JP2015125994A - 色転換層、色転換層を有する有機el発光表示パネル及び液晶表示パネル - Google Patents

色転換層、色転換層を有する有機el発光表示パネル及び液晶表示パネル Download PDF

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Abstract

【課題】本発明は、色転換層、色転換層を有する有機EL発光表示パネル及び液晶発光表示パネルを提供することを目的とする。【解決手段】本発明は、有機EL表示パネル又は液晶パネルの複数の画素区域とそれぞれ対応する複数の色転換ユニットを備え、各色転換ユニットは、量子ドット膜を備え、色転換ユニットは、入射した単色光の光線を受けて、カラー表示用の原色光線に転換して出射し、各色転換ユニットは、複数の区域を備え、各区域は、一つの原色光線に対応する。【選択図】図2

Description

本発明は、色転換層、色転換層を有する有機EL発光表示パネル及び液晶表示パネルに関するものである。
従来の技術においては、有機エレクトロルミネッセンス(有機EL)発光表示パネルを製造する時、基板上において、原色の発光材料を蒸着して、様々な色の発光ユニットを形成する。発光ユニットは、それぞれ独立して発光し、対応するカラーを表示する。しかし、各原色の発光ユニットの輝度及び輝度の衰える幅は異なるため、表示パネルの色彩の飽和度に影響を与える。表示パネルの色彩の飽和度を向上させるには、表示中に、各種類の回路を利用してカラー表示の輝度及び色を補償しなければならない。これにより、回路が複雑になる。
本発明の目的は、前記問題を解決し、色彩飽和度の高い色転換層、色転換層を有する有機EL発光表示パネル及び液晶発光表示パネルを提供することである。
上記目的を達成するために、本発明に係る色転換層は、有機EL表示パネル又は液晶パネルの複数の画素区域とそれぞれ対応する複数の色転換ユニットを備え、各色転換ユニットは、量子ドット膜を備え、色転換ユニットは、入射した単色光の光線を受けてカラー表示用の原色光線に転換して出射し、各色転換ユニットは、複数の区域を備え、各区域は、一つの原色光線に対応する。
本発明に係る色転換層は、量子ドット膜を備え、受信した光線を転換し、カラー表示用の原色光線を出射するので、発光表示パネルは高い色彩飽和度を有する。
本発明の第一実施形態に係る有機EL発光表示パネルの平面図である。 図1に示す有機EL発光表示パネルのII−II線に沿った断面図である。 図1に示す有機EL発光表示パネルの色転換層の平面図である。 本発明の第二実施形態に係る有機EL発光表示パネルの色転換層の平面図である。 本発明の第三実施形態に係る有機EL発光表示パネルの色転換層の平面図である。 本発明の第四実施形態に係る有機EL発光表示パネルの色転換層の平面図である。 本発明の第五実施形態に係る有機EL発光表示パネルの色転換層の平面図である。 本発明の実施形態に係る液晶発光表示パネルの平面図である。
図1及び図2に示したように、本発明の第一実施形態に係る有機EL発光表示パネル1は、全色彩画面を表示するために使用され、複数の画素区域100を備える。各画素区域100は、異なる色の光を出射する第一サブ画素区域102と、第二サブ画素区域103と、第三サブ画素区域104と、を備える。
有機EL発光表示パネル1は、基板11と、基板11上に設置され且つ互いに平行して位置する複数のスキャンニング線112と、互いに平行して位置するがスキャンニング線112に対しては垂直に位置する複数のデータ線114と、を備える。複数のスキャンニング線112は、複数のデータ線114と交差して、複数のサブ画素区域を形成する。各サブ画素区域内には、透明導電材料から製造され且つ独立している第一電極131が形成されている。
独立した複数の第一電極131の間には、絶縁膜132が形成されている。第一電極131及び絶縁膜132の上方には、正孔注入層133と、正孔輸送層134と、有機発光層135と、電子輸送層136と、電子注入層137と、第二電極138とが、下から上へと順に設置されている。各第一電極131と、その上方にある正孔注入層133、正孔輸送層134、有機発光層135、電子輸送層136、電子注入層137、第二電極138と、は組み合わさって、有機EL発光ユニット13が形成される。各有機EL発光ユニット13は、一つのサブ画素区域と対応する。有機EL発光ユニット13は、単色光線を出射する。第一電極131は、有機EL発光ユニット13の正極とされ、第二電極138は、有機EL発光ユニット13の負極とされる。有機EL発光ユニット13は、少なくとも、第一電極131、第二電極138、及び第一電極131と第二電極138との間に設置される有機発光層135を備えてさえいれば、正孔注入層133、正孔輸送層134、電子輸送層136及び電子注入層137は省略できる。外部から、第一電極131と第二電極138との間に電圧を加えると、第一電極131と第二電極138との間にある有機発光層135が発光する。本実施形態において、有機EL発光ユニット13は、青光を出射する。
有機EL発光表示パネル1は、色転換層14を更に備え、色転換層14は、有機EL発光ユニット13から出射された青光を受けてカラー表示用の原色光線に転換した後、該カラー表示用の原色光線を出射する。色転換層14は、有機EL発光ユニット13の内部、即ち、第一電極131と第二電極138との間に設置されるが、第一電極131、正孔注入層133、正孔輸送層134、有機発光層135、電子輸送層136、電子注入層137、第二電極138の中の任意の隣接する2つの層の間に設置しても良い。本実施形態において、色転換層14は、有機発光層15と、電子転送層136との間に設置される。
色転換層14は、有機EL発光ユニット13の外部、即ち、第二電極138の外部に設置しても良い。
色転換層14は、複数の色転換ユニット140を備え、各色転換ユニット140は、一つの単独画素区域に対応する。図2は、一つの画素区域を示している。
本実施形態において、有機EL発光表示パネル1は、赤、緑、青の三原色表示モデルを採用する。赤、緑、青の光線は、各画素区域100の第一サブ画素区域102、第二サブ画素区域103、第三サブ画素区域104にそれぞれ対応して出射される。
図3に示したように、色転換ユニット140は、遮断層142により、複数の区域に分断されている。各区域は、一つの画素区域100の一つのサブ画素区域に対応する。色転換ユニット140は、順に積層して設置された量子ドット膜15及びカラーフィルタ層16と、を備える。量子ドット膜15は、基板11の一側に隣接して設置される。
カラーフィルタ層16は、第一ブラックマトリクス161及び着色層162を備える。着色層162は、赤色着色ユニット165と、緑色着色ユニット166と、青色着色ユニット167と、を備える。第一ブラックマトリクス161は、赤色着色ユニット165と緑色着色ユニット166との間、及び緑色着色ユニット166と青色着色ユニット167との間にそれぞれ設置され、着色ユニットを分断する。
量子ドット膜15は、第一ブラックマトリクス161と対応して設置された第二ブラックマトリクス151により、複数の区域に分断されている。第一ブラックマトリクス161及び第二ブラックマトリクス151は、遮断層142を構成する。出射スペクトルが赤色である赤色量子ドット152及び出射スペクトルが緑色である緑色量子ドット153は、量子ドット膜15内に分散している。量子ドット膜15は、入射した一部の青光を、緑色光及び赤色光に転換する。この際、転換された緑色光、赤色光及び残りの青光が混じりあった後、白光は量子ドット膜15から出射される。量子ドット膜15から出射された白光は、カラーフィルタ層16によって濾過された後、カラー表示用の赤色、緑色、青色という三原色の光線によって出射される。
本発明は、一つの色、つまり青色の有機EL発光ユニット13を使用するので、輝度は統一され、異なる有機EL発光ユニットの輝度及び輝度の衰え幅が異なることはない。さらに、別に回路を設計しなくとも、色彩飽和度は高いので、回路設計を簡単にできる。
色転換層14は、量子ドット膜15を備え、量子ドットは優れた安定性を有し、その蛍光の寿命も長い。また、量子ドットのサイズを変更し、量子ドットの出射スペクトルを制御することにより、多色量子ドットを取得できる。量子ドットは、広い励起スペクトルと狭い出射スペクトルとを備え、同じ励起源で、異なる粒径の量子ドットを励起できる。量子ドットは、狭いながら対称の蛍光発光ピークを有し、その色彩飽和度も高い。よって、本発明においては、量子ドット膜15を備える色転換層14が、受信した光線をカラー表示用の原色光線に転換して、該カラー表示用の原色光線を出射するので、有機EL発光表示パネル1は高い色彩飽和度を有する。
図4は、本発明の第二実施形態に係る有機EL発光表示パネル2を示す図である。有機EL発光表示パネル2と有機EL発光表示パネル1との異なる点は、有機EL発光表示パネル2の色転換層の色転換ユニット240が、有機EL発光表示パネル1の色転換ユニット140と異なる点である。つまり、有機EL発光表示パネル2は、赤色、緑色、青色の三原色を使用する三原色表示モデルであり、赤色、緑色、青色の光線は、各画素区域200の第一サブ画素区域202、第二サブ画素区域203、第三サブ画素区域204にそれぞれ対応して出射される。
各色転換ユニット240は、1つの単独画素区域に対応する。色転換ユニット240は、1つの遮断層により、複数の区域に分断され、各区域は、一つの画素区域200の一つのサブ画素区域に対応する。色転換ユニット240は、積層して設置された量子ドット膜25及びカラーフィルタ層26を備える。量子ドット膜25は、基板11に隣接して設置されている。
カラーフィルタ層26は、第一ブラックマトリクス261及び着色層262を備える。着色層262は、赤色着色ユニット265と、緑色着色ユニット266と、青色着色ユニット267と、を備える。第一ブラックマトリクス261は、赤色着色ユニット265と緑色着色ユニット266との間、及び緑色着色ユニット266と青色着色ユニット267との間に設置され、着色ユニットを分断する。本実施形態において、第一ブラックマトリクス261は、色転換ユニット240の遮断層を構成する。
出射スペクトルが赤色である赤色量子ドット252及び出射スペクトルが緑色である緑色量子ドット253は、量子ドット膜25内に分散されている。量子ドット膜25は、入射した一部の青光を、緑色光及び赤色光に転換する。この際、転換された緑色光、赤色光及び残りの青光は混じり合った後、白光が量子ドット膜25から出射される。量子ドット膜25から出射された白光がカラーフィルタ層26に濾過された後、カラー表示用の赤色、緑色、青色という三原色の光線が出射される。
図5は、本発明の第三実施形態に係る有機EL発光表示パネル3を示す図である。有機EL発光表示パネル3と有機EL発光表示パネル1との異なる点は、有機EL発光表示パネル3の色転換層の色転換ユニット340が、有機EL発光表示パネル1の色転換ユニット140と異なる点である。つまり、有機EL発光表示パネル3は、赤色、緑色、青色の三原色を使用する三原色表示モデルであり、赤色、緑色、青色の光線は、各画素区域300の第一サブ画素区域302、第二サブ画素区域303、第三サブ画素区域304にそれぞれ対応して出射される。
各色転換ユニット340は、1つの単独画素区域300に対応する。色転換ユニット340は、遮断層により、複数の区域に分断される。各区域は、一つの画素区域300の一つのサブ画素区域に対応する。色転換ユニット340は、量子ドット膜35のみを備える。
量子ドット膜35は、第二ブラックマトリクス351により、複数の区域に分断される。第二ブラックマトリクス351は、色転換ユニット340の遮断層を構成する。第一サブ画素区域302と対応する量子ドット膜35の区域内には、出射スペクトルが赤色である赤色量子ドット352が分散されている。第二サブ画素区域303と対応する量子ドット膜35の区域には、出射スペクトルが緑色である緑色量子ドット353が分散されている。第三サブ画素区域304と対応する量子ドット膜35の区域は、第一透明区域354である。第一サブ画素区域302と対応する青光は、量子ドット膜35により赤い原色光線に転換された後出射される。第二サブ画素区域303と対応する青光は、量子ドット膜35により緑色の光線に転換された後出射される。第三サブ画素区域304と対応される青光は、第一透明区域354を通過して、青い光線を出射される。
図6に示したのは、本発明の第三実施形態に係る有機EL発光表示パネル4を示す図である。有機EL発光表示パネル4と有機EL発光表示パネル1と異なる点は、有機EL発光表示パネル4の色転換層の色転換ユニット440が、有機EL発光表示パネル1の色転換ユニット140と異なる点である。つまり、有機EL発光表示パネル4は、赤色、緑色、青色の三原色を使用する三原色表示モデルであり、赤色、緑色、青色の光線は、各画素区域400の第一サブ画素区域402、第二サブ画素区域403、第三サブ画素区域404にそれぞれ対応して出射される。
各色転換ユニット440は、1つの単独画素区域400に対応する。色転換ユニット440は、1つの遮断層442により複数の区域に分断され、各区域は、一つの画素区域400の一つのサブ画素区域に対応する。色転換ユニット440は、積層して設置された量子ドット膜45及びカラーフィルタ層46を備える。量子ドット膜45は、基板11に隣接して設置されている。
カラーフィルタ層46は、第一ブラックマトリクス461及び着色層462を備える。着色層462は、赤色着色ユニット465と、緑色着色ユニット466と、第二透明区域467と、を備える。第一ブラックマトリクス461は、赤色着色ユニット465と緑色着色ユニット466との間、及び緑色着色ユニット466と第二透明区域467との間に設置される。赤色着色ユニット465は、第一サブ画素区域402に対応し、緑色着色ユニット466は、第二サブ画素区域403に対応し、第二透明区域467は、第三サブ画素区域404に対応する。
量子ドット膜45は、第一ブラックマトリクス461と対応して設置された第二ブラックマトリクス451により、複数の区域に分断される。第一ブラックマトリクス461及び第二ブラックマトリクス451は、遮断層442を構成する。第一サブ画素区域402と対応する量子ドット膜45内の区域には、出射スペクトルが赤色である赤色量子ドット452が分散されている。第二サブ画素区域403と対応する量子ドット膜45内の区域には、出射スペクトルが緑色である緑色量子ドット453が分散されている。第三サブ画素区域404と対応する量子ドット膜45内の区域は、第一透明区域454である。第一サブ画素区域402と対応する青光は、量子ドット膜45により、赤い原色光線に転換された後出射される。第二サブ画素区域403と対応する青光は、量子ドット膜45により緑色の光線に転換された後出射される。第三サブ画素区域404と対応する青光は、第一透明区域454及び第二透明区域467を通過して、青い光線のまま出射される。
図7は、本発明の第五実施形態に係る有機EL発光表示パネル5を示す図である。有機EL発光表示パネル5と有機EL発光表示パネル1と異なる点は、有機EL発光表示パネル5の色転換層の色転換ユニットが、有機EL発光表示パネル1の色転換ユニット140と異なる点である。つまり、有機EL発光表示パネル5は、赤色、緑色、青色の三原色を使用する三原色表示モデルであり、赤色、緑色、青色の光線は、各画素区域500の第一サブ画素区域502、第二サブ画素区域503、第三サブ画素区域504にそれぞれ対応しえ出射される。
各色転換ユニットは、1つの単独画素区域500に対応する。色転換ユニットは、遮断層により、複数の区域に分断される。各区域は、一つの画素区域500の一つのサブ画素区域に対応する。色転換ユニットは、量子ドット膜55のみを備える。
量子ドット膜55は、第二ブラックマトリクス551により、複数の区域に分断される。第二ブラックマトリクス551は、色転換ユニットの遮断層を構成する。第一サブ画素区域502と対応する量子ドット膜55内の区域には、出射スペクトルが赤色である赤色量子ドット552が分散されている。第二サブ画素区域503と対応する量子ドット膜55内の区域には、出射スペクトルが緑色である緑色量子ドット553が分散されている。第三サブ画素区域504と対応する量子ドット膜55内の区域は、青色着色層554である。第一サブ画素区域502と対応する青光は、量子ドット膜55により、赤い原色光線に転換された後出射される。第二サブ画素区域503と対応する青光は、量子ドット膜55により緑色の光線に転換された後出射される。第三サブ画素区域504と対応する青光は、青色着色層554を通過して、青い光線のまま出射される。
図8に示したように、他の実施形態において、有機EL発光表示パネルではなく、液晶表示パネル6を使用しても良い。液晶表示パネル6は、青光源のバックライトモジュール60により、平面光が提供される。液晶表示パネル6は、従来のカラーフィルタ層の代わりに、上述第一から第五までの任意の実施形態に使用される色転換層を使用する。図8を参照すると、液晶表示パネル6は、第五実施形態に使用された色転換層54を使用する。液晶表示パネル6は、対向して設置された第一板体61、第二板体62、及び第一板体61と第二板体62との間に設置された液晶層69を備える。第一板体61は、アレイ基板である。色転換層54は、第二板体62と液晶層69との間に設置されている。これにより、バックライトモジュール60は、青い発光ダイオードという光源を使用するため、コストを低減できる。青光は、液晶表示パネル6に入射された後、色転換層54で転換され、カラー表示用の赤色、緑色、青色の三原色の光線が出射される。
1、2、3、4、5 有機EL表示パネル
11 基板
112 スキャンニング線
114 データ線
100、200、300、400、500 画素区域
102、202、302、402、502 第一サブ画素区域
103、203、303、403、503 第二サブ画素区域
104、204、304、404、504 第三サブ画素区域
13 有機EL発光ユニット
131 第一電極
132 絶縁膜
133 正孔注入層
134 正孔輸送層
135 有機発光層
136 電子輸送層
137 電子注入層
14、54 色転換層
140、240、340、440 色転換ユニット
142、442 遮断層
15、25、35、45、55 量子ドット膜
151、251、351、451、551 第二ブラックマトリクス
152、252、352、452、552 赤色量子ドット
153、253、353、453、553 緑色量子ドット
16、26、46 カラーフィルタ層
161、261、461 第一ブラックマトリクス
162、262、462 着色層
165、265、465 赤色着色ユニット
166、266、466 緑色着色ユニット
167、267、554 青色着色ユニット
354、454、554 第一透明区域
467 第二透明区域
6 液晶表示パネル
60 バックライトモジュール
61 第一板体
62 第二板体
69 液晶層

Claims (16)

  1. 有機EL表示パネル又は液晶パネルの複数の画素区域とそれぞれ対応する複数の色転換ユニットを備え、前記各色転換ユニットは、量子ドット膜を備え、前記色転換ユニットは、入射した単色光の光線を受けて、カラー表示用の原色光線に転換した後出射し、前記各色転換ユニットは、複数の区域を備え、前記各区域は、一つの原色光線に対応することを特徴とする色転換層。
  2. 前記色転換ユニットは、遮断層により複数の前記区域に分断されることを特徴とする請求項1に記載の色転換層。
  3. 前記単色光は、青光であり、前記色転換ユニットは、カラーフィルタ層を備え、前記カラーフィルタ層は、前記量子ドット膜に重なり、前記量子ドット膜が入射された青光を白光に転換し出射した後、前記白光は、前記カラーフィルタ層に濾過されて、カラー表示用の原色光線を出射されることを特徴とする請求項1又は2に記載の色転換層。
  4. 前記量子ドット膜内には、出射スペクトルが赤色の赤色量子ドット及び出射スペクトルが緑色である緑色量子ドットが分散され、前記量子ドット膜は、入射した一部の青光を、緑色光及び赤色光に転換し、前記転換された緑色光、赤色光及び残部の青光は混じり合った後、白光が量子ドット膜から出射されることを特徴とする請求項3に記載の色転換層。
  5. 前記カラーフィルタ層は、第一ブラックマトリクス及び着色層を備え、前記着色層は、赤色着色ユニットと、緑色着色ユニットと、青色着色ユニットと、を備え、前記第一ブラックマトリクスは、着色ユニットを分断することを特徴とする請求項4に記載の色転換層。
  6. 前記第一ブラックマトリクスは、前記色転換ユニットの遮断層を構成することを特徴とする請求項5に記載の色転換層。
  7. 前記量子ドット膜は、前記第一ブラックマトリクスと対向して設置された第二ブラックマトリクスにより前記複数の区域に分断され、前記第一ブラックマトリクス及び前記第二ブラックマトリクスは、前記色転換ユニットの遮断層を構成することを特徴とする請求項5又は6に記載の色転換層。
  8. 前記単色光は、青光であり、前記量子ドット膜は、第二ブラックマトリクスにより複数の区域に分断され、前記第二ブラックマトリクスは、前記色転換ユニットの遮断層を構成し、前記画素区域の第一サブ画素区域と対応する量子ドット膜内の区域には、出射スペクトルが赤色である赤色量子ドットが分散され、前記画素区域の第二サブ画素区域と対応する量子ドット膜内の区域には、出射スペクトルが緑色である緑色量子ドットが分散され、前記画素区域の第三サブ画素区域と対応する量子ドット膜内の区域は、第一透明区域であり、第一サブ画素区域と対応する青光は、量子ドット膜により赤い原色光線に転換されて出射され、第二サブ画素区域と対応する青光は、量子ドット膜により緑色の光線に転換されて出射され、第三サブ画素区域と対応する青光は、第一透明区域を通過し、青い光線のまま出射されることを特徴とする請求項2に記載の色転換層。
  9. 前記色転換ユニットは、カラーフィルタ層を備え、前記カラーフィルタ層は、前記量子ドット膜と重なり、前記カラーフィルタ層は、第一サブ画素区域と対応する赤色着色ユニットと、第二サブ画素区域と対応する緑色着色ユニットと、第三サブ画素区域と対応する第二透明区域と、を備え、前記赤色着色ユニット、前記緑色着色ユニット、前記第二透明区域は、前記第一ブラックマトリクスにより分断されることを特徴とする請求項8に記載の色転換層。
  10. 複数の画素区域を備え、各画素区域は、異なる色の光線光を出射する第一サブ画素区域と、第二サブ画素区域と、第三サブ画素区域と、を備え、
    基板と、前記基板上に設置され且つ互いに平行して位置する複数のスキャンニング線と、互いに対して平行し前記スキャンニング線と垂直に位置する複数のデータ線と、複数の第一電極と、有機発光層と、第二電極と、を備え、複数の前記スキャンニング線と複数の前記データ線とは交差して、複数の前記サブ画素区域を形成し、前記第一電極は前記サブ画素区域内に独立して形成され、前記第一電極、前記有機発光層及び前記第二電極は、有機EL発光ユニットを構成し、
    請求項1〜9の何れか一項に記載された前記色転換層を更に備え、前記色転換層の色転換ユニットは、前記画素区域にそれぞれ対応し、前記各サブ画素区域は、一つの原色光線の区域に対応することを特徴とする有機EL発光表示パネル。
  11. 前記色転換層は、前記有機EL発光ユニットの外部に設置され、前記第二電極上に設置されることを特徴とする請求項10に記載の有機EL発光表示パネル。
  12. 前記色転換層は、前記有機EL発光ユニットの内部に設置されることを特徴とする請求項11に記載の有機EL発光表示パネル。
  13. 前記有機EL発光ユニットは、前記第一電極と前記有機発光層との間に設置される正孔注入層又は正孔輸送層を備えることを特徴とする請求項12に記載の有機EL発光表示パネル。
  14. 前記有機EL発光ユニットは、前記第二電極と前記有機発光層との間に設置される正孔注入層又は電子輸送層を備えることを特徴とする請求項13に記載の有機EL発光表示パネル。
  15. 前記色転換層は、前記第一電極、前記正孔注入層、前記正孔転送層、前記有機発送層、前記電子輸送層、前記電子注入層及び前記第二電極の中の任意の隣接する2つの層の間に設置されることを特徴とする請求項14に記載の有機EL発光表示パネル。
  16. 対向して設置された第一板体と、第二板体と、前記第一板体と前記第二板体との間に設置された液晶層を備え、前記第二板体と前記液晶層との間には、請求項1〜9の何れか一項に記載された色転換層が設置されていることを特徴とする液晶表示パネル。
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