CN112259689A - 电致发光器件及显示面板 - Google Patents

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CN112259689A CN202011084554.6A CN202011084554A CN112259689A CN 112259689 A CN112259689 A CN 112259689A CN 202011084554 A CN202011084554 A CN 202011084554A CN 112259689 A CN112259689 A CN 112259689A
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杨一行
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Abstract

本申请提供一种电致发光器件及显示面板，该电致发光器件包括依次设置的第一电极、发光结构层和第二电极，第一电极用于在外加电场的作用下产生电子；第二电极用于在外加电场的作用下产生空穴；其中，发光结构层包括发光层和缓冲层，发光层和缓冲层交替且层叠设置，发光层的数量为至少两层，缓冲层用于将电子和空穴束缚在发光层内。本申请在兼顾量子点发光器件发光效率的同时，维持了量子点发光器件的寿命。

Description

电致发光器件及显示面板
技术领域
本申请涉及显示技术领域，具体涉及一种电致发光器件及显示面板。
背景技术
量子点显示技术因其色域覆盖率高、色彩控制精确性高、红绿蓝色彩纯净度高等优点，逐渐受到广大科研工作者的青睐。量子点的优势在于：通过调控量子点的尺寸，可以实现发光波长范围覆盖到红外及整个可见光波段，且发射光波段窄，色彩饱和度高；量子点材料量子转换效率高；材料性能稳定；制备方法简单多样，可以从溶液中制备，资源丰富。
然而，在目前的量子点有机电致发光器件中，由于薄的量子点发光层具有较高的发光效率，但寿命较差，而厚的量子点发光层具有较低的发光效率，但寿命较好。因此，如何在兼顾发光效率的同时，维持量子点器件的寿命成为亟待解决的技术问题。
发明内容
本申请提供一种电致发光器件及显示面板，以解决在兼顾量子点发光器件发光效率的同时，维持量子点发光器件的寿命的技术问题。
本申请提供一种电致发光器件，其包括：
第一电极，所述第一电极用于在外加电场的作用下产生电子；
发光结构层，所述发光结构层设置于所述第一电极上；以及
第二电极，所述第二电极设置于所述发光结构层上，所述第二电极用于在外加电场的作用下产生空穴；
其中，所述发光结构层包括发光层和缓冲层，所述发光层和所述缓冲层交替且层叠设置，所述发光层的数量为至少两层，所述缓冲层用于将所述电子和所述空穴束缚在所述发光层内。
在本申请的电致发光器件中，所述发光层的厚度小于或等于30纳米。
在本申请的电致发光器件中，所述发光层的厚度小于20纳米。
在本申请的电致发光器件中，所述缓冲层的厚度小于或等于20纳米。
在本申请的电致发光器件中，所述发光层的数量为两层，所述缓冲层的数量为一层。
在本申请的电致发光器件中，所述电致发光器件的电子迁移率等于空穴迁移率；
在所述电子的传输侧，所述缓冲层的LUMO能级高于相邻所述发光层的LUMO能级；在所述空穴的传输侧，所述缓冲层的HOMO能级低于相邻所述发光层的HOMO能级。
在本申请的电致发光器件中，所述电致发光器件的电子迁移率高于空穴迁移率；
在所述电子的传输侧，所述缓冲层的LUMO能级高于相邻所述发光层的LUMO能级；在所述空穴的传输侧，所述缓冲层的HOMO能级高于相邻所述发光层的HOMO能级。
在本申请的电致发光器件中，所述电致发光器件的空穴迁移率高于电子迁移率；
在所述电子的传输侧，所述缓冲层的LUMO能级低于相邻所述发光层的LUMO能级；在所述空穴的传输侧，所述缓冲层的HOMO能级低于相邻所述发光层的HOMO能级。
在本申请的电致发光器件中，所述电致发光器件还包括电子传输层和空穴传输层，所述电子传输层设置在所述第一电极和所述发光结构层之间，所述空穴传输层设置在所述发光结构层和所述第二电极之间。
本申请还提供一种显示面板，其包括上述的电致发光器件。
相较于现有技术中的电致发光器件，本申请提供的电致发光器件通过将发光层的数量设置为至少两层，并在发光结构层中设置缓冲层，通过发光层和缓冲层的交替层叠设置，使得发光结构层形成类似于多量子阱的结构，由于缓冲层将电子和空穴束缚在了发光层内，进而提高了电子和空穴在发光层复合的几率，提高了激子在发光层辐射跃迁的几率，从而提高了电致发光器件的发光效率及寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，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申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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是本申请实施例提供的电致发光器件的结构示意图；
图2是本申请实施例提供的电致发光器件中发光结构层的能级结构的第一结构示意图；
图3是本申请实施例提供的电致发光器件中发光结构层的能级结构的第二结构示意图；
图4是本申请实施例提供的电致发光器件中发光结构层的能级结构的第三结构示意图；
图5是本申请实施例提供的电致发光器件中发光结构层的能级结构的第四结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本申请提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
需要说明的是，本申请中的电致发光器件可以为第一电极、发光结构层和第二电极的叠层结构，也可以为第一电极、电子传输层、发光结构层、空穴传输层和第二电极的叠层结构，或者，还可以为第一电极、电子注入层、电子传输层、发光结构层、空穴传输层、空穴注入层和第二电极的叠层结构，本申请实施例仅以电致发光器件为第一电极、电子传输层、发光结构层、空穴传输层和第二电极的叠层结构为例进行说明，但并不限于此。
请参阅图1，图1是本申请实施例提供的电致发光器件的结构示意图。
本申请实施例提供一种电致发光器件100，其包括第一电极10、电子传输层11、发光结构层12、空穴传输层13和第二电极14。第一电极10用于在外加电场的作用下产生电子。发光结构层12设置于第一电极10上。电子传输层11设置在第一电极10和发光结构层12之间。第二电极14设置于发光结构层12上。第二电极14用于在外加电场的作用下产生空穴。空穴传输层13设置在发光结构层12和第二电极14之间。其中，发光结构层12包括发光层121和缓冲层122。发光层121和缓冲层122交替且层叠设置。发光层121的数量为至少两层。缓冲层122用于将电子和空穴束缚在发光层121内。
由此，本申请实施例提供的电致发光器件100通过将发光层121的数量设置为至少两层，并在发光结构层12中设置缓冲层122，通过发光层121和缓冲层122的交替层叠设置，使得发光结构层12形成类似于多量子阱的结构，由于缓冲层122将电子和空穴束缚在了发光层121内，进而提高了电子和空穴在发光层121复合的几率，提高了激子在发光层121辐射跃迁的几率，从而提高了电致发光器件的发光效率及寿命。
在本申请实施例中，第一电极10为阴极，第二电极14为阳极。在一些实施例中，第一电极10也可以为阳极，第二电极14为阴极，本申请对此不作限定。
可以理解的是，在现有技术中，发光结构层一般包括一层发光层，电子和空穴在该发光层的某个区域复合而产生激子，然后激子通过辐射跃迁而发光。但是，由于该复合区域可能更靠近阳极，也可能更靠近阴极，因而无法保证电子和空穴的有效复合。另外，对于同一电致发光器件，若电子与空穴的传输速率不同，如电子的传输速率高于空穴的传输速率，会进一步降低电子和空穴在发光层的复合几率。
进一步的，对于仅具有单层发光层的电致发光器件，当通过将发光层做薄来的方式来提高器件的发光效率时，由于发光层的厚度较薄，为了保证足够的发光亮度，通常需要对器件施加较大的电流。然而，由于器件在较大电流的驱动下会产生较大的热效应，因此会大大降低器件的寿命。
本实施例通过将发光层121设置为至少两层，并在发光结构层12中设置缓冲层122，通过缓冲层122和发光层121的交替层叠设置，使得发光结构层12形成类似于多量子阱的结构。具体的，通过缓冲层122来束缚电子和空穴的运动，以提高电子和空穴在发光层121的复合几率，从而大大提高了器件的发光效率。进一步的，当器件的发光效率提高时，在既定的发光亮度下，可以减小施加在器件中的电流大小，从而降低了器件中因电流过大而产生的热效应，降低了器件的损伤风险，进而提高了器件的寿命。
在本申请实施例中，发光层121的数量为两层，缓冲层122的数量为一层。
在一些实施例中，发光层121的数量为三层，缓冲层122的数量为两层，或者，发光层121的数量为两层，缓冲层122的数量为三层。
进一步的，在一些实施例中，发光层121的数量为四层，缓冲层122的数量为三层，或者，发光层121的数量为三层，缓冲层122的数量为四层。发光层121及缓冲层122的数量可以根据实际情况进行设定，本申请对此不作限定。
可选的，发光层121的厚度小于或等于30纳米。具体的，发光层121的厚度可以为5纳米、10纳米、15纳米、20纳米或30纳米等，具体厚度大小可以根据实际情况进行设定，本申请对此不作限定。
在本申请实施例中，发光层121的厚度小于20纳米。通常情况下，发光层121的厚度越薄，电子和空穴的复合几率越大，器件的发光效率越高。但，当发光层121的厚度过薄时，电子和空穴的复合空间较小，同样不利于发光效率的提升。因此，在上述厚度范围内，使得电子和空穴在发光层121具有较高的复合效率，且能够满足器件对发光亮度的需求。
需要说明的是，本申请中不同发光层121的厚度可以相同，也可以不同，本申请对此不作限定。
另外，在本实施例中，不同发光层121的材料相同，如均为红色量子点材料、绿色量子点材料、蓝色量子点材料或其他有机发光材料。在一些实施例中，不同发光层121的材料也可以不同，本申请对此不作限定。
在本申请实施例中，缓冲层122的厚度小于或等于20纳米。具体的，缓冲层122的厚度可以设置为5纳米、10纳米、15纳米或20纳米，具体厚度大小可以根据实际情况进行设定，本申请对此不作限定。
可以理解的是，当缓冲层的厚度过大时，使得器件具有较高的绝缘性能，不利于器件的导通。因而，本实施例通过将缓冲层122的厚度设置为不超过20纳米，在提高发光效率的同时，保证了器件良好的导通效果。
需要说明的是，本申请中不同缓冲层122的厚度可以相同，也可以不同，本申请对此不作限定。
进一步的，在本实施例中，缓冲层122的材料可以为类似于量子点壳层的材料，比如ZnS、ZnSe、ZnSeS、CdZnS或CdS，也可以为氧化物，如SiO或ZnO等，或者，还可以为聚乙氧基乙烯亚胺或有机铵盐等。缓冲层122的具体材料可以根据器件的类型或者发光层121的材料进行选择，在此不再赘述。
需要说明的是，为方便描述本申请，本申请以下实施例中仅示意出发光结构层12中相邻两个发光层121和缓冲层122的能级结构图，但并不限于此。
另外，在本申请中，LUMO为最低未占分子轨道，HOMO为最高占据分子轨道，且各能级结构示意图中纵坐标代表能量的高低。
请参阅图2，图2是本申请实施例提供的电致发光器件中发光结构层的能级结构的第一结构示意图。
在该第一结构中，电致发光器件100的电子迁移率等于空穴迁移率。其中，在电子的传输侧，缓冲层122的LUMO能级高于相邻发光层121的LUMO能级。在空穴的传输侧，缓冲层122的HOMO能级低于相邻发光层121的HOMO能级。
对于电子迁移率和空穴迁移率较为均衡的器件，电子及空穴在传输过程中均易越过发光层而迁移至其他膜层，如电子传输层、空穴传输层中。上述设置使得缓冲层122形成电子在传输过程中的势垒，以及空穴在传输过程中的势阱，有效阻挡了电子和空穴向其他膜层的传输，通过将电子和空穴束缚在发光层121内，进而提高了电子和空穴在发光层121的复合几率，提高了激子的辐射跃迁几率，从而提高了器件的发光效率。
请参阅图3，图3是本申请实施例提供的电致发光器件中发光结构层的能级结构的第二结构示意图。
在该第二结构中，电致发光器件100的电子迁移率高于空穴迁移率。其中，在电子的传输侧，缓冲层122的LUMO能级高于相邻发光层121的LUMO能级。在空穴的传输侧，缓冲层122的HOMO能级高于相邻发光层121的HOMO能级。
对于电子迁移率高于空穴迁移率的器件，相较于空穴，电子在传输过程中更易越过发光层而迁移至其他膜层，如电子传输层中。上述设置使得缓冲层122形成电子在传输过程中的势垒，以及空穴在传输过程中的势垒，有效阻挡了电子向其他膜层的传输，且通过将电子束缚在发光层121内，使得足够的电子与迁移至发光层121内的空穴能够发生复合，进而提高了电子和空穴在发光层121的复合几率，提高了激子的辐射跃迁几率，从而提高了器件的发光效率。
请参阅图4，图4是本申请实施例提供的电致发光器件中发光结构层的能级结构的第三结构示意图。
在该第三结构中，电致发光器件100的空穴迁移率高于电子迁移率。其中，在电子的传输侧，缓冲层122的LUMO能级低于相邻发光层121的LUMO能级。在空穴的传输侧，缓冲层122的HOMO能级低于相邻发光层121的HOMO能级。
对于空穴迁移率高于电子迁移率的器件，相较于电子，空穴在传输过程中更易越过发光层而迁移至其他膜层，如空穴传输层中。上述设置使得缓冲层122形成电子在传输过程中的势阱，以及空穴在传输过程中的势阱，有效阻挡了空穴向其他膜层的传输，且通过将空穴束缚在发光层121内，使得足够的空穴与迁移至发光层121内的电子能够发生复合，进而提高了电子和空穴在发光层121的复合几率，提高了激子的辐射跃迁几率，从而提高了器件的发光效率。
请参阅图5，图5是本申请实施例提供的电致发光器件中发光结构层的能级结构的第四结构示意图。
在该第四结构中，在电子的传输侧，缓冲层122的LUMO能级低于相邻发光层121的LUMO能级。在空穴的传输侧，缓冲层122的HOMO能级高于相邻发光层121的HOMO能级。
需要说明的是，对于不同类型的器件，可能出现电子迁移率和空穴迁移率异常的情况，当采用第一种结构、第二种结构或者第三种结构均无法提高发光效率时，可采用该第四种结构来束缚电子和空穴的运动，具体的束缚方式需要根据实际情况进行分析，在此不再赘述。
需要说明的是，在本实施例中，通过改变缓冲层122的材料来得到上述四种能级结构。具体的，对于同一类型的器件，当发光层121的材料一定时，选择不同的缓冲层122材料，可以得到不同的能级结构，具体材料的选择可以根据发光层121的材料进行选定，在此不再赘述。
本申请实施例还提供一种显示面板，其包括电致发光器件，该电致发光器件可以为前述实施例中的电致发光器件100，电致发光器件100的具体结构可以参见前述实施例的描述，在此不再赘述。
相较于现有技术中的电致发光器件，本申请提供的电致发光器件通过将发光层的数量设置为至少两层，并在发光结构层中设置缓冲层，通过发光层和缓冲层的交替层叠设置，使得发光结构层形成了类似于多量子阱的结构，由于缓冲层能够将电子和空穴束缚在发光层内，进而提高了电子和空穴在发光层复合的几率，提高了激子在发光层辐射跃迁的几率，从而提高了电致发光器件的发光效率及寿命。
以上对本申请实施方式提供了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施方式的说明只是用于帮助理解本申请。同时，对于本领域的技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (10)

1.一种电致发光器件，其特征在于，包括：
第一电极，所述第一电极用于在外加电场的作用下产生电子；
发光结构层，所述发光结构层设置于所述第一电极上；以及
第二电极，所述第二电极设置于所述发光结构层上，所述第二电极用于在外加电场的作用下产生空穴；
其中，所述发光结构层包括发光层和缓冲层，所述发光层和所述缓冲层交替且层叠设置，所述发光层的数量为至少两层，所述缓冲层用于将所述电子和所述空穴束缚在所述发光层内。
2.根据权利要求1所述的电致发光器件，其特征在于，所述发光层的厚度小于或等于30纳米。
3.根据权利要求2所述的电致发光器件，其特征在于，所述发光层的厚度小于20纳米。
4.根据权利要求1所述的电致发光器件，其特征在于，所述缓冲层的厚度小于或等于20纳米。
5.根据权利要求1所述的电致发光器件，其特征在于，所述发光层的数量为两层，所述缓冲层的数量为一层。
6.根据权利要求1所述的电致发光器件，其特征在于，所述电致发光器件的电子迁移率等于空穴迁移率；
在所述电子的传输侧，所述缓冲层的LUMO能级高于相邻所述发光层的LUMO能级；在所述空穴的传输侧，所述缓冲层的HOMO能级低于相邻所述发光层的HOMO能级。
7.根据权利要求1所述的电致发光器件，其特征在于，所述电致发光器件的电子迁移率高于空穴迁移率；
在所述电子的传输侧，所述缓冲层的LUMO能级高于相邻所述发光层的LUMO能级；在所述空穴的传输侧，所述缓冲层的HOMO能级高于相邻所述发光层的HOMO能级。
8.根据权利要求1所述的电致发光器件，其特征在于，所述电致发光器件的空穴迁移率高于电子迁移率；
在所述电子的传输侧，所述缓冲层的LUMO能级低于相邻所述发光层的LUMO能级；在所述空穴的传输侧，所述缓冲层的HOMO能级低于相邻所述发光层的HOMO能级。
9.根据权利要求1所述的电致发光器件，其特征在于，所述电致发光器件还包括电子传输层和空穴传输层，所述电子传输层设置在所述第一电极和所述发光结构层之间，所述空穴传输层设置在所述发光结构层和所述第二电极之间。
10.一种显示面板，其特征在于，包括权利要求1至9任一项所述的电致发光器件。
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