CN111554823A - 有机发光器件和显示面板 - Google Patents

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Abstract

本发明的技术方案提供一种有机发光器件和显示面板，该有机发光器件包括在阳极和阴极之间的多个叠层；多个叠层包括依次叠层设置的第一空穴传输层、第一发光层、第一电子传输层、n‑型电荷发生层和p‑型电荷发生层、第二空穴传输层、第二发光层、第二电子传输层；n‑型电荷发生层包括作为基质的第一电子传输有机物质，以及作为掺质的金属喹啉配合物和作为掺质的稀土金属和/或碱金属和/或碱土金属；或者作为基质的第一电子传输有机物质，以及作为掺质的金属喹啉配合物和作为掺质的n‑型有机物质。本发明通过对n‑型电荷发生层中掺杂金属喹啉配合物，降低了有机发光器件的驱动电压，提高了有机发光器件的寿命，改善了有机发光器件的稳定性。

Description

有机发光器件和显示面板
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种有机发光器件和显示面板。
背景技术
有机电致发光二极管(OLED)具有高响应速度、高色纯度、宽视角、可折叠性、低能耗等优点，在显示领域得到了商业化应用。其中有机发光器件的寿命是决定器件使用效果的一大重要因素，首先叠层结构的器件能够大幅度提升显示器件的寿命，但膜层的增加会导致有机发光器件工作电压上升加快，寿命降低；其次金属掺杂的电荷生成层的不稳定性会导致器件工作电压上升加快，影响器件使用效果。
发明内容
第一方面，本发明实施例提供一种有机发光器件，包括：在阳极和阴极之间的多个叠层；多个叠层包括叠层设置的第一空穴传输层、第一发光层、第一电子传输层、n-型电荷发生层和p-型电荷发生层；所述n-型电荷发生层包括作为基质的第一电子传输有机物质，以及作为掺质的金属喹啉配合物和作为掺质的稀土金属和/或碱金属和/或碱土金属，或者作为基质的所述第一电子传输有机物质，以及作为掺质的所述金属喹啉配合物和作为掺质的n-型有机物质。
在一实施例中，所述第一电子传输层包括作为基质的第二电子传输有机物质和作为掺质的所述金属喹啉配合物。
在一实施例中，所述n-型电荷发生层和所述第一电子传输层之间的LUMO能级差小于或等于0.3eV。
在一实施例中，所述p-型电荷发生层包括作为基质的空穴传输有机物质和作为掺质的p-型有机物质。
在一实施例中，所述第一电子传输有机物质与所述第二电子传输有机物质的LUMO能级差小于或等于0.3eV。
在一实施例中，还包括依次叠层第二空穴传输层、第二发光层和第二电子传输层，所述第二空穴传输层设置在所述p-型电荷发生层远离所述第一电子传输层的一侧。
在一实施例中，所述n-型电荷发生层中所述金属喹啉配合物的掺杂质量比为10％至30％，所述n-型电荷发生层中所述稀土金属和/或碱金属或碱土金属的掺杂质量比为1％至5％。
在一实施例中，所述第一电子传输层中所述金属喹啉配合物的掺杂质量比为30％至50％。
在一实施例中，所述n-型电荷发生层的厚度为10纳米至30纳米。
第二方面，本发明一实施例提供一种显示面板，包括根据权利要求1-9任一项所述的有机发光器件。
本发明的技术方案提供一种有机发光器件和显示面板，该有机发光器件包括在阳极和阴极之间的多个叠层；多个叠层包括依次叠层设置的第一空穴传输层、第一发光层、第一电子传输层、n-型电荷发生层和p-型电荷发生层；n-型电荷发生层包括作为基质的第一电子传输有机物质，以及作为掺质的金属喹啉配合物和作为掺质的稀土金属和/或碱金属和/或碱土金属，或者作为基质的第一电子传输有机物质，以及作为掺质的金属喹啉配合物和作为掺质的n-型有机物质。本发明通过对n-型电荷发生层中掺杂金属喹啉配合物，降低了有机发光器件的驱动电压，提高了有机发光器件的寿命，改善了有机发光器件的稳定性。
附图说明
通过阅读以下参照附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显，其中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的特征。
图1是本发明一实施例提供的有机发光器件的剖面结构示意图。
图2是所示图1中的机发光器件的n-型电荷发生层的一实施例的剖面结构示意图。
图3是所示图1中的机发光器件的n-型电荷发生层的另一实施例的剖面结构示意图。
图4是所示图1中的机发光器件的n-型电荷发生层的另一实施例的剖面结构示意图。
图5是所示图3中的机发光器件的第一电子传输层的一实施例的剖面结构示意图。
图6是所示图4中的机发光器件的第一电子传输层的另一实施例的剖面结构示意图。
图7A是所示图5中的机发光器件的对比例和实施例1的电流随电压变化的曲线图。
图7B是所示图5中的机发光器件的对比例和实施例1的效率随亮度变化的曲线图。
图7C是所示图5中的机发光器件的对比例和实施例1的亮度随时间变化的曲线图。
图7D是所示图5中的机发光器件的对比例和实施例1的电压变化随时间变化的曲线图。
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。
在现有技术中，有机发光器件的n-型电荷发生层由电子传输有机物质和稀土金属和/或碱金属和/或碱土金属两种材料双掺形成的，其中n-型电荷发生层是依靠于材料的选择来调节有机发光器件的稳定性，材料的选择有限且单层双掺杂的n-型电荷发生层稳定性不够会导致有机发光器件工作电压上升加快，降低有机发光器件的寿命，影响有机发光器件的使用效果。
为了解决上述问题，本发明通过将金属喹啉配合物、第一电子传输有机物质和稀土金属三种材料共掺形成n-型电荷发生层，或者将金属喹啉配合物、第一电子传输有机物质和n-型有机物质三种材料共掺形成n-型电荷发生层，以减小与发光层界面的能级差，降低了有机发光器件的驱动电压，提高了有机发光器件的寿命，改善了有机发光器件的稳定性。
图1是本发明一实施例提供的有机发光器件的剖面结构示意图。图2是所示图1中的机发光器件的n-型电荷发生层的一实施例的剖面结构示意图。图3是所示图1中的机发光器件的n-型电荷发生层的另一实施例的剖面结构示意图。图4是所示图1中的机发光器件的n-型电荷发生层的另一实施例的剖面结构示意图。如图1-4所示，有机发光器件包括在阳极110和阴极120之间的多个叠层；多个叠层包括叠层设置的第一空穴传输层131(HTL1)、第一发光层132(EML1)、第一电子传输层133(ETL1)、n-型电荷发生层134(N-CGL)和p-型电荷发生层135(P-CGL)；n-型电荷发生层134包括作为基质的第一电子传输有机物质N1，以及作为掺质的金属喹啉配合物N2和作为掺质的稀土金属D和/或碱金属和/或碱土金属；或者作为基质的第一电子传输有机物质N1，以及作为掺质的金属喹啉配合物N2和作为掺质的n-型有机物质。
如图1所示，阳极可以是透明电极、半透明电极等。透明电极是由诸如铟锡氧化物(ITO)或铟锌氧化物(IZO)的透明导电材料形成。半透明电极是由诸如铟锡氧化物(ITO)或铟锌氧化物(IZO)的透明导电材料和诸如铝(Al)、金(Au)、钼(Mo)、铬(Cr)、铜(Cu)或LiF的不透明导电材料所形成的。阴极可以是反射电极，反射电极是由反射性金属材料形成的，例如铝(Al)、金(Au)、钼(Mo)、铬(Cr)、铜(Cu)或LiF等，或具有以上材料特性的多层结构。当阳极是半透明电极而阴极是反射电极的情况下，有机发光器件被配置为具有背发光结构，其中，光向下发射。当阴极是半透明电极而阳极是反射电极的情况下，有机发光器件被配置为具有前发光结构，其中光向上发射。可选地，阴极和阳极都可以由透明电极形成，使得有机发光器件被配置为具有双侧发光结构，其中光向上和向下发射。
第一发光层包括荧光或磷光蓝色的掺质以及基质，其发射蓝色光。第一发光层包括荧光或磷光绿色掺质以及基质，其发射绿色光。第一发光层包括荧光或磷光红色掺质以及基质，其发射红色光。
碱金属包括锂锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)、铯(Cs)、钫(Fr)。碱土金属包括铍(Be)、镁(Mg)、钙(Ca)、锶(Sr)、钡(Ba)、镭(Ra)。稀土金属包括钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)等，本发明实施例的掺杂元素是镱(Yb)。本发明的掺质可以是碱金属、碱土金属和稀土金属中的一种或多种金属的组合。
金属喹啉配合物N2可以是八羟基喹啉锂，也可以是八羟基喹啉铝，本发明对于金属喹啉配合物不做具体限制，只要满足能实现本发明即可。
第一电子传输有机物质N1的材料包括2,9-二甲基-4、7-联苯-1、10-菲罗啉(BCP)、4,7-二苯基-1、10-菲罗啉(Bphen)、1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯(TPBi)等。
在一实施例中，n-型电荷发生层中金属喹啉配合物的掺杂质量比为10％至30％，n-型电荷发生层中稀土金属和/或碱金属或碱土金属的掺杂质量比为1％至5％。n-型电荷发生层中金属喹啉配合物的掺杂质量比优选为20％，n-型电荷发生层中稀土金属和/或碱金属或碱土金属的掺杂质量比优选为3％。
在一实施例中，n-型电荷发生层和第一电子传输层之间的LUMO能级差小于或等于0.3eV。实际上是由材料的能级差决定的，而LUMO能级差小于或等于0.3eV可以减小电子在传输过程中的能量势垒，进而减小驱动电压。
如图2-4所示，n-型电荷发生层134(N-CGL)第一电子传输有机物质N1、金属喹啉配合物N2和稀土金属D是不规则排列的，但理论上来讲第一电子传输有机物质N1、金属喹啉配合物N2和稀土金属D三种材料的掺杂是均匀的。且由于金属喹啉配合物N2的掺杂会导致n-型电荷发生层和第一电子传输层之间的LUMO能级差减小，n-型电荷发生层134的电子传输到第一电子传输层133(ETL1)的能量越小，提高传输速率，降低了有机发光器件的驱动电压，提高了有机发光器件的寿命，改善了有机发光器件的稳定性。
在一实施例中，还包括依次叠层第二空穴传输层136(HTL2)、第二发光层137(EML2)和第二电子传输层138(ETL2)，第二空穴传输层136设置在p-型电荷发生层135远离第一电子传输层133的一侧。通过多层叠加的方式满足电子和空穴的传输，以及调控发光层的亮度以满足产品性能要求。
在一实施例中，n-型电荷发生层的厚度为10纳米至30纳米。n-型电荷发生层的厚度优选为15纳米、20纳米和25纳米。控制n-型电荷发生层的厚度的目的是防止膜层厚度的增加会导致有机发光器件工作电压上升加快，器件寿命降低。
在一实施例中，p-型电荷发生层包括作为基质的空穴传输有机物质和作为掺质的p-型有机物质。其中，可以在p-型电荷发生层中可以掺杂少量的用于空穴传输层的材料，以部分地降低在p-型电荷发生层和空穴传输层之间的界面处的势垒间隙(barrier gap)，并引起有效的电荷分离，降低驱动电压且寿命增加的效果。
本发明通过将金属喹啉配合物、第一电子传输有机物质和稀土金属三种材料共掺杂形成n-型电荷发生层，或者金属喹啉配合物、第一电子传输有机物质和n-型有机物质三种材料共掺杂形成n-型电荷发生层，减小与发光层界面的能级差，降低了有机发光器件的驱动电压，提高了有机发光器件的寿命，改善了有机发光器件的稳定性。
图5是所示图3中的机发光器件的第一电子传输层的一实施例的剖面结构示意图。图6是所示图4中的机发光器件的第一电子传输层的另一实施例的剖面结构示意图。如图5-6所示，有机发光器件包括在阳极110和阴极120之间的多个叠层；多个叠层包括叠层设置的第一空穴传输层131(HTL1)、第一发光层132(EML1)、第一电子传输层133(ETL1)、n-型电荷发生层134(N-CGL)和p-型电荷发生层135(P-CGL)；n-型电荷发生层134包括作为基质的第一电子传输有机物质N1，以及作为掺质的金属喹啉配合物N2和作为掺质的稀土金属D和/或碱金属和/或碱土金属，或者作为基质的第一电子传输有机物质N1，以及作为掺质的金属喹啉配合物N2和作为掺质的n-型有机物质，第一电子传输层133包括作为基质的第二电子传输有机物质N3和作为掺质的金属喹啉配合物N2。
第二电子传输有机物质的材料包括2,9-二甲基-4、7-联苯-1、10-菲罗啉(BCP)、4,7-二苯基-1、10-菲罗啉(Bphen)、1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯(TPBi)等。第一电子传输有机物质和第二电子传输有机物质可以是同一种材料，也可以是不同种材料，根据产品的需要进行选择，本发明对第一电子传输有机物质和第二电子传输有机物质的材料不做具体限制。
在一实施例中，第一电子传输有机物质与第二电子传输有机物质的LUMO能级差小于或等于0.3eV。对于有机发光器件需要保证一定的LUMO能级差，以满足实际产品的需要。
在一实施例中，第一电子传输层中金属喹啉配合物的掺杂质量比为30％至50％，优选掺杂质量比为35％、40％、45％和50％。对于掺质来说，一般情况下，掺杂质量比不宜超过50％，但掺杂比例的提高有利于减小膜层之间的能级差，增加界面的接触力，提高电子的传输速率。
如图5-6所示，n-型电荷发生层134(N-CGL)的第一电子传输有机物质N1、金属喹啉配合物N2和稀土金属D是不规则排列的，但理论上来讲第一电子传输有机物质N1、金属喹啉配合物N2和稀土金属D三种材料的掺杂是均匀的。第一电子传输层133的第二电子传输有机物质N3和金属喹啉配合物N2的也是不规则排列。n-型电荷发生层134和第一电子传输层133中都掺杂少量的金属喹啉配合物N2，以部分地降低在n-型电荷发生层134和第一电子传输层133之间的界面处的势垒间隙(barrier gap)，并引起有效的电荷分离，同时增加了n-型电荷发生层134和第一电子传输层133界面的接触力，提高了电子的传输能力，降低驱动电压降低，有利于提高有机发光器件的寿命，保持有机发光器件的稳定性。
本发明通过将金属喹啉配合物N2分别掺杂到n-型电荷发生层和第一电子传输层中，改善n-型电荷发生层和第一电子传输层的界面接触，进而增大电子传输能力，减小与第一电子传输层界面的能级差，降低了有机发光器件的驱动电压，提高了有机发光器件的寿命，改善了有机发光器件的稳定性。
表1所示的数据是在掺杂质量比为50％的八羟基喹啉锂的第一电子传输层(ETL1)的条件下，对比例、实施例1和实施例2的相关测试数据。其中N2代表八羟基喹啉锂。
Figure BDA0002511377780000091
从上表1可以看出，在环境相同的条件下，对n-型电荷发生层(N-CGL)进行金属喹啉配合物N2的掺杂，其中金属喹啉配合物N2的掺杂质量比分别为0％，20％，50％，之后在亮度为750nits的条件下进行性能测试，从表1可知金属喹啉配合物N2掺杂质量比为0％、20％和50％的初始电压为8.19V，8.03V和8.25V。初始电压值越小，有机发光器件的功耗越小，器件的性能越好。金属喹啉配合物N2掺杂质量比为0％、20％和50％的效率(Efficiency，简称Eff)为8.9cd/A，8.8cd/A和8.1cd/A。效率值越大，有机发光器件电压越小，电流越小，电流小功耗就小，器件性能越好。在器件寿命(Life Time简称LT)的衰减时间为20h，其他条件不变的情况下，金属喹啉配合物N2的掺杂质量比为0％、20％和50％时，寿命分别衰减至98.6％、99.4％和99.3％。寿命数值越高，有机发光器件衰减的程度越小，器件的使用时间就越久。电压差值(ΔV)是电压V与寿命衰减20h后的电压V1的差值。电压差值越小，说明器件的寿命越长，使用时间就越长。因此，综合表1所有条件，可以明显得到第一电子传输层(ETL1)掺杂质量比为50％的八羟基喹啉锂(LiQ)情况下,掺杂质量比为20％的八羟基喹啉锂的n-型电荷发生层(N-CGL)的情况下，器件的性能最好。
图7A是所示图5中的机发光器件的对比例和实施例1的电流随电压变化的曲线图。测试条件是在亮度为750nits，第一电子传输层(ETL1)掺杂质量比为50％的八羟基喹啉锂(LiQ)情况下，结合表1所得出的对比例和实施例1的电流随电压变化的曲线图。从图7A可以看出，随着电压的增加，电流逐渐增大，当控制电流相同的情况下，实施例1的电压值明显小于对比例的电压值。说明在其他条件相同的情况下，实施例1的电压更小，因此，机发光器件的功耗越小，器件的性能越好。
图7B是所示图5中的机发光器件的对比例和实施例1的效率随亮度变化的曲线图。测试条件是在亮度为750nits，第一电子传输层(ETL1)的掺杂质量比为50％的八羟基喹啉锂(LiQ)情况下，结合表1所得出的对比例和实施例1的电流随电压变化的曲线图。从图7B可以看出，对比例和实施例1的效率变化基本一致，说明实施例1效率可以满足生产需求。
图7C是所示图5中的机发光器件的对比例和实施例1的亮度随时间变化的曲线图。测试条件是在亮度为750nits，第一电子传输层(ETL1)的掺杂质量比为50％的八羟基喹啉锂(LiQ)情况下，结合表1所得出的对比例和实施例1的亮度随时间变化的曲线图。从图7C可以看出，在衰减时间相同的情况下，实施例1的亮度值明显高于对比例的亮度值，亮度值越高，寿命越长，器件的使用时间就越久。
图7D是所示图5中的机发光器件的对比例和实施例1的电压变化随时间变化的曲线图。测试条件是在亮度为750nits，第一电子传输层(ETL1)的掺杂质量比为50％的八羟基喹啉锂(LiQ)情况下，结合表1所得出的对比例和实施例1的亮度随时间变化的曲线图。从图7D可以看出，随衰减时间的增加，实施例1的曲线相较于对比例的曲线更趋于平缓，因此在衰减时间相同的情况下，实施例1的电压差值明显低于对比例的电压差值，。电压差值越小，说明器件的寿命越长，使用时间就越长。
本发明还提供的一种显示面板，该显示面板可以形成手机，平板电脑等，该显示面板包括上述任一实施方式的有机发光器件。
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、相互结合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 (10)

1.一种有机发光器件，其特征在于，包括：
在阳极和阴极之间的多个叠层；
所述多个叠层包括叠层设置的第一空穴传输层、第一发光层、第一电子传输层、n-型电荷发生层和p-型电荷发生层；
所述n-型电荷发生层包括作为基质的第一电子传输有机物质，以及作为掺质的金属喹啉配合物和作为掺质的稀土金属和/或碱金属和/或碱土金属；或者作为基质的所述第一电子传输有机物质，以及作为掺质的所述金属喹啉配合物和作为掺质的n-型有机物质。
2.根据权利要求1所述的有机发光器件，其特征在于，所述第一电子传输层包括作为基质的第二电子传输有机物质和作为掺质的所述金属喹啉配合物。
3.根据权利要求2所述的有机发光器件，其特征在于，所述n-型电荷发生层和所述第一电子传输层之间的LUMO能级差小于或等于0.3eV。
4.根据权利要求2所述的有机发光器件，其特征在于，所述p-型电荷发生层包括作为基质的空穴传输有机物质和作为掺质的p-型有机物质。
5.根据权利要求2-4任一项所述的有机发光器件，其特征在于，所述第一电子传输有机物质与所述第二电子传输有机物质的LUMO能级差小于或等于0.3eV。
6.根据权利要求1任一项所述的有机发光器件，其特征在于，还包括依次叠层第二空穴传输层、第二发光层和第二电子传输层，所述第二空穴传输层设置在所述p-型电荷发生层远离所述第一电子传输层的一侧。
7.根据权利要求1-4任一项所述的有机发光器件，其特征在于，所述n-型电荷发生层中所述金属喹啉配合物的掺杂质量比为10％至30％，所述n-型电荷发生层中所述稀土金属和/或碱金属和/或碱土金属的掺杂质量比为1％至5％。
8.根据权利要求2-4任一项所述的有机发光器件，其特征在于，所述第一电子传输层中所述金属喹啉配合物的掺杂质量比为30％至50％。
9.根据权利要求1所述的有机发光器件，其特征在于，所述n-型电荷发生层的厚度为10纳米至30纳米。
10.一种显示面板，其特征在于，包括根据权利要求1-9任一项所述的有机发光器件。
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