一种电致发光器件及其制备方法、显示装置

技术领域

本申请涉及发光二极管技术领域，更具体地，涉及一种电致发光器件及其制备方法、显示装置。

背景技术

量子点材料简称为QD(Quantum Dot)，基于量子点自发光的显示器件称为QLED(量子点自发光显示)，采用喷墨打印工艺的方法制作QLED显示装置是大尺寸QLED显示装置制作的主要工艺方法。目前，QLED器件制作工艺中，空穴传输层(HIL)，空穴注入层(HTL)，红色或绿色发光层(EML-RG)都已经可以采用喷墨打印工艺，即在已知的像素坑内，用喷墨打印的方式将功能层材料墨水打入到像素坑内。

现有量子点蓝色发光材料在制成QLED器件后，器件寿命很短，制约了QLED器件的应用，已有的解决方案是将量子点蓝色发光材料替换为有机发光材料，但是这种方式存在量子点发光材料和有机发光材料溶剂体系互相干扰以及电子传输层匹配的问题。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供一种电致发光器件，解决现有技术中存在的量子点发光材料和有机发光材料溶剂体系互相干扰以及电子传输层匹配的技术问题。在此基础上并提供一种电致发光器件的制备方法，以及采用所述电致发光器件或采用所述制备方法制得的电致发光器件制作的显示装置。

第一方面，本申请实施例提供一种量子点电致发光器件，采用了如下所述的技术方案：

一种电致发光器件，包括：

第一电极；

同层设置在所述第一电极上的第一量子点发光层、第二量子点发光层和有机发光层；

第一电子传输层，所述第一电子传输层覆盖所述第一量子点发光层和所述第二量子点发光层；

阻隔层，所述阻隔层覆盖所述第一电子传输层；

第二电子传输层，所述第二电子传输层覆盖所述有机发光层；

第二电极，所述第二电极覆盖所述阻隔层和所述第二电子传输层。

进一步地，所述第一量子点发光层为红色量子点发光层，所述第二量子点发光层为绿色量子点发光层，所述有机发光层为蓝色有机发光层；和/或

所述第一量子点发光层、所述第二量子点发光层、所述有机发光层和所述第一电子传输层分别独立地通过溶液法形成，所述第二电子传输层通过蒸镀形成。

进一步地，所述阻隔层的厚度为5～15nm；和/或

所述阻隔层为透明膜层，所述透明膜层透光率大于90％；和/或

所述阻隔层的材料为氧化铝和氧化硅的至少之一。

进一步地，所述阻隔层远离所述第一电子传输层一侧的表面与所述第二电子传输层远离所述有机发光层一侧的表面相齐平。

进一步地，所述的量子点电致发光器件还包括：

衬底；

像素界定层，所述像素界定层设置在所述衬底上，所述像素界定层限定出多个阵列排布的开口；

所述第一电极设置在所述开口中，所述第一量子点发光层、所述第二量子点发光层和所述有机发光层一一对应的设置在所述开口中的所述第一电极上。

进一步地，所述的量子点电致发光器件还包括：

空穴注入层，所述空穴注入层设置在所述第一电极上；

空穴传输层，所述空穴传输层设置在所述空穴注入层上，所述第一量子点发光层、第二量子点发光层和有机发光层覆盖所述空穴传输层。

进一步地，所述第一量子点发光层、所述第二量子点发光层的材料分别独立地为CdSe/CdS、CdSe/CdSeS、CdSe/ZnSe、CdSe/CdZnSe、CdSe/CdSeS、CdZnS/ZnS、ZnCdSeS或ZnCdSeS/ZnS中的至少之一。

第二方面，本申请实施例还提供一种量子点电致发光器件的制备方法，采用了如下所述的技术方案：

一种电致发光器件的制备方法，所述方法包括：

在衬底上形成像素界定层，所述像素界定层限定出多个阵列排布的开口；

在所述开口中形成第一电极；

通过溶液法在所述开口中的所述第一电极上分别一一对应地形成同层的第一量子点发光层和第二量子点发光层；

通过溶液法在所述第一量子点发光层和所述第二量子点发光层上形成第一电子传输层；

在所述第一电子传输层上形成阻隔层；

通过溶液法在所述第一电极上形成与所述第一量子点发光层和所述第二量子点发光层同层对应的有机发光层；

通过蒸镀在所述有机发光层上形成第二电子传输层；

在所述阻隔层和所述第二电子传输层上形成第二电极。

进一步地，在形成同层的第一量子点发光层和第二量子点发光层之前，所述方法还包括：

通过溶液法在所述第一电极上依次层叠形成空穴注入层和空穴传输层。

进一步地，在所述第一电子传输层上形成阻隔层的过程为：

设置第一掩膜；

在所述第一电子传输层上沉积阻隔材料形成所述阻隔层；

其中，所述沉积的方式为物理气相沉积或化学气相沉积；

所述阻隔层的材料为氧化铝和氧化硅的至少之一。

进一步地，在所述有机发光层上形成第二电子传输层的过程为：

设置第二掩膜；

在所述有机发光层上蒸镀有机物电子传输材料形成所述第二电子传输层。

第三方面，本申请实施例还提供一种显示装置，采用了如下所述的技术方案：

一种显示装置，所述显示装置包括：如上所述的电致发光器件，或如上所述的方法制得的电致发光器件。

与现有技术相比，本申请实施例主要有以下有益效果：

本申请提供的方案制作电致发光器件时采用量子点发光层和有机光层组合的方式制作发光层，由于设置阻隔层，量子点发光层和有机发光层的量子点材料和有机物材料的溶剂体系不会互相干扰，且量子点材料和有机物材料的电子传输层各自匹配，由此得到的电致发光器件具有更长的使用寿命。而采用电致发光器件和采用所述制备方法制得的电致发光器件制作的显示装置具有更好的显示效果的同时具有更长的显示寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本申请中的方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一个简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，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。

图1是本申请实施例提供的电致发光器件的局部俯视示意图；

图2是本申请实施例提供的电致发光器件的层叠示意图；

图3是本申请实施例提供的电致发光器件的局部剖视图；

图4是本申请另一实施例提供的电致发光器件的局部剖视图；

图5是发光单元之间的溶剂影响示意图；

图6是本申请实施例提供的电致发光器件的制备方法的流程图。

具体实施方式

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中在申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。本申请的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1-3所示，图1为本申请实施例提供一种量子点电致发光器件的俯视示意图，图2为电致发光器件中各层的层叠示意图，图3为图1的局部剖视图，在本实施例中所述量子点电致发光器件包括：第一电极10、第一量子点发光层11、第二量子点发光层12、有机发光层15、第一电子传输层13、阻隔层14、第二电子传输层16、第二电极17。第一量子点发光层11、第二量子点发光层12和有机发光层15同层设置在所述第一电极上；所述第一电子传输层覆盖所述第一量子点发光层和所述第二量子点发光层；所述阻隔层覆盖所述第一电子传输层；所述第二电子传输层覆盖所述有机发光层；所述第二电极覆盖所述阻隔层和所述第二电子传输层。

其中，所述第一量子点发光层与其下的第一电极，以及其上的第一电子传输层、阻隔层和第二电极形成第一发光单元P1，所述第二量子点发光层与其下的第一电极，以及其上的第一电子传输层、阻隔层和第二电极形成第二发光单元P2，所述有机发光层与其下的第一电极，以及其上的第二电子传输层、第二电极形成第三发光单元P3。在本实施例中，第一量子点发光层和第二量子点发光层可分别采用量子点红色发光材料和量子点绿色发光材料，有机发光层采用蓝色有机物发光材料，相应地所述第一发光单元P1可为红色量子点发光单元，所述第二发光单元P2可为绿色量子点发光单元，所述第三发光单元P3可为蓝色有机发光单元，若干红色量子点发光单元、绿色量子点发光单元和蓝色有机发光单元呈矩阵依次排列，相邻的红色量子点发光单元、绿色量子点发光单元和蓝色有机发光单元可以组成一个像素单元。

在本实施例中，在制作本实施例提供的电致发光器件时，第一电极可为阳极，其通过溅射方式成型于玻璃基板衬底上，所述第二电极相应地为阴极。在其他实施例中所述第一电极和所述第二电极也可分别为阴极和阳极。

在本实施例中，对应于所述第一量子点发光层和第二量子点发光层，所述第一电子传输层采用适用于量子点发光器件的电子传输材料，而第二电子传输层采用适用于有机发光器件的有机物电子传输材料，由此实现不同材质的发光层的电子传输材料的匹配。在本实施例中，所述第一量子点发光层、所述第二量子点发光层、所述有机发光层和所述第一电子传输层分别独立地通过溶液法形成，所述第二电子传输层通过蒸镀形成。

在本实施例中，量子点红色发光材料和量子点绿色发光材料的主要区别在于量子点的尺寸和化学组成，具体的，红色量子点发光材料可选自如下组合：CdSe/CdS、CdSe/CdSeS、CdSe/ZnSe、CdSe/CdZnSe、CdSe/CdSeS、CdZnS/ZnS、ZnCdSeS和ZnCdSeS/ZnS，其中，以“/”间隔的化学式表示其为该化学式对应的材料构成的核壳结构，例如，对于CdSe/CdS，即表示其外层材料为CdSe，内层为CdS，对于其他类似的表示方式也应做相同理解；而绿色量子点发光材料选可自如下组合：CdSe/CdS、CdSe/CdSeS、CdSe/ZnSe、CdSe/CdZnSe、CdSe/CdSeS、CdZnS/ZnS、ZnCdSeS和ZnCdSeS/ZnS。量子点发射光谱的波长(即颜色)与量子点的尺寸和材料具有直接关系，本领域技术人员可以对上述材料的尺寸进行特定设计，从而获得发射所需红光或绿光的量子点。在制作第一量子点发光层和第二量子点发光层时，量子点发光材料分散在特定的溶剂中呈墨水状态，通过喷墨打印的方式形成量子点发光层。而有机发光层的发光物质为有机物，比如荧光物质，通过将有机物分散在特定溶剂中呈墨水状态，通过喷墨打印的方式形成有机发光层。

在上述实施例的基础上，如图4所示，所述第一发光单元的第一电极、第一量子点发光层和第二量子点发光层与第一电极之间还设置有空穴注入层18和/或空穴传输层19，空穴注入层和空穴传输层的设置可以提高电致发光器件的发光效率和使用寿命，在对发光效率和使用寿命的要求不高时可以不设置空穴注入层和空穴传输层。

在本实施例中，所述电致发光器件还包括衬底和像素界定层，所述像素界定层设置在所述衬底上，所述像素界定层限定出多个阵列排布的开口；所述第一电极设置在所述开口中，所述第一量子点发光层、所述第二量子点发光层和所述有机发光层一一对应的设置在所述开口中的所述第一电极上。进一步地，所述第一电子传输层、阻隔层、第二电子传输层、第二电极、空穴注入层、空穴传输层也一一对应地设置在相应的开口中，如图3和图4所示，每个开口对应一个发光单元，例如上述的第一发光单元、第二发光单元和第三发光单元，当第一发光单元、第二发光单元和第三发光单元分别为红色量子点发光单元、绿色量子点发光单元和蓝色有机发光单元时，相当于红绿蓝三个子像素，相邻的红色量子点发光单元、绿色量子点发光单元和蓝色有机发光单元这三个子像素组成一个像素单元。

在本实施例中，由于本方案的电致发光器件中同时采用量子点发光材料和有机物发光材料，二者制作为功能材料墨水时，采用的溶剂不同，在喷墨打印时，如果不制作阻隔层，在制作有机发光层的时候，会受第一量子点发光层和第二量子点发光层的溶剂的影响，如图5所示第一发光单元、第二发光单元对相邻的第三发光单元的影响，其中图5中A为第一量子点发光层的溶剂对有机发光层的影响示意方向，图5中B为第二量子点发光层的溶剂对有机发光层的影响示意方向。以第一量子点发光层和第二量子点发光层分别为红色量子点发光层、绿色量子点发光层，有机发光层为蓝色有机发光层为例进行说明，所述第一发光单元、第二发光单元和第三发光单元相应地分别为红色量子点发光单元、绿色量子点发光单元和蓝色有机发光单元，在不制作阻隔层的情况下，在制作完第一电子传输层后会进行有机发光层的膜层制作时，具体先在有机发光层所在的开口中的第一电极上进行蓝色有机物墨水材料的打印并进行减压干燥及烘烤，在打印、减压干燥、烘烤这些真空和高温的制程后，第一量子点发光层和第二量子点发光层中的量子点溶剂有微量成分会溢出到有机发光层所在的开口内，从而影响蓝色有机发光单元的器件效率。因此通过阻隔层隔绝第一量子点发光层和第二量子点发光层，从而避免在制作有机发光层的过程中受到量子点发光材料的溶剂的影响，此外阻隔层也隔绝了所述第一电子传输层，从而保证蓝色发光单元的制作品质，反过来阻隔层也隔绝了制作蓝色有机发光单元时对红色量子点发光单元和绿色量子点发光单元的影响，避免溶剂体系不同造成的相互干扰。

在本实施例中，所述阻隔层的膜层厚度的取值以保证能够起到有效隔绝作用，同时不影响透光为佳，若厚度过大则降低透光率，若厚度过小，则隔绝作用低，本实施例选为5～15nm的透明膜层，具体可以选择5nm、6nm、7nm、8nm、9nm、10nm、11nm、12nm、13nm、14nm、15nm等值。

在本实施例中，所述阻隔层的膜层可见光透光率大于90％。

在本实施例中，所述阻隔层的采用的材质在保证透光率的同时，还需满足膜质致密的要求，能够有效隔绝量子点发光层和有机物发光层，具体实施例中可为氧化铝和氧化硅的至少之一。在本实施例中，所述阻隔层远离所述第一电子传输层一侧的表面与所述第二电子传输层远离所述有机发光层一侧的表面相齐平，此处相齐平是指在通过肉眼观察的条件下，两个表面无明显的台阶，整体表面均匀，平整度好。在此前提下，在一种可能的实施例中，所述第一电子传输层和阻隔层的整体厚度与所述第二电子传输层的厚度相同，保证第二电极的平整度，有益于后续的加工封装等工艺。

本申请上述实施例提供的电致发光器件的第一电极和第二电极分别为阳极和阴极是，其发光结构为顶发射结构，即出光方向为自发光层从阴极出射，该结构具有像素开口率大的优点，在同等驱动电压的情况下，发光强度相对底发射结构更大。

根据本发明的实施例，该电致发光器件的其他结构所对应的的材料，本领域技术人员可以根据实际情况灵活选择，例如，均可以采用本领域常规的材料。更具体的，例如，适用于量子点电致发光器件的第一电子传输层可以是本领域常规的氧化锌，适用于有机电致发光器件的第二电子传输层可以是本领域常规的TAZ(3-(联苯-4-基)-5-(4-叔丁基苯基)-4-苯基-4H-1,2,4-三唑)，空穴注入层的材料可采用本领域常规的PEODT：PSS(聚(3,4-乙烯二氧噻吩)：聚(苯乙烯磺酸))，其他各层材料在此不再赘述。

与现有技术相比，本申请实施例主要有以下有益效果：

本申请提供的方案制作电致发光器件时采用量子点发光层和有机光层组合的方式制作发光层，由于设置阻隔层，量子点发光层和有机发光层的量子点材料和有机物材料的溶剂体系不会互相干扰，且量子点材料和有机物材料的电子传输层各自匹配，由此得到的电致发光器件具有更长的使用寿命。而采用电致发光器件和采用所述制备方法制得的电致发光器件制作的显示装置具有更好的显示效果的同时具有更长的显示寿命，有助于此类电致发光器件的推广应用。

本申请实施例还提供一种电致发光器件的制备方法，该方法制备的电致发光器件可以是前面描述的电致发光器件。如图6所示，结合图1至5进行说明，所述电致发光器件的制备方法包括如下步骤：

S501、在衬底上形成像素界定层，所述像素界定层限定出多个阵列排布的开口。结合上述图3和图4，每个开口对应一个像素子单元，比如红像素子单元、绿像素子单元和蓝像素子单元，相邻的红绿蓝像素子单元组成一个像素单元。在制作开口时，可通过在上涂抹特定的胶材，通过曝光显影的方式来制作。

S502、在所述开口中形成第一电极；具体地，在开口中溅射电极材料形成第一电极，当所述第一电极为阳极时，制作阳极时在TFT元件上进行阳极材料的制作，且所述阳极被制作成反光面，使得出光方向自发光层从阴极出射，即光线为顶发射方式。

S503、通过溶液法在所述开口中的所述第一电极上分别一一对应地形成同层的第一量子点发光层和第二量子点发光层；具体的，采用喷墨打印的方式将不同的量子点发光材料(比如红色量子点发光材料和绿色量子点发光材料)形成的溶液作为墨水分别打印填充在对应的开口的第一电极上，形成第一量子点发光层和第二量子点发光层；在形成第一量子点发光层和第二量子点发光层时，由于量子点发光材料以墨水形态存在，在喷墨打印完成后需对其进行减压干燥及烘烤使第一量子点发光层和第二量子点发光层最终成型。

S504、通过溶液法在所述第一量子点发光层和所述第二量子点发光层上形成第一电子传输层；具体地，将量子点电子传输材料采用喷墨打印的方式填充在对应的开口的第一量子点发光层和第二量子点发光层上，形成第二电子传输层，即为量子点电子传输层。

S505、在所述第一电子传输层上形成阻隔层；

所述阻隔层的制作步骤为本制备方法的关键步骤，可以隔绝第一量子点发光层和第二量子点发光层，从而避免采用喷墨打印工艺制作有机发光层的过程中受到量子点发光材料的溶剂的影响，此外阻隔层也隔绝了所述第一电子传输层，从而保证有机发光单元的制作品质。反过来阻隔层也隔绝了制作有机发光单元时对量子点发光单元的影响，避免溶剂体系不同造成的相互干扰。

S506、通过溶液法在所述第一电极上形成与所述第一量子点发光层和第二量子点发光层同层对应的有机发光层；

采用喷墨打印的方式将有机物发光材料填充在对应的开口中的第一电极上，形成有机发光层；由于有机物发光材料(比如蓝色有机物发光材料)以墨水形态存在，在喷墨打印完成后对其进行减压干燥及烘烤以使有机发光层最终成型。

S507、通过蒸镀在所述有机发光层上形成第二电子传输层；在所述有机发光层上填充有机物电子传输材料，形成第二电子传输层；由步骤S504和本步骤可知，所述第一电子传输层采用量子点电子传输材料，而第二电子传输层采用有机物电子传输材料，由此可实现不同材质的发光层的电子传输材料的匹配。

S508、在所述阻隔层和所述第二电子传输层上形成第二电极；在本实施例中，当第二电极为阴极时，将阴极材料蒸镀至对应的开口的阻隔层上和第二电子传输层上，形成阴极。其中进行蒸镀时对电致发光器件的整面进行蒸镀。

在一些实施例中，在执行步骤S503之前，所述方法还包括：

通过溶液法在所述第一电极上依次层叠形成空穴注入层和空穴传输层；

所述第一量子点发光层、第二量子点发光层和所述有机发光层形成于所述空穴传输层上。

具体地，采用喷墨打印的方式依次将空穴注入层材料和空穴传输层材料填充在所述开口的第一电极之上，依次形成空穴注入层和空穴传输层。相应的，所述量子点发光材料和有机物发光材料采用喷墨打印的方式填充在对应的开口的空穴传输层上，形成所述第一量子点发光层、第二量子点发光层和所述有机发光层。在形成空穴注入层和空穴传输层时，填充在开口中的材料为墨水形态，需对填充在的材料进行减压干燥及烘烤的操作形成最终的层结构，空穴注入层和空穴传输层的设置可以提高量子点电致发光器件的发光效率。

进一步地，在本实施例中，步骤S505在所述第一电子传输层上形成阻隔层的过程为：设置第一掩膜；在所述第一电子传输层上沉积阻隔材料形成阻隔层，去除第一掩膜，所述沉积的方式为物理气相沉积或化学气相沉积，阻隔层的材料为氧化铝和氧化硅的至少之一。如图4所示，在执行到步骤S504时，此时第一发光单元、第二发光单元、第三发光单元的最上层的层结构分别为：第一点电子传输层(第一发光单元、第二发光单元)和空穴传输层(第三发光单元)，此时步骤S505先设置第一掩膜遮盖第三发光单元，采用物理气相沉积或者化学气相沉积的工艺方法沉积一层透明薄膜，其工艺要求为薄膜的膜质比较致密，能够将将第一量子点发光层、第二量子点发光层与有机发光层之间进行隔绝，避免后面进行有机物发光材料的喷墨打印工艺成膜过程中，受到第一量子点发光层、第二量子点发光层的量子点发光材料的溶剂影响。相应的在执行步骤S506时需先去除遮第三发光单元的第一掩膜。

在本实施例中，步骤S504所述量子点电子传输材料采用喷墨打印的方式填充在对应的开口中，由于量子点电子传输材料为墨水形态，喷墨打印结束后，对其进行减压干燥及烘烤操作，形成均匀的第二电子传输层。同时，步骤S507在所述有机发光层上形成第二电子传输层的过程为：设置第二掩膜；在所述有机发光层上蒸镀有机物电子传输材料形成所述第二电子传输层，去除第二掩膜，此时使用的有机物电子传输材料为固体形态。

本申请提供的方法在制作电致发光器件时采用量子点发光层和有机光层组合的方式制作发光层，由于设置阻隔层，量子点发光层和有机发光层的量子点材料和有机物材料的溶剂体系不会互相干扰，且量子点材料和有机物材料的电子传输层各自匹配，由此得到的电致发光器件具有更长的使用寿命，有助于此类电致发光器件的推广应用。

本申请实施例还提供一种显示装置，所述显示装置包括：如上所述的电致发光器件，或采用如上所述的方法制得的电致发光器件，该显示装置具有更好的显示效果的同时具有更长的显示寿命。需要说明的是，该显示装置除了包括前面所述的电致发光器件，该还可以包括常规显示装置所具有的必要的结构和部件，例如，其还可以具有TFT(Thin FilmTransistor，薄膜晶体管)、外壳等常规显示装置所具有的结构和部件，在此不再过多赘述。

显然，以上所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例，附图中给出了本申请的较佳实施例，但并不限制本申请的专利范围。本申请可以以许多不同的形式来实现，相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容的理解更加透彻全面。尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来而言，其依然可以对前述各具体实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等效替换。凡是利用本申请说明书及附图内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本申请专利保护范围之内。