[发明专利]OLED像素结构

说明书

技术领域

本发明涉及有机电致发光显示器件制作领域，尤其涉及一种OLED像素结构。

背景技术

平面显示器件具有机身薄、省电、无辐射等众多优点，得到了广泛的应用。现有的平面显示器件主要包括液晶显示器件(Liquid Crystal Display，LCD)及有机电致发光显示器件(Organic Light Emitting Display，OLED)。

有机电致发光器件由于同时具备自发光，不需背光源、对比度高、厚度薄、视角广、反应速度快、可用于挠曲性面板、使用温度范围广、构造及制程较简单等优异之特性，被认为是下一代的平面显示器新兴应用技术。从使用的有机电致发光材料的分子量来看，有机电致发光器件分为小分子有机电致发光器件(OLED)和高分子电致发光器件(PLED)，由于分子量的不同，有机电致发光器件的制程也有很大的区别，OLED主要通过热蒸镀方式制备，PLED通过旋涂或者喷墨打印方式制备。

OLED通常包括：基板、置于基板上的ITO透明阳极、置于ITO透明阳极上的空穴注入层(HIL)、置于空穴注入层上的空穴传输层(HTL)、置于空穴传输层上的发光层(EML)、置于发光层上的电子传输层(ETL)、置于电子传输层上的电子注入层(EIL)以及置于电子注入层上的阴极。为了提高效率，发光层通常采用主/客体掺杂系统。

半导体纳米晶(semiconductor nanocrystals,缩写NCs)，是指尺寸为1-100nm的半导体纳米晶粒。由于半导体纳米晶的尺寸小于其体材料的激子波尔半径，表现出强的量子限域效应，准连续的能带演变为类似于分子的分立能级结构，呈现出新的材料性质，因此也称为量子点(quantum dots，缩写QDs)。由于外部能量的激发(光致发光，电致发光，阴极射线发光等)，电子从基态跃迁到激发态。处于激发态的电子和空穴可能会形成激子。电子与空穴发生复合，最终弛豫到基态。多余的能量通过复合和弛豫过程释放，可能辐射复合发出光子。

量子点发光二极管(Quantum Dots Light Emitting Diodes，QD-LEDs)具有重要的商业应用的价值，在最近十年引起人们强烈的研究兴趣。事实上，QD-LEDs相对于有机发光二极管(Organic Light Emitting Diodes，OLEDs)有很多的优势：(1)量子点发光的线宽在20-30nm之间，相对于有机发光>50nm的发光，FWHM要窄，这对于现实画面的色纯度起关键的作用。(2)无机材料相对于有机材料表现出更好的热稳定性。当器件处于高亮度或高电流密度下，焦耳热是使器件退化的主要原因。由于优异的热稳定性，基于无机材料的器件将表现出长的使用寿命。(3)由于红绿蓝三基色有机材料的寿命不同，OLEDs显示器的颜色将随时间变化。然而，用同一种材料合成不同尺寸的量子点，由于量子限域效应，可以实现三基色的发光。同一种材料可以表现出相似的退化寿命。(4)QD-LEDs可以实现红外光的发射，而有机材料的发光波长一般小于1微米。(5)对于量子点没有自旋统计的限制，其外量子效率(external quantum efficiency，EQE)有可能达到100％。QD-LED的EQE可以表示为：η_Ext＝η_r*η_INT*η*η_OUT。其中η_r是电子和空穴形成激子的几率，η_INT是内量子效率，即发光量子产率(PL QY),η是辐射跃迁的几率，η_OUT是外耦合的效率。有机荧光染料η_r的限制是25％，其中单重态与三重态的形成比例是1:3，只有单重态激子的复合导致发光。然而，由于自旋轨道耦合，有机磷光材料的η_r大于25％。值得一提的是有机磷光材料导致了母体材料的退化。平面发光器件的η_OUT大约在20％左右，可以通过微腔结构提高外耦合效率。对于QD-LEDs，其η_INT可以达到100％，同时当电子和空穴能级适合时，其η_r也可以达到100％。