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Patent Searching and Data


Title:
LIGHT EMITTING DIODE AND ELECTRONIC DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2015/158085
Kind Code:
A1
Abstract:
A light emitting diode and an electronic device. The light emitting diode comprises a first electrode and a second electrode that are oppositely arranged and a light emitting layer that is located between the first electrode and the second electrode. The light emitting layer comprises quantum dots and at least one organic light emitting material.

Inventors:
WU CHANGYEN (CN)
Application Number:
PCT/CN2014/084736
Publication Date:
October 22, 2015
Filing Date:
August 19, 2014
Export Citation:
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Assignee:
BOE TECHNOLOGY GROUP CO LTD (CN)
International Classes:
H01L51/54; H01L51/50
Foreign References:
CN103956432A2014-07-30
CN101937975A2011-01-05
CN101889480A2010-11-17
CN103500803A2014-01-08
US20120032138A12012-02-09
Attorney, Agent or Firm:
DRAGON INTELLECTUAL PROPERTY LAW FIRM (CN)
北京银龙知识产权代理有限公司 (CN)
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Claims:
1 . 一种发光二极管, 包括相对设置的第一电极和第二电极, 以及位于 第一电极和第二电极之间的发光层,

所述发光层包括量子点和至少一种有; 发光材料 .。

2. 根据权利要求〗所述的发光二极管 其中, 所述量子点和有机发 料的发光光色不同。

3. 根据权利要求〗所述的发光二极管 其中, 所述量子点和至少一禾 机发光材料的发光光色相同。

4. 根据权利要求〗所述的发光二极管

一载流子传输层和第二载流子传输层;

所述第一载流子传输层、 发光层和

一电极和第二电极之间。

5. 根据权利要求 1 4任一项所述的发光二极管, 其中, 所述量子点和有 机发光村料为单层结构。

6. 根据权利要求 5所述的发光二极管, 其中, 所述发光层中, 有机发光 材料的最高占据分子轨道的能级的绝对值大于量子点的价电带的绝对值, 且 有机发光材料的最低未占分子轨道的能级的绝对值小于量子点的导电带的绝 对值。

7. 根据权利要求 5所述的发光二极管, 其中, 所述量子点和有机发光材 料为通过一次成膜工艺同时形成。

8. 根据权利要求 5所述的发光二极管, 其中, 所述发光层包括相对的第 一表面和第二表面。

9. 根据权利要求 1 4任一项所述的发光二极管, 其中, 所述发光层包括 第一有机发光层、 第二有机发光层和量子点层;

所述量子点层位于所述第一有机发光层和第二有机发光层之间。

10.根据权利要求 9所述的发光二极管, 其中, 所述量子点层的厚度小于 10nm。

11. 根据权利要求 1-4 任一项所述的有机发光二极管, 其中, 所述有机

12. 根据权利要求 11所述的有机发光二极管, 其中, 所述磷光材料为铂 -Π卜啉配合物、 吡啶甲酰合铱、 三 (苯基吡啶)铱或乙酰丙酮酸二 (2-苯基吡啶) 铱。

13. —种电子设备, 包括权利要求 1-12中任意一项所述的发光二极管。

14. 根据权利要求 13所述的电子设备, 其中,

所述电子设备为显示装置或 ^于液晶显示装置的背光源。

Description:
一种发光二极管及电子设备

本申请主张在 2014 年 4 月 14 日在中国提交的中国专利申请号 No. 201410149131.6的优先权, 其全部内容通过引用包含于此。

目前实现白光有机电致发光显示(OLED)的结构 括很多种, 有多个器 件叠层结构、 色转换结构、 单层发光层结构、 多层发光层结构等。 其中, 多 层发光结构由于工艺相对简单、 色稳定性较好等优点被广泛运用于白光 OLED中。

如图 1 所示, 一种比较常见的多层发光结构的 OLED, 包括阴极和阳 极, 以及位于阴极和阳极之间的多层有机发光层。 具体的工作原理为: 当元 件受到直流电 (Direct Current, DC ) 所衍生的顺向偏压时, 外加的电压能量 将驱动电子 (Electron) 与空穴 (Hole) 分别由阴极与阳极注入有机发光层。 有机分子不稳定激发态的分子丛激发态回到基 态时, 产生发光现象。 当有机 分子受到外来能量激发后, 若电子自旋(Electron Spin)和基态电子成对, 则 为单重态 (Singlet) , 其所释放的光为所谓的荧光 (Fluorescence) ; 反之, 若激发态电子和基态电子自旋不成对且平行, 则称为三重态(Triplet), 其所 释放的光为所谓的辚光 (Phosphorescence) 。 其中, 磷光 OLED的发光效率 是荧光 OLED的四倍, 使用更普遍。

目前, 受激发出红光、 黄光、 绿光的磷光材料, 都有非常好的特性, 可 选择的材料种类也很多, 早已进入量产中。 但受激发出蓝光的磷光材料, 尚 无任何可商业化应用的材料, 导致多层发光结构的白光 OLED中的蓝光只能 使用发光效率较低的荧光材料, 造成白光 OLED的发光效率较低。 当然, 发 光效率较低的荧光材料也可以是受激发出其他 颜色光的材料。

本公开提供一种发光二极管及电子设备, 用以解决 OLED由于使 ffi发光 效率较低的荧光材料, 导致发光效率较低的问题。

为解决上述技术问题, 本公开提供发光二极管, 包括相对设置的第一电 极和第二电极, 以及位于第一电极和第二电极之间的发光层, 其中, 所述发 光层包括量子点和至少一种有机发光材料。

进一步地, 所述量子点和有机发光材料的发光光色不同。

进一步地, 所述量子点和至少一种有机发光材料的发光光 色相同。

进一步地, 所述发光二极管还包括第一载流子传输层和第 二载流子传输 所述第一载流子传输层、 发光层和第二载流子传输层依次排列在所述第 一电极和第二电极之间。

进一歩地, 所述量子点和有机发光材料为单层结构。

进一步地, 所述发光层中, 有机发光材料的最高占据分子轨道的能级的 绝对值大于量子点的价电带的绝对值,且有机 光材料的最低未占分子轨道 的能级的绝对值小于量子点的导电带的绝对值 。

进一歩地, 所述量子点和有机发光材料为通过一次成膜工 艺同时形成。 进一步地, 所述发光层包括相对的第一表面和第二表面。

进一步地, 所述发光层包括第一有机发光层、 第二有机发光层和量子点 层;

所述量子点层位于所述第一有机发光层和第二 有机发光层之间。

进一步地, 所述量子点层的厚度小于 10nm。

进一歩地, 所述有机发光材料为磷光材料。

进一步地, 所述磷光村料为铂 -Π卜琳配合物、 吡啶甲酰合铱、 三 (苯基吡 啶)铱或乙酰丙酮酸二 (2-苯基吡啶)铱。

本公开还提供一种电子设备, 包括如上所述的发光二极管。

进一步地, 所述电子设备为显示装置或用于液晶显示装置 的背光源。 本公开的上述技术方案至少具有以下有益效果 :

上述技术方案中, 发光二极管的发光层包括量子点和至少一种有 机发光 材料, 由于量子点具有与磷光材料相同的发光效率, 通过设置量子点来取代 或补偿低发光效率的荧光材料, 发出所需的光色, 可以提高发光二极管的发 光效率, 且量子点和有机发光材料的制作相容, 制作工艺简单。

为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术 中的技术方案, 下面将对实 施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简 单地介绍, 显而易见地, 下面 描述中的附图仅汉是本公开的一些实施例, 对于本领域普通技术人员来讲, 在不付出创造性劳动性的前提下, 还可以根据这些 i†图获得其他的 i†图。

图 1表示现有技术中 OLED的结构示意图;

图 2表示本公开实施例中发光二极管的结构示意 一;

图 3表示本公开实施例中发光二极管的一个具体 用结构示意图; 图 4表示本公开实施例中发光二极管的结构示意 二;

图 5表示本公开实施例中发光二极管的另一个具 应用结构示意图。

本公开针对 OLED发出的光线中, 某种颜色的光只能通过低发光效率的 荧光材料实现, 造成发光效率较低的问题, 提供一种发光二极管, 其包括第 一电极和第二电极, 以及位于第一电极和第二电极之间的发光层, 所述发光 层包括量子点和至少一种有机发光材料, 有机发光材料可以为磷光材料。 由 于量子点具有与磷光材料相同的发光效率, 通过设置量子点补偿或取代低发 光效率的荧光材料, 发出所需的光色(荧光材料受激发出的光色) , 可以提高 发光二极管的发光效率。 且量子点和有机发光材料的制作相容, 制作工艺筒 单。下面将结合附图和实施例, 对本公开的具体实施方式作进一步详细描述。 以下实施例用于说明本公开, 但不用来限制本公开的范围。

本公开实施例中定义第一电极为阳极, 第二电极为阴极。

实施例一 结合图 2和图 3所示, 本公开实施例中的发光二极管, 包括相对设置的 第一电极和第二电极以及位于第一电极和第二 电极之间的发光层, 为增强发 光二极管的载流子传输性能, 本公开实施例中的发光二极管还包括第一载流 子传输层 (具体可以为空穴传输层, 位于第一电极和发光层之间) 和第二载 流子传输层(具体可以为电子传输层, 位于第二电极和发光层之间), 所述发 光层包括相对的第一表面和第二表面。 空穴传输层、 发光层和电子传输层依 次排列。 所述空穴传输层与阳极电性连接, 传输的载流子 (空穴) 通过所述 第一表面进入所述发光层, 所述电子传输层与阴极电性连接, 传输的载流子 (电子) 通过所述第二表面进入所述发光层。 其中, 所述发光层包括量子点 和至少一种有机发光材料, 当然, 为提高发光二极管的发光性能, 根据需要, 发光二极管还可以包含其他功能层, 如电子注入层、 空穴注入层等, 在此不 对发光二极管的具体结构作限定。

其中, 量子点 (quantum dot)是准零维的纳米材料, 由少量的原子所构成。 粗略地说, 量子点三个维度的尺寸都在 lOOnm以下, 外观恰似一极小的点状 物, 其内部电子在各方向上的运动都受到局限, 所以量子局限效应特别显著。 通过控制量子点的形状、 结构和尺寸, 就可以方便地调节其能隙宽度、 激子 束缚能的大小, 改变量子点发出的光色, 这就是量子尺寸效应。 随着量子点 的粒径减小, 大部分原子位于量子点的表面, 量子点的比表面积随粒径减小 而增大。 由于纳米颗粒大的比表面积, 表面相原子数的增多, 导致了表面原 子的配位不足、 不饱和键和悬键增多。 使这些表面原子具有高的活性, 极不 稳定, 很容易与其它原子结合, 这就是量子点的表面效应。

因此, 量子点的发射光谱可以通过改变量子点的尺寸 大小来控制。 通过 改变量子点的尺寸和它的化学组成可以使其发 射光谱覆盖整个可见光区。 以 CdTe量子点为例, 当它的粒径从 2.5nm生长到 4.0nm时, 它们的发射波长可 以从 5i0iim红移到 660nm。 而且量子点会吸引捕捉经过它的载流子(包括 电 子和空穴), 对载流子的传输能力很差。

本公开的技术方案中, 发光二极管的发光层包括量子点和至少一种有 机 发光材料, 由于量子点具有与磷光材料相同的发光效率, 发光效率高, 通过 设置量子点来补偿或取代低发光效率的荧光材 料, 发出所需的光色, 可以提 高发光二极管的发光效率。 且量子点和有机发光材料的制作相容, 制作工艺 简单。 同时, 由于量子点的载流子传输能力不佳, 载流子通过有机发光材料 传输, 使得载流子不会被量子点捕捉, 实现电子和空穴的复合, 在量子点发 光的同时, 还可以实现电致有机发光材料发光。

其中, 量子点可以和有机发光材料的发光光色不同, 取代低发光效率的 荧光材料, 发出所需的光色, 提高发光效率。 也可以和至少一种有机发光材 料 (尤其为低发光效率的荧光材料) 的发光光色相同, 补偿荧光材料, 发出 所需的光色, 提高光色饱和度和发光效率。

在一个具体的实施方式中, 所述发光层为单层结构, 如图 2所示。 其中, 量子点和至少一种有机发光材料可以通过一次 成膜工艺 (如蒸镀成膜工艺) 同时形成。

进一步地, 为了提高载流子的传输特性, 所述发光层中, 有机发光材料 的最高占据分子轨道的能级 (空穴传输的能带) 的绝对值大于量子点的价电 带的绝对值, 使得空穴不会被量子点捕捉, 通过有机发光材料实现对空穴载 流子的传输, 且有机发光材料的最低未占分子轨道的能级( 电子传输的能带) 的绝对值小于量子点的导电带的绝对值, 使得电子不会被量子点捕捉, 通过 有!^发光材 ·ί实现对电子载流子的传输

在另一个具体的实施方式中, 所述发光层为多层结构, 包括第一有机发 光层、 第二有机发光层和量子点层, 所述量子点层位于所述第一有机发光层 和第二有机发光层之间, 如图 3所示。 具体的, 首先, 发光层中的有机发光 材料 (包括至少一种有机发光材料) 可以通过一次蒸镀成膜工艺形成第一有 机发光层, 然后, 在所述第一有机发光层的一个表面 (与发光层的第一表面 相对的表面) 上形成量子点层, 最后, 发光层中的有机发光材料可以再通过 一次蒸铍成膜工艺在所述量子点层的表面上形 成第二有机发光层, 所述第二 有机发光层的表面为发光层的第二表面。 电子传输层的电子载流子从发光层 的第二表面进入第二有机发光层, 空穴传输层的空穴载流子从发光层的第一 表面进入第一有机发光层。

进一步地, 于量子点载流子传输能力不佳, ϋ可能与有机发光材料的 能级不匹配 (即有机发光材料的最高占据分子轨道的能级 的绝对值大于量子 点的价电带的绝对值, 有机发光材料的最低未占分子轨道的能级的绝 对值小 于量子点的导电带的绝对值), 为了提高载流子的传输特性, 所述发光层中, 量子点层在载流子的传输方向上具有极薄的厚 度, 可选小于 10mn, 丛而量子 点层可以吸引载流子穿过第一有机发光层和第 二有机发光层, 且较薄的量子 点层, 使载流子穿过量子点层机率增加, 使得电子和空穴载流子复合的区域 局限于第一有机发光层和第二有机发光层, 实现电致有机材料发光。

其中, 所述发光层中的有机发光材料可以为磷光材料 , 如: 红色磷光材 料可以为铂—卟啭配合物 (PtOET ), 蓝色磷光材料可以为吡啶甲酰合铱 (FIrpic) , 绿色磷光材料可以为三 (苯基吡啶)铱 Or (ppy) 3 ) 或乙酷丙酮酸 二 (2苯基吡啶)铱 (Ir(ppy) 2 (acac)), 提高发光效率。

相应地, 在一个具体的实施方式中, 当发光层为单层结构时, 如图 4所 示, 量子点和至少一种磷光材料可以通过一次成膜 工艺 (如蒸镀成膜工艺) 同时形成。 且磷光材料的 HOMO 能级的绝对值大于量子点的价电带的绝对 值, 实现对空穴载流子的传输, 辚光材料的 LUMO能级的绝对值小于量子点 的导电带的绝对值, 实现对电子载流子的传输。 由于磷光 OLED的发光效率 较高, 为了提供足够多的载流子, 还需制作空穴注入层和电子注入层, 其中, 空穴注入层位于空穴传输层和阳极之间, 电子注入层位于电子传输层和阴极 之间。

在另一个具体的实施方式中, 当所述发光层为多层结构时, 如图 5所示, 具体的, 所述发光层包括第一辚光发光层、 第二磷光发光层和量子点层, 所 述量子点层位于所述第一磷光发光层和第二磷 光发光层之间。具体的, 首先, 发光层中的磷光材料 (包括至少一种辚光材料) 可以通过一次蒸镀成膜工艺 形成第一磷光发光层, 然后, 在第一磷光发光层的一个表面 (与发光层的第 一表面相对的表面) 上形成量子点层, 最后, 发光层中的辚光材料可以再通 过一次蒸镀成膜工艺在量子点层的表面上形成 第二磷光发光层, 第二磷光发 光层的表面为发光层的第二表面, 且所述量子点层的厚度小于 10nm。 电子传 输层的电子载流子从发光层的第二表面进入第 二磷光发光层, 空穴传输层的 空穴载流子从发光层的第一表面进入第一磷光 发光层。 同样, 为了提供足够 多的载流子, 本实施方式中的磷光 OLED还包括空穴注入层和电子注入层, 其中, 空穴注入层位于空穴传输层和阳极之间, 电子注入层位于电子传输层 实施例二

本公开实施例中还提供了一种电子设备,包括 实施例一中的发光二极管, 由于提高了发光二极管的发光效率, 从而提高了电子设备的性能。

上述的电子设备为显示装置或用于液晶显示装 置的背光源。

其中, 发光二极管的结构同上述实施例, 在此不再赘述。 另外, 显示装 置其他部分的结构可以参考现有技术, 对此本文不再详细描述。 而显示装置 可以为: 数码相框、 手机、 平板电脑等具有任何显示功能的产品或部件。

本公开的技术方案中, 发光二极管的发光层包括量子点和至少一种有 机 发光材料。 由于量子点具有与磷光材料相同的发光效率, 通过设置量子点来 取代或补偿低发光效率的荧光材料, 发出所需的光色, 可以提高发光二极管 的发光效率。 且量子点和有机发光材料的制作相容, 制作工艺筒单。

以上所述仅是本公开的可选实施方式, 应当指出, 对于本技术领域的普 通技术人员来说, 在不脱离本公开技术原理的前提下, 还可以做出若干改进 和替换, 这些改进和替换也应视为本公开的保护范围。