TWI740583B - 包含量子點的有機發光顯示裝置 - Google Patents

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李昇宰
李知恩
金瑞潤
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Abstract

本發明涉及包含量子點的有機發光顯示裝置，更詳細地涉及如下的包含量子點的有機發光顯示裝置，即，可通過在三原色（RGB）濾色層包含量子點來百分百（100%）去除紅色濾色器、綠色濾色器以及藍色濾色器之間的干擾。

Description

包含量子點的有機發光顯示裝置
本發明涉及包含量子點的有機發光顯示裝置，更詳細地涉及如下的包含量子點的有機發光顯示裝置，即，可通過在三原色濾色層包含量子點來百分百去除紅色濾色器、綠色濾色器以及藍色濾色器之間的干擾。
近來，隨著資訊化社會的到來，作為向使用人員提供各種資訊的傳遞介質，影像顯示裝置的重要性日益被重視。其中，以快速發展的半導體技術為中心，實現小型化及輕量化並設置有更加提高性能的液晶顯示((liquid crystal display，LCD)面板的顯示裝置成為了代表性的顯示裝置。
設置有液晶顯示面板的顯示裝置具有小型化、輕量化及低耗電率等的優點，作為可克服現有的陰極射線管((cathode ray tube，CRT)的缺點的代替手段逐漸受到關注。當前，不僅設置於需要顯示裝置的手機、個人數字助理(PDA，personal digital assistant)以及可擕式多媒體播放機(PMP，portable multimedia player)等的小型產品，還設置于作為中大型產品的顯示器及電視(TV)等的需要顯示裝置的所有資訊處理設備。
近來，為了對液晶顯示裝置的亮度下降進行補償，正在研究將包含量子點的量子點提升膜用到背光源的技術。
與散裝物質不同，對於納米粒子而言，可根據粒子大小來調節作為物質的固有特性的物理特性(能量帶隙、熔點等)。例如，被稱為量子點(quantum dot)的半導體納米結晶為具有幾納米大小的結晶結構的半導體材料，由於這種半導體納米結晶的大小非常小，因而單位體積的表面積大、具有量子限制效應(quantum confinement)效果，從而具有與半導體物質自身特性不同的物理化學特性。量子點從激發光源(excitation source)吸收光來形成能量激發態，將釋放與量子點的能量帶隙相對應的能量。
量子點的理論量子收率(QY)為100%，可釋放高色純度(例如，40nm以下的半高寬)的光，可實現發光效率的提高及顏色再生性的提高。因此，正在積極研究將量子點用到液晶顯示裝置、有機發光顯示裝置等各種顯示裝置以及圖像感測器、照明裝置等的多種電子器件。但是，仍有對於包含提高物性的量子點的的電子器件的需求。
在韓國公開專利第10-2018-0040173號中公開了在光電轉換層包含釋放紅色光的第一量子點和釋放綠色光的第二量子點來釋放綠色光及紅色光並由此提高液晶顯示裝置的發光特性、提高顏色再生性的技術，為了形成光電轉換層，需利用樹脂(resin) 進行膜(film)化，用於膜化的樹脂的透射率達到約90%，存在造成約10%的背光源能損失的問題。並且，存在因局限在基於藍色(blue)背光源的液晶顯示器(LCD)技術而具有柔性顯示器及液晶顯示器技術的局限性的問題。
在韓國公開專利第10-2019-0007294號公開了包含釋放波長比顯色粒子所釋放的光長的光的量子點的濾色器，這基於白色有機發光器件(white OLED)，在白色有機發光器件中，作為藍色峰值(blue peak)和黃色峰值(yellow peak)，黃色峰值光譜能量廣泛擴散，由此，最終因綠色和紅色的寬峰值光譜而產生綠色光和紅色光的串擾(cross talk)，存在顏色再生性下降的問題。並且，在白色有機發光器件中，由於藍色光譜能量以及黃色光譜能量，紅色量子點可吸收藍色能量帶以及黃色能量帶的能量，但對於綠色量子點以及藍色量子點而言，由於能量吸收區域減少，因而存在產生背光源損失的問題。
本發明實施例的目的在於提供如下的有機發光顯示裝置，即，通過使用包含閃鋅礦量子點的紅色濾色器、綠色濾色器以及藍色濾色器，來去除紅色光、綠色光以及藍色光之間的干擾並由此具有寬三原色顏色空間值(以顏色標準基準BT.2020作為基準來達到約100%)。
本發明實施例的目的在於提供如下的有機發光顯示裝置，即，在不製備成背光源或功能性膜的情況下將量子點混合到三原色濾色層，由此消除光源的光損失(約10%)，同時通過去掉膜化工序，從而實現工序簡單化以及器件超薄化。
為了實現如上所述的目的，本發明實施例的有機發光顯示裝置包括：下部基板，在表面設置有驅動電晶體；有機發光器件，與上述驅動電晶體相聯動；以及三原色濾色層，形成于上述有機發光器件上，設置有通過吸收光來發出特定波長範圍的可見光的量子點。
上述有機發光器件可以為藍色有機發光二極體(OLED)。
上述量子點使得從上述有機發光器件入射的光實現能量下移(energy-down-shift)。
上述量子點可包括閃鋅礦(zinc-blende)結構。
上述量子點可包含CdS、CdSe、CdTe、ZnS、ZnSe、ZnTe、HgS、HgSe、HgTe、CdSeS、CdSeTe、CdSTe、ZnSeS、ZnSeTe、ZnSTe、HgSeS、HgSeTe、HgSTe、CdZnS、CdZnSe、CdZnTe、CdHgS、CdHgSe、CdHgTe、HgZnS、HgZnSe、HggZnTe、CdZnSeS、CdZnSeTe、CdZnSTe、CdHgSeS、CdHgSeTe、CdHgSTe、HgZnSeS、HgZnSeTe、HgZnSTe、GaN、GaP、GaAs、AlN、AlP、AlAs、InN、InP、InAs、GaNP、GaNAs、GaPAs、AlNP、AlNAs、AlPAs、InNP、InNAs、InPAs、GaAlNP、GaAlNAs、GaAlPAs、GaInNP、GaInNAs、GaInPAs、 InAlNP、InAlNAs、InAlPAs以及它們的組合中的至少一個。
上述量子點可包括芯/單一殼結構、芯/多重殼結構以及合金結構中的至少一種結構。
上述量子點可包括ZnSe/ZnS芯殼結構的藍色量子點。
上述量子點可包括InP/ZnSe/ZeSnS/ZnS芯殼結構的綠色量子點。
上述量子點可包括InP/ZnSe/ZnS芯殼結構的紅色量子點。
可根據上述量子點的濃度控制上述濾色層的吸光度(Absorption)。
根據本發明的實施例，可提供如下的有機發光顯示裝置，即，通過使用包含閃鋅礦量子點的紅色濾色器、綠色濾色器以及藍色濾色器，來去除紅色光、綠色光以及藍色光之間的干擾並由此具有寬三原色顏色空間值(以顏色標準基準BT.2020作為基準來達到約100%)。
根據本發明的實施例，可提供如下的有機發光顯示裝置，即，在不製備成背光源或功能性膜的情況下將量子點混合到三原色濾色層，由此消除光源的光損失(約10%)，同時通過去掉膜化工序，從而實現工序簡單化以及器件超薄化。
110:下部基板
120:有機發光器件
130:濾色層
140:上部基板
150:偏光板
810:水準偏振器
820:濾色器
830:液晶
840:垂直偏光器
850:量子點膜
860:導光膜
870:藍色發光二極體藍光
851:透明膜
852:量子點提升樹脂
853:透明膜
910:玻璃
920:氧化物半導體
930:白色有機發光二極體
940:封裝
950:濾色器
1110:藍色濾光器
1120:綠色濾光器
1130:紅色濾光器
1140:藍色有機發光二極體
1150:玻璃
圖1a以及圖1b為本發明一實施例的有機發光顯示裝置的結構剖視圖。
圖2a至圖2c為本發明一實施例的藍色閃鋅礦量子點(ZnSe/ZnS)(圖2a)、綠色閃鋅礦量子點(InP/ZnSe/ZnSeS/ZnS)(圖2b)以及紅色閃鋅礦量子點(InP/ZnSe/ZnS)(圖2c)的高倍透射電子顯微鏡(HR-TEM)檢測圖像。
圖3a至圖3c為藍色閃鋅礦量子點(ZnSe/ZnS)(圖3a)、綠色閃鋅礦量子點(InP/ZnSe/ZnSeS/ZnS)(圖3b)以及紅色閃鋅礦量子點(InP/ZnSe/ZnS)(圖3c)的X射線衍射(XRD)分析結果和選區電子衍射(SAED)圖像。
圖4a至圖4c為示出藍色(圖4a)、綠色(圖4b)以及紅色(圖4c)閃鋅礦量子點的吸光度(Absorption)以及光致發光(PL，0.005至0.07wt%，under 325nm wavelength)檢測結果的圖表。
圖5為基於藍色有機發光二極體(B-OLED)的電壓的亮度-電壓(Luminance-voltage，L-V)曲線圖。
圖6為示出藍色有機發光二極體(blue OLED)的光致發光光譜(PL spectrum)、不包含量子點的藍色濾色器(Blue CF)、綠色濾色器(Green CF)以及紅色濾色器(Red CF)的透射率光譜(transmittance spectrum)的圖表。
圖7為示出利用本發明實施例的包含閃鋅礦量子點的藍色濾色器(B-QDCF)、綠色濾色器(G-QDCF)以及紅色濾色器(R-QDCF)的有機液晶顯示裝置(QDCF/B-OLED)的光致發光光譜的圖表。
圖8a示出利用藍色發光二極體(blue LED)背光源並利用藍色、綠色以及紅色的量子點提升樹脂(resin)膜(B-PrQDEF、G-PrQDEF、R-PrQDEF)的液晶顯示裝置(QLED/B-LED)的結構圖。
圖8b為示出利用藍色發光二極體背光源並利用藍色、綠色以及紅色的量子點提升樹脂膜(B-PrQDEF、G-PrQDEF、R-PrQDEF)的液晶顯示裝置(QLED/B-LED)的光致發光光譜的圖表。
圖9a為利用白色有機發光二極體(white OLED)背光源並利用包含量子點的濾色器(RGB-QDCF)的有機發光顯示裝置(QDCF/W-OLED)的結構圖。
圖9b為利用白色有機發光二極體背光源並利用包含量子點的濾色器的有機發光顯示裝置的光致發光光譜的圖表。
圖10為示出對於圖7中的有機發光顯示裝置(QDCF/blue-OLED)和圖9中的有機發光顯示裝置的CIE 1931顏色空間(CIE 1931 color space)的圖像。
圖11a為利用藍色有機發光二極體(OLED)背光源並利用藍色、綠色以及紅色的量子點提升膜(B-CF、QDEF+G-CF、QDEF+R-CF)的有機液晶顯示裝置(RG-QDEF+RGB CF/B-OLED(without blue QD))的結構圖。
圖11b為示出利用藍色有機發光二極體背光源並利用綠色以及紅色的量子點提升膜(B-CF、QDEF+G-CF、QDEF+R-CF)的有機液晶顯示裝置(RG-QDEF+RGB CF/B-OLED(without blue QD))的光致發光光譜的圖表。
圖12為示出利用藍色有機發光二極體和綠色以及紅色的量子點提升膜的有機發光顯示裝置(QDEF/blue-OLED)以及本發明實施例的利用包含閃鋅礦量子點的濾色器的有機發光顯示裝置(QDCF/blue-OLEE)的CIE 1931顏色空間(CIE 1931 color space)的圖像。
以下，參照附圖及附圖中的內容來詳細說明本發明的實施例，但本發明並不限定於實施例。
在本說明書中使用的術語用於對多個實施例進行說明，而不是用於限定本發明。在本說明書中，只要未特別提及，則單數形式的語句包括複數形式的含義。在說明書中使用的“包括(comprises)”和/或“包括有(comprising)”等術語所涉及的結構要素、步驟、動作和/或器件並不排除一個以上的其他結構要素、步驟、動作和/或器件的存在或追加。
在本說明書中使用的“實施例”、“例”、“實施方式”、“例示”等並不解釋成所記述的任意實施方式(aspect)或設計比其他實施方式或設計良好或具有優點。
選擇相關技術領域中通常、普遍使用的術語來作為在以下說明中使用的術語，但可根據技術的發展和/或變化、慣例、技術人員的喜好等而存在不同術語。因此，不應限定於技術思想來理解在以下說明中使用的術語，應理解為用於說明多個實施例的例 示性的術語。
並且，可在特定的情況下存在申請人任意選定的術語，在此情況下，將在相應的說明部分記述詳細含義。因此，在以下說明中使用的術語應基於術語所具有的含義和說明書的全文內容來理解，而不是僅限定於單純的術語的名稱。
另一方面，第一、第二等的術語可用於對多種結構要素進行的說明，但多個結構要素並不限定於這些術語。這些術語僅用於對一個結構要素和其他結構要素進行區分。
並且，當表示膜、層、區域、結構要素等的部分位於其他部分的“上方”或“上側”時，不僅包括直接位於其他部分的上方的情況，還包括在中間設置其他膜、層、區域、結構要素等的情況。
若沒有其他定義，則本說明書中使用的所有術語(包括技術及科學術語)將以本發明所屬技術領域的普通技術人員共同理解的含義來使用。並且，只要未明確地特殊定義，則通常使用的詞典中定義的多個術語不應以理想化或過度的方式解釋。
另一方面，在對本發明進行說明的過程中，在判斷為對於相關公知功能或結構的具體說明有可能混淆本發明的主旨的情況下，將省略其詳細說明。而且，在本說明書中使用的多個術語(terminology)為為了適當表達本發明的實施例而使用的術語，這可根據使用人員、運行人員的意圖或本發明所屬技術領域中的慣例等而不同。因此，對於這些術語的含義應基於本說明書全文內容來進行定義。
以下，參照附圖來詳細說明本發明的實施例。
圖1a以及圖1b示出本發明實施例的有機發光顯示裝置。
本發明實施例的有機發光顯示裝置包括：下部基板110，在表面設置有驅動電晶體；有機發光器件120，與驅動電晶體相連接；以及三原色濾色層130，形成于有機發光器件120上，設置有通過吸收從有機發光器件120入射的光來以特定波長範圍的光進行釋放的量子點131、132、133；以及上部基板140，形成於三原色濾色層130上，對有機發光器件120進行封裝。
本發明實施例的有機發光顯示裝置包括在表面設置有驅動電晶體的下部基板110。
下部基板110在上部包括驅動電晶體TR以及由有機發光器件120構成的圖元，上部基板140以與下部基板110相向的方式排列，下部基板110和上部基板140通過結合部件相結合。
驅動電晶體TR可包括用於向有機發光器件120供給電流的多個電晶體，驅動電晶體TR可形成於下部基板110上的電晶體區域，有機發光器件120可形成於下部基板110上的顯示區域。
驅動電晶體TR可包括活性層、源極、漏極、柵極絕緣層以及柵極。
在驅動電晶體TR的上部，可在通過堤岸定義的顯示區域內形成借助由驅動電晶體TR施加的驅動電流進行發光的有機發光器件120。
本發明實施例的有機發光顯示裝置包括與驅動電晶體相 連接的有機發光器件120。
有機發光器件120可包括第一電極、第二電極以及在第一電極與第二電極之間所形成的發光層，第一電極以及第二電極可以為陽極或陰極。
根據實施例，有機發光器件還可在第一電極、第二電極以及發光層之間設置空穴傳輸層、空穴注入層、電子傳輸層以及電子注入層中的至少一個。
例如，在有機發光器件120中，在第一電極產生的空穴以及在第二電極產生的電子將被注入到發光層內部，通過使所注入的電子以及空穴相結合來生成激子(exiton)。可通過使所生成的激子從激發態(exited state)下降到基態(ground state)，來產生固有的顏色，從而顯示彩色畫面。
有機發光器件120可以為將藍色光用作光源的藍色有機發光二極體。在要使用白色有機發光二極體的情況下，通過向藍色混合黃色螢光劑(yellow phosphor)來製造，由於半高寬較寬，因而產生光源的能量損失，對於本發明實施例的利用藍色光源的藍色有機發光二極體而言，通過從包括量子點131、132、133的三原色濾色層130接收藍色光源來實現能量下移(energy-down shift)，由此產生三原色的光，從而可減少能量損失。
有機發光器件120可以為將藍色光用作光源的藍色有機發光二極體，能夠以MoO3(10nm)/NPB(60nm)/BCzVBi5wt%：CBP：TPBi(1：1， 20nm)/TPBi(40nm)/LiF(1nm)/Al(150nm)的方式構成，NPB的最高佔據分子軌道(HOMO)為2.1eV、最低未占分子軌道(LUMO)為5.0，BCzVBi的最高佔據分子軌道為2.4eV、最低未占分子軌道為5.5，CPB的最高佔據分子軌道為2.9eV、最低未占分子軌道為6.0，TPBi的最高佔據分子軌道為2.7eV、最低未占分子軌道為6.2。
本發明實施例的有機發光顯示裝置包括三原色濾色層130，上述三原色濾色層130形成于有機發光器件120上，設置有通過吸收從有機發光器件120入射的光來以特定波長範圍的光進行釋放的量子點131、132、133。
量子點131、132、133可對從有機發光器件入射的光實現能量下移，量子點131、132、133可通過對從光源入射的光實現能量下移來發出與三原色濾色層130相對應的紅色光、綠色光以及藍色光。
更具體地，由於包含量子點131、132、133的半導體物質可吸收帶隙能量(bandgap energy)以上的光子能量(photon energy)，因而量子點131、132、133可全部吸收藍色光源，可通過釋放與量子點131、132、133的帶隙能量相對應的發光波長，來顯示三原色。
因此，本發明實施例的有機發光顯示裝置的三原色濾色層130可通過包括量子點131、132、133來吸收高光子(photon)能量，由此發出與低光子帶隙能量相對應的光，從而可對光實現能量下移。
量子點131、132、133可包含具有閃鋅礦結構的閃鋅礦量子點。
閃鋅礦量子點可在通過調節化學計量摩爾分數(stoichiometric molar fraction)來吸收從光源入射的光之後進行能量下移來分別僅以紅色光、綠色光以及藍色光發光。
因此，本發明實施例的有機發光顯示裝置可具有窄的半高寬(narrow FWHM)，可在濾色器狀態下發出不存在串擾(crosstalk)的紅色光、綠色光以及藍色光。
並且，本發明實施例的有機發光顯示裝置可在不製備成背光源或功能性膜的情況下將閃鋅礦量子點混合到三原色濾色層130，由此消除光源的光損失(約10%)，同時通過去掉膜化工序，從而實現工序簡單化以及器件超薄化。
三原色濾色層130可包括紅色濾色器130R、綠色濾色器130G以及藍色濾色器130B，紅色濾色器130R可包括通過吸收從光源入射的光來發出紅色光的第一量子點131，綠色濾色器130G可包括通過吸收從光源入射的光來發出綠色光的第二量子點132，藍色濾色器130B可包括通過吸收從光源入射的光來發出藍色光的第三量子點133。
可根據量子點的濃度來控制三原色濾色層130的吸光度。
具體地，可隨著量子點131、132、133的濃度增加來提高吸光度，若量子點131、132、133的濃度達到臨界濃度，則可呈現出飽和吸光度。但是，若量子點131、132、133的濃度達到臨界濃 度以上，則可通過自重吸收效應(self-reabsorption effect)來減少分散在量子點131、132、133周圍的多個量子點131、132、133發出的光的發光效率。
對於量子點131、132、133而言，可通過吸收藍色光源來發出與各個三原色濾色層130相對應的光來經過三原色濾色層130。
在三原色濾色層130的光譜峰值場中，藍色利用450nm的特性，綠色利用530nm的特性，紅色利用620nm的特性，可通過使這種三原色濾色層130的峰值波長與量子點131、132、133的發光峰值波長達到相同來以沒有能量損失(energy loss)的方式發出三原色光。
因此，在量子點131、132、133的峰值波長中，為了以使藍色達到445nm至450nm、使綠色達到520nm至530nm、使紅色達到625nm至640nm的方式調節能量，可通過調節量子點131、132、133的組成來控制結構。
量子點131、132、133可在表面形成封裝層。更詳細地，量子點131、132、133可以為在芯部分包括閃鋅礦量子點並在殼部分包括封裝層的芯-殼結構的量子點。
本發明實施例的有機發光顯示裝置可通過在三原色濾色層130包括具有芯-殼結構的量子點，來避免相當於芯部分的閃鋅礦量子點暴露於空氣中，從而可提高閃鋅礦量子點的耐久性。
封裝層可以為二氧化矽(silica，SiO2)、硫化鋅(ZnS) 或鋅-硒-硫(ZnSeS)合金。
並且，根據實施例，本發明實施例的有機發光顯示裝置可通過在量子點131、132、133的表面形成配位體來提高量子點131、132、133的安全性，作為一例，配位體可利用全氟辛酸銨(PFOA：perfluorooctanoic acid)。
因此，本發明實施例的有機發光顯示裝置可通過利用包含量子點的紅色濾色器130R、綠色濾色器130G以及藍色濾色器130B來消除紅色光、綠色光以及藍色光之間的干擾並由此形成寬三原色顏色空間值(以顏色標準基準BT.2020作為基準來達到約100%)。
本發明實施例的有機發光顯示裝置可包含非閃鋅礦量子點來代替閃鋅礦量子點，以作為三原色濾色層130中所包含的量子點131、132、133，包含非閃鋅礦量子點的三原色濾色層130除了將非閃鋅礦量子點用作量子點131、132、133之外，其他結構要素與包含閃鋅礦量子點的三原色濾色層130相同。
因此，本發明實施例的有機發光裝置的量子點可包括閃鋅礦量子點或非閃鋅礦量子點，還可包括閃鋅礦量子點以及非閃鋅礦量子點兩者，作為本發明的量子點，可以為由CdSe、CdSeS、ZnSe、ZnTe、ZnTeS、ZnSe等的12族元素和16族元素構成的量子點、由InP、InGaP、InAlP、GaP等的13族元素和15族元素構成的量子點或鈣鈦礦(perovskite)量子點，可包括由它們的組合構成的量子點。
更具體地，上述量子點可包含CdS、CdSe、CdTe、ZnS、ZnSe、ZnTe、HgS、HgSe、HgTe、CdSeS、CdSeTe、CdSTe、ZnSeS、ZnSeTe、ZnSTe、HgSeS、HgSeTe、HgSTe、CdZnS、CdZnSe、CdZnTe、CdHgS、CdHgSe、CdHgTe、HgZnS、HgZnSe、HggZnTe、CdZnSeS、CdZnSeTe、CdZnSTe、CdHgSeS、CdHgSeTe、CdHgSTe、HgZnSeS、HgZnSeTe、HgZnSTe、GaN、GaP、GaAs、AlN、AlP、AlAs、InN、InP、InAs、GaNP、GaNAs、GaPAs、AlNP、AlNAs、AlPAs、InNP、InNAs、InPAs、GaAlNP、GaAlNAs、GaAlPAs、GaInNP、GaInNAs、GaInPAs、InAlNP、InAlNAs、InAlPAs以及它們的組合中的至少一個。
更詳細地，三原色濾色層130中的吸收從光源入射的光來發出紅色光的第一量子點131可以為芯(core)/中間殼(inter-shell)/外部殼(outer-shell)結構的芯-殼結構，芯的帶隙能量可以為1.99eV，中間殼的帶隙能量可以為2.71~3.68eV，外部殼的帶隙能量可以為3.68eV，第一量子點131可以為InP/ZnSe/ZnS。
更詳細地，三原色濾色層130中的吸收從光源入射的光來發出綠色光的第二量子點132可以為芯/中間殼/外部殼結構的芯-殼結構，芯的帶隙能量可以為2.34eV，中間殼的帶隙能量可以為2.71~3.68eV，外部殼的帶隙能量可以為3.68eV，第二量子點132可以為InP/ZnSe/ZnSeS/ZnS。
更詳細地，三原色濾色層130中的吸收從光源入射的光來發出藍色光的第三量子點133可以為芯/外部殼結構的芯-殼結 構，芯的帶隙能量可以為2.79eV，外部殼的帶隙能量可以為3.68eV，第三量子點133可以為ZnSe/ZnS。
本發明實施例的有機發光顯示裝置包括形成於三原色濾色層130上並封裝有機發光器件120的上部基板140。
形成於三原色濾色層130上的上部基板140將起到通過封裝來使有機發光器件120免受濕氣等的外部因素影響的作用。
本發明實施例的有機發光顯示裝置可包括形成於上部基板140上的偏光板150(polarizer)。
形成於上部基板140上的偏光板150起到通過使從有機發光器件120入射的光偏光來實現均勻的亮度分佈的作用，偏光板150可以為垂直偏光板(vertical polarizer)或水準偏光板(horizontal polarizer)。
以下，通過實施例更加詳細地說明本發明。這些實施例用於更具體地說明本發明，本發明的範圍並不限定於這些實施例。
製備例1．合成閃鋅礦量子點
製備第一量子點(InP/ZnSe/ZnS)
向100mL的三口燒瓶(3-neck flask)放入0.65mmol的醋酸銦(Indium acetate)、15mL的1-十八烯(1-octadecene、ODE)以及1.95mmol的棕櫚酸(Palmitic acid、PA)，在真空狀態下以150℃的溫度進行加熱。1小時之後，將反應器內的氣氛轉換為氮(N2)。在加熱至300℃之後，迅速注入0.325mmol的三(三甲矽烷基)膦(tris(trimethylsilyl)phosphine，TMS3P)溶液，在通過反應來 形成InP芯後隨即形成殼。在形成ZnSe/ZnS殼的過程中，通過快速注入3mmol的硬脂酸鋅(Zinc stearate)、10mL的1-十八烯混合溶液來進行30分鐘的反應。之後，注入0.5ml的濃度為1.6M的Se-TOP來進行30分鐘的反應，接著注入2ml的濃度為2M的S-TOP，經過120分鐘來形成ZnSe/ZnS殼。反應結束之後，向迅速降溫至常溫的量子點溶液放入乙醇並形成沉澱，通過離心分離來進行分離並在己烷或甲苯重新進行分散。
製備第二量子點(InP/ZnSe/ZnSeS/ZnS)
向100mL的三口燒瓶放入0.4mmol的醋酸銦、0.2mmol的醋酸鋅、10mL的1-十八烯以及1.4mmol的棕櫚酸，在真空狀態下以150℃的溫度進行加熱。1小時之後，將反應器內的氣氛轉換為氮。在加熱至320℃之後，迅速注入0.175mmol的三(三甲矽烷基)膦溶液，在通過反應來形成InP芯後隨即形成殼。在形成ZnSe/ZnSeS/ZnS殼的過程中，通過快速注入6mmol的硬脂酸鋅、15mL的1-十八烯混合溶液來進行30分鐘的反應。之後，注入0.3ml的濃度為1.6M的Se-TOP來進行30分鐘的反應，連續注入0.1ml的濃度為1.6M的Se-TOP和0.5ml的濃度為2M的S-TOP並進行30分鐘的反應，注入2ml的濃度為2M的S-TOP並進行30分鐘的反應來形成ZnSe/ZnSeS/ZnS殼。反應結束之後，向迅速降溫至常溫的量子點溶液放入乙醇並形成沉澱，通過離心分離來進行分離並在己烷或甲苯重新進行分散。
製備第三量子點(ZnSe/ZnS)
向100mL的三口燒瓶放入1.0mmol的醋酸鋅(Zinc acetate)、20mL的1-十八烯以及2mmol的油酸(Oleic acid，OA)，在真空狀態下以150℃的溫度進行加熱1小時之後，將反應器內的氣氛轉換為氮。在加熱至320℃之後，迅速注入1.0ml的濃度為1M的Se-TOP，在通過反應來形成ZnSe芯後隨即形成殼。在形成ZnS殼的過程中，通過快速注入2mmol的油酸鋅(Zinc oleate)、2mL的1-十八烯混合溶液後接著注入2ml的濃度為2M的S-TOP，進行120分鐘的生長。反應結束之後，向迅速降溫至常溫的量子點溶液放入乙醇並形成沉澱，通過離心分離來進行分離並在己烷或甲苯重新進行分散。
製備例2．製備包含量子點的三原色濾色層
使在製備例1中製備的閃鋅礦量子點溶解於20wt%的溶劑(己烷)來製備量子點溶液，向5mL的玻璃細頸瓶(glass vial)混合量子點溶液以及0.3mL的紅色濾色器、綠色濾色器以及藍色濾色器(Dongjin Semichem Co.,Ltd.，DCR-TR711R、DCR-TR711G以及DCR-TR711B)來製備了紅色、綠色以及藍色的閃鋅礦量子點溶液。
在異丙醇以及丙酮(1：1)環境中，對石英玻璃基板進行100分鐘的超聲波處理來進行清洗，之後在氮氣氛下進行乾燥，之後在1cm2的石英玻璃基板上分別均勻地塗敷紅色、綠色以及藍色的閃鋅礦量子點後，在室溫下進行乾燥。
對本發明實施例的藍色閃鋅礦結構量子點、綠色閃鋅礦 結構量子點、紅色閃鋅礦結構量子點的高倍透射電子顯微鏡圖像進行了分析，圖2a示出藍色閃鋅礦量子點(ZnSe/ZnS)的高倍透射電子顯微鏡檢測圖像，圖2b示出綠色閃鋅礦量子點(InP/ZnSe/ZnSeS/ZnS)的高倍透射電子顯微鏡檢測圖像，圖2c示出紅色閃鋅礦量子點(InP/ZnSe/ZnS)的高倍透射電子顯微鏡檢測圖像，參照圖2a至圖2c，可確認到形成了藍色閃鋅礦量子點、綠色閃鋅礦量子點以及紅色閃鋅礦量子點。
圖3a示出藍色閃鋅礦量子點(ZnSe/ZnS)的X射線衍射分析結果和選區電子衍射圖像，圖3b示出綠色閃鋅礦量子點(InP/ZnSe/ZnSeS/ZnS)的X射線衍射分析結果和選區電子衍射圖像，圖3c示出紅色閃鋅礦量子點(InP/ZnSe/ZnS)的X射線衍射分析結果和選區電子衍射圖像。參照圖3a至圖3c，可確認到藍色閃鋅礦量子點、綠色閃鋅礦量子點以及紅色閃鋅礦量子點的結晶大小(crystal size)分別為7.43nm、5.12nm以及7.07nm。
圖4a為示出藍色閃鋅礦量子點的吸光度以及光致發光(PL，0.005至0.07wt%，under 325nm wavelength)檢測結果的圖表，圖4b為示出綠色閃鋅礦量子點的吸光度以及光致發光檢測結果的圖表，圖4c為示出紅色閃鋅礦量子點的吸光度以及光致發光檢測結果的圖表。
參照圖4a，藍色閃鋅礦量子點吸收波長為300nm至500nm的光，當通過紫外-可見光譜法(UV-visible spectroscopy)檢測時，隨著藍色閃鋅礦量子點的濃度(wt%)提高了吸光度。藍 色閃鋅礦量子點的PL為444nm，半高寬(full width at half maximum，FWHM)為19nm，光致發光-量子效率(photoluminescence-quantum yield，PL-QY)為41%。
參照圖4b，綠色閃鋅礦量子點吸收波長為300nm至550nm的光，當通過紫外-可見光譜法檢測時，隨著藍色閃鋅礦量子點的濃度提高了吸光度。綠色閃鋅礦量子點的PL為530nm，半高寬為39nm，光致發光-量子效率為85%以上。
參照圖4c，紅色閃鋅礦量子點吸收波長為300nm至650nm的光，當通過紫外-可見光譜法檢測時，隨著藍色閃鋅礦量子點的濃度提高了吸光度。紅色閃鋅礦量子點的PL為623nm，半高寬為42nm，光致發光-量子效率為73%以上。
圖5為本發明實施例的基於藍色有機發光二極體的電壓的亮度-電壓曲線圖，圖6為示出藍色有機發光二極體的光致發光光譜、不包含量子點的藍色濾色器、綠色濾色器以及紅色濾色器的透射率光譜的圖表。
參照圖5，可確認到隨著電壓的增加來增加了藍色有機發光二極體的亮度，參照圖6，不包含量子點的藍色濾色器、綠色濾色器以及紅色濾色器分別呈現出371~563nm、478~589nm以及570nm以上的透射率光譜，分別呈現出451nm、527nm以及631nm以上的透射率光譜峰值(peak)。可確認到，藍色有機發光二極體的光致發光光譜呈現出440nm的藍色光峰值和67nm的半高寬。
圖7為示出利用本發明實施例的包含閃鋅礦量子點的藍 色濾色器、綠色濾色器以及紅色濾色器的有機液晶顯示裝置的光致發光光譜的圖表。
圖8a示出利用藍色發光二極體背光源並利用藍色、綠色以及紅色的量子點提升樹脂膜的液晶顯示裝置的結構圖，圖8b為示出利用藍色發光二極體背光源並利用藍色、綠色以及紅色的量子點提升樹脂膜的液晶顯示裝置的光致發光光譜的圖表。
在表1中整理了圖7以及圖8b的結果。
Figure 109125292-A0305-02-0024-1
參照圖7、圖8b以及表1，對於利用藍色背光源並利用藍色、綠色以及紅色的量子點提升樹脂膜的液晶顯示裝置而言，為了形成量子點提升膜，將形成利用樹脂進行的膜化工序，利用於膜化的樹脂透射為約90%，因而將產生約10%的藍色背光源光源能量損失。與之相比，本發明實施例的有機發光顯示裝置不產生膜化工序，因而不使用樹脂，從而可克服基於樹脂而產生的光源能量損 失。
圖9a為利用白色有機發光二極體背光源並利用包含量子點的濾色器的有機發光顯示裝置的結構圖，圖9b為利用白色有機發光二極體背光源並利用包含量子點的濾色器的有機發光顯示裝置的光致發光光譜的圖表。在表2中整理了圖7以及圖9b的結果。
Figure 109125292-A0305-02-0025-2
參照圖7、圖9b以及表2，對於利用白色有機發光二極體背光源並利用包含量子點的濾色器的有機發光顯示裝置而言，確認到在綠色和紅色產生50nm以上的串擾，這將導致如下的問題，即，白色有機發光二極體背光源因藍色峰值和黃色峰值而使得黃色峰值光譜能量(spectrum energy)變得廣泛，最終因綠色和紅色的寬峰值光譜(broad peak spectrum)而產生G-R串擾(G-R cross-talk)，由此導致亞瑟再生性下降。
圖10為示出對於圖7中的有機發光顯示裝置和圖9b中的有機發光顯示裝置的CIE 1931顏色空間的圖像。
參照圖10，對於本發明實施例的有機發光顯示裝置中的藍色有機發光二極體背光源而言，採用了在三原色量子點分別吸收藍色光源來發出三原色的能量下移概念，但對於利用白色有機發光二極體背光源並利用包含量子點的濾色器的有機發光顯示裝置中的白色有機發光二極體背光源而言，紅色量子點可吸收藍色能量帶和黃色能量帶，但綠色量子點和藍色量子點將因能量吸收區域的減少而產生背光源光源損失。
圖11a為利用藍色有機發光二極體背光源並利用藍色、綠色以及紅色的量子點提升膜的有機液晶顯示裝置的結構圖，圖11b為示出利用藍色有機發光二極體背光源並利用綠色以及紅色的量子點提升膜的有機液晶顯示裝置的光致發光光譜的圖表，圖12為示出利用藍色有機發光二極體和綠色以及紅色的量子點提升膜的有機發光顯示裝置(圖11a以及圖11b中的有機液晶顯示裝置)以及本發明實施例的利用包含閃鋅礦量子點的濾色器的有機發光顯示裝置的CIE 1931顏色空間的圖像。
在表3中整理了圖7、圖11b以及圖12的結果。
Figure 109125292-A0305-02-0026-3
Figure 109125292-A0305-02-0027-4
參照圖7、圖11b、圖12以及表3，在利用量子點提升膜的有機發光顯示裝置在藍色和綠色產生37nm的串擾，但在本發明實施例的有機發光顯示裝置中，將不產生串擾。並且，可確認到，本發明實施例的有機發光顯示裝置以120.8%(NTSC)以及90.4%(Rec.2020)來呈現出優秀的顏色再現性。
110:下部基板
120:有機發光器件
130:濾色層
130R:紅色濾色器
130G:藍色濾色器
130B:藍色濾色器
131、132、133:量子點
140:上部基板

Claims (8)

  1. 一種有機發光顯示裝置，其中，包括：下部基板，在表面設置有驅動電晶體；有機發光器件，與上述驅動電晶體相聯動；以及三原色濾色層，形成于上述有機發光器件上，設置有通過吸收光來發出特定波長範圍的可見光的量子點，上述三原色濾色層包括具有發出紅色光的第一量子點的紅色濾色器、具有發出綠色光的第二量子點的綠色濾色器以及具有發出藍色光的第三量子點的藍色濾色器，上述第二量子點包括InP/ZnSe/ZeSnS/ZnS芯殼結構的綠色量子點，上述第三量子點包括ZnSe/ZnS芯殼結構的藍色量子點。
  2. 如請求項1之有機發光顯示裝置，其中，上述有機發光器件為藍色有機發光二極體。
  3. 如請求項1之有機發光顯示裝置，其中，上述量子點使得從上述有機發光器件入射的光實現能量下移。
  4. 如請求項1之有機發光顯示裝置，其中，上述第一量子點包括閃鋅礦結構。
  5. 如請求項1之有機發光顯示裝置，其中，上述第一量子點包含CdS、CdSe、CdTe、ZnS、ZnSe、ZnTe、HgS、HgSe、HgTe、CdSeS、CdSeTe、CdSTe、ZnSeS、ZnSeTe、ZnSTe、HgSeS、HgSeTe、HgSTe、CdZnS、CdZnSe、CdZnTe、CdHgS、CdHgSe、CdHgTe、HgZnS、HgZnSe、HggZnTe、CdZnSeS、CdZnSeTe、CdZnSTe、 CdHgSeS、CdHgSeTe、CdHgSTe、HgZnSeS、HgZnSeTe、HgZnSTe、GaN、GaP、GaAs、AlN、AlP、AlAs、InN、InP、InAs、GaNP、GaNAs、GaPAs、AlNP、AlNAs、AlPAs、InNP、InNAs、InPAs、GaAlNP、GaAlNAs、GaAlPAs、GaInNP、GaInNAs、GaInPAs、InAlNP、InAlNAs、InAlPAs以及它們的組合中的至少一個。
  6. 如請求項1之有機發光顯示裝置，其中，上述第一量子點包括芯/單一殼結構、芯/多重殼結構以及合金結構中的至少一種結構。
  7. 如請求項1之有機發光顯示裝置，其中，上述第一量子點包括InP/ZnSe/ZnS芯殼結構的紅色量子點。
  8. 如請求項1之有機發光顯示裝置，其中，根據上述量子點的濃度控制上述濾色層的吸光度。
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