CN113193132A - 一种量子点oled发光器件、显示装置及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种量子点OLED发光器件，自下而上依次包括：硅基板、金属阳极层、蓝光OLED结构层、半透明阴极层、量子点层、彩色过滤层、以及玻璃盖板，在所述量子点层和彩色过滤层的上下层面均设有一个密封薄层。有益效果是：利用量子点发射光谱窄的特点，得到了适合于硅基微显的高品质白光器件，具有红、绿、蓝三色光谱独立、色纯度高；与彩色过滤层透过光谱匹配良好，透过后光损失小的特点，有效地解决了白光OLED器件加彩色过滤层方案导致的色域狭窄问题，在硅基OLED微型显示器上实现了广色域全彩显示，光输出效率也有明显提高。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其是涉及一种量子点OLED发光器件、显示装置及其制备方法。
背景技术
OLED即有机发光二极管OLED(Organic Light-Emitting Diode)，是一种利用多层有机薄膜结构产生电致发光的器件。OLED显示技术具有全固态、自发光、对比度高、功耗低、色域广、视角广、响应速度块、工作温度范围广等一系列优点，被业界公认为是继液晶显示器(LCD)之后的第三代显示技术，能极大地满足消费者对显示技术的新需求。全球越来越多的显示器厂家纷纷投入研发及量产，大大的推动了OLED的产业化进程。
硅基OLED微型显示器，是在半导体CMOS驱动电路上制造的OLED显示器，不但具备OLED显示器的优点，同时还具备半导体芯片微型化和高度集成的优点。其尺寸一般在1英寸之下，分辨率800×600以上，像素密度2000PPI以上。极高的像素密度意味着比传统玻璃基板OLED显示器小得多的像素尺寸，OLED微型显示器的亚像素尺寸仅为几微米，无法采用传统的金属遮板工艺在R、G、B亚像素上蒸镀红、绿、蓝有机发光材料实现全彩显示，而是采用白光OLED器件加彩色过滤层的方式来实现全彩显示。
但是白光OLED器件加彩色过滤层的方式也有一些不足之处，白光OLED器件的发射光谱中，往往三种颜色的半峰宽度较大，不同颜色的光谱有较大的重叠，很难与彩色过滤层的透过光谱实现良好匹配，导致显示器色域较窄，色纯度低，出射光透过彩色过滤层光损耗大等问题。
因此，本发明提出了一种量子点OLED发光器件、显示装置及其制备方法。
发明内容
本发明提供一种量子点OLED发光器件、显示装置及其制备方法，有效解决硅基OLED微显采用白光OLED器件加彩色过滤层工艺的不足，实现了显示效果的大幅提升。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种量子点OLED发光器件，自下而上依次包括：
一个硅基板；
一个金属阳极层；
一个由多个OLED有机功能层组成的蓝光OLED结构层，包括空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层；
一个半透明阴极层；
一个量子点层；
一个彩色过滤层；以及
一个玻璃盖板；
在所述量子点层和彩色过滤层的上下层面均设有一个密封薄层。
在一些实施例中，所述量子点层包括特定比例的红色量子点材料和绿色量子点材料，所述红色量子点材料和绿色量子点材料的比例为1:1。
在一些实施例中，所述量子点层的量子点材料为ZnCdSe2，CdSe，CdTe，CuInS2，ZnCuInS3中的一种或多种，厚度为0.2-2μm。
在一些实施例中，所述密封薄层的材料为Al2O3、TiO2、SiN、SiO2中的任意一种或者组合，所述密封薄层的厚度为10～200nm。
在一些实施例中，所述空穴注入层材料为CuPc、CuSCN、MoO3、HATCN、1-TNATA、2-TNATA、m-MTDATA、TCNQ、F4TCNQ中的任意一种，厚度为10-50nm。
在一些实施例中，所述空穴传输层材料为TPD、NPB、TCTA、BTPD、DCDPA中的任意一种，厚度为10-50nm。
在一些实施例中，所述发光层采用蓝色磷光体系，掺杂材料为Flrpic、Flr6中的任意一种，主体材料为CBP、mCP、DCB、PPO1、TPCz、UGH1中的任意一种。进一步的，所述掺杂材料的占比为1％-15％。
在一些实施例中，所述电子传输层为Bphen、TBPi、TAZ、PBD中的任意一种，厚度为10-30nm。
在一些实施例中，所述电子注入层材料为LiF、Li2O、Li、Alq3中的任意一种，厚度为1-10nm。
另一方面，
本发明还提供了一种显示装置，包括前述的量子点OLED发光器件。
另一方面，
本发明还提供了一种量子点OLED发光器件的制作方法，包括以下步骤：
S1在硅基板上制备阳极；
S2在所述阳极上蒸镀蓝光OLED结构层；其中，所述蓝光OLED结构层包括空穴注入层、空穴传输层、蓝光发光层、电子传输层、电子注入层；
S3在所述电子注入层制备半透明阴极层；
S4在所述阴极层上采用原子层沉积或磁控溅射的方法制备第一密封层；
S5在所述第一密封层上采用旋涂成膜工艺制备量子点薄膜层；
S6在所述量子点薄膜层上采用原子层沉积或磁控溅射的方法制备第二密封层；
S7在所述第二密封层上采用彩色光刻胶制作RGB彩色滤光层；
S8在所述滤光层上采用原子层沉积或磁控溅射的方法制备第三密封层；
S9在所述第三密封层上贴盖玻璃盖板，即得量子点OLED发光器件。
在一些实施例中，所述阴极层为双层复合结构，先使用热蒸镀工艺制备镁银比例为10：1的金属层，厚度为5-20nm；再使用磁控溅射工艺，在镁银层上制备ITO层，厚度为30-40nm。
在一些实施例中，所述量子点薄膜层包括特定比例的红色量子点材料和绿色量子点材料，所述红色量子点材料和绿色量子点材料的比例为1:1。
在一些实施例中，所述量子点薄膜层的量子点材料为ZnCdSe2，CdSe，CdTe，CuInS2，ZnCuInS3中的一种或多种，厚度为0.2-2μm。
在一些实施例中，所述空穴注入层材料为CuPc、CuSCN、MoO3、HATCN、1-TNATA、2-TNATA、m-MTDATA、TCNQ、F4TCNQ中的任意一种，厚度为10-50nm；所述空穴传输层材料为TPD、NPB、TCTA、BTPD、DCDPA中的任意一种，厚度为10-50nm；所述发光层采用蓝色磷光体系，掺杂材料为Flrpic、Flr6中的任意一种，主体材料为CBP、mCP、DCB、PPO1、TPCz、UGH1中的任意一种；进一步的，所述掺杂材料的占比为1％-15％；所述电子传输层为Bphen、TBPi、TAZ、PBD中的任意一种，厚度为10-30nm；所述电子注入层材料为LiF、Li2O、Li、Alq3中的任意一种，厚度为1-10nm。
在一些实施例中，所述阳极为双层金属结构，其中，第一层为Al，厚度50nm，第二层为Pt，厚度10nm，通过电子束蒸镀工艺制备而成。
本发明具有的有益效果是：利用量子点发射光谱窄的特点，得到了适合于硅基微显的高品质白光器件，具有红、绿、蓝三色光谱独立、色纯度高；与彩色过滤层透过光谱匹配良好，透过后光损失小的特点，有效地解决了白光OLED器件加彩色过滤层方案导致的色域狭窄问题，在硅基OLED微型显示器上实现了广色域全彩显示，光输出效率也有明显提高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方案或现有技术中的技术方案，下面将对实施方案或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方案，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明：一种量子点OLED发光器件的结构示意图；
图2为本发明，一种量子点OLED发光器件的制作方法的流程示意图。
其中：
1-硅基板、2-金属阳极层、3-蓝光OLED结构层、4-半透明阴极层、5-第一密封薄层、6-量子点层、7-第二密封薄层、8-彩色过滤层、9-第三密封薄层、10-玻璃盖板。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
实施例1
参照图1所示，一种量子点OLED发光器件，自下而上依次包括：硅基板1、金属阳极层2、蓝光OLED结构层3、半透明阴极层4、量子点层6、彩色过滤层8、以及玻璃盖板10。
其中，蓝光OLED结构层3由多个OLED有机功能层组成，包括空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层。
为了能够更好的利用量子点发射光谱窄的特点，在量子点层6和彩色过滤层8的上下层面均设有一个密封薄层，通过密封薄层有利于量子点层6和彩色过滤层8的固定。例如，位于量子点层6下方的第一密封薄层5，位于彩色过滤层8上方的第三密封薄层9，位于量子点层6和彩色过滤层8之间的第二密封薄层7，其中，密封薄层的材料为Al2O3、TiO2、SiN、SiO2中的任意一种或者组合，密封薄层的厚度为10～200nm。
本发明中的彩色过滤层8包括红色过滤层、绿色过滤层或蓝色过滤层。
本发明中的量子点层6包括特定比例的红色量子点材料和绿色量子点材料，红色量子点材料和绿色量子点材料的比例为1:1。
本发明中的量子点层6的量子点材料为ZnCdSe2，CdSe，CdTe，CuInS2，ZnCuInS3中的一种或多种，厚度为0.2-2μm。通过量子点发光技术与于硅基OLED微型显示技术结合，使用蓝光OLED发光结构激发包含红色和绿色量子点材料的量子点层6，发出红光和绿光，实现红、绿、蓝三色光混合产生白光。
本发明中的空穴注入层材料为CuPc、CuSCN、MoO3、HATCN、1-TNATA、2-TNATA、m-MTDATA、TCNQ、F4TCNQ中的任意一种，厚度为10-50nm。空穴传输层材料为TPD、NPB、TCTA、BTPD、DCDPA中的任意一种，厚度为10-50nm。发光层采用蓝色磷光体系，掺杂材料为Flrpic、Flr6中的任意一种，主体材料为CBP、mCP、DCB、PPO1、TPCz、UGH1中的任意一种。进一步的，掺杂材料的占比为1％-15％。
本发明中的电子传输层为Bphen、TBPi、TAZ、PBD中的任意一种，厚度为10-30nm。电子注入层材料为LiF、Li2O、Li、Alq3中的任意一种，厚度为1-10nm。
本发明利用量子点发射光谱窄的特点，得到了适合于硅基微显的高品质白光器件，具有红、绿、蓝三色光谱独立、色纯度高；与彩色过滤层透过光谱匹配良好，透过后光损失小的特点，有效地解决了白光OLED器件加彩色过滤层方案导致的色域狭窄问题，在硅基OLED微型显示器上实现了广色域全彩显示，光输出效率也有明显提高。
实施例2
本发明还提供了一种显示装置，包括如实施例1中的量子点OLED发光器件。
实施例3
参照图2所示，一种量子点OLED发光器件的制作方法，包括以下步骤：
S1在硅基板上制备阳极；
S2在所述阳极上蒸镀蓝光OLED结构层；其中，所述蓝光OLED结构层包括空穴注入层、空穴传输层、蓝光发光层、电子传输层、电子注入层；
S3在所述电子注入层制备半透明阴极层；
S4在所述阴极层上采用原子层沉积或磁控溅射的方法制备第一密封层；
S5在所述第一密封层上采用旋涂成膜工艺制备量子点薄膜层；
S6在所述量子点薄膜层上采用原子层沉积或磁控溅射的方法制备第二密封层；
S7在所述第二密封层上采用彩色光刻胶制作RGB彩色滤光层，具体的，洗净、涂覆、前烘、曝光、显影、后烘等步骤，所述彩色过滤层厚度为1μm，所述彩色过滤层的图形与下方的阳极图形一一对应；
S8在所述滤光层上采用原子层沉积或磁控溅射的方法制备第三密封层；
S9在所述第三密封层上贴盖玻璃盖板，即得量子点OLED发光器件。
本发明中的所述阴极层为双层复合结构，先使用热蒸镀工艺制备镁银比例为10：1的金属层，厚度为5-20nm；再使用磁控溅射工艺，在镁银层上制备ITO层，厚度为30-40nm。本实施例中的镁银层厚度为10nm，ITO层厚度为40nm。本发明中的热蒸镀工艺和磁控溅射工艺属于常规工艺，再次不再赘述。
本发明中的所述量子点薄膜层包括特定比例的红色量子点材料和绿色量子点材料，所述红色量子点材料和绿色量子点材料的比例为1:1。本发明通过利用量子点发射光谱窄的特点，得到了适合于硅基微显的高品质白光器件，具有红、绿、蓝三色光谱独立、色纯度高；与彩色过滤层透过光谱匹配良好，透过后光损失小的特点，有效地解决了白光OLED器件加彩色过滤层方案导致的色域狭窄问题，在硅基OLED微型显示器上实现了广色域全彩显示，光输出效率也有明显提高。
本发明中的所述量子点薄膜层的量子点材料为ZnCdSe2，CdSe，CdTe，CuInS2，ZnCuInS3中的一种或多种，厚度为1μm。
本发明中的所述空穴注入层材料为CuPc、CuSCN、MoO3、HATCN、1-TNATA、2-TNATA、m-MTDATA、TCNQ、F4TCNQ中的任意一种，厚度为10-50nm；所述空穴传输层材料为TPD、NPB、TCTA、BTPD、DCDPA中的任意一种，厚度为10-50nm；所述发光层采用蓝色磷光体系，掺杂材料为Flrpic、Flr6中的任意一种，主体材料为CBP、mCP、DCB、PPO1、TPCz、UGH1中的任意一种；进一步的，所述掺杂材料的占比为1％-15％；所述电子传输层为Bphen、TBPi、TAZ、PBD中的任意一种，厚度为10-30nm；所述电子注入层材料为LiF、Li2O、Li、Alq3中的任意一种，厚度为1-10nm。本实施例中的空穴注入层材料为MoO3，厚度为20nm；空穴传输层材料为DCDPA，厚度为30nm；发光层，主体材料为mCP，厚度25nm，掺杂材料为Flrpic，掺杂率为10％；电子传输材料为TBPi，厚度为20nm；电子注入层材料为LiF，厚度为1nm。
本发明中的所述阳极为双层金属结构，其中，第一层为Al，厚度50nm，第二层为Pt，厚度10nm，通过电子束蒸镀工艺制备而成。
本发明中的所述密封层的材料为Al2O3、TiO2、SiN、SiO2中的任意一种或者组合，所述密封薄层的厚度为10～200nm。具体的，第一密封层采用原子层沉积工艺制备，材料为Al2O3，厚度为50nm；第二密封层采用原子层沉积工艺制备，材料为Al2O3，厚度为30nm；第三密封层采用磁控溅射工艺制备，材料为SiO2，厚度为40nm。
采用本实施例制得的量子点OLED发光器件具有以下优点，利用量子点发射光谱窄的特点，得到了适合于硅基微显的高品质白光器件，具有红、绿、蓝三色光谱独立、色纯度高；与彩色过滤层透过光谱匹配良好，透过后光损失小的特点。有效地解决了白光OLED器件加彩色过滤层方案导致的色域狭窄问题，在硅基OLED微型显示器上实现了广色域全彩显示，光输出效率也有明显提高。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (10)
1.一种量子点OLED发光器件，其特征在于，自下而上依次包括：
一个硅基板；
一个金属阳极层；
一个由多个OLED有机功能层组成的蓝光OLED结构层，包括空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层；
一个半透明阴极层；
一个量子点层；
一个彩色过滤层；以及
一个玻璃盖板；
在所述量子点层和彩色过滤层的上下层面均设有一个密封薄层。
2.根据权利要求1所述的一种量子点OLED发光器件，其特征在于，所述量子点层包括特定比例的红色量子点材料和绿色量子点材料，所述红色量子点材料和绿色量子点材料的比例为1:1。
3.根据权利要求2所述的一种量子点OLED发光器件，其特征在于，所述量子点层的量子点材料为ZnCdSe2，CdSe，CdTe，CuInS2，ZnCuInS3中的一种或多种，厚度为0.2-2μm。
4.根据权利要求1所述的一种量子点OLED发光器件，其特征在于，所述密封薄层的材料为Al2O3、TiO2、SiN、SiO2中的任意一种或者组合，所述密封薄层的厚度为10～200nm；
所述空穴注入层材料为CuPc、CuSCN、MoO3、HATCN、1-TNATA、2-TNATA、m-MTDATA、TCNQ、F4TCNQ中的任意一种，厚度为10-50nm；
所述空穴传输层材料为TPD、NPB、TCTA、BTPD、DCDPA中的任意一种，厚度为10-50nm；
所述发光层采用蓝色磷光体系，掺杂材料为Flrpic、Flr6中的任意一种，主体材料为CBP、mCP、DCB、PPO1、TPCz、UGH1中的任意一种，所述掺杂材料的占比为1％-15％；
所述电子传输层为Bphen、TBPi、TAZ、PBD中的任意一种，厚度为10-30nm；
所述电子注入层材料为LiF、Li2O、Li、Alq3中的任意一种，厚度为1-10nm。
5.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求1-4任意一项权利要求所述的量子点OLED发光器件。
6.一种量子点OLED发光器件的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1在硅基板上制备阳极；
S2在所述阳极上蒸镀蓝光OLED结构层；其中，所述蓝光OLED结构层包括空穴注入层、空穴传输层、蓝光发光层、电子传输层、电子注入层；
S3在所述电子注入层制备半透明阴极层；
S4在所述阴极层上采用原子层沉积或磁控溅射的方法制备第一密封层；
S5在所述第一密封层上采用旋涂成膜工艺制备量子点薄膜层；
S6在所述量子点薄膜层上采用原子层沉积或磁控溅射的方法制备第二密封层；
S7在所述第二密封层上采用彩色光刻胶制作RGB彩色滤光层；
S8在所述滤光层上采用原子层沉积或磁控溅射的方法制备第三密封层；
S9在所述第三密封层上贴盖玻璃盖板，即得量子点OLED发光器件。
7.根据权利要求6所述的一种量子点OLED发光器件的制作方法，其特征在于，所述阴极层为双层复合结构，先使用热蒸镀工艺制备镁银比例为10：1的金属层，厚度为5-20nm；再使用磁控溅射工艺，在镁银层上制备ITO层，厚度为30-40nm。
8.根据权利要求6所述的一种量子点OLED发光器件的制作方法，其特征在于，所述量子点薄膜层包括特定比例的红色量子点材料和绿色量子点材料，所述红色量子点材料和绿色量子点材料的比例为1:1；
所述量子点薄膜层的量子点材料为ZnCdSe2，CdSe，CdTe，CuInS2，ZnCuInS3中的一种或多种，厚度为0.2-2μm。
9.根据权利要求6所述的一种量子点OLED发光器件的制作方法，其特征在于，所述空穴注入层材料为CuPc、CuSCN、MoO3、HATCN、1-TNATA、2-TNATA、m-MTDATA、TCNQ、F4TCNQ中的任意一种，厚度为10-50nm；所述空穴传输层材料为TPD、NPB、TCTA、BTPD、DCDPA中的任意一种，厚度为10-50nm；所述发光层采用蓝色磷光体系，掺杂材料为Flrpic、Flr6中的任意一种，主体材料为CBP、mCP、DCB、PPO1、TPCz、UGH1中的任意一种；进一步的，所述掺杂材料的占比为1％-15％；所述电子传输层为Bphen、TBPi、TAZ、PBD中的任意一种，厚度为10-30nm；所述电子注入层材料为LiF、Li2O、Li、Alq3中的任意一种，厚度为1-10nm。
10.根据权利要求6所述的一种量子点OLED发光器件的制作方法，其特征在于，所述阳极为双层金属结构，其中，第一层为Al，厚度50nm，第二层为Pt，厚度10nm，通过电子束蒸镀工艺制备而成。
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