CN115064646A - 一种发光器件及显示面板 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种发光器件及显示面板。发光器件包括第一电极、第二电极、至少两个层叠设置的发光结构层、电荷产生层及离子阻挡与电子传输层；其中，第二电极与第一电极相对设置；发光结构层位于第一电极与第二电极之间；电荷产生层位于两个发光结构层之间；离子阻挡与电子传输层位于电荷产生层与发光结构层的电子传输与注入层之间。本发明中，在高温工作的情况下，离子阻挡与电子传输层，可以阻挡电荷产生层中的离子扩散至电子传输与注入层中，避免影响电子的注入与传输，防止空穴与电子相互扩散或相互作用，也能提升电子从电荷产生层传输至电子传输与注入层的效率，在提升发光亮度的同时，有效的稳定和降低发光器件工作时的驱动电压。

Description

一种发光器件及显示面板
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种发光器件及显示面板。
背景技术
OLED(有机发光二极管)具有自发光、广视角、高对比度、响应时间短，低功耗等优点，广泛的用于显示面板的发光器件。目前很多OLED显示面板应用了叠层技术，即将两个RGB发光层进行叠层设置，以提升发光器件的发光亮度，进一步提升OLED显示面板的显示效果。
但是，这种叠层结构的发光器件在高温运行时存在驱动电压过高的现象，进而导致功耗高、发光效率低等缺陷。
发明内容
基于上述现有技术中的不足和缺陷，本发明的目的是提供一种发光器件及显示面板，可以降低发光器件在高温运行时的驱动电压。
为实现上述目的，本发明首先提供一种发光器件，包括第一电极、第二电极、至少两个层叠设置的发光结构层、电荷产生层及离子阻挡与电子传输层；其中第二电极与第一电极相对设置；发光结构层位于第一电极与第二电极之间；电荷产生层位于两个发光结构层之间；离子阻挡与电子传输层位于电荷产生层与发光结构层的电子传输与注入层之间。
可选地，离子阻挡与电子传输层的材料包括与金属离子作用的化合物，或/和吸收金属离子的化合物。
可选地，离子阻挡与电子传输层的电子迁移率大于3×10-6cm2V-1S-1，且小于3×10-3cm2V-1S-1。
可选地，离子阻挡与电子传输层的厚度范围为1nm至10nm。
可选地，电荷产生层还包括电子产生层、空穴产生层及电荷传输层，电子产生层位于离子阻挡与电子传输层上，电荷传输层位于电子产生层上，空穴产生层位于电荷传输层上。
可选地，电荷传输层的材料为具有电荷传输能力的材料，包括金属化合物、碱性金属及无机化合物中的至少一种。
可选地，电荷传输层的厚度范围为0.1nm至15nm。
可选地，发光结构层还包括沿着出光方向依次叠层设置的空穴注入与传输层、补偿层、发光层、空穴阻挡层及电子传输与注入层；发光层包括多个发光颜色不同的子发光层，补偿层包括多个厚度不同的子补偿层，子补偿层的厚度与子发光层的发光颜色相匹配以调整各子发光层的光程。
可选地，子发光层的厚度范围为15nm至50nm，补偿层的厚度范围为3nm至100nm。
本发明同时提供一种显示面板，包括基板和上述的发光器件，发光器件位于基板上。
与现有技术相比，本发明的有益效果包括：本发明的发光器件包括第一电极、第二电极、至少两个层叠设置的发光结构层、电荷产生层及离子阻挡与电子传输层；其中，第二电极与第一电极相对设置；发光结构层位于第一电极与第二电极之间；电荷产生层位于两个发光结构层之间；离子阻挡与电子传输层位于电荷产生层与发光结构层的电子传输与注入层之间。在高温工作的情况下，离子阻挡与电子传输层可以阻挡电荷产生层中的离子扩散至电子传输与注入层中，避免影响电子的注入与传输，防止空穴与电子相互扩散或相互作用，同时也能提升电子从电荷产生层传输至电子传输与注入层的传输效率，在提升发光亮度的同时，有效的稳定和降低发光器件工作时的驱动电压，提升了发光效率和降低了功耗，延长了使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说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介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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是本发明实施例发光器件的层叠结构示意图一；
图2是本发明实施例发光器件的层叠结构示意图二；
图3是本发明实施例发光器件的层叠结构示意图三；
图4是现有技术发光器件的层叠结构示意图。
图5是本发明实施例发光器件的层叠结构示意图四；
图6是本发明实施例发光器件的层叠结构示意图五；
图7是本发明实施例发光器件的高温寿命曲线图；
图8是本发明实施例发光器件的高温寿命电压变化曲线图。
具体实施方式
以下各实施例的说明是参考附加的图示，用以例示本发明可用以实施的特定实施例。在本发明的描述中，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。同时，本发明中术语“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。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。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发明中的具体含义。
随着显示技术的发展，OLED技术已广泛应用于显示行业，比如近年来已在车载显示器、电脑显示器、电视机屏幕、手机屏幕、商业显示等领域得到了越来越广泛的应用，具有广阔的应用前景。OLED相对于LCD具有自发光，广视角，高对比度，响应时间短，低功耗等优点，是新一代的可柔性显示器件。与其他显示面板相比，有机发光显示面板具有快速响应时间、高发光效率、高亮度和宽视角。显示产业也加大OLED技术的研发投入，从传统的手机、VR(虚拟现实)/AR(增强现实)、车载显示、照明等领域均有涉及。
目前很多OLED显示面板应用了叠层技术，即将两个RGB发光层进行叠层设置，以提升发光器件的发光亮度，进一步提升OLED显示面板的显示效果。但是，这种叠层结构的发光器件在高温运行时存在驱动电压过高的现象，进而导致功耗高、发光效率低等缺陷。
由此，本发明实施例提供一种发光器件以解决上述技术问题。如图1所示，本实施例的发光器件包括第一电极1、第二电极2、至少两个层叠设置的发光结构层3、电荷产生层4及离子阻挡与电子传输层5；其中，第二电极2与第一电极1相对设置；发光结构层3位于第一电极1与第二电极2之间；电荷产生层4位于两个发光结构层3之间；离子阻挡与电子传输层5位于电荷产生层4与发光结构层3的电子传输与注入层305之间。
本实施例在高温工作的情况下，离子阻挡与电子传输层5可以阻挡电荷产生层4中的离子扩散至电子传输与注入层305中，避免影响电子的注入与传输，防止空穴与电子相互扩散或相互作用，同时也能提升电子从电荷产生层4传输至电子传输与注入层305的传输效率；在提升发光结构层3发光亮度的同时，有效的稳定和降低发光器件工作时的驱动电压，提升了发光效率和降低了功耗，延长了使用寿命。
本实施例的一种实施方式中，第一电极1可以为阳极，第二电极2可以为阴极。如图2所示，发光结构层3可以包括第一发光结构层31和第二发光结构层32。沿着出光方向上，第一电极1、第一发光结构层31、离子阻挡与电子传输层5、电荷产生层4、第二发光结构层32和第二电极2，依次叠层设置。具体地，离子阻挡与电子传输层5可以阻挡电荷产生层4中的n型掺杂离子迁移至第一发光结构层31的电子传输与注入层305中，避免对电子传输与注入层305的性能造成负面影响，同时也能提升电子从电荷产生层4传输至电子传输与注入层305的传输效率。
本实施例的一种实施方式中，离子阻挡与电子传输层5的材料包括与金属离子作用的化合物，或/和吸收金属离子的化合物。使用这种材料，离子阻挡与电子传输层5中的部分离子可与n型掺杂离子或部分金属离子反应，形成自由基阴离子，形成的自由基阴离子可阻止金属离子的扩散，同时具有很好的电子传输特性。这样可以有效阻挡电荷产生层4中的n型掺杂离子迁移至电子传输与注入层305中，同时也能提升电子从电荷产生层4传输至电子传输与注入层305的传输效率，可以有效的降低器件的驱动电压，延缓器件老化速率，提高器件的高温寿命。
本实施例的一种实施方式中，离子阻挡与电子传输层5的电子迁移率大于3×10- 6cm2V-1S-1，且小于3×10-3cm2V-1S-1。在这种电子迁移率的范围内，可以保证离子阻挡与电子传输层5有效的阻挡电荷产生层4中的n型掺杂离子迁移至电子传输与注入层305中，同时也能提升电子从电荷产生层4传输至电子传输与注入层305的传输效率。
本实施例的一种实施方式中，离子阻挡与电子传输层5的厚度范围为1nm至10nm。在这种厚度的范围内，可以保证离子阻挡与电子传输层5有效的阻挡电荷产生层4中的n型掺杂离子迁移至电子传输与注入层305中，同时也能提升电子从电荷产生层4传输至电子传输与注入层305的传输效率。
本实施例的一种实施方式中，电荷产生层4还包括电子产生层41、空穴产生层42及电荷传输层43，电子产生层41位于离子阻挡与电子传输层5上，电荷传输层43位于电子产生层41上，空穴产生层42位于电荷传输层43上。电荷传输层43可以改善电子产生层41与空穴产生层42中电荷的产生与分离，可以使空穴和电子最大化的向发光结构层3传输，防止电荷积累形成内部空间电场，以降低工作电压、提升所述发光器件的效率和寿命。
离子阻挡与电子传输层5可以阻挡电子产生层41中的n型掺杂离子迁移至第一发光结构层31的电子传输与注入层305中，避免对电子传输与注入层305的性能造成负面影响，同时也能提升电子从电荷产生层4传输至电子传输与注入层305的传输效率。
离子阻挡与电子传输层5配合电荷传输层43，可稳定分离空穴与电子，提高电子的注入，延缓高温工作时n型掺杂离子或部分金属离子进入至电子传输与注入层305，降低电子传输与注入层305的迁移率，延缓了器件的老化，延长器件的高温使用寿命。
具体地，电子产生层41为n型电子产生层，是具有电子传输性能的材料与金属掺杂的配合物。空穴产生层42为p型掺杂的空穴传输材料。
进一步地，电荷传输层43的材料为具有电荷传输能力的材料，包括金属化合物、碱性金属及无机化合物中的至少一种。具体的可以包括银、锂、镱、镁、金、钡、钙、铝、铟、氟化锂、氧化铟锡、氧化铟锌中的一种或多种。
进一步地，电荷传输层43的厚度范围为0.1nm至15nm。这种厚度范围可以保证空穴和电子的传输效果。
本实施例中，第一发光结构层31与第二发光结构层32的结构基本相同，以第一发光结构层31为例进行说明，如图3所示，发光结构层3包括沿着出光方向(由第一电极1向第二电极2的方向)依次叠层设置的空穴注入与传输层301、补偿层302、发光层303、空穴阻挡层304及电子传输与注入层305；发光层303包括多个发光颜色不同的子发光层，补偿层302包括多个厚度不同的子补偿层，子补偿层的厚度与子发光层的发光颜色相匹配以调整各子发光层的光程。进一步地，在第一电极1和空穴注入与传输层301之间，还可以再设置一p型空穴注入层306。
具体地，子发光层包括红色发光层R、绿色发光层G和蓝色发光层G，子补偿层包括红色补偿层R’、绿色补偿层G’及蓝色补偿层B’。红色补偿层R’与红色发光层R相对应，绿色补偿层G’与绿色发光层G相对应，蓝色补偿层B’与蓝色发光层G相对应。因为红光的波长大于绿光的波长，绿光的波长大于蓝光的波长，所以红色补偿层R’的厚度大于绿色补偿层G’的厚度，绿色补偿层G’的厚度大于蓝色补偿层B’的厚度，这样可以调整发光层303的光程，使红光、绿光和蓝光的光程相同，形成微腔效应，提升发光层303的发光效果。
本实施例的一种实施方式中，子发光层的厚度范围为15nm至50nm，补偿层302的厚度范围为3nm至100nm。这样可以保证发光结构层3有一个较佳的发光效果。
本实施例中，蓝色发光层G可以是荧光材料、TADF(热活化延迟荧光)材料、超荧光材料等，红色发光层R和绿色发光层G可以采用Single Host-Dopant(单一主体掺杂剂)磷光类型材料或Pre-mix Host-Dopant(预混合主体掺杂剂)材料。电子传输与注入层305可以是电子传输型材料，或与n型化合物的掺杂(n型不局限于Mg、Yb、Li等金属，还可以是Cs2CO3、LiH、LiNH3等金属化合物)。阴极可以为Mg-Ag、Ag、Al、Al-Ca等合金。阳极可以为ITO、Ag、IZO等金属和化合物。
本实施例的一种实施方式中，在空穴注入与传输层301与补偿层302之间，还可以设置电子阻挡层。在阴极上还可以设置光取出层6，光取出层6采用高折射率的材料，以进一步提升发光器件的显示亮度。
本实施例中，阳极的厚度为80nm至150nm，p型空穴注入层的厚度为80nm至150nm，空穴注入与传输层301的厚度为80nm至150nm，补偿层302的厚度为3nm至100nm，发光层303的厚度为15nm至50nm，空穴阻挡层304的厚度为2nm至8nm，电子传输与注入层305的厚度为20nm至45nm，电子产生层41的厚度为4nm至25nm，空穴产生层42的厚度为3nm至15nm，阴极的厚度为10nm至90nm，光取出层6的厚度是50nm至90nm。
现有技术中，如图4所示，叠层结构的发光器件结构如下：沿着出光方向依次设置的第一电极1(阳极)、第一发光结构层31(包括电子传输与注入层305)、电子产生层41、空穴产生层42、第二发光结构层32和第二电极2(阴极)。
本发明的实施例一，如图5所示，在现有技术的基础上，在电子产生层41与空穴产生层42之间设置电荷传输层43。相较于现有技术，实施例一发光器件的驱动电压下降到现有技术的97％，发光效率提升到现有技术的102％，外量子效率(EQE)提升到现有技术的101％，高温(85℃)寿命延长到现有技术的130％，高温寿命电压变化量下降为现有技术的17％。
本发明的实施例二，如图6所示，在现有技术的基础上，在第一发光结构层31的电子传输与注入层305与电子产生层41之间，设置离子阻挡与电子传输层5。相较于现有技术，实施例二发光器件的驱动电压下降到现有技术的96％，发光效率提升到现有技术的103％，外量子效率(EQE)提升到现有技术的102％，高温(85℃)寿命延长到现有技术的125％，高温寿命电压变化下降为现有技术的31％。
本发明的实施例三，如图2所示，在实施例一的基础上，在第一发光结构层31电子传输与注入层305与电子产生层41之间，设置离子阻挡与电子传输层5。相较于现有技术，实施例三发光器件的驱动电压下降到现有技术的95％，发光效率提升到现有技术的103％，外量子效率(EQE)提升到现有技术的103％，高温(85℃)寿命延长到现有技术的135％，高温寿命电压变化量下降为现有技术的6％。
如图7所示，本发明实施例一、实施例二、实施例三的高温寿命(在85℃下，发光亮度由100％衰减到95％的耗时)相较于现有技术都有非常明显的提高。
如图8所示，本发明实施例一、实施例二、实施例三的高温寿命电压变化(在85℃下，发光亮度由100％衰减到95％期间驱动电压的变化)相较于现有技术都有非常明显的下降和改善。
本发明实施例提供一种显示面板，包括基板和上述实施例提供的发光器件，发光器件位于基板上。
本实施例显示面板中，发光器件包括第一电极1、第二电极2、至少两个层叠设置的发光结构层3、电荷产生层4及离子阻挡与电子传输层5；其中第二电极2与第一电极1相对设置；发光结构层3位于第一电极1与第二电极2之间；电荷产生层4位于两个发光结构层3之间；离子阻挡与电子传输层5位于电荷产生层4与发光结构层3的电子传输与注入层305之间。
本实施例在高温工作的情况下，离子阻挡与电子传输层5可以阻挡电荷产生层4中的离子扩散至电子传输与注入层305中，避免影响电子的注入与传输，防止空穴与电子相互扩散或相互作用，同时也能提升电子从电荷产生层4传输至电子传输与注入层305的传输效率；在提升发光结构层3发光亮度的同时，有效的稳定和降低发光器件工作时的驱动电压，提升了发光效率和降低了功耗，延长了使用寿命。
本发明实施例还提供一种发光器件及显示面板的制造方法，具体流程如下：
首先在基板上制作TFT(薄膜晶体管)驱动电路，TFT可以采用LTPS(低温多晶硅)、LTPO(低温多晶氧化物)或IGZO(氧化铟镓锌)；
其次，在TFT上制作一层Ag膜，在Ag膜上制作阳极(阳极是ITO、ITO/Ag/ITO、IZO等)；
然后，在阳极上通过蒸镀或其他方式依次形成p型空穴注入层、空穴注入与传输层301、蓝色补偿层B’、蓝色发光层G、绿色补偿层G’、绿色发光层G、红色补偿层R’、红色发光层R、空穴阻挡层304、电子传输与注入层305、电子产生层41、电荷传输层43、空穴产生层42、空穴注入与传输层301、蓝色补偿层B’、蓝色发光层G、绿色补偿层G’、绿色发光层G、红色补偿层R’、红色发光层R、空穴阻挡层304、电子传输与注入层305及阴极层；
最后，在阴极层上形成光取出层6。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种发光器件，其特征在于，包括：
第一电极；
第二电极，与所述第一电极相对设置；
至少两个层叠设置的发光结构层，所述发光结构层位于所述第一电极与所述第二电极之间；
电荷产生层，位于两个所述发光结构层之间；
离子阻挡与电子传输层，位于所述电荷产生层与所述发光结构层的电子传输与注入层之间。
2.根据权利要求1所述的发光器件，其特征在于，所述离子阻挡与电子传输层的材料包括与金属离子作用的化合物，或/和吸收金属离子的化合物。
3.根据权利要求1所述的发光器件，其特征在于，所述离子阻挡与电子传输层的电子迁移率大于3×10-6cm2V-1S-1，且小于3×10-3cm2V-1S-1。
4.根据权利要求1所述的发光器件，其特征在于，所述离子阻挡与电子传输层的厚度范围为1nm至10nm。
5.根据权利要求1至4任一项所述的发光器件，其特征在于，所述电荷产生层还包括电子产生层、空穴产生层及电荷传输层，所述电子产生层位于所述离子阻挡与电子传输层上，所述电荷传输层位于所述电子产生层上，所述空穴产生层位于所述电荷传输层上。
6.根据权利要求5所述的发光器件，其特征在于，所述电荷传输层的材料为具有电荷传输能力的材料，包括金属化合物、碱性金属及无机化合物中的至少一种。
7.根据权利要求5所述的发光器件，其特征在于，所述电荷传输层的厚度范围为0.1nm至15nm。
8.根据权利要求1所述的发光器件，其特征在于，所述发光结构层还包括沿着出光方向依次叠层设置的空穴注入与传输层、补偿层、发光层、空穴阻挡层及电子传输与注入层；所述发光层包括多个发光颜色不同的子发光层，所述补偿层包括多个厚度不同的子补偿层，所述子补偿层的厚度与所述子发光层的发光颜色相匹配以调整各所述子发光层的光程。
9.根据权利要求8所述的发光器件，其特征在于，所述子发光层的厚度范围为15nm至50nm，所述补偿层的厚度范围为3nm至100nm。
10.一种显示面板，其特征在于，包括基板和权利要求1至9任一项所述的发光器件，所述发光器件位于所述基板上。
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WO2024124868A1 (zh) * 2022-12-13 2024-06-20 武汉华星光电半导体显示技术有限公司 显示面板及移动终端

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