一種量子點發光場效應晶體管及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及量子點發光二極管技術領域，尤其涉及一種量子點發光場效應晶體管及其制備方法。
【背景技術】
[0002]量子點發光二極管(QLED)是一種基于量子點發光材料的新型電致發光器件，它有潛力成為下一代顯示技術的核心。從實用角度考慮，目前QLED還有一系列問題有待解決，例如發光效率和使用壽命等。如圖1所示，通常的QLED采用三明治夾心結構，陰極10和陽極16將各功能層(電子注入層11、電子傳輸層12、空穴傳輸層14、空穴注入層15)和量子點發光層13夾在中間，陰陽兩極分別將電子和空穴注入量子點發光層向外福射發光。在這種器件結構中，激子與電荷的相互作用很容易使激子在電極界面處損失浪費掉，降低器件的發光效率和使用壽命。為了有效降低激子在電極處的淬滅，發光場效應晶體管(LET)被研發了出來，如圖2所示。在LET中，電子和空穴分別從源極20和漏極21注入半導體層22(同時也作為發光層)中，通過合理調節絕緣層23與襯底25間柵極24上柵壓的大小可以有效調節發光區域，因而能夠避免激子在電極處的淬滅。除此之外，LET能夠集發光二極管(發光顯示)與場效應晶體管(電路控制)的優點于一身，簡化QLED的制備和集成工藝。然而，圖2所示傳統的單層溝道結構的量子點發光場效應晶體管必須同時具備發光與高效載流子傳輸的雙重功能，這就限制了它的發展。而且受半導體材料本身極性的限制，很容易在溝道中出現電子或者空穴的累積，很難得到高量子效率的發光器件。
[0003]因此，現有技術還有待于改進和發展。
【發明內容】
[0004]鑒于上述現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種量子點發光場效應晶體管及其制備方法，旨在解決現有QLED器件的激子在電極處易淬滅，而場效應晶體管在溝道中出現電子或者空穴的累積的問題。
[0005]本發明的技術方案如下:
一種量子點發光場效應晶體管，其中，自下而上依次包括:襯底、柵極、絕緣層、電子傳輸層、量子點發光層、空穴傳輸層及源漏電極。
[0006]所述的量子點發光場效應晶體管，其中，所述襯底為ITO襯底。
[0007]所述的量子點發光場效應晶體管，其中，所述絕緣層的材料為有機聚合物材料。 所述的量子點發光場效應晶體管，其中，所述電子傳輸層的材料為η型氧化鋅或有機聚合物材料。
[0008]所述的量子點發光場效應晶體管，其中，所述量子點發光層的材料為I1-V族化合物半導體、II1-V族化合物半導體或IV-VI族化合物半導體。
[0009]所述的量子點發光場效應晶體管，其中，所述I1-V族化合物半導體為CdS、CdSe,CdS/ZnS、CdSe/ZnS 或 CdSe/CdS/ZnS。
[0010]所述的量子點發光場效應晶體管，其中，所述II1-V族化合物半導體為GaAs或InP ； IV-VI族化合物半導體為PbS/ZnS或PbSe/ZnS。
[0011]所述的量子點發光場效應晶體管，其中，所述空穴傳輸層為PVK、Poly-TPD和TFB中的一種或多種。
[0012]所述的量子點發光場效應晶體管，其中，所述源漏電極的材料為Au、Cr、Pt或它們的合金。
[0013]—種如上任一所述的量子點發光場效應晶體管的制備方法，其中，包括步驟:
A、沉積柵極于襯底上；
B、沉積絕緣層于柵極上；
C、然后沉積電子傳輸層于絕緣層上；
D、接著沉積量子點發光層于電子傳輸層上；
E、隨后沉積空穴傳輸層于量子點發光層上；
F、最后沉積源漏電極于空穴傳輸層上，得到量子點發光場效應晶體管。
[0014]有益效果:本發明集發光器件與電路控制單元TFT于一體，有利于簡化QLED-TFT器件的制備流程。且本發明在量子點發光層的兩側加上了電子傳輸層與空穴傳輸層，這種結構一方面使得量子點發光層與電極之間的直接接觸被阻隔，防止了激子在電極處的淬滅，另一方面，使得電子和空穴能夠更加高效地在器件內傳輸，有利于提升LET的發光效率與器件的壽命。
【附圖說明】
[0015]圖1為傳統的QLED器件的結構示意圖。
[0016]圖2為傳統的單層溝道結構的量子點發光場效應晶體管的結構示意圖。
[0017]圖3為本發明一種量子點發光場效應晶體管較佳實施例的結構示意圖。
[0018]圖4為本發明一種量子點發光場效應晶體管的制備方法較佳實施例的流程圖。
[0019]圖5為本發明一種量子點發光場效應晶體管另一較佳實施例的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0020]本發明提供一種量子點發光場效應晶體管及其制備方法，為使本發明的目的、技術方案及效果更加清楚、明確，以下對本發明進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0021]請參閱圖3，圖3為本發明一種量子點發光場效應晶體管較佳實施例的結構示意圖，如圖所示，其自下而上依次包括:襯底30、柵極31、絕緣層32、電子傳輸層33、量子點發光層34、空穴傳輸層35及源漏電極(源極36和漏極37)。
[0022]本發明的上述量子點發光場效應晶體管一方面具有QLED電致發光的特性，另一方面具有TFT的開關控制特性。與傳統QLED相比，本發明集發光器件與電路控制單元TFT于一體，有利于簡化QLED-TFT器件的制備流程。與傳統LET相比，本發明在溝道半導體層(同時作為量子點發光層34)的兩側加上了電子傳輸層33與空穴傳輸層35，這種結構一方面使得量子點發光層34與電極之間的直接接觸被阻隔，防止了激子在電極處的淬滅，另一方面，使得電子和空穴能夠更加高效地在器件內傳輸，有利于提升LET的發光效率與器件的壽命。
[0023]本發明的量子點發光場效應晶體管，其結構特征在于由襯底30、柵極31、絕緣層32、電子傳輸層33、量子點發光層34、空穴傳輸層35及源漏電極(源極36和漏極37)構成。本發明的量子點發光場效應晶體管的工作原理為:在柵壓的作用下，量子點發光場效應晶體管會在空穴傳輸層35感應感應出一個空穴傳輸溝道，而在電子傳輸層33上會感應出電子傳輸通道。在源漏電壓和柵壓的雙重作用下，電子和空穴分別從電子傳輸層33和空穴傳輸層35注入量子點發光層34進而復合發光。無論是調節柵壓還是源漏電壓，載流子的注入都能被有效調控，本發明的量子點發光場效應晶體管的發光特性可以通過柵壓和源漏電壓很好地調節。
[0024]進一步地，本發明所述襯底為ITO襯底。在所述ITO襯底上可制得高質量的薄膜。另外，在所述ITO襯底上制備量子點發光場效應晶體管之前，本發明對所述ITO襯底進行清洗。ITO襯底的具體清洗過程包括:將ITO襯底依次置于丙酮、洗液、去離子水和異丙醇中進行超聲清洗，每次超聲清洗時間不少于15分鐘，待清洗完成后，將ITO襯底取出并放置于潔凈烘箱內烘干備用。通過上述超聲清洗過程，可有效去除ITO襯底表面的塵埃和化學污物。
[0025]進一步地，所述絕緣層的材料可以為可見光范圍內透明的有機材料(如，有機聚合物材料)。例如，所述絕緣層的材料可以為聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等。本發明上述絕緣層材料在柵極表面具有良好的成膜性，且較大的介電常數使本發明量子點發光場效應晶體管在導電溝道中能感應出更多的電荷。
[0026]進一步地，所述電子傳輸層的材料可以為但不限于具有高的電子傳輸性能的η性氧化鋅(ΖηΟ)、亦可以為具有電子傳輸特性的有機材料(如，有機聚合物材料)。本發明所述電子傳輸層的