CN110120458A - 一种电致发光器件和制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电致发光器件和制作方法，以改善现有技术中的电致发光器件在具有高功率效率的同时显色指数会下降，较难兼具高功率效率与高显色指数的问题。所述电致发光器件，包括：位于衬底基板之上的电致发光结构，以及位于所述电致发光结构出光侧的光转换层；其中，所述电致发光结构包括单独出射蓝光的第一发光层，所述光转换层将所述第一发光层出射的部分蓝光转换为红光。

Description

一种电致发光器件和制作方法
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种电致发光器件和制作方法。
背景技术
有机发光二极管(OLED)应用于照明领域被称为继白炽灯、荧光灯、LED灯后，世界照明产业的第四次革命。OLED照明可以自由设定照明形态，不仅可以制成与荧光灯一样的线形态，也可以制成与墙纸类似的面形态。还可以制成曲面，实现适合周边环境的多样化设计，继而使照明利用效率变得更高。而且OLED作为感性照明，其应用上的无限可能性是其它光源技术无法超越的，因此其发展前景被业界广泛看好。
OLED照明(Lighting)产品注重于色温，功率效率，显色指数(Color RenditionIndex，CRI)等方面，不同于显示领域关注器件电流效率，色点等指标。
但现有技术的OLED照明器件，在具有高功率效率的同时显色指数会下降，所以兼具高功率效率与高显色指数是一项重要而且较难的研究课题。
发明内容
本发明提供一种电致发光器件和制作方法，以改善现有技术中的电致发光器件在具有高功率效率的同时显色指数会下降，较难兼具高功率效率与高显色指数的问题。
本发明实施例提供一种电致发光器件，包括：位于衬底基板之上的电致发光结构，以及位于所述电致发光结构出光侧的光转换层；其中，所述电致发光结构包括单独出射蓝光的第一发光层，所述光转换层将所述第一发光层出射的部分蓝光转换为红光。
在一种可能的实施方式中，所述光转换层的材料为核-壳结构的量子点。
在一种可能的实施方式中，所述光转换层的材料为CdSe/ZnS，其中，CdSe为核-壳结构中核心的材料，ZnS为核-壳结构中外壳的材料。
在一种可能的实施方式中，所述光转换层出射的红光的光谱半高宽大于55nm。
在一种可能的实施方式中，所述光转换层背离所述电致发光结构的一面还设置有保护层。
在一种可能的实施方式中，所述保护层的材料为二氧化硅。
在一种可能的实施方式中，所述电致发光结构还包括位于所述第一发光层背向出光侧一面的第二发光层，所述第一发光层出射的光与所述第二发光层出射的光混合形成白光。
在一种可能的实施方式中，所述第二发光层为出射红光和黄光的混合层。
在一种可能的实施方式中，所述第一发光层与所述第二发光层之间还具有连接层。
在一种可能的实施方式中，所述电致发光结构还包括：位于所述第二发光层的背离所述第一发光层一面的阳极层，以及位于所述第一发光层的背离所述第二发光层一面的阴极层。
在一种可能的实施方式中，所述阳极层的材料为氧化铟锡，所述阴极层的材料为Mg/Ag；
所述光转换层位于所述阴极层的背离所述第一发光层的一面。
在一种可能的实施方式中，所述阳极层的材料为氧化铟锡，所述阴极层的材料为铝；
所述光转换层位于所述阳极层的背离所述第二发光层的一面。
在一种可能的实施方式中，所述电致发光结构还包括：位于所述阳极层与所述第二发光层之间的第一空穴注入层、位于所述第二发光层与所述连接层之间的第一电子传输层、位于所述连接层与所述第一发光层之间的空穴传输层、位于所述空穴传输层与所述第一发光层之间的第二空穴注入层、位于所述第一发光层与所述阴极层之间的第二电子传输层。
本发明实施例还提供一种制作如本发明实施例提供的所述电致发光器件的制作方法，包括：
在衬底基板之上形成电致发光结构；
在所述电致发光结构的出光侧形成光转换层。
在一种可能的实施方式中，所述在所述电致发光结构的出光侧形成光转换层包括：
将十八胺与三辛基磷以质量比为1：1进行混合反应，形成CdSe/ZnS核-壳结构量子点；
将所述CdSe/ZnS核-壳结构量子点形成于所述电致发光结构的出光侧。
本发明实施例有益效果如下：本发明实施例提供的电致发光器件，包括：位于衬底基板之上的电致发光结构，以及位于所述电致发光结构出光侧的光转换层；其中，所述电致发光结构包括单独出射蓝光的第一发光层，所述光转换层将所述第一发光层出射的部分蓝光转换为红光，即，本发明实施例提供的电致发光器件，其电致发光结构出射白光，该白光具体可以由蓝光与其它光混合而成，通过在出射白光的电致发光结构的出光侧设置光转换层，该光转换层可以吸收混合形成白光时的部分蓝光，并将吸收的部分蓝光转换为红光，进而使最终混合出来的光的显示指数更高，可以使电致发光器件在具有较高的功能效率的同时，也具有较高的显示指数，可以改善现有技术中的电致发光器件在具有高功率效率的同时显色指数会下降，较难兼具高功率效率与高显色指数的问题。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种电致发光器件的结构示意图；
图2为设置光转换层以及未设置光转换层的电致发光器件的光谱对比图；
图3为本发明实施例中提供的CdSe/ZnS的吸收以及发射光谱；
图4为本发明实施例提供的设置有保护层的电致发光器件的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的设置有第二发光层的电致发光器件的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的设置有连接层的电致发光器件的结构示意图；
图7为本发明实施例提供的设置有阳极层以及阴极层的电致发光器件的结构示意图；
图8为本发明实施例提供的底发射型的电致发光器件的结构示意图；
图9为本发明实施例提供的一种具体的电致发光器件的结构示意图；
图10为本发明实施例提供的一种电致发光器件的制作流程示意图。
具体实施方式
为了使得本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
为了保持本公开实施例的以下说明清楚且简明，本公开省略了已知功能和已知部件的详细说明。
参见图1，本发明实施例提供一种电致发光器件，包括：位于衬底基板1之上的电致发光结构2，以及位于电致发光结构2出光侧(例如，图1中电致发光结构2的上方为出光侧)的光转换层3；其中，电致发光结构2包括单独出射蓝光的第一发光层21，光转换层3将第一发光层21出射的部分蓝光转换为红光。具体的，本发明实施例中的电致发光器件具体可以为电致发光照明器件，电致发光结构2具体可以为出射白光的电致发光结构。
本发明实施例提供的电致发光器件，包括：位于衬底基板1之上的电致发光结构2，以及位于电致发光结构2出光侧的光转换层3；其中，电致发光结构2包括单独出射蓝光的第一发光层21，光转换层3将第一发光层21出射的部分蓝光转换为红光，即，本发明实施例提供的电致发光器件，其电致发光结构2可以出射白光，该白光具体可以由蓝光与其它光混合而成，通过在出射白光的电致发光结构2的出光侧设置光转换层3，该光转换层3可以吸收混合形成白光时的部分蓝光，并将吸收的部分蓝光转换为红光，进而使最终混合出来的光的显示指数更高，可以使电致发光器件在具有较高的功能效率的同时，也具有较高的显示指数，可以改善现有技术中的电致发光器件在具有高功率效率的同时显色指数会下降，较难兼具高功率效率与高显色指数的问题。
在具体实施时，光转换层3的材料具体可以为核-壳结构的量子点。光转换层的材料具体可以为CdSe/ZnS，其中，CdSe为核-壳结构中核心的材料，ZnS为核-壳结构中外壳的材料。更为具体的，光转换层出射的红光的光谱半高宽大于55nm。本发明实施例中，对于CdSe/ZnS量子点，具体可以是通过将十八胺(ODA)与三辛基磷(TOPO)以质量比为1:1反应制备，混合反应出的CdSe/ZnS量子点，其半高宽变宽，可以达到55nm以上，符合电致发光器件的红光标准，可以实现使最终混合出来的白光的显示指数更高。如图2和图3所示，其中，图2的横坐标为光的波长，纵坐标为发光强度，S1为未设置光转换层的电致发光器件的发光光谱，S1为设置光转换层后的电致发光器件的发光光谱，由图2可以看出，CdSe/ZnS量子点吸收掉部分蓝光，将能量转移到红光波段发射出红光，使得红光强度变高，蓝光强度降低，通常蓝光损失的能量并非全部转移给红光，而是以70％的比例转移给红光，也就是说蓝光损失的光子数的70％转移给红光，红光的波段更长，所以红光增强的峰值高度比蓝光下降的峰值高度略小，最终通过光谱图对比ref发现，CRI提高了3-4。其中，图3为CdSe/ZnS量子点的吸收以及发射光谱，其中，横坐标为波长，纵坐标为吸收强度，S3为CdSe/ZnS量子点的吸收光谱，S4为CdSe/ZnS量子点的发射光谱，量子点在蓝光波段有吸收，吸收在40％左右，红光波段是发射谱，峰值在620nm左右，FWHM在55nm以上。
在具体实施时，参见图4所示，光转换层3背离电致发光结构2的一面还设置有保护层4。本发明实施例中，光转换层3背离电致发光结构2的一面还设置有保护层4，可以实现对量子点膜层的保护，使电致发光器件具有持久稳定的较高的显示指数。
具体的，保护层4的材料为二氧化硅。本发明实施例中，保护层4的材料为二氧化硅，既可以对量子点膜层进行保护，且由于二氧化硅具有较好的阻水氧性能，进而也可以对电致发光结构中的有机膜层进行保护。
在具体实施时，参见图5所示，电致发光结构2还包括位于第一发光层21背向出光侧一面的第二发光层22，第一发光层21出射的光与第二发光层22出射的光混合形成白光。本发明实施例中，电致发光结构2具体通过第一发光层21和第二发光层22混合形成白光(即，2-stack结构)，现有技术的2-stack结构，可以具有较高的功率效率，但现有技术的电致发光结构，其功率效率与显示指数通常是呈相反趋势的，而本发明实施例提供的电致发光器件，在基于2-stack结构的基础上，再在出光侧设置光转换层3，进而使本发明实施例提供的电致发光器件在具有高功率的同时具有高的显示指数。
具体的，该第二发光层22可以为出射红光和黄光的混合层。在具体实施时，可以通过将出射黄光的材料与出射红光的材料进行共蒸镀，即，蒸镀在一个unit里。
在具体实施时，参见图6所示，第一发光层21与第二发光层22之间还具有连接层23。连接层23具体可以为兼具有利于电子和空穴传输特性的膜层。
在具体实施，参见图7所示，电致发光结构2还包括：位于第二发光层22的背离第一发光层21一面的阳极层24，以及位于第一发光层21的背离第二发光层22一面的阴极层25。即，本发明实施例中，电致发光结构2还包括阳极层24以及阴极层25，其中，阳极层24、阴极层25以及二者之间的第一发光层21、第二发光层22，整体构成电致发光结构2，而光转换层3位于电致发光结构2的外侧，可以避免将光转换层3设置于阳极层24与阴极层25之间时，影响电致发光结构2的正常发光。
在具体实施时，阳极层24的材料为氧化铟锡，阴极层25的材料为Mg/Ag；如图7所示，光转换层3位于阴极层25的背离第一发光层21的一面。即，本发明实施例中，电致发光结构2具体可以为由阴极层25出光的顶发射结构，进而光转换层3具体可以设置于阴极层背离第一发光层的一面。
在具体实施时，阳极层24的材料为氧化铟锡，阴极层25的材料为铝；参见图8所示，光转换层3位于阳极层24的背离第二发光层22的一面。即，本发明实施例中，电致发光结构2具体可以为由阳极层24出光的底发射结构，进而光转换层3具体可以设置于阳极层24的背离第二发光层22的一面。
在具体实施时，参见图9所示，电致发光结构2还包括：位于阳极层24与第二发光层22之间的第一空穴注入层26、位于第二发光层22与连接层23之间的第一电子传输层27、位于连接层23与第一发光层21之间的空穴传输层28、位于空穴传输层28与第一发光层21之间的第二空穴注入层29、位于第一发光层21与阴极层25之间的第二电子传输层20。
更为具体的，参见下表所示，各个膜层的厚度可以依次如下：保护层4(SiO2):200nm，光转换层3(CdSe/ZnS)：阳极层24(氧化铟锡)：第一空穴注入层26(HIL):第二发光层22(R-EML、Y-EML):第一电子传输层27(ETL)：连接层23(CGL):空穴传输层28(HTL):第二空穴注入层29(HIL):第一发光层21(B-EML)：第二电子传输层20(ETL):阴极层25(Al):
基于同一发明构思，参见图10上所示，本发明实施例还提供一种制作如本发明实施例提供的电致发光器件的制作方法，包括：
步骤S100、在衬底基板之上形成电致发光结构。
步骤S200、在电致发光结构的出光侧形成光转换层。
在具体实施时，关于步骤S200、在电致发光结构的出光侧形成光转换层，可以具体包括：
将十八胺与三辛基磷以质量比为1：1进行混合反应，形成CdSe/ZnS核-壳结构量子点；
将CdSe/ZnS核-壳结构量子点形成于电致发光结构的出光侧。本发明实施例中，对于CdSe/ZnS量子点，具体可以是通过将十八胺(ODA)与三辛基磷(TOPO)以质量比为1:1反应制备，混合反应出的CdSe/ZnS量子点，其半高宽变宽，可以达到55nm以上，符合电致发光器件的红光标准，可以实现使最终混合出来的白光的显示指数更高。
本发明实施例有益效果如下：本发明实施例提供的电致发光器件，包括：位于衬底基板之上电致发光结构，以及位于电致发光结构出光侧的光转换层；其中，电致发光结构包括单独出射蓝光的第一发光层，光转换层将第一发光层出射的部分蓝光转换为红光，即，本发明实施例提供的电致发光器件，其电致发光结构出射白光，该白光具体可以由蓝光与其它光混合而成，通过在出射白光的电致发光结构的出光侧设置光转换层，该光转换层可以吸收混合形成白光时的部分蓝光，并将吸收的部分蓝光转换为红光，进而使最终混合出来的光的显示指数更高，可以使电致发光器件在具有较高的功能效率的同时，也具有较高的显示指数，可以改善现有技术中的电致发光器件在具有高功率效率的同时显色指数会下降，较难兼具高功率效率与高显色指数的问题。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (15)

1.一种电致发光器件，其特征在于，包括：位于衬底基板之上的电致发光结构，以及位于所述电致发光结构出光侧的光转换层；其中，所述电致发光结构包括单独出射蓝光的第一发光层，所述光转换层将所述第一发光层出射的部分蓝光转换为红光。
2.如权利要求1所述的电致发光器件，其特征在于，所述光转换层的材料为核-壳结构的量子点。
3.如权利要求2所述的电致发光器件，其特征在于，所述光转换层的材料为CdSe/ZnS，其中，CdSe为核-壳结构中核心的材料，ZnS为核-壳结构中外壳的材料。
4.如权利要求3所述的电致发光器件，其特征在于，所述光转换层出射的红光的光谱半高宽大于55nm。
5.如权利要求1-4任一项所述的电致发光器件，其特征在于，所述光转换层背离所述电致发光结构的一面还设置有保护层。
6.如权利要求5所述的电致发光器件，其特征在于，所述保护层的材料为二氧化硅。
7.如权利要求1-4任一项所述的电致发光器件，其特征在于，所述电致发光结构还包括位于所述第一发光层背向出光侧一面的第二发光层，所述第一发光层出射的光与所述第二发光层出射的光混合形成白光。
8.如权利要求7所述的电致发光器件，其特征在于，所述第二发光层为出射红光和黄光的混合层。
9.如权利要求7所述的电致发光器件，其特征在于，所述第一发光层与所述第二发光层之间还具有连接层。
10.如权利要求9所述的电致发光器件，其特征在于，所述电致发光结构还包括：位于所述第二发光层的背离所述第一发光层一面的阳极层，以及位于所述第一发光层的背离所述第二发光层一面的阴极层。
11.如权利要求10所述的电致发光器件，其特征在于，所述阳极层的材料为氧化铟锡，所述阴极层的材料为Mg/Ag；
所述光转换层位于所述阴极层的背离所述第一发光层的一面。
12.如权利要求10所述的电致发光器件，其特征在于，所述阳极层的材料为氧化铟锡，所述阴极层的材料为铝；
所述光转换层位于所述阳极层的背离所述第二发光层的一面。
13.如权利要求10所述的电致发光器件，其特征在于，所述电致发光结构还包括：位于所述阳极层与所述第二发光层之间的第一空穴注入层、位于所述第二发光层与所述连接层之间的第一电子传输层、位于所述连接层与所述第一发光层之间的空穴传输层、位于所述空穴传输层与所述第一发光层之间的第二空穴注入层、位于所述第一发光层与所述阴极层之间的第二电子传输层。
14.一种制作如权利要求1-13任一项所述电致发光器件的制作方法，其特征在于，包括：
在衬底基板之上形成电致发光结构；
在所述电致发光结构的出光侧形成光转换层。
15.如权利要求14所述的制作方法，其特征在于，所述在所述电致发光结构的出光侧形成光转换层包括：
将十八胺与三辛基磷以质量比为1：1进行混合反应，形成CdSe/ZnS核-壳结构量子点；
将所述CdSe/ZnS核-壳结构量子点形成于所述电致发光结构的出光侧。
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