顶发射OLED器件及显示面板

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种顶发射OLED器件及显示面板。

背景技术

1897年，阴极射线管(CRT)的发现，拉开了显示技术发展的大门。随着后来技术的发展，CRT工艺也变得非常成熟，使其成为了显示届的主流产品。然而其自身也有非常大的弊端，CRT本身体积巨大，能耗较高，还有一定的辐射性，成为了其发展的巨大障碍。此时，有机电致发光显示器(OLED)以其自发光(无需背光源)、高分辨率、高对比度、低电压(1～8V)、相应速度快(μm级)、广视角、柔性可弯曲、耗能低等出色的优点得到了人们的重视，飞速的发展了起来。而且与当今的主流LCD显示器比较，OLED的优点也非常明显，它的制作工艺更为简单，成本低，功耗低，视角大，响应快，还有LCD不具备的主动发光的特性。

近些年来，顶发光OLED器件以其独特的优良性质，在未来大尺寸全彩色显示器以及高效照明设备的商业化中极具潜力。同等条件下(电压)，顶发射OLED器件比LCD和底发射OLED具有更加优良的性能，虽然顶发射器件性能更加优秀，但是造价更贵，制备工艺也更难，对应产品的价格也较高，一定程度上削弱了其竞争力。并且顶发射器件的阴极多使用复合金属，面积越大产生的整体压降就越较高，较难制造大尺寸产品，导致了市面上大尺寸的顶发射器件也很少。而且OLED器件在大视角下会出现色偏等现象，是急需解决的问题。视角特性问题一直是OLED顶发光器件需要解决的难题，OLED器件相较于其他显示设备在大视角下都会有色偏以及亮度衰减较为明显的现象，在大视角下JNCD显著升高，亮度显著衰减。

参见图1a及图1b，图1a为顶发射OLED结构示意图，图1b为顶发射OLED微腔效应示意图。顶发射OLED是将不透明的全反射电极覆盖在玻璃或硅衬底上，再制作OLED有机层，对OLED施加电压时，光从顶部的透明或半透明阴极射出。基于顶发射OLED的显示器中，驱动OLED的TFT制作于OLED下方，使出光面与TFT分开，可以使开口率低的问题得到根本解决。但是顶发射OLED中包含不透明的全反射电极和半透明电极，这种结构会导致微腔效应。微腔效应中包括广角干涉与多光束干涉两种干涉模式。微腔效应对光源具有选择、窄化和加强等作用，常被用来提高器件的色度、加强特定波长的发射强度及改变器件的发光颜色等，但是由于广角干涉的存在会影响器件的视角特性(JNCD、亮度衰减)，即随视角的偏移，发光峰发生偏移，导致亮度的差异与色度的漂移等问题，尤其在大视角下，光学性质不佳，色差较为严重。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种顶发射OLED器件及显示面板，解决现有顶发射OLED器件的视角特性问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种顶发射OLED器件，包括：层叠设置的光提取层，阴极，电子注入层，电子传输层，空穴阻挡层，发光层，空穴传输层，空穴注入层，阳极，以及基底；所述发光层内，包括红光客体掺杂、绿光客体掺杂和/或蓝光客体掺杂，其中，1％≤红光客体掺杂比≤/5％，5％≤绿光客体掺杂比≤15％，1％≤蓝光客体掺杂比≤5％。

其中，所述红光客体掺杂比为3％。

其中，所述绿光客体掺杂比为10％。

其中，所述蓝光客体掺杂比为3％。

其中，所述红光客体掺杂包括锑元素和/或锌元素掺杂物质。

其中，所述绿光客体掺杂包括锰元素和/或镉元素掺杂物质。

其中，所述蓝光客体掺杂包括钴元素和/或铝元素掺杂物质。

其中，所述空穴传输层包括层叠设置的第一空穴传输层和第二空穴传输层。

其中，所述发光层内，激子复合区位置配置为靠近阴极一侧。

本发明还提供了一种显示面板，包括前述任一项所述的顶发射OLED器件。

综上，本发明的顶发射OLED器件及显示面板，改善了顶发射OLED器件及相应显示面板的视角特性。

附图说明

下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其他有益效果显而易见。

附图中，

图1a为顶发射OLED结构示意图；

图1b为顶发射OLED微腔效应示意图；

图2a为本发明顶发射OLED器件一较佳实施例红光不同色度下的JNCD-视角变化曲线；

图2b为本发明顶发射OLED器件一较佳实施例红光不同色度下的亮度-视角变化曲线；

图3a为本发明顶发射OLED器件一较佳实施例绿光不同复合区位置的器件JNCD-视角变化曲线；

图3b为本发明顶发射OLED器件一较佳实施例绿光不同复合区位置的器件亮度-视角变化曲线；

图4a为本发明顶发射OLED器件一较佳实施例蓝光不同复合区位置的器件JNCD-视角变化曲线；

图4b为本发明顶发射OLED器件一较佳实施例蓝光不同复合区位置的器件亮度-视角变化曲线；

图5a为本发明顶发射OLED器件一较佳实施例红光不同掺杂比的JNCD-视角变化曲线；

图5b为本发明顶发射OLED器件一较佳实施例红光不同掺杂比的亮度-视角变化曲线；

图6为本发明顶发射OLED器件一较佳实施例的结构示意图。

具体实施方式

参见图6，其为本发明顶发射OLED器件一较佳实施例的结构示意图。本发明的顶发射OLED器件主要包括：层叠设置的光提取层(CPL)，阴极(cathode)，电子注入层(EIL)，电子传输层(ETL)，空穴阻挡层(HBL)，发光层(EML)，空穴传输层(HTL)，空穴注入层(HIL)，阳极，以及基底；在发光层内，可以包括红光客体掺杂、绿光客体掺杂和/或蓝光客体掺杂，从而形成对应的单色OLED器件，其中，1％≤红光客体掺杂比≤/5％，5％≤绿光客体掺杂比≤15％，1％≤蓝光客体掺杂比≤5％。其中，红光客体掺杂比较佳为3％；绿光客体掺杂比较佳为10％；蓝光客体掺杂比较佳为3％。在此较佳实施例中，空穴传输层包括层叠设置的第一空穴传输层(HTL-1)和第二空穴传输层(HTL-2)。进一步，在此较佳实施例中，发光层内，激子复合区位置配置为尽量靠近阴极一侧。阳极可以为ITO(氧化铟锡)。

现有技术中，顶发射器件的视角特性的提升尚未得到满意的解决，而且以往对阴极的膜厚和各膜层的材料研究较多，但是对器件的结构的研究较少。针对目前顶发射OLED器件在不同的视角下会存在视角色偏和亮度衰减的问题，本发明从器件结构出发，研究激子的复合区位置以及发光层掺杂比对顶发射器件的出光视角特性的影响，从激子复合区位置和发光层掺杂比作为研发角度对顶发射器件的视角特性进行改进，对视角特效产生明显的影响，对器件的性能有极大的提升。本发明的方案解决JNCD升高和亮度衰减是解决视角特性问题的最关键的最有效的方法。本发明从器件的结构优化、材料研发方面进行改进，通过性能的提升能够极大的降低工艺上的难度。

在此较佳实施例中，红光客体掺杂包括锑元素和/或锌元素掺杂物质，通常使用锑(Sb)、锌(Zn)等元素的掺杂物质。绿光客体掺杂包括锰元素和/或镉元素掺杂物质，通常使用锰(Mn)、镉(Cd)等元素的掺杂物质。蓝光客体掺杂包括钴元素和/或铝元素掺杂物质，通常使用钴(Co)、铝(Al)等元素的掺杂物质。

本发明进行了复合区位置和客体掺杂比对视角特性影响的研究，因此针对设计了符合本发明设计需求的顶发射OLED器件结构。为验证本发明的技术效果，可以测得本发明OLED器件各功能层的材料的n，k值以及仿真所需要的各类参数；接着使用Setfos软件设计了相应实验的器件结构，改变激子的复合区位置，进行仿真可以得到在不同位置下器件的不同视角特性，从中可以找到具有指导意义的较佳的激子复合区位置。反过来，依照仿真得到的具有指导意义的结果，可以通过改变激子复合区位置和发光层客体掺杂比来制作相应的OLED器件，对器件的视角色偏进行优化；可以通过增补空穴传输层HTL和电子阻挡层EBL的厚度来补偿色度，使各单色器件在同一标准色度下测试其出光特性。

参见图2a和图2b，图2a为本发明顶发射OLED器件一较佳实施例红光不同色度下的JNCD-视角变化曲线，图2b为本发明顶发射OLED器件一较佳实施例红光不同色度下的亮度-视角变化曲线；图中，不同色度(chromaticity)的曲线由下至上分为对应为0.683，0.6835，0.6837及0.6876的红光；图2a和图2b中，激子复合区位置P均设定为0.25，发光层贴近阴极的一侧位置设定为0，发光层远离阴极的一侧位置设定为1，进行仿真时，激子复合区位置在发光层内的位置P设置为在0和1之间变化的固定值。

本发明设计了复合区位置对视角特性影响的器件结构，通过压缩发光层的厚度，将复合区控制在很薄的一层中，改变其复合区的相对位置；本发明还设计了客体掺杂比对视角特性影响的器件结构，可以分别改变红光、绿光、蓝光客体掺杂比。运用Setfos仿真软件，可以进行三单色器件的结构的设计效果验证，使用Setfos仿真软件的仿真模块可以进行器件不同视角下的JNCD和亮度结果模拟仿真，通过仿真结果可以得到具有指导意义的数据，进而证明复合区位置的变化会对器件的视角特性造成较大的影响，复合区位置靠近阴极一侧的视角特性较为优良；客体掺杂比也会对器件的视角特性有很大影响，掺杂比适中的视角特性较佳；从而证明本发明可以实现其发明构思。

参见图3a和图3b，图3a为本发明顶发射OLED器件一较佳实施例绿光不同复合区位置的器件JNCD-视角变化曲线，图3b为本发明顶发射OLED器件一较佳实施例绿光不同复合区位置的器件亮度(百分比)-视角变化曲线；发光层贴近阴极的一侧位置设定为0，发光层远离阴极的一侧位置设定为1，图中，各条曲线由下至上对应的激子复合区位置P在发光层内的位置分别为0/0.25/0.5/1。

参见图4a和图4b，图4a为本发明顶发射OLED器件一较佳实施例蓝光不同复合区位置的器件JNCD-视角变化曲线，图4b为本发明顶发射OLED器件一较佳实施例蓝光不同复合区位置的器件亮度(百分比)-视角变化曲线；发光层贴近阴极的一侧位置设定为0，发光层远离阴极的一侧位置设定为1，图中，各条曲线由下至上对应的激子复合区位置P在发光层内的位置分别为0/0.25/0.5/1。

参见图5a和图5b，图5a为本发明顶发射OLED器件一较佳实施例红光不同掺杂比的JNCD-视角变化曲线，图5b为本发明顶发射OLED器件一较佳实施例红光不同掺杂比的亮度(百分比)-视角变化曲线；图中，各条曲线由上至下对应的红光客体掺杂比为别为1％，3％及5％。

结合图2a至图5b，本发明可以使用Setfos软件设计实验的器件结构，改变了激子的复合区位置，进行仿真实验验证了随着激子复合区位置从0/0.25/0.5/1的变化，相应红光、绿光、蓝光器件的JNCD在各个视角下都有升高，亮度在各个视角下都有降低。视角为20°/40°/60°时，红光、绿光、蓝光复合区位置0处相比于1处JNCD分别下降8.9％/20.7％/24.4％40.4％/45.8％/63.2％、27.8％/33.3％/53.6％。亮度有3％/27.2％/74.7％、0.9％/16.2％/104％、3.7％/12.8％/21.6％的提升。

本发明可以使用Setfos软件设计实验的器件结构，改变掺杂比进行仿真得到了在不同掺杂比器件的视角特性，实验验证了随着客体掺杂比的提高红光、绿光、蓝光器件的JNCD和亮度在各个视角下均降低，视角为20°/40°/60°时，红光5％客体掺杂比相比于1％客体掺杂比的JNCD和亮度降低分别为3.7％/26.6％/44.2％、11.6％/30.4％/17.7％；蓝光5％客体掺杂比相比于1％客体掺杂比的JNCD和亮度降低分别为19.9％/26.4％/44.3％、2.7％/10.5％/12.7％；绿光15％客体掺杂比相比于5％客体掺杂比的JNCD和亮度降低分别为12％/24.2％/42.5％、2.5％/12.7％/9.2％。从而说明，本发明改变激子复合区位置和发光层的掺杂比确实是改善视角特性的有效的方法，采用本发明设计的激子的复合区位置以及发光层掺杂比，可以对顶发射器件的出光视角特性的产生有益的影响，可以对器件的性能有极大的提升。

进一步，本发明可以选择设置激子复合区位置分别在0/0.25/0.5/1，掺杂比分别为1％/3％/5％(红光)，5％/10％/15％(绿光)，1％/3％/5％(蓝光)，考虑到微腔结构对器件的出光色度可能会有影响，本发明还可以通过调节微腔结构将色度校准，使器件都可以在相同的色度下进行视角特性的比较。在本发明的较佳实施例中，测试了各单色器件在不同客体掺杂比以及不同复合区位置下的JNCD和亮度数据，发现各单色器件均在复合区位置为0处(靠近阴极一侧)视角特性较其他位置更佳；各单色器件在客体掺杂比为3％(红光)10％(绿光)3％(蓝光)时较其他掺杂比视角特性尤佳。从而得到了视角特性(JNCD、亮度衰减)较佳的顶发光OLED器件结构。

相应的，本发明还提供了采用了本发明顶发射OLED器件的显示面板。

综上，本发明的顶发射OLED器件及显示面板，改善了顶发射OLED器件及相应显示面板的视角特性。

以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明后附的权利要求的保护范围。