有機電致發光器件、OLED基板和顯示裝置的製作方法

2023-05-30 07:32:26

本發明屬於顯示技術領域，具體涉及一種有機電致發光器件、oled基板和顯示裝置。

背景技術：

oled(organiclightemittingdiode，有機發光二極體)顯示裝置由於具有自發光、無需背光模組、對比度以及清晰度高、視角寬、全固化、適用於撓曲性面板、溫度特性好、低功耗、響應速度快以及製造成本低等一系列優異特性，已經逐漸成為新一代平面顯示裝置的重點發展方向之一，隨著oled的快速發展，照明及顯示產品相繼被推出。

噴墨列印聚合物電致發光顯示技術具有成本低廉、工藝簡單、易於實現大尺寸等優點，隨著高性能聚合物材料的不斷研發和薄膜製備技術的進一步完善，噴墨列印技術有望快速實現產業化。

噴墨列印技術是通過微米級的列印噴頭將空穴傳輸材料，如pedot/pss(摻雜聚苯胺)，以及紅、綠、藍三色發光材料的溶液分別噴塗在預先已經圖案化了的金屬電極(例如陽極)的襯底上的子像素坑中，形成紅、綠、藍三基色發光像素單元。

目前使用的紅、綠、藍三色發光材料所配備的空穴注入材料與空穴傳輸材料均不相同，並且由於能級的匹配問題很難將三種顏色的發光材料所配備的空穴注入材料和空穴傳輸材料統一為相同材料，紅、綠、藍三種像素的發光層材料需要使用三部分噴頭並要分別進行編程，這給噴墨列印實驗的實施帶來了困難，多種不穩定因素同時帶來了實驗結果的不確定性。

技術實現要素：

本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一，提出了一種能夠提高噴墨列印實驗的連續性且避免不同發光層材料之間複雜的電腦編程問題的有機電致發光器件、oled基板和顯示裝置。

解決本發明技術問題所採用的技術方案是一種有機電致發光器件，包括陰極、陽極以及位於所述陰極和陽極之間的功能層；

所述功能層包括在背離陽極的方向上依次設置的第一發光層和第二發光層，所述第一發光層包括第一藍光發光材料，所述第一發光層和所述第二發光層在所述陰極和陽極通電後形成複合產物，以發出顏色異於藍光的光線。

其中，所述第二發光層包括第二藍光發光材料，所述第一發光層和所述第二發光層在所述陰極和陽極通電後形成激基締合物，以發出紅光。

其中，所述第一藍光發光材料與所述第二藍光發光材料相同。

其中，所述第一藍光發光材料和所述第二藍光發光材料的結構包括：具有苯環結構的芳香化合物，同時兩個基態分子形成面對面構型。

其中，所述第一藍光發光材料和所述第二藍光發光材料包括芘、烷基苯類化合物和2,w-烷基芘中的一種。

其中，在所述陽極和所述第一發光層之間還包括：依次設置的空穴注入層和空穴傳輸層；

在所述第二發光層和所述陰極之間還包括依次設置的空穴阻擋層、電子傳輸層和電子注入層。

其中，所述第二發光層包括電子傳輸材料，所述第一發光層和所述第二發光層在所述陰極和陽極通電後形成激基複合物，以發出綠光。

其中，所述激基複合物的能級滿足：hv＝i(d)-e(a)-c，其中，i(d)為給體的電離勢，e(a)為受體的電子親和勢，c為激基複合物的庫倫能。

其中，在所述陽極和所述第一發光層之間還包括：依次設置的空穴注入層和空穴傳輸層；

在所述第二發光層和所述陰極之間還包括電子注入層。

作為另一技術方案，本發明還提供一種oled基板，包括上述任意一項所述的有機電致發光器件。

其中，所述有機電致發光器件包括紅光有機電致發光器件、綠光有機電致發光器件，所述oled基板還包括藍光有機電致發光器件；

所述紅光有機電致發光器件的第一發光層和第二發光層、所述綠光有機電致發光器件的第一發光層、以及所述藍光有機電致發光器件的發光層採用相同的藍光發光材料製成。

作為另一技術方案，本發明還提供一種顯示裝置，包括上述的oled基板。

本發明的有機電致發光器件、oled基板和顯示裝置中，該有機電致發光器件包括陰極、陽極以及位於陰極和陽極之間的功能層，功能層包括在背離陽極的方向上依次設置的第一發光層和第二發光層，第一發光層包括第一藍光發光材料，第一發光層和第二發光層在陰極和陽極通電後形成複合產物，以發出顏色異於藍光的光線，也就是說，不同顏色(紅色和綠色)的有機電致發光器件中的空穴注入層和空穴傳輸層使用相同的材料，只採用藍光發光材料即可在陰極和陽極通電後形成不同的複合產物，使有機電致發光器件發出顏色異於藍光的光線，如紅光和綠光。本發明的有機電致發光器件對噴墨列印實驗的連貫性有極大的提高，並且避免了不同發光層材料之間複雜的電腦編程問題。

附圖說明

圖1為本發明的實施例1的有機電致發光器件的一種結構示意圖；

圖2為生成激基締合物的示意圖；

圖3為激基締合物的能級圖；

圖4為本發明的實施例1的有機電致發光器件的另一種結構示意圖；

圖5為生成激基複合物的示意圖；

圖6為本發明的實施例2的oled基板中藍光有機電致發光器件的結構示意圖；

其中，附圖標記為：1、陰極；2、陽極；3、功能層；31、第一發光層；32、第二發光層；4、空穴注入層；5、空穴傳輸層；6、空穴阻擋層；7、電子傳輸層；8、電子注入層。

具體實施方式

為使本領域技術人員更好地理解本發明的技術方案，下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細描述。

實施例1：

請參照圖1至圖5，本實施例提供一種有機電致發光器件，包括陰極1、陽極2以及位於陰極1和陽極2之間的功能層3；功能層3包括在背離陽極2的方向上依次設置的第一發光層31和第二發光層32，第一發光層31包括第一藍光發光材料，第一發光層31和第二發光層32在陰極1和陽極2通電後形成複合產物，以發出顏色異於藍光的光線。

第一發光層31中包括第一藍光發光材料，陰極1和陽極2在通電後形成電場，第一藍光發光材料和第二發光層32中的材料在該電場的作用下形成不同的複合產物，該複合產物能夠發出紅光或者綠光，因此，在本實施例中，不同顏色(紅色和綠色)的有機電致發光器件中的空穴注入層和空穴傳輸層可以使用相同的材料，從而有效提高噴墨列印實驗的連貫性；同時，由於只採用藍光發光材料，還能夠避免因使用不同顏色的發光層材料所導致的複雜的電腦編程問題。

需要說明的是，在製備過程中，第一藍光發光材料和第二發光層32中的材料只分別形成第一發光層31和第二發光層32，只有在陰極1和陽極2形成電場後，第一藍光發光材料和第二發光層32中的材料才會在電場作用下形成複合產物，該複合產物形成在第一發光層31和第二發光層32接觸的位置，隨著通電時間的增長，複合產物的厚度越大，也就是說，該複合產物並不是在製備過程中形成的，而是在陰極1和陽極2第一次通電形成電場時才形成的。

其中，第二發光層32包括第二藍光發光材料，第一發光層31和第二發光層32在陰極1和陽極2通電後形成激基締合物，以發出紅光。

也就是說，陰極1和陽極2在通電後形成電場，第一發光層31中的第一藍光發光材料和第二發光層32中的第二藍光發光材料在該電場中發生反應，形成激基締合物，該激基締合物能夠發出紅光，即在紅色有機電致發光器件中，是通過利用兩層藍光發光材料在電場的作用下形成激基締合物而發出紅光的。

兩層藍光發光材料形成的激基締合物之所以能發紅光，是由於第一發光層31和第二發光層32均採用藍光發光材料，藍光發光材料的homo能級和lomo能級之間的能級差小，因此形成的激基締合物的能帶差小，形成的光的波長大，故發紅光。

優選的，第一藍光發光材料與第二藍光發光材料相同。之所以如此設置，是為了簡化工藝步驟，即在形成第一發光層31和第二發光層32時不需要更換發光層材料。

需要說明的是，由於第一發光層31和第二發光層32採用相同的藍光發光材料，為避免第一發光層31中的藍光發光材料和第二發光層32中的藍光發光材料發生混合，在噴墨列印第一藍光發光材料後需要對該第一藍光發光材料進行烘乾以形成第一發光層31，然後在第一發光層31上再次噴墨列印第二藍光發光材料(也即第一藍光發光材料)並進行烘乾，以形成第二發光層32，從而使具有相同材料的第一發光層31和第二發光層32區分開。

其中，第一藍光發光材料和第二藍光發光材料的結構包括：具有苯環結構的芳香化合物，同時兩個基態分子形成面對面構型。

也就是說，形成激基締合物的條件是該藍光發光材料為具有苯環結構的芳香化合物，且該藍光發光材料的兩個基態分子形成面對面構型。由於苯環結構為一個平面結構，因此，具有苯環結構的芳香化合物更容易形成面對面的構型。

請參照圖2，其中，a代表基態分子，a*代表處於激發態的分子，基態分子a在吸收光後被激發形成激發態分子a*，而後，基態分子a和激發態分子a*在一定條件下形成激基締合物(aa)*。在圖3中，γ為單分子譜帶頻率值，γ』為激基締合物螢光譜帶頻率值，從圖3中可以看出，形成的激發態分子a*的能級為hγ，當基態分子a和激發態分子a*形成激基締合物(aa)*後，激基締合物(aa)*的能級降低為hγ』。當然，激基締合物除了由單線態的激發態分子a*與一個單線態的基態分子a相互作用而形成以外，還可以由兩個三線態的分子at碰撞湮沒而產生，在此不再贅述。

在本實施例中，形成激基締合物的兩個基態分子必須具有比較嚴格的幾何構型，兩個基態分子要形成面對面的幾何構型，部分或完全交疊面間距離約在0.3nm左右。所以，在溶液中，激發態分子需要通過分子運動調整位置，以達到形成激基締合物的幾何要求。需要說明的是，由於形成激基締合物需要適當的溫度和一定的熱活化能，若溫度太高，分子運動加快，從而也加速了激基締合物的解離，故溫度降低有利於激基締合物的形成；但是，若溫度太低，分子的轉動運動受阻，也不利於激基締合物的形成。

優選的，第一藍光發光材料和第二藍光發光材料包括芘、烷基苯類化合物和2,w-烷基芘中的一種。

之所以如此設置，芳香化合物和稀有氣體易形成激基締合物。如在芘的晶體中，可以觀察到激基締合物的螢光，因為芘分子在晶體中是成對平行排列的，可形成二單元組(如下所示)，分子間的距離是滿足形成激基締合物的要求。

又例如，烷基苯類化合物可以在溶液中形成分子內的激基締合物，但烷基苯類化合物要符合n＝3的規律，即連在同一分子鏈上的兩個生色團通過碳鏈的自由內旋轉，使兩個生色團達到面對面的構象，面間距離大約為而形成激基締合物(如下所示)。

再例如，一系列的2,w-烷基芘(即芘-(ch2)n-芘)，在n＝1，2，3……22中，除了n＝7或8外，其他都有分子內的激基締合物形成，只是n＝3的情況下，激基締合物的螢光最強。

當然，對於聚合物而言，帶側基的乙烯類聚合物都符合n＝3的規律，所以都很容易觀察到分子內的激基締合物螢光譜帶，如聚乙烯萘、聚乙烯咔唑等。在聚合物溶液中，形成激基締合物有以下三種情況：(1)分子內近鄰生色團之間；(2)主鏈上非相鄰的生色團由於柔性鏈的捲曲折迂而靠近，這樣分子鏈內遠程的生色團之間就有相互作用；(3)不同分子鏈上的生色團彼此靠近時相互作用。因此，第一藍光發光材料和第二藍光發光材料的種類並不局限於上述物質，只要滿足生成激基締合物的條件即可，在此不再贅述。

其中，在陽極2和第一發光層31之間還包括：依次設置的空穴注入層4和空穴傳輸層5；在第二發光層32和陰極1之間還包括依次設置的空穴阻擋層6、電子傳輸層7和電子注入層8。

如圖1所示，對於紅色有機電致發光器件而言，其結構為在陽極2上依次形成空穴注入層4、空穴傳輸層5、第一發光層31、第二發光層32、空穴阻擋層6、電子傳輸層7、電子注入層8和陰極1。

其中，第二發光層32包括電子傳輸材料，第一發光層31和第二發光層32在陰極1和陽極2通電後形成激基複合物，以發出綠光。

也就是說，陰極1和陽極2在通電後形成電場，第一發光層31中的第一藍光發光材料和第二發光層32中的電子傳輸材料在該電場中發生反應，形成激基複合物，該激基複合物能夠發出綠光，即在綠色有機電致發光器件中，是通過利用第一藍光發光材料和電子傳輸材料在電場的作用下形成激基複合物而發出綠光的。

第一藍光發光材料和電子傳輸材料形成的激基複合物之所以能發綠光，是由於第一發光層31和第二發光層32採用的是不同的材料，第一發光層31採用第一藍光發光材料，而第二發光層32採用電子傳輸材料，第一藍光發光材料的homo能級與電子傳輸材料的homo能級之間的能級差較大，且第一藍光發光材料的lomo能級與電子傳輸材料的lomo能級之間的能級差較大，因此形成的激基複合物的能帶差大，形成的光的波長小，故發綠光。

請參照圖5，其中，a代表受體分子，a*代表處於激發態的受體分子，受體分子a在吸收光後被激發形成激發態的受體分子a*，同理，d代表給體分子，d*代表處於激發態的給體分子，給體分子d在吸收光後被激發形成激發態的給體分子d*，而後，受體分子a和激發態的給體分子d*或者激發態的受體分子a和給體分子d在一定條件下形成激基複合物(da)*。

其中，激基複合物的能級滿足：hv＝i(d)-e(a)-c，其中，i(d)為給體的電離勢，e(a)為受體的電子親和勢，c為激基複合物的庫倫能。

對於由典型的給體和受體所形成的極性較強的激基複合物而言，隨著溶劑的極性增加，激基複合物的譜帶紅移，因此，可以通過控制溶劑的極性來調控激基複合物的光色，使其控制在綠光範圍內。

近幾年來已發現激基複合物的形成是一個相當普遍現象，許多化合物，在基態是很弱的給體或受體，不能形成點和轉移複合物，但是處於激發態時性質則有所改變，而表現出強的給體或受體能力，因而可以形成激基複合物。形成激基複合物不需要具有如形成激基締合物那樣嚴格的幾何要求，因為形成激基複合物主要是靠給體和受體分子間的電荷轉移相互作用。

可以理解的是，給體的電離勢大於受體的電子親和勢，當第一藍光發光材料的電離勢大於電子傳輸材料的電子親和勢時，第一藍光發光材料為給體，電子傳輸材料為受體；反之，當電子傳輸材料的電離勢大於第一藍光發光材料的電子親和勢時，電子傳輸材料為給體，第一藍光發光材料為受體，在此不再贅述。

正對上述描述，以下舉例說明。

若給體和受體的生色團連在同一分子鏈上，能形成分子內的激基複合物，如下所示：

若給體和受體的生色團連在聚合物的分子鏈上，也可以形成聚合物分子內的激基複合物，如下所示：

當然，聚合物鏈上的生色團也可以與小分子形成激基複合物。另外，還可以形成三元的激基複合物(dda)*或(daa)*，在此不再贅述。

其中，在陽極2和第一發光層31之間還包括：依次設置的空穴注入層4和空穴傳輸層5；在第二發光層32和陰極1之間還包括電子注入層8。

如圖4所示，對於綠色有機電致發光器件而言，其結構為在陽極2上依次形成空穴注入層4、空穴傳輸層5、第一發光層31、第二發光層32(即電子傳輸層7)、電子注入層8和陰極1，也就是說，對於綠色有機電致發光器件，在第一發光層31和電子傳輸層7之間不設置空穴阻擋層，以使第一發光層31中的第一藍光發光材料和電子傳輸層7中的電子傳輸材料能夠在通電後形成激基複合物。

在本實施例中，對於紅色有機電致發光器件和綠色有機電致發光器件而言，其通過第一發光層31和第二發光層32形成激基締合物或激基複合物來控制其發出的光線的顏色，因此，可採用相同的空穴注入材料和空穴傳輸材料，即在紅色有機電致發光器件和綠色有機電致發光器件中先同時列印相同的空穴注入材料並進行烘乾，以形成空穴注入層4，然後在空穴注入層4上同時列印相同的空穴傳輸材料並進行烘乾，以形成空穴傳輸層5，從而有效提高噴墨列印實驗的連貫性。

對於現有的不同發光顏色的有機電致發光器件，如紅光、綠光和藍光，其發光層需要採用三種不同顏色的溶液烘乾而成，這就需要在列印不同顏色時更換噴墨列印噴頭，且在軟體編程方面，由於紅、綠、藍三種顏色的溶液體積、位置均不相同，還需要對噴墨列印時的位置、角度及墨滴數進行調整，增加了複雜程度；而在本實施例中，採用一種藍光發光材料即可，不需要更換噴墨列印噴頭，也不需要複雜的軟體編程，因此，更加簡便，易於操作。

本實施例的有機電致發光器件，包括陰極1、陽極2以及位於陰極1和陽極2之間的功能層3；功能層3包括在背離陽極2的方向上依次設置的第一發光層31和第二發光層32，第一發光層31包括第一藍光發光材料，第一發光層31和第二發光層32在陰極1和陽極2通電後形成複合產物，以發出顏色異於藍光的光線，也就是說，不同顏色(紅色和綠色)的有機電致發光器件中的空穴注入層和空穴傳輸層使用相同的材料，只採用藍光發光材料即可在陰極和陽極通電後形成不同的複合產物，使有機電致發光器件發出顏色異於藍光的光線，如紅光和綠光。本實施例的有機電致發光器件對噴墨列印實驗的連貫性有極大的提高，並且避免了不同發光層材料之間複雜的電腦編程問題。

實施例2：

本實施例提供一種oled基板，包括實施例1的有機電致發光器件。

其中，有機電致發光器件包括紅光有機電致發光器件、綠光有機電致發光器件，oled基板還包括藍光有機電致發光器件；紅光有機電致發光器件的第一發光層和第二發光層、綠光有機電致發光器件的第一發光層、以及藍光有機電致發光器件的發光層採用相同的藍光發光材料製成。

在本實施例中，藍光有機電致發光器件的結構可如圖6所示，具體地，在陽極2上依次形成空穴注入層4、空穴傳輸層5、第一發光層31、空穴阻擋層6、電子傳輸層7、電子注入層8和陰極1。在藍光有機電致發光器件中，由於第一發光層31由藍光發光材料製成，因此，不需要藉助其他層的材料即可發出藍光，且空穴注入層4和空穴傳輸層5的製備材料與紅光有機電致發光器件和綠光有機電致發光器件中的空穴注入層4和空穴傳輸層5的製備材料相同，可同時形成。

本實施例的oled基板，包括實施例1的有機電致發光器件，詳細描述請參照實施例1的有機電致發光器件，在此不再贅述。

本實施例的oled基板，包括實施例1的有機電致發光器件，不同顏色的有機電致發光器件中的空穴注入層和空穴傳輸層使用相同的材料，對噴墨列印實驗的連貫性有極大的提高，並且避免了不同發光層材料之間複雜的電腦編程問題。

實施例3：

本實施例提供一種顯示裝置，包括實施例2的oled基板。顯示裝置可以為：電子紙、oled面板、手機、平板電腦、電視機、顯示器、筆記本電腦、數碼相框、導航儀等任何具有顯示功能的產品或部件。

本實施例的顯示裝置，包括實施例2的oled基板，其中不同顏色的有機電致發光器件中的空穴注入層和空穴傳輸層使用相同的材料，對噴墨列印實驗的連貫性有極大的提高，並且避免了不同發光層材料之間複雜的電腦編程問題。

可以理解的是，以上實施方式僅僅是為了說明本發明的原理而採用的示例性實施方式，然而本發明並不局限於此。對於本領域內的普通技術人員而言，在不脫離本發明的精神和實質的情況下，可以做出各種變型和改進，這些變型和改進也視為本發明的保護範圍。