[發明專利]一種電致發光器件及其制備方法和顯示裝置

在審

• 申請號: 201410081046.0
• 申請日: 2014-03-06
• 公開（公告）號: CN103943754A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 王劭顓
• 申請（專利權）人: 京東方科技集團股份有限公司;合肥鑫晟光電科技有限公司
• 主分類號: H01L33/48
• 分類號: H01L33/48;H01L33/58;H01L33/56
• 代理公司: 北京同達信恒知識產權代理有限公司 11291
• 代理人: 黃志華

技術領域

本發明涉及顯示技術領域，特別是涉及一種電致發光器件及其制備方法和一種顯示裝置。

背景技術

液晶顯示器（Liquid?Crystal?Display，簡稱LCD）作為平面顯示設備被廣泛應用，因其不使用自發光元件，所以需要額外的發光元件，例如背光源（Backlight），因此，液晶顯示器厚度較大，結構較難簡化。而有源矩陣有機發光二極管（Active?Matrix?Organic?Light?Emitting?Diode，簡稱OLED）是近年來發展起來的一種新型的顯示技術，由于其采用自發光元件，因此克服了LCD的上述問題，不需要背光源并具有較簡單的結構，但由于能用于OLED的有機材料較少，并且這些有機材料易受水分的影響，因此其對真空沉積工藝過程要求嚴格，為了克服上述限制，現已采用了一些高分子材料，并且已經發現了其他方法，例如噴墨方法、激光誘導熱成像方法等，然而，滿足上述要求的方法以及元件還沒有被實際應用起來，因此，相對于有機發光二極管來說，無機半導體發光還是具有較好的應用前景。

目前對于無機發光二極管，無論是發藍綠光的氮化鎵（GaN）或者發紅黃光的磷化鋁鎵銦（AlGaInP），其發光二極管元件內部發光層發光效率都很高，但由于發光二極管內部各層材料的折射及吸光問題，以致使發光二極管元件的外部實際光輸出效率并不高，大部分的光都無法被取出，因此，現有的無機發光二極管的發光效率較低，發光亮度較低。

發明內容

本發明的目的是提供一種電致發光器件及其制備方法和一種顯示裝置，用以提高發光效率，進而提高發光亮度。

本發明實施例首先提供一種電致發光器件，包括相對設置的第一電極和第二電極，以及位于所述第一電極和所述第二電極之間的發光層，其中，所述發光層包括：

位于所述第一電極上呈陣列分布的第一導電類型的納米線；

包覆所述納米線的第二導電類型的包覆層，所述包覆層與所述第二電極電連接。

在本發明技術方案中，第一導電類型的納米線和第二導電類型的包覆層的導電類型不同，例如，納米線為N型半導體，包覆層為P型半導體，或者，納米線為P型半導體，包覆層為N型半導體，則相當于在納米線和包覆層的界面形成PN結，因此相當于形成多個發光二極管，每一根納米線均為一個發光點，而由于納米線的直徑僅有數十納米，遠小于發光波長（350nm～520nm），因此光可直接透過射出，基本沒有折射問題，因此大部分發光二極管所發出的光均可取出，進而大大提高了電致發光器件的發光效率，進而提高發光亮度，并且，由于納米線的光發射角度極大，可以最大限度解決發光不均勻的問題。另外，本發明的電致發光器件的驅動電壓較低，成本較低，并適于大面積發光器件的制作。

對于發光層的納米線的設計，優選的，所述納米線的長度為1～5mm，直徑為100～500nm，密度為7×10⁶～5×10⁷根/平方微米。

對于發光層的包覆層的設計，優選的，所述包覆層的厚度為20～500nm。

當包覆層的厚度較薄時，可能不能完全覆蓋納米線，導致部分位置不能形成PN結，降低發光效率，當包覆層厚度較厚時，提高驅動電壓，并增加包覆層的成本。

優選的，所述納米線和包覆層的材質可獨立選自下述本征半導體材料：硫化鈣、硫化鋅、硫代氧化釔、氧化釓、焦磷酸鎂、焦磷酸鈣、焦磷酸鍶、焦磷酸鋇、硫化鑭鈣、硫化釔鍶，硫化鍶、硫化鈣、氧化釔、氧化釩釔、硫代氧化釓、硫化二釓鍶、五氧化硅二釔、七氧化二硅二釔、氧化鋅、硫化鎘、十七氧化十鋁鎂鋇、四硫化二鋁鈣、二氯四原硅酸鎂八鈣、三氧硼釔、原硅酸鋇、焦硅酸鋅二鋇、四氧化二鋁鋇、八氧化三硅二鍶、氯化鍶、原硅酸鋅、正硅酸釔、二氯六磷酸化十鈣、二十七氧化十六鋁二鎂鋇或釔鋁石榴石。

優選的，所述的電致發光器件，還包括位于所述包覆層和所述納米線之間的緩沖層。

納米線和包覆層之間具有緩沖層，可以形成PIN結，相對于PN結，提高了反向擊穿電壓，降低了導通電壓，也提高了光電轉換效率。緩沖層的材料也可選用上述任一種本征半導體材料，緩沖層的厚度與電子遷移率相關，一般厚度設計為10～800nm。

優選的，所述的電致發光器件，還包括：位于所述第一電極面向所述發光層一側的取向層，所述取向層與所述納米線的材質相同。

在與納米線材質相同的取向層上生長納米線，有利于納米線的整齊生長。

優選的，所述第一電極為透明導電陽極，所述第二電極為反射金屬陰極；或者，所述第一電極為反射金屬陰極，所述第二電極為透明導電陽極。