发光器件及其制作方法、显示面板与流程

1.本技术涉及显示技术领域，尤其涉及一种发光器件及其制作方法、显示面板。


背景技术：

2.量子点电致发光显示技术，由于其波长可调，色彩饱和度高，材料稳定性高，和制备成本低廉等优点，成为了下一代显示技术的最佳候选者。经过了将近二十几年的发展，量子点发光二极管(quantum dot light emitting diodes，qled)的外量子效率已经由0.01％提升至超过20％，从器件效率方面，qled已经相当接近有机发光二极管(organic light emitting diodes，oled)。然而，尽管量子点发光器件拥有上述的优势，目前器件的性能仍未完全达到产业化的要求。
3.故，有必要提出一种新的技术方案，以解决上述技术问题。


技术实现要素：

4.本技术实施例提供一种发光器件及其制作方法、显示面板，用于提高发光器件的发光效率。
5.本技术实施例提供一种发光器件的制作方法，包括以下步骤：
6.提供一器件板，所述器件板具有相对设置的第一面和第二面；
7.在所述第一面形成量子点发光层；
8.在所述量子点发光层上依次形成电子传输层和阴极，所述电子传输层和所述量子点发光层的费米能级差小于或等于0.5ev。
9.在本技术实施例提供的发光器件的制作方法中，所述量子点发光层包括掺杂有卤素的量子点材料。
10.在本技术实施例提供的发光器件的制作方法中，所述量子点发光层由卤素修饰于量子点材料表面制成。
11.在本技术实施例提供的发光器件的制作方法中，所述量子点发光层由卤素修饰于量子点材料表面制成的步骤包括：
12.将金属卤化物与所述量子点材料混合，形成具有卤素修饰的量子点材料；
13.将所述卤素修饰的量子点材料设置在所述第一面，形成所述量子点发光层。
14.在本技术实施例提供的发光器件的制作方法中，所述金属卤化物的浓度小于或等于2mg/ml，所述量子点材料的浓度介于20mg/ml至40mg/ml之间，所述金属卤化物与所述量子点材料的体积比为介于1:20至1:35之间。
15.在本技术实施例提供的发光器件的制作方法中，所述量子点发光层由卤素修饰于量子点材料表面制成的步骤包括：
16.在所述第一面设置量子点材料后进行成膜处理；
17.在所述量子点材料表面设置金属卤化物溶液，并进行加热处理，以形成所述量子点发光层。
18.在本技术实施例提供的发光器件的制作方法中，所述金属卤化物中的金属离子选自k

、na

、zn
2
中的任意一种，所述金属卤化物中的卤素离子选自cl-、br-、i-中的任意一种。
19.在本技术实施例提供的发光器件的制作方法中，所述量子点发光层的材料为含有镉元素、锌元素、硒元素和硫元素的量子点材料，其中，所述镉元素和所述锌元素的含量比大于1:1。
20.本技术实施例还提供一种发光器件，所述发光器件包括：
21.器件板，所述器件板具有相对设置的第一面和第二面；
22.量子点发光层，所述量子点发光层设置在所述第一面；
23.电子传输层，所述电子传输层设置在所述量子点发光层远离所述器件板的一面，所述电子传输层和所述量子点发光层的费米能级差小于或等于0.5ev。
24.在本技术实施例提供的发光器件中，所述量子点发光层包括掺杂卤素的量子点材料。
25.在本技术实施例提供的发光器件中，所述量子点发光层由卤素修饰于量子点材料表面制成。
26.在本技术实施例提供的发光器件中，所述卤素包括cl-、br-、i-中的至少一种。
27.在本技术实施例提供的发光器件中，所述量子点发光层的材料为含有镉元素、锌元素、硒元素和硫元素的量子点材料，其中，所述镉元素和所述锌元素的含量比大于1:1。
28.在本技术实施例提供的发光器件中，所述量子点发光层的材料为cds、cdse、znse、zn
x
cd
1-x
s、zn
x
cd
1-x
se、zn
x
se
1-x
s、zn
x
cd
1-x
s/znse、zn
x
cd
1-x
se/zns、zn
x
cd
1-x
se/znse/zns中的至少一种，其中，x小于或等于1。
29.在本技术实施例提供的发光器件中，所述发光器件还包括：
30.阴极，所述阴极设置在所述电子传输层远离所述量子点发光层的一面。
31.本技术实施例还提供一种显示面板，所述显示面板包括上述的发光器件和阵列基板，所述发光器件设置在所述阵列基板上。
32.本技术实施例提供一种发光器件及其制作方法、显示面板，在本技术实施例提供的发光器件的制作方法中，通过减小电子传输层和量子点发光层的费米能级差，从而减小了电子传输层和量子点发光层的势垒，利于电子由电子传输层传输至量子点发光层，提高了发光器件的发光效率。
33.为让本技术的上述内容能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。
附图说明
34.图1为本技术实施例提供的发光器件结构示意图；
35.图2为本技术实施例提供的发光器件的制作方法的步骤流程图；
36.图3至图4为本技术实施例提供的发光器件的制作方法的示意图；
37.图5为本技术实施例提供的显示面板的结构示意图。
具体实施方式
38.为了使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术作进
x
se、zn
x
se
1-x
s、zn
x
cd
1-x
s/znse、zn
x
cd
1-x
se/zns、zn
x
cd
1-x
se/znse/zns中的至少一种，其中，x小于或等于1。
55.阴极104设置在电子传输层103远离量子点发光层102的一面。阴极104的材料可以是金属铝、镁、银等。
56.接下来，本技术实施例将对发光器件的制作方法进行阐述。
57.在本技术实施例中，量子点发光层包括掺杂卤素的量子点材料。
58.具体的，量子点发光层由卤素修饰于量子点材料表面制成。
59.请结合图1、图2，图3和图4。发光器件100的制作方法包括以下步骤：
60.步骤b1：提供一器件板101，器件板101具有相对设置的第一面1011和第二面1012，请参阅图2。
61.在一些实施例中，器件板101包括依次层叠设置的阳极101a、空穴注入层101b、空穴传输层101c。
62.具体的，器件板101的制备步骤为：首先，在衬底上蒸镀一层透明导电氧化物或者导电聚合物作为阳极101a，阳极101a的厚度介于20纳米至60纳米之间；然后，利用紫外光臭氧清洗阳极101a，在清洗阳极101a的同时改善其表面浸润度，并提高阳极101a的功函数。
63.随后，在阳极101a上旋涂一层pedot:pss(聚3，4-乙烯二氧噻吩：聚苯乙烯磺酸盐)材料，然后，在常压下对pedot:pss进行退火处理，以形成空穴注入层101b。其中，旋涂转速介于3000r/min(转/分)至5000r/min之间，旋涂时间介于30秒至50秒之间，退火温度介于120摄氏度至170摄氏度之间，退火时间介于10分钟至30分钟之间。
64.接下来，在无水、无氧的手套箱内，在空穴注入层101b上旋涂一层tfb材料，其中，tfb溶解于氯苯中，其浓度介于6mg/ml至10mg/ml之间，然后，对tfb溶液进行退火处理，以形成空穴传输层101c。其中，旋涂转速介于2000r/min至4000r/min之间，旋涂时间介于20秒至40秒之间，退火温度介于120摄氏度至170摄氏度之间，退火时间介于10分钟至30分钟之间。
65.接下来，转至步骤b2。
66.步骤b2：在第一面1011形成量子点发光层102，请参考图4。
67.在一实施例中，步骤b2包括以下步骤：
68.将金属卤化物与量子点材料混合，形成具有卤素修饰的量子点材料，其中，金属卤化物的浓度小于或等于2mg/ml，量子点材料的浓度介于20mg/ml至40mg/ml之间，金属卤化物与量子点材料的体积比介于1:20至1:35之间。其中，金属卤化物的浓度可以是0.2mg/ml、0.5mg/ml、0.8mg/ml、1.0mg/ml、1.5mg/ml、2mg/ml中的一种。量子点材料的浓度可以是20mg/ml、25mg/ml、、30mg/ml、35mg/ml、40mg/ml中的任意一者。金属卤化物与量子点材料的体积比可以是1:20、1:25、1:28、1:30、1:35中的任意一者。
69.本技术实施例通过将金属卤化物的浓度设置在小于或等于2mg/ml，量子点材料的浓度设置在介于20mg/ml至40mg/ml之间，金属卤化物与量子点材料的体积比设置在介于1:20至1:35之间。使得金属卤化物中的卤素离子最大程度的置换量子点材料表面的配体，并且，不会影响量子点材料的发光效率，形成具有卤素改性的量子点材料。
70.需要说明的是，本技术实施例中的浓度指的是质量浓度，即，将一定质量的溶质溶解于一定体积的溶剂中形成的溶液具有的浓度。本实施例中金属卤化物溶液的溶剂为金属卤化物，溶剂可以是乙醇和甲醇中的一种。例如，2mg/ml卤化物溶液通过将2mg金属卤化物
溶解于1ml乙醇中形成。40mg/ml量子点溶液通过将40mg量子点材料溶解于1ml正辛烷中形成。
71.例如，在一具体实施方式中，将体积为1.0ml，浓度为1.0mg/ml的氯化锌溶液与体积为30ml，浓度为30mg/ml的量子点材料溶液混合，在100摄氏度至110摄氏度下，将氯化锌和量子点材料的混合溶液加热1小时左右；随后，利用乙醇清洗氯化锌和量子点材料的混合物，取固体溶解于正辛烷中，得到卤素修饰的量子点材料。其中，氯化锌溶液的溶剂可以是乙醇或甲醇等。
72.将卤素修饰的量子点材料设置在第一面1011，形成量子点发光层102。
73.具体的，在无水、无氧的手套箱内，利用喷墨打印工艺或旋涂工艺将卤素修饰的量子点材料涂布在第一面1011，并在80摄氏度至120摄氏度内，对卤素修饰的量子点材料进行退火处理，其中，退火时间介于10分钟至30分钟之间，由此，形成量子点发光层102。
74.在一实施例中，金属卤化物中的金属离子选自k

、na

、zn
2
中的任意一种，金属卤化物中的卤素离子选自cl-、br-、i-中的任意一种。本实施例利用卤素离子对量子点材料进行改性处理，当金属卤化物与量子点材料混合之后，金属卤化物中的卤素离子置换量子点材料表面的配体，因此，降低了量子点材料的费米能级。
75.在一实施例中，量子点材料为蓝色量子点材料或绿色量子点材料。由于蓝色量子点材料和绿色量子点材料的能级带隙大于红色量子点的能级带隙，因此，在低电压下，蓝色量子点发光器件和绿色量子点发光器件的发光效率较低，若是进一步加大电压，则会造成界面电荷积累严重，对器件的寿命和效率造成较大的影响。因此，本实施例利用卤素离子对蓝色量子点材料或绿色量子点材料的表面配体进行置换，形成卤素改性的量子点材料，本实施例制成的卤素离子改性的量子点材料具有更低的费米能级。
76.在另一实施例中，步骤b2包括以下步骤：
77.首先，在第一面1101设置量子点材料后进行成膜处理。
78.具体的，在无水、无氧的手套箱内，通过喷涂或滴涂的方法在第一面1011上涂布量子点材料，然后，在80摄氏度至120摄氏度内，对量子点材料进行成膜处理，其中，成膜处理的时间介于10分钟至30分钟之间。使得量子点材料固化于第一面1011上。
79.例如，在一具体实施例中，在无水、无氧的手套箱内，在第一面1011旋涂浓度为10mg/ml的量子点材料，其中，量子点材料溶解于正辛烷中。接下来，在100摄氏度下对量子点材料进行加热，加热时间为20分钟，形成固化的量子点材料。
80.其次，在量子点材料表面设置金属卤化物溶液，并进行加热处理，以形成所述量子点发光层。
81.具体的，在无水、无氧的手套箱内，通过旋涂、喷涂或滴涂的方法在固化后的量子点材料上设置金属卤化物，并且，金属卤化物在固化后的量子点材料上静置20秒至40秒，使得金属卤化物渗透至固化的量子点材料中。在预设转速介于500r/min至1500r/min之间时，对金属卤化物进行旋涂，使得金属卤化物均匀分布与量子点材料中，以置换量子点材料表面的配体。
82.例如，在固化的量子点材料上滴加浓度为0.2mg/ml氯化锌的乙醇溶液，氯化锌的乙醇溶液在固化后的量子点材料上静置30秒，使得氯化锌的乙醇溶液渗透至量子点材料内；随后，在1000r/min的转速下，旋涂30秒，以置换量子点表面的配体，形成具有卤素修饰
的量子点发光材料。
83.需要说明的是，本实施例还可以利用振荡等方式在固化后的量子点材料上设置金属卤化物。
84.在预设温度下，对金属卤化物进行加热处理，以形成量子点发光层。
85.具体的，在预设温度介于35摄氏度至70摄氏度之间时，对金属卤化物进行加热处理，使得溶剂蒸发，形成卤素改性的量子点发光层102，其中，第二次加热处理的时间小于或等于10分钟。
86.例如，在50摄氏度下，对氯化锌的乙醇溶液进行加热处理，加热时间为5分钟，以形成量子点发光层102。
87.在一实施例中，金属卤化物中的金属离子选自k

、na

、zn
2
中的任意一种，金属卤化物中的卤素离子选自cl-、br-、i-中的任意一种。本实施例利用卤素离子对量子点材料进行改性处理，具体的，将金属卤化物滴加于固化的量子点材料上，金属卤化物中的卤素离子置换量子点材料表面的配体，因此，降低了量子点材料的费米能级。
88.步骤b3：在量子点发光层102上依次形成电子传输层103和阴极104，电子传输层103和量子点发光层102的费米能级差小于或等于0.5ev，请参考图1。
89.具体的，首先，在无水、无氧的手套箱内，在量子点发光层102远离器件板101的一面滴加金属氧化物乙醇溶液，静置20秒至40秒的时间，在转速2000r/min至4000r/min之间的转速下，旋涂金属氧化物乙醇溶液，随后在60摄氏度至100摄氏度下加热金属氧化物乙醇溶液，以形成电子传输层103。其中，加热时间介于20分钟至40分钟之间，金属氧化物乙醇溶液的浓度介于20mg/ml至40mg/ml之间。
90.接下来，在电子传输层103远离量子点发光层102的一面蒸镀一层导电金属作为阴极104，阴极104的厚度介于80纳米至120纳米之间。由此，形成发光器件100。
91.在一实施例中，电子传输层103和量子点发光层102的费米能级差介于0ev至0.5ev之间。例如，电子传输层103和量子点发光层102的费米能级差为0.1ev、0.2ev、0.35ev、0.5ev中的任意一者。通过制成卤素改性的量子点发光层102，改变了量子点材料的费米能级，使得电子传输层103和量子点发光层102间的费米能级匹配，减小电子传输层103和量子点发光层102的势垒，利于电子由电子传输层103传输至量子点发光层102，提高了发光器件100的发光效率。
92.由于蓝色量子点材料和绿色量子点材料的能级带隙大于红色量子点的能级带隙，因此，在低电压下，蓝色量子点发光器件和绿色量子点发光器件的发光效率较低。若是进一步加大电压，会导致量子点发光层中的电子自发的进入电子传输层，导致量子点发光层处于带正电的状态，大大降低了量子点发光层的内量子效率。因此，本实施例利用卤素离子对蓝色量子点材料或绿色量子点材料的表面配体进行置换，形成卤素改性的量子点材料，本实施例制成的卤素改性的量子点材料具有更低的费米能级，因此，由卤素离子改性的量子点材料制成的量子点发光层与电子传输层的费米能级匹配，减小了电子传输层和量子点发光层的势垒，如此，发光器件100即使是在低电流电压的条件下，量子点发光层也不会处于带正电荷的状态，发光器件的发光效率也不会与高电流高电压状态有巨大的差异。
93.请参阅表一，表一对本技术实施例提供的发光器件的制作方法与现有技术中发光器件的制作方法的外量子效应进行对比。由表一可知，由本技术实施例提供的发光器件的
制作方法制成的发光器件的最大外量子效率为18.7％；由现有技术提供的发光器件的制作方法制成的发光器件的最大外量子效率为18.9％。然而，在10ma/cm2(毫安/平方厘米)的电流密度下，由本技术实施例提供的发光器件的制作方法制成的发光器件的外量子效率16.1％；由现有技术中发光器件的制作方法制成的发光器件的外量子效率为5.0％。即，在低电流(10ma/cm2)的电流密度下，本技术实施例提供的发光器件的外量子效率是现有技术的发光器件的外量子效率的3.22倍。因此，也就是说，通过将量子点发光材料进行改性处理，将量子点材料表面的配体置换为卤素离子，减小了量子点发光层和电子传输层之间的费米能级差，从而减小了电子传输层和量子点发光层的势垒，利于电子由电子传输层传输至量子点发光层，大大提高了发光器件的发光效率。
94.表一：
[0095][0096]
请参阅图5，本技术实施例还提供一种显示面板。显示面板1000包括阵列基板200和设置在阵列基板200上的发光器件100。
[0097]
其中，发光器件100由上述发光器件的制作方法制成。
[0098]
本技术实施例提供一种发光器件及其制作方法、显示面板，在本技术实施例提供的发光器件的制作方法中，通过减小电子传输层和量子点发光层之间的费米能级差，从而减小了电子传输层和量子点发光层的势垒，利于电子由电子传输层传输至量子点发光层，提高了发光器件的发光效率。
[0099]
综上所述，虽然本技术已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本技术，本领域的普通技术人员，在不脱离本技术的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本技术的保护范围以权利要求界定的范围为准。