CN111477757B - 一种有机发光二极管及显示面板 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种有机发光二极管及显示面板。有机发光二极管包括：层叠设置的第一电极和第二电极，以及设置于第一电极和第二电极之间的至少一层发光层和至少两层辅助层；沿所述第一电极指向所述第二电极的方向所述辅助层与所述发光层依次交替层叠设置；所述辅助层的HOMO能级小于所述发光层的主体材料的HOMO能级，所述辅助层的LUMO能级大于所述发光层的主体材料的LUMO能级。本发明实施例的方案提高了有机发光二极管的寿命。

Description

一种有机发光二极管及显示面板

技术领域

本发明实施例涉及显示技术，尤其涉及一种有机发光二极管及显示面板。

背景技术

有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode,OLED)利用自发光的发光机制，不需要背光源，将其应用于显示面板和显示装置时，显示面板和显示装置的整体厚度较薄，有利于实现其轻薄化设计。同时，有机发光二极管具有显示亮度高、视角广、响应速度快等优势。

然而，现有的有机发光二极管的寿命较短。

发明内容

本发明提供了一种有机发光二极管及显示面板，以提高有机发光二极管的寿命。

第一方面，本发明实施例提供了一种有机发光二极管，包括：

层叠设置的第一电极和第二电极，以及设置于第一电极和第二电极之间的至少一层发光层和至少两层辅助层；沿所述第一电极指向所述第二电极的方向所述辅助层与所述发光层交替层叠设置；

所述辅助层的HOMO能级小于所述发光层的主体材料的HOMO能级，所述辅助层的LUMO能级大于所述发光层的主体材料的LUMO能级。

可选的，所述辅助层的三线态能级大于所述发光层的主体材料的三线态能级。

可选的，所述辅助层与所述发光层的主体材料的HOMO能级差为0.2ev-0.5ev，所述辅助层与所述发光层的主体材料的LUMO能级差为0.2ev-0.5ev。

可选的，所述辅助层与所述发光层的主体材料的三线态能级差为0.1ev-0.5ev。

可选的，所述辅助层的厚度范围为1nm-10nm，所述发光层的厚度范围为1nm-10nm；

可选的，所述辅助层的厚度范围为1nm-2nm，所述发光层的厚度范围为1nm-5nm。

可选的，所述辅助层的层数小于或等于5，所述发光层的层数小于或等于5。

可选的，所述辅助层的材料包括4,4’-二(9-咔唑)联苯，1,3-二咔唑-9-基苯，1,3，5-三(9-咔唑基)苯，或4,4’,4”-三(咔唑-9-基)三苯胺。

可选的，有机发光二极管还包括：

电子阻挡层和空穴阻挡层；

所述电子阻挡层设置于所述第一电极与辅助层和发光层组成的层叠结构之间；所述空穴阻挡层设置于所述第二电极与辅助层和发光层组成的层叠结构之间。

可选的，所述发光层包括主体材料和客体材料；

所述主体材料为偏电子型传输材料。

第二方面，本发明实施例还提供了一种显示面板，包括本发明任意实施例所述的有机发光二极管。

本发明实施例的有机发光二极管包括设置于第一电极和第二电极之间的至少一层发光层和至少两层辅助层，沿第一电极指向第二电极的方向辅助层与发光层依次交替层叠设置，且辅助层的HOMO能级小于发光层的主体材料的HOMO能级，辅助层的LUMO能级大于发光层的主体材料的LUMO能级，使得一个发光层与其两侧的两个辅助层形成一个量子阱结构，传输到发光层的电子和空穴复合后产生的激子被量子阱结构限制在发光层中发生辐射跃迁，有效避免激子与发光层两侧的其他膜层相互作用，提高了发光效率并且避免发光层两侧的其他膜层快速劣化，增长了有机发光二极管的寿命。

附图说明

图1是本实施例提供的一种有机发光二极管的结构示意图；

图2是本实施例提供的有机发光二极管的能级示意图；

图3是本实施例提供的又一种有机发光二极管的结构示意图；

图4是本实施例提供的又一种有机发光二极管的能级示意图；

图5是本实施例提供的又一种有机发光二极管的结构示意图；

图6是本实施例提供的一种显示面板的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

正如背景技术中提到的现有的有机发光二极管的寿命较短，发明人经过研究发现，出现这种问题的原因在于：蓝光有机发光二极管发光层采用的蓝光材料具有较宽的带隙，发光层中产生的激子遍布整个发光层，与毗邻发光层的其他膜层，如电子传输层和空穴传输层等相互作用，这样降低了发光效率并且致使毗邻发光层的其他膜层快速劣化，从而导致寿命缩短。

基于上述问题，本实施例提供了一种有机发光二极管，图1是本实施例提供的一种有机发光二极管的结构示意图，图2是本实施例提供的有机发光二极管的能级示意图，参考图1和图2，该有机发光二极管包括：

层叠设置的第一电极10和第二电极20，以及设置于第一电极10和第二电极20之间的至少一层发光层30和至少两层辅助层40；沿第一电极10指向第二电极20的方向辅助层40与发光层30交替层叠设置；

辅助层40的HOMO能级40H小于发光层30的主体材料的HOMO能级30H，辅助层40的LUMO能级40L大于发光层30的主体材料的LUMO能级30L。

其中，第一电极10可为阳极，示例性的，第一电极10的材料可为铟锡氧化物(ITO)。第二电极20可为阴极，示例性的，第二电极20的材料可为金属材料，例如铝(Al)、金(Au)、银(Ag)或包括Ag的金属合金等功函数较低的导电材料。发光层30可包括主体材料和客体材料。

具体的，有机发光二极管的发光原理主要包括载流子(载流子可为电子或空穴)注入、载流子传输、载流子复合和激子退激发光四个过程。具体的，当给有机发光二极管施加一定的电压(也可理解为提供驱动电流)时，第一电极10(阳极)的空穴和第二电极20(阴极)的电子分别注入到发光层30中(此为载流子注入过程)；注入的电子和空穴在电场的作用下传输(此为载流子传输过程)；电子和空穴通过库伦作用在发光层30中复合，产生激子(此为载流子复合过程)；激子由激发态辐射跃迁回到基态的同时释放光子发光(此为激子退激发光过程)。

本实施例中辅助层40的HOMO能级40H小于发光层30的主体材料的HOMO能级30H，辅助层40的LUMO能级40L大于发光层30的主体材料的LUMO能级30L，使得一个发光层30与其两侧的两个辅助层40形成一个量子阱结构，传输到发光层30的电子和空穴复合后产生的激子被量子阱结构限制在发光层30中发生辐射跃迁，有效避免激子与发光层30两侧的其他膜层相互作用，提高了发光效率并且避免发光层30两侧的其他膜层快速劣化，增长了有机发光二极管的寿命。

需要说明的是，图1和图2仅示例性的示出了发光层30和辅助层40的层数，并非对本发明的限定。

具体的，可以设置辅助层40的层数大于发光层30的层数，如图1所示设置两层辅助层40一个发光层30形成一个量子阱结构，还可以设置两个以上辅助层40和一个以上发光层30形成多个量子阱结构，例如可以设置三个辅助层40和两个发光层30形成两个量子阱结构，还可以设置四个辅助层40和三个发光层30形成三个量子阱结构，还可以设置五个辅助层40和四个发光层30形成四个量子阱结构。通过设置多个量子阱结构，可以避免一个量子阱结构无法全部将激子限制在发光层30中发生辐射跃迁，多个量子阱结构可以最大限度的将激子限制在发光层30发生跃迁，进一步避免激子与发光层30两侧的其他膜层相互作用，提高发光效率并且避免发光层30两侧的其他膜层快速劣化，增长有机发光二极管的寿命。

图3是本实施例提供的又一种有机发光二极管的结构示意图，图4是本实施例提供的又一种有机发光二极管的能级示意图。参考图3和图4，还可以设置发光层30和辅助层40的层数相同，沿第一电极10指向第二电极20的方向辅助层40与发光层30交替层叠设置。示例性的，可以设置两个辅助层40和两个发光层30，还可以设置三个辅助层40和三个发光层30，还可以设置四个辅助层40和四个发光层30，也可以设置五个辅助层50和五个发光层30等。

也可以设置，沿第一电极10指向第二电极20的方向，发光层30与辅助层40交替层叠设置。示例性的，可以设置两个辅助层40和两个发光层30，还可以设置三个辅助层40和三个发光层30，还可以设置四个辅助层40和四个发光层30，也可以设置五个辅助层50和五个发光层30等。

一般的蓝光有机发光二极管的发光层30包括主体材料和客体材料，主体材料为偏电子型传输材料，示例性的，主体材料为蒽类衍生物，电子与空穴复合的区域会偏向阳极一侧，激子容易与发光层30偏向阳极一侧的膜层发生反应，设置沿阳极指向阴极的方向，辅助层40和发光层30交替设置，辅助层40和发光层30形成的量子阱结构位于偏向阳极的一侧，可以有效地阻挡激子向阳极侧的膜层运动，避免激子与阳极侧的膜层相互作用，提高了有机发光二极管的寿命。此外，通过设置多个辅助层40和多个发光层30可以形成多个量子阱结构，最大限度的将激子限制在发光层30发生跃迁，进一步避免激子与发光层30靠近阳极一侧的膜层相互作用，提高发光效率，并且避免发光层30靠近阳极一侧的其他膜层快速劣化，增长有机发光二极管的寿命。

可选的，辅助层40的三线态能级大于发光层30的主体材料的三线态能级。

具体的，蓝光有机发光二极管的发光层一般采用荧光材料，由于传统的荧光主体材料的内量子效率为单线态激子能量占据内量子能量的25％，其余三线态激子能量占据内量子能量的75％，而蓝光材料发光需要单线态激子的能量，因此为提高发光效率，通常将三线态激子通过反向系间窜跃过程回到单线态激子，进而使蓝色发光主体材料的能量均为单线态激子能量，然后将单线态激子能量传递给发光掺杂染料，使其发光。上述将三线态激子转化为单线态激子，从而实现了蓝色发光主体材料的能量完全传递至发光掺杂染料，使传统的荧光材料突破25％的内量子效率的限制。

由于三线态激子能级比较高，容易扩散至蓝光有机发光二极管的其他功能层，并与其他功能层中的载流子发生碰撞，产生湮灭，使得蓝光OLED的发光器件的发光效率降低，同时减小了蓝光OLED的寿命。通过设置辅助层40的三线态能级大于发光层30的主体材料的三线态能级，可以将发光层30的三线态激子限制在发光层30中，可以避免发光层30中的三线态激子扩散至其他膜层，从而避免了发光层30中三线态激子与其他膜层中的载流子发生碰撞，降低了其他膜层的材料的劣化程度，也可避免大量激子在辅助层40和发光层30的界面累计，产生激子湮灭，提高了有机发光二极管的寿命。同时可以将发光层30中的三线态激子均转换成单线态激子，从而充分利用了荧光材料的内量子能量，提高了有机发光二极管的发光效率，进一步提高了有机发光二极管的使用寿命。

可选的，辅助层40与发光层30的主体材料的HOMO能级差为0.2ev-0.5ev，辅助层40与发光层30的主体材料的LUMO能级差为0.2ev-0.5ev。

具体的，辅助层40与发光层30的主体材料的HOMO能级差和LUMO能级差过小时，量子阱结构对激子的限制作用较小，能级差过大时对辅助层40的材料限制过大，不利于降低材料成本，且可能影响空穴由阳极向发光层30传输以及电子由阴极相发光层30传输。通过设置辅助层40与发光层30的主体材料的HOMO能级差为0.2ev-0.5ev，辅助层40与发光层30的主体材料的LUMO能级差为0.2ev-0.5ev，在保证辅助层40与发光层30形成的量子阱结构对激子具有较好的限制作用的同时，保证了电子和空穴具有较高的传输效率，扩大了辅助层40的材料选择范围，有利于降低材料成本。

可选的，辅助层40与发光层30的三线态能级差为0.1ev-0.5ev。

具体的，辅助层40与发光层30的三线态能级差过小时，辅助层40对三线态激子的限制作用较小，无法将较多的三线态激子限制在发光层30中；三线态能级差过大时，对辅助层40的材料限制过大，不利于降低材料成本。通过设置辅助层40与发光层30的三线态能级差为0.1ev-0.5ev，在保证辅助层40能够较好的将三线态激子限制在发光层30中的同时，扩大了辅助层40的材料选择范围，有利于降低材料成本。

可选的，辅助层40的厚度范围为1nm-10nm，发光层30的厚度范围为1nm-10nm。

具体的，辅助层40厚度太小时对制作工艺要求较高，厚度太大时，使得有机发光二极管的厚度太大，且可能影响空穴由阳极向发光层30传输以及电子由阴极相发光层30传输。通过设置辅助层40的厚度范围为1nm-10nm，在降低辅助层40的制作工艺难度的同时，保证了辅助层40不会影响空穴由阳极向发光层30传输以及电子由阴极向发光层30传输，且保证有机发光二极管具有较薄的厚度。

发光层30的厚度太小时对制作工艺要求较高，厚度太大时，使得有机发光二极管的厚度太大。通过设置发光层30的厚度范围为1nm-10nm，在降低发光层30的制作工艺难度的同时，保证了有机发光二极管具有较薄的厚度。

可选的，辅助层40的厚度范围为1nm-2nm，在降低辅助层40的制作工艺难度的同时，较好的保证了辅助层40不会影响空穴由阳极向发光层30传输以及电子由阴极相发光层30传输，且进一步保证有机发光二极管具有较薄的厚度。

可选的，发光层30的厚度范围为1nm-5nm，在降低发光层30的制作工艺难度的同时，进一步保证了有机发光二极管具有较薄的厚度。

可选的，辅助层40的层数小于或等于5，发光层30的层数小于或等于5。在保证可以最大限度的将激子限制在发光层30发生跃迁，进一步避免激子与发光层30两侧的其他膜层相互作用，提高发光效率并且避免发光层30两侧的其他膜层快速劣化，增长有机发光二极管的寿命的同时，保证了有机发光二极管具有较小的厚度。

可选的，辅助层40的材料包括4,4’-二(9-咔唑)联苯,1,3-二咔唑-9-基苯,1,3,5-三(9-咔唑基)苯，或4,4’,4”-三(咔唑-9-基)三苯胺。由于上述材料成本较低，制作工艺较为成熟，通过采用上述材料降低了有机发光二极管的制作成本，提高了有机发光二极管的制作效率。

图5是本实施例提供的又一种有机发光二极管的结构示意图，可选的，参考图5，有机发光二极管还包括：

电子阻挡层50和空穴阻挡层60；

电子阻挡层50设置于第一电极10辅助层40和发光层30组成的层叠结构之间；空穴阻挡层60设置于第二电极20与辅助层40和发光层30组成的层叠结构之间。

具体的，电子阻挡层50用于阻挡由第二电极20传输向发光层30的电子，避免电子跨过发光层30继续向第一电极20传输。空穴阻挡层60用于阻挡由第一电极10向发光层30传输的空穴，避免空穴跨过发光层30继续向第二电极20传输。通过设置电子阻挡层50和空穴阻挡层60，进一步将电子和空穴限制在发光层30和辅助层40组成的层叠结构中，提高电子和空穴的复合效率，提高有机发光二极管的发光效率。

此外，有机发光二极管还可以包括电子传输层、空穴传输层、电子注入层和空穴注入层等膜层。

图6是本实施例提供的一种显示面板的示意图，参考图6，本实施例还提供了一种显示面板100，包括本发明任意实施例提供的有机发光二极管200。

本实施例的显示面板中有机发光二极管包括设置于第一电极和第二电极之间的至少一层发光层和至少两层辅助层，沿第一电极指向第二电极的方向辅助层与发光层交替层叠，且辅助层的HOMO能级小于发光层主体材料的HOMO能级，辅助层的LUMO能级大于发光层主体材料的LUMO能级，使得一个发光层与其两侧的两个辅助层形成一个量子阱结构，传输到发光层的电子和空穴复合后产生的激子被量子阱结构限制在发光层中发生辐射跃迁，有效避免激子与发光层两侧的其他膜层相互作用，提高了发光效率并且避免发光层两侧的其他膜层快速劣化，增长了有机发光二极管的寿命。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互结合和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种有机发光二极管，其特征在于，包括：

层叠设置的第一电极和第二电极，以及设置于第一电极和第二电极之间的至少一层发光层和至少两层辅助层；沿所述第一电极指向所述第二电极的方向所述辅助层与所述发光层交替层叠设置；

所述辅助层的HOMO能级小于所述发光层的主体材料的HOMO能级，所述辅助层的LUMO能级大于所述发光层的主体材料的LUMO能级；

辅助层与发光层的主体材料的HOMO能级差为0.2ev-0.5ev，辅助层与发光层的主体材料的LUMO能级差为0.2ev-0.5ev；

所述的有机发光二极管，还包括：

电子阻挡层和空穴阻挡层；

所述电子阻挡层设置于所述第一电极与辅助层和发光层组成的层叠结构之间；所述空穴阻挡层设置于所述第二电极与辅助层和发光层组成的层叠结构之间。

2.根据权利要求1所述的有机发光二极管，其特征在于：

所述辅助层的三线态能级大于所述发光层的主体材料的三线态能级。

3.根据权利要求1所述的有机发光二极管，其特征在于：

所述辅助层与所述发光层的主体材料的HOMO能级差为0.2 ev-0.5ev，所述辅助层与所述发光层的主体材料的LUMO能级差为0.2 ev-0.5ev。

4.根据权利要求1所述的有机发光二极管，其特征在于：

所述辅助层与所述发光层的主体材料的三线态能级差为0.1ev-0.5ev。

5.根据权利要求1所述的有机发光二极管，其特征在于：

所述辅助层的厚度范围为1nm-10nm，所述发光层的厚度范围为1nm-10nm。

6.根据权利要求5所述的有机发光二极管，其特征在于：

所述辅助层的厚度范围为1nm-2nm，所述发光层的厚度范围为1nm-5nm。

7.根据权利要求1所述的有机发光二极管，其特征在于：

所述辅助层的层数小于或等于5，所述发光层的层数小于或等于5。

8.根据权利要求1所述的有机发光二极管，其特征在于：

所述辅助层的材料包括4,4'-二（9-咔唑）联苯,1,3-二咔唑-9-基苯,1,3,5-三（9-咔唑基）苯，或4,4’,4’’-三（咔唑-9-基）三苯胺。

9.根据权利要求1所述的有机发光二极管，其特征在于：

所述发光层包括主体材料和客体材料；

所述主体材料为偏电子型传输材料。

10.一种显示面板，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的有机发光二极管。

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