CN104966725A - 一种量子点发光二极管显示器 - Google Patents

一种量子点发光二极管显示器 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种量子点发光二极管显示器，其包括：在衬底基板上依次形成第一电极、空穴注入层、空穴传输层、量子点发光层、电子传输层、第二电极，所述量子点发光层包括多个像素单元，所述像素单元包括红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素；其中所述红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素中至少一种颜色的子像素是由至少两种具有不同发光峰值波长的对应颜色的量子点混合而成。本发明的量子点发光二极管显示器，通过将像素单元中的至少一种颜色的子像素由至少两种对应颜色的量子混合而成，从而使得光线更柔和，提高了显示效果。

Description

一种量子点发光二极管显示器
【技术领域】
本发明涉及显示器技术领域，特别是涉及一种量子点发光二极管显示器。
【背景技术】
量子点发光二极管(Quantum Dots Light Emitting Diodes，QD-LEDs)显示器，其像素单元中的单个子像素由一种量子点形成，譬如红色子像素由单个的红光量子点组成、绿色子像素由单个的绿光量子点组成、蓝色子像素由单个的蓝光量子点组成，从而能够在提高亮度和画面鲜艳度的同时，减少能耗，因而成为显示器主要的研究方向。QD-LEDs相对于有机发光二极管(Organic Light Emitting Diodes，OLEDs)有很多的优势：量子点发光二极管的半峰宽较窄，画面的色纯度更高；使用寿命较长；有较高的外量子效率，其外量子效率(external quantumefficiency，EQE)有可能达到100％；QD-LEDs还可以实现红外光的发射，而有机发光二极管不能实现红外光的发射。
由于红绿蓝三基色有机材料各自的退化寿命不同，OLEDs显示器的颜色将随时间变化；现有使用量子点发光二极管制成的显示器，其子像素是由同一种材料合成不同尺寸的量子点，由于量子限域效应，从而实现三基色的发光，这种用同一种材料合成的量子点虽然具有相近的退化寿命，但其半峰宽较窄，光线不够柔和，因而人眼容易疲劳。
因此，有必要提供一种量子点发光二极管显示器，以解决现有技术所存在的问题。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种量子点发光二极管显示器，以解决现有技术的量子点发光二极管显示器的子像素由单一材料的量子点合成时，因光线不够柔和而导致的人眼容易疲劳的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明构造了一种量子点发光二极管显示器，其包括：
衬底基板；
第一电极，位于所述衬底基板上；
空穴注入层，位于所述第一电极上；
空穴传输层，位于所述空穴注入层上；
量子点发光层，位于所述空穴传输层上；所述量子点发光层包括多个像素单元，所述像素单元包括红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素；
电子传输层，位于所述量子点发光层上；
第二电极，位于所述电子传输层上；
其中所述红色子像素、所述绿色子像素、所述蓝色子像素中至少一种颜色的子像素由至少两种具有不同发光峰值波长的对应颜色的量子点混合而成。
在本发明的量子点发光二极管显示器中，所述像素单元还包括白色子像素，所述白色子像素是由至少两种具有不同发光峰值波长的白光量子点混合而成。
在本发明的量子点发光二极管显示器中，所述像素单元还包括白色子像素，所述白色子像素是由红光量子点、绿光量子点和蓝光量子点混合而成。
在本发明的量子点发光二极管显示器中，所述像素单元还包括白色子像素，所述白色子像素是由蓝光量子点和黄光量子点混合而成。
在本发明的量子点发光二极管显示器中，所述红色子像素是由至少两种具有不同发光峰值波长的红光量子点混合而成；
所述绿色子像素是由至少两种具有不同发光峰值波长的绿光量子点混合而成；
所述蓝色子像素是由至少两种具有不同发光峰值波长的蓝光量子点混合而成。
在本发明的量子点发光二极管显示器中，所述红色子像素、所述绿色子像素、所述蓝色子像素中至少一种颜色的子像素由至少两种组成材料的对应颜色的量子点混合而成。
在本发明的量子点发光二极管显示器中，所述红色子像素、所述绿色子像素、所述蓝色子像素中至少一种颜色的子像素由至少两种粒径的对应颜色的量子点混合而成。
在本发明的量子点发光二极管显示器中，所述衬底基板的材料为玻璃或者柔性材料。
在本发明的量子点发光二极管显示器中，所述量子点发光二极管显示器还包括开关阵列层，所述开关阵列层包括多个薄膜晶体管，所述像素单元中的每个子像素各由一个所述薄膜晶体管驱动。
在本发明的量子点发光二极管显示器中，所述量子点发光二极管显示器还包括封装层，所述封装层与所述衬底基板通过密封胶粘结在一起。
本发明的量子点发光二极管显示器，通过将像素单元中的至少一种颜色的子像素由至少两种对应颜色的量子混合而成，能够增大该子像素的半峰宽，使得显示器的光线更柔和，从而有效缓解视疲劳。
【附图说明】
图1为本发明第一实施例的量子点发光二极管显示器的结构示意图；
图2为本发明第二实施例的量子点发光二极管显示器的结构示意图；
图3为本发明绿光量子点的发光峰值波长示意图；
图4为本发明红光量子点的发光峰值波长示意图；
图5为本发明蓝光量子点的发光峰值波长示意图；
图6为本发明像素单元的第一种排列示意图；
图7为本发明像素单元的第二种排列示意图。
【具体实施方式】
以下各实施例的说明是参考附加的图式，用以例示本发明可用以实施的特定实施例。本发明所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。在图中，结构相似的单元是以相同标号表示。
请参照图1，图1为本发明第一实施例的量子点发光二极管显示器的结构示意图；
本发明的量子点发光二极管显示器，包括衬底基板11、第一电极13、空穴注入层14、空穴传输层15、量子点发光层16、电子传输层17、第二电极18；所述第一电极13位于所述衬底基板11上；所述第一电极13譬如为阳极，所述空穴注入层14位于所述第一电极13上；所述空穴传输层15位于所述空穴注入层14上；所述量子点发光层16位于所述空穴传输层15上，所述电子传输层17位于所述量子点发光层16上；所述第二电极18位于所述电子传输层上17；所述第二电极18譬如为阴极；
所述量子点发光层15包括多个像素单元，所述像素单元包括红色子像素161、绿色子像素162、蓝色子像素163；
其中，所述红色子像素161、所述绿色子像素162、所述蓝色子像素163中至少一种颜色的子像素由至少两种具有不同发光峰值波长的对应颜色的量子点混合而成。
即所述红色子像素161由至少两种具有不同发光峰值波长的红光量子点混合而成；或者所述绿色子像素162由至少两种具有不同发光峰值波长的绿光量子点混合而成；或者所述蓝色子像素163由至少两种具有不同发光峰值波长的蓝光量子点混合而成。
本发明提供的优选实施例中，红色子像素161、绿色子像素162和蓝色子像素163中的每一个，分别由几种具有不同发光峰值波长的对应颜色的量子点混合而成，即组成红色子像素161的多种量子点均位于红光波段内、组成绿色子像素162的多种量子点均位于绿光波段内，组成蓝色子像素163的多种量子点均位于蓝光波段内。比如，蓝光的波长范围是440nm～480nm，那么像素单元中的蓝色子像素就可以采用由一个发光峰值波长位于450nm与另一个发光峰值波长位于465nm的两个蓝光量子点混合在一起，共同发光，当然也可以是两种以上的蓝光量子点共同混合成蓝色子像素。
结合图3，其横坐标表示波长的长度(图4、图5横坐标也表示波长的长度)，A1、A2、A3代表位于红光波段内的3种具有不同发光峰值波长的红光量子点，A1的发光峰值波长为m 1、A2的发光峰值波长为m2、A3的发光峰值波长为m3，所述像素单元中的红色子像素由3种红光量子点A1、A2、A3混合而成，该混合而成的红色子像素点所发出的红光对应图3中的曲线A0，其半峰宽明显大于单一红光量子点A1、A2或A3的半峰宽，即采用至少两种具有不同发光峰值波长的量子点混合可有效增大半峰宽值。此外，本实施例中的红色子像素点所发出的红光A0的波长范围优选为620nm～760nm。
同理，结合图4，B1、B2、B3代表位于绿光波段内的3种具有不同发光峰值波长的绿光量子点，B1的发光峰值波长为d1、B2的发光峰值波长为d2、B3的发光峰值波长为d3，所述像素单元中的绿色子像素由3种绿光量子点B1、B2、B3混合而成。该混合而成的绿色子像素点所发出的绿光对应图4中的曲线B0，其半峰宽明显大于单一绿光量子点B1、B2或B3的半峰宽。此外，本实施例中的绿色子像素点所发出的绿光B0的波长范围优选为500nm～578nm。
同理，结合图5，C1、C2、C3代表位于蓝光波段内的3种具有不同发光峰值波长的蓝光量子点、C1的发光峰值波长为n1、C2的发光峰值波长为n2、C3的发光峰值波长为n3，所述像素单元中的蓝色子像素可由3种蓝光量子点C1、C2、C3混合而成。该混合而成的蓝色子像素点所发出的蓝光对应图5中的曲线C0，其半峰宽明显大于单一蓝光量子点C1、C2或C3的半峰宽。此外，本实施例中的蓝色子像素点所发出的蓝光C0的波长范围优选为446nm～464nm。
现有技术中红色子像素由单个的红光量子点组成、绿色子像素由单个的绿光量子点组成、蓝色子像素由单个的蓝光量子点组成，而本发明的像素单元中至少一种颜色的子像素是由两种或者两种以上具有不同发光峰值波长的量子点混合而成，使得该子像素的半峰宽变宽，由于半峰宽越宽，光线越柔和；因而本发明得到的量子点发光二极管显示器的光线更柔和，能够有效缓解人眼疲劳。
如图1所示，所述量子点发光二极管显示器还可包括开关阵列层12，优选地所述开关阵列层12位于所述衬底基板11上，所述第一电极13位于所述开关阵列层12上，所述开关阵列层12包括多个薄膜晶体管121，所述像素单元中的每个子像素各由一个所述薄膜晶体管驱动，譬如所述红色子像素161、所述绿色子像素162、所述蓝色子像素163各由一个薄膜晶体管121驱动。
所述空穴传输层15的材料可为聚三苯胺；所述电子传输层17的材料为八羟基喹啉铝；所述空穴注入层14的材料为聚乙撑二氧噻吩。所述衬底基板11的材料可为玻璃或者柔性材料。
结合图2，所述像素单元还包括白色子像素164，所述白色子像素164有多种组成方式，例如，白色子像素164可由至少两种具有不同发光峰值波长的白光量子点混合而成。所述白色子像素164也可由红光量子点、绿光量子点和蓝光量子点混合而成。所述白色子像素164还可由蓝光量子点和黄光量子点混合而成，所述像素单元还可包括黄色子像素，所述黄色子像素也可由至少两种具有不同发光峰值波长的黄光量子点混合而成。通过增加白色子像素，可以提高显示器白画面的亮度，减小能耗。
像素单元中的子像素具有多种排列方式，本实施例只是给出示例，不作具体限定。所述像素单元中的全部子像素可并排排列，譬如每个所述像素单元中的所述红色子像素161、所述绿色子像素162、所述蓝色子像素163并排排列；或者如图6所示，所述像素单元中的所述红色子像素161、所述绿色子像素162、所述蓝色子像素163、所述白色子像素164并排排列；或者按照图7的方式，所述像素单元中的所述红色子像素161、所述绿色子像素162、所述蓝色子像素163、所述白色子像素164呈四方排列，优选地，左上角为所述红色子像素161、右上角为所述绿色子像素162、左下角为所述蓝色子像素163、右下角为所述白色子像素164。
结合图1或图2，所述量子点发光二极管显示器还包括封装层20，所述封装层20与所述衬底基板11通过密封胶粘结在一起，以密封与保护内部电子器件。所述封装层20与所述第二电极18之间还可设置保护层19，该保护层19可以由氮气组成，或者是含有干燥剂的透明层，用于防止水或者氧气进入显示器内。
所述衬底基板11或者所述封装层20中至少有一个透光。所述封装层20的材料可为玻璃或者柔性材料。
上述红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素和白色子像素，可以是采用有机主体材料和量子点的结构形成，具体是将有机主体材料与无机量子点颗粒及溶剂混合，先将混合后的溶液涂覆在空穴传输层上，并经过挥发后，去除溶剂得到子像素。在这一制备过程中所采用的有机主体材料可以是TCTA(4,4’,4”-Tri(9-carbazoyl)triphenyla)和/或TRZ(1,2,4-triazolat)，但不限于这些材料。TCTA(4,4’,4”-Tri(9-carbazoyl)triphenyla)的结构如下：
TRZ(1,2,4-triazolat)的结构如下：
上述红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素和白色子像素也可以是不使用有机主体材料结构的无机量子点层，其中，至少一种颜色的子像素由至少两种具有不同发光峰值波长的对应颜色的量子点混合而成。具体的制备方法包括：将多种无机量子点与表面包覆剂及溶剂先混合，再将混合后的溶液涂覆在空穴传输层上，并经过挥发后，得到子像素。所述表面包覆剂可以是由硬脂酸或者，氧化三锌基膦或者，聚甲基丙烯酸甲酯等。
由于量子点是纳米颗粒，零维材料，表面活性大，容易发生团聚，导致氧化并使荧光淬灭。因此在子像素的制备过程中需要用到有机主体材料或者表面包覆剂，以防止量子点团聚与氧化。
在本发明中，至少一种颜色的子像素由至少两种具有不同发光峰值波长的对应颜色的量子点混合而成，其具体包括以下两种实现形式：
(1)至少一种颜色的子像素由两种及以上的不同种类(即不同组成材料)的量子点混合而成。比如，蓝色子像素可以采用两种及以上不同种类的蓝光量子点混合发出蓝光，比如由硫化锌镉ZnCdS量子点和CdSe/ZnS量子点混合。
(2)该至少一种颜色的子像素也可以是由同一种类的量子点的至少两种不同粒径组成，比如，蓝色子像素可以采用两种及以上不同粒径的CdSe/ZnS量子点混合发出蓝光。
可以理解的是，红色子像素与绿色子像素也是通过类似的两种实现方式分别由对应颜色的量子点混合得到。
上述白光量子点可以是Ⅱ～Ⅵ族量子点，譬如硒化镉CdSe量子点、硫化镉CdS量子点、碲化镉CdTe量子点、镉锰硫CdMnS量子点、硒化锌ZnSe量子点、或锌锰硒ZnMnSe量子点等。
上述蓝光量子点可以是硫化锌镉ZnCdS量子点、CdSe/ZnS量子点、或者SiN4量子点。
上述绿光量子点可以是CdSe/ZnS量子点、或者ZnSe：Cu2+量子点。
上述红光量子点可以是CdSe/CdS/ZnS量子点。
上述黄光量子点可以是CdSe/CdS/ZnS量子点、或ZnS：Mn2+量子点。
本发明的量子点发光二极管显示器，通过将像素单元中的至少一种颜色的子像素由至少两种具有不同发光峰值波长的对应颜色的量子混合而成，能够增大该子像素的半峰宽，使得显示器的光线更柔和，从而缓解人眼疲劳；量子点发光技术的使用能提高显示器的稳定性和能效，且每个子像素点的光色坐标可以通过控制其内量子点的粒径和组成来进行调节；本发明中的量子点发光层只有几百纳米的厚度，比现有的LCD/LED更易制作在柔性基板上，更易实现超薄、透明和易弯曲。
综上所述，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种量子点发光二极管显示器，其特征在于，包括：
衬底基板；
第一电极，位于所述衬底基板上；
空穴注入层，位于所述第一电极上；
空穴传输层，位于所述空穴注入层上；
量子点发光层，位于所述空穴传输层上；所述量子点发光层包括多个像素单元，所述像素单元包括红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素；
电子传输层，位于所述量子点发光层上；以及
第二电极，位于所述电子传输层上；
其中所述红色子像素、所述绿色子像素、所述蓝色子像素中至少一种颜色的子像素由至少两种具有不同发光峰值波长的对应颜色的量子点混合而成。
2.根据权利要求1所述的量子点发光二极管显示器，其特征在于，
所述像素单元还包括白色子像素，所述白色子像素是由至少两种具有不同发光峰值波长的白光量子点混合而成。
3.根据权利要求1所述的量子点发光二极管显示器，其特征在于，
所述像素单元还包括白色子像素，所述白色子像素是由红光量子点、绿光量子点和蓝光量子点混合而成。
4.根据权利要求1所述的量子点发光二极管显示器，其特征在于，
所述像素单元还包括白色子像素，所述白色子像素是由蓝光量子点和黄光量子点混合而成。
5.根据权利要求1所述的量子点发光二极管显示器，其特征在于，
所述红色子像素是由至少两种具有不同发光峰值波长的红光量子点混合而成；
所述绿色子像素是由至少两种具有不同发光峰值波长的绿光量子点混合而成；
所述蓝色子像素是由至少两种具有不同发光峰值波长的蓝光量子点混合而成。
6.根据权利要求1所述的量子点发光二极管显示器，其特征在于，所述红色子像素、所述绿色子像素、所述蓝色子像素中至少一种颜色的子像素由至少两种组成材料的对应颜色的量子点混合而成。
7.根据权利要求1所述的量子点发光二极管显示器，其特征在于，所述红色子像素、所述绿色子像素、所述蓝色子像素中至少一种颜色的子像素由至少两种粒径的对应颜色的量子点混合而成。
8.根据权利要求1所述的量子点发光二极管显示器，其特征在于，
所述衬底基板的材料为玻璃或者柔性材料。
9.根据权利要求1所述的量子点发光二极管显示器，其特征在于，
所述量子点发光二极管显示器还包括开关阵列层，所述开关阵列层包括多个薄膜晶体管，所述像素单元中的每个子像素各由一个所述薄膜晶体管驱动。
10.根据权利要求1所述的量子点发光二极管显示器，其特征在于，
所述量子点发光二极管显示器还包括封装层，所述封装层与所述衬底基板通过密封胶粘结在一起。
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