本發(fā)明屬于顯示技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種頂發(fā)射QLED器件及其制備方法。

背景技術(shù)：

近年來，相對于有機(jī)發(fā)光染料或傳統(tǒng)無機(jī)熒光粉，膠體量子點(diǎn)(QDs)由于具有出色的光化學(xué)特性，如較寬的吸收范圍、高的熒光量子效率、良好的光和化學(xué)穩(wěn)定性、窄的發(fā)射帶寬、發(fā)射波長尺寸可調(diào)、卓越的發(fā)光效率和易加工性等，成為下一代顯示器最有力的競爭者。隨著技術(shù)的發(fā)展和知識的積累，量子點(diǎn)發(fā)光二極管(QLED)的性能得到了迅速的提高，對比有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)，QLED在節(jié)能性、成本控制上都表現(xiàn)出巨大的優(yōu)勢，顯示出巨大的應(yīng)用潛力。

QLED按照光的出射方式可分為底發(fā)射型和頂發(fā)射型兩種。頂發(fā)射型的QLED的光是通過透明電極直接由頂端射出的，對比底發(fā)射型器件，具有大開口率、較少光損失、易與不透明基底結(jié)合的優(yōu)點(diǎn)，受到了業(yè)界越來越多的關(guān)注。盡管QLED存在著巨大的應(yīng)用前景，但是現(xiàn)有的QLED器件仍然存在著不少問題，包括使用壽命短、量子效率低、高電流密度下效率衰減等。研究人員們試圖通過改進(jìn)QLED器件結(jié)構(gòu)、發(fā)掘更適用的載流子傳輸材料、對量子點(diǎn)表面進(jìn)行修飾等方式來改善這些問題，但這些方法對提高器件壽命、量子效率的效果仍然有限，且制備方法相對復(fù)雜。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種頂發(fā)射QLED器件及其制備方法，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)制備的QLED器件的使用壽命短、量子效率低、高電流密度下效率衰減、且制備方法相對復(fù)雜的問題。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種頂發(fā)射QLED器件，包括依次設(shè)置的基板、圖案化像素電極、電子傳輸層、量子點(diǎn)發(fā)光層、空穴傳輸層、空穴注入層和陽極，所述電子傳輸層和所述量子點(diǎn)發(fā)光層之間層疊設(shè)置有傳輸中間層，所述圖案化像素電極的像素電極之間設(shè)置有陣列結(jié)構(gòu)的絕緣層，所述絕緣層穿透所述電子傳輸層與所述傳輸中間層相連，且所述傳輸中間層和所述絕緣層均采用PMMA材料制成；在所述傳輸中間層上、且與所述絕緣層對應(yīng)區(qū)域設(shè)置有用于隔離不同顏色量子點(diǎn)材料的隔離柱。

相應(yīng)的，一種頂發(fā)射QLED器件的制備方法，包括以下步驟：

提供基板，在所述基板上制備圖案化像素電極；

在所述圖案化像素電極上沉積同樣圖案的電子傳輸層，形成含有隔離槽的圖案化結(jié)構(gòu)；

在所述圖案化結(jié)構(gòu)的隔離槽中、以及電子傳輸層上沉積PMMA材料，同時制備具有陣列結(jié)構(gòu)的絕緣層和設(shè)置在所述電子傳輸層上的傳輸中間層；

在所述傳輸中間層上、且與所述絕緣層對應(yīng)區(qū)域制備用于形成不同像素區(qū)域的隔離柱；

在所述傳輸中間層上依次沉積量子點(diǎn)發(fā)光層、空穴傳輸層、空穴注入層和陽極。

以及，一種頂發(fā)射QLED器件的制備方法，包括以下步驟：

提供基板，在所述基板上制備圖案化像素電極；

在所述圖案化像素電極上沉積同樣圖案的電子傳輸層，形成含有隔離槽的圖案化結(jié)構(gòu)；

在所述圖案化結(jié)構(gòu)的隔離槽中、以及電子傳輸層上沉積PMMA材料，經(jīng)離子束刻蝕處理同時制備具有陣列結(jié)構(gòu)的絕緣層、設(shè)置在所述電子傳輸層上的傳輸中間層、以及設(shè)置在所述傳輸中間層上、且與所述絕緣層所在區(qū)域?qū)?yīng)的隔離柱；

在所述傳輸中間層上依次沉積量子點(diǎn)發(fā)光層、空穴傳輸層、空穴注入層和陽極。

本發(fā)明提供的頂發(fā)射QLED器件，在所述電子傳輸層和所述量子點(diǎn)發(fā)光層之間設(shè)置傳輸中間層、同時在所述圖案化像素電極的像素電極之間設(shè)置與所述傳輸中間層相連的陣列結(jié)構(gòu)的絕緣層，且所述傳輸中間層和所述絕緣層均采用PMMA材料制成。一方面，通過使用PMMA材料作為所述傳輸中間層，可以有效優(yōu)化載流子平衡，提高QLED器件的量子效率，從而獲得高顯示亮度、高分辨率、高量子產(chǎn)率的QLED電致發(fā)光器件。另一方面，所述絕緣層的設(shè)置，可以有效防止像素內(nèi)短路情況的發(fā)生，同時，所述絕緣層能夠與所述隔離柱一起，隔離不同顏色的像素區(qū)域，從而提高QLED器件的顯示效果，并更好地阻止像素內(nèi)電極間短路情況的發(fā)生。

本發(fā)明提供的頂發(fā)射QLED器件的制備方法，工藝簡單，其中，所述傳輸中間層和所述絕緣層可以一次制備成型，簡化了QLED器件的制備工藝，降低制備成本，可適用于商業(yè)化批量生產(chǎn)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的頂發(fā)射QLED器件結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的在所述基板上制備圖案化像素電極后的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的制備光刻膠掩模后的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的利用掩膜板在圖案化像素電極上制備電子傳輸層后的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明實(shí)施例提供的在圖案化像素電極上制備電子傳輸層后的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本發(fā)明實(shí)施例提供的在圖案化結(jié)構(gòu)的隔離槽中、以及電子傳輸層上沉積PMMA材料后的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是本發(fā)明實(shí)施例提供的刻蝕出隔離柱后的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

結(jié)合圖1，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種頂發(fā)射QLED器件，包括依次設(shè)置的基板1、圖案化像素電極2、電子傳輸層3、量子點(diǎn)發(fā)光層5、空穴傳輸層7、空穴注入層8和陽極9，所述電子傳輸層3和所述量子點(diǎn)發(fā)光層5之間層疊設(shè)置有傳輸中間層5，所述圖案化像素電極2的像素電極之間設(shè)置有陣列結(jié)構(gòu)的絕緣層4，所述絕緣層4穿透所述電子傳輸層3與所述傳輸中間層5相連，且所述傳輸中間層5和所述絕緣層4均采用PMMA材料制成；在所述傳輸中間層5上、且與所述絕緣層4對應(yīng)區(qū)域設(shè)置有用于隔離不同顏色量子點(diǎn)材料的隔離柱。

本發(fā)明實(shí)施例QLED器件為頂發(fā)射QLED器件，不僅具有較好的發(fā)光效率，而且有利于與所述QLED器件相連的底部驅(qū)動電路或不透明基底集成。

具體的，所述基板1的選擇沒有明確限制，可采用本領(lǐng)域常規(guī)的基板1材料，包括柔性基板1和硬質(zhì)基板1，如玻璃基板1。

所述圖案化像素電極2作為頂發(fā)射QLED器件的陰極，采用金屬制成，所述金屬包括但不限于Ni金屬、Al/Ni合金等，所述圖案化像素電極2的厚度為50-150nm。

所述電子傳輸層3的選擇沒有明確限制，可采用本領(lǐng)域常規(guī)的電子傳輸材料，包括但不限于ZnO，所述電子傳輸層3的厚度為50-150nm。

所述量子點(diǎn)發(fā)光層5可以采用本領(lǐng)域常規(guī)的量子點(diǎn)材料，包括但不限于CdSe/CdS核殼結(jié)構(gòu)量子點(diǎn)、CdSe/ZnS核殼結(jié)構(gòu)量子；所述量子點(diǎn)發(fā)光層5的厚度為30-60nm。

本發(fā)明實(shí)施例在所述電子傳輸層3和所述量子點(diǎn)發(fā)光層5之間設(shè)置有傳輸中間層5，所述傳輸中間層5采用PMMA材料制成。所述PMMA材料具有優(yōu)異的電子阻擋作用，從而使得所述傳輸中間層5可以有效降低電子的注入效率，從而平衡載流子的傳輸效率，進(jìn)而提高量子效率。所述傳輸中間層5不易過厚或過薄。優(yōu)選的，所述傳輸中間層5的厚度為5-10nm，具體可為5nm、6nm、7nm、8nm、9nm、10nm。若所述傳輸中間層5的厚度過高，則對電子的注入阻擋效果過于明顯，從而無法實(shí)現(xiàn)載流子的平衡；若所述傳輸中間層5的厚度過薄，則不能充分實(shí)現(xiàn)其效果。

由于沉積的各功能層可能存在缺陷或孔洞，或存在邊緣放電，且陽極9在同一像素的邊界處可能穿透中間的量子點(diǎn)發(fā)光層5并與陰極(圖案化像素電極2)導(dǎo)通，造成像素內(nèi)短路。為了克服該缺陷，進(jìn)一步的，本發(fā)明實(shí)施例頂發(fā)射QLED器件在設(shè)置所述傳輸中間層5的基礎(chǔ)上，在所述圖案化像素電極2的像素電極之間設(shè)置有陣列結(jié)構(gòu)的絕緣層4，防止這些像素內(nèi)短路情況的發(fā)生。所述絕緣層4穿透所述電子傳輸層3與所述傳輸中間層5相連，且所述絕緣層4也采用PMMA材料制成，用于解決同一像素間的短路問題。

本發(fā)明實(shí)施例中，在所述傳輸中間層5上、且與所述絕緣層4對應(yīng)區(qū)域設(shè)置有用于隔離不同顏色量子點(diǎn)材料的隔離柱。優(yōu)選的，所述隔離柱穿透所述陽極9層。該優(yōu)選結(jié)構(gòu)設(shè)置可以更好地防止不同顏色的發(fā)光干擾，從而提高顯示效果。具體優(yōu)選的，所述隔離柱的高度為1-3um。所述隔離柱由負(fù)性光刻膠、聚酰亞胺或PMMA制成。優(yōu)選的，所述隔離柱由PMMA制成，采用PMMA制成的所述隔離柱，與所述絕緣層4、所述絕緣層4對應(yīng)區(qū)域的傳輸中間層5一起形成整體隔離體系，整體均勻的分隔不同顏色的像素區(qū)域，并防止同一像素或相鄰像素間發(fā)生短路問題，從而為頂發(fā)射QLED器件的發(fā)光均勻性和穩(wěn)定性提供保障。

所述空穴傳輸層7的選擇沒有明確限制，可采用本領(lǐng)域常規(guī)的空穴傳輸材料，包括但不限于PVK、Poly-TPD、TFB，所述空穴傳輸層7的厚度為30-50nm。

所述空穴注入層8可采用本領(lǐng)域常規(guī)的空穴注入材料制備，包括但不限于PEDOT:PSS，所述空穴注入層8的厚度30-40nm。

所述陽極9采用金屬材料制成，包括但不限于Ag、Al。

進(jìn)一步的，為了緩解內(nèi)應(yīng)力、隔絕水氧，在所述陽極9表面依次設(shè)置的緩沖層11。所述緩沖層11可采用MoO₃制成，厚度為100-200nm。進(jìn)一步的，在所述緩沖層11上設(shè)置有玻璃層12。

本發(fā)明實(shí)施例提供的頂發(fā)射QLED器件，在所述電子傳輸層和所述量子點(diǎn)發(fā)光層之間設(shè)置傳輸中間層、同時在所述圖案化像素電極的像素電極之間設(shè)置與所述傳輸中間層相連的陣列結(jié)構(gòu)的絕緣層，且所述傳輸中間層和所述絕緣層均采用PMMA材料制成。一方面，通過使用PMMA材料作為所述傳輸中間層的共同作用，可以有效優(yōu)化載流子平衡，提高QLED器件的量子效率，從而獲得高顯示亮度、高分辨率、高量子產(chǎn)率的QLED電致發(fā)光器件。另一方面，所述絕緣層的設(shè)置，可以有效防止像素內(nèi)短路情況的發(fā)生，同時，所述絕緣層能夠與所述隔離柱一起，隔離不同顏色的像素區(qū)域，從而提高QLED器件的顯示效果，并更好地阻止像素內(nèi)電極間短路情況的發(fā)生。

本發(fā)明實(shí)施例提供的頂發(fā)射QLED器件可以通過下述方法制備獲得。

相應(yīng)的，結(jié)合圖1-5，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種頂發(fā)射QLED器件的制備方法，包括以下步驟：

S01.提供基板1，在所述基板1上制備圖案化像素電極2；

S02.在所述圖案化像素電極2上沉積同樣圖案的電子傳輸層3，形成含有隔離槽的圖案化結(jié)構(gòu)；

S03.在所述圖案化結(jié)構(gòu)的隔離槽中、以及電子傳輸層3上沉積PMMA材料，同時制備具有陣列結(jié)構(gòu)的絕緣層4和設(shè)置在所述電子傳輸層3上的傳輸中間層5；

S04.在所述傳輸中間層5上、且與所述絕緣層4對應(yīng)區(qū)域制備用于形成不同像素區(qū)域的隔離柱；

S05.在所述傳輸中間層5上依次沉積量子點(diǎn)發(fā)光層5、空穴傳輸層7、空穴注入層8和陽極9。

具體的，上述步驟S01中，如圖2所示，所述基板1的選擇沒有限制，將所述基板1進(jìn)行清潔處理，以提高其附著性能。具體的，清洗方法可為，將所述基板1先用丙酮、乙醇清洗，然后用去離子水超聲清洗3次，每次5-15分鐘，烘干后用氮?dú)獯等ケ砻鏆埩纛w粒。

在所述基板1上制備圖案化像素電極2的方法可為：利用掩模板在所述基板1上蒸鍍金屬電極，蒸鍍速度為0.1-0.3nm/s。

上述步驟S02中，優(yōu)選的，可像制作掩膜，然后在沉積電子傳輸層3。具體的，在所述圖案化像素電極2上沉積光刻膠(PR)，將所述光刻膠曝光顯影，制作圖案與所述圖案化像素電極2互補(bǔ)的光刻膠掩模，制備光刻膠掩模后的結(jié)構(gòu)如圖3所示。然后再沉積與所述圖案化像素電極2具有同樣圖案的電子傳輸層3，得到如圖4所示結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步的，去除所述光刻膠掩膜，得到如圖5所示的含有隔離槽的圖案化結(jié)構(gòu)。其中，沉積所述電子傳輸層3的方法為溶液加工法，包括但不限于噴涂。

上述步驟S03中，沉積PMMA材料可采用溶液加工法實(shí)現(xiàn)，例如采用噴涂實(shí)現(xiàn)，當(dāng)然，不限于此。

上述步驟S04中，在所述傳輸中間層5上、且與所述絕緣層4對應(yīng)區(qū)域制備用于形成不同像素區(qū)域的隔離柱。作為一個優(yōu)選實(shí)施例，在所述傳輸中間層5上沉積負(fù)性光刻膠或聚酰亞胺，經(jīng)光刻蝕處理得到所述隔離柱。作為另一個優(yōu)選實(shí)施例，在所述傳輸中間層5上繼續(xù)沉積PMMA材料，經(jīng)電子束曝光處理得到所述隔離柱。

上述步驟S05中，在隔離柱與隔離柱之間的子像素區(qū)域間分別噴涂藍(lán)/紅/綠量子點(diǎn)制備量子點(diǎn)發(fā)光層5，在所述量子點(diǎn)發(fā)光層5上依次制備空穴傳輸層7、空穴注入層8和陽極9。所述空穴傳輸層7、所述空穴注入層8采用溶液加工法制備獲得，包括但不限于噴涂；所述陽極9采用蒸鍍制備獲得。

進(jìn)一步的，在制備完所述陽極9后，優(yōu)選在所述陽極9上蒸鍍緩沖層11，點(diǎn)膠，玻璃蓋板封裝，得到如圖1所示的頂發(fā)射QLED器件。

以及，結(jié)合圖1、5-7，本發(fā)明實(shí)施例還提供了另一種頂發(fā)射QLED器件的制備方法，包括以下步驟：

Q01.提供基板1，在所述基板1上制備圖案化像素電極2；

Q02.在所述圖案化像素電極2上沉積同樣圖案的電子傳輸層3，形成含有隔離槽的圖案化結(jié)構(gòu)；

Q03.在所述圖案化結(jié)構(gòu)的隔離槽中、以及電子傳輸層3上沉積PMMA材料，經(jīng)離子束刻蝕處理同時制備具有陣列結(jié)構(gòu)的絕緣層4、設(shè)置在所述電子傳輸層3上的傳輸中間層5、以及設(shè)置在所述傳輸中間層5上、且與所述絕緣層4所在區(qū)域?qū)?yīng)的隔離柱；

Q04.在所述傳輸中間層5上依次沉積量子點(diǎn)發(fā)光層5、空穴傳輸層7、空穴注入層8和陽極9。

具體的，上述步驟Q01與步驟S01相同。

上述步驟Q02與步驟S02相同。經(jīng)過步驟Q02處理后的結(jié)構(gòu)如圖5所示。

上述步驟Q03中，在所述圖案化結(jié)構(gòu)的隔離槽中、以及電子傳輸層3上沉積PMMA材料，得到如圖6所示結(jié)構(gòu)。經(jīng)離子束刻蝕處理后，得到陣列結(jié)構(gòu)的絕緣層4、設(shè)置在所述電子傳輸層3上的傳輸中間層5、以及設(shè)置在所述傳輸中間層5上的隔離柱，其中，所述隔離柱的位置與所述絕緣層4所在區(qū)域?qū)?yīng)，由此得到如圖7所示結(jié)構(gòu)。沉積方法為溶液加工法，包括但不限于噴涂。

上述步驟Q04與步驟S04相同。

本發(fā)明實(shí)施例提供的頂發(fā)射QLED器件的制備方法，工藝簡單，其中，所述傳輸中間層和所述絕緣層可以一次制備成型，簡化了QLED器件的制備工藝，降低制備成本，可適用于商業(yè)化批量生產(chǎn)。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。