电压，所述第二电压为负电压，所述QLED层发红光；
当所述第一电压与所述第二电压之间的压差为负时，所述第一电压为负电压，所述第二电压为正电压，所述QLED层发蓝光；
当所述第一电压与所述第二电压之间的压差为0时，保持所述第一电压不便，调节所述第二电压至所述第一电压与所述第二电压之间的压差为0，所述QLED层发绿光；
或者，所述量子点层包括由靠近所述绝缘层一端向远离所述绝缘层一端依次设置的蓝量子点层、绿量子点层和红量子点层；
当所述第一电压与所述第二电压之间的压差为正时，所述QLED层发蓝光；
当所述第一电压与所述第二电压之间的压差为负时，所述QLED层发红光；
当所述第一电压与所述第二电压之间的压差为0时，所述QLED层发绿光。
2.如权利要求1所述的QLED发光晶体管，其特征在于，所述QLED层还包括设置于所述阴极与所述量子点层之间的用以向所述量子点层传导电子的电子传输层。
3.如权利要求1所述的QLED发光晶体管，其特征在于，所述QLED层还包括设置于所述量子点层与所述阳极之间的用以向所述量子点层传导电子的空穴传输层。
4.如权利要求2所述的QLED发光晶体管，其特征在于，所述阴极由两根以上银纳米线形成，两根以上所述银纳米线呈网格状交错排布于所述绝缘层远离所述栅极层一面。
5.如权利要求1所述的QLED发光晶体管，其特征在于，所述栅极层为ITO层。
6.如权利要求1所述的QLED发光晶体管，其特征在于，所述QLED发光晶体管从所述栅极层一侧出光。
7.一种显示装置，其特征在于，所述显示装置包括如权利要求1~6中任一项所述的QLED发光晶体管。
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