CN112151687B - 有机电致发光器件、显示面板及显示装置 - Google Patents
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Abstract
本公开提供了一种有机电致发光器件、显示面板及显示装置，通过调整发光层的材料体系，提供一种新的发光层的材料搭配体系的选取原则，在主体材料和客体材料之间掺杂一种具有窄的斯托克斯位移的搭配材料，从而大幅度提高主体材料、搭配材料、客体材料的光谱重叠程度，实现主体材料和客体材料之间的激子能量高效传递，不仅可以改善有机电致发光器件的发光效率，实现具有各种优异性能的有机电致发光器件，而且也大大拓宽了发光层材料体系的选取范围。
Description
技术领域
本公开涉及显示技术领域，尤指一种有机电致发光器件、显示面板及显示装置。
背景技术
近年来，有机电致发光显示器(OLED)作为一种新型的平板显示逐渐受到更多的关注。由于其具有主动发光、发光亮度高、分辨率高、宽视角、响应速度快、色彩饱和、轻薄、低能耗以及可柔性化等特点，被誉为梦幻显示，成为目前市场上炙手可热的主流显示产品。
发明内容
一方面，本公开实施例提供了一种有机电致发光器件，包括：相对而置的阳极和阴极，位于所述阳极和所述阴极之间的发光层，位于所述发光层与所述阳极之间的第一辅助功能层，以及位于所述发光层与所述阴极之间的第二辅助功能层；其中，
所述发光层包含第一化合物、第二化合物和第三化合物，其中，所述第二化合物的吸收光谱和发射光谱之间的斯托克斯位移小于70nm，所述第二化合物在所述发光层中的掺杂质量比小于50wt％。
在一种可能的实现方式中，在本公开实施例提供的上述有机电致发光器件中，所述第二化合物的吸收光谱与所述第一化合物的发射光谱之间的交叠面积大于30％。
在一种可能的实现方式中，在本公开实施例提供的上述有机电致发光器件中，所述第二化合物的发射光谱与所述第三化合物的吸收光谱之间的交叠面积大于20％。
在一种可能的实现方式中，在本公开实施例提供的上述有机电致发光器件中，所述第一化合物的发射光谱的峰值范围为400nm-550nm，所述第二化合物的发射光谱的峰值大于所述第一化合物的发射光谱的峰值且两者的差值为30nm-100nm，所述第三化合物的发射光谱的峰值大于所述第二化合物的发射光谱的峰值且两者的差值为30nm-100nm；
所述第二化合物的吸收光谱的峰值范围为200nm-500nm，所述第三化合物的吸收光谱的峰值范围为430nm-600nm。
在一种可能的实现方式中，在本公开实施例提供的上述有机电致发光器件中，所述第二化合物的三重态能级高于所述第三化合物的三重态能级。
在一种可能的实现方式中，在本公开实施例提供的上述有机电致发光器件中，所述第一化合物的三重态能级高于所述第三化合物的三重态能级。
在一种可能的实现方式中，在本公开实施例提供的上述有机电致发光器件中，所述第一化合物的三重态能级小于所述第一辅助功能层中相接触膜层的三重态能级；所述第一化合物的三重态能级小于所述第二辅助功能层中相接触膜层的三重态能级。
在一种可能的实现方式中，在本公开实施例提供的上述有机电致发光器件中，所述第一辅助功能层包括至少以下之一：空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层；
所述第二辅助功能层包括至少以下之一：电子注入层、电子传输层、空穴阻挡层。
在一种可能的实现方式中，在本公开实施例提供的上述有机电致发光器件中，所述第二化合物具有发射延迟荧光的特性。
另一方面，本公开实施例还提供了一种显示面板，包括多个上述有机电致发光器件。
另一方面，本公开实施例还提供了一种显示装置，包括：上述显示面板。
附图说明
图1为本公开实施例提供的有机电致发光器件的结构示意图；
图2为本公开实施例提供的有机电致发光器件的吸收-发射光谱图；
图3为本公开实施例提供的实验数据中各实施例的电流密度-电压关系图；
图4为本公开实施例提供的实验数据中各实施例的电流效率-电流密度关系图。
具体实施方式
为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。需要注意的是，附图中各图形的尺寸和形状不反映真实比例，目的只是示意说明本公开内容。并且自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本公开保护的范围。
除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“内”、“外”、“上”、“下”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
在OLED产品中发光层是整个器件的核心，发光层对器件的整体性能影响最为明显，因此其材料体系的选取也是有着各种严格的规定，比如主体材料和客体材料的LUMO和HOMO能级之间的搭配以及和相邻层之间的能级搭配会严重影响电子和空穴的传输效率，主体材料的载流子迁移率对激子复合区的影响也较大，客体材料的发光效率直接影响器件的发光效率，主体材料的发射光谱和客体材料的吸收光谱的重叠性越高越有利于激子能量的传输从而实现高效的发光，主体材料的单重态能级和三重态能级和客体材料的单重态能级和三重态能级搭配也对发光层的激子能量传递有着重大影响。因此在严格的挑选后可用的主体材料和客体材料的搭配体系大大减少，这也就限制了改善有机发光器件的途径。
本公开实施例提供的一种有机电致发光器件，如图1所示，包括：相对而置的阳极100和阴极200，位于阳极100和阴极200之间的发光层300，位于发光层300与阳极100之间的第一辅助功能层400，以及位于发光层300与阴极200之间的第二辅助功能层500；其中，
发光层300包含第一化合物A、第二化合物B和第三化合物C，其中，如图2所示，第二化合物B的吸收光谱Abs和发射光谱PL之间的斯托克斯位移x小于70nm，且第二化合物B在发光层300中的掺杂质量比小于50wt％。
具体地，在本公开实施例提供的上述有机电致发光器件中，可以认为第一化合物A为主体材料，第三化合物C为客体材料，第二化合物B为搭配材料。本公开实施例通过调整发光层300的材料体系，提供一种新的发光层300的材料搭配体系的选取原则，在主体材料和客体材料之间掺杂一种具有窄的斯托克斯位移的搭配材料，从而大幅度提高主体材料、搭配材料、客体材料的光谱重叠程度，实现主体材料和客体材料之间的激子能量高效传递，不仅可以改善有机电致发光器件的发光效率，实现具有各种优异性能的有机电致发光器件，而且也大大拓宽了发光层300材料体系的选取范围。
可选地，在本公开实施例提供的上述有机电致发光器件中，如图2所示，第二化合物B的吸收光谱Abs与第一化合物A的发射光谱PL之间的交叠面积(图2中斜线所分布区域)一般大于30％。
具体地，第二化合物B的吸收光谱Abs与第一化合物A的发射光谱PL之间的交叠面积越大(重叠性越高)，越有利于激子能量从第一化合物A传输至第二化合物B，实现高效的能量传递。
可选地，在本公开实施例提供的上述有机电致发光器件中，如图2所示，第二化合物B的发射光谱PL与第三化合物C的吸收光谱Abs之间的交叠面积(图2中横线所分布区域)一般大于20％。进一步地，第二化合物B的发射光谱PL与第三化合物C的吸收光谱Abs之间的交叠面积大于40％为佳。
具体地，第二化合物B的发射光谱PL与第三化合物C的吸收光谱Abs之间的交叠面积越大(重叠性越高)，越有利于激子能量从第二化合物B传输至第三化合物C，实现高效的能量传递。
可选地，在本公开实施例提供的上述有机电致发光器件中，第一化合物的发射光谱的峰值范围为400nm-550nm，第二化合物的发射光谱的峰值大于第一化合物的发射光谱的峰值且两者的差值为30nm-100nm，第三化合物的发射光谱的峰值大于第二化合物的发射光谱的峰值且两者的差值为30nm-100nm；第二化合物的吸收光谱的峰值范围为200nm-500nm，第三化合物的吸收光谱的峰值范围为430nm-600nm。以便第二化合物B的吸收光谱Abs与第一化合物A的发射光谱PL之间具有较大的交叠面积，第二化合物B的发射光谱PL与第三化合物C的吸收光谱Abs之间具有较大的交叠面积。
可选地，在本公开实施例提供的上述有机电致发光器件中，第二化合物B的吸收光谱Abs和发射光谱PL之间的斯托克斯位移x小于50nm为佳。
具体地，第二化合物B的吸收光谱Abs和发射光谱PL之间的斯托克斯位移x越小越好，有利于将发光层300固定于同种颜色的波长范围内，例如将发光层300固定于蓝色的发光波长范围内。
可选地，在本公开实施例提供的上述有机电致发光器件中，第二化合物B的三重态能级T1(B)一般需要高于第三化合物C的三重态能级T1(C)，以有利于激子从高能级的第二化合物B传递到低能级的第三化合物C，且有效防止能量从第三化合物C回传至第二化合物B。
可选地，在本公开实施例提供的上述有机电致发光器件中，第一化合物A的三重态能级T1(A)高于第三化合物C的三重态能级T1(C)，以有利于激子从高能级的第一化合物A传递到低能级的第三化合物C，且有效防止能量从第三化合物C回传至第一化合物A。
可选地，在本公开实施例提供的上述有机电致发光器件中，第一化合物A的三重态能级T1(A)一般稍高于第二化合物B的三重态能级T1(B)，以有利于激子从高能级的第一化合物A传递到低能级的第二化合物B，且有效防止能量从第二化合物B回传至第一化合物A。
可选地，在本公开实施例提供的上述有机电致发光器件中，第二化合物B可以选取具有发射延迟荧光特性的材料，改材料可以使三重态激子通过反系间穿越形成单重态激子，以保证激子能量可以通过Forrest能量转移至第三化合物，抑制Dexter能量转移以此避免能量损失，提高器件的效率。
可选地，在本公开实施例提供的上述有机电致发光器件中，第二化合物B在发光层300中的掺杂质量比一般小于50wt％，即在发光层300中第二化合物B的占比小于第一化合物A的占比。
可选地，在本公开实施例提供的上述有机电致发光器件中，第三化合物C可以选用荧光发射材料，也可以选用磷光发射材料，在此不做限定。并且，第三化合物C在发光层300中的掺杂质量比一般小于5wt％，例如可以选择0.1wt％，1wt％，2wt％等掺杂比例。
可选地，在本公开实施例提供的上述有机电致发光器件中，如图1所示，第一辅助功能层400可以包括至少以下之一：空穴注入层401、空穴传输层402、电子阻挡层403；第二辅助功能层500可以包括至少以下之一：电子注入层501、电子传输层502、空穴阻挡层503。
具体地，图1中是以第一辅助功能层400包含空穴注入层401、空穴传输层402、电子阻挡层403，第二辅助功能层500包含电子注入层501、电子传输层502、空穴阻挡层503为例进行说明的，具体膜层之间的层叠关系参见图1。在实际应用时，可以根据需要选取所需的辅助功能层，例如第一辅助功能层400仅选取电子阻挡层403，第二辅助功能层500仅选取空穴阻挡层503等，在此不作详述。
具体地，本公开实施例提供的上述有机电致发光器件在实际制作时，可以在衬底基板上依次形成阳极100、空穴注入层401、空穴传输层402、电子阻挡层403、发光层300、空穴阻挡层503、电子传输层502、电子注入层501、阴极200。
具体地，衬底基板可以选为任意透明衬底材料，如玻璃、聚酰亚胺等。
阳极100选为高功函数电极材料，如透明氧化物ITO、IZO，也可为Ag/ITO、Ag/IZO、CNT/ITO、CNT/IZO、GO/ITO、GO/IZO等形成的复合电极。
空穴注入层401可以选为MoO3，F4-TCNQ，HAT-CN等注入材料，也可以在空穴传输材料进行P型掺杂，通过共蒸形成空穴注入层401。空穴注入层401的厚度选为5nm～30nm。
空穴传输层402具有良好的空穴传输特性，可以选为NPB，m-MTDATA，TPD，TAPC等材料，空穴传输层402的厚度选为10nm～2000nm。
电子阻挡层403其空穴迁移率高出电子迁移率1～2个数量级，可以有效的阻挡电子的传输，可以选为TCTA等材料，其厚度选为5nm～100nm。
发光层300中的主体材料即第一化合物A可以选为mCBP，CBP，mCP，TCTA，DMQA，TPA等材料，发光层300的厚度选为20nm～100nm。
空穴阻挡层503其电子迁移率高出空穴迁移率1～2个数量级，可以有效的阻挡空穴的传输，可以选为CBP，Bphen，TPBI等材料，其厚度选为5nm～100nm。
电子传输层502具有良好的电子传输特性，可以选为TmPyPB，B4PyPPM等材料，其厚度选为20nm～100nm。
电子注入层501可以选为LiF，Yb，LiQ等材料，其厚度选为1nm～10nm。
阴极200可以选为Mg，Ag等材料。
可选地，在本公开实施例提供的上述有机电致发光器件中，第一化合物A的三重态能级T1(A)一般小于第一辅助功能层400中相接触膜层的三重态能级，例如在图1所示的结构中，第一化合物A的三重态能级T1(A)小于电子阻挡层403的三重态能级T1(403)；同时，第一化合物A的三重态能级T1(A)一般小于第二辅助功能层500中相接触膜层的三重态能级，例如在图1所示的结构中，第一化合物A的三重态能级T1(A)小于空穴阻挡层503的三重态能级T1(503)。
具体地，第一化合物A的三重态能级T1(A)小于相邻膜层的三重态能级，可以防止能量从发光层300传递至相邻膜层，可以将激子有效的限定在发光层300的内部，提高发光效率。
具体地，采用本公开实施例提供的上述有机电致发光器件的结构制作一个对比例和四个实施例，其中，对比例与各实施例中的空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层、空穴阻挡层、电子传输层和电子注入层的材料和厚度相同，发光层中第一化合物采用TCTA，第二化合物采用DABNA，第三化合物采用PhtBuPAD，具体结构式如下：
对比例与各实施例中第三化合物的掺杂比例均为1wt％，不同之处仅在于发光层中第二化合物的掺杂比例不同。详细参数如表1所示：
表1
上述对比例和实施例1～4的器件性能从以下数据进行比较：开启电压Von，电流效率CE、功率效率PE、外量子效率EQE、发光色度CIE，具体测量得到的数据如表2所示：
表2
| 对比例 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | |
| Von(V) | 2.3 | 2.3 | 2.3 | 2.3 | 2.3 |
| CE(cd/A) | 20.06 | 17.4 | 18.8 | 20.7 | 21.5 |
| PE(lm/W) | 24.4 | 20.8 | 22.1 | 24.8 | 25.8 |
| EQE | 26.4 | 22.6 | 24.2 | 26.9 | 27.9 |
| CIE | 0.51,0.37 | 0.51,0.37 | 0.51,0.37 | 0.49,0.42 | 0.48,0.44 |
由表2和图3-图4可见，本公开所提供的实施例1～4相对于对比例在发光层中增加不同浓度的第二化合物，在保证功耗不变的情况下可以提高器件效率，并且从实施例1～4可以看出，在一定范围内随着第二化合物的比例的增加，效率也随之提高。
基于同一发明构思，本公开实施例还提供了一种显示面板，包括多个本公开实施例提供的上述有机电致发光器件。由于该显示面板解决问题的原理与前述一种有机电致发光器件相似，因此该显示面板的实施可以参见有机电致发光器件的实施，重复之处不再赘述。
基于同一发明构思，本公开实施例还提供了一种显示装置，包括本公开实施例提供的上述显示面板。该显示装置可以为：手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。对于该显示装置的其它必不可少的组成部分均为本领域的普通技术人员应该理解具有的，在此不做赘述，也不应作为对本公开的限制。该显示装置的实施可以参见上述有机电致发光器件的实施例，重复之处不再赘述。
本公开提供的上述有机电致发光器件、显示面板及显示装置，通过调整发光层的材料体系，提供一种新的发光层的材料搭配体系的选取原则，在主体材料和客体材料之间掺杂一种具有窄的斯托克斯位移的搭配材料，从而大幅度提高主体材料、搭配材料、客体材料的光谱重叠程度，实现主体材料和客体材料之间的激子能量高效传递，不仅可以改善有机电致发光器件的发光效率，实现具有各种优异性能的有机电致发光器件，而且也大大拓宽了发光层材料体系的选取范围。
显然，本领域的技术人员可以对本公开实施例进行各种改动和变型而不脱离本公开实施例的精神和范围。这样，倘若本公开实施例的这些修改和变型属于本公开权利要求及其等同技术的范围之内，则本公开也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种有机电致发光器件，其中，包括：相对而置的阳极和阴极，位于所述阳极和所述阴极之间的发光层，位于所述发光层与所述阳极之间的第一辅助功能层，以及位于所述发光层与所述阴极之间的第二辅助功能层；其中，
所述发光层包含第一化合物、第二化合物和第三化合物，其中，所述第二化合物的吸收光谱和发射光谱之间的斯托克斯位移小于70nm，所述第二化合物在所述发光层中的掺杂质量比小于50wt％；
所述第一化合物的发射光谱的峰值范围为400nm-550nm，所述第二化合物的发射光谱的峰值大于所述第一化合物的发射光谱的峰值且两者的差值为30nm-100nm，所述第三化合物的发射光谱的峰值大于所述第二化合物的发射光谱的峰值且两者的差值为30nm-100nm；
所述第二化合物的吸收光谱的峰值范围为200nm-500nm，所述第三化合物的吸收光谱的峰值范围为430nm-600nm。
2.如权利要求1所述的有机电致发光器件，其中，所述第二化合物的吸收光谱与所述第一化合物的发射光谱之间的交叠面积大于30％。
3.如权利要求1所述的有机电致发光器件，其中，所述第二化合物的发射光谱与所述第三化合物的吸收光谱之间的交叠面积大于20％。
4.如权利要求1所述的有机电致发光器件，其中，所述第二化合物的三重态能级高于所述第三化合物的三重态能级。
5.如权利要求1所述的有机电致发光器件，其中，所述第一化合物的三重态能级高于所述第三化合物的三重态能级。
6.如权利要求1所述的有机电致发光器件，其中，所述第一化合物的三重态能级小于所述第一辅助功能层中相接触膜层的三重态能级；所述第一化合物的三重态能级小于所述第二辅助功能层中相接触膜层的三重态能级。
7.如权利要求6所述的有机电致发光器件，其中，所述第一辅助功能层包括至少以下之一：空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层；
所述第二辅助功能层包括至少以下之一：电子注入层、电子传输层、空穴阻挡层。
8.如权利要求1所述的有机电致发光器件，其中，所述第二化合物具有发射延迟荧光的特性。
9.一种显示面板，其中，包括多个如权利要求1～8任一项所述的有机电致发光器件。
10.一种显示装置，其中，包括：如权利要求9所述的显示面板。
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