CN113555514A - 电致发光器件及其制备方法、显示面板及显示装置 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种电致发光器件及其制备方法、显示面板及显示装置，涉及显示技术领域，该电致发光器件包括：相对设置的阴极层、阳极层，以及位于阴极层和阳极层之间、且沿远离阳极层的方向依次设置的第一发光层和第二发光层。其中，阳极层为透明电极，阴极层为全反射电极；第一发光层和第二发光层用于在阴极层和阳极层通电后形成激子，以发出光线。第二发光层发光光谱的能量最大处对应的波长大于第一发光层发光光谱的能量最大处对应的波长。本申请减少了光在传播过程中材料对光的吸收，提高了电致发光器件的器件效率。

Description

电致发光器件及其制备方法、显示面板及显示装置
技术领域
本申请涉及显示技术领域，尤其涉及一种电致发光器件及其制备方法、显示面板及显示装置。
背景技术
目前，电致发光器件，如有机发光二极管(Organic Light Emitting Diode，简称OLED)作为液晶显示后的新一代发光显示技术，具有可视角宽、对比度高、色彩鲜艳、可柔性显示等优点，已经被普遍应用于各种手机、笔记本电脑等设备中，而随着人们将越来越多的时间花在使用手机、笔记本电脑等具有电致发光器件的设备上，人们对电致发光器件的要求也越来越高，提高现有技术所采用的电致发光器件的器件效率是十分必要的。
发明内容
为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本申请提供了一种电致发光器件及其制备方法、显示面板及显示装置。
第一方面，本申请提供了一种电致发光器件，包括：
相对设置的阴极层和阳极层，阳极层为透明电极，阴极层为全反射电极；
位于阴极层和阳极层之间、且沿远离阳极层的方向依次设置的：第一发光层和第二发光层，第一发光层和第二发光层用于在阴极层和阳极层通电后形成激子，以发出光线，其中，第二发光层发光光谱的能量最大处对应的波长大于第一发光层发光光谱的能量最大处对应的波长。
第二方面，本申请提供了一种电致发光器件，包括：
相对设置的阴极层和阳极层，阴极层为透明电极，阳极层为全反射电极；
位于阴极层和阳极层之间、且沿远离阳极层的方向依次设置的：第一发光层和第二发光层，第一发光层和第二发光层用于在阴极层和阳极层通电后形成激子，以发出光线，其中，第一发光层发光光谱的能量最大处对应的波长大于第二发光层发光光谱的能量最大处对应的波长。
第三方面，本申请提供了一种显示面板，包括：上述电致发光器件。
第四方面，一种显示装置，包括：上述电致发光器件；或，包括：上述显示面板。
第五方面，一种电致发光器件的制备方法，包括：
利用透明材料或全反射材料形成阴极层；
分别形成第一发光层和第二发光层，其中，第二发光层和第一发光层依次沿远离阴极层的方向排列，且，当阴极层为全反射材料时，第二发光层发光光谱的能量最大处对应的波长大于第一发光层发光光谱的能量最大处对应的波长，当阴极层为透明材料时，第一发光层发光光谱的能量最大处对应的波长大于第二发光层发光光谱的能量最大处对应的波长。
利用透明材料或全反射材料形成阳极层，其中，阳极层与阴极层相对设置，且材料不同。
本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：
本申请实施例提供的电致发光器件，通过设置相对设置的阴极层和阳极层，并使阳极层为透明电极，阴极层为全反射电极，保证了出光在阳极层一侧。通过在阴极层和阳极层之间沿远离阳极层的方向依次设置第一发光层和第二发光层，可以使第一发光层和第二发光层在阴极层和阳极层通电后形成激子，以顺利发出光线。由于材料对光线的吸收随着波长的增大而减小，因此，在确保阳极层为出光一侧的情况下，通过使第二发光层发光光谱的能量最大处对应的波长大于第一发光层发光光谱的能量最大处对应的波长，减少了光在传播过程中材料对光的吸收，提高了电致发光器件的器件效率。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种电致发光器件的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的部分有机膜层在部分可见光波段的吸收谱示意图；
图3为本申请实施例提供的一种电致发光器件的又一结构示意图；
图4为本申请实施例提供的电致发光光谱示例图；
图5为本申请实施例提供的色坐标示例图。
附图标记如下：
1 阴极层，
2 阳极层，
3 第一发光层，
4 第二发光层，
5 电荷产生层，
6 第一电子传输层，
7 第一空穴传输层，
8 空穴注入层，
9 电子注入层，
10 第一空穴阻挡层，
11 第一电子阻挡层，
12 第二空穴传输层，
13 第二电子传输层，
14 第二空穴阻挡层，
15 第二电子阻挡层。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的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。
下面对本申请中涉及的名词进行说明：
空穴：又称电洞，在固体物理学中指共价键上流失一个电子，最后在共价键上留下空位的现象。即共价键中的一些价电子由于热运动获得一些能量，从而摆脱共价键的约束成为自由电子，同时在共价键上留下空位，我们称这些空位为空穴。
目前，电致发光器件，如有机发光二极管(Organic Light Emitting Diode，简称OLED)作为液晶显示后的新一代发光显示技术，具有可视角宽、对比度高、色彩鲜艳、可柔性显示等优点，已经被普遍应用于各种手机、笔记本电脑等设备中，而随着人们将越来越多的时间花在使用手机、笔记本电脑等具有电致发光器件的设备上，人们对电致发光器件的要求也越来越高，提高现有技术所采用的电致发光器件的器件效率是十分必要的。为了解决上述问题，本申请实施例提供了一种电致发光器件。
图1为本申请实施例提供的一种电致发光器件的结构示意图，如图1和图3所示，该电致发光器件包括：相对设置的阴极层1、阳极层2，以及位于阴极层1和阳极层2之间、且沿远离阳极层2的方向依次设置的：第一发光层3和第二发光层4。其中，阳极层2为透明电极，阴极层1为全反射电极；第一发光层3和第二发光层4用于在阴极层1和阳极层2通电后形成激子，以发出光线。第二发光层4发光光谱的能量最大处对应的波长大于第一发光层3发光光谱的能量最大处对应的波长。
本申请实施例提供的电致发光器件，通过设置相对设置的阴极层1和阳极层2，并使阳极层2为透明电极，阴极层1为全反射电极，保证了出光在阳极层2一侧。通过在阴极层1和阳极层2之间沿远离阳极层2的方向依次设置第一发光层3和第二发光层4，可以使第一发光层3和第二发光层4在阴极层1和阳极层2通电后形成激子，以顺利发出光线。由于材料对光线的吸收随着波长的增大而减小，因此，在确保阳极层2为出光一侧的情况下，通过使第二发光层4发光光谱的能量最大处对应的波长大于第一发光层3发光光谱的能量最大处对应的波长，减少了光在传播过程中材料对光的吸收，提高了电致发光器件的器件效率。
应理解，电致发光器件内的各有机膜层的吸收随波长的增大而减小，图2为部分有机膜层在部分可见光波段的吸收谱示意图。通过使第二发光层4的发光光谱的能量最大处对应的波长λ2大于第一发光层3发光光谱的能量最大处对应的波长λ1，可以部分降低第二发光层4产生的光线经过各有机膜层(包括下述第一空穴传输层、电荷产生层等)的损耗，提高器件效率。需要说明的是，第一发光层3和第二发光层4在阴极层1和阳极层2通电后形成的激子形成在第一发光层3和第二发光层4内，激子并不是在制备过程中产生的，而是在第一发光层3和第二发光层4通电形成电场时形成的。
其中，阴极层1可采用有助于电子注入至第一发光层3的材料，具体的，其可以为银、铝、镁、钙等或它们的合金，当然，制备阴极层1的材料不限于此，还可以是其他材料，在此不再一一列举。作为优选，制备阴极层1的材料可以为铝或镁银合金。此外，对于阴极层1的厚度，其可以设置为100nm-300nm(如100nm、200nm、300nm等)。
阳极层2的材料可以是有助于空穴注入至第一发光层3的透明材料，可以是金属氧化物，例如，氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、掺杂氟的SnO2(SnO2:F，简称为FTO)等，还可以是其他，在此不再一一列举。作为优选，阳极层2的材料可以是氧化铟锡(ITO)。对于阳极层2的制备方法，举例来说，可以通过真空蒸镀的方式形成阳极层2，也可通过化学气相沉积、涂布、喷墨或丝网印刷等方式形成阳极层2，当然，还可以通过其他方式形成阳极层2，在此不做特殊限定。
第一发光层3和第二发光层4可以是一层，也可以是多层，两者可通过真空蒸镀、涂布、喷墨、丝网印刷等方式沉积成型，具体的，为了保证第一发光层3和第二发光层4的使用效果，可以根据两者的材料类型及化学性质和物理特性选择制备工艺。
对于第一发光层3和第二发光层4的材料，其可以为主客体掺杂材料，通过能量由主体材料传递至客体材料辐射发光，也可以是不进行掺杂的纯发光材料。
其中，第一发光层3和第二发光层4的发光客体材料可以是有机材料，也可以是量子点材料，在此不做特殊限定。作为一种实现方式，第一发光层3和第二发光层4的材料可以是有机小分子发光材料，如：恶二唑及其衍生物类、三唑及其衍生物类、罗丹明及其衍生物类、1,8-萘酰亚胺类衍生物、吡唑啉衍生物、三苯胺类衍生物、卟啉类化合物、咔唑、吡嗪、噻唑类衍生物或苝类衍生物、噻咯和四苯基乙烯及其衍生物等；还可以是有机高分子材料，如：聚苯撑乙烯、聚噻吩、聚芴、聚乙炔、聚咔唑、聚吡啶、聚呋喃类电致发光材料；还可以是量子点发光材料，如磷化铟/硫化锌(InP/ZnS)量子点，硒化镉/硫化锌(CdSe/ZnS)量子点，硫化铅(PbS)量子点等。
应理解，由于第二发光层4发光光谱的能量最大处对应的波长大于第一发光层3发光光谱的能量最大处对应的波长，因此，第一发光层3和第二发光层4发光混合后的光谱的能量最大处对应的波长λ3大于第一发光层3发光光谱的能量最大处对应的波长λ1。
进一步地，为了有效改善某一颜色的器件性能，可以将第一发光层3和第二发光层4设置为发光颜色相同，且第二发光层4发光光谱的能量最大处对应的波长与第一发光层3发光光谱的能量最大处对应的波长的差值小于或等于10nm(如3nm、5nm等)。
应理解，由于容易对人眼造成伤害的蓝光为波长小于或等于480nm的短波长蓝光，因此，通过将第一发光层和第二发光层发出的光设置为光谱的能量最大处对应的波长小于或等于480nm的蓝光，可以有效减少蓝光光源中短波长蓝光的组分，进而减少短波长蓝光对人眼的伤害。
为了提高电致发光器件的器件效率，如图1和图3所示，该电致发光器件还包括：电荷产生层5。该电荷产生层5设置在第一发光层3和第二发光层4之间，用于产生电子或空穴，并对电子或空穴进行传输。
其中，电荷产生层5包括两层或两层以上，其内部的部分材料在可见光区域具有较强的吸收，例如碳60(C60)等。常见的电荷产生层5材料有氟化锂(LiF)/铝(Al)/氧化钼(MoO3)/N，N'-二苯基-N，N'-(1-萘基)-1，1'-联苯-4，4'-二胺(N,N′-Di(1-naphthyl)-N,N′-diphenyl-(1,1′-biphenyl)-4，4′-diamine,NPB)、碳60(C60)/酞菁铜(CuPc)、4，7-二苯基-1，10-菲罗啉掺杂Li(Li doped Bathophenanthroline,Bphen:Li)/氧化钼(MoO3)等。
在本申请实施例中，如图1和图3所示，该电致发光器件还包括：第一电子传输层6和第一空穴传输层7。其中，第一电子传输层6设置在阴极层1和第二发光层4之间。第一空穴传输层7设置在阳极层2和第一发光层3之间。
通过在阴极层1和第二发光层4之间设置第一电子传输层6，可以提高电子的迁移率，使更多的电子进入第二发光层4。同理，通过在阳极层2和第一发光层3之间设置第一空穴传输层7，可以提高空穴的迁移率，使更多的空穴进入第一发光层3，进而使电子和空穴在第一发光层3和第二发光层4内辐射复合发光，形成激子，并显示图像。
在本申请实施例中，为了进一步提高器件效率，如图3所示，该电致发光器件还可以包括以下任意之一或组合：
空穴注入层8、电子注入层9、第一空穴阻挡层10、第一电子阻挡层11、第二空穴传输层12、第二电子传输层13、第二空穴阻挡层14和第二电子阻挡层15。
作为一种实施例，该电致发光器件还包括：空穴注入层8和电子注入层9。其中，空穴注入层8设置在第一空穴传输层7和阳极层2之间。电子注入层9设置在第一电子传输层6和阴极层1之间。
其中，空穴注入层8用于提升阳极表面功函数并加快空穴注入至第一发光层13。电子注入层9用于修饰阴极层和第一电子传输层6界面，提高电子注入。
作为一种实施例，该电致发光器件还包括：第一空穴阻挡层10和第一电子阻挡层11。其中，第一空穴阻挡层10设置在第二发光层4和第一电子传输层6之间。第一电子阻挡层11设置在第一发光层3和第一空穴传输层7之间。第一空穴阻挡层10用于将传输到第二发光层4内的电子限制在第二发光层4内。第一电子阻挡层11用于将传输到第一发光层3内的空穴限制在第一发光层3内。
作为一种实施例，该电致发光器件还包括：第二空穴传输层12和第二电子传输层13。其中，第二空穴传输层12设置在第二发光层4和电荷产生层5之间。第二电子传输层13设置在第一发光层3和电荷产生层5之间。其中，第二空穴传输层12用于将电荷产生层5生成的空穴传输到第二发光层4中。第二电子传输层13用于将电荷产生层5生成的电子传输到第一发光层3中。
作为一种实施例，该电致发光器件还包括：第二空穴阻挡层14和第二电子阻挡层15。其中，第二空穴阻挡层14设置在第一发光层3和第二电子传输层13之间；第二电子阻挡层15设置在第二发光层4和第二空穴传输层12之间。其中，第二空穴阻挡层14用于将传输到第一发光层3内的电子限制在第一发光层3内。第二电子阻挡层15用于将传输到第二发光层4内的空穴限制在第二发光层4内。
对于空穴注入层8、电子注入层9、第一空穴阻挡层10、第一电子阻挡层11、第二空穴传输层12、第二电子传输层13、第二空穴阻挡层14和第二电子阻挡层15的材料和制备工艺，可参考上述第一发光层3、第二发光层4、电荷产生层5等。
作为另一种实现方式，本申请实施例提供了一种电致发光器件。该电致发光器件包括：相对设置的阴极层1、阳极层2，以及位于阴极层1和阳极层2之间、且沿远离阳极层2的方向依次设置的：第一发光层3和第二发光层4。其中，阴极层1为透明电极，阳极层2为全反射电极。第一发光层3和第二发光层4用于在阴极层1和阳极层2通电后形成激子，以发出光线。第一发光层4发光光谱的能量最大处对应的波长大于第二发光层3发光光谱的能量最大处对应的波长。
应理解，通过使位于全反射一侧的发光层发光光谱的能量最大处对应的波长大于透明一侧的发光层发光光谱的能量最大处对应的波长，一方面有利于减少叠层器件内材料对光传播过程中的吸收，提高器件效率；另一方面，可以减少使用过程中短波长蓝光对人眼的损害，并有利于实现更广的色域。
下面以图3中的结构为基础进行实验，给出一具体实施例：
采用如图3所示的器件结构，根据第一发光层3和第二发光层4的客体材料是否相同，有以下两种情况：
第一器件结构：第一发光层3和第二发光层4采用相同的发光客体材料，第一发光层3和第二发光层4的发光光谱的能量最大处对应的波长相同，即第一发光层3和第二发光层4的发光主客体材料均相同。
第二器件结构：第一发光层3和第二发光层4采用不同的发光客体材料，使第二发光层4发光光谱的能量最大处对应的波长λ2大于第一发光层3的发光光谱的能量最大处对应的波长λ1，这里λ2-λ1＝7nm，两种发光层均为蓝光，且第一发光层3的主客体材料与第一器件结构中的发光层材料相同。两个结构在电流密度为10mA/cm2下的器件性能如表1所示，可以看出，第二种器件结构下，器件的效率高于第一种器件结构。此处的效率为蓝光因子(BI)，用于评价蓝光器件的效率，等于器件的电流效率除以色坐标(CIE y)的值。
表1
Figure BDA0003167031870000061
图4为第一器件结构和第二器件结构的归一化电致发光光谱(normalized ELspectra)，根据图4可知，采用第二种器件结构能有效减少短波长蓝光的组分，从而减少其对人眼的损害。此外，如图5所述，由于第二器件结构中选用的第二发光层4相比于第一发光层3拥有更小的色坐标值(0.133，0.081)，因此，该第二器件结构有利于实现更广的色域。
本申请实施例还提供了一种显示面板，包括上述电致发光器件。
此外，本申请实施例还提供了一种显示装置，包括上述电致发光器件；或，包括上述显示面板。
其中，该显示装置可以为：OLED面板、数码相框、手机、电视机、平板电脑、显示器、笔记本电脑、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。
本申请实施例提供了一种电致发光器件的制备方法，该方法包括：
利用透明材料或全反射材料形成阴极层1。
分别形成第一发光层3和第二发光层4，其中，第二发光层4和第一发光层3依次沿远离阴极层1的方向排列，且，当阴极层1为全反射材料时，第二发光层1发光光谱的能量最大处对应的波长大于第一发光层3发光光谱的能量最大处对应的波长，当阴极层1为透明材料时，第一发光层3发光光谱的能量最大处对应的波长大于第二发光层4发光光谱的能量最大处对应的波长。
利用透明材料或全反射材料形成阳极层2，其中，阳极层2与阴极层1相对设置，且材料不同。
需要说明的是，上述步骤的执行顺序在此不作限定。例如，可以先形成阳极层2，再分别形成第一发光层3和第二发光层4，再形成阴极层1等，或，先形成阴极层1，再分别形成第一发光层3和第二发光层4，再形成阳极层2。
综上所述，本申请通过设置相对设置的阴极层1和阳极层2，并使阳极层2为透明电极，阴极层1为全反射电极，保证了出光层在阳极层2。通过在阴极层1和阳极层2之间沿远离阳极层2的方向依次设置第一发光层3和第二发光层4，可以使第一发光层3和第二发光层4在阴极层1和阳极层2通电后形成激子，以顺利发出光线。由于材料对光线的吸收随着波长的增大而减小，因此，在确保阳极层2为出光层的情况下，通过使第二发光层4发光光谱的能量最大处对应的波长大于第一发光层3发光光谱的能量最大处对应的波长，减少了光在传播过程中材料对光的吸收，提高了电致发光器件的器件效率，减少了短波长蓝光占总光谱的成分，有利于实现蓝光护眼效果，还可以拥有更广的色域。
需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种电致发光器件，其特征在于，包括：
相对设置的阴极层和阳极层，所述阳极层为透明电极，所述阴极层为全反射电极；
位于所述阴极层和所述阳极层之间、且沿远离所述阳极层的方向依次设置的第一发光层和第二发光层，所述第一发光层和所述第二发光层用于在所述阴极层和所述阳极层通电后形成激子，以发出光线，其中，所述第二发光层发光光谱的能量最大处对应的波长大于所述第一发光层发光光谱的能量最大处对应的波长。
2.根据权利要求1所述的电致发光器件，其特征在于，所述第一发光层和所述第二发光层颜色相同，且所述第二发光层发光光谱的能量最大处对应的波长与所述第一发光层发光光谱的能量最大处对应的波长的差值小于或等于10nm。
3.根据权利要求2所述的电致发光器件，其特征在于，所述第一发光层和所述第二发光层发出的均为光谱的能量最大处对应的波长小于或等于480nm的蓝光。
4.根据权利要求1所述的电致发光器件，其特征在于，还包括：电荷产生层，设置在所述第一发光层和所述第二发光层之间，用于产生电子或空穴，并对所述电子或所述空穴进行传输。
5.根据权利要求1所述的电致发光器件，其特征在于，还包括：
第一电子传输层，设置在所述阴极层和所述第二发光层之间；
第一空穴传输层，设置在所述阳极层和所述第一发光层之间；
空穴注入层，设置在所述第一空穴传输层和所述阳极层之间；
电子注入层，设置在所述第一电子传输层和所述阴极层之间；
第一空穴阻挡层，设置在所述第二发光层和所述第一电子传输层之间；
第一电子阻挡层，设置在所述第一发光层和所述第一空穴传输层之间。
6.根据权利要求4所述的电致发光器件，其特征在于，还包括：
第二空穴传输层，设置在所述第二发光层和所述电荷产生层之间；
第二电子传输层，设置在所述第一发光层和所述电荷产生层之间；
第二空穴阻挡层，设置在所述第一发光层和所述第二电子传输层之间；
第二电子阻挡层，设置在所述第二发光层和所述第二空穴传输层之间。
7.一种电致发光器件，其特征在于，包括：
相对设置的阴极层和阳极层，所述阴极层为透明电极，所述阳极层为全反射电极；
位于所述阴极层和所述阳极层之间、且沿远离所述阳极层的方向依次设置的第一发光层和第二发光层，所述第一发光层和所述第二发光层用于在所述阴极层和所述阳极层通电后形成激子，以发出光线，其中，所述第一发光层发光光谱的能量最大处对应的波长大于所述第二发光层发光光谱的能量最大处对应的波长。
8.一种显示面板，其特征在于，包括：如权利要求1-7中任一项所述的电致发光器件。
9.一种显示装置，其特征在于，包括：如权利要求8所述的显示面板。
10.一种电致发光器件的制备方法，其特征在于，包括：
利用透明材料或全反射材料形成阴极层；
分别形成第一发光层和第二发光层，其中，所述第二发光层和所述第一发光层依次沿远离所述阴极层的方向排列，且，当所述阴极层为全反射材料时，所述第二发光层发光光谱的能量最大处对应的波长大于所述第一发光层发光光谱的能量最大处对应的波长，当所述阴极层为透明材料时，所述第一发光层发光光谱的能量最大处对应的波长大于所述第二发光层发光光谱的能量最大处对应的波长；
利用透明材料或全反射材料形成阳极层，其中，所述阳极层与所述阴极层相对设置，且材料不同。
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