CN105679959A - 一种有机发光显示器件 - Google Patents

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段炼
张国辉
李曼
王静
董艳波
胡永岚
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Tsinghua University
Beijing Visionox Technology Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种有机发光显示器件。包括：发光器件，用于发出作为背光源的光；蓝色上转换层，用于将所述发光器件发出的光中的红光和/或绿光转换为蓝光，并同时允许发光器件发出的光中的蓝光透过；绿色下转换层，用于将所述发光器件发出的光进行转换得到绿光，并同时允许发光器件发出的光中的绿光透过；红色下转换层，用于将所述发光器件发出的蓝光和/或绿光进行转换得到红光，并同时允许发光器件发出的光中的红光透过。本发明充分利用了背光源所发出的光能，提高了光的利用效率、降低了显示器的功耗，并且延长了显示器的寿命，同时还可以提高显示的色域。

Description

一种有机发光显示器件
技术领域
本发明涉及有机电致发光器件显示技术领域，具体地说，是一种有机发光显示器件。
背景技术
有机电致发光器件以其形体薄、面积大、全固化、柔性化等优点引起了人们的广泛关注，而有机电致白光器件也以其在固态照明光源、液晶背光源等方面的巨大潜力成为人们研究的热点。
早在20世纪五十年代，Bernanose.A等人就开始了有机电致发光器件(OLED)的研究。最初研究的材料是蒽单晶片，由于存在单晶片厚度大的问题，所需的驱动电压很高。直到1987年美国EastmanKodak公司的邓青云(C.W.Tang)和Vanslyke报道了结构为:ITO/Diamine/AlQ3/Mg:Ag的有机小分子电致发光器件，器件在10伏的工作电压下亮度达1000cd/m2，外量子效率达到1.0%。电致发光的研究引起了科学家们的广泛关注，人们看到了有机电致发光器件应用于显示的可能性。从此揭开了有机电致发光器件研究及产业化的序幕。
有机电致发光器件的高效率、高亮度、高色稳定性等对于其产业化有着重要意义。全色显示是OLED的重要应用领域，人们开发了RGB三基色、白光加彩色滤色膜（ColorFilter，CF）及蓝光加色转换层（ColorChangeMaterials，CCM）来实现全色显示技术。目前，第一种已经商品化，但这种技术在面向大尺寸显示器制备时，需要用到大面积的蒸镀掩模板，大尺寸精密mask存在加工工艺困难及容易变形的问题。
白光加CF的技术是利用颜料的过滤性能，从背光源的白光中过滤出红、绿、蓝三基色。如图1和图2所示，在图1所示实施例中，背光源发出的白光分别经过红、绿、蓝色的滤色膜，得到红、绿、蓝三基色，实现RGB显示；在图2所示实施例中，增加了白光，实现RGBW显示。但是，由于这种技术是从白光中过滤出需要颜色的光，其它颜色的光会被过滤掉，其效率低，入射光利用率低，损耗大。
蓝光加CCM的技术如图3所示，其是以蓝色作为基底光源，经过色彩转换层转变成红光和绿光，这种方法光损耗小，光利用率高，但存在蓝光器件效率低及器件寿命短等问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种可以充分利用光能、提高显色指数，降低显示器的功耗，以及寿命长的有机发光显示器件。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种有机发光显示器件，包括：
发光器件，用于发出作为背光源的光；
蓝色上转换层，用于将所述发光器件发出的光中的红光和/或绿光转换为蓝光，并同时允许发光器件发出的光中的蓝光透过；
绿色下转换层，用于将所述发光器件发出的光进行转换得到绿光，并同时允许发光器件发出的光中的绿光透过；
红色下转换层，用于将所述发光器件发出的蓝光和/或绿光进行转换得到红光，并同时允许发光器件发出的光中的红光透过。
进一步地，所述发光器件为白光器件，所述白光器件发出的光为白光。
进一步地，所述发光器件为蓝绿器件，所述蓝绿器件发出的光为蓝光和绿光。
进一步地，所述蓝色上转换层可通过如下方式之一实现：
基于三重态-三重态湮灭的上转化材料实现；
利用具有较大双光子吸收截面的染料实现双光子上转换；
利用稀土材料实现光波频率的上转换。
进一步地，所述基于三重态-三重态湮灭的上转化材料，为包含多联吡啶钌(Ru(II))络合物的材料。
进一步地，所述多联吡啶钌(Ru(II))络合物包括下述结构式的材料之一：
、、
、、
。
进一步地，所述基于三重态-三重态湮灭的上转化材料，为包含Pt(II)芳基乙炔基络合物的材料。
进一步地，所述Pt(II)芳基乙炔基络合物包括下述结构式的材料之一：
、、
、。
进一步地，所述基于三重态-三重态湮灭的上转化材料，为包含环金属Pt(II)/Ir(III)络合物的材料。
进一步地，所述绿色下转换层一侧还设有绿色滤色膜，所述绿色滤色膜与所述发光器件分别位于绿色下转换层的两侧。
本发明通过将蓝色上转换材料和绿色下转换材料及红色下转换材料结合，将背光源发出的各颜色的光转换为目标颜色，然后将目标颜色的光按比例混合得到需要显示的颜色，充分利用了背光源所发出的光能，提高了光的利用效率、降低了显示器的功耗，并且延长了显示器的寿命，同时，通过滤色膜的配合使用，显著提高显示的色域。
附图说明
图1是现有技术中一种利用CF的显示技术的实施例示意图。
图2是现有技术中另一种利用CF的显示技术的实施例示意图。
图3是现有技术中一种利用CMM的显示技术的实施例示意图。
图4是本发明的有机发光显示器件的实施例一的示意图。
图5是本发明的有机发光显示器件的实施例二的示意图。
图6是本发明的有机发光显示器件的实施例三的示意图。
图7是采用白光OLED时的光谱。
图8是采用蓝绿器件得到的光谱。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
本发明的核心思想是，利用蓝色上转换材料将背光源中的红光和/或绿光转换为蓝光，利用绿色下转换层将背光源中的光转换为绿光，利用红色下转换层将背光源中的蓝光和/或绿光转换为红光，从而得到三原色的光，再将三原色的光按比例混合得到需要显示的颜色。本发明不但实现了高能量光到低能量光的转换（即下转换），还实现了低能量光到高能量光的转换（即上转换），充分利用了背光源所发出的光，光的利用率高。
本发明的有机发光显示器件，包括：
发光器件，用于发出作为背光源的光；
蓝色上转换层，用于将发光器件发出的光中的红光和/或绿光转换为蓝光，并同时允许发光器件发出的光中的蓝光透过；
绿色下转换层，用于将发光器件发出的光进行转换得到绿光，并同时允许发光器件发出的光中的绿光透过；
红色下转换层，用于将发光器件发出的蓝光和/或绿光进行转换得到红光，并同时允许发光器件发出的光中的红光透过。
其中，蓝色上转换层可以选择以下三种方式之一实现：基于三重态-三重态湮灭(triplet-tripletannihilation,简称TTA)的上转化材料实现；利用具有较大双光子吸收截面的染料实现双光子上转换；或者利用稀土材料等实现光波频率的上转换。本发明优选采用基于三重态-三重态湮灭的上转化材料。
其中，基于三重态-三重态湮灭的上转化材料可以为包含多联吡啶钌(Ru(II))络合物的材料。多联吡啶钌(Ru(II))络合物可以为例如具有以下结构式的材料之一：
、、
、、
。
基于三重态-三重态湮灭的上转化材料还可以为包含Pt(II)芳基乙炔基络合物的材料等，Pt(II)芳基乙炔基络合物可以为例如具有以下结构式的材料之一：
、、
、。
其中，绿色下转换层和红色下转换层可以分别由量子点材料制成，量子点材料由有限数目的原子组成，三个维度尺寸均在纳米数量级。形状可以为球形或类球形，由IIA和ⅥA族元素组成的材料制成，或者由IIB和ⅥA族元素组成的材料制成，或者由IIIA和VA族元素组成的材料制成，其为直径在2～20nm的纳米粒子。量子点既可由一种半导体材料组成，如由IIB．VIA族元素(如CdS、CdSe、CdTe、ZnSe等)或IIIA．VA族元素(如InP、InAs等)组成，也可以由两种或两种以上的半导体材料组成，其组成方式可以为核式结构，也可为核壳结构等。通过控制量子点材料的直径可以得到绿色下转换层或红色下转换层。
另外，绿色下转换层和红色下转换层也可以采用其它下转换材料制作，例如Pr3+，Yb3+共掺YPO4下转换材料等。
下面以具体的实施例来予以说明。
对比例1，如图1，采用白光器件作为背光源，通过红、绿、蓝彩色滤色膜过滤得到红、绿、蓝（RGB）像素发光。
对比例2，如图2，采用白光器件加红、绿、蓝材料滤色膜，同时设置一个不带滤色膜的白光像素，获得RGBW四像素显示。
对比例3，如图3，采用蓝光器件作为背光源，通过组合绿光及红光滤色片，得到蓝、绿、红像素发光。
实施例1，如图4所示，在本实施例中，采用了白光器件作为背光源，白光器件发出的光为白光。白光器件可以采用叠层结构也可以采用单发光单元器件，采用白光OLED时的光谱如图7所示。
在白光器件的光出射侧设有蓝色上转换层，用于将背光源发出的光中的红光和绿光转换为蓝光，而背光源发出的光中的蓝光可以直接穿过蓝色上转换层，从而得到蓝色显示光；在白光器件的光出射侧还设有绿色下转换层，用于将背光源发出的光进行转换得到绿色光，而背光源发出的光中的绿光可以直接穿过绿色下转换层，从而得到绿色显示光；在白光器件的光出射侧还设有红色下转换层，用于将背光源发出的光中的蓝光和绿光进行转换得到红色光，而背光源发出的光中的红光可以直接穿过红色下转换层，从而得到红色显示光。三种基色的显示光按不同比例混合，即可显示出各种颜色。
本发明与现有技术相比，充分利用了白光中各种颜色的光，各基色的显示光效率都很高，大大提高了光的利用率。另外，还可以在绿色下转换层一侧设置绿色滤色膜，绿色滤色膜与发光器件分别位于绿色下转换层的两侧。背光源发出的白光由绿色下转换层进行转换后，再经过绿色滤色膜过滤得到纯正的绿色。
实施例2，如图5所示，本实施例是在图4所示实施例基础上增加了白光像素，白光像素可以代替一定灰度的白场，相比利用红、绿、蓝三基色的显示光重新组合的白场效率高，从而可以降低显示器功耗，提高效率。
实施例3，如图6所示，在本实施例中，作为背光源的发光器件为蓝绿器件，蓝绿器件发出的光为蓝光和绿光的混合光。采用蓝光加绿光器件得到的光谱如图8所示。
在蓝绿器件的光出射侧设有蓝色上转换层，用于将背光源发出的光中的绿光转换为蓝光，而背光源发出的光中的蓝光可以直接穿过蓝色上转换层，从而得到蓝色显示光；在蓝绿器件的光出射侧还设有绿色下转换层，用于将背光源发出的蓝光进行转换得到绿色光，而背光源发出的光中的绿光可以直接穿过绿色下转换层，从而得到绿色显示光；在蓝绿器件的光出射侧还设有红色下转换层，用于将背光源发出的光中的蓝光和绿光进行转换得到红色光。三种基色的显示光按不同比例混合，即可显示出各种颜色。
本实施中，采用蓝绿器件作为背光源的发光器件，无需RGB组合的白光，从而大大简化了背光源器件结构，同时降低了成本和故障率。本发明在产生三基色的显示光时，蓝绿器件发出的光均得到了充分利用，发光效率高。并且由于本实施例只对蓝光进行转换得到绿光，所得到的绿光纯正，无需再在绿色下转换层后加设绿光滤色膜，进一步简化了结构和降低了成本。本实施例也不需要加入白光像素，驱动较简单。其中蓝光与绿光的发光强度比例可以为1:5-2:1之间。
下面通过实验数据对本发明的效果进行说明：
表中，B、G、R分别为蓝色、绿色和红色器件的色坐标。
常规的白光加滤色膜方案，通常绿光波段，很难得到高的色纯度。如对比例1和对比例2。为了获得绿光高的色纯度，人们采用下面方法：一、加厚绿光滤色膜膜层厚度，但该方法会带来绿光亮度的降低，这就需要背光提供更高的亮度；二、在发光器件引入微腔结构，调整光谱，提高色纯度。但该方法工艺控制困难。而本发明的有机发光显示器件中，先采用下转换层，再加滤色膜的方案，可以较容易获得高的色纯度。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (10)

1.一种有机发光显示器件，其特征在于，包括：
发光器件，用于发出作为背光源的光；
蓝色上转换层，用于将所述发光器件发出的光中的红光和/或绿光转换为蓝光，并同时允许发光器件发出的光中的蓝光透过；
绿色下转换层，用于将所述发光器件发出的光进行转换得到绿光，并同时允许发光器件发出的光中的绿光透过；
红色下转换层，用于将所述发光器件发出的蓝光和/或绿光进行转换得到红光，并同时允许发光器件发出的光中的红光透过。
2.根据权利要求1所述的有机发光显示器件，其特征在于，所述发光器件为白光器件，所述白光器件发出的光为白光。
3.根据权利要求1所述的有机发光显示器件，其特征在于，所述发光器件为蓝绿器件，所述蓝绿器件发出的光为蓝光和绿光。
4.根据权利要求1所述的有机发光显示器件，其特征在于，所述蓝色上转换层可通过如下方式之一实现：
基于三重态-三重态湮灭的上转化材料实现；
利用具有较大双光子吸收截面的染料实现双光子上转换；
利用稀土材料实现光波频率的上转换。
5.根据权利要求4所述的有机发光显示器件，其特征在于，所述基于三重态-三重态湮灭的上转化材料，为包含多联吡啶钌(Ru(II))络合物的材料。
6.根据权利要求5所述的有机发光显示器件，其特征在于，所述多联吡啶钌(Ru(II))络合物包括下述结构式的材料之一：
、、
、、
。
7.根据权利要求4所述的有机发光显示器件，其特征在于，所述基于三重态-三重态湮灭的上转化材料，为包含Pt(II)芳基乙炔基络合物的材料。
8.根据权利要求7所述的有机发光显示器件，其特征在于，所述Pt(II)芳基乙炔基络合物包括下述结构式的材料之一：
、、
、。
9.根据权利要求4所述的有机发光显示器件，其特征在于，所述基于三重态-三重态湮灭的上转化材料，为包含环金属Pt(II)/Ir(III)络合物的材料。
10.根据权利要求1所述的有机发光显示器件，其特征在于，所述绿色下转换层一侧还设有绿色滤色膜，所述绿色滤色膜与所述发光器件分别位于绿色下转换层的两侧。
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