一种显示装置的制作方法

1.本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种显示装置。


背景技术：

2.量子点发光材料具有发光光谱可调节、发光色纯度高、光化学稳定性及热稳定性好等特点，目前已经被广泛应用在新型显示领域。而以量子点材料为发光材料的量子点发光二极管(quantum dot light emitting diodes，简称qled)，相比于有机发光二极管(organic light emitting diode，简称oled)具有更宽的色域、更高的显色指数、更好的溶液加工性能等特性，因此在显示领域的应用前景十分巨大。
3.目前，qled的外量子效率已经接近当前性能最好的oled。但是qled器件中常采用有机材料制作功能层，而有机材料水氧稳定性差，影响其使用寿命。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种显示装置，采用全无机材料制作qled器件，提升器件稳定性。
5.本发明提供一种显示装置，包括：
6.衬底基板，具有承载作用；
7.量子点发光二极管器件，位于所述衬底基板之上；
8.所述量子点发光二极管器件包括：
9.底电极，位于所述衬底基板之上；
10.顶电极，位于所述底电极背离所述衬底基板的一侧；
11.功能层，位于所述底电极和所述顶电极之间；所述功能层采用无机材料；
12.所述功能层包括：
13.量子点层，位于所述底电极和所述顶电极之间；
14.空穴传输层，位于所述底电极与所述量子点层之间；
15.界面层，位于所述空穴传输层与所述量子点层之间，用于阻隔所述量子点层与所述空穴传输层之间的能量转移。
16.在本申请的一些实施例中，在本发明提供的上述显示装置中，所述界面层的材料为过渡金属氧化物纳米颗粒。
17.在本申请的一些实施例中，在本发明提供的上述显示装置中，所述过渡金属氧化物纳米颗粒为四氧化三铁纳米颗粒。
18.在本申请的一些实施例中，在本发明提供的上述显示装置中，所述四氧化三铁纳米颗粒的粒径为5nm-20nm。
19.在本申请的一些实施例中，在本发明提供的上述显示装置中，所述界面层的厚度为1-3个纳米粒子层。
20.在本申请的一些实施例中，在本发明提供的上述显示装置中，所述空穴传输层的材料为金属氧化物纳米颗粒。
21.在本申请的一些实施例中，在本发明提供的上述显示装置中，所述金属氧化物纳米颗粒为氧化钨纳米颗粒或氧化镍纳米颗粒。
22.在本申请的一些实施例中，在本发明提供的上述显示装置中，所述功能层还包括：
23.电子传输层，位于所述量子点层与所述顶电极之间。
24.在本申请的一些实施例中，在本发明提供的上述显示装置中，所述电子传输层的材料为氧化锌纳米颗粒。
25.在本申请的一些实施例中，在本发明提供的上述显示装置中，所述功能层采用溶液法制作而成。
26.本发明有益效果如下：
27.本发明提供的显示装置，包括：衬底基板，具有承载作用；量子点发光二极管器件，位于衬底基板之上；量子点发光二极管器件包括：底电极，位于衬底基板之上；顶电极，位于底电极背离衬底基板的一侧；功能层，位于底电极和顶电极之间；功能层采用无机材料；功能层包括：量子点层，位于底电极和顶电极之间；空穴传输层，位于底电极与量子点层之间；界面层，位于空穴传输层与量子点层之间，用于阻隔量子点层与空穴传输层之间的能量转移。
28.qled器件采用无机材料进行制备，相比于采用有机材料制备qled器件，全无机qled器件具有更好的抵抗水氧能力，有利于延长qled器件的使用寿命。
29.由于全无机qled器件中空穴传输层的材料较为受限，当采用无机材料制作空穴传输层时，会造成量子点层和空穴传输层之间的非辐射的能量转移，使得qled器件产生较大泄漏电流，大大降低qled器件的效率。有鉴于此，本发明在空穴传输层与量子点层之间设置一层界面层，由此起到修饰界面，降低界面载流子浓度的作用，从而可以降低泄漏电流，提升全无机qled器件的效率。
附图说明
30.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所介绍的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
31.图1为本发明实施例提供的显示装置的截面结构示意图；
32.图2为本发明实施例提供的qled的截面结构示意图；
33.图3为本发明实施例提供的显示装置的制作方法的流程图之一；
34.图4为本发明实施例提供的显示装置的制作方法的流程图之二。
具体实施方式
35.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面将结合附图和实施例对本发明做进一步说明。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明更全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略对它们的重复描述。本发明中所描述的表达位置与方向的词，均是以附图为
例进行的说明，但根据需要也可以做出改变，所做改变均包含在本发明保护范围内。本发明的附图仅用于示意相对位置关系不代表真实比例。
36.qled具有色域宽、显色指数高等优异特性，在显示领域具有巨大的发展潜力。qled器件主要包括两侧的电极和位于两侧电极之间量子点层，但是这样结构qled器件的发光效率很低，因此会在qled器件中增加功能层辅助载流子的注入和传输，从而提高qled器件的发光效率。
37.qled器件中起到空穴注入和传输的功能层通常会采用有机物进行制作，如聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚(苯乙烯磺酸)(pedot:pss)、双(4-苯基)(4-丁基苯基)胺(tpd)、聚(9,9-二辛基芴-co-n-(4-丁基苯基)二苯胺)(tfb)等有机聚合物，或者如4,4
’-
n,n
’-
二咔唑联苯(cpb)等有机小分子材料。有机材料均存在水氧抵抗能力差的问题，因此影响qled器件的使用寿命。
38.有鉴于此，本发明实施例提供一种显示装置，采用qled器件为发光器件，且qled器件中的功能层均采用无机材料，由此提升qled器件的抵抗水氧的能力，提升qled器件的稳定性。
39.图1为本发明实施例提供的显示装置的截面结构示意图，如图1所示，本发明实施例提供的显示装置，包括：
40.衬底基板1，具有承载作用。
41.显示装置通常包括衬底基板1，选用适合材料的衬底基板1可以制作成硬性显示装置或柔性显示装置。当衬底基板1的材料采用玻璃等硬性材质时，可以制作成硬性显示装置；当采用聚酰亚胺(pi)等柔性材料时，可以制作成柔性显示装置。
42.在选择好合适的衬底基板1之后，可以在衬底基板1之上形成驱动线路，通过将驱动电路与qled器件的电极进行连接可以驱动qled器件进行图像显示。在具体实施时qled器件可以采用无源驱动或有源驱动等形式进行驱动。
43.量子点发光二极管器件2，位于衬底基板1之上。
44.qled器件2形成于衬底基板1之上，qled器件2通常可以包括：两侧的电极以及位于两侧电极之间的量子点层，qled器件2的发光层为量子点层，通过对qled器件2的两侧电极施加电压可以在量子点层中形成复合激子，由复合激子激发量子点材料进行发光。量子点材料相比于传统的有机发光材料，具有色域广、自发光、启亮电压低、响应速度快、寿命长等优点，具有较高的外量子效率。
45.图2为本发明实施例提供的qled的截面结构示意图，如图2所示，量子点发光二极管器件2包括：
46.底电极21，位于衬底基板1之上。
47.在本发明实施例中，qled器件2可以为顶发射型器件也可以为底发射型器件。本发明实施例以qled器件2为底发射型器件为例，则底电极21可以作为阳极。在具体实施时，底电极21的材料可以采用氧化物半导体材料，如氧化铟锡(ito)、掺铝氧化锌(azo)、掺铟氧化锌(izo)等，也可以采用石墨、银纳米线等材料。
48.出于底电极21与衬底基板1之间附着力的考虑，底电极21可以采用金属层和氧化物半导体层的叠层结构，氧化物半导体层可以改善金属层的附着力。
49.底电极21可以采用磁控溅射或蒸镀的方式形成于衬底基板1之上，底电极21的厚
度可以根据器件的导电性能进行调整，在此不做限定。
50.顶电极22，位于底电极21背离衬底基板1的一侧。
51.顶电极22针对顶发射型qled器件和底发射型qled器件可以采用不同的结构。通常情况下，当qled器件为顶发射型器件时，则需要顶电极具有良好的导电性、良好的延展性，且具有较高的光学透过率。那么可以将顶电极设置为电介质层/金属薄层/电介质层的叠层结构，以提高顶电极的光学透过率。而当qled器件为底发射型器件时，则顶电极则可以采用金属材料、银纳米线或石墨烯等导电材料进行制作。在具体应用时，可以根据器件的发射类型进行合理设置，在此不做限定。
52.功能层23，位于底电极21和顶电极22之间。
53.qled器件2中的功能层23用于辅助量子点材料在底电极21的顶电极22两侧加载电信号时产生复合激子，从而使得复合激子激发量子点材料进行不同颜色的发光，实现图像显示。
54.本发明实施例中的功能层23采用无机材料，相比于功能层常采用有机材料的情形，采用无机材料的功能层23具有更好的抵抗水氧的效果，可以提高qled器件的稳定性，延长qled器件的使用寿命。
55.如图2所示，本发明实施例中的功能层23包括：
56.量子点层231，位于底电极21和顶电极22之间。
57.量子点层231作为发光层，包含量子点材料。通常量子点材料可以分散于有机溶剂中，采用溶液法进行制备。量子点材料可以包括：硒化镉(cdse)、硫化镉(cds)、硒化铅(pbse)、硫化铅(pbs)、硒化锌(znse)、硫化铅(zns)、磷化铟(inp)、硫铟铜(cuins2)等。量子点材料为无机材料，相比于有机发光材料，具有更好的光学特性和更好的稳定性。通常调节量子点材料的粒径可以使得量子点材料受激发射不同波段的光。上述量子点材料可以出射380nm-780nm波段的光线，且量子点材料的粒径越小受激发射的光线的波长越小，量子点材料的粒径越大受激发射的光线的波长越大。在具体实施时，可以根据qled器件需要出射的波长设置量子点材料的粒径，在此不做限定。
58.空穴传输层232，位于底电极21与量子点层231之间。
59.空穴传输层232可以提高qled器件的空穴注入和传输能力，有利于载流子向量子点层231传输。在现有技术中空穴传输层232通常采用有机聚合物或有机小分子材料来制作。但是有机材料抵抗水氧的能力较差，因此本发明实施例采用无机材料来制作空穴传输层232，以提高qled器件的稳定性。
60.然而，当空穴传输层232采用无机材料时，其材料选择十分受限。同时由于空穴传输层232中的载流子浓度一般较高，量子点层231和空穴传输层232之间会有很强的相互作用，从而发生非辐射的能量转移，使得qled器件产生较大泄漏电流，大大降低qled器件的效率。
61.为了解决上述问题，如图2所示，本发明实施例提供的qled器件2中还包括：
62.界面层233，位于空穴传输层232与量子点层231之间，用于阻隔量子点层231与空穴传输层232之间的能量转移。
63.本发明实施例在空穴传输层232和量子点层231之间设置了一层界面层233，从而可以降低界面载流子浓度，降低了非辐射复合，使得泄漏电流降低，大大提升了无机qled器
件效率，同时也提升了qled器件的稳定性能。
64.由于本发明实施例中的空穴传输层232采用无机材料进行制作，通常在采用溶液法制作无机空穴传输层之后，界面缺陷较多。与此同时，如果在空穴传输层232上直接制备量子点层231，则量子点层231中的激子很容易转移到空穴传输层232中被耗散，由此大大降低了qled器件的效率。
65.为了解决上述问题，在本发明实施例中可以采用过渡金属氧化物纳米颗粒制作界面层233。过渡金属氧化物纳米颗粒的功函数更加匹配，且可以作为自旋极化纳米粒子注入层，对于提高qled器件的效率具有重要作用。
66.在实际应用中，过渡金属氧化物纳米颗粒可以采用四氧化三铁(fe3o4)纳米颗粒。fe3o4纳米颗粒具有较高的功函数，功函数在5.2ev左右，在空穴传输层232和量子点层231之间增加一层fe3o4纳米颗粒层，可以降低界面载流子浓度，降低泄漏电流，提升全无机qled器件性能。除采用fe3o4纳米颗粒以外，还可以采用氧化铝(al2o3)纳米颗粒等材料，在此不做限定。
67.在具体实施时，过渡金属氧化物纳米颗粒的粒径可设置在5nm-20nm的范围内。界面层233的厚度为1-3个纳米粒子层。
68.由于过渡金属氧化物纳米颗粒的导电性能不佳，因此当采用过渡金属氧化物纳米颗粒作为界面层的材料时，不宜将界面层233设置得过厚，这样将影响整个器件的导电性能，导致不得不以更高的电压驱动qled器件。而如果界面层233设置得过薄，则无法起到修饰界面、阻止激子向空穴传输层232扩散的作用。考虑到上述因素，本发明实施例采用粒径为5nm-20nm的过渡金属氧化物纳米颗粒，制备得到约1-3层纳米粒子层作为界面层233。在实际应用中，界面层233的厚度可以保持在10nm以内。
69.全无机qled器件中的空穴传输层的材料较为受限，在本发明实施例中，可以采用金属氧化物纳米颗粒制备空穴传输层232。
70.空穴传输层232采用金属氧化物纳米颗粒材料时，氧化物纳米颗粒的载流子浓度一般较高，从而也就造成量子点层231和空穴传输层232之间具有很强相互作用，易发生非辐射的能量转移，因此需要在空穴传输层232和量子点层231之间设置界面层233。
71.在具体实施时，空穴传输层232可以采用氧化钨(wo3)纳米颗粒或氧化镍(nio)纳米颗粒等材料。以wo3纳米颗粒为例，可以采用钨的铵盐(钨酸铵)在80℃水溶液恒定加热30分钟，或者钨粉末加入过氧化氢中形成wo3纳米颗粒。空穴传输层232采用金属氧化物纳米材料时，可以采用溶液法进行制备，相比于采用有机材料时蒸镀工艺，溶液法制备空穴传输层232可以有效降低生产成本。
72.如图2所示，在本发明实施例提供的上述qled器件2中，功能层23还包括：
73.电子传输层234，位于量子点层231与顶电极22之间。
74.电子传输层234用于注入和传输电子，电子传输层234的材料为多为宽禁带的n型半导体，能够保证较强的载流子传输能力以及较高的载流子浓度。
75.在具体实施时，电子传输层234的材料可以采用氧化锌(zno)纳米颗粒，在实际操作过程中，可以采用氢氧化钾(koh)与醋酸锌在甲醇中按照一定比例，在55-65℃之间形成不同粒径zno纳米颗粒。电子传输层234同样可以采用溶液法进行制作。
76.本发明实施例提供的上述全无机qled器件2包括功能层23，且功能层23至少可以
包括空穴传输层232、界面层233、量子点层231以及电子传输层234。全无机qled器件2中的功能层可以采用金属氧化物，因此功能层可以采用溶液法进行制作，溶液法相比于物理气相沉积或蒸镀等工艺，制作成本相对较低，且加工难度较低。因此采用溶液法制作功能层23有利于节省生产成本。
77.本发明实施例提供的上述显示装置为qled显示装置，其中qled器件采用无机材料进行制备，相比于采用有机材料制备qled器件，全无机qled器件具有更好的抵抗水氧能力，有利于延长qled器件的使用寿命。
78.由于全无机qled器件中空穴传输层的材料较为受限，当采用无机材料制作空穴传输层时，会造成量子点层和空穴传输层之间的非辐射的能量转移，使得qled器件产生较大泄漏电流，大大降低qled器件的效率。有鉴于此，本发明实施例在空穴传输层与量子点层之间设置一层界面层，由此起到修饰界面，降低界面载流子浓度的作用，从而可以降低泄漏电流，提升全无机qled器件的效率。
79.本发明实施例的另一方面，还提供了一种显示装置的制作方法。图3为本发明实施例提供的显示装置的制作方法的流程图之一，如图3所示，本发明实施例提供的显示装置的制作方法包括：
80.s10、提供衬底基板；
81.s20、在衬底基板上形成底电极；
82.s30、在底电极背离衬底基板的一侧形成功能层；
83.s40、在功能层背离底电极的一侧形成顶电极。
84.本发明实施例提供的上述功能层采用无机材料，其中，功能层可以包括量子点层和用于辅助载流子注入和传输的膜层。本发明实施例提供的上述功能层采用无机材料进行制备，由此可以制备全无机qled器件。相比于采用有机材料制备qled器件，全无机qled器件具有更好的抵抗水氧能力，有利于延长qled器件的使用寿命。
85.在具体实施时，衬底基板需要先进行清洗和烘干操作。而后可以采用磁控溅射的方式生长底电极，采用溶液法制备上述功能层，最后再在功能层之上沉积顶电极。其中，溶液法可以采用旋涂、喷墨打印等方式，在此不做限定。
86.由于全无机qled器件中空穴传输层的材料较为受限，当采用无机材料制作空穴传输层时，会造成量子点层和空穴传输层之间的非辐射的能量转移，使得qled器件产生较大泄漏电流，大大降低qled器件的效率。有鉴于此，本发明实施例在空穴传输层与量子点层之间形成一层界面层，由此起到修饰界面，降低界面载流子浓度的作用，从而可以降低泄漏电流，提升全无机qled器件的效率。
87.以下本发明实施例以正置底发射型qled为例，对显示装置的制作方法进行具体说明。图4为本发明实施例提供的显示装置的制作方法的流程图之二，如图4所示，显示装置的制作方法包括：
88.s10、提供衬底基板；
89.s20、在衬底基板上形成底电极；
90.s301、在底电极背离衬底基板的一侧形成空穴传输层；
91.s302、在空穴传输层背离底电极的一侧形成界面层；
92.s303、在界面层背离空穴传输层的一侧形成量子点层；
93.s304、在量子点层背离界面层的一侧形成电子传输层；
94.s40、在电子传输层背离量子点层的一侧形成顶电极。
95.其中，空穴传输层、界面层、量子点层以及电子传输层均采用无机材料；界面层用于阻隔量子点层与空穴传输层之间的能量转移。
96.在具体实施时，底电极可以作为阳极，采用氧化物半导体材料，如氧化铟锡(ito)、掺铝氧化锌(azo)、掺铟氧化锌(izo)等，也可以采用石墨、银纳米线等材料。采用磁控溅射或蒸镀的方式形成于衬底基板之上。
97.在制备完底电极之后，可以在底电极之上形成空穴传输层。本发明实施例中的qled器件为全无机器件，因此空穴传输层可以采用如wo3或nio等金属氧化物纳米颗粒材料采用溶液法进行制作。例如：当采用wo3纳米颗粒时，可以采用钨的铵盐(钨酸铵)在80℃水溶液恒定加热30分钟，或者钨粉末加入过氧化氢中形成wo3纳米颗粒。
98.由于空穴传输层采用金属氧化物纳米颗粒，会造成量子点层和空穴传输层之间的非辐射的能量转移，使得qled器件产生较大泄漏电流。因此本发明实施例在形成无机材料的空穴传输层之后，在空穴传输层之上形成一层界面层，用于修饰界面，降低界面载流子浓度的作用，从而可以降低泄漏电流，提升全无机qled器件的效率。
99.在具体实施时，界面层可以采用过渡金属纳米材料进行制作，例如，可以采用fe3o4纳米颗粒或al2o3纳米颗粒等。以fe3o4纳米颗粒为例，将fe盐(乙酰丙酮铁)溶于聚乙二醇后加热在120℃加热1小时，之后迅速升温至300℃保持两小时，冷却离心洗涤三次，分散于水溶液中可以得到fe3o4纳米颗粒。可以采用5nm-20nm粒径的fe3o4纳米颗粒，制备得到约1-3层纳米粒子层形成界面层。
100.在制备完成界面层之后，在界面层上形成量子点层。将量子点材料分散于溶剂中采用溶液法可以制备量子点层。量子点材料可以包括：硒化镉(cdse)、硫化镉(cds)、硒化铅(pbse)、硫化铅(pbs)、硒化锌(znse)、硫化铅(zns)、磷化铟(inp)、硫铟铜(cuins2)等。量子点材料为无机材料，相比于有机发光材料，具有更好的光学特性和更好的稳定性。通常调节量子点材料的粒径可以使得量子点材料受激发射不同波段的光。上述量子点材料可以出射380-780nm波段的光线，且量子点材料的粒径越小受激发射的光线的波长越小，量子点材料的粒径越大受激发射的光线的波长越大。
101.在制备完量子点层之后，在量子点层之上形成电子传输层。电子传输层的材料可以采用氧化锌(zno)纳米颗粒，在实际操作过程中，可以采用氢氧化钾(koh)与醋酸锌在甲醇中按照一定比例，在55-65℃之间形成不同粒径zno纳米颗粒，同样可以采用溶液法进行制作。
102.最后，在电子传输层之上形成顶电极。顶电极作为阴极，可以采用不透明的金属材料或者半透明的电介质/金属薄层/电介质结构电极或者ag纳米线或者石墨烯等材料。
103.通过不同的电极和衬底设计，可应用于底发射和顶发射qled器件结构，当顶电极和底电极采用透明导电材料时，也适用于透明显示领域。而无机纳米颗粒的使用，可以应用于柔性显示领域。
104.本发明实施例提供的显示装置，包括：衬底基板，具有承载作用；量子点发光二极管器件，位于衬底基板之上；量子点发光二极管器件包括：底电极，位于衬底基板之上；顶电极，位于底电极背离衬底基板的一侧；功能层，位于底电极和顶电极之间；功能层采用无机
材料；功能层包括：量子点层，位于底电极和顶电极之间；空穴传输层，位于底电极与量子点层之间；界面层，位于空穴传输层与量子点层之间，用于阻隔量子点层与空穴传输层之间的能量转移。
105.qled器件采用无机材料进行制备，相比于采用有机材料制备qled器件，全无机qled器件具有更好的抵抗水氧能力，有利于延长qled器件的使用寿命。
106.由于全无机qled器件中空穴传输层的材料较为受限，当采用无机材料制作空穴传输层时，会造成量子点层和空穴传输层之间的非辐射的能量转移，使得qled器件产生较大泄漏电流，大大降低qled器件的效率。有鉴于此，本发明实施例在空穴传输层与量子点层之间设置一层界面层，由此起到修饰界面，降低界面载流子浓度的作用，从而可以降低泄漏电流，提升全无机qled器件的效率。
107.尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
108.显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。