[發明專利]具有改進的光輸出的電致發光裝置

有效

• 申請號: 200880018267.6
• 申請日: 2008-05-29
• 公開（公告）號: CN101711439A
• 公開（公告）日: 2010-05-19
• 發明（設計）人: R·S·科克
• 申請（專利權）人: 伊斯曼柯達公司
• 主分類號: H01L51/52
• 分類號: H01L51/52;H05B33/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 劉春元;王忠忠

技術領域

本發明涉及電致發光(EL)發光二極管(LED)裝置，且更具體地 涉及具有用于改進光輸出的光散射層的電致發光裝置結構。

背景技術

電致發光裝置是用于平板顯示器和區域照明燈的有前景的技術。這 些裝置依賴于涂覆在襯底上的薄膜層材料，且包括有機、無機和無機- 有機混合式發光二極管。薄膜層材料可包括例如LED領域中已知和教導 的有機材料、量子點、熔融無機納米顆粒、電極、導體和硅電子部件。

與適合于這些廣闊領域的應用的獨特電致發光裝置配置無關，所有 電致發光裝置都以相同的一般性原理工作。電致發光(EL)單元夾在兩 個電極之間。這兩個電極中的至少一個是至少部分地可透光的。與傳統 二極管的端子類似，這些電極通常被稱作陽極和陰極。當在電極之間施 加電勢使得陽極連接到電壓源的正端子且陰極連接到負端子時，認為 LED被正向偏置。從陽極將正電荷載體(空穴)注入到LE單元中，從 陰極注入負電荷載體(電子)。這樣的電荷載體注入導致從電極通過EL 單元的電流流動。空穴和電子的重新結合發生在光發射層內，并且導致 光的發射。例如，包含量子點發光二極管(LED)結構的電致發光裝置 可以是或者無機的或者無機-有機混合式的，并且空穴和電子的重新結合 發生在光發射層中的量子點的核內。無機-有機混合式EL單元可由包括 小分子層或聚合物層的子層堆疊形成。

在二十世紀九十年代末引入了包含有機物和量子點的混合發射器 的LED裝置(Journal?of?Applied?Physics?83，7965(1998)，Mattoussi 等)。量子點是發光的、納米尺寸的半導體晶體。將量子點添加到發射 器層可提高裝置的色域；可通過僅改變量子點顆粒尺寸獲得紅光、綠光 以及藍光發射；且可減小制造成本。由于諸如發射體層中量子點的聚集 的問題，與典型的OLED裝置相比這些裝置的效率相當低。當使用純的 量子點薄膜作為發射器層時效率甚至更差(Journal?of?Applied?Physics 93，3509(2003)，Hikmet等)。效率差要歸因于量子點層的絕緣性質。 稍后在有機的空穴輸送層和電子輸送層之間沉積單層量子點膜時效率 得到了提高(到約1.5cd/A)(Nature?420，800(2002)，Coe等)。據 稱，從量子點的發光主要是由于從有機分子上的激發子(在有機分子上 發生電子空穴重新結合)的Forster能量轉移而發生的。不管效率上的改 進如何，這些混合裝置仍然遭受與純OLED裝置相關聯的所有缺陷。

近來，通過在真空沉積的無機n-GaN層和p-GaN層之間夾入單層厚 的核/殼CdSe/ZnS量子點層，構造了一種大體上全無機的LED(Nano Letters?5，1039(2005)，Mueller等)。所得到的裝置具有0.001-0.01％ 的較差的外量子效率。該問題的一部分可能是與被報告為存在后生長 (post?growth)的三辛基氧化磷(TOPO)和三辛基磷(TOP)的有機配 位體相關聯的。這些有機配位體是絕緣體且將導致到量子點中的較差的 電子和空穴注入。

如在共同待決共同轉讓的、Kahen的美國公開2007/0057263(在此 通過引用將其全部并入)中所述，可在層中向另外的半導體納米顆粒提 供量子點，以提高光發射層的電導率。

OLED裝置一般可具有如美國專利No.4,476,292中公開的通常所說 的小分子裝置和如美國專利No.5,247,190中公開的稱作聚合物OLED裝 置的這兩種形式。每種類型的OLED裝置可順序包括陽極、有機EL元 件和陰極。在大部分設計中，電極之一是反射式的且另一個是透明的。 布置在陽極和陰極之間的有機EL元件一般包括有機空穴輸送層(HTL)、 光發射層(LEL)以及有機電子輸送層(ETL)。空穴和電子在LEL層 中重新結合并發光。Tang等人(Applied?Physics?Letters，51，913(1987)， Journal?of?Applied?Physics，65，3610(1989)，以及美國專利第4,769,292 號)展示了使用這樣的層結構的高效的OLED。從那之后，公開了具有 可替代層結構的大量OLED(包括聚合材料)，并且裝置性能得到改進。