[發明專利]一種發光器件及其顯示裝置

在審

• 申請號: 201710954966.2
• 申請日: 2017-10-13
• 公開（公告）號: CN107919442A
• 公開（公告）日: 2018-04-17
• 發明（設計）人: 謝再鋒
• 申請（專利權）人: 瑞聲科技(新加坡)有限公司
• 主分類號: H01L51/50
• 分類號: H01L51/50;H01L51/54;H01L51/56
• 代理公司: 廣東廣和律師事務所44298
• 代理人: 陳巍巍

技術領域

本發明涉及有機發光技術領域，具體講，涉及一種發光器件及其顯示裝置。

背景技術

發光器件——有機發光二極管(Organic Lnght-Emitting Diode，OLED)作為新一代的平板顯示技術應運而生并逐漸進入了人們的視野。OLED的特性是自己發光，不像薄膜晶體管液晶顯示器(TFT-LCD)需要背光，因此可視度和亮度均高，其次是電壓需求低且省電效率高，加上反應快、重量輕、厚度薄，構造簡單，成本低等，被視為21世紀最具前途的產品之一。目前在手機屏幕的應用中，OLED替代液晶顯示器(Lnquid Crystal Display，LCD)成為大勢所趨，三星公司的部分型號的手機已經使用了OLED顯示屏，蘋果公司也宣布2018年的全部手機都會采用OLED顯示屏。

在研發初期，OLED的結構非常簡單，就是陽極/發光層(一個發光材料)EML/陰極。這樣的器件結構的器件性能非常差，例如，啟亮電壓需要14V。這是因為，一般而言，發光材料的HOMO和LUMO與陽極或陰極是非常不匹配的，造成空穴或電子注入的困難，因此，啟亮電壓需要非常高。另外，發光層EML只有一種發光材料，在電致發光過程，發光的激子濃度非常高而導致激子猝滅，造成發光效率非常低。而對于OLED顯示或照明應用而言，這樣的器件結構是需要改進的，尤其是需要低啟亮電壓、高發光效率、高量子效率和長壽命。

為此，提出很多改進的器件結構，比較常見的為采用多層結構和主客體摻雜體系這兩種技術手段。例如，現在的OLED的基本器件結構為陽極/空穴注入層(HIL)/空穴傳輸層(HTL)/發光層(EML)/電子傳輸層(ETL)/電子注入層(EIL)/陰極。在這樣的器件中，各個功能層負責單一的功能，導致OLED的性能有了很大的提升。例如，HIL是空穴注入，降低陽極和HTL空穴傳輸層之間能壘，降低啟亮電壓；EIL是電子在注入層，降低陰極和ETL電子傳輸層之間的能壘，使之更加匹配。EML采用主客體摻雜體系，從陽極注入的空穴和從陰極注入的電子在主體材料上進行復合形成三線態和單線態激子，這樣激子再轉移給客體材料的三線態或單線態，當客體材料的三線態或單線態得到能量后，由于不穩定，需要光輻射進行退激發而發光。這樣的多層器件結構，顯著地改善了OLED性能。然而，傳統的OLED結構還有需要在降低啟亮電壓，提高OLED發光效率和延長OLED發光壽命等方面進一步改善的需求。

在傳統的OLED器件中，含有一個主體材料和一個客體材料，其能量傳遞示意圖如圖1所示，其中，K_F代表主體到客體能量傳遞的過程，K_R代表客體到主體能量傳遞的過程，ΔE＝T_1,H-T_1,G。主體材料和客體材料的能量傳遞過程存在如下四種情況：

(1)ΔE遠大于0。主體材料能級T_1,H遠遠大于客體材料能級T_1,G，甚至是K_F遠大于K_R，以至于二者無法產生能量共振，因此，當電致發光過程中，在主體材料上形成的能量無法有效傳遞給客體材料進行高效率發光。

(2)ΔE>0。這是最理想的一種能量傳遞體系，在這種器件結構中，K_F>K_R，主體材料與客體材料之間形成有效能量共振，因此，可以發生良好的主客體能量傳遞過程。

(3)ΔE<0。在這種體系中，由于客體能級高于主體材料時，K_F<K_R，這將導致體系部分能量從客體材料傳遞給主體材料，從而發生能量反轉。

(4)ΔE遠小于0。在這種體系中，K_F遠小于K_R，此時，體系能量將全部從客體轉移到主體材料上，從而發生三線態能量猝滅過程。

發光層中激子濃度猝滅是降低OLED器件性能表現的一個重要因素，激子猝滅類型主要由STA(triplet-triplet annihilation)、TTA(triplet-polar annihilation)和TPA(singlet-triplet annihilation)三種。TTA和TPA主要發生在磷光OLED器件中。STA主要發生在熒光OLED器件中。