CN116528607A - 蓝光有机电致发光器件和显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种蓝光有机电致发光器件,包括发光层,发光层包括主体材料和客体材料,主体材料包括空穴传输型材料和电子传输型材料的混合材料或者双极性材料,双极性材料为兼具空穴传输极性和电子传输极性的材料。该蓝光有机电致发光器件,通过使主体材料包括空穴传输型材料和电子传输型材料的混合材料或者双极性材料,能实现蓝光有机电致发光器件发光层主体材料到客体材料的最大程度的能量传递,从而获得较高效率和寿命的蓝色磷光有机电致发光器件。
Description
技术领域
本发明属于显示领域,具体涉及一种蓝光有机电致发光器件和显示装置。
背景技术
OLED(Organic Light-Emitting Diode,有机发光二极管)显示产品因其低能耗、宽视角、响应速度快、清晰度高、超薄、柔性和自发光特性等优点,在照明和显示等领域存在巨大的潜力,已广泛应用于手机、电脑、电视、车载、智能可穿戴设备等领域。
发明内容
本发明针对如何得到高效率和高寿命的蓝色磷光有机电致发光器件的问题,提供一种蓝光有机电致发光器件和显示装置。该蓝光有机电致发光器件,通过使主体材料包括空穴传输型材料和电子传输型材料的混合材料或者双极性材料,能实现蓝光有机电致发光器件发光层主体材料到客体材料的最大程度的能量传递,从而获得较高效率和寿命的蓝色磷光有机电致发光器件。
本发明提供一种蓝光有机电致发光器件,包括发光层,
所述发光层包括主体材料和客体材料,
所述主体材料包括空穴传输型材料和电子传输型材料的混合材料或者双极性材料,
所述双极性材料为兼具空穴传输极性和电子传输极性的材料。
可选地,所述空穴传输型材料的光致发光光谱的峰值范围为365~415nm,半波宽范围为55~70nm;
所述空穴传输型材料的T1能级比所述客体材料的T1能级高0.1eV以上;
所述电子传输型材料的光致发光光谱的峰值范围为350~410nm,半波宽范围为40~60nm;
所述电子传输型材料的T1能级比所述客体材料的T1能级高0.1eV以上。
可选地,所述空穴传输型材料包括或者
所述电子传输型材料包括或者
可选地,所述混合材料或者所述双极性材料的光致发光光谱的峰值范围为370~415nm,半波宽范围为45~62nm;
所述混合材料或者所述双极性材料的最高占据分子轨道的能级范围为5.4~6.4eV,最低未占分子轨道的能级范围为2.0~3.0eV;
所述最高占据分子轨道和所述最低未占分子轨道的能级差值≥3.2eV;
所述混合材料或者所述双极性材料的T1能级比所述客体材料的T1能级高0.1eV以上。
可选地,所述双极性材料包括 中的任意一种。
可选地,所述混合材料或者所述双极性材料的光致发光光谱的峰值范围为400~455nm,半波宽范围为45~70nm;
所述混合材料或者所述双极性材料的最高占据分子轨道的能级≥所述客体材料的所述最高占据分子轨道的能级+0.2eV,
所述混合材料或者所述双极性材料的最低未占分子轨道的能级≤所述客体材料的所述最低未占分子轨道的能级-0.2eV,
所述混合材料或者所述双极性材料的所述最高占据分子轨道和所述最低未占分子轨道的能级差值≥3.2eV;
所述混合材料或者所述双极性材料的T1能级比所述客体材料的T1能级高0.1eV以上。
可选地,所述空穴传输型材料包括
所述电子传输型材料包括
可选地,所述混合材料或者所述双极性材料的最高占据分子轨道的能级≥所述客体材料的所述最高占据分子轨道的能级+0.2eV,
所述混合材料或者所述双极性材料的最低未占分子轨道的能级≤所述客体材料的所述最低未占分子轨道的能级-0.2eV,
所述混合材料或者所述双极性材料的所述最高占据分子轨道和所述最低未占分子轨道的能级差值≥3.2eV;
所述混合材料或者所述双极性材料的T1能级比所述客体材料的T1能级高0.2eV以上;
所述空穴传输型材料的荧光量子产率大于10%,所述电子传输型材料的荧光量子产率大于10%,
所述混合材料的荧光量子产率大于15%。
可选地,所述混合材料或者所述双极性材料的最高占据分子轨道的能级≥所述客体材料的所述最高占据分子轨道的能级+0.2eV,
所述混合材料或者所述双极性材料的最低未占分子轨道的能级≤所述客体材料的所述最低未占分子轨道的能级-0.2eV,
所述混合材料或者所述双极性材料的所述最高占据分子轨道和所述最低未占分子轨道的能级差值≥3.2eV;
所述混合材料或者所述双极性材料的T1能级比所述客体材料的T1能级高0.2eV以上;
所述空穴传输型材料的荧光量子产率大于45%,所述电子传输型材料的荧光量子产率大于45%,
所述混合材料的荧光量子产率大于60%。
可选地,所述客体材料的光致发光光谱的峰值范围为445~475nm,半波宽范围为15~45nm。
本发明还提供一种显示装置,包括上述蓝光有机电致发光器件。
本发明的有益效果:本发明所提供的蓝光有机电致发光器件,通过使主体材料包括空穴传输型材料和电子传输型材料的混合材料或者双极性材料,并调整主体材料的各项参数,能实现蓝光有机电致发光器件发光层主体材料到客体材料的最大程度的能量传递,从而获得较高效率和寿命的蓝色磷光有机电致发光器件。
本发明所提供的显示装置,通过采用上述蓝光有机电致发光器件,提升了该显示装置的发光效率,并延长了该显示装置的寿命。
附图说明
图1为本发明实施例中蓝光有机电致发光器件的结构剖视示意图;
图2为本发明实施例中蓝光有机电致发光器件发光层中不同材料的一种光谱曲线图;
图3为本发明实施例中蓝光有机电致发光器件发光层中不同材料的另一种光谱曲线图;
图4为本发明实施例中蓝光有机电致发光器件发光层中不同材料的又一种光谱曲线图。
其中的附图标记为:
1、发光层;2、阳极;3、空穴传输层;4、电子传输层;5、阴极。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面结合附图和具体实施方式对本发明一种蓝光有机电致发光器件和显示装置作进一步详细描述。
根据发光材料的不同,OLED器件主要分为荧光OLED、磷光OLED以及热激活延迟荧光OLED。目前商业上使用较多的是荧光OLED和磷光OLED。在电激发下,有机发光材料产生25%的单线态激子和75%的三线态激子。对于荧光材料,根据自旋守恒原则,只有25%的单线态激子能够通过辐射跃迁产生光子,从而导致荧光OLED最高内量子效率不超过25%,即使考虑到TTA效应(电子在三重态的湮灭效应),最高内量子效率仍不超过40%。不同于荧光材料,由于重金属的自旋轨道耦合作用,磷光材料的三线态激子能通过辐射跃迁发射光子,使得磷光OLED最高内量子效率理论上可达到100%,大大提高了器件效率,因此,量产的红光和绿光器件主要为磷光OLED器件。对于蓝色磷光OLED器件,由于其效率、寿命较短,无法满足量产需求,因此量产的蓝光器件主要为蓝荧光器件。但是荧光器件效率较低,所以急需开发高效率且寿命较长的蓝色磷光OLED器件。
蓝色磷光OLED器件效率较低的本质原因在于蓝光能量高于红光和绿光,因此蓝磷光材料的T1能级高于红光和绿光的T1能级。蓝色磷光OLED器件的有机发光材料包括主体材料和客体材料,由于难以找到T1能级高且材料稳定性较好的蓝磷光主体材料,导致客体材料能量反传递给主体材料,使得器件效率较低。因此,找到适合蓝色磷光客体材料的主体材料,且能将能量较好地传递给客体材料,从而得到高效率蓝色磷光有机电致发光器件是目前亟需解决的问题。
为了解决上述问题,本发明实施例提供一种蓝光有机电致发光器件,如图1所示,包括发光层1,发光层1包括主体材料和客体材料,主体材料包括空穴传输型材料和电子传输型材料的混合材料或者双极性材料,双极性材料为兼具空穴传输极性和电子传输极性的材料。
如图1所示,蓝光有机电致发光器件还包括阳极2、空穴传输层3、电子传输层4和阴极5,阳极2、空穴传输层3、发光层1、电子传输层4和阴极5依次叠置。蓝光有机电致发光器件是一种电流型有机发光器件,是通过载流子的注入和复合而致发光的现象,发光强度与注入的电流成正比,在电场作用下,阳极产生的空穴和阴极产生的电子会发生移动,分别向空穴传输层3和电子传输层4注入,迁移到发光层1,当空穴和电子在发光层1相遇时,产生能量激子,从而激发发光分子产生可见光。
通过使主体材料包括空穴传输型材料和电子传输型材料的混合材料或者双极性材料,能实现蓝光有机电致发光器件发光层主体材料到客体材料的最大程度的能量传递,从而获得较高效率和寿命的蓝色磷光有机电致发光器件。
在一些实施例中,将空穴传输型材料和电子传输型材料的混合材料作为发光层的主体材料。客体材料的光致发光光谱的峰值(peak)范围为445~475nm,半波宽(FWHM)范围为15~45nm。空穴传输型材料的光致发光光谱的峰值范围为365~415nm,半波宽范围为55~70nm;空穴传输型材料的T1能级比客体材料的T1能级高0.1eV以上;电子传输型材料的光致发光光谱的峰值范围为350~410nm,半波宽范围为40~60nm;电子传输型材料的T1能级比客体材料的T1能级高0.1eV以上。
如图2所示,上述参数范围内的空穴传输型材料和电子传输型材料的混合材料不需要形成激基复合物,从而使得空穴传输型材料和电子传输型材料混合形成的主体材料的光致发光光谱与客体材料的吸收光谱有较大的面积交叠,如交叠面积>30%,从而有利于主体材料到客体材料的能量传输,进而能够获得高效率蓝色磷光有机电致发光器件。
表1
表1中,V表示蓝色磷光有机电致发光器件的阳极和阴极之间的驱动电压。E表示蓝色磷光有机电致发光器件的发光效率。LT95@1000nit表示蓝色磷光有机电致发光器件的亮度衰减到初始亮度(如1000nit)的95%所需的时长。上述参数V,E和LT95@1000nit均换算为百分数表示。
从表1中可见,采用上述实施例中的参数设置的发光层材料,蓝光有机电致发光器件的驱动电压降低,发光效率升高,寿命延长。
在一些实施例中,满足上述参数设置的空穴传输型材料包括或者/>
电子传输型材料包括或者
在一些实施例中,将空穴传输型材料和电子传输型材料的混合材料或者双极性材料作为发光层的主体材料。客体材料的光致发光光谱的峰值范围为445~475nm,半波宽范围为15~45nm。混合材料或者双极性材料的光致发光光谱的峰值范围为370~415nm,半波宽范围为45~62nm;混合材料或者双极性材料的最高占据分子轨道(HOMO)的能级范围为5.4~6.4eV,最低未占分子轨道(LUMO)的能级范围为2.0~3.0eV;最高占据分子轨道和最低未占分子轨道的能级差值(Eg)≥3.2eV;混合材料或者双极性材料的T1能级比客体材料的T1能级高0.1eV以上。
如图3所示,上述参数范围内的发光层主体材料的光致发光光谱与客体材料的吸收光谱有较大的面积交叠,如交叠面积>30%,从而有利于主体材料到客体材料的能量传输,进而能够获得高效率蓝色磷光有机电致发光器件。
表2
表2中,V表示蓝色磷光有机电致发光器件的阳极和阴极之间的驱动电压。E表示蓝色磷光有机电致发光器件的发光效率。LT95@1000nit表示蓝色磷光有机电致发光器件的亮度衰减到初始亮度(如1000nit)的95%所需的时长。上述参数V,E和LT95@1000nit均换算为百分数表示。
从表2中可见,采用上述实施例中的参数设置的发光层材料,蓝光有机电致发光器件的驱动电压降低,发光效率升高,寿命延长。
在一些实施例中,满足上述参数设置的双极性材料包括 中的任意一种。
在一些实施例中,将空穴传输型材料和电子传输型材料的混合材料或者双极性材料作为发光层的主体材料。客体材料的光致发光光谱的峰值范围为445~475nm,半波宽范围为15~45nm。混合材料或者双极性材料的光致发光光谱的峰值范围为400~455nm,半波宽范围为45~70nm;混合材料或者双极性材料的最高占据分子轨道的能级≥客体材料的最高占据分子轨道的能级+0.2eV,混合材料或者双极性材料的最低未占分子轨道的能级≤客体材料的最低未占分子轨道的能级-0.2eV,混合材料或者双极性材料的最高占据分子轨道和最低未占分子轨道的能级差值≥3.2eV;混合材料或者双极性材料的T1能级比客体材料的T1能级高0.1eV以上。
如图4所示,上述参数范围内的发光层主体材料的光致发光光谱与客体材料的吸收光谱不需要有较大的交叠面积,如交叠面积<30%,发光层主体材料的光致发光光谱与客体材料的吸收光谱虽无较大交叠面积,但主体材料也可较好地将能量传递给客体材料,从而获得高效率蓝色磷光有机电致发光器件。
表3
表3中,V表示蓝色磷光有机电致发光器件的阳极和阴极之间的驱动电压。E表示蓝色磷光有机电致发光器件的发光效率。LT95@1000nit表示蓝色磷光有机电致发光器件的亮度衰减到初始亮度(如1000nit)的95%所需的时长。上述参数V,E和LT95@1000nit均换算为百分数表示。
从表3中可见,采用上述实施例中的参数设置的发光层材料,蓝光有机电致发光器件的驱动电压降低,发光效率升高,寿命延长。
在一些实施例中,满足上述参数设置的空穴传输型材料包括
电子传输型材料包括由该空穴传输型材料和电子传输型材料混合后形成的主体材料的光致发光光谱与客体材料的吸收光谱的交叠面积远小于30%。
在一些实施例中,将空穴传输型材料和电子传输型材料的混合材料或者双极性材料作为发光层的主体材料。客体材料的光致发光光谱的峰值范围为445~475nm,半波宽范围为15~45nm。混合材料或者双极性材料的最高占据分子轨道的能级≥客体材料的最高占据分子轨道的能级+0.2eV,混合材料或者双极性材料的最低未占分子轨道的能级≤客体材料的最低未占分子轨道的能级-0.2eV,混合材料或者双极性材料的最高占据分子轨道和最低未占分子轨道的能级差值≥3.2eV;混合材料或者双极性材料的T1能级比客体材料的T1能级高0.2eV以上;空穴传输型材料的荧光量子产率(PLQY)大于10%,电子传输型材料的荧光量子产率(PLQY)大于10%,混合材料的荧光量子产率(PLQY)大于15%。
上述参数范围内的发光层主体材料可较好地将能量传递给客体材料,从而获得高效率蓝色磷光有机电致发光器件。
表4
表4中,V表示蓝色磷光有机电致发光器件的阳极和阴极之间的驱动电压。E表示蓝色磷光有机电致发光器件的发光效率。LT95@1000nit表示蓝色磷光有机电致发光器件的亮度衰减到初始亮度(如1000nit)的95%所需的时长。上述参数V,E和LT95@1000nit均换算为百分数表示。
从表4中可见,采用上述实施例中的参数设置的发光层材料,蓝光有机电致发光器件的驱动电压降低,发光效率升高,寿命延长。
在一些实施例中,将空穴传输型材料和电子传输型材料的混合材料或者双极性材料作为发光层的主体材料。客体材料的光致发光光谱的峰值范围为445~475nm,半波宽范围为15~45nm。混合材料或者双极性材料的最高占据分子轨道的能级≥客体材料的最高占据分子轨道的能级+0.2eV,混合材料或者所述双极性材料的最低未占分子轨道的能级≤客体材料的最低未占分子轨道的能级-0.2eV,混合材料或者双极性材料的最高占据分子轨道和最低未占分子轨道的能级差值≥3.2eV;混合材料或者双极性材料的T1能级比客体材料的T1能级高0.2eV以上;空穴传输型材料的荧光量子产率大于45%,电子传输型材料的荧光量子产率大于45%,混合材料的荧光量子产率大于60%。
上述参数范围内的发光层主体材料可较好地将能量传递给客体材料,从而获得高效率蓝色磷光有机电致发光器件。
表5
表5中,V表示蓝色磷光有机电致发光器件的阳极和阴极之间的驱动电压。E表示蓝色磷光有机电致发光器件的发光效率。LT95@1000nit表示蓝色磷光有机电致发光器件的亮度衰减到初始亮度(如1000nit)的95%所需的时长。上述参数V,E和LT95@1000nit均换算为百分数表示。
从表5中可见,采用上述实施例中的参数设置的发光层材料,蓝光有机电致发光器件的驱动电压降低,发光效率升高,寿命延长。
本发明所提供的蓝光有机电致发光器件,通过使主体材料包括空穴传输型材料和电子传输型材料的混合材料或者双极性材料,并调整主体材料的各项参数,能实现蓝光有机电致发光器件发光层主体材料到客体材料的最大程度的能量传递,从而获得较高效率和寿命的蓝色磷光有机电致发光器件。
本发明实施例还提供一种显示装置,包括上述任一实施例中的蓝光有机电致发光器件。
在一些实施例中,该显示装置还包括红光有机电致发光器件和绿光有机电致发光器件。从而使该显示装置能够实现彩色有机电致发光显示。
通过采用上述实施例中的蓝光有机电致发光器件,提升了该显示装置的发光效率,并延长了该显示装置的寿命。
该显示装置可以为:OLED面板、OLED电视、电子纸、手机、平板电脑、笔记本电脑、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。
可以理解的是,以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式,然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言,在不脱离本发明的精神和实质的情况下,可以做出各种变型和改进,这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
Claims (11)
1.一种蓝光有机电致发光器件,包括发光层,
所述发光层包括主体材料和客体材料,
其特征在于,所述主体材料包括空穴传输型材料和电子传输型材料的混合材料或者双极性材料,
所述双极性材料为兼具空穴传输极性和电子传输极性的材料。
2.根据权利要求1所述的蓝光有机电致发光器件,其特征在于,所述空穴传输型材料的光致发光光谱的峰值范围为365~415nm,半波宽范围为55~70nm;
所述空穴传输型材料的T1能级比所述客体材料的T1能级高0.1eV以上;
所述电子传输型材料的光致发光光谱的峰值范围为350~410nm,半波宽范围为40~60nm;
所述电子传输型材料的T1能级比所述客体材料的T1能级高0.1eV以上。
3.根据权利要求2所述的蓝光有机电致发光器件,其特征在于,所述空穴传输型材料包括或者/>
所述电子传输型材料包括或者
4.根据权利要求1所述的蓝光有机电致发光器件,其特征在于,所述混合材料或者所述双极性材料的光致发光光谱的峰值范围为370~415nm,半波宽范围为45~62nm;
所述混合材料或者所述双极性材料的最高占据分子轨道的能级范围为5.4~6.4eV,最低未占分子轨道的能级范围为2.0~3.0eV;
所述最高占据分子轨道和所述最低未占分子轨道的能级差值≥3.2eV;
所述混合材料或者所述双极性材料的T1能级比所述客体材料的T1能级高0.1eV以上。
5.根据权利要求4所述的蓝光有机电致发光器件,其特征在于,所述双极性材料包括 中的任意一种。
6.根据权利要求1所述的蓝光有机电致发光器件,其特征在于,所述混合材料或者所述双极性材料的光致发光光谱的峰值范围为400~455nm,半波宽范围为45~70nm;
所述混合材料或者所述双极性材料的最高占据分子轨道的能级≥所述客体材料的所述最高占据分子轨道的能级+0.2eV,
所述混合材料或者所述双极性材料的最低未占分子轨道的能级≤所述客体材料的所述最低未占分子轨道的能级-0.2eV,
所述混合材料或者所述双极性材料的所述最高占据分子轨道和所述最低未占分子轨道的能级差值≥3.2eV;
所述混合材料或者所述双极性材料的T1能级比所述客体材料的T1能级高0.1eV以上。
7.根据权利要求6所述的蓝光有机电致发光器件,其特征在于,所述空穴传输型材料包括
所述电子传输型材料包括
8.根据权利要求1所述的蓝光有机电致发光器件,其特征在于,所述混合材料或者所述双极性材料的最高占据分子轨道的能级≥所述客体材料的所述最高占据分子轨道的能级+0.2eV,
所述混合材料或者所述双极性材料的最低未占分子轨道的能级≤所述客体材料的所述最低未占分子轨道的能级-0.2eV,
所述混合材料或者所述双极性材料的所述最高占据分子轨道和所述最低未占分子轨道的能级差值≥3.2eV;
所述混合材料或者所述双极性材料的T1能级比所述客体材料的T1能级高0.2eV以上;
所述空穴传输型材料的荧光量子产率大于10%,所述电子传输型材料的荧光量子产率大于10%,
所述混合材料的荧光量子产率大于15%。
9.根据权利要求1所述的蓝光有机电致发光器件,其特征在于,所述混合材料或者所述双极性材料的最高占据分子轨道的能级≥所述客体材料的所述最高占据分子轨道的能级+0.2eV,
所述混合材料或者所述双极性材料的最低未占分子轨道的能级≤所述客体材料的所述最低未占分子轨道的能级-0.2eV,
所述混合材料或者所述双极性材料的所述最高占据分子轨道和所述最低未占分子轨道的能级差值≥3.2eV;
所述混合材料或者所述双极性材料的T1能级比所述客体材料的T1能级高0.2eV以上;
所述空穴传输型材料的荧光量子产率大于45%,所述电子传输型材料的荧光量子产率大于45%,
所述混合材料的荧光量子产率大于60%。
10.根据权利要求1-9任意一项所述的蓝光有机电致发光器件,其特征在于,所述客体材料的光致发光光谱的峰值范围为445~475nm,半波宽范围为15~45nm。
11.一种显示装置,其特征在于,包括权利要求1-10任意一项所述的蓝光有机电致发光器件。
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