一種含有量子點的有機發(fā)光顯示器件、顯示方法及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及有機電致發(fā)光器件顯示技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，是一種含有量子點的有 機發(fā)光顯示器件及顯示方法，以及該有機發(fā)光顯示器件的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 有機電致發(fā)光器件以其形體薄、面積大、全固化、柔性化等優(yōu)點引起了人們的廣泛 關(guān)注，而有機電致白光器件也以其在固態(tài)照明光源、液晶背光源等方面的巨大潛力成為人 們研究的熱點。
[0003] 早在20世紀(jì)五十年代，Bernanose. A等人就開始了有機電致發(fā)光器件（OLED)的研 究。最初研究的材料是蒽單晶片，由于存在單晶片厚度大的問題，所需的驅(qū)動電壓很高。直 到1987年美國Eastman Kodak公司的鄧青云（C. W. Tang)和Vanslyke報道了結(jié)構(gòu)為：ITO/ Diamine/AlQ3/Mg:Ag的有機小分子電致發(fā)光器件，器件在10伏的工作電壓下亮度達1000 cd/m2,外量子效率達到1.0 %。電致發(fā)光的研究引起了科學(xué)家們的廣泛關(guān)注，人們看到了 有機電致發(fā)光器件應(yīng)用于顯示的可能性。從此揭開了有機電致發(fā)光器件研究及產(chǎn)業(yè)化的序
[0004] 有機電致發(fā)光器件的尚效率、尚殼度、尚色穩(wěn)定性等對于其廣業(yè)化有著重要意 義。全色顯示是OLED的重要應(yīng)用領(lǐng)域，人們開發(fā)了 RGB三基色、白光加彩色濾色膜（Color Filter，CF)及藍(lán)光加色轉(zhuǎn)換層（Color Change Materials，CCM)來實現(xiàn)全色顯不技術(shù)。目 前，第一種已經(jīng)商品化，但這種技術(shù)在面向大尺寸顯示器制備時，需要用到大面積的蒸鍍掩 模板，大尺寸精密mask存在加工工藝?yán)щy及容易變形的問題。
[0005] 白光加 CF的技術(shù)是利用顏料的過濾性能，從背光源的白光中過濾出紅、綠、藍(lán)三 基色。如圖1和圖2所示，在圖1所示實施例中，背光源發(fā)出的白光分別經(jīng)過紅、綠、藍(lán)色的 濾色膜，得到紅、綠、藍(lán)三基色，實現(xiàn)RGB顯示；在圖2所示實施例中，增加了白光，實現(xiàn)RGBW 顯示。但是，由于這種技術(shù)是從白光中過濾出需要顏色的光，其它顏色的光會被過濾掉，導(dǎo) 致入射光利用率低，屏體損耗大。
[0006] 藍(lán)光加 CCM的技術(shù)如圖3所示，其是以藍(lán)色作為基底光源，經(jīng)過色彩轉(zhuǎn)換層轉(zhuǎn)變成 紅光和綠光，這種方法光損耗小，光利用率高，但存在藍(lán)光器件本身效率低及器件壽命短等 問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種可以充分利用光能、提高顯示指數(shù)，降低顯 示器的功耗，以及壽命長的量子點有機發(fā)光顯示器件及顯示方法，以及該有機發(fā)光顯示器 件的應(yīng)用。
[0008] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種含有量子點的有機發(fā)光顯示器件，包 括： 發(fā)光器件，用于發(fā)出作為背光源的光； 藍(lán)色上轉(zhuǎn)換層，用于將所述發(fā)光器件發(fā)出的光中的紅光和/或綠光轉(zhuǎn)換為藍(lán)光，并同 時允許發(fā)光器件發(fā)出的光中的藍(lán)光透過； 綠色量子點層，用于將所述發(fā)光器件發(fā)出的藍(lán)光進行轉(zhuǎn)換得到綠光，并同時允許發(fā)光 器件發(fā)出的光中的綠光或者紅光透過； 紅色量子點層，用于將所述發(fā)光器件發(fā)出的藍(lán)光和/或綠光進行轉(zhuǎn)換得到紅光，并同 時允許發(fā)光器件發(fā)出的光中的紅光透過。
[0009] 進一步地，所述發(fā)光器件為白光器件，所述白光器件發(fā)出的光為白光。
[0010] 進一步地，所述發(fā)光器件為藍(lán)綠器件，所述藍(lán)綠器件發(fā)出的光為藍(lán)光和綠光。
[0011] 進一步地，所述綠色量子點層和紅色量子點層分別由量子點材料制成，所述量子 點材料為由ΠΑ和VI A、IIB和VI A、或IIIA和VA族元素組成的直徑在2~20 nm的納米 粒子。
[0012] 進一步地，所述綠色量子點層一側(cè)還設(shè)有綠色濾色膜，所述綠色濾色膜與所述發(fā) 光器件分別位于綠色量子點層的兩側(cè)。
[0013] 本發(fā)明還提供了一種含有量子點的有機發(fā)光顯示器件的顯示方法，包括： 利用藍(lán)色上轉(zhuǎn)換材料層將背光源中發(fā)出的光中的紅光和/或綠光轉(zhuǎn)換為藍(lán)光，并同時 允許發(fā)光器件發(fā)出的光中的藍(lán)光透過，獲得藍(lán)色顯示光； 利用綠色量子點層將背光源發(fā)出的光進行轉(zhuǎn)換得到綠光，并同時允許發(fā)光器件發(fā)出的 光中的綠光透過，獲得綠色顯示光； 利用紅色量子點層將背光源發(fā)出的藍(lán)光和/或綠光進行轉(zhuǎn)換得到綠光，并同時允許發(fā) 光器件發(fā)出的光中的綠光透過，獲得綠色顯示光； 將所述藍(lán)色顯示光、綠色顯示光和紅色顯示光按比例混合得到需要顯示的顏色。
[0014] 進一步地，使所述綠色顯示光穿過綠色濾色膜，得到純凈綠色顯示光。
[0015] 本發(fā)明中的有機發(fā)光顯示器件既可應(yīng)用于RGB全色顯示器，也可以應(yīng)用于區(qū)域彩 色顯示器、單色顯示器或者照明屏體中。
[0016] 本發(fā)明通過將上轉(zhuǎn)換材料和量子點結(jié)合，將背光源發(fā)出的各顏色的光轉(zhuǎn)換為目標(biāo) 顏色，然后將目標(biāo)顏色的光按比例混合得到需要顯示的顏色，充分利用了背光源所發(fā)出的 光能，提高了光的利用效率、降低了顯示器的功耗，并且延長了顯示器的壽命，同時，通過濾 色膜的配合使用，極大地提高了顯示的色域。
【附圖說明】
[0017] 圖1是現(xiàn)有技術(shù)中一種利用CF的顯示技術(shù)的實施例示意圖。
[0018] 圖2是現(xiàn)有技術(shù)中另一種利用CF的顯不技術(shù)的實施例不意圖。
[0019] 圖3是現(xiàn)有技術(shù)中一種利用CMM的顯示技術(shù)的實施例示意圖。
[0020] 圖4是本發(fā)明的含有量子點的有機發(fā)光顯不器件的實施例一的不意圖。
[0021] 圖5是本發(fā)明的含有量子點的有機發(fā)光顯示器件的實施例二的示意圖。
[0022] 圖6是本發(fā)明的含有量子點的有機發(fā)光顯示器件的實施例三的示意圖。
[0023] 圖7是采用白光OLED時的光譜。
[0024] 圖8是采用藍(lán)綠器件得到的光譜。
【具體實施方式】
[0025] 下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步說明，以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以 更好的理解本發(fā)明并能予以實施，但所舉實施例不作為對本發(fā)明的限定。
[0026] 本發(fā)明的核心思想是，利用藍(lán)色上轉(zhuǎn)換材料將背光源中的紅光和/或綠光轉(zhuǎn)換為 藍(lán)光，利用綠色量子點將背光源中的光轉(zhuǎn)換為綠光，利用紅色量子點將背光源中的藍(lán)光和/ 或綠光轉(zhuǎn)換為紅光，從而得到三原色的光，再將三原色的光按比例混合得到需要顯示的顏 色。本發(fā)明不但實現(xiàn)了高能量光到低能量光的轉(zhuǎn)換（即下轉(zhuǎn)換)，還實現(xiàn)了低能量光到高能 量光的轉(zhuǎn)換（即上轉(zhuǎn)換)，充分利用了背光源所發(fā)出的光，光的利用率高。
[0027] 其中，量子點（Quantum Dot，QD)又可以稱納米晶，由有限數(shù)目的原子組成，三個維 度尺寸均在納米數(shù)量級。形狀可以為球形或類球形，由IIA和VIA族元素組成的材料制成， 或者由IIB和VI A族元素組成的材料制成，或者由IIIA和VA族元素組成的材料制成，其為 直徑在2~20 nm的納米粒子。量子點既可由一種半導(dǎo)體材料組成，如由IIB. VIA族元素 (如CdS、CdSe、CdTe、ZnSe等）或IIIA. VA族元素（如InP、InAs等）組成，也可以由兩種 或兩種以上的半導(dǎo)體材料組成，其組成方式可以為核式結(jié)構(gòu)，也可為核殼結(jié)構(gòu)等。
[0028] 量子點材料可以米用光致發(fā)光或者電致發(fā)光的方式獲得發(fā)射光譜，由于電子和 空穴被量子限域(主要是粒徑尺度引起)，連續(xù)的能帶結(jié)構(gòu)變成具有分子特性的分立能級結(jié) 構(gòu)，受激后可以發(fā)射熒光，其發(fā)射光譜與量子點尺寸存在特定關(guān)系。通常粒徑越大，發(fā)射光 譜的波長越長。因此，量子點的發(fā)射光譜可以通過改變量子點的尺寸大小來控制。通過改 變量子點的尺寸和化學(xué)組成可以使其發(fā)生光譜覆蓋整個可見光區(qū)。量子點的熒光強度和穩(wěn) 定性都很好。本發(fā)明根據(jù)需要選擇光致發(fā)光光譜為綠光與紅光的粒徑尺度。
[0029] 以CdSe為例，顆粒粒徑與對應(yīng)發(fā)射光譜的關(guān)系如下表所示：
以CdTe為例，顆粒粒徑與對應(yīng)發(fā)射光譜的關(guān)系如下表所示：
本發(fā)明的含有量子點的有機發(fā)光顯不器件，包括： 發(fā)光器件，用于發(fā)出作為背光源的光； 藍(lán)色上轉(zhuǎn)換層，用于將發(fā)光器件發(fā)出的光中的紅光和/或綠光轉(zhuǎn)換為藍(lán)光，并同時允 許發(fā)光器件發(fā)出的光中的藍(lán)光透過； 綠色量子點層，用于將發(fā)光器件發(fā)出的光進行轉(zhuǎn)換得到綠光，并同時允許發(fā)光器件發(fā) 出的光中的綠光透過； 紅色量子點層，用于將發(fā)光器件發(fā)出的藍(lán)光和/或綠光進行轉(zhuǎn)換得到紅光，并同時允 許發(fā)光器件發(fā)出的光中的紅光透過。
[0030] 其中，發(fā)光器件可以是白光器件，白光器件發(fā)出的光為白光；也可以是為藍(lán)綠器 件，藍(lán)綠器件發(fā)出的光為藍(lán)光和綠光。白光器件和藍(lán)綠器件均可以采用疊層結(jié)構(gòu)，也可以采 用單發(fā)光單元器件。
[0031] 其中，藍(lán)色上轉(zhuǎn)換層可以選擇以下三種方式之一實現(xiàn)：基于三重態(tài)-三重態(tài)湮滅 (triplet-triplet annihilation,簡稱TTA)的上轉(zhuǎn)化材料實現(xiàn)；利用具有較大雙光子吸 收截面的染料實現(xiàn)雙光子上轉(zhuǎn)換；或者利用稀土材料等實現(xiàn)光波頻率的上轉(zhuǎn)換。本發(fā)明優(yōu) 選采用基于三重態(tài)-三重態(tài)湮滅的上轉(zhuǎn)化材料。
[0032] 其中，基于三重態(tài)-三重態(tài)湮滅的上轉(zhuǎn)化材料可以為包含多聯(lián)吡啶釕（Ru(II))絡(luò) 合物的材料。多聯(lián)