本發(fā)明屬于量子點(diǎn)電致發(fā)光領(lǐng)域,具體涉及一種基于量子點(diǎn)電致發(fā)光器件的rgb彩色顯示器件。
背景技術(shù):
量子點(diǎn)(quantumdot)是基于量子尺寸效應(yīng)發(fā)明的新一代發(fā)光材料,發(fā)光光譜隨尺寸變化而變化。由于其合成直徑的可控和剛性結(jié)構(gòu)的限制,發(fā)光光譜半峰寬較窄,色純度高,非常適合作為高色純度的發(fā)光材料。
目前,普通的量子點(diǎn)電致發(fā)光二極管(qd-led)效率較低,原因在于量子點(diǎn)的發(fā)光屬于熒光,只能利用單線態(tài)激子,理論的內(nèi)量子效率不超過25%,還有75%的三線態(tài)激子無法得到利用,所以電流效率較低。
業(yè)界已有的解決方案為在量子點(diǎn)發(fā)光層中加入主體材料、磷光材料等增強(qiáng)能量的收集,電子和空穴在主體材料中復(fù)合,產(chǎn)生的單線態(tài)激子和三線態(tài)激子從主體材料、磷光材料傳遞給量子點(diǎn),然后量子點(diǎn)發(fā)光,提高器件的電流效率:
1)通過在量子點(diǎn)發(fā)光層中加入主體材料,電子和空穴在主體材料中復(fù)合,產(chǎn)生的單線態(tài)激子從主體材料傳遞給量子點(diǎn),然后量子點(diǎn)發(fā)光。與不添加主體材料相比,器件的外量子效率(eqe)提高了至少兩倍。
2)通過在量子點(diǎn)發(fā)光層中加入主體材料和磷光染料,電子和空穴在主體材料中復(fù)合,產(chǎn)生的單線態(tài)激子和三線態(tài)激子分別從主體材料和磷光材料傳遞給量子點(diǎn),然后量子點(diǎn)發(fā)光。將磷光染料的比例從0增加到10%左右后,發(fā)現(xiàn)器件的外量子效率(eqe)提高了約3倍。
其中,在室溫下,主體材料從三線激發(fā)態(tài)回到基態(tài)的電子躍遷非常少,其能量絕大部分以熱的形式損失掉了,其主要單線態(tài)激子從主體材料傳遞給量子點(diǎn)。由于三線激發(fā)態(tài)產(chǎn)生的幾率為單線激發(fā)態(tài)的三倍,因此相當(dāng)于75%的能量沒有被用于傳遞給量子點(diǎn)。充分利用這一能量,將有效地提高量子點(diǎn)電致發(fā)光器件的發(fā)光效率。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:現(xiàn)有技術(shù)中量子點(diǎn)電致發(fā)光二極管的效率不高,從而使得基于量子點(diǎn)電致發(fā)光器件的rgb彩色顯示器件的色域和色純度受限。
為了解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明提供了一種基于量子點(diǎn)電致發(fā)光器件的rgb彩色顯示器件,通過在量子點(diǎn)發(fā)光層中添加tadf材料,tadf材料能夠?qū)⑷€態(tài)激子轉(zhuǎn)換為單線態(tài)激子,然后通過forster熒光共振能量轉(zhuǎn)移將單線態(tài)激子傳遞給量子點(diǎn),從而提高量子點(diǎn)電致發(fā)光二極管的電流效率,達(dá)到高效率和高色純度的電致發(fā)光。本發(fā)明通過控制量子點(diǎn)的尺寸和材料,可以控制發(fā)光峰的范圍,產(chǎn)生不同顏色的電致發(fā)光。將紅綠藍(lán)或紅綠藍(lán)黃等不同顏色的發(fā)光單元形成點(diǎn)陣,實(shí)現(xiàn)高色域的彩色顯示。
本發(fā)明中所述的發(fā)光光譜均是指歸一化后的發(fā)光光譜,吸收光譜均是指歸一化后的吸收光譜。
本發(fā)明提供的基于量子點(diǎn)電致發(fā)光器件的rgb彩色顯示器件,其包括多個排列成陣列的紅色發(fā)光量子點(diǎn)電致發(fā)光器件、綠色發(fā)光量子點(diǎn)電致發(fā)光器件和藍(lán)色發(fā)光量子點(diǎn)電致發(fā)光器件,其特征在于,
所述紅色發(fā)光量子點(diǎn)電致發(fā)光器件的發(fā)光層包含紅色發(fā)光的量子點(diǎn)材料和三線態(tài)能級在1.82-2.45ev的熱活化延遲熒光材料,其中,各紅色發(fā)光量子點(diǎn)電致發(fā)光器件的發(fā)光層包含的熱活化延遲熒光材料的發(fā)光光譜與紅色發(fā)光的量子點(diǎn)材料的吸收光譜在歸一化后,波峰對應(yīng)的波長之差在50nm以內(nèi);
所述綠色發(fā)光量子點(diǎn)電致發(fā)光器件的發(fā)光層包含綠色發(fā)光的量子點(diǎn)材料和三線態(tài)能級在2.16-2.82ev的熱活化延遲熒光材料,其中,各綠色發(fā)光量子點(diǎn)電致發(fā)光器件的發(fā)光層包含的熱活化延遲熒光材料的發(fā)光光譜與綠色發(fā)光的量子點(diǎn)材料的吸收光譜在歸一化后,波峰對應(yīng)的波長之差在50nm以內(nèi);
所述藍(lán)色發(fā)光量子點(diǎn)電致發(fā)光器件的發(fā)光層包含藍(lán)色發(fā)光的量子點(diǎn)材料和三線態(tài)能級在2.63-3.44ev的熱活化延遲熒光材料,其中,各藍(lán)色發(fā)光量子點(diǎn)電致發(fā)光器件的發(fā)光層包含的熱活化延遲熒光材料的發(fā)光光譜與藍(lán)色發(fā)光的量子點(diǎn)材料的吸收光譜在歸一化后,波峰對應(yīng)的波長之差在50nm以內(nèi)。
其中,紅色發(fā)光量子點(diǎn)電致發(fā)光器件的發(fā)光層中紅色發(fā)光的量子點(diǎn)材料為發(fā)光光譜波峰對應(yīng)的波長在618-685nm的硫化鋅、氧化鋅、氮化鎵、硒化鋅、硫化鎘、硒化鎵、硒化鎘、碲化鋅、碲化鎘、砷化鎵、磷化銦和碲化鉛中的一種或其組合,紅色發(fā)光的量子點(diǎn)材料的粒徑在5-8nm之間;綠色發(fā)光量子點(diǎn)電致發(fā)光器件的發(fā)光層中綠色發(fā)光的量子點(diǎn)材料為發(fā)光光譜波峰對應(yīng)的波長在506-582nm的硫化鋅、氧化鋅、氮化鎵、硒化鋅、硫化鎘、硒化鎵、硒化鎘、碲化鋅、碲化鎘、砷化鎵、磷化銦和碲化鉛中的一種或其組合,綠色發(fā)光的量子點(diǎn)材料的粒徑在4-7nm之間;藍(lán)色發(fā)光量子點(diǎn)電致發(fā)光器件的發(fā)光層中藍(lán)色發(fā)光的量子點(diǎn)材料為發(fā)光光譜波峰對應(yīng)的波長在408-492nm的硫化鋅、氧化鋅、氮化鎵、硒化鋅、硫化鎘、硒化鎵、硒化鎘、碲化鋅、碲化鎘、砷化鎵、磷化銦和碲化鉛中的一種或其組合,藍(lán)色發(fā)光的量子點(diǎn)材料的粒徑在2-6nm之間。
優(yōu)選地,量子點(diǎn)材料在其對應(yīng)的發(fā)光層中所占的比例為不高于40wt%,熱活化延遲熒光材料在其對應(yīng)的發(fā)光層中所占的比例為不低于10wt%。
優(yōu)選地,所述紅色發(fā)光量子點(diǎn)電致發(fā)光器件、所述綠色發(fā)光量子點(diǎn)電致發(fā)光器件和所述藍(lán)色發(fā)光量子點(diǎn)電致發(fā)光器件的發(fā)光層中還包括磷光主體材料。
所述發(fā)光層中,磷光主體材料的三線態(tài)能級高于熱活化延遲熒光材料的單線態(tài)能級。
優(yōu)選地,所述磷光主體材料為cbp、cdbp、mcp、dcb、dcz,ad-cz、tcz1、czsi、cbz1-f2、simcp、tcteb、26dczppy、mpo12、tcta、tpbi、pvk、psifc6c6、p36ehf、ttbcbp、cfl、tftpa、tstc、bobp3、t2n、tpbi、o-czoxd、buph1、dbf、sppo1、mp012、po1、p06、35dczppy、4czpbp、3czpbp、cbf和tcteb中的一種或其組合。
優(yōu)選地,量子點(diǎn)材料在其對應(yīng)的發(fā)光層中所占的比例為不高于40wt%,熱活化延遲熒光材料在其對應(yīng)的發(fā)光層中所占的比例為不低于10wt%,其余為磷光主體材料。更優(yōu)選地,量子點(diǎn)材料在其對應(yīng)的發(fā)光層中所占的比例為5wt%-40wt%(更優(yōu)選5~20wt%),熱活化延遲熒光材料在其對應(yīng)的發(fā)光層中所占的比例為10wt%-95wt%(更優(yōu)選20-95wt%),其余為磷光主體材料。
其中,所述紅色發(fā)光量子點(diǎn)電致發(fā)光器件、綠色發(fā)光量子點(diǎn)電致發(fā)光器件和藍(lán)色發(fā)光量子點(diǎn)電致發(fā)光器件均包括在基板上依次層疊的陽極、空穴注入層、所述發(fā)光層、電子傳輸層、電子注入層及陰極。優(yōu)選地,所述空穴注入層與所述發(fā)光層之間設(shè)有空穴傳輸層。更優(yōu)選地,所述空穴傳輸層與所述發(fā)光層之間設(shè)有電子阻擋層;所述發(fā)光層與所述電子傳輸層之間設(shè)有空穴阻擋層。
本發(fā)明能夠達(dá)到以下技術(shù)效果:
1、與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的rgb彩色顯示器件,其量子點(diǎn)電致發(fā)光器件的發(fā)光層加入了熱活化延遲熒光材料。熱活化延遲熒光材料(tadf,thermallyactivateddelayedfluorescence)可以在室溫下將三線態(tài)激子轉(zhuǎn)化為單線態(tài)激子。如果將tadf材料作為輔助摻雜材料,添加在發(fā)光層中,tadf可以有效的將三線態(tài)激子轉(zhuǎn)換為單線態(tài)激子,然后所有的單線態(tài)激子都通過熒光共振能量轉(zhuǎn)移(fret),將激子傳遞傳遞給量子點(diǎn),然后量子點(diǎn)發(fā)光。tadf將本來不能發(fā)光的三線態(tài)激子轉(zhuǎn)換為可以利用的單線態(tài)激子,內(nèi)量子效率極限從25%提高到100%,有效的提高能量利用效率。
2、本發(fā)明的rgb彩色顯示器件的量子點(diǎn)電致發(fā)光器件的發(fā)光層由紅色、綠色或藍(lán)色的量子點(diǎn)材料加上對應(yīng)的tadf材料構(gòu)成,可以將高效率、高色純度的量子點(diǎn)電致發(fā)光器件用作顯示,相比傳統(tǒng)oled顯示,可以提高色域。
3、本發(fā)明的rgb彩色顯示器件的量子點(diǎn)電致發(fā)光器件的發(fā)光層包含tadf材料和量子點(diǎn)材料這兩種成份,實(shí)現(xiàn)高效率和高色純度的量子點(diǎn)發(fā)光。
附圖說明
圖1是本發(fā)明的rgb彩色顯示器件的量子點(diǎn)電致發(fā)光器件的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明的rgb彩色顯示器件的量子點(diǎn)電致發(fā)光器件的發(fā)光層的能量傳輸及發(fā)光示意圖。
圖3顯示本發(fā)明的rgb彩色顯示器件中的紅、綠、藍(lán)量子點(diǎn)電致發(fā)光器件的排列俯視圖。
圖4顯示本發(fā)明的rgb彩色顯示器件中的紅、綠、藍(lán)量子點(diǎn)電致發(fā)光器件的排列剖視圖。
圖5為本發(fā)明的rgb彩色顯示器件中的紅、綠、藍(lán)量子點(diǎn)電致發(fā)光器件的歸一化的發(fā)光光譜圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明,以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以更好的理解本發(fā)明并能予以實(shí)施,但所舉實(shí)施例不作為對本發(fā)明的限定。
如圖1所示,本發(fā)明的rgb彩色顯示器件的量子點(diǎn)電致發(fā)光器件包括:陽極201、空穴注入層(hil)202、空穴傳輸層(htl)203、電子阻擋層(ebl)204、發(fā)光層(eml)205、空穴阻擋層(hbl)206、電子傳輸層(etl)207、電子注入層(eil)208及陰極209。實(shí)驗(yàn)中以刻蝕好特定圖形的ito導(dǎo)電玻璃基片作為襯底,將基片放在含清洗液的去離子水中超聲波清洗,洗液溫度約為60℃,然后用紅外烤燈將清洗完的基片烤干,放入蒸鍍腔室中依次蒸鍍空穴注入層202、空穴傳輸層203、電子阻擋層204,然后通過旋涂方式制備發(fā)光層205,然后再依次蒸鍍空穴阻擋層206、電子傳輸層207、電子注入層208及陰極209。蒸鍍過程中腔室壓強(qiáng)低于5.0×10-3pa,依次蒸鍍10nm厚度的hatcn作為空穴注入層202,40nm厚度的npb作為空穴傳輸層203,20nm厚度的tcta作為電子阻擋層204,然后旋涂一層包含量子點(diǎn)材料和熱活化延遲熒光材料的發(fā)光層材料,以形成厚度為30nm的發(fā)光層205,然后依次蒸鍍20nm厚度的bcp作為空穴阻擋層206,30nm厚度的alq3作為電子傳輸層207,1nm的lif氟化鋰作為電子注入層208,最后蒸鍍150nm的金屬al作為陰極209。
hatcn
npb
tcta
alq3
bcp。
本發(fā)明中的rgb彩色顯示器件的量子點(diǎn)電致發(fā)光器件,通過在量子點(diǎn)發(fā)光層中添加tadf材料(熱活化延遲熒光材料的發(fā)光光譜與量子點(diǎn)材料的吸收光譜重合),tadf材料能夠?qū)⑷€態(tài)激子轉(zhuǎn)換為單線態(tài)激子,然后通過forster熒光共振能量轉(zhuǎn)移將激子傳遞給量子點(diǎn),從而提高量子點(diǎn)電致發(fā)光二極管的電流效率。
具體地,如圖2所示,器件的工作原理如下:1)電子和空穴分別注入到tadf材料中,然后發(fā)生復(fù)合,產(chǎn)生25%的單線態(tài)激子,75%的三線態(tài)激子;2)三線態(tài)激子吸收熱能,通過系間竄越(isc)轉(zhuǎn)換為單線態(tài)激子;3)單線態(tài)激子通過forster能量轉(zhuǎn)移,轉(zhuǎn)移到量子點(diǎn)上;4)量子點(diǎn)發(fā)光,產(chǎn)生高效率高色純度的光。
如圖3和圖4,本發(fā)明的rgb彩色顯示器件中的紅色、綠色、藍(lán)色的量子點(diǎn)電致發(fā)光器件的發(fā)光層分別使用紅色、綠色、藍(lán)色的量子點(diǎn)材料作為發(fā)光材料,并匹配不同能級的tadf材料,通過噴墨打印制作紅色、綠色、藍(lán)色的電致發(fā)光器件,將三種不同顏色的發(fā)光器件排列成陣列,形成rgb彩色顯示。優(yōu)點(diǎn)是顯示的色域?qū)?,效率高,壽命長。
本發(fā)明中所用的熱活化延遲熒光材料(tadf材料),其為ct激發(fā)態(tài)的三線態(tài)能級高于n-π激發(fā)態(tài)的三線態(tài)能級,并且相差為0~0.3ev之間的材料。
例如,本發(fā)明的tadf材料選自但不限于具有如下通式結(jié)構(gòu)的化合物中的一種或其組合:
其中,r1選自h,ph或以下基團(tuán),r2、r3、r4選自以下基團(tuán):
r5選自以下基團(tuán):
紅色發(fā)光量子點(diǎn)電致發(fā)光器件的發(fā)光層中的熱活化延遲熒光材材料,選自上述化合物中三線態(tài)能級在1.82-2.45ev的化合物(具有三線態(tài)能級的tadf材料發(fā)紅光),且紅色發(fā)光量子點(diǎn)電致發(fā)光器件的發(fā)光層包含的熱活化延遲熒光材料的發(fā)光光譜與紅色發(fā)光的量子點(diǎn)材料的吸收光譜在歸一化后,波峰對應(yīng)的波長之差在50nm以內(nèi);
綠色發(fā)光量子點(diǎn)電致發(fā)光器件的發(fā)光層的熱活化延遲熒光材,選自上述化合物中三線態(tài)能級在2.16-2.82ev的化合物(具有三線態(tài)能級的tadf材料發(fā)綠光),且綠色發(fā)光量子點(diǎn)電致發(fā)光器件的發(fā)光層包含的熱活化延遲熒光材料的發(fā)光光譜與綠色發(fā)光的量子點(diǎn)材料的吸收光譜在歸一化后,波峰對應(yīng)的波長之差在50nm以內(nèi);
藍(lán)色發(fā)光量子點(diǎn)電致發(fā)光器件的發(fā)光層的熱活化延遲熒光材,選自上述化合物中三線態(tài)能級在2.63-3.44ev的化合物(具有三線態(tài)能級的tadf材料發(fā)藍(lán)光),且藍(lán)色發(fā)光量子點(diǎn)電致發(fā)光器件的發(fā)光層包含的熱活化延遲熒光材料的發(fā)光光譜與藍(lán)色發(fā)光量子點(diǎn)材料的吸收光譜在歸一化后,波峰對應(yīng)的波長之差在50nm以內(nèi)。
紅色發(fā)光量子點(diǎn)電致發(fā)光器件的發(fā)光層中紅色發(fā)光的量子點(diǎn)材料為發(fā)光光譜波峰對應(yīng)的波長在618-685nm(發(fā)光光譜波峰對應(yīng)的波長在此數(shù)值范圍內(nèi)的量子點(diǎn)發(fā)紅光)的硫化鋅、氧化鋅、氮化鎵、硒化鋅、硫化鎘、硒化鎵、硒化鎘、碲化鋅、碲化鎘、砷化鎵、磷化銦和碲化鉛中的一種或其組合,紅色發(fā)光的量子點(diǎn)材料的粒徑在5-8nm之間;綠色發(fā)光量子點(diǎn)電致發(fā)光器件的發(fā)光層中綠色發(fā)光的量子點(diǎn)材料為發(fā)光光譜波峰對應(yīng)的波長在506-582nm(發(fā)光光譜波峰對應(yīng)的波長在此數(shù)值范圍內(nèi)的量子點(diǎn)發(fā)綠光)的硫化鋅、氧化鋅、氮化鎵、硒化鋅、硫化鎘、硒化鎵、硒化鎘、碲化鋅、碲化鎘、砷化鎵、磷化銦和碲化鉛中的一種或其組合,綠色發(fā)光的量子點(diǎn)材料的粒徑在4-7nm之間;藍(lán)色發(fā)光量子點(diǎn)電致發(fā)光器件的發(fā)光層中藍(lán)色發(fā)光的量子點(diǎn)材料為發(fā)光光譜波峰對應(yīng)的波長在408-492nm(發(fā)光光譜波峰對應(yīng)的波長在此數(shù)值范圍內(nèi)的量子點(diǎn)發(fā)藍(lán)光)的硫化鋅、氧化鋅、氮化鎵、硒化鋅、硫化鎘、硒化鎵、硒化鎘、碲化鋅、碲化鎘、砷化鎵、磷化銦和碲化鉛中的一種或其組合,藍(lán)色發(fā)光的量子點(diǎn)材料的粒徑在2-6nm之間。
具體地,紅色發(fā)光量子點(diǎn)電致發(fā)光器件(其歸一化后的發(fā)光光譜見圖5)的發(fā)光層中紅色發(fā)光的量子點(diǎn)材料可選直徑為6.7nm,發(fā)光光譜波峰對應(yīng)的波長為622nm的cdse量子點(diǎn),熱活化延遲熒光材料可選三線態(tài)能級為2.30ev的pxz-trz。
pxz-trz。
綠色發(fā)光量子點(diǎn)電致發(fā)光器件(其歸一化后的發(fā)光光譜見圖5)的發(fā)光層中綠色發(fā)光的量子點(diǎn)材料可選直徑為5.5nm、發(fā)光光譜波峰對應(yīng)的波長為526nm的cdse量子點(diǎn),熱活化延遲熒光材料為三線態(tài)能級可選2.47ev的acrxtn。
acrxtn。
藍(lán)色發(fā)光量子點(diǎn)電致發(fā)光器件(其歸一化后的發(fā)光光譜見圖5)的發(fā)光層中藍(lán)色發(fā)光的量子點(diǎn)材料可選直徑為4.2nm、發(fā)光光譜波峰對應(yīng)的波長為452nm的cdse量子點(diǎn),熱活化延遲熒光材料可選三線態(tài)能級為2.57ev的acrsa。
acrsa。
本發(fā)明紅/綠/藍(lán)量子點(diǎn)電致發(fā)光器件的發(fā)光層除了量子點(diǎn)材料和熱活化延遲熒光材料之外,還可添加磷光主體材料。一般tadf材料的載流子遷移率較低,添加載流子遷移率較好的磷光主體材料,可以進(jìn)一步提高器件性能。磷光主體材料的三線態(tài)能級高于所選擇的熱活化延遲熒光材料的單線態(tài)能級。
磷光主體材料可包括如下材料中的一種或其組合:
量子點(diǎn)材料在其對應(yīng)的發(fā)光層中所占的比例為不高于40wt%,熱活化延遲熒光材料在其對應(yīng)的發(fā)光層中所占的比例為不低于10wt%,其余為磷光主體材料。
下述對比例及實(shí)施例中,各量子點(diǎn)電子發(fā)光器件的空穴注入層、空穴傳輸層、電子傳輸層、電子注入層、陰極等結(jié)構(gòu)保持不變,只有發(fā)光層部分采用不同發(fā)光體系。
對比例1
本對比例的rgb彩色顯示器件的普通磷光電致發(fā)光器件的結(jié)構(gòu)中采用磷光主體與磷光染料構(gòu)成發(fā)光層,二者的重量比為9:1。
紅色磷光電致發(fā)光器件結(jié)構(gòu)如下:
ito/hatcn(10nm)/npb(40nm)/tcta(20nm)/mcp(90wt%):(btp)2ir(acac)(10wt%)(30nm)/bcp(20nm)/alq3(30nm)/lif(1nm)/al(150nm)
綠色發(fā)光量子點(diǎn)電致發(fā)光器件結(jié)構(gòu)如下:
ito/hatcn(10nm)/npb(40nm)/tcta(20nm)/mcp(90wt%):ir(ppy)3(10wt%)(30nm)/bcp(20nm)/alq3(30nm)/lif(1nm)/al(150nm)
藍(lán)色發(fā)光量子點(diǎn)電致發(fā)光器件結(jié)構(gòu)如下:
ito/hatcn(10nm)/npb(40nm)/tcta(20nm)/mcp(90wt%):fir6(10wt%)(30nm)/bcp(20nm)/alq3(30nm)/lif(1nm)/al(150nm)。
對比例2
本對比例的rgb彩色顯示器件的量子點(diǎn)電致發(fā)光器件的結(jié)構(gòu)中采用量子點(diǎn)材料作為發(fā)光層。
紅色發(fā)光量子點(diǎn)電致發(fā)光器件結(jié)構(gòu)如下:
ito/hatcn(10nm)/npb(40nm)/tcta(20nm)/直徑為6.7nm的紅色cdse量子點(diǎn)(30nm)/bcp(20nm)/alq3(30nm)/lif(1nm)/al(150nm)
綠色發(fā)光量子點(diǎn)電致發(fā)光器件結(jié)構(gòu)如下:
ito/hatcn(10nm)/npb(40nm)/tcta(20nm)/直徑為5.5nm的綠色cdse量子點(diǎn)(30nm)/bcp(20nm)/alq3(30nm)/lif(1nm)/al(150nm)
藍(lán)色發(fā)光量子點(diǎn)電致發(fā)光器件結(jié)構(gòu)如下:
ito/hatcn(10nm)/npb(40nm)/tcta(20nm)/直徑為4.2nm的藍(lán)色cdse量子點(diǎn)(30nm)/bcp(20nm)/alq3(30nm)/lif(1nm)/al(150nm)。
對比例3
本對比例的rgb彩色顯示器件的量子點(diǎn)電致發(fā)光器件的結(jié)構(gòu)中,采用量子點(diǎn)材料與磷光主體cbp做發(fā)光層,二者重量比為20:80。
紅色發(fā)光量子點(diǎn)電致發(fā)光器件結(jié)構(gòu)如下:
ito/hatcn(10nm)/npb(40nm)/tcta(20nm)/直徑為6.7nm的紅色cdse量子點(diǎn):磷光主體mcp(30nm)/bcp(20nm)/alq3(30nm)/lif(1nm)/al(150nm)
綠色發(fā)光量子點(diǎn)電致發(fā)光器件結(jié)構(gòu)如下:
ito/hatcn(10nm)/npb(40nm)/tcta(20nm)/直徑為5.5nm的綠色cdse量子點(diǎn):磷光主體mcp(30nm)/bcp(20nm)/alq3(30nm)/lif(1nm)/al(150nm)
藍(lán)色發(fā)光量子點(diǎn)電致發(fā)光器件結(jié)構(gòu)如下:
ito/hatcn(10nm)/npb(40nm)/tcta(20nm)/直徑為4.2nm的藍(lán)色cdse量子點(diǎn):磷光主體mcp(30nm)/bcp(20nm)/alq3(30nm)/lif(1nm)/al(150nm)。
對比例4
采用量子點(diǎn)材料+磷光主體mcp+磷光染料做發(fā)光層,本對比例的rgb彩色顯示器件的量子點(diǎn)電致發(fā)光器件采用磷光主體mcp、磷光染料和量子點(diǎn)材料做發(fā)光層,三者的重量比為60:20:20。
紅色發(fā)光量子點(diǎn)電致發(fā)光器件結(jié)構(gòu)如下:
ito/hatcn(10nm)/npb(40nm)/tcta(20nm)/mcp:(btp)2ir(acac):直徑為6.7nm的紅色cdse量子點(diǎn)(60:20:20)(30nm)/bcp(20nm)/alq3(30nm)/lif(1nm)/al(150nm)
綠色發(fā)光量子點(diǎn)電致發(fā)光器件結(jié)構(gòu)如下:
ito/hatcn(10nm)/npb(40nm)/tcta(20nm)/mcp:ir(ppy)3:直徑為5.5nm的綠色cdse量子點(diǎn)(30nm)/bcp(20nm)/alq3(30nm)/lif(1nm)/al(150nm)
藍(lán)色發(fā)光量子點(diǎn)電致發(fā)光器件結(jié)構(gòu)如下:
ito/hatcn(10nm)/npb(40nm)/tcta(20nm)/mcp:fir6:直徑為4.2nm的藍(lán)色cdse量子點(diǎn)(30nm)/bcp(20nm)/alq3(30nm)/lif(1nm)/al(150nm)。
實(shí)施例1
本實(shí)施例的rgb彩色顯示器件的量子點(diǎn)電致發(fā)光器件的結(jié)構(gòu)中采用量子點(diǎn)材料與tadf材料作為發(fā)光層,二者重量比為20:80。其中紅色發(fā)光量子點(diǎn)電致發(fā)光器件使用pxz-trz作為tadf材料,綠色發(fā)光量子點(diǎn)電致發(fā)光器件使用acrxtn作為tadf材料,藍(lán)色發(fā)光量子點(diǎn)電致發(fā)光器件使用acrsa作為tadf材料。
pxz-trz、acrxtn、acrsa為已知的tadf材料,其ct激發(fā)態(tài)的三線態(tài)能級高于n-π激發(fā)態(tài)的三線態(tài)能級,并且兩者相差為0~0.3ev之間。
紅色發(fā)光量子點(diǎn)電致發(fā)光器件結(jié)構(gòu)如下:
ito/hatcn(10nm)/npb(40nm)/tcta(20nm)/直徑為6.7nm的紅色cdse量子點(diǎn):pxz-trz(30nm)/bcp(20nm)/alq3(30nm)/lif(1nm)/al(150nm)
綠色發(fā)光量子點(diǎn)電致發(fā)光器件結(jié)構(gòu)如下:
ito/hatcn(10nm)/npb(40nm)/tcta(20nm)/直徑為5.5nm的綠色cdse量子點(diǎn):acrxtn(30nm)/bcp(20nm)/alq3(30nm)/lif(1nm)/al(150nm)
藍(lán)色發(fā)光量子點(diǎn)電致發(fā)光器件結(jié)構(gòu)如下:
ito/hatcn(10nm)/npb(40nm)/tcta(20nm)/直徑為4.2nm的藍(lán)色cdse量子點(diǎn):acrsa(30nm)/bcp(20nm)/alq3(30nm)/lif(1nm)/al(150nm)。
實(shí)施例2
本實(shí)施例的rgb彩色顯示器件的量子點(diǎn)電致發(fā)光器件的結(jié)構(gòu)中采用磷光主體mcp、tadf材料(pxz-trz、acrxtn、acrsa)和量子點(diǎn)材料作為發(fā)光層,三者重量比為60:20:20。
紅色發(fā)光量子點(diǎn)電致發(fā)光器件結(jié)構(gòu)如下:
ito/hatcn(10nm)/npb(40nm)/tcta(20nm)/mcp:pxz-trz:直徑為6.7nm的紅色cdse量子點(diǎn)(60:20:20)(30nm)/bcp(20nm)/alq3(30nm)/lif(1nm)/al(150nm)
綠色發(fā)光量子點(diǎn)電致發(fā)光器件結(jié)構(gòu)如下:
ito/hatcn(10nm)/npb(40nm)/tcta(20nm)/mcp:acrxtn:直徑為5.5nm的綠色cdse量子點(diǎn)(60:20:20)(30nm)/bcp(20nm)/alq3(30nm)/lif(1nm)/al(150nm)
藍(lán)色發(fā)光量子點(diǎn)電致發(fā)光器件結(jié)構(gòu)如下:
ito/hatcn(10nm)/npb(40nm)/tcta(20nm)/mcp:acrsa:直徑為4.2nm的藍(lán)色cdse量子點(diǎn)(60:20:20)(30nm)/bcp(20nm)/alq3(30nm)/lif(1nm)/al(150nm)
上述對比例及實(shí)施例的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示:
通過上表可以看出:
1)使用量子點(diǎn)作為發(fā)光材料制作的顯示器件的色域是使用磷光染料作為發(fā)光材料制作的顯示器件的2倍多。
2)在量子點(diǎn)發(fā)光層中摻雜磷光主體材料,有利于提高空穴和電子在發(fā)光層中的傳輸和復(fù)合,提高量子點(diǎn)發(fā)光器件的效率;
3)如果在量子點(diǎn)和磷光主體材料組成的發(fā)光層中添加磷光染料,能夠?qū)⑷€態(tài)激子的能量通過dexter能量轉(zhuǎn)移傳遞給量子點(diǎn),然而dexter能量轉(zhuǎn)移的作用距離短,大部分能量都無法傳遞,對器件效率的提升不夠大;
4)如果在量子點(diǎn)和磷光主體材料組成的發(fā)光層中添加tadf材料,tadf材料能夠?qū)⑷€態(tài)激子轉(zhuǎn)化為單線態(tài)激子,然后單線態(tài)激子通過forster能量轉(zhuǎn)移傳遞給量子點(diǎn);與dexter能量轉(zhuǎn)移相比,forster能量轉(zhuǎn)移的作用距離大,能量傳遞的效率高,能夠大幅提高量子點(diǎn)發(fā)光器件的效率。
實(shí)施例3到實(shí)施例7進(jìn)一步對發(fā)光層中磷光主體材料、tadf材料和量子點(diǎn)材料的比例進(jìn)行對比研究。
實(shí)施例3到實(shí)施例7的rgb彩色顯示器件的量子點(diǎn)電致發(fā)光器件的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1的區(qū)別僅在于發(fā)光層。實(shí)施例3到實(shí)施例7的發(fā)光層的材料選擇與實(shí)施例2相同,區(qū)別在于磷光主體材料:tadf材料:量子點(diǎn)材料的重量比不同。
通過上述實(shí)施例可以看出,該體系中摻雜tadf材料,在摻雜濃度為20%時具有較高的效率和較低的驅(qū)動電壓。如果tadf材料的比例太低,三線態(tài)激子的能量不能得到充分利用,器件的電流效率低;如果tadf材料的比例過高,由于tadf材料的載流子遷移率太低,發(fā)光層中電子和空穴不能很好的傳輸,器件的電流效率低,而且工作電壓高。量子點(diǎn)的濃度為20%具有較高的效率和較高的色純度,如果體系中的量子點(diǎn)濃度太低,tadf材料未能將全部能量傳遞給量子點(diǎn),產(chǎn)生tadf材料的自發(fā)光,降低器件發(fā)光的色純度,減小顯示器件的色域。
以上所述實(shí)施例僅是為充分說明本發(fā)明而所舉的較佳的實(shí)施例,本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于此。本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明基礎(chǔ)上所作的等同替代或變換,均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。本發(fā)明的保護(hù)范圍以權(quán)利要求書為準(zhǔn)。