顶发射量子点发光场效应晶体管及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种顶发射量子点发光场效应晶体管，包括从上往下依次设置的发光单元和用于控制所述发光单元电流的电容单元，所述电容单元为硅基FET，包括依次层叠设置的第一电极、绝缘层和第二电极；所述发光单元为顶发射量子点发光器件，包括所述第二电极、量子点发光层和透明顶电极，其中，所述第一电极设置在硅基衬底上；或所述第一电极为硅基衬底。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于显示
，尤其涉及一种顶发射量子点发光场效应晶体管及其制备方法。
技术介绍
近年来，量子点发光二极管(QLED)因具备高亮度、低功耗、广色域、易加工等诸多优点在照明和显示领域获得了广泛的关注与研究。相对比有机发光二极管(OLED)，在同等画质下，QLED的节能性有望达到OLED的两倍，发光率将提升30％至40％。同时，QLED具有启亮电压低、光致发光光谱半高宽窄、发光波长与颜色可通过量子点颗粒尺寸进行调节和低成本溶液法制备等优点，在固态照明和显示领域有巨大的应用潜力。另外在微电子技术的发展背景下，场效应晶体管(FET)是目前现代微电子学中应用最广泛的器件之一。目前已有文献报道将FET与有机发光器件集成，使FET用于平板显示的驱动单元，通过晶体管栅压控制源漏电流控制器件发光。高性能发光场效应晶体管要求栅绝缘层具有良好的绝缘性能和电容性能，及较优的器件结构和性能，代表器件为有机发光场效应晶体管(OFET)。OFET主流的制备技术包括以热蒸镀和溅射为代表的真空镀膜技术，其具有成膜均匀性高、厚度可控及相对具备较高场效应迁移率等优点，缺点在于仪器设备复杂，成本较高，不利于大规模的工业化应用。传统发光场效应晶体管器件发射光由ITO和玻璃基板射出，由此将导致大部分光经过ITO/玻璃基板界面损失。因此，有必提供一种发光效率高、显示效果好、成本低、可批量化生产的场效应晶体管。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种顶发射量子点发光场效应晶体管，旨在解决现有的场效应晶体管仪器设备复杂、成本高、发光效率低、不利于工业化生产的问题。本专利技术的另一目的在于提供一种顶发射量子点发光场效应晶体管的制备方法。本专利技术是这样实现的，一种顶发射量子点发光场效应晶体管，包括从上往下依次设置的发光单元和用于控制所述发光单元电流的电容单元，所述电容单元为硅基FET，包括依次层叠设置的第一电极、绝缘层和第二电极；所述发光单元为顶发射量子点发光器件，包括所述第二电极、量子点发光层和透明顶电极，其中，所述第一电极设置在硅基衬底上；或所述第一电极为硅基衬底。相应的，一种顶发射量子点发光场效应晶体管的制备方法，包括以下步骤：提供硅基衬底；在所述硅基衬底上依次沉积第一电极、绝缘层和第二电极，所述第一电极、绝缘层和第二电极形成电容单元；在所述第二电极上依次沉积量子点发光层、透明顶电极，所述第二电极、量子点发光层和所述透明顶电极形成顶发射量子点发光器件；其中，所述绝缘层、所述量子点发光层均采用溶液加工法制备获得。以及，一种顶发射量子点发光场效应晶体管的制备方法，包括以下步骤：提供硅基衬底；将所述硅基衬底置于氧气环境中退火处理，使其表面形成硅氧化物层；在所述硅氧化物层上依次沉第二电极，所述硅基衬底、硅氧化物层和第二电极形成电容单元；在所述第二电极上依次沉积量子点发光层、透明顶电极，所述第二电极、量子点发光层和所述透明顶电极形成顶发射量子点发光器件；其中，所述量子点发光层采用溶液加工法制备获得。采用顶发射器件(TLED：TopemittingLED)可将发射光通过透明电极直接射出，可极大程度改善器件性能。由于顶发射器件要求光路的单通性，因此可采用硅基等不透明衬底，并充分结合利用硅基衬底低成本、高集成度等优势。本专利技术提供的顶发射量子点发光场效应晶体管，一方面，相较于底发射型器件，量子点发光层的发射光不经底部玻璃衬底出射，而是直接通过所述透明顶电极从顶部出射，提高了发光单元量子点发光器件沿器件方向的出射光的出光效率，适于用作电脑、移动设备显示屏；另一方面，本专利技术采用硅基衬底作为基板或第一电极，有利于提高电路的集成度，同时降低生产成本，更适用于具有较大开口率和更为复杂的电路设计要求的主动驱动发光器件。此外，本专利技术采用量子点发光器件作为场效应晶体管的驱动发光层，具有低功耗、广色域和易加工的优点。本专利技术提供的顶发射量子点发光场效应晶体管的制备方法，采用溶液加工发制备除电极外的各功能层，不仅工艺简单易控，而且适用于商业化批量生产。附图说明图1是本专利技术实施例提供的第一电极设置在硅基衬底上、第一电极为阳极的顶发射量子点发光场效应晶体管的结构示意图；图2是本专利技术实施例提供的第一电极设置在硅基衬底上、第一电极为阴极的极顶发射量子点发光场效应晶体管的结构示意图；图3是本专利技术实施例提供的第一电极为P型硅基衬底的顶发射量子点发光场效应晶体管的结构示意图；图4是本专利技术实施例提供的第一电极为N型硅基衬底的顶发射量子点发光场效应晶体管的结构示意图。具体实施方式为了使本专利技术要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。结合图1-4，本专利技术实施了提供了顶发射量子点发光场效应晶体管，包括从上往下依次设置的发光单元和用于控制所述发光单元电流的电容单元，所述电容单元为硅基FET，包括依次层叠设置的第一电极1、绝缘层2和第二电极3；所述发光单元为顶发射量子点发光器件，包括所述第二电极3、量子点发光层5和透明顶电极7，其中，所述第一电极1设置在硅基衬底0上；或所述第一电极1为硅基衬底。具体的，本专利技术实施例所述顶发射量子点发光场效应晶体管，包括从上往下依次设置的发光单元和用于控制所述发光单元电流的电容单元。其中，所述电容单元为硅基FET，所述发光单元为顶发射量子点发光器件。顶发射的发光设计，可以有效提高量子点发光器件的发光效率，从而使得量子点发光场效应晶体管适用于电脑、移动设备等显示屏用途。进一步的，由于顶发射器件要求光路的单通性，本专利技术实施例可采用硅基不透明衬底，不仅有利于保证光路的单通性，而且具有低成本、高集成度等优势。本专利技术实施例所述第一电极1设置在硅基衬底0上；或所述第一电极1为硅基衬底，有利于提高电路的集成度，同时降低生产成本，更适用于具有较大开口率和更为复杂的电路设计要求的主动驱动发光器件。优选的，为了平衡载流子效率，提高载流子迁移率，所述发光单元还包括空穴注入层(图中未标出)、空穴传输层6、电子注入层(图中未标出)、电子传输层4中的至少一层。进一步的，所述空穴注入层、空穴传输层6、量子点发光层5、电子注入层和电子传输层4均采用溶液加工法制备获得，所述溶液加工法包括但不限于旋涂。采用全溶液法制备的量子点发光器件，具有工艺简单、易于操作控制的优点，可是用于商业化批量生产。作为本专利技术实施例的第一种情况，所述第一电极1设置在硅基衬底0上。此时，所述绝缘层2为介电材料。其中，所述介电材料为透明介电材料或非透明介电材料，优选的，所述透明介电材料包括PMMA、聚酰亚胺中的至少一种，所述非透明介电材料包括BaTiO3/PVDF复合浆料。优选的所述介电材料，具有良好的绝缘性能和电容性能，有利于提高顶发射量子点发光场效应晶体管的整体性能。当然，不限于此。进一步的，所述BaTiO3/PVDF复合浆料优选为固含量体积百分含量≤60％的复合浆料。该优选的介质材料制备的绝缘层2，具有更好的绝缘性能和电容性能，更有利于晶体管性能的优化。根据电极设置的不同，本专利技术实施例的第一种情况可以分为两种具体情形。如图1所示，作为一个具体实施例，一种顶发射量子点发光场效应晶体管，包括从上往下依本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种顶发射量子点发光场效应晶体管，其特征在于，包括从上往下依次设置的发光单元和用于控制所述发光单元电流的电容单元，所述电容单元为硅基FET，包括依次层叠设置的第一电极、绝缘层和第二电极；所述发光单元为顶发射量子点发光器件，包括所述第二电极、量子点发光层和透明顶电极，其中，所述第一电极设置在硅基衬底上；或所述第一电极为硅基衬底。

【技术特征摘要】
1.一种顶发射量子点发光场效应晶体管，其特征在于，包括从上往下依次设置的发光单元和用于控制所述发光单元电流的电容单元，所述电容单元为硅基FET，包括依次层叠设置的第一电极、绝缘层和第二电极；所述发光单元为顶发射量子点发光器件，包括所述第二电极、量子点发光层和透明顶电极，其中，所述第一电极设置在硅基衬底上；或所述第一电极为硅基衬底。2.如权利要求1所述的顶发射量子点发光场效应晶体管，其特征在于，所述第一电极设置在硅基衬底上，所述绝缘层为介电材料；或所述第一电极为硅基衬底，所述绝缘层为硅氧化物。3.如权利要求2所述的顶发射量子点发光场效应晶体管，其特征在于，所述介电材料为透明介电材料或非透明介电材料，其中，所述透明介电材料包括PMMA、聚酰亚胺中的至少一种，所述非透明介电材料包括BaTiO3/PVDF复合浆料。4.如权利要求1-3任一所述的顶发射量子点发光场效应晶体管，其特征在于，所述发光单元还包括空穴注入层、空穴传输层、电子注入层、电子传输层中的至少一层。5.如权利要求1所述的顶发射量子点发光场效应晶体管，其特征在于，所述第一电极设置在硅基衬底上，所述绝缘层为介电材料，且所述第一电极为阳极，所述第二电极为阴极，所述透明顶电极为阳极，所述顶发射量子点发光器件包括依次层叠设置的第二电极、电子传输层、量子点发光层、空穴传输层和透明顶电极。6.如权利要求1所述的顶发射量子点发光场效应晶体管，其特征在于，所述第一电极设置在硅基衬底上，所述绝缘层为介电材料，且所述第一电极为阴极，所述第二电极为阳极，所述透明顶电极为阴极，所述顶发射量子点发光器件包括依次层...

【专利技术属性】
技术研发人员：辛征航，向超宇，李乐，张滔，张东华，
申请(专利权)人：TCL集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44