一種有機電致發光器件及顯示裝置的製作方法

2023-05-09 23:24:36

本發明涉及有機電致發光技術領域，尤其涉及一種有機電致發光器件及顯示裝置。

背景技術：

有源矩陣有機發光二極體(Active-matrix organic light emitting diode，以下簡稱AMOLED)顯示裝置由於具有寬視角、高色域、響應速度快等諸多優點，已被廣泛的應用於電視和行動裝置產品中。目前，AMOLED顯示裝置大都採用全蒸鍍製程來實現量產，而且通過全蒸鍍製程實現全彩化顯示通常採用RGB排列的方式，這種RGB排列的方式使用FMM(fine metal shadow mask)來定義出不同顏色的像素，但這種方式受FMM尺寸的限制無法實現大尺寸的顯示。

為了實現大尺寸的顯示，現有技術中在製作AMOLED顯示裝置時，引入了溶液製程，這種溶液製程在RGB圖案化方面具有比較大的優勢，而且溶液的紅色磷光材料和綠色磷光材料已經達到蒸鍍小分子材料的水平，即可以通過噴墨、列印等方式製作紅色發光層和綠色發光層，很好的避免了使用FMM製作紅色發光層和綠色發光層，所導致的尺寸受限問題。但由於溶液的藍光材料選擇比較少，且考慮要放棄使用FMM，因此，現有技術中通過真空蒸鍍製程並採用整層覆蓋的結構來製作藍色發光層，從而保證了所製作的AMOLED顯示裝置能夠實現大尺寸的顯示。

為了保證上述既包括溶液製程又包括蒸鍍製程的混合式製程製作的AMOLED顯示裝置所包括的各發光層均能夠實現單獨發光，且具有較好的發光效果，需要在AMOLED顯示裝置中引入HCL(Hybrid Connecting Layer，混合連接層)。這樣AMOLED顯示裝置中各有機電致發光器件的結構一般包括：相對設置的陽極和陰極，以及設置在陽極和陰極之間的紅色發光層、綠色發光層、HCL和藍色發光層；其中紅色發光層和綠色發光層並排設置，HCL中的第一部分覆蓋在紅色發光層和綠色發光層上，HCL中的第二部分與紅色發光層和綠色發光層並排設置，紅色發光層和綠色發光層相對於HCL中的第一部分更靠近陽極，藍色發光層同樣包括第一部分和第二部分，且藍色發光層的第一部分覆蓋在HCL中的第一部分上，藍色發光層的第二部分覆蓋在HCL中的第二部分上，藍色發光層相對於HCL更靠近陰極。

上述結構中引入的HCL不僅對藍色發光層來說是空穴傳輸層，而且對紅色發光層和綠色發光層來說是電子傳輸層，HCL還同時能夠將各發光層對應的三重態激子限制在各自的發光層中，很好的提升了各發光層的發光效率。但是在實際測試和應用過程中發現，上述結構的有機電致發光器件通常會存在在需要紅色發光層和/或綠色發光層發光的情況下，藍色發光層的第一部分會同時發光的問題。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供一種有機電致發光器件及顯示裝置，用於解決混合式製程的器件結構中，在需要紅色發光層和/或綠色發光層發光的情況下，藍色發光層的第一部分會同時發光的問題。

為了實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

本發明的第一方面提供一種有機電致發光器件，包括相對設置的陽極和陰極，以及設置在所述陽極和所述陰極之間，採用混合式製程形成的發光單元；所述發光單元包括紅色發光層、綠色發光層和藍色發光層，所述藍色發光層的材料包括能夠形成藍光激基複合物的電子傳輸材料和空穴傳輸材料；藍色發光層中電子傳輸材料及空穴傳輸材料各自佔藍色發光層全部材料的比例，均與所述紅色發光層及所述綠色發光層傳輸電子的能力相匹配，以使在需要紅色發光層和/或綠色發光層發光時，電子和空穴不會在所述藍色發光層的第一部分的內部及邊緣複合。

本發明提供的有機電致發光器件中，藍色發光層的材料包括能夠形成藍光激基複合物的電子傳輸材料和空穴傳輸材料，且藍色發光層中電子傳輸材料及空穴傳輸材料各自佔藍色發光層全部材料的比例，均與紅色發光層及綠色發光層傳輸電子的能力相匹配，使得在需要紅色發光層和/或綠色發光層發光時，電子能夠快速從陰極傳輸到紅色發光層和/或綠色發光層，保證了電子僅能夠在紅色發光層內部和/或綠色發光層內部與空穴相遇並複合，而不會在藍色發光層的第一部分的內部和藍色發光層的第一部分的邊緣複合，這樣就很好的避免了在需要紅色發光層和/或綠色發光層發光的情況下，藍色發光層的第一部分會同時發光的問題。

基於上述有機電致發光器件的技術方案，本發明的第二方面提供一種顯示裝置，包括若干上述有機電致發光器件。

本發明所提供的顯示裝置所能產生的有益效果與本發明所提供的有機電致發光器件的有益效果相同，在此不再贅述。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發明的進一步理解，構成本發明的一部分，本發明的示意性實施例及其說明用於解釋本發明，並不構成對本發明的不當限定。在附圖中：

圖1為本發明實施例提供的有機電致發光器件的結構示意圖；

圖2為本發明實施例提供的藍色發光層的發光原理示意圖；

圖3為本發明實施例提供的藍色發光層的第一能級示意圖；

圖4為本發明實施例提供的藍色發光層的第二能級示意圖；

圖5為本發明實施例提供的發光單元僅包含藍色發光層的有機電致發光器件的第一能級示意圖；

圖6為本發明實施例提供的發光單元僅包含藍色發光層的有機電致發光器件的第二能級示意圖。

附圖標記：

1-陽極， 2-陰極，

30-發光單元， 31-紅色發光層，

32-綠色發光層， 33-藍色發光層，

34-第一分子， 35-第二分子，

4-藍光激基複合物， 5-電子注入層，

6-電子傳輸層， 7-空穴注入層，

8-空穴傳輸層。

具體實施方式

為了進一步說明本發明實施例提供的有機電致發光器件及顯示裝置，下面結合說明書附圖進行詳細描述。

正如背景技術所述，現有技術中通過混合式製程製作的AMOLED顯示裝置存在在需要紅色發光層和/或綠色發光層發光的情況下，藍色發光層的第一部分會同時發光的問題。本發明的發明人經研究發現，產生這種問題的原因為：由於AMOLED顯示裝置中有機電致發光器件的HCL的材料選擇不恰當，導致在需要紅色發光層和/或綠色發光層發光時，來自陰極的電子不能及時快速的傳輸到紅色發光層和/或綠色發光層中，從而電子和來自陽極的空穴在藍色發光層的第一部分的內部和/或藍色發光層的第一部分的邊緣相遇複合，以致藍色發光層的第一部分發光。

基於上述結論，發明人經進一步研究發現，可以通過調節AMOLED顯示裝置中每一個有機電致發光器件內用於傳輸電子的電子傳輸材料，和用於傳輸空穴的空穴傳輸材料的比例，來控制電子和空穴在有機電致發光器件中的傳輸速度，以保證在需要紅色發光層和/或綠色發光層發光的情況下，電子能夠更快的傳輸到紅色發光層和/或綠色發光層中，使得電子和空穴相遇的交界處在紅色發光層和/或綠色發光層內部，以此來避免藍色發光層的第一部分發光。

請參閱圖1，本發明實施例提供的有機電致發光器件包括相對設置的陽極1和陰極2，以及設置在陽極1和陰極2之間，採用混合式製程形成的發光單元30；發光單元30包括：藍色發光層33，以及並排設置的紅色發光層31和綠色發光層32；其中，藍色發光層33包括相連接的第一部分和第二部分，藍色發光層33中的第一部分覆蓋在紅色發光層31和綠色發光層32上，且藍色發光層33的第一部分相對於紅色發光層31和綠色發光層32更靠近陰極2，藍色發光層33中的第二部分與紅色發光層31並排設置；藍色發光層33的材料包括能夠形成藍光激基複合物4的電子傳輸材料和空穴傳輸材料。

藍色發光層33中電子傳輸材料及空穴傳輸材料各自佔藍色發光層33全部材料的比例，均與紅色發光層31及綠色發光層32傳輸電子的能力相匹配，以使在需要紅色發光層和/或綠色發光層發光時，電子和空穴不會在藍色發光層33的第一部分的內部及邊緣複合。

上述有機電致發光器件的具體工作過程為：在有機電致發光器件的陽極1加正電壓，在陰極2加負電壓，電子從陰極2傳輸到藍色發光層33，且經藍色發光層33的第一部分傳輸到紅色發光層31和綠色發光層32，空穴從陽極1傳輸到紅色發光層31、綠色發光層32和藍色發光層33(藍色發光層33中的第二部分能夠不通過紅色發光層31和綠色發光層32接收來自陽極1的空穴)。電子和空穴在紅色發光層31中複合，使紅色發光層31發出紅光，電子和空穴在綠色發光層32中複合，使綠色發光層32發出綠光，請參閱圖2(圖2中第一分子34中的黑色圓點代表電子，第二分子35中的黑色圓點代表空穴)，電子和空穴傳輸到藍色發光層33中，電子在藍色發光層33中由第一分子34(電子傳輸材料對應的分子)的最低未佔分子軌道，躍遷到第二分子35(空穴傳輸材料對應的分子)的最高佔據分子軌道，並與空穴複合形成激子，使第一分子34和第二分子35間形成的藍光激基複合物4發出藍光。

根據上述有機電致發光器件的具體結構和工作過程可知，本發明實施例提供的有機電致發光器件中，藍色發光層33的材料包括能夠形成藍光激基複合物4的電子傳輸材料和空穴傳輸材料，且藍色發光層33中電子傳輸材料及空穴傳輸材料各自佔藍色發光層33全部材料的比例，均與紅色發光層31及綠色發光層32傳輸電子的能力相匹配，使得在需要紅色發光層31和/或綠色發光層32發光時，電子能夠快速的從陰極2傳輸到紅色發光層31和/或綠色發光層32，保證了電子僅能夠在紅色發光層31內部和/或綠色發光層32內部與空穴相遇並複合，而不會在藍色發光層33的第一部分的內部和藍色發光層33的第一部分的邊緣複合，這樣就很好的避免了在需要紅色發光層31和/或綠色發光層32發光的情況下，藍色發光層33的第一部分會同時發光的問題。

此外，本發明實施例提供的有機電致發光器件中不需要引入HCL，在很大程度上簡化了有機電致發光器件的結構，使得有機電致發光器件更加輕薄化。

值得注意的是，由於上述藍色發光層33是通過其內部形成的藍光激基複合物4發出藍光的，因此，要求形成的藍光激基複合物4的單重態能級S1exciplex大於2.5eV，以保證藍色發光層33能夠發出滿足要求的藍光。

上述藍色發光層33中電子傳輸材料和空穴傳輸材料的比例，可以根據紅色發光層31和綠色發光層32實際選用的材料種類來確定，具體可包括以下幾種情況，當然不僅限於給出的情況。

第一種情況，當紅色發光層31傳輸電子的能力大於傳輸空穴的能力，且綠色發光層32傳輸電子的能力大於傳輸空穴的能力時，藍色發光層33中電子傳輸材料佔藍色發光層33全部材料的比例小於空穴傳輸材料佔藍色發光層33全部材料的比例。具體的，當紅色發光層31和綠色發光層32中選用的材料均偏向電子傳輸材料時，紅色發光層31和綠色發光層32對電子的傳輸能力均大於對空穴的傳輸能力，這樣就可以將藍色發光層33中電子傳輸材料的比例調低，即使藍色發光層33對電子的傳輸能力較小，從而保證了在需要紅色發光層31和/或綠色發光層32發光的情況下，電子僅能夠在紅色發光層31和/或綠色發光層32內與空穴相遇複合，而不會在藍色發光層33的第一部分的內部，或在藍色發光層33的第一部分與紅色發光層31、綠色發光層32的交界處與空穴相遇，很好的避免了在需要紅色發光層31和/或綠色發光層32發光的情況下，藍色發光層33的第一部分會同時發光的現象；需要說明的是，在紅色發光層31和/或綠色發光層32發光的同時，電子和空穴可以在藍色發光層33的第二部分複合並發出藍光。

第二種情況，當紅色發光層31傳輸電子的能力小於傳輸空穴的能力，且綠色發光層32傳輸電子的能力小於傳輸空穴的能力時，藍色發光層33中電子傳輸材料佔藍色發光層33全部材料的比例大於空穴傳輸材料佔藍色發光層33全部材料的比例。更詳細的說，當紅色發光層31和綠色發光層32中選用的材料偏向空穴傳輸材料時，紅色發光層31和綠色發光層32對電子的傳輸能力均小於對空穴的傳輸能力，這樣就可以將藍色發光層33中電子傳輸材料的比例調高，即使藍色發光層33對電子的傳輸能力較大，從而保證了在需要紅色發光層31和/或綠色發光層32發光的情況下，電子僅能夠在紅色發光層31和/或綠色發光層32內與空穴相遇複合，而不會在藍色發光層33的第一部分的內部，或在藍色發光層33的第一部分與紅色發光層31、綠色發光層32的交界處與空穴相遇；同樣值得注意的是，在紅色發光層31和/或綠色發光層32發光的同時，電子和空穴可以在藍色發光層33的第二部分複合並發出藍光。

為了提高藍色發光層33的發光效率，在選擇藍色發光層33中的電子傳輸材料和空穴傳輸材料時，要保證電子傳輸材料和空穴傳輸材料形成的藍光激基複合物4具有較接近的三重態能級和單重態能級，這樣由電子和空穴複合成的激子就能夠由藍光激基複合物4的三重態能級T1exciplex躍遷到藍光激基複合物4的單重態能級S1exciplex，從而發出藍色的熱活化延遲螢光，保證了激子較高的利用率。更為優選的，藍光激基複合物4的三重態能級T1exciplex，與藍光激基複合物4的單重態能級S1exciplex之間的能級差小於0.3eV，這樣複合形成的激子均能夠較容易的從藍光激基複合物4的三重態能級T1exciplex躍遷到藍光激基複合物4的單重態能級S1exciplex，使激子實現100％的利用率，保證了藍色發光層33的發光效率。

請參閱圖3，圖3中S1ETL代表藍色發光層33中電子傳輸材料的單重態能級，S1HTL代表藍色發光層33中空穴傳輸材料的單重態能級，S0代表基態的能級。由於上述藍光激基複合物4是由藍色發光層33中的電子傳輸材料，和藍色發光層33中的空穴傳輸材料形成的，因此，容易出現能量從藍光激基複合物4的三重態能級T1exciplex轉移到藍色發光層33中電子傳輸材料的三重態能級T1ETL，或轉移到藍色發光層33中空穴傳輸材料的三重態能級T1HTL的情況，這樣就會造成能量的損失，影響藍色發光層33的發光效率。為了避免由於能量轉移導致的發光效率低的問題，可選的，請參閱圖4，藍色發光層33中的電子傳輸材料的三重態能級T1ETL大於藍光激基複合物4的三重態能級T1exciplex，和/或，藍色發光層33中的空穴傳輸材料的三重態能級T1HTL大於藍光激基複合物4的三重態能級T1exciplex。

更詳細的說，當藍色發光層33中的電子傳輸材料的三重態能級T1ETL大於藍光激基複合物4的三重態能級T1exciplex時，激子就不容易從藍光激基複合物4的三重態能級T1exciplex躍遷到電子傳輸材料的三重態能級T1ETL，即使得激子能夠被限制在藍光激基複合物4中。同理，當藍色發光層33中的空穴傳輸材料的三重態能級T1HTL大於藍光激基複合物4的三重態能級T1exciplex時，激子就不容易從藍光激基複合物4的三重態能級T1exciplex躍遷到空穴傳輸材料的三重態能級T1HTL，即同樣使得激子能夠被限制在藍光激基複合物4中。因此，優選的，藍色發光層33中的電子傳輸材料的三重態能級T1ETL，和藍色發光層33中的空穴傳輸材料的三重態能級T1HTL均大於藍光激基複合物4的三重態能級T1exciplex，這樣激子就能夠被很好的限制在藍光激基複合物4中，不會出現能量的轉移，避免了能量的損失，保證了藍色發光層33具有較高的發光效率。

需要說明的是，圖3和圖4中藍光激基複合物4的三重態能級T1exciplex和單重態能級S1exciplex之間的雙向虛線箭頭代表激子能夠在三重態能級T1exciplex和單重態能級S1exciplex之間發生雙向的躍遷。

同理為了保證紅色發光層31和綠色發光層32的發光效率，可以將藍色發光層33中的電子傳輸材料的三重態能級T1ETL大於綠色發光層32中發光材料的三重態能級，和/或，藍色發光層33中的空穴傳輸材料的三重態能級T1HTL大於綠色發光層32中發光材料的三重態能級。具體的，藍色發光層33中選擇的電子傳輸材料的三重態能級T1ETL大於綠色發光層32中發光材料的三重態能級，使得綠色發光層32中的激子不易躍遷到藍色發光層33中，限制了綠色發光層32中能量的轉移，保證了綠色發光層32的發光效率；藍色發光層33中的空穴傳輸材料的三重態能級T1HTL大於綠色發光層32中發光材料的三重態能級，同樣使得綠色發光層32中的激子不易躍遷到藍色發光層33中，保證了綠色發光層32的發光效率。

優選的，藍色發光層33中的電子傳輸材料的三重態能級T1ETL，和藍色發光層33中的空穴傳輸材料的三重態能級T1HTL均大於綠色發光層32中發光材料的三重態能級，這樣就最大程度的限定了綠色發光層32中激子的躍遷，將綠色發光層32中的能量全部限制在綠色發光層32中，不會造成能量的轉移，最大程度的提高了綠色發光層32的發光效率。

需要說明的是，由於綠色發光層32中的發光材料的能級一般高於紅色發光層31中的發光材料的能級，因此，當限定了藍色發光層33中的電子傳輸材料的三重態能級T1ETL，和藍色發光層33中的空穴傳輸材料的三重態能級T1HTL均大於綠色發光層32中發光材料的三重態能級時，就同時限定了藍色發光層33中的電子傳輸材料的三重態能級T1ETL，和藍色發光層33中的空穴傳輸材料的三重態能級T1HTL均大於紅色發光層31中發光材料的三重態能級，即使得紅色發光層31中的能量全部限制在紅色發光層31中，不會造成能量的轉移，最大程度的提高了紅色發光層31的發光效率。

上述藍色發光層33除具有發出藍光的作用外，還用於將電子由陰極2傳輸至紅色發光層31和綠色發光層32，以使得電子能夠在紅色發光層31與空穴複合，實現紅色發光層31的發光，以及電子能夠在綠色發光層32與空穴複合，實現綠色發光層32的發光。為了保證藍色發光層33具有更好的電子傳輸能力，可以對藍色發光層33的厚度進行限定，可選的，將藍色發光層33的厚度設為20nm-40nm，這種厚度的藍色發光層33使得電子由陰極2傳輸到紅色發光層31和綠色發光層32時，所經過的路程剛好合適，既保證了電子的傳輸速度，又兼顧了光學的需要。

請繼續參閱圖1，由於發光單元30的發光效率在很大程度上受到電子和空穴傳輸的影響，因此，電子和空穴的傳輸路徑應受到足夠的重視。為了保證電子能夠從陰極2最大限度的傳輸到發光單元30，空穴能夠從陽極1最大限度的傳輸到發光單元30，可以在上述有機電致發光器件中引入電子注入層5、電子傳輸層6、空穴注入層7和空穴傳輸層8。具體的，空穴注入層7設置於陽極1與發光單元30之間，空穴傳輸層8設置於空穴注入層7與發光單元30之間，電子傳輸層6設置於發光單元30與陰極2之間，電子注入層5設置於電子傳輸層6與陰極2之間。

在有機電致發光器件中引入的電子注入層5和電子傳輸層6，一方面能夠將電子更好的由陰極2傳輸到發光單元30，另一方面能夠阻止空穴向陰極2傳輸；在有機電致發光器件中引入的空穴注入層7和空穴傳輸層8，一方面能夠將空穴更好的由陽極1傳輸到發光單元30，另一方面能夠阻止電子向陽極1傳輸；因此，在有機電致發光器件中引入電子注入層5、電子傳輸層6、空穴注入層7和空穴傳輸層8，能夠使得電子和空穴均被限制在有機電致發光器件的發光單元30中，使有機電致發光器件能夠最大限度的實現發光效率。

上述電子傳輸層6中採用的電子傳輸材料可以有多種選擇，只要有利於電子的傳輸即可。如圖5所示(圖5中藍色發光層33中包括的較高虛線框代表空穴傳輸材料對應的能級，藍色發光層33中包括的較低虛線框代表電子傳輸材料對應的能級)，電子傳輸層6中採用的電子傳輸材料與藍色發光層33中選用的電子傳輸材料不同，在這種情況下，電子傳輸層6和藍色發光層33之間存在勢壘，電子在由電子傳輸層6傳輸至藍色發光層33中時，需要消耗部分能量。如圖6所示，考慮到電子傳輸層6是疊加設置在藍色發光層33上的，且藍色發光層33中同樣包括電子傳輸材料，可以將電子傳輸層6和藍色發光層33選用同種電子傳輸材料，這樣就使得電子傳輸層6和藍色發光層33之間不存在勢壘(圖6中電子傳輸層6與藍色發光層33中代表電子傳輸材料能級的虛線框處於同一高度)，電子在由電子傳輸層6注入到藍色發光層33中時，不需要能量的損耗，使得在實際驅動有機電致發光器件工作時，降低了器件的驅動電壓，從而降低了有機電致發光器件的能量損耗。

上述藍色發光層33中可選用的電子傳輸材料的種類，和空穴傳輸材料的種類均多種多樣，只需要能夠形成藍光激基複合物4即可，可選的，藍色發光層33中的電子傳輸材料為4,6-雙(3,5-二(3-吡啶)基苯基)-2-甲基嘧啶(B3PYMPM)，藍色發光層33中的空穴傳輸材料為4,4',4」-三(咔唑-9-基)三苯胺(TCTA)。採用4,6-雙(3,5-二(3-吡啶)基苯基)-2-甲基嘧啶和4,4',4」-三(咔唑-9-基)三苯胺構成藍色發光層33，不僅使得藍色發光層33具有較好的電子傳輸能力和空穴傳輸能力，而且在藍色發光層33中形成的藍光激基複合物4還具有較高的發光效率。此外，上述陽極1的材料可選為氧化銦錫(ITO)，電子注入層5的材料可選為氟化鋰(LiF)，陰極2的材料可選為鋁(Al)。

本發明實施例還提供一種顯示裝置，包括上述實施例提供的有機電致發光器件。由於上述有機電致發光器件具有發光效率較高，在需要紅色發光層和/或綠色發光層發光的情況下，藍色發光層的第一部分不會同時發光，以及器件結構簡單輕薄等諸多優點；因此，本發明實施例提供的顯示裝置具有較高的顯示效率和顯示畫面質量，而且這種顯示裝置同樣更加輕薄。

在上述實施方式的描述中，具體特徵、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。

以上所述，僅為本發明的具體實施方式，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術範圍內，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。因此，本發明的保護範圍應以所述權利要求的保護範圍為準。