CN112310298A - 一种发光二极管 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种发光二极管，包括光致发光层和OLED层；OLED层包括衬底、透明导电电极层、空穴传输层、有机发光层、电子传输层和阴极层；所述OLED层以衬底为底，从下至上的顺序分别为透明导电电极层、空穴传输层、有机发光层、电子传输层和阴极层；光致发光层位于OLED层的衬底的另一侧。该发光二极管色纯度高且光谱可调，另一侧的光致发光层中加入了绝缘保护材料，既可以很好的保护光致发光层，又能够改善光输出耦合问题，通过调节得到色纯度高的单色器件或色温可调的白光器件。

Description

一种发光二极管
技术领域
本发明涉及光电材料及器件技术领域，尤其涉及一种发光二极管。
背景技术
OLED通过几十年的发展，制备工艺及器件稳定性都较为成熟，在显示和照明领域具有非常重要的应用前景，但是目前仍存在问题需要解决：1)技术较为成熟的荧光OLED器件受限于电致发光25％的效率极限，而磷光OLED器件需要掺杂对环境污染较大的重金属元素；2)在显示及照明方面，红色作为三基色之一是必不可少的颜色，然而红色的OLED发光二极管的器件性能仍有待改善；3)由于OLED激发的光谱普遍较宽，色纯度低，作为显示使用仍需改善。
钙钛矿量子点，制备方式简单，材料价格低，光致发光量子产率高，但是由于有机配体的包覆，使得其作为发光层制备的电致发光器件性能较差，与成熟的OLED技术相差比较多。
因此，针对上述缺点，本申请开发了一种发光性能好的发光二极管。
发明内容
本发明提供了一种发光二极管，以解决现有技术问题中的缺陷。
为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。
本发明提供了一种发光二极管，包括光致发光层和OLED层；
所述的OLED层包括衬底、透明导电电极层、空穴传输层、有机发光层、电子传输层和阴极层；所述OLED层以衬底为底，从下至上的顺序分别为透明导电电极层、空穴传输层、有机发光层、电子传输层和阴极层；
所述的光致发光层位于OLED层的衬底的另一侧。
优选地，光致发光层为钙钛矿量子点。
优选地，钙钛矿量子点为钙钛矿红光量子点。
优选地，钙钛矿红光量子点为MAPbI3、CsPbI3、MAPbBrxI3-x或CsPbBrxI3-x，其中，MA＝甲胺，Cs＝铯，Pb＝铅，Br＝溴，I＝碘。
优选地，衬底采用玻璃基底；所述的透明导电电极层采用ITO；所述阴极层包含阴极修饰层和阴极电极，所述阴极层采用热蒸发方法制备，所述的空穴传输层采用PEDOT:PSS或MoOx，所述的空穴传输层采用溶液法制备。
优选地，有机发光层厚度为50-400nm，有机发光层发出的光的波长为350nm-500nm，采用TADF材料，所述的有机发光层采用旋涂法或热蒸发方法制备。
优选地，电子传输层采用厚度为20-50nm的有机电子传输材料，所述的电子传输层采用热蒸发方法制备。
优选地，机电子传输材料为Bphen或TPBi。
优选地，阴极修饰层材料采用厚度为0.5-1.5nm的氟化锂、碳酸铯或氟化镁，所述阴极电极采用厚度为120-200nm的铝或银。
优选地，光致发光层采用钙钛矿红光量子点，加入辛烷分散均匀，之后添加环氧树脂保护材料，所述的光致发光层采用旋凃，刮涂或丝网印刷的方式制备。
由上述本发明的发光二极管可以看出，本发明的发光二极管通过钙钛矿量子点(QDs，Quantum Dots)吸收OLED发出的光，之后利用这部分能量实现自身的发光，色纯度高且光谱可调；由于不用考虑钙钛矿QDs光致发光层的载流子注入、平衡及传输问题，因此可以掺入绝缘的保护材料(环氧树脂，UV封装胶)，既能对光致发光层起到保护作用，又能改善光输出耦合问题(光输出耦合效应会使常规的OLED器件损失一部分出射光)，增加来自器件内部的光出射率，提高发光二极管的器件性能；利用不同波长及亮度的OLED器件激发钙钛矿QDs发光层，通过调节得到色纯度高的单色器件或色温可调的白光器件。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本施例1的发光二极管结构示意图；
图2为实施例2的电致发光光谱图；
图3为实施例2的电致发光光谱图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且并不构成对本发明实施例的限定。
实施例1
本实施例提供了一种发光二极管，包括光致发光层和OLED层。图1为本实施例的发光二极管结构示意图，参照图1，OLED层包括衬底、透明导电电极层、空穴传输层、有机发光层、电子传输层和阴极层；OLED层以衬底为底，从下至上的顺序分别为透明导电电极层、空穴传输层、有机发光层、电子传输层和阴极层；光致发光层位于OLED层的衬底的另一侧。给OLED部分施加电压后，OLED部分(有机发光层)发出的光被钙钛矿QDs发光层吸收，之后钙钛矿QDs发出另一种颜色的光。
其中，光致发光层为钙钛矿量子点。
衬底采用玻璃基底；透明导电电极层采用氧化铟锡(ITO，Indium tin oxide)；阴极层包含阴极修饰层和阴极电极，阴极层采用热蒸发方法制备。阴极修饰层材料采用厚度为0.5-1.5nm的氟化锂、碳酸铯或氟化镁，本实施例优选氟化锂，阴极电极采用厚度为120-200nm的铝或银，本实施例优选铝。
空穴传输层采用PEDOT:PSS(聚3，4-乙烯二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸盐)或MoOx(氧化钼)，本实施例优选PEDOT:PSS，空穴传输层采用溶液法制备。
有机发光层厚度为50-400nm，有机发光层发出的光的波长为350nm-500nm；蓝色热活化延迟荧光材料(TADF，Thermally activated delayed fluorescence)，有机发光层采用旋涂法或热蒸发方法制备，本实施例优选为旋凃法制备。
电子传输层采用厚度为20-50nm的有机电子传输材料，电子传输层采用热蒸发方法制备。有机电子传输材料为Bphen(4,7-二苯基-1,10-菲罗啉)或TPBi(1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯)，本实施例优选TPBi。
钙钛矿红光量子点为MAPbI3、CsPbI3、MAPbBrxI3-x或CsPbBrxI3-x,光致发光层采用钙钛矿红光量子点，本实施例采用的钙钛矿红光量子点为CsPbBrxI3-x，其中，MA＝甲胺，Cs＝铯，Pb＝铅，Br＝溴，I＝碘加入辛烷分散均匀，之后添加环氧树脂保护材料，光致发光层采用旋凃，刮涂或丝网印刷的方式制备。
上述发光二极管的具体制备步骤如下：
ITO厚度为25nm；超声清洗后，采用氧等离子体处理90s，通气量0.4NL/min，功率70w；
空穴修饰层采用PEDOT:PSS，厚度约为40nm；采用旋涂方法制备，在ITO薄膜上将PEDOT:PSS水溶液以4500rpm旋涂40s，而后150℃处理15min；
电子传输层为TPBi，厚度为40nm；采用热蒸发制备在发光层薄膜上，蒸发速率为0.3nm/s。
阴极修饰层采用LiF(氟化锂)，厚度为1.0nm；采用热蒸发制备电子传输层TPBi上，蒸发速率为0.1nm/s。
金属阴极采用铝电极，厚度为120nm；采用热蒸发制备在阴极修饰层LiF上，蒸发速率为0.3nm/s。
钙钛矿红光量子点薄膜在玻璃基底的背面通过刮涂的方法制备约为100μm。
制备的器件在TADF材料的蓝光激发下获得了蓝色光谱及红色光谱，其光谱图如图2所示，参照图2，峰值480nm的光为蓝色OLED器件发出，光谱仪探测到在625nm左右的由钙钛矿QDs发出的红光峰，证明了本实施例的发光二极管的发光可行性，且色纯度高。
实施例2
本实施例2的发光二极管结构同实施例1，但有机发光层采用的是TADF绿光材料，光致发光层依然使用钙钛矿红光QDs材料。
得到的电致发光光谱图如图3所示。将蓝光OLED换为波长为525nm的绿光的OLED之后，由光谱仪探测到的光谱，得到该方案可以获得暖白光，证明了利用不同波长及亮度的OLED器件激发钙钛矿QDs发光层，通过调节得到色温可调的白光器件。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种发光二极管，其特征在于，包括光致发光层和OLED层；
所述的OLED层包括衬底、透明导电电极层、空穴传输层、有机发光层、电子传输层和阴极层；所述OLED层以衬底为底，从下至上的顺序分别为透明导电电极层、空穴传输层、有机发光层、电子传输层和阴极层；
所述的光致发光层位于OLED层的衬底的另一侧。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的光致发光层为钙钛矿量子点。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的钙钛矿量子点为钙钛矿红光量子点。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的钙钛矿红光量子点为MAPbI3、CsPbI3、MAPbBrxI3-x或CsPbBrxI3-x，其中，MA＝甲胺，Cs＝铯，Pb＝铅，Br＝溴，I＝碘。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的衬底采用玻璃基底；所述的透明导电电极层采用ITO；所述阴极层包含阴极修饰层和阴极电极，所述阴极层采用热蒸发方法制备，所述的空穴传输层采用PEDOT:PSS或MoOx，所述的空穴传输层采用溶液法制备。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的有机发光层厚度为50-400nm，有机发光层发出的光的波长为350nm-500nm，采用TADF材料，所述的有机发光层采用旋涂法或热蒸发方法制备。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的电子传输层采用厚度为20-50nm的有机电子传输材料，所述的电子传输层采用热蒸发方法制备。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述的机电子传输材料为Bphen或TPBi。
9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述的阴极修饰层材料采用厚度为0.5-1.5nm的氟化锂、碳酸铯或氟化镁，所述阴极电极采用厚度为120-200nm的铝或银。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的光致发光层采用钙钛矿红光量子点，加入辛烷分散均匀，之后添加环氧树脂保护材料，所述的光致发光层采用旋凃，刮涂或丝网印刷的方式制备。
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