CN113871542B - 发光二极管器件及其制备方法、显示面板 - Google Patents
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Abstract
一种发光二极管器件及其制备方法、显示面板。该发光二极管器件包括衬底、第一电极层、电子传输层、量子点发光层以及第二电极层。第一电极层层叠设置在衬底上;电子传输层层叠设置在第一电极层远离衬底的表面上;量子点发光层层叠设置在电子传输层远离第一电极层的表面上;第二电极层层叠设置在量子点发光层远离电子传输层的表面上;其中,电子传输层远离第一电极层的表面为包括多个凸起的第一凹凸表面。由此,通过使电子传输层与量子点发光层接触的表面为包括多个凸起的第一凹凸表面,可以增加电子传输层与量子点发光层的接触面积,从而改善由于电子注入少而引起的量子点发光层中载流子不平衡的问题,同时改善量子点发光层激子俄歇复合的问题。
Description
技术领域
本公开涉及一种发光二极管器件及其制备方法、显示面板。
背景技术
随着显示技术的不断发展,显示装置的种类也越来越多。发光二极管(LightEmitting Diode,LED)显示装置由于其具有自发光、亮度高、工作电压低、功耗小、寿命长、耐冲击和性能稳定等优点受到业界广泛的关注。并且,由于发光二极管显示装置不需要额外设置背光模组,具有较轻的重量,从而利于显示装置的轻薄化,因此具有较好的市场前景。
量子点是一种溶液可加工的半导体纳米晶体,具有发光光谱窄、发光波长可调控、光谱纯度高等优点,最有希望成为下一代发光器件的核心部分。量子点发光二极管(Quantum Dot Light Emitting Diodes,简称QLED)将量子点作为发光层的制备材料,在发光层两侧的电极之间施加电压差,使得发光层发光,从而得到所需要波长的光。因此,以量子点材料作为发光层的量子点发光二极管(Quantum Dot Light Emitting Diode,QLED)成为了目前新型显示器件研究的主要方向之一。
发明内容
本公开实施例提供一种发光二极管器件及其制备方法、显示面板。该发光二极管器件的结构包括:衬底、层叠设置在衬底上的第一电极层、层叠设置在第一电极层上的电子传输层、层叠设置在电子传输层上的量子点发光层、层叠设置在量子点发光层上的第二电极层,其中电子传输层与量子点发光层接触的表面为凹凸表面。由此,通过增加电子传输层与量子点发光层的接触面积,可以改善由于电子注入少而引起的量子点发光层中载流子注入不平衡的问题,同时改善量子点发光层激子俄歇(Auger)复合的问题。
本公开至少一实施例提供一种发光二极管器件,其包括:衬底;第一电极层,层叠设置在衬底上;电子传输层,层叠设置在第一电极层远离衬底的表面上;量子点发光层,层叠设置在电子传输层远离第一电极层的表面上;以及第二电极层,层叠设置在量子点发光层远离电子传输层的表面上;其中,电子传输层远离所述第一电极层的表面为包括多个凸起的第一凹凸表面。
例如,在本公开至少一实施例提供的发光二极管器件中,第一凹凸表面的均方根表面粗糙度的范围为5纳米-10纳米。
例如,在本公开至少一实施例提供的发光二极管器件中,第一凹凸表面所包括多个凸起在垂直于衬底的方向上的高度的范围为1纳米-10纳米。
例如,在本公开至少一实施例提供的发光二极管器件中,第一电极层远离衬底的表面为包括多个凸起的第二凹凸表面。
例如,在本公开至少一实施例提供的发光二极管器件中,第一电极层包括第一子电极层和设置在第一子电极层上的导电纳米颗粒,该导电纳米颗粒构成第二凹凸表面的多个凸起。
例如,在本公开至少一实施例提供的发光二极管器件中,第二凹凸表面所包括的多个凸起与第一凹凸表面所包括的多个凸起具有相同的形状,并且在垂于在衬底的方向上,第二凹凸表面所包括的多个凸起与第一凹凸表面所包括的多个凸起具有相同的高度。
例如,在本公开至少一实施例提供的发光二极管器件中,电子传输层包括掺杂了镁离子和三价金属离子的掺杂氧化锌薄膜。
例如,在本公开至少一实施例提供的发光二极管器件中,三价金属离子为铝离子,并且掺杂氧化锌薄膜中的镁离子的掺杂质量百分数为0.5%~20%,铝离子的掺杂质量百分数为0.5%~10%。
例如,在本公开至少一实施例提供的发光二极管器件中,电子传输层包括N+1个子电子传输层和N个子电子阻挡层,N个子电子阻挡层分别夹设在N+1个子电子传输层之间,N为大于等于2的正整数,N+1个子电子传输层中离衬底最远的子电子传输层的远离衬底的表面为第一凹凸表面,并且N+1个子电子传输层的材料相同,N个子电子阻挡层与N+1个子电子传输层的材料不同。
本公开至少一实施例还提供一种显示面板,包括:衬底基板;和阵列排布在衬底基板上的多个子像素,多个子像素中的每个包括采用上述任一项的发光二极管器件,该显示面板还包括像素限定层,其中,像素限定层设置在电子传输层远离衬底基板的表面上,像素限定层包括多个开口,像素限定层至少部分覆盖电子传输层的边缘,并且该多个开口分别暴露电子传输层的中间部分,量子点发光层至少设置在多个开口中。
本公开至少一实施例还提供一种发光二极管器件的制备方法,包括:提供衬底;在衬底上形成第一电极层;在第一电极层远离衬底的表面上形成电子传输层;在电子传输层远离第一电极层的表面上形成量子点发光层;以及在量子点发光层远离电子传输层的表面上形成第二电极层,其中,形成电子传输层包括:将电子传输层远离第一电极层的表面形成为包括多个凸起的第一凹凸表面。
例如,在本公开至少一实施例提供的发光二极管器件的制备方法中,将电子传输层远离第一电极层的表面形成为包括多个凸起的第一凹凸表面包括:在衬底上形成包括依次层叠的第一子电极层和第二子电极层的第一电极层,并将第二子电极层远离衬底的表面形成为包括多个凸起的第二凹凸表面;采用溅射工艺或旋涂工艺在所述第二凹凸表面上进行溅射或旋涂而形成电子传输层,以使电子传输层远离第一电极层的表面形成为包括多个凸起的第一凹凸表面。
例如,在本公开一实施例提供的发光二极管器件的制备方法中,将第二子电极层远离衬底的表面形成为包括多个凸起的第二凹凸表面包括:在第一子电极层远离衬底的表面形成纳米颗粒;在第一子电极层远离衬底的表面以小于纳米颗粒的厚度形成第二子电极层;以及在第二子电极层中刻蚀去除该纳米颗粒,以形成包括多个凸起的第二凹凸表面,其中,第二子电极层的厚度为5纳米-10纳米。
例如,在本公开一实施例提供的发光二极管器件的制备方法中,将第二子电极层远离衬底的表面形成为包括多个凸起的第二凹凸表面包括:采用蒸镀工艺在第一子电极层远离衬底的表面上形成导电薄膜,该导电薄膜的厚度为1纳米-5纳米以使该导电薄膜暴露第一子电极层的部分,从而形成包括多个凸起的第二凹凸表面。
例如,在本公开一实施例提供的发光二极管器件的制备方法中,将第二子电极层远离衬底的表面形成为包括多个凸起的第二凹凸表面包括:在第一子电极层远离衬底的表面形成导电纳米颗粒以形成包括多个凸起的第二凹凸表面,该导电纳米颗粒的厚度为1纳米-10纳米。
例如,在本公开一实施例提供的发光二极管器件的制备方法中,用溅射工艺或旋涂工艺在第二凹凸表面上形成电子传输层包括:用溅射工艺在所述第二凹凸表面上形成掺杂了镁离子和三价金属离子的掺杂氧化锌薄膜作为电子传输层。
例如,在本公开一实施例提供的发光二极管器件的制备方法中,该三价金属离子为铝离子,并且掺杂氧化锌薄膜中的镁离子的掺杂质量百分数为0.5%~20%,铝离子的掺杂质量百分数为0.5%~10%,并且采用ZnMgAlO溅射、或者ZnMgO与Al2O3共溅射、或者ZnAlO与MgO共溅射中的一种形成该掺杂氧化锌薄膜。
本公开至少一实施例还提供一种发光二极管器件的制备方法,包括:提供衬底;在衬底上形成第一电极层;在第一电极层远离衬底的表面形成电子传输层;在电子传输层远离第一电极层的表面形成量子点发光层;以及在量子点发光层远离电子传输层的表面形成第二电极层;其中,形成电子传输层包括:使用溅射工艺形成掺杂了镁离子和三价金属离子的掺杂氧化锌薄膜作为所述电子传输层。
例如,在本公开一实施例提供的发光二极管器件的制备方法中,该三价金属离子为铝离子,其中,该掺杂氧化锌薄膜中的镁离子的掺杂质量百分数为0.5%~20%,铝离子的掺杂质量百分数为0.5%~10%,并且采用ZnMgAlO溅射、或者ZnMgO与Al2O3共溅射、或者ZnAlO与MgO共溅射中的一种形成所述掺杂氧化锌薄膜。
例如,在本公开一实施例提供的发光二极管器件的制备方法中,采用等离子刻蚀或者喷砂处理方式对电子传输层远离第一电极层的表面进行粗糙化处理,以使电子传输层远离第一电极层的表面的均方根表面粗糙度的范围为5纳米-10纳米。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案,下面将对实施例的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅涉及本公开的一些实施例,而非对本公开的限制。
图1A为本公开至少一实施例提供的一种发光二极管器件的截面结构示意图;
图1B为本公开至少一实施例提供的一种发光二极管器件的电子传输层的截面结构示意图;
图2A和图2B分别为本公开至少一实施例提供的发光二极管器件的电流密度和电流效率在不同的电子传输层材料下随电压的变化的对比图;
图3A为本公开至少一实施例提供的另一发光二极管器件的截面结构示意图;
图3B为本公开至少一实施例提供的另一发光二极管器件的电子传输层的截面结构示意图;
图4为本公开至少一实施例提供的显示面板的截面示意图;
图5为本公开至少一实施例提供的发光二极管器件的制备方法的流程图;
图6为本公开至少一实施例提供的另一发光二极管器件的制备方法的流程图;
图7A为图6中的将第二子电极层远离衬底的表面形成为包括多个凸起的第二凹凸表面的一种方法的流程图;
图7B示出了与图7A的方法中的步骤一一对应的发光二极管器件在制备过程中的结构示意图;
图8A为图6中的将第二子电极层远离衬底的表面形成为包括多个凸起的第二凹凸表面的另一种方法的流程图;
图8B示出了与图8A的方法中的步骤一一对应的发光二极管器件在制备过程中的结构示意图;
图9A为图6中的将第二子电极层远离衬底的表面形成为包括多个凸起的第二凹凸表面的另一种方法的流程图;
图9B示出了与图9A的方法中的步骤一一对应的发光二极管器件在制备过程中的结构示意图;以及
图10为本公开至少一实施例提供的另一种发光二极管器件的制备方法的流程图。
具体实施方式
为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本公开实施例的附图,对本公开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公开的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例,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它实施例,都属于本公开保护的范围。
除非另外定义,本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“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。
目前,有源矩阵量子点发光二极管(AMQLED)显示装置因其在宽色域、高寿命等方面的潜在优势得到了越来越广泛的关注。并且,随着对AMQLED显示装置的研究日益深入,AMQLED显示产品的量子效率不断提升,基本达到产业化的水平。
在一些产品中,量子点发光二极管(QLED)中的电子传输层可以有两种形成方式:一种是使用旋涂工艺旋涂电子传输材料,例如氧化锌纳米颗粒形成的旋涂氧化锌薄膜作为电子传输层,另一种是使用溅射工艺溅射电子传输材料,例如氧化锌靶材形成的溅射氧化锌薄膜作为电子传输层。采用旋涂工艺形成的旋涂氧化锌薄膜通常具有杂质(杂质是有机配体等),其表面有堆积的氧化锌纳米颗粒,因此是不平坦的;采用溅射工艺形成的溅射氧化锌薄膜是无定型态或者多晶态的薄膜,其没有杂质,因此表面是比较平坦的。因此,当QLED采用倒置结构时,若使用旋涂氧化锌薄膜作为电子传输层,则由于氧化锌纳米颗粒直接旋涂在平坦的阴极上,氧化锌纳米颗粒与阴极的接触面积小,电子注入少;若使用溅射氧化锌薄膜作为电子传输层,则由于溅射氧化锌薄膜较为平坦,量子发光点层中的纳米颗粒状量子点直接形成在平坦的溅射氧化锌薄膜上,量子点与溅射氧化锌薄膜接触面积小,电子注入少,并且由于纳米颗粒状量子点直接形成在平坦的溅射氧化锌薄膜上,还可能造成溅射氧化锌薄膜的部分与后续的空穴传输层直接接触而造成漏电。同时,由于倒置结构中电子注入量子点发光层要难于空穴注入量子点发光层,因此量子点发光层中的载流子十分不平衡。由于载流子不平衡造成量子点发光层中电荷积累,俄歇(Auger)复合(即电子与空穴复合时,通过碰撞把能量或动量转移给另一电子或者另一空穴而造成该电子或空穴跃迁的复合过程)严重,量子点产率降低,从而限制了QLED的发光效率和稳定性进一步提高。
对此,本公开实施例提供一种发光二极管器件及其制备方法、显示面板。该发光二极管器件包括衬底、第一电极层、电子传输层以及第二电极层。第一电极层层叠设置在衬底上;电子传输层层叠设置在第一电极层远离衬底的表面上;量子点发光层层叠设置在电子传输层远离第一电极层的表面上;第二电极层层叠设置在量子点发光层远离电子传输层的表面上;电子传输层远离第一电极层的表面为包括多个凸起的第一凹凸表面。
由此,上述实施例的发光二极管器件中,通过使电子传输层与量子点发光层接触的表面为包括多个凸起的第一凹凸表面,可以增加电子传输层与量子点发光层的接触面积,从而改善由于电子注入少而引起的量子点发光层中载流子不平衡的问题,同时改善量子点发光层激子俄歇(Auger)复合的问题。
此外,由于量子点材料本身的特性,QLED一般采用印刷技术或者打印的方法制备,这样可以提高材料利用率,并成为大面积制备的有效途径。当QLED采用正置结构时,量子点发光层下方的空穴注入层和空穴传输层都存在不均匀的问题,因此从空穴注入层到量子点发光层不均匀程度逐层累加,这严重影响量子点发光层以及最终形成的QLED的均匀性。当QLED采用倒置结构时,由于量子点发光层在空穴注入层和空穴传输层之下,因此量子点发光层的不均匀性与正置结构相比有所缓解。但当采用溅射工艺形成溅射氧化锌薄膜作为电子传输层时,由于溅射氧化锌薄膜迁移率较大,能级比量子点发光层更深,电子很难由溅射氧化锌薄膜注入量子点发光层,进而影响量子点发光效率。例如,普通的氧化锌纳米颗粒的LUMO能级约为-4.2eV到-4.0eV之间,而溅射氧化锌薄膜的LUMO能级约为-4.8eV到-4.6eV。可见,采用溅射氧化锌薄膜的LUMO能级更深,与量子点发光层的LUMO能级相差较大。
对此,本公开另一实施例还提供一种发光二极管的制备方法。该制备方法包括:提供衬底;在衬底上形成第一电极层;在第一电极层远离衬底的表面形成电子传输层;在电子传输层远离第一电极层的表面形成量子点发光层;以及在量子点发光层远离电子传输层的表面形成第二电极层;其中,形成电子传输层包括:使用溅射工艺形成掺杂了镁离子和三价金属离子的掺杂氧化锌薄膜作为所述电子传输层。
由此,上述实施例的发光二极管器件的制备方法中,通过使用掺杂了镁离子和三价金属离子的掺杂氧化锌薄膜作为电子传输层,可以使电子传输层具有与量子点发光层更匹配的能级、更合适的导电性以及更好的稳定性。
下面,结合附图对本公开实施例提供的一种发光二极管器件及其制备方法、一种显示面板、另一种发光二极管器件的制备方法进行详细的说明。
本公开至少一实施例提供一种发光二极管器件。图1A是根据本公开一实施例的一种发光二极管器件的截面结构示意图。如图1A所示,发光二极管器件100包括衬底110、第一电极层120、电子传输层130、量子点发光层140以及第二电极层150。第一电极层120层叠设置在衬底110上;电子传输层130层叠设置在第一电极层120远离衬底的表面上;量子点发光层140层叠设置在电子传输层130远离第一电极层的表面上;以及第二电极层150层叠设置在量子点发光层140远离电子传输层130的表面上。电子传输层130远离第一电极层120的表面为包括多个凸起的第一凹凸表面。
例如,在一些示例中,第一凹凸表面(即电子传输层130与量子点发光层140接触的表面)所包括的多个凸起使得第一凹凸表面的均方根表面粗糙度(RMS)的范围约为5纳米-10纳米。需要说明的是,此处的“约为5纳米-10纳米”是指均方根表面粗糙度的范围的下限值在5纳米的10%的误差范围之内,均方根表面粗糙度的范围的上限值在10纳米的10%的误差范围之内。
由此,电子传输层130与量子点发光层140接触的表面的粗糙度较高,电子传输层与量子点发光层的接触面积较大,使得当电子传输层130采用溅射工艺形成的溅射氧化锌薄膜时,可以避免由于纳米颗粒状的量子点堆积在平坦的溅射氧化锌薄膜表面而导致的例如电子注入少、载流子不平衡等问题。
例如,在一些示例中,如图1A所示,第一凹凸表面所包括多个凸起在垂直于衬底110的方向上的高度H1的范围为1纳米-10纳米,例如3纳米、5纳米、8纳米等。需要注意的是,高度H1指的是这些凸起的波峰与波谷在垂直于衬底110的方向上的距离。
此外,第一凹凸表面所包括的多个凸起的形状可以是多种多样的。虽然图1A中将凸起的形状示出为具有阵列排布的多个弧状缺口的凸起,但本公开的实施例不限制于此。在其他实施例中,凸起的形状可以包括柱状凸起、球状凸起、岛状凸起、弧状凸起、波浪状凸起等,可以是规则的也可以是非规则的,凸起的形状与制备该第一凹凸表面的特定工艺有关。
此外,第一凹凸表面所包括的多个凸起的分布情况可以是均匀分布或非均匀分布。当凸起是均匀分布时,相邻凸起的分布间距例如可以为5纳米-10纳米,例如6纳米、8纳米等。虽然图1A中将凸起示出为均匀分布,但本公开的实施例不限制于此。凸起是否均匀分布与制备该第一凹凸表面的特定工艺有关。
此外,本实施例提供的发光二极管器件还可以包括空穴传输层和空穴注入层(图中未示出)。此时,空穴传输层和空穴注入层依次叠层设置在量子点发光层140上,第二电极层150叠层在空穴注入层上。
例如,第一电极层120为阴极,此时,第一电极层120的材料可以为具有低功函数的材料,例如,镁(Mg)、钙(Ca)、铟(In)、锂(Li),铝(Al)、银(Ag)或其合金或氟化物,例如镁(Mg)-银(Ag)合金、锂(Li)-氟化合物、锂(Li)-氧(O)化合物等,本公开的实施例对此不做限定。
例如,量子点发光层140包括硅量子点、锗量子点、硫化镉量子点、硒化镉量子点、碲化镉量子点、硒化锌量子点、硫化铅量子点、硒化铅量子点、磷化铟量子点和砷化铟量子点等,并且量子点的形状可以为球形或类球形,粒径在2纳米-20纳米之间,本公开的实施例对此不做限定。
例如,空穴注入层的材料可以包括:星形的三苯胺化合物、金属配合物、聚苯胺、氟碳氢化合物、卟啉(Porphyrin)衍生物、P型掺杂(P-Doped)胺类衍生物、聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸(PEDOT/PSS)、聚噻吩或聚苯胺,本公开的实施例对此不做限定。
例如,第二电极层150为阳极,此时,第二电极层150的材料可以为金属、合金、或者金属、合金与有良好导电功能的金属氧化物的组合,例如Ag、Au、Pd、Pt、Ag:Au(即Ag和Au的合金)、Ag:Pd、Ag:Pt、Al:Au、Al:Pd、Al:Pt、Ag:Au、Ag/Pd(即Ag和Pd的叠层)、Ag/Pt、Ag/ITO、Ag/IZO、Al/Au、Al/Pd、Al/Pt、Al/ITO、Al/IZO、Ag:Pd/ITO、Ag:Pt/ITO、Al:Au/ITO、Al:Pd/ITO、Al:Pt/ITO、Ag:Au/ITO、Ag:Pd/IZO、Ag:Pt/IZO、Al:Au/IZO、Al:Pd/IZO、Al:Pt/IZO、Ag:Au/IZO等,本公开的实施例对此不做限定。
例如,在一些示例中,如图1B所示,电子传输层130’可以包括N+1个子电子传输层1301和N个子电子阻挡层1302(图1B中示出两个子电子传输层1301和一个子电子阻挡层1302作为示例),该N个子电子阻挡层1302分别夹设在该N+1个子电子传输层1301之间,N为大于等于2的正整数,N+1个子电子传输层1301中离衬底110最远的子电子传输层的远离衬底110的表面作为如前所述的包括多个凸起的第一凹凸表面,并且该N+1个子电子传输层的材料相同,该N个子电子阻挡层与N+1个子电子传输层的材料不同。
由此,通过在电子传输层中另外增加子电子阻挡层,可以在电子传输层具有较高的迁移率时减少从第一电极层注入电子传输层中的电子,进而可平衡量子点发光层中的载流子浓度,提高QLED的发光效率。并且,当将电子阻挡层设置在电子传输层之中,还可有效降低启亮电压。
例如,图1A中的电子传输层130可以由图1B所示的电子传输层130’代替,电子传输层130包括两个子电子传输层1301和一个子电子阻挡层1302,子电子阻挡层1302夹设在两个子电子传输层1301之间。两个子电子传输层1301中离衬底110最远的那个子电子传输层与量子点发光层140接触的表面为包括多个凸起的第一凹凸表面。
例如,两个子电子传输层1301的材料是相同的,例如为ZnO、ZnMgO、ZnAlO和ZnMgAlO中的至少之一。子电子阻挡层1302与子电子传输层1301的材料不同。例如,子电子阻挡层1302的材料包括氧化铝(Al2O3)、氧化钽(TaOx)和氧化铪(HfO2)中的至少之一。当然,子电子阻挡层1302也可以使用其他合适的材料,本公开的实施例对此不作限定。
需要注意的是,当N>1时,子电子阻挡层1302不止一个,各子电子阻挡层1302的材料可以相同或不同。例如,当具有两个子电子阻挡层1302时,其中一个子电子阻挡层1302的材料可以为氧化铝,另一个子电子阻挡层的材料可以为氧化钽。当N个子电子阻挡层为采用相同材料时,可以降低制备工艺的复杂度,并且便于控制和实现。
例如,在一些示例中,为改善电子传输层与量子点发光层的能级匹配及其迁移率,电子传输层130(或者子电子传输层1301)可以使用掺杂了镁离子和三价金属离子的掺杂氧化锌薄膜。
例如,在一些示例中,上述三价金属离子为铝离子,并且掺杂氧化锌薄膜中的镁离子的掺杂质量百分数为0.5%~20%,例如5%、10%或者15%等,铝离子的掺杂质量百分数为0.5%~10%,例如2%、5%或者7%等。
图2A和图2B分别是根据本公开至少一实施例的发光二极管器件的电流密度和电流效率在不同的电子传输层材料下随电压的变化的对比图。图2A示出当电子传输层的材料分别为ZnO薄膜、ZnMgO薄膜、ZnAlO薄膜、ZnMgAlO薄膜时,发光二极管器件的电流密度随电压的变化。图2B示出当电子传输层的材料分别为ZnO薄膜、ZnMgO薄膜、ZnAlO薄膜、ZnMgAlO薄膜时,发光二极管器件的电流效率随电压的变化。
在图2A和图2B中,示例一提供的发光二极管器件包括:依次层叠设置的银(Ag)电极(作为阴极)、电子传输层(ET)、量子点发光层(QD)、空穴传输层(HT)、空穴注入层(HI)和ITO电极(作为阳极)。ITO电极的厚度约为70纳米,ITO电极可采用溅射工艺制备,溅射可采用ITO靶材,氩气流量约为40sccm,功率约为100W,溅射时间约为20分钟;电子传输层采用没有掺杂任何元素的氧化锌薄膜(ZnO薄膜),氧化锌薄膜厚度约为100纳米,使用溅射工艺制备ZnO薄膜,可以使用ZnO靶材进行溅射,氩气流量约为40sccm,功率约为100W,溅射时间约为25分钟;量子点发光层的材料为硒化镉(CdSe),量子点发光层的厚度约为30纳米,量子点发光层采用旋涂工艺制备;空穴传输层包括第一子空穴传输层和第二子空穴传输层,第一子空穴传输层位于第二子空穴传输层靠近量子点发光层的一侧,第一子空穴传输层的厚度约为10纳米,第二子空穴传输层的厚度约为30纳米;空穴注入层的厚度约为5纳米,空穴注入层的材料的HAT-CN(2,3,6,7,10,11-六氰基-1,4,5,8,9,12-六氮杂苯并菲)薄膜;银电极的厚度约为150纳米。上述银电极、空穴注入层和空穴传输层均可采用蒸镀工艺制备。
在图2A和图2B中,示例二提供的发光二极管器件与示例一相比,不同之处在于,电子传输层采用掺杂了镁元素的掺杂氧化锌薄膜(ZnMgO薄膜),并且ZnMgO薄膜中的镁的质量分数约为2%,薄膜厚度约为100纳米,使用溅射工艺制备ZnMgO薄膜,可以使用ZnO:MgO靶材溅射或使用ZnO靶材与MgO靶材共溅射,氩气流量为40sccm,功率为100W,溅射时间为25分钟。
在图2A和图2B中,示例三提供的发光二极管器件与示例一相比,不同之处在于,电子传输层采用掺杂了铝元素的掺杂氧化锌薄膜(ZnAlO薄膜),并且ZnAlO薄膜中的Al的质量分数约为2%,薄膜厚度约为100纳米,使用溅射工艺制备ZnAlO薄膜,可以使用ZnO:Al2O3的靶材溅射或者采用ZnO靶材与Al2O3靶材共溅射,氩气流量为40sccm,功率为100W,溅射时间为25分钟。
在图2A和图2B中,示例四提供的发光二极管器件与示例一相比,不同之处在于,电子传输层采用共同掺杂了镁元素和铝元素的掺杂氧化锌薄膜(ZnMgAlO薄膜),并且ZnMgAlO薄膜中的Mg的质量分数约为2%,Al的质量分数约为2%,ZnMgAlO薄膜厚度约为100纳米,使用溅射工艺制备ZnMgAlO薄膜,可以使用ZnMgAl靶材溅射或者ZnMgO靶材与Al2O3靶材共溅射,氩气流量为40sccm,功率为100W,溅射时间为25分钟。
参考图2A和图2B,在同一电压下,与示例一提供的使用没有掺杂任何元素的ZnO薄膜作为电子传输层的发光二极管器件相比:通过采用掺杂了镁元素的ZnMgO薄膜作为电子传输层,示例二提供的发光二极管器件的电流密度降低,从而导电性降低,电流效率升高,从而发光效率升高;通过采用掺杂了铝元素的ZnAlO薄膜作为电子传输层,示例三提供的发光二极管器件的电流密度大幅度升高,从而导电性大幅度升高,电流效率大幅度降低,从而发光效率大幅度降低;通过采用共同掺杂了镁元素和铝元素ZnMgAlO薄膜作为电子传输层,示例四提供的发光二极管器件的电流密度降低,但比示例二提供的发光二极管器件的电流密度高,从而导电性适中,并且其电流效率比示例一至示例三提供的发光二极管器件都高,从而发光效率最高。
由此,使用掺杂了镁离子和铝离子的掺杂氧化锌薄膜不仅可以将电子传输层的能级调节至与量子点发光层匹配的水平,同时还能提供比较适中的导电性以及更好的发光效率。
需要说明的是,以上示例二至示例四中铝元素和镁元素的质量分数约为2%仅仅是为了参照实验设置的值,事实上,经发明人多次实验,当镁离子的掺杂质量百分数在0.5%~20%的范围内且铝离子的掺杂质量百分数在0.5%~10%的范围内时均可以获得以上描述的效果。
此外,以上示例二至示例四中的铝离子也可以使用其它三价金属离子(例如,铟(In)离子、镓(Ga)离子)代替,为简便起见,本公开实施例对此不一一赘述。
图3A是根据本公开另一实施例的发光二极管器件的截面结构示意图。如图3A所示,与图1A所示的结构的不同之处在于,在本实施例提供的发光二极管器件中,除了电子传输层130与量子点发光层140接触的表面为包括多个凸起的第一凹凸表面之外,第一电极层120远离衬底110的表面也为包括多个凸起的第二凹凸表面。
例如,在一些示例中,第二凹凸表面(即第一电极层120与电子传输层130接触的表面)所包括的多个凸起使得第二凹凸表面的均方根表面粗糙度(RMS)的范围约为5纳米-10纳米。需要说明的是,此处的“约为5纳米-10纳米”是指均方根表面粗糙度的范围的下限值在5纳米的10%的误差范围之内,均方根表面粗糙度的范围的上限值在10纳米的10%的误差范围之内。
由此,通过使第一电极层120与电子传输层130接触的表面包括多个凸起可以增加第一电极层120与电子传输层130之间的接触面积,使得当采用旋涂工艺形成的旋涂氧化锌薄膜作为电子传输层130时,可以避免旋涂的氧化锌纳米颗粒堆积在平坦的第一电极层120上而导致接触面积小进而导致电子注入少,从而载流子不平衡等问题。
例如,在一些示例中,第二凹凸表面所包括多个凸起在垂直于衬底110的方向上的高度H2的范围为1纳米-10纳米,例如2纳米、5纳米或者7纳米等。需要注意的是,高度H2指的是这些凸起的波峰与波谷在垂直于衬底110的方向上的距离。
例如,在一些示例中,第一电极层120包括第一子电极层和设置在第一子电极层上的导电纳米颗粒(如图9B中的第一子电极层1201和其上的导电纳米颗粒),该导电纳米颗粒即构成第二凹凸表面的多个凸起。
此外,与第一凹凸表面类似地,第二凹凸表面所包括的多个凸起的形状可以是多种多样的。第二凹凸表面所包括的多个凸起的分布情况可以是均匀分布或非均匀分布,当凸起是均匀分布时,相邻凸起的分布间距例如可以为5纳米-10纳米。为避免重复,此处不再赘述。
在一些示例中,第二凹凸表面(即第一电极层120与电子传输层130接触的表面)所包括的多个凸起与第一凹凸表面(即电子传输层130与量子点发光层140接触的表面)所包括的多个凸起具有相同的形状,并且在垂直于衬底110的方向上,第二凹凸表面所包括的多个凸起与第一凹凸表面所包括的多个凸起具有相同的高度。例如,在制备过程中首先将第一电极层120与电子传输层130接触的表面制备成包括多个凸起的第二凹凸表面,随后在第二凹凸表面上等厚度形成电子传输层130,电子传输层130自然形成包括多个凸起的第一凹凸表面。此时,无论使用旋涂工艺还是溅射工艺都可以等厚度形成包括多个凸起的第一凹凸表面的电子传输层130。
此外,本公开至少一实施例提供的发光二极管器件还可以包括空穴传输层和空穴注入层(未示出)。此时,空穴传输层和空穴注入层依次层叠设置在量子点发光层140上,第二电极层150层叠设置在空穴注入层上。空穴传输层和空穴注入层的材料与先前结合图1A所描述的相同,为避免重复,此处不再赘述。
此外,与图1A类似地,图3A中的电子传输层130可以由图3B所示的电子传输层130’代替,电子传输层130’包括两个子电子传输层1301和一个子电子阻挡层1302,子电子阻挡层1302夹设在两个子电子传输层1301之间。两个子电子传输层1301中离衬底110最远的那个子电子传输层与量子点发光层140接触的表面为包括多个凸起的第一凹凸表面。子电子传输层1301和子电子阻挡层1302的材料与先前结合图1A描述的类似,为避免重复,此处不再赘述。
此外,与图1A类似地,如图3A所示的电子传输层130(或者子电子传输层1301)也可以使用掺杂了镁离子和三价金属离子的掺杂氧化锌薄膜。上述三价金属离子可以为铝离子,并且掺杂氧化锌薄膜中的镁离子的掺杂质量百分数为0.5%~20%,例如5%、10%或者15%等,铝离子的掺杂质量百分数为0.5%~10%,例如2%、5%或者7%等。为避免重复,此处不再赘述。
图4是根据本公开至少一实施例的显示面板的截面示意图。如图4所示,显示面板200包括:衬底基板210和阵列排布在衬底基板210上的多个子像素220,多个子像素220中的每个子像素包括上述的发光二极管器件100。
例如,显示面板200还包括像素限定层230,像素限定层230设置在电子传输层130远离衬底基板210的表面上,像素限定层230包括多个开口2301,像素限定层230至少部分覆盖电子传输层130的边缘,并且多个开口2301分别暴露电子传输层130的中间部分,量子点发光层140至少设置在多个开口中。
例如,显示面板200还包括像素电路层211,像素电路层211设置在衬底基板210与发光二极管器件100之间。每个子像素220还包括设置在像素电路层211中的像素驱动电路,以用于驱动发光二极管器件100的发光状态。
例如,如图4所示,在第一电极层120上形成电子传输层130之后,在电子传输层130远离第一电极层120的表面形成量子点发光层140之前,在电子传输层130远离第一电极层120的表面形成像素限定层230,从而可以更好地限定后续制备量子点发光层140的范围。并且,像素限定层230除了可以提供用于形成量子点发光层140的开口之外,还可对已经形成的电子传输层130的边缘部分的缺陷(例如毛刺)进行遮挡,从而使得后续形成的膜层的均匀性更好。像素限定层230在衬底基板210上的正投影与各发光二极管器件100的电子传输层130在衬底基板210上的正投影的交叠部分的宽度W可为1微米-5微米的范围,例如宽度为2微米或者3微米等。
例如,衬底基板210可以为刚性基板或柔性基板,该刚性基板可以为玻璃基板、陶瓷基板、塑料基板等,该柔性基板可以为塑料基板(例如聚酰亚胺基板)、树脂基板等,本公开的实施例对此不做限定。
该显示面板具有前述QLED器件的全部特征和优点,此处不再详细描述。
本公开的实施例还提供了一种显示装置。显示装置包括如上的显示面板200。如本领域技术人员将理解,显示装置还可以包括必要的封装元件和控制电路,本公开的实施例对此不做限定。该显示装置可以实现为手机、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。
该显示装置具有前述QLED器件的全部特征和优点,此处不再详细描述。
图5是根据本公开至少一实施例的发光二极管器件的制备方法的流程图。参考图5,该制备方法包括步骤S110-在步骤S150。
步骤S110:提供衬底。
例如,该衬底可以是玻璃衬底、石英衬底或者柔性PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)衬底等,本公开的实施例对衬底的具体形式不做限定。
步骤S120:在衬底上形成第一电极层。
例如,该第一电极层可为透明电极,其材料例如为ITO(氧化铟锡)、FTO(氟掺杂的氧化锡)或者导电聚合物等,或者,第一电极层也可为不透明的电极,例如金属电极,例如铝或银电极等。
步骤S130:在第一电极层远离衬底的表面上形成电子传输层,其中,形成该电子传输层包括:将电子传输层远离第一电极层的表面形成为包括多个凸起的第一凹凸表面。
步骤S140:在电子传输层远离第一电极层的表面上形成量子点发光层。
例如,该量子点发光层可以采用硅量子点、锗量子点、硫化镉量子点、硒化镉量子点、碲化镉量子点、硒化锌量子点、硫化铅量子点、硒化铅量子点、磷化铟量子点和砷化铟量子点等量子点材料等。
步骤S150:在量子点发光层远离电子传输层的表面上形成第二电极层。
例如,该第二电极层可以为金属、合金、或者金属、合金与有良好导电功能的金属氧化物的组合。
采用该方法制备的发光二极管器件可以具有如图1A所示的结构。
由此,通过将电子传输层与量子点发光层接触的表面形成为包括多个凸起的第一凹凸表面,电子传输层与量子点发光层的接触面积较大,使得当电子传输层采用溅射工艺形成的溅射氧化锌薄膜时,可以避免由于纳米颗粒状的量子点堆积在平坦的溅射氧化锌薄膜表面而导致的电子注入少、载流子不平衡等问题。
例如,可以通过多种方式来实现步骤S130中的将电子传输层远离第一电极层的表面形成为包括多个凸起的第一凹凸表面。例如,可以采用等离子刻蚀或者喷砂处理方式对电子传输层远离第一电极层的表面进行粗糙化处理,例如,使得电子传输层远离第一电极层的表面的均方根表面粗糙度的范围为5纳米-10纳米。等离子刻蚀可以采用干法刻蚀,如反应等离子刻蚀(Reactive Ion Etching,RIE)和感应耦合等离子(Inductively CoupledPlasma,ICP)刻蚀,采用氩气或氧气等离子体作为刻蚀的反应气体。喷砂处理可以采用陶瓷砂、石英砂等材料执行。
例如,图6是根据本公开另一实施例的发光二极管器件的制备方法的流程图。与图5不同之处在于,该制备方法中,首先将第一电极层与电子传输层接触的表面制备成包括多个凸起的第二凹凸表面,随后在第二凹凸表面上形成电子传输层,从而电子传输层形成包括多个凸起的第一凹凸表面。
具体地,如图6所示,该制备方法中的步骤S210、S240、S250与图5中的步骤S110、S140、S150相同,此外,在步骤S220中,在衬底上形成包括依次层叠的第一子电极层和第二子电极层的第一电极层,并将第二子电极层远离衬底的表面形成为包括多个凸起的第二凹凸表面;在步骤S230中,采用溅射工艺或旋涂工艺在第二凹凸表面上进行溅射或旋涂而形成电子传输层,以使电子传输层远离第一电极层的表面形成为包括多个凸起的第一凹凸表面。可以等厚度或非等厚度进行溅射或旋涂,在等厚度溅射或旋涂的情况下,随后形成的第一凹凸表面所包括的多个凸起将具有与第二凹凸表面所包括的多个凸起相同的形状和尺寸(例如,相同的形状和高度)。采用该方法制备的发光二极管器件可以具有如图3A所示的结构,并且其中第一电极层120将包括第一子电极层1201和第二子电极层1202(如图7B所示)。
可以通过多种方式来实现上述步骤S220中的将第二子电极层远离衬底的表面形成为包括多个凸起的第二凹凸表面,下面结合附图7A-9B进行说明。
图7A是将第二子电极层远离衬底的表面形成为包括多个凸起的第二凹凸表面的一种方法的流程图。如图7A所示,可以通过步骤S2201-S2204来实现上述步骤S220。例如,图7B示出了与步骤S2201-S2204一一对应的发光二极管器件在制备过程中的结构。
步骤S2201:在衬底上形成第一子电极层。
例如,如图7B所示,在衬底上形成第一子电极层1201。
步骤S2202:在第一子电极层远离衬底的表面形成纳米颗粒。
例如,如图7B所示,在第一子电极层1201远离衬底的表面形成纳米颗粒。例如,纳米颗粒可以采用聚苯乙烯或硅,例如可以使用涂布工艺将聚苯乙烯(Polystyrene)球(即PS球)或硅球涂布在第一子电极层1201上。
步骤S2203:在第一子电极层远离衬底的表面以小于纳米颗粒的厚度形成第二子电极层。
例如,如图7B所示,在第一子电极层1201远离衬底的表面以小于纳米颗粒的厚度形成第二子电极层1202。
例如,第二子电极层的形成厚度为5纳米-10纳米,例如7纳米或者8纳米等。
步骤S2204:在第二子电极层中刻蚀去除纳米颗粒,以形成包括多个凸起的所述第二凹凸表面。
例如,如图7B所示,在第二子电极层1202中刻蚀去除纳米颗粒。例如,采用可以溶解纳米颗粒但不溶解第二子电极层1202的溶液来去除纳米颗粒(例如,刻蚀去除聚苯乙烯可以使用四氢呋喃、二甲基甲酰胺或丙酮,刻蚀去除硅球可以使用氢氟酸、氢氧化钠、硼氢化物、甲苯、二氯甲烷等)。
由此,第二子电极层1202与电子传输层130接触的表面的局部区域产生表面等离激元效应,引起局域电磁场增强,缩短量子点发光层中激子的辐射寿命,进而避免俄歇复合。
需要说明的是,第二子电极层1202可以采用与第一子电极层1201相同或不同的材料。第二子电极层1202可以采用包含两种金属的合金材料(例如Au-Ag合金)来制备,以获得更强的共振,导致更短的激子辐射寿命。
需要说明的是,图7A所示的方法中的应用于第一子电极层1201的步骤也可以适应性地应用于图1A所示的结构中的电子传输层130与量子点发光层140接触的表面。例如,通过在电子传输层130远离衬底的表面形成纳米颗粒、在电子传输层130远离衬底的表面以小于纳米颗粒的厚度形成金属层、以及在电子传输层130中刻蚀去除纳米颗粒来实现图5所示的方法中的步骤S130。
例如,图8A是图6中的将第二子电极层远离衬底的表面形成为包括多个凸起的第二凹凸表面的另一种方法的流程图。如图8A所示,通过步骤S2201’-S2202’来实现上述步骤S220。例如,图8B示出了与步骤S2201’-S2202’一一对应的发光二极管器件在制备过程中的结构。
步骤S2201’:在衬底上形成第一子电极层。
如图8B所示,在衬底上形成第一子电极层1201。
步骤S2202’:在第一子电极层远离衬底的表面形成导电薄膜,该导电薄膜的厚度为1纳米-5纳米。
例如,可以采用蒸镀工艺在第一子电极层远离衬底的表面上形成导电薄膜,该导电薄膜的厚度为1纳米-5纳米以使导电薄膜暴露第一子电极层的部分,从而形成包括多个凸起的第二凹凸表面。
例如,导电薄膜的材料可以是金(Au)或银(Ag)等。可以使用蒸镀工艺形成极薄(例如,1纳米-5纳米)的该导电薄膜,使该导电薄膜不完全覆盖第一子电极层远离衬底的表面从而暴露第一子电极层的部分。如图8B所示的在第一子电极层上的岛状结构即为上述的多个凸起。
需要说明的是,图8A所示的方法中的应用于第一子电极层1201的步骤也可以适应性地应用于图1A所示的结构中的电子传输层130与量子点发光层140接触的表面。例如,通过使用蒸镀工艺在电子传输层130与量子点发光层140接触的表面上形成厚度为1纳米-5纳米且暴露电子传输层130的部分的导电薄膜来实现图5所示的方法中的步骤S130。
例如,图9A是图6中的将第二子电极层远离衬底的表面形成为包括多个凸起的第二凹凸表面的另一种方法的流程图。如图9A所示,通过步骤S2201”-S2202”来实现上述步骤S220。例如,图9B示出了与步骤S2201”-S2202”一一对应的发光二极管器件在制备过程中的结构。
步骤S2201”:在衬底上形成第一子电极层。
如图9B所示,在衬底上形成第一子电极层1201。
步骤S2202”:在第一子电极层远离衬底的表面形成导电纳米颗粒以形成包括多个凸起的第二凹凸表面。
如图9B所示,在第一子电极层1201远离衬底的表面形成导电纳米颗粒。例如,导电纳米颗粒的形成厚度为1纳米-10纳米,也即,导电纳米颗粒的直径可以为1纳米-10纳米。
例如,导电纳米颗粒的材料可以是金(Au)或银(Ag)等。例如,可以使用涂布工艺将导电纳米颗粒涂布在第一子电极层1201上。
例如,以上结合图7A-图9B所描述的方式都可以将第二凹凸表面形成为均方根表面粗糙度的范围为5纳米-10纳米。也都可以将第二凹凸表面的多个凸起形成为高度范围为1纳米-10纳米。
需要说明的是,图9A所示的方法中的应用于第一子电极层1201的步骤也可以适应性地应用于图1A所示的结构中的电子传输层130与量子点发光层140接触的表面。例如,通过在电子传输层130远离衬底的表面上形成导电纳米颗粒来实现图5所示的方法中的步骤S130。
另外,参考图6,在步骤S230中,可以采用溅射工艺或旋涂工艺在第二凹凸表面上进行溅射或旋涂而形成电子传输层。若在此步骤中选择使用溅射工艺,则可以使用溅射工艺形成掺杂了镁离子和三价金属离子的掺杂氧化锌薄膜作为电子传输层,并且该三价金属离子可以为铝离子。例如,将镁离子的掺杂质量百分数控制为0.5%~20%,例如5%、10%或者15%等、铝离子的掺杂质量百分数控制为0.5%~10%,例如2%、5%或者7%等,并且可以采用ZnMgAlO溅射、或者ZnMgO与Al2O3共溅射、或者ZnAlO与MgO共溅射中的一种形成该掺杂氧化锌薄膜。
例如,图10是根据本公开一实施例的另一种发光二极管器件的制备方法的流程图。如图10所示,该制备方法包括步骤S310-S350。
步骤S310:提供衬底。
例如,该衬底可以是玻璃衬底、石英衬底、或者柔性PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)衬底。
步骤S320:在衬底上形成第一电极层。
例如,该第一电极层可为透明电极,透明电极的材料例如为ITO(氧化铟锡)、FTO(氟掺杂的氧化锡)或者导电聚合物,或者,第一电极层也可为不透明的电极,例如金属电极,例如铝电极或银电极等。
步骤S330:在第一电极层远离衬底的表面形成电子传输层,其中,形成该电子传输层包括:使用溅射工艺形成掺杂了镁离子和三价金属离子的掺杂氧化锌薄膜作为该电子传输层。
步骤S340:在电子传输层远离第一电极层的表面形成量子点发光层。
步骤S350:在量子点发光层远离电子传输层的表面形成第二电极层。
由此,通过使用掺杂了镁离子和三价金属离子(例如,铝(Al)离子、铟(In)离子、镓(Ga)离子等)的掺杂氧化锌薄膜作为电子传输层,可以使电子传输层具有与量子点发光层更匹配的能级、更合适的导电性以及更好的稳定性。
例如,在一些示例中,步骤S330中采用的三价金属离子为铝离子,并且掺杂氧化锌薄膜中的镁离子的掺杂质量百分数为0.5%~20%,铝离子的掺杂质量百分数为0.5%~10%,并且可以采用ZnMgAlO溅射、或者ZnMgO与Al2O3共溅射、或者ZnAlO与MgO共溅射中的一种形成所述掺杂氧化锌薄膜。
例如,在一些示例中,发光二极管器件的制备方法还包括:采用等离子刻蚀或者喷砂处理方式对电子传输层远离第一电极层的表面进行粗糙化处理,以使电子传输层远离第一电极层的表面的均方根表面粗糙度的范围为5纳米-10纳米。例如,等离子刻蚀可以采用干法刻蚀,如反应等离子刻蚀(Reactive Ion Etching,RIE)和感应耦合等离子(Inductively Coupled Plasma,ICP)刻蚀,采用氩气或氧气等离子体作为刻蚀的反应气体。喷砂处理可以采用陶瓷砂、石英砂等材料执行。
由此,在上述实施例中,电子传输层与量子点发光层140接触的表面的粗糙度较高,电子传输层与量子点发光层的接触面积较大,使得可以避免由于纳米颗粒状的量子点堆积在平坦的溅射氧化锌薄膜表面而导致的电子注入少、载流子不平衡等问题,同时还可以避免由于纳米颗粒状的量子点堆积在平坦的溅射氧化锌薄膜表面而导致电子传输层与空穴传输层直接接触而造成的漏电。
有以下几点需要说明:
(1)本公开的实施例附图中,只涉及到与本公开实施例涉及到的结构,其他结构可参考通常设计。
(2)在不冲突的情况下,本公开的同一实施例及不同实施例中的特征可以相互组合。
以上所述仅是本公开的示范性实施方式,而非用于限制本公开的保护范围,本公开的保护范围由所附的权利要求确定。
Claims (17)
1.一种发光二极管器件,包括:
衬底;
第一电极层,层叠设置在所述衬底上;
电子传输层,层叠设置在所述第一电极层远离所述衬底的表面上;
量子点发光层,层叠设置在所述电子传输层远离所述第一电极层的表面上;以及
第二电极层,层叠设置在所述量子点发光层远离所述电子传输层的表面上;
其中,所述电子传输层远离所述第一电极层的表面为包括多个凸起的第一凹凸表面,并且
所述第一电极层远离所述衬底的表面为包括多个凸起的第二凹凸表面,
所述第一电极层的材料包括包含两种金属的使所述第一电极层的共振增强的合金材料。
2.如权利要求1所述的发光二极管器件,其中,所述第一凹凸表面的均方根表面粗糙度的范围为5纳米-10纳米。
3.如权利要求2所述的发光二极管器件,其中,所述第一凹凸表面所包括的多个凸起在垂直于所述衬底的方向上的高度的范围为1纳米-10纳米。
4.如权利要求1所述的发光二极管器件,其中,所述第一电极层包括第一子电极层和设置在所述第一子电极层上的导电纳米颗粒,所述导电纳米颗粒构成所述第二凹凸表面的所述多个凸起。
5.如权利要求1所述的发光二极管器件,其中,所述第二凹凸表面所包括的多个凸起与所述第一凹凸表面所包括的多个凸起具有相同的形状,并且在垂于在所述衬底的方向上,所述第二凹凸表面所包括的多个凸起与所述第一凹凸表面所包括的多个凸起具有相同的高度。
6.如权利要求1-5中任一项所述的发光二极管器件,其中,所述电子传输层包括掺杂了镁离子和三价金属离子的掺杂氧化锌薄膜。
7.如权利要求6所述的发光二极管器件,其中,所述三价金属离子为铝离子,并且所述掺杂氧化锌薄膜中的镁离子的掺杂质量百分数为0.5%~20%,铝离子的掺杂质量百分数为0.5%~10%。
8.如权利要求1-5中任一项所述的发光二极管器件,其中,所述电子传输层包括N+1个子电子传输层和N个子电子阻挡层,
所述N个子电子阻挡层分别夹设在所述N+1个子电子传输层之间,N为大于等于2的正整数,所述N+1个子电子传输层中离所述衬底最远的子电子传输层的远离所述衬底的表面为所述第一凹凸表面,并且所述N+1个子电子传输层的材料相同,所述N个子电子阻挡层与所述N+1个子电子传输层的材料不同。
9.一种显示面板,包括:
衬底基板;和
阵列排布在所述衬底基板上的多个子像素,其中,所述多个子像素中的每个包括如权利要求1-8中任一项所述的发光二极管器件,
所述显示面板还包括像素限定层,
其中,所述像素限定层设置在所述电子传输层远离所述衬底基板的表面上,所述像素限定层包括多个开口,所述像素限定层至少部分覆盖电子传输层的边缘,并且所述多个开口分别暴露电子传输层的中间部分,所述量子点发光层至少设置在所述多个开口中。
10.一种发光二极管器件的制备方法,包括:
提供衬底;
在所述衬底上形成第一电极层;
在所述第一电极层远离所述衬底的表面上形成电子传输层;
在所述电子传输层远离所述第一电极层的表面上形成量子点发光层;以及
在所述量子点发光层远离所述电子传输层的表面上形成第二电极层,
其中,形成所述电子传输层包括:通过以下步骤将所述电子传输层远离所述第一电极层的表面形成为包括多个凸起的第一凹凸表面:
在所述衬底上形成包括依次层叠的第一子电极层和第二子电极层的第一电极层,并将所述第二子电极层远离所述衬底的表面形成为包括多个凸起的第二凹凸表面;以及
采用溅射工艺或旋涂工艺在所述第二凹凸表面上进行溅射或旋涂而形成所述电子传输层,以使所述电子传输层远离所述第一电极层的表面形成为包括多个凸起的所述第一凹凸表面,
所述第二子电极层的材料是包含两种金属的使所述第二子电极层的共振增强的合金材料。
11.如权利要求10所述的制备方法,其中,将所述第二子电极层远离所述衬底的表面形成为包括多个凸起的第二凹凸表面包括:
在所述第一子电极层远离所述衬底的表面形成纳米颗粒;
在所述第一子电极层远离所述衬底的表面以小于纳米颗粒的厚度形成所述第二子电极层;以及
在所述第二子电极层中刻蚀去除所述纳米颗粒,以形成包括多个凸起的所述第二凹凸表面,
其中,所述第二子电极层的厚度为5纳米-10纳米。
12.如权利要求10所述的制备方法,其中,将所述第二子电极层远离所述衬底的表面形成为包括多个凸起的第二凹凸表面包括:
采用蒸镀工艺在所述第一子电极层远离所述衬底的表面上形成导电薄膜,所述导电薄膜的厚度为1-5纳米以使所述导电薄膜暴露所述第一子电极层的部分,从而形成包括多个凸起的所述第二凹凸表面。
13.如权利要求10所述的制备方法,其中,将所述第二子电极层远离所述衬底的表面形成为包括多个凸起的第二凹凸表面包括:
在所述第一子电极层远离所述衬底的表面形成导电纳米颗粒以形成包括多个凸起的所述第二凹凸表面,所述导电纳米颗粒的厚度为1纳米-10纳米。
14.如权利要求10所述的制备方法,其中,采用溅射工艺或旋涂工艺在所述第二凹凸表面上形成所述电子传输层包括:
采用溅射工艺在所述第二凹凸表面上形成掺杂了镁离子和三价金属离子的掺杂氧化锌薄膜作为所述电子传输层。
15.如权利要求14所述的制备方法,其中,所述三价金属离子为铝离子,并且所述掺杂氧化锌薄膜中的镁离子的掺杂质量百分数为0.5%~20%,铝离子的掺杂质量百分数为0.5%~10%,并且
采用ZnMgAlO溅射、或者ZnMgO与Al2O3共溅射、或者ZnAlO与MgO共溅射中的一种形成所述掺杂氧化锌薄膜。
16.一种发光二极管器件的制备方法,包括:
提供衬底;
在所述衬底上形成第一电极层;
在所述第一电极层远离所述衬底的表面形成电子传输层;
在所述电子传输层远离所述第一电极层的表面形成量子点发光层;以及
在所述量子点发光层远离所述电子传输层的表面形成第二电极层;
其中,形成所述电子传输层包括:使用溅射工艺形成掺杂了镁离子和三价金属离子的掺杂氧化锌薄膜作为所述电子传输层,并且采用等离子刻蚀或者喷砂处理方式对所述电子传输层远离所述第一电极层的表面进行粗糙化处理,以使所述电子传输层远离所述第一电极层的表面的均方根表面粗糙度的范围为5纳米-10纳米,
所述第一电极层的材料包括包含两种金属的使所述第一电极层的共振增强的合金材料。
17.如权利要求16所述的制备方法,其中,所述三价金属离子为铝离子,其中,所述掺杂氧化锌薄膜中的镁离子的掺杂质量百分数为0.5%~20%,铝离子的掺杂质量百分数为0.5%~10%,并且
采用ZnMgAlO溅射、或者ZnMgO与Al2O3共溅射、或者ZnAlO与MgO共溅射中的一种形成所述掺杂氧化锌薄膜。
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