CN107958961A - 串联量子点发光器件、面板即显示器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及LCD显示器制造领域,一种串联式量子点发光器件,利用层叠的P型电荷生成层和N型电荷生成层,只通过一对电极就实现QLED器件结构与OLED器件结构的串联,两种二极管发光器件相互结合,取长补短,形成一个串联的具有窄半峰宽、高色彩饱和度、高出光效率的发光器件。
Description
技术领域
本发明涉及显示器领域,尤其涉及一种串联的量子点发光器件。
背景技术
有机电致发光二极管(OLED)由于其具有自发光、反应快、视角广、亮度高、轻薄等优点,其潜在的市场前景被业界看好,已经被公认为是第三代显示技术的代表。而量子点发光二极管(QLED)由于其光色纯度高、发光量子效率高、发光颜色易调等优点,近年来成了OLED的有力竞争者。在平板显示领域,OLED和QLED是未来高端显示技术研究的热点。
具体而言,量子点发光材料具有出射光颜色饱和、波长可调、极窄半峰宽、电致发光效率很高且可以溶液制程、可用于柔性器件等优点,被认为是下一代显示技术的有力竞争者。然而虽然近年来量子点发光二极管发展速度迅猛,但是离日趋成熟可用于量产的OLED技术在效率和寿命上仍有极大差异。如何有效提高QLED器件的发光效率成为目前亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于使QLED器件拥有极高的色彩饱和度的同时也拥有极高的发光效率,因而提供一种杂化串联的QLED器件结构,具体包括如下技术方案:
一种串联量子点发光器件,各组件均为层叠设置,包括第一电极和第二电极;设置于所述第一电极和第二电极之间的第一发光单元和第二发光单元;设置于第一发光单元和第二发光单元之间的电荷生成层;所述第一发光单元包含量子点发光层,所述第二发光单元包含有机发光层。
其中,所述第一电极用于提供阳极,所述第二电极用于提供阴极。
其中,所述第一发光单元位于所述第一电极一侧。
其中,所述电荷生成层包括N型电荷生成层和P型电荷生成层。
其中,所述N型电荷生成层和所述P型电荷生成层由不同的材料形成。
其中,所述N型电荷生成层位于所述第一电极一侧。
其中,在靠近所述第一电极一侧,所述第一发光单元还依次包括空穴注入层、空穴传输层和电子传输层,所述量子点发光层位于所述空穴传输层和所述电子传输层之间。
其中,在靠近所述第二电极一侧,所述第二发光单元还依次包括电子注入层、电子传输层和空穴传输层,所述有机发光层位于所述电子传输层和所述空穴传输层之间。
其中,所述N型电荷产生层的材料为ZnO、TiO或BPhen:Cs2CO3中的一种;所述P型电荷产生层的材料为中性PEDOT、MoOx、WOx、C60或HATCN中的一种。
本发明还涉及一种显示面板,包含上述串联量子点发光器件。
本发明也同时涉及一种显示器,采用了上述显示面板。
本发明串联量子点发光器件,利用层叠的P型电荷生成层和N型电荷生成层,通过一对电极将QLED器件结构与OLED器件结构串联起来,将两种二极管发光器件相结合,互相取长补短,形成一个串联的具有窄半峰宽、高色彩饱和度、高出光效率的发光器件。
附图说明
图1是本发明串联量子点发光器件的示意图;
图2是本发明串联量子点发光器件的能带示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
请参阅图1的串联量子点发光器件100,在TFT基板10上,依次层叠设置第一电极20、第一发光单元30、电荷生成层40、第二发光单元50和第二电极60。即所述第一发光单元30、所述电荷生成层40和所述第二发光单元50设置于所述第一电极20和所述第二电极60之间,同时所述电荷生成层40设置于所述第一发光单元30和所述第二发光单元50之间。所述第一发光单元30内含量子点发光层33,所述第二发光单元50包含有机发光层53。
出于所述第一发光单元30和所述第二发光单元50的工作特点,需要在所述第一发光单元30或所述第二发光单元50的两端形成相对的能带差(见图2),对于有机材料来说,在已占有电子的能级最高的轨道与未占有电子的能级最低的轨道之间的能带范围称之为能带。在一定的电压驱动下,电子从阴极出发,通过能级差相近的未占有电子的能级最低轨道从低能带往高能带移动,空穴则从阳极注入,通过相邻材料能带势垒低的已占有电子的能级最高轨道从高能带往低能带移动,通过图2可以了解到,当所述第一电极20和所述第二电极60开始提供空穴和/或电子时,因为相对的能带差而产生空穴和/或电子的相向流动,最后在所述量子点发光层33或所述有机发光层53内产生结合,从而实现发光。
本发明因为所述电荷生成层40的引入,在所述第一电极20和所述第二电极60之间形成两组相对的能带差,分别供所述第一发光单元30和所述第二发光单元50实现发光。即所述第一发光单元30通过所述量子点发光层33发光,所述第二发光单元50通过所述有机发光层53发光,本发明所述串联量子点发光器件100因此实现了一对电极下同时串联所述第一发光单元30和所述第二发光单元50两种二极管发光器件的目的。第一发光单元30和所述第二发光单元50均为QLED器件。QLED器件本身有极窄的半峰宽,波长易调控,且色彩饱和度超过100%NTSC色域,但是器件发光效率相对OLED来说较低,通过在QLED器件上串联OLED电致发光结构,可以在保证半峰宽不会显著增加,色彩饱和度不会显著下降的同时,提升器件的出光效率,结合了两种电致发光器件的优点,使器件的出光效率得到极大提升。
可以理解的,所述第一电极20和所述第二电极60需要一个提供阴极,一个提供阳极。在本实施例中,所述第一电极20用于提供阳极,材料可以为ITO氧化铟锡(IndiumTinOxide)、IZO氧化铟锌等TCO透明导电氧化物,可以通过磁控溅射成膜,膜厚在20nm到200nm之间;所述第二电极20用于提供阴极,材料可以为金(Au)、银(Ag)、铝(Al)、钼(Mo)、镁(Mg)等或其合金,可以通过真空蒸镀方法成膜,膜厚在50nm到1000nm之间。
对于第一发光单元30来说,如果其结构活性层与金属极直接接触,会造成成膜面不均匀而影响载流子传输的现象,为此,所述第一发光单元30被设置于靠近所述第一电极20,从而使得所述第一发光单元30与所述电荷生成层40连接,避开作为阴极金属极的所述第二电极20,可以有效提高器件的出光效率。
对于所述电荷生成层40,可以设置为包括N型电荷生成层41和P型电荷生成层42叠加形成。所述N型电荷产生层41为N型电子传输材料或N型掺杂电子传输材料,所述N型电荷产生层41的材料为ZnO、TiO或BPhen:Cs2CO3中的一种,可以采用蒸镀成膜法制备,膜厚在1nm到100nm之间;所述P型电荷产生层42为P型空穴传输材料或P型掺杂空穴传输材料,所述P型电荷产生层42的材料为中性PEDOT、MoOx、WOx、C60或HATCN中的一种,可以采用蒸镀成膜法制备,膜厚在1nm到100nm之间。所述N型电荷生成层41和所述P型电荷生成层42可以由相同材料制成,这样可以消除所述N型电荷生成层41和所述P型电荷生成层42之间的界面,由此提高本发明所述串联量子点发光器件100的寿命。所述N型电荷生成层41和所述P型电荷生成层42也可以由不同材料制成,在转移或移动电子或空穴的载体的传送效率方面具有优势。
所述N型电荷生成层41被构造为向所述第一发光层30注入电子,因此所述N型电荷生成层41需要位于所述第一电极20一侧。相应的,所述P型电荷生成层42被构造为向所述第二发光层40注入空穴,因此所述P型电荷生成层位于靠近所述第二电极60一侧。
具体的,在靠近所述第一电极20一侧,所述第一发光单元30还依次包括空穴注入层31、空穴传输层32和电子传输层34,所述量子点发光层33位于所述空穴传输层32和所述电子传输层34之间,所述第一电极20和所述N型电荷生成层41分别向所述量子点发光层33提供空穴和电子,所述空穴注入层31促进所述第一电极20的空穴注入,所述空穴传输层32和所述电子传输层34分别完成空穴和电子的传输动作。
所述空穴注入层31可以选择材料PEDT:PSS,即聚(3,4-乙烯基二氧噻吩)聚(苯乙烯磺酸盐)的水性分散体,通过喷墨打印法成膜,膜厚在1nm到100nm之间。所述空穴传输层32可以选择材料PVK,即聚乙烯基咔唑,也通过喷墨打印法成膜,膜厚在1nm到100nm之间。所述量子点发光层33可以选择一定比例混合的CdZnSe和ZnS形成一定浓度的量子点溶液,并加入合适的添加剂使其满足喷墨打印法的要求,最后通过喷墨打印成膜,膜厚在1nm到100nm之间。所述电子传输层34可以由ZnMgO材料制成。
具体的,在靠近所述第二电极60一侧,所述第二发光单元50还依次包括电子注入层51、电子传输层52和空穴传输层54,所述有机发光层53位于所述电子传输层52和所述空穴传输层54之间,所述P型电荷生成层42和所述第二电极60分别向所述有机发光层53提供空穴和电子,所述电子注入层51促进所述第二电极60的空穴注入,所述电子传输层52和所述空穴传输层54分别完成电子和空穴的传输动作。
所述电子注入层51材料可以为氟化锂(LiF),采用蒸镀成膜法制备,膜厚在0.5nm到10nm之间。所述电子传输层52材料可以为1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯,采用蒸镀成膜法制备,膜厚在1nm到100nm之间。所述有机发光层53还可以设置为蓝光有机发光层,以弥补QLED显示器件的蓝光发光效率不高问题,材料可以为PFO,采用蒸镀成膜法制备,膜厚在1nm到100nm之间。所述空穴传输层54的材料可以为NPB,采用蒸镀成膜法制备。
本发明还涉及一种显示面板,包含上述串联量子点发光器件100。因为所述串联量子点发光器件100同时串联了OLED发光器件和QLED发光器件,因而本量子点发光器件100兼具了二者的优点。既具有窄半峰宽、易于调控、高色彩饱和度,又具备了较高的出光效率。采用本发明显示面板的显示器,也可以因此同时拥有极高的色彩饱和度和极高的发光效率。
以上所述的实施方式,并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等,均应包含在该技术方案的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种串联量子点发光器件,其特征在于:包括依次层叠设置的第一电极、第一发光单元、电荷生成层、第二发光单元及第二电极,所述第一发光单元包含量子点发光层,所述第二发光单元包含有机发光层;所述电荷生成层用于为所述第一发光单元和所述第二发光单元提供空穴和/或电子,以实现所述第一发光单元和所述第二发光单元的串联。
2.如权利要求1所述串联量子点发光器件,其特征在于,所述电荷生成层包括层叠设置的N型电荷生成层和P型电荷生成层。
3.如权利要求2所述串联量子点发光器件,其特征在于,所述N型电荷生成层位于所述P型电荷生成层和所述第一发光单元之间。
4.如权利要求3所述串联量子点发光器件,其特征在于,所述N型电荷生成层和所述P型电荷生成层由不同的材料形成。
5.如权利要求4所述串联量子点发光器件,其特征在于,所述第一电极用于提供阳极,所述第二电极用于提供阴极。
6.如权利要求5所述串联量子点发光器件,其特征在于,所述第一发光单元包括依次层叠的空穴注入层、空穴传输层和电子传输层,所述量子点发光层位于所述空穴传输层和所述电子传输层之间,所述空穴注入层位于所述第一电极和所述空穴传输层之间。
7.如权利要求5所述串联量子点发光器件,其特征在于,所述第二发光单元还依次包括层叠的电子注入层、电子传输层和空穴传输层,所述有机发光层位于所述电子传输层和所述空穴传输层之间,所述电子注入层位于所述第二电极和所述电子传输层之间。
8.如权利要求4所述串联量子点发光器件,其特征在于,所述N型电荷产生层的材料为ZnO、TiO或BPhen:Cs2CO3中的一种;所述P型电荷产生层的材料为中性PEDOT、MoOx、WOx、C60或HATCN中的一种。
9.一种显示面板,其特征在于,包含权利1~8任意一项所述串联量子点发光器件。
10.一种显示器,其特征在于,采用了权利要求9所述显示面板。
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