CN113871437A - 显示器件及其制备方法和显示装置 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种显示器件，包括多个像素单元，每一像素单元包括多个不同颜色的子像素，每一子像素包括第一电极、设置在第一电极上的光学间隔层、设置在光学间隔层上的功能层和设置在功能层上的第二电极，功能层包括发光层，发光层包括不同颜色发光材料；不同颜色的子像素中的光学间隔层具有不同厚度，光学间隔层靠近功能层的一侧表面形成阶梯状表面，光学间隔层包括透明导电材料。该显示器件在不需要对发光层进行图案化处理的情况下实现了不同子像素的选择性出光，可获得高分辨率的量子点全彩阵列化显示。本申请实施例还提供了该显示器件的制备方法和包含该显示器件的显示装置。
Description
技术领域
本申请实施例涉及显示器技术领域，特别是涉及一种显示器件及其制备方法和显示装置。
背景技术
量子点具有色纯度高、颜色可调及低成本溶液合成等优点，在显示领域受到广泛关注。量子点发光二极管(Quantum Dots Light Emiting Diode，QLED)是基于量子点的所制备的电致发光器件。目前，为了使量子点发光二极管实现全彩显示，通常采用光刻工艺、纳米压印和喷墨打印工艺实现量子点薄膜图案化。然而在光刻中由于嵌入的量子点对紫外光具有极好的吸收难以实现高分辨率量子点薄膜的制备；而且为了在不同的像素点沉积不同颜色的量子点来实现阵列化显示，需要进行多次光刻，而光刻胶的沉积与去除会直接影响量子点薄膜的性能。纳米压印的工艺复杂，所制备的模板价格昂贵且易损坏。喷墨打印的工艺对于量子点墨水(包括油墨的溶剂、添加剂以及配体等)和设备具有严格的要求。
因此，有必要提供一种不需要对量子点薄膜进行图案化处理来实现高分辨率量子点全彩显示的方法。
发明内容
鉴于此，本申请实施例提供一种显示器件，通过在显示不同颜色子像素中的第一电极上设置不同厚度的光学间隔层，在不需要对发光层进行图案化设计的情况下，利用微腔干涉原理可获得大面积、高分辨率的全彩阵列化显示。
具体地，本申请实施例第一方面提供一种显示器件，所述显示器件包括多个像素单元，每一所述像素单元包括多个显示不同颜色的子像素，每一所述子像素包括第一电极、设置在所述第一电极上的光学间隔层、设置在所述光学间隔层上的功能层和设置在所述功能层上的第二电极，所述功能层包括发光层；所述发光层包括不同颜色发光材料；所述显示不同颜色的子像素中的光学间隔层具有不同厚度，所述光学间隔层靠近所述功能层的一侧表面形成阶梯状表面，所述光学间隔层包括透明导电材料。
本申请实施例的显示器件通过在不同子像素第一电极上设置不同厚度的光学间隔层，可以不需要对发光层等功能层进行图案化设计，利用微腔干涉原理可获得大面积、高分辨率的全彩阵列化显示。
本申请实施方式中，所述透明导电材料包括透明导电氧化物、银纳米线、石墨烯中的一种或多种。透明导电氧化物(Transparent Conductive Oxide，TCO)是一种在可见光光谱范围(380nm＜λ＜780nm)透过率很高且电阻率较低的薄膜材料。透明导电氧化物包括铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)、锌铝氧化物(AZO)中的一种或多种。
本申请实施方式中，所述发光层包括红光材料、绿光材料和蓝光材料。
本申请一实施方式中，所述显示器件为量子点发光显示器件，所述发光层包括红光量子点材料、绿光量子点材料和蓝光量子点材料，发光层为红光量子点材料、绿光量子点材料和蓝光量子点材料的混合层。
本申请另一实施方式中，所述显示器件为有机发光显示器件，所述发光层包括叠层设置的有机红光材料层、有机绿光材料层和有机蓝光材料层。
本申请实施方式中，每一所述像素单元中的所述多个显示不同颜色的子像素的发光层相连接为一连续膜层。多个显示不同颜色的子像素的发光层相连接为一连续膜层可以简化发光层的制备工艺，获得高质量发光层，避免现有多次光刻制备图案化发光层对发光层带来的损害，影响器件发光性能。
本申请实施方式中，所述显示器件还包括像素定义层，所述像素定义层设置在所述第一电极或所述光学间隔层上定义出所述多个显示不同颜色的子像素的尺寸大小。像素定义层为不导电的绝缘层。
本申请实施方式中，所述显示不同颜色的子像素包括红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素，所述光学间隔层在所述显示不同颜色的子像素中的厚度关系为：红色子像素中的厚度＞绿色子像素中的厚度＞蓝色子像素中的厚度。
本申请实施方式中，所述功能层还包括电子传输层、空穴注入层和空穴传输层；所述第一电极为反射电极；所述第二电极为光透射电极。
本申请实施方式中，每一所述子像素的最大横向尺寸为0.1-10微米。本申请实施例由于不需要对发光层等功能层进行图案化处理，受工艺局限性更小，从而有利于获得更小尺寸的像素点，提高分辨率。
第二方面，本申请实施例还提供了一种显示器件的制备方法，包括：
在基底上形成第一电极；
在第一电极上形成像素定义层；所述像素定义层定义出多个显示不同颜色的子像素区；
在显示不同颜色的子像素区沉积不同厚度的光学间隔层；所述光学间隔层包括透明导电材料；
在所述像素定义层和所述光学间隔层上形成功能层；所述功能层包括发光层，所述发光层包括不同颜色发光材料；
在所述功能层上形成第二电极。
本申请一实施方式中，采用磁控溅射的方式制备所述第一电极和所述光学间隔层。
本申请一实施方式中，采用涂覆或热蒸镀的方式制备所述功能层。所述功能层包括发光层，以及电子传输层、空穴注入层、空穴传输层，还可包括电子注入层。
本申请实施例提供的显示器件及制备方法，通过利用光刻工艺制备出多个子像素区，并在显示不同颜色的子像素区设置不同厚度的光学间隔膜，在不需要对发光层进行图案化设计的情况下，利用微腔干涉实现了不同子像素的选择性出光效果，从而可实现大面积全彩的阵列化显示效果；本申请实施例提供的显示器件及制备方法，可以避免现有光刻工艺进行发光层量子点薄膜图案化过程对量子点薄膜的损害，有利于实现大面积高分辨的量子点阵列化显示。
本申请实施例还提供了一种显示装置，该显示装置包括本申请实施例第一方面所述的显示器件。
附图说明
图1为本申请一实施例中显示器件100的结构示意图；
图2为本申请一实施例中的像素单元101的示意图；
图3为本申请另一实施例中显示器件100的结构示意图；
图4为顶发射器件的选择性耦合出光机理示意图；
图5为本申请一实施例中显示器件100的结构示意图；
图6为本申请一实施例提供的显示器件的制备方法流程图；
图7为本申请一具体实施例的显示器件的制备流程示意图；
图8a、图8b、图8c分别为本申请一具体实施例的显示器件的各子像素的发光光谱图。
图9为本申请实施例中显示装置200的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例进行说明。
参见图1和图2，本申请实施例提供一种显示器件100，显示器件100包括多个像素单元101，多个像素单元101设置在基底10上，每一像素单元101包括多个显示不同颜色的子像素111，每一子像素111包括第一电极11、设置在第一电极11上的光学间隔层12、设置在光学间隔层12上的功能层13和设置在功能层13上的第二电极14，功能层13包括发光层131，发光层131包括不同颜色发光材料；光学间隔层12在显示不同颜色的子像素111中具有不同厚度，即显示不同颜色的子像素中的光学间隔层12具有不同厚度，光学间隔层12靠近功能层13的一侧表面形成阶梯状表面，光学间隔层12包括透明导电材料。
本申请实施例的显示器件100为电致发光显示器件，具体地，可以是量子点发光二极管或有机电致发光二极管。该显示器件100通电后，可以实现电致发光，具体地将第一电极11和第二电极14连接电源。该显示器件100通过结合光刻工艺定义出子像素区，并调整显示不同颜色子像素中的光学间隔层的厚度，从而可以调节不同颜色子像素中的微腔长度，利用微腔干涉机理在不同子像素中实现选择性出光，本申请实施例显示器件100不需要对发光层进行图案化处理，可降低工艺难度，有利于大面积、更高分辨率显示器件的制备，实现高分辨率的全彩阵列化显示。
本申请实施方式中，显示器件100为顶发射器件，由于发光层131发出的光需要从第二电极14所在一侧出射，因此，本申请实施方式中，第二电极14为透射电极，第二电极14采用能够透光的透明导电材料，如厚度较小的金属电极。具体地，一些实施方式中，第二电极14为透明银电极。本申请实施方式中，第一电极11为反射电极，可以为能够反射光的不透明金属。具体地，一些实施方式中，第一电极11为不透明银电极。一实施方式中，第一电极11包括界面粘附层和设置在界面粘附层上的金属层，金属层例如可以是银层，界面粘附层可以是透明导电氧化物层，例如可以是IZO层、ITO层、AZO层，界面粘附层设置在基底10上可以改善银层在基底10上的附着力，避免后续制备工艺导致银层脱落。相对于底发射器件，本申请实施例的顶发射器件出光侧(即第二电极14侧)无遮光层阻挡，像素开口率较高，有利于增大显示器件的分辨率，还能减少显示器件的功耗。
本申请实施方式中，光学间隔层12为导电透光层，包括透光性和导电性均良好的透明导电材料。具体地，透明导电材料可以是包括透明导电氧化物、银纳米线、石墨烯中的一种或多种。透明导电氧化物(Transparent Conductive Oxide，TCO)是一种在可见光光谱范围(380nm＜λ＜780nm)透过率很高且电阻率较低的薄膜材料。透明导电氧化物可以是但不限于是铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)、锌铝氧化物(AZO)中的一种或多种。
本申请实施方式中，每一像素单元101包括多个显示不同颜色的子像素111，每一像素单元101可以是由3色(红绿蓝)或3色以上的原色组成，在此不做限定。
本申请实施例中，多个显示不同颜色的子像素可以是包括红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素。即每一像素单元101包括多个显示不同颜色的子像素111，具体可为每一像素单元101包括红色子像素111a、绿色子像素111b和蓝色子像素111c。
本申请中，通过在第一电极11上设置不同厚度的光学间隔层12来对不同颜色子像素中的微腔长度进行调节，这样，功能层13的各层膜层都不需要进行图案化处理，可以通过常规的涂覆或沉积方式制备，具体例如可以是旋涂、喷涂、喷墨打印、热蒸镀等方式制备。本申请实施方式中，发光层131不需要根据不同子像素进行图案化，每一像素单元101中的多个显示不同颜色的子像素111的发光层相连接为一连续膜层，即多个显示不同颜色的子像素111的发光层为一体的膜层结构，可以通过整体涂覆或沉积制备，不需要根据不同子像素分区制备，这样可以避免分区制备过程中，对发光层的性能造成的不良影响。不同像素单元101的发光层及其他功能层也可以一同制备相连接为一连续膜层，实现大面积制备。
本申请实施方式中，发光层131包括不同颜色发光材料，具体地发光层包括红光材料、绿光材料和蓝光材料。根据不同器件类型，发光层131可以是量子点发光层或有机发光层。发光材料可以是量子点发光材料，也可以是有机电致发光材料。
本申请一实施方式中，发光层131为量子点发光层，量子点发光层可以是由能够发出不同颜色光的量子点材料共混形成，即由具有不同发光波长峰值的量子点材料共混形成。具体地，发光层131可以是包括红光量子点材料、绿光量子点材料和蓝光量子点材料，发光层131为三种颜色的量子点材料的共混膜层。本申请实施方式中，每一像素单元101中的多个显示不同颜色的子像素111的发光层相连接为一相同材质的连续膜层，连续膜层每一处均由三种颜色的量子点材料共混形成。本申请实施方式中，红光量子点材料的发光波长峰值可以是600nm-630nm；一些实施例中，红光量子点材料的发光波长峰值可以是620nm。本申请实施方式中，绿光量子点材料的发光波长峰值可以是500nm-550nm；一些实施例中，绿光量子点材料的发光波长峰值可以是530nm。本申请实施方式中，蓝光量子点材料的发光波长峰值可以是460nm-490nm。量子点材料可以是II-IV族化合物，如CdS、CdSe、CdS、ZnS；也可以是III-V族化合物或IV-VI族化合物，如GaAs、InP、PbS、PbSe等；还可以是钙钛矿量子点等其他量子点材料。通过控制量子点材料的粒径可以控制量子点的发光波段，从而获得能够发出不同颜色光的量子点材料。
本申请另一实施方式中，发光层131为有机发光层，有机发光层包括叠层设置的有机红光材料层、有机绿光材料层和有机蓝光材料层，有机红光材料层、有机绿光材料层和有机蓝光材料层沿器件厚度方向叠层设置，三层有机发光材料层可以是以任意顺序进行层叠设置。有机红光材料为在电场作用下能发出红光的高分子或小分子有机材料，具体选择不限，可以是各种可用的有机红光材料；有机绿光材料为在电场作用下能发出绿光的高分子或小分子有机材料，具体选择不限，可以是各种可用的有机绿光材料；有机蓝光材料为在电场作用下能发出蓝光的高分子或小分子有机材料，具体选择不限，可以是各种可用的有机蓝光材料。
发光层131的厚度直接影响了量子点发光二极管的亮度和外量子效率，从而影响器件发光性能。例如发光层131的厚度太厚，载流子尤其是空穴注入发光层131更困难，器件的电流密度和亮度将下降。而发光层131的厚度太小，无法完全限制住激子，导致外量子效率将会降低。考虑到量子点发光二极管的亮度和外量子效率，本申请实施方式中，发光层131的厚度可以是10nm-100nm。一些实施例中，发光层131的厚度可以是10nm-60nm。一些实施例中，发光层131的厚度可以是20nm-30nm。
需要说明的是，本申请实施例图1和图3只是本申请实施例显示器件的结构示意图，为了方便表示，图1和图3将子像素区以外的，即像素定义层15上的功能层13各层及第二电极14表示为与邻近子像素区的功能层13各层及第二电极14的上表面齐平的形式，真实结构不限于此。
参见图4，图4示出了顶发射器件实现选择性耦合出光的机理。如图4中(a)所示，当发光层在电致发光后，一部分光直接穿过顶部的透明电极即光透射电极，另一部分光首先进入底部的反射电极进行反射。根据这两束光的光路和它们的波长的不同，这两束光可能发生相长或相消干涉，光程的差异可由底部反射电极与发光层之间的距离所控制。当两束光的光路的差值等于波长的整数倍时，可以起到增强干涉的作用。参见图4中(b)，顶部的透明电极换成半透明电极时，增强了器件的干涉，因为部分光可以有多次反射，这些多光束之间的干涉与光学微腔中的干涉非常相似，导致特定波长的出光耦合增强，这取决于微腔腔长，即底部反射电极与顶部半透明电极之间的距离。如果底部反射电极的厚度没有光程差的整数倍时，则会产生破坏性干涉，因此对应的发光强度将会降低到最小，甚至禁止发光。
本申请实施方式中，光学间隔层12在显示不同颜色的子像素111中具有不同厚度，通过将显示不同颜色的子像素111中的光学间隔层12的厚度设置为不同，则可以改变不同颜色子像素中第二电极14靠近功能层13一侧的表面与第一电极11靠近光学间隔层12一侧的表面之间的距离，即可以改变微腔腔长L，从而通过光的干涉作用实现在不同子像素的选择性出光，即红色子像素选择性出射红色的光，绿色子像素选择性出射绿色的光，蓝色子像素选择性出射蓝色的光。这样不同子像素的发光层可以设置为相同的材质，不需要分区域进行区别设置，实现了混合发光层的选择性耦合出光，有效降低了工艺难度，提升了器件性能。
本申请实施方式中，显示不同颜色的子像素包括红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素。显示不同颜色的子像素通过调整其中的光学间隔层12的厚度可以实现目标颜色的光的出射。本申请实施方式中，光学间隔层在不同颜色子像素区的厚度适配于不同颜色光的光程。具体地，光学间隔层12的厚度可根据法布里-珀罗(Fabry-Perot)谐振方程得到，
上述方程中，m为整数，λ为器件发光波长，L为微腔长度，由上述方程可知器件发光波长λ与微腔长度L呈现一定的正比关系。因此通过对微腔长度L的调制可以保证各子像素出射光的单色性和强度。其中，微腔长度L为顶电极与底电极之间的距离，在本申请中，微腔长度L相当于第二电极14靠近功能层13一侧的表面与第一电极11靠近光学间隔层12一侧的表面之间的距离；一般地，各子像素中的功能层13厚度是相同的，因此可以通过调整光学间隔层12的厚度来实现微腔长度L的调节，进而实现各子像素发光波长的调节，实现单一颜色的选择性出光。具体地，可以根据不同颜色子像素的目标发光波长峰值，利用法布里-珀罗谐振方程得到不同颜色子像素对应的微腔长度L，再根据器件功能层厚度得出相应颜色子像素中光学间隔层12应设置的厚度，最终将不同子像素的微腔长度L调整为对应的目标尺寸。例如，根据红色子像素的发光波长峰值为620nm，利用法布里-珀罗谐振方程得到红色子像素对应的微腔长度LR，再根据器件功能层厚度得出红色子像素中光学间隔层12应设置的厚度，最终将红色子像素的微腔长度LR调整为对应的目标尺寸。又例如，根据绿色子像素的发光波长峰值为530nm，利用法布里-珀罗谐振方程得到绿色子像素对应的微腔长度LG，再根据器件功能层厚度得出绿色子像素中光学间隔层12应设置的厚度，最终将绿色子像素的微腔长度LG调整为对应的目标尺寸。
参见图5，本申请实施方式中，微腔长度L为第二电极14靠近功能层13一侧的表面与第一电极11靠近光学间隔层12一侧的表面之间的距离；d1为器件功能层厚度，即第二电极14靠近功能层13一侧的表面与光学间隔层12靠近功能层13一侧的表面之间的距离，不同子像素中d1是相同的；d2为光学间隔层的厚度，由图3可知，光学间隔层的厚度d2等于微腔长度L与器件功能层厚度d1的差值，即d2＝L-d1。
本申请实施方式中，由于红光发光波长大于绿光发光波长，绿光发光波长大于蓝光发光波长，因此，光学间隔层12在显示不同颜色的子像素中的厚度关系为：红色子像素中的厚度＞绿色子像素中的厚度＞蓝色子像素中的厚度。
本申请实施方式中，显示器件100还包括像素定义层15，像素定义层15设置在第一电极11或光学间隔层12上定义出多个显示不同颜色的子像素111的尺寸大小。像素定义层15的材质可以是二氧化硅、氧化铪等不导电材料。一些实施例中，如图1所示，像素定义层15与光学间隔层12直接接触；一些实施例中，如图3所示，像素定义层15与第一电极11直接接触。像素定义层15在子像素111的对应位置形成开口部使光学间隔层12暴露，以便在光学间隔层12上直接形成功能层13。
本申请实施方式中的显示器件的特殊结构设计，可以实现更小尺寸子像素的设计，一些实施例中，每一子像素111的最大横向尺寸小于或等于10微米。一些实施方式中，每一子像素111的最大横向尺寸小于或等于5微米。一些实施例中，每一子像素111的最大横向尺寸还可以是小于或等于1微米。一些实施例中，每一子像素111的最大横向尺寸为0.1-10微米。一些实施例中，每一子像素111的最大横向尺寸为0.1-5微米。一些实施例中，每一子像素111的最大横向尺寸为0.5-4微米。一些实施例中，每一子像素111的最大横向尺寸为1-3微米。子像素即单个像素点的尺寸越小，单位尺寸(如每英寸)内子像素的分布密度越大，则显示器件的分辨率越高。本申请实施例显示器件的子像素尺寸小，可以提高显示器件的分辨率。由于现有采用光刻工艺实现量子点薄膜图案化过程中，需要将量子点与光刻胶混合，而嵌入的量子点对紫外光具有极好的吸收，将使得高分辨率图案化量子点薄膜的获得变得困难。而本申请实施例通过光刻工艺调整不同颜色子像素的光学间隔层的厚度，光学间隔层的材质铟锌氧化物等坚固稳定，不会受到紫外线照射或光刻胶的损害，从而有利于实现大面积、高分辨率的图案化显示。
本申请实施方式中，显示器件100对基底的要求低，基底10可以是硬质基底，也可以是柔性基底，可以是透明或半透明基底，也可以是非透明基底，具体地，基底可以是玻璃基底、蓝宝石基底、氮化镓自支撑衬底、PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)基底等。本申请实施例的显示器件100可以是通过薄膜晶体管(TFT)进行控制以实现电致发光。基底10可以是TFT阵列基板。
本申请实施方式中，功能层13还包括设置在发光层131上的第一载流子传输层132和第二载流子传输层133，第一载流子传输层132可以是包括电子注入层和电子传输层，第二载流子传输层133可以是包括空穴传输层和空穴注入层。
本申请实施方式中，电子注入层和电子传输层可以分别采用本领域常规的电子注入材料和电子传输材料制备获得。一些实施例中，电子传输层的材料包括但不限于具有较高的电子传输性能的n型氧化锌(ZnO)、氧化锌镁(ZnMgO)、氧化钛(TiOx)。一些实施例中，电子注入层的材料可以是低功函数的Ca、Ba等金属，也可以是CsF，LiF，CsCO3等化合物。
本申请实施方式中，空穴传输层和空穴注入层可以分别采用本领域常规的空穴传输层材料和空穴注入材料制备获得。一些实施例中，空穴传输层的材料可以是具有较高HOMO能级的聚乙烯咔唑(PVK)、聚三苯基二胺(Poly-TPD)、聚(9,9-二辛基芴-CO-N-(4-丁基苯基)二苯胺)Poly(9,9-dioctylfluorene-alt-N-(4-sec-butylphenyl)-diphenylamine，TFB)、4,4′-N,N′-二咔唑联苯(4,4′-N,N′-dicarbazolylbiphenyl，CBP)中的至少一种。一些实施例中，空穴注入层的材料可以是PEDOT:PSS(PEDOT是(3,4-乙烯二氧噻吩单体)的聚合物，PSS是聚苯乙烯磺酸盐)、2,3,6,7,10,11-六氰基-1,4,5,8,9,12-六氮杂苯并菲(HAT-CN),也可以是其它具有高功函数、高电导率的空穴注入材料，例如钼的氧化物、钨的氧化物等、镍的氧化物。
本申请一些实施方式中，采用无机材料形成空穴传输层，采用无机材料形成电子传输层，这样可以大大提高器件在空气中的稳定性，并使器件能够承受更高的电流密度。例如，一实施例中，分别采用氧化锌锡和氧化镍形成电子传输层和空穴传输层。
本申请一些实施方式中，采用有机材料形成空穴传输层，采用无机材料形成电子传输层，即形成有机和无机混合的载流子传输结构，该混合结构有利于提高器件的外量子效率和亮度。具体地，一些实施例中，可以是采用n型的无机金属氧化物形成电子传输层，以p型的有机半导体材料形成空穴传输层。对于本申请实施例的顶发射器件，采用有机材料形成空穴传输层，还能避免溅射制备无机空穴传输层对其他功能层造成的破坏，避免器件效率的降低。
本申请实施例的显示器件100利用光学干涉的原理实现了选择性出光的效果，仅需要对第一电极进行图案化处理，功能层各层结构均不需要进行图案化处理，实现了大面积高分辨的量子点全彩阵列化显示，简化了工艺流程，节省了制备成本。本申请实施例的显示器件100能够解决量子点光刻过程中光刻胶和紫外光影响量子点薄膜性能，以及喷墨打印需要昂贵的设备以及高要求的墨水配置的现有技术问题。
参见图6，本申请实施例还提供一种上述图3所示的显示器件100的制备方法，包括以下步骤：
S01、在基底上形成第一电极；一些实施方式中，第一电极可以采用磁控溅射的方式沉积制备。一实施例中，第一电极的制备可以是：先在基底上沉积一层界面黏附层，再在界面黏附层上沉积一层金属层。金属层例如可以是银层，界面粘附层可以是透明导电氧化物层，例如可以是IZO层、ITO层。
S02、在第一电极上形成图案化的像素定义层；像素定义层定义出多个显示不同颜色的子像素区尺寸大小；具体可以是结合光刻工艺在第一电极上形成像素定义层。多个子像素区阵列排布在第一电极上。像素定义层的材质可以是二氧化硅、氧化铪等不导电材料，也可以是常用的其他像素定义材料。
S03、在显示不同颜色的子像素区沉积不同厚度的光学间隔层；光学间隔层为导电透光层，包括透光性和导电性均良好的透明导电材料。具体地，透明导电材料可以是包括透明导电氧化物、银纳米线中的一种或多种。透明导电氧化物可以是但不限于是铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)、锌铝氧化物(AZO)中的一种或多种。本申请实施方式中，可采用磁控溅射的方式制备光学间隔层。一实施方式中，显示不同颜色的子像素区包括红色子像素区、绿色子像素区和蓝色子像素区，在显示不同颜色的子像素区沉积不同厚度的光学间隔层具体为：分别在红色子像素区、绿色子像素区和蓝色子像素区通过磁控溅射的方式沉积形成第一厚度、第二厚度和第三厚度的光学间隔层，第一厚度＞第二厚度＞第三厚度，具体地厚度可以根据前文所述的各子像素所需的微腔腔长与器件功能层厚度的差值得到。
S04、在像素定义层和光学间隔层上形成功能层；功能层包括发光层；功能层的各层结构可以采用常规方式(如涂覆或沉积)进行制备，各层结构均不需要进行图案化处理，可以整层涂覆或沉积制备，工艺简单。涂覆可以是喷涂、旋涂等，沉积可以是热蒸镀沉积、磁控溅射沉积等。例如，多个显示不同颜色的子像素的发光层相连接为一连续膜层，可以通过整体涂覆或沉积制备，不需要根据不同子像素分区制备。同样地，多个显示不同颜色的子像素的第一载流子传输层相连接为一连续膜层，多个显示不同颜色的子像素的第二载流子传输层相连接为一连续膜层。
一实施方式中，多个显示不同颜色的子像素的发光层为量子点发光层，量子点发光层可以是包括共混量子点材料，即由具有不同发光波长峰值的量子点材料共混形成。例如，发光层可以是包括红光量子点材料、绿光量子点材料和蓝光量子点材料，发光层为三种颜色的量子点材料的共混膜层。发光层的制备可以是在制备形成第一载流子传输层后，将红光量子点材料、绿光量子点材料和蓝光量子点材料混合配制成浆料后，将浆料涂覆在第一载流子传输层上形成，多个显示不同颜色的子像素的发光层一次工艺制备相连接形成连续膜层，连续膜层每一处均由三种颜色的量子点材料共混形成。
另一实施方式中，多个显示不同颜色的子像素的发光层为有机发光层，有机发光层可以是包括层叠设置的有机红光材料层、有机绿光材料层和有机蓝光材料层。发光层的制备可以是在制备形成第一载流子传输层后，在第一载流子传输层上沿器件厚度方向层叠制备形成有机红光材料层、有机绿光材料层和有机蓝光材料层。同样，多个显示不同颜色的子像素的发光层相连接形成连续膜层，连续膜层每一处均包括三种颜色有机发光材料层。
本申请实施例的制备方法，在发光层制备完后，不需要再进行光刻胶的沉积与去除工艺，可以避免光刻工艺对发光层造成的损害，提升器件性能。
S05、在功能层上形成第二电极，得到显示器件。第二电极可以是透明银电极，可采用热蒸镀的方式制备。
本申请一些实施方式中，在S01中，也可以先在第一电极上形成具有第三厚度的光学间隔层，即相当于蓝色子像素区的光学间隔层先制备，后续步骤S03中，只需要在红色子像素区和绿色子像素区的第三厚度上继续沉积透明导电材料分别形成第一厚度和第二厚度的光学间隔层，即得到图1所示结构的显示器件。这样的制备方式使得第三厚度的光学间隔层是整层设置，同时覆盖不同子像素区，因此可以减少一次光刻工艺制备第三厚度光学间隔层的流程。
本申请实施例的显示器件的制备方法，仅需要对不同子像素中的光学间隔层进行不同厚度设置，功能层各层结构均不需要进行图案化处理，实现了大面积高分辨的量子点全彩阵列化显示，简化了工艺流程，节省了制备成本。本申请实施例的显示器件100能够解决量子点光刻过程中光刻胶和紫外光影响量子点薄膜性能，以及喷墨打印需要昂贵的设备以及高要求的墨水配置的现有技术问题。
参见图7，图7为本申请一具体实施例中的显示器件的制备流程示意图。制备工艺包括：
S101、通过光刻法在玻璃基底10上定义出器件区，图7中，110表示光刻胶；
S102、采用磁控溅射的方法在器件区的玻璃基底10上沉积10nm厚的IZO层112，在IZO层112上沉积100nmAg层113，得到第一电极，在Ag层113上沉积90nm厚的IZO层12a，得到第一厚度的光学间隔层，然后使用丙酮溶液进行超声的方法剥离光刻胶；
S103至S104、采用光刻工艺在IZO层12a上设置像素定义层15定义子像素区，子像素区包括红色子像素区、绿色子像素区和蓝色子像素区；
S105至S106、通过光刻技术阻挡红色子像素区和蓝色子像素区，去除绿色子像素区的光刻胶露出绿色子像素区，在绿色子像素区进一步沉积30nm厚度的IZO层12b，再用丙酮溶液超声清洗剥离光刻胶；
S107至S108、通过光刻技术阻挡蓝色子像素区和绿色子像素区，去除红色子像素区的光刻胶露出红色子像素区，在红色子像素区进一步沉积50nm厚度的IZO层12c，再用丙酮溶液超声清洗剥离光刻胶；这样就可以在Ag电极上获得90nm，120nm和170nm厚度的IZO阵列；
S109、在IZO层上采用涂覆或热蒸镀方式制备功能层13，具体地包括依次制备电子传输层(ZnMgO)、量子点发光层、空穴传输层(CBP)和空穴注入层(HAT-CN)；再在功能层13上采用热蒸镀的方法沉积20-35nm的Ag电极作为第二电极14。量子点发光层为红光量子点材料、绿光量子点材料和蓝光量子点材料的混合层，不同子像素的各功能层连接为连续的膜层。
图8a、图8b、图8c分别为本实施例显示器件通电发光后的红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素的发光光谱图。由图8a、图8b、图8c可以获知，本申请实施例的显示器件在红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素分别获得了发光波长为620nm左右、530nm左右、470nm左右的发光，实现了选择性出光。
参见图9，本申请实施例还提供一种显示装置200，显示装置200包括本申请实施例上述的显示器件100。显示装置200采用本申请实施例的显示器件100，可实现全彩阵列显示，且图像分辨率高，显示效果好。显示装置200可以是手机、平板电脑、电视、笔记本电脑、电子纸、数码相机、监控设备、显示器等显示设备。
Claims (10)
1.一种显示器件，其特征在于，所述显示器件包括多个像素单元，每一所述像素单元包括多个显示不同颜色的子像素，每一所述子像素包括第一电极、设置在所述第一电极上的光学间隔层、设置在所述光学间隔层上的功能层和设置在所述功能层上的第二电极，所述功能层包括发光层，所述发光层包括不同颜色发光材料；所述显示不同颜色的子像素中的光学间隔层具有不同厚度，所述光学间隔层靠近所述功能层的一侧表面形成阶梯状表面，所述光学间隔层包括透明导电材料。
2.如权利要求1所述的显示器件，其特征在于，所述透明导电材料包括透明导电氧化物、银纳米线、石墨烯中的一种或多种。
3.如权利要求1所述的显示器件，其特征在于，所述发光层包括红光材料、绿光材料和蓝光材料；所述发光层包括红光量子点材料、绿光量子点材料和蓝光量子点材料，或者所述发光层包括层叠设置的有机红光材料层、有机绿光材料层和有机蓝光材料层。
4.如权利要求1所述的显示器件，其特征在于，每一所述像素单元中的所述多个显示不同颜色的子像素的发光层相连接为一连续膜层。
5.如权利要求1所述的显示器件，其特征在于，所述显示器件还包括像素定义层，所述像素定义层设置在所述第一电极或所述光学间隔层上定义出所述多个显示不同颜色的子像素的尺寸大小。
6.如权利要求1所述的显示器件，其特征在于，所述显示不同颜色的子像素包括红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素，所述光学间隔层在所述显示不同颜色的子像素中的厚度关系为：红色子像素中的厚度＞绿色子像素中的厚度＞蓝色子像素中的厚度。
7.如权利要求1所述的显示器件，其特征在于，所述功能层还包括电子传输层、空穴注入层和空穴传输层；所述第一电极为反射电极；所述第二电极为光透射电极。
8.如权利要求1所述的显示器件，其特征在于，每一所述子像素的最大横向尺寸为0.1-10微米。
9.一种显示器件的制备方法，其特征在于，包括：
在基底上形成第一电极；
在第一电极上形成像素定义层；所述像素定义层定义出多个显示不同颜色的子像素区；
在显示不同颜色的子像素区沉积不同厚度的光学间隔层；所述光学间隔层包括透明导电材料；
在所述像素定义层和所述光学间隔层上形成功能层；所述功能层包括发光层，所述发光层包括不同颜色发光材料；
在所述功能层上形成第二电极。
10.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的显示器件。
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2021
- 2021-09-18 CN CN202111104324.6A patent/CN113871437A/zh active Pending
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