CN113555511B - 发光器件、显示面板和显示装置 - Google Patents

发光器件、显示面板和显示装置 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种发光器件、显示面板和显示装置，发光器件包括：依次层叠设置的阳极、电子阻挡层、发光层和阴极；其中，所述发光层包括主体材料和客体材料，主体材料为蓝光主体材料；所述电子阻挡层的空穴迁移率与所述发光层的空穴迁移率之比大于或等于2.9*102；和/或，所述电子阻挡层与所述主体材料之间的三重态能级差大于或等于0.6eV；和/或，所述主体材料与所述客体材料之间的HOMO差值的绝对值小于或等于0.6eV。上述实施例中的发光器件，可以提高发光器件的效率，提高器件的性能。

Description

发光器件、显示面板和显示装置
技术领域
本申请属于显示技术领域，具体涉及一种发光器件、显示面板和显示装置。
背景技术
有机发光二极管(Organic light-emitting diodes，OLEDs)由于具有驱动电压低、响应速度快、色域广、自发光等独特优点，被广泛认为将是下一代最具潜力的显示和照明技术。根据发光材料的不同，可以分为荧光OLED和磷光OLED。根据电子自旋统计理论，单重态激子与三重态激子的比例为25％:75％，如果蓝荧光器件单纯利用单重态激子，那内量子效率的极限值即为25％，而实际器件中内量子效率却高于25％，这得益于TTF(Triplet-Triplet Fusion，三重态-三重态融合)现象，如何提高TTF的比例(TTF Ratio)以及器件的效率需要研究。
发明内容
本申请实施例的目的是提供一种发光器件、显示面板和显示装置，用以解决发光器件的发光效率低，器件性能不高的问题。
为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：
第一方面，本申请实施例提供了一种发光器件，包括：
依次层叠设置的阳极、电子阻挡层、发光层和阴极；
其中，所述发光层包括主体材料和客体材料，所述主体材料为蓝光主体材料；
所述电子阻挡层的空穴迁移率与所述发光层的空穴迁移率之比大于或等于2.9*102；和/或
所述电子阻挡层与所述主体材料之间的三重态能级差大于或等于0.6eV；和/或
所述主体材料与所述客体材料之间的HOMO差值的绝对值小于或等于0.6eV。
其中，所述电子阻挡层的空穴迁移率与所述发光层的空穴迁移率之比大于或等于2.2*103。
其中，所述电子阻挡层与所述主体材料之间的三重态能级差大于或等于0.88eV。
其中，所述主体材料与所述客体材料之间的HOMO差值的绝对值小于或等于0.15eV。
其中，所述主体材料的电子迁移率小于或等于10-7cm2·v-1·s-1。
其中，还包括：
空穴注入层，所述空穴注入层设置于所述阳极与所述电子阻挡层之间；
空穴传输层，所述空穴传输层设置于所述空穴注入层与所述电子阻挡层之间。
其中，还包括：
电子注入层，所述电子注入层设置于所述阴极与所述发光层之间；
电子传输层，所述电子传输层设置于所述发光层与所述电子注入层之间。
其中，还包括：
空穴阻挡层，所述空穴阻挡层设置于所述电子传输层与所述发光层之间。
第二方面，本申请实施例提供了一种显示面板，包括上述实施例中所述的发光器件。
第三方面，本申请实施例提供了一种显示装置，包括上述实施例中所述的显示面板。
本发明实施例中的发光器件，包括：依次层叠设置的阳极、电子阻挡层、发光层和阴极；其中，所述发光层包括主体材料和客体材料，所述主体材料为蓝光主体材料；所述电子阻挡层的空穴迁移率与所述发光层的空穴迁移率之比大于或等于2.9*102；和/或，所述电子阻挡层与所述主体材料之间的三重态能级差大于或等于0.6eV；和/或，所述主体材料与所述客体材料之间的HOMO差值的绝对值小于或等于0.6eV。电子阻挡层的空穴迁移率与所述发光层的空穴迁移率之比大于或等于2.9*102，电子阻挡层的空穴迁移率较高，可以使得激子复合中心由电子阻挡层的一侧向发光层的中心移动，可以降低三线态激子与积累在电子阻挡层界面的载流子发生HTA(Hole-Triplet annihilation，空穴-三重态淬灭)，减少无效淬灭，提高TTF(Triplet-Triplet Fusion，三重态-三重态融合)比例，使得发光器件效率的提高；电子阻挡层与所述主体材料之间的三重态能级差大于或等于0.6eV，可以使得更多的三线态激子在主体材料上聚集，更容易在主体材料上发生TTF，可以使得发光器件TTF比例增加，使得发光器件的效率提高；主体材料与客体材料之间的HOMO差值的绝对值小于或等于0.6eV，掺杂量较少的客体材料不易对空穴形成陷阱，减小了HTA的概率，相应的TTF比例增加，使得发光器件的效率提高，通过上述技术方案可以有利于提高发光器件的效率，提高器件的性能。
附图说明
图1为发光器件的一个结构示意图；
图2为发光器件的一个能级示意图；
图3为发光器件的另一个能级示意图；
图4为发光器件的又一个能级示意图；
图5为BH1:BD3器件在不同电流密度下测试的瞬态EL示意图；
图6为发光器件的一个TTF ratio–J曲线；
图7为发光器件的一个EQE-J曲线；
图8为Prime/BH/BD之间T1关系示意图；
图9为发光器件的另一个TTF ratio–J曲线；
图10为发光器件的另一个EQE-J曲线；
图11为电子阻挡层与发光层的空穴迁移率的不同比值时发光器件的一个TTFratio–J曲线；
图12为电子阻挡层与发光层的空穴迁移率的不同比值时发光器件的一个EQE-J曲线；
图13为激子复合中心向Prime一侧移动的一个示意图；
图14为电流密度15mA/cm2下测得的TTF ratio与EQE曲线。
附图标记
阳极10；
空穴注入层11；空穴传输层12；电子阻挡层13；
发光层20；
阴极30；
电子注入层31；电子传输层32；空穴阻挡层33；
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
下面对本申请实施例提供的发光器件进行详细地说明。
如图1至图4所示，本申请实施例中的发光器件包括：依次层叠设置的阳极10、电子阻挡层13、发光层20和阴极30，发光层20可以包括主体材料和客体材料，主体材料为蓝光主体材料，主体材料和客体材料可以根据实际情况选择不同的种类和含量。其中，电子阻挡层13的空穴迁移率与发光层20的空穴迁移率之比可以大于或等于2.9*102；和/或，电子阻挡层13与所述主体材料之间的三重态能级差可以大于或等于0.6eV；和/或，所述主体材料与所述客体材料之间的HOMO差值的绝对值可以小于或等于0.6eV。需要说明的是，阳极10、电子阻挡层13、发光层20和阴极30依次层叠设置，并不是要求相邻两层之间一定要直接接触，只是表示相邻两层之间的一个上下相对位置关系。
电子阻挡层13的空穴迁移率与所述发光层20的空穴迁移率之比大于或等于2.9*102，相对于发光层20，较高的电子阻挡层13的空穴迁移率，可以使得激子复合中心由电子阻挡层13的一侧向发光层20的中心移动，可以降低三线态激子与积累在电子阻挡层13的界面的载流子发生HTA，减少无效淬灭，提高TTF比例，使得发光器件效率的提高；电子阻挡层13与主体材料之间的三重态能级差大于或等于0.6eV，可以使得更多的三线态激子在主体材料上聚集，更容易在主体材料上发生TTF，可以使得发光器件TTF比例增加，使得发光器件的效率提高；主体材料与客体材料之间的HOMO差值的绝对值小于或等于0.6eV，掺杂量较少的客体材料不易对空穴形成陷阱，减小了HTA的概率，相应的TTF比例增加，使得发光器件的效率提高，通过上述技术方案可以有利于提高发光器件的效率，提高器件的性能。
在一些实施例中，电子阻挡层13的空穴迁移率与发光层20的空穴迁移率之比可以大于或等于2.2*103。蓝光器件发光层中激子主要集中在电子阻挡层(Prime)的一侧，调控器件中的空穴迁移率能明显改变激子浓度以及复合区域。如图11和图12所示，Prime4、Prime5、Prime6的能级相近，可以排除能级的影响。其中，Prime4与发光层的空穴迁移率的比值为2.9*102，Prime5与发光层的空穴迁移率的比值为1.32*103，Prime6与发光层的空穴迁移率的比值为2.2*103，通过测试三组上述比值的器件在不同电流密度下的瞬态EL，计算对应电流密度下的TTF比例，具体的效率数据以及瞬态EL数据如图11和图12所示，可知，随着电子阻挡层的空穴迁移率的增加，器件TTF比例增加，发光器件的效率提高。电子阻挡层的空穴迁移率增加，激子复合中心由电子阻挡层的一侧向发光层的中心移动，可以降低三线态激子与积累在电子阻挡层的界面的载流子发生HTA，减少无效淬灭，提高TTF比例，提高器件的发光效率。选择电子阻挡层13的空穴迁移率与发光层20的空穴迁移率之比大于或等于2.2*103，可以更好地提高器件的发光效率。
在一些实施例中，电子阻挡层13与主体材料之间的三重态能级差可以大于或等于0.88eV。其中，影响器件TTF的因素有Prime/BH(主体材料)/BD(客体材料)之间的T1(三重态)能级差，OLED器件中三者的T1关系可以如图8所示。Prime1与BH之间的T1差ΔT1＝0.6eV，Prime2与BH之间的T1差ΔT1＝0.7eV，Prime3与BH之间的T1差ΔT1＝0.88eV，通过测试三组上述能级差的器件在不同电流密度下的瞬态EL，计算对应电流密度下的TTF比例，具体的效率数据以及瞬态EL数据可以如图9和图10所示，可知，随着Prime材料T1能级的增加，Prime与BH之间的T1差值增加，使得更多的三线态激子在BH上聚集，更容易在BH上发生TTF，因此，器件TTF比例增加，使得发光器件的效率提高。让电子阻挡层13与主体材料之间的三重态能级差大于或等于0.88eV，可以使得更多的三线态激子在BH上聚集，更容易在BH上发生TTF，使得发光器件的效率提高。
在本发明的实施例中，主体材料与客体材料之间的HOMO差值的绝对值小于或等于0.15eV。在清洗完成后的阳极ITO衬底上依次蒸镀有机材料及阴极，其中，器件结构为：ITO/HIL(空穴注入层)/HTL(空穴传输层)/prime(电子阻挡层)/BH(主体材料)：BD(客体材料)/HBL(空穴阻挡层)/ETL(电子传输层)/Cathode(阴极)。其中，器件1中：BH1与BD1的LUMO差值的绝对值∣ΔLUMO1∣约为0.3eV，HOMO差值的绝对值∣ΔHOMO1∣约为0.5～0.6eV(如图2所示)；器件2中：BH1与BD2的LUMO差值的绝对值∣ΔLUMO2∣<0.1eV，HOMO差值的绝对值∣ΔHOMO2∣约为0.3～0.4eV(如图3所示)；器件3中：BH1与BD3的LUMO差值的绝对值∣ΔLUMO3∣约为0.4eV，HOMO差值的绝对值∣ΔHOMO3∣<0.15eV(如图4所示)，由于蓝光主体材料一般富电子，因此，主要关注BH与BD的HOMO差值，通过测试三组器件在不同电流密度下的瞬态EL，计算对应电流密度下的TTF Ratio(比例)，具体的效率数据以及瞬态EL数据如图5至图7所示。
图5为BH1:BD3器件在不同电流密度下测试的瞬态EL图，图6为BH1:BD1/BD2/BD3三组器件的TTF ratio–J，图7为BH1:BD1/BD2/BD3三组器件的EQE-J曲线，可以看出，由于BD3的HOMO与BH1的HOMO差值的绝对值∣ΔHOMO3∣<0.15eV，掺杂量较少的客体材料不易对空穴形成陷阱，减小了HTA的概率，相应的TTF Ratio增加，使得发光器件的效率提高，尤其在低灰阶的情况下，效率提升更加明显，BD2以及BD3对应的器件在低灰阶下，有明显的效率爬坡现象，而BD3的效率曲线更加平坦，器件性能更加优越。因此，可以选择主体材料与客体材料之间的HOMO差值的绝对值小于或等于0.15eV，以使得器件性能更加优越。
在一些实施例中，主体材料的电子迁移率可以小于或等于10-7cm2·v-1·s-1。其中，通过调控BH(主体材料)的电子迁移率可以明显改变器件的激子复合中心。BH2的电子迁移率约为10-7cm2·v-1·s-1，BH3的电子迁移率约为10-6cm2·v-1·s-1，BH4的电子迁移率约为10-5cm2·v-1·s-1，如图13所示，随着BH的电子迁移率的增加，激子复合中心向电子阻挡层的一侧移动，图14为电流密度为15mA/cm2下测得的TTF ratio与EQE，可知，BH4的激子复合区域最窄，TTF Ratio及器件EQE最小。因为激子复合区域越窄，在电子阻挡层与发光层的界面处会积累更多的载流子，增加了HTA的概率，降低TTF Ratio以及器件效率。可见，选择主体材料的电子迁移率小于或等于10-7cm2·v-1·s-1，激子复合区域越宽，可以更好地提高器件的效率。
在一些实施例中，如图1所示，发光器件还包括：空穴注入层11与空穴传输层12，空穴注入层11设置于阳极10与电子阻挡层13之间，空穴传输层12设置于空穴注入层11与电子阻挡层13之间。空穴通过空穴注入层11注入后，经过空穴传输层12传输，再经过电子阻挡层13传输至发光层20。
在另一些实施例中，如图1所示，发光器件还包括：电子注入层31与电子传输层32，电子注入层31设置于阴极30与发光层20之间，电子传输层32设置于发光层20与电子注入层31之间，电子通过电子注入层31注入，通过电子传输层32传输。
可选地，如图1所示，发光器件还包括：空穴阻挡层33，空穴阻挡层33设置于电子传输层32与发光层20之间，通过空穴阻挡层33可以阻挡空穴。
本发明实施例提供一种显示面板，包括上述实施例中所述的发光器件。具有上述实施例中发光器件的显示面板，发光效率高，整体性能好。
本发明实施例提供一种显示装置，包括上述实施例中所述的显示面板。具有上述实施例中显示面板的显示装置，发光效率高，整体性能好。
上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。

Claims (8)

1.一种发光器件，其特征在于，包括：
依次层叠设置的阳极、电子阻挡层、发光层和阴极；
其中，所述发光层包括主体材料和客体材料，所述主体材料为蓝光主体材料；
所述电子阻挡层的空穴迁移率与所述发光层的空穴迁移率之比大于或等于2.9*102；
所述电子阻挡层与所述主体材料之间的三重态能级差大于或等于0.88eV；
所述主体材料与所述客体材料之间的HOMO差值的绝对值小于或等于0.15eV。
2.根据权利要求1所述的发光器件，其特征在于，所述电子阻挡层的空穴迁移率与所述发光层的空穴迁移率之比大于或等于2.2*103。
3.根据权利要求1所述的发光器件，其特征在于，所述主体材料的电子迁移率小于或等于10-7cm2·v-1·s-1。
4.根据权利要求1所述的发光器件，其特征在于，还包括：
空穴注入层，所述空穴注入层设置于所述阳极与所述电子阻挡层之间；
空穴传输层，所述空穴传输层设置于所述空穴注入层与所述电子阻挡层之间。
5.根据权利要求1所述的发光器件，其特征在于，还包括：
电子注入层，所述电子注入层设置于所述阴极与所述发光层之间；
电子传输层，所述电子传输层设置于所述发光层与所述电子注入层之间。
6.根据权利要求5所述的发光器件，其特征在于，还包括：
空穴阻挡层，所述空穴阻挡层设置于所述电子传输层与所述发光层之间。
7.一种显示面板，其特征在于，包括如权利要求1-6中任一项所述的发光器件。
8.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求7所述的显示面板。
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