CN113013348A - 一种oled器件及光源组件 - Google Patents
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Abstract
本申请属于OLED技术领域，提供了一种OLED器件及光源组件，其中，OLED器件包括：依序层叠设置的第一电极层、第一注入层、第一传输层、发光层、第二传输层、第二注入层以及第二电极层；所述第一传输层和所述第二传输层均包括双极性材料；所述第一注入层和所述第二注入层均为N型材料。在OLED器件进行交流驱动时，其正半周期和负半周期均能够正常发光，且发光的颜色和亮度相同，实现了无频闪的交流驱动，解决了现有的OLED器件在采用交流电驱动时需要增加交流转直流的驱动器，存在增加OLED技术应用的实际成本、导致电能损耗的问题。
Description
技术领域
本申请涉及器件技术领域，尤其涉及一种OLED器件及光源组件。
背景技术
有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode，OLED)是一种新型的照面技术，并兼具无蓝光危害、柔光、柔性可折叠、无频闪以及显色质量高等优点。OLED器件是一种直流驱动器件，在交流电的驱动下，只能在正半周期发光，而在负半周期不发光。日常居民用电均为220V的交流电，如果直接采用交流电用于驱动OLED器件，会有明显的频闪，进而对眼睛造成损伤。
因此，若采用交流电驱动OLED器件，需要增加交流转直流的驱动器，存在增加OLED技术应用的实际成本、导致电能损耗的问题。
发明内容
本申请的目的在于提供一种OLED器件及光源组件，旨在解决交流电驱动OLED器件，需要增加交流转直流的驱动器，存在增加OLED技术应用的实际成本、导致电能损耗的问题。
本申请实施例提供了一种OLED器件，所述OLED器件包括：依序层叠设置的第一电极层、第一注入层、第一传输层、发光层、第二传输层、第二注入层以及第二电极层；
其中，所述第一传输层和所述第二传输层均包括双极性材料；
所述第一注入层和所述第二注入层均为N型材料。
在一个实施例中，所述双极性材料为具有双极性性质的P型材料。
在一个实施例中，所述双极性材料包括NPB、CBP以及26DCZPPY。
在一个实施例中，所述第一传输层内的双极性材料传输电子和空穴的速度不同；
所述第二传输层内的双极性材料传输电子和空穴的速度不同。
在一个实施例中，所述第一传输层和所述第二传输层内还掺杂有单极性材料。
在一个实施例中，所述单极性材料为TAPC、LiQ、TMPYPB、TpPyPb中的至少一项。
在一个实施例中，所述N型材料包括ZnO、HATCN。
在一个实施例中，所述OLED器件的结构对称。
本申请第二方面还提供了一种光源组件，包括：封装层；以及如上述任一项所述的OLED器件，所述封装层用于封装所述OLED器件。
在一个实施例中，所述封装层为透明封装材料。
本申请实施例提供了一种OLED器件及光源组件，其中，OLED器件包括：依序层叠设置的第一电极层、第一注入层、第一传输层、发光层、第二传输层、第二注入层以及第二电极层；所述第一传输层和所述第二传输层均包括双极性材料；所述第一注入层和所述第二注入层均为N型材料。在OLED器件进行交流驱动时，其正半周期和负半周期均能够正常发光，且发光的颜色和亮度相同，实现了无频闪的交流驱动，解决了现有的OLED器件在采用交流电驱动时需要增加交流转直流的驱动器，存在增加OLED技术应用的实际成本、导致电能损耗的问题。
附图说明
图1为本申请实施例提供的OLED器件的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的OLED器件的各功能层的能带示意图；
图3为本申请实施例提供的OLED器件中的pn结在反向偏置下的电子空穴的产生示意图；
图4为本申请实施例提供的OLED器件中的pn结在正向偏置下的电子空穴的产生示意图；
图5为本申请实施例提供的接家用交流电的OLED器件叠层器件示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
在本申请的描述中，需要理解的是，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该特征。
目前采用交流电驱动OLED器件，通常需要增加交流转直流的驱动器，存在增加OLED技术应用的实际成本、导致电能损耗的问题。为了解决这个问题，现有的交流OLED期间普遍采用的是将两个OLED器件堆叠在一起，并引出三个电极分别进行驱动，这样一来总会有一个OLED器件不发光，这种方法既加大OLED的制备难度，提高制备成本，同时在外接线路也会需要控制器而变得相对复杂。
为了解决上述技术问题，本申请实施例提供了一种OLED器件，该OLED器件包括：依序层叠设置的第一电极层11、第一注入层21、第一传输层31、发光层40、第二传输层32、第二注入层22以及第二电极层12，其中，第一传输层31和第二传输层32均包括双极性材料，第一注入层21和第二注入层22均为N型材料。
在本实施例中，第一电极层11和第二电极层12分别作为OLED器件的阴极和阳极，可以直接采用交流电源进行驱动。第一传输层31和第二传输层32分别设于发光层40两侧，第一注入层21设于第一传输层31和第一电极层11之间，第二注入层22设于第二传输层32与第二电极层12之间，通过在第一传输层31和第二传输层32内采用双极性材料作为其主体材料，在采用交流电源驱动OLED器件时，OLED器件在交流驱动电源的正半周期及负半周期均可以发光，且在两个半周期内发光的发光单元相同，从而实现无频闪的交流OLED器件。
在具体应用实施例中，第一注入层21和第二注入层22的结构可以完全相同，第一传输层31和第二传输层32的结构可以完全相同。
在一个实施例中，第一传输层31和第二传输层32的主体材料可以为双极性材料，该双极性材料兼具电子和空穴的迁移能力。
在具体应用实施例中，第一传输层31和第二传输层32的主体材料可以不同。
在一个实施例中，若第一传输层31的主体材料的电子迁移能力与第二传输层32的主体材料的电子迁移能力不同，第一传输层31的主体材料的空穴迁移能力与第二传输层32的主体材料的空穴迁移能力不同，则分别再第一传输层31和第二传输层32中掺杂单极性材料，其掺杂浓度可以为10％-30％，此时，当驱动电压正负翻转时，可以避免OLED器件发生闪光现象。
进一步地，第一传输层31的主体材料的电子迁移率大于第二传输层32中的主体材料的电子迁移率，则第一传输层31中掺杂的单极性材料的浓度大于第二传输层32中掺杂的单极性材料的浓度。
在一个实施例中，发光层40两侧的第一传输层31和第二传输层32可以为具有高三线态能带的双极性材料，例如，具有高三线态能带的双极性材料可以为26DCZPPY，可以进一步的将激子限制在发光层40中，提升OLED器件的性能。
在一个实施例中，双极性材料可以为具有双极性性质的P型材料。
在一个实施例中，第一传输层31和第二传输层32中从靠近发光层40到远离发光层40的主体材料的浓度逐渐减小，例如，第一传输层31和第二传输层32中的主体材料可以分成多层，每层的主体材料的浓度与其距离发光层40的距离呈线性关系。
在一个实施例中，第一传输层31和第二传输层32中的双极性材料和单极性材料的浓度呈反比关系。
例如，第一传输层31中的双极性材料和单极性材料均匀混合，其中，双极性材料可以为7份，单极性材料可以为3份，第二传输层32同样设置。
在一个实施例中，注入层(第一注入层21和第二注入层22)和传输层(第一传输层31和第二传输层32)分别为N型材料及P型材料，此时第一注入层21和第一传输层31构成异质结pn结，第二注入层22和第二传输层32构成异质结pn结。
在一个实施例中，注入层为N型材料，该N型材料可以为无机N型材料，也可以为有机N型材料。
其中，无机N型材料可以为ZnO，有机N型材料可以为HATCN。
在正向偏置时，N型材料主要其传导电子的作用，而在方向偏置时，N型材料主要起到电子空穴对产生的作用。
在一个实施例中，双极性材料为具有双极性性质的P型材料。
在一个实施例中，有双极性性质的P型材料可以为有机P型材料，也可以为无机P型材料。
具体的，传输层为P型材料，可以与N型材料的注入层构成pn结结构。且由于P型材料具有双极性性质，即这种材料既可以传导电子，也可以传导空穴。
在一个实施例中，双极性材料可以为NPB(N，N′-二(1-萘基)-N，N′-二苯基-1，1′-联苯-4-4′-二胺。
双极性材料还可以为CBP。
在具体应用实施例中，采用渡越时间法(TOF)测得在电场约5*105V/cm的条件下，CBP的空穴迁移率为2.1*10-3cm2/V*s，CBP的电子迁移率为0.45*10-3cm2/V*s。在本实施例中，CBP材料中，空穴的迁移率大于电子迁移率，进而为了平衡电子及空穴的迁移特性，掺杂层为TpPyPb(1,3,5-三(4-吡啶-3-基苯基)苯)，其电子迁移率为7.9*10-3cm2/V*s。
双极性材料还可以为26DCZPPY(2,6-bis(3-(9H-carbazol-9-yl)phenyl)pyridine，CAS号：1013405-24-7)。
在一个实施例中，双极性材料内部两种载流子的传输速度不一致。
在一个实施例中，第一传输层31和第二传输层32内还掺杂有单极性材料。
在本实施例中，为了平衡载流子的传输，可以在传输层中掺杂单极性且载流子迁移率较高的材料。
在一个实施例中，可掺杂的单极性迁移率较高的材料可以为TAPC(4,4'-环己基二[N,N-二(4-甲基苯基)苯胺])，LiQ(C9H6NOLi，CAS：850918-68-2)及TMPYPB(，3,3'-[5'-[3-(3-吡啶基)苯基][1,1':3',1”-三联苯]-3,3”-二基]二吡啶；CAS:921205-03-0)。
将迁移率高的单极性材料掺如第一传输层31及第二传输层32，优选的，在相同电场作用下，CBP中空穴的迁移率要显然优于电子迁移率，在CBP中掺入少量BCP，进一步的，在相同电场下，26DCZPPY中电子的迁移率要显然优于空穴迁移率，可以在26DCZPPY中掺入少量TCTA(4,4',4”-三(咔唑-9-基)三苯胺；CAS：139092-78-7)或者TAPC(4,4'-环己基二[N,N-二(4-甲基苯基)苯胺；CAS：58473-78-2，C46H46N2)。
进一步的，在制备第一传输层31及第二传输层32过程中，每一个传输层均可以分为两个部分，即非掺杂层及掺杂层，靠近n型材料为非掺杂层，主要是用于激发电子空穴对及传输载流子的作用，非掺杂层的厚度不易过厚，过厚会造成驱动电压正偏和反偏过程中的亮度变化，过薄则容易造成pn结的界面被直接击穿无法有效形成电子空穴对，厚度为15-20nm，掺杂层的掺杂浓度可以根据材料的不同来进行设置，再具体应用中可以设置为20％。
第一电极层11和第二电极层12为Al/LiF，第一注入层21和第二注入层22为HATCN，第一传输层31和第二传输层32为NPB，OLED器件各功能层的能带示意图参见图2所示。
参见图3所示，当pn结的结构处于反向偏置时，在电场的影响下，pn结发生反向的齐纳击穿效应，在pn结的界面处形成大量的电子空穴对，并在电场的作用下发生定向运动，定向运动是指电子沿N型材料的LUMO能带运动，而空穴沿P型材料的HOMO能带运动。
由于第一电极层11和第二电极层12为Al/LiF，Al和LiF形成络合物，其界面为金属半导体接触，其中，Al的厚度可以根据需要调整。
参见图3所示，当pn结结构处于正向偏置时，由电极向N型材料注入的电子沿LUMO能带想P型材料的LUMO能带进行传导。
Al和LiF形成络合物，其界面为金属半导体接触，所接触的功函数为3.1eV-3.4eV。虽然HATCN与NPB界面的LUMO值相差1.9eV，但是HATCN的厚度较薄，厚度范围为8-12nm，且AL/LiF界面的功函数和NPB的功函数很相近，所以在正向偏置过程中，HATCN容易击穿，实现传输电子的目的。
在传输层中掺杂少量的TMPYPB，可以提高电子传输效率，平衡NPB中的空穴传输速度大于电子传输速度的现象。
在具体应用实施例中，OLED器件结构只有两个不分阴极和阳极的外接电极，当接入交流驱动时，位于发光层40两端的注入层及传输层必有一个处于正向偏置状态，而另一个处于反向偏置状态。两种不同状态下的pn结中，正向偏置下P型材料LUMO上的电子及反向偏置下P型材料HOMO上的空穴在发光层40复合并产生激子进而发光。
在一个实施例中，OLED器件在交流驱动下，由于正负周期的翻转，在注入层和传输层之间，传输层和发光层40之间，由于能带差所累积的载流子会被复合，可以减少器件中缺陷的产生，提高了器件的稳定性及在使用寿命。
在一个实施例中，交流OLED器件的驱动电源既可以是交流也可以是直流，且无论是交流驱动还是直流驱动，器件的发光层40是相同的。
在一个实施例中，发光层40是一种发光单元，可以为单色光也可以为复合光，发光层40采用的主体材料可以是双极性材料也可以是单极性材料。
进一步的，发光单元可以是一层发光层40，也可以是多层发光层40。
优选的，如果需要正半周期和负半周期的光色不一致，可以通过控制发光层40的主体材料类来实现。
在一个实施例中，参见图5所示，OLED器件的结构也可以做成叠层器件，通过插入CGL层(即图5中的电荷产生层)，叠层交流OLED器件的工作电压大于单层交流OLED器件，并可以通过设置多层进而实现可以直接入家用交流电，进一步减少驱动器的使用。
在一个实施例中，OLED器件的结构也可以做成透明器件及不透明器件。
进一步的，OLED器件的制备工艺可以采用蒸镀法制备，也可采用喷涂法制备。
在一个实施例中，第一电极层11和第二电极层12可以为金、铜、铝以及银中的任一项。
本申请实施例提供了一种光源组件，该光源组件包括如上述任一项的OLED器件，该OLED器件可以由交流驱动，该OLED器件的结构有两个外接电极，且两个电极不分正负。
具体的，该OLED器件中，在发光层40的两端分别有相同参数且材料相同的注入层及传输层材料。注入层及传输层间构成pn结结构，该OLED器件中存在两个pn结结构。pn结反向偏置时，pn结在电场的驱动下发生齐纳击穿产生电子空穴对，并在电场的作用下发生定向移动，pn结正向偏置时，pn结根据自身的迁移率传递载流子。正向反向偏置所生成传递的载流子在发光层40复合发光。
进一步的，通过这种结构设计，当器件接入交流驱动电源时，两个pn结结构一个处于正向偏置状态，一个属于反向偏置状态，故而可以在发光层40出发生载流子的复合过程，进而发光。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种OLED器件，其特征在于，所述OLED器件包括：依序层叠设置的第一电极层、第一注入层、第一传输层、发光层、第二传输层、第二注入层以及第二电极层；
其中，所述第一传输层和所述第二传输层均包括双极性材料；
所述第一注入层和所述第二注入层均为N型材料。
2.如权利要求1所述的OLED器件，其特征在于，所述双极性材料为具有双极性性质的P型材料。
3.如权利要求1所述的OLED器件，其特征在于，所述双极性材料包括NPB、CBP以及26DCZPPY。
4.如权利要求2所述的OLED器件，其特征在于，所述第一传输层内的双极性材料传输电子和空穴的速度不同；
所述第二传输层内的双极性材料传输电子和空穴的速度不同。
5.如权利要求1-4任一项所述的OLED器件，其特征在于，所述第一传输层和所述第二传输层内还掺杂有单极性材料。
6.如权利要求5所述的OLED器件，其特征在于，所述单极性材料为TAPC、LiQ、TMPYPB、TpPyPb中的至少一项。
7.如权利要求1所述的OLED器件，其特征在于，所述N型材料包括HATCN。
8.如权利要求1所述的OLED器件，其特征在于，所述OLED器件的结构对称。
9.一种光源组件，其特征在于，包括：封装层；以及如权利要求1-8任一项所述的OLED器件，所述封装层用于封装所述OLED器件。
10.如权利要求9所述的光源组件，其特征在于，所述封装层为透明封装材料。
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