CN215342659U

CN215342659U - 发光结构及发光装置

Info

Publication number: CN215342659U
Application number: CN202121076238.4U
Authority: CN
Inventors: 李涛; 尹清平; 赵影
Original assignee: BOE Technology Group Co Ltd; Beijing BOE Display Technology Co Ltd
Current assignee: BOE Technology Group Co Ltd; Beijing BOE Display Technology Co Ltd
Priority date: 2021-05-19
Filing date: 2021-05-19
Publication date: 2021-12-28
Anticipated expiration: 2031-05-19

Abstract

本公开涉及照明技术领域，提供了一种发光结构及发光装置，该发光结构包括第一电极、金属粒子层、发光层以及第二电极；金属粒子层包括多个金属粒子，设于第一电极的一侧，金属粒子层的功函低于第一电极的功函；发光层设于金属粒子层的远离第一电极的一侧；第二电极设于发光层的远离第一电极的一侧。该发光结构寿命长、激发效率高。

Description

发光结构及发光装置

技术领域

本公开涉及照明技术领域，具体而言，涉及一种发光结构及包括该发光结构的发光装置。

背景技术

OLED(Organic Light-Emitting Diode，有机电激光显示)是一种新型的显示技术，由于其具有自发光、响应时间短、大可视角等优点而得到了社会各界的认可和关注。OLED发光技术在电场作用下，阴极的电子越界到达阳极后产生激子，激子激发发光层后产生可见光。

但是，目前的OLED发光结构具有较高的电子注入势垒，不利于电子的激发，而要激发电子跃迁势必要增加阴阳两极的电势，随着阴阳两极电势的增加势必导致OLED内部材质的过度损耗，因而导致OLED寿命短，激发效率低的问题。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

实用新型内容

本公开的目的在于克服上述现有技术的电子注入势垒较高的不足，提供一种发光结构及包括该发光结构的发光装置，以降低电子注入势垒。

根据本公开的一个方面，提供了一种发光结构，包括：

第一电极；

金属粒子层，包括多个金属粒子，设于所述第一电极的一侧，所述金属粒子层的功函低于所述第一电极的功函；

发光层，设于所述金属粒子层的远离所述第一电极的一侧；

第二电极，设于所述发光层的远离所述第一电极的一侧。

在本公开的一种示例性实施例中，所述金属粒子层的功函低于3.0eV。

在本公开的一种示例性实施例中，所述金属粒子层的厚度小于或等于0.2nm。

在本公开的一种示例性实施例中，所述第一电极为阳极，所述第一电极的材质为ITO。

在本公开的一种示例性实施例中，所述第二电极为阴极，所述第二电极的材质为金属。

在本公开的一种示例性实施例中，所述发光结构还包括：

空穴传输层，设于所述金属粒子层的远离所述第一电极的一侧。

在本公开的一种示例性实施例中，所述发光结构还包括：

空穴注入层，设于所述空穴传输层与所述金属粒子层之间。

在本公开的一种示例性实施例中，所述发光结构还包括：

电子传输层，设于所述发光层的远离所述第一电极的一侧。

在本公开的一种示例性实施例中，所述发光结构还包括：

电子注入层，设于所述第二电极与所述电子传输层之间。

根据本公开的另一个方面，提供了一种发光装置，包括：上述任意一项所述的发光结构。

本公开的发光结构，在第一电极和发光层之间设置有金属粒子层，金属粒子层包括多个金属粒子；金属粒子层的功函比第一电极的功函低，金属粒子层上的电子容易被激发跃迁至第一电极，从而使得第一电极和第二电极所需要的电压大大降低，因此，不会导致发光结构内部材质的过度损耗，提高了发光结构的寿命、激发效率；另外，金属粒子层包括多个金属粒子，不会对发光结构整体的透过率造成影响。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

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，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，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为本公开发光结构一示例实施方式的结构示意图。

图2为本公开发光结构另一示例实施方式的结构示意图。

图3为本公开发光结构中金属粒子层不同厚度情况下以及现有技术的发光结构电流密度对比图。

图4为本公开发光结构中金属粒子层不同厚度情况下以及现有技术的发光结构出光效率对比图。

图5为本公开发光结构再一示例实施方式的结构示意图。

图6为本公开发光结构又一示例实施方式的结构示意图。

附图标记说明：

1、基板；2、第一电极；

3、金属粒子层；31、金属粒子；

4、发光层；5、第二电极；6、空穴注入层；7、空穴传输层；8、电子传输层；9、电子注入层；10、电源；11、隔离结构；12、绝缘层。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本公开将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。此外，附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。

虽然本说明书中使用相对性的用语，例如“上”“下”来描述图标的一个组件对于另一组件的相对关系，但是这些术语用于本说明书中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。能理解的是，如果将图标的装置翻转使其上下颠倒，则所叙述在“上”的组件将会成为在“下”的组件。当某结构在其它结构“上”时，有可能是指某结构一体形成于其它结构上，或指某结构“直接”设置在其它结构上，或指某结构通过另一结构“间接”设置在其它结构上。

用语“一个”、“一”、“该”、“所述”和“至少一个”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等；用语“第一”、“第二”和“第三”等仅作为标记使用，不是对其对象的数量限制。

本公开实施方式提供了一种发光结构，如图1-图2所示，该发光结构可以包括第一电极2、金属粒子层3、发光层4以及第二电极5；金属粒子层3包括多个金属粒子31，设于第一电极2的一侧，金属粒子层3的功函低于第一电极2的功函；发光层4设于金属粒子层3的远离第一电极2的一侧；第二电极5设于发光层4的远离第一电极2的一侧。

本公开的发光结构，在第一电极2和发光层4之间设置有金属粒子层3，金属粒子层3的功函比第一电极2的功函低，金属粒子层3上的电子容易被激发跃迁至第一电极2，从而使得第一电极2和第二电极5所需要的电压大大降低，因此，不会导致发光结构内部材质的过度损耗，提高了发光结构寿命、激发效率；另外，金属粒子层3包括多个金属粒子31，不会对发光结构整体的透过率造成影响。

在本示例实施方式中，第一电极2可以设置在基板1的一侧，基板1可以作为整个发光结构的支撑。基板1可以是玻璃基板1。基板1还可以采用有机材料，例如聚酰亚胺、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚醚酰亚胺、聚醚砜、聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚萘二甲酸乙二醇酯等树脂类材料。该基板1还可以由多个材料层形成。

在本示例实施方式中，第一电极2为阳极，第一电极2的材质可以为ITO(铟锡氧化物)、IZO(铟锌氧化物)等等。铟锡氧化物的功函大约为5.1eV，且易得到电子而被还原，不太容易失去电子，因此需要较大的激发电压。

在本示例实施方式中，在第一电极2的远离基板1的一侧设置有金属粒子层3，具体地，金属粒子层3的材质可以是Al(铝)、Pt(铂)、Cu(铜)、Au(金)等。金属粒子层3可以包括多个纳米级的金属粒子31。金属粒子层3的功函低于5.1eV，进一步的，金属粒子31的功函基本均小于3.0eV。在固体物理中，功函被定义成：把一个电子从固体内部刚刚移到此物体表面所需的最少的能量。功函数的大小标志着电子在金属中束缚的强弱，功函数越大，电子越不容易离开金属；反之，功函数越小，电子越容易离开金属。

众所周知，OLED发光的过程中只有电子移动，阳离子也就是电核是不会移动的，其运动为等价与电子逆运动，金属粒子31为还原剂，易失去电子而被氧化，所以第一电极2(阳极)也就拥有了比较好电子发射源(金属粒子层3)，金属粒子层3上的电子在电压作用下移动至第一电极2，等价为第一电极2上的空穴移动至金属粒子层3。而金属粒子层3上的电子移动至第一电极2需要的电压较小，因此，金属粒子层3使阴极(第二电极5)和阳极(第一电极2)所需要的电压大大降低，因此，不会导致发光结构内部材质的过度损耗，提高了发光结构寿命、激发效率。

而且金属粒子层3的厚度小于或等于0.2nm，是透光的，不会对发光结构整体的透过率造成影响。

在金属粒子层3的远离第一电极2的一侧设置有发光层4，发光层4的材质可以是Alq3(三(8-羟基喹啉)铝)、TBADN等等。发光层4可以有红色、蓝色、绿色三种颜色，不同颜色的发光层4的材料不同。在一个发光结构中可以设置有一种颜色。参照图2所示，在一个发光结构中也可以设置有多种颜色，不同颜色之间设置有绝缘层12和隔离结构11。

在发光层4的远离第一电极2的一侧设置有第二电极5，第二电极5为阴极，第二电极5(阴极)的材质可以是金属，例如，可以是Mg(镁)/Ag(银)、Al(铝)、Li(锂)、Ca(钙)、In(铟)、ITO、IZO(铟锌氧化物)等等。

第一电极2电连接于电源10的正极，第二电极5电连接于电源10的负极。

第二电极5(阴极)的电子和第一电极2(阳极)上的空穴相遇后发生中和释放大量的能子，能子激发发光层4，发光层4吸收能量后处于高态，高态的发光层4粒子不稳定向低态跃迁后产生相应的光子和部分热量。而第一电极2(阳极)上的空穴是不会移动的，其运动实际上是它本身的电子的逆运动，所以如果需要增加发光结构中电子的运动效率并减小其两端电压势必要引进低功函的电子进来。金属粒子层3就起到了引进低功函的电子进来的作用。

金属粒子层3可以通过蒸镀的方法形成在第一电极2的表面，金属粒子层3增大第二电极5和第一电极2激发所需要的电子，从而高效地提高发光结构的发光效率，降低第二电极5和第一电极2所需电压的同时也提高了发光结构内部材质使用时长。

参照图3和图4所示，其中图3中横坐标Voltage为电压，纵坐标Current Density为电流密度；其中图4中横坐标Current Density为电流密度，纵坐标Current Efficiency为出光效率。图中的金属粒子层3的材质为铝，ITO-only表示为现有技术中没有设置金属粒子层3的发光结构。

从图3中可以得到，在达到相同电流密度的情况下，所有设置有金属粒子层3的发光结构所需要的电压均小于现有技术发光结构所需要的电压；而且，金属粒子层3的厚度从0.05nm增加到0.2nm，所需要的电压减小；金属粒子层3的厚度从0.2nm增加到2nm，所需要的电压增加；因此，金属粒子层3的厚度为0.2nm时为较优状态。

从图4中可以得到，所有设置有金属粒子层3的发光结构的出光效率均大于现有技术发光结构的出光效率；金属粒子层3的厚度为0.05nm、0.06nm、1nm、2nm的发光结构的出光效率相差不大，金属粒子层3的厚度为0.2nm的发光结构的出光效率较高；因此，金属粒子层3的厚度为0.2nm时为较优状态。

在第一电极2上蒸镀2nm厚的金属铝后薄膜功函数相比单独的ITO降低了0.7eV，在第一电极2上蒸镀0.2nm厚的金属铝后薄膜功函数相比单独的ITO降低了0.2eV。依据载流子注入的能级匹配理论，功函数越低越有利于器件电子注入。但是，2nm厚的金属铝的透过率较低，无法按满足要求，0.2nm厚的金属铝对透过率基本没有影响；因此，选定金属粒子层3的厚度为0.2nm时为较优状态。

需要说明的是，上述数据只是举例说明。在金属粒子层3的材料不同的情况下，发光结构达到较优状态时，金属粒子层3的厚度也会有所不同。均属于本公开的保护范围。

另外，如果第一电极2全部采用金属材质的话，为了达到发光结构的电路所需的电传导率和传输稳定性，势必要增加金属粒子31的蒸镀厚度。当金属粒子层3达到所需的厚度时，其透过率将大大降低，不利于光线的射出。通过图3和图4表明，蒸镀的金属粒子层3厚度在0.2nm的时候发光结构性能达到最优的状态，0.2nm的厚度正好是单个铝粒子的凸点状态，正好不仅提升了发光结构内部的电子含量，而且可以让光线从金属粒子31周围打散射出；既保证了较薄状态下透过率，又保证了发光结构内部激发所需的电子，此时性能最优，如果金属粒子层3厚度较厚会影响光线的穿透效率，反而会降低发光结构的出光效率。

下面对现有的发光结构与本公开的发光结构的亮度进行了测量对比，如表一所示的现有的发光结构与本公开的发光结构的亮度对比表。现有的发光结构与本公开的发光结构的区别在于：在第一电极2上设置有0.2nm厚度的铝纳米金属粒子31。现有的发光结构与本公开的发光结构的第一电极2的材质均是ITO，其厚度大约为10纳米。阴极、空穴传输层7、发光层4、电子传输层8、施加电压等其他条件均为相同条件。

表一(单位：nit/尼特)

测量次数	1	2	3	4	5	平均值
							现有的发光结构	254	266	274	250	266	262
本公开的发光结构	345	338	347	326	342	339

从表一中可以得到：现有的发光结构的亮度均值为262nit，本公开的发光结构的亮度均值为339nit；对比两种亮度增益29％，可见本公开表面蒸镀金属粒子31的方案有效地提高了发光结构的光线取出效率。

参照图5所示，在本公开的另一些示例实施方式中，在金属粒子层3的远离基板1的一侧设置有空穴传输层7(HEL)，即在金属粒子层3与发光层4之间设置有空穴传输层7。

在本公开的另一些示例实施方式中，在发光层4的远离基板1的一侧设置有电子传输层8(ETL)，即在发光层4与第二电极5之间设置有电子传输层8。

参照图6所示，在本公开的另一些示例实施方式中，在空穴传输层7与金属粒子层3之间设置有空穴注入层6(HIL)，空穴注入层6的材质可以是CuPc(聚碳酸酯)、TiOPc(酞菁氧钛)等等。

在本公开的另一些示例实施方式中，在电子传输层8的远离基板1的一侧设置有电子注入层9(EIL)，即电子注入层9设置在第二电极5与电子传输层8之间，电子注入层9的材质可以是LiF、MgP、MgF₂、Al₂O₃等等。

进一步的，本公开实施方式还提供了一种发光装置，该发光装置包括上述任意一项所述的发光结构。发光结构的具体结构上述已经进行了详细说明，因此，此处不再赘述。

发光装置可以是照明装置，也可以是显示屏幕。

在发光装置为显示屏幕的情况下，该发光装置还可以包括阵列基板，阵列基板包括阵列设置的多个薄膜晶体管和多个存储电容，发光结构与薄膜晶体管和存储电容电连接，薄膜晶体管和存储电容用于控制各个发光结构的显示。发光结构可以是图2所示的发光结构，基板1可以是设置在阵列基板上的平坦化层，绝缘层12可以是像素界定层。

该发光装置的具体类型不受特别的限制，本领域常用的显示装置类型均可，具体例如手机等移动装置、手表等可穿戴设备、VR装置等等，本领域技术人员可根据该显示装置的具体用途进行相应地选择，在此不再赘述。

需要说明的是，该发光装置除了发光结构以外，还包括其他必要的部件和组成，以显示器为例，具体例如外壳、电路板、电源10线，等等，本领域技术人员可根据该显示装置的具体使用要求进行相应地补充，在此不再赘述。

与现有技术相比，本公开示例实施方式提供的发光装置的有益效果与上述示例实施方式提供的发光结构的有益效果相同，在此不做赘述。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

Claims

1.一种发光结构，其特征在于，包括：

第一电极；

发光层，设于所述金属粒子层的远离所述第一电极的一侧；

第二电极，设于所述发光层的远离所述第一电极的一侧。

2.根据权利要求1所述的发光结构，其特征在于，所述金属粒子层的功函低于3.0eV。

3.根据权利要求1所述的发光结构，其特征在于，所述金属粒子层的厚度小于或等于0.2nm。

4.根据权利要求1所述的发光结构，其特征在于，所述第一电极为阳极，所述第一电极的材质为ITO。

5.根据权利要求1所述的发光结构，其特征在于，所述第二电极为阴极，所述第二电极的材质为金属。

6.根据权利要求1所述的发光结构，其特征在于，所述发光结构还包括：

7.根据权利要求6所述的发光结构，其特征在于，所述发光结构还包括：

空穴注入层，设于所述空穴传输层与所述金属粒子层之间。

8.根据权利要求6或7所述的发光结构，其特征在于，所述发光结构还包括：

电子传输层，设于所述发光层的远离所述第一电极的一侧。

9.根据权利要求8所述的发光结构，其特征在于，所述发光结构还包括：

电子注入层，设于所述第二电极与所述电子传输层之间。

10.一种发光装置，其特征在于，包括：权利要求1～9任意一项所述的发光结构。