一种发光器件、制作方法、显示面板以及显示装置与流程

1.本发明涉及显示技术领域。更具体地，涉及一种发光器件、制作方法、显示面板以及显示装置。


背景技术：

2.近年来，增强现实/虚拟现实(ar/vr)技术的应用越来越广泛，有望成为继智能手机之后的下一代移动显示终端。为了提升ar/vr产品的使用体验，微显示技术成为ar/vr产品中重要的显示技术。其中，microoled技术被认为是最适合应用于ar/vr的微显示技，microoled技术是以单晶硅作为有源驱动的主动式有机电致发光二极管显示器，具有体积小，重量轻，对比度高，响应速度快以及功耗低等特点。
3.目前普遍存在的问题是microoled的发光亮度无法达到ar/vr产品高亮度的需求，限制了其在ar/vr领域的应用。因此，如何提高microoled器件的显示亮度成为大家研究的焦点。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种发光器件、制作方法、显示面板以及显示装置，以解决现有技术存在的问题中的至少一个。
5.为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：
6.本发明第一方面提供了一种发光器件，所述发光器件包括：依次层叠设置的第一电极、发光层以及第二电极；
7.其中，所述发光层包括：
8.靠近所述第一电极的第一发光层；以及
9.靠近所述第二电极的第二发光层；
10.所述第一发光层发出的光线和所述第二发光层发出的光线混合形成单色光。
11.进一步的，所述第一发光层包括第一主体材料、热激发延迟荧光材料、第一预设颜色的荧光材料以及第二预设颜色的荧光材料；
12.所述第二发光层包括所述第二主体材料以及第三预设颜色的荧光材料。
13.进一步的，所述第一预设颜色为绿色；
14.所述第二预设颜色为红色；
15.所述第三预设颜色为蓝色。
16.进一步的，所述热激发延迟荧光材料的发射光谱与绿色的荧光材料的吸收光谱形成第一重叠区域，所述第一重叠区域的面积为第一预设阈值的所述绿色的荧光材料发射光谱的面积；
17.所述绿色的荧光材料的发射光谱与红色的荧光材料的吸收光谱形成第二重叠区域，所述第二重叠区域的面积为第二预设阈值的所述红色的荧光材料发射光谱的面积。
18.进一步的，所述绿色的荧光材料的发光波长为500-560nm；
19.所述红色的荧光材料的发光波长为600-640nm；
20.所述蓝色的荧光材料的发光波长为450-470nm。
21.进一步的，所述发光层还包括位于所述第一发光层和所述第二发光层之间的间隔层，所述间隔层的厚度为3～10纳米。
22.进一步的，所述发光器件还包括：
23.依次层叠设置在所述第一电极上的空穴注入层、空穴传输层以及电子阻挡层；以及
24.依次层叠设置在所述第二发光层上的电子传输层和电子注入层；
25.所述间隔层的材料与所述空穴传输层的材料或者与所述电子传输层的材料相同，或者所述间隔层的材料为所述空穴传输层的材料和所述电子传输层的材料形成的混合材料。
26.本发明第二方面提供了一种显示面板，包括如本发明第一方面提供的发光器件。
27.本发明第三方面提供了一种显示装置，包括如本发明第一方面提供的发光器件。
28.进一步的，所述显示装置为增强现实显示装置以及虚拟现实装置。
29.本发明第四方面提供了一种发光器件的制作方法，所述方法包括：
30.在基板上形成第一电极；
31.在所述第一电极上形成发光层；
32.在所述发光层上形成第二电极；
33.其中，在所述第一电极上形成发光层进一步包括：
34.在所述第一电极远离所述基板一侧的表面形成所述第一发光层；
35.在所述第一发光层上形成所述第二发光层，所述第一发光层发出的光线和所述第二发光层发出的光线混合形成单色光。
36.进一步的，所述第一发光层包括第一主体材料、热激发延迟荧光材料、第一预设颜色的荧光材料以及第二预设颜色的荧光材料；
37.所述第二发光层包括所述第一主体材料以及第三预设颜色的荧光材料。
38.进一步的，所述发光器件还包括：依次层叠设置在所述第一电极上的空穴注入层、空穴传输层和电子阻挡层，以及所述发光器件还包括依次层叠设置在所述第二发光层上的电子传输层和电子注入层；
39.在所述第一电极上形成发光层之前，所述方法进一步包括；
40.在所述第一电极远离基板一侧的表面上依次形成所述空穴注入层、所述空穴传输层以及所述电子阻挡层；
41.在所述发光层上形成第二电极之前，所述方法进一步包括；
42.在所述发光层远离基板一侧的表面上依次形成所述电子传输层和所述电子注入层。
43.进一步的，所述发光层还包括位于所述第一发光层和所述第二发光层之间的间隔层，在所述第一发光层上形成所述第二发光层之前，所述在所述第一电极上形成发光层进一步包括：
44.在所述第一发光层上形成所述间隔层，其中，所述间隔层的厚度为3～10纳米，所述间隔层的材料与所述空穴传输层的材料或者与所述电子传输层的材料相同，或者所述间
隔层的材料为所述空穴传输层的材料和所述电子传输层的材料形成的混合材料。
45.本发明的有益效果如下：
46.本发明所述的技术方案的发光器件，一方面取消了电荷生成层，有效改善了发光器件侧向漏电的问题；另一方面，本实施例的发光器件通过两个发光层混光后实现单色光的发射，有效简化发光器件的层结构，提高发光器件的器件效率，具有广泛的应用前景。
附图说明
47.下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
48.图1出现有技术的一个实施例的发光器件的层结构示意图；
49.图2示出本发明一个实施例的发光器件的层结构示意图；
50.图3示出本发明实施例的热激发延迟荧光材料的发射光谱和绿色荧光材料的吸收光谱的强度曲线示意图；
51.图4示出本发明实施例的发光器件与现有技术的发光器件的强度曲线示意图；
52.图5示出本发明一个实施例的制作图1所示的发光器件的流程示意图。
具体实施方式
53.最早的单色光器件基于荧光小分子材料发出单色光，例如白光，但是由于只能利用单线态激子发光，效率很低。随后磷光材料的引入使得白光器件的效率大幅度提升，但是由于满足显示应用的蓝色磷光材料本身的稳定性问题，所以荧光/磷光杂化的叠层白光器件是目前显示领域常用的一类单色光器件结构。但是这类叠层白光器件应用在ar/vr领域时会有侧向漏电的问题，产生该问题的主要原因是叠层器件中的电荷生成层导电性比较好，而ar/vr产品的分辨率又极高，所以侧向漏电会导致周围的像素也一起点亮。
54.为了避免上述问题，现有技术还提出利用热激发延迟荧光材料(tadf)制作发光器件，现有技术的发光器件的层结构如图1’所示，该发光器件包括依次层叠设置的阴极11’、空穴注入层14’、空穴传输层15’、电子阻挡层16’、红色发光层rd121’、间隔层122’、蓝色发光层bd123’、绿色发光层gd124’、电子传输层17’、电子注入层18’以及阴极13’。其中，红色发光层、蓝色发光层以及绿色发光层的荧光材料均为对应颜色的热激发延迟荧光材料。理论上使用该类荧光材料的能够使得发光器件具有较高的器件效率，但同样面临蓝色tadf材料寿命较差导致器件效率较低的问题。
55.有鉴于此，本发明实施例提出一种发光器件、制作方法、显示面板以及显示装置，以解决上述问题。
56.如图2所示，本发明第一个实施例提出一种发光器件1，所述发光器件1包括：依次层叠设置的第一电极11、发光层12以及第二电极13；
57.其中，所述发光层12包括：
58.靠近所述第一电极11的第一发光层121；以及
59.靠近所述第二电极13的第二发光层122；
60.所述第一发光层121发出的光线和所述第二发光层122发出的光线混合形成单色光。
61.本实施例的发光器件，一方面取消了电荷生成层，有效改善了发光器件侧向漏电
的问题；另一方面，本实施例的发光器件通过两个发光层混光后实现单色光的发射，有效简化发光器件的层结构，提高发光器件的器件效率。
62.在一个可选的实施例中，所述第一发光层包括第一主体材料、热激发延迟荧光材料、第一预设颜色的荧光材料以及第二预设颜色的荧光材料；
63.所述第二发光层包括所述第一主体材料以及第三预设颜色的荧光材料。
64.由于本实施例的采用两个发光层实现单色光发射，基于三原色混色原理，红色、绿色以及蓝色这三种颜色为形成单色光时不可缺少的颜色，因此，本实施例的第一发光层采用两个预设颜色的混色设置，即第一发光层中包括两个预设颜色的荧光材料，热激发延迟荧光材料能够将两个预设颜色的荧光材料激发，从而提高第一发光层的每一颜色的荧光材料的发光效率，进一步有效提高发光器件整体的器件效率。
65.本实施例中，所述第一发光层和第二发光层包括不同预设颜色的混合设计。
66.在一个可选的实施例中，所述第一预设颜色可为绿色，所述第二预设颜色可为蓝色；所述第三预设颜色可为红色。在该实施例中，第一发光层包括的蓝色的荧光材料、绿色的荧光材料、热激发延迟荧光材料以及主体材料，在热激发延迟荧光材料的进一步激发下，第一发光层能够出射蓝色和绿色的混合光。第二发光层仅包括红色的荧光材料，发射出红色的光线，在第一发光层和第二发光层的混色作用下，发光器件发出白色的单色光线。
67.考虑到红色和绿色的荧光材料在热激发延迟荧光材料的激发下实现的光学特性具有稳定性，而蓝色荧光材料在热激发延迟荧光材料的激发下仍然存在不稳定的问题，在另一个可选的实施例中，所述第一预设颜色为绿色；所述第二预设颜色为红色；所述第三预设颜色为蓝色，该第一发光层和第二发光层的颜色混合设计，充分考虑每一颜色的荧光材料的光学稳定性，使得发光器件具有最优的发光效果，能够实现大批量的生产应用。
68.在该实施例中，如图2所示，第一发光层121包括热激发延迟荧光材料tadf、第一主体材料host1、红色的荧光材料rd以及绿色的荧光材料gd，在热激发延迟荧光材料的进一步激发下，第一发光层能够出射黄色的混合光。第二发光层122除第二主体材料host2之外，仅包括蓝色的荧光材料bd，发射出蓝色的光线，在第一发光层121和第二发光层122的混色作用下，发光器件发出白色的单色光线，该设置能够使得发光器件具有最优的发光效果。
69.在一个可选的实施例中，第一主体材料的浓度大于热激发延迟荧光材料的浓度大于绿色的荧光材料的浓度大于红色的荧光材料的浓度。在一个具体示例中，第一主体材料的浓度为74.5％，热激发延迟荧光材料(tadf)的浓度20％，同层的绿色的荧光材料的浓度为5％，同层的红色的荧光材料的浓度为0.5％。
70.在另一个可选的实施例中，第二主体材料的浓度大于蓝色的荧光材料的浓度。示例性的，第一主体材料的浓度可为95％，蓝色的荧光材料的浓度为95％。在一个具体示例中，第一主体材料和第二主体材料可以是甲基环戊烯醇酮(mcp)。
71.值得说明的是，本发明实施例对第一发光层以及第二发光层的各个材料的具体浓度并不限制，本领域技术人员根据实际应用进行设计，在此不再赘述。
72.在一个可选的实施例中，所述热激发延迟荧光材料的发射光谱与绿色的荧光材料的吸收光谱形成第一重叠区域，所述第一重叠区域的面积为第一预设阈值的所述绿色的荧光材料发射光谱的面积；
73.所述绿色的荧光材料的发射光谱与红色的荧光材料的吸收光谱形成第二重叠区
域，所述第二重叠区域的面积为第二预设阈值的所述红色的荧光材料发射光谱的面积。
74.如图3所示，在一定波长下，热激发延迟荧光材料的发射光谱的强度曲线的积分面积与绿色荧光材料的吸收光谱的强度曲线的积分面积形成重叠，即第一重叠区域。本实施例中，为了实现热激发延迟荧光材料能够完全激发同层设置的两种颜色的荧光材料，使其光学特性稳定发挥，将第一重叠区域的面积设置为第一预设阈值的绿色荧光材料发射光谱的面积，示例性的，该第一重叠区域的重叠面积至少为30％的绿色荧光材料发射光谱的面积。同理，第二重叠区域的重叠面积至少为30％的红色荧光材料发射光谱的面积。
75.在一个可选的实施例中，所述绿色的荧光材料的发光波长为500-560nm；所述红色的荧光材料的发光波长为600-640nm；所述蓝色的荧光材料的发光波长为450-470nm，使得发光器件具有最优的器件效率。在一个具体示例中，发光波长为本实施例的每一颜色的发射光谱的波长。
76.考虑到电子传输过程中，第二发光层能量可能出现能量转移，从而影响到第一发光层，因此，在一个可选的实施例中，如图2所示，所述发光层12还包括位于所述第一发光层121和所述第二发光层122之间的间隔层123。本实施例中，利用间隔层123阻挡第一发光层121和第二发光层122之间的能量串扰，进一步提高发光器件的器件效率。
77.如图1所示，现有技术中的发光器件包括每一颜色单独形成的发光层，即红色发光层121’、蓝色发光层123’以及绿色发光层124’，由于电子传输过程中易出现能量转移且蓝色能量较高，因此，现有技术通过在红色发光层121’和蓝色发光层123’之间设置间隔层122’，以防止蓝色发光层123’的能量传输至红色发光层121’。另一方面，为保证发光器件实现正常的发光功能，电子也要注入至红色发光层，而间隔层过厚的话则会导致电子无法注入共色发光层，因此，受到上述两方面的限制，现有技术的间隔层122’的厚度一般在5纳米，在形成能量阻挡的基础上，确保发光器件的器件性能。
78.但是本发明实施例的一个可选的实施例中，本实施例的所述间隔层123的厚度为3～10纳米。本实施例的发光器件如图2所示，由于本实施例将现有技术中的3个发光层减少为2个发光层，在实现简化层结构的基础上能够使得电子传输至第一发光层，因此，本技术的间隔层不会受到电子无法传输的设计限制，防止蓝色的第二发光层的能量转移至第一发光层为主要限制困难，基于forster能量转移理论能够得到的蓝色能量无法转移时间隔层的厚度为大于3纳米。因此，本实施例的间隔层不受现有技术的间隔层的厚度限制，即，本实施的间隔层的厚度既能够设置为5纳米以上，又能够设置为5纳米以下，例如本实施例的3～10纳米，使得间隔层的工艺选择范围较广，提高工艺适应性。
79.在一个可选的实施例中，所述间隔层的材料与所述空穴传输层的材料或者与所述电子传输层的材料相同，或者所述间隔层的材料为所述空穴传输层的材料和所述电子传输层的材料形成的混合材料。
80.在本实施例中，间隔层的材料既可以采用前述的空穴传输层的材料，例如三苯胺tcta材料，又可以采用与电子传输层相同的材料，例如邻二氮菲材料。进一步的，间隔层还可为采用空穴传输层材料和电子传输层材料形成的混合层，因此，本实施例的间隔层较现有技术的间隔层仅采用空穴传输类材料，能够有效扩展材料选择范围，提高产品工艺适应性。
81.在一个可选的实施例中，如图2所示，所述发光器件1还包括：
82.依次层叠设置在所述第一电极11上的空穴注入层14、空穴传输层15以及电子阻挡层16；以及
83.依次层叠设置在所述第二发光层122上的电子传输层17和电子注入层18。
84.在一个具体示例中，本实施例的发光器件的各膜层厚度范围值为：
85.阳极anode11的厚度范围为50-200nm，示例性的，可为135nm，
86.空穴注入层hil14的厚度范围为5-20nm，示例性的，可为5nm，
87.空穴传输层htl15的厚度范围为115-265nm，示例性的，可为180nm，
88.电子阻挡层ebl16的厚度范围为5-20nm，示例性的，可为5nm；
89.第一发光层121的厚度范围为15-35nm，示例性的，可为25nm；
90.间隔层123的厚度范围为5-20nm，示例性的，可为5nm；
91.第二发光层122的厚度范围为15-35nm，示例性的，可为20nm；
92.电子传输层etl17的厚度范围为5-50nm，示例性的，可为35nm；
93.电子注入层eil18的厚度范围为0.5-1.5nm，示例性的，可为1nm；
94.阴极cathode13的厚度范围为50-120nm，示例性的，可为100nm。
95.在一个具体示例中，本实施例的发光器件与现有的发光器件的各个参数的性能对比如下述表1：
[0096][0097]
表1本实施例与现有技术的发光器件的性能对比表
[0098]
由表1可知，在电压和电流密度近似的情况下，本技术的电流密度、外部量子效率以及亮度均有所提高，进一步的，由图4所示，在大多数的波长范围内，本实施例的发光器件的发光强度均较现有技术的发光强度有所提高，本实施例的发光器件的器件效率得到有效提高。
[0099]
现以图2所示发光器件为示例，对其制作过程进行说明，在一个可选的实施例中，如图5所示，本发明另一实施例提出的制作方法包括：
[0100]
s1、在基板(图中未示出)上形成第一电极11。在一个具体示例中，第一电极为阳极，厚度可为135nm。
[0101]
如图2所示，本实施例的发光器件1还包括：依次层叠设置在所述第一电极11上的空穴注入层14、空穴传输层15和电子阻挡层15，以及发光器件1还包括依次层叠设置在所述第二发光层122上的电子传输层17和电子注入层18。
[0102]
因此，在一个可选的实施例中，在所述第一电极上形成发光层之前，所述方法进一步包括；
[0103]
s2、在第一电极11远离基板一侧的表面上依次形成所述空穴注入层、所述空穴传输层以及所述电子阻挡层。
[0104]
在一个具体示例中，空穴注入层hil的厚度范围为50-20nm，示例性的，可为5nm，空穴传输层htl的厚度范围为115-265nm，示例性的，可为180nm，电子阻挡层ebl的厚度范围为
5-20nm，示例性的，可为5nm。在另一个具体示例中，空穴传输层的材料可以为tcta材料。
[0105]
在已经形成电子阻挡层的基础上，进一步的，在该电子阻挡层上形成发光层。
[0106]
s3、在所述第一电极11上形成发光层12。
[0107]
示例性的，该步骤s3进一步包括：
[0108]
s31、在所述第一电极11远离所述基板一侧的表面形成所述第一发光层121。
[0109]
在本实施例中，所述第一发光层包括第一主体材料、热激发延迟荧光材料、第一预设颜色的荧光材料以及第二预设颜色的荧光材料，例如，第一预设颜色为绿色，第二预设颜色为红色。
[0110]
该第一发光层中各个材料的浓度关系为：第一主体材料的浓度大于热激发延迟荧光材料的浓度大于绿色的荧光材料的浓度大于红色的荧光材料的浓度。例如：第一主体材料的浓度74.5％＞热激发延迟荧光材料(tadf)的浓度20％＞同层的绿色的荧光材料的浓度5％＞同层的红色的荧光材料的浓度0.5％。示例性的，该第一发光层出射的光线为绿色和红色的混合光线，例如浅黄色。在一个具体示例中，第一发光层的厚度可为25nm。
[0111]
进一步的，为避免第二发光层的能量转移至第一发光层，如图2所示，本实施例的发光层还包括位于第一发光层和第二发光层之间的间隔层。
[0112]
示例性的，步骤s3“在所述第一电极上形成发光层”还包括：
[0113]
s32、在所述第一发光层121上形成所述间隔层123。
[0114]
在一个具体示例中，所述间隔层的厚度为3～10纳米，该设置既能够有效阻挡第二发光层的能量转移，又能够保证发光器件实现器件发光，还能够扩大工艺实用性，对间隔层的工艺要求较小。
[0115]
s33、在所述第一发光层121上形成所述第二发光层122，所述第一发光层发出的光线和所述第二发光层发出的光线混合形成单色光。
[0116]
在本实施例中，所述第二发光层包括第二主体材料以及第三预设颜色的荧光材料。由于第二发光层仅包括一种第三预设颜色的荧光材料，因此，第二发光层出射光线的颜色与该第三预设颜色相同。例如第三预设颜色为蓝色，则第二发光层出射的光线为蓝色。
[0117]
该第二发光层中各个材料的浓度关系为：第二主体材料的浓度大于及第三预设颜色的荧光材料。例如：第一主体材料的浓度95％＞蓝色的荧光材料的浓度5％。在一个具体示例中，第二发光层的厚度可为20nm。
[0118]
进一步的，如图2所示，所述发光器件1还包括依次层叠设置在所述第二发光层122上的电子传输层17和电子注入层18，因此在步骤s5“在所述发光层上形成第二电极”之前，还包括形成电子传输层和电子注入层的过程，示例性的，该方法进一步包括：在所述发光层远离基板一侧的表面上依次形成所述电子传输层和所述电子注入层。
[0119]
在一个具体示例中，电子传输层采用电子传输类材料，例如邻二氮菲(bphen)。电子传输层的厚度可为35nm。电子注入层的厚度可为1nm。
[0120]
在本实施例中，间隔层的材料既可以采用前述的空穴传输层的材料，又可以采用与电子传输层相同的材料，例如同样的邻二氮菲材料。进一步的，间隔层还可为采用空穴传输层材料和电子传输层材料形成的混合层，因此，本实施例的间隔层较现有技术的间隔层仅采用空穴传输类材料，能够有效扩展材料选择范围，提高产品工艺适应性。
[0121]
最后进行步骤s5“在所述发光层上形成第二电极”。在一个具体示例中，第二电极
是阴极，其厚度可为100nm。
[0122]
经上述方法形成的本实施图1所示的发光器件，其发光器件的效率得到有效提高，该发光器件及其方法具有广泛的应用前景。
[0123]
由于本发明实施例提供的发光器件的制作方法与上述几种实施例提供的发光器件相对应，因此在前述实施方式也适用于本实施例提供的发光器件制作方法，在本实施例中不再详细描述。本领域技术人员应知晓，前述实施例和随之带来的有益效果同样适用于本实施例，因此，相同的部分不再赘述。
[0124]
本发明另一个实施例提出一种显示面板，包括如上述实施例所述的发光器件。
[0125]
本发明另一个实施例提出一种显示装置，包括如上述实施例所述的显示面板。示例性的，该显示装置可以为增强现实装置ar、虚拟现实vr以及夜视仪等任何需要单色显示功能的产品或部件，本公开的实施例对此不做限定。
[0126]
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于本领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。