CN113571655A - 有机电致发光器件、显示面板及显示装置 - Google Patents

有机电致发光器件、显示面板及显示装置 Download PDF

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Abstract

本申请实施例提供一种有机电致发光器件、显示面板及显示装置，有机电致发光器件包括超荧光发光层、荧光发光层和空穴阻挡层，空穴阻挡层设置于超荧光发光层和荧光发光层的同一侧；超荧光发光层包括第一主体材料、热活化延迟荧光材料和第一荧光客体材料，荧光发光层包括第二主体材料和第二荧光客体材料；空穴阻挡层具有：相对于第一主体材料更深的HOMO，相对于热活化延迟荧光材料更高的T1。相对于第二主体材料更浅的LUMO。通过对有机电致发光器件材料选用原则的特别规定，空穴阻挡层能够实现超荧光发光层和荧光发光层的共用，也能够平衡超荧光发光层和荧光发光层的器件效率和使用寿命，从而改善超荧光发光层和荧光发光层之间的兼容性问题。

Description

有机电致发光器件、显示面板及显示装置
技术领域
本申请实施例涉及显示装置技术领域，尤其涉及一种有机电致发光器件、显示面板及显示装置。
背景技术
由于超荧光发光层和荧光发光层内在机理差异性较大，导致两者在共用时存在兼容性问题。
发明内容
有鉴于此，本申请实施例的目的在于提出一种有机电致发光器件、显示面板及显示装置。
第一方面，本申请实施例提供了一种有机电致发光器件，包括超荧光发光层、荧光发光层和空穴阻挡层，所述空穴阻挡层设置于所述超荧光发光层和所述荧光发光层的同一侧；所述超荧光发光层包括第一主体材料、热活化延迟荧光材料和第一荧光客体材料，所述荧光发光层包括第二主体材料和第二荧光客体材料；
所述空穴阻挡层具有：
相对于所述第一主体材料更深的最高被占据分子轨道；
相对于所述热活化延迟荧光材料更高的三重态第一激发态能量；
相对于所述第二主体材料更浅的最低未被占据分子轨道。
在本申请实施例提供的有机电致发光器件中，通过更深的最高被占据分子轨道，空穴阻挡层可以有效地抑制超荧光发光层中空穴的流失，进而有助于提高激子的产率；通过更高的三重态第一激发态能量，空穴阻挡层有利于抑制三重态激子从热活化延迟荧光材料泄漏；通过更浅的最低未被占据分子轨道，能够在荧光发光层一侧形成缓冲势垒，有利于抑制荧光发光层的电子过剩情况。
由此可以看出，通过对有机电致发光器件材料选用原则的特别规定，空穴阻挡层能够实现超荧光发光层和荧光发光层的共用，也能够平衡超荧光发光层和荧光发光层的器件效率和使用寿命，从而改善超荧光发光层和荧光发光层之间的兼容性问题。
在一种可能的实施方式中，所述有机电致发光器件还包括电子传输层，所述电子传输层设置于所述空穴阻挡层远离所述超荧光发光层和所述荧光发光层的一侧；
相对于所述空穴阻挡层，所述电子传输层具有更深的最低未被占据分子轨道。
在一种可能的实施方式中，相对于所述热活化延迟荧光材料，所述空穴阻挡层具有更深的最高被占据分子轨道。
在一种可能的实施方式中，所述空穴阻挡层的最低未被占据分子轨道，位于所述第一主体材料的最低未被占据分子轨道和所述热活化延迟荧光材料的最低未被占据分子轨道之间。
在一种可能的实施方式中，所述有机发光器件包括红色发光层、绿色发光层和蓝色发光层，所述蓝色发光层为所述荧光发光层，所述红色发光层和所述绿色发光层中的至少一方为所述超荧光发光层。
在一种可能的实施方式中，所述红色发光层为所述超荧光发光层，包括红色主体材料、第一热活化延迟荧光材料和红色荧光客体材料；
所述红色发光层满足：
|HOMO(A)-HOMO(B)|≤0.2eV
LUMO(A)-LUMO(B)>0.3eV；
LUMO(A)-LUMO(C)>0.3eV；
其中，HOMO(A)为所述红色主体材料的最高被占据分子轨道能级；
LUMO(A)为所述红色主体材料的最低未被占据分子轨道能级；
HOMO(B)为所述第一热活化延迟荧光材料的最高被占据分子轨道能级；
LUMO(B)为所述第一热活化延迟荧光材料的最低未被占据分子轨道能级；
LUMO(C)为所述红色荧光客体材料的最低未被占据分子轨道能级。
在一种可能的实施方式中，所述红色主体材料为空穴型主体材料，所述第一热活化延迟荧光材料为电子性敏化剂；
所述红色发光层满足：
△Est＝S1(B)-T1(B)<0.3eV；
S1(A)>S1(B)>S1(C)；
T1(B)>T1(C)；
其中，S1(A)为所述红色主体材料的单重态第一激发态能量；
S1(B)为所述第一热活化延迟荧光材料的单重态第一激发态能量；
S1(C)为所述红色荧光客体材料的单重态第一激发态能量；
T1(B)为所述第一热活化延迟荧光材料的三重态第一激发态能量；
T1(C)为所述红色荧光客体材料的三重态第一激发态能量。
在一种可能的实施方式中，所述绿色发光层为所述超荧光发光层，包括绿色主体材料、第二热活化延迟荧光材料和绿色荧光客体材料；
所述绿色发光层满足：
|HOMO(D)-HOMO(E)|≤0.2eV
LUMO(D)-LUMO(E)>0.3eV；
LUMO(E)-LUMO(F)>0.3eV；
|HOMO(D)-HOMO(A)|≤0.2eV
其中，HOMO(D)为所述绿色主体材料的最高被占据分子轨道能级；
LUMO(D)为所述绿色主体材料的最低未被占据分子轨道能级；
HOMO(E)为所述第二热活化延迟荧光材料的最高被占据分子轨道能级；
LUMO(E)为所述第二热活化延迟荧光材料的最低未被占据分子轨道能级；
LUMO(F)为所述绿色荧光客体材料的最低未被占据分子轨道能级。
在一种可能的实施方式中，所述绿色主体材料为空穴型主体材料，所述第二热活化延迟荧光材料为电子性敏化剂，所述绿色发光层满足：
△Est＝S1(E)-T1(E)<0.3eV；
S1(D)>S1(E)>S1(F)；
T1(E)>T1(F)；
其中，S1(D)为所述绿色主体材料的单重态第一激发态能量；
S1(E)为所述第一热活化延迟荧光材料的单重态第一激发态能量；
S1(F)为所述绿色荧光客体材料的单重态第一激发态能量；
T1(E)为所述第一热活化延迟荧光材料的三重态第一激发态能量；
T1(F)为所述绿色荧光客体材料的三重态第一激发态能量。
在一种可能的实施方式中，所述蓝色发光层包括第二主体材料和蓝色荧光客体材料；
所述第二主体材料为电子性材料，且满足：
|HOMO(M)-HOMO(A)|≤0.2eV；
|HOMO(M)-HOMO(D)|≤0.2eV；
HOMO(M)为所述第二主体材料的最高被占据分子轨道能级。
在一种可能的实施方式中，所述空穴阻挡层满足：
T1(G)>T1(B)；
T1(G)>T1(E)；
T1(G)>T1(M)；
其中，T1(B)为所述第一热活化延迟荧光材料的三重态第一激发态能量；
T1(E)为所述第一热活化延迟荧光材料的三重态第一激发态能量；
T1(M)为所述第二主体材料的三重态第一激发态能量；
T1(G)为所述空穴阻挡层的三重态第一激发态能量。
在一种可能的实施方式中，所述空穴阻挡层满足：
T1(G)-T1(B)>0.2eV；
T1(G)-T1(E)>0.2eV；
T1(G)-T1(M)>0.2eV。
在一种可能的实施方式中，所述空穴阻挡层满足：
HOMO(A)-HOMO(G)>0.3eV；
HOMO(B)-HOMO(G)>0.3eV；
HOMO(D)-HOMO(G)>0.3eV；
HOMO(E)-HOMO(G)>0.3eV；
HOMO(M)-HOMO(G)>0.3eV；
其中，HOMO(G)为所述空穴阻挡层的最高被占据分子轨道能级。
在一种可能的实施方式中，所述空穴阻挡层满足：
|LUMO(A)|<|LUMO(G)|<|LUMO(B)|；
|LUMO(D)|<|LUMO(G)|<|LUMO(E)|；
LUMO(G)-LUMO(M)>0.2eV；
其中，LUMO(G)为所述空穴阻挡层的最低未被占据分子轨道能级。
在一种可能的实施方式中，所述红色主体材料、所述绿色主体材料和所述空穴阻挡层满足：
||HOMO(A)-LUMO(G)|-Epeak(A)|≤0.3eV；
||HOMO(D)-LUMO(G)|-Epeak(D)|≤0.3eV,
其中，Epeak(A)为所述红色主体材料PL光谱峰值对应的能量强度；
Epeak(D)为所述绿色主体材料PL光谱峰值对应的能量强度；
LUMO(G)为所述空穴阻挡层的最低未被占据分子轨道能级。
在一种可能的实施方式中，所述电子传输层满足：
LUMO(G)-LUMO(K)>0.2eV；
其中，LUMO(G)为所述空穴阻挡层的最低未被占据分子轨道能级；
LUMO(K)为所述电子传输层的最低未被占据分子轨道能级。
第二方面，本申请实施例提供了一种显示面板，包括显示背板以及所述显示背板一侧设置的第一方面实施例中任一项所述的有机电致发光器件。
第三方面，本申请实施例提供了一种显示装置，包括第二方面实施例中所述的显示面板。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请一个或多个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种有机电致发光器件的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的红色单载流子器件的电压-电流密度特性曲线；
图3为本申请实施例提供的绿色单载流子器件的电压-电流密度特性曲线；
图4为本申请实施例提供的蓝色单载流子器件的电压-电流密度特性曲线。
附图标记说明：
1-阳极、2-第一空穴传输层、3-第二空穴传输层、4-第一电子阻挡层、5-红色发光层、6-空穴阻挡层、7-电子注入层、8-光学覆盖层、9-封装层、10-阴极、11-电子传输层、12-蓝色发光层、13-第三电子阻挡层、14-空穴注入层、15-绿色发光层、16-第二电子阻挡层、17-第三空穴传输层。
具体实施方式
有机电致发光器件中的有机发光层可以采用超荧光体系，即包括主体材料、热活化延迟荧光(Thermally activated delayed fluorescence，缩写TADF)材料和荧光客体材料，其中TADF材料起敏化剂的作用，TADF材料具有较小的单重态-三重态能级差△Est，三重态激子可以通过反系间窜越(Reverse Intersystem Crossing，简称RISC)将能量从三重态转移到单重态，然后从单重态通过Forster能量传递转移到荧光客体材料的单重态能级，使得能量被荧光客体材料有效利用，该超荧光体系突破了传统25％的极限，实现了理论上100％的内量子效率，使得从主体材料到客体材料的能量转移更为充分。对于超荧光体系而言，主体材料、热活化延迟荧光材料、荧光客体材料的能量转移方式主要为Forster能量转移，Forster能量转移是指分子偶极-偶极作用所造成的非辐射能量转移。
目前采用超荧光体系的红色发光层和绿色发光层已经能够满足显示用途，但是超荧光蓝色发光层因技术难度较大等因素仍存在诸多问题，因此蓝色发光层一般仍采用荧光体系。由于超荧光发光层和荧光发光层的内在机理差异性较大，导致超荧光发光层和荧光发光层在共用时会出现兼容性问题，例如能够共用的层级结构较少，效率和寿命存在较大的差异等，超荧光发光层和荧光发光层之间的兼容性问题也限制了超荧光技术的应用与发展。
鉴于此，本申请实施例提供了一种有机电致发光器件，在该有机电致发光器件中，包括超荧光发光层、荧光发光层和空穴阻挡层，超荧光发光层包括第一主体材料、热活化延迟荧光材料和第一荧光客体材料，荧光发光层包括第二主体材料和第二荧光客体材料；其中，空穴阻挡层具有相对于第一主体材料更深的最高被占据分子轨道，相对于热活化延迟荧光材料更高的三重态第一激发态能量，相对于第二主体材料更浅的最低未被占据分子轨道。
通过更深的最高被占据分子轨道，空穴阻挡层可以有效地抑制超荧光发光层中空穴的流失，进而有助于提高激子的产率；通过更高的三重态第一激发态能量，空穴阻挡层有利于抑制三重态激子从热活化延迟荧光材料泄漏；通过更浅的最低未被占据分子轨道，能够在荧光发光层一侧形成缓冲势垒，有利于抑制荧光发光层的电子过剩情况。
由此可以看出，通过对有机电致发光器件材料选用原则的特别规定，空穴阻挡层能够实现超荧光发光层和荧光发光层的共用，也能够平衡超荧光发光层和荧光发光层的器件效率和使用寿命，从而改善超荧光发光层和荧光发光层之间的兼容性问题。
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。
图1为本申请实施例提供的一种有机电致发光器件的结构示意图，如图1所示，该有机电致发光器件包括阳极(Anode)1、空穴注入层(HIT)14、第一空穴传输层(HTL1)2、第二空穴传输层(HTL2)3、第一电子阻挡层(R-EBL)4、红色发光层(R-EML)5、第三空穴传输层(HTL3)17、第二电子阻挡层(G-EBL)16、绿色发光层(G-EML)15、第三电子阻挡层(B-EBL)13、蓝色发光层(B-EML)12、空穴阻挡层(HBL)6、电子传输层(ETL)11、电子注入层(EIL)7、阴极(Cathode)2、光学覆盖层(CPL)8和封装层3。
其中，阳极1采用高功函数电极材料，可以为金属和氧化物形成的复合电极，例如Ag/ITO，Al/ITO，Ag/IZO，Al/IZO等。复合电极中金属层的参考厚度为50至200nm，氧化物层的参考厚度为5至20nm。在本实施例中，有机电致发光器件为顶发射器件，复合阳极为全反射阳极，其对于550nm波长反射率需大于80％。
需要说明是，本文中层级结构的厚度是指其层叠方向上的厚度。
空穴注入层14设置于阳极1的一侧，其主要用于提高空穴注入效率，可以采用CuPc、HATCN、MnO3等注入材料形成，也可以采用在空穴传输材料中进行p型掺杂形成。该空穴注入层14可以通过多源共同蒸镀形成，参考厚度为1至30nm。
第一空穴传输层2设置于空穴注入层14远离阳极1的一侧，其主要用于空穴的传输，采用空穴迁移率较高的空穴传输类材料形成，如咔唑类材料。对于顶发射器件，根据微谐振腔原理，可通过调整第一空穴传输层2的厚度对蓝色发光层12的色坐标进行调节。
第二空穴传输层3和第三空穴传输层17设置于第一空穴传输层2远离阳极1的一侧，同样主要用于空穴的传输，采用空穴迁移率较高的空穴传输类材料形成，如咔唑类材料。对于顶发射器件，根据微谐振腔原理，在固定第一空穴传输层2厚度的基础上，可通过调整第二空穴传输层3厚度对红色发光层5的色坐标进行调节；可通过调整第三空穴传输层17厚度变化对绿色发光层15的色坐标进行调节。
第一电子阻挡层4设置于第二空穴传输层3远离第一空穴传输层2的一侧，其主要用于传输空穴而阻挡电子和红色发光层5产生的激子，也可以被称为红光激子阻挡层；第二电子阻挡层16设置于第三空穴传输层17远离第一空穴传输层2的一侧，其主要用于传输空穴而阻挡电子和绿色发光层15产生的激子，也可以被称为绿光激子阻挡层。第一电子阻挡层4和第二电子阻挡层16的参考厚度均为5至20nm。
在可能的实施方式中，第一电子阻挡层4与第二空穴传输层3可以合并为一层结构，第二电子阻挡层16与第三空穴传输层17也可以合并为一层结构。
红色发光层5设置于第一电子阻挡层4远离第二空穴传输层3的一侧，参考厚度为15至30nm。在图1所示的实施方式中，红色发光层5为超荧光发光层，包括红色主体材料A、第一热活化延迟荧光材料B以及红色荧光客体材料C。其中，主体材料是指摩尔占比较高的材料，在本实施例中，红色主体材料A在红色发光层5的摩尔占比需高于50％，红色荧光客体材料C在红色发光层5的摩尔占比需不高于2％。
第一热活化延迟荧光材料B为具有热活化延迟荧光属性的材料，起敏化剂的作用，也可被称为第一TADF敏化剂B。
红色主体材料A的空穴迁移率高于其电子迁移率至少一个数量级，第一热活化延迟荧光材料B电子迁移率高于其空穴迁移率至少一个数量级，红色主体材料A的空穴迁移率与第一热活化延迟荧光材料B的电子迁移率在一个数量级以内。也就是说，红色主体材料A为空穴型主体材料，第一热活化延迟荧光材料B为电子性敏化剂。空穴型主体材料和电子型敏化剂的搭配，有利于改善红色发光层5电荷传输平衡；红色主体材料A比例占优势，也有利于降低TADF材料的相互作用，提高器件效率。
在红色发光层5中，第一热活化延迟荧光材料B的单重态第一激发态能量S1(B)与三重态第一激发态能量T1(B)需满足：△Est＝S1(B)-T1(B)<0.3eV。红色主体材料A的单重态第一激发态能量S1(A)，第一热活化延迟荧光材料B的单重态第一激发态能量S1(B)以及红色荧光客体材料C的单重态第一激发态能量S1(C)需满足：S1(A)>S1(B)>S1(C)。第一热活化延迟荧光材料B的三重态第一激发态能量T1(B)以及红色荧光客体材料C的三重态第一激发态能量T1(C)需满足：T1(B)>T1(C)。
红色主体材料A、第一热活化延迟荧光材料B以及红色荧光客体材料C还需满足：
|HOMO(A)-HOMO(B)|≤0.2eV
LUMO(A)-LUMO(B)>0.3eV；
LUMO(A)-LUMO(C)>0.3eV；
其中，HOMO(Highest Occupied Molecular Orbital，缩写HOMO)是指最高占据分子轨道，LUMO(Lowest Unoccupied Molecular Orbital，缩写LUMO)是指最低未占分子轨道；HOMO能级能够影响电子的注入效率，LUMO能级能够影响空穴的注入效率。
在上述不等式中，HOMO(A)为红色主体材料的最高被占据分子轨道能级；
LUMO(A)为红色主体材料A的最低未被占据分子轨道能级；
HOMO(B)为第一热活化延迟荧光材料B的最高被占据分子轨道能级；
LUMO(B)为第一热活化延迟荧光材料B的最低未被占据分子轨道能级；
LUMO(C)为红色荧光客体材料C的最低未被占据分子轨道能级。
通过上述不等式可以看出，在红色发光层5中，红色主体材料A和第一热活化延迟荧光材料B的HOMO接近，可以有效的利用空穴传输性更好的红色主体材料A提高红色发光层5空穴浓度，同时确保第一热活化延迟荧光材料B上具有足够数量的空穴。
红色荧光客体材料C的吸收光谱与第一热活化延迟荧光材料B的发射光谱的重叠面积越大，TADF材料淬灭越完全，Forster能量转移更为充分，红色荧光客体材料C能够更充分地发光。因此，在归一化条件下，红色荧光客体材料C的吸收光谱与第一热活化延迟荧光材料B的发射光谱的重叠面积需不低于第一热活化延迟荧光材料B发射光谱面积的55％，红色荧光客体材料C发射光谱主峰范围可在610至640nm。
在可能的实施方式中，红色主体材料A可以为咔唑类衍生物，第一热活化延迟荧光材料B可以为具有D-A结构的咔唑-三嗪衍生物等，红色荧光客体材料C可以为氟硼类材料或硼氮类材料。
绿色发光层15设置于第二电子阻挡层16远离第三空穴传输层17的一侧，参考厚度为15至40nm，同样采用超荧光技术，包括绿色主体材料D、第二热活化延迟荧光材料E以及绿色荧光客体材料F。第二热活化延迟荧光材料E为具有热活化延迟荧光属性的材料，起敏化剂的作用，也可被称为第二TADF敏化剂E；绿色主体材料D在绿色发光层15的摩尔占比需高于50％，红色荧光客体材料C在绿色发光层15的摩尔占比需不高于2％。
其中，绿色主体材料D空穴迁移率高于电子迁移率至少一个数量级，第二热活化延迟荧光材料E的电子迁移率高于其空穴迁移率至少一个数量级，绿色主体材料D的空穴迁移率与第二热活化延迟荧光材料E的电子迁移率在一个数量级以内。也就是说，绿色主体材料D为空穴型主体材料，第二热活化延迟荧光材料E为电子性敏化剂。空穴型主体材料和电子型敏化剂的搭配，有利于改善绿色发光层电荷传输平衡。绿色主体材料A比例占优势，也有利于降低TADF材料的相互作用，提高器件效率。
在绿色发光层15中，第二热活化延迟荧光材料E的单重态第一激发态能量S1(E)与三重态第一激发态能量T1(E)满足△Est＝S1(E)-T1(E)<0.3eV。绿色主体材料D的单重态第一激发态能量S1(D)，第二热活化延迟荧光材料E的单重态第一激发态能量S1(E)以及绿色荧光客体材料F的单重态第一激发态能量S1(F)满足：S1(D)>S1(E)>S1(F)。第二热活化延迟荧光材料E的三重态第一激发态能量T1(E)和绿色荧光客体材料F三重态第一激发态能量T1(F)满足：T1(E)>T1(F)。
绿色主体材料D、第二热活化延迟荧光材料E以及绿色荧光客体材料F还满足：
|HOMO(D)-HOMO(E)|≤0.2eV
LUMO(D)-LUMO(E)>0.3eV；
LUMO(E)-LUMO(F)>0.3eV；
|HOMO(D)-HOMO(A)|≤0.2eV
其中，HOMO(D)为绿色主体材料的最高被占据分子轨道能级；
LUMO(D)为绿色主体材料D的最低未被占据分子轨道能级；
HOMO(E)为第二热活化延迟荧光材料E的最高被占据分子轨道能级；
LUMO(E)为第二热活化延迟荧光材料E的最低未被占据分子轨道能级；
LUMO(F)为绿色荧光客体材料F的最低未被占据分子轨道能级。
通过上述不等式可以看出，在绿色发光层15中，绿色主体材料D和第二热活化延迟荧光材料E的HOMO接近，可以有效的利用空穴传输性更好的绿色主体材料D提高绿色发光层15空穴浓度，同时确保第二热活化延迟荧光材料E上具有足够数量的空穴。
在归一化条件下，绿色荧光客体材料F的吸收光谱与第二热活化延迟荧光材料E的发射光谱的重叠面积需不低于第二热活化延迟荧光材料E发射光谱面积的55％。绿色荧光客体材料F发射光谱主峰范围可在510～540nm。
在可能的实方式中，绿色主体材料D可以为咔唑类衍生物，第二热活化延迟荧光材料E可以为具有D-A结构的咔唑-三嗪衍生物等，绿色荧光客体材料F可以为氟硼类材料，或硼氮类材料。
第三电子阻挡层13设置于第一空穴传输层2远离空穴注入层14的一侧，其主要用于传输空穴而阻挡电子和蓝色发光层产生的激子，也可以被称为蓝光激子阻挡层，第三电子阻挡层13参考厚度为1至10nm。
蓝色发光层12设置于第三电子阻挡层13远离第一空穴传输层2的一侧，参考厚度为15至30nm。蓝色发光层12为荧光发光层，包括第二主体材料M和蓝光荧光客体材料N，第二主体材料M为电子型主体材料，电子迁移率高于其空穴迁移率至少1个数量级，第二主体材料M的HOMO能级需满足：
|HOMO(M)-HOMO(A)|≤0.2eV；
|HOMO(M)-HOMO(D)|≤0.2eV；
第二主体材料M可以选用各种蒽类、芴类、芘类衍生物。蓝光荧光客体材料N可选择芴类、芘类，硼氮类材料等，掺杂浓度0.5～5％。
为了实现第一电子阻挡层4、第二电子阻挡层16和第三电子阻挡层13的作用，在可能的实施方式中，第二空穴传输层3的HOMO能级与第一电子阻挡层4的HOMO能级差不大于0.2eV。
形成第一电子阻挡层4的材料满足：
该材料的三重态第一激发态能量T1需大于第一热活化延迟荧光材料B的三重态第一激发态能量T1，且差值大于0.2eV；
该材料的HOMO能级与红色主体材料A的HOMO能级差不超过0.2eV；该材料的HOMO能级与第一空穴传输层HTL的HOMO能级差不低于0.2eV,且不高于0.4eV。
第三电子阻挡层13的三重态第一激发态能量T1需大于蓝色主体材料M的三重态第一激发态能量T1，至少超过0.1eV。第三电子阻挡层13的LUMO能级需小于蓝色主体材料M的LUMO能级至少0.3eV。
空穴阻挡层6设置于红色发光层5、绿色发光层15以及蓝色发光层12远离第一空穴传输层2的一侧，也即空穴阻挡层6为三者共用，空穴阻挡层6采用材料G形成。为保证具有良好的激子阻挡作用，材料G的三重态第一激发态能量T1(G)需同时满足：
T1(G)>T1(B)；T1(G)>T1(E)；T1(G)>T1(M)；
其中，T1(M)为第二主体材料M的三重态第一激发态能量。
例如，在一种可能的实施方式中，T1(G)-T1(B)>0.2eV；T1(G)-T1(E)>0.2eV；T1(G)-T1(M)>0.2eV。
材料G的HOMO能级需同时满足：
HOMO(A)-HOMO(G)>0.3eV；
HOMO(B)-HOMO(G)>0.3eV；
HOMO(D)-HOMO(G)>0.3eV；
HOMO(E)-HOMO(G)>0.3eV；
HOMO(M)-HOMO(G)>0.3eV。
材料G的LUMO能级需同时满足：
|LUMO(A)|<|LUMO(G)|<|LUMO(B)|
|LUMO(D)|<|LUMO(G)|<|LUMO(E)|；
且LUMO(G)-LUMO(M)>0.2eV。
其中，HOMO(G)为材料G的最高被占据分子轨道能级；
LUMO(G)为材料G的最低未被占据分子轨道能级。
通过上述不等式可以看出，空穴阻挡层6相对于第一热活化延迟荧光材料B和第二热活化延迟荧光材料E均具有较高的三重态第一激发态能量T1，从而有利于抑制三重态激子从热活化延迟荧光材料(第一热活化延迟荧光材料B和第二热活化延迟荧光材料E)向外侧(电子传输层11所在一侧)的泄漏。
同时，空穴阻挡层6的HOMO相对于红色发光层5、绿色发光层15和蓝色发光层12的材料更深，也可以有效地抑制发光层中空穴的流失，进而有助于提高激子的产率。
另外，空穴阻挡层6的LUMO介于红色主体材料A和第一热活化延迟荧光材料B的LUMO之间，介于绿色主体材料D和第二热活化延迟荧光材料E的LUMO之间；从而使得电子更倾向于进入热活化延迟荧光材料，在热活化延迟荧光材料传输；加之前文对红色发光层5和绿色发光层15的限制，第一热活化延迟荧光材料B和第二热活化延迟荧光材料E上具有足够数量的空穴，可以使该有机电致发光器件的激子主要产生于热活化延迟荧光材料。
为了使材料G与红光主体材料A及绿光主体材料D不形成激基复合物，该有机电致发光器件还需满足：
||HOMO(A)-LUMO(G)|-Epeak(A)|≤0.3eV，
||HOMO(D)-LUMO(G)|-Epeak(D)|≤0.3eV,
其中Epeak指材料PL光谱峰值对应的能量强度；
Epeak(A)为红色主体材料PL光谱峰值对应的能量强度；
Epeak(B)为绿色主体材料PL光谱峰值对应的能量强度。
材料G可以是吖嗪类，咪唑类，或二苯并类衍生物。空穴阻挡层6的参考厚度为1至15nm。
电子传输层11设置于空穴阻挡层6远离阳极1的一侧，主要用于电子的传输，该层参考厚度为10至70nm，包含具有良好电子传输特性的材料K，材料K可以是咪唑类，噻吩类，吖嗪类衍生物等。
材料K的最低未被占据分子轨道能级LUMO(K)需满足：
|LUMO(K)|>|LUMO(G)|。
例如，在一种可能的实施方式中，LUMO(G)-LUMO(K)>0.2eV。
由此可以看出，空穴阻挡层6的LUMO高于电子传输层11和第二主体材料M的LUMO，从而在电子传输层11和蓝色发光层12之间形成缓冲势垒，有利于抑制蓝色发光层12的电子过剩情况。
该有机电致发光器件还包括电子注入层7，电子注入层7设置电子传输层11远离空穴阻挡层6的一侧，主要用于提升电子的注入效率，参考厚度为0.5至2nm。该层可采用低功函数金属如Li、Ca、Yb，或者金属盐LiF、LiQ3等通过蒸镀形成。
阴极10设置于电子注入层7远离电子传输层11的一侧，可以采用较低功函数金属Al、Mg、Ag等，或含有低功函数金属材料的合金形成。该层参考厚度为10至20nm，对于顶发射器件，阴极10还需保证一定透过率(>45％@550nm)。
对于顶发射器件，在阴极10远离电子注入层7的一侧还需设置一层光学覆盖层8，以提高光学输出。光学覆盖层8的材料一般选择折射率大于1.8的有机小分子材料蒸镀形成，参考厚度为50至100nm。
封装层9设置于光学覆盖层8远离阴极10的一侧，该有机电致发光器件可以采用UV框胶或薄膜封装等方式进行封装。
下面对本申请实施例提供的有机电致发光器件的性能进行了测试和比较，分别按照如下条件制备了如图1所示的有机电致发光器件(以下条件省略了封装层9)。
测试例1
红光器件：Ag(100nm)/ITO(8nm)/HIL/HTL/R-HT/R-EBL/TRM：TRH：RD(25nm，70％：29％：1％)/HB-1/ET：LIQ(1：1，40nm)/EIL(1nm)/Mg：Ag(15nm)/CPL(60nm)。
绿光器件：Ag(100nm)/ITO(8nm)/HIL/HTL/G-HT/G-EBL/TGM：TGH：GD(30nm，60％：39％：1％)/HB-1/ET：LIQ(1：1，40nm)/EIL(1nm)/Mg：Ag(15nm)/CPL(60nm)。
蓝光器件：Ag(100nm)/ITO(8nm)/HIL/HTL/B-EBL/BH：BD(20nm，3％)/HB-1/ET：LIQ(1：1，40nm)/EIL(1nm)/Mg：Ag(15nm)/CPL(60nm)。
测试例2
红光器件：Ag(100nm)/ITO(8nm)/HIL/HTL/R-HT/R-EBL/TRM：TRH：RD(25nm，70％：29％：1％)/HB-2/ET：LIQ(1：1，40nm)/EIL(1nm)/Mg：Ag(15nm)/CPL(60nm)。
绿光器件：Ag(100nm)/ITO(8nm)/HIL/HTL/G-HT/G-EBL/TGM:TGH:GD(30nm，60％：39％：1％)/HB-2/ET：LIQ(1：1，40nm)/EIL(1nm)/Mg：Ag(15nm)/CPL(60nm)。
蓝光器件：Ag(100nm)/ITO(8nm)/HIL/HTL/B-EBL/BH：BD(20nm，3％)/HB-2/ET：LIQ(1：1，40nm)/EIL(1nm)/Mg：Ag(15nm)/CPL(60nm)。
测试例3
红光器件：Ag(100nm)/ITO(8nm)/HIL/HTL/R-HT/R-EBL/TRM：TRH：RD(25nm，70％：29％：1％)/HB-3/ET：LIQ(1：1，40nm)/EIL(1nm)/Mg：Ag(15nm)/CPL(60nm)。
绿光器件：Ag(100nm)/ITO(8nm)/HIL/HTL/G-HT/G-EBL/TGM：TGH：GD(30nm，60％：39％：1％)/HB-3/ET：LIQ(1：1，40nm)/EIL(1nm)/Mg：Ag(15nm)/CPL(60nm)。
蓝光器件：Ag(100nm)/ITO(8nm)/HIL/HTL/B-EBL/BH：BD(20nm，3％)/HB-3/ET：LIQ(1：1，40nm)/EIL(1nm)/Mg：Ag(15nm)/CPL(60nm)。
测试例1、测试例2和测试例3均包含红绿蓝(RGB)三色发光器件，红光R、绿光G为基于TADF的超荧光三元发光体系，蓝光B为普通荧光二元掺杂体系。在上述测试例1、测试例2和测试例3中，TRM和TGM分别为红光主体材料A和绿光主体材料D，TRH和TGH分别为第一热活化延迟荧光材料B和第二热活化延迟荧光材料E，BH为第二主体材料M，RD、GD、BD分别为红、绿、蓝发光层的荧光客体材料(材料C、材料F和材料N)。HB-1、HB-2、HB-3为三种不同的空穴阻挡层材料，ET为和LIQ共混的电子传输材料。
上述材料物性参数参见如下表1：
单位：电子伏 HOMO LUMO T1 S1 PL峰能量
TRM 5.8 2.6 2.7 3.5 3.14
TRH 5.9 3.6 2.32 2.40 /
RD 5.4 3.6 N.D. 2.0 /
TGM 5.9 2.5 3.0 3.6 3.20
TGH 5.8 3.2 2.70 2.75 /
GD 5.8 3.5 N.D. 2.4 /
BH 5.9 3.0 1.8 2.8 /
BD 5.3 2.6 N.D. 2.7 /
HB-1 6.1 2.6 2.8 3.1 /
HB-2 6.5 3.1 2.8 3.3 /
HB-3 6.3 2.7 2.9 3.4 /
ET 6.7 3.3 / / /
表1为材料分子能轨及激发态
材料的HOMO、LUMO使用光电子能谱法搭配紫外可见吸收光谱综合获得。材料T1、S1采用77K低温光致光谱法测量稀溶液获得，数据采用切线法取光谱上升临界点。
关于上述RGB发光器件的设计原则说明如下：
分别对应红色发光层制备红色单载流子器件，对应绿色发光层制备绿色单载流子，对应蓝色发光层制备蓝色单载流子器件，单载流子器件包括单空穴器件(Hole OnlyDevice，缩写HOD)和单电子器件(Electron Only Device，缩写EOD)。
图2为本申请实施例提供的红色单载流子器件的电压-电流密度特性曲线，从图2中可以看出，对红色发光层来说，TRM为空穴型主体材料，占比高(70％)，TRH具有更深的LUMO，电子更倾向于在TRH上传递，因此该体系激子产生在TRH上，并通过能量转移，激发RD发光。RD具有更深的LUMO，因此也将作为电子陷阱存在。红色发光层TRM：TRH：RD整体上为空穴传导占优势。
图3为本申请实施例提供的绿色单载流子器件的电压-电流密度特性曲线，从图3中可以看出，对绿色发光层来说，情况与红色单载流子器件非常相似，空穴型的主体材料占比高(60％)，激子产生在TGH上，绿色发光层TGM：TGH：GD整体为空穴传导占优。
图4为本申请实施例提供的蓝色单载流子器件的电压-电流密度特性曲线，从图4中可以看出，对于蓝色发光层来说，BH为电子型主体材料，电子迁移率高空穴迁移率超过10倍，蓝色发光层电子传导占优，复合中心偏向于B-EBL/B-EML界面。
对上述测试例1、测试例2和测试例3提供的发光器件的性能进行测试，结果见表2：
Figure BDA0003178251250000171
表2为器件特性汇总
从表2中可以看出：
测试例1：采用HB-1作为空穴阻挡层6，HB-1相对于TRH和TGH具有高的T1，可抑制三重态激子从红绿发光层向外泄漏，HB-1的HOMO能级较浅，对于空穴占优的红色发光层5和绿色发光层R-EML来说，无法高效阻止空穴泄漏，因此红光器件和绿光器件效率较低。而材料HB-1的LUMO能级较高，在电子传输层11与发光层EML(R-EML、R-EML和B-EML)之间形成了电子传输势垒，可有效的降低蓝色发光层12层电子过剩问题，获得了较好的蓝光器件寿命。
测试例2：采用HB-2作为空穴阻挡层6，HB-2相对于TRH和TGH具有高的T1，可抑制三重态激子从红色发光层5和绿色发光层R-EML向外泄漏。HB-2相对于TRM，TGM具有很深的HOMO能级，可显著降低R、G、B器件发光层的空穴泄漏。但材料HB-2具有较深的LUMO能级，因此电子可以更容易的从电子传输层11进入R、G、B发光层，这尤其对蓝光器件影响较大，器件寿命明显下降。
测试例3：采用HB-3作为空穴阻挡层6，HB-3相对于TRH和TGH具有高的T1，可抑制三重态激子从红色发光层5和绿色发光层R-EML向外泄漏。HB-3相对于TRM和TGM具有深的HOMO，可以显著降低空穴占优的红色发光层5和绿色发光层R-EML中空穴的泄漏。同时HB-3相对于BH具有更浅的LUMO，可以在ETL和BH间缓冲电子的传输，从而有效的提高了蓝光器件的寿命。
综合而言，测试例3兼顾了红、绿超荧光器件及蓝光荧光器件的效率、寿命特性，RGB元件整体性能最好，实现了优化的技术效果。
在上述实施例中，红色发光层和绿色发光层为超荧光发光层，蓝色发光层为荧光发光层，但是本申请并不局限于此，例如，在可能的实施方式中，红色发光层为超荧光发光层，绿色发光层为磷光发光层或者荧光发光层；或者，绿色发光层为超荧光发光层，红色发光层为磷光发光层或者荧光发光层。在同一发明构思下，可以适用于至少包含一种红色或者绿色超荧光发光层的情形。
本申请实施例同时提供了一种显示面板，该显示面板包括显示背板和在显示背板上设置的上述实施例所述的有机电致发光器件。
本申请实施例还提供了一种显示装置，该显示装置包括上述实施例中的显示面板，显示装置可以为手机、平板电脑、笔记本电脑、显示器、电视机、车载平板、触控一体机和智能手表等需要显示的设备。
在本申请实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请实施例的描述中，需要说明的是，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，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。
此外，上文所描述的本申请不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本申请的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本申请的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本申请的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本申请的保护范围之内。

Claims (18)

1.一种有机电致发光器件，其特征在于：包括超荧光发光层、荧光发光层和空穴阻挡层，所述空穴阻挡层设置于所述超荧光发光层和所述荧光发光层的同一侧；所述超荧光发光层包括第一主体材料、热活化延迟荧光材料和第一荧光客体材料，所述荧光发光层包括第二主体材料和第二荧光客体材料；
所述空穴阻挡层具有：
相对于所述第一主体材料更深的最高被占据分子轨道；
相对于所述热活化延迟荧光材料更高的三重态第一激发态能量；
相对于所述第二主体材料更浅的最低未被占据分子轨道。
2.根据权利要求1所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述有机电致发光器件还包括电子传输层，所述电子传输层设置于所述空穴阻挡层远离所述超荧光发光层和所述荧光发光层的一侧；
相对于所述空穴阻挡层，所述电子传输层具有更深的最低未被占据分子轨道。
3.根据权利要求1所述的有机电致发光器件，其特征在于，相对于所述热活化延迟荧光材料，所述空穴阻挡层具有更深的最高被占据分子轨道。
4.根据权利要求1所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述空穴阻挡层的最低未被占据分子轨道，位于所述第一主体材料的最低未被占据分子轨道和所述热活化延迟荧光材料的最低未被占据分子轨道之间。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述有机发光器件包括红色发光层、绿色发光层和蓝色发光层，所述蓝色发光层为所述荧光发光层，所述红色发光层和所述绿色发光层中的至少一方为所述超荧光发光层。
6.根据权利要求5所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述红色发光层为所述超荧光发光层，包括红色主体材料、第一热活化延迟荧光材料和红色荧光客体材料；
所述红色发光层满足：
|HOMO(A)-HOMO(B)|≤0.2eV
LUMO(A)-LUMO(B)>0.3eV；
LUMO(A)-LUMO(C)>0.3eV；
其中，HOMO(A)为所述红色主体材料的最高被占据分子轨道能级；
LUMO(A)为所述红色主体材料的最低未被占据分子轨道能级；
HOMO(B)为所述第一热活化延迟荧光材料的最高被占据分子轨道能级；
LUMO(B)为所述第一热活化延迟荧光材料的最低未被占据分子轨道能级；
LUMO(C)为所述红色荧光客体材料的最低未被占据分子轨道能级。
7.根据权利要求6所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述红色主体材料为空穴型主体材料，所述第一热活化延迟荧光材料为电子性敏化剂；
所述红色发光层满足：
△Est＝S1(B)-T1(B)<0.3eV；
S1(A)>S1(B)>S1(C)；
T1(B)>T1(C)；
其中，S1(A)为所述红色主体材料的单重态第一激发态能量；
S1(B)为所述第一热活化延迟荧光材料的单重态第一激发态能量；
S1(C)为所述红色荧光客体材料的单重态第一激发态能量；
T1(B)为所述第一热活化延迟荧光材料的三重态第一激发态能量；
T1(C)为所述红色荧光客体材料的三重态第一激发态能量。
8.根据权利要求6所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述绿色发光层为所述超荧光发光层，包括绿色主体材料、第二热活化延迟荧光材料和绿色荧光客体材料；
所述绿色发光层满足：
|HOMO(D)-HOMO(E)|≤0.2eV
LUMO(D)-LUMO(E)>0.3eV；
LUMO(E)-LUMO(F)>0.3eV；
|HOMO(D)-HOMO(A)|≤0.2eV
其中，HOMO(D)为所述绿色主体材料的最高被占据分子轨道能级；
LUMO(D)为所述绿色主体材料的最低未被占据分子轨道能级；
HOMO(E)为所述第二热活化延迟荧光材料的最高被占据分子轨道能级；
LUMO(E)为所述第二热活化延迟荧光材料的最低未被占据分子轨道能级；
LUMO(F)为所述绿色荧光客体材料的最低未被占据分子轨道能级。
9.根据权利要求8所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述绿色主体材料为空穴型主体材料，所述第二热活化延迟荧光材料为电子性敏化剂，所述绿色发光层满足：
△Est＝S1(E)-T1(E)<0.3eV；
S1(D)>S1(E)>S1(F)；
T1(E)>T1(F)；
其中，S1(D)为所述绿色主体材料的单重态第一激发态能量；
S1(E)为所述第一热活化延迟荧光材料的单重态第一激发态能量；
S1(F)为所述绿色荧光客体材料的单重态第一激发态能量；
T1(E)为所述第一热活化延迟荧光材料的三重态第一激发态能量；
T1(F)为所述绿色荧光客体材料的三重态第一激发态能量。
10.根据权利要求8所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述蓝色发光层包括第二主体材料和蓝色荧光客体材料；
所述第二主体材料为电子性材料，且满足：
|HOMO(M)-HOMO(A)|≤0.2eV；
|HOMO(M)-HOMO(D)|≤0.2eV；
HOMO(M)为所述第二主体材料的最高被占据分子轨道能级。
11.根据权利要求10所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述空穴阻挡层满足：
T1(G)>T1(B)；
T1(G)>T1(E)；
T1(G)>T1(M)；
其中，T1(B)为所述第一热活化延迟荧光材料的三重态第一激发态能量；
T1(E)为所述第一热活化延迟荧光材料的三重态第一激发态能量；
T1(M)为所述第二主体材料的三重态第一激发态能量；
T1(G)为所述空穴阻挡层的三重态第一激发态能量。
12.根据权利要求11所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述空穴阻挡层满足：
T1(G)-T1(B)>0.2eV；
T1(G)-T1(E)>0.2eV；
T1(G)-T1(M)>0.2eV。
13.根据权利要求11所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述空穴阻挡层满足：
HOMO(A)-HOMO(G)>0.3eV；
HOMO(B)-HOMO(G)>0.3eV；
HOMO(D)-HOMO(G)>0.3eV；
HOMO(E)-HOMO(G)>0.3eV；
HOMO(M)-HOMO(G)>0.3eV；
其中，HOMO(G)为所述空穴阻挡层的最高被占据分子轨道能级。
14.根据权利要求11所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述空穴阻挡层满足：
|LUMO(A)|<|LUMO(G)|<|LUMO(B)|；
|LUMO(D)|<|LUMO(G)|<|LUMO(E)|；
LUMO(G)-LUMO(M)>0.2eV；
其中，LUMO(G)为所述空穴阻挡层的最低未被占据分子轨道能级。
15.根据权利要求11所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述红色主体材料、所述绿色主体材料和所述空穴阻挡层满足：
||HOMO(A)-LUMO(G)|-Epeak(A)|≤0.3eV；
||HOMO(D)-LUMO(G)|-Epeak(D)|≤0.3eV,
其中，Epeak(A)为所述红色主体材料PL光谱峰值对应的能量强度；
Epeak(D)为所述绿色主体材料PL光谱峰值对应的能量强度；
LUMO(G)为所述空穴阻挡层的最低未被占据分子轨道能级。
16.根据权利要求2所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述电子传输层满足：
LUMO(G)-LUMO(K)>0.2eV；
其中，LUMO(G)为所述空穴阻挡层的最低未被占据分子轨道能级；
LUMO(K)为所述电子传输层的最低未被占据分子轨道能级。
17.一种显示面板，其特征在于，包括显示背板以及在所述显示背板一侧设置的权利要求1-16中任一项所述的有机电致发光器件。
18.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求17所述的显示面板。
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