CN111725409A - 白光发光二极管器件及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种白光发光二极管器件及其制作方法，所述白光发光二极管器件包括一阳极层、一阴极层及一发光层，其中所述阳极层及所述阴极层相对设置，所述发光层位于所述阳极层及所述阴极层之间，而且所述发光层包含无机荧光材料及有机荧光材料，所述无机材料的发光的波长与所述有机材料的反射光的波长不同。通过所述发光层为包含无机荧光材料及有机荧光材料的设计，使得单一层的发光层复合产生白光，进而提升白光的色纯度及发光效率。
Description
技术领域
本发明是有关于一种发光二极管及其制作方法，特别是有关于一种白光发光二极管器件。
背景技术
随着半导体行业的发展，全无机钙钛矿材料以结构的多样性及其优异的光电性能迅速成为下一代新型显示发光材料。在室温下，一般主体材料从三线激发态回到基态的电子跃迁由于存在自旋禁阻，不能发光，其能量绝大部分以热弛豫的形式损失掉了，只有单线态激子可以转化为光子。
传统的白光有机发光二极管(white organic light emitting dioed,WOLED)—般分为单发光层和多发光层两种。其中，单发光层的白光有机发光二极管—般是通过掺杂一定配比的不同颜色的发光材料来实现混合白光，这种单发光层的白光有机发光二极管中的发光材料的掺杂浓度难以控制，不同发光材料间存在干扰，难以获得较高白光色纯度。多发光层的白光有机发光二极管—般是通过将红绿蓝三基色材料堆叠，各色光叠加形成白光，多发光层的白光有机发光二极管的制备制程复杂且良率低，各层间的能量会相互吸收，从而导致发光效率差。
因此，有必要提供改良的一种白光发光二极管器件及其制作方法，以解决上述现有技术所存在的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种白光发光二极管器件及其制作方法，利用发光层为包含无机荧光材料及有机荧光材料的设计，使得单一层的发光层复合产生白光，进而提升白光的色纯度及发光效率。
为达成本发明的前述目的，本发明一实施例提供一种白光发光二极管器件，所述白光发光二极管器件包括一阳极层、一阴极层及一发光层，其中所述阳极层及所述阴极层相对设置，所述发光层位于所述阳极层及所述阴极层之间，而且所述发光层包含无机荧光材料及有机荧光材料，所述无机材料的发光的波长与所述有机材料的反射光的波长不同。
在本发明的一实施例中，所述无机荧光材料为钙钛矿型荧光材料，所述有机荧光材料为热活化延迟荧光材料。
在本发明的一实施例中，所述热活化延迟荧光材料的最高占据分子轨道的能级的绝对值大于所述钙钛矿型荧光材料的价电带的绝对值。
在本发明的一实施例中，所述热活化延迟荧光材料的最低未占分子轨道的能级的绝对值小于所述钙钛矿型荧光材料的导电带的绝对值。
在本发明的一实施例中，所述无机荧光材料的发光为黄光，且发光的波长为565至590nm。
在本发明的一实施例中，所述有机荧光材料的发光为蓝光，且发光的波长为485至500nm。
在本发明的一实施例中，所述白光发光二极管器件还包括一空穴传输层及一空穴注入层，其中所述空穴注入层形成在所述阳极层上，所述空穴传输层形成在所述空穴注入层上，所述发光层形成在所述空穴传输层上。
在本发明的一实施例中，所述白光发光二极管器件还包括一电子传输层及一电子注入层，其中所述电子传输层形成在所述发光层上，所述电子注入层形成在所述电子传输层上，所述阴极层形成在所述电子注入层上。
在本发明的一实施例中，所述发光层是通过将所述无机荧光材料及所述有机荧光材料溶解于一溶剂中，再经喷墨打印的方式形成。
在本发明的一实施例中，所述发光层是通过将所述无机荧光材料溶解于一第一溶剂中，将所述有机荧光材料溶解于一第二溶剂中，再经喷墨打印的方式将所述第一溶剂及所述第二溶剂同时打印于同一像素中而形成。
为达成本发明的前述目的，本发明一实施例提供一种白光发光二极管器件的制作方法，所述制作方法包含一第一形成步骤及一第二形成步骤，在所述第一形成步骤中，通过喷墨打印的方式形成一发光层；在所述第二形成步骤中，相对设置一阳极层及一阴极层，其中所述发光层位于所述阳极层及所述阴极层之间，而且所述发光层包含无机荧光材料及有机荧光材料，所述无机材料的发光的波长与所述有机材料的反射光的波长不同。
在本发明的一实施例中，在所述第一形成步骤中，所述发光层是通过将所述无机荧光材料及所述有机荧光材料溶解于一溶剂中，再经喷墨打印的方式形成。
在本发明的一实施例中，在所述第一形成步骤中，所述发光层是通过将所述无机荧光材料溶解于一第一溶剂中，将所述有机荧光材料溶解于一第二溶剂中，再经喷墨打印的方式将所述第一溶剂及所述第二溶剂同时打印于同一像素中而形成。
如上所述，通过所述发光层为包含无机荧光材料及有机荧光材料的设计，使得单一层的所述发光层复合产生白光，免除堆叠多层发光层所造成的制程复杂、良率低且发光效率差，进而提升白光的色纯度及发光效率。
附图说明
图1是根据本发明白光发光二极管器件的一优选实施例的一示意图。
图2是根据本发明白光发光二极管器件的制作方法的一优选实施例的一流程图。
具体实施方式
以下各实施例的说明是参考附加的图式，用以例示本发明可用以实施的特定实施例。再者，本发明所提到的方向用语，例如上、下、顶、底、前、后、左、右、内、外、侧面、周围、中央、水平、横向、垂直、纵向、轴向、径向、最上层或最下层等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。
请参照图1所示，为本发明白光发光二极管器件的一优选实施例的一示意图。其中所述白光发光二极管器件包括一衬底2、一阳极层3、一空穴注入层4、一空穴传输层5、一发光层6、一电子传输层7、一电子注入层8及一阴极9，其中所述阳极层3、所述空穴注入层4、所述空穴传输层5、所述发光层6、所述电子传输层7、所述电子注入层8及所述阴极9依次层叠构成多层复合结构，并且从所述阳极层3与所述阴极9连接外部电源101。本发明将于下文详细说明各实施例上述各组件的细部构造、组装关系及其运作原理。
续参照图1所示，所述阳极层2及所述阴极9相对设置，所述发光层6位于所述阳极层3及所述阴极层9之间，而且所述发光层6包含无机荧光材料及有机荧光材料，其中所述无机材料的发光的波长与所述有机材料的反射光的波长不同。在本实施例中，所述无机荧光材料的发光为黄光，且发光的波长为565至590nm；所述有机荧光材料的发光为蓝光，且发光的波长为485至500nm。
续参照图1所示，具体来说，所述发光层6的无机荧光材料为钙钛矿型荧光材料，所述发光层6的有机荧光材料为热活化延迟荧光材料(thermally activated delayedfluorescence,TADF)，其中所述热活化延迟荧光材料的最高占据分子轨道的能级的绝对值大于所述钙钛矿型荧光材料的价电带的绝对值；所述热活化延迟荧光材料的最低未占分子轨道的能级的绝对值小于所述钙钛矿型荧光材料的导电带的绝对值。
续参照图1所示，所述阳极层3形成在所述衬底2，所述空穴注入层4形成在所述阳极层3上，所述空穴传输层5形成在所述空穴注入层4上，所述发光层6形成在所述空穴传输层5上，所述电子传输层7形成在所述发光层6上，所述电子注入层8形成在所述电子传输层7上，所述阴极层9形成在所述电子注入层8上。
续参照图1所示，在本实施例中，所述发光层6是通过将所述无机荧光材料及所述有机荧光材料溶解于一溶剂中，再经喷墨打印的方式将所述溶剂挥发、固化、成膜而形成。另外，在其他实施例中，所述发光层也可以通过将所述无机荧光材料溶解于一第一溶剂中，将所述有机荧光材料溶解于一第二溶剂中，再经喷墨打印的方式将所述第一溶剂及所述第二溶剂同时打印于同一像素中，并且将所述第一溶剂及第二溶剂挥发、固化、成膜而形成。
依据上述的结构，通过所述发光层6为包含无机荧光材料(例如钙钛矿型荧光材料)及有机荧光材料(例如热活化延迟荧光材料)的设计，进而调节热活化延迟荧光材料和钙钛矿型荧光材料的比例及浓度，只将部分激子从热活化延迟荧光材料传递给所述钙钛矿型荧光材料，最终所述有机荧光材料的蓝光及所述无机荧光材料的黄光复合产生白光，实现具有单一层所述发光层6的白光发光二极管器件。
如上所述，通过所述发光层6为包含无机荧光材料及有机荧光材料的设计，使得单一层的所述发光层6复合产生白光，免除堆叠多层发光层所造成的制程复杂、良率低且发光效率差，进而提升白光的色纯度及发光效率。
请参照图2并配合图1所示，为本发明白光发光二极管器件的制作方法的一流程图。所述白光发光二极管器件的制作方法包括一第一形成步骤S201及一第二形成步骤S202。本发明将于下文详细说明各步骤的关系及其运作原理。
续参照图2并配合图1所示，在所述第一形成步骤S201中，通过喷墨打印的方式形成一发光层6；在本实施例中，所述发光层6是通过将所述无机荧光材料及所述有机荧光材料溶解于一溶剂中，再经喷墨打印的方式形成；或者，所述发光层6是通过将所述无机荧光材料溶解于一第一溶剂中，将所述有机荧光材料溶解于一第二溶剂中，再经喷墨打印的方式将所述第一溶剂及所述第二溶剂同时打印于同一像素中而形成。
续参照图2并配合图1所示，在所述第二形成步骤S202中，相对设置一阳极层3及一阴极层9，其中所述发光层6位于所述阳极层3及所述阴极层9之间，而且所述发光层6包含无机荧光材料及有机荧光材料，所述无机材料的发光的波长与所述有机材料的反射光的波长不同。进一步来说，所述阳极层3形成在一衬底2上，通过喷墨打印的方式还形成有一空穴注入层4及一空穴传输层5，通过蒸镀的方式还形成有一电子传输层7、一电子注入层8及所述阴极层9，其中所述阳极层3、所述空穴注入层4、所述空穴传输层5、所述发光层6、所述电子传输层7、所述电子注入层8及所述阴极9依次层叠构成多层复合结构，并且从所述阳极层3与所述阴极9连接外部电源101。
依据上述的结构，通过所述发光层6为包含无机荧光材料(例如钙钛矿型荧光材料)及有机荧光材料(例如热活化延迟荧光材料)的设计，进而调节热活化延迟荧光材料和钙钛矿型荧光材料的比例及浓度，只将部分激子从热活化延迟荧光材料传递给所述钙钛矿型荧光材料，最终所述有机荧光材料的蓝光及所述无机荧光材料的黄光复合产生白光，实现具有单一层所述发光层6的白光发光二极管器件。
本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已公开的实施例并未限制本发明的范围。相反地，包含于权利要求书的精神及范围的修改及均等设置均包括于本发明的范围内。
Claims (10)
1.一种白光发光二极管器件，其特征在于：所述白光发光二极管器件包括一阳极层、一阴极层及一发光层，其中所述阳极层及所述阴极层相对设置，所述发光层位于所述阳极层及所述阴极层之间，而且所述发光层包含无机荧光材料及有机荧光材料，所述无机材料的发光的波长与所述有机材料的反射光的波长不同。
2.如权利要求1所述的白光发光二极管器件，其特征在于：所述无机荧光材料为钙钛矿型荧光材料，所述有机荧光材料为热活化延迟荧光材料。
3.如权利要求2所述的白光发光二极管器件，其特征在于：所述热活化延迟荧光材料的最高占据分子轨道的能级的绝对值大于所述钙钛矿型荧光材料的价电带的绝对值。
4.如权利要求2所述的白光发光二极管器件，其特征在于：所述热活化延迟荧光材料的最低未占分子轨道的能级的绝对值小于所述钙钛矿型荧光材料的导电带的绝对值。
5.如权利要求1所述的白光发光二极管器件，其特征在于：所述白光发光二极管器件还包括一空穴传输层、一空穴注入层、一电子传输层及一电子注入层，其中所述空穴注入层形成在所述阳极层上，所述空穴传输层形成在所述空穴注入层上，所述发光层形成在所述空穴传输层上，所述电子传输层形成在所述发光层上，所述电子注入层形成在所述电子传输层上，所述阴极层形成在所述电子注入层上。
6.如权利要求1所述的白光发光二极管器件，其特征在于：所述发光层是通过将所述无机荧光材料及所述有机荧光材料溶解于一溶剂中，再经喷墨打印的方式形成。
7.如权利要求1所述的白光发光二极管器件，其特征在于：所述发光层是通过将所述无机荧光材料溶解于一第一溶剂中，将所述有机荧光材料溶解于一第二溶剂中，再经喷墨打印的方式将所述第一溶剂及所述第二溶剂同时打印于同一像素中而形成。
8.一种如权利要求1所述的白光发光二极管器件的制作方法，其特征在于：所述制作方法包括步骤：
一第一形成步骤，通过喷墨打印的方式形成一发光层；及
一第二形成步骤，相对设置一阳极层及一阴极层，其中所述发光层位于所述阳极层及所述阴极层之间，而且所述发光层包含无机荧光材料及有机荧光材料，所述无机材料的发光的波长与所述有机材料的反射光的波长不同。
9.如权利要求8所述的制作方法，其特征在于：在所述第一形成步骤中，所述发光层是通过将所述无机荧光材料及所述有机荧光材料溶解于一溶剂中，再经喷墨打印的方式形成。
10.如权利要求8所述的制作方法，其特征在于：在所述第一形成步骤中，所述发光层是通过将所述无机荧光材料溶解于一第一溶剂中，将所述有机荧光材料溶解于一第二溶剂中，再经喷墨打印的方式将所述第一溶剂及所述第二溶剂同时打印于同一像素中而形成。
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