CN113574968B - 显示装置 - Google Patents

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CN113574968B CN201980094031.9A CN201980094031A CN113574968B CN 113574968 B CN113574968 B CN 113574968B CN 201980094031 A CN201980094031 A CN 201980094031A CN 113574968 B CN113574968 B CN 113574968B
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Abstract

显示装置(1)包括发光层(2)和红色转换层(3R),红色转换层(3R)包括粘合剂树脂(10)、红色发光体(4R)和In纳米粒子(6),In纳米粒子(6)包括核(7)和二氧化硅壳(8),二氧化硅壳(8)包括发光波长比红色发光体(4R)短的蓝色发光体(5B)。

Description

显示装置
技术领域
本发明涉及具备发出光的发光层和对从所述发光层发出的光的颜色进行转换的颜色转换层的显示装置。
背景技术
以往,已知包含发光层和颜色转换层的显示装置(专利文献1),所述发光层发出光，颜色转换层转换从所述发光层发出的光的颜色，颜色转换层包含铟纳米粒子和发光体。在该显示装置中,例如,铟纳米粒子基于近紫外区域的共振波长吸收了作为激发光照射的近紫外光，并在铟纳米粒子的附近产生的电场例如在转换红色的转换层中作用于红色发光体,在该铟纳米粒子的附近产生的电场所作用的红色发光体发光。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开WO2011/104936号公报(2011年9月1日公开)
发明内容
本发明所要解决的技术问题
然而,由于铟纳米粒子的电场波长区域与红色发光体的吸收波长区域的重叠面积小,因此存在来自红色发光体的发光强度不够强的问题。
本发明的一个方式目的在于提供一种显示装置，其中，吸收了激发光的金属纳米粒子的电场所作用的发光体的发光强度强。
用于解决技术问题的技术方案
本发明涉及的显示装置包括：发光层；以及颜色转换层,转换从所述发光层发出的光的颜色,所述颜色转换层包含：粘合剂树脂，其由透明树脂形成；第一发光体,其分散在所述粘合剂树脂内；以及金属纳米粒子,其分散在所述粘合剂树脂内,所述金属纳米粒子具有核和覆盖所述核的第一壳；所述第一壳包括发光的波长比所述第一发光体短的第二发光体。
有益效果
根据本发明的一方式，可使吸收了激发光的金属纳米粒子的电场所作用的发光体的发光强度变强。
附图说明
图1的(a)是实施方式1的显示装置的示意剖视图,(b)是设置于上述显示装置的红色转换层的示意剖视图,(c)是设置于上述显示装置的绿色转换层的示意剖视图,(d)是设置于上述显示装置的蓝色转换层的示意剖视图。
图2是表示关于设于上述显示装置的颜色转换层的金属纳米粒子、蓝色发光体及红色发光体相关的吸光度与激发光的波长之间的关系的曲线图。
图3的(a)是表示上述蓝色发光体相关的发光强度与激发光的波长之间的关系的曲线图,(b)是表示设置于上述颜色转换层的绿色发光体相关的发光强度与激发光的波长之间的关系的曲线图,(c)是表示上述红色发光体相关的发光强度与激发光的波长之间的关系的曲线图。
图4的(a)～(c)是用于说明上述金属纳米粒子的制造方法的图。
图5是设置于上述显示装置的红色转换层的变形例的示意剖视图。
图6的(a)是比较例的显示装置的示意剖视图,(b)是设置于上述显示装置的红色转换层的示意剖视图,(c)是设置于上述显示装置的绿色转换层的示意剖视图,(d)是设置于上述显示装置的蓝色转换层的示意剖视图。
图7是设置于其他比较例涉及的显示装置的红色转换层的示意剖视图。
图8的(a)是实施方式2的显示装置的示意剖视图,(b)是设置于上述显示装置的红色转换层的示意剖视图,(c)是设置于上述显示装置的绿色转换层的示意剖视图,(d)是设置于上述显示装置的蓝色转换层的示意剖视图。
图9的(a)是实施方式3的显示装置的示意剖视图,(b)是设置于上述显示装置的红色转换层的示意剖视图,(c)是设置于上述显示装置的绿色转换层的示意剖视图,(d)是设置于上述显示装置的蓝色转换层的示意剖视图。
图10的(a)是实施方式4的显示装置的示意剖视图,(b)是设置于上述显示装置的红色转换层的示意剖视图,(c)是设置于上述显示装置的绿色转换层的示意剖视图,(d)是设置于上述显示装置的蓝色转换层的示意剖视图。
具体实施方式
在本实施方式中,“颜色的转换”包含来自近紫外光的颜色转换,也称为“波长的转换”。“颜色转换层”也称作“波长转换层”。
(实施方式1)
图1的(a)是实施方式1的显示装置1的示意剖视图,(b)是设置于显示装置1的红色转换层3R的示意剖视图,(c)是设置于显示装置1的绿色转换层3G的示意剖视图,(d)是设置于显示装置1的蓝色转换层3B的示意剖视图。
显示装置1包括发出近紫外光11(光)的发光层2和对从发光层2发出的近紫外光11的颜色进行转换的颜色转换层3。发光层2形成在反射电极层12上,在发光层2与颜色转换层3之间形成透明电极层13。发光层2例如是发出近紫外光(320nm～420nm)的有机层,但并不限定于此,也可以是无机层。作为发光层2的材料,例如可以使用三唑类衍生物TAZ。
颜色转换层3包含将近紫外光11转换为红色光的红色转换层3R、将近紫外光11转换为绿色光的绿色转换层3G、将近紫外光11转换为蓝色光的蓝色转换层3B。近紫外光11优选具有320nm以上且420nm以下的波长。
与发光层2和颜色转换层3对应的像素至少包括具有红色转换层3R的红色子像素9R、具有绿色转换层3G的绿色子像素9G、以及具有蓝色转换层3B的蓝色子像素9B。发光层2的发光用的晶体管以像素单位设置。
如图1的(b)所示,红色转换层3R包括由透明树脂形成的粘合剂树脂10、分散在粘合剂树脂10内的红色发光体4R(第一发光体)以及分散在粘合剂树脂10内的In(铟)纳米粒子6(金属纳米粒子)。
该In纳米粒子6具有核7和覆盖核7的二氧化硅壳8(第一壳)。二氧化硅壳8包含发光波长比红色发光体4R短的蓝色发光体5B(第二发光体)、绿色发光体5G(第二发光体)、以及红色发光体5R。尽管示出了二氧化硅壳8包含蓝色发光体5B及绿色发光体5G作为第二发光体的例子,但二氧化硅壳8也可以包含蓝色发光体5B和绿色发光体5G中的其中一方作为第二发光体。
若从发光层2向红色转换层3R照射近紫外光11,则通过能量转移路径P1、P2的两种路径,从红色转换层3R发出红色光。
在能量转移路径P1中,首先,In纳米粒子6由于表面等离子体共振(SurfacePlasmon Resonance,简称:SPR)现象,高效地吸收近紫外光11以在In纳米粒子6的附近产生电场。然后,由于In纳米粒子的电场波长区域和蓝色发光体5B的吸收波长区域的重合面积大,因此在In纳米粒子6附近产生的电场最强地作用于红色发光体5R、蓝色发光体5B及绿色发光体5G中的蓝色发光体5B。然后,通过荧光共振能量转移(Fluorescence resonanceenergytransfer,简称:FRET,或福斯特共振能量转移),能量从蓝色发光体5B转移到绿色发光体5G,然后从绿色发光体5G转移到红色发光体5R,最终从红色发光体5R发出红色光。
在能量转移路径P2中,红色发光体4R基于近紫外光11发出红色光。
根据该构成,可以通过In纳米粒子6高效地吸收近紫外光11,并且能量从蓝色发光体5B向绿色发光体5G，然后从绿色发光体5G向红色发光体5R转移,从而高效地发出红色光。
如图1的(c)所示,绿色转换层3G包含粘合剂树脂10、分散于粘合剂树脂10内的绿色发光体4G(第一发光体)和分散于粘合剂树脂10内的In纳米粒子6(金属纳米粒子)。
该In纳米粒子6具有核7和覆盖核7的二氧化硅壳8(第一壳)。二氧化硅壳8包含发光波长比绿色发光体4G短的蓝色发光体5B(第2发光体)和绿色发光体5G。
若从发光层2向绿色转换层3G照射近紫外光11,则通过能量转移路径P1、P2的两种路径从绿色转换层3G发出绿色光。
在能量转移路径P1中,首先,In纳米粒子6由于表面等离子体共振现象,高效地吸收近紫外光11以在In纳米粒子6的附近产生电场。然后,由于In纳米粒子6的电场波长区域和蓝色发光体5B的吸收波长区域的重合面积大,因此,在In纳米粒子6附近产生的电场更强地作用于蓝色发光体5B和绿色发光体5G中的蓝色发光体5B。然后,通过荧光共振能量转移,能量从蓝色发光体5B转移到绿色发光体5G,最终绿色发光体5G发出绿色光。
在能量转移路径P2中,绿色发光体4G基于近紫外光11发出绿色光。
根据该构成,可以通过In纳米粒子6高效地吸收近紫外光11,并且能量从蓝色发光体5B向绿色发光体5G转移,从而高效地发出绿色光。
如图1的(d)所示,蓝色转换层3B包含粘合剂树脂10、分散在粘合剂树脂10内的蓝色发光体4B以及分散在粘合剂树脂10内的In纳米粒子6。该In纳米粒子6具有核7和覆盖核7的二氧化硅壳8。
如果从发光层2向蓝色转换层3B照射近紫外光11,则通过能量转移路径P2的1种路径从蓝色转换层3B发出蓝色光。在该能量转移路径P2中,蓝色发光体4B基于近紫外光11发出蓝色光。
在荧光共振能量转移中,能量在与发光不同的迁移路径即非发光路径中转移。此时,能量转移效率根据红色发光体5R、蓝色发光体5B和绿色发光体5G之间的距离而变化。因此,在荧光共振能量转移中,蓝色发光体5B和绿色发光体5G的发光不会成为问题。
从抑制浓度消光的观点出发,关于二氧化硅壳8内的红色发光体5R、绿色发光体5G和蓝色发光体5B的浓度，优选红色发光体5R的浓度大于绿色发光体5G的浓度,并且绿色发光体5G的浓度大于蓝色发光体5B的浓度。将发生浓度消光的发光体浓度设为1以上,浓度小于1不进行浓度消光时,例如,通过将红色发光体5R的浓度、绿色发光体5G的浓度、蓝色发光体5B的浓度分配为0.5∶0.3∶0.19,能够有效地使能量转移。即,如果(红色发光体5R的浓度)+(绿色发光体5G的浓度)+(蓝色发光体5B的浓度)≥1,则发生浓度消光。即使蓝色发光体5B的浓度小,由于In纳米粒子6和蓝色发光体5B之间的吸收重叠面积大,因此能够充分吸收能量。如果红色发光体5R能够增大浓度,则发光路径增加,结果导致发光强度的增大。
In纳米粒子6的大小将红色转换层3R、绿色转换层3G、蓝色转换层3B均统一为直径30nm。二氧化硅壳8的膜厚也统一为30nm。由此,In纳米粒子6的吸光度变得比散射强度大。In纳米粒子6的浓度优选约为1×1015个/100nm厚·1cm2以下。
关于红色发光体5R、绿色发光体5G、蓝色发光体5B的浓度,在红色转换层3R中,优选红色发光体5R、绿色发光体5G、蓝色发光体5B的吸光度分别为0.2、0.3、0.5,在绿色转换层3G中,优选绿色发光体5G、蓝色发光体5B的吸光度分别为0.4、0.6,在蓝色转换层3B中,优选后述的图8的(d)的蓝色发光体5B的吸光度相当于1。
图2是示出与显示装置1的颜色转换层3中设置的In纳米粒子6、蓝色发光体5B及红色发光体5R相关的吸光度与激发光的波长之间的关系的曲线图。如果In纳米粒子6为直径10nm的球状,则如图2的曲线C1所示,共振频率存在于350nm附近。
如图2所示,在波长约300nm～400nm、吸光度约1处，蓝色发光体(蒽)5B相对应的曲线C3和与In纳米粒子6相对应的曲线C1之间的重合面积,大于波长约300nm～400nm、吸光度约0.25处，红色发光体(LumogenRed305)5G相对应的曲线C2和与In纳米粒子6相对应的曲线C1之间的重合面积。因此,蓝色发光体5B的In纳米粒子6的电场作用强于红色发光体5R的。蓝色发光体5B、红色发光体5R的摩尔吸光系数为107左右,In纳米粒子6的摩尔吸光系数为1010左右。
图3的(a)是表示关于蓝色发光体5B的发光强度与激发光的波长之间的关系的曲线图,(b)是表示关于绿色发光体5G的发光强度与激发光的波长之间的关系的曲线图,(c)是表示关于红色发光体5R的发光强度与激发光的波长之间的关系的曲线图。实线C4、C5、C6示出实施方式1涉及的显示装置1中的关系,虚线C7、C8、C9示出了在背景技术栏中上述现有的显示装置中的关系。
这些曲线图表示:认为发光强度为一般值的数倍至数十倍的等离子体共振效应与认为发光强度为一般值的数倍的发光体福斯特能量效应相乘时的预测值。
关于蓝色发光体5B,如图3的(a)所示,发光强度增大到以往的约1.5倍。然后,关于绿色发光体5G,如图3的(b)所示,发光强度增大到以往的约2.5倍。此外,关于红色发光体5R,如图3的(c)所示,发光强度增大到以往的约4倍。蓝色发光体5B例如包含氰基蒽。绿色发光体5G例如包含香豆素。红色发光体5R例如包含Lumogen red。
以往,尤其在红色转换层3R内仅有等离子体共振粒子+红色发光体(一种)。因此,激发光引起的等离子体共振粒子的电场无法充分地作用于红色发光体,结果无法进行高效的发光。在本实施方式中,使由In纳米粒子6产生的电场作用于重叠面积更大的蓝色发光体5B,之后,使能量从蓝色发光体5B转移到绿色发光体5G,然后从绿色发光体5G转移到红色发光体5R。因此,与以往相比,发光效率增大。
二氧化硅壳8防止In纳米粒子6的凝聚,或将In纳米粒子6的表面化学修饰以适当地钝化。由此,In纳米粒子6的热力学稳定性和化学稳定性提高,可维持In纳米粒子6的光学性质。在此基础上,通过使红色发光体5R、绿色发光体5G、蓝色发光体5B负载在硅壳8上,能够使红色发光体5R、绿色发光体5G、蓝色发光体5B配置成接近核7。因此,即使红色发光体5R、绿色发光体5G、蓝色发光体5B的材料的使用量少,也能够制造具有高亮度的显示装置。
在本实施方式中,在二氧化硅壳8的内部负载红色发光体5R、绿色发光体5G、蓝色发光体5B,在确保相互间发生福斯特共振能量转移(荧光共振能量转移)的距离的状态下维持各发光体5R、5G、5B。
为了抑制浓度消光,优选将各发光体的浓度设为红色发光体5R的浓度>绿色发光体5G的浓度>蓝色发光体5B的浓度。例如,如果红色发光体5R的浓度＝绿色发光体5G的浓度＝蓝色发光体5B的浓度,则福斯特共振能量转移的效率不良。
负载于二氧化硅壳8内部的红色发光体5R、绿色发光体5G、蓝色发光体5B在显示装置1的使用中转移而相互的距离不变,维持在固定位置。
二氧化硅壳8除了SiO2以外只要是透明的材质即可,例如可以由TiO2构成。
例如,在红色转换层3R中,绿色发光体5G、蓝色发光体5B不发光,仅红色发光体5R发光的原因在于:在红色发光体5R、绿色发光体5G、蓝色发光体5B接近发生福斯特共振能量转移的距离时,非发光转移路径的速度系数比发光转移路径的速度系数高。
图4的(a)～(c)为用于说明金属纳米颗粒的制造方法的图。作为二氧化硅壳的形成方法,使用了TEOS(Tetraethyl orthosilicate,原硅酸四乙酯)的水解/缩聚反应。
首先,如图4的(a)所示,向含柠檬酸盐的银纳米粒子水溶液(粒径60nm,1.7X1010个/mL:Sigma-Aldrich表)中投入H2O/EtOH混合液。
然后,如图4的(b)所示,对上述配制的溶液投入香豆素6(0.2ml,1.0×10-2MlnEtOH),用转子充分搅拌。其后,使水浴槽的温度恒定为35℃。投入TEOS15分钟后,添加碱催化剂NaOH(0.2ml,0.1M),一边搅拌溶液一边使其反应约6小时。此时,水相对于乙醇的浓度为55.6mol/L。另外,配制溶液的体积为2mL。
接着,如图4的(c)所示,反应后,能够得到含有香豆素6的二氧化硅包覆银纳米粒子溶液。但是,由于存在杂质(过量的香豆素6、NaOH等),因此执行下述的步骤。
通过离心分离上述配制的溶液,除去液体中存在的过量的香豆素6。即,离心分离能够将沉淀物(反应物)与上清液分离,因此在采集上清液后,用水进行稀释。通过反复进行数次,可除去过剩的香豆素6,制作二氧化硅厚为5nm的含有香豆素6的二氧化硅包覆银纳米粒子(最终形成物)。
在此,当粒子分散在水中时,二氧化硅表面的OH发生去质子反应,O和H带电。此外,通过上述步骤制作的含有香豆素6的二氧化硅包覆银纳米粒子通过DLS(Dynamic LightScattering:动态光散射)测量,以测量被二氧化硅包覆前后的粒径分布,可知由其得到的粒径的众数。
图5是设置于上述显示装置1的红色转换层3R的变形例的示意剖视图。对与所述的构成要素相同的构成要素标注相同的附图标记，不重复这些详细说明。
与上述的图1的(b)的红色转换层3R的不同点在于,不存在红色发光体4R。在In纳米粒子6的二氧化硅壳8设置蓝色发光体5B、绿色发光体5G、红色发光体5R,能量通过荧光共振能量转移，可从蓝色发光体5B经由绿色发光体5G转移到红色发光体5R,也可以不设置红色发光体4R。
这种情况下，若从发光层2向红色转换层3R照射近紫外光11,则通过能量转移路径P1这一种路径,从红色转换层3R发出红色光。
图6的(a)是比较例的显示装置91的示意剖视图,(b)是设置于上述显示装置91的红色转换层的示93R意剖视图,(c)是设置于上述显示装置91的绿色转换层93G的示意剖视图,(d)是设置于上述显示装置91的蓝色转换层93B的示意剖视图。对与所述的构成要素相同的构成要素标注相同的附图标记，不重复这些详细说明。
显示装置91包括发出蓝色光81的发光层92和对从发光层92发出的蓝色光81的颜色进行转换的颜色转换层93。颜色转换层93包含将蓝色光81转换为红色的红色转换层93R、将蓝色光81转换为绿色的绿色转换层93G、将蓝色光81转换为蓝色的蓝色转换层93B。
如图6的(b)所示,红色转换层93R包含粘合剂树脂10、分散在粘合剂树脂10内的红色发光体94R以及分散在粘合剂树脂10内的银纳米粒子97。
若从发光层92向红色转换层93R照射蓝色光81,则通过能量转移路径P91、P92的两种路径,从红色转换层93R发出红色光。
在能量转移路径P91中,首先,银纳米粒子97由于表面等离子体共振现象,高效地吸收蓝色光81以在银纳米粒子97的附近产生电场。并且,在银纳米粒子97附近产生的电场作用于分散在粘合剂树脂10内的红色发光体94R。接着,红色发光体94R发出红色光。
在能量转移路径P92中,红色发光体94R基于蓝色光81发出红色光。
在该结构中,从银纳米粒子97向红色发光体94R的能量转移效率差,红色发光体94R发出的红色光的强度低。
如图6的(c)所示,绿色转换层93G包含粘合剂树脂10、分散在粘合剂树脂10内的绿色发光体94G以及分散在粘合剂树脂10内的银纳米粒子97。
若从发光层92向绿色转换层93G照射蓝色光81,则通过能量转移路径P91、P92的两种路径从绿色转换层93G发出绿色光。
在能量转移路径P91中,首先,银纳米粒子97由于表面等离子体共振现象,高效地吸收蓝色光81以在银纳米粒子97的附近产生电场。并且,在银纳米粒子97附近产生的电场作用于分散在粘合剂树脂10内的绿色发光体94G。接着,绿色发光体94G发出绿色光。
在能量转移路径P92中,绿色发光体94G基于蓝色光81发出绿色光。
在该构成中,从银纳米粒子97向绿色发光体94G的能量转移效率差,绿色发光体94G发光的绿色光的强度低。
如图6的(d)所示,蓝色转换层93B包含粘合剂树脂10、分散在粘合剂树脂10内的银纳米粒子97。
如果从发光层92向蓝色转换层93B照射蓝色光81,则通过能量转移路径P91这一种路径从蓝色转换层3B发出蓝色光。
在能量转移路径P91中,银纳米粒子97由于表面等离子体共振现象,高效地吸收蓝色光81以发出蓝色的散射光。
图7是设置于其他比较例涉及的显示装置的红色转换层83R的示意剖视图。对与所述的构成要素相同的构成要素标注相同的附图标记，不重复这些详细说明。
如图7所示,红色转换层83R包括粘合剂树脂10、分散在粘合剂树脂10内的红色发光体94R、绿色发光体94G以及蓝色发光体94B。红色发光体94R、绿色发光体94G和蓝色发光体94B以相互接近的方式配置。
若从发光层92向红色转换层83R照射近紫外光11,则蓝色发光体94B吸收比红色发光体94R、绿色发光体94G多的近紫外光11。近紫外光11的能量通过荧光共振能量转移，按照蓝色发光体94B、绿色发光体94G、红色发光体94R的顺序转移。然后,从红色发光体94R发出红色光。然而,仅蓝色发光体94B无法充分地吸收近紫外光11,因此来自红色发光体94R的红色光的发光强度也不充分。
(实施方式2)
图8的(a)是实施方式2的显示装置1A的示意剖视图,(b)是设置于显示装置1A的红色转换层3R的示意剖视图,(c)是设置于显示装置1A的绿色转换层3G的示意剖视图,(d)是设置于显示装置1A的蓝色转换层3AB的示意剖视图。对与所述的构成要素相同的构成要素标注相同的附图标记，不重复这些详细说明。
与上述的图1的显示装置1的不同点在于,在显示装置1A的蓝色转换层3AB所包含的In纳米粒子6的二氧化硅壳8中含有蓝色发光体5B。
若从发光层2向蓝色转换层3AB照射近紫外光11,则通过能量转移路径P1、P2的两种路径从蓝色转换层3AB发出蓝色光。
在能量转移路径P1中,首先,In纳米粒子6由于表面等离子体共振现象,高效地吸收近紫外光11以在In纳米粒子6的附近产生电场。而且,在In纳米粒子6附近产生的电场作用于蓝色发光体5B。然后,从蓝色发光体5B发出蓝色光。
在能量转移路径P2中,蓝色发光体4B基于近紫外光11发出蓝色光。
根据该构成,由于存在能量转移路径P1、P2的两种路径,因此,蓝色转换层3AB比仅存在能量转移路径P2这一种路径的图1的(d)的蓝色转换层3B能够增强蓝色光的发光强度。
另外,在该构成中,在蓝色发光体5B的基础上,还可以构成为在二氧化硅壳8内含有具有比蓝色波长小的发光波长的近紫外光发光体。近紫外光发光体例如可以使用三唑类衍生物TAZ。
(实施方式3)
图9的(a)是实施方式3的显示装置1B的示意剖视图,(b)是设置于显示装置1B的红色转换层3BR的示意剖视图,(c)是设置于显示装置1B的绿色转换层3BG的示意剖视图,(d)是设置于显示装置1B的蓝色转换层3AB的示意剖视图。对与所述的构成要素相同的构成要素标注相同的附图标记，不重复这些详细说明。
与上述的图8的显示装置1A的不同点在于,在红色转换层3BR和绿色转换层3BG的In纳米粒子6的二氧化硅壳8中不含有向外部发光的发光体。具体而言,红色转换层3BR所包含的In纳米粒子6的二氧化硅壳8包含蓝色发光体5B和绿色发光体5G,不包含向外部发光的红色发光体5R。并且,向外部发光的红色发光体4R配置在二氧化硅壳8外。绿色转换层3BG所包含的In纳米粒子6的二氧化硅壳8包含蓝色发光体5B,不包含向外部发光的绿色发光体5G。并且,向外部发光的绿色发光体4G配置在硅壳8外。
若从发光层2向红色转换层3BR照射近紫外光11,则通过能量转移路径P1、P2的两种路径,从红色转换层3BR发出红色光。
在能量转移路径P1中,首先,In纳米粒子6由于表面等离子体共振现象,高效地吸收近紫外光11以在In纳米粒子6的附近产生电场。然后,由于In纳米粒子的电场波长区域和蓝色发光体5B的吸收波长区域的重合面积大,因此,在In纳米粒子6附近产生的电场更强地作用于蓝色发光体5B和绿色发光体5G中的蓝色发光体5B。然后,通过荧光共振能量转移,能量从蓝色发光体5B转移到绿色发光体5G,然后从绿色发光体5G转移到配置在二氧化硅壳8外的红色发光体4R,最终从红色发光体4R发出红色光。
在能量转移路径P2中,红色发光体4R基于近紫外光11发出红色光。
若从发光层2向绿色转换层3BG照射近紫外光11,则通过能量转移路径P1、P2的两种路径从绿色转换层3BG发出绿色光。
在能量转移路径P1中,首先,In纳米粒子6由于表面等离子体共振现象,高效地吸收近紫外光11以在In纳米粒子6的附近产生电场。而且,在In纳米粒子6附近产生的电场作用于蓝色发光体5B。然后,通过荧光共振能量转移,能量从蓝色发光体5B转移到配置在二氧化硅壳8外的绿色发光体4G,最终绿色发光体4G发出绿色光。
在能量转移路径P2中,绿色发光体4G基于近紫外光11发出绿色光。
由此,能够抑制因各发光体在二氧化硅壳8的内部密集而无法高效地进行荧光共振能量转移而产生的浓度消光。因此,显示装置1B能够使发光强度比上述的图8的显示装置1A进一步增强。
另外,与图1的蓝色转换层3B同样地,蓝色转换层3AB也可以构成为在二氧化硅壳8的内部不存在蓝色发光体5B。
如红色转换层、绿色转换层那样,在内部配置2色以上的发光体的情况下,存在因不同种分子间的相互作用而局部消光的可能性,但蓝色转换层内部的发光体仅为1色,与混合2色以上的发光体的红色转换层、绿色转换层相比,不易发生浓度消光。因此,也可以如蓝色转换层3AB那样,使二氧化硅壳8的内部含有蓝色发光体5B。
(实施方式4)
图10的(a)是实施方式4的显示装置1C的示意剖视图,(b)是设置于显示装置1C的红色转换层3CR的示意剖视图,(c)是设置于显示装置1C的绿色转换层3CG的示意剖视图,(d)是设置于显示装置1C的蓝色转换层3B的示意剖视图。对与所述的构成要素相同的构成要素标注相同的附图标记，不重复这些详细说明。
与上述的图1的显示装置1的不同点在于,设置有双重壳型的In纳米粒子6C。具体而言,红色转换层3CR中所包含的In纳米粒子6C包括核7、覆盖核7的二氧化硅壳8、以及覆盖二氧化硅壳8的第二壳14。二氧化硅壳8包含蓝色发光体5B。第二壳14包括绿色发光体15G(第三发光体)和红色发光体15R(第三发光体)。
若从发光层2向红色转换层3CR照射近紫外光11,则通过能量转移路径P1、P2的两种路径,从红色转换层3CR发出红色光。
在能量转移路径P1中,首先,In纳米粒子6C由于表面等离子体共振现象,高效地吸收近紫外光11以在In纳米粒子6C的附近产生电场。而且,在In纳米粒子6C附近产生的电场作用于由二氧化硅壳8负载的蓝色发光体5B。然后,通过荧光共振能量转移,能量从蓝色发光体5B转移到由二氧化硅壳8负载的绿色发光体15G,然后从绿色发光体15G转移到由二氧化硅壳8负载的红色发光体15R,最终从红色发光体15R发出红色光。
在能量转移路径P2中,红色发光体4R基于近紫外光11发出红色光。
若从发光层2向绿色转换层3CG照射近紫外光11,则通过能量转移路径P1、P2的两种路径从绿色转换层3CG发出绿色光。
在能量转移路径P1中,首先,In纳米粒子6C由于表面等离子体共振现象,高效地吸收近紫外光11以在In纳米粒子6C的附近产生电场。而且,在In纳米粒子6C附近产生的电场作用于由二氧化硅壳8负载的蓝色发光体5B。然后,通过荧光共振能量转移,能量从蓝色发光体5B转移到由二氧化硅壳8负载的绿色发光体15G,最终绿色发光体15G发出绿色光。
在能量转移路径P2中,绿色发光体4G基于近紫外光11发出绿色光。
本实施方式的发光层没有特别限定。也可以是将近紫外光作为背光、将液晶作为快门而设置的发光层,也可以是OLED(Organic Light Emitting Diode:有机发光二极管)、无机发光二极管(包括QLED(Quantum dot Light Emitting Diode:量子点发光二极管))等自发光的发光层。
[总结]
方式1的显示装置包括：发光层；以及颜色转换层,转换从所述发光层发出的光的颜色,所述颜色转换层包含：粘合剂树脂，其由透明树脂形成；第一发光体,其分散在所述粘合剂树脂内；以及金属纳米粒子,其分散在所述粘合剂树脂内,所述金属纳米粒子具有核和覆盖所述核的第一壳；所述第一壳包括发光的波长比所述第一发光体短的第二发光体。
方式2的显示装置，所述发光层发出近紫外光。
方式3的显示装置，所述近紫外光具有320nm以上且420nm以下的波长。
方式4的显示装置，所述颜色转换层至少包括:红色转换层,将所述光的颜色转换为红色；绿色转换层,将所述光的颜色转换为绿色；以及蓝色转换层,将所述光的颜色转换为蓝色,包含所述发光层和所述颜色转换层的像素至少包括：具有所述红色转换层的红色子像素、具有所述绿色转换层的绿色子像素和具有所述蓝色转换层的蓝色子像素。
方式5的显示装置，在所述红色子像素中,所述第一发光体包括发出红色光的红色发光体,所述第二发光体包括发出绿色光的绿色发光体和发出蓝色光的蓝色发光体中的至少一方。
方式6的显示装置，所述第二发光体包含所述绿色发光体和所述蓝色发光体。
方式7的显示装置，所述第二发光体还包含所述红色发光体。
方式8的显示装置，在所述绿色子像素中,所述第一发光体包含发出绿色光的绿色发光体,所述第二发光体包含发出蓝色光的蓝色发光体。
方式9的显示装置，所述第二发光体包含所述绿色发光体。
方式10的显示装置，在所述蓝色子像素中,所述蓝色转换层包括：由透明树脂构成的蓝色用粘合剂树脂；蓝色发光体,其分散在所述蓝色用粘合剂树脂内并发出蓝色光；以及蓝色用金属纳米粒子,其分散在所述蓝色用粘合剂树脂内,所述蓝色用金属纳米粒子具有:蓝色用核；以及蓝色用第一壳，其覆盖所述蓝色用核。
方式11的显示装置，所述蓝色用第一壳包含所述蓝色发光体。
方式12的显示装置，所述金属纳米粒子还具有覆盖所述第一壳的第二壳,所述第二壳含有发光波长比所述第二发光体长的第三发光体。
方式13的显示装置，在所述红色子像素中,所述第一发光体包括发出红色光的红色发光体,所述第二发光体包括发出蓝色光的蓝色发光体。
方式14的显示装置，所述第二发光体还包含发出绿色光的绿色发光体,所述第三发光体包含所述红色发光体。
方式15的显示装置，所述第三发光体包含所述绿色发光体。
方式16的显示装置，在所述绿色子像素中,所述第一发光体包含发出绿色光的绿色发光体,所述第二发光体包含发出蓝色光的蓝色发光体。
方式17的显示装置，所述第三发光体包含所述绿色发光体。
方式18的显示装置，所述金属纳米颗粒具有与所述近紫外光共振的共振波长。
方式19的显示装置，所述金属纳米粒子利用从所述发光层发出的光来表现表面等离子体共振现象。
方式20的显示装置，所述核包含铟或铝。
方式21的显示装置，所述第一壳含有SiO2或TiO2。
本发明不限于上述各实施方式，能在权利要求所示的范围中进行各种变更，将不同的实施方式中分别公开的技术方法适当组合得到的实施方式也包含于本发明的技术范围。而且，能够通过组合各实施方式分别公开的技术方法来形成新的技术特征。
附图标记说明
1 显示装置
2 发光层
3 颜色转换层
3R 红色转换层(颜色转换层)
3G 绿色转换层(颜色转换层)
3B 蓝色转换层
4R 红色发光体(第一发光体)
4G 绿色发光体(第一发光体)
4B 蓝色发光体
5R 红色发光体(第二发光体)
5G 绿色发光体(第二发光体)
5B 蓝色发光体
6 In纳米粒子(金属纳米粒子)
7 核
8 二氧化硅壳(第一壳)
9R 红色子像素
9G 绿色子像素
9B 蓝色子像素
10 粘结剂树脂
11 近紫外光
14 第二壳
15R 红色发光体(第三发光体)
15G 绿色发光体(第三发光体)

Claims (21)

1.一种显示装置,其特征在于，包括：
发光层；以及
颜色转换层,转换从所述发光层发出的光的颜色,
所述颜色转换层包含：
粘合剂树脂，其由透明树脂形成；
第一发光体,其分散在所述粘合剂树脂内；以及
金属纳米粒子,其分散在所述粘合剂树脂内,
所述金属纳米粒子具有核和覆盖所述核的第一壳；
所述第一壳包括发光的波长比所述第一发光体短的第二发光体。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，
所述发光层发出近紫外光。
3.根据权利要求2所述的显示装置，其特征在于，
所述近紫外光具有320nm以上且420nm以下的波长。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的显示装置，其特征在于，
所述颜色转换层至少包括:
红色转换层,将所述光的颜色转换为红色；
绿色转换层,将所述光的颜色转换为绿色；以及
蓝色转换层,将所述光的颜色转换为蓝色,
包含所述发光层和所述颜色转换层的像素至少包括：
具有所述红色转换层的红色子像素、具有所述绿色转换层的绿色子像素和具有所述蓝色转换层的蓝色子像素。
5.根据权利要求4所述的显示装置,其特征在于，
在所述红色子像素中,
所述第一发光体包括发出红色光的红色发光体,
所述第二发光体包括发出绿色光的绿色发光体和发出蓝色光的蓝色发光体中的至少一方。
6.根据权利要求5所述的显示装置,其特征在于，所述第二发光体包含所述绿色发光体和所述蓝色发光体。
7.根据权利要求5所述的显示装置,其特征在于，所述第二发光体还包含所述红色发光体。
8.根据权利要求4所述的显示装置,其特征在于，
在所述绿色子像素中,
所述第一发光体包含发出绿色光的绿色发光体,
所述第二发光体包含发出蓝色光的蓝色发光体。
9.根据权利要求8所述的显示装置,其特征在于，所述第二发光体还包含所述绿色发光体。
10.根据权利要求5至9中任一项所述的显示装置,其特征在于，
在所述蓝色子像素中,
所述蓝色转换层包括：由透明树脂构成的蓝色用粘合剂树脂；
蓝色发光体,其分散在所述蓝色用粘合剂树脂内并发出蓝色光；以及
蓝色用金属纳米粒子,其分散在所述蓝色用粘合剂树脂内,
所述蓝色用金属纳米粒子具有:
蓝色用核；以及
蓝色用第一壳，其覆盖所述蓝色用核。
11.根据权利要求10所述的显示装置,其特征在于，所述蓝色用第一壳包含所述蓝色发光体。
12.根据权利要求4所述的显示装置，其特征在于，
所述金属纳米粒子还具有覆盖所述第一壳的第二壳，
所述第二壳含有发光波长比所述第二发光体长的第三发光体。
13.根据权利要求12所述的显示装置，其特征在于，
在所述红色子像素中，
所述第一发光体包括发出红色光的红色发光体，
所述第二发光体包括发出蓝色光的蓝色发光体。
14.根据权利要求13所述的显示装置，其特征在于，
所述第二发光体还包含发出绿色光的绿色发光体，
所述第三发光体包含所述红色发光体。
15.根据权利要求13所述的显示装置，其特征在于，所述第三发光体包含发出绿色光的绿色发光体。
16.根据权利要求12所述的显示装置，其特征在于，
在所述绿色子像素中，
所述第一发光体包含发出绿色光的绿色发光体，
所述第二发光体包含发出蓝色光的蓝色发光体。
17.根据权利要求16所述的显示装置，其特征在于，所述第三发光体包含所述绿色发光体。
18.根据权利要求2或3所述的显示装置，其特征在于，所述金属纳米粒子具有与所述近紫外光共振的共振波长。
19.根据权利要求1至18中的任一项所述的显示装置，其特征在于，
所述金属纳米粒子利用从所述发光层发出的光来表现表面等离子体共振现象。
20.根据权利要求1至19中的任一项所述的显示装置，其特征在于，
所述核包含铟或铝。
21.根据权利要求1至20中的任一项所述的显示装置，其特征在于，
所述第一壳含有SiO2或TiO2。
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