[发明专利]发光装置

说明书

发明领域

本发明涉及一种发光装置，一种制造发光装置和发光二极管的方法。

发明背景

已开始涌现多种新的发光装置技术。例如，美国专利公开 2012/0112165提出了一种量子阱LED，该量子阱LED利用非辐射的能量转移(NRET)来提高装置效率。然而，市场上这类基于NRET的量子阱LED迄今为止基本上是不成功的。这可能是由于利用现有的工艺技术很难在量子阱LED内结合NRET结构，并且由于几何学原因，产生的NRET效率较差。^12,3

纳米晶体量子点(NQD)是一类更具前景的无序半导体胶体材料^4,5，因为它们可提供大小可调的发射光谱、高光致发光(PL)量子产率、窄的发射半峰全宽(FWHM)，并以低成本增加环境稳定性。现有技术基于NQD的电致发光装置^6,7,8，通常依赖电荷注入泵入NQD。然而，由于钝化和稳定化有机配体^9,10,11，穿过NQD薄膜的电荷注入和传输非常弱，并且由于产生俄歇复合(Auger recombination)的电子和空穴的不同势垒，穿过NQD薄膜的电荷注入和传输是不平衡的。

作为替代，具有适当的电荷注入和阻挡层的有机发光二极管 (OLED)原则上可达到较大的峰值外部量子效率(报道的基于荧光的 OLED高达6.3％¹²和基于磷光的OLED高达18％¹³)。然而，基于聚合物的OLED可能会遇到来自三重态激子的禁带发射。

磷光性的LED是能够收获三重态激子的另一选择，但由于用于磷光的重金属离子，磷光性的LED可能是昂贵的。

发明内容

现有技术中的从共轭聚合物到NQD的NRET通常被认为是激子扩散辅助的过程¹⁴。然而，本发明人指出，这与低NQD负载情况(3-4w％) 有关。

本发明人已发现高NQD负载的复合聚合物薄膜LED可能是可取的。本发明人还发现在这种膜中NQD的聚合或聚集几乎限制了NQD 负载，并且发现聚集阻碍了LED中基于NRET产生的激子相互作用。

本发明人发现在电驱动的LED中NRET对供体-受体种类之间的间距高度敏感。

概括地说，本发明提出了一种化学结合到软物质或软质材料基质的纳米颗粒(纳米晶体、纳米棒、纳米线、纳米散砾石等)的复合材料。因此，提出的复合材料的实施例可包括没有聚集的高负载复合材料，该复合材料能够有效地通过实质上完全的非辐射能量转移，激子驱动纳米颗粒。

这可能具有的优势是

-该纳米复合材料促进高效的激子路径，其中能量转移效率>70％；

-可达到高负载水平(>70w％)；并且

-可抑制相分离，另外在共混(blend)的情况下，可能限制现有技术薄膜负载至3-4w％；^15,

同时还提供了下列性能参数

-基于溶液的加工能力；

-重量轻；

-面积大；

-表面发射；

-柔性衬底；和/或

-低成本。

在一实施例中，利用直接从组合聚合物到NQD的激子注射的发光二极管(LED)说明，在当电驱动LED时来自NQD的电致发光光谱仅仅作为完全的激子转移的结果。这与未利用激子注射相比，可能产生外部量子效率的10倍以上的增强。

在一实施例中，发光二极管包括:

-聚合物和无机发射体，该聚合物被电驱动以形成激子，该无机发射体(量子材料-纳米晶体、纳米棒、纳米线、纳米散砾石)被化学结合到该聚合物中以便获得高度无序的或部分无序的杂混物薄膜，

-对此，通过特异性杂混减少相分离，实现了紧密融合和分散，与此同时避免形成聚合，以使宿主中的高颗粒负载成为可能，并且

-作为结果，其中获得了强激子-激子相互作用，以便从聚合物供体中提取激子并注入到无机受体中来转化压缩态的激子成为光子。

激子LED可被用于类似的有机LED的应用中，包括:

-智能手机，掌上电脑(PDA)

-所有其他便携式显示器

-汽车，

-照明，等。