TWI831187B - Oled像素結構、顯示面板以及電子設備 - Google Patents
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Abstract
本發明公開一種OLED像素結構、應用該OLED像素結構的顯示面板以及應用該顯示面板的電子設備。其中，OLED像素結構包含至少三個子像素；其中，至少一個子像素為光探測子像素；光探測子像素具有發光模式和光探測模式，光探測子像素中的有機光電器件於發光模式下構成有機發光二極體、於光探測模式下構成有機光電探測器。本發明的技術方案可提升電子設備螢幕的使用便捷性。
Description
本發明涉及顯示面板技術領域，特別涉及一種OLED像素結構、應用該OLED像素結構的顯示面板以及應用該顯示面板的電子設備。
通常，對於手機、平板電腦等電子設備而言，其指紋識別模組一般配置在螢幕的下方，且位置固定。也就是說，只有當用戶的手指指腹放到螢幕表面特定的區域時，才能進行指紋識別的操作。這樣，不利於實現自由度更高的全屏指紋識別，使用不夠便利。
本發明的主要目的是提供一種OLED像素結構、應用該OLED像素結構的顯示面板以及應用該顯示面板的電子設備，旨在提升電子設備螢幕的使用便捷性。
本發明的一實施例提出一種OLED像素結構，該OLED像素結構包含至少三個子像素；其中，至少一個子像素為光探測子像素；所述光探測子像素具有發光模式和光探測模式，所述光探測子像素中的有機光電器件於發光模式下構成有機發光二極體、於光探測模式下構成有機光電探測器。
在本發明的一實施例中，所述光探測子像素包括陽極、陰極以及夾設在陽極和陰極之間的活性-發光層，所述活性-發光層具有發光態和探測態；其中，當陽極的電位高於陰極的電位時，所述活性-發光層處於發光態，
所述光探測子像素中的有機光電器件構成有機發光二極體；當陽極的電位低於陰極的電位時，所述活性-發光層處於探測態，所述光探測子像素中的有機光電器件構成有機光電探測器。
在本發明的一實施例中，所述活性-發光層包含第一有機物、第二有機物以及第三有機物；所述第一有機物選自具有空穴傳輸性質的有機物，所述第二有機物選自具有電子傳輸性質的有機物，所述第三有機物選自能夠將單線態能量轉換為螢光的有機物或者能夠將三線態能量轉換為磷光的有機物；所述第一有機物之最高已占軌道的能量的絕對值不大於所述第二有機物之最高已占軌道的能量的絕對值；所述第一有機物之最低未占軌道的能量的絕對值不大於所述第二有機物之最低未占軌道的能量的絕對值；定義所述活性-發光層中光生激子的能量為E ex，所述第一有機物的最高已占軌道的能量為HOMO D ，所述第二有機物的最低未占軌道的能量為LOMO A ，則滿足條件：E ex>|HOMO D -LOMO A |。
在本發明的一實施例中，所述第二有機物選自兼具空穴傳輸性質和電子傳輸性質的有機物。
在本發明的一實施例中，所述第二有機物為熱啟動延遲螢光材料。
在本發明的一實施例中，所述光探測子像素還包括夾設在所述陽極和所述活性-發光層之間的第一功能層；且/或，所述光探測子像素還包括夾設在所述活性-發光層和所述陰極之間的第二功能層。
在本發明的一實施例中，當所述光探測子像素包括第一功能層時，所述第一功能層包括空穴注入層、空穴傳輸層以及電子阻擋層；當所述光探測子像素包括第二功能層時，所述第二功能層包括空穴阻擋層、電子傳輸層、電子注入層。
在本發明的一實施例中，所述OLED像素結構所包含的至少三個子像素中，至少一個子像素為光源子像素，所述光探測子像素的吸收光譜與所述光源子像素的發射光譜交疊。
本發明的一實施例提出一種顯示面板，該顯示面板包括OLED像素結構，該OLED像素結構包含至少三個子像素；其中，至少一個子像素為光探測子像素；所述光探測子像素具有發光模式和光探測模式，所述光探測子像素中的有機光電器件於發光模式下構成有機發光二極體、於光探測模式下構成有機光電探測器。
本發明的一實施例提出一種電子設備，該電子設備包括顯示面板，該顯示面板包括OLED像素結構，該OLED像素結構包含至少三個子像素；其中，至少一個子像素為光探測子像素；所述光探測子像素具有發光模式和光探測模式，所述光探測子像素中的有機光電器件於發光模式下構成有機發光二極體、於光探測模式下構成有機光電探測器。
在本發明的發明構思下，OLED像素結構具有兩種模式─顯示模式和檢測模式。顯示模式下，OLED像素結構中的三個子像素，可分別發出不同顏色的光，以構成顯示面板的三基色；此時，本發明提出的OLED像素結構與通常意義下的OLED像素結構功能無異。然而，檢測模式下，本發明提出的OLED像素結構卻與通常意義下的OLED像素結構大不相同，即：至少有一個子像素具有兩種模式─發光模式和光探測模式；在發光模式下，該子像素正常發光用於構成顯示面板的三基色；在光探測模式下，當外界物體置於顯示面板表面時，經外界物體反射回來的光，被該子像素接受，並形成光生電流而被讀取到IC中進行信號處理。當這樣的OLED像素結構應用至顯示面板時，若干陣列排布的OLED像素結構便可以根據物體表面的形貌情況、根據反射光的不同強度、根據不同大小的光生電流，對外
界物體的表面進行成像，從而應用於指紋識別、圖像識別、人臉識別、血樣脈搏監測等領域，進而使電子設備獲得全屏範圍的光探測功能，使電子設備螢幕的功能得以豐富、使用便捷性得以提升。
並且，一個子像素不僅可以充當具有顯示功能的部件，還可以充當具有光探測功能的部件，還實現了功能的集成化，無需佔用額外的子像素的空間，從而避免對顯示面板的解析度造成不良影響，避免對顯示面板的亮度造成不良影響。
同時，相較於傳統的貼附於顯示面板背面的外掛式的光探測模組(例如指紋識別單元)而言，本發明的光探測功能和發光功能集中在同一層中，還可減少光出入背板造成的信號衰減。
此外，本發明提出的OLED像素結構的製備過程與通常意義下的OLED像素結構的製備過程相同，也避免了增加製程引起降低良率的風險。
100:OLED像素結構
10a:光探測子像素
10b:光源子像素
10c:純顯示子像素
11:基底
12:像素電路
13:薄膜電晶體
14:層間絕緣層
15:有機光電器件
151:陽極
153:有機材料層
1531:空穴注入層
1532:空穴傳輸層
1533:電子阻擋層
1534:活性-發光層
1535:空穴阻擋層
1536:電子傳輸層
1537:電子注入層
155:陰極
16:像素定義層
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖示出的結構獲得其他的附圖。
圖1是本發明OLED像素結構一實施例採用標準RGB排列方式的結構示意圖；圖2是本發明OLED像素結構一實施例採用pentile排列方式的結構示意圖；圖3是本發明OLED像素結構一實施例的內部結構示意圖；圖4是圖3中光探測子像素中有機光電器件的結構示意圖；
圖5是圖4中活性-發光層中施體-受體的能級設計示意圖。
本發明目的的實現、功能特點及優點將結合實施例，參照附圖做進一步說明。
下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
可以理解地，對於手機、平板電腦等電子設備而言，其指紋識別模組一般配置在螢幕的下方，且位置固定。也就是說，只有當用戶的手指指腹放到螢幕表面特定的區域時，才能進行指紋識別的操作。這樣，不利於實現自由度更高的全屏指紋識別，使用不夠便利。
因此，本發明提出一種OLED像素結構，該OLED像素結構可以應用至顯示面板，該顯示面板可以應用至電子設備，從而提升電子設備螢幕的使用便捷性。
可以理解地，電子設備可以是但並不限於手機、平板電腦、電視機、顯示器、筆記型電腦、數碼相框、個人數位助理(Personal Digital Assistant，PDA)、電子書閱讀器、MP3(動態影像專家壓縮標準音頻層面3，Moving Picture Experts Group Audio Layer III)播放機、MP4(動態影像專家壓縮標準音頻層面4，Moving Picture Experts Group Audio Layer IV)播放機、可穿戴設備、導航儀、掌上遊戲機等。
下面將結合具體的附圖在具體實施例中，對本發明提出的OLED像素結構的具體結構進行說明：
如圖1與圖3所示，圖1是本發明OLED像素結構一實施例採用標準RGB排列方式的結構示意圖，圖3是本發明OLED像素結構一實施例的內部結構示意圖；本實施例中，該OLED像素結構100包含至少三個子像素；其中，至少一個子像素為光探測子像素10a；所述光探測子像素10a具有發光模式和光探測模式，所述光探測子像素10a中的有機光電器件15於發光模式下構成有機發光二極體、於光探測模式下構成有機光電探測器。
也就是說，對於光探測子像素10a而言，其中的有機光電器件15，在發光模式下可以充當有機發光二極體，發出的光線可以用作顯示面板顯示所需的三基色之一；而這個有機光電器件15，在光探測模式下還可以充當有機光電探測器，對射向自身的光線進行吸收，以實現光探測功能。
需要說明的是，除了光探測子像素10a外，OLED像素結構100所包含的子像素還可以成為以下兩種類型：(1)光源子像素10b；光源子像素10b僅具有發光模式，其中的有機光電器件15僅充當有機發光二極體；需要注意的是，光源子像素10b中的有機光電器件15在發光模式下所發出的光線，不僅可以用作顯示面板顯示所需的三基色之一，而且還可以被處於光探測模式下的光探測子像素10a所吸收，用於產生光生電流；(2)純顯示子像素10c；純顯示子像素10c僅具有發光模式，其中的有機光電器件15僅充當有機發光二極體；不同於光源子像素10b的是，純顯示子像素10c中的有機光電器件15在發光模式下所發出的光線僅僅可以用作顯示面板顯示所需的三基色之一。
因此，本實施例的技術方案可以解讀為：OLED像素結構100中，存在至少三個子像素；其中，至少有一個子像素是光探測子像素10a；剩餘
的子像素則存在以下幾種情況：(1)全部都是光源子像素10b；(2)全部都是純顯示子像素10c；(3)全部都是光探測子像素10a：(4)一部分是光源子像素10b，一部分是純顯示子像素10c，最後一部分是光探測子像素10a；(5)一部分是光源子像素10b，剩餘部分是純顯示子像素10c；(6)一部分是光源子像素10b，剩餘部分是光探測子像素10a；(7)一部分是純顯示子像素10c，剩餘部分是光探測子像素10a。並且，需要說明的是，當OLED像素結構100中沒有配置光源子像素10b時，光探測子像素10a在光探測模式下的光探測功能，需要通過配置其他能夠使其產生光生電流的光源進行使用。
此時，若定義OLED像素結構100中子像素的數量為m，光探測子像素10a的數量為n，則本實施例的技術方案滿足條件：m
3，1
n
m；其中，m和n均為自然數。
為了更好地理解本實施例的技術方案，現以OLED像素結構100僅包含R、G、B三個子像素(即m=3)，且採用如圖1所示的標準RGB排列方式為例，進行說明：
(1)當n=1時，即對應區域A，光源子像素10b作為光源，其發出的光照射到顯示面板外的物體後會被反射回來，經物體反射回來的光會被光探測子像素10a接收，形成光生電流，繼而被像素電路12讀取到IC中進行信號處理。當這樣的OLED像素結構100配置有若干且形成陣列時，根據物體表面的形貌情況，反射光有不同的強度，便可以在不同的OLED像素結構100中對應形成不同大小的光生電流，從而經信號處理後可以實現物體表面的成像，可以用於但不限於指紋識別、圖像識別、人臉識別、血樣脈搏監測等利用光探測原理的領域。此時，剩餘的一個子像素，既不作為光源子像素10b，也不作為光探測子像素10a，僅僅可實現正常的顯示功能，即純顯示子像素10c。
(2)當n=2時，即對應區域B，光源子像素10b作為光源，其發出的光照射到顯示面板外的物體後會被反射回來，經物體反射回來的光會被兩個光探測子像素10a接收，各自形成光生電流，後續過程類似前段的描述。此時，值得注意的是，兩個光探測子像素10a可以產生相同的光生電流響應，也可以產生不同的光生電流回應，這取決於光探測子像素10a中的有機光電器件15的特性。當回應相同時，可以用於光電流信號的放大；當響應不同時，可以用於其中一個光探測子像素10a光電流信號較弱時的補償。此時，OLED像素結構100中沒有配置純顯示子像素10c。
(3)當n=1時，即對應區域C，兩個光源子像素10b同時作為光源，二者發出的光照射到顯示面板外的物體後都會被反射回來，經物體反射回來的光都會被光探測子像素10a接收，形成光生電流，後續過程類似前段的描述。此時，便可以利用光探測子像素10a對兩個光源子像素10b發出的不同顏色的光所產生的光電流信號不同的性質，實現差分信號分析。例如，利用血紅蛋白和去氧血紅蛋白對不同顏色光吸收不同的性質，實現血氧飽和度分析。此時，OLED像素結構100中沒有配置純顯示子像素10c。
需要說明的是，上述幾種情況，針對的是光探測子像素10a的光探測過程所進行的介紹。當然，當上述OLED像素結構100需要實現正常的顯示功能時，只需令R、G、B三個子像素均處於發光模式，以發出R、G、B三種顏色的光線即可。
可以理解地，除了上述標準RGB排列方式外，OLED像素結構100的排列方式還可以為pentile排列方式、RGBW排列方式等，具體可以根據子像素的實際數量、產品的實際需求等因素進行合理設計：例如，圖2是本發明OLED像素結構100一實施例採用pentile排列方式的結構示意圖；本實施例中，OLED像素結構100包含一個R子像素、兩
個G子像素以及一個B子像素(即m=4)。可以看到，圖2呈現了OLED像素結構100中四個子像素如何在光源子像素10b、光探測子像素10a以及純顯示子像素10c三者之間進行分配的情況，不同區域內的四個子像素分配情況有所異同；其中，光探測子像素10a的光探測功能類似於圖1中標準RGB排列下所描述的內容，在此不再一一不再贅述。
進一步地，如圖3所示，圖3是本發明OLED像素結構100一實施例的內部結構示意圖；本實施例中，OLED像素結構100包含三個子像素(即m=3)，分別為光源子像素10b、光探測子像素10a、純顯示子像素10c。並且，每一個子像素均包含基底11、像素電路12、薄膜電晶體13、層間絕緣層14、有機光電器件15以及像素定義層16。
具體地，以一個子像素為例，像素電路12和薄膜電晶體13設置在基底11上，層間絕緣層14設置在像素電路12和薄膜電晶體13上，像素定義層16設置在層間絕緣層14上，有機光電器件15設置在像素定義層16中。其中，有機光電器件15的第一電極設置在層間絕緣層14上，並通過設置在層間絕緣層14中的通孔與薄膜電晶體13相連；有機光電器件15的有機材料層153設置在第一電極上；有機光電器件15的第二電極設置在有機材料層153上。第一電極為陽極151和陰極155的其中之一，第二電極為陽極151和陰極155的其中之另一。例如，第一電極和第二電極分別是陽極151和陰極155，類似常規意義下的OLED像素結構。
此時，需要說明的是，即便三個子像素可分別作為光源子像素10b、光探測子像素10a、純顯示子像素10c而存在；但實際上，三個子像素的內部結構卻基本一致，區別僅僅是三個子像素的有機材料層153存在差異：光探測子像素10a的有機材料層153，既可以受到激發而發光，也可以吸收光線而產生光生電流，因為其包含後文所述的活性-發光層1534。光源子像素10b
的有機材料層153，類似通常意義下的有機發光二極體中的有機材料層153，只具有受到激發而發光的功能；然而，其發出的光線不僅可以滿足三基色的要求，還可以滿足光探測子像素10a的有機材料層153的吸收要求。純顯示子像素10c的有機材料層153，即為通常意義下的有機發光二極體中的有機材料層153，只具有受到激發而發光的功能，其發出的光線只需滿足三基色的要求，而不用滿足光探測子像素10a的有機材料層153的吸收要求。
所以，可以理解地，在本實施例的發明構思下，OLED像素結構100具有兩種模式─顯示模式和檢測模式。顯示模式下，OLED像素結構100中的三個子像素，可分別發出不同顏色的光，以構成顯示面板的三基色；此時，本實施例提出的OLED像素結構100與通常意義下的OLED像素結構功能無異。然而，檢測模式下，本實施例提出的OLED像素結構100卻與通常意義下的OLED像素結構大不相同，即：至少有一個子像素具有兩種模式─發光模式和光探測模式；在發光模式下，該子像素正常發光用於構成顯示面板的三基色；在光探測模式下，當外界物體置於顯示面板表面時，經外界物體反射回來的光，被該子像素接受，並形成光生電流而被讀取到IC中進行信號處理。當這樣的OLED像素結構100應用至顯示面板時，若干陣列排布的OLED像素結構100便可以根據物體表面的形貌情況、根據反射光的不同強度、根據不同大小的光生電流，對外界物體的表面進行成像，從而應用於指紋識別、圖像識別、人臉識別、血樣脈搏監測等領域，進而使電子設備獲得全屏範圍的光探測功能，使電子設備螢幕的功能得以豐富、使用便捷性得以提升。
並且，一個子像素不僅可以充當具有顯示功能的部件，還可以充當具有光探測功能的部件，還實現了功能的集成化，無需佔用額外的子像素
的空間，從而避免對顯示面板的解析度造成不良影響，避免對顯示面板的亮度造成不良影響。
同時，相較於傳統的貼附於顯示面板背面的外掛式的光探測模組(例如指紋識別單元)而言，本實施例的光探測功能和發光功能集中在同一層中，還可減少光出入背板造成的信號衰減。
此外，本實施例提出的OLED像素結構100的製備過程與通常意義下的OLED像素結構的製備過程相同，也避免了增加製程引起降低良率的風險。
下面對子像素如何實現前述功能的集成化進行說明：首先，對於通常意義下的頂發射OLED像素結構而言，會通過背板工藝在背板上設置陽極，通常是反射式的陽極，通常是材料為ITO/Ag/ITO的複合式的陽極。接著，會在陽極上通過蒸鍍、旋塗、噴墨列印、刮塗等工藝製備有機材料層，包括但不限於空穴注入層HIL、空穴傳輸層HTL、電子阻擋層EBL、發光層EML、空穴阻擋層HBL、電子傳輸層ETL、電子注入層EIL。最後，會在有機材料層上覆蓋半透明的陰極。如此，便可得到子像素中的有機光電器件。
需要說明的是，通常意義下的底發射OLED像素結構與通常意義下的頂發射OLED像素結構類似，只不過是陽極變為了半透明的陽極，陰極變為了反射式的陰極。另外，通常意義下的透明式OLED像素結構也與通常意義下的頂發射OLED像素結構類似，只不過是陽極也變為了半透明的陽極。
但是，通過上述方式得到的有機光電器件，僅可作為有機發光二極體(OrganicLight-Emitting Diode，簡稱OLED)，是不能作為有機光電探測器(organic photodetector，簡稱OPD)的。
對於有機光電探測器而言，其與有機發光二極體結構類似，具有陽極、空穴傳輸層HTL、活性層、電子傳輸層ETL、陰極，有時根據器件性能需要也會設置空穴注入層HIL、電子阻擋層EBL、空穴阻擋層HBL、電子注入層EIL等。
但是，有機光電探測器卻有著與有機發光二極體相反的工作原理。有機發光二極體運行時，陽極電位高於陰極電位，空穴和電子分別從陽極和陰極注入到空穴注入層HIL和電子注入層EIL，經由空穴傳輸層HTL和電子傳輸層ETL傳輸到發光層EML中，形成激子，激子失去活性而發光。而有機光電探測器運行時，首先是外界光線照射進入器件內，在活性層中產生光生激子，光生激子在活性層中的施體(Donor，簡稱D)和受體(Acceptor，簡稱A)形成的內建電場下被分離成空穴和電子；此時，讓陰極電位比陽極電位高，則空穴和電子會分別通過空穴傳輸層HTL和電子傳輸層ETL，分別向兩側的陽極和陰極傳輸，最後被陽極和陰極收集到而形成光生電流。
因此，對於光探測子像素10a中的有機光電器件15來說，需要陽極151和陰極155的電位高低可調，才能使之既能實現發光功能，又能實現光探測功能。
並且，需要說明的是，並非任何一個有機光電器件都兼具發光功能和光探測功能，需要進行器件的設計才能實現。圖4給出了光探測子像素10a中的有機光電器件15的一種結構。按照層疊關係，依次是背板上的陽極151、空穴注入層1531、空穴傳輸層1532、電子阻擋層1533、活性-發光層1534、空穴阻擋層1535、電子傳輸層1536、電子注入層1537以及陰極155。關鍵的技術在於活性-發光層1534，該活性-發光層1534具有兩種狀態─發光態和探測態：當陽極151的電位高於陰極155的電位時，該活性-發光層1534處於發光態；此時，活性-發光層1534可作為有機發光二極體中的發光層而參與過程，
此時的光探測子像素10a中的有機光電器件15構成有機發光二極體，實現發光功能。當陽極151的電位低於陰極155的電位時，該活性-發光層1534處於探測態；此時，活性-發光層1534可作為有機光電探測器中的活性層而參與工作，此時的光探測子像素10a中的有機光電器件15構成有機光電探測器，實現光探測功能。可以理解地，空穴注入層1531、空穴傳輸層1532、電子阻擋層1533、活性-發光層1534、空穴阻擋層1535、電子傳輸層1536、電子注入層1537包含於有機材料層153，空穴注入層1531、空穴傳輸層1532以及電子阻擋層1533包含於第一功能層，空穴阻擋層1535、電子傳輸層1536以及電子注入層1537包含於第二功能層。因為有了第一功能層和第二功能層，空穴和電子的運動過程都將更加順暢，從而有利於提升發光功能和管探測光功能。
為了使活性-發光層1534兼具發光功能和光探測功能，其中一種設計如下：活性-發光層1534包含具有空穴傳輸性質的第一有機物，具有電子傳輸性質或者兼具空穴傳輸性質和電子傳輸性質的第二有機物，以及能夠將單線態能量轉換為螢光或者將三線態能量轉換為磷光的第三有機物；並且，第一有機物之最高已占軌道(Highest Occupied Molecular Orbit，簡稱HOMO)的能量的絕對值不大於第二有機物之最高已占軌道的能量的絕對值，第一有機物之最低未占軌道(Lowest Unoccupied Molecular Orbit，簡稱LUMO)的能量的絕對值不大於第二有機物之最低未占軌道的能量的絕對值；並且，定義活性-發光層1534中光生激子的能量為E ex，第一有機物的最高已占軌道的能量為HOMO D ，第二有機物的最低未占軌道的能量為LOMO A ，則滿足條件：E ex>|HOMO D -LOMO A |。
這樣，當陽極151的電位低於陰極155的電位時，活性-發光層1534便會由於光線的照射而產生光生激子，光生激子便在會第一有機物和第二有機物的介面上被分離成空穴和電子，空穴留在施體材料(第一有機物)中，電子則到達受體材料(第二有機物)中；之後，空穴和電子分別向兩側的陽極151和陰極155傳輸，最後被陽極151和陰極155收集到而形成光生電流，實現光探測功能。
另一方面，對於活性-發光層1534作為有機光電器件15中的發光層而參與工作的情況，其中的第一有機物和第二有機物構成了雙主體材料，其中的第三有機物構成了客體材料，三者共同構成了雙主體材料體系，雙主體材料體系可以被用作有機發光二極體的發光層。雙主體材料，即兩種主體材料，一種是具有空穴傳輸性質的主體材料，另一種是具有電子傳輸性質或者兼具空穴傳輸性質和電子傳輸性質的主體材料；並且，這兩種主體材料是以混合的方式搭配使用。對於雙主體材料體系而言，一種情況是，會出現不同於兩種主體材料本徵發光而更加紅移的發光，稱之為exciplex發光；相較於傳統的單主體材料體系，會給有機發光二極體帶來更低的驅動電壓、更高的效率以及更長的壽命。對於雙主體材料體系而言，另一種情況是，並不會出現exciplex發光，但相較於傳統的單主體材料體系也還是會有更好的表現，而這要歸結於發光層更加平衡的空穴傳輸和電子傳輸。
此外，具有空穴傳輸性質的主體材料也會搭配另一種具有電子傳輸性質或者兼具空穴傳輸性質和電子傳輸性質的主體材料─熱啟動延遲螢光(TADF)材料一同使用，再搭配螢光或磷光發光材料而構成雙主體材料系統，可實現超螢光(Hyper-fluorescence)發光。其發光機理利用了熱啟動延遲螢光材料三線態能量利用率高的優點，將幾乎100%的能量傳遞給發光材料進行發光。熱啟動延遲螢光材料由於空穴傳輸基團和電子傳輸基團的設
計，其最高已占軌道和最低未佔有軌道的交疊較小，使其單線態和三線態非常靠近，讓本來不能發光的三線態能量通過反向系間竄躍過程回到單線態而被利用起來。
需要說明的是，雙主體材料體系，無論是exciplex發光體系，還是hyper-fluorescence發光體系，都可以被認為是具有施體-受體的體系，這為光生激子的分離提供了必要條件，是因為施體-受體之間介面的能帶偏移對光探測器件很重要。圖5是施體-受體之間介面能帶偏移示意圖，E ex表示在活性-發光層1534中形成的光生激子的能量；此時，施體材料(第一有機物)具有比受體材料(第二有機物)絕對值低的最高已占軌道能量HOMO D ，受體材料(第二有機物)具有比施體材料(第一有機物)絕對值高的LOMO A 。這樣，當光生激子在施體-受體之間介面分離時，若想要空穴留在施體材料、電子到達受體材料，即實現電荷轉移，所需要的能量為|HOMO D -LOMO A |。所以，當E ex>|HOMO D -LOMO A |時，電荷轉移的過程可以發生，即D*+A→D+A-和D+A*→D+A-。而當E ex<|HOMO D -LOMO A |時，在能量上電荷轉移過程不被支持。
此外，還需要說明的是，為了保證活性-發光層1534中光生激子的順利形成，以及為了實現功能的集成化，避免佔用額外的子像素的空間，避免對顯示面板的解析度造成不良影響，還可以做以下設計：OLED像素結構100所包含的至少三個子像素中，至少一個子像素為光源子像素10b。即，光探測子像素10a中的有機光電器件15中的活性-發光層1534至少有一支材料的吸收光譜與其他子像素中至少一個子像素的發射光譜交疊。這是在施體材料或受體材料中產生光生激子的條件。可以理解地，本發明是利用某一個子像素的有機光電器件發出光線，並照射到另一個子像素的有機光電器件15中，而實現的光探測功能，以實現功能的集成化。
下面是光探測子像素10a中有機光電器件15的一種實施方式，結構和材料如下表所示：
在負向電壓下測量器件的反向IV特性，隨後在能量密度為30A/W的藍光445nm光源照射下，測量器件的IV特性。
由以上結果可見，該有機光電器件15可以實現本發明中光探測子像素10a中有機光電器件15的發光功能和光探測功能。應當理解地，這裡描述的器件的結構和材料設計僅作為示例，證明該雙功能可以實現，並無意圖限制本發明範圍，上述結構和材料也可以用其它結構和材料來取代，而不脫離本發明的技術構思。
本發明還提出一種顯示面板，該顯示面板包括如前所述的OLED像素結構100，該OLED像素結構100的具體結構參照前述實施例。由於本顯示面板採用了前述所有實施例的全部技術方案，因此至少具有前述所有實施例的全部技術方案所帶來的所有功能，在此不再一一贅述。
本發明還提出一種電子設備，該電子設備包括如前所述的顯示面板，該顯示面板的具體結構參照前述實施例。由於本電子設備採用了前述所有實施例的全部技術方案，因此至少具有前述所有實施例的全部技術方案所帶來的所有功能，在此不再一一贅述。
可以理解的，電子設備可以是但並不限於手機、平板電腦、個人數位助理(Personal Digital Assistant，PDA)、電子書閱讀器、MP3(動態影像專
家壓縮標準音頻層面3，Moving Picture Experts Group Audio Layer III)播放機、MP4(動態影像專家壓縮標準音頻層面4，Moving Picture Experts Group Audio Layer IV)播放機、可穿戴設備、導航儀、掌上遊戲機等。
以上所述僅為本發明的可選實施例，並非因此限制本發明的專利範圍，凡是在本發明的發明構思下，利用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構變換，或直接/間接運用在其他相關的技術領域均包括在本發明的專利保護範圍內。
10a:光探測子像素
10b:光源子像素
10c:純顯示子像素
Claims (9)
- 一種OLED像素結構，其特徵在於，所述OLED像素結構包含至少三個子像素；其中，至少一個所述子像素為光探測子像素；所述光探測子像素具有發光模式和光探測模式，所述光探測子像素中的有機光電器件於所述發光模式下構成有機發光二極體、於所述光探測模式下構成有機光電探測器；其中，所述光探測子像素包括陽極、陰極以及夾設在陽極和陰極之間的活性-發光層，所述活性-發光層具有發光態和探測態；其中，當所述陽極的電位高於所述陰極的電位時，所述活性-發光層處於所述發光態，所述光探測子像素中的所述有機光電器件構成所述有機發光二極體；當所述陽極的電位低於所述陰極的電位時，所述活性-發光層處於所述探測態，所述光探測子像素中的所述有機光電器件構成所述有機光電探測器。
- 如請求項1所述的OLED像素結構，其中，所述活性-發光層包含第一有機物、第二有機物以及第三有機物；所述第一有機物選自具有空穴傳輸性質的有機物，所述第二有機物選自具有電子傳輸性質的有機物，所述第三有機物選自能夠將單線態能量轉換為螢光的有機物或者能夠將三線態能量轉換為磷光的有機物；所述第一有機物之最高已占軌道的能量的絕對值不大於所述第二有機物之最高已占軌道的能量的絕對值；所述第一有機物之最低未占軌道的能量的絕對值不大於所述第二有機物之最低未占軌道的能量的絕對值；定義所述活性-發光層中光生激子的能量為E ex，所述第一有機物的最高已占軌道的能量為HOMO D ，所述第二有機物的最低未占軌道的能量為LOMO A ，則滿足條件：E ex>|HOMO D -LOMO A |。
- 如請求項2所述的OLED像素結構，其中，所述第二有機物選自兼具空穴傳輸性質和電子傳輸性質的有機物。
- 如請求項3所述的OLED像素結構，其中，所述第二有機物為熱啟動延遲螢光材料。
- 如請求項1所述的OLED像素結構，其中，所述光探測子像素還包括夾設在所述陽極和所述活性-發光層之間的第一功能層；且/或，所述光探測子像素還包括夾設在所述活性-發光層和所述陰極之間的第二功能層。
- 如請求項5所述的OLED像素結構，其中，當所述光探測子像素包括所述第一功能層時，所述第一功能層包括空穴注入層、空穴傳輸層以及電子阻擋層；當所述光探測子像素包括所述第二功能層時，所述第二功能層包括空穴阻擋層、電子傳輸層、電子注入層。
- 如請求項1至6中任一項所述的OLED像素結構，其中，所述OLED像素結構所包含的所述至少三個子像素中，至少一個所述子像素為光源子像素，所述光探測子像素的吸收光譜與所述光源子像素的發射光譜交疊。
- 一種顯示面板，其特徵在於，包括如請求項1至7中任一項所述的OLED像素結構。
- 一種電子設備，其特徵在於，包括如請求項8所述的顯示面板。
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Citations (4)
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| WO2021053459A1 (ja) * | 2019-09-20 | 2021-03-25 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 表示装置、表示モジュール、及び電子機器 |
| CN111402788A (zh) * | 2020-04-08 | 2020-07-10 | 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 | 一种像素电路和显示面板 |
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