CN111883680B - 有机电致发光器件和显示装置 - Google Patents

有机电致发光器件和显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明实施例提供一种有机电致发光器件和显示装置。有机电致发光器件包括阳极、阴极以及设置在所述阳极和阴极之间的发光层，所述发光层包括第一发光层、第二发光层以及设置在所述第一发光层和第二发光层之间的中间发光层，所述第一发光层或第二发光层包括掺杂在主体材料中的客体材料，所述第一发光层和第二发光层用于形成激基复合物，所述激基复合物和客体材料满足：S1(AEX)‑S1(B)≥0.1eV；T1(AEX)‑T1(B)≥0.1eV。本公开有效实现了发光中心与复合中心的分离，减少非辐射效应，减少TADF材料对电荷的陷阱作用，减少了三线态激子湮灭，避免了效率滚降，提升了器件性能。

Description

有机电致发光器件和显示装置
技术领域
本公开涉及但不限于显示技术领域，尤指一种有机电致发光器件和显示装置。
背景技术
有机电致发光器件(Organic Light Emitting Device，简称OLED)为主动发光器件，具有发光、超薄、广视角、高亮度、高对比度、较低耗电、极高反应速度等优点，已逐渐成为极具发展前景的下一代显示技术。一种OLED包括阳极、阴极以及设置在阳极和阴极之间的有机发光层，其发光原理是将空穴、电子分别由阳极、阴极注入至发光层，当电子和空穴在发光层中相遇时，电子和空穴在发光层复合从而产生激子(exciton)，在从激发态转变为基态的同时，这些激子发光。
目前，OLED通常采用磷光材料作为发光材料。由于磷光材料中含有贵重金属原子，材料成本高，且存在污染风险，因而不利于实现低成本的显示应用。相关技术提出了使用具有热活化延迟荧光(Thermal active delay fluorescent，简称TADF)特性的纯有机发光材料的方案，但相关结构存在三线态激子湮灭和效率滚降等问题。
发明内容
以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。
本公开所要解决的技术问题是，提供一种有机电致发光器件和显示装置，解决现有结构存在三线态激子湮灭和效率滚降等问题。
为了解决上述技术问题，本公开提供了一种有机电致发光器件，包括阳极、阴极以及设置在所述阳极和阴极之间的发光层，所述发光层包括第一发光层、第二发光层以及设置在所述第一发光层和第二发光层之间的中间发光层，所述第一发光层或第二发光层包括掺杂在主体材料中的客体材料，所述第一发光层和第二发光层用于形成激基复合物，所述激基复合物和客体材料满足：
S1(AEX)-S1(B)≥0.1eV；T1(AEX)-T1(B)≥0.1eV；
S1(AEX)为所述激基复合物的最低单重态能量，S1(B)为所述客体材料的最低单重态能量，T1(AEX)为所述激基复合物的最低三重态能量，T1(B)为所述客体材料的最低三重态能量。
在示例性实施方式中，所述中间发光层的厚度为0.1nm至1.2nm。
在示例性实施方式中，所述中间发光层包括荧光材料或者延迟荧光材料。
在示例性实施方式中，所述第一发光层和第二发光层中的一个发光层为复合材料发光层，包括复合主体材料和掺杂在所述复合主体材料中的客体材料，另一个发光层为单一材料发光层，包括单一主体材料，所述客体材料具有延迟荧光特性，所述客体材料占所述复合材料发光层的掺杂比例为0.1％到40％。
在示例性实施方式中，所述复合材料发光层的厚度为3nm至30nm。
在示例性实施方式中，所述复合主体材料和客体材料满足：
S1(A)-T1(A)≥0.2eV；S1(B)-T1(B)≤0.2eV；
S1(A)-S1(B)≥0.1eV，T1(A)-T1(B)≥0.1eV；
S1(A)为所述复合主体材料的最低单重态能量，S1(B)为所述客体材料的最低单重态能量，T1(A)为所述复合主体材料的最低三重态能量，T1(B1)为所述客体材料的最低三重态能量。
在示例性实施方式中，所述单一主体材料的最低单重态能量与所述单一主体材料的最低三重态能量之差大于或等于0.2eV。
在示例性实施方式中，所述复合主体材料和单一主体材料形成激基复合物，所述激基复合物的能级差≤0.3eV。
在示例性实施方式中，所述激基复合物的发射光谱与所述客体材料和发光材料的吸收光谱具有重叠，重叠面积占所述激基复合物的发射光谱的30％以上。
在示例性实施方式中，所述激基复合物、客体材料和发光材料满足：
λ(AEX)>λ(B)>λ(C)；
λ(AEX)为所述激基复合物的最强发射峰的波长，λ(B)为所述客体材料的最强发射峰的波长，λ(C)为所述发光材料的最强发射峰的波长。
在示例性实施方式中，所述激基复合物、客体材料和发光材料满足：
S1(AEX)>S1(B)>S1(C)；
T1(AEX)>T1(B)>T1(C)；
S1(C)为所述发光材料的最低单重态能量，T1(C)为所述发光材料的最低三重态能量。
在示例性实施方式中，所述复合材料发光层为邻近所述阳极的第一发光层，所述单一材料发光层为远离所述阳极的第二发光层，所述第一发光层的主体材料包括含有咔唑、螺芴或联苯基团的空穴型材料，所述第二发光层的主体材料包括含有氰基、吡啶、嘧啶或三嗪基团的电子型材料；所述第一发光层的主体材料和客体材料满足：
│HOMO(A1)-HOMO(B)│≤0.1eV；
│LUMO(A1)-LUMO(B)│≥1eV；
HOMO(A1)为所述第一发光层的主体材料的最高占据分子轨道HOMO能级，HOMO(B)为所述客体材料的最高占据分子轨道HOMO能级，LUMO(A1)为所述第一发光层的主体材料的最低未占分子轨道LUMO能级，LUMO(B)为所述客体材料的最低未占分子轨道LUMO能级。
在示例性实施方式中，所述复合材料发光层为远离所述阳极的第二发光层，所述单一材料发光层为邻近所述阳极的第一发光层，所述第一发光层的主体材料包括含有咔唑、螺芴或联苯基团的空穴型材料，所述第二发光层的主体材料包括含有氰基、吡啶、嘧啶或三嗪基团的电子型材料；所述第二发光层的主体材料和客体材料满足：
│HOMO(A2)-HOMO(B)│≥1.0eV；
│LUMO(A2)-LUMO(B)│≤0.1eV；
HOMO(A2)为所述第二发光层的主体材料的最高占据分子轨道HOMO能级，HOMO(B)为所述客体材料的最高占据分子轨道HOMO能级，LUMO(A2)为所述第二发光层的主体材料的最低未占分子轨道LUMO能级，LUMO(B)为所述客体材料的最低未占分子轨道LUMO能级。
在示例性实施方式中，所述第一发光层的主体材料和第二发光层的主体材料满足：
│HOMO(A2)-LUMO(A1)│≥3.5eV；
│HOMO(A1)-LUMO(A2)│≤3.0eV。
本公开还提供了一种显示装置，包括上述的有机电致发光器件。
本公开示例性实施例提供了一种有机电致发光器件和显示装置，发光层采用三层发光结构，第一发光层和第二发光层形成激基复合物，设置在第一发光层和第二发光层之间的中间发光层作为主要发光单元，通过有效的利用激基复合物，配合中间发光层的发光，有效实现了发光中心与复合中心的分离，减少非辐射效应，减少TADF材料对电荷的陷阱作用，减少了三线态激子湮灭，避免了效率滚降，提升了器件性能。
在阅读并理解了附图和详细描述后，可以明白其他方面。
附图说明
附图用来提供对本公开技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本公开的实施例一起用于解释本公开的技术方案，并不构成对本公开技术方案的限制。附图中各部件的形状和大小不反映真实比例，目的只是示意说明本公开内容。
图1为本公开示例性实施例一种有机电致发光器件结构的示意图；
图2为本公开示例性实施例一种发光层结构的示意图；
图3为本公开示例性实施例另一种发光层结构的示意图；
图4为本公开示例性实施例激基复合物的光谱图；
图5为OLED不同发光层结构的效率比较结果；
图6为OLED不同发光层结构的电压-电流密度比较结果；
图7为激基复合物作主体时电致发光过程能量转移的示意图；
图8为本公开示例性实施例形成界面激基复合物的示意图；
图9为OLED不同第一发光层厚度的效率比较结果；
图10为OLED不同中间发光层厚度的效率比较结果。
附图标记说明:
10—阳极； 20—空穴注入层； 30—空穴传输层；
40—电子阻挡层； 50—发光层； 51—第一发光层；
52—第二发光层； 53—中间发光层； 60—空穴阻挡层；
70—电子传输层； 80—电子注入层； 90—阴极。
具体实施方式
本文中的实施方式可以以多个不同形式来实施。所属技术领域的普通技术人员可以很容易地理解一个事实，就是实现方式和内容可以在不脱离本公开的宗旨及其范围的条件下被变换为各种各样的形式。因此，本公开不应该被解释为仅限定在下面的实施方式所记载的内容中。在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
在附图中，有时为了明确起见，可能夸大表示了构成要素的大小、层的厚度或区域。因此，本公开的任意一个实现方式并不一定限定于图中所示尺寸，附图中部件的形状和大小不反映真实比例。此外，附图示意性地示出了理想的例子，本公开的任意一个实现方式不局限于附图所示的形状或数值等。
本文中的“第一”、“第二”、“第三”等序数词是为了避免构成要素的混同而设置，而不是为了在数量方面上进行限定的。
在本文中，为了方便起见，使用“中部”、“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示方位或位置关系的词句以参照附图说明构成要素的位置关系，仅是为了便于描述实施方式和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。构成要素的位置关系可根据描述的构成要素的方向进行适当地改变。因此，不局限于在文中说明的词句，根据情况可以适当地更换。
在本文中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，或可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或通过中间件间接相连，或两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据情况理解上述术语在本公开中的含义。
在本文中，晶体管是指至少包括栅电极、漏电极以及源电极这三个端子的元件。晶体管在漏电极(或称漏电极端子、漏区域或漏电极)与源电极(或称源电极端子、源区域或源电极)之间具有沟道区域，并且电流能够流过漏电极、沟道区域以及源电极。在本文中，沟道区域是指电流主要流过的区域。
在本文中，第一极可以为漏电极、第二极可以为源电极，或者第一极可以为源电极、第二极可以为漏电极。在使用极性相反的晶体管的情况或电路工作中的电流方向变化的情况下，“源电极”及“漏电极”的功能有时可以互相调换。因此，在本文中，“源电极”和“漏电极”可以互相调换。
在本文中，“电连接”包括构成要素通过具有某种电作用的元件连接在一起的情况。“具有某种电作用的元件”只要可以进行连接的构成要素间的电信号的授受，就对其没有特别的限制。“具有某种电作用的元件”例如可以是电极或布线，或者是晶体管等开关元件，或者是电阻器、电感器或电容器等其它功能元件等。
在本文中，“平行”是指两条直线形成的角度为-10°以上且10°以下的状态，因此，也包括该角度为-5°以上且5°以下的状态。另外，“垂直”是指两条直线形成的角度为80°以上且100°以下的状态，因此，也包括85°以上且95°以下的角度的状态。
在本文中，“膜”和“层”可以相互调换。例如，有时可以将“导电层”换成为“导电膜”。与此同样，有时可以将“绝缘膜”换成为“绝缘层”。
本文中的“约”，是指不严格限定界限，允许工艺和测量误差范围内的数值。
TADF材料是继有机荧光材料和有机磷光材料之后发展的第三代有机发光材料，近年来获得较快发展，是具有较好应用潜力的有机发光二极管技术。TADF材料具有较小的单线态-三线态能级差(△EST)，三线态激子可以通过反系间窜越(Reverse IntersystemCrossing，简称RISC)转变成单线态激子发光，利用电激发下形成的单线态激子和三线态激子，器件的内量子效率可以达到100％，材料结构可控，性质稳定，价格便宜无需贵重金属，具有良好的应用前景。虽然理论上TADF材料可以实现100％的激子利用率，但现有单层发光层或双层发光层结构存在载流子不平衡、非辐射衰减严重、三线态激子湮灭和效率滚降等问题。
图1为本公开示例性实施例一种有机电致发光器件结构的示意图。如图1所示，有机电致发光器件包括阳极10、阴极90以及设置在阳极10和阴极90之间有机发光层。在示例性实施方式中，有机发光层包括叠设的空穴注入层(HIL)20、空穴传输层(HTL)30、电子阻挡层(EBL)40、发光层(EML)50、空穴阻挡层(HBL)60、电子传输层(ETL)70和电子注入层(EIL)80。在示例性实施方式中，发光层50为三层结构，包括叠设的第一发光层51、中间发光层53和第二发光层52，第一发光层51设置在电子阻挡层40和中间发光层53之间，为邻近阳极10的发光层，中间发光层53设置在第一发光层51和第二发光层52之间，第二发光层52设置在中间发光层53和空穴阻挡层60之间，为远离阳极10的发光层。在示例性实施方式中，空穴注入层被配置为降低从阳极注入空穴的势垒，使空穴能从阳极有效地注入到发光层50中，提高空穴注入效率。空穴传输层30被配置为实现注入空穴定向有序的可控迁移。电子阻挡层40被配置为对电子形成迁移势垒，阻止电子从发光层50中迁移出来。发光层50被配置为使电子和空穴发生复合而发出光线。空穴阻挡层60被配置为对空穴形成迁移势垒，阻止空穴从发光层50中迁移出来。电子传输层70被配置为实现注入电子定向有序的可控迁移。电子注入层80被配置为降低从阴极注入电子的势垒，使电子能从阴极有效地注入到发光层50。
图2为本公开示例性实施例一种发光层结构的示意图。如图2所示，在示例性实施方式中，第一发光层51为掺杂结构的复合材料发光层，第二发光层52为单一材料结构的单一材料发光层。
在示例性实施方式中，第一发光层51为复合材料发光层，包括第一主体材料A1和掺杂在第一主体材料A1中的第一客体材料B1，第一主体材料A1作为复合主体材料，第一客体材料B1作为掺杂在复合主体材料中的客体材料。在示例性实施方式中，第一主体材料A1占第一发光层51的掺杂比例约为60％到99.9％，第一客体材料B1占第一发光层51的掺杂比例约为0.1％到40％。本公开示例性实施例中，掺杂比例是指客体材料的重量与所在发光层的重量之比，或者是指蒸镀时的速率比，对应客体材料的蒸镀厚度占所在发光层总厚度的比例。例如，对于厚度为5nm的第一发光层，10％的掺杂比例，意味着客体材料的蒸镀厚度为0.5nm。
在示例性实施方式中，第一发光层51的厚度约为3nm至30nm。
在示例性实施方式中，可以通过多源蒸镀工艺共同蒸镀第一主体材料A1和第一客体材料B1，形成掺杂结构的第一发光层51。
在示例性实施方式中，第一主体材料A1的空穴迁移率高于电子迁移率，第一客体材料B1具有延迟荧光特性，其发光效率占器件总发光效率的比例小于15％。
在示例性实施方式中，第一主体材料A1和第一客体材料B1的最低单重态能量S1和最低三重态能量T1满足：
S1(A1)-T1(A1)≥0.2eV；S1(B1)-T1(B1)≤0.2eV。
S1(A1)为第一主体材料A1的最低单重态能量，S1(B1)为第一客体材料B1的最低单重态能量，T1(A1)为第一主体材料A1的最低三重态能量，T1(B1)为第一客体材料B1的最低三重态能量。
在示例性实施方式中，第一主体材料A1和第一客体材料B1的最低单重态能量S1和最低三重态能量T1满足：
S1(A1)>S1(B1)，T1(A1)>T1(B1)。
在一些可能的实现方式中，S1(A1)-S1(B1)≥0.1eV，T1(A1)-T1(B1)≥0.1eV。
在示例性实施方式中，第一主体材料A1和第一客体材料B1的最高占据分子轨道(Highest Occupied Molecular Orbital，简称HOMO)能级和最低未占分子轨道(LowestUnoccupied Molecular Orbit，简称LUMO)能级满足：
│HOMO(A1)-HOMO(B1)│≤0.1eV；
│LUMO(A1)-LUMO(B1)│≥1eV。
HOMO(A1)为第一主体材料A1的最高占据分子轨道HOMO能级，HOMO(B1)为第一客体材料B1的最高占据分子轨道HOMO能级，LUMO(A1)为第一主体材料A1的最低未占分子轨道LUMO能级，LUMO(B1)为第一客体材料B1的最低未占分子轨道LUMO能级。
在示例性实施方式中，第一主体材料A1可以采用含有咔唑、螺芴或联苯等基团的空穴型材料。
在示例性实施方式中，第一主体材料A1可以采用任意一种具有如下结构式的化合物：
在示例性实施方式中，第二发光层52只包括一种第二主体材料A2，第二主体材料A2的电子迁移率高于空穴迁移率。
在示例性实施方式中，第二主体材料A2的最低单重态能量S1和最低三重态能量T1满足：
S1(A2)-T1(A2)≥0.2eV。
S1(A2)为第二主体材料A2的最低单重态能量，T1(A2)为第二主体材料A2的最低三重态能量。
在示例性实施方式中，第二主体材料A2可以采用含有氰基、吡啶、嘧啶、三嗪等基团的电子型材料。
在示例性实施方式中，第二主体材料A2可以采用任意一种具有如下结构式的化合物：
在示例性实施方式中，中间发光层53只包括一种发光材料C，发光材料C可以采用荧光材料，或者采用延迟荧光材料。
在示例性实施方式中，中间发光层53的厚度约为0.1nm至1.2nm。
在示例性实施方式中，第一主体材料A1和第二主体材料A2可以形成激基复合物AEX，第一主体材料A1和第二主体材料A2满足：
│HOMO(A2)-LUMO(A1)│≥3.5eV；
│HOMO(A1)-LUMO(A2)│≤3.0eV。
HOMO(A2)为第二主体材料A2的最高占据分子轨道HOMO能级，LUMO(A2)为第二主体材料A2的最低未占分子轨道LUMO能级。
在示例性实施方式中，第一主体材料A1和第二主体材料A2所形成的激基复合物AEX的能级差ΔEST≤0.3ev。
在示例性实施方式中，激基复合物AEX的发射光谱与第一发光层51的第一客体材料B1和发光材料C的吸收光谱具有重叠，重叠面积占激基复合物AEX的发射光谱的30％以上。
在示例性实施方式中，激基复合物AEX、第一客体材料B1和发光材料C的最强发射峰波长满足：
λ(AEX)>λ(B1)>λ(C)。
λ(AEX)为激基复合物AEX的最强发射峰的波长，λ(B1)为第一客体材料B1的最强发射峰的波长，λ(C)为发光材料C的最强发射峰的波长。
在示例性实施方式中，激基复合物AEX与第一客体材料B1和发光材料C满足：
S1(AEX)>S1(B1)>S1(C)；
T1(AEX)>T1(B1)>T1(C)。
S1(AEX)为激基复合物AEX的最低单重态能量，S1(C)为发光材料C的最低单重态能量，T1(AEX)为激基复合物AEX的最低三重态能量，T1(C)为发光材料C的最低三重态能量。
在示例性实施方式中，激基复合物AEX和第一客体材料B1满足：
S1(AEX)-S1(B1)≥0.1eV；
T1(AEX)-T1(B1)≥0.1eV。
图3为本公开示例性实施例另一种发光层结构的示意图。如图3所示，在示例性实施方式中，第一发光层51为单一材料结构的单一材料发光层，第二发光层52为掺杂结构的复合材料发光层。
在示例性实施方式中，第二发光层52为复合材料发光层，包括第二主体材料A2和掺杂在第二主体材料A2中的第二客体材料B2，第二主体材料A2作为复合主体材料，第二客体材料B2作为掺杂在复合主体材料中的客体材料。在示例性实施方式中，第二主体材料A2占第二发光层52的掺杂比例约为60％到99.9％，第二客体材料B2占第二发光层52的(掺杂比例)约为0.1％到40％。
在示例性实施方式中，第一发光层51只包括一种第一主体材料A1，第一主体材料A1的空穴迁移率高于电子迁移率。
在示例性实施方式中，第一主体材料A1的最低单重态能量S1和最低三重态能量T1满足：
S1(A1)-T1(A1)≥0.2eV。
在示例性实施方式中，第一主体材料A1可以采用含有咔唑、螺芴或联苯等基团的空穴型材料。
在示例性实施方式中，第一主体材料A1可以采用任意一种具有如下结构式的化合物：
在示例性实施方式中，第二发光层52的厚度约为3nm至30nm。
在示例性实施方式中，可以通过多源蒸镀工艺共同蒸镀第二主体材料A2和第二客体材料B2，形成掺杂结构的第二发光层52。
在示例性实施方式中，第二主体材料A2的电子迁移率高于空穴迁移率，第二客体材料B2具有延迟荧光特性，其发光效率占器件总发光效率的比例小于15％。
在示例性实施方式中，第二主体材料A2和第二客体材料B2的最低单重态能量S1和最低三重态能量T1满足：
S1(A2)-T1(A2)≥0.2eV；S1(B2)-T1(B2)≤0.2eV。
S1(A2)为第二主体材料A2的最低单重态能量，S1(B2)为第二客体材料B2的最低单重态能量，T1(A2)为第二主体材料A2的最低三重态能量，T1(B2)为第二客体材料B2的最低三重态能量。
在示例性实施方式中，第二主体材料A2和第二客体材料B2的最低单重态能量S1和最低三重态能量T1满足：
S1(A2)>S1(B2)；T1(A2)>T1(B2)。
在一些可能的实现方式中，S1(A2)-S1(B2)≥0.1eV，T1(A2)-T1(B2)≥0.1eV。
在示例性实施方式中，第二主体材料A2和第二客体材料B2的HOMO能级和最低未占分子轨道LUMO能级满足：
│HOMO(A2)-HOMO(B2)│≥1.0eV；
│LUMO(A2)-LUMO(B2)│≤0.1eV。
HOMO(A2)为第二主体材料A2的最高占据分子轨道HOMO能级，HOMO(B2)为第二客体材料B2的最高占据分子轨道HOMO能级，LUMO(A2)为第二主体材料A2的最低未占分子轨道LUMO能级，LUMO(B2)为第二客体材料B2的最低未占分子轨道LUMO能级。
在示例性实施方式中，第二主体材料A2可以采用含有氰基、吡啶、嘧啶、三嗪等基团的电子型材料。
在示例性实施方式中，第二主体材料A2可以采用任意一种具有如下结构式的化合物：
/>
在示例性实施方式中，中间发光层53只包括一种发光材料C，发光材料C可以采用荧光材料，或者采用延迟荧光材料。
在示例性实施方式中，中间发光层53的厚度约为0.1nm至1.2nm。
在示例性实施方式中，第一主体材料A1和第二主体材料A2可以形成激基复合物AEX，第一主体材料A1和第二主体材料A2满足：
│HOMO(A2)-LUMO(A1)│≥3.5eV；
│HOMO(A1)-LUMO(A2)│≤3.0eV。
在示例性实施方式中，第一主体材料A1和第二主体材料A2所形成的激基复合物AEX的ΔEST≤0.3ev。
在示例性实施方式中，激基复合物AEX的发射光谱与第二发光层52的第二客体材料B2和发光材料C的吸收光谱具有重叠，重叠面积占激基复合物AEX的发射光谱的30％以上。
在示例性实施方式中，激基复合物AEX、第二客体材料B2和发光材料C的最强发射峰波长满足：
λ(AEX)>λ(B2)>λ(C)。
λ(B2)为第二客体材料B2的最强发射峰的波长。
在示例性实施方式中，激基复合物AEX与第二客体材料B2和发光材料C满足：
S1(AEX)>S1(B2)>S1(C)；
T1(AEX)>T1(B2)>T1(C)。
在示例性实施方式中，激基复合物AEX和第二客体材料B2满足：
S1(AEX)-S1(B2)≥0.1eV；
T1(AEX)-T1(B2)≥0.1eV。
在示例性实施方式中，阳极可以采用具有高功函数的材料。对于底发射型OLED，阳极可以采用透明氧化物材料，如氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)等，阳极的厚度可以约为80nm至200nm。对于顶发射型OLED，阳极可以采用金属和透明氧化物的复合结构，如Ag/ITO或Ag/IZO等，阳极中金属层的厚度可以约为80nm至100nm，阳极中透明氧化物的厚度可以约为5nm至20nm，使阳极在可见光区的平均反射率约为85％～95％。
在示例性实施方式中，对于顶发射型OLED，阴极可以采用金属材料，通过蒸镀工艺形成，金属材料可以采用镁(Mg)、银(Ag)或铝(Al)，或者采用合金材料，如Mg:Ag的合金，Mg:Ag比例约为3:7至1:9，阴极的厚度可以约为10nm至20nm，使阴极在波长530nm处的平均透过率约为50％～60％。对于底发射型OLED，阴极可以采用镁(Mg)、银(Ag)、铝(Al)或Mg:Ag的合金，阴极的厚度可以约大于80nm，使阴极具有良好的反射率。
在示例性实施方式中，空穴注入层可以采用单一材料，如HATCN，CuPc等材料，或者可以采用掺杂材料，如对空穴传输材料进行p型掺杂，p掺杂比例约为0.5％至10％，如NPB:F4TCNQ，TAPC:MnO3等。空穴注入层的厚度可以约为5nm至20nm。
在示例性实施方式中，空穴传输层可以采用空穴迁移率较高的材料，如咔唑类、甲基芴、螺芴、二苯并噻吩或呋喃等材料，通过蒸镀工艺形成，空穴传输层的厚度可以约为100nm至140nm。
在示例性实施方式中，空穴传输层的材料满足：
5.2eV≤│HOMO(D)│≤5.6eV。
HOMO(D)为空穴传输层的最高占据分子轨道HOMO能级。
在示例性实施方式中，电子阻挡层的厚度可以约为1nm至10nm，配置为传递空穴、阻挡电子以及阻挡发光层内产生的激子。
在示例性实施方式中，空穴阻挡层的厚度约为2nm至10nm，配置为阻挡空穴以及阻挡发光层内产生的激子。
在示例性实施方式中，电子传输层可以采用噻吩类、咪唑类或吖嗪类衍生物等，通过与喹啉锂共混的方式制备，喹啉锂的比例约为30％至70％，电子传输层的厚度可以约为20nm至70nm。
在示例性实施方式中，电子注入层可以采用氟化锂(LiF)、8-羟基喹啉锂(LiQ)、镱(Yb)或钙(Ca)等材料，通过蒸镀工艺形成，电子注入层的厚度可以约为0.5nm至2nm。
在示例性实施方式中，OLED可以包括覆盖层(Capping Layer，简称CPL)，覆盖层可以采用有机小分子材料，覆盖层的厚度可以约为50nm至80nm。在一些可能的实现方式中，覆盖层在波长460nm范围的折射率大于1.8。
在示例性实施方式中，OLED可以包括封装层，封装层可以采用框胶封装，或者可以采用薄膜封装。
在示例性实施方式中，对于顶发射型OLED，阴极和阳极之间的有机发光层的厚度可以按照满足光学微谐振腔的光程要求设计，以获得最优的出光强度和颜色。
图4为本公开示例性实施例激基复合物的光谱图。由第一主体材料A1蒸镀形成的A1膜的发光光谱用长虚线表示，由第二主体材料A2蒸镀形成的A2膜的发光光谱用短虚线表示，混合膜的发光光谱用实线表示，混合膜是由第一主体材料A1和第二主体材料A2按摩尔比值99:1至1:99混合蒸镀形成的膜层。如图4所示，混合膜的发光光谱红移，表明第一主体材料A1和第二主体材料A2形成激基复合物AEX。
表1为OLED不同发光层结构的性能比较结果，图5为OLED不同发光层结构的效率比较结果，图6为OLED不同发光层结构的电压-电流密度比较结果。三个对比结构中的阳极采用ITO，阴极采用Mg:Ag的合金。其中，
结构1为ITO/HIL/HTL/EBL/EML-A/HBL/ETL/EIL/Mg:Ag，EML-A为热活化延迟荧光材料和发光材料作为主体(Host)的发光层。
结构2为ITO/HIL/HTL/EBL-B/EML/HBL/ETL/EIL/Mg:Ag，EBL-B为热活化延迟荧光材料和发光材料作为共主体(Co-Host)的发光层。
结构3为ITO/HIL/HTL/EBL/EML1/EML3/EML2/HBL/ETL/EIL/Mg:Ag，结构3采用本公开示例性实施例的三层发光结构，第一发光层EML1包括第一主体材料A1和第一客体材料B1，作为供体(D-Host)；第二发光层EML2只包括一种第二主体材料A2，作为受体(A-Host)；中间发光层EML3采用荧光材料(FD)。表1中LT95表示OLED从初始亮度(100％)降低到95％的时间，由于寿命曲线遵循多指数衰减模型，因而可以根据LT95估算OLED的寿命。
表1、不同发光层结构的性能比较
如表1、图5和图6所示，相比于结构1，结构2和结构3具有电压低、效率高、寿命长的特点，表现出优良的器件性能。
图7为激基复合物作主体时电致发光过程能量转移的示意图。基态受激发时形成的激子分为两类，一类为单线态激子，另一类为三线态激子，根据自旋统计规则，单线态激子和三线态激子产生的比例为25％:75％。如图7所示，使用激基复合物作为主体时，激基复合物具备一定的TADF性能，激基复合物的部分三线态能量可以通过反向系间蹿跃(RISC)回到单线态能量，进而通过福氏能量传递(Foster Resonance Energy Transfer,简称FET)方式传递给TADF敏化剂。TADF敏化剂的三线态能量也可以通过反向系间窜越过程回到单线态能量，进而将能量传递给荧光材料。这样，反向系间蹿跃过程可以几乎将全部能量经由单线态通过福氏能量转移到TADF敏化剂和荧光材料，荧光材料能够同时利用单重态激子和从三重态跃迁至自身单重态的激子进行发光。在整个发光过程中，三线态与三线态之间的德氏(Dexter)能量传递很大程度上被抑制，减少了能量损失，提升了器件性能。
相比于结构2，结构3具有更低电压、更高效率、更长寿命的特点，表现出更优的器件性能。这是由于本公开示例性实施例通过有效的利用界面激基复合物，配合超薄层的荧光发光，减少了TADF材料对电荷的陷阱(Trap)作用，减少了高浓度下三线态激子湮灭(Triplettriplet annihilation，简称TTA)，避免了效率滚降(Roll-off)，使超荧光体系发挥最高的器件性能。超荧光体系是TADF材料将能量传递给荧光材料，由荧光材料进行发光，如果TADF材料捕获较多的电子空穴对，相应的三线态激子浓度过高会导致三线态激子湮灭，产生较大的效率滚降。本公开示例性实施例通过采用包括第一主体材料和第一客体材料的第一发光层以及包括第二主体材料的第二发光层，电子空穴优先传递到主体材料上，减少了客体材料对电荷的捕获。因而，本公开示例性实施例通过激基复合物、客体材料和超薄荧光材料的组合，有效避免了三线态激子湮灭和效率滚降的问题。
图8为本公开示例性实施例形成界面激基复合物的示意图。第一发光层作为供体(D-Host)，第二发光层作为受体(A-Host)，第一发光层和第二发光层之间插入的超薄的荧光发光层。由于荧光发光层很薄，不仅不会阻碍第一发光层和第二发光层形成界面激基复合物，而且能够有效实现发光中心与复合中心的分离，减少非辐射效应，使超荧光结构实现高效稳定的发光性能。如图8所示，阳极和阴极分别将电子和空穴传到发光层，第一发光层的空穴和第二发光层的电子形成电子空穴对(即激子)，激子能量传递给中间发光层进行发光。与电子空穴复合在同一材料上的现有结构相比，本公开示例性实施例的电子空穴对复合在由第一发光层的主体材料和第二发光层的主体材料形成的激基复合物上，再经由客体材料进行能量传递，最终由中间发光层的荧光材料发光，因而实现了发光中心与复合中心的分离。本公开示例性实施例通过采用激基复合物作为主体，可以有效利用三线态激子，有效传递到TADF材料，减少主体材料上的非辐射效应，TADF材料存在反系间窜越，可以高效利用三线态能量，传递到荧光材料上进行发光，有效减少TADF材料上的非辐射效应。
表2为OLED不同第一发光层厚度的性能比较结果，图9为OLED不同第一发光层厚度的效率比较结果。四个对比结构均采用本公开示例性实施例的三层发光结构，结构为：
ITO/HIL/HTL/EBL/EML1/EML3/EML2/HBL/ETL/EIL/Mg:Ag；
第一发光层EML1包括第一主体材料A1和第一客体材料B1，作为供体(D-Host)；第二发光层EML2只包括一种第二主体材料A2，作为受体(A-Host)；中间发光层EML3采用荧光材料(FD)。四个对比结构的第一发光层EML1中第一客体材料B1的掺杂比例相同，第一发光层EML1的厚度分别为5nm、10nm、20nm、25nm。
表2、第一发光层不同厚度的性能比较
如表2和图9所示，第一发光层EML1的厚度对出光效率存在较大影响，在电流密度为15mA/cm2时，第一发光层EML1的厚度逐渐增加，电压变化不大，但出光效率逐渐降低。在第一发光层EML1的厚度为25nm时，光效率降低至43％。由于第一发光层和第二发光层中间设置超薄的中间发光层，中间发光层为主要发光单元，因此第一发光层EML1的厚度有较大的调整余地，在OLED设计中，根据器件选用的材料和顶发射微腔的设计，可以通过调整第一发光层EML1的厚度，使整体器件出光效率进一步提高。
图10为OLED不同中间发光层厚度的效率比较结果。五个对比结构均采用本公开示例性实施例的三层发光结构，结构为：
ITO/HIL/HTL/EBL/EML1/EML3/EML2/HBL/ETL/EIL/Mg:Ag；
第一发光层EML1包括第一主体材料A1和第一客体材料B1，作为供体(D-Host)；第二发光层EML2只包括一种第二主体材料A2，作为受体(A-Host)；中间发光层EML3采用荧光材料(FD)。五个对比结构的第一发光层EML1中第一客体材料B1的掺杂比例相同，中间发光层EML3的厚度分别为0.3nm、0.5nm、0.7nm、0.9nm、1.1nm。
图10所示，中间发光层EML3的厚度对出光效率存在较大影响。当中间发光层EML3较薄时，第一发光层的主体材料到中间发光层EML3的发光材料的能量转移不完全，导致器件效率相对较低。当中间发光层EML3较厚时，发光分子之间积聚引起的相互淬灭加剧，也导致器件效率降低。因此，根据发光材料选择不同，可以设置中间发光层EML3的厚度约为0.1nm至1.2nm。在示例性实施方式中，中间发光层EML3的厚度约为0.4nm至0.8nm。由于相对于器件整体厚度，中间发光层EML3的厚度很薄，因而不会阻碍界面激基复合物的形成。
本公开示例性实施例提供了一种有机电致发光器件，发光层采用三层发光结构，第一发光层和第二发光层形成界面激基复合物，插设在第一发光层和第二发光层之间的中间发光层作为主要发光单元，通过有效的利用界面激基复合物，配合中间发光层的发光，有效实现了发光中心与复合中心的分离，减少非辐射效应，减少TADF材料对电荷的陷阱作用，减少了三线态激子湮灭，避免了效率滚降，提升了器件性能。本公开示例性实施例提供的三层发光结构中，由于第一发光层的厚度有较大的调整余地，因而可以根据器件选用的材料和顶发射微腔的设计，通过调整第一发光层的厚度使整体器件出光效率进一步提高。本公开示例性实施例提供的三层发光结构的发光层，制备工艺兼容性好，不会增加蒸镀源和蒸镀腔室，具备良好的量产性。
本公开还提供了一种显示装置，包括前述的有机电致发光器件。显示装置可以为：手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框或导航仪，或任何其它具有显示功能的产品或部件。
虽然本公开所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本公开而采用的实施方式，并非用以限定本公开。任何所属领域内的技术人员，在不脱离本公开所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本申请的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (11)

1.一种有机电致发光器件，其特征在于，包括阳极、阴极以及设置在所述阳极和阴极之间的发光层，所述发光层包括第一发光层、第二发光层以及设置在所述第一发光层和第二发光层之间的中间发光层，所述第一发光层和第二发光层中的一个发光层为复合材料发光层，包括复合主体材料和掺杂在所述复合主体材料中的客体材料，另一个发光层为单一材料发光层，包括单一主体材料，所述复合材料发光层的厚度为3nm至30nm，所述中间发光层的厚度为0.4nm至0.8nm，所述第一发光层和第二发光层用于形成激基复合物，所述激基复合物和客体材料满足：
S1(AEX)-S1(B)≥0.1eV；T1(AEX)-T1(B)≥0.1eV；
S1(AEX)为所述激基复合物的最低单重态能量，S1(B)为所述客体材料的最低单重态能量，T1(AEX)为所述激基复合物的最低三重态能量，T1(B)为所述客体材料的最低三重态能量；
所述激基复合物、客体材料和发光材料满足：λ(AEX)>λ(B)>λ(C)；
所述激基复合物、客体材料和发光材料满足：S1(AEX)>S1(B)>S1(C)，T1(AEX)>T1(B)>T1(C)；
λ(AEX)为所述激基复合物的最强发射峰的波长，λ(B)为所述客体材料的最强发射峰的波长，λ(C)为所述发光材料的最强发射峰的波长，S1(C)为所述发光材料的最低单重态能量，T1(C)为所述发光材料的最低三重态能量。
2.根据权利要求1所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述中间发光层包括荧光材料或者延迟荧光材料。
3.根据权利要求1至2任一项所述的有机电致发光器件，其特征在于，
所述客体材料具有延迟荧光特性，所述客体材料占所述复合材料发光层的掺杂比例为0.1％到40％，所述掺杂比例是指蒸镀时的速率比，对应客体材料的蒸镀厚度占所在发光层总厚度的比例。
4.根据权利要求3所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述复合主体材料和客体材料满足：
S1(A)-T1(A)≥0.2eV；S1(B)-T1(B)≤0.2eV；
S1(A)-S1(B)≥0.1eV，T1(A)-T1(B)≥0.1eV；
S1(A)为所述复合主体材料的最低单重态能量，S1(B)为所述客体材料的最低单重态能量，T1(A)为所述复合主体材料的最低三重态能量，T1(B1)为所述客体材料的最低三重态能量。
5.根据权利要求3所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述单一主体材料的最低单重态能量与所述单一主体材料的最低三重态能量之差大于或等于0.2eV。
6.根据权利要求3所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述复合主体材料和单一主体材料形成激基复合物，所述激基复合物的能级差≤0.3eV。
7.根据权利要求3所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述激基复合物的发射光谱与所述客体材料和发光材料的吸收光谱具有重叠，重叠面积占所述激基复合物的发射光谱的30％以上。
8.根据权利要求3所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述复合材料发光层为邻近所述阳极的第一发光层，所述单一材料发光层为远离所述阳极的第二发光层，所述第一发光层的主体材料包括含有咔唑、螺芴或联苯基团的空穴型材料，所述第二发光层的主体材料包括含有氰基、吡啶、嘧啶或三嗪基团的电子型材料；所述第一发光层的主体材料和客体材料满足：
│HOMO(A1)-HOMO(B)│≤0.1eV；
│LUMO(A1)-LUMO(B)│≥1eV；
HOMO(A1)为所述第一发光层的主体材料的最高占据分子轨道HOMO能级，HOMO(B)为所述客体材料的最高占据分子轨道HOMO能级，LUMO(A1)为所述第一发光层的主体材料的最低未占分子轨道LUMO能级，LUMO(B)为所述客体材料的最低未占分子轨道LUMO能级。
9.根据权利要求3所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述复合材料发光层为远离所述阳极的第二发光层，所述单一材料发光层为邻近所述阳极的第一发光层，所述第一发光层的主体材料包括含有咔唑、螺芴或联苯基团的空穴型材料，所述第二发光层的主体材料包括含有氰基、吡啶、嘧啶或三嗪基团的电子型材料；所述第二发光层的主体材料和客体材料满足：
│HOMO(A2)-HOMO(B)│≥1.0eV；
│LUMO(A2)-LUMO(B)│≤0.1eV；
HOMO(A2)为所述第二发光层的主体材料的最高占据分子轨道HOMO能级，HOMO(B)为所述客体材料的最高占据分子轨道HOMO能级，LUMO(A2)为所述第二发光层的主体材料的最低未占分子轨道LUMO能级，LUMO(B)为所述客体材料的最低未占分子轨道LUMO能级。
10.根据权利要求8或9所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述第一发光层的主体材料和第二发光层的主体材料满足：
│HOMO(A2)-LUMO(A1)│≥3.5eV；
│HOMO(A1)-LUMO(A2)│≤3.0eV。
11.一种显示装置，包括权利要求1至10任一项所述的有机电致发光器件。
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