CN114613916A - 一种有机发光器件、显示面板和显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种有机发光器件、显示面板和显示装置，该有机发光器件包括依次层叠设置的阳极、空穴传输层、电子传输层和阴极；所述空穴传输层的本征发光为蓝光；所述空穴传输层与所述电子传输层接触形成激基复合物，所述激基复合物发射绿光；在电场作用下，所述空穴传输层与所述电子传输层之间形成电致激基复合物，所述电致激基复合物发射红光；所述有机发光器件发射白光。本发明实施例提供的有机发光器件，结构简单且器件性能良好。
Description
技术领域
本发明实施例涉及显示技术领域，尤其涉及一种有机发光器件、显示面板和显示装置。
背景技术
有机发光二极管(Organic light-emitting diode，简称OLED)自被发明以来，已成为在信息领域快速发展的一种新型显示技术，它具有制备工艺简单、开启电压低、效率和亮度高、能耗低、超薄等诸多优点，现已被广泛应用于手机屏幕、车载显示和照明等领域。其中，白光有机发光二极管(White organic light-emitting diode，WOLED)用来作为OLED的显示面板以及固态光源，可以通过叠加滤光片技术来实现全色显示。经过近二十年的发展，WOLED的效率和寿命已大大提高，具有彩色滤光片的WOLED已用于商业化OLED电视和手机。
现有的白光OLED(WOLED)器件的制备方法是通过在发光层中使用两种互补色或三基色发色团来得到白光，由于发色团含量和能量的传递程度较难控制，容易出现能量损耗、显色指数低和色度不够纯等问题。此外，现有的WOLED器件膜层较多，开启电压较高，影响器件性能。
发明内容
本发明实施例提供一种有机发光器件、显示面板和显示装置，以解决现有的WOLED存在能量损耗高、显色指数低、色度不纯且开启电压较高的问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种有机发光器件，该有机发光器件包括依次层叠设置的阳极、空穴传输层、电子传输层和阴极；
所述空穴传输层的本征发光为蓝光；
所述空穴传输层与所述电子传输层接触形成激基复合物，所述激基复合物发射绿光；
在电场作用下，所述空穴传输层与所述电子传输层之间形成电致激基复合物，所述电致激基复合物发射红光；
所述有机发光器件发射白光。
第二方面，本发明实施例提供了一种显示面板，该显示面板包括第一方面所述的有机发光器件。
第三方面，本发明实施例提供了一种显示装置，该显示装置包括第二方面所述的显示面板。
本发明实施例提供的有机发光器件，仅通过调控空穴传输层与电子传输层的材料等因素使之相匹配，即可直接利用空穴传输层的本征发光为蓝光，以及空穴传输层与电子传输层之间形成的激基复合物发绿光和电致激基复合物发红光，使有机发光器件实现准白光发射，方法简单高效，容易控制，形成的有机发光器件能量损耗小、显示指数高且色度较纯。此外，由于有机发光器件的膜层数量较少，不仅使得载流子注入遇到的势垒较小，可有效降低有机发光器件的开启电压，提升电流效率，降低功耗，还能简化器件结构，使得有机发光器件的整体厚度较小，有利于实现显示面板的轻薄化。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图虽然是本发明的一些具体的实施例，对于本领域的技术人员来说，可以根据本发明的各种实施例所揭示和提示的器件结构，驱动方法和制造方法的基本概念，拓展和延伸到其它的结构和附图，毋庸置疑这些都应该是在本发明的权利要求范围之内。
图1是本发明实施例提供的一种有机发光器件的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的一种有机发光器件的光谱图；
图3是本发明实施例提供的一种有机发光器件的色坐标图；
图4是本发明实施例提供的一种有机发光器件中各膜层的能级示意图；
图5是本发明实施例提供的另一种有机发光器件的结构示意图；
图6是本发明实施例提供的一种显示面板的结构示意图；
图7是本发明实施例提供的一种显示装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将参照本发明实施例中的附图，通过实施方式清楚、完整地描述本发明的技术方案，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例所揭示和提示的基本概念，本领域的技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
有鉴于背景技术中提到的问题，本发明实施例提供了一种有机发光器件，该有机发光器件包括依次层叠设置的阳极、空穴传输层、电子传输层和阴极；空穴传输层的本征发光为蓝光；空穴传输层与电子传输层接触形成激基复合物，激基复合物发射绿光；在电场作用下，空穴传输层与电子传输层之间形成电致激基复合物，电致激基复合物发射红光；有机发光器件发射白光。
本发明实施例提供的有机发光器件，仅通过调控空穴传输层与电子传输层的材料等因素使之相匹配，即可直接利用空穴传输层的本征发光为蓝光，以及空穴传输层与电子传输层之间形成的激基复合物发绿光和电致激基复合物发红光，使有机发光器件实现准白光发射，方法简单高效，容易控制，形成的有机发光器件能量损耗小、显示指数高且色度较纯。此外，由于有机发光器件的膜层数量较少，不仅使得载流子注入遇到的势垒较小，能够有效降低有机发光器件的开启电压，提升电流效率，降低功耗，还能简化器件结构，使得有机发光器件的整体厚度较小，有利于实现显示面板的轻薄化。
以上是本发明的核心思想，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行详细描述。
示例性地，图1是本发明实施例提供的一种的有机发光器件的结构示意图，如图1所示，本发明实施例提供的有机发光器件10，包括依次层叠设置的阳极100、空穴传输层200、电子传输层300和阴极400；空穴传输层200的本征发光为蓝光；空穴传输层200与电子传输层300接触形成激基复合物，激基复合物发射绿光；在电场作用下，空穴传输层200与电子传输层300之间形成电致激基复合物，电致激基复合物发射红光；有机发光器件10发射白光。
参考图1，本发明实施例提供的有机发光器件10为WOLED器件，能够发射准白光。具体地，有机发光器件10中的空穴传输层200既可以传输空穴，又具有发光层的作用。由于空穴传输层200材料的固有属性，其本身是可以发蓝光的，在有机发光器件10的运行过程中，空穴和电子在空穴传输层200中复合发蓝光，即空穴传输层200的本征发光为蓝光。同时，空穴传输层200材料与电子传输层300材料的分子内或分子之间，具有低电离势的电子给体上的电子与具有高电子亲和能的电子受体上的空穴会相互作用形成电荷转移复合物，即激基复合物，激基复合物发射绿光，为有机发光器件10提供绿光来源。在外加电场作用下，位于电子传输层300材料的导带中的电子会与位于空穴传输200材料的价带中的空穴交叉跃迁，并形成电致激基复合物，电致激基复合物发射红光，为有机发光器件10提供红光来源。三种发光通道共同作用，使有机发光器件10发射准白光。
图2是本发明实施例提供的一种有机发光器件的光谱图，如图2所示，将有机发光器件10的整体光谱分解可分别得到蓝光、绿光和红光的单色光光谱，通过将单色光谱与有机发光器件10各膜层材料的本征峰相比较，能够得到单色光谱中蓝光来源于空穴传输层200的本征发光，绿光和红光分别来源于激基复合物和电致激基复合物的发光，即根据单色光谱的位置能够判断发光来源，以验证有机发光器件10的发光原理。
图3是本发明实施例提供的一种有机发光器件的色坐标图，如图3所示，本发明实施例提供的有机发光器件10的色坐标为(0.34,0.35)，而标准白色的色坐标为(0.33，0.33)，两者非常接近，由此可知，本发明实施例提供的有机发光器件10能够发射准白光，性能优良。
本发明实施例提供的有机发光器件，仅通过调控空穴传输层与电子传输层的材料等因素使之相匹配，即可直接利用空穴传输层的本征发光为蓝光，以及空穴传输层与电子传输层之间形成的激基复合物发绿光和电致激基复合物发红光，使有机发光器件实现准白光发射，方法简单高效，容易控制，形成的有机发光器件能量损耗小、显示指数高且色度较纯。此外，由于有机发光器件的膜层数量较少，不仅使得载流子注入遇到的势垒较小，能够有效降低有机发光器件的开启电压，提升电流效率，降低功耗，还能简化器件结构，使得有机发光器件的整体厚度较小，有利于实现显示面板的轻薄化。
需要说明的是，激基复合物与电致激基复合物均形成在空穴传输层200和电子传输层300的交界面处，即均位于空穴传输层200与电子传输层300之间，但激基复合物与电致激基复合物为两种不同的物质，两者的形成条件和发光特性均不相同。激基复合物在材料内部可以自然形成，即空穴传输层200与电子传输层300接触后，会自然形成激基复合物，在器件运行过程中激基复合物发射绿光；电致激基复合物需在外加电场作用下才能形成，即在外加电场作用下，电子传输层300与空穴传输层200之间形成电致激基复合物，在器件运行过程中电致激基复合物发射红光。
图4是本发明实施例提供的一种有机发光器件中各膜层的能级示意图，参考图1和图4，可选地，空穴传输层200包括第一材料，第一材料包括第一最低未占分子轨道和第一最高占据分子轨道，第一最低未占分子轨道的能级为LUMO(1)，第一最高占据分子轨道的能级为HOMO(1)；其中，2.6eV≤LUMO(1)-HOMO(1)≤3.1eV。
具体地，最低未占分子轨道指是在未被电子占据的分子轨道中，能量最低的分子轨道，最高占据轨道指的是在电子占有的分子轨道中，能量最高的分子轨道。示例性地，参考图4，空穴传输层200(Hole Transport Layer，简称HTL)中第一材料的第一最低未占分子轨道与第一最高占据分子轨道的能级差对应蓝光的光子能量，即第一材料的第一最低未占分子轨道的能级LUMO(1)与第一最高占据分子轨道的能级HOMO(1)满足：2.6eV≤LUMO(1)-HOMO(1)≤3.1eV，如此可使空穴传输层200发射蓝光，为有机发光器件10提供蓝光光源。
参考图4，激基复合物(Exciplex)包括第三材料，第三材料包括第三最低未占分子轨道和第三最高占据分子轨道，第三最低未占分子轨道的能级为LUMO(3)，第三最高占据分子轨道的能级为HOMO(3)，第三最低未占分子轨道与第三最高占据分子轨道的能级差对应绿光的光子能量，使得载流子在激基复合物中复合发射绿光。电致激基复合物(Electroexcimer complex)包括第四材料，第四材料包括第四最低未占分子轨道和第四最高占据分子轨道，第四最低未占分子轨道的能级为LUMO(4)，第四最高占据分子轨道的能级为HOMO(4)，第四最低未占分子轨道与第四最高占据分子轨道的能级差对应红光的光子能量，使得载流子在电致激基复合物中复合发射红光。如此直接利用空穴传输层200的本征发光(蓝光)，激基复合物发光(绿光)以及电致激基复合物发光(红光)，三种光色混合即可使有机发光器件10发射准白光，优化器件结构的同时还能降低功耗，提升器件性能。
参考图1和图4，可选地，电子传输层300包括第二材料，第二材料包括第二最低未占分子轨道和第二最高占据分子轨道，第二最低未占分子轨道的能级为LUMO(2)，第二最高占据分子轨道的能级为HOMO(2)；其中，∣LUMO(1)-LUMO(2)∣≥0.5eV，∣HOMO(1)-HOMO(2)∣≥0.3eV，∣LUMO(2)-HOMO(1)∣≥2.2eV。
空穴传输层200(HTL)中第一材料的的第一最低未占分子轨道的能级LUMO(1)与第一最高占据分子轨道的能级HOMO(1)，以及电子传输层300(Electron Transport Layer，简称ETL)中第二材料的第二最低未占分子轨道的能级LUMO(2)与第二最高占据分子轨道的能级HOMO(2)满足以下关系：∣LUMO(1)-LUMO(2)∣≥0.5eV，∣HOMO(1)-HOMO(2)∣≥0.3eV，∣LUMO(2)-HOMO(1)∣≥2.2eV，如此可使空穴传输层200与电子传输层300的能级相匹配，空穴传输层200与电子传输层300接触时更容易形成激基复合物，为有机发光器件10提供绿光光源，以及在外加电场作用下，空穴传输层200和电子传输层300之间更容易形成电致激基复合物，为有机发光器件10提供红光光源，从而利用空穴传输层200的本征发光以及激基复合物和电致激基复合物发光，实现器件的白光发射，提升器件性能。
需要说明的是，空穴传输层200、电子传输层300、激基复合物和电致激基复合物均可以为单一物质构成的膜层，如此便于实现各膜层材料或能级的相匹配，简化器件结构；空穴传输层200、电子传输层300、激基复合物和电致激基复合物也可以为多种物质混合构成的膜层，只要保证空穴传输层200、电子传输层300、激基复合物和电致激基复合物具有相应的发光性能即可。此外，为方便说明有机发光器件10的发光原理，图4仅示例性示出空穴传输层200、电子传输层300、激基复合物和电致激基复合物的部分能级结构。
参考图1，可选地，空穴传输层200包括m-MTDATA、NPB和poly-TPD中的至少一种；电子传输层300包括Bphen、3TPYMB和TPBI中的至少一种。
空穴传输层200可以包括4,4′,4”-三[苯基(间甲苯基)氨基]三苯胺(m-MTDATA)、N,N’-二苯基-N,N’-(1-萘基)-1,1′-联苯-4,4′-二胺(NPB)、聚[双(4-苯基)(4-丁基苯基)胺](poly-TPD)等材料中的一种或多种，上述材料形成的空穴传输层200具有出色的空穴传输能力，同时本征发光为蓝光。
电子传输层300可以包括4,7-二苯基-1,10-菲罗啉(Bphen)、三[2,4,6-三甲基-3-(3-吡啶基)苯基]硼烷(3TPYMB)、1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯(TPBI)等材料中的一种或多种，上述材料均具有优秀的电子传输能力。
需要说明的是，以上材料仅为示例，非限定，任何满足空穴传输层200和电子传输层300相应功能的材料均在本发明的保护范围内。
本发明实施例提供的有机发光器件10，通过调控空穴传输层200与电子传输层300的材料使之相匹配，可直接利用空穴传输层200的本征发光，以及激基复合物和电致激基复合物发光，实现准白光发射，方法简单高效，容易控制，优化器件性能的同时还能降低功耗。
参考图1，可选地，有机发光器件10还包括空穴注入层500，空穴注入层500位于阳极100与空穴传输层200之间。
本实施例中有机发光器件10还可以包括空穴注入层500(Hole Injection Layer，简称HIL)。示例性地，参考图4，通常情况下，阳极100(Anode)与空穴传输层200(HTL)的第一最高占据分子轨道{HOMO(1)}之间的能级差较大，则载流子注入时势垒较高，容易导致开启电压较大，在阳极100与空穴传输层200之间设置空穴注入层500，能够降低载流子注入的势垒，平滑阳极100，进一步降低有机发光器件10的开启电压，提升电流效率并降低功耗。
若不考虑有机发光器件10的厚度问题，有机发光器件10还可以设置电子注入层600。图5是本发明实施例提供的另一种有机发光器件的结构示意图，如图5所示，可选地，有机发光器件10还可以包括电子注入层600，电子注入层600位于阴极400与电子传输层300之间。
通常情况下，阴极400(Cathode)与电子注入层600的最低未占分子轨道之间的能极差较小，对器件开启电压的影响较小。参考图1，不设置电子注入层600的情况下，能够减少膜层数量，使有机发光器件10的结构简单，整体厚度较小。
参考图1，可选地，空穴注入层500可以包括PEDOT:PSS，即聚乙撑二氧噻吩-聚(苯乙烯磺酸盐)，有利于降低载流子注入的势垒，平滑阳极100。
可选地，阳极100可以包括氧化铟锡(ITO)等金属氧化物材料，阴极400可以包括银、铝等金属材料。
需要说明的是，上述空穴注入层500、阳极100和阴极400的材料仅为示例，本领域技术人员可以根据实际需求设置，本发明实施例对此不作限定。
参考图1，可选地，空穴传输层200的厚度为h1，电子传输层300的厚度为h2，其中，1≤h1/h2≤1.2。
具体地，通过设置空穴传输层200的厚度h1与电子传输层300的厚度h2满足：1≤h1/h2≤1.2，使得空穴传输层200与电子传输层300的厚度相匹配，以通过膜层厚度调控发光比例，实现有机发光器件10的准白光发射。
参考图1，可选地，有机发光器件10的厚度范围为250nm-340nm。
本发明实施例提供的有机发光器件10，膜层数量较少，结构简单，器件的整体厚度仅为250nm-340nm，整体厚度较小，可提供一种超薄高性能的白光有机发光器件10，有利于实现有机发光器件10所在显示面板的轻薄化。
参考图1，可选地，空穴传输层200的厚度范围为20nm-40nm，电子传输层300的厚度范围为20nm-40nm；空穴注入层500的厚度范围为10nm-20nm；阳极100的厚度范围为100nm-150nm；阴极400的厚度范围为100nm-150nm。
空穴传输层200的厚度为20nm-40nm，且电子传输层300的厚度为20nm-40nm时，可使空穴传输层200与电子传输层300的厚度相匹配，以通过膜层厚度调控发光比例，实现有机发光器件10的准白光发射，同时还能保证载流子传输平衡，进一步提升器件性能。空穴注入层500的厚度为10nm-20nm时，能够更好地降低势垒，平滑阳极100。有机发光器件10的各膜层厚度相匹配，使得器件的总体厚度较小，且器件性能较好。
参考图1，可选地，有机发光器件10的开启电压小于2.5V，有机发光器件10的电流效率小于或等于18.7cd/A。
本发明实施例提供的有机发光器件10的开启电压较小，示例性地，开启电压可以为2.2V，电流效率较高且最大可达18.7cd/A，功耗较低，性能优良。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种显示面板，图6是本发明实施例提供的一种显示面板的结构示意图，如图6所示，显示面板20包括本发明任意实施例提供的有机发光器件10，并具备有机发光器件10相应的功能和有益效果。
本发明实施例还提供了一种显示装置。图7是本发明实施例提供的一种显示装置的结构示意图，如图7所示，该显示装置包括本发明任意实施例提供的显示面板20，并具备该显示面板20相应的功能和有益效果。
需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互组合和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (11)
1.一种有机发光器件，其特征在于，包括依次层叠设置的阳极、空穴传输层、电子传输层和阴极；
所述空穴传输层的本征发光为蓝光；
所述空穴传输层与所述电子传输层接触形成激基复合物，所述激基复合物发射绿光；
在电场作用下，所述空穴传输层与所述电子传输层之间形成电致激基复合物，所述电致激基复合物发射红光；
所述有机发光器件发射白光。
2.根据权利要求1所述的有机发光器件，其特征在于，所述空穴传输层包括第一材料，所述第一材料包括第一最低未占分子轨道和第一最高占据分子轨道，所述第一最低未占分子轨道的能级为LUMO(1)，所述第一最高占据分子轨道的能级为HOMO(1)；
其中，2.6eV≤LUMO(1)-HOMO(1)≤3.1eV。
3.根据权利要求2所述的有机发光器件，其特征在于，所述电子传输层包括第二材料，所述第二材料包括第二最低未占分子轨道和第二最高占据分子轨道，所述第二最低未占分子轨道的能级为LUMO(2)，所述第二最高占据分子轨道的能级为HOMO(2)；
其中，∣LUMO(1)-LUMO(2)∣≥0.5eV，∣HOMO(1)-HOMO(2)∣≥0.3eV，∣LUMO(2)-HOMO(1)∣≥2.2eV。
4.根据权利要求1所述的有机发光器件，其特征在于，所述空穴传输层包括m-MTDATA、NPB和poly-TPD中的至少一种；所述电子传输层包括Bphen、3TPYMB和TPBI中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的有机发光器件，其特征在于，还包括空穴注入层，所述空穴注入层位于所述阳极与所述空穴传输层之间。
6.根据权利要求5所述的有机发光器件，其特征在于，所述空穴注入层包括PEDOT:PSS。
7.根据权利要求1所述的有机发光器件，其特征在于，所述空穴传输层的厚度为h1，所述电子传输层的厚度为h2，其中，1≤h1/h2≤1.2。
8.根据权利要求1所述的有机发光器件，其特征在于，所述有机发光器件的厚度范围为250nm-340nm。
9.根据权利要求1所述的有机发光器件，其特征在于，所述有机发光器件的开启电压小于2.5V，所述有机发光器件的电流效率小于或等于18.7cd/A。
10.一种显示面板，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的有机发光器件。
11.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求10所述的显示面板。
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