[发明专利]一种硅基量子点显示器及其制作方法

说明书

本发明公开了一种硅基量子点显示器在硅衬底上采用半导体工艺制作对应行列像素单元的电压或电流驱动电路，在每个像素上制作对应于像素的阴极膜层，并进行化学机械平坦化抛光。在抛光的阴极膜层上，制作TiO2、TiN等材料的电子传输层、量子点发光层。并在量子点发光层上制作CBP作为空穴传输层，MoO₃作为空穴注入层，ITO导电层作为器件阳极,促进空穴和电子传输到量子点发光层，复合后发光。用透明基板进行密封封接后形成量子点发光显示器件。本发明的优点在于：在硅衬底上制作像素驱动电路，可以获得高的像素分辨率，以及大的电压或电流驱动能力，从而获得高亮度的量子点发光显示，实现高分辨率、高亮度可穿戴显示用的微型显示器。

技术领域

本发明属于半导体领域，特别涉及一种基于硅基电路的量子点发光显示器及其制作方法。

背景技术

量子点(QDs)是一种零维半导体纳米晶体，由于能级分裂、量子限域效应等，使其可以通过调节量子点的粒径大小改变发光颜色，而且发光不会存在二次吸收的情况，发光效率高，同时具有较窄的发射峰，单色性好。基于量子点发光LED(QLED,Quantum Dots-Light Emitting Diode)可以创建几乎任何颜色的CIE图。

利用QLED的发光特性，制作成点阵像素形式，通过每个像素对应的驱动电路对发光单元施加电压或电流信号，可以实现像素点的发光控制，从而可以实现高颜色质量的图像显示。

传统的量子点发光显示器件以及薄膜晶体管(TFT)器件，是在TFT或透明电极(如ITO)的基础上，在ITO上制作空穴传输层、量子点发光层、电子传输层和阴极材料层并进行封装。在电压或电流驱动下，量子点发光，并由阳极一侧发射出去。通过对每个像素单元上电压电流的调制，实现图像显示。

但对于TFT量子点发光器件，由于TFT占据一定面积不能透光，同时由于工艺限制不能使像素尺寸非常小。而将QLED应用于微型显示，就要求在小的像素面积下具有足够的电压或电流驱动能力，以保证足够的分辨率和发光亮度，采用传统的薄膜晶体管TFT工艺，难以实现可穿戴、投影显示所需要的分辨率和发光亮度，在可穿戴等应用的微型显示方面有些不足。

如果不采用TFT作为像素驱动的无源显示，则由于所有驱动电路都需要通过外部施加电压或电流驱动像素，则同样无法实现高分辨率大信息容量的显示，也难以在高分辨率小尺寸的可穿戴装备中使用。

如果采用硅基来制作量子点显示的驱动电路，则驱动电路可以实现微型显示所要求的高分辨率、小尺寸，同时可以拥有非常高的电压或电流驱动能力。但是由于硅基是不透明的，同时由于作为阴极电极的铝膜透光率也不佳。

发明内容

本发明提供一种硅基量子点显示器，包括硅衬底，硅衬底上设置有驱动电路，驱动电路上方设置有抛光的阴极膜层，阴极膜层上方从下往上依次设置有电子传输层、量子点发光层、空穴传输层和空穴注入层，空穴注入层上设置有器件阳极，所述驱动电路一端设置在硅衬底与阴极膜层之间另一端设置在阳极膜层上。

进一步的，所述阴极膜层所采用的材料为铝、金、银、钙中一种或多种。

一种硅基量子点显示器的制作方法，包括以下步骤：

第一步：在硅衬底上采用半导体工艺，制作对应行列像素单元的电压或电流驱动电路；

第二步：在每个像素单元上制作对应于像素的阴极膜层，并进行化学机械平坦化抛光；

第三步：在抛光的阴极膜层上，制作TiO2或TiN材料的电子传输层和量子点发光层，QD材料包括CdSe/ZnS,InP/ZnSeS,CdTe/ZnS,PbSe/ZnS等；

第四步：在发光层上制作CBP作为空穴传输层，促进空穴传输到量子点发光层；