CN110635060B - 一种发光器件和显示面板 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发光器件和显示面板。该发光器件包括层叠设置的第一电极、空穴传输层、发光层和第二电极；还包括空穴注入提升层；空穴注入提升层设置于空穴传输层和发光层之间；空穴注入提升层用于提升空穴的注入。通过设置发光器件包括空穴注入提升层，可以提升将空穴注入至发光层的能力，缓解能级势垒导致的空穴注入能力差的问题，从而降低了发光器件的开启电压，减小了发光器件的功耗，提高了发光器件的性能。

Description

一种发光器件和显示面板

技术领域

本发明实施例涉及显示技术领域，尤其涉及一种发光器件和显示面板。

背景技术

目前，有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode,OLED)包括有机膜层，有机膜层的层间势垒造成OLED的驱动电压随着使用逐步升高，而电压的升高必然造成OLED的性能下降，效率下降，寿命降低。

发明内容

本发明提供一种发光器件和显示面板，以提高发光器件的寿命，从而提高显示面板的寿命。

第一方面，本发明实施例提供了一种发光器件，包括层叠设置的第一电极、空穴传输层、发光层和第二电极；还包括空穴注入提升层，用于提升空穴的注入，所述空穴注入提升层设置于所述空穴传输层和所述发光层之间。

可选地，所述空穴注入提升层包括至少一层。

可选地，所述空穴注入提升层包括空穴传输材料和空穴注入材料；

沿所述第一电极指向所述第二电极的方向，至少一层的所述空穴注入提升层的空穴注入材料的质量比逐渐减小，且与所述发光层接触的空穴注入提升层的空穴注入材料的质量比最大。

可选地，发光器件还包括电子阻挡层；所述电子阻挡层设置于所述空穴注入提升层和所述发光层之间；所述空穴注入提升层包括空穴传输材料和电子阻挡材料。

可选地，所述空穴注入提升层为一层；沿所述第一电极指向所述第二电极的方向，所述空穴注入提升层的空穴传输材料的质量比不变。

可选地，所述空穴注入提升层为至少两层；沿所述第一电极指向所述第二电极的方向，至少两层的所述空穴注入提升层的空穴传输材料的质量比逐渐减小。

可选地，所述发光层包括至少两层子发光层；沿所述第一电极指向所述第二电极的方向，所述子发光层中的发光材料的质量比逐渐减小。

可选地，所述发光层包括第一子发光层和第二子发光层；所述第二子发光层设置于所述第一子发光层和所述第二电极之间；

所述第一子发光层中的发光材料的质量比大于所述第二子发光层中发光材料的质量比。

可选地，所述空穴传输层包括至少两层，沿所述第一电极指向所述第二电极的方向，至少两层的所述空穴传输层中的P型材料的质量比逐渐减小。

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提供的发光器件。

本发明实施例的技术方案，通过设置发光器件包括空穴注入提升层，可以提升将空穴注入至发光层的能力，缓解能级势垒导致的空穴注入能力差的问题，从而降低了发光器件的开启电压，减小了发光器件的功耗，提高了发光器件的性能。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种发光器件的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的另一种发光器件的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的另一种发光器件的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的另一种发光器件的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的另一种发光器件的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的一种显示面板的结构示意图。

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。

目前，OLED至少包括层叠设置的阳极、发光层和阴极。当给OLED提供驱动电流时，电子由阴极注入发光层，空穴由阳极注入发光层，电子和空穴在发光层复合形成激发态的激子，激发态的激子衰减，并以光的形式释放能量，使得发光层发光。OLED中不同膜层的能级不同，因此空穴和电子在注入以及不同膜层的传输过程中，会遇到不同膜层间的能级势垒，阻碍空穴和电子的注入和传输。因此能级势垒的存在会使OLED的开启电压比较高，导致OLED的功耗比较高，性能下降。而且，由于OLED的开启电压比较高，在OLED显示面板彩色显示时，低灰阶下可能出现不同颜色的色彩串扰的风险，降低OLED显示面板的良率。

针对上述技术问题，本发明提供了一种发光器件。图1为本发明实施例提供的一种发光器件的结构示意图。如图1所示，该发光器件包括层叠设置的第一电极110、空穴传输层120、发光层130和第二电极140；还包括空穴注入提升层150，空穴注入提升层150用于提升空穴的注入，空穴注入提升层150设置于空穴传输层120和发光层130之间。

具体地，第一电极110可以为阳极，第二电极140可以为阴极。当给发光器件提供驱动电流时，空穴由第一电极110向发光层130方向传输，电子由第二电极140向发光层130方向传输。空穴和电子在发光层130复合形成激发态的激子，激发态的激子衰减，并以光的形式释放能量，发光层130发光。空穴由第一电极110向发光层130方向传输时，空穴传输层120可以提升空穴传输的能力。而空穴由空穴传输层120传输至发光层130时，空穴传输层120与发光层130之间的能级势垒阻碍空穴的注入和传输。通过在空穴传输层120和发光层130之间设置空穴注入提升层150，可以提升将空穴注入至发光层130的能力，缓解能级势垒导致的空穴注入能力差的问题，从而降低了发光器件的开启电压，减小了发光器件的功耗，提高了发光器件的性能。

示例性地，空穴注入提升层150包括空穴传输材料和空穴注入材料。

具体地，空穴注入提升层150可以为空穴注入层。空穴注入层可以为空穴传输层中掺杂空穴注入材料形成的膜层。示例性地，空穴传输层的材料为常用的空穴传输材料，例如可以为NPB、TPTE、BFA-1T、TDAB中的一种或多种。空穴注入材料可以为[3]-轴烯p-掺杂剂。[3]-轴烯p-掺杂剂选自具有根据式(1)的结构的化合物，其中，A¹和A²独立地为芳基或杂芳基取代的氰基亚甲基，所述芳基和/或杂芳基在A¹和A²中独立地选自4-氰基-2,3,5,6-四氟苯基、2,3,5,6-四氟吡啶-4-基、4-三氟甲基-2,3,5,6-四氟苯基、2,4-双(三氟甲基)-3,5,6-三氟苯基、2,5-双(三氟甲基)-3,4,6-三氟苯基、2,4,6-三(三氟甲基)-1,3-二嗪-5-基、3,4-二氰基-2,5,6-三氟苯基、2-氰基-3,5,6-三氟吡啶-4-基、2-三氟甲基-3,5,6-三氟吡啶-4-基、2,5,6-三氟-1,3-二嗪-4-基和3-三氟甲基-4-氰基-2,5,6-三氟苯基，并且至少一个芳基或杂芳基是2,3,5,6-四氟吡啶-4-基、2,4-双(三氟甲基)-3,5,6-三氟苯基、2,5-双(三氟甲基)-3,4,6-三氟苯基、2,4,6-三(三氟甲基)-1,3-二嗪-5-基、3,4-二氰基-2,5,6-三氟苯基、2-氰基-3,5,6-三氟吡啶-4-基、2-三氟甲基-3,5,6-三氟吡啶-4-基、2,5,6-三氟-1,3-二嗪-4-基或3-三氟甲基-4-氰基-2,5,6-三氟苯基，前提条件是A¹与A²两者中的杂芳基不能同时是2,3,5,6-四氟吡啶-4-基。

空穴注入材料的最低未占分子轨道(Lowest Unoccupied Molecular Orbital，LUMO)能级很低，容易将其他膜层中的电子吸引过来，使得空穴注入材料所在膜层的空穴容易注入至其他膜层，从而提高了空穴注入能力。当空穴由空穴传输层120传输至空穴注入层时，空穴注入层的空穴注入能力比较高，使得空穴从空穴注入层更容易注入到发光层130，从而可以在空穴传输层120和发光层130之间的能级势垒阻碍空穴注入和传输的基础上提高空穴注入的能力，缓解能级势垒导致的空穴注入能力差的情况，从而降低了发光器件的开启电压，减小了发光器件的功耗，提高了发光器件的性能。

当空穴注入层为空穴传输层中掺杂空穴注入材料形成的膜层时，可以采用蒸镀工艺形成空穴注入层。例如，蒸镀过程中设置两个蒸镀源，一个蒸镀源中放置空穴传输材料，另一个蒸镀源中放置空穴注入材料。根据空穴注入层中空穴注入材料的掺杂比例，设置两个蒸镀源的蒸镀速率，以及蒸镀设备中角度限制板的角度，实现空穴注入层中空穴传输材料和空穴注入材料的混蒸。

另外，沿第一电极110指向第二电极140的方向，空穴注入层的厚度大于2nm，即在形成空穴注入层时，空穴注入层中空穴传输材料和空穴注入材料形成的整体厚度大于2nm，且空穴传输材料和空穴注入材料的掺杂比例满足需求。通过设置空穴注入层的厚度大于2nm，可以避免空穴注入层太薄导致的膜层中空穴传输材料和空穴注入材料的掺杂不均匀以及膜层的不平整。

或者，图2为本发明实施例提供的另一种发光器件的结构示意图。如图2所示，当发光器件包括电子阻挡层160时，电子阻挡层160设置于空穴注入提升层150和发光层130之间；空穴注入提升层150包括空穴传输材料和电子阻挡材料。

具体地，电子阻挡层160可以将第二电极140传输至发光层130的电子阻挡在发光层130中，从而提高空穴和电子在发光层130的复合率，进而提高发光器件的发光效率。空穴传输层120与电子阻挡层160之间的HOMO能级差大于0.2eV，即空穴传输层120与电子阻挡层160之间的能级势垒比较大。而空穴注入提升层150为空穴传输材料和电子阻挡材料掺杂形成的膜层，空穴传输材料为形成空穴传输层120的材料，示例性地，空穴传输材料可以为NPB、TPTE、BFA-1T、TDAB中的一种或多种。电子阻挡材料为形成电子阻挡层160的材料，示例性地，电子阻挡材料可以采用N，N’-二苯基-N，N’-(1-萘基)-1，1’-联苯-4，4’-二胺(NPB)，1，3，5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯(TPBi)。

通过设置空穴注入提升层150包括空穴传输材料和电子阻挡材料，增加了空穴传输材料和电子阻挡材料相互接触的面积，从而增加了空穴传输层120和电子阻挡层160之间的界面相互作用，进而减小了空穴传输层120和电子阻挡层160之间的能级势垒，提高了空穴注入能力，缓解能级势垒导致的空穴注入能力差的情况，从而降低了发光器件的开启电压，减小了发光器件的功耗，提高了发光器件的性能。

在上述技术方案的基础上，空穴注入提升层包括至少一层。

具体地，空穴注入提升层可以为不同材料掺杂形成的膜层。通过设置不同的掺杂质量比可以调节空穴注入提升层的空穴注入能力。通过设置空穴注入提升层包括至少一层，调节空穴注入提升层的空穴注入能力，因此可以根据所需空穴注入能力调节空穴注入提升层的材料掺杂比例。

示例性地，当空穴注入提升层包括空穴传输材料和空穴注入材料时，沿第一电极指向第二电极的方向，至少一层的空穴注入提升层的空穴注入材料的质量比逐渐减小，且与发光层接触的空穴注入提升层的空穴注入材料的质量比最大。

具体地，空穴注入材料的质量比为空穴注入材料的质量占空穴注入提升层整体质量的比例。当空穴注入材料的质量比逐渐减小时，空穴注入提升层中的空穴注入材料逐渐减少。继续参考图1，当空穴注入提升层150为一层时，沿第一电极110指向第二电极140的方向，空穴注入提升层150中的空穴注入材料的质量比逐渐减小，即空穴传输材料的质量比逐渐增加，以保证空穴在空穴注入提升层150中的传输速率。而与发光层130接触的空穴注入提升层150的空穴注入材料的质量比最大，使得空穴注入提升层150更容易将其他膜层的电子吸引过程，使得空穴注入提升层150的空穴更容易注入至其他膜层，即提高了空穴注入提升层150的空穴注入能力，因此可以保证空穴传输至发光层130时空穴注入能力，缓解空穴传输层120与发光层130之间的能级势垒导致的空穴注入能力差的问题，从而降低了发光器件的开启电压，减小了发光器件的功耗，提高了发光器件的性能。

需要说明的是，在其他实施例中，空穴注入提升层150还可以包括多层。每层空穴注入提升层150的空穴注入材料的质量比不变，沿第一电极110指向第二电极140的方向，多层空穴注入提升层150的空穴注入材料的质量比逐渐减小，以保证空穴在多层空穴注入提升层150中传输时的速率。而且，与发光层130接触的一层空穴注入提升层150的空穴注入材料的质量比最大，可以提高空穴注入至发光层130的注入能力，缓解空穴传输层120与发光层130之间的能级势垒导致的空穴注入能力差的问题。

另外，空穴注入提升层150可以采用蒸镀工艺形成，当空穴注入提升层150包括空穴传输材料和空穴注入材料时，一个蒸镀源用于放置空穴传输材料，另一蒸镀源用于放置空穴注入材料。当空穴注入提升层150为一层时，可以在蒸镀空穴注入提升层150时控制角度限制板的角度和蒸镀速率控制空穴传输材料和空穴注入材料蒸镀的质量比，从而可以实现一层空穴注入提升层150在不同厚度时具有不同的空穴注入材料的质量比。示例性地，以调节蒸镀速率为例说明调节空穴注入材料和空穴传输材料的质量比。当空穴注入提升层150中空穴注入材料的质量比逐渐减小时，可以控制放置空穴注入材料的蒸镀源的蒸镀速率减小，和/或控制放置空穴传输材料的蒸镀源的蒸镀速率增加，使得空穴注入材料的蒸镀速率下降，空穴传输材料的蒸镀速率增加，从而可以在相同的蒸镀时间内空穴注入材料蒸镀的质量比减小。而且，一层空穴注入提升层150中的空穴注入材料的质量比可以实现连续性变化，有利于精确控制空穴注入提升层150的空穴注入能力和空穴传输能力。当空穴注入提升层150为多层时，可以在蒸镀不同层的空穴注入提升层150时控制度限制板的角度和蒸镀速率控制空穴传输材料和空穴注入材料的比例，从而可以实现多层空穴注入提升层150具有不同的空穴注入材料的质量比。

继续参考图2，当发光器件包括电子阻挡层160，空穴注入提升层150包括空穴传输材料和电子阻挡材料时，空穴注入提升层150可以为一层；沿第一电极指110向第二电极140的方向，空穴注入提升层150的空穴传输材料的质量比可以不变。

具体地，空穴注入提升层150为一层，且空穴注入提升层150的空穴传输材料的质量比不变时，空穴注入提升层150中的空穴传输材料和电子阻挡材料为均匀掺杂，空穴传输材料和电子阻挡材料的相互接触面积增加，从而增加了空穴传输层和电子阻挡层之间的界面相互作用，减小了两层之间的能级势垒。

或者，空穴注入提升层可以为至少两层；沿第一电极指向第二电极的方向，至少两层的空穴注入提升层的空穴传输材料的质量比逐渐减小。

具体地，图3为本发明实施例提供的另一种发光器件的结构示意图。如图3所示，空穴注入提升层150示例性地示出了包括第一空穴注入提升层151和第二空穴注入提升层152，第一空穴注入提升层151位于空穴传输层120和第二空穴注入提升层152之间。第一空穴注入提升层151中的空穴传输材料的质量比大于第二空穴注入提升层152中的空穴传输材料的质量比，使得第一空穴注入提升层151的空穴传输能力大于第二空穴注入提升层152的空穴传输能力，从而可以保证空穴由第一电极110向第二电极140的方向传输时，空穴在空穴注入提升层150的传输能力，同时增加了空穴传输材料和电子阻挡材料的相互接触面积增加，从而增加了空穴传输层120和电子阻挡层160之间的界面相互作用，减小了两层之间的能级势垒。

需要说明的是，空穴注入提升层150可以采用蒸镀工艺形成，当空穴注入提升层150包括空穴传输材料和电子阻挡材料时，一个蒸镀源用于放置空穴传输材料，另一个蒸镀源放置电子阻挡材料。并可以通过控制角度限制板的角度和蒸镀速率控制空穴传输材料和空穴注入材料的比例，从而可以实现控制空穴注入提升层150的空穴传输材料的质量比。而且，采用蒸镀工艺可以根据需要形成至少一层空穴注入提升层150。

在上述各技术方案的基础上，发光层包括至少两层子发光层；沿第一电极指向第二电极的方向，子发光层中的发光材料的质量比逐渐减小。

具体地，空穴和电子在复合区复合，形成激发态的激子，激发态的激子衰减以光的形式释放能量，使发光材料发光。发光层中发光材料的质量比影响发光器件的发光效率和寿命。发光材料的质量比越大，发光器件的发光效率越高，而发光器件的寿命越短。发光器件的空穴和电子的复合区位于发光层中偏向第一电极的位置，即发光层中偏向第一电极处的发光材料发光效率比较高。当发光层包括至少两层子发光层时，空穴和电子的复合区的位置偏向于与第一电极相邻的子发光层中。通过沿第一电极指向第二电极的方向，设置子发光层中的发光材料的质量比逐渐减小，使得空穴和电子的复合区对应的发光层中发光材料的质量比比较大，即空穴和电子的复合区的发光材料的质量比比较大，从而提高空穴和电子的复合区的发光效率，进而提高了发光器件的发光效率。而且，靠近第二电极的发光层中发光材料的质量比比较小，即在空穴和电子的复合区外的发光材料的质量比比较小，在减小对发光效率的影响的情况下，可以增加发光器件的寿命。

示例性地，图4为本发明实施例提供的另一种发光器件的结构示意图。如图4所示，发光层130示例性地示出了包括第一子发光层131和第二子发光层132；第二子发光层132设置于第一子发光层131和第二电极140之间。第一子发光层131中的发光材料的质量比大于第二子发光层132中发光材料的质量比。

具体地，第一发光层131靠近空穴传输层120，空穴和电子的复合区位于第一发光层131的部分多于位于第二发光层132的部分。第一子发光层131的发光材料的质量比对发光器件的发光效率的影响比较大。通过设置第一子发光层131的发光材料的质量比比较大，可以增加空穴和电子的复合区的发光效率，进而提高发光器件的发光效率。同时，第二子发光层132中发光材料的质量比对发光器件的发光效率的影响比较小，通过设置第二子发光层132中发光材料的质量比比较小，可以在尽量减小发光效率的基础上，增加发光器件的寿命。

在其他实施例中，发光层130还可以包括多层子发光层。沿第一电极指向第二电极的方向，多层子发光层中的发光材料的质量比逐渐减小。通过设置多层子发光层，可以更精确的根据空穴和电子的复合区设置不同子发光层的发光材料的质量比，从而更好的优化发光器件的发光效率和发光寿命。

在上述各技术方案的基础上，空穴传输层包括至少两层，沿第一电极指向第二电极的方向，至少两层的空穴传输层中的P型材料的质量比逐渐减小。

具体地，沿第一电极指向第二电极的方向，空穴传输层中的P型材料的质量比逐渐减小，使得相邻空穴传输层之间的能级势垒逐渐减小，同时可以减小空穴传输层与相邻膜层之间的能级势垒，从而可以提高空穴传输层的传输能力。

示例性地，图5为本发明实施例提供的另一种发光器件的结构示意图。如图5所示，空穴传输层120示例性地示出了包括第一空穴传输层121和第二空穴传输层122，第一空穴传输层121设置于第一电极110和第二空穴传输层122之间。第一空穴传输层121中的P型材料的质量比大于第二空穴传输层122中的P型材料的质量比。发光器件还包括空穴注入层170，空穴注入层170设置于第一电极110与空穴传输层120之间，用于提高空穴注入能力。当空穴由第一电极110向发光层130的方向传输时，空穴注入层170、空穴传输层120和空穴注入提升层150之间的能级势垒比较大，不利于空穴的传输。通过设置空穴传输层120包括第一空穴传输层121和第二空穴传输层122，使第一空穴传输层121的能级位于空穴注入层170和空穴传输层120的能级之间，第二空穴传输层122的能级位于空穴传输层120和空穴注入提升层150的能级之间。从而可以将空穴注入层170、空穴传输层120和空穴注入提升层150之间的能级势垒划分为多个小的能级势垒，从而可以提高空穴由第一电极110向发光层130传输的传输能力。

本发明实施例还提供一种显示面板。图6为本发明实施例提供的一种显示面板的结构示意图。如图6所示，该显示面板100包括本发明任意实施例提供的发光器件101。

本实施例提供的显示面板与本发明任意实施例提供的发光器件属于相同的发明构思，具有相应的有益效果，未在本实施例详尽的技术细节，详见本发明任意实施例提供的发光器件。

本实施例还提供了一种显示装置，包括本发明任意实施例提供的显示面板，显示装置可以为手机、平板、可穿戴设备等电子显示产品。

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 (5)

1.一种发光器件，其特征在于，包括层叠设置的第一电极、空穴传输层、发光层和第二电极；还包括，

空穴注入提升层，用于提升空穴的注入，所述空穴注入提升层设置于所述空穴传输层和所述发光层之间；

所述空穴注入提升层包括至少一层；

所述空穴注入提升层包括空穴传输材料和空穴注入材料；

沿所述第一电极指向所述第二电极的方向，至少两层的所述空穴注入提升层的空穴注入材料的质量比逐渐减小，且与所述发光层接触的空穴注入提升层的空穴注入材料的质量比最大；或还包括电子阻挡层；所述电子阻挡层设置于所述空穴注入提升层和所述发光层之间；所述空穴注入提升层包括空穴传输材料和电子阻挡材料；所述空穴注入提升层为一层；沿所述第一电极指向所述第二电极的方向，所述空穴注入提升层的空穴传输材料的质量比不变。

2.根据权利要求1所述的发光器件，其特征在于，所述发光层包括至少两层子发光层；沿所述第一电极指向所述第二电极的方向，所述子发光层中的发光材料的质量比逐渐减小。

3.根据权利要求2所述的发光器件，其特征在于，所述发光层包括第一子发光层和第二子发光层；所述第二子发光层设置于所述第一子发光层和所述第二电极之间；

所述第一子发光层中的发光材料的质量比大于所述第二子发光层中发光材料的质量比。

4.根据权利要求1所述的发光器件，其特征在于，所述空穴传输层包括至少两层，沿所述第一电极指向所述第二电极的方向，至少两层的所述空穴传输层中的P型材料的质量比逐渐减小。

5.一种显示面板，其特征在于，包括权利要求1-4任一所述的发光器件。

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