專利名稱：一種量子點發光二極管顯示器件及顯示裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及平板顯示技術領域，尤其涉及一種量子點發光二極管顯示器件及顯示
>J-U ρ α裝直。
背景技術：
有機發光二極管(OLED)顯示器由于具備輕薄、寬視角、響應速度快、高對比度等優點，近年來越來越多的應用于平板顯示中。采用發藍光的OLED結合光色轉換(ColorConversion)材料是實現OLED全彩化的技術之一，目前使用的光色轉換材料主要為能被藍光激發的無機摻雜體系材料:①摻Ce釔鋁石榴石；②摻Eu堿土金屬硅酸鹽；③稀土離子摻雜的硅基氮化物或氮氧化物。然而，這些光色轉換材料通常存在色純度及效率偏低的問題。量子點(Quantum Dots, QDs),又可以稱納米晶，是一種由II — VI族或III — V族元素組成的納米顆粒。量子點的粒徑一般介于I 20nm之間，由于電子和空穴被量子限域，連續的能帶結構變成具有分子特性的分立能級結構，受激后可以發射熒光。量子點的發射光譜可以通過改變量子點的尺寸大小來控制。通過改變量子點的尺寸和它的化學組成可以使其發射光譜覆蓋整個可見光區。以CdTe量子點為例，當它的粒徑從2.5nm生長到4.0nm時，它們的發射波長可以從510nm紅移到660nm。量子點的熒光強度和穩定性都很好，目前，利用量子點的發光特性，可以將量子點作為分子探針應用于熒光標記，也可以應用于顯示器件中，作為液晶顯示屏的背光模組的發光源，在受到藍光LED燈激發后發出的光與藍光混色形成白光，其具有較大的色域，能提高畫面品質。而現有技術中還沒有將量子點應用于發光二極管顯示器件中的設計。
發明內容
本發明實施例提供了一種量子點發光二極管顯示器件及顯示裝置，用以提高顯示器件的色純度以及發光效率。本發明實施例提供的一種量子點發光二極管顯示器件，所述顯示器件內設置有多個像素單元，每個所述像素單元均具有多個顯示不同顏色的亞像素單元，所述顯示器件包括:襯底基板；設置于所述襯底基板上、且位于各像素單元的亞像素單元的電致發光結構；設置于各像素單元的至少一個顏色的亞像素單元、且位于所述電致發光結構的出光側的單色量子點層，所述單色量子點層在受到所述電致發光結構發出的光激發后發射對應所述亞像素單元顏色的單色光。本發明實施例提供的一種顯示裝置，包括本發明實施例提供的量子點發光二極管顯示器件。本發明實施例的有益效果包括:
本發明實施例提供的一種量子點發光二極管顯示器件及顯示裝置，在各像素單元的亞像素單元設置電致發光結構，在各像素單元的至少一個顏色的亞像素單元且位于電致發光結構的出光側設置單色量子點層，單色量子點層在受到電致發光結構發出的光激發后發射對應亞像素單元顏色的單色光。本發明實施例采用量子點代替現有的無機摻雜體系作為光色轉換材料，量子點在被電致發光結構發出的光激發后能發出單色光，由于量子點發射光譜窄并且發光效率高，能夠提高組成像素單元的各亞像素單元的色純度，從而提高顯示器件的顯示品質。并且，由于單色量子點層中的各粒子可以散射電致發光結構發出的光，相對于無機摻雜體系材料可以提高光色轉換的透光率，從而提高顯示器件的發光效率。
圖1a-圖1c分別為本發明實施例提供的量子點發光二極管顯示器件的結構示意圖；圖2為本發明實施例提供的顯示器件中的驅動電路的結構示意圖；圖3a為光線在現有顯示器件中的折射示意圖；圖3b為光線在本發明實施例提供的顯示器件中的折射示意圖；圖4為本發明實施例提供的具有彩色濾光層的量子點發光二極管顯示器件的結構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖，對本發明實施例提供的量子點發光二極管顯示器件及顯示裝置的具體實施方式
進行詳細地說明。其中，附圖中各層薄膜厚度和區域形狀不反映的真實比例，目的只是示意說明本發明內容。本發明實施例提供的一種量子點發光二極管顯示器件，如圖1a和圖1b所示，在顯示器件內設置有多個像素單元，每個像素單元均具有多個顯示不同顏色的亞像素單元(圖中虛線框所示)，該顯示器件包括:襯底基板01;設置于襯底基板01上、且位于各像素單元的亞像素單元的電致發光結構02 ；設置于各像素單元的至少一個顏色的亞像素單元、且位于電致發光結構02的出光側的單色量子點層03，單色量子點層03在受到電致發光結構02發出的光激發后發射對應亞像素單元顏色的單色光。本發明實施例提供的量子點發光二極管顯示器件中，采用量子點代替現有的無機摻雜體系作為光色轉換材料，量子點在被電致發光結構發出的光激發后能發出對應亞像素單元顏色的單色光，由于量子點發射光譜窄并且發光效率高，能夠提高組成像素單元的亞像素單元的色純度，從而提高顯示器件的顯示品質。并且，由于單色量子點層中的各粒子可以散射電致發光結構發出的光，相對于無機摻雜體系材料可以提高光色轉換的透光率，從而提高顯示器件的發光效率。進一步地，本發明實施例提供的量子點發光二極管顯示器件為全固態顯示器件，相對于液晶顯示器件可以抗沖擊且抗低溫。
需要說明的是，本發明實施例所述的單色量子點層為位于同層，對應不同亞像素單元的不同量子點，所述不同量子點可以是量子點材料不同或者量子點尺寸不同，只要保證在對應的亞像素單元的區域量子點受激發產生單色光，其顏色與亞像素單元所要顯示的顏色相同即可，即所述量子點層為在同種顏色的亞像素單元區域的量子點相同，在不同顏色的亞像素單元的區域量子點不同，但各個區域的量子點受激發都是僅能發出單色光，因此，將由量子點形成的該層稱為單色量子點層。具體地，本發明實施例提供的上述量子點發光二極管顯示器件中的電致發光結構，可以是有源驅動，即位于每個亞像素單元的電致發光結構都由單獨的電子元件控制實現獨立驅動，如由TFT (thin film transistor,薄膜晶體管)作為開關器件,也可以是無源驅動，在此不做限定。并且，在有源驅動的驅動電路中的各TFT器件，在具體實施時，可以是a-Si TFT、oxide TFT, LTPS-TFT (低溫多晶硅)或 HTPS-TFT (高溫多晶硅)。在本發明實施例提供的下述量子點發光二極管顯示器件中都是以有源驅動為例進行說明。具體地，本發明實施例提供的上述量子點發光二極管顯示器件中的電致發光結構02，如圖1a和圖1b所示，具體可以包括:依次設置在襯底基板01上的第一電極021，發光層022以及第二電極023。在具體實施時，與各第一電極021連接的驅動電路04—般設置在第一電極021與襯底基板01之間，驅動電路04如圖2所示，具體可以包括以下膜層:先通過沉積、濺射等工藝成膜再采用曝光、顯影、刻蝕等工藝依次在襯底基板上形成的柵極011、柵極絕緣層012、有源層013、歐姆接觸層014、源漏極015以及絕緣層016。當然，驅動電路04的具體結構也可以包括其他膜層或者不包括歐姆接觸層等，對于這些結構的變形，在此不做限定。在具體實施時，電致發光結構02，至少包括:依次設置在襯底基板01上的第一電極021，發光層022以及第二電極023。其中第一電極021—般為陽極，可以為ITO薄膜(Indium Tin Oxides,氧化銦錫),一般為透明電極,第二電極一般為陰極,可以為金屬層,根據電致發光結構02出光方向的不同，金屬層可以為半透明或者不透明，當然，在其他一些結構的變形中，第一電極可以為陰極，第二電極可以為陽極，即陰極位于襯底基板上驅動電路的上方，陽極位于陰極的上方，這些本發明均不做限定。除上述三層之外，電致發光結構02還可以包括其他的層，如電子注入層、電子傳輸層、空穴注入層、空穴傳輸層以及空穴阻擋層等，這些結構的變形，本發明也不做限定。在具體實施時，如圖1a所示，電致發光結構02可以為頂部發光型，即第二電極023所在的一側為電致發光結構02的出光側，單色量子點層03位于第二電極023之上。在頂部發光型的電致發光結構中，由于需要發光層022發出的光從第二電極023所在一側出射，因此，第二電極023—般為能夠透光的透明導電材料,例如ΙΤ0,第一電極021 —般為能夠反射光的不透明金屬。并且，在采用頂部發光型時，襯底基板01可以由不透明的金屬制成，也可以由玻璃或柔性材質制成。驅動電路04調節輸入到各第一電極021的電壓，從而調節發光層022從第二電極023處出射的發光強度，以控制各單色量子點層03的發光效率，通過不同單色量子點層03發光強弱的變化實現全彩色顯示。并且，在具體實施時，為了避免第二電極023上加載的電流電致激發量子點發光，對光致激發量子點發光產生干擾，可以在第二電極023與單色量子點層03之間設置絕緣層(圖中未示出)。 在具體實施時，如圖1b所示，電致發光結構02還可以為底部發光型，即第一電極021所在的一側為電致發光結構02的出光側，單色量子點層03位于第一電極021與襯底基板01之間，并且一般都位于驅動電路04與襯底基板01之間。在底部發光型的電致發光結構中，由于需要發光層022發出的光從第一電極021所在一側出射，因此，第一電極021 —般為能夠透光的透明導電材料，例如ITO,第二電極023 —般為能夠反射光的不透明金屬。驅動電路04調節輸入到各第一電極021的電壓，從而調節發光層022從第一電極021處出射的發光強度，以控制各單色量子點層的發光效率，通過不同單色量子點層發光強弱的變化實現全彩色顯示。頂部發光型的顯不器件相對于底部發光型，由于驅動電路04—般設置在第一電極021襯底基板01之間，頂部發光型的出光側無遮光層(即遮擋驅動電路04部分的擋光層)的阻擋，相對于底部發光型，像素開口率較高，有利于增大顯示器件的透光率，并能減小顯示器件的功耗。進一步地，如圖1a和圖1b所示，在位于各亞像素透光區域的單色量子點層03之間可以通過黑矩陣05隔開，避免不良串色，黑矩陣05的材料通常為含有碳黑的聚合物或樹脂。在具體實施時，在電致發光結構中的發光層022可以為發射藍光的材料，例如可以電致激發發出藍光的GaN無機材料，也可以為有機材料。在選用能夠發出藍光的電致發光結構激發各單色量子點層03時，較佳地，如圖1a和圖1b所示，還可以直接利用藍光作為組成像素單元的原色之一，即若每個像素單元均具有顯示N個顏色的亞像素單元，其中N-1個顏色的亞像素單元分別設置有單色量子點層，I個亞像素單元不設置單色量子點層，電致發光結構發出的藍光直接作為該亞像素單元的原色，N為大于等于2的正整數。當N等于2時，組成一個像素單元的兩個亞像素單元的顯示顏色可以分別為橙色和藍色。例如:由藍、紅和綠3種原色組成一個像素單元，其中一個亞像素單元處不設置單色量子點層，即為過孔結構，電致發光結構發出的藍光未經單色量子點層直接出射，另外2個亞像素單元處分別設置有發紅光的單色量子點層以及發綠光的單色量子點層。在具體實施時，也可以選用能夠發出紫外光的材料作為電致發光結構中發光層的材料，該材料可以是無機材料，也可以是有機材料，在此不做限定。在選用能夠發出紫外光的電致發光結構激發各單色量子點層03時，如圖1c所示，每個像素單元的多個亞像素單元需要均設置有單色量子點層03。在具體實施時，可以由3色或3色以上的原色組成一個像素單元，在此不做限定。在采用3色以上的原色組成一個像素單元時，相對于由傳統的紅綠藍三原色組成一個像素單元，可以提高顯示器件的色域，增強色彩飽和度，提高了顯示器件的顯示品質。并且，組成一個像素單元的各單色量子點層在受到電致發光結構發出的光激發后可以發出紅光、綠光、黃光、橙光或青光等單色光，以實現全色彩顯示。具體地，單色量子點層的材料可以選用 I1-VI 族的 CdS、CdSe、CdTe、ZnO、ZnSe、ZnTe 和 II1-V 族 GaAs、GaP、GaAs、GaSb> HgS> HgSe> HgTe> InAs> InP、InSb、AlAs、A1P、AlSb 等材料。通過控制量子點的粒徑來控制量子點的發光波段，例如以ZnS為例，發射紅光的量子點尺寸主要在9 10nm，發射黃光量子點尺寸8nm,發射綠光的量子點尺寸在7nm。
并且，由于量子點的粒徑在納米量級，和光波在同一數量級，采用量子點材料作為光色轉換材料，量子點粒子可以散射發光層發出的光，相對于無機摻雜體系材料可以提高光色轉換的透光率，提高顯示器件的發光效率。具體地，如圖3a和圖3b所示，以頂部發光型為例，設發光層022、第二電極023、常規作為光色轉換的無機摻雜體系材料層06以及單色量子點層03的折射率相同，為nl，該折射率nl通常大于空氣的折射率n0。當光線由光密介質向光疏介質傳播時，當入射角達到某一臨界角度時，將不會有折射光線發出，此時發生全反射現象。設折射率為nl的發光層022、第二電極023、無機摻雜體系材料層06及單色量子點層03的臨界角為i2，入射角為il〈i2〈i3的三條光線1、2和3，如圖3a所示，在由無機摻雜材料層06作為光色轉換材料的顯示器件中，由于無機摻雜體系材料的顆粒較大，不具有散射作用，只有光線I能透射出顯示器件，光線2和3發生全反射現象，不能透射出顯示器件，使得采用無機摻雜材料層06作為光色轉換的顯示器件光透過率偏低。入射角為il〈i2〈i3的三條光線1、2和3，如圖3b所示，在由單色量子點層03作為光色轉換的顯示器件中，由于量子點材料具有散射作用，光線1、2和3都能透射出顯示器件，提高了顯示器件的光透過率。進一步地，為了增加顯示器件中各像素單元發光的色純度，在顯示器件中，如圖4所示，還可以包括:設置于各亞像素單元的出光側，且對應各亞像素單元顏色的彩色濾光層07，彩色濾光層07可以濾掉除了亞像素單元顯示顏色的單色光以外顏色的雜光，提高各亞像素單元的色純度。基于同一發明構思，本發明實施例還提供了一種顯示裝置，包括本發明實施例提供的上述量子點發光二極管顯示器件，由于該裝置解決問題的原理與前述一種量子點發光二極管顯示器件相似，因此該裝置的實施可以參見其的實施，重復之處不再贅述。本發明實施例提供的一種量子點發光二極管顯示器件及顯示裝置，在各像素單元的亞像素單元設置電致發光結構，在各像素單元的至少一個顏色的亞像素單元且位于電致發光結構的出光側設置單色量子點層，單色量子點層在受到電致發光結構發出的光激發后發射對應亞像素單元顏色的單色光。本發明實施例采用量子點代替現有的無機摻雜體系作為光色轉換材料，量子點在被電致發光結構發出的光激發后能發出單色光，由于量子點發射光譜窄并且發光效率高，能夠提高組成像素單元的各亞像素單元的色純度，從而提高顯示器件的顯示品質。并且，由于單色量子點層中的各粒子可以散射電致發光結構發出的光，相對于無機摻雜體系材料可以提高光色轉換的透光率，從而提高顯示器件的發光效率。顯然，本領域 的技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和范圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬于本發明權利要求及其等同技術的范圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。
權利要求
1.一種量子點發光二極管顯示器件，所述顯示器件內設置有多個像素單元，每個所述像素單元均具有多個顯示不同顏色的亞像素單元，其特征在于，所述顯示器件包括: 襯底基板； 設置于所述襯底基板上、且位于各像素單元的亞像素單元的電致發光結構； 設置于各像素單元的至少一個顏色的亞像素單元、且位于所述電致發光結構的出光側的單色量子點層，所述單色量子點層在受到所述電致發光結構發出的光激發后發射對應所述亞像素單元顏色的單色光。
2.如權利要求1所述的顯示器件，其特征在于，所述電致發光結構包括:依次設置在所述襯底基板上的第一電極，發光層以及第二電極。
3.如權利要求2所述的顯示器件，其特征在于，所述第二電極所在的一側為所述電致發光結構的出光側，所述單色量子點層位于所述第二電極之上。
4.如權利要求2所述的顯示器件，其特征在于，所述第一電極所在的一側為所述電致發光結構的出光側，所述單色量子點層位于所述第一電極與所述襯底基板之間。
5.如權利要求2所述的顯示器件，其特征在于，所述發光層的材料為發射藍光的材料； 每個所述像素單元均具有顯示N個顏色的亞像素單元，其中N-1個顏色的亞像素單元分別設置有所述單色量子點層，N為大于等于2的正整數。
6.如權利要求2所述的顯示器件，其特征在于，所述發光層的材料為發射紫外光的材料； 每個所述像素單元的多個亞像素單元均設置有所述單色量子點層。
7.如權利要求1-6任一項所述的顯示器件，其特征在于，還包括:設置于各亞像素單元的出光側，且對應各亞像素單元顏色的彩色濾光層，所述彩色濾光層與所述單色量子點層相互絕緣。
8.如權利要求1-6任一項所述的顯示器件，其特征在于，各所述單色量子點層在受到所述電致發光結構發出的光激發后發射紅光、綠光、黃光、橙光或青光。
9.如權利要求1-6任一項所述的顯示器件，其特征在于，所述電致發光結構為有源驅動。
10.一種顯示裝 置，其特征在于，包括如權利要求1 9中任一項所述的量子點發光二極管顯示器件。
全文摘要
本發明公開了一種量子點發光二極管顯示器件及顯示裝置，在各像素單元的亞像素單元設置電致發光結構，在各像素單元的至少一個顏色的亞像素單元且位于電致發光結構的出光側設置單色量子點層，單色量子點層在受到電致發光結構發出的光激發后發射對應亞像素單元顏色的單色光。采用量子點代替現有的無機摻雜體系作為光色轉換材料，量子點在被電致發光結構發出的光激發后能發出單色光，由于量子點發射光譜窄并且發光效率高，能夠提高組成像素單元的各亞像素單元的色純度，從而提高顯示器件的顯示品質。并且，由于量子點可以散射電致發光結構發出的光，相對于無機摻雜體系材料可以提高光色轉換的透光率，從而提高顯示器件的發光效率。
文檔編號H01L51/52GK103227189SQ201310121299
公開日2013年7月31日 申請日期2013年4月9日 優先權日2013年4月9日
發明者楊明, 陳希, 蔡佩芝 申請人:北京京東方光電科技有限公司