CN116547824A - 发光基板及其制备方法、发光装置及其驱动方法 - Google Patents
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Abstract
一种发光基板,包括:衬底;以及设置于所述衬底上的多个亚像素,每个亚像素包括一个发光器件;所述发光器件包括层叠的第一电极和第二电极,以及设置于所述第一电极和所述第二电极之间的发光功能层,所述发光功能层包括发光层,设置于所述发光层和所述第一电极之间,且与所述第一电极接触的第一半导体层,以及设置于所述发光层和所述第二电极之间的第二半导体层;在发光器件中,所述第一电极与所述第一半导体层接触的部分上设置有镂空,所述镂空位于所述发光器件所属于的亚像素所在区域,以减少所述第一电极向所述发光层中注入载流子。
Description
本公开涉及照明和显示技术领域,尤其涉及一种发光基板及其制备方法、发光装置及其驱动方法。
相对于LCD(Liquid Crystal Display,液晶显示)是被动发光,使用LED(LightEmitting Diode,发光二极管)背光才可以显示画面而言,自发光型发光器件自身即可发光,且色彩表现更好,显示角度更宽广,同时可以制造更加轻薄的显示产品。同时自发光型发光器件还能制成曲面和柔性产品进行显示,这都是传统的背光源显示技术不能达到的。
发明内容
一方面,提供一种发光基板,包括:衬底;以及设置于所述衬底上的多个亚像素,每个亚像素包括一个发光器件;所述发光器件包括层叠的第一电极和第二电极,以及设置于所述第一电极和所述第二电极之间的发光功能层,所述发光功能层包括发光层,设置于所述发光层和所述第一电极之间,且与所述第一电极接触的第一半导体层,以及设置于所述发光层和所述第二电极之间的第二半导体层;在发光器件中,所述第一电极与所述第一半导体层接触的部分上设置有镂空,所述镂空位于所述发光器件所属于的亚像素所在区域,以减少所述第一电极向所述发光层中注入载流子。
在一些实施例中,所述发光器件所包含的第一电极的面积小于所述发光器件所包含的发光层的面积。
在一些实施例中,所述第一电极和所述第一半导体层形成欧姆接触。
在一些实施例中,所述第一半导体层的材料为金属氧化物半导体材料。
在一些实施例中,所述载流子为电子;所述第一电极的材料的功函数小于所述第一半导体层的材料的功函数。
在一些实施例中,所述第一电极的材料选自银和铝中的至少一种,所述第一半导体层的材料选自ZnO、ZnMgO、TiO
2、SnO
2和ZnSnO中的至少一种。
在一些实施例中,所述载流子为空穴;所述第一电极的材料的功函数大于所述第一半导体层的材料的功函数。
在一些实施例中,所述第一电极的材料选自ITO、IZO、钯和铂中的至少一种,所述第一半导体层的材料选自NiO,WO
3和MoO
x中的至少一种。
在一些实施例中,所述发光基板还包括:设置于所述镂空中的第三电极, 所述第三电极和所述第一电极之间具有间隙,且所述第三电极与所述第一半导体层形成肖特基接触。
在一些实施例中,所述载流子为电子,所述第三电极的材料的功函数大于所述第一半导体层的材料的功函数;或者,所述载流子为空穴,所述第三电极的材料的功函数小于所述第一半导体层的材料的功函数。
在一些实施例中,所述发光器件所包含的所述第一电极包括:沿第一方向依次间隔的多个第一齿状子电极,所述第一方向平行于所述衬底所在的平面,所述多个第一齿状子电极被配置为接入第一电压,任意相邻的两个第一齿状子电极之间形成所述镂空。
在一些实施例中,所述多个第一齿状子电极均呈条状,且沿所述第二方向延伸,所述第二方向平行于所述衬底所在的平面,并与所述第一方向垂直;所述发光器件所包含的所述第一电极还包括:第一柄状子电极,所述第一柄状子电极设置于所述多个第一齿状子电极沿所述第二方向的一侧,并与所述多个第一齿状子电极靠近所述第一柄状子电极的一端接触,所述第一柄状子电极被配置为接入所述第一电压,以向所述多个第一齿状子电极接入所述第一电压。
在一些实施例中,所述第三电极被配置为接入第二电压;所述第二电压被配置为对所述第一电极的有效宽度进行调节,所述第一电极的有效宽度是所述第一电极能够为所述载流子注入所述发光层提供导电通道的宽度。
在一些实施例中,在所述发光器件所包含的所述第一电极包括:沿第一方向依次间隔的多个第一齿状子电极的情况下,所述第三电极包括:沿第一方向依次间隔的多个第二齿状子电极,每个第二齿状子电极位于相邻的两个第一齿状子电极之间,或者,每个第一齿状子电极位于相邻的两个第二齿状子电极之间,且每个第二齿状子电极和与其相邻的任一个第一齿状子电极之间具有第一间隙,所述第一间隙属于所述间隙。
在一些实施例中,所述第一齿状子电极沿所述第一方向的宽度和所述第二齿状子电极沿所述第一方向的宽度均小于100微米,所述第一间隙小于10微米。
在一些实施例中,所述多个第二齿状子电极均呈条状,且沿所述第二方向延伸。
在一些实施例中,所述第三电极还包括:第二柄状子电极,所述第二柄状子电极设置于所述多个第二齿状子电极沿所述第二方向的一侧,且与所述多个第二齿状子电极靠近所述第二柄状子电极的一端接触,所述第二柄状子 电极被配置为接入所述第二电压,以向所述第三电极接入所述第二电压。
在一些实施例中,在所述第一电极还包括第一柄状子电极的情况下,所述第二柄状子电极和所述第一柄状子电极分别位于所述多个第一齿状子电极和所述多个第二齿状子电极沿所述第二方向的相对两侧,且所述第二柄状子电极与所述多个第二齿状子电极靠近所述第二柄状子电极的一端接触,与所述多个第一齿状子电极远离所述第一柄状子电极的一端之间形成第二间隙,所述第一柄状子电极与所述多个第一齿状子电极靠近所述第一柄状子电极的一端接触,与所述多个第二齿状子电极远离所述第二柄状子电极的一端之间形成第三间隙。
在一些实施例中,所述第二间隙大于或等于1微米小于或等于10微米,所述第三间隙大于或等于1微米小于或等于10微米。
在一些实施例中,所述第一电极相对于所述第二电极更靠近所述衬底,所述镂空中填充有第一半导体材料,所述第一半导体材料与所述第一半导体层的材料相同;或者,所述第一电极相对于所述第二电极更远离所述衬底。
在一些实施例中,所述发光层的材料为量子点发光材料。
另一方面,提供一种发光基板,包括:衬底;以及设置于所述衬底上的多个亚像素,每个亚像素包括一个发光器件;所述发光器件包括层叠的第一电极和第二电极,以及设置于所述第一电极和所述第二电极之间的发光功能层;其中,所述第一电极相对于所述第二电极更靠近所述衬底,所述第一电极包括同层设置的第一图案和第二图案,所述第一图案的材料的带隙和所述第二图案的材料的带隙不同。
另一方面,提供一种发光装置,包括:如上所述的发光基板。
另一方面,提供一种如上所述的发光装置的驱动方法,包括:
在所述发光装置所包含的发光器件的发光阶段,对所述发光器件的第一电极施加第一电压,对所述发光器件的第二电极施加第三电压,驱动所述发光器件发光。
在一些实施例中,所述发光器件还包括第三电极,所述驱动方法还包括:
在所述发光器件的发光阶段,对所述第三电极施加第二电压,以对所述第一电极的有效宽度进行调节,所述第一电极的有效宽度是所述第一电极能够为载流子注入所述发光器件所包含的发光层提供导电通道的宽度。
在一些实施例中,所述载流子为电子,所述第二电压为负电压,且所述第二电压的绝对值小于所述第一电压的绝对值;或者,所述载流子为空穴,所述第二电压为正电压,且所述第二电压的绝对值大于所述第一电压的绝对 值。
又一方面,提供一种发光基板的制备方法,包括:
在衬底上形成多个亚像素,每个亚像素包括一个发光器件;所述发光器件包括层叠的第一电极和第二电极,以及形成在所述第一电极和所述第二电极之间的发光功能层,所述发光功能层包括发光层,形成在所述发光层和所述第一电极之间,且与所述第一电极接触的第一半导体层,以及形成在所述发光层和所述第二电极之间的第二半导体层;在发光器件中,所述第一电极与所述第一半导体层接触的部分上形成有镂空,所述镂空位于所述发光器件所属于的亚像素所在区域,以减少所述第一电极向所述发光层中注入载流子。
在一些实施例中,所述在衬底上形成多个亚像素,包括:通过图案化工艺在所述衬底上且位于每个亚像素所在区域形成各个发光器件所包含的所述第一电极,以在所述发光器件所包含的第一电极上且位于所述第一电极所属于的亚像素所在区域形成所述镂空。
为了更清楚地说明本公开中的技术方案,下面将对本公开一些实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例的附图,对于本领域普通技术人员来讲,还可以根据这些附图获得其他的附图。此外,以下描述中的附图可以视作示意图,并非对本公开实施例所涉及的产品的实际尺寸、方法的实际流程、信号的实际时序等的限制。
图1A为相关技术提供的一种发光基板的剖视结构图;
图1B为图1A中的发光器件的载流子在第一半导体层中的传输图;
图1C为相关技术提供的另一种发光基板的剖视结构图;
图1D为图1C中的发光器件的载流子在第一半导体层中的传输图;
图1E为根据一些实施例的一种发光基板的俯视结构图;
图1F为根据一些实施例的一种3T1C的等效电路图;
图2A为根据一些实施例的一种发光基板的剖视结构图;
图2B为图2A中的发光器件的载流子在第一半导体层中的传输图;
图2C为根据一些实施例的另一种发光基板的剖视结构图;
图2D为图2C中的发光器件的载流子在第一半导体层中的传输图;
图2E为根据一些实施例的一种发光器件中的第一电极和第三电极的结构图;
图2F为根据一些实施例的另一种发光基板的剖视结构图;
图2G为根据一些实施例的一种第三电极通电时对第一电极的有效宽度进行调节的原理图;
图2H为根据一些实施例的另一种第三电极通电时对第一电极的有效宽度进行调节的原理图;
图2I为根据一些实施例的一种发光器件中第一电极、第二电极和第三电极的电路连接图;
图2J为根据一些实施例的另一种发光基板的剖视结构图。
下面将结合附图,对本公开一些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公开一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本公开所提供的实施例,本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例,都属于本公开保护的范围。
除非上下文另有要求,否则,在整个说明书和权利要求书中,术语“包括(comprise)”及其其他形式例如第三人称单数形式“包括(comprises)”和现在分词形式“包括(comprising)”被解释为开放、包含的意思,即为“包含,但不限于”。在说明书的描述中,术语“一个实施例(one embodiment)”、“一些实施例(some embodiments)”、“示例性实施例(exemplary embodiments)”、“示例(example)”、“特定示例(specific example)”或“一些示例(some examples)”等旨在表明与该实施例或示例相关的特定特征、结构、材料或特性包括在本公开的至少一个实施例或示例中。上述术语的示意性表示不一定是指同一实施例或示例。此外,所述的特定特征、结构、材料或特点可以以任何适当方式包括在任何一个或多个实施例或示例中。
以下,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本公开实施例的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
“A、B和C中的至少一个”与“A、B或C中的至少一个”具有相同含义,均包括以下A、B和C的组合:仅A,仅B,仅C,A和B的组合,A和C的组合,B和C的组合,及A、B和C的组合。
“A和/或B”,包括以下三种组合:仅A,仅B,及A和B的组合。
本文中“适用于”或“被配置为”的使用意味着开放和包容性的语言,其不排除适用于或被配置为执行额外任务或步骤的设备。
另外,“基于”的使用意味着开放和包容性,因为“基于”一个或多个 所述条件或值的过程、步骤、计算或其他动作在实践中可以基于额外条件或超出所述的值。
本文参照作为理想化示例性附图的剖视图和/或平面图描述了示例性实施方式。在附图中,为了清楚,放大了层和区域的厚度。因此,可设想到由于例如制造技术和/或公差引起的相对于附图的形状的变动。因此,示例性实施方式不应解释为局限于本文示出的区域的形状,而是包括因例如制造而引起的形状偏差。例如,示为矩形的蚀刻区域通常将具有弯曲的特征。因此,附图中所示的区域本质上是示意性的,且它们的形状并非旨在示出设备的区域的实际形状,并且并非旨在限制示例性实施方式的范围。
本公开的一些实施例提供了发光装置,该发光装置包括发光基板,当然还可以包括其他部件,例如可以包括用于向发光基板提供电信号,以驱动该发光基板发光的电路,该电路可以称为控制电路,可以包括与发光基板电连接的电路板和/或IC(Integrate Circuit,集成电路)。
在一些实施例中,该发光装置可以为照明装置,此时,发光装置用作光源,实现照明功能。例如,发光装置可以是液晶显示装置中的背光模组,用于内部或外部照明的灯,或各种信号灯等。
在另一些实施例中,该发光装置可以为显示装置,此时,该发光基板为显示基板,用于实现显示图像(即画面)功能。发光装置可以包括显示器或包含显示器的产品。其中,显示器可以是平板显示器(Flat Panel Display,FPD),微型显示器等。若按照用户能否看到显示器背面的场景划分,显示器可以是透明显示器或不透明显示器。若按照显示器能否弯折或卷曲,显示器可以是柔性显示器或普通显示器(可以称为刚性显示器)。示例的,包含显示器的产品可以包括:计算机显示器,电视,广告牌,具有显示功能的激光打印机,电话,手机,个人数字助理(Personal Digital Assistant,PDA),膝上型计算机,数码相机,便携式摄录机,取景器,车辆,大面积墙壁,剧院的屏幕或体育场标牌等。
本公开的一些实施例提供了一种发光基板,如图1A~图1D所示,该发光基板1包括衬底11,以及设置于衬底11上的多个亚像素P。每个亚像素P包括设置于衬底11上一个发光器件12。每个发光器件12包括:第一电极121、第二电极122,以及设置于第一电极121和第二电极122之间的发光功能层123,发光功能层123包括发光层123a。
在一些实施例中,该第一电极121可以为阳极,此时,该第二电极122为阴极。在另一些实施例中,该第一电极121可以为阴极,此时,该第二电 极122为阳极。
该发光元件12的发光原理为:通过阳极和阴极连接的电路,利用阳极向发光层123a注入空穴,阴极向发光层123a注入电子,所形成的电子和空穴在发光层123a中形成激子,激子通过辐射跃迁回到基态,发出光子。
如图1A~图1D所示,为了提高电子和空穴注入发光层的效率,该发光功能层123还可以包括:设置于发光层123a和第一电极121之间,且与第一电极121接触的第一半导体层123b,以及设置于发光层123a和第二电极122之间的第二半导体层123c。
其中,第一半导体层123b可以为电子传输层(Electronic Transport Layer,ETL),第二半导体层123c可以为空穴传输层(Hole Transport Layer,HTL)。或者,第一半导体层123b可以为空穴传输层HTL,第二半导体层123c可以为电子传输层ETL。亦或者,第一半导体层123b可以为电子注入层(Electronic Injection Layer,EIL),第二半导体层123c可以包括空穴注入层(Hole Injection Layer,HIL)和空穴传输层HTL等。又或者,第一半导体层123b可以为空穴注入层HIL,第二半导体层123c可以包括电子注入层EIL和电子传输层ETL等。
当然,在第一半导体层123b为电子注入层EIL的情况下,第一半导体层123b和发光层123a之间还可以设置有电子传输层ETL,在第一半导体层123b为空穴注入层HIL的情况下,第一半导体层123b和发光层123a之间还可以设置有空穴传输层HTL。
另外,除了上述电子注入层EIL、空穴注入层HIL、电子传输层ETL和空穴传输层HTL之外,该发光功能层123还可以包括空穴阻挡层和电子阻挡层,其中,空穴阻挡层可以设置在电子传输层ETL和发光层123a之间,电子阻挡层可以设置在空穴传输层HTL和发光层123a之间。空穴阻挡层可以具有较深的HOMO(Highest Occupied Molecular Orbital,最高占据分子轨道)和较浅的LUMO(Lowest Unoccupied Molecular Orbital,最低未占分子轨道),便于电子传输而阻挡空穴传输,同理,电子阻挡层可以具有较浅的LUMO和较深的HOMO,便于空穴传输而阻挡电子传输,从而可以对载流子(电子和空穴)注入发光层123a进行调节,使得电子和空穴的复合区域限制在发光层123a中。
在一些实施例中,如图1E所示,该发光基板1包括显示区A和设置于显示区A周边的周边区S。显示区A包括多个亚像素区Q’,每个亚像素区Q’中设置有像素驱动电路200。周边区S用于布线,如连接像素驱动电路200 的栅极驱动电路100。
其中,像素驱动电路200可以包括薄膜晶体管和电容等,被配置为驱动位于相应的亚像素区Q’中的发光器件12发光。如图1E所示,像素驱动电路200可以为2T1C的结构。
当然,像素驱动电路200除了可以为2T1C的结构以外,还可以为如图1F所示的3T1C的结构。
在一些实施例中,如图1A~图1E所示,发光基板1还可以包括像素界定层13,像素界定层13限定出多个开口Q,每个开口Q与一个亚像素P所在区域(也即亚像素区Q’)对应,多个发光器件12可以与多个开口Q一一对应设置。这里的多个发光器件12可以是发光基板1所包含的全部或部分发光器件12;多个开口Q可以是像素界定层13上的全部或部分开口Q。
无论上述第一半导体层123b是电子传输层、电子注入层、空穴传输层还是空穴注入层,在发光基板1还包括像素界定层13的情况下,根据上述第一电极121相对于第二电极122可以更靠近或者更远离衬底11,该发光基板1可以有两种可能的情况,第一种情况,如图1A所示,第一电极121相对于第二电极122更靠近衬底11。此时,第一电极121设置于像素界定层13靠近衬底11的一侧,且一个开口Q露出一个第一电极121,这时,第一电极121被开口Q露出的部分与第一半导体层123b接触。第二种情况,如图1C所示,第一电极121相对于第二电极122更远离衬底11。此时,第一电极121设置于像素界定层13远离衬底11的一侧,且第一电极121整层覆盖,在此情况下,第一半导体层123b也可以整层覆盖,这时,第一电极121中的全部与第一半导体层123b接触。
在以上结构基础上,通过对空穴注入层、空穴传输层、电子注入层、电子传输层、以及电子阻挡层和空穴阻挡层等的材料进行选择,虽然可以对电子和空穴的迁移率、载流子浓度以及各层材料的导电性和能级匹配关系等进行调节,从而可以在一定程度上对电子和空穴的注入速率进行调节,进而可以在一定程度上实现电子和空穴的注入平衡,但是,到目前为止,在选择了合适的各层材料的情况下,电子在发光层123a中的注入依然是过剩的,也即电子的传输速率高于空穴的传输速率,仅通过对材料的选择和对材料性能的调控,难以实现电子和空穴的注入平衡,而电子和空穴注入的不平衡是影响发光器件发光效率和寿命的一个非常重要的因素。
基于此,在一些实施例中,如图2A~图2D所示,在发光器件12中,第一电极121与第一半导体层123b接触的部分上设置有镂空K,镂空K位于发 光器件12所属于的亚像素P所在区域,以减少第一电极121向发光层123a中注入载流子。发光器件12是多个亚像素P中任一个亚像素P所包含的发光器件12。
其中,如图2A所示,发光器件12可以是多个发光器件12中的一个发光器件12,也可以是多个发光器件12中的每个发光器件12(如图2C所示),镂空K是指第一电极121上部分区域被挖空。
这里,根据第一电极121相对于第二电极122更靠近或更远离衬底11,有两种可能的情况,第一种情况,如图1A、图1B、图2A和图2B所示,第一电极121相对于第二电极122更靠近衬底11,这时,第一电极121被开口Q露出的部分与第一半导体层123b接触,如图1A和图1B所示,在第一电极121未设置镂空的情况下,第一电极121与第一半导体层123b接触的部分的面积等于发光器件12所对应的开口Q的底面13a面积,这时,在向第一电极121通电时,第一电极121与第一半导体层123b接触的部分(也即第一电极121位于开口Q中的部分)均为载流子注入发光层123a提供导电通道,并且,随着第一电极121与第一半导体层123b接触的部分的面积(也即开口Q的底面13a面积)越大,提供给载流子注入发光层123a的导电通道的横截面积(垂直于载流子传输方向(如图1B中箭头a所示方向)的平面面积)就越大,越有利于载流子(如空穴或电子)注入发光层123a,而在本公开的实施例中,如图2A和图2B所示,通过在第一电极121与第一半导体层123b接触的部分上设置镂空K,可以减小第一电极121与第一半导体层123b接触的部分实际提供的导电通道的横截面积(垂直于载流子传输方向(如图2B中箭头a所示方向)的平面面积),从而可以减少载流子(如空穴或电子)注入发光层123a,进而能够对载流子的注入进行调节。示例的,以载流子为电子为例,通过减少电子注入发光层123a,即可对电子和空穴的注入平衡进行调节,从而可以实现电子和空穴注入平衡。
第二种情况,如图1C、图1D、图2C和图2D所示,第二电极122相对于第一电极121更靠近衬底11,这时,第一电极121可以整层覆盖,第一半导体层123b也可以整层覆盖,第一电极121中的全部与第一半导体层123b接触,如图1C和图1D所示,在第一电极121上未设置镂空的情况下,第一电极121位于发光器件12所属于的亚像素P所在区域的部分与开口Q的底面13a正对,且第一电极121位于发光器件12所属于的亚像素P所在区域的部分的面积等于该开口Q的底面13a面积,这时,在向第一电极121通电时,第一电极121位于发光器件12所属于的亚像素P所在区域的部分为载流子注 入发光层123a提供导电通道,并且,随着第一电极121位于发光器件12所属于的亚像素P所在区域的部分的面积越大,提供给载流子注入发光层123a的导电通道的横截面积(垂直于载流子传输方向(如图1D中箭头b所示)的平面面积)就越大,越有利于载流子注入发光层123a,而在本公开的实施例中,如图2C和图2D所示,通过在第一电极121与第一半导体层123b接触的部分上设置镂空K,由于镂空K位于发光器件12所属于的亚像素P所在区域,因此,同样可以减小第一电极121实际提供的导电通道的横截面积(垂直于载流子传输方向(如图2D中箭头b所示)的平面面积),从而可以减少载流子注入发光层123a,进而能够对载流子的注入进行调节。在此,仍然以载流子为电子为例,通过减少电子注入发光层123a,同样能够对电子和空穴的注入平衡进行调节,从而可以实现电子和空穴注入平衡。
这里,需要说明的是,如图1C所示,由于像素界定层13限定出多个开口Q,每个发光器件12设置于一个开口Q中,而在发光器件12的第一电极121整层覆盖的情况下,为了在第一电极121位于发光器件12所属于的亚像素P所在区域的部分上设置镂空K,如图2C所示,可以将第一电极121位于开口Q中的部分挖空,以在第一电极121位于开口Q中的部分上设置镂空K,从而可以减少第一电极121位于开口Q中的面积,进而可以减少载流子注入发光器件12的发光层123a。
在一些实施例中,如图2A和图2C所示,发光器件12所包含的第一电极121的面积小于发光器件12所包含的发光层123a的面积。
其中,根据开口Q所限定的区域为有效发光区,发光层123a的面积可以大于或等于有效发光区的面积,而在这些实施例中,由于发光器件12所包含的第一电极121的面积小于发光器件12所包含的发光层123a的面积,因此,发光器件12所包含的第一电极121的面积可以小于有效发光区的面积。
在一些实施例中,如图2A和图2B所示,在第一电极121相对于第二电极122更靠近衬底11的情况下,镂空K中填充有第一半导体材料,第一半导体材料与第一半导体层123b的材料相同。
在这些实施例中,在第一电极121相对于第二电极122更靠近衬底11的情况下,在制作完第一电极121之后,通过制作像素界定层13形成开口Q,第一电极121中的部分露出,由于第一电极121与第一半导体层接触的部分上设置有镂空K,因此,开口Q露出第一电极121的部分上设置有镂空K,通过形成第一半导体层123b,第一半导体层123b中的部分会填充在第一电极121的镂空K中。这样,在对第一电极121通电的情况下,该第一电极121 的侧面也会对第一半导体层123b中的载流子注入进行驱动,这时,第一电极121实际提供的导电通道的横截面积可以略大于第一电极121在衬底11上的正投影的面积。
在一些实施例中,第一电极121和第一半导体层123b形成欧姆接触。
任何两种相接触的固体的费米能级从严格意义上必须相等,费米能级和真空能级之间的差值称为功函。当两种材料接触时,电子将会从低功函一边流向另一边,直到费米能级相平衡,从而低功函的材料将带有少量正电荷而高功函材料则会变得具有少量电负性,最终得到的静电场称为内建场(也可以称为空间电荷区或耗尽区)。由于内建场的存在,在两种材料的界面处半导体的能带弯曲,形成肖特基势垒,势垒的存在导致了大的界面电阻,与肖特基接触相对应的即为欧姆接触,欧姆接触的界面处势垒非常小或者没有接触势垒,也即,在第一电极121和第一半导体层123b形成欧姆接触的情况下,在第一电极121和第一半导体层123b的接触处没有空间电荷区,是一个纯电阻,且电阻很小,电压降小到可以忽略,因此可以传递载流子。
要形成良好的欧姆接触,有两个先决条件:第一,第一电极121和第一半导体层123b之间有低的势垒高度。第二,第一半导体层123b中有高浓度的杂质掺杂。
第一可以使界面电流中热激发部分增加,第二则可以使第一半导体层123b耗尽区变窄,载流子(如电子或空穴)有更多的机会直接穿透,而同时使接触电阻(Rc)阻值降低。
其中,对第一电极121的材料和第一半导体层123b的材料均不做具体限定,所有能够使第一电极121和第一半导体层123b之间形成欧姆接触的选材均在本公开的保护范围之内。
在一些实施例中,上述第一半导体层123b的材料可以为金属氧化物半导体材料,也即,在这些实施例中,第一半导体层123b的材料为无机半导体材料。
这时,第一电极121示例的可以是金属材料或非金属材料。
在此,根据载流子可以为电子或空穴,有两种可能的情况,第一种情况,载流子为电子;第一电极121的材料的功函数小于第一半导体层123b的材料的功函数。第二种情况,载流子为空穴;第一电极121的材料的功函数大于第一半导体层123b的材料的功函数。
功函数是把一个电子从固体内部刚刚移到此物体表面所需的最少的能量。功函数的大小通常大概是金属自由原子电离能的二分之一。同样地,对于半 导体材料而言,将真空中静止电子的能量与半导体费米能级的能量之差定义为半导体的功函数,功函数越小,电子越容易从固体的表面逸出,反之,则越不容易从固体的表面逸出。
基于以上,在第一种情况下,第一电极121的材料可以选自银和铝中的至少一种,第一半导体层123b的材料可以选自ZnO、ZnMgO、TiO
2、SnO
2和ZnSnO中的至少一种。在第二种情况下,第一电极121的材料可以选自ITO(Indium Tin Oxides,氧化铟锡)、IZO(Indium Zinc Oxide,氧化锌铟)、钯和铂中的至少一种,第一半导体层123b的材料可以选自NiO,WO
3和MoO
x(X示例的可以为3)中的至少一种。
其中,需要说明的是,第一电极121的材料可以选自银和铝中的至少一种,是指,第一电极121可以为银电极、铝电极或者银铝的合金电极。第一半导体层123b的材料可以选自ZnO、ZnMgO、TiO
2、SnO
2和ZnSnO中的至少一种,是指,第一半导体层123b的材料可以为ZnO、ZnMgO、TiO
2、SnO
2或ZnSnO,或者,第一半导体层123b的材料可以为ZnO、ZnMgO、TiO
2、SnO
2和ZnSnO中的多种的混合材料。第一电极121的材料可以选自ITO、IZO、钯和铂中的至少一种,是指,第一电极121可以为透明电极(如第一电极121的材料为ITO或IZO,或者,第一电极121的材料为ITO和IZO的混合材料)或金属电极(如第一电极121的材料为钯或铂,或者,第一电极121的材料为钯和铂的混合材料),亦或者,第一电极121可以为透明电极和金属电极的叠层结构。
另外,还需要说明的是,为了形成良好的欧姆接触,第一电极121的材料可以选自金属材料。在此情况下,为了提高发光效果,可选的,发光器件12发出的光自第二电极122一侧出射。也即,第二电极122可以为透明电极。这时,根据第一电极121相对于第二电极122更靠近或远离衬底11,可以有两种可能的情况,第一种情况,第一电极121相对于第二电极122更靠近衬底11,这时,发光基板1为顶发射型发光基板,第二种情况,第一电极121相对于第二电极122更远离衬底11,这时,发光基板1为底发射型发光基板。
基于上述,根据载流子可以为电子或空穴,也可以有两种可能的情况,第一种情况,载流子为电子,这时,第二电极122可以选自高功函的材料,例如,第二电极示例的可以为透明氧化物电极,如ITO(Indium Tin Oxides,氧化铟锡)、IZO(Indium Zinc Oxides,氧化铟锌)、IGZO(indium gallium zinc oxide,氧化铟镓锌)等。第二种情况,载流子为空穴,这时,第二电极122可以选自低功函的材料,例如,第二电极122可以为厚度较薄的金属电极。
在一些实施例中,如图2E和图2F所示,发光器件12所包含的第一电极121包括:沿第一方向(如图2E和图2F中箭头c所示)依次间隔的多个第一齿状子电极121a,第一方向平行于衬底11所在的平面,多个第一齿状子电极121a被配置为接入第一电压,任意相邻的两个第一齿状子电极121a之间形成上述镂空K。
其中,多个第一齿状子电极121a可以通过一条导线接入第一电压,该导线的一端可以与多个第一齿状子电极121a的一端连接,另一端可以通过过孔与像素驱动电路上能够提供相应或相同电压的电连接线或电极电连接。
在一些实施例中,如图2E所示,多个第一齿状子电极121a均呈条状,且沿第二方向(如图2E中箭头d所示)延伸,第二方向平行于衬底11所在的平面,并与第一方向垂直。发光器件12所包含的第一电极121还包括:第一柄状子电极121b,第一柄状子电极121b设置于多个第一齿状子电极121a沿第二方向的一侧,并与多个第一齿状子电极121a靠近第一柄状子电极121b的一端接触,第一柄状子电极121b被配置为接入第一电压,以向多个第一齿状子电极121a接入第一电压。
在这些实施例中,如图2E所示,第一电极121可以呈梳状,第一柄状子电极121b将多个第一齿状子电极121a连接起来,通过向第一柄状子电极121b接入第一电压,即可向多个第一齿状子电极121a接入第一电压。
其中,第一柄状子电极121b可以通过过孔与像素驱动电路上能够提供相应或相同电压的电连接线或电极电连接。
如图2E所示,示出了第一柄状子电极121b的一端与多个第一齿状子电极121a接触,另一端接入第一电压的电路图。
这里,以载流子为电子为例,第一柄状子电极121b可以与像素驱动电路中的接地线VSS电连接。
在一些实施例中,第一柄状子电极121b的材料和多个第一齿状子电极121a的材料相同。这样,多个第一齿状子电极121a和第一柄状子电极121b可以通过同一次构图工艺形成。
在一些实施例中,如图2E、图2F和图2G所示,发光基板1还包括:设置于镂空K中的第三电极124,第三电极124和第一电极121之间具有间隙G,且第三电极124和第一半导体层123b形成肖特基接触。
肖特基接触是相对于欧姆接触而言的,如以上所述,在第三电极124和第一半导体层123b形成肖特基接触的情况下,第三电极124和第一半导体层123b的界面处第一半导体层123b的能带弯曲,形成肖特基势垒,具有较大的 界面电阻,同时,第三电极124的功函数和第一半导体层123b的功函数之差使得第三电极124和第一半导体层123b可以看作是一个p-n结,p-n结两边的多数载流子往对方注入、扩散形成空间电荷区F,该空间电荷区F是由正、负电荷构成的一个电偶极层,其中存在较强的内建电场,也即上述内建场,内建场的作用是阻挡两边的多数载流子进一步往对方扩散,达到平衡时,p-n结的空间电荷区F就有一定的厚度,空间电荷越多,内建电场越强,空间电荷区F的厚度就越大,反之,空间电荷区F的电场越弱,其中的电荷也就必然越少,空间电荷区F的厚度就越薄。
在这些实施例中,通过在镂空K中设置第三电极124,由于第三电极124和第一半导体层123b之间形成肖特基接触,因此,在第三电极124和第一半导体层123b接触的界面处形成一个内建场,内建场的存在使得第三电极124和第一半导体层123b之间具有较大的界面电阻,能够对第一电极124的侧面对第一半导体层123b位于第三电极124所在区域的部分的载流子进行驱动进行阻碍,从而可以一定程度上减小载流子的导电通道的横截面积,并且,随着空间电荷区F的厚度越厚,空间电荷区F可以沿第一半导体层123b所在的平面进行延伸,随着空间电荷区F在第一半导体层123b所在平面上的尺寸越大,载流子的导电通道的横截面积就越小,就越容易减少载流子的注入,从而可以对载流子的注入进行调节。
其中,与上述形成欧姆接触相类似地,对第三电极124的材料也不做具体限定,在第一半导体层123b的材料确定的情况下,所有能够使第三电极124与第一半导体层123b形成肖特基接触的选材均在本公开的保护范围之内。
在此,根据上述载流子可以为电子或空穴,有两种可能的情况,第一种情况,载流子为电子,第三电极124的材料的功函数大于第一半导体层123b的材料的功函数。在此情况下,第三电极124的材料可以选自ITO、IZO、金、钯、铂和镍中的至少一种。第二种情况,载流子为空穴,第三电极124的材料的功函数小于第一半导体层123b的材料的功函数。在此情况下,第三电极124的材料可以选自银和铝中的至少一种。
其中,需要说明的是,第三电极124的材料可以选自ITO、IZO、金、钯、铂和镍中的至少一种,是指,第三电极124可以为透明电极(如第三电极124的材料为ITO或IZO,或者,第三电极124的材料为ITO和IZO的混合材料)或金属电极(如第三电极124的材料为金、钯、铂或镍,或者,第三电极124的材料为金、钯、铂和镍中的多种的混合材料),亦或者,第三电极124可以为透明电极和金属电极的叠层结构。第三电极124的材料可以选自银和铝 中的至少一种,是指,第三电极124可以为银电极、铝电极或者银铝的合金电极。
在一些实施例中,如图2E、图2F和图2G所示,第三电极124被配置为接入第二电压。第二电压被配置为对第一电极121的有效宽度D1进行调节,第一电极121的有效宽度D1是第一电极121能够为载流子注入发光层123a提供导电通道的宽度。
其中,第一电极121和第三电极124均可以为任意形状,在此不做具体限定。
在一些示例中,如图2E和图2G所示,在第一电极121包括沿第一方向依次间隔的多个第一齿状子电极121a,第三电极124为条状,并设置于相邻的两个第一齿状子电极121a之间的情况下,第三电极124和第一半导体层123b所形成的空间电荷区F沿第一方向和第一半导体层123b的厚度方向延伸。这时,第一电极121的有效宽度D1是指第一电极121沿第一方向的有效宽度D1,也即,该第一电极121的有效宽度D1是第一电极121在第一方向上能够为载流子注入发光层123a提供导电通道的宽度。
在另一些示例中,如图2H所示,在第一电极121和第三电极124均为圆环形的情况下,第三电极124和第一半导体层所形成的空间电荷区沿圆环的径向方向和第一半导体层的厚度方向延伸。这时,第一电极121的有效宽度是指第一电极121沿径向方向的有效宽度,也即,该第一电极121的有效宽度D1是指第一电极121在圆环的径向方向上能够为载流子注入发光层123a提供导电通道的宽度。
在这些实施例中,如图2G所示,在上述第三电极124的材料和第三电极124沿第一方向或径向方向的宽度(也即实际宽度W)确定的情况下,第三电极124和第一半导体层123b所形成的空间电荷区F的厚度(沿第一半导体层123b的厚度方向的尺寸)和沿第一方向或圆环的径向方向的宽度就是确定的,通过在第三电极124上接入第二电压,对空间电荷区F的厚度和沿第一方向或圆环的径向方向的宽度X进行调节,即可对第一电极121沿第一方向或圆环的径向方向的有效宽度D1进行调节,而通过对第一电极121沿第一方向或圆环的径向方向的有效宽度D1进行调节,能够对载流子的导电通道沿第一方向或圆环的径向方向的宽度进行调节,进而可以对载流子的注入进行调节。
具体的,以载流子为电子为例,在第三电极124和第一半导体层123b形成肖特基接触的情况下,第三电极124的材料的功函数大于第一半导体层123b 的材料的功函数,这时,第三电极124中的多数载流子为空穴,第一半导体层123b中的多数载流子为电子,由此所形成的内建电场的方向是从第一半导体层123b指向第三电极124,也即从p-n结的n区指向p区,当p-n结上加有正向电压(也即第三电极124上加正电压)时,所产生的电场的方向与内建电场的方向相反,相互抵消,使得空间电荷区F的总电场有所降低,从而使得其中的正负电荷减少,这样空间电荷区F的厚度和沿第一方向或圆环的径向方向的宽度X就减小了,相反,当p-n结上加有反向电压(也即第三电极124上加负电压)时,所产生的电场的方向与内建电场的方向一致,相互增强,使得空间电荷区F中的总电场有所提高,从而使得空间电荷区F的厚度和沿第一方向或圆环的径向方向的宽度X增大。
也即,在上述实施例中,在载流子为电子的情况下,为了使第一电极121的有效宽度D1小于第一电极121的实际宽度D,可以在第三电极124上施加负电压,也即,上述第二电压可以为负电压。如图2I所示,示出了载流子为电子,第一电极121、第二电极122以及第三电极123的电路连接图。
其中,第三电极124可以通过导线接入第二电压,导线的一端可以与第三电极124电连接,另一端可以通过过孔与像素驱动电路中的能够提供相应或相同电压的电连接线或电极电连接。
当然,在像素驱动电路中不包含能够提供相应或相同电压的电连接线或电极的情况下,也可以在像素驱动电路中增加能够提供相应或相同电压的电连接线或电极,并通过驱动IC为第三电极124接入第二电压。
其中,还需要说明的是,第二电压可以是一个恒定的电压,也可以是一个变化的电压,在第二电压是一个恒定的电压的情况下,空间电荷区F的厚度和沿第一方向或圆环的径向方向的宽度也是确定的,仅能够将第一电极121沿第一方向或圆环的径向方向的有效宽度调节至一个恒定的宽度,在第二电压是一个变化的电压的情况下,空间电荷区F的厚度和沿第一方向或圆环的径向方向的宽度也是变化的,这时,可以根据实际情况,对仅能够将第一电极121沿第一方向或圆环的径向方向的有效宽度调节至一个恒定的宽度。
在此仅示出了载流子为电子的示例,本领域技术人员能够理解的是,在载流子为空穴的情况下,为了使第一电极121的有效宽度D1小于第一电极121的实际宽度D,可以在第三电极124上施加正电压,也即,上述第二电压可以为正电压,并且,在第一电极121上也施加正电压的情况下,第二电压大于第一电极121上施加的电压。
在一些实施例中,如图2E和图2G所示,在发光器件12所包含的第一电 极121包括:沿第一方向依次间隔的多个第一齿状子电极121a的情况下,第三电极124包括:沿第一方向依次间隔的多个第二齿状子电极124a,每个第二齿状子电极124a位于相邻的两个第一齿状子电极121a之间,或者,每个第一齿状子电极121a位于相邻的两个第二齿状子电极124a之间,且每个第二齿状子电极124a和与其相邻的任一个第一齿状子电极121a之间具有第一间隙G1,第一间隙G1属于上述间隙G。
在这些实施例中,由于多个第一齿状子电极121a和多个第二齿状子电极124a均沿第一方向排列,因此,在对多个第一齿状子电极121a和多个第二齿状子电极124a进行通电时,多个第二齿状子电极124a所形成的空间电荷区F在第一半导体层123b内沿第一方向和沿第一半导体层123b的厚度方向延伸,一个第二齿状子电极124a所形成的空间电荷区F可以沿第一方向延伸到与该第二齿状子电极124a相邻的第一齿状子电极121a所在区域,从而可以对第一齿状子电极121a沿第一方向的有效宽度D1进行调节。
其中,每两个相邻的第二齿状子电极124a之间可以有一个或多个第一齿状子电极121a,每两个相邻的第一齿状子电极121a之间也可以有一个或多个第二齿状子电极124a,在此不做具体限定。
为了对每个第一齿状子电极121a沿第一方向的有效宽度D1在第一方向的两侧均进行调节,可选的,如图2E所示,每两个相邻的第二齿状子电极124a之间设置有一个第一齿状子电极121a。
这时,通过对第三电极124通电,相邻的两个第二齿状子电极124a和第一半导体层123b所形成的空间电荷区F均沿第一方向延伸,随着两个空间电荷区F延伸至位于二者之间的第一齿状子电极121a所在区域,即可对该第一齿状子电极121a的导电通道沿第一方向的宽度进行调节,如图2G所示,随着两个空间电荷区F沿第一方向的宽度X越大,第一齿状子电极121a的导电通道越窄,从而可以降低载流子在导电通道内的注入速率,从而可以对载流子的注入平衡进行调节。
在一些实施例中,如图2G所示,第一齿状子电极121a沿第一方向的宽度(也即实际宽度D1)和第二齿状子电极124a沿第一方向的宽度(也即实际宽度W)均小于100微米,第一间隙G1小于10微米。
在这些实施例中,通过将第一齿状子电极121a沿第一方向的宽度和第二齿状子电极124a沿第一方向的宽度限定在上述范围内,可以形成密集的交叉电极,使得被调控的导电通道的数量足够多,而将第一间隙G1限定在上述范围内,可以起到较好的调控导电通道沿第一方向的宽度的作用,实现有效的 导电通道的宽度控制。
其中,第一齿状子电极121a沿第一方向的宽度(也即实际宽度D1)和第二齿状子电极124a沿第一方向的宽度(也即实际宽度W)可以相同或不同。
为了采用同一掩膜板进行制作,节省制作成本,在一些实施例中,第一齿状子电极121a沿第一方向的宽度(也即实际宽度D1)和第二齿状子电极124a沿第一方向的宽度(也即实际宽度W)相同。
还需要说明的是,在实际制作过程中,为了避免第一齿状子电极121a和第二齿状在电极124a发生接触,可选的,第一间隙G1可以大于或等于1微米。
其中,对多个第二齿状子电极124a的结构不做具体限定,多个第二齿状子电极124a可以为任意形状。
在一些实施例中,如图2E所示,多个第二齿状子电极124a均呈条状,且沿第二方向延伸。
在这些实施例中,多个第二齿状子电极124a的形状可以与多个第一齿状子电极121a的形状相同,也即,第二齿状子电极124a和第一齿状子电极121a平行。
在一些实施例中,如图2E所示,第三电极124还包括:第二柄状子电极124b,第二柄状子电极124b设置于多个第二齿状子电极124a沿第二方向的一侧,且与多个第二齿状子电极124a靠近第二柄状子电极124b的一端接触,第二柄状子电极124b被配置为接入第二电压,以向第三电极124接入第二电压。
在这些实施例中,第三电极124可以呈梳状,第二柄状子电极124b将多个第二齿状子电极124a连接起来,通过向第二柄状子电极124b接入第二电压,即可向多个第二齿状子电极124a接入第二电压。
其中,第二柄状子电极124b可以通过过孔与像素驱动电路上能够提供相应或相同电压的电连接线或电极电连接。
如图2E所示,示出了第二柄状子电极124b的一端与多个第二齿状子电极124a接触,另一端接入第二电压的情形。
这里,以载流子为电子为例,第二柄状子电极124b可以与像素驱动电路中的提供负电压的电连接线或电极电连接。
在一些实施例中,第二柄状子电极124b的材料和多个第二齿状子电极124a的材料相同。这样,第二柄状子电极124b的材料和多个第二齿状子电极124a可以通过同一次构图工艺形成。
当然,为了降低压降,第二柄状子电极124b的材料可以和多个第二齿状子电极124a的材料不同,也即,第二柄状子电极124b的材料可以为能够与第一半导体层123b形成欧姆接触的材料。
在一些实施例中,如图2E所示,在第一电极121还包括第一柄状子电极121b的情况下,第二柄状子电极124b和第一柄状子电极121b分别位于多个第一齿状子电极121a和多个第二齿状子电极124a沿第二方向的相对两侧,且第二柄状子电极124b与多个第二齿状子电极124a靠近第二柄状子电极124b的一端接触,与多个第一齿状子电极121a远离第一柄状子电极121b的一端之间形成第二间隙G2,第一柄状子电极121b与多个第一齿状子电极121a靠近第一柄状子电极121b的一端接触,与多个第二齿状子电极124a远离第二柄状子电极124b的一端之间形成第三间隙G3。
在这些实施例中,由于第二柄状子电极124b和第一柄状子电极121b位于多个第一齿状子电极121a和多个第二齿状子电极124a沿第二方向的相对两侧,因此,第一电极121和第三电极124均为梳状,且第一齿状子电极121a和第二齿状子电极124a交叉设置,通过第一柄状子电极121b可以向多个第一齿状子电极121a接入第一电压,通过第二柄状子电极124b可以向多个第二齿状子电极124a接入第二电压,即可实现第二齿状子电极124a和第一半导体层123b所形成的空间电荷区F对第一齿状子电极121a沿第一方向的有效宽度进行调节,进而可以对载流子注入进行调节。
其中,由于第二柄状子电极124b与多个第一齿状子电极121a远离第一柄状子电极121b的一端之间形成第二间隙G2,第一柄状子电极121b与多个第二齿状子电极124a远离第二柄状子电极124b的一端之间形成第三间隙G3,而第二柄状子电极124b可以和第一半导体层123b形成欧姆接触或肖特基接触,第一柄状子电极121b和第一半导体层123b形成欧姆接触,因此,在第二柄状子电极124b和第一半导体层123b形成肖特基接触的情况下,若第二间隙G2足够小(如第二间隙G2可以是使第二柄状子电极124b和第一齿状子电极121a彼此不发生接触的间隙),或者,若第二柄状子电极124b沿第二方向的尺寸与第一齿状子电极124a沿第一方向的宽度相同,且第二间隙G2小于或等于第一间隙G1,则第二柄状子电极124b和第一半导体层123b形成的空间电荷区F可以延伸至第一齿状子电极121a所在区域,从而可以对第一齿状子电极121a的有效长度(沿第二方向形成导电通道的长度)进行调节,进一步对导电通道的横截面积进行调节。而第一柄状子电极121b和第一半导体层123b的欧姆接触则不会对第一齿状子电极121a的有效长度进行调 节,因此,第三间隙G3只要能够满足使第一柄状子电极121b和第二齿状子电极124a彼此不发生接触即可。
在一些实施例中,第二间隙G2大于或等于1微米小于或等于10微米,第三间隙G3大于或等于1微米小于或等于10微米。
在这些实施例中,第二间隙G2和第三间隙G3可以相同或不同,通过将第二间隙G2和第三间隙G3限定在以上范围内,能够避免第二间隙G2和第三间隙G3过小,使得制作时,容易使第一齿状子电极121a和第二柄状子电极124b,以及第一柄状子电极121b和第二齿状子电极124a发生接触,并能够避免第二间隙G2和第三间隙G3过大,不利于充分利用空间以形成导电通道。
本公开的一些实施例提供一种发光基板,如图2J所示,该发光基板1包括衬底11,以及设置于衬底11上的多个亚像素P。每个亚像素P包括设置于衬底11上的一个发光器件12。每个发光器件12包括:第一电极121、第二电极122,以及设置于第一电极121和第二电极122之间的发光功能层123。
其中,该发光功能层123可以包括发光层123a和位于发光层123a和第一电极121之间的第一半导体层123b。该第一半导体层123b可以为电子传输层(Electronic Transport Layer,ETL)、空穴传输层(Hole Transport Layer,HTL)、电子注入层(Electronic Injection Layer,EIL)、空穴注入层(Hole Injection Layer,HIL)中的任意一层。
当然,在另一些实施例中,在第一半导体层123b为电子注入层EIL的情况下,第一半导体层123b和发光层123a之间还可以设置有电子传输层ETL和/或空穴阻挡层,在第一半导体层123b为空穴注入层HIL的情况下,第一半导体层123b和发光层123a之间还可以设置有空穴传输层HTL和/或电子阻挡层。
在一些实施例中,如图2J所示,第一电极121相对于第二电极122更靠近衬底11,第一电极121包括同层设置的第一图案X1和第二图案X2,第一图案X1的材料的带隙和第二图案X2的材料的带隙不同。
其中,带隙是导带的最低点和价带的最高点的能量之差,也称能隙。带隙越大,电子由价带被激发到导带越难,本征载流子浓度就越低,电导率也就越低。
以第一电极121为阴极为例,第一图案X1的材料的带隙可以小于第二图案X2的材料的带隙,这时,相对于第二图案X2,第一图案X1中的电子更容易从价带被激发到导带,本征载流子(电子)浓度较高,电导率较高,此 时,第一图案X1的材料的功函数小于第二图案X2的材料的功函数。
以第一电极121为阳极为例,第一图案X1的材料的带隙可以大于第二图案X2的材料的带隙,这时,相对于第一图案X1,第二图案X2中的电子更容易从价带被激发到导带,本征载流子(空穴)浓度较高,电导率较高,此时,第一图案X1的材料的功函数大于第二图案X2的材料的功函数。
在一些实施例中,第二图案X2的材料和第一半导体层123b的材料相同。
在这些实施例中,以第一电极121为阴极,第一半导体层123b为电子传输层为例,第二图案X2的材料和电子传输层的材料相同,以第一电极121为阳极,第一半导体层123b为空穴传输层为例,第二图案X2的材料和空穴传输层的材料相同。
本公开的一些实施例提供一种如上所述的发光装置的驱动方法,包括:
在发光装置所包含的发光器件12的发光阶段,对发光器件12的第一电极121施加第一电压,对发光器件12的第二电极122施加第三电压,驱动发光器件12发光。
其中,以上述载流子为电子为例,可以向发光器件12的第一电极121施加负电压或接地电压,可以向发光器件12的第二电极122施加正电压,以驱动发光器件12发光。
具体的,在实际应用中,可以根据时序控制指令,采用像素驱动电路向发光器件12的第一电极121施加负电压或接地电压,向发光器件12的第二电极122施加正电压。
本公开的实施例提供的发光装置的驱动方法的有益技术效果与本公开的实施例提供的发光基板的有益技术效果相同,在此不再赘述。
在一些实施例中,发光器件12还包括第三电极124。驱动方法还包括:
在发光器件12的发光阶段,对第三电极124施加第二电压,以对第一电极121的有效宽度进行调节,第一电极121的有效宽度是第一电极121能够为载流子注入发光器件12所包含的发光层123a提供导电通道的宽度。
在这些实施例中,通过向第三电极124施加第二电压,对第三电极124和第一半导体层123b所产生的空间电荷区F的厚度进行调节,即可对第一电极121的有效宽度进行调节,从而可以对载流子的注入进行调节。
在一些实施例中,载流子为电子,第二电压为负电压,且第二电压的绝对值小于第一电压的绝对值。
示例的,以第一电压为接地电压,例如可以为0V为例,第二电压可以为负电压,以第一电压为负电压,例如可以为-1V为例,第二电压可以为-2V、 -3V或-4V等。当然,为了对空间电荷区F的厚度进行调节,第二电压也可以为一个变化的电压,这时,在第一电压为0V的情况下,第二电压可以在-1V~-5V之间变化,在第二电压为-1V的情况下,第二电压可以在-2V~-5V之间变化。
在另一些实施例中,流子为空穴,第二电压为正电压,且第二电压的绝对值大于第一电压的绝对值。
示例的,以第一电压为接地电压,例如可以为0V为例,第二电压可以为正电压,以第一电压为正电压,例如可以为1V为例,第二电压可以为2V、3V或4V等。当然,为了对空间电荷区F的厚度进行调节,第二电压也可以为一个变化的电压,这时,在第一电压为0V的情况下,第二电压可以在1V~5V之间变化,在第二电压为1V的情况下,第二电压可以在2V~5V之间变化。
本公开的一些实施例提供一种发光基板的制备方法,如图2A~2J所示,包括:
在衬底11上形成多个亚像素P,每个亚像素P包括一个发光器件12;发光器件12包括层叠的第一电极121和第二电极122,以及形成在第一电极121和第二电极122之间的发光功能层123,发光功能层123包括发光层123a,形成在发光层123a和第一电极121之间,且与第一电极121接触的第一半导体层123b,以及形成在发光层123a和第二电极122之间的第二半导体层123c。在发光器件12中,第一电极121与第一半导体层123b接触的部分上形成有镂空K,镂空K位于发光器件12所属于的亚像素P所在区域,以减少第一电极121向发光层123a中注入载流子,发光器件12是多个亚像素P中任一个亚像素P所包含的发光器件12。
本公开的实施例提供的发光基板的制备方法的有益技术效果与发光基板的有益技术效果相同,在此不再赘述。
在一些实施例中,在衬底11上形成多个亚像素P,可以包括:
通过图案化工艺在衬底11上且位于每个亚像素P所在区域形成多个发光器件12所包含的第一电极121,以在发光器件12所包含的第一电极121上且位于第一电极121所属于的亚像素P所在区域形成上述镂空K。
其中,根据第一电极121相对于第二电极122可以更靠近衬底11或更远离衬底11,通过图案化工艺在衬底11上且位于每个亚像素P所在区域形成多个发光器件12所包含的第一电极121,可以有两种情况。
第一种情况,第一电极121相对于第二电极122更靠近衬底11,在此情况下,通过图案化工艺在衬底11上且位于每个亚像素P所在区域形成多个发 光器件12所包含的第一电极121,发生在形成像素界定层13之前。在此情况下,在形成像素界定层13之后,可以通过蒸镀、溅射或旋涂工艺形成第一半导体层123b,第一半导体层123b填充在发光器件12所包含的第一电极121的镂空K中。
第二种情况,第一电极121相对于第二电极122更远离衬底11,在此情况下,通过图案化工艺在衬底11上且位于每个亚像素P所在区域形成多个发光器件12所包含的第一电极121发生在形成在第一半导体层123b之后,第一半导体层123b同样可以通过蒸镀、溅射或旋涂工艺形成。
在一些实施例中,通过图案化工艺在衬底11上且位于每个亚像素P所在区域形成各个发光器件12所包含的第一电极121,可以包括:
通过掩膜板对部分区域进行遮盖,并在掩膜板的遮盖下,通过蒸镀在衬底11上形成各个发光器件12所包含的第一电极121。其中,掩膜板可以具有与各个发光器件12所包含的第一电极121相同的图案,通过在掩膜板的遮盖下进行蒸镀即可在衬底11上形成各个发光器件12所包含的第一电极121。
其中,在第一电极121相对于第二电极122更靠近衬底11的情况下,发光器件12所包含的第一电极121可以呈梳状,其余发光器件12所包含的第一电极121可以为矩形。在第一电极121相对于第二电极122更远离衬底11的情况下,各个发光器件12所包含的第一电极121可以整层覆盖,而仅在发光器件12的有效发光区形成有镂空K,以形成发光器件12所包含的第一电极121。
在另一些实施例中,通过图案化工艺在衬底11上且位于每个亚像素P所在区域形成各个发光器件12所包含的第一电极121,可以包括:
通过沉积工艺形成导电薄膜,再通过曝光、显影、刻蚀工艺形成各个发光器件12所包含的第一电极121。
其中,在第一电极121相对于第二电极122更靠近衬底11的情况下,可以通过曝光、显影、刻蚀工艺去除导电薄膜位于发光器件12所在区域中的部分,以及导电薄膜位于任意相邻的两个发光器件12所在区域之间的部分,以形成各个发光器件12所包含的第一电极121。在第一电极121相对于第二电极122更远离衬底11的情况下,可以通过曝光、显影、刻蚀工艺去除导电薄膜位于发光器件12所在区域中的部分,以在发光器件12所包含的第一电极121上形成镂空K。
在一些实施例中,在发光基板1还包括第三电极124的情况下,制备方法还包括:形成第三电极124。
其中,第三电极124的制备方法可以参照上述第一电极121的制备方法的描述,在此不再赘述,也即,第三电极124可以通过上述掩膜板和蒸镀工艺形成,或者,第三电极124可以通过上述曝光、显影、刻蚀工艺形成。
其中,对上述第一电极121和第三电极124的制备的先后不做具体限定,可以在做完第一电极121之后,制作第三电极124,也可以在做完第三电极124之后,制作第一电极121。
另外,在上述第三电极124所包含的第二柄状子电极124b与第一半导体层123b形成欧姆接触的情况下,也可以通过同一次图案化工艺形成第二柄状子电极124b和第一电极121。
以上所述,仅为本公开的具体实施方式,但本公开的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内,想到变化或替换,都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此,本公开的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (28)
- 一种发光基板,包括:衬底;以及设置于所述衬底上的多个亚像素,每个亚像素包括一个发光器件;所述发光器件包括层叠的第一电极和第二电极,以及设置于所述第一电极和所述第二电极之间的发光功能层,所述发光功能层包括发光层,设置于所述发光层和所述第一电极之间,且与所述第一电极接触的第一半导体层,以及设置于所述发光层和所述第二电极之间的第二半导体层;在发光器件中,所述第一电极与所述第一半导体层接触的部分上设置有镂空,所述镂空位于所述发光器件所属于的亚像素所在区域,以减少所述第一电极向所述发光层中注入载流子。
- 根据权利要求1所述的发光基板,其中,所述发光器件所包含的第一电极的面积小于所述发光器件所包含的发光层的面积。
- 根据权利要求1或2所述的发光基板,其中,所述第一电极和所述第一半导体层形成欧姆接触。
- 根据权利要求1~3任一项所述的发光基板,其中,所述第一半导体层的材料为金属氧化物半导体材料。
- 根据权利要求1~4任一项所述的发光基板,其中,所述载流子为电子;所述第一电极的材料的功函数小于所述第一半导体层的材料的功函数。
- 根据权利要求5所述的发光基板,其中,所述第一电极的材料选自银和铝中的至少一种,所述第一半导体层的材料选自ZnO、ZnMgO、TiO 2、SnO 2和ZnSnO中的至少一种。
- 根据权利要求1~4任一项所述的发光基板,其中,所述载流子为空穴;所述第一电极的材料的功函数大于所述第一半导体层的材料的功函数。
- 根据权利要求7所述的发光基板,其中,所述第一电极的材料选自ITO、IZO、钯和铂中的至少一种,所述第一半导体层的材料选自NiO,WO 3和MoO x中的至少一种。
- 根据权利要求1~8任一项所述的发光基板,其中,所述发光基板还包括:设置于所述镂空中的第三电极,所述第三电极和所述第一电极之间具有间隙,且所述第三电极与所述第一半导体层形成肖特基接触。
- 根据权利要求9所述的发光基板,其中,所述载流子为电子,所述第三电极的材料的功函数大于所述第一半导体层的材料的功函数;或者,所述载流子为空穴,所述第三电极的材料的功函数小于所述第一半导体层的材料的功函数。
- 根据权利要求1~10任一项所述的发光基板,其中,所述发光器件所包含的所述第一电极包括:沿第一方向依次间隔的多个第一齿状子电极,所述第一方向平行于所述衬底所在的平面,所述多个第一齿状子电极被配置为接入第一电压,任意相邻的两个第一齿状子电极之间形成所述镂空。
- 根据权利要求11所述的发光基板,其中,所述多个第一齿状子电极均呈条状,且沿所述第二方向延伸,所述第二方向平行于所述衬底所在的平面,并与所述第一方向垂直;所述发光器件所包含的所述第一电极还包括:第一柄状子电极,所述第一柄状子电极设置于所述多个第一齿状子电极沿所述第二方向的一侧,并与所述多个第一齿状子电极靠近所述第一柄状子电极的一端接触,所述第一柄状子电极被配置为接入所述第一电压,以向所述多个第一齿状子电极接入所述第一电压。
- 根据权利要求9~12任一项所述的发光基板,其中,所述第三电极被配置为接入第二电压;所述第二电压被配置为对所述第一电极的有效宽度进行调节,所述第一电极的有效宽度是所述第一电极能够为所述载流子注入所述发光层提供导电通道的宽度。
- 根据权利要求9~13任一项所述的发光基板,其中,在所述发光器件所包含的所述第一电极包括:沿第一方向依次间隔的多个第一齿状子电极的情况下,所述第三电极包括:沿第一方向依次间隔的多个第二齿状子电极,每个第二齿状子电极位于相邻的两个第一齿状子电极之间,或者,每个第一齿状子电极位于相邻的两个第二齿状子电极之间,且每个第二齿状子电极和与其相邻的任一个第一齿状子电极之间具有第一间隙,所述第一间隙属于所述间隙。
- 根据权利要求14所述的发光基板,其中,所述第一齿状子电极沿所述第一方向的宽度和所述第二齿状子电极沿所 述第一方向的宽度均小于100微米,所述第一间隙小于10微米。
- 根据权利要求14或15所述的发光基板,其中,所述多个第二齿状子电极均呈条状,且沿所述第二方向延伸。
- 根据权利要求14~16任一项所述的发光基板,其中,所述第三电极还包括:第二柄状子电极,所述第二柄状子电极设置于所述多个第二齿状子电极沿所述第二方向的一侧,且与所述多个第二齿状子电极靠近所述第二柄状子电极的一端接触,所述第二柄状子电极被配置为接入所述第二电压,以向所述第三电极接入所述第二电压。
- 根据权利要求17所述的发光基板,其中,在所述第一电极还包括第一柄状子电极的情况下,所述第二柄状子电极和所述第一柄状子电极分别位于所述多个第一齿状子电极和所述多个第二齿状子电极沿所述第二方向的相对两侧,且所述第二柄状子电极与所述多个第二齿状子电极靠近所述第二柄状子电极的一端接触,与所述多个第一齿状子电极远离所述第一柄状子电极的一端之间形成第二间隙,所述第一柄状子电极与所述多个第一齿状子电极靠近所述第一柄状子电极的一端接触,与所述多个第二齿状子电极远离所述第二柄状子电极的一端之间形成第三间隙。
- 根据权利要求18所述的发光基板,其中,所述第二间隙大于或等于1微米小于或等于10微米,所述第三间隙大于或等于1微米小于或等于10微米。
- 根据权利要求1~19任一项所述的发光基板,其中,所述第一电极相对于所述第二电极更靠近所述衬底,所述镂空中填充有第一半导体材料,所述第一半导体材料与所述第一半导体层的材料相同;或者,所述第一电极相对于所述第二电极更远离所述衬底。
- 根据权利要求1~20任一项所述的发光基板,其中,所述发光层的材料为量子点发光材料。
- 一种发光基板,包括:衬底;以及设置于所述衬底上的多个亚像素,每个亚像素包括一个发光器件;所述发光器件包括层叠的第一电极和第二电极,以及设置于所述第一电极和所述第二电极之间的发光功能层;其中,所述第一电极相对于所述第二电极更靠近所述衬底,所述第一电极包括同层设置的第一图案和第二图案,所述第一图案的材料的带隙和所述 第二图案的材料的带隙不同。
- 一种发光装置,包括:如权利要求1~22任一项所述的发光基板。
- 一种如权利要求23所述的发光装置的驱动方法,包括:在所述发光装置所包含的发光器件的发光阶段,对所述发光器件的第一电极施加第一电压,对所述发光器件的第二电极施加第三电压,驱动所述发光器件发光。
- 根据权利要求24所述的发光装置的驱动方法,其中,所述发光器件还包括第三电极,所述驱动方法还包括:在所述发光器件的发光阶段,对所述第三电极施加第二电压,以对所述第一电极的有效宽度进行调节,所述第一电极的有效宽度是所述第一电极能够为载流子注入所述发光器件所包含的发光层提供导电通道的宽度。
- 根据权利要求24所述的发光装置的驱动方法,其中,所述载流子为电子,所述第二电压为负电压,且所述第二电压的绝对值小于所述第一电压的绝对值;或者,所述载流子为空穴,所述第二电压为正电压,且所述第二电压的绝对值大于所述第一电压的绝对值。
- 一种发光基板的制备方法,包括:在衬底上形成多个亚像素,每个亚像素包括一个发光器件;所述发光器件包括层叠的第一电极和第二电极,以及形成在所述第一电极和所述第二电极之间的发光功能层,所述发光功能层包括发光层,形成在所述发光层和所述第一电极之间,且与所述第一电极接触的第一半导体层,以及形成在所述发光层和所述第二电极之间的第二半导体层;在发光器件中,所述第一电极与所述第一半导体层接触的部分上形成有镂空,所述镂空位于所述发光器件所属于的亚像素所在区域,以减少所述第一电极向所述发光层中注入载流子。
- 根据权利要求27所述的发光基板的制备方法,其中,所述在衬底上形成多个亚像素,包括:通过图案化工艺在所述衬底上且位于每个亚像素所在区域形成各个发光器件所包含的所述第一电极,以在所述发光器件所包含的第一电极上且位于所述第一电极所属于的亚像素所在区域形成所述镂空。
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