CN109585665A - 一种发光元件以及显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供了一种发光元件以及显示装置，解决了现有技术中高温下显示装置寿命低的问题。本发明实施例提供的一种发光元件包括第一电极，第二电极以及设置在第一电极与第二电极之间的多个发光结构，其中相邻两个发光结构之间设置一层电荷产生层，电荷产生层中包括P型电荷产生层与N型电荷产生层，P型电荷产生层的材质与相邻两个所述发光结构中的一个发光结构中的所述空穴注入层的材质相同；和/或，所述N型电荷产生层的材质与相邻两个所述发光结构中的另一个发光结构中的所述电子传输层的材质相同，降低了电子和空穴的传递势垒，从而降低了发光元件的驱动电压，降低了发光元件的功耗，延长了显示装置的使用寿命。

Description

一种发光元件以及显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，具体涉及一种发光元件以及显示装置。
背景技术
现有技术中有机发光装置的寿命易受到所处环境温度的影响，环境温度升高导致其寿命下降。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种发光元件以及显示装置，解决了现有技术中显示装置因温度升高而寿命降低的问题。
为使本发明的目的、技术手段和优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明作进一步详细说明。显然，所描述的实施例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，本领域普通技术人员在没有做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。
根据本发明的一个方面，本发明一实施例提供的一种发光元件，包括：
第一电极；设置在所述第一电极一侧的第二电极；以及，设置在所述第一电极与所述第二电极之间且叠加设置的多个发光结构，其中，所述发光结构包括空穴注入层，叠加设置在所述空穴注入层一侧的发光层、设置在所述发光层远离所述空穴注入层一侧的电子传输层；其中，相邻两个所述发光结构之间设置电荷产生层，所述电荷产生层包括P型电荷产生层和N型电荷产生层，其中，所述P型电荷产生层的材质与相邻两个所述发光结构中的一个发光结构中的所述空穴注入层的材质相同；和/或，所述N型电荷产生层的材质与相邻两个所述发光结构中的另一个发光结构中的所述电子传输层的材质相同。
在一个实施例中，多个发光结构包括第一发光结构，所述第一发光结构中的所述发光层发出蓝色的光；所述第一电极为阳极，第二电极为阴极；其中，所述第一发光结构设置在所述第一电极的表面上。
在一实施例中，发出蓝色的光的所述第一发光结构中的发光层的材料采用荧光染料作为掺杂剂。
在一实施例中，所述发光元件包括两个所述发光结构，分别为所述第一发光结构以及设置在所述第一发光结构远离所述阳极一侧的第二发光结构，其中，所述第二发光结构的发光层发出黄色的光。
在一实施例中，所述第二发光结构中的所述发光层的材料采用荧光染料作为掺杂剂
在一实施例中，所述发光结构还包括设置在所述空穴注入层与所述发光层之间的空穴传输层以及设置在所述电子传输层远离所述发光层的那一侧的电子注入层，其中所述电子注入层的材质与所述N型电荷产生层的材质相同。
在一实施例中，所述N型电荷产生层的材料包括活泼金属和N型有机材料；和/或，所述P型电荷产生层的材料包括空穴传输材料以及P型掺杂剂。
在一实施例中，所述发光层与所述空穴传输层之间还设置有电子阻挡层，其中，所述电子阻挡层的LUMO能级大于所述发光层中的主体材料的LUMO能级。
在一实施例中，所述电子阻挡层的LUMO能级与所述发光层的LUMO能级之差不小于0.4ev。
作为本发明的另一面，本发明实施例提供了一种显示装置，包括基板以及设置在所述基板上的多个发光元件；其中，所述发光元件的结构采用如前述所述的发光元件的结构。
本发明的实施例所提供的一种发光元件，一个发光元件采用多个发光结构进行叠加，相邻两个发光结构之间用电荷产生层进行连接，其中电荷产生层兼具有阳极、阴极的作用。其中，电荷产生层中包括P型电荷产生层与N型电荷产生层，P型电荷产生层的材质与相邻两个所述发光结构中的一个发光结构中的所述空穴注入层的材质相同；和/或，所述N型电荷产生层的材质与相邻两个所述发光结构中的另一个发光结构中的所述电子传输层的材质相同，从而使得电子和空穴在传输过程中降低了电子和空穴的传递势垒，从而降低了发光元件的驱动电压，降低了发光元件的功耗，延长发光元件的寿命，从而延长了显示装置的使用寿命。
附图说明
图1所示为本发明一实施例提供的一种发光元件的结构示意图；
图2所示为本发明一实施例提供的一种发光元件的结构示意图；
图3所示为本发明一实施例提供的一种发光元件的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通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，都属于本发明保护的范围。
现有技术中由于有机发光装置要求显示装置的亮度高，为了满足高的亮度，发出蓝色光的发光层的材料需要选择磷光掺杂剂，因此像素单元中的B(蓝色)像素的蓝色发光材料发光效率较低，当显示屏在高温下，相对于红色发光材料和绿色发光材料，蓝色发光材料衰减较快，从而导致蓝色子像素的使用寿命较低，进而导致显示屏的使用寿命较低，为了解决这一技术问题，现有的技术方案中采用电荷产生层将多个发光结构进行串联而形成一个发光元件，包括多个发光结构的发光元件相对于具有相同发光亮度的由单个发光结构的发光元件而言，虽然多个发光结构的发光元件中的每个发光结构的亮度较低，每个发光结构中的发光层的材料可以不使用磷光掺杂剂，磷光掺杂剂在高温下容易产生剧烈衰减，当每个发光结构中的发光层的材料不使用磷光掺杂剂时，可以降低在高温下掺杂剂的衰减速度，从而增加了显示装置的使用寿命。但是电荷产生层的增加会使得施加在发光元件的驱动电压升高，因此会增加功耗，进而降低显示装置的使用寿命。
针对上述问题，本发明一实施例提供一种发光元件，如图1所示，一种发光元件包括第一电极1，第二电极2以及设置在第一电极1与第二电极2之间的多个发光结构3，其中相邻两个发光结构3之间设置一层电荷产生层4。其中，第一电极为阳极时，第二电极为阴极；第一电极为阴极时，第二电极为阳极。其中，电荷产生层(简称CGL)4包括叠加设置的P型电荷产生层(简称P-CGL)41与N型电荷产生层(简称N-CGL)42，如图2所示，其中，P型电荷产生层41用于将空穴注入到相邻两个发光结构3中的一个发光结构中，起到阳极的作用。N型电荷产生层42用于将电子注入到相邻两个发光结构3中的另一个发光结构中，起到阴极的作用，从而使得每个发光结构都能够正常发光，从而使得发光元件能够发出更高亮度的光。其中发光结构3包括空穴注入层(简称HIL)31，设置在空穴注入层31的一侧的发光层(EML)33、设置在发光层33远离空穴注入层31的那一侧的电子传输层(ETL)34；如图2所示。其中，P型电荷产生层41的材质与相邻两个发光结构中的一个发光结构中的空穴注入层31的材质相同；和/或，N型电荷产生层42的材质与相邻两个发光结构中的另一个发光结构中的电子传输层34的材质相同。空穴注入层31与P型电荷产生层41的材质相同，即相同的膜层，相对于P型电荷产生层41与空穴注入层31的材质不同时而言，材质相同的空穴注入层31与P型电荷产生层41相当于将两个膜层变成一个膜层，因此，当空穴从P型电荷产生层41注入空穴注入层31时，降低了空穴传递的势垒。同理，当N型电荷产生层42与电子传输层34的材质相同时，当电子从N型电荷产生层42注入到电子传输层34时，降低了电子传递的势垒，从而降低了发光元件使用的电压，延长了发光元件的使用寿命，进而延长了显示装置的使用寿命。
在一实施例中，发光结构3还包括设置在包括设置在空穴注入层(简称HIL)31于发光层(EML)33之间的空穴传输层(HTL)32，设置在空穴传输层32；以及设置在电子传输层34远离发光层33那一侧的电子注入层(EIL)35，如图3所示，N型电荷产生层42将电子注入到电子注入层35中，电子注入层35将电子注入到电子传输层34中，其中，电子注入层35的材质与N型电荷产生层的材质相同，当电子从N型电荷产生层42注入到电子注入层35时，降低了电子传递的势垒，从而进一步降低了发光元件使用的电压，延长了发光元件的使用寿命，进而延长了显示装置的使用寿命。
在一实施例中，N型电荷产生层42的材料包括活泼金属和N型有机材料；和/或，P型电荷产生层41的材料包括空穴传输材料以及P型掺杂剂，其中有机空穴传输材料选自聚对苯撑乙烯(PPv)类、聚噻吩类、聚硅烷类、三苯甲烷类、三芳胺类、腙类、吡唑啉类、嚼唑类、咔唑类、丁二烯类中的一种或多种组合。
在一实施例中，发光结构3中的发光层33与空穴传输层32之间还设有电子阻挡层(简称EBL)36，其中，电子阻挡层36的LUMO能级大于发光层33中的主体材料的LUMO能级，如图2所示。在高温下，电子阻挡层36可以将发光层33所使用的材料中的电子型材料中的电子从发光层33中进入空穴传输层32中，从而使得发光区域不会漂移至空穴传输层32，使得发光区域在发光层中，避免了在高温下发光元件亮度低甚至不发光的现象发生，因此增加了发光元件的寿命寿命，进而增加了显示器件的使用寿命。
在进一步的实施例中，电子阻挡层36的LUMO能级与发光层33所使用的材料的主体材料的LUMO能级之差不小于0.4ev，即电子阻挡层36的LUMO能级减去发光层33所使用的材料的主体材料的LUMO能级之后得到的能级差值大于等于0.4ev，进一步加大了发光层33所使用的材料中的电子型材料中的电子从发光层33中进入空穴传输层32中难度，进一步使得发光区域不会漂移至空穴传输层32，使得发光区域在发光层中，避免了在高温下发光元件亮度低甚至不发光的现象发生，因此进一步的增加了发光元件的寿命寿命，进而增加了显示器件的使用寿命。
在一实施例中，发光元件包括多个发光结构，其中多个发光结构包括发出蓝色的光的第一发光结构3-1与设置在第一发光结构3-1一侧的第二发光结构3-2，且第一发光结构3-1设置在阳极的表面上，即第一电极1为阳极，第二电极2为阴极，其中，第一发光结构3-1与第二发光结构3-2之间设置有电荷产生层4，其中电荷产生层4包括P型电荷产生层41与N型电荷产生层42，其中P型电荷产生层41与第二发光结构中的空穴注入层的表面(简称HIL)31接触，为第二发光结构3-1注入空穴；其中N型电荷产生层42与第一发光结构3-2中的电子注入层(简称EIL)35的表面接触，为第一发光结构注入电子，如图2所示。
位于电荷产生层4与阴极之间的第二发光结构，由于是阴极为第二发光结构注入电子，P型电荷产生层41为第二发光结构注入空穴，因此，注入到第二发光结构3-2中发光层33中的电子多于空穴。位于电荷产生层4与阳极之间的第一发光结构3-1，由于是阳极为第一发光结构3-1注入空穴，N型电荷产生层42为第一发光结构3-1注入电子，因此，注入到第二发光结构3-1中的空穴比电子多，而发出蓝色光的发光层所采用的材料多为电子型基质，即传递电子的能力强，若将发出蓝色的光的发光结构靠近阴极设置，本来靠近阴极位置处的发光结构中的发光层中的电子就多于空穴，若发光层的材料传递电子能力强，那么很容易出现电子富裕而空穴不足导致不平衡的现象发生，会导致蓝色光的寿命降低。但是将发出蓝色光的发光结构设置在阳极上，由于注入到设置在阳极上的发光结构中的发光层中的空穴比电子多，因此发出蓝色的光的发光结构中的发光层传递电子的能力强，则出现不平衡的现象的概率很低，因此，降低蓝光寿命的概率也低。
因此，本实施例中将发出蓝色的光的发光结构设置在阳极上，不会降低蓝色光的寿命，当使用叠加的发光结构来增加显示装置使用寿命的同时，不会因为发出蓝色光的发光结构的设置不当而引起的降低显示装置的使用寿命。
同理，因为发光黄色的光的发光结构中的发光层的材料多为双极型材料，即对电子与空穴的传输能力非常接近，因此，无论是将发出黄色的光的发光结构设置在阳极上还是阴极上，在发光层中出现电子与空穴不平衡的现象的概率均较低，因此降低显示装置寿命的概率均较低。
应当理解，本发明实施例中的发光元件只要包括发出蓝色光的发光结构，无论其他发光结构发出什么颜色的光，均将发出蓝色光的发光结构设置在阳极上，当使用叠加的发光结构来增加显示装置使用寿命的同时，不会因为发出蓝色的光的发光结构的设置不当而引起的降低显示装置的使用寿命。
在一进一步的实施例中，发光蓝色的光的第一发光结构3-1的发光层33的材料采用荧光染料作为掺杂剂，在高温下，荧光染料比磷光染料的寿命长，因此能够增加发光元件的寿命，进一步增加了显示装置的寿命。
在一进一步的实施例中，发光元件包括第一电极1、设置在第一电极的表面上的第一发光结构3-1以及设置在第一发光结构远离第一发光结构一侧的第二发光结构3-2，其中，第一发光结构3-1中的发光层发出蓝色的光(简称EML-B)，第二发光结构3-2中的发光层发出黄色的光(简称EML-Y)，第一电极1为阳极，第二电极2为阴极；其中，第一发光结构3-1与第二发光结构3-2之间设置有电荷产生层4，其中电荷产生层4包括P型电荷产生层41与N型电荷产生层42，其中P型电荷产生层41与第二发光结构中的空穴注入层的表面(简称HIL)31接触，为第二发光结构3-1注入空穴；其中N型电荷产生层42与第一发光结构3-2中的电子注入层(简称EIL)35的表面接触，为第一发光结构注入电子，如图2所示。
在阳极、阴极与电荷产生层4的作用下，第二发光结构3-2发出黄色的光，第一发光结构3-1发出蓝色的光，整个发光元件则发出白色的光，该白色发光元件可以直接应用在显示装置中用于发出白色的光，即为发出白色光的子像素。也可以根据具体应用场景在该发光元件出光方向上覆盖一层滤光片，从而使得该发光元件发出具体颜色的光，例如蓝色光、红色光或者绿色光。本发明实施例中的发光元件包括两个发光结构，其中一个发光结构发出蓝色的光，相对于具有相同发光亮度的由单个发光结构的发光元件而言，该发光元件中的蓝色发光结构的亮度较低，因此在高温下，降低了蓝色发光材料衰减速度，增加了蓝色发光层的使用寿命，进而增加了显示装置的使用寿命。除此之外，因为多个发光结构进行叠层设置时，相邻两个发光结构之间会增加一个电荷产生层，而电荷产生层的增加会增加施加在发光元件两边的电压，因此相对于包括单个发光结构的发光元件而言，多个发光结构叠加而成的发光元件的功耗比较高，因此，两个发光结构叠加设置在满足延长显示装置的使用寿命的同时，还使得显示装置的功耗不会太高。
至于，发光元件中包含的发光结构的个数以及每个发光结构所发出的光的颜色可以根据实际应用场景来进行选择，例如，可以是如图2所示的情况，即发光元件包括两个发光结构3，其中一个发光结构3发出蓝色的光，另一个发光结构3发出黄色的光。但是本发明实施例并不限于此，例如还可以是如下所示的情况：发光元件包括三个发光结构3，其中三个发光结构分别发出红色光、蓝色光和绿色光。因此，只要发光元件能够将发出相同或者不同颜色的光的发光结构叠加在一起，能够增加发光元件的亮度，降低单个发光结构中的发光亮度，从而使得在高温条件下，延长了每个发光结构的使用寿命，进而延长了发光元件以及发光显示装置的寿命，本发明实施例对发光元件中包含的发光结构的数量以及每个发光结构所发出的光的颜色不作限定。
但是当发光元件中叠加的发光结构过多的话，相邻两个发光结构之间会增加一个电荷产生层，而电荷产生层的增加会增加施加在发光元件两边的电压，因此相对于包括单个发光结构的发光元件而言，多个发光结构叠加而成的发光元件的功耗比较高，会增加发光元件的功耗，因此，为了降低功耗，发光元件中的发光结构的数量不超过三个。
在一进一步的实施例中，发出黄色的光的第二发光结构3-2中的发光层33的材料采用荧光染料作为掺杂剂，在高温下，荧光染料比磷光染料的寿命长，因此能够增加发光元件的寿命，进一步增加了显示装置的寿命。
本发明实施例还提供一种显示装置，包括基板以及设置在基板上的多个发光元件，其中发光元件的结构采用如前述所述的发光元件的结构，本发明实施例提供的显示装置，通过叠加多个发光结构，相邻两个发光结构之间设置一层电荷产生层，其中，电荷产生层兼具有阳极、阴极的功能，相对于具有相同发光亮度的由单个发光结构的发光元件而言，多个发光结构的发光元件中的每个发光结构的亮度较低，因此每个发光结构中的发光层的材料可以不使用磷光掺杂剂，磷光掺杂剂在高温下容易产生剧烈衰减，因此，当每个发光结构中的发光层的材料不使用磷光掺杂剂时，可以降低在高温下掺杂剂的衰减速度，从而增加了显示装置的使用寿命。尤其是蓝色光发光层，可以不使用磷光掺杂剂。尤其是蓝色光发光层，可以不使用在高温下衰减速度较快的磷光掺杂剂，因此在高温下，蓝色发光材料衰减速度降低，增加了蓝色发光层的使用寿命，进而增加了显示装置的使用寿命。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种发光元件，其特征在于，包括：
第一电极；
设置在所述第一电极一侧的第二电极；
设置在所述第一电极与所述第二电极之间且叠加设置的多个发光结构，其中，所述发光结构包括空穴注入层，叠加设置在所述空穴注入层一侧的发光层、设置在所述发光层远离所述空穴注入层一侧的电子传输层；以及，
设置在相邻两个所述发光结构之间设置电荷产生层，所述电荷产生层包括：P型电荷产生层和N型电荷产生层；
其中，所述P型电荷产生层的材质与相邻两个所述发光结构中的一个发光结构中的所述空穴注入层的材质相同；和/或，所述N型电荷产生层的材质与相邻两个所述发光结构中的另一个发光结构中的所述电子传输层的材质相同。
2.根据权利要求1所述的发光元件，其特征在于，多个发光结构包括第一发光结构，所述第一发光结构包括发出蓝色光的发光层；所述第一电极为阳极，第二电极为阴极；其中，所述第一发光结构设置在所述第一电极的表面上。
3.根据权利要求2所述的发光元件，其特征在于，发出蓝色的光的所述第一发光结构中的发光层的材料采用荧光染料作为掺杂剂。
4.根据权利要求2所述的发光元件，其特征在于，所述发光元件包括两个所述发光结构，分别为所述第一发光结构以及设置在所述第一发光结构远离所述阳极一侧的第二发光结构，其中，所述第二发光结构的发光层发出黄色的光。
5.根据权利要求4所述的发光元件，其特征在于，所述第二发光结构中的所述发光层的材料采用荧光染料作为掺杂剂。
6.根据权利要求1所述的发光元件，其特征在于，所述发光结构还包括设置在所述空穴注入层与所述发光层之间的空穴传输层以及设置在所述电子传输层远离所述发光层一侧的电子注入层，其中所述电子注入层的材质与所述N型电荷产生层的材质相同。
7.根据权利要求6所述的发光元件，其特征在于，所述N型电荷产生层的材料包括活泼金属和N型有机材料；和/或，所述P型电荷产生层的材料包括空穴传输材料以及P型掺杂剂。
8.根据权利要求6所述的发光元件，其特征在于，所述发光层与所述空穴传输层之间还设置有电子阻挡层，其中，所述电子阻挡层的LUMO能级大于所述发光层中的主体材料的LUMO能级。
9.根据权利要求8所述的发光元件，其特征在于，所述电子阻挡层的LUMO能级与所述发光层的LUMO能级之差不小于0.4ev。
10.一种显示装置，其特征在于，包括：
基板以及设置在所述基板上的多个发光元件；其中，所述发光元件的结构采用如权利要去1-9任一所述的发光元件的结构。
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